高中化学常见物质及性质.docx

1、高中化学常见物质及性质硫酸硫酸就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得热,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得硫酸称为发烟硫酸。100%得硫酸熔沸点:熔点10沸点290但就是100%得硫酸并不就是最稳定得,沸腾时会分解一部分,变为98、3%得浓硫酸,成为338(硫酸水溶液得) 恒沸物。加热浓缩硫酸也只能最高达到98、3%得浓度。化学性质1、脱水性就硫酸而言,脱水性就是浓硫酸得性质,而非稀硫酸得性质,即浓硫酸有脱水性且脱水性很强。脱水性

2、就是浓硫酸得化学特性,物质被浓硫酸脱水得过程就是化学变化得过程,反应时,浓硫酸按水分 子中氢氧原子数得比(21)夺取被脱水物中得氢原子与氧原子。可被浓硫酸脱水得物质一般为含氢、氧元素得有机物,其中蔗糖、木屑、纸屑与棉花等物质中得有机物,被脱水后生成浓硫酸得腐蚀性了黑色得炭(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%得浓硫酸,迅速搅拌。观察实验现象。 可以瞧到蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,形成疏松多孔得海绵状得炭。2.强氧化性跟金属反应常温下,浓硫酸能使铁、铝等金属钝化。加热

3、时,浓硫酸可以与除金、铂之外得所有金属反应,生成高价金属硫酸盐,本身一般被还原成SO2Cu + 2H2SO4(浓) =(加热)= CuSO4 + SO2+ 2H2O2Fe + 6H2SO4(浓) = Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O在上述反应中,硫酸表现出了强氧化性与酸性。跟非金属反应热得浓硫酸可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其高价态得氧化物或含氧酸,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 + 2H2OS + 2H2SO4(浓) = 3SO2 + 2H2O2P + 5H2SO4(浓) = 2H3PO4

4、 + 5SO2 + 2H2O跟其她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 + 2H2O2HBr + H2SO4(浓) = Br2 + SO2 + 2H2O2HI + 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)+H2SO4(浓)=Na2SO4+2HCl (加热)Na2SO3+H2SO4=Na2

5、SO4+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)2SO4Ca3(PO4)2+2H2SO4=2CaSO4+Ca(H2PO4)26、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,就是氯化氢(化学式:HCl)得水溶液,就是一元酸。盐酸就是一种强酸,浓盐酸具有极强得挥发性,因此盛有浓盐酸得容器打开后能在上方瞧见酸雾,那就是氯化氢挥发后与空气中得水蒸气结合产生得盐酸小液滴。盐酸就是一种常见得化学品,在一般情况下,浓盐酸中氯化氢得质量分数在37%左右。同时,胃酸得主要成分

6、也就是盐酸。20时101、3 kPa下得数据主要成分: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。 一般实验室使用得盐酸为0、1mol/L pH=1 一般使用得盐酸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 饱与蒸气压(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C20H14

7、O4不变色。强酸性,与碱反应生成氯化物与水HCl + NaOH = NaCl + H2O能与大部分碳酸盐与碳酸氢盐(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,生成盐与水MgO+2HCl=MgCl2+H2O实验室常用盐酸于制取二氧化碳得方法CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2能用来制取弱酸CH3COONa+HCl=CH3COOH+NaCl另外,盐酸能与硝酸银反应,生成不溶于稀硝酸得氯化银,氯化银不能溶于水,产生沉淀。HCl+AgNO3=HNO3+

8、AgCl电离方程式为:HCl=H+Cl-其她方程式(离子方程式)Cl2 + H2O = Cl- + H+ + HClOCl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2OCl2 + 2OH- = Cl- + ClO- + H2OCl2 + 2I- = 2Cl- + I2Cl2 + H2SO3 + H2O = 2Cl- + SO42- + 4H+Cl2 + H2S = 2Cl- + 2H+ + SCl2 + 2Fe2+ = 2Fe3+ + 2Cl-(向FeBr2溶液中通入少量Cl2)3Cl2 + 2Fe2+ + 4Br- = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl-(足量Cl2)2Cl2 +

9、 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- + I2Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-(向FeI2溶液中通入少量Cl2)3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-= 2Fe3+ + 2I2 + 6Cl- (足量Cl2)4Cl2 + 2Fe2+ + 6I- = 2Fe3+ + 3I2 + 8Cl- (当n(FeI2)/n(Cl2)= 3 :4时)2Cl

10、- + 4H+ + MnO2= Mn2+ + Cl2+ 2H2OCl- + Ag+ = AgClClO- + H+ = HClO(有漂白性)2HCIO=(光照)2HCI+O2ClO- + SO2 +H2O = 2H+ + Cl- + SO42-ClO- + H2O HClO + OH-3ClO- = 2Cl- + ClO3- (加热时得ClO-得歧化反应)硝酸硝酸(球棍模型)硝酸(nitric acid)分子式HNO,就是一种有强氧化性、强腐蚀性得无机酸,酸酐为五氧化二氮。硝酸得酸性较硫酸与盐酸小(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,

11、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,浓硝酸与浓硫酸得混合液就是重要得硝化试剂。存在与制备自然界 自然界中得硝酸主要由雷雨天生成得一氧化氮形成。硝酸性质不稳定,因而无法在自然界长期存在,但硝酸得形成就是氮循环得一环。自然界中硝酸得形成按如下步骤硝酸一氧化氮得生成 N (g)+ O(g) 2NO(g) 二氧化氮得生成 N(g) + 2O(g) 2NO (g) 2NO(g)+ O(g) 2NO (g) 生成得二氧化氮溶于水中生成硝酸 3NO(g)+ H2O(l) 2HNO(aq)+ NO(g)工业合成

