2019高考化學(xué) 考點(diǎn)必練 專題06 非金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)講解.doc
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2019高考化學(xué) 考點(diǎn)必練 專題06 非金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)講解.doc
考點(diǎn)六 非金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)講解硅及其化合物一、硅1硅的存在和物理性質(zhì) 存在:只以化合態(tài)存在,主要以SiO2和硅酸鹽的形式存在于地殼巖層里,在地殼中含量居第二位。 物理性質(zhì):晶體硅是一種灰黑色固體,具有金屬光澤,硬而脆的固體,熔沸點(diǎn)較高,能導(dǎo)電,是良好 的半導(dǎo)體材料 。2. 硅的化學(xué)性質(zhì) 與單質(zhì)(O2、F2)反應(yīng) Si + O2 SiO2 Si+2F2=SiF4 與酸(HF)反應(yīng)Si+4HF = SiF4+2H2 與強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng)Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3+2H23用途:制造半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)芯片、太陽(yáng)能電池。二、CO2和SiO2的比較物 質(zhì)二氧化硅二氧化碳晶體類(lèi)型原子晶體分子晶體物理性質(zhì)硬度大、熔沸點(diǎn)高、常溫下為固體、不溶于水熔沸點(diǎn)低,常溫下為氣體,微溶于水化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng)不反應(yīng)CO2 + H2O H2CO3 與酸反應(yīng)SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O不反應(yīng) 與堿反應(yīng)SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高溫盛堿液的試劑瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3 與鹽反應(yīng)高溫SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 與堿性氧化物反應(yīng)SiO2 + CaO CaSiO3 CO2 + Na2O Na2CO3 與碳反應(yīng)SiO2+2C 2CO+Si CO2+C 2CO主要用途制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品,常用來(lái)制造通訊材料光導(dǎo)纖維?;ぴ?、滅火劑。干冰用作制冷劑,人工降雨。 三、硅酸及硅酸鹽1. 硅酸 物理性質(zhì):與一般的無(wú)機(jī)含氧酸不同,硅酸難溶于水。化學(xué)性質(zhì):. 弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為:H2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O。. 不穩(wěn)定性:受熱易分解,化學(xué)方程式為:H2SiO3 H2O+ SiO2。 制備:通過(guò)可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得,如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng):Na2SiO3+2HCl= H2SiO3+2NaCl用途:硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。2. 硅酸鹽定義:硅酸鹽是由硅、氧、金屬所組成的化合物的總稱。硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜,一般不溶于水,性質(zhì)很穩(wěn)定。通常用氧化物的形式來(lái)表示其組成。例如:硅酸鈉Na2SiO3(Na2OSiO2),高嶺石Al2Si2O5(OH)4(Al2O32SiO22H2O)。書(shū)寫(xiě)順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸镙^活潑金屬氧化物二氧化硅水。注意事項(xiàng): 氧化物之間以“ ”隔開(kāi);計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。例如:鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8不能寫(xiě)成K2OAl2O33SiO2,應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O36SiO2。硅酸鈉:Na2SiO3,其水溶液俗名水玻璃,是一種無(wú)色粘稠液體,是一種礦物膠,用作黏合劑和木材防火劑。四、常見(jiàn)無(wú)極非金屬材料及其主要用途傳統(tǒng)的無(wú)極非金屬材料硅酸鹽產(chǎn)品水 泥玻 璃陶瓷原 料石灰石、黏土純堿、石灰石、石英黏土反應(yīng)原理發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2發(fā)生復(fù)雜物理化學(xué)變化主要設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃窯陶瓷窯主要成分3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3Na2SiO3、CaSiO3、SiO2反應(yīng)條件高溫高溫高溫【總結(jié)提升】1硅(1) 硅的非金屬性弱于碳,但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài),而硅卻只有化合態(tài)。(2) 硅的還原性強(qiáng)于碳,但碳能還原SiO2:SiO2+2C 2CO+Si 。(3) 非金屬單質(zhì)跟堿溶液作用一般無(wú)H2產(chǎn)生,但Si能跟堿溶液作用放出H2:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2。(4) 非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反應(yīng),但硅能跟氫氟酸反應(yīng)。(5) 非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體,但硅為半導(dǎo)體。2. 二氧化硅(1) 非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般較低,但SiO2的熔點(diǎn)卻很高。(2) 酸性氧化物一般不跟酸反應(yīng),但SiO2能跟氫氟酸反應(yīng)。3. 硅酸(1) 無(wú)機(jī)酸一般易溶于水,但H2SiO3難溶于水。(2) H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2+H2O= H2SiO3+Na2CO3,但在高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2能發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O2容易揮發(fā)。典例1(2019屆安徽省阜陽(yáng)三中高三第一學(xué)期第二次模擬考試)高純度晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng) “革命”。