本试题 ““探险队员”--盐酸,不小心走进了化学迷宫,不知怎样走出来,因为迷宫有许多“吃人的野兽”(即能与盐酸反应的物质),盐酸必须避开它们,否则就无法通过。(1)...” 主要考查您对氧化还原反应的定义
碳酸钠
氢氧化钠
氧化铁
单质铜
61. 其它金属及化合物(锌、锰、钙、金等)
氯的其他化合物(高氯酸、氯化物、氯酸盐,盐酸等)
(浓、稀)硝酸
碳单质及化合物
电解质、非电解质
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
氧化还原反应:
有电子转移(得失或偏移)的反应;(无电子转移(得失或偏移)的反应为非氧化还原反应)
反应历程:
氧化还原反应前后,元素的氧化数发生变化。根据氧化数的升高或降低,可以将氧化还原反应拆分成两个半反应:氧化数升高的半反应,称为氧化反应;氧化数降低的反应,称为还原反应。氧化反应与还原反应是相互依存的,不能独立存在,它们共同组成氧化还原反应。
氧化还原反应中存在以下一般规律:
强弱律:氧化性:氧化剂>氧化产物;
还原性:还原剂>还原产物。
价态律:元素处于最高价态,只具有氧化性;元素处于最低价态,只具有还原性;处于中间价态,既具氧化性,又具有还原性。
转化律:同种元素不同价态间发生归中反应时,元素的氧化数只接近而不交叉,最多达到同种价态。
优先律:对于同一氧化剂,当存在多种还原剂时,通常先和还原性最强的还原剂反应。守恒律:氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。
氧化还原性的强弱判定:
物质的氧化性是指物质得电子的能力,还原性是指物质失电子的能力。物质氧化性、还原性的强弱取决于物质得失电子的能力(与得失电子的数量无关)。从方程式与元素性质的角度,氧化性与还原性的有无与强弱可用以下几点判定:
(1)从元素所处的价态考虑,可初步分析物质所具备的性质(无法分析其强弱)。最高价态——只有氧化性,如H2SO4、KMnO4中的S、Mn元素;最低价态,只有还原性,如Cl-、S2-等;中间价态——既有氧化性又有还原性,如Fe、S、SO2等。
(2)根据氧化还原的方向判断:氧化性:氧化剂>氧化产物;还原性:还原剂>还原产物。
(3)根据反应条件判断:当不同的氧化剂与同一种还原剂反应时,如氧化产物中元素的价态相同,可根据反应条件的高、低进行判断,如是否需要加热,是否需要酸性条件,浓度大小等等。
电子的得失过程:
其过程用核外电子排布变化情况可表示为:
碳酸钠(Na2CO3):
(1)俗名:纯碱或苏打;白色粉末,易溶于水,稳定;可用于制玻璃、肥皂、造纸、防治等
(2)与H+反应:CO32-+2H+==CO2↑+H2O
(3)与NaOH不反应
(4)与石灰水反应:CO32-+Ca2+==CaCO3↓
(5)与氯化钡反应:CO32-+Ba2+==BaCO3↓
(6)与CO2反应:CO32-+CO2+H2O==2HCO3-
碳酸钠的物理性质:
碳酸钠常温下为白色粉末或颗粒。溶于水和甘油,不溶于乙醇。水溶液呈强碱性,pH11.6。
碳酸钠是一种强碱盐,溶于水后发生水解反应(碳酸钠水解会产生碳酸氢钠和氢氧化钠),使溶液显碱性,有一定的腐蚀性,能与酸进行复分解反应。
稳定性 稳定性较强,但高温下也可分解,生成氧化钠和二氧化碳。长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳,生成碳酸氢钠,并结成硬块。吸湿性很强,很容易结成硬块,在高温下也不分解。含有结晶水的碳酸钠有3种:Na2CO3·H2O、Na2CO3·7H2O和Na2CO3·10H2O。
碳酸钠的用途:
用于制玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业,也用作食品工业发酵剂。
Na2CO3、NaHCO3的性质比较:
表示 | 名称 | 碳酸钠 | 碳酸氢钠 |
化学式 | Na2CO3 | NaHCO3 | |
俗称 | 苏打 | 小苏打 | |
物理性质 | 色态 | 白色粉末 | 白色晶体 |
溶解性 | 易溶于水 | 能溶于水 | |
化学性质 | 与盐酸反应 | Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ | NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
热稳定性 | 很稳定 | 受热分解:2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ | |
与NaOH反应 | 不反应 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O | |
