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文档简介
第23讲硅及其化合物第四章《非金属及其化合物》⑴Si及SiO2的用途⑵玻璃雕刻原理⑶碱性试剂及氢氟酸的保存⑸Si与碱的反应有关计算⑹粗硅的提纯考查重点1、物理性质1S22S22P63S23P2一、硅Si是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性。硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的__________材料。2、组成与结构在地壳中硅的含量仅次于_____,而居第____位.硅在元素周期表位于第_____周期第_____族,位于____的下方.硅的电子排布式为________________硅单质的结构与金刚石类似,为原子晶体(每个Si原子分别与另外4个Si原子形成4个共价键,硅与硅之间结合形成空间网状结构,含正四面体结构。)半导体氧二三ⅣA碳位于金属与非金属分界线原子晶体化学性质碳(主要有+2、+4价)硅(主要+4价)还原性与非金属反应与氧化物反应与酸反应与H2O或碱反应C+O2(足量)===CO2点燃2C+O2(不足)===2CO点燃Si+O2===SiO2△Si+2Cl2===SiCl4△Si+C===SiC高温Si+2F2===SiF4(常温)C+CuO==Cu+CO2↑△2C+SiO2==Si+2CO↑高温Si+2FeO==2Fe+SiO2
高温C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O△C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O△与HNO3、H2SO4等不反应Si+4HF==SiF4↑+2H2↑C+H2O===CO+H2高温Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑化学性质碳硅氧化性制取用途C+2H2==CH4高温C+Si==SiC高温3C+CaO==CaC2+CO↑高温Si+2H2==SiH4高温(SiH4不稳定,在空气中自燃)(1)粗硅制取
SiO2+2C==Si(粗)+2CO↑高温高温(2)粗硅提纯
Si(粗)
+2Cl2==SiCl4SiCl4+2H2==Si(纯)+4HCl△集成电路、半导体晶体管及芯片、光电池等等【实战演练】P161变式练习2下列关于硅的说法中不正确的是A、硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽B、硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料C、硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质反应D、加热到一定温度时,硅能与氯气、氧气等反应P162练3、若把4.2g的硅和9.2g的钠同时投入适量的水中,充分反应,能收集到氢气(标准状况)的体积是A、22.4LB、11.2LC、5.6LD、2.8LCB二、二氧化硅1、物理性质SiO2也叫硅石,石英砂、玻璃、沙子的主要成分也为SiO2,SiO2为坚硬的固体,纯SiO2是无色透明晶体,称之为水晶熔点高,硬度大,不溶于水(为原子晶体)。3、二氧化硅的化学性质(与CO2比较)物质CO2(酸性氧化物)SiO2(酸性氧化物)与水反应与酸反应不反应与碱反应与碱性氧化物反应与盐反应CO2+H2OH2CO3CO2+2OH-=CO32-+2H2OCO2+OH-=HCO3-CO2+CaO
=CaCO3
CO2+H2O+Na2SiO3==Na2CO3
+H2SiO3↓SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+2OH-==SiO32-+H2OSiO2+CaO
==CaSiO3
高温SiO2+Na2CO3
===Na2SiO3
+CO2↑高温不反应(故不能直接与水反应制硅酸)【实战演练】1.下列对有关化学反应过程或实验现象的解释中,正确的是()A.在高温条件下,C能置换出SiO2中的Si,说明C的氧化性强于SiB.酸雨的形成是由于雨水中溶有CO2C.长期盛放NaOH溶液的滴瓶不易打开,主要是因为NaOH吸收了CO2所致D.”水滴石穿”是溶解了CO2的雨水长期与CaCO3作用生成了Ca(HCO3)2之故D硅酸1、硅酸是一种比碳酸还要弱的酸,溶解度很小,由可溶性Na2SiO3与其他酸反应制得:Na2SiO3+H2SO4=H2SiO3↓+Na2SO4硅胶——硅酸凝胶经干燥脱水后得到多孔的硅酸干凝胶。硅胶多孔,吸附水分能力强,常用作实验室和袋装食品、瓶装药品等的干燥剂,也用作催化剂的载体。硅酸盐(由硅、氧和金属组成的化合物)硅酸钠(Na2SiO3):可溶于水,其水溶液称为水玻璃。可作肥皂填料、木材防火剂、黏胶剂。硅酸盐常表示成氧化物的形式:硅酸钠Na2SiO3—Na2O·SiO2高岭土Al2(Si2O5)(OH)4—Al2O3·2SiO2·2H2O正长石KAlSi3O8—K2O·Al2O3·6SiO2硅酸盐工业简介CaCO3+SiO2===CaSiO3+CO2↑硅酸盐工业玻璃主要原料:纯碱、石灰石、石英主要反应产品成分:Na2SiO3、CaSiO3、SiO2水泥主要原料:黏土、石灰石产品成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙陶瓷:原料黏土高温Na2CO3+SiO2===Na2SiO3+CO2↑高温材料类别主要特性示例用途高温结构陶瓷能承受高温、强度高氮化硅陶瓷汽轮机叶片、轴承、永久性模具半导体陶瓷具有电学特性氧化锡陶瓷集成电路的半导体光学材料具有光学特性光导纤维光缆通讯、医疗、照明等生物陶瓷具有生物功能氧化铝陶瓷人造骨、人造关节、接骨螺钉第24讲碳族元素第四章《非金属及其化合物》例2、在元素周期表中,下列有关碳族元素的递变规律正确的是()A.自上而下元素的金属性逐渐增强B.自上而下元素的非金属性逐渐增强C.自上而下元素单质颜色逐渐变浅D.自上而下元素单质熔、沸点逐渐升高例3、(2007年北京卷)用4种溶液进行实验,下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是选项操作及现象溶液A通入CO2,溶液变浑浊。