资源描述
第二节 离子反应
一、电解质和非电解质
电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
1、化合物
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。(如:乙醇、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2)
(1)电解质和非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)酸、碱、盐和水都是电解质(特殊:盐酸是电解质溶液)。
(3)能导电的物质不一定是电解质。能导电的物质:电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。
电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。固态电解质(如:NaCl晶体)不导电,液态酸(如:液态HCl)不导电。
2、溶液能够导电的原因:有能够自由移动的离子。
【练习】3.下列物质在一定条件下能导电,但不是电解质的是( )
A.铝 B. 食盐 C.硫酸 D.蔗糖
4.下列关于电解质的说法正确的是( )
A.液态HCl不导电,所以HCl不是电解质 B.NH3溶于水形成的溶液能导电,所以NH3是电解质
C.SO2溶于水能导电,所以SO2是电解质 D.BaSO4在水溶液中难导电,但熔融下能导电所以BaSO4是电解质
3、电离方程式:要注意配平,原子个数守恒,电荷数守恒。如:Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
【练习】5.下列电离方程式正确的是( )
A. H2SO4=H2++SO42- B. AlCl3=Al3++3Cl- C. Ba(OH)2=Ba2++(OH)2- D. HNO3=H++N5++3O2-
二、1、离子反应发生条件:生成沉淀、生成气体、水。 2、离子方程式的书写:(写、拆、删、查)
①写:写出正确的化学方程式。(要注意配平。)
②拆:把易溶的强电解质(易容的盐、强酸、强碱)写成离子形式。
★ 常见易溶的强电解质有:
三大强酸(H2SO4、HCl、HNO3),四大强碱【NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 (澄清石灰水拆,石灰乳不拆)】,
可溶性盐,这些物质拆成离子形式,其他物质一律保留化学式。
③删:删除不参加反应的离子(价态不变和存在形式不变的离子)
④查:检查离子方程式等式两边是否原子个数守恒、电荷数守恒。
★3、离子方程式正误判断:(看几看)①看是否符合反应事实(能不能发生反应,反应物、生成物对不对)。
②看是否可拆。 ③看是否配平(原子个数守恒,电荷数守恒)。 ④看“=”“ ”“↑”“↓”是否应用恰当。
【练习】6.下列离子方程式正确的是( )
A.金属钠与水反应:Na+H2O=Na++OH-+H2↑ B.将铁投入氯化铁溶液中:Fe+Fe3+=2Fe2+
C.铝和稀硫酸反应:2Al+6H+=2Al3++3H2↑ D.氢氧化钡溶液与稀硫酸溶液混合:Ba2++SO42-=BaSO4↓
7.下列反应的现象对应的离子方程式正确的是( )
A.饱和石灰水跟稀硝酸反应:Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
B.CaCO3与稀HCl反应制备CO2:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C.向Ba(OH)2溶液中滴加KHSO4溶液至中性:Ba2++2OH-+2HSO4-=BaSO4↓++2H2O
D.过量铁粉与氯化铁溶液反应,溶液变浅绿色:Fe+Fe3+=2Fe2+
8.下列离子反应方程式,书写正确的是( )
A.向碳酸钠溶液中加盐酸:CO32-+2H+=H2O+CO2↑ B.向稀硫酸溶液中投入铁粉:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
C.向盐酸中投入碳酸钙:CO32-+2H+=H2O+CO2↑ D.氢氧化钡溶液中加入硫酸:H++OH-=H2O
9.能用离子方程式H++OH-=H2O表示的是( )
A.Ba(OH)2和H2SO4溶液混合 B.NaOH溶液和盐酸混合 C.Cu(OH)2和稀H2SO4反应 D.CO2通入NaOH溶液中
★4、离子共存问题
(1)由于发生复分解反应(生成沉淀或气体或水)的离子不能大量共存。
生成沉淀:AgCl、BaSO4、BaSO3、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等。
生成气体:CO32-、HCO3-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。
生成H2O:①H+和OH-生成H2O。②酸式酸根离子如:HCO3-既不能和H+共存,也不能和OH-共存。
如:HCO3-+H+=H2O+CO2↑, HCO3-+OH-=H2O+CO32-
(2)审题时应注意题中给出的附加条件。
①无色溶液中不存在有色离子:Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-(常见这四种有色离子)。
②注意挖掘某些隐含离子:酸性溶液(或pH<7)中隐含有H+,碱性溶液(或pH>7)中隐含有OH-。
③注意题目要求“大量共存”还是“不能大量共存”。
【练习】 10.在pH=14的溶液中,能大量共存的无色溶液是( )
