常见无机物及其应用

第三章常见无机物及其应用3.1常见金属元素及其化合物3.1.1钠及其化合物单质钠的性质和用途金属钠是一种柔软，银白色、有金属光泽的金属，是热和电的良导体；它的密度为0.97g／cm3，比水的密度小，比煤油的密度大，熔点为97.81℃、沸点为882.9℃。新切开的钠的光亮的表面很快变暗。用酒精灯加热：钠先熔成闪亮的小球，然后剧烈燃烧，发出黄色的火焰，生成一种淡黄色色固体。钠原子最外层只有一个电子，在化学反应中钠原子容易失去最外层的一个电子，具有很强的还原性，是一种活泼的金属元素。(1)跟非金属反应：=1\*GB3①金属钠放置在空气中，会迅速被氧化而生成氧化钠：4Na+O2=2Na2O，（空气中钠的切面变暗）=2\*GB3②在空气(或氧气)中燃烧：2Na+O2Na2O2(黄色火焰)，以上反应说明Na2O2比Na2O稳定。可见，与O2反应时因条件不同而产物不同。=3\*GB3③在氯气中燃烧：2Na+Cl2NaCl(白烟)(2)钠与水反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑现象：①浮：钠投入水中并浮在水面上②声：钠立即跟水反应，并放出热量，发出嘶嘶响声，产生气体。③游：同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方迅速游动最后消失④红：反应后的水溶液使酚酞变红。（3）钠与酸反应：钠与酸的反应比水反应更激烈，极易爆炸。（4）钠与盐溶液反应：先考虑钠与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应。例如：①钠与CuSO4溶液反应2Na+2H2O=NaOH+H2↑CuSO4+2NaOH＝Na2SO4+Cu(OH)2合并：2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑②钠与FeCl3溶液反应：6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的O2、H2O等反应，所以少量金属钠可保存在煤油里，大量的金属钠则存在铁筒中用石蜡密封。取用时一般先用镊子把钠从煤油中夹出来，并用滤纸把表面的煤油吸干，然后用小刀切下绿豆大小的一块再做有关实验。自然界中钠只能以化合态的形态存在，主要以氯化钠的形式存在。钠是一种强还原剂，工业上用它还原金属钛、锆、铌等；反应如：4Na＋TiCl4（熔融）＝Ti＋4NaCl，另外钠和钾的合金在常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂；钠也可用于制高压钠灯。氧化钠和过氧化钠的性质和用途比较内容Na2ONa2O2颜色、状态白色固体淡黄色固体氧的化合价—2价—1价（过氧离子O22—）电子式稳定性较不稳定较稳定生成条件通过钠的常温氧化生成通过钠的燃烧生成物质类别碱性氧化物过氧化物（不是碱性氧化物）与水反应Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2==Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2与盐酸反应Na2O+2HCl==2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑用途用于少量Na2O2制取强氧化剂、漂白剂、供氧剂保存密封保存密封保存碳酸钠和碳酸氢钠的性质和用途物质碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱或苏打小苏打色、态白色粉末(Na2CO3·xH2O为晶体),细小白色晶体白色粉末溶解性易溶于水可溶于水同温度下的溶解度Na2CO3＞NaHCO3稳定性受热难分解但结晶碳酸钠Na2CO3·xH2O易风化,不稳定受热易分解2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑与酸反应Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋H2O＋CO2↑NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑反应速度NaHCO3＞Na2CO3与碱反应Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH2NaHCO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2ONa2CO3＋NaOH—不反应NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O与可溶性钙盐、钡盐反应Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaClNa2CO3＋BaCl2=BaCO3↓＋2NaCl不反应相互转化Na2CO3eq\o(,\s\up7(CO2＋H2O),\s\do5(①固(加热)，②液(NaOH)))NaHCO3焰色反应（1）定义很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。（2）操作（3）几种金属元素的焰色钠：黄色，钾：紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。3.1.2铝及其化合物单质铝的性质和冶炼铝的物理性质：铝为银白色金属，熔点为660.40C，沸点为24670C密度为2.7g·cm-3,导电性仅次于银、铜和金。铝的化学性质（1）铝跟非金属反应常温下，铝被空气里的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止内部的金属继续与氧气反应。铝在空气中强热：4Al＋3O22Al2O3（反应放出大量的热和耀眼的白光，因此铝可用于制造燃烧弹、信号弹、火箭推进剂等。铝与氮气在高温下反应：2Al＋N22AlN，铝容易和卤素反应，常温下和氯气激烈化合生成三氯化铝；在溴中燃烧铝粉生成三溴化铝。在高温下也能和硫、氮气、碳直接化合成Al2S3、AlN、Al4C3(2000℃)。