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考點(diǎn)六 非金屬及其化合物知識(shí)點(diǎn)講解 硅及其化合物 一、硅 1．硅的存在和物理性質(zhì) ⑴ 存在：只以化合態(tài)存在，主要以SiO2和硅酸鹽的形式存在于地殼巖層里，在地殼中含量居第二位。 ⑵ 物理性質(zhì)：晶體硅是一種灰黑色固體，具有金屬光澤，硬而脆的固體，熔沸點(diǎn)較高，能導(dǎo)電，是良好 的半導(dǎo)體材料 。 2. 硅的化學(xué)性質(zhì) ⑴ 與單質(zhì)（O2、F2）反應(yīng)　 Si + O2 SiO2 Si+2F2==SiF4 ⑵ 與酸（HF）反應(yīng)　Si+4HF = SiF4↑+2H2↑ ⑶ 與強(qiáng)堿（如NaOH）溶液反應(yīng)Si+2NaOH +H2O == Na2SiO3+2H2↑ 3．用途：制造半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)芯片、太陽(yáng)能電池。 二、CO2和SiO2的比較 物 質(zhì) 二氧化硅 二氧化碳 晶體類型 原子晶體 分子晶體 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) ① 與水反應(yīng) 不反應(yīng) CO2 + H2O H2CO3 ② 與酸反應(yīng) SiO2 + 4HF = SiF4↑+ 2H2O 不反應(yīng) ③ 與堿反應(yīng) SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 高溫 盛堿液的試劑瓶用橡皮塞 CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或 CO2 + NaOH = 2NaHCO3 ④ 與鹽反應(yīng) 高溫 SiO2 + Na2CO3 ＝Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 ＝ CaSiO3 + CO2↑ Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3↓ + 2HClO CO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3 ⑤ 與堿性氧化物反應(yīng) SiO2 + CaO ＝ CaSiO3 CO2 + Na2O ＝ Na2CO3 ⑥ 與碳反應(yīng) SiO2+2C 2CO↑+Si CO2+C 2CO 主要用途 制光學(xué)儀器、石英玻璃。水晶可制作飾品，常用來(lái)制造通訊材料光導(dǎo)纖維。 化工原料、滅火劑。干冰用作制冷劑，人工降雨。 三、硅酸及硅酸鹽 1. 硅酸 ⑴　物理性質(zhì)：與一般的無(wú)機(jī)含氧酸不同，硅酸難溶于水。 ⑵　化學(xué)性質(zhì)： ①. 弱酸性：是二元弱酸，酸性比碳酸弱，與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為： H2SiO3+2NaOH== Na2SiO3+2H2O。 ②. 不穩(wěn)定性：受熱易分解，化學(xué)方程式為：H2SiO3 H2O+ SiO2。 ⑶ 制備：通過(guò)可溶性硅酸鹽與其他酸反應(yīng)制得，如Na2SiO3溶液與鹽酸反應(yīng)： Na2SiO3+2HCl== H2SiO3↓+2NaCl ⑷　用途：硅膠可用作干燥劑、催化劑的載體等。 2. 硅酸鹽 定義：硅酸鹽是由硅、氧、金屬所組成的化合物的總稱。 ⑴硅酸鹽結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一般不溶于水，性質(zhì)很穩(wěn)定。通常用氧化物的形式來(lái)表示其組成。 例如：硅酸鈉Na2SiO3（Na2OSiO2），高嶺石Al2Si2O5(OH)4（Al2O32SiO22H2O）。 書(shū)寫(xiě)順序?yàn)椋夯顫娊饘傺趸铩^活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。 注意事項(xiàng)： ① 氧化物之間以“ ”隔開(kāi)；②計(jì)量數(shù)配置出現(xiàn)分?jǐn)?shù)應(yīng)化為整數(shù)。 例如：鉀長(zhǎng)石KAlSi3O8不能寫(xiě)成K2OAl2O33SiO2，應(yīng)寫(xiě)成K2OAl2O36SiO2。 ⑵硅酸鈉：Na2SiO3，其水溶液俗名水玻璃，是一種無(wú)色粘稠液體，是一種礦物膠，用作黏合劑和木材防火劑。 四、常見(jiàn)無(wú)極非金屬材料及其主要用途 傳統(tǒng)的無(wú)極非金屬材料 硅酸鹽產(chǎn)品 水 泥 玻 璃 陶瓷 原 料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土 反應(yīng)原理 發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化 SiO2 + Na2CO3Na2SiO3 + CO2↑ SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2↑ 發(fā)生復(fù)雜物理化學(xué)變化 主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃窯 陶瓷窯 主要成分 3CaOSiO2、2CaOSiO2、3CaOAl2O3 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 反應(yīng)條件 高溫 高溫 高溫 【總結(jié)提升】 1．硅 (1) 硅的非金屬性弱于碳，但碳在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)，而硅卻只有化合態(tài)。 (2) 硅的還原性強(qiáng)于碳，但碳能還原SiO2：SiO2+2C 2CO↑+Si 。 (3) 非金屬單質(zhì)跟堿溶液作用一般無(wú)H2產(chǎn)生，但Si能跟堿溶液作用放出H2：Si+2NaOH+H2O====Na2SiO3+2H2↑。 (4) 非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸反應(yīng)，但硅能跟氫氟酸反應(yīng)。 (5) 非金屬單質(zhì)一般為非導(dǎo)體，但硅為半導(dǎo)體。 2. 二氧化硅 (1) 非金屬氧化物的熔沸點(diǎn)一般較低，但SiO2的熔點(diǎn)卻很高。 (2) 酸性氧化物一般不跟酸反應(yīng)，但SiO2能跟氫氟酸反應(yīng)。 3. 硅酸 (1) 無(wú)機(jī)酸一般易溶于水，但H2SiO3難溶于水。 (2) H2CO3的酸性強(qiáng)于H2SiO3，所以有Na2SiO3+CO2+H2O==== H2SiO3↓+Na2CO3，但在高溫下Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑能發(fā)生是因?yàn)樯傻腃O2容易揮發(fā)。 典例1（2019屆安徽省阜陽(yáng)三中高三第一學(xué)期第二次模擬考試）高純度晶硅是典型的無(wú)機(jī)非金屬材料，又稱“半導(dǎo)體”材料，它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計(jì)算機(jī)的一場(chǎng) “革命”。它可以按下列方法制備如下所示，下列說(shuō)法正確的是 A． 步驟①的化學(xué)方程式為：SiO2＋CSi＋CO2↑ B． 灼燒熔融的Na2CO3固體，可用石英坩堝 C． 