元素及其化合物知识总结.docx
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元素及其化合物知识总结
元素及其化合物知识总结
一、知识结构：
元素单质及化合物化学性质的研究方法：
二、五种重要非金属（C、Si、N、S、Cl）
C
Si
N
S
Cl
H、O、P
Br、I
单质
金刚石
石墨
C60
晶体硅
N2
单斜硫
斜方硫
弹性硫
Cl2
O2、O3
白磷P4
红磷
氢化物
CH4、烃类
SiH4
NH3、N2H4
H2S
HCl
H2O、H2O2
HBr、HI
氧化物
CO2、CO
SiO2
NO、NO2
N2O4、
SO2、SO3
Cl2O7
ClO2
P2O5
酸
H2CO3
CH3COOH
H2SiO3
H4SiO4
HNO3
HNO2
H2SO3
H2SO4
HClO
HClO4
H3PO4
HPO3
钠盐
Na2CO3
NaHCO3
Na2SiO3
NaNO3
NaNO2
Na2SO3、Na2SO4
NaHSO4、Na2S2O3
Na2S
NaClO
KClO3
NaCl
制取
CO2（实）
CO（工）
Si（工）
NH3（实工）
NO2（实）
HNO3（工）
H2S（实）、SO2（实）
H2SO4（工）
Cl2（实工）
HCl（实工）
H2（实工）
O2（实工）
O3（自然）
检验
CO2
CO32-
——
NH3、NH4+
NO2
H2S、SO2、SO42-
SO32-、H2SO4（浓）
Cl2、HCl
HClO、Cl-
H+、OH-、H2O
O2、O3、I-、Br-
三、五种重要金属（Na、Mg、Al、Fe、Cu）
Na
Mg
Al
Fe
Cu
Li、K
Ca、Zn
单质
轻金属
有色金属
轻金属
有色金属
轻金属
有色金属
轻金属
黑色金属
重金属
有色金属
有色金属
颜色
银白色
银白色
银白色
银白色
紫红色
银白色
氧化物
Na2O
Na2O2、
MgO
Al2O3
FeO、Fe2O3
Fe3O4
CuO、Cu2O
KO2、CaO2
碱
NaOH
Mg（OH）2
Al（OH）3
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Cu（OH）2
LiOH
Ca（OH）2
Zn（OH）2
盐类
Na2CO3
NaHCO3
MgCl2
KAl（SO4）2
FeCl3
FeSO4
CuSO4
Cu2（OH）2CO3
CaCO3
制取
Na（工）
NaOH（工）
Mg（工）
Al（工）
Al（OH）3（实）
Fe（工）
Fe（OH）2（实）
Fe（OH）3（实）
精炼铜
CaO（工）
检验
Na+
Mg+
Al+、AlO2-
Fe2+、Fe3+
Cu2+
K+
四、注意一些物质的比较
①H2O、H2O2、D2O②O2、O3、Cl2③NO、CO④CO2、SO2、SiO2⑤SO2、SO3⑥氯水、氨水⑦浓硫酸、稀硫酸⑧浓硫酸、浓硝酸⑨Na2O、Na2O2⑩FeO、Fe2O3、Fe3O4⑾Fe（OH）2、Fe（OH）3⑿Na2CO3、NaHCO3⒀MgO、Al2O3⒁Mg（OH）2、Al（OH）3⒂FeCl3、FeCl2⒃CuO、Cu2O
⒄Na2O2、KO2、CaO2
五、注意一些顺序
1、金属活动性顺序表：
KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu
2、非金属活动性顺序：
FOClNS3、阴离子还原性顺序：
S2-SO32-I-Br-Cl-
4、与H+反应时的顺序：
OH-AlO2-CO32-5、与OH-反应时的顺序：
H+Al3+NH4+
6、与OH-反应时的顺序：
Mg2+HCO3-NH4+7、与Cl2反应时的顺序：
SO32-I-Fe2+Br-
8、反应时滴加的顺序不同会产生不同现象的有：
①NaOH、AlCl3②HCl、NaAlO2③Na2CO3、HCl④AgNO3、NH3·H2O
六、几个三角关系
元素及其化合物的综合运用
[命题趋向]
1．《考试大纲》中对元素化合物这块内容可分成二部分来理解。
第一部分是钠、镁等典型的金属元素的化合物和卤素等典型的非金属元素的化合物；第二部分是其他金属（如铁和铝）元素的化合物和其它非金属元素（如氢、氧、硫、氮、磷、碳和硅等）的化合物。
每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属、典型非金属元素及其化合物。
