(3) 除SiO2:CaCO3===CaO+CO2↑,CaO+SiO2===CaSiO3
炼铜:1.高温冶炼黄铜矿→电解精制;2.湿法炼铜:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu;3.生物炼铜 一、 铁、铜及其化合物的应用
铁的化学性质:铁是较活泼的金属(或中等活泼金属)表现为还原性。 与非金属反应 铁 ① 铁生锈(铁在潮湿空气中被腐蚀生成Fe2O3) 点燃 ② 2Fe+3Cl2 === 2FeCl3 点燃 ③ 2Fe+3Br2 === 2FeBr3 还原性:2+Fe>Br ④3Fe+2O2 === Fe3O4(2价Fe占2价Fe占2/3) 与酸反应 ① 非强氧性的酸: +2+Fe + 2H == Fe + H2↑ ② 强氧性的酸(浓H2SO4、HNO3): a.常温下钝化(浓H2SO4、浓HNO3用铁制容器盛装) b.一定条件下反应生成Fe(Ⅲ) (1) Fe + Cu == Fe + Cu 3+2+(2) Fe + 2Fe == 3Fe 2+2+ 铜 △ Cu +O2 === 2CuO 点燃 Cu + Cl2=== CuCl2 △ 2Cu + S === Cu2S 点燃 1 ,3 ① 非强氧性的酸: 不反应 ② 强氧性的酸(浓H2SO4、HNO3):在一定条件下生成Cu(Ⅱ) 与盐溶液反应 Cu + 2Ag=2Ag + Cu 3+2+2+Cu + 2Fe=2Fe + Cu(实验现象:铜粉溶解,溶液颜色发生变化。) +2+Fe2+与Fe3+的相互转化:
Fe3+的检验:(黄棕色)
实验①:向FeCl3 溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液显血红色,
+-Fe3+3SCNFe(SCN)3
实验②:向FeCl3溶液加入NaOH溶液,有红褐色沉淀。
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Fe3+3OHFe(OH)3↓
Fe2+的检验:(浅绿色)
实验①:向FeCl2溶液加入NaOH溶液。 +-Fe2+2OHFe(OH)2↓(白色/浅绿色)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(红褐色)
实验②:加入KSCN溶液,无现象,再加入适量氯水,溶液显血红色
硅酸盐矿物、硅酸盐产品(传统材料)和信息材料的介绍
1.硅在自然界的存在:地壳中含量仅次于氧,居第二位。(约占地壳质量的四分之一);无游离态,化合态主要存在形式是硅酸盐和二氧化硅,
2.硅酸盐的结构:
(1)硅酸盐的结构复杂,常用氧化物的形式表示比较方便。硅酸盐结构稳定,在自然界中稳定存在。
(2)氧化物形式书写的规律: ①各元素写成相应的氧化物,元素的价态保持不变。 ②顺序按先金属后非金属,金属元素中按金属活动顺序表依次排列,中间用“?”间隔。 ③注意改写后应与原来化学式中的原子个数比不变。
3.Na2SiO3的性质:Na2SiO3易溶于水,水溶液俗称“水玻璃”,是建筑行业的黏合剂,也用于木材的防腐和防火。
化学性质主要表现如下:
(1) 水溶液呈碱性(用PH试纸测),通CO2有白色沉淀: Na2SiO3 + CO2 + H2O == Na2CO3 + H2SiO3↓(白色胶状沉淀),
--
离子方程式:SiO32+CO2 + H2O == CO32+H2SiO3↓。
+
-
硅酸受热分解:H2SiO3
△ H2O + SiO2 ,
原硅酸和硅酸都是难溶于水的弱酸,酸性:H2CO3强于H4SiO4或H2SiO3。 (2)硅酸钠溶液中滴加稀盐酸有白色沉淀:
-
Na2SiO3 + 2HCl == 2NaCl + H2SiO3↓,离子方程式:SiO32 + 2H+ == H2SiO3↓. (3)硅酸和氢氧化钠反应:H2SiO3 + 2NaOH == Na2SiO3 + 2H2O.
--
离子方程式:H2SiO3 + 2OH ==SiO32 +2H2O 。 4.硅酸盐产品(传统材料) 普通玻璃 普通水泥 陶瓷 主要原料 石英、纯碱、石灰石 黏土、石灰石、少量石膏 黏土、石英沙 高温 产品主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2(物质的量比为1:1:4) 2CaO·SiO2、3CaO·SiO2、3CaO·Al2O3 成分复杂主要是硅酸盐 Na2SiO3 + CO2↑
制玻璃的主要反应:SiO2 + Na2CO3
SiO2 + CaCO3
高温 CaSiO3 + CO2↑.
