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1、必修1第一章 從實(shí)驗學(xué)化學(xué) 第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗基本方法一、熟悉化學(xué)實(shí)驗基本操作1、藥品的稱量(或量?。┓椒ㄍ斜P天平的使用方法托盤天平只能稱準(zhǔn)到0.1克。稱量前先調(diào)零;稱量時,左物右碼被稱量物不能直接放在托盤天平的托盤上,應(yīng)在兩個托盤上各放一張相同質(zhì)量的紙,然后把藥品放在紙上稱量。 易潮解或具有腐蝕性的藥品,如NaOH(容易潮解的物質(zhì)有CaCl2、MgCl2、 FeCl3 、AICl3、NaOH等)必須放在玻璃器皿上(如:小燒杯、表面皿)里稱量。 量筒的使用方法量取已知體積的溶液時,應(yīng)選比已知體積稍大的量筒。如,量取80ml稀硫酸溶液,選用100ml的量筒。讀數(shù)時,視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)水平相切。俯
2、視讀數(shù)偏大,仰視讀數(shù)偏小。 正確讀數(shù) 俯視 仰視2、實(shí)驗室一般事故的處理方法意外事故處理方法金屬Na,K起火用沙子蓋滅,不能用水、CO2滅火器,不能用CCl4滅火器濃堿沾到皮膚上大量水沖,再涂硼酸濃H2SO4沾到皮膚上用干布擦,再用大量水沖,然后涂上3%5%的NaHCO3溶液不慎將酸濺到眼中應(yīng)立即用水沖洗,邊洗邊眨眼睛溫度計水銀球不慎碰破為防止汞蒸氣中毒,應(yīng)用S粉覆蓋3、常見危險化學(xué)品及其標(biāo)志 如:酒精、汽油易然液體;如:濃H2SO4、NaOH(酸堿)3. 掌握正確的操作方法。例如,掌握儀器和藥品的使用、加熱方法、氣體收集方法等。二、混合物的分離和提純:1、分離的方法:過濾:蒸發(fā):蒸餾;分液;
3、萃取過濾:將不溶于某溶液的固體和液體組成的混合物分離的操作。注意事項一貼:濾紙緊貼漏斗的內(nèi)壁二低:紙邊低于漏斗邊;液面低于濾紙邊三靠:杯靠棒;棒靠紙;頸靠壁蒸發(fā)注意事項:蒸發(fā)過程中用玻璃杯不斷攪拌,防止局部溫度過高造成液滴飛濺;當(dāng)蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多固體時,停止加熱,利用余熱將液體蒸干,防止形成的晶體飛濺。(3)蒸餾注意事項:加熱燒瓶要墊上石棉網(wǎng);溫度計的水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶的支管口處;加碎瓷片的目的是防止暴沸;冷凝水由下口進(jìn),上口出。萃取、分液注意事項:用前查漏;加入萃取劑后先倒轉(zhuǎn)用力震蕩,再靜置;“上上,下下”原則倒出兩層液體,即:下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出。萃取劑選取原則:與原溶
4、劑互不相容 溶解能力大于原溶劑;如:用四氯化碳萃取碘水中的碘。不與被萃取物質(zhì)反應(yīng)2、粗鹽的提純:(1)粗鹽的成分:主要是NaCl,還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等雜質(zhì)(2)步驟: 1.溶解 用托盤天平稱取5克粗鹽(精確到0.1克)用量筒量取10毫升水倒入燒杯里用藥匙取一匙粗鹽加入水中,觀察發(fā)生的現(xiàn)象用玻璃棒攪拌,并觀察發(fā)生的現(xiàn)象(玻璃棒的攪拌對粗鹽的溶解起什么作用?攪拌,加速溶解)接著再加入粗鹽,邊加邊用玻璃棒攪拌,一直加到粗鹽不再溶解時為止觀察溶液是否渾濁 在天平上稱量剩下的粗鹽,計算在10毫升水中大約溶解了多少克粗鹽 2.過濾 將濾紙折疊后用水潤濕使其緊貼漏斗內(nèi)壁并使濾紙
5、上沿低于漏斗口,溶液液面低于濾紙上沿,傾倒液體的燒杯口要緊靠玻璃棒,玻璃棒的末端緊靠有三層濾紙的一邊,漏斗末端緊靠承接濾液的燒杯的內(nèi)壁。慢慢傾倒液體,待濾紙內(nèi)無水時,仔細(xì)觀察濾紙上的剩余物及濾液的顏色濾液仍渾濁時,應(yīng)該再過濾一次 如果經(jīng)兩次過濾濾液仍渾濁,則應(yīng)檢查實(shí)驗裝置并分析原因,例如,濾紙破損,過濾時漏斗里的液面高于濾紙邊緣,儀器不干凈等找出原因后,要重新操作 3.蒸發(fā) 把得到的澄清濾液倒入蒸發(fā)皿把蒸發(fā)皿放在鐵架臺的鐵圈上,用酒精燈加熱同時用玻璃棒不斷攪拌濾液(晶體析出時,防止固體飛濺) 等到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)較多量固體時,停止加熱利用蒸發(fā)皿的余熱使濾液蒸干 4.用玻璃棒把固體轉(zhuǎn)移到紙上,稱量后
6、,回收到教師指定的容器比較提純前后食鹽的狀態(tài)并計算精鹽的產(chǎn)率5.粗鹽中含有Mg2+、Ca2+、SO42-加試劑順序關(guān)鍵:()Na2CO3在BaCl2之后;()鹽酸放最后。三、離子的檢驗:檢驗離子實(shí)驗方法實(shí)驗現(xiàn)象和離子方程式Cl-加AgNO3溶液有白色沉淀生成,再加稀硝酸沉淀不溶解AgClAgClSO42-先加稀鹽酸,再加BaCl2溶液生成白色沉淀,且加稀硝酸沉淀不溶解。Ba2SO42BaSO4CO32-先加稀硝酸,再加BaCl2溶液生成白色沉淀,且加稀鹽酸,沉淀溶解,并生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體SO32-先加BaCl2溶液生成白色沉淀,再加稀硝酸,沉淀不溶解第二節(jié) 化學(xué)計量在實(shí)驗
7、中的應(yīng)用1、物質(zhì)的量(n)是國際單位制中7個基本物理量之一。2、五個新的化學(xué)符號:概念、符號定義注 意 事 項物質(zhì)的量:n衡量一定數(shù)目粒子集體的物理量摩爾(mol)是物質(zhì)的量的單位,只能用來衡量微觀粒子:原子、分子、離子、原子團(tuán)、電子、質(zhì)子、中子等。用物質(zhì)的量表示微粒時,要指明粒子的種類。阿伏加德羅常數(shù):NA1mol任何物質(zhì)所含粒子數(shù)。NA有單位:mol1或 /mol,讀作每摩爾,NA6.021023mol1。摩爾質(zhì)量:M單位物質(zhì)的量物質(zhì)所具有的質(zhì)量一種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量以g/mol為單位時,在數(shù)值上與其相對原子或相對分子質(zhì)量相等。一種物質(zhì)的摩爾質(zhì)量不隨其物質(zhì)的量變化而變氣體摩爾體積:Vm單位物質(zhì)
8、的量氣體所具有的體積影響氣體摩爾體積因素有溫度和壓強(qiáng)。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0,101KPa)1mol任何氣體所占體積約為22.4L即在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,Vm22.4L/mol物質(zhì)的量濃度:C單位體積溶液所含某溶質(zhì)B物質(zhì)的量。公式中的V必須是溶液的體積;將1L水溶解溶質(zhì)或者氣體,溶液體積肯定不是1L。某溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不隨所取溶液體積多少而變3、各個量之間的關(guān)系:4、阿伏伽德羅定律及其推論(1)定律:同T、P下,相同體積的任何氣體會有相同數(shù)目的粒子。(2)推論:(依據(jù):PV=nRT,n=m/M,=m/V)同T、P下,V1/V2=n1/n2=N1/N2同T、P下,1/2=M1/M2同T、V下,P1/P2=
