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文檔簡介
1、4非金屬及其化合物4-1無機非金屬材料的主角硅4-1-1硅元素淺談硅在地殼中含量僅次于氧,硅的氧化物和硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分巖石、沙子和土壤,約占地殼質(zhì)量的90%。硅和碳最外層都有4個電子,二者相似又不同,都不易失去電子也不易得到電子;主要形成+4價化合物,Si是構(gòu)成巖石與許多礦物的基本元素,C是構(gòu)成有機物的基本元素。硅主要以熔點很高的氧化物和硅酸鹽形式存在,碳在地殼中主要形成石灰?guī)r和碳酸鹽等礦物。硅是一種具有親氧性和親硅性的元素。4-1-2二氧化硅和硅酸(1)二氧化硅1.二氧化硅是硅最重要的化合物,天然二氧化硅約占地殼質(zhì)量12%,在大自然中廣泛存在 存在形態(tài)有結(jié)晶態(tài)、無定形兩類,統(tǒng)稱硅石。
2、 石英晶體是結(jié)晶的二氧化硅,具不同晶型和色彩,沙子中含有小粒的石英晶體。其中無色透明的晶體就是通常所謂水晶,具彩色環(huán)帶狀、層狀的稱為瑪瑙。2.二氧化硅各種晶型的基本結(jié)構(gòu)單元:正四面體,每個Si周圍結(jié)合4個O,Si在中心,O在四個頂角;每個O原子又為兩個四面體所共用,與2個Si原子連結(jié);實際上的二氧化硅是Si:O=1:2按比例組成的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體,因此用表示二氧化硅的組成。這樣的四面體存在于二氧化硅以及所有硅酸鹽礦石中。是由原子構(gòu)成的,化學(xué)式不表示它的一個分子,而表示其中Si與O原子數(shù)量的比值同樣由原子構(gòu)成的物質(zhì):Si、C、SiC網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了是不溶于水的固體,熔沸點高,硬度大,具優(yōu)良的物理
3、、化學(xué)性質(zhì)3.應(yīng)用:沙子做建筑材料;純二氧化硅做光學(xué)材料、光導(dǎo)纖維,石英、瑪瑙制手工藝品 還可做耐火材料4.二氧化硅的化學(xué)性質(zhì)(很不活潑)物理性質(zhì)氣體,熔沸點低,溶于水固體,熔沸點高,硬度大,不溶于水堿性氧化物堿(只與強堿反應(yīng))鹽本質(zhì):先與水反應(yīng),再強酸制弱酸本質(zhì):的弱氧化性;將揮發(fā)性酸酐從其鹽中置換出來碳(制粗硅)(制SiC)水酸(只與HF反應(yīng),刻蝕玻璃原理)酸性氧化物的通性:與堿反應(yīng)生成鹽酸性氧化物的性質(zhì):與堿反應(yīng)生成鹽、多數(shù)能與水反應(yīng)生成含氧酸 含氧酸加熱也會分解成水和酸性氧化物酸酐:含氧酸脫水后得到的產(chǎn)物 判斷條件看氧化物中氧外的另一元素化合價與酸中該元素化合價是否相同(2)硅酸硅酸是
4、一種弱酸(比碳酸弱),不溶于水;遇熱分解成水和二氧化硅制取方法是可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得,生成物質(zhì)是硅酸膠體,濃度較大時即成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠,干燥脫水后得到多孔疏松吸附水分能力強的硅酸干凝膠(即硅膠),常用作干燥劑和催化劑載體。制取硅酸: 二氧化硅與堿反應(yīng) 過濾,加HCl至沉淀不再產(chǎn)生 (如果是實驗制取一般從此步開始,使用的是飽和溶液按1:2或1:3體積比用水稀釋得到的溶液3-5ml,加入1-2滴酚酞溶液,HCl逐滴滴入,邊加邊震蕩直至紅色接近消失,靜置) 關(guān)于這個反應(yīng),若HCl量少則產(chǎn)生膠體;若HCl過量則產(chǎn)生沉淀 微熱濃縮,加熱蒸干驗證硅酸酸性較碳酸弱 HCl與石灰石制二氧
