1. Sílice y ácido silícico
2. Silicatos
(1) Características: propiedades estables, alto punto de fusión, mayoritariamente insolubles en agua.
(2) Principales materias primas: arcilla (Al2O3?2SiO2?2H2O), cuarzo (SiO2) y feldespato (feldespato potásico K2O?Al2O3?6SiO2 o albita Na2O?Al2O3?6SiO2).
(3) Principales productos: vidrio, cemento, cerámica, ladrillos, vidrio soluble (solución acuosa de Na2SiO3), etc.
(4) Producción de cemento y vidrio:
Cemento vidrio (ordinario)
Materias primas: caliza, arcilla, carbonato de sodio, caliza, cuarzo
Equipo Horno Rotatorio de Cemento Horno de Vidrio
Reacción compleja cambios físicos y químicos Na?2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 ↑
CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 ↑
Principal componente 3CaO?SiO2
2CaO2
3CaO?Al2O3
Na2O?CaO2
Características Dureza Hidráulica
(Agregar yeso para ajustar la velocidad de endurecimiento) Sustancia vítrea (ablandamiento dentro de un cierto rango de temperatura)
Amorfo
Elemento de silicio
(1. ) Propiedades físicas:
a. La existencia y forma del silicio: No existe silicio libre en la naturaleza, y existe principalmente en forma de sílice y silicato.
b. El silicio cristalino es un sólido gris negruzco, de brillo metálico, duro y quebradizo.
c.Conductividad eléctrica: entre conductores y aislantes (el silicio y el germanio son materiales semiconductores importantes).
(2) Propiedades químicas (similares al carbono): forma compuestos muy valerosos y es químicamente inactivo.
① A temperatura normal, no puede reaccionar con ácidos fuertes o ácidos oxidantes fuertes, y solo puede reaccionar con sustancias como gas flúor, ácido fluorhídrico (HF) y sosa cáustica.
Si 2F2 == SiF4 Si 4HF==SiF4 H2 ↑
Si 2NaOH H2O==Na2SiO3 2H2 ↑
② En condiciones de calentamiento, se puede comparar Con algunos metales elementales no tóxicos reacciona.
Si O2 SiO2
Si 2H2 SiH4
(3) Método de producción industrial:
SiO2 2C Si 2CO ↑ (coque en horno Una vez purificado el silicio bruto, se puede obtener silicio de alta pureza que puede utilizarse como material semiconductor.
(3) Uso:
① Se utiliza en transistores de material semiconductor, circuitos integrados, rectificadores de silicio y células solares, etc.
② Fabricación de aleaciones: que contienen; silicio 4 El acero tiene buena permeabilidad magnética - núcleo del transformador
El acero que contiene aproximadamente un 15% de silicio tiene buena resistencia a los ácidos - equipos resistentes a los ácidos, etc.
Nota: Comparación entre SiO2 y CO2
CO2 SiO2
Reacción con óxidos alcalinos CaO CO2 CaCO3
CaO SiO2 CaSiO3
>Reaccionar con solución alcalina 2NaOH CO2=Na2CO3 H2O SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H?2O
Reaccionar con sal Na2SiO3 CO2 H2O=Na2CO3 H2SiO3↓
NaAlO2 CO2 2H2O= Al( OH)3↓ NaHCO3 2Na2CO3 SiO2 Na2SiO3 CO2 ↑ CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 ↑
Reacciona con el carbono C CO2 2CO
2C SiO2 Si 2CO ↑
Con H2O actúa sobre CO2 H2O H2CO3
No se combina con agua
No reacciona con ácido pero sólo reacciona con HF
SiO2 4HF=SiF4 ↑ H2O
1. Gas activo de color amarillo verdoso - cloro
1. Propiedades físicas del cloro
(1) El cloro es un gas de color amarillo verdoso. El cloro gaseoso es más denso que el aire. Se puede disolver en agua.
(2) Gas de olor acre. El cloro gaseoso es tóxico.
(Cómo oler el gas: abanique suavemente la boca de la botella con la mano para dejar que una cantidad muy pequeña de cloro gaseoso flote en las fosas nasales.)
2. Predecir las propiedades químicas del cloro gaseoso y confirmarlas experimentalmente.
El oxígeno, el hidrógeno, etc. son elementos no metálicos. Se especula que los no metales generalmente pueden reaccionar con los metales para formar sales, y también pueden ocurrir reacciones químicas entre elementos no metálicos.
