高考化学总复习资料.doc

碱金属（一）钠1. 物理性质：银白色金属、硬度小、比水轻、熔点低、易传热、导电2. 化学性质：（1）与氧气反应 常温：4Na + O22Na2O 点燃：2Na + O2 Na2O2（2）与卤素、硫等非金属反应 2Na + Cl22NaCl2Na + S Na2S （3）与水反应（加酚酞）： 现象：浮、熔、游、响、红。 表明：比水轻、反应放热、钠易熔化、反应激烈，生成H2和碱。 实质：钠置换水中的氢（4）与酸反应：直接与H+发生氧化还原反应（置换） （5）与盐反应： 水溶液：先与水反应，生成的碱再与盐发生复分解反应。2Na+2H2O+CuSO4=+Na2SO4+H2 熔融：直接发生置换反应 4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl 3. 存在：只以化合态存在，以NaCl为主，还有Na2SO4、Na2CO3、NaNO3等4. 保存：密封保存，通常保存在煤油中5. 用途：制取Na2O2等化合物，钠钾合金（常温下为液体）作原子反应堆导热剂，还原金属，用于电光源6. 制法：2NaCl 2Na+Cl27. 钠在空气中放置发生的变化钠放置在空气中，首先被氧气氧化成Na2O；Na2O进一步与空气中的水蒸气反应生成NaOH；NaOH吸收空气中的水蒸气和CO2生成碳酸钠晶体；碳酸钠晶体会逐渐风化而成Na2CO3。即其变化过程是这里发生的反应有： 4Na+O2=2Na2O Na2O+H2O=2NaOH 2Na+2H2O=2NaOH+H2 2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO310H2O Na2CO310H2O=Na2CO3+10H2O（二）钠的氧化物1. Na2O：白色，具有碱性氧化物的通性，不稳定，可继续氧化成Na2O22. Na2O2：淡黄色固体 淡黄色，跟水反应放出O2供氧剂、漂白剂。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 跟CO2反应放出O2供氧剂、漂白剂。 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2（三）氢氧化钠1. 俗名：烧碱、火碱、苛性钠2. 物理性质：白色固体、易溶于水且放热，有强腐蚀性，易潮解（可作干燥剂）3. 化学性质： 具有强碱通性；与羧酸、酚等酸性有机物反应； 提供碱性环境，使某些有机物发生反应，如卤代烃水解、消去反应，酯类水解，油脂皂化等4. 制法： 电解食盐水法：2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2 石灰纯碱法：+Na2CO3CaCO3+2NaOH5. 用途：用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业6. 保存：（1）盛装烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞，应该用橡胶塞。因为玻璃的主要成分是二氧化硅（SiO2），二氧化硅是酸性氧化物，能与烧碱反应：2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O生成有粘性的Na2SiO3，故不可用磨口玻璃塞，否则瓶塞与瓶口粘结在一起。（2）盛装烧碱的试剂瓶不能敞口存放。因为烧碱易潮解，易与空气中的二氧化碳反应而变质。（四）钠盐1. Na2CO3：（1）物理性质：易溶于水的白色粉末（2）化学性质： 与酸反应放出CO2，与反应生成NaOH； Na2CO310H2O易风化，水解显碱性（3）用途：制玻璃、造纸、制皂、洗涤剂（4）制法：氨碱法（索尔维法）、侯氏制碱法2. NaHCO3：（1）物理性质：易溶于水的白色细小晶体，溶解度比Na2CO3小（相同温度下）（2）化学性质： 与酸反应放出CO2（剧烈） HCO3+H+=H2O+CO2 碳酸氢钠、碳酸钠分别与同浓度、同种酸作用时前者反应速率快 与NaOH反应生成Na2CO3 HCO3+OHCO32+H2O 受热易分解 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2一般说来，碳酸和碳酸盐的热稳定性有下列规律： H2CO3MHCO3M2CO3（M为碱金属） 同一主族元素（如碱金属元素）的碳酸盐：Li2CO3Na2CO3K2CO3Rb2CO3 碱金属的碳酸盐碱土金属的碳酸盐过渡元素的碳酸盐。 水解显弱碱性 CO32+H2OHCO3+OH（3）用途：发酵粉、灭火剂、治胃酸过多3. Na2SO4：（1）晶体Na2SO410H2O，俗名芒硝（2）用途：制玻璃、造纸、染色、纺织、制水玻璃、缓泻剂4. 常见碳酸盐及碳酸氢盐溶解性规律（1）易溶于水的碳酸盐其溶解度大于相应碳酸氢盐。例：Na2CO3溶解度大于NaHCO3的溶解度。