高考化学 艺术生精品提分秘籍 专题十一 常见非金属元素单质及其重要化合物课件.ppt

专题十一 非金属元素及其化合物 1 了解常见非金属元素 c n o si s cl等 单质及其重要化合物的主要性质及应用 2 了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响 3 了解以上各部分知识的综合应用 考纲解读 近五年来 本讲内容多次出现在新课标高考试题中 考查的知识主要有 卤素及其化合物的性质 卤素及其化合物的实验及综合应用 共出现15次 碳和硅对应单质及其化合物性质及应用 碳和硅对应单质及其化合物的实验及综合应用 共出现4次 硫及其化合物的相互转化关系是新课标高考的常考内容 主要的考点有 4价硫的氧化性与还原性 so2的漂白作用与hclo的比较 浓硫酸的特性 浓硫酸在有机反应中的作用 so2 so42 的检验 酸雨与大气污染及防治 对氮及其化合物的知识考查 主要的考点有n2 nh3的分子结构及性质 氮的氧化物 硝酸的重要性质及计算 nh3 no no2的制备及检验等 考点探究 本讲内容的考查常以选择题和非选择题的形式出现 所占分值比例较大 高考试题对本讲能力点考查以了解和综合应用为主 还涉及分析 解决问题的能力 试题难度适中或稍难 高考的考查形式主要有3种 一种是与元素及其化合物性质及其相互转化相结合 一种是以工业生产流程图为载体考查综合应用 三是以实验设计为中心考查分析问题 解决实际问题的能力 预测2013年高考对本讲知识的考查重点体现在以下几个方面 1 考查卤素及其化合物性质为主 题型为非选择题 分值约为6分 中等难度 2 考查以碳和硅单质及化合物性质及应用为主 延续选择题形式 分值约为6分 中等难度 3 考查o2 s单质及化合物的性质相互转化及应用等 题型以选择题 填空题为主 分值6 10分 难度适中 4 考查以氨气 铵盐 一氧化氮 二氧化氮与硝酸等物质的性质为重点 突出考查反应方程式的书写和相关氧化还原反应的计算 选择题和填空题均有可能出现 分值8分左右 预测2013年高考可将会以碳硅新型材料为主线 卤素 氧硫氮等知识与现代生产 日常生活 医疗保健 科学技术等各方面的联系为载体 以化学实验 化工生产流程为参照 重点考查对常见非金属元素单质及其重要化合物的理解和应用能力 一 碳 硅元素的存在及单质的性质和用途 1 存在形态自然界中碳元素既有游离态 又有化合态 而硅元素仅有化合态 碳单质主要有金刚石 石墨等同素异形体 硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类 2 单质的性质与用途比较 基础知识梳理 空间网状 层 大 软 高 与o2 cl2反应 与o2反应 c o2co2 完全燃烧 2c o22co 不完全燃烧 si o2sio2 si 2cl2sicl4 2c sio2si 2co c 2h2so4 浓 co2 2so2 2h2o c 4hno3 浓 co2 4no2 2h2o si 4hf sif4 h2 二 硅的化合物 1 二氧化硅sio2属于性氧化物 具有该类氧化物的通性 1 与naoh的反应 2 与cao的反应 sio2的特性 sio2 4hf 3 sio2高温反应sio2 na2co3na2sio3 co2 sio2 caco3casio3 co2 用于制造普通玻璃和光导纤维 sio2 2naoh na2sio3 h2o 酸 sio2 caocasio3 sif4 2h2o 2 硅酸 1 溶解性 溶解度很小 2 化学性质 弱酸性 酸性比还弱 na2sio3 na2co3 3 制备 可用硅酸钠与盐酸反应制得 3 硅酸盐 1 硅酸盐 是由组成的化合物的总称 是构成地壳岩石的重要成分 2 硅酸钠 硅酸钠的水溶液俗称 是制备硅胶和木材防火剂等的原料 3 硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成 如硅酸钠 na2sio3 可表示为 长石 kalsi3o8 可表示为 硅 氧和金属 水玻璃 防火 na2o sio2 k2o al2o3 6sio2 碳酸 co2 h2o h2sio3 na2sio3 2hcl 2nacl h2sio3 1 工业上制备硅的原理是什么 请用有关反应的化学方程式来说明 2 1 二氧化硅不能与水反应生成h2sio3 那么如何用sio2来制备h2sio3 2 盛放naoh溶液的试剂瓶为何不能用玻璃塞 提示 1 sio2 2csi 2co 2 1 sio2 2naoh na2sio3 h2o na2sio3 2hcl h2sio3 2nacl 2 玻璃中含有sio2 与naoh溶液反应生成na2sio3溶液 有较强的粘合性 瓶塞不易打开 问题探究一 四 氯气的性质1 通常情况下 氯气是 有气味 比空气重的毒气体 易液化 溶于水 2 氯气的化学性质很活泼 是一种活泼的非金属单质和强氧化剂 1 跟金属反应 变价金属均氧化至价 2na cl2 现象 cu cl2 现象 2fe 3cl2 现象 2 跟非金属反应h2 cl2点燃 发现色火焰 有白雾 工业制 光照 会发生爆炸 2p 3cl2 cl2不足 2p 5cl2 cl2足量 黄绿色 刺激性 有 