高中化学一轮复习非金属(氯、硫、氮元素)知识总结
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非金属复习
一.氯及其化合物的性质和应用
1.Cl2的物理性质和收集方法
Cl2是一种黄绿色具有刺激性气味的有毒气体,可溶于水,通常状况下,1体积水能溶解2体积Cl2,密度比空气的大,可用向上排空气法收集Cl2。
2.Cl2的化学性质
(1)与金属反应:
与变价金属反应生成高价金属氯化物(书写化学方程式):
a.①与铁反应:2Fe+3Cl22FeCl3。
b.②与铜反应:Cu+Cl2CuCl2。
(2)与非金属反应:
与H2反应:H2+Cl22HCl,
(3)与水反应:溶于水的氯气部分与水反应,离子方程式为Cl2+H2O H++Cl-+HClO。【注意】氯水的成分及性质模型
氯水性质的多重性:新制氯水的多种成分决定了它具有多重性质,在不同的化学反应中,氯水中参与反应的微粒不同。
(4)与碱反应:与NaOH 溶液反应,离子方程式为Cl 2+2OH -
===Cl -
+ClO -
+H 2O 。 (5)与还原性无机化合物反应(书写离子方程式):
①与碘化钾溶液反应:2I -
+Cl 2===I 2+2Cl -
。
②与SO 2水溶液反应:Cl 2+SO 2+2H 2O===4H +
+2Cl -
+SO 2-
4。 ③与FeCl 2溶液反应:2Fe 2+
+Cl 2===2Fe 3+
+2Cl -。 3.次氯酸的性质
(1)不稳定性:2HClO===2HCl +O 2↑。
氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处。 (2)强氧化性:
①能将有色物质氧化为无色物质,有漂白性。 ②杀菌、消毒。 (3)弱酸性:
NaClO 溶液中通少量CO 2,化学方程式为:2NaClO +CO 2+H 2O===2HClO +Na 2CO 3。 4.漂白液和漂白粉
(1)漂白液的有效成分为NaClO ,其漂白原理为漂白液与酸性物质反应生成HClO 。 (2)漂白粉的主要成分为Ca(ClO)2和CaCl 2,其有效成分为Ca(ClO)2,其中Ca(ClO)2水
解使溶液呈碱性,其水解离子方程式为ClO -
+H 2O HClO +OH -
。漂白原理与漂
白液相同。
(3)根据要求写出下列反应的化学方程式。
①漂白粉的制备原理:
2Ca(OH)2+2Cl 2===CaCl 2+Ca(ClO)2+2H 2O ; ②漂白粉的失效原因:
Ca(ClO)2+CO 2+H 2O===CaCO 3↓+2HClO , 2HClO=====光
2HCl +O 2↑。
二.氯气的实验室制法和氯离子的检验
1.实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置
【特别注意】
氯气制取过程中的四注意:
(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。
(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。
(3)实验结束后,先使反应停止并排出装置中残留的Cl2,再拆卸装置,避免污染空气。
(4)尾气吸收:Cl2有毒,必须有尾气吸收装置,常用吸收剂为NaOH溶液或碱石灰,不用澄清石灰水,因澄清石灰水中Ca(OH)2浓度小,吸收慢且吸收不完全。2.Cl-的检验
试剂:AgNO3溶液和稀HNO3
操作步骤:取待测液少许于一洁净试管中,滴加硝酸酸化再加AgNO3溶液,生成白色沉淀,则说明含Cl-。
注意事项:检验Cl-时一般用稀HNO3的目的是排除CO2-3等离子的干扰。
三.卤素的性质和海水中元素的提取
1.卤素的结构和性质
(1)物理性质
①单质颜色逐渐变深(F2: 淡黄绿色气体;Cl2:黄绿色气体;Br2:红棕色液体;I2:紫
黑色固体)。
②密度逐渐增大;熔、沸点逐渐升高。
(2)结构与化学性质
卤素位于元素周期表中第ⅦA族,包括:氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。卤素原子最外层都有7 个电子,都是典型的非金属元素,其单质具有相似的化学性质。
①卤素单质和H2的反应:X2+H2===2HX。
②卤素单质和H2O的反应:X2+H2O HX+HXO(X为Cl、Br) 。
(3)卤素间的置换反应
将氯水滴入溴化钠溶液:Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2。
将溴水滴入碘化钾溶液:Br2+2KI===2KBr+I2。
结论:F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,其单质的氧化性逐渐减弱。
2.海水中元素的提取流程及其原理
(1)海水中提溴
流程:
发生反应的离子方程式:①2Br-+Cl2===Br2+2Cl-;
②Br2+SO2+2H2O===4H++SO2-4+2Br-;
③2Br-+Cl2===Br2+2Cl-。
(2)海植物(海带)中提取碘 流程:
H 2O Cl 2 ↓ ↓
海带――→灼烧
海带灰―→过滤―→氧化―→提纯―→I 2 发生反应的离子方程式:Cl 2+2I -
===I 2+2Cl -
。 3.卤素离子的检验
(1)AgNO 3溶液——沉淀法
未知液――————→滴加AgNO 3溶液稀硝酸
生成⎩⎪⎨⎪⎧
白色沉淀,则有Cl -
淡黄色沉淀,则有Br -黄色沉淀,则有I -
(2)置换——萃取法
未知液――————————→加适量新制饱和氯水振荡―——————————―→加入CCl 4下层或汽油上层
振荡
有机层呈⎩
⎪⎨⎪⎧
红棕色或橙红色,表明有Br -
紫色、浅紫色或紫红色,表明有I - (3)氧化——淀粉检验I -
未知液――—————————————→加入适量新制饱和氯水或双氧水振荡――————→加入淀粉溶液振荡蓝色溶液,表明有I - 【特别提醒】卤素单质及其化合物的特性
(1)Br 2是常温下唯一呈液态的非金属单质;液溴易挥发且有毒,通常用水液封来保存。
(2)I 2易升华,I 2使淀粉变蓝。
(3)Br 2和I 2都可被某些有机溶剂(如四氯化碳、汽油、苯)萃取。
(4)氟元素无正价,F 2与H 2O 发生置换反应生成O 2(2F 2+2H 2O===4HF +O 2),F 2与Xe 、Kr 等稀有气体可反应生成氟化物。
(5)氢氟酸是氢卤酸(HX)中唯一弱酸,且是与SiO 2反应的唯一酸,能腐蚀玻璃,应保存在铅制器皿或塑料瓶中。
(6)HX 的酸性:HF <HCl <HBr <HI ,HX 的还原性:HF <HCl <HBr <HI 。
四.硫及其氧化物
1.硫元素的存在形态