元素及其化合物整合

知识主干(一)钠及其重要化合物1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

Na→NaO→NaO→NaOH→NaCO3→NaHCO3

()形成网络构建

.扫除易忘知识盲点

(1)钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。

()无论Na与O反应生成NaO还是NaO,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子的物质的量一定相等,但得到NaO的质量大于NaO的。

(3)Na分别与HO和乙醇发生的反应均属于置换反应,二者现象明显不同,前者剧烈,后者缓慢。

(4)1molNaO参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol,如NaO与SO的反应转移电子数应为mol。

(5)不能用Ca(OH)鉴别NaCO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl或BaCl溶液。

(6)除去CO中的HCl气体,应选用饱和的NaHCO3溶液。

(7)向饱和的NaCO3溶液中通入过量CO,有晶体析出。

(8)焰色反应是元素的性质,无论游离态还是化合态,均具有相同的焰色反应,它不是化学变化,在观察钾元素的焰色反应时,应通过蓝色的钴玻璃片。

(9)Na-K合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。

(10)碱金属的密度呈现增大的趋势,但K反常。

(11)Li和O反应只生成LiO;NaH是离子化合物,是一种强还原剂。NaO、NaO阴阳离子个数比均为1∶。

(二)铝及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

Al→AlO3←Al(OH)3→KAl(SO4)·1HO(Al(SO4)3)

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.扫除易混知识盲点

(1)铝是活泼金属,但铝抗腐蚀性相当强,因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于AlO3的熔点高于Al的熔点,故在酒精灯上加热铝箔直至熔化,发现熔化的铝并不滴落。

()铝热反应不仅仅是单质铝与FeO3反应,还包含制取其他难熔金属的反应,由于铝热剂是混合物,故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应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。

(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点,具体操作是先铺一层KClO3,然后插上镁条,最后点燃镁条。

(4)并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂,该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。

(5)AlO3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水,所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。

(6)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CO,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO过量时另一产物是HCO3(-),不过量时另一产物是CO3(-),书写离子反应方程式时要特别注意。

(7)Al(OH)3可用作抗酸药;明矾常用于净水。

(8)泡沫灭火器所用试剂为Al(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。

(三)铁及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

Fe→Fe3O4(FeO3)→Fe(OH)3(Fe(OH))→FeCl3(FeSO4·7HO)

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.扫除易忘知识盲点

(1)Fe与O、HO(g)反应的产物都是Fe3O4而不是FeO3。Fe与Cl反应时生成FeCl3,与S反应时生成FeS,说明Cl的氧化能力大于S的。常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,但加热后继续反应。Fe在Cl中燃烧,无论Cl过量还是不足均生成FeCl3。

()向含Fe+的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时,溶液会出现浅绿色―→棕色的颜色变化,该现象可用于Fe+的检验。

(3)Fe3+的检验方法较多,如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液),前面两种方法需溶液中Fe3+浓度较大时才适用,最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe+的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法;也可用铁氰化钾检验Fe+,现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6])。

(4)生成FeCl除了用Fe和HCl的置换反应外,还可用化合反应:FeCl3+Fe===3FeCl;生成Fe(OH)3除了用Fe3+与碱的复分解反应外,还可用化合反应:4Fe(OH)+O+HO===4Fe(OH)3。

(5)配制FeCl溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入盐酸);配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。

(6)Fe3+必须在酸性条件下才能大量存在,当pH=7时,Fe3+几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。

(7)除去酸性溶液ZnCl中的FeCl,应先通入Cl或加入HO,再加入ZnO,使Fe3+水解生成沉淀过滤除去。

(8)制备Fe(OH)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O隔绝。同时要牢记Fe(OH)转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色)。

(9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电,带电的是胶粒。

(10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中),纯净的铁块是银白色的,而铁粉是黑色的。

(四)铜及其重要化合物的几个重要反应分析

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

Cu→CuO(CuO)←Cu(OH)→Cu(OH)CO3(CuSO4)

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(1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是铜绿[Cu(OH)CO3]。

