第二節化學計量在實驗中的應用

一、物質的量

1、定義：是國際單位制中7個基本物理量之一，表示含有一定數目粒子的集合體。符號為n。

A、物質的量表示物質所含指定粒子的多少，這四個字是一個整體，不得簡化或增添任何字，不能按字面理

解成物質的質量或物質的數量?是一個專有名詞。

B、物質的量和摩爾都只適用于微觀粒子，不能用于宏觀物體。如一摩爾汽車。在使用物質的量時應該用化

學式指明粒子的種類，可以是分子、原子、離子、電子等。如1mol壓0、1mol艮、而不能是1mol氫,

因為氫指代不明確。1mol小麥約含有6.02X102個麥粒。這句話不正確。因為物質的量及其單位摩爾的

使用范圍是微觀粒子。因此在使用中應指明粒子的名稱。6.02X1023是非常巨大的一個數值，所以宏觀物

體不便用物質的量和摩爾。

2、物質的量單位是摩爾。符號mol。我們把含有6.02X1()23個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾。[皿。1任

何粒子的粒子數都相等，即阿伏加德羅常數，約是6.02X1()23。是為了紀念科學家阿伏加德羅。這個常數的

符號是NA,單位為moV'.M的近似值是6.02X1023mo廣、阿伏加德羅常數通常是6.02X1023mol-1而不是6.02

X1023,阿伏加德羅常數的數值與一摩爾粒子中所含的粒子數相等，都約是6.02X10"。如：

3、物質的量與粒子數的關系：

物質的量(n)、粒子個數(N)和阿伏加德羅常數(N,J三者之間的關系：用符號表示：N=nXNA

或N=nXNA.滿足上述關系的粒子是構成物質的基本粒子，如分子原子離子電子質子中子或它們的組合。

二、摩爾質量(M)：

單位物質的量的物質所具有的質量叫摩爾質量。符號為此常用的單位：克/摩爾、g/mol或g.moU1,

A、1mol任何粒子的質量以克為單位時，在數值上都與該粒子的相對分子質量或相對原子質量相等。

B、對于阿伏加德羅常數有關題目的正誤判斷要認真審題，抓住題目中的要點，明確題中的陷阱，在解題中

通常使用阿伏加德羅常數的近似值6.02X來進行有關計算，而當進行概念表達或辨析時，只能用阿伏

加德羅常數的值NA來表示粒子的個數，否則不正確。

C、求算M時，M,n,m必須對同一種微粒而言，如求MgCk的M：已知m(MgCk),n(C])要先根據n(Cl),

求出n(MgCla).再求M(MgCL)

物質的質量(m)、物質的量(n)、摩爾質量(M)三者間的關系：

物質的摩爾質量是該物質的質量與該物質的物質的量之比。

物質的質量(g)m

物質的量(mol)=符號表示：n=—

摩爾質量(g-mo「)

物質的質量(m)、粒子數(N)與物質的量(n)三者之間的關系:

IT萋

例1：24.5gH2sol的物質的量是

解：HS0』的相對分子質量為98,則M(H2soi)=98g-mol-1.

m(H2so4)24.5g

、1

n(H2soi)=M'(H2SO".)=98bg-mol=0n.25mol,?

三、物質的體積決定：微粒的數目、微粒的大小、微粒間的距離

微粒的數目一定時，固體液體主要決定于：微粒的大小，氣體主要決定于：微粒間的距離

物質在固態或液態時，粒子間的平均距離比氣態小得多，決定固體、液體的體積的主要因素是粒子的大小，

由于粒子的大小是不同的，所以，Imol不同的固態或液態物質的體積是不相同的。而氣體物質分子之間的距

離很大，故氣體物質的體積主要決定于粒子間的距離。決定粒子間距離的主要因素是溫度和壓強，不同氣體

在相同的溫度和壓強下，分子之間的距離可以看作是相同的，所以，粒子數相同的氣體在相同條件下有著近

似相同的體積。反之，在相同溫度和壓強下，相同體積的任何氣體應含有相同數目的粒子，這就是著名的阿

伏加德羅定律。氣體的體積受溫度、壓強的影響很大，因此，說到氣體的體積時，必須指明外界條件，否

則就沒有意義。如果將單位物質的量的氣體所占的體積稱為氣體摩爾體積，用Vm表示，單位為L/mol,那么

在一定溫度和壓強下,Vm是個常數，如果條件變化了，則Vm亦隨之改變。如在0℃、101kPa時,Vm=22.4L/mol；

在25℃、101kPa時，Vm=24.8L/mol?

氣體摩爾體積：單位物質的量的氣體所占的體積，符號：Vm,定義式：Vm=()單位：L/mol

掌握使用氣體摩爾體積時，要注意：V

1、與溫度與壓強有關。

2、針對氣體而言的，可以是單一氣體也可以是混合氣體。

3、同溫同壓下，氣體的體積只與氣體的分子數目有關，而與氣體分子的種類無關。

4、氣體在標準狀況下的摩爾體積約是22.4L,非標準狀況下不能使用22.4L/mol

5、只適用于氣體。

6、阿伏加德羅定律：在相同的溫度和壓強下，相同體積的任何氣體都含有相同數目的分子，三同導一同。

Vl/V2=nl/n2nl/n2=Nl/N2,PV==nRT

阿伏加德羅定律及其推論：單位物質的量的任何氣體在相同條件下占有相同的體積。

同溫同壓下，

①氣體的體積比等于物質的量比

②同溫同容下，氣體的壓強比等于物質的量比

③氣體的摩爾質量比等于密度比

④同體積氣體的質量比等于摩爾質量比

⑤同質量氣體的體積比等于摩爾質量的反比。

四、對于溶液，量取體積要比稱量質量更易操作。能不能通過量取一定體積的溶液就知道其中含有多少摩爾

溶質呢？為此我們要引入一個新的表示溶液濃度的物理量。-----物質的量濃度

(一)以單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表示的溶液組成的物理量，叫做溶質B的物質的量濃度。