A. Na+、Cu2+、Cl-、SO42- B. Mg2+、Ba2+、NO3-、Cl-
B. C. K+、Na+、SO42-、CO32- D. K+、Ag+、HCO3-、Cl-
11.在水溶液中能大量共存,且加入过量稀硫酸溶液时,有气体生成的是( )
A. Na+、Ag+、CO32-、Cl- B. K+、Ba2+、SO42- 、 Cl-
C. Na+、K+、CO32-、Cl- D. Na+、K+、Cl-、SO42—
第三节 氧化还原反应
一、氧化还原反应
1、氧化还原反应的本质:有电子转移(包括电子的得失或偏移)。
2、氧化还原反应的特征:有元素化合价升降。
3、判断氧化还原反应的依据:凡是有元素化合价升降或有电子的转移的化学反应都属于氧化还原反应。
【练习】12.下列反应属于非氧化还原反应的是( )
A. SiO2+2C==Si+2CO↑ B. Fe+2FeCl3=3FeCl2
C. Cl2+H2O=HCl+HClO D. AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl
13.下列基本反应类型中,一定是氧化还原反应的是( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
4、氧化还原反应相关概念:
还原剂(具有还原性):失(失电子)→升(化合价升高)→氧(被氧化或发生氧化反应)→生成氧化产物。
氧化剂(具有氧化性):得(得电子)→降(化合价降低)→还(被还原或发生还原反应)→生成还原产物;
化合价升高 失电子 被氧化
氧化剂 + 还原剂 = 还原产物 + 氧化产物
化合价降低 得电子 被还原
【练习】14.下列反应中,水作还原剂的是( )
A. 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ B. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
C. 3NO2+H2O=2HNO3+NO D. 2Cl2+2H2O==4HCl+O2
15.在3Cu + 8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是( )
A. 1︰1 B. 3︰8 C. 2︰3 D. 8︰3
16.钛和钛合金在航空工业有重要应用。冶炼钛的过程中:TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO。下列说法错误的是( )
A.生成1molTiCl4时,转移电子4mol B.C是还原剂 C.TiO2是氧化剂 D.尾气必须净化处理
二、氧化性、还原性强弱的判断
(1)根据氧化还原反应方程式在同一氧化还原反应中,氧化性:氧化剂>氧化产物 还原性:还原剂>还原产物
【练习】17.已知,(1)2FeCl3+2KI=2FeCl2+2KCl+I2;(2)2FeCl2+Cl2=2FeCl3,据此可判断各物质的氧化性由强到弱的顺序是( )
A. FeCl3>Cl2>I2 B. Cl2>FeCl3>I2 C. I2>Cl2>FeCl3 D. Cl2>I2>FeCl3
三、若使元素化合价升高,使它被氧化,则加入氧化剂;若使元素化合价降低,使它被还原,则加入还原剂。
【练习】20.下列变化中,必须加入氧化剂才能发生的是( )
A. SO2→S B. SO32-→SO2 C. I-→I2 D. HCO3-→CO32-
第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
一、钠 Na
1、单质钠的物理性质:钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。
2、单质钠的化学性质:①钠与O2反应
常温下:4Na + O2=2Na2O (新切开的钠放在空气中容易变暗)
加热时:2Na + O2==Na2O2 (钠先熔化后燃烧,发出黄色火焰,生成淡黄色固体Na2O2。)
Na2O2中氧元素为-1价,Na2O2既有氧化性又有还原性。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
Na2O2是呼吸面具、潜水艇的供氧剂,Na2O2具有强氧化性能漂白。
②钠与H2O反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 离子方程式:2Na++2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
实验现象:“浮——钠密度比水小;游——生成氢气;响——反应剧烈;
熔——钠熔点低;红——生成的NaOH遇酚酞变红”。
③钠与盐溶液反应
如钠与CuSO4溶液反应,应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2,再和CuSO4溶液反应,有关化学方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
总的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 实验现象:有蓝色沉淀生成,有气泡放出
K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时,先与水反应生成相应的碱,碱再和盐溶液反应
④钠与酸反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反应剧烈) 离子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
3、钠的存在:以化合态存在。 4、钠的保存:保存在煤油或石蜡中。
5、钠在空气中的变化过程: Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(结晶)→Na2CO3(风化),最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象:银白色的钠很快变暗(生成Na2O),跟着变成白色固体(NaOH),然后在固体表面出现小液滴(NaOH易潮解),最终变成白色粉未(最终产物是Na2CO3)。
二、铝 Al
1、单质铝的物理性质:银白色金属、密度小(属轻金属)、硬度小、熔沸点低。
2、单质铝的化学性质
①铝与O2反应:常温下铝能与O2反应生成致密氧化膜,保护内层金属。
加热条件下铝能与O2反应生成氧化铝:4Al+3O2==2Al2O3
②常温下Al既能与强酸反应,又能与强碱溶液反应,均有H2生成,也能与不活泼的金属盐溶液反应:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ ( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ ( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu ( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu )
注意:铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。
③铝与某些金属氧化物的反应(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做铝热反应
Fe2O3+2Al =2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。
三、铁
1、单质铁的物理性质:铁片是银白色的,铁粉呈黑色,纯铁不易生锈,但生铁(含碳杂质的铁)在潮湿的空气中易生锈。(原因:形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3)。
2、单质铁的化学性质:
①铁与氧气反应:3Fe+2O2===Fe3O4(现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的固体)
②与非氧化性酸反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ( Fe+2H+=Fe2++H2↑ )
常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。
③与盐溶液反应: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ( Fe+Cu2+=Fe2++Cu )
④与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)==Fe3O4+4H2
第二节 几种重要的金属化合物
一、氧化物
1.Al2O3的性质:氧化铝是一种白色难溶物,其熔点很高,可用来制造耐火材料如坩锅、耐火管、耐高温的实验仪器。 Al2O3是两性氧化物:既能与强酸反应,又能与强碱反应:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ( Al2O3+6H+=2Al3++3H2O )
Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O ( Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O )
2、铁的氧化物的性质:FeO、Fe2O3都为碱性氧化物,能与强酸反应生成盐和水。
FeO+2HCl =FeCl2 +H2O Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
二、氢氧化物
1、氢氧化铝 Al(OH)3
①Al(OH)3是两性氢氧化物,在常温下它既能与强酸,又能与强碱反应:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O
②Al(OH)3受热易分解成Al2O3:2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(规律:不溶性碱受热均会分解)
③Al(OH)3的制备:实验室用可溶性铝盐和氨水反应来制备Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 ( Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+ )
因为强碱(如NaOH)易与Al(OH)3反应,所以实验室不用强碱制备Al(OH)3,而用氨水。
2、铁的氢氧化物:氢氧化亚铁Fe(OH)2(白色)和氢氧化铁Fe(OH)3(红褐色)
①都能与酸反应生成盐和水: Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O
Fe(OH)3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe(OH)3+3H+=2Fe3++3H2O
