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高中三年级化学

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  • 单选题
    下列叙述错误的是
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    A．二氧化硅是制造光导纤维的材料
    B．电解食盐水时，溶液中的OH-向阳极移动
    C．共价键既可以存在于化合物又可以存在于单质中
    D．Na、Mg、Fe金属单质在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱
    本题信息：2012年广东省模拟题化学单选题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “下列叙述错误的是[ ]A．二氧化硅是制造光导纤维的材料B．电解食盐水时，溶液中的OH-向阳极移动C．共价键既可以存在于化合物又可以存在于单质中D．Na、Mg、Fe...” 主要考查您对

单质钠

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电解饱和氯化钠溶液

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钠的基本性质：

钠元素的原子序数等于11，在周期表中位于第三周期，第ⅠA族。钠的原子结构示意图为，故钠的金属性比较强，是很活泼的金属材料。其单质很软，具有银白色金属光泽，是热和电的良导体。钠的密度比水小，比煤油大，熔点97.81℃，沸点882.9℃。


钠的物理性质：

钠单质很软，具有银白色金属光泽，是热和电的良导体。钠的密度比水小，比煤油大，熔点97.81℃，沸点882.9℃。
概括为：银白软轻低，热电良导体。

钠的化学性质：

钠的原子结构示意图为。
①与非金属单质的反应
A. 与氧气反应
(白色固体，不稳定）（空气中，钠的切面由银白色逐渐变暗的原因）
（淡黄色固体，较稳定）
B. 与硫反应
2Na + S ==Na2S  (研磨时发生爆炸）
C. 与氯气反应

②与水反应

 主要实验现象  对实验现象的分析
 浮在水面上  密度比水小
 熔化成闪亮的小球  反应放热，且钠的熔点低
 迅速游动  反应产生气体（H2)
 嘶嘶作响  反应剧烈
 溶液呈红色  反应生成NaOH，遇酚酞变红

③与盐溶液反应
钠与盐溶液反应，先考虑钠与水反应生成氢氧化钠，在考虑氢氧化钠是否与盐反应。
A. 投入NaCl溶液中，只有氢气放出。2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
B. 投入饱和NaCl溶液中，有氢气放出，还有NaCl晶体析出(温度不变)。
C. 投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。2Na+2NH4Cl==2NaCl+2NH3↑+H2↑
D. 投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+2H2O+CuSO4==Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑


如何正确取用钠？

钠具有很活泼的化学性质，易与很多物质反应，所以在取用钠时一定要注意，千万不能直接用手去拿，以免手被腐蚀，实验剩余的钠屑，绝对不可以随意丢弃，而应放回到原瓶中。
正确做法：用镊子取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色。实验中剩余的钠必须放回原瓶。

钠露置在空气中的一系列变化:

 Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3·10H2O→Na2CO3

钠的保存、制取及用途 ：

①保存：由于金属钠的化学性质非常活泼，易与空气中的氧气、水蒸气反应，所以钠要保存在煤油中。
②在实验室中钠块的取用：用镊子从试剂瓶中取出钠块，用滤纸吸净表面上的煤油，在玻璃片上用小刀切去表面的氧化层，再切下一小粒备用，余下的钠全部放回试剂瓶中。
③制取：
④用途：
A. 工业上用Na作还原剂，用与冶炼金属，如4Na+TiCl4Ti+4NaCl
B. Na-K合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。
C. 在电光源上，用钠制造高压钠灯。

焰色反应：

焰色反应是化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。其原理是每种元素都有其特别的光谱，显示出不同的颜色。

焰色反应的操作：

先准备一支铂丝，钴蓝玻璃及盐或其溶液。 　　
把铂丝浸在浓盐酸中以清除先前余下的物质，再把铂丝放在酒精灯焰（蓝色火焰）中直至没有颜色的变化。 　　
用蒸馏水或去离子水或纯水冲洗铂丝。 　　
用铂丝接触盐或溶液，通过酒精灯焰（蓝色火焰）中加热。 　　
当钠离子存在于所测试的溶液中，用钴蓝玻璃过滤钠离子的焰色。 　　
最后将观察焰色。钠的焰色为明亮的金黄色火焰。

各种元素的颜色：

元素符号 离子元素 名称  焰色
Ba Ba2+ 钡 黄绿
Ca Ca2+ 钙 砖红
Cs Cs+ 铯 浅紫
Na Na+  钠 黄
Zn  Zn2+ 锌 蓝绿
Fe(III) Fe3+ 铁(III) 金黄
K K+ 钾  浅紫（透过蓝色钴玻璃）
Li Li+ 锂 深红

碱金属元素的性质：

1．氧化产物的特殊性。碱金属在空气中燃烧，只有Li氧化生成Li2O；其余的生成过氧化物(如Na2O2)或更复杂的氧化物(如KO2)。
2．碱金属单质密度都较小，其中锂的密度是所有金属中最小的。
3．碱金属单质熔点都较低，只有Li的熔点高于100℃。
4．钾、钠在常温下为固态，但钾钠合金在常温下为液态，可作为原子反应堆的导热剂。
5．碱金属单质通常保存在煤油中，但因锂的密度小于煤油而只能保存在液体石蜡中或封存在固体石蜡中。
6．一般说，酸式盐较正盐溶解度大，但NaHCO3却比Na2CO3溶解度小。
7．试剂瓶中的药品取出后，一般不能放回原瓶，但ⅠA族金属Na、K等除外。
8．一般活泼金属能从盐中置换出不活泼金属，但非常活泼的金属Na、K等除外。
9．Fr是放射性元素，所以在自然界中不存在。


铁元素：

在元素周期表中的位置：铁的原子序数26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性质：银白色、有金属光泽，密度较大，熔点较高，硬度较小，具有导电、导热、延展性，可被磁铁吸引。
(2)化学性质：较活泼的金属，+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如：Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质：

  1. 物理性质：铁是黑色金属，具有铁磁性
  2. 铁的化学性质：
     ①与强氧化剂反应(如：Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


    注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应：

  1. 铁少量时：
  2. 铁过量时：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意：

  1. 铁元素性质活泼，自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在，只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应，不会生成H2。

化学性质：

铁元素性质活泼，有较强的还原性。


铁三角关系：


镁：

化学式Mg，它是一种银白色的轻质碱土金属，化学性质活泼，能与酸反应生成氢气，具有一定的延展性和热消散性。镁元素在自然界广泛分布，是人体的必需元素之一，原子结构示意图：。

氧化镁：

化学式MgO是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

氢氧化镁：

化学式Mg(OH)2，式量58.32。白色无定形粉末。难溶于水，易溶于稀酸和铵盐溶液。饱和水溶液的浓度为1.9毫克/升(18℃)，呈碱性。加热到350℃失去水生成氧化镁。用做分析试剂，还用于制药工业。氧化镁跟水反应可得氢氧化镁。


镁及其化合物的物理性质和化学性质：

物理性质 化学性质
Mg 银白色固体，密度1.738g﹒cm3-，熔点645℃，沸点1090℃，导电导热性较好，延展性较好 ①镁和铝两元素的原子最外层分别有2个和3个电子。在参加化学反应时，容易失去最外层电子成为阳离子，表现还原性。
Mg-2e-==Mg2+
②镁与非金属反应
O2+2Mg2MgO
Cl2+MgMgCl2
S+MgMgS
3Mg+N2Mg3N2
说明在常温下，镁能与空气里的氧气发生反应，生成一层致密的氧化物薄膜，从而使金属失去光泽。由于这层氧化物薄膜能阻止金属的继续氧化，所以镁有抗腐蚀性。
③镁与酸反应
2HCl+Mg==MgCl2+H2↑
2H++Mg==Mg2++H2↑
镁跟硝酸、浓硫酸反应时，硝酸中的氮元素、硫酸中的硫元素被还原，不生成氢气。
④镁跟某些氧化物反应
 2Mg+CO2C+2MgO
⑤镁跟水反应
Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑
说明:镁跟冷水反应非常缓慢.
MgO 白色固体，离子化合物，熔点为3073K，硬度（莫氏）为6.5，难溶于水的固体，熔点很高，是很好的耐火材料 典型的碱性氧化物，不能与水反应
Mg（OH）2 白色难溶于水的固体，其水溶液中c(OH-)很小，可以使酚酞溶液变成浅红色
Mg（OH）2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)		 ①可与酸反应生成盐和水，如Mg（OH）2+2HCl==MgCl2+2H2O
②热稳定性差，受热容易分解
Mg（OH）2MgO+H2O

工业制备镁:

电解熔融状态的氯化镁制取镁
阳极反应：2Cl--2e-==Cl2↑
阴极反应：Mg2++2e-==Mg
总反应：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
Mg2++2Cl-==Mg+Cl2↑
说明氧化镁比氯化镁熔点高，为了降低能耗，工业电解制取镁采用的原料是氯化镁而不是氧化镁。

氧化镁的应用：

氧化镁可用于染料，油漆，玻璃，化学试剂，医药，食品添加剂等方面，工业上利用MgO熔点高的特点，制造耐火材料。


二氧化硅：

①化学式SiO2
②相对分子质量：60
③类别：酸性氧化物
④晶体类型：原子晶体
⑥晶体中粒子间的作用力：共价键


二氧化硅的物理性质和化学性质：

(1)物理性质：无色透明或白色粉末，原子晶体，熔沸点都很高，坚硬难熔，不溶于水，天然的二氧化硅俗称硅石，是构成岩石的成分之一。
(2)化学性质：不活泼
①不与水反应，不能跟酸(氢氟酸除外)发生反应。
(氢氟酸不能盛放在玻璃容器中)。
②具有酸性氧化物的性质，能跟碱性氧化物或强碱反应。
(实验室中盛放碱液的试剂瓶用橡胶塞而不用玻璃塞的原因)

(制玻璃)
③具有弱氧化性



知识点拨：

二氧化硅晶体的结构若在硅晶体结构中的每个Si—Si键中“插入”一个氧原子，便可得到以硅氧四面体 (SiO4)为骨架的二氧化硅的结构，如图所示。在二氧化硅晶体里，硅原子和氧原子交替排列，不会出现Si—Si键和O—O键，即每个硅原子与四个氧原子形成四个共价键，每个氧原子与两个硅原子形成共价键，因此，二氧化硅晶体中硅原子和氧原子的个数比为1：2，二氧化硅的化学式为SiO2.


二氧化硅的用途：

①光导纤维的主要原料
②石英的主要成分是SiO2，纯净的石英可用来制造石英玻璃。石英晶体中有时含有其他元素的化合物，它们以溶解状态存在于石英中，呈各种颜色。纯净的SiO2晶体叫做水晶，它是六方柱状的透明晶体，是较贵重的宝石。 水晶常用来制造电子工业中的重要部件、光学仪器，也用来制造高级工艺品和眼镜片。
③玛瑙石含有有色杂质的石英晶体，可用于制造精密仪器轴承，耐磨器皿和装饰品。 

共价键：

1．本质原子之间形成共用电子对(或电子云重叠)，使得电子出现在核间的概率增大。
2．特征
具有方向性与饱和性。
(1)共价键的饱和性一个原子中的一个未成对电子与另一个原子中的一个未成对电子配对成键后，一般来说就不能再与其他原子的未成对电子配对成键了，即每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，这称为共价键的饱和性。
例如，氯原子中只有一个未成对电子，所以两个氯原子之间可以形成一个共价键，结合成氯分子，表示为氮原子中有三个未成对电子，两个氮原子之间能够以共价三键结合成氮分子，表示为一个氮原子也可与_二个氢原子以三个共价键结合成氨分子，表示为
(2)共价键的方向性
共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，这就是共价键的方向性。除s轨道是球形对称外，其他原子轨道都具有一定的空间分布。在形成共价键时，原子轨道重叠得越多，电子在核间出现的概率越大，所形成的共价键就越牢固。
例如，硫原子的价电子排布是有两个未成对电子，如果它们分布在互相垂直的轨道中，那么当硫原子和氢原子结合生成硫化氢分子时，一个氢原子的1s轨道上的电子能与硫原子的轨道上的电子配对成键，另一个氢原子的1s轨道上的电子只能与硫原子的轨道上的电子配对成键。
说明：
①共价键的饱和性决定着各种原子形成分子时相互结合的数量关系。如一个氢分子只能由两个氢原子构成，一个水分子只能由两个氢原子和一个氧原子构成。
②共价键的方向性决定着分子的空间构型。
3．分类
(1)按成键原子是否相同或共用电子对是否偏移分

(2)按成键方式分


(3)按共用电子对数分


离子键和共价键：

 


电解饱和氯化钠溶液：

在小烧杯(或U型管)里装入饱和食盐水，滴入几滴酚酞试液。用导线把碳棒、电池、电流表和铁钉相连(如图)。接通直流电源后，注意观察电流表的指针是否偏转，以及小烧杯内发生的现象，并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。

注：粗铁钉要与直流电源的阴极相连，碳棒与阳极相连。
用玻璃棒沾湿润的KI淀粉试纸检验阳极气体。
(1)饱和食盐水电解时，电流表指针发生偏转，阴、阳极均有气体放出，阳极气体有刺激性气味，并能使湿润的KI淀粉试纸变蓝，且阴极区溶液变红。
(2) 阳极：2Cl-－2e-==Cl2↑
阴极：2H++2e-==H2↑(或2H2O+2e-==2OH-+H2↑)
总反应式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)阴极区溶液变红的原因：这是由于饱和食盐水中，水所电离出的H+在阴极放电，破坏了水的电离平衡
(H2OH++OH-)致使阴极区附近溶液中的OH-相对较多，溶液呈碱性，故酚酞变红。
(4)例用电解饱和食盐水溶液可制取氢气、氯气和烧碱。

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