元素化合物主干知識

元素化合物主干知識2．Na2O2的結構、性質和用途(1)Na2O2的電子式：，陰、陽離子個數(shù)比為1∶2。(2)Na2O2與H2O、CO2的反應，氧化劑是Na2O2，還原劑是Na2O2,1molNa2O2與之完全反應，轉移電子數(shù)為1NA，其增加的質量為H2O中之H2，CO2中之CO的質量。(3)Na2O2可作呼吸面具的供氧劑，可作漂白劑。3． Na2CO3和NaHCO3(1)熱穩(wěn)定性：Na2CO3＞NaHCO3；證明方法：套管實驗，里面的試管應盛放NaHCO3。(2)鑒別：①如是固體，可用加熱法，②如是溶液，可用CaCl2溶液、BaCl2溶液等，但不能用Ca(OH)2溶液，因二者均生成白色沉淀，離子方程式分別為提醒二用途避免“張冠李戴”H2O2與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式為除鈉鹽和鉀鹽外，其余硅酸鹽均難溶于水。(3)Cl2和H2O的反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(1)檢驗Fe3＋，用KSCN溶液，現(xiàn)象是生成血紅色溶液。Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。BaSO4而非BaCO3是X射線透視腸胃的內服藥劑。人類使用最早的合金是青銅，它是Cu—Sn合金，黃銅是Cu—Zn合金。1． 鎂、鋁的性質、制備和用途(3)鎂的重要化學性質Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。(2)AlCl3溶液和NaOH溶液。(5)NaHCO3、Al(OH)3、CaCO3都可以用于治療胃酸過多。(3)加熱濃氨水：NH3·H2ONH3↑＋H2O。BaSO4而非BaCO3是X射線透視腸胃的內服藥劑。4.侯氏制堿法(此處的堿指的是Na2CO3)①原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl②過程：向飽和食鹽水中先通NH3，再通CO2，即有NaHCO3晶體析出，過濾得NaHCO3晶體，加熱分解，即得純堿。(5)NaHCO3、Al(OH)3、CaCO3都可以用于治療胃酸過多。<注意：純堿(Na2CO3)不能作胃藥>鎂、鋁1． 鎂、鋁的性質、制備和用途(1)鎂、鋁耐腐蝕，其原因是被空氣中的氧氣氧化生成一薄層致密的氧化物薄膜，可阻止反應進一步進行。(2)在酒精火焰上加熱鋁至熔化，熔化的鋁不滴落的原因是鋁易被氧化，且Al2O3的熔點高于Al；Al2O3、MgO的熔點均很高，可用作耐火材料。(3)鎂的重要化學性質①Mg可以在CO2氣體中燃燒，化學方程式為2Mg＋CO22MgO＋C。②Mg和NH4Cl溶液反應，有刺激性氣味的氣體放出，化學方程式為Mg＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2↑。(4)鋁的重要化學性質①和強堿溶液的反應，離子方程式為

2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2—＋3H2↑，該反應常用于含鋁固體混合物的分離提純及含量測定。②鋁熱反應，鋁熱劑是混合物，該反應是放熱反應，主要用來冶煉難熔的金屬(如鐵、鉻、錳等)，它是中學化學中唯一一類金屬單質與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應。引發(fā)鋁熱反應的操作是高考實驗考查的熱點，其具體操作是先鋪一層KClO3，然后插上鎂條并將其點燃。寫出Al與Fe2O3、MnO2、WO3反應的化學方程式2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3、4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3、2Al＋WO3Al2O3＋W。(5)鎂、鋁的冶煉MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑(不能用MgO，因為MgO的熔點太高)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑(不能用AlCl3，因為AlCl3是共價化合物)電解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，其化學方程式為MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑。(6)鎂、鋁合金的用途因為鎂、鋁質輕，抗腐蝕性能好，所以在飛機、汽車等領域有著廣泛的應用。合金硬度大，但是熔點低。Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓。③Fe和濃硫酸(足量)共熱：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(6)硝酸的不穩(wěn)定性4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。(7)Cu與濃、稀硝酸的反應②過程：向飽和食鹽水中先通NH3，再通CO2，即有NaHCO3晶體析出，過濾得NaHCO3晶體，加熱分解，即得純堿。4． 硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。銨鹽受熱或撞擊易分解(如乘車時，NH4NO3不允許隨身攜帶)。溴、碘單質、蒸氣及有關溶液顏色如下：7．硝酸不論濃稀均有強氧化性，根據(jù)它們與銅反應的事實，可知氧化性：提醒一易錯反應要記清1． 氮的非金屬性很強，但N2非常穩(wěn)定，其原因是氮氮三鍵很強。電解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，其化學方程式為MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑。HClO可用于消毒漂白。3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2；2． 鋁的“主線”及“三角”轉化(1)一條主線Al2O3→Al→NaAlO2→Al(OH)3→NaAlO2(2)三角轉化(3)Al(OH)3制備的三條途徑：①由Al3＋制備Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。②由AlO2—制備Al(OH)32AlO2—＋CO2(少)＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO32-；AlO2—＋CO2(多)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-。③由Al3＋、AlO2—制備Al(OH)3Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓。3．不用試劑，相互滴加可檢驗的四組溶液(1)Na2CO3溶液和稀鹽酸。(2)AlCl3溶液和NaOH溶液。(3)NaAlO2溶液和稀鹽酸。(4)AgNO3溶液和氨水。(二)鐵、銅1．鐵的存在及其氧化物游離態(tài)的鐵存在于隕石中，F(xiàn)eO、Fe3O4均為黑色固體，后者有磁性；Fe2O3呈紅棕色，俗稱鐵紅，可作油漆，鋼鐵烤藍是生成一層致密的Fe3O4，能起到防腐蝕作用。2．Na2FeO4的重要用途在Na2FeO4中，鐵元素的化合價為＋6價，具有強氧化性，能殺死水中病菌，可作自來水消毒劑；它與水反應生成O2和Fe(OH)3膠體；具有吸附性能，故又可用作凈水劑。3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(1)檢驗Fe3＋，用KSCN溶液，現(xiàn)象是生成血紅色溶液。(2)檢驗Fe2＋①先加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再加氯水，生成血紅色溶液，證明有Fe2＋。②滴加黃色的K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，若生成藍色沉淀，證明含F(xiàn)e2＋，其原理為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓4．熟悉下列轉化關系并熟記重要反應方程式(1)轉化關系：Fe→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→Fe(SCN)3。(2)重要反應方程式①Fe在O2中燃燒：3Fe＋2O2Fe3O4。②Fe在高溫下和水蒸氣的反應：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。③Fe和濃硫酸(足量)共熱：2Fe＋6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。④過量的Fe和濃硝酸共熱Fe＋6HNO3(濃)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O；Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2。⑤Fe和稀HNO3的反應Fe(少)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(足)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。⑥Fe(OH)3膠體的制備：

FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。⑦Fe2＋和酸性KMnO4的反應：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。5．銅合金人類使用最早的合金是青銅，它是Cu—Sn合金，黃銅是Cu—Zn合金?，F(xiàn)在用量最大的合金是鋼，其次是鋁合金。6．廢舊電路板中銅的回收及綠礬的制備7．銅的精煉粗銅作陽極，精銅作陰極，含有Cu2＋的溶液作為電解液。8．熟悉下列轉化關系Cu→Cu2(OH)2CO3→CuO→CuSO4→[Cu(NH3)4]SO4向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，現(xiàn)象為首先生成藍色沉淀，繼續(xù)滴加氨水，沉淀溶解，形成深藍色透明溶液。9． 熟記下列重要反應(1)Cu和Cl2、S的反應：Cu＋Cl2CuCl2，

2Cu＋SCu2S。(2)Cu和FeCl3溶液的反應：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。(3)Cu和濃硫酸的反應：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)Cu和稀硝酸的反應：3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(5)Cu和濃硝酸的反應：Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。三、鹵素要點回顧1．Cl2是黃綠色的氣體，貯存于干燥的鋼瓶中；可用濃氨水檢驗輸氯管道是否泄露，其現(xiàn)象是有白煙生成，原理為