5、化碳 飽和溶液除去氣體中HCl不可用因其與水、二氧化碳反應(yīng) 二氧化碳與硅酸鈉反應(yīng)(該反應(yīng)證明硅酸酸性較碳酸弱) (少量) (過量) 同理4-1-3硅酸鹽1.定義:由硅、氧和金屬組成的化合物的總稱 (不一定要有硅酸根)2.通性:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,固態(tài),大多數(shù)不溶于水,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定3.最簡單的硅酸鹽:硅酸鈉 溶于水,水溶液俗稱水玻璃(又因水溶液呈堿性而稱泡花堿),用于制備硅膠、做木材防火劑(將木材浸泡于其中) 具有粘合性不能用玻璃瓶儲存;與水和二氧化碳反應(yīng)變質(zhì)密封儲存4.黏土的主要成分: 硅酸鹽巖石與水和二氧化碳長期反應(yīng)黏土土壤膠體(帶負(fù)電)吸附營養(yǎng)離子保肥5.硅酸鹽的氧化物表示法:金屬氧化物 注意活潑金
6、屬氧化物寫在前,不活潑金屬氧化物寫在后 如:鉀長石K2OAl2O36SiO2 或K2Al2Si6O16高嶺土Al2O32SiO22H2O 或Al2H4Si2O9白云母K2OAl2O36SiO22H2O 或 K2H4Al2(SiO3)6石棉 CaO3MgO4SiO2 或 CaMg3(SiO3)4沸石 Na2OAl2O32SiO2nH2O 或Na2A12(SiO4)2nH2O滑石 3MgO4SiO2H2O 或 Mg3H2(SiO3)46.主要硅酸鹽材料水泥玻璃陶瓷原料黏土、石灰石純堿、石灰石、石英黏土設(shè)備水泥回轉(zhuǎn)窯玻璃熔爐陶瓷窯變化復(fù)雜物理化學(xué)變化主要反應(yīng):復(fù)雜物理化學(xué)變化組成3CaOSiO22C
7、aOSiO23CaOAl2O3硅酸鈉、硅酸鈣、二氧化硅注意:如不是普通玻璃(鈉玻璃),則只要將硅酸鈉換成相應(yīng)的金屬硅酸鹽即可硅酸鹽用途建筑材料玻璃瓶、玻璃儀器、窗玻璃土器、陶器、瓷器等等,在生活生產(chǎn)、科技、實驗室中使用廣泛特性水硬性非晶體;在一定溫度范圍內(nèi)軟化可塑抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、絕緣7.其他主要含硅材料SiC,俗稱金剛砂,具金剛石結(jié)構(gòu),硬度大,作砂紙、砂輪的磨料硅鋼,含4%Si,有導(dǎo)磁性,用作變壓器鐵芯硅橡膠,耐高溫又耐低溫,作火箭、導(dǎo)彈、飛機零件、絕緣材料分子篩,作吸附劑、催化劑8.新型陶瓷高溫結(jié)構(gòu)陶瓷(工程陶瓷),耐高溫、耐氧化、耐腐蝕,作洲際導(dǎo)彈端頭、火箭發(fā)動機尾管、燃燒室,汽車
