衡水中学高考化学二轮复习讲义第五讲 硅、氯、硫和氮的氧化物、硝酸和氨
第五讲硅、氯、硫和氮的氧化物、硝酸和氨
基础知识回顾
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、C60等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。
2、单质的结构、物理性质与用途比较
3
碳、硅在参与化学反应时,一般表现还原性。
(2)Si ??
??
???
与非金属单质反应????? O 2
:Si +O 2
=====△SiO 2
F 2
:Si +2F 2
===SiF 4
Cl 2
:Si +2Cl 2=====△SiCl 4
与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4
↑+2H 2
↑
4、碳、硅元素的单质及其化合物的特殊性
①一般情况,非金属元素单质熔沸点低,硬度小,但硅、金刚石熔沸点高,硬度大,其中金刚石为硬度最大的物质。
②一般情况,非金属元素单质为绝缘体,但硅为半导体,石墨为电的良导体。 ③一般情况,较强氧化剂+较强还原剂===较弱氧化剂+较弱还原剂,而碳却还原出比它更强的还原剂:SiO 2+2C =Si +2CO ↑,FeO +C = Fe +CO ↑。 ④硅为非金属,却可以和强碱反应,放出氢气: Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
⑤一般情况,较活泼金属+酸===盐+氢气,然而Si 是非金属,却能与氢氟酸发生反应:Si +4HF=SiF 4↑+2H 2↑。
⑥一般情况,碱性氧化物+酸=盐+水,SiO 2是酸性氧化物,却能与氢氟酸发生反应:SiO 2+4HF=SiF 4↑+2H 2O 。
⑦一般情况,非常活泼金属(Na 、K 等)才能够置换出H 2O 中的氢,但C +H 2O(g)=CO+ H 2↑。 ⑧一般情况,非金属氧化物与水反应生成相应的酸,如CO 2+H 2O= H 2CO 3,但SiO 2不溶于水,不与水反应。
5、硅与铝的相似性及区别 (1)与强碱溶液反应时相似
①Si 、Al 均与NaOH 溶液反应生成盐和H 2。
②SiO 2、Al 2O 3、H 2SiO 3、H 3AlO 3[Al(OH)3]均与NaOH 溶液反应生成盐和水。
③Na 2SiO 3、NaAlO 2溶液通入过量CO 2均生成白色沉淀。 (2)区别
①除氢氟酸外,Si 、SiO 2、H 2SiO 3不与其它酸反应。 ②Al 2O 3、Al(OH)3属两性化合物。
③Na 2SiO 3溶液、NaAlO 2溶液与过量盐酸反应时现象不同。 【典型例题1】下列关于碳和硅的叙述中,不正确的是( ) A .+4价氧化物都能与氢氧化钠溶液反应 B .单质在加热时都能与氧气反应 C .氧化物都能溶于水生成相应的酸 D .碳和硅两种元素都有能导电的单质 二、CO 2和SiO 2的比较
CO 2+H 2O H 2CO 3
2答案填入括号内。
(1)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O ( )
(2)SiO 2
+Na 2
CO 3
=====高温Na 2
SiO 3
+CO 2
↑ ( )
(3)SiO 2+2C=====
高温Si +2CO ↑ ( ) (4)SiO 2+3C=====
高温SiC +2CO ↑ ( ) (5)SiO 2+4HF===SiF 4↑+2H 2O ( ) A .作为玻璃的成分被消耗而使玻璃被腐蚀 B .氧化性
C .酸性氧化物的通性
D .将挥发性的酸酐从其盐中置换出来
E .未参加氧化还原反应
三、硅酸和硅酸盐、传统无机非金属材料 1、硅酸
(1)溶解性:溶解度很小。
(2)化学性质——弱酸性:酸性比碳酸还弱。Na 2SiO 3+CO 2+H 2O=Na 2CO 3+H 2SiO 3 ↓ 。
①硅酸不稳定,受热易分解:H 2SiO 3=====△
SiO 2+H 2O 。
②硅酸能与碱溶液反应,如与NaOH 溶液反应的化学方程式为H 2SiO 3+2NaOH===Na 2SiO 3+2H 2O 。
③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。 (3)制备:可用硅酸钠与盐酸反应制得:Na 2SiO 3+2HCl=2NaCl +H 2SiO 3↓ 2、硅酸盐
(1)硅酸盐:是由 硅、氧和金属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 水玻璃,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。 ①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃,有黏性,水溶液显碱性。 ②它能与酸性比硅酸强的酸反应,分别写出以下化学方程式: 与盐酸反应:Na 2SiO 3+2HCl===2NaCl +H 2SiO 3↓。
