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1、第三章 金属及其化合物1钠及其重要化合物的性质(B) 位置和原子结构示意图: 第3周期 第A族。 钠的物理性质:银白色、有金属光泽的固体;密度小,(Na)=0.97g/cm3,比水的密度小;熔点和沸点低,熔点97.81,沸点882.9;硬度小,可以用小刀切割;是热和电的良导体。 钠的化学性质: 钠与水的反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2 钠与水反应的实验改进装置: 钠与氧气的反应:钠在空气中缓慢氧化:4Na + O2 = 2Na2O(白色固体)钠在空气中加热或点燃:2Na + O2 Na2O2(淡黄色固体) 钠的保存及用途 钠的保存:钠很容易跟空气中的氧气和水起反应,因此,在

2、实验室中,通常将钠保存在煤油里,由于(Na) >(煤油),钠沉在煤油下面,将钠与氧气和水隔绝。 钠的用途:钠钾合金(室温下呈液态),用作原子反应堆的导热剂。制备Na2O2。作为强还原剂制备某些稀有金属。 氧化钠与过氧化钠的性质比较名 称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色状态白色固体淡黄色固体与H2O反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2生成条件在常温时,钠与O2反应燃烧或加热时,钠与O2反应用途呼吸面罩、潜水艇的供氧剂,漂白剂 钠盐名称碳酸钠碳酸氢钠硫酸钠俗名纯

3、碱或苏打小苏打晶体Na2SO4 ·10H2O俗名芒硝主要性质色态白色粉末白色晶体水溶性易溶,溶液呈碱性使酚酞变红易溶(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱性(酚酞变浅红)稳定性稳定受热易分解2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与酸反应2HCO32 = H2OCO2HHCO3 = H2OCO2相同条件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快与Ca(OH)2反应Ca2CO32 = CaCO3反应实质:CO32与金属阳离子的复分解反应Ca2HCO3OH = CaCO3H2O与OH反应不反应HCO3OH = CO32 H2O与CaCl2反应Ca2CO32 = CaCO3不反应与H2O

4、和CO2的反应CO32H2OCO2H CO3不反应主要用途玻璃、造纸、制皂、洗涤发酵、医药、灭火器转化关系 碱金属元素(A) 位置:第A族。 化学性质:单质的化学性质相似,都具有强还原性,能跟卤素、氧气、硫等多数非金属直接化合。由 到 ,单质的还原性逐渐增强。单质能跟水反应,生成相应的碱和氢气。 焰色反应:是指金属或其化合物在灼烧时使火焰显现出特殊的颜色;属物理变化。2. 从海水中提取镁步骤: 将海边的贝壳煅烧成石灰,再制成石灰乳,加到海水沉淀池,得到氢氧化镁沉淀; 将上制得的氢氧化镁沉淀与盐酸反应生成MgCl2·6H2O晶体,并使其在氯化氢气流中加热脱水得到氯化镁。 电解熔融的氯化

5、镁即可得到镁。化学方程式:3. 铝及其重要化合物的性质(B) 位置和原子结构示意图: 第3周期 第A族。 物理性质:密度小熔点较低,硬度较小,银白色金属; 化学性质 跟O2及其它非金属反应常温下,在空气中都因生成氧化膜,具有抗腐蚀能力。4Al+3O22Al2O3 2Al+3SAl2S3 跟水反应2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2(一般不反应,只有氧化膜被破坏后反应) 跟非氧化性酸的反应2Al+6H+=2Al3+3H2(常温下,在浓H2SO4、浓HNO3中钝化) 跟碱反应2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2 与某些金属氧化物反应铝热反应 铝的化合物化学式Al2

6、O3Al(OH)3属类两性氧化物两性氢氧化物颜色状态白色固体,天然产称为刚玉(红宝石、蓝宝石)白色胶状沉淀溶解性不溶于水难溶热稳定性稳定加热分解为氧化物化和水与酸反应Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2OAl(OH)3+ 3H+ = Al3+ + 3H2O与碱反应Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2OAl(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O其他性质强还原性,用于冶炼难熔金属制备方法2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2OAl3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3 + 3NH4+2AlO2 + CO2 + 3H2O = 2