9、n1/n2同T、P、V下,m1/m2= M1/M2同T、P、m下,V1/V2= M2/M15、有關(guān)物質(zhì)的量濃度的相關(guān)計算求稀釋或濃縮溶液的物質(zhì)的量濃度對同一溶液的稀釋或濃縮都存在著稀釋或濃縮前后,溶質(zhì)的物質(zhì)的量或溶質(zhì)的質(zhì)量相等這一關(guān)系。即:C1V1=C2V2或V111=V222 式中C為物質(zhì)的量濃度,V為體積,為溶液密度。為質(zhì)量分?jǐn)?shù)。求混合溶液的物質(zhì)的量濃度C1V1+ C2V2=C總V總 即:混合前后溶質(zhì)物質(zhì)的量或質(zhì)量不變。質(zhì)量分?jǐn)?shù)W與物質(zhì)的量濃度C的關(guān)系:C=1000W/M(其中單位為g/cm3)W= S /(100+S)C=1000 S /(100+S)/ M7、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制
10、(1)配制使用的儀器:托盤天平(固體溶質(zhì))、量筒(液體溶質(zhì))、容量瓶(強(qiáng)調(diào):在具體實(shí)驗時,應(yīng)寫規(guī)格,否則錯?。?、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。(2)配制的步驟:計算溶質(zhì)的量(若為固體溶質(zhì)計算所需質(zhì)量,若為溶液計算所需溶液的體積)稱取(或量?。┤芙猓o置冷卻)轉(zhuǎn)移 洗滌定容搖勻。(如果儀器中有試劑瓶,就要加一個步驟-裝瓶)。400mL的溶液應(yīng)用500mL容量瓶。例如:配制400mL0.1molL的Na2CO3溶液:(1)計算:需無水Na2CO3 5.3 g。(2)稱量:用托盤天平稱量無水Na2CO3 5.3 g。(3)溶解:所需儀器燒杯、玻璃棒。(4)轉(zhuǎn)移:將燒杯中的溶液沿玻璃棒小心地引流到500mL
11、容量瓶中。(5)定容:當(dāng)往容量瓶里加蒸餾水時,距刻度線12cm處停止,為避免加水的體積過多,改用膠頭滴管加蒸餾水到溶液的凹液面正好與刻度線相切,這個操作叫做定容。(6)不能配制任意體積的一定物質(zhì)的量濃度的溶液,這是因為容量瓶的容積是固定的,沒有任意體積規(guī)格的容量瓶。(7)溶液注入容量瓶前需恢復(fù)到室溫,這是因為容量瓶受熱易炸裂,同時溶液溫度過高會使容量瓶膨脹影響溶液配制的精確度。(8)用膠頭滴管定容后再振蕩,出現(xiàn)液面底于刻度線時不要再加水,這是因為振蕩時有少量溶液粘在瓶頸上還沒完全回流,故液面暫時低于刻度線,若此時又加水會使所配制溶液的濃度偏低。(9)如果加水定容時超出了刻度線,不能將超出部分再
12、吸走,須應(yīng)重新配制。(10)如果搖勻時不小心灑出幾滴,不能再加水至刻度,必須重新配制,這是因為所灑出的幾滴溶液中含有溶質(zhì),會使所配制溶液的濃度偏低。(11)溶質(zhì)溶解后轉(zhuǎn)移至容量瓶時,必須用少量蒸餾水將燒杯及玻璃棒洗滌23次,并將洗滌液一并倒入容量瓶,這是因為燒杯及玻璃棒會粘有少量溶質(zhì),只有這樣才能盡可能地把溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。第二章 化學(xué)物質(zhì)及其變化第一節(jié) 物質(zhì)的分類1、掌握兩種常見的分類方法:交叉分類法和樹狀分類法。2、分散系及其分類:(1)分散系組成:分散劑和分散質(zhì),按照分散質(zhì)和分散劑所處的狀態(tài),分散系可以有9種組合方式。(2)當(dāng)分散劑為液體時,根據(jù)分散質(zhì)粒子大小可以將分散系分為溶液、
13、膠體、濁液。分散系溶液膠體濁液分散粒子直徑1nm1100nm100nm外觀均一,透明,穩(wěn)定均一,透明,介穩(wěn)體系不均一,不透明,不穩(wěn)定能否透過濾紙能能不能能否透過半透膜能不能不能實(shí)例食鹽水Fe(OH)3膠體泥漿水3、膠體:(1)常見膠體:Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、血液、豆?jié){、淀粉溶液、蛋白質(zhì)溶液、有色玻璃、墨水等。(2)膠體的特性:能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。區(qū)別膠體與其他分散系常用方法丁達(dá)爾效應(yīng)。膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子大小。(3)Fe(OH)3膠體的制備方法:將飽和FeCl3溶液滴入沸水中,繼續(xù)加熱至體系呈紅褐色,停止加熱,得Fe(OH)3膠體。第二節(jié) 離子反應(yīng)一、電解質(zhì)和
14、非電解質(zhì)電解質(zhì):在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。1、化合物非電解質(zhì):在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。(如:酒精乙醇、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非電解質(zhì)。)(1)電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物,單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。(2)酸、堿、鹽和水都是電解質(zhì)(特殊:鹽酸是電解質(zhì)溶液)。(3)能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。能導(dǎo)電的物質(zhì):電解質(zhì)溶液、熔融的堿和鹽、金屬單質(zhì)和石墨。電解質(zhì)需在水溶液里或熔融狀態(tài)下才能導(dǎo)電。固態(tài)電解質(zhì)(如:NaCl晶體)不導(dǎo)電,液態(tài)酸(如:液態(tài)HCl)不導(dǎo)電。2、溶液能夠?qū)щ姷脑颍河心軌蜃杂梢苿拥碾x子。3、電離方程式:要注意配平,原子個數(shù)守
15、恒,電荷數(shù)守恒。如:Al2(SO4)32Al33SO42 二、離子反應(yīng):1、離子反應(yīng)發(fā)生的條件:離子反應(yīng)發(fā)生條件:生成沉淀、生成氣體、水。2、離子方程式的書寫:(寫、拆、刪、查)寫:寫出正確的化學(xué)方程式。(要注意配平。)拆:把易溶的強(qiáng)電解質(zhì)(易容的鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿)寫成離子形式。 常見易溶的強(qiáng)電解質(zhì)有:三大強(qiáng)酸(H2SO4、HCl、HNO3),四大強(qiáng)堿NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 (澄清石灰水拆,石灰乳不拆),可溶性鹽,這些物質(zhì)拆成離子形式,其他物質(zhì)一律保留化學(xué)式。刪:刪除不參加反應(yīng)的離子(價態(tài)不變和存在形式不變的離子)查:檢查書寫離子方程式等式兩邊是否原子個數(shù)守恒、電荷數(shù)守
