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文档简介

1、常见金属及其化合物的物理性质物质物理性质Na钠单质很软,可以用小刀切割。切开外皮后,可以看到钠具有银白色的金属光泽。钠是热和电的良导体。钠的密度是0.97g/cm3,比水的密度小,钠的熔点是97.81,沸点是882.9。钠单质还具有良好的延展性。 NaOH又称烧碱、火碱、苛性钠,密度2.130克/厘米3,熔点318.4,沸点1390。纯的无水氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体。氢氧化钠极易溶于水,溶解度随温度的升高而增大,它的水溶液有涩味和滑腻感,溶液呈强碱性,具备碱的一切通性,氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨NaHCO3白色粉末,或不透明单斜晶系细微结晶。比重2.159。无

2、臭、味咸,可溶于水,微溶于乙醇。其水溶液因水解而呈微碱性,受热易分解,在65以上迅速分解,在270时完全失去二氧化碳,在干燥空气中无变化,在潮湿空气中缓慢分解。Na2CO3纯碱、苏打,稳定性较强,易溶于水,微溶于无水乙醇,不溶于丙醇,有一定的腐蚀性,用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。Al铝是银白色的轻金属,较软,密度2.7g/cm3,熔点660.4,沸点2467,铝对光的反射性能良好,导电性很好,仅次于银、铜,有良好的延展性,能够抽成细丝,还可制成薄于0.01mm的铝箔。l(OH)3白色粉末、无臭无味。不溶于水和乙醇,溶于稀无机酸如盐酸。Al2O3難溶於水 能溶於強酸強鹼

3、熔點很高 是一種良好的耐火材料 它可以用來製造耐火坩堝 耐火管和耐高溫的實驗儀器 也很堅硬 可有效保護金屬Fe纯铁具有银白色金属光泽; 有良好的延展性、导电、导热性能;密度为7.86克厘米3; 熔点为1535,沸点为2750;FeO黑色粉末,密度:5.7克/立方厘米。不稳定,在空气中加热时迅速被氧化成四氧化三铁,溶于盐酸、稀硫酸生成亚铁盐。溶解性:不溶于水,不与水反应。Fe2O3红棕色粉末相对密度(水=1):5.24 熔点:1565稳定性:稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐。溶解性:不溶于水,不与水反应。Fe3O4黑色晶体,密度5.18克/立方厘米。有磁性,故又称磁性氧化铁。潮湿状态的四氧化

4、三铁在空气中容易氧化成三氧化二铁。不溶于水,溶于酸。Fe(OH)3棕色或红褐色粉末或深棕色絮状沉淀。密度3.43.9g/cm3。Fe(OH)2氢氧化亚铁化学式Fe(OH)2,分子量89.866。白色固体,难溶于水。密度3.4g/cm3。受热易分解。溶于酸,不溶于碱。易被氧化。用碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得。但不易制得纯物,因Fe(OH)2在空气中迅速被氧化,变成灰绿色最后变成棕红色的Fe(OH)3。如将氢氧化亚铁在非氧化性气体气氛中(如N2,H2等气体保护)过滤出来,再迅速喷射到空气中,会剧烈燃烧甚至爆炸。常见金属及其化合物的用途物质用途Na工业价值非常大,高纯度钠可以作为原子反应堆的热载体。

5、NaOH在化工生产中,氢氧化钠提供碱性环境或作催化剂。NaOH的稀溶液家用时可以做洗涤液。在食品生产中,氢氧化钠有时被用来加工食品。氢氧化钠甚至是一道名菜的必要调料,是制造肥皂的重要原料之一NaHCO3发酵粉、治疗胃酸过多。制玻璃、造纸、制肥皂、纺织那不是碳酸氢钠的作用,而是碳酸钠的作用。Na2CO3用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品。用于生产味精、面食等Al1.铝可以用来冶炼稀有金属。2.其合金质轻而坚韧,是制造飞机、火箭、汽车的结构材料。3.纯铝可做超高电压的电缆。 4.做日用器皿的铝通常称“钢精”、“钢种”。Al(OH)3氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢

6、氧化铝作为阻燃剂不仅能阻燃,而且可以防止发烟、不产生滴下物、不产生有毒气体,因此,获得较广泛的应用,使用量也在逐年增加。使用范围:热固性塑料、热塑性塑料、合成橡胶、涂料及建材等行业。Al2O3红宝石、蓝宝石的主成份皆为氧化铝用作研磨材料及切割工具作色层分析的媒介物氧化铝也用作高温耐火材料,制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等,氧化铝也是炼铝的原料Fe工农业生产人体不可缺少的微量元素植物制造叶绿素不可缺少的催化剂铁是土壤中的一个重要组分钢铁的年产量代表一个国家的现代化水平。FeO在低于200K时,氧化亚铁的晶体结构会发生微小变化,变为菱方,并且具有反铁磁性Fe2O31. 其红棕色粉末为一种低级颜料,

