重要的廢金屬及其化合物.ppt

第一節(jié) 非金屬單質(zhì) 第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物 第三節(jié) 重要非金屬離子的檢驗(yàn),在已發(fā)現(xiàn)的一百多種元素中，除稀有氣體元素外，非金屬元素只有十余種。雖然為數(shù)不多，但其化合物卻是化學(xué)世界里最龐大的家族之一。例如: 氧和硅是地殼中含量最多的兩種元素，它們構(gòu)成了 地殼的基本骨架； 氮和氧是空氣中含量最多的兩 種元素，是地球生命的重要基礎(chǔ)元素； 氟和碘是人體健康不可缺少的 元素； 硫是中國(guó)古代四大發(fā)明之一“黑火藥”的組成成分。,在人們生活中，CO、SO2、NO2是影響大氣質(zhì)量的氣態(tài)非金屬氧化物，常用的食鹽、漂白水等都含有氯，用于皮膚濕疹的硫軟膏中也含有硫。 非金屬及由它們組成的化合物， 在人們的生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起 著重要的作用。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),氯元素是一種活潑的非金屬元素，其最外層有7個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到1個(gè)電子，呈現(xiàn)1價(jià)。因此，氯元素在自然界中常以化合態(tài)形式存在。在海水里，富集有大量的NaCl、KCl，是取之不盡的氯的源泉。,一、富集在海水中的元素氯,1774年，舍勒在軟錳礦與濃鹽酸混合加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)一種強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，但他未能確定這種氣體的組成。后來(lái)的研究者由于受到“一切酸中含有氧”的觀點(diǎn)束縛，認(rèn)為黃綠色氣體是“氧化的鹽酸”氣。 直到1810年，英國(guó)化學(xué)家戴維基于大量的 實(shí)驗(yàn)事實(shí)，確認(rèn)“氧化的鹽酸” 是由一種 新元素組成的單質(zhì)，命名為chlorine，有“ 綠色”之意。中文曾為“綠氣”，后改為“氯氣”。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣（Cl2）是由氯元素組成的非金屬單質(zhì)。通常狀況下，Cl2是有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色氣體，能溶于水，有毒（使用時(shí)要注意安全?。?；在常壓下冷卻至 34.6會(huì)變?yōu)辄S綠色油狀液體，工業(yè)上稱之為“液氯”。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的物理性質(zhì),（1）氯氣與金屬的反應(yīng) 2NaCl2 = 2NaCl CuCl2 = CuCl2 2Fe3Cl2 = 2FeCl3,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的化學(xué)性質(zhì),點(diǎn)燃,點(diǎn)燃,點(diǎn)燃,（2）氯氣與非金屬的反應(yīng) H2在Cl2中可以燃燒，并發(fā)出蒼白色的火焰，燃燒后生成的氣體是氯化氫，該氣體極易溶于水，形成的水溶液就是我們常用的鹽酸。 H2Cl2 = 2HCl,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的化學(xué)性質(zhì),點(diǎn)燃,（3）氯氣與水的反應(yīng) Cl2溶于水，常溫下，1體積的水能夠溶解約2體積的氯氣，氯氣的水溶液稱為氯水。在氯水中，部分Cl2分子與水發(fā)生反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸（HClO）。 Cl2H2O = HClHClO HClO具有強(qiáng)的氧化性，能殺死水里的致病菌。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的化學(xué)性質(zhì),（4）氯氣與堿的反應(yīng) Cl2可與NaOH溶液反應(yīng)，生成氯化鈉和次氯酸鈉（NaClO）。 2NaOHCl2 = NaClNaClOH2O,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的化學(xué)性質(zhì),如果將Cl2通入消石灰Ca(OH)2溶液中，即可制得含氯石灰，俗稱漂白粉。漂白粉的主要成分是次氯酸鈣Ca(ClO)2和氯化鈣，有效成分是Ca(ClO)2。 2 Ca(OH)22Cl2 = CaCl2Ca(ClO)22H2O,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),一、富集在海水中的元素氯,氯氣的化學(xué)性質(zhì),硫元素最外層有6個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中容易得到2個(gè)電子，呈現(xiàn)-2價(jià)，有時(shí)也能失去最外層電子，呈現(xiàn)4價(jià)、6價(jià)。硫廣泛存在于自然界中（在海洋、大氣和地殼內(nèi)）。硫也是人體和動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)的構(gòu)成元素。 最早在公元前6世紀(jì)，我國(guó)古代煉丹術(shù)和醫(yī)學(xué)上就用到硫。單質(zhì)硫俗稱“硫黃”，它是我國(guó)古代四大發(fā)明“黑火藥”的重要組成成分。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),二、古代四大發(fā)明“黑火藥”的組成成分硫,單質(zhì)硫是一種淡黃色的晶體，質(zhì)脆，不溶于水，易溶于二硫化碳（CS2）中。 硫在空氣中燃燒生成二氧化硫（SO2）。 SO2 = SO2 硫能與多種金屬直接化合生成金屬硫化物。例如： FeS = FeS,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),二、古代四大發(fā)明“黑火藥”的組成成分硫,點(diǎn)燃,在空氣中，N2是含量最多的氣體，約占空氣體積的78%（體積分?jǐn)?shù)）。氮是構(gòu)成動(dòng)、植物體中蛋白質(zhì)的重要元素。 通常狀況下，N2是無(wú)色、無(wú)味的氣體，既不可燃、不助燃，也很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),三、空氣中含量最多的元素氮,在高溫或特定條件下，N2也能與H2、金屬等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。 例如： 高溫、高壓 N23H2 = 2NH3 催化劑 N23Mg = Mg3N2,第一節(jié) 非金屬單質(zhì),三、空氣中含量最多的元素氮,點(diǎn)燃,氯化氫（HCl）是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，極易溶于水，氯化氫的水溶液叫氫氯酸，俗稱鹽酸，是化學(xué)工業(yè)重要的“三酸”之一，具有酸的一切通性。常見(jiàn)的鹽酸鹽有氯化鈉（NaCl）和氯化鉀（KCl）等。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,一、非金屬氣態(tài)氫化物,氯化氫,硫化氫（H2S）是無(wú)色、有臭雞蛋氣味的氣體，密度比空氣略大，能溶于水，它的水溶液叫做氫硫酸，顯弱酸性。硫化氫有毒，是大氣主要污染物之一。,一、非金屬氣態(tài)氫化物,硫化氫,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,H2S是一種可燃性氣體。 2H2S3O2（充足）= 2SO2 2H2O 2H2SO2（不充足）= 2S2H2O H2S具有較強(qiáng)的還原性，與SO2可發(fā)生如下反應(yīng)： 2H2SSO2 = 2H2O3S,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,一、非金屬氣態(tài)氫化物,硫化氫,點(diǎn)燃,點(diǎn)燃,氨（NH3）是無(wú)色、有強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體，極易溶于水，氨的水溶液叫做氨水。在常壓下冷至-33.35，氨會(huì)凝結(jié)成無(wú)色液體，同時(shí)放出大量的熱。液態(tài)氨汽化時(shí)要吸收大量的熱，因此，液態(tài)氨可用作制冷劑。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,一、非金屬氣態(tài)氫化物,氨氣,NH3與水結(jié)合生成一水合氨，有弱堿性，能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。一水合氨很不穩(wěn)定，受熱容易分解成NH3。 NH3H2O NH3H2O NH4+OH- NH3H2O = NH3H2O,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,一、非金屬氣態(tài)氫化物,氨氣,NH3遇鹽酸時(shí)，會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成相應(yīng)的銨鹽。 NH3HCl = NH4Cl NH3與硝酸、硫酸等反應(yīng)，也可制得相應(yīng)的銨鹽。 NH3HNO3 = NH4NO3 2NH3H2SO4 = (NH4)2SO4,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,一、非金屬氣態(tài)氫化物,氨氣,二氧化硫（SO2）是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣大，容易液化，易溶于水。二氧化硫有毒，它是大氣污染的主要有害物質(zhì)之一。 在適當(dāng)條件下，可被空氣中的氧氧化生成SO3。 2SO2O2 = 2SO3,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,二、非金屬氧化物,二氧化硫與三氧化硫,SO2是酸性氧化物，易溶于水生成H2SO3。 SO2H2O H2SO3 SO2具有漂白性，能與許多染料或有色物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。工業(yè)上常用SO2的這種性能來(lái)漂白草制品、紙漿等原材料。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,二、非金屬氧化物,二氧化硫與三氧化硫,SO3是一種酸性氧化物，能與水發(fā)生劇烈反應(yīng)生成硫酸，同時(shí)放出大量的熱。 SO3H2O = H2SO4,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,二、非金屬氧化物,二氧化硫與三氧化硫,NO不溶于水，常溫下易被空氣中的氧氣氧化，生成紅棕色的、有刺激性氣味的NO2氣體。NO和NO2都是大氣污染的主要物質(zhì)之一。 2NOO2 = 2NO2 （無(wú)色） （紅棕色） 生成的NO2易與水結(jié)合，形成硝酸。 3NO2H2O = 2HNO3NO,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,二、非金屬氧化物,一氧化氮和二氧化氮,純硫酸是無(wú)色、無(wú)臭、難揮發(fā)的油狀液體。市售濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%，密度為1.84g/cm3。硫酸是工業(yè)上重要的“三酸”之一。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硫酸,濃硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性，能從含碳、氫、氧元素的有機(jī)化合物中，把氫、氧兩種元素按照組成水的比例奪取出來(lái)，使有機(jī)物炭化，這也是平時(shí)說(shuō)的“脫水”。 例如： 濃硫酸 C12H22O11 = 11H2O12C,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硫酸,濃硫酸對(duì)水有強(qiáng)烈的親和作用，能與水以任意比例混溶，并放出大量熱。因此，實(shí)驗(yàn)室常用濃H2SO4作干燥劑。 在配制硫酸溶液時(shí)，切勿把水倒入濃硫酸中！應(yīng)該邊攪動(dòng)，邊將濃硫酸緩緩地倒入水中，以免因局部過(guò)熱使硫酸濺出，造成灼傷。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硫酸,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性。 2H2SO4（濃）Cu = CuSO4SO22H2O 2H2SO4（濃）C = CO2 2SO22H2O,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硫酸,值得注意的是： 鋁、鐵、鉻等金屬在冷的濃硫酸中因被氧化在其表面生成了一層致密的氧化物膜，阻止金屬繼續(xù)與酸反應(yīng)，這種現(xiàn)象叫做金屬的鈍化。工業(yè)上，利用這種鈍化作用，把濃硫酸裝在鐵罐中貯存和運(yùn)輸。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硫酸,純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)、有刺激性氣味的液體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為69%。質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98%的濃硝酸極易揮發(fā)，稱發(fā)煙硝酸。濃硝酸不穩(wěn)定，易發(fā)生分解。 4HNO3 = 2H2O4NO2O2 因此，通常將濃硝酸用棕色瓶盛放，保存在陰涼避光處。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硝酸,硝酸也具有氧化性，幾乎能與所有金屬（除金、鉑等以外）和一些非金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 Cu4HNO3（濃）= Cu(NO3)22NO22H2O 3Cu8HNO3（?。? 3Cu(NO3)22NO4H2O 4HNO3（濃）C（灼熱）= CO24NO22H2O 冷的濃硝酸也能使鋁、鐵等金屬發(fā)生“鈍化” 。,第二節(jié) 幾種重要的非金屬化合物,三、硫酸和硝酸,硝酸,向溶液中加入AgNO3試液，如生成的白色沉淀不溶于稀硝酸，說(shuō)明溶液中含有Cl-。例如： NaClAgNO3 = AgCl(白色) NaNO3 如溶液中含有可溶性的溴離子(Br-)