与CO 2水溶液反应:Na 2SiO 3+CO 2+H 2O===H 2SiO 3↓+Na 2CO 3。 ③用途:黏合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。 (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(Na 2SiO 3)可表示为 Na 2O ·SiO 2,长石(KAlSi 3O 8)可表示为:K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2 。 注意事项:
氧化物的顺序:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。
氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。 ①氧化物之间以“·”隔开;②系数配置出现分数应化为整数。
例如:长石:KAlSi 3O 8不能写成 K 2O ·Al 2O 3·3SiO 2,应写成K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2。 3、无机非金属材料
传统无机非金属材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。 (1)普通玻璃
①主要原料: 纯碱、石灰石、石英。 ②主要设备: 玻璃熔炉
③主要成分: Na 2SiO 3 、CaSiO 3 、 SiO 2 。
④玻璃生产中的两个重要反应:Na 2CO 3+SiO 2=====高温Na 2SiO 3+CO 2↑; CaCO 3+SiO 2=====高温CaSiO 3+CO 2↑。 (2)普通硅酸盐水泥
①主要原料: 石灰石 、 黏土 。 ②主要设备: 水泥回转窑 ③主要成分(写出名称和化学式):
硅酸三钙(3CaO ·SiO 2)、硅酸二钙(2CaO ·SiO 2)、铝酸三钙(3CaO ·Al 2O 3) (3)陶瓷
①主要原料: 黏土 ②主要设备: 陶瓷窑
(4)新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。 【典型例题3】下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是 ( ) ①硅酸盐Na 2Fe 2Si 3O 10用氧化物的形式表示为:Na 2O ·2FeO ·3SiO 2 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
A .②③
B .①③
C .①④
D .④ 四、CO 2的相关性质
1、二氧化碳与弱酸盐溶液反应(强酸制弱酸)
碳酸酸性比硅酸、次氯酸、苯酚、偏铝酸等强,将CO 2气体通入Na 2SiO 3、NaClO 、
、
NaAlO 2盐溶液中,均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐,这是“强酸制弱酸”原理的应用。如:
CO 2
—???
―――――――――――――――――→CaCl 2溶液、CH 3COO 2Ca 溶液酸性比H 2CO 3强的酸对应的盐
不反应――――――――――――――→Na 2
CO 3
溶液
自身对应的盐
NaHCO 3
CO 2+Na 2SiO 3+H 2O===Na 2CO 3+H 2SiO 3↓
(或CO 2+Na 2SiO 3+2H 2O===H 4SiO 4↓+Na 2CO 3) CO 2+Ca(ClO)2+H 2O===CaCO 3↓+2HClO
CO 2++H 2O ―→+NaHCO 3 CO 2(过量)+NaAlO 2+2H 2O===Al(OH)3↓+NaHCO 3 CO 2(少量)+2NaAlO 2+3H 2O===2Al(OH)3↓+Na 2CO 3
易错警示:CO 2通入CaCl 2或BaCl 2溶液不会产生白色沉淀,因为碳酸的酸性弱于盐酸。 2、二氧化碳反应先后关系
当有多种组分与一种物质反应时,判断反应顺序的方法:先假设与其中的一种组分反应,若产物还能与另一种组分反应,则假设错误。 如将CO 2通入KOH 、Ba(OH)2混合溶液中,假设CO 2先与KOH 反应,则生成的K 2CO 3会与Ba(OH)2继续反应生成BaCO 3,故假设错误,应该是CO 2先与Ba(OH)2反应。 3、CO 2与碱反应产物的定量判断
CO 2通入NaOH 、Ca(OH)2等强碱溶液的反应与CO 2气体的通入量有关,当CO 2通入少量时生成碳酸盐,当CO 2通入过量时生成碳酸氢盐;当CO 2的通入量介于两者之间时,既有正盐又有酸式盐生成,因此推断时一定要注意CO 2与碱之间量的关系。 以CO 2与NaOH 溶液反应为例: CO 2+2NaOH===Na 2CO 3+H 2O CO 2+NaOH===NaHCO 3
