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文檔簡介
1、堿金屬(一)鈉1. 物理性質(zhì):銀白色金屬、硬度小、比水輕、熔點低、易傳熱、導(dǎo)電2. 化學(xué)性質(zhì):(1)與氧氣反應(yīng) 常溫:4Na + O22Na2O 點燃:2Na + O2 Na2O2(2)與鹵素、硫等非金屬反應(yīng) 2Na + Cl22NaCl2Na + S Na2S (3)與水反應(yīng)(加酚酞): 現(xiàn)象:浮、熔、游、響、紅。 表明:比水輕、反應(yīng)放熱、鈉易熔化、反應(yīng)激烈,生成H2和堿。 實質(zhì):鈉置換水中的氫(4)與酸反應(yīng):直接與H+發(fā)生氧化還原反應(yīng)(置換) (5)與鹽反應(yīng): 水溶液:先與水反應(yīng),生成的堿再與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。2Na+2H2O+CuSO4=+Na2SO4+H2 熔融:直接發(fā)生置換反應(yīng) 4N
2、a+TiCl4(熔融)Ti+4NaCl 3. 存在:只以化合態(tài)存在,以NaCl為主,還有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等4. 保存:密封保存,通常保存在煤油中5. 用途:制取Na2O2等化合物,鈉鉀合金(常溫下為液體)作原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑,還原金屬,用于電光源6. 制法:2NaCl 2Na+Cl27. 鈉在空氣中放置發(fā)生的變化鈉放置在空氣中,首先被氧氣氧化成Na2O;Na2O進(jìn)一步與空氣中的水蒸氣反應(yīng)生成NaOH;NaOH吸收空氣中的水蒸氣和CO2生成碳酸鈉晶體;碳酸鈉晶體會逐漸風(fēng)化而成Na2CO3。即其變化過程是這里發(fā)生的反應(yīng)有: 4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O=2NaOH
3、 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3·10H2O Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O(二)鈉的氧化物1. Na2O:白色,具有堿性氧化物的通性,不穩(wěn)定,可繼續(xù)氧化成Na2O22. Na2O2:淡黃色固體 淡黃色,跟水反應(yīng)放出O2供氧劑、漂白劑。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 跟CO2反應(yīng)放出O2供氧劑、漂白劑。 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2(三)氫氧化鈉1. 俗名:燒堿、火堿、苛性鈉2. 物理性質(zhì):白色固體、易溶于水且放熱,有強腐蝕性,易潮解(可作干燥劑)3. 化學(xué)性質(zhì): 具有強堿通性;與羧
4、酸、酚等酸性有機物反應(yīng); 提供堿性環(huán)境,使某些有機物發(fā)生反應(yīng),如鹵代烴水解、消去反應(yīng),酯類水解,油脂皂化等4. 制法: 電解食鹽水法:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 石灰純堿法:+Na2CO3CaCO3+2NaOH5. 用途:用于肥皂、石油、造紙、紡織、印染等工業(yè)6. 保存:(1)盛裝燒堿的試劑瓶不能用玻璃塞,應(yīng)該用橡膠塞。因為玻璃的主要成分是二氧化硅(SiO2),二氧化硅是酸性氧化物,能與燒堿反應(yīng):2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O生成有粘性的Na2SiO3,故不可用磨口玻璃塞,否則瓶塞與瓶口粘結(jié)在一起。(2)盛裝燒堿的試劑瓶不能敞口存放。因為燒堿易潮解,易與空氣中的二
5、氧化碳反應(yīng)而變質(zhì)。(四)鈉鹽1. Na2CO3:(1)物理性質(zhì):易溶于水的白色粉末(2)化學(xué)性質(zhì): 與酸反應(yīng)放出CO2,與反應(yīng)生成NaOH; Na2CO3·10H2O易風(fēng)化,水解顯堿性(3)用途:制玻璃、造紙、制皂、洗滌劑(4)制法:氨堿法(索爾維法)、侯氏制堿法2. NaHCO3:(1)物理性質(zhì):易溶于水的白色細(xì)小晶體,溶解度比Na2CO3?。ㄏ嗤瑴囟认拢?)化學(xué)性質(zhì): 與酸反應(yīng)放出CO2(劇烈) HCO3+H+=H2O+CO2 碳酸氫鈉、碳酸鈉分別與同濃度、同種酸作用時前者反應(yīng)速率快 與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3 HCO3+OHCO32+H2O 受熱易分解 2NaHCO3Na
6、2CO3+H2O+CO2一般說來,碳酸和碳酸鹽的熱穩(wěn)定性有下列規(guī)律:<1> H2CO3MHCO3M2CO3(M為堿金屬)<2> 同一主族元素(如堿金屬元素)的碳酸鹽:Li2CO3Na2CO3K2CO3Rb2CO3<3> 堿金屬的碳酸鹽堿土金屬的碳酸鹽過渡元素的碳酸鹽。 水解顯弱堿性 CO32+H2OHCO3+OH(3)用途:發(fā)酵粉、滅火劑、治胃酸過多3. Na2SO4:(1)晶體Na2SO4·10H2O,俗名芒硝(2)用途:制玻璃、造紙、染色、紡織、制水玻璃、緩瀉劑4. 常見碳酸鹽及碳酸氫鹽溶解性規(guī)律(1)易溶于水的碳酸鹽其溶解度大于相應(yīng)碳酸氫鹽。
7、例:Na2CO3溶解度大于NaHCO3的溶解度。(2)難溶于水的碳酸鹽其溶解度小于相應(yīng)碳酸氫鹽。例:CaCO3的溶解度小于的溶解度。(五)堿金屬元素 (Li 、Na、K、Rb、Cs) 1. 原子結(jié)構(gòu):(1)相似性:最外層均為1個電子(2)遞變性:核電荷數(shù)依次增多,電子層數(shù)依次增多,原子半徑依次增大2. 元素性質(zhì):(1)相似性:均為活潑金屬元素,最高正價均為+1價(2)遞變性:失電子能力依次增強,金屬性依次增強3. 單質(zhì)性質(zhì):(1)相似性:均具強還原性,均具輕、軟、易熔的特點(2)遞變性:還原性依次增強,密度趨向增大,熔沸點依次降低,硬度趨向減小由鋰到銫熔點逐漸降低,與鹵素單質(zhì)等恰恰相反。這是因
8、為堿金屬中存在金屬鍵,金屬鍵隨原子半徑的增大而減弱。鹵素單質(zhì)中存在分子間作用力,分子間作用力隨相對分子質(zhì)量的增大而增強。4. 化合物性質(zhì):(1)相似性:氫氧化物都是強堿(2)遞變性:氫氧化物的堿性依次增強(六)焰色反應(yīng)許多金屬或它們的化合物在燃燒時火焰呈特殊的顏色,這在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng),是一種物理變化,是元素的性質(zhì)而不僅屬化合物。鈉是黃色;鉀是紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃);鈣是磚紅色。1. 焰色反應(yīng)原理電子在原子核外不同的軌道上運動,當(dāng)其受熱時,處在能量較低軌道的電子會吸收能量從低能級躍遷到能量較高的軌道。這些處于高能量軌道的電子不穩(wěn)定,又會躍遷到能量較低的軌道,并釋放出能量,這些能量以一定波長的
9、光的形式釋放。而且不同的元素產(chǎn)生不同波長的光,故此原理常用于光譜分析。按此理論,任何元素的原子灼燒時都應(yīng)呈現(xiàn)一定的焰色,但我們所說的焰色實際為可見光,故只有部分金屬元素才有特殊的焰色。焰色反應(yīng)指的是元素的性質(zhì),相應(yīng)金屬不管是離子還是單質(zhì)灼燒時都會呈現(xiàn)其焰色。做焰色反應(yīng)的實驗時應(yīng)注意: 火焰本身盡可能無色, 鉑絲要潔凈, 焰色反應(yīng)鑒定物質(zhì)的方法,一般是在其他化學(xué)方法無效時才采用。2. 焰色反應(yīng)的操作步驟: 鉑絲放在酒精燈上灼燒至與鉑的原來顏色相同; 蘸取待測溶液; 在酒精燈上灼燒,觀察焰色; 用稀鹽酸洗凈鉑絲,在酒精燈上灼燒。進(jìn)行焰色反應(yīng)之前,灼燒鉑絲是為了防止操作之前鉑絲上的殘留物對實驗產(chǎn)生影
10、響。用鹽酸洗鉑絲灼燒可除去鉑絲上的殘留物對后面實驗的干擾。不用硫酸是由于鹽酸鹽比硫酸鹽更易揮發(fā),對實驗的影響小。焰色反應(yīng)所用鉑絲昂貴,實驗室常用光潔的鐵絲、鉻絲、鎢絲等無焰色的金屬代替。鹵族元素一、鹵族元素的“原子結(jié)構(gòu)性質(zhì)”的關(guān)系 結(jié)論:結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)。二、鹵族元素的“性質(zhì)制備”的關(guān)系鹵族元素的化學(xué)性質(zhì)活潑,所以在自然界中以化合態(tài)的形式存在。1、鹵素單質(zhì)的制備(Cl2)氧化還原法工業(yè)制法:電解飽和食鹽水電解熔融氯化鈉實驗室制法:強氧化劑濃鹽酸反應(yīng)制取氯氣:原理與裝置:2、鹵化氫的制備難揮發(fā)酸制揮發(fā)性酸三、鹵族元素的“一般特殊”的歸納鹵族元素的單質(zhì)及其化合物有許多共性,但也存在諸多特
11、殊之處。(一)單質(zhì)1、物理性質(zhì)化學(xué)式F2Cl2Br2I2顏色淡黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色狀態(tài)氣體氣體液體固體密度逐漸增大熔沸點逐漸升高水溶液淺黃綠色橙色黃色CCl4溶液黃綠色橙紅色紫紅色毒性劇毒有毒劇毒有毒Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比較小,但較易溶于有機溶劑中,常見的有機溶劑有:汽油、苯、四氯化碳、酒精等。2、化學(xué)性質(zhì)(主要體現(xiàn)強氧化性)與金屬反應(yīng):Fe、Cu等,但由于氧化能力不同,產(chǎn)物不完全相同、與非金屬反應(yīng):H2、P等都可以與氫化合生成相應(yīng)的氫化物HX,但鹵族元素按原子序數(shù)遞增的順序從上至下,與氫化合的難易程度逐漸增大,產(chǎn)生的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,其水溶液的酸性逐漸增強。與
12、水作用: (XCl、Br、I)與堿作用:漂白粉的制備,成分及漂白原理:氯氣通入石灰乳中:主要成分:、,有效成分:漂白原理:與Fe2、SO2、Na2SO3、Na2S等還原性物質(zhì)反應(yīng),如:X2SO22H2OH2SO42HX;2Fe2Cl22Cl2Fe3,但:可Fe3氧化I:2I2Fe3I22Fe2與有機物發(fā)生加成、取代反應(yīng)等。注意反應(yīng)條件、反應(yīng)產(chǎn)物。;鹵素單質(zhì)間的相互置換(二)化合物:1、鹵化氫:鹵化氫均為無色有刺激性氣味的氣體,易溶于水,易揮發(fā)與空氣中水蒸氣結(jié)合形成白霧。HF有劇毒,能腐蝕玻璃:性質(zhì)比較:熱穩(wěn)定性:HFHClHBrHI酸性:HF(弱)HClHBrHI還原性:HFHClHBrHI2
13、、鹵化銀鹵化銀AgFAgClAgBrAgI水溶性可溶難溶顏色白色淺黃色黃色性質(zhì)感光性,例:用途制作感光材料膠卷人工降雨3、鹵離子的檢驗:用硝酸酸化的硝酸銀溶液,觀察產(chǎn)生沉淀的顏色。若有CO32、SO32、SO42等離子干擾,應(yīng)先加入足量的硝酸鋇溶液,取上層清液繼續(xù)實驗。四、鹵族元素及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系說明:1、新制氯水的成分:含有Cl2、H2O和HClO以及Cl、ClO、H及極少量的OH。久置氯水中由于HClO分解為HCl和O2,因此,久置氯水相當(dāng)于稀鹽酸。液氯屬于純凈物,它具有氯氣的性質(zhì),不具有漂白性,而氯水屬于混合物,它既具有鹽酸的性質(zhì),又具有氯氣和次氯酸的性質(zhì),有很強的氧化性和漂白
14、性。氯水與石蕊試液時先變紅再褪色(氯水顯酸性,使紫色石蕊試液變紅,次氯酸有強氧化性,使有色物質(zhì)氧化而褪色)氯水遇濕潤淀粉KI試紙先變藍(lán)再褪色,是由于氯氣氧化I制得單質(zhì)I2,當(dāng)氯氣過量時,繼續(xù)氧化單質(zhì)碘,生成無色的IO3。2、在不同條件下,新制氯水溶液中起作用的物質(zhì)(或微粒)有所不同。抓住諸因素對平衡:Cl2H2OHClHClO的影響,合理解釋某些具體問題:當(dāng)加入可溶性氯化物時,c(Cl)增大,平衡左移,因此可用排飽和食鹽水的方法收集Cl2,也可以用排飽和食鹽水的方法除去Cl2中的雜質(zhì)HCl;當(dāng)加入濃鹽酸時,c(Cl)和c(H)都增大,平衡左移,因此,可用氯酸鹽和次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制取或測漂白
15、粉中的“有效氯”,當(dāng)加入CaCO3和Na2CO3時,c(H)減少,平衡右移,可使氯水中的c(HClO)增大,增強漂白效果;當(dāng)加入堿溶液時,溶液中c(HClO)和c(H)都減少,平衡右移,實驗室常用濃堿液來吸收未反應(yīng)完的Cl2,防止環(huán)境污染;氯水光照后,因HClO見光分解,平衡右移,故新制氯水須避光保存,且須現(xiàn)做現(xiàn)配,而久置的氯水就是鹽酸。3、關(guān)于NO2和Br2的鑒別:不能用KI,要用硝酸銀溶液;不能用pH試紙,可用濃氨水;不能用NaOH或水,可用CCl4等有機溶劑。4、當(dāng)溶液中存在多種還原性物質(zhì)時,加入氧化劑,還原性強的物質(zhì)應(yīng)先被氧化。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2氣體:在FeBr2溶液
16、中通入足量Cl2氣體:在FeI2溶液中加入少量溴水:在FeI2溶液中加入足量溴水:5、使溴水褪色的物質(zhì)有:因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì):苯、CCl4、直餾汽油等有機溶劑;能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無機化合物:H2S、SO2、Fe2、I等;能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性有機化合物:含有醛基的化合物等;能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬,如:Na、Mg、Al等;能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和有機化合物;能與溴水反應(yīng)的堿性物質(zhì),如:NaOH、Na2CO3等。6、氯氣的制?。貉b置適用于:固體(或液體)和液體反應(yīng);在實驗前必須檢查裝置的氣密性:在裝入藥品前,小火加熱,看燒杯中導(dǎo)管口是否有氣泡冒出。產(chǎn)生氣體后,
17、由于氣體中可能含有揮發(fā)出的HCl和水蒸氣,欲得到純凈干燥的氯氣,防止環(huán)境污染,可采用如下的方法處理:除雜:Cl2(HCl):飽和食鹽水干燥:濃硫酸、P2O5(s)、無水CaCl2等收集:向上排空氣法、排飽和食鹽水法檢驗是否集滿:濕潤的淀粉KI試紙(變藍(lán)色)或濕潤的藍(lán)色石蕊試紙(先變紅后褪色)尾氣處理:堿液吸收(常用NaOH溶液)7、在制取HBr和HI氣體時,由于濃硫酸可將Br、I氧化,所以不能用濃硫酸和NaBr、NaI反應(yīng)制備HBr、HI。應(yīng)用難揮發(fā)的濃磷酸代替濃硫酸。8、特殊性質(zhì)歸納:常溫下溴是唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì),極易揮發(fā),保存時用水封;碘易升華,碘單質(zhì)遇淀粉變藍(lán)。碘單質(zhì)與鐵反應(yīng)生成FeI
18、2;CaCl2、CaBr2溶于水,但CaF2(俗稱螢石)不溶于水;F2和水劇烈反應(yīng),所以F2不能將溶液中的 、氧化,將F2通入某溶液中,應(yīng)先考慮它和水的反應(yīng),再考慮生成的HF能否和溶液中的其它成分反應(yīng);鹵素單質(zhì)中,只有F2可與稀有氣體反應(yīng);鹵化氫的水溶液中只有氫氟酸是弱酸,但它能腐蝕玻璃,只能保存在塑料瓶中。9、“類鹵素”如(CN)2、(SCN)2、(OCN)2以及鹵素互化物如IBr、BrCl3等性質(zhì)與鹵素單質(zhì)的氧化性、與堿溶液反應(yīng)生成鹵化物和次鹵酸鹽、與Ag結(jié)合的生成物的難溶性等性質(zhì)相似,但由于上述物質(zhì)不是由一種元素組成,其組成元素的化合價有差別,以致在參加化學(xué)反應(yīng)時價態(tài)的變化與鹵素單質(zhì)不完
19、全相同。氧族元素一)氧族元素(O、S、Se、Te) 1. 氧族元素性質(zhì)的相似性和遞變性(1)相似性: 氧族元素原子結(jié)構(gòu)最外層都為6個電子,均為典型非金屬元素(釙Po除外) 最高正價為+6,負(fù)價為 均可形成氣態(tài)氫化物H2R 最高價氧化物(RO3)對應(yīng)水化物均為H2RO4,其水溶液呈酸性(氧O除外)(2)遞變性 周期表中從上到下OSSeTe,原子半徑逐漸增大,非金屬性逐漸減弱,氧化性逐漸減弱 OSSeTe,與H2化合能力逐漸減弱,生成的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,即穩(wěn)定性H2OH2SH2SeH2Te 最高價氧化物對應(yīng)水化物的水溶液酸性逐漸減弱。(二)氧氣(O2)1. 分子組成和結(jié)構(gòu):氧分子是由兩個
