化学
高中化学必修一第四单元的所有知识点山东科学技术出版社第四单元“材料家族中的元素”所有知识点汇总第一节 硅 无机非金属第二节 铝 金属材料第三节 复合材料这三节的知识点都要~包括文字概念 ------------------------------复合材料没知识点嘛?

2019-03-30

高中化学必修一第四单元的所有知识点
山东科学技术出版社
第四单元“材料家族中的元素”
所有知识点汇总
第一节 硅 无机非金属
第二节 铝 金属材料
第三节 复合材料
这三节的知识点都要~包括文字概念
------------------------------
复合材料没知识点嘛?
优质解答
一、二氧化硅和硅酸

二、硅酸盐
(1)性质特征:性质稳定,熔点较高,大都难溶于水.
(2)主要原料:黏土(Al2O3•2SiO2•2H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石K2O•Al2O3•6SiO2或钠长石Na2O•Al2O3•6SiO2).
(3)主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等.
(4)水泥和玻璃的生产:
水泥 玻璃(普通)
原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英
设备 水泥回转窑 玻璃熔炉
反应 复杂的物理化学变化 Na¬2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
主要成分 3CaO•SiO2
2CaO• SiO2
3CaO•Al2O3
Na2O•CaO• 6SiO2
特性 水硬性
(加石膏调节硬化速度) 玻璃态物质(在一定温度范围内软化)
非晶体
三、硅单质
(1)物理性质:
a.硅的存在和形态:自然界中没有游离态的硅,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在.
b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体.
c.导电性:介于导体和绝缘体之间(硅和锗是重要的半导体材料).
(2)化学性质(和碳相似)——形成共价化合物,化学性质不活泼.
①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应.
Si + 2F2 == SiF4 Si +4HF==SiF4 +H2↑
Si + 2NaOH+ H2O==Na2SiO3+2H2↑
②加热条件下,能跟一些非金属单质起反应.
Si + O2 SiO2
Si + 2H2 SiH4
(3)工业制法:
SiO2 + 2C Si + 2CO↑(焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)
粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅.
(3)用途:
①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等;
②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯;
含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等.
注意:SiO2与CO2的比较
CO2 SiO2
与碱性氧化物反应 CaO+CO2 CaCO3
CaO+SiO2 CaSiO3
与碱液反应 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H¬2O
与盐反应 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
与碳反应 C+CO2 2CO
2C+SiO2 Si+2CO↑
与H2O作用 CO2+H2O H2CO3
不与水化合
与酸反应 不反应 只与HF反应
SiO2+4HF=SiF4↑+H2O
一、活泼的黄绿色气体——氯气
1.氯气的物理性质
(1)氯气是黄绿色的气体.氯气的密度比空气大.能溶于水.
(2)有刺激性气味的气体.氯气有毒.
(闻气体方法:用手轻轻在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔.)
2.预测氯气的化学性质并用实验证实之.
氧气、氢气等都是非金属单质,由此推测:非金属一般都能跟金属反应生成盐,非金属单质间也能发生化学反应.
(1)氯气与金属的反应
2Fe+3Cl2 2FeCl3(Fe丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟)
Cu+Cl2 CuCl2(Cu丝在氯气中燃烧,产生棕色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色)
2Na+Cl2 2NaCl(产生大量白烟)
(2)氯气与非金属的反应
H2+Cl2 2HCl(H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾)
2P+3Cl2 2PCl3(在空气中形成白雾);2P+5Cl2 2PCl5(在空气中形成白烟)
(3)氯气与水的反应
Cl2+H2O==HCl+HClO(次氯酸)
氯气溶于水,在该溶液中:
①滴加酚酞溶液呈红色,说明生成了酸(H+);
②加入镁条,可观察到镁条表面有少量气泡产生,说明产生了酸(H+);
③放入红纸条,红色褪去,说明产生了一种具有漂白性的物质(HClO).
④滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明溶液中产生了Cl-.
次氯酸不稳定,见光易分2HClO 2HCl+O2↑
(4)氯气与碱的反应
工业上制漂粉精:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
工业上制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(漂白粉的主要成分为:CaCl2、Ca(ClO)2,其有效成分为:Ca(ClO)2)
次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应,生成次氯酸,起到漂白和消毒的作用.
NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
Ca(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
二、氯离子(Cl-)的检验
(1)常见阴离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Cl- AgNO3溶液,稀硝酸 生成的白色沉淀不溶于稀HNO3 Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
SO
可溶性钡盐溶液,稀盐酸 生成不溶于稀HCl的白色沉淀 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
CO
①BaCl2溶液、稀盐酸
②盐酸、石灰水 ①生成的白色沉淀能溶于稀HCl
②生成能使石灰水变浑浊的无色气体 ①Ba2++CO ===BaCO3↓(白色)
BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
②CO +2H+===CO2↑+H2O
Ca(OH)2+CO2===H2O+CaCO3↓(白色)
OH- ①无色酚酞试液
②紫色石蕊溶液
③甲基橙溶液
④pH试纸 ①变红色
②变蓝色
③变黄色
④显蓝至深蓝色 OH-表现碱性
(2)常见阳离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Ba2+ 硫酸或硫酸盐溶液,稀硝酸 加SO 生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶解 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
Mg2+ NaOH溶液 生成白色沉淀,当NaOH过量时沉淀不溶解 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓(白色)
Al3+ NaOH溶液
氨水 加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,不溶于氨水 Al3++3OH-===Al(OH)3↓(白色)
Al(OH)3+OH-===AlO +2H2O
Fe3+(黄色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液 ①生成红褐色沉淀
②溶液呈血红色 ①Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色)
②Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+(血红色)
Fe2+(淡绿色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液,
氯水 ①生成白色沉淀,在空气中迅速变灰绿色,最后变成红褐色
②无明显现象,加氯水呈血红色 ①Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓
(红褐色)
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+
H+ ①紫色石蕊溶液
②橙色甲基橙溶液
③锌片
④pH试纸 ①变红色
②变红色
③生成无色气体
④变红色 H+表现酸性
③Zn+2H+===Zn2++H2↑
Ag+ ①盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
②NaOH溶液 ①生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸,溶于氨水
②生成白色沉淀,迅速转变成棕色,此沉淀溶于氨水,形成无色溶液 ①Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
AgCl+2NH3•H2O==〔Ag(NH3)2〕++Cl-+2H2O
②Ag++OH-===AgOH↓(白色)
2AgOH===H2O+Ag2O(棕色)
AgOH+2NH3•H2O=〔Ag(NH3)2〕++OH-+2H2O
注意:(1)辨清液氯和氯水的区别:
液氯:氯气在加压或冷却时变成液氯,液氯是纯净物,由Cl2分子组成,具有Cl2的化学性质;
氯水:即氯气的水溶液,属于混合物.氯气不但能溶于水,还能与水反应,氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO,因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质.氯水中含有的粒子包括:分子:Cl2(未反应)、H2O、HClO;离子:H+、Cl-、ClO-(HClO为弱电解质,要发生部分电离)、OH-(水电离产生的,极少量).久置的氯水,因为HClO分解,可视为稀盐酸.
(2)干燥的氯气没有漂白性,潮湿的氯气有漂白性,这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸(HClO)具有漂白性.事实上,次氯酸盐也都具有漂白性.
一、二氧化硫
(1)物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(1:40),是大气的主要污染物,来源于含硫燃料(如煤)的燃烧.
(2)化学性质
①酸性氧化物通性:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+H2O=H2SO3(可逆反应,H2SO3为中强酸)
SO2+CaO=CaSO3(煤中加生石灰防大气污染)
SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2
②氧化性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
③还原性:2SO2+O2=2SO3(工业制H2SO4)
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2包括Cl2、Br2、I2)
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
SO2使KMnO4(H+)、Br2水,褪色也是SO2还原性表现,不是漂白性.
④SO2的漂白性→SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物.加热又恢复原来的颜色.
二、二氧化氮和一氧化氮
放电化合:N2 +O2 2NO(无色,有毒,与血红蛋白结合)
NO易被氧化:2 NO + O2 == 2 NO2(红棕色,有毒,刺激呼吸器官)
NO2易溶于水:3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO(NO2不是HNO3的酸酐)
NO、NO2是大气污染物,NO2能造成光化学烟雾.
三、SO2和NO2对大气的污染
酸雨及其防治:
(1)成因:含硫化石燃料的燃烧以及化工厂排放出的尾气中含有二氧化硫,在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨.