相互转化 | Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3 | NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O 2NaHCO3=(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑ |
Na2CO3、NaHCO3的鉴别:
Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较:
Na2CO3溶液与盐酸反应:
滴加顺序不同,现象不同,化学方程式不同。
①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量) 2HCl+Na2CO3===2NaCl+CO2↑+H2O
②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足) HCl+Na2CO3==NaCl+NaHCO3(无气泡) HCl+NaHCO3==NaCl+CO2↑+H2O(后来有气泡)
[特别提醒]
(1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。
(2)滴加顺序不同,放出CO2的量可能相同,也可能不同。
碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结:
(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示;
(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示;
(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y=1∶1,其他比例时的图像略);
(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸,消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。
氢氧化钠:
俗称火碱、烧碱、苛性钠
(1)与酸反应:NaOH+HCl==NaCl+H2O、2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O
(2)与非金属氧化物反应:2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O、2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O 、2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O、2NaOH+SiO2==Na2SiO3+H2O
(3)与盐反应:2NaOH+CuCl2==Cu(OH)2+2NaCl
氢氧化钠的物理性质:
氢氧化钠为白色半透明,结晶状固体。其水溶液有涩味和滑腻感。密度:2.130g/cm3,熔点:318.4℃,沸点:1390℃。
溶解性:极易溶于水,溶解时放出大量的热。易溶于水醇、乙醇以及甘油。(氢氧化钠具有潮解性)
吸湿性:固碱吸湿性很强,露放在空气中,最后会完全溶解成溶液。
氢氧化钠的化学性质:
强碱性:
氢氧化钠溶液是常见的强碱,具有碱的通性:
①使酸碱指示剂变色:能使石蕊溶液变蓝,能使酚酞溶液变红;
②与酸发生中和反应生成盐和水;NaOH+HCl=NaCl+H2O
③与某些盐反应生成新盐和新碱;2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
④与酸性氧化物反应生成盐和水。2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
腐蚀性:
氢氧化钠对玻璃制品有轻微的腐蚀性,两者会生成硅酸钠,使得玻璃仪器中的活塞黏着于仪器上。如果以玻璃容器长时间盛装热的氢氧化钠溶液,会造成玻璃容器损坏。
氢氧化钠溶液与CO2的反应规律:
当二氧化碳少量时:2NaOH+CO2(少量)=Na2CO3+H2O
当二氧化碳过量时:Na2CO3+CO2(过量)+H2O=2NaHCO3
当二氧化碳与氢氧化钠的物质的量之比大于1小于2时,生成碳酸钠与碳酸氢钠的混合物。具体各产物的物质的量可根据钠元素守恒和碳元素守恒求算。
氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
俗称 | —— | 铁红 | 磁性氧化铁 |
色态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
铁的价态 | +2 | +3 | +2、+3 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
铜元素:
在元素周期表中的位置:铜的原子序数29,位于周期表中第四周期,第IB族。
(1)物理性质:有金属光泽,紫红色固体,密度较大,导电导热性能很好,具有很好的延展性,铜属于重金属、有色金属、常见金属,不能被磁铁吸引。
