化学必修一 第四章 非金属及其化合物 化学方程式3

1、第四章第四章 非金属及其化合物方程式非金属及其化合物方程式总结总结3化学，必修一硅单质的实验室制法：硅单质的实验室制法： 硅的提纯硅的提纯 SiO2+ 2C Si(粗粗)+2CO 高温电炉高温电炉 （石英沙）（焦碳）（粗硅）（石英沙）（焦碳）（粗硅） step1: 制粗硅制粗硅 Si+2Cl2=SiCl4 加热加热 SiCl4+ 2H2 Si(纯纯)+4HCl 高温高温 step2: 提提 纯纯 硅单质与氢氟酸反应：硅单质与氢氟酸反应： Si + 4HF = SiF4 + 2H2 冶炼纯硅 A)Si + 2F 2 = SiF4 B ) Si + 2NaOH + H2O = NaSiO3 +2H

2、2 Si与NaOH溶液反应： Si + 2 OH + 2H2O= SiO32 + 2H2硅酸盐硅酸盐) ) 酸（特殊） 二氧化硅与氢氟酸反应二氧化硅与氢氟酸反应 SiO2 4HF = SiF4 2H2O 碱碱性氧氧化物 二氧化硅与氧化钙高温反应二氧化硅与氧化钙高温反应 SiO2 CaO = CaSiO3 碱碱 二氧化硅与氢氧化钠溶液反应二氧化硅与氢氧化钠溶液反应 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O SiO2+2OH-=SiO32- + H2O 弱氧化性弱氧化性 SiO2+ 2C = Si + 2CO 盐盐 SiO2 + CaCO3 = CaSiO3+CO2 SiO2 + Na2C

3、O3 = Na2SiO3+CO2 制备硅酸制备硅酸: 1.可溶性硅酸盐（如可溶性硅酸盐（如Na2SiO3）与酸反应）与酸反应 硅酸钠与盐酸反应硅酸钠与盐酸反应 Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl SiO32- + 2H+ = H2SiO3 2.硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱硅酸是一种很弱的酸，酸性比碳酸还弱 往硅酸钠溶液中通入二氧化碳往硅酸钠溶液中通入二氧化碳 Na2SiO3 + H2O + CO2 = Na2CO3 + H2SiO3 SiO32- + H2O + CO2= CO32- + H2SiO3 不稳定，受热易分解不稳定，受热易分解 H2SiO3 = H

4、2O + SiO2 实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2： MnO2+4HCl（浓） MnCl2 +2H2O+Cl2； MnO2+4H+2Cl- Mn2+2H2O+Cl2 氯气的化学性质氯气的化学性质1.与金属与金属(条件点燃条件点燃)氯气与金属钠反应氯气与金属钠反应2Na+Cl2 2NaCl氯气与金属铜反应氯气与金属铜反应Cu+Cl2 CuCl2 氯气与金属铁反应氯气与金属铁反应2Fe+3Cl2 2FeCl32.与某些非金属与某些非金属氯气与氢气反应氯气与氢气反应H2+Cl2 2HCl点燃点燃H2+Cl2 2HCl光照光照2P + 3Cl2（少量）（少量） 2PCl3(液态液态) Cl2 +P

5、Cl3 = PCl5 2P + 5Cl2（过量）（过量） 2PCl5(固态固态)3.与水与水Cl2 + H2O HCl + HClO次氯酸（次氯酸（HClO）的性质）的性质 次氯酸光照分解：次氯酸光照分解： 2HClO = 2HCl + O2 氯气与水反应：氯气与水反应： Cl2+H2O=HCl+HClO ； Cl2+H2O=H+Cl-+HClO 4.与碱与碱 氯气与消石灰反应氯气与消石灰反应 2Ca(OH)2 + 2Cl2 = CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O 氯气与氢氧化钠溶液反应氯气与氢氧化钠溶液反应 Cl2+2N

6、aOH=NaCl +NaClO+H2O； Cl2+2OH-=Cl- +ClO-+H2O 漂白粉长期置露在空气中：漂白粉长期置露在空气中： 向次氯酸钙溶液中通人少量的二氧化碳向次氯酸钙溶液中通人少量的二氧化碳 Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClO Ca2+2ClO-+CO2+ H2O=CaCO3+2 HClO 向次氯酸钙溶液中通人过量的二氧化碳向次氯酸钙溶液中通人过量的二氧化碳 ClO-+ CO2+ H2O = HCO3- +HClO 5.与盐与盐 （同同向向FeI2溶液中通入少量溶液中通入少量Cl2） 2Cl2+2NaBr = 2NaCl+Br2 Cl2 +