8、發(fā)動機、噴氣發(fā)動機材料;主要原料是壓電陶瓷,可轉(zhuǎn)化機械能和電能,用于電波濾波器、通話器、聲納探傷器、點火器透明陶瓷:具優(yōu)異光學(xué)性質(zhì),耐高溫,絕緣性好,用于鈉燈燈管、防彈汽車車窗、坦克觀察窗超導(dǎo)陶瓷生物陶瓷:強度高、耐磨、無毒、不溶于水、對人體組織適應(yīng)性好 用于制人造骨、人造牙齒(需要吸收離子)4-1-4硅單質(zhì)1.單質(zhì)硅有晶體和無定形兩種。 晶體硅結(jié)構(gòu)類似于金剛石,是帶有金屬性光澤的灰黑色固體,熔點高,硬度大,有脆性,常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,是半導(dǎo)體材料。2.Si的化學(xué)性質(zhì)與單質(zhì)反應(yīng)與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)金屬與Si混合與堿反應(yīng),求使用金屬與Si物質(zhì)的量之比:價態(tài)數(shù)比的倒數(shù)(Si化合價/金屬化合價)生成氫
9、氣比=物質(zhì)的量之比n(金屬)/n(Si)弱還原性3.Si的制取方法1:方法2:方法2中若混有水若混有氧氣:可能爆炸和氧化4-2富集在海水中的元素氯4-2-1氯元素淺談Cl是最重要的“成鹽元素”,主要以NaCl形式存在于海水和陸地的鹽礦中。海洋中含鹽3%,主要有等鹽類,致使海水又咸又苦,不能直接飲用。氯原子電子結(jié)構(gòu)為2-8-7,容易得電子形成,表現(xiàn)為明顯的非金屬性(元素本身得電子的能力)。氯的自然存在形式為化合態(tài)。4-2-2氯氣(1)制取1.原理:利用強氧化劑(等等)氧化濃鹽酸中體現(xiàn)濃鹽酸的酸性和還原性主要方法:快速制?。汗I(yè)制法(電解飽和食鹽水): (陽極生成氯氣,陰極生成氫氣)2.實驗室制取
10、裝置:裝置所需儀器:圓底燒瓶/蒸餾燒瓶、分液漏斗、酒精燈、雙孔橡皮塞、鐵架臺、集氣瓶、燒杯、導(dǎo)氣管收集方法氯氣密度比空氣大,溶于水跟水反應(yīng)向上排空氣法在飽和食鹽水中溶解度較小排飽和食鹽水法凈化:飽和NaCl溶液除去HCl氣體(不能用水,氯氣會溶解) 濃硫酸(或無水五氧化二磷)出水尾氣處理:NaOH等強堿;不能用石灰水,因氫氧化鈣溶解度小,不能全部吸收尾氣驗滿:用濕潤KI淀粉試紙放在瓶口試紙變藍; 藍色石蕊試紙試紙先變紅后褪色注意事項:a.加熱時要不停移動火焰,控制反應(yīng)溫度;氯氣出現(xiàn)較快時可暫停加熱 要防止加強熱,避免HCl大量揮發(fā)使氯氣不純 b.收集氯氣時,導(dǎo)氣管應(yīng)插入集氣瓶底部,減少混有的氣
11、體 c.實際產(chǎn)生氯氣比理論值少是因為鹽酸變稀停止反應(yīng)。 d.要先使反應(yīng)停止并排出氯氣后再拆卸裝置(2)物理性質(zhì):通常情況下呈黃綠色,是一種有強烈刺激性氣味的有毒氣體,在低溫、加壓條件下可以轉(zhuǎn)為液態(tài)(稱液氯)和固態(tài)。問氯氣氣味的正確方法:用手輕輕在瓶口扇動,僅使少量氯氣飄入鼻孔有色氣體:(紅棕色)(淡黃綠色)(黃綠色)(紅棕色)(紫黑色)(3)化學(xué)性質(zhì)與單質(zhì)反應(yīng)(氧化單質(zhì))化學(xué)性質(zhì)活潑,有強氧化性和可變價金屬化合生成最高價氯化物;不能被氯氣氧化的金屬是Pt和Au 與K、Na反應(yīng)不需加熱,與Cu、Fe需要加熱可以用鋼瓶儲存運輸液氯劇烈發(fā)光發(fā)熱的化學(xué)反應(yīng)統(tǒng)稱燃燒Na在氯氣中燃燒生成白煙;Fe在氯氣中
12、燃燒棕黃色煙,加水得棕黃色溶液 Cu在氯氣中燃燒生成棕黃色煙,加水得藍綠色溶液 氫氣在氯氣中燃燒安靜地燃燒,火焰為蒼白色,撤去玻璃片后瓶口有白霧產(chǎn)生 (強光照射下會發(fā)生爆炸)霧:小液滴(可溶性物質(zhì)遇水產(chǎn)生的)懸浮在空氣中形成 煙:固體小顆粒分散到空氣中形成氯氣與氫氣混合充分燃燒后與NaOH反應(yīng): V():V()=1:1無剩余氣體,產(chǎn)生NaCl V():V()1:1無剩余氣體,產(chǎn)生NaCl和NaClO V():V()HClHBrHI與水反應(yīng)鹵素單質(zhì)間反應(yīng)反應(yīng)后溶液加入四氯化碳液體分層,上層NaCl/NaBr水層無色;下層溶有鹵素的四氯化碳,有顏色與堿碘的特性:淀粉遇單質(zhì)碘變藍(只有單質(zhì)碘)與金屬
13、化合形成鹽(因而稱為鹵素)特殊反應(yīng)(4)鹵化銀AgFAgClAgBrAgI顏色白色白色淺黃色黃色溶解性溶于水難溶于水,難溶于稀硝酸感光性用途檢驗鹵素(Cl、Br、I)離子存在整理感光材料(一般是AgBr)AgI人工降雨關(guān)于指紋判斷(5)鹵離子檢驗方法類似于檢驗氯離子方法,生成對應(yīng)顏色沉淀說明含對應(yīng)鹵離子 注意檢驗碘離子時只能用少量稀硝酸,因其會被濃稀硝酸直接氧化還原產(chǎn)生單質(zhì)碘置換萃取法主要使用汽油(此時需觀察上層液)、四氯化碳(此時需觀察下層液)兩種有機溶劑(不使用酒精,因酒精與水混溶);取少許未知液加入適量新制飽和氯水振蕩,加入有機溶劑后振蕩、靜置,觀察有機層顏色置換淀粉法取未知液少許,加入
14、適量新制飽和氯水或溴水,震蕩后加入淀粉溶液,變藍說明含碘離子若氯水過量則觀察不到藍色氟離子:加入濃硫酸能產(chǎn)生可以腐蝕玻璃的氣體(6)關(guān)于加碘鹽:預(yù)防地方性甲狀腺腫(大脖子?。?;通常加入的是碘酸鉀,檢驗是否加碘:水溶液中加食醋和KI淀粉溶液,變藍說明為加碘鹽原理:4-3硫和氮的氧化物4-3-1硫 二氧化硫 三氧化硫(1)硫(俗稱硫磺)存在:游離態(tài)S存在于火山噴口附近或地殼巖層中 火山噴出物中含大量含硫化合物如 化合態(tài)S主要以硫化物、硫酸鹽形式存在,如硫鐵礦,黃銅礦,石膏,芒硝,石油、天然氣、煤等化石燃料含硫物理性質(zhì):淡黃色粉末,不溶于水,微溶于酒精,易溶于化學(xué)性質(zhì):a.與金屬化合形成金屬硫化物b
15、.與非金屬化合c.與某些化合物反應(yīng)S的幾個價態(tài):-2價是最低價,只有還原性;0價、4價是中間價,既有還原性也有氧化性;通常S元素化合價變化時,升高、降低到相鄰價態(tài),且相鄰價態(tài)間不反應(yīng);特殊情況:-2價、0價遇強氧化劑“跳位”成+6價 (2)硫化氫物理性質(zhì):無色,有臭雞蛋氣味,密度大于空氣,常溫常壓下1體積水溶2.6體積硫化氫,水溶液稱氫硫酸,易揮發(fā)化學(xué)性質(zhì)A.不穩(wěn)定:(隔絕空氣時)B.C.強還原性:D.水溶液呈弱酸性(比碳酸弱)E.毒性制備:,用向上排空氣法收集 鑒定:通入溶液產(chǎn)生黑色沉淀;(醋酸鉛)試紙變黑存在:工業(yè)廢氣、井噴氣體、腐敗魚肉蛋、陰溝、糞池(3)二氧化硫物理性質(zhì):無色有刺激性氣
16、味,密度大于空氣,易液化,易溶于水(常溫常壓下1體積水溶40體積二氧化硫)化學(xué)性質(zhì)a.酸性氧化物通性(二氧化硫是亞硫酸酐)可逆反應(yīng):正逆反應(yīng)同時進行正逆反應(yīng)所需條件完全相同b.氧化性c.還原性d.漂白性 原理:與有色物質(zhì)結(jié)合形成不穩(wěn)定(遇熱分解)無色化合物 范圍:品紅及某些無機色質(zhì);指示劑、pH試紙不會被漂白 注意溴水、氨水、高錳酸鉀溶液褪色是因為其還原性 漂白性:使有機色質(zhì)褪色的性質(zhì) 一般漂白物質(zhì)原理:1.氧化型 具強氧化性,將有色物質(zhì)氧化為無色物質(zhì),不能復(fù)原 2.加合型()與有色物質(zhì)結(jié)合形成不穩(wěn)定無色化合物 不是氧化還原反應(yīng),加熱后可以復(fù)原 3.吸附型(活性炭、膠體) 物理過程,疏松多孔的