它可以按下列方法制備如下所示,下列說(shuō)法正確的是A 步驟的化學(xué)方程式為:SiO2CSiCO2B 灼燒熔融的Na2CO3固體,可用石英坩堝C 二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng),而硅不能與氫氟酸反應(yīng)D SiHCl3(沸點(diǎn)33.0)中含有少量的SiCl4(沸點(diǎn)67.6),通過(guò)蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3【答案】DC. 硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣,故C錯(cuò)誤;D、沸點(diǎn)相差30以上的兩種液體可以采用蒸餾的方法分離,所以D選項(xiàng)是正確的。典例2(2019屆齊魯名校教科研協(xié)作體湖北、山東部分重點(diǎn)中學(xué)高三第一次聯(lián)考)碳族元素包括碳、硅、鍺(Ge)、錫(Sn)、鉛等,它們的單質(zhì)及化合物廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。鍺和錫以前曾被用于半導(dǎo)體材料,鉛被用來(lái)制造蓄電池。碳族元素在化合物中只有鉛以低價(jià)形式存在時(shí)較穩(wěn)定,其它元素在化合物中都是以高價(jià)形式存在比較穩(wěn)定,回答下列問(wèn)題:I(1)高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4,請(qǐng)改寫(xiě)成氧化物的形式_.(2)實(shí)驗(yàn)室用單質(zhì)錫粉制取少量二氯化錫溶液,制取和保存的方法是(用文字?jǐn)⑹?_ _。(3)鉛有多種氧化物,寫(xiě)出四氧化三鉛與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式_ .二氧化鉛在空氣中強(qiáng)熱會(huì)得到一系列鉛的其它氧化物。若把239g二氧化鉛強(qiáng)熱,當(dāng)質(zhì)量變?yōu)?31g時(shí),寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式_.IICH4CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?;卮鹣铝袉?wèn)題:CH4CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知:C(s)+2H2(g)= CH4 (g) H=75 kJmol1 C(s)+O2(g)=CO2(g) H=394 kJmol1 2C(s)+O2 (g)=2CO(g) H=222kJmol1 (1)有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是_(填標(biāo)號(hào))。A高溫低壓 B低溫高壓 C高溫高壓 D低溫低壓(2)若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進(jìn)行,能夠判斷該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_(填標(biāo)號(hào))。Ac(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化 B氣體的密度不再發(fā)生變化 C氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化 D每有8molC-H鍵生成的同時(shí)有4molH-H鍵的斷裂 E容器的溫度不再發(fā)生變化(3)T時(shí),在體積為10 L的容器中加入10 mol CH4、5 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,此溫度下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_。【答案】Al2O32SiO22H2O用過(guò)量的錫粉與鹽酸反應(yīng),保存時(shí)過(guò)量的錫粉留在溶液中Pb3O48H+2Cl=3Pb2+Cl2+4H2O4PbO22Pb2O3+O2AACE1/3 【解析】I(1)硅酸鹽用氧化物表示:活潑金屬氧化物在前,水在最后;根據(jù)原子守恒,高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4,用氧化物的形式表示:Al2O32SiO22H2O;正確答案:Al2O32SiO22H2O。II(1)根據(jù)蓋斯定律,重整反應(yīng)為:-,所以H=-222+394+75=247 kJmol1,所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),提高甲烷的轉(zhuǎn)化率的方法是高溫低壓,使平衡正向移動(dòng),A項(xiàng)正確;正確選項(xiàng)A。(2)A. CO2為反應(yīng)物,H2為生成物,當(dāng)c(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;B反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,所以根據(jù)=m/V可知,反應(yīng)進(jìn)行到任何時(shí)候,氣體的密度都不再發(fā)生變化,不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤; C反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變,反應(yīng)后氣體的總量增大,根據(jù)M=m/n可知,當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;D每有8molC-H鍵生成,屬于v(逆),有4molH-H鍵的斷裂,屬于v(逆),速率同向,不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;E若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進(jìn)行,當(dāng)容器的溫度不再發(fā)生變化,各物質(zhì)的濃度也不再發(fā)生變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),E正確;正確選項(xiàng)ACE。(3)已知c(CH4)= 10/10=1mol/L, c(CO2)=5/10=0.5 mol/L;根據(jù)以下步驟計(jì)算:CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)起始濃度 1 0.5 0 0變化濃度 0.25 0.550% 0.5 0.5平衡濃度 0.75 0.25 0.5 0.5此溫度下,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(CO) c2(H2)/ c(CH4) c(CO2)=(0.520.52)/ (0.750.25)=1/3;正確答案:1/3。氯及其化合物一、氯氣Cl21物理性質(zhì):常溫、常壓下,氯氣是是黃綠色、有刺激性氣味的氣體;有毒,密度比空氣大;常溫、常壓下的溶解度為1:2,易液化。2化學(xué)性質(zhì):(1)與金屬單質(zhì)反應(yīng):a與Na反應(yīng):2NaCl22NaCl , 現(xiàn)象:產(chǎn)生白煙。b與Cu反應(yīng):CuCl2CuCl2 ,現(xiàn)象:產(chǎn)生棕黃色的煙。c與Fe反應(yīng):2Fe3Cl22FeCl3 , 現(xiàn)象:產(chǎn)生棕色的煙。注:常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng),所以液氯通常儲(chǔ)存在鋼瓶中(2)與非金屬單質(zhì)反應(yīng):a .