五位一體多頭并進

——元素及其化合物的復習方法五位——結構、性質、原理、實驗、用途胡征善皖智教育2015年8月29日一、金屬及其化合物知識網絡金屬元素及其化合物的學習，應抓住“結構性質制備用途”這條主線，遵循(“單質氧化物→氫氧化物→鹽”)序漸進，要關注元素價態的變化，重視“鐵三角”、“鋁三角”及其過氧化物的性質。Na2ONa2O2Na

Na+鈉鹽NaOH1．鈉及其化合物Na2CO3NaHCO3具有強氧化性、漂白性、可作供氧劑（一）金屬鈉與水的反應浮、熔、游、響、紅、白霧浮：密度比水小(結論不充分，不可靠——金屬Mg與稀硫酸反應也是浮液面上)熔：反應放熱；Na的熔點低；鈉周圍的水呈沸騰狀態，有白霧游：氫氣和水蒸氣從Na表面逸出，反作用于鈉粒，各方向上合力不為0時，向受力小的方向游動響：氫氣及水蒸氣逸出，氣泡破裂，振蕩空氣而發出“嘶嘶”響聲（1）與無水乙醇反應的現象作比較（2）設計成右圖實驗，實驗現象？（3）與NaOH(aq)、CuSO4(aq)

、FeCl3(aq)的作用如何？

蒸餾水苯或汽油鈉?，F象：（1）在空氣中劇烈燃燒，產生黃色火焰（2）生成淡黃色固體，并有黑色固體生成煤油不完全燃燒生成C或燃燒生成CO24Na+CO2=2Na2O+CNa2O+CO2=2Na2CO3鈉元素的焰色反應過氧化鈉與水和二氧化碳的反應（1）均為歧化反應——每個Na2O2轉移1個電子。當有其它還原劑時每個Na2O2轉移2個電子（2）與水反應的過程是：先水解后分解——NaOH既不是氧化產物也不是還原產物；注意當用雙線橋表示電子轉移的方法（3）有水存在時，加快與二氧化碳反應的速率——“二氧化碳和水接觸時才能和過氧化鈉反應”是偽命題（4）二氧化碳和水同時存在時，可認為先與二氧化碳反應后與水反應如：密閉容器中加熱mmol

Na2O2和nmol

NaHO3

的混合固體，反應產物的分析某實驗探究小組為了探究“二氧化碳是否在有水存在時才能與過氧化鈉反應?”，設計了如下實驗：（1）按圖裝置，在干燥的試管C中裝入Na2O2后，迅速將彈簧夾(K1、K2)夾緊，其目的為________________________________________。（2）試管A內的試劑X應是_____________時，打開彈簧夾K1、K2，通入CO2一段時間后，將帶火星的木條插入試管B的液面上，可觀察到帶火星的小木條不能劇烈地燃燒，且試管C內淡黃色粉末沒有發生變化。則得出的結論是___________________________。（3）試管A內試劑為CO2飽和水溶液時，其他操作同（2），通過____________________的現象可以證明Na2O2與潮濕的CO2能反應且放出O2。此題的論點是不成立的，因為過氧化鈉與干燥的二氧化碳在通常情況下是自發發生的反應：2Na2O2(s)+2CO2(g)====2Na2CO3(s)+O2(g)△G==—445.2kJ/mol由實驗得出的結論“Na2O2與干燥的CO2不反應”也是不可信的“偽”結論，雖然實驗中沒有檢出過氧化鈉與干燥的二氧化碳作用有O2放出，但可能是因為反應速率慢，而不是不反應。過氧化鈉與潮濕的二氧化碳作用有O2放出，是因為當有水存在時，大大加快了過氧化鈉與二氧化碳的反應速率。利用數軸法直觀地表示其動態變化：

【思維特點

】將化學問題抽象為數學問題，利用數學函數關系或數學圖像，直觀形象地解決化學問題。數形結合，促進數理思維與形象思維的形成和有機結合。說明：“”表示不含這點；“●”表示含這點?！瘛窆腆w成分Na2CO3

Na2CO3、NaOHNa2CO3、NaOH、Na2O2●1/21氣體成分H2O(g)、O2、CO2H2O(g)、O2O2

m/nH2O(g)、CO2●碳酸鈉與碳酸氫鈉的互相轉化Na2CO3溶液NaHCO3溶液1.足量H+——難控制、有雜質2.通足量CO2（1）離子方程式（2）Na2CO3飽和溶液？a.b.c.通常情況下，S(NaHCO3)<S(Na2CO3)反應消耗了溶劑水生成NaHCO3的質量大NaOH飽和溶液中通入過量CO2？碳酸鈉與碳酸氫鈉的互相轉化NaHCO3Na2CO31.固體加熱2.溶液加熱適量NaOH（1）實驗設計：如何用一定量的NaOH溶液制備Na2CO3溶液？（2）測定含量A.差量法B.與過量HCl(aq)反應a.測CO2體積b.測CO2質量c.測CaCO3質量d.蒸干測反應后固體質量

C.雙指示劑法純堿(含NaCl)樣品純度測定實驗裝置如圖：操作步驟有：①檢查裝置的氣密性；②在干燥管內裝滿堿石灰，稱量質量為W1g；③稱量W2g樣品裝入廣口瓶B中；④緩緩鼓入空氣數分鐘；⑤關閉止水夾，緩慢加入稀H2SO4至不再產生氣體為止；⑥打開止水夾，緩緩鼓入空氣數分鐘，再稱量干燥管，質量為W3g；⑦重復步驟⑤和⑥的操作，直到U型管的質量基本不變，為W4g。計算樣品中純堿的質量分數為_____(用代數式表示)。圖中裝置A的作用是_____。裝置C的作用是_____。如果沒有裝置A和實驗操作④⑥，會導致測量結果_____(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。有同學認為空氣中的水蒸氣會進入干燥管導致測量結果_____(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)，改進措施可以是_____。CO32—、HCO3—分別與H+反應情況n(H+)n(CO2)n(CO2)n(CO32—)或n(HCO3—)n(HCO3—)

