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文档简介

1、第一部分:金属及其化合物一钠的性质1.物理性质(研究物理性质方向:三态、两度、两点)2钠的化学性质(1)钠与非金属的反应:钠在空气中缓慢氧化,表面生成了一薄层Na2O,使其表面变暗:4Na+ O2=2Na2O (白色固体、不稳定)钠在空气或氧气中燃烧,反应剧烈,发出黄色火焰,生成淡黄色固体(Na2O2)2Na+ O2Na2O2 (淡黄色固体、稳定)钠还可以和H2,Cl2,S,N2,P等非金属发生反应。2Na+H22NaH(NaH+H2O=NaOH+H2归中反应,H显-1价),研磨2Na+Cl2 2NaCl(黄光,产生白烟);2Na+S Na2S(研磨易爆炸)。(2)Na放在自然界最终变成什么物

2、质?(3)Na与活泼H+的反应酸:2Na+2H+2Na+H2(2H+一般指稀硫酸或盐酸);醋酸:2CH3COOH + 2Na2CH3COONa + H2;水:2Na+2H2O2NaOH+H2 (浮、熔、游、响、红);醇: 2CH3CH2OH + 2Na2CH3CH2ONa + H2(钠沉在底部,缓慢反应);(钾、钙、钠等活泼金属可以与含活泼氢的醇,羧酸(醋酸),水,无机酸等反应;1mol Na无论和何种物质反应只能提供1mol电子)(4)金属钠与盐(aq)反应的实质:先和H2O反应;生成的碱再和盐(aq)反应CuSO4 FeCl3 FeCl2 NH4Cl 钠与盐在熔融状态下的反应二、钠的化合物

3、(1)氧化钠和过氧化钠对比(列表比较)过氧化钠与水反应实质:向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2,观察到先有大量气泡产生,溶液变红,过一会儿溶液又变为无色。原因:反应实质分两步进行:Na2O22H2O2NaOHH2O2,2H2O22H2OO2,因此金属过氧化物与水反应后得到的溶液中通常含有H2O2而使溶液具有较强的氧化性。(永久性漂白)物质的量关系:无论是H2O或CO2得单一物质还是二者的混合物,通过足量的Na2O2时,H2O或CO2与放出O2的物质的量之比均为2:1,气体体积的减少量等于原混合气体体积的1/2(水为水蒸汽),也等于生成氧气的量。电子转移关系当Na2O2与H2O、CO2反应时

4、,物质的量关系为2Na2O2 2 H2O 2CO2 2e- 。增重量等于可燃物质量的规律凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,W g该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为11,即可满足该条件。中学阶段常见的符合这一关系的物质有:无机物:H2、CO及H2和CO的混合气体;有机物:CH3OH(甲醇)、C6H12O6(葡萄糖)等。优先规律Na2O2与H2O、CO2混合反应时,应当看作Na2O2先与CO2反应,后与H2O反应。(2)氢氧化钠(俗名:火碱、烧碱、苛性钠)白色固

5、体,易潮解,具有很强的腐蚀性(碱性物质会腐蚀玻璃,用橡胶塞),具有碱的通性。向NaOH溶液中通CO2至过量:(从碳酸的两步电离出发)CO2少量:2 NaOH + CO2Na2CO3 + H2O CO2足量: NaOH + CO2NaHCO3 (3)碳酸钠、碳酸氢钠主要性质比较及鉴别三铁铁在地壳中的含量为5.1012%,居第四位,仅次于氧、硅和铝。是人类用量最大的金属,自然界中的铁有游离态和化合态两种形态,单质主要以陨铁的形式存在,其化合物主要以矿石的形式存在,如:磁铁矿 Fe3O4、赤铁矿 Fe2O3、黄铁矿FeS2、菱铁矿FeCO3。1、物理性质:纯净的块状铁呈银白色,粉末状铁呈灰

6、黑色,密度7.86g/cm3,熔点为1535, 沸点2750,纯铁质地软,抗腐蚀力强,有较好的导电、传热性,有较好的延展性,铁能被磁体吸引。2、化学性质:铁是一种变价金属,与物质反应可以生成+3价或+2价的化合物,还可能既生成又生成化合物,试列举:四、铁的重要化合物1. 铁的氧化物:名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名-铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体价态+2+3+2、+3与H+反应FeO+2H+(非氧化性酸) Fe2+H2O3FeO+10H+NO3-(稀)3Fe3+NO+5H2OFe2O3+6H+2Fe3+3H2OFe3O4+8H+2Fe3+ Fe2+

