非金属元素及化合物知识点总结.pdf

卤族元素卤族元素卤族元素包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）等，它们最外层电子数都是7 个电子，是元素周期表中的第A 元素。1、氯、氯（1）物理性质：氯气是一种黄绿色有刺激性气味的气味，常温下能溶于水（12），比空气重，易液化，有剧毒。（2）化学性质：氯气（Cl2）是双原子分子，原子的最外层有七个电子，是典型的非金属元素，单质是强氧化剂。与金属反应2Na+Cl2=2NaCl（反应剧烈，产生大量白烟）2Fe+3Cl2=2FeCl3（反应剧烈，产生大量棕褐色烟，溶于水成黄色溶液）Cu+Cl2=CuCl2（反应剧烈，产生大量棕色的烟，溶于水成蓝色或绿色溶液）氯气能与绝大数金属都能发生反应，表明氯气是一种活泼的非金属单质。与非金属的反应H2+Cl2=2HCl（纯净的氢气在氯气中安静的燃烧，芒白色火焰，在瓶口处有白雾产生）H2+Cl2=2HCl（发生爆炸）2P+3Cl2=2PCl3（液态）PCl3+Cl2=PCl5（固态）磷在氯气中剧烈燃烧，产生大量的烟、雾。雾是 PCl3，烟是 PCl5。氯气能有很多非金属单质反应，如 S、C、Si 等。与碱反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O将氯气通入 Ca(OH)2溶液中制备漂白粉，漂白粉的主要成份是 CaCl2、Ca(ClO)2，其有效成份是 Ca(ClO)2。工作原理：Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3+2HClO与碱溶液反应体现了氯气什么性质？与某些还原性物质反应：Cl2+2FeCl2=2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4有机反应CH4+Cl2 CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+HClCH2Cl2+Cl2 CHCl3+HCl CHCl3+Cl2 CCl4+HCl氯气与甲烷的取代反应，如有 1mol Cl2与 4mol CH4反应，产物有哪些物质？何种物质含量最多？Cl2+CH2=CH2 CH2Cl-CH2Cl（加成反应）取代反应是两种物质反应生成两种物质而加成反应是两种物质反应生成一种物质。上述两反应的鉴别方法可加入硝酸酸化的硝酸银溶液。如是取代反应则有白色沉淀生成。与水反应Cl2+H2O HCl+HClO （HClO 为一元弱酸，弱电解质 HClO H+ClO）分子：H2O、Cl2、HClO 离子：H+、Cl、OH、ClO2、次氯酸的性质（、次氯酸的性质（HClO）仅存在溶液中，浓溶液呈黄色，稀溶液无色，有非常刺鼻的气味。酸性：次氯酸是弱酸，弱电解质。具有酸的通性。A、显色反应；B、与活泼金属反应置换出氢气；C、与碱反应生成盐和水；D、与部分金属氧化物的反应，生成盐与水；E、与某些盐的反应。氧化性Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+Cl2+2H2O漂白性因为次氯酸具有强的氧化性，能氧化有色物质生成无色物质，所以次氯酸具有漂白性。如：将干燥的氯气通过干燥的有色布条，布条并没有褪色；而过湿润的有色布条时，布条褪色。说明真正起到漂白作用的是次氯酸。不稳定性次氯酸极不稳定，很容易就发生分解，且存大多种分解形式。如：点燃光照点燃2HClO=2HCl+O2 3HClO=2HCl+HClO3为什么漂白粉久置空气中易失效?3、氯气的的制备、氯气的的制备实验室氯气的制备：在实验室里，氯气可用浓盐酸与某些氧化剂反应来制取。4HCl(浓)+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl2 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O仪器的选取：一般来有四套装置，一是发生装置；二是除杂装置；三是收集装置；四是尾气处理装置。在这个反应中，会有哪些杂质？用什么除杂呢？用什么来处理尾气？工业上氯气的制备：在工业上用电解饱和食盐水的方法来制取氯气（氯碱工业）。2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2氯气的检验：使用润湿的淀粉 KI 试纸；氯气能使润湿的淀粉 KI 试纸变蓝。4 4、用途、用途：氯气除用于消毒，制造盐酸和漂白粉外，还用于制造多种农药，化工原料，生产许多无机试剂、有机试剂。总之在生产生活有着重要的用途。卤族元素的性质卤族元素的性质1 1、卤族元素的物理性质、卤族元素的物理性质随卤素核电荷数增加，电了层数依次递增，原子半径渐增大，其原子结构的递变性而使卤素单质的物理性质呈规律性变化：从 F2 I2状态常温下密度熔点水中酒精四氯化碳F2气浅黄绿色反应反应反应Cl2气黄绿色浅黄绿色黄绿色黄绿色Br2液深红棕色黄橙橙橙红橙橙红I2固紫黑色密度由小到大熔、沸点由低到高深黄褐棕深棕浅紫紫2、卤族元素的化学性质、卤族元素的化学性质由于最外层均为 7 个电子，极易得一个电子，因此卤素都是强氧化剂，在自然界均只以化合态存在。