7、2NaI = 2NaCl+I2 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- Br2+ 2KI=I2+ 2KBr Br2+ 2I-=I2+ 2Br- 溴化亚铁溶液中通入过量氯气：溴化亚铁溶液中通入过量氯气： 2 Fe2+ 4Br3Cl2=2 Fe3+ 2Br26 Cl- 溴化亚铁溶液中通入少量氯气：溴化亚铁溶液中通入少量氯气： 2 Fe2+ Cl2= 2 Fe3+ 2Cl- 在碘化亚铁溶液中通入足量氯气在碘化亚铁溶液中通入足量氯气 ： 2 Fe2+ 4I3Cl2=2 Fe3+ 2I26 Cl- 在碘化亚铁溶液中通入少量氯气在碘化亚铁溶液中通入少量氯气 2 Fe2+ Cl2 = 2 Fe

8、3+ 2Cl- Cl2+SO2+ 2H2O = H2SO4+2HCl 5Cl2+I2+6H2O = 2HIO3+10HCl 盐酸与硝酸银溶液反应：盐酸与硝酸银溶液反应： AgNO3+ HCl= AgCl+ HNO3; Ag= AgCl 2AgNO3+Na2CO3=Ag2CO3+2NaNO3; 2Ag+ = Ag2CO3 2NH3+3Cl2 = N2+6HCl 8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl Cl2 +2FeCl2 = 2FeCl3 Cl2 +Na2S = 2NaCl+S Cl2 +H2S = 2HCl+S Cl2 + H2S = 2Cl- + 2H+ + S Cl2 +H2O2 =

9、2HCl+O2 2HCl = H2+Cl2 C+2Cl2 = CCl4 Cl2 + H2SO3 + H2O = 2Cl- + SO42- + 4H+3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-（足量Cl2 2Cl2 + 2Fe2+ + 2Br- = 2Fe3+ + Br2 + 4Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 1 ：1时） 8Cl2 + 6Fe2+ + 10Br- = 6Fe3+ + 5Br2 + 16Cl- （当n(FeBr2)/n(Cl2)= 3 ：4时） 3Cl2 + 2Fe2+ + 4I- = 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl-（足

10、量Cl2） 4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- = 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- （当n(FeI2)/n(Cl2)= 3 ：4时）ClO- + SO2 +H2O = 2H+ + Cl- + SO42-ClO- + H2O HClO + OH- ClO- + H+ = HClO硫 S+ O2 SO2 二氧化硫与氧气在催化剂的作用下反应：二氧化硫与氧气在催化剂的作用下反应： 2SO2+ O2 2SO3 三氧化硫与水反应：三氧化硫与水反应： SO3+ H2O= H2SO4 SO3+H2O= 2H+SO42- 二氧化硫与水反应二氧化硫与水反应 SO2+ H2O H2SO3 2H2SO3+ O

11、2= 2H2SO4 2 H2SO3+ O2= 4H+2SO42- 二氧化硫 SO2 + 2 H2S = 3 S + 2 H2O SO2通入氯水中，氯水褪色：通入氯水中，氯水褪色： Cl2+SO2+2H2O= H2SO4 +2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H+SO42- +2Cl- SO2通入溴水中通入溴水中溴水褪色溴水褪色： SO2+Br2+2H2O=H2SO4 +2HBr SO2+Br2+2H2O=4H+SO42- +2Br- SO2 + 2 H2O+2FeCl3 = 2HCl+ 2FeCl2 + H2SO4 H2SO4 + Na2SO3 = Na2SO4 + H2O + SO2 SO

12、2 + CaO = CaSO3 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O SO2+2NaOH=Na2SO3+ H2O SO2（少量）+2NaOH=Na2SO3+ H2O;（常用） SO2（少量）（少量）+2OH-=SO32-+ H2O SO2（足量）+ NaOH= NaHSO3 ; SO2（足量）+ OH-=HSO3- SO2（少量）+Ca (OH) 2=CaSO3+ H2O SO2（少量）+Ca2+2OH-=CaSO3+ H2O 2SO2（足量）+ Ca (OH) 2 = Ca(HSO3)2 SO2（足量）+ OH-= HSO3- 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生了化学反应

13、，永久褪色；还原性二氧化硫使品红溶液褪色，只是发生了化合反应，加热后可复原。漂白性（了解化学式）（了解化学式）k k 注意：注意：二氧化硫二氧化硫漂白原理与漂白原理与次氯酸，次氯酸，双氧水，臭氧双氧水，臭氧不同，不是不同，不是1.1.漂白性漂白性，是，是2.2.发发生了反应生了反应活性炭活性炭原理是原理是3.3.吸附性吸附性 5SO2+2KMnO4+2H2O= K2SO4+2MnSO4+2H2SO4 5SO2+2MnO4-+2H2O= 5SO42-+2Mn2+4H+ 制硫酸制硫酸 2SO2 + O2 2 SO3氮 一氧化氮 二氧化氮 氮气与氧气在放电下反应：氮气与氧气在放电下反应： N2 +