7、工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中2. 可做催化剂 3. 玻璃、宝石、金属的抛光剂 4.用于和CO反应炼制生铁(H2也可) Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高温) Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O(高温) 2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2(气)(高温) Fe3O4+8Al=(高温)4Al2O3+3FeFe3O4四氧化三铁是一种常用的磁性材料。特制的纯净四氧化三铁用来作录音磁带和电讯器材的原材料。天然的磁铁矿是炼铁的原料。用于制底漆和面漆。它的硬度很大,可以作磨料。四氧化三铁还可做颜料和抛光剂。我们还可以通过某些化学反应,比如使用亚硝酸钠等等,使钢铁表面生成一层致密的四

8、氧化三铁,用来防止或减慢钢铁的锈蚀,例如枪械、锯条等表面的发蓝、发黑。俗称“烤蓝”Fe(OH)3氢氧化铁可用来制颜料、药物,也可用来做砷的解毒药等等。Fe(OH)2常見金屬的化學性質一 鈉及其化合物1 鈉鈉的化學性質与氧氣反應 在常溫時 4NaO22Na2O (白色) 在點燃時2NaO2=Na2O2(淡黃色) (實驗)(比較).鈉能跟鹵素.硫 磷 氫 等非金屬直接發生反應 生成相應化合物,如 2Na+Cl22NaCl 2NaSNa2S(硫化鈉)(跟硫化合時甚至發生爆炸。) 2Na+Br2=2NaBr(溴化钠)(溴化鈉可以做鎮定劑)鈉跟水的反應 2Na2H2O2NaOHH2(實驗) 钠由于此反应

9、剧烈,能引起氢气燃烧,所以钠失火不能用水扑救,必须用干燥沙土来灭火。钠具有很强的还原性,可以从一些熔融的金属卤化物中把金属置换出来。由于钠极易与水反应,所以不能用钠把居于金属活动性顺序钠之后的金属从其盐溶液中置换出来。鈉與酸溶液反應钠与酸溶液的反应涉及到钠的量,如果钠少量,只能与酸反应,如钠与盐酸的反应: 2Na+2HCl=2NaCl+H2 如果钠过量,则优先与酸反应,然后再与酸溶液中的水反应鈉與鹽反應a将钠投入盐溶液中,钠先会和溶液中的水反应,生成的氢氧化钠如果能与盐反应则继续反应。 如将钠投入硫酸铜溶液中: 2Na2H2O2NaOHH2 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2

10、b与熔融盐反应 这类反应多数为置换反应,常见于金属冶炼工业中,如 4Na+TiCl4(熔融)=4NaCl+Ti(条件为高温) Na+KCl=K+NaCl(条件为高温) 钠与熔融盐反应不能证明金属活动性的强弱鈉與有機物反應 钠还能与某些有机物反应,如钠与乙醇反应: 2Na+2C2H5OH2CH3CH2ONa+H2(生成物为氢气和乙醇钠)鈉的有關化學方程式与非金属单质: 2NaH2高温2NaH 4NaO22Na2O (白色固体) 2NaO2=点燃=Na2O2 (淡黄色粉末) 与金属单质; 不反应 与水: 2Na2H2O2NaOHH2 与酸: 2Na+2HCl=2NaCl+H2 与碱; 不反应(与碱

11、溶液反应) 与盐; 4Na+TiCl4=高温=4NaCl+Ti 6Na+2NaNo2=高温=N2+4Na2O Na+KCl=高温=K+NaCl 2Na2H2O2NaOHH2 2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2 或2Na2H2O2NaOHH2 NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3H2O 与氧化物: 4Na+CO2=点燃=2Na2O+C氧化鈉化學性質与水的反应Na2O+H2O2NaOH与二氧化碳反应 Na2O+CO2->Na2CO3與酸反應 Na2O+NaClH2O合成方法Na2CO3(碳酸鈉) Na2OCO2過氧化鈉化學性質与最高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应,生

12、成盐,放出氧气,例: 2NaO 2CO 2NaCO O 2NaO 2SO 2NaSO+ O与次高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应,生成盐,但不放出氧气,如: NaO CO NaCO NaO SO NaSO与水反应,生成氧气: 2NaO+2HO 4NaOH + O,反应放热製備Na2O+O2Na2O2碳酸鈉化學性質其水溶液呈碱性,能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2(酸过量) Na2CO3+ HCl = NaCl + NaHCO3(碳酸钠过量)Na2CO3与碱反应。 Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH Na2CO3与N

13、aOH不反应。Na2CO3与盐反应。 Na2CO3+ BaCl2= 2NaCl + BaCO3【碳酸钡白色沉淀,不溶于水(难溶于水),但可溶于酸】 3Na2CO3+ Al2(SO4)3+ 3H2O= 2Al(OH)3+ 3Na2SO4+ 3CO2【氢氧化铝白色沉淀,不溶于水,可溶于酸】(實驗)Na2CO3轉化為NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3製取NaCl + CO2 + NH3 + H2O = NaHCO3+ NH4Cl碳酸氫鈉化學性質 與酸反應NaHCO+HCl = NaCl + HO + CO 與鹼反應aNaHCO+NaOH = NaCO+ HOb与Ca(OH)反应