(1) Reacción entre cloro y metal
2Fe 3Cl2 2FeCl3 (El alambre de Fe se quema en cloro, produciendo humo marrón)
Cu Cl2 CuCl2 (Cu Seda se quema en cloro y produce humo marrón. Cuando se disuelve en agua, la solución se vuelve azul verdosa)
2Na Cl2 2NaCl (produce una gran cantidad de humo blanco)
(2) Cloro y. Reacción de no metales
H2 Cl2 2HCl (El H2 puede arder silenciosamente en Cl2, emitiendo una llama pálida y hay una niebla blanca en la boca de la botella)
2P 3Cl2 2PCl3 ( formando niebla blanca en el aire); 2P 5Cl2 2PCl5 (formando humo blanco en el aire)
(3) Reacción del cloro y el agua
Cl2 H2O==HCl HClO (ácido hipocloroso); )
El cloro gaseoso se disuelve en agua.
① Agregue gota a gota la solución de fenolftaleína y se vuelve roja, lo que indica que se genera ácido (H).
② Agregue tiras de magnesio y se podrá observar que se produce una pequeña cantidad de burbujas en la superficie de la tira de magnesio, lo que indica que se ha producido ácido (H);
③Coloque una tira de papel roja y el color rojo se desvanece, lo que indica que se ha producido una sustancia blanqueadora (HClO).
④ Agregue la solución de AgNO3 gota a gota y aparecerá un precipitado blanco, lo que indica que se produce Cl- en la solución.
El ácido hipocloroso es inestable y se descompone fácilmente cuando se expone a la luz: 2HClO 2HCl O2 ↑
(4) Reacción del cloro gaseoso y el álcali
Esencia en polvo blanqueador industrial : Cl2 2NaOH==NaCl NaClO H2O
Polvo blanqueador industrial: 2Cl2 2Ca(OH)2==CaCl2 Ca(ClO)2 2H2O
(El componente principal del polvo blanqueador es: CaCl2, Ca(ClO)2, su ingrediente activo es: Ca(ClO)2)
El hipoclorito reacciona con ácido diluido o dióxido de carbono y agua en el aire para generar ácido hipocloroso, que puede blanquear y tener un efecto desinfectante. .
NaClO HCl==NaCl HClO o NaClO CO2 H2O==NaHCO3 HClO
Ca(ClO)2 2HCl==CaCl2 2HClO o Ca(ClO)2 CO2 H2O==CaCO3↓ 2HClO
2. Prueba de iones cloruro (Cl-)
(1) Características y prueba de aniones comunes
Principales fenómenos experimentales de ecuaciones iónicas de reactivos de prueba de iones y tenga en cuenta
solución de Cl-AgNO3, el precipitado blanco generado por el ácido nítrico diluido es insoluble en HNO3 Ag+＋Cl-===AgCl↓(blanco)
SO
Solución soluble de sal de bario, ácido clorhídrico diluido genera un precipitado blanco Ba2++SO que es insoluble en HCl diluido ===BaSO4↓(blanco)
CO
①Solución de BaCl2, ácido clorhídrico diluido
② El ácido clorhídrico y el agua de cal ① producen un precipitado blanco que se puede disolver en HCl diluido
② producen un gas incoloro que puede enturbiar el agua de cal ①Ba2＋＋CO === BaCO3↓(blanco)
BaCO3＋2H＋ ===Ba2＋＋CO2 ↑＋H2O
②CO ＋2H＋===CO2 ↑＋H2O
Ca(OH)2＋CO2===H2O＋CaCO3 ↓(blanco)
OH－ ①Solución de prueba de fenolftaleína incolora
②Solución de tornasol púrpura
③Solución de naranja de metilo
④Papel de prueba de pH ①se vuelve rojo
② Se vuelve azul
③Se vuelve amarillo
④Aparece de azul a azul oscuro OH-muestra alcalinidad
(2) Características e inspección de cationes comunes
Los principales fenómenos experimentales de los reactivos de prueba de iones son las ecuaciones y explicaciones iónicas.