再升温至65℃以上,溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2,溶液变浑浊。继续通CO2至过量,浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊。再加入品红溶液,红色褪去。Ca(ClO)2溶液D通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊。Ca(OH)2溶液2、碳的化学性质:碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但随着温度的升高,碳的活性增强(1)碳的还原性①与非金属反应C+O2(足量)===CO2点燃2C+O2(不足)===2CO点燃C+2S===CS2高温C具有可燃性②与氧化物反应说明:①C与氧化物反应,若C过量,可以得到COC(过量)+CuO===Cu+CO↑△3C+2Fe2O3===4Fe+3CO2↑△C+2CuO===2Cu+CO2↑△C+CO2===2CO△3C(过量)+Fe2O3===2Fe+3CO↑△③与强氧化性酸反应C+4HNO3(浓)===CO2↑
+4NO2↑
+2H2O△C+2H2SO4(浓)===CO2↑
+2SO2↑+2H2O△碳及其化合物考查的重点有:1、C、CO的还原性,如C、CO还原氧化物的有关计算。特别注意C与CuO、FeO等反应可生成CO或CO2或CO和CO2,C与SiO2反应只能生成CO。2、有关CO2的性质与制取、CO2与NaOH溶液反应的有关计算。3、注意C是典型的变价非金属元素,对一些特殊反应:要加强识记C+CO2==2COCO+H2O==CO2+H2高温高温(02上海,15)将足量CO2通人KOH和Ca(OH)2的混合稀溶液中,生成沉淀的物质的量(n)和通入CO2体积(y)的关系正确的是D第25讲第二节富集在海水中的元素——氯第四章《非金属及其化合物》三氯气的制备、用途。四氯的重要化合物的性质与用途知识要点二氯气的化学性质一氯元素的原子结构与氯气的物理性质一、氯元素的原子结构,在自然界的存在:1、氯的原子结构:容易获得一个电子,是典型的非金属,显非金属性(强)在自然界以化合物形式存在(NaCl、MgCl2等,海水中,盐矿里)。2、化合价分析:Cl2中显零价,还有+1,+3,+5,+7等价。处于中间价,既有氧化性,又有还原性,但以氧化性为主。二、氯气的物理性质:+17287黄绿色气体,强刺激性气味(如何闻?),有毒,比空气重,可溶于水(1:2),易液化(还有CO2,SO2,NH3)三、氯气的化学性质:(1):可与大多数金属化合:H2+Cl2======2HCl氧化剂说明:可与大多数金属化合,显强氧化性,把变价金属(如铁,铜)氧化成高价态。Fe+2HCl===FeCl2+H2↑氧化性:Cl2>Fe3+>Cu2+>H+(2):可与大多数非金属化合:点燃或光照氧化剂实验现象:苍白色火焰瓶口有白雾(解释?)生成刺激性气体点燃2Na+Cl2===2NaCl白烟2Fe+3Cl2===2FeCl3?点燃棕色的烟Cu+Cl2===CuCl2点燃棕黄色的烟燃烧:任何发光发热的剧烈的氧化还原反应。含氯酸3、含氧酸:同种元素不同价态含氧酸酸性强弱顺序: HClO4>HClO3>HClO2>HClO最强无机酸 强酸弱酸极弱酸1、氢化物(HCl)酸碱性:酸性还原性:较弱的还原性(Cl━处于最低价)水溶性:极易溶于水,水溶液为盐酸2、盐酸(无色易挥发有强烈刺激性气味的液体)强酸性:(三大强酸之一、重要的化工原料)还原性:较弱的还原性(Cl━处于最低价)氧化性:较弱的氧化性(H+处于最高价)(3)、氯气与水的反应:自来水、游泳池用氯气消毒,为什么?Cl2+H2O====HCl+HClO次氯酸酸性极弱(比碳酸弱)不稳定(受热或光照分解)具有强氧化性(比氯气强)2HClO====2HCl+O2↑光照如何保存?氯水能杀菌、消毒、漂白的原因:与水反应生成次氯酸,次氯酸有强氧化性。思考:干燥的氯气能使有色布条褪色吗?潮湿的氯气或氯水呢?避光。【结论】:起漂白作用的是次氯酸而不是氯气新制氯水的主要成份:Cl2、H2O、HClO;H+、Cl-、ClO-久置氯水的主要成份:H+、Cl-(次氯酸分解)氯水成分复杂,加入不同试剂,起作用的成分各不相同.指出下列现象,说明理由(写出反应式):实验现象解释或反应式加入碳酸钙粉末有气体生成2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O锌粒加入氯水中有气体生成Zn+2H+=Zn2++H2↑先变红,后褪色酸性,后被HClO氧化漂白褪色HClO氧化漂白有白色沉淀生成Ag++Cl-=AgCl↓紫色石蕊试液加入氯水中红布条加入氯水中硝酸银溶液加入氯水中Cl2+H2OH++Cl-+HClO的平衡移动向氯水中加入的物质浓度变化平衡移动的方向应用可溶性氯化物稀酸NaOHCa(OH)2NaHCO3光照左移左移右移右移右移右移a.用饱和食盐水除Cl2的HClb.用排饱和食盐水法收集Cl2次氯酸与浓盐酸反应制Cl2用NaOH溶液吸收多余Cl2制漂白粉制高浓度HClO溶液氯水避光保存或现用现配c(Cl-)增大c(H+)增大c(H+)减小c(H+)减小c(H+)减小C(HClO)减小4.Cl2与碱反应的产物2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O☆漂白粉的主要成分
CaCl2Ca(ClO)2
☆漂白粉的有效成分
Ca(ClO)2
三种漂白原理氧化漂白
Na2O2O3HClO氯水不可逆,加热不复原化合漂白
SO2
漂白品红等可逆,加热复原物理漂白
活性炭木炭等
可逆,属物理变化,加热解析复原3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO3+3H2O△☆漂白粉漂白原理Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
