第12章 s区元素及其重要化合物

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第12章 s区元素及其重要化合物

s区元素包括周期表中ⅠA和ⅡA族元素，是最活泼的金属元素。ⅠA族是由锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种金属元素组成。由于它们氧化物的水溶液显碱性，所以称为碱金属（Alkali metals）。ⅡA族是由铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）及镭（Ra）六种元素组成，由于钙、锶、钡的氧化物难溶，难熔（类似于土），且呈碱性而得名碱土金属（Alkaline earth metals）。

ⅠA、ⅡA族元素中、钠、钾、镁、钙、锶、钡、发现较早，在1807-1808年由美国年轻科学家戴维（H，Davy）首次制得。它们以化合物形式广泛存在于自然界，如人们与钠、钾的化合物（如食盐）打交道已有几千年的历史。锂、铍、铷和铯的发现和游离制得相对稍晚些（1821-1861）年，它们在自然界存在较少，属于稀有金属。钫和镭是放射性元素，钫（Fr）是1939年法国Marguerite perey发现的，元素名由France而来。钫是有强放射性，半衰期很短的金属元素，在天然放射性衰变系（锕系）以及核反应（中子轰击镭）中形成微量的钫。镭是1898年法国皮尔（pierre）和马利亚居里（Marie Curie）发现。他们首先从沥青铀矿中分离出来。镭的所有同位素都有放射性且寿命最长，如226Ra 的半衰期为1602年。它是在238U的天然衰变系中生成。

12.1 碱金属、碱土金属单质

碱金属、碱土金属元素的价层电子构型分别为ns1，ns2，它们的原子最外层有1～2个s电子，所以这些元素称为s区元素。s区元素能失去1个或2个电子形成氧化态为+1、+2 的离子型化合物（Li、Be除外）。

12.1.1 通性

碱金属，碱土金属的基本性质列于表12-1和表12-2中。

表12-1碱金属的基本性质

碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构（Li的次外层是2个电子），

12.1 碱金属、碱土金属单质 177

240K 240K

故这些元素很容易失去最外层的1个s 电子，从而使碱金属的第一电离能在同周期元素中为最低。因此，碱金属是同周期元素中金属性最强的元素。碱土金属的核电荷比碱金属大，原子半径比碱金属小，金属性比碱金属略差些。

从表12-1和表12-2的电负性、电离能和电极电势看，它们都是活泼金属，随原子半径自上至下增大，三者的值（Li 的电极电势例外）依次降低，金属的还原性依次增强。

碱金属，尤其是铯，失去电子的倾向很强，当受到光的照射时，金属表面电子逸出，此种现象称做光电效应。因此，常用铯（也可用钾、铷）来制造光电管。钙、锶、钡及碱金属的挥发性化合物在高温火焰中，电子易被激发。当电子从较高的能级回到较低的能级时，便分别发射出一定波长的光，使火焰呈现特征颜色。钙使火焰呈橙红色，锶呈红色，钡呈黄绿色，锂呈红色，钠呈黄色，钾、铷、铯呈紫色。在分析化学上常利用来鉴定这些元素，这种方法称为焰色反应。

ⅠA 、ⅡA 族金属是很活泼或活泼的金属，它们能直接或间接地与电负性较高的非金属元素，如卤素、硫、氧、磷、氮和氢等形成相应的化合物，除了锂、铍和镁的某些化合物（例如它们的卤化物）具有明显的共价键性质外，一般是以离子键相结合。

碱金属与水剧烈作用产生氢气和氢氧化物，而它在液氨中却能安全无恙地形成蓝色溶液。当量增多时变成青铜色溶液。如将溶液蒸发又可重新得碱金属。钙、锶、钡和碱金属相似，也能溶于液氨生成蓝色液氨溶液。这种金属溶液和熔融的金属在结构上相似，能导电，有顺磁性，溶液有极强还原性。可将某些过渡元素还原成异常低的氧化态，例如： 2K + K 2[Ni(CN)4]2 K 4[Ni(CN)4]

2Na + Fe(CO)5 Na 2[Fe(CO)4] + CO

在这两种产物中，镍和铁的氧化态分别为0和-2。因此，广泛用于无机及有机合成中。

痕量杂质如过渡金属的盐类，氧化物等的存在，以及光化学作用都能催化产生氨基

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化钠生成的反应：

2Na + 2NH3（l）→2NaNH2（s）+ H2

12.1.2制备

碱金属和碱土金属的高度化学活动性，只能以化合状态存在于自然界中。钠和钾有较高的丰度，分别为22700ppm和18400ppm。其主要矿物有钠长石Na[AlSi3O8]和钾长石K[AlSi3O8]、光卤石KCl·MgCl2·6H2O及明钒石K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。海水中氯化钠的含量为2.7％，总贮量为3640万亿吨。锂、铷和铯在自然界中储量较少而且分散，故列为稀有金属。

碱土金属除镭外，在自然界中分布也很广泛，镁除光卤石之外，还有白云石CaCO3·MgCO3和菱镁矿MgCO3等。铍的最重要矿物为绿柱石3BeO·Al2O3·6SiO2。钙、锶、钡在自然界中存在的主要形式为难溶的碳酸盐和硫酸盐，如方解石CaCO3、碳酸锶矿SrCO3、石膏CaSO4·2H2O，天青石SrSO4和重晶石BaSO4等。

这两族金属很活泼，还原性很强，不能用任何涉及水溶液的方法制取。较轻且挥发性较小的金属都用电解熔盐制得，其它则用活泼金属和氧化物或卤化物作用制取。

工业上大量制备金属钠是电解熔融氯化钠。电解反应为：

2NaCl →2Na＋Cl2↑

由于钾、铷、铯在助剂熔融液中溶解度较大，影响电流效率，甚至严重的得不到金属。所以一般不用电解法制备。基于它们的挥发性高于钠（钙），在适当温度下用钠（钙）和氯化物的置换反应制取：

Na（g）+ MCl（l）→NaCl（l）+ M（g）其中M＝K，Rb，Cs 其它金属用化学热还原法。

12.1.3应用

碱金属和碱土金属有许多优异的性能。广泛应用于工业生产中，用途最大的是金属钠。据统计，世界上金属钠的产量中约60％用于生产作为汽油防爆添加剂的四乙基铅（因环保原因这种用途日趋减少），约20％的金属钠作还原剂用于生产其它金属（如钛、铝等），10％的金属钠用于生产钠的化合物，如氢化钠、过氧化钠等。此外，在某些染料、药物及香料的生产中也以金属钠作还原剂。由于钠蒸气在高压电作用下会发射出穿透云雾能力很强的黄色光，用于制造公路照明的钠光灯。钠和钾形成的液态合金由于有较高的比热和较宽的液化范围而被用作核反应堆的冷却剂。

锂的用途愈来愈广泛，如锂和锂合金是一种理想的高能燃料。锂电池是一种高能电

12.1 碱金属、碱土金属单质 179

池。LiBH 4是一种很好的贮氢材料。锂在核动力技术中将起重要作用，63Li 、7

3LI 被中子轰击都可得到氚，6

3Li 与氕可以进行热核反应。受控热核聚变反应堆可以用氕和锂作为燃料。锂盐如Li 2CO 3及其某些化合物可用以治疗脑神经错乱病。

碱金属可以溶解于汞形成汞齐（合金），钠汞齐常用于有机合成中作为还原剂。碱金属（特别是钾、铷、铯）在光照之下，能放出电子，对光特别灵敏的是铯，可见光的照射就能引起光电效应，是制造光电管的良好材料。铷、铯可用于制造最准确的计时仪器—铷、铯原子钟。1967年正式规定用铯原子钟所定的秒为新的国际时间单位。

碱土金属实际用途较大的是镁。金属镁的世界年产量超过30万吨，主要用途是制造轻质合金，熔进稀土金属（镨、钕、钍）可大大提高合金的使用温度。用于制造汽车发动机外壳及飞机机身等。在每枚大力神式洲际弹道导弹上使用的镁合金近1吨。在同等强度下，最好的镁合金的重量约为钢的四分之一，而最好的铝合金的重量约为钢的三分之一。典型的镁合金为：＞90％Mg ，2～9％Al 、1～3％Zn 及0.2～1％Mn 。由于镁燃烧时发出强光，因此镁粉可作发光剂，用于照明弹，信号弹的制造和照像时的照明。金属钙的产量少得多，估计世界年产量约1千吨，用途也较少，一般作脱水剂和还原剂。

铍作为新兴材料日益被重视，薄的铍片易被X 射线穿过，是制造X 的射线管小窗不可取代的材料。铍是核反应堆中最好的中子反射剂和减速剂之一。铍有密度小，比热大，导电性好，刚度大等优良性能，使它在导弹、卫星、宇宙飞船等方面得到广泛应用。

例题12-1：有1.4g 碱金属及其氧化物的混合物跟水反应，生成1.79g 碱，求混合物的成分。 解：设碱金属为R ，其相对原子质量为x 。R 、R 2O 与水反应的化学方程式分别为：

2R + 2H 2O ==== 2ROH + H 2↑

R 2O + H 2O ==== 2ROH

由上述两个反应式可知，R 、R 2O 、ROH 三者之间的物质的量的关系为： R ROH O R n n n 2

1

212== ① 假设1.4g 该混合物全部为碱金属，则有关系如下 17

+x m ROH ＝x m R 4

.179.117==+R ROH m m x x 解得x ＝61 ② 假设1.4g 该混合物全部为碱金属氧化物，则有关系如下

180 第12章 s 区元素及其重要化合物

△ 1721+?x m ROH ＝16

22+x m O R 4

.179.18172==++O R ROH m m x x 解得x ＝24 碱金属的相对原子质量24＜x ＜61，该碱金属元素为钾。故混合物的成分为K 和K 2O 。

12.2 碱金属、碱土金属氧化物

s 区碱金属，碱土金属与氧反应能生成多种形式的氧化物，即正常氧比物（Oxide ），

过氧化物（Peroxide ），超氧化物（Superoxide ），其中分别含有O 2-、O 和O 离子。s 区元素与氧所形成的各种氧化物列入表12-3中。

表12-3 s 区元素形成的氧化物

由表可见，半径小的Li 、Be 、Mg 、Ca 不能形成过氧化物，超氧化物，而半径大的K 、Rb 、Cs 、Sr 、Ba 却能形成稳定的过氧化物、超氧化物。

12.2.1 正常氧化物

锂和ⅡA 族金属在氧气中燃烧生成氧化物

4Li ＋O 2 → 2Li 2O

2M ＋O 2 → 2MO

其他碱金属的正常氧化物用金属与它们的过氧化物或硝酸盐作用而得到。例如：

Na 2O 2 + 2Na → 2Na 22

2KNO 3 + 10K → 6K 22O + N 2↑

碱土金属的碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物等热分解也能得到氧化物MO 。例如：

MCO 3 MO + CO 2↑

碱金属氧化物从Li 2O 过渡到Cs 2O ，颜色依次加深。由于Li +的离子半径特别小，Li 2O 的熔点很高。Na 2O 熔点也很高，其余的氧化物未达熔点时便开始分解。

碱金属和碱土金属氧化物与水反应都生成相应的氢氧化物：

O 2- + H 2O === 2OH -

-22

-2

12.2 碱金属、碱土金属氧化物 181 ·· ·· ·· ··

这是由于在水中不能存在，它会立即发生水解反应的缘故。碱金属和碱土金属氧化物在水中的溶解度，在同一族中都是从上到下增加，因此它们与水反应激烈的程度也是从上到下增加。Li 2O 溶于水的反应速度慢于Na 2O 、K 2O ，而Rb 2O 、Cs 2O 与水反应很激烈甚至爆炸。BeO ，MgO 对水呈现出一定的惰性，而CaO ，SrO ，BaO 与水反应猛烈并放出大量的热。

碱土金属氧比物中，唯有BeO 是ZnS 型晶体，其他氧化物都是NaCl 晶体。与M +相比，M 2+电荷多，离子半径小，所以碱土金属氧化物具有较大的晶格能，熔点和硬度都相当高。除BeO 外，从MgO 到MgO 熔点和硬度依次降低。

BeO 、MgO 等用于制耐火材料和金属陶瓷。CaO 是重要的建筑材料，也可由它制得价格便宜的碱Ca(OH)2。

12.2.2 过氧化物

除Be 和Mg 外，所有碱金属和碱土金属都能分别形成相应的过氧化物M 2O 2和MO 2，其中只有钠和钡的过氧化物可由金属在空气中燃烧直接得到。

过氧化物中的负离子是过氧离子O ，其结构式如下：

[∶O ∶O ∶]2- 或 [―Ｏ―Ｏ―]2- 碱金属最常见的过氧化物是过氧化钠，实际用途也较大。工业上是将除去CO 2的干燥空气通入熔融钠中，控制空气流量和温度300℃即可制得浅黄色的Na 2O 2

（小米粒状）： 2Na + O 2 Na 2O 2

Na 2O 2与水或稀酸反应而产生H 2O 2，H 2O 2随即分解放出氧气：

Na 2O 2 + 2H 2O H 2O 2 + 2NaOH

Na 2O 2 + H 2SO 4(稀) H 2O 2 + Na 2SO 4

2H 2O 2 2H 2O + O 2

所以Na 2O 2可用作氧化剂，漂白剂和氧气发生剂。Na 2O 2与CO 2反应能放出氧气：

2Na 2O 2 + 2CO 2 2Na 2CO 3 + O 2↑

利用这一性质，2Na 2O 2在防毒面具，高空飞行和潜艇中作CO 2的吸收剂和供氧剂。

过氧化钠兼有碱性和强氧化性，是常用强氧化剂，可用作熔矿剂，使某些不溶于酸的矿物分解：

2Fe(CrO 2)2 + 7Na 2O 2 4Na 2CrO 4 + Fe 2O 3 + 3Na 2O

由于它有强氧化性，熔融时几乎不分解，但遇到棉花，炭粉或铝粉等还原性物质时，就 2

2

182 第12章 s 区元素及其重要化合物 600～800℃

会发生爆炸，使用时应十分小心。而且空气中的CO 2和水蒸气都能与Na 2O 2反应，所以Na 2O 2必须密闭保存。

钙、锶、钡的氧化物与过氧化氢作用，得到相应的过氧化物：

MO + H 2O 2 + 7H 2O MO 2·8H 2O

碱土金属的过氧化物以BaO 2较为重要。在600～800℃时，将氧气通过氧化钡即可制得：

2BaO + O 2 2BaO 2

实验室制取H 2O 2的方法是BaO 2与稀酸反应生成H 2O 2：

BaO 2 + H 2SO 4 BaSO 4↓+ H 2O 2

过氧化钡还可作供氧剂，引火剂。

12.2.3 超氧化物

除了Be ，Mg ，Li 外，碱金属和碱土金属都分别能形成超氧化物MO 2和M(O 2)2。其中，钾、铷、铯在过量氧气中燃烧直接生成超氧化物MO 2。将O 2通入K 、Rb 、Cs 的液氨溶液也能得到它们的超氧化物。KO 2是橙黄色固体，RbO 2是深棕色固体，CsO 2是深黄色固体。超氧化物中含有超氧离子O ，其结构式如下：

- 有一个σ键和一个三电子πH 2O 、CO 2反应放出O 2：

2MO 2 + 2H 2O O 2 + H 2O 2 + 2MOH

4MO 2 + 2CO 2 2M 2CO 3 + 3O 2

因此被用作供氧剂。超氧化物中KO 2较易制备，因此常用于急救器中，利用上述反应提供氧气。

12.3 碱金属、碱土金属氢氧化物

BeO 几乎不与水反应，MgO 与水缓慢反应生成相应的碱，其它s 区元素的氧化物遇水都能发生剧烈反应，生成相应的碱。

M 2O + H 2O 2MOH

MO + H 2O M(OH)2

12.3.1 溶解度

除氢氧化铍外，碱金属的氢氧化物都易溶于水，溶解时还放出大量的热。碱土金属

2

12.3 碱金属、碱土金属氢氧化物183

的氢氧化物的溶解度则较小，其中Be(OH)2和Mg(OH)2是难溶的氢氧化物。碱土金属的氢氧化物的溶解度列于表12-4中。

表12-4 碱土金属氢氧化物的溶解度（20℃）

氢氧化物Be(OH)2Mg(OH)2Ca(OH)2Sr(OH)2Ba(OH)2溶解度／mol·L-18×10-65×10-4 1.8×10-2 6.7×10-22×10-1

由表12-4可见，对碱土金属来说，由Be(OH)2到Ba(OH)2，溶解度依次增大。这是由于随着金属离子半径的增大，正、负离子之间的作用力逐渐减小，容易为水分子所解离的缘故。同样可推知，碱金属的氢氧化物的溶解度变化应是从LiOH到CsOH依次递增。

12.3.2 酸碱性

碱金属、碱土金属的氢氧化物中，除Be(OH)2为两性氢氧化物外，其他的氢氧化物都是强碱或中强碱。这两族元素的氢氧化物酸碱性的递变情况也可以用ROH规则表示，有人提出用金属离子的离子势的平方根Φ值（r的半径为pm）作为判断金属氢氧化物酸碱性的标度，即：

Φ＜0.22时，金属氢氧化物呈碱性

0.22＜Φ＜0.32时，金属氢氧化物呈两性

Φ＞0.32时，金属氢氧化物呈酸性

若把碱金属离子和碱土金属离子的Φ值加以比较，不难得出其氢氧化物碱性如表12-5所示的递变规律。

表12-5 碱金属和碱土金属氢氧化物的碱性递变规律

碱性增强碱金属氢氧化物Φ碱土金属氢氧化物Φ

碱

性

增

强LiOH 0.13 Be(OH)20.25

NaOH 0.10 Mg(OH)20.18

KOH 0.087 Ca(OH)20.14

RbOH 0.082 Sr(OH)20.13

CsOH 0.077 Ba(OH)20.12

碱性增强

ROH规则也适用于其它含氧酸酸碱性相对强弱的定性判断，但用Φ值作为酸碱性定量标度的方法，除了碱金属和碱土金属的氢氧化物外，对其它含氧酸有时不太适用。

184 第12章s区元素及其重要化合物

12.3.3 应用

碱金属和碱土金属的氢氧化物都是白色固体，置于空气中就吸水潮解，故NaOH和Ca(OH)2是常用的干燥剂。

碱金属氢氧化物对纤维和皮肤有强烈的腐蚀作用，故称它们为苛性碱。NaOH和KOH又分别称为苛性钠（烧碱）和苛性钾，是最重要的碱。工业上常用电解氯化钠水溶液制取NaOH，NaOH价格较便宜，它的应用比KOH广泛得多。

NaOH暴露在空气中易吸收水分和CO2，并变成碳酸盐。Na2CO3在浓NaOH溶液中不溶解，故可利用这一性质把Na2CO3从NaOH浓溶液中除去。碱除了可与酸、酸性氧化物，盐等反应外，它还可与两性金属和某些非金属单质（如B，Si等）反应，放出H2。如：

2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2(g)

Si + 2NaOH + H2O Na2SiO3 + 2H2(g)

卤素、硫、磷等在碱中能发生歧化反应。如：

X2 + 2NaOH NaX + NaOX + H2O X＝Cl，Br，I 碱能腐蚀玻璃，实验室盛放碱液的试剂瓶应该用橡皮塞，而不能用玻璃塞，否则时间一长，它与玻璃中的SiO2反应生成硅酸盐把塞子粘住了。反应如下：