(2)危害:使湖泊的水质变酸,导致水生生物死亡;酸雨浸渍土壤、会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡;酸雨危害人体健康.
(3)防止方法:①从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制;②改变能源结构,开发利用新能源,从根本上解决问题.
注意:SO2也有漂白性,注意与氯水的漂白性的区别
SO2 氯水(Cl2通入水溶液中)
漂白原因 SO2能与某些有色物结合成不稳定无色物 Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性,将有色物氧化成无色物
漂白效果 不稳定,加热能复原 稳定
漂白范围 某些有机色质 绝大多数有机色质
与有机色质
作用实例
品红 褪色 红色
紫色石蕊 红色
品红 褪色 不显红色
紫色石蕊 先变红随即褪色
混合作用 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 漂白作用大大减弱
要点精讲
一、硫酸和硝酸的氧化性
(一)硫酸
1.硫酸的物理性质:
纯硫酸是无色油状液体,难挥发,易吸水,能与水任意比互溶,溶于水放出大量热.
2.硫酸的化学性质:
1)稀硫酸具有酸的通性. ①能与活泼金属反应生成盐和氢气;
②能与金属氧化物反应生成盐和水;
③能和碱反应生成盐和水;
④能使酸碱指示剂变色;
⑤能和某些盐反应.
2)浓硫酸的特性: ①吸水性:将物质中含有的水分子夺去.
如:使蓝色的胆矾晶体变为白色固体.
②脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水.
如:
HCOOH CO + H2O
C12H22O11 12C + 11H2O
③强氧化性: a) 活泼性在H以后的金属反应:(条件:Δ)
Cu + 2H2SO4(浓)== CuSO4¬ + SO2 ↑ +2H2¬O
b) 与非金属反应:(条件:Δ)
C + 2H2SO4(浓)== CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O
c) 冷的浓H2SO4使Fe、Cr、Al等金属表面生成
一层致密的氧化物薄膜而发生“钝化”;
d) 与其他还原性物质反应:
2HBr + H2SO4(浓)== Br2 + SO2↑ + 2H2O
H2S + H2SO4(浓)== S + SO2↑ + 2H2O
“黑面包实验”中,硫酸体现出的性质:脱水性(使蔗糖炭化)、强氧化性(有刺激性气味气体产生).
(二)硝酸
1.物理性质:无色、易挥发、有刺激性气味的液体.
2.化学性质——特性
(1)不稳定性——保存硝酸装在棕色瓶,放在冷暗处.
4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2
(2)强氧化性
①与金属(除Au、Pt)反应:
Cu +4HNO3(浓)==Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
常温下,浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部的金属不再跟硝酸反应,所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸.
②与非金属反应——非金属主要生成高价的含氧酸
4HNO3 +C 2H2O + 4NO2 + CO2
6HNO3 + S H2SO4 + 6NO2 +2H2O
二、氨
1.氨
(1)物理性质:无色、有刺激性气味气体;易液化,液氨作致冷剂;极易溶于水(1:700).
(2)化学性质:
①与水的反应:
NH3 +H2O NH3•H2O NH4+ + OH-(一水合氨的水溶液即氨水,显弱碱性)
NH3•H2O NH3 + H2O(一水合氨不稳定)
②与酸的反应:
NH3 + HCl ==NH4Cl;2NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4
③与O2的反应——氨的催化氧化(接触氧化)
4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O
2.铵态氮肥——铵盐
(1)物理性质:铵盐都是晶体,都易溶于水.
(2)化学性质:
①受热分
NH4Cl NH3 + HCl;
NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2
②与碱的反应:制NH3和检验NH4+
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2O
NH4NO3 + NaOH NaNO3+ NH3+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 NH3↑+CaCl2+2H2O(实验室制取氨气的反应原理)
③NH4+的检验方法:加浓碱液,加热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体.
NH4++OH- NH3↑+H2O
注意: (1)①硝酸与任何金属反应无H2生成;②常温下,Fe、Al遇浓硝酸钝化,但在加热条件下,Fe、Al能溶解在硝酸中;③除Au、Pt外,硝酸能溶解大部分金属.