17、物質(zhì)表面吸住周圍有色物質(zhì)e.毒性實驗室制取制?。菏占合蛏吓趴諝夥z驗:酸性高錳酸鉀溶液褪色;品紅溶液褪色,加熱后復(fù)色不能使用堿性干燥劑干燥用途:工業(yè)用于漂白紙漿、毛、絲、草編制品;殺菌消毒毒害:氣體損害呼吸系統(tǒng);陸生高等植物葉組織受損 加工食品肝腎損害,致癌(3)三氧化硫物理性質(zhì):無色,易揮發(fā)晶體,易溶于水化學(xué)性質(zhì):a.溶于水劇烈反應(yīng) b.酸性氧化物通性 c.氧化性 幾種物質(zhì)的鑒別:品紅溶液,褪色為(1)加入HCl,產(chǎn)生氣體使品紅褪色 (2)加入溶液,生成白色沉淀,溶于HCl并產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體 4-3-2氮 一氧化氮 二氧化氮(1)氮存在:游離態(tài)空氣,占空氣體積分?jǐn)?shù)78%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)75
18、% 化合態(tài)各種無機物、有機物;是蛋白質(zhì)、核酸不可缺少元素物理性質(zhì):無色無味,密度略小于空氣,易液化,溶解度小化學(xué)性質(zhì):穩(wěn)定,不活潑A.還原性(反應(yīng)程度小,不適合工業(yè)制NO)同為放電條件下的化合反應(yīng)為:B.氧化性Mg在空氣中燃燒:除與氮氣、氧氣反應(yīng)外,尚有用途:合成氨氣、制硝酸;焊接金屬保護氣(防止金屬被空氣氧化);燈泡填充氣(防止鎢絲被氧化、揮發(fā));食品保護氣;液氮做冷凍劑制?。簩嶒炇?工業(yè)分離液態(tài)空氣雷雨壯莊稼的原理(2)氮的氧化物氮的各種氧化物物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)制備無色,有甜味,溶于水可助燃有氧化性無色無味,不溶于水有毒,易被氧氣氧化排水法收集(式量與空氣接近,又與空氣反應(yīng))藍色氣體是亞硝酸
19、酐;不穩(wěn)定紅棕色氣體,易溶于水,易液化有毒;向上排空氣法收集無色氣體,易液化火箭升空原理(燃料為偏二甲肼):白色固體為硝酸酐,極其不穩(wěn)定溶于水實驗:盡可能的吸收二氧化氮1.將充滿試管倒扣于水槽中紅棕色氣體變?yōu)闊o色,液面上升到試管2/32.向試管慢慢通入氧氣液體充滿試管二氧化氮和四氧化二氮的平衡降低溫度/增大壓強氣體顏色變淺,主要以存在升高溫度/降低壓強氣體顏色變深,主要以存在不存在純凈的、,兩者必同時存在的相對分子質(zhì)量、密度比實際值大、相反1mol“”在標(biāo)況下體積小于22.4L,標(biāo)況下22.4L“”質(zhì)量大于46g增加或,相當(dāng)于增大壓強,生成更多二氧化氮與溴蒸氣同:有氧化性、水溶液呈酸性、能與堿