7、4H2O3Fe3O4+28H+NO3-(稀)9Fe3+NO+14H2O制取 高温熔融,过量的铁与氧气反应 2Fe+O22FeOFe(OH)3的分解 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 铁在氧气中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4 特例:遇还原性酸(如HI、H2S)Fe3+会还原为Fe2+;遇氧化性酸(如HNO3)Fe2+会氧化为Fe3+ 2. 铁的氢氧化物:(1)Fe(OH)3 :红褐色固体,不溶于水化学性质:1) 易溶于酸: Fe(OH)3 + 3H+ Fe3+ + 3H2O (注意还原性强的酸如HI)2) 受热分解: 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O制备方法: Fe3+ + 3OH

8、- Fe(OH)3(2)Fe(OH)2 :白色固体,不溶于水化学性质:1) Fe(OH)2 + 2H+Fe2+ + 2H2O2) 易氧化:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O4Fe(OH)3 (白色絮状灰绿色红褐色沉淀)制备方法:新制备的亚铁盐溶液中放入少量的铁以防止Fe3+离子产生,加热以排除溶有的空气,将已加热除去空气后的碱溶液沿着试管壁加入盛亚铁盐溶液的试管中,或是使用长颈漏斗,把滴管尖嘴直接插入液面下再加入碱溶液,可得到白色絮状沉淀。3铁盐(1)铁盐(Fe3+)水溶液呈(棕)黄色,具有氧化性,能和一些强还原剂如:(Fe、 Cu、S2-、SO32-、SO2、I-)等反应:2Fe3+

9、Fe3Fe2 2Fe3+ + Cu2Fe2+Cu2+ 2Fe3+ + H2S2Fe2+ + S + 2H+检验Fe3+方法1)含有Fe3的溶液呈黄色2)滴加KSCN溶液 :Fe3+3SCN- Fe(SCN)3 血红色溶液3)滴加NaOH溶液 :Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 产生红褐色沉淀4)遇到酚羟基显紫色(2)亚铁盐(Fe2+)水溶液呈浅绿色,具有较强还原性,能和一些强氧化剂(如:O2、Cl2、Br2、KMnO4、HNO3、浓H2SO4、HClO、K2Cr2O7等)反应: 2Fe2+ Cl22Fe3+ 2Cl;2FeBr2 + 3Cl2(足量)2FeCl3 + 2Br26FeBr2

10、+3Cl2(少量)2FeCl3 + 4FeBr3;2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O检验Fe2+的方法1) 含有Fe2的溶液呈浅绿色2) 滴加硫氰化钾溶液,无明显现象,再滴加氯水(或通氯气)等强氧化剂,立刻出现红色。2Fe2+ Cl22Fe3+ +2Cl-3) 滴加碱溶液,生成白色絮状沉淀,立刻变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。4)能使酸性高锰酸钾、溴水褪色。5)加K3Fe(CN)6(铁氰酸钾)生成蓝色沉淀(Fe3Fe(CN)62滕氏蓝)保存方法:因Fe2+易被氧化,其晶体应密封保存。配制溶液时应加铁粉防止氧化,并加少量相应的酸抑制水解。绿矾  FeSO4·7H2O

11、 摩尔盐(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(3)高铁酸盐高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型的非氮高效氧化剂和消毒剂,用于饮用水处理。净水原理:强氧化性,杀菌消毒还原产物为Fe3+,易水解,生成Fe(OH)3胶体可吸附水中杂质。制备方法:用次氯酸根在碱性环境中氧化氢氧化铁或Fe3+写出离子方程式: 。铝及其化合物一铝的性质:铝元素以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如:白云母【KAl3Si3O10(OH)2】、高岭石【Al4Si4O10 (OH)8】、铝土矿【Al2O3常含杂质CaO、MgO、SiO2 、Fe2O3】、明矾【KAl(SO4)2·12H2O】。是地壳中含量

12、最丰富的金属元素。1. 物理性质:银白色金属,硬度和密度小,具有良好的导电导热性和延展性。2. 化学性质(1)跟O2及其它非金属反应常温下被O2氧化,形成致密氧化膜,在O2中或高温下点燃生成Al2O3,与Cl2、S等非金属反应 2Al+3Cl2 2AlCl3(遇水即有白雾产生) 2Al+3S Al2S3 (只能单质间化合生成,遇水即反应)(2)铝热反应:8Al3Fe3O4 4Al2O39Fe (放热反应,可用于焊接铁轨,冶炼熔点较高的金属)铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。 可简单认为是铝与某些金属氧化物(如FeO、FeO、CrO、VO等)在高热条件下发生的反应。铝热反应常用

13、于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。镁条在空气中可以燃烧,氧气是氧化剂。但插入混合物中的部分镁条燃烧时,氯酸钾则是氧化剂,以保证镁条的继续燃烧,同时放出足够的热量引发氧化铁和铝粉的反应。(3)与非氧化性酸反应离子方程式为:2Al6H= 2Al33H2注意:氧化性酸与Al的反应后面学习。(4)与碱反应:2Al+ 2NaOH + 2H2O2NaAlO2+3H2氧化剂和还原剂各是什么?离子方程式为 2Al2OH2H2O2AlO23H2反应本质: 。思考:将铝箔包着的钠块(铝箔上有小孔)放入水中,会发生哪些反应?钠和铝满足什么关系时,固体恰好消失?三、氧化铝1.物

14、理性质:白色固体、熔点高(2054) 、沸点2980、不溶于水,不与水化合。常作耐火材料。天然的Al2O3又叫刚玉。 ,其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。加热暴露在空气中的铝片,只熔化不滴落。电解2.化学性质: 电解熔融氧化铝2Al2O3 =2Al + 3O2 (注:AlCl3为共价化合物,熔融状态不导电,所以电解Al2O3冶炼铝,常用冰晶石(Na3AlF6)作为助熔剂)Al2O3的两性与酸反应:Al2O36HClAlCl33H2O(Al2O36H2Al33H2O) 与碱反应:Al2O32NaOH2NaAlO2H2O(Al2O32OH2AlO2H2O)四、

15、氢氧化铝1.物理性质:氢氧化铝是白色胶状物质,不溶于水,有强的吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素,为两性氢氧化物。2化学性质:不稳定性:氢氧化铝不稳定,受热易分解。 2Al(OH)3 = Al2O32H2O 这是工业上制取纯净氧化铝的方法。Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2OAl(OH)3+NaOHNaAlO2+2H2O(只与强碱反应)Al(OH)3 具有两性的原因:H+AlO2+H2O Al(OH)3 Al3+ + 3OH3Al(OH)3的制备在铝盐溶液中加足量氨水。a.Al3+3NH3·H2OAl(OH)3+3NH4+ (不能用强碱)b、向偏铝酸盐溶液中通二

16、氧化碳AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3+HCO3-(若CO2少量的方程式如何写: 。)c、将铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混和 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O4Al(OH)3五 铝盐1.铝盐(1)向铝盐中加入氢氧化钠至过量,生成的Al(OH)3与加入的NaOH的物质的量关系可用图象表示为:方程式为: (2)明矾成分KAl(SO4)2·12H2O,常用作净水剂,净水原理:Al3+很容易水解,生成胶状的氢氧化铝Al(OH)3:Al3+ + 3H2O D Al(OH)3+ 3H+ (可逆)氢氧化铝胶体的吸附能力很强,可以吸附水里悬浮的杂质,并形成沉淀,使水澄清。向硫酸铝钾溶液中

17、滴加Ba(OH)2硫酸铝钾过量2KAl(SO4)2 + 3Ba(OH)2 2Al(OH)3 + K2SO4 + 3BaSO4 硫酸铝钾少量 KAl(SO4)2 + 2Ba(OH)2 KAlO2 + 2BaSO4 + 2H2O 六、偏铝酸盐(鲁科版为四羟基合铝酸盐AlO2- + 2H2O Al(OH) 4-)1.以下两个实验现象分别是什么?如果两份溶液的所用的NaOH和AlCl3的量相同,最后产生沉淀的量是什么关系?反应的方程式分别是什么 2.向含有1mol偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量,沉淀量与HCl滴入量的关系图像为?提醒:离子方程式:AlO2-H+H2OAl(OH)3¯ A

18、l(OH)33H+Al3+3H2O3.向含有1molH的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量,沉淀量与偏铝酸盐滴入量的关系图像为?提醒:离子方程式:AlO2-4H+ Al3+2H2OAl3+3AlO2-6H2O4Al(OH)3¯总结:灵活应用“铝三角”,写出每个转化的离子方程式:铜和镁的性质一铜的性质1.铜是一种有金属光泽的紫红色固体,有良好的导电、导热性(仅次于银,可用于制电缆),良好的延展性。2.铜的化学性质不太活泼,自然界中有少量单质铜存在,在潮湿的环境下,铜能发生锈蚀生成铜绿Cu2(OH)2CO3。在一定条件下铜能与多种物质发生化学反应,试写出下列有关反应的化学方程式。3铜

19、的化合物(1)无水硫酸铜(CuSO4)是白色粉末,吸水后变为蓝色的晶体(CuSO4·5H2O),常用做检验水的存在,俗称蓝矾。铜盐能杀死某些细菌,并能抑制藻类生长,因此游泳馆常用硫酸铜作池水消毒剂。稀的硫酸铜溶液还可用于杀灭鱼体上的寄生虫,治疗鱼类皮肤病和鳃病。(2)氢氧化铜Cu(OH)2是蓝色不溶于水的固体,受热易分解,生成黑色的氧化铜, (3)氧化亚铜(Cu2O)深红色或深棕色结晶性粉末。在潮湿空气中易氧化,溶于酸和浓氨水,不溶于水,氧化铜加热时可以生成Cu2O和O2。与非氧化性酸反应:CuO+HSO=CuSO+Cu+HO氧化亚铜和硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水3CuO+14H