（2）铝跟水反应铝与沸水反应2Al＋6H2O2Al(OH)3↓＋3H2↑（3）铝与酸反应=1\*GB3①与非氧化性强酸(稀硫酸、盐酸)反应2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑2Al＋6H+＝2Al3+＋3H2↑=2\*GB3②常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化。=3\*GB3③加热时，铝与热浓硫酸、浓硝酸反应：2Al＋6H2SO4(浓)Al2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O =4\*GB3④铝与稀硝酸反应不产生H2（4）铝与强碱溶液反应2Al＋6H2O＝Al(OH)3↓＋3H2↑，Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O上述两个反应叠加得：2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑（5）铝与某些金属氧化物反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe这个反应称为铝热反应、铝粉和氧化铁粉末的混合物称为铝热剂，铝热反应可用于焊接钢轨，可用于冶炼Ni、Mn、V等难熔金属。如10Al＋3V2O55Al2O3＋6V等。氧化铝的性质和用途氧化铝白色固体，高熔点(2045℃)，难溶于水，是两性氧化物（既能与酸反应生成盐和水，又能和碱反应时生成盐和水的氧化物），反应为Al2O3＋6H+＝2Al3+＋3H2O，Al2O3＋2OH＝2AlO2－+H2O氧化铝是冶炼金属铝的原料，也是一种比较好的耐火材料，它可用用来制造耐火坩埚、耐火管和耐热高温的实验仪器。氢氧化铝的性质和制备Al(OH)3是两性氢氧化物，与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。实验室常用可溶性铝盐Al2(SO4)3与氨水反应制取Al(OH)3。(1)离子方程式为：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。(2)现象：有白色胶状沉淀产生，氨水过量时，沉淀不溶解。铝盐的性质铝盐可以与碱反应，产物是Al(OH)3或AlOeq\o\al(－,2)(1)Al3＋eq\o(→,\s\up7(弱碱或少量强碱))Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓。(2)Al3＋eq\o(→,\s\up7(过量强碱))AlOeq\o\al(－,2)：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。铝及其化合物的相互转化A．Al3＋→Al(OH)3或AlOeq\o\al(－,2)(1)Al3＋eq\o(→,\s\up7(弱碱或少量强碱))Al(OH)3：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓。(2)Al3＋eq\o(→,\s\up7(过量强碱))AlOeq\o\al(－,2)：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。B．Al(OH)3→Al3＋或AlOeq\o\al(－,2)(1)Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(强酸))Al3＋：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(2)Al(OH)3eq\o(→,\s\up7(强碱))AlOeq\o\al(－,2)：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。C．AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3或Al3＋(1)AlOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(弱酸或少量强酸))Al(OH)3：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2(过量)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)或2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2(少量)＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)AlOeq\o\al(－,2)＋H＋(少量)＋H2O=Al(OH)3↓，(2)AlOeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(过量强酸))Al3＋：AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O。3.1.3铁铜及其化合物单质铁的性质和用途物理性质银白色光泽、密度大，熔沸点高，延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。化学性质铁是较活泼的金属，铁原子的最外层电子数为2个，可失去2个或3个电子而显+2价或+3价，但+3价的化合物较稳定。①与非金属反应：3Fe+2O2Fe3O42Fe+3C122FeCl3说明铁丝在氯气中燃烧时，生成棕黄色的烟，加水振荡后，溶液显黄色．Fe+SFeS说明铁跟氯气、硫反应时，分别生成+2价和+3价的铁，说明氧化性：氯气＞硫．②与水反应：a．在常温下，在水和空气中的O2、CO2等的共同作用下，Fe易被腐蚀(铁生锈)．b．在高温下，铁能与水蒸气反应生成H2：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2③与酸反应：a．与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应．例如：Fe+2H＋＝Fe2＋+H2↑b．铁遇到冷的浓H2SO4、浓HNO3时，产生钝化现象，因此金属铁难溶于冷的浓H2SO4或浓HNO3中．④与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应．例如：Fe+Cu2＋＝Fe2＋+Cu归纳：铁的化学性质及在反应后的生成物中显+2价或+3价的规律如下；铁的氧化物性质FeOFe2O3(铁红)Fe3O4(磁性氧化铁)化合价+2+3+2、+3色、态黑色粉未红棕色粉未黑色晶体水溶性均不溶于水和弱氧化性酸反应FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O和强氧化性酸反应3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO↑+5H2OFe2O3+6HNO3=2Fe(NO3)3+3H2O3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O稳定性在空气中氧化为Fe3O4空气中稳定在空气中稳定制备高温熔融，过量的铁与O2反应：2Fe+O2=2FeO氢氧化铁加热分解2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O铁在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O4制备常用作红色油漆和涂料，赤铁矿是炼铁原料铁盐与亚铁盐的性质(1)Fe2＋既有氧化性，又有还原性，以还原性为主。①Fe2＋eq\o(→,\s\up7(Cl2、Br2、O2、H2O2、Na2O2、KMnO4、HNO3、ClO－))Fe3＋4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O(Fe2＋空气中易被氧化，配制其溶液加铁粉或铁钉，防止被氧化)eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－,2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O))(除去FeCl3中的FeCl2，可选Cl2或H2O2，H2O2为绿色氧化剂)5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(区别Fe2＋和Fe3＋)②Fe2＋eq\o(→,\s\up7(CO、Zn、H2),\s\do5(等还原剂))FeZn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe(2)Fe3＋只有氧化性。①Fe3＋eq\o(→,\s\up7(S2－、HS－、H2S、I－、SO2、SO\o\al(2－,3)、Fe、Zn、Cu))Fe2＋2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋(用铁除FeCl2中的FeCl3)2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2②Fe3＋Fe3Zn＋2Fe3＋=3Zn2＋＋2FeyCO＋FexOyeq\o(=,\s\up7(高温))yCO2＋xFe2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3氢氧化铁和氢氧化亚铁的性质和制备Fe(OH)2Fe(OH)3颜色白色红褐色溶解性不溶于水不溶于水与盐酸反应(离子方程式)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O加热Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5(隔绝空气))FeO＋H2O2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O转化化学方程式4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3现象白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变为红褐色Fe(OH)2的制备教材中有关Fe(OH)2的制备方法，实际上只能观察到瞬间的Fe(OH)2白色沉淀(几乎分辨不出来)。要想较长时间观察到白色沉淀的生成，关键是怎样降低反应体系中氧气的存在量和操作过程中氧气的引入量。常采用的方法有：①采用新制备的纯亚铁盐溶液(Fe2＋易被空气中的氧气氧化成Fe3＋)；②NaOH溶液要先加热煮沸，以除去溶解的O2；③将吸有NaOH溶液的胶头滴管插入新制备的FeSO4溶液的液面以下，再缓慢挤出NaOH溶液；④在亚铁盐溶液液面上加隔氧剂(如加入苯等密度比水小，而又不溶于水的有机溶剂)。亚铁离子与三价铁离子的检验(1)观察法浅绿色棕黄色(2)加碱法①现象：白色沉淀eq\o(→,\s\up7(迅速))灰绿色eq\o(→,\s\up7(最终))红褐色沉淀反应：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(红褐色)②现象：红褐色沉淀反应：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(红褐色)(3)加盐(SCN－法)现象：加入KSCN溶液无明显现象，再滴入氯水变成红色溶液反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(红色),现象：加入KSCN溶液，溶液变为红色反应：Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3(红色)特别提醒①Fe3＋与SCN－作用后的现象是红色溶液而不是红色沉淀，特别是书写离子方程式时不能用“↓”符号。②其他方法：用KMnO4溶液检验：分别加入少量KMnO4溶液，振荡，能使KMnO4溶液褪色的是Fe2＋的溶液，不褪色的是Fe3＋的溶液。