(2)比较浓H2SO4与硝酸的氧化性,例如:与Cu反应的条件,浓度对氧化性的影响(稀HNO3能与Cu反应而稀H2SO4不能).同时指出,尽管HNO3浓度越稀,被还原程度愈大,但浓HNO3的氧化性比稀HNO3的要强,因为氧化性强弱是指氧化其他物质的能力,而不是指本身被还原的程度,即不能以还原产物中氮的价态作衡量氧化性强弱的标准.
一、二氧化硅和硅酸

二、硅酸盐
(1)性质特征:性质稳定,熔点较高,大都难溶于水.
(2)主要原料:黏土(Al2O3•2SiO2•2H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石K2O•Al2O3•6SiO2或钠长石Na2O•Al2O3•6SiO2).
(3)主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等.
(4)水泥和玻璃的生产:
水泥 玻璃(普通)
原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英
设备 水泥回转窑 玻璃熔炉
反应 复杂的物理化学变化 Na¬2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
主要成分 3CaO•SiO2
2CaO• SiO2
3CaO•Al2O3
Na2O•CaO• 6SiO2
特性 水硬性
(加石膏调节硬化速度) 玻璃态物质(在一定温度范围内软化)
非晶体
三、硅单质
(1)物理性质:
a.硅的存在和形态:自然界中没有游离态的硅,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在.
b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体.
c.导电性:介于导体和绝缘体之间(硅和锗是重要的半导体材料).
(2)化学性质(和碳相似)——形成共价化合物,化学性质不活泼.
①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应.
Si + 2F2 == SiF4 Si +4HF==SiF4 +H2↑
Si + 2NaOH+ H2O==Na2SiO3+2H2↑
②加热条件下,能跟一些非金属单质起反应.
Si + O2 SiO2
Si + 2H2 SiH4
(3)工业制法:
SiO2 + 2C Si + 2CO↑(焦炭在电炉中还原二氧化硅得到粗硅)
粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅.
(3)用途:
①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等;
②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯;
含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等.
注意:SiO2与CO2的比较
CO2 SiO2
与碱性氧化物反应 CaO+CO2 CaCO3
CaO+SiO2 CaSiO3
与碱液反应 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H¬2O
与盐反应 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
与碳反应 C+CO2 2CO
2C+SiO2 Si+2CO↑
与H2O作用 CO2+H2O H2CO3
不与水化合
与酸反应 不反应 只与HF反应
SiO2+4HF=SiF4↑+H2O
一、活泼的黄绿色气体——氯气
1.氯气的物理性质
(1)氯气是黄绿色的气体.氯气的密度比空气大.能溶于水.
(2)有刺激性气味的气体.氯气有毒.
(闻气体方法:用手轻轻在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔.)
2.预测氯气的化学性质并用实验证实之.
氧气、氢气等都是非金属单质,由此推测:非金属一般都能跟金属反应生成盐,非金属单质间也能发生化学反应.
(1)氯气与金属的反应
2Fe+3Cl2 2FeCl3(Fe丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟)
Cu+Cl2 CuCl2(Cu丝在氯气中燃烧,产生棕色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色)
2Na+Cl2 2NaCl(产生大量白烟)
(2)氯气与非金属的反应
H2+Cl2 2HCl(H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾)
2P+3Cl2 2PCl3(在空气中形成白雾);2P+5Cl2 2PCl5(在空气中形成白烟)
(3)氯气与水的反应
Cl2+H2O==HCl+HClO(次氯酸)
氯气溶于水,在该溶液中:
①滴加酚酞溶液呈红色,说明生成了酸(H+);
②加入镁条,可观察到镁条表面有少量气泡产生,说明产生了酸(H+);
③放入红纸条,红色褪去,说明产生了一种具有漂白性的物质(HClO).
④滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明溶液中产生了Cl-.
次氯酸不稳定,见光易分2HClO 2HCl+O2↑
(4)氯气与碱的反应
工业上制漂粉精:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
工业上制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(漂白粉的主要成分为:CaCl2、Ca(ClO)2,其有效成分为:Ca(ClO)2)
次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应,生成次氯酸,起到漂白和消毒的作用.
NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
Ca(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
二、氯离子(Cl-)的检验
(1)常见阴离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Cl- AgNO3溶液,稀硝酸 生成的白色沉淀不溶于稀HNO3 Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
SO
可溶性钡盐溶液,稀盐酸 生成不溶于稀HCl的白色沉淀 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
CO
①BaCl2溶液、稀盐酸
②盐酸、石灰水 ①生成的白色沉淀能溶于稀HCl
②生成能使石灰水变浑浊的无色气体 ①Ba2++CO ===BaCO3↓(白色)
BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
②CO +2H+===CO2↑+H2O
Ca(OH)2+CO2===H2O+CaCO3↓(白色)
OH- ①无色酚酞试液
②紫色石蕊溶液
③甲基橙溶液
④pH试纸 ①变红色
②变蓝色
③变黄色
④显蓝至深蓝色 OH-表现碱性
(2)常见阳离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Ba2+ 硫酸或硫酸盐溶液,稀硝酸 加SO 生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶解 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
Mg2+ NaOH溶液 生成白色沉淀,当NaOH过量时沉淀不溶解 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓(白色)
Al3+ NaOH溶液
氨水 加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,不溶于氨水 Al3++3OH-===Al(OH)3↓(白色)
Al(OH)3+OH-===AlO +2H2O
Fe3+(黄色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液 ①生成红褐色沉淀
②溶液呈血红色 ①Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色)
②Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+(血红色)
Fe2+(淡绿色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液,
氯水 ①生成白色沉淀,在空气中迅速变灰绿色,最后变成红褐色
②无明显现象,加氯水呈血红色 ①Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓
(红褐色)
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+
H+ ①紫色石蕊溶液
②橙色甲基橙溶液
③锌片
④pH试纸 ①变红色
②变红色
③生成无色气体
④变红色 H+表现酸性
③Zn+2H+===Zn2++H2↑
Ag+ ①盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
②NaOH溶液 ①生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸,溶于氨水
②生成白色沉淀,迅速转变成棕色,此沉淀溶于氨水,形成无色溶液 ①Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
AgCl+2NH3•H2O==〔Ag(NH3)2〕++Cl-+2H2O
②Ag++OH-===AgOH↓(白色)
2AgOH===H2O+Ag2O(棕色)
AgOH+2NH3•H2O=〔Ag(NH3)2〕++OH-+2H2O
注意:(1)辨清液氯和氯水的区别:
液氯:氯气在加压或冷却时变成液氯,液氯是纯净物,由Cl2分子组成,具有Cl2的化学性质;
氯水:即氯气的水溶液,属于混合物.氯气不但能溶于水,还能与水反应,氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO,因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质.氯水中含有的粒子包括:分子:Cl2(未反应)、H2O、HClO;离子:H+、Cl-、ClO-(HClO为弱电解质,要发生部分电离)、OH-(水电离产生的,极少量).久置的氯水,因为HClO分解,可视为稀盐酸.
(2)干燥的氯气没有漂白性,潮湿的氯气有漂白性,这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸(HClO)具有漂白性.事实上,次氯酸盐也都具有漂白性.
一、二氧化硫
(1)物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(1:40),是大气的主要污染物,来源于含硫燃料(如煤)的燃烧.
(2)化学性质
①酸性氧化物通性:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+H2O=H2SO3(可逆反应,H2SO3为中强酸)
SO2+CaO=CaSO3(煤中加生石灰防大气污染)
SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2
②氧化性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
③还原性:2SO2+O2=2SO3(工业制H2SO4)
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2包括Cl2、Br2、I2)
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
SO2使KMnO4(H+)、Br2水,褪色也是SO2还原性表现,不是漂白性.
④SO2的漂白性→SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物.加热又恢复原来的颜色.
二、二氧化氮和一氧化氮
放电化合:N2 +O2 2NO(无色,有毒,与血红蛋白结合)
NO易被氧化:2 NO + O2 == 2 NO2(红棕色,有毒,刺激呼吸器官)
NO2易溶于水:3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO(NO2不是HNO3的酸酐)
NO、NO2是大气污染物,NO2能造成光化学烟雾.
三、SO2和NO2对大气的污染
酸雨及其防治:
(1)成因:含硫化石燃料的燃烧以及化工厂排放出的尾气中含有二氧化硫,在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨.
(2)危害:使湖泊的水质变酸,导致水生生物死亡;酸雨浸渍土壤、会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡;酸雨危害人体健康.
(3)防止方法:①从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制;②改变能源结构,开发利用新能源,从根本上解决问题.
