化學高一下學期期末考試知識點(高一上學期期末考試化學考點)
金屬的化學性質
鈉 Na
1、單質鈉的物理性質:
鈉質軟、銀白色、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。
2、單質鈉的化學性質:
①鈉與O2反應:
常溫下:4Na + O2=2Na2O
加熱時:2Na + O2=Na2O2
過氧化鈉與水的反應:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
過氧化鈉與二氧化碳的反應:
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
②鈉與H2O反應:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
離子方程式:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑(注意配平)
實驗現象:
浮——鈉密度比水小;
游——生成氫氣;
響——反應劇烈;
熔——鈉熔點低;
紅——生成的NaOH遇酚酞變紅。
③鈉與鹽溶液反應:
如鈉與CuSO4溶液反應,應該先是鈉與H2O反應生成NaOH與H2,再和CuSO4溶液反應,有關化學方程式:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4
總的方程式:2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
實驗現象:有藍色沉淀生成,有氣泡放出
K、Ca、Na三種單質與鹽溶液反應時,先與水反應生成相應的堿,堿再和鹽溶液反應
④鈉與酸反應:
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(反應劇烈)
離子方程式:2Na+2H+=2Na++H2↑
4、鈉的保存:
保存在煤油或石蠟中。
5、鈉在空氣中的變化過程:Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O(結晶)→Na2CO3(風化),最終得到是一種白色粉末。
一小塊鈉置露在空氣中的現象:銀白色的鈉很快變暗(生成Na2O),跟著變成白色固體(NaOH),然后在固體表面出現小液滴(NaOH易潮解),最終變成白色粉未(最終產物是Na2CO3)。
鋁 Al
1、單質鋁的物理性質:
銀白色金屬、密度小(屬輕金屬)、硬度小、熔沸點低。
2、單質鋁的化學性質:
①鋁與O2反應:
常溫下鋁能與O2反應生成致密氧化膜,保護內層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應生成氧化鋁:4Al+3O2=2Al2O3
②常溫下Al既能與強酸反應,又能與強堿溶液反應,均有H2生成,也能與不活潑的金屬鹽溶液反應:
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
( 2Al+6H+=2Al3++3H2↑ )
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
( 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ )
2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3) 3+3Cu
( 2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu )
注意:鋁制餐具不能用來長時間存放酸性、堿性和咸的食品。
③鋁熱反應
鋁與某些金屬氧化物的反應(如V、Cr、Mn、Fe的氧化物)叫做鋁熱反應。
Fe2O3+2Al = 2Fe+Al2O3,Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應焊接鋼軌。
鐵 Fe
1、單質鐵的物理性質:
鐵片是銀白色的,鐵粉呈黑色,純鐵不易生銹,但生鐵(含碳雜質的鐵)在潮濕的空氣中易生銹。
2、單質鐵的化學性質:
①鐵與氧氣反應:
3Fe+2O2=Fe3O4
②與非氧化性酸反應:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (Fe+2H+=Fe2++H2↑)
常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應但無氫氣放出。
③與鹽溶液反應:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(Fe+Cu2+=Fe2++Cu)
④與水蒸氣反應:
3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2
幾種重要的金屬化合物
氧化物
1、Al2O3的性質:
氧化鋁是一種白色難溶物,其熔點很高,可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實驗儀器等。
Al2O3是兩性氧化物:既能與強酸反應,又能與強堿反應:
Al2O3+ 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O (Al2O3+6H+=2Al3++3H2O )
