钠是一种金属元素,在周期表中位于第3周期、第IA族,是碱金属元素的代表,质地
柔软,能与水反应生成氢氧化钠,放出氢气,化学性质较活泼。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中,钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。
钠为银白色立方体结构金属,质软而轻可用小刀切割,密度比水小,为0.97g/cm3,熔点97.81℃,沸点:882.9℃。新切面有银白色光泽,在空气中氧化转变为暗灰色,具有抗腐蚀性。钠是热和电的良导体,具有较好的导磁性,钾钠合金(液态)是核反应堆导热剂。钠单质还具有良好的延展性,硬度也低,能够溶于汞和液态氨,溶于液氨形成蓝色溶液。在-20℃时变硬。
钠的化学性质很活泼,常温和加热时分别与氧气化合,和水剧烈反应,量大时发生爆炸,和低元醇反应产生氢气,和电离能力很弱的液氨也能反应。
4Na + O2= 2Na2O (常温) 2Na+O2= Na2O2(加热或点燃) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2Na+H2O==2Na + 2NH3
高温
==
Na2O+H2
”表示液氨)
2Na+2ROH=2RONa+H2↑ (ROH表示低元醇)
(L)
= 2NaNH2 + H2↑(此反应中“2NH3
(L)
高中化学认为钠盐均溶于水,但实际上醋酸铀酰锌钠、醋酸铀酰镁钠、醋酸铀酰镍钠[5] 、铋酸钠、锑酸钠,钛酸钠皆不溶于水。 化学方程式化学方程式:
浸放于液体石蜡、矿物油和苯系物中密封保存,大量通常储存在铁桶中充氩气密封保存。金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质(呈黄色)附着在钠表面[4] 。当保存在石蜡油中时,空气中的氧气也会进入石蜡油,使金属钠的表面变
灰,形成氧化物膜
在纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡,如实验室保存。 贮于阴凉干燥处,远离火种、热源。少量一般保存在液体石蜡中。 与氧化剂、酸类、卤素分储分运。
灭火:石墨粉、碳酸钠干粉、碳酸钙干粉。禁用水、卤代烃灭火。
铝是银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解可制得铝,其主要反应过程如下:
从铝土矿中提取铝反应过程
1.溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq):Al₂O₃+ 2NaOH+3H₂O= 2NaAl(OH)4
1.
(四羟基合铝酸钠)
2. 3. ₃ 4. 5.
过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
酸化:向滤液中通入过量CO₂:NaAl(OH)4+ CO₂ = Al(OH)₃↓+ NaHCO过滤、灼烧 Al(OH)₃:2Al(OH)₃ =高温= Al₂O₃+ 3H₂O 电解:2Al₂O₃(l) =通电= 4Al + 3O₂↑
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF₆)。不电解熔融AlCl₃炼Al;原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态导电性极差。
化学性质
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑
2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑ Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O 8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O 8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O
6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑ 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ 4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃)2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃)
2Al+3S====Al₂S₃ (加热)2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应) 8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe
2Al+6H₂O(沸水)==Δ==2Al(OH)₃+3H₂铝和水的反应是 2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂↑,反应实质:水是极弱的电解质,但在水中能电离出氢离子和氢氧根离子与铝反应,生成Al(OH)₃和H₂。反应条件可加热也可以在常温下进行,在常温下起现象很难观察。但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
物理性质铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉
状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝
铁(iron)是一种金属元素,单质化学式:Fe。纯铁是白色或者银白色的,有金属光泽。熔点1535℃、沸点3000℃,能溶于强酸和中强酸,不溶于水。常见价态:+2价和+3价。
理化性质物理性质
1.外观与形状:纯铁是带有银白色金属光泽的金属晶体,通常情
况下呈灰色到灰黑高纯铁丝色无定形细粒或粉末;具有延展性。
2. 有良好的延展性、导电、导热性能; 3.有很强的铁磁性,属于磁性材料; 4.比热容为460J/(kg·℃);
7.声音在铁中的传播速率:5120m/s
8.纯铁质地软,不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁,通常情况下熔点降低,硬度增大。
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面,化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂。
1.铁在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O4
在高温时,铁在氧气中燃烧,剧烈反应,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。2.铁与酸反应
a.铁与稀盐酸的反应 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
稀盐酸氧化性较弱,只能将铁氧化成+2价,有气泡产生。 b.铁与稀硫酸的反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
一般情况下,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,有气泡产生。实际情况下则较复杂。但铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化,故可用铁器装运浓硫酸和浓硝酸。[3]
铁与非氧化性酸(盐酸)、硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子,成为+2价;与硝酸反应时要看过量与少量和硝酸的浓稀(下列thick代表浓,scarce代表稀,much代表过量)。
(置换反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)3.铁与盐的反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铁与硫酸铜发生置换反应。2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
常温下即可反应,用于刻蚀铜板。4.与卤素反应2Fe+3Cl₂=2FeCl₃(化合反应) 铁与氯在加热时反应剧烈,与Cl₂、Br₂、反应被氧化成Fe3+。 5.与水反应
3Fe+4H₂O(g)=高温==Fe₃O₄+4H₂(g)
铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe₃O₄,可以看成是FeO·Fe₂O₃。
6.与单质硫反应 Fe+S=FeS
铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe₂N。Fe₃O₄+4CO==3Fe+4CO₂
高温
实验室通常用一氧化碳氧化氧化铁制备少量单质铁。3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2↑[2]
点燃
铜是化学元素,化学符号Cu(来自拉丁语:cuprum),原子序数29。纯铜是柔软的
金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,延展性好,导热性和导电性高。
物理性质 铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,
沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好
