一、非金属单质(F2,Cl2,O2,S,N2,P,C,Si,H)
1、氧化性:
F2+H2===2HF (阴暗处爆炸) 2F2+2H2O===4HF+O2 (水是还原剂)
Cl2+H22HCl (将H2在Cl2点燃;混合点燃、加热、光照发生爆炸)
3Cl2+2P2PCl3 Cl2+PCl3PCl5 Cl2+2Na2NaCl
3Cl2+2Fe2FeCl3 Cl2+CuCuCl2
Cl2+2FeCl2===2FeCl3 (在水溶液中:Cl2+2Fe2+===2Fe3++3Cl)
Cl2+2NaBr===2NaCl+Br2 Cl2+2Br=2Cl+Br2
Cl2+2KI===2KCl+I2 Cl2+2I=2Cl+I2
Cl2+Na2S===2NaCl+S↓ Cl2+S2–=2Cl–+S↓
Cl2+H2S===2HCl+S↓ (水溶液中:Cl2+H2S=2H++2Cl–+S↓
Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl–
2O2+3FeFe3O4 O2+K===KO2
S+H2H2S 2S+CCS2
S+Fe FeS (既能由单质制取,又能由离子制取)
S+2CuCu2S (只能由单质制取,不能由离子制取)
3S+2AlAl2S3 (只能由单质制取,不能由离子制取)
N2+3H22NH3 N2+3MgMg3N2
2、还原性
S+O2SO2 S+H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O
3S+4HNO3(稀)3SO2+4NO↑+2H2O
N2+O2 2NO
4P+5O2P4O10(常写成P2O5)
2P+3X22PX3(X表示F2,Cl2,Br2) PX3+X2 PX5
C+O2(足量)CO2 2C+O2(少量)2CO
C+CO22CO C+H2OCO+H2(生成水煤气)
2C+SiO2Si+2CO(制得粗硅)
Si(粗)+2Cl2SiCl4 (SiCl4+2H2===Si(纯)+4HCl)
Si(粉)+O2SiO2 Si+CSiC(金刚砂)
Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ (Si+2OH+H2O=+2H2↑)
3、歧化反应
Cl2+H2O==HCl+HClO(加碱或光照促进歧化: (Cl2+H2OH++Cl–+HClO)
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O)
Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O (Cl2+2OH–=Cl–+ClO–+H2O)
3Cl2+6KOH(浓)5KCl+KClO3+3H2O (3Cl2+6OH–5Cl–+ClO3–+3H2O)
3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O (3S+6OH–2S2–+SO32–+3H2O)
4P+3KOH(浓)+3H2O==PH3↑+3KH2PO2 (4P+3OH–+3H2O==PH3↑+3H2PO2–)
3C+CaOCaC2+CO↑ 3C+SiO2SiC+2CO↑
二.金属单质(Na,Mg,Al,Fe,Cu)的还原性
2Na+H22NaH 4Na+O2==2Na2O 2Na2O+O22Na2O2
2Na+O2Na2O2 2Na+S==Na2S(爆炸)
2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 2Na+2H2O=2Na++2OH―+H2↑
2Na+2NH3==2NaNH2+H2↑ 2Na+2NH3=2Na++2NH2―+H2↑
4Na+TiCl4 4NaCl+Ti Mg+Cl2MgCl2 Mg+Br2MgBr2
2Mg+O22MgO Mg+SMgS
2Cu+SCu2S (Cu2S只能由单质制备)
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
2Mg+CO22MgO+C
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑ (Mg+2H+=Mg2++H2↑)
2Al+3Cl22AlCl3
4Al+3O2===2Al2O3 (常温生成致密氧化膜而钝化,在氧气中燃烧) 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 2Al+3FeOAl2O3+3Fe
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+6H2SO4(浓)===Al2(SO4)3+3SO2+6H2O (Al,Fe在冷,浓的H2SO4,HNO3中钝化)
Al+4HNO3(稀)===Al(NO3)3+NO↑+2H2O Al+4H++NO3–=Al3++NO↑+2H2O
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH–+2H2O=2AlO2–+3H2↑
2Fe+3Br2===2FeBr3 3Fe+2O2 Fe3O4 2Fe+O22FeO (炼钢过程)
Fe+I2FeI2
Fe+SFeS (FeS既能由单质制备,又能由离子制备)
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ Fe+2H+=Fe2++H2↑
Fe+CuCl2===FeCl2+Cu Fe+Cu2+=Fe2++Cu↓
三.非金属氢化物(HF,HCl,H2O,H2S,NH3) 金属氢化物(NaH)
1、还原性:
4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O 4H++2Cl–+MnO2Mn2++Cl2↑+2H2O
16HCl+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
16H++10Cl-+2MnO4–=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
6HCl+KClO3==KCl+3Cl2↑+3H2O 6H++5Cl–+ClO3–=3Cl2↑+3H2O
2H2O+2F2===4HF+O2
2HBr+Cl2=2HCl+Br2 (Cl2气与HBr、HI、H2S、NH3气体不能共存)
2H2S+3O2(足量)2SO2+2H2O 2H2S+O2(少量)2S↓+2H2O
2H2S+SO2===3S↓+2H2O H2S+H2SO4(浓)===S↓+SO2↑+2H2O
3H2S+2HNO3(稀)===3S↓+2NO↑+4H2O
3H2S+2H++2NO3–=3S↓+2NO↑+4H2O
2NH3+3Cl2===N2+6HCl 8NH3+3Cl2===N2+6NH4Cl
4NH3+5O24NO+6H2O
4NH3+6NO===5N2+6H2O (用氨清除NO)
2、酸性:
4HF+SiO2===SiF4+2H2O(可测定矿样或钢样中SiO2的含量,玻璃雕刻)
H2S+CuCl2===CuS↓+2HCl (弱酸制强酸的典型反应)
H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
3、NH3的碱性:
NH3+H Cl ===NH4Cl、
NH3+HNO3===NH4NO3 NH3+H+=NH4+
2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4 NH3+H+=NH4+
NH3+NaCl+H2O+CO2===NaHCO3+NH4Cl(侯德榜制碱:用于工业制备小苏打,苏打)
4、不稳定性:
2H2O2===2H2O+O2 H2SH2+S
2NH3N2+3H2 2HIH2+I2
四.非金属氧化物(SO3、SO2、N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5、CO、CO2、SiO2、P2O3、P2O5、Cl2O、Cl2O3、Cl2O5、Cl2O7、ClO2)
1、低价态的还原性:(SO2、CO、NO)
2SO2+O2+2H2O===2H2SO4(这是SO2在大气中缓慢发生的环境化学反应)
2SO2+O22SO3 SO2+NO2===SO3+NO
SO2+Cl2+2H2O===H2SO4+2HCl Cl2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Cl–
SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr Br2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2Br–
SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI I2+SO2+2H2O=4H++SO42–+2I–
2NO+O2===2NO2
NO+NO2+2NaOH===2NaNO2(用于制硝酸工业中吸收尾气中的NO和NO2)
NO+NO2+2OH–=2NO2–
2CO+O22CO2 CO+CuOCu+CO2
3CO+Fe2O32Fe+3CO2 CO+H2OCO2+H2
2、氧化性:
SO2+2H2S===3S+2H2O
NO2+2KI+H2O===NO+I2+2KOH(不能用淀粉KI溶液鉴别溴蒸气和NO2)
CO2+2Mg2MgO+C (CO2不能用于扑灭由Mg,Ca,Ba,Na,K等燃烧的火灾)
SiO2+2H2Si+2H2O
3、与水的作用:
SO2+H2O===H2SO3
SO3+H2O===H2SO4 SO3+H2O=2H++SO42–
3NO2+H2O===2HNO3+NO (NO2不是硝酸的酸酐)
CO2+H2O===H2CO3
Cl2O+H2O==2HClO
Cl2O7+H2O==2HClO4 Cl2O7+H2O=2H++2ClO4–
4、与碱性物质的作用:
SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3
SO2+(NH4)2SO3+H2O===2NH4HSO3
2NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O+2SO2↑(硫酸工业尾气处理)
SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O (不能用澄清石灰水鉴别SO2和CO2.可用品红鉴别)
SO3+Ca(OH)2===CaSO4↓+H2O
CO2+NH3+H2O===NH4HCO3
CO2+2NH3(过量)+H2O===(NH4)2CO3
CO2+2NaOH(过量)==Na2CO3+H2O 2OH-+CO2=CO32–+H2O
CO2(过量)+NaOH==NaHCO3 OH-+CO2=HCO3–
CO2+Ca(OH)2(过量)==CaCO3+H2O Ca2++2+CO2=CaCO3↓+H2O
2CO2(过量)+Ca(OH)2==Ca(HCO3)2 OH―+CO2=HCO3–
CO2+CaCO3+H2O==Ca(HCO3)2 CO2+CaCO3+H2O=Ca2++2HCO3–
CO2(不足)+2NaAlO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3
CO2+3H2O+AlO2–=Al(OH)3↓+CO32–
CO2(足)+NaAlO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3
CO2+2H2O+AlO2–=Al(OH)3↓+HCO3–
CO2+C6H5ONa+H2O===C6H5OH↓+NaHCO3CO2+C6H5O―+H2O=C6H5OH↓+HCO3–
SiO2+CaOCaSiO3 (炼钢造渣)
SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O(常温下强碱缓慢腐蚀玻璃)
SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2 (制取玻璃)
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2 (制取玻璃)
2NO2+2NaOH==NaNO2+NaNO3+H2O 2NO2+2OH―=NO3–+NO2―+H2O
NO+NO2+2NaOH==2NaNO2+H2O (制取硝酸工业尾气吸收)
NO+NO2+2OH―=2NO3–+H2O
五.金属氧化物
1、低价态的还原性:
6FeO+O2===2Fe3O4
FeO+4HNO3===Fe(NO3)3+NO2+2H2O FeO+4H++NO3―=Fe3++NO2↑+2H2O
2、氧化性:
Na2O2+2Na2Na2O(此反应用于制备Na2O)
MgO,Al2O3几乎没有氧化性,很难被还原为Mg,Al.一般通过电解制Mg和Al.
Fe2O3+3H22Fe+3H2O(制还原铁粉)
CuO+H2Cu+H2O
Fe2O3+Fe 3FeO (炼钢过程中加入废钢作氧化剂)
FeO+CFe+CO (高温炼钢调节C含量)
2FeO+Si2Fe+SiO2 (高温炼钢调节Si含量)
3、与水的作用:
Na2O+H2O==2NaOH Na2O+H2O=2Na++2OH–
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH–+O2↑
(此反应分两步:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2;2H2O2===2H2O+O2 H2O2的制备可利用类似的反应:BaO2+H2SO4(稀)===BaSO4+H2O2)
MgO+H2O===Mg(OH)2(缓慢反应)
4、与酸性物质的作用:
Na2O+CO2==Na2CO3
Na2O+2HCl==2NaCl+H2O Na2O+2H+=2Na++H2O
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑
MgO+H2SO4===MgSO4+H2O MgO+2H+=Mg2++H2O
Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O (Al2O3两性氧化物) Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O
Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O
Fe3O4+8HCl===FeCl2+2FeCl3+4H2O Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
六.含氧酸
1、氧化性:
2H2SO4(浓)+CCO2↑+2SO2↑+2H2O
2H2SO4(浓)+S3SO2↑+2H2O
H2SO4+Fe(Al)室温下钝化 6H2SO4(浓)+2FeFe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
H2SO4(浓)+2HBr===SO2↑+Br2+2H2O (不能用浓硫酸与NaBr制取HBr)
H2SO4(浓)+2HI===SO2↑+I2+2H2O (不能用浓硫酸与NaI制取HI)
H2SO4(稀)+Fe===FeSO4+H2↑ 2H++Fe=Fe2++H2↑
H2SO3+2H2S===3S↓+3H2O
4HNO3(浓)+CCO2↑+4NO2↑+2H2O
6HNO3(浓)+SH2SO4+6NO2↑+2H2O
5HNO3(浓)+PH3PO4+5NO2↑+H2O
6HNO3(浓足)+Fe===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
4HNO3(浓)+Fe(足)===Fe(NO3)2+NO2↑+2H2O(先得Fe3+,在Fe过量时再生成Fe2+的盐)
4HNO3(稀足)+Fe===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 4H++NO3-+Fe=Fe3++NO↑+2H2O
4Zn+10HNO3(稀)==4Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O
4Zn+10H++2NO3–=4Zn2++N2O↑+5H2O
4Zn+10HNO3(稀)==4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
4Zn+10H++NO3–=4Zn2++NH4++5H2O
2、还原性:
H2SO3+X2+H2O===H2SO4+2HX (X表示Cl2,Br2,I2)
H2SO3+X2+H2O=4H++SO42-+X–
2H2SO3+O2==2H2SO4
2H2SO3+O2=4H++SO42-
3、酸性:
H2SO4(浓)+CaF2 CaSO4+2HF↑ (不挥发性酸制取挥发性酸)
H2SO4(浓)+NaClNaHSO4+HCl↑ (不挥发性酸制取挥发性酸)
H2SO4(浓)+2NaClNa2SO4+2HCl↑ (不挥发性酸制取挥发性酸)
H2SO4(浓)+NaNO3NaHSO4+HNO3↑ (不挥发性酸制取挥发性酸)
2HNO3+CaCO3==Ca(NO3)2+H2O+CO2↑ 2H++CaCO3=Ca2++H2O+CO2↑
(用HNO3和浓H2SO4不能制备H2S,HI,HBr, SO2等还原性气体)
4H3PO4+Ca3(PO4)23Ca(H2PO4)2 (重钙)
H3PO4(浓)+NaBr NaH2PO4+HBr↑ (不挥发性酸制取挥发性酸,磷酸是非氧化性酸)
H3PO4(浓)+NaINaH2PO4+HI↑
4、不稳定性:2HClO2HCl+O2↑(保存在棕色瓶中)
4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O (保存在棕色瓶中)
H2CO3H2O+CO2↑(在加热或酸性条件下分解)