16、恒。3、離子方程式正誤判斷:(看幾看)看是否符合反應(yīng)事實(shí)(能不能發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)物、生成物對不對)。 看是否可拆。 看是否配平(原子個數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒)。 看“”“ ”“”“”是否應(yīng)用恰當(dāng)。4、離子共存問題學(xué)習(xí)離子能否共存時,應(yīng)從以下幾個方面去考慮:、是否發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),包括是否有難容物質(zhì)生成、難電離物質(zhì)生成、易揮發(fā)性物質(zhì)生成,如有則不共存。、是否發(fā)生氧化還原反應(yīng),如有則不共存。、是否發(fā)生互促水解反應(yīng),如有則不共存。、是否發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),如有則不共存。以上四個方面是對離子能否共存的一個大概判斷方法,現(xiàn)總結(jié)如下:詳見資料。第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)一、氧化還原反應(yīng)1、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì):有電子轉(zhuǎn)移(包括
17、電子的得失或偏移)。2、氧化還原反應(yīng)的特征:有元素化合價升降。3、判斷氧化還原反應(yīng)的依據(jù):凡是有元素化合價升降或有電子的轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)。4、氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念:化合價升高 失電子 被氧化氧化劑 還原劑 還原產(chǎn)物 氧化產(chǎn)物化合價降低 得電子 被還原二、氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷(1)根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式在同一氧化還原反應(yīng)中,氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物; 還原性:還原劑還原產(chǎn)物三、如果使元素化合價升高,即要使它被氧化,要加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn);如果使元素化合價降低,即要使它被還原,要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn);第三章 金屬及其化合物第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)一、鈉及其化合物(一)鈉 Na1、單質(zhì)鈉
18、的物理性質(zhì):鈉質(zhì)軟、銀白色、熔點(diǎn)低、密度比水的小但比煤油的大。2、單質(zhì)鈉的化學(xué)性質(zhì): 鈉與O2反應(yīng)常溫下:4Na + O22Na2O (新切開的鈉放在空氣中容易變暗)加熱時:2Na + O2Na2O2 (鈉先熔化后燃燒,發(fā)出黃色火焰,生成淡黃色固體Na2O2。)鈉在空氣中的變化過程:NaNa2ONaOHNa2CO310H2O(結(jié)晶)Na2CO3(風(fēng)化),最終得到是一種白色粉末。一小塊鈉置露在空氣中的現(xiàn)象:銀白色的鈉很快變暗(生成Na2O),跟著變成白色固體(NaOH),然后在固體表面出現(xiàn)小液滴(NaOH易潮解),最終變成白色粉未(最終產(chǎn)物是Na2CO3)。 鈉與H2O反應(yīng)2Na2H2O2NaO
19、HH2 離子方程式:2Na2H2O2Na2OHH2(注意配平)實(shí)驗現(xiàn)象:鈉浮在水面上,熔成小球,在水面上游動,有哧哧的聲音,最后消失,在反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞,溶液變紅?!案♀c密度比水??;游生成氫氣;響反應(yīng)劇烈;熔鈉熔點(diǎn)低;紅生成的NaOH遇酚酞變紅”。 鈉與鹽溶液反應(yīng)如鈉與CuSO4溶液反應(yīng),應(yīng)該先是鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應(yīng),有關(guān)化學(xué)方程式:2Na2H2O2NaOHH2 CuSO42NaOHCu(OH)2Na2SO4總的方程式:2Na2H2OCuSO4Cu(OH)2Na2SO4H2實(shí)驗現(xiàn)象:鈉熔成小球,在液面上四處游動,有藍(lán)色沉淀生成,有氣泡放出K、Ca、Na
20、三種單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)時,先與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿,堿再和鹽溶液反應(yīng) 鈉與酸反應(yīng):2Na2HCl2NaClH2(反應(yīng)劇烈) 離子方程式:2Na2H2NaH23、鈉的存在:以化合態(tài)存在。4、鈉的保存:保存在煤油或石蠟中。5、工業(yè)制鈉:電解熔融的NaCl:2NaCl(熔融) 2Na + Cl26、鈉的用途: 在熔融的條件下鈉可以制取一些金屬,如鈦、鋯、鈮、鉭等; 鈉鉀合金是快中子反應(yīng)堆的熱交換劑; 鈉蒸氣可作高壓鈉燈,發(fā)出黃光,射程遠(yuǎn),透霧能力強(qiáng)。(二)氧化鈉和過氧化鈉1、Na2O Na2O + H2O = 2NaOH,白色固體,是堿性氧化物,具有堿性氧化物的通性:Na2O + CO2 = Na2CO
21、3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O .另外:加熱時,2Na2O + O2 = 2Na2O22、Na2O2:淡黃色固體是復(fù)雜氧化物,易與水和二氧化碳反應(yīng)。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ;2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 (作供氧劑)。因此Na2O2常做生氧劑,同時,Na2O2還具有強(qiáng)氧化性,有漂白作用。如實(shí)驗:Na2O2和水反應(yīng)后的溶液中滴加酚酞,變紅后又褪色。(三)鈉鹽:Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較Na2CO3NaHCO3俗稱純堿、蘇打小蘇打水溶性比較Na2CO3 NaHCO3溶液酸堿性堿性堿性與酸反應(yīng)劇烈程度較慢(二
22、步反應(yīng))較快(一步反應(yīng))與酸反應(yīng)Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32+2H+=CO2+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3+H+=H2O+CO2熱穩(wěn)定性加熱不分解加熱分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2與CO2反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反應(yīng)與NaOH溶液反應(yīng)不反應(yīng)(不能發(fā)生離子交換)NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3+OH=H2O+CO32與Ca(OH)2溶液反應(yīng)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOHCa2+CO32=CaCO3也能反應(yīng)生成CaCO3沉淀與CaCl2、溶液反應(yīng)有Ca
23、CO3沉淀不反應(yīng)用途洗滌劑,玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業(yè)發(fā)酵粉、滅火劑、治療胃酸過多(有胃潰瘍時不能用)相互轉(zhuǎn)化Na2CO3溶液能吸收CO2轉(zhuǎn)化為NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O注意幾個實(shí)驗的問題:1、向飽和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶體NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液與稀HCl的反應(yīng):向Na2CO3溶液中滴加稀HCl,先無氣體,后有氣體,如果n(HCl)小于n(Na2CO3)時反應(yīng)無氣體放出。發(fā)生的反應(yīng):先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl =
24、NaCl + H2O +CO2 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液,先有氣體,反應(yīng)是:Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反應(yīng),采用方法放出CO2是0.4mol;采用方法放出CO2為1.2mol。希望同學(xué)們在解題時要留意。3、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鑒別:取兩種試液少量,分別滴加CaCl2或BaCl2溶液,有白色沉淀的原取溶液為Na2CO3,另一無明顯現(xiàn)象的原取溶液為NaHCO34、侯氏制堿法反應(yīng)式:NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生產(chǎn)中應(yīng)先在飽和
25、的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶體析出過濾,在濾液中加入NaCl細(xì)末和通NH3析出NH4Cl晶體為副產(chǎn)品。NH4Cl晶體析出后的母液進(jìn)行循環(huán)試用,提高原料的利用率。(四)氫氧化鈉NaOH:俗稱燒堿、火堿、苛性鈉,易潮解,有強(qiáng)腐蝕性,具有堿的通性。二、鋁及其化合物(一)鋁的性質(zhì)1、物理性質(zhì):銀白色金屬,質(zhì)較軟,但比鎂要硬,熔點(diǎn)比鎂高。有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。2、化學(xué)性質(zhì):鋁是較活潑的金屬。 通常與氧氣易反應(yīng),生成致密的氧化物起保護(hù)作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同時也容易與Cl2、S等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。 與酸反應(yīng):強(qiáng)氧化性酸,如濃硫酸和濃硝酸在常溫下,使
26、鋁發(fā)生鈍化現(xiàn)象;加熱時,能反應(yīng),但無氫氣放出;非強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)時放出氫氣。( 2Al6H2Al33H2 ) 與強(qiáng)堿溶液反應(yīng):2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2( 2Al2OH2H2O2AlO23H2 ) 與某些鹽溶液反應(yīng):如能置換出CuSO4、AgNO3等溶液中的金屬。 鋁熱反應(yīng):鋁與某些金屬氧化物的反應(yīng)(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做鋁熱反應(yīng)2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌。(二)氧化鋁(Al2O3)白色固體,熔點(diǎn)高(2054),沸點(diǎn)2980,常作為耐火材料;是兩性氧化物。我們
27、常見到的寶石的主要成分是氧化鋁。有各種不同顏色的原因是在寶石中含有一些金屬氧化物的表現(xiàn)。如紅寶石因含有少量的鉻元素而顯紅色,藍(lán)寶石因含有少量的鐵和鈦元素而顯藍(lán)色。工業(yè)生產(chǎn)中的礦石剛玉主要成分是氧化鋁,硬度僅次于金剛石,用途廣泛。兩性氧化物:既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 。Al2O3是工業(yè)冶煉鋁的原料,由于氧化鋁的熔點(diǎn)高,電解時,難熔化,因此鋁的冶煉直到1886年美國科學(xué)家霍爾發(fā)現(xiàn)在氧化鋁中加入冰晶石(Na3AlF6 ),使氧化鋁的熔點(diǎn)降至1000度左右,鋁的
28、冶煉才快速發(fā)展起來,鋁及其合金才被廣泛的應(yīng)用。2Al2O3 4Al + 3O2。(三)氫氧化鋁(Al(OH)3)白色難溶于水的膠狀沉淀,是兩性氫氧化物。加熱易分解。兩性氫氧化物:既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水的氫氧化物。Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O (四)鋁的冶煉鋁是地殼中含量最多的金屬元素,自然界中主要是以氧化鋁的形式存在。工業(yè)生產(chǎn)的流程:鋁土礦(主要成分是氧化鋁)用氫氧化鈉溶解過濾向濾液中通入二氧化碳酸化,過濾氫氧化鋁氧化鋁鋁。主要反應(yīng):Al2O3 +
29、 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ,CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3 ,2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3 4Al + 3O2。(五)鋁的用途:鋁有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性,主要用于導(dǎo)線、炊具等,鋁的最大用途是制合金,鋁合金強(qiáng)度高,密度小,易成型,有較好的耐腐蝕性。迅速風(fēng)靡建筑業(yè)。也是飛機(jī)制造業(yè)的主要原料。(六)明礬的凈水:化學(xué)式:KAl(SO4)212H2O,它在水中能電離:KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。鋁離子與水反應(yīng),生成氫氧化鋁膠體,具有很強(qiáng)的吸附能力,吸附水中的懸浮物,使