與氫氣反應(yīng):H2Cl22HCl,現(xiàn)象:發(fā)出蒼白色火焰,瓶口有白霧生成。注:H2Cl22HCl(會(huì)發(fā)生爆炸)不可用于工業(yè)制鹽酸(3)與水反應(yīng)溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)Cl2+H2O HCl+HClO(Cl2H2O H+ Cl- HClO)(4)與堿反應(yīng):a. 與氫氧化鈉反應(yīng):Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O)b. 與氫氧化鈣反應(yīng):2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (Cl2+2OH=Cl+ClO+H2O)漂白粉的成分是:CaCl2和Ca(ClO)2。有效成分是:Ca(ClO)2。漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO; 漂白粉失效:2HClO=2HCl+O2 (見(jiàn)光易分解)。(5)氯氣與還原性物質(zhì)反應(yīng): 與NaBr:Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 與FeBr2:(少量):3Cl2 + 2FeBr2 = 2FeCl3 + 2Br2 與SO2混合通入水中:Cl2+SO2+2H2O = H2SO4+2HCl (Cl2+SO2+2H2O=4H+SO42+2Cl)與Na2SO3反應(yīng):Cl2SO32H2O=SO42-2Cl2H+【拓展提升】氯水成分的復(fù)雜性和多樣性1反應(yīng)原理及成分(三分四離:三種分子和四種離子)Cl2+H2OHCl+HClOHCl=H+Cl-HClO H+ClO-2HClO 2HCl+O2H2O H+OH-新制氯水中,主要存在的分子有三種:Cl2、H2O、HClO;離子有四種:H+、Cl-、ClO-、OH-。2氯水的性質(zhì)氯水在與不同物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí),表現(xiàn)出成分的復(fù)雜性和氯水性質(zhì)的多樣性。成分表現(xiàn)的性質(zhì)反應(yīng)實(shí)例Cl沉淀反應(yīng)Ag+ Cl=AgClH+強(qiáng)酸性CaCO3+2H+=Ca2+CO2+H2O滴入紫色石蕊試液先變紅,后褪色HClO弱酸性強(qiáng)氧化性HClO+ OH= ClO+ H2O漂白、殺菌、消毒Cl2強(qiáng)氧化性呈黃綠色加成反應(yīng)Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+SO2+2 H2O =2HCl+H2SO4Cl2+CH2=CH2 CH2ClCH2ClH2O無(wú)水CuSO4粉末變藍(lán)CuSO4+5H2O= CuSO45H2O提示:(1)氯水通常密封保存于棕色試劑瓶中(見(jiàn)光或受熱易分解的物質(zhì)均保存在棕色試劑瓶中);(2)Cl2使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙先變紅,后褪為白色。3影響Cl2+H2OHCl+HClO平衡移動(dòng)的因素(1)當(dāng)加入可溶性氯化物時(shí),c(Cl-)增大,平衡左移,因此可用排飽和食鹽水法降低Cl2的溶解度來(lái)收集Cl2,也可用飽和食鹽水除去Cl2中的雜質(zhì)HCl。(2)當(dāng)加濃鹽酸時(shí),c(H+)和c(Cl-)都增大,平衡左移,因此可用次氯酸鹽和濃鹽酸作用來(lái)制取Cl2或測(cè)漂白粉中的“有效氯”;當(dāng)加入CaCO3和Na2CO3時(shí),c(H+)減少,平衡右移,可使氯水中c(HClO)增大,增強(qiáng)漂白的作用。(3)當(dāng)加入堿時(shí),c(H+)和c(HClO)都減少,平衡右移,實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用濃強(qiáng)堿吸收未反應(yīng)完的Cl2,用于工業(yè)制漂白粉和漂白液。(4)氯水光照后,因HClO分解,平衡右移,故氯水須避光貯存,最好現(xiàn)用現(xiàn)制,否則久置的氯水就會(huì)成為鹽酸。4漂白劑漂白原理比較:物 質(zhì)漂白原理漂白特點(diǎn)能漂白的物質(zhì)活性炭吸附漂白物理漂白,不可逆一般用于溶液漂白次氯酸次氯酸鹽過(guò)氧化鈉過(guò)氧化氫強(qiáng)氧化性進(jìn)行漂白氧化還原漂白,不可逆可以漂白所有有機(jī)色質(zhì)二氧化硫生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)化合性漂白,可逆具有選擇性,如品紅、棉、麻、草等 3氯氣的制備 實(shí)實(shí)驗(yàn)室制法: 原理:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 主要裝置:固+液 氣 收集方法:向上排空氣法或排飽和食鹽水的方法。 除雜方法:用飽和食鹽水除去HCl。 干燥:濃H2SO4。 驗(yàn)滿:濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放到集氣瓶口,變藍(lán)。 檢驗(yàn):使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。 尾氣處理:用NaOH溶液吸收尾氣。 工業(yè)制法:原理:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl24用途:制鹽酸、漂白粉、消毒殺菌、農(nóng)藥等。二、鹵族元素包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)。在自然界中鹵素?zé)o游離態(tài),都是以化合態(tài)形式存在。1. 鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)遞變氟F氯Cl溴Br碘I核電荷數(shù)9173553原子結(jié)構(gòu)的相似性最外層上的電子數(shù)都是7個(gè)鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性氟只有1價(jià),其余鹵素有l(wèi)、+1、+3、+5、+7價(jià)單質(zhì)都具有強(qiáng)氧化性,是強(qiáng)氧化劑單質(zhì)均能與H2化合生成鹵化氫氣體,與金屬單質(zhì)化合生成金屬鹵化物單質(zhì)都能與水、強(qiáng)堿反應(yīng),Br2、I2的反應(yīng)與C12類(lèi)似原子結(jié)構(gòu)的遞變性核電荷數(shù)、電子層數(shù) 少 多原子半徑 小 大化學(xué)性質(zhì)的遞變性 原子得電子能力單質(zhì)的氧化性 強(qiáng) 弱2. 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì):顏色狀態(tài)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)溶解度(水中)密度F2淺黃綠色淺深氣體低高降低小大Cl2黃綠色氣體部分溶于水,并與水發(fā)生不同程度反應(yīng)Br2深紅棕色液體易揮發(fā)I2紫黑色固體升華3. 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì): (1) 鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng)(2) 鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng) 2F2 + 2H2O 4HF + O2(置換反應(yīng)) 將F2通入某物質(zhì)的水溶液中,F(xiàn)2先跟H2O反應(yīng)如將F2通入NaCl的水溶液中,同樣發(fā)生上述反應(yīng),等。 