（2）难溶于水的碳酸盐其溶解度小于相应碳酸氢盐。例：CaCO3的溶解度小于的溶解度。（五）碱金属元素 （Li 、Na、K、Rb、Cs） 1. 原子结构：（1）相似性：最外层均为1个电子（2）递变性：核电荷数依次增多，电子层数依次增多，原子半径依次增大2. 元素性质：（1）相似性：均为活泼金属元素，最高正价均为+1价（2）递变性：失电子能力依次增强，金属性依次增强3. 单质性质：（1）相似性：均具强还原性，均具轻、软、易熔的特点（2）递变性：还原性依次增强，密度趋向增大，熔沸点依次降低，硬度趋向减小由锂到铯熔点逐渐降低，与卤素单质等恰恰相反。这是因为碱金属中存在金属键，金属键随原子半径的增大而减弱。卤素单质中存在分子间作用力，分子间作用力随相对分子质量的增大而增强。4. 化合物性质：（1）相似性：氢氧化物都是强碱（2）递变性：氢氧化物的碱性依次增强（六）焰色反应许多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特殊的颜色，这在化学上叫做焰色反应，是一种物理变化，是元素的性质而不仅属化合物。钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃）；钙是砖红色。1. 焰色反应原理电子在原子核外不同的轨道上运动，当其受热时，处在能量较低轨道的电子会吸收能量从低能级跃迁到能量较高的轨道。这些处于高能量轨道的电子不稳定，又会跃迁到能量较低的轨道，并释放出能量，这些能量以一定波长的光的形式释放。而且不同的元素产生不同波长的光，故此原理常用于光谱分析。按此理论，任何元素的原子灼烧时都应呈现一定的焰色，但我们所说的焰色实际为可见光，故只有部分金属元素才有特殊的焰色。焰色反应指的是元素的性质，相应金属不管是离子还是单质灼烧时都会呈现其焰色。做焰色反应的实验时应注意： 火焰本身尽可能无色， 铂丝要洁净， 焰色反应鉴定物质的方法，一般是在其他化学方法无效时才采用。2. 焰色反应的操作步骤： 铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原来颜色相同； 蘸取待测溶液； 在酒精灯上灼烧，观察焰色； 用稀盐酸洗净铂丝，在酒精灯上灼烧。进行焰色反应之前，灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留物对实验产生影响。用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对后面实验的干扰。不用硫酸是由于盐酸盐比硫酸盐更易挥发，对实验的影响小。焰色反应所用铂丝昂贵，实验室常用光洁的铁丝、铬丝、钨丝等无焰色的金属代替。卤族元素一、卤族元素的“原子结构性质”的关系 结论：结构决定性质，性质反映结构。二、卤族元素的“性质制备”的关系卤族元素的化学性质活泼，所以在自然界中以化合态的形式存在。1、卤素单质的制备（Cl2）氧化还原法工业制法：电解饱和食盐水电解熔融氯化钠实验室制法：强氧化剂浓盐酸反应制取氯气：原理与装置：2、卤化氢的制备难挥发酸制挥发性酸三、卤族元素的“一般特殊”的归纳卤族元素的单质及其化合物有许多共性，但也存在诸多特殊之处。（一）单质1、物理性质化学式F2Cl2Br2I2颜色淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体固体密度逐渐增大熔沸点逐渐升高水溶液浅黄绿色橙色黄色CCl4溶液黄绿色橙红色紫红色毒性剧毒有毒剧毒有毒Cl2、Br2、I2在水中的溶解能力比较小，但较易溶于有机溶剂中，常见的有机溶剂有：汽油、苯、四氯化碳、酒精等。2、化学性质（主要体现强氧化性）与金属反应：Fe、Cu等，但由于氧化能力不同，产物不完全相同、与非金属反应：H2、P等都可以与氢化合生成相应的氢化物HX，但卤族元素按原子序数递增的顺序从上至下，与氢化合的难易程度逐渐增大，产生的气态氢化物的稳定性逐渐减弱，其水溶液的酸性逐渐增强。与水作用： （XCl、Br、I）与碱作用：漂白粉的制备，成分及漂白原理：氯气通入石灰乳中：主要成分：、，有效成分：漂白原理：与Fe2、SO2、Na2SO3、Na2S等还原性物质反应，如：X2SO22H2OH2SO42HX；2Fe2Cl22Cl2Fe3，但：可Fe3氧化I：2I2Fe3I22Fe2与有机物发生加成、取代反应等。注意反应条件、反应产物。；卤素单质间的相互置换（二）化合物：1、卤化氢：卤化氢均为无色有刺激性气味的气体，易溶于水，易挥发与空气中水蒸气结合形成白雾。HF有剧毒，能腐蚀玻璃：性质比较：热稳定性：HFHClHBrHI酸性：HF（弱）HClHBrHI还原性：HFHClHBrHI2、卤化银卤化银AgFAgClAgBrAgI水溶性可溶难溶颜色白色浅黄色黄色性质感光性，例：用途制作感光材料胶卷人工降雨3、卤离子的检验：用硝酸酸化的硝酸银溶液，观察产生沉淀的颜色。若有CO32、SO32、SO42等离子干扰，应先加入足量的硝酸钡溶液，取上层清液继续实验。