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文檔簡介
高中化學(xué)知識點規(guī)律大全
——化學(xué)反響及其能量變化
1.氧化復(fù)原反響
[氧化復(fù)原反響]有電子轉(zhuǎn)移(包括電子的得失與共用電子對的偏移)
或有元素化合價升降的反響.如2Na+C12=2NaCl(有電子得失)、
H2+C12=2HC1(有電子對偏移)等反響均屬氧化復(fù)原反響。
氧化復(fù)原反響的本質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移(電子得失或電子對偏移)o
[氧化復(fù)原反響的特征]在反響前后有元素的化合價發(fā)生變化.根據(jù)
氧化復(fù)原反響的反響特征可判斷一個反響是否為氧化復(fù)原反響.某一
化學(xué)反響中有元素的化合價發(fā)生變化,那么該反響為氧化復(fù)原反響,
否那么為非氧化復(fù)原反響。
[氧化劑與復(fù)原劑]
概
概念含義含義
念
氧化反響后所含元素化合復(fù)原反響后所含元素化合
劑價降低的反響物劑價升高的反響物
被氧復(fù)原劑在反響時化合被復(fù)氧化劑在反響時化合
化價升高的過程原價降低的過程
氧化氧化劑具有的奪電子復(fù)原復(fù)原劑具有的失電子
性的能力性的能力
氧化元素在反響過程中化復(fù)原元素在反響過程中化
反響合價升高的反響反響合價降低的反響
氧化復(fù)原劑在反響時化合復(fù)原氧化劑在反響時化合
產(chǎn)物價升高后得到的產(chǎn)物產(chǎn)物價降低后得到的產(chǎn)物
氧化劑與復(fù)原劑的相互關(guān)系
重要的氧化劑與復(fù)原劑:
⑴所含元素的化合價處在最高價的物質(zhì)只能得到電子,只具有氧化
性,只能作氧化劑(注:不一定是強氧化劑)。重要的氧化劑有:
①活潑非金屬單質(zhì),如X2(鹵素單質(zhì))、。2、。3等。②所含元素處于
高價或較高價時的氧化物,如MnO2>NO?、PbO2等。③所含元素
處于高價時的含氧酸,如濃H2SO4、HNO3等.④所含元素處于高價
時的鹽,如KMnOcKCIO3、KZCQO7等.⑤金屬陽離子等,如Fe3
+、Cu2+、Ag+、H+等.⑥過氧化物,Na2O2>等.⑦特殊
物質(zhì),如HC1O也具有強氧化性.
⑵所含元素的化合價處在最低價的物質(zhì)只能失去電子,只具有復(fù)原
性,只能作復(fù)原劑(注:不一定是強復(fù)原劑).重要的復(fù)原劑有:
①活潑金屬單質(zhì),如Na、K、Ca、Mg、Al、Fe等.②某些非金屬
單質(zhì),如C、H2>Si等.③所含元素處于低價或較低價時的氧化物,
如CO、SO2等.④所含元素處于低價或較低價時的化合物,如含有
-2+4-1-1+2,_
S>S>I、BrsEe的化合物H2S、Na?S、H2so3、Na2so3、HI、
HBr>FeSO4>NH3等.
⑶當(dāng)所含元素處于中間價態(tài)時的物質(zhì),既有氧化性又有復(fù)原性,如
H2O2>SO2、Fe2+等.
⑷當(dāng)一種物質(zhì)中既含有高價態(tài)元素又含有低價態(tài)元素時,該物質(zhì)既
有氧化性又有復(fù)原性.例如,鹽酸(HC1)與Zn反響時作氧化劑,而
濃鹽酸與MnCh共熱反響時,那么作復(fù)原劑.
[氧化復(fù)原反響的分類]
⑴不同反響物間的氧化復(fù)原反響.
①不同元素間的氧化復(fù)原反響.
例如:MnO2+4HC1(濃)4MnCl2+Cl2f+2H2O絕大多數(shù)
氧化復(fù)原反響屬于這一類.
②同種元素間的氧化復(fù)原反響.
例如:2H2S+SO2=3S+2H2OKCIO3+6HC1(濃)=KC1+
3C12t+3H2O
在這類反響中,所得氧化產(chǎn)物與復(fù)原產(chǎn)物是同一物質(zhì),這類氧化復(fù)原
反響又叫歸中反響.
⑵同一反響物的氧化復(fù)原反響.
①同一反響物中,不同元素間的氧化復(fù)原反響.例如:
2KC1O3A2KC1+3O2t
②同一反響物中,同種元素不同價態(tài)間的氧化復(fù)原反響.例如:
NH4NO3^=N2Ot+2H2。
③同一反響物中,同種元素同一價態(tài)間的氧化復(fù)原反響.例如:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O3NO2+H2O=
2HNO3+NO
歧化反響.
[氧化復(fù)原反響與四種根本反響類型的關(guān)系]如右圖所示.由圖可知:
置換反響都是氧化復(fù)原反響;復(fù)分解反響都不是氧化復(fù)原反響,化合
反響、分解反響不一定是氧化復(fù)原反響.
[氧化復(fù)原反響中電子轉(zhuǎn)移的方向、數(shù)目的表示方法]
⑴單線橋法.表示在反響過程中反響物里元素原子間電子轉(zhuǎn)移的數(shù)
目與方向.用帶箭頭的連線從化合價升高的元素開場,指向化合價降
低的元素,再在連線上方標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目.
在單線橋法中,箭頭的指向已經(jīng)說明了電子轉(zhuǎn)移的方向,因此不能再
在線橋上寫“得"、“失”字樣.
⑵雙線橋法.表示在反響物與生成物里,同一元素原子在反響前后
電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目與方向.在氧化劑與復(fù)原產(chǎn)物、復(fù)原劑與氧化產(chǎn)物之
間分別用帶箭頭的連線從反響前的有關(guān)元素指向反響后的該種元素,
并在兩條線的上、下方分別寫出“得"、"失”電子及數(shù)目.例如:
[氧化復(fù)原反響的有關(guān)規(guī)律]
⑴氧化性、復(fù)原性強弱判斷的一般規(guī)律.
氧化性、復(fù)原性的強弱取決于得失電子的難易;而與得失電子數(shù)的多
少無關(guān).
①金屬活動性順序表.金屬的活動性越強,金屬單質(zhì)(原子)的復(fù)原性
也越強,而其離子的氧化性越弱.如復(fù)原性:Mg>Fe>Cu>Ag;氧化
性:Ag+>Cu2+>Fe2+>Mg2+
②同種元素的不同價態(tài).
特殊情況;氯的含氧酸的氧化性順序為:HC1O>HC1O3>HC1O4.
⑧氧化復(fù)原反響進展的方向.一般而言,氧化復(fù)原反響總是朝著強氧
化性物質(zhì)與強復(fù)原性物質(zhì)反響生成弱氧化性物質(zhì)與弱復(fù)原性物質(zhì)的
方向進展.在一個給出的氧化復(fù)原反響方程式中,氧化劑與氧化產(chǎn)物
都有氧化性,復(fù)原劑與復(fù)原產(chǎn)物都有復(fù)原性,其氧化性、復(fù)原性的強
弱關(guān)系為:
氧化性:氧化劑,氧化產(chǎn)物;復(fù)原性:復(fù)原劑>復(fù)原產(chǎn)物
反之,根據(jù)給出的物質(zhì)的氧化性、復(fù)原性的強弱,可以判斷某氧化復(fù)
原反響能否自動進展.
④反響條件的難易.不同的氧化劑(復(fù)原劑)與同一復(fù)原劑(氧化劑)反
響時,反響越易進展,那么對應(yīng)的氧化劑(復(fù)原劑)的氧化性(復(fù)原性)
越強,反之越弱.
⑤濃度.同一種氧化劑(或復(fù)原劑),其濃度越大,氧化性(或復(fù)原性)
就越強.
⑥H+濃度.對于在溶液中進展的氧化復(fù)原反響,假設(shè)氧化劑為含氧
酸或含氧酸鹽,那么溶液中H+濃度越大,其氧化性就越強.
⑵氧化復(fù)原反響中元素化合價的規(guī)律.
①一種元素具有多種價態(tài)時,處于最高價態(tài)時只具有氧化性,處于最
低價態(tài)時只具有復(fù)原性,而處于中間價態(tài)時那么既有氧化性又具有復(fù)
原性.但須注意,假設(shè)一種化合物中同時含最高價態(tài)元素與最低價態(tài)
元素時,那么該化合物兼有氧化性與復(fù)原性,如HCL
②價態(tài)不相交規(guī)律.同種元素不同價態(tài)間相互反響生成兩種價態(tài)不同
的產(chǎn)物時,化合價升高與化合價降低的值不相交,即高價態(tài)降低后的
值一定不低于低價態(tài)升高后的值,也可歸納為“價態(tài)變化只靠攏、不
相交".所以,同種元素的相鄰價態(tài)間不能發(fā)生氧化復(fù)原反響;同種
元素間隔中間價態(tài),發(fā)生歸中反響.
⑶氧化復(fù)原反響中的優(yōu)先規(guī)律:當(dāng)一種氧化劑(復(fù)原劑)同時與多種復(fù)
原劑(氧化劑)相遇時,該氧化劑(復(fù)原劑)首先與復(fù)原性(氧化性)最強的
物質(zhì)發(fā)生反響,而只有當(dāng)復(fù)原性(氧化性)最強的物質(zhì)反響完后,才依
次是復(fù)原性(氧化性)較弱的物質(zhì)發(fā)生反響.
⑷電子守恒規(guī)律.在任何氧化復(fù)原反響中,氧化劑得到的電子總數(shù)
等于復(fù)原劑失去的電子總數(shù)(即氧化劑化合價升高的總數(shù)等于復(fù)原劑
化合價降低的總數(shù)).這一點也是氧化復(fù)原反響配平的根底。
2.離子反響
[離子反響]有離子參加或有離子生成的反響,都稱為離子反響.離子
反響的本質(zhì)、類型與發(fā)生的條件:
⑴離子反響的本質(zhì):反響物中某種離子的濃度減小.
⑵離子反響的主要類型及其發(fā)生的條件:
①離子互換(復(fù)分解)反響.具備以下條件之一就可以使反響朝著離子
濃度減小的方向進展,即離子反響就會發(fā)生.
2+
a.生成難溶于水的物質(zhì).如:CU+2OH-=CU(OH)2;
注意:當(dāng)有關(guān)離子濃度足夠大時,生成微溶物的離子反響也能發(fā)
生.如:
2-2+
2Ag++SO4=Ag2SO4;Ca+2OH-=Ca(OH)2;
或者由微溶物生成難溶物的反響也能生成.如當(dāng)石灰乳與Na2CO3
溶液混合時,發(fā)生反響:
2-
Ca(OH)2+CO3=CaCO3;+2OH-
++
b.生成難電離的物質(zhì)(即弱電解質(zhì)).如:H+OH-=H2OH
+CH3coeT=CH3coOH
2+
c.生成揮發(fā)性物質(zhì)(即氣體).如:CO3-+2H=CO2t+H2O
-
NH4++OH=^=NH3t+H2O
?②離子間的氧化復(fù)原反響.由強氧化劑與強復(fù)原劑反響,生成弱
氧化劑與弱復(fù)原劑,即反響朝著氧化性、復(fù)原性減弱的方向進展.例
如:
2+2+
Fe+Cu=Fe+CuCl2+2BL=2CL+Br2
2+
2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn+5C12f+8H2O
書寫離子方程式時應(yīng)注意的問題:
⑴電解質(zhì)在非電離條件下(不是在水溶液中或熔融狀態(tài)),雖然也
有離子參加反響,但不能寫成離子方程式,因為此時這些離子并沒有
發(fā)生電離.如NH4C1固體與Ca(OH)2固體混合加熱制取氨氣的反響、
濃H2SO4與固體(如NaCl、Cu等)的反響等,都不能寫成離子方程
式.相反,在某些化學(xué)方程式中,雖然其反響物不是電解質(zhì)或強電解
質(zhì),沒有大量離子參加反響,但反響后產(chǎn)生了大量離子,因此,仍可
寫成離子方程式.如Na、Na2O>Na2O2>SO3>CL等與H2O的反
響.