30、之沉降已達(dá)凈水目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (膠體)+ 3H+ 。知識整理:(Al(OH)3)的制備:在氯化鋁溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。 實(shí)驗:A、向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液,現(xiàn)象是先有沉淀,后溶解。反應(yīng)式:先Al3+ + 3OH- = Al(OH)3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氫氧化鈉溶液中滴加氯化鋁溶液,現(xiàn)象是開始無沉淀,后來有沉淀,且不溶解。反應(yīng)式:先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)
31、3。 實(shí)驗:向偏鋁酸鈉溶液中通二氧化碳,有沉淀出現(xiàn)。CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3。 將氯化鋁溶液和偏鋁酸鈉溶液混和有沉淀出現(xiàn)。 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。 實(shí)驗:A、向偏鋁酸鈉溶液中滴加稀鹽酸,先有沉定,后溶解。反應(yīng)的離子方程式:AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀鹽酸中滴加偏鋁酸鈉溶液,先無沉淀,后有沉淀且不溶解。反應(yīng)的離子方程式:AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H
32、2O = 4Al(OH)3。AlAl2O3 Al(OH)3AlO2-Al3+ 鋁三角:三、鐵及其化合物(一)鐵 Fe1、單質(zhì)鐵的物理性質(zhì):鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生銹,但生鐵(含碳雜質(zhì)的鐵)在潮濕的空氣中易生銹。(原因:形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是Fe2O3)。2、單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì): 與非金屬單質(zhì)反應(yīng):3Fe2O2 Fe3O4(現(xiàn)象:劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體)2Fe + 3Cl2 2FeCl3, Fe + S FeS。 與非氧化性酸反應(yīng):Fe2HClFeCl2H2 ( Fe2HFe2H2 ) 常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應(yīng)但無氫氣放出。 與鹽溶液反應(yīng):
33、FeCuSO4FeSO4Cu ( FeCu2Fe2Cu );Fe +2 FeCl3 = 3FeCl2 與水蒸氣反應(yīng):3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2(二) 鐵的氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3主要性質(zhì)白色難溶于水的沉淀,不穩(wěn)定,易被氧化成氫氧化鐵,顏色變化為:白色灰綠色紅褐色。反應(yīng)式:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。Fe(OH)22HFe22H2O紅褐色難溶于水的沉淀,受熱易分解。2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O ,能溶于強(qiáng)酸溶液,生成相應(yīng)的鹽。Fe(OH)33H2Fe33H2O(三)Fe2+、Fe3+的檢驗離子Fe2+Fe3+常
34、見方法滴加KSCN溶液,無明顯變化,再加氯水,溶液變血紅色;直接觀察溶液是淺綠色;滴加氫氧化鈉溶液,出現(xiàn)沉淀的顏色變化是:白色灰綠色紅褐色。直接觀察溶液是黃色;滴加氫氧化鈉溶液,出現(xiàn)紅褐色沉淀;滴加KSCN溶液,有血紅色溶液出現(xiàn)。(四)鐵三角Fe與弱氧化劑反應(yīng),如H+、Cu2+ 、I2 、S等;用還原劑如H2 、CO等還原FeO或用Mg、Zn、Al等還原Fe2+鹽溶液。 鐵與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)如Cl2、Br2、濃H2SO4 、濃HNO3等。 用還原劑如H2 、CO等還原Fe2O3或用足量Mg、Zn、Al等還原 Fe2+遇強(qiáng)氧化劑的反應(yīng)如Cl2、Br2、O2、濃H2SO4、濃HNO3、 H2O2、Na
35、2O2、HClO等。 Fe3+遇某些還原劑的反應(yīng)如Fe、Cu、SO2、I-、H2S等以及少量的Zn、Mg、Al等。 (五)鐵的冶煉原料:鐵礦石(提供鐵元素)、焦炭(提供熱量和還原劑)、空氣(提供氧氣)、石灰石(除去鐵礦石中的二氧化硅雜質(zhì))。設(shè)備:高爐。主要反應(yīng):C + O2 CO2 ,,C + CO2 2CO (這兩個反應(yīng)是制造還原劑并提供熱量),3CO + Fe2O3 2Fe 3CO2 ,CaCO3 CaO + CO2 ,CaO + SiO2 CaSiO3.(六)焰色反應(yīng)1、定義:金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現(xiàn)特殊顏色的性質(zhì)。2、操作步驟:鉑絲(或鐵絲)用鹽酸浸洗后灼燒至無色,沾取試樣
36、(單質(zhì)、化合物、氣、液、固均可)在火焰上灼燒,觀察顏色。重要元素的焰色:鈉元素黃色、 鉀元素紫色(透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察,以排除鈉的焰色的干擾)焰色反應(yīng)屬物理變化。與元素存在狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)(氣、液、固)等無關(guān),只有少數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)。(七)合金1、合金的概念:由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2、合金的特性:合金與各成分金屬相比,具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能。 合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的低第四章 非金屬及其化合物一、硅及其化合物硅元素在地殼中的含量排第二,在自然界中沒有游離態(tài)的硅,只有