20、反應(yīng)、使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍異:(1)通入水后二氧化氮無色;溴橙色 (2)通入硝酸銀溶液中二氧化氮無明顯現(xiàn)象,溴有淡黃色沉淀 (3)通入四氯化碳,二氧化氮無明顯現(xiàn)象,溴易溶且呈紅色 (4)冷水中冷卻,二氧化氮顏色變淺,溴無明顯現(xiàn)象氮的氧化物溶于水的計算方程式: (完全被水吸收) (NO完全被水吸收) 其他復(fù)雜關(guān)系: 計算方法1:利用化學(xué)式推算溶于水的反應(yīng)物反應(yīng)物體積比反應(yīng)式有關(guān)剩余氣體計算結(jié)論任意剩余氣體為NOV(余)=V()、任意剩余氣體為NOV(余)=V()+V(NO)原、V():V()=4:1無剩余V():V()4:1先后剩余氣體V(余)=V()-4V()、V():V()=4:3無剩余
21、V():V()4:3剩余氣體V(余)=V(NO)-V()V():V()1:1NO過量V(反應(yīng)后氣體)=V(NO)V(NO):V()2:5剩(a-x):(2a+2b-x)=2:5a:(2a+2b)2:5剩(a-x):(a+2b-x)=2:5a:(a+2b)2:5剩(a+b-x):(a+2b+2c-x)=2:5(a+b):(a+2b+2c)2:5剩(a+b):(a+2b+2c-2x)=2:5注:x=剩余氣體摩爾數(shù)4-3-3大氣污染來源:煤、石油、金屬礦物中含硫或硫化合物的燃燒冶煉 NO、來源:機動車內(nèi)燃機內(nèi)部高溫、電火花作用下空氣中氮氣參與反應(yīng)汽車尾氣有害氣體的直接危害:引起呼吸道疾病,嚴(yán)重時致死
22、光化學(xué)煙霧:在光照作用下,與碳?xì)浠衔铮N類)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生有毒煙霧汽車尾氣:含有含氮化合物、CO、未燃燒碳?xì)浠衔?、顆粒物、含鉛化合物(如使用含鉛汽油),一般汽車使用催化轉(zhuǎn)化器(Pt-Rh合金催化)解決該問題,缺點是變?yōu)楫a(chǎn)生硫酸酸霧酸雨:大氣中、等等溶于水中形成pH17的氣體均可形成噴泉, 如(后兩者滴管中需要較多水) 酸性氣體等等在堿性溶液中也能形成噴泉 有機氣體與有機溶劑也能形成噴泉;不溶于水的氣體反應(yīng)后也能形成噴泉,關(guān)鍵是形成壓強差試圖增大燒瓶外的壓強也能達到同樣效果(3)關(guān)鍵:裝置氣密性、燒瓶干燥、氣體充滿燒瓶,滴管擠入水或溶液不能太少 (少了滴管可以打開止水夾捂熱燒瓶使氣體膨脹壓
23、強降低)(4)無數(shù)據(jù)巧算:等的噴泉實驗,混有不與該氣體反應(yīng)氣體,不論比例如何, 水充滿整個燒瓶則標(biāo)況下溶于水的濃度c=(1/22.4)mol/L(5)幾種拓展反應(yīng)左圖:擠壓滴管,打開活塞a、b則右瓶噴煙 再打開c則左瓶有紅色噴泉,右瓶有藍色噴泉右圖:松開彈簧夾A,通過導(dǎo)管C向盛溴水的錐形瓶中鼓入空氣,使約10 mL溴水壓入燒瓶,再把彈簧夾A夾緊。振蕩燒瓶,溴水很快褪色,有油狀物生成,燒瓶內(nèi)形成負(fù)壓。松開彈簧夾A,溴水自動噴入。噴入約10 mL溴水后,再把彈簧夾A夾緊,振蕩燒瓶,溴水又很快褪色。如此重復(fù)操作幾次。當(dāng)噴入的溴水顏色不能完全褪盡時,說明燒瓶中的氣體已經(jīng)完全反應(yīng)。松開彈簧夾B,讓蒸餾水