铁及其化合物的相互转化铜及其化合物3.1.4其他金属及其化合物镁性质和冶炼镁是一种轻金属，它的密度只有铝的密度的2／3；另外，镁合金的强度高、机械性能好。这些特性使镁成为制造汽车、飞机、火箭的重要材料，从而获得“国防金属”的美誉。在冶金工业上，镁常用作还原剂和脱氧剂。（1）镁跟非金属或氧化物反应①常温下氧化生成氧化物保护层，具有抗腐蚀的性质。②镁可以在O2、N2、CO2等气体中燃烧。2Mg+O22MgOCO2+2Mg2MgO+C3Mg+N2Mg3N2③镁也能跟SiO2反应：2Mg＋SiO2＝2MgO＋Si④镁与冷水反应很慢，在加热时反应加快。Mg＋2H2O＝Mg(OH)2＋H2↑（2）镁跟酸的反应与稀盐酸、稀硫酸等非氧化性酸发生置换反应。Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑（3）镁与水解显酸性的盐溶液的反应Mg＋2NH4Cl＝MgCl2＋2NH3＋H2↑（4）镁盐与氨水反应产生Mg(OH)2沉淀，Mg(OH)2又能溶解在NH4Cl溶液中。前者是由Mg(OH)2的特殊溶解性决定。在常见的难溶性氢氧化物中，Mg(OH)2的溶解度最大。故产生Mg(OH)2的条件是：浓的Mg2+盐溶液与浓氨水反应。后者是由Mg(OH)2的电离性质和的水解性质决定。通常简单认为Mg(OH)2完全电离，故能溶解在饱和NH4Cl溶液中。MgCl2＋2NH3·H2OMgOH2＋2NH4Cl（5）海水提镁：海水提镁，最基本的方法是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀分离出来后再加入盐酸把它变成氯化镁；之后经过滤、干燥、电解就可得到镁。反应原理是Mg2++2OH－==Mg(OH)2↓，Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O，MgCl2Mg+Cl2↑或把从海水提取出食盐、KCl、Br2以后留下的母液浓缩，就得到卤块，主要成分是MgCl2·6H2O，然后脱水MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O，最后电解熔融的氯化镁得到镁。（6）镁的化合物①氧化镁：白色粉末，高熔点(2800℃)，碱性氧化物，能与水缓慢作用，与酸反应。MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2OMgO＋H2OMg(OH)2②氢氧化镁：白色粉末，难溶于水，与H+作用，与NH4Cl溶液作用，对热不稳定。Mg(OH)2＋2HCl＝MgCl2＋2H2O Mg(OH)2MgO＋H2O↑3.2常见非金属元素及其化合物3.2.1碳硅及其化合物二氧化碳性质氧化物一氧化碳二氧化碳物理性质无色无味气体、有毒、难溶于水，能与人体中血红蛋白迅速结合，是一种严重的大气污染物无色略带酸味气体，无毒，能溶于水，固态时俗称“干冰”。是产生温室效应的气体之一。化学性质可燃性还原性：（CuO、Fe2O3、H2O反应）不成盐氧化物不能燃烧与C、Mg等反应，表现氧化性酸性氧化物（与碱反应）实验室制法HCOOHCO↑+H2OCaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑收集方法排水法向上排空气法检验方法点燃后在火焰上分别罩上干燥的烧杯和沾有澄清石灰水的烧杯使澄清石灰水变浑浊用途燃料、化工原料化工原料、灭火等相互转化C+CO2＝2CO（高温）2CO+O2＝2CO2（点燃）单质硅的性质、冶炼和用途晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大，又脆性，在常温下化学性质不活泼。晶体硅是良好的半导体材料，用于制造智能芯片，另外硅是人类将太阳能转化为电能的常用材料，高纯度硅用于制造太阳能电池。化学性质：①常温Si+2F2=SiF4；Si+4HF=SiF4+2H2；Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑②加热：Si+O2SiO2；Si+2Cl2SiCl4；Si+2H2SiH4硅的制取自然界中无游离态的硅，工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑硅酸的性质、制备和用途硅酸不溶于水，其酸性比碳酸弱，硅酸不能(填“能”或“不能”)使紫色石蕊试液变红色。①硅酸不稳定，受热易分解：H2SiO3eq\o(=,\s\up7(△))SiO2＋H2O。②硅酸能与碱溶液反应，如与NaOH溶液反应的化学方程式为H2SiO3＋2NaOH=Na2SiO3＋2H2O。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强，常用作干燥剂。④常用硅酸盐与酸性较硅酸强的酸反应来制备硅酸，化学方程式分别为与盐酸反应：Na2SiO3＋2HCl=2NaCl＋H2SiO3↓。与CO2水溶液反应：Na2SiO3＋CO2＋H2O=H2SiO3↓＋Na2CO3。硅酸盐(1)概念：由硅、氧和金属组成的化合物的总称，是构成地壳岩石的主要成分。(2)表示方法：硅酸盐矿物的成分复杂，多用氧化物的形式表示它们的组成，如硅酸钠(Na2SiO3)写成Na2O·SiO2，钾云母(KH2Al3Si3O12)写成K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O。三大无机非金属材料水泥玻璃陶瓷原料石灰石、黏土石英、石灰石、纯碱黏土设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑变化复杂的物理变化、化学变化过程Na2CO3+SiO2高温Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2高温CaSiO3+CO2↑加水混合→成型→干燥→烧结→冷却组成3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3CaSiO3、Na2SiO3、SiO2硅酸盐用途重要的建筑材料玻璃瓶、化学实验用玻璃仪器、窗玻璃在工农业、科技生活、实验室中广泛使用3.2.2卤素及其化合物氯气性质及用途常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：=1\*GB3①2Na＋Cl22NaCl（产生白烟）=2\*GB3②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）=3\*GB3③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如：=1\*GB3①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸

H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸=2\*GB3②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟）（3）与水反应：Cl2＋H2O=HCl＋HClO（4）与碱反应Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气）2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理）（5）与某些还原性物质反应如：=1\*GB3①2FeCl2＋Cl2=2FeCl3=2\*GB3②2KI＋Cl2=2KCl+I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）=3\*GB3③SO2＋Cl2＋2H2O=2HCl+H2SO4（6）与某些有机物反应如：=1\*GB3①CH4＋Cl2CH3Cl+HCl（取代反应）=2\*GB3②CH2=CH2＋Cl2→CH2ClCH2Cl（加成反应）氯气的用途氯气是一种重要的化学工业物质。氯的化合物可作为制取高纯硅、锗(半导体)和金属钛的重要中间物质。在有机化工中，氯气是合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品的重要原料。氯气还用于自来水消毒，制取漂白粉等作用。氯气的实验室制法MnO2＋4HCl(浓)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(1)发生装置(Ⅰ部分)：①特点：固体＋液体eq\o(→,\s\up7(△))气体。②仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗等。③试剂：A中盛放浓盐酸，B中盛放二氧化锰。(2)净化装置(Ⅱ部分)：组成盛放试剂试剂的作用C饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢D浓硫酸干燥氯气(3)收集装置(Ⅲ部分)：①收集方法：向上排空气法；②验满方法：湿润的蓝色石蕊试纸或湿润的淀粉KI试纸放在集气瓶口。(4)尾气处理装置(Ⅳ部分)：①导气管要深入液面以下；②F中盛放的试剂：氢氧化钠溶液(或其他碱液)，作用是吸收过量的氯气，防止污染环境。氯水的成分(1)氯水中的化学反应及物质的电离：Cl2＋H2O=H＋＋Cl－＋HClO，HClOH＋＋ClO－，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。(2)氯水的成分：①三分子：Cl2、HClO、H2O；②四离子：H＋、Cl－、ClO－、OH－。漂白液和漂白粉卤素卤素指的是第VIIA族的F、Cl、Br、I等元素。拟卤素有些多原子分子与卤素单质性质相似，其阴离子与卤素阴离子性质相似。如：氰(CN)2、硫氰(SCN)2、氧氰(OCN)2。解答这类题目时可用换元法，如把(SCN)2当作X2，把SCN－当作X－。氯离子的检验3.2.3硫及其化合物单质硫的性质和用途硫为淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。化学性质：硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。=1\*GB3①与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成低价态）2Na+S===Na2S（剧烈反应并发生爆炸）2Al+3SAl2S3（制取Al2S3的唯一途径）Fe+SFeS（黑色）2Cu+SCu2S（黑色）=2\*GB3②与非金属反应S+O2SO2S+H2H2S（说明硫化氢不稳定）=3\*GB3③与化合物的反应S+6HNO3（浓）H2SO4+6NO2↑+2H2OS+2H2SO4（浓）2SO2↑+2H2O3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O（用热碱溶液清洗硫）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。二氧化硫的性质和用途①SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水。②SO2是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。③SO2有强还原性常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应如：SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl④SO2也有一定的氧化性2H2S+SO2==3S↓+2H2O⑤SO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应）二氧化硫在加热和催化剂条件下，可以被氧气氧化成三氧化硫，工业上利用这一原理制取硫酸。三氧化硫SO3在标准状况下为无色、针状晶体，能与水反应：SO3＋H2O=H2SO4，放出大量的热，SO3是酸性氧化物，它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。硫酸H2SO4是无色液体，能与水以任意比互溶，溶解时可放出大量的热，浓H2SO4稀释的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。