常見元素的單質(zhì)及其重要化合物

1、第三章 常見元素的單質(zhì)及其重要化合物Cl2+H2O=HCl+HClOCl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-2I-+Cl2=I2+2Cl-S2-+Cl2=S+2Cl-SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl8NH3+3Cl2=N2+6NH4ClHClHClO（強氧化性）H+ZnOH-NH3CaCO3H2H2ONH4+CO2Cl-Ag+MnO2AgClCl2C2H5OHC2H5Cl取代CH2=CHCl加成CH CHAgNO3Ca(OH)2光H+、CO2電解NaAgNO3Cl2（黃綠

2、色氣體）Ca(ClO)2氧化性KMnO4、電解H2S、HBr、HI還原性化合物金屬2Fe+3Cl2=2FeCl3Cu+Cl2=CuCl2 (生成高價)非金屬H2+Cl2=2HCl2P+3Cl2=2PCl3自身氧化還原反應(yīng)NaClAgCl第一節(jié) 鹵素【知識網(wǎng)絡(luò)】【易錯指津】 1分清氯水、溴水的成分，反應(yīng)時的作用和褪色的原理。 氯水中正因為存在可逆反應(yīng)Cl2+H2O HCl+HClO，使其成分復(fù)雜且隨著條件的改變，平衡發(fā)生移動，使成分發(fā)生動態(tài)的變化。當(dāng)外加不同的反應(yīng)物時，要正確判斷是何種成分參與了反應(yīng)。氯水中的HClO能使有色物質(zhì)被氧化而褪色。反之，也有許多物質(zhì)能使氯水、溴水褪色，發(fā)生的變化可屬物

3、理變化（如萃取），也可屬化學(xué)變化，如歧化法（加堿液）、還原法（如Mg、SO2等）、加成法（加不飽和的有機物）等。值得一提的是有時雖然發(fā)生化學(xué)變化，但仍生成有色物，如Br2與Fe或KI反應(yīng)。2區(qū)分清楚萃取和分液的原理、儀器、操作以及適用范圍與其他物質(zhì)分離方法不同。萃取和分液是物質(zhì)分離的眾多方法之一。每一種方法適用于一定的前提。分液適用于分離互不相溶的兩種液體，而萃取是根據(jù)一種溶質(zhì)在兩種互不相溶的溶劑中溶解性有很大差異從而達到提取的目的。一般萃取和分液結(jié)合使用。其中萃取劑的合理選擇、分液漏斗的正確使用、與過濾或蒸餾等分離方法的明確區(qū)分等是此類命題的重點和解決問題的關(guān)鍵。命題以選擇何種合適的萃取劑、

4、萃取后呈何現(xiàn)象、上下層如何分離等形式出現(xiàn)。解題關(guān)鍵是抓住適宜萃取劑的條件、液體是否分層及分層后上下層位置的決定因素。分液操作時注意“先下后上、下流上倒”的順序。為確保液體順利流出，一定要打開上部塞子或使瓶塞與瓶頸處的小孔或小槽對齊，與大氣相通?！镜湫屠}評析】例1 氯化碘（ICl）的化學(xué)性質(zhì)跟氯氣相似，預(yù)計它跟水反應(yīng)的生成物是（1998年全國高考題）A.HI和HClO B.HCl和HIO C.HClO3和HIO D.HClO和HIO思路分析：題目以考生未學(xué)過的鹵素互化物為素材，讓考生對不同鹵素的非金屬性相對強弱作出判斷。這種判斷是以鹵素跟氫、氧相互結(jié)合以及形成正負化合價的能力來實現(xiàn)的。先聯(lián)想C

