高考化学一轮收官核心考点复习 第3章 金属及其化合物 新人教版必修1.doc

第3章 金属及其化合物1化学方程式的有关计算【知识点的认识】化学常用计算方法：主要有：差量法、十字交叉法、平均法、守恒法、极值法、关系式法等 一、差量法 在一定量溶剂的饱和溶液中，由于温度改变（升高或降低），使溶质的溶解度发生变化，从而造成溶质（或饱和溶液）质量的差量；每个物质均有固定的化学组成，任意两个物质的物理量之间均存在差量；同样，在一个封闭体系中进行的化学反应，尽管反应前后质量守恒，但物质的量、固液气各态物质质量、气体体积等会发生变化，形成差量差量法就是根据这些差量值，列出比例式来求解的一种化学计算方法常见的类型有：溶解度差、组成差、质量差、体积差、物质的量差等在运用时要注意物质的状态相相同，差量物质的物理量单位要一致 二、十字交叉法 凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题，即二组分的平均值，均可用十字交叉法，此法把乘除运算转化为加减运算，给计算带来很大的方便十字交叉法的表达式推导如下：设a、b表示十字交叉法的两个分量，表示两个分量合成的平均量，xa、xb分别表示a和b占平均量的百分数，且xa+xb=1，则有：axa+bxb=（xa+xb），化简得三、平均法 对于含有平均含义的定量或半定量习题，利用平均原理这一技巧性方法，可省去复杂的计算，迅速地作出判断，巧妙地得出答案，对提高解题能力大有益处平均法实际上是对十字交叉所含原理的进一步运用解题时，常与十字交叉结合使用，达到速解之目的原理如下： 若ab，且符合=axa%+bxb%，则必有ab，其中是a、b的相应平均值或式，xa、xb分别是a、b的份数四、守恒法 学反应中存在一系列守恒现象，如：质量守恒（含原子守恒、元素守恒）、电荷守恒、电子得失守恒、能量守恒等，利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法电荷守恒即对任一电中性的体系，如化合物、混和物、溶液、胶体等，电荷的代数和为零，即正电荷总数和负电荷总数相等电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数，无论是自发进行的氧化还原反应还是以后将要学习的原电池或电解池均如此1、质量守恒2、电荷守恒3、得失电子守恒五、极值法 “极值法”即“极端假设法”，是用数学方法解决化学问题的常用方法，一般解答有关混合物计算时采用可分别假设原混合物是某一纯净物，进行计算，确定最大值、最小值，再进行分析、讨论、得出结论六、关系式法 化工生产中以及化学工作者进行科学研究时，往往涉及到多步反应：从原料到产品可能要经过若干步反应；测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程对于多步反应体系，依据若干化学反应方程式，找出起始物质与最终物质的量的关系，并据此列比例式进行计算求解方法，称为“关系式”法利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果用关系式解题的关键是建立关系式，建立关系式的方法主要有：1、利用微粒守恒关系建立关系式，2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式，3、利用方程式的加合建立关系式【命题方向】题型一：差量法典例1：加热10.0g碳酸钠和碳酸氢钠的混合物至质量不在变化，剩余固体的质量为8.45g，求混合物中碳酸钠的质量分数分析：加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，利用差量法，根据2nahco3na2co3+co2+h2o计算碳酸氢钠的质量，进而计算碳酸钠的质量分数解答：加热碳酸钠和碳酸氢钠的混合物时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠不稳定，加热时分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，发生反应为2nahco3na2co3+co2+h2o，则固体质量减少的原因是由于碳酸氢钠分解的缘故，设混合物中碳酸氢钠的质量为m，利用差量法计算，则2nahco3na2co3+co2+h2om284g 62g m 10.0g8.45g=1.55g m=4.2g，所以混合物中碳酸钠的质量为10.0g4.2g=5.8g，混合物中碳酸钠的质量分数为：100%=58%答：混合物中碳酸钠的质量分数为58%点评：本题考查混合物的计算，题目难度不大，注意根据碳酸氢钠不稳定的性质，利用差量法计算题型二：十字交叉法典例2：实验测得c2h4与o2混合气体的密度是h2的14.5倍，可知其中乙烯的质量分数为（）a.25.0% b.27.6% c.72.4% d.75.0%分析：由，十字交叉得出物质的量之比为3：1，据此解答解答：由，十字交叉得出物质的量之比为3：1，则乙烯的质量分数为100%72.4%，故选c点评：本题主要考察十字交叉法的应用，十字交叉法虽然能给计算带来很大的方便，但也不是万能的，要注意适用场合，如果掌握不好，建议还是采用常规方法解题题型三：平均法典例3：10g含有杂质的caco3和足量的盐酸反应，产生co20.1mol，则此样品中可能含有的杂质是（）akhco3和mgco3 