2020-2021学年人教版2019-高一-学考-常见化学物质性质用途检验(无机篇)

物质描述及物理性质化学性质制取、检验与应用钠(Na)银白色金属，密度小于水，质地较软(可用小刀切割)，熔点低(97.7℃)，钠元素颜色反应为黄色化学性质非常活泼，最外层为一个电子，表现出很强的还原性。4Na+O2==2Na2O(常温)2Na+O2==Na2O2(点燃)2Na+3H2O==3NaOH+H2↑(浮游熔响红)2Na+Cl2==2NaCl金属钠极度活泼，工业上通常采用电解熔融氯化钠的方式制取。钠的密度大于煤油(主要是烃类混合物，不与钠反应)，因此钠经常保存在煤油中氧化纳(Na2O)白色粉末，有吸湿性典型的碱性氧化物Na2O+H2O==2NaOHNa2O+CO2==Na2CO3Na2O+2HCl==2NaCl+H2O此外，NaO2能在常温下能与O2反应生成过Na2O2主要用作制取钠的化合物，或用作脱氢剂、化学反应的聚合剂、缩合剂等过氧化钠(Na2O2)淡黄色粉末，有吸湿性过氧化物，氧元素为-1价，既有氧化性又有还原性，发生歧化反应时同时作为氧化剂与还原剂2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑2Na2O2+CO2==Na2CO3+O2↑常用作潜艇或呼吸面具中的供氧剂氢氧化钠(NaOH)俗称苛性钠、烧碱、火碱，白色固体，易溶于水，溶于水放出大量的热，暴露在空气容易潮解，具有较强腐蚀性是一个典型的强碱，具有碱的通性NaOH+HCl==H2O+NaCl2NaOH+SiO2==H2O+Na2SiO3--(NaOH存放不能用玻璃塞)使酸碱指示剂变色具有吸水性，可与CaO混合后用做干燥剂(碱石灰)，同时氢氧化钠也是总要的化工原料，广泛应用于医疗，纺织，制药、食品等原料。工业上可通过氯碱工业(电解饱和食盐水)制取。碳酸钠(Na2CO3)俗称苏打、纯碱，Na2CO3·10H2O是一种白色晶体，容易风化变成粉末状的碳酸钠，易溶于水强碱弱酸盐,水溶液呈弱碱性(碳酸根水解),热稳定性良好Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2+H2O(酸过量)Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3(酸不足)Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3碳酸钠可用于纺织、造纸食品、等行业。制取方法：候式制碱法——利用氯化钠，氨气，二氧化碳等原料制取碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打，是一种白色晶体，易溶于水，但溶解度较碳酸钠小水溶液现弱碱性，热稳定性差，50℃以上就会分解与碳酸钠的比较热稳定性：Na2CO3>NaHCO3在水中得溶解度：Na2CO3>NaHCO3水溶解碱性：Na2CO3>NaHCO3与酸反应得剧烈程度：Na2CO3<NaHCO3NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2(受热分解)Ca(OH)2不足2NaHCO3+Ca(OH)2==2H2O+Na2CO3+CaCO3↓Ca(OH)2过量NaHCO3+Ca(OH)2==H2O+NaOH+CaCO3↓在食品加工中，它是一种应用最广泛的疏松剂，用于生产饼干、面包等，是汽水饮料中二氧化碳的发生剂；可与明矾复合为碱性发酵粉，也可与纯碱复合为民用石碱。同时也可用于治疗胃酸过多。氯气(Cl2)黄绿色气体，密度比空气大，可溶于水。有毒，少量吸入会刺激粘膜，引起咳嗽，胸痛等症状，大量吸入这会引起死亡，详见柯南TV版121-122集最外层为7个电子，具有强氧化性，能与绝大多数金属单质化合形成最高价氯化物Cl2+2Na==2NaCl(黄色火焰)3Cl2+2Fe==2FeCl3(棕黄色的烟)Cl2+Cu==CuCl2(棕黄色的烟)Cl2+H2==2HCl(苍白色火焰，瓶口有白雾)Cl2+H2O==HCl+HClO(歧化反应，可逆反应)Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2==Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O氯碱工业（电解饱和食盐水）2NaCl+2H2O==Cl2↑+H2↑+2NaOH氯气实验室采用浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气。