但随着电子层数递增，原子半径渐增大，核对外层电子的引力渐减弱，得电子能力逐渐减弱，其氧化性逐渐减弱。如何比较其得电子能力？比较元素的单质与氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。一般来说，反应越容易进行，生成的气态氢化物越稳定，元素原子得电子的能力越强。F2+H2=2HF（相遇即发生爆炸）H2+Cl2=2HCl（爆炸）Br2+H2=2HBr（需加热且反应缓慢）I2+H2 2HI（可逆反应，缓慢进行）且气态氢化物的稳定性：HFHClHBrHI比较元素最高价氧化物对应水化物的酸性。一般说来，酸性越强，元素原子得电子的能力越强。HClO4HBrO4HIO4置换反应：若非金属 X 能把非金属 Y 从它的盐溶液中置换出来，则金属得电子能力比Y 强，即 X 的非金属性比 Y 强。Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 Cl2+2KI=2KCl+I2 Br2+2KI=2KBr+I2 通过以上论证可以表明：得电子能力是 FClBrI特性：碘易升华，能使淀粉变蓝色。溴唯一的常温呈液态的非金属，易挥发，保存时加水密封。光照发生装置除杂装置收集装置尾气处理电解光照氟最强氧化剂，不能用氧化剂将 F氧化为 F2。F 元素无正价。CaX2只有 CaF2不溶于水。卤离子的检验：使用硝酸酸化的硝酸银溶液。AgCl 为白色沉淀、AgBr 为淡黄色沉淀、AgI为黄色沉淀、AgF 可溶。3、卤化氢性质的比较、卤化氢性质的比较（1）相似性均是无色有刺激性气味的气体。均极易溶于水，其水溶液是氢卤酸。氢卤酸均易挥发，在空气中冒白雾。氢卤酸具有酸类的通性、氧化性和还原性。（2）递变性按 HF、HCl、HBr、HI 的顺序，稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强。氢卤酸的酸性：HFHClHBrHI，氢氟酸是弱酸，氢氯酸、氢溴酸和氢碘酸均是强酸。氯碱工业氯碱工业氯碱工业：通过电解饱和食盐水来生产烧碱、氯气和氢气，并以它们为原料生产一系列化工产品。2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2+H2阳极 2ClCl2+2e （氧化反应）阴极 2H+2e H2（还原反应）饱和食盐水的来源广泛，主要来源于晒盐场的母液。海水提溴海水提溴原料来源于晒盐母液（含溴量高），氯气。将氯气通入母液中。Cl2+2Br=2Cl+Br2 再鼓入热空气（因为溴易挥发，因此溴就会随着热空气溢出），再冷疑、萃取提纯。氮族元素1氮和磷氮和磷氮族元素氮族元素 包括氮(7N)、磷、(15P)、砷(33As)、锑(51Sb)、铋(83Bi)五种元素氮族元素位于元素周期表中第 VA 族，其代表元素为氮和磷氮族元素的原子结构氮族元素的原子结构(1)相似性：最外层电子数均为 5 个；主要化合价：氮有3、+1、+2、+3、+4、+5 价；磷和砷有3、+3、+5 价(2)递变规律：按氮、磷、砷、锑、铋的顺序，随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大，失电子能力增强，得电子能力减弱，非金属性减弱，金属性增强在氮族元素的单质中，氮、磷具有较明显的非金属性；砷虽然是非金属，但有一些金属性；锑、铋为金属氮族元素单质的物理性质氮族元素单质的物理性质N2PAsSbBi颜色无色白磷：白色或黄色红磷：红棕色灰砷：灰色银白色银白色或微显红色状态气体固体固体固体固体密度逐 渐 增 大熔点、沸点先按 N2、P、As 的顺序逐渐升高，而后按 Sb、Bi 的顺序逐渐降低氮气氮气(1)氮元素在自然界中的存在形式：既有游离态又有化合态空气中含 N2 78(体积分数)或 75(质量分数)；化合态氮存在于多种无机物和有机物中，氮元素是构成蛋白质和核酸电解不可缺少的元素(2)氮气的物理性质：纯净的氮气是无色气体，密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小在常压下，经降温后，氮气变成无色液体，再变成雪花状固体(3)氮气的分子结构：氮分子(N2)的电子式为，结构式为 NN由于 N2分子中的NN 键很牢固，所以通常情况下，氮气的化学性质稳定、不活泼(4)氮气的化学性质：N2与 H2化合生成 NH3 N2+3H22NH3说明说明 该反应是一个可逆反应，是工业合成氨的原理N2与 O2化合生成 NO：N2+O22NO 说明说明 