bmgco3和sio2 ck2co3和sio2 d无法确定分析：由“10g含有杂质的caco3和足量的盐酸反应，产生co20.1mol”得出样品的平均相对分子质量是100，碳酸钙也是100，则样品中一种的相对分子质量比100大，另一种比100少，二氧化硅不与盐酸反应，认为相对分子质量比碳酸钙大解答：由“10g含有杂质的caco3和足量的盐酸反应，产生co20.1mol”得出样品中物质的平均相对分子质量是100，akhco3的相对分子质量为100，mgco3的相对分子质量为84，则平均值不可能为100，故a错误；bmgco3的相对分子质量为84，sio2不与盐酸反应，认为相对分子质量比碳酸钙大，则平均值可能为100，故b正确；ck2co3的相对分子质量为为138，sio2不与盐酸反应，认为相对分子质量比碳酸钙大，则平均值不可能为100，故c错误；d由b可知，可以判断混合物的可能性，故d错误故选b点评：本题考查混合物的计算，题目难度不大，注意用平均值的方法进行比较和判断题型四：质量守恒或元素守恒典例4：向一定量的fe、feo、fe2o3的混合物中加入100ml浓度为1mol/l的硫酸，恰好使混合物完全溶解，放出标况下224ml的气体所得溶液中加入kscn溶液后无血红色出现若用足量的h2在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是（）分析：硫酸恰好使混合物完全溶解，硫酸没有剩余，向反应所得溶液加kscn溶液无血红色出现，说明溶液为feso4溶液，根据硫酸根守恒可知n（feso4）=n（h2so4）；用足量的h2在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n（fe）=n（feso4），据此结合m=nm计算得到的铁的质量解答：硫酸恰好使混合物完全溶解，硫酸没有剩余，向反应所得溶液加kscn溶液无血红色出现，说明溶液为feso4溶液，根据硫酸根守恒可知n（feso4）=n（h2so4）=0.1l1mol/l=0.1mol；用足量的h2在高温下还原相同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n（fe）=n（feso4）=0.1mol，故得到fe的质量为0.1mol56g/mol=5.6g，故选b点评：本题考查混合物的计算，难度中等，利用元素守恒判断铁的物质的量是解题关键，注意守恒思想的运用题型五：电荷守恒典例5：将8g fe2o3投入150ml某浓度的稀硫酸中，再投入7g铁粉收集到1.68l h2（标准状况），同时，fe和fe2o3均无剩余，为了中和过量的硫酸，且使溶液中铁元素完全沉淀，共消耗4moll1的naoh溶液150ml则原硫酸的物质的量浓度为（）a1.5moll1 b0.5moll1 c2moll1 d1.2moll1分析：fe和fe2o3均无剩余，而硫酸过量，加入氢氧化钠溶液使溶液中铁元素完全沉淀，最终溶液中的溶质是na2so4，由钠离子守恒可知n（naoh）=n（na2so4），由硫酸根守恒可知n（na2so4）=n（h2so4），再根据c=计算解答：fe和fe2o3均无剩余，而硫酸过量，加入氢氧化钠溶液使溶液中铁元素完全沉淀，最终溶液中的溶质是na2so4，由钠离子守恒可知：n（naoh）=n（na2so4）=0.15l4mol/l=0.6mol，故n（na2so4）=0.3mol，由硫酸根守恒可知n（h2so4）=n（na2so4）=0.3mol，则c（h2so4）=2 moll1，故选c点评：本题考查物质的量浓度计算、化学方程式有关计算，清楚发生的反应是关键，注意利用守恒思想进行计算，侧重对解题方法与学生思维能力的考查，难度中等题型六、得失电子守恒典例6：将一定量铁粉投入到500ml某浓度的稀硝酸中，恰好完全反应，在标准状况下产生no气体11.2l，所得溶液中fe2+和fe3+的浓度之比为1：2，则该硝酸溶液的物质的量浓度为（）a1moll1 b2 moll1 c3 moll1 d4 moll1分析：铁与硝酸反应所得溶液中fe2+和fe3+的浓度之比为1：2，则fe与硝酸都完全反应，二者都没有剩余，根据电子转移守恒计算n（fe2+）、（fe3+），由n原子守恒可知n（hno3）=2n（fe2+）+3（fe3+）+n（no），结合c=计算解答：n（no）=0.5mol，铁与硝酸反应所得溶液中fe2+和fe3+的浓度之比为1：2，则fe与硝酸都完全反应，二者都没有剩余，令n（fe2+）=ymol、则n（fe3+）=2y