元素化合物主干知识

元素化合物主干知识2．Na2O2的结构、性质和用途(1)Na2O2的电子式：，阴、阳离子个数比为1∶2。(2)Na2O2与H2O、CO2的反应，氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2,1molNa2O2与之完全反应，转移电子数为1NA，其增加的质量为H2O中之H2，CO2中之CO的质量。(3)Na2O2可作呼吸面具的供氧剂，可作漂白剂。3． Na2CO3和NaHCO3(1)热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3；证明方法：套管实验，里面的试管应盛放NaHCO3。(2)鉴别：①如是固体，可用加热法，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，离子方程式分别为提醒二用途避免“张冠李戴”H2O2与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为除钠盐和钾盐外，其余硅酸盐均难溶于水。(3)Cl2和H2O的反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(1)检验Fe3＋，用KSCN溶液，现象是生成血红色溶液。Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。BaSO4而非BaCO3是X射线透视肠胃的内服药剂。人类使用最早的合金是青铜，它是Cu—Sn合金，黄铜是Cu—Zn合金。1． 镁、铝的性质、制备和用途(3)镁的重要化学性质Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。(2)AlCl3溶液和NaOH溶液。(5)NaHCO3、Al(OH)3、CaCO3都可以用于治疗胃酸过多。(3)加热浓氨水：NH3·H2ONH3↑＋H2O。BaSO4而非BaCO3是X射线透视肠胃的内服药剂。4.侯氏制碱法(此处的碱指的是Na2CO3)①原理：NaCl＋CO2＋NH3＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl②过程：向饱和食盐水中先通NH3，再通CO2，即有NaHCO3晶体析出，过滤得NaHCO3晶体，加热分解，即得纯碱。(5)NaHCO3、Al(OH)3、CaCO3都可以用于治疗胃酸过多。<注意：纯碱(Na2CO3)不能作胃药>镁、铝1． 镁、铝的性质、制备和用途(1)镁、铝耐腐蚀，其原因是被空气中的氧气氧化生成一薄层致密的氧化物薄膜，可阻止反应进一步进行。(2)在酒精火焰上加热铝至熔化，熔化的铝不滴落的原因是铝易被氧化，且Al2O3的熔点高于Al；Al2O3、MgO的熔点均很高，可用作耐火材料。(3)镁的重要化学性质①Mg可以在CO2气体中燃烧，化学方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。②Mg和NH4Cl溶液反应，有刺激性气味的气体放出，化学方程式为Mg＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2↑。(4)铝的重要化学性质①和强碱溶液的反应，离子方程式为

2Al＋2OH-＋2H2O=2AlO2—＋3H2↑，该反应常用于含铝固体混合物的分离提纯及含量测定。②铝热反应，铝热剂是混合物，该反应是放热反应，主要用来冶炼难熔的金属(如铁、铬、锰等)，它是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，其具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条并将其点燃。写出Al与Fe2O3、MnO2、WO3反应的化学方程式2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3、4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3、2Al＋WO3Al2O3＋W。(5)镁、铝的冶炼MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑(不能用MgO，因为MgO的熔点太高)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑(不能用AlCl3，因为AlCl3是共价化合物)电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，其化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑。(6)镁、铝合金的用途因为镁、铝质轻，抗腐蚀性能好，所以在飞机、汽车等领域有着广泛的应用。合金硬度大，但是熔点低。Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓。③Fe和浓硫酸(足量)共热：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。(6)硝酸的不稳定性4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。(7)Cu与浓、稀硝酸的反应②过程：向饱和食盐水中先通NH3，再通CO2，即有NaHCO3晶体析出，过滤得NaHCO3晶体，加热分解，即得纯碱。4． 硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。铵盐受热或撞击易分解(如乘车时，NH4NO3不允许随身携带)。溴、碘单质、蒸气及有关溶液颜色如下：7．硝酸不论浓稀均有强氧化性，根据它们与铜反应的事实，可知氧化性：提醒一易错反应要记清1． 氮的非金属性很强，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2、H2和Cl2，其化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋H2↑＋Cl2↑。HClO可用于消毒漂白。3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2；2． 铝的“主线”及“三角”转化(1)一条主线Al2O3→Al→NaAlO2→Al(OH)3→NaAlO2(2)三角转化(3)Al(OH)3制备的三条途径：①由Al3＋制备Al(OH)3Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NH4＋。②由AlO2—制备Al(OH)32AlO2—＋CO2(少)＋3H2O=2Al(OH)3↓＋CO32-；AlO2—＋CO2(多)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3-。③由Al3＋、AlO2—制备Al(OH)3Al3＋＋3AlO2—＋6H2O=4Al(OH)3↓。3．不用试剂，相互滴加可检验的四组溶液(1)Na2CO3溶液和稀盐酸。(2)AlCl3溶液和NaOH溶液。(3)NaAlO2溶液和稀盐酸。(4)AgNO3溶液和氨水。(二)铁、铜1．铁的存在及其氧化物游离态的铁存在于陨石中，FeO、Fe3O4均为黑色固体，后者有磁性；Fe2O3呈红棕色，俗称铁红，可作油漆，钢铁烤蓝是生成一层致密的Fe3O4，能起到防腐蚀作用。2．Na2FeO4的重要用途在Na2FeO4中，铁元素的化合价为＋6价，具有强氧化性，能杀死水中病菌，可作自来水消毒剂；它与水反应生成O2和Fe(OH)3胶体；具有吸附性能，故又可用作净水剂。3．Fe2＋、Fe3＋的检验(1)检验Fe3＋，用KSCN溶液，现象是生成血红色溶液。(2)检验Fe2＋①先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，生成血红色溶液，证明有Fe2＋。②滴加黄色的K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液，若生成蓝色沉淀，证明含Fe2＋，其原理为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－=Fe3[Fe(CN)6]2↓4．熟悉下列转化关系并熟记重要反应方程式(1)转化关系：Fe→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→Fe(SCN)3。(2)重要反应方程式①Fe在O2中燃烧：3Fe＋2O2Fe3O4。②Fe在高温下和水蒸气的反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。③Fe和浓硫酸(足量)共热：2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。④过量的Fe和浓硝酸共热Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O；Fe＋2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2。⑤Fe和稀HNO3的反应Fe(少)＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O；3Fe(足)＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。⑥Fe(OH)3胶体的制备：

FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。⑦Fe2＋和酸性KMnO4的反应：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。5．铜合金人类使用最早的合金是青铜，它是Cu—Sn合金，黄铜是Cu—Zn合金。现在用量最大的合金是钢，其次是铝合金。6．废旧电路板中铜的回收及绿矾的制备7．铜的精炼粗铜作阳极，精铜作阴极，含有Cu2＋的溶液作为电解液。8．熟悉下列转化关系Cu→Cu2(OH)2CO3→CuO→CuSO4→[Cu(NH3)4]SO4向CuSO4溶液中逐滴加入氨水，现象为首先生成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，形成深蓝色透明溶液。9． 熟记下列重要反应(1)Cu和Cl2、S的反应：Cu＋Cl2CuCl2，

2Cu＋SCu2S。(2)Cu和FeCl3溶液的反应：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。(3)Cu和浓硫酸的反应：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)Cu和稀硝酸的反应：3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(5)Cu和浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。三、卤素要点回顾1．Cl2是黄绿色的气体，贮存于干燥的钢瓶中；可用浓氨水检验输氯管道是否泄露，其现象是有白烟生成，原理为

3Cl2＋8NH3=6NH4Cl＋N2；工业上H2在Cl2中燃烧后通入水中可制得盐酸；Cl2通入NaOH溶液中可制漂白液，通入石灰乳(氢氧化钙悬浊液)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．氯水成分复杂，性质多样。(1)酸性——H＋的性质；(2)漂白性——HClO的性质；氯水与紫色石蕊先变红再褪色(3)强氧化性——氯水中氧化性粒子有Cl2﹑HClO﹑ClO-。但是绝大部分为Cl2，故氯水的强氧化性由Cl2

体现。

3．HClO的结构式是H—O—Cl，(1)弱酸性：漂白粉在空气中易于CO2反应变质（强酸制弱酸）(2)强氧化性：氧化漂白，消毒杀菌。(3)不稳定性：HClO见光或受热分解为HCl与O2,故氯水越长久，酸性越强。4．碘盐中加的是KIO3，可通过加入KI­淀粉溶液、食醋来检验，在工业上通过电解KI溶 液制备。5．液溴应保存在棕色细口玻璃瓶中，用玻璃塞且水封。溴、碘单质、蒸气及有关溶液颜色如下：

(3)Cu和浓硫酸的反应：蓝色石蕊试纸遇浓HNO3先变红后变白，遇浓H2SO4先变红后变黑。(4)工业上制HNO3的总反应NH3＋2O2=HNO3＋H2O。提醒一易错反应要记清4．H2O2中的氧的化合价为－1价，既具有氧化性，又具有还原性，它的氧化产物为O2，还原产物是H2O，4．碘盐中加的是KIO3，可通过加入KI­淀粉溶液、食醋来检验，在工业上通过电解KI溶 液制备。SO2具有漂白性，且具有可逆性，使品红溶液，红布条等有机色素褪色，但不能漂白石蕊（故SO2通入石蕊溶液，只变红，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和稀硝酸的反应：(要注意O2和H2O2的系数是相同的,此时H2O2全为还原剂)。④过量的Fe和浓硝酸共热提醒一易错反应要记清人类使用最早的合金是青铜，它是Cu—Sn合金，黄铜是Cu—Zn合金。6．NO2和溴蒸气一样，均为红棕色气体，可用水、AgNO3溶液、CCl4等加以检验，但不能用湿润的淀粉­KI试纸检验(NO2、Br2均具有强氧化性)。6． 熟记下列反应方程式：(1)电解饱和食盐水：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。(2)实验室制氯气：MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O。(3)Cl2和H2O的反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO。(4)HClO的不稳定性：2HClO2HCl＋O2↑。(5)Cl2和石灰乳的反应：2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。(6)Ca(ClO)2和少量CO2的反应：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。(7)FeBr2和少量Cl2的反应：6FeBr2＋3Cl2=4FeBr3＋2FeCl3。(8)FeBr2和足量Cl2的反应：2FeBr2＋3Cl2=2FeCl3＋2Br2。四、氧族元素要点回顾1．自然界中既有游离态的硫，又有化合态的硫，它是淡黄色的固体，不溶于水，微溶于乙醇，易溶于CS2，硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在纯氧中燃烧发出蓝紫色火焰，生成物都是SO2，可用来制造硫酸。2．粘附硫的试管可用CS2洗涤，也可用热碱溶液洗涤，其原理为3S＋6NaOH2Na2S＋Na2SO3＋3H2O。3．O2和O3互为同素异形体，O3的氧化性大于O2，能使湿润的淀粉­KI试纸变蓝，其原理为2KI＋O3＋H2O=2KOH＋I2＋O2；可用臭氧代替氯水消毒饮用水；多卤代烃可破坏大气中的臭氧层，形成臭氧空洞。4．H2O2中的氧的化合价为－1价，既具有氧化性，又具有还原性，它的氧化产物为O2，还原产物是H2O，.H2O2和FeCl2反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，.H2O2与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2O2＋6H＋＋2MnO4－=5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O(要注意O2和H2O2的系数是相同的,此时H2O2全为还原剂)。.H2O2遇MnO2或Fe3＋或Cu2＋或加热下迅速分解生成O2与H2O（发生歧化反应），可用作氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料等。5．SO2

