高中化学常见物质及性质..doc

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资源描述

1、硫酸硫酸是化学六大无机强酸(硫酸、硝酸、盐酸(氢氯酸) 、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸)之一。 物理性质 硫酸浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“ 酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。 ” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生“ 发烟“ 现象,这样含有 SO3 的硫酸称为“ 发烟硫酸 “。 100%的硫酸熔沸点: 熔点 10 沸点 290 但是 100%的硫酸并不是最稳定的,沸腾时会分解一部分,变为 98.3%的浓硫酸,成为 338(硫酸水溶液的) 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到 98.3%的浓度。 化学性质1.脱水性就硫酸而言,脱水性是浓硫酸的性质,而非稀硫酸的性质,即浓硫酸有脱水性

2、且脱水性很强。 脱水性是浓硫酸的化学特性,物质被浓硫酸脱水的过程是化学变化的过程,反应时,浓硫酸按水分 子中氢氧原子数的比( 21)夺取被脱水物中的氢原子和氧原子。 可被浓硫酸脱水的物质一般为含氢、氧元素的有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑和棉花等物质中的有机物,被脱水后生成浓硫酸的腐蚀性了黑色的炭(炭化) 。浓硫酸 如 C12H22O11=12C + 11H2O (4)黑面包反应 在 200mL 烧杯中放入 20g 蔗糖,加入几滴水,搅拌均匀。然后再加入 15mL 质量分数为 98%的浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。 可以看到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔的海绵状的炭。2强氧化性跟金属反应

3、常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。 加热时,浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成 SO2 Cu + 2H2SO4(浓) =(加热)= CuSO4 + SO2+ 2H2O 2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性和酸性。 跟非金属反应 热的浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态的氧化物或含氧酸,本身被还原为 SO2。在这类反应中,浓硫酸只表现出氧化性。 C + 2H2SO4(浓) =(加热)= CO2 + 2SO2 + 2H2O S + 2H2SO4(浓) = 3SO2

4、 + 2H2O 2P + 5H2SO4(浓) = 2H3PO4 + 5SO2 + 2H2O 跟其他还原性物质反应 浓硫酸具有强氧化性,实验室制取 H2S、HBr、HI 等还原性气体不能选用浓硫酸。 H2S + H2SO4(浓) = S + SO2 + 2H2O 2HBr + H2SO4(浓) = Br2 + SO2 + 2H2O 2HI + H2SO4(浓) = I2 + SO2 + 2H2O3难挥发性(高沸点)制氯化氢、硝酸等(原理:利用难挥发性酸制易挥发性酸)如,用固体氯化钠与浓硫酸反应制取氯化氢气体 NaCl(固)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl (常温) 2NaCl(固)+H2

5、SO4(浓)=Na2SO4+2HCl (加热) Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2 再如,利用浓盐酸与浓硫酸可以制氯化氢气体。 5 酸性:制化肥,如氮肥、磷肥等 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 Ca3(PO4)2+2H2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)2 6.稳定性:浓硫酸与亚硫酸盐反应 Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2盐酸盐酸,学名氢氯酸,是氯化氢(化学式:HCl)的水溶液,是一元酸。盐酸是一种强酸,浓盐酸具有极强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后能在上方看见酸雾,那是氯化氢挥发后与空气中的水蒸气结合产生的盐酸小液滴。盐酸是一种常

6、见的化学品,在一般情况下,浓盐酸中氯化氢的质量分数在 37%左右。同时,胃酸的主要成分也是盐酸。20时 101.3 kPa 下的数据主要成分:HCl 含量: 工业级 36。 外观与性状: 无色或微黄色易挥发性液体,有刺激性气味。 一般实验室使用的盐酸为 0.1mol/L pH=1 一般使用的盐酸 pH 在 23 左右 (呈强酸性) 熔点() :-114.8(纯 HCl) 沸点(): 108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1) : 1.20相对蒸气密度(空气=1) : 1.26 饱和蒸气压(kPa): 30.66(21) 溶解性: 与水混溶,溶于碱液。 禁配物: 碱类、胺类、碱金属、易燃或

7、可燃物。其酸能与酸碱指试剂反应,紫色石蕊(C7H7O4N)n试剂与 PH 试纸变红色,无色酚酞C20H14O4不变色。 强酸性,和碱反应生成氯化物和水 HCl + NaOH = NaCl + H2O 能与大部分碳酸盐和碳酸氢盐(HCO3-)反应,生成二氧化碳,水 K2CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2 + H2O 能与活泼金属单质反应,生成氢气 Fe+ 2HCl =FeCl2+ H2 能与金属氧化物反应,生成盐和水 MgO+2HCl=MgCl2+H2O 实验室常用盐酸于制取二氧化碳的方法 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 能用来制取弱酸 CH3COONa+HCl=CH

8、3COOH+NaCl 另外,盐酸能与硝酸银反应,生成不溶于稀硝酸的氯化银,氯化银不能溶于水,产生沉淀。 HCl+AgNO3=HNO3+AgCl 电离方程式为:HCl=H+Cl- 其他方程式(离子方程式) Cl2 + H2O = Cl- + H+ + HClO Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O Cl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2O Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2 Cl2 + H2SO3 + H2O = 2Cl- + SO42- + 4H+ Cl2 + H2S = 2Cl- + 2H+ + S Cl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ +

9、2Cl-(向 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2) 3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-(足量 Cl2) 2Cl2 + 2Fe2+ + 2Br- = 2Fe3+ + Br2 + 4Cl- (当 n(FeBr2)/n(Cl2)= 1 :1 时)8Cl2 + 6Fe2+ + 10Br-= 6Fe3+ + 5Br2 + 16Cl- (当 n(FeBr2)/n(Cl2)= 3 :4 时)Cl2 + 2I- = 2Cl- + I2 Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-(向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2) 3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-= 2F

10、e3+ + 2I2 + 6Cl- (足量 Cl2) 4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- = 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- (当 n(FeI2)/n(Cl2)= 3 :4 时) 2Cl- + 4H+ + MnO2= Mn2+ + Cl2+ 2H2O Cl- + Ag+ = AgCl ClO- + H+ = HClO(有漂白性) 2HCIO=(光照) 2HCI+O2 ClO- + SO2 +H2O = 2H+ + Cl- + SO42- ClO- + H2O HClO + OH- 3ClO- = 2Cl- + ClO3- (加热时的 ClO-的歧化反应)硝酸硝酸(球棍模型)硝酸(nitr

11、ic acid)分子式 HNO,是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸,酸酐为五氧化二氮。硝酸的酸性较硫酸和盐酸小(PKa=-1.3) ,易溶于水,在水中完全电离,常温下其稀溶液无色透明,浓溶液显棕色。硝酸不稳定,易见光分解,应在棕色瓶中于阴暗处避光保存,严禁与还原剂接触。硝酸在工业上主要以氨氧化法生产,用以制造化肥、炸药、硝酸盐等,在有机化学中,浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂。存在与制备自然界自然界中的硝酸主要由雷雨天生成的一氧化氮形成。硝酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸的形成是氮循环的一环。自然界中硝酸的形成按如下步骤硝酸一氧化氮的生成 N (g)+ O(g) 2NO(g

12、) 二氧化氮的生成 N( g) + 2O(g) 2NO (g) 2NO(g)+ O(g) 2NO (g) 生成的二氧化氮溶于水中生成硝酸 3NO(g)+ H2O(l) 2HNO (aq )+ NO(g)工业合成氨氧化法 硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法是工业生产中制取硝浓硝酸酸的主要途径,其主要流程是将氨和空气的混合气(氧:氮2:1)通入灼热(760840)的铂铑合金网,在合金网的催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO) 。生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮,随后将二氧化氮通入水中制取硝酸。稀硝酸、浓硝酸、发烟硝酸的制取在工艺上各不相同。4 4NH(g)+ 5O(g)Pt-R

13、h 4NO(g)+ 6H2O(g) 2NO(g)+ O(g) 2NO (g) 3NO(g)+ H2O(l ) 2HNO(aq) + NO(g) 其它 工业上也曾使用浓硫酸和硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严重,现基本停止使用 NaNO(s )+ H2SO(l ) NaHSO(s)+ HNO(g)化学性质酯化反应(esterification) 硝酸可以与醇发生酯化反应生成对应的硝酸酯,在机理上,硝酸参与的酯化反应过去被认为生成了碳正离子中间体,但现在许多文献将机理描述为费歇尔酯化硝酸反应(Fischer esterification) ,即“酸脱羟基醇脱氢”与羧酸的酯化机理相同。硝酸的酯化

14、反应被用来生产硝化纤维,方程式见下 3nHNO+ C6H7O2(OH)3n C6H7O2(O-NO2)3n + 3nH2O 硝化反应(nitration ) 浓硝酸或发烟硝酸与脱水剂(浓硫酸、五氧化二磷)混合可作为硝化试剂对一些化合物引发硝化反应,硝化反应属于亲电取代反应(electrophilic substitution ) ,反应中的亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子的产生。 最为常见的硝化反应是苯的硝化:Ph-H + HO-NO Ph-NO + H2O 氧化还原反应(reduction-oxidation reaction) 硝酸分子中氮元素为最高价态(+5)因此硝酸具有强氧化性

15、,其还原产物因硝酸浓度的不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到的电子数越少,浓硝酸的还原产物主要为二氧化氮,稀硝酸主要为一氧化氮,更稀的硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等,需要指出,上述只是优势产物,实际上随着反应的进行,硝酸浓度逐渐降低,所有还原产物都可能出现。 硝酸有关电势图见下(标况 E/V) HNO 0.798.9 NO 1.08 HNO 1.04 NO 1.582 N2O 1.77 N 0.27 NH+ HNO0.97 NO HNO1.25 N2O HNO0.88 N 以下提供一些典型反应 浓硝酸: Cu(s)+ 4HNO(aq ) Cu(NO3) (aq

16、)+ 2NO(g)+ 2H2O(l) P(s)+ 5HNO(aq ) H3PO(aq)+ 5NO(g)+ H2O(l) 环己酮 + 浓硝酸 1,6-己二酸 (60% ) 稀硝酸: 3Cu( s)+ 8HNO(aq ) 3Cu(NO3) (aq) + 2NO(g)+ 4H2O(l) Fe(s)+ 4HNO(aq ) Fe(NO3)(aq)+ NO(g)+ 2H2O(l) 3Zn(s)+ 8HNO(aq) 3Zn(NO3)(aq )+硝酸 2NO(g)+ 4H2O(l) 4Zn(s)+ 10HNO (aq ) 4Zn(NO3)(aq)+ N2O(g)+ 5H2O(l ) 4Zn(s)+ 10HNO

17、(aq) 4Zn(NO3)(aq )+ NH4NO(aq )+ 3H2O(l) 6KI(aq)+ 8HNO(aq) 6KNO(aq )+ 3I(s)+ 2NO(g)+ 4H2O(l)氢氧化钠氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,因另一名称 caustic soda 而在香港称为哥士的,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。它的溶液可以用作洗涤液。制作少量氢氧化钠可以寻找一些碳酸氢钠( 小苏打) (如果有碳酸钠更好),再找一些氧化钙(生石灰)(一般的食品包装袋中用来做吸水剂的小袋子中有)。把生石

18、灰放于水中,反应后取上层清液倒入空的干净的杯子中,把碳酸氢钠加热一会儿倒入杯中,待其反应一会儿直到杯中不再产生白色沉淀,滤去沉淀,剩下的清液就是氢氧化钠。如果需要纯一点可以加热一会儿,蒸发一部分水,这样可以得到比较纯的氢氧化钠。 CaO+HO=Ca(OH) NaHCO+ Ca(OH)= CaCO+ NaOH + HO(碳酸氢钠) Ca(OH)+NaCO=CaCO+2NaOH(碳酸钠)NaOH 的化学性质1、NaOH 是强碱,具有碱的一切通性。氢氧化钠标准滴定(1)在水溶液中电离出大量的 OH:NaOH=Na +OH (2)能和酸反应,NaOH+HCl=NaCl+HO (3)能和一些酸性氧化物反

19、应,2NaOH + SO(不足)= NaSO + HO NaOH + SO(过量)= NaHSO( 生成的 NaSO和水与过量的 SO反 应生成了 NaHSO) 2NaOH + SO= NaSO + HO 2NaOH+3NO=2NaNO+NO+HO (4)氢氧化钠溶液和铝反应,2Al + 2NaOH+2HO = 2NaAlO+3H(而且,在 NaOH 不足量时 发生的反应为 2Al+6HO=(NaOH)= 2Al(OH)+ 3H ) (5)能强碱制取弱碱,NaOH + NHCl = NaCl + NHHO (6)能和某些盐反应,2NaOH + CuSO= Cu(OH)+ NaSO (7)NaO

20、H 具有很强的腐蚀性。 (8)NaOH 能吸收二氧化碳。反应过程如下: 2NaOH + CO= NaCO+ HO(CO 少量) NaOH + CO= NaHCO(CO过量) (9)NaOH 能与二氧化硅反应,SiO+ 2NaOH= 2NaSiO + HO (故使瓶塞与玻璃瓶粘和,不易打开) (10)能与指示剂发生反应,碱的通性:遇无色酚酞变红(过浓的氢氧化钠也会使酚酞褪色),遇紫色石蕊试液变蓝过氧化钠化学式:Na O 过氧化钠是白色或黄色粉末, 摩尔质量为 78g/mol,常用 78g/mol 相对密度为 2.47 (水1) 相对分子质量为 78 熔点 460(不分解)化学性质钠在氧气中燃烧生

21、成过氧化钠: (1)氧气浓度较低:4Na+O =点燃= 2NaO(氧化钠) (2)氧气浓度较高:2Na+O =点燃= NaO(过氧化钠) 过氧化钠不是碱性氧化物,但也可与二氧化碳,酸反应,反应过程中均有氧气放出,化学方程式分别为: 2NaO 2CO 2NaCO O 2NaO 4HCl 4NaCl 2HO O 与水反应,生成氧气: 2NaO+2HO 4NaOH + O,反应放热 总反应化学方程式: 2NaO 2HO 4NaOH O 与次高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应,生成盐,但不放出氧气,如:NaO CO NaCO NaO SO NaSO 与最高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应,生成

22、盐,放出氧气,例: 2NaO 2CO 2NaCO O 2NaO 2SO 2NaSO+ O用途可做供氧剂,强氧化剂,具有漂白性。 它能与 CO作用,放出 O。 2NaO 2CO 2NaCO O 根据这个性质,可将它用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合,将人们呼出的 CO再转换成 O2,以供呼吸之用。它还可以用于消毒、杀菌和漂白。 (多用 KO,而不用 NaO) 它具有强氧化性,在熔融状态时遇到棉花、炭粉、铝粉等还原性物质会发生爆炸。因此存放时应注意安全,不能与易燃物接触。它易吸潮,遇水或稀酸时会发生反应,生成 O。 过氧化钠可用来除去 O中的 HO 和 CO杂质。 它能与 CO作用,放出