2．元素化合物知识的考查往往跟元素周期律、物质结构等基础理论内容相综合。
最后阶段的复习中要注意元素化合物知识跟基础理论内容的综合应用，提高解决学科内综合问题的能力。
3．《考试大纲》中有多条类似于"以××为例，了解（或理解、掌握）××××"的内容叙述，如：
以过氧化钠为例，了解过氧化物的性质；以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互转化为例，了解变价金属元素的氧化还原性；以硫酸为例，了解化工生产化学反应原理的确定。
初步了解原料与能源的合理利用、"三废处理"与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题等等。
对这些内容的要注意理解实质，达到"举一反三"的要求。
在这些内容往往是高考命题的重点。
4．元素化合物知识复习中要注意相似、相近内容的总结归纳，如2003年理科综合高考中有一道大题考查到了SO2、CO2、SO3、P2O5，命题都把常见的酸性氧化物串在一起来考查综合运用元素化合物知识的能力。
高考试题的命题中这种趋向比较明显，值得大家重视。
5．重视元素化合物知识跟化学实验的综合。
近几年的实验试题，都是以元素化合物性质为落点。
估计近几年内这种命题趋向不会有太大的变化。
[知识体系和复习重点]
1．氯元素的知识网络
2．次氯酸、漂白粉的性质
HClO分子的结构式为H-O-Cl（氧处于中心），所以电子式为
。
次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质，经常用到以下几方面性质：
（1）HClO是一种弱酸，与碳酸比较电离能力有如下关系：
H2CO3>HClO>HCO3-，请分析下列反应：
少量二氧化碳通入NaClO溶液中：
NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO
氯气通入碳酸氢钠溶液中：
Cl2+NaHCO3=NaCl+CO2↑+HClO
（2）ClO-是一种弱酸的酸根离子，能发生水解反应：
ClO-+H2O
HClO+OH-，所以次氯酸钙溶液显碱性。
若遇到铁盐、铝盐易发生双水解：
3ClO-+Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3HClO
（3）HClO和ClO-都具有强氧化性，无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应，但不能使品红溶液褪色。
如：
硫酸亚铁溶液遇漂白粉：
2Fe2++5ClO-+5H2O=2Fe（OH）3↓+Cl-+4HClO
漂白粉遇亚硫酸酸盐：
ClO-+SO32-=Cl-+SO42-
（4）HClO见光易分解：
2HClO
2HCl+O2↑
（5）次氯酸钙中的Ca2+、ClO-可以表现出一些综合性质。
如少量二氧化碳通入次氯钙溶液中：
Ca（ClO）2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
注意理解二氧化碳、碳酸钠、碳酸氢钠分别跟次氯酸钙溶液反应的差异：
Ca（ClO）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaClO
Ca（ClO）2+NaHCO3=CaCO3↓+HClO+NaClO
3．碱金属元素及其化合物联系脉络
碳酸氢钠等重要物质在后阶段复习中应作如下总结联系：
碳[来源:
Z§xx§k.Com]
酸[来源:
学&科&网]
氢[来源:
学*科*网Z*X*X*K]
钠[来源:
Zxxk.Com]
性
质
特
征[来源:
学科网ZXXK]
①既能跟酸反应、又能跟碱反应[来源:
Zxxk.Com][来源:
Zxxk.Com][来源:
学科网]
联系氢氧化铝、氨基酸、铝等物质[来源:
学科网][来源:
学科网ZXXK][来源:
Z,xx,k.Com]
②跟AlCl3、NaAlO2等反应
联系电解平衡、盐类水解
③加热分解
可以把问题抽象化
④跟NaHSO3、HO-C6H4-COOH等反应
联系酸的电离
实
验
问
题
①碳酸氢钠、碳酸钠晶体跟等浓度盐酸反应
联系化学反应速率实验
②FeCl3和NaHCO3溶液相互滴加
盐类水解、反应条件
③NaHCO3溶液加酚酞