n(CO32—)n(CO32—)n(HCO3—)分別在等物質的量CO32—、HCO3—

中不斷滴加H+等量的H+中分別滴加

CO32—、

HCO3—一定體積的NaOH溶液中通入CO2，因CO2的量不同，得到溶液的組成也不同。在得到的溶液中不斷滴加HCl(aq)，產生CO2的量與滴加HCl(aq)的關系如圖：BAOn(H+)/moln(CO2)/mol若A=0，原溶液為______；若B=2A，原溶液為______；若B>2A，原溶液為_____；若B<2A，原溶液為_______。A是動點B是定點CC是動點設NaOH為1mol一、焰色反應焰色反應是物理變化。焰色反應是某些金屬或它們的揮發性化合物在無色火焰中灼燒時使火焰呈現特征的顏色的反應。當某些金屬及其化合物在火焰上灼燒時，原子中的電子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到能量較高的軌道，但處于能量較高軌道上的電子是不穩定的，很快遷回能量較低的軌道，這時就將多余的能量以光的形式放出。而放出的光的波長在可見光范圍內（波長為400nm～760nm），因而能使火焰呈現顏色。但由于這些金屬的原子結構不同，電子躍遷時能量的變化就不相同，就發出不同波長的光，從焰色反應的實驗里所看到的特殊焰色就是光譜譜線的顏色。每種元素的光譜都有一些特征譜線，發出特征的顏色而使火焰著色。利用元素的這一性質就可以檢驗一些金屬或金屬化合物的存在。這就是物質檢驗中的焰色反應。進行焰色反應應使用鉑絲或鎳絲（在材料有限的情況下可以用純凈的鐵絲代替鉑絲，因為鐵絲的焰色反應為無色）。把嵌在玻璃棒上的鉑絲在稀鹽酸里（這是因為金屬氧化物與鹽酸反應生成的氯化物在灼燒時易氣化而揮發；若用硫酸，由于生成的硫酸鹽的沸點很高，少量雜質不易被除去而干擾火焰的顏色）蘸洗后，放在酒精燈的火焰(最好是煤氣燈，因為它的火焰顏色淺、溫度高)里灼燒，直到跟原來的火焰的顏色一樣時，再用鉑絲蘸被檢驗溶液，然后放在火焰上，這時就可以看到被檢驗溶液里所含元素的特征焰色。例如，蘸取碳酸鈉溶液灼燒時，看到的火焰呈黃色。蘸取碳酸鉀溶液，放到燈焰上灼燒，隔著藍色鈷玻璃（濾去黃光）觀察，火焰呈淺紫色。實驗完畢，要用稀鹽酸洗凈鉑絲，在火焰上灼燒到沒有什么顏色后，才能再去蘸另一種溶液進行焰色反應。紫紅色

黃色

淺紫色

磚紅色

洋紅色

黃綠色

綠色鉀、鈣、鈉保存在煤油或石蠟油中鋰密封在固體石蠟中鉀形成火球在水面游動鉀、鈣、鈉等質軟，切開的的斷面銀白色，很快變暗索爾維制堿NaCl(飽和)+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓

+NH4Cl2NaHCO3===Na2CO3

+CO2+H2O總反應：2NaCl(飽和)+2NH3+CO2+H2O==Na2CO3

+2NH4Cl?侯德榜制堿符合綠色化學思想化工原料、氮肥二、堿金屬遞變規律3Li11Na19K37Rb55Cs原子元素單質某些化合物結構性質物理性質化學性質性質____________增大___________增多____________不變____________增強____________增大___________________減小_______降低____趨向增大，鈉大于鉀與氧氣反應_____________________________劇烈程度增大某種金屬鹵化物的熔沸點___________氫氧化物的堿性_____最外層電子數電子層數原子半徑核對最外層電子吸引力失電子能力金屬性熔沸點密度與水反應更易，生成復雜的氧化物增強依鹵素原子序數增大而降低Rb、Cs與水發生爆炸性反應密度均小于水略帶金黃色r(R+)依次增大，與自由電子的作用力(金屬鍵)減小熔沸點依次降低Na、Mg、Al自由電子數增多陽離子電荷數增多，離子半徑減小金屬鍵增強單質熔沸點升高MgOMgMg2+鎂鹽Mg(OH)22．鎂及其化合物MgCO3同溫時，S(MgCO3)＞S[Mg(OH)2]

4Be12Mg20Ca38Sr56Ba88Ra____________增大___________增多____________不變____________增強____________增大__________________減小最外層電子數電子層數原子半徑核對最外層電子吸引力失電子能力金屬性原子結構元素性質________劇烈程度增大與水反應某些化合物性質硫酸鹽的溶解度_____氫氧化物的堿性_____增強減小單質性質3．鋁及其化合物一、鋁的冶煉2AlO2—+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32—SiO32—+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32—與苯酚鈉溶液中通CO2不同：C6H5O—+CO2+H2O==C6H5OH+HCO3—二、Mg、Al、Si都是親氧元素——與O作用力大

什么情況下Al可以燃燒？其原因？AlAl2O3有鋁參加；反應放出大量熱鋁熱劑：鋁粉和某些金屬氧化物(鐵的氧化物和某些高熔點金屬氧化物——MnO2、Cr2O3、V2O5、WO3等)用途：焊接無縫鐵軌、無縫鋼管；冶煉高熔點金屬鋁及其合金有重要的用途。鋁的化學性質活潑，在空氣中能自動形成一層氧化膜，但這樣形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性不強。工業上常采用化學氧化法或電化學氧化法以改變氧化膜的結構，增加氧化膜的厚度和強度。（1）化學氧化法：將鋁放入由Na2CO3、Na2CrO4和NaOH按一定比例混合形成的電解質溶液中，加熱至80～100℃生成0.5～4μm厚的氧化膜。上述過程中起氧化作用的物質是_________(填化學式)。（2）電化學氧化法：在直流電的作用下將鋁氧化，下表是以硫酸為電解質溶液，鋁在直流電作用下得到氧化膜最大厚度的技術數據：硫酸濃度/g?L—1電壓/V 溫度/℃時間/min 氧化膜的厚度/μm

215.6 13～22 13～26 40 5～20

215.6 13～22 20～32 10 5～20

12 10～20 ～0 60 150～200請回答下列問題：①215.6g?L—1的硫酸溶液是_________mol?L—1。②從電化學氧化法的技術數據表中，你得出哪些結論？_________③你認為化學氧化法和電化學氧化法何種方法更好？_______，其原因是_____________三、Al分別與H+、OH—反應

1.等量Al分別與過量H+和OH—反應產生等量H2；但消耗H+是消耗OH—的3倍

2.等量Al分別與等量且量不充足的H+—和OH—反應，H+先耗完，若還有Al，對H+來說Al過量，而OH—繼續反應放出H2，此后是OH—多放出的H2。如：均含0.6molH+和OH—的溶液分別與等量且過量的Al[n(Al)≥0.6mol]反應：0.90.60.30.20.40.6n(Al)H+OH—n(H2)/mol設計實驗：廢鋁屑、廢酸液、廢堿液制備Al2O3Al2O3易溶于H+或OH—？（1）剛玉——硬度僅次于金剛石。難溶于酸堿耐腐蝕。紅寶石和藍寶石都屬于剛玉礦物。（2）新制得的氧化鋁——易溶于酸堿，加熱至1000℃轉化為難溶于酸堿的氧化鋁（3）剛玉坩堝不能熔融強堿或碳酸鈉等Al(OH)3可溶于____________。Al能與水反應嗎？（1）冷水難反應，熱水可反應。為什么？（2）破壞生成難溶的Al(OH)3的覆蓋，與冷水很快反應同樣道理Al被空氣氧化——鋁絲用Hg(NO3)2溶液處理一下——“毛刷”實驗原來人教版教材的敘述原來人教版教材的習題P70下列變化不能通過一步反應直接完成的是（）。A.Al3+Al(OH)3B.AlAlO2—C.Al(OH)3Al2O3D.Al2O3Al(OH)3換作下題AlO2—

Al(OH)3Al3+OH—+H+AlO2—+H+Al(OH)3+H+

AlO2—、Al(OH)3

Al(OH)3、Al3+Al3+、H+

OH—、AlO2—n(H+)n(OH—)AlO2—+OH—Al3++OH—H++OH—五、各種坐標圖其中y為沉淀的質量四、含鋁粒子的轉化

圖⑴向Al3+溶液中滴入OH—溶液：A→B

Al3++3OH—=Al(OH)3↓B→C

Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O

圖⑵向OH—溶液中滴入Al3+溶液：A→B

Al3++4OH—=AlO2—+2H2OB→C

3AlO2—+Al3++6H3O=4Al(OH)3↓

圖⑶向鹽酸酸化的Al3+溶液中滴入OH—溶液：A→B

OH—+H+=H2OB→C

Al3++3OH—=Al(OH)3↓C→D

Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O圖⑷向H+中加入AlO2—溶液：A→B

AlO2—+4H+=Al3++2H2OB→C3AlO2—+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓圖⑸向AlO2—溶液中加入H+：A→B

AlO2—+H++H2O=Al(OH)3↓B→C

Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O

圖⑹向Al3+溶液中滴入AlO2—溶液：A→B

3AlO2—+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓

含n[Mg2+(或Fe3+)]∶n(Al3+)=1∶1溶液中加OH—

每消耗1molOH—：生成Mg(OH)229gKsp=1.8×10—11生成Al(OH)326g比Mg(OH)2先生成Ksp=4.6×10—33生成Fe(OH)335.7g比Al(OH)3先生成Ksp=4.0×10—38·Fe3+和Al3+

Al3+和Mg2+

2012年安徽高考試題缺電子分子1.AlX3、BeX2（X=Cl、Br、I）2.Al(OH)3、B(OH)3電離Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]—+H+B(OH)3[B(OH)4]—與堿反應Al(OH)3+OH—===[Al(OH)4]—B(OH)3[B(OH)4]—4．鐵及其化合物——金屬元素變價的代表FeOFe3O4Fe2O3FeFe2+Fe3+Fe(OH)2Fe(OH)3Fe(SCN)3

一、氧化還原“鐵三角”氧化①Fe3+、Cu2+、H+、S、I2②Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2、MnO4—、Cr2O72—③Cl2、Br2、O2、HNO3、熱濃HNO3、熱濃H2SO4還原④C、CO、H2、Al高溫還原Fe2O3⑤Fe、Cu、Zn(少量)、S2—(H+)、I—、SO2、SO32—⑥Zn或C、CO、H2、Al高溫還原FeO

Fe2+Fe3+

Fe①0②⑤④③⑥黑色（磁性氧化鐵）紅棕色（鐵紅）黑色白色紅褐色血紅色淺綠色棕黃色(1996年)在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應，可以得到鐵的氧化物。該氧化物又可以經過此反應的逆反應，生成顆粒很細的鐵粉。這種鐵粉具有很高的反應活性，在空氣中受撞擊或受熱時會燃燒，所以俗稱“引火鐵”。請分別用下圖中的兩套裝置，制取上述鐵的氧化物和“引火鐵”。實驗中必須使用普通鐵粉和6mol/L鹽酸，其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺、鐵夾、鐵圈、石棉網、加熱設備等在圖中均已略去)。填寫下列空白：(1)實驗進行時試管A中應加入的試劑是____；燒瓶B的作用是____；燒瓶C的作用是____；在試管D中收集得到的是______。納米鐵粉(2)實驗時，U型管G中應加入的試劑是______；長頸漏斗H中應加入______。(3)兩套裝置中，在實驗時需要加熱的儀器是(填該儀器對應的字母)______。(4)燒瓶I中發生的反應有時要加入少量硫酸銅溶液，其目的是______。(5)試管E中發生反應的化學方程式是______。(6)為了安全，在E管中的反應發生前，在F出口處必須________________；E管中的反應開始后，在F出口處應________________________________。(1)普通鐵粉(或鐵粉)作為水蒸氣發生器(或用來產生水蒸氣)防止水倒吸(或用作安全瓶)氫氣(2)堿石灰(或固體NaOH、CaO等堿性固體干燥劑)