四、卤族元素及其重要化合物间的转化关系说明：1、新制氯水的成分：含有Cl2、H2O和HClO以及Cl、ClO、H及极少量的OH。久置氯水中由于HClO分解为HCl和O2，因此，久置氯水相当于稀盐酸。液氯属于纯净物，它具有氯气的性质，不具有漂白性，而氯水属于混合物，它既具有盐酸的性质，又具有氯气和次氯酸的性质，有很强的氧化性和漂白性。氯水与石蕊试液时先变红再褪色（氯水显酸性，使紫色石蕊试液变红，次氯酸有强氧化性，使有色物质氧化而褪色）氯水遇湿润淀粉KI试纸先变蓝再褪色，是由于氯气氧化I制得单质I2，当氯气过量时，继续氧化单质碘，生成无色的IO3。2、在不同条件下，新制氯水溶液中起作用的物质（或微粒）有所不同。抓住诸因素对平衡：Cl2H2OHClHClO的影响，合理解释某些具体问题：当加入可溶性氯化物时，c（Cl）增大，平衡左移，因此可用排饱和食盐水的方法收集Cl2，也可以用排饱和食盐水的方法除去Cl2中的杂质HCl；当加入浓盐酸时，c（Cl）和c（H）都增大，平衡左移，因此，可用氯酸盐和次氯酸盐与浓盐酸反应制取或测漂白粉中的“有效氯”，当加入CaCO3和Na2CO3时，c（H）减少，平衡右移，可使氯水中的c（HClO）增大，增强漂白效果；当加入碱溶液时，溶液中c（HClO）和c（H）都减少，平衡右移，实验室常用浓碱液来吸收未反应完的Cl2，防止环境污染；氯水光照后，因HClO见光分解，平衡右移，故新制氯水须避光保存，且须现做现配，而久置的氯水就是盐酸。3、关于NO2和Br2的鉴别：不能用KI，要用硝酸银溶液；不能用pH试纸，可用浓氨水；不能用NaOH或水，可用CCl4等有机溶剂。4、当溶液中存在多种还原性物质时，加入氧化剂，还原性强的物质应先被氧化。如：在FeBr2溶液中通入少量Cl2气体：在FeBr2溶液中通入足量Cl2气体：在FeI2溶液中加入少量溴水：在FeI2溶液中加入足量溴水：5、使溴水褪色的物质有：因萃取作用而使溴水褪色的物质：苯、CCl4、直馏汽油等有机溶剂；能与溴水发生氧化还原反应的还原性无机化合物：H2S、SO2、Fe2、I等；能与溴水发生氧化还原反应的还原性有机化合物：含有醛基的化合物等；能与溴水发生反应的金属，如：Na、Mg、Al等；能与溴水发生加成反应的不饱和有机化合物；能与溴水反应的碱性物质，如：NaOH、Na2CO3等。6、氯气的制取：装置适用于：固体（或液体）和液体反应；在实验前必须检查装置的气密性：在装入药品前，小火加热，看烧杯中导管口是否有气泡冒出。产生气体后，由于气体中可能含有挥发出的HCl和水蒸气，欲得到纯净干燥的氯气，防止环境污染，可采用如下的方法处理：除杂：Cl2（HCl）：饱和食盐水干燥：浓硫酸、P2O5（s）、无水CaCl2等收集：向上排空气法、排饱和食盐水法检验是否集满：湿润的淀粉KI试纸（变蓝色）或湿润的蓝色石蕊试纸（先变红后褪色）尾气处理：碱液吸收（常用NaOH溶液）7、在制取HBr和HI气体时，由于浓硫酸可将Br、I氧化，所以不能用浓硫酸和NaBr、NaI反应制备HBr、HI。应用难挥发的浓磷酸代替浓硫酸。8、特殊性质归纳：常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发，保存时用水封；碘易升华，碘单质遇淀粉变蓝。碘单质与铁反应生成FeI2；CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2（俗称萤石）不溶于水；F2和水剧烈反应，所以F2不能将溶液中的 、氧化，将F2通入某溶液中，应先考虑它和水的反应，再考虑生成的HF能否和溶液中的其它成分反应；卤素单质中，只有F2可与稀有气体反应；卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸，但它能腐蚀玻璃，只能保存在塑料瓶中。9、“类卤素”如（CN）2、（SCN）2、（OCN）2以及卤素互化物如IBr、BrCl3等性质与卤素单质的氧化性、与碱溶液反应生成卤化物和次卤酸盐、与Ag结合的生成物的难溶性等性质相似，但由于上述物质不是由一种元素组成，其组成元素的化合价有差别，以致在参加化学反应时价态的变化与卤素单质不完全相同。氧族元素一）氧族元素（O、S、Se、Te） 1. 氧族元素性质的相似性和递变性（1）相似性： 氧族元素原子结构最外层都为6个电子，均为典型非金属元素（钋Po除外） 最高正价为+6，负价为 均可形成气态氢化物H2R 最高价氧化物（RO3）对应水化物均为H2RO4，其水溶液呈酸性（氧O除外）（2）递变性 周期表中从上到下OSSeTe，原子半径逐渐增大，非金属性逐渐减弱，氧化性逐渐减弱 OSSeTe，与H2化合能力逐渐减弱，生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱，即稳定性H2OH2SH2SeH2Te 最高价氧化物对应水化物的水溶液酸性逐渐减弱。（二）氧气（O2）1. 分子组成和结构：氧分子是由两个氧原子通过非极性共价键结合成非极性分子；固态时为分子晶体。2. 物理性质：氧气是无色、无嗅的气体，密度比空气大，微溶于水、沸点-183、熔点。 3. 化学性质：具有强的氧化性（1）与金属发生反应：3Fe+2O2（纯）Fe3O4（2）与非金属发生反应：2H2O22H2ON2O22NOSO2SO22H2S3O22SO22H2O4FeS211O22Fe2O38SO24. 制法： 2KMnO4K2MnO4MnO2O2工业制法：从液化空气中分离出O2（蒸馏原理）5. 用途：液氧为高能燃料，制炸药、制氧炔焰焊接或切割金属，医疗等方面都有重要用途。（三）臭氧（O3）1. 同素异形体：同一种元素形成的几种性质不同的单质。2. 物理性质：特殊臭味的淡蓝色气体。比氧气易溶于水。熔点251，沸点112.4。3. 化学性质：不稳定，强氧化性。（1）易分解（高温迅速）生成O2（2）跟银、汞反应生成Ag2O、HgO4. 用途：强氧化剂、脱色剂和消毒剂。臭氧层对人类和生物的保护。5. 制法：3O2 2O3（四）过氧化氢1. 物理性质：无色粘稠液体，弱酸性。俗称双氧水，常见为30。2. 化学性质：良好的氧化还原性，易分解（MnO2有催化作用）放出O23. 用途：氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂，实验室制取氧气。 （五）硫1. 分子组成和结构：硫分子是由多个硫原子构成Sx单质，硫单质为分子晶体。2. 物理性质：硫单质为淡黄色晶体，密度为水的两倍，难溶于水、微溶于乙醇、易溶于CS2，熔点112.8，沸点444.6。3. 化学性质：硫既具有氧化性，又具有还原性。（1）与金属发生反应：CuSCu2S FeSFeS （2）与非金属发生反应SO2SO2（S表现还原性）（3）与化合物反应Na2SO3SNa2S2O3（S表现还原性）6KOH3S=2K2SK2SO33H2O（S既表现氧化性，又表现还原性）（4）与氧化性酸浓HNO3、浓H2SO4发生反应S6HNO3（浓）H2SO4+6NO2+2H2O（S表现还原性）S2H2SO4（浓）3SO2+2H2O（S表现还原性）（5）硫单质、氧气、氯气氧化性比较：氧化性：O2Cl2SO24HCl=2Cl22H2O（氧化性：O2Cl2）2H2SO2（不足）2S2H2O（氧化性：O2S）H2SCl2=2HClS（氧化性：Cl2S）4. 用途：硫单质制硫酸，做橡胶制品的硫化剂，制黑火药、火柴、农药等。 （六）硫化氢(H2S)1. 分子组成和结构：硫化氢分子是由一个硫原子和两个氢原子，通过极性共价键结合成折线型的极性分子；固态时为分子晶体。2. 物理性质：硫化氢是无色、带有腐蛋气味、剧毒的气体，密度比空气略大，可溶于水（常温下12.6），其水溶液叫氢硫酸。3. 化学性质：（1）热不稳定性：受热发生分解反应H2SH2S（H2S既表现氧化性，又表现还原性）（2）具有还原性：与氧化剂发生反应2H2S3O2（足）2SO2+2H2O2H2SO2（不足）2S2H2O2H2SSO2=3S+2H2OH2SCl2=2HClSH2S2FeCl3 =2FeCl22HClS4. 实验室制法：FeSH2SO4（稀）=FeSO4H2S FeS2HCl=FeCl2H2S5. 硫化氢检验：（1）硫化氢气体遇湿润的醋酸铅试纸，使之变为黑色，其原因是Pb（Ac）2H2S=PbS+2HAc，有PbS黑色沉淀生成。（2）将硫化氢气体通入CuSO4溶液中或AgNO3溶液中，生成黑色沉淀物CuS或Ag2S，其离子方程式为Cu2+H2S=CuS+2H+、2Ag+H2S=Ag2S+2H+。 （七）氢硫酸（H2S）1. 组成和制法：硫化氢溶于水，得到的水溶液叫氢硫酸。氢硫酸挥发可得到硫化氢气体，氢硫酸为混合物。2. 物理性质：氢硫酸是无色，带有腐蛋气味、有毒的液体，氢硫酸不易长期存放（在空气中易氧化生成淡黄色浑浊物（S） ，而发生变质）。3. 化学性质：（1）溶液具有弱酸性，发生部分电离H2SHSH+ HSS2H+分步电离，且一步比一步电离困难。（2）具有酸的通性与指示剂、与金属、与碱、与碱性氧化物、与盐等物质都可发生反应。NaOHH2S=NaHSH2O2NaOHH2SNa2S2H2OZnH2S=ZnSH2CuSO4+H2S=CuS+H2SO4（3）具有还原性，与氧化剂发生反应：2FeCl3H2S=2FeCl2S2HClH2SBr2=2HBrS2KMnO45H2S3H2SO4=2MnSO4K2SO4+5S8H2O（八）二氧化硫（SO2）1. 分子组成和结构：二氧化硫分子是由一个硫原子和两个氧原子通过极性共价键结合成折线型的极性分于；固态时为分子晶体。2. 物理性质：二氧化硫是无色、带有刺激性气味、有毒的气体，易溶于水（常温下1:40），易液化，沸点10。二氧化硫为大气的主要污染物之一。3. 化学性质：（1）与水发生反应：SO2+H2OH2SO3H+HSO3，HSO3H+SO32生成中强酸亚硫酸（H2SO3），溶液中H2SO3部分发生电离，呈酸性。（2）SO2为酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性：能与碱、与碱性氧化物等物质发生反应。2NaOHSO2Na2SO3H2O CaOSO2CaSO3（3）二氧化硫既具有氧化性，又具有还原性。SO2Br22H2O=H2SO42HBr（SO2表现还原性）SO22H2S=3S2H2O（SO2表现氧化性）（4）具有漂白性：红色品红试液中通入SO2，溶液由红色变为无色，即发生褪色变化；若将溶液再加热，又出现红色。其原因是SO2与有色物质结合成不稳定的无色物质，无色物质见光或受热易发生分解，使原来有色物质恢复原来颜色。4. 制法：实验室制法：Na2SO3（固）+H2SO4（较浓）=Na2SO4+H2OSO2使用“较浓”H2SO4原因：若用浓H2SO4含水少，使离子反应进行缓慢，若用稀H2SO4含水多，生成SO2易溶于水，不易使SO2逸出，所以用较浓H2SO4。工业制法：煅烧黄铁矿（硫铁矿） 4FeS211O22Fe2O38SO2（九）三氧化硫（SO3）1. 分子组成和结构：三氧化硫分子是由一个硫原子和三个氧原子通过极性共价键结合成平面三角型的非极性分子；固态时为分子晶体。2. 物理性质：三氧化硫熔点16.8，沸点44.8，常温下为无色液体，标准状况下为无色晶体，高温下为无色气体。3. 化学性质：（1）与水发生反应：SO3+H2O=H2SO4，并放出大量热，SO3易被水吸收，若高温下，易与水蒸汽形成酸雾，反而不利于SO3的吸收，故用98H2SO4来吸收SO3。（2）三氧化硫为酸性氧化物，能与碱、与碱性氧化物等发生反应：SO3+2NaOHNa2SO4H2O，CaO+SO3=CaSO4（3）三氧化硫具有强氧化性：SO32KI=K2SO3I25SO32PP2O55SO24. 工业制法：（十）硫酸（H2SO4）1. 物理性质：硫酸是无色粘稠液体，98.3的硫酸密度是1.84g/cm3、沸点为338，硫酸是一种难挥发的强酸。2. 化学性质：硫酸是二元强酸、高沸点酸（难挥发性酸），稳定酸及强氧化性酸。（1）具有强酸性；溶液中发生电离：H2SO4=2H+SO42（完全电离），溶液呈强酸性，H2SO4为强电解质。（2）具有酸的通性：与指示剂、与金属、与碱、与碱性氧化物、与盐等物质发生反应。如：ZnH2SO4 =ZnSO4H2+H2SO4=CuSO42H2ONa2CO3H2SO4=Na2SO4H2OCO2（3）浓硫酸特性： 吸水性：H2SO4易与H2O结合，并放出大量热，所以浓硫酸常做酸性气体的干燥剂（不可干燥H2S）。 脱水性：浓H2SO4遇见某些有机化合物，可将其中氢、氧原子个数按2:1比例脱去，即为脱水性，C12H22O1112C11H2O（浓H2SO4脱水性） 强氧化性：浓H2SO4与金属、与非金属、与具有还原性物质发生氧化-还原反应，如：Cu2H2SO4（浓）=CuSO4+SO2+2H2OC2H2SO4（浓）=CO2+2SO2+2H2OH2S+H2SO4（浓）=SSO2+2H2O2NaI2H2SO4（浓）= Na2SO4+SO2+I2+2H2O与还原剂反应浓H2SO4的还原产物都为SO2。常温下，浓H2SO4使Fe、Al表面发生钝化（生成致密氧化膜），而不发生产生气体的反应。3. 硫酸工业制法：采取接触法制硫酸吸收塔中若用水或稀H2SO4吸收SO3时，容易形成酸雾，使吸收速度慢，不利于SO3完全吸收，工业上实际用98.3浓硫酸来吸收SO3，得到浓度更高的硫酸。尾气的处理：制H2SO4的尾气中含有大量SO2，SO2是污染大气的主要有害物质之一，为了防止大气污染，硫酸厂尾气排放前要进行回收处理，一般采用氨吸收法处理。4. 用途：硫酸是重要化工原料，制硫酸盐，用于精炼石油，制炸药、农药、染料等。（十一）亚硫酸（H2SO3）1. 制法：二氧化硫的水溶液称之亚硫酸，亚硫酸为中强酸，低沸点酸，不稳定性酸，仅存在水溶液中。SO2H2OH2SO32. 化学性质：（1）H2SO3为二元中强酸，具有酸的通性。溶液中发生电离：H2SO3HSO3+H+，HSO3H+SO32（部分电离）（2）H2SO3既具有还原性，又具有氧化性，但还原性氧化性。H2SO3Cl2H2O=H2SO42HCl（H2SO3还原性）H2SO32H2S=3S3H2O（H2SO3氧化性）（十二）硫酸盐：1. 常见硫酸盐俗名和化学式：2. 酸式盐NaHSO4主要性质：（1）NaHSO4是强电解质，溶液呈强酸性。电离式：NaHSO4=Na+H+SO42（完全电离）（2）与盐Na2CO3、NaCl等发生反应：NaCl（固）NaHSO4Na2SO4+HClNa2CO32NaHSO4=2Na2SO4+H2OCO2（3）与碱NaOH、等发生反应：NaOHNaHSO4 =Na2SO4H2O3. SO42检验：盐溶液中加入酸化的钡盐溶液，生成白色沉淀。