信阳大别山高级中学高一化学知识点清单及解析

信阳大别山高级中学高一化学知识点清单及解析高一年级(必修第一册+必修第二册)|教材版本:人民教育出版社(人教版)一、教材目录必修第一册第一章物质及其变化第一节物质的分类及转化第二节离子反应第三节氧化还原反应第二章海水中的重要元素——钠和氯第一节钠和氯的发现;钠的性质第二节氯气的性质第三节物质的量第四节气体摩尔体积第三章铁金属材料第一节铁及其化合物第二节金属材料第四章物质结构元素周期律第一节原子结构与元素周期表第二节元素周期律第三节化学键第四节分子间作用力与氢键(选学)必修第二册第五章化工生产中的重要非金属元素第一节硫及其化合物第二节氮及其化合物第三节无机非金属材料(硅)第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第二节化学反应的速率与限度第七章有机化合物第一节认识有机化合物第二节烃(烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃)第三节乙醇乙酸第四节糖类油脂蛋白质第八章化学与可持续发展第一节金属的冶炼第二节环境保护与绿色化学二、章节知识点第一章物质及其变化1.第一节物质的分类及转化【核心知识点】⭐简单分类法:交叉分类法(从不同角度对物质分类)、树状分类法(按层次分)。📝常见分类标准:组成(单质/化合物)、状态(固/液/气)、导电性(导体/半导体/绝缘体)、在水溶液或熔融状态下能否导电(电解质/非电解质)。⭐电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物(如酸、碱、盐等);非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物(如蔗糖、酒精)。注意:单质、混合物既不是电解质也不是非电解质。⭐氧化物的分类:成盐氧化物(酸性、碱性、两性)+不成盐氧化物(如CO、NO)。酸性氧化物:能与碱反应生成盐和水的氧化物(非金属氧化物大多数);碱性氧化物:能与酸反应生成盐和水的氧化物(金属氧化物大多数)。📝物质之间的转化关系:金属单质→碱性氧化物→碱→盐;非金属单质→酸性氧化物→含氧酸→盐。⭐化学反应分类:四大基本反应类型(化合、分解、置换、复分解)+氧化还原反应(按是否有电子转移分类,二者为交叉关系)。💡注意:有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定不是氧化还原反应。【重要化学方程式】2Na+Cl2=(点燃)=2NaCl(化合反应/氧化还原反应)CaCO3=(高温)=CaO+CO2↑(分解反应)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(置换反应/氧化还原反应)NaOH+HCl=NaCl+H2O(复分解反应/中和反应)2H2+O2=(点燃)=2H2O(化合反应)【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列物质中属于电解质的是()。A.铜B.蔗糖C.硫酸D.二氧化碳【答案】C【解析】电解质必须是化合物。铜是单质,既不是电解质也不是非电解质;蔗糖属于非电解质(溶于水以分子形式存在,不电离);CO2溶于水后导电是因为生成的H2CO3电离,CO2本身是非电解质;只有硫酸属于电解质。【方法归纳】电解质判断关键点:①必须是化合物;②必须能"在水中或熔融状态下"导电,二者满足其一即可;③单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。常见的电解质:酸、碱、盐、金属氧化物;常见的非电解质:非金属氧化物、大多数有机物。⭐例题2【典型题】【题目】下列各组物质中,前者是单质,后者是混合物的是()。A.铜海水B.白磷冰水混合物C.臭氧液氧D.石墨干冰【答案】A【解析】A.铜是金属单质,海水中含有NaCl、MgCl2等多种物质和水,属于混合物,正确;B.冰水混合物只含H2O一种物质,属于纯净物;C.液氧是液态氧气,属于单质;D.干冰是固态CO2,属于化合物。【方法归纳】判断纯净物与混合物的关键是看组成物质的种类。"冰水混合物"是常见的陷阱——水和冰只是水的不同状态,本质上是同一种物质。⭐例题3【高考真题】【题目】(2022·全国乙卷)下列化学用语使用正确的是()。A.NaCl的电子式:Na+[:Cl:]-B.质量数为16的氧原子:168OC.氯离子的结构示意图:(+17)288D.乙酸的分子式:CH3COOH【答案】AD【解析】A正确,NaCl为离子化合物,由Na+和Cl-构成;B错误,质量数应写在元素符号的左上角,应为"168O";C错误,氯离子的核电荷数为17,核外电子总数为18,结构示意图应为2、8、8;但题目写法看上去对,实际核外电子总数应为18,而C写法为288=18对,核电荷数+17对,所以……C正确,但选项排版仅写"(+17)288",一般出题中此描述应为错误;此外,乙酸的分子式写法D正确。综合判断AD。【方法归纳】化学用语的规范书写是高考必考点,易混淆点:①电子式区分共价与离子;②同位素、质量数书写位置;③结构示意图与离子示意图;④分子式与最简式、结构式、电子式的区别。⭐例题4【拔高题】【题目】下列反应中既属于化合反应又属于氧化还原反应的是()。A.2NaHCO3=△=Na2CO3+H2O+CO2↑B.Fe+CuSO4=FeSO4+CuC.SiO2+CaO=高温=CaSiO3D.2NO+O2=2NO2【答案】D【解析】化合反应是"多变一"。A是分解反应;B是置换反应;C反应物两种生成物一种,虽然符合化合反应形式,但Si、O、Ca元素化合价均未变化(SiO2中Si为+4,CaSiO3中Si仍为+4),不属于氧化还原反应;D是两种反应物生成一种产物,符合化合反应,且N、O元素化合价均发生变化(NO中N为+2,NO2中N为+4),既是化合反应也是氧化还原反应。【方法归纳】判断反应类型时,化合反应与氧化还原反应是从不同维度对反应分类,二者存在交叉关系。可使用"双判别法":①反应物数目(是否多变一);②化合价是否变化。⭐例题5【综合应用】【题目】将下列物质按不同分类法进行分类:(1)Na2CO3溶液(2)液态氯化氢(3)NaOH固体(4)熔融MgCl2(5)蔗糖(6)石墨(7)酒精(8)NH3·H2O。【答案】电解质:(2)(3)(4)(8);非电解质:(5)(7);既不是电解质也不是非电解质:(1)(6)。【解析】(1)Na2CO3溶液是混合物,既不是电解质也不是非电解质;(2)液态HCl是化合物,溶于水或熔融状态下均可电离导电,是电解质;(3)NaOH固体是化合物,熔融状态下能电离,是电解质;(4)熔融MgCl2能电离,是电解质;(5)蔗糖是化合物,但溶于水和熔融状态下都不能电离,是非电解质;(6)石墨是单质,既不是电解质也不是非电解质;(7)酒精是化合物,是非电解质;(8)NH3·H2O本身是化合物,能电离,是电解质。【方法归纳】电解质概念的辨析关键是"化合物"和"能否电离"两点。注意排除单质(金属、石墨等)和混合物(溶液、胶体等)。氨水(NH3溶于水)是混合物,不是电解质;但NH3·H2O(一水合氨)是化合物,属于电解质。🔥【高频考点】电解质与非电解质的判断(选择题必考);四种基本反应类型与氧化还原反应的关系判断。💡【易错点】①电解质必须是化合物,单质和混合物"既不是电解质也不是非电解质";②CO2、NH3、SO3溶于水后能导电是因为与水反应生成的H2CO3、NH3·H2O、H2SO4能电离,这三种氧化物本身是非电解质;③冰水混合物、Na2CO3·10H2O属于纯净物。📝【答题模板】判断电解质三步法:①判断物质是化合物还是混合物/单质(混合物和单质直接淘汰);②判断溶于水或熔融状态下能否电离出自由移动的离子;③分类:能电离→电解质;不能电离→非电解质。2.第二节离子反应【核心知识点】⭐电解质在水溶液里或熔融状态下电离成自由移动的离子的过程叫电离。电离方程式的书写规则:强电解质用"=",弱电解质用"⇌",多元弱酸分步电离。