高一化學(xué)知識總結(jié):5 非金屬及其化合物知識結(jié)構(gòu)
第四章非金屬及其化合物知識結(jié)構(gòu):
一、硅元素:無機(jī)非金屬材料中的主角,在地殼中含量26.3%,次于氧。是一種親氧元素,
以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中,占地殼質(zhì)量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
2Si+1284對比C+4
最外層有4個電子,主要形成四價的化合物。二、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅稱為硅石,包括結(jié)晶形和無定形。石英是常見的結(jié)晶形二氧化硅,其中無色透明的就是水晶,具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖乾旇。二氧化硅晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),基本單元是[SiO4],因此有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用。(瑪瑙飾物,石英坩堝,光導(dǎo)纖維)
物理:熔點(diǎn)高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好
化學(xué):化學(xué)穩(wěn)定性好、除HF外一般不與其他酸反應(yīng),可以與強(qiáng)堿(NaOH)反應(yīng),酸性氧化物,在一定的條件下能與堿性氧化物反應(yīng)
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
SiO2+CaO===CaSiO3
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶裝HF裝堿性溶液的試劑瓶應(yīng)用木塞或膠塞三、硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸應(yīng)用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)制得。
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3+2NaCl
硅膠多孔疏松,可作干燥劑,催化劑的載體。四、硅酸鹽
硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱,分布廣,結(jié)構(gòu)復(fù)雜化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3:可溶,其水溶液稱作水玻璃和泡花堿,可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。常用硅酸鹽產(chǎn)品:玻璃、陶瓷、水泥四、硅單質(zhì)
與碳相似,有晶體和無定形兩種。晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石,有金屬光澤的灰黑色固體,熔點(diǎn)高(1410℃),硬度大,較脆,常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。是良好的半導(dǎo)體,應(yīng)用:半導(dǎo)體晶體管及芯片、光電池、
2五、氯元素:位于第三周期第ⅦA族,原子結(jié)構(gòu):+1787容易得到一個電子形成氯
-離子Cl,為典型的非金屬元素,在自然界中以化合態(tài)存在。六、氯氣
物理性質(zhì):黃綠色氣體,有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變?yōu)橐簯B(tài)(液氯)和固態(tài)。
制法:MnO2+4HCl(濃)===MnCl2+2H2O+Cl2
聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進(jìn)入鼻孔
化學(xué)性質(zhì):很活潑,有毒,有氧化性,能與大多數(shù)金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應(yīng):
2Na+Cl2==2NaCl2Fe+3Cl2==2FeCl3Cu+Cl2==CuCl2
Cl2+H2===2HCl現(xiàn)象:發(fā)出蒼白色火焰,生成大量白霧。
燃燒不一定有氧氣參加,物質(zhì)并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質(zhì)是劇烈的氧化還原反應(yīng),所有發(fā)光放熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都稱為燃燒。Cl2的用途:
①自來水殺菌消毒Cl2+H2O==HCl+HClO2HClO===2HCl+O2↑
1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水,為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強(qiáng)氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不穩(wěn)定,光照或加熱分解,因
光照
點(diǎn)燃
△高溫此久置氯水會失效。
②制漂白液、漂白粉和漂粉精
制漂白液Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,其有效成分NaClO比HClO穩(wěn)定多,可長期存放
制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應(yīng)有效氯70%)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
③與有機(jī)物反應(yīng),是重要的化學(xué)工業(yè)物質(zhì)。④用于提純Si、Ge、Ti等半導(dǎo)體和鈦
⑤有機(jī)化工:合成塑料、橡膠、人造纖維、農(nóng)藥、染料和藥品七、氯離子的檢驗(yàn)
--
使用硝酸銀溶液,并用稀硝酸排除干擾離子(CO32、SO32)HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO3↓+2NaNO3Ag2CO3+2HNO3==2AgNO3+CO2↑+H2O-+
Cl+Ag==AgCl↓八、二氧化硫
制法(形成):硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺,是黃色粉末)
S+O2===SO2
物理性質(zhì):無色、刺激性氣味、容易液化,易溶于水(1:40體積比)
化學(xué)性質(zhì):有毒,溶于水與水反應(yīng)生成亞硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇熱會變回原來顏色。這是因?yàn)镠2SO3不穩(wěn)定,會分解回水和SO2SO2+H2O
點(diǎn)燃
H2SO3因此這個化合和分解的過程可以同時進(jìn)行,為可逆反應(yīng)。
可逆反應(yīng)在同一條件下,既可以往正反應(yīng)方向發(fā)生,又可以向逆反應(yīng)方向發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱作可逆反應(yīng),用可逆箭頭符號九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電:N2+O2========2NO,生成的一氧化氮很不穩(wěn)定,在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮:2NO+O2==2NO2
一氧化氮的介紹:無色氣體,是空氣中的污染物,少量NO可以治療心血管疾病。二氧化氮的介紹:紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水,并與水反應(yīng):3NO2+H2O==2HNO3+NO這是工業(yè)制硝酸的方法。十、大氣污染
SO2、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施:
①從燃料燃燒入手。②從立法管理入手。
③從能源利用和開發(fā)入手。
④從廢氣回收利用,化害為利入手。(2SO2+O2十一、硫酸
催化劑連接。
高溫或放電
2SO3SO3+H2O=H2SO4)物理性質(zhì):無色粘稠油狀液體,不揮發(fā),沸點(diǎn)高,密度比水大。
化學(xué)性質(zhì):具有酸的通性,濃硫酸具有脫水性、吸水性和強(qiáng)氧化性。是強(qiáng)氧化劑。C12H22O11======12C+11H2O放熱2H2SO4(濃)+C===CO2↑+2H2O+SO2↑還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。2H2SO4(濃)+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑
稀硫酸:與活潑金屬反應(yīng)放出H2,使酸堿指示劑紫色石蕊變紅,與某些鹽反應(yīng),與堿性氧化物反應(yīng),與堿中和十二、硝酸
物理性質(zhì):無色液體,易揮發(fā),沸點(diǎn)較低,密度比水大。
化學(xué)性質(zhì):具有一般酸的通性,濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。
4HNO3(濃)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O
8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反應(yīng)條件不同,硝酸被還原得到的產(chǎn)物不同,可以有以下產(chǎn)物:NO2,HNO2,NO,N2O,N2,NH3
△硫酸和硝酸:濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層致密的氧化保護(hù)膜,隔絕內(nèi)層金屬與酸,阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生。因此,鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。
硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實(shí)驗(yàn)室必備的重要試劑?捎糜谥苹、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸。十三、氨氣及銨鹽
氨氣的性質(zhì):無色氣體,刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水(且快)1:700體積比。溶于水發(fā)生以下反應(yīng)使水溶液呈堿性:NH3+H2O
-OH可作紅色噴泉實(shí)驗(yàn)。生成的一水合氨NH3H2O是一種弱堿,很不穩(wěn)定,會分解,受
濃H2SO4
△△△+4+3+2+10-3
NH3H2O(1%)
NH4+
+熱更不穩(wěn)定:NH3H2O===NH3↑+H2O
濃氨水易揮發(fā)除氨氣,有刺激難聞的氣味。
氨氣能跟酸反應(yīng)生成銨鹽:NH3+HCl==NH4Cl(晶體)
氨是重要的化工產(chǎn)品,氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開它。氨氣容易液化為液氨,液氨氣化時吸收大量的熱,因此還可以用作制冷劑。銨鹽的性質(zhì):易溶于水(很多化肥都是銨鹽),受熱易分解,放出氨氣:NH4Cl===NH3↑+HCl↑NH4HCO3===NH3↑+H2O↑+CO2↑
可以用于實(shí)驗(yàn)室制取氨氣:(干燥銨鹽與和堿固體混合加熱)
NH4NO3+NaOH===NaNO3+H2O+NH3↑
△△△
△2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O+2NH3↑
用向下排空氣法收集,紅色石蕊試紙檢驗(yàn)是否收集滿。△氮在自然界的循環(huán)有重要的意義。請看書本P88圖4-34小結(jié):SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+CaO===CaSiO3SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2ONa2SiO3+2HCl==H2SiO3+2NaCl
2Na+Cl2==2NaCl2Fe+3Cl2==2FeCl3Cu+Cl2==CuCl2Cl2+H2===2HCl
Cl2+H2O=HCl+HClO2HClO===2HCl+O2↑Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OHCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO3↓+2NaNO3Ag2CO3+2HNO3==2AgNO3+CO2↑+H2O-+
Cl+Ag==AgCl↓
S+O2===SO2SO2+H2O
高溫或放電點(diǎn)燃
光照
點(diǎn)燃
高溫
△H2SO3
N2+O2========2NO2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO2SO2+O2
催化劑2SO3SO3+H2O=H2SO4
△2H2SO4(濃)+Cu===CuSO4+2H2O+SO2↑2H2SO4(濃)+C===CO2↑+2H2O+SO2↑4HNO3(濃)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O8HNO3(稀)+3Cu===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2ONH3H2O===NH3↑+H2ONH3+HCl=NH4ClNH3+H2O
△△△NH3H2O
+-NH4+OH
+-
即NH3+H2O
△NH4+OH
NH4Cl===NH3↑+HCl↑NH4HCO3===NH3↑+H2O↑+CO2↑
△NH4NO3+NaOH===NaNO3+H2O+NH3↑2NH4Cl+Ca(OH)2===CaCl2+2H2O+2NH3↑
△△
擴(kuò)展閱讀:高中化學(xué)必修一第三章非金屬及其化合物知識點(diǎn)總結(jié)
一、常見物理性質(zhì):1、顏色:A、紅色世界
(1)基態(tài):Fe2O3(紅棕色)、Fe(OH)3(紅褐色)、[Fe(SCN)]2+(血紅色)、Cu(紫紅色)、Cu2O(磚紅色)、NO2(紅棕色)、P(紅磷、暗紅色)、Br2(深紅棕色)、紅色石蕊試紙、品紅溶液。在空氣中久置的苯酚(紅色)(2)化學(xué)變化:
①紫色石蕊在酸性溶液(pH<5.0)中變紅;
②潤濕的藍(lán)色石蕊試紙遇酸性氣體(CO2、SO2、H2S、HCl)變紅;③酚酞在堿性溶液中呈淺紅色(8.2<pH<10.0)或紅色(pH>10);④甲基橙在酸性溶液(pH<3.1)中呈紅色;
⑤已經(jīng)被二氧化硫褪色的品紅溶液在加熱時會出現(xiàn)紅色。B、橙色世界:
(1)基態(tài):濃溴水、甲基橙試劑、Br2(CCl4)呈橙紅色。C、黃色世界:
(1)基態(tài):工業(yè)鹽酸(含有Fe)、Au、S(淡黃色)、Na2O2(淡黃色)、AgBr(淡黃色)、AgI、Ag3PO4、碘水(黃色)、三硝基甲苯(黃色)、蛋白質(zhì)加濃硝酸(2)激發(fā)態(tài):鈉元素焰色呈黃色
(3)化學(xué)變化:久置的濃硝酸因溶有自身分解產(chǎn)生的二氧化氮而變黃D、綠色世界
(1)基態(tài):F2(淺黃綠色)、Cl2(黃綠色)、Cu2(OH)2CO3(綠色)、CuCl2(濃溶液呈綠色)、FeSO4(淺綠色)
(2)化學(xué)變化:Fe(OH)2(白色)灰綠色Fe(OH)3(紅褐色)E、青(黑)世界:FeFeOFe3O4FeSCuSAg2SMnO2石墨(灰黑)F、藍(lán)色世界
(1)基態(tài):CuSO4(溶液)、CuSO45H2O(晶體)、液氧、臭氧(2)化學(xué)變化:
①紫色石蕊在堿性溶液(pH>8)中變藍(lán);②潤濕的紅色石蕊試紙遇堿性氣體變藍(lán);③無水CuSO4(白色粉末)遇水變藍(lán);
④H2、H2S、CH4、C2H5OH燃燒火焰呈淡藍(lán)色,CO燃燒火焰呈藍(lán)色;⑤S在空氣中燃燒呈淡藍(lán)色火焰,在純氧中燃燒呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色火焰;⑥淀粉遇I2(aq)變藍(lán);
⑦Cl2、Br2、NO2、O3遇濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。G、紫色世界
(1)基態(tài):KMnO4(H+)、紫色石蕊、碘單質(zhì)呈紫黑色;(2)激發(fā)態(tài):鉀元素的焰色呈紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察);
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3+(3)化學(xué)變化:①I2升華生紫煙;②NH4I受熱生紫煙;
③紫色石蕊在(5.0<pH<8.0)溶液中呈紫色。H、白色世界
(1)基態(tài):Hg、鋁粉、大多數(shù)塊狀金屬、PbSO4、BaSO4、AgCl、BaCO3、Ba3(PO4)2、BaSO3、CaCO3、Fe(OH)2(不穩(wěn)定)、Mg(OH)2、Al(OH)3等。(2)化學(xué)變化:
①H2在Cl2中燃燒呈現(xiàn)蒼白色火焰;②NH3遇HCl產(chǎn)生白煙;
③Mg、Al在氧氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光;④紅磷在氯氣中燃燒時產(chǎn)生白色煙霧;⑤紅磷在氧氣中燃燒時產(chǎn)生白煙。2、狀態(tài):
白磷(固態(tài)),三氧化硫(固態(tài)),純硫酸(液體)。3、氣味:
刺激性氣味:HXCl2NH3NO2乙醛甲醛臭雞蛋氣味:H2S
特殊臭味:O3電石生產(chǎn)的乙炔(含PH3、H2S)特殊氣味:C6H6苯酚苦杏仁味:硝基苯香味:酯類化合物4、毒性:
第ⅦA族:F2Cl2HF第ⅥA族:H2SSO2
第ⅤA族:NONO2NaNO2白磷第ⅣA族:CO
有機(jī)物:苯硝基苯甲醇苯酚5、升華:I2萘二、碳、硅及其化合物1.碳
碳在常溫下非常穩(wěn)定,但在高溫條件下活動性增強(qiáng),主要表現(xiàn)為還原性(1)與單質(zhì)反應(yīng)2C+O2
2COC+O2
CO2
(2)與某些氧化物反應(yīng)
第2頁共13頁C+CO22C+SiO2C+2CuO
2COC+H2O(g)Si+2CO↑2Cu+CO2↑
CO+H2
(3)與氧化性酸反應(yīng)C+2H2SO4(濃)C+4HNO3(濃)2.碳的氧化物(1)CO
物理性質(zhì):無色無味、難溶于水,有劇毒的氣體。具有可燃性和還原性;瘜W(xué)性質(zhì):2CO+O23CO+Fe2O3CO+H2O(2)CO2
物理性質(zhì):無色無味,能溶于水(1∶1)的氣體。密度比空氣大,易液化。化學(xué)性質(zhì):①氧化性:CO2+C②酸性氧化物的通性CO2+H2O
H2CO3
2CO
2CO22Fe+3CO2CO2+H2
CO2↑+2SO2↑+2H2OCO2↑+4NO2↑+2H2O
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OCO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)22CO2+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2CO2+CaO3.碳酸鹽(1)溶解性
正鹽中只有堿金屬的碳酸鹽和銨鹽溶于水,所有酸式鹽均溶于水。一般酸式鹽比相應(yīng)正鹽易溶,但堿金屬的碳酸氫鹽比正鹽溶解度小。(2)熱穩(wěn)定性
一般規(guī)律:可溶性碳酸正鹽>不溶性碳酸正鹽>酸式碳酸鹽。Na2CO3>CaCO3>NaHCO3(3)正鹽與酸式鹽的相互轉(zhuǎn)化
第3頁共13頁
CaCO4.硅
(1)與單質(zhì)反應(yīng)Si+2Cl2Si+O2
SiCl4(無色液體)SiO2
(2)硅的制。篠iO2+2C精制:Si+2Cl25.二氧化硅
(1)酸性氧化物的通性SiO2+CaO
CaSiO3
Si+2CO↑(得到粗硅)
SiCl4SiCl4+2H2
Si+4HCl
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(2)氧化性SiO2+2C
Si+2CO↑
(3)和HF反應(yīng):SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O6.硅酸和硅酸鹽
(1)硅酸是不溶于水的白色固體,酸性比碳酸還弱。設(shè)計實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證硅酸酸性比碳酸還弱:Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(膠體)+2NaClNa2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3(膠體)+Na2CO3(2)硅酸鹽
硅酸鹽種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是構(gòu)成地殼巖石的主要成分。常用SiO2和金屬氧化物表示它的組成。如黏土:Al2O32SiO22H2O7.硅酸鹽工業(yè)原料反應(yīng)原理水泥黏土、CaCO3、石膏復(fù)雜反應(yīng)原理玻璃純堿、石灰石、石英Na2CO3+SiO2CaCO3+SiO2陶瓷黏土Na2SiO3+CO2↑CaSiO3+CO2↑水泥的主要成分:3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3普通玻璃的主要成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2
第4頁共13頁8.碳及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系
9.硅及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系
三、富集在海水中的元素氯及其化合物1.氯氣的化學(xué)性質(zhì)(1)與金屬反應(yīng):Cl2+2NaCl2+Cu
2NaCl3Cl2+2FeCuCl2
2FeCl3
(2)與非金屬反應(yīng):Cl2+H2
2HCl
HCl+HClO久置的氯水第5頁共13頁
(3)與水反應(yīng)Cl2+H2O新制的氯水成分分子:Cl2、H2O、HClO離子:H+、Cl-、ClO-、OH-分子:H2O離子:H+、Cl-、OH-無色酸性且酸性增強(qiáng)、無漂白性HClO+H++Cl-顏色性質(zhì)原因黃綠色酸性、漂白性新制的氯水中存在Cl2+H2O久置的氯水中HClO完全分解為O2而消耗,最后成為HCl溶液解釋下列現(xiàn)象:
①、新制的氯水能氧化Fe2+、Br-:Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl②、新制的氯水加入鎂粉,氯水褪色:Cl2+Mg=MgCl2③、新制的氯水加入硝酸銀產(chǎn)生沉淀:Cl+Ag=AgCl④、新制的氯水與碳酸氫鈉反應(yīng):H++HCO3-=H2O+CO2⑤、新制的氯水使石蕊先變紅后褪色:H+HClO(4)與堿反應(yīng):
①工業(yè)制漂白粉或漂粉精2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉的主要成分為:CaCl2+Ca(ClO)2;有效成分為:Ca(ClO)2漂白粉的使用:Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClOCa(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
通過此反應(yīng)可比較得出酸性強(qiáng)弱:H2CO3>HClO②氯氣的尾氣處理
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O漂白液的有效成分:NaClO(5)與某些鹽溶液反應(yīng)
Cl2+2KI=I2+2KClCl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl2.氯氣的制備(課本課后習(xí)題)MnO2+4HCl(濃)
MnCl2+Cl2+2H2O
-+包括四個基本環(huán)節(jié)即制備(原料、原理、反應(yīng)發(fā)生裝置)、凈化(除雜、干燥)、收集(收集方法、驗(yàn)滿)、尾氣處理會畫裝置
3.次氯酸、漂白粉的性質(zhì)
第6頁共13頁
HClO分子的結(jié)構(gòu)式為H-O-Cl(氧處于中心),所以電子式為的性質(zhì),經(jīng)常用到以下幾方面性質(zhì):(1)HClO是一種弱酸,H2CO3>HClOCa(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
(2)ClO是一種弱酸的酸根離子,能發(fā)生水解反應(yīng):ClO+H2O
---
。次氯酸、次氯酸鈣等有多方面
HClO+OH,所以次氯酸鈣溶液顯堿性。
-(3)HClO和ClO都具有強(qiáng)氧化性,無論酸性、堿性條件下都可以跟亞鐵鹽、碘化物、硫化物等發(fā)生氧化還原反應(yīng),能使品紅溶液褪色。(4)HClO見光易分解:2HClO
4.氯氣及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系
2HCl+O2↑
5、鹵族元素及其單質(zhì)的性質(zhì)變化規(guī)律
(1).鹵族元素物理性質(zhì)比較:顏色F2Cl2Br2I2淡黃綠色黃綠色狀態(tài)氣態(tài)氣態(tài)熔、沸點(diǎn)小密度水低劇烈反應(yīng)淡黃綠色黃→橙色大高黃→褐色
溶解性有機(jī)溶劑劇烈反應(yīng)黃綠色橙→橙紅紫→紅均易溶于有機(jī)溶劑深紅棕色液體(易揮發(fā))紫黑色固體(升華)第7頁共13頁(2).鹵族元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì):相似性:
化學(xué)性質(zhì)與Cl2相似,都具有典型的非金屬性,都可以與金屬作用生成金屬鹵化物,都可以與非金屬反應(yīng),都可與水發(fā)生反應(yīng),都可以與強(qiáng)堿作用。遞變性:與金屬、非金屬反應(yīng)時條件不同。例如:鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng)H2+F22HF,在冷暗處就發(fā)生爆炸;H2+Cl2H2+I2
2HCl,見光爆炸;
,加熱緩慢化合;
2HI,更緩慢地化合且可逆。
與H2化合時,無論從反應(yīng)條件、反應(yīng)的劇烈程度以及生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性(HF>HCl>HBr>HI),都說明鹵素單質(zhì)的遞變性。四硫氧化物
一、二氧化硫和三氧化硫(一)、硫俗稱硫磺。
1、硫的物理性質(zhì):淡黃色固體,難溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2,熔沸點(diǎn)都很低。2、硫的化學(xué)性質(zhì)
①氧化性:與絕大多數(shù)金屬反應(yīng)
與非金屬反應(yīng):H2+S
②還原性:與氧氣發(fā)生反應(yīng)
③自身氧化還原反應(yīng)3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3+3H2O(二)二氧化硫
1、物理性質(zhì):二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味、有毒、比空氣重、容易液化、易溶于水的氣體2、化學(xué)性質(zhì)
可逆反應(yīng):在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫可逆反應(yīng)。......(1)酸性氧化物------亞硫酐
①二氧化硫與水反應(yīng):SO2+H2OH2SO3(亞硫酸)②二氧化硫與堿的反應(yīng)
SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O;SO2+NaOH==NaHSO3[SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O;Na2SO3+H2O+SO2==2NaHSO3]③與堿性氧化物反應(yīng)SO2+CaO==CaSO3
(2)二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S===3S↓+2H2O(3)二氧化硫的還原性①與鹵素單質(zhì)反應(yīng):
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△H2SSO+Br+2HO=HSO+2HBr22224SO+Cl+2HO=HSO+2HCl22224
②與某些強(qiáng)氧化劑的反應(yīng):
2KMnO4+2H2O+5SO2===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
③SO2的催化氧化2SO2+O2(4)漂白性
(5)用途:制H2SO4;作漂白劑;殺菌,消毒(6)SO2的實(shí)驗(yàn)室制法
①反應(yīng)原理:Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O②制備裝置:固體和液體不加熱制備氣體的裝置3凈化干燥裝置:盛放濃硫酸的洗氣瓶○
4收集方法:向上排空氣法或排飽和NaHSO3溶液○
5檢驗(yàn):濕潤的藍(lán)色石蕊試紙---變紅濕潤的品紅試紙---褪色○
6尾氣處理:用NaOH溶液和倒扣漏斗裝置防倒吸○
(7)SO2的污染
酸雨:空氣中SOX和NOX隨雨水下降成為酸雨,pH(3)不穩(wěn)定性:H2S
△H2↑+S
(4)H2S氣體的水溶液----氫硫酸五氮的氧化物1、NO和NO2的生成
N2+O22NO
2NO+O2==2NO2
實(shí)驗(yàn)室制法:Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O2、物理性質(zhì):
NO是一種無色、無味、難溶于水的有毒氣體。
NO2是一種紅棕色、有剌激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易液化,易溶于水3、化學(xué)性質(zhì)
(1)NO與氧氣反應(yīng):2NO+O2==2NO2(2)NO2的聚合反應(yīng):2NO2(3)NO2的氧化性:
4NO2+2KI==2NO+2KNO3+I2NO2+SO2+H2O==H2SO4+NO
(4)與堿反應(yīng):
NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O
(5)NO2與水反應(yīng):3NO2+H2O==2HNO3+NO
4NO2+O2+2H2O==4HNO34NO+3O2+2H2O==4HNO3六氨硝酸硫酸
N2O4
一、氨
(1)氮的固定
a:定義:將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈幕衔锝凶龅墓潭╞.分類:
放電
①自然固氮:高能固氮:N2+O2====2NO
生物固氮:豆科植物的根瘤菌固氮
②人工固氮:2N2+3H2
2NH3(條件:高溫高壓、催化劑)
(2)氨的分子式NH3,結(jié)構(gòu)式
,電子式
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,空間構(gòu)型為三角錐形。(3)氨是無色氣體,有刺激性氣味,極易溶于水,氨的水溶液叫氨水。氨易液化。
(4)醮有濃鹽酸的玻璃棒與醮有濃氨水的玻璃棒靠近,其現(xiàn)象為產(chǎn)生白煙,將濃鹽酸改為濃硝酸還會出
現(xiàn)相同的現(xiàn)象。(5)氨的化學(xué)性質(zhì)A氨跟水的反應(yīng)
氨溶于水時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為NH3+H2O=NH3H2O=NH4+OH,氨水的成份有NH3、H2O、NH3H2O、NH4、OH,由于NH3H2O發(fā)生微弱電離,使氨水顯堿性。B氨跟酸的反應(yīng)
NH3+HCl=NH4Cl2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4NH3+HNO3=NH4NO3C氨的氧化反應(yīng)
加熱
+-+-4NH3+O2=======4NO+6H2O
催化劑
二、銨鹽
由銨根離子和酸根離子構(gòu)成的化合物叫銨鹽
(1)NH4+的電子式
。結(jié)構(gòu)式,空間構(gòu)型為正四面體形。
(2)銨鹽都是離子化合物,都是晶體,都易溶于水(3)銨鹽受熱都易分解,
△①NH4Cl
NH3↑+HCl↑。
△②NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑。
(4)銨鹽與堿反應(yīng),寫下列化學(xué)方程式:
①NH4Cl溶液與NaOH溶液混和NH4Cl+NaOH=NH3H2O+NaCl。
△②NH4Cl固體與熟石灰共熱Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)=====2NH3↑+2H2O+CaCl2(實(shí)驗(yàn)室制氨氣)。
