非金属元素及化合物(竞赛讲义)
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非金属元素及其化合物【赛点简索】●非金属元素的周期表中右上方(氢在左上方)。
非金属元素价电子数较多,原子半径较小,易得电子,因此常表现出氧化性。
●非金属元素氢、氟、氯、溴、碘、氧、硫、氮、磷、砷、碳、硅、硼等十三种元素的单质及其化合物(氢化物、氧化物、含氧酸、含氧酸盐的性质和重要反应)。
●卤素单质与水的反应,硼的特性及硼烷的结构和性质。
●含氧酸酸性强弱的递变规律以及同周期、同主族元素的性质递变规律。
水溶液中的常见离子的颜色和定性鉴定和分离。
【热点难点】在所有的一百多种化学元素中,非金属占22种,除氢以外都位于周期表中的p区。
它们为数虽然不多,但涉及的面却很广。
首先是化合物种类繁多。
自然界中存在的元素中,丰度最大的是非金属。
80%以上的非金属在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。
其中突出的为氢作为能源,硅作为半导体材料,石英光纤作为通讯材料,还有特种功能陶瓷等等。
在超导、激光、生物医药等高技术领域,非金属起着与金属同等重要的角色。
1、非金属单质的结构非金属单质的晶体结构大多数是分子晶体,也有少数原子晶体和过渡型的层状晶体,但不论是哪种晶体类型,分子中的原子间大都是以二中心二电子共价键相结合的,每种元素在单质分子中的共价键数目大多数符合8 – N规则,即以N 代表非金属元素在周期表中的族数,则该元素在单质中的共价数等于8 – N。
对于氢、氦则为2 – N。
稀有气体的共价数为8 – 8 = 0,形成单原子分子。
卤素为8 – 7 = 1,每两个原子以一个共价键形成双原子分子。
氢的共价数为2 – 1 = 1,也属同一类型。
ⅥA族的硫、硒、碲为8 – 6 = 2,形成二配位的链形或环形分子,ⅤA族的磷、砷则形成三配位的有限分子P4、As4或层形分子如灰砷、黑磷等。
ⅥA族的碳、硅的8 – 4 = 4,则形成四配位的金刚石型的结构。
2.卤素、单质与水的反应卤素与水的反应有两种类型。
其一是卤素置换水中的氧:2X2 + H2O = 4H+ + 4X-+ O2其二是卤素的水解反应:X2 +H2O H+ + X-+HXO (X=Cl,Br,I)3.硼和硼烷(1)硼的外层电子构型和成键性质硼处于第二周期第ⅢA族,具有2s22p1的外层电子构型。
非金属元素专题复习讲义专题复习内容1.元素及其化合物内容学习的方法2.非金属元素的概述3.氢气、水的知识小结重点、难点剖析及典型例析(一)学习方法指导1.每族元素抓住代表物.重点讨论该元素的单质、氧化物、氢化物、酸、碱或盐等有关知识.2.注意该族元素与其代表物在结构、性质上的相似性、递变性和特殊性.3.研究结构应分三层次考虑.(1)原子结构(价电子数、原子半径、核电荷数等)(2)分子结构(主要指化学键的种类及牢固程度)(3)晶体结构(构成微粒、微粒间的作用力、空间构型等)4.理清下列关系.5.元素化合物知识网络化元素化合物的知识在中学化学教材中占有较重的比例,内容繁多锁碎,要尽可能以最佳的方法或方式来总结成网络图,主线明确、脉络清晰.(二)非金属元素在周期表中的位置及结构特点.(1) 除H外,非金属元素均在“阶梯线”的右上方(2) 非金属元素(包括稀有元素)均在主族(零族)(3) 最外层电子数一般≥4(H.B除外)(4) 原子半径比同周期金属半径小.