②Fe(OH)2可被空气中的氧气氧化成Fe(OH)3 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(现象:白色沉淀→灰绿色→红褐色)
③Fe(OH)3受热易分解生成Fe2O3:2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O
3、氢氧化钠NaOH:俗称烧碱、火碱、苛性钠,易潮解,有强腐蚀性,具有碱的通性。
三、盐
1、铁盐(铁为+3价)、亚铁盐(铁为+2价)的性质:
①铁盐(铁为+3价)具有氧化性,可以被还原剂(如铁、铜等)还原成亚铁盐:
2FeCl3+Fe=3FeCl2 ( 2Fe3++Fe=3Fe2+ ) (价态归中规律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 ( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ )(制印刷电路板的反应原理)
亚铁盐(铁为+2价)具有还原性,能被氧化剂(如氯气、氧气、硝酸等)氧化成铁盐
2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- )
②Fe3+离子的检验:a.溶液呈黄色;b.加入KSCN溶液变红色;c.加入NaOH溶液反应生成红褐色沉淀【Fe(OH)3】。
Fe2+离子的检验:a.溶液呈浅绿色;b.先在溶液中加入KSCN溶液,不变色,再加入氯水,溶液变红色;c.加入NaOH溶液反应先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色沉淀,最后变成红褐色沉淀。
2、 钠盐:Na2CO3与NaHCO3的性质比较
Na2CO3
NaHCO3
俗称
纯碱、苏打
小苏打
水溶性比较
Na2CO3 > NaHCO3
溶液酸碱性
碱性
碱性
与酸反应剧烈程度
较慢(二步反应)
较快(一步反应)
与酸反应
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
热稳定性
加热不分解
加热分解
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
与CO2反应
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反应
与NaOH溶液反应
不反应(不能发生离子交换)
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
HCO3-+OH-=H2O+CO32-
与Ca(OH)2溶液反应
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
Ca2++CO32-=CaCO3↓
也能反应生成CaCO3沉淀
与CaCl2溶液反应
有CaCO3沉淀
不反应
用途
洗涤剂,玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业
发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多(有胃溃疡时不能用)
相互转化
Na2CO3 NaHCO3
四、焰色反应
1、定义:金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。
2、操作步骤:铂丝(或铁丝)用盐酸浸洗后灼烧至无色,沾取试样(单质、化合物、气、液、固均可)在火焰上灼烧,观察颜色。
3、 重要元素的焰色:钠元素黄色、 钾元素紫色(透过蓝色的钴玻璃观察,以排除钠的焰色的干扰)
焰色反应属物理变化。与元素存在状态(单质、化合物)、物质的聚集状态(气、液、固)等无关,只有少数金属元素有焰色反应。
第三节 用途广泛的金属材料
1、合金的概念:由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
2、合金的特性:合金与各成分金属相比,具有许多优良的物理、化学或机械的性能。
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②合金的熔点一般比它的各成分金属的低
【练习】1.现有物质①Al ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④NaHCO3 ⑤NH4HCO3,其中既能跟盐酸反应,又能跟NaOH反应,而且均有气体放出的是( )
A.①②③ B.①④⑤ C.①⑤ D.④⑤
2.下面有关Na2CO3 与NaHCO3的叙述错误的是( )
A.Na2CO3遇少量酸可转化为NaHCO3 B.在水中的溶解度Na2CO3比NaHCO3大
C.与同浓度的硫酸反应时,Na2CO3比NaHCO3剧烈 D.NaHCO3能与NaOH反应,而Na2CO3不能
3.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液 B.铁片 C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
4.下列关于铝的叙述中正确的是( )
A.铝的化学性质很活泼,在空气中极易锈蚀 B.铝对稀硫酸有耐腐蚀性质
C.铝在高温下还原性很强,可以用铝冶炼高熔点金属 D.铝的导电性比铜、银更强,所以常用以制造电线、电缆
5.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧; ②FeSO4溶液滴入NaOH溶液并在空气中放置一段时间 ;
③FeCl3溶液滴入KSCN溶液; ④无水硫酸铜放入医用酒精中。