7、Al(OH)3 + CO32Al3+ + 2AlO2 + 3H2O = 2Al(OH)3 +知识体系 24. Fe的性质(B) 周期表中的位置位于第4周期 第族,是过渡元素的代表。它是一种变价元素,通常显示2价、3价,其化合物和其水溶液往往带有颜色。点燃 Fe与O2反应,随着外界条件和两者量的相对多少不同,生成的产物不同。高温 3Fe + 2O2 (纯) Fe3O4(黑色、有磁性) 5701400 2Fe (过量) + O2 2FeO(黑色,该反应在炼钢过程中发生)高温 4Fe + 3O2 2Fe2O3(红棕色)生成Fe3O4的反应还有:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 铁锈的成分及

8、形成钢铁发生电化腐蚀时,Fe 参与电极反应的产物为Fe2+,后与OH反应生成Fe(OH)2;因其不稳定,又转变成Fe(OH)3失去部分水变成Fe2O3·nH2O。(在常温下,铁和水不反应。但在水和空气里的氧气、二氧化碳的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀。) 铁与酸的反应:铁与盐酸、稀硫酸的反应:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2O(反应后溶液呈浅绿色)铁与过量稀硝酸的反应: Fe + 4H+ + NO3- = Fe3+ + NO+ 5H2O(反应后溶液呈棕黄色) Fe 4HNO3 (稀) Fe(NO3)3 NO2H2O 铁粉过量: 3Fe 8HNO3 (稀) 3Fe(NO3)2

9、 2NO4H2O铁与浓硫酸的反应:常温下,Fe在浓硫酸中被钝化,即由于浓硫酸的强氧化性,使Fe的表面生成一层致密的氧化物薄膜,阻止了内部的金属继续跟浓硫酸反应。金属钠与金属铁的性质比较性 质相 同 点不 同 点物理性质都是银白色的金属,都能导电、导热。密度:(Fe)>(Na)硬度:Fe>Na熔沸点:Fe>Na化学性质都能跟氧气、水等反应钠更易与氧气、与水等反应 铁的氧化物氧化物FeO(碱性氧化物)Fe2O3(碱性氧化物)Fe3O4颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性不 溶 于 水磁性无无有与非氧化性酸反应FeO 2HCl = FeCl2 H2OFe2O3 6HCl = 2

10、FeCl3 3H2OFe3O4 8HCl = 2FeCl3 FeCl2 4H2O与强氧化性酸反应FeO 4HNO3(浓)= Fe(NO3) 3 NO2 2H2OFe2O3 6HNO3= 2Fe(NO3) 3 3H2OFe3O4 10HNO3(浓)3Fe(NO3) 3 NO2 5H2O弱氧化性与CO、Si、C作用与CO、Al反应与CO、Al反应稳定性不稳定,可被氧化稳定稳定生成2Fe(OH) 3 Fe2O3 3H2O 铁的氢氧化物 (C)氢氧化物Fe(OH) 3 (弱碱)Fe(OH) 2(弱碱)颜色状态红褐色沉淀白色沉淀溶解性难溶难溶稳定性2Fe(OH) 3 Fe2O3 3H2O极不稳定,在空气

11、中易转化为Fe(OH) 3 (现象)与酸反应Fe(OH) 3 3HCl = 2FeCl3 3H2OFe(OH) 2 2HCl = FeCl2 2H2O其他性质有氧化性(较稳定)有还原性(不稳定)制备方法思考:用可溶性碱分别与Fe2+、Fe3+反应可制得Fe(OH)2和Fe(OH)3。通过哪些方法可避免生成Fe(OH)2中会有Fe(OH)3?提示:关键在于无孔不入的O2及Fe3+存在。4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3驱氧法:如用同煮沸过的NaOH溶液和亚铁盐溶液。隔氧法:如用长滴管吸取NaOH溶液后插入亚铁盐溶液面下加入;又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。还原法

12、:在FeSO4溶液中加入Fe钉,或者用Fe与稀H2SO4反应新制的FeSO4溶液,生成的H2又可驱赶O2。 盐 Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化 Fe2+和Fe3+鉴别Fe2+Fe3+水溶液颜色浅绿棕黄加入NaOHFe2+ + 2OH- = Fe(OH)2(白色)4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3白 灰绿 红褐色Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 (红褐色)加入KSCNFe2+ + 2SCN- Fe(SCN)2 无色Fe3+ + SCN- Fe(SCN)2+ 血红色通入Cl22Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl5. 下列物质中含有少量杂质,请在空格中填上适宜