SiO2 + 2NaOH ==== Na2SiO3 + H2O

NaOH是基础化学工业中最重要的产品之一，主要用来制肥皂、精炼石油、造纸、药物合成、制造人造丝、染料等等，也实验室里常用的试剂。

例题12-2：商品氢氧化钠中常含有碳酸钠杂质，怎样以最简便的方法加以检验？并如何除去它？

解：溶解NaOH于水中，配成浓溶液，若有沉淀形成，表明可能有Na2CO3存在。

将有Na2CO3沉淀的NaOH浓溶液过滤，滤液经蒸发、浓缩、析出即可得到除去碳酸钠的纯氢氧化钠。

12.4 碱金属、碱土金属的盐类

碱金属、碱土金属的常见的盐有卤化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐等。应该注意，碱土金属中铍的盐类很毒，钡的可溶性盐也很毒。这里着重讨论常见的重要盐的晶体类型、溶解度、热稳定性、配合性以及硬水的软化等。

12.4.1 晶体类型

碱金属的盐大多数是离子型晶体，它们的溶点、沸点较高，见表12-6。

12.4 碱金属、碱土金属的盐类 185

表12-6 碱金属盐类的溶点（℃）

氯化物 硝酸盐 碳酸盐 硫酸盐 Li

606 261 618 860 Na

801 308 851 884 K

776 334 891 1069 Rb

715 310 837 1060 Cs 645 414 － 995

由于Li +离子半径很小，极化力较强，它在某些盐（如卤化物）中表现出不同程度的共价性。碱土金属离子带两个正电荷，其离子半径较相应的碱金属小，故它们的极化力较强，因此碱土金属盐的离子键特征较碱金属差。但随着金属离子半径的增大，键的离子性也增强。例如，碱土金属氯化物的溶点从Be 到Ba 依次增高：

BeCl 2 MgCl 2 CaCl 2 SrCl 2 BaCl 2 熔点／℃ 405 714 782 876 962

其中，BeCl 2的熔点明显地低，这是由于Be 2+半径小，电荷较多，极化力较强，它与Cl -、Br -、I -

等极化率较大的阴离子形成的化合物已过渡为共价化合物。BeCl 2易于升化，气态时形成双聚分子(BeCl 2)2，固态时形成多聚(BeCl 2)n ，能溶于有机溶剂，这些性质都表明了BeCl 2的共价性。MgCl 2也有一定程度的共价性。

由于碱金属离子M +和碱土金属离子M 2+是无色的，所以它们的盐类的颜色一般取

决于阴离子的颜色。无色阴离子（如X -、NO 、SO 、CO 、ClO -

等）与之形成的盐一般是无色或白色的，而有色阴离子与之形成的盐则是具有阴离子的颜色，例如紫色的KMnO 4和黄色的BaCrO 4、橙色的K 2Cr 2O 7等。

12.4.2 溶解度

ⅠA 、ⅡA 族元素的常见盐类中，除少数盐类如Li +盐，Be 2+盐、Mg 2+盐具有共价性外，其它盐类主要是离子化合物。绝大多数的碱金属盐类溶于水，并与水形成水合离子。仅有少数碱金属盐是难溶的，这些难溶盐一般都由大的阴离子组成，而Li +则由于其半径小而例外。例如：LiF 、Li 2CO 3、Li 3PO 4；Na[Sb(OH)6]，NaZn(UO 2)3(Ac)9（醋酸铀酰锌钠）；KHC 4H 4O 6（酒石酸氢钾）、KClO 4、K 2PtCl 6（六氯合铂酸钾）、KB(C 6H 5)4（四苯硼酸钾）、K 2Na[Co(NO 2)6]，（六硝基合钴酸钠钾）、Rb 2SnCl 6（六氯合锡酸铷）等。这些难溶盐可用于鉴定碱金属离子。

碱土金属盐类中，有不少是难溶的，是区别于碱金属的特点之一。其中，硝酸盐、氯酸盐、醋酸盐都易溶于水，卤化物中除氟化物外，也易溶。而草酸盐，碳酸盐，磷酸盐等都难溶于水。钙盐中以Ca 2C 2O 4的溶解度为最小，因此常用生成白色Ca 2C 2O 4的沉-3-24-23

186 第12章 s 区元素及其重要化合物 700℃ 730℃ 670℃ 淀反应来鉴定Ca 2+离子。对硫酸盐和铬酸盐来说，溶解度差别较大，BaSO 4和BaCrO 4是其中溶解度最小的难溶盐，BaSO 4甚至不溶于酸；而MgSO 4和MgCrO 4等则易溶，在无机和分析化学中常利用它们溶解度不同进行沉淀分离和离子检出。

12.4.3 热稳定性

碱金属的盐一般具有较高的热稳定性。碱金属的卤化物在高温时只挥发而不易分解；硫酸盐在高温下既不挥发又难分解；碳酸盐中除Li 2CO 3在700℃部分地分解为Li 2O 和CO 2以外，其余的在800℃以下均不分解。碱金属的硝酸盐热稳定性差，加热时易分解，例如：

4LiNO 3 2Li 2O + 4NO 2 + O 2

2NaNO 3 2NaNO 2 + O 2

2KNO 3 2KNO 2 + O 2

由Li 到Cs ，碱金属氟化物的热稳定性依次降低，而碘化物的热稳定性反而依次增强。

碱土金属的盐的热稳定性较碱金属差，但常温下也都是稳定的。碱土金属的碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐等的稳定性都是随着金属离子半径的增大而增强。铍盐的热稳定性特别差，例如，BeCO 3加热不到100℃就分解，而BaCO 3需在1360℃时才分解。碱金属和碱土金属的热稳定性变化趋势可用金属离子的反极化作用来说明。

例题12-3：试用反极化作用解释碱土金属碳酸盐的分解温度随Be ―Mg ―Ca ―Sr ―Ba 的次序递增。

解：对MCO 3来说，CO 可看作C 4+对3个O 2-极化作用而得到的离子。当一个M 2+与其相接

近时，M 2+对邻近的一个O 2-也产生极化作用。该极化作用与C 4+对该O 2-极化作用方向相反，常称为反极化作用。反极化作用的结果将导致该O 2-与C 4+的连结减弱，并使MCO 3分解为MO 和CO 2。自Be 2+至Ba 2+，离子半径依次增大，反极化作用依次减小，故其MCO 3的热分解温度随Be ―Mg ―Ca ―Sr ―Ba 的次序递增。

12.4.4 钠盐和钾盐的差异性

通常都认为钠与钾性质相似。它们的盐大多易溶，因此K +和Na +也很难分离。然而人们从人体只能注射生理食盐水NaCl 溶液，而不能注射KCl 溶液的事实得到启示，进一步研究发现在细胞膜上Na +，K +的行为是不同的，不仅细胞膜，而且有些无机的钠盐和钾盐在溶解度上有明显的区别。一般强酸组成的钾盐溶解度比钠盐小。而弱酸组成的钾盐溶解度均比钠盐大。一般地有如下规律：

23

12.4 碱金属、碱土金属的盐类 187

KI ＜NaI ，K 2SO 4＜Na 2SO 4，K 2Cr 2O 7＜Na 2Cr 2O 7

KF ＞NaF ，KCN ＞NaCN ，K 2CO 3＞Na 2CO 3

KSCN ＞NaSCN ，KNO 2＞NaNO 2，K 2C 2O 4＞Na 2C 2O 4

一般弱酸根离子对H +离子亲和力大，把持水分子能力大，水化焓较大，与半径大的K +的水化焓差大，因此弱酸的钾盐溶解度大于钠盐。我们可以根据钠、钾盐在溶解度上差别，利用强酸型或弱酸型离子交换树脂进行分离，通常细胞中钾离子浓度比钠离子大也是由于细胞膜上所含基团酸性强弱不同，致使钾、钠盐溶解度不同所造成的。

钠盐和钾盐不同还表现在钠盐的水合盐水分子数目多于钾盐。如Na 2CO 3·10H 2O 而K 2CO 3·2H 2O ；Na 2SO 4·10H 2O 而K 2SO 4不含结晶水。此外钠盐的吸潮能力比相应钾盐大，所以不能用NaClO 3、NaNO 3代替KClO 3、KNO 3作炸药。

12.4.5 配位性

碱金属离子由于离子构型特点，形成稳定的配合物很少。但有一类多基螯合配体－环状多醚，形似皇冠亦称冠醚，能与碱金属离子形成特殊稳定的配合物。冠醚中的氧原子有固定的几何形状，中间有腔空。图12-1中(a)是18－冠－6。因它是18元环组成，其中有6氧原子。(b)是两个小的冠醚，12-冠-4，及15-冠-5。

（a ） （b ）

图12-1 三种腔空大小不同的冠醚与碱金属离子的键合

当金属离子的大小与冠醚腔空大小匹配时，金属离子和氧原子作用强烈，能形成稳定的大环配合物，表12-7列出三个冠醚中心腔空大小和碱金属离子的直径。

表12-7 碱金属离子与冠醚腔空大小的比较

冠醚与碱金属离子的配位有高度的选择性，由于金属离子大小不同，水化能不同，

188 第12章 s 区元素及其重要化合物 △

△ 与冠醚中的氧结合强弱是不同的，一般水化能大的碱金属离子与冠醚结合较弱。碱金属离子与冠醚的配位性在生命体系中有很大的意义。最有用的是Na +和K +键合抗菌素（缬氨霉素）占据细胞壁位置，杀死细菌，同时缬氨霉素能提供通道，允许K +通过细胞，保持正常的离子平衡。缬氨霉素有类似冠醚的环状结构（其中有6个羟基氧能与金属离子配位），它与K +结合强度大于Na +1000倍。另外Li +能与有高度亲和力、带有脂肪链、腔空合适的冠醚形成的大环配合物可用以治疗神经错乱症。此外还可用于碱金属离子的分离。

碱土金属离子与碱金属相似，也仅能与某些螯合剂形成配合物。明显的是与多磷酸根阴离子结合生成胶态螯合物，利用这一性质可使硬水中的Mg 2+、Ca 2+离子被除去以达到软化水的目的。碱土金属离子除Be 2+外，都能与EDTA 作用形成螯合物：