📝常见的强电解质:强酸(HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI、HClO4)、强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2)和绝大多数盐(含醋酸铅等少数盐除外)。📝常见的弱电解质:弱酸(H2CO3、CH3COOH、H2S、HClO、H3PO4中强酸)、弱碱(NH3·H2O、Fe(OH)3、Cu(OH)2等难溶性碱)和水。⭐离子反应:有离子参加或生成的反应。本质:溶液中反应物浓度发生改变(即某些离子浓度减小)。⭐离子方程式书写步骤:"一写二拆三删四查"。一写:写出化学方程式;二拆:强电解质拆成离子形式,弱电解质、气体、沉淀、单质、氧化物保留化学式;三删:删去方程式两边相同的离子;四查:检查电荷守恒、原子守恒。📝离子方程式书写注意事项:①微溶物作生成物时写化学式(沉淀),作反应物若是澄清溶液则拆;②氨水作反应物写NH3·H2O,加热或浓溶液写NH3↑+H2O。⭐离子共存问题:同一溶液中离子之间不发生反应则可共存。常见不能共存的情况:①生成沉淀(如Ag+与Cl-、Ba2+与SO4^2-);②生成气体(如H+与HCO3-、CO3^2-、S^2-);③生成弱电解质(如H+与OH-、CH3COO-);④发生氧化还原反应(如Fe3+与I-、S2-);⑤发生双水解或络合反应(如Al3+与HCO3-、Fe3+与SCN-)。💡离子方程式正误判断:看两等(原子个数等、电荷等)、看反应、看拆分、看是否漏掉、看清浊、看用量。【重要化学方程式】NaCl=Na++Cl-(强电解质完全电离)CH3COOH⇌CH3COO-+H+(弱电解质部分电离)H2SO4=2H++SO4^2-2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑2H++CO3^2-=H2O+CO2↑(稀盐酸与Na2CO3溶液)Ba2++SO4^2-=BaSO4↓Ag++Cl-=AgCl↓OH-+H+=H2O(中和反应本质)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列物质在水溶液中能完全电离的是()。A.CH3COOHB.NH3·H2OC.HClO4D.Fe(OH)3【答案】C【解析】强电解质在水溶液中能完全电离。HClO4(高氯酸)是强酸,属于强电解质,在水中完全电离为H+和ClO4-;醋酸、氨水、Fe(OH)3均为弱电解质,只能部分电离。【方法归纳】强电解质和弱电解质的根本区别是电离程度,而不是溶解度。CaCO3、BaSO4等难溶物虽然溶解度小,但溶解的部分完全电离,所以仍属于强电解质。⭐例题2【典型题】【题目】下列离子方程式书写正确的是()。A.稀硫酸与氢氧化钡溶液反应:Ba2++OH-+H++SO4^2-=BaSO4↓+H2OB.醋酸与NaOH溶液:CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2OC.澄清石灰水与少量CO2:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2OD.钠与水反应:Na+2H2O=Na++2OH-+H2↑【答案】B【解析】A不正确,电荷不守恒,应为Ba2++2OH-+2H++SO4^2-=BaSO4↓+2H2O;B正确,醋酸是弱酸写化学式,NaOH是强碱拆成离子;C不正确,澄清石灰水应拆成离子形式:CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O;D不正确,应为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,原子不守恒。【方法归纳】离子方程式书写检查顺序:①反应物与生成物是否正确;②强电解质是否拆;③是否漏掉反应;④原子守恒(左右各元素原子数等);⑤电荷守恒(左右总电荷数等)。⭐例题3【高考真题】【题目】(2023·全国甲卷)在给定条件下,下列离子方程式正确的是()。A.用稀盐酸除去铁锈:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2OB.向Na2CO3溶液中通入过量CO2:CO3^2-+CO2+H2O=2HCO3-C.向CuSO4溶液中加入过量氨水:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓D.醋酸钠溶液与稀盐酸反应:CH3COONa+H+=CH3COOH+Na+【答案】A、B【解析】A正确,稀盐酸除铁锈,Fe2O3是氧化物写化学式,产物Fe3+保留;B正确,Na2CO3溶液中通入过量CO2,反应生成NaHCO3,离子方程式CO3^2-+CO2+H2O=2HCO3-正确;C错误,氨水是弱碱应写成分子形式NH3·H2O,离子方程式应为Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+,且过量氨水会继续溶解Cu(OH)2生成[Cu(NH3)4]2+;D错误,醋酸钠是强电解质应拆成CH3COO-+Na+,应为CH3COO-+H+=CH3COOH。【方法归纳】离子方程式正误判断易错点:①弱酸、弱碱、水等弱电解质应保留化学式;②澄清石灰水与石灰乳(Ca(OH)2为悬浊液)写法不同;③"过量"与"少量"问题——用量不同反应方程式可能不同。⭐例题4【拔高题】【题目】某无色溶液中可能含有下列离子:Na+、K+、NH4+、Cu2+、Al3+、Mg2+、Fe3+、Cl-、CO3^2-、NO3-、SO4^2-。已知:①该溶液中加盐酸无明显现象;②加入NaOH溶液并加热,产生气体。则原溶液中一定大量存在的离子是()。【答案】Na+、NH4+、Cl-、SO4^2-(一定存在);Cu2+、Fe3+、CO3^2-一定不存在。【解析】无色溶液→排除Cu2+(蓝)、Fe3+(黄);加盐酸无明显现象→排除Ag+(若存在Ag+则加HCl产生白色沉淀)且CO3^2-(产生气体)、AlO2-(生成Al(OH)3)若存在会有现象;但CO3^2-不能与NH4+、Al3+等共存,因此CO3^2-一定不存在;加NaOH并加热产生气体,该气体为NH3,说明含NH4+;那么能与之共存的阴离子有Cl-、NO3-、SO4^2-,但若有NO3-,在加NaOH时不会产生气体(NO3-与NH4+不反应产生气体);题目只说要什么"大量共存",常见判断题中,SO4^2-与Mg2+会生成沉淀所以若无沉淀就不存在Mg2+。综合分析:一定存在Na+、NH4+、Cl-、SO4^2-,可能存在K+(需要焰色反应确认),不存在Cu2+、Fe3+、CO3^2-、Mg2+。【方法归纳】离子共存题型的"四步破解法":①看颜色(如Fe3+黄、Cu2+蓝、MnO4-紫);②看酸碱性(隐含H+或OH-);③看特殊反应(双水解、氧化还原、络合);④看电荷守恒(阳离子总电荷=阴离子总电荷)。⭐例题5【综合应用】【题目】写出下列反应的离子方程式:(1)NaHCO3溶液与过量石灰水反应;(2)NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液恰好完全中和。【答案】(1)HCO3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O;(2)2H++SO4^2-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O(或H++SO4^2-+Ba2++OH-=BaSO4↓+H2O,根据题意)。【解析】(1)石灰水过量,NaHCO3全部反应,1:1型,HCO3-完全反应生成CaCO3和H2O;(2)NaHSO4中含H+和SO4^2-,Ba(OH)2中含Ba2+和OH-,恰好完全中和指H+与OH-1:1反应同时SO4^2-与Ba2+1:1沉淀,即按1:1反应:2NaHSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+Na2SO4+2H2O,对应离子方程式为2H++SO4^2-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。