13、的试剂或方法将杂质除去:物质杂质试剂或方法化学方程式(1)FeCl3溶液FeCl2(2)FeCl2溶液FeCl3(3)FeSO4溶液CuSO4(4)Fe2O3Al2O3(5)Fe2O3Fe(OH)3(6)Fe(OH)3Al(OH)3注意:1NO3-与Fe2+在酸性条件下,不能共存。2过量的Fe与硝酸作用,或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸,要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。3注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时,因Fe3+水解和HCl的挥发,得到的固体为Fe(OH)3,如灼烧后得到红色的F

14、e2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到Fe(OH)3固体。4忽视亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能断定该溶液中一定含有Fe3+,而也可能含有Fe2+。5忽视铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式存在,因为2Fe3+Fe=3Fe2+。知识体系31. 金属概述(A) 金属元素在周期表中的位置和原子结构金属元素分布在元素周期表的左下方,大部分金属元素原子的最外层电子数少于四个电子,金属元素原子半径比同周期的非金属原子半径大,故金

15、属原子易失去电子。 金属分类按金属密度 轻金属:4.5 g/cm3 如Na、Mg、Al等 重金属:4.5 g/cm3 如Zn、Cu、Pb等按冶金工业 黑色金属:Fe、Cr、Mn3种 有色金属:除Fe、Cr、Mn以外的金属 物理通性 最外层电子数较少,一般金属都具有银白色的金属光泽,具有良好的延展性,是电、热的良导体。 金属活动顺序表金属活动顺序表K Ca NaMgAlMn Zn Cr Fe Ni Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au金属原子失电子的能力(还原性)强 弱金属阳离子的电子能力(氧化性)弱 强与氧气化合常温下易被氧化常温下缓慢被氧化加热被氧化不能与水反应置换常温下加热时不能置换

16、与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)能发生置换反应,生成H2。不能置换与强氧化性酸(如硝酸、浓硫酸等)发生氧化还原反应发生氧化还原反应发生氧化还原反应只与王水反应与盐溶液反应先与水反应前面的金属置换出后面的金属在自然界中的存在形式化合态化合态和游离态游离态金属冶炼电解法热还原法(Cu、W用还原剂法)热分解法注: Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。 Cr2O3+2Al=Al2O3+2Cr 判断金属活动性的规律金属与水或酸反应越剧烈,该金属越活泼。金属所对应的氢氧化物的碱性越强,该金属越活泼。一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来,则该金属活泼性比另一金属强。两金属能够构成原电池时,

17、做负极的金属比做正极的金属活泼。2. 合金(A) 定义:指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成具有金属特性的物质。一般来说,合金的熔点比它各组分低,硬度比各组分大。 物理性质 硬度大、熔点低 一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能 合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以生铁调节。如:生铁的熔点比纯铁的低;硬铝(Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。 常用的合金铁 合 金含 碳 量成 分性 能生 铁24.3%铁、碳生铁硬度大、抗压、性脆,可铸不可锻钢碳素钢0.03%2%铁、碳有良好的延展性,机械性能好,可铸

18、可锻含碳量高,硬度大;含碳量低,韧性较强合金钢(不锈钢)在碳素钢中加入其它元素,如镍、铬等如不锈钢在空气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力成分性能铝合金向Al中加入少量的合金元素如:Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素抗腐蚀能力强,强度高,密度较小,如:高压锅是由铝合金制造的铜合金黄铜Cu-Zn合金高强度、可塑性好、易加工、耐腐蚀,作仪器、日用品青铜Cu-Sn合金高强度、可塑性好、耐磨耐腐蚀,作机器零件白铜Cu-Ni合金光泽好、耐磨、易加工、耐腐蚀,作铅笔、饰品新型合金储氢合金室温下吸收氢气速度快,放出氢气快钛合金密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温,主要应用于飞机、火箭、导弹、人造卫星

