常见无机物及其应用知识点

1第三部分常见无机物及其应用一、知识整理1．常见金属元素的位置和物理通性(1)元素在周期表中的位置(2)金属材料的物理通性常用的金属材料主要有金属和合金两类，它们具有如下的物理通性：①金属具有金属光泽；②金属具有导电性；③金属具有导热性；④金属具有良好的延展性。2．比较金属性强弱的方法元素金属性的本质是指元素的原子失电子能力。它取决于金属的原子半径、核电荷数、最外层电子数等因素。可以从以下几个方面来比较元素金属性强弱：(1)根据金属的原子结构；(2)根据元素在周期表中的位置；(3)根据最高价氧化物对应水化物的碱性强弱；(4)根据与氧气反应的难易；(5)根据与水反应的条件难易；(6)根据与非氧化性酸反应的剧烈情况；(7)根据金属间发生的置换；(8)根据原电池反应，做负极的金属比做正极的金属活泼。3．金属活动性顺序的应用。金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失去电子能力强---------------------------------------------------→弱金属阳离子得电子能力弱----------------------------------------------------→强金属与氧气反应常温极易氧化，燃烧产生过氧化物或超氧化物常温形成氧膜，点燃剧烈反应常温与氧气缓慢反应，高温下Fe可在纯氧中燃烧铜加热与氧化合，其余难反应金属与水反应常温剧烈Mg加热反应，Al去膜后反应铁与水蒸气反应产生四氧化三铁和氢气与水不反应金属与酸反应可置换非氧化性酸中的氢不可置换酸中的氢金属与盐溶液反应与水反应，生成的碱与盐溶液反应一般是位于金属活动性顺序表前边的金属能从盐溶液中置换出后边的金属氧化物与水反应K、Ca、Na的氧化物易和水化合生成碱，MgO与水缓慢反应，Al及其以后金属的氧化物均不与水反应氢氧化物的热稳定性K、Na的氢氧化物稳定，受热不分解，其余受热分解得到相应的氧化物和水，且它们的稳定性逐渐减弱跟碱溶液反应Al与碱溶液反应产生盐和氢气冶炼方法电解法(电解熔融盐或氧化物)热还原法(还原剂：C、CO、H2、Al等)热分解法物理方法二、重点知识解析1．钠及其钠的化合物(1)钠及其钠的化合物的知识体系(2)钠的性质银白色、质软、比水轻，熔点97.81℃，沸点882.9℃2化学性质①与氧气反应：4Na＋O22Na2O(常温下缓慢氧化)2Na＋O22Na2O2②与其他非金属反应：2Na＋Cl22NaCl(产生大量白烟)③与水反应：2Na＋H2O2NaOH＋H2↑(浮于水面，熔成闪亮的小球，并在水面上四处游动，发出咝咝的响声)④与盐反应：2Na＋CuSO4＋2H2OCu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑(钠先与水反应，其产物再与盐反应)⑤与乙醇反应：2Na＋2C2H5OH2C2H5ONa＋H2↑(3)氧化钠与过氧化钠氧化钠过氧化钠颜色、状态白色固体淡黄色固体化学式Na2ONa2O2氧的化合价－2－1稳定性不稳定，在空气中可以继续氧化：2Na2O＋O22Na2O2稳定，加热不分解与H2O反应Na2O＋H2O2NaOH2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2Na2CO32Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2氧化性、漂白性一般不表现氧化性、还原性，无漂白性有强氧化性、漂白性，可以杀菌消毒(4)碳酸钠与碳酸氢钠碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打、纯碱小苏打色、态常以Na2CO3·10H2O存在，为无色晶体，易风化失水为白色粉末Na2CO3白色粉末水溶性易溶于水溶解度较碳酸钠小热稳定性稳定，受热难分解2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O与盐酸反应Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3Na2CO3＋2HCl2NaCl＋CO2↑＋H2ONaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O碳酸钠碳酸氢钠与碱反应Na2CO3＋Ca(OH)2CaCO3↓＋2NaOHNaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O相互转化Na2CO3NaHCO3用途重要的化工原料，用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂等的生产食品工业，泡沫灭火剂等2．