二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng)，而硅不能與氫氟酸反應(yīng) D． SiHCl3（沸點(diǎn)33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸點(diǎn)67.6℃），通過(guò)蒸餾（或分餾）可提純SiHCl3 【答案】D C. 硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣，故C錯(cuò)誤； D、沸點(diǎn)相差30℃以上的兩種液體可以采用蒸餾的方法分離，所以D選項(xiàng)是正確的。 典例2（2019屆齊魯名校教科研協(xié)作體湖北、山東部分重點(diǎn)中學(xué)高三第一次聯(lián)考）碳族元素包括碳、硅、鍺（Ge）、錫（Sn）、鉛等，它們的單質(zhì)及化合物廣泛應(yīng)用于我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。鍺和錫以前曾被用于半導(dǎo)體材料，鉛被用來(lái)制造蓄電池。碳族元素在化合物中只有鉛以低價(jià)形式存在時(shí)較穩(wěn)定，其它元素在化合物中都是以高價(jià)形式存在比較穩(wěn)定，回答下列問(wèn)題： I．（1）高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4，請(qǐng)改寫(xiě)成氧化物的形式_________________. （2）實(shí)驗(yàn)室用單質(zhì)錫粉制取少量二氯化錫溶液，制取和保存的方法是(用文字?jǐn)⑹?_______________ _。 （3）鉛有多種氧化物，寫(xiě)出四氧化三鉛與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程式_____________________ .二氧化鉛在空氣中強(qiáng)熱會(huì)得到一系列鉛的其它氧化物。若把239g二氧化鉛強(qiáng)熱，當(dāng)質(zhì)量變?yōu)?31g時(shí)，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________. II．CH4–CO2催化重整不僅可以得到合成氣（CO和H2），還對(duì)溫室氣體的減排具有重要意義?；卮鹣铝袉?wèn)題： CH4–CO2催化重整反應(yīng)為：CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 已知：C(s)+2H2(g)= CH4 (g) ΔH=–75 kJmol?1 ① C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=–394 kJmol?1 ② 2C(s)+O2 (g)=2CO(g) ΔH=–222kJmol?1 ③ （1）有利于提高CH4平衡轉(zhuǎn)化率的條件是____（填標(biāo)號(hào)）。 A．高溫低壓 B．低溫高壓 C．高溫高壓 D．低溫低壓 （2）若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進(jìn)行，能夠判斷該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是____（填標(biāo)號(hào)）。 A．c(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化 B．氣體的密度不再發(fā)生變化 C．氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化 D．每有8molC-H鍵生成的同時(shí)有4molH-H鍵的斷裂 E．容器的溫度不再發(fā)生變化 （3）T℃時(shí)，在體積為10 L的容器中加入10 mol CH4、5 mol CO2以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率是50%，此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_______。 【答案】Al2O3?2SiO2?2H2O用過(guò)量的錫粉與鹽酸反應(yīng)，保存時(shí)過(guò)量的錫粉留在溶液中Pb3O4＋8H＋+2Cl―=3Pb2+＋Cl2↑+4H2O4PbO22Pb2O3+O2↑AACE1/3 【解析】I．（1）硅酸鹽用氧化物表示：活潑金屬氧化物在前，水在最后；根據(jù)原子守恒，高嶺土的成分中含Al2(Si2O5)(OH)4，用氧化物的形式表示：Al2O3?2SiO2?2H2O；正確答案：Al2O3?2SiO2?2H2O。 II．（1）根據(jù)蓋斯定律，重整反應(yīng)為：③-①-②，所以ΔH=-222+394+75=247 kJmol?1，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，提高甲烷的轉(zhuǎn)化率的方法是高溫低壓，使平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)正確；正確選項(xiàng)A。 （2）A. CO2為反應(yīng)物，H2為生成物，當(dāng)c(CO2)/c(H2)不再發(fā)生變化時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確； B．反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以根據(jù)ρ=m/V可知，反應(yīng)進(jìn)行到任何時(shí)候，氣體的密度都不再發(fā)生變化，不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤； C．反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，反應(yīng)后氣體的總量增大，根據(jù)M=m/n可知，當(dāng)氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C正確； D．每有8molC-H鍵生成，屬于v(逆)，有4molH-H鍵的斷裂，屬于v(逆)，速率同向，不能判定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤； E．若該反應(yīng)在容積不變的絕熱容器中進(jìn)行，當(dāng)容器的溫度不再發(fā)生變化，各物質(zhì)的濃度也不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，E正確； 正確選項(xiàng)ACE。 （3）已知c(CH4)= 10/10=1mol/L， c(CO2)=5/10=0.5 mol/L；根據(jù)以下步驟計(jì)算： CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 起始濃度 1 0.5 0 0 變化濃度 0.25 0.550% 0.5 0.5 平衡濃度 0.75 0.25 0.5 0.5 此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(CO) c2(H2)/ c(CH4) c(CO2)=（0.520.52）/ （0.750.25）=1/3；正確答案：1/3。 氯及其化合物 一、氯氣Cl2 1．物理性質(zhì)： 常溫、常壓下，氯氣是是黃綠色、有刺激性氣味的氣體；有毒，密度比空氣大；常溫、常壓下的溶解度為1:2，易液化。 2．化學(xué)性質(zhì)： （1）與金屬單質(zhì)反應(yīng)： a．與Na反應(yīng)：2Na＋Cl22NaCl , 現(xiàn)象：產(chǎn)生白煙。 b．與Cu反應(yīng)：Cu＋Cl2CuCl2 ，現(xiàn)象：產(chǎn)生棕黃色的煙。 c．與Fe反應(yīng)：2Fe＋3Cl22FeCl3 ， 現(xiàn)象：產(chǎn)生棕色的煙。 注：常溫下干燥的氯氣或液氯不與鐵反應(yīng)，所以液氯通常儲(chǔ)存在鋼瓶中 （2）與非金屬單質(zhì)反應(yīng)： a .與氫氣反應(yīng)：：H2＋Cl22HCl，現(xiàn)象：發(fā)出蒼白色火焰，瓶口有白霧生成。 注：H2＋Cl22HCl（會(huì)發(fā)生爆炸）——不可用于工業(yè)制鹽酸 （3）與水反應(yīng) 溶于水的氯氣部分與水反應(yīng)Cl2+H2O HCl+HClO （Cl2＋H2O H++ Cl- ＋HClO） （4）與堿反應(yīng)： a. 與氫氧化鈉反應(yīng)：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O) b. 與氫氧化鈣反應(yīng)：2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O) 漂白粉的成分是：CaCl2和Ca(ClO)2。有效成分是：Ca(ClO)2。 漂白原理：Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO； 漂白粉失效：2HClO=2HCl+O2↑ （見(jiàn)光易分解）。 （5）氯氣與還原性物質(zhì)反應(yīng)： ① 與NaBr：Cl2 + 2NaBr = 2NaCl + Br2 ② 與FeBr2：(少量)：3Cl2 + 2FeBr2 = 2FeCl3 + 2Br2 ③ 與SO2混合通入水中：Cl2+SO2+2H2O = H2SO4+2HCl （Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl–） 與Na2SO3反應(yīng)：Cl2＋SO32－＋H2O=SO42-－＋2Cl－＋2H+ 【拓展提升】 氯水成分的復(fù)雜性和多樣性 1．反應(yīng)原理及成分（三分四離：三種分子和四種離子） Cl2+H2OHCl+HClO HCl=H++Cl- HClO H++ClO- 2HClO 2HCl+O2↑ H2O H++OH- 新制氯水中，主要存在的分子有三種：Cl2、H2O、HClO；離子有四種：H+、Cl-、 ClO-、OH-。 2．氯水的性質(zhì) 氯水在與不同物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，表現(xiàn)出成分的復(fù)雜性和氯水性質(zhì)的多樣性。 成分 表現(xiàn)的性質(zhì) 反應(yīng)實(shí)例 Cl— 沉淀反應(yīng) Ag++ Cl—=AgCl↓ H+ 強(qiáng)酸性 CaCO3+2H+=Ca2+CO2↑+H2O 滴入紫色石蕊試液先變紅，后褪色 HClO ①弱酸性 ②強(qiáng)氧化性 HClO+ OH—= ClO—+ H2O 漂白、殺菌、消毒 Cl2 ①?gòu)?qiáng)氧化性 ②呈黃綠色 ③加成反應(yīng) Cl2+2KI=2KCl+I2 Cl2+SO2+2 H2O =2HCl+H2SO4 Cl2+CH2=CH2 → CH2Cl—CH2Cl H2O 無(wú)水CuSO4粉末變藍(lán) CuSO4+5H2O= CuSO45H2O 提示：（1）氯水通常密封保存于棕色試劑瓶中（見(jiàn)光或受熱易分解的物質(zhì)均保存在棕色試劑瓶中）； （2）Cl2使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙先變紅，后褪為白色。 3．影響Cl2+H2OHCl+HClO平衡移動(dòng)的因素 （1）當(dāng)加入可溶性氯化物時(shí)，c（Cl-）增大，平衡左移，因此可用排飽和食鹽水法——降低Cl2的溶解度來(lái)收集Cl2，也可用飽和食鹽水除去Cl2中的雜質(zhì)HCl。 （2）當(dāng)加濃鹽酸時(shí)，c（H+）和c（Cl-）都增大，平衡左移，因此可用次氯酸鹽和濃鹽酸作用來(lái)制取Cl2或測(cè)漂白粉中的“有效氯”；當(dāng)加入CaCO3和Na2CO3時(shí)，c（H+）減少，平衡右移，可使氯水中c（HClO）增大，增強(qiáng)漂白的作用。 （3）當(dāng)加入堿時(shí)，c（H+）和c（HClO）都減少，平衡右移，實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常用濃強(qiáng)堿吸收未反應(yīng)完的Cl2，用于工業(yè)制漂白粉和漂白液。 （4）氯水光照后，因HClO分解，平衡右移，故氯水須避光貯存，最好現(xiàn)用現(xiàn)制，否則久置的氯水就會(huì)成為鹽酸。 4．漂白劑漂白原理比較： 物 質(zhì) 漂白原理 漂白特點(diǎn) 能漂白的物質(zhì) 活性炭 吸附漂白 物理漂白，不可逆 一般用于溶液漂白 次氯酸 次氯酸鹽 過(guò)氧化鈉 過(guò)氧化氫 強(qiáng)氧化性進(jìn)行漂白 氧化還原漂白，不可逆 可以漂白所有有機(jī)色質(zhì) 二氧化硫 生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì) 化合性漂白，可逆 具有選擇性，如品紅、棉、麻、草等 3．氯氣的制備 ⑴ 實(shí)實(shí)驗(yàn)室制法： ① 原理：MnO2 + 4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O 2KMnO4 + 16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 ↑+ 8H2O ② 主要裝置：固+液 氣 ③ 收集方法：向上排空氣法或排飽和食鹽水的方法。 ④ 除雜方法：用飽和食鹽水除去HCl。 ⑤ 干燥：濃 H2SO4。 ⑥ 驗(yàn)滿：濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙放到集氣瓶口，變藍(lán)。 ⑦ 檢驗(yàn)：使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)。 ⑧ 尾氣處理：用NaOH溶液吸收尾氣。 ⑵ 工業(yè)制法： 原理：2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2 ↑+ Cl2↑ 4．用途：制鹽酸、漂白粉、消毒殺菌、農(nóng)藥等。 二、鹵族元素 包括氟(F)、氯(C1)、溴(Br)、碘(I)和放射性元素砹(At)。在自然界中鹵素?zé)o游離態(tài)，都是以化合態(tài)形式存在。 1. 鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)遞變 氟F 氯Cl 溴Br 碘I 核電荷數(shù) 9 17 35 53 原子結(jié)構(gòu)的相似性 最外層上的電子數(shù)都是7個(gè) 鹵素化學(xué)性質(zhì)的相似性 ①氟只有－1價(jià)，其余鹵素有－l、+1、+3、+5、+7價(jià)②單質(zhì)都具有強(qiáng)氧化性，是強(qiáng)氧化劑③單質(zhì)均能與H2化合生成鹵化氫氣體，與金屬單質(zhì)化合生成金屬鹵化物④單質(zhì)都能與水、強(qiáng)堿反應(yīng)，Br2、I2的反應(yīng)與C12類似 原子結(jié)構(gòu)的遞變性 核電荷數(shù)、電子層數(shù) 少 多 原子半徑 小 大 化學(xué)性質(zhì)的遞變性 原子得電子能力 單質(zhì)的氧化性 強(qiáng) 弱 2. 鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)： 顏色 狀態(tài) 熔點(diǎn)、沸點(diǎn) 溶解度(水中) 密度 F2 淺黃綠色 淺 深 氣體 低 高 降 低 小 大 Cl2 黃綠色 氣體 部分溶于水，并與水發(fā)生不同程度反應(yīng) Br2 深紅棕色 液體 易揮發(fā) I2 紫黑色 固體 升華 3. 鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)： (1) 鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng) (2) 鹵素單質(zhì)與水的反應(yīng)． ① 2F2 + 2H2O ＝4HF + O2(置換反應(yīng)) 將F2通入某物質(zhì)的水溶液中，F(xiàn)2先跟H2O反應(yīng)．