19、、宇宙飞船耐热合金、形状记忆合金、泡沫合金第四章 非金属及其化合物知识体系11. 硅及其化合物碳和硅的比较碳硅位置、原子结构示意图第2周期第A族第3周期第A族原子半径相对较小相对较大成键特点难以得失电子,主要靠共价键与其它原子结合晶体硅的结构与金刚石的结构相似,具有正四面体型结构的原子晶体物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。硅和锗是重要的半导体材料化学性质在高温和点燃下有强还原性点燃 2C + O2 2CO点燃 C + O2 CO2 3C + Fe2O3 2Fe + 3CO加热条件下,能跟一些非金属单质起反应。 Si + O2 SiO2 Si + 2H2 SiH4常温下,不能强酸

20、、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应。Si + 2F2 = SiF4 Si + 4HF=SiF4 +H2Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 工业制法SiO2 + 2C Si + 2CO(焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅。用途作还原剂、吸附剂作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等;制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性变压器铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性耐酸设备等。. SiO2与CO2性质的对比:SiO2 酸性氧化物CO2 酸性氧化物结 构空间网状 原子晶体分子晶体物 性熔点

21、高,硬度大熔点低,硬度小化学性质共性与H2O反应不反应,但仍是硅酸酸酐生成H2CO3是碳酸酸酐与碱反应2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2ONaOH + CO2= NaHCO32NaOH + CO2=Na2CO3+H2O(注意:NaOH与CO2的量不同,则产物不同)与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2 CaCO3 + SiO2 CaSiO3 + CO2Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2

22、+ CaO CaSiO3CO2 + CaO = CaCO3氧化-还原性SiO2 + 2C Si + 2CO(工业制硅)C+ 2CO特性.:与酸反应SiO2+4HF=SiF4+2H2O常温溶于HF,所以,盛放氢氟酸不能用玻璃瓶,应用塑料瓶。不反应用 途水晶可用于电子工业的部件、光学仪器、工艺品SiO2是制光导纤维的重要原料较纯的石英用于制造石英玻璃石英砂用于制玻璃的原料及建筑材料. 硅酸和硅酸盐1 硅酸 性质:不溶于水,酸性比碳酸弱。 制备:NaSiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3 + H2SiO3 (说明碳酸酸性比硅酸酸性要强)2硅酸钠NaSiO3 俗名泡花碱,水溶液俗名水玻璃。

23、3 硅酸盐及其工业 性质特征:性质稳定,熔点较高,大都难溶于水。 主要原料:黏土(Al2O3·2SiO2·2H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石(KalSi3O8)K2O·Al2O3·6SiO2或钠长石Na2O·Al2O3·6SiO2、高岭土Al2Si2O5(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O)。 主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等。 水泥和玻璃的生产: 水泥玻璃(普通)原料石灰石、粘土纯碱、石灰石、石英设备水泥回转窑玻璃熔炉反应复杂的物理化学变化Na2CO3+SiO2

24、 Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2主要成分3CaO·SiO22CaO· SiO23CaO·Al2O3Na2O·CaO· 6SiO2特性水硬性(加石膏调节硬化速度)玻璃态物质(在一定温度范围内软化)非晶体注意:硅在地壳中的含量排第二位,仅次于氧元素。知识体系22. 活泼的黄绿色气体氯气 位置、原子结构示意图 第3周期,第A族 氯气的物理性质黄绿色、有刺激性气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有毒。(闻气体方法:用手轻轻在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。) 氯气的化学性质氧气、氢气等都是非金属单质,由此推测:非金属

25、一般都能跟金属反应生成盐,非金属单质间也能发生化学反应。 氯气与金属的反应 2Fe+3Cl22FeCl3(Fe丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟) Cu+Cl2CuCl2(Cu丝在氯气中燃烧,产生棕色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色) 2Na+Cl22NaCl(产生大量白烟) 氯气与非金属的反应 H2+Cl22HCl(H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾) 2P+3Cl22PCl3(在空气中形成白雾);2P+5Cl22PCl5(在空气中形成白烟) 氯气与水的反应 Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸) 氯气溶于水,在该溶液中:滴加酚酞溶液呈红色,说明生成了酸(H+);加入镁条,可观察