可以采用向上排空气法与排饱和食盐水法进行收集。工业上则采用氯碱工业。由于钝化反应，液氯可用钢瓶储存运输。可用于自来水消毒，同时在制溴、碘工艺中也发挥重要作用。氯气检验通常用淀粉碘化钾试纸氯化氢(HCl)无色气体，有刺激性气味，极易溶于水，溶于水完全电离成为盐酸(盐酸不是电解质，但氯化氢是)典型强酸，具有酸的通性实验室制氯气4HCl(浓)+MnO2==MnCl2+Cl2↑+2H2O氯离子检验Cl-+Ag+==AgCl↓(不溶于稀硝酸的白色沉淀)盐酸具有挥发性，是重要的工业原料，可与硝酸配置成王水，得益于硝酸根的强氧化性与氯离子的强配位能力，王水可以溶解入金、铂等化学性质极度稳定的金属。氯离子检验：用硝酸盐与稀硝酸两种试剂次氯酸(HClO)结构式H-O-Cl是一种很弱的酸(比碳酸弱)，氯元素化合价为+1价，仅存在于水溶液中，具有漂白性，见光易分解2HClO==2HCl+O2↑(见光分解)次氯酸也有极强的漂白作用，次氯酸主要作为消毒剂使用，被广泛用于物体表面、织物等污染物品以及水、果蔬和食饮具等的消毒。与SO2化合漂白不同，次氯酸是不可逆的氧化漂白次氯酸钙(Ca(ClO)2)漂白粉的有效成分，白色粉末，有极强的氯臭。其溶液为黄绿色半透明液体，对人体具有腐蚀性具有较强氧化性漂白粉暴露在潮湿空气中变质CO2+H2O+Ca(ClO)2==CaCO3+2HClO2HClO==2HCl+O2↑将氯气通入冷的石灰乳中即可获得。常用于化工生产中的漂白过程，以其快速的起效和漂白的效果突出而在工业生产中占据重要作用。同样可用与环境消毒次氯酸钠(NaClO)84消毒液的有效成分，对人体具有腐蚀性具有漂白性，易分解，但相较次氯酸稳定得多消毒水与清洁剂混合失效(可逆反应)NaClO+2HCl==NaCl+Cl2↑+H2OCO2+H2O+2NaClO==Na2CO3+2HClO(强酸制弱酸)制备：氯气溶于冷而且稀的氢氧化钠溶液。氯气与浓热的氢氧化钠溶液会生成NaClO3可用于水的净化，以及作消毒剂、纸浆漂白等，医药工业中用制氯胺等。氯水溶液呈黄绿色，具有挥发性，含有微观粒子：Cl2,Cl-,H+,HClO,H2O因其成分复杂，不同粒子显现不同的性质Cl2:使溶液呈现黄绿色，能使淀粉碘化钾试纸变蓝Cl-:能与硝酸银反应得到氯化银沉淀H+:使溶液呈酸性HClO:使溶液具有漂白性氯水长期放置会因为化学次氯酸分解，使反应项正反应方向移动，最后变为稀盐酸。氯水滴在蓝色石蕊试纸上可观察到试纸先变红在褪色铁(Fe)银白色金属，铁粉为黑色，熔点较高(1538℃)，当今人类产量最大的金属，对于人类文明有着至关重要的作用铁常见有+2，+3两个价态2Fe+3Cl2==2FeCl3Fe+S==FeS(硫只能将铁氧化为+2价)Fe+2H+==Fe2++H2↑3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑(铁高温与水蒸气反应)4Fe+6H2O+3O2==4Fe(OH)3(铁生锈)3Fe+2O2==Fe3O4(铁在氧气中燃烧，火星四射)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu(湿法炼铜)高炉炼铁C+O2==CO2(提供热量)C+CO2==2CO(产生CO)3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2(还原)位居地壳含量第四。纯铁是柔韧而延展性较好的银白色金属，用于制发电机和电动机的铁芯，铁及其化合物还用于制磁铁、药物、墨水、颜料、磨料等。