14、O2=2NO 一氧化氮与氧气反应：一氧化氮与氧气反应： 2NO + O2 =2NO2 二氧化氮与水反应：二氧化氮与水反应： 3NO2 + H2O= 2HNO3 + NO 3NO2+H2O= 2H+2NO3- +NO NO、NO2的回收：的回收： NO2 + NO + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O NO2+NO+O2+H2O=2HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3 4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3硫酸 硝酸与铜反应加热与铜反应加热 2H2SO4（浓）（浓）+Cu CuSO4+2H2O+SO2 与木炭反应加热与木炭反应加热 2H2SO4（浓）（浓）

15、+C CO2+2H2O+ 2SO2 与铜反应与铜反应 4HNO3（浓）（浓）+Cu=Cu(NO3)2 + 2NO2+2H2O 4H+2NO3-（浓）（浓）+Cu=Cu2+ 2NO2+2H2O 与铜反应与铜反应 8HNO3（稀）（稀）+ 3Cu=3Cu(NO3)2 + 2NO+4H2O 8H+2NO3-（稀）（稀）+ 3Cu= 3Cu2+ + 2NO+4H2O 硝酸硝酸(氧化性氧化性) 氧化性酸一般是含氧酸，是指酸中除了氢、氧化性酸一般是含氧酸，是指酸中除了氢、氧元素之外的中心元素在化学反应中表现出氧元素之外的中心元素在化学反应中表现出强氧化性。强氧化性。 比较常见的有：浓、稀硝酸，浓硫酸，次氯

16、比较常见的有：浓、稀硝酸，浓硫酸，次氯酸，高氯酸，亚硝酸及氯、溴、碘的含氧酸。酸，高氯酸，亚硝酸及氯、溴、碘的含氧酸。 在其他条件相同时，硝酸的氧化性随着硝酸在其他条件相同时，硝酸的氧化性随着硝酸浓度的增大而增强，即浓浓度的增大而增强，即浓HNO3的氧化性的氧化性大于稀大于稀HNO3。浓硝酸浓硝酸常温下常温下 铁在铁在浓硝酸浓硝酸中会发生中会发生钝化钝化现象现象, ,所谓所谓钝化钝化现象是指铁的表面被现象是指铁的表面被浓硝酸浓硝酸氧氧化为致密的氧化物薄膜化为致密的氧化物薄膜, ,这层薄膜阻这层薄膜阻止了酸与内层金属的进一步反应止了酸与内层金属的进一步反应. . 注意注意: :千万不要认为两者不

17、反应千万不要认为两者不反应! ! 在加热的条件下在加热的条件下 铁与铁与浓硝酸浓硝酸能发生能发生氧化还原反应氧化还原反应有以下三种情况有以下三种情况 当当HNO3过量时过量时,产物为产物为Fe(NO3)3: Fe+6HNO3(浓浓)=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O Fe+6H+ +3NO3- = Fe3+ +3NO2+3H2O 当当Fe过量时过量时,产物为产物为Fe(NO3)2: 由于由于Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2, 因此因此,总的总的化学方程式化学方程式为为: Fe+4HNO3(浓浓)=Fe(NO3)2+2NO2+2H2O Fe+4H+ +2NO3- = Fe2+ +

18、2NO2+2H2O 当当Fe与与HNO3恰好反应时恰好反应时,产物可能是产物可能是Fe(NO3)3或或Fe(NO3)2或或Fe(NO3)3和和Fe(NO3)2的混合物的混合物. 由此可见由此可见,根据根据Fe与与HNO3的物质的量不同的物质的量不同,产物分三种情况产物分三种情况: 当当n(Fe):n(HNO3)1:6时时,只有只有Fe(NO3)3； 当当n(Fe):n(HNO3)1:4时时,只有只有Fe(NO3)2； 当当1:6n(Fe):n(HNO3)1:4时时,有有Fe(NO3)3和和Fe(NO3)2. 稀硝酸稀硝酸常温下常温下 常温下就能发生氧化还原反应常温下就能发生氧化还原反应,也有以

19、下三种情也有以下三种情况况: 当当HNO3过量时过量时,产物为产物为Fe(NO3)3: Fe+4HNO3(稀稀) = Fe(NO3)3+NO+2H2O Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO+2H2O 当当Fe过量时过量时,产物为产物为Fe(NO3)2: 由于由于Fe+2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2, 因此因此,总的总的化学方程式为化学方程式为: 3Fe+8HNO3(稀稀)=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O 3Fe+8H+ +2NO3-=3Fe2+ +4H2O+2NO 当当Fe与与HNO3恰好反应时恰好反应时,产物可能是产物可能是Fe(NO3)3或或Fe(NO3)2或或Fe(NO3)3和和Fe(NO3)2的混合物的混合物. 由此可见由此可见,根据根据Fe与与HNO3的物质的量不同的物质的量不同,产物分三种情况产物分三种情况: 当当n(Fe):n(HNO3)1:4时时,只有只有Fe(NO3)3； 当当n(Fe):n(HNO3)3:8时时,只有只有Fe(NO3)2； 当当1:4n(Fe):n(HNO3)3: