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高三化学总复习元素及其化合物知识点.doc
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1、高三化学总复习元素及其化合物知识点(一) 元素非金属性的强弱规律常见非金属元素的非金属性由强到弱的顺序如下:F、O、Cl、N、Br、I、S、P、C、Si、H。元素非金属性与非金属单质活泼性的区别:元素的非金属性是元素的原子吸引电子的能力,影响其强弱的结构因素有:原子半径:原子半径越小,吸引电子能力越强;核电荷数:核电荷数越大,吸引电子能力越强;最外层电子数:同周期元素,最外层电子越多,吸引电子能力越强。但由于某些非金属单质是双原子分子,原子是以强列的共价键相结合(如N N等),当参加化学反应时,必须消耗很大的能量才能形成原子,表现为单质的稳定性。这种现象不一定说明这种元素的非金属性弱。非金属性
2、强弱的判断依据及其应用非金属单质与H2化合的条件及难易程度; 氢化物的稳定性;最高价氧化物对应水化物的酸性; 非金属间的置换反应;非金属单质对应阴离子的还原性; 与变价金属反应时,金属所呈现的化合价;元素在化合物中化合价的相对高低(如在HClO中,氯元素显正价,氧元素显负价,则说明氧的非金属性比氯强)等。(二) 卤族元素1.(1)卤族元素物理性质的递变性颜色状态熔、沸点密度溶解性水有机溶剂均易溶于有机溶剂F2Cl2Br2I2淡黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色气态气态液体(易挥发)固体(升华)小大低高剧烈反应淡黄绿色黄橙色黄褐色剧烈反应黄绿色橙橙红紫红元素非金属性减弱,单质氧化性减弱,卤离子还原性增强
3、;与H2化合,与H2O反应由易到难;气态氢化物稳定性减弱,还原性增强,水溶液酸性增强;最高价氧化物的水化物酸性减弱;前面元素的单质能把后面元素从它们的化合物中置换出来。2、卤素单质与H2的反应H2+F22HF,在冷暗处就发生爆炸; H2+Cl22HCl,见光爆炸;,加热缓慢化合; H2+I2 2HI,更缓慢地化合且可逆。卤化氢:均为无色有刺激性气味的气体,极易溶于水,在空气中形成酸雾。氟化氢(HF):很稳定,高温极难分解,其水溶液是氢氟酸,弱酸,有剧毒,能腐蚀玻璃。氯化氢(HCl):稳定,在1000以上少量分解,其水溶液为氢氯酸,俗称盐酸,强酸溴化氢(HBr):较不稳定,加热时少量分解,其水溶
4、液为氢溴酸,酸性比盐酸强,HBr还原性比HCl强,遇浓硫酸被氧化为单质溴(Br2)。碘化氢(HI):很不稳定,受热分解,其水溶液为氢碘酸,酸性比氢溴酸强,HI是强还原剂,遇浓硫酸易被氧化为单质硫。3、 卤素及其化合物主要特性氟及其化合物的特殊性质 卤素单质Cl2、Br2、I2与H2化合都需要一定条件,惟独F2在黑暗处就可与H2化合爆炸。 卤素单质Cl2、Br2、I2与水反应的通式为:X2 H2O HXHXO(I2与水反应极弱) 但F2与H2O反应相当剧烈!2F22H2O 4HFO2 氟无正价,其他都有正价 HF有毒,其水溶液为弱酸,其他氢卤酸为强酸,HF能腐蚀玻璃; CaF2不溶于水,AgF易
5、溶于水,氟可与某些稀有气体元素形成化合物。溴的特性:溴在常温下为红棕色液体(惟一的液态非金属单质),极易挥发产生红棕色有毒的溴蒸气,因而实验室通常将溴密闭保存在阴冷处,并在盛有液溴的试剂瓶内常加适量水。盛装溴的试剂瓶不能用橡皮塞(腐蚀橡胶)。碘的特性:是紫黑色固体,具有金属光泽,易升华(常用于分离提纯碘),遇淀粉变蓝色(常用来检验碘的存在),碘的氧化性较其他卤素弱,与变价金属铁反应生成FeI2而不是FeI3。4.富集在海水中的元素-氯氯气的化学性质(1)与金属反应:Cl2+2Na 2NaCl 3Cl2+2Fe2FeCl3 Cl2+CuCuCl2 (2)与非金属反应:Cl2+H22HCl(3)与
6、水反应 Cl2+H2O HCl+HClO、新制的氯水能氧化Fe2+、 Br- :Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl、新制的氯水加入镁粉,氯水褪色:Cl2+Mg= MgCl2 、新制的氯水加入硝酸银产生沉淀:Cl+Ag+=AgCl、新制的氯水与碳酸氢钠反应: H+HCO3-=H2O+CO2、新制的氯水使石蕊先变红后褪色:H+ HClO(4)与碱反应:工业制漂白粉或漂粉精 2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉的主要成分为:CaCl2+Ca(ClO)2;有效成分为:Ca(ClO)2漂白粉的使用:Ca(ClO)2+ 2HClCaCl2+2HClOCa(ClO)2+H2
7、O+CO2CaCO3+2HClO(通过此反应可比较得出酸性强弱:H2CO3HClO)氯气的尾气处理 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O 漂白液的有效成分:NaClO(5)与某些盐溶液反应 Cl2+2KII2+2KCl Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl制备氯气:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2+2H2O 包括四个基本环节即制备(原料、原理、反应发生装置)、净化(除杂、干 燥)、收集(收集方法、验满)、尾气处理次氯酸、漂白粉的性质:HClO分子的结构式为H-O-Cl(氧处于中心),所以电子式为。次氯酸、次氯酸钙等有多方面的性质,经常用到以下几方面性质:(1)HClO是一种弱
8、酸,H2CO3HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO(2)ClO-是一种弱酸的酸根离子,能发生水解反应:ClO-+H2OHClO+OH-,所以次氯酸钙溶液显碱性。(3)HClO和ClO-都具有强氧化性,无论酸性、碱性条件下都可以跟亚铁盐、碘化物、硫化物等发生氧化还原反应,能使品红溶液褪色。(4)HClO见光易分解:2HClO2HCl+O2(三)氧族元素1、氧族元素的相似性和递变性最外层均为6个电子,电子层数依次增加,次外层O为2个,S为8个,Se、Te均为18个电子。氧通常显2价,硫、硒、碲常见的化合物为:2价、4价、6价,都能与多数金属反应。氧化物有两种RO2和R
9、O3,其对应水化物H2RO3、H2RO4均为含氧酸,具有酸的通性。它们的氢化物除H2O外,其余的H2S、H2Se、H2Te均为气体,有恶臭、有毒,溶于水形成无氧酸,都具有还原性。核电荷数增加,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,核对最外层电子的引力逐渐减弱,原子得电子能力逐渐减弱,而失电子的能力逐渐增强。单质的状态由气态到固态,熔沸点也依次升高,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,氧化性依次减弱。含氧酸的酸性依次减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,还原性逐渐增强。2、硫酸根离子的检验 值得注意的是,检验SO42时会受到许多离子的干扰。Ag干扰:用BaCl2 溶液或盐酸酸化时防止Ag干扰,因为AgC
10、l AgCl。CO32、SO32、PO43干扰:因为BaCO3、BaSO3、Ba3(PO4)2也是白色沉淀。与BaSO4白色沉淀所不同的是,这些沉淀溶于强酸中。因此检验SO42时,必须用酸酸化。如:BaCO32H H2OCO2Ba2但不能用硝酸酸化,同理所用钡盐也不能是Ba(NO3)2溶液,因为在酸性条件下SO32、HSO3、SO2等会被溶液中的NO3氧化为SO42,从而可使检验得出错误的结论。为此,检验SO42离子的正确操作为:被检液取清液有无白色沉淀(有无SO42)由此可见,浓硫酸和稀硫酸都具有氧化性,但产生氧化性的原因是不同的,因此其氧化能力也有强与弱的差别,被还原产物也不相同。3. 硫
11、、硫氧化物、硫酸、硫化氢(一)硫:俗称硫磺。淡黄色固体,难溶于水,可溶于酒精,易溶于CS2 ,熔沸点都很低。化学性质: 氧化性:与绝大多数金属反应 与非金属反应:H2+SH2S 还原性:与氧气发生反应 自身氧化还原反应 3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3 +3H2O(二) 二氧化硫:具有相对不稳定的漂白性1、物理性质:二氧化硫是一种无色、有刺激性气味、有毒、比空气重、容易液化、易溶于水的气体2、化学性质(1) 酸性氧化物-亚硫酐 二氧化硫与水反应 :SO2 + H2O H2SO3 (亚硫酸) 二氧化硫与碱的反应若二氧化硫不过量:SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O 若
12、二氧化硫过量:SO2 + NaOH = NaHSO3 SO2 + 2 NaOH = Na2SO3 + H2O;Na2SO3 + H2O + SO2 = 2NaHSO3 与碱性氧化物反应 SO2+CaO=CaSO3 (2) 二氧化硫的氧化性:SO2+2H2S = 3S + 2H2O(3) 二氧化硫的还原性与卤素单质反应:SO2 + Br2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HBr (SO2 + X2 + 2 H2O = H2SO4 + 2HX)与某些强氧化剂的反应: 2KMnO4 + 2H2O+ 5SO2 = K2SO4 +2MnSO4 + 2H2SO4SO2的催化氧化 2SO2+O2 2S
13、O3 (5) 用途:制H2SO4 ;作漂白剂;杀菌,消毒(6) SO2的实验室制法: 反应原理:Na2SO3 + H2SO4= Na2SO4 +SO2+H2O 制备装置:固体和液体不加热制备气体的装置 净化干燥装置:盛放浓硫酸的洗气瓶 收集方法:向上排空气法或排饱和NaHSO3溶液 检验:湿润的蓝色石蕊试纸-变红 湿润的品红试纸-褪色 尾气处理:用NaOH溶液和倒扣漏斗装置防倒吸(7) SO2的污染 :酸雨:空气中SOX和NOX随雨水下降成为酸雨,pH5.6(三) 三氧化硫1、物理性质:又名硫酸酐,是一种无色易挥发的晶体,溶沸点都很低。2、化学性质:具有酸的氧化物的通性,与水反应放出大量的热,
14、具有较强的氧化性。(四) 硫化氢:无色、有臭鸡蛋气味的气体,密度比空气大,能溶于水,有剧毒。实验室制法:由强酸制弱酸的原理 FeS + H2SO4 = FeSO4 + H2S FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S FeS + 2H = Fe2 + H2S 检验:用湿润的Pb(CH3COO)2试纸 Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS + 2CH3COOH 试纸变黑化学性质 (1) 可燃性 2H2S + 3O2 2H2O 2SO2 2H2S + O2 2H2O S (2) 还原性:H2S + X2 =2HX +S(X=Cl、Br、I) (3) 不稳定性:H2S H2+S (
15、4) H2S气体的水溶液-氢硫酸(五)硫酸稀硫酸是二元强酸,具有酸的通性,这里不多做讲解,下面介绍浓硫酸的性质(1)物理性质:纯浓硫酸是无色、粘稠、油状液体,不容易挥发,常用的浓硫酸中H2SO4的质量分数是98%,密度为1.85g/cm3,沸点是338。(2)浓硫酸的三大特性吸水性:浓硫酸具有吸收水的性能,常用来干燥中性气体和酸性气体。脱水性:浓硫酸可将许多有机物中的氢原子和氧原子按水的组成比(2:1)脱去。如向蔗糖中加入浓硫酸时,蔗糖逐渐变黑,体积膨胀,变成疏松多孔的海绵状固体同时有刺激性气体产生。强氧化性:浓硫酸是一种强氧化性酸,加热时氧化性更强。它的氧化作用是由H2SO4分子中+6价的硫
16、元素产生的,其还原产物是SO2而不是H27a 跟金属反应:加热时,大多数金属可被浓硫酸氧化,如2H2SO4(浓)+ Cu = CuSO4 + SO2+ 2H2Ob 跟非金属反应 2H2SO4(浓)+ C = CO2+ SO2+ 2H2O当Fe、Al等较活泼金属遇到浓硫酸时,会与浓硫酸发生反应,表面生成一层致密的氧化物薄膜而出现“钝化”现象(四)氮族元素1、一氧化氮和二氧化氮一氧化氮:无色气体,难溶于水,有很大毒性,在常温下极易被氧化成二氧化氮。2NOO2 2NO2二氧化氮:有刺激性气味的红棕色气体,溶于水生成硝酸和一氧化氮。3NO2H2O 2HNO3NO 2NO2N2O4(无色)实验室制法:C
17、u+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 +2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2 +2NO+4H2O其他化学性质 NO2 的氧化性:4NO2 +2KI =2NO + 2KNO3 + I2 NO2 + SO2 + H2O = H2SO4 + NO与碱反应: NONO2 2NaOH=2NaNO2 +H2O 2NO2 +2NaOH=NaNO3 +NaNO2+H2O NO2与水反应:3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+O2+2H2O=4HNO3 4NO + 3O2+2H2O=4HNO3注意:关于氮的氧化物溶于水的几种情况的计算方法。 NO2或NO2与N2(或非O2)
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