在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿(碱式碳酸铜),铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。如果继续在很高温度下燃烧,就生成红色的Cu2O:
Cu + Cl2 =CuCl2(也可在点燃条件下进行) 2Cu + S =Cu2S
Cu + 2FeCl3 =2FeCl2 + CuCl2 2Cu + 4HCl + O2= 2CuCl2 + 2H2O
2Cu + 2H2SO4 + O2= 2CuSO4 + 2H2O 与浓盐酸反应
2Cu + 8HCl(浓)== 2H3[CuCl4] + H2↑与氧化性酸反应 铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解: Cu + 4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 2H2SO4(浓) =CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2CH3CH2OH+O2 —(Cu或者Ag,加热)—→2CH3CHO+2H2O[2]
硅是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度2.32-2.34克/立方厘米,熔点1410℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽
化学性质硅有明显的非金属特性,可以溶于碱金属氢氧化物溶液中,产生(偏)硅酸盐和氢气。硅原子位于元素周期表第IV主族,它的原子序数为Z=14,核外有14个电子。电子在原子核外,按能级由低硅原子到高,由里到外,层层环绕,这称为电子的壳层结构。硅
原子的核外电子第一层有2个电子,第二层有8个电子,达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子,它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。
Si + O₂ == SiO₂,条件:加热
Si + 2F₂ == SiF₄ Si + 2Cl₂ == SiCl₄,条件:高温
(2)高温真空条件下可以与某些氧化物反应:
2MgO + Si=高温真空 =Mg(g)+SiO₂(硅热还原法炼镁) (3)与酸反应:
只与氢氟酸反应:Si + 4HF == SiF₄↑ + 2H₂↑
(4)与碱反应:Si + 2OH⁻+ H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑(如NaOH,KOH) 注意:硅、铝是既能和酸反应,又能和碱反应,放出氢气的单质。 相关方程式: Si+O₂=高温= SiO₂
Si + 2OH⁻ + H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑ Si+2F₂== SiF₄Si+4HF== SiF₄↑+2H₂↑ SiO₂ + 2OH⁻== SiO₃²⁻+ H₂O SiO₃²⁻+ 2NH₄⁺+ H₂O == H₄SiO₄↓ + 2NH₃↑ SiO₃²⁻+ CO₂ + 2H₂O == H₄SiO₃↓+ CO₃²⁻ SiO₃²⁻+ 2H⁺== H₂SiO₃↓ SiO₃²⁻+2H⁺+H₂O == H₄SiO₄↓
H₄SiO₄ == H₂SiO₃ + H₂O3SiO₃²⁻+ 2Fe³⁺== Fe₂(SiO₃)₃↓ 3SiO₃²⁻+2Al³⁺==Al₂(SiO₃)₃↓
Na₂CO₃ + SiO₂ =高温= Na₂SiO₃ + CO₂ ↑
实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉,再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得单质硅。1. 次氯酸(HClO)及其盐(1) 制备
①通氯气于冰水中:Cl₂ + H₂O = HClO + HCl
②通氯于碱液中可得次氯酸盐:Cl₂+ 2NaOH → NaClO + NaCl + H₂O ③工业上用电解冷浓食盐水并剧烈搅拌来制备NaClO(2)性质 ①是弱酸,但为很强的氧化剂,且具有漂白性
②受热易发生氧化还原反应 3ClO→ ClO₃ + 2Cl(3) 用途
-
-
-
制造漂白粉Ca(ClO)₂
漂白粉:Cl₂与Ca(OH)₂反应 2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂+ +CaCl₂ +2H₂O 2. 亚氯酸(HClO₂)及其盐
亚氯酸是唯一的亚卤酸,非常不稳定。(1) 制备 ①ClO₂在水中分解:2ClO₂ + H₂O = HClO₂ + HClO₃
②通ClO₂于Na₂O₂或NaOH与H₂O₂可得亚氯酸盐 2ClO₂ + Na₂O₂ =2NaClO₂ + O₂;2ClO₂ + H₂O₂ + OH 2ClO= 2- +O₂ + H₂O
