本试题 “短周期元素A、B、C、D中,0.5mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应,A原子核内质子数目...” 主要考查您对单质铝
氧化铁
二氧化硅
碳单质及化合物
元素周期表
元素的推断
离子结构示意图
电子式的书写
等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
铝的主要性质:
铝的特殊性质:
铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
铝热反应:
铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。
可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2等)在高热条件下发生的反应。
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应,
其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示:
铝热反应配平技巧:
取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。
镁铝的化学性质比较:
单质 | 镁 | 铝 |
与非金属反应 | 2Mg+O2=(点燃)=2MgO (发出耀眼白光) Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2 3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2 |
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3 2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3 2Al+3S=(加热)=Al2S3 |
与沸水反应 | Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2↑ | 不反应 |
与酸反应 | Mg+2H+==Mg2++H2↑ 与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O |
2Al+6H+==2Al3++3H2↑ 在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化 |
与氧化物反应 | 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C (剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体) |
2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应) |
与盐溶液反应 | Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2↑ Mg+Cu2+==Mg2++Cu |
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg |
与强碱反应 | 不反应 | 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ |
取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。
铝与酸、碱反应的计算技巧:
铝与酸、碱反应的实质都是,
,所以根据得失电子守恒可知:
,利用此关系可以方便地进行有关计算。
铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:
Al是我们中学阶段学习的唯一既与H+反应也与OH-反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。
相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H+还是与OH-反应均生成3gH2。
不同点:1molAl与H+反应消耗3molH+,而与OH-反应只消耗1molOH-,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。
“铝三角”关系:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3↓
AlO2-+4H+===Al3++2H2O
钝化:
铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。
氧化铁:
化学式Fe2O3,溶于盐酸,为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料,工业上称氧化铁红,用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可做催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。
(1)色态:红色粉末,俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性:溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐;难溶于水,不与水反应。
(3)氧化性:高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原
