元素及其化合物专题复习.doc

1、1元素及其化合物专题复习常见金属元素知识导航一、金属及其化合物知识网络金属元素的物质类别的学习可以遵循“氧化物单质盐氢氧化物” ，化合价要关注零价、常见正价、最高正价等；重视“铁三角” 、 “铝三角”及其 Na2O2 的性质。1钠及其化合物2镁及其化合物3铜及其化合物4铝及其化合物5铁及其化合物二、金属矿物的开发利用1金属的存在：除了金、铂等少数金属以单质形式存在外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。2金属冶炼的实质金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态，即Error!(化合态) Error!(游离态)3金属活动顺序表的应用Al2O3 AlAl3+Al(OH)3AlO2得电子、被

2、还原MgO Mg Mg 2+镁盐Mg(OH)2Na2ONa2O2Na Na+钠盐NaOH Na2CO3 NaHCO3CuO Cu Cu2+ Cu(OH)2Cu2 (OH)2CO3FeOFe3O4Fe2O3FeFe2+Fe3+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe(SCN)32K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ） Cu Hg Ag Pt Au与O2反应常温下，易被氧化，加热时Na、K 生成Na2O2、KO 2常温下，Mg、Al、Zn、Sn、Pb 能被氧化，但表面形成致密的氧化物薄膜；加热时均可被氧化。HgO、Ag 2O 不稳定，加热又分解为单质。潮湿空气中，Fe、Cu 等易发生

3、吸氧腐蚀不 能被氧化与水反应与冷水剧烈反应 与热水反应 跟水蒸气在高温生成氢氧化物和氢气 下反应生成金属氧化物和氢气与酸反应金属 + H+ 低价金属阳离子+ H 2注：Al、Fe 在冷、浓硫酸和硝酸中钝化与氧化性酸如浓硫酸、硝酸反应与王水（浓盐酸与浓硝酸按体积比为 31）反应金属间的置换位于前面的金属能从后面阳离子的化合物中置换出后面的金属，如：nA(前 ) + mBn+ nAm+ + mB(后)8Al + 3Fe3O4= 9Fe + 4Al2O3注：若是水溶液中的反应，必须除去 K、Ca、Na金属的冶炼一般采用电解法通直流电电解熔融的化合物一般采用还原法（高温） 加还原剂：H 2、CO、C、

4、Al 热法通常可采用物理方法，如沙里淘金失电子能力：强 弱K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Sn2+ Pb2+（H +）Cu 2+ Hg2+ Ag+ 得电子能力：弱 强三、合金：1定义：两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2特性：由金属制成合金，改变了原金属结构，因而性质和原金属不同。如导电性减弱、硬度强度一般增高，熔沸点降低。3举例：铁的合金成分 性能生铁（铸铁） 1.7% 硬而脆，可铸不可煅钢 含 C 量 0.03 1.7% 硬而韧，可铸可煅熟铁 不同 0.03% 软而韧，可煅难铸钢 碳素钢 主要含 C 同普通钢合金钢 其它合金

5、元素 可改善性能非金属及其化合物知识导航一、阴离子的还原性：S2SO 32I Br OH Cl 最高价含氧酸根F 还 原 性 依 次 增 强二、重要非金属元素及其化合物知识网络高温31.硅及其化合物2.氯及其化合物3.硫及其化合物4.氮及其化合物Cl2 HClO ClOClN2 NO2 HNO3 NO3NON2O4NH3NH3H2ONH4+SO2SO3S H2SO3H2SO4HSO3SO42SO324三、非金属单质的理化性质与制备（一）非金属单质在固态时的晶体类型1、分子晶体稀有气体、X 2、H 2、O 2、O 3、N 2、P 4、S 8、C x(碳原子簇，x=32、60、70、 100、54

6、0、960) 等2、原子晶体金刚石、晶体硅、晶体硼等具有原子晶体的性质：熔沸点很高3、混合型晶体：如石墨 具有分子晶体的性质：质软具有金属晶体的性质：电、热的良导体（二）非金属单质(不含稀有气体 )的化学通性注意：非金属单质的化学活泼性非金属元素的活泼性，虽然多数情况下，两者的递变规律是一致的，但属于两个不同的概念。非金属单质的化学活泼性是由共价键的键能决定，非金属元素的活泼性是由元素的递变规律决定，如非金属性：NP，而单质的活泼性N2P 41、与 H2 反应多数非金属单质在一定条件下，可与 H2 直接化合生成气态氢化物（Te 不能与 H2 直接化合） 。非金属性越强，其单质与 H2 直接化合