20、氧原子通過非極性共價鍵結(jié)合成非極性分子;固態(tài)時為分子晶體。2. 物理性質(zhì):氧氣是無色、無嗅的氣體,密度比空氣大,微溶于水、沸點-183、熔點。 3. 化學(xué)性質(zhì):具有強的氧化性(1)與金屬發(fā)生反應(yīng):3Fe+2O2(純)Fe3O4(2)與非金屬發(fā)生反應(yīng):2H2O22H2ON2O22NOSO2SO22H2S3O22SO22H2O4FeS211O22Fe2O38SO24. 制法: 2KMnO4K2MnO4MnO2O2工業(yè)制法:從液化空氣中分離出O2(蒸餾原理)5. 用途:液氧為高能燃料,制炸藥、制氧炔焰焊接或切割金屬,醫(yī)療等方面都有重要用途。(三)臭氧(O3)1. 同素異形體:同一種元素形成的幾種性質(zhì)
21、不同的單質(zhì)。2. 物理性質(zhì):特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。比氧氣易溶于水。熔點251,沸點112.4。3. 化學(xué)性質(zhì):不穩(wěn)定,強氧化性。(1)易分解(高溫迅速)生成O2(2)跟銀、汞反應(yīng)生成Ag2O、HgO4. 用途:強氧化劑、脫色劑和消毒劑。臭氧層對人類和生物的保護(hù)。5. 制法:3O2 2O3(四)過氧化氫1. 物理性質(zhì):無色粘稠液體,弱酸性。俗稱雙氧水,常見為30。2. 化學(xué)性質(zhì):良好的氧化還原性,易分解(MnO2有催化作用)放出O23. 用途:氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑,實驗室制取氧氣。 (五)硫1. 分子組成和結(jié)構(gòu):硫分子是由多個硫原子構(gòu)成Sx單質(zhì),硫單質(zhì)為分子晶體。2. 物理性質(zhì):硫單質(zhì)
22、為淡黃色晶體,密度為水的兩倍,難溶于水、微溶于乙醇、易溶于CS2,熔點112.8,沸點444.6。3. 化學(xué)性質(zhì):硫既具有氧化性,又具有還原性。(1)與金屬發(fā)生反應(yīng):CuSCu2S FeSFeS (2)與非金屬發(fā)生反應(yīng)SO2SO2(S表現(xiàn)還原性)(3)與化合物反應(yīng)Na2SO3SNa2S2O3(S表現(xiàn)還原性)6KOH3S=2K2SK2SO33H2O(S既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)還原性)(4)與氧化性酸濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生反應(yīng)S6HNO3(濃)H2SO4+6NO2+2H2O(S表現(xiàn)還原性)S2H2SO4(濃)3SO2+2H2O(S表現(xiàn)還原性)(5)硫單質(zhì)、氧氣、氯氣氧化性比較:氧化性:O2Cl2
23、SO24HCl=2Cl22H2O(氧化性:O2Cl2)2H2SO2(不足)2S2H2O(氧化性:O2S)H2SCl2=2HClS(氧化性:Cl2S)4. 用途:硫單質(zhì)制硫酸,做橡膠制品的硫化劑,制黑火藥、火柴、農(nóng)藥等。 (六)硫化氫(H2S)1. 分子組成和結(jié)構(gòu):硫化氫分子是由一個硫原子和兩個氫原子,通過極性共價鍵結(jié)合成折線型的極性分子;固態(tài)時為分子晶體。2. 物理性質(zhì):硫化氫是無色、帶有腐蛋氣味、劇毒的氣體,密度比空氣略大,可溶于水(常溫下12.6),其水溶液叫氫硫酸。3. 化學(xué)性質(zhì):(1)熱不穩(wěn)定性:受熱發(fā)生分解反應(yīng)H2SH2S(H2S既表現(xiàn)氧化性,又表現(xiàn)還原性)(2)具有還原性:與氧化劑
24、發(fā)生反應(yīng)2H2S3O2(足)2SO2+2H2O2H2SO2(不足)2S2H2O2H2SSO2=3S+2H2OH2SCl2=2HClSH2S2FeCl3 =2FeCl22HClS4. 實驗室制法:FeSH2SO4(?。?FeSO4H2S FeS2HCl=FeCl2H2S5. 硫化氫檢驗:(1)硫化氫氣體遇濕潤的醋酸鉛試紙,使之變?yōu)楹谏?,其原因是Pb(Ac)2H2S=PbS+2HAc,有PbS黑色沉淀生成。(2)將硫化氫氣體通入CuSO4溶液中或AgNO3溶液中,生成黑色沉淀物CuS或Ag2S,其離子方程式為Cu2+H2S=CuS+2H+、2Ag+H2S=Ag2S+2H+。 (七)氫硫酸(H2S)
25、1. 組成和制法:硫化氫溶于水,得到的水溶液叫氫硫酸。氫硫酸揮發(fā)可得到硫化氫氣體,氫硫酸為混合物。2. 物理性質(zhì):氫硫酸是無色,帶有腐蛋氣味、有毒的液體,氫硫酸不易長期存放(在空氣中易氧化生成淡黃色渾濁物(S) ,而發(fā)生變質(zhì))。3. 化學(xué)性質(zhì):(1)溶液具有弱酸性,發(fā)生部分電離H2SHSH+ HSS2H+分步電離,且一步比一步電離困難。(2)具有酸的通性與指示劑、與金屬、與堿、與堿性氧化物、與鹽等物質(zhì)都可發(fā)生反應(yīng)。NaOHH2S=NaHSH2O2NaOHH2SNa2S2H2OZnH2S=ZnSH2CuSO4+H2S=CuS+H2SO4(3)具有還原性,與氧化劑發(fā)生反應(yīng):2FeCl3H2S=2F
26、eCl2S2HClH2SBr2=2HBrS2KMnO45H2S3H2SO4=2MnSO4K2SO4+5S8H2O(八)二氧化硫(SO2)1. 分子組成和結(jié)構(gòu):二氧化硫分子是由一個硫原子和兩個氧原子通過極性共價鍵結(jié)合成折線型的極性分于;固態(tài)時為分子晶體。2. 物理性質(zhì):二氧化硫是無色、帶有刺激性氣味、有毒的氣體,易溶于水(常溫下1:40),易液化,沸點10。二氧化硫為大氣的主要污染物之一。3. 化學(xué)性質(zhì):(1)與水發(fā)生反應(yīng):SO2+H2OH2SO3H+HSO3,HSO3H+SO32生成中強酸亞硫酸(H2SO3),溶液中H2SO3部分發(fā)生電離,呈酸性。(2)SO2為酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性
27、:能與堿、與堿性氧化物等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。2NaOHSO2Na2SO3H2O CaOSO2CaSO3(3)二氧化硫既具有氧化性,又具有還原性。SO2Br22H2O=H2SO42HBr(SO2表現(xiàn)還原性)SO22H2S=3S2H2O(SO2表現(xiàn)氧化性)(4)具有漂白性:紅色品紅試液中通入SO2,溶液由紅色變?yōu)闊o色,即發(fā)生褪色變化
28、;若將溶液再加熱,又出現(xiàn)紅色。其原因是SO2與有色物質(zhì)結(jié)合成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),無色物質(zhì)見光或受熱易發(fā)生分解,使原來有色物質(zhì)恢復(fù)原來顏色。4. 制法:實驗室制法:Na2SO3(固)+H2SO4(較濃)=Na2SO4+H2OSO2使用“較濃”H2SO4原因:若用濃H2SO4含水少,使離子反應(yīng)進(jìn)行緩慢,若用稀H2SO4含水多,生成SO2易溶于水,不易使SO2逸出,所以用較濃H2SO4。工業(yè)制法:煅燒黃鐵礦(硫鐵礦) 4FeS211O22Fe2O38SO2(九)三氧化硫(SO3)1. 分子組成和結(jié)構(gòu):三氧化硫分子是由一個硫原子和三
29、個氧原子通過極性共價鍵結(jié)合成平面三角型的非極性分子;固態(tài)時為分子晶體。2. 物理性質(zhì):三氧化硫熔點16.8,沸點44.8,常溫下為無色液體,標(biāo)準(zhǔn)狀況下為無色晶體,高溫下為無色氣體。3. 化學(xué)性質(zhì):(1)與水發(fā)生反應(yīng):SO3+H2O=H2SO4,并放出大量熱,SO3易被水吸收,若高溫下,易與水蒸汽形成酸霧,反而不利于SO3的吸收,故用98H2SO4來吸收SO3。(2)三氧化硫為酸性氧化物,能與堿、與堿性氧化物等發(fā)生反應(yīng):SO3+2NaOHNa2SO4H2O,CaO+SO3=CaSO4(3)三氧化硫具有強氧化性:SO32KI=K2SO3I25SO32PP2O55SO24. 工業(yè)制法: (
30、十)硫酸(H2SO4)1. 物理性質(zhì):硫酸是無色粘稠液體,98.3的硫酸密度是1.84g/cm3、沸點為338,硫酸是一種難揮發(fā)的強酸。2. 化學(xué)性質(zhì):硫酸是二元強酸、高沸點酸(難揮發(fā)性酸),穩(wěn)定酸及強氧化性酸。(1)具有強酸性;溶液中發(fā)生電離:H2SO4=2H+SO42(完全電離),溶液呈強酸性,H2SO4為強電解質(zhì)。(2)具有酸的通性:與指示劑、與金屬、與堿、與堿性氧化物、與鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。如:ZnH2SO4 =ZnSO4H2+H2SO4=CuSO42H2ONa2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2(3)濃硫酸特性: 吸水性:H2SO4易與H2O結(jié)合,并放出大量熱,所以濃硫酸常做酸
31、性氣體的干燥劑(不可干燥H2S)。 脫水性:濃H2SO4遇見某些有機化合物,可將其中氫、氧原子個數(shù)按2:1比例脫去,即為脫水性,C12H22O1112C11H2O(濃H2SO4脫水性) 強氧化性:濃H2SO4與金屬、與非金屬、與具有還原性物質(zhì)發(fā)生氧化-還原反應(yīng),如:Cu2H2SO4(濃)=CuSO4+SO2+2H2OC2H2SO4(濃)=CO2+2SO2+2H2OH2S+H2SO4(濃)=SSO2+2H2O2NaI2H2SO4(濃)= Na2SO4+SO2+I2+2H2O與還原劑反應(yīng)濃H2SO4的還原產(chǎn)物都為SO2。常溫下,濃H2SO4使Fe、Al表面發(fā)生鈍化(生成致密氧化膜),而不發(fā)生產(chǎn)生氣
32、體的反應(yīng)。3. 硫酸工業(yè)制法:采取接觸法制硫酸吸收塔中若用水或稀H2SO4吸收SO3時,容易形成酸霧,使吸收速度慢,不利于SO3完全吸收,工業(yè)上實際用98.3濃硫酸來吸收SO3,得到濃度更高的硫酸。尾氣的處理:制H2SO4的尾氣中含有大量SO2,SO2是污染大氣的主要有害物質(zhì)之一,為了防止大氣污染,硫酸廠尾氣排放前要進(jìn)行回收處理,一般采用氨吸收法處理。4. 用途:硫酸是重要化工原料,制硫酸鹽,用于精煉石油,制炸藥、農(nóng)藥、染料等。(十一)亞硫酸(H2SO3)1. 制法:二氧化硫的水溶液稱之亞硫酸,亞硫酸為中強酸,低沸點酸,不穩(wěn)定性酸,僅存在水溶液中。SO2H2OH2SO32. 化學(xué)性質(zhì):(1)H
33、2SO3為二元中強酸,具有酸的通性。溶液中發(fā)生電離:H2SO3HSO3+H+,HSO3H+SO32(部分電離)(2)H2SO3既具有還原性,又具有氧化性,但還原性氧化性。H2SO3Cl2H2O=H2SO42HCl(H2SO3還原性)H2SO32H2S=3S3H2O(H2SO3氧化性)(十二)硫酸鹽:1. 常見硫酸鹽俗名和化學(xué)式:2. 酸式鹽NaHSO4主要性質(zhì):(1)NaHSO4是強電解質(zhì),溶液呈強酸性。電離式:NaHSO4=Na+H+SO42(完全電離)(2)與鹽Na2CO3、NaCl等發(fā)生反應(yīng):NaCl(固)NaHSO4Na2SO4+HClNa2CO32NaHSO4=2Na2SO4+H2O
34、CO2(3)與堿NaOH、等發(fā)生反應(yīng):NaOHNaHSO4 =Na2SO4H2O3. SO42檢驗:鹽溶液中加入酸化的鋇鹽溶液,生成白色沉淀。(BaCl2和HCl或和HNO3)Ba2+SO42=BaSO4(十三)亞硫酸鹽及硫代硫酸鹽1. 亞硫酸鈉Na2SO3:既具有還原性,又具有氧化性。如:2Na2SO3+O2=2Na2SO4(Na2SO3還原性)Na2SO3+Cl2H2O=Na2SO4+2HCl(Na2SO3還原性)Na2SO3SNa2S2O3(Na2SO3氧化性)2. 硫代硫酸鈉Na2S2O3:既具有氧化性,又具有還原性(發(fā)生在同一反應(yīng)中) 3. SO32檢驗:鹽溶液中加入H2SO4(或H
35、Cl),有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,再將該氣體通入黃色溴水中,使溴水褪色。SO32-+2H+ =H2OSO2SO2+Br22H2O=H2SO4+2HBr (十四)氧族元素及其單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的比較1. 氧族元素和單質(zhì)的物理性質(zhì)2. 單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 碳族元素1. 碳族元素性質(zhì)的相似性和遞變性:(1)相似性 碳族元素原子結(jié)構(gòu)最外層都為4個電子,C、Si為非金屬元素,Ge、Sn、Pb為金屬元素。 最高正價為+4,負(fù)價為-4。 非金屬元素可形成氣態(tài)氫化物RH4 非金屬元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H2RO3,其水溶液呈酸性;金屬元素低價氧化物對應(yīng)水化物為,具兩性或兩性偏堿性(2)遞變性: 周期表中
36、從上到下,原子半徑逐漸增大,CSi的非金屬性逐漸減弱,即非金屬性CSi,而GeSnPb金屬性逐漸增強,即金屬性GeSnPb。 非金屬與H2化合能力逐漸減弱,生成的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸減弱,即穩(wěn)定性CH4SiH4。 最高價氧化物對應(yīng)的水化物,其溶液酸性逐漸減弱,而堿性逐漸增強,即酸性H2CO3H2SiO3、為兩性、具兩性偏堿性。2. 碳單質(zhì)(C)碳元素價態(tài)變化及重要物質(zhì):碳的同素異形體有金剛石和石墨兩種。(1)金剛石和石墨的晶體結(jié)構(gòu):金剛石晶體里,每個碳原子都處于四個碳原子的中心,以共價鍵跟四個碳原子結(jié)合成正四面體結(jié)構(gòu),正四面體結(jié)構(gòu)向空間發(fā)展,構(gòu)成一個空間網(wǎng)狀晶體,為原子晶體。石墨晶體是層狀結(jié)構(gòu)
37、,每層內(nèi)的碳原子排列成六邊形,一個個六邊形排列成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),同一層內(nèi),相鄰的碳原子以非極性共價鍵結(jié)合,層與層以范德華力相結(jié)合,因?qū)优c層之間易滑動,質(zhì)軟。石墨晶體為層狀晶體(看作混合型晶體)。(2)物理性質(zhì):金剛石和石墨物理性質(zhì)有較大差異。(3)化學(xué)性質(zhì):碳單質(zhì)常溫下性質(zhì)很穩(wěn)定,碳的性質(zhì)隨溫度升高,活性增大。碳的同素異形體化學(xué)性質(zhì)相似。 可燃性:在充足空氣中燃燒C+O2(足)CO2;空氣不足時,則生成CO,2C+O2(不足)2CO 高溫下,與氫、硫、硅等發(fā)生化合反應(yīng):C2SCS2(C表現(xiàn)還原性)CSiSiC(C表現(xiàn)弱氧化性)C2H2CH4(C表現(xiàn)弱氧化性) 高溫下,與鈣、鐵、鋁、硅的氧化物發(fā)生
38、反應(yīng),生成碳化物或還原出金屬單質(zhì)。CaO3CCaC2CO(電石)CuOCCuCOSiO22CSi2COFe2O33C2Fe3CO 高溫下,與水蒸汽發(fā)生反應(yīng), 與氧化性酸發(fā)生反應(yīng):C+4HNO3(濃)CO2+4NO2+2H2OC2H2SO4(濃)CO2+2SO2+2H2O3. 二氧化碳(CO2)屬于酸性氧化物,即為碳酸酸酐。(1)分子組成和結(jié)構(gòu):二氧化碳分子是由兩個氧原子和一個碳原子通過極性共價鍵結(jié)合成直線型的非極性分子;固態(tài)時為分子晶體。(2)物理性質(zhì):二氧化碳是無色、無嗅的氣體,密度比空氣大,加壓和降溫下變?yōu)檠罟腆w叫干冰,若在壓強為101帕,溫度時,干冰可升華成氣體;CO2可溶
39、于水(通常狀況下1:1)。CO2無毒,但它是一種窒息性氣體(10%即窒息),可滅火。(3)化學(xué)性質(zhì): 溶于水,與水發(fā)生反應(yīng):CO2H2OH2CO3H+HCO3-溶液呈弱酸性,H2CO3為弱電解質(zhì),而CO2為非電解質(zhì)。 具有酸性氧化物的通性:與堿、與堿性氧化物、與鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。CO2CaO CaCO3CO2Ca(OH)2=CaCO3+H2OCaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 與還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),CO2表現(xiàn)弱氧化性。CO2C2CO 與某些活潑金屬反應(yīng),CO2表現(xiàn)氧化性CO22Mg2MgOC,生成黑色(C)和白色(MgO)兩種粉末。(4)制法:實驗室制法:CaCO32HCl=CaCl2
40、+H2OCO2工業(yè)制法:CaCO3 CaOCO2(石灰石) (生石灰)(5)用途:用于滅火、制造純堿、小蘇打、碳銨化肥,干冰作致冷劑等。4. 一氧化碳(CO)(1)物理性質(zhì):一氧化碳是無色、無嗅、難溶于水、可燃燒、有毒的氣體。(2)化學(xué)性質(zhì):CO不能直接與酸、堿反應(yīng)生成鹽,所以CO為不成鹽氧化物。 可燃性:燃燒時放出大量熱,2CO+O22CO2(藍(lán)色火焰) 還原性:CuOCOCuCO2Fe2O33CO2Fe3CO2(高爐中反應(yīng)) 合成有機物:(3)制法: 工業(yè)制法:碳還原CO2:CCO22CO水煤氣法:C+H2O(氣)CO+H2(4)用途:氣體燃燒、冶金工業(yè)的還原劑及有機合成原料。5