14、:要分过量和少量。 少量:NaHCO+ Ca(OH)= CaCO+ NaOH + HO 过量:2NaHCO+ Ca(OH)= NaCO+ CaCO+ 2HO 雙水解与AlCl雙水解:3NaHCO+ AlCl= Al(OH)+ 3CO+ 3NaCl 与Al(SO4)双水解:Al(SO4)+6NaHCO=3NaSO4+2Al (OH)+6CO 與鹽反應 2NaHCO+ CaCl= Ca(HCO)+ 2NaCl 受热分解:2NaHCO= NaCO+ HO + CO製備 NaCO+ CO+ HO = 2NaHCO二鋁及其化合物鋁化學性質 與氧氣反應 铝粉可燃铙4Al+3O22Al2O3(发强白光)(實

15、驗) 和非金属反应:2Al+3SAl2S3 和热水反应:2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2(反应缓慢) 和较不活动金属氧化物反应:3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3和酸反应:在常温下浓硫酸和浓硝酸可使铝钝化。盐酸和稀硫酸可跟铝发生置换反应,生成盐并放出氢气。2Al+6H2O=2AlCl3+3H22Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2 和盐溶液反应:2Al+3Hg(NO3)2=3Hg+2Al(NO3)3和碱溶液反应:主要和NaOH、KOH强碱溶液反应,可看做是碱溶液先溶解掉铝表面氧化铝保护膜 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(實驗)铝和水发生置换反应:2

16、Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2Al(OH)3溶解在强碱溶液中,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O一般可用下列化学方程式或离子方程式表示这一反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2注:1.铝和不活动金属氧化物(主要是难熔金属氧化物如Cr2O3、V2O5以及Fe2O3等)的混合物,都叫铝热剂,在反应中铝做还原剂。反应过程放大量热,可将被还原的金属熔化成液态2.铝在加热时可以跟浓硫酸或硝酸反应,情况较复杂不做要求氧化鋁化學性質 與酸反應:Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O(Al2O3是两性氧化物

17、) 與鹼反應:Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O 與鹽反應:製備:2Al(OH)3Al2O3+3H2O氫氧化鋁化學性質: 與酸反應:Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O 與鹼反應: Al(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O 受熱分解2Al(OH)3Al2O3+3H2O製備:溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3 AlCl33NH3·H2OAl(OH)33NH4Cl ( AlCl33NH3·H2OAl(OH)33NH4 ) Al2(SO4)36NH3·H2O2 Al(OH)33(NH4)2SO4 ( Al33NH3·H2OAl(OH

18、)33NH4 )二鐵及其化合物鐵化學性質鐵與非金屬單質反應:2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+SFeS Fe+I2FeI23Fe+2O2Fe3O4 2Fe+3Br22FeBr3 鐵與水反應:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2鐵與酸反應:Fe+H2SFeS+H22Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2+6H2OFe+H2SO4(稀)FeSO4+H2Fe+6HNO3(濃)Fe(NO3)3+3NO2+3H2OFe+4HNO3Fe(NO3)3+NO+2H2O8Fe+30HNO38Fe(NO3)3+3N2O+15H2O10Fe+36HNO310Fe(NO3)3+3N2+18H2O8

19、Fe+30HNO38Fe(NO3)3+3NH4NO3+9H2OFe+2HClFeCl2+H2 鐵與鹽反應:2FeCl3+Fe3FeCl2(實驗)Fe+CuCl2FeCl2+CuFe+SnCl4FeCl2+SnCl2Fe+(CH3COO)2CuCu+(CH3COO)2Fe來源:铁是地壳中较丰富的元素,仅次于氧、硅、铝。磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿是重要的铁矿。铁金属常用高炉以焦炭为燃料、用铁矿石和石炭石为原料炼得。用氢气还原纯氧化铁可得到纯铁。含碳在2.11%以上的铁叫生铁(或铸铁)。含碳量少于0.2%的铁熔合体称为熟铁或锻铁。含碳量介于0.2-2.11%之间的铁合金叫做钢。生铁坚硬,但性脆;

20、钢具有弹性;熟铁易于机械加工,但要比钢柔软。生铁含碳量4%左右,用生铁炼钢,就是减低生铁内的碳量达2.11%以下,使硅、锰、钼、钒、镍、铬等的元素含量在要求范围内,以及尽量将硫和磷杂质除去。工業製取:C+O2=(点燃)CO2(提供热量和CO2) CO2+C=(高温)2CO Fe2O3+3CO=(高温)2Fe+3CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2氧化亞鐵化學性質:與氧氣反應:6FeO+O22Fe3O4與活潑金屬反應:3FeO+2AlAl2O3+3Fe與氧化性酸反應:FeO+4HNO3Fe(NO3)3+NO2+2H2O與酸反應:FeO + 2 HCl FeCl2 + H2O FeO

