2022年高中元素化合物知识梳理 .pdf
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1、1 镁、铝、铜及其化合物(一)镁与铝化学性质的比较1.与 O2的反应:Mg、Al 均能与空气中的O2反应,生成一层坚固而致密的氧化物保护膜.所以,金属镁和铝都有抗腐蚀性能。它们都可燃烧:2MgO2=点燃2MgO,4Al 3O2=高温2Al2O32.与 S、X2等非金属的反应:Mg S=MgS,MgCl2=点燃MgCl22Al3S=Al2S3,2Al 3Cl2=点燃2AlCl33.与酸的反应:非氧化性酸:Mg 2H=Mg2H2,2Al 6H=2Al33H2氧化性酸:镁可溶于氧化性酸;常温下铝在冷的浓HNO3、浓 H2SO4中因发生钝化而难溶,但加热时也可溶解。4.与碱的反应:镁不反应,2Al6H
2、2O2NaOH=2NaAl(OH)43H25.与氧化物的反应:2MgCO2=点燃2MgO C(金属镁能在CO2气体中燃烧),2Al Fe2O3=高温2FeAl2O3铝热反应,铝与比铝不活泼的金属氧化物(如 CuO、MnO2、Fe2O3等)都可以发生铝热反应(二)氧化铝和氢氧化铝1.氧化铝:两性氧化物,既能与酸反应生成铝盐,又能与强碱反应生成四羟基合铝酸盐:Al2O36H=2Al3 3H2O,Al2O32OH3H2O=2Al(OH)42.氢氧化铝:既能溶于强酸,又能溶于强碱中:Al(OH)33H=Al33H2O,Al(OH)3OH=Al(OH)4 受热分解:2Al(OH)3=Al2O3 3H2O
3、 3.氢氧化铝的制法:可溶性铝盐与氨水反应:Al33NH3 H2O=Al(OH)3 3NH4或四羟基合铝酸钠溶液通入 CO2:CO2过量:Al(OH)4CO2=Al(OH)3 HCO3;CO2少量:2Al(OH)4CO2=2Al(OH)3 H2OCO23。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 12 页 -2(三)海水提镁1.锻烧贝壳:CaCO3=高温CaO CO22.生石灰与水反应:CaOH2O=Ca(OH)23.海水中的氯化镁与熟石灰反应:MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2 CaCl24.沉淀分离后再加入盐酸溶解:Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O 5.
4、MgCl2溶液浓缩、过滤、干燥、电解:MgCl2=通电MgCl2(四)铜的化学性质1.与非金属单质反应:2Cu O2=2CuO,2CuS=Cu2S,CuCl2=点燃CuCl2(铜在氯气中燃烧,生成棕黄色的烟,加水形成蓝、绿色溶液)2.与酸反应:铜与非氧化性酸(盐酸、稀硫酸)不反应,但可溶于强氧化性酸(浓硫酸、硝酸)3.在潮湿空气中被锈蚀生成铜绿:2Cu O2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3(五)铜的重要化合物黑色氧化铜高温分解生成红色氧化亚铜:4CuO=高温2Cu2OO2蓝色硫酸铜晶体受热分解生成白色无水硫酸铜粉末:CuSO4 5H2O=CuSO45H2O 铁及其化合物(一)铁的化学性质:
5、1.与非金属反应:3Fe2O2=点燃Fe3O4;FeS=FeS;2Fe3Cl2=点燃2FeCl3(铁丝在氯气中燃烧时,生成棕黄色的烟,加水溶液显黄色)说明铁跟氯气、硫反应时,分别生成3 价和 2 价的铁,说明氧化性:氯气硫.2.与酸反应:与非氧化性酸(如稀盐酸、稀H2SO4等)的反应:Fe2H=Fe2H2 铁遇到冷的浓H2SO4、浓 HNO3时,产生钝化现象;可溶于稀硝酸首先被氧化为Fe3,过量的铁可还原 Fe3生成 Fe2。3.与比铁的活动性弱的金属的盐溶液发生置换反应:FeCu2=Fe2Cu(二)氢氧化亚铁和氢氧化铁1.Fe(OH)2:白色絮状沉淀,极易被氧化:沉淀颜色变化:白色灰绿色红褐