(2)化学性质: 铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下,铜可与多种非金属单质反应。一般来说,遇到氧化性较弱的非金属,铜显较低化合价;遇到氧化性较强的非金属,铜显较高化合价。例如:与强氧化剂反应(如Cl2 Br2等)生成+2价铜的化合物。如:
Cu+Cl2CuCl2 2Cu+O22CuO
②铜与酸反应:铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如:
③铜与盐溶液反应:
Cu+2AgClCuCl2+2Ag
铜与铁的对比:
从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au可知,金属铁的金属活性比铜强,所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来,例如: Fe+CuCl2FeCl2+Cu
即Fe的还原性强于Cu
铜与浓硫酸和稀硫酸的反应:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4(稀)2CuSO4+2H2O
注意:从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 可知,铜不能与稀硫酸发生反应,但是在有氧气和加热的条件下可以反应
铜与铜的化合物之间的转换图:
铜的制备和精炼:
(1)工业炼铜法:CuO+COCu+CO2
(2)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(3)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
备注:粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%,主要含有Ag、Zn、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜,原理为用粗铜作阳极,失去电子变为Cu2+,用纯铜棒作阴极即可得精铜。
锌的单质及化合物:
①单质锌:
物理性质:锌化学符号是Zn,它的原子序数是30。锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米,熔点为419.5℃。在室温下,性较脆;100~150℃时,变软;超过200℃后,又变脆。锌的化学性质活泼,在常温下的空气中,表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜,可阻止进一步氧化。当温度达到225℃后,锌氧化激烈。燃烧时,发出蓝绿色火焰。锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、铜等。锌的氧化膜熔点高,但金属锌熔点却很低,所以在酒精灯上加热锌片,锌片熔化变软,却不落下,正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属,仅次于铁、铝及铜。
化学性质:2Zn+O22ZnO Zn+X2ZnX2(X=F、Cl、Br、I) 3Zn+2PZn3P2 Zn+SZnS
②氢氧化锌 Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+ Zn(OH)2+2H+==Zn2++H2O Zn(OH)2+2OH-==[Zn(OH)4]2- Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2++2H2O Zn(OH)2==ZnO+H2O
[Zn(NH3)4]2++2OH-==Zn(OH)2+4NH3↑
③氯化锌 ZnO+2HClZnCl2+H2O ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2] FeO+H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
④硫化锌 2ZnO+2S==2ZnS+O2 Zn2++(NH4)2S==ZnS+2NH4+ ZnSO4+BaS==ZnS+BaSO4 Zn2++H2S==ZnS+2H+
⑤锌的配合物(a)[Zn(NH3)4]2+、(b)[Zn(CN)4]2-
钙的单质及化合物:
①单质钙:活泼金属
②氧化钙:俗称生石灰,白色块状固体;与水反应放出大量热,块状固体变成粉末状CaO+H2O==Ca(OH)2
③氢氧化钙:俗称熟石灰,常用来检验二氧化碳气体Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