SO2具有漂白性，且具有可逆性，使品红溶液，红布条等有机色素褪色，但不能漂白石蕊（故SO2通入石蕊溶液，只变红，不褪色）。

SO2具有还原性，能使溴水、FeCl3溶液、酸性KMnO4溶液褪色；

SO2为酸性氧化物，与水部分生成H2SO3,故可使澄清石灰水变浑浊，但不能与CaCl2反应（弱酸一般不能制强酸）。除去CO2中的SO2可用饱和的NaHCO3溶液、溴水、酸性KMnO4溶液等。S2－与SO32-在酸性条件下不能大量共存，其原理是2S2－＋SO32-＋6H＋=3S↓＋3H2O（此反应体现SO2的氧化性）。6．SO3标况下为固体。SO3可被浓硫酸吸收形成发烟硫酸，故SO2中的SO3可用饱和NaHSO3或浓硫酸吸收，硫酸工业中的尾气可用氨水或NaOH溶液吸收，产物经加热后可重新利用SO2。7．浓硫酸具有三大特性：(1)强氧化性；常温下，钝化Al和Fe;加热下剧烈反应(2)吸水性；作为干燥剂，(3)脱水性：使有机物碳化变黑；醇制烯烃。浓硫酸可干燥SO2，但不能干燥SO3，也不能干燥还原性气体如HBr、HI、H2S等，不要混淆浓硫酸的吸水性和脱水性。BaSO4而非BaCO3是X射线透视肠胃的内服药剂。8． 熟记下列重要反应方程式：(1)SO2的催化氧化：2SO2＋O22SO3。(2)SO2和卤素单质的反应：SO2＋X2＋2H2O=2HX＋H2SO4(X＝Cl、Br、I)。(3)C和浓硫酸的反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。6． 硅酸盐通常写成氧化物的形式，其格式为金属氧化物在前，SiO2和水在后。Fe＋6HNO3(浓)Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O；1．铁的存在及其氧化物ClO－＋H2OHClO＋OH－，1． 氮的非金属性很强，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。NO2能引起酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层。3． Na2CO3和NaHCO33． 雷雨发庄稼的原理是N2＋O22NO(只能是NO)，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。3． 水玻璃(泡花碱)是Na2SiO3的水溶液，具有粘性和防火性能。可用臭氧代替氯水消毒饮用水；SiO2＋2NaOH=Na2SiO3＋H2O。FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl。Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。2．粘附硫的试管可用CS2洗涤，也可用热碱溶液洗涤，其原理为(7)FeBr2和少量Cl2的反应：五、氮族元素要点回顾1． 氮的非金属性很强，但N2非常稳定，其原因是氮氮三键很强。2． 氮的固定是指将氮气转化为化合物的过程，如工业上合成氨反应，豆科植物根瘤菌固氮。3． 雷雨发庄稼的原理是N2＋O22NO(只能是NO)，2NO＋O2=2NO2，3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。4． NO的中毒原理和CO相同，且都不与水，碱反应，NO和NO2都可用NH3催化还原法转化为N2，从而消除污染。5．在高温下NH3具有强还原性，和H2、CO、C2H5OH一样均可还原CuO，NH3遇挥发性酸(如氢卤酸、硝酸)产生白烟，铵盐受热或撞击易分解(如乘车时，NH4NO3不允许随身携带)。6．NO2和溴蒸气一样，均为红棕色气体，可用水、AgNO3溶液、CCl4等加以检验，但不能用湿润的淀粉­KI试纸检验(NO2、Br2均具有强氧化性)。NO2能引起酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层。“NO2球”可进行平衡原理实验(2NO2N2O4ΔH＜0)，温度升高，颜色加深。7．硝酸不论浓稀均有强氧化性，根据它们与铜反应的事实，可知氧化性：浓HNO3＞稀HNO3＞浓H2SO4。蓝色石蕊试纸遇浓HNO3先变红后变白，遇浓H2SO4先变红后变黑。常温下铝、铁遇浓H2SO4和浓HNO3被钝化，加热可破坏钝化膜。8．硝酸、硝酸银溶液均保存在细口棕色瓶中，工业浓HNO3因其不稳定通常呈黄色(工业盐酸因含Fe3＋而呈黄色)。9． 实验室制备NH3的三种方法：(1)NH4Cl固体和Ca(OH)2固体共热：Ca(OH)2＋2NH4ClCaCl2＋2NH3↑＋2H2O。(2)浓氨水与CaO(NaOH固体或碱石灰)：NH3·H2O＋CaO=Ca(OH)2＋NH3↑。(3)加热浓氨水：NH3·H2ONH3↑＋H2O。氨气不能用浓硫酸、无水CaCl2、P2O5干燥。NH3、HCl、SO2、NO2可用水作喷泉实验，溶解度小的气体可用其他溶剂作喷泉实验，如CO2与NaOH溶液可作喷泉实验。10．熟记下列反应方程式：(1)NH3的催化氧化4NH3＋5O24NO＋6H2O(只能是NO)。(2)NO与O2、H2O的反应4NO＋3O2＋2H2O=4HNO3。(3)NO2与O2、H2O的反应4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3。(4)工业上制HNO3的总反应NH3＋2O2=HNO3＋H2O。(5)NH3和CuO的反应2NH3＋3CuO

3Cu＋N2＋3H2O。(6)硝酸的不稳定性4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O。(7)Cu与浓、稀硝酸的反应3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；Cu＋4HNO3(浓)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。(8)C和浓硝酸的反应C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O。六、碳族元素要点回顾1． 自然界中无单质硅，元素硅主要以SiO2(水晶、石英、玛瑙的主要成分)和硅酸盐的形式存在。通常原子晶体不导电，但硅是很好的半导体材料，硅能制太阳能电池板。2． SiO2是难溶于水的酸性氧化物，它的主要用途是制造光导纤维。SiC是制砂轮的磨料。SiO2、SiC、Si三种物质均是原子晶体。在硅的化合物中硅是＋4价(如SiC、SiH4)，＋2价的硅很不稳定。3． 水玻璃(泡花碱)是Na2SiO3的水溶液，具有粘性和防火性能。除钠盐和钾盐外，其余硅酸盐均难溶于水。4． 硅胶(mSiO2·nH2O)是一种很好的无毒干燥剂。H4SiO4(原硅酸)自动失水生成H2SiO3，H2SiO3加热失水生成SiO2。5． 玻璃、水泥、陶瓷是传统的三大硅酸盐材料，新型无机非金属材料有Al2O3陶瓷和Si3N4陶瓷。刚玉的主要成分是Al2O3。6． 硅酸盐通常写成氧化物的形式，其格式为金属氧化物在前，SiO2和水在后。如石棉(CaMg3Si4O12)用氧化物形式表示为CaO·3MgO·4SiO2。7． PbO2具有极强的氧化性，和盐酸反应类似MnO2，把HCl氧化成Cl2。铅笔中铅芯不是金属铅而是石墨。8． 用SiO2制取纯硅涉及的三个方程式SiO2＋2CSi＋2CO↑(只能是CO)、Si＋2Cl2