23、O。根据这个性质,可将它用作供氧剂,用于矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合,将人们呼出的 CO再转换成 O,以供呼吸之用。 过氧化钠还可以用于消毒、杀菌和漂白等,在工业上常用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。 熔融态的过氧化钠是非常好的氧化剂,可以把 Fe 氧化为高铁酸根,甚至可以在常温下把有机物转化为碳酸盐。氯化钡BaCl2 、 式量 208。剧毒,熔点 925,沸点 1560,相对密度 3.85624,溶于水,微溶于盐酸和硝酸,难溶于乙醇和乙醚,易吸水,需密封保存。作分析试剂、脱水剂,制钡盐,以及用于电子、仪表、冶金等工业硫酸铜硫酸铜为天蓝色或略带黄色粒状晶体,水溶液呈酸性,

24、属保护性无机杀菌剂,对人畜比较安全。化学式 CuSO4。一般为五水合物 CuSO45H2O,俗名胆矾; 蓝色斜方晶体;密度 2.284 克厘米 3。硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。同石灰乳混合可得“ 波尔多 ”溶液,用作杀虫剂。硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液。化学品英文名称:coppersulfate 硫酸铜结晶水合物的俗称:蓝矾、胆矾分子式:CuSO4(纯品), CuSO45H2O(水合物) 相对分子质量:159.68 外观与性状:蓝色三斜晶系结晶。 熔点():200( 无水物) 沸点():高温分解 相对密度(水=1):2.28 溶解性:溶于水,25时水中溶解度为 23.05g,溶于稀乙

25、醇,不溶于无水乙醇、乙醚、液氨。 主要用途:用来制取其他铜盐,也用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、杀菌剂、并用于镀铜。 硫酸铜其五水合物又称蓝矾或胆矾。硫酸铜也经常作为五水合硫酸铜晶体的简称。 硫酸铜及其溶液硫酸铜 CuSO 分子量 160(硫酸铜晶体:CuSO 5HO 分子量 249.68 ) 深蓝色大颗粒状结晶体或蓝色颗粒状结晶粉末。有毒,无臭,带有金属涩味。干燥空气中会缓慢风化。溶于水,水溶液呈弱酸性(288K 时,0.1mol/L 的 CuSO溶液 pH4.2),不溶于乙醇。晶体受热时会失去结晶水,45左右时失去两分子结晶水,110以上失去四分子结晶水,258以上将失去全部水结晶成为白色粉

26、末状无水硫酸铜,650则分解成氧化铜和三氧化硫。无水硫酸铜有极强的吸水性,把它投入 95乙醇或含水有机物,即吸收水分而恢复为蓝色结晶体。硫酸铜中的铜离子能破坏蛋白质的立体结构,使之变性。测定蛋白质浓度时常在蛋白质中加入碱,再加入硫酸铜溶液,此时溶液会变为紫色,这个反应被称为双缩脲反应。 无水硫酸铜为白色粉末;吸水性很强,吸水后呈蓝色。硫酸铜加热到 650时分解成 CuO:化学反应硫酸铜是制备其他铜化合物的重要原料。同石灰乳混合可得“波尔多 ”溶液,用作杀虫剂。硫酸铜也是电解精炼铜时的电解液。无水硫酸铜加热到 923K 时,分解成 CuOCuSO=加热=CuO+SO 或者 2CuSO=加热=2C

27、uO+2SO+O 或者 Fe+CuSO=FeSO+Cu 用于检验硫酸铜 CuSO+HS=CuS(黑色沉淀 )+HSO 硫酸铜溶液电解 2CuSO+2HO=通电=2HSO +2Cu+O碳酸钠碳酸钠,俗名苏打、纯碱、洗涤碱,化学式:Na2CO3 ,普通情况下为白色粉末,为强电解质。密度为 2.532g/cm3,熔点为 851C,易溶于水,具有盐的通性。【化学式】Na2CO3 【相对分子质量】106 【俗名】块碱、纯碱、苏打(Soda) 、碱面、口碱(历史上,一般经张家口和古北口转运全国,因此又有“ 口碱” 之说。)、碱面(食用碱) ,无结晶水的工业名称为轻质碱,有一个结晶水的工业名称为重质碱。 【外观】白色粉末状,是固体 【相对密度(水=1)】2.532 【熔点】851 【溶解度】21g 20

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