④碳酸钙:俗称石灰石,白色固体,不溶于水,常用的建筑材料,实验室常用其和稀盐酸反应制取二氧化碳CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
银的单质及化合物:
①物理性质:银是一种化学元素,化学符号Ag,原子序数47,是一种银白色的贵金属。银性质稳定,质软富有延展性。导热,导电率高,不易受酸碱的腐蚀
②化学性质:银的特征氧化数为+1,其化学性质比铜差,常温下,甚至加热时也不与水和空气中的氧作用。但当空气中含有硫化氢时,银的表面会失去银白色的光泽,这是因为银和空气中的H2S化合成黑色Ag2S的缘故。其化学反应方程式为: 4Ag+H2S+O2=2Ag2S+2H2O
银不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气,但银能溶解在硝酸或热的浓硫酸中:2Ag+2H2SO4(浓)Ag2SO4+SO2↑+2H2O
银在常温下与卤素反应很慢,在加热的条件下即可生成卤化物:
2Ag+F22AgF暗棕色
2Ag+Cl22AgCl白色
2Ag+Br22AgBr淡黄色
2Ag+I22AgI黄色
银对硫有很强的亲合势,加热时可以与硫直接化合成Ag2S:2Ag+SAg2S
银易溶于硝酸和热的浓硫酸,微溶于热的稀硫酸而不溶于冷的稀硫酸。盐酸和王水只能使银表面发生氯化,而生成氯化银薄膜。
银具有很好的耐碱性能,不与碱金属氢氧化物和碱金属碳酸盐发生作用。
常见的氯化物:
(1)高氯酸:高氯酸HClO4,无色透明的发烟液体,在无机酸中酸性最强。可助燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。与有机物、还原剂、易燃物如硫、磷等接触或混合时有引起燃烧爆炸的危险。在室温下分解,加热则爆炸。
(2)氯化物:如氯化钠、氯化钙等,Cl-+Ag+==AgCl↓
(3)次氯酸盐:次氯酸盐是次氯酸的盐,含有次氯酸根离子ClO-,其中氯的氧化态为+1。次氯酸盐常以溶液态存在,不稳定,会发生歧化反应生成氯酸盐和氯化物。见光分解为氯化物和氧气。次氯酸盐是一种常用的漂白剂和消毒剂。在人体组织中,在亚铁血红素的髓过氧化物酶的催化作用下,过氧化物与氯化物反应可产生ClO-或HClO。这种在血球内产生的ClO-/HClO或Cl2
(4)氯酸盐:如氯酸钾在二氧化锰催化下可制取氧气
(5)盐酸:盐酸是氯化氢的水溶液,是一种混合物。纯净的盐酸是无色的液体,有刺激性气味。工业品浓盐酸因含有杂质(Fe3+)带有黄色。浓盐酸具有挥发性,打开浓盐酸的瓶盖在瓶口立即产生白色酸雾。这是因为从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气中水蒸汽接触,形成盐酸小液滴分散在空气中形成酸雾。
(6)氯化氢:无色或微黄色易挥发性液体,有刺鼻的气味。易溶于水与氨气反应生成氯化铵HCl+NH3==NH4Cl
卤化氢和氢卤酸、卤化银及碘化物:
1.卤化氢物理性质:卤化氢均为无色有刺激性气味的气体,均极易溶于水,在空气中都易形成酸雾。化学性质:从HF—HCl—HBr—HI,稳定性逐渐减弱,HI受热易分解;还原性逐渐增强。
2.氢卤酸:Hx溶于水后形成的溶液即氢卤酸。在氢卤酸中,除氢氟酸是弱酸外,其余皆为强酸。从氢氟酸一氢碘酸,酸性逐渐增强,还原性也逐渐增强,其中氢碘酸在空气中易被氧气氧化。
3.卤化银:
4.碘化物碘是人体必需的微量元素之一,又称“智慧元素”。人体缺碘会导致碘缺乏病(IDD),从而损害人的智力和健康。补碘最经济、方便有效的方法是食用含碘食盐。含碘食盐中加的是碘酸钾。值得注意的是,人体摄入过多的碘也是有害的,不能认为高碘的食物吃得越多越好,要根据个人的身体情况而定。
卤素单质及其化合物的特殊性:
(1)Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质,易挥发,蒸气有毒。保存液溴要采用水封法。
(2)碘单质易升华,AgI可用于人工降雨,碘盐可用于防治甲状腺肿大。
(3)HClO4是常见含氧酸中酸性最强的酸,HClO 是氯的含氧酸中氧化性最强的酸。
(4)在卤素中,氯、溴、碘均有多种价态,但氟只有-1价和0价,而无正价。
(5)卤素单质一般不与稀有气体反应,但F,却能与Xe、Kr等稀有气体反应生成相应的氟化物。如 KrF2、XeF2、:XeF4、XeF6等。
(6)Cl2、Br2、I2的实验室制法均可用MnO2与相应的浓的氢卤酸反应制得,但F2不能用上述方法在实验室制得。
(7)卤素单质与水反应,其中Cl2、Br2、I2在反应中既是氧化剂又是还原剂,而F2与水作用时,只作氧化剂。
(8)卤素单质都能与强碱溶液反应,一般可表示为 X2+2OH-==X-+XO-+H2O(F、I除外)。
(9)碘单质遇淀粉呈现特殊蓝色。可用来鉴别碘单质或淀粉。
(10)I2在水中的溶解度很小,若在水中加入少量的KI,碘的溶解度却明显增大,这是因为发生了反应I2 +I-==I3-
(11)卤素单质与Fe作用时,除Fe+I2==FeI2 外,其他均生成+3价铁盐。常温下,干燥的液氯不与 Fe作用,故工业上可用钢瓶盛液氯。
(12)随着相对分子质量的增大,HCl、HBr、HI的熔、沸点逐渐升高。HF的相对分子质量虽比HCl小,其熔、沸点却比HCl高,是因为HF分子间存在氢键。
(13)在氧卤酸中,只有氢氟酸能与玻璃反应:SiO2 +4HF==SiF4↑+2H2O,在实验室制取HF必须在铅皿中进行。
(14)实验室制取HF、HCl分别用CaF2、NaCl与浓硫酸反应,但实验室制取HBr、HI宜用NaBr和KI与浓磷酸反应。因为生成的HBr、HI易被浓硫酸氧化生成Br2或I2。
(15)在卤化银中,AgCl、AgBr、AgI均难溶于水,且见光易分解,但AgF却易溶于水且见光不分解。
硝酸的分子结构:
化学式(分子式):HNO3,结构式:HO—NO2。 HNO3是由极性键形成的极性分子,故易溶于水,分子问以范德华力结合,固态时为分子晶体。
硝酸的物理性质和化学性质:
(1)物理性质:纯硝酸是无色油状液体, 开盖时有烟雾,挥发性酸[沸点低→易挥发→酸雾]
熔点:-42℃,沸点:83℃。密度:1.5 g/cm3,与水任意比互溶,98%的硝酸为发烟硝酸,69%以上的硝酸为浓硝酸。
(2)化学性质:
①具有酸的一些通性:例如:
(实验室制CO2气体时,若无稀盐酸可用稀硝酸代替)
②不稳定性:HNO3见光或受热发生分解,HNO3越浓,越易分解.硝酸分解放出的NO2溶于其中而使硝酸呈黄色。有关反应的化学方程式为:
③强氧化性:不论是稀HNO3还是浓HNO3,都具有极强的氧化性,HNO3浓度越大,氧化性越强。其氧化性表现在以下几方面
A. 几乎能与所有金属(除Hg、Au外)反应。当HNO3与金属反应时,HNO3被还原的程度(即氮元素化合价降低的程度)取决于硝酸的浓度和金属单质还原性的强弱。对于同一金属单质而言,HNO3的浓度越小,HNO3被还原的程度越大,氮元素的化合价降低越多。一般反应规律为:
金属 + HNO3(浓) → 硝酸盐 + NO2↑ + H2O
金属 + HNO3(稀) → 硝酸盐 + NO↑ + H2O
较活泼的金属(如Mg、Zn等) + HNO3(极稀) → 硝酸盐 + H2O + N2O↑(或NH3等)
金属与硝酸反应的重要实例为:
①
该反应较缓慢,反应后溶液显蓝色,反应产生的无色气体遇到空气后变为红棕色(无色的NO被空气氧化为红棕色的NO2)。实验室通常用此反应制取NO气体。
②
该反应较剧烈,反应过程中有红棕色气体产生。此外,随着反应的进行,硝酸的浓度渐渐变稀,反应产生的气体是NO2、NO等的混合气体。
B. 常温下,浓HNO3能将金属Fe、A1钝化,使Fe、A1的表面氧化生成一薄层致密的氧化膜。因此,可用铁或铝制容器盛放浓硝酸,但要注意密封,以防止硝酸挥发变稀后与铁、铝反应。(与浓硫酸相似)
C. 浓HNO3与浓盐酸按体积比1∶3配制而成的混合液叫王水。王水溶解金属的能力更强,能溶解金属Pt、Au。
D. 能把许多非金属单质(如C、S、P等)氧化,生成最高价含氧酸或最高价非金属氧化物。例如:
E.能氧化某些具有还原性的物质,如等,应注意的是NO3-无氧化性,而当NO3-在酸性溶液中时,则具有强氧化性。例如,在Fe(NO3)2溶液中加入盐酸或硫酸,因引入了H+而使Fe2+被氧化为Fe3+;又如,向浓HNO3与足量的Cu反应后形成的Cu(NO3)2中再加入盐酸或硫酸,则剩余的Cu会与后来新形成的稀HNO3继续反应。 F. 能氧化并腐蚀某些有机物,如皮肤、衣服、纸张、橡胶等。因此在使用硝酸(尤其是浓硝酸)时要特别小心,万一不慎将浓硝酸弄到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再用小苏打或肥皂液洗涤。
(3)保存方法:硝酸易挥发,见光或受热易分解,具有强氧化性而腐蚀橡胶,因此,实验室保存硝酸时,应将硝酸盛放在带玻璃塞的棕色试剂瓶中,并贮存在黑暗且温度较低的地方。
(4)用途:硝酸是一种重要的化工原料,可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等。
三大强酸:
几种常见酸的比较:
浓硝酸与稀硝酸的氧化性比较:
由铜与硝酸反应的化学方程式知,浓硝酸被还原为NO2,氮的化合价由+5→+4;而稀硝酸被还原为NO,氮的化合价由+5→+2,由此得出稀硝酸具有更强的氧化能力的结论是错误的。因为氧化剂氧化能力的强弱取决于得电子能力的强弱,而不是本身被还原的程度。实验证明,硝酸越浓,得电子的能力越强,因而其氧化能力越强。如稀硝酸能将HI氧化为I2,而浓硝酸可将HI氧化为HIO3。
硝酸在氧化还原反应中,其还原产物可能有多种价态的物质:等,这取决于硝酸的浓度和还原剂还原性的强弱。除前面的实例外,锌与硝酸可发生如下反应:
浓硝酸的漂白作用:
在浓硝酸中滴入几滴紫色石蕊试液,微热,可观察到:溶液先变红后褪色,说明浓硝酸具有强氧化性,可以使某些有色物质褪色(氧化漂白)。但一般不用它作漂白剂,因为它还具有强腐蚀性。新制氯水或浓硝酸能使淀粉碘化钾试纸先变蓝后褪色,这不是因为它们的漂白性,而是因为发生了如下的化学反应:
这是因为过量的氯水或硝酸又把I2氧化成了HIO3而使试纸褪色的。
另外,浓H2SO4遇湿润的蓝色石蕊试纸的现象是先变红后变黑。这是由浓H2SO4的强酸性和脱水性造成的(脱水炭化而变黑)。
碳:
①元素符号:C
②原子结构示意图:
③电子式:
④周期表中位置:第二周期ⅣA族
⑤含量与存在:在地壳中的含量为0.087%,在自然界中既有游离态,又有化合态
⑥同素异形体:金刚石、石墨、C60、活性炭
碳(活性炭):
①金刚石:纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体,硬度大,熔点高,不导电,不溶于水
石墨:深灰色的鳞片状固体,硬度小,质软,有滑腻感,熔点高,具有导电性
活性炭:黑色粉末状或颗粒状的无定形碳,疏松多孔,有吸附性
②碳的化学性质:
a.稳定性:在常温下碳的化学性质稳定,点燃或高温的条件下能发生化学反应
b.可燃性:氧气充足的条件下:C+O2CO2 氧气不充分的条件下:2C+O22CO
c.还原性:
木炭还原氧化铜:C+2CuO2Cu+CO2↑
焦炭还原氧化铁:3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
焦炭还原四氧化三铁:2C+Fe3O43Fe+2CO2↑
木炭与二氧化碳的反应:C+CO2CO
二氧化碳:
①物理性质:常温下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水。固态的二氧化碳叫做干冰。
②化学性质:
a.一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸,因此当我们进入干枯的深井,深洞或久未开启的菜窖时,应先做一个灯火实验,以防止二氧化碳浓度过高而造成危险
b.二氧化碳和水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变红:CO2+H2O===H2CO3,碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色石蕊试液又变回紫色:H2CO3===H2O+CO2↑
c.二氧化碳和石灰水反应:Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
d.二氧化碳可促进植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
③用途:
a.二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,比空气重,可用于灭火
b.干冰升华时吸收大量的热,可用它做制冷剂或人工降雨
c.工业制纯碱和尿素,是一种重要的化工原料 d.植物光合作用,绿色植物吸收太阳能,利用二氧化碳和水,合成有机物放出氧气。
一氧化碳:
①物理性质:通常状况下,是一种没有颜色,气味的气体,比空气略轻难溶于水。
②化学性质
a.可燃性:2CO+O22CO2
b.还原性:一氧化碳还原氧化铜:CO+CuOCu+CO2 一氧化碳还原氧化铁:3CO+Fe2O32Fe+3CO2 一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+Fe3O43Fe+4CO2
c.毒性:一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去运输氧气的能力,造成机体缺氧。冬天用煤火取暖,如排气不良,就会发生煤气中毒,就CO中毒。CO重要来源是汽车尾气和煤,石油等含碳燃料的不完全燃烧。
③用途:用作燃料,冶炼金属。 ④碳酸:弱酸,不稳定,易分解H2CO3==CO2↑+H2O
碳酸盐:
1.正盐与酸式盐的比较
正盐 | 酸式盐 | |
水溶性 | 除K、Na、铵的碳酸盐易溶于水外,其余都难溶于水 | 都溶于水 |
热稳定性 | 较稳定 ①K2CO3、Na2CO3等碱金属的正盐受热难分解 ②CaCO3、(NH4)2CO3 等受热易分解 |
受热易分解 2NaHCO3Na2CO3+ H2O+CO2↑ Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2↑ |
与酸反应 | CO32-+2H+== CO2↑+H2O CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑ |
HCO3-+H+==H2O+ CO2↑(相同条件下,NaHCO3与酸反应放出CO2的速率比Na2CO3快) |
与碱反应 | Na2CO3+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH | NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2==2CaCO3↓+2H2O |
