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2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第4章 非金屬及其化合物教案 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、掌握碳、硅及其化合物的性質(zhì)、轉(zhuǎn)化關(guān)系。 2、了解硅酸鹽工業(yè)，新型無機(jī)非金屬材料的特性及其應(yīng)用。 基礎(chǔ)知識(shí)： 一、碳、硅元素的存在及單質(zhì)的性質(zhì)和用途 1．存在形態(tài) 自然界中碳元素既有游離態(tài)，又有化合態(tài)，而硅元素僅有化合態(tài)。碳單質(zhì)主要有金剛石、石墨等同素異形體，硅單質(zhì)主要有晶體硅和無定形硅兩大類。 2．單質(zhì)的性質(zhì)與用途比較 碳 硅 結(jié)構(gòu) 金剛石：空間網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu) 石墨： 層狀結(jié)構(gòu)的晶體 晶體硅：空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 物理性質(zhì) 金剛石熔點(diǎn)高、硬度大 石墨熔點(diǎn)高、質(zhì)軟 ，有滑膩感 晶體硅硬度 大、熔點(diǎn) 高 化 學(xué) 性 質(zhì) 與非金屬 單質(zhì)反應(yīng) 與O2反應(yīng)：C＋O2=CO2(完全燃燒), 2C＋O2=2CO(不完全燃燒) 與O2、Cl2反應(yīng)： Si+O2=SiO2 Si+2Cl2=SiCl4 與氧化物 反應(yīng) 與CuO,SiO2反應(yīng)C＋2CuO=2Cu＋CO2↑ C+SiO2=Si+2CO↑ 與酸反應(yīng) 與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)： 與氫氟酸的反應(yīng)： C＋2H2SO4(濃)=CO2↑＋2SO2↑＋2H2O， C＋4HNO3(濃)=CO2↑＋4NO2↑＋2H2O Si＋4HF=SiF4↑＋2H2↑ 與堿反應(yīng) Si+2OH-+H2O=SiO+2H2↑ 【例1】 3．碳、硅元素的單質(zhì)及其化合物的特殊性 ①一般情況，非金屬元素單質(zhì)熔沸點(diǎn)低，硬度小，但硅、金剛石熔沸點(diǎn)高，硬度大，其中金剛石為硬度最大的物質(zhì)。 ②一般情況，非金屬元素單質(zhì)為絕緣體，但硅為半導(dǎo)體，石墨為電的良導(dǎo)體。 ③一般情況，較強(qiáng)氧化劑＋較強(qiáng)還原劑===較弱氧化劑＋較弱還原劑，而碳卻還原出比它更強(qiáng)的還原劑：SiO2＋2C =Si＋2CO↑，F(xiàn)eO＋C = Fe＋CO↑。 ④硅為非金屬，卻可以和強(qiáng)堿反應(yīng)，放出氫氣： Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。 ⑤一般情況，較活潑金屬＋酸===鹽＋氫氣，然而Si是非金屬，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。 ⑥一般情況，堿性氧化物＋酸===鹽＋水，SiO2是酸性氧化物，卻能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng)：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。 ⑦一般情況，非常活潑金屬(Na、K等)才能夠置換出H2O中的氫，但C＋H2O(g)=CO+ H2↑。 ⑧一般情況，非金屬氧化物與水反應(yīng)生成相應(yīng)的酸，如CO2＋H2O= H2CO3，但SiO2不溶于水，不與水反應(yīng)。 4．硅與鋁的相似性及區(qū)別 （1）與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)時(shí)相似 ①Si、Al均與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和H2。 ②SiO2、Al2O3、H2SiO3、H3AlO3［Al(OH)3］均與NaOH溶液反應(yīng)生成鹽和水。 ③Na2SiO3、NaAlO2溶液通入過量CO2均生成白色 沉淀。 （2）區(qū)別 ①除氫氟酸外，Si、SiO2、H2SiO3不與其它酸反應(yīng)。 ②Al2O3、Al(OH)3屬兩性化合物。 ③Na2SiO3溶液、NaAlO2溶液與過量鹽酸反應(yīng)時(shí)現(xiàn)象不同。 二、CO2和SiO2的比較 物質(zhì) 二氧化硅 二氧化碳 化學(xué)式 SiO2 CO2 晶體類型 原子晶體 分子晶體 主要物理性質(zhì) 硬度大，熔、沸點(diǎn)高，常溫下為固體，不溶于水 熔、沸點(diǎn)低，常溫下為氣體，微溶于水 化學(xué)性質(zhì) 與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2＋H2O=H2CO3 與酸反應(yīng) SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 不反應(yīng) 與堿反應(yīng) SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O (盛堿液的試劑瓶用橡皮塞) CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O CO2＋NaOH=NaHCO3 與鹽反應(yīng) SiO2＋Na2CO3=Na2SiO3＋CO2↑ Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3 與堿性氧化物反應(yīng) SiO2＋CaO=CaSiO3 CO2＋Na2O===Na2CO3 三、硅酸和硅酸鹽 1．硅酸 (1)溶解性：溶解度很小。 (2)化學(xué)性質(zhì)——弱酸性：酸性比碳酸還弱。Na2SiO3＋CO2+H2O==Na2CO3＋H2SiO3 ↓ 。 (3)制備：可用硅酸鈉與鹽酸反應(yīng)制得： Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓ 2．硅酸鹽 (1)硅酸鹽：是由 硅、氧和金屬組成的化合物的總稱，是構(gòu)成地殼巖石的重要成分。 (2)硅酸鈉：硅酸鈉的水溶液俗稱 水玻璃，是制備硅膠和木材防火劑等的原料。 (3)硅酸鹽組成的表示 通常用二氧化硅和金屬氧化物的組合形式表示硅酸鹽的組成：如硅酸鈉(Na2SiO3)可表示為 Na2OSiO2，長石(KAlSi3O8)可表示為：K2OAl2O36SiO2 。 【注意事項(xiàng)】 氧化物的順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→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(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。 ①氧化物之間以“”隔開；②系數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。 例如：長石：KAlSi3O8不能寫成 K2O Al2O33SiO2，應(yīng)寫成K2OAl2O36SiO2。 四、傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料 （1）普通玻璃 ①主要原料： 純堿、石灰石、石英。 ②主要成分： Na2SiO3 、CaSiO3 、 SiO2 。 （2）普通硅酸鹽水泥 ①主要原料： 石灰石 、 黏土 。 ②主要成分（寫出名稱和化學(xué)式）： 硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3) 【例2、3】 例題精講： 【例1】(xx年全國卷Ⅱ)對于ⅣA族元素，下列敘述中不正確的是(　　) A．SiO2和CO2中Si和O，C和O之間都是共價(jià)鍵 B．C、Si、Ge的最外層電子數(shù)都是4，次外層電子數(shù)都是8 C．CO2和SiO2都是酸性氧化物，在一定條件下都能和氧化鈣反應(yīng) D．該族元素的主要化合價(jià)是＋4和＋2 〖解析〗ⅣA族元素最外層電子數(shù)都是4，但C原子的次外層只有2個(gè)電子，Ge原子的次外層有18個(gè)電子。SiO2和CO2都是共價(jià)化合物，且都是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。答案為B。 〖答案〗B 【例2】 下列關(guān)于無機(jī)非金屬材料的說法中不正確的是 （ ） A.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸鹽材料 B.新型無機(jī)非金屬材料雖然克服了傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料的缺點(diǎn)，但強(qiáng)度比較差 C.高溫結(jié)構(gòu)材料具有耐高溫、耐酸堿腐蝕、硬度大、耐磨損、密度小等優(yōu)點(diǎn) D.傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料的主要成分不同 〖解析〗無機(jī)非金屬材料分為傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料是指我們常說的硅酸鹽材料，包括玻璃、水泥、磚瓦、陶瓷等；新型無機(jī)非金屬材料是指一些新型的具有特殊結(jié)構(gòu)和特殊功能的非硅酸鹽型材料。新型無機(jī)非金屬材料與傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料相比，具有許多優(yōu)良性能,如耐高溫、耐磨損、耐酸堿腐蝕、具有壓電效應(yīng)、具有生物功能等。 〖答案〗 B 【例3】下列表述正確的是 （ ） ①人造剛玉的熔點(diǎn)很高，可用作高級耐火材料，主要成分是二氧化硅 ②化學(xué)家采用瑪瑙研缽摩擦固體反應(yīng)物進(jìn)行無溶劑合成，瑪瑙的主要成分是硅酸鹽 ③提前建成的三峽大壩使用了大量水泥，水泥是硅酸鹽材料 ④夏天到了，游客佩戴由添加氧化亞銅的二氧化硅玻璃制作的變色眼鏡來保護(hù)眼睛 ⑤太陽能電池可采用硅材料制作，其應(yīng)用有利于環(huán)保、節(jié)能 A．①②③ B．②④ C．③④⑤ D．③⑤ 〖答案〗D 〖實(shí)驗(yàn)探究 高純硅的制取實(shí)驗(yàn)〗 單晶硅是信息產(chǎn)業(yè)中重要的基礎(chǔ)材料。通常用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅（含鐵、鋁、硼、磷等雜質(zhì)），粗硅與氯氣反應(yīng)生成四氯化硅(反應(yīng)溫度為450℃~500℃)，四氯化硅經(jīng)提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實(shí)驗(yàn)室制備四氯化硅的裝置圖： 相關(guān)信息如下： ①四氯化硅遇水極易水解 ②硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接反應(yīng)生成相應(yīng)的氯化物 ③有關(guān)物質(zhì)的物理常數(shù)見下表： 請回答下列問題： （1）裝置A中g(shù)管的作用是 ；裝置C中的試劑是 。 （2）甲方案：f接裝置Ⅰ；乙方案：f接裝置Ⅱ。但是裝置Ⅰ、Ⅱ都有不足之處，請你評價(jià)后填寫下表。 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 甲 乙 （3）在上述（2）的評價(jià)基礎(chǔ)上，請你設(shè)計(jì)一個(gè)合理方案并用文字表述： 。 （4）SiCl4與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 〖解析〗 (1)g管使分液漏斗與燒瓶連通，使?jié)恹}酸順利滴下。由信息知，四氯化硅與水反應(yīng)，故需除去氯氣中的水。B瓶裝飽和食鹽水除去氯氣中的氯化氫氣體，C瓶裝濃硫酸干燥氯氣。（2）四氯化硅在常溫下易液化，如果收集產(chǎn)品的導(dǎo)管太細(xì)易堵塞導(dǎo)管；制取的四氯化硅需要冷凝；由于尾氣中含有氯氣，要設(shè)置尾氣處理裝置，四氯化硅易水解，要避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置。 （3）將甲、乙方案的優(yōu)點(diǎn)集中在一起設(shè)計(jì)合理的方案。 〖答案〗 （1）平衡壓強(qiáng)，使液體從分液漏斗中順利流下濃硫酸（2） 方案 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 甲 ①收集產(chǎn)品的導(dǎo)管粗，不會(huì)堵塞導(dǎo)管 ②冷凝產(chǎn)品，減少產(chǎn)品損失 ①空氣中的水蒸氣進(jìn)入產(chǎn)品收集裝置，使四氯化硅水解 ②尾氣沒有處理，污染環(huán)境 乙 ①有尾氣處理裝置，注重環(huán)保②避免空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置 ①產(chǎn)品易堵塞導(dǎo)管 ②沒有冷凝裝置，產(chǎn)品易損失 （3）在裝置Ⅰ的i處接干燥管j （4）SiCl4+2H2=Si+4HCl 第四章 非金屬及其化合物 第二課時(shí) 富集在海水中的元素——氯 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、掌握氯及其化合物的物理、化學(xué)性質(zhì)。 2、掌握鹵族元素的相似性和遞變性。 3、理解海水資源的綜合開發(fā)利用以及氯堿工業(yè)。 基礎(chǔ)知識(shí)： 一、氯氣 【思考】并回答下列問題： （1）Cl2為什么易液化？常見的易液化的氣體還有哪幾種？ （2）用什么現(xiàn)象說明Cl2溶于水時(shí)只有少量Cl2與水發(fā)生了反應(yīng)？ （3）將Cl2通入石蕊試液中的現(xiàn)象是什么？ （4）常見的有特殊顏色的氣體有哪些？各顯什么顏色？ （5）你知道的具有漂白性的物質(zhì)有哪些？漂白原理有什么不同？ 1、物理性質(zhì) 通常情況下，氯氣是黃綠色、有刺激性氣味的氣體。 密度比空氣大 ，有毒，易液化，能溶于水，通常1體積水約溶解 2 體積氯氣，其水溶液稱為氯水。 實(shí)驗(yàn)室里聞?dòng)卸練怏w及未知?dú)怏w氣味的方法是：用手在瓶口輕輕扇動(dòng)，僅使極少量氣體飄進(jìn)鼻孔 。 2、化學(xué)性質(zhì) Cl的最外層有7個(gè)電子，易得到1個(gè)e-，具有很強(qiáng)的氧化性，能跟很多具有還原性的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，如金屬、非金屬單質(zhì)、化合物等。 （1）與金屬反應(yīng) 銅、鐵在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為： Cu+Cl2 = CuCl2 (棕黃色煙) 2Fe+3Cl2 =2FeCl3 （棕褐色煙) （2）與非金屬反應(yīng) 氫氣在氯氣中燃燒的化學(xué)方程式為： H2+Cl2 = 2HCl (蒼白色火焰) ★（3）與水反應(yīng) 氯氣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式： Cl2+H2O=HCl+HClO 。 A、氯水與次氯酸 氯氣的水溶液叫氯水，呈黃綠色，溶于水的部分氯氣與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸。 Cl2＋H2OHCl＋HClO 次氯酸(HClO)具有三個(gè)性質(zhì)： (1)弱酸性，其酸性比碳酸還弱，即HClOH＋＋ClO－。 (2)不穩(wěn)定性：次氯酸不穩(wěn)定，見光容易分解放出氧氣。 化學(xué)方程式是2HClO= 2HCl＋O2↑。 (3)強(qiáng)氧化性：次氯酸是一種強(qiáng)氧化劑，能殺死水里的病菌，故自來水常用氯氣來殺菌消毒。次氯酸的強(qiáng)氧化性，能使某些有機(jī)色質(zhì)褪色，可用作漂白劑。 B、物質(zhì)的漂白 (1)褪色：是指有色物質(zhì)變?yōu)闊o色物質(zhì)。有物理變化也有化學(xué)變化。 例如：把木炭投入NO2氣體的集氣瓶中，塞緊瓶塞搖動(dòng)瓶子，集氣瓶內(nèi)的氣體變?yōu)闊o色。在CuSO4溶液中加入氫氧化鈉溶液，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，前者是物理變化，后者是化學(xué)變化。 (2)漂白，特指染料(有機(jī)物)或有機(jī)色質(zhì)變?yōu)闊o色物質(zhì)，它是化學(xué)變化，發(fā)生物理變化的有機(jī)物褪色不是漂白，如把木炭投入盛有紅墨水的錐形瓶中，輕輕振蕩溶液變?yōu)闊o色。發(fā)生化學(xué)變化的有：二氧化硫能使品紅溶液褪色，是因?yàn)榘l(fā)生了化學(xué)變化生成了不穩(wěn)定的無色物質(zhì)，加熱后，恢復(fù)品紅的顏色。過氧化鈉和氯水漂白，是利用了兩者的強(qiáng)氧化性，生成了穩(wěn)定的無色物質(zhì)。與二氧化硫漂白原理不同。 C、新制氯水、久置氯水、液氯的區(qū)別 新制氯水 久置氯水 液氯 類別 混合物 混合物 純凈物 微粒 H2O、Cl2、HClO、H＋、Cl－、ClO－、OH－ H2O、H＋、Cl－ Cl2 主要性質(zhì) 呈黃綠色、導(dǎo)電、具有酸性、氧化性、漂白性 無色、導(dǎo)電、具有酸性、無氧化性、無漂白性 黃綠色、不導(dǎo)電、具有氧化性 保存 棕色瓶盛裝，置于陰暗處 低溫密封 D、氯水中的平衡移動(dòng) 化學(xué)方程式是Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO 向氯水中加入的物質(zhì) 濃度變化 移動(dòng)的方向 應(yīng)用 可溶性的氯化物 c(Cl－)增大 左移 用飽和食鹽水除去氯氣中氯化氫 稀酸 c(H＋)增大 左移 次氯酸鹽與濃鹽酸反應(yīng)制Cl2 NaOH c(H＋)減小 右移 用氫氧化鈉吸收多余Cl2 Ca(OH)2 c(H＋)減小 右移 制取漂白粉 CaCO3 c(H＋)減小 右移 制高濃度次氯酸溶液 光照 c(HClO)減小 右移 氯水避光保存或現(xiàn)用現(xiàn)配 E、氯水的性質(zhì) 氯水的多種成分決定了它具有多重性質(zhì)：①Cl2的強(qiáng)氧化性；②HCl的強(qiáng)酸性；③HClO的強(qiáng)氧化性、弱酸性；④Cl－的性質(zhì)。在不同的反應(yīng)中，氯水起作用的成分不同，現(xiàn)列表如下： 參與反應(yīng)的微粒 所加試劑 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 離子方程式或解釋 Cl－ AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－＋Ag＋=AgCl↓ H＋ Na2CO3固體 有氣泡產(chǎn)生 2H＋＋CO=CO2↑＋H2O HClO 有色布條 布條顏色褪去 發(fā)生氧化還原反應(yīng) Cl2 FeCl2溶液 溶液變棕黃色 2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－ Cl2、H2O SO2 黃綠色褪去 SO2＋Cl2＋2H2O=4H＋＋2Cl－＋SO HClO、H＋ 石蕊溶液 先變紅后褪色 酸性和漂白性 Cl2、H＋ 鎂粉 氯水的顏色褪去并有氣泡產(chǎn)生 Mg＋Cl2=Mg2＋＋2Cl－ Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑ 【例2】 （4）與堿反應(yīng)（完成下列化學(xué)方程式） ①與燒堿反應(yīng):Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O ， ②制取漂白粉： 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。 漂白粉的主要成分是 CaCl2、Ca(ClO)2 ，有效成分是 Ca(ClO)2。 【思考】漂白粉的漂白原理是什么？為什么要密封保存？ 漂白粉的漂白原理是：Ca(ClO)2+2HCl =CaCl2+2HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO 產(chǎn)生的HClO具有漂白性和強(qiáng)氧化性。由于HClO見光易分解，所以漂白粉應(yīng)密封保存。 【例3】 （5）跟還原性物質(zhì)反應(yīng)（完成下列化學(xué)方程式） ①氯氣與KI溶液： 2KI+Cl2=2KCl+I2。 ②氯氣與FeCl2溶液： 2FeCl2+Cl2=2FeCl3。 ③向氯水中通入SO2： SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl。 二、氯氣的制備與性質(zhì)實(shí)驗(yàn) 1、反應(yīng)的原理：用強(qiáng)氧化性物質(zhì)（如MnO2、KMnO4等）和濃鹽酸反應(yīng)。 ＭnO2+4HCl(濃)=MnCl2+Cl2↑+2H2O 【注意】 稀鹽酸與MnO2作用不能制取Cl2。 若沒有濃鹽酸時(shí)，也可用NaCl和濃H2SO4與MnO2共熱制取Cl2： MnO2+2NaCl+3H2SO4(濃)=MnSO4+Cl2↑+2NaHSO4+2H2O 2、制氣類型：固+液→氣（注意：KMnO4與濃鹽酸的反應(yīng)不需加熱）。 3、收集裝置：向上排空氣法或排飽和食鹽水法(Cl2在飽和食鹽水中的溶解度最小)。 4、凈化裝置：用飽和食鹽水或水洗氣法除去HCl，再用濃H2SO4干燥。 5、尾氣吸收裝置：用強(qiáng)堿溶液吸收多余的Cl2，防止污染大氣。 6、驗(yàn)滿方法 （1）將濕潤的淀粉-碘化鉀試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍(lán)，則證明已集滿。 （2）將濕潤的藍(lán)色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即發(fā)生先變紅后褪色的變化，則證明已集滿。 （3）實(shí)驗(yàn)室制取Cl2時(shí)，常常根據(jù)氯氣的顏色判斷是否收集滿。 7、注意事項(xiàng) （1）為了減少制得的Cl2中HCl的含量，所以加熱溫度不宜過高，減少HCl揮發(fā)。 （2）必須用濃鹽酸，稀鹽酸不與MnO2作用生成Cl2。 （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，先使反應(yīng)停止并排出殘留的Cl2。