能 最高 产生白烟 产生棕色的烟 产生棕黄色的烟 2nacl cucl2 2fecl3 2hcl 苍白 盐酸 2pcl3 2pcl5 3 跟水的反应 离子方程式 hclo是一元弱酸 酸性比h2co3弱 不稳定易分解 氯水保存方法 4 跟碱反应cl2 2naoh 制漂白液 制漂白粉 2cl2 2ca oh 2 cacl2 ca clo 2 2h2o 有效成分 5 与还原性化合物反应cl2 2fecl2 除fecl3中fecl2 cl2 h2s cl2 2ki 氯气的检验 nacl naclo h2o 2cl2 2ca oh 2 cacl2 ca clo 2 2h2o ca clo 2 2fecl3 2hcl s 2kcl i2 密封储存于棕色试剂瓶里 2hclo2hcl o2 cl2 h2oh cl hclo cl2 h2ohcl hclo cl2 na2so3 h2o cl2 2nabr cl2 so2 2h2o 6 与有机物反应cl2 ch4 取代反应 ch2 ch2 cl2 加成反应 2hcl na2so4 2nacl br2 2hcl h2so4 ch3cl hcl ch2clch2cl 四 氯气的制法 1 氯气的制法 1 实验室制取原理 mno2 4hcl 浓 氧化剂可用mno2或kmno4或ca clo 2等 浓盐酸可用浓硫酸和固体食盐代替 如 mno2 2nacl 3h2so4 浓 氯气的收集方法是 检验方法是 湿润ki淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 mncl2 cl2 2h2o mnso4 cl2 2h2o 2nahso4 向上排空气或排饱和食盐水 湿润ki淀粉试纸变蓝或湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色 2 工业制法 电解饱和食盐水 氯碱工业 电解熔融的氯化钠 2nacl2na cl2 2 cl 的检验检验溶液中的cl 时 应先加硝酸酸化 再加入硝酸银溶液 有白色沉淀产生 证明有cl 存在 h2 cl2 2nacl 2h2o2naoh 五 卤素1 卤素原子最外层电子数均为 最高价为价 氟除外 负价为价 均能形成气态氢化物 hx 最高价氧化物对应的水化物 hxo4 为酸 f除外 都有 卤素单质按f2 cl2 br2 i2的顺序 颜色加深 密度增大 熔沸点升高 水溶性降低 从f i随着原子序数的递增 卤素得电子能力逐渐减弱 元素的非金属性逐渐 单质氧化性逐渐 与h2化合由易到难 氢化物的稳定性减小 最高价氧化物对应水化物的酸性 卤素离子或氢化物的还原性增强 7 7 1 氧化性或非金属性 减弱 减弱 减弱 2 卤素的特殊性 单质溴常温下为红棕色 极易 实验室保存时常用 盛溴的试剂瓶不能用胶塞 碘单质紫黑色固体 加热易 用于分离 遇淀粉变蓝 用来检验 碘的氧化性较其他卤素单质弱 与变价金属铁反应生成fei2 f2在黑暗处就可与h2爆炸化合 氟与水剧烈反应产生氧气 2f2 2h2o 4hf o2 卤离子在溶液中与银离子生成的agcl agbr agi分别为白色 浅黄 黄色沉淀 卤化银都不溶于水和稀酸 见光易 用agno3可检验溶液中的卤离子 agf易溶于水 cl2 br2 i2易溶于苯 ccl4 汽油等有机溶剂 在有机溶剂中分别呈黄色 棕红色 紫色 苯 汽油不溶于水且密度水 ccl4溶于水且密度大于水 液体 挥发 水封 升华 分解 小于 不 3 卤素间置换反应离子方程式 cl2 2br 2cl br2 cl2 2i 2cl i2 br2 2i 2br i2 问题探究二 1 漂白粉长时间放置会失效 原因是什么 2 naclo溶液与fecl2溶液混合 会产生红褐色沉淀 体现了naclo的哪些性质 3 如何用实验证明kclo3中含有氯元素 但不含cl 提示 1 漂白粉的有效成分是ca clo 2 在空气中长时间放置后 会发生下列一系列反应 ca clo 2 co2 h2o caco3 2hclo 2hclo2hcl o2 漂白粉的漂白原理是能产生hclo hclo有强氧化性 hclo分解后即失效 2 红褐色物质为fe oh 3 fecl2被氧化成了fe3 体现了naclo的氧化性 同时溶液也有一定碱性 3 先取少量kclo3加水溶解 滴加稀hno3酸化的agno3溶液 若无白色沉淀产生 说明无cl 证明是否含氯元素的方法 将kclo3和mno2混合加热 冷却后 将固体残渣溶于水 静置 取上层清液少许 滴加稀hno3酸化的agno3溶液 若观察到有白色沉淀生成 证明kclo3中含有氯元素 六 硫 二氧化硫 1 硫硫 俗称 是一种黄色粉末 在空气中燃烧生成so2 方程式为 2 二氧化硫 1 物理性质so2是色 有气味的有气体 密度比空气 容易 溶于水 2 化学性质so2是一种酸性氧化物 由于so2中硫元素为 4价 属于中间价态 所以so2既有还原性又有氧化性 硫磺 s o2so2 无 刺激性 毒 大 液化 易 二氧化硫具有酸性氧化物的通性 与h2o反应 与碱性氧化物 cao 反应 除去燃煤中的so2 与碱 如与naoh 反应 so2少量 so2过量 与盐 如与nahco3 反应 so2少量 so2过量 so2 