化学：第四章《非金属及其化合物》教案（新人教版必修1）

第四章非金属及其化合物

一、知识框架

「区化拄：与金属及其他非金属反应

~（ZK1—

一与水、碱反应：消毒剂、漂白剂（漂白液与漂白粉）

单质区｝—可燃性:七成so：

—区I—稔定性：空气的主要成分

L亲乳性：以SO或碎酸盐的形式存在

非~r^-i—

金J半导体性：信息技术“光电技术材料

属

及

其与水反应：酸雨

化

—SO2>NO2

《

崭与环境的关系：大气污染'J防治

氧化物

与强碱反应：制NsSiO:

Si（）2

HZ碓酸盐材料的基础

—与水反应：制氨水

化合物氢化物|-

—与酸反应：制铉盐

——液化：制冷剂

r—H2s。4、IINO?、HCIO——舸化性

含氧酸

L不溶性

—H.SiO,—

—胶体性质：制珪胶

—NaCK）,Ca（C10）2—消毒剂、漂汽粉

含锐酸盐

——Na2SiO3——融胶剂（水玻璃）、防火剂

1—-陶烧、玻璃、水泥

二、重点难点

重点：二氧化硅的用途、性质，硅酸的性质；硅酸盐的性质及重要用途、硅的用途；氯

气的性质；二氧化硫与水的反应；二氧化氮与水的反应；二氧化硫和二氧化氮对大气的污染;

NW性质实验室制法；H2SO4>HNCh的性质、用途。

难点：二氧化硅的性质、结构；硅晶体结构，硅酸盐的组成；氯气与出0、NaOH反应，

C厂的检验；可逆反应，二氧化氮与水的反应；H2so4、HNO3的化学性质，NH：的检验；使学

生树立环保意识，形成辩证唯物主义世界观。

三、知识点解析

（一）无机非金属材料的主角一一硅

晶体结构［晶体硅、无定形硅

空间构型：正四面体

色:金属光泽《预示可能具有金属的某些性质)

I态:灰黑色固体

物理性质熔点：高(1410七)

硬度:大

〔质脆

，常温下不活泼，与HC1、HZSO«、HNO3都不反应

常温下只能与HF、NaQH溶液反应

高温下可发生一系列反应：

化学性质4

Si+C------SiC

Si+Oz-SiOz

Si+2clz=SiCl4

l用途：半导体材料、光缆、新能源

硅是一种重要的非金属元素，在地壳中含量丰富，仅次于氧，含量为2.6%。而且，硅的

氧化物及硅酸盐是构成我们赖以生存的地球岩石的主要成分。同时，由于硅酸盐及其化合物

广泛的用途及诱人的发展前景，所以，把硅放在本章的第一节来介绍、学习。

硅的原子结构示意图为：工夕，>J

硅与碳结构相似，在反应中，硅既不容易失去电子，也不容易得到电子，主要形成四价

的共价化合物。

硅在自然界中主要以二氧化硅及硅酸盐的形式存在，最常见的沙子中，就含有硅的氧化

物----SiC>2。

一、二氧化硅和硅酸

1、二氧化硅(SO2)