A.②③①④ B.③②①④ C.③①②④ D.①②③④
6.下列物质中,可用于治疗胃酸过多的是( )
A.碳酸钠 B.氢氧化铝 C. 氧化钙 D.碳酸钙
7.将适量的铁粉加入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的Fe3+和Fe2+的物质的量浓度相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比( )
A. 3︰2 B. 1︰2 C. 2︰1 D. 2︰3
8.往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸,溶液的颜色变化应该是( )
A.颜色变浅 B.逐渐加深 C.没有改变 D.变棕黄色
9.在允许加热的条件下,只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硫酸铁溶液,这种试剂是( )
A. NaOH B. NH3·H2O C. AgNO3 D. BaCl2
10.把少量CO2分别通入到浓度相同的①Ba(NO3)2溶液;②Ba(OH)2溶液;③溶有氨的BaCl2溶液中。预计能观察到白色沉淀的溶液是( )
A.②和③ B.只有② C.①和② D.只有③
11.欲除去小苏打溶液中少量的Na2CO3杂质,最易选用加入的物质是( )
A.干冰 B.盐酸 C.碳酸氢钙 D.氢氧化钙
12.a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种,已知:
(1)a、e均能与稀硫酸反应放出气体; (2)b与d的硝酸盐溶液反应能置换出单质d;
(3)c与强碱溶液反应能放出气体; (4)e的离子在溶液中有两种化合价
由此判断a、b、c、d、e分别是( )
A. Fe、Cu、Al、Ag、Mg B. Al、Cu、Mg、Ag、Fe
C. Mg、Cu、Al、Ag、Fe D. Mg、Ag、Al、Cu、Fe
第四章 非金属及其化合物
一、硅及其化合物
硅元素在地壳中的含量排第二,在自然界中没有游离态的硅,只有以化合态存在的硅,常见的是二氧化硅、硅酸盐等。
硅的原子结构示意图为 ,硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外层有4个电子,既不易失去电子又不易得到电子,主要形成四价的化合物。
1、单质硅(Si):
(1)物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大。
(2)化学性质:
①常温下化学性质不活泼,只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。
Si+2F2=SiF4 Si+4HF=SiF4↑+2H2↑ Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
②在高温条件下,单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。 Si+O2SiO2 Si+2Cl2SiCl4
(3)用途:太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。
(4)硅的制备:工业上,用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑ Si(粗)+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空间结构:立体网状结构,SiO2直接由原子构成,不存在单个SiO2分子。
(2)物理性质:熔点高,硬度大,不溶于水。
(3)化学性质:SiO2常温下化学性质很不活泼,不与水、酸反应(氢氟酸除外),能与强碱溶液、氢氟酸反应,高温条件下可以与碱性氧化物反应:
①与强碱反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸钠具有粘性,所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住,打不开,应用橡皮塞)。
②与氢氟酸反应【SiO2的特性】:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反应,氢氟酸能雕刻玻璃;氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放,应用塑料瓶)。③高温下与碱性氧化物反应:SiO2+CaOCaSiO3
(4)用途:光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性质:不溶于水的白色胶状物,能形成硅胶,吸附水分能力强。
(2)化学性质:H2SiO3是一种弱酸,酸性比碳酸还要弱,其酸酐为SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸盐与酸反应制取:(强酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3(证明酸性:H2SiO3<H2CO3)
(3)用途:硅胶作干燥剂、催化剂的载体。
4、硅酸盐:由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多,大多数难溶于水,最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃,又称泡花碱,是一种无色粘稠的液体,可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质: Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)