Ba2+ ácido sulfúrico o solución de sulfato, se agrega ácido nítrico diluido a SO para formar un precipitado blanco y HNO3 diluido. se agrega al precipitado que no disuelve Ba2++SO ===BaSO4↓(Blanco)
La solución de Mg2+ NaOH genera un precipitado blanco Cuando el NaOH es excesivo, el precipitado no disuelve Mg2++2OH-. ===Mg(OH)2↓(blanco)
Solución de NaOH Al3+
Agregue agua con amoníaco o una cantidad adecuada de solución de NaOH, se formará un precipitado blanco floculento. puede ser soluble en solución de NaOH, pero insoluble en amoníaco Al3++3OH－===Al(OH)3↓(blanco)
Al(OH)3+OH-===AlO +2H2O
Fe3+ (amarillo) ①Solución de NaOH
②Solución de KSCN ①Genera un precipitado de color marrón rojizo
②La solución es de color rojo sangre ①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(marrón rojizo )
②Fe3＋＋SCN－===[Fe(SCN)]2＋(rojo sangre)
Fe2＋(verde claro) ①Solución de NaOH
②Solución de KSCN,
El agua con cloro ① genera un precipitado blanco, que rápidamente se vuelve gris verdoso y finalmente marrón rojizo en el aire
② No hay ningún fenómeno obvio, el agua clorada se vuelve rojo sangre ①Fe2＋＋2OH－===Fe (OH)2↓(blanco)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓
(rojo marrón)
②2Fe2+＋Cl2=== 2Fe3＋＋2Cl－
Fe3＋＋SCN－===〔Fe(SCN)〕2＋
H＋ ①Solución de tornasol violeta
②Solución de naranja de metilo naranja
③Tabletas de zinc
④Papel de prueba de PH ①se vuelve rojo
②se vuelve rojo
③ Genera gas incoloro
④ Se vuelve rojo H+ muestra acidez
③Zn+2H+===Zn2++H2 ↑
Ag+ ① Ácido clorhídrico o solución de cloruro, ácido nítrico diluido
②NaOH La solución ① genera un precipitado blanco. Este precipitado es insoluble en ácido nítrico diluido, pero es soluble en agua con amoníaco.
②Se forma un precipitado blanco, que rápidamente se vuelve marrón. Este precipitado es soluble en agua con amoníaco, formando un precipitado incoloro. solución ①Ag＋＋Cl－===AgCl↓(blanco)
AgCl＋2NH3?H2O==〔Ag(NH3)2〕＋＋Cl－+2H2O
②Ag＋＋OH－===AgOH↓(blanco)
2AgOH===H2O＋Ag2O(marrón)
AgOH＋2NH3?H2O=〔Ag(NH3)2〕＋OH－＋2H2O
Nota: (1) Distinguir los diferencia entre cloro líquido y agua con cloro:
Cloro líquido: El cloro gaseoso se convierte en cloro líquido cuando se presuriza o se enfría. El cloro líquido es una sustancia pura, compuesta de moléculas de Cl2, y tiene las propiedades químicas del Cl2;
p>
Agua con cloro: solución acuosa de cloro gaseoso, que es una mezcla. El cloro gaseoso no solo se puede disolver en agua, sino que también reacciona con el agua. Los solutos en el agua con cloro son Cl2, HCl y HClO, por lo que el agua con cloro tiene las propiedades de Cl2, HCl y HClO. Las partículas contenidas en el agua con cloro incluyen: moléculas: Cl2 (sin reaccionar), H2O, iones HClO: H, Cl-, ClO- (HClO es un electrolito débil, se produce ionización parcial), OH- (producido por ionización del agua, cantidad muy pequeña). ). El agua clorada que ha permanecido durante mucho tiempo puede considerarse ácido clorhídrico diluido debido a la descomposición del HClO.
(2) El cloro seco no tiene propiedades blanqueantes, pero el cloro húmedo tiene propiedades blanqueantes. Esto se debe a que el ácido hipocloroso (HClO) generado por la reacción de Cl2 y H2O tiene propiedades blanqueantes. De hecho, los hipocloritos también tienen propiedades blanqueantes.
1. Dióxido de azufre
(1) Propiedades físicas: Gas incoloro, tóxico, de olor acre, más denso que el aire, fácil de licuar y fácilmente soluble en agua (1:40). , es un importante contaminante de la atmósfera y se origina en la combustión de combustibles que contienen azufre (como el carbón).
(2) Propiedades químicas
①Propiedades de los óxidos ácidos:
SO2 2NaOH=Na2SO3 H2O
SO2 H2O=H2SO3( Reacción reversible , H2SO3 es un ácido medio fuerte)
SO2 CaO=CaSO3 (se añade cal viva al carbón para evitar la contaminación del aire)
SO2 CaSO3 H2O=Ca(HSO3)2
②Propiedad oxidante: SO2 2H2S=3S↓ 2H2O
③Propiedad reductora: 2SO2 O2=2SO3 (H2SO4 industrial)
SO2 X2 2H2O=H2SO4 2HX (X2 incluye Cl2, Br2 , I2)
2Fe3 SO2 2H2O=2Fe2 SO42- 4H
SO2 produce KMnO4(H) y Br2 agua, y la decoloración del color también es una manifestación de la reducción de SO2, no de decoloración.
