鲁科版必修1第3章自然界中的元素总结学案.docx

章 末 小 结 本章知识回顾【网络图表】自然界 中的元素 硫的转化 镁 溴 碘 碳单质的多样性：金刚石、石墨、c60（同素异形体） 碳纳米管等碳化合物的多样性：co、co2、nahco3、na2co3等碳转化的多样性：溶洞的形成、炼铁、碳的燃烧、炉垢的形成等镁和海水提镁 溴和海水提溴 海水的综合利用 海水中的元素 氮的固定 氮循环中的化学物质 自然固氮 人工固氮 n2、no、no2、nh3、hno3、硝酸盐、铵盐等氮的循环 碳的多 样性 h2s（2价） s（0价） so2（2价） h2so4（6价）【知识归纳】一、碳的多样性1多种多样的碳单质（1）同素异形体的定义：由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体（2）碳的同素异形体：金刚石、石墨、c60、碳纳米管及其他碳单质（3）碳的化学性质（主要为还原性）：与氧气、氧化铁和氧化铜等金属氧化物、co2等反应。2广泛存在的含碳化合物：（1）重要的两种盐：na2co3（碳酸盐）和nahco3（碳酸氢盐）主要的物理性质和应用：化学式学名俗名状态颜色溶解度应用nahco3碳酸氢钠小苏打细小晶体白色较小治疗胃酸过多、做发酵粉na2co3碳酸钠苏打、纯碱粉末白色较大洗涤剂等主要的化学性质a碳酸钠：与酸、与碱（如氢氧化钙）、与盐（如氯化钙、氯化钡等）反应。b碳酸氢钠：与酸、与碱反应、受热易分解。c碳酸钠与碳酸氢钠之间的转化：溶液中：nahco3naohna2co3h2o， na2co3co2h2o2nahco3固体中：naohnahco3na2co3h2o，2nahco3na2co3co2h2o（2）重要的两种氧化物：co和co2co：毒性（与血红蛋白结合）、还原性。co2：酸性氧化物的通性、弱氧化性（与镁等活泼金属反应）。3碳及其化合物间的转化（1）碳的循环 （2）溶洞及石笋、钟乳石的形成 （3）温室效应 （4）生产和生活中碳及其化合物间的转化：高炉炼铁 木炭燃烧 水垢的形成二、氮的循环1氮在自然界中的循环和存在形式（1）氮元素在自然界中的存在形式 （2）氮在自然界中的循环2氮循环中的重要物质（1）氮气物理性质：无气无味的难溶于水的气体；密度比空气小，在空气中约占总体积的78%，占总质量的75%。化学性质：还原性：与o2反应n2o22no氧化性：与h2在高温、高压、催化剂条件下反应、与mg在点燃的条件下反应。用途：a.保护气b.液氮作深度冷冻剂c.合成氨等（2）氮的氧化物no、no2的重要性质物理性质：no：无色无味难溶于水的气体有毒；no2：红棕色有刺激性气味的气体有毒化学性质：2noo22no2 3no2h2o2hno3no 计算中用到的两个重要化学方程式： 4no3o22h2o4hno3 ；4no2o22h2o4hno3（3）氮的氢化物nh3物理性质：无色、有刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水（1:700）且快速溶解，易液化得液氨，常用作制冷剂。化学性质a 氨与水的反应：nh3h2onh3h2ob 氨与酸反应：nh3hclnh4clc 氨与某些盐溶液的反应：fecl33nh3h2ofe(oh)33nh4cl ；mgcl22nh3h2omg(oh)22nh4cl d 氨与o2的催化氧化（氨的还原性）：4nh35o24no6h2o 氨的制备：2nh4clca(oh)2cacl22nh32h2o（4）铵盐的主要性质概念：由铵根离子和酸根离子组成的盐物理性质：都是无色晶体，都易溶于水化学性质a 受热易分解： nh4hco3nh3co2h2o，nh4clnh3hclb 与碱反应 nh4 oh nh3h2onh4的检测： 在未知溶液中加入强碱并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验，若试纸变蓝，则证明原溶液中含nh4（5）硝酸的重要性质物理性质：纯hno3是无色，易挥发（沸点83），有刺激性气味的液体。易溶于水，密度比水大，常用的浓hno3质量分数为69%，98%的硝酸称“发烟硝酸”。