①碳酸的酸性比次氯酸强(强酸制弱酸)②漂白粉应避免与空气水分接触(防止失效)。Cl2NaCl、FeCl3CuCl2HClHClONaClOCa(ClO)2KBr、KICO2+H2O、Br2、I2(尾气吸收)(制漂白粉)(漂白原理)Cl2的性质归纳:Cl2的化学性质活泼,能与大多数金属、非金属反应,也能与水、碱反应,还能置换溴、碘。表现强氧化性。四、氯气的用途:制盐酸自来水、游泳池消毒制漂白粉(精),漂白棉、麻、纸张用于冶金工业和有机化工氯气有毒,实验室制氯气用NaOH吸收多余的氯气,而不用Ca(OH)2(熟石灰溶解度小,吸收不完全)。Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O课堂练习(2007年高考广东化学卷,卤素)氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3Cl2+2NH3=N2+6HCl检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是()(A)若管道漏气遇氨就会产生白烟(B)该反应利用了Cl2的强氧化性(C)该反应属于复分解反应(D)生成1molN2有6mol电子转移[答案]C五、Cl-的检验:HCl或可溶性氯化物溶液中含有Cl-,如何检验?加入AgNO3溶液再加稀HNO3解释或反应式稀盐酸氯化钠溶液自来水碳酸钠溶液蒸馏水Ag++Cl-=AgCl↓Ag++Cl-=AgCl↓Ag++Cl-=AgCl↓Ag2CO3+2HNO3=2AgNO3+CO2↑+H2O白色沉淀不溶解白色沉淀白色沉淀白色沉淀无现象不溶解不溶解溶解,有气体生成无现象氯气的实验室制法反应原理是什么?除HCl除H2OMnO2+4HCl=△=MnCl2+Cl2↑+2H2O根据反应原理如何选择反应装置?怎样检查装置的气密性?制得的氯气有哪些杂质?如何除去?用什么方法收集氯气?尾气如何处理?六、氯气的制法:(1)反应的原理:
(2)装置图:(3)收集气体的方法:
(4)除杂(HCl):(4)尾气的处理:
(5)检验氯气是否收集满:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O向上排空气饱和食盐水NaOH溶液湿润的KI-淀粉试纸2、氯气的工业制法:a.电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑
+H2↑b.电解熔融NaCl得到金属钠和副产物氯气通电(2007年高考上海化学卷,卤素)可用如图装置制取(必要时可加热)、净化、收集的气体是()(A)铜和稀硝酸制一氧化氮(B)氯化钠与浓硫酸制氯化氢(C)锌和稀硫酸制氢气(D)硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢课堂练习浓硫酸浓硫酸B第26讲卤族元素从海洋中提纯溴和碘(1)
第四章《非金属及其化合物》1、卤素原子结构有何相似点和不同点?由此推测它们化学性质有何相似性和递变性?想一想2、卤素原子结构、化学性质的递变性和碱金属有何不同?**不同点:原子的最外层均为7个电子,易得到1个电子1.核电荷数依次增多;3.原子半径依次增大,离子半径比相应的原子半径大。
**共同点:2.电子层数递增;一、卤素的原子结构最外层7个电子易得一个电子,核电荷数递增电子层数递增原子半径依次增大得电子能力逐渐减弱原子结构性质决定具氧化性氧化性逐渐减弱二、卤素单质的物理性质氟氯溴碘色、态密度熔点沸点溶解度淡黄绿气体黄绿色气体深红棕液体紫黑色固体1.69g/L3.214g/L3.119g/cm34.93g/cm3-219.6-101-7.2113.5-188.1-34.658.78184.4反应226cm34.16g0.029g物理性质变化规律1、颜色:2、状态:3、熔沸点:4、密度:5、溶解度:由浅到深由气到液到固递增递增递减;在有机溶剂中的溶解性大递减碱金属卤素三、卤素单质的化学性质1、卤素与氢气的反应H2+F2==2HF(冷暗)H2+Cl2==2HCl(光照或点燃)H2+Br2==2HBr(高温)H2+I2==2HI(持续加热)氢化物的相似与递变规律:相似:1.极易溶于水2.在空气中产生白雾递变:1.稳定性:渐弱2.还原性:渐强3.水溶液的酸性:渐强4.沸点:HF>HI
>HBr>HCl?氧化性递减2、卤素与水的反应2H2O+2F2=4HF+O2
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2O+Br2=HBr+HBrO
H2O+I2=HI+HIOH2O+X2=HX+HXO3、卤素间的置换反应2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2
2NaI+Cl2=2NaCl+I2
2KI+Br2=2KI+I2无色溶液变成橙(红)色或紫(红)色。(特例)反应越来越难以发生氧化性:Cl2>Br2>I2还原性:I->Br->Cl-生成卤化物和次卤酸盐讨论:怎样除去溴苯中溴?4、卤素与碱的反应:5、与还原性物质(SO2的水溶液)反应:SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+6、卤素的特性X2在水的溶解溶液的颜色保存F2Cl2Br2I2与水反应易溶于水,与水反应在水溶解性较小,在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大在水溶解性较小,在汽油、苯、CCl4等有机溶剂是溶解性较大剧毒易液化→钢瓶贮存易挥发→水封易升华→棕色瓶保存,单质I2使淀粉变蓝。新制氯水浅黄绿色溶液呈橙色或橙红色溶液呈紫色或紫红色课堂练习例1:随着核电荷数的增加,碱金属元素和卤族元素在下列各项中的变化趋势不一致的是()A.原子半径B.核外电子层数C.单质在常压下的熔、沸点D.单质与水反应的剧烈程度例2:在淀粉碘化钾溶液中,滴加少量NaClO溶液,并加入少量硫酸,溶液立即变蓝,则反应的离子方程式是
。在上述蓝色溶液中,滴加足量的Na2SO3溶液,蓝色逐渐消失,这是因为
,离子方程式是
,以上实验条件下,ClO-、I2、SO32-的氧化性由强到弱的顺序是
。CDClO-〉I2、〉SO32-四、Br-、I-的检验—加硝酸银溶液+稀HNO3NaCl+AgNO3==NaNO3+AgCl↓(白色)NaBr+AgNO3==NaNO3+AgBr↓(淡黄色)KI+AgNO3==KNO3+AgI↓(黄色)溴化银的感光性:碘化银:人工降雨剂CaCl2易溶,而CaF2难溶;AgCl难溶,而AgF易溶,无感光性1、砹是原子序数最大的卤族元素,推测砹及砹的化合物不可能具有的性质是()A砹是有色固体;BHAt很稳定;CAgAt难溶于水;D砹易溶于某些有机溶剂。课堂练习B2、F2是氧化性最强的非金属单质,在加热条件下,物质的量相等的F2气与烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体是下列的()AH2;BHF;COF2;DO2。C3、若NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()
A.在标准状况下,NA个水分子所占的体积约为22.4L;B.5.6g铁与氯气完全反应,失去电子的数目为0.3NA;C.1mol氯气发生化学反应,转移的电子数必为2NA;D.CH4的摩尔质量与NA个CH4分子的质量在数值上相等。BD4.溴化碘(IBr)的化学性质与卤素单质相似,能与大多数金属、非金属反应,也能与水反应:IBr+H2O==HBr+HIO,下列有关IBr的叙述不正确的是()A.在很多反应中IBr是强氧化剂B.IBr与水反应时既是氧化剂又是还原剂C.IBr与AgNO3反应时有AgBr沉淀生成D.IBr与NaOH反应时生成NaBr和NaIOB第26讲卤族元素从海洋中提纯溴和碘(2)
第四章《非金属及其化合物》一、氯、溴、碘的提取(一)氯碱工业——电解食盐水生产氯气和烧碱的化学工业我国主要以海盐为原料。海盐中含硫酸钙、硫酸镁、氯化镁等杂质,要净化后制成饱和食盐水再电解。2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑氯碱工业面临问题:①产品对设备腐蚀严重、环境污染显著。②电能消耗量大。(二)从海水中提取溴的常见工艺①浓缩并酸化海水后,通入适量的氯气,使溴离子转化为溴单质:2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl②向含溴单质的水溶液中通空气和水蒸汽,将溴单质吹入盛二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的:Br2+SO2+2H2O==2HBr+H2SO4(也可用NaOH或Na2CO3溶液吸收)③向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气:2HBr+Cl2==2HCl+Br2④用四氯化碳(或苯)萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。(三)从海洋植物中提取碘的主要工艺①用水浸泡海带或海藻灼烧后的灰烬②向水中通入适量的氯气,使碘离子转化为碘单质:2NaI+Cl2==I2+2NaCl③过滤,用有机溶剂萃取碘单质。 一、卤素互化物卤素互化物:不同卤素原子之间相互形成的化合物。这类化合物可用通式XX′n表示,X一般为相对原子质量较大的卤素原子,X′一般为相对原子质量较小的卤素原子,n=1、3、5、7……为奇数二、拟卤素1、定义:如氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2等物质,其性质与卤素X2性质相似,相应的阴离子CN-、SCN-、OCN-性质也与卤素阴离子X-性质相似,这类物质称为“拟卤素”。2、化学性质:它们可以与金属、非金属、水、碱等发生与X2相类似的反应。(1)与金属的反应2Fe+3Cl2=2FeCl32Fe+3(SCN)2=2Fe(SCN)3(硫氰化铁)(2)与卤素单质的置换反应Cl2+2KBr=2KCl+Br2
Cl2+2KSCN(硫氰化钾)=2KCl+(SCN)2
(3)与氢气反应生成氢某酸,但该酸酸性一般比氢卤酸弱,其中氢氰酸(HCN)酸性最弱点燃Cl2+H2====2HCl点燃(SCN)2+H2====2HSCN(1)与水发生歧化反应Cl2+H2O=HCl+HClO(SCN)2+H2O=HSCN+HSCNO(2)与碱反应生成Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(SCN)2+2NaOH=NaSCN+NaSCNO+H2O典型例题1、溴化碘的分子式IBr,它的化学性质活泼,能跟大多数金属反应,也能跟某些非金属反应。它跟水反应的化学方程式为IBr+H2O=HBr+HIO下列关于溴化碘的叙述中不正确的是A沸点介于Br2和I2之间B能使碘化钾淀粉溶液变蓝色C在化学反应中既可作氧化剂,又可作还原剂D与水的反应是歧化反应D江苏省淮安中学2008届高三双周练(二)答案题号12345678答案DCADAABD题号910111213141516答案BDDA/AACBC17(1)24FeSO4+30HNO3=8Fe(NO3)3+8Fe2(SO4)3+3N2O+15H2O(2)FeSO4、HNO3中+5价的N(3)得、4mole-18、(1)(NH4)2CO3
,(2)BNaOHCBa(NO3)2
DH2SO4
(3)NH4++OH-=NH3↑+H2O,NH3+H+=NH4+
19、(每空2分共8分)⑴蒸发皿_
。⑵电解产生的Cl2可用于制取HCl气体(等)。⑶你的观点是:不同意理由是:MgO熔点高,熔融时耗费大量的能量而增加生产成本。20、Ⅰ.(1)合理(2)NaOH溶液(3)BⅡ.(1)H++OH-=H2O。(2)_NH4++OH-=NH3·H2O;(3)0.008mol。(4)7mL。21、(每小题2分共10分)(1)AAl乙_NaAlO2
(2)耐火材料,冶炼铝的原料。(3)①2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑②AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-③Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓22、(10分)(1)盐酸的浓度amol/L。条件所需数据的取值范围的体积(标准状况)盐酸不足时0<a<1mol/L0.1×22.4aL盐酸过量时a>1mol/L2.24L(3)(9.2×22.4)/100L;小于(9.2×22.4)/84L23、X=1y=6第27讲硫和氮的氧化物(1)