(2) 性质与用途
①非常不稳定的化合物,但亚氯酸盐较稳定。②具有漂白性[3]
3.氯酸(HClO₃)及其盐浓度高于40%则不稳定(1) 制备
①次氯酸根水溶液加热,产生自身氧化还原反应(歧化反应):3ClO→ ClO₃ + 2Cl
-
-
②电解热氯化钠水溶液并加以搅拌:3Cl₂ + 6OH → ClO₃ + 5Cl + 3H₂O
-
-
-
(2) 性质及用途
①氯酸和氯酸盐皆为强氧化剂 ②氯酸钾用于制造炸药 ③KClO₃受热反应
A.无催化剂,微热:
4KClO₃ =3KClO₄ + KCl (约100℃) B.催化剂(MnO₂):2KClO₃ =2KCl + 3O₂↑ (约300℃) 4. 高氯酸(HClO₄)及其盐(1) 制备
①低压蒸馏KClO₄与H₂SO₄的混合液:KClO₄ + H₂SO₄ = HClO₄ + KHSO₄ ②电解食盐水时,阳极产生的氯气被氧化:1/2Cl₂ + 4H₂O =ClO₄+ 8H+ + 7e
-
-
③氯酸盐受热分解:4KClO₃ = 3KClO₄ + KCl(2) 性质与用途 ①氯最稳定的含氧酸,不易分解
②非常强的酸(高中范围内最强的酸,强于100%硫酸,但弱于氟锑酸等超强酸)
硫粉与铜粉:
注意:硫和汞常温下即可反应:
,故可用硫处理泄露的汞。硫可与强氧化性酸反应,如:
、难挥发性:由于硫酸沸点较高,相比其他
的酸较难挥发,故常利用这一性质用浓硫酸制其他强酸(通常是氯化氢):
2、吸水性:由于硫酸很容易与水结合成H2SO4·xH2O,故可以吸收水分子或结晶水合物中的H2O:
(或写成
)
3、脱水性:浓硫酸可以把有机物或弱酸中的氢和氧安2:1的比例脱去并组合成水(分解有机物时通常同时加热):
4、强氧化性:+6价的硫可以氧化很多还原剂(包括不能与稀硫酸反应的铜):
;但由于+4价的硫与+6价的硫没有中间价态,故浓硫酸不与二氧化硫反应,即可用浓硫酸干燥二氧化硫气体。
(归中反应)[6]
钠是一种金属元素,在周期表中位于第3周期、第IA族,是碱金属元素的代表,质地
柔软,能与水反应生成氢氧化钠,放出氢气,化学性质较活泼。钠元素以盐的形式广泛的分布于陆地和海洋中,钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一。
钠为银白色立方体结构金属,质软而轻可用小刀切割,密度比水小,为0.97g/cm3,熔点97.81℃,沸点:882.9℃。新切面有银白色光泽,在空气中氧化转变为暗灰色,具有抗腐蚀性。钠是热和电的良导体,具有较好的导磁性,钾钠合金(液态)是核反应堆导热剂。钠单质还具有良好的延展性,硬度也低,能够溶于汞和液态氨,溶于液氨形成蓝色溶液。在-20℃时变硬。
钠的化学性质很活泼,常温和加热时分别与氧气化合,和水剧烈反应,量大时发生爆炸,和低元醇反应产生氢气,和电离能力很弱的液氨也能反应。
4Na + O2= 2Na2O (常温) 2Na+O2= Na2O2(加热或点燃) 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2Na+H2O==2Na + 2NH3
高温
==
Na2O+H2
”表示液氨)
2Na+2ROH=2RONa+H2↑ (ROH表示低元醇)
(L)
= 2NaNH2 + H2↑(此反应中“2NH3
(L)
高中化学认为钠盐均溶于水,但实际上醋酸铀酰锌钠、醋酸铀酰镁钠、醋酸铀酰镍钠[5] 、铋酸钠、锑酸钠,钛酸钠皆不溶于水。 化学方程式化学方程式:
浸放于液体石蜡、矿物油和苯系物中密封保存,大量通常储存在铁桶中充氩气密封保存。金属钠不能保存在煤油中是因为与煤油中的有机酸等物质反应成有机酸钠等物质(呈黄色)附着在钠表面[4] 。当保存在石蜡油中时,空气中的氧气也会进入石蜡油,使金属钠的表面变
灰,形成氧化物膜
在纯度要求不高的少量保存时可用煤油浸泡,如实验室保存。 贮于阴凉干燥处,远离火种、热源。少量一般保存在液体石蜡中。 与氧化剂、酸类、卤素分储分运。
灭火:石墨粉、碳酸钠干粉、碳酸钙干粉。禁用水、卤代烃灭火。
铝是银白色轻金属。有延展性。商品常制成棒状、片状、箔状、粉状、带状和丝状。
在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。铝粉和铝箔在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,难溶于水。相对密度2.70。熔点660℃。沸点2327℃。
铝以化合态的形式存在于各种岩石或矿石里,如长石、云母、高岭石、铝土矿、明矾时,等等。由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6)共熔电解可制得铝,其主要反应过程如下:
从铝土矿中提取铝反应过程
1.溶解:将铝土矿溶于NaOH(aq):Al₂O₃+ 2NaOH+3H₂O= 2NaAl(OH)4
1.
(四羟基合铝酸钠)
2. 3. ₃ 4. 5.