Al2O3+ 2NaOH=2NaAlO2 +H2O(Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O)
2、鐵的氧化物的性質:
FeO、Fe2O3都為堿性氧化物,能與強酸反應生成鹽和水。
FeO+2HCl=FeCl2 +H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
氫氧化物
1、氫氧化鋁 Al(OH)3
①Al(OH)3是兩性氫氧化物,在常溫下它既能與強酸,又能與強堿反應:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O)
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O)
②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3:
2Al(OH)3==Al2O3+3H2O(規律:不溶性堿受熱均會分解)
③Al(OH)3的制備:
實驗室用可溶性鋁鹽和氨水反應來制備Al(OH)3
Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2 Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
(Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+)
因為強堿(如NaOH)易與Al(OH)3反應,所以實驗室不用強堿制備Al(OH)3,而用氨水。
2、鐵的氫氧化物:
氫氧化亞鐵Fe(OH)2(白色)和氫氧化鐵Fe(OH)3(紅褐色)
①都能與酸反應生成鹽和水:
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O
(Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O)
Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O
(Fe(OH)3 + 3H+=Fe3+ + 3H2O)
②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(現象:白色沉淀→灰綠色→紅褐色)
③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3:
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
鹽
1、鐵鹽(鐵為+3價)、亞鐵鹽(鐵為+2價)的性質:
①鐵鹽(鐵為+3價)具有氧化性,可以被還原劑(如鐵、銅等)還原成亞鐵鹽:
2FeCl3+Fe=3FeCl2
( 2Fe3++Fe=3Fe2+ )(價態歸中規律)
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
( 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ )(制印刷電路板的反應原理)
亞鐵鹽(鐵為+2價)具有還原性,能被氧化劑(如氯氣、氧氣、硝酸等)氧化成鐵鹽:
2FeCl2+Cl2=2FeCl3
( 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- )
②Fe3+離子的檢驗:
a.溶液呈黃色;
b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應生成紅褐色沉淀[Fe(OH)3]。
③Fe2+離子的檢驗:
a.溶液呈淺綠色;
b.先在溶液中加入KSCN溶液,不變色,再加入氯水,溶液變紅色;
c.加入NaOH溶液反應先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色沉淀,最后變成紅褐色沉淀。
2、鈉鹽:
Na2CO3與NaHCO3的性質比較
Na2CO3
NaHCO3
俗稱
純堿、蘇打
小蘇打
水溶性比較
Na2CO3 > NaHCO3
溶液酸堿性
堿性
堿性
與酸反應劇烈程度
較慢(二步反應)
較快(一步反應)
與酸反應
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
熱穩定性
加熱不分解
加熱分解
2NaHCO3=Na2CO3+H2O+
CO2↑
與CO2反應
Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
不反應
與NaOH溶液反應
不反應
(不能發生離子交換)
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
HCO3-+OH-=H2O+CO32-
與Ca(OH)2溶液反應
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
Ca2++CO32-=CaCO3↓
也能反應生成CaCO3沉淀
與CaCl2溶液反應
有CaCO3沉淀
不反應
用途
洗滌劑,玻璃、肥皂、造紙、紡織等工業
發酵粉、滅火劑、治療胃酸過多(有胃潰瘍時不能用)
非金屬及其化合物
硅及其化合物
硅元素在地殼中的含量排第二,在自然界中沒有游離態的硅,只有以化合態存在的硅,常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。
硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族,硅原子最外層有4個電子,既不易失去電子又不易得到電子,主要形成四價的化合物。
1、單質硅(Si):
(1)物理性質:
有金屬光澤的灰黑色固體,熔點高,硬度大。
(2)化學性質:
①常溫下化學性質不活潑,只能跟F2、HF和NaOH溶液反應。
Si+2F2=SiF4
Si+4HF=SiF4↑+2H2↑
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
②在高溫條件下,單質硅能與O2和Cl2等非金屬單質反應。
(3)用途:
太陽能電池、計算機芯片以及半導體材料等。
(4)硅的制備:
工業上,用碳在高溫下還原SiO2可制得粗硅。
SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑ Si(粗)+2Cl2=SiCl4
SiCl4+2H2=Si(純)+4HCl
2、二氧化硅(SiO2):
(1)SiO2的空間結構:
立體網狀結構,SiO2直接由原子構成,不存在單個SiO2分子。
(2)物理性質:
熔點高,硬度大,不溶于水。
(3)化學性質:
SiO2常溫下化學性質很不活潑,不與水、酸反應(氫氟酸除外),能與強堿溶液、氫氟酸反應,高溫條件下可以與堿性氧化物反應:
①與強堿反應:
SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(生成的硅酸鈉具有粘性,所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液,避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住,打不開,應用橡皮塞)。
②與氫氟酸反應[SiO2的特性]:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(利用此反應,氫氟酸能雕刻玻璃;氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放,應用塑料瓶)。
③高溫下與堿性氧化物反應:SiO2+CaO=CaSiO3
(4)用途:
光導纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。
3、硅酸(H2SiO3):
(1)物理性質:
不溶于水的白色膠狀物,能形成硅膠,吸附水分能力強。
(2)化學性質:
H2SiO3是一種弱酸,酸性比碳酸還要弱,其酸酐為SiO2,但SiO2不溶于水,故不能直接由SiO2溶于水制得,而用可溶性硅酸鹽與酸反應制取:(強酸制弱酸原理)
Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
(此方程式證明酸性:H2SiO3<H2CO3)
(3)用途:
硅膠作干燥劑、催化劑的載體。
4、硅酸鹽
硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多,大多數難溶于水,最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3,Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃,又稱泡花堿,是一種無色粘稠的液體,可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質:
Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓(有白色沉淀生成)
傳統硅酸鹽工業三大產品有:
玻璃、陶瓷、水泥。
硅酸鹽由于組成比較復雜,常用氧化物的形式表示:活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系數配置原則:除氧元素外,其他元素按配置前后原子個數守恒原則配置系數。
硅酸鈉:Na2SiO3 Na2O·SiO2
硅酸鈣:CaSiO3 CaO·SiO2
高嶺石:Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3·2SiO2·2H2O
正長石:KAlSiO3
不能寫成 K2O· Al2O3·3SiO2,應寫成K2O·Al2O3·6SiO2
氯及其化合物
氯元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,氯原子最外電子層上有7個電子,在化學反應中很容易得到1個電子形成Cl-,化學性質活潑,在自然界中沒游離態的氯,氯只以化合態存在(主要以氯化物和氯酸鹽)。
1、氯氣(Cl2):
(1)物理性質:
黃綠色有刺激性氣味有毒的氣體,密度比空氣大,易液化成液氯,易溶于水。
(2)化學性質:
氯氣化學性質非常活潑,很容易得到電子,作強氧化劑,能與金屬、非金屬、水以及堿反應。
①與金屬反應(將金屬氧化成最高正價):
Na+Cl2===
點燃
2NaCl
Cu+Cl2===
點燃
CuCl2
2Fe+3Cl2===
點燃
2FeCl3
思考:怎樣制備FeCl2?
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,鐵跟鹽酸反應生成FeCl2,而鐵跟氯氣反應生成FeCl3,這說明Cl2的氧化性強于鹽酸,是強氧化劑。
②與非金屬反應:
Cl2+H2===
點燃
2HCl
氫氣在氯氣中燃燒現象:安靜地燃燒,發出蒼白色火焰。
將H2和Cl2混合后在點燃或光照條件下發生爆炸。
燃燒:所有發光發熱的劇烈化學反應都叫做燃燒,不一定要有氧氣參加。
③Cl2與水反應
Cl2+H2O=HCl+HClO
離子方程式:Cl2+H2O=H++Cl—+HClO
氯氣溶于水得到氯水(淺黃綠色),氯水含多種微粒,其中有H2O、Cl2、HClO、Cl-、H+、OH-(極少量,水微弱電離出來的)。
氯水的性質取決于其組成的微粒:
強氧化性:
Cl2是新制氯水的主要成分,實驗室常用氯水代替氯氣,如氯水中的氯氣能與KI,KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物質反應。
漂白、消毒性:
氯水中的Cl2和HClO均有強氧化性,一般在應用其漂白和消毒時,應考慮HClO,HClO的強氧化性將有色物質氧化成無色物質,不可逆。
酸性:
氯水中含有HCl和HClO,故可被NaOH中和,鹽酸還可與NaHCO3,CaCO3等反應。
不穩定性:
HClO不穩定光照易分解。因此久置氯水(淺黃綠色)會變成稀鹽酸(無色)失去漂白性。
沉淀反應:
加入AgNO3溶液有白色沉淀生成(氯水中有Cl-)。自來水也用氯水殺菌消毒,所以用自來水配制以下溶液如KI、 KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液會變質。
④Cl2與堿液反應:
與NaOH反應:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
(Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O)
與Ca(OH)2溶液反應:
2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
此反應用來制漂白粉,漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分為Ca(ClO)2。
漂白粉之所以具有漂白性,原因是:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性;同樣,氯水也具有漂白性,因為氯水含HClO;NaClO同樣具有漂白性,發生反應2NaClO+CO2+H2O==Na2CO3+2HClO;
干燥的氯氣不能使紅紙褪色,因為不能生成HClO,濕的氯氣能使紅紙褪色,因為氯氣發生下列反應Cl2+H2O=HCl+HClO。
漂白粉久置空氣會失效(涉及兩個反應):
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO,,漂白粉變質會有CaCO3存在,外觀上會結塊,久置空氣中的漂白粉加入濃鹽酸會有CO2氣體生成,含CO2和HCl雜質氣體。
⑤氯氣的用途:
制漂白粉、自來水殺菌消毒、農藥和某些有機物的原料等。
氯氣的制備
硫及其化合物
1、硫元素的存在:
硫元素最外層電子數為6個,化學性質較活潑,容易得到2個電子呈-2價或者與其他非金屬元素結合成呈+4價、+6價化合物。硫元素在自然界中既有游離態又有化合態。(如火山口中的硫就以單質存在)
2、硫單質:
①物質性質:俗稱硫磺,淡黃色固體,不溶于水,熔點低。
②化學性質:S+O2===
點燃
SO2(空氣中點燃淡藍色火焰,純氧中藍紫色)
3、二氧化硫(SO2)
(1)物理性質:
無色、有刺激性氣味有毒的氣體,易溶于水,密度比空氣大,易液化。
(2)SO2的制備:
S+O2===
點燃
SO2或Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
(3)化學性質:
①SO2能與水反應
SO2+H2O=H2SO3(亞硫酸,中強酸)此反應為可逆反應。
可逆反應定義:在相同條件下,正逆方向同時進行的反應。(關鍵詞:相同條件下)
②SO2為酸性氧化物,是亞硫酸(H2SO3)的酸酐,可與堿反應生成鹽和水。
a、與NaOH溶液反應:
SO2(少量)+2NaOH=Na2SO3+H2O (SO2+2OH-=SO32-+H2O)
SO2(過量)+NaOH=NaHSO3(SO2+OH-=HSO3-)
b、與Ca(OH)2溶液反應:
SO2(少量)+Ca(OH)2=CaSO3↓(白色)+H2O
2SO2(過量)+Ca(OH)2=Ca(HSO3) 2 (可溶)
對比CO2與堿反應:
CO2(少量)+Ca(OH)2=CaCO3↓(白色)+H2O
2CO2(過量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3) 2 (可溶)
將SO2逐漸通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成,后沉淀消失,與CO2逐漸通入Ca(OH)2溶液實驗現象相同,所以不能用石灰水來鑒別SO2和CO2。能使石灰水變渾濁的無色無味的氣體一定是二氧化碳,這說法是對的,因為SO2是有刺激性氣味的氣體。
③SO2具有強還原性:
能與強氧化劑(如酸性高錳酸鉀溶液、氯氣、氧氣等)反應。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色,顯示了SO2的強還原性(不是SO2的漂白性)。
(催化劑:粉塵、五氧化二釩)
SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl(將SO2氣體和Cl2氣體混合后作用于有色溶液,漂白效果將大大減弱。)
④SO2的弱氧化性:
如2H2S+SO2=3S↓+2H2O(有黃色沉淀生成)
⑤SO2的漂白性:
SO2能使品紅溶液褪色,加熱會恢復原來的顏色。用此可以檢驗SO2的存在。
SO2
Cl2
漂白的物質
漂白某些有色物質
使濕潤有色物質褪色
原理
與有色物質化合生成不穩定的無色物質
與水生成HClO,HClO具有漂白性,將有色物質氧化成無色物質
加熱
能恢復原色(無色物質分解)
不能復原
⑥SO2的用途:
漂白劑、殺菌消毒、生產硫酸等。
4、硫酸(H2SO4)
(1)濃硫酸的物理性質:
純的硫酸為無色油狀粘稠液體,能與水以任意比互溶(稀釋濃硫酸要規范操作:注酸入水且不斷攪拌)。質量分數為98%(或18.4mol/l)的硫酸為濃硫酸。不揮發,沸點高,密度比水大。
(2)濃硫酸三大性質:
吸水性、脫水性、強氧化性。
①吸水性:
濃硫酸可吸收結晶水、濕存水和氣體中的水蒸氣,可作干燥劑,可干燥H2、O2、SO2、CO2等氣體,但不可以用來干燥NH3、H2S、HBr、HI、C2H4五種氣體。
②脫水性:
能將有機物(蔗糖、棉花等)以水分子中H和O原子個數比2︰1脫水,炭化變黑。
③強氧化性:
濃硫酸在加熱條件下顯示強氧化性(+6價硫體現了強氧化性),能與大多數金屬反應,也能與非金屬反應。
a. 與大多數金屬反應(如銅):
2H2SO4 (濃)+Cu===
△
CuSO4+2H2O+SO2 ↑
(此反應濃硫酸表現出酸性和強氧化性 )
b. 與非金屬反應(如C反應):
2H2SO4(濃)+C===(
△
)CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑
(此反應濃硫酸表現出強氧化性 )
注意:常溫下,Fe、Al遇濃H2SO4或濃HNO3發生鈍化。
濃硫酸的強氧化性使許多金屬能與它反應,但在常溫下,鋁和鐵遇濃硫酸時,因表面被濃硫酸氧化成一層致密氧化膜,這層氧化膜阻止了酸與內層金屬的進一步反應。這種現象叫金屬的鈍化。鋁和鐵也能被濃硝酸鈍化,所以,常溫下可以用鐵制或鋁制容器盛放濃硫酸和濃硝酸。
(3)硫酸的用途:
干燥劑、化肥、炸藥、蓄電池、農藥、醫藥等。
氮及其化合物
1、氮的氧化物:NO2和NO
N2+O2========
高溫或放電
2NO,生成的一氧化氮很不穩定: 2NO+O2==2NO2
一氧化氮:
無色氣體,有毒,能與人血液中的血紅蛋白結合而使人中毒(與CO中毒原理相同),不溶于水。是空氣中的污染物。
二氧化氮:
紅棕色氣體(與溴蒸氣顏色相同)、有刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水,并與水反應:
3NO2+H2O=2HNO3+NO,此反應中NO2既是氧化劑又是還原劑。以上三個反應是“雷雨固氮”、“雷雨發莊稼”的反應。
2、硝酸(HNO3):
(1)硝酸物理性質:
純硝酸是無色、有刺激性氣味的油狀液體。低沸點(83℃)、易揮發,在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀。98%以上的硝酸叫“發煙硝酸”,常用濃硝酸的質量分數為69%。
(2)硝酸的化學性質:
具有一般酸的通性,稀硝酸遇紫色石蕊試液變紅色,濃硝酸遇紫色石蕊試液先變紅(H+作用)后褪色(濃硝酸的強氧化性)。用此實驗可證明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強。濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑,能氧化大多數金屬,但不放出氫氣,通常濃硝酸產生NO2,稀硝酸產生NO,如:
①Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
反應①還原劑與氧化劑物質的量之比為1︰2;反應②還原劑與氧化劑物質的量之比為3︰2。
常溫下,Fe、Al遇濃H2SO4或濃HNO3發生鈍化,(說成不反應是不妥的),加熱時能發生反應:
當溶液中有H+和NO3-時,相當于溶液中含HNO3,此時,因為硝酸具有強氧化性,使得在酸性條件下NO3-與具有強還原性的離子如S2-、Fe2+、SO32-、I-、Br-(通常是這幾種)因發生氧化還原反應而不能大量共存。(有沉淀、氣體、難電離物生成是因發生復分解反應而不能大量共存。)
3、氨氣(NH3)
(1)氨氣的物理性質:
無色氣體,有刺激性氣味、比空氣輕,易液化,極易溶于水,1體積水可以溶解700體積的氨氣(可做紅色噴泉實驗)。濃氨水易揮發出氨氣。
(2)氨氣的化學性質:
a. 溶于水溶液呈弱堿性:
生成的一水合氨NH3·H2O是一種弱堿,很不穩定,受熱會分解:
氨氣或液氨溶于水得氨水,氨水的密度比水小,并且氨水濃度越大密度越小,計算氨水濃度時,溶質是NH3,而不是NH3·H2O。
氨水中的微粒:H2O、NH3、NH3·H2O、NH4+、OH—、H+(極少量,水微弱電離出來)。
噴泉實驗的原理:是利用氣體極易被一種液體吸收而形成壓強差,使氣體容器內壓強降低,外界大氣壓把液體壓入氣體容器內,在玻璃導管尖嘴處形成美麗的“噴泉”。
噴泉實驗成功的關鍵:
· 氣體在吸收液中被吸收得既快又多,如NH3、HCl、HBr、HI、NO2用水吸收,CO2、SO2,Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等;
· 裝置的氣密性要好;
· 燒瓶內的氣體純度要大;
b. 氨氣可以與酸反應生成鹽:
①NH3+HCl=NH4Cl
②NH3+HNO3=NH4NO3
③ 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
因NH3溶于水呈堿性,所以可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗氨氣的存在,因濃鹽酸有揮發性,所以也可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近集氣瓶口,如果有大量白煙生成,可以證明有NH3存在。
(3)氨氣的實驗室制法:
①原理:銨鹽與堿共熱產生氨氣
②裝置特點:固+固氣體,與制O2相同。
③收集:向下排空氣法。
④驗滿:
a. 濕潤的紅色石蕊試紙
(NH3是唯一能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍的氣體)
b. 蘸濃鹽酸的玻璃棒
(產生白煙)
⑤干燥:用堿石灰(NaOH與CaO的混合物)或生石灰在干燥管或U型管中干燥。不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑,因為NH3能與CaCl2反應生成CaCl2·8NH3。P2O5、濃硫酸均能與NH3反應,生成相應的鹽。所以NH3通常用堿石灰干燥。
⑥吸收:在試管口塞有一團濕的棉花其作用有兩個:一是減小氨氣與空氣的對流,方便收集氨氣;二是吸收多余的氨氣,防止污染空氣。
(4)氨氣的用途:液氨易揮發,汽化過程中會吸收熱量,使得周圍環境溫度降低,因此,液氨可以作制冷劑。
4、銨鹽
銨鹽均易溶于水,且都為白色晶體(很多化肥都是銨鹽)。
(1)受熱易分解,放出氨氣:
(2)干燥的銨鹽能與堿固體混合加熱反應生成氨氣,利用這個性質可以制備氨氣:
(3)NH4+的檢驗:樣品加堿混合加熱,放出的氣體能使濕的紅色石蕊試紙變藍,則證明該物質會有NH4+。