6、色。制法:可溶性亚铁盐与强碱溶液或氨水反应。2.Fe(OH)3:红褐色沉淀,制法:可溶性铁盐与强碱溶液、氨水反应。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 12 页 -3(三)Fe3和 Fe2的相互转化2Fe3Fe=3Fe2除去亚铁盐(含 Fe2)溶液中混有的Fe3;亚铁盐很容易被空气中的O2氧化成铁盐,为防止氧化,可向亚铁盐溶液中加入一定量的铁屑 2Fe2Cl2=2Fe3 2Cl(氯化铁溶液中混有氯化亚铁时,可向溶液中通入足量氯气或滴加新制的氯水,除去Fe2离子)(四)Fe2、Fe3的检验1.Fe2的检验方法:含有 Fe2的溶液呈浅绿色;向待检液中滴加NaOH 溶液或氨水
7、,产生白色絮状沉淀,沉淀很快变为灰绿色,最后变为红褐色,说明含Fe2.向待检液中先滴加KSCN 溶液,无变化,再滴加新制的氯水,溶液显红色,说明含Fe2.有关的离子方程式为:2Fe2Cl2=2Fe32Cl,Fe33SCN=Fe(SCN)32.Fe3的检验方法:含有 Fe3的溶液呈棕黄色;向待检液中滴加NaOH 溶液或氨水,产生红褐色沉淀,说明含 Fe3.向待检液中滴加KSCN 溶液,溶液呈血红色,说明含Fe3.待检液与苯酚溶液混合显示紫色,说明含有Fe3。卤素单质及其化合物(一)氯气的反应 氯气与大多数金属反应(与铁、铜等变价金属反应时,生成高价氯化物)氯气与氢气反应(纯净氢气在氯气中燃烧:苍
8、白色火焰)氯气与水反应:Cl2H2O=HCl HClO 氯气与碱液反应:氯气与 NaOH 反应(用氢氧化钠溶液吸收残余氯气):Cl22NaOH=NaCl NaClOH2O 氯气与氢氧化钙反应:2Ca(OH)22Cl2=CaCl2Ca(ClO)22H2O(漂白粉的成分:氯化钙和次氯酸钙;有效成分:次氯酸钙)氯气与还原性溶液反应:氯气与溴化钠、碘化钾溶液反应:Cl22NaBr2NaCl Br2,Cl22KI 2KCl I2(氯气的检验方法:可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝)。氯气与氯化亚铁溶液反应:Cl22FeCl2=2FeCl3名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 12 页
9、-4 氯气与硫化氢溶液反应:Cl2H2S=2HClS氯气与二氧化硫溶液反应:Cl2SO22H2O=2HCl H2SO4(反应后溶液酸性增强,Cl2和 SO2的漂白作用均减弱甚至消失)氯气与甲烷取代反应:CH4Cl2 光照CH3ClHCl 氯气与乙烯的加成反应:CH2=CH2Cl2CH2ClCH2Cl(二)氯水的多重性1.Cl2的强氧化性:在氯水中,Cl2分子浓度最大,故多数情况下是Cl2表现其氧化性,如氯水与NaBr、NaI、Na2SO3、H2SO3、H2S 等还原性的溶液反应,都是氯水中的Cl2起作用。2.次氯酸的强氧化性:只有在氯水表现漂白、消毒杀菌作用时才是HClO 的作用。3.次氯酸的
10、不稳定性:2HClO=光照2HClO24.盐酸的酸性,次氯酸的酸性:如 HCl 与 CaCO3反应;氯水与强碱(足量)反应时,盐酸和次氯酸共同作用生成氯化物和次氯酸盐。5.氯水中加 AgNO3是盐酸的作用(即 Cl的作用)。6.氯水滴到紫色石蕊试液或蓝色石蕊试纸上:先变红后褪色,是溶液中H和 HClO 共同作用的结果。(三)盐酸和卤化物小结1.浓盐酸被二氧化锰氧化(实验室制氯气):MnO2 4HCl(浓)=MnCl2Cl2 2H2O 2.盐酸的强酸性:稀盐酸与漂白粉反应:Ca(ClO)22HCl=CaCl2 2HClO(漂白粉溶液加入少量醋酸可增强漂白效果)稀盐酸与石灰石反应(实验室制CO2)
11、:CaCO32HCl=CaCl2H2OCO23.漂白粉与空气中的二氧化碳反应:Ca(ClO)2 H2OCO2=CaCO3 2HClO(证明碳酸的酸性比HClO 强)4.HF 刻蚀玻璃:SiO24HF=SiF4 2H2O(氢氟酸保存在塑料瓶中)5.溴化银的感光性:2AgBr=光照2AgBr2(作感光材料,如胶卷、变色眼镜等)(四)溴和碘单质的颜色、状态以及在水中和有机溶剂中的颜色单质颜色、状态水中有机溶剂中Br2深红棕色液体(唯一液态非金属单质)黄橙橙橙红I紫黑色固体深黄紫红名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 12 页 -5 2褐紫钠及其化合物(一)钠的反应1.钠与非金