X2 + H2O = HX + HXO (XC1、Br、I)(3) 鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br22Br- + C12 = 2C1- + Br24. 鹵素離子的檢驗(yàn)方法F2Cl2Br2I2與H2化合的條件冷、暗點(diǎn)燃或光照500持續(xù)加熱反應(yīng)情況爆炸強(qiáng)光照射時(shí)爆炸緩慢化合緩慢化合,生成的HI同時(shí)分解產(chǎn)生鹵化氫的穩(wěn)定性HFHClHBrHI(1)AgNO3溶沉淀法未知溶液,加AgNO3溶液和稀HNO3,生成白色沉淀原溶液中含有C1-;產(chǎn)生淺黃色沉淀原溶液中含有Br-;產(chǎn)生黃色沉淀,原溶液中含有I-。(2)置換萃取法未知溶液,加適量新制飽和氯水,振蕩,再加入CCl4振蕩,下層呈紅棕色說(shuō)明原溶液中含有Br-;下層呈紫色,說(shuō)明原溶液中含有I-。【拓展提升】鹵素及其化合物的特性和用途 (1) 氟 無(wú)正價(jià)和含氧酸、非金屬性最強(qiáng),F(xiàn)的還原性最弱。 與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 2F22H2O = 4HFO2。 HF是弱酸,能腐蝕玻璃,保存在鋁制器皿或塑料瓶中;有毒,在HX中沸點(diǎn)最高。(2) 溴 Br2是深紅棕色液體,易揮發(fā) Br2易溶于有機(jī)溶劑。 盛溴的試劑瓶中加水,進(jìn)行水封,保存液溴不能用橡膠塞。(3) 碘 I2遇淀粉變藍(lán)色。 I2加熱時(shí)易升華。 I2易溶于有機(jī)溶劑。 食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生Fe I2,其他鹵素單質(zhì)生成FeX2。(4) 鹵化銀 AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黃色不溶于水,AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。 除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。 AgI可用于人工降雨。 典例1(2019屆青海省西寧市第四高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第一次模擬考試)下列反應(yīng)的離子方程式正確的是A 硫化氫氣體通入氯水中:H2SCl2S2Cl2HB 向小蘇打溶液中加入過(guò)量的石灰水:Ca2+2OH2HCO3CaCO3CO322H2OC 氟氣通入水中: 2F22H2O4F4H+O2D FeBr2溶液與足量的Cl2反應(yīng):2Fe22Br2Cl22Fe34ClBr2【答案】A典例2(2019屆天津市武清區(qū)城關(guān)中學(xué)高三上學(xué)期化學(xué)月考一)中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的幾種物質(zhì)存在下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中,A是一種黑色粉末狀固體,C是一種黃綠色氣體,實(shí)驗(yàn)室中常用E溶液吸收多余的C。(圖中部分產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去)回答下列問(wèn)題:(1)寫(xiě)出A與B的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)固體E中含有化學(xué)鍵的類(lèi)型是_,C與E反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)將B的濃溶液與H的濃溶液混合,立即產(chǎn)生大量氣體C,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(4)某課外小組的同學(xué)用E溶液吸收C,利用下圖所示裝置向吸收液中持續(xù)通入SO2氣體。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到如下現(xiàn)象:開(kāi)始時(shí),溶液上方出現(xiàn)白霧,試紙a變紅。甲同學(xué)認(rèn)為是HCl使a變紅,乙同學(xué)不同意甲的觀點(diǎn),乙同學(xué)的認(rèn)為使a變紅的是_(寫(xiě)出一種即可)。片刻后,溶液上方出現(xiàn)黃綠色氣體,試紙b變藍(lán)。用離子方程式解釋b變藍(lán)的原因_。最終試紙b褪色。同學(xué)們認(rèn)為可能的原因有兩種:一是I2有還原性,黃綠色氣體等物質(zhì)將其氧化成IO3,從而使藍(lán)色消失;二是_?!敬鸢浮縈nO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2+2H2O離子鍵、極性鍵Cl2+2OHCl+ClO+H2OClO+Cl+2H+Cl2+H2OSO2(或H2SO3)Cl2+2I2Cl+I2I2有氧化性,SO2能將I2還原成I,從而使藍(lán)色消失(4)氯氣與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HCl,則試紙a變紅,說(shuō)明有酸性物質(zhì)存在,若二氧化硫過(guò)量,試紙a變紅還可能與SO2(或H2SO3)有關(guān)系;上方出現(xiàn)黃綠色氣體,即氯氣,試紙b變藍(lán),說(shuō)明有單質(zhì)碘生成,發(fā)生反應(yīng)Cl2+2I2Cl+I2;最終試紙b褪色,可能與碘的還原性、氧化性有關(guān),則可能的原因二為I2有氧化性,SO2能將I2還原成I-,從而使藍(lán)色消失。硫及其化合物一、硫1. 硫在自然界的存在:(1)游離態(tài):硫單質(zhì)俗稱硫磺,主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。(2)化合態(tài):主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。有關(guān)的化學(xué)式為:硫鐵礦FeS2、黃銅礦 CuFeS2、生石膏CaSO42H2O、芒硝Na2SO410H2O 。2. 物理性質(zhì):淡黃色固體,不于水,可溶于酒精,易溶于CS2(用于洗滌沾有硫的容器) ,熔沸點(diǎn)都很低。3. 硫的化學(xué)性質(zhì) 氧化性:與絕大多數(shù)金屬反應(yīng):與鐵反應(yīng)Fe + S FeS 、與銅反應(yīng) 2Cu + S Cu2S與非金屬反應(yīng):H2+SH2S 還原性:與氧氣發(fā)生反應(yīng) SO2 SO2 與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)濃HNO3反應(yīng) 自身氧化還原反應(yīng) 3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O二、二氧化硫和三氧化硫1. 二氧化硫(1)物理性質(zhì)顏 色氣 味毒 性密 度溶解性無(wú)色刺激性有比空氣大易溶(1:40)(2)化學(xué)性質(zhì) 酸性氧化物-亞硫酐a二氧化硫與水反應(yīng) :SO2 + H2O H2SO3 (亞硫酸)使紫色石蕊試液變紅.b二氧化硫與堿的反應(yīng)SO2少量:SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O ;SO2過(guò)量:SO2 + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O;Na2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3 c與堿性氧化物反應(yīng) SO2+CaO=CaSO3 二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S = 3S + 2H2O 二氧化硫的還原性 aSO2O22SO3b與鹵素單質(zhì)反應(yīng):SO2 + Br2 + 2 H2 O = H2 SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2 O = H2 SO4 + 2HClc與某些強(qiáng)氧化劑的反應(yīng):2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 = K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 漂白性 品紅溶液中通入SO2, 再回?zé)嶙優(yōu)榧t色。 