在闪电或行驶的汽车引擎中会发生以上反应(5)氮气的用途：合成氨，制硝酸；代替稀有气体作焊接金属时的保护气，以防止金属被空气氧化；在灯泡中填充氮气以防止钨丝被氧化或挥发；保存粮食、水果等食品，以防止腐烂；医学上用液氮作冷冻剂，以便在冷冻麻醉下进行手术；利用液氮制造低温环境，使某些超导材料获得超导性能NO、NO2性质的比较性质的比较氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水化学性质极易被空气中的 O2氧化：2NO+O2=2NO2NO 中的氮为+2 价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性与 H2O 反应：3NO2+H2O2HNO3+NO(工业制 HNO3原理在此反应中，NO2同时作氧化剂和还原剂)自然界中硝酸盐的形成过程自然界中硝酸盐的形成过程(1)电闪雷鸣时：N2+O22NO(2)2NO+O2=2NO2(3)下雨时：3NO2+H2O2HNO3+NO(4)生成的硝酸随雨水淋洒到土壤中，并与土壤中的矿物作用生成能被植物吸收的硝酸盐光化学烟雾光化学烟雾 NO、NO2有毒，是大气的污染物空气中的 NO、NO2污染物主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气NO2在紫外线照射下，发生一系列光化学反应，产生一种有毒的烟雾光化学烟雾因此，NO2是造成光化学烟雾的主要因素光化学烟雾刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡磷磷(1)磷元素在自然界中的存在形式：自然界中无游离态的磷化合态的磷主要以磷酸盐的形式存在于矿石中动物的骨骼、牙齿和神经组织，植物的果实和幼芽，生物的细胞里(2)单质磷的化学性质：与 O2反应：4P+5O22P2O5磷在 C12中燃烧：2P+3C12(不足量)2PCl3 2P+5Cl2(足量)2PCl5磷的同素异形体磷的同素异形体白磷与红磷白磷与红磷磷的同素异形体白磷红磷说明颜色、状态无色蜡状固体红棕色粉末物理密度(gcm3)1.822.34白磷与红磷的结构不同是物理性质存在差别的原因由两者物理性质的不同，证明了白磷溶解性不溶于水，溶于CS2不溶于水，也不溶于CS2毒 性剧 毒无 毒性质着火点40(白磷受到轻微的摩擦就会燃烧；常温时，白磷可被氧化而发光)240与红磷是不同的单质化学性质白磷、红磷在空气中燃烧，都生成白色的P2O5白磷与红磷燃烧都生成P2O5，证明它们都是由磷元素形成的单质相互转化白磷红磷证明白磷与红磷所含元素相同互为同素异形体保存方法密封保存，少量白磷保存在水中密封保存，防止吸湿切削白磷应在水中进行用 途制造高纯度磷酸；制造燃烧弹、烟幕弹制造高纯度磷酸；制农药、安全火柴五氧化二磷、磷酸五氧化二磷、磷酸(1)五氧化二磷的性质：五氧化二磷是白色粉末状固体，极易吸水(因此可作酸性气体的干燥剂)P2O5是酸性氧化物，与水反应：P2O5+3H2O2H3PO4(2)磷酸的性质、用途：磷酸(H3PO4)是一种中等强度的三元酸，具有酸的通性磷酸主要用于制造磷肥，也用于食品、纺织等工业 氮、磷元素及其单质、化合物性质的比较氮、磷元素及其单质、化合物性质的比较元素氮(N)磷(P)自然界中存在的形式游离态和化合态只有化合态单质与 O2化合的情况N2+O22NO（易）4P+5O22P2O5（难）单质与 H2化合的情况N2+3H22NH32P(蒸汽)+3H22PH3单质的化学活泼性及原因单质活泼性：N2P原因：N2分子中 NN 键很牢固，故 N2性质稳定、不活泼氢化物的稳定性NH3PH3 最高价氧化物对应水化物的酸性HNO3H3PO4非金属性NP2铵盐铵盐氨氨(1)氨的物理性质：氨是无色、有刺激性气味的气体，比空气轻；氨易液化在常压下冷却或常温下加压，气态氨转化为无色的液态氨，同时放出大量热液态氨气化时要吸收大量的热，使周围的温度急剧下降；氨气极易溶于水在常温、常压下，1 体积水中能溶解约 700 体积的氨气(因此，氨气可进行喷泉实验)；氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用若不慎接触过多的氨而出现病症，要及时吸入新鲜空气和水蒸气，并用大量水冲洗眼睛(2)氨分子的结构：NH3的电子式为，结构式为，氨分子的结构为三角锥形，N 原子位于锥顶，三个 H 原子位于锥底，键角 10718，是极性分子(3)氨的化学性质：跟水反应氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水)，大部分的 NH3分子与 H2O 分子结合成NH3H2O(叫一水合氨)NH3H2O 为弱电解质，只能部分电离成 NH4和 OH：NH3+H2ONH3H2O NH4+OHa氨水的性质：氨水具有弱碱性，使无色酚酞试液变为浅红色，使红色石蕊试液变为蓝色氨水的浓度越大，密度反而越小(是一种特殊情况)NH3H2O 不稳定，故加热氨水时有氨气逸出：NH4+OHNH3+H2Ob氨水的组成：氨水是混合物(液氨是纯净物)，其中含有 3 种分子(NH3、NH3H2O、H2O)和 3 种离子(NH4和 OH、极少量的 H)c氨水的保存方法：氨水对许多金属有腐蚀作用，所以不能用金属容器盛装氨水通常把氨水盛装在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷坛或内涂沥青的铁桶里d有关氨水浓度的计算：氨水虽然大部分以 NH3H2O 形式存在，但计算时仍以 NH3作溶质跟氯化氢气体的反应：NH3+HCl NH4C1说明说明 a当蘸有浓氨水的玻璃棒与蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时，产生大量白烟这种白烟是氨水中挥发出来的 NH3与盐酸挥发出来的 HCl 化合生成的 NH4C1 晶体小颗粒b氨气与挥发性酸(浓盐酸、浓硝酸等)相遇，因反应生成微小的铵盐晶体而冒白烟，这是检验氨气的方法之c氨气与不挥发性酸(如 H2SO4、H3PO4等)反应时，无白烟生成跟氧气反应：4NH3+5O2 4NO+6H2O 说明说明 这一反应叫做氨的催化氧化(或叫接触氧化)，是工业上制硝酸的反应原理之一(4)氨气的用途：是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱的原料；是有机合成工业如合成纤维、塑料、染料、尿素等的常用原料；用作冰机中的致冷剂铵盐铵盐 铵盐是由铵离子(NH4)和酸根阴离子组成的化合物铵盐都是白色晶体，都易溶于水(1)铵盐的化学性质：受热分解固态铵盐受热都易分解根据组成铵盐的酸根阴离子对应的酸的性质的不同，铵盐分解时有以下三种情况：a组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是非氧化性的挥发性酸时，则加热时酸与氨气同时挥发，冷却时又重新化合生成铵盐。例如：NH4Cl(固)NH3+HCl NH3+HClNH4Cl (试管上端又有白色固体附着)又如：(NH4)2CO32NH3+H2O+CO2 NH4HCO3NH3+H2O+CO2b组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是难挥发性酸，加热时则只有氨气逸出，酸或酸式盐仍残留在容器中如：(NH4)2SO4NH4HSO4+NH3 (NH4)3PO4H3PO4+3NH3c组成铵盐的酸根阴离子对应的酸是氧化性酸，加热时则发生氧化还原反应，无氨气逸出例如：NH4NO3N2O+2H2O跟碱反应铵盐的通性固态铵盐+强碱(NaOH、KOH)无色、有刺激性气味的气体湿润的红色石蕊试纸试纸变蓝色例如：(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2ONH4NO3+NaOHNaNO3+NH3+H2O说明：说明：a若是铵盐溶液与烧碱溶液共热，则可用离子方程式表示为：NH4+OHNH3+H2O b若反应物为稀溶液且不加热时，则无氨气逸出，用离子方程式表示为：NH4+OHNH3 H2O c若反应物都是固体时，则只能用化学方程式表示(2)氮肥的存放和施用铵盐可用作氮肥由于铵盐受热易分解，因此在贮存时应密封包装并存放在阴凉通风处；施用氮肥时应埋在土下并及时灌水，以保证肥效铵盐铵盐(NH4)的检验的检验 将待检物取出少量置于试管中，加入 NaOH 溶液后，加热，用湿润的红色石蕊试纸在管口检验，若试纸变蓝色，则证明待检物中含铵盐(NH4)氨气的实验室制法氨气的实验室制法(1)反应原理：固态铵盐如 NH4Cl、(NH4)2SO4等与消石灰混合共热：2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O(2)发生装置类型：固体+固体气体型装置(与制 O2相同)(3)干燥方法：常用碱石灰(CaO 和 NaOH 的混合物)作干燥剂不能用浓 H2SO4、P2O5等酸性干燥剂和 CaCl2干燥氨气，因为它们都能与氨气发生反应(CaCl2与 NH3反应生成CaCl28NH3)(4)收集方法：只能用向下排气法，并在收集氨气的试管口放一团棉花，以防止氨气与空气形成对流而造成制得的氨气不纯(5)验满方法；将湿润的红色石蕊试纸接近集气瓶口，若试纸变蓝色，则说明氨气已充满集气瓶；将蘸有浓盐酸的玻璃棒接近集气瓶口，有白烟产生，说明氨气已充满集气瓶注意注意 制氨气所用的铵盐不能用 NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因为NH4NO3在加热时易发生爆炸，而 NH4HCO3、(NH4)2CO3极易分解产生 CO2气体使制得的NH3不纯 消石灰不能用 NaOH、KOH 等强碱代替，因为 NaOH、KOH 具有吸湿性，易潮解结块，不利于生成的氨气逸出，而且 NaOH、KOH 对玻璃有强烈的腐蚀作用 NH3极易溶于水，制取和收集的容器必须干燥 实验室制取氨气的另一种常用方法：将生石灰或烧碱加入浓氨水中并加热有关反应的化学方程式为：CaO+NH3H2OCa(OH)2+NH3 