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暫未公布
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非金屬及其化合物
一、硅元素:無(wú)機(jī)非金屬材料中的主角,在地殼中含量26.3%,次于氧。是一種親氧元素,以熔點(diǎn)很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中,占地殼質(zhì)量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
Si 對(duì)比 C
較外層有4個(gè)電子,主要形成四價(jià)的化合物。
二、二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅稱為硅石,包括結(jié)晶形和無(wú)定形。石英是常見(jiàn)的結(jié)晶形二氧化硅,其中無(wú)色透明的就是水晶,具有彩色環(huán)帶狀或?qū)訝畹氖乾旇。二氧化硅晶體為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),基本單元是[SiO4],因此有良好的物理和化學(xué)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用。(瑪瑙飾物,石英坩堝,光導(dǎo)纖維)
物理:熔點(diǎn)高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無(wú)色透光性好
化學(xué):化學(xué)穩(wěn)定性好、除HF外一般不與其他酸反應(yīng),可以與強(qiáng)堿(NaOH)反應(yīng),是酸性氧化物,在一定的條件下能與堿性氧化物反應(yīng)
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O
SiO2+CaO ===(高溫) CaSiO3
SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶裝HF,裝堿性溶液的試劑瓶應(yīng)用木塞或膠塞。
三、硅酸(H2SiO3)
使用硝酸銀溶液,并用稀硝酸排除干擾離子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3
NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3
Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O
Cl-+Ag+ == AgCl ↓
八、二氧化硫
制法(形成):硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺,是黃色粉末)
S+O2 ===(點(diǎn)燃) SO2
物理性質(zhì):無(wú)色、刺激性氣味、容易液化,易溶于水(1:40體積比)
化學(xué)性質(zhì):有毒,溶于水與水反應(yīng)生成亞硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇熱會(huì)變回原來(lái)顏色。這是因?yàn)镠2SO3不穩(wěn)定,會(huì)分解回水和SO2
SO2+H2O H2SO3 因此這個(gè)化合和分解的過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行,為可逆反應(yīng)。
可逆反應(yīng)——在同一條件下,既可以往正反應(yīng)方向發(fā)生,又可以向逆反應(yīng)方向發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)稱作可逆反應(yīng),用可逆箭頭符號(hào) 連接。
九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電:N2+O2 ========(高溫或放電) 2NO,生成的一氧化氮很不穩(wěn)定,在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮: 2NO+O2 == 2NO2
一氧化氮的介紹:無(wú)色氣體,是空氣中的污染物,少量NO可以治療心血管疾病。
二氧化氮的介紹:紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水,并與水反應(yīng):
3 NO2+H2O == 2HNO3+NO 這是工業(yè)制硝酸的方法。
十、大氣污染
SO2 、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施:
、 從燃料燃燒入手。
② 從立法管理入手。
③從能源利用和開(kāi)發(fā)入手。
、軓膹U氣回收利用,化害為利入手。
(2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O= H2SO4)
十一、硫酸
物理性質(zhì):無(wú)色粘稠油狀液體,不揮發(fā),沸點(diǎn)高,密度比水大。
化學(xué)性質(zhì):具有酸的通性,濃硫酸具有脫水性、吸水性和強(qiáng)氧化性。是強(qiáng)氧化劑。
C12H22O11 ======(濃H2SO4) 12C+11H2O放熱
2 H2SO4 (濃)+C CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑
還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。
2 H2SO4 (濃)+Cu CuSO4+2H2O+SO2 ↑
稀硫酸:與活潑金屬反應(yīng)放出H2 ,使酸堿指示劑紫色石蕊變紅,與某些鹽反應(yīng),與堿性氧化物反應(yīng),與堿中和
十二、硝酸
物理性質(zhì):無(wú)色液體,易揮發(fā),沸點(diǎn)較低,密度比水大。
化學(xué)性質(zhì):具有一般酸的通性,濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬,但不放出氫氣。
4HNO3(濃)+Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O
8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O
反應(yīng)條件不同,硝酸被還原得到的產(chǎn)物不同,可以有以下產(chǎn)物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3△硫酸和硝酸:濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層致密的氧化保護(hù)膜,隔絕內(nèi)層金屬與酸,阻止反應(yīng)進(jìn)一步發(fā)生。因 此,鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實(shí)驗(yàn)室必備的重要試劑。可用于制化肥、農(nóng)藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精 煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發(fā)性酸。
十三、氨氣及銨鹽
氨氣的性質(zhì):無(wú)色氣體,刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水(且快)1:700體積比。溶于水發(fā)生以下反應(yīng)使水溶液呈堿性:NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH- 可作紅色噴泉實(shí)驗(yàn)。生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱堿,很不穩(wěn)定,會(huì)分解,受熱更不穩(wěn)定:NH3?H2O ===(△) NH3 ↑+H2O
濃氨水易揮發(fā)除氨氣,有刺激難聞的氣味。
氨氣能跟酸反應(yīng)生成銨鹽:NH3+HCl == NH4Cl (晶體)
氨是重要的化工產(chǎn)品,氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開(kāi)它。氨氣容易液化為液氨,液氨氣化時(shí)吸收大量的熱,因此還可以用作制冷劑。
銨鹽的性質(zhì):易溶于水(很多化肥都是銨鹽),受熱易分解,放出氨氣:
NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑
NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑
可以用于實(shí)驗(yàn)室制取氨氣:(干燥銨鹽與和堿固體混合加熱)
NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH3 ↑
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ↑
用向下排空氣法收集,紅色石蕊試紙檢驗(yàn)是否收集滿。
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸應(yīng)用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強(qiáng)的酸反應(yīng)制得。
Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl
硅膠多孔疏松,可作干燥劑,催化劑的載體。
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