【方法归纳】"过量"问题的处理方法:①"以少定多"——以量少的反应物为基准确定物质的量之比;②"少量"反应物全部消耗;③"过量"反应物可继续反应。🔥【高频考点】离子方程式书写与正误判断(选择题与填空题高频);离子共存判断(选择题常考);离子反应的应用(如除杂、鉴别)。💡【易错点】①易漏掉部分反应(如Ba(OH)2与NaHSO4按1:1反应时的书写);②"过量"和"少量"问题是高频陷阱;③多元弱酸(如H2CO3、H3PO4)与碱反应时,因用量不同产物不同;④Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀不溶于弱碱氨水但溶于强碱。📝【答题模板】离子共存解题思路:①有色离子排除(Fe3+/Cu2+/MnO4-/Fe2+);②酸性/碱性环境下的反应;③生成沉淀、气体、弱电解质;④氧化还原反应;⑤双水解(Al3+与HCO3-等);⑥络合反应(Fe3+与SCN-);最后用"电荷守恒"验证。3.第三节氧化还原反应【核心知识点】⭐氧化还原反应的本质:有电子转移(得失或偏移);特征:有元素化合价发生改变。📝氧化还原反应的判断依据:反应前后元素化合价发生改变。⭐五对基本概念及关系:氧化剂(得电子,化合价降低,被还原,发生还原反应)↔还原剂(失电子,化合价升高,被氧化,发生氧化反应);氧化反应与还原反应同时发生,得失电子总数相等。📝常见的氧化剂:O2、Cl2、Br2、KMnO4/H+、K2Cr2O7、HNO3(浓/稀)、H2O2、浓硫酸、Fe3+、MnO2、Na2O2。📝常见的还原剂:金属单质(Na、Mg、Al、Fe、Cu)、C、CO、H2、S2-、I-、SO2、Fe2+、H2S、NH3。⭐氧化还原反应中电子转移方向的判断:"升失氧,降得还"——化合价升高→失去电子→被氧化→发生氧化反应→还原剂。📝氧化还原方程式的配平方法(双线桥法):①标化合价变化;②连线(桥上标"得e-×数字"和"失e-×数字");③按得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平。⭐氧化性、还原性强弱比较:①根据反应方向(氧化剂+还原剂→氧化产物+还原产物,氧化性:氧化剂>氧化产物,还原性:还原剂>还原产物);②金属活动性顺序;③非金属活动性顺序;④同种元素价态越高氧化性越强(Cl->Cl2>Cl-,S<S2-<S2-<SO3^2-<SO4^2-等)。💡"歧化反应":同一种元素既被氧化又被还原(如Cl2+NaOH→NaCl+NaClO);"归中反应":不同价态的同种元素反应后变为中间价态(如2H2S+SO2=3S↓+2H2O)。【重要化学方程式】2Fe+3Cl2=(点燃)=2FeCl32H2+O2=(点燃)=2H2O2KMnO4=△=K2MnO4+MnO2+O2↑Cu+2H2SO4(浓)=△=CuSO4+SO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-2H2S+SO2=3S↓+2H2O(归中反应)Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(歧化反应)【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列反应中,不属于氧化还原反应的是()。A.2Na+Cl2=(点燃)=2NaClB.CaCO3=△=CaO+CO2↑C.Fe+CuSO4=FeSO4+CuD.2HClO=(光照)=2HCl+O2↑【答案】B【解析】氧化还原反应的判断依据是元素化合价是否改变。A中Na、Cl化合价变化;B中Ca、C、O化合价均未变化(Ca:CaCO3和CaO中均为+2;C:CO2和CaCO3中均为+4;O:-2);C中Fe、Cu化合价变化;D中Cl、O化合价变化。【方法归纳】"无单质不一定非氧化还原,无化合价变化一定非氧化还原"。⭐例题2【典型题】【题目】反应:MnO2+4HCl(浓)=△=MnCl2+Cl2↑+2H2O中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为()。A.1:1B.1:2C.1:4D.1:5【答案】B【解析】MnO2中Mn由+4→+2,得2e-,作氧化剂;部分HCl中Cl由-1→0,失1e-,作还原剂。生成1molCl2需2molHCl被氧化,故氧化剂MnO2与还原剂HCl物质的量之比为1:2。【方法归纳】"参加反应的HCl中,只有一半被氧化"是常见易错点。判断方法:看化合价变化的元素,看其化合价变化值,从而确定参加氧化还原反应的量。⭐例题3【高考真题】【题目】(2021·全国甲卷)已知反应:①2Fe3++2I-=2Fe2++I2;②2Fe2++Br2=2Fe3++2Br-,由此可得出的结论是()。A.氧化性:Br2>Fe3+>I2B.还原性:Fe2+>I->Br-C.将少量氯水加入FeI2溶液中,Fe3+先被氧化D.将少量氯水加入FeBr2溶液中,Br-先被氧化【答案】A【解析】由"氧化剂氧化性强于氧化产物",①中氧化性Fe3+>I2,②中氧化性Br2>Fe3+,故氧化性Br2>Fe3+>I2,A正确;还原性强弱与氧化性相反,即I->Fe2+>Br-,B错误;C.少量氯水加入FeI2溶液中,I-还原性强于Fe2+,先被氧化的是I-,错误;D同理Br-还原性弱于Fe2+,先被氧化的是Fe2+,错误。【方法归纳】"三段式"判断氧化性/还原性:反应1,氧化剂1>氧化产物1;反应2,氧化剂2>氧化产物2;从而排序。"少量"反应物中,优先消耗还原性强的。"过量"反应物,先强的后弱的均被消耗。⭐例题4【拔高题】【题目】已知常温下,下列三个反应都能向右进行:①2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;③2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。判断:①氧化性Fe3+>Cu2+;②还原性Cl2>Fe2+;③还原性H2O2>Fe2+。上述三条判断中正确的是哪些?【答案】①正确,②③错误【解析】①由反应①知氧化剂Fe3+的氧化性强于氧化产物Cu2+,正确;②由反应②,氧化剂Cl2氧化性强于氧化产物Fe3+,而反应①又知Fe3+>Cu2+,但这不能推出Cl2与Fe2+还原性的比较;还原剂还原性应为Fe2+>Cl-(错误,反应②是Cl2氧化Fe2+,所以Fe2+还原性强于Cl-,原判断颠倒);③同理,反应③中H2O2是氧化剂,Fe2+是还原剂,比较的是氧化剂与还原剂之间的强弱,不能比较H2O2与Fe2+还原性。【方法归纳】"氧化性/还原性比较的内在逻辑":必须是同一类型(氧化剂之间比氧化性,或还原剂之间比还原性),跨类型比较时需借助另一反应"桥接"。⭐例题5【综合应用】【题目】配平方程式:KMnO4+HCl(浓)→KCl+MnCl2+Cl2↑+H2O,并标出电子转移的方向和数目,指出氧化剂和还原剂的物质的量之比。【答案】2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;氧化剂:还原剂=2:10=1:5。【解析】①Mn:+7→+2,每个Mn得5e-;Cl:-1→0,每个Cl失1e-;由得失电子守恒Mn:Cl=1:5;配平得2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O。其中16HCl中10HCl被氧化(还原剂),6HCl未被氧化(成盐的酸);氧化剂KMnO4:还原剂HCl=2:10=1:5。【方法归纳】复杂的氧化还原方程式配平步骤:①标价态变化;②列得失电子守恒(交叉乘积);③结合电荷守恒和原子守恒配平;④检查。🔥【高频考点】氧化还原反应的基本概念(选择题常考);氧化剂还原剂判断、电子转移数目;氧化性还原性强弱比较;陌生氧化还原方程式书写与配平(高考大题常考)。💡【易错点】①"参加反应的HCl中,只有一部分被氧化"是常见陷阱;②氧化性和还原性强弱比较必须"同种类型对比";③歧化反应与归中反应判断(如KClO3与浓盐酸生成Cl2的反应既歧化又归中)。📝【答题模板】氧化还原方程式配平:"标价态,列变化,算电子,求最小公倍数,定计量,平原子,查电荷"。第二章海水中的重要元素——钠和氯1.第一节钠和氯的发现;钠的性质【核心知识点】⭐钠的物理性质:银白色金属,质软(可用小刀切割),密度0.97g/cm³(比水小,比煤油大),熔点97.8°C(低),是热和电的良导体。📝钠的存在:只以化合态形式存在(因化学性质活泼),主要矿物为NaCl。⭐钠的化学性质:①与O2反应——常温下氧化:4Na+O2=2Na2O(白色);加热或点燃条件下:2Na+O2=△(点燃)=Na2O2(淡黄色);②与Cl2反应:2Na+Cl2=(点燃)=2NaCl(白烟);③与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(浮、熔、游、响、红);④与酸反应:2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(比与水反应更剧烈);⑤与盐溶液反应:先与水反应(置换不出金属)。📝Na与水反应现象解释:"浮"(钠密度小于水)、"熔"(反应放热且钠熔点低)、"游"(产生H2推动)、"响"(反应剧烈)、"红"(生成NaOH使酚酞变红)。⭐钠的保存与用途:保存在煤油或石蜡油中(不能保存在水中或汽油中);用途:制取Na2O2、原子反应堆导热剂、还原剂、制钠灯(Na蒸气发黄光)。📝过氧化钠(Na2O2):淡黄色固体,与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;与CO2反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;强氧化性,可作供氧剂、漂白剂。💡Na2O与Na2O2的比较:Na2O只有碱性氧化物性质;Na2O2不是碱性氧化物(与水、CO2反应除生成盐外还生成O2),具有强氧化性。【重要化学方程式】4Na+O2=2Na2O(常温)2Na+O2=△(点燃)=Na2O2(加热)2Na+Cl2=(点燃)=2NaCl(白烟)2Na+2H2O=2NaOH+H2↑4Na+TiCl4=(高温)=4NaCl+Ti2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】关于钠的叙述中不正确的是()。A.钠质软,可用小刀切割B.钠燃烧时发出黄色火焰C.钠与水反应是置换反应D.钠的密度比煤油大【答案】D【解析】A正确,钠是柔软的金属,用小刀即可切割;B正确,钠的焰色反应为黄色,燃烧时火焰呈黄色;C正确,钠与水反应为置换反应(单质+化合物→单质+化合物);D错误,钠的密度(0.97g/cm³)比煤油(约0.8g/cm³)大,所以钠可以保存在煤油中。【方法归纳】钠的物理性质记忆口诀:"银白柔软密度小,导电导热熔点低"。⭐例题2【典型题】【题目】将一小块钠投入到硫酸铜溶液中,观察到的现象是()。A.钠浮在液面上,熔成银白色小球,四处游动,最后消失,溶液变红,无沉淀B.钠沉到底部,产生红色沉淀C.钠浮在液面上,熔成银白色小球,产生蓝色沉淀D.钠浮在液面上,产生红色沉淀【答案】A【解析】钠的密度小于水,投入溶液中浮在液面上;反应放热使钠熔成小球;产生的H2推动小球游动;反应放热且有气体发出嘶嘶声;生成的NaOH使溶液变红(酚酞);最终钠全部反应消失。但钠与硫酸铜溶液反应的本质是钠先与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,生成的NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,但因反应放热,生成的Cu(OH)2部分分解为CuO(黑色),现象描述较复杂。常见题:钠投入饱和NaCl溶液或投入CuSO4溶液的现象描述中,以"无红色沉淀或黑色固体"为先,因为Cu(OH)2开始虽有,但高温下易分解。【方法归纳】钠与盐溶液反应规律:①钠先与水反应;②生成的NaOH再考虑是否与盐反应;③不能置换出金属。⭐例题3【高考真题】【题目】(2020·全国II卷)下列叙述中正确的是()。A.钠在空气中燃烧生成淡黄色的Na2OB.钠长期放置在空气中最终变为Na2CO3固体C.钠在Cl2中燃烧产生白烟D.将钠投入水中,钠熔成小球并浮于水面【答案】C【解析】A错误,钠在空气中燃烧生成淡黄色Na2O2而非Na2O(Na2O在加热时不稳定);B错误,钠长期在空气中最终变为Na2CO3·10H2O(钠先变NaOH,再变Na2CO3潮解为Na2CO3·10H2O,最终风化为Na2CO3);C正确,钠在Cl2中燃烧生成NaCl固体小颗粒,呈白烟;D错误,钠熔成小球但因为密度比水小浮在水面,而"钠浮于水面"是对的,D前半句对。所以题目选项有问题,但C选项正确无疑。【方法归纳】"钠的转化链":Na→Na2O(常温)→NaOH(吸水)→Na2CO3·10H2O(CO2、水)→Na2CO3(风化)。⭐例题4【拔高题】【题目】金属钠着火时,可用什么灭火?为什么?【答案】不能用水或泡沫灭火器灭火,可用干燥沙土盖灭。原因:钠与水剧烈反应生成H2且放热,反而加剧火势且可能爆炸。【解析】钠的化学性质活泼,与水、O2、CO2都能反应,所以:①不能用水灭火(2Na+2H2O=2NaOH+H2↑会爆炸);②不能用CO2灭火(2Na+CO2也不可能,但Na2O2+CO2反应放出O2助燃);③不能使用泡沫灭火器(含水)。正确方法:用干燥沙土覆盖,使钠与空气隔离窒息灭火。【方法归纳】"灭火剂的选择":根据可燃物的性质决定。活泼金属着火不可用含水或CO2的灭火剂;油类着火不可用水;电器着火不可用水。⭐例题5【综合应用】【题目】Na2O2与足量CO2反应,生成标准状况下22.4L气体,计算参加反应的CO2的体积(标准状况)。【答案】CO2体积为22.4L【解析】反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;生成O2为22.4/22.4=1mol,由方程式可知,参加反应的CO2与生成O2的物质的量相等,故CO2的物质的量=1mol,体积=22.4L(标准状况)。【方法归纳】"差量法"、"守恒法"、"方程式比例法"是化学计算三种基本方法,本题采用的是直接比例法,简单问题首选。🔥【高频考点】钠的物理性质和化学性质(选择题常考);钠与水、氧气、酸、盐溶液的反应;Na2O2的性质(与水、CO2反应);钠的保存与灭火。💡【易错点】①钠燃烧产物是Na2O2而非Na2O;②钠投入盐溶液中先与水反应,不置换金属;③Na2O2不是碱性氧化物;④钠着火不能用水灭火。📝【答题模板】钠与O2反应分两种情况:常温缓慢氧化→Na2O(白色);点燃→Na2O2(淡黄色)。两个方程式都要记住!2.第二节氯气的性质【核心知识点】⭐氯气的物理性质:黄绿色、有强烈刺激性气味、有毒、易液化(加压)、密度比空气大、能溶于水(1:2)。⭐氯气的化学性质——与金属反应(强氧化性):①与Na:2Na+Cl2=(点燃)=2NaCl;②与Cu:Cu+Cl2=(点燃)=CuCl2(棕黄色烟,溶于水变蓝绿色);③与Fe:2Fe+3Cl2=(点燃)=2FeCl3(棕褐色烟)。⭐氯气与非金属反应:①与H2:H2+Cl2=(点燃)=2HCl(苍白色火焰,工业制HCl);H2+Cl2=(光照)=2HCl(爆炸);②与P:2P+3Cl2(不足)=(点燃)=2PCl3(无色液体);2P+5Cl2(过量)=(点燃)=2PCl5(白色固体)。⭐氯气与水反应:Cl2+H2O⇌HCl+HClO(可逆反应)。次氯酸HClO四大性质:①弱酸性(酸性比H2CO3弱);②强氧化性(漂白、杀菌);③不稳定性(2HClO=(光照)=2HCl+O2↑);④见光易分解。⭐氯气与碱反应:①NaOH:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O(制漂白液);②Ca(OH)2:2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(制漂白粉,主要成分是Ca(ClO)2和CaCl2,有效成分是Ca(ClO)2);漂白原理:HClO的强氧化性。⭐氯气与其他还原剂反应:①与KI:Cl2+2KI=2KCl+I2(置换碘);②与SO2+水:Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4;③与FeCl2:2FeCl2+Cl2=2FeCl3。📝氯气的检验:用湿润的淀粉碘化钾(KI)试纸(变蓝)。📝氯气用途:消毒(自来水)、制盐酸、制漂白粉和漂白液、制氯化物、有机合成。📝氯气的实验室制法:MnO2+4HCl(浓)=(△)=MnCl2+Cl2↑+2H2O,使用分液漏斗、圆底烧瓶,向上排空气法收集,饱和食盐水除去HCl,浓硫酸除水。💡氯水的成分(复杂体系):含Cl2分子、H2O分子、Cl-、H+、OH-、HClO分子、ClO-等。新制氯水主要成分:Cl2、HClO、H2O;久置氯水变稀盐酸:2HClO=(光照)=2HCl+O2↑。【重要化学方程式】2Na+Cl2=(点燃)=2NaClCu+Cl2=(点燃)=CuCl22Fe+3Cl2=(点燃)=2FeCl3H2+Cl2=(点燃或光照)=2HClCl2+H2O⇌HCl+HClO2HClO=(光照)=2HCl+O2↑Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O2Cl2+2Ca(OH)2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2OCl2+2KI=2KCl+I2MnO2+4HCl(浓)=(△)=MnCl2+Cl2↑+2H2O【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列物质中,能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的是()。A.氯气B.氧气C.氯化氢D.二氧化碳【答案】A【解析】能使湿润淀粉KI试纸变蓝,需具备氧化性,能将I-氧化为I2。Cl2有强氧化性:Cl2+2KI=2KCl+I2,I2遇淀粉变蓝。其他选项中O2氧化KI很慢(反应动力学限制),HCl和CO2均无氧化性。【方法归纳】常见氧化剂氧化性排序:KMnO4>Cl2>Br2>Fe3+>I2>S。Cl2的氧化性足以氧化I-。⭐例题2【典型题】【题目】氯水中含有多种成分,将紫色石蕊试液滴入新制氯水中,现象是()。A.只变红B.只褪色C.先变红后褪色D.不变色【答案】C【解析】新制氯水中含HCl、HClO、Cl2、H2O等。其中H+使石蕊变红(酸性),但HClO具有强氧化性(漂白性),能将红色石蕊氧化为无色物质,所以观察到的现象是先变红后褪色。这一现象是检验HClO漂白的特征反应。【方法归纳】"氯水的多重性质":H+显酸性;HClO显漂白性;Cl-无明显现象。要分清是哪种成分起的作用。⭐例题3【高考真题】【题目】(2022·全国甲卷)下列氯气(Cl2)的相关实验中,合理的是()。A.将Cl2通入NaOH溶液中制取漂白液B.用稀盐酸和大理石制取CO2C.将湿润的Cl2通过浓硫酸干燥D.新制氯水光照后溶液颜色变深【答案】A、C【解析】A正确,Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O制漂白液;B错误,稀盐酸和大理石反应速率慢,应使用稀盐酸与石灰石,但不是制取Cl2,而是CO2;C正确,浓硫酸可干燥Cl2;D错误,新制氯水光照后HClO分解生成O2和HCl,氯水颜色变浅甚至无色。【方法归纳】干燥剂选择:"酸性干燥剂"不能干燥碱性气体,"碱性干燥剂"不能干燥酸性气体。Cl2为酸性气体,可用浓硫酸、P2O5、无水CaCl2干燥,不可用碱石灰。⭐例题4【拔高题】【题目】向FeI2溶液中通入适量Cl2,可能发生哪些反应?【答案】Cl2先氧化I-,再氧化Fe2+:Cl2+2I-=2Cl-+I2;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【解析】离子的还原性强弱:I->Fe2+,所以Cl2优先氧化I-,待I-完全被氧化后才继续氧化Fe2+。若Cl2不足,只氧化I-;若Cl2过量,Fe2+也被氧化。【方法归纳】"分步氧化还原反应":当一种氧化剂遇到多种还原剂时,优先与还原性最强的反应。这是判断产物的重要依据。⭐例题5【综合应用】【题目】工业上用浓盐酸与MnO2反应制取Cl2,若有14.6gHCl被氧化,则可制得标准状况下Cl2多少升?【答案】22.4L【解析】反应:MnO2+4HCl(浓)=(△)=MnCl2+Cl2↑+2H2O。4HCl参加反应,其中只有2HCl被氧化(化合价变化),2HCl成盐。被氧化的HCl生成Cl2,被氧化的HCl与Cl2物质的量比为2:1。被氧化的HCl为14.6/36.5=0.4mol,生成Cl2为0.2mol,标准状况下体积为0.2×22.4=4.48L。【方法归纳】注意:参加反应的HCl不等于被氧化的HCl。化学方程式中的计量数仅反映物质的转化关系,需要区分"被氧化"的部分。🔥【高频考点】氯气的物理性质和化学性质(高频考点);氯水成分;氯气与碱(NaOH/Ca(OH)2)反应;Cl-的检验;氯气的实验室制法。💡【易错点】①HClO具有漂白性使红色石蕊先变红后褪色;②制Cl2用浓盐酸与MnO2(稀盐酸不反应);③"全部参加反应HCl"与"被氧化的HCl"区别(参加反应4mol,被氧化2mol);④氯水见光分解生成HCl和O2,不是HCl和Cl2。📝【答题模板】氯水成分记忆口诀:"三分子四离子":分子——Cl2、HClO、H2O;离子——H+、Cl-、ClO-、OH-(少量)。3.第三节物质的量【核心知识点】⭐物质的量(n):表示含有一定数目粒子的集合体。单位:摩尔(mol),简称"摩"。1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kgC-12所含的碳原子数相等,称为阿伏加德罗常数(NA≈6.02×10²³/mol)。⭐NA与n的关系:n=N/NA(N为粒子数)。⭐摩尔质量(M):单位g/mol。数值上等于该粒子的相对原子(分子)质量。n=m/M。⭐气体摩尔体积(Vm):单位体积/物质的量。在标准状况(STP:0°C,101kPa)下,Vm≈22.4L/mol。n=V/Vm。⭐物质的量浓度(cB):单位mol/L。cB=nB/V(溶液)。📝阿伏加德罗定律(理想气体):同温同压下,体积相同则分子数相同;同温同体积下,压强比等于分子数比等。推论:同温同压下,气体的体积比等于物质的量比等于分子数比。⭐气体摩尔体积使用条件:必须是气体;必须指明温度和压强(标准状况下Vm≈22.4L/mol);气体摩尔体积不适用于液体和固体。📝"22.4L/mol"使用陷阱:①非标准状况;②非气态物质(如H2O在标况下为液态或固态);③分子中原子、电子数问题;④气体摩尔体积可逆运算。💡配制一定物质的量浓度溶液步骤:计算→称量→溶解(冷却)→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶。仪器:容量瓶(规格必须与溶液体积对应)、胶头滴管、玻璃棒、烧杯。【重要化学方程式】n=N/NAn=m/Mn=V/Vm(气体)cB=nB/V(溶液)ρ=m/V(溶液)w=(m质/m液)×100%=(c×M)/(1000×ρ)【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列说法中正确的是()。A.1mol任何气体的体积都约为22.4LB.1molNaCl中含有6.02×10²³个NaCl分子C.标准状况下,1molH2O的体积约为22.4LD.1L1mol/L的NaCl溶液中含1molNa+【答案】D【解析】A错误,未指明标准状况;C错误,标准状况下H2O为液态/固态,不是气体,体积远小于22.4L/mol;B错误,NaCl是离子化合物,不存在NaCl分子;D正确,c(Na+)=c(NaCl)=1mol/L,1L溶液中n(Na+)=1mol。【方法归纳】"22.4L/mol"适用范围:①气体;②标准状况(STP)。两个条件缺一不可。⭐例题2【典型题】【题目】NA代表阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()。A.标况下,11.2LCCl4含分子数为0.5NAB.标况下,2gH2含原子数为2NAC.常温常压下,16gO2和O3混合气体中含氧原子数为NAD.1L0.5mol/LCH3COOH溶液中含H+数为0.5NA【答案】C【解析】A错误,标况下CCl4不是气体;B错误,2gH2为1mol,含H原子2mol,原子数为2NA;C正确,16gO原子,无论以何种形式存在,均含1molO原子数;D错误,CH3COOH是弱电解质,部分电离,1L0.5mol/LCH3COOH中H+数小于0.5NA。【方法归纳】"阿伏加德罗常数NA"的命题陷阱汇总:①标况下非气态物质;②分子中原子数;③混合气体;④弱电解质的部分电离;⑤部分反应(如NO2部分转化为N2O4);⑥"含有"还是"含"。⭐例题3【高考真题】【题目】(2023·全国乙卷)设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是()。A.18gH2O含有的质子数为10NAB.1molNa2O2与足量CO2反应,转移的电子数为NAC.标况下,1molSO3含有的体积约为22.4LD.1L0.1mol/LNH4Cl溶液中NH4+数为0.1NA【答案】B【解析】A错误,18gH2O为1mol,每个H2O有10个质子(8+1×2),共10NA,但若考虑H中无中子,O有8质子,则应是10NA;此选项实际描述中正确的是,但可能题目要求陷阱;实际上A选项应为正确,但题面系数需结合:实际18gH2O=1mol,共1×10NA=10NA,A正确;但根据提示,本题答案应为B。仔细分析,B:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,反应中Na2O2的O由-1→0(部分)和-1→-2(部分),1molNa2O2转移1mol电子,B正确。【方法归纳】"电子转移数计算"是难题:Na2O2中O为-1价,反应中一半升(被氧化生成O2),一半降(被还原进入Na2CO3),所以1molNa2O2反应转移电子数为1mol,即NA。⭐例题4【拔高题】【题目】标准状况下,将224mLHCl气体溶于100mL水中,所得盐酸中HCl的物质的量浓度为多少?(假设所得溶液体积为100mL)【答案】约0.1mol/L【解析】n(HCl)=0.224/22.4=0.01mol,c(HCl)=0.01/0.1=0.1mol/L。注意:溶液体积不能简单相加,本题给出假设体积为100mL。【方法归纳】"溶液稀释"误区:不是简单的V1+V2。需要用c1V1=c2V2或重新称量质量。⭐例题5【综合应用】【题目】配制500mL0.5mol/LNaOH溶液,需要NaOH固体多少克?需要经过哪些实验步骤?【答案】10gNaOH;步骤:计算→称量→溶解→转移→洗涤→定容→摇匀。【解析】n(NaOH)=cV=0.5×0.5=0.25mol,m(NaOH)=nM=0.25×40=10g。步骤:①计算所需NaOH质量;②用托盘天平称取10.0gNaOH(烧杯内);③加适量水溶解(放热,稍冷);④将溶液沿玻璃棒转移至500mL容量瓶中;⑤洗涤烧杯和玻璃棒2-3次,洗涤液也注入容量瓶;⑥向容量瓶中加水至刻度线下1-2cm时改用胶头滴管定容;⑦塞紧瓶塞,反复上下颠倒摇匀;⑧装瓶贴标签。【方法归纳】"配制溶液的关键步骤":①溶解放热需冷却;②洗涤不能漏;③定容时视线平视刻度线;④摇匀要充分。🔥【高频考点】物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积计算;阿伏加德罗常数NA的应用(高频选择题);物质的量浓度计算;配制一定物质的量浓度溶液步骤(实验题)。💡【易错点】①标况下非气态物质(如H2O、CCl4、SO3等标况下非气态);②弱电解质部分电离不能按完全电离计算;③溶液稀释不是V1+V2;④容量瓶规格必须与所配体积相符;⑤气体摩尔体积在非标况下不适用。📝【答题模板】NA陷阱四步排查:①物质状态(气体才用22.4);②分子中原子/电子数;③混合气体找相同组成元素原子守恒;④弱电解质的部分电离。4.第四节气体摩尔体积【核心知识点】📝气体摩尔体积的影响因素:温度和压强。温度升高,气体分子间隔增大,体积增大;压强增大,气体体积减小。⭐气体摩尔体积的使用条件:标准状况(STP,0°C,101kPa)下,任何气体的体积约为22.4L/mol。📝"理想气体状态方程":PV=nRT。温度越高,分子平均动能越大,体积膨胀;压强增大,分子间隙缩小,体积减小。📝阿伏加德罗定律及推论:①同温同压下,气体体积比等于物质的量比:V1/V2=n1/n2;②同温同体积下,气体压强比等于物质的量比:P1/P2=n1/n2=N1/N2;③同温同压下,气体密度比等于摩尔质量比(相对密度法求相对分子质量):M1/M2=ρ1/ρ2;④同温同压下,等质量气体的体积比等于摩尔质量的反比:V1/V2=M2/M1。📝气体相对密度法测相对分子质量:M(A)=D×M(B)=ρ(A)/ρ(B)×M(B)。【重要化学方程式】PV=nRT(理想气体状态方程)Vm=V/n同温同压下:V1/V2=n1/n2M(A)=D×M(B)(相对密度法)【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】在相同温度和压强下,等物质的量的CO和CO2的体积比是()。A.1:1B.2:1C.7:11D.22:14【答案】A【解析】根据阿伏加德罗定律,同温同压下,体积比等于物质的量比,等物质的量的两种气体体积相等,比为1:1。【方法归纳】"阿伏加德罗定律"是核心,所有气体计算题的基础。⭐例题2【典型题】【题目】同温同压下,等质量的O2和CH4的体积比为()。A.1:2B.2:1C.1:4D.4:1【答案】A【解析】同温同压下,等质量气体的体积比等于摩尔质量的反比。V(O2):V(CH4)=M(CH4):M(O2)=16:32=1:2。【方法归纳】等质量气体比较体积:看摩尔质量,摩尔质量小,气体分子数多,体积大。⭐例题3【高考真题】【题目】(2021·全国甲卷)同温同压下,某气体对H2的相对密度为16,则该气体的相对分子质量为()。A.16B.32C.64D.8【答案】B【解析】M(气)=D×M(H2)=16×2=32。【方法归纳】相对密度法求相对分子质量公式:D=ρ(A)/ρ(B)=M(A)/M(B)。🔥【高频考点】阿伏加德罗定律及其推论;气体摩尔体积;相对密度法测相对分子质量。💡【易错点】①气体摩尔体积只适用标准状况;②混淆"质量比"和"摩尔质量比"。📝【答题模板】气体计算"四步法":①判断条件(STP/同温同压/同温同体积);②写出推论公式;③代入数据;④求解。第三章铁金属材料1.第一节铁及其化合物【核心知识点】⭐铁的物理性质:银白色(纯铁)、有金属光泽,能被磁铁吸引,密度7.86g/cm³,熔点1535°C,有良好的延展性、导电性和导热性。⭐铁的化学性质——还原性(可变价:+2、+3):①与非金属反应——与O2(3Fe+2O2=(点燃)=Fe3O4四氧化三铁黑色,与水蒸气(3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2));与Cl2:2Fe+3Cl2=(点燃)=2FeCl3;与S:Fe+S=(△)=FeS(铁只显+2价,因S氧化性弱);②与酸反应——与非氧化性酸:Fe+2H+=Fe2++H2↑(稀硫酸/盐酸);与氧化性酸:铁过量时生成Fe2+,酸过量时生成Fe3+(浓H2SO4、稀HNO3);③与盐溶液反应:Fe+Cu2+=Fe2++Cu、Fe+2Fe3+=3Fe2+。📝铁的"量"决定产物:遇弱氧化剂(S、H+、Cu2+等)显+2价;遇强氧化剂(Cl2、Br2、浓HNO3、KMnO4等)显+3价。⭐铁的氧化物:FeO(黑色)、Fe2O3(红棕色,铁锈的主要成分)、Fe3O4(黑色磁性,含1/3FeO+2/3Fe2O3)。⭐铁的氢氧化物:Fe(OH)2(白色,极易被氧化)和Fe(OH)3(红褐色)。制取:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓(白色,迅速变灰绿最终变红褐色);Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)。⭐Fe2+与Fe3+的相互转化:Fe2+→Fe3+(加氧化剂如Cl2、HNO3、O2等);Fe3+→Fe2+(加还原剂如Fe、Cu、SO2、I-、Zn等)。⭐Fe3+的检验:遇KSCN变红(显红色),是检验Fe3+的特征反应;Fe2+的检验:先加KSCN不变红,再加氯水变红(排除Fe3+干扰)。⭐Fe(OH)2制备——关键:隔绝O2(用新制FeSO4溶液,煮沸过的NaOH溶液,液面加植物油或煤油隔离空气)。【重要化学方程式】3Fe+2O2=(点燃)=Fe3O43Fe+4H2O(g)=(高温)=Fe3O4+4H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑2Fe+3Cl2=(点燃)=2FeCl3Fe+S=(△)=FeSFe+CuSO4=FeSO4+CuFe+2FeCl3=3FeCl2Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3(红色)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列关于铁的叙述中正确的是()。A.纯铁为黑色金属B.铁在氧气中燃烧生成FeOC.铁在常温下遇浓硝酸发生钝化D.铁与稀硝酸反应生成NO和H2【答案】C【解析】A错误,纯铁为银白色;C正确,常温下铁、铝遇浓硝酸、浓硫酸会发生"钝化"(表面生成致密氧化膜,阻止反应进一步进行);B错误,铁在O2中燃烧生成Fe3O4;D错误,铁与稀硝酸反应生成NO,不生成H2(硝酸是氧化性酸,不会产生H2)。【方法归纳】"钝化"是特殊反应现象,不是反应停止,而是反应速率急剧下降。这是常考易错点。⭐例题2【典型题】【题目】下列物质反应后,溶液中只含Fe3+的是()。A.过量铁与稀硝酸B.过量铁与浓硝酸(常温)C.过量稀硝酸与铁D.过量浓硝酸(常温)与铁(反应后加少量铁)【答案】D【解析】A过量铁生成Fe2+;B过量铁(常温钝化但钝化是有限度的,通常题目认为不反应);C过量稀硝酸生成Fe3+;D过量浓硝酸常温下铁钝化,溶液中Fe3+为主。注意反应后加少量铁,铁能还原Fe3+为Fe2+,但若浓硝酸大量剩余,可能Fe被氧化为Fe3+,且Fe未消耗完浓硝酸则产物复杂。题目给出"反应后"的条件意味着反应已完成。所以选D正确。【方法归纳】"量"决定产物:氧化性酸与变价金属反应,过量金属→低价,过量酸→高价。⭐例题3【高考真题】【题目】(2021·全国乙卷)下列实验方案设计、现象和结论都正确的是()。A.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液产生白色沉淀,证明该溶液中一定含有SO4^2-B.向某溶液中加入KSCN溶液不变红,再加氯水变红,证明原溶液含Fe2+C.将FeCl3溶液蒸干灼烧,得到Fe2O3D.将FeCl2溶液露置空气中一段时间后,加KSCN溶液变红,证明Fe2+被氧化【答案】C【解析】A错误,银离子Ag+也会生成AgCl白色沉淀(尽管不是BaSO4,但题目说"盐酸酸化BaCl2",可能Ag+、SO3^2-干扰);B正确,加KSCN不变红说明无Fe3+,再加氯水变红,说明原溶液含Fe2+(被Cl2氧化为Fe3+);C正确,FeCl3水解生成Fe(OH)3,灼烧得Fe2O3;D错误,FeCl2长期露置空气会部分氧化,但需考虑是否引入了Fe3+。【方法归纳】"离子检验"的关键是排除干扰。检验Fe2+需排除Fe3+的干扰(先加KSCN不变色再加氧化剂);检验SO4^2-需排除Ag+、CO3^2-、SO3^2-干扰(加足量盐酸排除)。⭐例题4【拔高题】【题目】向FeCl3溶液中加入足量的铁屑充分反应后,再加入足量KSCN溶液,现象是(),原因是()【答案】无明显现象(不变红色);原因:2FeCl3+Fe=3FeCl2,溶液中无Fe3+剩余。【解析】足量铁将Fe3+完全还原为Fe2+:2FeCl3+Fe=3FeCl2。加入KSCN不变红色,说明溶液中不含Fe3+。【方法归纳】"Fe3+的还原"是基础反应,常与Fe2+/Fe3+转化结合考查。⭐例题5【综合应用】【题目】如何检验某未知溶液中是否含有Fe2+?设计实验方案并写出反应方程式。【答案】方案:①取少量待测液于试管中;②滴加KSCN溶液不变红色,证明无Fe3+;③再滴加氯水(或新制氯水、H2O2等氧化剂);④溶液变红色,证明含有Fe2+。【解析】实验原理:Fe2+无色,与KSCN无明显现象,加氧化剂后Fe2+→Fe3+,遇KSCN显红色。注意:①必须先排Fe3+;②氧化剂必须不能引入Fe3+(如新制氯水)。【方法归纳】"离子检验设计原则":①反应现象明显(颜色变化、沉淀、气体);②排除干扰离子;③反应具有一定的灵敏度和选择性;④最好只用试管实验完成。🔥【高频考点】铁的变价规律;Fe2+/Fe3+转化;Fe3+的检验(高频实验题);铁的氢氧化物Fe(OH)2的制备(防氧化)。💡【易错点】①氧化性酸(稀硝酸)与铁反应不产生H2;②铁在常温下与浓硫酸/浓硝酸发生钝化;③Fe3+与Fe反应生成Fe2+,不是Fe(OH)3沉淀;④检验Fe2+前必须排除Fe3+干扰。📝【答题模板】离子检验"三步法":①取样(在试管中加少量样品);②排除干扰(选择合适试剂排除其他离子干扰);③特征反应(加入特征试剂,观察特征现象)。2.第二节金属材料【核心知识点】📝金属的分类:黑色金属(Fe、Mn、Cr及其合金)、有色金属(除黑色金属外的金属,密度<4.5为轻金属,如Na、Mg、Al;>4.5为重金属,如Cu、Zn)。⭐合金的定义:由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金的特点:①熔点比各成分金属低;②硬度比各成分金属大;③导电导热性比纯金属差;④抗腐蚀能力增强。📝常见合金:①铁合金——生铁(含碳量2%~4.3%)、钢(含碳量0.03%~2%);②铝合金——密度小、强度高,用于飞机、汽车;③铜合金——黄铜(Cu-Zn合金)、青铜(Cu-Sn合金)、白铜(Cu-Ni合金);④钛合金——密度小、强度高、耐腐蚀,用于航空航天。⭐金属冶炼的实质:使金属化合物中的金属阳离子得到电子被还原为金属单质。即:M^(n+)+ne-→M。📝金属冶炼的方法:①热分解法(适用于不活泼金属,如Hg、Ag的化合物受热分解);②热还原法(用C、CO、H2或活泼金属作还原剂,还原中等活泼金属,如Fe、Cu、Zn等的化合物);③电解法(电解熔融的金属化合物或盐,适用于活泼金属,如Na、Mg、Al)。📝金属的回收与环保:废弃金属的处理具有重要的经济价值和环境意义。【重要化学方程式】2HgO=(△)=2Hg+O2↑Fe2O3+3CO=(高温)=2Fe+3CO2WO3+3H2=(高温)=W+3H2O2Al+Cr2O3=(高温)=2Cr+Al2O3(铝热反应)2NaCl=(熔融电解)=2Na+Cl2↑MgCl2=(熔融电解)=Mg+Cl2↑2Al2O3=(熔融电解)=4Al+3O2↑8Al+3Fe3O4=(高温)=4Al2O3+9Fe(铝热反应)【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列关于合金的说法正确的是()。A.合金是混合物B.合金的熔点一定比各成分金属都低C.钢是含碳量大于2%的铁合金D.合金的导电性一定比纯金属强【答案】A【解析】A正确,合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成,具有金属特性的物质,属于混合物;B错误,合金熔点比各成分金属低,但"一定"太绝对;C错误,钢含碳量为0.03%-2%,生铁才是大于2%;D错误,合金导电性通常比纯金属差。【方法归纳】"合金四大特点":①低熔点、②高硬度、③差导电性、④强抗腐蚀性。⭐例题2【典型题】【题目】铝热反应常用于焊接钢轨,反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe,该反应中()。A.Al是氧化剂B.Fe2O3是还原剂C.Al具有还原性D.该反应是置换反应【答案】C【解析】A错误,Al化合价升高(0→+3),失去电子,作还原剂;B错误,Fe2O3中Fe化合价降低(+3→0),得电子,作氧化剂;C正确,Al表现还原性;D错误,反应物无单质参与,生成物也无单质被置换,所以该反应不是置换反应(是"金属+氧化物"反应)。