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(共110张PPT)
第1节　无机非金属材料
第2节　卤族元素 海水资源的开发利用
第3节　硫及其化合物
第4节　氮及其化合物
考法突破6　氯、硫、氮及其化合物间的转化
目 录
CONTENTS
第1节　无机非金属材料
一、硅酸盐材料
知识清单
名称 主要成分 原料
陶瓷 硅酸盐 黏土(主要成分为含水的铝硅酸盐)
普通玻璃 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 纯碱、石灰石、石英砂
水泥 硅酸盐 黏土、石灰石
普通玻璃生产原理:Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑,CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑。
　　
知识拓展
　　①硅酸盐中,Si和O构成了硅氧四面体,Si在四面体的中心,O在四面体的4个顶点;许
多这样的四面体通过顶点的O连接,每个O为两个四面体共用,与2个Si连接。硅氧四面
体结构的特殊性,决定了硅酸盐材料大多具有硬度高、难溶于水、耐高温、耐腐蚀等
特点。硅酸盐材料也称为传统无机非金属材料。②CaSiO3+6HF CaF2+SiF4↑+3H2
O。③石英砂主要成分为SiO2。④黏土和石灰石与其他辅料经混合、研磨后在水泥回
转窑中煅烧后,加入适量石膏调节水泥硬化速率,再磨成细粉得到普通水泥。⑤水泥、
沙子和碎石等与水混合得到混凝土。
二、新型无机非金属材料
1.硅
(1)硅在自然界主要以硅酸盐(如地壳中的大多数矿物)和氧化物(如水晶、玛瑙)的形式
存在。
(2)制备:SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑,Si+3HCl SiHCl3+H2,SiHCl3+
H2 Si+3HCl。
　　
注意
Si在加热条件下可与氧气反应,SiHCl3遇水可发生水解,所以制备Si时,原料气要充分除
去氧气和水。
(3)用途:①作半导体材料;②制作硅太阳能电池;③制作芯片。
2.二氧化硅
(1)存在形式:石英、水晶、玛瑙、沙子等。
(2)化学性质
①酸性氧化物:SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O(盛有碱性物质的试剂瓶要用橡胶塞,不
能用磨口玻璃塞)。
②能与氢氟酸反应:SiO2+4HF SiF4↑+2H2O。
　　
注意
氢氟酸为弱酸,保存在铅制器皿或塑料瓶中。
(3)用途:生产光导纤维、化学仪器、光学仪器、钟表部件等。
　　
知识拓展
1.硅酸
(1)物理性质:难溶于水的白色胶状物质。
(2)化学性质
①弱酸性:酸性弱于碳酸。根据此性质可制备硅酸:Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+H2
SiO3↓。可与NaOH反应:H2SiO3+2NaOH Na2SiO3+2H2O。
②受热易分解:H2SiO3 SiO2+H2O。
(3)用途:硅酸干燥脱水后得到的硅胶可作催化剂载体、干燥剂等。
2.硅酸钠(Na2SiO3):可溶于水,水溶液俗称水玻璃(为无色黏稠液体),可作黏合剂、防火剂。
3.新型陶瓷
(1)性能:在光学、热学、电学、磁学等方面具有很多新的特性和功能。
(2)代表物:碳化硅(SiC)
①俗名:金刚砂。
②结构:碳原子和硅原子通过共价键连接,具有类似金刚石的结构。1 mol SiC中含有4
mol Si—C键。
③性质和用途:硬度很大,可用作砂纸和砂轮的磨料;具有优异的高温抗氧化性能,可用作耐高温材料、耐高温半导体材料等。
(3)其他新型陶瓷
①高温结构陶瓷一般用碳化硅、氮化硅或某些金属氧化物等在高温下烧结而成,具有
耐高温、抗氧化、耐磨蚀等优良性能。与金属材料相比,更能适应严酷的环境,可用于
火箭发动机、汽车发动机和高温电极材料等。
②压电陶瓷主要有钛酸盐和锆酸盐等,能实现机械能与电能的相互转化。可用于滤波
器、扬声器、超声波探伤器和点火器等。
③透明陶瓷主要有氧化铝、氧化钇等氧化物透明陶瓷和氮化铝(Al2O3+N2+3C
2AlN+3CO)、氟化钙等非氧化物透明陶瓷,具有优异的光学性能,耐高温,绝
缘性好。可用于高压钠灯、激光器和高温探测窗等。
④超导陶瓷在某一临界温度下电阻为零,具有超导性,可用于电力、交通、医疗等领
域。
4.碳纳米材料
一类新型无机非金属材料,包括富勒烯、碳纳米管及石墨烯等,它们都是碳单质,互为同
素异形体。
1.“中国制造”走进了充满科技与浪漫的巴黎奥运会。下列属于新型无机非金属材料
的是 (　　 　)
A.足球内胆中植入的芯片
B.乒乓球的比赛用球所采用的ABS树脂
C.“PARIS 2024”手环所采用的硅橡胶
D.我国运动员领奖服所利用的再生纤维
即练即清
A
　　
解析　芯片的主要成分是硅单质,属于新型无机非金属材料;ABS树脂、硅橡胶、再生
纤维均属于有机高分子材料,故选A。
2.化学与生产、生活、科研密切相关。下列说法错误的是 (　　 　)
A.制造月球探测器中的瞄准镜时使用的光导纤维,其主要成分是二氧化硅
B.火箭发射时使用液氢和液氧作推进剂,是利用燃烧反应提供能量
C.月球探测器使用的太阳能电池板,其主要成分是单质硅
D.氮化硅陶瓷、光导纤维、硅酸盐水泥均属于新型无机非金属材料
D
　　
解析　光导纤维的主要成分为二氧化硅,A正确;氢气在氧气中燃烧放出能量,液氢和液
氧可作火箭发射时的推进剂,B正确;硅是良好的半导体,太阳能电池板的主要成分是单
质硅,C正确;氮化硅陶瓷、光导纤维属于新型无机非金属材料,硅酸盐水泥属于传统无
机非金属材料,D错误。
3.下列有关说法中错误的是 (　　 　)
A.氢氟酸不能盛放在玻璃试剂瓶中
B.玻璃、水晶、陶瓷的主要成分均是硅酸盐
C.灼烧NaOH固体不能使用瓷坩埚,因为瓷坩埚中的SiO2能与NaOH反应
D.由沙子制备光伏材料时的反应之一为SiO2+2C Si+2CO↑
B
　　
解析　氢氟酸可腐蚀玻璃,不能盛放在玻璃试剂瓶中,A正确;水晶的主要成分是SiO2,不
是硅酸盐,B错误;瓷坩埚中的SiO2能与NaOH反应,灼烧NaOH固体时不能使用瓷坩埚,C
正确;沙子的主要成分是SiO2,光伏材料的成分是晶体硅,由沙子制备光伏材料的反应之
一为SiO2+2C Si(粗硅)+2CO↑,粗硅进一步提纯,得到制备光伏材料的高纯硅,D正
确。
第2节　卤族元素　海水资源的开发利用
一、氯气
1.物理性质:黄绿色、有刺激性气味的气体;密度比空气大;可溶于水,25 ℃时,1体积水
可溶解约2体积氯气。
2.化学性质
知识清单
　　
注意
①氯气与变价金属反应时,一般生成高价金属氯化物。②氯气有毒。③氯气与氢气反
应时,反应条件不同,现象不同,在点燃条件下安静燃烧,发出苍白色火焰;而在光照条件
下,会发生爆炸。④Cl2与H2O的反应为可逆反应。
3.用途:用于消毒,制造盐酸、漂白剂、农药等;还广泛用于合成聚氯乙烯、制备药物、
冶金及染料工业等。
知识拓展
　　ClO2在水中的杀菌、消毒能力比Cl2强,效果更持久,受水体pH变化影响小,使用起
来方便、安全。除用于一般的杀菌、消毒外,ClO2还用于环保、灭藻、漂白和保鲜等。
　　
4.实验室制法
(1)原理:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(2)装置
　　
注意
①用KMnO4、KClO3、Ca(ClO)2等固体与浓盐酸在常温下反应也可制得Cl2。②用浓盐
酸和MnO2制备Cl2时需要加热。③Cl2的密度大于空气,应用向上排空气法收集,注意收
集装置中气流的方向。④工业上用电解饱和食盐水的方法制取Cl2。
5.新制氯水的成分和性质
(1)新制氯水的成分