化学性质酸的通性特性：不稳定性： 4hno34no2o22h2o强氧化性：a浓、稀hno3均有强氧化性 b氧化性：浓hno3稀hno3c金属与硝酸反应不产生h2，而是与浓硝酸反应生成no2，与稀hno3，生成no4hno3（浓）cucu(no3)22no22h2o8hno3（稀）3cu3cu(no3)22no4h2od铝、铁等金属可以在冷的浓硝酸中发生钝化现象，浓hno3会把铝或铁的表面氧化，形成一层薄而致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生。因此常温下铝、铁制品可以盛放冷的浓hno3。e 与非金属反应：c4hno3(浓) co24no22h2o三、硫的转化1自然界中的硫（1）自然界中不同价态硫元素间的转化（2）认识硫单质物理性质：通常硫是一种黄色或淡黄色的固体，很脆，易研成粉末。不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔点和沸点较低。硫有多种同素异形体，常见的有斜方硫和单斜硫。化学性质：硫元素的化合价有2、0、4、6，硫单质0价，居于中间价态，既有氧化性又有还原性。氧化性： 与金属：fe s fes 2cu s cu2s 2na s na2s (研磨) 与非金属：h2 s h2s 黑火药的爆炸：s 2kno3 3c=k2s 3co2 n2 还原性：硫在空气中燃烧，发出淡蓝色的火焰，在纯氧中燃烧剧烈，发出蓝紫色火焰，产物都是二氧化硫。 so2so2 与浓硫酸反应：s2h2so4(浓)3so22h2o用途2实验室里研究不同价态硫元素间的转化（1）二氧化硫物理性质通常二氧化硫是一种无色、有刺激性气味的有毒气体，密度大于空气，易液化，易溶于水，常温常压下，1体积水大约能溶解40体积的二氧化硫。化学性质a 酸性氧化物的通性：与水反应so2h2o h2so3；与碱性氧化物反应：so2cao caso3；与碱反应：so2 (少量) 2naoh na2so3 h2o，so2 (过量) naoh nahso3。b 氧化性：2h2s so2 3s 2h2o c 还原性 so2 可以使kmno4溶液、氯水、溴水、fecl3溶液等退色，证明so2 具有还原性：cl2 so2 2h2o h2so4 2hcl此外，so2 还可以在一定条件下被氧气氧化：2 so2o2 2so3d 漂白性：二氧化硫与水反应生成的亚硫酸能与有色物质结合，生成不稳定的无色物质，所以说二氧化硫具有漂白性。（2）浓h2so4 物理性质：通常浓硫酸是无色油状液体，难挥发，与水以任意比混溶，溶解时放出大量热。特性：吸水性、脱水性、强氧化性浓硫酸中6价的s原子有很强的氧化性，可以夺取许多物质中的电子，因此浓硫酸具有强氧化性。浓硫酸可以与许多金属、非金属等物质反应：cu2 h2so4(浓)cuso4so22h2o，c2 h2so4(浓)co22 so22h2o3酸雨及其防治（1）酸雨的概念 （2）酸雨的成因 （3）酸雨的危害 （4）酸雨的防治四、海水中的化学元素1海水化学元素的宝库（1）海水中的元素（2）氯化钠、锂、碘的重要用途（3）氯碱工业 概念 原料：饱和食盐水 原理：2nacl2h2o2naohcl2h22镁和海水提镁（1）海水提镁的方法 ：碱的制取：caco3caoco2；caoh2oca(oh)2mg2的浓缩：mg2+2ohmg(oh)2； mg(oh)22h+ mg2+2h2omg的制取：mgcl2mg+cl2（2）镁的性质物理性质：镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性，与其他金属易构成性能优良的合金。化学性质与非金属单质反应：2mgo22mgo、3mgn2mg3n2、mgcl2mgcl2与酸反应：与非氧化性酸反应：mg2h mg2h2 与氧化性酸反应，但不生成氢气：mg2 h2so4(浓) mgso4so22h2o 与某些氧化物反应：2mgco22mgoc3溴和海水提溴（1）与溴关系密切的一组元素卤素（2）溴单质和碘单质的物理性质溴在常温下为红棕色液体（惟一的液态非金属单质），极易挥发产生红棕色有毒的溴蒸气；碘是紫黑色固体，具有金属光泽，易升华（常用于分离提纯碘）。二者在水中溶解度都较小，都易溶于酒精等有机溶剂。萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫萃取，萃取所用的仪器是分液漏斗。