普通化学(第二版)4第四章常见非金属元素及其化合物课件.ppt

1、第三章第三章 常见的金属元素及其化合物常见的金属元素及其化合物学习目标：学习目标：1.1.了解氯及其化合物的物理性质及氯气的实验室制法；了解氯及其化合物的物理性质及氯气的实验室制法；2.2.掌握氯及其化合物的主要化学性质；掌握氯及其化合物的主要化学性质；3.3.了解漂白粉的组成和应用，了解氯离子的检验；了解漂白粉的组成和应用，了解氯离子的检验；4.4.了解臭氧、过氧化氢的性质和用途；了解臭氧、过氧化氢的性质和用途；5.5.解硫及其化合物的化学性质及用途。解硫及其化合物的化学性质及用途。学习内容学习内容第一节第一节 氯及其化合物氯及其化合物第二节第二节 氧氧 臭氧臭氧 过氧化氢过氧化氢第三节第三

2、节 硫及其化合物硫及其化合物第四节第四节 氮及其化合物氮及其化合物第五节第五节 硅及其化合物硅及其化合物第一节第一节 氯及其化合物氯及其化合物（一）氯气的物理性质（一）氯气的物理性质一、氯气的性质和用途一、氯气的性质和用途黄绿色黄绿色刺激味有毒气体刺激味有毒气体易液化易液化气体密度比空气大气体密度比空气大可溶于水（常温可溶于水（常温 1:21:2）液氯液氯 氯水氯水 绿色钢瓶绿色钢瓶 （二）氯气的化学性质（二）氯气的化学性质氯气是典型的非金属元素，氯气是典型的非金属元素，化学性质很活泼化学性质很活泼 1.1.与金属反应与金属反应燃烧，白烟燃烧，白烟燃烧，棕黄色烟燃烧，棕黄色烟溶于水后，溶于水后

3、，浓溶液绿色浓溶液绿色，稀溶液蓝色，稀溶液蓝色现象现象:现象现象:2Na+Cl2Na+Cl2 2 2NaCl 2NaCl点燃点燃 Cu +Cl Cu +Cl2 2 CuCl CuCl2 2点燃点燃2Fe+3Cl2Fe+3Cl2 2 2FeCl 2FeCl3 3燃烧燃烧棕红色棕红色 2P+5 Cl2 2PCl5（固固）区分烟和雾：区分烟和雾：点燃点燃2.2.与非金属反应与非金属反应安静燃烧，苍白色火焰，安静燃烧，苍白色火焰，瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成瓶口有白雾，有刺激性气味气体生成形成形成白烟白烟爆炸，瓶口有白雾爆炸，瓶口有白雾形成形成白雾白雾白色烟雾白色烟雾H2 +Cl2 2HCl点燃点

4、燃H2 +Cl2 2HCl光照光照 2P+3Cl2 2PCl3 （液液）点燃点燃烟烟:固体小颗粒分散在空气中固体小颗粒分散在空气中雾雾:小液滴分散在空气中小液滴分散在空气中3.3.与水反应与水反应4.4.与碱反应与碱反应 a.a.尾气尾气(Cl2)(Cl2)处理处理b.b.制取漂白粉制取漂白粉强氧化性（消毒杀菌）强氧化性（消毒杀菌）酸性、漂白性酸性、漂白性ClCl2 2+H+H2 2O HCl+HClOO HCl+HClO2NaOH+Cl2NaOH+Cl2 2 NaCl+NaClO+H NaCl+NaClO+H2 2O OCa(OH)Ca(OH)2 2+2Cl+2Cl2 2 CaCl CaCl

5、2 2+Ca(ClO)+Ca(ClO)2 2+H+H2 2O O（三（三 ）氯气的用途）氯气的用途二、氯离子的检验二、氯离子的检验AgAg+Cl+Cl-AgCl AgCl （不溶于（不溶于HNOHNO3 3 ）方法：方法：先滴加先滴加HNOHNO3 3酸化酸化,再加再加AgNOAgNO3 3(aq),(aq),如果有白色沉淀如果有白色沉淀,就可判断溶液就可判断溶液中存在中存在ClCl-。氯气氯气药物药物冶金冶金杀菌杀菌漂白剂漂白剂氯化物氯化物聚氯聚氯乙烯乙烯 2NaCl+2H20 2NaOH+H2+Cl2 电解电解三、氯气的制法三、氯气的制法实验室制法：实验室制法：4HCl(浓)+Mn02 M