(2)新制氯水性质的多重性——微粒性质的综合体现
加入的物质或改变的条件 粒子浓度变化 平衡移动方向 应用
可溶性氯化物 c(Cl-)增大 左移 ①用饱和食盐水除去Cl2中的HCl
②用排饱和食盐水法收集Cl2
盐酸 c(H+)和c(Cl-)增大 左移 次氯酸盐与浓盐酸反应制Cl2
NaOH c(H+)和c(HClO)减小 右移 用NaOH溶液吸收多余的Cl2
CaCO3 c(H+)减小 右移 制高浓度的HClO溶液
光照 c(HClO)减小 右移 氯水应现配现用或避光保存
(3)新制氯水中平衡移动的应用——Cl2+H2O HCl+HClO
二、氯的化合物
1.次氯酸
2.次氯酸盐
(1)漂白液
(2)漂白粉
注意
次氯酸盐溶于水后与空气中的CO2反应生成HClO,则漂白粉在使用时需加水浸泡片刻,
才能更好发挥漂白效果。
　　
三、卤素单质(X2)的性质
1.相似性
(1)能与大多数金属反应:2Fe+3Br2 2FeBr3、Fe+I2 FeI2。
(2)能与H2反应生成HX(X代表F、Cl、Br、I,下同)。
(3)常温下能与水反应:X2+H2O HX+HXO(F2例外)。
(4)能与碱反应:X2(Cl2、Br2)+2NaOH NaX+NaXO+H2O,3I2+6NaOH 5NaI+
NaIO3+3H2O。
(5)卤素单质间能发生置换反应:Cl2+2Br- Br2+2Cl-、Br2+2I- I2+2Br-。
2.递变性
(1)从F2到I2,状态由气态过渡到固态,其中Br2常温下呈液态,I2常温下呈固态;颜色逐渐加
深,熔、沸点逐渐升高,密度逐渐增大。
(2)从F2到I2,单质氧化性逐渐减弱(与H2反应越来越困难,其中I2与H2的反应为可逆反应),
F-、Cl-、Br-、I-的还原性逐渐增强。
氟 ①氟元素无正价,非金属性最强
②2F2+2H2O 4HF+O2
溴 ①Br2是深红棕色液体,易挥发
②Br2应水封保存,不能用橡胶塞
碘 ①淀粉溶液遇I2变蓝
②I2加热时易升华
③I2+2S2 2I-+S4
3.特殊性
　　
注意
①HF是弱酸,能腐蚀玻璃,故应保存在铅制器皿或塑料瓶中。酸性强弱:HI>HBr>HCl>HF。
②在HX中HF沸点最高(存在分子间氢键)。
③AgF可溶于水,而AgCl、AgBr、AgI难溶于水;CaF2、MgF2为难溶于水的固体。
知识拓展
卤素互化物和拟卤素
①卤素互化物:由两种卤素互相结合而成的物质叫卤素互化物,如IBr、ICl、BrF3、ClF3。卤素互化物与卤素单质的性质相似,有较强的氧化性,能与金属反应,如2Mg+2IBr
MgBr2+MgI2。卤素互化物中,非金属性弱的元素显正价,如ICl中,I显+1价,Cl显-1
价,所以卤素互化物与水或碱的反应一般属于非氧化还原反应,如IBr+H2O HBr+
HIO,IBr+2NaOH NaBr+NaIO+H2O。
②拟卤素:有些由多原子分子构成的物质与卤素单质性质相似,其阴离子与卤素阴离子
性质相似,如氰[(CN)2]、硫氰[(SCN)2]、氧氰[(OCN)2]。遇到这些物质时可用换元法,如
把(SCN)2当作X2,把SCN-当作X-,来推测它们的性质。
四、卤素离子的检验
1.沉淀法:向未知液中滴加AgNO3溶液和稀硝酸,若生成白色沉淀,则有Cl-;若生成浅黄
色沉淀,则有Br-;若生成黄色沉淀,则有I-。
2.置换—萃取法:向未知液中加适量新制饱和氯水振荡后,再加入CCl4振荡,若有机层呈
红棕色或橙红色,则有Br-;若有机层呈紫红色,则有I-。
3.氧化—淀粉法检验I-:向未知液中先加入淀粉溶液,不变蓝,然后加适量新制饱和氯水
振荡后,溶液变蓝,则有I-。
五、海水资源的开发利用(氯、溴、碘的提取)
1.氯碱工业
海水→粗盐 精盐 饱和食盐水
反应原理:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑。
2.海水提溴
反应原理:①Cl2+2Br- 2Cl-+Br2;
②Br2+SO2+2H2O H2SO4+2HBr;
③2HBr+Cl2 2HCl+Br2。
3.海带提碘
(1)实验室提碘