加烧碱的作用是增大溶液中的 OH浓度，促使 NH3H2O 转化为 NH3，这种制氨气的发生装置与实验室制 Cl2、HCl 气体的装置相同3硝酸硝酸硝酸硝酸(1)物理性质：纯硝酸是无色、易挥发(沸点为 83)、有刺激性气味的液体打开盛浓硝酸的试剂瓶盖，有白雾产生(与盐酸相同)质量分数为 98以上的浓硝酸挥发出来的 HNO3蒸气遇空气中的水蒸气形成的极微小的硝酸液滴而产生“发烟现象”因此，质量分数为 98以上的浓硝酸通常叫做发烟硝酸(2)化学性质：具有酸的一些通性例如：CaCO3+2HNO3(稀)Ca(NO3)2+CO2+H2O(实验室制 CO2气体时，若无稀盐酸可用稀硝酸代替)不稳定性HNO3见光或受热发生分解，HNO3越浓，越易分解硝酸分解放出的 NO2溶于其中而使硝酸呈黄色有关反应的化学方程式为：4HNO32H2O+4NO2+O2强氧化性：不论是稀 HNO3还是浓 HNO3，都具有极强的氧化性HNO3浓度越大，氧化性越强其氧化性表现在以下几方面：a几乎能与所有金属(除 Hg、Au 外)反应当 HNO3与金属反应时，HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱对于同一金属单质而言，HNO3的浓度越小，HNO3被还原的程度越大，氮元素的化合价降低越多一般反应规律为：金属+HNO3(浓)硝酸盐+NO2+H2O 金属+HNO3(稀)硝酸盐+NO+H2O 较活泼的金属(如 Mg、Zn 等)+HNO3(极稀)硝酸盐+H2O+N2O(或 NH3等)金属与硝酸反应的重要实例为：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O该反应较缓慢，反应后溶液显蓝色，反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO 被空气氧化为红棕色的 NO2)。实验室通常用此反应制取 NO 气体Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O该反应较剧烈，反应过程中有红棕色气体产生此外，随着反应的进行，硝酸的浓度渐渐变稀，反应产生的气体是 NO2、NO 等的混合气体b常温下，浓 HNO3能将金属 Fe、A1 钝化，使 Fe、A1 的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜因此，可用铁或铝制容器盛放浓硝酸，但要注意密封，以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应(与浓硫酸相似)c浓 HNO3与浓盐酸按体积比 13 配制而成的混合液叫王水王水溶解金属的能力更强，能溶解金属 Pt、Aud能把许多非金属单质(如 C、S、P 等)氧化，生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物例如：C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2Oe能氧化某些具有还原性的物质，如 H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2等应注意的是，NO3无氧化性，而当 NO3在酸性溶液中时，则具有强氧化性例如，在 Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸，因引入了 H而使 Fe2被氧化为 Fe3；又如，向浓 HNO3与足量的Cu 反应后形成的 Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸，则剩余的 Cu 会与后来新形成的稀 HNO3继续反应f能氧化并腐蚀某些有机物，如皮肤、衣服、纸张、橡胶等因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心，万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用小苏打或肥皂液洗涤(3)保存方法硝酸易挥发，见光或受热易分解，具有强氧化性而腐蚀橡胶，因此，实验室保存硝酸时，应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中，并贮存在黑暗且温度较低的地方(4)用途硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等*亚硝酸盐亚硝酸盐(1)亚硝酸钠的性质：亚硝酸钠(NaNO2)是无色或浅黄色晶体，外观类似食盐，有咸味，易溶于水，有毒既具有氧化性又具有还原性(2)亚硝酸钠的存在：长时间加热煮沸或反复加热沸腾的水，由于水中 NO3浓度增大，饮用后部分 NO3在人体内被还原为 