Ca 2+ + Y 4- [CaY]2-

还能与大环配体形成配合物，如叶绿素就是Mg +和大环配体卟啉的配合物。

12.4.6 硬水及其软化

工业上根据水中Ca 2+和Mg 2+的含量，把天然水分为两种：溶有较多量Ca 2+和Mg 2+的水叫做硬水；溶有少量Ca 2+和Mg 2+的水叫做软水。

含有碳酸氢钙Ca(HCO 3)2或碳酸氢镁Mg(HCO 3)2的硬水叫做暂时硬水，暂时硬水经煮沸后，所含的酸式碳酸盐就分解为不溶性的碳酸盐。例如：

Ca(HCO 3)2 CaCO 3↓+ H 2O + CO 2↑

2Mg(HCO 3)2 Mg 2(OH)2CO 3↓+ 3CO 2↑+ H 2O

这样，容易从水中除去Ca 2+和Mg 2+，水的硬度就变低了。

含有碳酸镁MgSO 4、硫酸钙CaSO 4或氯化镁MgCl 2、氯化钙CaCl 2等的硬水，经过煮沸，水的硬度也不会消失。这种水叫做永久硬水。消除硬水中Ca 2+、Mg 2+的过程叫做硬水的软化。常用的软化方法有石灰纯碱法和离子交换树脂净化水法。

永久硬水可以用纯碱软化。纯碱与钙、镁的硫酸盐和氯化物反应，生成难溶性的盐，使永久硬水失去它的硬性。工业上往往将石灰和纯碱各一半混合用于水的软化，称为石灰纯碱法，反应方程式如下：

MgCl 2 + Ca(OH)2 Mg(OH)2↓+ CaCl 2

CaCl 2 + Na 2CO 3 CaCO 3↓+ 2NaCl

反应终了再加沉降剂（例如明矾），经澄清后得到软水。石灰纯碱法操作比较复杂，软化效果较差，但成本低，适于处理大量的且硬度较大的水。例如，发电厂、热电站等一

12.5 锂、铍的特殊性与对角线规则189 般采用该法作为水软化的初步处理。

12.5 锂、铍的特殊性与对角线规则

12.5.1 锂和铍的特殊性

位于第二周期的锂、铍与ⅠA、ⅡA族其它金属及其化合物在性质上有明显的区别。由于它们的原子体积很小并具有2电子构型的结构，核对外层电子屏蔽作用很小，表现出有高的电离能。使锂、铍的许多化合物中的键是共价键而不是离子键。体积很小的Li+和Be2+具有很高的“电荷/半径”比，因此对其它离子和极性分子产生特别强的吸引力。这种吸引力导致晶格能和水化能均很高，这是造成锂、铍离子型化合物的许多反常性质的原因。

例如，锂的溶点、硬度高于其他碱金属，而导电性则较弱，标准电极电势也特别低；铍的熔点、沸点比其它碱土金属高，硬度也是碱土金属中最大的，但却有脆性，热稳定性相对较差。

12.5.2 对角线规则

一般说来，碱金属和碱土金属元素性质的递变是很有规律的，但锂和铍却表现出反常性。锂、铍与同族元素性质差异很大，但是锂与镁，铍与铝在性质上却表现出很多的相似性。

在周期系中，某元素的性质和它左上方或右下方的另一元素性质相似性，称对角线规则。这种相似性特别明显地存在于下列三对元素之间：

Li Be B C

Na Mg Al

锂与镁相似性表现在：

①锂和镁在过量的氧中燃烧时，并不形成过氧化物，而生成正常的氧化物。

②锂和镁直接和碳、氮化合，生成相应的碳化物或氮化物。例如：

6Li + N2 ==== 2Li3N

3Mg + N2 ==== Mg3N2

③Li+和Mg2+离子都有很大的水合能力。

④锂和镁的氢氧化物均为中等强度的碱，在水中溶解度不大。加热时可分解为Li2O 和MgO。其它碱金属氢氧化物均为强碱，且加热至熔融也不分解。

⑤锂和镁的硝酸盐在加热时，均能分解成相应的氧化物Li2O、MgO及NO2和O2，而其它碱金属硝酸盐分解为MNO2和O2。

第13章练习题 225

△ △ ⑥ 锂和镁的某些盐类和氟化物、碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水，其它碱金属相应化合物均为易溶盐。。

⑦ 氯化物都具有共价性，能溶于有机溶剂如乙醇中。它们的水合氯化物晶体受热时都会发生水解反应：

LiCl ·H 2O ==== LiOH +HCl(g)

MgCl 2·6H 2O ==== Mg(OH)Cl + 5H 2O(g) + HCl(g)

铍、铝相似性表现在：

① 两种金属的标准电极电势相近（Be 2+／Be ，-1.85V ；Al 3+／Al ，-1.66V ）。

② 铍和铝经浓硝酸处理都表现钝化，而其它碱土金属均易与硝酸反应。

③ 铍和铝都是两性金属，既能溶于酸也能溶于碱。

④ 氢氧化物均为两性，而其它碱土金属氢氧化物均为碱性。

⑤ BeO 和Al 2O 3都有高熔点和高硬度。

⑥ 铝和铍的氯化物是共价分子，能通过氯桥键形成双聚分子，易升华、易聚合，易溶于有机溶剂。

对角线规则可用离子极化概念粗略地说明。一般来说，若正离子极化力接近，它们形成的化学键性质就相近，因而相应化合物的性质便呈现出某些相似性来。由于Li －Mg 、Be －Al ，B －Si 它们的离子势Φ数据分别为：Li +9.6，Mg 2+13.1；Be 2+21.8，Al 3+31.0；B 3+60，Si 4+69.4较相近，故性质相似。

卤族元素教案

卤素及其化合物 一、氯气的性质及用途 1．物理性质：通常情况下氯气是呈黄绿色的气体，有刺激性气味，有毒易液化，能溶于水（在常温下1体积水约溶解2体积的氯气）。 注意：①氯气使人中毒的症状是：吸入少量氯气会使鼻和喉头的黏膜受到刺激，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量的氯气会中毒死亡。 ②在实验室里闻氯气气味时，必须十分小心，采用正确的闻气味方法，即用于在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的氯气飘进鼻孔。在实验室中闻其他气体的气味时，也应采用这种方法。2．化学性质：氯气的化学性质很活泼的非金属单质。 （1）与金属反应 2NaCl（产生白烟）②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟）如：①2Na＋Cl2 ③2Fe＋3Cl22FeCl3（产生棕色的烟） 说明①在点燃或灼热的条件下，金属都能与氯气反应生成相应的金属氯化物．其中，变价金属如(Cu、Fe)与氯气反应时呈现高价态(分别生成CuCl2、FeCl3)． ②在常温、常压下，干燥的氯气不能与铁发生反应，故可用钢瓶储存、运输液氯． ③“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．如铜在氯气中燃烧，产生的棕黄色的烟为CuCl2晶体小颗粒；钠在氯气中燃烧，产生的白烟为NaCl晶体小颗粒；等等． （2）与非金属反应 如：①H2＋Cl22HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸H2＋Cl22HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸 注意①在不同的条件下，H2与C12均可发生反应，但反应条件不同，反应的现象也不同．点燃时，纯净的H2能在C12中安静地燃烧，发出苍白色的火焰，反应产生的气体在空气中形成白雾并有小液滴出现；在强光照射下，H2与C12的混合气体发生爆炸．②物质的燃烧不一定要有氧气参加．任何发光、发热的剧烈的化学反应，都属于燃烧．如金属铜、氢气在氯气中燃烧等．③“雾”是小液滴悬浮在空气中形成的物质；“烟”是固体小颗粒分散到空气中形成的物质．要注意“雾”与“烟”的区别．④H2与Cl2反应生成的HCl气体具有刺激性气味，极易溶于水．HCl的水溶液叫氢氯酸，俗称盐酸． ②2P＋3Cl22PCl3（氯气不足；产生白雾）2P＋5Cl22PCl5（氯气充足；产生白烟） （3）与水反应：Cl2＋H2O = HCl＋HClO （4）与碱反应 Cl2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H2O（用于除去多余的氯气） 2Cl2＋2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O（用于制漂粉精） Ca(ClO)2＋CO2＋H2O = CaCO3↓＋2HClO（漂粉精的漂白原理） 说明①Cl2与石灰乳[Ca(OH)2的悬浊液]或消石灰的反应是工业上生产漂粉精或漂白粉的原理．漂粉精和漂白粉是混合物，其主要成分为Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分是Ca(C1O)2

s区ds区d区重要元素及其化合物测验题与答案

第九章. s区、ds区、d区重要元素及其化合物测验题 一、选择题 1、向含有Ag+、Pb2+、Al3+、Cu2+、Sr2+、Cd2+的混合溶液中加稀HCl后可以被沉淀的离子是（）。 A.Ag+ B. Cd2+ C. Ag+和Pb2+ D. Pb2+和Sr2+ 2、性质相似的两个元素是( )。 A.Mg和Al B. Zr和Hf C. Ag和Au D.Fe和Co 3、在下列氢氧化物中,哪一种既能溶于过量的NaOH溶液,又能溶于氨 水中?( )。 A.Ni(OH)2 B. Zn(OH)2 C. Fe(OH)3 D.Al(OH)3 4、下列5种未知溶液是：Na2S、Na2S2O3、 Na2SO4、 Na2SO3 、Na2SiO3，分别加入同一中试剂就可使它们得到初步鉴别，这种试剂是（）。 A.AgNO3 溶液 B. BaCl2 溶液 C. 稀HCl溶液 D.稀HNO3溶液 5、 +3价铬在过量强碱溶液中的存在形式是( )。 A.Cr(OH)3 B. CrO2- C. Cr3+ D. CrO42- 6、下列硫化物中,不能溶于浓硫化钠的是( )。 A. SnS2 B. HgS C. Sb2S3 D. Bi2S3 7、.向MgCl2 溶液中加入Na2CO3 溶液,生成的产物之一为: A.MgCO3 B. Mg(OH)2 C. Mg2 (OH)2 CO3 D. Mg(HCO3)2 8、下列各组离子中,通入H2S气体不产生黑色沉淀的是( ) A.Cu2+ , Zn2+ B. As3+, Cd2+ C.Fe2+, Pb2+ D. Ni2+ , Bi3+ 9、下列物质在空气中燃烧,生成正常氧化物的单质是( )。 A. Li B. Na C. K D. Cs 10、能共存于溶液中的一对离子是( )。 A .Fe3+和I- B. Pb2+和Sn2+ C. Ag+和PO43- D. .Fe3+和SCN- 11、在HNO3介质中,欲使Mn2+氧化成MnO4-,可加哪种氧化剂?( ) A. KClO3 B. H2O2 C. 王水 D.(NH4)2S2O8 12、下列硫化物中,不能溶于浓硫化钠的是( )。 A. SnS2 B. HgS C. Sb2S3 D. Bi2S3

第12章 S区元素(第一套)

第12章 S区元素（第一套） 一、单选题 1. 重晶石的化学式是 (A) BaCO3 , (B) BaSO4 , (C) Na2SO4 , (D) Na2CO3 2. 下列碳酸盐，溶解度最小的是 (A) NaHCO3 , (B) Na2CO3 , (C) Li2CO3 , (D) K2CO3 3. NaNO3受热分解的产物是 (A)Na2O，NO2，O2；(B)NaNO2，O2； (C)NaNO2，NO2，O2；(D)Na2O，NO，O2。 4. 下列哪对元素的化学性质最相似 (A) Be 和Mg (B) Mg 和Al (C) Li 和Be (D) Be 和Al 5. 下列元素中第一电离能最小的是 (A) Li (B) Be (C) Na (D) Mg 6. 下列最稳定的氮化物是 (A) Li3N (B) Na3N (C) K3N (D) Ba3N2 7. 下列水合离子生成时放出热量最少的是 (A) Li+ (B) Na+ (C) K+ (D) Mg2+ 8. 下列最稳定的过氧化物是 (A) Li2O2 (B) Na2O2 (C) K2O2 (D) Rb2O2

9. 下列化合物中键的离子性最小的是 (A) LiCl (B) NaCl (C) KCl (D) BaCl2 10. 下列碳酸盐中热稳定性最差的是 (A) BaCO3 (B) CaCO3 (C) K2CO3 (D) Na2CO3 11. 下列化合物中具有磁性的是 (A) Na2O2 (B) SrO (C) KO2 (D) BaO2 12. 关于s 区元素的性质下列叙述中不正确的是 (A) 由于s 区元素的电负性小,所以都形成典型的离子型化合物 (B) 在s 区元素中,Be、 Mg 因表面形成致密的氧化物保护膜而对水较稳定 (C) s 区元素的单质都有很强的还原性 (D) 除Be、 Mg 外,其他s 区元素的硝酸盐或氯酸盐都可做焰火材料 13. 关于Mg , Ca , Sr , Ba 及其化合物的性质下列叙述中不正确的是 (A) 单质都可以在氮气中燃烧生成氮化物M3N2 (B) 单质都易与水水蒸气反应得到氢气 (C) M(HCO3)2在水中的溶解度大MCO3的溶解度 (D) 这些元素几乎总是生成+2 价离子 二、是非题(判断下列各项叙述是否正确,对的在括号中填“√”错的填“×”) 1. 因为氢可以形成H+,所以可以把它划分为碱金属

各种高中化学知识总结元素及其化合物专题

无机框图推断题剖析 [题型示例] [20XX年全国卷II28题15分]以下一些氧化物和单质 之间可发生如右图所示的反应：其中，氧化物（Ⅰ）是红 棕色固体、氧化物（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）在反应条件下都是 气体。 ⑴氧化物（Ⅰ）的化学式（分子式）是。 氧化物（Ⅱ）的化学式（分子式）是。 ⑵反应①的化学方程式是。 反应②的化学方程式是。 反应③的化学方程式是。 [考况简析] 框图推断题，是高考的必考题。考得最多的一年是1995年，考查了2个无机框图推断和1个有机框图推断，共计19分，其余每年都考了1-2个框图推断题，分值都在6-16分左右。 [考查目标] 既考查了以元素及其化合物知识为主要载体的有关基础知识，又考查了学生的基本概念、基本理论、化学实验及化学计算等基础知识，同时也考查了学生的观察、阅读、归纳、分析、推理等综合能力。 [解答方法] 信典倒顺法 第一步——分析信息：析准、析全题中的所有信息。涉及物质性质或结构的信息，要能以元素周期表为线索搜索出物质或物质范围，如既不溶于水也不溶于稀HNO3的白色沉淀有ⅦA-AgCl、ⅪA-BaSO4、ⅣA-H4SiO4；涉及化学反应的要弄清楚旧键的断裂和新键的形成，并注意把握住反应条件和转化的关系。 第二步——抓住典型：抓住典型已知物或典型已知条件或典型转化关系或典型定量数据等，并以其为突破口。 第三步——倒顺推断：在突破口的基础上或倒推或顺推，以推断出有关物质。 第四步——扣问作答：在推断结果的基础上紧扣题问进行作答。 [例题解析] 第一步——分析信息：氧化物（Ⅰ）是红棕色固体==> Ⅰ为Fe2O3；氧化物（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）在反应条件下（高温）都是气体==> Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为SO2、SO3、NO、NO2、CO、CO2、H2O 第二步——抓住典型：Ⅰ- Fe2O3 第三步——倒顺推断：顺推：氧化物Ⅰ(Fe2O3)+ 氧化物Ⅱ→ 单质Ⅰ+ 氧化物Ⅳ ==> 氧化物Ⅱ- CO、单质Ⅰ- Fe、氧化物Ⅳ- CO2；顺推：氧化物Ⅱ(CO)+ 氧化物Ⅲ→ 单质Ⅱ+ 氧化物Ⅳ(CO2) ==> 氧化物Ⅲ- H2O、单质Ⅱ- H2；倒推：单质Ⅱ(H2)+ 氧化物Ⅱ(CO)← 氧化物Ⅲ(H2O)+ 单质Ⅲ ==> 单质Ⅲ- C 第四步——扣问作答：⑴氧化物（Ⅰ）的化学式（分子式）是Fe2O3；氧化物（Ⅱ）的化学式（分子式）是CO 。⑵反应①：Fe2O3 + 3CO 高温2Fe + 3CO2；反应②：CO + H2O 高温CO2 + H2；反应③：C + H2O 高温CO + H2。 [归纳小结] ①熟练解题方法；②熟悉元素及其化合物知识；③在搜索物质范围时一定要以元素周期表为线索进行系统搜索；④有的考题的信息会在提问里面，所以，考生要注意通读试题后再来做题更好，不要急于求成。 [规律总结] 一、特征结构

卤族元素及其化合物规律总结

卤族元素及其化合物规律总 结 -标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

年级：高一学科：化学执笔：潘旭审核： 课时及内容：2课时课型：复习课使用时间 专题二第一单元卤族元素及其化合物规律总结规律一：实验室制取气体知识框架 （1）反应原理（2）装置（包括发生装置和收集装置）（3）除杂 （4）收集方法（5）检验（6）尾气处理 规律二：学习物质的物理性质一般从如下几方面研究 （1）色（颜色）（2）味（气味）（3）态（状态）（4）度（密度、硬度、溶解度）（5）点（熔点、沸点）（6）性（刺激性、挥发性、毒性、特性） 规律三：氯气与金属的反应规律 （1）氯气与金属反应时，生成高价态的化合物。 （2）氯气与大多数金属在点燃或灼烧情况下反应，生成金属氯化物。 （3）铁与氯气等氧化性强的非金属反应生成Fe3＋的化合物，而与弱氧化性的非金属（I2、S 等）生成Fe2＋的化合物。 规律四：氧化还原反应规律 （1）得电子——化合价降低——还原反应——氧化剂——还原产物； 失电子——化合价升高——氧化反应——还原剂——氧化产物。 （2）氧化还原反应中得失电子守恒规律，化合价升降总数相等。 （3）价态表现规律 （4）氧化还原反应性质转递规律 得到电子 失去电子

氧化性：氧化剂＞氧化产物 还原性：还原剂＞还原产物 规律五：我们学习某种物质的知识时，一般按下面的思路来研究 结构性质用途制法 这部分知识的掌握，必须通过做一定量的练习，来锻炼动脑动手的能力，使所学的知识得以很好的落实，这对同学们综合素质的提高有着积极的作用。 思维过程一氯气的制法 1．工业制法 氯化钠在水中电离：NaCl Na＋＋Cl－，水也有微弱的电离：H 2O H＋＋OH－，这样，在食盐水溶液中存在Na＋、Cl－、H＋、OH－，其中只有Cl－和H＋在电力作用下易被氧化和还原，而生成Cl2和H2，即发生如下反应： 2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 氢气和氯气混合后在光照或点燃等情况下易爆：H2＋Cl22HCI，氯气有毒，所以，电解的产物氯气和氢气必须隔离，且要防止氯气泄漏。 2．实验室制法 利用氧化性比氯气强的氧化剂，如MnO2、KMnO4、KClO3等，将Cl－氧化成Cl2。 （1）反应原理：MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O （2）装置设计：粉末状固体（或液体）＋液体气体 （3）除杂气体：根据制得气体的化学性质和杂质气体的化学性质，选择除杂试剂，一般洗气方法，制得的氯气中有氯化氢杂质，常用饱和食盐水洗气。有时要制得干燥的氯气，可以用浓硫酸洗气来除去水蒸气。 （4）收集方法：一般由所制气体的物理性质决定——密度或水溶性，氯气可以用向上排空气法或排饱和食盐水法收集。