反应原理:2I-+H2O2+2H+ 2H2O+I2。
　　
注意
①用反萃取法从I2的有机溶液中分离得到单质碘:加浓NaOH溶液振荡、静置、分液得
到含NaI、NaIO3的溶液,再酸化归中,经过滤得到单质碘。②加碘盐中碘元素的检验:碘
元素在加碘盐中以I 的形式存在。在酸性条件下可发生反应I +5I-+6H+ 3I2+3H2
O,依据此反应可检验食盐中碘元素的存在。
(2)工业提碘
海带中所含的碘元素在浸泡时以碘离子(I-)形式进入水中,然后利用氧化还原反应,把滤
液中的I-氧化成I2。现代工业上也用离子交换法处理含I-的溶液以提高碘的提取率。
　　
知识拓展
1.碘在海带中以无机碘(KI)和有机碘两种形式存在。将海带剪碎,放入清水中浸泡半小
时以上,过滤,滤液中出现无机碘(KI)。
2.反应液的酸碱性:
(1)流程图中在浸泡液中加入NaOH溶液进行碱化,是由于浸泡液中会出现一种有机质
(褐藻糖胶),该物质的存在不仅影响碘的纯度,还由于其具有还原性会消耗更多的氧化
剂,但其在NaOH溶液中易形成褐藻酸钠絮状沉淀,即流程中的有机物沉淀,而被除去。
(2)在氧化I-时,通常采用硫酸酸化,主要是基于以下两点考虑:①在碱溶液中碘单质不能
稳定存在,可发生歧化反应:3I2+6NaOH 5NaI+NaIO3+3H2O。②氧化剂在酸性条件
下具有更强的氧化性,更易将I-氧化成碘单质。
3.氧化剂的选择:当前工业上用Cl2、KClO3、H2O2、亚硝酸盐等作为提取碘的氧化剂。
Cl2由于其易得且廉价,是最常用的氧化剂,但氧化操作需要特别仔细,否则易造成过氧
化(反应分别为2I-+Cl2 2Cl-+I2、I2+5Cl2+6H2O 2I +10Cl-+12H+)。KClO3、H2O
2等在酸性条件下同样不仅可以将I-氧化成I2,还可以继续将I2氧化成I 。亚硝酸盐可将
I-氧化成I2(2N +2I-+4H+ 2NO↑+I2+2H2O),但不能继续氧化I2,是较为合适的氧化
剂,缺点是价格较高。
1.下列关于氯及其化合物的说法正确的是 (　　 　)
A.常温下液氯能用钢瓶贮运,所以Cl2不与铁反应
B.洁厕灵不能与“84”消毒液混用,原因是两种溶液混合产生的HClO易分解
C.漂白粉在空气中久置变质是因为漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
D.在氯气性质实验中,湿润的有色布条褪色,但实际起漂白作用的是次氯酸,而不是氯气
即练即清
D
　　
解析　常温下Cl2与Fe不反应,可用钢瓶贮运液氯,但Fe能在Cl2中燃烧生成FeCl3,A错误;
洁厕灵(有效成分为盐酸)与“84”消毒液(有效成分为NaClO)混用会发生归中反应生
成有毒气体Cl2,B错误;漂白粉在空气中久置变质,是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2、H2O
反应生成CaCO3、HClO,HClO见光或受热分解,失去漂白性,C错误;Cl2与水反应生成的
HClO有漂白性,Cl2无漂白性,D正确。
2.(2025辽宁鞍山二模,10)由ClO2制备杀菌剂NaClO2的生产工艺流程如下图所示,已知
“尾气吸收”是吸收电解过程中排出的少量ClO2,以下说法正确的是 (　　 　)
A.电解时阳极材料可选择Fe-C合金网
B.尾气吸收时H2O2起氧化剂的作用
C.电解总反应式为2ClO2+2NaCl
2NaClO2+Cl2
D.结晶干燥时需在HCl热气流下进行,
以防NaClO2水解
C
　　
解析　由流程图及氧化还原反应规律可知,在阳极Cl-被氧化为Cl2,在阴极ClO2被还原为
Cl ;若Fe-C合金网作阳极,Fe会放电生成Fe2+,故电解时阳极材料不能选择Fe-C合金网,
A错误。结合题干信息,NaOH、H2O2溶液将尾气中少量ClO2转化为NaClO2,H2O2作还原
剂,B错误。结合A项分析,可得电解总反应式为2ClO2+2NaCl 2NaClO2+Cl2,C正
确。NaClO2是强碱弱酸盐,溶液呈碱性,会与HCl发生反应,同时HCl可能会与NaClO2发
生氧化还原反应,故结晶干燥时不能在HCl热气流下进行,D错误。
3.(2025浙江金华二模,10)从海带中提取碘的实验方案如下,下列说法不正确的是
(　　 　)