（BaCl2和HCl或和HNO3）Ba2+SO42=BaSO4（十三）亚硫酸盐及硫代硫酸盐1. 亚硫酸钠Na2SO3：既具有还原性，又具有氧化性。如：2Na2SO3+O2=2Na2SO4（Na2SO3还原性）Na2SO3+Cl2H2O=Na2SO4+2HCl（Na2SO3还原性）Na2SO3SNa2S2O3（Na2SO3氧化性）2. 硫代硫酸钠Na2S2O3：既具有氧化性，又具有还原性（发生在同一反应中） 3. SO32检验：盐溶液中加入H2SO4（或HCl），有刺激性气味的气体产生，再将该气体通入黄色溴水中，使溴水褪色。SO32-+2H+ =H2OSO2SO2+Br22H2O=H2SO4+2HBr （十四）氧族元素及其单质的物理性质和化学性质的比较1. 氧族元素和单质的物理性质2. 单质的化学性质 碳族元素1. 碳族元素性质的相似性和递变性：（1）相似性 碳族元素原子结构最外层都为4个电子，C、Si为非金属元素，Ge、Sn、Pb为金属元素。 最高正价为+4，负价为-4。 非金属元素可形成气态氢化物RH4 非金属元素最高价氧化物对应的水化物为H2RO3，其水溶液呈酸性；金属元素低价氧化物对应水化物为，具两性或两性偏碱性（2）递变性： 周期表中从上到下，原子半径逐渐增大，CSi的非金属性逐渐减弱，即非金属性CSi，而GeSnPb金属性逐渐增强，即金属性GeSnPb。 非金属与H2化合能力逐渐减弱，生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱，即稳定性CH4SiH4。 最高价氧化物对应的水化物，其溶液酸性逐渐减弱，而碱性逐渐增强，即酸性H2CO3H2SiO3、为两性、具两性偏碱性。2. 碳单质（C）碳元素价态变化及重要物质：碳的同素异形体有金刚石和石墨两种。（1）金刚石和石墨的晶体结构：金刚石晶体里，每个碳原子都处于四个碳原子的中心，以共价键跟四个碳原子结合成正四面体结构，正四面体结构向空间发展，构成一个空间网状晶体，为原子晶体。石墨晶体是层状结构，每层内的碳原子排列成六边形，一个个六边形排列成平面网状结构，同一层内，相邻的碳原子以非极性共价键结合，层与层以范德华力相结合，因层与层之间易滑动，质软。石墨晶体为层状晶体（看作混合型晶体）。（2）物理性质：金刚石和石墨物理性质有较大差异。（3）化学性质：碳单质常温下性质很稳定，碳的性质随温度升高，活性增大。碳的同素异形体化学性质相似。 可燃性：在充足空气中燃烧C+O2（足）CO2；空气不足时，则生成CO，2C+O2（不足）2CO 高温下，与氢、硫、硅等发生化合反应：C2SCS2（C表现还原性）CSiSiC（C表现弱氧化性）C2H2CH4（C表现弱氧化性） 高温下，与钙、铁、铝、硅的氧化物发生反应，生成碳化物或还原出金属单质。CaO3CCaC2CO（电石）CuOCCuCOSiO22CSi2COFe2O33C2Fe3CO 高温下，与水蒸汽发生反应， 与氧化性酸发生反应：C+4HNO3（浓）CO2+4NO2+2H2OC2H2SO4（浓）CO2+2SO2+2H2O3. 二氧化碳（CO2）属于酸性氧化物，即为碳酸酸酐。（1）分子组成和结构：二氧化碳分子是由两个氧原子和一个碳原子通过极性共价键结合成直线型的非极性分子；固态时为分子晶体。（2）物理性质：二氧化碳是无色、无嗅的气体，密度比空气大，加压和降温下变为雪状固体叫干冰，若在压强为101帕，温度时，干冰可升华成气体；CO2可溶于水（通常状况下1:1）。CO2无毒，但它是一种窒息性气体（10%即窒息），可灭火。（3）化学性质： 溶于水，与水发生反应：CO2H2OH2CO3H+HCO3-溶液呈弱酸性，H2CO3为弱电解质，而CO2为非电解质。 具有酸性氧化物的通性：与碱、与碱性氧化物、与盐等物质发生反应。CO2CaO CaCO3CO2Ca（OH）2=CaCO3+H2OCaCO3CO2H2O=Ca（HCO3）2 与还原性物质发生反应，CO2表现弱氧化性。CO2C2CO 与某些活泼金属反应，CO2表现氧化性CO22Mg2MgOC，生成黑色（C）和白色（MgO）两种粉末。（4）制法：实验室制法：CaCO32HCl=CaCl2+H2OCO2工业制法：CaCO3 CaOCO2（石灰石） （生石灰）（5）用途：用于灭火、制造纯碱、小苏打、碳铵化肥，干冰作致冷剂等。4. 一氧化碳（CO）（1）物理性质：一氧化碳是无色、无嗅、难溶于水、可燃烧、有毒的气体。（2）化学性质：CO不能直接与酸、碱反应生成盐，所以CO为不成盐氧化物。 可燃性：燃烧时放出大量热，2CO+O22CO2（蓝色火焰） 还原性：CuOCOCuCO2Fe2O33CO2Fe3CO2（高炉中反应） 合成有机物：（3）制法：工业制法：碳还原CO2：CCO22CO水煤气法：C+H2O（气）CO+H2（4）用途：气体燃烧、冶金工业的还原剂及有机合成原料。5. 碳酸及其盐（1）碳酸（H2CO3） 二元弱酸，分步电离：H2CO3H+HCO3、HCO3 H+CO32酸性：H2CO3HCO3CO2通入水中得到碳酸溶液，CO2H2OH2CO3，碳酸只存在于溶液中。 碳酸是不稳定酸，易分解。H2CO3=H2OCO2 碳酸具有酸的通性，与指示剂、与碱、与碱性氧化物、与活泼金属、与盐等物质发生反应。2NaOHCO2Na2CO3H2ONa2OCO2Na2CO3CO2H2OCaCO3+2HClO（2）碳酸盐：包括正盐和酸式盐两种盐 溶解性：碳酸盐除K+、Na+、NH4+盐易溶于水，Mg2+微溶于水外，剩余都难溶于水。阳离子相同的碳酸盐，通常，正盐溶解性酸式盐，如：CaCO3（难溶）（可溶）、MgCO3（微溶）（可溶），也有例外，如：Na2CO3溶解性NaHCO3溶解性。 热稳定性：通常正盐酸式盐，如：Na2CO3 不分解2NaHCO3 Na2CO3CO2+ H2O 正盐与酸式盐相互转化：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3Na2CO3HClNaHCO3NaClNaHCO3NaOHNa2CO3H2O2NaHCO3 Na2CO3CO2+H2O CO32检验：溶液中加入盐酸，产生无色、无嗅气体（气泡），将气体通入澄清石灰水中，使之变浑浊。该气体通入红色品红试液中，品红不褪色。6. 硅单质（Si）（1）组成和结构：硅单质中Si原子和Si原子之间通过非极性共价键结合成正四面体空间网状结构，为原子晶体。（2）物理性质：为灰黑色，有金属光泽、硬而脆的固体，熔、沸点高，是良好的半导体材料。（3）化学性质： 与非金属氧气、氯气等发生反应：SiO2SiO2、Si2Cl2SiCl4 与某些金属氧化物发生反应：Si2FeO2FeSiO2 高温下，与H2化合：Si2H2SiH4(SiH4很不稳定，在空气中自燃) 与碱溶液发生反应：Si2NaOH+H2O=Na2SiO32H2（4）制法和用途制法：用碳或镁还原二氧化硅而制得。SiO22CSi2CO、SiO22MgSi2MgO用途：超纯硅是良好半导体材料，用于集成电路，晶体管等制造；含4的硅钢有导磁件，可作变压器铁芯；含15的硅钢有耐酸性，可作耐酸设备等。7. 二氧化硅（SiO2）（1）组成和结构：二氧化硅晶体是由Si原子和O原子通过极性共价键结合成立体空间网状结构的原子晶体。晶体里Si原子与O原子个数之比为1:2（1摩SiO2里含4摩SiO极性键）。（2）物理性质：纯SiO2是无色透明晶体，熔点很高，硬度也很大，不溶于水；纯SiO2称之为水晶，石英砂中的主要成分为SiO2。（3）化学性质：SiO2属于酸性氧化物，为硅酸酐。 具有酸性氧化物的通性（但不与水反应）与碱、与碱性氧化物、与盐等物质发生反应。SiO2+CaOCaSiO3SiO22NaOHNa2SiO3H2OSiO2Na2CO3Na2SiO3CO2 与氢氟酸（HF）发生反应SiO24HFSiF42H2O（HF制取：CaF2H2SO4（浓）CaSO42HF） 与碳还原剂发生反应SiO23CSiC2COSiO22CSi2CO（4）制法和用途制法：天然存在，如硅石、石英、水晶等；可由偏硅酸热分解，制得SiO2H2SiO3SiO2H2O用途：石英制耐火材料、石英玻璃等。水晶用于制光学仪器和工艺品。8. 硅酸及硅酸盐（1）硅酸（H2SiO3）和原硅酸（H4SiO4）硅酸（H2SiO3）是一种难溶于水的弱酸，其酸性比碳酸还弱；通过硅酸钠溶液和盐酸反应不同操作方法，可制得硅酸溶胶或凝胶，甚至可得到白色胶状沉淀物，Na2SiO32HCl=H2SiO32NaCl，硅酸凝胶经过处理后用CoCl2溶液浸泡、烘干，制得一种变色硅胶（SiO2xH2O），吸水前为蓝色，吸水后为粉红色，是一种很好的干燥剂。硅酸还能和碱发生反应；H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O。原硅酸H4SiO4是一种很不稳定、难溶于水的弱酸。（2）硅酸钠（Na2SiO3）：Na2SiO3水溶液称之为水玻璃或泡花碱。 发生水解反应，水溶液呈碱性：SiO32+2H2OH2SiO32OH 与酸发生反应：Na2SiO3CO2H2O=H2SiO3Na2CO3Na2SiO32HCl=H2SiO3（胶体）2NaCl向Na2SiO3溶液中滴加盐酸，边加边强力振荡，得到硅酸溶胶，继续滴加盐酸，得到硅酸凝胶。9. 硅酸盐工业（1）玻璃工业 制普通玻璃的主要原料：纯碱（Na2CO3）、石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）；若制有色玻璃或特种玻璃还要加入一些其它有色的物质。 生产玻璃的主要反应和主要设备。Na2CO3SiO2Na2SiO3CO2CaCO3SiO2CaSiO3CO2，玻璃窑中进行。 玻璃成分：玻璃不是晶体，称作玻璃态物质，它没有固定熔点，而是在某一温度范围内逐渐软化。软化状态时，可制成任何形状制品。普通玻璃：是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起的物质，可写成Na2OCaO6SiO2。