第五章化工生产中的重要非金属元素本章知识体系构建与核心素养提升一、硫及其化合物二、氮及其化合物三、无机非金属材料1/7一、硫及其化合物的转化关系完成上图标号的化学方程式：△①Fe＋S=====FeS；②SO2＋2H2S===3S＋2H2O；③2SO2＋O2催化剂△2SO3；④SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；△⑤Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O；⑥2NaOH＋SO2===Na2SO3＋H2O；⑦Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O；⑧H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl。例1某工厂的一个生产工艺流程如图所示，下列叙述正确的是()A.该工艺流程是用来制备Fe2(SO4)3的B.气体M是SO3C.气体M参加的反应是化合反应D.SO2参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1【答案】D【解析】由工艺流程的箭头指向可知，该过程中硫酸亚铁和硫酸铁可循环使用，气体M和SO2为反应物，指向流程之外的箭头只有硫酸(部分硫酸又参与循环)，即硫酸铁和二氧化硫作用生成硫酸和硫酸亚铁。气体M和硫酸、硫酸亚铁作用生成硫酸铁。根据上述分析知该工艺流程是用来制备硫酸的，A项错误；根据反应关系知气体M、H2SO4和FeSO4作用生成Fe2(SO4)3，所以M是具有氧化性的气体，如O2等，B项错误；气体M、FeSO4溶液和硫酸溶液作用生成Fe2(SO4)3，气体M参加的反应是氧化还原反应，C项错误；SO2参加反应时的化学方程式为SO2＋Fe2(SO4)3＋2H2O===2FeSO4＋2H2SO4，参加反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比是1∶1，D项正确。例2利用元素的化合价推测物质的性质是化学研究的重要手段。如图是硫元素的常见化合价与部分物质类别的对应关系：2/7(1)从硫元素化合价变化的角度分析，图中既有氧化性又有还原性的化合物有_______________________________________________________________(填化学式)。(2)将X与Y混合，可生成淡黄色固体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。(3)Z的浓溶液与铜单质在一定条件下可以发生化学反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(4)Na2S2O3是重要的化工原料。从氧化还原反应的角度分析，下列制备Na2S2O3的方案理论上可行的是________(填字母)。a.Na2S＋Sb.Na2SO3＋Sd.Na2SO3＋Na2SO4－1－1c.SO2＋Na2SO4(5)已知Na2SO3能被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则24mL0.05mol·L的Na2SO3溶液与20mL0.02mol·L的K2Cr2O7溶液恰好反应时，Cr元素在还原产物中的化合价为________。【答案】(1)SO2、H2SO3、Na2SO3(2)1∶2△(3)Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋2H2O＋SO2↑(4)b(5)＋3【解析】S元素的化合价有－2价、0价、＋4价、＋6价。(1)具有中间价态的元素既有还原性又有氧化性，所以化合物SO2、H2SO3、Na2SO3既有还原性又有氧化性。(2)将H2S与SO2混合，SO2氧化H2S生成淡黄色沉淀S和水，反应的化学方程式为2H2S＋SO2===3S＋2H2O，则该反应的氧化剂SO2与还原剂H2S的物质的量之比为1∶2。(4)Na2S2O3中S元素化合价为＋2价，从氧化还原的角度分析，反应物中S元素化合价必须一种物质中的大于＋2，另一种物质中的小于＋2，选项a中S元素化合价都小于＋2，选项c、d中S元素化合价都大于＋2，所以只有选项b符合题意。(5)假设Cr元素在生成物中的化合价为＋a价，根据电子转移守恒，则24×10L×0.05mol·L×(6－4)＝20×10L×0.02mol·L×2×(6－a)，解得a＝3。二、氮及其化合物的转化关系氮及其化合物的“价—类”二维图：－3－1－3－13/7根据上图，写出下列反应的化学方程式：(1)自然界中产生硝酸放电①N2＋O2=====2NO(自然固氮)；②2NO＋O2===2NO2；③3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(2)工业上制备硝酸①N2＋3H2高温、高压2NH3(人工固氮)；催化剂催化剂②4NH3＋5O2=====△4NO＋6H2O；③2NO＋O2===2NO2；④3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(3)硝酸在反应中只表现酸性2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O(其他合理答案也可)。(4)浓硝酸在反应中只表现氧化性△C＋4HNO3(浓)=====CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。(5)稀硝酸在反应中既表现氧化性，又表现酸性3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(6)氯化铵与消石灰混合加热△2NH4Cl＋Ca(OH)2=====CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。例3如图，根据图示回答：(1)A的分子式为...