6、nCl2+2H20+Cl2工业制法：工业制法：四、氯化氢、盐酸四、氯化氢、盐酸（一）氯化氢（一）氯化氢 无色并具有刺激性气味的气体，有毒。比空气重，它极易溶于水，在无色并具有刺激性气味的气体，有毒。比空气重，它极易溶于水，在OO时，时，1 1体积的水大约能溶解体积的水大约能溶解 450450体积的氯化氢。体积的氯化氢。实验室制法：实验室制法：2NaCl+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl （二）盐酸（二）盐酸 HCl HCl溶于水得到盐酸。纯净的盐酸是无色有刺激性气味的液体。工业用溶于水得到盐酸。纯净的盐酸是无色有刺激性气味的液体。工业用的盐酸因含有的盐酸因含有FeClFeCl3 3杂质而

7、略带黄色。杂质而略带黄色。盐酸是重要的工业盐酸是重要的工业“三酸三酸”之一，之一，它具有酸的通性。它具有酸的通性。盐酸是重要的化工原料，用途很广泛。人胃里含少量的盐酸盐酸是重要的化工原料，用途很广泛。人胃里含少量的盐酸(约约0.40.4)，能促进消化。医药上用极稀的盐酸溶液治疗胃酸过少。能促进消化。医药上用极稀的盐酸溶液治疗胃酸过少。第二节第二节 氧氧 臭氧臭氧 过氧化氢过氧化氢一、氧和臭氧一、氧和臭氧色、味、态色、味、态：密度密度：溶解性溶解性：三态转化：三态转化：101kPa101kPa下下通常情况下没有颜色、没有气味的气体通常情况下没有颜色、没有气味的气体比空气密度略大比空气密度略大不易

8、溶于水不易溶于水氧氧气体气体无色无色液体液体 淡蓝色淡蓝色固体固体 淡蓝色淡蓝色-183-183-218-218臭氧臭氧分子式分子式：O O3 3，与氧气互为同素异形体与氧气互为同素异形体。雷击时，云层间空气里的部分氧气，在电火花的作用下，发生化学反应而雷击时，云层间空气里的部分氧气，在电火花的作用下，发生化学反应而转变臭氧。转变臭氧。2O3 3O2 作用作用：臭氧层吸收了大量的紫外线使地球上的生物避免了紫外线强辐射的臭氧层吸收了大量的紫外线使地球上的生物避免了紫外线强辐射的伤害，臭氧层对地球上的所有生命是一个保护层。伤害，臭氧层对地球上的所有生命是一个保护层。臭氧层破坏臭氧层破坏：“氟里昂氟

9、里昂”及矿物燃料排放的氟氯烃和氮氧化物在高空及矿物燃料排放的氟氯烃和氮氧化物在高空经光化反应所生成的活性氯原子能同臭氧发生反应。因此使保护层的臭氧经光化反应所生成的活性氯原子能同臭氧发生反应。因此使保护层的臭氧大大减少，乃至出现了空洞。大大减少，乃至出现了空洞。保护臭氧层保护臭氧层：每年的每年的9 9月月1616日为日为“国际保护臭氧层日国际保护臭氧层日”。二、过氧化氢二、过氧化氢外观与性状：外观与性状：无色粘稠液体，有微弱的特殊气味。无色粘稠液体，有微弱的特殊气味。熔点熔点()()：-2(-2(无水无水)沸点沸点()()：158(158(无水无水)相对密度相对密度(水水=1)=1)：1.46

10、(1.46(无水无水)溶解性：能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。溶解性：能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。物理性质物理性质化学性质化学性质不稳定性不稳定性 2H202 2H20+02 保存保存保存在棕色瓶中，并置于阴凉处，同时可加少保存在棕色瓶中，并置于阴凉处，同时可加少许稳定剂抑制其分解。许稳定剂抑制其分解。用途用途工业上利用过氧化氢漂白剂；医药上用质量分数为工业上利用过氧化氢漂白剂；医药上用质量分数为3 3的稀的稀H202H202溶液作伤口等的消毒杀菌剂。纯过氧化溶液作伤口等的消毒杀菌剂。纯过氧化氢可作为火箭燃料。氢可作为火箭燃料。第三节第三节 硫及其化合物硫及其化合物一、硫（俗称硫磺）一