如將F2通入NaCl的水溶液中，同樣發(fā)生上述反應(yīng)，等。 ② X2 + H2O = HX + HXO (X＝C1、Br、I)． (3) 鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)．2NaBr + C12(新制、飽和) = 2NaCl + Br2 2Br- + C12 = 2C1- + Br2 4. 鹵素離子的檢驗(yàn)方法 F2 Cl2 Br2 I2 與H2化合的條件 冷、暗 點(diǎn)燃或光照 500℃ 持續(xù)加熱 反應(yīng)情況 爆炸 強(qiáng)光照射時(shí)爆炸 緩慢化合 緩慢化合，生成的HI同時(shí)分解 產(chǎn)生鹵化氫的穩(wěn)定性 HF＞HCl＞HBr＞HI (1)　AgNO3溶沉淀法 未知溶液，加AgNO3溶液和稀HNO3，生成白色沉淀原溶液中含有C1-；產(chǎn)生淺黃色沉淀原溶液中含有Br-；產(chǎn)生黃色沉淀，原溶液中含有I-。 (2)　置換—萃取法 未知溶液，加適量新制飽和氯水，振蕩，再加入CCl4振蕩，下層呈紅棕色說(shuō)明原溶液中含有Br-；下層呈紫色，說(shuō)明原溶液中含有I-。 【拓展提升】 鹵素及其化合物的特性和用途 (1) 氟 ① 無(wú)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。 ③ 2F2＋2H2O = 4HF＋O2。 ④ HF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 ① Br2是深紅棕色液體，易揮發(fā) ② Br2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 ① I2遇淀粉變藍(lán)色。 ② I2加熱時(shí)易升華。 ③ I2易溶于有機(jī)溶劑。 ④ 食用鹽中加入KIO3可防治甲狀腺腫大。⑤I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生Fe I2，其他鹵素單質(zhì)生成FeX2。 (4) 鹵化銀 ① AgF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。 ③ AgI可用于人工降雨。 典例1（2019屆青海省西寧市第四高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第一次模擬考試）下列反應(yīng)的離子方程式正確的是 A． 硫化氫氣體通入氯水中：H2S＋Cl2＝S↓＋2Cl－＋2H＋ B． 向小蘇打溶液中加入過(guò)量的石灰水：Ca2+＋2OH－＋2HCO3－＝CaCO3↓＋CO32－＋2H2O C． 氟氣通入水中： 2F2＋2H2O＝4F－＋4H+＋O2 D． FeBr2溶液與足量的Cl2反應(yīng)：2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2＝2Fe3＋＋4Cl－＋Br2 【答案】A 典例2（2019屆天津市武清區(qū)城關(guān)中學(xué)高三上學(xué)期化學(xué)月考一）中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的幾種物質(zhì)存在下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。其中，A是一種黑色粉末狀固體，C是一種黃綠色氣體，實(shí)驗(yàn)室中常用E溶液吸收多余的C。（圖中部分產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去） 回答下列問(wèn)題： （1）寫(xiě)出A與B的濃溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________。 （2）固體E中含有化學(xué)鍵的類型是__________，C與E反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________。 （3）將B的濃溶液與H的濃溶液混合，立即產(chǎn)生大量氣體C，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________。 （4）某課外小組的同學(xué)用E溶液吸收C，利用下圖所示裝置向吸收液中持續(xù)通入SO2氣體。 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到如下現(xiàn)象： ①開(kāi)始時(shí)，溶液上方出現(xiàn)白霧，試紙a變紅。甲同學(xué)認(rèn)為是HCl使a變紅，乙同學(xué)不同意甲的觀點(diǎn)，乙同學(xué)的認(rèn)為使a變紅的是__________（寫(xiě)出一種即可）。 ②片刻后，溶液上方出現(xiàn)黃綠色氣體，試紙b變藍(lán)。用離子方程式解釋b變藍(lán)的原因__________。 ③最終試紙b褪色。同學(xué)們認(rèn)為可能的原因有兩種：一是I2有還原性，黃綠色氣體等物質(zhì)將其氧化成IO3－，從而使藍(lán)色消失；二是__________。 【答案】MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O離子鍵、極性鍵Cl2+2OH－＝Cl－+ClO－+H2OClO－+Cl－+2H+＝Cl2↑+H2OSO2（或H2SO3）Cl2+2I－＝2Cl－+I2I2有氧化性,SO2能將I2還原成I－，從而使藍(lán)色消失 （4）氯氣與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸和HCl，則 ①試紙a變紅，說(shuō)明有酸性物質(zhì)存在，若二氧化硫過(guò)量，試紙a變紅還可能與SO2（或H2SO3）有關(guān)系； ②上方出現(xiàn)黃綠色氣體，即氯氣，試紙b變藍(lán)，說(shuō)明有單質(zhì)碘生成，發(fā)生反應(yīng)Cl2+2I－＝2Cl－+I2； ③最終試紙b褪色，可能與碘的還原性、氧化性有關(guān)，則可能的原因二為I2有氧化性，SO2能將I2還原成I-，從而使藍(lán)色消失。 硫及其化合物 一、硫 1. 硫在自然界的存在： （1）游離態(tài)：硫單質(zhì)俗稱硫磺，主要存在于火山噴口附近或地殼的巖層里。 （2）化合態(tài)：主要以硫化物和硫酸鹽的形式存在。有關(guān)的化學(xué)式為：硫鐵礦FeS2、黃銅礦 CuFeS2、生石膏CaSO42H2O、芒硝Na2SO410H2O 。 2. 物理性質(zhì)： 淡黃色固體，不于水，可溶于酒精，易溶于CS2（用于洗滌沾有硫的容器） ，熔沸點(diǎn)都很低。 3. 硫的化學(xué)性質(zhì) ① 氧化性： 與絕大多數(shù)金屬反應(yīng)： 與鐵反應(yīng)Fe + S FeS 、與銅反應(yīng) 2Cu + S Cu2S 與非金屬反應(yīng)：H2+SH2S ② 還原性： 與氧氣發(fā)生反應(yīng) S＋O2 SO2 與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)濃HNO3反應(yīng) ③ 自身氧化還原反應(yīng) 3S+6NaOH===2Na2S+Na2SO3 +3H2O 二、二氧化硫和三氧化硫 1. 二氧化硫 （1）物理性質(zhì) 顏 色 氣 味 毒 性 密 度 溶解性 無(wú)色 刺激性 有 比空氣大 易溶（1:40） （2）化學(xué)性質(zhì) ① 酸性氧化物---亞硫酐 a．二氧化硫與水反應(yīng) ：SO2 + H2O H2SO3 (亞硫酸) 使紫色石蕊試液變紅. b．