mol，根据电子转移守恒，则：ymol2+2ymol3=0.5mol（52）解得y=mol则n（fe3+）=2y mol=mol2=mol由n原子守恒可知n（hno3）=2n（fe2+）+3（fe3+）+n（no）=mol2+mol3+0.5mol=2mol，故原硝酸的浓度=4mol/l，故选d点评：本题考查氧化还原反应的计算，理解原子守恒、得失电子守恒是解答本题的关键，侧重解题方法技巧的考查，题目难度中等题型七：极值法典例7：已知相对原子质量：li为6.9；na为23；k为39；rb为85今有某碱金属r及其氧化物r2o的混合物10.8g，加足量的水，充分反应后，溶液经蒸发、干燥，得16g固体试经计算确定是哪一种金属 分析：本题可采用极值法进行解题，假设混合物全是碱金属和全是碱金属氧化物两种情况进行分析解答：设r的相对原子质量为m，（1）假设混合物全是碱金属，则有 2r+2h2o=2roh+h2 2m 2（m+17） 10.8g 16g解得：m=35.5（2）假设混合物全是碱金属氧化物，则有 r2o+h2o=2roh 2m+16 2（r+17） 10.8g 16g解得：m=10.7 因10.7m35.5 所以碱金属r为钠点评：本题主要考察极值法的应用，通过极值法可以得出最大值和最小值，从而得出答案，难度不大【解题思路点拨】化学计算方法很多，关键是解题时能选出恰当的方法进行解题2海水资源及其综合利用【知识点的认识】海水的综合利用 浩瀚的海洋是个巨大的资源宝库，它不仅孕育着无数的生命，还孕育着丰富的矿产，而海水本身含有大量的化学物质，又是宝贵的化学资源可从海水中提取大量的食盐、镁、溴、碘、钾等有用物质，海水素有“液体工业原料”之美誉综合利用图示如图所示： 1、海水晒盐1）食盐在自然界里的存在形式：食盐主要分布在海水、盐湖、盐井和盐矿中2）为什么海水是咸的？ 海水中含量最多的矿物质是食盐，是人类最早从海水中提取的物质3）我国的海盐生产情况： 我国是海水晒盐产量最多的国家世界原盐产量中，海盐只占20%多一点，80%左右是用工业化方法生产的矿盐而我国年产海盐1500万吨左右，约占全国原盐产量的70%供应全国一半人口的食用盐和80%的工业用盐4）海水晒盐的原理 食盐是海水中含量最多的矿物质由于食盐在温度改变时溶解度变化较小，海水经日光照射后，蒸发了大部分的水随着溶剂的量不断减少，溶解在水中的食盐总量也在不断减少，导致食盐从溶液中析出而其它杂质由于含量远远少于食盐，故它们大部分仍留在溶液中 从海水中提取食盐的方法很多，主要有太阳能蒸发法、电渗析法和冷冻法5）食盐的用途食盐对于人类的生活有着极其重要的作用人和哺乳动物血清中含盐量高达0.9%，这就是目前医学上使用的浓度为0.9%的食盐溶液叫做生理盐水的原因人必须吃盐才能进行正常的新陈代谢在工业上，食盐是一种重要的化工原料常用来生产烧碱、纯碱、液氯、盐酸、漂白粉等多种化工产品6）粗盐提纯的实验室方法原理：粗盐中含有少量泥沙、可溶性的其它盐等杂质泥沙不溶于水，可以将粗盐溶解后进行过滤而除去；对蒸发后得到的晶体进行洗涤，可除去其他可溶性盐实验仪器及用品：天平、烧杯、量筒、漏斗、铁架台及附件、酒精灯、玻璃棒、滤纸、蒸发皿、坩埚钳等实验步骤：称量溶解过滤蒸发洗涤注意点：溶解食盐时，在保证食盐能完全溶解的前提下，水的用量要尽量少由于食盐的溶解度一般在35g/100g水，故每溶解10 g食盐需加入30 ml左右的水过滤操作中要注意：一贴（漏斗与滤纸的角度要吻合）、二低（滤纸边缘低于漏斗边缘；过滤液液面低于滤纸边缘）、三靠（烧杯尖口靠住玻璃棒；玻璃棒靠住滤纸三层处；漏斗颈端靠住盛液烧杯壁）在将要蒸干时用小火加热，利用余热使食盐蒸干如果将要蒸干时仍用大火加热，食盐晶体很容易飞溅出来要用少量水的洗涤得到的精盐这是因为得到的精盐中可能含有象氯化钾那样的易溶于水的物质本实验多次用到玻璃棒，它起的作用如加速溶解、转移溶液、扩散热量等2、氯碱工业：电解饱和食盐水溶液的反应原理阴极电极反应式（fe棒）：2h+2e=h2（h+得电子产生h2后，阴极区oh浓度增大而显碱性）阳极电极反应式（石墨）：2c12e=cl2电解的总化学方程式：2nacl+h2ofracunderline;通电;2naoh+h2+cl2设备：离子交换膜电解槽离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成电解槽的阳极用金属钛制成；阴极由碳钢网制成阳离子交换膜的作用：把电解槽隔为阴极室和阳极室；只允许na+通过，而cl、oh和气体则不能通过这样，既能防止生成的h2和cl2相混合而发生爆炸，又能避免c12进入阴极区与naoh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量3、海水提溴流程： 4、海水提镁流程：海水stackrel石灰乳mg（oh）2stackrelhclmgcl2溶液mgcl2（熔融）stackrel电解mg【命题方向】 