20、NO(稀)=6Cu(NO)+2NO+7HO氧化亚铜与氨水反应,因生成络合物,不歧化成二价铜和铜溶于浓氨水溶液形成无色配合物Cu(NH)+(铜(I)铵离子),其在空气中被氧化为蓝色的 Cu(NH)(HO)+(二水合铜(II)氨离子)铜的冶炼“三方法”湿法炼铜:FeCuSO4=FeSO4Cu高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO(炉渣)2Cu2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2粗铜中铜的含量为99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼

21、铜的原理是用粗铜作阳极,失电子变为Cu2,用纯铜棒作阴极即可得精铜。生物炼铜:“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性,并能利用空气中的氧气氧化硫化亚铜矿石,然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点:a.成本低;b.污染小;c.反应条件简单;d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。(4)CuCl和AgCl一样,也是不溶于水和非氧化性酸的白色沉淀。二.镁的性质地壳中存在形式:菱镁矿(碳酸镁)MgCO,白云石(碳酸镁钙)CaMg(CO),光卤石(水合氯化镁钾)KCl·MgCl·HO中。外观与性状:银白色有金属光泽的粉末。溶解性:不溶于水、碱液,溶于酸具有比较强的还原性,

22、能与沸水反应放出氢气,燃烧时能产生眩目的白光,镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用,也不受苛性碱侵蚀,但极易溶解于有机和无机酸中,镁能直接与氮、硫和卤素等化合。1.与非金属单质的反应:2Mg+O2MgO 3Mg+NMgN(产物可水解) Mg+ClMgCl2.与水的反应:Mg+2H2O(热水) Mg(OH)+H3.与非氧化性酸的反应:Mg+2HClMgCl+H4.与氧化物的反应:2Mg+CO2MgO+C(黑白两种固体的置换反应)5.与盐反应:Mg + 2NHClMgCl+ 2NH + H6.与硝酸反应:Mg + 4HNO3 (浓 )=Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 3Mg + 8 H

23、NO3 (稀)=3 Mg(NO3)2 + 2NO +4H2O 4Mg + 10 HNO3 (稀)=4 Mg(NO3)2 + N2O + 5H2O 4Mg + 10 HNO3 (稀)=4 Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Mg + 2 HNO3 (极稀)Mg(NO3)2 +H27.海水提镁:MgCl·6HO(s)= MgCl(s) +6HO(l) MgCl(l)Mg(s)+Cl(g)(通电电解)第二部分:非金属及其化合物一碳及其化合物1.碳(1)碳有多种同素异形体重要的有金刚石(自然界最硬的物质)、石墨(质软,具有良好的导电性)和C60等。(2)碳的化学性质 在常温下碳

24、很稳定,只在高温下能发生反应,通常表现为还原性。 燃烧反应(略)与某些氧化物的反应:CCO22CO; C2CuOCO22Cu;CH2OCOH2(CO、H2的混合气体叫水煤气,吸热反应);2C+SiO2Si+2CO与氧化性酸反应:(生成物均为氧化物)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O; C4HNO3(浓)CO24NO22H2O(黑色固体与某物质加热反应后生成物为三种氧化物,且两种为气体)弱氧化性 (与氢气反应)C+2H2 CH4歧化反应 (与氧化钙反应)3C + CaO CaC2 + CO2、一氧化碳:(1)物理性质:在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、有毒的气体,(CO和血红蛋白

25、结合,使血红蛋白无法和O2结合,而使细胞缺氧引起中毒,即煤气中毒)。 (2)化学性质:可燃性 还原性: 除去二氧化碳中混有的一氧化碳,可将气体通过灼热的氧化铜。(3)制法:工业制法:水煤气法 CH2OCOH2O实验室制法:甲酸分解 HCOOHCO + H2O(条件:浓硫酸加热)(4)检验方法:点燃后火焰呈淡蓝色,在火焰上方罩上一个干而冷的小烧杯,无水雾出现,而罩上有澄清石灰水的烧杯,石灰水变浑浊。3、二氧化碳:无色无味能溶于水(1:1),密度大于空气,可倾倒,易液化,能引起全球变暖,即温室效应,但不是大气污染物。固态CO2俗称干冰,能升华,常用于人工降雨。主要性质具体事实化学方程式酸性氧化物的

26、通性与水作用CO2 + H2O H2CO3 与碱作用(过量少量问题)CO2 +Ca (OH)2=CaCO3+ H2O 用于检验CO2与碱性氧化物作用CO2 +CaO=CaCO3 与某些盐作用Na2SiO3 + CO2 + H2O = Na2CO3+H2SiO3弱氧化性与镁作用、与碳作用点燃2Mg + CO2 2Mg+ C(同时生成黑白两种固体)其它与过氧化钠作用2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2制法:工业制法:CaCO3 CO2 +CaO(高温煅烧石灰石)实验室制法:CaCO32HClCaCl2CO2H2O。二硅及其化合物1.硅存在形式:硅在地壳中只有化合态,没有游离态,