硅单质
1.性质:(1)物理性质:晶体硅是灰黑色有金属光泽,硬而脆的固体;导电性介于导体和
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绝缘体之间,是良好的半导体材料,熔沸点高,硬度大,难溶于溶剂。
(2)化学性质:①常温只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。性质稳定。 Si +2F2 == SiF4(气态), Si + 4HF == SiF4 +2 H2, Si +2NaOH + H2O == Na2SiO3 +2H2↑
②高温下 Si + O2
高温 SiO2 Si + 2H2
高温 SiH4 Si + 2Cl2
高温 SiCl4
3.硅的用途:(1)用于制造硅芯片、集成电路、晶体管、硅整流器等半导体器件;(2)制造太阳能;(3)制造合金,如含硅4%(质量分数)的钢导磁性好制造变压器的铁芯;含硅15%(质量分数)的钢有良好的耐酸性等。
4.工业生产硅:
制粗硅:SiO2 + 2C 制纯硅:Si + 2Cl2
高温 Si + 2CO↑
高温 SiCl4(液态) Si + 4HCl
SiCl4 + 2H2
高温 二氧化硅的结构和性质:
1.SiO2在自然界中有较纯的水晶、含有少量杂质的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又称硅石。
2.SiO2物理性质:硬度大,熔点高,难溶于溶剂(水)的固体。
3.SiO2化学性质:常温下,性质稳定,只与单质氟、氢氟酸和强碱溶液反应。 SiO2 + 4HF == SiF4 + 2H2O (雕刻玻璃的反应——实验室氢氟酸应保存在塑料瓶中) SiO2 + 2NaOH == Na2SiO3 + H2O (实验室装碱试剂瓶不能用玻璃塞的原因).
加热高温:SiO2 + 2C SiO2 + CaCO3
高温 Si +2 CO, SiO2 + Na2CO3
高温 Na2SiO3 + CO2↑
高温 CaSiO3 + CO2↑,SiO2 + CaO
高温 CaSiO3 .
4.SiO2的用途:制石英玻璃,是光导纤维的主要原料;制钟表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生产;在光学仪器、电子工业等方面广泛应用。
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专题4
硫酸型酸雨的成因和防治 :
1.含硫燃料(化石燃料)的大量燃烧 涉及到的反应有:
① 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 ② SO2 + H2O H2SO3 2H2SO3 + O2 = 2H2SO4
2.防治措施: ①从根本上防治酸雨—开发、使用能代替化石燃料的绿色能源(氢能、核能、太阳能) ②对含硫燃料进行脱硫处理(如煤的液化和煤的气化) ③提高环保意识,加强国际合作 SO2的性质及其应用
1.物理性质:无色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水
* 大气污染物通常包括:SO2、CO、氮的氧化物、烃、固体颗粒物(飘尘)等 2.SO2的化学性质及其应用 ⑴SO2是酸性氧化物 SO2 + H2O H2SO3
SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3↓+ H2O;CaSO3 + SO2 + H2O = Ca(HSO3)2
SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O(实验室用NaOH溶液来吸收SO2尾气)
SO2 (少量)+2NaHCO3=Na2SO3 + CO2 + H2O (常用饱和NaHCO3除去CO2中的SO2)
* 减少燃煤过程中SO2的排放(钙基固硫法)
钙基固硫CaCO3 CaO + CO2↑;CaO + SO2 = CaSO3 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4 氨水脱硫:SO2 + 2NH3=(NH4)2SO3 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4 ⑵SO2具有漂白性:常用于实验室对SO2气体的检验 漂白原理类型 ①吸附型:活性炭漂白——活性炭吸附色素(包括胶体) ②强氧化型:HClO、O3、H2、Na2O2等强氧化剂漂白——将有色物质氧化,不可逆 ③化合型:SO2漂白——与有色物质化合,可逆 ⑶SO2具有还原性 2SO2 + O2 2SO3
SO2 + X2 + 2H2O = 2HX + H2SO4
接触法制硫酸 流程 设备 反应 生成二氧化硫 沸腾炉 S + O2 SO2 或4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
SO2接触氧化 接触室 2SO2 + O2 2SO3 SO3的吸收 吸收塔 SO3 + H2O = H2SO4 * 为了防止形成酸雾,提高SO3的吸收率,常用浓硫酸来吸收SO3得到发烟硫酸
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硫酸的性质及其应用
-
1.硫酸的酸性:硫酸是二元强酸 H2SO4 = 2H+ + SO42 (具有酸的5点通性) 如:Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O 硫酸用于酸洗除锈
2.浓硫酸的吸水性:浓硫酸具有吸水性,通常可用作干燥剂(不可干燥碱性和还原性气体) 3.浓硫酸的脱水性:浓硫酸将H、O按照2∶1的比例从物质中夺取出来,浓硫酸用作许多有机反应的脱水剂和催化剂。 4.浓硫酸的强氧化性: Cu + 2H2SO4(浓) CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
浓硫酸可以将许多金属氧化:金属 + 浓硫酸 → 硫酸盐 + SO2↑+ H2O
浓硫酸的氧化性比稀硫酸强:浓硫酸的强氧化性由+6价的S引起,而稀硫酸的氧化性由H+
引起(只能氧化金属活动顺序表中H前面的金属)。 C + 2H2SO4(浓) CO2↑+ 2SO2↑+ 2H2O
硫及其化合物的相互转化 1.不同价态的硫的化合物
-2价:H2S、Na2S、FeS;+4价:SO2、H2SO3、Na2SO3 +6价:SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4 、FeSO4 2.通过氧化还原反应实现含不同价态硫元素的物质之间的转化 -2 0 +4 +6 S S S S
--
SO42离子的检验:SO42 + Ba2+ = BaSO4↓ 取少量待测液 无明显现象 产生白色沉淀
氧化物的产生及转化 途径一:雷雨发庄稼
放电
N2+O2===2NO 2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO 途径二:生物固氮
高温高压
途径三:合成氨 N2+3H2=======2NH3
催化剂
氮氧化物的性质:
NO;无色无味的有毒气体(中毒原理与CO相同),密度略小于空气,微溶于水
2NO+O2===2NO2
NO2:红棕色的具有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,能溶于水
3NO2+H2O===2HNO3+NO
4NO + 3O2 + 2H2O=4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3
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