24、噴入燒瓶也可形成噴泉。只要反應(yīng)完全,液體幾乎可充滿整個燒瓶。左圖:人造噴泉、火山爆發(fā)原理,錐形瓶外放一水槽,瓶中放酒精,水槽中加水和濃硫酸或錐形瓶中放能產(chǎn)生氣體的物質(zhì),下部錐形瓶氣壓增大形成噴泉化學(xué)性質(zhì):a.與水部分反應(yīng) 氨是唯一能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍的氣體 氨水有關(guān)問題:a.氨水密度永遠小于水,濃度越大密度越小, 計算氨水濃度時,溶質(zhì)應(yīng)為 b.氨水是混合物,存在6種粒子: 氨水是弱電解質(zhì)溶液,電解質(zhì)是 c.氨水對許多金屬有腐蝕作用,通常儲存于玻璃容器、橡皮袋、陶瓷壇和內(nèi)涂瀝青的鐵桶中原理是與金屬形成配合物(絡(luò)離子) 發(fā)生電化學(xué)腐蝕 d.受熱、加入生石灰(CaO)等固態(tài)堿性物質(zhì)放氨氣 e.是
25、良好的沉淀劑,能沉淀多種陽離子(生成氫氧化物沉淀) b.與酸反應(yīng): 蘸有濃氨水的玻璃棒與蘸有濃HCl的玻璃棒接近時, 會因揮發(fā)出的化合生成小顆粒形成白煙 與揮發(fā)性酸(濃HCl、濃)形成銨鹽顆粒白煙 與不揮發(fā)酸()不形成白煙 (氨氣不可用濃硫酸干燥、不與HCl氣體共存) c.還原性(N為-3價,最低價態(tài)) 用途:氮肥工業(yè),制硝酸、銨鹽原料;有機合成工業(yè)常用原料,制冷劑,制弱堿制?。汗I(yè) 實驗室a.裝置:固固加熱型,發(fā)生裝置與制氧氣類似b.收集:氨氣溶于水,密度比空氣小,只能用向上排空氣法 為避免氨氣與空氣對流導(dǎo)致不純、外溢氨氣污染環(huán)境,收集試管口放(浸稀硫酸的)棉花c.驗滿:1.濕潤紅色石蕊試紙
26、接近瓶(試管)口變藍 2.蘸濃鹽酸玻璃棒接近瓶(試管)口白煙d.注意事項:1.不能用,前者易爆炸,后者易分解產(chǎn)生 2.不能用NaOH、KOH代替消石灰,因為它們具吸濕性易結(jié)塊且高溫下腐蝕試管 3.不能用等干燥,會發(fā)生反應(yīng): 一般使用堿石灰作干燥劑 4.制備、收集過程中盡量使其不要與水接觸,防止損失和倒吸 5.防倒吸特殊裝置:多孔球泡、水+四氯化碳(試管插入下層即四氯化碳層)4-4-2銨鹽物理性質(zhì)共性:白色晶體,易溶于水化學(xué)性質(zhì):a.受熱分解 1.非氧化性酸的銨鹽,加熱分解成氨和相應(yīng)的酸 2.不揮發(fā)性酸形成的銨鹽加熱時只有氨氣逸出,酸殘留 3.氧化性酸的銨鹽加熱時發(fā)生自身氧化還原反應(yīng) b.與堿反
27、應(yīng) c.弱酸的銨鹽、弱酸的酸式銨鹽能和酸反應(yīng)也能和堿反應(yīng)aL混合物加入bmol恰完全沉淀,取沉淀加入足量強堿加熱生成cmol氨氣,原溶液n=(c/2)mol;參與反應(yīng)的n()=(c/2)mol剩余n()=b-(c/2)mol;原溶液中n()=b-(c/2)mol由于電荷守恒,3n()=2n()c()=(2b-c)/3amol/L存放:密封置于陰涼通風(fēng)處;硝酸銨應(yīng)輕拿輕放避免撞擊 不與堿性肥料混施4-4-3硫酸物理性質(zhì):無色油狀液體,沸點高,難揮發(fā),濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%,密度18.4g/L,物質(zhì)的量濃度18.4mol/L,易溶于水,溶于水中放出大量的熱。“發(fā)煙硫酸”指溶有三氧化硫的硫酸,會發(fā)出白
