专题十三 非金属及其化合物(讲解部分)

六、离子的检验
(1)SO24- 的检验 待测液
取清液
有无白色沉淀(判断有无
S O24- )。
先加稀盐酸的目的是排除CO32- 、SO32- 、Ag+的干扰:CO32- +2H+
H2O+
CO2↑、SO32- +2H+
H2O+SO2↑、Ag++Cl-
AgCl↓,再加BaCl2溶液,有白
色沉淀产生,则S
O24-
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3.臭氧层 能吸收来自太阳的大部分紫外线,被称为生物的“保护伞”。 烷 是破坏臭氧层的“元凶”。
氟氯代
五、过氧化氢 1.化学式: H2O2 。
电子式:
H·×O ··O ·×H 。
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结构式:
。
H、O原子个数比为1∶1,H2O2是既含极性键,又含非极性键的共价化合物。 2.化学性质
(1)不稳定性:2H2O2
(2)与酸反应
变蓝 的气体(高中阶段),常用
NH3+HCl NH4Cl(生成白烟)
NH3+HNO3 NH4NO3(生成白烟) (3)与氧气反应(氨的催化氧化)
4NH3+5O2
4NO+6H2O
(二)铵盐的性质和检验 1.性质 a.易溶于水的晶体 b.与碱反应
N
H
4
+OH-
c.受热分解
NH3↑+H2O
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(2)污染物的种类:重金属、酸、碱、盐、耗氧物质、石油、难降解的有机 物、洗涤剂等。 (3)防止和治理:控制污水的排放,用物理、化学、生物等方法综合治理。 4.土壤污染 (1)概念:进入土壤中的污染物的数量超过土壤的 净化 能力,导致土 壤质量下降的现象。 (2)污染物:城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化 肥、农药、大气沉降物、牲畜的排泄物、生物残体等。 (3)防治的措施:控制和减少污染物的排放,加强对工矿企业固体废弃物及 城市垃圾的处理和利用。
(2)不稳定性,化学方程式为⑥ 4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O 。 久置的浓硝酸呈⑦ 黄 色,因为溶解了NO2。实验室保存浓HNO3时应注 意:低温、⑧ 避光 、密封。 (3)强氧化性 a.能与除⑨ Au、Pt 以外的所有金属反应,如Cu与浓、稀HNO3均可反
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应,化学方程式分别为:⑩ Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O , 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 。
2H2O+O2↑ 。
(2)还原性:H2O2遇强氧化剂时表现还原性。如:
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
(3)氧化性,如:H2O2+Na2SO3
Na2SO4+H2O 。
酸性条件下可溶解Cu:H2O2+Cu+2H+
Cu2++2H2O 。
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杀菌消毒、漂白作用:如可使NaOH酚酞溶液的红色褪去,不是H2O2的弱酸 性所致。
基础知识 1.氯元素的位、构、性关系 (1)氯元素位于元素周期表中第① 三 周期第② ⅦA 族,其原子结构
示意图为
。氯原子易得到一个电子形成氯离子(
),
因此,氯元素具有较强的非金属性,在自然界中以化合态存在。氯气具有 ③ 强氧化 性,化学性质活泼,以得电子发生还原反应为主。 (2)氯气的性质
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存在:Ba2++S
O
24
BaSO4↓。
(2)SO32- 的检验
向溶液中加入盐酸,将产生的气体通入品红溶液中,红色褪去;或加入氯化
钡溶液生成白色沉淀,加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。
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七、环境保护 1.环境问题 (1)酸雨 酸雨的酸度主要是 硫酸 和硝酸造成的。我国的酸雨主要是硫酸型 酸雨,主要是由 二氧化硫 引起的。 (2)臭氧空洞 臭氧空洞的形成主要与氟氯烃和氮氧化物有关。 (3)水体富营养化 主要是由过多排放含 磷 、氮的废水所致。 (4)光化学烟雾 主要由 氮氧化物 等物质引起。
4NO+6H2O
2NO+O2 2NO2
3NO2+H2O 2HNO3+NO
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4.用途
制化肥、炸药、染料等。
四、人类活动对自然界氮循环和环境的影响
1.固氮及影响
(1)活化氮
N
H
4
、N
O3-
是自然界中活化氮的主要存在形态。
活化氮数量增加
(2)影响
破坏全球生态平衡问题
温室效应 水体污染
酸雨
(3)NOx的污染
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O (2)制取装置:如下图所示。
如NH4Cl NH3↑+HCl↑
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d.水解反应
N
H
4
+H2O
NH3·H2O+H+
2.N
H
4
的检验
a.取样品与碱共热,用湿润的
红色石蕊 试纸检验,观察试纸是否变
蓝;
b.取样品与碱共热,用蘸有 浓盐酸 的玻璃棒检验,观察是否有白烟产
生。
(三)氨气的制法
