数理化自学丛书 化学 第二册 ==========第1页========== C6 3.118 统一书号：13171222定价：0.57元 ==========第2页========== 数理化自学丛书 化 学 第二册 数理化自学从书编委会化学编写小组编 上海人：元出版社 ==========第3页========== 数理化自学丛书,学.（第二册）数理化自学丛书编委会化学编写小纽编 (原上海科技版)上海人女，：法出版（上海绍兴路5号) 贵州人天女欣社重印 贵州省张華多店发行黔南州印刷厂印刷开本787×10921/32印张8.75插页1字数192,0001965年4月第1版1977年10月新1版1978年1月资州第1次印 统一书号：13171·222定价：0,57元 EIS ==========第4页========== 重印说明 数理化自学丛书》是一九六六年前出版的、计有代数》 四册，《平面几何》二册，《三角》一册，《立体儿何》一册，《平面解析儿何》一册；《物理》四册；《化学》四册.这套书的特点是：比较明白易懂，从讲清基本概念出发，循序前进，使读者易子接受和理解，并附有不少习题供练习用.这套书可以作为青年工人、知识青年和在职干部自学之用，也可供中等学校青年教师教学参考，出版以后，很受读者欢迎.但是在“四人帮”及其余党控制上海出版工作期间，这套书横被扣上所谓引导青年走白专道路的罪名，不准出版. 英明领袖华主席和党中央一举粉碎了祸国殃民的“四人帮”.我国社会主义革命和社会主义建设进入新的发展时期党的第十一次全国代表大会号召全党、全军、全国各族人民高举毛主席的伟大旗帜，在英明领袖华主席和党中央领导下，为完成党的十一大提出的各项战斗任务，为在本世纪内把我国建设成为伟大的社会主义的现代化强国，争取对人类作出较大的贡献，努力奋斗.许多工农群众和干部，在党的十一大精神鼓舞下，决心紧跟英明领袖华主席和党中央，抓纲治国，大干快上，向科学技术现代化进军，为实现四个现代化作出贡献，他们来信要求重印《数理化自学丛书》.根据读者的要求，我们现在在原书基础上作一些必要的修改后，重新出版这套书，以应需要. 十多年来，科学技术的发展是很快的。·本丛书介绍的虽仅是数理化方面的基础知识，但对于应予反映的科技新成就方面内容，是显得不够的。同时，由于本书是按读者自学的要求编写的，篇幅上就不免有些庞大，有些部分也显得有些烦琐。这些，要请读者在阅读时加以注意， 对本书的缺点，希望广大读者批评指出，以便修订时参考、 一九七七年十一月 41f26 ==========第5页========== 录 蕙印说明 复习题二…80 第一罩。卤族元素… 第三章原子结构和元紊 §11氮气的性质…3 周期律…91 。12氯在自然界的存在， §3,1原子的结构…91 氯气的用途…10 $3·2原子核的结构，同位 苓18氯气的制法…14 素…96 尊1·4氯跟氢的化合物：氯 $33原子核外电子的排布…99 化氢，盐酸…16 34化学键，分子的形 §16盐酸盐…23 成…104 §1·6盐酸的工业制法…26 §3·5用原子结构理论解释 517氯的含氧化合物…29 元素的化合价…113 §1…8氟…31 §36元素周期津…115 §19溴…35 §37元素周期求·119 §1…10碘…40 §38元素周期表里元紫性 §111卤族元素…43 质的递变…122 本章提要…46 §3·9元素周期律的重要意 复习题一…48 义…12G 第二章疏，氧族元素…50 本章提要…128 21硫…50 复习题三…130 §22硫跟氢的化合物：疏 第四章电离学说…132 化氢，氟疏胶…56 §生·1电解质和电解质的电 §23疏的氯化物5…62 离…132 §2·生硫酸和硫酸盐…70 §42电离学说…136 §2…6硫酸的工业制法…79 §生3离子的性质…139 §26军族元紫…85 §44碱类、酸类和盐类的 本章提要…87 电离…141 ==========第6页========== 46强电解质和弱电解 本章提要…22站 质…147 复习题五28 §46离子反应和离子方程 第六章硅和硅的化合物…230 式…152 §61硅…231 §47盐类的水解 159 §62二氧化…233 §4-8电獬…166 §6…3硅酸测生险盐…235 本章提要……173 §6…4硅孩盐二业…287 复习题四…176 §6…6士骇…241 第五章氨和磷，氮族元 §6·6胶体溶液…245 表179 本章提要…250 252 §5·1氮气…180 矩习题六… §5…2氨…183 总复习题……253 553铵盐…188 附录几个简单易做的 §5…4化学平衡…191 化学实验，。。14◆258 §65氨的工业制法…198 实验一。氯气的制法和性 §6·6硝酸和硝酸盐…202 质…258 $57硝酸的工业制法…209 实验二氯化氢和盐酸的制 §5…8级肥…212 政和性质……260 §5…9磷…216 实验三硫和硫的化合物…262 §5·10磷酸和磷酸盐，磷 实验四溶液的导电性…265 肥…218 实验五氮肥和磷肥·268 §5·11级族元素…222 习题答案…271 2 ==========第7页========== 第一章卤族元素 在第一册第五章里，我们研究了物质分类的方法，各类物质的通性和一般制法.利用这些知识，不仅能够正确命名各类物质和书写它们的分子式，而且可以根据物质的分子组成，认识它是属于哪一类的物质，它应该有些什么样的性质，有哪些可能的制备方法等 但是，同一类的物质，虽然在性质上，从而在制备方法上有着一定的共同的地方，然而对各个具体物质来说，它们除了具有所属那类物质的一般性质和制法以外，必然还有它自已特有的性质和制法。因此，我们学习了前面这一章的内容，只能说，对今后研究各种元素会有一定的指导作用；但不能认为掌握了各类物质的通性和一般制法之后，就可以不必去深入研究各种具体的元素了， 研究元素，或者具体地说，研究元素（包括由它们组成的单质和化合物)的性质、在自然界的存在、制法和用途以及这几个方面的关系，在化学里叫做元素化学。我们知道，化学是 一门研究物质和物质变化的科学，因此，元素化学是化学里的重要组成部分之一， 在第一册第二、第三两章里，我们已经学习了氧、喜、碳三种元素。但在那里，只是一种一种单独地来研究的，还不能说是系统的研究元素化学 从本章开始，我们将有系统的来学习元素化学 我们知道，现在已经发现的元素有105种。在这106种 ==========第8页========== 元素中，大概只有三、四十种是比较常见的，自然界绝大部分的物质部是这三、四十种常见元素组成的.在本丛书里，主要研究其中十七种最游见的、剂工农业生产最有关系的元素①， 不同的元（包括由它们组成的单质和化合物），从它们的外表性状看茶，好象是很不相阀的，.1仔细地衙究了它们的结性质以后，现在已经知道，在这105种元素之间都存在着或多或少的联系、有许多元条不仪性质十分相似，面且它们性质的递变极有规律，于是可以把它们归成一“族”.因此，在化学上，系统研究元素化学，不是把各种元素单独地拿来研究，而是根据它们的性质和结构，分成若干个“元素族”(例如卤族元素、氧族元素、氯族元素等)来研究的。同一族的元素有些什么相似的地方？它们性质递变的规律怎样？各族之间存在着什么样的联系？不同族的元素的性质又是怎样演变的？有些什么规律？通过对这些问题的对比分析，我们就能掌握元素化学的系统知识.并且在丰富的事实材料的基础上，概括出物质变化的规律，以及物质变化和物质内部结构之间的相互关系 这一章我们将研究茵族元案 卤族元素包括氯、氯、溴、碘四种非金属元素.这四种元素的化学性质分相似，它们都很容易跟金属直接化合生成盐，因此称做“卤族元素”.“”字的原意是“造盐”的意思，肉族元索”就是“能生成盐的元素” 在这四神元素中，氯不仅在工衣此生产上有着广泛的应用，而且它的性质也是比较有代表的.因此，在本章里，我 ①这十七种元素是：氧、盆、碳、氯、氟、溴、碘、硫、氮氨、磷、硅、钾、钠、钙、镁、铝、铁. ◆2 ==========第9页========== 们将重点讨论氯的单质（称做氯气）科氯的化合物 在研究氯的化合物时，主要按照第一册第五章无机物分类的体系，邸按照：(1)跟氢的化合物，(2)跟氧的化合物两个系统来学习，具体说来，就是 跟氢的化合物→无氧酸→无氧酸盐 非金属元茶《红化幻 (盐酸) (盐验盐即氯化物) () 跟氧的化合物-→含氯酸→含氧酸盐(氧化二氯等) (次氯酸等)（次氯酸盐等） 在系统研究卤族元素（以及以后将研究到的其他各族元素)的化学反应时，也要经常根据第一册第五章里已经概括出来的物质变化的一般规律，并结合具体物质的变化和变化的条件来进行研究.那就是根据物质分类的知识，先从理论上推断出某些变化发生的可能性，然后再结合实验事实，进一步了解这些变化发生的条件和伴随着变化发生的现象，·以及其体的实验装置和操作手续等 §1·1氯气的性质 氯的元素符号是C1,原子量是5.5.戴气的芬子式是 C12,分子量是71. 氯气是一种有毒的气体，在第一次世界大战快要结求的时候，德帝国主义为了作垂死的挣扎，把氯气用作军事篝气，在成场上施放，这当然不能挽救他最后的失败.一般大家都知道氯气是一种很厉害的蕃气，但它究竟有些什么样的性质昵？下面我们先来研究氯气的性质 氯气的物理性质氯气在普通状况下是一种黄绿色的气体。如果在一瓶贮盛氯气的玻璃瓶的后面，放一张白纸，这种 ==========第10页========== 黄绿的颜色就特别明显。“氯”就是因它的颜色而得名的，它的希腊原文就是“绿色”的意思. 氯气具有刷烈刺激性的气味.我们平常用的漂白粉能放出微量的氯气，打开贮放漂白粉的瓶盖，可以闻到这种刺激性的气味。氯气有毒，它能刺激我们的鼻粘膜和喉头粘膜.吸入少量的氯气，就会起咳嗽和胸部疼痛；吸入多量时，会室息死亡①.在实验室里如果要闻氯气的气味，千万不能把鼻子凑到瓶口直接去闻，而要用手轻轻地在瓶口掬动，使仅有极微量的氯气飘近鼻孔（见第一册附录图附31）. 氯气的分子量是71，根据气体克分子体积的定义（第一册§3·11)可以算出，在标准状况下，1升氯气的重量应该是 。年=3.17克，这和实际测得的结果正相符合.我们已知1 升空气在标准状况下的重量是1.9克，因此，氯气比空气重， 它是同体积空气重吸的：=2.5倍。因此如果要把氯气 暂时保存在容器里，应该把容器直放，并用厚纸板或玻璃片盖住容器的口，和第一册第三章里讲过保存二氧化碳气体的方法一样. 氯气在加压或冷却的情况下容易变成液体。在常温下只要加6个大气压的压强，或者在常压下冷却到一34℃时，氯气就会液化变成一种黄色油状的液体.把氯气液化可使体积大大减小，便于贮存和运输.平常我们常把液氯贮存在圆柱形钢简（和贮存压缩氧气的钢简相同，见第一册图2·9）里。把 ①氯气对人体的作用主要在呼吸器官方面，少量的氯气能引起呼吸器宜的发炎、咳嗽并感觉到呼吸图难.氯气和呼吸器官的粘膜相接触，就和粘膜上的水 分反应：2C12+2H20=4HC1十○2，产生的氧能氧化并破坏粘膜的组织；产生的盐 酸也能刺激粘膜，引起垂诞、流泪等病症。在严重中毒时，将因引起肺肿以至因室息而死亡，所以氯气是一种窒息性毒气。 。4· ==========第11页========== 液氯继续冷却至一101℃，就凝成黄色固体. 氯气在水里的溶解度，不仪比难溶的氢气、氧气要大得多，而且比溶解度不算太小的二氧化碳也还要大一些。在常温下，1体积的水大约能够溶解2.5体积的氯气.氯气的水溶液叫做氨水，有强烈的氯气的气味 氯气的化学性质.氯气的化学性质很活动，·它能够跟氢气、所有的金属以及大部分的非金属直接化合，它还能够跟水、许多有机化合物发生反应.下面是一些实际例子，可以说明氯气的这种活动性质. 1.氯气跟金属的化合反应氯气能够跟所有的金属化合，许多金属能够在氯气里燃烧.例如把燃着的小块金属钠放进盛有氯气的集气瓶里，金属钠能继续燃烧，生成氯化钠，反应的化学方程式是： 2Na +Cl2 =2NaCI 金属钠是一种柔软的银白色金属，可以用小刀切割.因为金属钠在空气里非常容易被氧化，跟水又能起剧烈反应，因此，平时都保存在煤油里。做这个实验的时候，先用镊子从煤油里夹出一小块金属钠，用滤纸吸干它表面的煤油，然后放在小块石棉布上：加热至钠开始燃烧，迅速连同石棉布一起放在燃烧匙里（这里所以要用石棉布，是为了防止撚烧匙本身也燃烧起来。因为燃烧匙一般是用铜制成的，在高温时，铜在氧气里也会燃烧，，插进盛氯气的集气瓶里.金属钠在瓶里继续撚烧，发生明亮的黄色火焰，并有浓厚的白烟产生，这就是氯化钠(NaC)的微粒.钠燃烧完毕后，可以看到集 气瓶的内壁和石棉布上都附着有白色氯化钠图1·1钠在氯气里燃烧 ==========第12页========== (图11). 除金属钠以外，铜、铁等金属也都能在氯气里燃烧，生成氯化锅、氯化铁等.它们反应的化学方程式是： Cu+Cl2 CuClz2Fe+3C1,2FeCly 找一段胶旧的电线，别去电线的外皮，取出與画的织铜丝，把一束这种细软镯丝，先在酒指灯上灼热到发红的程度，趁热迅速谪入贮有氯气的集气瓶里，铜丝就会在瓶里燃烧起来，产生一股浓厚的棕黄色的烟，这就是氯化铜的微粒.铜丝燃烧完毕后，在集气瓶里注入少量的水.用玻璃片盖住瓶口，加以摇动，结果瓶中生成绿色的氯化铜溶液(图12). 灼热的铁铩越 兴米 京翻条 图1·2-一束细铜丝在氯气里燃烧 图1·3铁丝绒在氯气里燃烧 在做铁在氯气中燃烧的实验时，应先在盛氯气的袋气瓶底铺一层细砂，这样可以防止燃着的铁屑落入瓶底时把集气瓶爆裂.先把少量的铁丝绒放在薄铁片上加热，当铁丝绒开始红热时，用手指轻弹铁片，使撒入贮有氯气的集气瓶中，铁立刻就在氯气中燃烧起来，发出明亮的火花，同时生成褐色的氯化铁（图13） ==========第13页========== 2,氯气跟氢气的化合反应氯气跟氢气在常温时化合非常缓慢，但在太阳光直接照射下，或点然氯气和氢气的混和气体时，立即发生猛烈的爆炸，化合生成氯化氢气体。氯气跟氢气化合反应的化学方程式是： H2+C,点燃或照些2HC1 先把氯气和氢气分别盛在两个集气瓶里，用玻璃片把瓶口盖好.把这两个集气瓶瓶口相对迭合在一起（图1·4(a),然后抽去两瓶间的玻璃片，把两集气瓶上下颤倒反复多次，使两瓶气体充分混和（图1·4(）)。然后把两瓶分开，各用玻璃片盖好，并在瓶外用抹布裹住.然后取去玻璃片，把集气瓶口朝着酒精灯火焰（图14(）)，瓶里的混和气体就会发生没有危险的爆炸.爆炸后立刻向集气瓶里注入5~10毫升的水，用玻璃片把瓶口盖好，并加摇动·再在瓶里滴入紫色右蕊试液四五滴，紫色石蕊立即变成红色（氯化氢的水溶液就是盐酸），做这个实验时，在点燃混和气体以前，一切操作都只能在微弱的光线下进行，干万不要让强光直接照射，否则在混和这两种气体时，可能发生襟痄的危险。 丸4C4 (b) (⊙) 图1·4点撚氯气和氢气的混和气体发生爆炸 ==========第14页========== 如果让氢气在氯气里燃烧，结果也同样能够相互化合生成氯化氢气体（图1·）.在做这个实验时，必须注意点燃氢气以前，，定要经过检纯的手续（第一册∫212）. m+H$0 然燒的火焰 图1·5氢气在氯气里燃烧 氯气不仅能够跟氢气直接化合，还能夺取某些含氢化合物里的氢，与之化合生成氯化氢气体.如果用一条蘸有松节油（松节油的主要成分是CoH)的滤纸，放进贮有氯气的集 气瓶里，氯气能夺取松节油分子里的氢生成氯化氢气体，同时把松节油分子里的碳游离出来.这时我们就会看到滤纸条上面很快就蒙上一层黑烟（碳），同时瓶里充满了白雾，这白雾就是反应后生 图16氯气跟松节 成的氯化氢溶解在空气里的水蒸气所成 油反应 的盐酸柒滴①（图1·6）.氯气跟松节油 ①如果氯气是干燥的，又几乎不混有空气，所用的松节油又是纯净的，这时滤纸还会燃烧起来 ●8· ==========第15页========== 的化学反应，可用下面的化学方程式表示： C1oH16+8Cl2=16HC1+10C 3。氯气跟非金属的化合反应除了碳、氧、氮等少数九种非金属以外，氯气能跟大部分的非金属直接化合.例如磷能够在氯气里燃烧. 把少量红磷放在然撚烧匙里，先用酒精灯的火焰加热到开始燃烧，迅速插入贮有氯气的集气瓶里，磷在氯气里继续燃烧，发出很淡的火格。反应结果生成三氯化磷和五氯化磷： 2P+3Cl2=2PC13 三氯化磷 2P+5C12=2PCl5 五氯化碑 4。氯气跟水的反应氯气溶解于水，生成氯水.在氯水里，有一部分氯分子缓慢地跟水分子反应，生成盐酸并放出氧气。氯气跟水的反应可简单地用下面的化学方程式表示： 2C12+2H20=4HC1+02个 在日光照射下，这个反应进行较快.因此，氯水里除含有溶解的氯气外，还常含有盐酸.新制的氯水里含有盐酸的量很少，放置时间越长，所含盐酸也越多 在圆底烧瓶里装满氯水，将烧瓶倒放在装有水的烧杯中，放在宙口 图17氯水受光的作用分解放出氧气 ==========第16页========== 有阳光的地方，经过几天以后，可以在烧瓶底部收集到一定量的氧气(图1)，这氧气可以拿带有余烬的火柴粳来试验， 习题11 1.氯气有哪些重要的物理性质？ 2.新制的氯水和长久搁置的氯水在成分上有什么不同？ 3.液态氯和氯水有什么区别？ 4,为什么在混和氯气和氢气时不能让强光直接照射？ 5.把锑粉撒入盛有干燥氯气的瓶里，锑粉会立刻燃烧起来，结果生成白色的三氯化锑(SbCl)和五氯化锑(SbC5)的混和物.写出这个反应的化学方程式 6.写出氯气眼(1)钾，(2)锌，（3)铝，(4)硅化合时的化学方程式。 [提示：硅(S)在化合物里的化合价是4价. 7、蜡烛的主要成分是碳和氢的化合物，当燃着的蜡插进氯气瓶里时，会有什么现象发生？试解释之 [提示：参看松节油在氯气里燃烧的现象.] 8.0公斤液态氯如果完全蒸发变为氯气，在标准状况下，将占有体积多少升？ 9.铁跟盐酸反应产生氯化亚铁(FCl),铁在氯气里燃烧产生氯化铁(FCl3).在这两种铁的氯化物里，氯的百分率各是多少？ 10.不用计算，直接回答：1克分子氯气将跟多少克分子氢气完全化合？化合后产生多少克分子的氯化氢气体？1升氯气洛跟多少升氢气直接化合？化合后产生的氯化氢气体又是多少升（假定各气体处在相同的条件下)？ §12氯在自然界的存在，氯气的用途 氯在自然界的存在前面已经讲过，氯是一种性质非常活动的元素，容易跟其他元素化合，特别容易跟金属元素化 ·.10. ==========第17页========== 合.因此，在自然界里没有单质的氯存在.但氯的化合物却广泛地分布在自然界里，分布最广的是氯化钠（就是食盐）大部分食盐存在于海水中，约含3%左右、除海盐外，还有“并盐”和“池盐”.此外，食盐还以固体状态存在于自然界，构成庞大的岩层，叫做“岩盐”. 海水中除含有氯化钠外，还含有少量其他盐类如氯化镁(MgCL2)等.海水带有苦味，就是因为它里面含有氯化僕等盐的缘故 除氯化钠外，氯化御(KC)在自然界里的分布也很广，它 主要以钾石盐（主要成分是KC)和光卤石（主要成分是KC1 MgC12·612O)等刊矿石而存在 氯化钠、氯化钾等氯的化合物是工业上或实验室里制取氯气的主要原料 氯的用途氯气的应用很广，主要用在漂白、消毒、削造杀虫剂等儿个方面.氯气的这些用途，和它的性质有着密切的联系， 前面讲到的氯气跟水的反应，实际上是分两步进行的，首先是氯气限水反应生成盐酸和次氯酸： CI,+H2O=HC1+HCIQ 次氯酸 次氯酸是一种很不稳定的酸，容易分解放出氧气： 2HC10=2HC1+02 因此，次氯酸有很强的氧化性，能够杀死水里的多种病原微生物（例如伤寒菌、赤痢菌等）.现在，在大城市里常用氯气来消毒自来水。用氯气消毒过的自来水里会含有微量的盐酸，，但因含量很少，对人体并没有什么害处. 次氯酸还可以氧化许多有机色素，使有色物质变成无色 ==========第18页========== 的化合物.因此潮湿的氯气（或氯气的水溶液）可以用来漂白织物、纸浆等植物纤雏。在使用氯气来漂白时必须十分小心，如果所用氯气的量过多，纤维本身也能被氧化面被坏 因为氯气的漂白作用并不是氯气本身所产生的，而是氯气跟水反应后生成的次氯酸所产生的，因此，完全干燥的氯气不能对干燥的织物发生漂白作用 由于氯气是一种气体，贮存、运输和使用都比较不方便平常我们常把氯气吸收在消石灰里，所生成的物质叫做漂白 粉（详见S1·7氯的含氧化合物）.漂白粉是一种白色固体，遇 微量的酸时，能缓慢地放出氯气，同样具有消毒和漂白的作用，使用起来要比氯气方便得多. 氯气除用作消毒和漂白以外，·还可直接用来杀茵和熏杀某些有害动物.我们知道，氯气是一种有毒的气体，人呼吸得多了，就会中毒。但在另一方面，氯气也能杀死许多对人有害的微生物.而且要杀死这些有害的微生物、只需极微量的氯气就足够了；而这样微量的氯气，对人来说却常是没有害处的.当然，时间一长，对人体也会有毒害的.· 氯气可以有效地用来杀死对农作物有害的动物.例如要杀死田鼠，可以把钢筒里的氯气向田鼠的润穴喷射一、二秒钟，然后将洞穴堵塞，只要几分钟的时间，就能使洞里的所有田鼠因中毒而死亡. 氯气也可以用来熏杀仓库里的有害动物. 在农业上，多种重要的杀虫剂，例如我们非常熟悉的“六 六六”（它的分子式是C6HC16)和“滴滴涕”（它的分子式是 CHgC5)等都是用氯气来制造的.·在使用这些农药时，为了提高杀虫效率和使用方便起见，常把它们制成不同的剂型.常用的有粉剂、可湿性粉剂、乳剂、油剂、烟熏剂等。日20 ==========第19页========== 粉剂.例如在“六六六原粉里，混入白土、滑石粉等，就成为六六 六衿剂.制成粉剂的好处是能够把比较少量的药剂散布到广阔的田野里去，提高杀虫效率， 可湿性粉剂.“六六六”和“滴滴涕”都是不溶于水的.因此，允在药剂里混入少蹬的皂荚或纸浆废液，在使用时，药剂就能比较稳定地悬浮在水里，可以喷酒在地面上.这样制得的药剂称做可湿性粉剂（就是可湿性六六六粉”、可湿性滴滴涕粉”). 乳剂。“滴滴涕”等药剂不溶于水，但能溶于煤油里.在它们的煤油溶液里：加入少许“乳化剂”（例知肥皂等），与水混和，制成一种乳状的液体，称为乳剂，可以喷射使用 油剂.例如我们家庭里常使用5%的“滴满涕”的煤油溶液，就是一种油剂， 烟熏剂。在药剂里混入木屋等可以燃烧的物质和火硝、硝酸铵铲氧化剂，当燃点的时筷，药剂就变成微粒，随烟上升.这样配制的药剂，做烟黑剂. “六六六”可以防治蝗虫、稻螟、稻苞虫、棉蚜、玉米蜞、小姿吸浆虫等。'“滴滴涕”的杀虫范围很广，除对毛虫、青虫、甲虫等都很有效外，还能用来消灭蚊子、苍蛹、臭虫、跳蚤、虱子等害虫， 习题12 1.为什么自然界里没有游离态的氯存在？ 2.氯气有哪些主要的用途？ 名.为什么完全干燥的氯气没有漂白的作用？ 4.六六六的分子式是C6HCl6.·在六六六分子里，碳、氢、三种元素的百分比各占多少？ ==========第20页========== §1·3.氯气的制法 氯气在工业上是用电流分解食盐水溶液的方法来制取的.·因为食盐是一种价廉易得的原料，因此，只要在电力比较充裕的地方，用这个方法生产氯气，是十分经济的 利用这个方法生产氯气时，词时还有氢气和氢氧化钠产生，氢气和氢氧化钠也是工业上的重要原料 这个方法的原理和过程，将在本丛书化学第三册第二章里（§2·4）讲氢氧化钠的工业制法时详细介绍 在实验室里，氯气是用二氧化锰氧化盐酸的方法制得的。加热二氧化锰和盐酸的混和物，就会有氯气放出.反应的化 金 HCI+MnOa TOH溶礼 图18实验室制取氯气的装置 g14? ==========第21页========== 学方程式是： 4C1+Mn0,加卷MnC12+C1,t+2H,0D 实验室制取氯气的仪器装置如图1·8所示.我们知道，氯气容易溶獬于水，它比空气重，和第-册§3·4里讲过的二氧化碳相似.因此，在集取氯气时，要采用下方排空气”的方法 因为氯气是黄绿色的气体，因此集气瓶中氯气是否已经集满，可以从它的颜色看出来.如果在巢气瓶后面衬一张白纸，观察藏更清楚。当集气瓶全部显现黄绿色时，表示瓶中气已经黛满 氯气集满后，把集气瓶直立桌上，用毛玻片或厚纸版盖好，就可供以后实验之用 氯气是有毒的气体，因此在实验室里制取时，必须尽可能不让氯气逸散到空气中去。在收集氯气的集气瓶的后面，要联接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯.（见图1·8），把邈出的氯气吸收在氢氧化钠溶液里② 实验完毕后，停止加热，移去酒清灯，把仪器装置移放到通风橱里在通风橱里拆开仪器装置，把冷水加入烧瓶至满，当瓶里氯气全部逐出后，再从通风橱里取出，把瓶里残余物质，倒在废液缸里. ①盐酸跟一氧化锰的反应，实际分两步进行： 第一步，盐酸跟二氧化锰发生复分解反应，生成四氯化锰和水： 4HCI+MnO2=MnCl4+2H12O 第二步，四氯化锰很不稳定，生成后立即分解成为二氨化锰并放出氯气： MnCl4=MnC2+Cl2个 把这两个化学方程式合并起来，即得总的化学方程式如上. ②氯气跟氢氧化然溶液反应，生成氯化钠和次氯酸钠(NCIO),反应化学 方程式是： Cl+2NaOHNaCl+N8C10+HO ==========第22页========== 如果只要制取少量的氯气，.更简使的方法是在试管中装 入少量的高锰酸钾（分子式是KMO4,一种紫黑色的晶体，俗 名叫做“灰锰养”，是很强的氧化剂，它的水溶液常用来消毒器皿)，滴入浓盐酸，不需加热，立鯽就有氯气放出①. 习题13 1.为什么收集氯气时要用下方排空气方法？这和氯气的性质有什么关系？ 2.能不能利用启普发生器来产生额气？为什么？ 3.制取氯气时，为什么要在集气瓶后面连接一个盛有氢氧化钠溶液的烧杯？ 4.5.5%盐酸（比重1.18）10毫升，跟足够的二氧化锰反应后，能得氯气多少升（假定在标准状况下）？ §1·4氯跟氢的化合物：氯化氢，盐酸 前面我们简单介绍了氯气，现在再来研究-下氯的儿种重要的化合物首先要研究的是氯跟氢的化合物，那就是氯 化氢(HCI). 氯化氢的性质氯化氢是一种无色气体，具有强烈的刺激性气味，闻到后会使人咳呛.它比空气稍重，和相同条件下同体积空气的重量的比是1.3.氯化氢极易溶解于水，在0℃时，1体积的水大概能够溶解500体积左右的氯化氢气体.它在空气里会产生白雾，如果我们在贮盛氯化氢气体的瓶口时气，这种白雾更加明显，这是氯化氢气体溶解在空气里的水蒸气后所生成的一种酸雾 ①高锰酸钾跟盐酸反应的化学方程式是： 2KMnO4+16HCI-2KCI++2MnCiz+5Cl2+8H20 .·16· ==========第23页========== 氯化氢在水里的极大的溶解性，可以通过下面的“喷泉实验”充分地得到证明 实验装置如图1·9所示，在干燥的广 口瓶A里集满氯化氢气体，广口瓶B盛水 约三分之二，并滴入几滴紫色的石蕊试液. 实验时，先在管口处向B瓶内吹气，只要 B瓶里的液体有几滴升入A瓶里，立刻停 止吹气.由于氯化氢在水里的溶解度很大， 这几滴水进入A瓶后，就能把A瓶里几乎 全部的氯化氢气体溶解，使得士瓶近乎变 成真空.由于大气压强的作用，B瓶里的 紫色液体就会通过玻璃管b猛烈地冲入A瓶，象喷泉一样地在玻璃管口喷射出来.同 时，喷入A瓶的紫色液体立刻变成红色，这 是因为氯化氢气体溶解后产生盐酸的缘故. 氯化氢气体溶解于水后生成盐酸，但氯化氢气体的化学性质和盐酸 图19氯化氢溶解于水 却是极不相同的.·我们知道，盐酸是 的喷泉实验 一种强酸，它具有酸类的一切通性，但干燥的氯化氢气体的化学性质非常稳定，完全没有酸性，不能使干燥的蓝色石蕊试纸变红.当润湿的蓝色石蕊试纸遇到氯化氢气体时，虽然能够变红，但这并不是氯化氢气体本身的性质，而是由于氯化氢气体溶解在试纸上的水里后产生的盐酸所发生的作用的结果，氯化氢气体溶解于水产生性质完全不同的盐酸这：一事实，进一步说明了物质溶解过程的复杂性（第一册§4·2），使我们更理解物质的溶解过程不能认为都是简单的物理过程。同时，氯化氢气体溶解于水时，有大量的热量放出，这也说明 917 ==========第24页========== ：了在氯化氢气体的溶解过程里，包含着氯化氢分子和水分子间的化学反应. 虽然氯化氢气体溶解于水生成盐酸，包含着溶质分子和 溶剂分子间的化学反应，但盐酸还是用分子式HC1来表示. 这只是一种近似的、简单化的裘示方法.实标上，花氯化氢气 体的水溶液（即盐酸）里，并不真实有在着HC1的分子.关于 这个问题，在学习到第四章“电离学说”时将再详细说明. 习题.1·g(1) 1.利用气体克分子体积概念，从氯化氯的分子量，计算1升氯化氢气体在标准状况下的重量 2.用嘴胸氯化氢气体阿呵气，有仆么现象发生？为什么？ 3.为什么氯化氢气体不能使干操的蓝色石蕊试纸变红，但能使潮湿的蓝色石蕊试纸变红？ 4.什么实验可以证明氯化氢气体在水里其有很大的溶解性？ ·氯化氢和盐酸的实验室制法盐酸是氯化氢的水溶液.因此，要制造盐酸首先要制得氯化氢.制取氯化氢的可能的途径，可以根据第一册第五章所讲的酸（无氧酸）的一般制法推导出来。 在第-册第五章里已经讲到，无氧酸的一般制法有两种，即：(1)非金属单质跟氢气的化合反应，(2)盐跟酸的复分解反应. 现在我们要制造氟化氢，这两个方法是不是都适用呢？需用的原料是什么呢？反应进行能否近乎完成呢？需要怎样的外界条件呢？在应用某类物质的一般制法来制取某种具体物质时，这些具体问题都是必须考虑的 如果用第一个方法来制取氯化氢，需用的非金属单质当日8： ==========第25页========== 然就是氯气，即在一定条件下使氯气跟氢气直接发生化合反应，生成氯化氢.在前面谈到氯气性质时，对这个反应我们已经初步研究过了.当阳光直接照射或者点燃氯气和氢气的混和气体时，就会发生爆炸而化合，生成氯化氢.但是这个方法由于很难控制，只能作为氯气的性质来研究，而不能用作氯化氢的捌法.现在工业上所采用的是用氯气在纯净的氢气里燃烧的方法来制取氯化氢， 关于第二个方法，需用的盐当然是盐酸盐（就是氯化物），最常用的是氯化钠，因为它是一种价廉易得的氯化物.·所用的酸应该是比盐酸难挥发的，常用的是硫酸，它的沸点比盐酸高得多 第一个方法的操作比较麻须，所需设备也较复杂。因此，在实验室望制取少量氯化氢，一般采用第二个方法.这个方法虽然要潲耗掉价钱比较贵的硫酸，但制取很方便，反应容易控制，是符合实验室的要求的 在实验室里制取氯化氢气体所用的仪器装置，大致和制取氯气时的相仿（图1·10(a).在烧瓶里所装的是食盐，硫酸自分液漏斗加入。 食盐跟巯酸反应，如果加热温度不太高时，结果生成酸式盐（硫酸氢钠）和氯化氢，所起反应的化学方程式是： NaCl+HS0,(浓)热NaHS0,+FCI1 硫酸氢钠 如果加强熟(1000°℃左右)，结果生成正盐（疏酸纳）和氯化氢，所起反应的化学方程式是： 2NaC1+L,S0,(浓)热N,S0,+2HC1A在实验室单，反应·般只是进行到产生酸式盐的阶变， ==========第26页========== HCI 数C H.SO 水 a () 图1·10实验室制取氯化氨和盐酸的装置 氯化氢比氯气更易溶解于水，且比空气重，因此必须采用“下方排空气法”来收集.用来集取氯化氢气体的集气瓶，必须是完全干燥的，因为即使集气瓶的内壁上只是附有几滴水滴，它所能溶解的氯化氢气体的体积，已将是十分可观的了. 氯化氢是无色气体，·不能利用颜色来辨别集气瓶里气体已否集满.但氯化氢气体遇到空气里的水蒸气会产生白雾，因此只要随时向瓶口呵气，如果看到瓶口出现浓厚的白雾时，表示瓶中气体已经集满。或者在瓶口放一张润湿的蓝色石蕊试纸，当蓝色石蕊试纸变红色时，说明瓶中气体已集满了（为什么？可参看前面氯化氢的性质). 如果在氯化氢的导管口连接一个漏斗，使漏斗口的边缘 5p20· ==========第27页========== 刚好浸入烧杯里的水面下（图1·10(b)),氯化氢溶解在水里，便制得盐酸 在做这个实验时，不能将导管直接插入水里而必须连接一个漏斗，这是因为氯化氢极易溶解于水，如果把导管直接插入水里，由于氯化氢气体的辽速溶解，烧瓶里的压强急剧下降，烧杯里的水就会向烧瓶倒流。这时烧瓶的温度很高，当冷水流入时，烧瓶就会破裂.在导管口接 一漏斗后，当水升入漏斗时，烧杯里的水面就降到漏斗边缘以下，漏斗里的水立刻回落下来，不致倒流进烧瓶里去， 盐酸的工业涮法，将在§1·6介绍。 习题1·4(2) 1'绘出实验室里制取氯化氢和盐酸的装置图，并写出反应的化学方程式 2。用硫酸跟食盐制取氯化氢时，为什么所用硫酸必须是相当浓的？ 3.实验室里制取盐酸时，为什么不能将发生器（即发生气体的烧瓶)的导管直接插入水里，面必须在导管口连接一个漏斗？ 4.用硫酸跟食盐，或氯化钾(KCI),或氯化镁(MgC2),或氯化锌 (2C2)起反应，生成1克分子的氯化氢，需用这四种盐各多少克？ 5.如果实验室里没有盐酸，可以用浓硫酸加入食盐和二氧化猛的混和物（并加热）来制取氯气.写出反应的化学方程式 6、食盐5克跟足量的硫酸反应后生成的氯化氢气体，如果完全吸收在100克水里，问所成盐酸的百分比浓度是多少？ 盐酸的性质和用途·盐酸是氯化氢的水溶液.常用的浓盐酸是37%的氯化氢溶液，也就是说，在100克这种盐酸里，含有37克的氯化氢和63克的水.它的比重是1.19.这样浓度的盐酸在空气里会产生浓厚的白雾，并有强烈的氯化氢的刺激性气味。 ==========第28页========== 盐酸是一种容易挥发的、酸性很强的无氧酸.它具有酸(无氧酸)的一切通性.例如，盐酸的稀溶液有酸味；能使紫色的石蕊试液或蓝色的石蕊试纸变红；能跟活泼的金属（在金属活动顺序表用护在氢以前的金周)发生置换反应放出氢气；能跟藏、武性化发生线分解反应生成盐和水；能跟某些盐类反应生成新胶州新盐（第一册§5·4）. 盐酸除了表现出以上这坐酸的通性外，必然还有它本身的特性.例如盐骸跟金属、碱、威性氧化物、盐等反应后产生的盐都是盐酸盐（丽不是其他的盐）.另外，我们已知在氯化物中只有氯化银和氯化亚汞是不溶性的，因此，盐酸只有在跟银盐或者亚汞盐反应时，才余有不溶性的沉淀产生 盐酸是最重要的酸类之一.在实验室里盐酸是一种重要的试剂，常用它来中威类、溶碱性氧化物等。在制造氢 气、某些挥发性酸[例HS、H2CO3(实际上是制造CO2)等] 时也常使用它.另外，盐酸也被用来制取氯气和许多氯化物.盐酸在工业上的应用也很大，例如在焊接作业上，盐酸可以用来清除金属表面的氧化物.在食品工业上，盐酸常用来制造葡萄糖、胶等。此外，盐酸还大量地用来制造人造橡胶、染料、塑料、药剂以及氯化例、氯化锌等氯化物 习题1·4(8) 1.液态氢化氢和盐酸有什么区别？ 2、氢氧化溶液吸收氯气的反应，分两步进行：(1)氨气跟氢氧化钠溶液里的水反应生成盐酸和次酸；(2)生成的盐酸和次氯酸被氢氧化钠中和.试写出这两步反应的化学方程式. 3.金属镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁都能跟盐酸反应生成氯化镁.分别写出它们反应的化学方程式。 ·拉 ==========第29页========== 4.完全中和浓度为61的盐酸溶液50.毫升，需用浓度为2M的氢 氧化钠溶液多少毫升？ 5,制取浓度为6M的盐酸溶液1000毫升，需用31.5%（比重是 1.16)的盐酸多少毫升？ 6.如果在盐酸中注入少许浓硫酸，盐酸即发出白色的浓烟.试说明发生此种现象的原因. 提示：浓硫酸具有强烈的吸水性.] §15盐酸盐 盐酸分子里的氢原子被金属原子置换后生成的盐类就是盐酸盐（即金属的氯化物）。因为盐酸是一元酸，因此盐酸盐只有正盐而没有酸式盐.盐酸盐大部分都是能够溶解于水的，只有氯化银（AgC)和氯化亚汞(Hg2C12)不溶于水，氯化锵(PbC12)只微溶于水（参看第一册第五章附表1）. 盐酸盐可以由盐被跟金属、碱性氧化物、碱或盐等反应而制得，也可由氯气跟金属直接化合而生成。在自然界里，有大最的氯化物存在。 几种重要的整豫盐盐酸盐在工农业生产上和时带生活上有着广泛而重要的用途、下面我们介绍几种重要的盐酸盐。 C> 1.氯化钠(NaCI)氯化钠就是食盐.它广泛地存在于自然界中，有的以溶解状态存在于海水、湖水和井水中，`有的则以固体状态存在于岩层中，它是古代海洋因地质变迁干混府所构成的庞大的食垫岩层。根摇制得食盐的来源不同，分为海盐、池盐、井盐、岩盐等. 制取食盐的最主要的来源是海水，全世界大约有80%左 ==========第30页========== 右的食盐是从海水制得的.趁上潮时把海水引进海边筑有画堤的盐田里，利用日光和风力来蒸发，当海水里食盐浓缩到一定程度时，食盐就结晶析出，称做海盐.我圈海岸线长达一万多公里，有着极为丰富的制取海盐的资源。长芦、山东、两淮等盐场，自古即很有名。 有些地方埋藏在地下的盐层，被地下水所溶解，变成盐水，打井汲水经煎熬后就得食盐，称做并盐.我国四川自贡市是出产井盐最著名的地方，生产食盐已有两千多年的历史 在内陆的咸水湖里，湖中咸水受到日光的自然蒸发，大量食盐从湖水里结晶析出，沉于湖底，用人工或机械挖据出来，称做池盐。我国青海、甘肃等省盛产池垫 纯净的食盐是白色晶体，易溶于水，但在空气里并没有吸湿性。我们日常所用的粗盐，因为里面含有氯化镁等杂质，它会吸收空气里的水分，逐渐变潮，如果空气里水分會得较多最后还会化为溶液.这种现象称做潮解. 食盐在我们日常生活里和工业生产上都有着十分重要的意义。它是食用上不可缺少的调味剂，也是许多食品如蔬菜、鱼、肉等的防腐剂。用食盐腌过的食品，可以久放不坏。这是因为食盐易溶于水，能减少食品的水分，结果使徽生物不能生存.在工业生产上，食盐是一种重要的化工原料，它一方面可以用来制造氯气、盐酸和漂白粉等含氯的化合物，另一方面又可以用来制造金属钠、苛性钠、纯碱（碳酸钠）、硫化钠和其他钠的化合物。此外，在肥皂工业、制革工业、染色工业、烟革工业、造纸工业和纺织工业等生产中也都要用食盐 2.氯化钾(KC)氯化钾在自然界里的分布比氯化钠要 少得多，它主要蕴藏在地壳的矿层里 氯化钾是白色晶体，易溶于水。它是植陶发膏上特别需 ==========第31页========== 要的一种肥料（钾肥），对一般植物都可施用，只是对马铃薯、烟草有不良效果，因为它所含的氯元素会减低马铃薯里淀粉的含量和影响烟草的气味， 在工业上，氯化钾用来制造其他钾的化合物，例如苛性钾等。在玻璃工业上，应用它来制造质量优良的钾玻璃（制化学器哑用). 3.氯化锌(ZnC12)氯化锌也是白色晶体，非常容易溶解于水①.它常由锌或氧化锌跟盐酸反应而制得. 术材经氯化锌溶液浸过后，可以防腐，·氯化僻的浓溶液有显著的酸性，能够溶解金属氧化物.因此，在焊接金属时，常用氯化锌来溶解金属表面的氧化物. 盐酸和盐酸盐的检验法在盐酸和切可溶性的盐酸盐的溶液里，加入硝酸银溶液时，就会产生凝乳状的氯化银白色沉淀.例如： HCI+AgNO:=AgCl +HNO, NaC1+AgNO3=AgCl +NaNOa 氯化银不溶解于硝酸，因此，加入稀硝酸（如果原来用的是盐酸，它跟硝酸银反应自身就会产生出硝酸，不必再加)，白色沉淀仍不溶解.这是盐酸和盐酸盐所特有的反应，可以用来检验盐酸和盐酸盐.因为其他化合物中，虽然也有能够和硝酸银谘液发生反应生成白色沉淀的，例如可溶性的碳酸盐和亚疏酸盐，都能在浴液里跟硝酸银反应，分别产生碳酸银和亚硫酸银的白色沉淀： Na2CO3 +2AgNOg=Ag2CO+2NaNOs碳酸钠 碳酸银（白色沉淀） Na2SOs +2AgNO3=Ag2SO34+2NaNOa亚硫酸钠 亚硫酸银（白色沉淀） ①篡化锌是图体中溶解度最大的一种，在10℃时，.它的溶解度是830克 05. ==========第32页========== 但是，不论碳酸银或亚硫酸银都能跟硝酸反应，分别产生二氧化碳和二氧化硫的气体，而使沉淀溶解。它们所起反应的化学方程式是： Ag2CO3+2HNO3=CO2+H2+2AgNO Ag2SO3+2HNO3=SO,+HAgNO 因此，如果要粒验溶液里是否含有盐豫或盐酸盘，只要滴进儿滴硝酸银溶液，‘看它有没有白色沉淀产生.如果要检验的是盐酸盐，还应该在溶液里加入少许稀硝酸，如果产生的白色沉淀仍不溶解，那就可以断定溶液里一定有盐酸盐存在。 题15 1。写出五种生成辄化锌的反应的化学方程式。} 2.氯化钠、氯化钾、氯化锌各有什么重要用途？3。怎样区别氯化钠和碳酸钠？ 4,在6M的盐酸溶液50毫升里，加入硝酸银25克，滤去生成的 沉淀，在滤液中再加入硝酸银溶液少许.此时是否还会有白色沉淀产生？通过计算来回答这一问题. §1·6盐酸的广业制法 在工业上，盐酸是用氯气在氢气里燃烧，生成氯化氢气体，：再用水吸收面制得的.利用单质直接化合的反应来制取物质的方法叫做合成法.用合成法制得的盐酸叫做合成盐酸、因为合成法制盐酸的化学反应十分简单，在化学反应过程里不会发生旁的副反应，因此制得的合成盐酸比较纯净，而且这个方法由于节省了大量的硫酸，因此生产成本也比较低廉. 用合成法制造盐酸的生产过程主要包括三个步骤，即： ·26· ==========第33页========== (1)氯化氢的合成，(2)氯化氢的冷却，(3)氯化氢的吸收.现在分别简单介绍如1下： 1.氯化氢的合成氯化氢的合成是在合成塔里进行的合成塔用一种耐高温的特殊钢制成。在合成塔的下部，·装着 一个特殊的燃烧管，它由两个同心的钢管组成.经过干燥的氯气从内管导入，氢气从外管导入.氯气和氢气在管口处燃烧，产生火炬状的巨大火焰，并放出大量的热。发生如下的化学反应： H+Cl =2HCI 产生的氯化氢气体，从塔的上部排出. 2。氯化氢的冷却因为氢气跟氯气燃挠时放出大量的热，所以从合成塔排出的氯化氢气体的温度，可以高达100℃左右.但气体在水里的溶度是随着温度的增高反而减小的(第-一册§4·3).因此，这样高温的氯化氢气体不能直接送去被水吸收，必须经过冷却气体的步骤 冷却氯化氢气体，一般就利用空气.从合成塔上部排出的氯化氢气体，经过一个蛇形钢管。由于钢管外面空气的冷却，钢管里氯化氢气体的温度逐渐降低，一般控制在140~260℃之间① 3,氯化氢的吸收氯化氢气体的吸收在吸收塔里进行.吸收塔是用耐酸的砖砌成一个很高的（可达10公尺）圆筒形塔，在它的外面用钢皮包住.经过冷却的氯化氢气体从吸收塔下部导入，水从塔顶淋下，在吸收塔里，氯化氢气体流动的方向和水流动的方向恰好相反，这称做“逆流吸收法”、这样， ①钢管里的氯化氢气体的温度不能降得太低.因为氯化氢气体里难免杂有 一些水蒸气，在较低温度下，氯化氢气体就会溶解在它里面，生成盐酸从而把钢管府蚀。 ==========第34页========== 在塔的上部，因为氯化氢气体在经过塔的下部时已被塔顶流下的水溶解了大部分，因此到那里时，它的浓度已大为减小；但它和刚进吸收塔的净水接触，净水溶解氯化氢气体的能力很强，能够亮全把它溶解。在塔的底部，水在从塔顶流下的过程里，已经溶解了相当多的氯化氢气体，这时它溶解氯化氢的能力，比刚进塔的净水是大为减弱了；但在那里与它接侧的却是刚进塔的浓度很大的氯化氢气体，因此仍有部分氯化氢气体能被溶解、由此可以看出，利用“逆流吸收法”，能够提高吸收气体的效率。 合成塔 H1 环 冷却管 吸收塔 磁气 抽风圯 图·11合成法制盐酸的生产流程简图 ==========第35页========== 在吸收塔的里面，还填充着许多空心的瓷环.这样，水自塔顶流下，以及氯化氢气体自塔底上升，都只能在瓷环的空隙间曲折地进行，大大减慢了它们流动的速度，并使水和气体接触的面积和时间都大为增加.因而能够更加有效地吸收气体合成法制盐酸的整个生产过程是连续进行的.经过干燥的氯气和氢气不断从合成塔的底部导入，并在燃烧管口然烧生成氯化氢。生成的氯化氢气体又不断进入吸收塔，被水吸收，生成盐酸，从吸收塔的底部流出.象这样的生产过程，称做“连续生产”（图111）. 用合成法可以制得浓度在31%以上的浓盐酸，它的比重约为1.160. 习题16 1,用合成法制盐酸有什么优点？ 2.用合成法制盐酸的生产过程，包括哪几个步骤？ 8.为什么合成塔里出来的氯化氢气体必须经过冷却，然后才能进 入吸收塔？ 4。什么叫做*逆流吸收法”？为什么这种方法吸收气体的效率比较高？ 5.用合成法生产盐酸.一昼夜生产31%盐酸100吨.问每昼夜要烧去氯气多少吨？ §17氯的含氧化合物 氯气虽然不能直接跟氧化合，但用间接的方法，可以制得氯的氧化物.氯的氧化物跟水化合后生成相应的水化物是 酸（含氧酸）.例如，氧化二氯(C1O)跟水反应生成次氯酸： 2大● ==========第36页========== C120+H20=2IHC10 次氯酸 氧化二氯是次氯酸的酸酐 次氟酸极不稳定，在常温下，特别是在日光照射下很容易分解放出氧气： 2HC10=2HC1+02个 由于这一原因，次氯酸具有很强的氧化性，能够用来漂白织物纸浆等植物纤维。氯气的漂白作用，实际上就是由于氯气跟水反应后产生的次氯酸所发生的（参看§1·2氯气的用途)， 如果把氯气通入糊状的消石灰（氢氧化钙）里，氯气跟水反应后产生的次氯酸和盐酸，将进一步跟氢氧化钙（诚）反应，分别生成次氯酸钙（盐）和氯化钙（盐），它们所包含的化学反立是： 2C12+2H20=2HC0+2HCI 2HCIO+Ca(OH2=Ca(OCI),+2H2O 次氯酸钙 2HC1+Ca(0H)2=CaC12+2H20 氯化钙 总的化学反应方程式可写成： 2C12+2Ca(0H)2=Ca(OC)2+CaC2+2H20 这个反应所得的产物-一次氯酸钙[Ca(OC1)]和氯化钙(CaC12)的混和物称做漂白粉①.'漂白粉的有效成分是次氯酸钙，由于氯化钙的存在并不妨碍漂白粉的漂白作用，因此可以不必除去 次氯酸钙也是不稳定的，能分解放出氧气： Ca(0C)2=CaCl2+02↑ ①源白粉的成分实际上还更加复杂，除了含有次氯酸钙、氧化钙外，还含碱式盐Ca(OH)C1等其他成分， ==========第37页========== 在有酸和水存在的情况下，次氯酸钙首先分解生成次氯酸，次氯酸又立即分解放出氧气.由于空气里总是或多或少地存在着二氧化碳，因此，·应用漂白粉漂白织物时，实际上是通过下面的反应产生氧以氧化织物的色素的： Ca(OC1)2++CO2+H2=CaCOs+2HCIO 2HCi0=2HC1+O2个 漂白粉常用来漂白植物性纤维如棉、殊、纸等.漂白粉也能杀死微生物，用来消毒污水坑和厕所等.在国防上，漂白粉是防止毒气的毒害作用的有效药剂 实验室里用来制取氧气的氯酸钾（第一册§25)是另一种重要的氯的含氧化合物.它是一种白色晶体，有毒，能溶于热水，但在冷水里的溶解度比较小 当氯气跟浓热的氢氧化钾溶液反应时，生成氯酸钾和氯化钾，冷却溶液，氯酸御就会从溶液里结晶析出： 3C12+6KO(浓热)=5KC1+KC1O3+3H2O 氯酸钾是一种强氧化剂，.它和各种易燃物（碳、磷、硫等）的混和物，.在撞击时会剧烈爆炸着火，因此可以用来制造炸。药，也可用来制造火柴、烟火等 习题1·7 1.次氯酸的酸酐是什么？写出它的名称和分子式. 2.漂白粉是怎样制造的？写出反应的化学方程式 8.漂白粉的漂白作用是怎样的？写出反应的化学方程式。门4,教酸钾是氯酸的钾盐，写出氯酸的分子式。 §18氟 在前面儿节里，我们比较详尽地研究了氯和氯的化合物。 ==========第38页========== 在卤族元素里，除氯以外，还有氟、溴、碘三种元素.由这三种元素组成的单质和化合物，不论在性质方面，在自然界里的存在和制法方面，或者化合物的组成方面，和氯以及相应的氯的化合物，都有着很大的相似性，在学习这些元素时，要经常和氯对比起来研究.通过这种对比，认识它们的相似点和相异点，了解它们性质递变的规律性，这祥，就能系统地掌握卤族元素的知识。