五、元素及其化合物常考点归纳
(一)典型物质的性质归纳
1.钠
(1)Na可以和含羟基的化合物反应产生氢气(水、醇、酚、羧酸、含氧酸),注意钠与盐溶液的反应本质。
(2)Na2O2中阴阳离子个数比为1∶2,Na2O2具有强氧化性(漂白性);Na2O2和CO2、H2O反应过程中既作氧化剂又作还原剂,注意与SO2反应不能简单类比与CO2的反应。
(3)NaHCO3既能与强酸反应又能与强碱反应;饱和Na2CO3通入CO2或加入无水Na2CO3都会有固体析出,但产物不同,前者为NaHCO3,后者为Na2CO3晶体;Na2CO3与盐酸互滴时现象不同。
2.铝
(1)铝既能溶于盐酸又能溶于烧碱,反应的本质相似,都是铝被氧化为+3价,还原产物都是H2,铝的氧化产物不同,特别要注意铝与氢氧化钠水溶液的反应产物是NaAlO2。
(2)铝热反应引发条件高温是镁条、氯酸钾的作用。
(3)Al(OH)3的两性解释及偏铝酸盐的水解:AlO+H++H2OAl(OH)3Al3++3OH-。
(4)AlCl3、Al2(SO4)3、NaAlO2溶液蒸干灼烧的产物分析、存在的pH条件(Al3+只能存在于酸性溶液中,AlO只能存在于碱性溶液中)。
(5)明矾净水作用的解释。
(6)氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种高温结构材料,可作高级耐火材料、刚玉球磨机等,Al2O3也是红宝石(含铬化合物)、蓝宝石(含钛+4价、铁+2价的化合物)的主要成分。
3.铁
(1)Fe和一定量浓硫酸、稀硝酸反应产物分析:酸过量生成Fe3+,铁过量生成Fe2+,在一定范围内还可能Fe3+和Fe2+都存在。
(2)Fe电极——铁的腐蚀(吸氧腐蚀、析氢腐蚀);电解池中作阳极时一般生成+2价铁。
(3)含Fe2+化合物极易被氧化——保存在无氧氛围、可用作脱氧剂;与HNO3、ClO-、MnO、氯水等因发生氧化还原反应而不能大量共存。
(4)铁盐在水溶液中极易水解的应用、具有较强氧化性:①与I-、S2-、HI、H2S因发生氧化还原反应而不能大量共存;②与HCO、ClO-、AlO因发生双水解反应而不能大量共存;③能腐蚀Cu、Fe单质。
(5)FeBr2溶液或FeI2溶液中通入一定量Cl2时的反应产物。
4.碳和硅
(1)碳和硅易形成共价键,碳单质存在同素异形现象。
(2)自然界中无游离态的硅,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,硅单质是良好的半导体材料,光导纤维的主要成分是SiO2。
(3)从“沙滩到用户”涉及三个化学方程式:
SiO2+2C2CO↑+Si(粗硅)
Si+2Cl2SiCl4(蒸馏提纯)
SiCl4+2H2Si+4HCl
(4)硅胶(mSiO2·nH2O)是一种良好的无毒干燥剂。
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5.氧和硫
(1)H2O2的不稳定性、氧化性和还原性
双氧水(H2O2的水溶液)因具有强氧化性而能漂白,双氧水的氧化产物是O2,还原产物是H2O(能使酸性KMnO4溶液褪色),具有弱酸性。
(2)SO2具有酸性氧化物的通性、漂白性和还原性
①SO2能使品红溶液褪色,但不能漂白酸碱指示剂,品红溶液可以用来检验SO2,但不能用来吸收SO2。
②SO2能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色,表现SO2的还原性,不是漂白性。
(3)浓H2SO4具有吸水性、脱水性和强氧化性
不活泼金属(如Cu)和浓H2SO4反应必须加热,常温下不反应,且随着反应的进行,硫酸变稀,反应速率逐渐减慢直至停止。Al、Fe等金属遇冷的浓硫酸会钝化。
6.氯
(1)Cl2和H2在光照条件下混合会发生爆炸,因此工业上制盐酸时应使用点燃条件而非光照。干燥的Cl2可用钢瓶贮存。当Fe和Cl2在点燃条件下反应时,不论Fe过量或不足,由于Cl2的强氧化性产物一定是FeCl3。
(2)Cl2微溶于水且能和水反应,因此实验室中不能用排水法收集Cl2,常用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。实验室中常用NaOH溶液吸收多余的氯气,工业上常用石灰乳吸收多余的氯气。
(3)Cl2无漂白性,真正起漂白作用的是HClO。“84”消毒液的主要成分为NaClO,漂粉精的有效成分为Ca(ClO)2,二者的工作原理均是在使用过程中生成了HClO。
(4)HClO具有不稳定性和弱酸性