21、 + H2SO4 FeSO4 + H2O分解:FeO在低于575的条件下具有热不稳定性,可以歧化生成金属铁和Fe3O4:4 FeO Fe + Fe3O4與非金屬單質反應:Si + 2 FeO SiO2 + 2 Fe Mn + FeO MnO + Fe 2 P + 5 FeO P2O5 + 5 Fe製備:在隔绝空气条件下加热草酸亚铁制得:FeC2O4=FeO+CO+CO2氧化鐵化學性質: 稳定,溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐:Fe2O3 + 6HCl=2FeCl3+3H2O (高温下)被CO、H2、Al、C、Si等还原:Fe2O3+2AlAl2O3+2FeFe2O3+3CO2Fe+3CO2製備:

22、4Fe+6H20+3O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O腐蝕:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量的H+和OH-,还溶解了氧气,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳(因钢铁不纯)恰好形成无数微小的原电池。在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。铁失去电子而被氧化: 负极:2Fe-4e-=2Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e-=4OH- 电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。 在此之后继续反应: Fe2+2OH-=Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3+nH2O=2Fe2O3&#

23、183;nH2O+3H2O 在初中的化学里,可用盐酸(HCl)来除铁锈。 方程式为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O四氧化三鐵化學性質: 氧化(與氧氣反應):4Fe3O4+O2=6Fe2O3(条件是高温) 在高温下可与还原剂H2、CO、Al,C等反应:3Fe3O4+8Al=4Al2O3+9Fe Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2 Fe3O4+4H2=3Fe+4H2O 二氧化氮和灼热的铁粉反应生成四氧化三铁和氮气:2NO2+3Fe=Fe3O4+N2(条件是高温) 水蒸汽和炽热的铁反应生成四氧化三铁:4H2O(g)+3Fe=高温=Fe3O4+4H2 和酸反应:Fe3O4+8HCl(濃

24、)=2FeCl3+FeCl2+4H2O製備:铁丝在氧气中燃烧 细铁丝在空气中加热到500也会燃烧生成四氧化三铁: 铁在高温下与水蒸气反应:3Fe + 4H2O (g)= Fe3O4 + 4H2 通过FeCl2与FeCl3加氨水共沉淀制的氫氧化亞鐵化學性質:氧化 :4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 :4Fe(OH)2+O2=加热=2Fe2O3+4H2O (隔氧环境)製備:在试管里注入少量新制备的硫酸亚铁溶液,再向其中滴入几滴煤油,用胶头滴管吸取氢氧化钠溶液,将滴管尖端插入试管里溶液液面下,逐滴滴入氢氧化钠溶液,观察现象。 另外,为使氢氧化亚铁的制备成功,先将硫酸亚铁

25、溶液加热,除去溶解的氧气。 滴入溶液到硫酸亚铁溶液中有白色絮状沉淀生成。白色沉淀放置一段时间,振荡后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。 白色沉淀: Fe(OH)2;灰绿色沉淀:Fe6(SO4)2(OH)4O3(一种氧基配合物);红褐色沉淀:Fe(OH)3(實驗)氫氧化鐵化學性質: 受熱分解:2Fe(OH)3=加热=Fe2O3+3H2O 與非氧化性酸:Fe(OH)3 + 3H+(氢离子) = Fe3+(铁离子) +3H2O 氢氧化铁是两性氧化物,以碱性为主,新制得的氢氧化铁能溶于强碱: Fe(OH)3 + KOH = KFeO2 + 2H2O氫氧化鐵膠體的製備:步驟:a取1个小烧杯,加入25mL蒸

26、馏水,将烧杯中的蒸馏水加热至沸腾。 b向沸水中逐滴加入56滴饱和氯化铁溶液。 c继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热。 方程式:FeCl33H2OFe(OH)33HCl一般我们认为浓稀之间的界线是6mol/L。常見非金屬物質物理性質物質物理性質硅單質與碳相似,單質硅也有晶體和無定型兩種。晶體硅的結構與金剛石類似,它是帶有金屬光澤的灰黑色固體,熔點高(1470),硬度大 有脆性 是良好的半導體材料二氧化硅其存在形態有結晶形(石英晶體(水晶 瑪瑙)和無定形兩大類,統稱硅石。不溶於水熔沸點很高 堅硬 純淨的二氧化硅晶體無色透明。硅酸溶解度很小,逐漸聚合形成膠體溶液,當歸酸濃度較但是,則形成軟而透明的,膠

