基础化学第二章重要元素及其化合物

课前复习 5 在2Na 2H2O 2NaOH H2 的反应中 是氧化剂 是还原剂 是氧化产物 是还原产物 1 周期表结构 2 写出15号元素的元素符号 原子结构示意图 其在元素周期表中位置 3 周期表中主族元素的递变规律 4 写出氯化钡 氢氧化钠 硫酸镁 二氧化碳的化学式 并判断其所含键的类型 6 下列叙述正确的是 A 由极性键形成的双原子分子一定是极性分子B 含极性键的分子一定是极性分子C 非极性分子中一定存在非极性键D CO2 CH4 Cl2 H2都是由非极性键形成的非极性分子 第二章重要元素及其化合物 第一节卤素 相关知识复习 卤素简介 1 位于元素周期表中 A族 2 它们最外层电子都是7个电子 3 都是典型的非金属元素 一 盐酸 盐酸 HCl 是我们最常用的三大无机强酸 盐酸 硫酸和硝酸 之一 在水溶液中容易电离 生成氢离子和氯离子 HCl H Cl 因此 HCl具有酸类物质的通性 盐酸通性 盐酸与石蕊试液反应的实验现象是与甲基橙试液反应的实验现象是 1 使酸碱指示剂变色取2支试管 分别加入1mL稀盐酸 然后一支滴入石蕊试液2滴 另一支滴入甲基橙试液2滴 观察现象 变红 变红 两者试液都变红 这是酸的通性之一 我们可以用此性质检验酸及酸性物质 盐酸通性 观察的现象是 2 与碱发生中和反应取1支试管 加入1mL1mol L的盐酸溶液 加1滴酚酞 然后逐滴加入0 1mol L的NaOH溶液1mL 观察反应现象 溶液由无色变成红色 实验现象表明 HCl与NaOH发生了中和反应生成盐和水 反应方程式是 HCl NaOH NaCl H2O 这里酚酞指示剂起到指示酸碱中和反应进行程度的作用 溶液变红色 说明HCl被NaOH中和完全 酸和碱反应生成盐和水 这是酸的另一个通性 利用中和反应可以改变药物的性质 药物分析中常用于药物的含量测定 二 氯化物 熟悉的氯化物 有食盐 NaCl 氯化锌 ZnCl2 氯化铁 FeCl3 和氯化银 AgCl 等 大多数氯化物能溶于水 只有氯化银 AgCl 氯化亚汞 Hg2Cl2 等少数的几种盐难溶于水 一 与硝酸银溶液反应 可溶性氯化物和硝酸银溶液反应生成白色沉淀 取3支试管 分别加入稀盐酸 氯化钠和碳酸钠溶液各1mL 然后向每支试管里各滴入硝酸银溶液各5滴 有何现象 再在上述试管中各滴入少量稀硝酸 观察发生的现象 上面的三组反应化学方程式表示为 NaCl AgNO3 NaNO3 AgCl 白色 HCl AgNO3 HNO3 AgCl 白色 Na2CO3 2AgNO3 2NaNO3 Ag2CO3 白色 加入硝酸后 Ag2CO3沉淀溶解 2HNO3 Ag2CO3 2AgNO3 CO2 H2O 在盐酸这一切可溶性氯化物的溶液中 都含有氯离子 氯离子和银离子作用都可生成白色的氯化银沉淀 且不溶解与硝酸 碳酸根和银离子作用也可生成白色沉淀 但是碳酸银沉淀可溶解于硝酸中 课堂互动 从下列化合物中找出能电离出氯离子 Cl 的氯化物 并写出这些化合物加硝酸银后再加硝酸溶液反应的实验现象 三 卤素单质 卤族元素最外层电子数都是7 但是核外电子层数不同 因此它们的单质及其化合物既有相似性质 又存在差异 一 卤素单质的物理性质 氯气能溶于水 常温下 1体积的水能溶解2体积的氯气 氯气的水溶液称为氯水 氯水中溶解的部分氯气能与水反应生成盐酸和次氯酸 次氯酸很不稳定 容易分解出氧气 并且次氯酸是强氧化剂 具有杀菌和漂白能力 所以常用于氯气消毒自来水 还可以使有机色素褪色 