硫酸是强电解质，稀硫酸有酸的通性，可以与下列物质反应：①酸碱指示剂②金属③金属氧化物④碱⑤盐浓H2SO4的特性(1)实验实验现象硫酸的特性少量胆矾加入浓硫酸中蓝色固体变白吸水性用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸上沾有浓H2SO4的滤纸变黑脱水性将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体强氧化性(2)浓硫酸与Cu、C反应。(3)常温下，铁、铝遇浓H2SO4eq\o(→,\s\up7(钝化))可用铝槽车运浓H2SO4。硫酸根的检验检验SOeq\o\al(2－,4)的正确操作方法：被检液取清液有无白色沉淀(判断有无SOeq\o\al(2－,4))先加稀盐酸的目的是防止COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，可能发生反应的离子方程式：COeq\o\al(2－,3)＋2H＋=CO2↑＋H2O、SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋=SO2↑＋H2O、Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓。硫化氢H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。H2S的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。硫化氢的化学性质A．可燃性：当≥2/1时，2H2S+O22S+2H2O（H2S过量）当≤2/3时，2H2S+3O22SO2+2H2O（O2过量）当时，两种反应物全部反应完，而产物既有硫又有SO2B．强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化。C．不稳定性：300℃以上易受热分解硫及其化合物的相互转化3.2.4氮及其化合物氮气的性质和用途物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，难溶于水，空气中约占总体积的78%。化学性质：常温下性质稳定，可作保护气；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定（将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程，有自然固氮和人工固氮两种形式）N2中N元素0价，为N的中间价态，既有氧化性又有还原性①与H2反应：N2+3H22NH3②与O2反应：N2+O22NO③与活泼金属反应：N2+3MgMg3N2氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。氮的氧化物（1）氮的氧化物简介：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态，对应有六种氧化物种类色态化学性质N2O无色气体较不活泼NO无色气体活泼，不溶于水N2O3（亚硝酸酐）蓝色液体（-20℃）常温极易分解为NO、NO2NO2红棕色气体较活泼，与水反应N2O4无色气体较活泼，受热易分解N2O5（硝酸酸酐）无色固体气态时不稳定，易分解（2）NO和NO2的重要性质和制法①性质：2NO+O2＝2NO2（易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）；2NO2（红棕色）N2O4（无色）（平衡体系）；3NO2+H2O＝2HNO3+NO（工业制硝酸）；NO+NO2+2NaOH＝2NaNO2+H2O（尾气吸收）；NO2有较强的氧化性,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。②制法：NO：3Cu+8HNO3（稀）＝3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（必须排水法收集NO）；NO2：Cu+4HNO3（浓）＝Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O（必须排空气法收集NO2）（3）氮的氧化物溶于水的计算：①NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据3NO2+H2O＝2HNO3+NO利用气体体积变化差值进行计算。②NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2+O2+2H2O=4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）：V（O2）=4：1时，恰好反应；>4：1时，NO2过量，剩余NO；<4：1时，O2过量，剩余O2。③NO和O2同时通入水中时，由4NO+3O2+2H2O=4HNO3进行计算，原理同②方法。④NO、NO2、O2的混合气体通入水中，先按①求出NO的体积，再加上混合气体中NO的体积再按③方法进行计算。（4）氮的氧化物（NO、NO2）对环境的影响：氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。汽车尾气中的氮氧化物（燃料在发动机内高温燃烧时，空气中的氮气与氧气反应生成的）与碳氢化合物经紫外线照射发生反应生成形成的一种有毒的烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾具有特殊气味，刺激眼睛、伤害植物并使大气能见度降低。另外，氮氧化物与空气中的水反应生成硝酸和亚硝酸，是酸雨的成分。大气中氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧、汽车尾气和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中含氮化合物的转化。因此必须减少氮氧化物的排放，控制进入大气、陆地和海洋的含氮的氧化物。在工业上含氮氧化物的尾气吸收常用以下反应：NO2+NO+2NaOH＝2Na