由于海水资源涉及内容比较广：化学物质、能量、生物、矿物及空间资源等等，因而这类题目综合性强，涵盖了高中化学基本概念、基本理论、元素化合物性质、化学实验、化学计算等诸多方面的知识和技能，对学生综合分析能力要求较高题型一：海水利用注意问题典例1：（2014朝阳区）海水是一个巨大的化学资源库，下列有关海水综合利用的说法正确的是（）a利用潮汐发电是将化学能转化为电能 b海水蒸发制海盐的过程中发生了化学变化c从海水中可以得到mgcl2，电解熔融mgcl2可制备mg d海水中含有溴元素，只需经过物理变化就可以得到溴单质分析：a根据能量转化的方式分析；b抓住“蒸发”二字分析；c根据电解熔融氯化镁的原理分析；d可从化合价的变化思考解答：a、利用朝汐发电是朝汐能转化为电能，没有发生化学反应，而化学能转化为电能必须要发生化学反应，故a错误；b海水中含有氯化钠，经过海水蒸发制得氯化钠，只发生了物理变化，没有发生化学变化，故b错误；c从海水中得到氯化镁后，可以电解熔融状态的氯化镁生成氯气和金属镁，故c正确；d海水中含有的溴元素是以br的形式存在，要转化为溴单质，元素必然降价，要发生还原反应，即只经过物理变化不能从海水中得到溴单质，故d错误；故选c点评：本题主要考查基本知识和基本反应原理，需要正确记忆并深化理解，才能从基本的知识着手，快速答题题型二：海水综合利用流程分析典例2：（2014南昌模拟）海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源，下图为海水利用的部分过程下列有关说法正确的是（）a制取nahco3的反应是利用其溶解度小于nacl b用澄清的石灰水可鉴别nahco3和na2co3c在工段、中，溴元素均被氧化 d工业上通过电解饱和mgcl2溶液制取金属镁分析：a往精盐溶液中通氨气，得沉淀，据此解答；b碳酸钠和碳酸氢钠溶液加入澄清石灰水，均有白色沉淀产生；c第步中，溴元素被还原；d工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁解答：a往精盐溶液中通氨气，得碳酸氢钠沉淀，说明碳酸氢钠的溶解度小于氯化钠，故a正确；b分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，发生na2co3+ca（oh）2=2naoh+caco3、2nahco3+ca（oh）2=na2co3+caco3+2h2o，均有白色沉淀产生，故b错误；c在工段、中，第步中，so2+2h2o+br2=h2so4+2hbr中s元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，故c错误；d电解饱和mgcl2溶液，只能得到氢氧化镁沉淀，工业上采用电解熔融氯化镁的方法制取金属镁，故d错误；故选a点评：本题考查了海水的利用，利用所学知识结合框图信息是解答本题的关键，难度不大【解题方法点拨】1、粗盐提纯的实验方案：步骤：粗盐溶解加入过量的naoh溶液加入过量的bacl2溶液加入过量的na2co3溶液过滤加入适量的盐酸蒸发结晶 试剂作用：加入过量的naoh溶液除去mg2+加入过量的bacl2溶液除去so42加入过量的na2co3溶液除去ca2+，和过量的ba2+加入盐酸除去上述过量的naoh和na2co3，调节溶液的酸碱度 2、萃取：（1）原理：利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂中提取出来（2）操作步骤：1混合震荡； 2静止分层； 3分液（3）注意事项：1）萃取剂必须具备三点：萃取剂和原溶剂互不混溶；萃取剂和溶质互不发生反应；溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度2）萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤分液时，打开分液漏斗的活塞，将下层液体从下口放出，当下层液体刚好放完时立即关闭活塞，不要让上层液体从下口流出，上层液体从分液漏斗上口倒出（4）卤单质在不同溶剂中的颜色水ccl4（密度1）苯（密度1）酒精cl2淡黄绿色br2橙黄色橙红色橙红色橙红色i2淡黄色紫红色紫红色褐色3硝酸的化学性质【知识点的知识】1）强酸性：hno3=h+no3；硝酸是一元强酸，具有酸的通性 2）不稳定性：4hno34no2+o2+2h2o 注意：浓度越大，越易分解；久置硝酸呈黄色的原因的分解的no2溶于溶液，使得溶液变黄；硝酸应保存在玻璃塞（hno3腐蚀橡胶）棕色细口瓶中，放于阴凉处 3）强氧化性：与金属反应：除pt、au外的金属均能与hno3反应 cu+4hno3（浓）=cu（no3）2+2no2+2h2o（实验室制no2）3cu+8hno3（稀）=3cu（no3）2+2no+4h2o（实验室制no，常温下缓慢反应，加热反应较剧烈） 注意：a常温下，浓hno3使fe、al等金属钝化； b金属与硝酸反应不产生h2 