元素化合物主干知识幻灯片.ppt

元素化合物主干知识第1页，共36页，编辑于2022年，星期四2Na2O2的结构、性质和用途的结构、性质和用途(1)Na2O2的电子式：的电子式：，阴、，阴、阳离子个数比为阳离子个数比为1 2。(2)Na2O2与与H2O、CO2的反应，氧化剂是的反应，氧化剂是Na2O2，还原剂是，还原剂是Na2O2,1 mol Na2O2与之与之完全反应，转移电子数为完全反应，转移电子数为1NA，其增加的质，其增加的质量为量为H2O中之中之H2，CO2中之中之CO的质量。的质量。(3)Na2O2可作呼吸面具的可作呼吸面具的供氧剂供氧剂，可作，可作漂白漂白剂剂。第2页，共36页，编辑于2022年，星期四3 Na2CO3和和NaHCO3(1)热稳定性：热稳定性：Na2CO3NaHCO3；证明方法：；证明方法：套管实验，里面的试管应盛放套管实验，里面的试管应盛放NaHCO3。(2)鉴别：鉴别：如是固体，可用如是固体，可用加热法加热法，如是如是溶液，可用溶液，可用CaCl2溶液溶液、BaCl2溶液溶液等，但等，但不能用不能用Ca(OH)2溶液溶液，因二者均生成，因二者均生成白色沉白色沉淀淀，离子方程式分别为，离子方程式分别为第3页，共36页，编辑于2022年，星期四4.侯氏制碱法(此处的碱指的是Na2CO3)原理：NaClCO2NH3H2O=NaHCO3NH4Cl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。第4页，共36页，编辑于2022年，星期四镁、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Mg可以在CO2气体中燃烧，化学方程式为 2MgCO2 2MgOC。Mg和NH4Cl溶液反应，有刺激性气味的气体放出，化学方程式为 Mg2NH4Cl =MgCl22NH3H2。第5页，共36页，编辑于2022年，星期四(4)铝的重要化学性质和强碱溶液的反应，离子方程式为 2Al2OH2H2O=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。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 Fe2O3 2Fe Al2O3、4Al 3MnO2 3Mn 2Al2O3、2Al WO3 Al2O3 W。第6页，共36页，编辑于2022年，星期四(5)镁、铝的冶炼MgCl2(熔融)MgCl2(不能用MgO，因为MgO的熔点太高)2Al2O3(熔融)4Al3O2(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MgCl22H2O Mg(OH)2H2Cl2。(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。第7页，共36页，编辑于2022年，星期四2铝的“主线”及“三角”转化(1)一条主线Al2O3AlNaAlO2Al(OH)3NaAlO2(2)三角转化(3)Al(OH)3制备的三条途径：由Al3制备Al(OH)3Al3 3NH3H2O =Al(OH)33NH4。由AlO2制备Al(OH)32AlO2CO2(少)3H2O =2Al(OH)3CO32；AlO2CO2(多)2H2O =Al(OH)3HCO3。由Al3、AlO2制备Al(OH)3Al33AlO26H2O =4Al(OH)3。第8页，共36页，编辑于2022年，星期四3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。第9页，共36页，编辑于2022年，星期四(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。2Na2FeO4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。第10页，共36页，编辑于2022年，星期四3Fe2、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先加KSCN溶液，无现象，再加氯水，生成血红色溶液，证明有Fe2。滴加黄色的K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液，若生成蓝色沉淀，证明含Fe2，其原理为 3Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62第11页，共36页，编辑于2022年，星期四4熟悉下列转化关系并熟记重要反应方程式(1)转化关系：FeFeSO4Fe(OH)2Fe(OH)3FeCl3Fe(SCN)3。(2)重要反应方程式Fe在O2中燃烧：3Fe2O2 Fe3O4。Fe在高温下和水蒸气的反应：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。第12页，共36页，编辑于2022年，星期四Fe和浓硫酸(足量)共热：2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O。过量的Fe和浓硝酸共热 Fe6HNO3(浓)Fe(NO3)33NO23H2O；Fe2Fe(NO3)3 =3Fe(NO3)2。Fe 和 稀HNO3的反应 Fe(少)4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O；3Fe(足)8HNO3(稀)=3Fe(NO3)22NO4H2O。Fe(OH)3胶体的制备：FeCl33H2O Fe(OH)3(胶体)3HCl。Fe2和酸性KMnO4的反应：5Fe2MnO4 8H =5Fe3 Mn2 4H2O。第13页，共36页，编辑于2022年，星期四5铜合金人类使用最早的合金是青铜，它是CuSn合金，黄铜是CuZn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第14页，共36页，编辑于2022年，星期四7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CuCu2(OH)2CO3CuOCuSO4Cu(NH3)4SO4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。第15页，共36页，编辑于2022年，星期四9 熟记下列重要反应(1)Cu和Cl2、S的反应：CuCl2 CuCl2，2CuS Cu2S。(2)Cu和FeCl3溶液的反应：Cu 2Fe3 =Cu2 2Fe2。(3)Cu和浓硫酸的反应：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(4)Cu和稀硝酸的反应：3Cu 8H2NO3=3Cu22NO4H2O。(5)Cu和浓硝酸的反应：Cu 4H 2NO3 =Cu2 2NO2 2H2O。第16页，共36页，编辑于2022年，星期四三、卤素要点回顾1Cl2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 3Cl28NH3 =6NH4ClN2；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 H2OHClOOH，HClO可用于消毒漂白。第17页，共36页，编辑于2022年，星期四2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Cl2HClOClO。但是绝大部分为Cl2，故氯水的强氧化性由Cl2 体现。3HClO的结构式是HOCl，(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。第18页，共36页，编辑于2022年，星期四4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：第19页，共36页，编辑于2022年，星期四6 熟记下列反应方程式：(1)电解饱和食盐水：2NaCl 2H2O 2NaOH H2 Cl2。