7、的反应越剧烈，生成的气态氢化物越稳定。B2H6 CH4 NH3 H2O HFSiH4 PH3 H2S HClAsH3 H2Se HBrH2Te HI热稳定性减弱，还原性增强2、与 O2 反应除卤素单质外，其他非金属单质均可与 O2 在一定条件下直接化合生成氧化物。绝大多数非金属氧化物是酸酐，如 SiO2 是原硅酸、硅酸的酸酐；P 4O10 是磷酸和偏磷酸（HPO 3）的酸酐。3、与金属反应 H 2 与碱金属和除 Be、 Mg 外的A 金属可直接化合生成离子氢化物 RH 和 RH2。 硫、碘单质与变价金属如 Fe、Cu 等反应，一般生成低价化合物如 FeS、FeI 2 和Cu2S、 CuI。 S

8、i、N 2 等单质与某些金属亦可直接化合,且生成物很容易水解，如：3Mg+ N2= Mg3N2 2Mg + Si=Mg2Si+2H2OMg(OH)2 + 2NH3 Mg(OH) 2 + SiH44、与水反应 置换反应2F2+2H2O = 4HF + O2(亦有少量 O3、H 2O2、OF 2 等产生)C + H2O = CO+H2 歧化反应X2+H2O H+ +X +HXO(除 F2 外，反应剧烈程度依 Cl2、Br 2、I 2 减弱)5、与碱溶液反应难溶于水液 碱性减弱溶水 酸性增强还原性增强热稳定性减弱点燃 高温5 置换反应Si + 2OH+2H2O=SiO32+2H2 Si + 2NaO

9、H = Na2SiO3+H2 歧化反应X2 + 2OH= X + XO + H2O 或 X2 + 6OH= 5X + XO3 + 3H2O(反应的难易依 Cl2、Br 2、I 2 增强) F 2 与 2%的 NaOH 溶液能发生如下反应：2F2 + 2OH= 2F + H2O + OF26、还原性较强的非金属单质如硫、磷、碳、碘等与氧化性酸如硝酸、浓硫酸反应：非金属单质 + HNO3(浓)= 对应的正酸(碳酸分解)+NO 2（硫、磷、碳、碘等）S + 2H2SO4(浓)= 2H 2O+3SO2四、非金属单质的制备方法（1）氧化法MnO2 + 4HCl(浓)= MnCl 2 + Cl2+H 2O

10、Cl2 +2Br(I)= 2Cl + Br2(I2)（2）还原法Zn +2H+=Zn2+ + H2 C + H 2O = CO + H2CO + H2O CO2 + H2 2C + SiO2 = Si(粗硅)+ CO SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl （3）分解法KClO3 催化分解、KMnO 4 分解、H 2O2 催化分解制 O2；NH 4NO2(通常用饱和 NH4Cl 溶液和饱和 NaNO2 溶液代替)分解制 N2。（4）电解法2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2+Cl 2 2KHF 2 =2KF+ H2+F 2（5）干馏法将木柴或煤隔绝空气加热至高温，使之分解

11、制得碳单质(木炭、焦炭) 。五、常见物质或离子的颜色（1）黄色AgI、Ag 3PO4(可溶于稀硝酸)；FeS 2；含苯环的蛋白质遇浓硝酸(微热) ；稀溴水；甲基橙在 pH4.4 的溶液中；浓硝酸中溶有 NO2；盐酸中混有 Fe3+；硝基苯中混有 NO2 或多硝基苯；无水 FeCl3 和 CuCl2(棕黄色 )；碘的碘化钾稀溶液(深黄色)；Na 2O2、AgBr、单质硫和PbO 等.（2）黑色除 ZnS、MnS 等外的重金属硫化物CuS、Cu 2S、Ag 2S、PbS 、FeS；某些金属氧化物FeO、Fe 3O4、MnO 2、CuO；多数金属粉末如 Ag、Fe；石墨和炭；I 2 和 KMnO4

12、固体（紫黑色） 。（3）红色CuO、Cu；甲基橙在 pH3.1、石蕊在 pH5、酚酞在 pH8.2 的溶液中；品红溶液；K2Cr2O7 和浓溴水（橙红色） ；I 2KI 浓溶液和 Fe(OH)3(红褐色) ；液溴（深红棕色） ；Fe2O3；NO 2 和 Br2（红棕色） ；红磷（暗红棕色） ；Fe(SCN) 2+(血红色)；苯酚部分氧化（粉红色） 。高温高温催化剂高 温高温直流电 直流电熔 融6（4）绿色CuCl2 浓溶液； Cu2(OH)2CO3；FeSO 47H2O、水合 Fe2+(浅绿色)；水合 Cr3+(墨绿色)；Cl2(黄绿色) ；F 2 和氯水(浅绿色) ；Cu(NO 3)2 浓溶