37、以化合態(tài)存在的硅,常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。硅原子最外層有4個電子,既不易失去電子又不易得到電子,主要形成四價的化合物。1、單質(zhì)硅(Si): 物理性質(zhì):有金屬光澤的灰黑色固體,熔點(diǎn)高,硬度大。 化學(xué)性質(zhì):常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,只能跟F2、HF和NaOH溶液反應(yīng)。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2在高溫條件下,單質(zhì)硅能與O2和Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。SiO2SiO2 Si2Cl2SiCl4 用途:太陽能電池、計算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。 硅的制備:工業(yè)上,用C在高溫下還原SiO2可制得粗硅。SiO22CSi(粗)2CO Si(粗)2Cl2Si
38、Cl4 SiCl42H2Si(純)4HCl2、二氧化硅(SiO2): SiO2的空間結(jié)構(gòu):立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),SiO2直接由原子構(gòu)成,不存在單個SiO2分子。 物理性質(zhì):熔點(diǎn)高,硬度大,不溶于水。 化學(xué)性質(zhì):SiO2常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑,不與水、酸反應(yīng)(氫氟酸除外),能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反應(yīng),高溫條件下可以與堿性氧化物反應(yīng): 與強(qiáng)堿反應(yīng):SiO22NaOHNa2SiO3H2O(生成的硅酸鈉具有粘性,所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住,打不開,應(yīng)用橡皮塞)。與氫氟酸反應(yīng)SiO2的特性:SiO24HFSiF4+2H2O(利用此反應(yīng),氫
39、氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放,應(yīng)用塑料瓶)。高溫下與堿性氧化物反應(yīng):SiO2CaOCaSiO3 用途:光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。3、硅酸(H2SiO3): 物理性質(zhì):不溶于水的白色膠狀物,能形成硅膠,吸附水分能力強(qiáng)。 化學(xué)性質(zhì):H2SiO3是一種弱酸,酸性比碳酸還要弱,其酸酐為SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制?。海◤?qiáng)酸制弱酸原理)Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3(此方程式證明酸性:H2SiO3H2CO3) 用途:
40、硅膠作干燥劑、催化劑的載體。4、硅酸鹽硅酸鹽:硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多,大多數(shù)難溶于水,最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,又稱泡花堿,是一種無色粘稠的液體,可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質(zhì):Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3(有白色沉淀生成)硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜,常用氧化物的形式表示:活潑金屬氧化物較活潑金屬氧化物二氧化硅水。氧化物前系數(shù)配置原則:除氧元素外其他元素按配置前后原子個數(shù)守恒原則配置系數(shù)。硅酸鈉:Na2SiO3 Na2OSiO2 硅酸鈣:CaSiO3 CaOSiO2
41、高嶺石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正長石:KAlSiO3不能寫成 K2O Al2O33SiO2,應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2 傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)三大產(chǎn)品有:玻璃、陶瓷、水泥。普通玻璃:原料:碳酸鈉、石灰石和石英。主要反應(yīng):SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2(原理:難揮發(fā)性酸酸酐制易揮發(fā)性酸酸酐)。主要成分:Na2OCaOSiO2 。工業(yè)生產(chǎn)中根據(jù)需要制成各種特制玻璃。如鋼化玻璃、有色玻璃、光學(xué)玻璃、防彈玻璃等。水泥:原料:黏土,石灰石。普通硅酸鹽水泥的主要成分:2CaO SiO2,3Ca
42、O SiO2 ,3CaO Al2O3。 信息材料光導(dǎo)纖維:它的主要成分是SiO2,是目前應(yīng)用最廣的信息材料,它有信息傳輸大,信號準(zhǔn)確,便于鋪設(shè),耐磨耐腐蝕,試用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。一條通常的光纜可以同時傳輸十億門電話的信號。分子篩:許多硅酸鹽具有多孔的結(jié)構(gòu),孔的大小與一般分子的大小相當(dāng),而且組成不同的硅酸鹽的孔徑不同.因此這些硅酸鹽具有篩分分子的作用,人們把它們稱為分子篩(molecular sieve).如組成為Na2OAl2O32SiO2nH2O的鋁硅酸鹽,其中有許多籠狀空穴和通道.這種結(jié)構(gòu)使它很容易可逆地吸收或失去水及其他小分子,如二氧化碳、氨、甲醇、乙醇等,但它不能吸收那些大得不能進(jìn)入空穴地
43、分子。因此它可用于吸水、分離氣體、吸附有毒氣體等作用。分子篩常用于分離、提純氣體或液體混合物。作干燥劑、離子交換劑、催化劑、催化劑載體、凈化水、凈化空氣、防毒器械、食品保鮮、電子產(chǎn)品處理、石油化工等方面。二、氯及其化合物(一)氯氣 Cl2氯原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ,氯原子最外電子層上有7個電子,在化學(xué)反應(yīng)中很容易得到1個電子形成Cl,化學(xué)性質(zhì)活潑,在自然界中沒游離態(tài)的氯,氯只以化合態(tài)存在(主要以氯化物和氯酸鹽)。1、氯氣(Cl2): 物理性質(zhì):黃綠色有刺激性氣味有毒的氣體,密度比空氣大,易液化成液氯,易溶于水。(氯氣收集方法向上排空氣法或者排飽和食鹽水;液氯為純凈物) 化學(xué)性質(zhì):氯氣化學(xué)性質(zhì)非?;顫?/p>
44、,很容易得到電子,作強(qiáng)氧化劑,能與金屬、非金屬、水以及堿反應(yīng)。與金屬反應(yīng)(將金屬氧化成最高正價)NaCl22NaCl CuCl2CuCl2 2Fe3Cl22FeCl3(氯氣與金屬鐵反應(yīng)只生成FeCl3,而不生成FeCl2。)(思考:怎樣制備FeCl2?Fe2HClFeCl2H2,鐵跟鹽酸反應(yīng)生成FeCl2,而鐵跟氯氣反應(yīng)生成FeCl3,這說明Cl2的氧化性強(qiáng)于鹽酸,是強(qiáng)氧化劑。)與非金屬反應(yīng)Cl2H2 2HCl(氫氣在氯氣中燃燒現(xiàn)象:安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰)將H2和Cl2混合后在點(diǎn)燃或光照條件下發(fā)生爆炸。燃燒定義:所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都叫做燃燒,不一定要有氧氣參加。Cl2與水反應(yīng)Cl
