硅酸盐种类:
①硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分,其结构复杂,组成可用二氧化硅和金属氧化物的形式表示。例如:硅酸钠Na
2SiO
3(Na
2O·SiO
2);镁橄榄石Mg
2SiO
4(2MgO·SiO
2);高岭石Al
2(Si
2O
5)(OH)
4(Al
2O
3·2SiO
2·2H
2O)
②云母、滑石、石棉、高岭石等,它们都属于天然的硅酸盐。
③人造硅酸盐:主要有玻璃、水泥、各种陶瓷、砖瓦、耐火砖、水玻璃以及某些分子筛等。
④硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,难溶于水,有很广泛的用途。最简单硅酸盐是硅酸钠,其水溶液俗称水玻璃,是一种矿物胶,可作粘合剂,防腐剂。
硅酸钠:
(1)化学式:Na2SiO3
(2)俗称:其水溶液俗称水玻璃
(3)物理性质:硅酸钠溶液是无色黏稠液体
(4)化学性质:
①与盐酸反应 Na2SiO3+2HCl==== 2NaCl+H2SiO3(胶体)
②与CO2反应 NaSiO3+CO2+H2O ==Na2CO3+H2SiO3↓
③与水发生水解反应硅酸钠溶液显碱性
(5)制备:SiO2+2NaOH== Na2SiO3+H2O
(6)保存:试剂瓶不能配磨口玻璃塞
(7)用途:常用于制备硅胶和木材防火剂等
氯气:
①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:
氯气的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl
2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl
22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl
22FeCl
3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl
2CuCl
2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H
2+Cl
22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H
2+Cl
22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl
22PCl
3(液态) PCl
3+Cl
2==PCl
5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl
3,烟是PCl
5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl
2+2NaOH==NaCl+NaClO+H
2O 2Cl
2+2Ca(OH)
2==CaCl
2+Ca(ClO)
2+2H
2O
④与某些还原性物质反应:Cl
2+2FeCl
2===2FeCl
3 Cl
2+SO
2+2H
2O==2HCl+H
2SO
4 ⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH
4+Cl
2→CH
3Cl+HCl
CH
3Cl+Cl
2→CH
2Cl
2+HCl
CH
2Cl
2+Cl
2→CHCl
3+HCl
CHCl
3+Cl
2→CCl
4+HCl
Cl
2+CH
2=CH
2→CH
2Cl-CH
2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl
2+H
2O
HCl+HClO
二氧化硫:
①化学式:SO
2②分子结构:SO
2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。
二氧化硫的物理性质和化学性质:
1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
(2)还原性
(3)弱氧化性
(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。
SO2与一些物质反应的实验现象:
SO2与强碱反应后固体成分的确定:
SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:
分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。
二氧化硫的制备:
工业制法:
实验室制法:
(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。
二氧化硫的用途:
工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。
二氧化硫对环境的污染及治理:
绿色化学:
1.定义绿色化学是一门研究运用现代科学技术的原理和方法来减少或消除化学产品的设计、生产和应用中有害物质的使用与产生,使所研究开发的化学产品和过程对环境更加友好的学科。
2.绿色化学的基本原则
(1)防治污染的产生优于治理产生的污染;
(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料,尽可能全部转化到最终产品中)即原子的利用率达到100%。
(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。