NO腐烂的蔬菜中；腌制的食品如酸菜、肉制品中(3)亚硝酸盐的用途：用于印染、漂白等行业；在某些食品如腊肉、香肠中用作防腐剂和增色剂；用作混凝土的掺合剂等(4)亚硝酸盐对人体的危害亚硝酸盐是一种潜在的致癌物质，过量或长期食用对人体会造成危害若误食亚硝酸盐或食用含有过量的亚硝酸盐的食物，会出现嘴唇、指甲、皮肤发紫以及头晕、呕吐、腹泻等症状，严重时可致人死亡所以，国家对食品中的亚硝酸盐的含量有严格的限制 氧族元素知识归纳氧族元素知识归纳 一、硫及其化合物转化关系图一、硫及其化合物转化关系图 二二1 1与氧气有关的反应与氧气有关的反应（1 1）有氧气参加的反应方程式）有氧气参加的反应方程式与绝大多数金属单质作用与绝大多数金属单质作用4Na+O2=2Na2O 与绝大多数非金属单质作用与绝大多数非金属单质作用 与非还原性化合物作用与非还原性化合物作用 2NO+O2=2NO2 4FeS2+11O22Fe2O2+8SO2与有机物作用与有机物作用在空气中易被氧化而变质的物质在空气中易被氧化而变质的物质a.氢硫酸或可溶性硫化物：2H2S+O2=2S+2H2Ob.亚硫酸及其可溶性盐 2H2SO3+O2=2H2SO4，2Na2SO4+O2=2Na2SO4c.亚铁盐、氢氧化亚铁 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3d.苯酚e.氢碘酸及其可溶性碘化物 4HI+O2=2H2O+2I2吸氧腐蚀（如：铁生锈）负极：2Fe4e=2Fe2+正极：O2+4e+2H2O=4OH Fe2+2OH=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O（2）生成氧气的反应方程式 2 2氧气和臭氧的比较氧气和臭氧的比较物质名称物质名称臭氧氧气通常状态通常状态气态气态气气味味有刺激性臭味无味熔点熔点/约251约218沸点沸点/约112约183颜颜色色气态呈浅蓝色，液态呈深蓝色，固态呈紫黑色气态无色，液态呈浅蓝色，固态仍呈浅蓝色2.1431.429物理物理性质性质49430.8主要化学性质主要化学性质氧化性极强，可氧化 Ag、Hg 等氧化性强，但难氧化 Ag、Hg 等主要用途主要用途漂白、消毒；地球上生物的天然保护伞；刺激中枢神经，加速血液循环供给呼吸，支持燃烧自然存在自然存在90%存在于距地面 15km50km 的大气平流层中主要存在于空气中，空气中 O2占的体积分数约为20%相互转化相互转化3 3硫元素的化学反应硫元素的化学反应（1 1）硫单质的反应）硫单质的反应 S+Hg=HgS S+2Ag=Ag2S 3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2+2H2O（2 2）H H2 2S S 的反应的反应H2SH2+S H2S+X2=2HX+S（X2是指卤素单质，即 Cl2，Br2，I2）H2S+Pb(Ac)2=PbS+2HAcH2S+CuSO4=CuS+H2SO4FeS+2HCl=FeCl2+H2S（H2S 的实验室制法）（3 3）SOSO2 2的反应的反应SO2+2H2S=3S+2H2O SO2+Na2O=Na2SO3 SO2+Na2O2=Na2SO4 SO2+2NaOH=Na2SO3+H2ONa2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3 2NaHCO3+SO2=Na2SO3+2CO2+H2ONa2CO3+SO2=Na2SO3+CO2 SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX Na2SO3+X2+H2O=Na2SO4+2HX(X2=Cl2,Br2,I2)2FeCl3+SO2+2H2O=2FeCl2+2HCl+H2SO4SO2+NH3H2O=NH4HSO3 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O2Na2SO3+O2=2Na2SO4(亚硫酸易被氧化而变质)（4 4）浓）浓 H H2 2SOSO4 4有关反应（稀有关反应（稀 H H2 2SOSO4 4具有酸的通性）具有酸的通性）4 4硫化物的溶解性硫化物的溶解性硫化物硫化物溶解性溶解性反应举例反应举例Na2S、K2S、(NH4)2S溶于水，又溶于酸(NH4)2S+2HCl=2NH4Cl+H2SBaS、CaS、MgS、Al2S3遇水分解Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2SZnS（白）、FeS（黑）不溶于水，但溶于酸ZnSO4+Na2S=ZnS+Na2SO4ZnS+H2SO4=ZnSO4+H2SAg2S、HgS、CuS、PbS(HgS 为红色，其他均为黑色)不溶于水，也不溶于酸CuSO4+H2S=CuS+H2SO42AgNO3+Na2S=Ag2S+2NaNO35工业制硫酸的十个工业制硫酸的十个“三三”(1)三原料(黄铁矿或硫、空气、水)(2)三阶段硫铁矿煅烧SO2的制备和 SO2的净化和氧化 SO3的吸收和 