铝及其铝的化合物(1)铝及其铝的化合物的知识体系3(2)铝①铝在周期表中的位置和物理性质铝在周期表中第三周期ⅢA族，是一种银白色轻金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。它可应用于制导线、电缆、炊具，铝箔常用于食品和饮料的包装，铝还可以用于制造铝合金。②化学性质与非金属反应4Al＋3O22Al2O3(常温生成致密而坚固的氧化膜)4Al＋3O22Al2O3(铝箔在纯氧中燃烧发出耀眼的白光)与酸反应2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑(Al与非氧化性酸反应产生氢气)Al＋4HNO3(稀)Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O常温时遇浓HNO3发生钝化，但加热可反应与碱溶液反应2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑与氧化物反应2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应可用于焊接钢轨、冶炼某些金属)(3)氧化铝①是一种白色难溶的固体，不溶于水。是冶炼铝的原料，是一种比较好的耐火材料。②氧化铝是两性氧化物。与酸反应：Al2O3＋6HCl2AlCl3＋3H2O与碱反应：Al2O3＋2NaOH2NaAlO2＋H2O既能与强酸反应，又能与强碱反应的物质：Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(NaHCO3、NaHSO3)、弱酸的铵盐[(NH4)2CO3、(NH4)2SO3]、氨基酸等。(4)氢氧化铝制备AlCl3＋3NH3·H2OAl(OH)3↓＋3NH4Cl与酸反应Al(OH)3＋3HClAlCl3＋3H2O与碱反应Al(OH)3＋NaOHNaAlO2＋2H2O加热分解2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(5)Al3＋、2AlO、Al(OH)3间的相互转化关系Al3＋Al(OH)32AlO在AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液的现象：先出现白色沉淀，NaOH溶液过量白色沉淀又逐渐消失。AlCl3＋3NaOH＝Al(OH)3↓＋3NaCl；Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O(两瓶无色的溶液其中一瓶是AlCl3溶液，另一瓶是NaOH溶液，采用互滴法可以对这两瓶无色溶液进行鉴别)在NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸的现象：先出现白色沉淀，盐酸过量白色沉淀又逐渐消失。NaAlO2＋HCl＋H2OAl(OH)3↓＋NaCl；Al(OH)3＋3HClAlCl3＋3H2O3．铁及其铁的化合物(1)铁及其铁的化合物的知识体系4(2)铁的性质①铁的核电荷数为26，最外层电子数为2；位于周期表第四周期Ⅷ族；在地壳中的含量排在第四位。②物理性质：银白色、具有金属光泽、有良好的延展性，是电和热的良导体，密度是7.86g/cm3，能被磁体吸引，具有铁磁性。纯铁抗蚀性强，但生铁因含碳和其他元素，易生锈。③化学性质：与非金属反应3Fe＋2O2(空气)Fe3O42Fe＋3Cl22FeCl3；Fe＋SFeS与H2O反应3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2与酸反应与非氧化性酸Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑(HCl、稀H2SO4)与氧化性酸常温时遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化，但加热可反应2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2OFe＋4HNO3(稀)Fe(NO3)3＋NO↑＋H2O(硝酸过量)3Fe＋8HNO3(稀)3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(铁过量)与盐溶液反应Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu；Fe＋2Fe3＋3Fe2＋(3)铁的氧化物、氢氧化物及铁盐、亚铁盐的比较①铁的氧化物：化学式FeOFe2O3Fe3O4名称氧化亚铁三氧化二铁四氧化三铁俗名铁红磁性氧化铁化合价＋2＋3＋2、＋3类型碱性氧化物碱性氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水与盐酸反应FeO＋2H＋Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