跟醋酸钠、碳酸钠溶液加酚酞比较；水解平衡移动
④除杂
联系实验操作规则
联
系
实
际
问
题
①小苏打作发酵剂
联系用碳铵作发酵剂制油条等问题
②治疗胃酸过多问题
联系氢氧化铝、碳酸镁、硅酸镁等
③泡沫灭火器
联系双水解
④工业制小苏打
联系工业生产问题
⑤硬水软化
盐类水解平衡移动
4．碳、硅及化合物的联系网络
5．氧及其化合物相互联系
6．就以FeCl3、Fe2（SO4）3这两种含有Fe3+的物质来说，它们的化学性质既有联系、又有差异。
其联系主要表现在Fe3+的性质，差异主要表现在Cl-和SO42-等阴离子的性质。
可总结成如下框图结构：
[典型题析]
[例1]某氧化物不溶于水，溶于熔化的NaOH中，生成易溶于水的化合物，向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生，则原氧化物是（）
A.Al2O3 B.MgO C.SiO2 D.P2O5
[解析]由"氧化物溶于熔化的氢氧化钠中，生成易溶于水的化合物"可联想到氧化铝、二氧化硅两种氧化物。
再注意体会"向稀盐酸中滴加所生成化合物的水溶液，立即有白色沉淀产生"：
若原氧化物是氧化铝，应生成偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠逐滴加入到稀盐酸中，开始时全部转化成氯化铝，不会有沉淀生成；若是二氧化硅，生成的化合物是硅酸钠，硅酸钠逐滴加入到稀盐酸中，立即生成硅酸沉淀。
所以应选C。
有同学会错选A。
这也告诉我们，解答这类题时特别要重视审题，注意性质相近物质的差异比较。
[例2]1998年中国十大科技成果之一是合成一维纳米氮化镓。
已知镓是第ⅢA族元素，则氮化镓的化学式可能是（）
A.Ga3N2 B.Ga2N3 C.GaN D.Ga3N
[解析]镓是第ⅢA族元素，与铝元素相似可表现+3价，氮元素跟镓结合氮元素应表现-3价，所以氮化镓的化学式应该是GaN。
答案选C。
[例3]在溴化钾和碘化钾的混合溶液中通入过量氯气，把溶液蒸干后并将剩余物灼烧，最后残余的物质是（）
A.氯化钾 B.氯化钾和碘 C.氯化钾和溴 D.氯化钾和溴化钾
[解析]溴化钾和碘化钾都能与氯气反应：
2KBr+Cl2=2KCl+Br22KI+Cl2=2KCl+I2
所以向溶液中通入过量氯气后，溶液中留下氯化钾、溴分子和碘分子，考虑到溴单质极易挥发，所以蒸干过程中，溴单质已挥发掉。
考虑到碘单质加热条件下能升华，所以灼烧过程中，碘单质必定已升华了。
最后留下的物质必定是氯化钾。
选A。
[例4]在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2之间的关系是（）
A.m1一定大于m2 B.m1可能m2
C.m1一定等于m2 D.m1可能大于m2
[解析]铁和铜的混合物与一定量的硝酸反应，当金属剩余时，硝酸耗尽，但生成物中有硝酸亚铁或硝酸铜或这两种物质的混合物。
若再向其中加入稀硫酸，则继续发生如下反应：
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
或：
3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O
Fe+4H++NO3-=Fe2++NO↑+2H2O
使金属质量减少。
所以m1一定大于m2。
所以答案为A。
[例5]化学实验中，如使某步中的有害产物作为另一步反应的反应物，形成一个循环，就可不再向环境排放该种物质。
例如：
（1）在上述有编号的步骤中，需用还原剂的是________，需用氧化剂的是_______（填编号）。
（2）在上述循环中，既能与强酸反应又能与强碱反应的两性物质是________（填化学式）。
（3）完成并配平步骤①的化学方程式，标出电子转移的方向和数目：
（）Na2Cr2O7+（）KI+（）HCl→（）CrCl3+（）NaCl+（）KCl+（）I2+（）______
[解析]观察题中有关铬的化合物的转化关系图，可发现CrCl3经反应②可转化成Cr（
OH）3，Cr（OH）3经反应③又可转化成NaCrO2，发现与"氯化铝跟氢氧化钠反应可先生成氢氧化铝、氢氧化铝跟氢氧化钠反应又可生成偏铝酸钠"类似，所以可确定Cr（OH）3与氢氧化铝一样是一种两性氢氧化物。
再分析转化图中各种含铬化合物中铬元素
的化合价就可知反应①应加还原剂，反应④应加氧化剂，NaCrO2转化成Na2CrO4也需要加氧化剂。
