2020江苏高考化学二轮讲义:5 专题五 元素及其化合物 Word版含解析.doc
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1、 理解并能应用常见金属的活动顺序。 了解常见金属(如Na、Al、Fe、Cu等)及其重要化合物的主要性质和重要应用。 了解常见非金属(如H、C、N、O、S、Si、Cl等)及其重要化合物的主要性质和重要应用。 认识化学在海水、金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。 了解金属材料在生产和生活中的重要应用。认识常见无机物在生产中的应用和对生态环境的影响。元素及其化合物基础知识和应用一、钠及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO32明确转化关系(1)钠的化合物俗名:火碱、烧碱、苛性钠NaOH;纯碱、苏打Na2CO3(纯碱在物质的分
2、类方面的考题中常出现,虽然其俗名为纯碱,但其不属于碱,而属于盐);小苏打NaHCO3;芒硝Na2SO410H2O;水玻璃硅酸钠溶液。(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2,还是生成二者的混合物,1 mol Na只能转移1 mol电子(此知识点在NA的判断考题中常有考查)。考题中常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为 Na2Na,其中含有离子键和非极性共价键。过氧化钠中阴离子为O,故Na2O2中阳离子和阴离子的个数之比为21。Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的红色石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色。(3)Na2CO3与盐酸反应时,二者
3、相对用量或滴加顺序不同,产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。(5)除去CO2中的HCl气体,应选用饱和NaHCO3溶液。(6)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有晶体析出,发生反应Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应,焰色反应利用的是物质(或元素)的物理性质。(8)将NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合得到Al(OH)3沉淀,发生反应NaHCO3NaAlO2H2O=Al(OH)3Na2CO3,此反应并非相互促进的水解反应。(9)二氧化碳气体通入NaClO
4、溶液中,无论二氧化碳少量还是过量,都发生反应CO2NaClOH2O=HClONaHCO3,而不会生成碳酸钠,因酸性:H2CO3HClOHCO。CO2与苯酚钠的反应也是如此。(10)侯氏制碱法的原理:NaClCO2H2ONH3=NaHCO3NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3CO2H2O。(11)Li和O2反应只生成Li2O;NaH是离子化合物,是一种强还原剂。NaK合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。(12)不足量的Na2O2与CO2、H2O(g)混合气体反应时,Na2O2先与CO2反应。(13)钠、钾保存在煤油中,而锂需要密封在石蜡中。二、铝及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线Al
5、Al2O3Al(OH)32明确转化关系(1)要熟记有关“Al”的几个重要反应方程式2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2;CO2(少量)2NaAlO23H2O=2Al(OH)3Na2CO3;CO2(过量)NaAlO22H2O=Al(OH)3NaHCO3;Al34OH=AlO2H2O(AlCl3溶液与过量强碱溶液混合);AlO4H=Al32H2O(NaAlO2溶液与过量强酸溶液混合);2AlFe2O3Al2O32Fe(铝热反应);2Al2O3(熔融)4Al3O2(电解制铝)。(2)铝是活泼金属,但铝抗腐蚀性相当强,因为铝表面容易生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点
6、,故在酒精灯上加热铝箔直至熔化,发现熔化的铝并不滴落。(3)Al、Al2O3、Al(OH)3均既能与强酸反应,又能与强碱反应。弱酸(如碳酸)、弱碱(如NH3H2O)不能与它们反应。(4)铝元素在溶液中有两种存在形式:Al3、AlO。有Al3存在的溶液为酸性,与其发生相互促进的水解反应的离子有CO、HCO、S2、HS、ClO等;有AlO存在的溶液为碱性,AlO与Al3不能在溶液中同时存在,会因发生相互促进的水解反应而产生沉淀:Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。(5)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应,还包含制取其他难熔金属的反应,但不能制备金属性比Al强的金属,如镁等,因为铝热反应的
7、本质是利用了铝的强还原性,铝被氧化时放出大量热。铝热剂是混合物。(6)Al(OH)3可用作抗酸药;明矾常用于净水;泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。(7)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3,一般不用强酸,因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO2过量时生成HCO,不过量时生成CO,书写离子方程式时要特别注意。三、铁、铜及其重要化合物的性质和应用1铁及其化合物(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4,而不是Fe2O3;Fe在Cl2中燃烧,无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3;Fe与