5、l2+H2O=HCl+HClO，推斷ICl與H2O反應(yīng)有兩種可能：ICl+H2O=HI+HClO，ICl+H2O=HCl+HIO。問題是I、Cl兩元素何者形成氫鹵酸，何者形成次鹵酸。與I相比，氯的非金屬性比碘強，更易形成負化合價；與Cl相比，I的金屬性較強，較易形成正化合價，即產(chǎn)物不能是HI和HClO。答案：B方法要領(lǐng)：學(xué)習(xí)元素化合物知識時，抓住代表物的性質(zhì)，并結(jié)合元素周期律知識，來指導(dǎo)同主族元素性質(zhì)的學(xué)習(xí)。在ICl中I為+1價，Cl為-1價與水反應(yīng)后其產(chǎn)物的化合價均不發(fā)生改變，防止受Cl2+H2O=HCl+HClO影響，認為ICl與H2O反應(yīng)也是氧化還原反應(yīng)，而誤選A。無機信息題在考卷中經(jīng)常

6、出現(xiàn)，在做這類題目時，必須對信息理解透徹，活學(xué)活用，這樣才能保證答題的準確性。水解產(chǎn)物的判斷可根據(jù)電荷相互吸收的原則去思考，因化學(xué)作用也是電性作用。此類化學(xué)方程式可按下列“模式”書寫：A+B-+H+-OH-=A+OH-+H+B-除ICl外，Mg3N2、CaC2、NaH、Al2S3、CH3COONa等水解均遵循該“規(guī)律”。例2 下列物質(zhì)在空氣中久置變質(zhì)，在變質(zhì)過程中，既有氧化還原反應(yīng)發(fā)生，又有非氧化還原反應(yīng)發(fā)生的是（1997年高考化學(xué)試測題） A.食鹽 B.漂白粉 C.氯水 D.硫酸亞鐵溶液思路分析：食鹽在空氣中不變質(zhì)；漂白粉在空氣中發(fā)生如下反應(yīng)：Ca(ClO)2+CO2+H2O=2HClO+C

7、aCO3、2HClO2HCl+O2；氯水中只是2HClO2HCl+O2；硫酸亞鐵溶液中只是Fe2+被氧化為Fe3+。答案：B方法要領(lǐng)：掌握各種物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)及反應(yīng)中元素的價態(tài)變化。例3 將1體積選項中的一種氣體與10體積O2混合后，依次通過盛有足量濃NaOH溶液的洗氣瓶和盛有足量的熱銅屑的管子(假設(shè)反應(yīng)都進行完全)，最后得到的尾氣可以是（1996年全國高考題）A.Cl2 B.CO C.CO2 D.N2 思路分析：假如“1體積為A中Cl2，則當(dāng)通過足量濃堿液時，因Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O而被完全吸收，而10體積O2在通過銅屑時被完全吸收，故無尾氣產(chǎn)生；若為B中CO，則在通

8、過堿液時無變化；而通過銅屑時，因O2過量而生成CO2故選C；若分別為C中CO2或D中N2，當(dāng)依次通過時C中無氣體剩余，D中仍然保留了原來的N2。答案：C、D方法要領(lǐng)：該題要答正確，必須審明題意：即反應(yīng)物需從四個選項中選，產(chǎn)物也要從四個選項中選。防止漏選C。例4 為實現(xiàn)中國2000年消除碘缺乏病的目標，衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘,，其中的碘以碘酸鉀(KIO3)形式存在。已知在溶液中IO3-可和I-發(fā)生反應(yīng)：IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O。根據(jù)此反應(yīng)，可用試紙和一些生活中常見的物質(zhì)進行實驗，證明在食鹽中存在IO3-。可供選用的物質(zhì)有：自來水；藍色石蕊試紙；碘化鉀淀粉試紙；淀粉；食糖；食醋；

9、白酒。進行上述實驗時必須使用的物質(zhì)是（1997年全國高考題）A. B. C. D.思路分析：依題給信息要檢驗NaCl中含有IO3-，宜使其變成有特殊顏色的物質(zhì)才好識別。因此，應(yīng)加含有I-和H+的物質(zhì)使其變成I2，而且存在著能I2與結(jié)合成藍色物質(zhì)的淀粉。因而，中含有I-和淀粉，中含有H+（由CH3COOH溶液電離而得）。答案：B方法要領(lǐng)：題中向考生傳達了我國在2000年消滅碘缺乏癥的目標和達到此目標的辦法。解題關(guān)鍵是：抓住IO3-+5I-+6H+=3I2+2H2O，可知所給物質(zhì)要提供I-和H+。本題屬于原理型信息給予題，它給出兩條反應(yīng)原理的新信息：一是食鹽中的碘是以碘酸鉀（KIO3）的形式存在；