3cu+8hno3=3cu（no3）2+2no+4h2o fe+4hno3=fe（no3）3+no+2h2o3zn+8hno3=3zn（no3）2+2no+4h2o 4zn+10hno3=4zn（no3）2+n2o+5h2o4zn+10hno3=4zn（no3）2+nh4no3+3h2o 金属与硝酸反应规律：硝酸同金属的反应比较复杂，因为（a）硝酸的浓度；（b）金属的活泼性；（c）反应的温度等不同，所生成的产物亦不同，并且所生成的产物往往是混合物但是就其主要产物而言，可以概括出以下几点（1）在金属活动性顺序表中，位于“h”以后的金属如cu、ag、hg等与浓hno3反应主要得到no2，与稀hno3反应主要得到no（2）活泼性适中的金属如：fe、co、ni、cr、ca、al等金属，在一般情况下与浓hno3不反应这是由于“钝化”作用，使金属表面覆盖了一层致密的氧化膜，阻止了内层金属进一步与浓硝酸反应这些金属与稀hno3作用主要生成n2o或者no，这是由于它们的还原性较强，能将硝酸还原到较低的价态若与更稀的硝酸反应，则可以生成nh3（3）活泼性的金属如mg、zn等与不同浓度的稀hno3作用能得到不同低价态的还原产物（4）au、pt、rh、ti、ta等贵金属和硝酸不发生反应因为它们特别稳定，不易被氧化（5）sn、pb、as、w等金属与hno3作用得到的是金属氧化物或其水合物而不是硝酸盐因为这些金属氧化物不溶于硝酸对于同一种金属来说，酸越稀则硝酸本身被还原的程度越大镁与不同浓度硝酸反应的方程式是：mg+4hno3（浓 ）=mg（no3）2+2no2+2h2o3mg+8hno3（8m）=3mg（no3）2+2no+4h2o4mg+10hno3（2m）=4mg（no3）2+n2o+5h2o4mg+10hno3（lm）=4mg（no3）2+nh4no3+3h2omg+2hno3（极稀）=mg（no3）2+h2与非金属反应：能氧化c、s、p等非金属 c+4hno3（浓）=co2+4no2+h2o s+6hno3（浓）=h2so4+6no2+2h2o 与h2s、hbr、hi、so2、ki、na2so3等物质反应 6ki+8hno3=6kno3+3i2+2no+4h2o 3h2s+2hno3（稀）=3s+2no+4h2o 3na2s+8hno3（稀）=6nano3+2no+3s+4h2o 3na2so3+2hno3（稀）=3na2so4+2no+h2o 说明：a氧化性：浓硝酸稀硝酸； b一般情况下：浓硝酸的还原产物是no2；稀硝酸的还原产物是no c王水：浓硝酸和浓盐酸按体积比1：3混合而成王水有很强的氧化性，能溶解pt、au等金属4氯、溴、碘及其化合物的综合应用【考点归纳】一、氯气1、氯气的物理性质（1）常温下，氯气为黄绿色气体加压或降温后液化为液氯，进一步加压或降温则变成固态氯（2）常温下，氯气可溶于水（1体积水溶解2体积氯气）（3）氯气有毒并具有强烈的刺激性，吸入少量会引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量则会中毒死亡因此，实验室闻氯气气味的正确方法为：用手在瓶口轻轻扇动，仅使少量的氯气飘进鼻孔2、氯气的化学性质氯原子在化学反应中很容易获得1个电子所以，氯气的化学性质非常活泼，是一种强氧化剂（1）与金属反应：cu+c12cucl2实验现象：铜在氯气中剧烈燃烧，集气瓶中充满了棕黄色的烟一段时间后，集气瓶内壁附着有棕黄色的固体粉末向集气瓶内加入少量蒸馏水，棕黄色固体粉末溶解并形成绿色溶液，继续加水，溶液变成蓝色2na+c122nacl 实验现象：有白烟产生说明：在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物其中，变价金属如（cu、fe）与氯气反应时呈现高价态（分别生成cucl2、fecl3）在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为cucl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为nacl晶体小颗粒；等等（2）与氢气反应 h2+c122hcl注意：在不同的条件下，h2与c12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同点燃时，纯净的h2能在c12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，h2与c12的混合气体发生爆炸物质的燃烧不一定要有氧气参加任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧如金属铜、氢气在氯气中燃烧等“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质要注意“雾”与“烟”的区别 