《非金属及其化合物》几种重要的物质性质比较
一、氢化物(HCl、H2S、NH3)的比较 1.HCl、H2S和NH3的制取方法比较
HCl 利用食盐和浓硫酸在不加热或稍微加热的条件反应 原理 +HCl↑ 反应 装置 收集 方法 尾气 处理
2.HCl、H2S和NH3的性质比较
HCl 水溶液显强酸性,与碱酸碱性 反应生成盐和水,如NaOH+HCl===NaCl+H2O 与活泼金属反应,表现氧化性 氧化性,如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 与强氧化剂(如MnO2、KClO3等)反应:MnO2还原性 +4HCl(浓)=====MnCl2+Cl2↑+2H2O 与 生成白色沉淀: △H2S 用硫化亚铁跟稀盐酸或稀硫酸反应:FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑,FeS+H2SO4(稀)===FeSO4+H2S↑ △NH3 用NH4Cl固体与消石灰混合加热: Ca(OH)2+2NH4Cl=====CaCl2+2NH3↑+2H2O 固体+固体――→气体 △△下,进行反应:NaCl+H2SO4(浓)=====NaHSO4△固体+液体――→气体 固体+液体―→气体 向上排空气法 向上排空气法 向下排空气法 用水或碱溶液吸收 用碱溶液吸收 用稀酸溶液吸收 H2S 水溶液显弱酸性,与碱反应生成盐和水,如2NaOH+H2S===Na2S+2H2O 与较活泼金属反应,表现氧化性 与较强的氧化剂(如O2、Cl2、SO2等)反应:H2S+Cl2=====S↓+2HCl,2H2S+SO2===3S↓+2H2O 生成黑色沉淀: △NH3 水溶液显弱碱性,与酸反应生成盐,如NH3+HCl===NH4Cl - 与某些金属氧化物(氧化剂,如CuO等)反应:3CuO+2NH3=====3Cu+N2+3H2O 先生成白色沉淀,氨气△ 第 1 页 共 7 页
AgNO3 AgNO3+2AgNO3+H2S ===Ag2S↓+2HNO3 过量时,沉淀溶解:AgNO3+NH3+H2O===AgOH↓+NH4NO3,AgNO3+3NH3+H2O===Ag(NH3)2OH+NH4NO3 溶液反应 HCl===AgCl↓+HNO3
二、氧化物(CO2、SO2和SiO2)的比较 1.CO2、SO2和SiO2的物理性质比较
色、态、味 水溶性 密度 熔、沸点
2.CO2、SO2和SiO2的化学性质比较
与水的反应 CO2 CO2+H2O2NaOH+与碱的反应(以NaOH 溶液为例) CO2===Na2CO3+H2O(CO2不足) NaOH+CO2===NaHCO3(CO2足量) 与碱性氧化物反应 与Na2CO3 反应 CaO+CO2=====CaCO3 Na2CO3(aq)+CO2+H2O===2NaHCO3 高温CO2 无色无味气体 能溶于水(1∶1) 比空气大 较低,固态易升华 SO2 无色刺激性气味气体 易溶于水(1∶40) 比空气大 较低,易液化 SiO2 无色晶体 不溶于水 较大 较高 SO2 H2CO3 SO2+H2OH2SO3 SiO2 与水不反应 2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O(SO2不足) 2NaOH+SiO2===Na2SiO3NaOH+SO2===NaHSO3(SO2足量) CaO+SiO2=====CaSiO3 Na2CO3+Na2CO3(aq)+SO2===Na2SO3+CO2 2H2S+SO2===3S↓+2H2O, SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ SiO2+4HF=== SiF4↑+2H2O 高温高温+H2O CaO+SO2=====CaSO3 高温与酸的反应 — 2HNO3(稀)+3SO2+2H2O===2NO+3H2SO4 三、三大强酸(盐酸、硫酸和硝酸)的比较 1.HCl、H2SO4和HNO3的物理性质比较
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HCl(盐酸) 纯净的盐酸为无色液体,常见的盐酸中因含有工业杂+质(Fe3)而呈黄色 H2SO4(硫酸) HNO3(硝酸) 纯净的硝酸为无色颜色、状态 纯硫酸是一种无色无味的油状液体 液体,常见浓硝酸因溶有分解产生的NO2而呈黄色 水溶性 挥发性
以任意比与水互溶 易挥发,挥发出HCl气体 以任意比与水互溶 高沸点,难挥发 以任意比与水互溶 易挥发,挥发出HNO3气体 2.HCl、H2SO4和HNO3的化学性质比较 (1)不稳定性
浓硝酸具有不稳定性,见光或受热易发生分解,化学方程式为4HNO3(浓)=====4NO2↑+O2↑加热+2H2O,而盐酸、硫酸则不易分解。
注意 久置浓硝酸呈黄色,是因为溶解了HNO3分解生成的NO2。因此,实验室中存放浓硝酸时,应放在棕色试剂瓶中,并置于冷暗处。向变黄的浓硝酸中通入足量空气(或氧气)能使其变成无色,发生反应的化学方程式为4NO2+O2+2H2O===4HNO3。 (2)强酸性
盐酸、硫酸、硝酸均为强酸,具有酸的通性,能使酸碱指示剂变色,能与金属、碱、碱性氧化物、弱酸盐等发生反应。 ①与酸碱指示剂的显色反应
盐酸、稀H2SO4、稀HNO3均能使紫色石蕊溶液显红色。
注意 浓HNO3具有强酸性和强氧化性,能使紫色石蕊溶液先显红色(表现强酸性)后褪色(表现强氧化性、漂白性)。 ②与金属的反应
盐酸、稀H2SO4与金属活动性顺序表中位于H之前的金属单质发生置换反应,反应通式:活泼金属+酸(盐酸或稀H2SO4)―→相应的盐+H2↑。例如: Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
HNO3为氧化性酸,与金属活动性顺序表中除Pt、Au之外的金属都能发生氧化还原反应,HNO3中的氮元素被还原。其中Fe、Cu、Hg、Ag等分别与稀HNO3、浓HNO3反应的通式: 金属+稀HNO3―→硝酸盐+NO↑+H2O。例如: 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 金属+浓HNO3―→硝酸盐+NO2↑+H2O。例如: Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
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光照或
③与碱的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与碱发生中和反应,反应通式:酸+碱―→盐+水。例如: HNO3+NaOH===NaNO3+H2O Cu(OH)2+H2SO4===CuSO4+2H2O
注意 若碱中金属元素的化合价较低,具有还原性,则与HNO3、浓H2SO4不发生中和反应,而是发生氧化还原反应生成高价盐。例如: 3Fe(OH)2+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+8H2O ④与碱性氧化物的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与碱性氧化物发生反应,生成盐和水,反应通式为酸+碱性氧化物―→盐+水。例如: CaO+2HCl===CaCl2+H2O CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
注意 若碱性氧化物中金属元素的化合价较低,具有还原性,则与HNO3、浓H2SO4发生的反应是氧化还原反应,生成高价盐。例如: 3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O ⑤与弱酸盐的反应
盐酸、H2SO4、HNO3都能与较弱酸形成的盐反应,生成相应的盐和较弱酸,符合“强酸制取弱酸”的反应规律,反应通式:强酸+弱酸盐―→强酸盐+较弱酸。例如: 2HNO3+CaCO3===Ca(NO3)2+H2O+CO2↑(酸性:HNO3>H2CO3) 2HCl+Na2SiO3===H2SiO3↓+2NaCl(酸性:HCl>H2SiO3)
注意 亚铁盐(如FeSO4)、亚硫酸盐(如Na2SO3)等具有较强的还原性,与HNO3发生氧化还原反应,不符合“强酸制取弱酸”这一反应规律。例如: 3Na2SO3+2HNO3(稀)===3Na2SO4+2NO↑+H2O (3)还原性
浓盐酸能与MnO2、KClO3、KMnO4等氧化性物质发生反应生成Cl2,其中HCl表现还原性和酸性。 (4)氧化性
稀HNO3、浓HNO3和浓H2SO4均为氧化性酸,具有较强的氧化性。盐酸具有较弱的氧化性,其实是H的氧化性,只能与活泼金属反应表现其氧化性。 ①与金属的反应
稀HNO3、浓HNO3和浓H2SO4都能与金属活动性顺序表中除金、铂之外的金属发生反应,但不产生H2,其中上述酸表现了强氧化性和酸性,反应通式:氧化性酸+金属―→盐+还原产物+H2O。 ②与非金属的反应
+
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浓H2SO4、浓HNO3在加热条件下,都能与非金属单质(如C、S、P等)发生反应,生成相应的含氧酸或气体,这两种酸只表现强氧化性。 针对训练
1.下列说法不正确的是( )
A.浓硝酸与足量铜片反应时,先生成红棕色气体,后生成无色气体 B.浓硫酸具有强氧化性,常温下可将铁、铝的单质氧化 C.饱和氯水既有酸性又有漂白性,加入NaHCO3后漂白性减弱 D.浓盐酸与二氧化锰加热的反应中,盐酸表现为还原性和酸性 答案 C
解析 浓硝酸和铜反应生成二氧化氮红棕色气体,随反应进行浓硝酸变为稀硝酸,稀硝酸和铜反应生成无色气体一氧化氮,故A正确;常温下铁、铝在浓硫酸中发生钝化,不能继续反应,故B正确;氯水中氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,加入碳酸氢钠和盐酸反应,和次氯酸不反应,漂白性不减弱,故C错误。
2.(2019·西安调研)下列有关SO2与SiO2的比较,正确的是( ) A.它们均为酸性氧化物 B.都溶于水,都能与强碱反应
C.S元素和Si元素化合价都为+4价,因此从氧化还原角度考虑它们具有一样的性质 D.SiO2可与HF反应,这是SiO2作为酸性氧化物的通性 答案 A
解析 SO2和SiO2均能和碱反应生成盐和水,属于酸性氧化物,故A正确;二氧化硅不溶于水,不与水反应,故B错误;SO2具有强还原性,SiO2没有,故C错误;因为酸性氧化物的通性为能够与碱反应只生成盐和水,能够与碱性氧化物反应只生成盐,所以SiO2可与HF反应不属于酸性氧化物的通性,故D错误。
3.(2019·长春模拟)下表中甲物质在一定条件下与乙组中的4种物质都能发生反应的是( )
选项 A B C D 答案 A
解析 B项,因H2SO3的酸性比碳酸强,故CO2不能与NaHSO3反应;C项,SiO2不溶于HNO3;D项,BaSO4、CuS均不溶于水,不溶于强酸。
4.(2019·武汉模拟)如图所示,锥形瓶内盛有气体X,滴管内盛有液体Y,若挤压胶头滴管,使液体Y滴入瓶中,振荡,过一会可见小气球a鼓起。气体X和液体Y不可能是( )
甲物质 SO2 CO2 SiO2 盐酸 乙组中的物质 KIO3溶液、氨水、KMnO4溶液、碳酸氢钠溶液 NaOH溶液、Mg、NaClO溶液、饱和亚硫酸氢钠溶液 HF溶液、NaOH溶液、稀硝酸、Na2CO3 Al(OH)3、BaSO4、Cu2(OH)2CO3、CuS 第 5 页 共 7 页
《非金属及其化合物》章末总结
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