6mol?L—1HCl(3)ABE(4)加快氫氣產生的速率(5)Fe3O4+4H2

3Fe+4H2O(6)檢驗氫氣的純度點燃氫氣答案二、多彩的鐵元素1、Fe3+(aq)——棕黃色2、Fe2+(aq)——淺綠色3、Fe(OH)3——紅褐色4、Fe(OH)2——白色露置于空氣中：灰綠色，紅褐色5、Fe2O3——棕色6、FeO、Fe3O4——黑色7、[Fe(SCN)]2+——血紅色*8、[Fe(—O)6]3———紫色9、Fe3[Fe(CN)6]2(鐵氰化亞鐵、藤氏藍)——藍色Fe3+遇苯酚、均三苯酚呈紫色；但遇鄰苯二酚、對苯二酚顯綠色；遇甲苯酚顯藍色顏色的變化1、Fe3+(aq)與Cu完全反應——棕黃色變藍色2、Fe3+(aq)與Fe、Zn(少量)完全反應——棕黃色變淺綠色3、[Fe(SCN)]2+中加足量OH———血紅色溶液變為紅褐色沉淀4、Fe2+(aq)與酸性Cr2O72———淺綠色變為墨綠色

(水合Cr3+為墨綠色)也稱赤血鹽。亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]也稱黃血鹽3Fe3++4[Fe(CN)6]4—=Fe3[Fe(CN)6]↓普魯士藍黃血鹽K4[Fe(CN)6]赤血鹽K3[Fe(CN)6]滕氏藍1704年普魯士人狄斯巴赫為尋找藍色染料將草木灰和牛血混合在一起進行焙燒，再用水浸取焙燒后的物質，過濾掉不溶解的物質以后，得到清亮的溶液，把溶液蒸濃以后，便析出一種黃色的晶體。當狄斯巴赫將這種黃色晶體放進三氯化鐵的溶液中，便產生了一種顏色很鮮艷的藍色沉淀。狄斯巴赫經過進一步的試驗，這種藍色沉淀竟然是一種性能優良的涂料。

狄斯巴赫的老板將這種涂料的生產方法嚴格保密，并為這種顏料起了個令人捉摸不透的名稱——普魯士藍，以便高價出售這種涂料。直到20年以后，一些化學家才了解普魯士藍是什么物質，掌握了它的生產方法。

普魯士藍6FeO+O2==2Fe3O4△Fe3O4可以看作FeO·Fe2O3,真實結構為Fe(Ⅲ)[Fe(Ⅱ)Fe(Ⅲ)O4]天然的Fe3O4很難溶于酸三、Fe3+、Cu、Fe混合體系Fe2O3、Cu、Fe混合物與H+充分作用判斷依據：Fe3+與Cu、Fe不共存；Cu2+與Fe不共存_________________________________的情況都不存在，任一情況都有Fe2+只有Fe3+、只有Cu2+、只有Fe3+和Cu2+四、Fe、Zn、Mg等活潑金屬與HNO3反應通常是硝酸濃度越小，其還原產物的價態越低Fe與不同濃度硝酸反應，硝酸還原產物的含量Fe與硝酸反應五、Fe(OH)2的制備

1.試劑創新

Fe與稀H2SO4制FeSO4溶液——放出的H2排氧除氧濃氨水——密度約0.9g/cm32.裝置創新

3.方法創新——控制電壓2014年安徽高考題鋼鐵的吸氧腐蝕——電化腐蝕2011年浙江高考題2014年福建高考題鐵銹出現在何處？Fe3+和Fe2+的檢驗1.Fe3+最佳試劑—SCN(aq)；OH—2.Fe2+取少量待測液，加入—SCN(aq)，溶液不變紅色，滴入氯水或H2O2(aq)，溶液變為血紅色。Fe3+和Fe2+共存Fe3+———SCN(aq)Fe2+——當無還原性離子如Cl—時，MnO4—/H+(aq)；當有還原性離子如Cl—時，[Fe(CN)6]3—(aq)CuOCuCu2+Cu(OH)25．銅及其化合物Cu2(OH)2CO3Cu2OH+歧化—CHO80℃1000℃同一元素不同價態的氧化物，通常是溫度越高，低價越穩定黑色紅色綠色藍色[Cu(H2O)4]2+藍色，膽礬[Cu(H2O)4]SO4?H2O硫酸銅晶體CuSO4?5H2O氯化銅晶體CuCl2?2H2O孔雀石礦石孔雀石飾品無水氯化銅棕色粉末無水硫酸銅白色粉末電化腐蝕——吸氧腐蝕色與翡翠媲美，名居百鳥之上；只因石頭模樣，不能展翅飛翔；生來本性怕熱，遇火怒氣揚揚；可憐眼淚汪汪，終現焦黑慘狀。

礦石：孔雀石（主要成分為Cu2(OH)2CO3，綠色）。銅銹或銅綠也是Cu2(OH)2CO3

Cu2(OH)2CO3===2CuO+CO2↑+H2O顏色：綠色。色與翡翠媲美焦黑慘狀

怒氣揚揚

眼淚汪汪孔雀石：名居百鳥之上，只因石頭模樣，不能展翅飛翔△正極：O2+4e—+H2O==4OH—2OH—+CO2==CO32—+H2O負極：Cu—2e—==Cu2+

Cu2++2OH—+CO32—==Cu2(OH)2CO3

1．金屬的存在：除了金、鉑等少數金屬以單質形式存在外，絕大多數金屬以化合態的形式存在于自然界。得電子、被還原M(化合態)

M(游離態)二、金屬礦物的開發利用+n03．金屬活動順序表的應用2．金屬冶煉的實質金屬冶煉的實質是把金屬元素從化合態還原為游離態，即鉑礦石金礦石沙里淘金——利用沙與金的密度不同黃鐵礦石FeS2黃銅礦石CuFeS2赤鐵礦石Fe2O3磁鐵礦石Fe3O4

位于前面的金屬能從后面陽離子的化合物中置換出后面的金屬，如：

nA(前)+mBn+nAm++mB(后)冷水劇烈反應濃鹽酸與濃硝酸按體積比為3∶1高溫如沙里淘金不能被氧化K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+（H+）Cu2+Hg2+Fe3+Ag+

原電池正負極判斷依據失電子能力：強弱

得電子能力：弱強

惰性電極電解：陰極放電次序金屬氫氧化物的熱穩定性減弱

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgFe2+AgH2OH++OH—Cu(OH)280℃分解；Hg(OH)2和AgOH常溫分解三、合金1．定義：兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質。2．特性：由金屬制成合金，改變了原金屬結構，因而性質和原金屬不同。如導電性減弱、硬度強度一般增高，熔沸點降低。3．舉例：鐵的合金金屬的物理通性——共同的粒子——自由電子塊狀金屬光澤(粉末狀多為灰暗色)、導電導熱、延展性四、鋁、鐵元素及其化合物的性質比較溶液中Fe3+與金屬的反應KCaNaMgAlZnFeCuFe(OH)3↓+H2↑Fe2++Cu2+Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+主主次次溶液中NH4+與金屬Mg的反應NH4++H2ONH3?H2O+H+有NH3和H2放出2014年安徽：1L0.1mol/LFe2(SO4)3溶液和足量Zn充分反應生成11.2gFeFe3+、Al3+和AlO2—、SiO32—的水解Al3+(Fe3+)+3H2OAl(OH)3[Fe(OH)3]+3H+AlO2—(SiO32—)+2H2OAl(OH)3[H2SiO3]+OH—(2OH—)由于Al(OH)3和Fe(OH)3Ksp很小，Al3+、Fe3+水解程度很大，通常濃度下，其溶液中c(H+)相當于醋酸溶液，CO32—、HCO3—、SiO32—與上述平衡中的H+反應，促進上述平衡的正向移動，生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀。同樣道理AlO2—、SiO32—水解程度很大，通常濃度下，其溶液中c(OH—)相當于氨水，酸式酸根如HSO3—、HCO3—等；難溶性堿的金屬離子如Mg2+、Fe2+、Fe3+、Pb2+、Cu2+等；NH4+均能與上述平衡中的OH—反應，促進上述平衡的正向移動，生成Al(OH)3和H2SiO3沉淀。五、對角線規則在短周期中有三組元素的性質相似：

（1）Li—Mg①與O2反應均只能生成氧化物，不能生成過氧化物；②均可與N2反應生成氮化物；③氫氧化物(熔點924℃時分解)和碳酸鹽受熱均能分解生成對應的氧化物。

（2）Be—Al

①BeX2和AlX3(X=Cl、Br、I)均為共價化合物，均為缺電子分子，因此均能形成聚合分子。(BeX2)n為長鏈分子、Al2X6為雙聚分子(Be、Al原子均以sp3雜化，且均達到8電子穩定結構)：LiBeBMgAlSiXXXX

BeBeBeBeXXXX

XXXXXXAlAlSg/100gH2O20℃

30℃LiOH12.812.9NaOH75.282.0②氫氧化物和氧化物均具有兩性；③單質既能與H+反應生成H2又能與OH—(aq)反應生成H2；④Al(OH)3+H—OH[Al(OH)4—]+H+[或B(OH)3]或[B(OH)4—]

B(OH)3+OH—===[B(OH)4]—[或Al(OH)3]或[Al(OH)4—]}Be(OH)2+2H—OH[Be(OH)4]2—+2H+

Be(OH)2+2OH—===[Be(OH)4]2—（3）B—Si①單質均為原子晶體；②酸均為弱酸，在水中溶解度??；③單質均與強堿反應生成H2；④均有一系列氫化物(硼烷、硅烷)，但均不穩定。這樣的高考題真的不如人意電解氯化鋁不能冶煉鋁嗎？2013年江蘇高考題第4題：

下列有關物質的性質的應用正確的是

A.液氨汽化時要吸收大量的熱，可用作制冷劑

B.二氧化硅不與強酸反應，可用石英器皿盛放氫氟酸

C.生石灰能與水反應，可用來干燥氯氣

D.氯化鋁是一種電解質，可用于電解法制鋁【評析】本題答案只選A，不選D。說明利用電解法不能從氯化鋁制鋁，果真如此嗎？

問題的提出正像電解HCl能否得到Cl2一樣，HCl屬共價化合物，通電于液態HCl不能得到Cl2，但電解HCl溶液就可得到Cl2了。

AlCl3密度2.44

g/cm3，熔點190℃(2.5大氣壓)，沸點182.7℃，177.8℃升華，屬共價化合物，熔融AlCl3的電導率只有0.56×10—4

S/m，顯然電解熔融的AlCl3不能得到Al。但如果找到像HCl溶液中的“水”就可以實現電解AlCl3得到Al了。這個“水”常見的可以有兩種：一種是氯鹽熔體“NaCl-KCl”或“NaCl-KCl-LiCl”；一種是氟氯鹽熔體“NaCl-CaCl2-CaF2”，通電于AlCl3的熔鹽可制得Al。這是一改為：可用電解熔融的氯化鋁來制鋁種“節能減排”的新的生產工藝，其優點如下：（1）可在較低溫度下熔融電解；（2）電解熔鹽制鋁比電解Al2O3—Na3AlF6制鋁節省電能約30%；（3）不像電解Al2O3—Na3AlF6熔體陽極消耗碳并排放CO和CO2。冶煉的反應過程如下：AlCl3+Cl—==[AlCl4]—

2[AlCl4]—=====2Cl——+2Al+3Cl2↑

實質是：

2AlCl3=====2Al+3Cl2↑電解氯化鋁制鋁亦稱阿爾闊(Alcoa)法制鋁，關鍵是如何制得AlCl3，工業上常采用焦炭氯化法生產AlCl3，在溫度為973～1173K時發生如下反應:通電通電冷卻氣體得到純凈的可作電解氯化鋁的原料。973～1173K973～1173K1973年美國鋁業公司(AluminiumCompanyofAmerica)的阿爾闊(Alcoa)分公司宣布研究出一種新的氯化鋁電解制鋁法。這種方法采用了多室電解槽的新工藝，與冰晶石-氧化鋁熔體電解法相比，除省電還有占地面積小、單槽產量高，可避免強磁場等優點。該公司于1976年在得克薩斯州建成一座年生產能力為1.5萬t鋁的試驗工廠。中學化學教學中常認為電解AlCl3不能制得鋁，實際上2006年的高考題就已向中學教學傳遞信息，電解AlCl3可以制得鋁——引來當年紛爭：是電解氯化鋁還是電解氧化鋁？。試題如下：(2006年高考題)將分別盛有熔融的氯化鉀、氯化鎂、氯化鋁的三個電解槽串聯，在一定條件下通電一段時間后，析出鉀、鎂、鋁的物質的量之比為A．1﹕2﹕3B．3﹕2﹕1C．6﹕3﹕1D．6﹕3﹕22010年上海高考題第22題由5molFe2O3、4molFe3O4和3molFeO組成的混合物中，加入純鐵1mol并在高溫下和Fe2O3反應。若純鐵完全反應，則反應后混合物中FeO與Fe2O3的物質的量之比可能是

A．4﹕3B.3﹕2C.3﹕1D.2﹕1[

【評析】鐵在高溫條件下可與Fe2O3發生如下兩個反應：Fe+Fe2O3======3FeO和Fe+4Fe2O3======3Fe3O4高溫高溫采用極限解題法，假設只發生前一反應，1molFe消耗1molFe2O3生成3molFeO，則反應后的混合物中含(3+3)molFeO和(5—1)molFe2O3，混合物中FeO與Fe2O3的物質的量之比為3﹕2。假設只發生后一反應，1molFe消耗4molFe2O3生成3molFe3O4，則反應后的混合物中含3molFeO和(5—4)molFe2O3，混合物中FeO與Fe2O3的物質的量之比為3﹕1。好像答案就是選BC了。其實不然，這是兩個極點，FeO與Fe2O3物質的量之比介于3﹕1和3﹕2之間的任一種情況都是可能的(理論上有無窮組解)。所以本題還可選D。若選D，這1molFe是如何分配而發生上述兩個反應呢？設發生后一反應Fe的物質的量為n(Fe)，那么發生前一反應Fe的物質的量為1mol—n(Fe)，故反應后混合物中：FeO為3mol+3[1mol—n(Fe)]=3[2mol—n(Fe)]Fe2O3為5mol—4n(Fe)—[1mol—n(Fe)]=4mol—3n(Fe)則：3[2mol—n(Fe)]﹕[4mol—3n(Fe)]==2﹕1解得n(Fe)=2/3mol則發生前一反應的Fe為1/3mol，發生后一反應的Fe為2/3mol。反應后FeO為4mol，Fe2O3為2molFeCl3在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業生產流程制備無水FeCl3，再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

I.經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意圖（加熱及夾持裝置略去）及操作步驟如下：2013天津高考題天津、北京高考題的連續?、贆z查裝置的氣密性；

②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣；③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成

;④……⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2。將收集器密封

請回答下列問題：

（1）

裝置A中反應的化學方程式為____________________

。（2）

第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A的右端。要使沉積得FeCl3進入收集器，第④步操作是______。

（3）

操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)______。

（4）

裝置B中的冷水作用為_____________________；裝置C的名稱為________；裝置D中FeCl2全部反應完后，因為失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑______________。（5）

在虛線框內畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑

②⑤在沉積的FeCl3固體下方加熱K3[Fe(CN)6]溶液NaOH溶液II.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。

（6）

FeCl3與H2S反應的離子方程式為

___________________。（7）

電解池中H+在陰極放電產生H2，陽極的電極反應為________________。（8）

綜合分析實驗II的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優點：

①H2S的原子利用率100%；②__________________。本題的亮點就是破除固有的錯誤：陰離子往陽極移動而放電，陽離子往陰極移動而放電。正確的判斷是：還原性強的離子在陽極失電子(放電)，氧化性強的離子在陰極得電子(放電)——如2013年重慶高考題NO3—在陰極的電子被還原為N2FeCl3循環利用2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的廢液，通過控制電壓電解得以再生。某同學使用石墨電極，在不同電壓（x）下電解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液，研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)

：（1）用KSCN溶液檢驗出Fe3+的現象是_______。（2）I中，Fe2+產生的原因可能是Cl—在陽極放電，生成的Cl2將Fe2+氧化。寫出有關反應的方程式__________________________。2014年北京高考題①NaCl溶液的濃度是________mol/L。②IV中檢測Cl2的實驗方法:____________________。③與II對比，得出的結論（寫出兩點）：_________________。

（3）由II推測，Fe3+產生的原因還可能是Fe2+在陽極放電，原因是Fe2+具有_____性。（4）II中雖未檢測出Cl2，但Cl—在陽極是否放電仍需進一步驗證。電解pH=1的NaCl溶液做對照實驗，記錄如下：