氧化铁的化学性质:
铁的氧化物:
化学式 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
俗称 | —— | 铁红 | 磁性氧化铁 |
色态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
铁的价态 | +2 | +3 | +2、+3 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 不溶 |
与酸反应 | FeO+2H+==Fe2++H2O | Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O | Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O |
用途 | 玻璃色料 | 油漆、颜料 | 做颜料和抛光剂 |
氧化性 | 高温时都能与C、CO、H2反应,被还原生成Fe单质 |
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
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.
碳:
①元素符号:C
②原子结构示意图:
③电子式:
④周期表中位置:第二周期ⅣA族
⑤含量与存在:在地壳中的含量为0.087%,在自然界中既有游离态,又有化合态
⑥同素异形体:金刚石、石墨、C60、活性炭
碳(活性炭):
①金刚石:纯净的金刚石是无色透明、正八面体形状的固体,硬度大,熔点高,不导电,不溶于水
石墨:深灰色的鳞片状固体,硬度小,质软,有滑腻感,熔点高,具有导电性
活性炭:黑色粉末状或颗粒状的无定形碳,疏松多孔,有吸附性
②碳的化学性质:
a.稳定性:在常温下碳的化学性质稳定,点燃或高温的条件下能发生化学反应
b.可燃性:氧气充足的条件下:C+O2CO2 氧气不充分的条件下:2C+O2
2CO
c.还原性:
木炭还原氧化铜:C+2CuO2Cu+CO2↑
焦炭还原氧化铁:3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
焦炭还原四氧化三铁:2C+Fe3O43Fe+2CO2↑
木炭与二氧化碳的反应:C+CO2CO
二氧化碳:
①物理性质:常温下,二氧化碳是一种无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水。固态的二氧化碳叫做干冰。
②化学性质:
a.一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不供给呼吸,因此当我们进入干枯的深井,深洞或久未开启的菜窖时,应先做一个灯火实验,以防止二氧化碳浓度过高而造成危险
b.二氧化碳和水反应生成碳酸,使紫色石蕊试液变红:CO2+H2O===H2CO3,碳酸不稳定,很容易分解成水和二氧化碳,所以红色石蕊试液又变回紫色:H2CO3===H2O+CO2↑
c.二氧化碳和石灰水反应:Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
d.二氧化碳可促进植物的光合作用:6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
③用途:
a.二氧化碳不支持燃烧,不能燃烧,比空气重,可用于灭火
b.干冰升华时吸收大量的热,可用它做制冷剂或人工降雨
c.工业制纯碱和尿素,是一种重要的化工原料 d.植物光合作用,绿色植物吸收太阳能,利用二氧化碳和水,合成有机物放出氧气。
一氧化碳:
①物理性质:通常状况下,是一种没有颜色,气味的气体,比空气略轻难溶于水。
②化学性质
a.可燃性:2CO+O22CO2
b.还原性:一氧化碳还原氧化铜:CO+CuOCu+CO2 一氧化碳还原氧化铁:3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2 一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2
c.毒性:一氧化碳能与人体血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去运输氧气的能力,造成机体缺氧。冬天用煤火取暖,如排气不良,就会发生煤气中毒,就CO中毒。CO重要来源是汽车尾气和煤,石油等含碳燃料的不完全燃烧。
③用途:用作燃料,冶炼金属。 ④碳酸:弱酸,不稳定,易分解H2CO3==CO2↑+H2O
碳酸盐:
1.正盐与酸式盐的比较
正盐 | 酸式盐 | |
水溶性 | 除K、Na、铵的碳酸盐易溶于水外,其余都难溶于水 | 都溶于水 |
热稳定性 | 较稳定 ①K2CO3、Na2CO3等碱金属的正盐受热难分解 ②CaCO3、(NH4)2CO3 等受热易分解 |
受热易分解 2NaHCO3 ![]() Ca(HCO3)2 ![]() |
与酸反应 | CO32-+2H+== CO2↑+H2O CaCO3+2H+=Ca2+ +H2O+CO2↑ |
HCO3-+H+==H2O+ CO2↑(相同条件下,NaHCO3与酸反应放出CO2的速率比Na2CO3快) |
与碱反应 | Na2CO3+Ca(OH)2 ==CaCO3↓+2NaOH | NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O Ca(HCO3)2+Ca(OH)2==2CaCO3↓+2H2O |
转化关系 | ![]() |
CO2气体与溶液的反应规律:
1.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象是“先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解”
(1)向澄清石灰水中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
CaCO3+CO3+H3O==Ca(HCO3)2
(2)向氧氧化钡溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ba(OH)2+CO2==BaCO3↓+H2O
BaCO3+CO2+H2O==Ba(HCO3)2
(3)向漂白粉溶液中不断通入CO2气体的反应为:
Ca(ClO)2+CO2+H2O==CaCO3↓+2HClO
CaCO3+CO2+H2O==Ca(HCO3)2
2.向某溶液中不断通入CO2气体至过量时,现象为“产生白色沉淀或浑浊,沉淀或浑浊不消失”
(1)在NaAlO2溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
2AlO2-+CO2(少量)+3H2O==2Al(OH)3↓ +CO32-
2AlO2-+CO2(过量)+2H2O==Al(OH)3↓ +HCO3-
(2)向Na2SiO3溶液中不断通入CO2气体至过量时,反应为:
SiO32-+CO2+H2O==H2SiO3↓+CO32-
SiO32-+2CO2+2H2O==H2SiO3↓+2HCO3-
(3)向饱和Na2CO3溶液中不断通入CO2气体,反应为:
2Na++CO32-+CO2+H2O==2NaHCO3↓
3.CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质的判断将CO2气体逐渐通入NaOH溶液中,先后发生化学反应:
①CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2+Na2CO3+H2O==2NaHCO3
向一定量的NaOH溶液中通入CO2气体后,溶液中溶质的成分要根据NaOH与CO2的物质的量之比进行讨论。
当时,发生反应①和②,溶液中的溶质为NaHCO3;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为 Na2CO3和NaOH;
当时,发生反应①,溶液中的溶质为Na2CO3;
当时,发生反应①和②,溶液中为Na2CO3和NaHCO3
碳酸氢盐与碱反应的规律及CO32- HCO3-的鉴别方法:
1.酸式盐与碱反应时的产物要根据相对用量判断
如Ca(HCO3)2溶液中滴加NaOH溶液:
Ca(HCO3)2+NaOH==CaCO3↓+NaHCO3+ H2O(NaOH少量)
Ca(HCO2)2+2NaOH==CaCO3↓+Na2CO3+ 2H2O(NaOH过量)
2.CO32-和HCO3-的鉴别
(1)利用正盐和酸式盐的溶解性可区别CO32-和HCO3-,如分别和BaCl2溶液反应,生成的BaCO3不溶,生成的Ba(HCO3)2易溶;
(2)利用与H+反应产生CO2的快慢检验CO32-或HCO3-
碳族元素:
1.在元素周期表中的位置及结构碳旌死素位于第ⅣA族,包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)五种元素。最外层皆有4个电子,这种结构不易得电子也不易失电子,易形成共价键,难形成离子键。
2.主要化合价碳族元素的化合价主要有+2和+4,C、Si、Ge、Sn的+4价化合物较稳定,而Pb的+2价化合物较稳定。
3.氢化物、最高价氧化物及其对应的水化物
氢化物:
最高价氧化物:RO2;
最高价氧化物对应的水化物为H2RO3、 H4RO4或R(OH)4
4.碳族元素的金属性与非金属性的递变规律由C至Pb,核电荷数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引能力逐渐减小,失电子能力逐渐增强,得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。由碳族元素形成的单质中,碳、硅为非金属,但硅有金属光泽;锗、锡、铅为金属。
元素周期表编排原则:
(1)把电子层数相同的各种元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。
(2)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排列成纵行。
注意:①元素周期表是元素周期律的具体表现形式,它反映了元素之间相互联系的规律。
②历史上第一个元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上排成的,他将元素按相对原子质量由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一个纵行。
元素周期表的结构:
(1)周期
①周期的含义在元素周期表中,把电子层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,这样每个横行为一个周期。现在使用的元素周期表有7个横行,即7 个周期。
②周期的划分
(2)族
①族的含义在周期表中,把不同横行(即周期)中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行,除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族外,其余15个纵行,每个纵行为一族。现在使用的元素周期表有18 个纵行,它们被划分为16个族。
②族的划分
(3)元素周期表中主族元素金属性和非金属性的递变
元素性质推断知识点归纳:
(1)质量最轻的元素是氢(H),其单质可以填充气球;质量最轻的金属是锂(Li);熔点最高的非金属单质是石墨;熔点最高的金属单质是钨(W);熔点最低的金属单质是汞(Hg)。
(2)地壳中含量最多是氧(O),其次是Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、H、Ti。
(3)既难得电子,又难失电子且为单原子分子的气体是稀有气体。
(4)最高正价与最低负价绝对值之差为4的是硫(S);最高正价与最低负价绝对值之差为零的是碳(C)和硅(Si)。
(5)碳(C)是形成化合物最多的元素,是构成有机物的骨架元素,可形成多种同素异形体,其中硬度最大的是金刚石,而C60是分子晶体,熔点较低。
(6)常温下能与水反应放出氧气,单质是氟(F2),化合物是过氧化钠(Na2O2)。
(7)硅(Si)是构成地壳岩石骨架的主要元素,单质硅可被强碱溶液腐蚀且能放出氢气,还能被弱酸氢氟酸所溶解。
(8)能在空气中自然的非金属单质是白磷(P4),白磷有毒,能溶于CS2,和红磷互为同素异形体,红磷不能自然,不溶于CS2,白磷与红磷在一定的条件下可以相互转化。
(9)既能在二氧化碳中燃烧,又能在氮气中燃烧的金属是Mg,既能与酸溶液又能与碱溶液作用且均放出氢气的金属是铝(Al)。
(10)同一元素的气态氢化物和最高价氧化物的水化物化合生成盐的元素一定是氮(N)。
(11)同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素得单质和水,该元素可能是氮(N)或硫(S)。
(12)光照时可以释放电子的是铷(Rb)和铯(Cs);常温下呈液态的金属是汞(Hg),非金属单质是溴(Br2)。
解元素推断题必备知识归纳
(1)与元素的原子结构相关知识归纳
①最外层电子数等于次外层电子数的元素是Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有C;最外层电子数是次外层电子数3倍的元素有O;最外层电子数是次外层电子数4倍的元素有Ne。
②次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、Si;次外层电子数是最外层电子数4倍的元素有Mg。
③内层电子数是最外层电子数2倍的元素有Li、P;电子总数是最外层电子数2倍的元素有Be。原子核内无中子的元素是11H。
④常见等电子微粒:
电子数 |
分子 |
阳离子 |
阴离子 |
2 |
H2、He |
Li+、Be2+ |
H- |
10 |
Ne、HF、H2O、NH3、CH4 |
Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+ | O2-、F-、OH-、NH2- |
18 |
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH |
K+、Ca2+ |
S2-、HS-、Cl- |
原子是否满足最外层8电子结构的判断方法:
1.离子化合物
(1)阳离子:看“主族元素原子的次外层电子数+ 原子的最外层电子数一化合价数”是否等于8,若为8,则该原子满足最外层8电子结构,否则不满足。
(2)阴离子:看“其原子的最外层电子数+化合价的绝对值”是否等于8,若为8,则该原子满足最外层8 电子结构,否则不满足。
2.共价化合物计算“各原子的最外层电子数+化合价的绝对值” 是否等于8,若为8,则该原子满足最外层8电子结构,否则不满足。另外,还有一些不满足8电子结构的特殊粒子,请大家记住:
(1)主族元素形成的化合物中:
a.H、Li、Be、B元素原子不满足最外层8电子结构.
b.非最高价离子(如 Pb2+、Bi3+等)也不满足最外层8电子结构。
(2)过渡金属元素形成的离子最外层电子数一般大于8.
定义:
在化学反应中,一般是原子的最外层电子数目发生变化。为了简便起见,化学中常在元素符号周围用小黑点“· ”或小叉“×”来表示元素原子的最外层电子,相应的式子叫做电子式。
(1)原子的电子式:H· 、Na· 、
(2)阳离子的电子式:不画出离子最外层电子数,元素右上角标出“n+”电荷字样:Na+、Al3+、Mg2+
(3)阴离子的电子式:要画出最外层电子数,用 “[ ]”括起来,右上角标出“n-”:、
、
(4)离子化合物的电子式:由阴、阳离子的电子式组成,相同离子不能合并:、
(5)共价化合物的电子式:画出离子最外层电子数:、
(6)用电子式表示物质形成的过程:
氯化氢的形成过程:
氯化镁的形成过程:
结构式:
共价键中的每一对共用电子用一根短线表示,未成键电子不写出,物质的电子式就变成了结构式。
例如:
书写电子式的常见错误:
1.漏写未参与成键的电子,如:
2.化合物类型不清,漏写或多写“[]”及错写电荷数,如:
3.书写不规范,错写共用电子对如:N2的电子式为:,不能写成:
,更不能写成:
或
。
4.不考虑原子间的结合顺序如:HClO的电子式为,而非
。因氧原子需形成2对共用电子才能达到稳定结构,而H、 Cl各需形成1对共用电子就能达到稳定结构。
5.不考虑原子最外层有几个电子均写成8电子结构如:的电子式为
,而非
, 因
中碳原子最外层应有6个电子(包括共用电子),而非8个电子。
6.不清楚A如型离子化合物中两个B是分开写还是写一块如:中
均为-l 价,Br-、H-已达到稳定结构,应分开写;C原子得一个电子,最外层有5个电子,需形成三对共用电子才能达到稳定结构,不能分开写;氧原子得一个电子,最外层有7个电子,需形成一对共用电子才能达到稳定结构,也不能分开写。它们的电子式分别为:
与“短周期元素A、B、C、D中,0.5mol A元素的离子得到6.02×1023个...”考查相似的试题有: