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文檔簡介
第四單元非金屬及其化合物
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,重要形成四價的化合物。
1、單質(zhì)硅(Si):
⑴物理性質(zhì):有金屬光澤的灰黑色固體,熔點(diǎn)高,硬度大。
⑵化學(xué)性質(zhì):
①常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑,只能跟F2、HF和NaOH溶液反映。
Si+2F2=SiF4Si+4HF=SiF4T+2H2TSi+2Na0H+H2O=Na2SiO3+2H2t
②在高溫條件下,單質(zhì)硅能與和02等非金屬單質(zhì)反映。
Si+O2^^SiO2Si+2C12SiC14
⑶用途:太陽能電池、計算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。
(4)硅的制備:工業(yè)上,用C在高溫下還原Si02可制得粗硅。
SiCh+2C=Si(粗)+2COfSi(粗)+2Ck=SiCUSiC1,+2Hz=Si(純)+4HCl
2、二氧化硅(Si02):
⑴Si。2的空間結(jié)構(gòu):立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),SiO?直接由原子構(gòu)成,不存在單個Si。2分子。
⑵物理性質(zhì):熔點(diǎn)高,硬度大,不溶于水。
⑶化學(xué)性質(zhì):Si02常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑,不與水、酸反映(氫氟酸除外),能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反映,高溫條
件下可以與堿性氧化物反映:
①與強(qiáng)堿反映:SiOz+2NaOH=Na2siO3+H2O(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Na2SiC)3溶液,避免Na2siO3將瓶塞和試齊I]瓶粘住,打不開,應(yīng)用橡
皮塞)。
②與氫氟酸反映[siO2的特性]:SiOz+4HF=SiF4t+2叢0(運(yùn)用此反映,氫氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸
不能用玻璃試劑瓶存放,應(yīng)用塑料瓶)。
③高溫下與堿性氧化物反映:SiO?+CaO—=CaSiO3
⑷用途:光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英用煙、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸(EhSiOs):
⑴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)。
⑵化學(xué)性質(zhì):H2SiO3是一種弱酸,酸性比碳酸還要弱,其酸好為si。2,但Si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映制取:(強(qiáng)酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HC1=2NaCl+H2siO3INa2SiO3+CC)2+H2O=H2SiCM+Na2cCh(此方程式證明酸性:HzSiCH
<H2CO3)
⑶用途: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Na2SiCh,Na2Si0:,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):Na?SiOs+CCh+HzONa2cCh+HzSiChl(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達(dá):活潑金屬氧化物一較活潑金屬氧化物f二氧化硅一水。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:Na2siO3Na2O?SiO2硅酸鈣:CaSiOjCaO-Si02
高嶺石:A12(Si2O5)(OH)4AI2O3?2Si02-2H2O
正長石:KA1SiCh不能寫成K20-A12O3?3SiCh,應(yīng)寫成K20-A12O3?6SiO2
⑴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。
重要反映:SiO2+Na2c。3Na2SiO3+C02t,
Si02+CaCO3=過CaSiO3+C02t(原理:難揮發(fā)性酸酸酥制易揮發(fā)性酸酸?。?
重要成分:Na?。?CaO?SiCh。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。普通硅酸鹽水泥的重要成分:2CaO-SiO2,3Ca0-SiO2,3CaO?A12O3。
二、氯及其化合物
(-)氯氣Ch
根據(jù)氯原子結(jié)構(gòu)示意圖,氯原子最外電子層上有7個電子,在化學(xué)反映中很容易得到1個電子形成cr,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(重要以氯化物和氯酸鹽)。
1、氯氣(C12):
⑴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。(氯氣收集方法一向上
排空氣法或者排飽和食鹽水;液氯為純凈物)
⑵化學(xué)性質(zhì):氯氣化學(xué)性質(zhì)非?;顫姡苋菀椎玫诫娮?,作強(qiáng)氧化劑,能與金屬、非金屬、水以及堿反映。
①與金屬反映(將金屬氧化成最高正價)
點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃
Na+C12===2NaC1Cu+Cl2===CuCh2Fe+3cl2===2FeCI3
(氯氣與金屬鐵反映只生成FeC%,而不生成FeC12。)(思考:如何制備FeCh?Fe+2HC1=FeCl2+H2t,鐵跟
鹽酸反映生成FeCb,而鐵跟氯氣反映生成FeCh,這說明Cl2的氧化性強(qiáng)于鹽酸,是強(qiáng)氧化劑。)
②與非金屬反映
點(diǎn)燃
C12+H2===2HC1(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C1,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)反映都叫做燃燒,不一定要有氧氣參與。
③Ch與水反映
C12+H2O=HC1+HC10離子方程式:C12+HZO=H++C1+HC10
將氯氣溶于水得到氯水(淺黃綠色),氯水含多種微粒,其中有H2。、C12>HC10、cr.CIOH\OH-
(很少量,水薄弱電離出來的)。
氯水的性質(zhì)取決于其組成的微粒:
1)強(qiáng)氧化性:c12是新制氯水的重要成分,實(shí)驗(yàn)室常用氯水代替氯氣,如氯水中的氯氣能與KI,KBr、FeC
12、SO?、NazSCh等物質(zhì)反映。
2)漂白、消毒性:氯水中的CL和HC10均有強(qiáng)氧化性,一般在應(yīng)用其漂白和消毒時,應(yīng)考慮HC1O,HC1O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:氯水中具有HC1和HCIO,故可被NaOH中和,鹽酸還可與NaHCCh,CaC。3等反映。
光昭
4)不穩(wěn)定性:HC1。不穩(wěn)定光照易分解。2HC10—2HCHC埒,因此久置氯水(淺黃綠色)會變成稀鹽酸(無
色)失去漂白性。
5)沉淀反映:加入AgNCh溶液有白色沉淀生成(氯水中有C「)。
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、FeCL、Na2so八Na2cO3、NaHCO3,
AgNCh、NaOH等溶液會變質(zhì)。
④C12與堿液反映:
與NaOH反映:Cb+2NaOH=NaC1+NaC10+H2。Cl2+2OH=Cr+C10+H20
與Ca(OH)z溶液反映:2C12+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaC12+2H2O
此反映用來制漂白粉,漂白粉的重要成分為Ca(C10)2和CaC12,有效成分為Ca(CIO"。
漂白粉之所以具有漂白性,因素是:Ca(C10)2+COZ+H2O==CaC031+2HC1O生成的HC10具有漂白性;
同樣,氯水也具有漂白性,由于氯水含HC10;NaC10同樣具有漂白性,發(fā)生反映2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2H
C1O;干燥的氯氣不能使紅紙褪色,由于不能生成HCIO,濕的氯氣能使紅紙褪色,由于氯氣發(fā)生下列反映Cb+H
20=HCI+HC10
漂白粉久置空氣會失效(涉及兩個反映):Ca(ClO)2+CO2+HzO=CaCO3j+2HC10,2HC10=-----:2HCl-K)?Tf
漂白粉變質(zhì)會有CaCCh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C02氣體生成,含CO2和HC1
雜質(zhì)氣體。
⑤氯氣的用途:制漂白粉、自來水殺菌消毒、農(nóng)藥和某些有機(jī)物的原料等。
2、的檢查:
原理:根據(jù)cr與Ag+反映生成不溶于酸的AgCl沉淀來檢查c「存在。
方法:先加稀硝酸酸化溶液(排除CO32-干擾)再滴加AgNCh溶液,如有白色沉淀生成,則說明有c「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。
通電
裝置:陽離子隔閡電解槽。反映式:2NaCl+2HzO=2NaOH+H2f+C12t
(2)氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法
原理:運(yùn)用氧化劑氧化濃鹽酸中的C1,常用的氧化劑有:MnOz、KMnO4>KCIO3等。
△
反映式:MnO2+4HCl(^)=MnCl2+Cl2t+2H2O
2KMnO4+16HC1(濃)=2KC1+2MnCl2+1OC12t+8H2O
KCIO3+6HC1(濃)==KC1+3CLt+3H2。
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(yàn)滿:用濕潤的淀粉碘化鉀試紙。
尾氣吸?。河脷溲趸c溶液吸取。
除雜:用飽和食鹽水除去HC1雜質(zhì);干燥:用濃H2SO”。
(3)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室制H2、02、Cb的發(fā)生裝置的比較
氣體反映物的狀態(tài)反映條件裝置或重要儀器可合用的氣體
固體和液體反映不加熱啟普發(fā)生器或簡易裝置HSCO>SO2等
H22
02固體或固體混合物加熱大試管、鐵架臺、導(dǎo)管等NH3,CH4等
圓底燒瓶、分液漏斗、雙孔塞、導(dǎo)管、
C12固體和液體或液體和液體加熱HCRHBr、HI等
鐵架臺、石棉網(wǎng)、酒精燈
(二)氯、溟、碘
l.CL,B。、L的物理性質(zhì)的比較
氣體物理性質(zhì)
C1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。
2
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。
2.CL、Bn、L在不同溶劑中的顏色比較
水酒精苯汽油四氯化碳
C12黃綠色(新制)黃綠色黃綠色黃綠色黃綠色
Br2黃---橙橙一一橙紅橙一一橙紅橙一一橙紅橙一一橙紅
12深黃---褐色棕---深棕淺紫一一紫紫一一深紫淺紫紅-紫紅
3.CL、Bn、L的化學(xué)性質(zhì)的比較
①與金屬反磨燃△△
2Na+Cl22NaCl,Cu+Cl2CuCl2,2Fe+3C122FeCl3,2Fe+3Br22FeBr3,Fe+12
Feho
②與氫氣反映
反映物反映方程式反映條件反映現(xiàn)象
H2與F2H2+F2==2HF冷、暗爆炸
H2與CLH2+C12==2HC1光照爆炸
Hz與Br2H2+Br2==2HBr加熱反映
H2與hH2+I202Hl連續(xù)加熱可逆反映
③與水的反映:
2F2+2H2O==4HF+02X2+H?0、、HX+HX0(X:C1、Br、I)
④Cl2、Br2、I2互相置換:氧化性C12>Br2>L,所以C12可以將Bn、b置換此Bn可以將L置換出。如:C12
+2NaBr==2NaC1+Br2.
4.Cl\Br,r的檢查
(DAgN03—HNO3法
離子選用試劑實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及離子方程式
CI-AgN03的稀HN03溶液Ag++Cl-==AgCll白色沉淀
Br-AgN03的稀HN03溶液Ag++Br—==AgBrl淺黃色沉淀
I-AgN03的稀HN03溶液Ag++I—==Agll黃色沉淀
⑵B「、I一可以用氯水反映后加CCL萃取的方法。
5.AgBr、Agl的感光性
它們都見光分解,AgBr用于感光底片的感光材料;Agl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):
⑴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°C,
沸點(diǎn)4446C。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。
⑵化學(xué)性質(zhì):
①可燃性:S+022=?SO2(空氣中點(diǎn)燃淡藍(lán)色火焰,純氧中藍(lán)紫色)
A
②與氫氣反映:Hz+S=H2s;
?△△
③與金屬反映:2Na+S==NazS,Fe+SFeS,2Cu+S^=Cu2S;
④與堿溶液反映:3S+6NaOH(熱)==2Na2s+Na2so3+3氏0(用于實(shí)驗(yàn)室中清洗有S殘留的儀器);
公△
⑤與濃硫酸反映:S+2H2so4(濃):^=3SC)2+2H,O?
(二)二氧化硫(S02)
⑴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。
占燃
⑵SO2的制備:S+02===s。2或Na2sO3+H2sO4=Na2SO"+SO2T+H2。
⑶化學(xué)性質(zhì):
①S02能與水反映SO2+HQ^=^H2SO3(亞硫酸是二元弱酸,不穩(wěn)定,易分解,易被氧化),
此反映為可逆反映??赡娣从扯x:在相同條件下,正逆方向同時進(jìn)行的反映。
②SO?為酸性氧化物,是亞硫酸(H2so3)的酸酎,可與堿反映生成鹽和水。
2-
a、與N2011溶液反映502(少量)+2NaOH=Na2SO:!+H2OSO2+2OH=SO:i+H2O
S02(過量)+NaOH=NaHSO3SO2+OH=HSO3
b、與Ca(OH)2溶液反映:SO2(少量)+Ca(0H)2=CaSO31(白色)+H20
2so2(過量)+Ca(0H}=Ca(HSO3)2(可溶)
對比CO?與堿反映:CC)2(少量)+Ca(OH)2菖2<2031(白色)+氏0
2c0?(過量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2(可溶)
將S02逐漸通入Ca(0H)2溶液中先有白色沉淀生成,后沉淀消失,與CO?逐漸通入Ca(OH)z溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
相同,所以不能用石灰水來鑒別S02和CO2o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,由
于SOz是有刺激性氣味的氣體。
③S02具有強(qiáng)還原性,能與強(qiáng)氧化劑(如酸性高鎰酸鉀溶液、氯氣、氧氣等)反映。SO?能使酸性KMnO,溶
液、新制氯水褪色,顯示了SO2的強(qiáng)還原性(不是SO?的漂白性)。
催化劑
2so皿,、2S0a(催化劑:粉塵、五氧化二鋼)
SO2+CI2+2H2OH2so4+2HC1(將SO?氣體和CL氣體混合后作用于有色溶液,漂白效果將大大減弱。)
④S02的弱氧化性:如2HZS+SO2=3SJ+2H2O(有黃色沉淀生成)
⑤S02的漂白性:S02能使品紅溶液褪色,加熱會恢復(fù)本來的顏色。用此可以檢查S02的存在。
so2C12
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HC10,HC10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
⑥SO2的用途:漂白劑、殺菌消毒、生產(chǎn)硫酸等。
4、SO2的危害:S0?是硫酸型酸雨形成的重要物質(zhì)。它重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。SOz進(jìn)入大氣后在大氣中的某些灰塵的催化下被02氧化成S03,S03易溶于水,形成
H2s04,同時,S02溶于水形成H2sCh,也易被氧化為H2sO4,當(dāng)大氣中的這些酸達(dá)成一定值時,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:直接危害的一方面是植物,植物對酸雨反映最敏感的器
官是葉片,葉片受損傷后光合作用減少,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。另一方
面,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。此
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:
⑴最重要是控制污染源。重要途徑有:
①開發(fā)新能源替代化石燃料。如開發(fā)氫能、太陽能、核能等。
②運(yùn)用物理和化學(xué)方法對含硫燃料預(yù)先進(jìn)行脫硫解決,減少S02的排放量。如在含硫燃煤中加氧化鈣,在燃
燒時有以下反映:CaO+S02==CaSO3,CaO+H20==Ca(OH)2,SO2+Ca(OH)2aSO3+H20,
2CaSOs+O2==2CaSO4.將硫元素轉(zhuǎn)化成固體鹽而減少排放。
③加強(qiáng)技術(shù)研究,提高對燃煤、工業(yè)生產(chǎn)中釋放的s02廢氣的解決和回收。如用氨水對燃煤煙氣的脫硫解決
是:SO2+2NH3+H2o==(NH4)2SO3,SO2+NH3+H2O==NH4HSO3,2(NH4)2SO3+02==2(NH4)
2SO4,2NH4HSO3+02==2NH,HSC>4.(它們是氮肥)
④積極開發(fā)運(yùn)用煤炭的新技術(shù),對煤炭進(jìn)行綜合解決,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