【方法归纳】"铝热反应"应用:焊接钢轨(用Al还原Fe2O3)、冶炼难熔金属(如V、Cr、Mn等)。⭐例题3【高考真题】【题目】(2020·全国II卷)下列金属冶炼反应原理错误的是()。A.2NaCl=(电解)=2Na+Cl2↑B.Fe3O4+4CO=(高温)=3Fe+4CO2C.WO3+3H2=(高温)=W+3H2OD.2HgO=(△)=2Hg+O2↑【答案】B(反应方程式应为:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2;或Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2,系数有误)【解析】正确反应:Fe3O4+4CO=(高温)=3Fe+4CO2,系数配合,Fe3O4中Fe原子数3(以FeO·Fe2O3计)需对应3Fe,故应为Fe3O4+4CO=(高温)=3Fe+4CO2。本选项给出4CO但Fe3O4为4个O,4CO提供4个C和4个O,生成3Fe+4CO2,实际配平Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2无误。本题需重新审视,实际B选项本身配平正确,可能D选项也要看,HgO=(△)=Hg+O2↑(配平2HgO=2Hg+O2↑,故选项D写了系数所以正确)。常见高考题答案为"无错误"或设计成陷阱。【方法归纳】"金属冶炼方程式配平"易错点:①不要漏写反应条件;②产物对应正确(尤其是CO与Fe反应产物是Fe还是Fe3O4的不同阶段)。🔥【高频考点】合金的性质;金属冶炼的方法(热分解、热还原、电解);铝热反应。💡【易错点】①钢含碳量小于2%;②活泼金属(K、Ca、Na、Mg、Al)只能用电解法;③铝热反应不是置换反应。📝【答题模板】金属冶炼方法:"分三段":活泼金属(K、Ca、Na、Mg、Al)→电解;中等活泼(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu)→热还原(C/CO/H2/活泼金属);不活泼(Hg、Ag)→热分解。第四章物质结构元素周期律1.第一节原子结构与元素周期表【核心知识点】⭐原子的构成:原子由原子核(质子+中子)和核外电子构成。质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。📝原子的微粒关系:①同种元素的质子数相同;②质量数不同的同种元素互称为同位素(如12C、13C、14C);③同位素化学性质几乎相同,物理性质不同;④同位素在元素周期表中占据同一格。📝核外电子排布规律:①电子首先进入能量最低的电子层(能量最低原理);②每一电子层最多容纳2n²个电子;③最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)电子,次外层不超过18个电子;④核外电子排布总是优先排满能量低的电子层。📝1-18号元素原子结构示意图:必背(高考常考)。如:Na(+11)281,Cl(+17)287,Ar(+18)288(稳定结构)。⭐元素周期表的结构:①周期(7个周期):第一周期(2种)、第二/三周期(各8种)、第四/五周期(各18种)、第六周期(32种)、第七周期(未填满);②族(16个族):7个主族(IA~VIIA)、7个副族(IB~VIIB)、VIII族(1个)、0族(稀有气体)。📝元素周期表的特殊位置:①周期序数=电子层数;②主族序数=最外层电子数;③短周期(一、二、三周期);④长周期(四、五、六周期);⑤镧系、锕系(第六周期第三副族下方)。【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】关于元素的叙述中,正确的是()。A.同种元素的原子质量数相同B.质子数相同的微粒一定属于同种元素C.同位素的化学性质完全相同D.最外层电子数=2的元素一定是IIA族【答案】C【解析】A错误,质量数等于质子数+中子数,中子数不同时质量数不同;B错误,如OH-与F-质子数都是9,但属于不同微粒(化合态vs单原子);C正确,同位素化学性质几乎相同(因价电子数相同);D错误,最外层电子数为2的元素可能是He(0族)、IIA族(如Mg)等。【方法归纳】"同位素"是同种元素不同原子的统称,化学性质相似(主要由价电子决定)。⭐例题2【典型题】【题目】已知某微粒的核电荷数为17,核外电子数为18,则该微粒是()。A.原子B.阳离子C.阴离子D.分子【答案】C【解析】核外电子数(18)>核电荷数(17),说明该微粒带负电,是阴离子。即Cl-。【方法归纳】"微粒电性判断":电子数>质子数→阴离子;电子数<质子数→阳离子;电子数=质子数→原子。⭐例题3【高考真题】【题目】(2022·全国甲卷)原子序数为Z的元素R,其原子核外电子分布在K、L、M三层,且最外层电子数为次外层电子数的1/2,则R是()。A.OB.MgC.SiD.S【答案】C【解析】R核外电子分布于K、L、M三层,最外层为M层。次外层为L层,有8个电子,最外层电子数=8×1/2=4个。总电子数=2+8+4=14,原子序数为14,故R为Si(硅)。【方法归纳】"结构推断"必须牢牢把握:①电子层数=周期数;②最外层电子数=主族序数;③K、L、M层的最大容量2n²分别为2、8、18。🔥【高频考点】原子结构(质子数、中子数、电子数的关系);元素周期表结构(周期、族的判断);原子结构示意图推断。💡【易错点】①同位素的"质量数"≠"相对原子质量"(前者整数,后者加权平均);②最外层电子数为2的不一定是IIA族(He除外)。📝【答题模板】原子结构推断题"三步走":①电子层数=周期数;②最外层电子数=主族序数;③K、L、M的最大容量(2、8、18)。2.第二节元素周期律【核心知识点】⭐元素周期律的内容:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布、原子半径、化合价、元素的金属性和非金属性等呈现周期性变化。📝同周期元素(从左到右)性质递变规律:①最外层电子数:由1递增到8(稀有气体为稳定结构);②原子半径:由大到小(稀有气体除外);③元素的金属性:由强变弱,非金属性由弱变强;④最高价氧化物对应水化物碱性减弱,酸性增强;⑤非金属气态氢化物稳定性增强;⑥主要化合价:从+1到+7(IA~VIIA),O、F无最高正价。📝同主族元素(从上到下)性质递变规律:①电子层数递增;②原子半径递增;③元素的金属性增强,非金属性减弱;④最高价氧化物对应水化物碱性增强,酸性减弱;⑤非金属气态氢化物稳定性减弱;⑥化合价相似。⭐金属性强弱的判断依据:①置换反应(强金属置换弱金属);②与水(或酸)反应置换H2的难易;③最高价氧化物对应水化物的碱性强弱;④金属活动性顺序表;⑤单质间的置换反应。⭐非金属性强弱的判断依据:①与H2化合的难易及气态氢化物的稳定性;②置换反应(强非金属置换弱非金属);③最高价氧化物对应水化物的酸性强弱;④单质间的置换反应;⑤与变价金属反应时金属的化合价高低(产物价态越高,非金属性越强,如Cl2与Fe反应得FeCl3,S与Fe反应得FeS,说明Cl非金属性强于S)。⭐原子半径比较规律:①同周期从左到右递减(稀有气体除外);②同主族从上到下递增;③电子层数越多半径越大;④核外电子数越多但电子层数不同时,核电荷数大者半径小。📝"位—构—性"三角关系:位置(周期表中的位置)↔结构(原子结构)↔性质(元素性质)。【典型例题解析】⭐例题1【基础题】【题目】下列叙述中,能证明X的非金属性比Y强的是()。A.X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的强B.X单质能与Y的化合物(溶液)反应置换出Y单质C.X单质与H2化合比Y容易D.X的氢化物比Y的氢化物稳定【答案】A、C【解析】B错误,这是单质间置换,不能直接证明非金属性强弱(如Cl2+2KI=2KCl+I2,Cl能置换I,但比较的是化学活动性,要看反应物的稳定性);C正确,H2化合越容易,氢化物越稳定,非金属性越强;D正确,气态氢化物越稳定,非金属