新制氯水必须避光保存。由于电离常数Ka1(H2CO3)>Ka(HClO)>Ka2(H2CO3),即能发生反应CO+HClO===HCO+ClO-,因此当次氯酸盐与CO2反应时,不论CO2过量或不足,CO2均转化为HCO,要注意少量CO2与Ca(ClO)2反应生成CaCO3。
(5)HClO和ClO-均具有强氧化性
在酸性条件下ClO-不能与Cl-、Fe2+、Br-大量共存;在溶液中ClO-与I-、S2-不能大量共存。HClO因强氧化性而具有漂白性,能使指示剂褪色,且漂白过程不可逆。
7.氮
(1)N的非金属性很强,但由于N≡N的键能大,因此N2很稳定。要理解氮的固定和雷雨发庄稼的原理。氮氧化物是造成酸雨、臭氧层空洞和光化学烟雾的主要原因;NO2和Br2一样,均为红棕色气体,可用水、AgNO3溶液鉴别NO2和Br2。
(2)硝酸不论浓稀,均有强氧化性。浓硝酸遇蓝色石蕊试纸先变红后变白,浓硫酸遇蓝色石蕊试纸先变红后变黑。Al和Fe遇冷的浓H2SO4和浓HNO3会钝化,加热可破坏钝化膜。硝酸、硝酸银溶液均保存在棕色细口瓶中,工业浓硝酸通常呈黄色。
(3)在高温下NH3具有强还原性,和H2、CO一样均可还原CuO,NH3催化氧化的产物是NO,而不是NO2。NH3遇挥发性酸均产生白烟,NH3、HCl、SO2、NO2均可用水进行喷泉实验,水溶性小的气体可用其他溶剂进行喷泉实验。
(4)制NH3可用氯化铵与熟石灰共热,也可用浓氨水与氧化钙、氢氧化钠固体、碱石灰反应或加热浓氨水。氨气不能用浓硫酸、无水氯化钙、五氧化二磷干燥。
(二)高考化学常见物质的颜色归纳
1.红色
(1)红色物质
Fe2O3(红棕色)、Fe(OH)3(红褐色)、Fe(SCN)3(血红色)、Cu、Cu2O、品红、液溴(红棕色)、NO2(红棕色)、红磷(红棕色)。
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(2)变化过程中的红色
酚酞遇碱变红、石蕊遇酸变红、二氧化硫品红溶液加热变红、Fe3+和KSCN反应产生血红色物质、苯酚被空气氧化呈粉红色。
2.黄色
(1)黄色物质
硫、Na2O2、AgBr、AgI、Fe3+(aq)(棕黄色)。
(2)变化过程中的黄色
含苯环的蛋白质遇浓硝酸变黄色。
3.蓝色
(1)蓝色物质
Cu2+(aq)、Cu(OH)2、CuSO4·5H2O。
(2)变化过程中的蓝色
石蕊遇碱变蓝、湿润的红色石蕊试纸遇氨气变蓝、淀粉遇碘变蓝。
4.绿色
(1)绿色物质
Cu2(OH)2CO3、Fe2+(aq)、FeSO4·7H2O、CuCl2(aq)、氯气(黄绿色)。
(2)变化过程中的绿色
Fe(OH)2在空气中变质的现象是由白色迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
5.紫色
(1)紫色物质
KMnO4溶液、紫色石蕊溶液、碘的CCl4溶液。
(2)变化过程中的紫色
苯酚遇FeCl3溶液显紫色。
6.黑色
Fe3O4、MnO2、CuO、C、CuS、PbS、固体碘(紫黑色)。
7.常见火焰的颜色
(1)苍白色火焰——氢气在氯气中燃烧。
(2)蓝色火焰——CO在空气中燃烧。
(3)淡蓝色火焰——CH4、H2在空气中燃烧。
(4)黄色火焰——含钠元素的物质在灯焰上灼烧。
(5)紫色火焰(透过蓝色的钴玻璃)——含钾元素的物质在灯焰上灼烧。
(三)重要无机物转化关系归纳
熟记课本中有关实验的操作、现象和化学方程式,注意向前走得通,倒退能否行。
(1)Na→Na2O→Na2O2 →NaOH→Na2CO3→NaHCO3→NaCl→Na
Na→NaOH→Na2CO3(+CaCl2)→CaCO3→CaO→Ca(OH)2→NaOH
(2)Mg→MgO→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4→MgCl2→Mg
(3)Al→Al2O3→AlCl3→Al(OH)3→Al2(SO4)3→Al(OH)3→Al2O3 →Al→NaAlO2→Al(OH)3→AlCl3→NaAlO2
(4)Fe→Fe2O3→FeCl3→Fe(NO3)3→Fe(OH)3→Fe2(SO4)3→FeSO4→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeCl3→Fe(SCN)3
(5)Cu →CuO →CuSO4→Cu(OH)2 →CuO →Cu→CuCl2
(6)C→CO→CO2 →CaCO3 →Ca(HCO3)2 →CO2→CO