26、到镁条表面有少量气泡产生,说明产生了酸(H+);放入红纸条,红色褪去,说明产生了一种具有漂白性的物质(HClO)。滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明溶液中产生了Cl-。次氯酸不稳定,见光易分解:2HClO2HCl+O2 氯气与碱的反应 工业上制漂粉精:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O 工业上制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (漂白粉的主要成分为:CaCl2、Ca(ClO)2,其有效成分为:Ca(ClO)2) 次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应,生成次氯酸,起到漂白和消毒的作用。 NaClO+HCl=NaCl+HClO或NaC

27、lO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 卤族元素 位置: 相似性 特性:3. 氯离子(Cl-)的检验(1) 常见阴离子的特性及检验离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明ClAgNO3溶液,稀硝酸生成的白色沉淀不溶于稀HNO3AgCl=AgCl(白色)SO可溶性钡盐溶液,稀盐酸生成不溶于稀HCl的白色沉淀Ba2SO=BaSO4(白色)COBaCl2溶液、稀盐酸盐酸、石灰水生成的白色沉淀能溶于稀HCl生成能使石灰水变浑浊的无色气体Ba2CO=BaCO3(白色)BaCO32H=Ba2

28、CO2H2OCO2H=CO2H2OCa(OH)2CO2=H2OCaCO3(白色)OH无色酚酞试液紫色石蕊溶液甲基橙溶液pH试纸变红色变蓝色变黄色显蓝至深蓝色OH表现碱性(2) 常见阳离子的特性及检验离子检验试剂主要实验现象离子方程式及说明Ba2硫酸或硫酸盐溶液,稀硝酸加SO生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶解Ba2SO=BaSO4(白色)Mg2NaOH溶液生成白色沉淀,当NaOH过量时沉淀不溶解Mg22OH=Mg(OH)2(白色)Al3NaOH溶液氨水加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,不溶于氨水Al33OH=Al(OH)3(白色)Al(OH)3OH=AlO

29、2H2OFe3(黄色)NaOH溶液KSCN溶液生成红褐色沉淀溶液呈血红色Fe33OH=Fe(OH)3(红褐色)Fe3SCN=Fe(SCN)2(血红色)Fe2(淡绿色)NaOH溶液KSCN溶液,氯水生成白色沉淀,在空气中迅速变灰绿色,最后变成红褐色无明显现象,加氯水呈血红色Fe22OH=Fe(OH)2(白色)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3 (红褐色)2Fe2Cl2=2Fe32ClFe3SCN=Fe(SCN)2H紫色石蕊溶液橙色甲基橙溶液锌片pH试纸变红色变红色生成无色气体变红色H表现酸性Zn2H=Zn2H2Ag盐酸或氯化物溶液,稀硝酸NaOH溶液生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸,

30、溶于氨水生成白色沉淀,迅速转变成棕色,此沉淀溶于氨水,形成无色溶液AgCl=AgCl(白色)AgCl2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl2H2OAgOH=AgOH(白色)2AgOH=H2OAg2O(棕色)AgOH2NH3·H2O=Ag(NH3)2OH2H2O注意:(1)辨清液氯和氯水的区别:液氯:氯气在加压或冷却时变成液氯,液氯是纯净物,由Cl2分子组成,具有Cl2的化学性质;氯水:即氯气的水溶液,属于混合物。氯气不但能溶于水,还能与水反应,氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO,因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质。氯水中含有的粒子包括:分子:Cl2(未反应)、H

31、2O、HClO;离子:H+、Cl-、ClO-(HClO为弱电解质,要发生部分电离)、OH-(水电离产生的,极少量)。久置的氯水,因为HClO分解,可视为稀盐酸。(2)干燥的氯气没有漂白性,潮湿的氯气有漂白性,这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸(HClO)具有漂白性。事实上,次氯酸盐也都具有漂白性。2.5课时知识体系34. 二氧化硫与硫酸1二氧化硫 物理性质:无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(1:40),是大气的主要污染物,来源于含硫燃料(如煤)的燃烧。 化学性质酸性氧化物通性:SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2OSO2 + H2O = H2SO3