过滤:除去残渣氧化亚铁(FeO)、硅铝酸钠等
酸化:向滤液中通入过量CO₂:NaAl(OH)4+ CO₂ = Al(OH)₃↓+ NaHCO过滤、灼烧 Al(OH)₃:2Al(OH)₃ =高温= Al₂O₃+ 3H₂O 电解:2Al₂O₃(l) =通电= 4Al + 3O₂↑
注:电解时为使氧化铝熔融温度降低,在Al₂O₃ 中添加冰晶石(Na₃AlF₆)。不电解熔融AlCl₃炼Al;原因:AlCl₃是共价化合物,其熔融态导电性极差。
化学性质
铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约50埃(1埃=0.1纳米)的致密氧化膜,使铝不会进一步氧化并能耐水;但铝的粉末与空气混合则极易燃烧;熔融的铝能与水猛烈相应的金属;铝是两性的,极易溶于强碱,也能溶于稀酸。
2Al +6HCl ==== 2AlCl₃+ 3H₂↑
2Al + 3H₂SO₄(稀)==== Al₂(SO₄)₃+ 3H₂↑ Al + 6HNO₃(浓)==Δ==Al(NO₃)₃+ 3NO₂↑+ 3H₂O Al + 4HNO₃(稀)==== Al(NO₃)₃+ NO↑+ 2H₂O 8Al + 30HNO₃(较稀)====8Al(NO₃)₃+ 3N₂O↑+ 15H₂O 8Al + 30HNO₃(极稀)====8Al(NO₃)₃+ 3NH₄NO₃+ 9H₂O
6CH₃COOH+2Al=2Al(CH₃COO)₃+3H₂↑ 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2↑ 4Al+3O₂====2Al₂O₃(点燃)2Al+3Cl₂====2AlCl₃ (点燃)
2Al+3S====Al₂S₃ (加热)2Al + Fe₂O₃==点燃== Al₂O₃+2Fe(铝热反应) 8Al + 3Fe₃O4==高温== 4Al₂O₃+9Fe
2Al+6H₂O(沸水)==Δ==2Al(OH)₃+3H₂铝和水的反应是 2Al+6H₂O=2Al(OH)₃+3H₂↑,反应实质:水是极弱的电解质,但在水中能电离出氢离子和氢氧根离子与铝反应,生成Al(OH)₃和H₂。反应条件可加热也可以在常温下进行,在常温下起现象很难观察。但反应一开始就与水中的氧气生成致密氧化膜阻止反应进一步进行。
物理性质铝为银白色轻金属。有延展性。商品常制成柱状、棒状、片状、箔状、粉
状、带状和丝状。在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。用酸处理过的铝粉在空气中加热能猛烈燃烧,并发出眩目的白色火焰。易溶于稀硫酸、稀硝酸、盐酸、氢氧化钠和氢氧化钾溶液,不溶于水,但可以和热水缓慢地反应生成氢氧化铝
铁(iron)是一种金属元素,单质化学式:Fe。纯铁是白色或者银白色的,有金属光泽。熔点1535℃、沸点3000℃,能溶于强酸和中强酸,不溶于水。常见价态:+2价和+3价。
理化性质物理性质
1.外观与形状:纯铁是带有银白色金属光泽的金属晶体,通常情
况下呈灰色到灰黑高纯铁丝色无定形细粒或粉末;具有延展性。
2. 有良好的延展性、导电、导热性能; 3.有很强的铁磁性,属于磁性材料; 4.比热容为460J/(kg·℃);
7.声音在铁中的传播速率:5120m/s
8.纯铁质地软,不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁,通常情况下熔点降低,硬度增大。
铁是比较活泼的金属,在金属活动顺序表里排在氢的前面,化学性质比较活泼,是一种良好的还原剂。
1.铁在氧气中燃烧3Fe+2O2=Fe3O4
在高温时,铁在氧气中燃烧,剧烈反应,生成Fe3O4,赤热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。2.铁与酸反应
a.铁与稀盐酸的反应 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
稀盐酸氧化性较弱,只能将铁氧化成+2价,有气泡产生。 b.铁与稀硫酸的反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
一般情况下,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,有气泡产生。实际情况下则较复杂。但铁遇冷的浓硫酸或浓硝酸会钝化,故可用铁器装运浓硫酸和浓硝酸。[3]
