化学复习（无机）
注：把书读薄，下一轮复习可以从中删减记住的，留下重点的，再归纳一遍。
离子共存问题
无法大量共存的情况：
- \(\text H^+\) 和 \(\text{OH}^-\)
- 生成难溶或易挥发盐的阴阳离子
- 弱酸酸式根离子和 \(\text H^+\) 或 \(\text{OH}^-\)
- 生成弱电解质如 弱酸、弱碱
- 氧化性离子和还原性离子
- 弱酸阴离子和弱碱阳离子，双水解产生沉淀或气体（双水解）
- 络合反应（如\(\text {Fe}^{2+}\) 和 \(\text {Fe}^{3+}\) 不能和\(\text {CSN}^{-}\) 共存）
- 溶液颜色，如 \(\text{Cu}^{2+}\) 蓝色，\(\text{Fe}^{2+}\) 浅绿色，\(\text{Fe}^{3+}\) 黄色，\(\text{MnO}_4^{2+}\) 浅绿色
溶解性： 酸能溶解，硝酸铵钠钾四个基础都能溶，碳酸根没有额外的，碱多个钡。氯只有银不能，硫酸只有钡不能。
强还原性的离子： \(\text S^{2-},\text{HS}^-,\text{SO}_3^{2-}, \text I^-,\text {Fe}^{2+}\)
强氧化性的离子： \(\text {Fe}^{3+}\) ，酸性条件下的 \(\text{MnO}_4^-,\text{Cr}_2\text O_7^-,\text{NO}_3^-,\text{ClO}^-\)
硅用途
- 硅单质：半导体，芯片，太阳能（高科技）。
- 氧化硅：光缆纤维，玻璃，水泥，陶瓷（装修）。
离子方程式书写
- 可溶的强酸强碱和盐该拆，否则不拆。
- 违背客观事实，如 \(2 \text{Fe}+ 6 \text{H}^{+} === 2 \text{Fe}^{3+}+ 3 \text{H}_2\)，不正确，因为铁和酸反应生成亚铁离子，应为 $ \text{Fe}+ 2 \text{H}^{+} === \text{Fe}^{2+}+ \text{H}_2$
- 电荷不守恒，元素原子不守恒。
- 反应没写全。
实验室制 \(\text{Cl}_2\)
\(\text{MnO}_2\) 和浓盐酸加热，生成 \(\text{MnCl}_2+\text{Cl}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O}\)
\(\text{MnO}_2\) 为氧化剂。
除杂用饱和食盐水，尾气用 \(\text{NaOH}\) 处理。
\(\text{AgCl},\text{Ag}_2\text{CO}_3\) 都是白色沉淀，检测氯离子时先加硝酸排除碳酸根干扰。
铁及其化合物
强氧化剂：臭氧，氯气，双氧水，酸性高锰酸钾
与硝酸反应，硝酸多生成铁离子，否则亚铁离子。同时生成一氧化氮和水。
硝酸少量，系数为28324。
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁。
\(\text{FeO}\) 与稀硝酸反应会被氧化，和稀硫酸不会。
硝酸被氧化产生 \(\text{NO}\)
四氧化三铁不是碱性氧化物，因为会产生两种阳离子。
铁与水蒸气反应实验
反应结果类似在氧气中燃烧，生成四氧化三铁。
大量连续气泡出现后，点燃有爆鸣声，说明反应生成氢气。
生成的固体用铁棒靠近，会吸附，说明有 \(\text{Fe}_3\text{O}_4\) 生成。
二价三价铁离子的检测
用\(\text{KSCN}\) 检测 \(\text{Fe}^{3+}\),溶液显血红色。（硫氰化钾）
用\(\text{K}_3\text{Fe(CN)}_6\) 检测 \(\text{Fe}^{2+}\),出现蓝色沉淀。（铁氰化钾）
鉴别二价和三价铁离子还可以用 \(\text{NaOH}\) 酸性高锰酸钾溶液，淀粉碘化钾溶液等。
铝
与碱反应
铝和碱反应时，会先和水反应变成 \(\text{Al(OH)}_3+3\text H_2\uparrow\)
然后和 \(\text{OH}^-\) 反应
得到偏铝酸根
和氢氧化钠总反应系数为 22223。
氢氧化铝的酸性电离（就是把所有水拿掉，然后出一个氢离子，一个偏铝酸根）
酸性电离
补充
氧化铝不溶于水
氢氧化铝不溶与弱酸弱碱
氢氧化铝受热分解为氧化铝和水。
从酸性到碱性排序
任意两边反应，得到中间一个。
\(\text{AlO}_2^-\) 其实就是 \(\text{Al(OH)}_4^-\)
硫
矾
胆矾：五水硫酸铜
绿矾：七水硫酸亚铁
明矾：十二水硫酸铝钾
硫单质
显还原性和弱氧化性。
其中弱氧化性，如和 \(\text{Fe}\) 反应，生成二价铁，而不是三价铁。
和铜反应也是生成一价的亚铜。
要生成三氧化硫一定要有催化剂，直接和氧气反应一定不行。
和氢氧化钠加热的歧化反应（\(2\)，\(4\) 歧化）：
二氧化硫
显还原性
只在和 \(\text{HS}\) 反应时显氧化性，（\(2\)，\(4\) 归中）：
二氧化硫只能欺负 \(\text{HS}\)
附：\(2,4\) 两个价态，酸性归中，碱性歧化。(许多卤素也会酸性归中）
实验室制备（硫酸浓度 \(95\%\) 到 \(98\%\)）：
体现了硫酸的强氧化性和酸性。
改良法制备（硫酸浓度 \(70\%\)）
\(\text{SO}_2\) 常用干燥剂：浓硫酸，无水氯化钙，\(\text P_2\text O_5\)（\(\text P_2\text O_5\) 为酸性专用干燥剂）
硫化氢
能溶于水，弱酸性,还原性较强
制备（稀硫酸）：
与 \(\text{Cl}\) 反应：
硫化氢其他反应
\(\text S^{2-}\) 和 \(\text{Cu}^{2+},\text{Zn}^{2+},\text{Ag}^+\) 等许多重金属反应产生沉淀，可作为沉淀剂。
同时可以得到硫酸，因为有沉淀所以才能用弱酸制得强酸，\(\text{CuS}\) 沉淀快于 \(\text H_2\text S\) 飘散。
而
这是因为 \(\text{FeS}\) 可溶。
硫酸
吸水性：有自由水和结晶水的都算吸水性（如使五水硫酸铜变色）
脱水性：如使蔗糖变黑（只剩碳）。
强氧化性：如和铜、碳等反应。（金属单质容易被氧化，但是有的会钝化，生成致密保护层）
常温下，铁、铝遇浓硫酸钝化，所以可以用铁和铝容器装硫酸。
硫酸根检验
先加 \(\text H^+\)（排除 \(\text{CO}_3^{2-}\) 和 \(\text{SO}_3^{2-}\) 干扰)，再加 \(\text{Ba}^{2+}\) 看是否白色沉淀（\(\text{BaSO}_4\)）
硫代硫酸根
为 \(\text S_2\text O_3\)。
反应时候直接当 \(\text{SO}_3^{2-}\bullet\text S\) 就可以了。
如，加 \(\text H^+\) 生成 \(\text{SO}_2\) 和 \(\text S\)，实际只有 \(\text{SO}_3^{2-}\) 和水的反应。
酸雨防治
吸收二氧化硫（钙基固硫，高温条件）：
吸收氮氧化物：汽车尾气三元催化器
反应图
低价到高价：
同价变化复分解，变价变化氧化还原。
附： \(\text C\) 可以一步变成 \(\text{CO}_2\)，\(\text S\) 不能一步变成 \(\text{SO}_3\)，\(\text N\) 也不能一步变成 \(\text{NO}_2\)
氮
氮气
\(\text{Mg}\) 在 \(\text N_2\) 中点燃生成 \(\text N_2\text{Mg}_3\)
哈伯反应（人工固氮，合成氨）：与 \(\text H_2\) 高温高压催化剂情况下，生成 \(\text{NH}_3\)
放电或高温情况下和 \(\text O_2\) 生成 \(\text{NO}\) （属于自然固氮）
自然固氮 还有豆科植物根瘤菌转化氮气。
一氧化氮
无色有毒，不溶于水，常温下易与 \(\text O_2\)，反应。