传统硅酸盐工业三大产品有:玻璃、陶瓷、水泥。
硅酸盐由于组成比较复杂,常用氧化物的形式表示:活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系数配置原则:除氧元素外,其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
硅酸钠:Na2SiO3 Na2O·SiO2 硅酸钙:CaSiO3 CaO·SiO2 高岭石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正长石:KAlSiO3不能写成 K2O· Al2O3·3SiO2,应写成K2O·Al2O3·6SiO2
【练习】1.下列说法正确的是( )
A.陶瓷、玻璃、水泥都是硅酸盐产品 B.水晶、玛瑙、光纤、硅胶的主要成分都是SiO2
C.SiO2很稳定,与所有的酸都不反应 D.将石棉(CaMg3Si4O12)化学式改写成氧化物的形式:3(MgO·CaO)·4SiO2
2.地壳中含量第一和第二的两种元素所形成的化合物不具有的性质是( )
A.熔点很高 B.与水反应生成对应的酸 C.可与烧碱反应生成盐 D.坚硬
3.要除去SiO2中混有的少量CaO杂质,最适宜的试剂是( )
A.纯碱溶液 B.盐酸 C.硫酸 D.苛性钠溶液
4.能证明硅酸的酸性弱于碳酸酸性的实验事实是( )
A.CO2溶于水形成碳酸,SiO2难溶于水 B.CO2通入可溶性硅酸盐中析出硅酸沉淀
C.高温下SiO2与碳酸盐反应生成CO2
D.氯化氢通入可溶性碳酸盐溶液中放出气体,通入可溶性硅酸盐溶液中生成沉淀
5.下列试剂能贮存在磨口玻璃塞的试剂瓶里的是( )
A.HF溶液 B.KOH溶液 C.盐酸 D.水玻璃
6.能将Na2SiO3、CaCO3、SiO2三种白色粉末鉴别开来的试剂是( )
A.NaOH溶液 B.水 C.氢氟酸 D.稀盐酸
7.下列物质的变化,不能通过一步化学反应完成的是( )
A.CO2→H2CO3 B.SiO2→Na2SiO3 C.Na2O→Na2CO3 D.SiO2→H2SiO3
二、氯及其化合物
氯原子结构示意图为_______________ ,氯元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,氯原子最外电子层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子形成Cl-,化学性质活泼,在自然界中没游离态的氯,氯只以化合态存在(主要以氯化物和氯酸盐)。
1、 氯气(Cl2):
(1)物理性质:黄绿色有刺激性气味有毒的气体,密度比空气大,易液化成液氯,易溶于水。(氯气收集方法—向上排空气法或者排饱和食盐水;液氯为纯净物)
(2)化学性质:氯气化学性质非常活泼,很容易得到电子,作强氧化剂,能与金属、非金属、水以及碱反应。
①与金属反应(将金属氧化成最高正价)Na+Cl2===(点燃)2NaCl Cu+Cl2===(点燃)CuCl2
2Fe+3Cl2===(点燃)2FeCl3(氯气与金属铁反应只生成FeCl3,而不生成FeCl2。)(思考:怎样制备FeCl2?Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,铁跟盐酸反应生成FeCl2,而铁跟氯气反应生成FeCl3,这说明Cl2的氧化性强于盐酸,是强氧化剂。)
②与非金属反应 Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl(氢气在氯气中燃烧现象:安静地燃烧,发出苍白色火焰)
将H2和Cl2混合后在光照条件下发生爆炸。燃烧定义:所有发光发热的剧烈化学反应都叫做燃烧,不一定有O2参加。
③Cl2与水反应Cl2+H2O=HCl+HClO 离子方程式:Cl2+H2O=H++Cl—+HClO
Cl2溶于水得氯水(浅黄绿色),氯水含多种微粒,有H2O、Cl2、HClO、Cl-、H+、OH-(极少量,水微弱电离出来的)。
氯水的性质取决于其组成的微粒:
A.强氧化性:Cl2是新制氯水的主要成分,实验室常用氯水代替氯气,如氯水中的氯气能与KI,KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物质反应。
B.漂白、消毒性:氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性,一般在应用其漂白和消毒时,应考虑HClO,HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质,不可逆。
C.酸性:氯水中含有HCl和HClO,故可被NaOH中和,盐酸还可与NaHCO3,CaCO3等反应。
D.不稳定性:HClO不稳定光照易分解。↑,因此久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。
E.沉淀反应:加入AgNO3溶液有白色沉淀生成(氯水中有Cl-)。
自来水也用氯水杀菌消毒,所以用自来水配制以下溶液如KI、 KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液会变质。
④Cl2与碱液反应:与NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