3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2；工業(yè)上H2在Cl2中燃燒后通入水中可制得鹽酸；Cl2通入NaOH溶液中可制漂白液，通入石灰乳(氫氧化鈣懸濁液)中可制漂白粉；84消毒液的主要成分是NaClO，其漂白原理是ClO－＋H2OHClO＋OH－，

HClO可用于消毒漂白。2．氯水成分復雜，性質多樣。(1)酸性——H＋的性質；(2)漂白性——HClO的性質；氯水與紫色石蕊先變紅再褪色(3)強氧化性——氯水中氧化性粒子有Cl2﹑HClO﹑ClO-。但是絕大部分為Cl2，故氯水的強氧化性由Cl2

體現(xiàn)。

3．HClO的結構式是H—O—Cl，(1)弱酸性：漂白粉在空氣中易于CO2反應變質（強酸制弱酸）(2)強氧化性：氧化漂白，消毒殺菌。(3)不穩(wěn)定性：HClO見光或受熱分解為HCl與O2,故氯水越長久，酸性越強。4．碘鹽中加的是KIO3，可通過加入KI-淀粉溶液、食醋來檢驗，在工業(yè)上通過電解KI溶 液制備。5．液溴應保存在棕色細口玻璃瓶中，用玻璃塞且水封。溴、碘單質、蒸氣及有關溶液顏色如下：

(3)Cu和濃硫酸的反應：藍色石蕊試紙遇濃HNO3先變紅后變白，遇濃H2SO4先變紅后變黑。(4)工業(yè)上制HNO3的總反應NH3＋2O2=HNO3＋H2O。提醒一易錯反應要記清4．H2O2中的氧的化合價為－1價，既具有氧化性，又具有還原性，它的氧化產(chǎn)物為O2，還原產(chǎn)物是H2O，4．碘鹽中加的是KIO3，可通過加入KI-淀粉溶液、食醋來檢驗，在工業(yè)上通過電解KI溶 液制備。SO2具有漂白性，且具有可逆性，使品紅溶液，紅布條等有機色素褪色，但不能漂白石蕊（故SO2通入石蕊溶液，只變紅，不褪色）。Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓。84消毒液的主要成分是NaClO，其漂白原理是(4)Cu和稀硝酸的反應：(要注意O2和H2O2的系數(shù)是相同的,此時H2O2全為還原劑)。④過量的Fe和濃硝酸共熱提醒一易錯反應要記清人類使用最早的合金是青銅，它是Cu—Sn合金，黃銅是Cu—Zn合金。6．NO2和溴蒸氣一樣，均為紅棕色氣體，可用水、AgNO3溶液、CCl4等加以檢驗，但不能用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗(NO2、Br2均具有強氧化性)。6． 熟記下列反應方程式：(1)電解飽和食鹽水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)實驗室制氯氣：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)Cl2和H2O的反應：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(4)HClO的不穩(wěn)定性：2HClO2HCl＋O2↑。(5)Cl2和石灰乳的反應：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反應：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。(7)FeBr2和少量Cl2的反應：6FeBr2＋3Cl2=4FeBr3＋2FeCl3。(8)FeBr2和足量Cl2的反應：2FeBr2＋3Cl2=2FeCl3＋2Br2。四、氧族元素要點回顧1．自然界中既有游離態(tài)的硫，又有化合態(tài)的硫，它是淡黃色的固體，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于CS2，硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰，在純氧中燃燒發(fā)出藍紫色火焰，生成物都是SO2，可用來制造硫酸。2．粘附硫的試管可用CS2洗滌，也可用熱堿溶液洗滌，其原理為3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。3．O2和O3互為同素異形體，O3的氧化性大于O2，能使?jié)駶櫟牡矸?KI試紙變藍，其原理為2KI＋O3＋H2O=2KOH＋I2＋O2；可用臭氧代替氯水消毒飲用水；多鹵代烴可破壞大氣中的臭氧層，形成臭氧空洞。4．H2O2中的氧的化合價為－1價，既具有氧化性，又具有還原性，它的氧化產(chǎn)物為O2，還原產(chǎn)物是H2O，.H2O2和FeCl2反應的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，.H2O2與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式為5H2O2＋6H＋＋2MnO4－=5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O(要注意O2和H2O2的系數(shù)是相同的,此時H2O2全為還原劑)。.H2O2遇MnO2或Fe3＋或Cu2＋或加熱下迅速分解生成O2與H2O（發(fā)生歧化反應），可用作氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑、火箭燃料等。5．SO2

