高中化学元素化学知识点及拓展

元素化学（部分通性省略）一.非金属I.氢（H）1.单质（H2）无色，无味，有还原性，燃烧淡蓝色发展氢能源需要解决的三个问题：（氢气的）发生，储备（运输），利用2.离子型氢化物LiH,NaH,KH,MgH2,CaH2NaH＋H2O=NaOH＋H23.氢是宇宙中最丰富的元素II.卤素元素（F，Cl，Br，I）1.单质（熔点，沸点随周期增加而增加）氢气在氯气中安静的燃烧（苍白色火焰），光照条件下爆炸1）与水反应2F2＋2H2O=4HF＋O2Cl2＋H2OH++Cl-＋HClO（次卤酸都有强氧化性，漂白性）2)制备MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋2H2O＋Cl2KMnO4+16HCl2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl22NaCl＋2H2O=H2＋Cl2＋2NaOH2.氢化物1）物理性质：均有刺激性气味，无色（熔点，沸点随周期增加而升高，HF熔沸点高的原因：形成了H键）2）制备（卤化物与高沸点酸）CaF2＋H2SO4(浓)CaSO4＋2HFF2CI2Br2I2状态（常温常压）气气液固颜色淡黄黄绿红棕紫熔点（K）53.38172265.8386.5沸点（K）84.86238.4331.8457.4气味均有刺激性气味HFHCIHBrHI熔点（K）190.0158.2184.5222.5沸点（K）292.5188.1206.0237.36△△△NaCI＋H2SO4(浓)=NaHSO4＋HCINaBr＋H3PO4NaH2PO4＋HBrNaI＋H3PO4NaH2PO4＋HI3.含氧酸及其盐2HCIOO2＋2HCICI2＋2NaOH=NaCI＋NaClO＋H2O（冷水条件）（高氯酸是最强含氧酸）另注：碘与铁铜化合时金属呈低价；卤化银AgFAgClAgBrAgI颜色白色（可溶）白色淡黄黄色注：上述物质Ksp逐渐降低，Ag2S黑色不溶III.氧族元素(O与S)1.单质物理性质：O2无色，无味（同素异形体：O3淡蓝色，有臭味）S易溶于CS2，微溶于酒精，难溶于水化学性质3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2OO2+4I-+4H+=2I2+2H2O(滴定反应，指示剂淀粉)2.氢化物实验室过氧化氢制碘单质H2S臭鸡蛋气味，无色有毒气体（燃烧浅蓝色）硫化物硫铁矿FeS2黄铜矿CuFeS2颜色水酸Na2S白易易ZnS白不易FeS黑不易CuS黑不不Al2S3＋6H2O=3H2S＋2Al(OH)33.氧化物2SO2+O225tVOP或2SO3SO2能使品红(aq)褪色（可逆）4.含氧酸及其盐名称化学式氧化态结构式存在形式亚硫酸H2SO3+IVH-O-S-O-HO盐硫酸H2SO4+VIOH-O-S-O-HO酸，盐△光照△△焦硫酸H2S2O7+VIOOH-O-S-O-S-O-HOO酸，盐硫代硫酸H2S2O3+IISH-O-S-O-HO盐1）浓硫酸（吸水性，脱水性，酸性）常温下铁与铝被钝化442222HSOCuCuSOHOSO24222222HSOCCOSOHO＋＋＋5.盐1）亚硫酸钠4Na2SO3=3Na2S4O6+Na2S2）硫代硫酸钠，俗称海波或大苏打，常用于容量分析中的碘量法2Na2S2O3＋I2=Na2S4O6＋2NaI也可直接与酸反应生成S，SO2，Na2SO4，H2O制备方法○1H2S与H2SO3在碱性性条件下生成SS与Na2SO3碱性下○2Na2S，Na2CO3（2:1）和SO23)连二亚硫酸，俗称保险粉，白色固体，还原性强，可用于气体分析中吸收氧气。