s区元素

第9章 s 区元素 【9-1】试说明碱金属和碱土金属在同一族从上到下，同一周期从左到右下列性质递变的情况：（1）离子半径， （2）电离能，（3）离子水和能。并解释原因。 解：（1）碱金属和碱土金属从上到下离子半径增大，这是因为随着主量子数的增加，外层电子在核外出现概率最大的距离明显增加；在同一周期中，从左到右离子半径减小，这是因为随着核电荷的增加，核对于核外电子的吸引力（即有效核电荷）增强的缘故。 （2）碱金属和碱土金属从上到下电离能减小，是因为随着原子半径的增加，原子核对外层电子的束缚力减小；在同一周期中，从左到右电离能增大，这是因为随着有效核电荷的增加，和对外层电子的束缚力增加的缘故。 （3）碱金属和碱土金属从上到下水合能减小，这是因为随着原子序数增加，离子半径增加，正离子与水分子相互作用力减小的缘故。。在同一周期中，从左到右水合能增加，碱土金属离子在水溶液中，均为正二价离子，所以电荷高于正一价碱金属离子的缘故。 【9-2】锂、钠、钾在氧气中燃烧生成何种氧化物？这些氧化物与水反应情况如何？以化学方程式来说明。 解：分别生成Li 2O 、Na 2O 2、KO 2 ； 【9-3】写出下列反应方程式： （1）Al 溶于NaOH 溶液中 （2）Ba(NO 3)2加热分解 （3）Na 2O 2+CO 2 （4）CaH 2+H 2O （5）Na 2O 2+Cr 2O 3 （6）K+KNO 3 解：(1) 2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAl(OH)4 + 3H 2↑(2)Ba(NO 3)2 = Ba(NO 2)2 + O 2↑(3) 2Na 2O 2 + 2CO 2 =2NaCO 3 + O 2(4) CaH 2 + 2H 2O =Ca(OH)2 + 2H 2↑(5) 3Na 2O 2 + Cr 2O 3 = 2Na 2CrO 4 + Na 2O (6) 10K + 2KNO 3 = 6K 2O + N 2↑ 【9-4】比较下列性之的大小： （1）溶解度：CsI ，LiI ，CsF ，LiF ，LiClO 4，KClO 4 （2）碱性的强弱：Be(OH)2， Mg(OH)2，Ca(OH)2， NaOH （3）分解温度:Na 2CO 3，NaHCO 3，MgCO 3， K2CO 3 （4）水和能：Na +， K +，Mg 2+，Be 2+ 解：（1）溶解度：CsILiF; LiClO 4>KClO 4 （2）碱性的强弱：Be(OH)2Na 2CO 3> MgCO 3>NaHCO 3 （4）水和能：Na +>K +> Be 2+>Mg 2+ 【9-5】解释下列事实： （1）卤化锂在非极性溶剂中的溶解度大小顺序为LiI ＞LiBr ＞LiCl ＞LiF 。

常见金属元素及其化合物专题

专题复习常见金属元素及其化合物 [高考关键词]单质——氧化物(碱性氧化物)——氢氧化物(碱)——盐(阳离子)。1.钠：活泼、还原性(保存)；过氧化钠：结构特点、与水及CO2反应特点；烧碱。2.铝：还原性、与强碱反应、合金；氧化铝、氢氧化铝：两性；Al3＋：水解、净水、离子共存、铝三角转化。3.铁：腐蚀、变价；Fe2＋：还原性、离子共存、保存、检验；Fe3＋：氧化性、水解、离子共存、检验；Fe2＋、Fe3＋的相互转化。4.铜：不活泼、冶炼；氧化物、Cu2＋：颜色。 1．熟记几种物质的颜色 Na2O2是________；Fe2O3是________； Al(OH)3、Fe(OH)2均是__________________； Fe(OH)3是________；CuSO4是________； FeCl3________。 答案淡黄色红棕色白色红褐色白色棕黄色 2．熟悉4类特殊反应 (1)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2是否过量，产物均为________。 (2)Na在氧气中燃烧，无论O2是否过量，产物均为________。 (3)与水接触产生气体单质的物质有________。 (4)与水接触产生气体化合物的物质有________。 答案(1)FeCl3(2)Na2O2(3)Na、K、Na2O2等 (4)Al2S3、Mg3N2、CaC2 3．典型元素及其化合物的特征性质

(1)Na、Al、Fe、Cu四种元素的单质中：

①能与水剧烈反应的是____________，反应的离子方程式：_______________________； ②能与NaOH溶液反应的是________，反应的离子方程式：_________________________，其中作氧化剂的是________________________________________________________； ③Cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式：__________________ ________________________________________________________________________； ④与氧气反应条件不同，反应产物不同的是_________________________________。 (2)上述四种金属的氧化物中： ①能用作供氧剂的是________，写出一个化学方程式： ________________________________________________________________________； ②既能溶于酸溶液又能溶于强碱溶液的是_________________________， 离子方程式分别为__________________________________________________， ________________________________________________________________________； ③常温下为黑色固体的是_____________________________________。 (3)上述四种金属的氢氧化物中： ①易在空气中被氧化的是__________，现象____________________________ ________________________________________________________________________， 反应的化学方程式为__________________________________； ②具有两性的是________________。 (4)上述四种金属形成的阳离子共有________种，其中既能表现还原性，又能表现氧化性的是________，检验Fe2＋的方法是________________________________；其中氧化性最强的是________，它腐蚀金属铜的离子方程式为______________________________。

第十二章 s区元素复习提纲,及试题

第十二章s区元素预习提纲 1、碱金属和碱土金属的概述。 2、单质的存在及制备，物理和化学性质。 3、掌握碱金属和碱土金属的重要氢化物，氧化物，过氧化物，超氧化物的生成和基本性质。 4、碱金属和碱土今生缘氢氧化物碱性强弱的变化规律。 5、重要的盐类的溶解性和稳定性。 6、锂和铍的特殊性。 第十二章s区元素复习题 一、是非题： 1、碱金属或碱土金属的原子电离势都是自上而下降低，但它们生成离子M+或M2+的标准电极电势并不是自上而下减小的。 2、Na在蒸气状态下可以形成双原子分子，而Be在蒸气状态下仅能形成单原子分子。 3、除LiOH外，所有碱金属氢氧化物都可加热到熔化，甚至蒸发而不分解。 4、在空气中燃烧Ca或Mg，燃烧的产物遇水可生成氨。 5 碱土金属的碳酸盐和硫酸盐在中性水溶液中的溶解度都是自上而下的减小。 二、选择题： 1、下列金属中最软的是 A、Li B、Na C、Cs D、Be 2、与同族元素相比，有关铍的下列性质中描述不正确的是 A、有高熔点 B、有最大密度 C、有最小的原子半径 D、硬度最大 3、下列方法中适合制备金属铯的是 A、熔融盐电解法 B、热还原法 C、金属置换法 D、热分解法 5、金属锂应存放在A、水中B、煤油中C、石蜡中D、液氨中 6、碱金属在过量的空气中燃烧时，生成 A、都是普通的氧化物M2O B、钠钾是过氧化物M2O2 C、钾铷铯是超氧化物MO2 D、铷铯是臭氧化物MO3 7、下列物质中碱性最强的是 A、LiOH B、Mg(OH)2 C、Be(OH)2 D、Ca(OH)2 8、下列物质中溶解度最小的是 A、Be(OH)2 B、Ca(OH)2 C、Sr(OH)2 D、Ba(OH)2 9、芒硝和元明粉的化学式分别为 A、Na2 SO4·10H2 O Na2 SO4 B、CaSO4·2H2 O Na2 SO4·10H2 O C、Na2 S Na2 S2O3·5H2O D、NaNO3 Na2SO4 10、下列碳酸盐的热稳定性顺序是 A、BeCO3 > MgCO3 > CaCO3 > SrCO3 > BaCO3

2020届高三化学一轮复习 元素及化合物专题训练

2020届高三化学一轮复习元素及其化合物专题训练 一、选择题 1．(2019·北京，6)下列我国科研成果所涉及材料中，主要成分为同主族元素形成的无机非金属材料的是() A.4.03米大口径 碳化硅反射镜 B.2022年冬奥会 聚氨酯速滑服 C.能屏蔽电磁波的 碳包覆银纳米线 D.“玉兔二号” 钛合金筛网轮 答案A 2．下列有关物质性质及应用的说法正确的是() A．过量的铜与浓硝酸反应可生成NO B．Fe在O 2 中的燃烧产物可用于制红色涂料 C．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到 D．Fe2＋、SO2都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，前者表现出还原性，后者表现出漂白性 答案A 3．下列有关SO2的说法不正确的是() A．属于酸性氧化物 B．属于“城市空气质量日报”的物质 C．水溶液能使紫色石蕊溶液变红 D．因为具有强氧化性，所以能漂白品红 答案D 4．三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是() A．在转化过程中，氮元素均被还原 B．依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程 C．还原过程中生成0.1mol N 2 ，转移电子数为0.5N A D．三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、C x H y 、NO x 三种成分的净化 答案D

( B．消除总反应为：4NO x ＋(5－2x)O 2 ＋2H 2 O=====4HNO 3 2 5．(2019·宝鸡市高考模拟)汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家研究发现TiO 2 的混凝土或沥青可以适度消除汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消除”过程的叙述错误的是) A．部分光能转变为化学能 光 C．使用纳米TiO 2 ，产生的光生电子和空穴更多，NO x 消除效率更高 D．1mol O－比1mol羟基(·OH)多9N A 个电子(N A 为阿伏加德罗常数) 答案D 6．下列有关铁及其化合物的说法中正确的是() A．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3＋，无Fe2＋ B．现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色，其原因可能是苹果汁中的Fe2＋变成Fe3＋ C．工业上可用铁质容器储存浓硝酸和浓硫酸，原因是铁在常温下与两种酸不反应 D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 答案B 7．按如图装置进行实验，下列推断正确的是() 选项 A B C D Ⅰ中试剂 氯化铵 硫酸亚铁 涂有石蜡油的碎瓷片 铁粉与水蒸气 Ⅱ中试剂及现象 酚酞溶液不变红色 品红溶液褪色 酸性高锰酸钾溶液褪色 肥皂水冒泡 推断 氯化铵稳定 FeSO4分解生成FeO和SO2 石蜡油发生了化学变化 铁粉与水蒸气发生了反应 答案C 8．(2019·安阳市高三二模)某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的Fe(OH) 2 ，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是()