12、属单质反应:钠跟氧气生成氧化钠,加热(燃烧)生成过氧化钠:2NaO2=Na2O2 钠在氯气中燃烧:2NaCl2=2NaCl 2.钠跟水反应:2Na2H2O=2NaOH H2(现象:浮、熔、游、响、红)3.钠跟硫酸铜溶液反应:2Na2H2OCuSO4=Cu(OH)2 Na2SO4H24.钠跟乙醇反应(与跟水的反应比较):2Na2C2H5OH2C2H5ONaH2(醇羟基、酚羟基、羧基都可与钠反应生成氢气)(二)氧化钠和过氧化钠1.都是固态物质,颜色不同:氧化钠是白色,过氧化钠是淡黄色;2.氧化钠是典型的碱性氧化物,跟酸、酸性氧化物、水反应都符合碱性氧化物的通性;3.过氧化钠不属于碱性氧化物。过氧化
13、钠与水反应:2Na2O22H2O=4NaOH O2 过氧化钠与二氧化碳反应(用作供氧剂):2Na2O22CO2=2Na2CO3O2 过氧化钠有漂白作用(强氧化性):如 Na2O2投入酚酞试液中先变红后褪色。(三)氢氧化钠的性质1.白色固体,易潮解,溶解放热,强腐蚀性,俗称烧碱、火碱、苛性钠(注意使用安全)2.强碱,具有碱的通性:跟铵盐反应生成氨气(可用于检验NH4,吸收酸性气体)氢氧化钠跟苯酚反应(用于苯酚与苯,苯酚与乙醇等有机物的分离)3.跟两性氧化物(Al2O3)、两性氢氧化物Al(OH)3反应4.与金属单质铝反应5.跟非金属单质硅反应:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H26.腐蚀玻
14、璃、陶瓷等硅酸盐制品:SiO22NaOH=Na2SiO3H2O(保存时不能用磨口玻璃塞,不能用酸式滴定管盛装碱液;熔化氢氧化钠不能用瓷坩埚,一般用铁坩埚)7.酯的碱性水解;油脂的皂化反应(制肥皂)氮及其化合物(一)氮气的反应名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 12 页 -6 1.N2与 H2化合生成 NH3:N23H2催化剂高温高压2NH3(可逆反应,工业合成氨原理)2.N2与 O2化合生成 NO:N2 O2=放电2NO(在闪电或汽车引擎中发生该反应)3.氮的固定:使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮两种方式。自然固氮
15、的途径包括闪电等产生含氮化合物和生物固氮,人工固氮包括氨的合成、放电条件下氮气和氧气的化合等。(二)NO、NO2性质的比较氮的氧化物一氧化氮(NO)二氧化氮(NO2)物理性质为无色、不溶于水、有毒的气体(只能排水法收集)为红棕色、有刺激性气味、有毒的气体,易溶于水(只能排空气法收集)化学性质极易被空气中的O2氧化:2NOO2=2NO2与 H2O 反应:3NO2H2O=2HNO3NO(工业制 HNO3原理.此反应中,NO2同时作氧化剂和还原剂)(三)氮氧化物对环境的污染:氮氧化物是造成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因.(四)氨1.氨的物理性质:氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;氨易液化;氨气
16、极易溶于水(氨气可进行喷泉实验);2.氨的化学性质:跟水反应:氨气溶于水时(氨气的水溶液叫氨水),NH3 H2O 为弱电解质(唯一可溶性弱碱),只能部分电离成NH4和 OH,NH3是唯一的碱性气体:NH3H2ONH3 H2ONH4OHa.氨水的性质:氨水具有弱碱性,使酚酞试液变为红色,使红色石蕊试纸变为蓝色.氨水的浓度越大,密度反而越小.NH3 H2O 不稳定,故加热氨水时有氨气逸出:NH3 H2O=NH3 H2O b.氨水的组成:氨水是混合物(液氨是纯净物),其中含有3 种分子(NH3、NH3 H2O、H2O)和 3 种离子(NH4、OH和极少量的H).c.有关氨水浓度的计算:氨水虽然大部分
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