第四章《非金属及其化合物》课标要求1、了解二氧化硫与氧气、与水的反应,认识亚硫酸的不稳定性。认识二氧化硫的漂白作用与次氯酸漂白作用的区别。2、了解二氧化硫实验室制法。3、了解硫的性质及用途。高考在本部分考查的知识点较多,归纳起来主要集中在:①SO2、SO32-的氧化性和还原性,特别是SO2的性质。②硫及其化合物的相互转化关系;高考考点分析:硫一、硫物理性质:俗称
,是一种
色粉末,易溶于:微溶于:不溶于:硫黄淡黄CS2酒精水练习:试写出S和Fe、Cu、O2、H2SO4、HNO3、NaOH反应的化学方程式?二、硫化学性质:既有氧化性又有还原性练习、下列事实中能用来说明氯的非金属性比硫强的是()①与Fe反应:2Fe+3Cl2====FeCl3Fe+S
====FeS②稳定性:HCl>H2S③酸性:HClO4>H2SO4④酸性:HCl>H2S⑤Cl2通入H2S溶液中的反应:Cl2+H2S=2HCl+S↓A、全部B、②③C、①②③D、除④外点燃△DSO2与H2O反应与碱、碱性氧化物及某些盐反应氧化性还原性酸性氧化物通性+4价漂白性特性重视环境保护,防止酸雨危害环境!一、SO2物理性质:①无色、刺激性气味、有毒气体②密度比空气大③易溶于水(1∶40)④易液化(-10℃)你还知道哪些气体易溶于水?易液化?1、具有酸性氧化物通性:二、SO2化学性质:b与碱反应C与碱性氧化物反应d与某些盐反应
a与水反应(能使石蕊试液变红)请写出SO2和H2O、NaOH、Ca(OH)2、CaO、Na2CO3、NaHCO3反应化学方程式。思考与交流1、是不是所有酸性氧化物都能和水反应?2、向澄清石灰水逐渐通SO2会看到什么现象?3、除杂CO2(SO2)?4、H2SO3的酸性如何?SiO2和水不反应先浑浊后澄清饱和NaHCO3*亚硫酸是一种中强酸,具有酸的通性,在水中部分电离:H2SO3H++HSO3-
HSO3-
H++SO32-酸性H2SO3>H2CO32、氧化性:SO2+4+602H2S+SO23S+2H2O-2+40-2e-×2还原剂氧化剂+4e-×1较弱3、还原性:设计实验验证SO2的还原性?与KMnO4(H+)、卤素单质水溶液等氧化剂的反应5SO2+2KMnO4+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX较强还原性:SO2〉I
-〉Fe2+〉Br-〉Cl-SO2和O2需在一定温度和催化剂存在条件下才能反应;但由SO2转化成的H2SO3或亚硫酸盐在常温下就能被氧化,所以亚硫酸盐应密闭保存,以防变质。2H2SO3+O2=2H2SO42Na2SO3+O2=2Na2SO4思考:1、SO2气体通入BaCl2溶液是否有白色沉淀?为什么?2、若分别再滴入氯水或稀氨水,是否有沉淀?为什么?无明显现象
H2SO3+BACL2=BASO3+2HCL(此反应不能发生,因为BASO3溶于HCL)
4、漂白性:
思考1:SO2和氯水的漂白有何不同?品红SO2褪色加热变红可以用品红来检验SO2的存在氯水二氧化硫原理氯水中HClO将有色物质氧化成无色物质SO2溶于水产生的H2SO3与有色物质直接结合生成不稳定的无色物质实质氧化还原反应非氧化还原反应效果永久性暂时性范围可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊试液褪色漂白某些有色物质,不能使紫色石蕊试液褪色思考2:SO2能使溴水、KMnO4溶液褪色与SO2使品红褪色,实质相同吗?前者缘于SO2的还原性,发生的是氧化还原反应;后者缘于其漂白性,发生的是非氧化还原反应。不同!思考3、若将等物质的量的SO2和Cl2这两种气体混合后,同时作用于潮湿的红色布条,可观察到红布条()A、慢慢褪色B、立即褪色C、先褪色后恢复原来颜色D、不褪色SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
D思考4、CO2和SO2在化学性质上既有相似性又有差异性,如何区分这两种气体呢?能用澄清石灰水鉴别吗?
(1)品红溶液(2)KMnO4溶液或Br2水SO2均褪色相似性:均为酸性氧化物差异性:SO2具有还原性、漂白性区分:
思考5、已知炭与浓硫酸在加热条件下的反应:C+2H2SO4=CO2↑+2SO2↑+2H2O请设计实验来验证反应中的三种产物。
实验方案:品红溶液KMnO4溶液品红溶液石灰水思考:方案中的KMnO4溶液还可以用什么试剂代替?溴水、氯水等
思考6:实验室用无水乙醇和浓硫酸加热制乙烯时,若温度高于180℃,除了生成乙烯和水以外,还会有副产物SO2生成。请设计实验验证实验中是否有这三种产物生成。问题引导:乙烯和SO2的性质有何相同点和不同点?
实验方案:品红溶液NaOH溶液品红溶液KMnO4
溶液思考:方案中的NaOH溶液能否用KMnO4溶液或溴水代替?为什么?三、SO2的实验室制备
1、原料:Na2SO3(可溶性粉末)浓硫酸(70%)
2、原理:Na2SO3+H2SO4=SO2↑+Na2SO4+H2O思考:能否用稀硫酸?3、发生装置:浓H2SO4Na2SO3思考1:实验室制SO2气体,应注意什么?如何收集?实验室制SO2应注意防止空气污染!可用NaOH溶液或碱石灰进行尾气吸收用向上排空气法收集。思考2:工业上是如何制SO2?4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2课堂练习1、0.1mol某单质跟足量的硫充分反应后,质量增加1.6g,则组成这种单质的元素是()A.铁B.铜C.铝D.钾2、汞洒落在地面,一般会用
来处理,原理是什么?硫粉BD第27讲氮和氮的氧化物(2)第四章《非金属及其化合物》命题趋势—对氮族元素的趋向阐述本章高考题目的特点:新颖,知识覆盖面广,思维跨度大,不仅考查一个知识点,而是将多个点串起来,增大了试题的难度。如(94上海)到(96全国)再到(98上海)到(02全国)又到(03江苏),都是同一知识点,难度却逐年增加。由于氮元素价态多变,与其他族元素联系密切,有关部分知识的推断也是高考热点题型之一。此类题灵活多变,既突出对分析推理、说明论述、迁移应用等能力的考查,又体现一定的方法技巧。同时本章知识又是与生物知识、医学、生理学知识很好的交叉点。如(99全国对NO在人体中独特功能的考查)、(98上海对NOx于汽车尾气的考查)及(04广东)。一、氮的单质(N2)1、分子结构:2、物理性质:无色无味稳定气体,难溶于水.3、化学性质:常温下比较稳定 (1)氧化性:N2+3Mg=Mg3N2(点燃)淡黄色
N2+3H2=2NH3(条件?)
(2)还原性:N2+O2===2NO
(雷雨发庄稼)放电N2的用途:合成氨、硝酸的主要原料;焊接金属,罐头食品的保护气;液氮作冷冻剂,麻醉;创造低温环境材料1:在新疆和青海的交界处,有一处山谷,每当牧民和牲畜进入后,风和日丽的晴天顷刻电闪雷鸣,人、畜遭雷击而毙命,奇怪的是这里牧草茂盛、四季常青,被当地人称为魔鬼谷。最近地质工作者揭开了谜底—该地质表层处有一巨大磁铁矿,当人畜进入后形成尖端放电。请同学们用简单的化学方程式来解释牧草茂盛的原因。N2+O2==2NO放电2NO+O2==2NO23NO2+H2O==2HNO3+NO进一步形成了硝酸盐当前城市空气质量恶劣的重要原因是汽车尾气的超标排放,你能否应用氮元素单质和化合物之间的转化,设计除去汽车尾气中的CO和氮氧化物(如NO、NO2等)的理论构想?其中包括:(1).将有害物质转化为什么物质即可完成无害化过程?(2).应依据什么化学原理完成无害化过程?(3).完成无害化过程中,无害化试剂的选择原则是什么?(4).对无害化过程反应条件的确定原则是什么。(5).写出无害化过程的化学方程式。材料2:材料2的解析汽车尾气(含烃类、CO、NO和NO2等)是城市主要污染源之一,治理的办法是在汽车排气管装上催化转化器,使NO或NO2与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体,请用相应的化学方程式来表示:2CO+2NO==2CO2+N2催化剂4CO+2NO2==4CO2+N2催化剂材料3:工业废气排出氮的氧化物也是空气的重要的污染源,为了消除NOx的污染,可通入适量氨气将NOx还原为无毒物质,写出相应的化学方程式:
。NOx+NH3==2X3X312+N2+XH2O()NONO2色态毒性与水反应与O2反应与水、O2其它反应
制法收集尾气处理无色气体红棕色气体有毒有毒3NO2+H2O=2HNO3+NO××4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO32NO2N2O43Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O排水法向上排气法NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO3[例1]容积为12mL的试管,充满NO2和O2的混合气体,把试管倒立在水槽中,若充分反应后,试管中尚有2mL气体,则原混合气体中各为几毫升?解:⑴剩余2mLO2。设反应的O2的体积为x4xx
则:4x+(x+2)=12
解得x=2mL
V(O2)=2mL+2mL=4mL
V(NO2)=4×2mL=8mL4NO2+O2+2H2O=4HNO3[例]容积为12mL的试管,充满NO2和O2的混合气体,把试管倒立在水槽中,若充分反应后,试管中尚有2mL气体,则原混合气体中各为几毫升?⑵若剩余2mLNO,则过量的NO2体积为6mL4yy
则(4y+6)+y=12
解得y=6/5mL=1.2mL
V(O2)=1.2mL
V(NO2)=(4×1.2mL)+6mL=10.8mL3NO2+H2O=2HNO3+NONO2和O2
混和气体溶于水的反应2NO
+O2=2NO2②3NO2+H2O=2HNO3+
NO
①①×2
+②
4NO2+O2+2H2O=4HNO3V(NO2):V(O2)=4:1时,完全反应,无气体剩余V(NO2):V(O2)<4:1时,O2过量,剩余气体为O2V(NO2):V(O2)>4:1时,NO2过量,剩余气体为NO剩余NO体积为过量NO2体积的1/3。如图所示,试管中盛装的是红棕色气体(可能是混合物),当倒扣在盛有水的水槽中时,试管内水面上升,但不能充满试管,当向试管内鼓入氧气后,可以观察到试管中水柱继续上升,经过多次重复后,试管内完全被水充满,原来试管中盛装的可能是什么气体A.可能是N2与NO2的混和气体 B.可能是O2与NO2的混和气体C.可能是NO与NO2的混和气体 D.只可能是NO2一种气体课堂练习BC想想看:二氧化氮和溴蒸气的鉴别NO2和溴蒸气在性质上的相似之处:均有氧化性溶于水后溶液呈酸性,能与碱溶液反应鉴别两者不能用淀粉KI试纸、碱溶液等。NO2和溴蒸气在性质上的差异之处:A.通入水中,NO2溶于水发生反应后溶液无色而溴蒸气溶于水溶液呈橙色B.通入AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成的为溴蒸气C.通入CCl4有机溶剂中,溶于CCl4而且CCl4溶液呈橙红色的为Br2(气)D.将盛有溴蒸气和NO2气体试管放入冷水中冷却,气体颜色变浅的为NO2
请熟记下列氮的氧化物相关的化学方程式2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO4NO+3O2+2H2O=4HNO34NO2+O2+2H2O=4HNO36NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O(催化剂)NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2ONO2+SO2=NO+SO3NO2+2KI+H2O=NO+2KOH+I2课堂练习氧化物N2ONON2O3
NO2
N2O4
N2O5
化合价是否酸酐1、填表提示:氮的氧化物对应的酸只有HNO3和HNO2+1+2+3+4+4+5否否否否是是课堂练习右图是化学实验常用装置之一,若气体从右管进入,可用来收集的气体是A.NO B.NO2
C.CO D.SO2BD第28讲环境保护与绿色化学第四章《非金属及其化合物》环境保护1.环境:大气、土地、水、矿产、森林、生物及风景游览区、自然保护区、生活居住区等构成人类生存的环境。2.环境污染:主要包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染等,还包括固体废弃物、放射性、噪声等污染。3.全球环境的三大热点问题:(1)酸雨、(2)臭氧层的破坏、(3)温室效应硫、氮氧化物对环境的危害与防治二氧化硫和二氮化氮是主要的大气污染物。它们能直接危害人体健康,引起呼吸道疾病,间接是形成酸雨(pH小于5.6的天然降水,氮氧化物NOx也产生酸雨以及光化学烟雾),破坏农作物、森林和草原,加速建筑物、桥梁、工业设备以及电信电缆等的腐,......(1)SOx、NOx的来源:石油和煤等燃料燃烧的产物、汽车尾气、工厂废气等。(2)酸雨的形成含硫燃料、工厂废气
酸雨燃烧、排放SO2等