④Las propiedades blanqueadoras del SO2→SO2 se combinan con ciertas sustancias coloreadas (como el magenta) para formar compuestos incoloros inestables. El calentamiento restaura el color original.
2. Dióxido de nitrógeno y óxido nítrico
Compuesto de descarga: N2 O2 2NO (incoloro, tóxico, combinado con hemoglobina)
El NO se oxida fácilmente: 2 NO O2 == 2 NO2 (marrón rojizo, tóxico, irritante para los órganos respiratorios)
El NO2 es fácilmente soluble en agua: 3NO2 H2O ==2HNO3 NO (el NO2 no es un anhídrido del HNO3)
NO y NO2 son contaminantes atmosféricos y el NO2 puede causar smog fotoquímico.
3. Contaminación atmosférica por SO2 y NO2
Lluvia ácida y su prevención y control:
(1) Causa: combustión de combustibles fósiles que contienen azufre. y emisiones de plantas químicas Los gases de escape contienen dióxido de azufre. Bajo la acción combinada del oxígeno y el vapor de agua, se forma una niebla ácida que se convierte en lluvia ácida cuando llueve.
(2) Daño: La calidad del agua del lago se vuelve ácida, lo que provoca la muerte de los organismos acuáticos; la lluvia ácida empapa el suelo y lo vuelve estéril a largo plazo. La erosión por lluvia ácida puede causar grandes daños. la muerte de los bosques a escala; la lluvia ácida daña la salud humana.
(3) Métodos de prevención: ① Según la situación real, controlar la emisión de sustancias ácidas; ② Cambiar la estructura energética, desarrollar y utilizar nueva energía y, fundamentalmente, resolver el problema.
Nota: El SO2 también tiene propiedades blanqueadoras, preste atención a la diferencia con las propiedades blanqueadoras del agua con cloro
SO2 agua con cloro (el Cl2 se pasa a la solución acuosa)
El motivo del blanqueo es el SO2. Puede combinarse con algunas sustancias coloreadas para formar sustancias incoloras inestables. El Cl2 reacciona con el H2O para formar HClO, que tiene fuertes propiedades oxidantes y puede oxidar sustancias coloreadas en sustancias incoloras.
El efecto blanqueador es inestable y se puede restablecer su estabilidad calentando
p>Gama de blanqueamiento de algunos colores orgánicos, la mayoría de los colores orgánicos
Y colores orgánicos
Ejemplos de efectos
El magenta se desvanece a rojo
Rojo tornasol violeta
El magenta se desvanece sin aparecer rojo
El tornasol violeta primero se vuelve rojo y luego se desvanece
Mezcla SO2 Cl2 2H2O=H2SO4 El efecto blanqueador del 2HCl se debilita enormemente
Puntos clave: 1. Propiedades oxidantes del ácido sulfúrico y del ácido nítrico
(1) Ácido sulfúrico
1. Propiedades físicas del ácido sulfúrico:
El ácido sulfúrico puro es un líquido aceitoso incoloro que es difícil de volatilizar y absorbe fácilmente el agua. agua en cualquier proporción y libera mucho calor cuando se disuelve en agua.
2. Propiedades químicas del ácido sulfúrico:
1) El ácido sulfúrico diluido tiene propiedades ácidas. ① Puede reaccionar con metales activos para generar sales e hidrógeno;
② Puede reaccionar con óxidos metálicos para generar sales y agua
③ Puede reaccionar con álcalis para generar sales y agua; /p >
④ Puede hacer que los indicadores ácido-base cambien de color;
⑤ Puede reaccionar con ciertas sales.
2) Características del ácido sulfúrico concentrado: ① Absorción de agua: elimina las moléculas de agua contenidas en la sustancia.
Por ejemplo: convertir cristales de bilis azules en sólidos blancos.
②Deshidratación: Elimina H y O de otras sustancias para formar agua en una proporción atómica de 2:1.