氣化解決,提高能源的運(yùn)用率,減少S02的排放。
⑵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。
⑶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(H2s。4)
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。難揮發(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。
①吸水性:濃硫酸可吸取結(jié)晶水、濕存水和氣體中的水蒸氣,可作干燥劑,可干燥H2、。2、S02、C02等氣
體.但不可以用來干燥NHa、HSHBr、HI氣體。
②脫水性:能將有機(jī)物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和0原子個數(shù)比2:1脫水,炭化變黑。
③強(qiáng)氧化性:濃硫酸在加熱條件下顯示強(qiáng)氧化性(+6價硫體現(xiàn)了強(qiáng)氧化性),能與大多數(shù)金屬反映,也能與
非金屬反映。
&
(i)與大多數(shù)金屬反映(如銅):2H2s。4(濃)+Cu===CuSCU+2H2O+SO2T
(此反映濃硫酸表現(xiàn)出酸性和強(qiáng)氧化性)
△
(ii)與非金屬反映(如C反映):2H2so?(濃)+C===CO2f+2H2O+SO2\
(此反映濃硫酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性)
注意:常溫下,Fe、A1遇濃H2s。4或濃HNCh發(fā)生鈍化。
濃硫酸的強(qiáng)氧化性使許多金屬能與它反映,但在常溫下,鋁和鐵遇濃硫酸時,因表面被濃硫酸氧化成一層致密氧
化膜,這層氧化膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反映。這種現(xiàn)象叫金屬的鈍化。鋁和鐵也能被濃硝酸鈍化,所以,常
溫下可以用鐵制或鋁制容器盛放濃硫酸和濃硝酸。
3、H2sCh的工業(yè)制法(接觸法):
①流程:S或含硫礦石煨燒生成SO2,將氣體凈化;一?進(jìn)入接觸室進(jìn)行催化氧化生成S03;—>將S03進(jìn)入吸取
塔吸取生成H2SO4.
②設(shè)備:沸騰爐:煨燒在沸騰爐中進(jìn)行;產(chǎn)生的氣體要進(jìn)行除塵、洗滌、干燥等凈化解決。
接觸室:接觸室中有多層催化劑,二氧化硫在催化劑的表面接觸被氧化成三氧化硫;中間有熱互換器,是為了充
足運(yùn)用能量而設(shè)計。
吸取塔:由于三氧化硫與水的反映放熱大,形成酸霧,會減少吸取效率,因此改用98.3%的濃硫酸來吸取
△高溫催化劑、
③重要反映式:S+0?^=S02或4FeS2+1102—2Fe2O3+8SO,;2SO2+022S0:i,
SO3+H2O==H2SO4.
④尾氣解決:盡管生產(chǎn)中采用了許多有助于二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的措施,但反映是可逆的,因此尾氣中仍然
具有S02氣體,生產(chǎn)中常采用氨水吸取。SO2+2NH.3?H20==(NH4)2SO3+H20,(NH,)2SO3+SO2+H2O
==2NH4HSO3.
(4)硫酸的用途:用于化肥、農(nóng)藥、醫(yī)藥、金屬礦的解決等生產(chǎn)中。
4、硫酸的用途:干燥劑、化肥、炸藥、蓄電池、農(nóng)藥、醫(yī)藥等。
(四)幾種常見的硫酸鹽
⑴CaSCh:自然界中是石膏(CaSO.-2H2O)的形式存在,加熱到150時會失去部分結(jié)晶水,生成熟石膏
(2CaSO4-H2O).用于各種模型和醫(yī)療的石膏綁帶,水泥生產(chǎn)的原料之一。
⑵BaSO4:重晶石,不容易被X射線透過,醫(yī)療上作為“飲餐”,也可作為白色顏料,可用于油漆、油墨、造
紙、塑料、橡膠的原料及填充劑。
四、氮及其化合物
1、氮?dú)?/p>
⑴物理性質(zhì):無色無味的氣體,難溶于水,是空氣的重要成分。
⑵化學(xué)性質(zhì):通常情況氮?dú)獾男再|(zhì)比較穩(wěn)定,常用作保護(hù)氣。但在一定條件下可發(fā)生反映。
…通電
①放電條件下與氧氣反映:N2+O2=2N0,
催化劑
②在一定條件下,與H2反映:N2+3H2,^^2NH3(工業(yè)合成氨的重要反映,也是人工固氮的
方法。)自然固氮重要是雷雨和豆科植物的根瘤菌的固氮。
△
③與金屬反映:3Mg+N2^=Mg3N2)
1、氮的氧化物:NO?和NO
2.氮的氧化物
⑴NO是無色無味的有毒氣體,微溶于水,在空氣中易被氧化為NCh。2NO+O2==2NO?.在有氧氣的條件下,N
O和02混合氣被水吸?。?N0+302+2H2O==4HN0a.