与Ca(OH)2溶液反应:2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
此反应用来制漂白粉,漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分为Ca(ClO)2。
漂白粉之所以具有漂白性,原因是:Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性;同样,氯水也具有漂白性,因为氯水含HClO;NaClO同样具有漂白性,发生反应2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HClO;干燥的氯气不能使红纸褪色,因为不能生成HClO,湿的氯气能使红纸褪色,因氯气发生下列反应Cl2+H2O=HCl+HClO
漂白粉久置空气会失效(涉及两个反应):Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO, ↑,漂白粉变质会有CaCO3存在,外观上会结块,久置空气中的漂白粉加入浓盐酸会有CO2气体生成,含CO2和HCl杂质气体。
⑤氯气的用途:制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。
2、Cl-的检验:原理:根据Cl-与Ag+反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl-存在。
方法:先加稀硝酸酸化溶液(排除CO32-干扰)再滴加AgNO3溶液,如有白色沉淀生成,则说明有Cl-存在。
【练习】8.新制氯水与久置的氯水相比较,下列结论不正确的是( )
A.颜色相同 B.前者能使有色布条褪色
C.都含有H+ D.加AgNO3溶液都能生成白色沉淀
9.用氯气消毒的自来水配制下列溶液时,①NaOH②AgNO3 ③Na2CO3 ④NaBr ⑤FeCl2会使配得溶液变质的是( )
A.只有②④ B.只有④⑤ C.只有②④⑤ D.全部
10.下列氯化物中,既能由金属和氯气直接反应制得,又能由金属和盐酸反应制得的是( )
A.CuCl2 B.FeCl2 C.FeCl3 D.AlCl3
三、硫及其化合物
1、硫元素的存在:硫元素最外层电子数为6个,化学性质较活泼,容易得到2个电子呈-2价或者与其他非金属元素结合成呈+4价、+6价化合物。硫元素在自然界中既有游离态又有化合态。(如火山口中的硫就以单质存在)
2、硫单质:①物质性质:俗称硫磺,淡黄色固体,不溶于水,熔点低。
②化学性质:S+O2 ===(点燃) SO2(空气中点燃淡蓝色火焰,纯氧中蓝紫色)
3、二氧化硫(SO2)
(1)物理性质:无色、有刺激性气味有毒的气体,易溶于水,密度比空气大,易液化。
(2)SO2的制备:S+O2 ===(点燃) SO2或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(3)化学性质:①SO2能与水反应SO2+H2OH2SO3(亚硫酸,中强酸)此反应为可逆反应。
可逆反应定义:在相同条件下,正逆方向同时进行的反应。(关键词:相同条件下)
②SO2为酸性氧化物,是亚硫酸(H2SO3)的酸酐,可与碱反应生成盐和水。
a、与NaOH溶液反应:SO2(少量)+2NaOH=Na2SO3+H2O SO2+2OH-=SO32-+H2O
SO2(过量)+NaOH=NaHSO3 SO2+OH-=HSO3-
b、与Ca(OH)2溶液反应:SO2(少量)+Ca(OH)2=CaSO3↓(白色)+H2O 2SO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HSO3) 2 (可溶)
对比CO2与碱反应:CO2(少量)+Ca(OH)2=CaCO3↓(白色)+H2O 2CO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3) 2 (可溶)
将SO2逐渐通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成,后沉淀消失,与CO2逐渐通入Ca(OH)2溶液实验现象相同,所以不能用石灰水来鉴别SO2和CO2。能使石灰水变浑浊的无色无味的气体一定是二氧化碳,这说法是对的,因为SO2是有刺激性气味的气体。
③SO2具有强还原性,能与强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等)反应。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色,显示了SO2的强还原性(不是SO2的漂白性)。 (催化剂:粉尘、五氧化二钒)
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液,漂白效果将大大减弱。)
④SO2的弱氧化性:如2H2S+SO2=3S↓+2H2O(有黄色沉淀生成)
⑤SO2的漂白性:SO2能使品红溶液褪色,加热会恢复原来的颜色。用此可以检验SO2的存在。
SO2
Cl2
漂白的物质
漂白某些有色物质
使湿润有色物质褪色
原理
与有色物质化合生成不稳定的无色物质
与水生成HClO,HClO具有漂白性,将有色物质氧化成无色物质
加热
能恢复原色(无色物质分解)
不能复原
⑥SO2的用途:漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。
【练习】11.下列物质无漂白作用的是
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