二氧化硫與堿的反應(yīng) SO2少量：SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O ；SO2過(guò)量：SO2 + NaOH == NaHSO3 [SO2 + 2 NaOH == Na2SO3 + H2O；Na2SO3 + H2O + SO2 == 2NaHSO3 ] c．與堿性氧化物反應(yīng) SO2+CaO==CaSO3 ② 二氧化硫的氧化性： SO2+2H2S === 3S↓ + 2H2O ③ 二氧化硫的還原性 a．SO2＋O22SO3 b．與鹵素單質(zhì)反應(yīng)： SO2 + Br2 + 2 H2 O = H2 SO4 + 2HBr SO2 + Cl2 + 2 H2 O = H2 SO4 + 2HCl c．與某些強(qiáng)氧化劑的反應(yīng)： 2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 === K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4 ④ 漂白性 品紅溶液中通入SO2， 再回?zé)嶙優(yōu)榧t色。 ⑤ 用途：制H2SO4 ；作漂白劑；殺菌，消毒。 2. 三氧化硫 （1）物理性質(zhì)：又名硫酸酐，是一種無(wú)色易揮發(fā)的晶體，溶點(diǎn)16.80C，沸點(diǎn)44.80C，標(biāo)況下為固體。 （2）化學(xué)性質(zhì)：具有酸的氧化物的通性，與水反應(yīng)放出大量的熱，具有較強(qiáng)的氧化性。 3. 硫的氧化物對(duì)大氣的污染; 酸雨的pH小于5.6。 三、硫酸 1. 物理性質(zhì)：難揮發(fā)；與水以任意比例互溶，溶解時(shí)可放出大量熱。 稀釋濃硫酸的方法是：把濃硫酸沿器壁慢慢注入水里，并邊加加攪拌。 2. 濃硫酸的特性： 吸水性：常用作干燥劑，但不能干燥NH3、H2S、HBr、HI。 脫水性：將有機(jī)物中的氫氧原子以2：1比例脫去，如使蔗糖碳化。 強(qiáng)氧化性;鐵、鋁遇濃硫酸鈍化。 與銅反應(yīng)：Cu +2H2SO4 CuSO4 + SO2 ↑+2H2O 與碳反應(yīng)：C + 2H2SO4 CO2 ↑+ 2SO2 ↑+2H2O 3. SO42-的檢驗(yàn)（干擾離子可能有：CO32-、SO32-、SiO32-、Ag＋、PO43－等）： 待測(cè)液 ，加過(guò)量鹽酸酸化，變?yōu)槌吻逡?，再加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，說(shuō)明待測(cè)液中含有SO42-離子。 四、氧族元素： 1．氧族元素比較： 原子半徑 O＜S＜Se＜Te 單質(zhì)氧化性 O2＞S＞Se＞Te 單質(zhì)顏色 無(wú)色 淡黃色 灰色 銀白色 單質(zhì)狀態(tài) 氣體 固體 固體 固體 氫化物穩(wěn)定性 H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te 最高價(jià)含氧酸酸性 H2SO4＞H2SeSO4＞H2TeO4 2．O2和O3比較： O2 O3 顏 色 無(wú)色 氣態(tài)—淡藍(lán)色 氣 味 無(wú) 刺激性特殊臭味 水溶性 臭氧比氧氣易溶于水 密 度 臭氧密度比氧氣的大 氧化性 強(qiáng) （不易氧化Ag、Hg等） 極強(qiáng)（O3+2KI+H2O==2KOH+I2+O2） （易氧化Ag、Hg等不活潑金屬） 漂白性 無(wú) 有（極強(qiáng)氧化性—作消毒劑和脫色劑） 穩(wěn)定性 強(qiáng) 弱 相互關(guān)系 3O2 高壓 = 或放電 2O3 臭氧和氧氣是氧的同素異形體 3．比較H2O和H2O2 H2O H2O2 電子式 H 化學(xué)鍵 極性鍵 極性鍵和非極性鍵 分子極性 有 有 穩(wěn)定性 穩(wěn)定2H2O 2H2↑+O2↑ 不穩(wěn)定2H2O22H2O+O2↑ 氧化性 較弱（遇強(qiáng)還原劑反應(yīng)） 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 較強(qiáng)（遇還原劑反應(yīng)） SO2+H2O2===H2SO4 還原性 較弱 （遇極強(qiáng)氧化劑反應(yīng)） 2F2+2H2O===4HF+O2 較強(qiáng) （遇較強(qiáng)氧化劑反應(yīng)） 2MnO4—+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O 作 用 飲用、溶劑等 氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑等 典例1（2019屆青海省西寧市第四高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期第一次模擬考試）根據(jù)題意完成下列問(wèn)題： （1）做實(shí)驗(yàn)時(shí)皮膚上不小心粘了一些高錳酸鉀，形成的黑斑很久才能消除，如果用草酸的稀溶液洗滌馬上可以復(fù)原，其離子方程式為：MnO4- + C2O42- + H+ → CO2↑+ Mn2+ + ①該反應(yīng)的氧化劑是_____右邊方框內(nèi)的產(chǎn)物是_____ ②完成并配平該離子方程式 __________________電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是_____ e- （2）如圖表示某固態(tài)單質(zhì)A及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系（某些產(chǎn)物和反應(yīng)條件已略去）。單質(zhì)A能與某氣態(tài)單質(zhì)化合生成化合物B。 若化合物B是造成酸雨的主要污染物，化合物D是組成單質(zhì)A元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物，則單質(zhì)A是_________（物質(zhì)名稱），將化合物B通入溴水中觀察到的現(xiàn)象是_________ ，該現(xiàn)象說(shuō)明化合物B具有_______ 性。 【答案】MnO4-H2O2 MnO4- +5 C2O42- + 16 H+ == 10 CO2↑+ 2 Mn2+ + 8H2O10硫黃溴水褪色還原性 （2）造成酸雨的主要污染物是SO2，所以B是SO2，則A是單質(zhì)S，C是SO3，D是H2SO4，E可以是H2SO3或亞硫酸鹽。SO2具有還原性，能被溴水氧化，而使溴水褪色。 典例2（2019屆福建省廈門(mén)外國(guó)語(yǔ)學(xué)校高三上學(xué)期第一次月考）下列關(guān)系圖中，A是一種正鹽，B是氣態(tài)氫化物，C是單質(zhì)，F(xiàn)是強(qiáng)酸。當(dāng)X無(wú)論是強(qiáng)酸還是強(qiáng)堿時(shí)都有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系（其他反應(yīng)產(chǎn)物及反應(yīng)所需條件均已略去）。當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)， B能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。下列說(shuō)法中不正確的是 A． 當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)可能是H2SO4 B． 當(dāng)X是強(qiáng)堿時(shí)，A、B、C、D、E、F中均含同一種元素，F(xiàn)是HNO3 C． B和Cl2的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng) D． 當(dāng)X是強(qiáng)酸時(shí)，C在常溫下是氣態(tài)單質(zhì) 【答案】D 氮及其化合物 一、氮?dú)? 