11、、硫（俗称硫磺）外观：外观：淡黄色晶体，质脆；淡黄色晶体，质脆；气味：气味：有臭味；有臭味；溶解性：溶解性：不溶于水，微溶于酒精而易溶于二硫化碳；不溶于水，微溶于酒精而易溶于二硫化碳；升华：升华：隔绝空气加热，变成硫蒸气，冷却后变成微细结晶的粉末，隔绝空气加热，变成硫蒸气，冷却后变成微细结晶的粉末，称为硫华。称为硫华。（一）硫的物理性质（一）硫的物理性质（二）硫的化学性质（二）硫的化学性质 (1)(1)硫与金属反应硫与金属反应 2Cu+S Cu2S 2Ag+S Ag2SFe+S FeS 铜丝在硫蒸气里燃烧，生成黑色的硫化亚铜：铜丝在硫蒸气里燃烧，生成黑色的硫化亚铜：用湿布蘸上硫粉在银器上摩擦可

12、使光亮的银器变黑。用湿布蘸上硫粉在银器上摩擦可使光亮的银器变黑。硫与铁反应时，生成黑色的硫化亚铁：硫与铁反应时，生成黑色的硫化亚铁：（2)2)硫与非金属反应硫与非金属反应 S+H2 H2S 硫具有还原性，能跟氧气发生反应生成二氧化硫：硫具有还原性，能跟氧气发生反应生成二氧化硫：S+O2 SO2点燃点燃硫也具有氧化性，其蒸气能与氢气直接化合生成硫化氢气体：硫也具有氧化性，其蒸气能与氢气直接化合生成硫化氢气体：用途用途：制硫酸、硫化橡胶、黑色火药、火柴、杀虫剂等，在医药上，制硫酸、硫化橡胶、黑色火药、火柴、杀虫剂等，在医药上，硫主要用来制硫磺软膏医治皮肤病。硫主要用来制硫磺软膏医治皮肤病。二、硫化

13、氢二、硫化氢物理性质物理性质：无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气略大，有剧无色、有臭鸡蛋气味的气体，密度比空气略大，有剧毒。硫化氢能溶于水毒。硫化氢能溶于水,在常温常压下在常温常压下,1,1体积水能溶解体积水能溶解2.62.6体积的硫化体积的硫化氢气体。它的水溶液叫做氢硫酸氢气体。它的水溶液叫做氢硫酸,它是一种弱酸它是一种弱酸,具有酸的通性具有酸的通性。化学性质：化学性质：2H2S+302 2H2O+2S02(发出淡蓝色火焰发出淡蓝色火焰)燃烧燃烧 空气充足空气充足 2H2S+02 2H2O+2S 空气不足空气不足燃烧燃烧 FeS+H2S04 FeS04+H2S FeS+2HCl FeCl2

14、+H2S实验室制法：实验室制法：三、二氧化硫三、二氧化硫 SO2+H2O H2SO3 酸性氧化物酸性氧化物，它与水化合生成亚硫酸，它与水化合生成亚硫酸(H(H2 2S0S03 3)。因此，二氧化硫又。因此，二氧化硫又叫亚硫酸酐。叫亚硫酸酐。漂白性漂白性，能与一些有机色素结合成无色化合物。但是日久以后漂白过，能与一些有机色素结合成无色化合物。但是日久以后漂白过的纸张等又逐渐恢复原来的颜色这是因为二氧化硫与有机色素生成的纸张等又逐渐恢复原来的颜色这是因为二氧化硫与有机色素生成的无色化合物不稳定，发生分解所致的无色化合物不稳定，发生分解所致 二氧化硫被空气中的氧所氧化，生成三氧化硫。二氧化硫被空气中

15、的氧所氧化，生成三氧化硫。2SO2+O2 2SO3四、硫酸四、硫酸纯硫酸是无色的油状液体，市售浓硫酸的质量分数约纯硫酸是无色的油状液体，市售浓硫酸的质量分数约0.980.98，沸点，沸点338338，密，密度度1.84 g/cm31.84 g/cm3。硫酸是一种难挥发的强酸。易溶于水，能以任意比例与水。硫酸是一种难挥发的强酸。易溶于水，能以任意比例与水混溶，浓硫酸溶解时放出大量的热。混溶，浓硫酸溶解时放出大量的热。物理性质：物理性质：化学性质化学性质：除了酸的通性外，还有以下特性除了酸的通性外，还有以下特性 1.1.强氧化性强氧化性 2H2SO4(浓)+Cu CuSO4 +2H20+SO2 C

16、+2H2SO4(浓)CO2+SO2+2H2O2.2.吸水性和脱水性吸水性和脱水性用途用途：重要的化工原料。硫酸还应用于生产农药、炸药、染料与石油重要的化工原料。硫酸还应用于生产农药、炸药、染料与石油和植物油的精炼等。和植物油的精炼等。第四节第四节 氮及其化合物氮及其化合物一、氮气一、氮气 氮气是空气的主要成分，同时氮也以化合态的形式存在于很多无机氮气是空气的主要成分，同时氮也以化合态的形式存在于很多无机物和有机物中。工业上一般以空气为原料，将空气液化，利用液态氮物和有机物中。工业上一般以空气为原料，将空气液化，利用液态氮的沸点比液态氧的沸点低，而加以分离来制备氮气。的沸点比液态氧的沸点低，而加

17、以分离来制备氮气。氮气的性质非常稳定氮气的性质非常稳定，在高温或放电条件才能参与反应。，在高温或放电条件才能参与反应。N2 +3H2 2NH3 工业合成氨工业合成氨N2 +O2 2NO 放电放电形成酸雨，形成酸雨，土壤氮的来源土壤氮的来源用途用途：合成氨和制造硝酸的原料；用作保护气；液氮冷冻技术也应用在合成氨和制造硝酸的原料；用作保护气；液氮冷冻技术也应用在高科技领域。高科技领域。二、氨二、氨1.1.物理性质物理性质没有颜色、具有刺激性气味的气体没有颜色、具有刺激性气味的气体气体的密度比空气小、易液化气体的密度比空气小、易液化在常温常压下，极易溶于水（在常温常压下，极易溶于水（17001700

18、）2.2.化学性质化学性质NHNH3 3与水的反应与水的反应氨水中存在着哪些化学反应？氨水的里什么微粒？氨水中存在着哪些化学反应？氨水的里什么微粒？为什么氨水呈碱性？为什么氨水呈碱性？NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-氨与酸的反应氨与酸的反应 NH3 +HCl NH4Cl产生大量白烟产生大量白烟氨与氧气反应（氨的催化氧化）氨与氧气反应（氨的催化氧化）3.3.氨气的实验室制法：氨气的实验室制法：4.4.氨的用途：氨的用途：制硝酸制硝酸氨氨制铵盐、制纯碱制铵盐、制纯碱制尿素制尿素制纤维、塑料、染料、制纤维、塑料、染料、制医用稀氨水、制医用稀氨水、用做制冷剂用做制冷剂4NH3+5O2 4N

19、O+6H2O催化剂催化剂加热加热2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 物理性质：物理性质：化学性质化学性质：除了酸的通性外，还有以下特性除了酸的通性外，还有以下特性 1.1.不稳定性不稳定性2.2.氧化性氧化性 三、硝酸三、硝酸 纯硝酸是无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，纯硝酸是无色、易挥发、具有刺激性气味的液体，9898以上的浓硝酸由以上的浓硝酸由于挥发出来的于挥发出来的N0N02 2遇到空气中的水蒸气，形成极微小的硝酸雾滴而产生出遇到空气中的水蒸气，形成极微小的硝酸雾滴而产生出“发发烟烟”现象，通常称为发烟硝酸。现象，通常称为发烟硝酸。4HNO3 4N02+02+

20、2H20受热或光照 Cu+4HN03(浓)Cu(N03)2+2N02+2H20 3Cu十8HN03(稀)3Cu(N03)2+2NO+4H20王水王水:浓硝酸和浓盐酸的混合物浓硝酸和浓盐酸的混合物(通常按体积比通常按体积比1 1：3),3),其氧化能力比硝酸强，其氧化能力比硝酸强，能溶解金、铂等贵重金属。能溶解金、铂等贵重金属。用途：用途：硝酸是重要的化工原料，是重要的硝酸是重要的化工原料，是重要的“三酸三酸”之一。之一。它主要用于生产各种硝酸盐、氮肥、炸药等，还用来合成它主要用于生产各种硝酸盐、氮肥、炸药等，还用来合成染料、药物、塑料等。硝酸也是常用的化学试剂。染料、药物、塑料等。硝酸也是常用

