高中必会化学方程式大汇合(非金属)

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1、高中化学非金属元素及其重要化合物性质大汇合2011-12-21一、氯及其重要化合物氯气的性质及用途1、物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。2、化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。（1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态）如：2NaCl22NaCl（产生白烟）CuCl2CuCl2（产生棕黄色的烟）2Fe3Cl22FeCl3（产生棕色的烟）注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应如：H2Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）可用于工业制盐酸 H2Cl22HCl（会发生爆炸）不可用于工业

2、制盐酸（3）与水反应：Cl2H2O = HClHClO（4）与碱反应Cl22NaOH = NaClNaClOH2O（用于除去多余的氯气）2Cl22Ca(OH)2 = Ca(ClO)2CaCl22H2O（用于制漂粉精）Ca(ClO)2CO2H2O = CaCO32HClO（漂粉精的漂白原理）注意：若CO2过量则生成Ca(HCO3)2 若向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,不能生成CaSO3，因能被HClO氧化。（5）与某些还原性物质反应如：2FeCl2Cl2 = 2FeCl32KICl2 = 2KCl + I2（使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色，用于氯气的检验）SO2X22H2O = 2HCl

3、+ H2SO4（XCl、Br、I）3、氯水的成分及性质氯气溶于水得浅黄绿色的溶液-氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸)，大部分是以Cl2分子状态存在于水中。注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-；久置氯水则几乎是稀盐酸 一元弱酸，比H2CO3弱 光 （2）HClO的基本性质 不稳定，2HClO = 2HCl + O2 强氧化性； 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色， 故氯水可用作自来水消毒。（3）几种漂白剂的比较漂白剂HClONa2O2（H2O2）SO2活性炭漂白原理氧化漂白

4、氧化漂白化合漂白吸附漂白品红溶液褪色褪色褪色褪色紫色石蕊先变红后褪色褪色只变红不褪色褪色稳定性稳定稳定不稳定4、氯气的制法（1）实验室制法 药品及原理：MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2（浓盐酸的作用：还原剂和酸）强调：MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2，稀盐酸不与MnO2反应。收集方法：向上排空气法 （或排和食盐水法）净化装置：用饱和食盐水除去HCl，用浓硫酸干燥尾气处理：用碱液吸收注意：其它可用于实验室制取氯气的反应：例如：浓盐酸和高锰酸钾，浓盐酸和氯酸钾等16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O16 H+10Cl-+

5、2MnO4=2Mn2+5Cl2+8H2O6HCl+KClO3=KCl+3Cl2+3H2O 6H+5Cl+ClO3=3Cl2+3H2O二、氯化氢的性质和实验室制法1、物理性质: 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。2、盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)3、氯化氢的实验室制法(1)药品及反应原理: NaCl + H2SO4 NaHSO4 + HCl (不加热或微热) NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl (加热到500C600C) 总式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl(2)装置: 与制氯气的装置相似(3)收集方法: 向上

6、排空气法(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)三、卤族元素1、卤素及化合物的性质比较:氟氯溴碘单质物理性质状态气气（易液化）液（易挥发）固（易升华）熔、沸点熔、沸点逐渐升高颜色淡黄绿色黄绿色红棕色紫黑色密度密度逐渐增大X2与H2化合条件冷暗处光照加热持续加热程度剧烈爆炸爆炸缓慢化合同时分解X2与H2O化合反应2F2+2H2O=4HF+O2X2 + H2O = HX + HXO程度剧烈缓慢微弱极弱水溶性反应生成氢氟酸水溶性依次减小，有机溶剂中溶解性依次增大化合价只有-1价有-1、+1、+3、+5、+7等含氧酸化学式

7、无含氧酸有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等强弱程度同一价态的酸性依次减弱卤化银颜色AgF（白）AgCl（白）AgBr（淡黄）AgI（黄）水溶性易溶均难溶，且溶解度依次减小感光性难分解见光均易分解，且感光性逐渐增强2、卤素元素的有关特性：（1）F2遇水发生置换反应，生成HF并放出O2。（2）HF是弱酸、剧毒，但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O；HF由于形成分子间氢键相互缔合，沸点反常的高。（3）溴是唯一的液态非金属，易挥发，少量的液溴保存要用水封。（4）碘易升华，遇淀粉显蓝色；碘的氧化性较弱，它与变价金属反应时生成低价化合物。（5）AgX中只有AgF溶于水，且不具