当n (OH -)∶n (CO 2)的值不同时产物如下:
【典型例题4】在下列各溶液中逐渐通入CO 2气体直至过量,会出现先沉淀后消失现象的是( )
①饱和Na 2CO 3溶液 ②澄清石灰水 ③Ca (ClO )2溶液 ④CaCl 2溶液 ⑤Na 2SiO 3溶液 ⑥NaAlO 2溶液
A .只有②③
B .只有③⑥
C .除①⑤⑥
D .全部
五、氯气
1、物理性质
【注意】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
Cl的最外层有7个电子,易得到1个e-,具有很强的氧化性,能跟很多具有还原性的物质发生反应,如金属、非金属单质、化合物等。
(1)与金属反应
铜、铁在氯气中燃烧的化学方程式为:
Cu+Cl2 CuCl2 (棕黄色烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(棕褐色烟)
(2)与非金属反应
氢气在氯气中燃烧的化学方程式为:
H2+Cl2 2HCl(苍白色火焰)
氢气与氯气的混合气体在光照条件下发生爆炸
H2+Cl2 2HCl
(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO
(4)与碱反应
氯气与水或碱反应,氯的化合价既有升高又有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性。
①与烧碱反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O ,
②制取漂白粉: 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
漂白粉的主要成分是 CaCl2、Ca(ClO)2,有效成分是 Ca(ClO)2。
漂白粉的漂白原理是:Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
产生的HClO具有漂白性和强氧化性。由于HClO见光易分解,所以漂白粉应密封保存。(5)跟还原性物质反应
①氯气与KI溶液: 2KI+Cl2=2KCl+I2。
②氯气与FeCl2溶液: 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。
③向氯水中通入SO2:SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。
3、次氯酸和次氯酸盐的性质
(1)次氯酸(HClO)
光(或△)2HCl+O2↑。
①不稳定性:化学方程式为2HClO=====
②弱酸性:比碳酸酸性弱。
③强氧化性:具有漂白性,能杀菌消毒。
(2)Ca(ClO)2的主要化学性质
①Ca(ClO)2的稳定性比HClO强。
②水解显碱性,其水解离子方程式:ClO-+H2O HClO+OH-。
③与酸反应生成HClO,作为漂白或消毒剂的原理可用化学方程式表示为
Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。
【典型例题5】在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不.正确的是()
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO
六、氯气的实验室制法
氯气是一种性质活泼的气体,以氯气的实验室制备、性质实验为素材的实验题目在高考实验类试题中占有很重要的位置,复习中应高度重视。
1、反应的原理:用强氧化性物质(如MnO
2、KMnO4等)和浓盐酸反应。
MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O
【注意】稀盐酸与MnO2作用不能制取Cl2。
若没有浓盐酸时,也可用NaCl和浓H2SO4与MnO2共热制取Cl2:
MnO2+2NaCl+3H2SO4(浓)=MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O
2、制气类型:固+液→气(注意:KMnO4与浓盐酸的反应不需加热)。
3、收集装置:向上排空气法或排饱和食盐水法(Cl2在饱和食盐水中的溶解度最小)。
4、净化装置:用饱和食盐水或水洗气法除去HCl,再用浓H2SO4干燥。
5、尾气吸收装置:用强碱溶液吸收多余的Cl2,防止污染大气。
6、验满方法
(1)将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。
(3)实验室制取Cl2时,常常根据氯气的颜色判断是否收集满。
7、注意事项
(1)为了减少制得的Cl2中HCl的含量,所以加热温度不宜过高,减少HCl挥发。(2)必须用浓盐酸,稀盐酸不与MnO2作用生成Cl2。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2。再拆卸装置,避免污染空气。(4)尾气吸收时,不能用澄清石灰水吸收Cl2,因为溶液中含Ca(OH)2量少,吸收不完全。
【典型例题6】实验室制取氯气并回收氯化锰,能达到该实验目的的装置是()
A.用装置甲制取氯气
B.用装置丙分离二氧化锰和氯化锰溶液
C.用装置乙吸收制取氯气的尾气
D.用装置丁蒸干氯化锰溶液制 MnCl2·4H2O
七、卤族元素
1、卤族元素原子结构的比较
(1)相似性:卤素原子最外层上均有 7个电子,最高正价为 +7 价(F无正价),负价为-1 价。
(2)递变性:从F→I,原子核外电子层数依次增大,原子半径依次增大。
2、元素的性质
(1)相似性:均为活泼非金属,最低负化合价:-1,最高正价:+7( F除外);
(2)递变性:随着原子序数的递增,获得电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
3、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
(1)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。 (2)卤族元素氢化物的递变性
①稳定性由强至弱的顺序为: HF>HCl>HBr>HI 。 ②沸点由高至低的顺序为: HF>HI>HBr>HCl 。 HF 沸点反常的原因是:分子间存在氢键 。 ③还原性由强至弱的顺序为: HI>HBr>HCl>HF 。 ④水溶液酸性由强至弱的顺序为: HI>HBr>HCl>HF 。 5、卤素离子(Cl-、Br-、I-)的检验
(1)未知液————→AgNO 3↓,————→HNO 3
↓,据沉淀颜色判断。AgCl 为白色,AgBr 为浅黄色,AgI 为黄色。
(2)未知液————————————→加适量新制饱和氯水
振荡有机层呈橙色或橙红色,表明有Br -紫色或浅紫色,表明有I - 6、特性
(1)氟及其化合物
①无正价和含氧酸,非金属性最强,F -的还原性最弱。 ②与H 2反应在暗处即爆炸。 ③2F 2+2H 2O=4HF+O 2。
④HF 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
①Br 2是深红棕色液体,易挥发。 ②Br 2易溶于有机溶剂。
③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 ①I 2遇淀粉变蓝色。
②I2加热时易升华。
③I2易溶于有机溶剂。
④食用盐中加入KIO3可防治甲状腺肿大。
(4)卤化银
①AgF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。
②除AgF外,均有感光性,其中AgBr作感光材料,可用于照相。
③AgI可进行人工降雨。
④I2与Fe反应产生FeI2,其他卤素单质生成FeX3。
(5)使溴水褪色的物质
①因萃取作用而使溴水褪色的物质:苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂。
②能与溴发生氧化还原反应的还原性无机化合物:H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。
③能与溴水发生反应的金属,如Na、Mg、Al、Zn等。
④能与溴发生加成反应的不饱和烃及其衍生物,如烯烃、炔烃等。
⑤能被溴水氧化的,含有醛基的化合物。
⑥能与溴水发生反应的碱性物质,如NaOH、Na2CO3等。
⑦加入活性炭等吸附剂,使溴水褪色。
【典型例题7】以下关于氟、氯、溴、碘的性质叙述错误的是()
A.HF、HCl、HBr、HI稳定性逐渐减弱
B.单质F2、Cl2、Br2、I2中,与氢气化合最容易的是F2
C.HF、HCl、HBr、HI中酸性最强的是HF
D.单质F2、Cl2、Br2、I2中,I2的沸点最高
八、臭氧和过氧化氢
(一)臭氧
1、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、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)
3、臭氧层
(二)过氧化氢
1、结构
2、化学性质
(1)不稳定性:2H2O2=2H2O+O2↑
(2)还原性:遇到强氧化剂时,显还原性。
2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
(3)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。【典型例题8】下列有关说法错误的是()
A.H2O2、Na2O2都属于过氧化物、都存在非极性共价键
B.H2O2做漂白剂是利用其强氧化性,漂白原理与HClO类似但与SO2不同
C.双氧水是绿色氧化剂,可作医疗消毒剂
D.H2O2既有氧化性又有还原性,1molH2O2在参加反应时一定转移2mol电子
九、硫及硫的氧化物
1、硫
(1)硫元素的存在形态
—游离态—火山喷口附近或地壳的岩层里
形态—
—化合态—主要以硫化物和硫酸盐的形式存在
(2)硫单质的物理性质
硫单质俗称硫黄,是一种淡黄色固体;不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2;有多种同素
异形体,如单斜硫、斜方硫等。
残留在试管内壁上的硫呈现 淡黄色 色,可以用 CS 2溶解除去,因为硫的溶解性为难溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳 。 (3)从化合价的角度认识硫单质的化学性质
S 单质为0价,为中间价,既有氧化性又具有还原性。
氧化性:H 2+S=====△
H 2S Fe+S=====
△FeS (氧化性较弱,Fe 为+2价) 2Cu+S
Cu 2S (Cu 为+1价)
还原性:S+O 2=======点燃
SO 2 2、二氧化硫 (1)SO 2的物理性质
①颜色、状态:SO 2是一种无色、有刺激性气味的气体。
②溶解性:SO 2易溶于水,通常状况下,1体积水溶解约40体积SO 2,且易液化。 ③毒性:SO 2有毒,尾气中的SO 2用碱溶液吸收。
④密度:SO 2的密度比空气的大,收集SO 2用向上排空气法。 (2)SO 2的化学性质 ①具有酸性氧化物的通性 A .与H 2O 反应
SO 2与水反应生成H 2SO 3,化学方程式为: SO 2+H 2O=H 2SO 3 。
B .使指示剂变色:SO 2能使石蕊试液变红色。注意:SO 2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:SO 2+2NaOH= Na 2SO 3+H 2O ;当NaOH 不足量时,反应的化学方程式为:SO 2+NaOH= NaHSO 3。 D .可与碱性氧化物或某些盐反应。
SO 2与Na 2SO 3溶液反应生成NaHSO 3,化学方程式为: SO 2+Na 2SO 3+H 2O=2NaHSO 3。 ②氧化性
将SO 2通入到氢硫酸(H 2S 溶液)中:
A .反应的化学方程式为:2H 2S+SO 2 =3S ↓+2H 2O ;
B .实验现象:产生淡黄色沉淀 。 ③还原性
A .SO 2被O 2氧化成SO 3的反应的化学方程式为:2SO 2+O 2
2SO 3。
B .SO 2的水溶液能被X 2(Cl 2、Br 2、I 2)氧化,如SO 2能使溴水褪色,反应的化学方程式为:SO 2+Br 2+2H 2O= 2HBr+H 2SO 4 。
C .SO 2能使酸性KMnO 4溶液的紫红色褪去,反应的离子方程式为: 2MnO -4 +5SO 2+2H 2O= 2Mn 2+
+5SO 2-4 +4H +
④漂白性
SO 2+H 2O+有色物质————→化合不稳定无色物质————→Δ有色物质 3.三氧化硫
SO 3在标准状况下为无色、针状晶体,
(1)SO 3与水的反应:SO 3 +H 2O=H 2SO 4 ,反应放出大量的热。 (2)SO 3是酸性氧化物,它跟碱性氧化物或碱都能反应生成硫酸盐。 ①SO 3与氧化钙的反应:SO 3+CaO= CaSO 4 。 ②SO 3与Ca(OH)2的反应:SO 3+Ca(OH)2=CaSO 4+H 2O 。
4.硫的氧化物的污染与治理
(1)来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。 (2)危害:危害人体健康,形成酸雨(pH 小于5.6)。 (3)治理:燃煤脱硫,改进燃烧技术。 (4)硫酸型酸雨的形成途径有两个:
途径1:空气中飘尘的催化作用,使2SO 2
+O 2
催化剂2SO 3
、SO 3
+H 2
O===H 2
SO 4
。
途径2:SO 2+H 2O H 2SO 3、2H 2SO 3+O 2===2H 2SO 4。
催化剂
【典型例题9】下列溶液中通入SO 2一定不会产生沉淀的是( ) A .Ba(OH)2 B .Ba(NO 3)2 C .Na 2S D .BaCl 2 十、硫酸
1、稀硫酸:具有酸的通性。
2、浓硫酸: (1)物理性质
纯H 2SO 4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。 (2)特性
①吸水性(常用作干燥剂)
A .可用浓H 2SO 4干燥的气体有:H 2、O 2、N 2、CO 2、Cl 2、HCl 、SO 2、CO 、CH 4、C 2H 2、C 2H 4等。
B .不能用浓硫酸干燥的气体有:碱性气体,如 NH 3 ; 还原性气体,如 H 2S 、HBr 、HI 等。 ②脱水性
浓H 2SO 4将有机物里的氢、氧元素按原子个数 2:1的比例脱去, 例如:C 2H 5OH ————→170℃浓硫酸CH 2=CH 2↑+H 2O 。 (3)强氧化性 ①与金属的反应
浓H 2SO 4能氧化Cu 等不活泼的金属,反应的化学方程式为:Cu+2H 2SO 4(浓)=CuSO 4+SO 2↑+H 2O 。冷的浓H 2SO 4能使铁、铝发生钝化。 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。
【典型例题10】将浓硫酸加入到盛有蔗糖的烧杯中,观察到下图所示现象,下列说法中不正确的是( )
A .②中现象说明浓硫酸具有很强的脱水性
B .③中现象说明浓硫酸具有很强的酸性
C .③中生成刺激性气味气体说明浓硫酸具有很强的氧化性
D .③中产生的气体通入品红溶液,可以观察到红色褪去 十一、氮气及氮的氧化物 1、氮气
(1)氮的固定
①含义:使空气中 游离态 的氮转化为 化合态氮 的过程。 ②方法:自然固氮、人工固氮 (2)氮气的性质 ①物理性质
纯净的N 2是一种无色无味的气体,难溶于水,在空气中约占总体积的 78% 。 ②结构:电子式为
结构式为 N ≡N ,氮氮三键的键能大,分子结构稳定,化学性质不活泼。
③化学性质
通常情况下,N 2化学性质很稳定,只在高温、放电、催化剂等条件下才能发生一些化学反应。
N
N
A .与H 2反应:N 2+3H 2高温、高压
催化剂2NH 3 。B .与O 2反应: N 2+O 2=2NO 。 C .与Mg 反应:N 2+3Mg=====点燃Mg 3N 2
。 2、氮的氧化物
氮有多种价态的氧化物:N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5等。
A .CO 、NO 、NO 2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
B .NO 可用于某些疾病的治疗
C .NO 2通入FeSO 4溶液中始终无明显现象
D .汽车尾气的主要污染成分包括NO 、CO 和N 2 十二、硝酸 1、硝酸的物理性质
色味态:无色有刺激性气味的液体 ; 挥发性:易挥发 ;
水溶性:与水以任意比互溶; 发烟硝酸:质量分数大于98%的硝酸。 2、硝酸的化学性质
(1)具有酸的通性,但考虑其酸性时需首先考虑到其强氧化性。
【注意】
①浓、稀HNO3对紫色石蕊试液作用,前者使之先变红后褪色,后者只使之变红。
②金属与HNO3反应不产生H2。
③比较HNO3与Na2CO3和Na2SO3的反应。(前者为复分解反应,后者为氧化还原反
应。)
(2)不稳定性:浓硝酸显黄色,是因为HNO3分解产生的NO2溶解在硝酸中,说明浓硝酸具有不稳定性,化学方程式为
4HNO3(浓) O2↑+4NO2↑+2H2O 。
(3)强氧化性
①与金属的反应
A.除Pt、Au外,大部分金属均能与HNO3反应。
B.Cu与浓、稀HNO3发生反应的化学方程式分别为:
Cu+4HNO3(浓) = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C.Fe、Al遇冷的浓HNO3或浓H2SO4能发生钝化,故可以用铁、铝容器贮存冷的浓HNO3、浓H2SO4。
【规律总结】硝酸与金属反应的规律
a.HNO3与金属反应一般不能产生H2。
b.还原产物一般为HNO3(浓)→NO2,HNO3(稀)→NO;很稀的硝酸还原产物也可能
为N2O、N2或NH4NO3。
c.硝酸与金属反应时既表现氧化性又表现酸性。
②与非金属反应
与浓HNO3反应时,非金属单质一般被氧化为最高价氧化物或最高价含氧酸,如碳与浓HNO3反应的化学方程式为:C+4HNO3(浓)= CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
③与某些还原性化合物或离子的反应,例如:H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。
④王水
王水由浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3混合所得,具有更强的氧化性,能使Au、Pt溶解。
(4)与有机物的反应
①硝化反应(如与苯反应);
②酯化反应(如与纤维素反应);
③颜色反应(如与蛋白质反应)。
【典型例题12】下列关于浓硝酸的叙述正确的是()
A.浓硝酸有氧化性,稀硝酸无氧化性
B.常温下能用铝制容器盛放浓硝酸
C.浓硝酸在常温下可迅速与铜片反应放出一氧化氮气体
D.浓硝酸不需要用棕色试剂瓶保存
十三、氨
1、物理性质
氨气是无色有刺激性气味的气体,易液化,可作制冷剂,常温、常压下,1体积的水可溶解700体积的氨气。
液氨与氨水的区别
2、分子结构
电子式:空间结构:三角锥形。