化工生产中的重要非金属元素

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高一化学必修 第二册 第五章 化工生产中的重要非金属元素

• 化工生产中的重要非金属元素
  • 氮及其化合物
    • 氮气
      • 无色无味，难溶于水的气体 化学性质不活泼，通常情况下难以与其他物质发生化学反应 具有还原性和氧化性
    • 氮的固定
      • 含义:将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程 自然固氮:如豆科植物的根瘤固氮，雷电作用 人工固氮:如工业合成氨
    • 一氧化氮
      • 无色无味有毒性气体，且不溶于水 一氧化氮不能和碱反应，是不成盐氧化物，不是酸性氧化物 一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮
    • 二氧化氮
      • 是红棕色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水 和碱反应生成硝酸根离子和亚硝酸根离子，不是酸性氧化物 和水反应生成硝酸和一氧化氮
    • 氨
      • 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'且与水的水溶液呈碱性 浓盐酸与氨反应生成氯化氨晶体;氨的催化氧化是工业制硝酸的基础 氨气和二氧化碳在催化剂加热的条件下生成一氧化氮和水
    • 铵盐
      • 铵盐是无色或白色的晶体，绝大多数易溶于水; 农业上常用做化肥，如硫酸铵，碳酸氢铵，硝酸铵等;氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢; 氯化氨溶液与氢氧化钠溶液共热生成氨气和水和氯化钠
      • 氯化铵和氢氧化钙在加热的条件下生成氨气和氯化钙和水
      • 氨盐在碱和加热的条件下生成氨气
        • 湿润的红色石蕊试纸→变蓝
        • 浓盐酸→白烟
    • 硝酸
      • 硝酸是无色，易挥发，有刺激性气味的液体 酸性:在水中能电离 不稳定性:浓硝酸见光或受热会分解产生二氧化氮
      • 强氧化性
        • 铜与稀硝酸反应生成硝酸铜和一氧化氮和水 铜与浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮和水 浓硝酸与炭在加热的条件下生成二氧化氮和二氧化碳和水
    • 酸雨及防治
      • 是大气中的氮氧化物与硫氧化物以及他们在大气中发生反应后的生成物溶于雨水形成的 直接损伤农作物，破坏森林和草原，使土壤、湖泊酸化 加速建筑物、桥梁、工业设备、运输工具和电缆的腐蚀
      • 防治
        • 调整能源结构，发展清洁能源 研究煤的脱硫技术，减少二氧化碳和氮氧化物的排放 加强工厂废气的回收处理 改进汽车尾气的处理技术，控制尾气排放
  • 无机非金属材料
    • 硅酸盐材料
      • 硅:高纯硅广泛用于信息技术和新能源技术等领域，以及光伏电站、人造卫星、硅太阳能电池
      • 二氧化硅:可用来生产光导纤维
    • 新型无机非金属材料
      • 新型陶瓷:不再限于传统的硅酸盐体系，在光学，热学，电学，磁学等方面具有很多新的特性和功能
      • 碳纳米材料:主要包括富勒烯、碳纳米管、石墨烯等，在能源、信息、医药等领域有着广泛的应用前景
  • 硫及其化合物
    • 硫
      • 硫元素位于元素周期表的第三周期第VIA族
      • 硫黄为黄色晶体，难溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳
      • 具有氧化性、还原性
    • 二氧化硫
      • 二氧化硫为无色气体，有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大
      • 易溶于水，其水溶液显酸性
      • 二氧化硫具有漂白作用，但生成的化合物不稳定
      • 工业上常用二氧化硫来漂白纸浆，毛，丝等，此外，也可用于杀菌消毒，还有一种食品添加剂
    • 硫酸
      • 硫酸是重要的化工原料，可用于生产化肥，农药，炸药，染料和盐类等
      • 稀硫酸
        • 具有酸的通性
          • 溶于水完全电离 可与酸碱指示剂作用 可以活泼金属碱、碱性氧化物及其盐反应
      • 浓硫酸
        • 吸水性:能够吸收气体、液体中的水分，故常作干燥剂
        • 脱水性:能把有机物中的氢元素和氧元素按水的组成比脱去
        • 强氧化性
          • 与金属反应 与非金属反应（加热） 常温下能使铁,铝发生钝化
      • 常见的硫酸盐
        • 硫酸钙，硫酸钡，硫酸铜
      • 硫酸根离子检验
        • 硫酸根离子和钡离子反应生成不溶于稀盐酸的白色硫酸钡沉淀
    • 不同价态含硫物质的转化
      • 通过氧化还原反应可实现不同价态含硫物质的互相转化 利用氧化剂，可将硫元素从低价态转化到高价态 利用还原剂,可将硫元素从高价态转化到低价态