8、有感光性；CaX2中只有CaF2难溶。3、卤素间的置换反应及X-离子的检验：（1）Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl- Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl- Br2 + 2I- = I2 + 2Br-结论：氧化性：Cl2 Br2 I2； 还原性：I- Br- Cl- （2）溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀到浓）的颜色变化 溶剂溶质 水 苯 汽 油四氯化碳 Br2 黄 橙橙 橙红橙 橙红橙 橙红 I2深黄 褐淡紫 紫红淡紫 紫红紫 深紫 密 度 比 水 轻 比 水 轻比 水 重（3）X-离子的检验Cl- 白色沉淀 Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀I- 黄色沉淀硫

9、及其重要化合物的主要性质及用途1、硫（1）物理性质：硫为淡黄色固体；不溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2（用于洗去试管壁上的硫）；硫有多种同素异形体：如单斜硫、斜方硫、弹性硫等。（2）化学性质：硫原子最外层6个电子，较易得电子，表现较强的氧化性。与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成低价态）2Na+S=Na2S （剧烈反应并发生爆炸） 2Al+3SAl2S3（制取Al2S3的唯一途径） Fe+S FeS（黑色）2Cu + S Cu2S（黑色）与非金属反应 S+O2 点燃 SO2 S+H2 H2S（说明硫化氢不稳定）与化合物的反应S+6HNO3（浓） H2SO4+6NO2+2H2OS+2H2S

10、O4（浓） 2SO2+2H2O（3）用途：大量用于制造硫酸、硫化天然橡胶，也用于制药和黑火药。2、硫的氢化物硫化氢的制取：Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S（不能用浓H2SO4或硝酸，因为H2S具有强还原性）H2S是无色、有臭鸡蛋气味的有毒气体；能溶于水，密度比空气略大。硫化氢的化学性质A可燃性： 2H2S+O2 点燃 2S+2H2O（H2S过量） 2H2S+3O2 点燃 2SO2+2H2O（O2过量）B强还原性：常见氧化剂Cl2、Br2、O2、Fe3+、HNO3、KMnO4等，甚至SO2均可将H2S氧化成S。C不稳定性：300以上易受热分解H2S的水溶液叫氢硫酸，是二元弱酸。属还原性

11、酸3、硫的氧化物（1）二氧化硫：SO2是无色而有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，容易液化，易溶于水（1：40）。SO2是酸性氧化物，能跟水反应生成亚硫酸，亚硫酸是中强酸。SO2有强还原性 常见氧化剂（见上）均可与SO2发生氧化一还原反应 如：SO2 + Cl 2 +2H2O = H2SO4 + 2HCl5H2SO3+2KMnO4=2MnSO4+K2SO4+2H2SO4+3H2O 5H2SO3+2MnO4=2Mn2+4H+3SO42+3H2OH2SO3+2FeCl3+H2O=H2SO4+2FeCl2+2HCl H2SO3+2Fe3+H2O=4H+2Fe2+ +SO42SO2也有一定的氧化性

12、2H2S + SO2 = 3S +2H2OSO2具有漂白性，能跟有色有机化合物生成无色物质（可逆、非氧化还原反应） 实验室制法：Na2SO3 + H2SO4(浓) = Na2SO3 + H2O +SO2 或Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + 2H2O + SO2（2）三氧化硫：是一种没有颜色易挥发的晶体；具有酸性氧化物的通性，遇水剧烈反应生成硫酸并放出大量的热。常温和标态均为非气态。（3）比较SO2与CO2、SO3SO2CO2SO3主要物性无色、有刺激性气体、易液化易溶于水(1:40)无色、无气味气体能溶于水(1:1)无色固体.熔点（16.8）与水反应SO2+H2O H2SO3 中强

13、酸CO2+H2O H2CO2 弱酸SO3+H2O=H2SO4(强酸)与碱反应SO2 SO2 Ca(OH)2 CaSO3 Ca(HSO3)2清液 白 清液CO2 CO2 Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2清液 白 清液SO3+Ca(OH)2=CaSO4(微溶)紫色石蕊变红变红变红品红褪色不褪色不褪色鉴定存在能使品红褪色又能使清石灰变浑浊不能使品红褪色但能使清石灰水变浑浊氧化性SO2+2H2S=2S+2H2O高温CO2+2Mg 点燃 2MgO+CCO2+C 2CO还原性有无与Na2O2作用Na2O2+SO2=Na2SO42Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22Na2O2+2SO3