另外人体中也含有铁元素，+2价的亚铁离子是血红蛋白的重要组成成分三氧化二铁(Fe2O3)红棕色固体，赤铁矿的主要成分具有碱性氧化物的性质，与酸反应生成盐，同时具有一定氧化性Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2OFe2O3+3CO==2Fe+3CO2Fe2O3+Al==Fe+Al2O3(铝热反应)氧化铁作为颜料广泛用于高档汽车涂料、建筑涂料、防腐涂料、粉末涂料，是较好的环保涂料。某些构型的氧化铁拥有较大的比表面积，因此也广泛应用于催化领域四氧化三铁(Fe3O4)有金属光泽的黑色晶体，有磁性，是磁铁矿的主要成分既包含+3、+2两个价态，但不可以看作氧化亚铁（FeO）与氧化铁（Fe2O3）组成的混合物。能被C,CO,Al等还原剂生成铁与非氧化性酸反应Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O与氧化性酸反应3Fe3O4+28HNO3(稀)==9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O是中学阶段唯一可以被磁化的铁化合物氧化亚铁(FeO)黑色固体，难溶于水隔绝空气加热会歧化为Fe和Fe3O4，在空气中加热会被氧化为氧化铁或四氧化三铁。能被C,CO,Al等还原剂生成铁与非氧化性酸反应FeO+2H+==Fe2++H2O与氧化性酸反应3FeO+10HNO3(稀)==3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O可以被用作色素，在化妆品和刺青墨水中都有应用.氧化亚铁也应用于瓷器制作中使釉呈绿色。但是这个物质不稳定，很容易被氧化成四氧化三铁。氢氧化铁(Fe(OH)3)红褐色固体，难溶于水典型的弱碱，稳定性较差受热分解2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2OFe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O氢氧化铁胶体表面积大，吸附性好，可用作净水剂氢氧化亚铁(Fe(OH)2)白色固体，难溶于水新制取的Fe(OH)2，在空气中极易被氧化，颜色会由白色迅速变为灰绿色，最后变为红褐色4Fe(OH)2+2H2O+O2==4Fe(OH)3Fe(OH)3+2H+==Fe2++2H2O用强碱溶液跟亚铁盐溶液反应可制得，在制备时，煮沸氢氧化钠溶液以去除其中的氧气，并采用油封以隔绝氧气氯化铁(FeCl3)是一种共价化合物。为黑棕色结晶,易溶于水并且有强烈的吸水性，能吸收空气里的水分而潮解，水溶液呈黄色在水中会发生强烈水解显酸性，具有较强的氧化性氧化性排序Cl2>Br2>Fe3+>I2>SFe3+>Cu2+>H+>Fe2+FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl2Fe3++Cu==Cu2++2Fe2+(刻蚀覆铜板)2Fe3++Fe==3Fe2+(氯化亚铁中加入少许铁粉)Fe3++Al==Al3++FeFe3++3SCN-==Fe(SCN)3(血红色，检验三价铁离子)主要用于金属蚀刻,污水处理.其中蚀刻包括铜,不锈钢,铝等材料的蚀刻。往沸水中滴入氯化铁溶液还可制取氢氧化铁胶体。注意，蒸干氯化铁溶液，因铁离子的强烈水解无法得到氯化铁固体，正确做法是在氯化氢气流中蒸干以抑制铁离子水解。氯化亚铁(FeCl2)呈绿至黄色。可溶于水、乙醇和甲醇。水溶液呈浅绿色中间价态既有氧化性又有还原性，2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-(还原性)Fe2++Zn==Zn2++Fe(氧化性)Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓氯化亚铁在保存时，需要向试剂瓶中加入少许铁粉以防止氯化铁被氧化。氯化亚铁可直接用于污、废水理，作为还原剂。检验氯化亚铁，先加入硫氰化钾，观察到未显色，通入氯气，溶液变红则表示溶液中含有Fe2+铝(Al)银白色金属，密度小导电性良好处于金属与非金属的交界，化学性质较活泼2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑2Al+2H2O+2NaOH==2NaAlO2+3H2↑在空气中形成致密氧化膜，不易被腐蚀4Al+3O2==2Al2O3因其密度小导电性能优异的特点常用于远距离输电线。