雨水.霜.雹.露等
一系列的化学、物理变化
SO2+H2OH2SO32SO2+O22SO3△催化剂(3)酸雨的危害①影响水生物的繁殖;②使土壤肥力下降,逐渐酸化;③加快了桥梁、雕塑等建筑物的腐蚀速度。大气污染物的来源
火山爆发时会喷出大量的SO2气体和固体颗粒物森林着火时会产生大量的CO等气体
汽车尾气
工厂烟囱排出的滚滚浓烟酸雨的形成酸雨对森林的破坏
酸雨:主要指pH值小于5.6的雨水,其主要是含有硫酸和硝酸。
正常雨水(含雨、霜、露、雹、雾等)由于存在CO2原因其pH值约为5.6。在水中当pH值小于5.5时,大部分鱼类难以生存;当降到小于5时,各种鱼类和两栖动物及昆虫、水草及浮游生物面临灭绝。
(4)酸雨的防治①研究开发能代替化石燃料的新能源;②对含硫燃料进行预先脱硫处理;③对释放的二氧化硫进行处理或回收利用;氢能、太阳能、核能。④提高全民的环保意识,加强国际合作。⑤种植能够吸收SO2的有关树木(如臭椿、垂柳、柳杉)等;例题:一个城市的环保部门采集了一份雨水样品,每隔一段时间测定一次pH值,其结果如下:1.请你写出酸雨开始呈酸性的化学方程式.2.这种雨水的pH值逐渐减小,其原因何在?(提示:从硫元素的化合价和酸性强弱方面考虑)测试时间0小时后1小时后2小时后4小时后5小时后雨水的pH值4.744.634.574.534.53SO2+H2O=H2SO32H2SO3+O2=2H2SO4
空气中的氧气在灰尘等存在下能够逐渐将水中的H2SO3氧化成强酸硫酸.某工厂所用的燃料为含硫煤,为防止污染环境和回收SO2,采取将燃烧产生烟道气通入石灰浆的方法,采用这种方法回收效率达95%[如用石灰石代替石灰浆则回收效率也能达到85-90%],您能分析其中的原理吗?*钙基固硫:CaO+SO2=CaSO3
Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O
2CaSO3+O2=2CaSO4(CaSO4与水作用生成生石膏CaSO4·2H2O)1、光化学烟雾光化学烟雾:NO2在紫外线照射下,会发生一系列光化学反应,产生一种浅蓝色的烟雾——光化学烟雾。它是一种有毒性的以O3为主的二次污染物。常见环境污染汽车尾气引起光化学烟雾的过程O3+汽油→甲醛、过氧乙酰硝酸酯、酮等。N2+O2==2NO(发动机气温2800℃)
2NO
+O2==
2NO2
NO2==NO
+O光
O
+
O2==
O3二氧化硫等酸性气体进入大气后溶于水形成亚硫酸,然后被氧化成硫酸,随雨水降下,形成酸雨。酸雨的pH值一般少于5.6。SO2+NO2+H2O=H2SO4+NO2SO2+O2+H2O==2H2SO4粉尘2、酸雨目前我们把由塑料造成的污染称为“白色污染”。它在自然状态下不能分解。3、白色污染4、赤潮:
氮、磷等营养盐类造成水体富营养化,水生动植物疯长,水体缺氧,产生有毒物质,水质恶化。第29讲硫酸第四章《非金属及其化合物》硫酸是一种__色___状___体.常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数为______,若其密度为1.84g/cm3,则其物质的量浓度为_____mol/L。硫酸是一种高沸点__挥发的酸,___溶于水,能以_____比与水混溶。浓硫酸溶解时释放大量的热,因此稀释浓硫酸的时候一定要__________________________________:将浓硫酸慢慢注入水中并不断搅拌无油液98.3%18.4难易任意(一)硫酸的物理性质[思考]已知25%硫酸的密度为ag·cm-3,5%硫酸的密度为bg·cm-3,(已知a>b)若将上述两溶液等体积混合,所得硫酸溶液的质量分数是()A.等于15%B.大于15%C.小于15%D.无法估算?B1、酸的通性:H2SO4=2H++SO42-①使指示剂变色;②与活泼金属反应;③与金属氧化物反应;④与某些盐的反应;⑤与碱的反应。(二)硫酸的化学性质:(1)与某些固态非金属单质的反应:C+2H2SO4(浓)△还原剂氧化剂氧化产物还原产物S+2H2SO4(浓)△3SO2↑+2H2O既是氧化产物又是还原产物12CO2↑+2SO2↑+2H2O2、强氧化性按正确的顺序连接下列仪器,并说明你的理由。思考并讨论:请设计实验方案,验证C和浓硫酸反应的产物,并画出简要装置图。ABCDE仪器连接如下说明:应首先用无水硫酸铜验证水,然后用品红验证二氧化硫,再用高锰酸钾氧化多余的二氧化硫,接着再次验证二氧化硫是否全部被氧化,最后才验证二氧化碳。?
①固:红→黑②液:无→棕黑→蓝色③气:无色有刺激性气味;使品红溶液褪色。现象:(2)与金属反应(Cu)CuOCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑
+2H2O∆1.1molCu和2molH2SO4(浓)共热能否得到1molSO2?2.浓硫酸的作用?0+6+4+2化合价升高,失2e-化合价降低,得2e-(2)与金属反应不能,浓硫酸变成稀硫酸(质变)强氧化性和酸性加热时:与绝大多数金属反应——不产生H2与活泼金属(如Zn)反应常温下:AlFe发生钝化表面生成致密的氧化物薄膜Al、Fe与冷的浓硫酸接触条件:若加热,仍反应:∆2Al+6H2SO4=Al2(SO4)3+3SO2↑
+2H2O(2)与金属反应能用铝槽车盛放、运输浓硫酸(3)与某些还原性物质反应:H2S+H2SO4=S+SO2+2H2O浓硫酸稀硫酸H2SO4H2SO4=2H++SO42-酸的通性稀释完全电离自身特性以分子态存在为主1、吸水性:用途:气体干燥剂想一想浓硫酸可以干燥哪些气体?(非还原性的中性和酸性气体)(三)浓硫酸的特性:浓硫酸能干燥:H2O2N2COCO2CH4SO2HClCl2浓硫酸不能干燥:
H2SHBrHINH3C12H22O11浓硫酸12C+11H2O蔗糖2、脱水性:浓硫酸有机物(含C、H、O等)将H、O按H2O组成比脱去脱水炭化1、蔗糖脱水后为何变得疏松多孔?2、吸水性和脱水性有何区别?现象(1)蔗糖由白变黑,(2)体积膨胀,呈疏松海绵状,(3)有刺激性气味气体产生,(4)放出大量的热思考与探究:一、用什么方法鉴别浓硫酸和稀硫酸?1、利用浓硫酸的脱水性2、利用浓硫酸的氧化性3、利用浓硫酸的钝化作用4、利用浓硫酸溶于水放热二、浓硫酸不慎沾到皮肤上,怎么处理?三、硫酸的用途:
四、SO42-的检验:滴加BaCl2溶液加足量盐酸酸化被检液取清液有白色沉淀:有SO42-无白色沉淀:无SO42-1、浓硫酸在下列用途或现象中所表现的性质是:A、高沸点B、强酸性C、吸水性D、脱水性E、强氧化性(1)用浓硫酸干燥气体
;(2)浓硫酸使木条变黑
;(3)实验室用浓硫酸与硝酸钠制取硝酸
;(4)化工厂用浓硫酸与磷矿石(磷酸钙)制取磷酸
;(5)浓硫酸与铜共热后溶液变为蓝色
;(6)浓硫酸使蔗糖变成黑面包
;(7)浓硫酸使蓝矾变成白色固体
;(8)浓硫酸常温下使铁、铝钝化
。CDABBEDECDE
课堂练习:2.现设计了如下四套装置证明混合气体中既有CO2又有SO2,其中合理的是()
A、B、
C、D、
混合气混合气混合气混合气品红澄清石灰水
品红NaHCO3溶液澄清石灰水品红酸性KMnO4澄清石灰水溶液品红酸性KMnO4品红澄清石灰水溶液D第30讲硝酸第四章《非金属及其化合物》一、硝酸的物理性质纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味和水互溶的液体,密度为1.5027g/cm3,沸点是83℃,常用浓硝酸质量分数为69%,98%以上的硝酸叫发烟硝酸。浓硝酸为什么会产生“发烟”现象?挥发出的硝酸分子和空气中的水蒸气结合,形成的硝酸小液滴。色态气味挥发性状态浓硝酸无色刺激性气味易挥发液体浓盐酸浓硫酸无味难挥发油状液体浓硝酸、浓盐酸、浓硫酸物理性质对比二、硝酸的化学性质1、硝酸是一种强酸(HNO3=H++NO3-)使指示剂变色:与活泼金属反应放出氢气:与碱发生中和反应:与碱性氧化物反应:与某些盐反应:稀硝酸使紫色石蕊试液变红HNO3+NaOH=NaNO3+H2O2HNO3+CuO=Cu(NO3)2+H2O2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+H2O+CO2↑(表现硝酸的强酸性)4HNO32H2O+4NO2↑+O2↑△或光照2、硝酸的不稳定性二、硝酸的化学性质浓硝酸如何保存?浓硝酸变黄原因?HNO3棕色细口试剂瓶中,避光、低温保存。分解产生的NO2(红棕色)溶于浓硝酸中而变黄。(不能用橡皮塞)3、硝酸的强氧化性二、硝酸的化学性质Cu+HNO3(稀)→Cu+HNO3(浓)→C+HNO3(浓)→FeO+HNO3(稀)→H2S+HNO3(稀)→3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OC+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O试写出铁与稀硝酸反应的化学方程式Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O铁粉少量铁粉过量Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2+)×2①除Au、Pt等少数金属外,硝酸几乎可能氧化所有的金属。②常温下Fe、Al等金属在浓HNO3中发生“纯化”。③硝酸越浓,其氧化性越强。如稀HNO3可使石蕊试变红,而浓HNO3可使石蕊试液先变红后褪色
④一般来说,活泼金属与HNO3反应不生成H2,浓HNO3的还原产物为NO2,稀HNO3的还原产物为NO。活泼金属与极稀HNO3反应时,还原产物复杂,为NO、N2O、NH4NO3等⑤非金属单质可被HNO3氧化为最高价氧化物或其含氧酸。⑥王水(浓HNO3和浓HCl按体积比1:3配制)具有更强的氧化性,能溶解Au、Pt。硝酸反应规律课堂练习1、工业上拟用铜和硝酸来制备Cu(NO3)2·3H2O,下面有三位同学提出了不同的生产方案:甲方案:Cu+浓HNO3→蒸发结晶乙方案:Cu+稀HNO3→蒸发结晶丙方案:CuCuO蒸发结晶你认为______方案最好,理由______________________空气加热HNO3丙若生产等量Cu(NO3)2,丙消耗HNO3少且无污染4、与有机物的反应二、硝酸的化学性质硝化反应:酯化反应:△+HNO3浓硫酸与含有苯环结构的蛋白质作用,呈黄色。CH3CH2ONO2+H2O-NO2+H2O颜色反应:CH3CH2OH+HNO3浓硫酸△HO-NO2CH3CH2O-H-HHO-NO2硝基苯硝酸乙酯强酸酸
强氧化性酸还能与有机物反应挥发性酸硝酸三、NO3-的检验在欲鉴别的试样里,加入浓H2SO4和Cu片共热,如有红棕色的NO2产生,就可以证明它是硝酸盐.(若为稀溶液,应先将溶液浓缩)尾气处理:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
Pt800℃
实验室制法:
NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑工业制法:
4NH3+5O24NO+6H2O4NO+3O2+2H2O4HNO3△
NaNO3+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2
↑+2H2O△四、有关硝酸的计算⑴得失电子守恒金属失电子=HNO3得电子数⑶溶液中电荷守恒:c(NO3-)=c(H+)+n*c(Mn+)⑵原子守恒:耗HNO3=盐中NO3-的物质的量+气体中的N的物质的量三个守恒1、1L稀硝酸和稀硫酸的混合液,其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉,则最多能溶解铜粉的质量为()
A2.4gB3.2gC6.4gD9.6g
D课堂练习2.某单质跟浓硝酸反应时参加反应的单质与硝酸的物质的量之比为1:4则该单质被氧化后元素化合价可能为()A.+1B.+2C.+3D.+4BD课堂练习3.某溶液能与Al作用产生H2,则该溶液可能大量共存的离子组合是()A.Na+、NO3-、Fe2+、K+
B.Cl-、Na+、Fe2+、K+
C.K+、I-、NO3-、H+D.NO3-、Na+、NH4+HCO3-B4.将铜粉放入稀H2SO4中,加热无明显现象发生,当加入下列一种物质后,铜粉的质量减少,溶液呈蓝色,同时有气体逸出,该物质是:()Fe2(SO4)3B.Na2SO4
C.KNO3D.FeSO4C思维拓展例、某课外兴趣小组为探究Cu与稀硝酸反应生成的NO气体设计了如图所示装置,请回答:(1)如何检验装置的气密性关闭分液漏斗活塞及止水夹1、2,分别从U型管的1、2长管口注入液体,若出现液面高度差,说明气密性好。(2)实验开始时打开止水夹和分液漏斗活塞,先在管2中加浓硝酸与橡皮塞接触然后关闭止水夹1、2,从管1长管加入稀硝酸至橡胶塞,关闭分液漏斗活塞。为加快反应速率,应采取什么措施
.加热(3)实
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