来源Zn＋2NaHSO3=Na2S2O4＋Zn(OH)2同时2Na2S2O4=Na2S2O3＋SO2＋Na2SO36.特殊化合物：S4N4固体，撞击爆炸，不溶于水IV.氮和磷（N，P）1.单质氮气，无色无味N2+O22NO2与镁生成氮化镁Mg3N2+3H2O=2NH3+3Mg(OH)2磷（白磷，红磷，黑磷）白磷有剧毒，不溶于水而溶于二硫化碳，易自燃。P4+3KOH＋3H2O=3KH2PO2＋PH311P＋15CuSO4＋24H2O=5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO42.氢化物○1NH3制备2NH4CI＋Ca(OH)2=2NH3＋2H2O＋CaCl2燃烧4NH3＋O2=2N2＋6H2O(黄色火焰)催化氧化4NH3＋5O24NO＋6H2O还原3CuO＋2NH3N2＋3Cu＋3H2O催化剂高温高温或放电△○2联氨，又称肼N2H4(与水结合发生一级电离，电离出OH-)制备NaClO＋2NH3=H2O＋N2H4＋NaCl○3叠氮酸HN3（放置过久的银氨溶液会生成AgN3，易爆炸）3.氧化物NO无色,NO2红棕色，有毒，有刺激性气味2NO+O2=2NO22NO2=N2O43NO2+H2O=2HNO3+NO4.含氧酸及其盐○1HNO3与铝反应有氨气生成（常温下Al与浓硝酸钝化）4HNO34NO2+O2+2H2OHNO3（浓）+Cu=NO2…..HNO3（稀）+Cu=NO…...物质正磷酸焦磷酸三磷酸亚磷酸次磷酸化学式H3PO4H4P2O7H5P3O10H3PO3H3PO2化合价VVVIIII2AgNO32Ag＋O2＋2NO2○2亚硝酸HNO2具有氧化性（硼：最常见的是NaBH4，具有还原性H呈-1价;(BN)6具有苯型结构）V.碳和硅（CSi）1.单质(黑色)Si＋2NaOH＋H2O=2H2＋Na2SiO32.氢化物硅烷SiH43.氧化物CO无色有毒（与血红蛋白结合）CO2无色无味SiO2SiO2+4HF=SiF4+2H2OSiO2＋CaOCaSiO3SiO2＋2C2CO＋SiCaCO3+SiO2CO2+CaSiO3NaCO3+SiO2CO2+Na2SiO3石棉CaMg3(SiO3)4VI.金属（有色金属指除去铬锰铁）1.钠1)单质制备：电解4Na＋O2=2Na2O(白色)2Na＋O2Na2O2(淡黄)点燃高温高温高温光△高温2Na＋2H2O=2NaOH＋H22）氧化物过氧化钠2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O24Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O22.铝1）单质制备：电解（需冰晶石Na3AlF6）可还原其他金属2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H22）氧化物两性3）氢氧化物两性3.铁1)单质3Fe＋4H2O4H2＋Fe3O4与铁离子生成亚铁离子2）氧化物FeO黑色Fe2O3红色Fe3O4黑色，有磁性3)氢氧化物氢氧化亚铁（白色，在空气中迅速被氧气氧化为氢氧化铁）；氢氧化铁（红褐色）.铁离子的化学性质1）二价碘离子与铁化合时铁呈低价与黄色的六氰合铁酸钾（黄色）生成蓝色沉淀2）三价与硫氰化钾生成红色物质腐蚀铜与硫化氢反应生成硫与亚铁离子4.铜1）氧化物氧化亚铜（砖红色）在稀酸中歧化氧化铜（黑色）2）卤化物氯化亚铜（可测一氧化碳）-溴化亚铜-碘化亚铜（可用于测汞含量）溶解度依次减小，均为白色沉淀5.锌1）氧化物氧化锌（白色）为两性2）氢氧化物氢氧化锌（白色）6.铬1）氧化物高温三氧化二铬（绿色）两性2）氢氧化物3）实验室中用银离子检验Ag2CrO47.锰钴和镍