硅酸盐水泥 硅酸盐化学式是什么?
硅酸盐化学式:R(sio3)n。其中R代表金属元素,n的值为R的化合价除以2。硅酸盐指的是硅、氧与其它化学元素(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称。硅酸盐 指由硅和氧组成的化合物。
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一、硅酸盐化学式是什么?
硅酸盐化学式:R(sio3)n。其中R代表金属元素,n的值为R的除以2。硅酸盐指的是硅、氧与其它(主要是铝、铁、钙、镁、钾、钠等)结合而成的化合物的总称。
硅酸盐
指由硅和氧组成的化合物,有时亦包括一或多种金属和或氢。它亦用以表示由或硅酸产生的盐。在普通情况下,最稳定的硅化合物是二氧化硅(SiO2)——俗称石英,和类似的化合物。二氧化硅经常有绝信微量的硅酸(H4SiO4)处于平衡状态。
化学家认为石英是不可溶解的,但在长时间尺度下,它是可以流动的。qq 中文名称:硅酸盐拍和 分布:地壳中分布极广 类型:化合物 主要元素:铝、铁、钙、镁、钾、钠等 结构:氧 特点:大多袭宏盯数熔点高,化学性质稳定。
二、硅酸盐是什么?
一、二氧化硅和硅酸
二、硅酸盐
(1)性质特征:性质稳定,熔点较高,大都难溶于水。
(2)主要原料:黏土(Al2O3•2SiO2•2H2O)、石英(SiO2)和长石(钾长石K2O•Al2O3•6SiO2或钠长石Na2O•Al2O3•6SiO2)。
(3)主要制品:玻璃、水泥、陶瓷、砖瓦、水玻璃(Na2SiO3的水溶液)等。
(4)水泥和玻璃的生产:
水泥 玻璃(普通)
原料 石灰石、粘土 纯碱、石灰石、石英
设凳源备 水泥回转窑 玻璃熔炉
反应 复杂的物理化学变化 Na¬2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑
CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
主要成分 3CaO•SiO2
2CaO• SiO2
3CaO•Al2O3
Na2O•CaO• 6SiO2
特性 水硬性
(加石膏调节硬化速度) 玻璃态物质(在一定温度范围内软化)
非晶体
三、硅单质
(1)物理性庆御质:
a.硅的存在和形态:自然界中没有游离态的硅,主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在。
b.晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体。
c.导电性:介于导体和绝缘体之间(硅和锗是重要的半导体材料)。
(2)化学性质(和碳相似)——形成共价化合物,化学性质不活泼。
①常温下,不能强酸、强氧化性酸反应,只能与氟气、氢氟酸(HF)和烧碱等物质反应。
Si + 2F2 == SiF4 Si +4HF==SiF4 +H2↑
Si + 2NaOH+ H2O==Na2SiO3+2H2↑
②加热条件下,能跟一些非金属单质起反应。
Si + O2 SiO2
Si + 2H2 SiH4
(3)工业制法:
SiO2 + 2C Si + 2CO↑(焦炭在电炉中还枣差态原二氧化硅得到粗硅)
粗硅提纯后,可以得到可用作半导体材料的高纯硅。
(3)用途:
①作半导体材料晶体管、集成电路、硅整流器和太阳能电池等;
②制合金:含硅4%的钢具有良好的导磁性——变压器铁芯;
含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性——耐酸设备等。
注意:SiO2与CO2的比较
CO2 SiO2
与碱性氧化物反应 CaO+CO2 CaCO3
CaO+SiO2 CaSiO3
与碱液反应 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O SiO2+2NaOH = Na2SiO3+H¬2O
与盐反应 Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓
NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 2Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑
与碳反应 C+CO2 2CO
2C+SiO2 Si+2CO↑
与H2O作用 CO2+H2O H2CO3
不与水化合
与酸反应 不反应 只与HF反应
SiO2+4HF=SiF4↑+H2O
一、活泼的黄绿色气体——氯气
1.氯气的物理性质
(1)氯气是黄绿色的气体。氯气的密度比空气大。能溶于水。
(2)有刺激性气味的气体。氯气有毒。
(闻气体方法:用手轻轻在瓶口扇动,使极少量的氯气飘进鼻孔。)
2.预测氯气的化学性质并用实验证实之。
氧气、氢气等都是非金属单质,由此推测:非金属一般都能跟金属反应生成盐,非金属单质间也能发生化学反应。
(1)氯气与金属的反应
2Fe+3Cl2 2FeCl3(Fe丝在氯气中燃烧,产生棕黄色烟)
Cu+Cl2 CuCl2(Cu丝在氯气中燃烧,产生棕色烟,溶于水后,溶液呈蓝绿色)
2Na+Cl2 2NaCl(产生大量白烟)
(2)氯气与非金属的反应
H2+Cl2 2HCl(H2在Cl2中能安静地燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾)
2P+3Cl2 2PCl3(在空气中形成白雾);2P+5Cl2 2PCl5(在空气中形成白烟)
(3)氯气与水的反应
Cl2+H2O==HCl+HClO(次氯酸)
氯气溶于水,在该溶液中:
①滴加酚酞溶液呈红色,说明生成了酸(H+);
②加入镁条,可观察到镁条表面有少量气泡产生,说明产生了酸(H+);
③放入红纸条,红色褪去,说明产生了一种具有漂白性的物质(HClO)。
④滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明溶液中产生了Cl-。
次氯酸不稳定,见光易分解:2HClO 2HCl+O2↑
(4)氯气与碱的反应
工业上制漂粉精:Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
工业上制漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
(漂白粉的主要成分为:CaCl2、Ca(ClO)2,其有效成分为:Ca(ClO)2)
次氯酸盐跟稀酸或空气里的二氧化碳和水反应,生成次氯酸,起到漂白和消毒的作用。
NaClO+HCl==NaCl+HClO或NaClO+CO2+H2O==NaHCO3+HClO
Ca(ClO)2+2HCl==CaCl2+2HClO或Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
二、氯离子(Cl-)的检验
(1)常见阴离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Cl- AgNO3溶液,稀硝酸 生成的白色沉淀不溶于稀HNO3 Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
SO
可溶性钡盐溶液,稀盐酸 生成不溶于稀HCl的白色沉淀 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
CO
①BaCl2溶液、稀盐酸
②盐酸、石灰水 ①生成的白色沉淀能溶于稀HCl
②生成能使石灰水变浑浊的无色气体 ①Ba2++CO ===BaCO3↓(白色)
BaCO3+2H+===Ba2++CO2↑+H2O
②CO +2H+===CO2↑+H2O
Ca(OH)2+CO2===H2O+CaCO3↓(白色)
OH- ①无色酚酞试液
②紫色石蕊溶液
③甲基橙溶液
④pH试纸 ①变红色
②变蓝色
③变黄色
④显蓝至深蓝色 OH-表现碱性
(2)常见阳离子的特性及检验
离子 检验试剂 主要实验现象 离子方程式及说明
Ba2+ 硫酸或硫酸盐溶液,稀硝酸 加SO 生成白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶解 Ba2++SO ===BaSO4↓(白色)
Mg2+ NaOH溶液 生成白色沉淀,当NaOH过量时沉淀不溶解 Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓(白色)
Al3+ NaOH溶液
氨水 加氨水或适量NaOH溶液,有絮状白色沉淀生成,沉淀能溶于NaOH溶液,不溶于氨水 Al3++3OH-===Al(OH)3↓(白色)
Al(OH)3+OH-===AlO +2H2O
Fe3+(黄色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液 ①生成红褐色沉淀
②溶液呈血红色 ①Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(红褐色)
②Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+(血红色)
Fe2+(淡绿色) ①NaOH溶液
②KSCN溶液,
氯水 ①生成白色沉淀,在空气中迅速变灰绿色,最后变成红褐色
②无明显现象,加氯水呈血红色 ①Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓
(红褐色)
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
Fe3++SCN-===〔Fe(SCN)〕2+
H+ ①紫色石蕊溶液
②橙色甲基橙溶液
③锌片
④pH试纸 ①变红色
②变红色
③生成无色气体
④变红色 H+表现酸性
③Zn+2H+===Zn2++H2↑
Ag+ ①盐酸或氯化物溶液,稀硝酸
②NaOH溶液 ①生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸,溶于氨水
②生成白色沉淀,迅速转变成棕色,此沉淀溶于氨水,形成无色溶液 ①Ag++Cl-===AgCl↓(白色)
AgCl+2NH3•H2O==〔Ag(NH3)2〕++Cl-+2H2O
②Ag++OH-===AgOH↓(白色)
2AgOH===H2O+Ag2O(棕色)
AgOH+2NH3•H2O=〔Ag(NH3)2〕++OH-+2H2O
注意:(1)辨清液氯和氯水的区别:
液氯:氯气在加压或冷却时变成液氯,液氯是纯净物,由Cl2分子组成,具有Cl2的化学性质;
氯水:即氯气的水溶液,属于混合物。氯气不但能溶于水,还能与水反应,氯水中的溶质有Cl2、HCl和HClO,因此氯水兼有Cl2、HCl、HClO的性质。氯水中含有的粒子包括:分子:Cl2(未反应)、H2O、HClO;离子:H+、Cl-、ClO-(HClO为弱电解质,要发生部分电离)、OH-(水电离产生的,极少量)。久置的氯水,因为HClO分解,可视为稀盐酸。
(2)干燥的氯气没有漂白性,潮湿的氯气有漂白性,这是因为Cl2与H2O反应生成的次氯酸(HClO)具有漂白性。事实上,次氯酸盐也都具有漂白性。
一、二氧化硫
(1)物理性质:无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(1:40),是大气的主要污染物,来源于含硫燃料(如煤)的燃烧。
(2)化学性质
①酸性氧化物通性:
SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
SO2+H2O=H2SO3(可逆反应,H2SO3为中强酸)
SO2+CaO=CaSO3(煤中加生石灰防大气污染)
SO2+CaSO3+H2O=Ca(HSO3)2
②氧化性:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
③还原性:2SO2+O2=2SO3(工业制H2SO4)
SO2+X2+2H2O=H2SO4+2HX (X2包括Cl2、Br2、I2)
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+
SO2使KMnO4(H+)、Br2水,褪色也是SO2还原性表现,不是漂白性。
④SO2的漂白性→SO2与某些有色物质(如品红)结合生成不稳定的无色化合物。加热又恢复原来的颜色。
二、二氧化氮和一氧化氮
放电化合:N2 +O2 2NO(无色,有毒,与血红蛋白结合)
NO易被氧化:2 NO + O2 == 2 NO2(红棕色,有毒,刺激呼吸器官)
NO2易溶于水:3NO2 + H2O ==2HNO3 + NO(NO2不是HNO3的酸酐)
NO、NO2是大气污染物,NO2能造成光化学烟雾。
三、SO2和NO2对大气的污染
酸雨及其防治:
(1)成因:含硫化石燃料的燃烧以及化工厂排放出的尾气中含有二氧化硫,在氧气和水蒸气的共同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨。
(2)危害:使湖泊的水质变酸,导致水生生物死亡;酸雨浸渍土壤、会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡;酸雨危害人体健康。
(3)防止方法:①从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制;②改变能源结构,开发利用新能源,从根本上解决问题。
注意:SO2也有漂白性,注意与氯水的漂白性的区别
SO2 氯水(Cl2通入水溶液中)
漂白原因 SO2能与某些有色物结合成不稳定无色物 Cl2与H2O反应生成HClO具有强氧化性,将有色物氧化成无色物
漂白效果 不稳定,加热能复原 稳定
漂白范围 某些有机色质 绝大多数有机色质
与有机色质
作用实例
品红 褪色 红色
紫色石蕊 红色
品红 褪色 不显红色
紫色石蕊 先变红随即褪色
混合作用 SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 漂白作用大大减弱
要点精讲
一、硫酸和硝酸的氧化性
(一)硫酸
1.硫酸的物理性质:
纯硫酸是无色油状液体,难挥发,易吸水,能与水任意比互溶,溶于水放出大量热。
2.硫酸的化学性质:
1)稀硫酸具有酸的通性。 ①能与活泼金属反应生成盐和氢气;
②能与金属氧化物反应生成盐和水;
③能和碱反应生成盐和水;
④能使酸碱指示剂变色;
⑤能和某些盐反应。
2)浓硫酸的特性: ①吸水性:将物质中含有的水分子夺去。
如:使蓝色的胆矾晶体变为白色固体。
②脱水性:将别的物质中的H、O按原子个数比2:1脱出生成水。
如:
HCOOH CO + H2O
C12H22O11 12C + 11H2O
③强氧化性: a) 活泼性在H以后的金属反应:(条件:Δ)
Cu + 2H2SO4(浓)== CuSO4¬ + SO2 ↑ +2H2¬O
b) 与非金属反应:(条件:Δ)
C + 2H2SO4(浓)== CO2 ↑+ 2SO2↑ + 2H2O
c) 冷的浓H2SO4使Fe、Cr、Al等金属表面生成
一层致密的氧化物薄膜而发生“钝化”;
d) 与其他还原性物质反应:
2HBr + H2SO4(浓)== Br2 + SO2↑ + 2H2O
H2S + H2SO4(浓)== S + SO2↑ + 2H2O
“黑面包实验”中,硫酸体现出的性质:脱水性(使蔗糖炭化)、强氧化性(有刺激性气味气体产生)。
(二)硝酸
1.物理性质:无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
2.化学性质——特性
(1)不稳定性——保存硝酸装在棕色瓶,放在冷暗处。
4HNO3 2H2O + 4NO2 + O2
(2)强氧化性
①与金属(除Au、Pt)反应:
Cu +4HNO3(浓)==Cu(NO3)2 +2NO2 +2H2O
3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
常温下,浓硝酸、浓硫酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而钝化,保护内部的金属不再跟硝酸反应,所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。
②与非金属反应——非金属主要生成高价的含氧酸
4HNO3 +C 2H2O + 4NO2 + CO2
6HNO3 + S H2SO4 + 6NO2 +2H2O
二、氨
1.氨
(1)物理性质:无色、有刺激性气味气体;易液化,液氨作致冷剂;极易溶于水(1:700)。
(2)化学性质:
①与水的反应:
NH3 +H2O NH3•H2O NH4+ + OH-(一水合氨的水溶液即氨水,显弱碱性)
NH3•H2O NH3 + H2O(一水合氨不稳定)
②与酸的反应:
NH3 + HCl ==NH4Cl;2NH3 + H2SO4 == (NH4)2SO4
③与O2的反应——氨的催化氧化(接触氧化)
4NH3 + 5O2 4NO +6 H2O
2.铵态氮肥——铵盐
(1)物理性质:铵盐都是晶体,都易溶于水。
(2)化学性质:
①受热分解:
NH4Cl NH3 + HCl;
NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2
②与碱的反应:制NH3和检验NH4+
(NH4)2SO4+2NaOH Na2SO4+2NH3+2H2O
NH4NO3 + NaOH NaNO3+ NH3+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 NH3↑+CaCl2+2H2O(实验室制取氨气的反应原理)
③NH4+的检验方法:加浓碱液,加热,放出可使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
NH4++OH- NH3↑+H2O
注意: (1)①硝酸与任何金属反应无H2生成;②常温下,Fe、Al遇浓硝酸钝化,但在加热条件下,Fe、Al能溶解在硝酸中;③除Au、Pt外,硝酸能溶解大部分金属。
(2)比较浓H2SO4与硝酸的氧化性,例如:与Cu反应的条件,浓度对氧化性的影响(稀HNO3能与Cu反应而稀H2SO4不能)。同时指出,尽管HNO3浓度越稀,被还原程度愈大,但浓HNO3的氧化性比稀HNO3的要强,因为氧化性强弱是指氧化其他物质的能力,而不是指本身被还原的程度,即不能以还原产物中氮的价态作衡量氧化性强弱的标准。
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