主要原料

产品主要成分

普通玻璃

石英、纯碱、石灰石

Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4)

普通水泥

黏土、石灰石、少量石膏

2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3

陶瓷

黏土、石英沙

成分复杂主要是硅酸盐

制玻璃的主要反应：SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2↑,SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2↑.

二、硅单质

1．性质：（1）物理性质：晶体硅是灰黑色有金属光泽，硬而脆的固体；导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，熔沸点高，硬度大，难溶于溶剂。

（2）化学性质：常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。

Si 2F2 == SiF4（气态）, Si 4HF == SiF4 2 H2,

Si 2NaOH H2O == Na2SiO3 2H2↑,（Si 2NaOH 4H2O == Na2SiO3 2H2↑ 3H2O.）

3.硅的用途：（1）用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件；（2）制造太阳能；（3）制造合金，如含硅4％（质量分数）的钢导磁性好制造变压器的铁芯；含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。

4．工业生产硅：

制粗硅：SiO2 2C Si 2CO

制纯硅：Si 2Cl2 SiCl4(液态)

SiCl4 2H2 Si 4HCl

三、二氧化硅的结构和性质：

1．SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。

2．SiO2物理性质：硬度大，熔点高，难溶于溶剂(水)的固体。

3．SiO2化学性质：常温下，性质稳定，只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。

SiO2 2F2 == SiF4 O2 , SiO2 4HF == SiF4 2H2O （雕刻玻璃的反应),

SiO2 2NaOH == Na2SiO3 H2O （实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因）.

加热高温：SiO2 2C Si 2 CO, SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2↑

SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2↑，SiO2 CaO CaSiO3 .

4．SiO2的用途：制石英玻璃，是光导纤维的主要原料；制钟表部件；可制耐磨材料；用于玻璃的生产；在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。

专题四 硫、氮和可持续发展

第一单元 含硫化合物的性质和应用

一、硫酸型酸雨的成因和防治 ：

1．含硫燃料（化石燃料）的大量燃烧

涉及到的反应有：

2SO2 O2 2SO3 SO3 H2O = H2SO4

SO2 H2O H2SO3 2H2SO3 O2 = 2H2SO4

2．防治措施：

①从根本上防治酸雨—开发、使用能代替化石燃料的绿色能源（氢能、核能、太阳能）

②对含硫燃料进行脱硫处理（如煤的液化和煤的气化）

③提高环保意识，加强国际合作

二、SO2的性质及其应用

1．物理性质：无色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水

* 大气污染物通常包括：SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物（飘尘）等

2．SO2的化学性质及其应用

⑴SO2是酸性氧化物

SO2 H2O H2SO3

SO2 Ca(OH)2 ＝ CaSO3↓ H2O；CaSO3 SO2 H2O ＝ Ca(HSO3)2

SO2 2NaOH ＝ Na2SO3 H2O（实验室用NaOH溶液来吸收SO2尾气）

* 减少燃煤过程中SO2的排放（钙基固硫法）

CaCO3 CaO CO2↑；CaO SO2 ＝ CaSO3

SO2 Ca(OH)2 ＝ CaSO3 H2O

2CaSO3 O2 ＝ 2CaSO4

⑵SO2具有漂白性：常用于实验室对SO2气体的检验

漂白原理类型

①吸附型：活性炭漂白——活性炭吸附色素（包括胶体）

②强氧化型：HClO、O3、H2、Na2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化，不可逆

③化合型：SO2漂白——与有色物质化合，可逆

⑶SO2具有还原性

2SO2 O2 2SO3

SO2 X2 2H2O ＝ 2HX H2SO4

三、接触法制硫酸

流程 设备 反应

生成二氧化硫 沸腾炉 S O2 SO2 或4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2

SO2接触氧化 接触室 2SO2 O2 2SO3

SO3的吸收 吸收塔 SO3 H2O ＝ H2SO4

* 为了防止形成酸雾，提高SO3的吸收率，常用浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸

四、硫酸的性质及其应用

1．硫酸的酸性：硫酸是二元强酸 H2SO4 ＝ 2H SO42－ （具有酸的5点通性）

如：Fe2O3 3H2SO4 ＝ Fe2(SO4)3 3H2O 硫酸用于酸洗除锈

2．浓硫酸的吸水性：浓硫酸具有吸水性，通常可用作干燥剂

3．浓硫酸的脱水性：浓硫酸将H、O按照2∶1的比例从物质中夺取出来，浓硫酸用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。

4．浓硫酸的强氧化性：

Cu 2H2SO4(浓) CuS O4 SO2↑ 2H2O

浓硫酸可以将许多金属氧化：金属 浓硫酸 → 硫酸盐 SO2↑ H2O

浓硫酸的氧化性比稀硫酸强：浓硫酸的强氧化性由 6价的S引起，而稀硫酸的氧化性由H 引起（只能氧化金属活动顺序表中H前面的金属）。

C 2H2SO4(浓) CO2↑ 2SO2↑ 2H2O

二、硫及其化合物的相互转化

1.不同价态的硫的化合物

-2价：H2S、Na2S、FeS； 4价：SO2、H2SO3、Na2SO3

6价：SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4 、FeSO4

2．通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化

－2 0 4 6

S S S S

SO42－离子的检验：SO42－ Ba2 ＝ BaSO4↓

取少量待测液 无明显现象 产生白色沉淀

第二单元，生产生活中的含氮化合物

一、氮氧化物的产生及转化

N2 O2===2NO

2NO O2===2NO2

3NO2 H2O===2HNO3 NO

（1）、环境问题是如何出现的？（1）、人类不当使用科学技术的结果

（2）、产生环境问题的根源是什么？（2）、极力追求商业利润

（3）、克服环境问题有哪些途径？（3）、治理，使用新技术，改变生活方式，环境意识教育

二、氮肥的生产和使用

2.实验室制取氨气

2NH4Cl Ca(OH)2====CaCl2 2NH3↑ 2H2O

3.氨气的性质

：氨气易溶于水，溶于水显碱性，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。氨水易挥发，不易运输，但成本低。氨水应在阴凉处保存。雨天、烈日下不宜施用氨态氮肥。

与酸的反应 NH3 HCl===NH4Cl（产生白烟） 2NH3 H2SO4===(NH4)2SO4

喷泉实验：(1).实验装置的工作原理？(2).溶液变红色的原因？(3).喷泉的发生应具备什么条件？

三、硝酸的性质

1.物理性质：无色，具有挥发性的液体

2.化学性质：

（1）不稳定性 见光或加热会分解释放出 气体

4HNO3==4NO2↑ O2↑ 2H2O

（2）强氧化性

是一种强氧化性的酸，绝大多数金属及许多非金属单质能与硝酸反应.。

浓

C 4HNO3==CO2↑ 4NO2↑ 2H2O 一般生成 气体。

稀 ： 一般生成 气体。

另外，

（1）

适用：固＋液 气体。方法最为简便。后者反应更剧烈，应对浓硝酸的滴加予以控制。

（2）C 4HNO3==CO2↑ 4NO2↑ 2H2O 4HNO3==4NO2↑ O2↑ 2H2O

适用：固＋液 气体。方法较为繁锁，且产物中有杂质气体。