1. 氮?dú)獾姆肿咏Y(jié)構(gòu)，N2電子式：，結(jié)構(gòu)式為N≡N。由于N2分子中的N≡N鍵很牢固，所以通常情況下，氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不活潑。 2. 物理性質(zhì)：是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。 3. 氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)：常溫下氮?dú)夂芊€(wěn)定，很難與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但這種穩(wěn)定是相對(duì)的，在一定條件下（如高溫、放電等），也能跟某些物質(zhì)（如氧氣、氫氣等）發(fā)生反應(yīng)。 ⑴ N2的氧化性： ① 與H2化合生成NH3 N2 +3H22NH3 該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，是工業(yè)合成氨的原理。 點(diǎn)燃 ② 鎂條能在N2中燃燒 N2 + 3Mg ==== Mg3N2（金屬鎂、鋰均能與氮?dú)夥磻?yīng)） Mg3N2易與水反應(yīng)：Mg3N2 + 6H2O === 3Mg(OH)2 + 2NH3↑ 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 鎂條在空氣中點(diǎn)燃發(fā)生的反應(yīng)有： 2Mg + O2 ==== 2MgO N2 + 3Mg ==== Mg3N2 2Mg + CO2 ==== 2MgO + C ⑵ N2與O2化合生成NO： N2 + O22NO 在閃電或行駛的汽車引擎中會(huì)發(fā)生以上反應(yīng)。 4．氮?dú)獾挠猛荆? ⑴ 合成氨，制硝酸； ⑵ 代替稀有氣體作焊接金屬時(shí)的保護(hù)氣，以防止金屬被空氣氧化； ⑶ 在燈泡中填充氮?dú)庖苑乐规u絲被氧化或揮發(fā)； ⑷ 保存糧食、水果等食品，以防止腐爛； ⑸ 醫(yī)學(xué)上用液氮作冷凍劑，以便在冷凍麻醉下進(jìn)行手術(shù)； ⑹ 利用液氮制造低溫環(huán)境，使某些超導(dǎo)材料獲得超導(dǎo)性能。 5．制法： △ ⑴ 實(shí)驗(yàn)室制法：加熱NH4Cl飽和溶液和NaNO2晶體的混合物。 NaNO2 + NH4Cl === NaCl + N2↑+ 2H2O ⑵ 工業(yè)制法： 6．氮的固定：游離態(tài)氮轉(zhuǎn)變?yōu)榛蠎B(tài)氮的方法。 自然固氮 → 閃電時(shí)，N2 轉(zhuǎn)化為NO 生物固氮 → 豆科作物根瘤菌將N2 轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮 工業(yè)固氮 → 工業(yè)上用N2 和H2合成氨氣 二、氮的氧化物 各種價(jià)態(tài)氮氧化物：（N2O）、（NO）、（N2O3）、（NO2、N2O4）、（N2O5），其中N2O3和N2O5分別是HNO2和HNO3的酸酐。氣態(tài)的氮氧化物幾乎都是劇毒性物質(zhì)，在太陽(yáng)輻射下還會(huì)與碳?xì)浠锓磻?yīng)形成光化學(xué)煙霧。 1．NO、NO2性質(zhì)： 氮的氧化物 一氧化氮(NO) 二氧化氮(NO2) 物理性質(zhì) 為無(wú)色、不溶于水、有毒的氣體 為紅棕色、有刺激性氣味、有毒的氣體，易溶于水 化學(xué)性質(zhì) ①極易被空氣中的O2氧化： 2NO + O2= 2NO2 ②NO中的氮為+2價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，既有氧化性又有還原性 ①與H2O反應(yīng)： 3NO2 + H2O＝2HNO3 + NO (工業(yè)制HNO3原理．在此反應(yīng)中，NO2同時(shí)作氧化劑和還原劑) ②與NaOH等強(qiáng)堿溶液的反應(yīng)，2NO2 + 2NaOH = NaNO2 +NaNO3 + H2O ③平衡體系：2NO2 N2O4 氮氧化物對(duì)環(huán)境的污染、危害及防治措施 ①硝酸型酸雨的產(chǎn)生及危害 ②造成光化學(xué)煙霧的主要因素：氮氧化物（NxOy）和碳?xì)浠衔铮–xHy）在大氣環(huán)境中受到強(qiáng)烈的太陽(yáng)紫外線照射后，發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要生成光化學(xué)氧化劑（主在是O3）及其他多種復(fù)雜的化合物，這是一種新的二次污染物，統(tǒng)稱為光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧刺激呼吸器官，使人生病甚至死亡。光化學(xué)煙霧主要發(fā)生在陽(yáng)光強(qiáng)烈的夏、秋季節(jié)。 ③破壞臭氧層 措施：空氣中的NO、NO2污染物主要來(lái)自于石油產(chǎn)品和煤燃燒的產(chǎn)物、汽車尾氣以及制硝酸工廠的廢氣，因此使用潔凈能源，減少氮氧化物的排放；為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置；處理工廠廢氣可以減少排放。 2．NO、NO2的制?。? ⑴ 實(shí)驗(yàn)室NO可用Cu與稀HNO3反應(yīng)制?。? 3Cu＋8HNO3（?。?Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，由于NO極易與空氣中的氧氣作用，故只能用排水法收集。 ⑵ 實(shí)驗(yàn)室NO2可用Cu與濃HNO3反應(yīng)制?。? Cu＋4HNO3（濃）＝Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，由于NO2可與水反應(yīng)，故只能用排空氣法收集。 3．2NO2 N2O4 △H<0 的應(yīng)用 4．有關(guān)NO、NO2、O2的混合氣體和水反應(yīng)的計(jì)算 基本反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO 2NO+O2=2NO2 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 三、氨氣、銨鹽 1．氨分子的結(jié)構(gòu)：NH3的電子式為，結(jié)構(gòu)式為，氨分子的結(jié)構(gòu)為三角錐形，N原子位于錐頂，三個(gè)H原子位于錐底，鍵角10718′，是極性分子。 2. 物理性質(zhì)：氨氣是無(wú)色、有刺激性氣味的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，密度是0.771gL—1，比空氣小。氨易液化，液氨氣化時(shí)要吸收大量的熱，使周圍溫度急劇下降，所以液氨可作致冷劑。 氨氣極易溶于水，常溫常壓下，1體積水中大約可溶解700體積的氨氣。氨的水溶液稱氨水。計(jì)算氨水的濃度時(shí)，溶質(zhì)應(yīng)為NH3 。 3.化學(xué)性質(zhì)： ⑴ 跟水反應(yīng)：氨氣溶于水時(shí)（氨氣的水溶液叫氨水），大部分的NH3分子與H2O分子結(jié)合成NH3H2O（一水合氨）。NH3H2O為弱電解質(zhì)，只能部分電離成NH4＋和OH－。 NH3 + H2ONH3H2O NH4＋ + OH－ ①　氨水的性質(zhì)：氨水具有弱堿性，使無(wú)色酚酞試液變?yōu)闇\紅色，使紅色石蕊試液變?yōu)樗{(lán)色。氨水的濃度越大，密度反而越小（是一種特殊情況）。NH3H2O不穩(wěn)定，故加熱氨水時(shí)有氨氣逸出： NH3H2O NH3↑+ H2O ②　氨水的組成：氨水是混合物（液氨是純凈物），其中含有3種分子（NH3、NH3H2O、H2O）和3種離子（NH4＋和OH－、極少量的H＋）。 ③　氨水的保存方法：氨水對(duì)許多金屬有腐蝕作用，所以不能用金屬容器盛裝氨水。通常把氨水盛裝在玻璃容器、橡皮袋、陶瓷壇或內(nèi)涂瀝青的鐵桶里。 ④　有關(guān)氨水濃度的計(jì)算：氨水雖然大部分以NH3H2O形式存在，但計(jì)算時(shí)仍以NH3作溶質(zhì)。 ⑤　NH3是唯一能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體，常用此性質(zhì)檢驗(yàn)NH3。 ⑵ 氨與酸（硫酸、硝酸、鹽酸等）反應(yīng)，生成銨鹽。 反應(yīng)原理： NH3 + H+ === NH4+ ①　當(dāng)蘸有濃氨水的玻璃棒與蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近時(shí)，產(chǎn)生大量白煙。這種白煙是氨水中揮發(fā)出來(lái)的NH3與鹽酸揮發(fā)出來(lái)的HCl化合生成的NH4C1晶體小顆粒。 反應(yīng)的方程式：NH3 + HCl === NH4Cl ②　氨氣與揮發(fā)性酸（濃鹽酸、濃硝酸等）相遇，因反應(yīng)生成微小的銨鹽晶體而冒白煙，這是檢驗(yàn)氨氣的方法之—。 ⑶　與O2反應(yīng)：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 點(diǎn)燃 氨氣在催化劑（如鉑等）、加熱條件下，被氧氣氧化生成NO和H2O。此反應(yīng)是放熱反應(yīng)，叫做氨的催化氧化（或叫接觸氧化）是工業(yè)制硝酸的反應(yīng)原理之一。 4NH3 + 3O2（純氧） ==== 2N2 + 6H2O（黃綠色火焰） ⑷　還原性：與CuO、Cl2等的反應(yīng)。 氨氣還原CuO是實(shí)驗(yàn)室制氮?dú)獾姆椒ㄖ?，其反?yīng)方程式為 3CuO + 2NH3 N2 + 3Cu +3H2O 氨氣與少量氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3 + 3Cl2 ==== N2 + 6NH4Cl 氨氣與足量氯氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3 + 3Cl2 ==== N2 + 6HCl 4．氨氣的用途： ① 是氮肥工業(yè)及制造硝酸、銨鹽、純堿的原料； ② 是有機(jī)合成工業(yè)如合成纖維、塑料、染料、尿素等的常用原料； ③ 用作冰機(jī)中的致冷劑。 5．氨的實(shí)驗(yàn)室制法： ⑴　反應(yīng)原理：2NH4Cl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2NH3↑+ 2H2O ⑵ 發(fā)生裝置：固固反應(yīng)加熱裝置，與制取氧氣的發(fā)生裝置相同。 ⑶　干燥：用堿石灰干燥。 不能用濃H2SO4、P2O5等酸性干燥劑和CaCl2干燥氨氣，因?yàn)樗鼈兌寄芘c氨氣發(fā)生反應(yīng)（CaCl2與NH3反應(yīng)生成CaCl28NH3）。 ⑷ 收集方法：由于氨極易溶于水，密度比空氣小，所以只能用向下排空氣法收集。 ⑸ 檢驗(yàn)： a．用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙放試管口或者瓶口（變藍(lán)） b．蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近試管口或者瓶口（產(chǎn)生白煙）。 棉花團(tuán)的作用：是為了防止試管內(nèi)的NH3與試管外的空氣形成對(duì)流，以期在較短時(shí)間內(nèi)收集到較為純凈的氨氣。 ① 制氨氣所用的銨鹽不能用NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2CO3等代替，因?yàn)镹H4NO3在加熱時(shí)易發(fā)生爆炸，而NH4HCO3、(NH4)2CO3極易分解產(chǎn)生CO2氣體使制得的NH3不純。 ② 消石灰不能用NaOH、KOH等強(qiáng)堿代替，因?yàn)镹aOH、KOH具有吸濕性，易潮解結(jié)塊，不利于生成的氨氣逸出，而且NaOH、KOH對(duì)玻璃有強(qiáng)烈的腐蝕作用。 ③ NH3極易溶于水，制取和收集的容器必須干燥。 ④ 實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的另一種常用方法：將濃氨水滴到生石灰或燒堿固體上。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為： CaO + NH3H2O ==== Ca(OH)2 + NH3↑ 燒堿或生石灰的作用：一是增大溶液中的OH－濃度，二是溶解或反應(yīng)放熱，促使NH3H2O轉(zhuǎn)化為NH3，這種制氨氣的發(fā)生裝置與實(shí)驗(yàn)室制O2（H2O2為原料）、C2H2氣體的裝置相同。 6．銨鹽：由銨離子和酸根離子構(gòu)成的鹽。 如：硫酸銨【（NH4）2SO4 ，俗稱硫銨，又稱肥田粉】，氯化銨【NH4Cl，俗稱氯銨】，硝酸銨【NH4NO3，俗稱硝銨】，碳酸氫銨【NH4HCO3，俗稱碳銨】銨鹽屬于銨態(tài)氮肥。 ⑴ 銨鹽的性質(zhì) ① 銨鹽都是無(wú)色或白色的晶體晶體，且都易溶于水。 ② 與堿作用：(NH4)2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2NH3↑+ 2H2O NH3NO3 + NaOH NaNO3 + NH3↑+ H2O 實(shí)質(zhì)：NH4+ + OH— NH3↑+ H2O 銨鹽與堿共熱都能產(chǎn)生NH3，這是銨鹽的共同性質(zhì)。 有關(guān)系式：NH4+ NH3，相互之間可以轉(zhuǎn)化。 a．若是銨鹽溶液與燒堿溶液共熱，則可用離子方程式表示為： NH4＋+ OH－NH3↑+ H2O b．若反應(yīng)物為稀溶液且不加熱時(shí)，則無(wú)氨氣逸出，用離子方程式表示為： NH4＋+ OH－＝NH3 H2O c．若反應(yīng)物都是固體時(shí)，則只能用化學(xué)方程式表示。 ③ 受熱發(fā)生分解反應(yīng)：固態(tài)銨鹽受熱都易分解．根據(jù)組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸的性質(zhì)的不同，銨鹽分解時(shí)有以下兩種情況： a．組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸是非氧化性的揮發(fā)性酸時(shí)，則加熱時(shí)酸與氨氣同時(shí)揮發(fā)，冷卻時(shí)又重新化合生成銨鹽。例如： NH4Cl(固) NH3↑+ HCl↑ NH3 + HCl＝NH4Cl （試管上端又有白色固體附著） 又如： NH4HCO3NH3↑+ H2O + CO2↑ b．組成銨鹽的酸根陰離子對(duì)應(yīng)的酸是氧化性酸，加熱時(shí)則發(fā)生氧化還原反應(yīng)，無(wú)氨氣逸出．例如： NH3NO3 N2O↑+ 2H2O （發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)，爆炸） 貯存銨態(tài)氮肥時(shí)，為了防止受熱分解，應(yīng)密封包裝并放在陰涼通風(fēng)處；施用氮肥時(shí)應(yīng)埋在土下并及時(shí)灌水，以保證肥效。 ⑵　NH4+的檢驗(yàn)方法： 將待檢物取出少量置于試管中，加入NaOH溶液后，加熱，用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)诠芸跈z驗(yàn)，若試紙變藍(lán)色，則證明待檢物中含銨鹽(NH4＋)。 四、硝酸 1．物理性質(zhì)： ⑴ 純硝酸是無(wú)色、易揮發(fā)（沸點(diǎn)為83℃）、有刺激性氣味的液體，常用濃HNO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%，能跟水以任意比互溶，打開(kāi)盛濃硝酸的試劑瓶蓋，有白霧產(chǎn)生。