(稀有元素除外)(三)非金属元素的性质及递变规律1.单质:(1)结构:除稀有气体外,非金属原子间以共价键结合.非金属单质的成键有明显的规律性.若它处在第N族,每个原子可提供8-N个价电子去和8-N个同种原子形成8-N个共价单键,可简称8-N规则;(H遵循2-N规则).如ⅦA族单质:x-x;H的共价数为1,H-H,第ⅥA族的S,Se、Te共价单键数为8-6=2,第ⅤA族的P、As共价单键数8-5=3.但第二周期的非金属单质中N2、O2形成多键.2.熔沸点与聚集态它们可以分为三类:①小分子物质.如:H2、O2、N2、Cl2等,通常为气体,固体为分子晶体.②多原子分子物质.如P4、S8、As等,通常为液态或固态.均为分子晶体,但熔、沸点因范德华力较大而比①高,Br2、I2也属此类,一般易挥发或升华.③原子晶体类单质,如金刚石、晶体硅和硼等,是非金属单质中高熔点“三角区”,通常为难挥发的固体.3.导电性非金属一般属于非导体,金属是良导体,而锗、硅、砷、硒等属于半导体.但半导体与导体不同之一是导电率随温度升高而增大.4.化学活性及反应③非金属一般为成酸元素,难以与稀酸反应.固体非金属能被氧化性酸氧化.2.氢物3.卤化物:易水解如 PCl3+3H2O=H3PO3+3HClSiCl4+3H2O=H2SiO3+4HClBCl3+3H2O=H3BO3+3HClBrF5+3H2O=HBrO3+5HF利用此法可制得氢卤酸和含氧酸4.含氧酸①同周期非金属元素最高价含氧酸从左到右酸性增强②氧化性:同种元素低价强于高价含氧酸如: HClO>HClO3>HClO4(稀)H2SO3>H2SO4(稀)HNO2>HNO3(稀)(四)氢气水.1.氢气:常温不很活泼,大多需高温(点燃)或用催化剂.高温下,作很好的还原剂.2.水(1)水参与的反应(2)水处理①除去悬浮物:用明矾或FeCl3.②脱色去味:用活性炭.③杀菌消毒:用液氯、漂白粉、CuSO4.④硬水软化:煮沸法、药剂法、离子交换法想一想:每种方法的原理是什么?分属何种变化?例1 1mol H2燃烧时约放热286KJ,而每kg汽油燃烧时约放热46000KJ.而氢气却被公认是21世纪替代石化燃料的理想能源.请试述理由.解析①燃料发热量的高低要看单位质量的物质放热量的多少.H2~ Q 汽油~ Q2g 286KJ 1000g 46000KJ1g 143KJ 1g 46KJ由此可知:每g H2、汽油燃烧发热量前者大②燃料是否理想,还要看来源是否丰富、燃烧对大气和环境保护是否有利.氢气作为未来理想能源有三大优点:①单位质量的H2燃烧发热量大.②资源丰富.③燃烧后不产生污染.思考 Si、Al均能与强碱溶液反应放出H2.野外考察工作有时需要H2,为何一般选择Si而不用Al?提示从单位质量的Si、Al分别与碱液反应放出H2量的多少考虑.例2 将含O2和CH4的混合气体充入装有23.4g Na2O2的密闭容器中点燃,反应结束后,容器温度为150℃,压强为Opa.将残留物溶于水无气体逸出.下列叙述正确的是( )A.原混合气体中O2和CH4的体积比为2:1B.原混合气体中O2和CH4的体积比为1:2C.残留固体中有Na2CO3和NaOHD.残留固体中只有Na2CO3解析若CH4与O2体积为1:2,则恰好反应,当气体产物通过Na2O2后必有O2生成,不合题意.又根据氢、碳元素守恒,反应后的固体必为Na2CO3和NaOH的混合物.由题意可知,最终反应后无Na2O2多余,也无气体多余.可用方程式的代数处理来求出CH4和O2的体积比.例3已知氧化铜在高温下可发生分解4CuO2Cu2O+O2,生成的Cu2O也能被H2还原为Cu.(1)若将10g CuO在高温下部分分解后,再通入氢气使剩余固体全部还原成铜,消耗0.225g H2,则原氧化铜的分解率是多少?(2)若将mg CuO在高温下部分分解后,再通入ng H2,即可使剩余固体全部还原成铜,则原氧化铜的分解率是多少?n的取值范围是多少?(3)仍取mg CuO.并保持(2)的分解率不变,假设通入H2后固体被的质还原是按的顺序进行的,以x表示通入H2量(单位:g),试填写下表还原后剩余固体成分CuO和Cu2O Cu2O和Cux的取值范围解析 (1)设CuO的分解率为α0.125(1-α) 0.125(1-α) 0.0625α 0.0625α0.125(1-α)+0.0625α=0.1125α=20%(2)同理可得注意:因原固体CuO部分分解,且最后固体成分有两种,故x的取值范围只能是开区间.针对性练习(一)选择1.微量硒元素(Se)对人体有保健作用.已知硒和氧同主族,与钾同周期,下列有关硒元素的性质描述错误的是( )A.硒既能溶于盐酸又能溶于烧碱溶液B.硒的最高价氧化物的化学式为SeO3C.硒的非金属性比溴弱D.硒的气态氢化物的化学式为H2Se2.在密闭容器中盛有H2、O2、Cl2的混合气体,通过电火花点燃,三种气体正好完全反应,冷却至室温后,所得溶液溶质的质量分数为25.26%,则容器中原有H2、O2、Cl2的分子个数比是( )A.6:3:1B.9:6:1C.13:6:1D.10:6:13.等质量的下列物质①C2H2②H2③Na ④P充分燃烧,消耗O2的质量由多到少的顺序为( )A.①②③④B.④③②①C.②①④③D.①④②③4.将水加入到下列物质中能发生反应,且有气体产生的是( )①NaH ②Na2O2③Na2S ④Mg3N2⑤Al2S3 ⑥CaC2⑦NH4HCO3A.①②⑤⑥⑦B.①②④⑤⑥C.①③④⑤D.①②⑤⑥5.下列物质中,导电性能最差的是( )A.石墨B.KCl溶液C.石英砂D.熔化的NaHSO46.有一金属钠与过氧化钠的混合物,与过量水充分反应后,产生的气体,用电火花引燃后,恢复到标准状况,测得剩余气体体积为 1.12L,则原混合物中钠与过氧化钠的物质的量之比不可能的是( )A.1:3B.3:1C.2:1D.1:27.两份质量都是Ng的硫粉,分别与足量的氢气、氧气完全反应,混合反应后的生成物,使之充分反应,可析出硫的质量是(单位:g)( )A.2NB.1.5NC.ND.0.5N8.一种无色气体X能被灼热的炭还原成另一种无色气体Y,Y与炽热的Fe2O3反应生成Fe和 X,则X、Y按顺序分别是( )A.CO、CO2B.H2、COC.H2O、H2D.CO2、CO9.120℃时,将2LH2O、1LCO、1LO2和2LCO2组成的混合气体,依次缓慢通过炽热铜粉.过量过氧化钠和过量炽热的炭粉的三个反应管.经充分反应后恢复到原条件时气体的体积为( )A.6LB.5LC.4LD.3L10.某种H2和CO的混合气体,其密度为相同条件下O2密度的1/2.将3.2g这种混合气充入一盛有足量Na2O2的密闭容器中,再通入过量O2,并用电火花点燃使其充分反应,最后容器中固体的质量增加了( )A.3.2gB.4.4gC.5.6gD.6.4g(二)计算11.已知氢化钠与水反应放出氢气.现有氢化钠和铝粉的混合物mg,与足量水充分反应后,收集到的气体为ng,试回答:(1)若充分反应后得到只含一种物质的水溶液时,该物质是________;则原混合物中氢化钠与铝粉的物质的量之比为________,质量比为________.(2)当物质的量之比:NaH:Al≤_______时,铝粉质量为_______;当物质的量之比:NaH:Al>_______时,铝粉的质量为________.12.如图所示,在一密闭容器中间用一不漏气,可滑动的活塞隔开,左边充洁净空气,右边充H2、O2混合气,在室温下引燃后恢复到原室温,若活塞原来离容器左端的距离为1/4(A)反应后活塞静止在离右端1/4处(B),求原来H2和O2的体积比.答案(一)1.A 2.C 3.C 4.B 5.C 6.C 7.B 8.C D 9.B10.A(二)11.(1)NaAlO2; 1:1,8:9(2)1:1 (m-4.8n)g1:1 (36n-3m)g。
专题六 非金属及其化合物(1)氯及其化合物2.硫及其化合物3.氮及其化合物4.碳及其化合物H2O NaOH MnO2 △H2点燃或光照 CuCl2PCl3、PCl5 Cl2 HClCa(ClO)2 HClO NaCl AgNO3H2SO4△O2 P 点燃①CO2+H2O ②HCl ①电解熔融盐Cu 点燃光照 AgClAgNO3Na 点燃 Br2 I2NaBr NaIH2OO2高SSO2Na2SO4 SO3 H2S H2SO4H2SO3BaSO4Na2SO3 FeS FeS2 O2点燃O2催化剂BaCl2①加热反应 ②不完全反应BaCl2NaOHH2S H2 △ HClO2燃烧 Fe △NaOHH2O2 Cu 、C NaOH H2SO4CCaC2①O2点燃②CaO 高C2H2CO2 CaCO3 Ca(HCO3)2H2OCO2CaO 高温 Mg Ca(OH)2 ①煅烧 ①△CO CH4①O2点燃 ②CuO 高O2点燃C 高温①不完全燃烧NH3 N2 Cu NH4ClNO NO2HNO3H2O Mg 点燃 Ca(OH)2△ HCl O2放电 H2OH2高温高压 催化剂 O2/Pt【备考策略】在江苏近三年的高考中,非金属及其化合物作为元素及其化合物的组成部分参与性质、转化的考查,同样结合化学理论、化学实验和计算等进行考查。
主要考查的卤素、二氧化氯、硝酸、过氧化氢的性质。
2013年的备考中,以重要物质为抓手,形成元素化合物的关系网络,结合化学基本理论,强化基本理论知识,突出应用。
类型一、非金属及其化合物性质例1.下列有关非金属单质的说法正确的是①金刚石和C60在氧气中燃烧的产物相同,因而它们是同一种物质②氯气可以使湿润的有色布条褪色,但实际起漂白作用的物质是次氯酸而不是氯气③硫、氯气分别与铜和铁反应的产物是FeS、Cu2S、FeCl3、CuCl2④向氢硫酸溶液中滴入氯水有单质硫生成⑤高纯硅广泛用于制造光导纤维⑥活性炭使有色物质褪色是利用了碳单质具有还原性,使有色物质发生还原反应⑦雷雨天氮气和氧气的反应属于自然固氮的—种方式。
非金属元素及其化合物【赛点简索】●非金属元素的周期表中右上方(氢在左上方)。
非金属元素价电子数较多,原子半径较小,易得电子,因此常表现出氧化性。
●非金属元素氢、氟、氯、溴、碘、氧、硫、氮、磷、砷、碳、硅、硼等十三种元素的单质及其化合物(氢化物、氧化物、含氧酸、含氧酸盐的性质和重要反应)。
●卤素单质与水的反应,硼的特性及硼烷的结构和性质。
●含氧酸酸性强弱的递变规律以及同周期、同主族元素的性质递变规律。
水溶液中的常见离子的颜色和定性鉴定和分离。
【热点难点】在所有的一百多种化学元素中,非金属占22种,除氢以外都位于周期表中的p区。
它们为数虽然不多,但涉及的面却很广。
首先是化合物种类繁多。
自然界中存在的元素中,丰度最大的是非金属。
80%以上的非金属在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。
其中突出的为氢作为能源,硅作为半导体材料,石英光纤作为通讯材料,还有特种功能陶瓷等等。
在超导、激光、生物医药等高技术领域,非金属起着与金属同等重要的角色。
1、非金属单质的结构非金属单质的晶体结构大多数是分子晶体,也有少数原子晶体和过渡型的层状晶体,但不论是哪种晶体类型,分子中的原子间大都是以二中心二电子共价键相结合的,每种元素在单质分子中的共价键数目大多数符合8 – N规则,即以N 代表非金属元素在周期表中的族数,则该元素在单质中的共价数等于8 – N。
对于氢、氦则为2 – N。
稀有气体的共价数为8 – 8 = 0,形成单原子分子。
卤素为8 – 7 = 1,每两个原子以一个共价键形成双原子分子。
氢的共价数为2 – 1 = 1,也属同一类型。
ⅥA族的硫、硒、碲为8 – 6 = 2,形成二配位的链形或环形分子,ⅤA族的磷、砷则形成三配位的有限分子P4、As4或层形分子如灰砷、黑磷等。
ⅥA族的碳、硅的8 – 4 = 4,则形成四配位的金刚石型的结构。
2.卤素、单质与水的反应卤素与水的反应有两种类型。
其一是卤素置换水中的氧:2X2 + H2O = 4H+ + 4X-+ O2其二是卤素的水解反应:X2 +H2O H+ + X-+HXO (X=Cl,Br,I)3.硼和硼烷(1)硼的外层电子构型和成键性质硼处于第二周期第ⅢA族,具有2s22p1的外层电子构型。
硼原子具有下面三个特点:(2)硼烷硼和氢不能直接化合,但用间接方法可以制备一系列硼和氢的化合物,它们和碳氢化合物相似,称为硼烷。
最简单的硼氢化合物是乙硼烷,又称二硼烷B2H6。
硼烷剧毒,是液体燃料,在空气中能自燃,极易水解,可以跟NH3、CO起加合反应。
B2H6 + 3O2 === B2O3 + 3H2O B2H6 + 6H2O === 3H3BO3 + 6H2↑B2H6 + 2NH3 === [H2B(NH3)2][BH4]4.碳的氧化物及其盐碳有许多氧化物,其中最常见的是CO和CO2。
CO和N2、CN-等互为等电子体,CO分子中有三重键,1个σ键和2个π键。
CO的(总)键能大于N2的(总)键能(如表),但CO与N2容易参加化学反应。
原因为①CO分子中C上的一对电子(比N2)容易和金属氧化物或金属发生反应。
Fe2O3(s) + 3CO(g) === 2Fe(s) + 3CO2(g) Fe(s) + 5CO(g) === Fe(CO)5(s)②CO中的第一个π键的键能比N2中的小很多,因此CO的第一个键易断裂。
CO2是线型非极性分子,分子结构如图,其中C原子以sp杂化成键,分子中存在两个大π键(π34)。
在526.8kPa、–56.6℃时,CO2凝聚为固态(常称为干冰),干冰于–78.5℃升华。
CO2的临界温度为31℃(加压可使CO2液化的温度升高),900K因此钢瓶中CO2应为液态。
常态下,CO2是无色无臭的气体,不支持燃烧,但某些还原性很强的金属,例如燃烧着的镁带,即使在CO2中也能继续燃烧。