再拆卸裝置，避免污染空氣。 （4）尾氣吸收時(shí)，不能用澄清石灰水吸收Cl2，因?yàn)槿芤褐泻珻a(OH)2量少，吸收不完全。 【例4】 三、鹵族元素 1、鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的比較 （1）相似性：鹵素原子最外層上均有 7個(gè)電子，最高正價(jià)為 +7 價(jià)（F無正價(jià)），負(fù)價(jià)為-1 價(jià)。 （2）遞變性：從F→I， 原子核外電子層數(shù)依次 增大 ，原子半徑依次 增大。 2、元素的性質(zhì) （1）相似性：均為活潑非金屬，最低負(fù)化合價(jià)：-1，最高正價(jià)：+7（ F除外）； （2）遞變性：隨著原子序數(shù)的遞增，獲得電子的能力逐漸 減弱，非金屬性逐漸 減弱。 3、單質(zhì)的物理性質(zhì)（從F2 →I2） （1）顏色由 淺 到 深。 （2）狀態(tài)：F2、Cl2呈 氣 態(tài)，Br2為 液 態(tài)（易揮發(fā)），I2為 固 態(tài)（易升華）。 （3）熔、沸點(diǎn)：依次 增大 。 （4）密度：依次 增大 。 （5）溶解性：在水中的溶解度逐漸 減小 ，在有機(jī)溶劑中的溶解性 大于（填“大于”或“小于”）在水中的溶解性。 4、化學(xué)性質(zhì) （1）鹵素單質(zhì)的相似性：均具有 強(qiáng)氧化 性，均能與H2、H2O、金屬反應(yīng)，較活潑的鹵素單質(zhì)能將不活潑的鹵素從其鹵化物中置換出來。 （2）鹵族元素氫化物的遞變性 ①穩(wěn)定性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)? HF>HCl>HBr>HI 。 ②沸點(diǎn)由高至低的順序?yàn)椋? HF>HI>HBr>HCl 。 HF沸點(diǎn)反常的原因是：分子間存在氫鍵 。 ③還原性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)椋? HI>HBr>HCl>HF。 ④水溶液酸性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)? HI>HBr>HCl>HF。 HNO3 5、鹵素離子（Cl-、Br-、I-）的檢驗(yàn) AgNO3 HNO3 （1）未知液 ， 據(jù)沉淀顏色判斷。AgCl為白色，AgBr為淺黃色，AgI為黃色。 加適量新制飽和氯水 振蕩 （2）未知液 有機(jī)層呈橙色或橙紅色，表明有 Br-紫色或淺紫、紫紅色，表明有 I- 6、特性 （1）氟及其化合物 ①無正價(jià)和含氧酸，非金屬性最強(qiáng)，F(xiàn)-的還原性最弱。 ②與H2反應(yīng)在暗處即爆炸。 ③2F2+2H2O=4HF+O2。 ④HF是弱酸；能腐蝕玻璃，保存在鋁制器皿或塑料瓶中；有毒；在HX中沸點(diǎn)最高。 （2）溴及其化合物 ①Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā)。 ②Br2易溶于有機(jī)溶劑。 ③盛溴的試劑瓶中加水，進(jìn)行水封，保存液溴不能用橡膠塞。 （3）碘及其化合物 ①I2遇淀粉變藍(lán)色。 ②I2加熱時(shí)易升華。 ③I2易溶于有機(jī)溶劑。 ④食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。 （4）鹵化銀 ①AgF易溶于水，AgCl白色不溶于水，AgBr淡黃色不溶于水，AgI黃色不溶于水。AgCl、AgBr、AgI也不溶于稀硝酸。 ②除AgF外，均有感光性，其中AgBr作感光材料，可用于照相。 ③AgI可進(jìn)行人工降雨。 ④I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。 （5）使溴水褪色的物質(zhì) ①因萃取作用而使溴水褪色的物質(zhì)：苯、CCl4、直餾汽油等有機(jī)溶劑。 ②能與溴發(fā)生氧化還原反應(yīng)的還原性無機(jī)化合物：H2S、SO2、Na2S、Na2SO3等。 ③能與溴水發(fā)生反應(yīng)的金屬，如Na、Mg、Al、Zn等。 ④能與溴發(fā)生加成反應(yīng)的不飽和烴及其衍生物，如烯烴、炔烴等。 ⑤能被溴水氧化的，含有醛基的化合物。 ⑥能與溴水發(fā)生反應(yīng)的堿性物質(zhì)，如NaOH、Na2CO3等。 ⑦加入活性炭等吸附劑，使溴水褪色。 例題精講： 【例1】（xx上海卷）18．右圖是模擬氯堿工業(yè)生產(chǎn)中檢查氯氣是否泄漏的裝置，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 A．燒瓶中立即出現(xiàn)白煙 B．燒瓶中立即出現(xiàn)紅棕色 C．燒瓶中發(fā)生的反應(yīng)表明常溫下氨氣有還原性 D．燒杯中的溶液是為了吸收有害氣體 〖答案〗B 〖解析〗此題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)、元素化合物的性質(zhì)等知識(shí)。分析裝置圖，可知氨氣和氯氣接觸時(shí)發(fā)生反應(yīng)：4NH3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2，燒瓶中出現(xiàn)白煙，A對；不能出現(xiàn)紅棕色氣體，B錯(cuò)；該反應(yīng)中氨氣中的氮元素化合價(jià)升高，表現(xiàn)還原性，C對；燒杯中的氫氧化鈉可以吸收多余的有害氣體，D對。 【例2】下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，與新制氯水中的某些成分(括號內(nèi)物質(zhì))沒有直接關(guān)系的是( ) A．將NaHCO3固體加入新制的氯水中，有氣泡產(chǎn)生（H+） B．新制氯水使紅玫瑰變?yōu)榘酌倒澹–l2） C．將AgNO3溶液滴加到新制氯水中，有白色沉淀產(chǎn)生（Cl—） D．新制氯水使KI-淀粉試紙變藍(lán)（Cl2） 〖答案〗 B 【例3】漂白粉是 Ca(ClO)2、CaCl2 、Ca(OH)2 、H2O 和 CaO 的混合物。漂白粉放出的氯氣具有漂白作用，叫有效氯。通常用有效氯表示漂白粉的純度。漂白粉中的有效氯含量常用滴定碘法進(jìn)行測定，即在一定量的漂白粉中加入過量的KI ，加H2SO4酸化，有效氯與I－作用析出等量的I2，析出的I2以淀粉指示劑立即用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。若測定漂白粉中有效氯時(shí)用鹽酸酸化，則鹽酸的濃度最好小于 mol/L，測定的有效氯將 （“偏高”、“偏低”或“不變”）。 〖答案〗2.5 mol/L 不變 【例4】NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)（見圖4）。下列說法正確的是 A.25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大 B.石灰乳與Cl2的反應(yīng)中，Cl2既是氧化劑，又是還原劑 C.常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存，所以Cl2不與鐵反應(yīng) D.圖4所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng) 〖答案〗B 【例5】為驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對強(qiáng)弱，某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持儀器已略去，氣密性已檢驗(yàn)）。 實(shí)驗(yàn)過程： Ⅰ．打開彈簧夾，打開活塞a，滴加濃鹽酸。 Ⅱ．.當(dāng)B和C中的溶液都變?yōu)辄S色時(shí)，夾緊彈簧夾。 Ⅲ．.當(dāng)B中溶液由黃色變?yōu)樽丶t色時(shí)，關(guān)閉活塞a。 Ⅳ.…… （1）A中產(chǎn)生黃綠色氣體，其電子式是 。 （2）驗(yàn)證氯氣的氧化性強(qiáng)于碘的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。 （3）B中溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。 （4）為驗(yàn)證溴的氧化性強(qiáng)于碘，過程Ⅳ的操作和現(xiàn)象是 。 （5）過程Ⅲ實(shí)驗(yàn)的目的是 。 （6）氯、溴、碘單質(zhì)的氧化性逐漸減北的原因：同主族元素從上到下 ，得電子能力逐漸減弱。 〖答案〗（1） （1）淀粉KI試紙變藍(lán) （1分） （2）Cl2+2Br—=2Cl—+Br2（2分） (3)打開活塞b，將少量C中溶液滴入D中，關(guān)閉活塞b,取下D振蕩。靜置后CCl4層溶液變?yōu)樽霞t色。（2） （4）確認(rèn)C的黃色溶液中無Cl2,排除Cl2對溴置換碘實(shí)驗(yàn)的干擾。（1分） （5）原子半徑逐漸增大。（1分） 【例6】（xx全國29）（15分）請回答下列實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的有關(guān)問題。 （1）下圖是用KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制取適量氯氣的簡易裝置。 裝置B、C、D的作用分別是： B_______________________________________； C_______________________________________； D________________________________________． A B C A B C A B C D A B C D Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅳ （2）在實(shí)驗(yàn)室欲制取適量N0氣體。 ①下圖中最適合完成該實(shí)驗(yàn)的簡易裝置是________（填序號）； ②根據(jù)所選的裝置完成下表（不需要的可不填）： 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A B C D ③簡單描述應(yīng)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象_______________________________________。 〖答案〗（1）向上排氣收集氯氣 安全作用，防止D中的液體倒吸進(jìn)入集氣管B中 吸收尾氣，防止氯氣擴(kuò)散到空氣中污染環(huán)境 （2）①I ② 應(yīng)加入的物質(zhì) 所起的作用 A 銅屑和稀硝酸 發(fā)生NO氣體 B 水 排水收集NO氣體 C 主要是接收B中排出的水 D ③反應(yīng)開始時(shí)，A中銅表面出現(xiàn)無色小氣泡，反應(yīng)速率逐漸加快； A管上部空間由無色逐漸變?yōu)闇\棕紅色，隨反應(yīng)的進(jìn)行又逐漸變?yōu)闊o色； A中的液體由無色變?yōu)闇\藍(lán)色； B中的水面逐漸下降，B管中的水逐漸流入燒杯C中。 〖氯氣的制取與性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)〗 如圖是某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)制取氯氣，并以氯氣為反應(yīng)物進(jìn)行特定反應(yīng)的裝置。 （1）要將C裝置接入B和D之間，正確的接法是： a→ → →d。 （2）實(shí)驗(yàn)開始先點(diǎn)燃A處的酒精燈，打開旋塞K，讓Cl2充滿整個(gè)裝置，再點(diǎn)燃D處的酒精燈。Cl2 通過C裝置后進(jìn)入D，D裝置內(nèi)盛有炭粉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成CO2和HCl(g)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。為了使C裝置發(fā)揮更好的作用，可向燒杯中加入濃硫酸，加入濃硫酸的作用是 。 （3）D處反應(yīng)完畢后，關(guān)閉旋塞K，移去兩個(gè)酒精燈，由于余熱的作用，A處仍有少量Cl2產(chǎn)生，此時(shí)B中的現(xiàn)象是 ，B的作用是 。 （4）用量筒量取20 mL E中溶液，倒入已檢查完氣密性良好的分液漏斗中，然后再注入10 mL CCl4，蓋好玻璃塞（如圖），振蕩，靜置于鐵架臺(tái)上，等分層后取上層液和下層液，呈黃綠色的是 (填“上層液”或“下層液”)，再裝入如圖所示的燒杯中，能使有色布條褪色的是 (同上)。 (5)在A、B、C、D、E裝置中有一處需要改進(jìn)，說明需要改進(jìn)的理由并在方框中畫出改進(jìn)后的裝置圖 〖解析〗 (1)連接的關(guān)鍵是C裝置的作用，由于D中反應(yīng)生成了CO2和HCl，有氫元素存在，說明有水參加反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2Cl2+C+2H2O=4HCl+CO2，C裝置的作用是提供水蒸氣，而且Cl2從C中出來帶 出水蒸氣，因此應(yīng)該是長進(jìn)短出。 （2）C中提供水蒸氣，燒杯中加入濃硫酸，濃硫酸溶于水放熱，有利于水蒸氣生成。 （3）K關(guān)閉，此時(shí)B相當(dāng)于量氣裝置，生成的氣體將B中水壓入長頸漏斗中。 （4）此步操作是鹵素單質(zhì)的萃取，Cl2易溶于CCl4，而使CCl4層呈黃綠色，Cl2無漂白性，上層液主要是Cl2和水反應(yīng)生成的HCl和HClO，HClO具有漂白性，可以使有色布條褪色。 （5）由于D中反應(yīng)生成了極易溶于水的HCl，E裝置不正確，會(huì)造成E中水倒吸，可以用一個(gè)倒置的小漏斗防止倒吸。 〖答案〗 （1）c b （2）2Cl2+C+2H2O =4HCl+CO2 加入的濃硫酸溶于水能放出大量的熱，有利于試管中的水變?yōu)樗魵?，從而提供足量的水蒸氣供D中反應(yīng)需要 （3）瓶中液面下降，長頸漏斗內(nèi)液面上升 貯存少量Cl2，避免Cl2對環(huán)境造成污染 （4）下層液 上層液 （5）D中反應(yīng)生成的HCl氣體極易溶于水，易發(fā)生倒吸 改進(jìn)后的裝置如圖所示 第四章 非金屬及其化合物 第三節(jié) 氮及其化合物 復(fù)習(xí)目標(biāo)： 1、掌握氮及其化合物（NH3、NO、NO2、HNO3等）的物理化學(xué)性質(zhì) 2、了解氨的實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)制法。 3、掌握HNO3的強(qiáng)氧化性及相關(guān)的計(jì)算。 基礎(chǔ)知識(shí)： 一、氮?dú)饧暗难趸? 1.氮?dú)? （1）氮的固定 ①含義：使空氣中 游離態(tài) 的氮轉(zhuǎn)化為 化合態(tài)氮 的過程。 ②方法：自然固氮、人工固氮 （2）氮?dú)獾男再|(zhì) ①物理性質(zhì) N N 純凈的N2是一種無色無味的氣體，難溶于水，在空氣中約占總體積的 78% 。 ②結(jié)構(gòu)：電子式為 結(jié)構(gòu)式為 N≡N ，氮氮三鍵的鍵能大，分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)性質(zhì)不活潑。 ③化學(xué)性質(zhì) 通常情況下，N2化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，只在高溫、放電、催化劑等條件下才能發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。 A．與H2反應(yīng)：N2+3H22NH3 。 B．與O2反應(yīng)： N2+O2=2NO 。 C．與Mg反應(yīng)：N2+3MgMg3N2 。 2.氮的氧化物 NO NO2 物理性質(zhì) 顏色 無色 紅棕色 毒性 有毒 有毒 溶解性 不溶 能溶（反應(yīng)） 化學(xué)性質(zhì) 與O2反應(yīng) 2NO+O2=2NO2 與H2O反應(yīng) 3NO2+H2O=2HNO3+NO 實(shí)驗(yàn)室制法 （填化學(xué)方程式） 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O Cu+4HNO3(濃)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 與人體環(huán)境的關(guān)系 ①與血紅蛋白結(jié)合使人中毒 ②轉(zhuǎn)化成NO2形成酸雨、光化學(xué)煙霧 形成酸雨、光化學(xué)煙霧 【注意】 ①氮的氧化物都是大氣污染物。 ②空氣中NO2是造成光化學(xué)煙霧的主要因素。 ③空氣中NO、NO2主要來源于煤和石油的燃燒、汽車尾氣、硝酸工廠等。 ④NO2：既有氧化性又有還原性，以氧化性為主。 NO2能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍(lán)：2NO2+2KI= 2KNO2+I2。 ⑤NO、NO2均能與NH3發(fā)生歸中反應(yīng)生成N2。 NOx+NH3→N2+H2O。 ★☆氮的氧化物的有關(guān)計(jì)算 1．有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO ① 4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3 ② 4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3 ③ 2NO＋O2=2NO2 ④ 2．不同情況及剩余氣體的體積 序號 氣體 反應(yīng) 剩余氣體 剩余氣體的量 Ⅰ NO2 ① NO V(NO2) Ⅱ NO2＋NO ① NO V(NO)原＋V(NO2) Ⅲ NO2＋O2 ＝4∶1 ② 無 0 <4∶1 ② O2 V(O2)原－V(NO2) >4∶1 ①② NO [V(NO2)－V(O2)] Ⅳ NO＋O2 ＝4∶3 ③ 無 0 >4∶3 ③ NO V(NO)原－V(O2) <4∶3 ③ O2 V(O2)原－V(NO) 3.NO2、NO、O2三者組成的混合氣體溶于水 (1)先按①反應(yīng)后，再據(jù)表Ⅳ進(jìn)行計(jì)算。 (2)先按④反應(yīng)后，再據(jù)表Ⅲ進(jìn)行計(jì)算。 【注意】　 ①因?yàn)樗芤褐邪l(fā)生反應(yīng)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，所以無論何種情況下水溶液中不會(huì)剩余NO2。 ②當(dāng)NO2和N2O4的混合氣體作用于H2O時(shí)，不要忽視由于NO2的消耗，N2O4會(huì)轉(zhuǎn)化為NO2。 【例1】 二、硝酸 1．硝酸的物理性質(zhì) 色味態(tài)：無色有刺激性氣味的液體 ； 揮發(fā)性：易揮發(fā) ； 水溶性：與水以任意比互溶； 發(fā)煙硝酸：質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于98%的硝酸。 2．硝酸的化學(xué)性質(zhì) (1)具有酸的通性，但考慮其酸性時(shí)需首先考慮到 其強(qiáng)氧化性。 【注意】①濃、稀HNO3對紫色石蕊試液作用，前者使之先變紅后褪色，后者只使之變紅。 ②金屬與HNO3反應(yīng)不產(chǎn)生H2。 ③比較HNO3與Na2CO3和Na2SO3的反應(yīng)。(前者為復(fù)分解反應(yīng)，后者為氧化還原反應(yīng)。) （2）不穩(wěn)定性：濃硝酸顯黃色，是因?yàn)镠NO3分解產(chǎn)生的NO2溶解在硝酸中，說明濃硝酸具有 不穩(wěn)定性，化學(xué)方程式為 4HNO3(濃）= O2↑+4NO2↑+2H2O （加熱、光照） 。 (3)強(qiáng)氧化性 ①與金屬的反應(yīng) A．除Pt、Au外，大部分金屬均能與HNO3反應(yīng)。 B．Cu與濃、稀HNO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為： Cu+4HNO3(濃） = Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀）= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O C．Fe、Al遇冷的濃HNO3或濃H2SO4能發(fā)生 鈍化 ，故可以用鐵、鋁容器貯存冷的濃HNO3、濃H2SO4。 ②與非金屬反應(yīng) 與濃HNO3反應(yīng)時(shí)，非金屬單質(zhì)一般被氧化為最高價(jià)氧化物或最高價(jià)含氧酸，如碳與濃HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+4HNO3（濃）= CO2↑+4NO2↑+2H2O 。 ③與某些還原性化合物或離子的反應(yīng)，例如：H2S、SO2、HBr、HI、FeCl2等。 ④王水 王水由 濃硝酸 與 濃鹽酸 按體積比1∶3混合所得，具有更強(qiáng)的氧化性，能使Au、Pt溶解。 （4）與有機(jī)物的反應(yīng) ①硝化反應(yīng)（如與苯反應(yīng)）； ②酯化反應(yīng)（如與纖維素反應(yīng)）； ③顏色反應(yīng)（如與蛋白質(zhì)反應(yīng)）。 ★☆金屬與硝酸的反應(yīng) 1．金屬與HNO3反應(yīng)的一般通式 （1）金屬+濃硝酸→金屬硝酸鹽+NO2↑+H2O （2）金屬+稀硝酸→金屬硝酸鹽+NO↑+H2O 2．反應(yīng)規(guī)律 （1）金屬與硝酸反應(yīng)一般不生成H2。濃HNO3一般被還原為NO2，稀HNO3一般被還原為NO。 （2）鐵與稀硝酸反應(yīng)，先生成Fe(NO3)3，若Fe過量，F(xiàn)e(NO3)3再和Fe反應(yīng)生成Fe(NO3)2。 （3）銅與濃HNO3反應(yīng)，若Cu過量，開始時(shí)硝酸的還原產(chǎn)物為NO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃HNO3變稀，硝酸的還原產(chǎn)物為NO，最終應(yīng)得到NO2和NO的混合氣體。 3．計(jì)算方法 （1）原子守恒法 HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，一部分HNO3起酸的作用，以NO的形式存在于溶液中；一部分作為氧化劑轉(zhuǎn)化為還原產(chǎn)物，這兩部分中氮原子的總物質(zhì)的量等于反應(yīng)消耗的HNO3中氮原子的物質(zhì)的量。 （2）得失電子守恒法 HNO3與金屬的反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，HNO3中氮原子得電子的物質(zhì)的量等于金屬失電子的物質(zhì)的量。 （3）電荷守恒法 HNO3過量時(shí)反應(yīng)后溶液中（不考慮OH-）則有：c(NO3-)=c(H+)+nc(Mn+)(Mn+代表金屬離子)。 （4）離子方程式計(jì)算法 金屬與H2SO4、HNO3的混合酸反應(yīng)時(shí)，由于硝酸鹽中NO3-在H2SO4提供H+的條件下能繼續(xù)與金屬反應(yīng)，因此此類題目應(yīng)用離子方程式來計(jì)算，先作過量判斷，然后根據(jù)完全反應(yīng)的金屬或H+或NO進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，且溶液中要符合電荷守恒。 【例2】 三、氨和銨鹽 1．物理性質(zhì) 氨氣是 無 色 有刺激性 氣味的氣體，易 液化可作制冷劑，常溫、常壓下，1體積的水可溶解 700 體積的氨氣。 ★☆液氨與氨水的區(qū)別 液氨 氨水 形成 氨氣液化 氨氣溶于水 物質(zhì)分類 純凈物 混合物 微粒種類 NH3 NH3、NH3H2O、H＋、H2O、NH4＋、OH－ 存在條件 常溫常壓下不能存在 常溫常壓下可存在 ★☆噴泉實(shí)驗(yàn) 1．噴泉形成的原理 容器內(nèi)外存在較大的壓強(qiáng)差，在這種壓強(qiáng)差的作用下，液體迅速流動(dòng)，通過帶有尖嘴的導(dǎo)管噴出來，即形成噴泉。 2．使容器內(nèi)外產(chǎn)生較大的壓強(qiáng)差的方法 （1）減小容器內(nèi)壓強(qiáng) ①容器內(nèi)氣體極易溶于水； ②容器內(nèi)氣體易與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收。當(dāng)外部的水或溶液接觸容器內(nèi)氣體時(shí)，由于氣體大量溶解或與溶液中的溶質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被吸收，從而使容器內(nèi)氣壓迅速降低，在外界大氣壓作用下，外部液體迅速進(jìn)入容器，通過尖嘴導(dǎo)管噴出，形成噴泉。 （2）增大容器內(nèi)壓強(qiáng) 容器內(nèi)的液體由于受熱揮發(fā)（如濃鹽酸、濃氨水、酒精等）或由于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，容器內(nèi)產(chǎn)生大量氣體。使容器內(nèi)壓強(qiáng)迅速增大，促使容器內(nèi)液體迅速向外流動(dòng)，也能形成噴泉。例如噴霧器、人造噴泉等均是利用了此原理。 3．中學(xué)化學(xué)中常見的能形成噴泉實(shí)驗(yàn)的氣體和吸收劑 氣體 HCl NH3 CO2、Cl2、H2S、SO2 NO2和O2 CH2=CH2 吸收劑 水、NaOH溶液 水、鹽酸 NaOH溶液 H2O 溴水 4．噴泉實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵 （1）裝置氣密性要好； （2）燒瓶要干燥； （3）氣體的純度要高。 【例3】 2．分子結(jié)構(gòu) 電子式： 三角錐形 。 3．氨的化學(xué)性質(zhì) （1）與水的反應(yīng) ，氨氣溶于水得氨水,氨水中含有的粒子有： NH3H2O、NH3、H2O、NH、OH-、H+ 。氨水為可溶性一元弱堿，易揮發(fā)，不穩(wěn)定，易分解 。 （2）氨氣與酸反應(yīng) ①蘸有濃鹽酸的玻璃棒與蘸有濃氨水的玻璃棒靠近，其現(xiàn)象為 有白煙生成，將濃鹽酸改為 濃硝酸，也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象。 化學(xué)方程式為： 。 ②與CO2等酸性氧化物反應(yīng)： NH3+CO2+H2O=NH4HCO3或2NH3+CO2+H2O=(NH4）2CO3 （3）NH3的還原性 ①氨的催化氧化 化學(xué)方程式：4NH3+5O2 4NO+6H2O ②與其他氧化劑反應(yīng) 4NH3+3O2（純氧）=2N2+6H2O 4xNH3+6NOx =(2x+3)N2+6xH2O 2NH3+3CuO=3Cu+N2+3H2O 8NH3+3Cl2 = N2+6NH4Cl（白煙） （4）與鹽溶液反應(yīng) 將氨水加入下列溶液 被滴試劑 現(xiàn)象 離子方程式 FeCl3溶液 生成紅褐色沉淀 Fe3++3NH3H2O =Fe(OH)3↓+3NH4+ AlCl3溶液 生成白色沉淀 Al3++3NH3H2O =Al(OH)3↓+3NH4+ AgNO3溶液 先生成白色 沉淀后消失 Ag++NH3H2O=AgOH↓+ NH4+ AgOH+2NH3H2O=[Ag(NH3)2］++OH-+2H2O 4．制法 （1）實(shí)驗(yàn)室制法 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O ★☆氨氣的三種實(shí)驗(yàn)室制法 1．加熱固態(tài)銨鹽和堿的混合物 一般加熱NH4Cl和Ca(OH)2的混合物： 2NH4Cl+Ca(OH)2= 2NH3↑+CaCl2+2H2O。 （1）裝置：“固體+固體→氣體”（與用KClO3或KMnO4制O2的裝置相同）。 （2）收集：只能用向下排空氣法。 （3）干燥：用堿石灰（NaOH和CaO固體的混合物）。 （4）驗(yàn)滿方法：①用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口，試紙變藍(lán)色；②將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口，有白煙產(chǎn)生。 （5）環(huán)保措施：收集時(shí)，一般在管口塞一團(tuán)用水或稀H2SO4浸濕的棉花球，可減小NH3與空氣的對流速度，收集到純凈的NH3，同時(shí)也可避免污染空氣。 2．加熱濃氨水 （1）反應(yīng)原理：NH3H2O= NH3↑+H2O。 （2）裝置如圖1 3．濃氨水中加固態(tài)堿性物質(zhì) （1）反應(yīng)原理： 濃氨水中存在以下平衡： ，加入固態(tài)堿性物質(zhì)，（如CaO、NaOH、堿石灰等），使平衡逆向移動(dòng)，同時(shí)反應(yīng)放熱，促進(jìn)NH3H2O的分解。 （2）裝置如圖2 【例4】 （2）工業(yè)制法 四、銨鹽及NH的檢驗(yàn) 1．銨鹽的概念 銨根離子與酸根離子構(gòu)成的化合物。 2．銨鹽的物理性質(zhì) 銨鹽都是白色固體，均易溶于水。 3．銨鹽的化學(xué)性質(zhì) （1）受熱易分解 NH4Cl NH3↑+HCl （2）與堿反應(yīng) ① ②在稀溶液中不加熱： ③在濃溶液中不加熱： （3）水解反應(yīng)： 4． NH的檢驗(yàn) 未知液 呈堿性 濕潤 紅 色石蕊試紙變 藍(lán) 色，則證明含NH。 例題精講： 【例1】將24 mL NO、NO2的混合氣體通入倒立于水槽中盛滿水的量筒內(nèi)，然后再向其中通入12 mL O2，充分反應(yīng)后，量筒中剩余氣體3 mL，求在相同狀況下，原混合氣體中NO和NO2的體積各是多少毫升？ 〖導(dǎo)航〗本題計(jì)算必需用到反應(yīng)方程式有：(1)4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3　(2)4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。若剩余氣體為氧氣，NO和NO2完全反應(yīng)，氧氣參加反應(yīng)的體積為12 mL－3 mL＝9 mL，再用(1)(2)兩式可以列方程組求解；若剩余氣體為NO，則原混合氣體中的NO減去剩余氣體的體積，可以根據(jù)(1)(2)兩式列方程組求解。 