同时铝制成的合金具有密度小，耐腐蚀性好等优点，常用于食品与饮料的包装。三氧化二铝(Al2O3)俗称刚玉，熔点较高(熔点为2054℃)，是蓝宝石与红宝石的主要成分两性氧化物Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O工业上用于生产铝锭，但由于三氧化二铝熔点较高，所以通常会将冰晶石加热熔化使氧化铝溶解其中，以降低电解所需温度。同样因其耐高温的的性质，氧化铝可制车新型奈何高温陶瓷氢氧化铝(Al(OH)3)一种两性氢氧化物，显一定的酸性，所以又可称之为铝酸（H3AlO3），通常在把它视作一水合偏铝酸（HAlO2·H2O），白色胶状沉淀。即可溶于酸(碳酸不行)，又可溶于碱(氨水不行)，加热易分解Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2OAl(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(受热分解)氢氧化铝是用量最大和应用最广的无机阻燃添加剂。氢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。硫(S)俗称硫磺，是一种淡黄色固体，硫不溶于水但溶于二硫化碳。熔点沸点都不高硫作为氧族元素，氧化性却相当的差，但它可以和一些亲硫元素(如银)直接化合2Ag+S==Ag2S(硫化银呈灰黑色，不溶于水)Hg+S==HgS(用于清理泄露的水银)S+O2==SO2硫与浓的热碱溶液共热，用于清洗试管上附着的硫3S+6NaOH==3Na2S+Na2SO3+3H2O(歧化反应)Fe+S==FeS(得到低价态的硫化物)2Cu+S==Cu2S(得到低价态的硫化物)S+2H2SO4(浓)==3SO2+2H2O(归中反应)是制造黑火药的原料之一，在橡胶工业中做硫化剂。硫还能制成硫磺，被用来杀灭细菌、真菌、霉菌、螨虫、寄生虫等二氧化硫(SO2)大气主要污染物之一，无色有刺激性气味的气体，可溶于水，有毒是酸性氧化物，既有氧化性又有还原性，SO2+H2O==H2SO3(可逆反应)SO2+2NaOH==Na2SO32SO2+O2==2SO3SO2+2H2S==3S+2H2OSO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HClSO2+2Fe3++4H2O==SO42-+Fe2++8H+二氧化硫使酸性高锰酸钾褪色5SO2+2MnO4-+4H+==5SO42-+2Mn2++2H2O二氧化硫具有漂白性。工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽等。二氧化硫的漂白作用是由于它（亚硫酸）能与某些有色物质生成不稳定的无色物质。这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。因此可用品红褪色加热恢复颜色鉴别二氧化硫。二氧化硫和某些含硫化合物的漂白作用也被一些不法厂商非法用来加工食品，以使食品增白等。食用这类食品，对人体的肝、肾脏等有严重损伤。三氧化硫(SO3)在标况（1atm，0℃)下为固态，在常温常压下为液态酸性氧化物与水反应生成硫酸，并放热SO3+H2O==H2SO4SO3+2NaOH==Na2SO4+H2O它的气体形式是一种严重的污染物，是形成酸雨的主要来源之一。工业上使用浓硫酸吸收三氧化硫生产硫酸硫化氢(H2S)无色有臭鸡蛋气味的气体，能溶于水显酸性，易溶于乙醇，有剧毒，易燃处于最低价态，具有强还原性，同时是一个二元弱酸硫化氢燃烧2H2S+3O2==2SO2+2H2OSO2+2H2S==3S+2H2O与碱反应H2S+2OH-==S2-+2H2O与Fe3+反应,此反应与用量无关2FeCl3+H2S==2FeCl2+2HCl+S↓用于金属精制、农药、医药、催化剂再生。通用试剂。制取各种硫化物。