高中化学元素化学知识点及拓展.doc

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,CaH2
NaH＋H2O=NaOH＋H2
3.氢是宇宙中最丰富的元素
II.卤素元素（F，Cl，Br，I）
1.单质

F2
CI2
Br2
I2
状态（常温常压）
气
气
液
固
颜色
淡黄
黄绿
红棕
紫
熔点（K）
53.38
172
265.8
386.5
沸点（K）
84.86
238.4
331.8
457.4
气味
均有刺激性气味
（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＋O2
Cl2＋H2OH+ +Cl-＋HClO（次卤酸都有强氧化性，漂白性）
2) 制备
MnO2＋4HCl(浓)

△
MnCl2＋2H2O＋Cl2
KMnO4+16HCl

△
2KCl＋2MnCl2＋8H2O＋5Cl2
2NaCl＋2H2O=H2＋Cl2＋2NaOH

HF
HCI
HBr
HI
熔点（K）
190.0
158.2
184.5
222.5
沸点（K）
292.5
188.1
206.0
237.36
2.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
NaCI＋H2SO4(浓)=NaHSO4＋HCI
NaBr＋H3PO4

△
NaH2PO4＋HBr
NaI＋H3PO4

△
NaH2PO4＋HI
3.含氧酸及其盐
2HCIO

光照
O2＋2HCI
CI2＋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
AgF
AgCl
AgBr
AgI
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＋6KOH

△
2K2S＋K2SO3＋3H2O
O2+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)3
3.氧化物
2SO2+O22SO3
SO2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
+IV
H-O-S-O-H
O
盐
硫酸
H2SO4
+VI
O
H-O-S-O-H
O
酸，盐
焦硫酸
H2S2O7
+VI
O O
H-O-S-O-S-O-H
O O
酸，盐
硫代硫酸
H2S2O3
+II
S
H-O-S-O-H
O
盐
1）浓硫酸（吸水性，脱水性，酸性）
常温下铁与铝被钝化
5.盐
1）亚硫酸钠4Na2SO3=3Na2S4O6+Na2S
2）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H2S与H2SO3在碱性性条件下生成S
S 与Na2SO3 碱性下
Na2S， Na2CO3 （2:1）与SO2
3)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＋Na2SO3
6.特殊化合物：S4N4固体，撞击爆炸，不溶于水
IV.氮与磷（N，P）
1.单质 氮气，无色无味
N2 + O2 高温
或放电
2NO2
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＋PH3
11P＋15CuSO4＋24H2O=5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4
2.氢化物
NH3
制备 2NH4CI＋Ca(OH)2 =2NH3＋2H2O＋CaCl2
燃烧 4NH3＋O2=2N2＋6H2O (黄色火焰)
催化氧化 4NH3＋5O2催化剂
高温
4NO＋6H2O
还原 3CuO＋2NH3

△
N2＋3Cu＋3H2O
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
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=2NO2
2NO2=N2O4
3NO2+H2O=2HNO3+NO
4.含氧酸及其盐
HNO3与铝反应有氨气生成 （常温下Al与浓硝酸钝化）
4HNO3光

4NO2+O2+2H2O HNO3（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
H3PO4
H4P2O7
H5P3O10
H3PO3
H3PO2
化合价
V
V
V
III
I
2AgNO3△

2Ag＋O2＋2NO2
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.碳与硅（C Si）
1.单质
(黑色)Si＋2NaOH＋H2O=2H2＋Na2SiO3
2.氢化物
硅烷SiH4
3.氧化物CO 无色有毒（与血红蛋白结合）CO 2无色无味
SiO2
SiO2+4HF=SiF4+2H2O
SiO2＋CaO

高温
CaSiO3 SiO2＋2C高温

2CO＋Si
CaCO3+SiO2高温

CO2+CaSiO3 NaCO3+SiO2高温

CO2+Na2SiO3
石棉CaMg3(SiO3)4
VI.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＋O2点燃

Na2O2(淡黄)
2Na＋2H2O=2NaOH＋H2
2）氧化物
过氧化钠
2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2
4Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2
2.铝
1）单质
制备：电解（需冰晶石Na3AlF6）
可还原其他金属
2Al＋2H2O＋2NaOH=2NaAlO2＋3H2
2）氧化物 两性
3）氢氧化物 两性
3.铁
1)单质
3Fe＋4H2O

高温
4H2＋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
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 Ag2CrO4
7.锰
钴与镍
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