〖答案〗若剩余氣體為NO：V(NO)＝16.5 mL，V(NO2)＝7.5 mL 若剩余氣體為O2：V(NO)＝6 mL，V(NO2)＝18 mL。 【例2】足量銅與一定量濃硝酸反應(yīng),得到硝酸銅溶液和NO2、N2O4、NO的混合氣體，這些氣體與1.68 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中，所有氣體完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸銅溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀，則消耗NaOH溶液的體積是（ ） A．60 mL B．45 mL C．30 mL D．15 mL 〖解析〗O2為氧化劑，Cu為還原劑，HNO3僅僅發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)，則n（Cu）=2n(O2)=0.15 mol，n(NaOH)=2n(Cu)=0.3 mol，V(NaOH)=0.06 L=60 mL，故選A。 【例3】噴泉是一種常見的自然現(xiàn)象，其產(chǎn)生原因是存在壓強(qiáng)差。 （1）圖甲中，為化學(xué)教學(xué)中所用的噴泉實(shí)驗(yàn)裝置。 在燒瓶中充滿干燥氣體,膠頭滴管及燒杯中盛有液體。下列組合中不可能形成噴泉的是 （ ） A．HCl和H2O B．O2和H2O C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液 （2）某學(xué)生積極思考產(chǎn)生噴泉的其他辦法，并設(shè) 計(jì)了如圖乙所示的裝置。 ①在圖乙的錐形瓶中，分別加入足量的下列物質(zhì)，反應(yīng)后可能產(chǎn)生噴泉的是 （ ） A．Cu與稀鹽酸 B．NaHCO3與NaOH溶液 C．CaCO3與稀硫酸 D．NH4HCO3與稀鹽酸 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是： 。 ②在圖乙錐形瓶外放一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入水后，再加入足量的下列物質(zhì)，結(jié)果也產(chǎn)生噴泉。水槽中加入的物質(zhì)可以是 （ ） A．濃硫酸 B．食鹽 C．硝酸鉀 D．硫酸銅 這種方法產(chǎn)生噴泉的原理是： 。 ③比較圖甲和圖乙兩套裝置，從產(chǎn)生噴泉的原理來分析，圖甲 上部燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)；圖乙 下部錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)。（填“增大”或“減小”） （3）城市中常見的人造噴泉及火山爆發(fā)的原理與上述 （填“圖甲”或“圖乙”）裝置的原理相似。 〖解析〗圖甲裝置形成“噴泉”是因?yàn)闊績?nèi)氣體極易溶解于燒杯和滴管中的液體，使燒瓶內(nèi)的壓強(qiáng)突然減小而產(chǎn)生壓強(qiáng)差形成“噴泉”。圖乙裝置恰恰相反，下部錐形瓶中的物質(zhì)相互反應(yīng)產(chǎn)生氣體，使錐形瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生壓強(qiáng)差，將液體從下瓶中壓入到上瓶形成“噴泉”。 〖答案〗 （1）B （2）①D 錐形瓶中發(fā)生反應(yīng)：NH4HCO3+HCl=NH4Cl+CO2↑+H2O，隨著CO2氣體產(chǎn)生，錐形瓶中的壓強(qiáng)增大而產(chǎn)生“噴泉” ②A 濃 H2SO4 溶于水時(shí)，放出大量的熱，溫度升高使錐形瓶中的酒精揮發(fā)加快，瓶內(nèi)壓強(qiáng)增大，從而形成“噴泉” ③減小 增大（3）圖乙 【例4】下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） ①實(shí)驗(yàn)室制取并收集NH3 ②吸收NH3 ③檢查裝置氣密性 ④利用排空氣法收集CO2 A．①④ B．②④ C．②③ D．①③ 〖解析〗 ①項(xiàng)收集NH3裝置中無棉花；②項(xiàng)NH3通入CCl4中，NH3不溶于CCl4，不會(huì)產(chǎn)生倒吸，逸出的NH3又可被稀H2SO4吸收；③項(xiàng)向長頸漏斗中加一定量水，沒過長頸漏斗的下端，關(guān)閉止水夾，再加一定量的水，液面停止在某一高度不下降，可說明氣密性良 好,反之，氣密性不好；④項(xiàng)，收集比空氣重的氣體應(yīng)長進(jìn)短出。 〖答案〗 C 【例5】（xx天津）7．（14分）圖中X、Y、Z為單質(zhì)，其他為化學(xué)物，它們之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物已略去）。其中，A俗稱磁性氧化鐵：E是不溶于水的酸性氧化物，能與氫氟酸反應(yīng)。 n(X)/mol n(X2+)/mol O 回答下列問題： （1）組成單質(zhì)Y的元素在周期表中的位置是 ；M中存在的化學(xué)鍵類型為 ；R的化學(xué)式是 。 （2）一定條件下，Z與H2反應(yīng)生成ZH4，ZH的電子式為 。 （3）已知A與1molAl反應(yīng)轉(zhuǎn)化為X時(shí)（所有物質(zhì)均為固體）。放出aKJ熱量。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 。 n(X)/mol n(X2+)/mol 1.5 （4）寫出A和D的稀溶液反應(yīng)生成G的離子方程式： （5）問含4mol D 的稀溶液中，逐漸加入X3粉末至過量。假設(shè)生成的氣體只有一種，請?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出n（X2+）隨n（X）變化的示意圖，并標(biāo)出n（X2+）的最大值。 〖答案〗（1）第二周期第VIA族 離子鍵、共價(jià)鍵 H2SiO3（H4SiO4） （2） （3）8A1（s）+3Fe3O4（s） 9Fe（s）+4A12O3（s） △H=—8akJ/mol （4）3Fe3O4+28H++NO3— 9Fe3++NO↑+14H2O （5） 【例6】（xx重慶，27）（15分）固態(tài)化合物A由兩種短周期元素組成，可與水放生復(fù)分解反應(yīng)，甲組同學(xué)用題27圖裝置（夾持裝置略）對其進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。 （1）儀器B的名稱是____________。 （2）試驗(yàn)中，Ⅱ中的試紙變藍(lán)，Ⅳ中黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色并有M生成，則Ⅲ中的試劑為__________________；Ⅳ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________；Ⅴ中的試劑為____________________。 （3）乙組同學(xué)進(jìn)行同樣實(shí)驗(yàn)，但裝置連接順序?yàn)棰瘛蟆簟狪I—Ⅴ——Ⅵ，此時(shí)Ⅱ中現(xiàn)象為________，原因是__________________。 （4）經(jīng)上述反應(yīng)，2．5g 化合物A理論上可得0．56L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）M；則A的化學(xué)式為________________． 〖答案〗 (1)分液漏斗 (2)堿石灰； 3CuO+ 2NH3