45、2H2OHClHClO 離子方程式:Cl2H2OHClHClO將氯氣溶于水得到氯水(淺黃綠色),氯水含多種微粒,其中有H2O、Cl2、HClO、Cl、H+、OH(極少量,水微弱電離出來的)。氯水的性質(zhì)取決于其組成的微粒:1)強(qiáng)氧化性:Cl2是新制氯水的主要成分,實(shí)驗室常用氯水代替氯氣,如氯水中的氯氣能與KI,KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物質(zhì)反應(yīng)。2)漂白、消毒性:氯水中的Cl2和HClO均有強(qiáng)氧化性,一般在應(yīng)用其漂白和消毒時,應(yīng)考慮HClO,HClO的強(qiáng)氧化性將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì),不可逆。3)酸性:氯水中含有HCl和HClO,故可被NaOH中和,鹽酸還可與NaHCO3,CaC
46、O3等反應(yīng)。4)不穩(wěn)定性:HClO不穩(wěn)定光照易分解。,因此久置氯水(淺黃綠色)會變成稀鹽酸(無色)失去漂白性。5)沉淀反應(yīng):加入AgNO3溶液有白色沉淀生成(氯水中有Cl)。自來水也用氯水殺菌消毒,所以用自來水配制以下溶液如KI、 KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液會變質(zhì)。Cl2與堿液反應(yīng):與NaOH反應(yīng):Cl22NaOHNaClNaClOH2O Cl22OHClClOH2O與Ca(OH)2溶液反應(yīng):2Cl22Ca(OH)2Ca(ClO)2CaCl22H2O此反應(yīng)用來制漂白粉,漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分為Ca(
47、ClO)2。漂白粉之所以具有漂白性,原因是:Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO3+2HClO生成的HClO具有漂白性;同樣,氯水也具有漂白性,因為氯水含HClO;NaClO同樣具有漂白性,發(fā)生反應(yīng)2NaClOCO2H2O=Na2CO3+2HClO;干燥的氯氣不能使紅紙褪色,因為不能生成HClO,濕的氯氣能使紅紙褪色,因為氯氣發(fā)生下列反應(yīng)Cl2H2OHClHClO漂白粉久置空氣會失效(涉及兩個反應(yīng)):Ca(ClO)2CO2H2OCaCO32HClO, ,漂白粉變質(zhì)會有CaCO3存在,外觀上會結(jié)塊,久置空氣中的漂白粉加入濃鹽酸會有CO2氣體生成,含CO2和HCl雜質(zhì)氣體。氯氣的用途:制漂白粉、
48、自來水殺菌消毒、農(nóng)藥和某些有機(jī)物的原料等。2、Cl的檢驗:原理:根據(jù)Cl與Ag反應(yīng)生成不溶于酸的AgCl沉淀來檢驗Cl存在。方法:先加稀硝酸酸化溶液(排除CO32干擾)再滴加AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,則說明有Cl存在。3、氯氣的制法(1)氯氣的工業(yè)制法:原料:氯化鈉、水。原理:電解飽和食鹽水。 裝置:陽離子隔膜電解槽。反應(yīng)式:2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 + Cl2(2)氯氣的實(shí)驗室制法原理:利用氧化劑氧化濃鹽酸中的Cl-。常用的氧化劑有:MnO2、KMnO4、KClO3等。反應(yīng)式:MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2 + Cl2+ 2H2O2KMnO4 + 16
49、HCl(濃) 2KCl + 2MnCl2 + 10Cl2+ 8H2OKClO3 + 6HCl(濃) = KCl + 3Cl2+ 3H2O裝置:發(fā)生裝置由圓底燒瓶、分液漏斗、雙孔塞、導(dǎo)管、鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈等組成。收集:用向上排空氣法或用排飽和食鹽水或排飽和氯水的方法。驗滿:看顏色或用濕潤的淀粉碘化鉀試紙。尾氣吸收:用氫氧化鈉溶液吸收。除雜:用飽和食鹽水除去HCl 雜質(zhì); 干燥:用濃H2SO4 。(3)中學(xué)實(shí)驗室制H2、O2、Cl2的發(fā)生裝置的比較氣體反應(yīng)物的狀態(tài)反應(yīng)條件裝置或主要儀器可適用的氣體H2固體和液體反應(yīng)不加熱啟普發(fā)生器或簡易裝置H2S、CO2、SO2等O2固體或固體混合物加熱大試
50、管、鐵架臺、導(dǎo)管等NH3、CH4等Cl2固體和液體或液體和液體加熱圓底燒瓶、分液漏斗、雙孔塞、導(dǎo)管、鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈HCl、HBr、HI等(二) 氯、溴、碘1Cl2、Br2、I2的物理性質(zhì)的比較氣體物理性質(zhì)Cl2黃綠色有刺激性氣味的有毒氣體,能溶于水(1:2),易液化,密度比空氣大。Br2深紅棕色液體,易揮發(fā),有刺激性氣味,有毒,在水中溶解度不大,但在有機(jī)溶劑中溶解度較大,儲存時要加水,水封,以防止揮發(fā)。I2紫黑色固體,有光澤,易升華,在水中溶解度不大,但在有機(jī)溶劑中溶解度較大。2Cl2、Br2、I2在不同溶劑中的顏色比較水酒精苯汽油四氯化碳Cl2黃綠色(新制)黃綠色黃綠色黃綠色黃綠色B
51、r2黃橙橙橙紅橙橙紅橙橙紅橙橙紅I2深黃褐色棕深棕淺紫紫紫深紫淺紫紅紫紅3Cl2、Br2、I2的化學(xué)性質(zhì)的比較與金屬反應(yīng)2Na + Cl2 2NaCl,Cu + Cl2 CuCl2,2Fe + 3Cl2 2FeCl3,2Fe + 3Br2 2FeBr3,F(xiàn)e + I2 FeI2。與氫氣反應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)方程式反應(yīng)條件反應(yīng)現(xiàn)象H2與F2H2 + F2 = 2HF冷、暗爆炸H2與Cl2H2 + Cl2 2HCl光照爆炸H2與Br2H2 + Br2 2 HBr加熱反應(yīng)H2與I2H2 + I2 2HI 持續(xù)加熱可逆反應(yīng)與水的反應(yīng):2F2 + 2H2O = 4HF + O2 X2 + H2O HX + HX
52、O (X:Cl、Br、I) Cl2、Br2、I2相互置換:氧化性Cl2Br2I2,所以Cl2可以將Br2、I2置換出,Br2可以將I2置換出。如:Cl2 +2NaBr = 2NaCl + Br2.4Cl-、Br-、I-的檢驗 AgNO3HNO3法離子選用試劑實(shí)驗現(xiàn)象及離子方程式Cl-AgNO3的稀HNO3溶液Ag+ + Cl- = AgCl 白色沉淀Br-AgNO3的稀HNO3溶液Ag+ + Br- = AgBr 淺黃色沉淀I-AgNO3的稀HNO3溶液Ag+ + I- = AgI 黃色沉淀 Br- 、I- 可以用氯水反應(yīng)后加 CCl4 萃取的方法。5AgBr、AgI的感光性它們都見光分解,A