(2)实验室制氯气：MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O。(3)Cl2和H2O的反应：Cl2H2O HClHClO。(4)HClO的不稳定性：2HClO 2HClO2。(5)Cl2和石灰乳的反应：2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O。(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：6FeBr23Cl2 =4FeBr3 2FeCl3。(8)FeBr2和足量Cl2的反应：2FeBr23Cl2 =2FeCl3 2Br2。第20页，共36页，编辑于2022年，星期四四、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 3S6NaOH 2Na2SNa2SO33H2O。3O2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。第21页，共36页，编辑于2022年，星期四4H2O2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 H2O22Fe22H=2Fe32H2O，.H2O2与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为5H2O26H2MnO4=5O22Mn28H2O(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。第22页，共36页，编辑于2022年，星期四5SO2SO2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=3S3H2O （此反应体现SO2的氧化性）。第23页，共36页，编辑于2022年，星期四6SO3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。第24页，共36页，编辑于2022年，星期四8熟记下列重要反应方程式：(1)SO2的催化氧化：2SO2O2 2SO3。(2)SO2和卤素单质的反应：SO2X22H2O=2HXH2SO4(XCl、Br、I)。(3)C和浓硫酸的反应：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O。第25页，共36页，编辑于2022年，星期四五、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N2O2 2NO(只能是NO)，2NOO2=2NO2，3NO2H2O=2HNO3NO。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。第26页，共36页，编辑于2022年，星期四5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)。6NO2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(2NO2 N2O4H0)，温度升高，颜色加深。第27页，共36页，编辑于2022年，星期四7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)。第28页，共36页，编辑于2022年，星期四9 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)22NH4Cl CaCl22NH32H2O。(2)浓氨水与CaO(NaOH固体或碱石灰)：NH3H2O CaO =Ca(OH)2 NH3。(3)加热浓氨水：NH3H2O NH3H2O。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。第29页，共36页，编辑于2022年，星期四10熟记下列反应方程式：(1)NH3的催化氧化 4NH35O2 4NO6H2O(只能是NO)。(2)NO与O2、H2O的反应 4NO3O22H2O=4HNO3。(3)NO2与O2、H2O的反应 4NO2O22H2O=4HNO3。(4)工业上制HNO3的总反应 NH32O2=HNO3H2O。(5)NH3和CuO的反应2NH33CuO 3CuN23H2O。(6)硝酸的不稳定性4HNO3 4NO2O22H2O。(7)Cu与浓、稀硝酸的反应 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O；Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O。(8)C和浓硝酸的反应 C4HNO3(浓)CO24NO22H2O。第30页，共36页，编辑于2022年，星期四六、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。2SiO2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。第31页，共36页，编辑于2022年，星期四4 硅胶(mSiO2nH2O)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CaO3MgO4SiO2。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。第32页，共36页，编辑于2022年，星期四8 用SiO2制取纯硅涉及的三个方程式 SiO2 2C Si2CO(只能是CO)、Si2Cl2 SiCl4、SiCl42H2 Si4HCl。9 制玻璃的两个反应（均为难挥发制易挥发）SiO2 Na2CO3 Na2SiO3 CO2；SiO2 CaCO3 CaSiO3 CO2。10熟记下列四个方程式(1)Si和NaOH溶液的反应 (硅 的还原性)：Si 2NaOH H2O=Na2SiO3 2H2。(2)SiO2和NaOH溶液的反应(酸碱中和）：SiO2 2NaOH =Na2SiO3 H2O。(3)SiO2和氢氟酸的反应(硅的亲氟性)：SiO2 4HF =SiF4 2H2O。(4)向Na2SiO3溶液中通入少量CO2气体（强酸制弱酸）：Na2SiO3 CO2 H2O =Na2CO3 H2SiO3。第33页，共36页，编辑于2022年，星期四11氧化再氧化总结(1)CCOCO2 (2)N2NONO2(3)NH3NONO2 (4)SSO2SO3(5)H2SSO2SO3第34页，共36页，编辑于2022年，星期四提醒一易错反应要记清1.钠与O2的反应产物与反应条件有关，即使钠在少量O2中燃烧也生成Na2O2 （Fe与Cl2反应产物为FeCl3）2.常温下铁、铝遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化。钝化并不是不反应，而是属于化学变化，钝化体现了浓HNO3和浓H2SO4的强氧化性。3铁与浓硝酸反应时，如果铁过量，开始生成Fe(NO3)3和NO2，随着硝酸浓度的减小，还原产物变为NO，当硝酸完全反应后，过量的铁与Fe(NO3)3反应生成Fe(NO3)2。第35页，共36页，编辑于2022年，星期四提醒二用途避免“张冠李戴”1 Cl2、ClO2、NaClO和漂白粉等可用于自来水的消毒杀菌，明矾可用作净水剂,不可消毒杀菌。2 SO2可用于工艺品的漂白，但不能用于食品漂白。3 晶体硅可用作半导体材料、太阳能电池和硅合金。4 SiO2可用作制造光导纤维、光学仪器、电子部件和压电材料，石英还可用于制玻璃。5 NaHCO3可用于治疗胃酸过多，也可用于制造发酵粉。6 Na2CO3可用于制玻璃、造纸和食用碱(但不能作胃药）。7 AgBr用作感光材料，AgI用于人工降雨。8 FeCl3溶液可用作腐蚀印刷电路板。第36页，共36页，编辑于2022年，星期四