（3）氯、溴、碘单质氧化性的强弱：氯、溴、碘的氧化性：cl2br2i2;还原性：clbri（4）碘的特性：遇淀粉变蓝色（常用来检验碘的存在）（5）卤素离子的检验在含有cl、br、i的溶液中加入硝酸银溶液分别生成白色、浅黄色、黄色的卤化银沉淀若再加入稀硝酸沉淀不溶解（agf能溶于水）（6）海水提溴与海洋的综合利用海水提溴：大体分为三个步骤：浓缩氧化提取。海水的综合利用 本章专题探究多步反应计算若化学计算涉及到几个化学方程式，且一个方程式的生成物又是另一个方程式中的反应物时，我们称这种计算为多步反应计算，这类反应的计算有三点需要注意。1多步反应的基本解法是关系式法。它不需要按每个化学方程式逐一计算，而应找出相应的关系式一步运算。按关系式进行多步反应的计算，其优点是：（1）方法简单，运算简便；（2）减少环节使结果更准确；（3）减少了错误机会。多步反应计算的关键是找出正确的关系式，因此，应正确地写出各步化学反应方程式，按照方程式中物质问的化学计量数关系找出已知量和未知量相应的关系式，并进行计算。例如用接触法制硫酸，各步化学方程式如下： 4fes211o2=2fe2o38so2 2so2o2= so3 so3h2oh2so4由三个方程式可得关系式fes2一2h2so4若以s原子来分析，又可得关系式s一h2so4若已知硫铁矿中fe52的质量分数，求硫酸的产量，应按关系式fes2一2h2so4计算；若已知硫铁矿的含硫量，求硫酸产量，则按关系式s一h2so4计算即可。 2多步反应可按质量比计算，也可按物质的量之比进行计算，还可按相同条件下气体体积比进行计算。若已知量和未知量的单位不同，或分别用质量、物质的量和体积（气体）的单位，必须对应搭配单位，其关系是：质量物质的量气体体积(标准状况) g mol l kg kmol m3 t 106 mol l03 m3而且同一物质使用的单位应相同。即横向对应，纵向相同。使用时切勿弄锗。不过，在计算中，由于化学方程式各物质的物质的量之比为相应物质的化学计量数之比，因此，使用物质的量进行相关计算比较简捷。3在遇到原料或中间物质不能全部进入产物的情况，应进行如下相当处理：化合物中某元素的损失率该化合物损失率；中间产物的损失率原料的损失率；中间产物的转化率原料的转化率。例题用含fes2 84的硫铁矿生产硫酸硫铁矿煅烧时有4的硫元素损失而混入炉渣，so2转化为so3的转化率为95，so3的吸收率为98.5，求2吨硫铁矿可生产98的浓h2so4多少吨？解析：so2的转化率和so3的吸收率(即转化率)均可累积到fes2上，硫元素的利用率就是fes2的转化率，利用下列关系式计算：设生产98的h2so4质量为x。fes2 2h2so4120 2982吨84(14)9598.5 98x列比例式： x2.52 吨。答案：2吨硫铁矿可生产98的浓h2so4 2.52吨。点评：涉及多个有关化学方程式的多步反应计算，应用关系式法最为简捷。不需要按每个化学方程式进行计算，而只要正确找出已知量和未知量的关系式。要记住以下一些关系式：(1) 接触法制硫酸：fes22s2h2so4，当知道硫铁矿纯度时用fes22h2so4计算，当已知硫铁矿的含硫量时，应根据sh2so4计算。(2) 氨氧化法制硝酸或硝铵：nh3nohno3，hno3nh4no3，2nh3nh4no3，nh32o2等。练习：某合成氨厂，日生产能力为30吨，现以nh3为原料生产nh4no3，若硝酸车间的原料转化率为92，氨被吸收为nh4no3的吸收率为98，则硝酸车间日生产能力应为多少吨才合理?解析：解此题必须注意以下三点：第一，合成氨厂日生产能力为30吨，现以nh3为原料生成nh4no3nh3的用途有两方面：一方面，用nh3氧化制hno3，另一方面用nh3与制得的hno3作用制nh4no3。关键是计划好生产多少吨hno3，才能使nh3原料最大限度地被利用。hno3生产少了，则nh3不能全部被hno3吸收，nh3浪费了，hno3生产多了，hno3又浪费了。所以设hno3日生产能力为x吨，x吨hno3需用多少吨nh3氧化制得，又可以吸收多少吨nh3生成nh4no3，通过生产hno3的数量把氨的两方面用途联系起来。第二，氨氧化制硝酸中，其关系式如下：4nh35o24no6h2o2noo22no23no2h2o2hno3no此反应中no是被循环利用的，即no又被氧化成no2，再与水作用生成hno3，因此no2与水反应的化学方程式应为：4no22h2oo24hno3所以氨氧化制硝酸的关系式如下：nh3nono2hno3(nh3全部转化成hno3)第三，在实际生产过程中，氨不可能100被氧化生成hno3，也不