验证气体为 \(\text{NO}\)：无色且通入 \(\text O_2\) 变成红棕色。
二氧化氮
红棕色，刺激性气味，有毒，易液化，易溶于水。（\(\text N_2\text O_4\) 无色 ）
变硝酸（歧化）：
两个 \(\text{NO}_2\) 一起水解，一个拿 \(\text H\)，一个拿 \(\text{OH}\)，变成 \(\text{HNO}_2\) 和 \(\text{HNO}_3\)。然后 \(\text{HNO}_2\) 不稳定（\(\text{NO}_2^-\) 酸性歧化），发生：
歧化分解为 \(\text{NO}\) 和 \(\text{H}_2\text O\)。
总反应为：
工业制 \(\text{HNO}_3\) 步骤:
附：\(\text{NO}\)，\(\text{NO}_2\) 都不为酸性氧化物，不能与水化合生成酸或和碱反应（会变价不算），只有 \(\text N_2\text O_3\)，\(\text N_2\text O_5\) 是酸性氧化物。
氮氧化物的吸收
碱液吸收法
第一个类比二氧化碳变硝酸的第一步，先变成两种酸，然后直接和 \(\text {NaOH}\) 反应，所以不会歧化。
第二个相当于第一个少个 \(\text O\)。
\(\text{NO}_x\)，只要 \(n(\text{NO}_2)\ge n(\text{NO})\) 就可以被此法完全吸收。
催化转化法
在催化剂和加热条件和 \(\text{HN}_3\) 完全反应变成 \(\text N_2\) 和 \(\text H_2\text O\)。
一定温度下和 \(\text {CO}\) 反应变成 \(\text N_2\) 和 \(\text{CO}_2\)
氨
\(\text{NH}_3\) 为氨，\(\text N_2\text H_4\) 为肼，肼的碱性和氨类似。
无色，刺激性气味，极易溶于水，易液化，汽化放大量热，液氨常做制冷剂。
氨气在酸性条件下直接抢 \(\text H^+\) 变 \(\text{NH}_4^+\)
如，和 \(\text{HNO}_3\) 反应生成 \(\text{NH}_4\text{NO}_3\)，虽然一个有还原性一个有强氧化性，可是硝酸被抢走 \(\text H^+\) 就没有强氧化性，且 \(\text{NH}_4^+\) 很稳定，难体现还原性。
与氧气反应：
- 纯氧中燃烧（无催化剂）：
- 催化氧化（有催化剂）：
无催化剂变最稳定的 \(\text N_2\)，有催化剂变可以用的 \(\text{NO}\)。
和 \(\text{NO}\) 归中成 \(\text N_2\)。
检测氯气管道泄漏（看哪里冒 \(\text{NH}_4\text{Cl}\) 白烟）：
置换然后 \(\text{HCl}\) 与 $\text{NH}_3 $ 继续反应，总反应：
与氧化铜反应（加热，体现氧化性，可以把 \(2\text{NH}_3\) 看成 \(\text N_2\ \bullet3\text H_2\)，氧化性只有 \(\text H_2\) 体现）。
铵盐
常用化肥，如硫酸铵，碳酸氢铵，硝酸铵等。
受热易分解，与碱反应生成氨。
实验室制备（铵盐加碱加热,试管口放干棉花防对流,棉花外部蘸一点稀硫酸吸收尾气）：
不用 \(\text{NaOH}\) 因为吸水容易结块，反应不充分，且容易腐蚀试管。
净化用碱石灰吸水（主要成分为 \(\text{CaO}\) 和 \(\text{NaOH}\)）
尾气处理：棉花上的稀硫酸，如果通入烧杯吸收尾气装则要用倒置漏斗防倒吸。
工业制备（哈勃反应，可逆）：高温高压催化剂，氮气氢气变氨气。
硝酸
刺激性气味，易挥发，与水互溶，无色，浓硝酸久置成黄色（不稳定，分解）。
浓硝酸见光或受热分解（不稳定， \(\text N\) 降价 \(\text O\) 升价）：
故保存在棕色瓶内，放置冷，暗处。
强氧化性
强氧化性，浓度越大氧化性越强。