无机化学s区元素练习题

无机化学s区元素练习题 S区元素练习题 一、完成并配平下列反应方程式 1、Na +H2→ 2、LiH → 3、CaH+H2O→ 4、Na2O+ CO→ 5、 Na2O+ MnO4- + H+→ 6、BaO+ H2SO4 → 7、纯氧中加热氧化钡 8、唯一能生产氮化物的碱金属与氮气反应 9、铍与氢氧化钠溶液反应 10、金属钙在空气中燃烧，将燃烧产物再与水反应 11、写出氢氧化锂和过氧化钡的常用制取方法的化学方程式 二、请用热力学数据计算碱金属的过氧化物的稳定性增强 请用热力学数据计算碱金属超氧化物的稳定性也在逐渐增强 三、已知r＝227pmr＝197pm，Ar=39.0Ar=40.078,计算钾和钙的密度。 四、写出Ca2与氯化镁溶液反应的离子方程式，计算

该反应在298K下的标准平衡常数K? 五、已知NaH晶体中，Na与H的核间距离为245pm，试用Born-Lande公式计算NaH的晶格能。再用波恩－哈伯循环计算NaH的标准摩尔生成焓。 ????六、计算反应MgO + C?的?rHm，?rSm和???CO ＋Mg+- ?rGm，以及该反应可以自发进行的最低温度。 ? 七、已知镁的升华焓?SubHm=147.70kJ·mol,第一，第二电离分别为I1=743.94 ?2?kJ·mol-1，I2=1456.8kJ·mol-1，?fHm=-466.8kJ·mol-1，?-1 ?fGm=-454.kJ·mol，试计算?fHm，计算E和Mg的水合热2+2?/Mg)。 八、s区某金属A与水反应剧烈，生成的产物之一溶液呈碱性。B与溶液C反应可得到中性溶液D，D在无色火焰中的焰色反应呈现为黄色。在D中加入硝酸银溶液有白色沉淀E生成，E可溶于氨水中。一淡黄色粉末物质F与金属A反应生成G，G溶于水得到B溶液，F溶于水则得到B和H的混合溶液，H的酸性溶液可使高锰酸钾溶液退色，并放出气体I。试确定各字母所代表物质的化学式，写出有关的反应方程式。 某碱土金属A在空气中燃烧时火焰呈橙红色，反应产

第12章-d区元素和f区元素

第12章 d区元素和f区元素 【12-1】试用d区元素价电子层结构的特点来说明d区元素的特性。 解：d区元素最后一个电子填充到d轨道上，其价层电子组态为：(n-1)d1-8ns1-2，位于周期表的中部，包括ⅢB-ⅦB和Ⅷ族元素，它们都是过渡元素，每个元素都有多种氧化值。同周期过渡元素的原子半径随着原子序数的增加而缓慢地依次减小，到了第Ⅷ族元素后又缓慢增大。同族过渡元素的原子半径，除了ⅢB外，自上而下随着原子序数的增大而增大。各过渡系元素电离能随原子序数的增大，总的变化趋势是逐渐增大的。同副族过渡元素的电离能递变不很规则。熔点、沸点高,密度大,导电性、导热性、延展性好。在化学性质方面，第一过渡系元素的单质比第二、三过渡系元素的单质活泼。化学性质变化总趋势是同一过渡系单质的活泼性从左到右降低。 或：d区元素价电子层结构是(n-1)d1-8ns1-2。它们ns轨道上的电子数几乎保持不变，主要差别在于(n-1)d轨道上的电子数不同。又因(n-1)d轨道和ns轨道的能量相近，d电子可以全部或部分参与成键，由此构成了d区元素的一些特性：全部是金属，原子半径小，密度大，熔、沸点高，有良好的导热、导电性能，化学性质相近。大多具有可变的氧化态。由于d轨道有未成对电子，水合离子一般具有颜色。由于所带电荷高，离子半径小，且往往具有未充满的d电子轨道，所以容易形成配合物。 【12-2】完成下列反应式： （1）TiO2+H2SO4(浓)→ （2）TiO2++Zn+H+→ （3）TiO2+C+Cl2→ （4）V2O5+NaOH→ （5）V2O5+H2SO4→ （6）V2O5+HCl→ （7）VO2++H2C2O4+H+→ 解：（1）TiO2 + H2SO4 (浓) = TiOSO4 + H2O （2）2TiO2+ + Zn + 4 H+ = 2 Ti3+ + Zn2+ +2 H2O （3）TiO2 + 2 C + 2 Cl2 (加热) = TiCl4 + 2 CO （4）V2O5 + 6 NaOH = 2 Na3VO4 + 3 H2O （5）V2O5 + H2SO4 = (VO2)2SO4 + H2O （6）V2O5 + 6 HCl = 2 VOCl2 + Cl2 + 3 H2O

第12章 s区元素及其重要化合物

176 第12章s区元素及其重要化合物 第12章 s区元素及其重要化合物 s区元素包括周期表中ⅠA和ⅡA族元素，是最活泼的金属元素。ⅠA族是由锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）六种金属元素组成。由于它们氧化物的水溶液显碱性，所以称为碱金属（Alkali metals）。ⅡA族是由铍（Be）、镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）、钡（Ba）及镭（Ra）六种元素组成，由于钙、锶、钡的氧化物难溶，难熔（类似于土），且呈碱性而得名碱土金属（Alkaline earth metals）。 ⅠA、ⅡA族元素中、钠、钾、镁、钙、锶、钡、发现较早，在1807-1808年由美国年轻科学家戴维（H，Davy）首次制得。它们以化合物形式广泛存在于自然界，如人们与钠、钾的化合物（如食盐）打交道已有几千年的历史。锂、铍、铷和铯的发现和游离制得相对稍晚些（1821-1861）年，它们在自然界存在较少，属于稀有金属。钫和镭是放射性元素，钫（Fr）是1939年法国Marguerite perey发现的，元素名由France而来。钫是有强放射性，半衰期很短的金属元素，在天然放射性衰变系（锕系）以及核反应（中子轰击镭）中形成微量的钫。镭是1898年法国皮尔（pierre）和马利亚居里（Marie Curie）发现。他们首先从沥青铀矿中分离出来。镭的所有同位素都有放射性且寿命最长，如226Ra 的半衰期为1602年。它是在238U的天然衰变系中生成。 12.1 碱金属、碱土金属单质 碱金属、碱土金属元素的价层电子构型分别为ns1，ns2，它们的原子最外层有1～2个s电子，所以这些元素称为s区元素。s区元素能失去1个或2个电子形成氧化态为+1、+2 的离子型化合物（Li、Be除外）。 12.1.1 通性 碱金属，碱土金属的基本性质列于表12-1和表12-2中。 表12-1碱金属的基本性质 碱金属原子最外层只有1个ns电子，而次外层是8电子结构（Li的次外层是2个电子），

专题六 元素及其化合物

专题六元素及其化合物 班级：姓名： 【考情分析】 一、考纲要求 常见无机物及其应用。 1．常见金属元素（如Na、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主要性质及其应用。 （3）了解合金的概念及其重要应用。 2．常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等） （1）了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。 （2）了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。 3．以上各部分知识的综合应用。 二、命题趋向 钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素，特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位，这部分内容一直是高考考查的重点。如以钠及其化合物(特别是Na2O2、NaHCO3、Na2CO3)的性质为载体的推断题或实验题、铝及其化合物的两性、Fe2+与Fe3+之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等。钠及其化合物、合金与硝酸的反应是每年高考的必考知识点。由于铝、铁、铜及其化合物的性质很丰富，在高考命题中立足点也多种多样，如以选择题形式考查离子共存、离子反应、氧化还原反应、简单计算等，也可以出推断题，还可以出实验题。因此在复习时要注意元素单质及其化合物之间的相互转化，如“铝三角”、“铁三角”，同时在复习时要加强化合物知识与理论部分的联系。 非金属元素部分在保持原有考点不变的情况下，弱化了对磷的考查，但H、C、N、O、Si、S、Cl元素及其化合物的性质仍是高考化学的重点。由于非金属元素存在多种价态，所以不同价态的非金属化合物之间的转化也成为高考命题的热点之一，这在历年高考试题中也均有体现。另外，这部分知识往往与其他知识结合在一起进行综合考查。因此复习这部分内容时，在注意特殊元素及其化合物的性质和应用的同时，还要注意知识本身的内涵和外延及知识点间的联系，要将知识点与实际生活联系起来。 【知识归纳】 一、常见无机物及其应用 （一）金属元素 1．金属的通性 金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示还原性，这与它们的原子结构有关。常见金属的主要化学性质列于下表：

2012级第1章S区元素自测题及答案

《元素化学》 第1章 《S 区元素》自测题 班级：应用化学1201B 姓名： 学号： 得分： 一、选择题（75分） 1 在下列性质中,碱金属比碱土金属高(或大)的是 ( D ) A. 熔点 B. 沸点 C. 硬度 D. 半径 2 下列性质中,碱金属和碱土金属都不具有的是 ( D ) A. 与水剧烈反应 B. 与酸反应 C. 与碱反应 D. 与强还原剂反应 3ⅠA,ⅡA 族元素的电离势,电负性和M 2分子中共价键的强度随着原子序数的增加而 (B ) A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 无法推测 D. 变化不大 4 下列原子中哪一种原子第一电离势最大 (C ) A. Na B. Li C. Be D. Mg 5 碱土金属与碱金属相比较,碱土金属比相邻的碱金属多一个电子,即增加了一个 单位的核电荷,所以 (B ) A. 碱土金属原子半径比相邻的碱金属大些 B. 电离势大 C. 较易失去第一个电子 D. 比碱金属更活泼 6 下列元素中形成化合物时,共价倾向最小的是 (D) A. Be B. Li C. Ba D. Cs 7 最轻的金属是以下金属中的 (B ) A. Be B. Li C. Na D. Mg 8 下列金属单质不能保存在煤油里的是 (A ) A. Li B. Na C. K D. Rb 9 金属钠应保存在 (C ) A. 酒精中 B. 液氨中 C. 煤油中 D. 空气中 10 下列金属单质表现两性的是 (D ) A. Li B. Mg C. Ba D. Be 11 因为E ?(Na +/Na)