故可用于布匹和纸浆等的漂白剂 1 与水的反应Cl2 H2O HCl HClO 1 氯气的化学性质 二 卤素单质的化学性质 氯气与碱溶液反应 生成次氯酸盐和氯化物 工业上常用氯气与冷的消石灰作用制成含氯石灰 俗称漂白粉 漂白粉是混合物 其主要成分为氯化钙和次氯酸钙 有效成分是次氯酸钙 次氯化钙 水和CO2反应生成次氯酸 故可以漂白 2 与碱的反应 1 氯气的化学性质 二 卤素单质的化学性质 Cl2 2NaOH NaCl NaClO H2O 2Cl2 2Ca OH 2 Ca ClO 2 CaCl2 2H2O Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 HClO 碘遇淀粉变蓝 紫 色 且反应非常灵敏 利用这个性质 可以检验碘或淀粉的存在 2 碘的化学性质 二 卤素单质的化学性质 三 单质的活泼性与它们的置换反应 3 置换反应 1 卤素单质的分子式怎么写 F2 Cl2 Br2 I2 都是强氧化剂 氧化性强弱顺序为 F2 Cl2 Br2 I2 2 卤素单质是氧化剂还是还原剂 强弱顺序如何 2NaBr Cl2 2NaCl Br22KI Cl2 2KCl I22KI Br2 2KBr I2 四 金属卤化物 3 置换反应 1 氯化物与其它卤化物的化学性质有相似之处吗 有 都可以和硝酸银反应生成卤化银沉淀 2 离子反应方程式 Cl Ag AgCl 白色 Br Ag AgBr 浅黄色 I Ag AgI 黄色 氟 氯 溴 碘 四 金属卤化物 3 重要的卤化物 氯化钠 食盐 无色立方体结晶或结晶性粉末 医疗上用的生理盐水是9g L的氯化钠溶液 氯化钾 农业上用作于肥料 钾肥 医疗上用于低血钾症 氯化钙 干燥剂 医疗上用于缺钙症 皮肤黏膜过敏性疾病 镁中毒等 碘化钾 医疗上用于地方性甲状腺肿的预防 治疗和配制碘酊 思考与练习 试液中加入少量的稀硝酸 后加硝酸银溶液 有白色沉淀 原溶液含有氯离子 有浅黄色沉淀 原溶液含溴离子 有黄色沉淀 原溶液含碘离子 如何检验Cl Br I 第二节碱金属 碱土金属的重要化合物 碱金属和碱土金属是周期表中的IA和 A族元素 碱金属包括锂 钠 钾 铷 铯 钫 由于它们的氧化物溶于水呈强碱性 所以称为碱金属 碱土金属包括铍 镁 钙 锶 钡 镭六种元素 因其氧化物呈碱性 又类似于 土 所以又称为碱土金属 一 焰色反应 钠 钠燃烧时的火焰呈现黄色 钾 透过蓝色的钴玻璃 消除那杂质干扰 呈现紫色 钙 砖红色 钡 黄绿色 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 NaOH对纤维和皮肤有强烈的腐蚀性 俗名又叫苛性钠 火碱或烧碱 氢氧化钠 氢氧化钾和氢氧化钡为三大强碱 氢氧化钠在水溶液中容易电离 生成钠离子和氢氧根离子 它具有碱类物质的通性 1 氢氧化钠 NaOH 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 氢氧化钠能使石蕊试液变蓝色 使得酚酞试液变红 酸碱中和反应生成盐和水 氢氧化钠是强碱 它能与玻璃中的二氧化硅反应 生成黏性的硅酸钠 因此盛放氢氧化钠的试剂瓶要用橡胶塞 否则长期存放后瓶塞不易打开 1 氢氧化钠 NaOH 1 使酸碱指示剂变色 2 与酸发生中和反应 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 氢氧化钙俗称熟石灰 它的饱和水溶液叫做石灰水 Ca OH 2是中强碱 