铁与非氧化性酸(盐酸)、硫酸、硫、硫酸铜溶液等反应时失去两个电子,成为+2价;与硝酸反应时要看过量与少量和硝酸的浓稀(下列thick代表浓,scarce代表稀,much代表过量)。
(置换反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)
(氧化还原反应)3.铁与盐的反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铁与硫酸铜发生置换反应。2FeCl₃+Cu=2FeCl₂+CuCl₂
常温下即可反应,用于刻蚀铜板。4.与卤素反应2Fe+3Cl₂=2FeCl₃(化合反应) 铁与氯在加热时反应剧烈,与Cl₂、Br₂、反应被氧化成Fe3+。 5.与水反应
3Fe+4H₂O(g)=高温==Fe₃O₄+4H₂(g)
铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe₃O₄,可以看成是FeO·Fe₂O₃。
6.与单质硫反应 Fe+S=FeS
铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合,但与氨作用,形成氮化铁Fe₂N。Fe₃O₄+4CO==3Fe+4CO₂
高温
实验室通常用一氧化碳氧化氧化铁制备少量单质铁。3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2↑[2]
点燃
铜是化学元素,化学符号Cu(来自拉丁语:cuprum),原子序数29。纯铜是柔软的
金属,表面刚切开时为红橙色带金属光泽,延展性好,导热性和导电性高。
物理性质 铜呈紫红色光泽的金属,密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃,
沸点2567℃。有很好的延展性。导热和导电性能较好
在潮湿的空气中放久后,铜表面会慢慢生成一层铜绿(碱式碳酸铜),铜绿可防止金属进一步腐蚀,其组成是可变的。如果继续在很高温度下燃烧,就生成红色的Cu2O:
Cu + Cl2 =CuCl2(也可在点燃条件下进行) 2Cu + S =Cu2S
Cu + 2FeCl3 =2FeCl2 + CuCl2 2Cu + 4HCl + O2= 2CuCl2 + 2H2O
2Cu + 2H2SO4 + O2= 2CuSO4 + 2H2O 与浓盐酸反应
2Cu + 8HCl(浓)== 2H3[CuCl4] + H2↑与氧化性酸反应 铜易为HNO3、热浓硫酸等氧化性酸氧化而溶解: Cu + 4HNO3(浓) =Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O Cu + 2H2SO4(浓) =CuSO4 + SO2↑+ 2H2O
2CH3CH2OH+O2 —(Cu或者Ag,加热)—→2CH3CHO+2H2O[2]
硅是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。硅也是极为常见的一种元素,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体。晶体硅为灰黑色,无定形硅为黑色,密度2.32-2.34克/立方厘米,熔点1410℃,沸点2355℃,晶体硅属于原子晶体。不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液。硬而有金属光泽
化学性质硅有明显的非金属特性,可以溶于碱金属氢氧化物溶液中,产生(偏)硅酸盐和氢气。硅原子位于元素周期表第IV主族,它的原子序数为Z=14,核外有14个电子。电子在原子核外,按能级由低硅原子到高,由里到外,层层环绕,这称为电子的壳层结构。硅
原子的核外电子第一层有2个电子,第二层有8个电子,达到稳定态。最外层有4个电子即为价电子,它对硅原子的导电性等方面起着主导作用。
Si + O₂ == SiO₂,条件:加热
Si + 2F₂ == SiF₄ Si + 2Cl₂ == SiCl₄,条件:高温
(2)高温真空条件下可以与某些氧化物反应:
2MgO + Si=高温真空 =Mg(g)+SiO₂(硅热还原法炼镁) (3)与酸反应:
只与氢氟酸反应:Si + 4HF == SiF₄↑ + 2H₂↑
(4)与碱反应:Si + 2OH⁻+ H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑(如NaOH,KOH) 注意:硅、铝是既能和酸反应,又能和碱反应,放出氢气的单质。 相关方程式: Si+O₂=高温= SiO₂