2Mg + CO2 ===== 2MgO + CCO2可溶于水,常压下273K时,100gH2O可溶解0.385gCO2,按体积比约1:1,饱和CO2溶液的浓度为0.03~0.04mol/L,溶液呈酸性pH≈4。
习惯上把CO2的水溶液叫做碳酸。
碳酸盐有酸式碳酸盐和碳酸盐。
大多数酸式碳酸盐易溶于水,正盐只有铵和碱金属(锂除外)的碳酸盐易溶于水,但易溶于水的正盐其相应的酸式盐溶解度却相对较小。
由于碳酸是二元弱酸,故其盐都有不同程度的水解。
当金属离子与可溶性碳酸盐作用时党表现出不同的沉淀形式,这主要决定于反应物、生成物的性质和反应条件。
不同的碳酸盐对热稳定性可以相差很大,其规律为(1)同一种含氧酸(盐)的热稳定性次序为:正盐>酸式盐>酸。
如:Na2CO3>NaHCO3>H2CO3(2)同族元素从上到下,碳酸盐的热稳定性增强。
如:BeCO3<MgCO3<CaCO3<SrCO3<BaCO3(3)不同金属的碳酸盐的热稳定性次序为:碱金属盐>碱土金属盐>过渡金属盐>铵盐。
如:K2CO3>CaCO3>ZnCO3>(NH4)2CO35.氨的氢化物(1)a.氨合电子:液氨可溶解较活泼的金属(如碱金属、钙、锶、钡等)生成蓝色溶液,这种溶液可导电,较稳定,通常作为一种强还原剂,将其放置时,可缓慢放出氢气:2Na + 2NH3 === 2NaNH2 + H2。
其特性可以认为是产生了“氨合电子”的缘故,以金属钠为例,说明如下:Na Na+ + e-,然后氨分子发生可逆的溶剂加合作用:Na+ + xNH3Na(NH3)x+e-+ yNH3 (NH3)y-“氨合b.形成配合物:氨分子中的孤电子对可与别的分子或离子形成配位键,如三氟化硼、各种金属离子等。
特别应注意的是,氯化银虽不溶于强酸,但可溶于氨水:AgCl + 2NH3 === Ag(NH3)2+ + Cl-。
6.氧和硫(1)氧、臭氧和过氧化氢①常况下,氧是一种无色、无臭的气体,在90K时凝聚成淡蓝色的液体,进一步冷却到54K时凝成淡蓝色的固体,液态和固态氧有明显的顺磁性。
在室温和加压下,分子光谱实验证明氧中含有抗磁性的物质O4,在固态氧中存在更多的O4,这也同O2分子中存在单电子有关。
两个氧分子间的键能弱于一个电子对的键能,却比范德华力强,O4的结构可能如右图所示,但不能肯定。
②臭氧是浅蓝色气体,有一种鱼腥臭味,在–112℃凝聚为深蓝色液体,在–192.7℃凝结为黑紫色固体。
臭氧不稳定,但在常温下分解较慢,437K以上迅速分解。
二氧化锰、二氧化铅、铂黑等催化剂的存在或经紫外辐射都会促使臭氧分解,臭氧分解时放出热量。
2O3 === 3O2△H = –284kJ/mol这个放热分解反应说明臭氧比氧有更大的化学活性,它无论在酸性或碱性条件下都比氧气具有更强的氧化性,臭氧是最强的氧化剂之一。
除金和铂族金属外,它能氧化所有的金属和大多数非金属。
在臭氧中,硫化铅被氧化为硫酸铅,金属银被氧化为过氧化银,碘化钾被迅速定量地氧化为碘。
PbS + 4O2 === PbSO4 + 4O2↑2Ag + 2O3 === Ag2O2 + 2O2↑2KI + O3 + H2O === 2KOH + I2↓+ O2↑最后这个反应可用于检验混合气体中是否含有臭氧。
③过氧化氢过氧化氢的分子式为H2O2,在过氧化氢分子中有一个过氧链—O—O—,每个氧原子上各连着一个氢原子。
两个氢原子位于像半展开书本的两页纸上(如图)纯的过氧化氢是近乎无色的黏稠液体,分子间有氢键。