对皮肤和衣服等有腐蚀性 将二氧化碳气体通入石灰水 会使澄清的溶液变浑浊 实验室用这一种方法鉴别二氧化碳气体 2 氢氧化钙 Ca OH 2 CO2 CaCO3 H2O 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 所有的碳酸氢盐都溶于水 而碳酸盐只要碳酸铵 碱金属的碳酸盐能溶于水 在一定条件下 碳酸盐和碳酸氢盐之间可以相互转化 3 碳酸盐 碳酸氢盐 CaCO3 CO2 H2O Ca HCO3 2 1 溶解性 MgCO3 CO2 H2O Mg HCO3 2 Ca HCO3 2 CaCO3 CO2 H2O Mg HCO3 2 Mg2 OH 2CO3 3CO2 H2O 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 3 碳酸盐 碳酸氢盐 Na2CO3 2HCl 2NaCl H2O CO2 2 与酸反应 NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 提问 是所有的碳酸盐和碳酸氢盐都与酸反应放出二氧化碳气体吗 是的 二 碱金属 碱土金属的重要化合物 3 碳酸盐 碳酸氢盐 Na2CO3和NaHCO3都可水解 使溶液显碱性 3 碱性 碳酸钠和碳酸氢钠是两种重要的盐 碳酸氢钠俗称小苏打 是焙制糕点所用发酵粉的主要成分之一 医疗上用于胃酸过多 碳酸钠俗名纯碱或苏打 碳酸钠晶体含有结晶水 在空气中晶体很容易失去结晶水 并渐渐变成粉末 失水以后的碳酸钠叫无水碳酸钠 它广泛用于玻璃 造纸 纺织等工业中 第三节氧和硫的化合物 氧和硫都是元素周期表中 A族的元素 原子层最外层电子为6个电子 是典型的非金属元素 一 氧的化合物 2H2O2 2H2O O2 纯的过氧化氢是淡蓝色的粘稠液体 能以任意比例与水混溶 其水溶液俗称双氧水 常温下过氧化氢能缓慢分解 氧是地球上含量最多 分布最广的元素 氧气和水是含氧物质中我们最熟悉的 而过氧化氢 H2O2 则是另一类重要的含氧化合物 碱性溶液 光照 重金属离子的存在会使过氧化氢加快分解 因此 它应放在棕色瓶内避光低温保存 并加入少量稳定剂如锡酸钠等 H2O2 2KI 2HNO3 I2 2H2O 2KNO3 过氧化氢和碘化钾反应 H2O2在酸性或碱性溶液中都是一个强氧化剂 生成的碘遇淀粉显蓝色 1 氧化性 2 还原性 当过氧化氢遇到更强的氧化剂时 也可以作为还原剂 5H2O2 2KMnO4 3H2SO4 5O2 8H2O 2MnSO4 K2SO4 过氧化氢为反应中的还原剂 药物分析中 利用此反应可测定过氧化氢的含量 在酸性溶液中 H2O2可与K2Cr2O7反应生成蓝色过氧化铬 该性质可用于检验H2O2 也可以检验K2Cr2O7的存在 3 重铬酸钾反应 过氧化氢的主要用途是以它的氧化性为基础的 医药上用30g L的H2O2外用消毒 工业上用于漂白毛和丝等含动物蛋白质的织物 其优点是漂白 杀菌能力强 无有害残留物 不污染环境 二 硫的化合物 H2SO4 2H SO42 硫酸是一种强酸 在水溶液中容易电离 生成氢离子和硫酸根离子 1 硫酸 1 酸的通性 稀硫酸具有一般酸类的通性 能使紫色石蕊试液显红色 能与活泼金属 金属氧化物 碱类反应 浓硫酸具有强烈的吸水性 脱水性和氧化性 2 浓硫酸的特殊性 浓硫酸强烈的吸收水分并放出大量的热 故在稀释浓硫酸时 只能将浓硫酸在搅拌下缓慢倒入水中 切不可将水倒入浓硫酸中 否则会发生局部过热而导致爆炸 