27、在自然界,硅元素主要以硅酸盐和二氧化硅的形式存在。其地壳中含量居第二,仅次于氧,是构成矿物和岩石的主要成分。物理性质:有无定形和晶体硅两种,晶体硅是灰黑色,有金属光泽,硬而脆的固体,是半导体,具有较高的硬度和熔点。化学性质:硅的化学性质不活泼,常温下,只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2(反应本质);在加热条件下,能与氧气、氯气等少数非金属单质化合:SiO2SiO2。制备:在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅:SiO22CSi2CO,将制得的粗硅,再与Cl2反应后,蒸馏出SiCl4,然后用H2还原Si

28、Cl4可得到纯硅。有关的反应为:Si十2C12SiCl4、 SiCl4+2H2Si+4HCl。硅在高新技术中的应用:高纯硅可作半导体材料,太阳能电池板及制作DNA芯片为代表的生物工程芯片和电脑芯片;人工合成的硅橡胶是目前最好的既耐高温又耐低温的橡胶,在-60250仍能保持良好的弹性;人工制造的具有均匀微孔结构的铝硅酸盐分子筛,主要用作吸附剂和催化剂。 2.二氧化硅(硅石、石英、水晶、玛瑙、玻璃、沙子)物理性质:是一种坚硬难熔的固体,硬度、熔点都很高。难溶于水(是中学化学中唯一不溶于水的酸性氧化物),可制作光导纤维。化学性质:很稳定,不能跟酸(氢氟酸除外SiO2+4HFSiF4+2H2O常利用此

29、反应雕刻玻璃)发生反应。由于它是一种酸性氧化物,所以能跟碱性氧化物或强碱反应。SiO2+CaO CaSiO3、SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中;不能用石英坩埚灼烧碱性物质)。3.硅酸(1)硅酸有多种形式,如H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。一般用通式xSiO2·yH2O表示,由于“H2SiO3”分子式最简单,习惯采用H2SiO3作为硅酸的代表。(2)硅酸酸性比碳酸还弱,由下列反应可证明:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3用下图所示的装置,通过一次实验即可验证三种酸的酸性强弱:HClH2CO3H2SiO3

30、 碳酸盐 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3溶液4、硅酸盐:硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称。它在地壳中分布极广,是构成多数岩石(如花岗岩)和土壤的主要成分。硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。 硅酸钠(Na2SiO3):最简单的硅酸盐,其水溶液俗称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱,但它却是盐的溶液,并不是碱溶液。它是一种矿物胶,可作粘合剂,防腐剂,防火材料。硅酸钠变质原理:Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,其结构复杂,组成可用氧

31、化物的形式表示。例如:硅酸钠Na2SiO3(Na2O·SiO2);镁橄榄石Mg2SiO4(2MgO·SiO2); 高岭石Al2(Si2O5)(OH)4(A12O3·2SiO2·2H2O);正长石KAlSi3O8K2O·Al2O3·6SiO2 。5、传统无机非金属材料-水泥、玻璃、陶瓷:普通水泥的原料是石灰石、黏土和石膏,主要成分是硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2和铝酸三钙(3CaO·Al2O3),水泥具有水硬性,水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。制玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和

32、石英,主要反应是:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2、SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2,玻璃是无固定熔点的混合物。加入氧化钴后的玻璃呈蓝色,加入氧化亚铜后的玻璃呈红色,普通玻璃一般呈淡绿色,这是因为原料中混有二价铁的缘故。制造陶瓷的主要原料是黏土,黏土的主要成分:Al2O3·2SiO2·2H2O。6.几种常见的无机非金属材料(1)氮化硅:化学式:Si3N4,是一种重要的结构陶瓷材料。它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损,为原子晶体;高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击(常为推断题的突破口),在空气中加热到1000以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂

33、。高温与水反应方程式:Si3N4 + 6H2O = 3SiO2 + 4NH3(2)碳化硅:化学式:SiC,俗称金刚砂,为硅与碳相连结而成的陶瓷状化合物。无色晶体,含杂质时呈蓝黑色。结构与金刚石相似,硬度仅次于金刚石。三氯气的性质1物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水(1:2)、比空气重、易液化的有毒气体。实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量气体飘进鼻孔 。2化学性质:氯气是化学性质很活泼的非金属单质。(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)2NaCl2 2NaCl(产生白烟)CuCl2 CuCl2(棕黄色的烟)2Fe3Cl22F

34、eCl3(棕色的烟)2Al+ 3Cl2 2AlCl3(无水环境,同Si)注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。(2)与非金属反应如:H2Cl22HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)可用于工业制盐酸H2Cl22HCl(会发生爆炸)不可用于工业制盐酸2P3Cl22PCl3(氯气不足;产生白雾)2P5Cl22PCl5(氯气充足;产生白烟)(3)与水反应:Cl2H2O = HClHClO(Cl2溶于水,是溶解和反应同时发生,但是没有完全反应)a.次氯酸(HClO)具有三个性质:弱酸性,其酸性比碳酸还弱,即HClOHClO。酸性比碳酸弱。不稳定性:次氯酸不稳定,见光或加热容易分