现在我们先来研究氟和氟的化合物. 氟气氟的元素符号是F,原子量是19.氟气的分子式 是F2,分子量是38 1。氟气的物理性质在通常情况下，氟气是一种儿乎无色的气体，只有在厚层时才显现出很淡的黄绿色.氟气有和氯气相似的刺激性气味，有毒，毒性比氯气更加刷烈，能强烈地刺激呼吸器官，吸入多量，会引起严重的中毒。氟气不象氯气那样容易液化，在平常压强下，要冷却到一188℃时才凝成液体，液态氟在一223℃时凝固 2.氟气的化学性质·氟气的化学性质和氯气十分相似，只是比氯气更加活泼.氟气跟氢气、金属、许多非金属以及某些有机化合物的反应，都十分剧烈。例如，氟气跟氢气相遇，即使在黑暗处和很低的温度下，也立即爆炸而化合，生成氟化氢气体： F2+H=2HF 氟气跟水的反应也比氯气强烈得多.前面讲过，氯气溶解在水里生成氯水，在氯水里，氯跟水的反应是极其缀慢的，只有在日光照射下，反应才容易被察觉到.但氯气跟水相遇，虽在常温和黑暗的地方，也会猛烈地发生反应，置换出水里的氧： 2F2+2H20=4HF+02个 ==========第39页========== 由于这一原因，氟气是不能够单纯地溶解于水的， 氟气跟金属的作用也远比氯气剧烈，许多金属都能在氟气里燃烧： 氟气还容易跟硫、磷、碳等许多非金属直接化合，许多有机化合物在氟气里自己就会发火燃烧起来。氟气是一切非金属单质里最最活泼的物质，氟的希腊原文是“摧毁者”的意思。 由于氟气的化学性质非常活动，因此，在自然界里没有单质氟存在.自然界里氟的最重要的矿石是萤石，它的主要成分是氟化钙(CaF2).·天然出产的磷灰石里也含有氟.此外，动物的骨骼和牙齿里也都含有少量的氟. 氟气在工业上的应用近年来有很大的发展，它可以用来制造某些耐腐蚀性的、高绝缘性的塑料和能耐高温的润滑油。氟的化合物氟跟氢的化合物是氟化氢，它的分子式是 HF. 氟化氢在许多方面和前面讲过的氯化氢都很相似在实验室里，氟化氢是由氟化物（常用的是氟化钙）跟酸(硫酸)经复分解反应而制得： CaF2十H,S0加热CaS04+2HF4 这个反应不能够在普通的玻璃器皿里发生，必须在铅制的容器内进行，这是因为氟化氢有腐蚀玻璃的性质 氟化氢也是一种具有刺激性气味的无色气体，非常容易溶解在水里，在潮湿的空气里会产生白雾.它的水溶液是一种酸，叫做氢氟酸，具有酸的一切通性，只是酸性比盐酸弱得多（氢氟酸是一种弱酸） 前面讲到，单质氟的化学性质非常活泼，因此，在氟的化 ==========第40页========== 合物里，氟和别种元素的结合也就特别华固.这就是说，氟的化合物比其他卤素的相应的化合物都要稳定得多、这里所讲的氟化氢也是一切卤化氢里最为稳定的化合物 我们知道，盐酸（氟化氢的水溶液）能被二氧化锰所氧化，生成氯气（§1·3).但氢氟酸不仅不能被二氧化锰氧化，即使现在已知的最强的氧化剂，也不能把它氧化 氢氟酸有剧毒，碰到皮肤会引起痛而雅于痊愈的灼伤，在使用氢氟酸时，最好能带上橡皮手套 氢氟酸还有一种待殊的性质，就是它能够腐蚀發璃。这 是因为玻璃里含有一种叫做二氧化硅(S02)的物质，它能够 跟氢氟酸发生反应，生成水和四氟化硅(S),四氟化硅是气 体，生成后就逸散开去，这样玻璃就被腐蚀了.：氢氟酸跟二氧化硅反应的化学方程式是： 4F+SiO2=2HO+SF4↑ 利用这个反应，可以在玻璃上雕刻花纹，或在某些玻璃仪器(例如量筒、滴定管、温度计等)上面刻字或作各种标记.如果要在玻璃上雕刻花纹，可取玻璃一小块，在它表面上涂一薄层 涂蜡玻片 熔化的石蜡，待冷凝后，用针尖在蜡 (翰有花放) 上雕刻出一定的花纹，括去雕刻处 ·给旺(CaF+H 80 的石蜡。 石棉铁絲鸭 另外用一铅制的蒸发皿，内放氟化钙粉和硫酸在蒸发皿的边象上，垫-一圈切开的橡皮管①.然后把涂蜡的玻璃片盖在蒸发皿上（涂蜡的一面朝下)，把蒸发班放在石棉 图12氟化氢腐蚀玻璃 铁丝网上，用酒精灯微微加热（图1 ①在铅蒸发皿边上垫一圈橡皮的目的，是使玻璃片不直接和热的蒸发肌边律按触，防止玻片上的蜡熔化。 ==========第41页========== 12)。“在看到玻璃表面雕刻处变得模糊不清时，取下玻片（这个实验要在通风的地方做，氟化氢有剧毒，切勿吸入)，用汽油楷去玻璃表面上的石蜡。这时玻璃上就刻有花纹 氢氟酸的盐就是氟化物，例如，氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)等在氟化物里，氟的化合价都是一价 在氟化物的溶液里加入硝酸银溶液没有沉淀产生，这是因为氟化银是能够溶解于水的（这点和其他的卤化物不同）.氟的化合物在工农业上的应用，近年来有了很大的发展例如，氟化钠现在用来杀灭农作物的害虫（蝗虫、象鼻虫等），某些含氟的有机化合物可以用来制造具有耐腐蚀性的塑料，没有毒性的致冷剂①（例如“氟利昂”)，能够耐高温的润滑剂 ·和没有着火危险的溶剂等 习题18 1.哪些实验事实可以证明氟气的化学性质比氯气更加活泼？2,写出氟气跟镁、跟铝反应的化学方程式. 3.·说明氢氟酸腐蚀玻璃的原理 4,写出氟化钠跟硫酸反应的化学方程式. §19溴 溴溴的元素符号是Br,原子量是80；分子式是Br2,分子量是160. 1,澳的物理性质在通常情况下，溴是一种深红色的容易挥发的液体.如果在蒸发皿里滴入几滴液态溴，迅即用一 ①致冷剂就是工业土用来产生低温的物质，例如第一册第三章里讲到的干冰，就是一种致冷剂 ==========第42页========== 个玻璃钟罩盖住，不久就会看到红色的溴的蒸气充满在整个钟罩里.因此，液态溴一般都贮放在密封的玻璃安瓿①里，并把它放在比较阴凉的地方. 溴的蒸气具有非常难闻的窒息性的恶臭，，“溴”就是从它的恶臭而得名的它有毒，能刺激鼻粘膜和呼吸道.液态溴如果溅在皮肤上，会引起难于治疗的烫伤.由于液态溴极易挥发，因此在贮盛液溴的安瓿里，溴蒸气产生的压强相当高， 在锯开安瓿细颈时，有时液溴会喷射出来.为了安全起见，最好 水（谘有一部分换） 先把贮有液溴的安瓿放在冰水里 液态溴 浸一些时候，然后再行锯开，或者先取一个平底烧瓶，盛水半瓶，然后把贮液溴的安瓿放进水里，用 图113把液溴保存在水里 玻棒在水里打破安瓿，使液溴流 入水中，再用镊子取出安瓿碎片，·液溴即沉在水底（图113). 液溴的沸点8.8℃，凝固点-7.3℃. 溴能够溶懈于水，但溶解度不大.在20℃时，溴的饱和溶液的浓度是3.4%.溴的水溶液显橙色，叫做溴水.因为溴跟水反应很慢（比氯更慢），因此，溴水可以保存相当长的时间. 溴在汽油（或煤油）、苯②、二硫化碳图等溶剂里的溶解度相当大.利用这儿种溶剂，可以把溴从它的水溶液里抽酸出 ①安瓿是一种装试剂或医药上用装针剂的小玻璃瓶，它的口是用玻璃熔封的。 ②苯是一种有机溶剂，详见本丛书化学第四册第一章 ®·二硫化碳(CS2)是一种无色液体，它能够溶解许多水所不能溶解的物质， 例如袖脂、蜡、橡胶以及硫、磷、碘等，是一种很重要的溶剂 ==========第43页========== 来。 先在试管里注入橙黄色的澳水约号试管，然后加入少量汽油，摇动 试管，使汽油和溴水充分接触.静置后，由于汽油和水是不相混溶的，试管里的液体很快就分成两层，上层是汽油，下层是水（图1·14(）).由于溴在汽油里的溶解度比在水里大得多，大部分的溴都集中在上层汽油层里，显出比较深的橙红色.但在下层水层里，由于原来溶有的溴已大部分转到汽油层望去了，因此，颜色变得很淡（图1·14(b). 汽油 汽油层 (无色) (深橙江色) 溴水 水层 (橙黄色) (几乎无色) (a)未振荡前 (b)经振荡后，溴水中大 部分溴转到汽油层里 图1·14用汽油从溴水里抽取出溴 2.溴的化学性质溴的化学性质和氯也很相似，它也能跟氢气、金属、某些非金属反应.但溴的活动性比氯差，因此，这些反应进行的程度，一般说来不如氯那样剧烈.例如，溴跟氢气必须在加热的条件下，才能直接化合，化合时也不发生爆炸： 加热 H2+Br2-2HBr 在自然界里也没有单质的溴存在，溴的化合物（溴化钠、溴化钾等)主要存在于海水（约含0.007%溴）里，数量要比氯化物少得多 溴常用来制造某些药剂、染料以及照相术上应用的溴化 ==========第44页========== 钗等. 溴的化合物溴跟氢的化合物是溴化氢，它的分子式是HBr. 溴化氢是一种具有刺激性气味的无色气体，容易溶解在水里，在潮湿的空气里会产生白雾，它的水溶液也是一种酸，叫做氢溴酸.氢溴酸的性质和盐酸十分相似，是一种强酸 氢溴酸比盐酸更不稳定，容易被二氧化锰或其他氧化剂氧化，氧化后生成单质的溴： 微热 4HBr+MnO2=MnBr2+2H0+Br2t 这就是实验室里制溴常用的方法 除二氧化锰外，浓的硫酸也能使氢溴酸氧化.因此，如果用溴化物跟疏酸起复分解反应来制取溴化氢，由于生成的溴化氢有部分被疏酸所氧化，所得溴化氢气体中，常混杂有少许浪的蒸气.所起反应的化学方程式是： 加热 NaBr+H,SO,NaHSO+HBr 加热 2HBr+H2S04==Br2↑+S02个+2H2O 氢溴酸的盐叫做溴化物，例如溴化御(KB)、溴化镁 (MgBr2)等.在溴化物里，溴的化合价也都是一价 由于溴的活动性比氯弱，因此，溴的化合物不如相应的氯的化合物稳定（前面讲过，溴化氢不如氯化氢稳定，溴化氢能被浓硫酸氧化，但氯化氢则不能，即是一例).如果在溴化物的溶液里通入氯气（或加入少许新制的氯水），氯就能把溴从漠化物里置换出来.例如，在无色的溴化钠溶液里加入少许氯水，由于溴化钠里的溴披氯置换后变成单质的溴，因而溶液 ==========第45页========== 迅即显现橙红色.如果这时再加入少量汽油，振荡，使生成的溴集中到少量的汽油层里，所得橙红色就更加明显。`这个反应的化学方程式是： 2NaBr+Cl2 2NaCl+Br2 如果在溴化物（例如溴化钠）的溶液里加入硝酸银溶液，立刻就有淡黄色的沉淀产生，这就是溴化银，反应的化学方程式是： NaBr+AgNOs=AgBr+NaNOs 溴化银 溴化银以及前面讲过的氯化银在光的作用下，都能分解出极小颗粒的黑色的银，因此溴化银和氯化银的沉淀见光后会逐渐变黑。它们反应的化学方程式是： 光照 2AgCI2Ag+Ch 光照 2AgBr-2Ag+Br2 这种性质做感光性。利用这种性质，氯化银和溴化银（特别是溴化银)可以用做照相和电影用的软片、感光纸等的感光剂. 溴化钠、溴化钾以及某些其他溴的化合物在医学上广泛用作镇静剂、 习题19 1,用什么方法可以从溴化铜(CBr)溶液中制得(1)溴；(2)铜？写出反应的化学方程式 2。用两种不同方法从溴化钠制取溴，写出反应的化学方程式。8、怎样证明溴化钠里含有溴？ 。用完整的化学方程式表示出下面物质的变化： ==========第46页========== (1)HBr2) Brar (4)(8) HBr 5。为什么在锯开贮液态溴的安瓿时，最好先把它放在冰水里浸下，或者把安瓿放在水底击破？ 6。为什么用浓硫酸跟溴化钠反应时，不能得到纯净的溴化氢？ §110碘 碘碘的元素符号是I,原子量是127；分子式是工2，分子 量是254. 1:碘的物理性质在通常情况下，碘是紫黑色的晶体腆”的希腊文原意就是“紫色” 碘在常温下就能直接挥发生成紫色蒸气.碘的蒸气有难 闻的窒息性的臭味，并也有 厚紙械 毒 如果把晶体的碘加热，在它还没有熔化之前，就直 就管（盛冷水）钝的碘的晶体 接气化变成蒸气。碘的蒸气 不純的映的晶体 遇冷，也不经过液体阶段，直接凝为固体，这种固体不经液化直接变成蒸气，.蒸气不经液化直接变成固体的现象叫做升华.利用升华作用可以除去碘里面的不挥发性的杂质（图115）. 图115利用碘的升华作用精制碘 碘在水里的溶解度比溴 ==========第47页========== 更小（在20℃时，碘的溶解度只有0.34克），但它容易溶解在酒精、汽油、二硫化碳等溶剂中、·碘的酒精溶液叫做碘酊，俗称碘酒，在医药上常用来消除肿毒 2.殃的化学性质·碘的化学活动性比溴更弱.例如，碘跟氢气只有在相当高温下才能化合生成碘化氢，而且碘化氢很不稳定，生成后立即有一部分重又分解。在非金属中，腆只能跟磷直接化合， 碘遇淀粉立即显现出深蓝色.‘利用淀粉糊可以检验出极微量的碘。但是，必须注意，只有单质的碘才能跟淀粉发生这样的反应.如果在碘的化合物（例如碘化钾）的溶液里滴入淀粉糊，便不会有蓝色出现.这是因为在碘的化合物里，并不含有单质的碘① 在自然界里没有单质的碘存在，碘的化合物（主要是碘化钠、碘化钾等)存在于海水、某些矿泉以及石油井的水里.海水里含碘的量比溴更少得多（大约只有0.000005%），但它能被某些海藻所吸收，这些海藻体内常能积集相当大量的碘（例如我们食用的海带，风千后，含碘的量可达0.5%)，从它们的灰里，可以提取得碘 生物机体内也含有碘，人的甲状腺内积聚着少量的碘。碘在人体的新陈代谢过程里起着重要的作用.人如果缺少了碘，甲状腺就会肿胀起来，俗称大脖子病.患这种病的人，要多吃海带、紫菜等含腆丰富的食物 磷的化合物碘跟氢的化合物是碘化氢，它的分子式是 HI 碘化氢也是一种具有刺激性气味的无色气体，容易溶解 ①碘化物和单质碘里虽然都含有碘元素，但前者碘是以化合态存在的，治者财是以游离态存在的。化合态的碘和游离态的碘在性质上是完全不同的， ==========第48页========== 在水里，在潮湿的空气里会产生白雾，它的水溶液也是一种酸，叫做氢碘酸。·氢碘酸的性质和前面讲过的盐酸、氢溴酸十分相似，它是一一种强酸. 氢碘酸比氢溴酸更不稳定，它甚至能被空气里的氧气所氧化.露置在空气里的氢碘酸，不久就会因被氧化生成游离态的碘而使溶液变成棕色（氢碘酸本来是无色液体）： 4HI+02=2H20+2I 氢碘酸的盐就是碘化物.常用的碘化物有磷化钾(K)、 碘化钠等，在碘化物里，碘的化合价也都是一·价 由于碘的活动性不仅比氯差，而且比溴也差，因此，在碘化物的溶液里通入氯气（或加氯水）或加溴水，都能把碘置换出来： 2KI+C12=2KC1+I2 2KI+Br2=2KBr+I2 在腆化物溶液里加入硝酸银溶液，有黄色的碘化银沉淀生成。反应的化学方程式是： KI+AgNO,=AgI↓+KNOa 碘化银 和前面讲过的氯化银、溴化银相似，碘化银也有感光性，在日光作用下，会分解生成极其微小的黑色的银粒.反应的化学方程式是： 光照 2AgI-2Ag+I2 习.题10 1、把淀粉溶液加入碘化钾溶液，溶液并不变蓝，但在此混和溶液中加人少许氯水，溶液立即变蓝.试说明其原因。 ?。利用在淀粉和腆化钾混和溶液里漫湿过的滤纸（平常称做“淀 是1 ==========第49页========== 粉碘化钾试纸”)可以检验氯气，“这种试纸能否用来检验氯化钠或骏钾组成里所含的氯？为什么？ 8。碘化钾的溶液是无色的，氯水一般也是无色的，当这两种液体相混时，溶液颜色会有什么变化？写出反应的化学方程式 4。能否用浓硫酸跟碘化钾反应来制取碘化氢？为什么？ 5。将无色的碘化氢气体加热时，气体渐变紫色，温度愈高，紫色愈浓.试解释它的原因 6.在2M的碘化钾溶液25毫升中，需加入多少克硝酸银，才能把 溶液中的碘全部沉淀出来？ §1·11卤族元素 学习了氟、氯、溴、碘（包括由它们组成的单质和化合物） 四种元素以后，如果全面比较一下，就可看到这四种元素在许多方面都表现出很大的相似性，具体如下： 1.它们都是比较活没的非金腐元素，在自然界里，都没有以游离态存在的 2:它们单质的分子都是由两个原子组成的，分子式可以用一个通式X2(X代表F、C1、Br或)来表示， 3。它们的单质都具有刺激性或蜜息性的臭味，并都有毒。 4。它们单质的化学性质都很活泼，具体表现在： ()能跟氢气直接化合，生成相应的卤化氢.在卤化氢分子里，这四种元素的化合价都是1价，卤化氢可以用通式 HX来表示. (2)能跟许多金属直接化合，生成相应氢卤酸的盐，称做卤化物。在卤化物分子里，这四种元素的化合价也都是1价. 一价金属元素的卤化物可以用通式MX(M代表-一价金属元 ==========第50页========== 素)来表示。例如： 氟化钠NaF 氯化钠NaCI 溴化钠NaBr 碘化钠NaI 不仅这四种元素的单质有很大相似性，它们化合物的性质也很相似.例如四种卤化氢(HF、HC1、HBr、HI)都是无色气体，有强烈的刺激性气味，极容易溶解在水里，在潮湿的空气里都会产生浓厚的白色酸雾，它们的水溶液都呈现明显的酸性，是无氧酸—称做氢卤酸。又如各种金属的卤化物都是盐，具有盐类的通性. 但在另一方面，这四种元素又表现出一定的差异，如果把这四种元素按它们原子量增加的顺序，也就是按氟（原子量19),氯(35.5)，溴(80)，碘(127)的顺序排列起来时，它们性质上的差异，又表现出按着一定方向递变的规律性，具体如下：1,它们单质的物理状态，在常温下，氟、氯是气体，溴是液体，腆是固体，它们的沸点剂熔点按着氟→氯→溴-→碘的颜序依次递增（见表1·1） 表小·【氟、氯、浃、的涕点熔点 氟(F2) 氯(C12) 溴(Br2) (I2) 沸点（℃） -188 -34 58.8 184 熔点（℃） -228 -101 -7.3 114 2.它们单质的颜色 氟气是极淡的黄绿色，氯气是黄 绿色，溴是深红色，碘是紫黑色—一依着氟→氯→溴→碘的顺序依次变深 3。它们单质的毒性，亦依着氟→氯→溴→碘的顺序依次减羽。 ·4 ==========第51页========== 4.它们单质的化学活泼性，依着氟→氯→溴→碘的顺序依次减弱.具体表现在： (1)跟氢或金属直接化合时的难易程度，氟最易，反应也最剧烈；氯次之；溴又次之；碘最难.例如，氟气在冷、暗处就能跟氢气剧烈化合，发生爆炸；氯气跟氢气在日光照射下爆炸化合；溴跟氢气在加热时缓慢化合，腆只有在相当高温时才能跟氢气化合，同时生成的碘化氢部分分解 (2)气态氢化物的稳定性按HF→HC1→HBr→HI的顺序减弱 (3)它们之间的置换作用是： ()氟能够分别置换氯化物、澳化物或碘化物中的氯、漠或碘； ()氯能够从溴化物或腆化物的溶液里分别置换出溴或碘，但不能从氟化物的溶液里置换出氟； ()溴只能从碘化物的溶液里置换出腆； ()碘不能从任何其他卤化物的溶液里置换出卤素由此可以看出，和金属元素的活动顺序相似，这四种元素也可以按它们的化学活动性排成如下的活动性颖序表： 氟一氯一溴一碘 排在前面的元素（单质）能够把排在后面的元素从它化合物的溶液里置换出来。 从上面这些事实可以看出，氟、氯、溴、碘虽是四种不同的元素，但它们之间存在着某种内在的联系，它们形成一个元素 族，称做“卤族在这一个元素族里，元素（包括单质和它们 的化合物)的性质随着原子量的增大而呈现规律性的变化，特别是它们的化学活动性（非金属性）随着原子量的增大而依次减弱。 45 ==========第52页========== 本章提要 1.氟气(C12) (1)性质： ()物理性质一黄绿色气体，有刺微性气味，有毒，极易溶解于水，水溶液称做“氯水”. ()化学性质一相当活泼：在光照下能跟氢气爆炸化合；在一定条件下能跟所有金属和绝大多数非金属直接化合；能跟水缓慢反应放出氧气，具有漂白、杀茵等能力 (2)用途：漂白织物，消毒饮水，杀灭有害动物（如田鼠等）和制造 六六六、滴滴涕等杀虫剂 (3)制法： ()实验室制法一用二氧化锰或其他氧化剂（如高锰酸钾等）氧化盐酸. ()工业上制法一用电流分解食盐溶液. 2.氣化氢、盐酸和盐酸盐 1)氯化氢(HC)和盐酸的性质：氯化氢是无色、具有刺激性气 床的气体，极易溶解于水，在潮湿的空气里会产生白雾。氯化氢的水溶液是盐酸，是一种无氧酸，具有无氧酸的一切通性， (2)氯化氢和盐酸的制法： ()实验制法一加热食盐和浓疏酸的混和物，即有氯化氢气体放出，用水吸收，即成盐酸 ()工业上制法一使氯气在氢气里燃烧，化合生成氯化氢气体，经冷却后，用水吸收，即得盐酸 (3)·盐酸和盐酸盐的检验：分两步进行：()在溶液里加入硝酸银溶液，产生白色沉淀； ()加人稀硝酸，白色沉淀不溶解（如果是盐酸，只需第一步就可以了) ==========第53页========== (4)盐酸盐（即氯化物）：盐酸分子里的氢原子被金属原子置换后的化合物.下面是几种重要的盐酸盐： 氯化钠(NaCI) 氯化钾(KCI) 氯化锌(ZnCl2) 即食盐，有海盐、井盐、池 是重要的钾肥之一，工 是木材的防腐剂，在掉 盐、岩盐等多！用作 业上用作制造其他钾 接时，用来清除金属 调味剂和蔬菜、鱼、肉 的化合物的原料 表面的氧化物 等防腐剂，并且是工业上的重要化工原料 8.氯的含氧化合物 (1)次氯酸(HCIO):氯气溶解于水，跟水反应生成次氯酸、次氯 酸不稳定，容易分解放出氧气，因此有很强的氧化性。氯水的漂白、消莓作用，实际上就是出次氯酸产生的 (2)漂白粉：当氯气吸收在朝状消石灰中时，得漂白粉.漂白粉主要是次氯酸钙Ca(OCl)2和氯化钙CaCl2的混和物.遇酸容易分解放出氧气，学可以用来代替氯气作漂白.消毒之用. 4.氟、溴、碘 氯和氟的化合物 溴和溴的化合物 碘和碘的化合物 氟(Fz)是种几乎无色的溴(Br2)是-一种深红色、 碘(I2)是紫黑色晶体， 气你，有尉莓，化学性质 容易挥发的液体，有 有升华的性质，难溶 和氯气相似，但比氯更 恶臭和毒，较难溶于 于水，易溶于酒精，俗 活泼 水，但易溶于汽油、 称“碘酒”.碘逼淀粉 苯、CS2等溶剂中.化 即显现蓝色.碘的化 学性质和氯气相似， 学性质与氯、溴相似， 但不如氯活泼 但比溴更不活泼 腻乾氢(HF)性质和HC1溴化氢(HBr)性质和 碘化氢(H)性质和HCL、 相似，但能腐蚀玻璃 C相似，但不如 HBr都很相似，但比 HCI稳定，能被浓硫 HBr更不稳定，甚至 酸氧化生成单质的溴 在空气里就能被氧化生成单质的碘 ==========第54页========== 5.卤族元素氟、、溴、腆是四种性质相似的非金属无素，它们形成一个元素族，称做“卤族”.在卤族元素中，元素的化学活泼性（非金属性)随着元素原子量增大的顺序而依次减弱。 复习题 1,随着原子量的增大，氟、氯、溴、碘四种元素的物理性质和化学性质呈现怎样的规律性的变化？ 2.哪些卤族元素能够(1)从碘化物的溶液里置换出碘；(2)从溴化物的溶液里置换出溴；(3)从氯化物的溶液国置换出氯？ 3.写出下列物质相互转变的反应的化学方程式，注明每一反应所需要的条件： C12 2 3 →HC 6 4.氯化钠、溴化钠和碘化钠都是白色晶体，你怎样这别它们？[提示：根据氯、溴、碘三种元素的活动颜序来考虑.] 5.氟化氢、氯化氢、溴化氢和碘化氢在性质上有哪些相似的地方，又有哪些不同的地方？ 6.分别写出氟气、氯气、溴、碘跟水反应的化学方程式。7,下面各组物质凡能发生反应的，完成其化学方程式： (1)NaC1+Brs; (2)NaBr+C12; (3)NaI+Cl2; (4)NaI+Br2; (5)NaCI+Iz; (6)NaC1+KBr; (7)NaCl+KCl; (8)NaI+AgNO3. 8。使足量的盐酸跟17.4克二氧化锰反应，能制得氯气多少克？ 9.如果已知HC1被MnO2氧化后生成的氯气能从碘化钾水溶液里置换出12.7克碘。计算曾用多少克HC1和多少克MnO2. ==========第55页========== 10、使足量的硫酸跟11.7克氯化钠反应所生成的氯化氢，通过45克的0%氢氧化钠溶液，.结果得到的溶液对石蕊将呈何反应？根据计算来回答. [提示：先计算出11.7克氯化钠和硫酸反应生成的化氢有多少克，再计算45克的10%氢氧化钠溶液里含有氢氧化扪多少克.] ==========第56页========== 第二章硫，氧族元紊 在前面一章里，我们学习了卤族元素，本章我们将学习另 一个元素族，称做氧族元联。氧族元素包括氯、疏、硒、蹄四种性质相似的非金属元素.在这四种元素中，氧在第一册第二章里已经讨论过了，硒和编是两种比较稀有的元素.因此，在本章里，我]着重讨论晾元素一一单质的硫和硫的化合物.在讨论硫的化舍物时，仍按照它跟氢的化合物和它跟氧的化合物两个系统来叙述， §21硫 碗的元素符号是S,原子量是32 硫的物理性质疏通常称做硫黄，是一种淡黄色的晶体在实验室里，平常我们可以见到两种不同形状的硫：一种是黄。色粉末状的，称散“硫华”；另一种是淡黄色棒状的，称做“硫 图21硫的八面体结晶 图2·2观察硫的晶体 ==========第57页========== 捧”，很跪，容易把它敲成碎块，或者研成粉末。硫具有八面体形的结鼠，它的外形好象是由两个四面棱锥体的底面合在一起而形成的（图2·1） 把硫粉溶解在二硫化碳(CS2)液体里，再把少许这种硫的二硫化碳 溶液倒在玻璃上或蒸发醒里，让溶剂二硫化碳缓慢地蒸发干，就可看到有许多细小的硫的结晶留存在玻璃上或蒸发皿里.用一个一般的放大镜就能很清楚地看到硫的八面体的晶形。如果没有放大镜，也可以用 一个盛水的圆底烧瓶来观察这些结晶（图2·2），它具有同放大镜相同的效能 硫在加热时会发生一系列有趣的变化：在试管里加进硫粉约半管，加热到113℃左右，硫就熔化成容易流动的深黄色的液体。继续加热，熔化的疏就逐渐变得粘稠起来，颜色也开始变成暗棕色.当加热到：2ヘ250℃时，熔硫的粘性最大即使把试管倒转竖直，也不会流出来.但当继续加热时，熔硫又开始从粘稠转成稀薄，到300°℃时，童又恢复成容易流动的液体.温度升高至444.6°℃，熔硫开始沸腾面产生橙黄色的蒸气.这种蒸气遇冷能不经液态而直接凝成硫的很小的晶形粉末，凝聚在试管上部的壁上，就是硫华 硫的比重是2.7克/厘米3，约是相同体积的水重量的两倍。它不溶于水，但容易溶解在二硫化碳里. 硫的化学性质硫的化学性质在许多方面和氧相似，只是不如氧活泼.硫也很容易跟氢气、几乎所有的金属（金和铂除外)以及某些非金属直接化合，但化合时反应常不如氧那样剧烈.例如硫的蒸气在高温时能跟氢气直接化合生成硫化氢 (HS)气体： 新热 S +HHS (硫蒸气)、 1 ==========第58页========== 但这个反应不象氧气跟氢气化合时那样会产生爆炸，反应时放出的热量也远比氢、氧化合时为少（生成1克分子硫化氢放出4.8千卡的热量，但氧跟氢生成1克分子水蒸气时，要放出 57.8千卡的热量) 在烧瓶或试管里加入硫粉，加热到硫沸腾，然后通入氢气（图23)。在烧瓶或试管的导管口处就可以嗅到硫化氢所特有的臭味（和腐败鸡蛋发出的臭味相似)，如果用一张蘸过铅盐·（例如硝酸铅)溶液的滤纸放在导管口，滤纸立刻变黑（因为生成了黑色的硫化铅的缘 故). 硫跟金属直接化合后生成金属的硫化物（相当于金属跟氧化合后生成的金属氧化物)。例如银和汞在常温时就能跟硫 用硝酸鉛溶液 直接化合，分别生成硫化银和 没过的浅纸 硫化汞，反应的化学方程式是： 孩满气 沸群的瑞 2Ag+S=Ag2S 硫化银 Hg+S=HgS 硫化汞 用湿布蘸一些硫粉摩接银器，不久，银器表面就有黑色的流化银的薄层生成.把潮湿的硫粉和汞一 图23硫的蒸气跟氢气化合 同放在研钵里研磨，不久，就变成黑 成硫化氢气体 色的硫化汞粉末。 铜、铁、铝、锌等金属，在加热条件下，也都能跟硫直接化合，生成相应的硫化物： 加热 2Cu+S-Cu2S 硫化亚钥 ==========第59页========== 加热 Fe+S-FeS 硫化亚铁 热 m. 2A1+3S= AlSa 硫化铝 加热 Zn+SZnS 硫化锌 把硫粉和纯净铁粉混和后堆在石棉布上，另用玻棒一根，预先把它的一端在酒精灯上烧至红热，然后迅速插入混和粉堆的中心，在和玻棒接触处混和物首先发生反应，并迅速扩展到整个粉堆，发火燃烧.混和物在反应后变成块状的黑褐色的硫化亚铁. 硫也能跟某些非金属象碳、磷、氯等直接化合。例如，硫跟碳在高温时能够直接化合生成二硫化碳（这个反应相当于氧跟碳化合生成二氧化碳)： 高温 2S+C-CS2 此外，硫还能跟氧相互化合.在讲氧气化学性质（第一册§2·2)时，已经讲过硫在空气或纯氧里都能燃烧，生成一种无色的、有刺激性的气体，叫做二氧化疏. 硫在空气或纯氧里燃烧时，除生成二氧化硫气体外，同时还有极少量的三氧化硫生成.硫跟氧反应的化学方程式是： S+O2=S02 二氧化硫 2S+302=2S03 三氧化硫 从这两种硫的氧化物的分子式可以看出：在二氧化硫的分子里疏是4价；在三氧化硫的分子里硫是6价，这是硫在一 、5 ==========第60页========== 切化合物里的最高化合价 疏在自然界的存在硫和氧一样，.在自然界里有以游离状态存在（称做天然硫）的，也有以化合状态存在的 天然疏存在于火山附近及地球上其他各处.，我国也有不少跑方有天然硫的藏 天然硫大都混在岩石里，里藏在地下深处.开采硫矿，现在都用一 种由三个粗细不同的同心管组成的特种套管，从地面直通至硫的矿层.在外管和中管之间的隔层里通入过热达160°℃的水①，当它进到硫层时，就把硫熔化（硫的熔点约113°℃)，熔融的硫聚集在外管的下端。再由内管通入压缩的热空气，使熔融的疏成为泡沫状物质，经由内管和中管之间的道路喷出地面（图2·4），流至特设的容器内，逐渐凝固 自然界里化合态的硫主要存在于各种含疏的矿物中，其中最重要的是金属的硫化物矿，例如：黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(Cu2S·Fe2Sg)、方铅矿(PbS)、辰砂(HgS)等.此外，还存在于各种硫酸盐的矿物中，例如：石膏(CaS042H20)、重晶石(BaSO4)等. 我国硫化物矿的产地很广，产 图24地下采硫的装置 量也很丰富。一般生产的硫，主要 1.热空气；2.过热水蒸气：是由黄铁矿制得的. 8熔化的硫 从黄铁矿制硫的方法是：先把矿石 ①水在高压下可以加热到100℃以上，称为“过热的水”. ==========第61页========== 绵碎（黄铁矿很脆，容易捣碎），放进炉子里加热，并通入有限量的空气，炉子里一部分矿石燃烧时放出的热，使其余的矿石分解，发生如下的反应： FeS,加热FeS+S个 这个反应里产生的硫蒸气，经冷却后，就可制得硫华或硫块 硫的化合物还常存在于火山喷发出的气体中，也含于某些矿泉中.另外，硫是组成某些蛋白质分子的成分之一，因此，它是动植物生活的必需的元素.在土壤里，通常都含有碗的化合物供植物摄取. 疏的用途游离态的硫有着十分泛的用途.硫华可以用来扑灭农业害虫，特别是用于葡萄园和静团中.例如把硫粉散在植物上来灭绝葡蚜（萄园的害虫）以及各种霉菌等.用硫华、生石灰和水熬煮而成的石灰硫黄合剂①，可以用来防、止棉花的害虫红蜘蛛和棉花的叶斑病等。在橡胶工业中，大量的硫用于橡胶的“硫化”②.天然的或人造的橡胶经硫化后，质量就大为提高.另外，硫还可以用来制造黑火药、火柴、二硫化碳以及其他许多重要产品.硫也可以用来制造硫酸.在医药上，疏主要用来做杀灭疥虫的软膏（称做“硫黄软膏”） 习题21 1.在实验室里，怎样通过简单的方法（不用任何试剂），来证明一种淡黄色的粉未是硫？ 2.写出下列各组反应的化学方程式，注明反应发生的条件和发生时的现象： ①，·黄合剂的主要成分是多硫化钙和硫代硫酸钙 ②人成在温度较高炉会发粘，温度较低时又会变脆.在生橡胶里加入硫粉，并再加热（这个过程叫做“硫化”），生橡液就变为不受温度变化影响的有弹性的熟橡胶（见第四册$5·2）. ·55 ==========第62页========== (1)硫跟氢化合， (2)硫跟碳化合， (3)硫跟锌化合， 氧跟氢化合； 氧跟碳化合； 氧跟锌化合， 3、硫在自然界里存在的状态怎样？4,说出疏的最主要的用途三种.5。使4克硫跟8克铁粉相互反应： (1)反应后剩下了哪些物质？剩下多少克？ (2)反应后生成了什么物质？重多少克？ §2·2硫跟氢的化合物：硫化氢，氢硫酸 前节讲过，硫跟氢直接化合后生成的化合物是疏化氨，它 的分子式是H2S.在硫化氢分子里，硫的化合价是2价. 自然界里也有硫化氢存在。在火山喷出的气体里，常含有硫化氢气体，某些矿泉里溶解有少量的硫化氢，这种泉水能够治疗皮肤病①. 因为硫是构成动植物体内蛋白质的重要成分之一，当动植物的残骸腐烂时，蛋白质分解，其中的疏就跟氢变成疏化氢气体放出.鸡蛋腐败时发出的臭味，就是鸡蛋蛋白质分解时生成的硫化氢的气味 硫化氨的物理性质 硫化氢是无色气体，有特殊的腐卵 的臭昧.比空气略重些，·和相同条件下同体积空气的重量比是1：172 疏化氢能够溶解于水，它在水中的溶解度和氯气相近：在20℃时，1体积的水大约能够溶解2.4体积的硫化氢气体.硫化氢的水溶液具有强烈的硫化氢臭味 硫化氢有毒.人如果吸入了混有硫化氢气体的空气，·开 ①溶有硫化氢的矿泉，受到空气的氧化，能够产生一种硫的胶体，它具有杀菌的作用、 ·58· ==========第63页========== 始时会感到头痛、头晕和恶心。·以后，人的嗅觉器官会因中毒而麻痹，这时就不再感到它的臭味，但这正是中毒的象征，如果不即采取适当措施，会继续中毒而有生命危险.因此，在实验室里用硫化氢做各种试验时，要特别注意室内的通风，一般都要求在通风橱里进行 新鲜空气和微量氯气能够解除硫化氢的毒害作用.如果为了这个目的而需要微量氯气时，可以在小烧杯里放入少量高锰酸钾，再滴入几滴浓盐酸，立刻就有氯气放出、由于氯气本身也有毒性，因此在用氯气来解硫化氢的莓时，只能用极少量的氯气，一般只要空气里能够嗅出微弱的氯气的气昧就可以了. 硫化氨的化学性质 1。不稳定性疏化氢和相应的氧的氢化物 水来比 较，显得很不稳定，·我们知道，水是一种相当稳定的化合物，只有加热到1000℃以上时，才开始分解： 1000℃ 2H0—2H2+02 但硫化氢只要受热到300°℃以上时，就会分解成硫和氢气： 300°℃ H,S-H2+S 疏化氢不如水稳定这一实验事实，说明了硫的化学性质不如氧活泼 2,跟氧的反应硫化氢是一种可以燃烧的气体，它在空气里燃烧时发出淡蓝色的火焰.如果空气的供给不充分，巯化氢不完全燃烧时生成水和硫，反应的化学方程式是： 不完全燃烧 2H2S+02 =2H20+2S 在硫化氢发生器的导管口处然点硫化氢气体，管口即有微剥的淡蓝色火焰，用一只冷的瓷皿，使1底靠近硫化氢的火焰（图25），这样， · ==========第64页========== 由于得不到充分的空气，硫化氢只能进行不完全燃烧，不久，皿底就会附有黄色的硫的薄层、 从上面的化学方程式可以看出，在这个反应里，单质的氧 置换了硫化氢分子里的硫.这也说明了氧的化学性质比硫活泼 当硫化氢充分燃烧时，有二氧化硫气体产生： 完全燃烧 2H2S+302==2H20+2S02 HS 这很容易从二氧化硫气体的荐殊喇激 图25硫化氢不完金 性气昧辨认出来.如果在硫化氢火焰 燃烧时产生硫 上方，悬置一张沾过水的蓝色石蕊试 纸，很快就会变成红色.这是因为硫化氢燃挠后产生的二氧 化硫，跟试纸上的水反应后生成亚硫酸(H2SO3)的缘故 硫化氢的实验室制法在实验铠里，硫化氢是由硫化亚 铁(FS,一种黑色质跪的固体)跟稀酸（稀盐酸或稀硫酸）.发 生复分解反应面产生的.反应的化学方程式是： FeS+H:SO,=FeSO,+H,S FeS+2HCI=FeCl2+H2S↑这个反应所用的试剂，一种是固体的碎块（硫化亚铁）方另一种是液体 硫化氢 (稀酸)，反应时又不需要加热，因 流化亚快 此，可以用启普发生器来制取硫化 稀政 氢气体（图26）. 氢硫酸和氢硫酸盐（硫化物） 图2·6用启普发生器 巯化氢的水溶液呈酸性，能使蓝色 制取硫化氢气体 ==========第65页========== 的石蕊试纸变红.它是一种无氧酸，按照无氧酸的命名原则，它应该叫做氢硫酸 氢硫酸是一种弱酸，酸性要比前一·章里讲到的氢氯酸（盐酸)得多，例如金属镁能跟氢硫酸发生置换反应放出氢气： Mg+H2S=MgS+H2 但这个反应比起镁跟盐酸的反应来要慢得多， 氢硫酸具有酸的一切通性，它能够跟各种碱性氧化物、碱类和盐类发生反应生成氢硫酸的盐（即硫化物）.例如： PbO+H,S=PbS+H2O 疏化铅 (黑色) 2NaOH+H2S-Na S+2H2O 硫化钠 (溶解于水) Cd(NOa)2+HS=Cds+2HNOa 硫化镉 (黄色) 上面这些反应里生成的硫化铅、硫化钠、硫化镉等都是氢硫酸的盐，称做金属疏化物 各种不同的金属硫化物具有不同的溶解性：只有少数金属硫化物能够溶解于水；大多数金属硫化物都不溶于水.·健其中有-一部分能够溶解于稀盐酸中，另一部分则在稀盐酸中也不溶解. 各种不溶性的金属硫化物常显现出不同的颜色.表2·1列出了一些金属硫化物的溶解性和颜色.根据氢硫酸跟某种盐在溶液中反应后生成的金属硫化物的溶解性和颜色，可以初步判断出它是那-一种金属的盐.例如，在某种盐溶液里加入氢硫酸的水溶液（或通入硫化氢），如果生成黄色沉淀，就可断定这种盐是镉盐；如果生成黑色沉淀， ==========第66页========== 加入稀盐酸，这种黑色沉淀仍不溶解，那末它可能是铅盐或者铜盐或者汞盐；如果没有沉淀生成，那应该是钠盐或钾盐 氢硫酸除了具有酸的一般通性以外，还有它本身的特性：第一，氢硫酸是一种极易挥发的酸。即使在常温时，氢硫酸的 表2·】儿种金属疏化物的溶解性和颜色 金属硫化物 分子式 溶解性 颜 色 硫化钠 Na>S 无 色 硫化钾 K2S 能溶于水 无 色 硫化亚铁 FeS 不溶于水但能溶 黑褐色 硫化锌 ZnS 白色 硫化锰 MnS 子稀盐酸中 浅红色 疏化.镉 cas 黄 色 疏化铅 PbS 不溶于水也不溶 黑 色 硫化锦 Sb2Ss 橙红色 硫化铜 CuS 、于稀盐酸中 黑 色 硫化汞 HgS 黑 色 水溶液就具有浓烈的硫化氢臭昧；如果加热，溶解在水里的硫化氢更易挥发逸出。因此，我们不可能用蒸浓氢硫酸水溶液的方法来制得纯的氢硫酸。在实验室里，我们只能制得比较稀的氢硫酸水溶液.第二，氢硫酸易被氧化.氢硫酸的水溶液在空气里搁置一些时候，就能被空气里的氧气所氧化，析出很细很细的硫，悬浮在水溶液里，使溶液变成浑浊.这个反应的化学方程式是： 2H2S+O2=2H20+2S4 由于这个缘故，氢硫酸的水溶液是很难保存的：实验室型要用氢硫酸时，总是临时新制的。第三，在有氧气存在的条件下，氢硫酸的水溶液能够跟铜、银以及若干种其他化学性质不 ==========第67页========== 太活动的金属发生反应（注意，不是简单的置换反应），生风科应的金属硫化物.例如： 4Ag+2H2S+02=2Ag2S+2H20 硫化银 (照色) 银器在空气里放置日久，由于空气里常混有微量的疏化氢气体（当然空气里还存在着氧气和少量的水蒸气），银器表面会发暗而失去光泽， 习题22 1,疏化氢有哪典或要的物是性质？ 2.分写出球化氯在座气充是和不光足时燃烧的化学方程式。8。为什么疏化氢的水溶液静量一业时筷安变浑浊？ 4。怎样用疏、盐酸、铁三种的质为原料制取硫化氢？写出反应的化学方程式。 5。为什么鸡蛋以及许多动植物残陔前败时都会发生硫化氢，气体？ 6.怎拼利用硫化氢来区别钠盐、铜盐、铁盐和镉盐的溶液？7,怎样实现下列变化，写出各个反应的化学方程式： ZmS三H,s8a,s8ZnS 8.在ZnS0u裤液是通入HS,一般得不到白色的ZnS沉淀.但如果在ZnSO,落液盟期入aS溶液，立刻就有ZnS沉淀生成.为什么？ [提示：ZnS能够溶解于酸中.] 9.,在硝酸铅溶液中通入多量的流化氢，结果生成1.195克的疏化铅(PbS)沉淀.反应前溶液中含有多少克硝酸铅？ 10,在含有10克NaOH的溶液中通入硫化氢，如果生成的盐是酸式盐(NaHS)时，吸收了多少克分子的HS?:是正盐(Na2S)时，吸收 了多少克分子的HS? ==========第68页========== §2·3硫的氧化物 在讲硫的化学性质时，我们知道硫能跟氧气直接化合生成二氧化硫和三氧化硫两种硫的氧化物.这两利疏的氧化物都是酸性氧化物，它们是相应的含氧酸（亚硫酸和硫酸）的酐 二氯化硫（亚疏酐）和亚疏酸二氧化硫的分子式是S02, 它相应的水化物是亚硫酸，分子式是H2S03. 1、二氧化硫的物理性质，二氧化硫是无色的气体，具有令人咳呛的特殊的刺激性气味。在家庭里，有时为了杀灭某种细菌，在屋内熏烧硫黄时，就能闻到这种气味 二氧化硫有毒，它对粘膜有强烈的刺微作用。因此，在做有关二氧化硫的试险时，应该特别注意通风 二氧化疏比空气重，和相同条件下同体积空气的重量比是2.2. 二氧化硫容易溶解于水，在通常情况下，1体积水大概能够溶解40体积的二氧化硫气体 二氧化硫是最容易液化的气体之一，利用一般的致冷剂(冰和食盐的混和物)，或者在平常温度下，把压强增加到35个大气压，就能把它冷凝成液体.液态二氧化硫的沸点是-10℃. 2.二氧化疏的化学性质二氧化硫是一种酸性氧化物，它具有酸性氧化物的一般通性.例如： (1)能跟水反应生成相应的酸（亚硫酸）： S02+H20=H2S03 因此，二氧化硫又称亚硫酐. ·(2)能跟碱性氧化物化合生成盐（亚疏酸盐），例如： 62… ==========第69页========== ==========第70页========== 无色的化合物，由于这种无色化合物不是十分稳定的，经过一些时候它又能重新分解。因此，用二氧化硫漂白的物质，例如，象牙、草帽缭、丝等，日久会重新变黄 3。二氧化疏的用途二氧化硫有着广泛的用途。·二氧化硫氧化后生成的三氧化硫，是制造最重要的化工产品一硫酸的原料.二氧化硫可以用作杀灭许多微生物的药剂.潮湿的谷仓、地下室、地窖、发酵桶等可用然烧硫黄来熏杀霉菌。 二氧化硫可以代替氯气用来漂白毛、丝、草帽缏等，因为这些物质如果用氯气来漂白，它们的纤维容易受到伤害. 利用二氧化硫容易液化的性质，可以用于某种机械冷却器（例如电冰箱）.先用压气机增加压强，使二氧化硫气体液化，然后让它膨胀蒸发。液态二氧化疏在蒸发时要吸收大童的热，使周围空气的温度急刷下降. 4,二氧化疏的制法在工业上，二氧化硫主要是由燃烧锍或黄铁矿(FeS,)而产生的.反应的化学方程式是： 然烧 S+02S02 燃烧 4FeSz+1102--2Fe2Os+8S02 黄铁矿燃烧生成二氧化硫的化学方程式的平衡，可按以下步骤进行： 第一步，把反应物和生成物的分子式分写在方程式的两边，即 FeS2+0zFe20s+SO2 第二步，先平衡方程式两边的铁原子数，右边有2个铁原子，左边 只有1个铁原子，因此在左边分子式FS2前面添一系数2”，得 2FeS2+0,-Fe208+S02 第三步，再平衡方程式两边的硫原子数，左边共有4个流原子，右 边只有1个疏原子，因此在右边分子式S02前面添一系数4”，得 ==========第71页========== 2FeS2+02-Fe20g+4S02 第四步，再平衡方程式两边的氧原子数，右边共有11个氧原子，左 边只有2个氧原子，因此在左边分子式0：前面添一系数“号”，得 2Fes+0g—正e0+4S0, 第五步，把各物质的系数都乘以2，以消除O,前面的分数，并在 方程式两边刘上等号，并注明反应条件，得 燃烧 4FeS2+1102=2Fe203+8S0,t 在实验室里，二氧化硫通常用亚硫酸的分解反应来制取但是亚硫酸是一种极不稳定的酸，实验室里没有现成的亚硫酸，必须临时制备。因此，要制取二氧化硫，先要制得亚硫酸(象实验室里制取二氧化碳时先要制得碳酸一样).亚硫酸可以利用亚硫酸盐（通常用亚硫酸钠）跟酸（通常用稀硫酸或稀盐酸)的复分解反应制得，这个反应在常温下就能进行.例如， Na SO,+H2SO,=H2SO3+Na2SO亚硫酸钠 亚硫酸 生成的亚硫酸，立即分解生成二氧化硫和水： H2S03=H20+S02↑ 把这两个反应相加，总的反应是： Na2S03十H2S04=Na2S04十H20+S02个 实验室里制二氧化硫的装置如图28所示.在蒸馏烧瓶 (有支管的)A里放入亚硫酸钠粉末（亚硫酸钠是一种白色粉 末)，由分液漏斗B逐滴滴入稀硫酸，烧瓶里立即有二氧化硫 气体产生、为了使生成的二氧化疏干燥，先把它通过盛有浓 硫酸的C瓶（浓硫酸有强烈的吸收水蒸气的性质，因此能干燥 ==========第72页========== 气体)，再把这干燥的二氧化疏气体学入浸在致冷剂（冰和食 盐的混和物)里的试管D里.几分钟后，可以在试管里收集到 少量液态的二氧化硫.如果把试管取出，用手握住底部，试管里的液态二氧化硫由于受到手心的热，就立刻沸腾而气化. 稀H,S0 棉 致冷剂 液海二纸化纯 (食盐堀冰) 图28实验室制二氧化硫的装置 话. 5.亚统酸二氧化硫溶解于水，跟水反应生成亚硫酸因为亚硫酸很不稳定，容易分解重新放出二氧化硫.因此，我的只能制得很稀的亚硫酸的水溶液（和第一册§3·4，§3·5所讲的碳酸一样) 亚硫酸具存显著的酸性，它虽弱于盐酸、硫酸和硝酸等强酸，但强于碳酸、氢硫酸、醋酸等弱酸，因此可以说它是一种中等强度的酸。 ==========第73页========== 亚硫酸具有酸的一般通性（参看第一册第五章§5·4）.例如： Mg+H2S03=MgS03+H2↑ 亚硫酸镁 Ca0+H2SO3=CaSO:+H2O 亚硫酸钙 2NaOH+H2SO3=Na2SO+2H2O 亚硫酸钠 由于亚硫酸的不稳定性，它跟其他盐类的反应一般不易发生 亚硫酸的特性是容易被氧化.把亚硫酸放在敞口容器里，慢慢地被空气里的氧气氧化而成硫酸： 2H2S03十O2=2H2S04 亚硫酸 硫酸 6,亚硫酸盐亚流酸是二价酸，因此，它可以生成正盐，也可以生成酸式盐.例，当亚硫酸跟过量的氢氧化钠反应时，生成正盐(Na2SOg)；氢氧化钠用量不足时，生成酸式盐(NaHSO:). H2SO+2NaOH=Na2SO42H2O 亚硫酸钠 H,SO+NaOH=NaHSO,+H,O 亚硫酸氢钠 过量的亚流酸跟消石灰反应（或把二氧化硫气体通入氢氧化钙)，生成亚硫酸氢钙[Ca(HS0g)2]: 2H2SOs+Ca(OH)2=Ca(HSOs)+2H2O亚硫酸 氢氧化钙,亚硫酸氢钙 亚疏酸氢钙能够溶解木材里的胶状物质（称做“木素”）。·因此 ==========第74页========== 在造纸工业上，用亚硫酸氢钙和切成小片的木材共煮，可得比较纯粹的纤维素 亚硫酸钠和草酸（一种有机酸，它的分子式是H2C204,是 一种白色结晶)的混和物在干燥时不起反应，遇水能缓慢地放出二氧化硫，可以用来漂白革帽缏等。 习题28(1) 1。用化学方程式表示出三种制取二氧化硫的不同方法. 2。为什么制取硫化氢时可以用府普发生器，而制取二氧化硫时则不能？为什么集取硫化氢和二氧化疏气体时都要用下方排空气法？8。比较二氧化硫和氯气的源白作用. 4。为什么不能用蒸发亚硫酸溶液的方法来制取无水的纯亚硫酸？5,在标准状况下，1升二氧化硫是1升二氧化碳重量的多少倍？[提示：根据气体克分子体积定义可知，在标准状况下（或其他任何相同的状祝下)，1升二氧化疏和1升二氧化碳的重量比等于它们分子量的比.] 6。蒸发1毫升的液态二氧化流（重1.49克)，可以得到二氧化硫气体多少升（假设在标准状况下）？· 三氧化硫（硫酐）·三氧化硫的分子式是SO3,它是硫酸 的酸酐，斟做疏肝。把浓疏酸加热到它的沸点(338℃)，有一部分疏酸分解，放出一团的白阳，就是三氧化硫： 加热 H2S0mS0g↑+H20 1.三氧化硫的制法实验室里主要是用二氧化硫跟氧气化合来制取三氧化疏。这个反应前面已经讲过，它要在适当高温(450℃)和催化剂的催化作用下才能顺利地进行： 催化剂 2S02+02=2S03 加热 ==========第75页========== 透 最有效的催化剂是铂石棉，此外，常用的催化剂还有五氧化二钒(2Os)、氧化铬(Cr203)和氧化铁(Fe0g)等. 图29是实验室制取三氧化硫的装置.二氧化硫和氧气 先通过浓硫酸使之干燥，然后经过硬质玻璃管A,在那里议有 灼热的铂石棉（或氧化铬），反应后生成的三氧化硫收集在用致冷剂（食盐和冰的混和物）冷却的试管中。不久，试管里就积有少量三氧化硫的白色晶体. 石棉 致冷剂 善0 0 图29.六业丝制取三氧化流的装置 2:三氧化硫的性质三氧化疏是白色丝状晶体，熔点 16.8℃，极易挥发，它的蒸气在空气里会强烈“发烟”，产生的白芽就是三氧化疏溶解于空气里的水蒸气所生成的微细的硫酸珠滴（酸雾）.在实验室里，三氧化硫常保存在封口的玻瓶中，因为它的蒸气对软木塞和橡皮塞都有破环作用。 三氧化疏與有酸性氧化物的一般通性： (1)跟水反应生成硫酸： ==========第76页========== S03+H0=H2S04 这个反应进行十分剧烈，同时放出大量的热 (2)跟碱性氧化物化合生成硫酸盐，例如： SOs +MgO=MgSO 硫酸镁 这个反应进行时也有大量的热放出，有时还能使反应物发红发光. (3)跟碱类反应生成硫酸盐和水，例如： SOa+2NaOH=Na,SO,+H,O 硫酸钠 习题23(2) 1,怎样从二氧化硫制取三氧化硫？ 2、二氧化硫和三氧化硫都是酸矸，它们跟碱类、碱性氧化物等反应后的生成物有什么不同？ §24硫酸和硫酸盐 海 疏酸的性质在第一册第五章里。：我们对硫酸的性质已经作了初步的介绍.纯疏酸是一种无色粘稠油状液体，儿乎比水重一倍.它能够以任何的比和水混和，同时产生大量的热，硫酸是一种不挥发酸，打开盛贮硫酸的瓶盖，不会冒“烟”，也闻不到什么气味.它的沸点是338°℃，比盐酸、硝酸等都高得多 市售的浓碗酸通常浓度是98%，它的比重是1.84， ·下面我们比较详细地来研究一下硫酸的化学性质。硫酸是一种典型的强酸，它具有酸的一切通性：例如，它 ==========第77页========== 能使蓝色石蕊试纸变红；能跟活泼金属[即金属活动顺序表(第一册，第233页)里排在氢以前的金属]发生置换反应，放出氢气、例如， H2S04(稀)+Zn=-H2↑+ZnS04 金属活动顺序表里氢以后的金属，是不能置换硫酸分子里的氢原子的虽然其中有些金属（例如铜）在一定条件下，也能溶解在浓硫酸里，但所发生的反应并不是置换反应，这个反应在下面还将详细讨论. 硫酸也能跟碱性氧化物反应生成盐（硫酸盐）和水例如， 如热 HSO,+CuO--CuSOi+H,O 硫酸铜 硫酸也能跟碱类发生中和反应，由于硫酸是二价酸，当所用碱的量不同时，它可以生成正盐或酸式盐.例如， 1克分子硫酸跟2克分子氢氧化钠反应时生成正盐： ..H2S04+2NaO=NaS04+2H20 硫酸钠 1克分子硫酸跟1克分子氢氧化钠反应时生成酸式盐①： H,SO,+NaOH=NaHSO,+H,O 酸式硫酸钠 (硫酸氢钠) 最后，硫酸也能跟其他酸的盐类发生复分解反应，生成新酸和新盐.由于硫酸的不挥发性，这个反应广泛地被用来制造其他酸类。例如， ①很显然，如果所用NOH超过2克分子，就只能生成正盐；如果少于1 克分子，就只能生成酸式盐 ==========第78页========== 加热 H,SO,+NaCI-NaHSO+HCI 加热 HSO+NaNO:-NaHSO+HNO 硫酸除了具有上述这些酸的通性以外，浓硫酸还有许多特殊的性质，这些性质不仅和其他酸类不同，而且和稀疏酸也不相同。主要是： :1.浓疏酸具有很强的氧化性上面讲到某些不活泼的金罵（例如铜）不能从稀硫酸里置换出氢，但当跟浓硫酸共热时，却能发生化学反应，使金属溶解在浓硫酸里。但这个反应并不放出氢气，它是由浓硫酸的强烈的氧化性而发生的. 浓硫酸跟铜反应时，首先是浓硫酸把闲气化成氧化铜，而自己则被还原成亚硫酸： H2SO()+Cu=Cuo+HSOs 我们知道，亚硫酸是极不稳定的，生成后立刻分解成二气化硫和水： H2S03=S0s↑+HO 另外，铜被氧化生成的氧化铜是一种碱性氧化物，它能跟多余的硫酸发生复分解反应，生成硫酸铜和水： CuO+HSO,=CuSO,+H2O 这样，铜就溶解在浓疏酸里了①， 把上面这些反应的化学方程式合并起来，就可看到浓硫酸银铜反应总的化学方程式是： 2H2S04+Cu=CuS0,+S02↑+2H,0 把这个反应和活泼金属（例如Z)跟稀硫酸发生的置换 反应相比较，就可看出它们之间存在着本质的不同。前者反 ①稀疏酸没有氧化性，因此，稀疏酸和铜是没有反应的。 ==========第79页========== 应的最后，虽然也生成金属盐类，但它放出的气体不是氢气而是二氧化碗，同时还有水生成 浓硫酸跟铜的反应是一个氧化一还原反应，在这个反应里，浓硫酸是氧化剂，它把铜氧化成氧化铜（后来又跟多余的硫酸反应生成硫酸铜和水)；铜是还原剂，它把硫酸还原成亚硫酸（随即分解成二氧化硫和水）。 由于浓硫酸具有强烈的氧化性，我们可以用铁器来盛贮它.当铁和浓硫酸接触时，它的表面立刻被浓疏酸氧化成一种组成比较复杂的铁的氧化物，这种铁的氧化物不能溶解在浓硫酸里，它在金属表面上形成一层非常致密的薄膜，保护住内部金属不再受酸的作用。金属跟酸反应后，在表面上形成具有保护性的薄膜的作用，称做金属的“钝化”（注意，铁器不能用来盛贮稀硫酸，为什么？) 浓硫酸也能跟某些非金属发生类似的氧化一还原反应，例如把木炭粉和浓巯酸放在试管里加热时，木炭就被浓硫酸氧化成二氧化碳，同时，硫酸则被木炭还原成亚硫酸（随即分解成二氧化硫和水)，总的反应是： 加热 C+2H2S04=C02个+2S02个+2H20 2。浓硫酸跟水的反应浓硫酸溶解于水时，会放出大量的热.在第一册§5·4里，我们曾着重指出，在稀释浓硫酸时，,定要把浓硫酸慢慢地沿着容器的壁注入水里，注入时还须不断加以搅动；千万不要把水注入浓硫酸里、否则，就可能会有硫酸飞溅出来，沾到皮肤或眼睛上，造成严重的伤害事故、 浓硫酸溶解于水放出大量的热这一事实，说明了浓硫酸的溶解过程，并不是一个简单的物理过程，而是同时包含有硫酸跟水之间发生的化学反应，这种反应可以用下面的化学方 ==========第80页========== 程式表示： H2S04+H20=H2S04~H2O(或HS05) 一水合硫酸 H2S04十2H20=H2S04·2H20(或HS0a) 二水合硫酸 这些反应发生时，都有大量的热放出，这就是浓硫酸溶解时发热的原因。反应后生成的化合物，叫做硫酸水合物，在硫酸溶 液里，这些水合物都是实际存在着的 浓硫酸跟水的化合能力 十分强烈，不跟硫酸起反应的气体，在通过盛浓硫酸的洗气瓶（图2·10）后，其中含有的水蒸气就被浓硫酸所吸收，因而使气体变得千燥 浓硫酸也能吸收空气里的水蒸气，因此，浓硫酸常用 图2·10两种不同形式的洗气瓶 在干燥器里。 千燥器是一个有盖的玻璃缸.在干燥器的下部装有浓硫酸或其他 濮耳0， (a)干燥器外形 (b)瓷制的隔板 图21干燥器 ==========第81页========== 下操剂如无水氯化钙等（图2·11（α）)，硫酸上面置-~块有许多圆孔的制的鬧板（图2·11(）).要干燥的物质先放在坩埚或蒸发皿里，然后手把坩埚或蒸发放在腰板上，盖紧缸盖.玻璃缸里的空气，因它所含的水蒸气被浓硫酸所吸收而变得十分千燥，这样，就能使坩埚或蒸发皿目的物质一…直保诗记烧 3,浓硫酸对有机物的脱水作用有些有机化合物（例如纤维素、糖、淀粉等，在第四册要详细讨论)是由碳、氢、氧三种元素组成的.这类有机化合物遇浓硫酸时，成分里的氨、氧两元茶按照水的组成：脚按照2个原子氢和1个原子氧的比)被武硫酸吸收掉.这作用，叫做有机物的脱水作用.有机物经脱水后就变成为炭（因为这时它成分里只剩下碳一种元素了)，我们称这种作用为“碳化”。例如，在族糖它的分子式是 C12H22O11)里加入浓硫酸，不久，蔗糖被浓硫酸脱水而变成焦 黑色的炭，反应的化学方程式是： 浓硫酸 C12H22011=12C+11H20 浓疏酸对有机物脱水作用，还可以从下面的实验清楚地观察到先用稀硫酸在酱通的纸（它大部分是由纤维素组成的）上写好字，然后在：酒精灯火增的上方（要隔开相当距离)慢慢供干.这时，稀硫酸由于水分蒸发而逐渐浓缩，变成浓流酸，纸上写字的地方因碳化丽变成焦黑，原来写的字迹就清楚地显现出来（图2·12）. 由于浓硫酸对有机物的 稀HS0 强烈的脱水作用，如果皮肤上不慎沾着了浓硫酸，就会 引起严重的烫伤.所以，应、图2·12用硫酸使纸焦化 ·75 ==========第82页========== 该尽快地用大量的水或稀的碳酸氢钠(NHCO3)溶液来冲 洗。 浓硫酸溅在衣服上，也会使织物碳化而变成许多小孔.有时在衣服上测着了稀硫酸，当时并不察觉到，但当干了时，由于水分的蒸发，衣服上的硫酸变浓，也会产生许多小孔.因此在使用硫酸（即使是稀硫酸）时，必须十分小心 硫酸的府途陈酸是基本化学工业中最重要的产品之 一，它有着极为广泛的用途. 硫酸的各种用途，和它的性质是密切相联系的 硫酸是工业用酸中最廉价的一种，它的酸性很强，但挥发性很小。·利用硫酸跟金属或金属氧化物的反应，可以制造许 一多有实用价值的硫酸盐.例如，硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁等 在金属工和金属制品进行电镀以前，常用硫酸来清除金属表面的氧化物 利用硫酸的不挥发性，可以从它制得许多其他的酸.例如§1·4讲到用硫酸跟食盐反应可以制得盐酸；§1·8讲到户硫酸跟萤石（氟化钙）反应可以制得氢氟酸；§2·2讲到用硫：：跟硫化亚铁反应可以制得氢硫酸等. 硫酸是制造化学肥料的重要原料之一，它能够使不溶性的天然磷灰石转变成为容易被植物吸收的过磷酸钙（一种重 要的磷肥，详见§5·10)；它还用来吸收氨(NH)或跟氨水反 应（详见§。·2）以制造硫酸铵（一种重要的氮肥，商业上称做“肥田粉”).每年用在生产化学肥料上的硫酸，数量是十分巨大的. 硫酸具有强烈的吸水性，在实验室里和工业上常利用它来干燥气体。在制造炸药、赛璐珞、染料等时，要用浓硫酸做脱水剂，吸去化学反应过程里生成的水，使反应顺利地进行。 76· ==========第83页========== 浓硫酸具有强氧化性，它对有机物质有破坏作用。浓硫酸跟油类里的有机杂质反应后，生成不溶于油也不溶于硫酸的物质，因此，浓硫酸可以用来精炼石油和植物油. 另外，在制糖、制革以及其他许多工业中，也都需要用到硫嵌 疏酸的用途笼这样广泛，因此，在基本化学工业中，它是居首要雠位的， 硫避硫酸盐除硫酸铡、硫酸铅外都能溶解于水（硫酸钙和酸银微溶于水，参看第一册第五章附表1)，硫酸盐的用途很)广，下面我们介绍几种重要的硫酸盐的灯途： 1.硫酸钠.商业上称做芒硝，带有10个分子的结晶水： Na2SO,·10H2O,在医药上用作药.无水的硫酸钠大量用在玻璃上 2,硫段镁商业上称做泻盐或苦盐，带有7个分子的结 晶水：13S04·7H20,主要也是在医药上用作泻药 3。矾许多金属如铜、铁、锌等的含有结晶水的硫酸盐称为矾： (1)胆矾(CuSO45HO)：是蓝色晶体.农业上用它来扑灭各种害虫①；木材在硫酸铜溶液里浸过后可以防止腐烂；在工业上用它提炼纯铜、镀铜以及制造各种铜的化合物 (2)绿矾(FeSO。·7H20):是淡绿色结晶.在农业上也用来扑灭害虫②；它也用于木材防腐；在工业上用来制造蓝黑器水、普鲁士蓝（一种蓝色颜料，用于制造油漆）等. (3)皓矾(ZnSO47H2O):‘是无色晶体.在工业上也用 ①帘硫酸铜、生石灰和水配制成的汝尔多液，可以防止棉花的叶斑病和叶跳虫等 ②主要用来防治果园中的病虫害。 ==========第84页========== 于木材防腐，制造白色颜料（例如锌白即氧化锌）等，在医药上用以配制眼药水 硫酸和疏酸盐的检验法检验溶液里的硫酸或硫酸盐，也要分两步进行：第一步在溶液中加入氯化钡（或硝酸钡）溶液，如果溶液里有硫酸或硫酸盐存在，立刻就会有白色的硫酸钡沉淀产生.例如： H2SO+BaCl2 BaSO+2CI 氯化钡硫酸钡 Na2SO,+BaCl2 BaSOa+2NaCl 氯化钡硫酸钡 但是，菜些可溶性盐类（例如碳酸盐、亚硫酸盐等）的溶液在加入氯化钡溶液时，也会有自色沉淀（碳酸钡、亚硫酸钡）生成.例如： Na2 CO3+BaCl2 BaCOa+2NaCl Na2SOa+BaC12 BaSO+2NaCI 因此，要确定溶液里存在着的是否硫酸盐，还必须进行第二步检验 第二步检验是在生成沉淀的液体里加入稀盐酸或稀硝酸.因为硫酸钡不仅不溶于水，面且不溶于稀酸中，·但碳酸钡、亚硫酸钡在加入稀酸时，白色沉淀立刻溶解： BaCOs+2HC1=BaC12 +CO2+H2O BaSO3+2HICI=BaCl,+SO2+H.O 因此，当加入稀酸后，如果白色沉淀不溶解，斌能证明溶液里确实存在着硫酸盐（如果被检验的物质是硫酸，那就只要进行第一步就可以了，因为在第一步反应中，本身就有稀酸的生成，所以不必再加进稀盐酸或稀硝酸以试验生成的沉淀是否溶解). 78 ==========第85页========== 习题2·4 1.从疏酸的分子式(HS04)!硫酸里各元素的百分组成.· ?.怎样检定瓶中的硫酸是浓还是稀疏酸？ 8.为什么只能汝硫鞍来谢造益酸，不能吊盐孩来翻造硫酸？ .超火柴梗在浓酸里哭过后（出，金有什么现象发生？试解释之. 5.用同祥霆量的锌跟稀碗金反应或跟稀盐酸反应，如果所取两种酸的重鼎相同，河生成的，，个交多？不经计第来间答这个问题.、 [提示，比较流淡，跟品泛应的化学方程式.] 6.用两肿不「方云以列丽流酸的溶液1稀硫酸的溶液 7.为什么深阔的反汝炮个氧化一还原反应？哪一种物质是氧化剂？聪-阳是还原？ 8.为么什帝酸：不会安生反应？ 提示，要从两方面茨答这个问题：（1)铜在金属活动顺序表里的位置，(2)稀豫没有氧化性.] §2·5疏酸的工业制法 工业上制造疏酸有两种方法：一种州做接触法，一种叫做铅室法.现在看来，铅室法已经是比较陈旧了，没有多大发展前途.下我们只介揆触法生产硫酸的概要情况。 接触法制造硫胶的主要过程有： (1)二氧化疏的制造： （2)二氧化硫催化氧化成三氧化硫； (3)三氧化碗的吸收和硫酸的生成. 其中，由二氧化硫化氧化成三氧化硫是整个生产过程里最主要的部分. *事79。 ==========第86页========== 1.二氧化疏的制造前面讲过，二氧化硫可以从燃烧硫黄而制得，但-般以黄铁矿(eS2)为生产二氧化硫的原料. 黄铁矿在特制的燃烧炉里燃烧时，就有二氧化硫气体产生。反应的化学方程式是： 4FeS2 +1102=2Fe2Os+8SO2 黄铁矿燃烧炉（图2·13）是用耐火砖砌成的一个巨大的圆筒，炉外包有钢皮，炉内有用耐火砖砌成的平坦的护拱8~9层（图2·13只画了 六层)，上数第一、三、五等奇数层炉拱的中心部分有…个围绕中心袋的环形开口，第二、四、六等偶数层炉拱的外围靠近炉壁处有数个开口.因此，各拱层是福连通着的.在各层炉拱间都有两个连结作中心转轴上的铁耙，寄数层铁耙的耙齿稍向内斜，偶数层铁耙耙齿稍向外斜.将预先压碎的黄铁矿矿石从入口5处加入炉中，被最上层炉拱中的嵌耙的耙齿（铁耙随着中心转轴缓缀地转动）拨到中心开口处而落入第二层；然后又被第二层炉秩中的铁粑的靶齿拨到外围，经边缘开口处落入第三层.其后依次逐层下落.供燃烧用的空气自入口3处送入，和矿石下落相逆的方向渐次上升（逆流）.矿石在炉里一边移动，一一边燃烧产生二氧化硫气体（称为炉气），最后由出口4处导出.矿燃烧后剩下的废刊矿渣，由出口处排出炉外.燃烧炉中心的转轴和多层铁耙的内部，都用空气来冷却.燃烧炉中部的第四、第五层附近的温度最高， 一般控制在850℃左右，最高不应超过900℃，炉气出口温度约为500℃. 2、二氧化硫催化氧化成三氧化硫，从燃烧炉出来的炉气中，除含有二氧化硫外，还含有没有用尽的空气（氧气和氨气)、水蒸气、种的化合物（神音“申”，是一种化学元素，在黄铁矿里常含有少量的种的化合物，因此炉气里也常有砷的化合物)和灰尘（飞散的黄铁矿粉和炉渣等).为了保证二氧化硫催化氧化的正常进行，必须先经过一系列的精制系统： ==========第87页========== 空气出口 炉气出口 矿石ス口 石人廿 2 L 钢皮 ITTT BSBA0N3KK03 耙齿 22 7M07za 炉拱 TVUT 的 0001002 开口 四 YToIu 773 燃烧用 甜火德 五 空气入다 正TuW 0PUǚ 3 0D卫 按信渣 出口 大齿輪 傅动装韶 小因轻 冷却耙齿用 的空气入口 图2·13黄铁矿燃烧炉结构简图 (1)除尘把燃烧炉里出来的炉气经过除尘室①，除去其中大部分的灰尘 (ⅱ)洗涤：经过除尘的炉气，导入洗涤塔用稀硫酸洗涤.洗涤塔是用铅制成的，里面填充着瓷环.由除尘室出来 ①工业上用的除尘器有好多种，例如旋风除尘器、文丘里除尘器、电除尘器等，这些除尘器的结构，要在专门书籍里讨论，此处不作介绍。 ·81- ==========第88页========== 的气体从塔底导入，塔顶则有稀硫酸喷下（图2：14）.在洗涤塔里，可以洗去炉气中剩余的微量的灰尘和神的化合物（它对催化剂有毒害作用). 洗襁塔干换锴 吸收酱 稀H04浚H2S04 9693Z任S04 燃烧炉除尘室 萨班宽 热交换器 拾却器袋炮1S 送入储酸铁栖 图2·14接触法削造流酸的生产流程简图 ()千燥：从洗涤塔出来的气体，再送入千燥塔于燥干燥塔是用钢制成的，内衬耐酸砖，塔里也填充着瓷环.塔顶 用浓硫酸喷下，以吸去气体中的水蒸 S02+02 气（图214）. 炉气经上述一系列的精制系统后，其中有害杂质已大部分除去.这 3为 时气体中除含有二氧化硫外，·还含有足够多量的空气，先把这种混和气你导入热交换器，把气体预热到大约500℃左右，然后再引入接触室.接触室是一个用钢制成的大圆简（图2·15),简里有儿层水平并列着的多孔搁板，催化剂（由于铂的价钱很贵，现 图215接触室简图 在工业上一般是用五氧化二钒(V2O5) ●82 ==========第89页========== 做成-一段段空心的管状物，称做钒催化剂)就摊放在搁板上。在接触室里，二氧化硫跟氧气在催化剂的作用下，迅速反应成三氧化硫： 钒催化) 2S02+02-2S03 500℃ 这个反应进行时，有大量的热放出.因此，自接触室出来的三氧化疏气体的温度很高，必须经过冷却，然后才能送入吸收塔吸牧。三氧化碗气体冷却时放出的热量，一部分可以通过热交换器来预热二氧化硫和空气的混和气体.热交换器的结构知图2·16所示，热的三氧化硫气体从内管流过，把管外自干操塔导来的二氧化疏和空气的混和气体预热，发生热交换作用.从热交换器出来的三氧化硫气体，温度仍嫌太高，要再经空气冷却器（它的结构种热交换器相同），用冷空气把它进一步冷却，然后导入吸收塔 自接触堂寻米 的热的S0 颅热后的 S02+0g姿 往接蚀室倦 化氧化 自干燥塔导来 的02+0， 經初步洽却 的S03:运往· 冷却擗 图2·16热交换器的热交换原理 ,谢 ==========第90页========== 3。三氧化硫的吸收经冷却后的三氧化硫气体，导入吸收塔.吸收塔的结构和前述干燥塔相似 虽然三氧化硫能够直接跟水化合生成硫酸： S03+H2O=H2S04 但在吸放塔里，并不水来吸收三氧化硫.这是因为在自冷却器导来的三化硫气体里，杂有相当多的废气（主要是氮气)，如果水来吸收，三氧化硫跟水刚烈反应，生成许多极其微细的疏酸珠滴（酸雾），随同废气一起上升至塔的上部逸散出去，会造成大量三氧化硫的损失 工业上是96一98%的浓巯酸来吸收三氧化硫的，当这祥的浓硫酸从培顶喷下时，除一小部分三氧化硫跟浓硫酸里少量的水分(24%)化合生成碗酸外，大部分的三氧化硫溶解于硫酸里，生成发烟硫酸①.稀释发烟硫酸，可以得到各种浓度的纯净硫酸 由接触法制得的浓硫酸，可以储存于巨大的耐酸铁桶里。由接触法制造豌酸的生产流程简图，如图2·14所示. 习题25 1.绘图说明热交换器的结构和热交换原理 2.在妆触法制硫酸的生产过程里，哪些地方应用了逆流原理？3。二氧化硫炉气的精制包括哪些步骤？为什么要净化？ 4.为什么三氧化硫在被吸收以前要先经过冷却？ 5.为什么浓疏酸的储酸桶是用铁制的？ ①溶有三氧化硫的硫酸，会在空气里发烟”（实际上是其中三氧化硫挥发出来后，跟空气中的水蒸气化合形成的一种酸雾)，所以叫做发烟硫酸. ・·B4 ==========第91页========== §26氧族元素 在前面研究硫和硫的化合物时，我们已经多次提到，硫和氧是两种性质相似的非金属元萦，但硫的化学活动性（非金属性)要比氧差些（详见§2·1，§22） 另外，还有两种元紫—硒（音“西”，元素符号是S©，原子 _量是78.9)和谛（音“帝”，元素符号是T,原子量是127.6）的 化学性质（包括它们的单质和相应的化合物）也与氧和硫（特别是硫)相似 晒和游在高温时都能够在空气里燃浇，生成相应的氧化物-一二氧化硒SeO2)和二氧化碲(Te02). 硒在高温时可以跟氢直接化合，生成祁当于巯化氢的硒 化氢(HS).僻虽然不能直接跟氢化合，但当碲化物（相当 于硫化物)跟稀酸反应时，可以得到碲化氢(H2I©) 硒和碲的气态氢化物(H2Se和H2Te)不仅在组成上和硫 化氢(HS)相似，它们的性质也很相似：它们都是无色、有臭 味和刷毒的气体，溶解于水所得的溶液都是酸性，都能在空气里燃烧生成和二氧化硫相似的二氧化硒和二氧化碲 硒和碲与某些金属共热时，可以生成硒化物（例如K2Se) 和碲化物（例如K2T),它们的性质和相应的硫化物相似. 硒和碲的氧化物除二氧化硒和二氧化碲以外，还有和三氧化硫相似的三氧化硒(Se03)和三氧化碲(Te03).硒和碲的氧化物也都有相应的水化物，它们都是属于酸类（含氧酸）的物质.表2·2是硫、硒、碲含氧化合物的比较 但是，硒的化学活动性要比硫差些，碲更比硒差些，这具体表现在它们跟其他元素化合时的难易程度上，例如在跟氢 85 ==========第92页========== 表2·2疏、陋、啼的含氧化合”： 元 素 氧化 物 相应的水化物 硫 二氧化硫S02 亚硫酸I2SOg (S) 三氧化硫SO 疏多酸HSO4 硒 二.氧化硒Se02 亚硒酸H2SeO3 (Se) 三氧化硒SeO3 硒酸H2SeO4 磁 二氧化碲TeO2 亚商酸H2TeO, (Te) 三氧化蹄TeO3 碲酸H2TeO4 化合时：疏最易，硒较难，酵不能 从上面这些事实可以得出结论：和卤族元素相似，氧、硫、硒、碲也是四种性质相似的非金属元素，当按照这四种元素原子量递增的顺序（就是按照氧-一硫一硒一碲的顾序）排列起来时，可以看出，它们的化学活动性（非金属性）也是随着原 表2·3氧族元素和卤族元素性质的比较 相似的性质 相异·的性质 (1)都能跟金属、氢气直接化合 (1)在跟金属、氢气化合后的生成物里， (2)跟氢气化合后生成的气态氢化物 氧族元秦是2价；卤族元素是1价 溶解于水都呈酸性（除氧） (2)氧族元素跟氢化合校难，生成的酸 (8)它们的氧化物都是酸酐（除氧、 都是弱酸（如HS);卤族元素跟氯 氟) 化合较易，生成的酸都是强酸（除 HF) (3)·卤族元素能置换氧族元素① ①卤族元素可以置换氧族元素.例如，氟可以剧烈地置换出水里的氧： 2F2+2H20=4HF+02个 这说明氟的非金属活泼性比氧强；氯可以剧烈地置换出硫化氢里的硫： CI2+H2S=2HC1+S 这说明氯的非金属活泼性比硫强。 86・ ==========第93页========== 子量的增大而渐次减弱. 氧、硫、硒、碲形成一个元素族，叫做氧族元素 氧族元素和卤族元素虽是两个不同的元素族，但如果仔细比较这两个元素族的性质（主要是化学性质），就可发现它们之间存在若其些相似的地方，具体见表2·3 根据上表的比较，可以看出：·氧族卤族这两族非金属元素中，卤族元茶的化学活泼性（非金属性）要比相应的氧族元素为强：例如氟比氧活泼，氯比硫活泼，… 从前面所讲的内容，我们可以得出一頭具有十分深刻意义的结论，那就是：不仅在同族元素之间，面且在不同族元素之间，元素的性质都存在着某种相似性和一定方向的递变性.这祥的实验事实，有力地说明了存在于自然界里的各种元素并不是彼此孤立的，面是在它们之间存在着某种规律性的联系。 本章提要 1.疏硫是具有八面体形的淡黄色的结晶，不溶于水，易溶于二硫化碳中.疏的化兰性质利氧相似，能跟氢气、绝大部分金属和某些非金属直接化合，但反应程度不知氧刷烈.此外，硫还能跟氧相互化合.在自然界里，有游离态的疏存在；也有化合态的硫存在.硫主要应用在橡胶工业、硫酸工业以及农业上制作杀虫剂 2.硫化氢玩化氢是无色、有腐蛋奥的气体，有毒.不稳定，受热容易分解，在空气中能燃烧生成水和二氧化硫（当空气充足时）或疏（当空气不充足时) 硫化氢易溶于水，它的水溶液是一种弱酸，称做氢硫酸.氢硫酸能与许多金属盐类发生复分解反应，·生成各种不同颜色和不同溶解度的金属硫化物，在化学分析上可以用来识别和分离金属。 87 ==========第94页========== 在自然界里，硫化氢由含硫的动植物体的腐败而生成，也存在于火山气体和某些矿泉中，在实验室里，硫化氢可由疏化亚铁跟稀硫酸或稀盐酸反应而制得（用启普发生器发生）、 3.二氧化疏和三氧化疏 (1)二氧化疏：二氧化硫是亚硫酸的酐，又称亚硫酐.它是无色、有刺激性气味和有毒的气体，容易液化.二氧化硫有漂白某些有色物质的作用，可以用做漂白剂，又可用来杀灭露菌.它最主要的用途是用来制造硫酸 二氧化硫容易溶解于水，它的水溶液就是亚硫酸.亚疏酸是一种中等强度的酸，极不稳定，在常温时就易分解，在空气中能逐渐氧化成硫酸 二氧化硫在工业上主要是由燃烧硫黄或黄铁矿而制得；在实验室里一般是由亚硫酸钠跟稀酸反应（也可由浓硫酸跟铜片共热）生成 (2)三氧化硫：三氧化硫是硫酸的酐，又称疏酐，它由二氧化硫经催化氧化而制得.三氧化疏是白色丝状晶体，能跟水剧烈化合而成硫酸，同时放出大量的热 4.疏酸硫酸是一种不挥发的强酸.浓硫酸有氧化性，和水有极强的吸引力，能使某些有机化合物脱水而碳化.疏酸在工业上的应用很广，几乎一切工业都要用到它，在基本化学工业中，它居于首要的地位. 工业上倒硫酸大多用接触法.由二氧化硫催化氧化制得三氧化硫，吸收于浓硫酸中，制得“发烟硫酸”。稀释发烟硫酸，即得不同浓度的硫酸 5.疏酸盐硫酸是二价酸，它的盐有正盐和酸式盐两类，大部分的硫酸盐都能溶于水，硫酸钡不溶于水也不溶于稀酸，它的这种性质被利用来检验溶液中的硫酸和硫酸盐 6.氧族元素氧、硫、硒、碲四种性质相似的非金属元素，构成一一个元素族，称做氧族元素.氧族元素的化学活动性（非金属性）随着原子量的增大而减弱、 ?88· ==========第95页========== 复习题二 1,比较硫和氧的化学性质。为什么说疏的化学性质和氧相似，但不如氧活泼？ 2.氧旅元素包括哪几种元素？它们的化学性质有哪些相似和不相似以的地方？它化学性质递变的规律怎样？ 3.为什么说氯的化学性比疏活泼？什么实验事实可以证明这一点？ 4.氧族元萦和肉族元素之间有什么相似和不相似的地方？ 5.试用三种不同的方法来制取疏化银(Ag2S).写出反应的化学方程式 6.用哪些反应来实现下列的变化？写出反应的化学方程式： (1) H2S之S (2) Fe 4 3 3 Fes 上eS04 1 (3) S02---→HSO3 (4) 2 个 3 2 H2SO H2C03 H2SO 4C023 7.写出下列反应的化学方程式： (1)疏酸铜跟流化氢； (2)氯气跟硫化氢； (3)氯化锌跟疏化钠： (4)疏酸钠跟氯化钡； (5)亚硫酸钡跟稀硝酸. 8.比较二氧化硫和二氧化碳的制法和性质。[提示：二氧化硫和二氧化碳都是酸酐] 9.怎样区别化氢和二氧化硫？ 10.怎样区别亚硫酸盐和硫酸盐？ 11.在H2S,S02、S03里，疏的化合价各是几价？ 12.把浓硫酸盛在散口容器里，过几天后，它的重量是减轻了呢， ・89 ==========第96页========== 还是增加了？为什么？ 13.举出氢硫酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐各两种（一种正盐，一种酸式盐)的名称和分子式. 14.用相同重量的硫酸发生下述反应时，哪一种反应所制得的二氧化硫最多？哪一种最少？ (1)浓硫酸跟木炭粉共热： 2H2S04+C=C02个+2S02↑+2H20 (2)浓硫酸跟疏粉共热： 2H2S04+S=3S02↑+2H20 (3)浓硫酸跟铜片共热： 2H2SO+Cu=CuSO:+SO2+2H20 15、硫酸有哪些重要用途？硫酸的这些用途和它的性质有什么关系？ 16.补足下面的化学方程式，并加平衡（平衡后把箭头改成等号）： (1)MgS0&+ -→Mg(NO3)2+ (2)ZnS04+ >ZnCl2+ (3)H2SO4 →K2S04+ (4)CuCl2+ FICI [提示：要注意溶液中复分解进行近乎完全的条件，] 17.煅烧纯度为60%的黄铁矿100公斤，问有多少公斤二氧化硫生成？ 18.已知某稀硫酸溶液的百分浓度是48%（比重是1.380克/毫升)、它的克分子浓度是多少？ 19.使11克纯硫化亚铁跟足量的稀盐酸反应，把生成的气体溶于5克分子浓度的：氧化钠溶液50毫升中.此时生成的是正盐还是酸式盐？通过计算来回答这一问题. [提示.金分下面三个步聚来解：(1)11克硫化亚铁能产生多少克硫化氢？(2)5克分子浓度的氢氧化钠溶液50毫升里含有多少克氢氧化钠？(3)这许多硫化氢和这许多氢氧化钠反应应该生成正盐还是酸式盐？] ·90. ==========第97页========== 第三章原子结构和元素周期律 前面我们已经学到了不少有关元素和它们所组成的单质或化合物的知识，知道不同的物质具有不同的性质.但在学习了卤族元萦和氧族元素之后，我们还知道同族元素在化学性质方面具有许多相似的地方，而且它们性质的变化，.存在着 一定的规律性 为什么不同的物质具有不同的性质呢？为什么同族元素在学性质方面具有许多相似的地方，又存在着规律性的变化呢？ 要回答以上这些问题，我们就只能从原子的内部结构中去探讨.因为物质的性质是由它们的结构所决定的，只有认识了原子的内部结构，才能更好地认识物质的性质和它们的变化规律：本章主要内容就是介绍原子结构的理论和它的具体应用 §3·1原子的结构 物质是由分子组成的，分子是由原子组成的，那末原子又是什么组成的现？ 在19世纪末期以前，大多数的化学家和物理学家都认为原子是构成物质最小的、不能再分的微粒.一直到了19世纪末，由于放射性现象等一系列的新发现，才打破了这种认为原子是构成物质最小的、不能再分的微粒的看法。 ==========第98页========== 放射性现象1896年，法国物理学家贝克勒耳有一次偶 然发现，用黑纸包着的照相底片和钠(U)的化合物放置在-一 起后，照相底片感了光.这个现象，使他感到很大的兴趣，因为普通光线是不可能透过黑纸的.因此，他认为纯的化合物可能放出一种特殊的看不见的射线，这种射线会透过一般光线不能透过的纸而使照相底片感光 这个现象的进一步研究，是由当时在法国索本大学实验室里工作的居里夫人和她的丈夫居里进行的.经过他们长期艰苦的实验和研究，又发现了比铀具有放出这种特殊射线能力更强的两种元素一钋(Po)和镭(Ra).后来就把物质的这种自发的放出看不见的射线的性质叫做放射性，具有放射 性的物质叫做放射性物质 Y射 那末放射性物质所放出的射线究竟是什么呢？让我们来看下面的一个实验 把放射性物质—一镭（实际上是用镭的化合物)放在一只上方开有一个细孔的铅制小盒里，由于铅能阻止射线通过，所以只有一束射线通过小孔向外射出.如果在射线通道的两侧放两块极板①，并接通校强 图3·1镭的射线，在通电的极板 的直流电源，使成阴阳两极（图 闻发生偏转的示意图 3·1).这样，射线就会受到它 ①在自然界里有两种电荷，一种是正电荷，另一种是负电荷同性电荷相斥，异性电荷相吸&电荷在导电体中移动，使导电体有电流通过 直流电源有正、负两极，当金属板或碳棒分别与电源正、负极相连时，形成阳、阴两甩极，分别带有正电（用“十”表示）和负电（用“一”表示） 重.2.* ==========第99页========== 们的影响，分成三束前进：一束没有变化，仍然以原来射出的方向前进，叫做①射线；一束向着带负电的极板偏转，叫做 ②.射线；再有一束向着带正电的极板偏转，叫做③射线. y射线是一种特殊的光波，它不含任何带电的微粒，所以两旁电极对它没有影响. 射线是由高速度运动着的带正电的微粒组成的.这种微粒叫“粒子，每个a粒子的质量约等于4个氧单位，它带2个单位正电荷，所以受到带负电的阴极吸引，“向该极板偏转. B射线是由高速度运动着的带负电的微粒组成的.这种 微粒叫8粒子，就是电子.每个电子的质量约等于1/1840个氧单位，它带1个单位负电荷，所以受到带正电的阳极吸引，向该极偏转 之后，居里夫人和其他科学家在研究镭的放射现象时，又发现，尽管用来研究的镭非常纯净，但在它的周围常有两种新元萘存在，一种是惰性气体氨(He),另一种是当时还不知道的元察氢(Rn),经过仔细的研究，知道氦和氨都是镭放射后的产物.象这种由 226 于放射现象，由一种元素的原子转变为其他元素的原子的作用，叫做 222 原子的蜕变 镭原子的蜕变可用图3·2表示.图3·2镭原子的蜕变示意图这里还值得注意的是，馏的放射现象既不决定于镭含在哪种 ①y是希腊字母，读作gamma(音：格马) ②a是希腊字母，读作alfa(音：阿尔法). ③B是希腊字母，读作beta(音：倍搭).镭只放出a和y射线，B射线是由镭进行放射后生成的其他产物继续放出来的 ==========第100页========== 盐里，也不决定于外界温度、压强等等条件，这是镭原子自发蜕变的结果 放射性现象的发现，人们得到了下列的结论： (1)种元荼的原子可能变成其他元素的原子，也就是说，一种元素可以变成其他元素. (2)原子既然可以蜕变，并在蜕变的过程中有射线放出，可见原子具有复杂的结构 原子的结构原子内部的结构究竟是怎样的呢？ 1911年，英国物理学家芦瑟福用一束高速度带正电荷的a微粒流来射击金属薄片的时候，发现绝大多数的a微粒能够穿过金属薄片而不改变方向继续前进，这说明原子内部是很空敞”的.但有一部分的微粒穿过金属薄片时方向稍有改变，并且有极少数的（平均每一万个中约有一个）偏转较大，甚至有个别的微粒好象碰到一种极硬的、不可穿过的东西一样 被弹回来（图3·3）.这些现象说明了Q微粒一定碰到了一种 体积很小、带正电荷的东西.因为α粒子带正电荷，同性电荷相斥，所以被弹了回来.·芦瑟福把它叫做原子核，并认为每个原子都有一个原子核，原子核位于原子的中心，占有很小的体积，在原子核外有一定数目的电子，以极高的速度绕核运转着.一切原子的核所带的正电量和核外电子所带的负电总量相等，所以整个原子不显电性 这里产生一个问题，电子带负电，原子核带正电，电子会不会被原子核吸引到核上去呢？芦瑟福认为，电子在原子核外以极高的速度绕核迅速运转，具有一定的能量，好象行星绕大阳运转样，所以不会被吸引到原子核上去，因此电子和核就保持着一定的距离， 经过以后科学家进一步研究的结果，证实了芦瑟福的这 ==========第101页========== 些想法，而且发现各种元素的原子核所带的正电荷量（或称核电荷数)是不同的. 图3·3α微粒穿过金属薄片时和原子 图3·4氢原子结构示意图 核相遇的示意图 图3·4表示氢原子的结构示意图，其中氢原子核在原子的中心，带有1个单位正电荷；有1个电子在绕核迅速运转，电子带1个单位负电荷.电子的质量极小，大约只等于氢原子质量的1/1840.因此，原子的质量主要集中在它的核上. 上面有关原子模型的描述，可简要地归纳如下： (1)每个原子里都有一个体积极小、带有正电的原子核，核外有一定数目的电子，以极高的速度绕核运转着； (2)一切原子的核所带的正电量和核外电子所带的负电总量相等，所以整个原子不显电性； (3)原子的质量主要集中在它的核上， 习题3·1 1、什么是放射性现象？放射现象是怎样发现的？放射性物质放出的射线有哪几种？它们各具有什么性质？ 2.放射性蜕变现象和化学现象里的分解反应有什么不同？[提示：从元素的原子是否转变为另一种元素的原子来考虑. 3.通过放射性现象的发现和研究，你对原子有了什么新的认识？ 4.·你怎样理解原子内部很空敞，又怎样说明原子内部有个带正电 、95 ==========第102页========== さて 荷的、体积很小但质量很大的原子核？ 5。跃然原子中电子带负电，原子核带正电，为什么电子不会被原子核吸引到核上去？ G。为什么说原子的质量主要集中在它的核上？ §3·2原子核的结构，同位素 在上一节里我们已经知道，原子核是带有正电的；并且知道，镭会蜕变成氢和氡.科学家认为，原子的蜕变现象是由于原子核内部发生了变化而引起的.由此可见，原子核一定具有比较复杂的结构.原子核的结构究竟是怎样的呢？ 原子核的结构1919年，芦瑟福发现，原子核所带的正电，实际上是由核中的一种微粒，叫做质子所具有的.每1个质子带1个单位的正电荷，它的质量大约等于氢原子的质量1,实际上就是氢原子的核 质子带1个单位的正电荷，它的质量约等于】；同时我们已经知道，原子的质量几乎全部集中在核上，那末，如果原子核完全由质子组成，某种元素的原子核所带的正电荷，在数值上岂不是等于该种元紊的原子量吗？事实上并不这样.例如，钠的原子核带11个正电荷，但它的原子量却是23.因此，原子核里除了质子以外，必然还存在着别种微粒 后来发现，在原子核里除了含有质子以外，还含有另一种微粒.这种微粒的质量跟质子的质量大约相等，它不带电，叫做中子. 根据上述发现，科学家提出了关于原子核组成的理论：原子核是由质子与中子组成的；原子核里质子的数目等于原子核所带的正电荷数；原子核里中子的数目，等于这种元素的原 ==========第103页========== 子量的数值减去原子核里的质子数.例郊，钠原子核里的正电荷数等于11，原子量是23.可以知道，钠原子核里含有11个质子和23-11=12个中子 到此，我们可以把组成原子的三种微粒和它们的性质归纳如下表： 表3【 名 称 闫 量 质 量 质 子 1个单正电荷 约等：于1 中 子 不带记 约等于1 电 子 1个单位负电荷 约等于1/1340 同位素·在研究原子核组成的同时，科学家们还发现，同“种元素的原子具有相等的核电荷数，但是具有不同的原子量；而且经过仔细研究，发现大多数元素都是核电荷数相等而原子量不同的若干种原子的混和物.这是什么原因呢？我们知道，原子核所带的正电荷数，决定于核里所含质子的数目，而原子量，决定于核里质子和中子的总数。几种原子的核里既然带有同数的正电荷，同时又具有不同的原子量，那就可以知道，它们的核里一定有相同的质子数和不同的中子数.原子核里具有相同的质子数和不同的中子数的同一元素的几种原子，叫做同位素. 例如，已经发现，氢有三种同位素，它们是普通氢、重氢和超重氢①.它们的原子量分别等于1,2和3.这是因为普通氢 ①普通氢的学名叫氕，读作p(音：撤)；重氢的学名叫氘.读作dǎo(音刀)方超重氢的学名叫氘，读作chuan(音：川). ==========第104页========== 的原子核里只有1个质子，重氢的原子核里含有1个质子和1个中子，而超重氢，的原子核里含有1个质子和2个中子（图 3·).通常我们用H、H2和H8表示氢的三种同位素.（元 素符号右上角的数字表示原子量，左下角的数字表示核电荷数.) 干期 iH2 以3 0电子 ②质子 磁中子 图3·5氢的三种同位素的原子结构示意图 这里有一个问题，元素的原子量，决定于核里质子和中子的总数，但质子和中子数都是整数，它们的质量也都是整数(各等于1，但一般元素的原子量为什么都带有小数呢？原来所有的元素一般都有同位素，只是同位素的数目各不相同.可、是，对每种天然存在的元素来说，各同位素所占的百分比往往是固定的.我们通常所说的某种元素的原子量，实际上是某种元素所含各同位素的平均原子量（按各同位素所占的一定 百分比计算).例如，平常的氯是17C135和1，C137二种同位素所 组成的混和物，其中1C135约占有77%，1C137约占有23%， 从而求得氯的原子量约等于35.6.（算法：35×77%十37×23%÷35.5)这就是一般元素的原子量所以都带有小数的原 i 因 在第一册（§1·7）我们已经知道，具有相同化学性质的同种原子叫做元素.现在学习了同位素后，我们就可以进一步理解，所谓同种原子就是指原子核具有相等核电荷数的一类 98 ==========第105页========== 原子；同种原子的化学性质相同，必然是它们其有相等核电荷数的缘故，也就是说，元茶的化学性质决定于它的核电荷数由此，我们可以给元素下一个要为完整和确切的定义：元素是具有粗阔核电荷徽的一类再子的总称 习题3·2 1.原子核是由哪些微粒组成的？.整个原子又是由哪些微粒组成的？每种微粒的质量与电荷怎样？ 2.跳然原子是由带电的微粒所组成，为什么整个原子不显电性？ 3.放射性物荫放出的α粒子，按它所带的电荷和它的质量，可以理解它是由那兰微粒组戎的？ 4。根据原子结构理论，写出下列各概念的定义：元萦；同位紫；原子量. 5.为什么一股元素的原子强常带有小数？ 6.如是说：“要在人类已按究了105种元素，也就是人类发现了105种不同的原子”.你认为对不对？为什么？ 7.氧元素有8016、O1?和018三种同位素，这些同位素的质子数、 中子数和电子数各是多少？ 8.在钾的同位素的混和物里，19K9约占93.4%，19K1约占 6.6%,求钾的平均原子躍. 9.氖的原子量（平均原子量）等于20.2.求元素氖的同位素0Ne0和10Ne22各占百分之几？ §33原子核外电子的排布 在前面两节里，我们已经讲过原子是由原子核和核外电子组成的.原子核外电子的总数正好和核所带的正电荷数（也就是核内质子的总数)相等，因而整个原子不显电性。·在本节 禁点 ==========第106页========== 里，我们将进一步来讨论原子核外电子的运转状况 前面讲过，原子核外的电子是在绕核迅速运转着的。为什么核外电子能够绕核迅速运转呢？这是因为电子都具有一定的能量.·如果电子的能量较小，它只能在离核较近的地方运转；如果电子的能量较大，它就能在离核较远的地方运转。在含有较多电子的原子里，常有一些电子的能量较低，另一些电子的能量较高，ˉ它们分别在离核远近不同的地方绕核迅速运转.下面我们把儿种简单原子的核外电子运转情况，根据核内质子数的顺序，扼要介绍如下： 最简单的是氢原子，原子核内只有1个质子（即1个单位的核电荷)，核外也只有1个电子.在一般情况下，这个电子的能量铰较小，它在离核较近的地方绕核运转，我们一般用图3·6(4)来描述氢原子的结构. 其次是氨原子，它的原子核内有2个质子，核外有2个电子，这2个电子的能量大变相同，它们以差不多相同的距离绕核运转.我们说这2个电子是在同一个电子层（叫做第-一电子层)上，一般用图3·6()来描述氦原子的结构 按着原子核内质子数（亦就是核电荷数）递增的顺序，第3个元素是锂，它的原子核内有3个质子，核外相应也有3个电子，其中2个电子和前述的氨相似，它们的能量大致相同，在同一个电子层（第一电子层）上.另1个电子的能量较高，它在离核较远的地方绕核运转，我们说这个电子是在第二电子层上.锂原子结构的示意图如图3·6(c)所示 第4个元素铍以及后面的第5、第6、第7、第8、第9和第10个元素（硼、碳、氨、氧、氟和氖），就是它们原子核内分别有4个、5个、6个、7个、8个、9个和10个质子，核外相应也有同数的电子，它们部利相拟，除其中2个电子的能量较低， .100 ==========第107页========== 是在第一电子层上外，其余电子的能量较高，都在第二电子层上。因此这些元素的原子的第二电子层上，分别有28个电子 +3 He (a) (b) (c) Na 图36 图37钠原子结构示意图 第11个元素是钠，原子核内有11个质子，核外相应有11个电子：其中2个电子的能量铰低，在第一电子层上；另外8个电子能量较高，在第二电子层上：最后一个电子的能量更高，它在离核更远的地方运转.亦就是这个电子是在第三电子层上.钠原子结构的示意图如图3·7所示 从第12个元素镁，以下是铝、硅、磷、硫、氯到第18个元素氯，和前述的钠相似，它们都有3个电子层.第一电子层上有》个电子，第二电子层上有8个电子，第三电子层上有2个到8个电子. 从第19个元素钾开始，原子核外又有了一个新的电子层，即第四电子层 由此可以看出，原子核外的电子是分成若干个电子层排布的，原子核外电子分层排布的理论，是丹麦科学家波尔首先提出来的，它相当成功地解释了许多实验事实， 从最简单元素氢到第19个元素钾，原子核外电子分层排布的情况，可以用图3·8来表示 应该指出，原子核外电子的真实运动状况极其复杂，上面 .01 ==========第108页========== 的这些示意图是大大简化了的，它只是表示了各个电子层上排布的电子数，以及它们能量的相对大小和运转范围离核的相对远近罢了. 国》⊙》⑤辨国》国》西沸国头@辨西》@》©⑧》©》巴》@》@ 图3·8从氢到钾元素原子结构示意图 在原子核外各电子层上最多可以容纳电子的数目是有一定限制的，它可以用一个公式2%2来表示，公式里的”代表电子层数.从这个公式可以算出，第一电子层(=1)最多可以容染2×12=2个电子；第二电子层(%=2)最多可以容纳2×22 .c =8个电子；第三电子层(%=3)最多可以容纳2×32=18个电子，等等.但是，任何原子的最外电子层（不论它是第几层）上，最多不能超过8个电子 如果电子层上排布的电子数目，已经达到了它可以容纳的最多电子数，我们称它为饱和层；反之，如果还没有达到可以容纳的最多电子数，我们称它为不饱和层， 凡是最外电子层具有饱和层结构的元素，它们的化学性 102· ==========第109页========== 质都非常稳定，一般不能参加任何化学反应.例如我们在第 一册（§2·1）里讲过的惰性气体一氦、氖、氩、氟、氙、氯等，它们的最外电子层都是饱和层.氢最外层（亦就是第-一电子层)‘有2个电子，氖、氩、氪、氙、氡最外层都有8个电子(图39)： Ne 图3·9惰性气体的原子结构示意图 如果最外电子层是不饱和层，这些元素的化学性质就比较活泼。通过多种多祥的化学反应，相同的或者不相同的原子可以结合成各种不同的分子.关于这个问题，我们将在下 一节里详细讨论. 习题83 1,电子在原子核外是怎样排布的？一般说来有怎样的规则？ 2.试用原子结构示意图表示下列各元素原子的结构，并比较它们在结构上的相同点与不同点（括号内数字是原子核内的质子数）： Be(4),Mg(12),C1(17),K(19). 3.如果说：“氢原子核外只有一个电子层，如果它这层里有2个电子达到了稳定结构，就变成氨原子了，”你认为对不对？为什么？[提示：从二个原子核内具有不同的质子数来考虑.] 4.有人把 认为是氩的原子结构示意图；把 为是钾的原子结构示藏图你认为对不对？为什么？并加以纠正 5.惰性气体具有什么特性？你怎样祉惰性气体原子的最外电子层的结构来说明这个特性？ 10 ==========第110页========== §3·4化学键礎，分子的形成 在第一册第一章里，我们已经知道，分子是由原子组成，的；同种原子组成单质的分子，'不同种原子组成化合物的分子.那么，原子是怎样结合而形成分子的呢？ 上一节介绍的惰性气体元素的原子，它们具有饱和的最外电子层，是一种特别稳定的结构，所以它们一般都不参加化学反应，它们都是单原子分子，但是，其他元素的原子结构情况并不这样，它们的最外电子层都是不饱和的，然面它们都有要成为稳定结构的倾向.原子相互结合成分子，就是由于这种倾向所引起的. 分子中原子之间存在着各种不同的结合关系，也就是说，它们之间结合的方式各有不同.分子中直接相邻原子间的结合在化学上叫做化学键.化学巍有各种不同的类型，这里我们介绍离子键和共价键两类 离子键大多数金属元素的原子，最外电子层只有1个、2个或3个电子，远没有达到饱和状态同时，实验证明，这些金属原子最外层的电子和原子核的联系比较弱，因此比较容易离开原子.当金属原子参加化学反应时，最外层上的电子就会完全离开原子，使原来一锻含有2个、8个或18个电子的次外层变为最外层，因此成为稳定的结构.但是我们知道，整个原子是不显电性的，当原子失去电子后，负电荷数减小，从而使整个原子显现出正电。例如钠原子的最外层上有1个电子，失去这个电子后，就显示出次外层上的8个电子，就象氩原子的结构一样（参看图3·8），变成了稳定结构，但带上了1个正电荷. ·104· ==========第111页========== 活动的非金属元素的原子，它们最外电子层有4个、5个、6个或7个电子，当参加化学反应时，它们的最外电子层，都具有吸引其他原子的电子，使本身达到稳定结构的能力.结合电子后，由于负电荷数增加，非金属元素的原子就带上了负电 这种带有电荷的原子（或原子团）叫做离子.原予失去或得到多少电子，离子就带有多少正电荷或负电荷.带有正电荷的离子，叫做阳离子，在元素符号的右上角用一个或几个“+”表示所带的正电荷数.象失去1个电子后的钠原子，就变成带有1个正电荷的钠离子.钠离子写成Na.又象失去3个电子后的铝原子，变成带有3个正电荷的铝离子.铝离 子写成A++.带有负电荷的离子，训做阴离子，在元素符号 的右上角用一个或几个“一”表示所带的负电荷数.象结合.1个电子后的氯原子，变成带有1个负电荷的氯离子.氯离子 写成C1.结合2个电子后的原子，变成带有2个负电荷 的硫离子.硫离子写成S一等等 由于活动的金属原子和活动的非金属原子有放出电子和结合电子的倾向，因此，当它们相遇时，金属原子就会把最外层上的电子供给非金属原子，使双方都成为最稳定的结构.在这种情况下，金属原子变成阳离子，非金属原子变成阴离子.由于带有异性电荷的离子的相互吸引（这种吸引力，叫做静电引力)①，它们就紧密地结合在一起而形成了分子.其中的化学键叫做离子键（或电价键），是化学键的一个类型.由这种化学健结合起来的分子所组成的化合物，叫做离子化合物.例知氯跟钠化合时，钠原子和氯气分子里的氯原子在反应前是 ①在吸引、接近的同时，离子的核与核之间，电子与电子之间尚有相互排斥作用. 10的 ==========第112页========== 不显电性的.当氯原子从钠原子那里得到了1个电子后，就 变成了氯离子(C)；钠原子失去了1个电子后，就变成了 钠离子(Na+).结果，钠离子和氯 @肤 离子就相互吸引而形成氯化钠.在形成氯化钠的时候，发生了电子从 电于钟移 钠原子转移到氯原子的过程.图3·10是氯化钠形成的示意图.氯化钠里的化学键就是离子键，氯化钠就是一种离子化合物 活动的金属元素跟最活动的非金属元素生成的化合物，一般都是 图310氯化钠形成示意图离子化合物.例如许多金属氧化物和盐类都是属于离子化合物 离子化合物的形成过程，也可用电子转移的形式表示。例如上述氯化钠的形成也可表示如下： 2e 2Na-+C12 =2Na+Cl- 这样写法要注意：(1)方程式必须平衡；(2)要写上电子转移的总数①；(3)生成物上要写上离子符号. 共价键上面介绍的是活动的金属元素限活动的非金属元素以离子键结合的离子化合物.当由二个相同的非金属原子，或性质相近的非金属原子结合成分子时，由于它们的原子核对电子的吸引力相等或相似，电子就不可能从一个原子转移到另一个原子，那么，它们又是怎样结合的呢？ 首先，我们以氯分子的形成为例，来研究二个相同的非金 ①方程式中的e表示电子，也有用⊙表示的. 106· ==========第113页========== 属原子的结合情况 氯原子的最外电子层上有？个电子，要使这电子层成为8个电子的定结构，还儒要从其他原子里获得1个电子.当 二个氯原子亚按近的时筷它们都倾向于从对方的最外电子层里取得1个由子但是油于二个氯原子的临子层效相同，最外电子层上的吧子潋也潮润，因此它们吸引电子的能力必然稻等.它门就不可能从对方的最外电子层里将电子吸引过来.在这种情况下，只能由二个氨原子的最外层里各供给1个电子作为二个原子的共用电子，从面使二个原子都成为稳定结构.也就是说，它们通过共用电子的形式结合而成分子.这种由二个原子共用的一对电子！做共用电子对。二原子就按靠这种电子对互阀结合成为一个整体 我们把原子原子通过共用电子对而相互.结合的化学键，做共价键或原子键).氯气分子里的化学键就是共价键.其他象氢分子的形成过程也同样 以上这些分子的形成过程可采月电子式的形式来表示，所调电子式，就是在某元素符号的周围，用小黑点或其他记号(如“×”)代表电子，以表示这个原子的最外层里的电子（每一个电子用一个记号)数.例如： :ci.:0.c.:N氯原子氧原子碳原子 氮原子 上面讲的氯分子的形成，用电子式的形式可表示如下： :G,+.Ci:=:C:Cl: 前面介绍的离子化合物，也可以用电子式表示。但和表示共价分子的形成过程有所不同：在反应物的电子式上应该 ·07 ==========第114页========== 用能号表示电子的转移；在生成物的电子式中，由于有离子存在，必须表明离子符号和所带的电荷数.例如氯化钠分子的形成过程，可用电子式形式表示如下： Na+.C:=Na+:Ci:- 其次，我们来研究性质比较相近的不同种非金属原子的结合情况.它们的化合物里的化学键也是共价键.象氢原子与氯原子形成的氯化氢分子，就属于这一类型.现在我们就来研究氯化氢分子的形成过程 氢原子核外只有1个电子，它与其他非金属元素一样，也有取得电子达到稳定结构的倾向（成为2个电子的稳定结构，象氨一样).当一个氯原子和一个氢原子豆相接近的时候，它们各吸引对方的1个电子，组成一对共用电子对，使双方都成为稳定结构而形成氯化氢分子.氯化氢分子里的电子对同时环绕氢原子核和氯原子核运转.·由此可以看出，氯化氢分子里的化学键也是共价键.具有共价键的化合物，叫做共价化合物. 由相同的非金属原子所结合成的分子里，和由性质相近的非金属原子所结合成的分子里，都有共用的电子对，那末，这共用的电子对在二原子间所处的位置是否相同呢？显然，这要看二个原子对这个共用电子对的吸引能力的强弱来决定 同种原子组成的单质分子里的各原子，对共用电子对的吸引力是相等的，共用电子对就处在二原子的中间.例如，氯气分子里的电子对就均匀地分布在二个氯原子的中间.写氯气的电子式时，我们把共用电子对写在两个氯原子的正中，如 :C:C:.化合物分子是由不同的原子所组成的，由于它们的 ·108· ==========第115页========== 原子结构不同，因此对共用电子对的吸引力就有差别，共用电子对就会或多或少地偏向于吸引力比较大的那个原子的一边，这种分子用电子式表示的时候，共用电子对应该偏近于对它吸引力此较大的那个元素的符号的一边.例如，氯化氢分子形成的候，山于鼠原子对共用电子对的吸引力大于氢原子对共用电子对的吸引力，因此，用电子式表示氯化氢的分子时，把共用电子对写在偏近于氯原子的一边，如： H:CI: 在共价化合物里，和共用电子对距离较近的那个原子的 一端必然负电荷较强，和共用电子对距离较远的那个原子的 一端必然正电荷较强，好象有了二个电性不同的极.这种共价键叫做极性共价键或简称为极性键.在具有极性键的各种化合物的分子里，由于共用电子对的偏向程度的不同，极性键又有强弱的区别.偏向程度大的叫做强极性键，偏向程度小 的叫做弱极性键.除氯化氢分子具有极性键外，水(H2O)、硫 化氢(H2S)、氨(NH)等许多化合物的分子，也都是由极性键 形成的 在氢气、氧气、氯气和氮气等等的分子里，电子对并不偏向于任何一个原子，·分子的二端必然不会出现极性。这种共价键叫做非极性共价键或简称为非极性键 从上面的叙述，可见由原子形成分子的化学键主要有下列儿种： 离子键（电价键） 强极性键 化学键 极性键 弱极性键 共价键（原子键） 非极性键 ·10g◆ ==========第116页========== 当性质极不相同的元素（最活动的金属和最活动的非金属)的原子结合城分子的时候，原子间产生离子键；而当同种原子或性：质比较霜近的元素的原子结合虎分子的时筷，原子间就产生共价健.但是不难想象，当共价键的极住很强时，也就是二个原子对共用电子对的吸引能力相差悬殊刊，其中一个原子对这个电子对的拉制能力将接近失去，这实质上等于它失去1个电于，那末，这个化学键也就变成了离子键。因此共价键与离子赞之间并没有严格的界限，丽议性健实际是介乎典型的非极性键和典型的离子雄之间的过渡状态，也就是说，·典型的非极性键和典型的离子建只是极性是的二个极端罢了.下表所引的例子，.可以说这个问题 农32 分 子 键…的 形 成 键的极些 :C CI: 共用电子对同等度的分属 非极性键 于二个策原子.（非权性键） 的 共用电子对儒向氯原子的一 H :C 边.（极性继） 次 钠原子的最外层电子转移到 Na+ a 氯原子上.（离子键） 离子键 在三种或三种以上不同的原子结合成的分子里，可能既有离子键又有共价键.例如，在氢氧化钠的分子里，氢跟氧是通过共价键结合的，而钠跟氢氧根是通过离子键结合的.氢氧化钠分子的结构和它的键的性质，可表示如下： Na+:0:H 离子键共价键 。110, ==========第117页========== 我们在这一节里已学到了几种表示分子形成过程的方式，现班纳如下： (1)离子化合物的形成过穆，可以用三种形式来表示（以氯化斜为例) (i)原子结构的形式： @排税@→@》@ N (i)电子式的形式： NaC>Na*:C (i)电子转移的形式： 2e 2Na+Cl2=2Na*Cl- (2)共价分子的形成过程，一般只用电子式的形式来裘示（以氯分子及水分子为例). :G.+.:=:C:: H+0+H=H:0:H 习题34 1,原子结合而形成分子是什么原因引起的？并根据这个原因来解释单质气体的分子都是双原子分子，·而惰性气体只能是单原子分子的原因， 2.什么叫做离子？什么元素的原子会转变为阳离子，什么元紊的原子会转变为阴离子，为什么？ 。-111 ==========第118页========== 3.把K*,Ca+,S,C1这些离子的结构图画出来，并把它们跟氨的原子结构简图作比较 4.什么叫做化学键？什么叫做离子键和共价键？ 5.举例说明离子键和共价键有什么不同.为什么它们之间并不存在严格界限？ 6.共价键为什么又可分为极性键与非极性键，它们有什么不同？举例说明， 7.已知钾的核电荷数是19；硫的核电荷数是16. (1)画出它们的原子结构简图和电子式. (2)说明当它们互相结合时形成什么类型的键？是什么化合物？为什么？ (3)分别用原子结构图形式、电子式的形式和电子转移的形式来表示它]形成硫化钾分子的过程， 8.什么叫做共用电子对？二个氮原子结合成一个氨分子时，氨分子里有几个共用电子对？用电子式的形式来表示氨分子的形成9。用电子式的形式表示下列分子的形成，如形成的是离子化合物，还要用电子转移形式加以表示. (1)二个氨原子纬合成氮分子.提示：共价分子.了 (2)钙和瓢形成氯化钙.[提示：离子化合物.] (3)氢与硫形成疏化氢.[提示：共价分子.] 10.如果用电子式的反应式表示溴化氢和溴化钠的形成如下： f干.Br:=+:Br: ● ◆ Na+,Br:=Na:Br: 你认为对否？如不对，先说明理由，再把正确的表示方法写出来。[提示：HBr是共价分子，NaBr是离子化合物.] 112◆ ==========第119页========== §35用原子结构理论獬释元素的化合价 在第-一册（§2·15）里，我们已学习过元素的化合价，它是指任何元素的一个子，能跟氢原子化合或若能从酸里置换出氢原子的数日.现在从离子化合物与共价化合物的形成，我们可以对化合价的本质得到进一步的认识 在离子化合物里，如果将元素的化合价，与该元素的原子所形成的离子所带的电荷数来比较，我们就会发现它们在数值上完全一样.如果把阳离子上带的正电荷数作为正价，阴离子上带的负电荷数作为负价，那么情况就更相同了.例如，在氯化钠分子里，我们根据第一册§2·15中表2·1知道，氯和钠都是1价.现在根据原子结构理论，钠原子失去1个电子，变成了带一个正电荷的钠离子，因而钠是+1价；氯原子结合1个电子，变成了带一个负电荷的氯离子，因而氯是一1价.又知氧化钠分子里，二个钠原子各失去1个电子，变成了各带,个正电荷的二个钠离子，因而钠是+1价：，个氧原子结合2个电子，变成了带二个负电荷的氧离子，因而氧是一2价：但必须注意，分子本身是不显电性的.因此，在化合物里，各元素的正负化合价的代数和等于零 由此，我们可以说，.元素在离子化合物里的化合价，就是这种元素的原子，在形成化合物时失去或结合多少个电子的能力，在数值上，就等干生成的离子所带的电荷数.元素失去电子（阳离）而显出的化合价叫做正化合价；结合电子（阴离子)而显出的化合价叫做负化合价. 同样，元素在共价化合物里的化舍价，就是这种元素能通过电子对跟别种元素相结合的能力，在数值上就等于这种元 ·113。 ==========第120页========== 熟的子器英他元素的原子结合在一起时供给的电子的数目.和3子对距离较近的那个元素显示负化合价；和电子对 更的那个元素显示正化合价.例如，在氯化氢(HC)的 分子里，子与氯原子各供给1个电子来相互结合的，而且子：子胸于氯原子，使氯原子或多或少地带有负电，相对：.：子或多或少地带有正电.所以氯化氢分子里的氢是 十1，是-1价. 从以上的叙述，我们清楚地看到，元素的化合价一搬和原子的外电子层上的电子数有着密切的关系。也就是说，元茶的化合价决定于原子外层电子的排布，不同数目的外层电子会引起不同的化合价. 但是，在第一掰§2·15学习元素的化合价时，我们知道有些元素在不同的化合物里会显示出不网的化合价，这义是什么原因呢？原来有些金属元素的化合价，不仅决定于最外层上的比了数，而且与它们次外层上的电子数也有关系。这些金属元素在参加化学反应时，由于反应时的条件不同，它们可能失去最外层上的电子后，再失去次外层上的一部分电子，困而领这些元素具有可变的化合价.例知铁元素在参棚化学泛应时，随反应时的条件不周，它可以失去最外屡上的2个电子，超示出+2价，又可能再失去次外层上的1个电子，显示进+3价.又如铜在不同的反应条件下，也有+1与+2的变价.同样，有些非金属元素，当它与其他非金属元素以共价键结合成共价分物时，由于供给的电子数的不同，也会发生变价的情祝.：元素可显示一2价、十4价和十6价，氯元素可显示出一1、+1、+3、十6和+7价等. 14 ==========第121页========== 习题35 1.根据原子结沟理论，解释下列各名词：化合价，正价，负价，可变化合价. 2.在氯化钠分子中，氯显示一1价；在氯化氢分子中，氯也显示一1价.有否区别？为什么？ [提示：从氯化钠和氯化氢具有不同性质的化学键来考虑.]3。为什么任何化合物里各元素的正负化合价的代数和总是等于零？ [提示：从满足8个电子的最外电子层结构来考虑] 4.写出下列各种物质的电子式：· 氧化钠，氯化铝，水，五氧化二磷 5.如果说：“非金属元紫在-一切化合物里都显负价”、你认为怎祥？举实例加以说明 [提示：从非金属元素在共价化合物分子里的清况来考虑.] §36元素周期律 核外电子排布的周鹅性和元素性质递变的关系我们在§3·3里已经研究了原子核外电子排布的情况.图38中从氢到钾这19个元素的原子结构示意图，是按照它们核电荷数从小到大的顺序丽排列的.也就是说，某元素的核电荷是几，它排列的顺序数就是儿.我们把元素按照它们的核电荷数从小到大进行排列的颜序数，叫做原子序数.例如，氢原子的核电荷数是1，排在第1，所以它的原子序数是1.氨原子的核电荷数是2，排在第2，所以它的原子序数是2.榔原于的核电荷数是19，排在第19，所以它的原子序数是19，等等.显然，原子序数就是原子的核电荷数 ·115 ==========第122页========== 从图3·8还可以看到，随着原子序数（即核电荷数）的递增，原子最外层电子数的增加是有定的规律的，这就是：第 一横列里，从到氨，最外层电子数从1个谱加到？个；第二横列更，从锂到氛，最外层电子数从1个依次遵增3个：第 三横列里；从到氩，和第二横列里的一样，最外电子邀也是从1个依次递赠到8个、如果我们把这个图里荣列出的元素，也按它们原子序数递增顺序排列下去，同样可以发现，它们的最外电子层里的电子数也总是由1个递增到8个，由此可知，随着各元素的原子序数的依次递增，它们的原子的最外层电子数就呈现出周期性的变化 在上面二节的学习中，我们清楚地看到，元萦的性质和电 一层的结构，特别是最外层电子薮有着密切的关系所以原子的最外层电子数的周期性变化，也必然会表现在各种元案和它的化合物的性质上.现在我们把原子序数1~18的各元素的化合价、金属性质和非金世：质，以及它们最高价氧化物的水化物的酸碱性等，列于表33（见酒页） 从衣3·3里可以看到，随着原子序数的递增，元素和它们的化合物的性质，有规律地变化着 我们先看从锂到氖这8个元茶性质的变化： 1.化合价正化合价逐渐增大.从碳开始出现了负化合价，并且负化合价从一4（碳）逐渐变化到-1（氟）；最后一个元素氖的化合价是零. 2。金属性和非金属性锂是一个非常活动的金属，铍的金属活动性比锂弱，硼已经主要表现出非金属性质，硼后面的 四个元素碳、氮、氧、氟都是非金属，而非金属性质依次增强，氟是一个非常活动的非金属元素.所以，从里到氟，金厨性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。最后一个元素氖，既没有金属的 116 ==========第123页========== 性质，也没有非金属的性质 3.氨化物的水化物的酸性第一个元素的氧化物的水：瑞、这0过-一个演，第三个元茶的氧化物的 水化物即：B0)已是一个弱豫，到了后面第五个元素氛，它 的氧化胸的水化物（即NO)已是一个强殷了.所以，随着 原子序数渐滨大，各元素的氧化物的水化物，碱注逐渐减弱，滚还渐增强. 果再来看一看紧跟在氖后面的8个元素（即从钠到氩）性质的变化，我们藏不难发现，这8个元素的化合价、金属性质和非金属性质以及氧化物的水化物的酸碱性等方面，都和从锂到氖这8个元素同样地变化着. 所以可以说，元素和它们的化合物的性质，随着原子序数的递增变化着.但是这种变化并不是连续不断地变下去，而是每隔一定数目的元素，后面的元素的性质基本上蛮复出现着前面元萘的性质，也是说，元素性质的交化是属期性的。如果把从锂到氛和从钠到氯备成一排，并使社质相似的元素上下对齐，那末，元素性质的周期性变化就能看得更清楚了. Li Be B C N O F NeNa Mg Al Si P S CI.A 这两排元素都是从一种最活动的金属开始，.以一种惰性气体结尾。上下对齐的元素，如锂与钠，铍与镁，…，它们都具有相似的性质 如果根据氨的化合价是1，氦的化合价是0的特点，把它们各放在相同化合价的元素锂和氣的上面，这样就如图3·8的排列.这使我们清楚地看到，元素性质周期性的递变，是原子核外电子排布的周期性的反映. 117. ==========第124页========== 原子序数在18以后的元素的性质，同样地起着周期性变化，从原子序数是19的钾元素起，新的-一排元素又开始了.钾的性质跟钠的性质相似，原子序数是20的钙的性质跟镁的性质相似，… 元素周期律根据以上的叙述，我们]可以疵括出元素性质变化的规律，这个规律就叫做元素周期律.就是：元素以及它们所形成的单质和化合物的性质，都随着元素的原子序数(核电荷数)的递增而有周期性的变化. 元素周期律是在1869年俄国化学家门捷列夫吸取前人和群众实践的经验教训的基础上发现的.他根据当时已知的元素（仅63种）和从大量的实验事实的分析和概括，得出：元素以及由它所组成的单质和化合物的性质，都随着元素的原子量的递增而有周期性的变化.当时由于人们对原子的内部结构还没有充分认识和研究，所以门捷列夫只能以元素的原子量着手，从原子量的递变来研究元素性质的变化.今天，人们对原子的内部结构已有了进一步的认识，知道了元素原子量的递增与原子核内质子数的递增有着密切的关系，因此就可以更本质地来说明元素的性质所以具有周期性变化的真正原因，这就是由于元素的原子随着核电荷数的递增，核外电子(主要指最外层上的电子)周期性地重复着同样排布的缘故， 习题3·6 1.什么叫做原子序数？它和元素的核电荷数，核内质子数，核外电子数存在着怎样的关系？ 2.硒(Se)元素的原子序数是34，原子量是79.画出它的原子结构简图，并写出原子核里所含的质子数、中子数和核外的电子数 3。什么叫做元素周期律？为什么元素的性质会随着元素的原子 *118· ==========第125页========== 的核电荷数依次递增而出现周期性的变化？ 4,你怎样理解“元素的性质具有周期性变化”这句话？举例说明 5.原子序数从11到17的各元素的原子结构上有什么异同之处，有什么规律性？ 6.写出原子序数从11到17的各元素的最高价氧化物的分子式，和它们相应水化物的分子式，并注上它们的名称 7.原子序数从3到18的各元素，它们最高价氧化物的水化物的组成和性质的周期性变化表现在哪些方面？它们在这些水化物里的化合价是怎样改变的. §3·7元素周期表 根据周期律，把现在已知的105种元素，按照它们原子序数（核电荷数）递增顺序依次排成一个长列，然后把这个长列分成若干部分，每一部分都是从最活动的金属元素开始到惰牲气体为止.并把这些部分各称为一个周期.然后再把各周期上下相迭，使不同周期内性质相似的各元素处于同一纵行.就象上节中我们对从锂到氩所做的那样.制成了元素周期表①.所以周期表实际上就是周期律的具体表现形式.（周期表见前插页表3·4.) 元素周期表里所显示出来的各种元素性质递变的规律，对指导学习化学有很大帮助，因此我们首先要熟悉一下这个表的结构 周期元紊周期表里在横的方面共分7个部分，每个部分是一个周期，所以一共有7个周期.所谓周期，就是按照原 ①这个表的形式和所表示的元素性质递变规律，和1871年门捷列夫按当时已知的63种元素按原子量递增顺序所排列出来的，并没有多少变动，只是增加了后来发现的一些元素。 ·19• ==========第126页========== 子序数递增顺序排列，从一种最活动的金属开始（第一周期除外)，到惰性气体为止的一系列元素。这些元素與有相同的电子层数 在周期表里，我们可以看到，每个周期里元素的效目并不相同.第一同里只有篮和氨2个元，第二三商期里各有8个元茶，这三个周期称为短图阴.第四和第五周期各有18个元素，第六周期有32个元素，第七周期到现在为止，还只发现了19^个元素.这四个周期都比较长，所以圳做长周期.其中第七周期还未成一个完整的周期，因此又刑做不完全周期 在短调期里，元萦最外也子层型的电子数依次从1个递增到8个（第一周期从1个到2个），比较简单.在长周期里，最外电子层里的电子数，虽然也是逐步从1个递增到8个，但元素的核外电子排布情况，就比较复杂.我们以第四周期为例来说明长周期里元素的电子排布，以及由此而引起的化合价变化的情况. 第四周期开始的两个元素御和钙，电子增加在最外层里从第3个元素钪到第11个元紫铜共9个元素，它们的电子-般都增加在次外层里（个别例外），而从第12个元素锌开始，电子重新又增师到最外电子层里，直到惰性气体氪最外电子层达到8个电子.因此，这个周期里开始的两个元素（钾和钙）和最后的6个元素（镓起到氯止），它们最外电子层里电子数的变化和短调期的元素相似，也就是在最外电子层里，电子被次由1个递增癣8个、这祥比较复杂的岂于排布，反映在各元茶的化合所安化上的带况是：从！锰的最高正化含价是+1价增旗上7价，短周期里各元茶的正化合价的变北相 同。但是，在短周期里，十T价元素的后面接着是一个零价元 120・ ==========第127页========== 素（惰性气体），而在这个长周期里，锰以后是三个性质相似的元素：铁、钴、镍.这三个元素和短周期里的任何元素都不相似.后面的铜，化合价又聚然降到十1价，以后从铜的+1价开始，又依次增到溴达剂一？价.溴以后是惰性气体氪，它是这个周期的曼后一个元素， 第六溺期，从原子序数是7的元素搁(L)起，到原子 序数是71的元籍（工）为止，共15个金元察，它们组成镧系元察.由于它们的性质相似，在周期表里只能占一袼位置，这样，表内格子中写不下这许多元素，所以把镧以后的14个元素排在表外. 第七周期里，原子序数89的元素锕(Ac)以后的14个元素彼此性质极为相似，称为润系元素.我们也把钢以后的元素排在表外 族元素周期表从纵的方面看，共有8个纵行，除了第 八、第九、第十这三个纵行算作一族叫第哑族外，其他十五个纵行，每一个纵行叫做一族.族分两种，一种叫主族，一种叫副族.通常把由短周期的元素和长周期的元素共同构成的族，叫做主族；完全由长周期元素构成的族，叫做副族。周期表靠左 边的两个族和靠右边的五个族是主族，分别用IA、IA、团A、 …表示.主族元素的最高价氧化物中元素的化合价等于该 元素原子最外电子层上的电子数.自第V主族起，元素的负 化合价等于8减去该元素所属的族数. 最右边一涣是指让元素，它们在通常皆说下不起化学变化，化合价是袋，因此称为淚.局期表中阀的部分是副族元 素.自左筑右分荆以B、VB…IB、B衣示 在元茶周期表里，每刚元茶…般郝占一格.在每一格里、均标有元索符号、元萦名称、原子序数和原子 ◆121 ==========第128页========== 习题37 1.元素周期表里一共分成几个周期？几个主族？几个副族？ 2.什么叫做周期？什么叫做长周期、短周期和不完全周期？年一周期中名包括多少个元素？ 3.每个周期开始的元紫和结尾的元案各具有什么样的性质？这与它们最外电子层上的电子数有什么关系？ §38元素周期表里元素性质的递变 元素周期表是根据元素周期律，亦就是根据元素性质的周期性变化而排成的.因此，从元素周期表，我们就可以更有系统地来认识元素性质变化的规律性，为进一步学好化学提供有利的条件 1。同周期元素性质的递变规律·在同一周期里，随着原子序数（核电荷数）的递增，·元素的性质起着规律性的变化。这主要表现在元素的金属性质与非金属性质的递变上， 原子得失电子的难易，可以衡量元素的金属性质与非金属性质的强弱.例如，第三周期里各元素的原子核外都有三「个电子层，第一，第二两层里的电子数相同，最外电子层（第三层)里的电子数从钠到氯是从1个依次增加到？个.·我们知道，原子核带有正电荷，电子带有负电荷，它们之间有吸引力（静电引力）.如果核电荷和电子都逐步增加那末，、引力亦将逐渐增强。由于在同一周期里电子层数相同，'最外电子层上的电子由少而多，因此随着核电荷的增加，核对最外电子层上的电子的引力逐渐增强，使原子失去电子的倾问减小，从其他原子获得电子的倾向增大。因而表现在性质上，从 ·22 ==========第129页========== 袭里自左向右的元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。再有，元素的金属性越强，它的最高价氧化物的水化物的 ·或性也越强；元素的非金属性越强，它的最高价氧化物的水化物的酸性也越强这样，在同一个周期里，表中自左向右元素所成的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强、 和短周期元素的性质递变一样，长周期元素的性质也从最强的金属性向最强的非金属性过渡，最后以惰性气体结尾。但长周期中部的元素，当它们核电荷数增加时，核外电子逐个增加在次外层，而不是增州在最外层，这样，长周期里元素的金属性的减弱就比短周期慢得多，这也就是长周期里金属元素比较多的原因 总上所述：我们可以知道，同周期元素自左向右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 2.同主族元紊性质的递变规律在同一主族里，随着原子序数的递增，元素的性质也有规律地变化着.我们在学习卤族和氧族时已看到这种规律性（§1·11，§26），不过当时是以同主族元素的原子量递增来说明的.现在我们知道了元素的原子量的递增与原子核电荷数的递增有着密切的关系，而元素的化学性质和原子核所带核电荷数有关。所以从本质上来看，同主族元素性质变化的规律性是由无素原子核所带核电荷数的递增而引起的， 在同一·主族元素里，它们最外电子层里的电子数是相同的.因此在参加化学反应时，倾向获得或失去的电子数也就相同，所以它们的化合价都相同，化学性质都相似.例如，卤族元萦常见的化合价都是一1价，氧族元素常见的化合价都是一2价.但在同一主族里，元素的原子序数在递增，核外的电子数也在递增，虽然最外电子层上的电子数相同，但电子层 123 ==========第130页========== 数在递增，原子核对最外电子层上电子的引力就越来越弱，失去最外电子层上电子的倾向也就越来越强，而获得电子的倾向却越来越弱：这样，在同一主族里，随着原子序数的递增，在周期表里的元案，自上而下金属性递增面非金属性递减.例如卤族元崇速子层潋按蹴、氯、漠、膜、砹的次序增加，这样获得电子的能力必然是氟最强，侬次为氯、溴、膜和被，也就是说、它们的非金属性在逐渐减；金属性逐渐增强 由于副族元素的原子结构与主族元案的原子结构有些不同，副族元素性质递变的规律，就和主族元案不完全相同。它们性质的变化情况比较复杂，这里不作介绍了. 总结以上所述，在周期表里，从左到右和从上到下各元素性质递变规律可用表3·5来表示： 表3·5 族 周、期 I江· 金属性逐渐减弱 2 非 非金腐性逐渐增强 金属性逐浙增 金属性逐 6 根据这避变视律，在周期表的左边和下边排列着金属元萦，并且越往左下方（长周期部分）金属性越强.在左下方的 筋(F)是活动的金屈元素.周期装的右边剂上（调期 部分)排列着非金属元素（零族除外），在右上方的氟是最活动的非金属无素 ==========第131页========== 根据元素的原子结构和元素周期律的关系，我们就可以很容易地来推测某一个元素的金属性，非金属性，正负化合价，最高价氧化翔的分子式和最高价氧化物的求化物的分子式以及它们的酸社，有无笔态氢化物和态氨化潮的稳定性等. 例如，氯的原了序数为17，那末的原子结构简图是： 从这个简图可以说明： (1)根据电子层数等于周期数，最外电子层上的电子数等于所属主族数，可以知道，这元素在周期表中处于第三周 期，第I主族.并出于最外电子层上的电子数已达7个，它 倾向于获得电子，所以是一个非金属元素 (2)根据最外电子层上的电子数等于最高正化合价数，可以知道，这元素的最高正化合价为+7价，最高价氧化物的 分子式是C12O,对应水化物的分子式为HC1O4,具酸性 (3)这元素是第V主族以后的元素，能生成气态氢化 物.负化合价为8一7=1，故气态氢化物的分子式为HC1,稳 定性较同族里上一个元素氟所成的氟化氢(HF)为差 习题88 1、用原子结构观点解释，为什么： (1)同期元素从左到右金属性逐渐试弱，刷非金属性逐渐增强？ (2)同主族元素从上到下金属性还渐增强，菲金属性逐渐减弱？ (3)元素的金属性质和非金属性质没有严格的界限？ 2。根据元素在周期表里的位置，下列各对元素中那一个表现出较 12药： ==========第132页========== 强的金属性质或非金属性质： (1)硫和氯； (2)氧和硫； (3)钠和钾； (4)锡和锑 3.根据元素在周期表里的位置，下列三种氢氧化物：Sr(OH)2, Ba(OH)2,Ca(OH)2哪一个碱性最强？为什么？ 4.画出原子序数为11的钠和原子序数为19的钾的原子结构简图，并按图解释为什么它们都是金属元素，以及钾的金属性较钠的金属性强的原因？ [提示：金属性的强弱根据电子层数来看，核对最外层上电子的引力大小来考虑.] 5、已知四种元素的原子序数分别是16、18、20和35， (1)画出它们的原子结构简图和它们的电子式 (2)指出它们各在哪一周期？哪一族？为什么？ (3)它们是金属元素还是非金属元素，为什么？ 6.用原子结构简图形式表示原子序数为16与原子序数为20的两个元素的原子形成分子的过程.这种分子具有什么类型的化学键？为什么？ §39元素周期律的重要意义 元素周期律的发现，对化学，甚至对自然科学的发展，具有重大意义.元素周期表是周期律的具体表现，它不仅反映了元素的自然分类，同时也是学习和研究科学的重要工具.今后我们将以这个理论为基础，对其他各族元素进行研究， 元素周期律和周期表的作用具体表现在： 1,推断元素的性质元素周期律和周期表反映了元素间的内在联系，指出了元素性质的变化都是有规律的.元素的原子结构，或者说元素的性质，决定了元素在周期表里的位 ·26. ==========第133页========== 置；反过来，表里的每个位置也反映了那个元素的原子结构和它的一定的性质。因此，我们根据某元素在周期表里的位置，就可决定它的原子结构和推断它应该具有那些性质（如上节最后我们对氯所讨论的). 2。颈言新元紊在门捷列夫编制周期表的时候，有许多元素还未发现，当时他在周期表里留出了一些空位，并根据空位周围元素的性质，预言了几种未知元素（如原子序数为21，31和32即钪、傢、锗等元素)的性质.在以后几十年内，这些元素陆续被发现了。根据实验测得这些元素的性质，与门捷列夫所预言的非常近似 3。纠正原子量门捷列夫不仅预言了新元素，他根据周期表，还纠正了若千元素的原子量.例如元素铯(Cs),按照当时测定的原子量是123.4，但和它在周期表里的位置不相称。门捷列夫根据周期律判断，纠正为132.9.纠正后的原子量，后来得到了实验的证实.另外如铍、钍、铟等元素，都因元素周期表的成立而纠正了原子量 4.探索新材料周期表对工农业生产上探索新材料，也能提供一定的线索，例如通常用来制造农药的元素，象氟、氯、硫、磷、碑等，在元素周期表里占有一定的区域.对这个区域里的元素作进一步的研究，可以制出新品种的农药.又如储 (G)和硅(S)在周期表里位置相近，它们都是半导体，这就可 以启发我们在周期表里的一定区域内，寻求新的半导体树料等. 5、指导学习和科学研究周期律指出元素之间存在着内在的联系.但元素之间为什么能够紧密地，有规律地联系在一起呢？这就鼓励着人们作进一步的研究.实际上我们在这章开始研究的原子结构和分子形成的理论，就是在元素周 ==========第134页========== 胡律这个基础上创立起来的.周期律一直起着重要的指导作用.而原子结构理论反过来又丰富和发展了周期律。直到今天，周期律仍然指导着科学的研究工作.因此，我们必须透彻地理解元素周期律和周期表，从周期表能了解元素间的相互联系，掌握元素性质的变化规律。应用这些知识，对比过去所学到的卤族、氧族元素，并在今后的学习中，经常加以联系和应用，这样，对我们的化学学习，一定会收到很大的效果 本章提要 1.原子的结构 质子一一带1个单位的正电荷，质量约为1；原子核 原子 人中子一不带电，质量约为1： 电子一带1个单位的负电荷，质量约为1/1840，在原子核 外绕核分层高速运转. 2:化学键 (1)化学键：构成分子的各直接相邻原子之间的联系叫化学键. (2)离子键和离子化舍物：离子和离子相互结合起来的化学键叫离子键；由离子键结合而成的化合物叫离子化合物.话动的金属元素限最活动的非金属元素一般形成离子化金物， (3)共价键和共价化合物：原子和原子通过共用电子对面结合的化学键叫做共价键；具有共价键的化合物叫做共价化合物 非极性键：共用电子对在二原子的正中央，存在于同种非金属原 共价 子组成的单质的分子里 极性键：共用电子对比较偏近于对它吸引力较强的原子，存在 于不同种而性质相近的非金属原子组成的化合物的分子里。 ・128· ==========第135页========== 8。原子结构与元素周期律 (1)周期律：元崇和它所形成的单质及化合的性质，都随着元素的原子庐数（这电荷数）的递增而有周期性的变化，(2,用的结构：横的方面：7个周期 主族一包含短周期元茶的族 期 第1到筑哑族各分二个护 副族一不包含短周期元素的族 纵的 方面}第族（过渡元素）：共九个元素，化合价一殷是十2价或 +3价 第零族（惰性元素）：一般不参加化学反应：化合价为0 (8)原子结构与周期律的关系：(i)电子层数二周期数 ()核内正电荷数（质子数）=原子序数=核外电子数. ()主族元素最外电子层上的电子数=最离正化合价数=族数负化合价装=8一族数. (v)元素性质发生周期性变化的原因，在于原子核外的电子（主婴指最外层)周期性地反复着同样的排布、(④)同主族元素性质递变的规律性： (ⅰ)各元素的原子最外电子层上电子数相同，所以它们的性质极相类似.例如它们有著相同的最高正.化合价 ()各元素的原子序数逐浒增加，因此它们的核电荷数和核外电子层数也逐渐增加，核对最外电子层上电子的吸引力逐渐减弱，原子失去电子的倾向逐渐增强，结合电子的倾向逐渐减弱.所以在周期表中，从上到下元素的金属性逐淅增强，非金属性逐渐减弱. ⑤)同周期元：索性质递变的规律性：同周期元素的电子层数相同，随着原子核电荷数的逐淅增加，核外电子数也逐渐增，原子核对最外电子层上电子的吸引力逐渐增强，原子失去电子的倾向逐渐减弱，结合电子的倾向逐渐增强、所以在周期表中，从左到右元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 ·129· ==========第136页========== 复习题三 1。下列各种事实与原子结构中的哪一部分有关？ (1)元素在周期表中的排列顺序；(2)·原子量的大小； (3)元素具有同位素； (4)元素的化学性质； (⑤)元素的化合价； (6)元素在周期表里所处的期数； (7)主族元素在周期表里所处的族数？ 2.用原子结构的观点解释： (1)周期，周期律； (2)元素的负化合价等于8斌去元素的最高正化合价； ()同一周期元素的最高正化合价，自左向右依次遍增，面惰性气体的化合价为0 3.下列说法是否有错误或不够全面？为什么？并加以纠正 (1)元素是具有相同质子数的一类原子的总称，但核内质子数与核外电子数相等，因此具有相同核外电子数的就是同一种元素 (2)2H、2H+、H2、H2这些符号都代表氢，并无什么区别. 4.周期表中第三周期的元素依次是：（括号内代表原子序数） Na(11),Mg(12),A1(13),Si(14),P(15),S(16),Cl(17),A(18). (1)画出它们的原子结构简图积电子式，它们在结构上有什么相似点和不同点？已知钠的原子量是23，计算出钠原子中的质子数、中子数和核外电子数， (2)画出硫的阴离子和纳的阳离子的结构图式，指出上面娜一个元素的原子的电子分布与硫离子的电子分布是一样的. (3)从这些原子的结构图式，你怎样来解释它们的金属性在逐渐减弱，非金属性在逐衔增强？并举出它们最高正价氧化物对应水化物的酸碱性来加以具体证实 (4)用电子转移形式和电子式的形式表示钠跟硫形成硫化钠分子的过程.这样生成的硫化钠分子是离子化合物还是共价化合物？为什么？ 30* ==========第137页========== 5.试画出钠（原子序数是11）和氯（原子序数是17）的原子结构简图，并根据简图推断： (1)它们各属第几周期？哪一族？为什么？ (2)如钠元素能从酸中置换出0.2克氢时需4.6克；氨元素在它的氢化物中占97,6%，那末它们的原子戴分别是多少？它们所含的中子数各是多少？ (3)知这二个元素的原子相互结合形成分子时，分子里是什么类型的化学键？用电子式表示这个分子的形成过程.在这种化合物的分子中，各原子的化合价知何决定？ ()如氯元紫的二个原子形成氯分子时，分子里是什么类型的化学键？为什么？与上面分子里的化学键在本质上有什么不同？ 6.画Na(11)、Mg(12)、K(19)三个元素的原子结构示意图；并按它们的结构，说明为什么Na的金属性较K的金属性弱，但又较Mg的金禽庄强？ [起示：Na与亿比较时，入电层搬看核对摄外电子摆上电子！力的大小来赛旅，a与g比较删，从核内质子数，最外层电子数以及核对最层电子的力大小来考虑.] 0131· ==========第138页========== 第四章电离学说 在前一章里，.我们学习了有关物质结构的初步知识。我们知道，物质的一切性质，归根到底，都是由它们的结构决定的.掌握了物质结构的知识，就能从本质上来了解物质的性质 下面我们再来研究一下物质的导电性，以及它和物质分子结构的关系 §41电解质和电解质的电离 电解质和非电解质试验物质导电性的装置如图4·1所示 接市电减 图4·1试验物质导电性的装置 取烧杯一只，另取圆形木板一块，木板比烧杯口略大些，中开两孔，各插石墨棒一根。石墨棒上各连出一根金属导线，其中一根直接与插ifz. ==========第139页========== 头相连接，另一根则通过一个灯泡后再与插头相连接.试验时，先把要试验的物质（固态的、液态的或水溶液）放入烧杯内，使石墨捧的下端插入其中，然后把插头和电源相连接.如果灯泡发亮，表示试验的物质能够导电；如果灯泡不亮，说明试验的物质不易导电 各利树质导电性的试验结果，如下面的表4·1所示： 表4丨各种物质的导电性 导 物 电性 质 状 氯化钠氧化钠硫酸蔗糖酒精 纯水 态 固 态 不导电 不导电 不导电 不导电 液态（或熟爸） 岛手心D导电②不导电 不导电 不导电 水游 能电子电 不导电 不导电 从上表可以看：于的类（例如氯化的）、臧类（例如氢氧化钠)在态时虽然不能导电，但在熔融状态或溶解于水所成的浪部能导电；花水的酸（例如纯硫酸）在液态时虽然不能芋电，但它们的水溶液能够导电；蔗糖、酒精、纯水则不论是面态、沪态或若是它们的水溶液都不能导电③， 在化：上，把在溶解或熔融状态下能够导电的物质叫做电解质，不能导电的物质叫做菲电解质.盐类、碱类、酸类等都是电解质，蔗糖、酒精以及大部分的有机化合物都是非电 ①氯化灯熔点是805℃. ②{化的熔点是328℃ ③这里所讲的“不能导电”，确切地说应该是“几乎不能导电”.在后面将会学习到，它们并不是绝对不能导电，只是导电能力极其微弱，不能使导电性试：器的灯泡发亮罢了. 3 ==========第140页========== 解质 跑解质的过离我们怎样来解释电解质在一定条件下所表现出的学电性呢？我们知道，物质学电是由带电的微粒移动的结果（例如金属导电是由于金属体内电子的移动）.根操物质结构理论来看，电獬质的导电是由于它们分子到（或在落解过程里产生出来的)带电的离子的移动 盐类、憾类大多都是离子化合物（§3·4），它们的分子是由带正电的阳离子和带负电的阴离子所组成.例如，氯化的是由带正电的钠离子(Na)和带负电的氯离子(C1-)所组成；氢氧化钠是由带正电的钠离子(Na+)和栉负电的氢氨根离子 OH)所组成等.酸类鼠不是离子化合物，它1分子里原来 也不含有离子，但它们分子里的共价键有很强的极：{§3·4)，即原子和原子（或原子四）间的共帘电子对，盟烈地向于对电子吸引力较大的那个原子（或原子团）.这种分子在受到某种外力作用（例如溶剂分子的作用）时，原来已经偏得很厉署的共用电子对，有可能进一步完全转移给那个对电子真有较强吸引力的原子（或原子团）这时，分子也就分裂成为离子了. 蔗糖、酒精等有机化合物分子里的共价健的极性一般是很弱的，即使在溶剂分子的作用下，这些物质的分子仍然不能分裂成为高子，因此这类物质没有导电性 显然，对于那些具有非极性键的非金属单质，例如氯气 (C12)、氧气(02)、氢气(H2)等，它们的分子将更难分裂成为离 子，因此它们更不可能会有导电性，它们都是非电解质但是，离子化合物不论在固态或液态时都含有离子，为什么它们在固态时不能导电，而一定要在液态（熔融状态）或溶解子水时才有导电性呢？ 4, ==========第141页========== 原来在厨进的离子化合物里，阳离子和阴离子是一个一个相间地、很有规律地排列着的.在阳离子和阴离子间存在着一种强烈的吸引力（即静电引力），使得这些离子不能自由移动.当厨态的离子化合韵受密溶化时，原来列得很整齐的阳离子阴弼子，变得杂乱起来，离子间相可：的力有部分被抵消了；简时由于温度升离，离子的活剪也强了，它们在熔液①墨能铭比绞自由地移动.另外，当芯的子化合物溶解于水时，由于水分子的作用，品体装面上的：子利品体内部的离子之间的引力大为减弱，在水分子的吸引下，晶体表面上的离子逐渐进入溶液（溶静）.在溶液里，每一个离子的周围，都被若干个水分子所包园，称为“水合离子”.这种“水合离子”也能够在溶液里比较自由地运动 由此可以蓉出，离子化合物在固态时不能导电，是由于固态离子化合物里的腐子不能自由形动的缘故.因此，物质里含有离子，并不能就断定这质一定具有导电：只有当物质里含有的离予（或水合商子）是能络在溶液（或溶被）里自由移动时，有学电的性质.换话说，电儒质的导电性是电解质里的能够自宝移动的离子（简称自笛离子）的性质 前已述及，奥有强被性避的化合物，例刘如酸类溶解于水时，由于水分子的作用，它的分子分袋成为带的离子，这种离子也是自由离子的形式存在乎溶液中的，因此它们的溶液也具有导电性 电解候闲解于水或辣熔化时产丝自由离子的过程，叫做电离.电爵质的导电性是电解质电离的觜果；非边解质不能电离，因此非电解质没有导电性. ①这至讲的是熔液，不是谘液。熔液就是熔融状态下的液体 135◆ ==========第142页========== 习题41 1.什么叫做电解质？什么叫做非电解质？各举三例.电解质和非电解质在分子结构上有什么不同？ 2.为什么盐酸溶液能够导电，而液态的氯化氢却不能导电？ 3.为什么液态的无水醋酸不能导电，而液态的（即溶融状态的）氢氧化钠却能够导电？ 4.为什么固态的食盐不能导电，而液态的（即熔融状态的）食垫和食盐的水溶液都能够导电？ 5.为什么液态的氯不能导电，而氯气溶解于水所成的氯水却能够导电？ 6.根据各类物质的导电性，在下表的空格里，分别填入“能导电”或“不导电”： 导电 物 性 质 离子化合物强极性化合物弱极性化合物非极性化合物 状态 固 态 液态（或熔融状态） 水 溶 液 7.什么叫做电离？离子化合物和强极性化合物在水溶液里电离的过程各是怎样的？ §4·2电离学说 在前面一节里，我们已经从电解质的分子结构，指出电解 136 ==========第143页========== 、 质的导电性，是它在一定条件下电离生成自由离子的结果，其实，在近代物质结构理论尚未提出以前，科学家已经对电解质溶液（或熔液）的导电现象作了各式各样的解释，其中比较成功的是1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯提出的一个假设.后来阿伦尼鸟断自己和其他许多科学家又在实验的基础上，进 一步论证和发展了这个假设，成为比较完整的学说，称做电离学说. 在近代物质结构理论建立以后，我们对电离学说有了更加本质的认识.这一学说虽然是在上一世纪提出来的，但即使今天看来，它的论点基本上还是符合于近代物质结构理论的观点的.因此现在肯定了这一学说 电离学说的主要内容可以归纳如下： 1.在水溶液里，或在熔融状态下，电解质的分子能够或多或少地电离生成自由离子离子可以由一个原子形成（例如钠离子、钾离子等)也可以由几个原子形成（例如氢氧根离子、疏酸根离子等). 2.每一种电解质都能电离生成带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子.溶液（或熔液）里阳离子所带的正电荷和阴离子所带的负电荷的总和相等，因此整个溶液（或熔液）不显电性 氨离子、铵根离子①、金属离子一毅带正电荷.氢离子和按根离子都带1个正电荷，金属离子所带的正电荷数，和它们在化合物里的化合价想等(35).例如在硫酸铜里，铜是2价，因此硫酸铜溶液里的铜离子带2个正电荷 氢氧报离子和许多酸根离子都带负电荷。氢氧根离子带1个负电荷，酸很离子所带的负电荷数，也和它们在化合物里的化合价相等，例 ①铵根离子的符号是NH,它具有和1价金属离子相似的性质. ・137。 ==========第144页========== 如在硝酸或硝酸盐里，硝酸根是1价，因此硝酸或硝酸盐溶液里的硝酸根离子带1个负电荷；在疏酸或硫酸盐里，硫酸根是2价，因此硫酸或硫酸盐溶液里的硫酸根离子带2个负电荷. 根据电离学说，电解质知竺酸、氢氧化钾、硫酸铜等在溶液甩的电离，可用如下的化学方式（称做电离方程式”)表示： HICI-H+CI- KOH--K++0H- CuSO4==Cu+十SO, 应该指出：电解质的分子电离生成离子的过程，不是在电解质溶液里通入电流以后才发生的，而是在电解质熔化时，或谘解于水时就已经发生了.这就是说，电解质的电离过程，是伴随着电解质的熔化或溶解过程同时发生的.明碗这一点对后面的学习是十分重要的 习题·2 1.电解质的分子在溶液里电离成离子，我]知道，离子是带电的，但为什么电解质溶液并不显电性呢？ 2.举出阳离子和阴离子各五种，写出它们的名称和符号 3.我们道；液态氯化氢不能导电，面氯化氢的水溶液（即盐酸）能够学电.如果说：“盐酸能够导电，是因为它在电流的影响下，氯化氢分子电离成为离子的缘故，为什么这个说法是错误的？正确的应该怎样？ 4,写出下列电解质在水溶液里的电离方程式： (1)NaOH,(2)NaCl,(3)HC1,(4)Ba(O)2,(5)K2SO. ·138· ==========第145页========== §43离子的性质 如前所述，电解质的分子在一定条件下：修电离成带电荷的离子，高子就是带正电荷或负电荷的原子（或原子团）.离子和原子的结构不同：在电中性的原子里，子核外电子总数和原子核所带的正电荷数在数祖上是湘的（§3·3）；但在消电的阴离子或阳离子里，原子核外电子总支原子核所的正电荷数却不相等.在阴离子里，原子核外的电子总数比原子核所带的正电荷跋为多；在阳离子里，原子核外的电子总数比原子核所带的正电荷数为少 商了和相应原子在结构上的这种差别，使得离子和应原子（或者由原子组成的分子）的性质完全不同.例如在氨化钠(aC1)的水溶液里，存在着Na+离子和C1离子.当我们比饺化钠溶液和由钠原子组成的金属钠、由氯分子（它是由两个氧原子构成的)组成的单质氯气的性质时，立刻就能看到它们在很多方面都是不相同的. 首先我们看到氯化钠的水溶液是完全没有颜色的，这说明氯化钠溶液里的Na+离子和C1~离子都是无色的.但是，由钠原子组成的金属钠是银白色的，由氯分子组成的单质氯气又是黄绿色的 金属钠是-一种非常活泼的金属，跟水能刷烈地发生反应，放出氢气.反应的化学方程式是： 2Na+2H20=2NaOH+H2 但是Na+离子并不能发生这样的反应.当氯化钠（食盐）溶解于水时，虽然溶液里存在有许多Na+离子，但完金不会有氢气放 氯气也能缓慢地跟水发生反应，放出氧气： ·139 ==========第146页========== 2C12+2H20=4THC1+O2个 但是，氯化钠溶液里的C1~离子，不论经过多少时候，都不会 跟水反应放出氧气. 另外，我们知道，氯气还是-一种有毒的气体，但是，氯化钠却是人体所必须的，我们每天都要食用相当数量的食盐，这说 明C1离子是没有毒性的 有些离子呈现出和它化合物完全不同的颜色.例如无水 的硫酸铜(CSO4)是白色的，但硫酸铜的水溶液是蓝色的，这 蓝色是铜离子(Cu+)的颜色①；又如无水的氯化亚钴(CoC12)是蓝色的，但氯化亚钴的水溶液是红色的，这红色是亚钴离子(Co+)的颜色②. 比较各种电解质溶液的颜色，可以确定某些离子的颜色例如，氯化钠的溶液（其中含有Na+离子和C1~离子）和疏酸 钾的溶液（其中含有K+离子和SO离子）都是无色的，这说 明Na+离子、K+离子、C1-离子和SO,离子都是无色的.硫酸铜的溶液（其中含有Cu++离子和SO?离子）是蓝色的，既然SO离子已知是无色的，显然这蓝色定是Cu+离子的 颜色.铬酸钾的溶液（其中含有K+离子和CO,~离子）是黄 色的，既然K+离子已知是无色的，显然这黄色一定是CrO: 离子的颜色.同样，我们可以从高锰酸钾(KMO)溶液呈紫 红色，氯化铁(FeCl3)溶液呈黄色，硫酸亚镍(NSO4)溶液呈绿色等得出MnO:离子是紫红色的，Fe++离子是黄色的，Nit+离子是绿色③的等结论 根据电解质溶液的颜色，还可以粗略地判断溶液里可能 ①正确地说，这蓝色是水合铜离子的颜色， ②正确地说，这红色是水合亚钴离子的颜色，®正确地说，这些领色都是它们水合离子的颜色，fe140·, ==========第147页========== 存在（或不可能存在）某些离子.例如在蓝色的溶液里，可能存在有C1+离子；在无色的溶液里，不可能有Cu+、Fe++、 Ni++、Co+、CrO:、MnO4等有颜色的离子存在 习题43 1.阳离子和相对应的原子在结构上有什么不同？阴离子和相对应的原子在结构上有什么不同？各举一例来说明 2.根据Na2S溶液（其中含有Na+离子和S-一离子）和单质疏的性质，比较硫离子和硫原子在性质上有什么不同， [提示：Na2S溶液是无色的.] 3.硫酸铜溶液的蓝色是(1)硫酸铜分子的颜色呢？还是(2)硫酸根离子的颜色呢？还是(3)水合铜离子的颜色？ §4·4碱类、酸类和盐类的电离 我们已经知道，碱类、酸类和盐类都是电解质，它们在水溶液里都能电离生戍自由离子.但是威类、酸类和盐类是不同种类的电解质，它们在水溶液里电离生成的高子当然也是不同的，在本节里，我们将讨论这几类电解质在水溶液里的电离，从而进一步从本质上来认识它们的性质， 碱类在水溶液里的电离碱类是离子化合物.在碱分子里，带正电荷的金属离子和带负电荷的氢氧根离子之间的化学健是离子键.当减类溶解于水时，也就电离生成构成这种碱的金属阳离子和氢氧根阴离子，例如： NaOH---Na+4-OH 氢氧化钠 KOH-K++OH 氢氧化钾 Ca(OH)2Ca*++20H 氢氧化钙 141G -s ==========第148页========== Ba(OH)=-Ba+++20H- 氢氧化钡 从上面这些碱类的电离方程式可以看出，在不同碱类的水溶液里，离子虽然是不同的金属离子，但阴离子郑都是带1个负电荷的氢氧根离子.这就是说，各种碳类的分子组成宝然不润，但它们的水溶液里都含有氢氧根离子. 做类在水溶液理主要是以离子形式存在的.碱类水溶液的性质，并不是藏分子的性质，而是它电离后生成的离子的性质.一切藏类溶液里既然都有氢氯根离子存在，那末它们必然也会有莱些共同的性质.事实正是这样，在第一册§53里己经讲过，一切藏类的水溶液，都具有如下的共同性质： (1)使学色的石蕊试被或红色的行蕊试纸变蓝： (2)酸发生中和反应生成盐和水； (3)对动植物体有腐蚀性. 现在我们可以明白，各减类水溶液所显现的这些共同性质，并不是碱分子的性质，是各种碱类的水溶液里共有的氢氧根离子的性质 过去，我们从分子组成和性质两方面来给减类下定义①，但这两方面的相关系怎样晚？这在过宏我们还不能很好地加以说明.现在根据电离学说的观点，我们可以得出藏类的更确切、更本质的定义，那就是：藏宽一种电解质，它在电离的时侯，能够生成氢每根离子，而且生成的阴离子只有氨氯根离子一独② 酸美：水溶液奥的电离酸类是具有强极性键的共价化 ①凡是分子由-一个金：原子和-…个或几个氢氧根组成的，并且能跟酸作用生成盘水的化合勿线藏（第一册53）. (②有些盐类在水溶液里也能电离生成氢氧根离子：低它生成的阴离子滁了氢氧根离子外，还有其他的阴离子（酸根离子）。详见本节末碱式盐的电离. To ==========第149页========== 合物.在无水酸里，虽不含有离子，但当酸类溶解于水时，由于术分子的推用，酸分子里的强极性键会转变成为离子键，并电离为能的存：溶液里自由移动的带正电荷的氢离子和带负电荷的胶根离子.例如： HCI++C) 盐酸 (盐酸根子) HNOH+NO3 硝酸 (硝酸板离子) H2S04=-2H++S0 硫酸 (疏酸根离子) 从上面这些酸类的电离方程式可以看出，在不同酸类的水溶被望，阴离子虽然是各种不同的酸根离子，但阳离子却都是带1个正电荷的氢离子.我门知道，一切酸类的水溶液都其有下的共同性质（第一册§5·4）： (1)酸； 〔2)使踪色石蕊试被或蓝色石蕊斌纸变红； (3)製减类发生中和反应生成盐和水； (4)跟某些活动的金属（例如锌）发生置换反应，放出氢气。 显然，这些性质也不是酸分子的性质，而是一切酸类溶液里共有的氢离子的性质 过去，我们也是从分子组成和性质两方面来给酸类下定义①，现在根据电离学说的观点，也可以得出酸类的更确切、更本质的定义，那就是：酸是一种电解质，它在电离的时候能够生成氨离子，而且生成的阳离子只有氧离子一种②. ①凡是分子由氢原子和酸根组成，并能跟碱反应生成盐和水的化合物叫做酸（第一卧54）. ②常些盐类在水溶液里也能电离生成氢离子，但它生成的阳离子除氢离子外，还有其他的阳离子（金属离子）。详见本节末酸式盐的电离 ==========第150页========== 最后，我们再来谈谈多价酸的电离.在多价酸的分子里含有不止一个氢原子.它们在水溶液里电高时，并非一步把所有氢离子一起电离出来的，而是分步地电离出氢离子的，例 如磷酸(H,PO)在水溶液里的电离分三步进行： H3P0→H++H2P0: (磷酸二氢根离子) H,PO→H++HPO,“ (磷酸氢根离子) HPO:“之H++PO,- (磷酸根离子) 从上面三个电离方程式可以看出，第一个氢离子是从不带电的磷酸分子里电寓出未的.第二个氢离子是从已经带有1个负电荷的磷酸二氯根离子里电离出来的.因为氢离子是带正电荷的，因此不难料到，第二步电离比起第一步电离来将妥困难得多，第三个氢离子是从已经带有2个负电街的磷酸氢根离了里电离出来的，因此，第三步电离比起第二步电离来更将困难得多.由于这样原因，在多价酸溶液里，常含有多种不同的阴离子.例如在磷酸溶液里，就含有三种阴离子，即：带1个负电荷的磷酸二氢根离子（较多）、带2个负电荷的磷酸氢根离子（较少）和带3个负电荷的磷酸根离子（最少） 当用氢氧化钠（或其他碱）来中和磷酸时，由于碱的用量不同，可以得到不同的盐类（正盐或酸式盐） 1克分子NaOH和1克分子H3PO4反应时， NaOH-Na++OH HP04≥H2POi+Ht ! NaH2PO.H2O 、 磷酸二氢钠 、(酸式盐) • ==========第151页========== 总的反应是：NaOH+H3PO4=NaH:PO4 2克分子NaOH和1克分子H3PO4反应时， 2NaOH-2Na++20H H:POHPOT +2H+ Na2HPO 2H20 磷酸氢二钠 (酸式盐) 总的反应是：2NaOH+H3PO4=Na2HPO+2H2O 3克分子NaOH和1克分子HPO4反应时， 3NaOH--3Na++30H- H3PO4≥PO-+3Ht Na:PO 3H20 磷酸钠 (正盐) 总的反应是：3NaOH+H3POg=3HO+Ta,PO4 此可以看出，酸式盐的生成是由于多价酸的分步电 离D。 盐类在水溶液里的电离盐类和碱类一样，也是离子化合物.在盐分子里，带正电的金属离子和带负电的酸根离子间的化学键是离子键。当盐类溶解于水时，也就电离成构成这种盐的金属阳离子和酸根阴离子。例如： NaCl=-Na++Cl- K2C03==2K++C0: Cu(NO3)2---Cu+++2NO3 A12(S04)3-2A1+++3S0 ①关于酸碱中和反应的本质，在$46里还将详细讨论 15。 ==========第152页========== 从上这些盐类的电离方程式可以看出，在盐类的水溶液里，并不存在有为一切盐类所共有的阴离子或阳离子.因此，盐类和减类、酸类不同，它们的水溶液并不具有某种为一切盐类共有性：质 正由于金淡没有共同的性质，过去我们也只是从分子组戚一个方面来给盐类下定义①.现在根摇电离学说的观点，我们可以得出盐类的更确切、更本质的定义，那就是：盐是一种电解质，它在电离的时候能够生戒金属阳离子和酸根阴离子 上面这个定义只是对正盐来说的，酸式盐在溶液里电试出的阳离子除金属离子外，还可以有氢离子.例如： NaHSO=--Na++HSO 硫酸氢钠 HS0:H++S0: 鹹式盐在控液里电离出的阴离子际酸根离子外还可以有氢氧根离子。例如： Mg(OH)Cl=MgOH++C1“碱式氯化镁 MgOH+Mg+++OH- 习题44 1.什么离子决定酸溶液的通性？什么离子决定碱溶液的通性？为什么盐类没有为一切盐溶液所共有的通性？ 2.根据电离学说的观点，碱、酸、盐的定义是怎样的？为什么说这样的定义比过去学过的更确切、更本质？ 3,完全干燥的氯气能否使蓝色石蕊试纸变红？为什么？ 4.写出下列各种电解质在水溶液里的电离方程式：（1)KNO, ①盐是由金属原子和酸根结合而成的化合物（第一册5·6） 婚· ==========第153页========== (2)CaCl2,(3)MgSO4,(4)HNO3,(5)Ca(OH2,(6)KMnOs, ()HC1O3. 5,写出能够在水溶液里电离出下列离子的电解质的分子式：（1) Ca+和NO3,(2)K*和S0,(3)H+和C1,(4)A1t+和 YO,(5)K+和S-,(6)K+和OH. 6,写出硫酸在水溶液里的电离方程式.在硫酸溶液里含有那丸种阴离子？哪种阴离子较多？哪种阴离子较少？ 7.在蒸馏水里至少加入那几种物质，结果可使溶液里含有以下离子：Na+、SO、Br和g+?这一问题可能有几种解答？ 【解】.可以有两种獬答：(I)NaBr+MgS04或(2)NaSO+ MgBr2. 8.在蒸馏水里至少加入那几种物质，结果可使溶液里含有以下离子：+、Cu*+、Cl、SO一和Fe++？这一问题可能有几种解答？9·在下面各种物质里，那几种物质在溶液里能够电离出硫高哪几种可以电离出氢离子？(1)硫酸钾，(2)亚疏酸，(3)疏化钾。 §45强电解质和弱电解质 在上一节里我们讲到酸溶液显现的某些通性，是各种德类在水溶液里共有的氢离子的性质.·但是，不同酸溶液在是现这些性质时，在稂度上却有很大的不同。例如，在盐酸溶液(即使是很稀的)里滴入紫色石蕊试液，立划香到溶液变成红色，现象十分明显；但花相同浓度的氢氟酸①溶液里滴入紫色石蕊试液，溶液颜色变红的现象却很不显著，有时甚至不易辨别出来 在第一期§5·4里讲过，酸类可以根据它们酸性的强弱，分成强酸和弱酸两类盐酸、疏酸、硝酸等是强酸，·碳酸、醋 ①氢酸(HCN)是一种很弱的酸. ==========第154页========== 酸、氢硫酸等是弱酸， 各种酸类酸性的强弱，还可以通过下面的实验加以比较. 用图4-1简单的导电装置比较同体积0,1M的盐酸和 0.1M醋酸溶液，插入电极，接通电路，观察灯泡的亮度 实验结果：当电极插入盐酸溶液时，灯光较亮，而插入醋酸溶液时，灯光较暗，这说明盐酸比醋酸的导电能力强.导电性的强弱，是和溶液里自由移动的离子数目有关.同体积溶液中，离子数目愈多，导电性愈强，反之愈弱。现在盐酸和醋酸里所含溶质分子数目相等，·而盐酸导电能力比醋酸强，主要因为盐酸溶液里，溶质分子几乎全部电离成离子，而腊酸溶液里，溶质分子只有很小一部分电离成离子的缘故.做类似的实验同样可以证明：NaOH水溶液的导电能力比 NHOH强 通常把电解质分成两大类： 在水溶液里几乎全部电离的电解质叫强电解质。在水溶液里只有部分电离的电解质叫弱电解质， 当然，强弱电解质的区分不是绝对的，一般强酸、强碱及盐类是强电解质，弱酸、弱碱是弱电解质 (1)强电解质的电离： :强电解质在水里，几乎全部电离成离子.如盐酸、氢氧化钠、食盐等强电解质的电离方程式，可表示如下： HCI-H++CI- NaOH-Na++H- NaCl-Na++Cl- (2)弱电解质的电离： 弱电解质在水里，只有少数分子电离成离子，大部分仍以分子状态存在于溶液中。它的电离过程，一方面分子电离成r148· ==========第155页========== 离子，另一方面电离生成的离子又重新结合成分子，因此弱电解质的电离过程是一个可逆过程，用“一”表示.例如醋酸、氢氧化铵的电离方程式，可表示如下： HC2H302→H++C2H302 NHOH→NHi+OH- 当电解质电离成离子的速度和离子重新结合成分子的速度相等时，分子和离子间建立了一种暂时的、相对的平衡状态，这种平衡叫电离平衡，它是一种动态平衡 弱电解质在水溶液中都是部分电离的，但不同的弱电解质，它们的电离能力的大小是不同的.电离能力的大小可用电离度来表示.弱电解质在水溶液中达到电离平衡后，溶液里已电离的电解质的分子数和电解质分子总数（包括已电离的分子数和未电离的分子数的总和)的比，常有一定的值.这个比值称做电离度.电解质的电离度一般用百分数来表示，它可以用下面的分数式来代表： 电离度=电解质溶液里已电离的电解质分子数 电解质溶液里电解质分子的总数 -×100% 例如：，在0.1M的醋酸溶液里；当醋酸达到电离平衡时， 如果1000个醋酸分子里，有13个分子电离成离子，那末它的电离度就是1.3%. 在酸类里，盐酸、硫酸、硝酸等我们过去称做强酸的是强电解质；，碳酸、醋酸、氢硫酸等我们称做弱酸的是弱电解质：在碱类里，氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡等是强电解质，我们也称它们为“强碱”；氢氧化铵①、氢氧化铜、氢氧化铁等是弱 ①氢氧化铵的分子式是NH4OH,它虽不是由金属离子和氢氧根离子所组 成，但由于铵根离子（王）具有和一价金属离子相似的性质，氢氧化铵的溶液也显现出碱类的一般通性，因此氢氧化铵也属于碱类 ==========第156页========== 电解质，我们也称它们为“弱碱”.盐类在水溶液里的电离度大都很大，它们都是强电解质 前面讲过，电解质的电离过程是一个可逆的过程，也就是说，在电解质的水溶液（或熔液）里，除了包含有电解质的分子电离生成带相反电荷的离子的过程，同时还包含有阴、阳离子重新结合成为电解质分子的过程.如果阴、阳离子间的引力较大，那么后一过程的进行将比较容易，而前一过程的进行则比较困难.最后溶液里已电离的电解质分子数和电解质分子总数的比值（即电离度）就比较小。反之，如果阴、阳离子间的引力较小，那么前一过程的进行比较容易，而后一过程的进行则比较困难.最后溶液里已电离的电解质分子数和电解质分子总数的比值（即电离度）就比较大。 电解质的电离度，除和构成它的离子结构有关外，对同一种电解质来说，电离度还因溶液的浓度不同而异.一般说来，溶液愈稀，电解质的电离度愈大。这可以从下面电解质溶液稀释时，导电性变化的实验清楚地观察出来， 在烧杯里盛无水醋酸少许，利用如图4·1的装置，试验它的导电性。可以看到灯泡并不发亮，说明无水醋酸不能导电，然后把蒸馏水缓缓加入无水醋酸中，并不时搅动溶液，即见灯泡开始发红，以后又发表4·2不同浓度醋酸溶液的电离度暗光并随着溶液浓度的逐渐变稀， 灯泡发光也逐渐增亮 浓 度 电离度 (克分子/升) (%) 以上实验说明醋酸在稀释时，电离度渐次增大，溶液里离 0.2 0.95 子浓度也随着渐次增大，因而 0.1 1.84 0.01 4.19 导电性也渐次增强（参看表 0.005 5.85 42). 应该指出，‘电解质溶液导 .150 ==========第157页========== 电性的弱，和电獬质电离度的大小是两回事。如前所海(§4·1)，电释质溶液（或熔液）的导电性是电解质溶液里的离子(自由离子)的性质.电解质溶液导电胜的强弱，决定于溶液里离子浓度的大小，亦即单位体积溶液里离子数的多少。'电解质的电离度是电解质溶液里已电离的电解质分子数和电解质分子总数的比值.当稀释电解质溶液时，溶液里已电离的电解质分子数在电解质分子总数里所占的百分率就要增大，溶液里离子的总数也就增加.因此我们说，电解质的电离度随着溶液的稀释面渐次增大，但是，由于溶液的体积也在同时增大，因此，单位体积溶液里的离子数（即离子浓度）却不一定增加 一般说来，当溶液较浓时，稀释电解质溶液将使电解质的电高度迅速增大，溶液里的离子数随着迅速增加。这时，虽然溶液的体积也有了增大，但总的结果仍使溶液里的离子浓度增大，溶液的导电性也增强.与此相反，当溶液已较稀时，如再继续稀释，这时电解质的电离度增加得比较缓梗，而由于溶液体积的增大，单位体积溶液里的离子数（即离子浓度）不仅不因希释而增大，反而要降低。溶液的导电性也不仅不增强，反而要减弱 为什么稀释电解质溶液时会使电解质的电离度增大呢？前面讲过电离度的大小和构成电解质分子的阴、阳离子间引力的大小有关.溶液愈稀，溶液里阳离子和阴离子间的平均距离就愈大，它们之间的引力也就愈弱，因此电离度愈大 前面讲过，强电解质在水里几乎也能完全电离.但是，弱电解质只有在极稀的溶液里，才能接近于完全电离.因此，在 一般浓度时，强电解质溶液的离子浓度总比弱电解质大得多，它们性质（例如导电性等）上的差别也很明显.，但在极稀的溶液里，强电解质和弱电解质都接近于完全电离，强、弱电解质 ==========第158页========== 间的差别也就渐次消失了。 习题45 1.什么叫做电离度？有0.5升2M的某电解质溶液，其中有0.2 克分子的电解质电离成离子.该电解质的电离度是多少？ [提示：在该电解质溶液里溶有0.5×2=1克分子的溶质.] 2.有1升1M的硝酸钾溶液，已知硝酸钾在此溶液中的电离度是 70%.有多少克硝酸钾电离成离子？ 其 3,什么叫做弱电解质？什么叫做强电解质？ 4.在克分子浓度相同的醋酸(HC2H3O2)和醋酸钠(NaC2H3O2) 的溶液里，醋酸根离子(C2H3O2)的浓度那个较大？那个较小？为什 么？ 5.电解质的电离度和它的溶液浓度的关系怎样？为什么？ 6.在稀释电解质浓溶液时，为什么开始时溶液的导电性逐渐增强，以后又逐渐减弱？ 7.今有0.1M的醋酸溶液（它的电离度是1：33%）和0.01M的醋 酸溶液（它的电离度是4.17%）各1升，哪种溶液里所含氢离子较多？ §46离子反应和离子方程式 离子反应在学习电离学说以前，我们对电解质在溶液里进行的某些化学反应，不能得到很好的解释、例如，把不同银盐的溶液跟不同氯化物的溶液相混和时，都会产生氯化银的白色沉淀.例如： AgNOs+NaCI=AgCl+NaNO硝酸银·氯化钠氯化银硝酸钠 Ag2SO:+CuCl2=2AgCI+CuSO硫酸银 氯化钥氯化银 疏酸钥 ·.1525 ==========第159页========== AgC,H:O2+KCI=AgCl+KC2HO2醋酸银 氯化钾氯化银、醋酸钾 在上面这三个化学反应里，所用的反应物的分子组成是各不相同的.“但为什么它们都能生成同一种沉淀呢？如果说，这是因为在这些化合物里都含有银元素和氯元素.”那末，是不是含有银元素的化合物和含有氯元素的化合物相遇时，总能生成氯化银沉淀呢？我们知道，当硝酸银(AgNO3)溶液跟氯 酸钾(KC1O3)溶液混和时，或者硝酸银溶液跟四氯化碳① (CC1)相遇时，都并没有氯化银沉淀生成.显然，这些实验事 实是不能用分子论的观点来解释的. 利用电离学说，就可以对电解质在水溶液里的相互反应作出本质的解释 根据电离学说，在水溶液里，电解质（特别是强电解质）并不以分子状态存在，而主要是以离子状态存在的.因此，电解质在水溶液里的相互反应，实际上参加反应的并不是电解质的分子，而是由它电离生成的离子；反应结果也不决定于电解质分子的种类，而决定于它溶液里存在的离子的种类.·这种反应，我们称做离子反应 在硝酸银溶液里，实际上并不存在着A8NO分子，主要 存在着的只是Ag+离子和O3离子②.同样，在氯化钠溶液里，实际上也不存在着NaCl分子，主要存在着的只是Na+ 离子和C1~离子.当这两种溶液混和并发生化学反应时，实 质上是这四种离子间的相互反应：Ag+离子跟C1~离子结合成难溶解的氯化银沉淀；NO3离子跟Na+离子结合后生成硝酸钠，但由于硝酸钠是容易溶解的强电解质，因此实际上它 ①四氯化碳是一种无色液态的有机化合物 ②因为AgO?是盐类，是强电解质，它在溶液里几乎能够完全电离成为 Agt离子和NOs离子. ·53公… ==========第160页========== 们并不结合成为硝酸钠分子，主要仍以离子快态存在于溶液中：因此，化学方程式(1)更加符合于真实情况的写法应该是： Ag++NO+Na++C1-=AgCI+Na++NO (4) 同样，化学方程式(2)，(3)也应该分别写成： 2Ag++SO+Cu+++2C1-=2AgCl+Cu+++sO7-(5) Ag++C2302+K++C1-=AgC1V+K++C2H302(6) 氯酸钾在溶液里虽然也能电离，但电离结果生成K+离子 和C10离子，并不生成C1~离子.因此，当氯酸钾溶液跟硝 酸银溶液相混和时，是不可能生成氯化银沉淀的 四氯化碳是一种非电解质，它根本不能电离成离子，因此，四氯化碳跟硝酸银溶液相遇时，也不可能会有氯化银沉淀产生. 离子方程式如前所述，电解质（主要是碱、酸、盐）在溶液里所起的反应，主要是它们离子间的反应.为了更加符合于真实情况，在表示这种反应的化学方程式里，应该用离子符号来代替溶液里的电解质的分子式（当然，.反应里的非电解质，或主要以分子状态存在的、电离度很小的弱电解质，仍应以分子式来表示)，象这样的化学方程式，称做离子方程式.例如上面(4)、(5)、(6)这几个化学方程式，就是离子方程式(相对于离子方程式，一殷完全用分子式表示的化学方程式，可以称做“分子方程式”) 从上面这三个离子方程式还可看到，在这些化学反应里，有些离子实际上并没有参加反应，如(4)式中，反应物和生成物中都有NO3,Na+(6)式中，反应物和生成物中都有Cu+, S0;(6)武中反应物和生成物中都有K+，C2旺O2,我们可 以把它们从化学方程式的两边消去。这样，上面这三个离子 154 ==========第161页========== 是 方程式，最后将变成相同的形式，即 Ag++CI-=AgC1↓ 经过这样简化后的离子方程式，.称做简化离子方程式.上面这个简化离子方程式，清楚地表明了这三个化学反应的实质是完全相同的，它们都只是溶液里的Ag+离子和C1~离子相互结合，成为难溶解的（因而也是雉电离的）氯化银分子…、 从这个简化离子方程式还可进一步看出：任何含有Ag* 离子的溶液跟任何含有C1~离子的溶液相混和时，都将会有 氯化银沉淀生成.因此，我们可以用硝酸银（或其他可溶性的银盐)溶液（其中含有Ag+离子）来检验盐酸和一切可溶性的 盐酸盐（其中含有C1离子），这在§1·5里已经介绍过了 由此可以看出，离子方程式更能表瑰出离子间相互反应的实质 现在我们再用电离学说的观点来研究一下强酸（例如盐酸)跟强碱（例如氢氧化钠）在溶液里发生的中和反应的实质、盐酸跟氢氧化钠在溶液里发生中和反应生成氯化钠（盐）和水，这个反应的分子方程式是： HIC1+NaOH=NaC1+HO 写成离子方程式是： H++C1-+Na++OH-=Na++Cl-+HO 简化后得简化离子方程式： H++OH-=H,0 从这个简化离子方程式，可以看出这个化学反应的实质是：由盐酸分子电离生成的氢离子，和由氢氧化钠分子电离生成的氢氧根离子；相互结合成为难电离的水分子当盐酸和氢氧化钠的用量适好完全反应时，溶液里既没有氢离子（它使溶液显现酸性反应)，也没有氢氧根离子（它使溶液显现碱性反 ==========第162页========== 拉)存在.因此，这时溶液呈现中性①， 不仪盐酸跟氢氧化钠反应的实质是这样的，其他任何强酸跟强碱的中和反应的实质也都是这样的。例如硫酸跟氢氧化钾的反应： （1)分子方程式H2S04十2K0H=KS04十2H20 (2)离子方程式2H++S0,+2K++20H~=2K++S0a+ 2H2O (3)简化离子方程式2H++2OH~=2H20 即， H++OH-=H2O 又如硝酸跟氢氧化钡的反应： (1)分子方程式2HNO3+Ba(OH)2=Ba(NOg)2+2H2O (2)离子方程式2I*+2NOg+Bat++20H=Ba*++2NO3 +2H20 (3)简化离子方程式·2H+{0H=2H20 即， H++OH-=H2O 离子方程式的写法我们学习了离子方程式和简化离子 :方程式后，现在再把书写离子方程式和简化离子方程式的具体步骤概括如下： 第一步：写出反应的分子方程式 第二步：把在溶液里主要以离子状态存在的物质（即容易溶解的强电解质)改写成离子形式，对那些在溶液里主要以,分子状态存在的物质（非电解质或弱电解质以及难溶解的沉淀或气体)，仍保留它们的分子式 第三步：消去方程式两边相同的离子，得简化离子方程式. ④应该指出，除强酸和强碱外，其他酸和碱完全中和时，溶液并不一定呈中性，这在$47“盐类的水解”节里还将详细讨论.：156。 ==========第163页========== 下面再举儿个例子，根据上述步骤来书写离子方程式（简化离子方程式)： 例1，在硫酸铜溶液里通入硫化氢生成黑色的硫化铜沉淀第一步： CuSO4+H2S=Cus i+H2SO 第二步： Cu+++SO+H2S=Cus+2H*+SO (HS是弱电解质，CS是不溶性的沉淀，因此仍保留分子式.) 第三步： Cu++H2S=CuS↓+2Ht 例2、盐酸跟碳酸钙（固体）发生反应放出二氧化碳气体第一步： CaCOs+2HC1-CaCl2+CO2+H20 第二步： CaCO3+2H++2C1-=Ca++2C1-+C02↑+H20 (CCO3是难溶解的固体，CO2是难溶解的气体，H2O是极弱的电解 质，因此仍保留分子式.) 第三步： CaCOs+2H=Ca+++CO2+H2O 例3，醋酸溶液跟氢氧化钠溶液白和后生成醋酸钠和水.第一步： HC2H3O2+NaOH-NaC2H3O2+H2O 第二步： HC2H3O2+Na++OH-=Na++.C2H30z+H2O (HC2H3O2是弱电解质，H2O是极弱的电解质，因比仍保留分子式.) 第三步： HC2H3O2+OH=C2H3O2+H2O 电解质溶液里的复分解反应进行近乎完全的条件·碱类、酸类、盐类都是电解质，它们在溶液里的相互反应（一般是复分解反应)，主要也是离子间的反应 在第-一册§5.6里讲到碱、酸、盐在溶液里相互发生复分解反应进行近乎完全，至少必须具备下面三个条件中的一个： (1)生成难溶解的沉淀；(2)生成挥发性的气体；(3)生成水.利用电离学说，可以很好地解释碱、酸、盐在溶液里相互间的复分獬反应进行近乎完全的条件 ①从这个简化离子方程式可以看出，这个中和反应的实质和前述的强酸、强碱的中和反应的实质是有区别的 ・157 ==========第164页========== 碱、酸、盐在溶液里的复分解反应既是离产问的反应，那末，如果溶液里的某些离子，能够结合成为难溶解的沉淀，从溶液析出；或结合成为容易挥发的气体，从溶液逆出；或结合成为极难电离的物质（例水），·这些离子实际上就从溶液里分离了出来，不会再跟溶液里的其他离子相互反应.这样，反应就朝着生成这些物质的方向进行到近乎完全 与此相反，电解质在溶液里的复分解反应，如果不具备上述的任何条件，反应就不能向个方向进行近乎完全.例如，当把氯化钠溶液跟硝酸钾溶液相混和时，我们观察不到有任何现象发生.这两种物质如果能够发生复分解反应，那将是： NaC1+KNO3 =KC1+NaNO; 写成离子方程式时是： Na++CI-+K++NO=K++C1-+Na++NO从这个离子方程式可以看出，当这两种溶液混和后，溶液里主要仍是四种离子.只有当把溶液蒸发时，溶液里的离子才有可能结合生成硝酸钠和氯化钾的分子；当然，同样也有可能结合生成氯化钠和硝酸钾的分子.·因此，当把溶液完全蒸干时，所得晶体将是硝酸钠、氯化钾、氯化纳和硝酸钾四种物质的混和物.由此可以看出，上述反应是不能向一个方向进行到近乎完全的： 习.题46 1,把下列反应的化学方程式改写成离子方程式： (1)2KI+C12=2KC1+I2 【解】KI、KCl是易溶于水的强电解质，可以写成离子形式；C2、 I2是非电解质，仍保留分子形式.得离子方程式： 2K++2I~+C2=2K++2C1+I2 158 ==========第165页========== 消去等号前后相同的离子，得简化离子方程式： 2I+C12=2C1-+I2 (2)Pb(NO3)2十2KI=PbI2↓+2KNO (3)Ba(OH)2+2HC1=BaCl2+2H2O CuSO,+H2S=CuS+HSO (5)Na2COa+2HC1=2NaC1+CO2+H2O (6)FeS(囿)+2FIC1=FeC12+H2S↑ (7)FeC1;+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl (8)Zm+2HCk=ZnCl2+H个 2.举出能被下列离子方程式所表示的分子方程式（各举两例）： (1)Ba*++CO3=BaCO3↓ 【解) BaCl2+Na2COa=BaCO3+2NaC] Ba(NO3)2+K2CO3=BaCOa+2KNO3 以上这两个分子方程式都可以用离子方程式Ba+十CO:=B阳CO3↓来表示 (2)2Ht+C03=H20+C02↑ (3)Mg(OH)2(固)+2Ht=Mg*++2H0 (4)Cu*++20H=Cn(0H)2↓ 5H++OH--H2O 3.写出用硝酸银(AgNO3)溶液检验盐酸和盐酸盐的离子方程式. 4.写出用氯化钡(BaC12)溶液检验流酸和疏酸盐的离子方程式， §47盐类的水解 在§4.4里讲到，酸类溶液显现的酸性，实质上是溶液里 H+离子的性质；减类溶液显现的碱性，实质上是溶液里OH 离子的性质.我们知道，正盐在水溶液里只能电离生成带正电荷的金属离子和带负电荷的酸根离子，而不能电离生成丑+ 离子或OH离子，因此正盐溶液似乎应该呈现中性反应一一 159·. ==========第166页========== 即不论用蓝色石蕊试纸或者用红色石蕊试纸去试验它，都不应该变色， 但是，事实并不完全这样，有一些正盐（例如氯化铵、硫酸铜等)的水溶液是现出明显的酸性；而另-一些正盐（例如醋酸钠、氰化钾等)的水溶液又呈现出明显的碱性 怎样来说明这些实验事实呢？ 首先我们应该了解，纯净的水虽然在用导电性试验器（图4·1)试验时，不能使电路上的灯泡发亮，但如果用一种更加精密的仪器来试验，可以测知纯水也有极微弱的导电性，·它是一种极弱的电解质.纯水的电离度很小（在22℃时，只有 000001%),它电离生成极少量的H+离子和0H离子： H20>H++OH-① 从这个纯水的电离方程式可以看出，每1个水分子电离后将 生成1个H+离子和1个OH离子显然，在纯水里，H+离 子的浓度正好和OH离子的浓度湘等.因此，纯水既不显最现 酸性也不显现碱性。但当盐溶解于水时，电离生成的金属阳 离子或酸根阴离子，如果和溶液里的OH离子或H+离子发 生了某种反应，结果使溶液里的OH离子和H+离子浓度变 得不同，这样溶液就会显现出酸性或碱性 盐跟水相互反应，使溶液里H+离子和O丑离子的浓度 发生变化，从而使溶液呈现酸性或碱性的反应，叫做盐类的水解 :,由于组成盐的酸和碱的强弱不同，它们进行水解的过程是不同的，因而水解的结果也就不同：下面我们介绍几种不 ①有时，为了表明这两个相逆的反应在程度上有很大的不同，把这一离子方程式里的两个矢头写得不同，一个粗些和长些（表示是主要的）；一个细些和短些（表示是次要的）.即 H20→H++0H ==========第167页========== 同类型的盐的水解反应 由弱酸跟强碱所生成的盐的水解反应这一类型盐的水 解反应，可以用醋酸钠(N.C2HO2)①作为例子来说明 醋酸钠是一种强电解质，·它在水溶液里儿乎完全电离成 Na+离子和C2HO2离子.另外，溶液里的水分子也微弱地 电离生成OH离子和H+离子，由此可以看出，在醋酸钠溶 被里，总共存在有Na+、C2HO2、OH和H+四种离子：这 四种离子相互碰撞重新结合成分子时，除可能生成原来的醋酸钠分子和水分子外，也可能生成新的分子一耳+离子和 C2HO2离子结合成为醋酸分子.当然这种新分子生成后，.也 能重新电离成为相应的离子.溶液的这些反应，可以用如下的图式来表示： NaC2H:O2--Na++C2HO HOHH+ HC H:O2 溶液里的H+离子和C2HO。离子容易结合成HCHD分 子，我们知道，醋酸是一种羽电解质，当形成了它的分子之后就很难重新电离生成离子②：·相反，氢氧化钠是一种强电解 质，儿乎完全电离.·这样，溶液里的H+离子由于生成了难电 离的醋酸分子而减少，但溶液里的OH离子却并不能生成氢 氧化钠分子（因生成后立即完全电离).'前面讲过，纯水里的 H+离子浓度和OH~离子的浓度原来是相等的，现在在碓酸 钠溶液里，由于上述离子间的相互反应，溶液里的+离子减 ①醋酸钠是由醋酸(HC2HO2,一种弱酸)跟氢氧化钠(NaOH,一种强碱)中和后生成的-种盐，称为弱酸-强碱盐 ②在18°℃时，0.1M醋酸溶液的电离度约为1.B4%。 ==========第168页========== 少了，而OH离子却相对地增多了，这样溶液就不是呈中性 而是呈碱性了。 醋酸钠跟水的反应，如果用分子方程式来表示，是： WaC2HO2+H2O→NaOH+HC2H3O2① 把上式改写成离子方程式，得： Na++CH,O:+H2ONa++OH-+HC2H O消去两边相同的离子，得简化离子方程式： CHO:+HOOH+HC2H:O2 从这一简化离子方程式可以看出，醋酸钠在溶液里的水解反 应的实质是：溶液里的C2HO。离子跟水分子反应，生成难 电离的醋酸分子，并使溶液里含有过剩的OH~离子.显然， 醋酸钠溶液应该茎碱性， 由强酸跟弱碱所生成的盐的水解反应·这一类盐的水解 反应，可以用氯化铵(NHC1)@作为例子来说明 和前一种情形相似，在氯化铵溶液里，也存在着四种离 子：NH、C1一、H+和OH离子.溶液里的这些反应，可以用 如下图式来表示 NH CI--NH CI- H2O之OH+H+ NH,OH 但是我们知道，氢氧化铵是一种弱电解质，和前述的醋酸一 样，溶液里的NH离子和OH离子，容易结合成NHOH分 ①从这个方程式可以看出，这个反应实质上是氢氧化钠跟醋酸的中和反应的逆反应.显然这个反应是不能进行到底的.为了表示这个反应的可逆性，我们在这里也采用了之”的可逆符号 ②：氯化铵是由盐酸（红C1,一种强酸）跟氢氧化铵(NH4OH,一种弱碱)中和 后生成的一种盐，称为强酸一弱碱盐 162· ==========第169页========== 子，面这种分子在形成之后，很难重新电离生成离子①；盐酸是一种强电解质，和前述的NaOH一样，很难完全电离。这 样，溶液里的OH~离子由于生成难电离的氢氧化铵分子而减 少，而H+离子则相对地增加，因而溶液呈现酸性。 氯化铵水解反应的分子方程式是： NH CI+H2ONH OH+HCI 写成离子方程式，并消去两边相同的离子后，得简化离子方程式： NH+HONH,OH+H+ 从这一简化离子方程式可以看出，氯化铵在溶液里的水解反应的实质是：溶液里的NHt离子跟水分子反应，生成难电离 的氢氧化铵分子，并使溶液里含有过剩的H+离子.显然，氯 化铵的水溶液应该呈酸性 由弱酸跟弱碱所生成的盐的水解反应这一类盐的水解 反应，可以用氰化铵(NHCN)②作为例子来说明. 在氰化铵的溶液里也有四种离子：NHt、CN、H+和OH离子。它们在溶液里的相互反应，可以用如下图式来表示： NH CN-NH+CN- HO之OH+H+ NH,OH HCN 因为氢氧化铵和氢气酸都是弱电解质，溶液里相应的离子容易结合成分子，而这些分子在形成之后也很难重新电离生成相应的离子.氰化铵水解反应的离子方程式是： ①在18℃时，0.1M氢氧化铵溶液的电离度约为1.84%. ②歡化铵是由氢氰酸(HCN,一种弱酸)跟氢氧化铵中和后生成的一种盐， 称为弱酸-弱碱盐 ==========第170页========== NH:+CN-+HONH OH+HCN 从这个离子方程式看来，氰化铵在溶液里发生水解反应的结 果，既没有过剩的H+离子生成，也没有过剩的OH~离子生 成.这样，溶液似乎应该是中性.但是，各种弱电解质的电离度虽然一般说来都很小，但对不同的弱电解质，它们还可能有程度上的区别.在我们现在所举的这个例子里，”氢氰酸是比氢 氧化铵更弱的电解质①，也就是说，溶液里的H+离子和CN- 离子结成氢氰酸分子的倾向比H离子和OH~离子结合成 氢氧化铵分子的倾向更大，面结合后生成的HCN分子却比 HOH分子更难电离成相应的离子.因此，氰酸铵的溶液带 有微弱的碱性. 在这一类型的盐类里，也有一些盐（例如蚁酸铵②）水解后生成的弱碱（在本例中是氢氧化铵）比生成的弱酸（在本例中是蚁酸)的电离度更小些，这种盐类的溶液将带有微弱的酸生。 在这一类型的盐类里，当然也可以有一些盐（例如醋酸铵)水解后生成的弱碱（在本例中是氢氧化铵）和弱酸（在本例中是醋酸)的电离度相差不多.只有这种盐类的溶液才是中性的，但必须注意水解反应是强烈地发生着的。 由强酸和强碱所生成的盐不能发生水解反应我们最，用的盐类一食盐（氯化钠NaCI)可以作为这一类盐的代表在氯化钠的溶液里，虽然也有四种离子存在：Na+、CI、 H+和OH离子.但Na+离子实际上不能跟OH离子结合 ①在18G时，0.1M氢家酸溶液的电离度只有0.0063%，而同样条件下氢 额化铵的电离度是1.34% ②蚁酸铵的分子式是NH:CHO2,它是一种有机酸叫做蚁酸(HCHO2)的 安盐，时酸也是一种弱酸，但酸性比醋酸略强 .164・ ==========第171页========== 成氢氧化钠分子（因为氢氧化钠是强碱）；同样，C1~离子实际 上也不能限H+离子结合成氯化氢分子（因为盐酸是强酸）。 因此，氯化钠实际上不跟水发生反应，氯化钠的溶液也是呈中性的.但这和某些弱酸一弱碱盐虽然发生强烈水解，而溶液仍是中性的情况完全不同 由此可以看出，强酸和强碱所生成的盐是不能发生水解反应的， 总结上面所讲，我们可以概括出下面三点结论： 1.盐类（正盐）溶解于水时，虽然它本身并不电离生成 H*离子或OH~离子，但由于它跟水发生离子反应的结果，可 以使得溶液里的H+离子和OH~离子的浓度变得不同，因而 使溶液呈现酸性或碱性： (1)弱酸强碱所组成的盐水解结果，溶液呈碱性。 (2)强酸弱碱所组成的盐水解结果，溶液是酸性 (3)弱酸弱碱所组成的盐水解结果，溶液或呈微弱的酸性或呈微弱的碱性或呈中性，决定宁纽成这种盐的弱酸和弱碱的相对强弱 (4)强酸强碱所组成的盐，在溶液里实际上不发生水解反应，溶液呈中性 2.盐类的水解皮应是盐跟水作用（复分解反应)生成酸和碱的反应，因此是酸碱中和反应的逆反应，-般说来，它是不能进行到近乎完全的.所以，在写盐类水解反应的化学方程式时，应该用可逆符号“一”来代替一般方程式里的等号， 3.当酸碱完全中和时，由于生成的盐的水解反应，溶液不一定刚好呈中性，只有强酸跟强碱完全中和时，溶液才呈中性。 ==========第172页========== 习题47 1.填充下表： 盐的类型 举 例 水解的离子方程式 溶液的酸威性 蒻酸强碱所成的盐 强酸弱碱所成的盐 弱酸弱碱所成的盐 强酸强碱所成的盐 2.下列盐的水溶液是呈酸性？碱性？还是中性？ NaCN,CuSO4,KNO3,Na2S04,.FeCls 3.将浓的FeCl3溶液跟Na2CO3溶液相混和时，会有少量的二氧 化碳气泡放出，并生成F(OH)3沉淀.用离子方程式表示它们间的化 学反应 [提示：FeCl3、NaCO:都能发生水解反应，根据它们水解后的产物来回答本题.] §48电 解 在前面几节里，我们扼要介绍了电离学说的主要内容，并应用电离学说，从本质上阐述了电解质在溶液里所进行的离子间的反应.在这一节里，我们将再应用电离学说，研究一下当电流通过电解质溶液时所发生的化学反应，以及这种化学反应在工业生产上的实际应用 根据电离学说，电解质溶解于水后，它的分子或多或少地 ・166・ ==========第173页========== 电离成为带正电荷的阳离子和带负电荷的阴离子，这些离子在溶液里自由地、杂乱地运动着（图4·2(）). 接电的负校 接电的正就 阴极 如极 ©代家阴离子 。代茂阳离子 (a)没有通入电流时 (b)通入电流后 图4·2电解质溶液里离子的运动方向示老图 如果在电解质溶液里插入两根碳棒（或金属板），分别疗金属导线和电池（或其他直流电源）的两个电极相连接.这时电解质溶液里离子的运动，立刻变得很有秩序：带负电荷的阴离子向着那根和电池正极相连接的碳棒（我们称做阳极）移动；带正电荷的阳离子向着那根和电池负极相连接的碳棒（我们称做阴极)移动（参看图4·2(）).当阴离子接触到阳极时，它把多余的电子，递给了阳极（因阳极是电子缺乏的一极），变成不带电荷的中性原子；当阳离子接触到阴极时，从阴极获得了它所缺少的电子（因阴极是电子过剩的一极），也变成不带电荷的中性原子.带电荷的物质失去它所带电荷的作用，叫做放电。 现在我们举氯化铜(CuC12)溶液为例，来说明当电流通过电群质溶液时，·溶液里的离子在两个电极上所发生的放电作用 在氯化铜溶液里，氯化铜的分子电离成为带正电荷的 ==========第174页========== Cu牛÷离子和带负电荷的C1一离子： CuC1,==Cu++2C1- (1) 通电时，液是的C+离子移向阴极，最后在阴极上取得2 个电子变成不带电荷的铜原子.Cu+离子在阴极上的放电作用可用下式表示： Cu+++2e=Cu (2) 由此生成的铜原子，附着在阴极表面上.经过一定时间后，在阴极上就能形成一层铜的蒋层 同时，溶液里的C1~离子移向阳极，在阳极上放出它所多 余的电子，变成不带电荷的氯原子。以后，每2个氯原子又相 互结合成为氯分子，从阳极放出.C1~离子在阳极上的放电作 用可用下式表示： 2C1-=2C1+2e (3) 2C1=C12个 (4) 把上述(1)、(2)、(3)、(4)四个式子加在-一起，并加以简化后，說可以看出当电流通入氯化阑溶液时所起化学反应的总的结果是： 电流 CuCl2 Cu Cl2↑ (沉积在阴极上)（自阳极放出） 很显然，这个反应是属于分解反应类型的.象这样由于电流的作用面引起的分解反应，称做电解。 氯化铜溶液的电解产物，很容易从下述实验观察得到.实验装置如 图4·3所示：在一个U形管里装入氯化铜溶液，用两根石墨棒做电极， 分开插入U形管的氯化铜溶液里.然后接通直流电源，不久就可看到阴 极表面上沉积有一层赭红色的铜的薄层；核上附有许多微小的气泡， 并逐渐有气体放出，如果用一条蔬过淀粉碘化钾溶液的滤纸放在B管 ・168・ ==========第175页========== 管口，滤纸立即显现很深的蓝 接电源的慎妆 嵌电放的正极 色，证明B管处有氯气放出D 阴极 金阳极 B 在第-…册§214里讲 67) 到电解水时，在两个电极 小的泡 (铂片)上分别放出氢气和 搭紅色的 氧气.因为水是极弱的电 绢的諱层 解质，它的导电能力很差，所以在电解水时，常在水里加入少量的硫酸（或氢 CCL,港液 氧化钠).这样，溶液里除了含有由水电离生成的少 图43电解氯化铜溶液的实验 量的H+离子和OH~离子外，还含有由硫酸电离生成的H* 离子和SO:~离子（如果加入的是NaOH,则含有Na+离子和 OH离子).当通入电流时，溶液里带负电荷的OH离子和 S0,离子都向阳极方向移动，但由于OH离子比SO4”离 子更加容易放出它所多余的电子，因此实际上只有OH离子 在阳极上汝出电子，变成不带电的OH原子团.这种不带电 的OH原子团是极不稳定的，它生成后立刻分解放出氧气，从 阳极放出；溶液里带正电荷的H+离子，向阴极方向移动，并 在阴极上获得它所缺乏的电子，变成不带电荷的氢原子，然后，每2个氢原子又结合成为氢分子，从阴极放出（如果加入的是NaOH,溶液还有带正电荷的Na+离子，它虽也向阴极 移动，但由于它比H+离子难结合电子，因此它实际上不能花 阴极上放电).电解水的全部反应可以用如下化学方程式来表示 ①氯气和滤纸上的碘化钾反应，使碘游离出来，它立即限淀粉反应而产生深蓝色， ==========第176页========== 4H204OH“+4H+.…水的电离 40H-=2H20+02个+4e…阳极反应 (从阳极放出) 4H++4=2H2个…阴极反应 (从阴极放出) 把上面三个式子加在一起，简化后得： 电流 2H,0 O2个十2H2个 (从阳极放出)（从阴极放出) 这就是电解水的总的化学方程式①. 电解在工业上的应用很广，它可以用来制取某些活泼的金属.例如，，电解熔融状态的氢氧化钠时，可以制得金属钠(详见第三册第二章)；电解熔融状态的氧化铝时，可以制得金属铝（详见第三册第四章）等等 电解某些化合物的溶液，可以制得许多重要的工业原料例如，电解食盐溶液可以得到氯气、氢气和氢氧化钠三种产物，它们都是化学工业上的重要原料 利用电解的方法，还可以在某些金属的表面上涂上一层在空气里不容易发生变化的金属，例如镀镍、镀银、镀金等。这样，不仅可以保护金属，防止它在空气里发生锈蚀，面且可以增加美观。这种方法在工业上叫做电镀 电镀的原理和操作方法，和前述的电解基本上是一样的例如在铜器上镀银时，先把一块银校和待镀的铜器②（例如铜匙） ①从这个方程式可以看出，在电解含有少量硫酸或氢氧化钠的水时，溶液里的硫酸或氢氧化钠并不被电解. .②待镀的铜器必须先放在碱溶液里煮沸，以除去表面油污，再浸在酸溶液 里，以除去表面的氧化物.然后再用清水冲洗干净，方能应用. 8· ==========第177页========== 一起浸在硝酸银溶液D里。银板和直流电源的正极相连；待镀的钥器 和直流电源的负极相连（图 莪电源的負校 接电源的正镜 44).硝酸银是一种电解质， 阴极 阳极经 它在溶液里电离生成Ag离 子和NO离子.当通电时， 鉀匙 A中阁子移向阴极（铜器）， AgNO港毅 并在阴极上放电变成银原子，附着在铜器的表面上，形成一层很薄的、致密覆盖着 图44在铜匙上镀银 的银层；NO3离子移向阳极（银板），但是NO3离子很不容易放出它所 多余的电子，因此阳极所需的电子，将不能从NOa离子的放电而取得，而是通过阳极（很板）本身的溶解，即 Ag=Agt+e 面取得.因此，在铜器上镀银时两极上所发生的化学反应是 (1)Ag*离子在阴极（铜器）上放电： Agt+e=Ag 产生的银沉积在阴极表面上， (2)阳极（银板）溶解，并以Ag离子的形式进入溶液： Ag=Ag+e 这样就补偿了溶液里因在阴极上放电而减少的Ag*离子，使溶液里的硝酸银浓度保持恒定不变， 由此可以看，电镀银的总的反应的实质是：作为阳极的银通过电解质溶液，镀在作为阴极的铜器表面上，即： Ag Ag (阳极溶解) (沉积在阴极表面) 利用电解的方法还可以把粗铜精炼成为纯铜、 用一块薄的纯铜板做阴极，一块厚的粗铜板做阳极，把它们一起浸 ①用硝酸银做电解液时，阴极上银析出太快，致使镀面不均匀。为了克服这个缺点，通常在硝酸银裕液里加入少量的氰化钾溶液。刚加氰化钾溶液时，有白色沉淀产生，继续加入，沉淀就会溶解，这样就制得了镀银的电解液。 ·料笔， ==========第178页========== 在疏酸铜溶液里，然后通电.溶液里的C+离子移向阴极并在阴极上. 放电： Cu+++2e-Cu 产生的铜逐渐沉积在阴极上，使纯铜板渐渐变厚， 同时，溶液里的SO,离子移向阳极，由于SO离子很不容易放 出它所多余的电子，因此阳极所需的电子，将通过阳极（粗铜）本身的溶解，即 Cu=Cu+++2e 而获得 和前述电镀银的情况相似，在电解过程中，阳极（祖铜板）逐渐溶解，阴极（纯铜板）则由于铜的不断沉积而逐渐变厚，而电解质溶液硫酸铜的浓度测保持不变.因此，精炼铜的总的反应是： Cu Cu (阳极溶解) (沉积在阴极上) 这祥所得的铜，称做电解细，它的纯度达99,99%，可以用来箭造电线、电缆等导电用具少： 习题48 1.'在通入电流以前和通入电流以后，电解质溶液里离子运动状况有什么不同？ ·2.什么叫做电解？电解和电离有什么区别？ 3.电解盐酸溶液时，阳极上和阴极上的产物各是什么？写出它们所起反应的化学方程式. 4、镀银和精炼铜时为什么电解质溶液的浓度一直保持恒定不变？5。电镀时，待镀的金属器皿应该和直流电源的正极相连接呢？还是和负极相连接？为什么？ 6.在电解氯化铜溶液时，如果阴极上有0,01克原子铜析出时，阳 ①铜中如有杂质，它的导电能力就会减，此制造电线、电缆等导电用具，必须用电解铜 ·172· ==========第179页========== 级上将有多少毫升氯气放出（假定生成的氯气全部放出，并在标准状况下)？ 本章提要 的 1.物质的分子结构和它的导电性的关系 离子化合物…电解质、 物 质 强极性化合物… 根据 极性化合物 物质 质的分共价化合物 弱极性化合物 (根据物 子结构 非电解质质的导 分类) 非极性化合物 电性分 2,电离学说的要点 (1)电解质在溶融状态或溶液中，电离生成能够自由移动的、带电荷的离子. (2)电解质电离生成的阳离子所带正电荷的总和等于阴离子所带负电荷的总和 (3)弱电解质的电离是一个可逆的过程 8.离子和原子 (1)离子和原子的结构不同： 原 子 核外电子数=原子核所带正电荷数（电中性） 离 阳离子 核外电子数<原子核所带正电荷数（带正电） 子 阴离子 核外电子数>原子核所带正电荷数（带负电） (2)离子和原子的性质完全不同. (8)离子和原子可以相互转变： 失去电子 阳离子所带正电荷数，也就是阳离子的正 原子一之阳离子 结合电子 价数，等于相应子失去的电子数 ==========第180页========== 结合电子 阴离子所带负电荷数，也就是阴离子的负 原子之阴离子 失去电子 价数，等于相应原子结合的电子数 4。碱类、酸类和盐类的电离 电离生成的离子 水溶液所显现的通 从电离学的观点 阳离子 阴离子 性和离子的关系 得出的定义 碱溶液所显现的通 碱是能碎注溶液理电 金属离子 性，是一切碱溶液里 离出O-离子（而且 碱类 或 氢氧根 共同存在的O耳离 电离出的月离了只有 铵根离子 离子 子的性质 O高子-一时)的-… 类电解质 酸溶液所显现的通 酸是能够在溶液里电 性，是一切酸溶液里 离出中离子（而且电 酸类 氢离子 酸根离子共同存在的H+离子 离出的阳离子只有 的性质 +离子·种)的 类电解质 在盐溶液里，没有为 曲是能彭左溶液里电 盐类 金属离子 (正盐) 酸根离子 王可 离筐腐离子（或铵 铵根离子 因此也没有为-… 根离子)和险根离子 切盐溶液共有的通性 的一类电解黄 5.水的电离水是极弱的电解质，它能极微弱地电离.每1个水 分子电离生成1个H·离子和1个OH离子，在纯水里H+离子的浓 度正好和OH离子的浓度相等，因此，纯水既不显现酸性也不显现碱 性。 6。电离度 电解质的电离度一溶液黑电离的电解玉分子数×100% 溶液里电解质分子总数 电解质电离度的大小，决定于： (1)离子间的引力：离子间的引力愈大，电离度愈小.而离子间引力的大小，又决定于离子的结构（离子半径、核电荷、离子电荷等）. (2)溶液的浓度：溶液浓度愈小，-一般电离度也就愈大. 7。强电解质和弱电解质在水溶液里几乎全部电离的电解质叫做强电解质，强酸、强碱以及大部分的盐类都是强电解质；在水溶液里 ・17 ==========第181页========== 只有少量电离的电解质叫做弱电解质，弱酸、弱碱以及纯水等是弱电解质. 8,离子反应和离子方程式 (1)电解质在溶液里的反应主要是离子间的反应，它向着： (i)生成难溶解的固体，或(i)生成难溶解的气体，或()生成难电离的物质（水或其他弱电解质）的方向进行近乎完全， (2)把化学方程式里的易溶解的强电解质的分子式写成离子形式，并消去化学方程式两边相同的离子，这样的方程式称为离子方程式.离子方程式比分子方程式更能反映出离子反应的实质. 9.盐类的水解盐在水溶液里电离生成的离子，和水（实际上是 和水电离生成的*离子或OH~离子)作用，使溶液呈现出酸性或碱 性的化学反应叫做盐类的水解. 弱酸、强碱所成的盐水解后溶液呈碱性；强酸、弱碱所成的盐水解后溶液呈酸性；弱酸、弱碱所戍的盐水解后，溶液因组成这种盐的弱酸和弱碱的相对强弱不同，丽呈微弱的酸性或微弱的碱性或中性；强酸、强碱所成的盐不发生水解作用：它的水溶液呈中性 10.电解电解质溶液（或溶液）在电流的作用下，溶液里的阳离子和阴离子分别在两个电极上放电，生成新物质的作用，叫做电解。 复习题四 1.用图式表示以下离子的结构，并指明它们各和那个惰性元兼的原子具有相同的电子层结构：(1)Na+,(2)C1,(3)A1+,(4)Ca+, (5)S-. 【解】(1)Na*离子的结构图式是 ,它和惰性元業氛 (Ne)具有相同的电子层结构.· 2.比较钠原子和钠离子(Na)的结构和性质. 3。写出三种酸、三种碱、三种盐在水溶液里的电离方程式， 4.写出下列反应的离子方程式：(1)硝酸跟氢氧化钙，(2)硫酸跟 ==========第182页========== 氢氧化钠，(3)盐酸跟氢氧化钡.从上面这些离子方程式，可以看出强酸跟强碱中和反应的实质是什么？ 5.电解质的电离度决定于哪些因素？它们对电离度的影响各怎·样？ 6.醋酸是一种弱酸，氢氧化铵是一种弱碱，它们溶液的导电性都比较小.但当这两种溶液混和时，溶液的导电性显著增加，试解释之 7.在新制的氯水里含有哪几种离子？ 8.利用图45所示的装置来做下面的实验：先在烧杯里盛氢氧 化钡溶液约号，然后由滴定管向杯中滴入硫酸溶液。随着流酸的滴入电灯渐渐变暗，同时烧杯里有白色沉淀生成.过-一些时侯电灯完全熄灭.如果继续滴入硫酸，不久电灯又渐渐发亮.如果滴定管里装的是盐酸，在做同样的实验时，烧杯里没有白色沉淀生成，电灯也不发暗.试用电离学说来解释这一现象， H,SO溶液 接市电源 园 Ba(OHI)2 溶液 图45 [提示：氢氧化钡、硫酸、盐酸都是强电解质，它们的溶液都有很好的导电性.疏酸跟氢氧化钡中和后生成的硫酸钡是难溶解的，因而也是难电离的；盐酸跟氢氧化钡中和后生成氯化钡，是一种容易溶解的盐类 。9.将下列电解质溶液两两混和起来：NaCO3,CuSO,MgCl2和 .。176 ==========第183页========== KS(共有六种组合)，哪些组发生反应并进行近乎完全？写出它们的分 子方程式和离子方程式. 【解】这六种组合是： (1)Na2CO3+CuSO 这两种溶液混和时，因有不溶解的CuCO3沉淀生成，故反应能进行近乎完全.女 分子方程式， Na2CO3+CuSO=CuCO3+Na2SO 离子方程式， 2Na*+CO3-+Cut++SO =CuC03↓+2a++S0a 简化离子方程式，C03十Cu+=CuCO3↓ (2)Na2CO3+MgCl2 这两种溶液混和时，因有不溶解的gCO,沉淀生成，故反应能进行近乎完全 分子方程式，NazCO3+MgCl2=MgCO3+2NaCl离子方程式， 2Na++CO-+Mg+++2CI- =MgCO3↓+2Na++2C1- 简化离子方程式，CO:+Mg*+=MgCO,↓ (8)CuSO+K2S 这两种溶液混和时，因有不溶解的CuS沉淀生成，故反应能进行近乎完全 分子方程式，CuSO+K2S=CS↓十K2SO4 离子方程式，Cu*++S0,+2K*+S-=CuS↓+2K++S0,简化离子方程式，Cu++S一=CuS↓ (4)Na2CO3+K2S,当这三对溶液两两混和时，没有难溶解的 (5)CuSO+MgCl2沉淀或气体发生，也没有难电离的物质生 (6)MgC12+K2S 成，因此反应不能进行近乎完全 10.将下列电獬质溶液两两混和起来：Pb(NO3)2,Na2S,CuS04 和KC1(共有六种组合)，娜些组发生反应并进行近乎完全？写出它们 的分子方程式和离子方程式 79 ==========第184页========== [提示：反应后的生成物能否溶解，可查看第一册第五章附表1“酸、碱、盐的溶解性”.] 11.写出弱酸、强碱所成的盐，强酸、弱碱所成的盐和弱酸、弱碱所成的盐各一种水解的化学方程式（分子方程式）.从这些方程式看出盐的水解反应是属于哪一类型的化学反应？它和中和反应的关系怎样？ 178· ==========第185页========== 第五章氮和磷，氮族元紊 学习了原子结构和周期律理论，我们记知这，元索和它的化合物的性质与它的原子结沟有着密切的房在联系.周期表中的同三族元素具有相同的最外层电子数；这就反碘在它们的最高化合价都相同；它们的性质也非常近似.但由于同主族元素的电子层数的逐渐递增，使它们的性质也显出规律性：的递变.这些事实，当玻们复习下已学过的卤族和到族元萦的性质时，就能得到证. 表5} 名称符号原子原子1 原子三筒绥高正仑价景高减化气态气作 序 们化合价然式式 物式 钢 N 】生 》 寸5y3 15 31 t,-3 R:0 7 碑 3 E 76 十5,3 Cb 51 122 @ +心，…野 铋 i 83 203 45y-…3 ①R代表这个主族中任-元赛、 ==========第186页========== 现在，我们将分别学习周期表里的其他各族元素.本章 研究第V主族元素·一氨族元素 氮族元素包括氨、磷、砷、锦、铋五种元素.根据原子结构和周期律理论，它们的结构和主要的化学性质等，都应有很多的类似性和规律性.现在把它们概括列出表5·1. 从这些元素的原子结构不难看出：由于这族元素的最外电子层有5个电子，接要外来电子的倾向较失去电子的要大，因此，可以预测它们的性质基本上是属于非金属类型的.当然，它们的非金属性较卤族、氧族元索相对地都要弱-一些，特别是锑和铋，由于电子层数的增加，已显出铰强的金属性了、 在这一族里，氮磷是具有代性的元素，它们和它们的化合物对动蔺物的生俞和工农业产部具有面要的意义.因此，本章電点学习氮和瞬 §5·1氮 气 氮的元素符号是N,原子量是14.氮气的分子式是N2 分子量是28 氮元素的单质是氮气，它是空气的主要组分之一，这在第 ·“册（§2·1）里我们已经知道了.现在就从氮气淡起 氨气的物避性质纯净的氮气是一种无色、无嗅、无味的气体.比空气稍轻，与同体积空气重量的比是0.97.微溶于水，在水里的溶解度比氧气在水里的溶解度还小. 如果把氮气加高压并降低到·定温度，可使液化成为液态氮.液态氮的涝点(-196℃)比液态氧的沸点（一183°℃）稍低，所以，用液化空气法制氧时（见第-一册§2·5），首先得到的是氮气.工业上也就是府这个方法来制得氮气的。 ·180· ==========第187页========== 氨气的化学性质·氮气的分子是由二个氨原子共用3个 电子对构成的(：N:N:).这样的分子结构使氮原子间结合 得很牢固，不易分离。因此氮气的性质在常温时较稳定，不易跟其他元素直接化合.它与氢气、氧气不同，本身既不能燃烧，地不能支持燃烧，所以能大量游离存在于空气里. 在一定条件下，氮气也能跟氢、氧、金属或其他非金属等化合，例如，在高温、高压并有催化剂存在的条件下，氨气能跟气直接化合生成一种有刺激性气味的气体，叫做氨， 高温，高压 N2+3H2 2NH 催化剂 氨 有关氨的知识，我们将在下一节详细研究 又如镁在空气里燃烧时，除跟氧化合生成氧化镁外，也能跟氮化合生成微量的氨化镁： 点燃 N2 +3Mg---MgsN2 氯化镁 氮跟氢或金属化合时，化合价是一3价. 在高温或在电火花等条件下，氟跟氧气直接化合生成无色的一氧化氮气体： 电火花 N2+02-=2N0 氧化氮” 一氧化氮在常温下，很易跟氧气进一步化合，生成棕色并有刺激性气味的气体一二氧化氮： 2N0+O2=2N02 (无色) 二氧化氨（棕色） ==========第188页========== 令二氧化氮有騫，'是易溶于衣的酸性氧化物(O不溶于 水关它溶于水后生成硝酸和一氧化氮：， 3NO2 +H2Q=2HNOg+NO 硝酸 ·一氧化氮和二氧化氮是二种重要的氨的氧化物.氮的氧 化物除这二种外，还有如一氧化二氮(NO)、三氧化一氮 (N2O3)、五氧化二氮(N2O5)等.由此可看出，氛盟氧化合时， 化合价是不定的，可能是+1、+2、+、+4、+价等，但最高是+5价. 习题51 1.在三个玻璃瓶里分别装有：氧气、氨气、二氧化硫三种气体.怎样鉴定哪一瓶是氨气？ 2,混有硫化氢和水蒸气的空气先通过氢氧化钠的溶液，再通过浓蔬酸，最后通过灼热的铜，在最后所得的气体里含有哪些成分，为什么7写出有关的化学方程式。 2 B、氨气、氧气、氟气各跟氯气反应时，条件原样？生成的气态氯化 物娜一个最稳定？ 4.·以空气为原料，可溶蹶种方法制取氯气？分别说澳是利用了氮气的什么性质？ “提示：用磷在密阳容器内然浇和蒸发液态空气门 5,氧化复是什么颜色的气体？实验宽收集氧化缓时往往有综色，为什么？ :6。·“氧化氮与溴的蒸气都是棕色的气体，怎裤用化学方法龄别[摸京：将二种气体分别溶于水，各滴入AgNO溶液，分别有什么拉发生？] 7,画出氨，族元素的原子结构简图：并比较它们有什么相同点和木 同点 ==========第189页========== §5·2氨 在上节我们知道，在-·定条件下，氮气能跟氢气直接化合成氨.氨是一种很童要的氨气化合物，这-节我们斌来研究它 氨的分子式是NL3.这个分子式的写法，与卤滨、氧族元 素跟的化合物，如1、H2S等的分子式的写法不一样.这 超因为质上它们有所不词.例如氨不是酸，在水溶液里不 会电成程+离子.氨的分子式里虽然H写在的后画，但 氨分子里的氢的化合价防是+1价，氮是一3价 氨的物理性质氨是元色且有刺徼性气味的气体（如网所里闻到的那种奥味.这是因为人尿中有一种有机物，能公解产生氨的缘故).它比空气轻，对同体积空气的重量比是0.59 氨很易溶解于水.在常温下，1体积的水大约可以溶70体积的氨，它的溶解度比氯化氢还要大（常福下，1体积的水只能溶解约50体积的贰化氢).所以，把充满氨的瓶子癜倒将瓶口浸入水塞时，就能肴到水迅速进入瓶里，直到充满全瓶为止.我]也可以用象做氯化氢“喷泉实验”（§1·4） 一样的方法，来证明氨的极易溶解于水的性质 图5·1由氨水取氨气 ==========第190页========== 氨的水溶液叫做氨水.溶解的氨容易从氨水里逸出，所以氨水总是有强烈的氨的气味.将氨水加热，氨在水里的溶解度减小，放出的速度更快.利用这个性质，在实验室里，有时为了方便起见，就用加热浓的氨水的方法来制取氨气（图5·1）.氮很容易液化.把氨冷到一33℃，或在常温下加压到7~8个大气压，就能使氨气凝结成无色液体，同时放出大量的热.反，液态氨也很容易气化.减低压强，它就急剧蒸发，并吸收大量的热，使周围温度迅速降低.利用氨的这种性质，液态氨常用在冷冻设备里，例如冷藏库、电冰箱等 氨的化学性质 1,氨跟水的反应滴…滴氨水到红色石蕊试纸上，试纸就变成蓝色，说明氨水是具有碱性的，这是因为溶解在水里的氨有一部分跟水发生了化学反应，生成了一种具有碱性的化合物一氢氧化铵 NH:+H2O-NH OH 氢氧化铵 氢氧化铵能电离，产生OH和NH(铵离子)： NH4OH→NHは+OH- OH~的存在，可以说明氨的水溶液呈碱性的原因（§4·4） 氢氧化铵能跟酸起中和反应，生成盐和水，例如跟盐酸或硫酸的反应是： NH OH+HCI-NH CI+H,O 氯化铵 2NH,OH+HSO=(NH2SO+2H2O 硫酸铵 生成的盐一氯化铵和硫酸铵，统称铵盐。因为这些盐在水溶液中将电离成铵离子NHt和酸根离子， 84 ==========第191页========== 铵离子是带一个正电荷的原子团，它的性质和正一价的金属离子，如Na+、K+非常相似，所以它们的对应盐类的性质也非常近似 必须注意，铵和氨是不同的：铵(NH)是一价的阳离子， 不能单独存在面氨(NH)是一种化合物. 从上述的氢氧化铵的性质来看，它是一种碱不过它是 一种弱碱，在水溶液中仅能电离成少量离子，这在电离学说一章里已经提到过（§4·5）.并且，氢氧化铵只能在水溶液中存在，我们无法得到纯净的氢氧化铵，因为它一受热就会分解： 加热 NH,OH=NH3↑+H2O 2.氨跟酸的反应不仅氢氧化铵能跟酸类起中和反应生成铵盐，而且氨也能直接跟酸化合生成铵盐.例如氨跟盐酸反应，生成氯化铵.我们来看下面一个实验： 拿二根玻璃棒，分别在氨水和浓盐酸里蘸一下，把这二根玻璃棒接近（不要碰着）时，就有浓厚的白烟（图5·2）产生.这白烟是氨水里放出的氨气跟浓盐酸里放出的氯化氢相遇化合所生成的氯化铵的微小鼠粒： NH+HC]=NHCI 图52氨跟氯化氢反应 ==========第192页========== 氨同样能跟其他酸化合生成铵盐。例如把氨通入硝酸或硫酸，就会生成硝酸铵或硫酸铵： NH+HNO=NH.NO 硝酸铵 2NH3+H2S04=(NH4)2SO4 3.氨跟气的反应氨不能在空气中燃烧，但能在纯净的氧气里然烧.如果用铂(Pt)做催化剂，氨也能跟空气中的氧反应.但在不同余件下，反应将得到不同的生成物.例如氨气在纯氧中然烧，生成物是氮气和水蒸气： 燃烧 4NH3+302=2Ng÷G10 而在铂的催化作用下，反应的生成物是一氧化氮和水 (催化剂) 4NH3+602=4N0-+6H20 加热 后面的一个反应，叫氨的接触（倦化）氟化，是工业制硝酸的基础化学反应之一，在后面溶详细介绍（§5） 氨的用途氨是现代化学工业的最重要的产品：之，可用来制造硝酸、铵盐、各种氮肥和某些炸药等.氨也是种很好的致冷剂，这在讨论氨的物理性质时已经谈过了。在塑料工业、纯碱工业和制药工业等方面，氨也是常用的原料.另、外，氨的水溶液是一种很重要的氮肥.但氨水有挥发性和腐蚀性，在运输、贮存和施肥过程中，要特别注意这一点.氨水在实验室里和医药上亦有广泛的用途 氨的实验室制法在实验室里，除上面讲过的可用氨水 加热来制踉氨外，通常是加热氯化铵跟消石灰C(OH)]的 混和物来制取的，反应如下： ·86 ==========第193页========== 加热 2NH C1+Ca(OH)---CaCl+2NH.OH实验仪器装置如图节·3 -→2H20+2NH3 所示.用作发生器的试管口应向下略作领斜，以免生成的水蒸气在管凝结后倒流到试管底的受热部分，致试因冷热不匀猫胶裂.由于易溶于水，丽注比空气轻， Ni,C+Coa:线 腐贮，用作收美疆的试管要 棉拢 中换，管口要向下，用排空气法玫集 如果需要得到干操的氯，可在导管外口接一只于燥管（其中骏有“碱石灰”一石灰与氢，氧化钠的混和物，是一种干燥刻)，这样可以吸去氮气中所含的水蒸气 图5·3实验室制氨的装置 习题52 1,分别写出氨跟盐酸硫酸、硝酸反应的化学方程式，并注上生成物的名称.这些汊应的共词点是什么？写出简化离子方程式、 2、氨水如何制得？为什么它是碱性反应？氨求中存在哪些分子和鄂丝离子？ .在：实验定里通常闲什么方法制取氨？写出相应的化学方程式面出制斑时的实验装置图，并加说明： (1).用作发生器的试管门为什么要向下略作倾斜7 (2)用作收集深的试管口为什么要向下？ ==========第194页========== (3)怎样知道收集群中已集满了氨气？[提示：用润湿的红色石蕊试纸检验.] 4.浓硫酸常用作气体的干燥剂，是否可用作氨气的干操剂？为什么？ 5.用10.7克NH4Cl限过量的Ca(OH)2加热反应生成的氨，溶解于水制成50毫升的氨水.计算这种溶液的克分子浓度 6.如果用上题御得的氨与疏酸反应来制取硫酸铵，问需用多少克98%的硫酸？能生成94%的硫酸铵多少公斤？ §53铵 盐 铵盐是氨跟酸化合的生成物，可由氨水跟酸中和制得.这在上节已经讲过.从铵盐的分子组成来看，它是一类由铵 离子(NH)和酸根离子结合面成的离子化合物，具有典型盐 类的一切通性，现介绍如下. 铵盐的物理性质铵盐都是晶体，在外观上它们与钠、铆相对应的盐很相象.例如，氯化铵就很象氯化钠.一切铵盐也都能溶解于水 铵盐的化学怪质 1.铵盐跟其他盐类和酸类的反应铵盐和一般盐的性质一样，在水溶液里能跟其他盐类或酸类发生复分解反应.例如 NH CI+AgNO3=AgCI+NH,NO 加热 2NH4NOg+H2SO:(浓)==(NH4)2S04+2HNO3↑ 2.铵盐跟碱类的反应铵盐跟碱的反应不同于一般的盐，情况比较特殊。铵盐跟碱反应时，就生成氢氧化铵和另一 ·8· ==========第195页========== 种盐.从第一册§5·6中我们道，盐跟碱起复分解反应生成新盐和新碱.如以硫酸铵（铵盐）跟氢氧化钠（碱）反应，.按理应生成氢氧化铵（碱）和硫酸钠（盐）： (NHASO+2NaOH =2NH OH+N3.SO 但由于NHOH的分解，实际上的反应却是： (NH)2SO+2NaOH=Na2SO+2H20+2NH这个反应的实质，可用简化离子方程武表示如下： NH+OHNH OH L→NH3个+HO 铵盐与碱反应放出氨这个性质，是一切铵盐的通性，在实验室里就是利用这样的反应来制取氨的. 在实验室里检验铵盐的存在，也常利用这个性质.把要检验的盐（固体或溶液）放在试管里，滴入减溶液（常用10%的氢氧化钠溶液)，然后微微加热.如果闻到有刺激性的氨的气味；或者用润湿的红色石蕊试纸接近管口时变成了蓝色，那未就可断定被检验的盐一定是铵盐 3.铵盐加热分解铵盐的另一特性是加热容易分解。例如，把氯化铵放在试管里加熟， NH.CI 它就会分解，生成易挥发的氯化氢和氨，但这二种物质在试 NH.C 管上部内壁遇冷时，又重新结合成氯化铵（图5·4）.反应可用下式表示： 加热 NH CINH +HCI 受冷， 图5·4氯化铵的分解和合成 此外，象巯酸铵、硝酸铵、磷酸铵等加热时，也都很容易分 解，特别如碳酸铵[(NH)CO3]更容易分解，稍稍加热，就生 ==========第196页========== 成氨碳酸，碳酸不稳定，又立刻分解生成水和二氧化碳： 抑热 (NH)2CO3-2NH个+H2C03 ->H0+C021 铵盐的用途铵盐在工业、农业以及日常生活上都有十分重要的用途.象硝酸铵和硫酸铵大量地用作肥料.硝酸铵还用来造炸药.氯化铵可用作制干电池的原料.在牌接金属时，可用氯化铵来清除金属表面上的一·层金属氧化物，因:为当氯化铵接触到红热的金属表面时，会分解生成氯化氢，它立卸跟金属氧化物反应，变成易溶的或挥发性的氯化物.这样，金属表面的氧化物就被去除，使焊料与焊件能更好地结合. 习题5·3 1。氯化钠与氯化铵在物理性质和化学性质上有什么相似的地方？有什么不同的地方？ 2.用什么方法可以分离氯化钠与氯化铵二种晶体的混和物？为什么？ 3.怎样用化学方法证阴氯化铵既是铵盐又是氯化物？写出方法、现象和有关的离子方程式以及简化离子方程式. 4.在四个试管里分别装着氯化钡，氯化铵，硫酸钠和硫酸铵四种.最体。怎样鉴别它们？ [提示：先把种氯化物和二种硫骏盐检别出来.门 5.将Ca(OH)2跟NHC1各10克反应所得的氨，全部溶解在20克的水中，那末这溶液的分比浓度是多少？ 6.如果这样来鉴定氯化铵：把这种盐放在试管里加热，在管口放 一张润湿的红色石蕊试纸来看试纸能否变成蓝色.这样的鉴定方法错在哪里？、为么？正确的鉴定法应该怎样？90· ==========第197页========== §5·4化.学平衡 在电离学说一章里，我们知道弱电解质的电离是一个可逆的过程.在我们学过的化学反应中，很多也是可逆的所谓“可递”就是说：在相同条件下，反应能同时向二个相反方向进行.例如我们知道，氨溶解于水，就跟水化合，生成了氢氧化铵；丽氢氧化铁也容易分解，重新生成了氨和水.又如，氮跟氢化合成氨，面氨也会分解成氮和氢.如果用化学方程式把它们表示出来，我们常写成： NH3+H2O≥NH,OH N2+3H2之2NH3 这些反应叫做“可逆反应”.用“之”符号代替一般化学方程式中的“=”符号来表示.这一方面是形象地表示出方程式中所列阙质，可以照衡头期示的二个相反方向进行反应，把 一个方向相反的方程式合并起来写成了一个方程式；另一方面更重要的是，表示它们的任何一个方向，反应都是不能进行 到底的.例如，.NH?在水中不会全部变成NHOH,面NHO琪 也会全部分解成NH:(除菲从水中逸出去了)：那末，为什 么有些反应，不能进行到底晚？要解答这个问题，我们需要学习一个理论，就是化学平衡.这个理论很重要，它能解决很多问题，朔在我们就来拒要地讨论它. i-/ 化学平衡状态前蹈提到氨和氢化合戚氨是一个可世度应，现在，就用这个反应为例来讨论.当氮气限三倍体积的氢气的混和物通过热的催化剂（还原铁殺）的时筷，有氢生戍但生成的数量很少，绝大部分的反应没有化合.实验证明，即使把它再三通过催化剂，或者等待很长时间后，结果还是 ==========第198页========== 样.反过来，如果把纯净的氨气，在同的条件下：避效同样的催化剂，结果有一部分氨分解威氮气和氢，憾总不会全部分解. 如果把上述二个相反方向进行的实验结果的反应物和生成物的混和物（以下简称反应混和物）来分析一下，还会发瑰它们的百分组成是完全相同的.就是说，不论反应是从哪一种物质开始和向哪一个方向进行的，只要条件相同，结果，反应混和物里的氮、氢、氨的比率是一祥的 这是什么原因呢？原来氮气和氢气化合成氨，是要氯分子和氢分子互相碰撞后才有可能，而德撞的机会和它们的浓度（单位体积内分子个数）有一定的关系.当氮气和氨气的混和物，在特定的条件下反应，开始时，由于浓度最大，分子碰撞的机会自然也最多，因此它们互相结合成氨分子的速度也最快.可是随着化合反应的进行，氯和氢的浓度就会逐渐变小因此化合反应的速度也随着下降 另一方面，开始时，由于混和物里没有氨，当然没有氨的分解.化合反应进行后，氨开始生成而且浓度随着化合反应的进行而逐渐增大，因此就发生了氨的分解反应，并且分解的速度，随着氨的浓度增大而加速 这样，随着时间的进行，一个反应（上列的化合反应）的速度，从最大而逐渐下降，而另一个相反的反应（上列的分解反应的速度，从最小而逐渐加速.结果，在一定时间后，二个相反的反应速度必然会达到相等。这时，氨分子的生成速度（单位时间里生成的分子数)和它的分解速度相等，虽然反应还是在不断进行（一方面继续化合，另一方面继续分解），但氨分子的浓度却是既不增加，也不减小，就是说，反应混和物的百分组成，到此以后，就不再发生变化了，这时，我们说，反应已经 2· ==========第199页========== 达到了化学平衡状态 面且，反应混和物的百分组成，三种气体不是平均分配的.例如，在600°℃和00大气压下，把氮气跟氢气，按1：3的体积比例混和后，密闭在有催化剂的容器里.，一定时间后，反应混和物中能得到氨9.2%，还有90.8%的原气体未曾化合.如果我们放进去的是纯净的氨，在同样条件下，结果有 90.8%的氨分解成和氢（按1：3比例），而留下9.2%的氨.结果完全一样 这是为什么呢？因为在上述的条件下，氨的分解要比合成容易些.当混和物里已有氨9,2%时，它的分解速度已和合成速度相等，所以氨的百分组成不会再提高了.相反的过程也是如此 到此，我们再把化学平衡状态的概念概括地说一说.·如果我们把可逆反应的一个方向的反应（例如方程式中向右进行的)称做正反应；那末，相反方向的反应（例姐向左进行的）就惻做逆反应.（当然正、逆是相对的，我们也可以交换地来叫)在一定条件下（指物演的浓度，压强，温度等条件），当正反应的速度等于逆反应的速度的时候，反应混和物的百分组成就固定不变，这时反应混和物的状态就叫做化学平衡状态（简称化学平衡). 化学平衡的移动我们知道，条件对反应速度有很大的影响.例如，提高温接能加速一毅反应的速度，所以可燃物在高温下容易燃烧.但是同样条件，对不同反应的影响程度就未必完全相同.就以提高温度来说，对某些反应的促进作用可能很大，但对另一些反应就未必一样。对可逆反应来说，由于正反应和逆反应的性质拾巧得反，因此，同样条件对正反应和对逆反应的影响往往是不同的，这是容易理解的道理：所 ==========第200页========== 以，在一定条件下，已达到平衡状态的反应混和物、当条件政变时，可能因其中一个反应的速度增进，前另一个反应的速度减退，就会变成不平衡起来.这时，从表面上看来，反应又询速度大的方向进行了.直到后来，因这个方向反应的生成物增加，就会提高反方向的反应的速度，而达到衡的平衡状态这个过程1做化学平衡的移动， 那末，各种条件对化学平衍移动的关系怎样现？它们有无一定的规律呢？我们分别来讨论 1.物质浓度对化学平衡的影响前面过，物质的浓度大，分子互相碰撞的机会就多，从而反成的速度就快.因此，如果在已达平衡状态的反应混和里，从外界政变其中一种或几种物质的浓度，从而引起一个反应速度的政变，必定会被环这个平衡 举例来说：在氯跟氢合成氨钓平衡中，果从外面加入 一些氮或氯，使反应物浓度增大，促进正反应（生成氨）的速度(这时氨的浓度对地域小，分犀遂连反前降低了).使平衡被环，反应就向发展，直到氨的浓度岸，使逆反应（氨分解）的速度和正反应的速度重新相练为止.这时又达到了新的平衡、 如果在平衡泥物中加入些氨，則其作用恰巧剂前面相反，平衡破坏以后，反应将按逆反座方问游进了 如果在平衡混和物中设法降低氨的浓度，瓣其作用，栩对地说，和州入一些反应物的作用~祥，反应将向正反应方向进行 总之，在其他条件不变的情况下，增大反应物质的浓度，或者减小生成物质的浓度，都可使平衡彼坏，反应问正反应的方向进行，直到新的平衡建立时为止、 ==========第201页========== 2。压强对化学平衡的影响如果反应物或生成物，在反应的条件下是气态物质，那末改变压强就会改变气体的体积，也就改变了它们的浓度，从而影响到反应的速度.如果反应物和生成物都是气体，只要反应前后的总体积不相等，压强对正、逆反应速度的影响，也就会不一样.这时，如果在已达平衡状态的混和物上改变压强，就会破坏化学平衡，使平衡移动、实验证明：增大压强，会使化学平衡向着缩小气体积的那个反应方向移动；减小压强，会使化学平衡向着增大气体体积的那个反应方向移动举例来说，下面反应里： N2+3H 2NH (1体积)(8体积) (2体积) 1体积氮气和3体积氢气化合生成2体积的氨，因此，每当体积的氨生成时，总共要消耗4体积的反应气体.就是说，正反应是使气体体积缩小的.：所以，如果增大压强，反应就会询生成氨的正反应方向进行：也就是化学平衡向右移动。反之，如果降低压强，则化学平衡就向着逆反应（增大气体体积）疗向移动了。 如果在反应前后，气态物质的总体积没有改变的一些灰应，例如 N2+02←≥2N0 1体积1体积，名体积 那末，压强的改变对这个反应的化学平衡就没有彩响，·因为压强对正、逆反应速度的影响是相等的， 如果一部分反应物或生成物是液体或固体，由于压强对它们的体积没有影啊（或者说很小），因此它们的体积可以不计算在总体积之内 ==========第202页========== 3。温度对化学平衡的影响改变反应混相物的温度，栊能使化学平衡移动.温度对反应的影响，和反应是放热的还是吸热的有着一定的关系 我们知道：有些反应是放热的，例如硫黄然烧，氨的合成都是放热反应。也有一些反应是吸热的，例如氧化汞的分解“·反应.但是，在可逆反应里，如果一个反应是放热的，那末它的逆反应…定是吸热的了.举例来说 N2+3H2→2NH3+22千卡① 生成氨的反应既是放热反应，那末氨的分解反应就是-个吸热反应，并且它们放出和吸收的热量是相等的 因此，如果提高温度对吸热反应有利，就会妨碍放热反应.反之，降低福度就对放热反应有利了.由于可逆反应包含着二个相反过程，所以改变温度就会对化学平衡发生影响，实验证明：.温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动. 以上例来说，降低温度，平衡向正反应（生成H)方向移 动；升高温度，就向逆反应方向移动了。 4.催化剂对化学平衡的关系我们知道，催化剂能促进化学反应的速度，但它对可逆反应的正、逆反应的作用是相同的.因此，催化剂和上述其他条件不同，它对化学平衡状态不会发生破坏作用，不会使平衡移动。也就是说，平衡时反应混和物的组分百分比是不会改变的. 但是，催化剂在可逆反应中也有很重要的意义，因为它能促进反应很快达到平衡状态.我们知道，有些反应从开始到 ①这样写法的方程式叫做热化学方程式.它表示，当生成2个克分子氨的闻时，将放出22千卡的热盘.如果把藏的燃烧和氧化汞分解反应写成热化学方程式，则为：S+O2=S02+69千卡，2HgO=2Hg+O2个一43千卡，正、负号分别表示这个方向反应是放热的或是吸热的， 9196÷ ==========第203页========== 达平衡状态寤要很长的时间.不难想象，愈接近平衡，由于正、逆反应的速度愈接近，反应前进的速度就愈来愈慢.如果我们采用催化剂，使它很快到达平衡状态，从而缩短了生产的周期，也就提高了劳动生产率.所以使用催化剂，现在已成为化学工业的重要研究课题了. 总上看来，条件对可逆反应的化学平衡状态是有影响的，而且具有一定的规律性.我们了解了这些原理，对设法促进我们所希望发生的化学反应，提高化学生产的获得率，有很大作用。例如，要合成氨并希望获得率高些，我们根据理论就可提出这样的措施：增大反应物的浓度或不断拿掉生成物；提高压强：降低温度和使用催化剂等.当然，这些条件的选择还要考虑到其他各种因素，这将在下一节氨的工业制法里得到证明。 习题5·4 1.什么叫做可逆反应？什么叫做化学平衡？化学平衡状态其有什么特征？ 2。什么叫做化学平衡的移动？影响化学平衡移动的因素有娜些？ 3.升高温度和增大压强，对下列化学平衡将发生什么影响？为什么？ (1)N2+3H2≥2NH3+22千卡 (2)CaC03(固)产Ca0(固)+C02-42.5千卡 (8)N2+0222N0-43.2千卡 4。用改变物质浓度的方法，怎样可使下面反应的平衡向正反应方向移动： C02+C(固)2C0 如果升高温度，可使平衡向正反应方向移动，那末生成CO的反应是放 热反应还是吸热反应？为什么？ 5。按化学平衡移动的规律，在合成氨的反应里，我们要想增加 ==========第204页========== N红3的产撤，可以采用哪些方法？为什么？ 。蕊然催化剂不能影响平衡的移动，那末，为什么在许多化学工业生产上却又常常使用催化剂？ 7.离子反应能够进行到底的条件是：生成物中必须有沉淀、气体或难电离的物质生成。试用平衡理论加以橱释 [提示：找出反应物与生成物离子浓度的变化：] §55氨的工业制法 工业上氨是利用氮气跟氢气的化合反应来制取的，叫做氨的合成法.合成氨所用的原料是普遍存在的水、空气和煤，它是利用游离氮制取化合态氮的主要方法。由于工农业生产对氨以及其他氨的化合物的需要（如氮肥、硝酸等）目益增长，因此，合成氯工业目前已经是化学工业里的一个极重要的部门了 从上节我们已经知道，氮跟氢化合成氨的反应是一个可逆反应： N2+8H2→2NH3+22千卡. 并且由于反应放热和生成的气体体积缩小的缘故，从化学平衡的理论上来看，增加压强和降低温度，会使化学平衡向生成氨的方向移动.但在实际生产上，温度不可过低，因过低温度就会使反应速度很慢，到达化学平衡的时间就拖延得很长这祥对生产是没有好处的；压强也不可过高，否则对生产设备和操作技术上都会带来一定的困难.因此在合成氨工业里，反应是在适当的温度和压强，并有催化剂存在的条件下进行的.目前一般采用450~530°℃的温度，200~320大气压， 用还原铁为催化剂，其中加入少量氧化钾(KO)和氧化铝 198 ==========第205页========== (A12Oa)等以增强铁的催化作用. 以上是合成氨的反应原理.而合成过程仅是全部生产过程的一部分，在它之前有原料的准备过程；在它之后有生产品的处理过恐等部分.全部生产的流程可用简图表示如下（见图5·5).其中可划分成三个阶段：即(1)氮气和氢气的制取，混和，净化并增大压强；(2)氨的合成，(3)使氨液化和分离.现分述于下： 合成塔 氨氮、藝 液态氨 昆和气体冷却程 压箱机 冷 氯，氢混和气体 倔环气体 图55合成法制氨的生产流程简图 1.氨气和氢气的制取，混和，净化并增大压强氮气一般可以通过蒸发液态空气的方法制得（参看§5·1）。氢气通过从水煤气中分离出氢的方法来制得（参看第一册§3·7一氧 化碳工业制法).，这样制得的氮气与氢气，常含有COC02、 H2S、水蒸气等杂质，必须把它们清除掉，否则这些杂质会使 合成氨所用的催化剂“中毒”失效或腐蚀设备.这个过程叫做原料的净化.净化后的氮气和氢气，按氮气1体积，氢气3体积的比混和后导入压缩机压缩，以加天压强，·然后把混和气体通入合成塔.· 2.氨的合成氨的合成是在合成塔里进行的.合成塔 ==========第206页========== 是个能耐高压的厚壁圆形钢筒（图5·6）①，它主要由二部 鰯帽 分组成.上面一部分是接触室，装有粒状的櫂化剂；下面…部分是热交换器. 氮、氢混和气 类触露 体先通入热交换器进行预热，然后就在接触室里反应生 色热层 落汽 成氨.由于合成氨是个放热反应，反应时放出的热量足以使以后进入的氮、氢混和气体达到反应所需要的温 热交锐膝 度，同时接触室也能经常保持450~530℃的温度，所以不需再由外界供给热量 从接触室里出来的气体的温度很高，通过热交换器 舞帽 氯丝混和 て体日 的管子，被从塔外 图5·6氨的合成塔 新导入的混和气体 ①这个合成塔已比较陈旧，目前已改进， ·200 ==========第207页========== 所冷却；同时亦将这些新导入的混和气体预热，进行热量的交换. 如果进入接触室的氮、氢混和气体里的杂质已经全部清除掉，那末催化剂就可连续使用若干年，反应就能连续进行.合成塔里反应温和物的进行路线，如图5·6中箭头所示 3.氨的液化和分离从合成塔里出来的混和气体，通常约含15%的氨，其余是未起反应的氯气和氢气.必须把生成的氨分离开来，然后再把未起反应的氮气和氢气重新导入合成塔去. 分离氨的方法是根据氨气比氮气和氢气容易液化的性质，把混和气体先通入一个冷却器使氨液化，再通过一个分离器.把液态氨分离出来，然后导入液氨储桶储存.未被液化的筑气和氢气，可以用一个循环压缩机送回到合成塔去。这种使未起反应的物质从反应后的生成物里分离出来，并送回到反应器里去的工艺过程，叫做循环操作过程.利用循环操作过程，可以充分地利用原料来制取所需要的生成物，以弥补在可逆反应达到平衡后，反应混和物里生成物含量不多的缺点。 习题55 1。工业上合成氨时，为什么必须要在适当的温度和适当的压强并有催化剂存在的情况下进行？目前在实际生产时的具体条件怎样？2,画出合成氨生产的流程简图，并解答下列各问题： (1)各个设备的名称是什么？并用箭号表示设备之间的通路。在各个通路上写上进出物质的名称和这些物质的状态 (2)热交换器装在哪一个设备里？为什么要有热交换器？ (3)使用分离器的目的何在？为什么在分离器前要用一个冷却器7 ==========第208页========== (4)用作原料的氨与氢为什么必须净化？又为什么要使用循环操作的工艺过程？ 3.把1体积的氮气跟3体积的氢气混和后通入氨的合成塔.由搭里排出的混和气体里含12%的氨（体积），计算氮气和氢气的体积百分含盘 4.生产100花肥田粉（硫酸铵），问需要用氨和98%的疏酸各多少吨？ §56硝酸和硝酸盐 硝酸的性质 1.物理性质纯硝酸是一种易挥发、有刺激性气味的液体，能以任何比率溶解于水.它在83℃时沸腾，沸腾时有部分硝酸分解.常用的浓硝酸的浓度大约是65%.浓度为98%的硝酸在空气里有“发烟”的现象，所以叫做发烟硝酸。这是因为硝酸里放出的硝酸蒸气与空气中水蒸气相遇，生成了极微小的硝酸液滴的缘故 2.化学性质硝酸是一种强酸，在稀水溶液里能完全电离出氢离子，具有酸类的通性.例如能使蓝色石蕊试纸变红；能跟碱性氧化物、碱类和盐类起反应，如：·、 2H++CuO=Cu+++HO H++OH~=H20 2H++C0,-=H2C03 H0+C02↑ 此外，硝酸还具有知下一些性质： (1)不稳定性：，纯硝酸或浓硝酸很不稳定，在常温下见光就会分解成氮的氧化物、水和氧气，如受热分解得更快：·22 ==========第209页========== (见光或受热) 4HNO 2H20+4N02个+02个 分解生成的棕色的二氧化氨气体溶解在溶液里，使溶液常呈黄色.因此为了防止硝酸的分解，必须把硝酸盛在棕色瓶里，并且放在黑暗而温度较低的地方， (2)氧化反应：硝酸是一种强氧化剂，它能氧化许多非金属，有时氧化很剧烈，甚至引起然烧.例如把一小块燃烧得红热的炭放入热的发烟硝酸里（图5·7），炭就会被硝酸氧化，使燃烧更加刷烈，并发出明亮的光来.它们的反应是： 加热 4HNO3=2H0+4N02个+02 C+O2=C02↑ 把二个方程式合并，消去中间产物氧气，就得到总的反应式： 加热 C+4FNO3=2H20+4NO2↑+CO↑ 硝酸也能氧化多种有机物.例如在纸上滴一滴硝酸，纸张立刻会受到氧化面焦化.如果衣服或皮肤上溅着硝酸，也同样会受到破坏或灼伤.所以使用硝酸（特别是浓硝 图5·7炭在浓硝酸里烧 酸)的时候要特别小心，万一硝酸漫在皮肤上或衣服上时，就应该立刻用大量的水冲洗 (3)跟金属的反应：硝酸也能跟绝大多数的金属（金、：等少数金属除外)起反应，金属被硝酸氧化生成金属氧化物，接着又进一步跟未分解的硝酸起反应生成硝酸盐，·同时腰 ==========第210页========== 本身被还原生成氮翻氨化物。因此帝醉：三应后的生成物是硝酸盐、水氨的氧化物（一般是一纹花氟气或者二氧 化氮气体O：即使最活动的金属脚鞍反应的时侯，也没有 氢气放出来，因为游离出来的氢气被硝豫之成水了. 例斑，：硝跟相反应，就把化戊氧化面本身还原成二氧化氮 2NO31浓)+Cu=CuO+2NO,↑+H2O 生成的氧化铜，又立刻跟®反应，生成硝酸铜和水： CuO+2HNOs=Cu(NOs)2+H2O 把上述二个化学方式合并，消去中间产物C1O,就得到下 式： Cu+4HNO3(浓)=Cu(TO3)2+2H2O+2NO2个在实验室里，我们就是利用这个反应来制取二氧化氮的。稀硝酸也能跟铜反应，使铜氧化成氧化镧，接着生成硝酸铜，但硝酸本身被还原成一氧化氨.这个反应要在加热的情况下进行.反应的化学方程式如下： 加热 2HNO()+3Cu=-3Cu0+H2+2NO3Cu0+6HN03=3Cu(NO3)2+3H20 总的化学方程式是： 如热 3Cu+8HNOg(稀)=3Cu(NO3)2+4H0+2NO个在实验室里，我们就利用这个反应来制瑕一一氧化氮的.期果在1体积的硝酸里加入3体积的盐酸，这个混和溶液的氧化能力将更榭强烈.因为它们互相反应后的生成物具有比硝酸更强的氧化作用，所以能腐蚀并溶解那些不能被普 ①·在个别的情况下，还会生成铵盐，究竟生成什么，是与硝酸的浓度和金屑陌动性有关的 ==========第211页========== 通酸溶解的金属，如金与销.这种混和液惻做玉王水” 硝酸的实验室制法硝酸的沸点较低，因此，当硝酸盐和高沸点的酸，如硫酸共热时，硝豫就会挥发出来，实验室里就是利用这个原理来制取硝骸的、一般常用硝酸浓硫酸装在曲颈甑（音曾）里混和加热；生成的硝酸蒸气冷凝后即制得硝酸（图5·8）. 加热 NaO3+H2SO4(浓)NaHSO4+HNOg个 这个方法和以前讲过的（§1·4）在实验室里制盐酸的方法原理相同，但由于硝酸具有强氧化性，制取时就不能用象制取盐酸时所用的那种配有软木塞或橡皮塞的圆底烧瓶，因为反应时生成的硝酸蒸气会腐蚀软木塞或橡皮塞.所以我们常用一个全部由玻璃制成的仪器叫做曲颈甑：曲颈甑的颈口特别长，可以代替冷凝器，使硝酸蒸气冷却并凝结成液滴.：加热的温度不宜太高，否则生成的硝酸将会分解。 神被蒸气 HNO 0, NaNOs 图5·8实验室制硝酸的装置 ==========第212页========== 稍酸盐由硝酸根离子(NO?)和金属离子结合而成的 一类离子化合物，统称硝酸盐.绝大部分硝酸盐都可用金属和硝酸直接反应而制得.硝酸盐是实验室里常用的试剂，它们都易溶于水，并能精捌成纯净的晶体.在自然界里存在的、数量较多而有较大经济意义的硝酸盐有硝酸钠(NaNO:)、硝酸铆(KNOg)和硝酸钙[Ca(NO3)2]等几种， 硝酸盐在高福下都不稳定，象浓硝酸一样，加热能够分解放出氧气。所以高温下硝酸盐是强氧化剂.但它们的水溶液几乎没有氧化性。 硝酸盐的加热分解规律不是完全一样的，例划硝酸钾的分解是： 加热 2KNO3=gKN02+O个 产物是氧气和亚硝酸钾(KNO2),它是亚硝酸(HNO2)的一种 盐.又如硝酸铜的分解是： 加热 2Cu(N03)2=2Cu0+4N02个+02↑ 产物除氧气外，没有亚硝酸盐而是氧化铜和二氧化氮.这二个反应可以代表二类硝酸盐的加热分解的规律：最活动的金属（如钠，钾等）的硝酸盐加热分解生成亚硝酸盐和氧气；其余大部分比较不话动的金属（如铜，铅等）的硝酸盐加热分解均生成金属氧化物，二氧化氮和氧气. 硝酸和硝酸盐的检验法，在上一节里我们知道，浓硝酸跟铜加热反应；会生成棕色的二氧化氯气体.这是其他常用酸类所没有的现象。因此，我们可以利用这个反应来检别硝酸 同时，硝酸盐跟浓硫酸加热反应能生成硝酸，如果数量较多，当遇到铜时，自然也会产生棕色的二氧化氮气体.因此， ==========第213页========== 上述反应可作为间接检验一种盐是否是硝酸盐的根据，如以硝酸钠为例，反应的化学方程式是： 加热 NaNO:+HSO()NaHSO+HNO3Cu+8HNO3=3Cu(N03)2+4H20+2NO 2N0+O(空气)=2N02 (棕色) 所以，检验硝酸盐，可把固体试样放在试管里，加入少许浓硫酸，再加几片铜片，然后加热.如果有棕色气体产生，就可证明这固体斌样是一种硝酸盐 但是，这个检验法对数量多的固体试样比较正确，对少量或溶液试样，·因二氧化氮溶于水，看不到棕色气体放出，有时就不够正确. 硝酸和硝酸盐的用途硝酸和以前学过的硫酸、盐酸称为化学基本工业的三强酸，有着极为广泛的用途.它是制造多种炸药的必要原料，也可用来制造染料、塑料和多种药剂等.·硝酸与氨反应生成的硝酸铵，是含氮量很高的氨肥；所以，它对发展国民经济增强国防力量都有着重要意义，硝酸盐也有很多用途，除上面曾经提到的用作试剂和制造硝酸外，在工农业上的用途主要有二方面，就是制造炸药和用作肥料 我国最早发明的黑火药就是用硝酸钾、硫黄、木炭的粉末 混和而成的，它的成分大致是75%的KNO3、10%的S和 15%的C.黑火药燃烧反应是非常复杂的，大致说来，利用硝 酸御加热后的强氧化性，它剧烈氧化易燃的硫和碳，生成气态 物质如C02、N2等和固态物质如K2SO4,K2CO3,KS等。反 应高速进行，同时产生大量热量，使反应的气态产物的体积骧 ==========第214页========== 然膨胀，儿乎达到原来火药体积的2000倍，于是就发生绿炸现象；固态物质的微细颗粒分散在气体中，就形成了浓厚的黑烟.黑火药现在大都用在爆炸矿藏、隧道以及制造烟火等方面 硝酸铵是一种更不稳定的硝酸盐，所以现在也广泛用它来制造爆炸物.“枸芒拿”就是由硝酸铵和铝粉等各种可燃性物质混和而成的爆炸物，用于军事和工业的爆炸作业. 硝酸盐是最易被植物吸收的含氮无机物，所以是很好的肥.常用的有NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2和NH NOs等 习题56 1,从下列几方面比较硝酸、硫酸和盐酸的性质， (1)稀溶液对指示剂（例如石蕊，酚歃）的反应； (2)稀溶液跟金属铜反应（加热）； (3)浓溶液跟金属铜反应（加热）；(④)浓溶液跟非金属碳反应（加热）. 2。依次写出下述变化的化学方程式，并注明反应发生的条件以及生成物的颜色和状态： N2→NH3→NO→NO2→HNO3-→NH NOg“3。制取03公斤65%的硝酸，要用多少公斤95%的硝酸钠和足量的浓硫酸完全反应？ 4。黑火药是由哪三种成分组成的？其中硝酸钾在黑火药爆炸时起什么作用？能否用硝酸钠来代替？为什么？[提示：硝酸钠具有潮解性.] 5.有二种白色晶体分别是NHNO3与KC1,怎样检别它们？写 出方法步骤、现象以及有关反应的分子方程式和离子方程式。 6,怎样检别下列三种氨肥：硝酸钾，硝酸钙，硝酸铵；并计算哪一种含氮百分率最高？ ·208 ==========第215页========== §.5·7：硝酸的工业制法 现代工业上制造硝酸的方法，·大都采用合成法。这个方法的主要反应过程是氨的接触（催化）氧化.在介绍氨的性质(⑤6·2)时，我们曾经提到过这个反应，并说它是工业上制造硝酸的基础反应之一.这个反应是在催化剂一一铂的作用下，氨跟氧气（空气）反应，生成一氧化氮和水： 姐热 4NH3+502=4N0个+6H20+216千卡 (空气)催化剂 再由一氧化氮跟氧气继续反应，就生成二氧化氮： 2N0+022N02+27千卡 氧化氮用水吸收，就生成了硝酸 3N02+H20>2HN03+NO+32千卡 后面二个反应，实际上是同时进行的.因此，在水和过量 空气存在下，全部NO将变成硝酸 合成硝酸的最原始的原料是水（制取氢气）和空气（制取氮气和供给氧气)，它们是普遍存在的物质，·在原料供应上不会发生困难，同时它们容易提净，使产品比较钝净，因此用这个方法制得的硝酸，成本低，质量高，现在已被普遍采用了，现在我们就来简略地谈淡合成硝酸法 根据上述的化学原理，合成硝酸法基本上也可划分成二个阶段：（1)把氨氧化成氧化氮；(2)把一氧化氮氧化，溶解成硝酸.，整个生产流程大致如图5·9所示，，其中以接触氧化器和吸收塔为中心，分别进行上述二个过程 1。氨氧化成一氧化氮反应是在接触氧化器中进行的。 、1 ==========第216页========== 热空气 热交换器 稀硝酸 冷水 接汝氧化器 水冷却器 第二个 混和器 余热锅炉有氮的 化物的气 和气 冷水 冷凝液 稀较 (稀硝酸) 图5·9合成法制硝酸的生产流程简图 我们知道，反应需要在有催化剂存在和加热(800°℃)的条件不进行的.但氨与氧反应本身是一个放热反应，放出的热，除能维持催化剂的一定温度外，还足够预热进入的原料到反应时 所必需的温度.接触氧化器后面的 一个熟交换器，就是把输入的空气 合有斑的织 化物的气体 和从接触器出来的热气体进行热量 ①汽袭孔 的交换。空气用鼓风机鼓入，经过热交换器使温度升高后，就在福和 倦化剂 器中跟氨（由另一只鼓风机鼓入）混和，再进入接触氧化器进行反应：为了使氨能比较充分地氧化，一般使用了过量的空气 接触氧化器的内部构造郎图 种控气的 5·10所示.催化剂通常是用多层的 混和气体 细铂丝网，水平地固定在接触每化 用地：的接触氧化器器的中部，开始时先用氢气燃烧管 ==========第217页========== 加热铂网，此后于反应热的生，催化剂能经常保持在800℃左右，从而使反应能一直进行下去，直到损坏为止.如果空气和氨都相当纯净，催化剂能使月比较长的一段时期， 从接触氧化器出来的含有氯的纸化物的气体（主要是一氧化氮和水蒸气)，疆度很高，当它通过热交换器后，经过冷空气的冷却，福度虽有所降低，但仍然很高，如果把它直接送到吸收塔去，显然是不利的、因为在吸收塔里的反应是一氧化氮氧化生成二氧化氮和氧化氯的吸收成硝酸，它们都是放热的反应.根据化学平衡理论，降低温度，有利于反应向生成 YO2和HO3的方向进行，所以必需让它进一步冷却.于是 再通过一个余热锅炉.在余熟偏炉里，由于不断灌入冷水，使高温气体的温度一再降低，商冷水接受了这些熟量，生成了大量水蒸气，可供工厂应用.余热锅炉的内部绡构基本上与热交换器相似.它们都是为了节约燃料而设计的设备. 2.一氧化氮氧化，溶解成硝酸一氧化氮氧化成二氧化氮，可水反应成硝酸，这二个反应在吸收塔里进行 从余热锅炉里出来的含有氮的氧化物的混和气体，在进入吸收塔之前，再通过一个水冷却器，使气体温度下降到100℃，以利于最后反应的进行.这里可能由早已生成的少量 二氧化氮与冷凝成的水反应，生成少量的稀硝酸.大部分的混和气体从冷却器出来，进入吸收搭 吸收塔的内部结构和作用，与制琅盐酸、硫酸时所用的吸收塔相似.高大的塔身内部用瓷环填充，以增大接触面；并且利用逆流吸收原理，混和气体自下而上，水或稀硝酸自上面下，这样来达到充分且迅速吸收的目的、在吸收塔里，一氧化氮氧化成二氧化氮，二氧化氮跟水反应成硝酸.为了使氮的氯化物能被充分吸收，常连卖用多只吸收塔来吸收. …211 ==========第218页========== 在塔里生成的层稀酸.如果要把稀交制成浓硝酸，可以用下列二种方法：（1)把制得的酒硝酸浓流胶混和以后·起加热蒸馏，即可得较浓的硝.（2)把用水吸收二氧化氮的操作，在50个大气压下进行.由于水跟二氧化氨的反应是一个气体体积缩小的可逆反应，按化学平衡理论，增大压 强，可使化学平衡向生成HNO3的方向移动.这祥，硝酸的浓 度就可增大了 习题57 1.工业上用合成法制硝酸的生产过程可划分成哪几个阶段？写出每个阶段所进行反应的化学方程式 2.画出合成硝酸的生产流程简图，说明各个设备的名称，并注明通路，以及各个通路上进出物质的名称和这些物质的状态 3,为什么在接触氧化器和气体吸收塔之间要装置一系列的冷幻设备？ 4.为什么吸收塔理要填充瓷环和采用逆流的吸收操作方法 5.用化学平衡理论说明用水吸收二氧化敛时，为什么增加压强可得到较浓的硝酸？ §5·8氮 肥 氯素是组成蛋白质的主要成分，动植物必须不断地吸收含氨物质来维持它的生命. 1是，动種物不能直接从大气中取游离态的氮.动物头：从植物性食料或其他动物性食料那度取含氮的有机物，面梁色植物却只能从土壤用食的盐类（如硝酸盐，铵盐).阿此，必须供给足够的舍氨以进农作物的生长.这些含氮的盐类农业上统称氮 212・ ==========第219页========== 在自然条件下，上里存在的氮吧量是很少的.并且由于植物的生长不断吸收含氮盐类，以及某些自然作用，例如某些细菌会促役含氮化合物分解而成游离氮，雨水、河水对土壤的冲洗作用，便-一部分可溶性氮的化合物流失等，因此，土壤中的氮肥量自然会变得更少.如果不加补充，看来土壤将会逐渐变成贫搾而影晌到农作物的生长 在自然界里，确实也存在着另一种相反的作用，在不断补充土壤里逐渐消耗的含氯物质.例如，当植物残体腐败时，含氮有机化合物，除部分分解成氮气而逸出外，也有-一部分回到土壤里去，经过土壤里某些特殊细菌的作用，变成了可供植物吸取的铵盐和硝酸盐；又如在雷雨时，由于空中放电的作用，使空气中的氮与氧结合生成氮的氧化物，从而生成了硝酸，进入土壤，在土壤里转化为硝酸盐，再知有一类特殊的细菌，叫做根瘤菌，它们寄生在豆科植物的根瘤上，能直接摄取空气中的氮气，使它变成氮的化合物，当根瘤在土壤里腐烂后，就增加了土的含氮量；此外，上壤本野也含有某种能直接摄取空气中游离氨的细菌等等.因此在-一般情况下，土壤是不会变得十分贫瘠的 但是，由于人类有意识的活动结果，例如人们每年从田地里大量收获农作物，从而带走了农作物从土壤里摄取到的含氮物质；把有机物（如植物躯干等）烧掉，而不让它在土壤里腐烂，从而把一部分含氮化合物分解成游离态氮而逸去，等等，这会使土壤里的含氨物质大量而迅速地消耗，影响了农作物的生长.人工施肥的目的、就是向土突里补充含氮化合物以及农作物所需要的其他化合物，以充分满足农作物生长发育的需要 氮肥除天然肥料，知人粪尿，厩删等外，现在人们已经能 .213.· ==========第220页========== 够用人工的方法，把空气中的氮气变成氮的化合物一叫做氮的人工固定一再制成化学肥料. 常用的含氨化学肥料有硝酸盐知硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙等；铵盐如硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等.目前使用最普遍的化学氮肥是硫酸铵和硝酸铵.氨水与碳酸氢铵在我国农村也广泛使用 硝酸铵晶体容易吸湿结块，所以用作肥料时，常把它制成颗粒状，这样不仅可以克服以上点，而且使用时更为方便. 使用铵盐肥料时，要注意绝对不能和消石灰混和使用！因为它们将相互反应，产生氢氧化铵，分解成氨而逸去，使肥料失效.例如， (NH)2SO+Ca(OH)2=CaSO+2NH.OH →2H20+2NH3 以简化离子方程式表示如下： NH+OH=NH OH 1-→HO+NH3个 含氯化学肥料的有效成分，通常以该纯净肥料里含氛的百分率来表示.例如纯净氯化铵肥料的肥效，以含氨的百分率表示为： N 7-×100%=5345×100%=26.16% 又如纯净的硝酸铵料的肥效，以含氮的百分率表示是： NN0:×100%=204×10%=35元2N 80 可以看出，纯净硝酸铵吧斜的含氮百分率比纯净氯化铵肥料的要高，即说明纯硝酸铵吧料的肥效比纯净氯化俄的要高. ・214 ==========第221页========== 农作物的生长发育，除需要含氨的吧料（氯肥）外，还需要含磷、含钾的肥料（磷吧与御吧）.这些我们以后就将学到 习题58 1.哪些作用会使土壤里含氮化合物减少？蟒些作用会使士壤里含氮化合物增加？ 2.为什么农业生产必须施用氮肥？常用的氨吧有哪几种？ 3.什么叫做“氮的人工固定”？举例说明 4.用空气和水为原料，怎样制造硝酸铵？写出方法步骤和有关的化，学方程式 [提示：先制成氨，再由氨制成硝酸，然后氨跟硝酸反应制得硝酸铵.] 5.解释下列现象： (1)施用铵盐氮肥时，为什么不能和消石灰混和使用？写出有关的简化离子方程式 (2)在长期施硫酸铵肥料之后，人们又施用一些消石灰，为什么？写出有关的离子方程式 6.含杂质的氯化铵5.5克跟足量的氢氧化钠溶液反应，生成了 1.7克氨，求氯化铵的纯度 7.有一不纯的氯化铵样品，分析结果，知含氮24.82%.求该样品 内含有NHC1的百分率？ 【解】解这题时，首先要明确，氮总是从NHC1来的.因此，不纯 的氯化铵中含氨百分率与纯氯化铵中含氮百分率之比，就等于不纯氯化铵的含量与纯氯化铵含量的百分比. 纯纸化铁的合氨百分率是是。×10%=26,16%； 现在 24.82 26.16×100%=94.9%. 答：该样品内氯化铵的百分萃是94.9%. ·215· ==========第222页========== 8.有一不纯的硫酸铵样品，经分析后知道它含有20%的氨，求样 品里含(NH4)2SO4的百分率. §5·9磷 磷的元索符号是P,原子量是31. 磷在自然界的存花单质磷的化学活动性：比氮气强得岁，极易跟氧化合，因此在自然界里，游高态的磷是不存在的；化合态磷主要以磷酸盐的形式存在.圾主要的舍磷矿物是纤核磷灰石[主要化学成分是Ca,(PO4)2]和磷灰石[主要化学成分是CaF(PO4)3或Ca.Cl(PO:)3.H山于漭和氮一样，是生命的基础一一蛋白质的成分之一，因此磷广泛存在于动植物的机体中，例如，在动物的骨骼、神经组织和植物的果实中都含有磷的化合物. 磷的性质单质磷有多种同素异形体，其中主要的是白磷（也叫黄磷）和红磷（也叫赤蹦） 白磷是一种无色蜡状固体，不溶于水，能溶于二硫化碳在光的作用下会渐变黄色.有周毒（误食0,1克就能致死）.在空气里，即使在常，会很快氧化，如果放在暗处，还能发光.白磷的着火点很低(40℃).如放置在空气里，由于氧化发热，极易到达它的着火点，从，之生自燃现象.因此白磷必须放在密封的容器里，少量白磷可保存在水里，以隔绝空气。使用白磷时，如果要把它切割成小块，应在水面下进行，否则，由于切割时摩擦生热，也可能使白碳然烧起米 红辞是一种暗红色的粉末，不溶于水，也不溶于二硫化碳.无毒.在空气里氧化很慢，在暗处也不发光.加热到240℃时才能着火燃烧：着火点比白递高得多. ・216・ ==========第223页========== 白豫和红磷的物理性质显然不同，但它们能相互转变如果把白磷隔绝空气加热到60℃时，它就转变为红磷.红磷隔绝空气加热到416℃时，就会升华变成蒸气，冷却后转变成白磷. 白磷和红磷的化学性质很相似，例如它们都很容易跟氧 化合，生成五氧化二磷(PO),证明它们是互为同素异形体. 磷跟氧气反应非常剧烈，能猛烈地燃烧，产生浓厚的白烟，这是生成的五氧化二磷的白色固态微粒浮悬在空气中所形成的.在五氧化二磷分子里，磷是十5价，这是磷的最高正化合价 五氧化二磷极易跟水化合，但随着温度的不同，能跟不同数量的水相化合.在冷水中溶解时，生成极毒的偏磷酸： P2O5+H20(冷)=2HP0 偏磷酸 但在热水中溶獬，或将溶液煮沸，则生成了无毒的正磷酸（简称磷酸)： 加热 P205+3H20(热)—2H3P04 磷酸 五氧化二磷是酸性氧化物，溶于水成对应的酸类，故也叫磷酐.由于磷酐极易跟水化合，有照烈的吸水性，甚至能从其他化合物中夺取水出来，故可用作某些气体的干燥剂或用作脱水剂. 磷跟氢气很难直接化合，用间接的方法可得磷跟氢的化 合物.最普通的是磷化氢(PH):是一种无色而有大蒜气味 的气体，在空气里能燃烧，晚间在野外有时会看到一种小的火光，过去有人说是“鬼水”，其实就是动物尸体里分解出来的磷 ·217 ==========第224页========== 化氢的燃烧现象①.在磷化氢里，磷的化合价是一3价. 磷的用途单质磷的途很少，主要是用来制造火柴，现生安全火柴盒侧面所涂的赤色物质，就是用红磷、玻璃粉等混和而成的.利用磷的易然性，礤筷时发火会引起火柴头上的易燃物质（一般火柴头上是氯酸御、硫等）燃烧，从而使火柴杆着火.白磷有剧毒，现在已不多用.另外，山于磷燃烧时能产生浓厚的白烟，在军事上利用它制造烟幕等 习题5·9 1.比较白磷和红碳的性质，怎样证明白牌和红磷是同素异形体？2。从磷跟氢，和眼的反应上，比较和磷的性质. §5·10磷酸和磷酸盐，磷吧 磷酸磷酸是无色透明的晶体，易溶于水.通常所月的磷酸是一种含磷酸7086%的糖浆状溶液.工业上铜暇磷酸是用磷酸钙（象纤秘舞灰石）跟硫酸共热，反应如下： 加热 Ca3(P))2+3H2S04==2H3PO4+3CaS04V 滤去微溶于水的硫酸钙沉淀，所得滤液就是磷酸溶液 磷酸是一种三价酸，它的分子里含有三个可电离的氢离子，在水溶液里将分步电离出氢离了，厨时生成三种不同的阴 离子：带1个负电荷的（或负1价的）磷酸二氢根离子HPO, 带2个负电荷的（负2价的）磷酸氢根离子P0,和带3个 负电荷的（负3价的）磷酸根离子PO:-(参见并复习§4·4). ①华随PIL3的生成，常行少量的P2I:产生，PH4在空气里能自撚，由于 P2H4的燃烧，引起了PH3的燃烧 ·218· ==========第225页========== 第·步电离比较容易，电离度较大，所以磷酸是一种中等度的元机酸.工业上、农业上，除硫酸、盐酸、硝酸外，磷酸也是常用而有价值的酸类.主要用途是制造各种磷酸盐和磷肥. 磷酸盐由于磷酸是一种三价酸，能生成三种不同的阴离子，因此也有三种和它们相对应的不同盐类.以钠盐为例，它们的组成是：NaH2PO4,Na2HPO,Na,PO4.前二种是酸式盐，后一种是正盐 磷酸的盐类，除钾盐、钠盐和铵盐能溶于水外，其他金属的磷酸盐的溶解度大都很小.以同一种金属的盐来说，磷酸 二氢盐的溶解度比较最大，依次减少，正盐儿乎都不溶于水。碱金属的正盐在水中强烈水解而成酸式盐，并使溶液呈强碱性。所以磷酸钠可用作洗涤剂 磷酸银(Ag3PO4)是一·种黄色固体，不溶于水而能溶于稀酸，因此在可溶性的磷酸溶液中加入银盐溶液时，就会产生黄色沉淀： PO--+3Ag+=AgsPO: (黄色) 溶液加酸后沉淀又将溶解.这个现象，有时可利用它作为检验磷酸盐的方法.但结果不一定可靠，因为另外还有一些盐，如砷酸盐、硅酸盐等也有类似的反应. 在磷酸盐中，钙盐是有重要实标意义的.前面曾提过，它们是制造降酸、各种磷酸盐，特别是农业上所必儒的磷肥的原料. 磷肥磷元素和氮元素一样，是植物需要的一种重要养分，它能促进植物发育和成熟，并使果实结得更为饱满。所以缺乏磷元荼对种子植物，如谷物和果树的收获量都有很大影响.在土壤里虽有少量的磷酸盐存在，但即使是肥沃的土壤， ,219 ==========第226页========== 能被植物摄取的可溶性磷酸盐氏·还是不多的.所以施用磷肥和施用氮肥一样，是提高农业生产的重要措施之一 过去农民用动物骨粉、鸟粪等作为磷肥的主要来源，但这些东西的数量有限，对现代化农业来说，显然是不够的.因此，化学磷肥的生产，也是重要化学工业之一 制法最简便的化学磷肥是磷矿粉，就是把天然产的磷矿石磨成细粉即成.由于磷粉的主要成分是不溶于水的磷酸钙，不能为植物直接摄取，只有在酸性土壞里，和那甩存在的有机酸反应后，生成了能溶于水的酸式盐，才有可能被摄取.因此作用较慢，肥效不高.所以现在已把磷矿石经过化学加工，做成可溶性的磷酸盐，使植物容易极取 应用最广泛的可溶性磷肥是过磷酸钙.它是用适量的硫酸跟纤核磷灰石起反应而制得的磷酸二氢钙和硫酸钙的混和物： Cas (PO)2+2H2SO=Ca(H2PO2+2CaSO 过磷浚钙 把反应的生成物经过破碎、干燥、析，制成颗粒状的物质即成过磷酸钙磷肥.使用时，可以单独施用，也可以和天然肥料混和使用.但应注意，过磷酸钙也不能与消石灰混和使用，因为它们会发生反应，生成不溶性的磷酸钙而失去肥效： Ca(H2PO4)2+2Ca(0H)2=Ca3(P04)2+4H2O由于过磷酸钙中存在着大量的没有肥效的流酸钙，所以肥效不高.工业上义制成一种成分比较纯铲的磷酸二氢钙，叫做重过磷酸钙的磷肥，它的肥效较高.也行制成成分为磷酸氢钙(CaHPO4)的磷肥，叫做沉淀磷酸钙.但这种磷肥只能应用于酸性土壤中.当然，这些醉肥的制造过程比较繁复，一般先制成磷酸溶液后，再中和制得. ·220· ==========第227页========== 此外，还有一种既含有磷，又含有氮的料，叫做磷酸铵肥料（通常叫做安福粉）.它是用氨来中和磷酸而制得的磷酸 二氢铵(NH4五PO)和磷酸二铵r(NH4)2HPO]的混和物，是种肥效很高的氮磷混合肥，如果再加些钾盐进去，就成一种完全肥料. 磷肥的种类很多，计算它的有效成分含量，习惯上总是折算成含POs的量的百分率来表示.例如纯净磷酸钙肥料和 纯净沉淀磷酸钙阻料的有效成分，用PO。含量表示，分别 为： P2Os Ca3(P04)2×100%=42×100%=45.76%310 P.Os ·142 2CaHPO,×100%=~2×136 ×100%=52.2% 如果把它们折算起来，那末，1斤纯净沉淀磷酸钙肥料的有效成分，相等于1.14斤纯挣磷酸钙肥料的有效成分.计算如下： 1斤×52.2%=x斤×45.76% 。52.2%=1.14斤 45.76% 习题5·10 1.下列冬种物质是愆样依次变光的？写出相应的化学方程式： P-→P2Og-→H3POa-→C3(P04)2 2.把NH3通入磷酸溶液，可以生成哪些物质？写出有关的化泸 方程式，并注明生成物的名称. 3,写出下列各化合物的分子式： 磷酸二氢钾，磷酸氢，二铆，磷酸氢镁，酸酸钙，偏磷酸钙4,写出下列各化合物的名称，并注明能否溶解于水： ·221” ==========第228页========== KHPO,NH,H2PO,CaHPO4,NasPOs 3.用计算回答下列磷肥中，哪一一种含磷的百分茶最高？ (1)过磷酸钙；（2)重过磷酸钙；(3)沉淀磷酸钙 6.过磷酸钙与磷酸铵肥料为什么不能和消石灰昆和使用？分别说明理由，并写出有关化学方程式. 7.用Ca3(P04)2含量为60%的纤核磷灰石1吨，可以制得过磷酸钙多少吨？并需98%的硫酸多少吨？ 8.含30%PO5的纤核磷灰石100斤，相等于使用多少斤过磷酸 钙肥料？ [提示：先算出过磷酸钙折合成P2O5含量的百分率.门] §5·11氮族元素 砷、锑、铋氮族元素除氮和磷外，还有砷(As)、锑(Sb)、 铋(B)三种元素，它们的原子量，原子结构简图等在本章开始 已经介绍过了.在自然界里，神、锑、铋的存在量不多，大都以硫化物的形式存在，例如雄黄(As2S2)、雌黄(AsS3)、辉锑(Sb2S3)、辉铋矿(Bi2S3)等.把这些矿石椴烧成氧化物后，用碳还原可得这些单质 1。单质的性质单质肿和单质锑与磷一样，也各有儿种同素异形体，其中最重要的是灰砷和灰锑.它们色带灰白，质很脆，但都具有金属光泽，能传热导电，具有不同程度的金属性.铋为浅红色的金属，质也较脆，没有延展性. 碑、梯和铋在空气里灼烧时，能生成三价的氧化物，例如： 灼烧 4AS+302=2AS203 如果在强氧化剂的作用下，它们也能生成五价的氧化物，如A$205,Sb205.但Bi205很不稳定，容易分解，这是因为铋 ·222· ==========第229页========== 的金属性已较显著的缘故 砷、梯和铋都不能跟氢直接化合，但可用问接方法制得气态的氢的化合物，如砷化氢(AsH3),锑化氢(SbH3)等.但它门都不稳定，容易分解成氢和游离单质，特别是泌化氢 2.化合钧醇、锑和鉍的较重要的化合物是它们的氧化物和它们氧化物对应的水化物（酸类）以及部分盐类 一般地说，砷、锑和铋都各有二种氧化物，即三价的和五价的氧化物，但普通以三价的氧化物为主要. 三氧化二砷(As2O)是白色粉末状晶体，通常叫砒霜，性极毒.相当难溶于水，但易溶于碱溶液.溶解于水时，生成亚砷酸： As2O+3H2O=2H3AsOa 亚种酸 溶解于碱时，生成亚砷酸盐，例如： As2O3+6NaOH=2NaAsO2+3H,O 亚砷酸钠 但三氧化二砷也能婴酸反应生成盐类，例如： As2O3+6HC1=2AsC13 +3H.O 三氯化砷 这说明三氧化二砷具有两性，但以酸性较强些，所以它的水溶液叫做亚神酸， 五氧化二碑的性质，大致和三氧化二砷的性质相似，但酸性更强，这是服从元素化合价愈高氧化物的酸性愈强的一般规律的.五氧化二神的对应酸叫砷酸(H3AsO),酸性较亚神酸强得多，接近于磷酸.砷酸盐与相当的磷酸盐大致相似.砷和它的一切化合物都有毒 锑的化合物和当的砷的化合物很相似，但锑显出较强的金属性.例如三氧化二锑(Sb2O)是典型的两性氧化物，并 ·2之3 ==========第230页========== 且碱性强此三气化二俄(B03)仅具有碱性. 3.用途单质的途积少，但它的化含物有广泛的用途.注要利川它的性，作为医药上的杀菌剂和农业上的杀虫剂.由于样很强，便月时妥特别当心中.锑和铋虽是金属，因质脆，不能单襁使用.它]溶其他金属做成合金，例奶第、铅、锡制成“活字金”用来作为印别月的“铅字”；铋、锡、铅、镉制成“武德合金”，以其熔点很低可以制造保险电丝等. 氨族元素学习了氯、磷、、锑、铋和它们的一些主要化合物的性质以后，可以看出它门在性质方面有很多相似的地方，但也有一定的差别.我们从以下几方面来看： 1、单质的性质氮气、群、碑是非金属，但砷装现出一些金屑性质，如有金属光泽，能导心、写热等.梯和铋是金属，但也有·些非金属性，如性脆，没有延展性等；锑、铋的金属性较非金屑为强 2、气态氢化物氮、磷、、锦、铋的气态氢化物分别是 N,P3,AsI3,SbH BiH3.在这些气态氢化物里，它们的化合价都是一3价.但是随着各元素原子序数的增加，也就是各原子的电子层数的曾1，它们的（态氢化物越来越不 稳定.NH3是其中成稳定的，BH3最不稳定，常温下斌会分 獬. 3.氧化物和气化物的对应水化物氮、磷、砷、锑、铋的最高价氧化初分别是NO,P05,As205,Sb0,BiO5,在这些氧化物巴，它们的化合价都是十5价，这与它们最外电子层上都有5个电子有密切关系的.这些高价的氧化物都是酸性氧化物，对应的水化物硝酸，弹酸，硝酸等，酸性依次诚 弱.氮，磷的低价氧化物(N2O3,PO3)是酸性氧化物，种、锑 224・ ==========第231页========== 的低价氧化物(As2O3,Sb2Og)是两性氧化物，的低价氧化物 (B2O3)是一种碱性氧化物.与这些低价氧化物对应的水化 物，亚硝酸(HNO2),亚磷酸(HPO3)显酸性，亚砷酸(H3AsO3),亚锑酸(H3SbO3)显两性，氢氧化铋[B(OH)3]主要显碱性， 由此看来，不论从单质的性质，气态氢化物的性质，最高价的或低价的氧化物和对应的水化物来看，说明在氮族元素里，随着元素的原子序数的逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱而金属性逐渐增强这与我们一开始从原子结构与周期律的理论所作出的推论是完全一致的 习题5·11 1.氮族元素的最高正化合价是几？负化合价是几？为什么铋的最高正化合价的化合物是较不稳定的？ 2.同一种元素的高价氧化物的酸性比低价氧化物的酸性要强还是弱？为什么？ 3.为什么从氮到泌的非金属性逐渐减弱而金属性逐渐增强？ 本章提要 1.氨气氮气是空气的主要组分之一.无色，无嗅，无味，水中溶解度很小，常温下很稳定，高温下能哭部分金属、氢气、氧气以及其他 一些非金属直接化合.工业上用蒸发液态空气而制得氨气，主安用作合成氨的原料 2.氨无色有刺激性气味的气体，比空气轻，易液化和溶于水.实验室里用氯化铵跟消石灰共热制取；工业上用氮气跟氢气，在450~530°℃的温度和200~320大气压，并有催化剂的条件下合成.可用作致冷剂，是合成硝酸和制备铵盐（氮肥）的原料. 8.铵盐都是固体，能溶于水。加热后分解是它的特性。加入浓 .,2254 ==========第232页========== 氢氧化钠溶液并加微热，就会放出氨气，据此能检验铵盐， 4。硝酸和硝酸盐 (1)硝酸：无色有刺激性气珠的液体，发烟硝酸是一种浓度很大的(98%)硝酸水溶液，有挥发性.硝酸其有酸类约一般通性，并有强氧化性，能氧化金属、非金属以及许多有机物.在实验室中用不挥发性酸 (浓H2SO)跟硝酸盐混和加热来制取.发生器常用“曲颈瓿”.工业上 一般用合成硝酸法制取 (2)硝酸盐：都是固体，能溶于水，高温下易分解放出氧气，是强氧化剂.跟浓疏酸和铜一并加热，能产生棕色的二氧化氮气体，据此可以检验硝酸盐.主要用于制造炸药用作肥料 5.磷磷的二种主要同素异形体一白磷和红磷。白磷是白色蜡状固体，有毒，着火点40℃；红驿是暗红色粉末，着火点240℃，无毒. 磷很易跟氧化合，生成P2O5,是磷酐.磷与氢可用间接方法化合成PH3, 在空气里能自燃 6。磷酸和磷酸盐 (1)磷酸：磷酊溶于水成磷酸，是无色晶体.工业上用磷酸钙跟硫酸反应制得.是中等强度的酸.主要用来制造各种磷酸盐和磷吧. (2)磷酸盐：有三种：二种酸式盐（磷酸二氢盐和磷酸氢二盐）和 一种正盐（磷酸盐）.钠、钾和铵的磷酸盐都能溶于水，其他金属的磷酸盐除磷酸二氢的酸式盐外，都不溶于水， T.氮肥和磷肥 常用的氨吧有硝酸钠、硝酸钾、硝酸钙、硫酸铵、氯化铵、硝酸按等，其中以硫酸铵与硝酸铵最普遍 常用的磷肥有过磷酸钙、重过磷酸钙、沉淀磷酸钙等.应用最广的是过磷酸钙. 8.化学平衡在可逆反应里，在一定条件“下，当正反应的速度等于逆反应的速度时，反应混和物的百分组成就固定不变，这时反应混和物的状态叫做化学平衡 已处在化学平衡状态的反应混和物，如果条件改变，原来的平衡状态会受到破坏，这时反应混和物的组成随耆改变，直到建立了能适应新 226 ==========第233页========== 的条件的平衡为止，这叫做化学平衡的移动 影响化学平衡的因素：（1)物质浓度的改变：(2)气体压强的改变； (3)温度的改变. 催化剂对化学平衡的移动没有影响，但能加速反应的进行，使它很快达到平衡状态 9.氮族元素基本上属于非金属类型，随着原子序数增加，逐渐向金属性方向递变 元素 N P As Sb Bi 原子序数 只 15 33 51 83 气态氢的 化合物的 NH3 PHg AsH3 SbHg BiHs 分子式 气态氢的能直接合成，很难直接合 不能直接合 不能直接合 不能直接合 化合物的很稳定 成，高温时 成，加热时 成，较AsH 成，常温时 稳定性 不稳定 易分解 更易分解 即易分解 主要氧化 N205 物的分子 NO2 P2Os As205 Sb206 式 N203 Bi203 NO P03 As203 sb203 氧化物的 HNO3 H3PO H3AsO H3SbO 对应水化 HNO2 H3P03 HgAsO3 Sb(OH): Bi(OH)为 物 酸性逐渐降低同时碱性逐渐增强 10.氮与磷和它们主要化合物之间的关系 0% 02 2 NO. NO2 金个 H202 或 H20OH-氮： NH 之NH3 0% ()(浓酸) 金 H+ OH H20加 HNO: NO H2SO NHOH ·22· ==========第234页========== Ca3(P04)22SOCa(HPO+2CaSO. Ca(OH)2 3H2SO4 热水 ，P0< 金属，OH-I2PO: 之HPO4 02 H2SO PO 磷：P→PO5 冷水>HPO3 复习题五 1.填写下表： 氨 名称及符号 族 原子结构简图 元 气态氢，化物的分子式素 高价氧化物的分子式 根据气态氢化物的稳定性比较，归纳H氮族元素性质递变的规律 2.已有四种白色固体：·硝酸钠、硫酸铵、磷酸铵和氯化钠.试用化学方法把它们检别出来.写出实验方法，现象，结论和有关的简化离子方程式. 3.用空气、水和碳为原料，怎样制造硝酸铵？写出有关的化学方程式. [提示：先把空气跟碳得氮气，把水跟碳制得氢气.] 4,今有白色品体试祥，跟浓氢氧化钠溶液反应，能放：出无色气体，且使润湿的红色石蕊试纸变蓝；而跟浓疏酸反应，也能放出无色气体而使润湿的蓝色石蕊试纸变红，如果这两种无色气体相遇，则会产生浓厚的白雾.这种白色晶体是什么物质？写出有关的简化离子方程式.[提示：可根据铵盐和氯化物的性质来芳虑.] 5、有三种白色化肥.一种跟硫酸反应时，能生成使石灰水混浊的 ·228· ==========第235页========== 气体；另一种加浓硫酸再加铜片加热时，会产生棕色气体；再一种跟氯化钡溶液反应时，能生成不溶于酸的白色沉淀，这三种化肥分别与消石灰混和，结界都产生一种潮激性气味的气体，并能使润湿的红色石蕊试纸变成蓝色.根摆这些现象，判断它们各是什么肥料，写出有关的化学方程式或简化离子方件式. [提示：根据铵盐、硝酸盘、硫酸盐的性质来考虑.] 6.月含有杂质20%的Cag(PO4)231公斤，能制得过磷酸钙肥料多少公斤？ 7.2.4克分子浓度的磷酸溶液500毫升，加氢氧化钠纳来制取磷酸 二氢钠，需加入氢氧化钠多少克？ 8.有不纯的氯化铵10.7克.溶解于水后，加足量硝酸银溶液，生成氯化银沉淀14.35克.求氯化铵纯度的百分率 9,硝酸铜可以用下列三种方法制备：铜跟浓硝酸反应；铜跟稀硝酸反应；氧化铜跟硝藏反应.如果用这三种方法制取等量的硝酸铜，问消耗硝酸的重是否桐等？ [是示：按化学方程式求出制等量硝酸铜所用纯硝酸的克分子数的比，然后得出结论.] 229・ ==========第236页========== 第六章硅和硅的化合物 硅是一种非金属元素，构成地壳的岩石和许多物中都含有硅元素.所以它在自然界里存在的量很大，在所有的元素中仅次于氧 在元素周期表里硅的位置是在第三周期第V主族.它和 碳元素属于同一族一碳族。因此，它们的性质在很多方面都非常相似.它们都有很多的化合物，而且都很重要；碳是构成有机体的主要元素，而硅是构成地壳、矿物界的一种重要元素. 表61 森符号原子 原子蝨 原子结构简图 最高正化合最高氧化气态氢化 序数(近似值) 价及负价 物通式 物通式 碳 12 +4,一4 硅 Si 14 28 十4，-4 蝽 Ge 32 73 @ +4 1R02 RH 锡 Sn 50 119 5羽 十4 铅 Pb 82 207 +4 ·230 ==========第237页========== 碳族元素一周期表第V主族元素，除上述的碳、硅外， 还有锗、锡和铅三种元素、它们的元素符号、原子结构简图和主要性质等，概括列表如上， 从原子的电子层结构来看，碳族元素的最外电子层有4个电子，这种特殊的结构，使失去电子和结合电子的倾向几乎相等.因此，在化学反应里，它们一般不能形成离子化合物，而往往是和其他原子共用几个电子对形成共价化合物.在绝大多数的化合物里，碳和硅都是4价（共价） 当然，由于电子层数的逐渐增加，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，失去电子的倾向增大，使锗、锡、铅等元素的主要性质，逐渐向金属性发展。即使以硅和碳来比较，前者的非金属性较弱而表现出一定的金属性了.这在后面学习中可以得到证实 在这族元素里，碳和硅是二种很重要的元素.碳的单质和部分简单化合物，我们在第一册第三章里已经学过了，可以复习一下，看看它们的性质是否符合上述理论上的推断.其余大部分的碳的化合物称为有机物的，将在第四册里一有机化学中去学习.这一章里，我们将着重学习硅和硅的化合物，以及和它有关的一些工业和农业生产知识. §61硅 硅的元素符号是Si,原子量是14. 硅在自然界里的存在硅元素的单质在自然界里是不荐在的，这是硅和碳不同的地方.在自然界里，它都以化合态存在.例如石英、长石、云母等都是硅的化合物.这些矿物集合 ·231· ==========第238页========== 丽成各种岩石，是构成地完的主要组份.由岩石风化①而成的砂和粘土是形成土壤的移物质.所以，硅元素在自然界里的存在量很六，约占道完重量的1/生. 单质碰在工业上用纯砂（二氧化硅）跟适量的碳，放在电炉里高温还原面制得： 高温 Si02十2C-Si+2C0个 在高下生成的硅还能跟过量的碳直接化合生成碳化硅(SiC); 高温 Si+CSiC 硅的性质单质硅有无定形和结晶形二种.结晶，形硅是 一种灰色并有金属光泽的晶体，它是一种半导体；无定形硅是褐色的粉末 在常温下，硅很稳定，只有非常活泼的氟能直接跟它化合成氟化硅(SiF).但在灼热情况下，硅也能翼氯、溴、硫、碳等直接化合.在空气中，如果把硅研成粉末状，再强热，能燃烧生成二氧化碰： 强热 Si+02_Si02 硅跟氢不能直接化合，但可通过间接方法制得多种准的 氢化合物，其中最简单的是硅化氢(SH4).它是无色气体，很 不稳定，在空气里能自然生成二氧化硅和水. SiH4+202=Si02+2H0 从硅的以上些性质来看，硅和碳确是非常类似的，它主 ①岩石的风化和含水结晶体的风化，在意义上不同，可参阅6·5“土壤的形成 ・232 ==========第239页========== 要也表现了非金属的性质，但又不及碳的非金属性强，这可从它和氢不能直接反应，以及硅氢化合物不如对应的碳氢化合物稳定可以看出 硅的用途往可用来制造合金.含硅4%的钢可以做变压器的铁芯，含硅量高于15%的钢是很好的耐酸材料.特别纯净的硅是半导体，在无线电和自动化装置方面用途很大.硅 跟碳反应生成的碳化硅(SC)俗名金刚砂，硬度很大，可用作 打磨金属的砂轮或砂纸. 习题61 1.碳族元素包括哪些元素？写出它们的名称和元素符号 2.碳族在元素周期表里的位置怎样？据此，它们应该有哪些特征性质？ 3,从元素命名的字形上来看：碳和硅从石”旁，是非金属，而锗、锡利和铅从“金”旁，是金属.同族元素而有这样不同的性质，你怎样来理解？ 4,怎样从原子结构和具体性质上：，可以说明碳的非金属性要比硅强？ 5.什么是金刚砂？它和金刚石是同一种东西吗？它们的哪些性质是相同的？ §6·2二氧化硅 硅的氧化物，常见的-一种是二氧化硅。但它和二氧化碳不同，是一种坚硬而极难熔化的固体， 二氧化硅的存在自然界里的二氧化硅，总称硅石，但有很多别名.纯净而结晶的硅石叫做石英.不同形态的石英刊又有不同的名称，如大而无色透明的六棱柱晶体叫做水晶；水 233· ==========第240页========== 晶因混有少量杂质而使晶体来成不同颜色，例如紫水晶、烟水晶等。普通的砂是细小的硅石颗粒，一般是不透明的.洁白的海砂是比较纯净的，一般混有铰多量杂质（铁质）使颜色带黄或淡红 硅石常和其他硅的化合物存在在一起，构成复杂的岩石，如花岗岩、片麻岩等.而普通的砂，是它们的风化产物 自然界里也存在着少量无定形的二氧化硅，例如构成某些低级水草一藻类的细胞壁的物质。由这些藻类堆积而成的矿层叫硅藻土，是一种多孔性的、具有很大吸附力的物质. 粉末状的无定形硅石也可用人工制得 二氧化硅的性质二氧化硅的性质非常稳定.在常温下， 儿乎不跟其他物质反应（除HF和浓碱外）.不溶于水.在高 温下能熔化，但不挥发，也不分解；冷却后，变成透明或半透明的玻璃状物质，叫做石英玻璃 在高温下，二氧化硅能跟减性氧化物或碱类反应，生成硅酸盐，例如 强热 SiO,+Ca0-CaSiOs 硅酸钙 强热 SiO,+2NaOH--Na,SiOs+H,O 硅酸钠 上面的反应表明，二氧化硅与二氧化碳一样，也是一种酸 性氧化物，它是硅酸(H2S03)的酸酐.但二氧化硅与二氧化 碳不同，不能直接跟水反应生成硅酸 在高温下，二氧化硅还能跟某些盐类共熔而发生反应，例如碳酸钠和硅石混和灼烧，就发生下面的反应： 234・ ==========第241页========== 熔化 SiO2+Na2COa=-Na2SiO,+CO2 在这个反应里，二氧化硅把盐里的挥发性酸酐置换了出来.这是由于它的不挥发的特性导致的 二氧化硅的用途二氧化硅的用途很广泛，除水晶等天然产物可直接利用外，还有很多经过工业加工的产品。例如石英玻璃，各种普通玻璃等，这在后面将会学到 石英玻璃是由纯净的石英熔化、冷却而成的。它和普通玻璃不同，能透过紫外线.在医疗方面能制作透过紫外线的水银灯.石英玻璃的膨胀系数很小，把它加热到红热，立即放到冷水里，也不会破裂，因此可以用来制造耐温度剧烈变化的化学仪器，如石英坩锅等 至于砂的用途亦很广，在建筑工程上要大量应用. 习题6·2 1。试比较二氧化硅和二氧化碳的性质，有哪些相同？哪些不同？ 2.怎样证明二氧化硅是一种酸酐？ 3.写出二氧化硅跟碳酸钙混和煅烧时的反应方程式，从这个反应表明二氧化硅有什么特性？ 4.石英玻璃具有那种特性？因而有什么用途？ 5.把15克的砂跟30克的石灰石(CaCO3)加热熔化，能生成多少克的硅酸钙？在标准状况下能生成多少升的二氧化碳？ §6·3硅酸和硅酸盐 硅酸硅酸(H2S03)①是二氧化硅的对应水化物，是一 种极弱的酸，酸性比碳酸还弱.硅酸不能直接由酸酐跟水反 ①严格地讲，H2SO3应该叫做偏硅酸，但习慎上称它为硅酸 ·35· ==========第242页========== 应制得，而只能j可熔性的硅酸盐①跟酸反应而制得.例如： Na,SiO+2HC1=2NaC1+H2SiOa 如以简化高子方程式表示，就是： SiO+2H+=H2SiO3 其实，任何可：硅酸盐跟酸反应都可用此一般式表示 硅酸虽然不溶于水，但放在水明往往不见立刻产生沉淀.当溶液浓度很稀时，几乎是透明的液体.浓度较大时，则形成稠厚的胶状沉淀，共中含有大量水分，使体积非常膨大，不易沉底，也不易过滤分离.如果把这状物加热，不仅吸附的水蒸发，而且硅酸本身亦首分解成硅酐和水： 加热 H2SiO-SiO2+H2O 因此，我们不能制得纯净的硅酸.这和碳酸的性质相类似 避酸盐酸的盐类叫做硅酸盐.可用二氧化硅跟哦性氧化物、威关或盐类混和在一起加热熔融而制得，这在前面已经讲过 硅酸盐里，只有钠、御的硅酸盐(N22S03,K2S03)能溶解 于水.它们的水溶液叫做水玻璃，因泥强烈水解，使水溶液呈诚性：，放价名泡化碱.在皂里加些水玻璃，有帮助发泡和防止体积缩小的作用.水玻璃可以用作粘合剂，如用来粘合碎云母片，做成电热器中的耐热云母板.把水玻璃涂在蛋壳上，干操后堵住了壳上的气孔，可以防止因细菌侵入而引起的腐政.浸过水玻璃的木材、织物具有耐火的性质 自然界里存在的雅的化合物，它的组成往往非常复杂，单纯的如石英或简单的硅酸盐存在不多.一般除含有硅外，还含有其他金属，如铝、美等.含俏的叫铝硅酸盐，也有很多 ①偏硅酸所生成的盐，应该叫做偏硅酸盐，但习惯上称它为硅酸盐 ·236 ==========第243页========== 种，如长石、云母等.它们的组成很难用普通常用的分子式来表示.一殷是用成分元素的氧化物形式，按一定组成比来表示.例如： 正长石--K20.A1203·6Si02 白云母一K20.3A1203·6Si02·2H20白粘土（又叫高岭土）一A120g·2S02·2H20必须注意，实际上它们不是以氧化物形式存在的，而是以各种盐的形式存在的. 习题6·3 1.怎样证实硅酸确是一种酸？[提示：从酸的通性上考虑.] 2.能否直接用二氧化硅跟水反应制取硅酸？为什么？应该怎样来制得硅酸？写出有关的离子方程式 3。什么叫做水玻璃？有什么用途？如何制取？ 4.水玻璃必须保存在密闭的容器里。如果敞开瓶口，经过一定时间后，就会开始生成胶状的硅酸.怎样解释这种现象？写出有关反应的化学方程式 [提示：跟空气中CO2反应.] 5.将无色酚酞试剂滴入盛有水玻璃的试管里，加以振荡，水玻璃就显出红色，为什么？写出有关的离子方程式. §64硅酸盐工业 把硅石和天然的硅酸盐为原料进行加工，在化学工业中叫做硅酸盐工业.硅酸盐工业的制品有陶瓷、耐火材料、玻璃和水泥等.这些加工产品在治金、电气、建筑和水利等方面都有广泛的用途，对国民经济的发展有着极重大的作用. ==========第244页========== 现在，我们把上画这儿弹产品的制法、性能分别作衔单的介绍. 陶瓷我们日常所看到的砖瓦、砂埚、瓷碗、茶壶以及绝缘瓷（俗称白料）等都是陶瓷制品.它们都是用粘土作原料，混入少量细砂，用水调和塑成所需要的各种形状，然后把它阴干，再在高温下烧结而成.这样的成品变得十分坚硬，過水也不再会变软.由于所用粘土的纯净程度与烧结时的温度不同，可分别制得陶器或瓷器 陶器是用普通粘土，在1000°℃以下，放在窑里烧结而成的.它是一种多孔的物质，容易渗水.为了弥补这个缺点，可以在陶器表面加一层透明的保护物，这层保护物叫做釉.釉是用长石、石英、硼砂、氧化锌等为原料制成的.方法是：把原料磨成细粉，用水调和，涂在陶器的表面，然后放在窑里烧结烧好后，在陶器表面就会形成一层透明有光彩不渗水的釉.瓷器是用纯净的粘土加入一定量的石英和长石的粉末，把它们搅拌均匀，塑成一定形状的物品，干燥，上釉，然后放在窑里在1200℃到1400℃的高温下烧结而成 瓷器是我国劳动人民的伟大发明之一，远在一千年以前，我国的瓷器制造就很发达，并且质地洁白，光亮，很致密，象玉石一样，品种多面有特色。解放后，在品种、数量以及质量上都有很大的提高.全国瓷器产地很多，其中江西省景德镇市出产的瓷器，闻名全球. 耐火材料，耐火材料是指能耐1580℃以上高温，并能保持一定强度的材料.广泛用作钢铁工业上的炉衬，耐火砖，耐火容器等.耐火材料是用粘土、石英、氧化铝、氧化镁、白云石等为原料，按要求加以配制的.由于所用配料不同，制得的耐火材料的性质也各各不同.制造方法与制陶瓷相似（不需用 ·238: ==========第245页========== 釉).但在窑中烧结的时间和温度应随原料的种类不同而不同.通常须烧结12星期，温度低于1500℃. 玻璃玻璃的种类很多.有钠玻璃（普通玻璃）、钾玻璃、 铅玻璃、硅硼玻璃等等.制造钠玻璃的原料是SO2（砂)、 Na2CO3(苏打)和CaC03(石灰石).把它们按一定比率混和后，在特制的高温炉内加热，所起反应可用化学方程式表示如下： 熔化 Na,COa+SiO2-Na2 SiOs+CO, 熔化 CaCOa+SiO,=CaSiO:+CO2 得到的Na2Si03,CaSiO3和过量的SO2的混和物是粘稠的液体，冷却后即得钠玻璃.如果把玻璃熔化时所成的粘稠液体放在模子里，用吹或压的方法就可制得不同形状的制品。钠玻璃的熔点较低，大都用作窗玻璃和做玻璃容器 如果用K2CO3代替Na2CO3,就可制得熔点较高的钾玻璃，可用作制造化学仪器.如果用PbO(氧化铅)代替CaCO3,就可制得折光率很大的铅玻璃，亦可用来制造光学仪器.如果在原料里加入Na2BO,(硼砂)，就可制得熔点高，能耐酸，耐碱性强的硅硼玻璃，它是高级化学仪器玻璃 有些玻璃具有各种颜色，这是因为含有某些金属氧化物的缘故.例如，在原料里加入微量的Cr2O3(氧化铬)，可制得绿色的玻璃；加入Cu20(氧化亚铜)，可制得红色的玻璃.普通玻璃常带有一些绿色，因为使用的原料里含有少量铁的化合物. 另外还有一种叫钢化玻璃，它性质坚韧，能耐骤冷骤热，广泛应用于化工设备、汽车、飞机的窗用玻璃上.使用这种玻 ·289· ==========第246页========== 璃可确保安全 玻璃还可制成玻璃纤维.方法是把熔化状态下的玻璃经特制的细孔压出并拉成丝.它是热和电的绝缘体，在航空、造船和电机工业中用途很广. 水泥水泥俗名水门汀，是建筑业上不可缺少的材料，制造水泥的原料主要是石灰石和针.把原料避，按适当比混和，放在圆简形的回转里烧.间转容的长可达150公尺（图6·1），窑身稍硝倾斜，横卧在元轮上，电动带动旋转.原料从较高的一放入，从身一端吹入煤粉（燃料）和空气并点火燃烧.原料跟燃料就在逆流的情况下进行烧结.由于回转窑的转动，原料就慢馒向前移动，从而发生反应烧结成块，从较低的端放出.经过冷却，圳入少量行商（川以调节水泥硬化的时间)并蘑成绍粉，远是水泥 媒粉 石灰石的米、粘土 然 图6·1水泥回转密示意图 水泥的最大优点是它在水中也能硬结，又不易受水的侵蚀，所以它是水下亡必不阿少的材料.水泥、砂子和水的混和物，微水泥砂浆，能黏结砖、石等，在建筑工程上月它作为砖石的合剂.水泥、砂子、碎石六的混和物叫做混凝土，常用来建筑广房、桥梁、水贝以及其他巨大丝筑物.为了使建筑物更巩，常在混凝土型渐一些钢条，这叫做钢筋混凝土.钢前混凝土的建筑物是现代曼坚固的建筑物之…解放以来，我国水泥工业在产量与质量以及品种等方面 240 ==========第247页========== 都有了很大的发展和提高.可以颈料，随着工农业生产的需要，水泥工业还将取得进一步的发展 习题6·4 1,硅酸盐工业包括哪些主要部门？它们在国民经济中有哪些馆用？ 2.在陶瓷器的制造上，是利用粘士的什么性质？为什么在陶瓷器来面要加上一层釉？ 3.什么叫耐火材料？有什么用途？它用什么原料制造的？ 4。制造钠玻璃时，发生了哪些主要的化学反应？写出有关化学方程式. 5,水泥如何制造？有什么可贵的性质？列举它的-一些重要羽途. 6.水泥砂浆，混凝土和钢筋混凝土有什么区别？各有什么用途？ §65土壤 土壤可以种植庄稼，生产粮食、棉花等等，但有的土壤肥沃，有的土壤瘠薄，这是什么道理呢？要知道这些，首先要知道土壤是怎样形成的，土壤有哪些类型，以及土壤和庄稼的关系等等 土壤的形成前面（§6·1）曾经提到过，构成地壳的岩石，风化而成的砂和粘土，是形成土壤的矿物质。所谓“岩石的风化”，就是长期暴露在地面的坚硬岩石，受到水、空气和生物的共同作用，不断地变化着，结果瓦解而成微小的颗粒的过程 风化过程中的化学反应，我们以正长石为例来说明.正长石在二氧化碳和水的共同作用下，发生下面的反应： 。241c ==========第248页========== K20·A12036Si02+C02+2H20 正长石 =K2C03+4Si02+Al203·2SiO2·2H20 砂 粘士 岩石风化过程里生成的可溶性盐(K2CO3),可被植物摄 取作为养分，使植物生长.以后由于植物的死亡和生长的过程不断在岩石风化后的生成物里交替进行，由于细菌和微生物的活动以及有机体的腐败，并在水和空气的作用下，使岩石风化后的生成物逐渐形成了土壤 土壤的成分和类型从土壤的成分来看，它含有无机物质和有机物质.土壤里的无机物质（矿物质）主要是岩石的风化生成物，种类很多。如果用各种元素的氧化物形式来表示，主要有SiO2,Al203,Fe2O3,Mg0,Ca0,Na20,K2O,H2O,S03, P205等.土壤里砂(SiO2)和粘土(Al203·2Si02·2H2O)在不同的土壤里的含量有很显著的差别.含砂较多的土壤叫做砂土；含粘土较多的土壤叫做粘土；含砂和粘土的量火约相等的叫做壤土；含较多氧化铁的土壤叫做红壤；含有较多碳酸钠(Na2CO3)和氯化钠(NaC1)的上壤叫做盐碱土 土壤中的有机物质，主要来自动植物死亡后的残体，经过微生物的活动，发生一系列的分解和化合反应，逐渐变成复杂的化合物而转变成所谓“腐殖质”.土壤中腐殖质的含量和性质，有很大差别.普通含有腐殖质的土壤颜色呈灰色、褐色或黑色；并且，它还能把土壤中的矿物质粘结起来，使土壤变成 一团团有很多孔隙的坚固颗粒，就是土壤的团粒结构.具有团粒结构的土壤是比较肥沃的，一般叫做沃土或熟土 土壤和植物的关系土壤的性质对植物的生长有很大的影响.土壤不仪要供给植物需要的养料，而且要提供有利于 ·242· ==========第249页========== 植物生长发育的优良环镜， 具有团粒结构的沃土，特别适合于植物的生长发育.因为这种土壤是一个多孔体：在团粒内部孔隙较细小，由于毛细管现象，能吸引和保持一定水分，使土壤千涩适度；在团粒或砂粒之间，空隙较大，有利于空气流通：我们知道，水分能溶解氧气、二氧化碳、矿物盐类和可性的有机物质等，通过植物梭部输送到植物体里去，供植邀圾酸生长；空气不仪是植物呼吸所必需的，而且也是土蠛中搬生物生命活动所依獭的.植物在这种环境下生长，产量就会很高 : 与此相反，例如砂土，由于土质疏松，透水和通气的性能虽好，但水分和养料容易流失；粘土的透水和通气的性能镩差，并且湿润时发粘，千燥时硬结，这对植根的发高都不利.所以砂土和粘土都是瘠薄的土壤 此外，象在第一册的§5·5里曾经提到过的，具有酸性过强或碱性过强的七壤，都是不利于植物生长的.那末，有没有办法把粥薄的土壤变成肥沃的呢？这就是改良土壤的工作了. : 土壤的改良：政良上壤的厨的是增迸土壤的肥力利未除妨碍植物生长的因图素. ,1注道 ·什么叫做生壤的肥力呢？就是止壤所舞有的能供给填物所要的养料空气和水，促其生长发育的能力：增拥串壤的瘸殖质含量能增进土壤的肥力，：因为腐殖质不仅能不断补充植物所需要的，象氮、磷、钾等主要元素利其他元素：而耳能改进土壤的结构，有利于保持水纷疆料和流通空气.：：多施有机肥料，射粪便、厩肥，多种绿肥，以及轮作等，都能提高上攘的肥力.合理邂用化学肥料也能改进土壤肥力.但不恰当的施肥反面有害.例姻多用肥玛粉（硫酸铵金增加土 ==========第250页========== 壤的酸度，因此恐田粉不宜用于酸性土壤，但对碱性土壤就会有改良作用.相反，过磷酸钙在强碱性土壤里几乎完全沉淀，失去肥效.一般说来，土通过合理的耕作、施肥和灌溉，就会越种越肥.因此，原来是瘠薄的土壤，都可能改变成为沃土. 至于某些特殊的土壤，例如盐碱地，酸性很强的红壤等，就需要特殊的带施才能改良 盐碱地院？'水洗涤以及用深沟排水的方法以减低盐分外，还可用石膏(CaS0)来消除它的减性.因为石膏能跟碱性土壤里所含的Na2CO起下列反应： Na2CO3+CaSO,=Na2SO,+CaCOs 生成的Na2SO4溶解在水里，能逐渐被洗掉；CaCO3无害. 酸性土壤可使用石灰或草木灰（主要成分是K2CO3)来消 除它的酸性.因为石灰或草木灰能跟酸性土壤里的H+起中 和反应： 2H++Ca(OH)2=Ca+++2HO 2H++K2C03=2K++H20+C02个 我国土地辽阔，沃野千里，又通过我国勤劳、智慧的农民儿千年的耕种经营，耕地肥力更是逐步增加.但在旧社会，由于封建主义、帝国主义和官僚资本主义的压迫和剥削，生产力的发展受着很大限制，从而荒废了一部分可耕地，亦留下了不少比较瘠薄的土地.今天在党的领导下，在三面红旗的指引下，全国人民公社依照农业八字宪法，正在大力提高农业生产，并且积极地改良和利用各种瘠薄土地，使全国的可耕地越来越大，农业发展的前景非常宏伟 习题65 1。土壤是怎样形成的？有娜些类型？什么类型最好？ ·244· ==========第251页========== 2.什么是土壤的肥力？息样提高土壤的肥力？ 3.什么叫做砂土、粘土、壤土、红壤和盐碱土？ 4,什么样的土嚷改良需要特殊措施？分别说明改良方法，并写出有关的化学方程式。 §66胶体溶液 什么是胶体溶液在第-册溶液一章里（§4·1），我们已经知道，溶液是具有澄清、透明、均一的外形特征的液体；而另一方面，悬浊液和乳浊液就不是这样，它们往往是浑浊、不透明和不均一的.这是由于分散在溶剂里的物质的颗粒大小不同所导致的.在溶液里，溶质分散成分子，因此颗粒的直径 -般小于0b00毫米而在悬浊液成乳注液里，分散的颗粒都是很多分子的聚集体，因此它们的直径一般大于10001 毫米. 现在，我们要学习另一类溶液，叫做胶体溶液，它们的性质与上述的溶液、悬浊液或乳浊液都不同，在这类溶液里分散的颗粒通常不是单个分子，而也是很多分子的聚集体，但颗粒较小，直径一般在70000毫米到10d00毫米之间.象硅酸溶液、肥皂水、鸡蛋白的水溶液等都是胶体溶液.还有许多物质也常易形成胶体溶液，例如，当氯化铁在热水里进行水解时，能生成褐色透明的氢氧化铁的胶体溶液： FeCla+3H,OFe(OH)3+3HCI 在亚神酸(HAsO3)溶液中通入硫化氢，也可以得到透明而黄色的硫化砷胶体溶液： ・245・ ==========第252页========== 2H3AsO33HS=As2S3+6HO 胶体溶液的制取从胶体溶液里的分散物质的颗粒大小来看，·我们不难理解，制取胶体溶液的方法不外乎两个途径，即把较粗的如构成悬浊液的颗泣弄细；或从分子聚集成胶体微粒来制成.具体方法如下： 1.分散法即把粗大的粒子粉碎为较小的粒子.通常用 一种特别的胶体磨，把潮质研磨成能形成胶体溶液的程度.例如将烟黑放入水中，再加明胶-一同研磨，就可制得胶态的墨汁.明胶的作用是使已磨碎的粒子不再聚集，：这样就容易制成胶体溶液，而且能保持长久，近代亦有利用电或超声波把大颗粒分散成胶体微粒，制成胶体溶液 ：。凝聚法即把绞小的粒子（分子）聚集成较大的粒子在适当的条件下，通过化学反应，可以形成胶体溶液.例如前面提到的在热水里水獬氯化铁生成氢氧化铁.·氢氧化铁难溶于水，但亦不沉淀，而成为很细的粒分布在溶液中，形成氢氧化铁的胶本溶液 ：:·胶体溶液的性质胶体溶液从外表看来，与溶液很少有区别，它也是透明的液体，但有很多性质它们是不同的.胶体溶液有如下一些性质： 1·胶体溶液能发生丁达尔现象我们经常会看到这样 惑来琬象：当太阳光穿过二个小孔，射到屋电的时筷，我们从 鳞蔺前似奢到一条光亮的“通路”.这个光亮的“通路”是于光线射到撒布花空气里的灰尘上，灰生对光起了揿射面形成的.根据同样的原理，如果在無暗的地方，让光线遥过胶体瀋液，由于胶颗粒也会对光产生被射瑰象，所以我们从侧面也可以看到胶体溶液里有一条光克的通路”.这种现象叫做江达尔现象，但当光线通过清液的时铁，就看不到这种现图 5: ==========第253页========== 6》,因为溶液里的溶质颗粒（分子或离子）大小我们疟法窘到芬子或离子对光线》生的散射现象. ！ j 护中时断 明 博小的野 字牌 品道合陳北簿 分时 :指州对 (a (b) a 计，图2光线酒过溶淡(4)和胶体溶液来：门0) 2.胺体栽粒带有电苻胶体颗粒的裘躏能够坡俯溶液直的离子，这样脓休颗盘带有电荷：有些较体粳粒宝如盘属的氨氧化物等曖附附离子，·因酣帮並电.有些胶体颗耀(例茹硫花物，酸等)吸附阴离子，就带贫电！但是岗年种胶依颗粒在阔一种溶液里总是吸附潪相祠电荷的漓产此颗粒之间就存在着斥力，阻碍小颗粒相互接近，从前不能合并娥较夹静嫩粒而下沉.心八手…，心晓林溶液中的颗矬控不断运劫着：在第册溶搬 一窘肉星塞我竹知道，浓剂的分芋基处狂不断运动溃燃钟的在胶体溶液中，胶颗粒不断地受到溶剂杂并的碰撞，因此它们也在不断艳运动荐；由于分子运动的不规牲胶棒糖粒移动方向位随时政变.这花鬼使胶体核粒不致的另 一蛛原咽 …说分明的 破坏胶的方法胶体清液对人类和自然界的箝澓,这准卞要详幼介但有时胺体对宇生产会一定 -,:.‘i1.计阴识： ：话（，付：中 2が ==========第254页========== 的害处，例如天然水中的胶体颗粒对造纸工业、人造丝工业、印染工业等都有危害性，因此必须把它除去.针对以上胶体颗粒不会下沉的原因，我们就可以找到使胶体颗粒下沉的方法.一种方法是，在胶体溶液里加入一种电解质.由于电解质电离出来的带有和胶体颗粒相反电荷的离子，能够中和胶体颗粒的电荷，这样就可减弱胶体颗粒间的相互斥力，促使小颗粒合并成较大颗粒而沉淀析出.这种使胶体小颗粒合并成较 大颗粒的过程4做凝聚.例如，在F(OH)3的胶体溶液里加 入少量CaC2溶液，由于Fe(OH)3胶体颗粒带的正电荷，被 CaCl2电离出来的C1-所带的负电荷中和，立即发生凝聚作用、使Fe(OH)3小颗粒合并成较大的颗粒沉淀析出.通常食用的豆腐，就是应用盐卤（主要成分是MgCl)或若石膏(CaS0)溶液加入豆浆里，使蛋白质胶体颗粒凝聚而制成的.在自然界里，淤积在河口的沙洲（三角洲），就是由于含有泥砂等胶体颗粒的河水，和含食盐较多的海水相遇，产生了凝聚作用，泥沙下沉而形成的， 另一种方法是，在胶体溶液里加入另一种带有相反电荷的胶体溶液，同样能使胶体颗粒下沉.例如，将带有负电荷的 三疏化二砷(As2S3)胶体溶液加入带有正电荷的Fe(OH)3胶体溶液中，虽然二种物质并不会发生化学反应，但是由于正、负电荷的电性中和，也会发生胶粒凝聚的现象 此外，加热胶体溶液，使胶体颗粒的运动速度增加，相互碰撞机会增加，也能加速胶粒的凝聚.如把硅酸溶液加微热，就有絮状物质析出 胶体溶液的作用胶体溶液在自然界里和生产上都有着重要的作用.一切生物细胞的原生质，动物的血液，植物的液汁等等都是非常复杂的胶体溶液.工业上制漆，制造照相软 248・ ==========第255页========== 片、橡胶、塑料等等的过程也都要应州用胶体的性质 土壤的结构和性质，也眼胶休有关.上~一节里讲到土壤里所含的铝硅酸盐和有机腐殖质等，都能形成胶体溶液，它们具有吸附Ca+,M+,K+,Na+,H+等阳离子的能力.这种吸附的阳离子还能够发生交换作用.例如，当土壤里加入石膏后，Ca++的浓度就大大增加，可以交换出士壤里吸附的Na+,使士壤表面产生不溶祧的并具有粘性的钙盐，使土粒相互胶结成团粒结构. (士端胶体厦粒)-Ca+=(士接胶休预粒)Ca*十2Na+ 从这里看到，在土壤里加入石膏，不仅可以消除土壤的碱性，同时由于产生了有粘性的钙盐，对于巩固土壤的团粒结构有很大的帮助. 加入作为肥料的中性盐类，往往会交换出土壤胶体吸附 的H+,使土壤的酸度增加，从而影响农作物的生长.例如，把 KC1肥料施入土壤，可能发生下列反应： (上壤胶体颗物)+2K+=(士壤胶体颗粒)+2H*H+ 所以在这种情况下，我们需要加一些石灰来减低土壤里的酸度，以利于农作物的生长 习题66 1.列表比较胶体溶液，溶液，悬浊液，乳浊液的外形特征和溶质颗粒直径的大小 2.怎祥用实验的方法来证明肥皂水不是溶液，而酒精的水溶液是溶液？ 3.胶体颗粒为什么不会下沉？ 4.试用三种方法把氢氧化铁胶体溶液中的胶体颗粒沉淀下来，并分别说明理由. 219・ ==========第256页========== .浆里加些食盐就容易凝聚，但加些糯脚木能礙聚，这是什么：原因？ 6;:为什么长期施用硫酸铵与氯化钾肥料时，往往都会使土壤的酸度增加？知果已发现土壤有这种情况，应该怎样处理？为什么？写出有关的化学方程式. 本章提要 1.硅和硅的化合物 (1)硅：是-种非金属元素，在自然界里分布很广，是构成多种 矿石和岩石的主要元素之-一.它的氧化物(S02)很稳定；气态氢化物 (S缸》不稳定，在空气里能角燃。主要师途是做合金、.耐酸钢等；纯净 的硅可用作￥导体 (2)二氧化硅：硬度大，熔点高，是一种酸酐，不挥发性是它的特 性在高温下，能把挥发性酸酐从对应的盐里置换出来.二氧化硅熔传后冷却，可制得石莫玻璃，供医疗及制化学仪器用；它亦是制造各种玻璃的原料. (3)硅酸：不溶于水，但易成胶体溶液，不挥发，易分解成酸酐.般用可港棒砘酸盐跟酸反应得. :毯酸盐；除aSiO、K2SiO:能溶于水外，其余都不溶于水. Na2Si03、K2SiO3的水溶液叫做水玻璃，可作粘合剂等.铝硅酸盐是一类存在于自然界至的成分很复杂的硅酸盐，象长石、云母和粘土等都是.粘土、长石是制造陶瓷、耐火材料以及水泥的原料。硅酸盐工业 (1)陶瓷制造： 民粘土一 上釉 可塑性泥→造型→阴干→烧结 水 一陶器 .、:→冷却→一瓷器 砖瓦（不上釉） 28B邮· ==========第257页========== (2)耐火材料：制造耐火材料的原料是粘士、石英、宝化铝、氧化镁、白云石等.制造方法与制澄陶瓷梢似，但烧结温度较高，时间也长， (3)水泥制造： 粘土一 按适当比混和一→磨细→ 石灰石一 加石膏 →在可转窑烧结一→冷却一→研细→水泥 (4)玻璃制造： -Na2CO3+CaCO3- 钠玻璃 Si02+ -K2CO3+CaCO3 →熔融一→造型→冷却 钾玻璃 -K2C03+:Pb0 玻璃 8.土壤土壤是由“岩石风化”后的生成物，加上有机腐殖质、水等混和形成的，因此土壤成分包含有机物、无机物和水等。土壤供给植物生长发育的养分、空气和水的能力，叫做上壤的肥力.在土壤溶液 里，H+浓度比较大的叫酸性土壤；OH浓度大的叫做碱性土壤.改良 酸性土壤可用石灰[CaOH)2]或草木灰[IK2CO3]；改良碱性土是可用石膏[℃aSO4]. 4.胶体溶液溶液里的溶质颗粒直径在 毫米至 110000100000 毫米之间的一种溶液，叫做胶体溶液 胶体溶液，溶液，悬浊液和乳浊液的区别： 名 称 溶 液 胶体溶液 温滋液和乳浊液 均一而透明，静置 透明，静置不会析 不透明，浑浊，静置时 特 征 不会析出溶质 出溶质，有丁达尔 颍粒下沉或分成两层 现象 单个分子（或离子）许多分子集合体，颜巨大数量分子的第合 颗粒的直径 状态，颗粒直径小 粒直径在1/10000 体，颗粒直径大于 于1/1000000毫米 毫米与1/1000000 1/10000毫米 笔米之间 5玉 ==========第258页========== 复习题六 1.试以S02为原料来制取H2SiO3,写出！有关的化学方程式， 2.为什么不能用玻璃容器盛氢氟酸(H)?写出有关的化学方程 式. 3.现有CaCO3、Na2CO3、K2CO3和Ca(OH)2,用这些物质跟SiO反应能制得哪些硅酸盐？写出化学方程式和条件，在生成物下面各注明它们的名称 4.土壤中含有大量的Na2CO,为什么就会使土壤具有碱性？用什么方法可以消除土壤的威性？写出有关的化学方程式[提示：从Na2CO3在水溶液里水解后，溶液呈碱性芳虑.] 5.水玻璃、石英玻璃、普通驭璃的成分各怎样？分别具有什么主要性质？根据它们的性质说出它们的主要用途 6.填写下表： 族 名 碳旋 氯族 氧族 卤挨 元素 Si P S Cl 原子序数 14 16 16 1? 原子量 28 31 32 36 核内中子数 原子结构简图 正、负化合价 气态氢化物分了式气态盆化的稳定性 最高氧化物的水化物的分子式最高氧化物的水化物酸性强)非金属性 ・252 ==========第259页========== 总复习题 1。下列各结构简图，分别代表什么原子或离子？为什么？ 回@》：®》：m》:@⑤》 2.填写下表： 原子核内 原子核外电子的排布 原子或离子 质子数 第一层 第二层 第三层 第四层 H H+ H Mg Mg++ K K+ 3.用电子式的形式表示下列分子的形成过程 (1)彩(ZnS,离子分子)； (2)二氧化碳(C02,共价分子). 4.在下列这些原子的原子核里，含有中子和氏子冬多少个： 1H2,1H2,1H3,16S36,17C135,17C37,18A36 253・ ==========第260页========== 18A0,19KU 它们之中哪些互为同位亲？为么？ 5。在元素周期表里，元蔡性质递变的往是怎样的？这和它原子的结构有什么关系？试以：个期一个连族元为例州以说明，6。根据元素在周期裘里的位置，回答以下问题： (1)下列各对元素的金属性或非金离性哪个较强？.哪个较蹈？(a)铝和镤；(b)氮和神；(c)酷和映； (d)氧和氟. (2)氢氧化钠(NaOH)、氢氧化镁[Mg(OH)糊氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性哪个最强？哪个最弱？ (3)硼酸(H3BO3)、碳酸(H2CO3)和硝酸(HNO3).的酸性哪个最 强？.哪个最弱？ (4)氮(NH3)、磷化氢(PH3)和砷化氢(AsH3)的稳定性哪个最大？哪个最小？ 7。解释下列名词：… (1)化学平衡： (2)离子化合其价化合物； (3)盐类的水解； (4)岩石的风化 8.画出氧、氯、溴、碘四种元素的原子结钩简图，并据此祥释下列实验实： t)s (1)它们都容易跟金属化合生成卤化， (2)在卤化物里它们都表现为一1价： (3)它们跟金属化合时所表现的活动，「连资原子序数的增大而减弱， 9,在下列各化合物里黛，的化合价各是几价（注明正价或负价）：“ (1)氧化-二氮(C10); (2)氯化飼(CuCl2); (3)次氯酸钙[Ca(OC1)2];·…(4)酸(C0)； (5)七到化二氯[C1207]; (6)过酸HC1O4). 10.举出三种实验事实，说明氧的非金胜比酰强 11.在下述可逆反应已达平衡状态时， 2C0+02ー→CO2+136千卡 说明下面每…个变化，将使形好向哪一个方而移动（转对草没有影 、54 ==========第261页========== 响) (1).增加压强： (2)使用某种催化剂； (3)增加氧气的浓度； (4)增加温度； :6)减少一氧化碳的浓度 。 12、电解和电镀的原理有什么罔同的地方和不同的地方？ 13.下述各对物质能否发生化学反应？如不能，说明为什么：如能，写它们的分子方程式和简化离子方程式： (1)Cu+ZnSO; (2)C2+KI;·(3)KC1+Mg(NOs)2; (4)CuSO:+BaClz; (5)Na2CO3+HC2H3O2; {6)I2+KCl; (7)Cu+HCI 4.举例，并分别用分子方程式们简化离子方程式表示下列中和反应： (1)一种强酸和一种强戚的中和汉应； (2)一种强酸一种弱碱的叶1以应； (3)一种弱酸和一种强瞬的中利和反应；，·(4)一种弱酸斑一种弱碱的中订反应. 15.溶液、胶体溶液和浊液三者的本质的区别是什么？怎样区分溶液和胶体溶液？.怎样区分胶体溶液和浊液？ 16.写出下列物质变化的化学方程式： (1)S-→FeS→IH,→CuS; (2)N2NH3>NO>NO2HNO3; (8).NNHOH->NHCI>NE3; (4)P-→P205→HPO3→HPU4-→Ca3(PO4)2 :→Ca旺2P04)2+2CaSO4. 过好欲钙 :17.用什么实验方法可以证明：:,(1)在编酸思盒有氢元素疏酸根；:(2)在化该鞋含有氯元素和铵根； ·:(3)在设禽们便无茶1硝酸根. 超，瑚内就气，氨气，化离，-氧化和氧佰五瓶。试用最简捷的 ,为55· ==========第262页========== 方法把它们区别开来 19,在实验室里集取：（1)氯化氢；(2)氨气；(3)氧气；(4)氢气时，在方法上有什么不同？这和它们的：质有什么关系？ 20.在实验室里制取下述气体时，哪几种可以利用启普发生器？哪几种不能？为什么？应用何法制取？ (1)用大理石跟盐酸制取二氧化碳； (2)用硫化亚铁跟疏酸制取硫化氢； (3)氯化铵跟消石灰制取氨气； (4)用二氧化锰跟盐酸制取氯气； (5)用亚硫酸钠跟硫酸制取二氧化硫； (6)用氯化钠跟硫酸制取氯化氢 21.怎样区别下列各对物质： (1)NaCl和NaBr; (2)NaCl和NH4Cl; (3)Na2SO:和Na2S03; (4)NaNO3和Na3PO4; (5)NaCl和Na2S; (6)Na2CO3和Na2S03 22.一种溶液可能含有OH~、C1、NO3、C03和S0,五种阴离 子中的某几种.取少许溶液分装3个试管，然后进行如下操作： (1)在一试管里滴入酚酞，溶液变红色.加热浓缩，加浓硫酸和铜屑，再加热，有红棕色气体放出 (2)在第二试管里加入硝酸溶液，发生白色沉淀 (3)在第三试管里逐渐加入稀硝酸，发生无色气体，这种气体能使澄清石灰水变浑浊.继续加入稀硝酸，到溶液显酸性时，加入硝酸钡溶液，不生沉淀；再加硝酸银溶液，也不生沉淀 试判断，这溶液中含有哪几种阴离子？不含有哪几种阴离子？分别说明理由. 23.有一白色固体物质，当和浓NaOH溶液共热时，产生一种无色 气体，它能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；当和浓H2S04共热时，也产生 一种无色气体，它能使润湿的蓝色石蕊试纸变红.如使这先后产生的两种气体相混和，立刻发生浓厚的白烟.问原来的白色固体是什么物质？ 24.完全吸收1000公升（在标准状况下）氨气，需用75%疏酸多少 256・ ==========第263页========== 公斤？ 25.分析某硫酸铵的试样，知每100克中含氨20.79克，问该试样含硫酸铵的百分率是多少？ 2N 提示：硫酸铵中含氮的百分率=Ns0×100%=132 ×100%=21.21%,] 1.257· ==========第264页========== 附 录 儿个简单易做的化学实验 实：险一氯气的制法和性质 实验目的】1。进-步熟练集取气体（下方排空气法）的操作技能；2。学会制取少量氯气的方法；3。认识氯气的重要性质 【实验前的谁备】 1.明确下列间题： (1)怎样检查装置是否漏气（参香第-册附录)？在用下方排气法巢取气体时应该注藏哪些问题（参看第-一册附录）？ ()实验室里用什么含氯的化合物来御氯气？二氧化锰在这个 仪 器 试 剂 品名 数登 附 注 品 名 附 注 大试管 3 20×200毫米 离锰酸钾 药房有售 酒污灯 1 盐酸 市害浓盐酸 第子 义 卓孔，配大试管用 氢氧化钠溶液 5%溶液 塞子 2 记大试管用 废旧电线 试管架 1 棉花 穿洋 2 弯 布 用红器水染过 橡皮管 1 约7~8厘米 铁架行 1 带快夹 小烧杯 1 100毫升，可用玻璃茶杯代 角匙 1 可用小瓷匙代 景筒 100毫升，可刻 的药水瓶代 …259… ==========第265页========== 反应里起糯什么作用？ (3)为什么集取氯气要用下方排空法？这根据它的什么住质？ (4)氯气其有哪些重要的化学性质？ 2.预备实验用品（见上页表） 【实验内容】 1.装配氮气发生器：装配方法和装配氨气发生器同（参看第-一册 附录III图附33).装配好后检查一下这个装置是否漏气. 2.氯气的制取和收集：在上述装置的大试管里，加入高锰酸钾固 体约5克（参看第一册附录I图 附7)，再沿管壁加入浓盐酸约10毫升，迅速塞上带有导管的塞子，并把发生器固定在铁架台上.另取大试管-一只，管口向上，使发生 棉花 器的导管伸入管里至接近管底处，并在管口疏松地塞上…团棉 Kc梦 花，用下方排气法集取氯气（图附 KMnO+HiC 1).如果气体发生缓慢，河用酒精灯在发生器底部微微加热（注意不要加热太猛)，当见管中有大量氯气发生时即移去酒精灯氯气是有颜色的气体，可以 t 直接观察出试管里氯气是否已集 图附1氯气的榭取 满（如果在试管后面衬一张白纸，观察起来就更清楚）.试管集满氯气后，取出导管，用橡皮塞塞紧试管口，管口向上，放花试管集上，待 以后实验 利用上述方法集取氯气试管. 由于氯气有葑，实验时应尽可能防止它逸散到空气中.收集贰气完毕后，这时发生器明可能仍有氯气继续发生，应另取小烧杯…只，内盛5%氢氧化钠溶液约30宽升，将发生器的导管口浸入烧杯内溶液中①， ①氯气能被氢氧化钠溶液所跛收(Ci2十2NaOH=NaCl十NaCiO+HO). 25. ==========第266页========== 至氯气不再发生为止 用高锰酸甲跟盐酸反应生成氯气的化学方程式是： 2KMnO4+16HC1=2KC1+2MnC12+5C12↑+8H20 3.氯气的性质： (1)氯气的吻理性质：在集取氯气时，注意气的颜色和气味( 气有毒，闻气味时一定要按第一册附录I图附31的方法) (2)氯气的漂白作用：取一小块完全干燥的、用红器水染过的布块，投入第一管氯气里，仍用橡皮塞塞住管口，放置3~4分钟后，观视察有无变化，然后再投入另一块潮湿的、用红墨水染过的布块，做同样的实验，结果红色褪去.为什么？ (3)氯气跟金属的反应：取一段废日电线，取出里面的细软铜丝先在酒精灯上灼热到发红程度，趁热迅速插入第二管氯气里，即见铜丝在氯气里燃烧，产生浓厚的棕黄色的烟，这就是铜跟氯气化合后生成的氯化铜微粒（氯化铜有毒，应注意尽可能不让它逸散到空气中去）.迅速在试管里加水约10毫升，塞住管口，振荡，观察试管里溶液的颜色. 实验二氯化氢和盐酸的制取和性质 (实验目的】1.练习实验室里溶解气体的操作方法；2.实验氯化氢和盐酸的制取和性质，进一步巩固有关氯化氢和盐酸的化学知识 【实验前的准备】 1.明确下列问题： (1)氯化氢和盐酸有什么区别？有什么关系？ (2)为什么集取氯化氢气体时必须用十分干燥的试管（或集气瓶）？ (3)实验室里制取氯化氢的反应是属于哪一类型的反应？为什么这个反应必须加热？ (4)盐酸有哪些重要的化学性质？ 2.预备实验用品（见下页表） 【实验内容】 1。氯化氢和盐酸的制取： (1)装配氯化氢气体发生器：装配方祛和装配二氧化碳气体发生 260, ==========第267页========== 仪 器 试 剂 品名 数量 附 注 品 名 附 注 烧 瓶 1 100毫升 食 盐 酒糟灯 1 硫 酸用市蓓浓硫酸 石棉铁丝网 1 蓝色石蕊试纸 铁架台 1 带铁夹 锌 粒 可用废干电池外壳剪 塞 1 单孔，配烧瓶 成小块代 导 管 2 弯 大 理 石可形墨鱼（又名乌贼） 橡皮管 1 长78厘米 右 灰 水 骨代 大试 2 20×200毫米 棉 花 塞 子 1 配大试管 管 2 15×150毫米 试管架 1 水玻 1 可用面盆代 可用竹筷代 量 筒 100毫升，可用有刻度的药水瓶代 器同（参看第一册附录III 图附36).装配好后，检查 一下这个发生器是否漏气 (2)制取复化氢气体并用下方排气法收集：先在烧 棉花 瓶里放入食盐10~12克，然后沿瓶壁加入浓疏酸约15 棉铁絲网 毫升，迅速塞住瓶口，把发器固定在铁架台上.另取完全干燥的大试管一只，使发生器的导管伸入管中至接近管底处，并在管口疏松地塞 一团棉花.然后用酒精灯加 图附？氯化氢气体的制取 261· ==========第268页========== 热烧瓶（烧瓶底部要衬块石锦铁丝网，全部装置见图附2），并不时在试管口处呵气.知果看到管口有很浓的白雾生成，说明管里氯化氢气体已经集满（为什么？），用橡皮塞塞住管口，放在试管架上，留待后面实验应用. 〔3)盐酸的制取：把上面发生器的导管仰入另一大试管，管内盛水约15毫升.导管口要接近液面（离液面约0.5厘米处），但切切触着液面，以防止管内液体倒吸入发生器内（如果管内液体倒级入发生器，会有什么危险发生？).发庄器产生的氯化氢气体溶解水即成盐酸.经3ヘ5分钟后，停止加热，再经3~5分钟，发生器内气体已停止发生，仪出导管.试管里的盐酸留待后面实验应用 2.氯化氢利和盐酸的性质 (1)氯化氢的物理性质：在集取氯化氢气体时，注意氯化氢气体的颜色和气味 (2)氯化氢的溶解性：用大拇指捺住集有氯化氢气体的试管口，倒放在水槽，在水面下松开大拇指，水即迅速压入试管将满，为什么？仍用大拇指捺住试管口，从水中取出试管，倒转，用一条蓝色石蕊试纸试验管中液体，试纸变成红色，为什么？ (3)盐酸跟金属的反应：把前面制得的盐酸分成两试管.在第只试管内投入锌粒2~3小粒，不久即有气泡发生，用大拇指捺住管口约1~2分钟，大拇指感到微有压力，放拇指，用点着的火柴接近管口：有爆鸣声，这说明管中有氢气产生.盐酸跟锌粒反应的化学方程式怎样？这个反应属于那一类型？ (4)盐酸跟大理石的反应：在第二只试管的盐酸里投入小块大理石，见有气体发生.另用波棒蘸澄清的石灰水一滴，悬放在试管口上方，不久见石灰水变为浑浊，这说明试管里发生的气体是二氧化碳.盐酸跟大理石反应的化学方程式怎样？ 实验三硫和硫的化合物 (实验自的】1，实验硫和硫的化合物（二氧化硫、硫酸)的主要性贡，进一步巩固有关这些物质的化学知识；2练习稀释浓硫酸的方法 262· ==========第269页========== 【实验前的准备】 1.明确下列问题： (1)硫有哪些主要的化学性质？ (2)实险室里怎样制取二化硫？ (3)一氧化豌羁于娜一类的化合物？它有哪些主要的化学性质？ (4)稀释浓酸的正确操作方法是怎样的？为什么？ (5)浓疏酸！稀疏酸在性质上有什么不同？ 2.预备实验用品：仪 器 试 剂 品 名 数量 附 注 品 名 附 注 烧 瓶 1 100毫升 硫 粉 中药铺有售，称“硫黄” 1 单孔，配烧瓶用 钢 片 导 管 2 弯 浓 硫 酸 市辔浓硫酸 橡皮管 长约78厘米 氢氧化钠溶液 6%溶液 酒精灯 1 锌 粒 右棉铁丝网 蔗 薄 铁架台 1 帮铁夹 红鱼鲜花 大试管 20×200毫米 蓝色石蕊试纸 棒 棉 花 试管架 滤 纸可用宣纸或毛边纸代 管 3 15×150毫米 稀 硫 酸 1:5(即把1体积浓 塞 子 配大试管 H2SO4逐渐注入5 体积水稀释而得) 筒 1 10毫升 滴 管 【实验内容】 1.硫的燃烧：取硫粉少许，放在指铁奖网上.另取玻棒一根，先在酒精灯上把它的一端烧热，蘸硫粉少许，诉放入酒精灯火焰内.这时棒端的硫粉燃烧，发出蓝色的火焰，并闻到有特朵的刺激生气味.硫燃烧后产生的是什么气体？在火焰工方用…条潮湿的蓝色石蕊试纸夹试验这种气体，会有什么现象发生？为什么？2。二氧化硫的制取和性质： ·26 ==========第270页========== (1)二氧化硫的制取：先用烧瓶等装配好如图附2的一个气体发生器，在发生器的烧内加入铜片约5克，再沿烧瓶壁徐徐注入次硫酸约？~8毫升，塞住瓶口.把发生器固定在铁架台上，用酒精灯加热烧瓶（烧瓶底部衬一块石棉铁丝网）.用下方排气法集取二氧化硫气体(和收集氯化体的方法相同，用以收集二氧化蕊气体的大试管也必 须是十分于操的).在大试管口放一条潮湿的蓝色石蕊试纸.当试纸变红时，菠管和气体己集满（为什么？）.用橡皮塞塞住管口，放在试管架上.共收两试管，以备后面实验应滑 铜片利和们浓流豫反应的化学方程式是 加热 C1+2H2SO4(浓)==-SO2个+CuS04+2H20 另取大试管一~只，内盛5%氢氧化然溶液约10毫升.把发生器的导管伸入该试管，并使导管口接近波面（但切接触液面）.继续加热烧瓶约3~5分钟，炮灭酒精灯.再经3~5分钟，此时发生器内气体已停止发生，取导管，试管内液体图待后面实验应用（二氧化疏跟氢氧化钠反应成亚疏酸钠Na2SO3.它1反应的化学方程式怎详？) (2)减化的漂白作用：在第-·只集有二氧化硫气体的大试管里，投入红色羊花一朵，仍用橡皮塞塞住管口，经3心5分钟，见有什么现象发生？ (3)二氧化硫跟水的反应：在第二只集有二氧化硫气体的大试管里，加入水约10毫升，仍用橡皮塞塞住管口，充分振荡约2分钟.用玻棒蘸取管中液体一滴，放在舌上尝尝，觉有酸吹.另用蓝色石蕊试纸一条投入管，即变红色.二氧化硫跟水反应的生成物是什么？它们反应的化学方程式怎样？ (4)亚充联盐的质：在前面制得的吸收有二氧化硫气体的氢氧化钠溶汶滴入稀茂致滴，见有气体状生.用手在管口轻轻璃动，使管发生的有微，近清孔，闻之有刺激性气际.用一条潮湿的蓝色石蕊试纸放在管口，即变红色.这些都说明管中放出的气体是什么？ ∵4 ==========第271页========== 3。硫酸的性质： (1)稀疏酸溶液的酸性：在试管内加水约10毫升，另用量简取浓疏酸3毫升，沿试管壁缓缓加入试管中，随加随作振荡，使之充分混和，用手摸试管底部，有什么感觉？用玻棒蘸取试管里液体一滴，滴在蓝色石蕊试纸上，有什么现象发生？在试管里投入锌粒几小块，见有气体放出.用大拇指捺住试管口；约1~2分钟，拇指路感有压力.松开拇指，用燃着的火柴接近试管口，有爆鸣声，这说明放出的是什么气体？ (2)浓硫酸的吸水性：左干燥的式管内加进蔗糖约2ヘ一3克，再用滴管滴入浓疏酸7~8滴，稍待1~2分种，观练试管里馕的颜色有什么变化？用手摸试管底部，有什么感觉？另取滤纸一张，用玻棒蘸取稀硫酸溶液，在滤纸上书写“化学”的字样，然后将该纸在酒精灯火焰上方烘干（参看图2·12），有什么现象发生？为什么？ (3)浓硫酸跟金属的反应：在试管里加入浓硫酸约5毫升，再加锌粒若干，稍稍加热，见有气体放出但用燃着的火柴接近管口，并无爆鸣声.用手在试管口轻轻煽动，使有少量气体飘近鼻孔，闻之，有刺激性气味.试管里放出的气体是否氢气？为什么？如果不是那又是什么气体？锌和浓硫酸反应的化学方程式怎样？ 实验四溶液的导电性 【实验目的】1.练习制作一个简单的导电性试验器；2、应用导电性试验器，实验电解质和非电解质在导电性上的区别；3.认识电解质溶液浓度和电离度的关系。 【实验前的准备】 1.明确下列问题： (1)什么叫做电解质？什么叫做非电解质？哪些物质是电解质？哪些物质是非电解质？ (2)为什么电解质的溶液能够导电？为什么非电解质的溶液不能导电？ (3)什么叫做电离度？电解质溶液的浓度和电解质的电离度的关系怎样？ ·265· ==========第272页========== (4)什么出浮质？什么叫做弱电解所？ 2.备实验用品： 仪 器 试 剂 品·名 数觉 附 法 品 名 附 注 追灯沲 然 馏水 可用雨水或雪水代 但灯头 1 食盐溶液 30%溶液 插 头 1 带导线 糕溏溶液 10%溶液 直玻管 2 各长25~28厘米 无水醋酸 药房有售，商品名“冰 粗橡皮管 长的15萌米 醋酸” 小烧杯 1 可用小玻璃杯代 醋酸溶液 30%溶液 试 管2~3 15×150毫米 硫酸溶液 30%溶液 量 简 2 100密升，可用有划 氢轼化钠溶液 30%溶液 度的药水流瓶代 稀 盐 酸 1:1 皮 线 各长约20~25厘米 锌 粒 酒 精 【实验内容】 1.制作…个导电性试验器：取两粮较粗的皮线，一根直接和灯头相接，另…根在和灯头进接处按上一个背导线的插头.皮线的另…端去少许外包橡皮，使-段铜丝（约长1闻米）露出外面（图附3(）)为了安余起见，皮线外面各套直设管…提，并使皮线“端剥开处的铜丝，缩在装：甲约1~2厘米处，这祥可以防止这两段铜丝的相互接触（图附3(b).另取粗橡皮管-·根，把两根玻璃管一齐套住（图附3(c).使用时，可以用手直接挥住橡皮管，十分方便 2.溶液的导电性试验：取小烧杯1只，逐次加入以下各种液体各20~30毫升：(1)蒸骝水，(2)蔗糖溶液，（3)盐跤溶液，(4)食盐液， (5)酒精，(6)氢氧化钠浴液 在导泡性试验器的灯头上装上一个灯泡，并把插头剂电源（段即用家用电灯情扑)连接，然后把导电试验器的下湍逐·捕入上述各烧杯的液体里.如果灯泡发亮，说明这种液体能够导电，否则，即不能导电 266 ==========第273页========== 用两接毁璃禅 套在皮钱外面 皮钱 粗橡皮管套程 头 灯头和斑璃管 朗絲箱在政漓管盟1~2厘米处 (a) () (c) 图附3简单的导电性试验器 做上述实验时，每试验一种液体后，必须将插头拔离电源，然后倒掉小烧杯里的液体，把小烧杯用水洗净，再倒入另一种液体.另外，导电性试验器的下端也须用水冲洗干净，然后再擂上电源，进行另一实验 上述实验结果，哪几种液体能够导电？哪几种液体不能导电？在上述6种物质里，哪几种是电解质？哪几种是非电解质？ (3)电艇质溶液的浓度和阳电离度的关系：取小烧杯一只，内盛液态的无水醋酸①约10毫升，插入导电性试验器，可以覆到灯泡并不发亮(或仅发暗红光).逐渐加入蒸熘水稀释，随加随搅拌（可即用导电性试验器的下端来搅拌)，即见灯泡发光渐亮.继续加水，灯泡又渐渐变暗怎样解释这一现象？ 强电解质和弱电解质：取小烧杯2只，分别盛入30%的食盐 溶液，：30%的酷酸溶液各约20毫升.用导电性试脸器逐-试验它们的导电性.比较导电性试验器灯泡发亮的程度.另取试管2只，分别盛入30%的硫骏溶液和30%的醋酸滚液各约10毫升、同时投入大小相同的锌粒各一粒，观察两试管里发生氢气的速度有什么不同？在上述三 ①无水酷酸又称冰醋酸，在天气较冷时，可凝结成晶体，它的外形象“沙”，它的熔点是16.5℃，略微加热，即可使它熔化 267 ==========第274页========== 种物质（食盐、醋酸、硫酸）里，哪种是强电解质？哪种是弱电解质在用导电性试验器进行各项实验时，要特别当心触电.除了试验器插入液体时插头接通电源外，其余时间插头都必须拔离电源。当接通电源后，不要使剥去外包橡皮的二根铜丝头相接触！也不能用手去碰铜丝！ 实验五氨肥和磷肥 【实验目的】1.学会疏酸铵[(NH4)2SO,]和硝酸铵(NH4NO3) 肥料的简单检验法；2.认识过磷酸钙[Ca(H2P0)2+2CaS0]肥料的一些重要特性 【实验前的准备】 1.明确下列问题： (1)怎样通过实验的方法鉴定硫酸铵肥料和硝酸按肥料？ (2)过磷酸钙肥料有哪些重要特性？ (3)氮肥和过磷酸钙肥料为什么不能与消石灰混和使用？ 2.预备实验用品： 仪 器 试 剂 品名数量 附 注 品 名 附 注 试管 3 16×150毫米 硫酸铵（俗名肥田粉） 酒精灯 1 硝酸铵 试管夹 1 可用坚韧纸条代 过磷酸钙（又名过磷 角匙 1 可用小瓷匙代 酸石灰) 玻棒 1 可用新竹筷代 消石灰（又名熟石灰）石灰水 把消石灰加水，搅拌，过滤所得澄清液体 氯化钡 硝酸银 蒸馏水 盐酸 可用盐缀水代，五金店有售 红色石蕊试纸铜片（或铜丝）疏酸(1：1) ·268 ==========第275页========== 【实验内容 1.硫酸铵肥料的检验： (1)取一角匙硫酸按肥料倒在一张纸上.把角匙擦干净后，再取角匙的消石灰粉末倒在硫酸铵肥料上，用波棒充分拌和，这时能昀到有刺激性的气味，为什么？再用一张润湿的红色石蕊试纸接近这”：混和物，石蕊试纸的颜色变蓝，为什么？从闻到的气味和衡弼的现象，来说明 疏酸铵肥料里含有铵根(NH),写出有关的化学方程武 (2)取少量（盖满试管底就可以)硫酸铵肥料放入试管里，加水溶解使成透明溶液.然后在这溶液里滴入几滴无色的氯化钡溶液.看到有白色沉淀生成，再滴入几滴盐酸，沉淀不消失，为什么？从看到的现象， 来说明疏酸铵肥料里含有硫酸根(SO4),写出有关的化学方程式 2.硝酸铵肥料的检验， (1)硝酸铵吧料里含有铵根的实验，可仿照上述实验硫酸铵肥料里含有铵根的方法进行 (2)硝酸铵肥料里含有硝酸根(O3)的实验：取一角匙硝酸铵吧 料放入试管里，滴入4~5毫升硫酸(1：1)，再小心地放进1~2小块桐片.用试管夹夹住试管并在酒情灯上加热.试僧内出现红棕色气体，同时又看到溶液变成蓝色，为什么？从看到的现象，来说明硝酸铵肥料里 含有硝酸根(NO3),写出有关的化学方程式 从以上鉴定二种氨肥里含有铵根(NH)的实验，试说明为什么氯 肥不能与消石灰混和使用 3.过磷酸钙肥料的几种重要特性：取一角匙过磷酸钙肥料，先观察它的颜色和状态，然后放入试管里，再加进10~15凳升蒸馏水，用玻棒搅拌，观察一下它能否全部溶解？ 把制得的溶液分倒在三个试管里. 在第一个试管里滨入儿滴氯化钡溶液，看到有白色沉淀生成；再滴入几滴盐酸，看到大部分沉淀消失，为什么？写出有关的化学方程式在第二个试管且滴入几滴硝酸银溶液.看到有黄色沉淀生成，再滴入几滴盐酸，沉淀消失，为什么？ 269 ==========第276页========== 栏第三个试管器倒入少量石灰水，有白色沉淀生成，为什么？通过这个实脸看到的现象，试说明为什么过磷酸钙肥料不能与消石灰棍和使用？ 270 ==========第277页========== 习题答案 第一章 习题11 8.3155升)9.55.9%,65.5%; 10.与1克分子富气完全化合，产生2克分子氯化氢气体， 与1升氢气化合，产生2升氯化氢气体 习题124.碳24.74%，氢2.06%，氯73.20%。习题134.0.64升.习题14(1)1.1.629克 习题14(2)4.NaC158.5克，KC174.5克，MgCl247.5克， ZnCl268克；6.3% 习题14(3)4.150毫升；5.600毫升 习题154.跟6M的盐酸50毫升完全反应，需用硝酸51克. 习题165.30.15吨 习题1106.8.5克. 复习题… 8.14.2克；9.73克HC1和43.5克MnO2: 10.NaOH不足，故溶液对石蕊试液呈酸性. 第二章 习题2·1 5.(1)反应后剩下铁粉1克，(2)生成硫化亚铁11克、 习题2·2 9.1.655克； 10.量克分予，号克分子. 习题28(1)5.1.46倍； 6.0.522升. 习题241.H2.04%,$32.659%,065.31% 271· ==========第278页========== 复习瘛二 17.64公斤： 18.6.76克分子浓度. 第三章 习题327.O16:8个质子，8个中子，8个电子， 8017:8个质子，9个中子，8个电子，018:8个质子，10个中子，8个电子； 8.平均原子量=39.13； 9.10Ne20占90%，1oNe22占10%. 第四章 习题448,可能有六种解答：(1)KCl+CuS04+FeCl3, (2)K2S0,+CuSO+FeCl3,(3)KC1+CuCl2+ Fe2(SO3,(4)K2SO+CuCl2+Fe2(SO4)3, (5)KC1+CuSO4+Fe2(SO)3, (6)K2SO;+CuC12-+FeCla 习题45 1.20%;2.70.7克；7.0.1M醋酸溶液里所含的氢 离子较多； 习题48 6、224露升. 第五章 习题52 5.0.4M; 6.10克，0.014公斤。 习题53 5.14% 习题55 3.N22%,H266%;4.25,75吨(NH3),75.75吨 (98%的H2S04). 习题56 3.0.28公斤；6.硝酸铵含氨35%最高. 习题58 6.97.27%;8.94.26%. 习题5·105.重过磷酸钙，26.5%；7.0.98吨，0.39吨： 8.106.15斤. ·272. ==========第279页========== 复习题五 6.40.48公斤：7.48克；8.50%. 第六章 习题625.CaSi0329克，C025.6升. ·总复习题 22.含有OH、NO3和C03,不含有C1-和S0,; 23.是NHC; 24.2.917公斤； 25.98%. ·273 .4sm...e ==========第280页==========