H2SO4的(3)三方程 SO3+H2OH2SO4(4)三条件(SO2转化为 SO3需 1 个大气压、400500、V2O5作催化剂)(5)三设备沸腾炉、接触室、吸收塔(6)三杂质(矿尘、砷、硒的化合物、水蒸气)(7)三净化(除尘、洗涤、干燥)(8)三原理(热交换、逆流、增大接触面)(9)三注意(粉碎硫铁矿、用 98.3的浓 H2SO4吸收 SO3、SO2的回收与利用)(10)三关系(FeS22H2SO4，SH2SO4，SO2H2SO4)1010浓浓 H H2 2SOSO4 4的吸水性与脱水性有何不同的吸水性与脱水性有何不同(1)浓硫酸能够强烈地吸水而形成一系列稳定的水化物，如 H2SO4H2O、H2SO42H2O和 H2SO44H2O 等。例如，浓 H2SO4可以吸收空气里的水分。因而，浓 H2SO4可用作某些气体的干燥剂。吸水性是指浓硫酸吸收直接的 H2O，这 H2O 可以是游离水或晶体中的结晶水或某反应生成的水(2)浓硫酸也能夺取纸张、木材、衣服、皮肤等有机物中的氢原子和氧原子(按水的组成比)，使它们炭化。但并不是都游离出碳，例如浓硫酸使甲酸(HCOOH)脱水以后生成的是一氧化碳。脱水性指浓硫酸吸收非现成的 H2O，而在指把有机物中 H、O 原子按个数 21脱走1111浓浓 H H2 2SOSO4 4能干燥的气体能干燥的气体(1)选择干燥剂时应掌握的原则：一是干燥剂本身应具有吸水性，二是干燥剂与被干燥气体(主要成分)之间不能发生化学反应(氧化还原反应、复分解反应、络合反应、化合反应(2)浓 H2SO4具有酸性，因而不能用来干燥碱性气体氨气(NH3)(3)浓 H2SO4又具有强氧化性，所以不能用来干燥强还原性的气体，例如 H2S、HI、HBr(4)可用浓 H2SO4干燥的气体有 H2、O2、CO2、CO、SO2、N2、CH4、C2H4、HCl、Cl2等(5)干燥用仪器为洗气瓶 碳族元素基础知识点碳族元素基础知识点一、知识网络1.碳及其化合物的知识网络2.硅及其化合物的知识网络二、基础知识1.碳族元素特征：碳族元素原子最外层电子数为 4，既不容易失去电子，又不容易得到电子，易形成共价键，难形成离子键。碳族元素形成的单质在同周期中硬度最大，熔沸点最高(如金刚石、晶体硅)。化合价：碳族元素的主要化合价有+2，+4，其中 Pb+2 价稳定，其余元素+4 价稳定。递变规律：从上到下电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子的能力增强，从上到下由非金属递变为金属的变化非常典型。其中碳是非金属，Sn、Pb 是金属，Si、锗 Ge 是半导体材料。自然界的存在：自然界里碳有游离态和化合态两种；硅在地壳里无游离态，主要以含氧化合物的形式存在CCO2 CaCO3 CaC2C2H2 CO有机物NH4HCO3 CH4 H2CO3 Na2CO3 NaHCO3 O2 SiC、CCl4不完全燃烧O2(不足)O2(不足)O2 CuO 炽热的碳NH3H2O O2(点燃)H2O CaO Si、Cl2()Mg(点燃)O2(点)CuO()C、CO Na2O2NaOH H2O NaOH H Ca(OH)2 高温H+Ca2 CO2、H2O Ca(OH)2 CO2(水)OH 加热Na2SiO3 CO2,H2O NaOH H2SiO3 SiH4Si SiO2 CaSiO3 SiF4 H4SiO4 SiC SiCl4O2(自燃)H2 O2()FeO(高温)F2 HF Cl2(高温)H2(高温)C(高温)C(高温)足量Na2CO3(高温)NaOH(溶液)CaO()CaCO3()Ca2-H2O C(适量)几种同素异形体：碳：金刚石、石墨、C60、C70等；硅：晶体硅，无定形硅2.碳 在常温下碳很稳定，只在高温下能发生反应，通常表现为还原性。燃烧反应与某些氧化物的反应：CuCOCuOCCOCOC22;222高温（CO、H2的混合气体叫水煤气）；OHCOOHC22高温2COSiSiO2C2电炉与氧化性酸反应：C2H2SO4（浓）CO22SO22H2O；C4HNO3（浓）CO24NO22H2O3.CO不溶于水，有毒(CO 和血红蛋白结合，使血红蛋白无法和 O2结合，而使细胞缺氧引起中毒)，但由于 CO 无色无味因此具有更大的危险性。可燃性还原性：CO+CuOCO2Cu，CO+H2O(g)CO2+H2O4.CO2直线型（OCO）非极性分子，无色能溶于水，密度大于空气，可倾倒，易液化。固态 CO2俗称干冰，能升华，常用于人工降雨。实验室制法：CaCO32HClCaCl2CO2H2O。酸性氧化物一酸酐Ca(OH)2CO2CaCO3H2O(用于检验 CO2)氧化性：CO2C2CO；2MgCO22MgOC高温点燃5.碳酸盐溶解性：Ca(HCO3)2CaCO3；Na2CO3NaHCO3。热稳定性：Na2CO3CaCO3；碱金属正盐碱金属酸式盐:Na2CO3NaHCO3。相互转化：碳酸正盐碳酸酸式盐(除杂用)6.硅硅在地壳中只有化合态，没有游离态。