1.实验室制法
(1)原理:铵盐与碱共热,产生氨气。
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八、绿色化学 绿色化学在环境保护和清洁生产等方面发挥着越来越重要的作用。 原子经济性可用原子利用率来衡量,可表示为:
期望产物的质量
原子利用率= 生成物的总质量×100% 原子经济性有两个显著的特点:一是最大限度地利用原料,二是最大限度地 减少废弃物的排放。
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基础知识
考点四 氮及其化合物
有些金属(如 Fe 、 Al 等)在冷的浓HNO3中发生钝化。 b.与不活泼的木炭反应的化学方程式为:
C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
c.与某些还原性化合物(如FeO)反应的化学方程式为:
3FeO+10HNO3 3.工业制备原理
3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O 。
4NH3+5O2
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
HClO H++ClO-
H2O
H++OH-
2.组成微粒——“三分子”“四离子”
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3.氯水性质的多样性
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4.氯水中平衡移动的应用
向氯水中加入的物质 或改变的条件
浓度变化
可溶性氯化物
c(Cl-)增大
盐酸 NaOH Ca(OH)2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c(H+)和 c(Cl-)增大 c(H+)减小
一、氮气
氮气约占空气总体积的① 78% 。通常情况下,N2不与O2反应;在放电条
件下,N2能跟O2反应生成无色、无味的一氧化氮:N2+O2 ② 2NO 。 二、NO和NO2 一氧化氮在常温下很容易与空气中的氧气反应,化学方程式为③ 2NO+O
2
2NO2 。
NO与NO2的性质比较
一氧化氮(NO)
颜色
c(H+)减小
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平衡移动的方向
应用
左移
左移 右移 右移
①用饱和食盐水除Cl2 中的HCl ②用排饱和食盐水法 收集Cl2
次氯酸盐与浓盐酸反 应制Cl2
用NaOH溶液吸收多余 Cl2
制漂白粉
向氯水中加入的物质 或改变的条件
浓度变化
CaCO3 光照
c(H+)减小 c(HClO)减小
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平衡移动的方向
无色
气味
无味
水溶性
不溶
毒性
有毒
实验室制取时所用试剂 Cu和稀HNO3
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二氧化氮(NO2) ④ 红棕色 刺激性气味 与H2O反应 有毒 Cu和浓HNO3
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三、硝酸 1.物理性质 纯硝酸是无色、⑤ 易 挥发、有刺激性气味的液体,能跟水以任意比互 溶,常用浓硝酸的溶质质量分数约为69%,常因溶有少量NO2而略显黄色。 2.化学性质 (1)具有酸的通性,但与活泼金属反应时不能生成H2。
a.氮氧化物:主要有NO、N2O、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等,其中NO和NO2
是最主要的空气污染物。
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b.污染源:石油产品和煤的燃烧,工业废气的排放,农田土壤及动物排泄物中 含氮化合物的转化。 c.污染 光化学烟雾: 氮氧化物 在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列 光化学反应,产生一种有毒的烟雾。 酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨水等降到地面 (pH< 5.6 )。 2.对生产中氮氧化物污染的防治 (1)控制进入自然界的有害物质的量。 (2)增强生态系统对有害物质的吸收能力。
未知液
蓝色溶液,表明有I-
基础知识 一、硫
考点三 氧、硫及其化合物
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硫
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说明 S与变价金属发生化合反应一般生成 ⑥ 低 价态硫化物。 二、二氧化硫
二 氧 化 硫
三、硫酸的性质和用途
硫 酸
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四、臭氧(O3) 1.物理性质
在常温、常压下,臭氧是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它的密度比氧气大。 2.化学性质
五、氨及铵盐 (一)氨的结构与性质
N
1.结构:电子式为 H··H ··H ,分子空间构型为三角锥形。
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2.物理性质:无色,有刺激性气味的气体,密度比空气小,易液化,极易溶于
水。
3.化学性质
(1)与水反应
NH3+H2O
NH3·H2O
NH
4
+OH-
NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸
此性质检验NH3。
(1)极强的氧化性:O3+2KI+H2O 蓝)。
2KOH+I2+O2(使湿润的淀粉KI试纸变
(2)不稳定性:2O3 3O2(升温,反应速率加快)。 (3)漂白和消毒作用:有些染料受到臭氧的氧化作用会褪色,臭氧还可以杀
死许多细菌,因此,臭氧是一种很好的 脱色剂 和 消毒剂 。
(4)产生方式:3O2 2O3。
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(5)温室效应 主要由过多排放二氧化碳和甲烷等所致。 2.大气污染 (1)概念:大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或超过大气的自净 能力。 (2)污染物:主要有 可吸入颗粒物 、硫的氧化物、氮的氧化物、碳氢 化合物,以及氟氯代烷和放射性物质等。 (3)主要危害:危害人体健康,影响动植物生长,影响全球气候。 (4)防治的措施:立法,综合治理。 3.水污染 (1)概念:排放的污染物使水和水体的物理、化学性质发生变化,或使生物 群落发生变化,从而降低了水体的使用价值。
I2易升华,淀粉溶液遇I2变蓝。
Br2和I2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油)萃取。
I2易与Na2S2O3溶液反应:I2+2S2O32-
2I-+S4O62- ,用于通过滴定(以
溶液 为指示剂)来定量测定碘的含量。
淀粉
4.海水资源的开发利用
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核心精讲
一、对氯水性质多样性的分析
1.氯水中的“三个平衡”
应用
右移 右移
制高浓度的HClO溶液
氯水避光保存或现用 现配
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二、卤素离子的检验方法 1.AgNO3溶液—沉淀法
未知液 2.置换—萃取法
生成白色沉淀,则有Cl生成浅黄色沉淀,则有Br-
生成黄色沉淀,则有I-
未知液
有机层呈
红棕色或橙红色,表明有Br 浅紫色或紫色,表明有I-
-
3.氧化—淀粉法检验I-
收集方法的选择与气体的密度、溶解性及其在 空气中的稳定性等有关
尾气吸收:Cl2有毒,常用⑧ NaOH溶液 吸收尾 根据有害气体的性质,常设置点燃转化、试剂吸
气,防止污染环境
收等处理装置
说明 Cl2中的HCl(g)可用饱和食盐水吸收,H2O(g)可用浓硫酸吸收。
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3.溴、碘单质的特殊性
⑨ Br2 是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用 ⑩ 水 液封来保存。
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2.氯气的实验室制法
基础知识 化学反应原理: ⑦ MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
装置类型: 固+液 气
联想拓展
Cl-
Cl2
用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等固体与浓盐酸在
常温下反应可制得Cl2
装置类型:
固+液
气
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基础知识
联想拓展
收集方法: 向上排空气法或排饱和食盐水法
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4.无机非金属材料 (1)材料的分类
金属材料
纯金属 合金
无机非金属材料
传统无机非金属材料 新型无机非金属材料
材料
塑料
有机高分子材料
橡胶 纤维
复合材料
(2)传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等。
(3)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维等。
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考点二 氯、溴、碘及其化合物
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高考化学
专题十三 非金属及其化合物
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考点清单
考点一 碳、硅及其化合物 无机非金属材料
基础知识 1.碳的单质
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碳
2.碳的氧化物
栏目索引
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3.硅及其化合物 (1)硅单质可用于制造半导体材料,光导纤维的主要成分是SiO2; (2)非金属单质与碱溶液反应一般既作氧化剂又作还原剂,且无氢气放出, 但硅与碱溶液反应时Si只作还原剂,且放出氢气:Si+2NaOH+H2O Na2 SiO3+2H2↑; (3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能跟HF反应:Si+4HF SiF4↑+2H2↑; (4)SiO2是H2SiO3的酸酐,但它不溶于水,不能直接与水反应制备H2SiO3; (5)酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟氢氟酸作用:SiO2+4HF SiF4↑+2H2O; (6)无机酸一般能溶于水,但H2SiO3(或H4SiO4)却难溶于水。