13、液溶有 NO2。（5）蓝色CuSO45H2O；淀粉遇 I2；石蕊在 pH8 的溶液中；水合 Cu2+。（6）紫色KMnO4 溶液；Fe( )63；I 2 在非极性溶剂(如苯、四氯化碳和二硫化碳等) 中。六、常见气体的性质（1）颜色单 质：F 2(浅黄绿色 )、Cl 2(黄绿色)、Br 2(g，红棕色)；化合物：NO 2(红棕色)（2）气味有刺激性气味：HX、NH 3、SO 2、NO 2、X 2(g)、HCHO、HNO 3(g)有臭鸡蛋气味：H 2S略带香甜气味：CH 2=CH2、N 2O特殊难闻气味：CHCH 中混有 H2S、PH 3、AsH 3（3）溶解性(含与水发生反应 )极易溶于水：NH

14、 3、HX易溶于水：SO 2、NO 2能溶于水：CO 2、H 2S、Cl 2、Br 2(g)（4）熔沸点易液化：NO 2（沸点 21.2） 、HF（沸点 19.54） 、SO 2（沸点10） 、NH3（沸点33.35） 、Cl 2（沸点34.6）难液化：He（沸点268.9） 、H 2（沸点252.4） 、Ne（沸点245.9） 、N2（沸点195.8） 、O 2（沸点183）（5）密度密度最大的气体是氡（Rn） ，次之为 Xe、SiF 4、N 2O4密度最小的气体是氢气，次之为氦（He）（6）形成白雾的气体（在空气中）： HX、HNO 3(g)（7）可燃性气体在空气中自燃的气体：SiH 4、

15、P 2H4(PH3 在空气中不能自燃，其着火点为 150，但 PH3中往往混有 P2H4)在空气中可点燃的气体：气态烃、H 2、CO 、H 2S，其中 H2、CO、H 2S、CH 4 燃烧时火焰呈浅蓝色。乙烯燃烧火焰较明亮并伴有少量黑烟，乙炔燃烧火焰很明亮并伴有浓烟。（8）稳定性化学性质很稳定的气体：稀有气体、N 2(N2、Ar 常用作保护气)（9）漂白性Cl2（有水存在） 、O 3氧化漂白SO2生成不稳定的无色化合物，加热恢复原来有色物质的颜色（10） （遇水）呈酸碱性的气体酸性：HX、H 2S、SO 2、CO 2、NO 2、X 2（g）碱性：NH 3、(CH 3)3N、(CH 3)2NH、

16、(CH 3)NH2（11）氧化性气体：X 2（g） 、 O3、NO 2、O 2（12）还原性气体：H 2S、HI、HBr 、SO 2、NO（遇 O2 变红棕色） 、NH 3、H 2、CO，7其中 H2、CO 的还原性在高温条件下才表现出来，所以可用浓硫酸干燥）（13）使澄清石灰水变浑浊的气体：CO 2、SO 2、HF（14）能使潮湿的淀粉KI 试纸变蓝色的气体：X 2（g） 、O 3、NO 2（15）与 AgNO3 溶液反应产生沉淀的气体：HCl、HBr 、 HI、H 2S、Cl 2、Br 2（g） 、NH3（NH 3 过量时，沉淀溶解生成Ag(NH 3)2+）（16）使溴水和 KMnO4 溶

17、液褪色的气体：H 2S、SO 2、HI、气态烯烃和炔烃、HCHO（17）常共存于一起的气体：2NO 2 N2O4（18）生理毒性：F 2、HF 、Cl 2、NO 2、H 2S、SO 2、CO、NO 、Br 2、(CN) 2、HCN六、铝、铁元素及其化合物的性质比较项目 相似点 不同点存在与冶炼1除陨石外，自然界中均以化合态存在，金属元素中，铝含量最多，次之为铁2冶炼原理：矿石中高价元素被还原1陨石中含有游离态的铁2冶炼方法不同铁是用还原剂CO 还原铁矿石；铝是用冰晶石作熔剂，电解熔融的氧化铝单质1均为银白色金属，均能导电导热2均为较活泼的金属，易失电子3经特殊处理都“钝化”1密度不同，铝的密度

18、约为铁的 1/32铝只有+3 价；铁变价，有+2 价、+3 价，还有+6 价如高铁酸根 FeO423通常情况下，铝表面形成致密的氧化物保护膜；铁则不能，经特殊处理亦可形成致密的氧化物保护膜4铝与强碱反应，铁则不能5铝亲氧能力比铁强（铝热剂）6铁能被磁化，铝则不能氢氧化物1均难溶于水，可溶于较强的酸2受热均易分解3均难溶于氨水1颜色不同：Fe(OH) 3 红褐色；Al(OH)3 白色2Al(OH) 3 可溶于强碱溶液，而Fe(OH)3 却不能Al3+与Fe3+1均能水解产生胶体，均可作净水剂2无水氯化物均为共价型化合物，通常采用单质与氯气在干态条件下制备无水氯化物3加热（蒸干） 、灼烧其氯化物溶

19、液或结晶水合物，均可得到对应的氢氧化物或氧化物4在溶液中与 Na2CO3、NaHCO 3 反应均生成氢氧化物沉淀并放出二氧化碳气体5在溶液中分别与 Mg 等金属反应，均有氢气放出并生成氢氧化物沉淀1水合离子的颜色不同：水合铝离子无色，Fe 3+的溶液呈棕黄色( 溶液中含Fe 2(OH)2(H2O)44+)2氧化性不同：Fe 3+具有较强的氧化性，是一种常见的氧化剂3离子的电子层结构不同4在溶液中 Fe3+ 分别与 SCN和OH 作用，溶液呈血红色和紫色；而 Al3+则不能练习1.碱金属能形成离子型化合物。如氢化钠的化学式为 NaH，氢化钠具有很强的还原性，可由钠在高温下和氢气化合而生成。（1）

20、氢化钠的电子式为_，氢化钠中氢元素化合价_。（2）常用 NaH 在高温下将 TiCl4 还原成 Ti，反应的化学方程式为_。（3）NaH 能与水剧烈反应生成对应的碱和氢气，写出反应的化学方程式并标明电子8转移的方向的数目_，该反应中氧化产物与还原产物的质量比为_。（4）NaH 也能与液氨、乙醇等发生类似反应并放出氢气。NaH 与液氨反应的化学方程式为_， NaH 与乙醇反应的化学方程式为_。（5）下列说法正确的是（ ）A、NaH 的电子式为 NaH B、NaH 中氢离子半径比锂离子半径小C、NaH 可作为生氢剂 D、1mol NaH 和 H2O 反应生成 1mol H22.黄铜矿(CuFeS

21、2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。冶炼铜的反应为8CuFeS221O 2 高 温 8Cu4FeO2Fe 2O316SO 2若 CuFeS2 中 Fe 的化合价为2，反应中被还原的元素是 （填元素符号） 。上述冶炼过程产生大量 SO2。下列处理方案中合理的是 （填代号） 。a高空排放 b用于制备硫酸 c用纯碱溶液吸收制 Na2SO4 d用浓硫酸吸收过二硫酸钾（K 2S2O8）具有强氧化性，可将 I氧化为 I2：S2O822I 2SO 42 I2通过改变反应途径，Fe 3+、Fe 2+均可催化上述反应。试用离子方程式表示 Fe3+对上述反应催化的过程。 、 （不必配平

22、）利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含 Fe2O3、FeO、SiO 2、Al 2O3)可制备 Fe2O3。方法为用稀盐酸浸取炉渣，过滤。滤液先氧化，再加入过量 NaOH 溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得 Fe2O3。a除去 Al3+的离子方程式是 。b选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有 FeO。提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN 溶液 KMnO4 溶液 NaOH 溶液 碘水所选试剂为 。证明炉渣中含有 FeO 的实验现象为 。3.下图表示各物质之间的转化关系。已知：A 、B、I 都是 XY2 型化合物，且阳离子相同，A、B 晶体中阴、阳离子个数比都是 1:1，但 I 晶体中阴、阳离子个数比是 2:1，I 常用作干燥剂。请按要求填空：G 的化学式是_ ；反应 的化学方程式是 _，A水BCDEFGI水HJ加热E 点燃 K水LM光照 CN （白烟）G9反应 在空气中发生时的现象是_，已知 C 的燃烧热是 1300 kJmol1 ，表示 C 的燃烧热的热化学方程式是 _。根据上图中物质之间的转化关系及题中所给信息判断，B 的化学式是_。