用化合价升降法可配平（3）中氧化还原反应的化学方程式。
所以答案为：
（1）①，④
（2）Cr（OH）3（3）Na2Cr2O7+6KI+14HCl=2CrCl3+2NaCl+6KCl+3I2+7H2O。
[例6]已知氨气跟氧化铜反应可制取氮气
2NH3+3CuO
3Cu+3H2O+N2
纯氮气跟镁在高温下反应可制得氮化镁，但氮化镁遇水即反应生成氢氧化镁和氨气。
（1）下面是某化学课外小组的同学提出的实验室制备氨气的几种方案：
A.硫酸铵固体与消石灰共热B.浓氨水逐滴加到新制的生石灰中
C.在一定条件下，氮气与氢气化合D.加热分解氯化铵固体
你认为其中较简便易行的方案有____________（填字母）；其反应的化学方程式为_________________
____。
（2）该小组同学设计的制备氮化镁的方案有以下两个。
分别见实验方案的装置如图1、2所示（夹持及加热仪器没有画出），且在实验前系统内的空气均已排除。
①该实验完成后，能否得到纯净的氮化镁________（填"能"或"不能"）；简述理由______________。
②装置C的作用是____________________________________________。
[方案二]已知：
6NH3+3Mg
3Mg（NH2）2+3H2↑
①该方案中存在的主要问题莀______________________________________________。
②如何才能解决上述问题___________________________________________________。
[解析]主要考查完成实验操作能力和对实验方案的评价能力。
（1）用于实验室制取气体的实验，必须具备操作简单、试剂易得等特点。
氮气与氢气化合要求在高温、高压、并有催化剂存在下才能进行，显然不能用在实验室中；加热氯化铵固体生成HCl、NH3混合气体，冷却后两种气体极易化合成氯化铵，所以此法也不宜用于实验室制取气体。
所以可采用的实验方案有A、B两种，对应的化学方程式分别为：
（NH4）2SO4+Ca（OH）2
CaSO4+2NH3↑+2H2O，
2NH3·H2O+CaO
Ca（OH）2+2NH3↑+H2O
（2）氮化镁遇水极易反应生成氢氧化镁和氨气。
从这一角度出发去比较两个方案中的实验装置，可发现方案二的装置的未端接有一个装有碱石灰的干燥管，可避免生成的氮化镁遇水反应。
对于方案一：
①不能得到纯净的氮化镁；由于在F装置后缺少一个干燥装置，部分氮化镁将与空气中的水蒸气发生水解反应生成氢氧化镁，导致产品不纯。
②做安全瓶，防止装置D中的水倒吸。
对于方案二：
①由于与镁粉反应的氮气中混有氨气，且氨气也可与镁粉反应，造成产品不纯。
②可将装置D换成一装有浓硫酸的洗气瓶，并在装置C与装置D之间加一安全瓶。
或在装置C与装置D之间按顺序加入安全瓶和装有水的洗气瓶。
[考题预测与专题训练]
1．2001年1月，某地发生了导致四人死亡、一百多人中毒的食用熟牛肉中毒事件，经过对该牛肉的检测，发现某盐的含量比国家允许标准高800多倍，该盐可能是（）
A.NaCl B.NaNO2 C.NaNO3 D.BaSO4
2．硅酸铜钡是当今用最新科学技术才合成的一种物质，然而科学家惊奇地发现，我国秦朝兵马俑用的一种颜料竟也是硅酸铜钡。
由以上事实推测
关于硅酸铜钡的说法错误的是（）
A.易溶于水 B.难溶于水 C.属于硅酸盐 D.属于无机材料
3．NaH是一种离子化合物，与水反应时生成烧碱和氢气，它也能与乙醇，液氨等反应产生氢气。
下列有关NaH的叙述正确的是（）
A.跟水反应时，水作氧化剂
B.NaH中阳离子半径大于阴离子半径
C.跟液氨反应时，生成氢气外，还生成铵盐
D.与乙醇反应时，放出氢气的速率比与水反应时更快
4．1828年，德国化学家武勒（F·WOhler）冲破了生命力学术的束缚，在实验室里将无机物氰酸铵（NH4CNO）溶液蒸发，得到了有机物尿素[CO（NH2）2]。
下列说法中不正确的是（）
A.氰酸铵属于铵盐 B.氰酸铵与尿素互为同分异构体
C.有机物不一定要从生命体内获得 D.氰酸铵转变为尿素的过程为物理变化
5．下列说法均摘自某科普杂志，你认为无科学性错误的是（）
A.铅笔芯的原料是金属铅，儿童在使用时不可用嘴吮咬铅笔，以免引起铅中毒
B.一氧化碳有毒，生有煤炉的居室，可放置数盆清水，这样可有效地吸收一氧化碳，防止煤气中毒