其含量在地壳中居第二，仅次于氧，是构成矿物和岩石的主要成分。晶体硅是灰黑色，有金属光泽，硬而脆的固体，是半导体，具有较高的硬度和熔点。硅的化学性质不活泼，常温下，只能与氟气、氢氟酸及强碱溶液反应:Si+2F2SiF4、Si+4HFSiF4+2H2、Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2；在加热条件下，能与氧气、氯气等少数非金属单质化合：SiO2SiO2。制备：在电炉里用碳还原二氧化硅先制得粗硅：SiO22CSi2CO，将制得的高温粗硅，再与 C12反应后，蒸馏出 SiCl4，然后用 H2还原 SiCl4可得到纯硅。有关的反应为：Si 十 2C12SiCl4、SiCl4+2H2Si+4HCl。高温高温硅在高新技术中的应用：高纯硅可作半导体材料 7.SiO2SiO2为原子晶体，是一种坚硬难熔的固体，硬度、熔点都很高。而 CO2通常状况下是气体，固体熔点很低。其差别在于晶体类型不同。CO2是分子晶体，故熔点很低。二氧化硅的化学性质很稳定，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。由于它是一种酸性氧化物，所以能跟碱性氧化物或强碱反应 SiO2+CaOCaSiO3高温SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O(碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中碱溶液不能在使用磨口玻璃塞的试剂瓶中)二氧化硅是一种特殊的酸性氧化物a酸性氧化物大都能直接跟水化合生成酸，但二氧化硅却不能直接跟水化合，它的对应水化物(硅酸)只能用相应的可溶性硅酸盐跟盐酸作用制得：首先让 SiO2和 NaOH（或Na2CO3）在熔化条件下反应生成相应的硅酸钠：SiO22NaOHNa2SiO3H2O，熔化SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2，然后用酸与硅酸钠作用制得硅酸：Na2SiO3+2HCl H2SiO3+2NaCl。熔化b酸性氧化物一般不跟酸作用，但二氧化硅却能跟氢氟酸起反应：SiO2+4HFSiF4+2H2O(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。光导纤维 石英、水晶 石英的主要成分是 SiO2,可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物,它们以溶解状态存在于石英中,呈各种颜色。纯 净的 SiO2晶体叫做水晶,它是六方柱状的透明晶体,是较贵重的宝石。8硅酸和硅胶硅酸：硅酸有多种形式，如 H4SiO4、H2SiO3、H2Si2O5等。一般用通式 xSiO2yH2O 表示，由于“H2SiO3”分子式最简单，习惯采用 H2SiO3作为硅酸的代表。硅酸酸性比碳酸还弱，由下列反应可证明：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3硅胶：刚制得的硅酸是单个小分子，能溶于水，在存放过程中，它会逐渐失水聚合，形成各种多硅酸，接着就形成不溶于水，但又暂不从水中沉淀出来的“硅溶胶”。如果向硅溶胶中加入电解质，则它会失水转为“硅凝胶”。把硅凝胶烘干可得到“硅胶”。烘干的硅胶是一种多孔性物质，具有良好的吸水性。而且吸水后还能烘干重复使用，所以在实验室中常把硅胶作为作为干燥剂。9.硅及其化合物的“反常”Si 的还原性大于 C，但 C 却能在高温下还原出 Si：SiO22CSi2CO高温非金属单质跟碱液作用一般无 H2放出，但 Si 却放出H2：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 能与 HF 作用：Si+4HFSiF4+2H2非金属单质大多为非导体，但 Si 为半导体。SiO2是 H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水作用制备 H2SiO3。酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO2能跟 HF 作用：SiO2+4HFSiF4+2H2O无机酸一般易溶于水，但 H2SiO3难溶于水。因 H2CO3的酸性大于 H2SiO3，所以在 Na2SiO3溶液中通人 CO2能发生下列反应：Na2SiO3+CO2+H2OH2SiO3+Na2CO3，但在高温下 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2也高温能发生。Na2SiO3的水溶液称水玻璃，但它与玻璃的成分大不相同，硅酸钠水溶液(即水玻璃)称泡花碱，但它却是盐的溶液，并不是碱溶液 10.硅酸盐硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，其