（與濃鹽酸相同） ⑵ 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％以上的濃硝酸揮發(fā)出來(lái)的HNO3蒸氣遇空氣中的水蒸氣形成極微小的硝酸液滴而產(chǎn)生“發(fā)煙現(xiàn)象”。因此，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％以上的濃硝酸通常叫做“發(fā)煙硝酸”。 2．化學(xué)性質(zhì)： ⑴ 具有酸的一些通性，但硝酸與金屬反應(yīng)時(shí)一般無(wú)氫氣產(chǎn)生。 例如： CaCO3 + 2HNO3(稀)＝Ca(NO3)2 + CO2↑+ H2O （實(shí)驗(yàn)室制CO2氣體時(shí)，若無(wú)稀鹽酸可用稀硝酸代替） ⑵ 不穩(wěn)定性。HNO3見(jiàn)光或受熱易發(fā)生分解，HNO3越濃，越易分解。硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黃色。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 4HNO32H2O + 4NO2↑+O2↑ ⑶ 強(qiáng)氧化性：不論是稀HNO3還是濃HNO3，都具有極強(qiáng)的氧化性。HNO3濃度越大，氧化性越強(qiáng)。其氧化性表現(xiàn)在以下幾方面： ① 幾乎能與所有金屬（除Pt、Au外）反應(yīng)。當(dāng)HNO3與金屬反應(yīng)時(shí)，HNO3被還原的程度（即氮元素化合價(jià)降低的程度）取決于硝酸的濃度和金屬單質(zhì)還原性的強(qiáng)弱。對(duì)于同一金屬單質(zhì)而言，HNO3的濃度越小，HNO3被還原的程度越大，氮元素的化合價(jià)降低越多。一般反應(yīng)規(guī)律為： 金屬 + HNO3(濃) → 硝酸鹽 + NO2↑ + H2O 金屬 + HNO3(稀) → 硝酸鹽 + NO↑ + H2O 較活潑的金屬(如Mg、Zn等) + HNO3(極稀) → 硝酸鹽 + H2O + N2O↑(或NH3等) 金屬與硝酸反應(yīng)的重要實(shí)例為： 3Cu + 8HNO3(稀) ＝ 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O 該反應(yīng)較緩慢，反應(yīng)后溶液顯藍(lán)色，反應(yīng)產(chǎn)生的無(wú)色氣體遇到空氣后變?yōu)榧t棕色（無(wú)色的NO被空氣氧化為紅棕色的NO2）。實(shí)驗(yàn)室通常用此反應(yīng)制取NO氣體． Cu + 4HNO3(濃) ＝ Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 該反應(yīng)較劇烈，反應(yīng)過(guò)程中有紅棕色氣體產(chǎn)生，此外，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度漸漸變稀，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是NO2、NO等的混合氣體。 ② 變價(jià)金屬與硝酸反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)物的價(jià)態(tài)則要看硝酸與金屬的物質(zhì)的量的相對(duì)大小，若金屬過(guò)量，則生成低價(jià)的金屬硝酸鹽；若硝酸過(guò)量，則生成高價(jià)的金屬硝酸鹽。 如：鐵與稀硝酸的反應(yīng)：3Fe（過(guò)量）＋8HNO3（?。?Fe（NO3）2＋2NO↑＋4H2O Fe（不足）＋4HNO3（?。紽e（NO3）3＋NO↑＋2H2O ③ 常溫下，濃HNO3能將金屬Fe、A1鈍化，使Fe、A1的表面氧化生成一薄層致密的氧化膜。因此，可用鐵或鋁制容器盛放濃硝酸，但要注意密封，以防止硝酸揮發(fā)變稀后與鐵、鋁反應(yīng)。（與濃硫酸相似） ④ 濃HNO3與濃鹽酸按體積比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金屬的能力更強(qiáng)，能溶解金屬Pt、Au。 △ ⑤ 能把許多非金屬單質(zhì)（如C、S、P等）氧化，生成最高價(jià)含氧酸或最高價(jià)非金屬氧化物。例如： C + 4HNO3(濃) ==== CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O ⑥ 能氧化某些具有還原性的物質(zhì)，如H2S、SO2、Na2SO3、HI、HBr、Fe2＋等。應(yīng)注意的是，NO3－無(wú)氧化性，而當(dāng)NO3－在酸性溶液中時(shí)，則具有強(qiáng)氧化性。例如，在Fe(NO3)2溶液中加入鹽酸或硫酸，因引入了H＋而使Fe2＋被氧化為Fe3＋；又如，向濃HNO3與足量的Cu反應(yīng)后形成的Cu(NO3)2中再加入鹽酸或硫酸，則剩余的Cu會(huì)與后來(lái)新形成的稀HNO3繼續(xù)反應(yīng)。 ⑦ 能氧化并腐蝕某些有機(jī)物，如皮膚、衣服、紙張、橡膠等。因此在使用硝酸（尤其是濃硝酸）時(shí)要特別小心，萬(wàn)一不慎將濃硝酸弄到皮膚上，應(yīng)立即用大量水沖洗，再用小蘇打或肥皂液洗滌。 ⑷ 與有機(jī)物反應(yīng)： 在一定條件下硝酸可與某些有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)和顏色反應(yīng)。 如：濃硝酸與苯、苯酚等物質(zhì)的硝化反應(yīng)；與纖維素的酯化反應(yīng)；與某些蛋白質(zhì)的顏色反應(yīng)等。 3．保存方法： 硝酸易揮發(fā)，見(jiàn)光或受熱易分解，具有強(qiáng)氧化性而腐蝕橡膠，因此，實(shí)驗(yàn)室保存硝酸時(shí)，應(yīng)將硝酸盛放在帶玻璃塞的棕色試劑瓶中，并貯存在黑暗且溫度較低的地方。 4．用途： 硝酸是一種重要的化工原料，可用于制造炸藥、染料、塑料、硝酸鹽、氮肥等。 5．硝酸的制法： ⑴ 硝酸的實(shí)驗(yàn)室制法： 微熱 原理：利用濃H2SO4的高沸點(diǎn)，難揮發(fā)性制取揮發(fā)性的HNO3。 NaNO3 + H2SO4(濃) ==== NaHSO4 + HNO3↑ 因HNO3的不穩(wěn)定性，加熱溫度不宜過(guò)高，還因?yàn)橄跛嵋赘g橡膠，所以此反應(yīng)禁用橡膠塞，所用儀器為曲頸甑。 ⑵ 硝酸的工業(yè)制法： 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 == 2NO2 3NO2 + H2O == 2HNO3 + NO 尾氣吸收：NO2和NO NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+ H2O 2NO2 + 2NaOH == NaNO2 + NaNO3 + H2O消除對(duì)大氣的污染 當(dāng)V(NO2)∶V(NO)≥1∶1時(shí)，尾氣可全部被吸收；當(dāng)NO過(guò)量時(shí)，應(yīng)先補(bǔ)充適量的O2。 典例1（2018年湖北省黃岡市高三年級(jí)9月質(zhì)量檢測(cè)）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，三個(gè)燒瓶分別盛①混有空氣的氨氣、②等體積的二氧化氮與氧氣的混合氣、③二氧化氮，將它們分別倒置于盛足量水的水槽中，當(dāng)水進(jìn)入燒瓶中，并使氣體充分溶解，假定燒瓶中溶液無(wú)損失，所得溶液的物質(zhì)的量濃度之比為 A． 5：4：5 B． 1：1：1 C． 15: 12: 10 D． 無(wú)法計(jì)算 【答案】A 在盛足量水的水槽中，發(fā)生