A.试剂①是H2O2和稀硫酸,过程中n(H2O2)消耗∶n(I2)生成=1∶1
A
B.试剂②可以是CCl4,也可以是苯
C.海带灰中可溶性的硫酸盐、碳酸盐可在步骤3中除去
D.向步骤3所得有机层中加浓NaOH溶液,经分液、酸化、过滤、升华,可获得高纯碘
　　
解析　若试剂①是H2O2和稀硫酸,H2O2将I-氧化为I2,根据得失电子守恒,可知该反应中n
(H2O2)消耗∶n(I2)生成=1∶1,但H2O2易分解,故过程中n(H2O2)消耗∶n(I2)生成>1∶1,A错误;加试
剂②的目的是萃取碘水中的I2,I2易溶于有机溶剂,试剂②可以是CCl4,也可以是苯,B正
确;步骤3为分液,可溶性的硫酸盐、碳酸盐在水层,可通过分液除去,C正确;向步骤3所
得有机层中加浓NaOH溶液(生成I-和I )反萃取,经分液、酸化(I-和I 发生归中反应生
成单质I2)、过滤、升华,可获得高纯碘,D正确。
第3节　硫及其化合物
一、硫单质
1.物理性质:黄色晶体,质脆,难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(相似相溶)。
2.化学性质

知识清单
　　
注意
硫有多种同素异形体,如正交硫、单斜硫都是由S8分子构成的物质。游离态的硫主要
存在于火山口附近或地壳的岩层中。化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。
二、二氧化硫
1.物理性质:无色、有刺激性气味的气体,密度比空气大,易溶于水;通常情况下,1体积水
可溶解约40体积SO2。
2.化学性质——酸性氧化物的通性、氧化性、强还原性、漂白性