浓硫酸在工业上和实验室里常用用作干燥剂 干燥氯气 氢气 二氧化碳等气体 浓硫酸能按水的组成比脱去纸屑 棉花 木屑 蔗糖等有机物中的氢 氧元素 使这些有机物炭化 稀硫酸不与铜反应 但浓硫酸的氧化性很强 加热时氧化性更强 可以氧化很多金属和非金属 例如 Cu 2H2SO4 浓 CuSO4 SO2 2H2O C 2H2SO4 浓 SO2 CO2 2H2O 钝化 常温下 浓硫酸与铁 铝等接触很快使金属表面生成一层金属氧化物的致密薄膜 可阻止内部金属继续与硫酸起反应的现象 因此 浓硫酸可以用铁或铝制的容器贮存 当皮肤不慎沾上浓硫酸时 不能马上用水冲洗 而要用干布迅速拭去 再用大量水冲洗 硫酸是化学工业中的一种重要的化工原料 国际上往往产量来衡量一个国家的化工生产能力 硫酸可以用来制造盐酸 硝酸 化肥及各种硫酸盐 还大量用于石油的精炼和炸药的生产上以及制造各种染料 药物等 3 硫酸盐 一般硫酸盐都易于溶于水 硫酸钡 硫酸铅难溶于水 1 硫酸盐的性质 BaCl2 H2SO4 BaSO4 2HCl BaCl2 Na2SO4 BaSO4 2NaCl BaCl2 Na2CO3 BaCO3 2NaCl 加入少量盐酸后 BaSO4不溶解 BaCO3溶解 BaCO3 2HCl BaCl2 CO2 H2O 中国药典用将待测的物质加HCl后再加BaCl2 若产生白色沉淀 说明有硫酸根 硫酸钠 含10个分子结晶水的硫酸钠 俗称芒硝 无水硫酸钠就是中药的玄明粉 医药上用作泻药 也可用作钡盐 铅盐中毒时的解毒剂 2 常见的硫酸盐 硫酸钙 含2个分子结晶水的硫酸钙称为石膏 石膏加热到150 170 时 会失去一份子结晶水 变成熟石膏 CaSO4 H2O 熟石膏跟水混合成糊状物会很快凝固 重新变成石膏 通常医疗中利用这种性质制造各种模型 用来作石膏绷带 硫酸亚铁 含7个分子结晶水的硫酸亚铁是淡绿色的晶体 医药上用作补血剂 治疗缺铁性贫血 工业上可用于制蓝黑墨水 硫酸钡 不溶于水 也不溶于酸 具有强烈吸收X射线的能力 在医疗上用作胃肠透视时的内服对比剂来检查诊断疾病 3 硫代硫酸钠 含结晶水的硫代硫酸钠 Na2S2O3 5H2O 商品名为海波 俗称大苏打 是无色透明的结晶 易溶于水 其水溶液弱碱性 它的主要化学性质表现为不稳定性和还原性等 取一支试管 加硫代硫酸钠固体0 1g 加水1mL溶解后 加入少量盐酸 观察反应现象 注意闻闻所产生气体的气味 1 不稳定性 实验表明 加入HCl后产生白色沉淀 迅即变为黄色沉淀 并有刺激性气味的气体产生 Na2S2O3 2HCl 2NaCl S SO2 H2O 上述反应方程式通常作为鉴别硫代硫酸钠的反应 硫代硫酸钠是一种中等强度的还原剂 碘可将它氧化成连四硫酸钠 2 还原性 2Na2S2O3 I2 Na2S4O6 2NaI 这是药物分析中碘量法的一个主要反应 用于定量测定碘 取1支试管 加硫代硫酸钠固体0 1g 加水1mL溶解后加入2滴三氯化铁溶液 3 与三氯化铁反应 实验现象是两者相遇 原来三氯化铁的紫色马上消失 这个反应也可以用来鉴别硫代硫酸钠 两者作用能生成毒性较小的硫氰酸钠 4 与氰化钠的反应 因此 硫代硫酸钠可做氰化钠中毒的解毒剂 Na2S2O3 NaCN NaSCN Na2SO3 硫代硫酸钠主要用作化工生产中的还原剂 棉织物漂白后的脱氯剂 医药上作为氰化物中毒或铅 汞 砷等中毒的解毒剂 外用时 可治疗疥疮 癣等皮肤病 课堂互动 1 思考 为什么鲜花在氯气中褪色 氯气溶于水成为氯水 并与水反应生成次氯酸和盐酸 次氯酸是强氧化