用符號CB表示，單位mol?L、(或mol/L)。

表達式：CB=—

V

1.溶質是用物質的量而不是用質量表示。2.是溶液的體積，并非溶劑的體積。3.單位：mol-L?或mol?LL

4.從某溶液取出任意體積的溶液，其物質的量濃度都相同，但所含溶質的物質的量因體積不同而不同。

lmol/LNaOH溶液的含義是什么？將0.5molNaOH配成2L溶液，該溶液的物質的量濃度是多少？

100mLlmol/LNa0H溶液中，NaOH的物質的量是多少？從該溶液中傾倒出20mL,此20mLNaOH溶液的物質的量

濃度還是lmol/L嗎？為什么？

將lOgNaOH溶解在250mL水中，所得溶液的物質的量濃度是lmol/L嗎？

物質的量濃度的溶液是生產上和科學實驗上常用的一種表示溶液組成的重要方法。因此，我們要學會配制一

定物質的量濃度的溶液。

(-).配制一定物質的量濃度的溶液

1.儀器：容量瓶、天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管

2.過程：

(1)準備工作：檢漏

(2)操作步驟：計算+稱量—溶解一?轉/K洗滌4定容斗搖勻

(3)結束工作：存放，整理清洗n

(三).有關物質的量濃度的計算

1.根據概念的計算

nm

C=--------=---------

VVM

2.有關溶液中溶質微粒的計算

［規律］:(1)難電離的溶質——以分子形式存在于溶液

（2）完全電離的溶質------以離子形式存在于溶液（離子的數目要看物質的組成）

［關鍵］:微粒的數目=物質的nX物質組成中離子數目XNA

3.物質的量濃度和溶質質量分數之間的換算

1000XpXa%

C=--------------

M

4.有關溶液稀釋的計算c（濃溶液）V（濃溶液）=c（稀溶液）V（稀溶液）

5.根據化學方程式的計算注意：上下單位統一，左右關系對應。

6.有關溶液混合的計算

nl+n2C1V1+C2V2

VI+V2VI+V2

7.有關標況下氣體溶于水后溶液的濃度的計算

V/22.4

C=----------------------------

P水V水+（V/22.4）XM

1000Xp液

【例】配制500mL0.1mol?L-lNaOH溶液需要NaOH的質量是多少？

解：500mL0.1mol-L-lNaOH溶液中NaOH的物質的量為:

n(NaOH)=c(NaOH)?V(NaOH(aq))aq表示某種物質的水溶液

=0.1mol,L—1X0.5L=0.05mol

0.05molNaOH的質量為：m(NaOH)=n(NaOH),M(NaOH)=0.05molX40g,mol'=2g

知識拓展：1、萬能恒等式：

mVgN

n==GVag（%為標準狀況下氣體的體積）

MVm

NA

第四章非金屬及其化合物

無機非金屬材料的主角一硅

地球的地殼由巖石構成的，構成巖石的主要成分是硅酸鹽及硅的氧化物。半導體：單晶硅是半導體器

材的核心材料,硅半導體是集成電路的主要材料,估計在21世紀,硅仍然會占半導體材料的95%以上.沙子、石

英、水晶：主要成分是硅的氧化物光導纖維:從石英玻璃熔融體中，拉出直徑為100微米的細絲.再把千百根

光導纖維組合并增強處理,就制成成光纜,其優點：質輕,體積小,輸送距離長，保密性好,成本低.硅在地殼中

含量豐富，僅次于氧，排在第二位，約占26.3%o碳和硅是同一主族相鄰的兩種元素，原子結構相近，它們

的性質既有相似之處，又有不同之處。畫出C、Si的原子結構簡圖，并由此分析：硅的化學性質活不活潑，

Si原子最外層有四個電子，既不易失電子,也不易得電子，所以，硅的化學性質不活潑。主要形成四價的化合

物。硅是一種親氧元素，在自然界它總是與氧相互化合是一種親氧元素，硅原子和氧原子的結合非常牢固，

形成的二氧化硅或硅酸鹽中的硅氧化學鍵非常牢固，硅氧鍵一旦形成就很難被破壞，所以，自然界中硅都是

以二氧化硅或硅酸鹽的形式存在，沒有游離態的硅。

一、二氧化硅（SiOz）

1、存在：SiO2是硅的重要化合物。地球上存在的天然二氧化硅約占地殼質量的12%,其存在形態有結晶

形和無定形兩大類，通稱硅石。水晶是自然界中六方柱狀的透明晶體，瑪瑙的成分也是SiO”

,結晶形瑪璘石英水晶_n_O_Si—O-J—

J46

—O-$-o■-

謝Y

3&&

L無翊硅藻土—(W*-O—si—

III

圖1平面結構圖2空間結構

表示硅原子

2、用途

①、制光導纖維②、石英玻璃制化學儀器③、石英表、石英鐘

④、水晶制光學儀器和工藝品⑤、瑪瑙制精密軸承和裝飾品

3、物理性質：熔點高，硬度大的固體、不溶于水，純凈的Si02晶體無色透明

4、結構：空間網狀結構構

SiOz與CO?的性質上有著這么大的差別主要取決于結構的不同。CO?是C與0通過化學鍵所連接的分子結構,

而SiOz是Si—0四面體結構：每1個Si原子周圍結合4個0原子，Si在中心,0在四個頂角.同時每1

個0原子周圍結合2個Si原子相結合。二氧化硅中氧原子與硅原子個數比為2：1,通常用SiOz來表示二

氧化硅的組成，Si02的網狀結構不僅決定了其物理性質的特殊性，還決定了其化學性質的穩定性。

5、化學性質：穩定，不活潑

①具有酸性氧化物的性質：（不溶于水且不和水反應）

局溫

與強堿反應：Si02+2Na0H=Na2Si03+H20與堿性氧化物反應：SiO2+CaO^^CaSiO3

NazSiOs俗名水玻璃，一種礦物膠，常用作黏合劑，所以實驗室盛放堿溶液的試劑瓶不用玻璃塞，而用橡

膠塞。對應的酸是硅酸，硅酸不溶于水，是一種弱酸，酸性比碳酸還弱。

②與HF氫氟酸的反應：SiOz除了具有酸性氧化物的通用性之外，還具有特性。比如酸性氧化物一般不與酸

反應，而SiOz卻能與HF反應，生成氣態的四氟化硅。這也是工業上雕刻玻璃的反應原理，

SiO2+4HF==SiF.t+2IW（不能與鹽酸，硫酸，硝酸等除氯氟酸之外的酸反應）

高溫

⑶弱氧化性：SiO2+2CSi+2C0t（工業上制粗硅）

高溫

④與某些鹽反應：NazCCh+SiO?NaiSiOs+COzt

高溫

CaCOs+SiOiCaSi03+C02t（工業上制玻璃的主要反應，此兩反應并不能說明硅酸的酸性比碳酸強,

而是遵循高沸點物質制低沸點物質的規律)

思考：1、實驗室為什么不用玻璃瓶盛裝氫氟酸？

HF能腐蝕玻璃，因此，盛裝氫氟酸不能用玻璃試劑瓶而要用塑料瓶。

2、實驗室盛裝NaOH溶液的試劑瓶為什么用橡膠塞而不用玻璃塞？

NaOH溶液能與玻璃中的SiOz反應生成NazSiO：；,使瓶塞部分粘結而無法打開。因此盛裝NaOH溶

液的試劑瓶不能用玻璃塞而要用橡膠塞。制取IIF酸應用鉛皿。

二氧化硅和二氧化碳結構性質比較

物質二氧化硅二氧化碳

熔點、沸點、硬度、狀態很高、大、固態低、小、氣態

化與水不反應C02Jl20=H2c

學

與氫氟酸SiO2+4HF=SiFlt+2H20不反應

性

與堿溶液Si02+2Na0H=Na2Si03+H20C02+2Na0H=Na2C03+H20

質

與堿性氧化物SiO2+CaO=CaSiO3C02+Ca0=CaC03

二氧化硅與二氧化碳性質的異同點：

相同點：都是酸性氧化物，都與堿或堿性氧化物反應。

不同點：①CO?與水反應生成H￡O3;SiOz不與水反應；②Si02溶于氫氟酸，CO?不與氫氟酸反應；③SiO,須在

高溫下與堿性氧化物反應，而C02可在常溫加壓下進行。

二、硅酸GfeSith)

1、組成：與一般的酸相比較，組成和結構復雜得多，組成隨條件改變而改變，常以通式xSiO2.yH2O表示，

一般用化學式HSiOs來簡單表示。

2、物理性質：硅酸是一種弱酸，它不溶于水，不能使指示劑變色，是一種白色粉末狀的固體。

3、化學性質：

(1)酸性很弱：比碳酸還弱，因此向硅酸鹽溶液中通往二氧化碳，可反應制得硅酸。

Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3(膠體)

碳酸能使石蕊試液變紅，而硅酸不能，但硅酸的穩定性比碳酸要強。

△

(2)硅酸的熱穩定性很差，受熱分解為二氧化硅和水。H2SiO3壓0+SiO2

(3)硅酸的酸性很弱，只能與強堿反應，H2SiO3+2NaOH==Na2SI03+2H20

由于二氧化硅不溶于水，所以硅酸是通過可溶性硅酸鹽與其他酸反應制得的。

Na2Si03+2HC1==2NaC1+H2Si0：,INa2Si03+C02+H20==Na2C03+H2Si0:i(膠體)

物質硅酸碳酸

化學式H2SiO3H2CO3

酸醉Si02co2

制法Na2Si0s+2HO2NaCl+H2Si031CO2+H2OH2c

顏色與狀態白色、粉末狀無爭液態，只存在于水溶液中

水溶性不溶于水只存在于水溶液中

酸性比較

4、探究硅酸的制備方法：強酸制弱酸，這一原理可用來設計比較不同酸的酸性強弱的實驗。

實驗4-1：向飽和NazSiOs溶液中滴入酚BL再滴入稀鹽酸

現象滴入酚醐溶液變紅，再滴入鹽酸紅色變淺，繼續加入鹽酸，紅色消失，有白色膠狀物生成

結論Na2SiO3溶液呈堿性，與酸反應生成了HfiO,且HzSiOs難溶于水,

硅酸濃度大小不同時、形成硅酸膠體的種類也不同。

化學方程式Na2SiO3+2HCl=H2SiO:)(+2NaCl

若改向NazSiOs溶液中滴加IbSO,會有什么現象呢？NazSiOs+HzSO—NazSOi+lbSiOs1

所生成的硅酸逐漸聚合而形成膠體一硅酸溶膠，硅酸濃度較大時，則形成軟而透明的、膠凍狀的硅酸凝膠。

硅酸凝膠經干燥脫水就形成硅酸干膠，稱為“硅膠”。硅膠多孔，吸附水分能力強，常用做實驗室和袋裝食

品、瓶裝藥品等的干燥劑，也可以用作催化劑的載體。

利用中學實驗室常見的儀器及藥品，設計一個簡單實驗，證明硅酸的酸性比碳酸弱。

利用COz溶于水產生H2CO3,而H￡03的酸性比HzSiOs的酸性強,可以將⑩通入到NazSiOs的溶液中。

Na2SiO3+CO2+H2O==Na2CO3+H2SiO3INa2SiO：,+2HC1==2NaC1+H2Si03I

Na2Si03+HzS04==Na2S01+H2Si03INa2Si03+C02+H20==Na2C03+H2SiOsI

三、硅酸鹽在自然界中的存在

1、硅酸鹽是由硅氧和金屬元素組成的化合物的總稱，是一大類結構復雜的固態物質，在自然界中分布極廣,

是構成地殼巖石的主要成分，自然界中存在各種天然硅酸鹽礦物。自然界中存在的各種天然硅酸鹽礦物約占

地殼總質量的5虬硅酸鹽結構復雜，一般不溶于水，性質很穩定。最簡單的硅酸鹽是硅酸鈉，

2,硅酸鈉：(1)物理性質：白色固體，易溶于水，水溶液俗稱水玻璃或泡花堿，是一種泡花堿

［實驗］P77實驗4-2、

放入蒸儲水放入NazSiCh飽和溶液

現象當水分蒸發后燃燒當水分蒸發后不易燃燒

結論用水玻璃浸泡過的木材或織物可防火

(2)化學性質：可與比硅酸酸性強的一些酸反應生成難溶于水的硅酸。

相對穩定，不能燃燒，不易被腐蝕，熱穩定性強

3、硅酸鹽組成的表示方法：

(1)鹽化學式法：一般用于表示組成較簡單的硅酸鹽，如硅酸鈉NazSiO”硅酸鈣CaSiO,等。

(2)氧化物法：如橄欖石：(Mg2SiO4):2MgO?SiO2黏土［AlKSizOs)(OH)J:A12O3?2SiO2-2H20

長石：(KAlSisOs):K20?Al203?6SiO2硅酸：SiO2?H20,SiO2-2H20

硅酸鉀:K2SiO3——K20?Si02高嶺石：Ah(Si205)(OH)“——Al203-2Si02?2H20

用氧化物的形式表示硅酸鹽的組成時，各氧化物的排列順序為：較活潑金屬的氧化物?較不活潑金屬的

氧化物?二氧化硅?水。

4、傳統硅酸鹽材料：

(1)陶瓷：日用器皿、建筑飾材、衛生潔具(2)玻璃：(3)水泥：以黏土和石灰石為主要原料

具有特殊功能的含硅物質：

(1)碳化硅(金剛砂)(2)硅鋼：導磁性良好，用作變壓器鐵芯

(3)硅橡膠(4)分子篩：具有均勻微孔結構的鋁硅酸鹽(5)生物陶瓷：人造骨

四硅裾

1、存在形態：有晶體硅和無定形硅兩種同素異形體

2、晶體結構：正四面體形。晶體Si的結構類似于金剛石的正四面體型，因此物理性質與金剛石類似。

3、物理性質：灰黑色具有金屬光澤的固體、熔點高、硬度大、質脆、導電性介于導體和絕緣體之間，是良

好的半導體材料。

4、化學性質：硅不活潑，常溫下硅的化學性質很穩定，除國、HF和NaOH外，Si不跟其他物質起反應。硅

有親氟性。二氧化硅是熔點最高的非金屬氧化物，硅酸是常溫下固態的酸。

(1)常溫下的反應：Si+2F2==SiF4Si+4HF==SiF&t+2H2tSi+2NaOH+H20-Na2SiO3+2H2f

(2)高溫下的反應：

高溫高溫高溫

=

Si+O.SiOzSi+2ckSiCLSiO2+2CSi+2C0t

硅的用途。①信息技術的關健材料，一一半導體、晶體管、芯片。0半導體性能一一將太陽能轉換為光能

的重要材料——光電池③硅合金

5、硅的制備

高溫

（1）工業上制粗硅Si02+2CSi+2C0t

石英砂焦炭電爐中粗硅

（2）由粗硅制純硅

高溫高溫

Si+2C12SiCliSiCL+2H/^^Si+4HCl

五、硅酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子的檢驗：

2

1、Si03'原理：SiO產+2H'===H￡i0式膠體）。從溶液中析出的HzSiCh是軟而透明的、膠凍狀的凝膠，

不溶于水和酸（H'）

方法：向待檢溶液中加入過量的稀硝酸，若生成白色膠狀固體，則待檢溶液中有Si0;。

2、C0：；”:原理：C0/+Ca2+==CaC03

方法：向待檢溶液中滴加過量的氯化鈣溶液，若生成白色沉淀，再加入稀鹽酸或稀硝酸，白

色沉淀溶解且生成無色、無味的氣體，則待檢溶液中有C0/。試劑不可用熟石灰代

替，原因是無法排除HCOa的干擾。

3、HCO「原理：含HC03的鹽易溶于水，易與氫離子反應。HCO3+H,^C02+H20.

方法：向待檢溶液中滴加足量含鈣離子或根離子的可溶性鹽溶液，若無新現象發生，再向溶液

中加入足量的酸，溶液中逸出無色無味氣體，則待檢溶液中含HCO；

第二節富集在海水中的元素一氯

氯元素的原子結構示意圖，分析氯元素的非金屬性強弱。容易獲得一個電子，是典型的非金屬，顯非金屬性

（強），在自然界以化合物形式存在（NaCl、MgCl2等，海水中，鹽礦里）。從化合價的角度分析：CL中顯零

價，還有-1,+1,+3,+5,+7等價。CL處于中間價，既有氧化性，又有還原性，但以氧化性為主。

自然界中沒有游離態的氯，1774年舍勒發現氯氣，有“綠色”的意思。我國早年譯文將其譯成“綠氣”，

1、物理性質：通常情況下，黃綠色、氣體、有劇烈的刺激性氣味、能溶于水、有毒、密度比空氣大；易液

化。易液化的氣體一般是氣體分子的分子量較大,液態氯又稱為液氯。

聞氣體的方法：不管毒性大小如何，均要正確操作，即“用手輕輕地在瓶口（或試管口）扇動，僅使極少

量的氣體飄進鼻孔”

干燥的氯氣在常溫下不與鐵反應，且氯易液化，因此大量的氯氣要加壓液化后貯存于鋼瓶中。氯氣能溶于水,

但1體積水溶2體積的氯氣，故不能用排水法收集，但可以用排飽和食鹽水收集。另外，氯氣的密度比空氣

大，因此要用向上排空氣法收集，但氯氣有毒，因此要有尾氣吸收裝置。

2、化學性質.根據氯的原子結構，最外層有七個電子，易得電子，具有強氧化性。

（1）與金屬反應：（大多數，除PtAu外）

2Na+CL型2NaCl（產生黃色火焰，冒出白煙，產物溶于水：無色）

CU+C12￡BCUC12（產生棕黃色的煙，產物溶于水：藍綠色）

2Fe+3cL星鴻2FeCL（產生棕褐色煙，產物溶于水：黃色）

Fe時一種變價金屬，當遇到強氧化劑時，它會失去3個電子（Fe'+）；當遇到弱的氧化劑時，它只會失去

2個電子（Fe"）Fe+21ICl==FeCl2+H2t,且氧化性HCDCk、Ck有很強的氧化性，能與多數金屬反應生成相

應的金屬氯化物，尤其要注意的是：它和變價金屬反應時，生成高價的金屬氯化物，如：CuCl2>FeCh,大

多數金屬都能在一定條件下與氯氣化合（Pt,Au除外），生成對應的鹽。

（2）與某些非金屬反應：點燃氫氣然后把導管伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察現象：安靜的燃燒，火焰呈

蒼白色，瓶口有白霧產生。若氫氣和氯氣充分混合后，用強光進行照射。釋放大量的熱，發生爆炸。

H2+C12^^2HC1H2+C12==2HC1

純凈的上在Ch中燃燒發出蒼白色火焰，生成HC1氣體，HC1具有刺激性氣味，極易溶于水。HC1的水溶液叫

做氫氯酸，亦稱鹽酸。同學們觀察到的白霧就是HC1氣體跟空氣中的水蒸氣結合所形成的鹽酸小液滴（酸霧）。

鹽酸是重要的化工原料。

［討論］1.比較Cu在Ch中燃燒與H2在Ch中燃燒現象的共同點。2.燃燒是否一定要有02參加？比較鐵、硫、

木炭在6中燃燒與Cu、上等在CL中燃燒的現象，找出共同特點，并由此推論什么叫燃燒。

①燃燒不一定有氧氣參加，物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。②燃燒的本質是氧化還原反應，所以發光

發熱的劇烈的化學反應都稱為燃燒。

點燃

在一定條件下，Ck還可跟P、S、C等非金屬直接化合。2P+3clz2PCL（在空氣中形成白霧）

點燃

2P+5C122PC1.,（在空氣中形成白煙）

［小結］氯氣是一種很活潑的非金屬單質，在化學反應中表現出較強的氧化性。

（3）氯氣與水反應：

打開自來水龍頭，會聞到一股刺激性的氣味，你想過什么原因么？自來水廠用氯氣消毒，刺激性的氣味是余

氯的氣味。氯氣溶解于水，所得的水溶液叫氯水。溶解的部分氯與水反應：

CL+HQ=HC10+HC1（HC10：次氯酸）分析氧化還原劑。

次氯酸：次氯酸是一種弱酸，不穩定酸。次氯酸是一種強氧化劑能殺死水里的病菌，自來水常用氯氣殺菌消

毒，就是因為氯氣溶于水產生次氯酸，次氯酸起殺菌作用。次氯酸可用作漂白劑，因為它能使染料和有機色

質氧化而褪色。

HC10的性質：

①弱酸性：H2C03>HC10在水中部分電離。

0不穩定性，見光受熱均易分解

光昭

2HC104^2HC1+02t

③強氧化性：次氯酸中的正一價的氯表現出很強的得電子能力，易得電子變成C1，其氧化性比Ck強，能

殺死水里的病菌能使染料和有機色質氧化而褪色。具有漂白作用。

次氯酸是弱酸，是一種強氧化劑、殺菌劑、漂白劑。

［討論］CL可以使濕潤的有色布條褪色，不能使干燥的有色布條褪色，這個事實說明什么？

起氧化作用的不是氯氣而是次氯酸。

［探究性實驗］氯氣溶于水的這一過程是一個簡單的物理溶解過程，還是一個伴隨有化學變化的過程呢？新制

的氯水當中究竟含有哪些微粒？如何證明這些微粒的存在呢？你能通過實驗來說明問題嗎？

藥品（HN03酸化的）AgN03溶液、紫色石蕊試劑、紅紙、鎂粉、氯水等注：氯水使用時不能超過1mL!

微粒檢驗方法現象

1120無水硫酸銅變成藍色晶體

CL觀察顏色，聞氣味黃綠色、有刺激性氣味

HC10（少量Cl。-）紅紙褪色

H+加入CaCOs粉末或者鋅粒有氣體生成

cr加入HNO：；酸化過的AgN03溶液有白色沉淀

［思考］液氯與氯水的區別？新制氯水和久置氯水的區別？

液氯新制的氯水久置的氯水

性質黃綠色溶液，具氯氣性質黃綠色溶液，具酸性，漂白性酸的通性

成份只有C12分子分子：CL、H20、HC10分子：H2O

離子：H\Cl->CIO-,OH-少量離子：H+、crOH-少量

性質有氧化性，無酸性和漂白有顏色、氣味、酸性、強氧化性，只有酸性，相當于鹽酸溶液

性能漂白、殺毒、光照時HC10分解

HC10見光易分解，故氯水要放在棕色試劑瓶里。最初人們直接用氯氣做漂白劑，但因氯氣不穩定溶解度小

難以保存，使用起來很不方便，，經過多年的實驗改進，才有了今天的漂白液、漂白粉。

閱讀課本中氯氣與堿反應的有關內容。閱讀后用化學方程式回答下列問題：LC1』艮NaOH溶液反應。2.工業

上用Ck與石灰乳作用制取漂粉精。3.漂粉精為什么具有漂白、消毒作用？

(4)與堿液反應：CL+2NaOH=NaCl+NaC10+H202Cl2+2Ca(0H)2=Ca(C10)2+CaCl2+2H20

在常溫下，氯氣與堿反應的規律：氯氣+堿==次氯酸鹽+金屬氯化物+水，此反應中，氯氣既得到電子又失去

電子，即是氧化劑又是還原劑。

［討論］漂白液、漂白粉、漂白精有何區別？

常溫下，將氯氣通入氫氧化鈉溶液中可以得到以次氯酸鈉為有效成分的漂白液(有效成分：NaClO),通入冷

的消石灰中可制得以次氯酸鈣為主要成分的漂白粉(主要成分：Ca(CIO)2、CaCl2,有效成分Ca(C10)D)一般

含有效氯約百分之三十五。也可以得到漂粉精(主要成分和有效成分都是Ca(C10)2含量約75給。實驗室常用

氫氧化鈉溶液除去多余的氯氣。

次氯酸鈉(NaClO)和次氯酸鈣［Ca(C10)2］具有漂白性，是因為它們會與空氣中的0)2和水蒸氣反應生成

次氯酸。漂白粉漂白原理：Ca(C10)2+C02+lL0=CaCOsJ+2HC10

反應利用的是強酸制弱酸的原理，CO?與H20組成碳酸可以制出比其酸性更弱的次氯酸。

次氯酸鹽與強酸反應的離子方程式：ci(r+H+==HC1O

存放漂粉精時應注意哪些問題?漂白粉能與空氣中的H20和co?反應并造成失效，故應密封保存。

光耀

漂白粉失效的原理：Ca(C10)2+C02+H20=CaC03I+2HC102HC10在至2HC1+02t三者既可用

于棉麻紙張的漂白，也可作游泳池及環境的消毒劑。

因為氯氣具有強氧化性，它還可以與一些具有還原性的溶液反應。

(5)與鹽溶液反應：

2+3+

2Fe+CL==2Fe+2Cr(溶液由淺綠色變成棕黃色)2Br「+Cl2=2Cr+Br2

2r+Cl2==I2+2C1-(可使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍)

3、氯氣的用途：

①殺菌消毒②制漂白粉(液)③作制高純硅、錯和鈦的中間物質④合成塑料、橡膠、農藥、藥品等

［總結］

二、氯離子(C1)的檢驗

為什么檢驗C1時，先加幾滴硝酸銀溶液，再加幾滴稀硝酸？(防止CO廣、P0「等的干擾，在溶液里，有多

種陰離子能與銀離子結合生成沉淀，在這些沉淀中，呈白色且不溶于稀硝酸的只有氯化銀沉淀，)

寫出上述反應的離子方程式

Ag+cr=AgClI2Ag++CO-=Ag2c。31Ag2co3+2H*=2Ag++C02t+H20

檢驗C「的方法

(1)在被檢驗的溶液中加入稀硝酸酸化，再滴入AgN03溶液，若產生白色沉淀，則被檢液中含有C1,

（2）在被檢驗的溶液中滴入AgN。；溶液，若產生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶，則被檢液中含有C1，

三、成鹽元素一鹵素

1、氟氯澳碘破都能與鈉鉀鈣鎂等金屬化合生成鹽，所以統稱為鹵素（成鹽元素之意），

2、原子結構：原子的最外層是7個電子，在化學反應中易得一個電子，成為8電子的穩定結構。

結構與元素性質的遞變性：

氯CI17⑨/

溟亞350)))7

從F-------1：

核電荷數逐漸增多，電子層數逐漸增多，原子半徑逐漸增大，得電子能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。

3、鹵素單質的化學性質及遞變規律：

（1）氧化性：F2>Clz>Br2>L&、Ck、Bn的氧化性強，能把可變化合價的金屬氧化成高價的金屬鹵化物，L

的氧化能力最弱，跟鐵反應只奪取鐵的2個電子，生成FeL。3Bm+2Fe=2FeBr3L+Fe=FeI2

2NaBr+C12===2NaCl+Br22KI+Cl2===2KC1+I22KI+Bn===2KBr+I2

（2）與氫氣反應：H2+XZ==2HX氟氣與氫氣在冷暗處即可劇烈化合爆炸，氯氣與氫氣混合強光照射或點燃

時劇烈化合，漠加熱時緩慢與氫氣化合，碘持續加熱時與氫氣緩慢化合，同時又分解。氟、氯、漠、碘隨著

核電荷數的增多、原子半徑的增大，它們單質與氫氣反應的劇烈程度逐漸減弱，所生成的氫化物的穩定性也

逐漸降低。鹵素單質與H2化合的難易關系：F2>Cl，Br2>l2鹵化氫的穩定性關系：HF>HC1>HBr>HI

Hz+Fz=2HF（黑暗、低溫、劇烈反應發生爆炸）Hz+CIz=2HCI（光照）

壓+Bn=2HBr（加熱500℃緩慢反應）

Ib+I2、、、2HI（不斷加熱，緩慢進行，同時分解）

（3）、與水的反應，從&——L反應能力逐漸減弱：2&+2H20==4HF+0式劇烈）CL+H2O==HC1+HC1O

Br2+Il20=IIBr+HBr0I2+H20=HI+III0Bm、L與水的反應比較微弱，

通式:X2+H20=HX+HX0（X:C1、Br、I）

氟、氯、澳、碘與水反應的劇烈程度隨著核電荷數的增多、原子半徑的增大而減弱。

（4）與堿溶液的反應：X2+2Na0H==NaX+NaX0+H2（X=Cl,Br,I,反應能力逐漸減弱）

（5）鹵素單質間的置換反應：Cl2+2Br=2C1+Br2CL+2I=2C1+LBr2+2I=2Br+I2

氧化性：Cl2>Br2>I2還原性：Cl<Br

（6）鹵素單質的特性：鹵素單質不易溶于水，易溶于酒精，汽油，四氯化碳等有機溶劑。

氟單質是淡黃綠色氣體，氯氣是黃綠色氣體，浪是深紅棕色液體，易揮發，用水封，澳水是橙紅色。

碘是紫黑色固體，易升華，碘水是棕黃色，碘遇淀粉變藍色。

四、氯氣的實驗室制法

△

1、實驗原理：4HC1+MnO2=MnCl2+2H2O+Cl21

實驗室制氯氣的其它方法：2KMnO4+16HCl（^）=2KCl+2MnCl2+8H20+5Cl2t

KCIO3+6HCI（濃）=KC1+3H2O+3C12t

工業上制氯氣：電解飽和食鹽水法:2NaCl+2H20==2Na0H+Cl2t+H2t

請用雙線橋法標出電子轉移，并指出氧化劑和還原劑

我們知道氯氣是一種有毒的、密度比空氣大的氣體、并且可以溶于水。那么如何收集該氣體呢？

裝配收集裝置和尾氣發生裝置，制取一瓶氯氣。

2、CL中可能含有的什么雜質，為什么？

3、除雜試劑；4、收集方法：5、尾氣吸收試劑；

［探究］2、可能有HC1氣體和水蒸氣。因反應物中的濃鹽酸有揮發性，故可能有HC1；反應體系中有水，且反

應在加熱的條件下進行，故可能有水蒸氣。

3、可用濃硫酸除去水蒸氣，需要導管洗氣瓶

4、用瓶口向上排空氣集氣法收集?（集氣瓶）

5、NaOH溶液，需要燒杯

［提供儀器］氯氣發生器，分別裝有飽和食鹽水、濃硫酸的洗氣瓶、裝有NaOH溶液的集氣瓶。

［實驗］按以上設計裝置來制取一瓶純凈干燥的氯氣。

1、物理性質：HC1是一種無色,有刺激性氣味的氣體，密度大于同條件

下的空氣,熔沸點較低,極易溶于水HC1極易溶于水，可產生噴泉實驗,

噴泉實驗是依據內外大氣壓強差產生壓力，將水壓入到燒瓶中，產生

噴泉實驗現象，只要有壓強差，就會產生噴泉實驗現象。

氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸是無機強酸，具有酸的通性

酸的通性：

與指示劑反應與較活潑金屬反應

與金屬氧化物反應與堿的中和反應

與鹽反應

2、HC1制備原理：

H2SO（+NaC1^^XaHSOi+HC1t

壓SO4+2NaCl=MMla2SO.,+2HClt

實驗室制備HC1的實驗裝置同制氯氣相似，裝置圖如下：

生活中我們經常遇到一些具有漂白性能的洗滌液，很多時侯，我們都是被他美麗的廣告詞所迷惑，但卻因為

不知道其漂白性能如何而不敢輕易使用。那么，我為大家現場演示一下漂白過程。

［演示實驗］將一有色布條浸泡到一黃綠色溶液中，觀察實驗現象。

大家知道我用的這種溶液是什么嗎？

氯水具有漂白性，能使有色布條褪色，但我們知道氯水是由多重成分構成的，究竟是哪種粒子的作用使氯水

具有漂白性呢？這就是我們這節課的研究主題

氯水中漂白成份的探究

學生觀察實驗現象，布條褪色

學生猜測：是一種黃綠色的液體，是氯水創設問題情境，激發學生的求知欲望。

首先請同學們跟我一起回顧一下新制氯水的成份

H+、C「、CRT、極少量的Off和HC10、比0、CL

在這些眾多的粒子中，究竟是哪種粒子起漂白作用呢？我們能否利用現有的知識，輕松排除幾個粒子，為我

們的研究縮小范圍呢？：在氯水中存在的分子有未溶解的氯氣、未電離的IIC10和1120,存在的離子有1廣、Cl\

C10\和極少量的0匹，可以根據現有知識提到Cl，e、H20不具有漂白性，從舊知識引入，激活學生

的學習思維，引入探究主題。，我們知道1廣、Cl\HQ和Oil一定不具有漂白性，那么，我們研究的焦點集

中在Ck、HC1O和C10-上。猜想一下這三種粒子中哪種可能具有漂白作用，你能用什么樣的對比實驗來證明

你的觀點。氯水中起漂白作用的成分是HC1O氯水中起漂白作用的成分是HC1O

通過科學探究已經證實氯水中起漂白作用的成分是HC1O,那么HC1O為什么能漂白，其漂白的原理又如

何呢？請同學們注意觀察我的演示實驗，記錄實驗現象，并思考出現這種現象的原因又可能是什么嗎？

在小燒杯中，向滴有酚配的NaOH溶液中滴加氯水，觀察現象

HC1O是一種強氧化性的酸，它具有漂白性，正是利用它的強氧化性將有機色素的結構破壞，使其褪色，我們

將這種漂白性稱之為氧化漂白。氧化漂白不能復原。

干燥的舊報紙，遇到氯氣不褪色，濕潤的舊報紙遇到氯氣不但不褪色，字跡反而更清楚，這是為什么嗎

次氯酸只能使有機有色物質褪色，而不能使無機有色物質褪色。

第三節硫和氮的氧化物

二氧化硫和三氧化硫

一、硫俗稱硫磺。

1、硫的物理性質：淡黃色晶體，難溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2,熔沸點都很低。

用何種方法除去站在試管上的硫單質？（用CS,堿溶液加熱條件下進行洗滌，加熱升華法）

存在形式：游離態：火山口附近或地殼的巖石

化合態：硫化物和硫酸鹽,如硫鐵礦FeSz、黃銅CuFeSz、石膏（CaSO,?2HQ）、芒硝（Na2S04?10H20）

2、硫的化學性質：比較活潑的非金屬單質，常見化合價為-2,0,+4,+6,硫單質的處于硫元素的中間

價態，那么硫硫既有氧化性又有還原性

△△

=

①氧化性：與絕大多數金屬反應Fe+S^=FeSCu+S^Cu2S（與變價金屬生成低價金屬）

2Na+S==Na2s（研磨并輕微爆炸）

Hg+S==lIgS（此法應用于消除室內灑落的汞）

△

與非金屬反應：也+S^H2s.制得的H2s是一種臭雞蛋氣味的有毒氣體，有強還原性

②還原性：與氧氣發生反應

③自身氧化還原反應3S+6Na0H===2Na2S+Na2S0：t+3H20

二、二氧化硫

1、物理性質：二氧化硫是一種無色、有刺激性氣味、有毒、比空氣重、容易液化、易溶于水的氣體1：40o

2、化學性質：酸性氧化物，與水反應生成酸；可以跟堿或堿性氧化物直接反應；具有氧化性、還原性，因S

的化合價為+4價。

（1）酸性氧化物--一亞硫酎

①二氧化硫與水反應：S0（亞硫酸）

2+H2OH2SO3

H2sCh是一種不穩定的二元弱酸，有強還原性，弱氧化性。HSO,不穩定，容易分解成水和二氧化硫，對于這樣

的反應，在同一條件下，能同時向兩個方向進行的反應，我們稱它為可逆反應。

可逆反應：在同一條件下，既能向正反應方向進行，同時又能向逆反應方向進行的反應，叫可逆反應。

水電解產生氫氣和氧氣與氫氣和氧氣燃燒生成水，這二個反應是可逆反應嗎？不是，條件不同

②二氧化硫與堿的反應

S02+2NaOH=Na2SO3+H20；S02+NaOH=NaHS03

[S02+2NaOH--Na2S03+H20：Na2S03+H20+S02--2NaHS03]

向澄清石灰水中通入S02,起初會看到沉淀，繼續通入，沉淀消失

S02+Ca(OH)2=CaSO3!+H20；S02+Ca(OH)2+H20==Ca(HSO：1)2

[S02+Ca(OH)2==CaS03\+H20；CaSO3+1I2O+S02==Ca(HSO3)J

[問]能不能用澄清的石灰水來鑒別SO?與CO??不能

③與堿性氧化物反應SO2+CaO==CaSO:?利用這點性質，我們可以解決含硫礦物燃料燃燒排放SO?的問題，

可以把生成的SO2最終轉化為石膏，稱之為鈣基固硫。

二氧化硫中的硫處于中間價態，既有氧化性，又有還原性

(2)二氧化硫的弱氧化性：SOz+2H2s===3sl+2HX)將SO?與H￡氣體混合后可看到混濁

(3)二氧化硫的還原性

①與鹵素單質反應：SO2+Br?+21L0=II2SO4+2llBr

SO2+CL+2H20=H2s0,+2HC1能使鹵素單質的水溶液褪色。

②與某些強氧化劑的反應：SO2不僅能與鹵素單質發生反應，而且能使酸性高鋅酸鉀溶液褪色

2KMnO,+2HQ+5soz===K2soi+2MnS04+2Hzs0“

紫色的酸性KMnO4溶液褪色或變淺。但這并不是SCh的漂白性所起的作用，是它們之間發生氧化還原反應,

漂白是對于有機色質來說，鹵水與酸性KMnO4不是有機色質。

SO2除了可以被溟水、酸性KMnCU溶液氧化外，還可被HNOs、氯氣、氧氣、Fe3+等強氧化劑氧化。

催化劑、

③SO?的催化氧化2so2+0?、力口熱2s

SO3是無色固體，熔沸點都很低。與水反應生成硫酸，是硫酸的酸酥，典型的酸性氧化物，具有酸性氧化物

的通性和強氧化性。

(4)漂白性：品紅溶液褪色，再加熱，顏色又復原。(品紅溶液是一種有機紅色染料)

SCh有漂白作用，但漂白后的新物質不穩定，易恢復。SO2能跟某些有色物質化合而生成不穩定的物質，

該物質易分解恢復為原有色物質，需要注意的是SCh的漂白性與氯氣和活性炭不同，SCh不能漂白酸堿指示

劑。能氧化酸堿指示劑而使指示劑褪色的常見物質主要有氯水、濃硝酸、過氧化鈉等，它們會使指示劑先顯

色后褪色。

石蕊通入SO2很快變成紅色，不褪色。通入氯氣、雙氧水、漂白粉先變紅后褪色。

品紅通入SO2褪色，加熱后恢復紅色。通入氯氣、雙氧水、漂白粉褪色加熱后不恢復紅色。

常見漂白劑及其原理比較:

漂白劑HC10、Na202>03>H202S02活性炭

原理氧化作用，具有強氧化性，化合作用，與某些有色物質化合成吸附作用，吸附

將有色物質氧化成無色不穩定的無色物質有色物質

特點不可逆，褪色后顏色不再復原可逆，受熱或放置一段時間可復原—

變化化學化學物理

漂白是指使有色物質褪色，漂白劑不一定能使無機色質如高鎰酸鉀、硫酸銅、等褪色，即使能使無機色質褪

色，也不稱為漂白作用如二氧化硫使高鐳酸鉀溶液褪色，某些漂白劑也可用于消毒，如氯氣，漂白粉，雙氧

水，臭氧等，正因為它們有強氧化性，才使得它們都可用來殺菌消毒，它們的強氧化作用能使細菌細胞內的

氧化還原系統徹底破壞，二氧化硫也可用于漂白和消毒，但過氧化鈉不能作消毒劑，原因是過氧化鈉溶于水

可生成有腐蝕性的氫氧化鈉。

漂白劑按原理可分為三大類：

1、氧化型：漂白劑本身是強氧化劑，通過氧化作用，