SO2具有漂白性，且具有可逆性，使品紅溶液，紅布條等有機色素褪色，但不能漂白石蕊（故SO2通入石蕊溶液，只變紅，不褪色）。

SO2具有還原性，能使溴水、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液褪色；

SO2為酸性氧化物，與水部分生成H2SO3,故可使澄清石灰水變渾濁，但不能與CaCl2反應（弱酸一般不能制強酸）。除去CO2中的SO2可用飽和的NaHCO3溶液、溴水、酸性KMnO4溶液等。S2－與SO32-在酸性條件下不能大量共存，其原理是2S2－＋SO32-＋6H＋=3S↓＋3H2O（此反應體現(xiàn)SO2的氧化性）。6．SO3標況下為固體。SO3可被濃硫酸吸收形成發(fā)煙硫酸，故SO2中的SO3可用飽和NaHSO3或濃硫酸吸收，硫酸工業(yè)中的尾氣可用氨水或NaOH溶液吸收，產(chǎn)物經(jīng)加熱后可重新利用SO2。7．濃硫酸具有三大特性：(1)強氧化性；常溫下，鈍化Al和Fe;加熱下劇烈反應(2)吸水性；作為干燥劑，(3)脫水性：使有機物碳化變黑；醇制烯烴。濃硫酸可干燥SO2，但不能干燥SO3，也不能干燥還原性氣體如HBr、HI、H2S等，不要混淆濃硫酸的吸水性和脫水性。BaSO4而非BaCO3是X射線透視腸胃的內服藥劑。8． 熟記下列重要反應方程式：(1)SO2的催化氧化：2SO2＋O22SO3。(2)SO2和鹵素單質的反應：SO2＋X2＋2H2O=2HX＋H2SO4(X＝Cl、Br、I)。(3)C和濃硫酸的反應：C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。6． 硅酸鹽通常寫成氧化物的形式，其格式為金屬氧化物在前，SiO2和水在后。Fe＋6HNO3(濃)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O；1．鐵的存在及其氧化物ClO－＋H2OHClO＋OH－，1． 氮的非金屬性很強，但N2非常穩(wěn)定，其原因是氮氮三鍵很強。NO2能引起酸雨、光化學煙霧、破壞臭氧層。3． Na2CO3和NaHCO33． 雷雨發(fā)莊稼的原理是N2＋O22NO(只能是NO)，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。3． 水玻璃(泡花堿)是Na2SiO3的水溶液，具有粘性和防火性能?？捎贸粞醮媛人撅嬘盟?；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。2．粘附硫的試管可用CS2洗滌，也可用熱堿溶液洗滌，其原理為(7)FeBr2和少量Cl2的反應：五、氮族元素要點回顧1． 氮的非金屬性很強，但N2非常穩(wěn)定，其原因是氮氮三鍵很強。2． 氮的固定是指將氮氣轉化為化合物的過程，如工業(yè)上合成氨反應，豆科植物根瘤菌固氮。3． 雷雨發(fā)莊稼的原理是N2＋O22NO(只能是NO)，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。4． NO的中毒原理和CO相同，且都不與水，堿反應，NO和NO2都可用NH3催化還原法轉化為N2，從而消除污染。5．在高溫下NH3具有強還原性，和H2、CO、C2H5OH一樣均可還原CuO，NH3遇揮發(fā)性酸(如氫鹵酸、硝酸)產(chǎn)生白煙，銨鹽受熱或撞擊易分解(如乘車時，NH4NO3不允許隨身攜帶)。6．NO2和溴蒸氣一樣，均為紅棕色氣體，可用水、AgNO3溶液、CCl4等加以檢驗，但不能用濕潤的淀粉-KI試紙檢驗(NO2、Br2均具有強氧化性)。NO2能引起酸雨、光化學煙霧、破壞臭氧層。“NO2球”可進行平衡原理實驗(2NO2N2O4ΔH＜0)，溫度升高，顏色加深。7．硝酸不論濃稀均有強氧化性，根據(jù)它們與銅反應的事實，可知氧化性：濃HNO3＞稀HNO3＞濃H2SO4。藍色石蕊試紙遇濃HNO3先變紅后變白，遇濃H2SO4先變紅后變黑。常溫下鋁、鐵遇濃H2SO4和濃HNO3被鈍化，加熱可破壞鈍化膜。8．硝酸、硝酸銀溶液均保存在細口棕色瓶中，工業(yè)濃HNO3因其不穩(wěn)定通常呈黃色(工業(yè)鹽酸因含F(xiàn)e3＋而呈黃色)。9． 實驗室制備NH3的三種方法：(1)NH4Cl固體和Ca(OH)2固體共熱：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)濃氨水與CaO(NaOH固體或堿石灰)：NH3·H2O＋CaO=Ca(OH)2＋NH3↑。(3)加熱濃氨水：NH3·H2ONH3↑＋H2O。氨氣不能用濃硫酸、無水CaCl2、P2O5干燥。NH3、HCl、SO2、NO2可用水作噴泉實驗，溶解度小的氣體可用其他溶劑作噴泉實驗，如CO2與NaOH溶液可作噴泉實驗。10．熟記下列反應方程式：(1)NH3的催化氧化4NH3＋5O24NO＋6H2O(只能是NO)。(2)NO與O2、H2O的反應4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。(3)NO2與O2、H2O的反應4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(4)工業(yè)上制HNO3的總反應NH3＋2O2=HNO3＋H2O。(5)NH3和CuO的反應2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O。(6)硝酸的不穩(wěn)定性4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。(7)Cu與濃、稀硝酸的反應3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(8)C和濃硝酸的反應C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。六、碳族元素要點回顧1． 自然界中無單質硅，元素硅主要以SiO2(水晶、石英、瑪瑙的主要成分)和硅酸鹽的形式存在。通常原子晶體不導電，但硅是很好的半導體材料，硅能制太陽能電池板。2． SiO2是難溶于水的酸性氧化物，它的主要用途是制造光導纖維。SiC是制砂輪的磨料。SiO2、SiC、Si三種物質均是原子晶體。在硅的化合物中硅是＋4價(如SiC、SiH4)，＋2價的硅很不穩(wěn)定。3． 水玻璃(泡花堿)是Na2SiO3的水溶液，具有粘性和防火性能。除鈉鹽和鉀鹽外，其余硅酸鹽均難溶于水。4． 硅膠(mSiO2·nH2O)是一種很好的無毒干燥劑。H4SiO4(原硅酸)自動失水生成H2SiO3，H2SiO3加熱失水生成SiO2。5． 玻璃、水泥、陶瓷是傳統(tǒng)的三大硅酸鹽材料，新型無機非金屬材料有Al2O3陶瓷和Si3N4陶瓷。剛玉的主要成分是Al2O3。6． 硅酸鹽通常寫成氧化物的形式，其格式為金屬氧化物在前，SiO2和水在后。如石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物形式表示為CaO·3MgO·4SiO2。7． PbO2具有極強的氧化性，和鹽酸反應類似MnO2，把HCl氧化成Cl2。鉛筆中鉛芯不是金屬鉛而是石墨。8． 用SiO2制取純硅涉及的三個方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑(只能是CO)、Si＋2Cl2