(1)酸性氧化物的性质
①与H2O反应:SO2+H2O H2SO3(二元弱酸)。
②与碱反应:SO2+2NaOH Na2SO3+H2O,SO2+Ca(OH)2 CaSO3↓+H2O。
③与碱性氧化物反应:SO2+CaO CaSO3。
(2)氧化性:SO2+2H2S 3S↓+2H2O。
(3)还原性:2SO2+O2 2SO3,
SO2+2H2O+Br2 H2SO4+2HBr,
5SO2+2KMnO4+2H2O 2MnSO4+K2SO4+2H2SO4。
(4)漂白性:可与有色物质结合为无色物质,如可使品红溶液褪色。
　　
归纳总结
①SO2、CO2同时存在时的检验流程,先检验SO2,然后除去SO2,检验SO2是否除尽,最后检
验CO2。
②用SO2漂白后的有色物质,在一定条件下会恢复至原来的颜色(因为SO2可以与某些有
色物质反应生成不稳定的无色物质,在加热条件下这些无色物质容易分解而使有色物
质恢复原来的颜色)。
③SO2不能漂白酸碱指示剂。
3.用途
(1)作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等);
(2)杀菌消毒;
(3)作食品添加剂(用在葡萄酒、干果等中可以去色、除菌、抗氧化)。
4.实验室制备二氧化硫
(1)反应原理:用Na2SO3粉末和70%的硫酸反应制取SO2。
(2)除杂:用浓硫酸吸收水蒸气。
　　
注意
制备SO2时,若硫酸溶液太稀,则生成的SO2会溶于水,不易收集;若太浓,则H+浓度较小,反
应速率慢。
　　
知识拓展
含二氧化硫烟气的脱硫
1.石灰石—石膏法
该工艺原理是,将石灰石粉末加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔,与烟气充分接触混
合并氧化,最终生成石膏(CaSO4·2H2O)。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴,再经过换
热器加热升温后,由烟囱排入大气。其化学方程式如下:
CaCO3+SO2 CaSO3+CO2
2CaSO3+O2 2CaSO4
2.氨脱硫法
氨脱硫法是一个酸碱中和反应和氧化还原反应相结合的过程,在脱硫塔内气、液、固
多组分混合。其化学方程式如下:
2NH3+H2O+SO2 (NH4)2SO3
2(NH4)2SO3+O2 2(NH4)2SO4
三、三氧化硫
1.物理性质:熔点和沸点较低,常温常压下为液体,标准状况下为固体(与NA相关的计算
中,若在标准状况下,同时给出SO3的体积,不能用22.4 L/mol进行计算)。
2.化学性质——酸性氧化物的通性
(1)与水反应:SO3+H2O H2SO4(放出大量的热)。
(2)与碱反应生成盐和水,如SO3+2NaOH Na2SO4+H2O。
(3)与碱性氧化物反应生成相应的盐,如SO3+Na2O Na2SO4。
四、硫化氢
1.物理性质:无色、有臭鸡蛋气味的气体,能溶于水。
2.化学性质
(1)弱酸性——二元弱酸
(2)还原性:H2S+Cl2 S↓+2HCl。
(3)与某些金属离子反应:Cu2++H2S CuS↓+2H+。
注意
①书写离子方程式时,H2S不能拆成离子形式;②H2S常作为沉淀剂,除去废水中的重金
属离子;③不能根据反应H2S+CuSO4 CuS↓+H2SO4判断H2S的酸性大于H2SO4。
　　
五、硫酸
1.物理性质:无色油状液体,密度比水大,沸点高,难挥发。
2.化学性质
稀硫酸:具有酸的通性。
浓硫酸:三大特性——吸水性、脱水性、强氧化性。
(1)强氧化性
①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O(生成硫酸铜,同时体现了浓硫酸的酸性)。
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O。
③常温下,浓硫酸可使Fe、Al表面形成一层致密的氧化膜,使其钝化。
④在加热条件下,除Au、Pt外,金属活动性顺序中的金属都可与浓硫酸反应。
(2)脱水性:将某些有机物中的H、O原子以2∶1的个数比脱去,为化学变化。如蔗糖与
浓硫酸反应的过程中,蔗糖变黑,体积膨胀,产生大量的有刺激性气味的酸雾,C12H22O11
12C+11H2O、C+2H2SO4 2SO2↑+CO2↑+2H2O。
(3)吸水性:吸收自由水和结晶水(如可吸收胆矾晶体中的水,使其变为白色的硫酸铜固
体),作干燥剂,注意不能干燥碱性气体。
3.硫酸的用途
(1)用于生产化肥、农药、炸药、染料和盐类等;
(2)用于金属矿石的处理、金属材料表面处理等。
4.接触法制硫酸

反应原理:
Ⅰ.4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2/S+O2 SO2
Ⅱ.2SO2+O2 2SO3
Ⅲ.用98.3%的浓硫酸吸收SO3:SO3+H2O H2SO4
　　
注意
用98.3%的浓硫酸吸收SO3后再稀释成不同浓度的工业产品。不用水吸收SO3是因为
SO3溶于水反应放出大量的热,形成酸雾,吸收效率降低。
六、硫酸根离子的检验
(1)原理:Ba2++S BaSO4↓。
(2)方法:待测液 有无白色沉淀(确定有无S )。
(3)加盐酸目的:防止C 、S 、Ag+等的干扰。
七、几种硫酸盐
(1)硫酸钙:在自然界中常以石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在,加热至150 ℃时,变成熟石膏
(2CaSO4·H2O)。熟石膏与水混合成糊状物后会很快凝固,重新变为石膏。石膏可用来
制作各种模型和医疗用的石膏绷带。在工业上,石膏还可用来调节水泥的硬化速率。
(2)硫酸钡:在自然界中以重晶石的形式存在,BaSO4不溶于水和酸,不容易被X射线透过,
可在医疗上作“钡餐”。
(3)硫酸铜:硫酸铜是白色粉末,结合水后会变成蓝色晶体(CuSO4·5H2O),常用来检验酒精
中是否含少量水。CuSO4·5H2O和石灰乳混合可制成常用的农药——波尔多液。
(4)硫酸亚铁:硫酸亚铁的结晶水合物俗称绿矾,化学式为FeSO4·7H2O。医疗上用于生产
防治缺铁性贫血的药剂;工业上是生产系列净水剂和颜料氧化铁红(主要成分为Fe2O3)
的原料。
1.在自然界中不同价态硫元素之间的转化如图所示,下列说法错误的是 (　　 　)
A.火山口存在少量游离态的硫
B.火山喷发后有可能导致硫酸型酸雨的发生
C.黄铁矿转化为石膏的反应可能为4FeS2+
16H2O+15O2+8CaCO3 8CaSO4·2H2O+
2Fe2O3+8CO2
D.酸雨放置过程中pH变大
D
即练即清
　　
解析　单质硫存在于火山口附近,A正确。火山喷发时部分硫元素转化成SO2,当有氧
气、水蒸气、阳光等存在时,SO2会被氧化成SO3,SO3与水反应生成H2SO4,另外SO2与水
反应生成H2SO3,H2SO3被氧化为H2SO4,都可形成硫酸型酸雨,B正确。由题图中转化过
程可知黄铁矿转化为石膏的反应可能为4FeS2+16H2O+15O2+8CaCO3 8CaSO4·2H2O
+2Fe2O3+8CO2,C正确。放置过程中酸雨中的H2SO3会转化为H2SO4,故酸性增强,pH变
小,D错误。
2.硫元素在自然界中通常以硫化物、硫酸盐或单质的形式存在。常见的含硫矿物有硫
黄矿、黄铁矿(FeS2)、石膏(CaSO4·2H2O)等。工业上利用黄铁矿与空气在高温下反应
得到Fe2O3、SO2,SO2与O2在400~500 ℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,生成的SO3用98.
3%的浓硫酸吸收。利用酸性KMnO4溶液可测定工业尾气中SO2的含量。下列说法不
正确的是　 (　　 　)
A.S是黄色晶体,难溶于水,易溶于CS2,可用于配制黑火药
B.黄铁矿与空气在高温条件下的反应:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
C.SO3具有氧化性,可用于制取硫酸
D.用酸性KMnO4溶液吸收SO2:2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2++5S +4H+
C
　　
解析　S是黄色晶体,难溶于水,易溶于CS2;黑火药的主要成分为硫、木炭、硝酸钾,A正
确。黄铁矿与空气在高温条件下反应生成Fe2O3、SO2,化学方程式为4FeS2+11O2 2
Fe2O3+8SO2,B正确。SO3为酸性氧化物,与H2O反应生成H2SO4,与其具有氧化性无关,C
错误。酸性KMnO4溶液能将SO2氧化为S ,结合得失电子守恒、电荷守恒(用H+配电
荷守恒)和原子守恒可得离子方程式为2Mn +5SO2+2H2O 2Mn2++5S +4H+,D正
确。
3.(2025河南开封三模,11)实验室利用下图所示装置制取SO2并探究其性质。下列说法
错误的是　 (　　 　)
A.可观察到a处紫色石蕊溶液先变红后褪色
B.b处酸性KMnO4溶液褪色,说明SO2具有还原性
C.c处产生黄色沉淀,说明SO2具有氧化性
D.若用浓硝酸代替70%硫酸,则无法制得SO2气体
A
　　
解析　SO2溶于水,与水反应生成H2SO3,溶液呈酸性,可使紫色石蕊溶液变红,但SO2不能
漂白指示剂,则紫色石蕊溶液只变红不褪色,A错误;SO2具有还原性,能将KMnO4还原,使
酸性KMnO4溶液褪色,B正确;SO2与Na2S反应生成单质S(黄色沉淀),体现了SO2的氧化
性,C正确;浓硝酸具有强氧化性,能将Na2SO3氧化为Na2SO4,不能生成SO2,D正确。
第4节　氮及其化合物
一、氮元素的存在形式和固氮

知识清单
　　
注意
将大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程叫氮的固定。在氮的固定的过程中,N2
有的发生氧化反应,有的发生还原反应。
二、氮气
1.结构:电子式为 ,结构式为 。
2.氮气的性质
(1)物理性质:无色无味的气体,密度比空气略小,难溶于水。
(2)化学性质

3.氮气的实验室制法
(1)制备原理
①高温下氨气还原氧化铜:2NH3+3CuO 3Cu+N2+3H2O。
②用饱和NaNO2和NH4Cl溶液在加热条件反应:NaNO2+NH4Cl NaCl+N2↑+2H2O。
(2)收集方法:只能用排水法(密度与空气接近,不能用排空气法)。
NO NO2
色、态 无色气体 红棕色、有刺激性气味的气体
水溶性 不溶于水 易溶于水
毒性 有毒,大气污染物之一 有毒,大气污染物之一
与水反应 不反应 3NO2+H2O 2HNO3+NO
与氧气反应 2NO+O2 2NO2 不反应
用途 用于生物学和医学 工业上用来制取硝酸
三、氮的氧化物
（1）.一氧化氮和二氧化氮
(2)其他氮氧化物:主要有N2O、N2O3、N2O4、N2O5等。
　　
注意
NO2能与N2O4相互转化:2NO2 N2O4,由于此平衡的存在,通常所说的NO2气体实际上
是NO2和N2O4的混合气体。例如2 mol NO与1 mol O2充分反应,由于生成的NO2部分转
化为N2O4,故实际所得的NO2少于2 mol。
(3)氮氧化物对环境的污染及防治
①氮氧化物会造成光化学烟雾和酸雨。
②常见的处理含氮氧化物尾气的方法
a.碱液吸收法
2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O,NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O
NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO),一般适用
于工业尾气中NOx的处理。
b.催化转化法
在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2),或NOx与CO在一定温度
下催化转化为无毒气体(N2和CO2),一般适用于汽车尾气的处理。
四、硝酸
1.物理性质:无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.化学性质
3.制法
NH3 NO NO2 HNO3
反应原理:①4NH3+5O2 4NO+6H2O;②2NO+O2 2NO2;③3NO2+H2O 2
HNO3+NO。
　　
知识再现
　　王水:浓硝酸和浓盐酸的混合物(体积比为1∶3),能使不溶于硝酸的金属(如金、铂
等)溶解。
4.用途:常用来制造氮肥、染料、塑料、炸药、硝酸盐等。
五、氨及铵盐
1.NH3
(1)结构:电子式为 (提示:不要忘记孤电子对),分子空间结构为三角锥形。
(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(常温常压
下,1体积水大约可溶解700体积氨气)。液氨汽化时,吸收大量的热,使周围环境温度急
剧降低,可作制冷剂。
(3)化学性质
NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体(高中阶段),常用此性质检验NH3。
注意
氨水对眼睛、呼吸道等有强烈的刺激作用,储存、运输和施用的要求比较高。
　　
(4)制法
①实验室制法原理:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O。
装置如下图所示:
　　
注意
可用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒验满。欲快速制取NH3可将浓氨水滴
到NaOH固体或生石灰上。
②工业制法:N2+3H2 2NH3。
(5)喷泉实验
①原理:短时间内,体系内外产生较大的压强差。
②常见形成喷泉的气体和液体组合
HCl气体和水/NaOH溶液,NH3和水/酸溶液,酸性气体和NaOH溶液,NO2和水。
2.铵盐
(1)物理性质:一般为白色、易溶于水的晶体。
(2)化学性质
①与碱反应:N +OH- NH3↑+H2O、N +OH- NH3·H2O(常温)(条件不同,产
物不同)
②不稳定,受热易分解:NH4Cl NH3↑+HCl↑
NH4HCO3 NH3↑+CO2↑+H2O
③水解反应:N +H2O NH3·H2O+H+
(3)检验:样品与NaOH溶液共热,用湿润的红色石蕊试纸检验,观察试纸是否变蓝;若变
蓝,则证明含有N 。
1.(2025江苏如皋三模,1)下列含氮物质的转化属于氮的固定的是 (　　 　)
A.N2→NH3　　　　B.NO→N2
C.NH3→CO(NH2)2　　　　D.HNO3→NH4NO3
即练即清
A
　　
解析　氮的固定指将游离态氮(N2)转化为化合态氮的过程,故选A。
2.(2025北京海淀二模,5)为研究浓硝酸与Cu的反应,进行如图所示实验。下列说法不正
确的是 (　　 　)
A.滴入浓硝酸后,无需加热即可反应
B.反应开始后,试管中产生红棕色气体,说明浓硝酸具有氧化性
C.反应消耗0.05 mol Cu时,转移电子数约为6.02×1022
D.若将铜片换成铝片,无明显现象,说明还原性:AlD
　　
解析　浓硝酸具有强氧化性,常温下能将Cu氧化,不需要加热,A正确;试管中产生红棕
色气体,即NO2,HNO3中N元素化合价降低,说明浓硝酸具有氧化性,B正确;Cu元素化合
价从0升高到+2,当反应消耗0.05 mol Cu时,转移电子数为0.05 mol×2×6.02×1023 mol-1=6.
02×1022,C正确;常温下,铝在浓硝酸中发生钝化,阻止反应继续进行,故无明显现象,不能
说明Al的还原性弱于Cu(实际上还原性:Al>Cu),D错误。
3.某实验小组利用下图装置制备NH3并探究其性质。下列说法正确的是 (　　 　)

A.①中药品为NH4Cl和Ca(OH)2
B.②中药品为P2O5
C.反应一段时间后,③中红色固体变为黑色
D.反应一段时间后,④中锥形瓶收集到液氨
A
　　
解析　加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物是实验室常用的制备NH3的方法,A正确;P2O5
为酸性干燥剂,会与NH3反应,B错误;NH3中N元素显-3价,具有还原性,加热条件下可将
CuO还原,故反应一段时间后,③中黑色固体变为红色,C错误;④中用冰块冷凝,液氨的
沸点较低(-33.5 ℃),此时以NH3(g)形式存在,锥形瓶中不能收集到液氨(NH3与CuO反应
后生成H2O,过量的NH3可溶于H2O,故④中锥形瓶可以收集到氨水),D错误。
考法突破6　氯、硫、氮及其化合物
间的转化
一、氯及其化合物间的转化
1.氯元素的“价—类”二维图
2.氯及其化合物间的转化关系
(1)歧化反应

①Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O(稀碱,常温)
②3Cl2+6OH- 5Cl-+Cl +3H2O(浓碱,加热)
(2)归中反应

①Cl-+ClO-+2H+ Cl2↑+H2O(NaClO与NaCl,酸性条件)
②5Cl-+Cl +6H+ 3Cl2↑+3H2O(KClO3与KCl,酸性条件)
　　
注意
物质的氧化性强弱往往受pH影响。酸性条件下,ClO-、Cl 的氧化性强于Cl2;碱性条件
下,Cl2的氧化性强于ClO-、Cl 。
二、硫及其化合物间的转化
1.硫元素的“价—类”二维图
注意
Na2SO4不体现氧化性。
　　
2.硫及其化合物间的转化关系及规律
(1)当硫元素的化合价变化时,一般升高或降低至其相邻价态,即台阶式升降。例如:H2S
+H2SO4(浓) S↓+SO2↑+2H2O。
　　
注意
浓硫酸可用于干燥SO2气体(二者硫元素处于相邻价态,不发生氧化还原反应)。
(2)含硫物质的连续氧化