转化关系 |
CO2气体与溶液的反应规律:
1.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象是“先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解”
(1)向澄清石灰水中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO3+H3O==Ca(HCO3)2
(2)向氧氧化钡溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ba(OH)2+CO2==BaCO3↓+H2O
BaCO3+CO2+H2O==Ba(HCO3)2
(3)向漂白粉溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
2.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象为“产生白色沉淀或浑浊,沉淀或浑浊不消失”
(1)在NaAlO2溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
2AlO2-+CO2(少量)+3H2O==2Al(OH)3↓ +CO32-
2AlO2-+CO2(过量)+2H2O==Al(OH)3↓ +HCO3-
(2)向Na2SiO3溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
SiO32-+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32-
SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-
(3)向饱和Na2CO3溶液中不断通入CO2气体,反应为:
2Na++CO32-+CO2+H2O==2NaHCO3↓
3.CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质的判断将CO2气体逐渐通入NaOH溶液中,先后发生化学反应:
①CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
向一定量的NaOH溶液中通入CO2气体后,溶液中溶质的成分要根据NaOH与CO2的物质的量之比进行讨论。
当时,发生反应①和②,溶液中的溶质为NaHCO3;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为 Na2CO3和NaOH;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为Na2CO3;
当时,发生反应①和②,溶液中为Na2CO3和NaHCO3
碳酸氢盐与碱反应的规律及CO32- HCO3-的鉴别方法:
1.酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断
如Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液:
Ca(HCO3)2+NaOH==CaCO3↓+NaHCO3+ H2O(NaOH少量)
Ca(HCO2)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O(NaOH过量)
2.CO32-和HCO3-的鉴别
(1)利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO32-和HCO3-,如分别和BaCl2溶液反应,生成的BaCO3不溶,生成的Ba(HCO3)2易溶;
(2)利用与H+反应产生CO2的快慢检验CO32-或HCO3-
碳族元素:
1.在元素周期表中的位置及结构碳旌死素位于第ⅣA族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。最外层皆有4个电子,这种结构不易得电子也不易失电子,易形成共价键,难形成离子键。
2.主要化合价碳族元素的化合价主要有+2和+4,C、Si、Ge、Sn的+4价化合物较稳定,而Pb的+2价化合物较稳定。
3.氢化物、最高价氧化物及其对应的水化物
氢化物:
最高价氧化物:RO2;
最高价氧化物对应的水化物为H2RO3、 H4RO4或R(OH)4
4.碳族元素的金属性与非金属性的递变规律由C至Pb,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。由碳族元素形成的单质中,碳、硅为非金属,但硅有金属光泽;锗、锡、铅为金属。
与““探险队员”--盐酸,不小心走进了化学迷宫,不知怎样走出来,...”考查相似的试题有: