化学第一部分专题突破方略专题五元素及其化合物01考点1元素及其化合物基础知识和应用02考点2元素及其化合物的综合应用——以“气体流程”为载体的定性考查03专题强化训练常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等):(1)了解常见金属的活动顺序;(2)了解常见金属及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用;(3)了解合金的概念及其重要应用。常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等):(1)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用;(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。以上各部分知识的综合应用。元素及其化合物基础知识和应用一、钠及其重要化合物的性质和应用1.理清知识主线Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO32.明确转化关系(1)钠的化合物俗名:火碱、烧碱、苛性钠——NaOH;纯碱、苏打——Na2CO3(纯碱在物质的分类方面的考题中常出现,虽然其俗名为纯碱,但其不属于碱,而属于盐);小苏打——NaHCO3;芒硝——Na2SO4·10H2O;水玻璃——硅酸钠溶液。(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2,还是生成二者的混合物,1molNa只能转移1mol电子(此知识点在NA的判断考题中常有考查)。考题中常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为,其中含有离子键和非极性共价键。过氧化钠中阴离子为O2-2,故Na2O2中阳离子和阴离子的个数之比为2∶1。Na2O2不是碱性氧化物,有强氧化性、漂白性,遇到湿润的红色石蕊试纸时,先使试纸变蓝,后使其褪色。(3)Na2CO3与盐酸反应时,二者相对用量或滴加顺序不同,产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液,应选用CaCl2或BaCl2溶液。(5)除去CO2中的HCl气体,应选用饱和NaHCO3溶液。(6)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,有晶体析出,发生反应Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓。(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应,焰色反应利用的是物质(或元素)的物理性质。(8)将NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合得到Al(OH)3沉淀,发生反应NaHCO3+NaAlO2+H2O===Al(OH)3↓+Na2CO3,此反应并非相互促进的水解反应。(9)二氧化碳气体通入NaClO溶液中,无论二氧化碳少量还是过量,都发生反应CO2+NaClO+H2O===HClO+NaHCO3,而不会生成碳酸钠,因酸性:H2CO3HClOHCO-3。CO2与苯酚钠的反应也是如此。(10)侯氏制碱法的原理:NaCl+CO2+H2O+NH3===NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3=====△Na2CO3+CO2↑+H2O。(11)Li和O2反应只生成Li2O;NaH是离子化合物,是一种强还原剂。NaK合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂。(12)不足量的Na2O2与CO2、H2O(g)混合气体反应时,Na2O2先与CO2反应。(13)钠、钾保存在煤油中,而锂需要密封在石蜡中。二、铝及其重要化合物的性质和应用1.理清知识主线Al→Al2O3→Al(OH)3→NaAlO2AlCl3Al2(SO4)3KAl(SO4)2·12H2O2.明确转化关系(1)要熟记有关“Al”的几个重要反应方程式①2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑;②CO2(少量)+2NaAlO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3;③CO2(过量)+NaAlO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3;④Al3++4OH-===AlO-2+2H2O(AlCl3溶液与过量强碱溶液混合);⑤AlO-2+4H+===Al3++2H2O(NaAlO2溶液与过量强酸溶液混合);⑥2Al+Fe2O3=====高温Al2O3+2Fe(铝热反应);⑦2Al2O3(熔融)=====电解冰晶石4Al+3O2↑(电解制铝)。(2)铝是活泼金属,但铝抗腐蚀性相当强,因为铝表面容易生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3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。(3)Al、Al2O3、Al(OH)3均既能与强酸反应,又能与强碱反应。弱酸(如碳酸)、弱碱(如NH3·H2O)不能与它们反应。(4)铝元素在溶液中有两种存在形式:Al3+、AlO-2。有Al3+存在的溶液为酸性,与其发生相互促进的水解反应的离子有CO2-3、HCO-3、S2-、HS-、ClO-等;有AlO-2存在的溶液为碱性,AlO-2与Al3+不能在溶液中同时存在,会因发生相互促进的水解反应而产生沉淀:Al3++3AlO-2+6H2O===4Al(OH)3↓。(5)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应,还包含制取其他难熔金属的反应,但不能制备金属性比Al强的金属,如镁等,因为铝热反应的本质是利用了铝的强还原性,铝被氧化时放出大量热。铝热剂是混合物。(6)Al(OH)3可用作抗酸药;明矾常用于净水;泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。(7)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CO2,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO2过量时生成HCO-3,不过量时生成CO2-3,书写离子方程式时要特别注意。三、铁、铜及其重要化合物的性质和应用1.铁及其化合物(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4,而不是Fe2O3;Fe在Cl2中燃烧,无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3;Fe与S反应时只能生成FeS;通过上述事实说明Cl2的氧化性强于S的氧化性(或氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性)。(2)常温下,Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化,钝化属于化学变化,但加热后继续反应。(3)一定条件下,铁与硝酸、浓硫酸反应时,首先生成的一定是Fe3+,当铁过量时,过量的铁将Fe3+还原为Fe2+:2Fe3++Fe===3Fe2+。(4)Fe3+存在的溶液一定呈酸性,因为Fe3+在pH为3.2左右时已经沉淀完全。(5)当Fe2+与Fe3+共存时,检验Fe2+的方法是取少许溶液,向其中加入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去;检验Fe3+的方法是取少许溶液,向其中加入KSCN溶液,溶液变为红色。(6)铁氰化钾{化学式为K3[Fe(CN)6]}法鉴别Fe2+、Fe3+:Fe2+能与[Fe(CN)6]3-形成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2,而Fe3+则不能。(7)配制FeCl2溶液要加入Fe粉防氧化,同时加入盐酸,抑制Fe2+水解;配制FeCl3溶液要加入浓盐酸抑制Fe3+水解。(8)除去酸性ZnCl2溶液中的FeCl2,应先通入Cl2或加入H2O2,再加入ZnO,使Fe3+水解生成Fe(OH)3沉淀而过滤除去。(9)Fe2+、Fe3+的同类盐溶液蒸发、灼烧,得到的最终物质为Fe3+的盐固体或Fe2O3。(10)制备Fe(OH)2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O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变为红褐色)。2.铜及其化合物(1)铜在潮湿的空气中最终生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。(2)铜及其化合物大多数为有色物质,如Cu:紫红色;CuO:黑色;Cu2S:黑色;CuS:黑色;Cu2O:砖红色;CuSO4·5H2O:蓝色。(3)无水CuSO4为白色固体,吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色[无水CuSO4可用于检验水的原理:CuSO4(白色)+5H2O===CuSO4·5H2O(蓝色)]。(4)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基,该反应需要在碱性环境中进行,加热至沸腾可生成砖红色沉淀氧化亚铜(Cu2O)。(5)联系铜、铁的一个重要反应:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+(该反应是FeCl3溶液刻蚀铜电路板的原理,同时也证明氧化性:Fe3+Cu2+)。(6)冶炼铜的方法有①热还原法;②湿法炼铜;③电解精炼铜。(7)常用灼热的铜粉除去N2中的O2,灼热的CuO除去CO2中的CO。(8)Cu和一定量的浓HNO3反应,产生的是NO2和NO的混合气体,当Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu继续溶解。(9)重金属离子可使蛋白质变性,因此,可溶性铜盐均有毒。另一方面,可溶性铜盐可作为消毒杀菌剂,如用于配制波尔多液等。四、碳、硅及其重要化合物的性质和应用1.理清知识主线C-4H4C0―→C+2O―→C+4O2Si-4H4Si0―→Si+4O2(H2Si+4O3)2.明确转化关系(1)Si、SiO2用途勿混淆:Si可用作半导体材料、光电池和芯片;SiO2可用于制作光导纤维、石英玻璃和光学仪器等。(2)HF是弱酸,但能够与Si、SiO2反应:Si+4HF===SiF4↑+2H2↑、SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O。所以HF不能用玻璃仪器盛放;其他的强酸都不能与Si、SiO2反应。(3)硅单质能够与NaOH溶液反应生成H2:Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑。(4)硅的还原性比碳强,但高温下碳可用于制取粗硅:SiO2+2C=====高温Si(粗)+2CO↑(粗硅精炼的反应为Si+2Cl2=====高温SiCl4、SiCl4+2H2=====高温Si+4HCl)。(5)H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以有Na2SiO3+CO2(少量)+H2O===H2SiO3↓+Na2CO3;但SiO2能够与Na2CO3在高温下反应:SiO2+Na2CO3=====高温Na2SiO3+CO2↑(工业制玻璃的原理之一)。原因可从两方面解释:①硅酸盐比碳酸盐稳定;②从化学平衡角度分析可知,该反应是由高沸点难挥发固体SiO2制得低沸点易挥发气体CO2。(6)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。五、卤素及其重要化合物的性质和应用1.理清知识主线HCl-1―→Cl02―→HCl+1O―→HCl+3O2―→HCl+5O3―→HCl+7O42.明确转化关系(1)1molCl2参加反应,转移电子数可能是2NA,也可能是NA[与NaOH、Ca(OH)2反应]或小于NA(与水反应,该反应是可逆反应)。(2)实验室制Cl2,除了用MnO2和浓盐酸反应(需加热)外,还可以用KMnO4、KClO3、NaClO与浓盐酸反应(都不需要加热),如ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。(酸化KMnO4溶液用的是H2SO4而不是盐酸)(3)具有强氧化性的物质不一定具有漂白性,如Cl2可以用于漂白,但Cl2不具有漂白性,起漂白作用的是HClO。(4)Cl2具有强氧化性,但常温下可以储存在钢瓶中。Cl2在点燃条件下与Fe反应,一定将铁氧化为FeCl3,而不是FeCl2。(5)ClO-在酸性或碱性环境下均具有强氧化性,与SO2-3、I-、S2-、Fe2+等还原性微粒不能大量共存;ClO-水解显碱性,如Fe3++3ClO-+3H2O===Fe(OH)3↓+3HClO,所以ClO-与Fe3+、Al3+均不能大量共存。(6)向Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体生成CaSO4,而不是CaSO3,其离子方程式为Ca2++3ClO-+SO2(少量)+H2O===CaSO4↓+Cl-+2HClO,Ca2++2ClO-+2SO2(过量)+2H2O===CaSO4↓+2Cl-+SO2-4+4H+。(7)氯水的主要性质①强氧化性——作用微粒:Cl2、HClO。氯水中有起漂白作用的HClO,故不能用pH试纸测定氯水的pH;氯水与还原剂发生反应并要求书写方程式时一般只考虑Cl2。②强酸性——作用微粒:H+。(8)几个重要反应①MnO2+4HCl(浓)=====△MnCl2+2H2O+Cl2↑;②Cl2+H2OHCl