Si + 2OH⁻ + H₂O == SiO₃²⁻+ 2H₂↑ Si+2F₂== SiF₄Si+4HF== SiF₄↑+2H₂↑ SiO₂ + 2OH⁻== SiO₃²⁻+ H₂O SiO₃²⁻+ 2NH₄⁺+ H₂O == H₄SiO₄↓ + 2NH₃↑ SiO₃²⁻+ CO₂ + 2H₂O == H₄SiO₃↓+ CO₃²⁻ SiO₃²⁻+ 2H⁺== H₂SiO₃↓ SiO₃²⁻+2H⁺+H₂O == H₄SiO₄↓
H₄SiO₄ == H₂SiO₃ + H₂O3SiO₃²⁻+ 2Fe³⁺== Fe₂(SiO₃)₃↓ 3SiO₃²⁻+2Al³⁺==Al₂(SiO₃)₃↓
Na₂CO₃ + SiO₂ =高温= Na₂SiO₃ + CO₂ ↑
实验室里可用镁粉在赤热下还原粉状二氧化硅,用稀酸洗去生成的氧化镁和镁粉,再用氢氟酸洗去未作用的二氧化硅,即得单质硅。1. 次氯酸(HClO)及其盐(1) 制备
①通氯气于冰水中:Cl₂ + H₂O = HClO + HCl
②通氯于碱液中可得次氯酸盐:Cl₂+ 2NaOH → NaClO + NaCl + H₂O ③工业上用电解冷浓食盐水并剧烈搅拌来制备NaClO(2)性质 ①是弱酸,但为很强的氧化剂,且具有漂白性
②受热易发生氧化还原反应 3ClO→ ClO₃ + 2Cl(3) 用途
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制造漂白粉Ca(ClO)₂
漂白粉:Cl₂与Ca(OH)₂反应 2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂+ +CaCl₂ +2H₂O 2. 亚氯酸(HClO₂)及其盐
亚氯酸是唯一的亚卤酸,非常不稳定。(1) 制备 ①ClO₂在水中分解:2ClO₂ + H₂O = HClO₂ + HClO₃
②通ClO₂于Na₂O₂或NaOH与H₂O₂可得亚氯酸盐 2ClO₂ + Na₂O₂ =2NaClO₂ + O₂;2ClO₂ + H₂O₂ + OH 2ClO= 2- +O₂ + H₂O
(2) 性质与用途
①非常不稳定的化合物,但亚氯酸盐较稳定。②具有漂白性[3]
3.氯酸(HClO₃)及其盐浓度高于40%则不稳定(1) 制备
①次氯酸根水溶液加热,产生自身氧化还原反应(歧化反应):3ClO→ ClO₃ + 2Cl
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②电解热氯化钠水溶液并加以搅拌:3Cl₂ + 6OH → ClO₃ + 5Cl + 3H₂O
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(2) 性质及用途
①氯酸和氯酸盐皆为强氧化剂 ②氯酸钾用于制造炸药 ③KClO₃受热反应
A.无催化剂,微热:
4KClO₃ =3KClO₄ + KCl (约100℃) B.催化剂(MnO₂):2KClO₃ =2KCl + 3O₂↑ (约300℃) 4. 高氯酸(HClO₄)及其盐(1) 制备
①低压蒸馏KClO₄与H₂SO₄的混合液:KClO₄ + H₂SO₄ = HClO₄ + KHSO₄ ②电解食盐水时,阳极产生的氯气被氧化:1/2Cl₂ + 4H₂O =ClO₄+ 8H+ + 7e
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③氯酸盐受热分解:4KClO₃ = 3KClO₄ + KCl(2) 性质与用途 ①氯最稳定的含氧酸,不易分解
②非常强的酸(高中范围内最强的酸,强于100%硫酸,但弱于氟锑酸等超强酸)
硫粉与铜粉:
注意:硫和汞常温下即可反应:
,故可用硫处理泄露的汞。硫可与强氧化性酸反应,如:
、难挥发性:由于硫酸沸点较高,相比其他
的酸较难挥发,故常利用这一性质用浓硫酸制其他强酸(通常是氯化氢):
2、吸水性:由于硫酸很容易与水结合成H2SO4·xH2O,故可以吸收水分子或结晶水合物中的H2O:
(或写成
)
3、脱水性:浓硫酸可以把有机物或弱酸中的氢和氧安2:1的比例脱去并组合成水(分解有机物时通常同时加热):
4、强氧化性:+6价的硫可以氧化很多还原剂(包括不能与稀硫酸反应的铜):
;但由于+4价的硫与+6价的硫没有中间价态,故浓硫酸不与二氧化硫反应,即可用浓硫酸干燥二氧化硫气体。
(归中反应)[6]