由于极性比水强,在固态和液态时分子缔合程度比水大,所以它的沸点(150℃)远比水高。
过氧化氢与水可以任意比例互溶,其水溶液俗称双氧水,对热不稳定,呈弱酸性。
过氧化氢分子中O的氧化数为–1,它既可降低到–2,作为氧化剂;又可升高到0,作为还原剂。
H2O2用作氧化剂的反应如:PbS + 4H2O2 === PbSO4 + 4H2O H2O2 + 2I-+ 2H+ === I2↓+ 2H2OH2O2遇Cl2、KMnO4等强氧化剂时,发生还原反应:H2O2 + Cl2 === 2HCl + O2↑2MnO4-+ 5H2O2 + 6H+ === 2Mn2+ + 5O2↑+ 8H2O在有乙醚存在时,向H2O2的酸性溶液中加入K2Cr2O7,可得到蓝色的过氧化铬:过氧化铬的分子结构如右图,它在乙醚中能稳定存在。
该反应不是乙醚氧化还原反应,而是过氧化氢中的过氧链转移给了过氧化铬,该个反应可用来检验H2O2或Cr2O72-的存在。
但过氧化铬在水溶液中不稳定,会进一步与H2O2反应,蓝色迅速消失。
7、含氧酸氧化性的变化规律(1)同一周期中,各元素最高氧化值含氧酸的氧化性从左到右增强。
例如H2SiO3<H3PO4<H2SO4<HClO4。
(2)同一族中,低氧化值含氧酸的氧化性自上而下递减。
最高氧化值和中间氧化值含氧酸的氧化性以第四周期元素最强。
例如2BrO3-+ Cl2 = 2ClO3-+ Br2(3)同一元素不同氧化值的含氧酸中,以低氧化值含氧酸的氧化性为强。
例如HClO>HClO2>HClO3>HClO4;HNO2>HNO3(稀);H2SO3>H2SO4(稀)。
8、含氧酸酸性强弱的规律(1)含氧酸酸性的强弱与R—O—H中R—O和O—H键的相对强弱有关(见上17讲一,4)。
(2)含氧酸强度的定量表示含氧酸HnROm可写为RO m – n(OH)n,m – n表示为非羟基的氧原子数。
关于含氧酸的强度,鲍林总结出两条规则:(1)多元含氧酸的逐级电离常数之比约为10-5,即Ka1:Ka2:Ka3 = 1:10-5:10-10,(2)含氧酸的酸性与非羟基氧原子以磷酸和焦磷酸为例,比较它们的电离常数可知,焦磷酸的酸性比磷酸强。
这是因为多酸酸根的体积比简单酸的酸根大,负电荷的电荷密度较低,对质子的作用力较弱,所以质子容易电离的缘故。
【赛题赏析】【例1】用氯气对饮用水清毒已有百年历史。
这种消毒方法会使饮用水中的有机物发生氯代反应,生成有机含氯化合物,对人体有害,世界环保联盟即将全面禁止用氯气对饮用水消毒,建议推广采用广谱性高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。
(1)目前欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2,同时有Cl2生成,且Cl2的体积为ClO2的一半。
表示这一反应的化学方程式为。
(2)我国研究成功用氯气氧化亚氯酸钠(在氮气保护下)制得ClO2,表示这一反应的化学方程式是,这一方法的优点是。
(3)在H2SO4酸性条件下,用Na2SO3还原NaClO3也可制得ClO2,反应方程式是。
(4)ClO2的消毒性能高于Cl2,若用同质量的Cl2和ClO2,则ClO2消毒性能是Cl2的倍。
解析:(1)NaClO3是氧化剂,HCl是还原剂,ClO2是还原产物,Cl2是氧化产物,2NaClO3+4HCl=2ClO2+2NaCl+Cl2+2H2O。