h2与cl2反应生成的hcl气体具有刺激性气味，极易溶于水hcl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸（3）与水反应c12+h2o=hcl+hclo 离子方程式：cl2+h2o=h+cl+hclo说明：c12与h2o的反应是一个c12的自身氧化还原反应其中，cl2既是氧化剂又是还原剂，h2o只作反应物在常温下，1体积水能溶解约2体积的氯气，故新制氯水显黄绿色同时，溶解于水中的部分c12与h2o反应生成hcl和hclo，因此，新制氯水是一种含有三种分子（c12、hclo、h2o）和四种离子（h+、cl、clo和水电离产生的少量oh）的混合物所以，新制氯水具有下列性质：酸性（h+），漂白作用（含hclo），cl的性质，c12的性质新制氯水中含有较多的c12、hclo，久置氯水由于c12不断跟h2o反应和hclo不断分解，使溶液中的c12、hclo逐渐减少、hcl逐渐增多，溶液的ph逐渐减小，最后溶液变成了稀盐酸，溶液的ph7c12本身没有漂白作用，真正起漂白作用的是c12与h2o反应生成的hclo所以干燥的c12不能使干燥的有色布条褪色，而混有水蒸气的c12能使干燥布条褪色，或干燥的c12能使湿布条褪色注意“氯水”与“液氯”的区别，氯水是混合物，液氯是纯净物（4）与碱反应常温下，氯气与碱溶液反应的化学方程式的通式为：氯气+可溶碱金属氯化物+次氯酸盐+水重要的反应有：c12+2naoh=nacl+naclo+h2o或cl2+2oh=cl+clo+h2o，该反应用于实验室制c12时，多余cl2的吸收（尾气吸收）2cl2+2ca（oh）2 =ca（c1o）2 +cacl2 +2h2o说明：cl2与石灰乳ca（oh）2的悬浊液或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为ca（clo）2和cacl2，有效成分是ca（c1o）2次氯酸盐比次氯酸稳定漂粉精和漂白粉用于漂白时，通常先跟其他酸反应，如：ca（clo）2+2hcl=cacl2+2hclo漂粉精和漂白粉露置于潮湿的空气中易变质，所以必须密封保存有关反应的化学方程式为：ca（clo）2 +co2 +h2o=caco3+2hclo 2hclo2hcl+o2由此可见，漂粉精和漂白粉也具有漂白、消毒作用3、氯气的用途杀菌消毒；制盐酸；制漂粉精和漂白粉；制造氯仿等有机溶剂和各种农药4、次氯酸次氯酸（hclo）是一元弱酸（酸性比h2co3还弱），属于弱电解质，在新制氯水中主要以hclo分子的形式存在，因此在书写离子方程式时应保留化学式的形式hclo不稳定，易分解，光照时分解速率加快有关的化学方程式为：2hclo=2h+2cl+o2，因此hclo是一种强氧化剂hclo能杀菌自来水常用氯气杀菌消毒（目前已逐步用c1o2代替）hclo能使某些染料和有机色素褪色因此，将cl2通入石蕊试液中，试液先变红后褪色5、氯气的实验室制法（1）反应原理：实验室中，利用氧化性比c12强的氧化剂如mno2、kmno4、kclo3、ca（clo）2等将浓盐酸中的cl氧化来制取c12例如：mno2 +4hcl（浓）mncl2 +c12+2h2o 2kmno4 +16hcl（浓）=2kcl+2mncl2 +5cl2+8h2o（2）装置特点：根据反应物mno2为固体、浓盐酸为液体及反应需要加热的特点，应选用“固+液加热型”的气体发生装置所需的仪器主要有圆底烧瓶（或蒸馏烧瓶）、分液漏斗、酒精灯、双孔橡胶塞和铁架台（带铁夹、铁圈）等（3）收集方法：氯气溶于水并跟水反应，且密度比空气大，所以应选用向上排气法收集氯气此外，氯气在饱和nacl溶液中的溶解度很小，故氯气也常用排饱和食盐水的方法收集，以除去混有的hcl气体因此在实验室中，要制取干燥、纯净的cl2，常将反应生成的c12依次通过盛有饱和nacl溶液和浓硫酸的洗气瓶（4）多余氯气的吸收方法：氯气有毒，多余氯气不能排放到空气中，可使用naoh溶液等强碱溶液吸收，但不能使用石灰水，因为ca（oh）2的溶解度较小，不能将多余的氯气完全吸收（5）应注意的问题：加热时，要小心地、不停地移动火焰，以控制反应温度当氯气出来较快时，可暂停加热要防止加强热，否则会使浓盐酸里的氯化氢气体大量挥发，使制得的氯气不纯而影响实验收集氯气时，导气管应插入集气瓶底部附近，这样收集到的氯气中混有的空气较少利用浓盐酸与足量的mno2共热制取c12时，实际产生的c12的体积总是比理论值低主要原因是：随着反应不断进行，浓盐酸会渐渐变稀，而稀盐酸即使是在加热的条件下也不能与mno2反应6、cl的检验方法：向待检溶液中加入agno3溶液，再加入稀hno3，若产生白色沉淀，则原待检液中含有c1注意：（1）不能加入盐酸酸化，以防止引入c1（若酸化可用稀hno3）（2）若待检液中同时含有so42或so32时，则不能用hno3酸化的agno3溶液来检验cl，因为生成的ag2so4也是不溶于稀hno3的白色沉淀（so32能被hno3氧化为so42）二、卤族元素1、卤族元素 