h2oh2so3 so2 cao caso3 2naoh so2 na2so3 h2o naoh so2 nahso3 2nahco3 so2 na2so3 h2o 2co2 nahco3 so2 nahso3 co2 具有还原性 例如 具有漂白性 其漂白原理是 不能漂白酸碱指示剂 h2so3是二元弱酸 不稳定 易分解 易氧化在它的水溶液中存在的分子有 存在的离子有 2so2 o22so3 与某些有色物质化合成不稳定的无色物质 so2 h2o h2so3 h hso3 so32 七 硫酸 1 硫酸的性质稀h2so4具有酸的通性 能使指示剂变色 遇石蕊变 能与金属反应 如与zn反应的方程式为 红色 zn h2so4 znso4 h2 能与碱反应 如与fe oh 3反应的方程式为 2fe oh 3 3h2so4 fe2 so4 3 6h2o 能与碱性氧化物反应 如与cuo反应的方程式为 cuo h2so4 cuso4 h2o 能与某些盐反应 如与nahco3反应的方程式为 2nahco3 h2so4 na2so4 2h2o 2co2 浓硫酸通常的质量分数为98 密度为1 84g cm3 其物质的量浓度为 浓硫酸具有的特性有 1 吸水性 用于干燥中性或酸性气体 但不能干燥性气体如氨气和具有性气体和硫化氢 碘化氢 溴化氢等 2 脱水性 例如 等 3 强氧化性 常温铁铝在浓硫酸中钝化 与金属 cu 2h2so4 浓 与非金属 c 2h2so4 浓 与还原性化合物 h2s h2so4 浓 s so2 2h2o 18 4mol l 碱 还原 指将有机物中氢氧原子按2 1比例脱去 蔗糖炭化 乙醇脱水制乙烯 cuso4 so2 2h2o co2 2so2 2h2o 2 常见的硫酸盐晶体常见的硫酸盐晶体有石膏 熟石膏 胆矾 明矾 重晶石 皓矾 芒硝 绿矾等 它们的化学式为 caso4 2h2o 2caso4 h2o cuso4 5h2o kal so4 2 12h2o baso4 znso4 7h2o na2so4 10h2o feso4 7h2o 3 so42 离子遇到可溶性钡盐时 会生成 色沉淀 该沉淀既不溶于 也不溶于 干扰检验so42 的其他离子有 等 故检验so42 的常用方法是 向试液中加入 当有 产生时 表明试液中含有so42 水 酸 白 co32 so32 盐酸酸化的bacl2 白色沉淀 1 氮原子结构 原子结构示意图为 原子核外有个电子层 最外层上有个电子 氮有多种可变化合价 2 氮分子结构 电子式为 结构式为 两个氮原子通过对共用电子对结合起来 键能 与双原子分子相比较 结构 所以n2在常温下性质 可代替稀有气体作 3 n2中n的化合价为 因此在化学反应中化合价既可 又可 说明n2既可作又可作 八 氮气和氮的氧化物 2 5 三 大 稳定 不活泼 保护气 0 升高 降低 还原剂 氧化剂 4 氮的五种正价能形成六种氧化物 它们均有毒 能污染空气其中属于酸酐的有亚硝酸酐 硝酸酐 5 no是无色难溶于水的体 在常温下它很容易与空气中的o2化合 生成色有气味的有毒的 反应方程式为 实验室常用和反应制取no 反应方程式是收集方法为 工业上用法制取no 6 no2溶于水 它与水反应的化学方程式为 工业利用这一反应制硝酸 n2o3 n2o5 气 红棕 有刺激性 no2 2no o2 2no2 cu 稀hno3 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 排水法 氨催化氧化 易 3no2 h2o 2hno3 no 九 氨和铵盐 1 nh3的化学性质 1 与hcl反应方程式 蘸有浓氨水与浓盐酸的玻璃棒靠近时出现的现象为 小结 浓氨水与酸反应 都可以生成白烟 如 等 2 与h2so4反应化学方程式 注意 氨与h2so4等不挥发性酸反应 填 冒 或 不冒 白烟 nh3 hcl nh4cl 冒白烟 挥发性 浓hcl 浓hno3 2nh3 h2so4 nh4 2so4 不冒 2 nh3的实验室制法 1 反应原理 2 装置与制相同 3 收集方法 验满方法 4 集气试管口放一团棉花 其作用是 干燥nh3可用而不能用cacl2 2nh4cl ca oh 2cacl2 2h2o 2nh3 氧气 向下排空气法 湿润的红色石蕊试纸放在集气瓶口 若红色 石蕊试纸变蓝 则说明气体已集满 防止氨气与空气对流 碱石灰 3 铵盐的性质 1 不稳定性铵盐受热都易分解 如完成下列方程式 nh4cl nh4hco3 nh4clnh3 hcl nh4hco3nh3 h2o co2 nh4cl受热分解有类似升华的现象 可用于物质提纯 如 nacl中混入nh4cl可加热提纯 2 与碱的反应 写出下列反应的方程式 2nh4cl ca oh 2 cacl2 2h2o 2nh3 nh4 2co3 2naoh na2co3 2h2o 2nh3 nh 4 oh nh3 h2o 4 nh4 的检验取少量样品于试管中 然后加入naoh固体 加热 将湿润的试纸靠近试管口 若变 则证明样品中含有nh4 或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口 若有 则证明含有nh4 红色石蕊 蓝色 白烟 十 硝酸 