14、=2NaSO4+O2（4）酸雨的形成和防治硫酸型酸雨的形成过程为：气相反应：2SO2+O2=2SO3、SO3+H2O=H2SO4；液相反应：SO2+H2O=H2SO3、2H2SO3+O2=2H2SO4。总反应：硝酸型酸雨的形成过程为：2NO+O2=2NO2、3NO2+H2O=2HNO3+NO。引起硫酸型酸雨的SO2人为排放主要是化石燃料的燃烧、工业尾气的排放、土法炼硫等。引起硝酸型酸雨的NOx人为排放主要是机动车尾气排放。酸雨危害：直接引起人的呼吸系统疾病；使土壤酸化，损坏森林；腐蚀建筑结构、工业装备，电信电缆等。4、硫酸稀H2SO4具有酸的一般通性，而浓H2SO4具有酸的通性外还具有三大特性

15、：浓H2SO4 氧化性 Br2 (I2、S)+SO2+H2O S、 C、 Al(或Fe) 冷 足量Cu、 足量Zn、 Fe2+ HBr(HI、H2S)SO2+H2O SO2+CO2+H2O 钝化运装浓H2SO4 CuSO4+SO2+H2O ZnSO4+SO2(后有H2)+H2O Fe3+SO2+H2O只表现强 氧化性 兼有 酸性 脱水性 吸水性 C2H5OH 去结晶水 胆矾 作干燥剂 C+H2O C2H4+H2O 糖等 无水CuSO4 中性气体 无强还原性气体 非碱性气体 可干燥 1700 SO42的鉴定（干扰离子可能有：CO32-、SO32-、SiO32-、Ag、PO43等）：待测液澄清液白

16、色沉淀（说明待测液中含有SO42-离子）硫酸的用途：制过磷酸钙、硫酸铵、硫酸铜、硫酸亚铁、医药、炸药，用于铅蓄电池，作干燥剂、制挥发性酸、作脱水剂和催化剂等。5、硫酸的工业制法接触法1、生产过程:三阶段SO2制取和净化SO2转化为SO3SO3吸收和H2SO4的生成三方程高温4FeS211O2 2Fe2O38SO2催化剂2SO2O2 2SO3SO3H2O=H2SO42、尾气处理： 氨水 (NH4)2SO3 (NH4)2SO4+SO2 NH4HSO3 氮及其重要化合物的主要性质1氨气（NH3）：（1）物理性质：无色、刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，常温常压下1体积水能溶解700体积的氨

17、气，易液化（可作致冷剂）（2）化学性质：与H2O反应：NH3 + H2O NH3H2ONH4+ + OH-，溶液呈弱碱性，氨水的成份为：NH3 、 H2O、NH3H2O、NH4+ 、 OH-、H+，氨水易挥发；与酸反应：NH3 + HCl = NH4Cl NH3 + HNO3 = NH4NO3 与挥发性酸反应有白烟生成催化剂还原性（催化氧化）：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O（N为-3价，最低价态，具有还原性）（3）实验室制法 Ca（OH）2 + 2NH4ClCaCl2 + 2NH3 + 2H2O，工业制法：N2与H2在高温高压催化剂条件下合成氨气 2铵盐（1）物理性质：白色晶体，易

18、溶于水（2）化学性质：受热分解： NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2 NH4Cl NH3+ HCl与碱反应： NaOH + NH4Cl NaCl + NH3 + H2O3氮气（N2）（1）物理性质：纯净的氮气是无色无味的气体，难溶于水，空气中约占总体积的78%。高温、高压 催化剂（2）化学性质：常温下性质稳定，可作保护气；但在高温、放电、点燃等条件下能与H2、O2、IIA族的Mg、Ca等发生化学反应，即发生氮的固定（将空气中的氮气转变为含氮化合物的过程，有自然固氮和人工固氮两种形式）N2中N元素0价，为N的中间价态，既有氧化性又有还原性放电与H2反应： N2 + 3H2 2NH3