35、解放出氧气。2HClO= 2HClO2。强氧化性:次氯酸是一种强氧化剂,能杀死水里的病菌,故自来水常用氯气来杀菌消毒。次氯酸的强氧化性,能使某些有机色质褪色,可用作漂白剂。b.新制氯水、久置氯水、液氯的区别(略)c.氯水的性质:氯水的多种成分决定了它具有多重性质:Cl2的强氧化性;HCl的强酸性;HClO的强氧化性、弱酸性;Cl的性质。在不同的反应中,氯水起作用的成分不同,现列表如下:参与反应的微粒所加试剂实验现象离子方程式或解释ClAgNO3溶液白色沉淀ClAg=AgClHNa2CO3固体有气泡产生2HCO=CO2H2OHClO有色布条布条颜色褪去发生氧化还原反应Cl2FeCl2溶液溶液变棕

36、黄色2Fe2Cl2=2Fe32ClCl2、H2OSO2黄绿色褪去SO2Cl22H2O=4H2ClSOHClO、H石蕊溶液先变红后褪色酸性和漂白性Cl2、H镁粉氯水的颜色褪去并有气泡产生MgCl2=Mg22ClMg2H=Mg2H2(4)与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O(用于除去多余的氯气;用于制84消毒液)3Cl26NaOH 5NaClNaClO33H2O2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O(用于制漂白粉)漂白粉的漂白原理Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO漂白粉的失效原理Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO和

37、2HClO =2HCl + O2(5)与某些还原性物质反应2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)SO2Cl22H2O = 2HCl + H2SO43氯气的制法:(1)实验室制法 药品及原理:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2(离子方程式)强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应。仪器装置:发生装置-收集装置-吸收装置实验步骤:检密装药固定加热收集收集方法:向上排空气法 (或排饱和食盐水法)净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥;尾气处理:

38、用碱液吸收Cl2的其他几种制法:高锰酸钾和浓盐酸 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O氯酸钾和稀盐酸 KClO3+6HCl3Cl2+KCl+3H2O NaClO + 2HCl = NaCl +Cl2 + H2O, Ca(ClO)2CaCl2 + 2H2SO4 = 2CaSO4 + 2Cl2 + 2H2O三了解卤素(在元素周期表中处在同一纵行,有相同的最外层电子数)的性质单质的物理性质(从F2 I2)(1)颜色由 浅 到 深。(2)状态:F2、Cl2呈 气 态,Br2为 液 态(易挥发),I2为 固 态(易升华)。(3)熔、沸点:依次 增大 。(4)密度:依次 增

39、大 。(5)溶解性:在水中的溶解度逐渐 减小 ,在有机溶剂中的溶解性 大于(填“大于”或“小于”)在水中的溶解性。4、化学性质卤素单质的相似性:均具有 强氧化 性,均能与H2、H2O、金属反应,较活泼的卤素单质能将不活泼的卤素从其卤化物中置换出来。HNO35、卤素离子(Cl-、Br-、I-)的检验AgNO3(1)未知液 , 据沉淀颜色判断。AgCl白色,AgBr浅黄色,AgI为黄色。加适量新制饱和氯水振荡(2)未知液 有机层呈橙色或橙红色,表明有 Br-紫色或浅紫、紫红色,表明有 I-。6、特性(1)氟及其化合物无正价和含氧酸,非金属性最强,F-的还原性最弱。与H2反应在暗处即爆炸。2F2+2

40、H2O=4HF+O2。HF是弱酸;能腐蚀玻璃,保存在铝制器皿或塑料瓶中;有毒;在HX中沸点最高。(2)溴及其化合物Br2是深红棕色液体,易挥发。Br2易溶于有机溶剂。盛溴的试剂瓶中加水,进行水封,保存液溴不能用橡胶塞。(3)碘及其化合物I2遇淀粉变蓝色。I2加热时易升华。I2易溶于有机溶剂。食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。(4)卤化银AgF易溶于水,AgCl白色不溶于水,AgBr淡黄色不溶于水,AgI黄色不溶于水。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可进行人工降雨。I2与Fe反应产生FeI2,其他卤素单质生成FeX3

41、。氧族元素一、氧气和臭氧(O3)1.臭氧的物理性质:常温、常压下,是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,密度比空气密度大。2.臭氧的化学性质(1)极强的氧化性:O3+2KI+H2O=2KOH+I2+O2(2)不稳定性:2O3=3O2(升高温度,分解速率加快)(3)漂白和消毒(4)产生方式: 3O2=2O3(放电条件)二、水和双氧水(过氧化氢:H2O2)双氧水的化学性质(1)不稳定性:2H2O2=2H2O+O2(2)弱酸性:H2O2H+HO2-(3)还原性:遇到强氧化剂(酸性KMnO4、LiCoO2、CeO2等)时,显还原性。2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H

42、2O(4)氧化性: H2O2+Na2SO3=Na2SO4+H2O杀菌、消毒、漂白,能使NaOH的酚酞溶液的红色褪去,注意不是H2O2的弱酸性所致。三、硫及硫的氧化物(一)硫1、硫在自然界中有游离态(硫磺矿)和化合态:2.物理性质:硫为淡黄色固体,质脆,熔沸点较低,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2(用于洗去试管壁上的硫);硫有多种同素异形体:如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。3. 化学性质:常见的化合价有-2、+2、+4和+6。化学性质比较活泼,能与氧、金属、氢气、卤素(除碘外)及已知的大多数元素化合。还可以与强氧化性的酸、盐、氧化物,浓的强碱溶液反应。与金属反应(与变价金属反应,一般生成

43、低价态金属氧化物,Hg除外)2Al+3SAl2S3(制取Al2S3的唯一途径) Fe+SF eS(黑色) 2Cu + SCu2S(黑色)Hg+S=HgS(反应很快,常用来处理实验室的汞泄露事故) S+2Ag=Ag2S与非金属反应S+O2 SO2(在空气中发出淡蓝色火焰,在纯氧中发出明亮的蓝紫色火焰) S+H2H2S;2S+CCS2(有毒)与化合物的反应S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2+2H2O S+2H2SO4(浓)2SO2+2H2O3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O(用热碱溶液清洗硫试管)4.用途:大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶,也用于制药和黑火药。黑火药爆炸的化学方

44、程式S +2KNO3 + 3C =K2S+N2+3CO2(二)硫化氢(H2S)1.物理性质:无色气体,有臭鸡蛋气味和毒性。密度1.539g/L。熔点:82.9,沸点:61.8。溶于水(1:2.6)、乙醇、甘油。2.化学性质(强还原性):化学性质不稳定,在空气中容易燃烧。能使银、铜等制品表面发黑。与许多金属离子作用,生成不溶于水或酸的硫化物沉淀。2H2S+O2=2H2O+2S(点燃O2不足);2H2S+3O2=2H2O+2SO2(点燃O2过量)H2S+Fe2(SO4) =2FeSO4+H2SO4+S;H2S + Cl2 =2HCl+ S(三)二氧化硫1SO2的物理性质:是一种无色、有刺激性气味的

45、气体,易溶于水(1:40),易液化,有毒,尾气中的SO2用 碱溶液吸收,SO2的密度比空气的大,收集SO2用向上排空气法。2.SO2的化学性质具有酸性氧化物的通性(是我国形成酸雨的主要原因,形成过程是?)A与H2O反应:SO2与水反应生成H2SO3,化学方程式为: SO2+H2O=H2SO3 。B使指示剂变色:SO2能使石蕊试液变红色。注意:SO2不能使指示剂褪色。C与碱反应:当NaOH足量时,反应的化学方程式为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O;当NaOH不足量时,反应的化学方程式为:SO2+NaOH= NaHSO3。注意:SO2和CO2一样,可以使澄清石灰水先变浑浊后变澄清。D可与

46、碱性氧化物或某些盐反应。SO2与Na2SO3溶液反应生成NaHSO3,化学方程式为:SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3。弱氧化性将SO2通入到氢硫酸(H2S溶液)中:反应的化学方程式为:2H2S+SO2=3S+2H2O;强还原性ASO2被O2氧化成SO3的反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3(高温,常压)。BSO2的水溶液能被X2(Cl2、Br2、I2)氧化。如SO2能使溴水褪色,反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 。CSO2能使酸性KMnO4溶液的紫红色褪去,反应的离子方程式为:2MnO+5SO2+2H2O=2Mn2+5SO+4H+化合漂白性S

47、O2+H2O+有色物质(品红) 不稳定无色物质 有色物质注意:SO2不能漂白酸碱指示剂。3三氧化硫(标况下为固体)(1)SO3与水的反应:SO3+H2O=H2SO4 ,反应放出大量的热。(2)SO3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。SO3与氧化钙的反应:SO3+CaO=CaSO4 。SO3与Ca(OH)2的反应:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O。注意:SO2和CO2的鉴别方法SO2和CO2都能使澄清的石灰水变浑浊,若通入的气体过量,则沉淀都可消失。所以不能用澄清的石灰水鉴别CO2和SO2。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

48、色的是CO2。(2)用氢硫酸,出现浑浊的是SO2,无明显现象的是CO2。2H2SSO2=3S2H2O。(3)用酸性KMnO4溶液,紫色褪色的是SO2,无明显现象的是CO2;2KMnO45SO22H2O=K2SO42MnSO42H2SO4。(4)用溴水,使橙色褪去的是SO2,无明显现象的是CO2;Br22H2OSO2=2HBrH2SO4。(5)用HNO3酸化的Ba(NO3)2,溶液产生白色沉淀的是SO2,无明显现象的是CO2。2HNO33SO22H2O=3H2SO42NO,Ba(NO3)2H2SO4=BaSO42HNO3。(6)用FeCl3溶液,使棕黄色变绿色的是SO2,无明显现象的是CO2。四

49、、硫酸1、稀硫酸:具有酸的通性。2、浓硫酸:(1)物理性质:纯H2SO4是无色油状液体,沸点高,难挥发,密度大于水,溶解于水时放出大量的热(浓硫酸稀释的实验操作注意事项)。(2)特性吸水性(吸收湿存水,可吸收结晶水合物中的结晶水,常用作干燥剂)A可用浓H2SO4干燥的气体有:H2、O2、N2、CO2、Cl2、HCl、SO2、CO、CH4等。B不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如 NH3 ;还原性气体,如 H2S、HBr、HI 等。脱水性:浓H2SO4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2:1的比例脱去,例如:C2H5OHCH2=CH2+H2O。(3)强氧化性与金属的反应:浓H2SO4能氧化Cu

50、等不活泼的金属,反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓) =CuSO4+SO2+H2O。冷的浓H2SO4能使铁、铝发生钝化。与非金属的反应加热条件下浓H2SO4能氧化C等非金属单质,反应的化学方程式为:C+2H2SO4(浓) CO2+2SO2+2H2O 。硫酸跟金属反应的一般规律(1)稀硫酸跟金属活动顺序中氢前面的金属反应放出H2,跟氢后面的金属不反应。(2)在常温下铁、铝遇冷的浓硫酸发生“钝化”,但加热时却剧烈地反应。(3)Au、Pt与浓、稀硫酸均不发生反应。(4)除Au、Pt之外的大部分金属,在加热的条件下均能跟浓硫酸发生反应,但不放出H2。浓硫酸的还原产物一般是SO2,被还原的H2S

51、O4占参加反应H2SO4总量的1/23SO的检验 4SO的检验:加入氯化钡溶液生成白色沉淀,再加入盐酸,沉淀溶解并产生具有刺激性气味的气体。发生的反应为:SOBa2=BaSO3,BaSO32H=Ba2SO2H2O。5硫酸的用途(1)制取化肥,如磷肥、氮肥;(2)清除金属表面的氧化物;(3)制取挥发性酸;(4)用于精炼石油,制造炸药、农药等,是实验室里常用的试剂。五. Na2S2O3学名:硫代硫酸钠,又名大苏打、海波、次亚硫酸钠。白色结晶粉末,易溶于水,不溶于醇。用于分析试剂等,用途非常广泛。在空气中加热被氧化分解成硫酸钠和二氧化硫。Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,化

52、学性质:硫代硫酸钠在碱性或中性条件下稳定,遇酸分解立刻分解放出二氧化硫气体并产生硫的沉淀:硫代硫酸钠有一定的还原性,能将氯气等物质还原:制备方法:1. 工业普遍使用用亚硫酸钠与硫磺共煮得到硫代硫酸钠,经重结晶精制:Na2SO3 + S + 5H2O=Na2S2O3·5H2O2.向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。氮族元素一氮气(N2)1物理性质:无色无味的气体,不溶于水(1:0.02),密度比空气略小。2化学性质(通常情况下,N2化学性质很稳定,常用做一些化学反应的保护气,只在高温、放电、催化剂等条

53、件下才能发生一些化学反应。)(1)与O2反应:N2O22NO。 (2)工业合成氨:N23H2 2NH3(高温高压催化剂)。(3)与Mg反应:3MgN2Mg3N2。其中Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+ 2NH3;某种盐与水反应得到两种碱,与盐酸反应得到两种盐,该盐是Mg3N23.氮的固定:将氮气转化为氮的化合物的过程称为氮的固定(1)人工固氮 (2)自然固氮 (3)生物固氮4.氮气的制备:(1) 工业上:分离液态空气(2)实验室制备方法: 方法一:加热氯化铵饱和溶液与亚硝酸钠晶体(或饱和溶液)的混合物来制备氮气。由于该反应是放热反应,所以当加热到开始反应时就应停止加热,发生反应的化学方程式为:NH4Cl + NaNO2 =NaCl + 2H2O + N2方法二:2NH3 + 3CuO =3Cu+N2 + 3H2O方法三:空气NaOH溶液浓硫酸灼热铜网(或还原铁粉)N2二、氮氧化物各种价态氮氧化物:(N2O)、(NO)、(N2O3)、(NO2、N2O4)、(N2O5),其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐,是酸性氧化物。气态的氮氧化物几乎都是剧毒性物质,在太阳辐射

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