简称卤素包括氟（f）、氯（c1）、溴（br）、碘（i）和放射性元素砹（at）在自然界中卤素无游离态，都是以化合态的形式存在2、卤素单质的物理性质颜色状态（常态）熔点、沸点溶解度（水中）密度f2浅黄绿色浅深气体低高降低小大cl2黄绿色气体部分溶于水，并与水发生不同程度反应br2深红棕色液体易挥发i2紫黑色固体升华说明：（1）实验室里，通常在盛溴的试剂瓶中加水（即“水封”），以减少溴的挥发（2）固态物质不经液态而直接变成气态的现象，叫做升华升华是一种物理变化利用碘易升华的性质，可用来分离、提纯单质碘（3）br2、i2较难溶于水而易溶于如汽油、苯、四氯化碳、酒精等有机溶剂中医疗上用的碘酒，就是碘（溶质）的酒精（溶剂）溶液利用与水互不相溶的有机溶剂可将br2、i2从溴水、碘水中提取出来（这个过程叫做萃取）3、卤素单质的化学性质（1）卤素的原子结构及元素性质的相似性、递变性氟f氯cl溴br碘i核电荷数9173553原子结构的相似性最外层上的电子数都是7个卤素化学性质的相似性氟只有1价，其余卤素有l、+1、+3、+5、+7价单质都具有强氧化性，是强氧化剂单质均能与h2化合生成卤化氢气体，与金属单质化合生成金属卤化物单质都能与水、强碱反应，br2、i2的反应与c12类似原子结构的递变性核电荷数电子层数少 多原子半径小 大化学性质的递变 性原子得电子能力强 弱单质的氧化性单质与氢气化合易 难单质与水反应 剧烈 缓慢（微弱）对应阴离子的还原性弱 强（2）卤素单质与氢气的反应f2cl2br2i2与h2化合的条件冷、暗点燃或光照500持续加热反应情况爆炸强光照射时爆炸缓慢化合缓慢化合，生成的hi同时分解产生卤化氢的稳定性hfhclhbrhi（3）卤素单质与水的反应 2f2 +2h2o=4hf+o2（置换反应）注意：将f2通入某物质的水溶液中，f2先跟h2o反应如将f2通入nacl的水溶液中，同样发生上述反应，等等x2 +h2o=hx+hxo （x=c1、br、i）（4）卤素单质间的置换反应2nabr+c12（新制、饱和）=2nacl+br2 2br+c12 =2c1+br2说明 加入ccl4并振荡后，液体分层上层为含有nacl的水层，无色；下层为溶有br2的ccl4层，显橙色2nai+c12（新制、饱和）=2nacl+i2 2i+cl2 =2c1+i2说明 加入ccl4并振荡后，液体分层上层为含有nai的水层，无色；下层为溶有i2的ccl4层，显紫红色将反应后的溶液加热蒸干灼烧，生成的i2升华，故残留的固体为nacl（c12足量时）或nacl和nai的混合物（c12不足量时）2nai+br2 =2nabr+i2 2i+br2 =2br+i2说明 加入ccl4并振荡后，液体分层上层为含有nabr的水层，无色，下层为溶有i2的ccl4层，显紫红色将反应后的溶液加热蒸干灼烧，生成的i2升华，故残留的固体为nabr（br2足量时）或nabr和nai（br2不足量时）f2 +nax（熔融）=2naf+x2 （x=c1、br、i）注意：将f2通入含cl、br或i的水溶液中，不是发生卤素间的置换反应，而是f2与h2o反应（5）碘单质（i2）的化学特性i2 +淀粉溶液蓝色溶液说明：利用碘遇淀粉变蓝的特性，可用来检验i2的存在只有单质碘（i2）遇淀粉才显蓝色，其他价态的碘无此性质例如，向nai溶液中滴加淀粉，溶液颜色无变化若再滴加新制氯水，因有i2被置换出来，则此时溶液显蓝色4、氟化氢性质有剧毒的无色气体，极易溶于水氢氟酸为弱酸（其它氢卤酸均为强酸）与sio2反应：sio2+4hf=sif4+2h2o 注：此反应为hf的特性，换成hcl则与sio2不反应 氢氟酸能腐蚀玻璃，用于玻璃刻字 氢氟酸应保存在铅制容器或塑料容器中（2）制法：caf2+h2so4（浓）=2hf+caso4 此反应不能在玻璃器皿中进行，为什么？caf2是萤石的主要成分，它不溶于水，是氟元素的重要资源5、卤化银agfagclagbragi颜 色白色白色浅黄色黄色 逐 渐 加 深溶解性易溶于水难溶于水，也难溶于稀hno3感光性见光分解：2agx2ag+x2 （x=cl、br、i）用 途检验x：ag+x=agx（试剂为agno3溶液和稀hno3）制作感光材料（常用agbr） agi用于人工降雨6、碘的化合物碘的化合物有kio3（碘酸钾）、ki等人体中的碘主要存在于甲状腺内，人体如果缺碘，就会患甲状腺肿症（大脖子病）为防止碘缺乏病，最为方便、有效的方法就是食用加碘盐，通常加入的是碘酸钾强调：x的还原性逐渐增强；hxo4酸性逐渐减弱；hf有剧毒能腐蚀玻璃；hclo有漂白性；hf无感光性；hbr、hi有还原性，hbr、hi不可用浓硫酸制取7、重要的离子反应（1）cl2与febr2溶液反应：由于还原性fe2+br，cl2应先氧化fe2+，待fe2+被氧化完全后再氧化br当cl2少量，只氧化fe2+时，即n（cl2）：n （febr2）1：2时，离子方程式为：cl2 +2fe2+2fe3+2cl当cl2过量，fe2+、br全被氧化时，即n（cl2）：n （febr2）3：2时，离子方程式为：3cl2 +2fe2+4br2fe3+6cl+2br2当cl2 将fe2+全部氧化，br部分氧化时，即1：2n（cl2）：n （febr2）3：2时，离子方程式写为：2cl2+2fe2+2br2fe3+4cl+br2等多种，依具体用量而定（2）cl2与fei2溶液反应：由于还原性ife2+，cl2应先氧化i，待i完全被氧化后再氧化fe2+当cl2少量，只氧化i时，即n（cl2）：n （fei2）1：1时，离子方程式为：cl2 +2i2cl+i2当 cl2过量，i、fe2+全被氧化时，即n（cl2）：n （fei2）3：2时，离子方程式为：3cl2 +2fe2+4i2fe3+6cl+2i2当cl2将i全部氧化，fe2+部分氧化时，即1：1n（cl2）：n （fei2）3：2时，离子方程式可写为：4cl2 +2fe2+6i2fe3+8cl+3i2等多种，依具体用量而定5常见金属的活动性顺序及其应用【知识点的知识】1、常见金属活动性顺序：k、ca、na、mg、al、zn、fe、sn、pb、（h）、cu、hg、ag、pt、au2、金属活动性顺序表的意义 （1）金属的位置越靠前，它的活动性越强 （2）位于氢前面的金属能置换出酸中的氢（强氧化酸除外） （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（k，ca，na除外） （4）很活泼的金属，如k、ca、na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成如：2na+cuso4+2h2ocu（oh）2+na2so4+h2（5）不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应，如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁：fe2o3+3h2fe+3h2o3、金属活动性顺序表的应用 （1）判断某些置换反应能否发生 a判断金属与酸能否反应：条件：金属必须排在氢前面 酸一般指盐酸或稀硫酸 b判断金属与盐溶液能否反应：条件：单质必须排在盐中金属的前面盐必须可溶于水金属不包含k、ca、na（2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分如向cuso4，agno3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分铁与cuso4和agno3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将agno3中的ag完全置换后再置换cuso4中的cu，那么溶液中只有feso4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分 （3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀h2so4反应产生氢气的速率：mgznfe，则可判断金属活动性mgznfe，（4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易； 金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟 （5）应用举例 a湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜：fe+cuso4=feso4+cu b从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收：fe+2agno3=fe（no3）2+2ag c处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收：fe+cuso4=feso4+cu d实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，h之前的金属都能跟稀 h2so4、稀hcl反应产生氢气，但zn之前的金属与酸反应太快不便操作；zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，zn是最合适的金属6金属冶炼的一般原理【知识点的知识】1、金属冶炼的主要步骤：矿石的富集 目的：除去杂质，提高矿石有用成分的含量； 冶炼 目的：得到金属单质原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质精炼 目的：提高金属的纯度2、金属冶炼的一般方法：根据金属的活泼性（1）热分解法：适用范围：不活泼金属 agau 如：2ag2o4ag+o2；2hgo2hg+o2 （2）还原法：适用范围：较活泼的金属 zncu 如：fe2o3+3co2fe+3co2；cr2o3+2al2cr+al2o3常用的还原剂：c、co、h2和活泼金属如铝等说明铝热反应