41、. 碳酸及其鹽(1)碳酸(H2CO3) 二元弱酸,分步電離:H2CO3H+HCO3、HCO3 H+CO32酸性:H2CO3HCO3CO2通入水中得到碳酸溶液,CO2H2OH2CO3,碳酸只存在于溶液中。 碳酸是不穩(wěn)定酸,易分解。H2CO3=H2OCO2 碳酸具有酸的通性,與指示劑、與堿、與堿性氧化物、與活潑金屬、與鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。2NaOHCO2Na2CO3H2ONa2OCO2Na2CO3CO2H2OCaCO3+2HClO(2)碳酸鹽:包括正鹽和酸式鹽兩種鹽 溶解性:碳酸鹽除K+、Na+、NH4+鹽易溶于水,Mg2+微溶于水外,剩余都難溶于水。陽離子相同的碳酸鹽,通常,正鹽溶解性酸式鹽,如:
42、CaCO3(難溶)(可溶)、MgCO3(微溶)(可溶),也有例外,如:Na2CO3溶解性NaHCO3溶解性。 熱穩(wěn)定性:通常正鹽酸式鹽,如:Na2CO3 不分解2NaHCO3 Na2CO3CO2+ H2O 正鹽與酸式鹽相互轉(zhuǎn)化: Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3Na2CO3HClNaHCO3NaClNaHCO3NaOHNa2CO3H2O2NaHCO3 Na2CO3CO2+H2O CO32檢驗:溶液中加入鹽酸,產(chǎn)生無色、無嗅氣體(氣泡),將氣體通入澄清石灰水中,使之變渾濁。該氣體通入紅色品紅試液中,品紅不褪色。6. 硅單質(zhì)(Si)(1)組成和結(jié)構(gòu):硅單質(zhì)中Si原子和Si原子之間
43、通過非極性共價鍵結(jié)合成正四面體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),為原子晶體。(2)物理性質(zhì):為灰黑色,有金屬光澤、硬而脆的固體,熔、沸點高,是良好的半導(dǎo)體材料。(3)化學(xué)性質(zhì): 與非金屬氧氣、氯氣等發(fā)生反應(yīng):SiO2SiO2、Si2Cl2SiCl4 與某些金屬氧化物發(fā)生反應(yīng):Si2FeO2FeSiO2 高溫下,與H2化合:Si2H2SiH4(SiH4很不穩(wěn)定,在空氣中自燃) 與堿溶液發(fā)生反應(yīng):Si2NaOH+H2O=Na2SiO32H2(4)制法和用途制法:用碳或鎂還原二氧化硅而制得。SiO22CSi2CO、SiO22MgSi2MgO用途:超純硅是良好半導(dǎo)體材料,用于集成電路,晶體管等制造;含4的硅鋼有導(dǎo)磁件,可
44、作變壓器鐵芯;含15的硅鋼有耐酸性,可作耐酸設(shè)備等。7. 二氧化硅(SiO2)(1)組成和結(jié)構(gòu):二氧化硅晶體是由Si原子和O原子通過極性共價鍵結(jié)合成立體空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的原子晶體。晶體里Si原子與O原子個數(shù)之比為1:2(1摩SiO2里含4摩SiO極性鍵)。(2)物理性質(zhì):純SiO2是無色透明晶體,熔點很高,硬度也很大,不溶于水;純SiO2稱之為水晶,石英砂中的主要成分為SiO2。(3)化學(xué)性質(zhì):SiO2屬于酸性氧化物,為硅酸酐。 具有酸性氧化物的通性(但不與水反應(yīng))與堿、與堿性氧化物、與鹽等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。SiO2+CaOCaSiO3SiO22NaOHNa2SiO3H2OSiO2Na2CO3Na2S
45、iO3CO2 與氫氟酸(HF)發(fā)生反應(yīng)SiO24HFSiF42H2O(HF制?。篊aF2H2SO4(濃)CaSO42HF) 與碳還原劑發(fā)生反應(yīng)SiO23CSiC2COSiO22CSi2CO(4)制法和用途制法:天然存在,如硅石、石英、水晶等;可由偏硅酸熱分解,制得SiO2H2SiO3SiO2H2O用途:石英制耐火材料、石英玻璃等。水晶用于制光學(xué)儀器和工藝品。8. 硅酸及硅酸鹽(1)硅酸(H2SiO3)和原硅酸(H4SiO4)硅酸(H2SiO3)是一種難溶于水的弱酸,其酸性比碳酸還弱;通過硅酸鈉溶液和鹽酸反應(yīng)不同操作方法,可制得硅酸溶膠或凝膠,甚至可得到白色膠狀沉淀物,Na2SiO32HCl=H
46、2SiO32NaCl,硅酸凝膠經(jīng)過處理后用CoCl2溶液浸泡、烘干,制得一種變色硅膠(SiO2·xH2O),吸水前為藍(lán)色,吸水后為粉紅色,是一種很好的干燥劑。硅酸還能和堿發(fā)生反應(yīng);H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。原硅酸H4SiO4是一種很不穩(wěn)定、難溶于水的弱酸。(2)硅酸鈉(Na2SiO3):Na2SiO3水溶液稱之為水玻璃或泡花堿。 發(fā)生水解反應(yīng),水溶液呈堿性:SiO32+2H2OH2SiO32OH 與酸發(fā)生反應(yīng):Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2SiO32HCl=H2SiO3(膠體)2NaCl向Na2SiO3溶液中滴加鹽酸,邊加邊強力振蕩,
47、得到硅酸溶膠,繼續(xù)滴加鹽酸,得到硅酸凝膠。9. 硅酸鹽工業(yè)(1)玻璃工業(yè) 制普通玻璃的主要原料:純堿(Na2CO3)、石灰石(CaCO3)和石英(SiO2);若制有色玻璃或特種玻璃還要加入一些其它有色的物質(zhì)。 生產(chǎn)玻璃的主要反應(yīng)和主要設(shè)備。Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2,玻璃窯中進(jìn)行。 玻璃成分:玻璃不是晶體,稱作玻璃態(tài)物質(zhì),它沒有固定熔點,而是在某一溫度范圍內(nèi)逐漸軟化。軟化狀態(tài)時,可制成任何形狀制品。普通玻璃:是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起的物質(zhì),可寫成Na2O·CaO·6SiO2。有色玻璃:在普通玻璃中加