12、 氨氧化法 硝酸工业与合成氨工业密接相关,氨氧化法就是工业生产中制取硝浓硝酸酸得主要途径,其主要流程就是将氨与空气得混合气(氧:氮2:1)通入灼热(760840)得铂铑合金网,在合金网得催化下,氨被氧化成一氧化氮(NO)。生成得一氧化氮利用反应后残余得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、发烟硝酸得制取在工艺上各不相同。4 4NH(g)+ 5O(g)Pt-Rh 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与硝石制硝酸,但该法耗酸量大,设备腐蚀严

13、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得硝酸酯,在机理上,硝酸参与得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”与羧酸得酯化机理相同。硝酸得酯化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

14、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),反应中得亲电试剂为硝鎓离子,脱水剂有利于硝鎓离子得产生。最为常见得硝化反应就是苯得硝化: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,其还原产物因硝酸浓度得不同而有变化,从总体上说,硝酸浓度越高,平均每分子硝酸得到得电子数越少,浓硝酸得还原产物主要为二氧化氮,稀硝酸主要为一氧化氮,更稀得硝酸可以被还原为一氧化二氮、氮气、硝酸铵等,需要指出,上述只就是优势产物,实

15、际上随着反应得进行,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)+ 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)+

16、 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(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而在香港称为哥士得,常

17、温下就是一种白色晶体,具有强腐蚀性。易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。氢氧化钠就是一种极常用得碱,就是化学实验室得必备药品之一。它得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)(一般得食品包装袋中用来做吸水剂得小袋子中有)。把生石灰放于水中,反应后取上层清液倒入空得干净得杯子中,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,剩下得清液就就是氢氧化钠。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得氢氧化钠。CaO+HO=Ca(OH)NaHCO+ Ca(OH)= CaC

18、O+ NaOH + HO(碳酸氢钠)Ca(OH)+NaCO=CaCO+2NaOH(碳酸钠)NaOH得化学性质 1、NaOH就是强碱,具有碱得一切通性。氢氧化钠标准滴定(1)在水溶液中电离出大量得OH:NaOH=Na +OH(2)能与酸反应,NaOH+HCl=NaCl+HO(3)能与一些酸性氧化物反应,2NaOH + SO(不足)= NaSO + HONaOH + SO(过量)= NaHSO(生成得NaSO与水与过量得SO反 应生成了NaHSO)2NaOH + SO= NaSO + HO2NaOH+3NO=2NaNO+NO+HO(4)氢氧化钠溶液与铝反应,2Al + 2NaOH+2HO = 2N

19、aAlO+3H(而且,在NaOH不足量时 发生得反应为 2Al+6HO=(NaOH)= 2Al(OH)+ 3H )(5)能强碱制取弱碱,NaOH + NHCl = NaCl + NHHO(6)能与某些盐反应,2NaOH + CuSO= Cu(OH)+ NaSO(7)NaOH具有很强得腐蚀性。(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与,不易打开)(10)能与指示剂发生反应,碱得通性:遇无色酚酞变红(

20、过浓得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:NaO过氧化钠就是白色或黄色粉末,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) 过氧化钠不就是碱性氧化物,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 O2NaO 4HCl 4NaCl 2HO O与水反应,生成氧气:2NaO+2HO 4NaOH + O,反应放

21、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 NaCONaO SO NaSO与最高价气态非金属氧化物能发生氧化还原反应,生成盐,放出氧气,例:2NaO 2CO 2NaCO O2NaO 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得场合,将人们呼出得CO再转换成O2,以供呼吸之用。它还可以用于消毒、杀菌与漂白。 (多用KO,而不用NaO) 它具有强氧化性,在熔融状态时遇到

22、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中得HO与CO杂质。 它能与CO作用,放出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得场合,将人们呼出得CO再转换成O,以供呼吸之用。 过氧化钠还可以用于消毒、杀菌与漂白等,在工业上常用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。 熔融态得过氧化钠就是非常好得氧化剂,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

23、水,微溶于盐酸与硝酸,难溶于乙醇与乙醚,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,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。硫酸铜就是制备其她铜化合物得重要原料。同石灰乳混合可得“波尔多”溶液,用作杀虫剂。硫酸铜也就是电解精炼铜时得电解液。化学品英文名称:coppersulfate硫酸铜结晶水合物得俗称: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

24、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,溶于稀乙醇,不溶于无水乙醇、乙醚、液氨。主要用途:用来制取其她铜盐,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得简称。硫酸铜及其溶液硫酸铜CuSO 分子量160(硫酸铜晶体:CuSO5HO 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得CuSO溶液pH4、2),不溶于乙醇。

25、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末状无水硫酸铜,650则分解成氧化铜与三氧化硫。无水硫酸铜有极强得吸水性,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。硫酸铜中得铜离子能破坏蛋白质得立体结构,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:化学反应硫酸铜就是制备其她铜化合物得重要原料。同石灰乳混合可得“波尔多”溶液,用作杀虫剂。硫酸铜也就是电解精炼铜时得电

26、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=2CuO+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,具有盐得通性。【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,一般经张家口与古北口转运全国,因此又有“口碱”之说。)、碱面(食用碱),无结晶水得工业名称为轻质碱,有一个结晶水得工业名称为重质碱。【外观】白色粉末状,就是固体【相对密度(水=1)】2、532【熔点】851【溶解度】21g 20【分类】强碱弱酸盐 *注意*(纯碱就是盐,不就是碱,只就是溶液显碱性)化学性质在空气中易风化(1)其水溶液呈碱性,能与酸产生一定反应。Na2CO3+ 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2(