还原产物一般：浓硝酸 \(\to\text{NO}_2\)，稀硝酸 \(\to\text{NO}\)，极稀的硝酸 \(\to\text N_2/\text{NH}_4^+\)
浓硝酸常温下使铁、铝钝化（和浓硫酸一样）
稀硝酸与铜反应（\(38324\)）：
浓硝酸与铜反应（\(14122\)）：
与非金属反应时，只能是浓硝酸。
可与还原性化合物反应（注意不能和 \(\text{NH}_3\) 氧化还原，氨板块有说过）。
附：\(\text N\) 低价到高价:
可以自己思考一下他们之间怎么转化。
重点:亚硫酸根 \(\text{NO}_2^-\)，碱性稳定，酸性歧化。
氮氧化物变成 \(\text N_2\) 都可用 \(\text{CO}\) 偷 \(\text O\)。
归中时，如果可以归到零价，一律归到最稳定的零价。
附：王水：硝酸 \(:\) 盐酸 \(=1:3\)，可以溶解金和铂（溶解主要靠 \(\text{Cl}\) 生成配合物 \(\text{AuCl}_3\)，所以 \(\text{Cl}\) 多。
附，各种溶液显黄色的原因：
- 工业盐酸常略带黄色：含少量 \(\text{FeCl}_3\)。
- 久置 \(\text{KI}\) 呈黄色：\(\text{KI}\) 被 \(\text O_2\) 氧化生成 \(\text I_2\) 溶于水。
- 久置浓硝酸呈黄色：分解产生 \(\text{NO}_2\) 溶解于其中。
常见气体制备
固、固加热：
\(\text O_2\)：\(\text{KMnO}_4\) 加热 或 \(\text{KClO}_3\) 和 \(\text{MnO}_2\) 加热。（\(\text{MnO}_2\) 为催化剂）
\(\text{NH}_3\)：\(\text{NH}_4\text{Cl}\) 和 \(\text{Ca(OH)}_2\) 加热。
固、液/液、液加热：
\(\text{Cl}_2\)：\(\text{MnO}_2\) 和 浓\(\text{HCl}\) 加热。
\(\text{HCl}\)：\(\text{NaCl}\) 和 \(\text H_2\text{SO}_4\)。
固、液/液、液不加热（启普发生器）：
\(\text H_2\)：\(\text{Zn}\) 和 稀\(\text H_2\text{SO}_4\)
\(\text {CO}_2\)：大理石 和 稀\(\text{HCl}\)
\(\text H_2\text S\)：\(\text{FeS}\) 和 \(\text H_2\text{SO}_4\) 或 \(\text{FeS}\) 和 \(\text{HCl}\)
固、液/液、液不加热（简易装置）：
\(\text{SO}_2\)：\(\text {Na}_2\text{SO}_3\) 和 \(\text H_2\text{SO}_4\)
\(\text{NO}\)：\(\text{Cu}\) 和 稀\(\text{HNO}_3\)
\(\text{NO}_2\)：\(\text{Cu}\) 和 浓\(\text{HNO}_3\)
踩过的坑
制造按其一定要加热。（一水合氨不加热不容易分解成氨气）
吸收氨气加水蒸气用 \(\text{CaCl}\)，复分解产生 \(\text{NH}_4\text{Cl}\)。
吸收热氨气的 \(\text{HCl}\) 瓶外用冰盐水是为了防止 \(\text{NH}_4\text{Cl}\) 分解。
\(\text{NaOH}\) 用间接法配置是因为 \(\text{NaOH}\) 易吸收二氧化碳和水分。
\(\text{HCl}\) 用间接法配置是因为 \(\text{HCl}\) 易挥发。
杂项
间接配置：先配差不多的溶液，再根据该溶液的浓度加水（或其他操作），得到需要的浓度。（配置浓度会变化的溶液如 \(\text{NAOH}\) 或 \(\text{HCl}\) 使用）
少女祈祷中 \(\cdots\)