27、凍狀的硅酸凝膠。硅酸凝膠經乾燥脫水后得到多孔的硅酸干凝膠,稱為“硅膠”。硅膠多孔,吸附水分能力強。硅酸鈉可溶於水,有很高的熔點,其水溶液俗稱水玻璃 氯氣黃綠色 是一種有強烈刺激性氣味的有毒氣體,在低溫和加壓的條件下可以轉變為液態(稱為液氯)和固態,溶於水(一體機水溶解兩體積氯氣),密度比空氣大。次氯酸仅存在于溶液中,浓溶液呈黄色(显色有变化是因为反应Cl2+H2O=HCIO+HCl是可逆反应,在不同状态下平衡状态也不同,显黄绿色是因为溶有氯气的原因),稀溶液无色,有非常刺鼻的气味次氯酸鈉(鈣)微黃色溶液 有刺激性氣味 熔沸點較低硫單質(俗稱硫磺)淡黃色固體,易研成粉末,导热性和导电性都差。性松

28、脆,不溶于水,微溶於酒精,易溶于二硫化碳二氧化硫無色,有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,容易液化,易溶於水三氧化硫無色透明油狀液體,有強刺激性臭味,密度比空氣大,易揮發一氧化氮無色無味氣體,難溶於水,密度比空氣大二氧化氮紅棕色,有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易液化,易溶於水。因此,在閃電時,大氣中常有少量NO2產生,并隨雨水落下。五氧化二氮无色柱状结晶体,均微溶于水,水溶液呈酸性。溶于热水时生成硝酸。熔点32.5,易升华,易分解易潮解氨氣無色,有刺激性氣味的氣體,極易溶於水且溶解得快。在常溫下,一體積水大約可溶解700體積氨氣,氨氣的水溶液叫做氨水(不穩定,受熱易分解成氨和水)。濃

29、硫酸無色粘稠的油狀液體,不揮發,有吸水性(可做乾燥劑),有脫水性(可使有機物碳化),強腐蝕性氮氣無色無味無嗅的氣體,通常無毒,密度比空氣小. 在生产中,通常采用黑色钢瓶盛放氮气。濃稀硝酸無色液體,有揮發性,在空氣裡會生成白霧,有刺激性氣味,強腐蝕性(濃)浓HNO3中因溶有HNO3分解产生的NO2而呈黄色。98的硝酸称为发烟”硝酸亞硫酸无色透明液体,具有二氧化硫的窒息气味,易分解,溶于水,密度比空氣大氫氣世界上已知最輕的氣體,無色無味,密度很小,難溶於水常見非金屬物質的用途物質用途硅單質硅在元素週期裱中處於金屬與非金屬的過渡位置,是良好的半導體材料。是信息技術的關鍵材料,如硅芯片、半導體晶體管,

30、還可以製成光電池等二氧化硅瑪瑙,水晶做成飾物和工藝品;石英光導纖維硅酸硅膠多孔,吸附水分能力強,常做實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的乾燥劑,也可以做催化劑的載體(是催化劑獲得更大表面積)硅酸鈉是製備硅膠和木材防火劑的原料(穩定的結構)氯氣自來水殺菌、消毒次氯酸 自来水(1L水里通入约0.002g氯气)杀菌消毒。使染料和有机色质褪色,用作漂白剂、氧化剂、除臭剂和消毒剂。在生物学中,被嗜中性白细胞(Neutr用来杀灭细菌。它被广泛用于游泳池的含氯消毒剂产品。次氯酸鈉漂白 殺菌、消毒硫化肥 漂白 火藥二氧化硫漂白紙漿、毛、絲、草帽辮等。還用還殺菌消毒等三氧化硫制硫酸硫酸重要的化工原料,也是化學實驗室裡

31、必備的重要試劑。工業上可用於制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。還可以用於精煉石油、金屬加工前的酸洗劑製取各種揮發性酸等一氧化氮在人體內起著重要作用, 制硝酸、人造丝漂白剂、丙烯及二甲醚的安定剂五氧化二氮製取硝酸二氧化氮溶於水時生成硝酸和一氧化氮,工業上利用這一原理生產硝酸.用于制硝酸、硝化剂、氧化剂、催化剂、丙烯酸酯聚合抑制剂等氨氣是一種重要的化工產品,是氮肥工業 有機合成工業及製造硝酸、銨鹽和純鹼的原料,氨很容易液化,液化時吸熱.液氮汽化時要吸收大量的熱,是周圍溫度急劇降低,因此,氨常用作製冷劑.氮氣焊接保护气(不活潑),合成氨工业的原料由合成氨可到化肥工业等等硝酸重要的化工原料,也是化學實

32、驗室裡必備的重要試劑。工業上可用於制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。亞硫酸用作分析试剂、还原剂及防腐剂。氫氣氢气充入探空气球(密度小)。用于焊接或切割金属;做高能燃料(與氧氣反應放出大量的熱)。冶炼重要的金属(利用氢气的还原性)。合成氨、盐酸,石油加氢,制硬化油,氢气是最理想的无污染燃料,液氢还有希望成为动力火箭的推进剂。 高燃烧性,还原剂,液态温度比氮更低常見非金屬及其化合物的化學性質及制法一. 硅及其化合物硅化學性質:與單質反應: Si + O2 = SiO2,条件:加热 Si + 2F2 = SiF4 Si + 2Cl2 = SiCl4,条件:高温 Si+CSiC(金刚砂)與氧化性酸反應

