馮存良
一、易忽視的硅及其化合物的特殊性
1.自然界中無游離態(tài)的硅;通常原子晶體不導電,但晶體硅是很好的半導體材料,是制作光電池的材料;SiO2不導電,是制作光導纖維的材料。
2.工業(yè)上制備粗硅,是用過量的C和SiO2在高溫下反應(yīng),由于C過量,生成的是CO而不是CO2,該反應(yīng)必須在隔絕空氣的條件下進行。
3.氫氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH溶液能用玻璃試劑瓶盛放,但不能用玻璃塞。
4.酸性氧化物一般能與水反應(yīng)生成酸,但SiO2不溶于水;酸性氧化物一般不與酸作用,但SiO2能與HF反應(yīng)。
5.常見含硅物質(zhì)的成分易混淆:計算機芯片的成分是晶體硅而不是SiO2;水晶、石英、瑪瑙等主要成分是SiO2,而不是硅酸鹽;傳統(tǒng)無機非金屬材料陶瓷、水泥、玻璃的主要成分是硅酸鹽。
二、易忽視的濃硫酸“量變”引起的“質(zhì)變”
在理解濃硫酸與銅、鋅、鐵、鋁以及與碳、硫等反應(yīng)時,要動態(tài)地看待反應(yīng)過程。例如在濃硫酸與銅的反應(yīng)中,隨著反應(yīng)的進行,硫酸的濃度逐漸降低,最后變成了稀硫酸,稀硫酸與銅不反應(yīng)。與此類似的還有濃鹽酸與二氧化錳的反應(yīng)。濃硫酸與鋅反應(yīng),開始時生成的氣體是SO2,變成了稀硫酸后,生成的氣體是H2。
三、易忽視的鹵族元素及其化合物的特性
1.氯氣具有強氧化性,與變價金屬反應(yīng)時均生成高價態(tài)的金屬氯化物,如FeCl2不能由兩種單質(zhì)化合生成。
2.氯氣沒有漂白性,不能使干燥的有色布條褪色,但可使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色,起漂白作用的物質(zhì)是HClO。
3. Cl2可使?jié)駶櫴镌嚰埾茸兗t后褪色,原因是Cl2與水反應(yīng)生成的酸使石蕊先變紅,HClO使變色后的石蕊褪色。
4. HClO不穩(wěn)定,不能單獨存在,只存在于氯水、次氯酸鹽溶液或次氯酸鹽與酸反應(yīng)的混合物中。
5.久置氯水成分與性質(zhì):氯水中存在反應(yīng)Cl2+H2O HCl+ HClO,久置氯水因HClO見光分解,隨著HClO的消耗,最后成為鹽酸,因此久置氯水酸性增強,無漂白性。
6.不能用pH試紙測量氯水的pH,原因是氯水中的HClO具有漂白性。
7.淀粉遇I2顯藍色,這是碘單質(zhì)的特殊性質(zhì),該性質(zhì)可用于檢驗Cl2。Cl2可使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍,其實質(zhì)是Cl2+2I-=2Cl-+I2。此外碘單質(zhì)易升華,是常溫下固體單質(zhì)中唯一的雙原子分子。
8.氟元素無正價,F(xiàn)2與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成O2:2F2+2H2O=4HF+O2;F2不能從NaX溶液中置換出X2(X代表Cl、Br、I)。
9.鹵族元素的單質(zhì)F2、Cl2、Br2均能將Fe氧化為Fe3+,而I2只能把Fe氧化為Fe2+,即:I2與Fe反應(yīng)產(chǎn)生FeI2,F(xiàn)e與其他鹵素單質(zhì)生成FeX3。
10. CH2Cl2、CH3CH2Cl、CCl4等微粒中的氯元素為非離子型氯,不能與Ag+結(jié)合生成沉淀,故不能用AgNO3溶液直接檢驗。
四、易忽視的氮及其化合物的特性
1.因為水溶液中發(fā)生反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以無論何種情況下水溶液中都不會剩余NO2。
2.氮的氧化物都有毒,其中NO2與N2O4存在下列平衡:2NO2 N2O4,因此實驗測得NO2的平均相對分子質(zhì)量大于46。
3. NO只能用排水法收集,不能用排空氣法收集;NO2只能用向上排空氣法收集,不能用排水法收集。
4.驗證某無色氣體是NO的方法是向無色氣體中通入O2或空氣,無色氣體變?yōu)榧t棕色。
5.NO2既有氧化性又有還原性,以氧化性為主。NO2能使?jié)駶櫟牡矸跭I試紙變藍。
6.氨氣極易溶于水,直接通入水中會引起倒吸。氨水的成分主要是NH3·H2O,但在計算濃度時,溶質(zhì)應(yīng)為NH3,且氨水的濃度越大,密度越小。
7.固體中NH4+的檢驗方法是取樣溶解,加入濃氫氧化鈉溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體,若試紙變藍說明原固體含有NH4+。
8.液氨是由氨氣液化而得到的純凈物,所含粒子只有NH3分子;氨水是由NH3溶于水而形成的混合物,所含粒子有三種分子:NH3、NH3·H2O、H2O;三種離子:NH4+、OH-、H+。
9.實驗室用固體銨鹽與堿共熱制NH3時,不能使用NH4HCO3、NH4NO3及NaOH固體,因為NH4HCO3受熱分解產(chǎn)生CO2,使制得的NH3不純;NH4NO3受熱時易發(fā)生爆炸;NaOH容易吸水結(jié)塊,不利于NH3的產(chǎn)生和逸出,且加熱條件下NaOH容易腐蝕玻璃。
10.干燥氨氣時不能選用酸性干燥劑,如濃硫酸、P2O5等,也不能選用無水CaCl2,因為它們均能與NH3發(fā)生反應(yīng),通常選用堿石灰。
五、易混淆的無機非金屬材料
1.傳統(tǒng)無機非金屬材料,如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。
(1)常見硅酸鹽材料比較
水泥 玻璃 陶瓷
生產(chǎn)原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英 黏土
主要設(shè)備 水泥回轉(zhuǎn)窯 玻璃窯 陶瓷窯
(2)玻璃生產(chǎn)中的兩個重要反應(yīng):Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
2.新型無機非金屬材料,如高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。