【解析】將題給兩表的電壓數據(x)用數軸來表示更能直觀看出電壓對電極產物的影響說明：“●”表示含該點，“○”表示不含該點x/V0bca●●○○●○●○無明顯變化※○無明顯變化有Fe3+、有Cl2有Fe3+、無Cl2無Fe3+、無Cl2ⅠⅤⅡⅢⅣ實驗Ⅳ中的陽極現象應該是實驗時的實際情況，理解為（1）電極附近溶液中的顏色沒有明顯變化；（2）由于電壓小陽極上產生的氣體較慢且少，難以觀察到電極上有氣泡逸出。但取少量陽極附近的溶液滴入淀粉-KI溶液可檢測到Cl2。本題的難點在第(4)③題的設問。通過電解pH=1且c(Cl—)與c(FeCl2)溶液相同的NaCl溶液作比較，在b≤x＜c時無Cl2生成，在c≤x＜a時有Cl2生成，而用電壓在b≤x＜a時電解FeCl2溶液，當電壓為b≤x＜c時，溶液中的Cl—沒有放電，而有Fe3+生成，說明是Fe2+放電，所以Fe2++的還原性比Cl—強，優先在陽極放電。當電壓為c≤x＜a時，溶液中Fe2+放電生成Fe3+，溶液中Cl—也放電生成Cl2，生成的Cl2將Fe2+氧化Fe3+，所以Fe3+的生成可能是Fe2+在陽極放電得到也可能是陽極的Cl2將Fe2+氧化而得到。【答案】（1）溶液顯血紅色（2）2Cl—+2e—=Cl2Cl2+2Fe2+===2Fe3+—+2Cl—（3）還原（4）①0.2②取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉—KI試紙上，試紙變藍③通過控制電壓，證實了產生Fe3+的兩種原因都成立通過控制電壓，證實了Fe2+先于Cl—放電人體器官的組成元素(除C、H、O、N外)（二）非金屬還原性依次增減弱二、重要非金屬元素及其化合物知識網絡一、陰離子的還原性S2—＞SO32—＞I—＞Br—＞OH—＞Cl—＞最高價含氧酸根＞F—ⅣA族C——有機世界之主角Si——地殼巖石沙土之主角

無機非金屬材料之主角皖智高復學校胡征善千姿百態ⅣA家族（一）神奇的“碳家族”碳納米管(管碳)石墨烯迎接挑戰：每個最小環有___個C原子；每個C原子被____環共有。迎接挑戰：石墨的密度？612球碳家族試試看：分子中雙鍵數？迎接挑戰：凸多邊形：點、棱、面的關系？N(C)/2點數+面數==棱數+2碳有多種氧化物

C2O3C3O2乙二酸酐C12O9苯六甲酸酐氧化脫水

HOHO=C—C—C=OHOHO=C—OHO=C—OH很少，隨氣溫變化溫室效應與溫室效應加劇月球表面白天與夜間的平均溫度相差300℃

。白天，在陽光垂直照射的地方，溫度高達127℃；夜晚溫度可低到—183℃

NaOH溶液吸收CO2后所得固體分析實驗方案一、若確定是b、c、d的情況。加熱法：準確稱取一定量的生成物，加熱至恒重后，如試樣無失重，則為Na2CO3；如加熱后失重，根據失重的量在試樣總質量中的比例，即可推斷出試樣為NaHCO3，或Na2CO3與NaHCO3的混合物實驗方案二、雙指示劑滴定法：稱取一定質量的生成物溶于水配成溶液，取一定體積溶液滴入幾滴酚酞試液，然后滴入一定濃度的鹽酸，當溶液紅色剛褪去時，消耗V1mL鹽酸；再滴入幾滴甲基橙試液，滴入鹽酸，溶液由黃色變為橙色，消耗V2mL鹽酸。n(CO2)n(NaOH)Na2CO3Na2CO3與NaOHNaHCO3Na2CO3與NaHCO3abcd

一、晶體結構金剛石、金剛砂、晶體硅、二氧化硅晶體

原子晶體——沒有分子式只有化學式

每個Si—Si鍵中插入1個O原子相鄰的C原子換作Si原子

創造新物種原子晶體的CO2每個Si原子換作C原子學生實驗化學的創造性想一想金剛石、金剛砂(SiC)、晶體硅熔點高低？為什么？說明：二氧化硅雖然是原子晶體，但與前三者在結構上仍是有區別的，因此不能放在一起作比較。二氧化硅晶體與干冰分子內2個C=O

二氧化硅(化學式SiO2)干冰(分子式CO2)

破壞Si—O共價鍵破壞分子間作用力(不涉及分子內C=O)

熔點高熔點低原子晶體、離子晶體熔化分子晶體熔化破壞分子間作用力均破壞化學鍵分子間作用力熔化——物理變化紫水晶水晶水晶制品舞臺造景天然二氧化硅約占地殼質量的12%

基礎原料自然界中的

SiO2水晶石英砂瑪瑙石英中規中矩身價百倍雜亂無章賤如泥沙傳統硅酸鹽材料玻璃瓷器China磚瓦

水泥特種玻璃新型陶瓷陶器特種玻璃是指有特殊用途的玻璃。產品涉及的名稱有：耐高溫玻璃、透紫外線玻璃、光學玻璃、藍色鈷玻璃、激光防護玻璃、電焊防護玻璃、高鋁玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、陶瓷玻璃、微晶玻璃、高硼硅玻璃、電控變色玻璃、防火玻璃、鋼化玻璃、夾絲玻璃、防彈玻璃、防爆玻璃、防紫外線玻璃、透紅外線玻璃、玻璃鋼等生活中的含硅物質SiO2Na2SiO3CaSiO3SiO2復雜硅酸鹽Si復雜硅酸鹽SiSiO2SiO2石英鐘表玻璃器皿陶瓷餐具電腦芯片水泥建材水晶飾品光導纖維太陽能電池生活中的含硅物質硅膠干燥劑SiO2·nH2O硅橡膠有機硅化物硅元素的“獨特”反應B．與F更“親近”

Si+4HF==SiF4↑+2H2↑SiO2+4HF==SiF4↑

+2H2O生成的SiF4可繼續與HF(aq)反應

SiF4+2HF==H2SiF6(氟硅酸，一種強酸)A．很好的生氫劑水是氧化劑OH—不是氧化劑Si+2OH—+H2O

==SiO32—+2H2↑

每生成1molH2，消耗Si的質量___g，消耗Al的質量___g，消耗Li的質量___g，消耗Be的質量___g。1418149｝常見、成本低？？？鍵能：E(Si—O)=368kJ/molE(Si—F)=565kJ/mol4e—

(+4H2O)(+3H2O)Na2O·CaO·6SiO2+HF==NaF+CaF2+SiF4↑

玻璃被HF腐蝕能否儲存在玻璃瓶中？應保存在_____瓶中刻蝕玻璃玻璃的成分：

Na2O·CaO·6SiO2趨利避害HFNaFCaF2SiF4F守恒：Si守恒：Ca2+守恒：Na+守恒：2628H、O原子守恒：1利弊+

14H2OSi的制備！熔點—70℃，沸點57.6℃。在潮濕空氣中水解而成硅酸和氯化氫熔沸點隨X原子序數增大而升高物質的提純Si+3HCl=====HSiCl3+H2300℃?石英砂石灰石純堿反應主要成分獨立思考玻璃的制造原理設備原料玻璃窯石灰石石英沙(主要成分SiO2)純堿Na2SiO3·CaSiO3·

4SiO2或Na2O·CaO·6SiO2CaCO3+SiO2==CaSiO3+CO2↑高溫Na2CO3+SiO2==Na2SiO3+CO2↑高溫氧化物形式主要成分2CaO·SiO2普通水泥的制造原理設備原料水泥回轉窯黏土石灰石3CaO·SiO23CaO·Al2O3硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣變化復雜的物理化學變化白色水泥變色水泥——加入CoCl2后期加少量石膏調節水泥的硬化速度應用1、石英、剛玉、陶瓷坩堝—加熱熔融強堿、Na2CO3等；加熱鎂

2Mg+SiO2===2MgO+Si2Mg+Si===Mg2SiMg2Si+4H2O==2Mg(OH)2+SiH4↑SiH4+2O2==SiO2+2H2O高溫高溫自燃2、NHCl(s)與Ca(OH)2(s)混合加熱制氨氣不用固體NaOH3、用試管分別加熱NaHCO3和Na2CO3固體，加熱Na2CO3固體也會有使澄清石灰水變渾濁的氣體產生

實驗改進：將Na2CO3固體放在鐵片上加熱某實驗探究活動小組用下列裝置進行實驗(固定試管的鐵架臺略去)

（1）該實驗的目的是___________________________________。（2）寫出燒杯Ⅱ中發生化學反應的離子方程式____________。（3）實驗中發現：燒杯Ⅰ的澄清石灰水也有少量白色沉淀生成?！景l現問題，提出假設】假設1：用酒精燈加熱，Na2CO3也能分解，但比NaHCO3難分解假設2：Na2CO3中混有受熱易分解產生CO2的雜質。假設3：吸收空氣中CO2?！静殚嗁Y料，設計實驗方案，驗證假設】a.查閱資料：CaCO3在101kPa下的分解溫度為900℃，而Na2CO3比CaCO3更難分解。說明______不成立，其原因是__________。Na2CO3和NaHCO3熱穩定性的比較

假設1

酒精燈火焰達不到Na2CO3的分解溫度

b.實驗探究：1．選用很純凈的無水Na2CO3來做上述實驗，重復多次，燒杯Ⅰ中的澄清石灰水都有少量白色沉淀出現。2．有同學提出實驗改進。將無水Na2CO3放在緊貼Y試管壁的薄鐵片上，然后重復上述實驗，結果燒杯Ⅰ中澄清石灰水沒有白色沉淀。薄鐵片的作用是______________________________。【實驗探究結論】c.從實驗探究___（填上述實驗的編號）中的________________（填判斷依據或實驗現象）可以得到_______不成立?！舅伎寂c交流】d.通過對比實驗，原實驗燒杯Ⅰ中的澄清石灰水有少量白色沉淀生成的原因是___________________________。導熱；不使Na2CO3直接與玻璃接觸

玻璃中含有SiO2，酒精燈加熱時可與Na2CO3發生反應生成CO21很純凈的Na2CO3假設2燒杯Ⅰ中澄清石灰水沒有白色沉淀2假設3如何制備硅酸凝膠？現象：生成無色透明的凝膠反應原理：可溶性硅酸鹽和強酸反應可以制硅酸(弱酸)關鍵：濃度控制、鹽酸量的控制如何制備硅酸溶膠？現象：生成無色透明的溶膠“四膠”區別硅酸溶膠——液態硅酸凝膠——凍狀物、硅酸干凝膠(硅膠)——固態變色硅膠——硅膠浸過CoCl2溶液的固體變色硅膠CoCl2·6H2O無水CoCl2

粉紅藍失水吸水硅膠干燥劑硅膠干燥劑是一種高微孔結構的高活性吸附劑，通常用硅酸凝膠(H2SiO3)經老化脫水等一系列后處理過程而制得?；瘜W性質穩定，除強堿、氫氟酸外不和任何物質發生反應。具強烈的吸濕性能。廣泛用于儀器儀表、設備機械、皮革箱包、食品藥品等的貯存和運輸中的防潮、防霉和銹蝕。學生實驗想一想敞口存放的硅酸鈉溶液為什么變渾濁？現象：生成白色凝膠結論：硅酸鈉溶液可以和CO2反應生成硅酸，所以要密閉保存學生實驗想一想硅酸鈉溶液在保存時為什么要用橡皮塞？氫氧化鈉溶液在保存時為什么要用橡皮塞？還有什么試劑保存時要用橡皮塞？硅酸鈉溶液的粘性帶給我們的啟示？?2mol/L現象:很快被點燃不燃燒學生實驗比一比耐火性能誰更強？浸飽和食鹽水的布片浸水玻璃的布片結論:硅酸鈉溶液有阻燃性，可作耐火材料硅酸鹽以氧化物形式表達的要求（1）堿性在前，越強越前；酸性在后，越強越后；結晶水在最后（2）同種元素的氧化物，高價偏酸，低價偏堿

Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O祖母綠是含鉻(以Cr2O3形式存在)等微量元素的Be3Al2Si6O183BeO·Al2O3·6SiO2青石棉：

Na2Fe5Si8O22(OH)2SiSiO32—H2SiO3SiO2SiCl4SiF4H2SiF6SiCO2或FeOC或MgOH—或碳酸鹽(高溫)HCl(g)F2或HFHSiCl3Mg2SiSiH4Si和SiO2與NaOH、HF常溫就能反應2.氯及其化合物化合價+1+3+5+7酸酐Cl2OCl2O3Cl2O5Cl2O7酸HClOHClO2HClO3HClO4Cl2OCl2O7鐵絲在氯氣燃燒銅絲在氯氣燃燒CuSO