10、二是給出了IO3-、I-、H+3種離子共同存在時發(fā)生的生成I2的氧化還原反應(yīng)的信息，此反應(yīng)原理成為實現(xiàn)問題解決的根本依據(jù)。為此，應(yīng)能提取出I2和淀粉互檢的已有知識，并把IO3-被I-在H+存在下還原為I2的反應(yīng)和I2的常規(guī)檢驗聯(lián)系起來，從而完成對問題的解答。如果能深入把握KI淀粉試紙檢驗出氧化性物質(zhì)（如Cl2、O3等）的反應(yīng)原理，將已有知識遷移運用到IO3-氧化I-（H+存在）的新情境中，則不難找出用碘化鉀淀粉試紙（H+存在）檢出IO3-的方法。可見，將知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，對形成知識的類比與遷移能力，是十分重要的。例5 甲、乙、丙三種溶液各含有一種X-（X-為Cl-、Br-、I-）離子。向甲中

11、加淀粉溶液和氯水，則溶液變橙色，再加丙溶液，顏色無明顯變化。則甲、乙、丙依次含有（1991年全國高考題）A.Br-、Cl-、I- B.Br-、I-、Cl- C.I-、Br-、Cl- D.Cl-、I-、Br-思路分析：在甲溶液中加入淀粉溶液和氯水，淀粉不顯藍色，證明甲中不含I-離子，溶液顯橙色，證明甲中含Br-離子（溴水顯橙色）；再加丙溶液，無明顯變化，表明丙中不含I-離子。綜上所述，甲中含Br-離子，乙中含I-離子，丙中含Cl-離子。答案：B方法要領(lǐng)：利用非金屬置換反應(yīng)規(guī)律進行邏輯分析。非金屬性較強的單質(zhì)能從鹽溶液（或酸溶液）中把非金屬性弱的非金屬置換出來。本題考查了對鹵素離子還原性強弱的理解

12、及鹵素置換實驗現(xiàn)象的分析，它運用的知識有：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2，Cl2+2I-=2Br-+I2和Br2+2I-=2Br-+I2，I2遇淀粉變藍色。例6 冰箱致冷劑氟氯甲烷在高空中受紫外線輻射產(chǎn)生Cl原子，并進行下列反應(yīng)：Cl+O3ClO+O2，ClO+OCl+O2。下列說法不正確的是（1998年上海高考題）A.反應(yīng)后將O3轉(zhuǎn)化為O2 B.Cl原子是總反應(yīng)的催化劑C.氟氯甲烷是總反應(yīng)催化劑 D.Cl原子反復(fù)起分解O3的作用思路分析：可將兩個分反應(yīng)合并得總反應(yīng)2O33O2，催化劑應(yīng)是Cl而不是氟氯甲烷，由于催化劑在反應(yīng)前后物質(zhì)的量保持不變，故Cl反復(fù)起分解O3的作用。答案：C方法要領(lǐng)

13、：這是一道與環(huán)境化學(xué)相關(guān)的題目，也屬信息給予題。中間產(chǎn)物和催化劑有相同點：均參與了反應(yīng)過程；當(dāng)分反應(yīng)合并成總反應(yīng)時兩者均可消去，即生成量等于消耗的量。兩者的不同之處在于催化劑先消耗后生成，而中間產(chǎn)物則先生成后消耗。據(jù)此可判斷出Cl在上述過程中是催化劑。平時要善于比較一些相關(guān)的概念，找出它們的本質(zhì)區(qū)別。例7 某溫度下，將Cl2通入NaOH溶液中,反應(yīng)得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，經(jīng)測定ClO-和ClO3-的濃度之比為1:3，則Cl2與NaOH反應(yīng)時,被還原的氯元素與被氧化的氯元素物質(zhì)的量之比為（1999年全國高考題）A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.4:1思路分析：C

14、l2與NaOH溶液反應(yīng)，Cl2既是氧化劑又是還原劑，從電子得失角度分析，被氧化的Cl分別從0+1、0+5，根據(jù)題目所給條件分析得ClO-和ClO3-的個數(shù)之比為1:3，則被氧化的一方4個0價Cl共失電子1+3×5=16；被還原Cl從0-1，欲使得失電子總數(shù)相等，則需16個0價Cl。所以，被還原的氯元素與被氧化的氯元素的物質(zhì)的量之比為16:4=4:1。 答案：D方法要領(lǐng)：本題考查利用氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)分析問題的能力，考查學(xué)生應(yīng)變的靈活性。Cl2與NaOH溶液反應(yīng)，本身既是氧化劑又是還原劑，氧化產(chǎn)物為NaClO、NaClO3，還原產(chǎn)物為NaCl，通過電子守恒原理快解。例8 KClO3和濃

15、鹽酸在一定溫度下反應(yīng)會生成綠黃色的易爆物二氧化氯.其變化可表述為: KClO3+ HCl(濃)= KCl+ ClO2+ Cl2+ (1)請完成該化學(xué)方程式并配平(未知物化學(xué)式和化學(xué)計量數(shù)填入框內(nèi))(2)濃鹽酸在反應(yīng)中顯示出來的性質(zhì)是 (填寫編號,多選倒扣分)只有還原性 還原性和酸性 只有氧化性 氧化性和酸性(3)ClO2具有很強的氧化性。因此，常被用作消毒劑，其消毒效率(以單位質(zhì)量得到的電子數(shù)表示)是Cl2的 倍。（2000年上海市高考題）思路分析：（1）此題的難點是方程式的配平,用化合價升降法配平時，首先要分清氧化產(chǎn)物是Cl2還原產(chǎn)物是ClO2,KCl中的Cl-來源于鹽酸，化合價沒有變化，再

16、配平氧化劑，還原劑，氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的計量數(shù)，最后依據(jù)原子種類和個數(shù)守恒，配平其它物質(zhì)的計量數(shù)和補加未知物。（2）由配平的方程式可知，參加反應(yīng)的濃鹽酸有一半被氧化，另一半起了酸作用。(3)消毒后，Cl元素的價態(tài)為為-1價，對ClO2單位質(zhì)量得電子(1/67.5)×5；對Cl2單位質(zhì)量得電子：(1/71)×2；二者的比值為2.63。答案:(1)2 4 2 2 1 2 H2O (2) (3)2.63方法要領(lǐng)：此題考查了氯及其化合物的相互轉(zhuǎn)化和性質(zhì)，氧化還原反應(yīng)方程式的配平，氧化性還原性分析,電子轉(zhuǎn)移數(shù)目的計算等知識；此題是一信息題，情境新穎，思考量大，有效地考查了學(xué)生的分析問

17、題的能力，代表了今后高考命題的方向。例9 已知氯水中有如下平衡：Cl2+H2O HCl+HClO。常溫下，在一個體積為50mL的針筒里吸入40mL氯氣后，再吸進10mL水。寫出針筒中可能觀察到的現(xiàn)象 。若將此針筒長時間放置，又可能看到何種變化 ；試用平衡觀點加以解釋 。（1994年上海市高考題）思路分析：因Cl2與H2O反應(yīng)而溶解，氣體體積縮小，溶液呈淺黃綠色。若此針筒長時間放置，氣體體積進一步縮小，氣體和溶液均變成無色；原因是氯水中的平衡Cl2+H2O HCl+HClO，由于HClO逐漸分解（2HClO=2HCl+O2）而不斷地向右移動，最終Cl2耗盡全部轉(zhuǎn)化為O2，導(dǎo)致氣體體積縮小和黃綠色