48、入氧化鈷(Co2O3)呈藍(lán)色,加入氧化亞銅(Cu2O)呈紅色等,有色玻璃為固溶膠。鋼化玻璃:普通玻璃加熱軟化,急速冷卻得到鋼化玻璃,即成分與普通玻璃相同,因熱處理方法不同,而結(jié)構(gòu)、物性不同。(2)水泥工業(yè): 制水泥原料:石灰石、粘土和適量石膏(熟料中加入適量石膏,為的是調(diào)節(jié)水泥硬化速度)。 制水泥主要設(shè)備:水泥回轉(zhuǎn)窯。 水泥成分:主要成分是:硅酸三鈣:3CaO·SiO2硅酸二鈣:2CaO·SiO2鋁酸三鈣:3CaO·Al2O3即水泥為混合物 水泥性能和用途水泥的組成和結(jié)晶形態(tài)的不同直接影響到它的主要性能。水泥具有水硬性。水泥和水拌和后,發(fā)生作用,生成不同的水合物,
49、同時放出一定熱量,生成的水合物逐步形成膠狀物,并開始凝聚,最后有些膠狀物轉(zhuǎn)變?yōu)榫w,使膠狀物和晶體交錯地結(jié)合成強度很大的固體,以上過程叫水泥的硬化。水泥不僅是一般建筑材料,而且是水下工程必不可少的建筑材料。水泥、砂子和碎石按一定比率混合后,制得混凝土,常用來造橋,建廠房。若建筑物用鋼筋作結(jié)構(gòu),再澆注混凝土,即鋼筋混凝土,使建筑物更加堅固。10. 碳族元素及其單質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)比較。氮族元素(一)氮族元素的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)逆變規(guī)律氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi五種元素,在周期表中位于第VA族。它們的最外層電子數(shù)均為5個,它們的原子半徑隨著核電荷數(shù)的增大而逐漸增大。它們在原子結(jié)構(gòu)上的異同處決
50、定了性質(zhì)的相似性和遞變性。單質(zhì)的物理性質(zhì)遞變規(guī)律有:從氮到鉍、單質(zhì)的密度逐漸增大;固態(tài)氮和紅磷、白磷均屬分子晶體,熔沸點逐漸升高;銻和鉍的金屬性已較顯著,熔、沸點的遞變規(guī)律與堿金屬單質(zhì)相仿,逐漸降低。砷較特殊,灰砷已呈現(xiàn)一定金屬性,但常壓下,它在6130C時能升華,加壓下測得的熔點是氮族元素的單質(zhì)中最高的。氮族元素的相似性和遞變性 相似性 遞變性最外層上均為5個電子,均能獲得3個電子而達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在最高價氧化物中化合價都是+5價,化學(xué)式為R2O5在氣態(tài)氫化物中,都顯3價,化學(xué)式為RH3最高價氧化物的水化物的化學(xué)式為 H3RO4或HRO3氮、磷、砷、銻、鉍的單質(zhì)從非金屬過渡到金屬。氮、磷與氧氣
51、反應(yīng)的條件不同(難化合)(難化合)所以還原性N<P氮、磷與H2反應(yīng)的條件不同而磷與H2很難直接化合成PH3所以氧化性 N>P氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性NH3、PH3、AsH3、SbH3穩(wěn)定性逐漸減弱最高價氧化物的水化物的酸性HNO3、H3PO4、H3AsO4、H3SbO4酸性逐漸減弱說明: 氮族元素原子的價電子數(shù)是5,但主要為+3、+5價。 氮族元素最高價氧化物的水化物的通式為H3RO4,但硝酸為HNO3比通式少一個水分子。原因是氮原子半徑小。(二)N2單質(zhì)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)1. 結(jié)構(gòu)特點:電子式:,結(jié)構(gòu)式:。分子中三鍵鍵能大,分子穩(wěn)定,化學(xué)性質(zhì)不活潑,但要注意,N2一旦吸收能量變?yōu)镹原子則性質(zhì)較
52、活潑。2. 物理化學(xué)性質(zhì):無色無味氣體,難溶于水,與空氣密度相近。在高溫或放電時可與某些物質(zhì)反應(yīng),N表現(xiàn)為既有氧化性,又有還原性。(1)與H2的反應(yīng):(2)O2的反應(yīng)2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4 (無色) (紅棕色) (無色)3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3(3)與某些金屬的反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2(第A族金屬都可發(fā)生類似反應(yīng))(鎂在空氣中生成微量Mg3N2,鎂跟氮氣反應(yīng)比鎂跟氧氣反應(yīng)要難得多。因此mg Mg在空氣中完全燃燒,所得固體的質(zhì)量小于m×g,氮化鎂為離子化合物,電子式為 Mg2+
53、:N:3Mg2+:N:3Mg2+)(4)固態(tài):N游離態(tài)N的化合態(tài)(生物固氮)(三)氮的氫化物氨1. 結(jié)構(gòu):電子式: 結(jié)構(gòu)式 ,空間呈三角錐形,鍵角107°18物理化學(xué)性質(zhì):無色,有刺激性氣味氣體,易液化(與Cl2,CO2相同),極易溶于水(1:700),形成氨水。與水反應(yīng):NH3+H2ONH3·H2ONH4+OH,水溶液呈弱堿性。氨水的成分是:NH3、H2O、NH3·H2O(NH3的主要存在形式)、NH4+、OH、H+(極少)注:氨水中含大量NH3·H2O,但表示濃度時用NH3的多少(mol,g,%)2. 與酸反應(yīng):NH3+HCl=NH4Cl(白煙)2NH3+H2SO4=實質(zhì)是NH3+H+=NH4+3. 與非金屬反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O+Q8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N24. NH3的制法:(1)工業(yè)制法:H2的來源:C+H2O(氣)CO+H2(2)實驗室制法:2注:NH3不能用CaCl2,濃H2SO4干燥,可用堿石灰干燥,防止NH3與空氣對流,便于收集純凈的NH3。(3)檢驗,用濕潤的紅色石蕊試紙,現(xiàn)象是變藍(lán),或用沾有濃HC
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