33、: 只与氢氟酸反应Si + 4HF = SiF4 + 2H2不与其它氧化物反应; 与碱反应:Si + 2OH- + H2O = SiO32- + 2H2(如NaOH)法:SiCl4+2H2Si(纯)+4HClSiO2+2C=Si+2CO二氧化硅化學性質:與酸反應:只與氫氟酸反應 SiO2 4HF = SiF4 2H2O与碱性氧化物:SiO2 CaO =(高温) CaSiO3 二氧化硅能溶于浓热的强碱溶液:SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O (盛碱的试剂瓶不能用玻璃塞而用橡胶塞的原因) 在高温下,二氧化硅能被碳、镁、铝还原:SiO22C(高温)Si2CO 與鹽反應:SiO2+Na2

34、CO3Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2制法:Si+O2=SiO2硅酸化學性質 不稳定性H2SiO3=加热=H2O+SiO2 制法:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 (强酸换弱酸)(實驗)工业上采用硫酸法。即将硅酸钠与硫酸反应生成硅溶胶,经凝聚、洗涤、干燥和浓盐酸浸泡,再经洗涤、干燥而得。 硅酸鈉 與酸反應:Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3 (强酸换弱酸)製取硅酸膠體硅酸鈉制法:nSiO22NaOHNa20·nSiO2+H2O nSiO2Na2CO3Na2O·nSiO2+CO2 Na2SO4+4CNa2S+4

35、CO nSiO2+Na2S+3/2O2Na2O·nSiO2+SO2 氯氣化學性質 與金屬反應:2Na+Cl2=点燃=2NaCl现象:钠在氯气里剧烈燃烧,产生大量的白烟。 Cu+Cl2=点燃=CuCl2 现象:红热的铜丝在氯气里剧烈燃烧,瓶里充满棕黄色的烟,加少量水后,溶液呈蓝绿色。 2Fe+3Cl2=点燃=2FeCl3现象:铁丝在氯气里剧烈燃烧,瓶里充满棕色烟,加少量水后,溶液呈黄色。 注:氯气具有强氧化性,一定条件下可与除Pt、Au外所有金属反应,而与Fe、Cu等变价金属反应则生成高价金属氯化物 常温下,干燥氯气或液氯不与铁反应,所以可用钢瓶储存氯气。 與非金屬反應:a与氢气的反应

36、 H2+Cl2=点燃=2HCl(工业制盐酸方法) (實驗)现象:H在Cl中安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口处出现白雾。 H2+Cl2=光照=2HCl 现象:见光爆炸,有白雾产生。b与磷的反应 2P+3Cl2=点燃=2PCl3(液体农药,雾) 2P+5Cl2=点燃=2PCl5(固体农药,烟) 现象:产生白色烟雾c与其他非金属的反应 实验证明,在一定条件下,氯气还可与S、C、Si等非金属直接化合 與水反應:在该反应中,氧化剂是Cl,还原剂是也是Cl2,在水中有汽化现象。 化学方程式是:ClHOHClHClO(这是可逆反应)(實驗) 與鹼反應:Cl2NaOHNaClNaClOH2O (漂白液)3Cl

37、2+6KOH(热、浓)5KCl+KClO3+3H2O2Cl2Ca(OH)2CaClCa(ClO)2H2O (漂白粉)上述两反应中,Cl作氧化剂和还原剂,有汽化现象。 與鹽反應: Cl2FeCl2FeCl 與氣體反應:Cl的化学性质比较活泼,容易与多种可燃性气体发生反应。 如:H、CH等。其他反應:Cl2+PCl3PCl5 5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl Cl2+H2S2HCl+S Cl2+H2O22HCl+O2 與酸反應:Cl2+H2S2HCl+S Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HClCl2+H2SO3+H2OH2SO4+2HCl製備:a工业生产中用直流电电解饱和食盐水

38、法来制取氯气: 2NaCl2HO(通电) HCl2NaOH b实验室通常用氧化HCl或浓盐酸的方法来制取氯气,常见的氧化剂有:MnO、KCrO7(重铬酸钾)、KMnO、KClO、Ca(ClO)2,发生的反应分别是:(實驗)6.次氯酸化學性質:見光分解: HClO=HCl+O2(條件:光照)制法:实验室制法:由次氯酸钙与二氧化碳或草酸作用后过滤可得高纯滤液。 Ca(ClO)2 + 2CO2 + 2H2O = Ca(HCO3)2 + 2HClONaClO + CO2 +H2O = NaHCO3 + HClO高中课本制法:二氧化锰与浓盐酸加热制取氯气 氯酸钾与浓盐酸反应制备氯气 再与水作用Cl2 +