s区元素

第十二章s区元素 教学重点：1.氢的物理和化学性质； 2.碱金属的钠与钾，碱土金属的镁、钙、钡的性质。 3.其氢氧化物的溶解性和碱性。 4.碱金属和碱土金属盐类的一些重要性质。 第一节氢 一、物理性质 氢(hydrogen)是太阳大气的主要成分，如果以原子百分数计，氢占81.75%，氢是太阳发生热核反应的主要原料。是供给地球上生物生存的最大能源。 氢在地壳（包括大气、水、岩石圈）中的含量，若以原子百分数计占17%，若以质量百分数计约占1%。氢虽存在量不大，但分布却十分广泛。自然界中，氢主要以化合态存在，如在水中、有机物中、生物体中等，仅只在天然气等少数物质中有少量单质氢存在。 已知氢有三种同位素，自然界 氢或氕（用11H或H表示）99.98% 重氢或氘(deuterium)（用21H或D表示）0.02% 氚(tritium)（用31H或T表示）107个普通氢原子才有1个氚原子 氢的同位素之间由于电子结构相同，故化学性质基本相同，但是它们的原子质量相差较大，从而引起物理性质上的差异。 如：H2的沸点为20.4K，熔点为14.0K D2的沸点为23.5K，熔点为18.65K 氘的重要性在于它与原子反应堆中的重水有关，并广泛地应用于反应机理的研究和光谱分析。氚的重要性在于和核聚变反应有关，也可用作示踪原子(tracer element)。 单质氢是以双原子分子形式存在，它是一种无色无嗅的气体，是空气密度的1/14.38，是所有气体中密度最低的。用它的密度小的性质，可以填充氢气球，但有易于着火的缺点。 如将氢气进行深度冷冻并加压，氢气可转变成液体，利用液态氢的低温，可以将除氢以外的其它气体变成固体，在14.0K时可转变为透明固体。 氢在水中微微溶解，273K时1体积水仅能溶解0.02体积的氢气，但氢气可被某些金属（如镍、钯、铂）吸附，如室温时1体积细钯粉，大约吸收900 233

卤素及其重要化合物的性质

东方教育学科教师辅导讲义 讲义编号 学员编号：年级：课时数：学员姓名：辅导科目：学科教师： 课题卤素及其重要化合物的性质 授课时间：备课时间： 教学目标 重点、难点 教学内容 [知识点归纳] 一、氯气的性质及用途 1．物理性质：常温下，氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。 2．化学性质：氯气是化学性质很活泼的非金属单质。 （1）与金属反应（与变价金属反应，均是金属氧化成高价态） 如：①2Na＋Cl 2 2NaCl（产生白烟） ②Cu＋Cl2CuCl2（产生棕黄色的烟） ③2Fe＋3Cl 22FeCl 3 （产生棕色的烟） 注：常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应，所以液氯通常储存在钢瓶中。（2）与非金属反应 如：①H 2＋Cl 2 2HCl（发出苍白色火焰，有白雾生成）——可用于工业制盐酸 H 2＋Cl 2 2HCl（会发生爆炸）——不可用于工业制盐酸 ②2P＋3Cl 22PCl 3 （氯气不足；产生白雾） 2P＋5Cl 22PCl 5 （氯气充足；产生白烟） （3）与水反应：Cl 2＋H 2 O HCl＋HClO （4）与碱反应 ①Cl 2＋2NaOH = NaCl＋NaClO＋H 2 O（用于除去多余的氯气） ②2Cl 2＋2Ca(OH) 2 = Ca(ClO) 2 ＋CaCl 2 ＋2H 2 O（用于制漂粉精）

通电 ③Ca(ClO)2＋CO 2＋H 2O = CaCO 3↓＋2HClO （漂粉精的漂白原理） （5）与某些还原性物质反应 如：①2FeCl 2＋Cl 2 = 2FeCl 3 ②2KI ＋Cl 2 = 2KCl + I 2（使湿润的淀粉-KI 试纸变蓝色，用于氯气的检验） ③SO 2＋Cl 2＋2H 2O = 2HCl + H 2SO 4 （6）与某些有机物反应 如：①CH 4＋Cl 2 CH 3Cl + HCl （取代反应） ②CH 2=CH 2＋Cl 2 → CH 2ClCH 2Cl （加成反应） 3．氯水的成分及性质 氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应，大部分是以Cl 2分子状态存在于水中。 注意：（1）在新制的氯水中存在的微粒有：H 2O 、Cl 2、HClO 、H +、Cl -、ClO -、OH -；久置 氯水则几乎是盐酸溶液 （2）HClO 的基本性质 ① 一元弱酸,比H 2CO 3弱 ② 不稳定，2HClO === 2HCl + O 2↑ ③ 强氧化性 ④ 漂白、杀菌能力，使色布、品红溶液等褪色。 （3）几种漂白剂的比较 漂白剂 HClO Na 2O 2（H 2O 2） SO 2 活性炭 漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 化合漂白 吸附漂白 品红溶液 褪色 褪色 褪色 褪色 紫色石蕊 先变红后褪色 褪色 只变红不褪色 褪色 稳定性 稳定 稳定 不稳定 —— 4．氯气的制法 （1）实验室制法 药品及原理：MnO 2 + 4HCl （浓） MnCl 2 + 2H 2O + Cl 2↑ 强调：MnO 2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl 2，稀盐酸不与MnO 2反应。 仪器装置：发生装置---收集装置---吸收装置 实验步骤：检密—装药—固定—加热—收集 收集方法：向上排空气法 （或排饱和食盐水法） 净化装置：用饱和食盐水除去HCl ，用浓硫酸干燥 尾气处理：用碱液吸收 （2）氯气的工业制法：（氯碱工业） 2NaCl + 2H 2O 2NaOH + H 2↑ + Cl 2↑ 二、氯化氢的性质和实验室制法 1．物理性质: 无色、有刺激性气味的气体；极易溶于水，其水溶液为盐酸。 2．盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性) 3．氯化氢的实验室制法 (1)药品及反应原理: NaCl + H 2SO 4 === NaHSO 4 + HCl ↑ (不加热或微热) (2)装置: 与制氯气的装置相似 (3)收集方法: 向上排空气法 (4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生 加热

元素及其化合物知识网络和重要方程式的书写

元素及其化合物知识网络和重要方程式的书写 一、氯气及其化合物 (1)知识网络构建 (2) 写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。 ①Cl 2和H 2O 的反应：Cl 2＋H 2O H ＋ ＋Cl － ＋HClO ； ②Cl 2和NaOH 溶液的反应：Cl 2＋2OH － ===Cl － ＋ClO － ＋H 2O ； ③Cl 2和石灰乳的反应：Cl 2＋Ca(OH)2===Ca 2＋ ＋Cl － ＋ClO － ＋H 2O ； ④把Cl 2通入到Na 2SO 3溶液中：Cl 2＋SO 2－ 3＋H 2O===SO 2 － 4＋2H ＋ ＋2Cl － ； ⑤将Cl 2和SO 2混合通入H 2O 中：SO 2＋Cl 2＋2H 2O===4H ＋ ＋2Cl － ＋SO 2－ 4； ⑥将Cl 2通入到氢硫酸溶液中：Cl 2＋H 2S===S ↓＋2H ＋＋2Cl － ； ⑦将浓盐酸和MnO 2混合加热：MnO 2＋4H ＋ ＋2Cl － =====△ Mn 2＋ ＋Cl 2↑＋2H 2O ； ⑧电解饱和食盐水：2Cl － ＋2H 2O=====电解 Cl 2↑＋H 2↑＋2OH － ； ⑨将浓盐酸与漂白液混合：Cl － ＋ClO － ＋2H ＋ ===Cl 2↑＋H 2O ； ⑩将浓盐酸与KClO 3溶液混合：6H ＋ ＋5Cl － ＋ClO － 3===3Cl 2↑＋3H 2O ； ?向KMnO 4固体滴加浓盐酸：2MnO － 4＋16H ＋ ＋10Cl － ===2Mn 2＋ ＋5Cl 2↑＋8H 2O ； ?向漂白粉溶液中通入少量 CO 2气体：Ca 2＋ ＋2ClO － ＋CO 2＋H 2O===CaCO 3↓＋2HClO 。 二、碳、硅及其化合物 (1)知识网络构建 (2) 写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。 ①Si 和NaOH 溶液的反应：Si ＋2OH － ＋H 2O===SiO 2－ 3＋2H 2↑； ②SiO 2和NaOH 溶液的反应：SiO 2＋2OH － ===SiO 2－ 3＋H 2O ； ③SiO 2和C 的反应：SiO 2＋2C=====高温 Si ＋2CO ↑； ④SiO 2和氢氟酸的反应：SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O ； ⑤向Na 2SiO 3溶液中通入过量CO 2气体：SiO 2－ 3＋2CO 2＋2H 2O===H 2SiO 3↓＋2HCO － 3； ⑥Mg 在CO 2中燃烧：2Mg ＋CO 2=====点燃 2MgO ＋C ； ⑦向澄清石灰水中通入少量CO 2气体：Ca 2＋ ＋2OH － ＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O ； ⑧向澄清石灰水中通入过量CO 2气体：OH －＋CO 2===HCO － 3； ⑨除去CO 2中的CO ：CO ＋CuO=====△ CO 2＋Cu ； ⑩生产普通玻璃的原理：Na 2CO 3＋SiO 2=====高温 Na 2 SiO 3＋CO 2↑、 CaCO 3＋SiO 2=====高温 CaSiO 3＋CO 2↑。 三、硫及其化合物 (1)知识网络构建 (2) 写出下列反应的方程式，是离子反应的写离子方程式。 ①S 溶于热的烧碱溶液生成两种钠盐：3S ＋6OH － =====△ 2S 2－ ＋SO 2－ 3＋3H 2O ； ②把H 2S 气体通入CuSO 4溶液中：H 2S ＋Cu 2＋ ===CuS ↓＋2H ＋ ； ③Na 2S 溶液在空气中放置变浑浊：2S 2－ ＋O 2＋2H 2O===2S ↓＋4OH － ；