28、煙。稀釋濃硫酸:濃硫酸沿器壁倒入水中,不斷攪拌(散熱);不可把水倒入硫酸,以免熱酸液噴濺。兩種液體混合時,應(yīng)將密度大的加到密度小的液體中稀硫酸性質(zhì):1.在水中電離 2.酸的通性與酸堿指示劑反應(yīng) 與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣 與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水 與某些鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽 與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水 濃硫酸性質(zhì):1.吸水性:將物質(zhì)本身含有的水分子和結(jié)晶水吸收 形成水合分子 實驗室常用干燥劑;不能干燥堿性氣體(等) 和有較強還原性的氣體(等) 2.脫水性:將有機物中H、O原子按2:1形式脫去,使某些有機物碳化(生成C)與吸水性差異:關(guān)鍵是物質(zhì)本身是否含游離水或酒精水 3.強氧化性:a.可氧化
29、各種金屬單質(zhì)(Au、Pt除外);產(chǎn)物只有二氧化硫氣體; 特例:Fe、Al遇冷濃硫酸鈍化,生成氧化膜不繼續(xù)反應(yīng) 熱濃硫酸也可氧化C、S、P等非金屬實際反應(yīng)時由于硫酸濃度會逐漸變稀,反應(yīng)會中途停止,導(dǎo)致有關(guān)計算理論值和實驗值差異。b.與還原性較強物質(zhì)反應(yīng) 4.難揮發(fā)性:利用該性質(zhì)制揮發(fā)性酸 制取:常用接觸法制硝酸黃銅礦或硫造氣沸騰爐空氣接觸氧化接觸室、熱交換器98.3%濃硫酸吸收三氧化硫吸收塔(1)原理分析:接觸法增大反應(yīng)物濃度、增大反應(yīng)物間接觸面積。提高反應(yīng)速率,充分提高原料利用率;反應(yīng)放出熱量經(jīng)過熱交換器傳遞給進入接觸室需要預(yù)熱的混合氣體,為二氧化硫接觸氧化和三氧化硫吸收提供有利條件(加熱未起
30、反應(yīng)的二氧化硫和空氣);液體從上向下流,氣體從下向上流,充分反應(yīng)(2)反應(yīng)氣體總體積縮小,放熱,可逆 溫度應(yīng)取400-500C間,較低溫度雖然理論上有利反應(yīng),但催化劑活性低 雖壓強增加會較有利,考慮裝置成本,一般常壓(3)注意事項:1.礦石要粉碎以增大與空氣接觸面積充分燃燒 2.采用過量空氣,增大廉價原料以使貴重原料充分利用 3.進入接觸室混合氣體需預(yù)先凈化因存在雜質(zhì)氣體; 礦塵和砷,硒化合物使催化劑中毒(失活);水蒸氣對設(shè)備有不良影響 故爐氣要先除塵、洗滌、干燥后再進入接觸室 4.吸收三氧化硫用濃硫酸而不是水是因為水或稀硫酸吸收容易形成酸霧,且吸收速度慢 5.尾氣需要處理:一般使用氨水 廢液
31、處理:石灰乳中和酸性廢液 廢渣處理:黃鐵礦礦渣制水泥、磚;含鐵品位高的礦渣處理后可煉鐵濃、稀硫酸的鑒別 倒入水放熱的是濃硫酸;稱量,等體積較重的是濃硫酸;油狀粘稠的是濃硫酸;投入鐵片產(chǎn)生氣泡的是稀硫酸;寫字,紙變黑的是濃硫酸;投入Cu,加熱,生成氣泡的是濃硫酸;投入鋸末、蔗糖變黑的是濃硫酸;石蕊試紙投入變紅后還變黑的是濃硫酸;等質(zhì)量敞口放置一段時間后質(zhì)量明顯變大的是濃硫酸4-4-4硝酸物理性質(zhì):無色、有刺激性氣味的液體,一般是黃色(因溶有);低沸點、易揮發(fā),在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀(37%-38%濃HCl也會如此);69%硝酸稱為濃硝酸,98%的稱為發(fā)煙硝酸化學(xué)性質(zhì): A.酸的通性(強酸) 注:濃硝酸使石蕊試液先變紅后褪色,是因為其還有強氧化性B.不穩(wěn)定性越濃越易分解C.強氧化性1.
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