21、的化学试剂。第五节第五节 硅及其化合物硅及其化合物存在存在：只有化合态，无游离态；只有化合态，无游离态；在地壳中含量居第二位。在地壳中含量居第二位。一、硅一、硅两种同素异形体：两种同素异形体：晶体硅和无定形硅。晶体硅和无定形硅。主要物理性质主要物理性质：灰黑色、硬而脆；有金属光泽的固体；熔点、沸点高、灰黑色、硬而脆；有金属光泽的固体；熔点、沸点高、硬度大硬度大化学性质化学性质：不活泼不活泼常温下常温下ClCl2.2.O O2.2.H H2 2SOSO4.4.HNOHNO3 3等氧化剂都不与硅起反应。等氧化剂都不与硅起反应。Si+02 Si02 加热时能与某些非金属反应：加热时能与某些非金属反应

22、：与强碱作用：与强碱作用：Si+2NaOH+H20 Na2Si03+2H2用途：用途：变压器铁芯变压器铁芯（含硅（含硅4%4%的钢有导磁性）的钢有导磁性）耐酸设备耐酸设备（含硅（含硅15%15%左右的钢有耐酸性）左右的钢有耐酸性）高纯硅：半导体材料。高纯硅：半导体材料。合金合金一、硅一、硅二、硅的化合物二、硅的化合物（一）二氧化硅（一）二氧化硅二氧化硅二氧化硅(Si02)(Si02)又称硅石，是一种坚硬难溶和难熔的固体。又称硅石，是一种坚硬难溶和难熔的固体。晶体晶体：石英、水晶等石英、水晶等无定形无定形：硅澡土（表面积很大，吸附能力较强，可以用作吸附剂硅澡土（表面积很大，吸附能力较强，可以用作

23、吸附剂和催化剂的载体以及保温材料等和催化剂的载体以及保温材料等 SiO2+4HF SiF4+2H2O常温与氢氟酸反应常温与氢氟酸反应(特性特性）讨讨 论论为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞（玻为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞（玻璃中含有璃中含有SiO2SiO2）？）？硅酸是不溶于水的胶状沉淀，弱酸，其酸性比碳酸弱：硅酸是不溶于水的胶状沉淀，弱酸，其酸性比碳酸弱：NaNa2 2SiOSiO3 3+CO+CO2 2+H+H2 2O NaO Na2 2COCO3 3+H+H4 4SiOSiO4 4硅酸硅酸NaNa2 2SiOSiO3 3+2HCl+H+2HCl+H2

24、 2O 2NaCl+HO 2NaCl+H4 4SiOSiO4 4H H4 4SiOSiO4 4 H H2 2SiOSiO3 3+H+H2 2O(O(易易)（二）硅酸盐（二）硅酸盐特点特点：结构复杂、种类繁多。：结构复杂、种类繁多。用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。用二氧化硅和金属氧化物的形式表示其组成。实实 例例硅酸钠硅酸钠 NaNa2 20 0Si0Si02 2(Na(Na2 2Si0Si03 3)滑石滑石 3MgO3MgO4Si04Si02 2H H2 20Mg0Mg3 3(Si(Si4 40 01010)(0H)(0H)2 2 石棉石棉 CaOCaO3MgO3MgO4Si04Si0

25、2 2CaMgCaMg3 3(Si0(Si03 3)4 4 高岭土高岭土 A1A12 20 03 32Si02Si02 22H2H2 20A10A12 2SiSi2 20 05 5(OH)(OH)4 4 硅酸钠硅酸钠(Na(Na2 2Si0Si03 3)，俗称泡花碱，俗称泡花碱，其水溶液又叫水玻璃，是无色或其水溶液又叫水玻璃，是无色或灰色的粘稠液体，是一种矿物胶。在建筑工业上可用作粘合剂等；防火灰色的粘稠液体，是一种矿物胶。在建筑工业上可用作粘合剂等；防火涂层；肥皂的填充剂。涂层；肥皂的填充剂。硅酸盐工业产品硅酸盐工业产品(1)(1)水泥水泥(2)(2)玻璃玻璃(3)(3)陶瓷陶瓷(4)(4)耐火材料耐火材料(5)(5)分子筛分子筛Thanks for your attention!Thanks for your attention!