O与还原剂反应3FeO＋2AlFe＋Al2O3FeO＋COFe＋CO2Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO23Fe3O4＋8Al9Fe＋4Al2O3Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2②铁的氢氧化物：化学式Fe(OH)2Fe(OH)35实验室制法原理Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓现象产生白色沉淀产生红褐色沉淀与酸反应HClFe(OH)2＋2H＋Fe2＋＋2H2O稀HNO33Fe(OH)2＋10H＋＋3NO3Fe3＋＋NO↑＋8H2OFe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2OHIFe(OH)2＋2H＋Fe2＋＋2H2O2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－2Fe2＋＋I2＋6H2O稳定性4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3白色→灰绿色→红褐色2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O③铁盐、亚铁盐的性质：二价铁盐既有氧化性又有还原性，以还原性为主。亚铁盐溶液在保存时，应在溶液中放少量铁粉防止被氧化，同时滴加少量的相应酸以防其水解。硫酸亚铁在空气中变质的化学方程式：12FeSO4＋3O2＋6H2O4Fe2(SO4)3＋4Fe(OH)3三价铁盐具有较强的氧化性：氯化铁腐蚀铜：Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2氯化铁氧化二氧化硫：SO2＋2FeCl3＋2H2OH2SO4＋2FeCl2＋2HCl三价铁盐具有较强的水解性：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋④Fe2＋与Fe3＋的检验、Fe2＋与Fe3＋与其他离子的共存：Fe3＋的检验Fe2＋的检验观察颜色：黄色溶液加氢氧化钠溶液：产生红褐色沉淀。Fe3＋＋3OH－Fe(OH)3↓(红褐色)加KSCN溶液：溶液呈红色Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3黄色无色血红色观察颜色：浅绿色溶液加氢氧化钠溶液：先生成白色沉淀，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe2＋＋2OH－Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O4Fe(OH)3溶液中先加KSCN：溶液不呈红色，再加氯水或稀HNO3溶液呈红色。Fe2＋、Fe3＋与其他离子的共存不能大量共存的离子Fe3＋3HCO、23CO(水解相互促进)；S2－、I－(氧化还原反应)；SCN－、C6H5O－(络合反应)；OH－产生沉淀等Fe2＋23CO、OH－、3NO(H＋)、ClO－、4MnO等不能共存(4)铁的三角转化关系Fe→Fe2＋：H＋、Cu2＋、Fe3＋、S、I26Fe→Fe3＋：Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4Fe2＋→Fe3＋：Cl2、Br2、O2、HNO3、浓H2SO4、KMnO4(H＋)Fe3＋→Fe2＋：Fe、Cu、H2S、I－、SO2Fe→Fe3O4：O2、H2OFe3＋、Fe2＋、Fe3O4→Fe：CO、Al、H2Fe3＋的变色情况①向Fe3＋的溶液中加入KSCN溶液，溶液呈红色；②向Fe3＋的溶液中加入NaOH溶液，生成红褐色沉淀；③将Fe3＋的溶液中加入到KI淀粉溶液中，溶液变蓝色；④将饱和的Fe3＋的盐溶液加入到沸水中，生成红褐色Fe(OH)3胶体；⑤向Fe3＋的溶液中加入H2S气体，生成淡黄色沉淀；⑥向Fe3＋的溶液中加入过量Fe粉，溶液变浅绿色；⑧向Fe3＋的溶液中加入过量Cu粉，溶液变蓝绿色。4．铜及其化合物专题二非金属及其化合物一、知识整理1．非金属元素在周期表中的位置非金属元素有16种。除H位于左上方的IA外，其余非金属都位于周期表的右上方，都属于主族元素。非金属元素大多有可变化合价，如C：－4、＋2、＋4；S：－2、＋4、＋6；N：－3、＋1、＋2、＋3、＋4、＋5；Cl：－1、＋1、＋3、＋5、＋7。2．化学性质非金属单质：强氧化性F2、O2、Cl2、Br2；氧化性为主N2、S；还原性为主H2、C、Si、P。(1)与金属反应(表现氧化性)O2与金属钠反应常温生成Na2O、燃烧生成Na2O2；O2与铁反应点燃生成Fe3O4。Cl2、Br