超详细的人教版必修一化学第四章非金属及其化合物化学方程式总结
第四章 非金属及其化合物方程式总结
----------加粗的就是对应的离子方程式
一、硅及其化合物 1、硅单质
物理性质:有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,质地脆,导电性介于导体与绝缘体之间。 化学性质:常温下化学性质稳定 硅的还原性:Si(粉)+O2SiO2 粗硅的制取:2C+SiO2Si+2CO(制得粗硅) 粗硅的提纯:Si(粗)+2Cl2SiCl4 SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl
硅与强碱的反应:Si+2NaOH+H2O =Na2SiO3+2H2↑ 2OH-+ Si+H2O =SiO32–+H2↑ 硅与氢氟酸反应:4HF+Si=SiF4↑+2H2↑ 硅的用途:硅可制造集成路、电子芯片、太阳能电池板等。 2、二氧化硅及硅酸
存在:结晶形与无定形。通称硅石。
性质:化学性质稳定,除氢氟酸外,一般不与其她酸反应,可以与强碱、碱性氧化物发生反应,属酸性氧化物。
用途:SiO2就是光导纤维的主要原料,以SiO2为主要原料的物质大多都有石英某某、水晶某某;玛瑙某某。 ①Si(粉)+O2SiO2 ②与碱性氧化物反应: SiO2+CaOCaSiO3 ③与碱的反应: SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O OH-+SiO2=SiO32–+H2O ④硅酸盐与酸生成硅酸的反应:
Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl SiO32-+2H+=H2SiO3(胶体) Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3 SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32- ⑤与氢氟酸反应:SiO2+4HF =SiF4↑+2H2O 硅酸易受热分解:H2SiO3 SiO2↓+H2O 3、硅酸盐:硅酸盐就是由硅、氧与金属组成的化合物的总称,在自然界分布极广,种类极多,就是一类结构复杂的固体物质,大多不溶于水,化学性质很稳定。
硅酸钠:(最简单的硅酸盐)可溶于水,其水溶液俗称水玻璃,可做粘合剂与防火剂,就是制备硅胶与木材防火剂等的原料。
制备途径:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O OH-+SiO2=SiO32–+H2O(贮存NaOH溶液的试剂瓶要用橡胶塞) 常见的硅酸盐产品:陶瓷、玻璃、水泥 二、氯及其化合物 1、氯气(Cl2)
Cl2的制取:原理:4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 4H++2Cl–+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O 发生装置:固液加热型 实验装置:(见右图) 气体收集装置:向上排空气法(或排饱与食盐水法) 尾气处理装置:用碱液(NaOH)吸收
物理性质:①黄绿色 ②气体 ③有刺激性气味 ④有毒 ⑤密度比空气大
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⑥2:1体积溶于水 ⑦易液化
化学性质:a、与水(H2O)的反应:Cl2 + H2O = HCl + HClO Cl2 + H2O = H++Cl—+ HCl 用途:可用于自来水的杀菌、消毒
新制氯水中的粒子:Cl2;H2O;HClO;H+;Cl-;ClO-;OH-(少量) 久置氯水中的粒子:H+;Cl-;H2O;OH-(少量)
b、与碱反应:氯气+碱==氯酸盐+次氯酸盐+水(此反应中氯气既作氧化剂又作还原剂) 与NaOH反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O (产物NaClO:漂白液的主要成分)
与Ca(OH)2反应:Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O (产物Ca(ClO)2:漂白粉、漂白精的主要成分)
注:漂白粉产生作用的原因:Ca(ClO)2+CO2+H2O= 2HClO +CaCO3↓ 且次氯酸易分解(现制现用):2HClO2HCl+O2↑ c、与金属的反应: 与Na的反应:2Na+ Cl22NaCl 现象:有黄光,燃烧,产生白烟 与Fe的反应:3Cl2+2Fe2FeCl3 现象:燃烧,产生棕黄色的烟 与Cu的反应:Cu + Cl2CuCl2 现象:燃烧,产生棕黄色的烟
d、与非金属的反应:与H2的反应:H2+Cl2 2HCl 现象:H2在Cl2中燃烧,产生苍白色火焰 2、氯离子(Cl-)的检验 原理:Ag++Cl- = AgCl ?
试剂:AgNO3溶液与稀硝酸(HNO3)
操作:(加稀硝酸的作用就是除去干扰离子:CO32-)
方法一:在被检验的溶液中加入稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则被检液中含有Cl-。
方法二:在被检验的溶液中滴入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶,则被检液中含有Cl-。
3、附加:氯气的强氧化性:氯气将非金属最低价离子氧化为单质
氯气与溴化钠反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 Cl2+2Br—=2Cl—+Br2 氯气与碘化钾反应Cl2+2KI=2KCl+I2 Cl2+2I-=2Cl-+I2 氯气与硫化钠反应Cl2+Na2S=2NaCl+S↓ Cl2+S2–=2Cl–+S↓
氯气与硫化氢反应Cl2+H2S=2HCl+S↓ Cl2+H2S=2H++2Cl–+S↓ 三、硫及其化合物 1、硫单质(S)
物理性质:黄色晶体;质地脆;易研成粉末;不溶于水;微溶于酒精;易溶于二硫化碳(CS2) 化学性质:易与氧气反应:S + O2SO2 2、二氧化硫(SO2)
物理性质:无色;有刺激性气味;有毒;气体;密度比空气大;易液化;易溶于水
催化剂 化学性质:㈠ 与氧气反应:2SO2+O2 2SO3
加热 注意:此反应就是可逆反应(指在相同条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应,通常用“”来代替“===”)
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以下㈡㈢㈣条均体现了SO2就是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性 ㈡ 与水的反应:SO2+H2OH2SO3 (此反应也就是可逆反应) ㈢ 与碱性氧化物的反应:SO2+ CaO CaSO3↓
㈣ 与碱的反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O SO2+Ca2++2OH-=CaSO3↓+H2O ㈤ 具有一定的还原性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O (SO2作氧化剂;H2S作还原剂)
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl-
3、三氧化硫(SO3):就是固体
㈠ 与水的反应:SO3+H2O=H2SO4 SO3+H2O=2H++SO42–
注:三氧化硫就是一种酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,它溶于水生成硫酸,工业上利用这一原理生产硫酸
㈡ 与碱性氧化物的反应:SO3+ CaO === CaSO4
㈢ 与碱的反应:SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O (此反应中SO3就是固体;CaSO4就是微溶物) 4、亚硫酸(H2SO3)
因为亚硫酸中硫元素不就是最高价,所以它具有一定的还原性易被氧化成硫酸 ㈠ 与氧气的反应: 2H2SO3+ O2=2H2SO4
㈡ 不稳定,受热易分解:H2SO3H2O+SO2↑ 5、硫酸
稀、浓硫酸都具有酸的通性:
①与指示剂的反应:遇紫色石蕊试液:由紫变红 遇无色酚酞试液:不变色
②金属+酸==盐+H2↑:Zn+ H2SO4==ZnSO4+ H2↑ Zn+2H+==Zn2+ + H2↑ ③酸性氧化物+酸==盐+H2O:CuO+ H2SO4==CuSO4+ H2O CuO+ 2H+==Cu2+ + H2O ④碱+酸==盐+H2O:2NaOH+H2SO4==Na2SO4+ 2H2O OH-+H+== H2O
⑤部分盐+酸==新酸+新盐:BaCl2+ H2SO4==BaSO4↓+2HCl Ba2++SO42-== BaSO4↓ 浓硫酸的三点特性:
① 吸水性:有水分子存在,常用作干燥剂,干燥酸性或中性气体
② 脱水性:没有水分子存在,只就是按2:1的比例脱去氢原子与氧原子 可使木条,纸张,蔗糖等有机物变黑:C12H22O11(蔗糖)
12C+11H2O
③ 强氧化性:与铜反应:2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
(现象:生成可就是品红褪色的气体(SO2),溶液由无色变蓝色) 与碳反应:2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O (现象:能使蔗糖脱水形成的碳糊,体积膨胀的原因)
由于其强氧化性,冷的浓硫酸、浓硝酸可使铝与铁发生钝化,表面生成致密氧化膜。 四、氮及其化合物
1、氮的氧化物:一氧化氮(NO);二氧化氮(NO2)
一氧化氮(NO):物理性质:无色,不溶于水的有毒气体。
化学性质:①制备:N2+O2
2NO
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②易与氧反应:2NO+O2=2NO2(气体由无色变为棕红色) 二氧化氮(NO2):物理性质:红棕色;有刺激性气味气体;有毒;密度比空气大;易液化 化学性质:易溶于水:3NO2+H2O=2HNO3+NO
(气体体积减少2/3,由红棕色变为无色)
注:若想让NO、NO2全溶于水,通氧气的量:4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3 2、氨:(常见用途:氨就是氮肥工业,有机合成工业及制造硝酸,铵盐的原料,氨还常用作制冷剂) 物理性质:无色,有刺激性气味;气体;极易溶于水且溶解极快(1::700) 化学性质:①制备:N2+3H2
催化剂 高温高压 2NH3
②溶于水的产物:NH3+H2O NH3·H2ONH4++OH- 【氨水中的粒子:NH3,H2O,NH3·H2O,NH4+,OH-,H+(少量)】
③氨水易受热分解:NH3·H2O NH3↑+H2O
④与酸的反应:NH3+HCl =NH4 Cl ⑤具有还原性:4NH3+5O2
受热易分解:NH4Cl
NH3↑+HCl
催化剂 △ 4NO+6H2O
3、铵盐:三大性质:均易溶于水;受热易分解;与碱反应时放出氨气。
NH3+HNO3=NH4NO3
NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑
与碱反应放出氨气:NaOH+NH4NO3 NaNO3 +NH3↑+H2O
Ca(OH)2+2NH4Cl2CaCl2+2NH3↑+2H2O (实验室制取NH3的方法) NaOH+NH4ClNaCl+NH3↑+H2O
4、硝酸:(不管浓稀硝酸,除具有酸性外,都具有氧化性)
㈠ 铜与浓硝酸的反应:4HNO3(浓)+Cu= Cu (NO3)2+2NO2↑+2H2O 4H++2NO3-+ Cu = Cu 2++2NO2↑+2H2O ㈡ 铜与稀硝酸的反应:8HNO3(稀)+3Cu= 3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O 8H++2NO3-+ 3Cu = 3Cu 2++2NO↑+4H2O ㈢ 碳与浓硝酸的反应:4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O ㈣ 硝酸见光易分解:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
当反应物或反应条件不同时,硝酸被还原得到的产物也不同
(浓HNO3的产物:NO2;稀HNO3的产物:NO)
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