第四章 非金属元素及其化合物
一、非金属元素的主角――硅
二、富集海水中的元素－氯
1. 物理性质：黄绿色，有刺激性气味的气体，有毒，易液化，可溶于水（溶解度1：2） ①2Na＋Cl2 A. 与金属反应 ②Cu＋Cl2
③2Fe＋3Cl2 ①H2＋Cl2
H2＋Cl2
1.氯气的 B.与非金属反应： ②2P＋3Cl2化学性质 2P＋5Cl2 C.与水反应：Cl2＋H2O
2NaCl （白烟）
CuCl2 （棕黄色烟，与变价金属反应生成高价金属） 2FeCl3（产生棕色的烟,常温下不与干燥氯气反应）
2HCl 白雾，发生爆炸
2HCl（苍白色火焰，HCl工业制法） 2PCl3 (白烟) 白色烟雾 2PCl5（白雾）
HCl＋HClO 氯气的水溶液叫氯水
4. 化学性质： ①Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O (制漂白液，制氯气尾气处理) D.与碱反应 ②2Cl2＋2Ca(OH)2 =Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（工业制漂白粉制法）
①2FeCl2＋Cl2 = 2FeCl3 （溶液由浅绿色变为黄色）
②2KI＋Cl2 = 2KCl + I2 湿润的淀粉KI试纸变蓝,用于氯气的检验 E.氧化性： ③SO2＋Cl2＋2H2O = 2HCl + H2SO4 (除废水中的氯)
①反应原理：MnO2 + 4HCl(浓)
MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
注意：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。
5.氯气的 A.实验室制法：②装置组成：发生装置---收集装置---吸收装置
制法： ③实验步骤：检密—装药—固定—加热—收集
④收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法）
⑤检验方法: 用湿润的KI淀粉试纸置于瓶瓶口观察是否变蓝。 ⑥净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥
⑦尾气处理：用碱液（NaOH）吸收
B. 工业制法：（氯碱工业） 2NaCl + 2H2O
6.用途：
2NaOH + H2↑ + Cl2↑
1.氯水（氯气的水溶液）Cl2+H2O ====== HCl+HClO （可逆）
新制 A.分子：Cl2、H2O、HClO
2.氯水的成分： B.离子：H＋、Cl－、ClO－（少量） 、OH－（少量） 2HClO ======= 2HCl + O2
久置： 久制的氯水主要成份为H2O、HCl。（较稀的盐酸） ①弱酸性；一元弱酸，比H2CO3弱
3.HClO基本性质 ②不稳定；2HClO = 2HCl + O2↑
③ 强氧化性；杀菌能力，故氯水可用作自来水消毒。 ④漂白性；使色布、品红溶液等褪色。
4.HClO与H2CO3酸性比较： 2.氯水的成分
及相关物质的 5.氯水成份的确认及现象 性质 ：
: 可能成分 H+ Cl－ HClO（少量ClO－ ） Cl2 H2O 加入试剂 镁粉 酸化了的硝酸银 红纸 闻气味 无水硫酸铜 现象 有气体逸出 白色沉淀 褪色 刺激性气味 蓝色晶体 结论 含H+ 含Cl－ 氯水有漂白作用 含Cl2 含H2O 6.几种漂白剂的比较
漂白剂 漂白原理 品红溶液 紫色石蕊 稳定性 HClO 氧化漂白 褪色 先变红后褪色 稳定 Na2O2（H2O2） 氧化漂白 褪色 褪色 稳定 SO2 化合漂白 褪色 只变红不褪色 不稳定 活性炭 吸附漂白 褪色 褪色 ——
7. 漂白粉的漂白原理
漂白粉溶液置于空气中能产生漂白性；Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO； 漂白粉溶液中加酸能能提高漂白性； Ca(ClO)2＋2HCl（稀）= CaCl2＋2HClO； 漂白粉变质原因：
三、 硫及其化合物
1、 硫 硫化物 硫铁矿（FeS2）黄铜矿 （CuFeS2） A.主要是化合态： 硫酸盐 石膏、芒硝 ① 存在 B.少量游离态：――天然硫（火山口附近）
② 物理性质： 淡黄色晶体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2, 熔点112.8℃，沸点444.6℃
A．与非金属反应：S + O2
△ SO2 H2 + S
△ H2S
硫: B.与金属反应：2Na + S == Na2S, Fe + S
△ FeS, 2Cu + S
△ Cu2S
③ 化学性质： C.特殊性质：S+2Ag====Ag2S, S+Hg===HgS
D与碱溶液反应：3S + 6NaOH（热）== 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
（用于实验室中清洗有S残留的仪器）; E浓硫酸反应：S + 2H2SO4(浓)
△ 3SO2 + 2H2O。
④硫的用途：三药一柴即是制医药、火药、农药和火柴的原料；在化工工业中是生产硫酸等的原料。
2.硫的氧化物
A.物理性质：无色有刺激性有毒气体，易溶于水（1:40），易液化。
①酸性氧化物的通性：H2O + SO2 H2SO3亚硫酸是二元弱酸，不稳定，易分解，易被氧化),
SO2 + 2NaOH == Na2SO3 + H2O,SO2 + NaOH == NaHSO3,
SO2 ②氧化性：SO2 + 2H2S == 3S + 2H2O; B.化学性质： ③还原性：2SO2 + O2 催化剂 加热 2SO3,SO2 + Cl2 + H2O ==H2SO4 + 2HCl
(以还原性为主，与O2\\Cl2\\NO2\\Br2水、酸性高锰酸钾反应)
④漂白性：SO2 使某些有色物质褪色，但不能漂白酸碱指示剂。 (漂白性与氯气相对比)
通入SO2 褪色 褪色 加热至沸 红色 不显红色 紫色石蕊 通入SO2 很快变成红色 立即变红随即变为无色
品红溶液 通入Cl2 加热至通入Cl2 C. SO2的实验室制法：Na2SO3 + H2SO4 == Na2SO4 + SO2↑+ H2O.
SO3: 色的晶体，熔点12.8℃，极易于水反应，同时放出大量的热。SO3 + H2O == H2SO4. 3. 硫酸
⑴物理性质：无色粘稠状液体，沸点338℃，难挥发，浓度高于98％的又称“发烟硫酸” ①稀硫酸的性质：酸的通性。
a 吸水性，浓硫酸具有很强的吸水性，常作为干燥剂。
b 脱水性，浓硫酸能按水的组成脱去有机物中的氢氧。如使蔗糖炭化。
⑵化学性质： ②浓硫酸的特性 c氧化性：常温下，能使Fe 、Al钝化；加热时能溶解大多数金属（除Au、Pt外）
Cu + 2H2SO4
C+H2SO4
A.流程： S或含硫矿石煅烧生成SO2，将气体净化；
进入接触室进行催化氧化生成SO3；
△ CuSO4 + SO2↑+ 2H2O；
△ CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
将SO3进入吸收塔吸收生成H2SO4.
B设备： 沸腾炉：煅烧在沸腾炉中进行；产生的气体要进行除尘、洗涤、干燥等净化处理。
S + O2
△ ⑶. H2SO4 的工业制法(接触法)
SO2 或 4FeS2 + 11O2
高温 2Fe2O3 + 8SO2（沸腾炉）
接触室：接触室中有多层催化剂，二氧化硫在催化剂的表面接触被氧化成三氧化硫；中
间有热交换器，是为了充分利用能量而设计。 ;2SO2 + O2
催化剂 加热 2SO3,（接触室）
吸收塔：由于三氧化硫与水的反应放热大，形成酸雾，会降低吸收效率，
因此改用98.3％的浓硫酸来吸收，同时采取逆流原理。SO3 + H2O == H2SO4.（吸收塔）
④尾气处理：因此尾气中仍然含有SO2气体，生产中常采用氨水吸收。
SO2 + 2NH3·H2O == (NH4)2SO3 + H2O,(NH4)2SO3 + SO2 + H2O == 2 NH4HSO3.
4. 硫酸的用途：用于化肥、农药、医药、金属矿的处理等生产中
4. 几种常见的硫酸盐
（1）CaSO4:自然界中是石膏(CaSO4·2H2O)的形式存在，加热到150时会失去部分结晶水，生成熟石膏(2CaSO4·H2O).用于各种模型和医疗的石膏绑带，水泥生产的原料之一。
（2）BaSO4：重晶石，不容易被X射线透过，医疗上作为“钡餐”，也可作为白色颜料，可用于油漆、油墨、造纸、塑料、橡胶的原料及填充剂。
(3)FeSO4：FeSO4·7H2O俗称绿矾，医疗上用于生产治贫血的药剂，工业上是生产净水剂和颜料的原料。
四、氮及其化合物
1、氮气的性质
必修一第四章《非金属及其化合物》知识框架图