8、S反应时只能生成FeS;通过上述事实说明Cl2的氧化性强于S的氧化性(或氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性)。(2)常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化,钝化属于化学变化,但加热后继续反应。(3)一定条件下,铁与硝酸、浓硫酸反应时,首先生成的一定是Fe3,当铁过量时,过量的铁将Fe3还原为Fe2:2Fe3Fe=3Fe2。(4)Fe3存在的溶液一定呈酸性,因为Fe3在pH为3.2左右时已经沉淀完全。(5)当Fe2与Fe3共存时,检验Fe2的方法是取少许溶液,向其中加入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去;检验Fe3的方法是取少许溶液,向其中加入KSCN溶液,溶液变为红色。(6)铁氰化钾
9、化学式为K3Fe(CN)6法鉴别Fe2、Fe3:Fe2能与Fe(CN)63形成蓝色沉淀Fe3Fe(CN)62,而Fe3则不能。(7)配制FeCl2溶液要加入Fe粉防氧化,同时加入盐酸,抑制Fe2水解;配制FeCl3溶液要加入浓盐酸抑制Fe3水解。(8)除去酸性ZnCl2溶液中的FeCl2,应先通入Cl2或加入H2O2,再加入ZnO,使Fe3水解生成Fe(OH)3沉淀而过滤除去。(9)Fe2、Fe3的同类盐溶液蒸发、灼烧,得到的最终物质为Fe3的盐固体或Fe2O3。(10)制备Fe(OH)2的方法很多,原则有两点:一是溶液中的溶解氧必须提前除去;二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH
10、)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色)。2铜及其化合物(1)铜在潮湿的空气中最终生成铜绿Cu2(OH)2CO3。(2)铜及其化合物大多数为有色物质,如Cu:紫红色;CuO:黑色;Cu2S:黑色;CuS:黑色;Cu2O:砖红色;CuSO45H2O:蓝色。(3)无水CuSO4为白色固体,吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色无水CuSO4可用于检验水的原理:CuSO4(白色)5H2O=CuSO45H2O(蓝色)。(4)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基,该反应需要在碱性环境中进行,加热至沸腾可生成砖红色沉淀氧化亚铜(Cu2O)。(5)联系铜、铁的一个重要反应
11、:2Fe3Cu=2Fe2Cu2(该反应是FeCl3溶液刻蚀铜电路板的原理,同时也证明氧化性:Fe3Cu2)。(6)冶炼铜的方法有热还原法;湿法炼铜;电解精炼铜。(7)常用灼热的铜粉除去N2中的O2,灼热的CuO除去CO2中的CO。(8)Cu和一定量的浓HNO3反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu继续溶解。(9)重金属离子可使蛋白质变性,因此,可溶性铜盐均有毒。另一方面,可溶性铜盐可作为消毒杀菌剂,如用于配制波尔多液等。四、碳、硅及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线H4 OO2H4 O2(H2O3)2明确转化关系(1)Si、SiO2用途勿混淆:Si可用
12、作半导体材料、光电池和芯片;SiO2可用于制作光导纤维、石英玻璃和光学仪器等。(2)HF是弱酸,但能够与Si、SiO2反应:Si4HF=SiF42H2、SiO24HF=SiF42H2O。所以HF不能用玻璃仪器盛放;其他的强酸都不能与Si、SiO2反应。(3)硅单质能够与NaOH溶液反应生成H2:Si2NaOHH2O=Na2SiO32H2。(4)硅的还原性比碳强,但高温下碳可用于制取粗硅:SiO22CSi(粗)2CO(粗硅精炼的反应为Si2Cl2SiCl4、SiCl42H2Si4HCl)。(5)H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以有Na2SiO3CO2(少量)H2O=H2SiO3Na2CO3;
13、但SiO2能够与Na2CO3在高温下反应:SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2(工业制玻璃的原理之一)。原因可从两方面解释:硅酸盐比碳酸盐稳定;从化学平衡角度分析可知,该反应是由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发气体CO2。(6)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料;碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。五、卤素及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线H 2HOHO2HO3HO42明确转化关系(1)1 mol Cl2参加反应,转移电子数可能是2NA,也可能是NA与NaOH、Ca(OH)2反应或小于NA(与水反应,该反应是可逆反应)。(2)实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应
14、(需加热)外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应(都不需要加热),如ClOCl2H=Cl2H2O。(酸化KMnO4溶液用的是H2SO4而不是盐酸)(3)具有强氧化性的物质不一定具有漂白性,如Cl2可以用于漂白,但Cl2不具有漂白性,起漂白作用的是HClO。(4)Cl2具有强氧化性,但常温下可以储存在钢瓶中。Cl2在点燃条件下与Fe反应,一定将铁氧化为FeCl3,而不是FeCl2。(5)ClO在酸性或碱性环境下均具有强氧化性,与SO、I、S2、Fe2等还原性微粒不能大量共存;ClO水解显碱性,如Fe33ClO3H2O=Fe(OH)33HClO,所以ClO与Fe3、Al3均不能
15、大量共存。(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4,而不是CaSO3,其离子方程式为Ca23ClOSO2(少量)H2O=CaSO4Cl2HClO,Ca22ClO2SO2(过量)2H2O=CaSO42ClSO4H。(7)氯水的主要性质强氧化性作用微粒:Cl2、HClO。氯水中有起漂白作用的HClO,故不能用pH试纸测定氯水的pH;氯水与还原剂发生反应并要求书写方程式时一般只考虑Cl2。强酸性作用微粒:H。(8)几个重要反应MnO24HCl(浓)MnCl22H2OCl2;Cl2H2OHClHClO;Cl22NaOH=NaClNaClOH2O;2Cl22Ca(OH)2=CaCl2C
16、a(ClO)22H2O;Cl22NaBr=2NaClBr2;X2SO22H2O=2HXH2SO4(X:Cl、Br、I);ClOCl2H=Cl2H2O(“84”消毒液与洁厕剂不能混合使用);3Br23Na2CO3=5NaBrNaBrO33CO2(工业上吸收尾气溴)。六、硫及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线硫化物H2 O2O3(H2 O4) 硫酸盐2明确转化关系(1)体现S弱氧化性的两个反应:2CuSCu2S、FeSFeS。(2)除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液外,还可以用CS2,但不能用酒精。(3)SO2使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO2酸性氧化物的性质;使品红溶液褪
17、色,表现SO2的漂白性;使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性;SO2与H2S反应生成S,表现SO2的氧化性。(4)浓HNO3和Cu(足量)、浓H2SO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO2(足量)在反应时,随着反应的进行,产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓H2SO4的反应。(5)SO2通入BaCl2溶液中无明显现象,原因是H2SO3的酸性比盐酸弱,弱酸不能制取强酸。若继续向溶液中通入NH3、H2S、NO2等气体,可以产生相关的沉淀。(6)酸的氧化性和氧化性酸:酸的氧化性指H的弱氧化性,而氧化性酸指中心原子具有的强氧化性,如HClO、浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO3中的Cl
18、、S、N在反应中体现的强氧化性。(7)SO2和CO2作为酸性氧化物,性质极其相似,不能从酸性氧化物的角度鉴别。通常利用SO2的漂白性和强还原性鉴别SO2和CO2或除去CO2中混有的SO2杂质。(8)C与浓硫酸反应时,反应产物的检验应按以下流程进行:无水CuSO4检验水品红溶液检验SO2酸性KMnO4溶液除去SO2品红溶液检验SO2是否除尽澄清石灰水检验CO2。(9)几个重要反应Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O;C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O;Na2SO3H2SO4(浓)=Na2SO4SO2H2O(SO2的制备);Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SSO2H2O。七
19、、氮及其重要化合物的性质和应用1理清知识主线铵盐H3N 2OOO2HO3硝酸盐2明确转化关系(部分反应条件略)(1)氮的固定指氮元素由游离态变为化合态,故NH3转化为NO、HNO3转化为NO等反应不是氮的固定。(2)氮氧化物的排放会造成光化学烟雾、硝酸型酸雨、臭氧层空洞等环境问题。(3)通常收集气体的方法中,NH3只能用向下排空气法收集;NO只能用排水法收集;NO2只能用向上排空气法收集。(4)硝酸、浓H2SO4、HClO均具有强氧化性,属于氧化性酸,其中HNO3、HClO见光或受热易分解。(5)浓、稀硝酸均具有强氧化性,故与金属反应时都不能生成H2,但二者反应气体产物不同,浓硝酸的还原产物是
20、NO2,稀硝酸的还原产物是NO。根据铜与浓HNO3、稀HNO3反应的剧烈程度差异,说明浓硝酸的氧化性强于稀硝酸,且一般硝酸的浓度越小,还原产物的化合价越低。(6)浓HNO3显黄色是因为溶有NO2(HNO3见光或受热分解产生),而工业上制备的盐酸显黄色,是因为溶有Fe3。(7)实验室制备NH3,除了用Ca(OH)2和NH4Cl反应外,还可用浓氨水的分解(加NaOH固体或CaO)制取,而检验NH需用浓NaOH溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体,以确定NH的存在。(8)收集NH3时,把一团干燥的棉花放在试管口,以防止与空气对流;收集完毕尾气处理时,应在试管口放一团用稀硫酸浸湿的棉花,以吸
21、收NH3。(9)浓盐酸和浓氨水反应有白烟生成,常用于HCl和NH3的相互检验。(10)NH3、HCl、SO2、NO2可用水进行喷泉实验,水溶性小的气体可用其他溶剂(如CO2用NaOH溶液)进行喷泉实验。(11)几个重要反应NOx尾气处理:2NO2CON22CO2;2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O;NO2NO2NaOH=2NaNO2H2O。有关NO计算的几个方程式:4NO3O22H2O=4HNO3;4NO2O22H2O=4HNO3;3NO2H2O=2HNO3NO。NH3和HNO3的制备NH3的制备:2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O;HNO3的制备:4NH35O2
22、4NO6H2O、2NOO2=2NO2、3NO2H2O=2HNO3NO。(12)Cu与混酸(HNO3与H2SO4混合)反应,写成离子方程式再进行相关计算:3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。八、物质的特殊转化关系1直线型转化ABC(1)X为O2NaNa2ONa2O2N2NONO2或NH3NONO2SSO2SO3或H2SSO2SO3CCOCO2或CH4COCO2伯醇醛羧酸(2)X为CO2NaOHNa2CO3NaHCO3(3)X为强酸,如HClNaAlO2Al(OH)3AlCl3Na2CO3NaHCO3CO2(4)X为强碱,如NaOHAlCl3Al(OH)3NaAlO22交叉型转化3三角型转化
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