1 硝酸的物理性质 无色 易挥发 有刺激性气味的液体 能以任意比溶于水 含hno398 的硝酸 发烟硝酸2 硝酸的化学性质 1 硝酸具有酸的通性 能使指示剂变色 遇石蕊变 红色 能与碱反应 如与fe oh 3反应的方程式为 fe oh 3 3hno3 fe no3 3 3h2o 能与碱性氧化物反应 如与cuo反应的方程式为 cuo 2hno3 cu no3 2 h2o 能与某些盐反应 如与nahco3反应的方程式为 nahco3 hno3 nano3 h2o co2 2 氧化性 与金属反应 除au和pt外 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o 注意 fe和al遇到冷的浓硝酸被钝化 被氧化成一层致密的氧化膜 与浓硫酸一样 氧化性 浓硝酸 稀硝酸 与非金属反应 c 4hno3 浓 2h2o 4no2 co2 结论 硝酸跟非金属反应 生成no2 h2o和相应的含氧酸 硝酸还能氧化feo fe no3 2 fe2 hbr br hi i h2s s2 so2等具有还原性的化合物发生氧化还原反应 因此 不能用硝酸与有关的盐反应制取hi so2 h2s hbr等气体 小结 硝酸与金属反应时 主要是hno3中 5价的氮得到电子 被还原成较低价氮的物质 稀硝酸的还原产物一般是no 浓硝酸的还原产物一般是no2 而不像盐酸与金属反应那样生成h2 3 不稳定性 硝酸不稳定 见光易分解 4hno3 浓 2h2o 4no2 o2 因此 硝酸要保存在棕色瓶里 并置于阴凉的地方 光 硝酸的氧化性强至可以氧化大多数金属 除au pt外 如果把浓硝酸和浓盐酸按照1 3的体积比混合 即王水 就可以氧化所有的金属 3 硝酸的用途 制化肥 农药 炸药 染料 盐等 1 俗话说 雷雨发庄稼 的原理是什么 2 浓硝酸与cu反应产生no2气体 稀hno3与cu反应产生no气体 有人说稀hno3氧化性更强 这种说法对吗 提示 1 n2 o22no2no o2 2no23no2 h2o 2hno3 nohno3转变成硝酸盐被农作物吸收 2 不对 氧化性强弱看的是得失电子能力的强弱 而不是看得失电子的多少 两种硝酸分别与铜片反应时 浓硝酸溶解铜的速度明显快于稀硝酸 即更易夺取铜的电子 所以氧化性更强 问题探究三 归纳与总结1 卤素单质及化合物间的转化关系 2 碳及其化合物间的转化关系 3 硅及其化合物间的转化关系 4 硫及其化合物间的转化关系 5 氮及其化合物间的转化关系 考点整合1 卤素及其化合物 1 氯气的氧化性 氯气氧化金属单质绝大多数的金属单质能在一定条件下被氯气氧化 常见的金属单质中不能被氯气氧化的是金 au 和铂 pt 若金属元素有可变化合价 氯气可将其氧化为最高或较高价的化合物 氯气氧化化合物氯气氧化卤化物cl2 2nabr br2 2naclcl2 2br 2cl br2cl2 2i 2cl i2氯气氧化亚铁离子2fecl2 cl2 2fecl3氯气氧化含硫的化合物cl2 na2s s 2naclcl2 h2s s 2hcl cl2 2h2o so2 2hcl h2so4cl2 h2o na2so3 na2so4 2hcl氯气氧化含氮的化合物3cl2 2nh3 6hcl n23cl2 8nh3 6nh4cl n2氯气的水溶液可氧化酸碱指示剂和品红 使这些物质的溶液褪色 氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时 表现出成分的复杂性和氯水性质的多样性 递变性 温馨提示 根据相似相溶原理 br2 i2在水中溶解度小 而易溶于酒精 苯 四氯化碳等有机溶剂中 对于在溶液中生成br2 i2的反应 常通过加入苯或四氯化碳 通过有机层的颜色来加以确认 特殊性br2是常温下唯一呈液态的非金属单质 液溴易挥发且有毒 通常用水液封来保存 i2易升华 i2遇淀粉变蓝 br2和i2都可被某些有机溶剂 如四氯化碳 汽油 萃取 氟元素无正价 f2与h2o发生置换反应生成o2 2f2 2h2o 4hf o2 f2与xe kr等稀有气体可反应生成白色氟化物 i2易与na2s2o3溶液反应 i2 2s2o32 2i s4o62 用于通过滴定 以淀粉为指示剂 来定量测定碘的含量 2 碳 硅及其化合物 1 碳和硅单质的性质比较 碳和硅的单质都不溶于水和一般的溶剂 它们的熔 沸点都很高 但碳单质的熔 沸点较高 碳 硅的单质在常温下化学性质稳定 高温时活泼性增强 主要表现为还原性 主要内容见下表 2 二氧化硅与二氧化碳的比较 温馨提示 二氧化硅与氢氧化钠反应的产物是硅酸钠 它易溶于水 有黏合作用 是一种不燃 不腐的矿物胶 所以实验室盛碱溶液的试剂瓶常用橡皮塞而不用玻璃塞 将co2通入硅酸钠溶液可生成白色胶状沉淀h4sio4 说明硅酸的酸性比碳酸还弱 h4sio4易失水生成h2sio3 3 无机非金属材料 传统无机非金属材料 主要指硅酸盐材料 如水泥 玻璃 陶瓷等 其优点有抗腐蚀 耐高温等 但也有质脆 经不起热冲击等弱点 传统无机非金属材料的制备及成分 新型无机非金属材料 主要指高温结构陶瓷 光导纤维 生物陶瓷等 新型无机非金属材料除继承传统无机非金属材料的许多优点 克服某些弱点外 还具有如下特性 耐高温 强度高 具有电学特性 具有光学特性 具有生物功能 新型无机非金属材料的种类和用途 硫元素相邻价态的微粒间一般不发生氧化还原反应 如 s和h2s s和so2 so2和浓h2so4之间不发生氧化还原反应 c 两者都能使澄清的石灰水变浑浊 再通入过量气体 石灰水又变澄清 ca oh 2 co2 caco3 h2ocaco3 co2 h2o ca hco3 ca oh 2 so2 caso3 h2ocaso3 so2 h2o ca hso3 2 d so2能使品红 kmno4 h 氯水 溴水等溶液褪色 co2不能 so2和cl2漂白性比较so2和cl2虽都有漂白性 但漂白原理不同 漂白能力不同 氯气的漂白原理是由于氯气溶于水生成的次氯酸具有强氧化性 将有色物质氧化成无色物质 褪色后不能恢复到原来的颜色 而so2是由于它溶于水生成的亚硫酸与有色物质结合 形成不稳定的无色化合物 褪色后在一定的条件下又能恢复原来的颜色 如 3 浓硫酸的特性 吸水性浓h2so4能吸附物质中湿存的水分 h2so4 浓 nh2o h2so4 nh2o利用此性质可用浓h2so4作干燥剂 干燥一些不与浓h2so4反应的气体 通常用洗气装置 右图 如可用浓h2so4干燥 o2 h2 co2 cl2 hcl so2 co ch4 c2h2等气体 注意 浓h2so4不能干燥碱性气体和具有较强还原性的气体 4 重要的硫酸盐 一些含结晶水的硫酸盐叫做矾应了解胆矾 cuso4 5h2o 绿矾 feso4 7h2o 皓矾 znso4 7h2o 明矾 kal so4 2 12h2o 等的化学式 性质及用途 不称为 某矾 的重要硫酸盐有 芒硝 na2so4 10h2o 石膏 caso4 2h2o 重晶石 天然baso4 等 石膏用于制作模型 石膏绷带 生产水泥等 硫酸钡用作x射线透视肠胃的内服药剂 钡餐 生产白色颜料等 温馨提示 baco3 bacl2等钡盐有毒 baco3切不可用做 钡餐 baco3虽然不溶于水 但它溶于酸 在人的胃中baco3与胃酸反应生成ba2 而使人中毒 氮的氧化物氮元素有 1 2 3 4 5五种正价态 对应有n2o no n2o3 no2 n2o4 n2o5六种氧化物 其中n2o3和n2o5分别是hno2和hno3的酸酐 no为无色有毒气体 不溶于水 极易与o2反应 2no o2 2no2 no被氧化 颜色由无色变为红棕色 实验室制法 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 4h2o 2no no只能用排水法收集 不能用排空气法 2 氨水的组成及性质 组分三种分子 nh3 nh3 h2o h2o 三种离子 nh4 oh h 粒子浓度大小顺序为 c nh3 h2o c oh c nh4 c h 性质容易挥发 盛浓氨水的试剂瓶瓶口常有白雾产生 久置溶液质量减轻 浓度变小 氨水质量分数越大 其密度越小 因此质量分数为x 的氨水与质量分数为3x 的氨水等体积混合后 所得氨水的质量分数小于2x 收集 由于氨气易溶于水 密度比空气小 所以只能用向下排空气法 检验 a 用湿润的红色石蕊试纸 变蓝 b 蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口 产生白烟 棉花团的作用 在收集nh3的试管口放置一团松软的干棉花 是为了防止试管内的nh3与试管外的空气形成对流 在较短时间内收集到较为纯净的氨气 温馨提示 制取nh3宜用nh4cl 不宜用 nh4 2so4 nh4hco3 nh4no3等 消石灰不能用koh或naoh代替 因后两者易吸湿 易结块 不利于产生nh3 且高温下腐蚀试管 干燥氨气不能用p2o5和浓h2so4 也不能用无水cacl2 8nh3 cacl2 cacl2 8nh3 通常用碱石灰干燥氨气 欲快速制nh3可将浓氨水滴入naoh固体或生石灰中 其装置如下图所示 5 硝酸 物理性质 纯硝酸是无色有刺激性气味 易挥发的液体 与水以任意比互溶 98 以上的硝酸叫做发烟硝酸 浓盐酸也是挥发性酸 浓硫酸 浓磷酸是不挥发性酸 化学性质a 酸性hno3 h no3 表现酸的通性使石蕊试液变红 c 强氧化性浓 稀硝酸都具有很强的氧化性与铜反应的化学方程式为 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o铁 铝遇冷浓硝酸发生钝化 足量硝酸与变价金属 非金属反应 均生成高价化合物 浓硝酸与木炭共热 思维拓展1 卤素性质规律方法 1 相似性卤素的相似性 由氯气及其化合物的性质 能推出卤素的相似性 2 递变性 卤素单质都具有较强的氧化性 但氧化性f2 cl2 br2 i2 卤离子都具有还原性 但还原性f hbr hcl hf 递变性 在具体的反应中 x2能和h2化合 但化合难易程度及条件不同 2 卤素的检验方法 1 氯气为黄绿色 有刺激性气味 并可使某些潮湿的有色物质褪色 氯气具有强氧化性 可使湿润的碘化钾淀粉试纸呈现蓝色 因此可用于检验氯气的存在 2 利用碘单质能使淀粉溶液呈现蓝色可用于检验碘单质的存在 3 agcl agbr agi都不溶于稀硝酸 且颜色逐渐加深 分别为白色 浅黄色 黄色 所以 可用hno3酸化的agno3溶液来检验cl br i 的存在 4 利用卤素单质间置换反应和有机溶剂萃取的方法来检验卤素单质 一般情况下 因为碳酸的酸性比硅酸强 可发生反应如na2sio3 co2 h2o h2sio3 na2co3 即符合 较强酸制较弱酸 的复分解反应规律 而上述反应之所以能进行 是因为该反应不是在水溶液中 而是在高温条件下进行的 从化学平衡角度理解 高温时 sio2这种高沸点 难挥发的固体制得了低沸点 易挥发的co2气体 因co2生成后离开反应体系 使反应向右进行到底 3 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用 但si能跟hf作用 si 4hf sif4 2h2 4 非金属氧化物一般为分子晶体 但sio2为原子晶体 5 酸性氧化物一般不与酸作用 但sio2能与hf作用 6 无机酸一般易溶于水 但h2sio3和h4sio4均难溶于水 7 硅酸钠水溶液俗称泡花碱或水玻璃 但它是盐溶液 4 鉴别so2和co2的方法so2和co2都能使澄清石灰水变浑浊 若通入的气体过量 则沉淀都可以消失 所以不能用澄清的石灰水鉴别so2和co2 通常可用以下方法 1 用品红溶液 使品红溶液褪色的是so2 不能使品红溶液褪色的是co2 2 用氢硫酸 出现浑浊的是so2 无明显现象的是co2 2h2s so2 2h2o 3s 3 用高锰酸钾溶液 使紫色褪去的是so2 无明显现象的是co2 2kmno4 5so2 2h2o k2so4 2mnso4 2h2so4 4 用溴水 使橙色褪去的是so2 无明显现象的是co2 br2 2h2o so2 2hbr h2so4 5 用硝酸酸化的硝酸钡溶液 产生白色沉淀的是so2 无明显现象的是co2 2h2o 2hno3 3so2 3h2so4 2no ba no3 2 h2so4 baso4 2hno3 6 用fecl3溶液 使棕黄色颜色变浅的是so2 无明显现象的是co2 2fecl3 so2 2h2o fecl2 feso4 4hcl 5 各类漂白剂漂白原理比较方法具有漂白作用的物质 按其漂白原理可分为三类 1 氧化型 即漂白剂本身是一种强氧化剂 它可以将有机色质内部的 生色团 实际上是一种特殊化学键 破坏掉而使之失去原有的颜色 这种漂白是彻底的 不可逆的 此类物质有 hclo naclo ca clo 2 na2o2 h2o2 o3等强氧化性物质 2 加合型 即漂白剂与有机色质内部的 生色团 发生加成反应 使有机色质失去原有的颜色 但是 如果受热或其他一些因素的影响 漂白剂从有机色质中脱离 使之又恢复原有的颜色 这种漂白是可逆的 不彻底的 如so2使品红溶液褪色 加热又恢复原有颜色 so2不能漂白酸碱指示剂 3 吸附型 有些物质的固体疏松 多孔 具有较大的表面积 因而具有很强的吸附能力 可以吸附一些其他有色物质而使之失去原来的颜色 是物理吸附 属物理变化 如活性炭 胶体等 6 浓 稀硫酸的鉴别方法 1 取少量蒸馏水 向其中加入少量的试样硫酸 如能放出大量的热则为浓硫酸 无明显现象则为稀硫酸 2 观察状态 浓硫酸为黏稠状液体 而稀硫酸为黏稠度较小的溶液 3 用手掂掂分量 因为浓硫酸的密度较大 所以相同体积的浓硫酸和稀硫酸相比 浓硫酸的质量大得多 4 取少量的试样 向其中投入铁片 若产生大量的气泡则为稀硫酸 fe 2h fe2 h2 若无明显现象 钝化 则为浓硫酸 5 用玻璃棒蘸取试样在纸上写字 立即变黑者为浓硫酸 浓硫酸的脱水性 无明显现象者为稀硫酸 6 取少量的试样 向其中投入胆矾晶体 cuso4 5h2o 若有颜色改变 蓝色 白色 则为浓硫酸 浓硫酸的吸水性 若无颜色改变则为稀硫酸 7 取少量的试样 向其中投入一小块铜片 稍加热即发生反应 有气泡产生 溶液变蓝 为浓硫酸 浓硫酸的强氧化性 无现象的是稀硫酸 7 硫酸工业中的相关计算方法 1 根据硫元素守恒确定多步反应的关系式 关系式型计算题大多与工业生产有关 解题时 一定要仔细审题 应用数学关系 各项有关硫元素的质量分数均可归于黄铁矿中的硫元素上 2 通过fes2 2so2 2so3 2h2so4 掌握多步反应的化学计算技能 并跟工业生产中的产率 纯度和耗损相连 由此推广到其他多步反应的计算当中 如nh3 hno3 8 so42 的检验方法 1 原理 利用ba2 so42 baso4 白色 baso4具有不溶于盐酸 硝酸的特性 2 试剂 可溶性钡盐 bacl2或ba no3 2溶液 盐酸或稀硝酸 3 检验的误区 只加可溶性钡盐 不酸化 误将co32 so32 ag 等干扰离子判成so42 此时上述离子同样会产生baco3 baso3 agcl的白色沉淀 误将ag 判成so42 如向待测液中滴加bacl2溶液 再加盐酸有白色沉淀便断定含so42 其错误是未注意溶液中不含so42 而含ag 也会有同样现象 因为ag cl agcl 白色 误将so32 判成so42 如向待测液中滴加用盐酸酸化的ba no3 3溶液生成白色沉淀 便误以为有so42 该错误是未注意no3 具有强氧化性 在酸性环境中发生反应 ba2 so32 baso3 白色 3baso3 2h 2no3 3baso4 白色 2no h2o再如向待测液中滴加用硝酸酸化的bacl2溶液产生白色沉淀 便错误地认定一定含so42 也同样是落入干扰离子转化为so42 从而生成baso4的陷阱中 9 氮的氧化物溶于水的计算方法 1 电子守恒法no与o2混合通入水中 发生反应 2no o2 2no2 3no2 h2o 2hno3 no 在这当中 存在着no向no2转化 no2向hno3转化的同时又生成no的循环反应 但总体来讲 no hno3 n的化合价升高是由于被o2氧化 因此我们可写出在氧化还原反应中得失电子数必然相等 2 关系式法4no 3o2 2h2o 4hno3就是no o2 h2o之间的综合反应式 同法可得no2在足量的o2 h2o存在下完全转化为hno3的综合反应式 4no2 o2 2h2o 4hno3由此可归结如下 10 硝酸与金属反应的有关计算方法硝酸与金属反应时 金属被氧化生成金属阳离子 硝酸被还原为氮的低价化合物 所遵循的规律必须符合三个守恒 一是电子得失要守恒 根据这个守恒 可求出氮元素被还原后的价态 根据价态确定反应产物 再就是物料守恒 即溶液中的no3 和释放出的no 或no2 中n的物质的量之和等于原hno3的物质的量 第三就是溶液中要符合电荷守恒 mn 和h 所带正电荷总数应等于no3 所带负电荷总数 因为这种溶液中oh 浓度很小 可被忽略 另外 如果变价金属与硝酸反应 如fe 当fe不足时生成fe3 fe过量时生成fe2 典例赏析 例1 已知氯气与水的反应cl2 h2ohcl hclo是一个可逆反应且反应生成的次氯酸 hclo 是一种酸性比碳酸还要弱的酸 1 分别写出盐酸 次氯酸的电离方程式 2 要使新制氯水里次氯酸的浓度增大 可向其中加入下列的 a naoh固体b 水c naclo固体d nahco3固体e caco3固体 3 若将新制的氯水逐滴滴入含酚酞的naoh稀溶液中 当滴到最后一滴时 红色突然褪去 有同学认为产生该现象的原因可能是稀溶液中的naoh恰好与氯水完全反应 请你用实验方法证明该同学的结论是否成立 考点一 氯及其化合物 导航 氯气与水反应的两个产物中 一个是强酸 另一个是弱酸 且酸性强弱关系为 盐酸 碳酸 次氯酸 氯水中的次氯酸有漂白能力 且颜色不可恢复 解析 1 注意前者为强酸而后者为弱酸 2 要使氯水里次氯酸的浓度增大 就要设法使化学平衡cl2 h2ohcl hclo向正反应方向移动 还不能损耗hclo 加naoh会损耗hcl和hclo 其用量不易控制 加水虽会使平衡向右移动 但平衡体系内各物质浓度均会降低 加naclo不但会把盐酸反应掉 使平衡右移 还可以生成hclo 符合题意 由于次氯酸是比碳酸还弱的酸 故加nahco3 caco3等碳酸的盐 都可以只消耗hcl而不消耗hclo 导致平衡右移 使hclo浓度增大 3 氯水使naoh的酚酞溶液褪色 是将naoh中和了还是使酚酞氧化了 若是前者 再加naoh溶液应马上恢复红色 若是后者 酚酞被氧化而失去作指示剂的性质 再加naoh溶液仍会是无色 考虑到了这个区别便找到了思路 找到了简单的实验方案 答案 1 hcl h cl hclo h clo 2 cde 3 向无色溶液中加入naoh溶液 若红色再现 说明naoh被中和了 否则酚酞被氧化了 某化学兴趣小组在学习了卤素以后 做了下列实验 实验 向2ml0 1mol l滴有淀粉溶液的ki溶液中加入2滴饱和氯水 实验 向2ml0 1mol l滴有淀粉溶液的ki溶液中加入2ml相同的饱和氯水 实验结果 实验 的现象非常明显 溶液很快变为蓝色 而实验 中溶液却没有出现蓝色 对此 四位同学分别发表了自己的观点和猜想 变式训练1 甲同学认为 实验 中生成了碘 而实验 中则没有碘生成 所以实验现象不同 乙同学认为 实验中所用的氯水放置的时间太长 已经变质 所以实验现象不同 丙同学认为 实验 中所用氯水太多 过量的氯水与淀粉反应了 所以溶液没有出现蓝色 丁同学认为 化学反应的条件和药品的用量都会影响反应的发生 所以导致实验现象不同 请你参与他们的讨论 解决下列问题 1 根据已有的知识 你认为四位同学的观点中 明显不合理的是 对上述实验中的不同现象 你的猜想是 2 写出实验 中发生置换反应的离子方程式 3 实验是解决问题的重要手段 如果要判断乙同学的观点是否正确 可以通过 实验来进行确认 如果要判断丙同学的猜想是否合理 你认为继续进行的实验操作是 4 丁同学的观点存在于我们学过的化学知识中 请你用两个化学方程式表示不同的反应条件对相同物质之间反应的不同影响 解析 实验 中溶液变蓝可以证明有如下离子反应发生 2i cl2 i2 2cl 说明该饱和氯水中有cl2 可见乙同学的说法显然不对 若要判断该氯水是否变质 只需验证该氯水是否还具有漂白性即可 丙同学认为过量的氯水会与淀粉反应 所以溶液没有出现蓝色 我们可将淀粉溶液加入新制的氯水中 观察氯水的黄绿色是否褪去 丁同学的观点普遍存在于我们所学的化学知识中 例如na与o2的反应在常温和加热时产物不同 答案 1 乙生成的碘被继续氧化 或其他合理答案 2 cl2 2i 2cl i2 3 漂白将淀粉加入新制氯水中 观察溶液的浅黄绿色是否褪去 4 4na o2 2na2o 2na o2na2o2或fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o 