用途:制H2SO4 ;作漂白劑;殺菌,消毒。2. 三氧化硫(1)物理性質(zhì):又名硫酸酐,是一種無(wú)色易揮發(fā)的晶體,溶點(diǎn)16.80C,沸點(diǎn)44.80C,標(biāo)況下為固體。(2)化學(xué)性質(zhì):具有酸的氧化物的通性,與水反應(yīng)放出大量的熱,具有較強(qiáng)的氧化性。3. 硫的氧化物對(duì)大氣的污染;酸雨的pH小于5.6。三、硫酸1. 物理性質(zhì):難揮發(fā);與水以任意比例互溶,溶解時(shí)可放出大量熱。稀釋濃硫酸的方法是:把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里,并邊加加攪拌。2. 濃硫酸的特性:吸水性:常用作干燥劑,但不能干燥NH3、H2S、HBr、HI。脫水性:將有機(jī)物中的氫氧原子以2:1比例脫去,如使蔗糖碳化。強(qiáng)氧化性;鐵、鋁遇濃硫酸鈍化。與銅反應(yīng):Cu +2H2SO4 CuSO4 + SO2 +2H2O與碳反應(yīng):C + 2H2SO4 CO2 + 2SO2 +2H2O3. SO42-的檢驗(yàn)(干擾離子可能有:CO32-、SO32-、SiO32-、Ag、PO43等):待測(cè)液 ,加過(guò)量鹽酸酸化,變?yōu)槌吻逡?,再加BaCl2溶液,有白色沉淀生成,說(shuō)明待測(cè)液中含有SO42-離子。四、氧族元素:1氧族元素比較:原子半徑 OSSeTe單質(zhì)氧化性 O2SSeTe單質(zhì)顏色 無(wú)色 淡黃色 灰色 銀白色單質(zhì)狀態(tài) 氣體 固體 固體 固體氫化物穩(wěn)定性 H2OH2SH2SeH2Te最高價(jià)含氧酸酸性 H2SO4H2SeSO4H2TeO42O2和O3比較:O2O3顏 色無(wú)色氣態(tài)淡藍(lán)色氣 味無(wú)刺激性特殊臭味水溶性臭氧比氧氣易溶于水密 度臭氧密度比氧氣的大氧化性強(qiáng)(不易氧化Ag、Hg等)極強(qiáng)(O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2)(易氧化Ag、Hg等不活潑金屬)漂白性無(wú)有(極強(qiáng)氧化性作消毒劑和脫色劑)穩(wěn)定性強(qiáng)弱相互關(guān)系3O2 高壓=或放電2O3 臭氧和氧氣是氧的同素異形體3比較H2O和H2O2H2OH2O2電子式H 化學(xué)鍵極性鍵極性鍵和非極性鍵分子極性有有穩(wěn)定性穩(wěn)定2H2O 2H2+O2不穩(wěn)定2H2O22H2O+O2氧化性較弱(遇強(qiáng)還原劑反應(yīng))2Na+2H2O=2NaOH+H2較強(qiáng)(遇還原劑反應(yīng))SO2+H2O2=H2SO4還原性較弱(遇極強(qiáng)氧化劑反應(yīng))2F2+2H2O=4HF+O2較強(qiáng)(遇較強(qiáng)氧化劑反應(yīng))2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2+5O2+8H2O作 用飲用、溶劑等氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑等典例1(2019屆青海省西寧市第四高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第一次模擬考試)根據(jù)題意完成下列問(wèn)題:(1)做實(shí)驗(yàn)時(shí)皮膚上不小心粘了一些高錳酸鉀,形成的黑斑很久才能消除,如果用草酸的稀溶液洗滌馬上可以復(fù)原,其離子方程式為:MnO4- + C2O42- + H+ CO2+ Mn2+ + 該反應(yīng)的氧化劑是_右邊方框內(nèi)的產(chǎn)物是_完成并配平該離子方程式 _電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是_ e-(2)如圖表示某固態(tài)單質(zhì)A及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(某些產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去)。單質(zhì)A能與某氣態(tài)單質(zhì)化合生成化合物B。若化合物B是造成酸雨的主要污染物,化合物D是組成單質(zhì)A元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物,則單質(zhì)A是_(物質(zhì)名稱),將化合物B通入溴水中觀察到的現(xiàn)象是_ ,該現(xiàn)象說(shuō)明化合物B具有_ 性?!敬鸢浮縈nO4-H2O2 MnO4- +5 C2O42- + 16 H+ = 10 CO2+ 2 Mn2+ + 8H2O10硫黃溴水褪色還原性(2)造成酸雨的主要污染物是SO2,所以B是SO2,則A是單質(zhì)S,C是SO3,D是H2SO4,E可以是H2SO3或亞硫酸鹽。SO2具有還原性,能被溴水氧化,而使溴水褪色。典例2(2019屆福建省廈門(mén)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三上學(xué)期第一次月考)下列關(guān)系圖中,A是一種正鹽,B是氣態(tài)氫化物,C是單質(zhì),F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無(wú)論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去)。當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí), B能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。下列說(shuō)法中不正確的是A 當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)可能是H2SO4B 當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí),A、B、C、D、E、F中均含同一種元素,F(xiàn)是HNO3C B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)D 當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí),C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì)【答案】D氮及其化合物一、氮?dú)?. 氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu),N2電子式:,結(jié)構(gòu)式為NN。由于N2分子中的NN鍵很牢固,所以通常情況下,氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑。2. 物理性質(zhì):是一種無(wú)色無(wú)味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水。3. 氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì):常溫下氮?dú)夂芊€(wěn)定,很難與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),但這種穩(wěn)定是相對(duì)的,在一定條件下(如高溫、放電等),也能跟某些物質(zhì)(如氧氣、氫氣等)發(fā)生反應(yīng)。 N2的氧化性: 與H2化合生成NH3 N2 +3H22NH3 該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng),是工業(yè)合成氨的原理。點(diǎn)燃 鎂條能在N2中燃燒 N2 + 3Mg = Mg3N2(金屬鎂、鋰均能與氮?dú)夥磻?yīng))Mg3N2易與水反應(yīng):Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃鎂條在空氣中點(diǎn)燃發(fā)生的反應(yīng)有: 2Mg + O2 = 2MgO N2 + 3Mg = Mg3N2 2Mg + CO2 = 2MgO + C N2與O2化合生成NO: N2 + O22NO 在閃電或行駛的汽車(chē)引擎中會(huì)發(fā)生以上反應(yīng)。4氮?dú)獾挠猛荆?合成氨,制硝酸; 代替稀有氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣,以防止金屬被空氣氧化; 在燈泡中填充氮?dú)庖苑乐规u絲被氧化或揮發(fā); 保存糧食、水果等食品,以防止腐爛; 醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑,以便在冷凍麻醉下進(jìn)行手術(shù); 利用液氮制造低溫環(huán)境,使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能。5制法: 實(shí)驗(yàn)室制法:加熱NH4Cl飽和溶液和NaNO2晶體的混合物。NaNO2 + NH4Cl = NaCl + N2+ 2H2O 工業(yè)制法: 6氮的固定:游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的方法。自然固氮 閃電時(shí),N2 轉(zhuǎn)化為NO生物固氮 豆科作物根瘤菌將N2 轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮 工業(yè)固氮 工業(yè)上用N2 和H2合成氨氣二、氮的氧化物各種價(jià)態(tài)氮氧化物:(N2O)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5),其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐。氣態(tài)的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質(zhì),在太陽(yáng)輻射下還會(huì)與碳?xì)浠锓磻?yīng)形成光化學(xué)煙霧。1NO、NO2性質(zhì):氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性質(zhì)為無(wú)色、不溶于水、有毒的氣體為紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體,易溶于水化學(xué)性質(zhì)極易被空氣中的O2氧化:2NO + O2= 2NO2NO中的氮為+2價(jià),處于中間價(jià)態(tài),既有氧化性又有還原性與H2O反應(yīng):3NO2 + H2O2HNO3 + NO(工業(yè)制HNO3原理在此反應(yīng)中,NO2同時(shí)作氧化劑和還原劑)與NaOH等強(qiáng)堿溶液的反應(yīng),2NO2 + 2NaOH = NaNO2 +NaNO3 + H2O平衡體系:2NO2 N2O4氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染、危害及防治措施硝酸型酸雨的產(chǎn)生及危害造成光化學(xué)煙霧的主要因素:氮氧化物(NxOy)和碳?xì)浠衔铮–xHy)在大氣環(huán)境中受到強(qiáng)烈的太陽(yáng)紫外線照射后,發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),主要生成光化學(xué)氧化劑(主在是O3)及其他多種復(fù)雜的化合物,這是一種新的二次污染物,統(tǒng)稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧刺激呼吸器官,使人生病甚至死亡。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽(yáng)光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。破壞臭氧層措施:空氣中的NO、NO2污染物主要來(lái)自于石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車(chē)尾氣以及制硝酸工廠的廢氣,因此使用潔凈能源,減少氮氧化物的排放;為汽車(chē)安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置;處理工廠廢氣可以減少排放。2NO、NO2的制?。?實(shí)驗(yàn)室NO可用Cu與稀HNO3反應(yīng)制?。?Cu8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O,由于NO極易與空氣中的氧氣作用,故只能用排水法收集。 實(shí)驗(yàn)室NO2可用Cu與濃HNO3反應(yīng)制?。篊u4HNO3(濃)Cu(NO3)22NO22H2O,由于NO2可與水反應(yīng),故只能用排空氣法收集。32NO2 N2O4 H<0 的應(yīng)用4有關(guān)NO、NO2、O2的混合氣體和水反應(yīng)的計(jì)算基本反應(yīng):3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO24NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3三、氨氣、銨鹽1氨分子的結(jié)構(gòu):NH3的電子式為,結(jié)構(gòu)式為,氨分子的結(jié)構(gòu)為三角錐形,N原子位于錐頂,三個(gè)H原子位于錐底,鍵角10718,是極性分子。2. 物理性質(zhì):氨氣是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,密度是0.771gL1,比空氣小。氨易液化,液氨氣化時(shí)要吸收大量的熱,使周?chē)鷾囟燃眲∠陆?,所以液氨可作致冷劑。氨氣極易溶于水,常溫常壓下,1體積水中大約可溶解700體積的氨氣。氨的水溶液稱氨水。計(jì)算氨水的濃度時(shí),溶質(zhì)應(yīng)為NH3 。3.化學(xué)性質(zhì): 跟水反應(yīng):氨氣溶于水時(shí)(氨氣的水溶液叫氨水),大部分的NH3分子與H2O分子結(jié)合成NH3H2O(一水合氨)。NH3H2O為弱電解質(zhì),只能部分電離成NH4和OH。NH3 + H2ONH3H2O NH4 + OH氨水的性質(zhì):氨水具有弱堿性,使無(wú)色酚酞試液變?yōu)闇\紅色,使紅色石蕊試液變?yōu)樗{(lán)色。氨水的濃度越大,密度反而越?。ㄊ且环N特殊情況)。NH3H2O不穩(wěn)定,故加熱氨水時(shí)有氨氣逸出: NH3H2O NH3+ H2O氨水的組成:氨水是混合物(液氨是純凈物),其中含有3種分子(NH3、NH3H2O、H2O)和3種離子(NH4和OH、極少量的H)。氨水的保存方法:氨水對(duì)許多金屬有腐蝕作用,所以不能用金屬容器盛裝氨水。通常把氨水盛裝在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷壇或內(nèi)涂瀝青的鐵桶里。