32、 (可逆反应,H2SO3为中强酸)SO2 + CaO = CaSO3 (煤中加生石灰防大气污染)SO2 + CaSO3 + H2O = Ca(HSO3)2氧化性:SO2 + 2H2S = 3S+ 2H2O还原性:2SO2 + O2 = 2SO3 (工业制H2SO4) SO2 + X2 + 2H2O = H2SO4 + 2HX (X2包括Cl2、Br2、I2) 2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO42- + 4H+ SO2使KMnO4(H+)、Br2水,褪色也是SO2还原性表现,不是漂白性。SO2的漂白性SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物。加热又恢

33、复原来的颜色。 SO2也有漂白性,注意与氯水的漂白性的区别SO2氯水(Cl2通入水溶液中)漂白原因SO2能与某些有色物结合成不稳定无色物Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性,将有色物氧化成无色物漂白效果不稳定,加热能复原稳定漂白范围某些有机色质绝大多数有机色质与有机色质作用实例 通SO2 品红 褪色 红色通SO2 紫色石蕊 红色 通Cl2 品红 褪色 不显红色通Cl2 紫色石蕊 先变红随即褪色混合作用SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 漂白作用大大减弱2硫酸 硫酸的物理性质: 纯硫酸是无色油状液体,难挥发,易吸水,能与水任意比互溶,溶于水放出大量热。 硫酸的化学性质: 稀硫酸

34、具有酸的通性。 能与活泼金属反应生成盐和氢气; 能与金属氧化物反应生成盐和水; 能和碱反应生成盐和水; 能使酸碱指示剂变色; 能和某些盐反应。 浓硫酸的特性: 吸水性:将物质中含有的水分子夺去。 如:使蓝色的胆矾晶体变为白色固体。 脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水。 如: 强氧化性: a) 活泼性在H以后的金属反应:(条件:) Cu + 2H2SO4(浓)= CuSO4 + SO2 +2H2O b) 与非金属反应:(条件:) C + 2H2SO4(浓)= CO2 + 2SO2 + 2H2O c) 冷的浓H2SO4使Fe、Cr、Al等金属表面生成 一层致密的氧化物薄膜而发

35、生“钝化”; d) 与其他还原性物质反应: 2HBr + H2SO4(浓)= Br2 + SO2 + 2H2O H2S + H2SO4(浓)= S + SO2 + 2H2O “黑面包实验”中,硫酸体现出的性质:脱水性(使蔗糖炭化)、强氧化性(有刺激性气味气体产生)。5. 二氧化氮和一氧化氮放电化合:N2 +O2 2NO(无色,有毒,与血红蛋白结合)NO易被氧化:2 NO + O2 = 2 NO2(红棕色,有毒,刺激呼吸器官)NO2易溶于水:3NO2 + H2O =2HNO3 + NO(NO2不是HNO3的酸酐)NO、NO2是大气污染物,NO2能造成光化学烟雾。6. 硝酸、氨1硝酸 物理性质:无

36、色、易挥发、有刺激性气味的液体。 化学性质特性 不稳定性保存硝酸装在棕色瓶,放在冷暗处。4HNO32H2O + 4NO2 + O2 强氧化性与金属(除Au、Pt)反应:Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O常温下,浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部的金属不再跟硝酸反应,所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。与非金属反应非金属主要生成高价的含氧酸4HNO3 +C2H2O + 4NO2 + CO26HNO3 + SH2SO4 + 6NO2 +2H2O2氨 物理性质:无色、有刺激性

37、气味气体;易液化,液氨作致冷剂;极易溶于水(1:700)。 化学性质:与水的反应:NH3 +H2O NH3·H2O NH4+ + OH-(一水合氨的水溶液即氨水,显弱碱性)NH3·H2O NH3 + H2O(一水合氨不稳定)与酸的反应:NH3 + HCl =NH4Cl;2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4与O2的反应氨的催化氧化(接触氧化)4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O 3铵态氮肥铵盐 物理性质:铵盐都是晶体,都易溶于水。 化学性质:受热分解:NH4Cl NH3 + HCl;NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2与碱的反应:制NH3和检验NH4+(NH4)2SO4+2NaOHNa2SO4+2NH3+2H2ONH4NO3 + NaOHNaNO3+ NH3+H2O2NH4Cl + Ca(OH)2 NH3+ CaCl2 + 2H2O(实验室制取氨气的反应原理)NH4+的检验方法:加浓碱液,加热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。NH4+OH-

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