⑵多元弱酸的酸式鹽,假設(shè)易溶于水,那么成鹽的陽離子與酸
根離子可拆開寫成離子的形式,而酸根中的H+與正鹽陰離子不能拆
開寫.例如NaHS、Ca(HCC)3)2等,只能分別寫成Na+、HS-與Ca?
+、HCO3一等酸式酸根的形式.
⑶對于微溶于水的物質(zhì),要分為兩種情況來處理:
①當(dāng)作反響物時?,微溶物要保存化學(xué)式的形式,不能拆開.
②當(dāng)作反響物時,假設(shè)為澄清的稀溶液,應(yīng)改寫為離子形式,如澄清
石灰水等;假設(shè)為濁液或固體,要保存化學(xué)式的形式而不能拆開,如
石灰乳、熟石灰等.
(4)假設(shè)反響物之間由于物質(zhì)的量之比不同而發(fā)生不同的反響,
即反響物之間可發(fā)生不止一個反響時,要考慮反響物之間物質(zhì)的量之
比不同,相應(yīng)的離子方程式也不同.例如,向NaOH溶液中不斷通
入CO2氣體至過量,有關(guān)反響的離子方程式依次為:CO2+2OH
2-
-=CO3+H2O〔82適量〕
〔足量〕
co2+OH-=HCO3-82
在溶液中離子能否大量共存的判斷方法:
幾種離子在溶液中能否大量共存,實質(zhì)上就是看它們之間是否發(fā)
生反響.假設(shè)離子間不發(fā)生反響,就能大量共存;否那么就不能大量
共存.離子間假設(shè)發(fā)生以下反響之一,就不能大量共存.
2
⑴生成難溶物或微溶物.如Ca2+與皿-、SO4->OH-;Ag+與
2-
C「、BL、I-、SO3,等等.
2-2
⑵生成氣體.如NH4+與OH-;H+與HCO3一、CO3>S->HS
2-
一、SO3>HSO3一等.
⑶生成難電離物質(zhì)(弱酸、弱堿、水).如H+與C1CT、F->CH3COO
一生成弱酸;OH-與NH4+、
AN+、Fe3+>Fe2+>C/+等生成弱堿;H+與OH-生成H2。.
⑷發(fā)生氧化復(fù)原反響.具有氧化性的離子(如MnO「、ClO->Fe3+
2
等)與具有復(fù)原性的離子(如S2-、1-、SO3->Fe2+等)不能共存.應(yīng)
注意的是,有些離子在堿性或中性溶液中可大量共存,但在酸性條件
22
下那么不能大量共存,如scv一與S2-,NC>3一與I一、s->SO3->
Fe2+等.
巴5)形成配合物.如Fe3+與SCN-因反響生成Fe(SCN)3而不能大量
共存.
*(6)弱酸根陰離子與弱堿陽離子因易發(fā)生雙水解反響而不能大量共
2
存,例如AF+與HCO3一、CO3->AIO2一等.
說明:在涉及判斷離子在溶液中能否大量共存的問題時,要注意題
目中附加的限定性條件:
①無色透明的溶液中,不能存在有色離子,如Cu2+(藍色)、Fe3+(黃
色)、Fe2+(淺綠色)、MnO「(紫色).
②在強酸性溶液中,與H+起反響的離子不能大量共存.
③在強堿性溶液中,與OH一起反響的離子不能大量共存.
[電解質(zhì)與非電解質(zhì)]
⑴電解質(zhì):在水溶液里或者熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔锝须娊?/p>
質(zhì).電解質(zhì)不一定能導(dǎo)電,而只有在溶于水或熔融狀態(tài)時電離出自由
移動的離子后才能導(dǎo)電(因此,電解質(zhì)導(dǎo)電的原因是存在自由移動的
離子).能導(dǎo)電的不一定是電解質(zhì),如金屬、石墨等單質(zhì).
⑵非電解質(zhì):在水溶液里與熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物.因為
非電解質(zhì)歸屬于化合物,故如C12等不導(dǎo)電的單質(zhì)不屬于非電解質(zhì).
⑶電解質(zhì)與非電解質(zhì)的比擬.
電解質(zhì)非電解質(zhì)
能否導(dǎo)溶于水后或熔融狀態(tài)時不能導(dǎo)電
電能導(dǎo)電
溶于水或受熱熔化時能不能電離,因此沒有自由
能否電
區(qū)電離產(chǎn)生自由移動的離移動的離子存在
離
別子
酸、堿、鹽等蔗糖、酒精等大局部有機
所屬物
物,氣體化合物如NH3>
質(zhì)
SO2等
聯(lián)系都屬于化合物
說明某些氣體化合物的水溶液雖然能導(dǎo)電,但其原因并非該物質(zhì)本
身電離生成了自由移動的離子,因此這些氣體化合物屬于非電解
質(zhì).例如;氨氣能溶于水,但NH3是非電解質(zhì).氨水能導(dǎo)電是因為
NH3與H2O反響生成了能電離出NH4+與OH-的NH3?H2O的緣
故,所以NH3?H2O才是電解質(zhì).
[強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)]
⑴強電解質(zhì):溶于水后全部電離成離子的電解質(zhì).
⑵弱電解質(zhì):溶于水后只有一局部分子能電離成離子的電解質(zhì).
⑶強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比擬.
強電解質(zhì)弱電解質(zhì)
①②弱酸:如
①強酸:如H2so4、HNO3>H2O
HC1等②強堿:如KOH、CH3COOH、HF、
代表物
NaOH、Ba(OH)2等③鹽:絕HC1O>H2cO3等③弱
質(zhì)
大多數(shù)可溶、難溶性鹽,如
堿:NH3?H2O、
NaCl、Cag等A1(OH)3>Fe(OH)3等
完全電離,不存在電離平衡不完全電離(局部電
(電離小用逆).電離方程式用離),存在電離平衡.電
電離情“="表示.離方程式用表示.
況如:HNO3=H++NO3~如:
CH3coOHCH3co0一
+H十
水溶液水合離子(離子)與H2O分子大局部以電解質(zhì)分子
中存在的形式存在,只有少量
的微粒電離出來的離子
離子方拆開為離子(特殊:難溶性鹽全部用化學(xué)式表示
程式的仍以化學(xué)式表示)
書寫情
況
注意:(1)在含有陰、陽離子的固態(tài)強電解質(zhì)中,雖然有陰、陽離子
存在,但這些離子不能自由移動,因此不導(dǎo)電.如氯化鈉固體不導(dǎo)電.
⑵電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力的強弱取決于溶液中自由移動離子濃度的大
?。ㄗ⒁猓翰皇侨Q于自由移動離子數(shù)目的多少).溶液中離子濃度大,
溶液的導(dǎo)電性就強;反之,溶液的導(dǎo)電性就弱.因此,強電解質(zhì)溶液
的導(dǎo)電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強.但在一樣條件(一
樣濃度、一樣溫度)下,強電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力比弱電解質(zhì)的導(dǎo)電
能力強.
[離子方程式]用實際參加反響的離子符號來表示離子反響的式
子.所謂實際參加反響的離子,即是在反響前后數(shù)目發(fā)生變化的離
子.離子方程式不僅表示一定物質(zhì)間的某個反響,而且可以表示所有
同一類型的離子反響.如:H++OH-=H2??梢员硎緩娝崤c強堿反
響生成可溶性鹽的中與反響.
[離子方程式的書寫步驟]
(1)“寫”:寫出完整的化學(xué)方程式.
(2)“拆”:將化學(xué)方程式中易溶于水、易電離的物質(zhì)(強酸、強堿、
可溶性鹽)拆開改寫為離子形式;而難溶于水的物質(zhì)(難溶性鹽、難溶
性堿)、難電離的物質(zhì)(水、弱酸、弱堿)、氧化物、氣體等仍用化學(xué)式
表示.
(3)“刪":將方程式兩邊一樣的離子(包括個數(shù))刪去,并使各微粒符
號前保持最簡單的整數(shù)比.
⑷“查”:檢查方程式中各元素的原子個數(shù)與電荷總數(shù)是否左右相
等.
[復(fù)分解反響類型離子反響發(fā)生的條件]
復(fù)分解反響總是朝著溶液中自由移動的離子數(shù)目減少的方向進展.具
體表現(xiàn)為:
2+2
⑴生成難溶于水的物質(zhì).如:Ba+SO4-=BaSO4;
⑵生成難電離的物質(zhì)(水、弱酸、弱堿).如H++OH-=H2。
2+
(3)生成氣體.如:CO3-+2H=CO2f+H2O
3.化學(xué)反響中的能量變化
[放熱反響]放出熱量的化學(xué)反響.在放熱反響中,反響物的總能量
大于生成物的總能量:
反響物的總能量=生成物的總能量+熱量+其他形式的能量
放熱反響可以看成是“貯存”在反響物內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化并釋放為熱能
及其他形式的能量的反響過程.
[吸熱反響]吸收熱量的化學(xué)反響.在吸熱反響中,反響物的總能量
小于生成物的總能量:
生成物的總能量=反響物的總能量+熱量+其他形式的能量
吸熱反響也可以看成是熱能及其他形式的能量轉(zhuǎn)化并“貯存”為生成
物內(nèi)部能量的反響過程.
*[反響熱]
⑴反響熱的概念:在化學(xué)反響過程中,放出或吸收的熱量,統(tǒng)稱為
反響熱.反響熱用符號4H表示,單位一般采用kJ?mol一1.
⑵反響熱與反響物、生成物的鍵能關(guān)系:生成物鍵能的總與一
反響物鍵能的總與
⑶放熱反響與吸熱反響的比擬.
反響熱放熱反響吸熱反響
反響物所具有的總反響物所具有的總
能量大于生成物所具有能量小于生成物所具有
含義
的總能量,反響物轉(zhuǎn)化的總能量,反響物轉(zhuǎn)化
為生成物時放出熱量為生成物時吸收熱量
反響本身的反響放出熱量后使反響吸收熱量后使
能量變化反響本身的能量降低反響本身的能量升高
表示符號或
"一"AH<0“+”AH>0
AH值
說明:放熱反響與吸熱反響過程中的能量變化示意圖如圖3—1—2
所示.
[熱化學(xué)方程式]
⑴熱化學(xué)方程式的概念:說明反響所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式,
叫做熱化學(xué)方程式.
⑵書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意的問題:
①需注明反響的溫度與壓強.因為反響的溫度與壓強不同時,其4H
也不同.假設(shè)不注明時,那么是指在lOlkPa與25℃時的數(shù)據(jù).
②反響物、生成物的聚集狀態(tài)要注明.同一化學(xué)反響,假設(shè)物質(zhì)的聚
集狀態(tài)不同,那么反響熱就不同.例如:
-1
H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g)△?mol
1
H2(g)+l/2O2(g)=H2O(l)△?mor
比擬上述兩個反響可知,由也與。2反響生成1molHzOQ)比生成1
mol比0(短多放出44kJ-mol-1的熱量.
③反響熱寫在化學(xué)方程式的右邊.放熱時4H用“一",吸熱時AH
用"+”.
-1
例如:H2(g)+l/2O2(g)=H2-mol
④熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù),而只表示
物質(zhì)的量(mol),因此,它可用分數(shù)表示.對于一樣物質(zhì)的反響,當(dāng)
化學(xué)計量數(shù)不同時,其4H也不同.例如:
1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△Hu—483.6kJ?mor
1
H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g)AH2?mor
顯然,△HI=24H2.
*[蓋斯定律]對于任何一個化學(xué)反響,不管是一步完成還是分幾步完
成,其反響熱是一樣的.也就是說,化學(xué)反響的反響熱只與反響的始
態(tài)(各反響物)與終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反響進展的途徑無
關(guān).如果一個反響可以分幾步進展,那么各步反響的反響熱之與與該
反響一步完成時的反響熱是一樣的.