Tales como:
HCOOH CO H2O
C12H22O11 12C 11H2O
③Fuertes propiedades oxidantes: a) Metales con actividad tras la Reacción H: (Condición: Δ)
Cu 2H2SO4 (concentrado) == CuSO4?SO2 ↑ 2H2?O
b) Reacción con no metales: (Condición: Δ)
C 2H2SO4 (concentrado) == CO2 ↑ 2SO2 ↑ 2H2O
c) El H2SO4 concentrado en frío genera una densa capa en la superficie de Fe, Cr, Al y otros metales
La película de óxido se "pasiva";
d) Reacciona con otras sustancias reductoras:
2HBr H2SO4 (concentrado) == Br2 SO2 ↑ 2H2O
H2S H2SO4 (concentrado) == S SO2 ↑ 2H2O
En el "Experimento del pan integral", las propiedades del ácido sulfúrico son: deshidratante (carbonización de sacarosa), fuerte oxidación (produciendo gas de olor acre).
(2) Ácido nítrico
1. Propiedades físicas: Líquido incoloro, volátil y de olor acre.
2． Propiedades químicas - Características
(1) Inestabilidad - Guarde el ácido nítrico en una botella marrón y colóquelo en un lugar fresco y oscuro.
4HNO3 2H2O 4NO2?
(2) Fuerte propiedad oxidante
①Reacciona con metales (excepto Au, Pt):
Cu 4HNO3 (concentrado)==Cu(NO3)2 2NO2?
3Cu 8HNO3 (diluido)==3Cu(NO3)2 2NO?
Ácido nítrico concentrado a temperatura ambiente El ácido sulfúrico concentrado puede formar una densa película de óxido en la superficie del hierro y el aluminio para pasivarlo, protegiendo el metal del interior de la reacción con el ácido nítrico, por lo que puede utilizar recipientes de aluminio o hierro para contener ácido nítrico concentrado.
②Reacciona con no metales: los no metales generan principalmente ácidos que contienen oxígeno de alto precio
4HNO3 C 2H2O 4NO2 ?
6HNO3 S H2SO4 6NO2? 2H2O
2 Amoníaco
1. Amoníaco
(1) Propiedades físicas: gas incoloro y de olor acre; fácil de licuar, el amoníaco líquido se utiliza como refrigerante fácilmente soluble en agua (1:700).
(2) Propiedades químicas:
①Reacción con agua:
NH3 H2O NH3?H2O NH4 OH- (la solución acuosa de monohidrato de amoníaco es agua con amoníaco, Débilmente alcalino)
NH3?H2O NH3?H2O (el monohidrato de amonio es inestable)
②Reacción con ácido:
NH3 HCl ==NH4Cl ;2NH3 H2SO4 == ( NH4)2SO4
③Reacción con O2 - oxidación catalítica de amoníaco (oxidación por contacto)
4NH3 5O2 4NO 6 H2O
2. Fertilizante nitrogenado amónico - sal de amonio
(1) Propiedades físicas: Las sales de amonio son cristales y son fácilmente solubles en agua.
(2) Propiedades químicas:
①Descomposición térmica:
NH4Cl NH3?;
NH4HCO3 NH3? /p>
②Reacción con álcali: hacer NH3 y probar NH4
(NH4)2SO4 2NaOH Na2SO4 2NH3
NH4NO3 NaOH NaNO3 NH3
③ Método de prueba de NH4: agregue una solución alcalina concentrada, caliente, libere un color rojo que puede humedecerlo Gases que vuelve azul el papel tornasol.
NH4 OH- NH3 ↑ H2O
Nota: (1) ① No se genera H2 cuando el ácido nítrico reacciona con cualquier metal ② A temperatura normal, el Fe y el Al se pasivan mediante concentración; ácido nítrico, pero cuando En condiciones de calentamiento, Fe y Al pueden disolverse en ácido nítrico ③ Además de Au y Pt, el ácido nítrico puede disolver la mayoría de los metales;
(2) Compare las propiedades oxidantes del H2SO4 concentrado y el ácido nítrico, tales como: condiciones para la reacción con Cu y el efecto de la concentración sobre las propiedades oxidantes (el HNO3 diluido puede reaccionar con el Cu, pero el H2SO4 diluido no). . Al mismo tiempo, se señaló que aunque la concentración de HNO3 es diluida, el grado de reducción es mayor, pero la propiedad oxidante del HNO3 concentrado es más fuerte que la del HNO3 diluido, porque la propiedad oxidante se refiere a la capacidad de oxidar. otras sustancias, en lugar del grado de reducción en sí, es decir, el estado de valencia del nitrógeno en el producto de reducción no puede utilizarse como criterio para medir la fuerza de oxidación.