⑵NCh:紅棕色有刺激性味有毒氣體,溶于水,并與水反映:3NC)2+2H2。==2HN0:,+N0.
在有氧氣的條件下:4NOz+O2+2H2O—4HNOs.
此外,NO和NO2的混和氣體也可以被堿液吸取:NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H20.
⑶NO、NO?的污染:大氣中的氮的氧化物重要來源于汽車的尾氣和工業(yè)生產(chǎn)的尾氣的排放等,大氣中的NO、
NO2不僅可以形成酸雨,也能形成光化學(xué)煙霧,還能破壞臭氧層。因此要嚴(yán)格控制氮的氧化物的排放。
3、硝酸(HNO3):
⑴硝酸物理性質(zhì):純硝酸是無色、有刺激性氣味的油狀液體。低沸點(diǎn)(83℃)、易揮發(fā),在空氣中遇水蒸氣呈白霧
狀。98%以上的硝酸叫“發(fā)煙硝酸”,常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%
⑵硝酸的化學(xué)性質(zhì):具有一般酸的通性,稀硝酸遇紫色石蕊試液變紅色,濃硝酸遇紫色石蕊試液先變紅(H+作用)
后褪色(濃硝酸的強(qiáng)氧化性)。用此實(shí)驗(yàn)可證明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)。濃硝酸和稀硝
酸都是強(qiáng)氧化劑,能氧化大多數(shù)金屬,但不放出氫氣,通常濃硝酸產(chǎn)生NCh,稀硝酸產(chǎn)生NO,
如:
①CU+4HNC)3(*)=CU(NO3)2+2NO2T+2H2O
②3Cu+8HNO:,(稀)=3Cu(NO3)2+2N0t+4H20
反映①還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為1:2;反映②還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為3:2。
常溫下,Fe、Al遇濃H2sO4或濃HNO3發(fā)生鈍化,(說成不反映是不妥的),加熱時能發(fā)生反映:Fe+6H
△
NC)3(濃)=Fe(NC)3)3+3NO2t+3HzO
當(dāng)溶液中有H*和Nth一時相稱于溶液中含HNO3,此時,由于硝酸具有強(qiáng)氧化性,使得在酸性條件下NO.」與
具有強(qiáng)還原性的離子如S2->Fe2+、SO/-、「、Br-(通常是這幾種)因發(fā)生氧化還原反映而丕熊大量共
存。(有沉淀、氣體、難電離物生成是因發(fā)生復(fù)分解反映而不能大量共存。)
⑶硝酸的工業(yè)制法:
流程:氨氣的催化氧化-NO-進(jìn)一步氧化生成NOa一用水吸取生成硝酸。
催伊布I
設(shè)備:①氧化爐:4NH3+502,4NO+6H2O,進(jìn)一步氧化:2NO+O2==2NO2.
②吸取塔:用水吸取:4NC>2+Ch+2H2。==4HNC>3.
尾氣解決:在工業(yè)生產(chǎn)中,將尾氣進(jìn)行循環(huán)使用,解決后進(jìn)行進(jìn)一步氧化,再生產(chǎn)硝酸。
4、氨氣(NHO
⑴氨氣的物理性質(zhì):無色氣體,有刺激性氣味、比空氣輕,易液化,極易溶于水1體積水可以溶解700體積的氨氣
(可做紅色噴泉實(shí)驗(yàn))。濃氨水易揮發(fā)出氨氣。
⑵氨氣的化學(xué)性質(zhì):
a.
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