　　
注意
S不能被O2一步氧化为SO3。
(3)+4价硫的不同化合物间的转化关系

三、氮及其化合物间的转化
1.氮元素的“价—类”二维图
2.氮及其化合物间的转化关系
(1)歧化反应
如:3NO2+H2O 2HNO3+NO
2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O
(2)归中反应
如:6NO+4NH3 5N2+6H2O
NO2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2O
　　
注意
N2不能被O2一步氧化为NO2。
即练即清
典例 (2025山西吕梁二模,4)下列物质中均含有同种元素,它们在一定条件下的转化关
系如图所示。G为单质,Q为气体且能使品红溶液褪色。下列说法正确的是 (　　 　)
A.G易溶于乙醇
B.若O2过量,则可以使G直接转化为R
C.W与T反应生成Q的过程中还可能同时生成G
D.E生成T的反应证明E在水中的电离程度大于T
C
　　
物质推断
G为单质,与O2反应得到的氧化物Q为气体且能使品红溶液褪色,则Q为SO2,G为S;S与H2
反应得到H2S,则E为H2S;SO2继续氧化得到SO3,则R为SO3;SO3与H2O反应得到H2SO4,则T
为H2SO4。
　　
解析　单质S微溶于乙醇,易溶于CS2,A错误;O2过量,S单质也无法直接转化为SO3,B错
误;若W为Na2S2O3,Na2S2O3与稀H2SO4反应生成SO2和S,C正确;H2S是弱酸,H2SO4是强酸,
H2S的电离程度小于H2SO4,该反应能够发生是因为CuS难溶于水,D错误。
变式1　〔变呈现类型:“价—类”二维图〕(2025重庆八中4月考,8)“价—类”二维图
是学习元素及其化合物的重要工具。下图表示硫、氮元素的“价—类”二维图,NA为
阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 (　　 　)
A.f、l可能为一种水溶液呈酸性的物质
B.h→i与b→c的转化均可通过与氧气反应实现
C.向一定量g的水溶液中通入气体c可能生成两
种盐
D.5.6 g铁粉分别与足量的e、k的稀溶液充分
反应,转移电子数均为0.2NA
D
　　
解析　由元素的最高化合价或最低化合价知,左边为N元素的“价—类”二维图,右边
为S元素的“价—类”二维图,则a是H2S,b是S单质,c是SO2,d是SO3,e是H2SO4,f是硫酸盐,
g是NH3,h是N2,i是NO,j是NO2或N2O4,k是HNO3,l是铵盐。f为硫酸盐,硫酸为强酸,强酸弱
碱盐呈酸性,如CuSO4溶液呈酸性;l为铵盐,NH3·H2O为弱碱,如NH4Cl溶液呈酸性,A正
确。N2和O2在放电的条件下发生反应生成NO,S在O2中燃烧生成SO2,B正确。向一定量
氨水中通入SO2,当SO2少量时生成(NH4)2SO3,当SO2过量时生成NH4HSO3,则可能同时生
成(NH4)2SO3和NH4HSO3,C正确。5.6 g铁粉的物质的量为0.1 mol,与足量稀硫酸反应生
成FeSO4,转移电子数为0.2NA;与足量稀硝酸反应生成Fe(NO3)3,转移电子数为0.3NA,D错
误。
变式2　〔变复杂程度,难度提升:推断与计算相结合〕(2025河北保定一模,8)某科研小
组探究铜和浓硫酸在一定条件下的反应,进行如下实验,流程中除H2O外反应产物均已
标出。下列说法错误的是 (　　 　)

A.化合物X为CuS
B.该流程的实质是浓硝酸将铜氧化
C.该实验中浓硫酸体现了强氧化性和酸性
D.理论上产生NO2的物质的量为1 mol
A
　　
解析　除H2O外反应产物均已标出,根据流程知,Cu被氧化为CuSO4,S元素化合价应降
低生成X,X难溶于水,且能被浓硝酸氧化为S 。23.3 g白色沉淀为BaSO4,其物质的量
为0.1 mol,假设X为CuS,反应中S元素化合价从+6降低到-2,得到电子的物质的量为0.8
mol,32 g Cu的物质的量为0.5 mol,Cu元素化合价从0升高到+2,失去电子的物质的量为1
mol,得失电子不守恒,故X不是CuS(假设X为Cu2S,Cu2S为0.1 mol,S元素得到0.8 mol电
子,生成0.1 mol Cu2S,根据Cu原子守恒,可知生成的CuSO4的物质的量为0.3 mol,则Cu失
去电子的物质的量为0.1 mol×2+0.3 mol×2=0.8 mol,反应过程中得失电子守恒,则X为
Cu2S),A错误。结合A项分析及整个流程知,最终S元素都呈+6价,相当于化合价没有变
化,故实质上是浓硝酸将铜氧化为+2价,硝酸被还原为NO2,B正确。在第一步反应中,浓
硫酸中S元素化合价有部分降低,体现了强氧化性;生成了CuSO4,体现了酸性,C正确。X
为Cu2S,物质的量为0.1 mol,铜元素的化合价从+1升高到+2,S元素的化合价从-2升高到
+6,0.1 mol Cu2S共失去1 mol电子,HNO3得到1 mol电子,理论上生成1 mol NO2(或根据B
项分析结合得失电子守恒可知HNO3得到1 mol电子理论上生成1 mol NO2),D正确。

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