(7)Si→SiO2→Na2SiO3→H2SiO3 →SiO2→Si(粗硅)→SiCl4→Si (纯硅)→SiO2→SiF4
(8)NH3→N2 →NO→NO2 →HNO3 →NO2 →N2O4
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NH3→NH4Cl→NH3→NH3·H2O→(NH4)2SO4→NH3 →NO →HNO3 →Cu(NO3)2 →NO2 →HNO3 →
(9)H2S→S→SO2→SO3→H2SO4→SO2→H2SO4→BaSO4
(10)Cl2→HCl→Cl2→NaClO→Cl2→Ca(ClO)2→HClO→O2
(11)金属+Cl2、卤素间的置换、H2S+Cl2
(四)20个重要化学方程式归纳
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
(3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
(4)Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(5)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(6)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(7)8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3
(8)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
(9)2Mg+CO22MgO+C
(10)2C+SiO2Si+2CO↑
(11)2H2O22H2O+O2↑
(12)2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(13)2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2
(14)2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
(15)FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl
(16)4NH3+5O24NO+6H2O
(17)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(18)4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(19)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(20)3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
(五)20种重要物质用途归纳
(1)O3:①漂白剂 ②消毒剂
(2)Cl2:①杀菌消毒 ②制盐酸、漂白剂 ③制氯仿等有机溶剂和多种农药
(3)N2:①焊接金属的保护气 ②填充灯泡 ③保存粮食作物 ④冷冻剂
(4)NH3:①制硝酸、铵盐的主要原料 ②用于有机合成
③制冷剂
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(5)HNO3:制化肥、农药、炸药
(6)Na:①制Na2O2等 ②冶炼Ti等金属 ③电光源
④钠钾合金作原子反应堆导热剂
(7)Al:①制电线电缆 ②食品饮料的包装 ③制多种合金 ④制作机械零件、门窗等
(8)明矾:①澄清剂 ②发酵粉 ③媒染剂 ④制铝盐
(9)NaCl:①化工原料 ②调味品 ③腌渍食品
(10)CO2:①灭火剂 ②人工降雨 ③温室肥料
(11)NaHCO3:①治疗胃酸过多 ②发酵粉
(12)AgI:①感光材料 ②人工降雨
(13)SO2:①漂白剂 ②杀菌消毒
(14)H2O2:①漂白剂、消毒剂、脱氯剂 ②火箭燃料
(15)CaSO4:①制作各种模型 ②石膏绷带 ③调节水泥硬化速率
(16)SiO2:①制石英玻璃、石英钟表 ②光导纤维
(17)Al2O3:①冶炼铝 ②制作耐火材料
(18)乙烯:①制塑料、合成纤维、有机溶剂等 ②植物生长调节剂(果实催熟)
(19)乙醇:①燃料 ②溶剂 ③杀菌消毒(75%)
④造酒
(20)乙酸乙酯:①有机溶剂 ②制备饮料和糖果的香料
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