*4.燃燒熱與中與熱
燃燒熱中與熱
在101kPa時,1mol在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中與
物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)
反響而生成1molH2O時所
定義
定的氧化物所放出熱放出的熱量
里
熱化學(xué)方以燃燒lmol物質(zhì)為物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)平其余物
程式中的標(biāo)準來配平其余物質(zhì)質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)
表示形式的化學(xué)計量數(shù)
“完全燃燒”包當(dāng)強酸與強堿在稀溶液中發(fā)
含兩個方面的意思:①生中與反響時,1molH+與1
燃燒的物質(zhì)全部燃燒molOH-發(fā)生反響生成1
注意點完;②生成穩(wěn)定氧化molH2O,都放出57.3kJ
物,如C完全燃燒生的熱量.即:
+
成CO2,S完全燃燒H(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
生成SO2;等等△H=-57.3kJ?mol-1
利用燃燒熱可以計算當(dāng)強酸與弱堿或弱酸與強堿
物質(zhì)在燃燒過程中所或弱酸與弱堿發(fā)生中與反響
說明放出的熱量時,因生成的鹽會發(fā)生水解而
吸熱,故此時中與熱要小于
57.3kJ?mol-1
高中化學(xué)知識點規(guī)律大全
----堿金屬
1.鈉
[鈉的物理性質(zhì)]很軟,可用小刀切割;具有銀白色金屬光澤(但常見的
鈉的外表為淡黃色);密度比水小而比煤油大(故浮在水面上而沉于煤
油中);熔點、沸點低;是熱與電的良導(dǎo)體.
[鈉的化學(xué)性質(zhì)]
⑴Na與。2反響:
常溫下:4Na+O2=2Na2O,2Na2O+O2=2Na2O2(所以鈉外表
的氧化層既有Na2O也有Na2O2,且Na2O2比Na2O穩(wěn)定).
加熱時:2Na+O2速鎏NazCM鈉在空氣中燃燒,發(fā)出黃色火焰,
生成淡黃色固體).
(2)Na與非金屬反響:鈉可與大多數(shù)的非金屬反響,生成+1價的鈉
的化合物.例如:
2Na+Cl2^I=2NaCl2Na+S^S=Na2S
(3)Na與H2O反響.化學(xué)方程式及氧化復(fù)原分析:
失去2X2
2Na+2HO=2NaOH+H1
I2f2
得到2xe-
+
離子方程式:2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2t
Na與H2O反響的現(xiàn)象:①浮②熔⑧游④鳴⑤紅.
(4)Na與酸溶液反響.例如:2Na+2HCl=2NaCl+H2t2Na
+H2SO4=Na2SO4+H2t
由于酸中H+濃度比水中H+濃度大得多,因此Na與酸的反響要比水
劇烈得多.
鈉與酸的反響有兩種情況:
①酸足量(過量)時:只有溶質(zhì)酸與鈉反響.
②酸缺乏量時:鈉首先與酸反響,當(dāng)溶質(zhì)酸反響完后,剩余的鈉再與
水應(yīng).因此,在涉及有關(guān)生成的NaOH或H2的量的計算時應(yīng)特別注
意這一點.
(5)Na與鹽溶液的反響.在以鹽為溶質(zhì)的水溶液中,應(yīng)首先考慮鈉與
水反響生成NaOH與H2,再分析NaOH可能發(fā)生的反響.例如,
把鈉投入CuSO4溶液中:
2Na+2H2O=2NaOH+H2t2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2;
+Na2sO4
注意:鈉與熔融的鹽反響時,可置換出鹽中較不活潑的金屬.例如:
4Na+TiCl,熔融)=^4NaCl+Ti
[實驗室中鈉的保存方法]由于鈉的密度比煤油大且不與煤油反響,
所以在實驗室中通常將鈉保存在煤油里,以隔絕與空氣中的氣體與水
接觸.
鈉在自然界里的存在:由于鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑,故鈉在自然界
中只能以化合態(tài)的形式(主要為NaCl,此外還有NazSOcNa2co3、
NaNC)3等)存在.
[鈉的主要用途]
(1)制備過氧化鈉.(原理:2Na+O2^l=Na2O2)
(2)Na-K合金(常溫下為液態(tài))作原子反響堆的導(dǎo)熱劑.(原因:Na-
K合金熔點低、導(dǎo)熱性好)
⑶冶煉如鈦、錯、鋸、鋰等稀有金屬.(原理:金屬鈉為強復(fù)原劑)
⑷制高壓鈉燈.(原因:發(fā)出的黃色光射程遠,透霧能力強)
2.鈉的化合物
[過氧化鈉]
物理性質(zhì)淡黃色固體粉末
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
與H2。
現(xiàn)象:反響產(chǎn)生的氣體能使余燼的木條復(fù)燃;反響
化反響
放出的熱能使棉花燃燒起來
學(xué)
與CO22Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2說明:該反
性
反響響為放熱反響
質(zhì)
強氧化能使織物、麥稈、羽毛等有色物質(zhì)褪色
劑
用途呼吸面具與潛水艇里氧氣的來源;作漂白劑
說明⑴Naz。?與H2O、CO?發(fā)生反響的電子轉(zhuǎn)移情況如下:
由此可見,在這兩個反響中,Naz。?既是氧化劑又是復(fù)原劑,
出。或CO2只作反響物,不參與氧化復(fù)原反響.
⑵能夠與Naz。?反響產(chǎn)生。2的,可能是CO2>水蒸氣或CO2與水
蒸氣的混合氣體.
⑶過氧化鈉與水反響的原理是實驗室制氧氣方法之一,其發(fā)生裝置
為“固+液-氣體”型裝置.