硫化钠(Na2S)无色结晶粉末，吸潮性强，易溶于水，水溶液呈强碱性，触及皮肤和毛发时会造成灼伤硫化钠与Fe3+反应2FeCl3+Na2S==2FeCl2+2NaCl+S↓2FeCl3+3Na2S==2FeS↓+6NaCl+S↓Na2S+2HCl==H2S↑+2NaCl硫酸(H2SO4)纯硫酸是一种无色粘稠的油状液体，沸点高难挥发，浓硫酸指的是质量分数98%的硫酸稀硫酸是一种非氧化性酸，具有酸的通性。浓硫酸则是一种氧化性酸，具有强烈的腐蚀性与脱水性，硫酸的还原产物一般都为二氧化硫。具有脱水性。2H2SO4(浓)+Cu==CuSO4+SO2↑+2H2O(加热)2H2SO4(浓)+C==CO2↑+SO2↑+2H2O(加热)H2SO4(浓)+2HI==I2+SO2↑+2H2O(加热)浓硫酸的稀释：酸沿杯壁倒入水中并用玻璃棒不断搅拌。浓硫酸具有吸水性，可用于干燥气体（不能干燥碱性与还原性气体）。硫酸根的检验：先加入过量盐酸，若无明显现象，在加入氯化钡，若有白色沉淀产生这表明原溶液中含有硫酸根。冷的浓硫酸可用铁制容器储存。氮气(N2)无色无味气体，密度较空气略小，难溶于水由于N≡N的存在，氮气通常不与其他物质发生反应在高温高压与催化剂作用下与氢气气反应2N2+3H2==2NH3(可逆反应)大气固氮（放电）N2+O2==2NO镁在氮气中燃烧N2+3Mg==Mg3N2氮气通常被称为惰性气体，用于金属处理中的保护气。充入白炽灯中可以延长灯泡的使用寿命。氮气的沸点-196℃，所以液氮也常用与制冷剂。此外氮元素还广泛纯在与生物体中，蛋白质与植物叶绿素均含氮元素一氧化氮(NO)是一种无色无味气体难溶于水的气体容易被氧化变为红棕色2NO+O2==2NO24NO+3O2+2H2O==4HNO3实验室通常采用Cu稀硝酸反应制取一氧化氮(只能采用排水法收集)，一氧化氮还是人体中一种重要的神经递质二氧化氮(NO2)是一种红棕色有刺激性气味的气体，有毒，易溶于水,溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸溶于水能与水反应生成硝酸并放出一氧化氮3NO2+H2O==2HNO3+NO4NO2+O2+4H2O==HNO32NO2==N2O4(可逆反应，N2O4为无色气体)二氧化氮还是酸雨的成因之一，用于生产硝酸氨气(NH3)无色，有强烈的刺激性气味，易被液化，极易溶于水（1：700）在纯氧中安静的燃烧4NH3+3O2==2N2+6H2O催化氧化4NH3+5O2==4NO+6H2ONH3+HCl==NH4Cl(白烟)水溶液显碱性NH3+H2O==NH3·H2O(可逆)工业制氨绝大部分是在高压、高温和催化剂存在下由氮气和氢气合成制得。实验室使用氯化铵与消石灰共热制取氨气检验：润湿的红色石蕊试纸注意：氨气溶于水可以导电，但氨气是非电解质铵盐(NH4+)铵盐是农业上常用的化肥，绝大多数的铵盐易溶于水铵盐受热易分解，与碱反应会放出氨气NH4Cl==NH3↑+HCl↑NH4HCO3==NH3↑+CO2↑+H2ONH4++OH-==NH3↑+H2O(可用于检验铵根)实验室制取氨气2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+NH3↑+H2ONH3·H2O是一个弱碱，由于铵根的水解，铵盐溶液通常显酸性。碳酸氢铵是常用的氮肥。可用与碱共热的方式检验铵盐氨水(NH3·H2O)无色透明的液体，物有刺激性气味氨水中仅有一小部分氨分子与水反应形成一水合氨，是仅存在于氨水中的弱碱，能使酚酞变红，受热易分解氨水的电离NH3·H2O==NH4++OH-NH3·H2O+HCl==NH4Cl+H2O受热分解NH3·H2O==NH3↑+H2O氨水不是电解质，是混合物NH3·H2O是电解质硝酸(HNO3)硝酸是无色、易挥发，有刺激性气味的液体。因溶解少量的二氧化氮，通常呈棕黄色。硝酸是氧化性酸，具有酸性的同时，也具有很强的氧化性，浓度越高氧化性也越强，氢离子浓度也会影响其氧化性。硝酸见光分解4HNO3==4NO2↑+O2↑+2H2O4HNO3(浓)+Cu==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O8HNO3(稀)+3