(1)SiC>2的存在：化学式Si02,又称硅石，在自然界分布很广，如石英、石英砂等。

(2)SiQ的结构：

(3)S102的用途：制光导纤维、电子工业重要部件、光学仪器、耐高温化学仪器。

(4)S,°2的性质

1)物理性质：无色或白色晶体，含铁时呈淡黄色，密度2.20〜2.66g/cm3,鳞石英熔点

1670℃,方石英熔点17WC,沸点均为2230℃,不溶于水和酸(除氢氟酸外)。能与熔融的

碱反应。用于制玻璃、陶器、耐火材料等。

2)化学性质：二氧化硅是一种坚硬难溶的固体，天然的二氧化硅分为晶体和无定形两大

类；石英的主要成分是二氧化硅晶体，自然界透明的六方柱状石英晶体，就是水晶；二氧化

硅是原子晶体，所以熔点很高，硬度很大；化学性质稳定，可以和碱醉、碱和某些盐发生反

应，不溶于水也不和水反应。

SiO2+CaO^^CaSiO3

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2O

SiO2+Na2sle)3=^=Na2sle)3+CO2t

2、硅酸

Si6难溶于WO,其对应的水化物叫硅酸，硅酸也难溶于水。在实验室里用可溶性的硅酸

盐与其他酸反应而制得。

(1)性质：弱酸性、水溶性、硅胶的吸水性；

(2)用途：作保鲜剂，干燥剂等。

二、硅酸盐

1、定义：

硅酸盐是由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称，在自然界分布极为广泛。

2、代表——Na2SiO3

NazSiO3的性质及用途

(1)NazSiCh是一种钠盐，易溶于水。

(2)NazSiCh具有一定的黏性，可作黏合剂。

(3)NazSiCh可作防火剂。

(4)NazSiCh俗名水玻璃。

(5)Na?SiO3可作肥皂的填充剂。

3、硅酸盐组成的表示方法

硅酸盐一一硅酸钠、高岭石，构成地壳岩石的主要成份。

硅酸盐种类繁多，结构也很复杂，为了方便起见，也为了便于同学们理解，通常用氧化

物的形式来表示硅酸盐的组成：硅酸盐中的Si元素，以Si02的形式表示，金属元素如Na、K、

Mg、ALCa等，以它们常见的氧化物形式表示，H元素以出0的形式表示。

方法：(1)找出组成元素

(2)写成氧化物的形式

(3)注意原子守恒

(4)检查有无遗漏

硅酸:

SiO2H2O>SiO2-2H2O

硅酸钠:

Na2SiO3——NaO•SiO2

高岭石：

Ah(Si2O5)(OH)4——AI2O3•2SiO2-2H2O

三、硅单质

f用途

Si+O2====SiO2

化学性质Si+4HF====SiF+2H2T

硅单质•性质4

Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2T

物理性质

存在:地壳中

虽然硅的化合物很多，随处可见，而且从远古时期人类就己经学会加工和使用陶瓷，但

是硅的单质却到很晚——18世纪上半叶才制备出来。

1822年，瑞典化学家白则里用金属钾还原四氟化硅，得到了单质硅。

1、分布

硅主要以化合物的形式、作为仅次于氧的最丰富的元素存在于地壳中，约占地表岩石的四

分之一，广泛存在于硅酸盐和硅石中。

2,制备

工业上，通常是在电炉中由碳还原二氧化硅而制得。

化学反应方程式：

SiO2+2C-Si+2C0

这样制得的硅纯度为97~98%,叫做金属硅。再将它融化后重结晶，用酸除去杂质，得到

纯度为99.7~99.8%的金属硅。如要将它做成半导体用硅，还要将其转化成易于提纯的液体或

气体形式，再经蒸储、分解过程得到多晶硅。如需得到高纯度的硅，则需要进行进一步的提

纯处理。

3、硅单质的性质

（1）Si晶体结构为正四面体型。

（2）单质Si有晶体硅和无定形硅两种。

（3）有金属光泽、灰黑色固体。

（4）熔点高（1410℃）、硬度大、质脆。

（5）良好的半导体材料。

（6）有很广泛的用途。

（7）常温下化学性质不活泼。

HF是唯一可以与Si。2反应的酸。

SiO2+4HF====SiF4t+2H2O

一般玻璃都是光滑、透明的，但是，同学们也常见到一些玻璃制品，如玻璃镜、门窗等

画有许许多多美丽的图案，这些图案是怎么“绘上”去的呢？一一就是利用HF和Si。?反应的

原理。

4、硅的用途

（1）高纯的单晶硅是重要的半导体材料。在单晶硅中掺入微量的第川A族元素，形成p型

硅半导体；掺入微量的第VA族元素，形成n型和p型半导体结合在一起，就可做成太阳能电

池，将辐射能转变为电能。在开发能源方面是一种很有前途的材料。

（2）金属陶瓷、宇宙航行的重要材料。将陶瓷和金属混合烧结，制成金属陶瓷复合材料，

它耐高温，富韧性，可以切割，既继承了金属和陶瓷的各自的优点，又弥补了两者的先天缺

陷。可应用于军事武器的制造第一架航天飞机"哥伦比亚号"能抵挡住高速穿行稠密大气时磨

擦产生的高温，全靠它那三万一千块硅瓦拼砌成的外壳。

（3）光导纤维通信，最新的现代通信手段。用纯二氧化硅拉制出高透明度的玻璃纤维，激

光在玻璃纤维的通路里，无数次的全反射向前传输，代替了笨重的电缆。光纤通信容量高，

一根头发丝那么细的玻璃纤维，可以同时传输256路电话，它还不受电、磁干扰，不怕窃听，

具有高度的保密性。光纤通信将会使21世纪人类的生活发生革命性巨变。

（4）性能优异的硅有机化合物。例如有机硅塑料是极好的防水涂布材料。在地下铁道四壁

喷涂有机硅，可以一劳永逸地解决渗水问题。在古文物、雕塑的外表，涂一层薄薄的有机硅

塑料•，可以防止青苔滋生，抵挡风吹雨淋和风化。天安门广场上的人民英雄纪念碑，便是经

过有机硅塑料处理表面的，因此永远洁白、清新。

四、转化关系：

CaSiO3

f

Si-*SiO2-*Na2SO3-*'H2SiO3

（二）富集在海水中的元素一一氯

一、活泼的黄绿色气体一一氯气

1、物理性质

氯气是一种黄绿色的、具有强烈刺激性气味的气体，有毒。在闻有毒的气体时不能直接

靠近瓶口，要用手轻轻地扇动来闻。

2、化学性质

（1）与金属反应

氯气是很活泼的非金属单质，具有很强的氧化性。氯气能与大多数金属化合，生成金属

氯化物。例如：Na、Fe、Cu等都能在氯气中燃烧。

（2）与水反应

CI2+H2O====HCI+HCIO

3、用途

HCI。有很强的氧化性，能杀死水中的病菌，起到很好的消毒作用。

氯水有漂白作用，干燥的氯气不能漂白，漂白的实质是氯水中的HCI。起作用。

二、氯离子（C「）的检验

1、试剂：AgN03、稀HNO3

2、现象：白色沉淀，不溶于稀硝酸

3、干扰：Ag2c。3（注意）

cr+Ag+=AgaJ

三、卤素

1、结构相似，性质相似

2、结构不同，性质不同

3、氧化性:F2>CI2>Br2>l2

（三）硫和氮的氧化物

一,、硫二、氮

S①存在

（性质②性质［物性

SOz用途NO实验室制法

.环境《保护环境）NOz①原理

r［氧化性.HNO.2,,②仪器

硫<,,,2.氮幺3

1.性质吸水性3.NH3<

1（1）物理性质③步骤

质/脱水性

（2）化学性质④收集

ZX1难捋发性

①挥发性⑤检验

②不稳定性1⑥干燥

用途

.1制法

③强氧化性（特性）

<3）用途

一、二氧化硫

［实物展示］粉末状硫及块状硫。

1、物理性质：黄色固体，难溶于水,微溶于酒精，易溶于CS2,易升华等。

二氧化硫的物理性质

状态：气体颜色：无色气味：有刺激性

沸点：一10七毒性：有毒密度：比空气大

溶解度：易溶于水，在常温、常压下，1体积水大约能溶解40体积的S02。

2、SO2的化学性质：

与铁生成硫化亚铁、与铜生成硫化亚铜，也可以和活泼的金属反应；硫在空气中或氧气

中可以燃烧生成SO2,可以与非金属反应。

(1)酸性氧化物

SO2+H2O^^H2SO3COZ+HZO^^HZCOS

比较特点：

能同时向两个反应方向进行，属于可逆反应。

可逆反应：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应,

叫可逆反应。

(2)二氧化硫漂白性：S02溶于水产生的H2sCh与有色物质直接结合生成不稳定的无色物

质。

硫单质及其化合物的化学性质

-

T—I丁

注：S02中硫元素为+4价，既可得电子显氧化性，又可失电子显有还原性。

(3)氧化性：SO2+2H2s====3SI+2H2O

注：S02的氧化性较弱，只在少数反应中体现。

(4)S02具较强的还原性，可被X2、。2、KMnO4,HN。?等许多氧化剂氧化：

SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr

5SO2+2KMnO4+2H2O====K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

催化剂、

2SO2+O2'―△-2s。3

思考：SO?能使澳水、KMnCU溶液褪色，这与SO2使品红褪色，实质相同吗？

答：不同。前者缘于SCh的还原性，发生的是氧化还原反应。后者缘于其漂白性，发生的

是非氧化还原反应.

［小结］S02的化学性质

‘①具有酸性氧化物的通性，与W。、NaOH反应

，②具有氧化性，与H2s反应

【③具有还原性，与。2、Br2>l2>CI2、KMnO4等反应

④具有漂白性

3、二氧化硫的主要用途

(1)制硫酸：S----,-S02---->,SOB-----

(2)漂白纸浆、毛、丝、草帽等

(3)杀菌消毒

S02具有漂白性，但生成的无色物质不稳定，受热易分解，使颜色恢复。

思考：SC)2和氯水的漂白有何不同？

答：氯水漂白是因CI2溶于水后产生的HCIO有强氧化性，可将有色物质氧化成无色物质

而漂白，实质为氧化还原反应，这种漂白效果是永久性的。S02漂白是因为它与有色物质反应

生成一种不稳定的无色物质，这种无色物质见光遇热易分解，从而使有色物质恢复原色。实

质为非氧化还原反应，这种漂白结果是暂时的。

4、氯水与二氧化硫漂白性的比较:

氯水二氧化硫

氯水中HCIO将有色物质氧化成S02溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结

原理

无色物质合生成不稳定的无色物质

实质氧化还原反应非氧化还原反应

效果永久性暂时性

可漂白大多数有色物质，能使紫漂白某些有色物质，不能使紫色石蕊试液褪

范围

色石蕊试液褪色色(石蕊变红)

(工业上常用S02来漂白纸浆，以致报纸放久会变黄。)

二、二氧化氮和一氧化氮

1、N。的生成及与N02转化

［演示实验］操作步骤：

(1)将氮气和氧气按1：1的比例混合经容器A,用浓硫酸干燥后进入反应器Be

(2)使B反应器中两电极放电间隙保持在2〜3cm,并接通高压直流电源，电压约为10

kV,使混合器在电弧高温中强热五分钟左右。

(3)再从E处与抽气机连接，缓慢抽气，同时由F处给容器D中输入纯氧气。

［观察现象］

开动抽气机缓慢抽气后，干燥管C处仍是无色的。在容器D中看到的颜色是红棕色。

［练习］书写化学方程式并评价书写情况。

N2+O2放电或高勒NC

2NO+O2====2NO2

注：这种把游离态的氮转化为化合态的氮的方法叫做氮的固定，简称固氮。

［小结］

0202H20土壤-

N—r-NO—*N0--HNOs—►氮肥（可溶性的硝酸盐）

2闪电2

一氧化氮难溶于水；二氧化氮溶于水，气体体积减少笫，生成的气体接触空气又变成红

棕色，水溶液滴入石蕊变红色。

3NO2+H2O====2HNO3+NO（注意氧化剂、还原剂及电子转移情况）。

思考：N02是否是硝酸的酸酎呢？说明理由。（不是，因为氮的化合价不是+5）。

2、二氧化氮的物理性质

二氧化氮是红棕色、刺激性气味有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。

氮在化合物中的化合价：―3、+1〜+5。

小结：

（1）从氮分子有N三N三键，键能很大，来理解M的化学性质不活泼。

（2）在高温、放电时，氮气比较活泼，可参加许多反应。这要从氮原子最外层电子排布

特点理解，分析氮元素化合价变化的可能性。

（3）关系：

一3H2DO2+202十。H2O十5

N---------N------------->N---------N—N

被还原被氧化被氧化

（NHQ（N2）（NO）（N02）（HNO3）

（四）氨硝酸硫酸

一、硫酸和硝酸的氧化性

1、硫酸的氧化性

（1）浓硫酸的特性

1）难挥发性一一制挥发性酸

2）吸水性

［演示实验］黑面包实验

蔗糖碳化：将一定量的蔗糖放入小烧杯中，加入浓硫酸。（观察现象）

描述观察到的实验现象：白色的蔗糖变黑，体积膨胀，产生大量的白雾。

［实验现象］:

①蔗糖由白~黑；

②生成的黑色物质呈面包状；

③闻一闻有刺激性气味。

思考：蔗糖的分子式为C1泪22011，黑色产物是什么？体积为什么会膨胀？

答：浓硫酸使蔗糖脱水碳化，又吸水放热，使生成的碳继续被浓硫酸氧化产生大量的气

体。解释现象：①浓心。4与蔗糖（G2H22。11）作用，按水分子的组成脱去蔗糖分子中的H和

0,生成C和H2OO

3）脱水性

黑面包现象的本质：

浓HSO"、

2H一

Cl—-12C+11H2O

有机化合物黑

归纳：

吸水脱水

对象游离H2O有机化合物中的H和0

按H20的组成脱去有机物中的H、0原子，

本质H2SO4+XHO====HSO4・XH0+Q

222脱去后生成水

（2）强氧化性

1）

［实验4-8］铜与浓硫酸反应，并检验生成的气体。

［思考］（1）本实验反应的条件是什么？

（2）反应前后溶液及铜片有哪些变化？

（3）实验发生后品红溶液（或紫色石蕊溶液）有何变化？由此得出什么结论？

（4）盛品红溶液试管口的棉花起什么作用？

［观察现象］

①固：红黑

②液：无一棕黑一蓝色

③气：无色有刺激性气味，使KMn。4酸性溶液褪色；使品红溶液褪色。

［解释］

△

①Cu+抬。4（浓）====CuO+SC）2t+H2。

还原剂氧化剂黑

②CUO+H2SO4（浓）====CUSO4+H2O

酸性

合并式①+②

0+6+2+4

Cu+2H2so4（浓）====CUSQ4+SO2f+2H2O

+6+4

S

CU+2H204（浓）====CuS04+S02t+2H2O

参考实验装置，比较、评价实验方案的差别和装置的科学性及可行性。

（1）氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物各是什么物质；

（2）反应物的物质的量之比是多少，还原剂与氧化剂物质的量之比是多少；

（3）浓硫酸在反应中的作用；

（4）随着反应的进行，浓硫酸的浓度有何改变。

在金属活动顺序表中，Cu是H之后较不活泼的金属元素，稀硫酸不能与Cu反应。实验证

明，浓硫酸能把金属活动顺序表中H之后的金属（除Pt、Au）氧化成金属硫酸盐，浓硫酸本

身被还原生成S02o

浓硫酸能氧化不活泼的Cu、Hg、Ag等H之后的较不活泼的金属，那么H之前的金属是否

就更容易被浓氏5。4氧化呢？实践出真知。

氧化大多数金属：生成物中金属显高价，同时生成二氧化硫。常温下浓硫酸使Al、Fe钝

化。

2）氧化某些非金属如C、S、P等（浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫）。

△

C+2H2so4（浓）====C02t+2SO2t+2H2O

2H2so4（浓）+S====3SO2t+2H2O

3）氧化某些还原性化合物

2Nal+2H2SO4（浓）====Na2SO4+l2+SO2t+2H2O

H2S+H2SO4（浓）====SI+SO2+2H2O

实验证明：浓H2SO4的特性，稀硫酸都没有；稀H2SO4的性质，浓H2s04不完全具有。

为什么浓、稀H2SO4性质有这么大差别呢？让我们一起分析。

共同分析：上述反应中浓KS04的氧化性由其分子中什么原子引起?稀H2s04也具有氧化

性，两者相比有何差别?可举例说明。

浓H2SO4的氧化性由其分子中E（最高价）引起。稀硫酸也有氧化性，如

+6

Zn+2H+====ZM++H2f,由H+表现，而Cu+KSCU（稀）不反应。可见，H+的氧化性比S

的氧化性弱且还原产物不同。

2、硫酸用途视频和图片:

3、硝酸

（1）硝酸的强酸性：HNO3====H++NO3

（2）硝酸的强氧化性

［实验］对照视频材料的操作，请完成浓硝酸、稀硝酸分别与Cu反应的实验，并把现象

记录下表。

［改进方案］实验前，准备好与试管配套的事先已系上塑料袋的带导管的胶塞。实验时,

向盛有铜片的试管中加入浓、稀硝酸后，立即塞上上述已准备好的胶塞（如下图所示），可观

察到铜片与浓、稀硝酸反应的现象，生成的气体进入塑料袋。

反应现象产物

浓硝酸l.Cu片：有大量气泡产生2.溶液颜色：无色变为绿色3.气体颜色：红棕Cu(NO3)2、

+Cu色4.反应剧烈程度：剧烈5.触摸容器外壁：很热N02和H20

l.Cu片•：有气泡产生2.溶液颜色：无色变为蓝色3.气体颜色：无色（打

稀硝酸Cu(N03)2、

开止水夹后）无色变为红棕色4.反应剧烈程度：缓慢

+CuNO和H20

5.触摸容器外壁：温热

1)与金属反应：

CU+4HNO3(浓)====Cu(N03)2+2NO2t+2H2O

△

3CU+8HNO3（稀）====3Cu（NO3）2+2NOt+4H2O

［实验］浓硝酸+铝片

钝化原理：铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸，表面被氧化为牢固的氧化物薄膜，阻止酸与

内层金属进一步反应。

［小结］铁、铝与冷的浓硫酸或浓硝酸常温下发生钝化。

除金、钳等少数金属外，硝酸几乎能与所有金属反应；当浓硝酸与浓盐酸按体积比为1：

3混合时，就配制成玻尔的“王水”溶液，王水的氧化性比浓硝酸强，可以溶解金、伯等不溶

于硝酸的金属。

（可用王水中的“王”字的竖横笔画比，帮助记忆）

［练习］

C+4HNO3（浓）====C02t+4NO2t+2H2O

S+6HNO3（浓）====H2so4+6NO2t+2H2O

归纳结果，硝酸的反应规律有：

①除Au、Pt等少数金属外，硝酸几乎可以氧化所有的金属。

②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生钝化。

③硝酸越浓，其氧化性越强。如稀HN03可使石蕊试液变红，而浓HN03可使石蕊试液先

变红后褪色。

④一般来说，活泼金属与HN03反应不生成出，浓HN03的还原产物为N02，稀HNCh的

还原产物为N。。活泼金属与极稀HN03反应时，还原产物复杂，可为NO、N20,NH4NO3等。

⑤非金属单质可被HN03氧化为最高价氧化物或其含氧酸。

⑥王水（浓HN03和浓盐酸按体积比1:3配制）具有更强的氧化性，能溶解Au、Pt。

（强调）反应物或条件不同，硝酸产物发生变化：N02、HN02、N。、N20,N2、NH3。

如：4Zn+10HN03====4Zn（N03）2+N2Ot+5H2O

2）与非金属反应

C+4HNO3（浓）====C02t+4NO2t+2H2O

S+6HNO3（浓）====H2SO4+6NO2t+2H2O

3）硝酸的不稳定性

［演示］浓HNCh加热分解

△或光照

4HNO32H2O+4NO2t+02t

［小结］浓HN03显黄色原因：分解生成的NO?溶于HNCh。

保存方法：放于棕色瓶中，置于阴凉处，不能用橡皮塞和软木塞。

［阅读材料］硝酸用途：硝酸是--种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、

硝酸盐等；在实验室里，它是一种重要的化学试剂。

二、氨

1、NH3的物理性质

［实验4—9］筑的喷泉实验（如下图所示连接装置）

思考：此实验成功的关键是什么？（氨气浓度大、装置密封、烧瓶干燥）

答：形成红色喷泉。红色喷泉的形成证明：氨极易溶于水，水溶液显碱性。

2、氨的化学性质

（1）N"与水的反应:

:i:

分析NH3+H2O^=NH3•出0，'、NH：+0H-

+

4

NH3+H2O^^NH+OH—

其中一水合氨很不稳定，受热会分解。

A

NH3•H20====NH3t+H2O

NHJ+HZO^^NHJ•H2。,*NH44-0H-

3、液氨和氨水的比较

液氨氨水

物质成分纯净物（非电解质）混合物（NH3•出0为弱电解质）

-+

粒子种类NH3分子NH3>NH3-H20>H2O、NH：、0H>H

主要性质不具有碱性具有碱的通性

存在条件常温常压下不能存在常温常压下可存在

（2）NH3与酸的反应：

［演示实验］氨与氯化氢反应

观察并记录现象，当两根玻璃棒接近时，产生较多的白烟。

此臼烟就是氨气与HCI化合而生成的微小的NH4CI晶体。由此也可以知道NH3与酸反应

的实质是NH3与H+结合生成NH；的过程。

（3）氨与氧气的反应（氨催化氧化）

催化剂、

4NH3+5O2'―△4NO+6H2O

这一反应又叫氨的催化氧化（或叫接触氧化），是工业制硝酸中的关键一步。

［演示实验］实验室制取氨气（参照教材图）

3、NH3的实验室制法

原料：用镀盐（NHCI,（NH）2so4）与消石灰混合加热来制取氨气。

44△

原理：2NH4CI+Ca（OH）2===CaCL+2NH3t+2H2O

装置：“固体+固体”加热装置；发生装置与制6相似。

收集：向下排空气法；收集的试管口塞上棉团，防止NK与空气对流。

干燥：碱石灰。

检验：（1）湿润的红色石蕊试纸（变蓝）；

（2）蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口（产生白烟）.

4、钱盐

钱盐是钱根离子（NH；）和酸根离子组成的化合物。钱盐都是晶体，能溶于水。

［演示实验］加热NH4cl观察现象，是否是升华？（学生对比NH4CI分解和碘的升华区别）

（1）钺盐受热易分解：

△

化学方程式：NH4CI====NH3t+HCIt、NH3+HCI====NH4CI

存放的NHHCO一段时间后会有一股刺激性气味的气体产生，

4△3

NH4HCC）3====NH3t+H2O+CO2t

（2）铁盐与碱的反应：

A

（NH4）2SO4+2NaOH====Na2SO4+2NH3t+2H2O

［实验设计］（1）取少量碳酸氢钱放入试管，观察颜色、状态。（2）把试管微微加热，

看到有什么现象?闻一闻有什么气味？（3）再用玻璃棒在浓盐酸里蘸一下，然后接近试管口，

观察现象?思考：微热后产生的是什么气体?这对氮肥的肥效有什么影响?施用时应采取什么相

应的措施防止或减少损失？

5、NH3的用途

［思考交流］（阅读教材自然界中氮的循环图）

制造蛋白质

被细菌

植物遗体分解

四、例题

1、无机非金属材料的主角---硅

【例1】玻璃的主要成分之一是二氧化硅。能在玻璃上进行蚀刻，将其制成毛玻璃和雕花

玻璃的物质是（）

A.烧碱B.纯碱C.氢氟酸D.盐酸

解析：正确的答案应该为C。因为，在常温下，虽然烧碱和二氧化硅能反应：

SiO2+2NaOH====Na2SiO3+H2。，但该反应的速率较慢，不适于进行玻璃加工。

氢氟酸（HF）能和SiO2发生反应：SiO2+4HF====SiF4t+2H2O,利用这个反应可以进行玻

璃雕花。

解答：C

【例2】C5通入下列各溶液中，不可能产生沉淀的是（）

A.氯化钙溶液B.石灰水

C.饱和碳酸钠溶液D.硅酸钠溶液

解析：选AoCaCb+CCh+dOf不反应，B中通入C5产生CaCCh沉淀，C中会产生NaHCO3

沉淀，D中会析出硅酸沉淀。

解答：A

［例3］下列氧化物按其形成的含氧酸酸性递增顺序排列的是（）

A.Si（32<C02Vs。3*^2。5B.SJO2<CO2<P2O5<SO3

C.C02Vsi02Vp2O5VSO3D.C02<P205Vs03Vsi。2

解析：几种酸性氧化物所形成的酸分别为:H2SiO3,H2cO3、H3Po4、H2so4。其中,硫酸

为强酸，磷酸为中强酸，碳酸、硅酸为弱酸。但是，硅酸的酸性最弱，所以，应该选B。

解答：B

【例4】正长石的组成，可表示成KAISisOx，则乂=,用氧化物的形式表示的组成

为。

解析：根据化合物中各元素的正负化合价代数和必为零，有

IX(+1)+1X(+3)+3X(+4)+X(-2)=0,x=8

按化合价规则可把KAISi3O8改写成二氧化硅与金属氧化物的形式：

1/2K2O•1/2AI2O3•3SiC>2或K2O•AI2O3•6S1O2

【例5】矿泉水一般是由岩石风化后被地下水溶解其中可溶部分生成的。风化作用是指矿物

与水和CO2同时作用的过程。如钾长石(KAISi3O8)风化生成高岭土(AI2Si2O5(OH)4)的反应为:

+

2KAISi3O8+2H2CO3+9H2O====2K+2HCO；+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4

这个反应能够发生的原因是。

解析：由反应方程式可以知道，该反应不是氧化还原反应，是复分解反应。因此，不能

用氧化还原反应的原理去分析解释，只能从复分解反应的规律去寻找答案。方程式左边有

H2c03,右边生成物有H4SiO4,符合强酸制备弱酸的原理。此反应可看成酸和盐之间的复分解

反应，此反应能够发生的原因是较强的酸生成较弱的酸。

解答：碳酸酸性比硅酸强。

【例6】下图是石英晶体平面示意图：

I———

SS

—

—

si——

OOO

—

—

——

Ss

—I

si——

OOO

—

—

——

它实际上是立体的网状结构。原硅酸根离子的结构可以表示为：

O

I

「°—1一°了一，二聚硅酸根离子(Si20r)中只有硅氧键，回答下列问题：

O

(1)试写出SiO2的三个重要用途：

①o

②。

③。

(2)在石英晶体结构中，硅、氧原子个数之比为o

(3)二聚硅酸根离子(Si2。/)的结构可表示为o

解析：本题可以借助数学知识进行分析。从石英晶体的平面示意图可以看出：其平面图

形由一个一个的8元环所构成，每个8元环中有4个Si原子、4个。原子，经过一个Si原子

可形成相同的4个8元环，即每个Si原子被4个环所共有，每个环真实含有的Si原子数目为:

4X1/4=1O

每个。原子被2个环所共有，每个环所真实含有的。原子数目为4X1/2=2,所以，其中

N(Si):N(0)=1:2o

本题给我们的启示：解题时，要注意充分利用数学知识，能够利用数学思想解化学题，

学会知识间的迁移，实现学科之间的渗透。

解答：(1)①可以做饰品，如水晶项链、玛瑙手镯。

②可以用来制石英用烟。

③可以制光导纤维。

(2)1'

OO

II

［O-Si-Si—O/-

(3)

3।0I0

［例7］有一种白色粉末由等质量的两种物质混合而成，分别取适量该白色粉末置于三支

试管中进行实验。

(1)逐滴加入6moi•「1盐酸，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后得到无色

透明溶液；

(2)加热试管中的白色粉末，试管口有水滴凝结；

(3)逐滴加入6mol•硫酸，同时不断振荡试管，有气泡产生，反应结束后试管中还

有白色不溶物。

下列混合物符合以上实验现象的是()

A.NaHC03,AgNO3B.BaCb、MgCO3

C.NH4H83、MgCI2D.CaCh•6H2O、Na2CO3

解析：本题属于实验型选择题，考查物质的重要性质。要求同学们了解重要化合物的典

型性质并能熟练应用。题设中有多个限定条件，要求对每一个都必须同时满足，不能有遗漏。

【例8】实验室用浓盐酸、Mn02共热制氯气，并用CL和Ca(0H)2反应制少量漂白粉,

现已知反应：2cb+2Ca(OH)2====Ca(CIO)z+CaCL+ZHz。,该反应是放热反应，温度稍高即

发生下列反应：6CI2+6Ca(OH)2====Ca(CI03)2+5CaCI2+6H2O»

现有3个同学分别设计的3套实验装置如下：

(1)请从a.不容易控制反应速率b.容易控制反应速率c.有副反应发生d.可防止副反

应发生e.污染环境f.可防止污染环境，几个方面对上述甲、乙、丙三套装置的优缺点作出

评析，并选择符合题目要求的选项的序号填在空格内。

优点缺点

甲装置①②

乙装置③④

丙装置⑤⑥

(2)上述装置中，甲由A、B两部分组成，乙由C、D、E三部分组成，丙由F、G两部

分组成，请从上述装置中，选取合理的组成部分，组装一套较完善的实验装置，装置各部分

的连接顺序(按气流从左到右的方向)是。较完善装置中还缺少的装置

是，原因是。

(3)实验中若用12mol•I7】的盐酸100mL与足量的MnO2反应，最终生成Ca(CIO)2的

物质的量总是0.15mol(填“大于”“小于”或“等于”)。其原因是(假定各步反应均无反

应物损耗，且无副反应发生)O

解析：本题考查识图能力和对实验的设计与评价能力，体现了高考对能力的考查要求。

本题涉及CL的发生装置、CL与Ca(OH)2反应的装置、CL的实验室制法原理等基础知识，

综合性强。但只要认真审题，根据题意要求，从几个选项所涉及的内容出发考虑问题，就会

迅速发现原装置的优缺点，就会形成正确装置的概念。而知道了实验室制CL需要浓盐酸而不

是稀盐酸，反应的HCI中只有一半被氧化为Cb，就不难对(3)问作出正确解答。从制CL的

A

化学方程式MnO2+4HCI(浓)====MnCl2+Cl2t+2H2。可看出参加反应的HCI中只有一半被氧

化为U2，而且只有浓盐酸与MnCh反应才能制得C£所以含1.2molHCI的盐酸与足量MnO2

反应制得的Cb小于0.15molo

在回答有关“实验的评价”方面问题时，要注意以下几个问题：

(1)注意一定的顺序：从左到右、从上到下，防止遗漏。

(2)注意比较装置的异、同点。

(3)注意与教材采用的装置比较。

解答：(1)①d②a、e③f④a、c⑤b⑥c、e

(2)F、B、E

还缺少除去CI2中混有HCI的装置，因为HCI可与Ca(CIO)2和Ca(OH)2反应

(3)小于原因见分析。

2、富集在海水中的元素——氯

[例1](2004年辽宁、广东)已知KMnCU与浓盐酸在常温下反应能产生C*若用下图

所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气，并试验它与金属的反应。每个虚线框表示一个单

元装置，其中有错误的是()

A.①和②处B.②处

C.②和③处D.②③④处

解析：本题考查了学生对实验实验装置的观察能力、对新信息的处理能力以及对实验的

分析评价能力。

由题意可知：“KMnO4与浓盐酸在常温下反应能产生CL”说明不需要加热，故不需要酒精

灯，所以①装置是正确的。②中CL通入NaOH溶液，CL能与NaOH反应而被吸收。③中进气

管短，把浓硫酸排出来，也是错误的。④中体积是固定的，随着压强的增大，容易使试管炸

裂，也是错误的。对于④，有一部分同学没有观察到错误，原因是对④的作用不清楚、观察

不仔细。

解答：选D

［例2］对某宇航员从外星球空间大气层中取回的气体样品进行有关实验并记录如下：

①将气体样品溶于水，发现其主要成分气体A易溶于水；

②将A的浓溶液与固态高镭酸钾混合反应生成黄绿色气体B,B通入烧碱溶液中生成两种

钠盐；

③A的稀溶液与锌粒反应生成气体C,C与B组成的混合气体经光照后生成气体A,实验

测得反应前后气体的体积不变；

④实验测得气体C的相对分子质量为2。

根据以上实验事实回答下列问题：

(1)写出化