19、与O2反应： N2 + O2 2NO点燃与活泼金属反应： N2 +3 Mg Mg3N2（3）氮气的用途：化工原料；液氮是火箭燃烧的推进剂；还可用作医疗、保护气等。4氮的氧化物（1）氮的氧化物简介：氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价态，对应有六种氧化物种 类色 态化学性质NO无色气体活泼，不溶于水NO2红棕色气体较活泼，与水反应N2O4无色气体较活泼，受热易分解N2O5（硝酸酸酐）无色固体气态时不稳定，易分解（2）NO和NO2的重要性质和制法性质：2NO + O2 2NO2（易被氧气氧化,无色气体转化为红棕色）；3NO2 + H2O 2HNO3 + NO （工业制硝酸）；NO + NO

20、2 + 2NaOH 2NaNO2 + H2O（尾气吸收）； NO2有较强的氧化性,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝。制法：NO： 3Cu + 8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2 + 2NO + 4H2O（必须用排水法收集NO）；NO2：Cu + 4HNO3（浓） Cu（NO3）2 + 2NO2 + 2H2O （必须用排空气法收集NO2）（3）氮的氧化物溶于水的计算：NO2或NO2与N2（非O2）的混合气体溶于水可依据3NO2 + H2O 2HNO3 + NO利用气体体积变化差值进行计算。NO2和O2的混合气体溶于水时由4NO2 + O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，当体积比V（NO2）：

21、V（O2）=4：1时，恰好反应；4：1时，NO2过量，剩余NO；4：1时，O2过量，剩余O2。NO和O2同时通入水中时，由4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3进行计算，原理同方法。NO、NO2、O2的混合气体通入水中，先按求出NO的体积，再加上混合气体中NO的体积再按方法进行计算。（4）氮的氧化物（NO、NO2）对环境的影响：氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，同时也可造成水体污染。除人工合成的含氯（如氟利昂）、含溴的物质是造成臭氧层破坏的元凶外，汽车尾气、超音速飞机排出的废气、工业废气等含有大量的氮氧化物（如N0和N02等），也可以破坏掉大量的臭氧分子，从而造成臭氧层的

22、破坏。5硝酸(HNO3)（1）物理性质：无色、刺激性气味、易挥发液体，能与水以任意比例互溶，常用浓硝酸的质量分数大约为69%。（2）化学性质：硝酸为强酸，具有以下性质：光或热具有酸的通性，浓硝酸不稳定性：4HNO3 4NO2+ O2 + 2H2O 强氧化性：无论浓稀硝酸均具有强氧化性，与金属反应时不能放出氢气。把金属和非金属均可氧化成高价态产物。a.与金属反应：Cu + 4HNO3（浓） Cu（NO3）2 + 2NO2 + 2H2O ；3Cu + 8HNO3（稀） 3Cu（NO3）2 + 2NO + 4H2O；3Ag + 4HNO3（稀） 3AgNO3 + NO + 2H2O ；常温下浓硝酸使

23、铁、铝钝化。注：铁和稀硝酸的反应铁过量生成硝酸亚铁，硝酸过量生成硝酸铁6HNO3(浓足)+Fe=Fe(NO3)3+3NO2+3H2O 4HNO3(浓)+Fe(足)=Fe(NO3)2+NO2+2H2O(先得Fe3+,在Fe过量时再生成Fe2+的盐)4HNO3(稀足)+Fe=Fe(NO3)3+NO+2H2O 4H+NO3-+Fe=Fe3+NO+2H2O b.与非金属反应：C + 4HNO3（浓） CO2 + 4NO2 + 2H2O 。c.与其他还原剂反应,如H2S、SO2、SO32_、Fe2+、I-、Br-等。（3）制法：实验室制法：硝酸盐与浓硫酸微热，NaNO3（固）+ H2SO4（浓）NaHS

24、O4 + HNO3（不能强热，因硝酸不稳定。也不能用稀硫酸，无法生成气体）；工业制法：催化剂氨的催化氧化法，4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O；2NO + O2 2NO2；3NO2 + H2O 2HNO3 + NO；尾气处理：NO2 + NO + 2NaOH 2NaNO2 + H2O碳、硅1碳单质：点燃（1）物理性质：碳元素形成的同素异形体由于碳原子的排列方式不同，导致物理性质有较大的差别。（见表182）点燃（2）化学性质：C + O2 CO2 2C + O2 2CO C+4HNO3（浓）CO2+ 4NO2+ 2H2O 高温 C + 2CuO 2Cu + CO2 C + CO2 2CO