有色玻璃：在普通玻璃中加入氧化钴（Co2O3）呈蓝色，加入氧化亚铜（Cu2O）呈红色等，有色玻璃为固溶胶。钢化玻璃：普通玻璃加热软化，急速冷却得到钢化玻璃，即成分与普通玻璃相同，因热处理方法不同，而结构、物性不同。（2）水泥工业： 制水泥原料：石灰石、粘土和适量石膏（熟料中加入适量石膏，为的是调节水泥硬化速度）。 制水泥主要设备：水泥回转窑。 水泥成分：主要成分是：硅酸三钙：3CaOSiO2硅酸二钙：2CaOSiO2铝酸三钙：3CaOAl2O3即水泥为混合物 水泥性能和用途水泥的组成和结晶形态的不同直接影响到它的主要性能。水泥具有水硬性。水泥和水拌和后，发生作用，生成不同的水合物，同时放出一定热量，生成的水合物逐步形成胶状物，并开始凝聚，最后有些胶状物转变为晶体，使胶状物和晶体交错地结合成强度很大的固体，以上过程叫水泥的硬化。水泥不仅是一般建筑材料，而且是水下工程必不可少的建筑材料。水泥、砂子和碎石按一定比率混合后，制得混凝土，常用来造桥，建厂房。若建筑物用钢筋作结构，再浇注混凝土，即钢筋混凝土，使建筑物更加坚固。10. 碳族元素及其单质的物理性质和化学性质比较。氮族元素（一）氮族元素的结构及性质逆变规律氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi五种元素，在周期表中位于第VA族。它们的最外层电子数均为5个，它们的原子半径随着核电荷数的增大而逐渐增大。它们在原子结构上的异同处决定了性质的相似性和递变性。单质的物理性质递变规律有：从氮到铋、单质的密度逐渐增大；固态氮和红磷、白磷均属分子晶体，熔沸点逐渐升高；锑和铋的金属性已较显著，熔、沸点的递变规律与碱金属单质相仿，逐渐降低。砷较特殊，灰砷已呈现一定金属性，但常压下，它在6130C时能升华，加压下测得的熔点是氮族元素的单质中最高的。氮族元素的相似性和递变性 相似性 递变性最外层上均为5个电子，均能获得3个电子而达到稳定结构。在最高价氧化物中化合价都是+5价，化学式为R2O5在气态氢化物中，都显3价，化学式为RH3最高价氧化物的水化物的化学式为 H3RO4或HRO3氮、磷、砷、锑、铋的单质从非金属过渡到金属。氮、磷与氧气反应的条件不同（难化合）（难化合）所以还原性NP气态氢化物的稳定性NH3、PH3、AsH3、SbH3稳定性逐渐减弱最高价氧化物的水化物的酸性HNO3、H3PO4、H3AsO4、H3SbO4酸性逐渐减弱说明： 氮族元素原子的价电子数是5，但主要为+3、+5价。 氮族元素最高价氧化物的水化物的通式为H3RO4，但硝酸为HNO3比通式少一个水分子。原因是氮原子半径小。（二）N2单质的结构性质1. 结构特点：电子式：，结构式：。分子中三键键能大，分子稳定，化学性质不活泼，但要注意，N2一旦吸收能量变为N原子则性质较活泼。2. 物理化学性质：无色无味气体，难溶于水，与空气密度相近。在高温或放电时可与某些物质反应，N表现为既有氧化性，又有还原性。（1）与H2的反应：（2）O2的反应2NO+O2=2NO2 2NO2 N2O4 （无色） （红棕色） （无色）3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO+3O2+2H2O=4HNO3（3）与某些金属的反应：3Mg+N2Mg3N2（第A族金属都可发生类似反应）（镁在空气中生成微量Mg3N2，镁跟氮气反应比镁跟氧气反应要难得多。因此mg Mg在空气中完全燃烧，所得固体的质量小于mg，氮化镁为离子化合物，电子式为 Mg2+:N:3Mg2+:N:3Mg2+）（4）固态：N游离态N的化合态（生物固氮）（三）氮的氢化物氨1. 结构：电子式： 结构式 ，空间呈三角锥形，键角10718物理化学性质：无色，有刺激性气味气体，易液化（与Cl2，CO2相同），极易溶于水（1:700），形成氨水。与水反应：NH3+H2ONH3H2ONH4+OH，水溶液呈弱碱性。氨水的成分是：NH3、H2O、NH3H2O（NH3的主要存在形式）、NH4+、OH、H+（极少）注：氨水中含大量NH3H2O，但表示浓度时用NH3的多少（mol，g，%）2. 与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl（白烟）2NH3+H2SO4=实质是NH3+H+=NH4+3. 与非金属反应：4NH3+5O24NO+6H2O+Q8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N24. NH3的制法：（1）工业制法：H2的来源：C+H2O（气）CO+H2（2）实验室制法：2注：NH3不能用CaCl2，浓H2SO4干燥，可用碱石灰干燥，防止NH3与空气对流，便于收集纯净的NH3。（3）检验，用湿润的红色石蕊试纸，现象是变蓝，或用沾有浓HCl的玻璃棒，接近有白烟。（四）铵盐：1. 物理性质：无色晶体