[碳酸鈉與碳酸氫鈉]
Na2c。3NaHCO3
俗名純堿、蘇打小蘇打
白色粉末.碳酸鈉結(jié)晶水
顏色、
合物的化學(xué)式為白色晶體.無結(jié)晶水合物
狀態(tài)
Na2c。3-10H2O
水溶性易溶于水溶于水,但溶解度比
Na2co3小
加熱易分解.化學(xué)方程式
熱穩(wěn)定為:
加熱不分解
性2NaHCO3qNa2cO3
+co21+H2O
較緩慢.反響分兩步進展:較劇烈,放出CO2的速度
2
與酸反CO3-+H+=HCO3-快
++
響HCO3-+H=CO2t+HCO3-+H=CO2t
H2O+H2O
NaHCO3+NaOH=
與
Na2CO3+H2O
NaOH不反響
酸式鹽與堿反響可生成鹽
反響
與水
與
CaCl2不反響。Ca(HCO3)2溶于
2-2+
CO3+Ca=CaCO3;
溶液反水
響
①固態(tài)時:分別加熱,能產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁氣
鑒別方體的是NaHCO3
法②溶液中:分別參加CaCb或BaCb溶液,有白色沉
淀產(chǎn)生的是Na2c。3
主要用①用于玻璃、制皂、造紙①用作制糕點的發(fā)酵粉②
途等用于泡沫滅火器③治療胃
②制燒堿酸過多
口cc△或NaOH、cc
相互關(guān)KNT-S,co,+HQKNTg
系
說明(1)由于NaHCCb在水中的溶解度小于Na2c。3,因此,向飽
與的Na2c5溶液中通入CO2氣體,能析出NaHCC)3晶體.
(2)利用Na2CO3溶液與鹽酸反響時相互滴加順序不同而實驗現(xiàn)象不
同的原理,可在不加任何外加試劑的情況下,鑒別Na2c。3溶液與鹽
酸.
*[侯氏制堿法制NaHCOs與Na2c。3的原理]在飽與NaCl溶液中
依次通入足量的NH3、CO?氣體,有NaHCOs從溶液中析出.有關(guān)
反響的化學(xué)方程式為:
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3NH4HCO3+NaCl=
NaHCO3;+NH4C1
2NaHCO3=^=Na2CO3+H2O+CO2t
3.堿金屬元素
[堿金屬元素的原子構(gòu)造特征]
堿金屬元素包括鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、鋤(Rb)、鈾(Cs)與放射性元
素鉉(Fr).
⑴相似性:原子的最外層電子數(shù)均為1個,次外層為8個(Li原子次
外層電子數(shù)為2個).因此,在化學(xué)反響中易失去1個電子而顯+1價.
⑵遞變規(guī)律:隨著堿金屬元素核電荷數(shù)增多,電子層數(shù)增多,原子
半徑增大,失電子能力增強,金屬活動性增強.
[堿金屬的物理性質(zhì)]
⑴相似性:①都具有銀白色金屬光澤(其中鈉略帶金黃色);②柔軟;
③熔點低;④密度小,其中Li、Na、K的密度小于水的密度;⑤導(dǎo)
電、導(dǎo)熱性好.
⑵遞變規(guī)律:從Li-Cs,隨著核電荷數(shù)的遞增,密度逐漸增大(特
殊:K的密度小于Na的密度),但熔點、沸點逐漸降低.
[堿金屬的化學(xué)性質(zhì)]
堿金屬的化學(xué)性質(zhì)與鈉相似.由于堿金屬元素原子的最外層電子數(shù)均
為1個,因此在化學(xué)反響中易失去1個電子,具有強復(fù)原性,是強
復(fù)原劑;又由于從Li-Cs,隨著核電荷數(shù)的遞增,電子層數(shù)增多,
原子半徑增大,原子核對最外層電子吸引力減弱,故復(fù)原性增強.
⑴與。2等非金屬反響.從Li-Cs,與O2反響的劇烈程度逐漸增
加.
與。反響只生成燮皿。
①Li2Li2O:4Li+O2=2
②在室溫下,Rb、Cs遇到空氣立即燃燒;
、、與反響生成相應(yīng)的超氧化物、
③KRbCsO2KO2RbO2>CsO2.
⑵與反響.發(fā)生反響的化學(xué)方程式可表示為:
H2O
2R+2H2O=2ROH+H2t(R代表Li、Na、K、Rb、Cs).
從Li-Na,與H2O反響的劇烈程度逐漸增加.K與H2O反響時能
夠燃燒并發(fā)生輕微爆炸;Rb、Cs遇H2O立即燃燒并爆炸.生成的
氫氧化物的堿性逐漸增強(其中LiOH難溶于水).
[焰色反響]是指某些金屬或金屬化合物在火焰中灼燒時,火焰呈現(xiàn)
出的特殊的顏色.
(1)一些金屬元素的焰色反響的顏色:
鈉——黃色;鉀——紫色;鋰——紫紅色;鋤——紫色;
鈣一一'磚紅色;鋪——洋紅色;翅——黃綠色;銅——綠色.
⑵焰色反響的應(yīng)用:檢驗鈉、鉀等元素的存在.
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——鹵素
[氯氣的物理性質(zhì)]
⑴常溫下,氯氣為黃綠色氣體.加壓或降溫后液化為液氯,進一步
加壓或降溫那么變成固態(tài)氯.⑵常溫下,氯氣可溶于水(1體積水溶
解2體積氯氣).⑶氯氣有毒并具有強烈的刺激性,吸入少量會引起
胸部疼痛與咳嗽,吸入大量那么會中毒死亡.因此,實驗室聞氯氣氣
味的正確方法為:用手在瓶口輕輕扇動,僅使少量的氯氣飄進鼻孔.
[氯氣的化學(xué)性質(zhì)]
畫出氯元素的原子構(gòu)造示意圖:
氯原子在化學(xué)反響中很容易獲得1個電子.所以,氯氣的化學(xué)性質(zhì)非
常活潑,是一種強氧化劑.
⑴與金屬反響:CU+C12ACUC12
?實驗現(xiàn)象:銅在氯氣中劇烈燃燒,集氣瓶中充滿了棕黃色的煙.一
段時間后,集氣瓶內(nèi)壁附著有棕黃色的固體粉末.向集氣瓶內(nèi)參加少
量蒸儲水,棕黃色固體粉末溶解并形成綠色溶液,繼續(xù)加水,溶液變
成藍色.
實驗現(xiàn)象:有白煙產(chǎn)生.
2Na+Cl2A2NaCl
說明①在點燃或灼熱的條件下,金屬都能與氯氣反響生成相應(yīng)的金
屬氯化物.其中,變價金屬如(Cu、Fe)與氯氣反響時呈現(xiàn)高價態(tài)(分
別生成
CuCLFeCl3).
②在常溫、常壓下,枯燥的氯氣不能與鐵發(fā)生反響,故可用鋼瓶儲存、
運輸液氯.
③“煙”是固體小顆粒分散到空氣中形成的物質(zhì).如銅在氯氣中燃燒,
產(chǎn)生的棕黃色的煙為晶體小顆粒;鈉在氯氣中燃燒,產(chǎn)生的
CuCl2
白煙為NaCl晶體小顆粒;等等.
⑵與氫氣反響.點燃或光照
H2+Cl22HC1
注意①在不同的條件下,出與Cb均可發(fā)生反響,但反響條件不
同,反響的現(xiàn)象也不同.點燃時,純潔的H2能在C12中安靜地燃燒,
發(fā)出蒼白色的火焰,反響產(chǎn)生的氣體在空氣中形成白霧并有小液滴出
現(xiàn);在強光照射下,也與C12的混合氣體發(fā)生爆炸.
②物質(zhì)的燃燒不一定要有氧氣參加.任何發(fā)光、發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反
響,都屬于燃燒.如金屬銅、氫氣在氯氣中燃燒等.
③“霧”是小液滴懸浮在空氣中形成的物質(zhì);"煙”是固體小顆粒分
散到空氣中形成的物質(zhì).要注意“霧"與"煙"的區(qū)別.
④H2與Cb反響生成的HC1氣體具有刺激性氣味,極易溶于水.HC1
的水溶液叫氫氯酸,俗稱鹽酸.
⑶與水反響.
化學(xué)方程式:C12+H2O=HC1+HC1O離子方程式:Cl2+
H2O=H++Cl-+HC1O
說明①C12與H2。的反響是一個C12的自身氧化復(fù)原反響.其中,
既是氧化劑又是復(fù)原劑,只作反響物.
C12H2O
②在常溫下,1體積水能溶解約2體積的氯氣,故新制氯水顯黃綠
色.同時,溶解于水中的局部C12與H2。反響生成HC1與HC1O,
因此,新制氯水是一種含有三種分子(C12、HC1O、①。)與四種離子
(H+、Cl—、CIO—與水電離產(chǎn)生的少量OH-)的混合物.所以,新
制氯水具有以下性質(zhì):酸性(H+),漂白作用(含HC1O),C1—的性質(zhì),
C12的性質(zhì).
③新制氯水中含有較多的Cl2>HC1O,久置氯水由于Cl2不斷跟
H2O反響與HC1O不斷分解,使溶液中的CI2、HC1O逐漸減少、
HC1逐漸增多,溶液的pH逐漸減小,最后溶液變成了稀鹽酸,溶液
的PHV7.
④CI2本身沒有漂白作用,真正起漂白作用的是C12與H2O反響生
成的HC1O.所以枯燥的C12不能使枯燥的有色布條褪色,而混有水
蒸氣的Cl?能使枯燥布條褪色,或枯燥的C12能使?jié)癫紬l褪色.
⑤注意“氯水”與"液氯”的區(qū)別,氯水是混合物,液氯是純潔物.
⑷與堿反響.常溫下,氯氣與堿溶液反響的化學(xué)方程式的通式為:
氯氣+可溶堿一金屬氯化物+次氯酸鹽+水.重要的反響有:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+為0或C}+2OH-=C1-+
CIO-+H2O
該反響用于實驗室制C12時,多余C12的吸收〔尾氣吸收〕.
2C12+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O
說明①Ch與石灰乳[Ca(OH)2的懸濁液]或消石灰的反響是工業(yè)上
生產(chǎn)漂粉精或漂白粉的原理.漂粉精與漂白粉是混合物,其主要成分
為Ca(ClO)2與CaCb,有效成分是Ca(ClO)2
②次氯酸鹽比次氯酸穩(wěn)定.
③漂粉精與漂白粉用于漂白時,通常先跟其他酸反響,如:
Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO
④漂粉精與漂白粉露置于潮濕的空氣中易變質(zhì),所以必須密封保
存.有關(guān)反響的化學(xué)方程式為:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3
;+2HC1O2FTC1C光照2FTC1+O2f
由此可見,漂粉精與漂白粉也具有漂白、消毒作用.
[氯氣的用途]
①殺菌消毒;②制鹽酸;⑧制漂粉精與漂白粉;④制造氯仿等有機溶
劑與各種農(nóng)藥.
[次氯酸]
①次氯酸(HC1O)是一元弱酸(酸性比H2co3還弱),屬于弱電解質(zhì),
在新制氯水中主要以HC1O分子的形式存在,因此在書寫離子方程式
時應(yīng)保存化學(xué)式的形式.
②HC1O不穩(wěn)定,易分解,光照時分解速率加快.有關(guān)的化學(xué)方程式
為:
2HC1O=2H++2C1-+O2t,因此HC1O是一種強氧化劑.
③HC1O能殺菌.自來水常用氯氣殺菌消毒(目前已逐步用CIO2代
替).
④HC1O能使某些染料與有機色素褪色.因此,將Ch通入石蕊試液
中,試液先變紅后褪色.
[氯氣的實驗室制法]
⑴反響原理:實驗室中,利用氧化性比Cl2強的氧化劑[如MnO2、
KMnO4>KCIO3、Ca(ClO)2等]將濃鹽酸中的Cl一氧化來制取CI2。
例如:
MnO2+4HC1(濃)=^MnCl2+Cl2f+2H2O
2KMnO4+16HC1(濃)=2KC1+2MnCl2+5C12t+8H2O
⑵裝置特點:根據(jù)反響物MnO2為固體、濃鹽酸為液體及反響需要
加熱的特點,應(yīng)選用“固+液加熱型”的氣體發(fā)生裝置.所需的儀
器主要有圓底燒瓶(或蒸儲燒瓶)、分液漏斗、酒精燈、雙孔橡膠塞與
鐵架臺(帶鐵夾、鐵圈)等.