三、氨氣的制法:
第11頁共13頁1、工業(yè)制法2N2+3H22、實(shí)驗(yàn)室制法
2NH3(條件:高溫高壓、催化劑)
△(1)原理:Ca(OH)2(s)+2NH4Cl(s)
2NH3↑+2H2O+CaCl2
(2)藥品:NH4Cl固體與熟石灰(Ca(OH)2)(3)裝置:∵固+固
氣∴使用大試管、單孔膠塞、導(dǎo)管、酒精燈、鐵架臺等。(4)凈化干燥:使用堿石灰,不能用CaCl2
(5)收集:NH3極易溶于水,比空氣輕,用向下排空氣法。
(6)驗(yàn)滿:濕潤的紅色石蕊試紙變藍(lán)色或蘸有濃鹽酸的玻璃棒產(chǎn)生白煙(7)處尾:用水吸收(注意防止倒吸)
四、硫酸和硝酸的氧化性
1、硝酸
(1)硝酸的物理性質(zhì):純硝酸是無色、有刺激性氣味的液體,易揮發(fā),密度為1.5027g/cm沸點(diǎn)為83℃。常用的濃硝酸中HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約為69%。硝酸能與誰以任意比互溶。(2)硝酸的化學(xué)性質(zhì):
加熱
3①不穩(wěn)定性:4HNO3=========2H或者光照2O+4NO2↑+O2↑(保存在棕色試劑瓶中)②強(qiáng)酸性:硝酸是一種強(qiáng)酸、具有酸的通性
③濃硝酸和稀硝酸都具有強(qiáng)氧化性,且濃度越大,氧化性越強(qiáng)a.硝酸能氧化除Au、Pt、Ti以外的大多數(shù)金屬且不產(chǎn)生H2Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
反應(yīng)現(xiàn)象:反應(yīng)劇烈,產(chǎn)生氣泡,放出紅棕色氣體,溶液的顏色變?yōu)樗{(lán)色3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反應(yīng)現(xiàn)象:反應(yīng)比較緩慢,產(chǎn)生氣泡,放出無色氣體,無色氣體在試卷上部變成紅棕色,溶液顏色變藍(lán)色。b.常溫下,F(xiàn)e、Al在濃硝酸中鈍化
鈍化的原因是在金屬表面形成了一層致密的氧化物保護(hù)膜,阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行。根據(jù)這個性質(zhì)可以用鐵制或鋁制容器來盛裝濃硝酸。如果加熱則氧化膜被破壞,內(nèi)部Fe、Al與硝酸會劇烈反應(yīng)。2、稀硫酸
稀硫酸是二元強(qiáng)酸,具有酸的通性:
(1)與指示劑作用:能使紫色石蕊試液變紅;
第12頁共13頁(2)與活潑金屬反應(yīng)生成H2
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2Fe+H2SO4=FeSO4+H2(3)與堿性氧化物反應(yīng)
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O(4)與堿反應(yīng)
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(5)與某些鹽反應(yīng)
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO23、濃硫酸
(1)物理性質(zhì):純濃硫酸是無色、粘稠、油狀液體,不容易揮發(fā),常用的濃硫酸中H2SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是98%,密度為1.85g/cm3,沸點(diǎn)是338℃。(2)濃硫酸的三大特性
吸水性:濃硫酸具有吸收水的性能,常用來干燥中性氣體和酸性氣體。
脫水性:濃硫酸可將許多有機(jī)物中的氫原子和氧原子按水的組成比(2:1)脫去。如向蔗糖中加入濃硫酸時,蔗糖逐漸變黑,體積膨脹,變成疏松多孔的海綿狀固體同時有刺激性氣體產(chǎn)生。
強(qiáng)氧化性:濃硫酸是一種強(qiáng)氧化性酸,加熱時氧化性更強(qiáng)。它的氧化作用是由H2SO4分子中+6價的硫元素產(chǎn)生的,其還原產(chǎn)物是SO2而不是H2a跟金屬反應(yīng)
加熱時,大多數(shù)金屬可被濃硫酸氧化,如2H2SO4(濃)+Cu===CuSO4+SO2↑+2H2Ob跟非金屬反應(yīng)
2H2SO4(濃)+C===CO2↑+SO2↑+2H2O
當(dāng)Fe、Al等較活潑金屬遇到濃硫酸時,會與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),表面生成一層致密的氧化物薄膜而出現(xiàn)“鈍化”現(xiàn)象
△第13頁共13頁
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