()常用灼热的铜粉除去N中的O,灼热的CuO除去CO中的CO。

(3)新制Cu(OH)悬浊液常用来检验醛基。

(4)Cu和一定量的浓HNO3反应,产生的是NO和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀HSO4,Cu继续溶解。

(5)Cu:紫红色;CuO:黑色;CuS:黑色;CuS:黑色;CuO:砖红色。

(6)铜的焰色反应为绿色。

(7)冶炼铜的方法有①热还原法;②湿法炼铜;③电解精炼铜。

(8)铜合金有:①青铜(Cu、Sn、Pb等);②黄铜(Zn、Sn、Pb、Al等);③白铜(Ni、Zn、Mn)。

1.区分6种物质的颜色。

NaO是淡黄色;FeO3是红棕色;Fe3O4是黑色;Al(OH)3、Fe(OH)是白色;Fe(OH)3是红褐色。

.熟记4种物质的俗名。

NaCO3——苏打(纯碱),NaHCO3——小苏打,KAl(SO4)·1HO——明矾,

CuSO4·5HO——蓝矾(胆矾)。

3.辨明5个常见认识误区:

(1)NaO不是碱性氧化物。

()溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有Fe+。

(3)既能与酸反应生成气体,又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al,还可能是(NH4)CO3或NH4HCO3等。

(4)Fe与Cl反应,无论Cl是否过量,产物均为FeCl3。

(5)Na在氧气中燃烧,无论氧气是否足量,产物均为NaO。

4.掌握3类特殊的反应:

(1)既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、AlO3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)等。

()与水接触产生气体的常见物质有Na、K、NaO。

(3)与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有AlS3、Mg3N、CaC等。

知识主干

(一) 碳、硅及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

-4(C)H40(C)―→+(C)O―→+4(C)O

-4(Si)H40(Si)―→+4(Si)O(HS+4(i)O3)

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.扫除易忘知识盲点

(1)自然界中无游离态的硅,通常原子晶体不导电,但硅是很好的半导体材料,是制作光电池的材料。SiO不导电,是制作光导纤维的材料。

()工业上制备粗硅,是用过量的C和SiO高温下反应,由于C过量,生成的是CO而不是CO,该反应必须在隔绝空气的条件下进行。

(3)氢氟酸不能用玻璃容器盛放;NaOH溶液能用玻璃试剂瓶,但不能用玻璃塞。

(4)酸性氧化物一般能与水反应生成酸,但SiO不溶于水;酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO能与HF反应。

(5)硅酸盐大多难溶于水,常见可溶性硅酸盐是硅酸钠,其水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却是盐溶液。硅胶(mSiO·nHO)是一种很好的无毒干燥剂。

(6)HCO3的酸性大于HSiO3的,所以有NaSiO3+CO(少量)+HO===HSiO3↓+NaCO3,但高温下NaCO3+SiO高温(=====)NaSiO3+CO↑也能发生,原因可以从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度,由高沸点难挥发固体SiO制得低沸点易挥发的CO。

(7)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。

(二) 卤素及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

H-1(Cl)―→Cl―→H+1(Cl)―→H+3(Cl)O―→H+5(Cl)O3―→H+7(Cl)O4

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.扫除易忘知识盲点

(1)液氯密封在钢瓶中,而氯水、次氯酸应保存在棕色试剂瓶中。

()1molCl参加反应,转移电子数可能为NA、NA或小于NA(Cl和HO的反应为可逆反应)。

(3)实验室制Cl,除了用MnO和浓盐酸反应外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应且都不需要加热,如ClO-+Cl-+H+===Cl↑+HO。

(4)酸性KMnO4溶液,用的是HSO4酸化而不是盐酸。

(5)ClO-不论在酸性环境中还是在碱性环境中均能体现强氧化性,如ClO-与SO3(-)、I-、Fe+均不能大量共存;ClO-体现水解性,因HClO酸性很弱,ClO-水解显碱性,如Fe3++3ClO-+3HO===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存。

(6)向Ca(ClO)溶液中通入SO气体生成CaSO4而不是CaSO3,其离子方程式为

Ca++3ClO-+SO+HO===CaSO4↓+Cl-+HClO(少量SO)

Ca++ClO-+SO+HO===CaSO4↓+Cl-+SO4(-)+4H+(过量SO)。

(7)当Fe和Cl在点燃条件下反应时,不论Fe过量或不足,由于Cl的强氧化性,产物一定是FeCl3。

(8)“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)。“84”消毒液和洁厕灵不能混合使用,其原因是ClO-+Cl-+H+===Cl↑+HO。

(9)由于电离常数Ka1(HCO3)Ka(HClO)Ka(HCO3),所以向NaClO溶液通入CO,不论CO过量还是少量均发生CO+HO+ClO-===HClO+HCO3(-),但CO(少)+Ca(ClO)+HO===CaCO3↓+HClO。

(10)液溴需要用水封,溴蒸气呈红棕色,液溴呈深红棕色,溴水呈橙色,溴的CCl4溶液呈橙红色。

(三) 硫及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

H-(S)―→0(S)―→+4(S)O―→+6(S)O3(H+6(S)O4)

()形成网络构建

.扫除易忘知识盲点

(1)除去附着在试管内壁上的硫,除了用热的NaOH溶液,还可以用CS,但不能用酒精。

()SO使含有酚酞的NaOH溶液褪色,表现SO酸性氧化物的性质;使品红溶液褪色,表现SO的漂白性;能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO的还原性;SO与HS反应,表现SO的氧化性;SO和Cl等体积混合通入溶液中,漂白性不但不增强,反而消失。

(3)把SO气体通入BaCl溶液中,没有沉淀生成,但若通入NH3或加入NaOH溶液,或把BaCl改成Ba(NO3)均有白色沉淀生成,前两者生成BaSO3沉淀,后者生成BaSO4沉淀。

(4)浓HNO3和Cu(足量)、浓HSO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO(足量)在反应时,随反应进行,产物会发生变化或反应停止。注意区分Zn和浓HSO4的反应。

(5)C与浓硫酸反应产物的确定应按以下流程进行:无水CuSO4确定水→品红溶液确定SO→酸性KMnO4溶液除去SO→品红溶液检验SO是否除净→澄清石灰水检验CO。

(四) 氮及其重要化合物

1.树立物质转化思想

(1)理清知识主线

-3(N)H3―→0(N)―→+1(N)O―→+(N)O―→+4(N)O―→H+5(N)O3

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.扫除易忘知识盲点

(1)NO只能用排水法或气囊法收集。

()NO或NO与O通入水的计算中常用到4NO+3O+HO===4HNO3、4NO+O+HO===4HNO3两个方程式。

(3)浓HNO3显黄色是因为溶有NO,而工业上制备的盐酸显黄色,是因为溶有Fe3+。

(4)硝酸、浓HSO4、次氯酸具有强氧化性,属于氧化性酸,其中HNO3、HClO见光或受热易分解。

(5)强氧化性酸(如HNO3、浓HSO4)与金属反应不生成H;金属和浓HNO3反应一般生成NO,而金属和稀HNO3反应一般生成NO。

(6)实验室制备NH3,除了用Ca(OH)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NH4(+)须用浓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NH4(+)的存在。

(7)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,应放一团用稀硫酸浸湿的棉花放在试管口,以吸收NH3。

(8)铜与浓HNO3反应在试管内就能看到红棕色的NO,而与稀HNO3反应时需在试管口才能看到红棕色气体。

(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、SO、NO可用水进行喷泉实验,水溶性小的气体可用其他溶剂(如CO和NaOH溶液)进行喷泉实验。

(五) 环境污染与环境保护

人类社会进入二十世纪八十年代以来,人们越来越关心环境问题。我们在享受科学技术迅速发展带来物质文明的同时,也因一次次以牺牲环境为代价,而受到大自然的一次次报复。如全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、死鱼事件、沙尘暴等。人们逐渐意识到:保护环境,就是保护人类赖以生存的空间。作为关系到千家万户的高考已经把环境问题列为一个重要考点。

1.环境污染的主要类型

大气污染、水污染、土壤污染、食品污染、固体废弃物污染、放射性污染、噪音污染等。

.掌握一些重要名词,如富营养化、雾霾、PM.5、绿色化学、白色污染、光化学烟雾、酸雨、温室效应、一次能源、二次能源、空气质量日报等。

3.二氧化硫的污染及治理

二氧化硫是空气中有害气体的罪魁祸首。当空气中SO的含量达到百万分之零点一到百万分之一时,植物、建筑物的结构材料就会严重受损;若达到百万分之一到百万分之十时,会引起呼吸道痉挛、流泪、咳嗽甚至死亡;若达到万分之一时,一切生命都无法存在。

控制酸雨的根本措施是减少SO和NO的人为排放量。火力发电厂是SO主要的污染源之一。目前全世界的火力发电厂通常利用石灰石泥浆吸收尾气中的SO生产石膏,较先进的方法是采取烟气脱硫、重油脱硫等方法。

生产硫酸的工厂也是主要的污染源,硫酸工业通常采用氨吸收法。

4.化学中的环保

(1)环境:大气、土地、水、矿产、森林、生物及风景游览区、自然保护区、生活居住区等构成了人类生存的环境。

()环保措施:控制和减少污染物的排放,如硫酸厂尾气在排放前的回收处理、城市机动车的排气限制等。

(3)工业三废:废水、废气、废渣。

(4)粉尘:指煤、矿石、SiO等固体物料在运输、筛选、粉碎、卸料等机械处理过程中产生的或是由风扬起的灰尘等。

(5)破坏臭氧层的物质:SO、NO、NO、CFCl(氟利昂)等。

(6)氰化物:CN-有剧毒(电镀液中常含有),含CN-的污水、废气会严重污染环境。

(7)汞:剧毒。不慎洒出,可在汞上撒上硫粉(Hg+S===HgS)。为了排除室内汞蒸气,排风机应装在墙的下部。

熟记常见无机酸的重要规律和特性

(1)重要规律

①最高价氧化物对应水化物的酸性强弱取决于元素非金属性的强弱,如酸性:

HClO4>HSO4>H3PO4>HCO3>HSiO3

②证明酸性强弱顺序,可利用复分解反应中“强酸制弱酸”的规律,如:

NaSiO3+CO+HO===NaCO3+HSiO3↓

Ca(ClO)+CO+HO===CaCO3↓+HClO

③强氧化性酸(如HNO3、浓HSO4)与金属反应,一般不生成H;金属和浓HNO3反应一般生成NO,而和稀HNO3反应则生成NO。

()重要特性

①HSiO3(或H4SiO4)为难溶性酸,浓盐酸、浓硝酸为挥发性酸。

②HNO3、浓HSO4、HClO具有强氧化性,属于氧化性酸,其中HNO3、HClO见光受热易分解。

③浓HNO3和Cu(足量)、浓HSO4和Cu(足量)、浓盐酸和MnO(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。

④浓HSO4具有吸水性、脱水性和强氧化性。

⑤常温下,铁、铝遇浓HSO4、浓HNO3发生钝化。

⑥浓盐酸、浓硝酸、醋酸等遇氨气能冒白烟,是因为它们挥发出来的酸与氨气反应生成相应的铵盐(固体)的缘故。

⑦HS、HI、HBr遇强氧化性酸能发生氧化还原反应,因此不能用浓硫酸进行干燥。

知识主干

1.直线型转化关系

AX(――→)BX(――→)C

(1)X为O

Na―→NaO―→NaO

N―→NO―→NO或NH3―→NO―→NO

S―→SO―→SO3或HS―→SO―→SO3

C―→CO―→CO或CH4―→CO―→CO

醇―→醛―→羧酸

()X为CO

NaOHCO(――→)NaCO3CO(――→)NaHCO3

(3)X为强酸,如HCl

NaAlOHCl(――→)Al(OH)3HCl(――→)AlCl3

NaCO3HCl(――→)NaHCO3HCl(――→)CO

(4)X为强碱,如NaOH

AlCl3NaOH(――→)Al(OH)3NaOH(――→)NaAlO

.交叉型转化

3.三角型转化

4.注意反应形式与物质的关系,特别是置换反应

(1)金属―→金属:金属+盐―→盐+金属,铝热反应。

()金属―→非金属:活泼金属+HO(或H+)―→H,Mg+CO点燃(=====)MgO+C。

(3)非金属―→非金属:F+HO===4HF+O,C+SiO高温(=====)Si+CO↑,C+HO(g)高温(=====)CO+H,X+HS===HX+S↓。

(4)非金属―→金属,用H、C冶炼金属。

通过反应形式梳理化学反应,培养归纳、整理的能力。

5.抓住化学反应与反应条件的关系

多数化学反应需要一定条件,条件不同化学反应也不同。

(1)“催化剂”,无机化学反应需要的催化剂不同,但是根据“催化剂”这一条件,可将氯酸钾分解、双氧水分解、工业合成氨、SO催化氧化、氨催化氧化联系起来,形成知识链。

()“通电”或“电解”,可以锁定在电解水、氯化钠、氯化镁、氯化铜、硫酸铜、硝酸盐等溶液,熔融氯化钠和氧化铝范围内。

(3)“高温”,常见的有碳酸钙分解、SiO和C的置换反应、制造普通玻璃的反应、铝热反应等。

6.抓住特征颜色和特殊状态

(1)(淡)黄(棕)色固体:NaO、S、FeCl3;黑色固体:MnO、C、CuO、FeO、Fe3O4;紫(黑)色固体:KMnO4、I;红色固体:Cu;绿色固体:Cu(OH)CO3。

()有色气体:NO(红棕色)、F(浅黄绿色)、Cl(黄绿色);无色刺激性气味气体:SO、NH3、HX(X为F、Cl、Br、I);无色无味气体:H、N、O、CO、CO、CH4、NO。

(3)常温下呈液态的特殊物质:Br(非金属单质)、Hg(金属单质)、HO、HO等。

(4)易升华的物质:I。

(5)溶液中的有色离子:Cu+(蓝色)、Fe+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、MnO4(-)[紫(红)色]。

(6)Br在水中显黄(橙)色,在有机溶剂中显橙(红)色;I在水中显黄(褐)色,在有机溶剂中显紫(红)色。

(7)有色沉淀:①白色沉淀:HSiO3、AgCl、BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、Mg(OH)、Fe(OH)、Al(OH)3、BaCO3、CaCO3、CaSO3、MgCO3等;②(淡)黄色沉淀:AgBr、AgI、S;③红褐色沉淀:Fe(OH)3;④蓝色沉淀:Cu(OH);⑤砖红色沉淀:CuO。

7.抓住特征反应现象

(1)燃烧:H+Cl(苍白色火焰),CH(C6H6)+O(明亮火焰,大量黑烟),Al+O,Mg+O(耀眼白光,白色固体生成),金属焰色反应。

()淀粉遇碘变蓝,蛋白质遇浓硝酸变黄。

(3)使湿润红色石蕊试纸变蓝的是NH3,使品红溶液褪色的是Cl、SO等。

(4)在空气中由无色变为红棕色气体的是NO。

(5)Fe3+遇OH-生成红褐色沉淀,遇苯酚显紫色,遇SCN-显血红色。

(6)Fe+遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;Fe+遇SCN-无明显现象,在通入Cl后溶液显血红色。

(7)与碱反应加热产生气体的溶液中一般含NH4(+)。

(8)既能与酸反应又能与碱反应并产生气体的物质:Al、弱酸的铵盐(碳酸铵、硫化铵等)、弱酸的酸式铵盐(碳酸氢铵、硫氢化铵等)。

(9)燃烧能生成烟:Na在氯气中燃烧生成白烟,Fe在氯气中燃烧生成红棕色烟,Cu在氯气中燃烧生成棕黄色烟。

赞赏

长按







































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