39、 H2O = HCl + HClO工业制法:由氯气、四氯化碳·水与氧化汞共摇荡后蒸馏而得。次氯酸鈉(鈣)化學性質:制法:次氯酸钙和碳酸钠溶液反应:Ca(ClO)2+Na2CO3 = CaCO3(沉淀)+2NaClO 氢氧化纳溶液中通氯气:Cl2+(Ca)2NaOHNaCl+NaClO+H2O硫化學性質 與金屬反應:S+FeFeS S+2CuCu2S 3S+2AlAl2S3 S+ZnZnSS+2NaNa2S(爆炸) 與非金屬反應:S+H2H2S 2S+CCS2 與氧氣反應:S + O=点燃= SO 與酸反應:S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+2H2O3S+4HNO3(稀)3SO

40、2+4NO+2H2O S+2H2SO4(浓)3SO2+2H2O 與鹼反應:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O 與鹽反應:S+NaSO= NaSOS(NaSO)(学名;硫代硫酸钠)製備:二氧化硫化學性質 與氣體反應:2SO2+O2 = 2SO3(加热,V2O5做催化剂,可逆)SO2+NO2SO3+NO與酸反應:2H2S+SO2 = 3S+2H2O Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl 與非金屬單質和水反應:2SO2+O2+2H2O2H2SO4 SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HClSO2+Br2+2H2OH2SO4+2HBr SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI

41、 與鹼反應:SO2+2NH3.H2O(NH4)2SO3 SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O(不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2.可用品红鉴别) 2NaOH+SO2(少量)Na2SO3+H2O NaOH+SO2(足量)NaHSO3 與活潑金屬氧化物反應:CaOSO2=CaSO3 2CaSO3O2=2CaSO4(加热) 與鹽反應:Na2SO2+SO2+H2O = 2NaHSO3 SO2+(NH4)2SO3+H2O2NH4HSO3製備:在实验室里,常用亚硫酸钠跟浓硫酸起反应制取二氧化硫。化学方程式是:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+H2O+SO2 制气装置是用固体粉末与液体反应制

42、取气体的仪器装置(参看初中卷使用固体和液体药品制备气体的仪器装置)。二氧化硫易溶于水,密度比空气大,收集二氧化硫是用向上排空气集气法。三氧化硫化學性質:與水反應:SO3(l) + H2O(l) = H2SO4(l) (+88 kJ mol1) 这个反应进行得非常迅速,而且是放热反应。在大约340 °C以上时, 硫酸、三氧化硫和水才可以在平衡浓度下共存。三氧化硫也与二氯化硫发生反应来生产很有用的试剂亚硫酰氯。 SO3 + SCl2 SOCl2 + SO2三氧化硫还可以与碱类发生反应,生成硫酸盐及其它物质,如 SO3+2NaOH Na2SO4+H2O與活潑金屬氧化物反應:SO3+MgOM

43、gSO4SO3+Na2ONa2SO4與鹽反應:SO3+2KIK2SO3+I2製取:在实验室中三氧化硫可以通过硫酸氢钠的两步高温分解来制备: 脱水: 2NaHSO4 -315°C Na2S2O7 + H2O 热分解: Na2S2O7 -460°C Na2SO4 + SO3亞硫酸:化學性質: 與鹵族元素和水反應:H2SO3+X2+H2OH2SO4+2HX(X表示Cl2、Br2、I2) 與氧氣反應:2H2SO3+O22H2SO4 與強氧化劑反應:H2SO3+H2O2H2SO4+H2O5H2SO3+2KMnO42MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O與弱酸反應:2H2SO3

44、+2H2S3S+2H2O與鹽反應:H2SO3+2FeCl3+H2OH2SO4+2FeCl2+2HCl 分解:H2SO3H2O+SO2製取:二氧化硫溶于水所形成的二氧化硫水合物SO2·H2O被称作亚硫酸。硫酸化學性質 稀硫酸A與活潑金屬反應:Zn+H2SO4ZnSO4+H2 Fe+H2SO4FeSO4+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2 2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2B與活潑金屬氧化物反應:MgO+H2SO4MgSO4+H2O Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2OC可与所含酸根离子对应酸酸性比硫酸根离子弱的盐反应,生成相应的硫酸盐和弱酸D可与碱反应生成

45、相应的硫酸盐和水F加热条件下可催化蛋白质、二糖和多糖的水解 濃硫酸:A与金屬反应:a常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 b加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2 Cu + 2H2SO4(浓) =(加热)= CuSO4 + SO2+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。c更非金屬反應:热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为SO2。在这 类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C + 2H2SO4(浓) =(加