3fe 8hno3 稀 3fe no2 3 2no 4h2o 或其他合理答案 例2 图中x y z为单质 其他为化合物 它们之间存在如下转化关系 部分产物已略去 其中 a俗称磁性氧化铁 e是不溶于水的酸性氧化物 能与氢氟酸反应 考点二 碳 硅及其化合物 回答下列问题 1 组成单质y的元素在周期表中的位置是 m中存在的化学键类型为 r的化学式是 2 一定条件下 z与h2反应生成zh4 zh4的电子式为 3 已知a与1molal反应转化为x时 所有物质均为固体 放出akj热量 写出该反应的热化学方程式 4 写出a和d的稀溶液反应生成g的离子方程式 5 向含4mold的稀溶液中 逐渐加入x粉末至过量 假设生成的气体只有一种 请在坐标系中画出n x2 随n x 变化的示意图 并标出n x2 的最大值 解析 本题利用物质的特性结合框图考查铁 硅 铝及其化合物的性质 并以此为载体考查考生正确使用化学用语描述化学问题的能力 依题意结合物质的特性可推出框图中的a为fe3o4 e为sio2 再结合框图中的信息推出x为fe y为o2 z为si d为hno3溶液 g为fe no3 3 m为na2sio3溶液 r为h2sio3 或h4sio4 3 先写出反应的化学方程式 8al 3fe3o4 9fe 4al2o3 根据方程式中al的化学计量数得出反应热的数值为8a 再根据书写热化学方程式的要求 注明反应体系中各物质的状态 放热用 吸热用 单位是 kj mol 正确写出该反应的热化学方程式 8al s 3fe3o4 s 9fe s 4al2o3 s h 8akj mol 4 硝酸具有氧化性 因此hno3溶解fe3o4的同时也把生成的fe2 氧化为fe3 利用氧化还原反应的配平方法 化合价升降法不难写出该反应的离子方程式 5 稀hno3中的hno3与fe粉反应时先把铁直接氧化为fe3 由反应方程式 fe 4hno3 稀 fe no3 3 no 2h2o可知含4molhno3的稀溶液可消耗1molfe粉 但不生成fe2 即此过程中n fe2 0 当硝酸消耗完后 再加fe粉时 又发生反应 2fe3 fe 3fe2 此时随铁粉的加入 产生的fe2 的物质的量逐渐增多 直至fe3 反应完全 此时n fe2 1 5mol 根据以上量的关系可画出n fe2 随n fe 变化的示意图 并标出n fe2 的最大值为1 5mol 变式训练2 含a元素的一种单质是一种重要的半导体材料 含a元素的一种化合物c可用于制造高性能的现代通讯材料 光导纤维 c与烧碱反应生成含a元素的化合物d 1 在元素周期表中 a位于 族 与a同族但相对原子质量比a小的元素b的原子结构示意图为 a与b在原子的电子层结构上的相同点是 2 易与c发生化学反应的酸是 反应的化学方程式是 3 将c与纯碱混合高温熔融时也发生化学反应生成d 同时还生成b的最高价氧化物e 将全部的e与全部的d在足量的水中混合后 又发生化学反应生成含a的化合物f 写出生成d和f的化学反应方程式 要将纯碱高温熔化 下列坩埚中可选用的是 a 普通玻璃坩埚b 石英玻璃坩埚c 氧化铝坩埚d 铁坩埚 4 100gc与石灰石的混合物充分反应后 生成的气体在标准状况下的体积为11 2l 100g混合物中石灰石的质量分数是 导航 本题首先根据a元素单质及化合物性质推断出a为si 并根据a b在周期表中的位置关系得出b为碳的结论 然后结合sio2等的特殊性质作答 解析 1 a元素单质可作半导体材料 含a元素的某化合物是制造光导纤维的原料 可知a为硅元素 c为sio2 d为na2sio3 比硅相对原子质量小的同族元素为碳 2 c为sio2 能与sio2反应的酸只有氢氟酸 3 sio2与na2co3高温下反应生成na2sio3和co2 故含sio2的材料 普通玻璃 石英玻璃 以及al2o3等都能与na2co3在高温下反应 故不能用以上材质的坩埚熔融na2co3 4 若sio2恰好或过量 与caco3反应方程式只有一个 即caco3 sio2casio3 co2 若caco3过量 除发生上述反应外 还会发生反应 caco3cao co2 总之 caco3的多少决定了co2的产量 可通过以下关系式列式求解 caco3 co2100g22 4lm caco3 11 2lm caco3 50g 混合物中caco3的质量分数 100 50 答案 1 第三周期第 a族 2 氢氟酸sio2 4hf sif4 2h2o 3 sio2 na2co3na2sio3 co2 na2sio3 co2 h2o na2co3 h2sio3 d 4 50 例3 如图表示某固态单质a及其化合物之间的转化关系 某些产物和反应条件已略去 化合物b在常温常压下为气体 b和c的相对分子质量之比为4 5 化合物d是重要的工业原料 考点三 硫及其重要化合物 1 写出a在加热条件下与h2反应的化学方程式 2 写出e与a的氢化物反应生成a的化学方程式 3 写出一个由d生成b的化学方程式 4 将5ml0 10mol l 1的e溶液与10ml0 10mol l 1的naoh溶液混合 写出反应的离子方程式 反应后溶液的ph 7 填 大于 小于 或 等于 理由是 加热反应后的溶液 其p