⑶收集方法:氯氣溶于水并跟水反響,且密度比空氣大,所以應(yīng)選
用向上排氣法收集氯氣.此外,氯氣在飽與NaCl溶液中的溶解度很
小,故氯氣也常用排飽與食鹽水的方法收集,以除去混有的HC1氣
體.因此在實驗室中,要制取枯燥、純潔的Cl2,常將反響生成的Cl2
依次通過盛有飽與NaCl溶液與濃硫酸的洗氣瓶.
⑷多余氯氣的吸收方法:氯氣有毒,多余氯氣不能排放到空氣中,
可使用NaOH溶液等強堿溶液吸收,但不能使用石灰水,因為
Ca(OH)2的溶解度較小,不能將多余的氯氣完全吸收.
⑸應(yīng)注意的問題:
①加熱時,要小心地、不停地移動火焰,以控制反響溫度.當(dāng)氯氣出
來較快時,可暫停加熱.要防止加強熱,否那么會使?jié)恹}酸里的氯化
氫氣體大量揮發(fā),使制得的氯氣不純而影響實驗.
②收集氯氣時,導(dǎo)氣管應(yīng)插入集氣瓶底部附近,這樣收集到的氯氣中
混有的空氣較少.
③利用濃鹽酸與足量的MnC>2共熱制取Cl2時,實際產(chǎn)生的C12的
體積總是比理論值低.主要原因是:隨著反響不斷進展,濃鹽酸會漸
漸變稀,而稀鹽酸即使是在加熱的條件下也不能與MnO2反響.
[C1一的檢驗]
方法向待檢溶液中參加AgNC)3溶液,再參加稀HNO3,假設(shè)產(chǎn)生
白色沉淀,那么原待檢液中含有C1一.
注意⑴不能參加鹽酸酸化,以防止引入C1-〔假設(shè)酸化可用稀
HNO3L
⑵假設(shè)待檢液中同時含有so42一或SO32一時,那么不能用HNO3
酸化的AgNC>3溶液來檢驗C1-,因為生成的Ag2sO’也是不溶于稀
HNO3的白色沉淀(SC)32-能被HNO3氧化為SO42-).
2.鹵族元素
[鹵族元素]簡稱鹵素.包括氟伊)、氯(C1)、漠(Br)、碘⑴與放射性
元素碳(At).在自然界中鹵素?zé)o游離態(tài),都是以化合態(tài)的形式存在.
[鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)]
狀態(tài)
密
顏色(常熔點、沸點溶解度(水中)
度
態(tài))
淺黃綠錢低降小
氣體
F2
色
fy
Cl2黃綠色深氣體高低局部溶大
深紅棕易揮于水,
Br2液體
色發(fā)并與水
發(fā)生不
h紫黑色固體升華同程度
反響
說明(1)實驗室里,通常在盛漠的試劑瓶中加水(即“水封”),以減
少漠的揮發(fā).
⑵固態(tài)物質(zhì)不經(jīng)液態(tài)而直接變成氣態(tài)的現(xiàn)象,叫做升華.升華是一
種物理變化.利用碘易升華的性質(zhì),可用來別離、提純單質(zhì)碘.
(3)Br2>L較難溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有機
溶劑中.醫(yī)療上用的碘酒,就是碘(溶質(zhì))的酒精(溶劑)溶液.利用與
水互不相溶的有機溶劑可將BQ、I2從濱水、碘水中提取出來(這個過
程叫做萃?。?
[鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)]
⑴鹵素的原子構(gòu)造及元素性質(zhì)的相似性、遞變性.
氟F氯C1澳Br碘I
核電荷數(shù)9173553
原子構(gòu)造的相似性最外層上的電子數(shù)都是7個
①氟只有一1價,其余鹵素有一1、+1、+3、
+5、+7價②單質(zhì)都具有強氧化性,是強氧
鹵素化學(xué)性質(zhì)的相化劑③單質(zhì)均能與已化合生成鹵化氫氣
似性體,與金屬單質(zhì)化合生成金屬鹵化物④單
質(zhì)都能與水、強堿反響,Br2>品的反響與
C12類似
核電荷
少'多
數(shù)
原子構(gòu)
電子層
造的遞
數(shù)
變性
原子半小*大
徑
化原子得電子能
強'弱
學(xué)力
性單質(zhì)的氧化性
質(zhì)單質(zhì)與氫氣化易'難
的合
遞單質(zhì)與水反響劇烈>
變緩慢(微弱)
性對應(yīng)陰離子的弱,強
復(fù)原性
⑵鹵素單質(zhì)與氫氣的反響.
12
F2Cl2Br2
與H2化合點燃或光
冷、暗500℃持續(xù)加熱
的條件照
緩慢化合,
強光照射
反響情況爆炸緩慢化合生成的HI
時爆炸
同時分解
產(chǎn)生鹵化
氫HF>HCl>HBr>HI
的穩(wěn)定性
⑶鹵素單質(zhì)與水的反響.
①2F2+2H2。=4HF+。2(置換反響)
注意:將F2通入某物質(zhì)的水溶液中,F(xiàn)2先跟H2O反響.如將F2通
入NaCl的水溶液中,同樣發(fā)生上述反響,等等.
②X2+=HX+HXO(X=C1>Br>I).
⑷鹵素單質(zhì)間的置換反響.
2NaBr+C12(新制、飽與)=2NaCl+Br22Br-+C12=2C1
一+Br2
說明參加CC「并振蕩后,液體分層.上層為含有NaCl的水層,
無色;下層為溶有BQ的CCU層,顯橙色.
2NaI+C12(新制、飽與)=2NaCl+I221-+Cl2=2C1-
說明①參加CC14并振蕩后,液體分層.上層為含有Nai的水層,
無色;下層為溶有品的CC14層,顯紫紅色.
②將反響后的溶液加熱蒸干灼燒,生成的b升華,故殘留的固體為
NaCl(C12足量時)或NaCl與Nai的混合物(CI2缺乏量時).
2NaI+Br2=2NaBr+I221—+Br2=2Br—+I2
說明①參加CC14并振蕩后,液體分層.上層為含有NaBr的水層,
無色,下層為溶有品的CC「層,顯紫紅色.
②將反響后的溶液加熱蒸干灼燒,生成的L升華,故殘留的固體為
NaBr(Br2足量時)或NaBr與NaI(Br2
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