53、gBr用于感光底片的感光材料;AgI用于人工降雨。三、硫及其化合物(一)硫1、硫元素的存在:硫元素最外層電子數(shù)為6個,化學(xué)性質(zhì)較活潑,容易得到2個電子呈2價或者與其他非金屬元素結(jié)合成呈4價、6價化合物。硫元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)。(如火山口中的硫就以單質(zhì)存在)2、硫單質(zhì): 物質(zhì)性質(zhì):單質(zhì)硫是黃色固體,俗稱硫磺,難溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2),熔點(diǎn)112.8,沸點(diǎn)444.6。自然界中的火山噴口和巖石夾縫中有游離態(tài)的硫;自然界中也存在許多化合態(tài)的硫。硫粉對某些疾病有防治作用。 化學(xué)性質(zhì): 可燃性:S+O2 SO2(空氣中點(diǎn)燃淡藍(lán)色火焰,純氧中藍(lán)紫色)與氫氣反應(yīng):H2 +
54、S H2S ;與金屬反應(yīng):2Na + S = Na2S, Fe + S FeS, 2Cu + S Cu2S;與堿溶液反應(yīng):3S + 6NaOH(熱)= 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O(用于實(shí)驗室中清洗有S殘留的儀器); 與濃硫酸反應(yīng):S + 2H2SO4(濃) 3SO2 + 2H2O。(二)二氧化硫(SO2) 物理性質(zhì):無色、有刺激性氣味有毒的氣體,易溶于水(1:40),密度比空氣大,易液化。 SO2的制備:S+O2 SO2或Na2SO3H2SO4Na2SO4SO2H2O 化學(xué)性質(zhì): SO2能與水反應(yīng)SO2+H2OH2SO3(亞硫酸是二元弱酸,不穩(wěn)定,易分解,易被氧化),此反應(yīng)為可
55、逆反應(yīng)??赡娣磻?yīng)定義:在相同條件下,正逆方向同時進(jìn)行的反應(yīng)。 SO2為酸性氧化物,是亞硫酸(H2SO3)的酸酐,可與堿反應(yīng)生成鹽和水。a、與NaOH溶液反應(yīng):SO2(少量)2NaOHNa2SO3H2O SO22OHSO32H2OSO2(過量)NaOHNaHSO3 SO2OHHSO3b、與Ca(OH)2溶液反應(yīng):SO2(少量)Ca(OH)2CaSO3(白色)H2O 2SO2(過量)Ca(OH)2Ca(HSO3) 2 (可溶) 對比CO2與堿反應(yīng):CO2(少量)Ca(OH)2CaCO3(白色)+H2O 2CO2(過量)Ca(OH)2Ca(HCO3) 2 (可溶)將SO2逐漸通入Ca(OH)2溶液中
56、先有白色沉淀生成,后沉淀消失,與CO2逐漸通入Ca(OH)2溶液實(shí)驗現(xiàn)象相同,所以不能用石灰水來鑒別SO2和CO2。能使石灰水變渾濁的無色無味的氣體一定是二氧化碳,這說法是對的,因為SO2是有刺激性氣味的氣體。 SO2具有強(qiáng)還原性,能與強(qiáng)氧化劑(如酸性高錳酸鉀溶液、氯氣、氧氣等)反應(yīng)。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色,顯示了SO2的強(qiáng)還原性(不是SO2的漂白性)。(催化劑:粉塵、五氧化二釩)SO2Cl22H2OH2SO42HCl(將SO2氣體和Cl2氣體混合后作用于有色溶液,漂白效果將大大減弱。) SO2的弱氧化性:如2H2SSO23S2H2O(有黃色沉淀生成) SO2的漂白性:SO
57、2能使品紅溶液褪色,加熱會恢復(fù)原來的顏色。用此可以檢驗SO2的存在。SO2Cl2漂白的物質(zhì)漂白某些有色物質(zhì)使?jié)駶櫽猩镔|(zhì)褪色原理與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì)與水生成HClO,HClO具有漂白性,將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)加熱能恢復(fù)原色(無色物質(zhì)分解)不能復(fù)原SO2的用途:漂白劑、殺菌消毒、生產(chǎn)硫酸等。4、SO2的危害:SO2是硫酸型酸雨形成的主要物質(zhì)。它主要來自于化石燃料的燃燒排放的尾氣,汽車的尾氣,硫酸工業(yè)生產(chǎn)的尾氣的排放等方面。SO2進(jìn)入大氣后在大氣中的某些灰塵的催化下被O2氧化成SO3,SO3易溶于水,形成H2SO4,同時,SO2溶于水形成H2SO3,也易被氧化為H2SO4,當(dāng)大氣中
58、的這些酸達(dá)到一定值時,下降的雨水的pH就會小于5.6,即形成了酸雨。酸雨的危害非常嚴(yán)重。如:直接危害的首先是植物,植物對酸雨反應(yīng)最敏感的器官是葉片,葉片受損傷后光合作用降低,抗病蟲害能力減弱,林木生長緩慢或死亡,農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收。其次,酸雨可破壞水土環(huán)境,危及生態(tài)平衡。酸雨被冠之“空中殺手”、“空中惡魔”“空中死神”的詛咒名。另外,酸雨對文物古跡、建筑物、工業(yè)設(shè)備和通訊電纜等的腐蝕也令人心痛。酸雨還危及人體的健康。5、酸雨的防治: 最主要是控制污染源。主要途徑有: 開發(fā)新能源替代化石燃料。如開發(fā)氫能、太陽能、核能等。 利用物理和化學(xué)方法對含硫燃料預(yù)先進(jìn)行脫硫處理,降低SO2的排放量。如在含硫
59、燃煤中加氧化鈣,在燃燒時有以下反應(yīng):CaO + SO2= CaSO3,CaO + H2O = Ca(OH)2,SO2 + Ca(OH)2 =CaSO3 +H2O,2CaSO3 + O2 = 2CaSO4.將硫元素轉(zhuǎn)化成固體鹽而減少排放。 加強(qiáng)技術(shù)研究,提高對燃煤、工業(yè)生產(chǎn)中釋放的SO2廢氣的處理和回收。如用氨水對燃煤煙氣的脫硫處理是:SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3, SO2 + NH3 + H2O= NH4HSO3, 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4, 2NH4HSO3 + O2 = 2NH4HSO4.(它們是氮肥) 積極開發(fā)利用煤炭的新技術(shù),
60、對煤炭進(jìn)行綜合處理,推廣煤炭的凈化技術(shù)、轉(zhuǎn)化技術(shù)。如對煤炭進(jìn)行液化或氣化處理,提高能源的利用率,減少SO2的排放。 運(yùn)用化學(xué)方法減輕酸雨對土壤和樹木的危害。如對降酸雨地帶噴灑石灰等手段。 提高全民的環(huán)保意識,加強(qiáng)國際合作,共同努力減少硫酸型酸雨的產(chǎn)生。(三)硫酸(H2SO4)1、 濃硫酸的物理性質(zhì):純的硫酸為無色油狀粘稠液體,能與水以任意比互溶(稀釋濃硫酸要規(guī)范操作:注酸入水且不斷攪拌)。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%(或18.4mol/l)的硫酸為濃硫酸。不揮發(fā),沸點(diǎn)高,密度比水大。2、濃硫酸三大性質(zhì):吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性。 吸水性:濃硫酸可吸收結(jié)晶水、濕存水和氣體中的水蒸氣,可作干燥劑,可干燥H2、
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