18、消退。答案：氣體體積縮小，溶液呈淺黃綠色。氣體體積繼續(xù)減小，氣體和溶液均變成無色；氯水中的平衡Cl2+H2O HCl+HClO，又由于2HClO=2HCl+O2，HClO不斷分解，平衡右移，最終Cl2耗盡全部轉(zhuǎn)化成O2。由總反應(yīng)式2Cl2+2H2O=4HCl+O2，可知，氣體體積減少。方法要領(lǐng)：回答實驗現(xiàn)象要完整并且表達確切。例10 某化學(xué)課外小組用海帶為原料制取少量碘水?，F(xiàn)用CCl4從碘水中萃取碘并用分液漏斗分離兩種溶液，其實驗操作可分為如下幾步:（1991年全國高考題）A. 把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中B. 把50mL碘水和15mLCCl4加入分液漏斗中,并蓋好玻璃塞C. 檢驗分

19、液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液D. 倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩,并不時旋開活塞放氣,最后關(guān)閉活塞,把分液漏斗放正E. 打開活塞,用燒杯接收溶液F. 從分液漏斗上口倒出上層水溶液G. 將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽或小孔對準漏斗口上的小孔H. 靜置,分層就此實驗,完成下列填空:(1)正確操作步驟的順序是 AG EF。(2)上述E步驟的操作中應(yīng)注意 上述G步驟操作的目的是 (3)能選用CCl4從碘水中萃取碘的原因是 (4)下列物質(zhì),不能作為從溴水中萃取溴的溶劑是 A.熱裂汽油 B.苯 C.酒精 D.正庚烷思路分析：（1）檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液，這當(dāng)然是第一步。B、D的操作屬于萃取，E

20、、F屬于分液操作，A、G、H是分液前的準備操作。（4）中的熱裂汽油中，含碳碳雙鍵，與溴水發(fā)生加成反應(yīng)，而酒精與溴水互溶，所以兩者均不適宜作萃取劑。答案:(1)CBDH；(2)使漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁,及時關(guān)閉活塞,不要讓上層液體流出;使漏斗內(nèi)外空氣相通,以保證E操作時漏斗里液體能夠流出；(3)四氯化碳與水不溶,I2且在四氯化碳溶解度比在水中大很多；（4）A、C方法要領(lǐng)：萃取和分液操作是中學(xué)化學(xué)實驗中分離物質(zhì)的常用方法之一，本題所涉及到的知識的技能有：分液漏斗的作用，萃取操作步驟及每一步聚的目的，萃取操作中的注意事項，萃取劑的性質(zhì)及選擇原則；碘在水和CCl4等有機溶劑中的溶解性，熱裂汽油的不飽

21、和性，乙醇和水的互溶性等。只有掌握這些基本知識，并在學(xué)生實驗中注意這些問題，才能在解決實際問題時綜合運用這些知識進行正確的推理和判斷。例11 實驗室可用氯氣與金屬鐵反應(yīng)制備無水三氯化鐵,該化合物呈棕紅色,易潮解,100左右時升華,下圖是兩個學(xué)生設(shè)計的實驗裝置,左邊的反應(yīng)裝置相同,而右邊的產(chǎn)物收集裝置則不同,分別如() ()所示:（2000年全國高考題）(1)B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。(2)D中的反應(yīng)開始前,需排除裝置中的空氣,應(yīng)采取的方法是: 。(3)D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。(4)裝置()的主要缺點是： 。(5)裝置()的主要缺點是： ，如果選用此裝置來完成實驗,則必須采取的改進措施是： 。思路方法：此題綜合了氯氣的性質(zhì)、制法，三氯化鐵的性質(zhì)和制取，化學(xué)實驗操作及實驗裝置等問題。此題中涉及的制取氯氣和三氯化鐵的原理比較簡單，排除裝置中空氣的方法屬常識性操作，（1）、（2）、（3）問容易作答。只要根據(jù)題給信息，對裝置（）、（）的不同部分進行對比分析，答案就在（）、（）兩圖中，（4）、（5）問即可得解。1裝置（）中三氯化鐵由