有關(guān)氨水濃度的計(jì)算:氨水雖然大部分以NH3H2O形式存在,但計(jì)算時(shí)仍以NH3作溶質(zhì)。NH3是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。 氨與酸(硫酸、硝酸、鹽酸等)反應(yīng),生成銨鹽。反應(yīng)原理: NH3 + H+ = NH4+當(dāng)蘸有濃氨水的玻璃棒與蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí),產(chǎn)生大量白煙。這種白煙是氨水中揮發(fā)出來(lái)的NH3與鹽酸揮發(fā)出來(lái)的HCl化合生成的NH4C1晶體小顆粒。反應(yīng)的方程式:NH3 + HCl = NH4Cl氨氣與揮發(fā)性酸(濃鹽酸、濃硝酸等)相遇,因反應(yīng)生成微小的銨鹽晶體而冒白煙,這是檢驗(yàn)氨氣的方法之。與O2反應(yīng):4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O點(diǎn)燃氨氣在催化劑(如鉑等)、加熱條件下,被氧氣氧化生成NO和H2O。此反應(yīng)是放熱反應(yīng),叫做氨的催化氧化(或叫接觸氧化)是工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理之一。 4NH3 + 3O2(純氧) = 2N2 + 6H2O(黃綠色火焰)還原性:與CuO、Cl2等的反應(yīng)。氨氣還原CuO是實(shí)驗(yàn)室制氮?dú)獾姆椒ㄖ?,其反?yīng)方程式為3CuO + 2NH3 N2 + 3Cu +3H2O氨氣與少量氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3 + 3Cl2 = N2 + 6NH4Cl氨氣與足量氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl4氨氣的用途: 是氮肥工業(yè)及制造硝酸、銨鹽、純堿的原料; 是有機(jī)合成工業(yè)如合成纖維、塑料、染料、尿素等的常用原料; 用作冰機(jī)中的致冷劑。5氨的實(shí)驗(yàn)室制法: 反應(yīng)原理:2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3+ 2H2O 發(fā)生裝置:固固反應(yīng)加熱裝置,與制取氧氣的發(fā)生裝置相同。干燥:用堿石灰干燥。不能用濃H2SO4、P2O5等酸性干燥劑和CaCl2干燥氨氣,因?yàn)樗鼈兌寄芘c氨氣發(fā)生反應(yīng)(CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl28NH3)。 收集方法:由于氨極易溶于水,密度比空氣小,所以只能用向下排空氣法收集。 檢驗(yàn): a用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放試管口或者瓶口(變藍(lán))b蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近試管口或者瓶口(產(chǎn)生白煙)。棉花團(tuán)的作用:是為了防止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對(duì)流,以期在較短時(shí)間內(nèi)收集到較為純凈的氨氣。 制氨氣所用的銨鹽不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替,因?yàn)镹H4NO3在加熱時(shí)易發(fā)生爆炸,而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產(chǎn)生CO2氣體使制得的NH3不純。 消石灰不能用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替,因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性,易潮解結(jié)塊,不利于生成的氨氣逸出,而且NaOH、KOH對(duì)玻璃有強(qiáng)烈的腐蝕作用。 NH3極易溶于水,制取和收集的容器必須干燥。 實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的另一種常用方法:將濃氨水滴到生石灰或燒堿固體上。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為: CaO + NH3H2O = Ca(OH)2 + NH3 燒堿或生石灰的作用:一是增大溶液中的OH濃度,二是溶解或反應(yīng)放熱,促使NH3H2O轉(zhuǎn)化為NH3,這種制氨氣的發(fā)生裝置與實(shí)驗(yàn)室制O2(H2O2為原料)、C2H2氣體的裝置相同。6銨鹽:由銨離子和酸根離子構(gòu)成的鹽。如:硫酸銨【(NH4)2SO4 ,俗稱硫銨,又稱肥田粉】,氯化銨【NH4Cl,俗稱氯銨】,硝酸銨【NH4NO3,俗稱硝銨】,碳酸氫銨【NH4HCO3,俗稱碳銨】銨鹽屬于銨態(tài)氮肥。 銨鹽的性質(zhì) 銨鹽都是無(wú)色或白色的晶體晶體,且都易溶于水。 與堿作用:(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3+ 2H2ONH3NO3 + NaOH NaNO3 + NH3+ H2O實(shí)質(zhì):NH4+ + OH NH3+ H2O銨鹽與堿共熱都能產(chǎn)生NH3,這是銨鹽的共同性質(zhì)。有關(guān)系式:NH4+ NH3,相互之間可以轉(zhuǎn)化。a若是銨鹽溶液與燒堿溶液共熱,則可用離子方程式表示為:NH4+ OHNH3+ H2Ob若反應(yīng)物為稀溶液且不加熱時(shí),則無(wú)氨氣逸出,用離子方程式表示為:NH4+ OHNH3 H2Oc若反應(yīng)物都是固體時(shí),則只能用化學(xué)方程式表示。 受熱發(fā)生分解反應(yīng):固態(tài)銨鹽受熱都易分解根據(jù)組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸的性質(zhì)的不同,銨鹽分解時(shí)有以下兩種情況:a組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸是非氧化性的揮發(fā)性酸時(shí),則加熱時(shí)酸與氨氣同時(shí)揮發(fā),冷卻時(shí)又重新化合生成銨鹽。例如:NH4Cl(固) NH3+ HCl NH3 + HClNH4Cl (試管上端又有白色固體附著)又如: NH4HCO3NH3+ H2O + CO2b組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸是氧化性酸,加熱時(shí)則發(fā)生氧化還原反應(yīng),無(wú)氨氣逸出例如:NH3NO3 N2O+ 2H2O (發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng),爆炸)貯存銨態(tài)氮肥時(shí),為了防止受熱分解,應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處;施用氮肥時(shí)應(yīng)埋在土下并及時(shí)灌水,以保證肥效。NH4+的檢驗(yàn)方法:將待檢物取出少量置于試管中,加入NaOH溶液后,加熱,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)诠芸跈z驗(yàn),若試紙變藍(lán)色,則證明待檢物中含銨鹽(NH4)。四、硝酸1物理性質(zhì): 純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)(沸點(diǎn)為83)、有刺激性氣味的液體,常用濃HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%,能跟水以任意比互溶,打開(kāi)盛濃硝酸的試劑瓶蓋,有白霧產(chǎn)生。(與濃鹽酸相同) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98以上的濃硝酸揮發(fā)出來(lái)的HNO3蒸氣遇空氣中的水蒸氣形成極微小的硝酸液滴而產(chǎn)生“發(fā)煙現(xiàn)象”。因此,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98以上的濃硝酸通常叫做“發(fā)煙硝酸”。2化學(xué)性質(zhì): 具有酸的一些通性,但硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)一般無(wú)氫氣產(chǎn)生。例如: CaCO3 + 2HNO3(稀)Ca(NO3)2 + CO2+ H2O(實(shí)驗(yàn)室制CO2氣體時(shí),若無(wú)稀鹽酸可用稀硝酸代替) 不穩(wěn)定性。HNO3見(jiàn)光或受熱易發(fā)生分解,HNO3越濃,越易分解。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黃色。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 4HNO32H2O + 4NO2+O2 強(qiáng)氧化性:不論是稀HNO3還是濃HNO3,都具有極強(qiáng)的氧化性。HNO3濃度越大,氧化性越強(qiáng)。其氧化性表現(xiàn)在以下幾方面: 幾乎能與所有金屬(除Pt、Au外)反應(yīng)。當(dāng)HNO3與金屬反應(yīng)時(shí),HNO3被還原的程度(即氮元素化合價(jià)降低的程度)取決于硝酸的濃度和金屬單質(zhì)還原性的強(qiáng)弱。對(duì)于同一金屬單質(zhì)而言,HNO3的濃度越小,HNO3被還原的程度越大,氮元素的化合價(jià)降低越多。一般反應(yīng)規(guī)律為: 金屬 + HNO3(濃) 硝酸鹽 + NO2 + H2O 金屬 + HNO3(稀) 硝酸鹽 + NO + H2O 較活潑的金屬(如Mg、Zn等) + HNO3(極稀) 硝酸鹽 + H2O + N2O(或NH3等)金屬與硝酸反應(yīng)的重要實(shí)例為: 3Cu + 8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O該反應(yīng)較緩慢,反應(yīng)后溶液顯藍(lán)色,反應(yīng)產(chǎn)生的無(wú)色氣體遇到空氣后變?yōu)榧t棕色(無(wú)色的NO被空氣氧化為紅棕色的NO2)。實(shí)驗(yàn)室通常用此反應(yīng)制取NO氣體Cu + 4HNO3(濃) Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O該反應(yīng)較劇烈,反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生,此外,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硝酸的濃度漸漸變稀,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是NO2、NO等的混合氣體。 變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物的價(jià)態(tài)則要看硝酸與金屬的物質(zhì)的量的相對(duì)大小,若金屬過(guò)量,則生成低價(jià)的金屬硝酸鹽;若硝酸過(guò)量,則生成高價(jià)的金屬硝酸鹽。如:鐵與稀硝酸的反應(yīng):3Fe(過(guò)量)8HNO3(?。?Fe(NO3)22NO4H2OFe(不足)4HNO3(?。〧e(NO3)3NO2H2O 常溫下,濃HNO3能將金屬Fe、A1鈍化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄層致密的氧化膜。因此,可用鐵或鋁制容器盛放濃硝酸,但要注意密封,以防止硝酸揮發(fā)變稀后與鐵、鋁反應(yīng)。(與濃硫酸相似) 濃HNO3與濃鹽酸按體積比13配制而成的混合液叫王水。王水溶解金屬的能力更強(qiáng),能溶解金屬Pt、Au。 能把許多非金屬單質(zhì)(如C、S、P等)氧化,生成最高價(jià)含氧酸或最高價(jià)非金屬氧化物。例如: C + 4HNO3(濃) = CO2+ 4NO2+ 2H2O 能氧化某些具有還原性的物質(zhì),如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2等。應(yīng)注意的是,NO3無(wú)氧化性,而當(dāng)NO3在酸性溶液中時(shí),則具有強(qiáng)氧化性。例如,在Fe(NO3)2溶液中加入鹽酸或硫酸,因引入了H而使Fe2被氧化為Fe3;又如,向濃HNO3與足量的Cu反應(yīng)后形成的Cu(NO3)2中再加入鹽酸或硫酸,則剩余的Cu會(huì)與后來(lái)新形成的稀HNO3繼續(xù)反應(yīng)。 能氧化并腐蝕某些有機(jī)物,如皮膚、衣服、紙張、橡膠等。因此在使用硝酸(尤其是濃硝酸)時(shí)要特別小心,萬(wàn)一不慎將濃硝酸弄到皮膚上,應(yīng)立即用大量水沖洗,再用小蘇打或肥皂液洗滌。 與有機(jī)物反應(yīng):在一定條件下硝酸可與某些有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)和顏色反應(yīng)。如:濃硝酸與苯、苯酚等物質(zhì)的硝化反應(yīng);與纖維素的酯化反應(yīng);與某些蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)等。3保存方法:硝酸易揮發(fā),見(jiàn)光或受熱易分解,具有強(qiáng)氧化性而腐蝕橡膠,因此,實(shí)驗(yàn)室保存硝酸時(shí),應(yīng)將硝酸盛放在帶玻璃塞的棕色試劑瓶中,并貯存在黑暗且溫度較低的地方。4用途:硝酸是一種重要的化工原料,可用于制造炸藥、染料、塑料、硝酸鹽、氮肥等。5硝酸的制法: 硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法:微熱原理:利用濃H2SO4的高沸點(diǎn),難揮發(fā)性制取揮發(fā)性的HNO3。NaNO3 + H2SO4(濃) = NaHSO4 + HNO3 因HNO3的不穩(wěn)定性,加熱溫度不宜過(guò)高,還因?yàn)橄跛嵋赘g橡膠,所以此反應(yīng)禁用橡膠塞,所用儀器為曲頸甑。 硝酸的工業(yè)制法:4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 = 2NO2 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO尾氣吸收:NO2和NO NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+ H2O 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O消除對(duì)大氣的污染當(dāng)V(NO2)V(NO)11時(shí),尾氣可全部被吸收;當(dāng)NO過(guò)量時(shí),應(yīng)先補(bǔ)充適量的O2。典例1(2018年湖北省黃岡市高三年級(jí)9月質(zhì)量檢測(cè))標(biāo)準(zhǔn)狀況下,三個(gè)燒瓶分別盛混有空氣的氨氣、等體積的二氧化氮與氧氣的混合氣、二氧化氮,將它們分別倒置于盛足量水的水槽中,當(dāng)水進(jìn)入燒瓶中,并使氣體充分溶解,假定燒瓶中溶液無(wú)損失,所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為A 5:4:5 B 1:1:1 C 15: 12: 10 D 無(wú)法計(jì)算【答案】A在盛足量水的水槽中,發(fā)生