注意:SO2也有漂白性,注意与氯水的漂白性的区别
SO2 氯水(Cl2通入水溶液中)
漂白原因 SO2能与某些有色物结合成不稳定无色物 Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性,将有色物氧化成无色物
漂白效果 不稳定,加热能复原 稳定
漂白范围 某些有机色质 绝大多数有机色质
与有机色质
作用实例
品红 褪色 红色
紫色石蕊 红色
品红 褪色 不显红色
紫色石蕊 先变红随即褪色
混合作用 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 漂白作用大大减弱
要点精讲
一、硫酸和硝酸的氧化性
(一)硫酸
1.硫酸的物理性质:
纯硫酸是无色油状液体,难挥发,易吸水,能与水任意比互溶,溶于水放出大量热.
2.硫酸的化学性质:
1)稀硫酸具有酸的通性. ①能与活泼金属反应生成盐和氢气;
②能与金属氧化物反应生成盐和水;
③能和碱反应生成盐和水;
④能使酸碱指示剂变色;
⑤能和某些盐反应.
2)浓硫酸的特性: ①吸水性:将物质中含有的水分子夺去.
如:使蓝色的胆矾晶体变为白色固体.
②脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水.
如:
HCOOH CO + H2O
C12H22O11 12C + 11H2O
③强氧化性: a) 活泼性在H以后的金属反应:(条件:Δ)
Cu + 2H2SO4(浓)== CuSO4¬ + SO2 ↑ +2H2¬O
b) 与非金属反应:(条件:Δ)
C + 2H2SO4(浓)== CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O
c) 冷的浓H2SO4使Fe、Cr、Al等金属表面生成
一层致密的氧化物薄膜而发生“钝化”;
d) 与其他还原性物质反应:
2HBr + H2SO4(浓)== Br2 + SO2↑ + 2H2O
H2S + H2SO4(浓)== S + SO2↑ + 2H2O
“黑面包实验”中,硫酸体现出的性质:脱水性(使蔗糖炭化)、强氧化性(有刺激性气味气体产生).
(二)硝酸
1.物理性质:无色、易挥发、有刺激性气味的液体.
2.化学性质——特性
(1)不稳定性——保存硝酸装在棕色瓶,放在冷暗处.
4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2
(2)强氧化性
①与金属(除Au、Pt)反应:
Cu +4HNO3(浓)==Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
常温下,浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部的金属不再跟硝酸反应,所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸.
②与非金属反应——非金属主要生成高价的含氧酸
4HNO3 +C 2H2O + 4NO2 + CO2
6HNO3 + S H2SO4 + 6NO2 +2H2O
二、氨
1.氨
(1)物理性质:无色、有刺激性气味气体;易液化,液氨作致冷剂;极易溶于水(1:700).
(2)化学性质:
①与水的反应:
NH3 +H2O NH3•H2O NH4+ + OH-(一水合氨的水溶液即氨水,显弱碱性)
NH3•H2O NH3 + H2O(一水合氨不稳定)
②与酸的反应:
NH3 + HCl ==NH4Cl;2NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4
③与O2的反应——氨的催化氧化(接触氧化)
4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O
2.铵态氮肥——铵盐
(1)物理性质:铵盐都是晶体,都易溶于水.
(2)化学性质:
①受热分
NH4Cl NH3 + HCl;
NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2
②与碱的反应:制NH3和检验NH4+
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2O
NH4NO3 + NaOH NaNO3+ NH3+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 NH3↑+CaCl2+2H2O(实验室制取氨气的反应原理)
③NH4+的检验方法:加浓碱液,加热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体.
NH4++OH- NH3↑+H2O
注意: (1)①硝酸与任何金属反应无H2生成;②常温下,Fe、Al遇浓硝酸钝化,但在加热条件下,Fe、Al能溶解在硝酸中;③除Au、Pt外,硝酸能溶解大部分金属.
(2)比较浓H2SO4与硝酸的氧化性,例如:与Cu反应的条件,浓度对氧化性的影响(稀HNO3能与Cu反应而稀H2SO4不能).同时指出,尽管HNO3浓度越稀,被还原程度愈大,但浓HNO3的氧化性比稀HNO3的要强,因为氧化性强弱是指氧化其他物质的能力,而不是指本身被还原的程度,即不能以还原产物中氮的价态作衡量氧化性强弱的标准.
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