46、热)= CO2 + 2SO2 + 2H2O S + 2H2SO4(浓) = 3SO2 + 2H2O 2P + 5H2SO4(浓) = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2Od與其他還原性物質反應:浓硫酸具有强氧化性,实验室制取H2S、HBr、HI等还原性气体不能选用浓硫酸。 H2S + H2SO4(浓) = S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(浓) = Br2 + SO2 + 2H2O 2HI + H2SO4(浓) = I2 + SO2 + 2H2Of难挥发性酸制易挥发性酸:NaCl(固)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl (常温) 2NaCl(固)+H2SO4(浓

47、)=Na2SO4+2HCl (加热) Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2 再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。g與鹼反應:制化肥,如氮肥、磷肥等 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2H2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)2h與亞硫酸鹽反應(穩定性):Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2i與氧化物反應:P2O5+3H2SO4(浓)2H3PO4+3SO3j與鹽反應:H2SO4(浓)+CaF2CaSO4+2HF H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HClH2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl H2SO4(浓

48、)+NaNO3NaHSO4+HNO33H2SO4(浓)+Ca3(PO4)23CaSO4+2H3PO4 2H2SO4(浓)+Ca3(PO4)22CaSO4+Ca(H2PO4)2制法:實驗室制法:可以用FeSO4.7H2O加强热,用冰水混合物+U型管冷凝即可,用NaOH吸收SO2,理论可得29.5%的H2SO4 关键在于尾气吸收。工業制法:1.燃烧硫或高温处理黄铁矿,制取二氧化硫 S+O2=(点燃)SO2 4FeS2+11O2=(高温)8SO2+2Fe2O3 2.接触氧化为三氧化硫 2SO2+O2=(,V2O5)2SO3(该反应为可逆反应) SO3+H2SO4=H2S2O7(焦硫酸) 4.加水 H

49、2S2O7+H2O=2H2SO4氮氣:化學性質:與某些氣體反應:N2+3H22NH3 N2+O22NO與金屬反應:N2+3MgMg3N2 N2+6Na2Na3N制法:(實驗室制法)制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,最常用的是如下几种方法: a加热亚硝酸铵的溶液: (343k)NH4NO2 = N2+ 2H2O b亚硝酸钠与氯化铵的饱和溶液相互作用: NH4Cl + NaNO2 = NaCl + 2 H2O + N2 c将氨通过红热的氧化铜: 2 NH3+ 3 CuO = 3 Cu + 3 H2O + N2 d氨与溴水反应:8 NH3 + 3 Br2 (aq) = 6 NH4

50、Br + N2 e重铬酸铵加热分解: (NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O一氧化氮:化學性質:與氧氣反應:2NO+O22NO2與氨氣反應:6NO+4NH35N2+6H2O與氫氧化鈉反應:NO+NO2+2NaOH2NaNO2(用于制硝酸工业中吸收尾气中NO和NO2)制法:(實驗室)制备少量氮气的基本原理是用适当的氧化剂将氨或铵盐氧化,最常用的是如下几种方法: 加热亚硝酸铵的溶液: (343k)NH4NO2 = N2+ 2H2O 亚硝酸钠与氯化铵的饱和溶液相互作用: NH4Cl + NaNO2 = NaCl + 2 H2O + N2 将氨通过红热的氧化铜: 2 NH3+ 3 CuO

51、= 3 Cu + 3 H2O + N2 氨与溴水反应:8 NH3 + 3 Br2 (aq) = 6 NH4Br + N2 重铬酸铵加热分解: (NH4)2Cr2O7=N2+Cr2O3+4H2O二氧化氮化學性質 自身反應:2NO2 = N2O4,正反应是放热。 與水反應:3NO2+H2O2HNO3+NO(二氧化氮溶于水后并不会完全反应,所以会有少量二氧化氮分子存在,为黄色.) 與其他氣體反應:NO+NO2+2NaOH2NaNO2(用于制硝酸工业中吸收尾气中的NO和NO2)6NO+4NH35N2+6H2O4NO2+H2S4NO+SO3+H2ONO2+SO2SO3+NO與鹽反應:NO2+2KI+H2

52、ONO+I2+2KOH(不能用淀粉KI溶液鉴别溴蒸气和NO2)制法:闪电也可以产生NO2,在闪电时,由于空气中电场极强,空气分子被撕裂而导电,雷电电流通过时产生大量的热,使已经呈游离状态的空气成分N2、O2结合。 N2+O2=2NO,NO进一步与空气中O2反应,生成NO2 2NO+O2=2NO2,NO2与云结合成HNO3,3NO2+H2O=2HNO3+NO,与雨水一起落下,成为天然氮肥。五氧化二氮化學性質: N2O5+H2O2HNO3制法:2NO2+O3=N2O5+O2 或4HNO3+2P2O5=2N2O5+4HPO3硝酸化學性質稀硝酸a與金屬反應:3Cu(s)+ 8HNO(aq) 3Cu(NO3)(aq+2NO(g+4H2O(l)Fe(s)+ 4HNO(aq) Fe(NO3)(aq)+ NO(g)+ 2H2O(l)b與鹼反應:c與氫化物反應:3

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