C."汽水"浇灌植物有一定的道理，其中二氧化碳的缓释，有利于作物的光合作用
D.硅的提纯与应用，促进了半导体元件与集成芯片业的发展，可以说"硅是信息技术革命的催化剂"
6．为充分利用原料，降低成本，利用现有的浓度为70%的硫酸3.5t和纯度为80%的烧碱2.5t，用足量的废铝与该酸、碱作用，最多可生成氢氧化铝为（杂质不发生反应）（）
A.1.3t B.2.5t C.3.5t D.5.2t
7．用足量的一氧化碳还原14.5g铁的氧化物的混合物。
将生成的气体通入足量的澄清石灰水中，生成沉淀25g，则该混合物的组合不可能是（）
A．Fe2O3、Fe3O4、FeO B．FeO、Fe3O4
C．Fe3O4、Fe2O3 D．FeO、Fe2O3
8．往100mLFeCl3溶液中，通入0.672L标准状况下的硫化氢气体，设气体完全被吸收，再加入过量的铁粉，反应停止后，测得溶液中含有0.12mol金属阳离子，则原氯化铁溶液的物质的量浓度为（）
A．0.1mol/L B．1mol/L C．0.08mol/L D．0.8mol/L
9．氯气和水反应生成HCl和HClO，欲从反应混合物中分离出HClO溶液，下列方法可选用的是（）
A.加硫酸钙，充分反应后蒸馏 B.加碳酸钙，充分反应后蒸馏
C.加磷酸钙，充分反应后蒸馏 D.加氯化钙，充分反应后蒸馏
10．将下列卤化物跟浓硫酸放在烧瓶中共热，可以制得纯净卤化氢气体的是（）。
A.NaF B.NaCl C.NaBr D.NaI
11．氯化铁是工业上常用的净水剂之一。
（1）请写出氯化铁净水的原理。
（2）为尽可能地降低净水生产费用，应该用廉价的原料来制备氯化铁，最好是三废的综合利用。
请提出一些用廉价原料制取氯化铁的方法，写出有关的化学方程式，并对所提各种方法的优缺点加以评述。
12．在我们的生活环境里，化学变化无处不在。
在自然界中的化学变化更加丰富多彩，许多自然现象中伴随着化学变化。
有些变化可以给我们带来财富，有些变化却可以给我们启示。
（1）在雷雨时，雨水中含有微量的硝酸，这是自然固氮的途径之一。
写出雷雨时生成的硝酸的三个化学方程式。
（2）氮是植物的营养元素，但氮气不能被农作物直接吸收。
许多农作物需从土壤中吸收氮肥，铵态氮易于被农作物吸收，但在土壤里_______________细菌作用下铵态氮可以被氧化为硝酸及其盐，写出有关的两个化学方程式。
13．完成下列反应的离子方程式：
（1）氢氧化铁溶于氢碘酸：
_____________________
（2）苯酚钠溶液中通入CO2气体：
________________
（3）氢氧化亚铁溶于稀HNO3：
_____________
（4）已知H+比Ag+更易与NH3结合，要使[Ag（NH3）2]+转化为Ag+，应加入的有效试剂是________，实现此反应的离子方程式为：
_______________。
（5）①在淀粉碘化钾溶液中，滴加少量的次氯酸钠溶液，立即会看到溶液变蓝色，这是因为：
_______。
②在碘和淀粉形成的蓝色溶液中，滴加亚硫酸钠溶液，发现蓝色逐渐消失，这是因为：
________。
③对比①和②所得的实验结果，将I2、ClO-、SO42-按氧化性强弱顺序排列为：
__________。
14．在碘化钾和硫酸的混合溶液中加入过氧化氢水溶液，迅速发生反应，放出大量气体，反应过程可表示如下：
①H2O2+2KI+H2SO4=I2+K2SO4+2H2O
②H2O2+I2=2HIO
③H2O2+2HIO=I2+O2↑+2H2O
（1）H2O2在反应③中的作用是____________（填正确选项的标号）。
A.氧化剂B.还原剂
C.既是氧化剂又是还原剂D.不是氧化剂也不是还原剂
（2）有人认为上述反应说明了碘单质是过氧化氢分解的催化剂，你认为_________（填"对"或"不对"），其理由________________________________________。
（3）上述反应说明H2O2、I2、HIO氧化性从强到弱的顺序是____________________。
15．铜与浓硝酸反应和铜与稀硝酸反应，产物不同，实验现象也不同。
（1）某课外活动小组为了证明并观察到铜与稀硝酸反应的产物为NO，设计了如图所示的实验装置。
请你根据他们的思路，选择下列药品，完成该实验，并叙述
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