25、 高温 2C + SiO2 Si + 2CO2碳的氧化物（CO、CO2）性质的比较：（表183）2二氧化硅与二氧化碳的对比：物 质二氧化硅二氧化碳化学式SiO2CO2物理性质硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低，常温下为气体，微溶于水化学性质与水反应不反应CO2 + H2O H2CO3与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H2O不反应与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O高温盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O或CO2 + NaOH = 2NaHCO3与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + C

26、O2高温SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3与碱性氧化物反应高温SiO2 + CaO CaSiO3 CO2 + Na2O Na2CO33硅、硅酸及硅酸盐:（1）硅：单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅为原子晶体，灰黑色、有金属光泽、硬度大而脆、熔沸点高。导电性介于导体和绝缘体之间，是常用的半导体材料。自然界中无游离态的硅化学性质： 常温Si + 2F2 = SiF4 ； Si + 4HF = SiF4 + 2H2 ； Si + 2NaOH + H2O =

27、 Na2SiO3 + 2H2加热：Si + O2 SiO2； Si + 2Cl2 SiCl4 ；工业上用焦炭在电炉中还原二氧化硅制取粗硅：SiO2 + 2C Si + 2CO（2）硅酸（H2SiO3或原硅酸H4SiO4）：难溶于水的弱酸，酸性比碳酸还弱。（3）硅酸钠：溶于水，其水溶液俗称“水玻璃”，是一种矿物胶。盛水玻璃的试剂瓶要使用橡胶塞。能与酸性较强的酸反应：Na2SiO3 + 2HCl H2SiO3(白)+ 2NaCl；Na2SiO3 + CO2 + H2O H2SiO3+ Na2CO34水泥、玻璃和陶瓷等硅酸盐产品的主要化学成分、生产原料及其用途硅酸盐材料是传统的无机非金属材料：玻璃、

28、水泥、各种陶瓷等都是以黏土、石英和长石等为原料生产的硅酸盐制品，比较如下（表186）硅酸盐品水 泥玻 璃原 料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英非金属及其化合物转化关系图 1、氯及其化合物 2硫及其化合物相互转化关系3氮及其化合物相互转化关系4硅及其化合物之间的相互转化关系五、常见气体的制备1气体的发生装置一般根据反应物状态和反应条件设计气体发生装置，通常气体的发生装置有如下几种（见下图）固态反应物加热产生气体有液体反应物不加热产生气体有液体反应物加热产生气体2常见气体的收集装置3常见气体制备原理，装置选择气体反应原理发生装置收集装置注意事项O2Aa或b共同点：气密性的检查试管口稍向下倾斜若用排水

29、法，做完实验先撤导管，后撤酒精灯不同点：收集氨气仪器要干燥NH3Ac气体反应原理发生装置收集装置注意事项H2较活泼金属（Zn）与稀强酸（如H2SO4，HCl但勿用HNO3或浓H2SO4）的置换反应Ca或c用长颈漏斗时要液封制SO2（Na2SO3粉末）、NO2（剧烈放热多）不用启普发生器、 制CO2不用H2SO4（因CaSO4微溶）制H2S不能用硝酸或浓H2SO4（防氧化）CO2CbH2SFeS与盐酸或稀硫酸进行复分解反应CbSO2无水Na2SO3粉末与中等浓度H2SO4进行复分解反应BbNO2Cu和浓HNO3BbCl2E或Db或a排水法完毕应先撤导管后撤火反应物都是液体要加碎瓷片防爆沸制乙烯要控制温度在170集Cl2可用排饱和食盐水HCl食盐与浓H2SO4（不挥发性酸与挥发性酸的盐）进行复分解反应E或DbNOE或Da4尾气的处理装置具有毒性或污染性的尾气必须进行处理，常用处理尾气装置，如图77。5气体的净化和干燥：一般常用的有洗气瓶、干燥管、U形管和双通加热管几种。6防堵塞安全装置（如图79）7防倒吸安全装置（见图710）15