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高中二年级化学

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    有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子,在周期表中的位置如下图所示。E的单质可与酸反应,1molE单质与足量酸作用,在标准状况下能产生33.6L H2;E的阳离子与A的阴离子核外电子层结构完全相同。回答下列问题

    (1)A与E形成的化合物的化学式是_____________。
    (2)B的最高价氧化物化学式为___________,C的元素名称为___________。
    (3)D的单质与水反应的化学方程式为____________________________。
    本题信息:2011年0103期中题化学推断题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “有A、B、C、D、E五种短周期元素,已知相邻的A、B、C、D四种元素原子核外共有56个电子,在周期表中的位置如下图所示。E的单质可与酸反应,1molE单质与足量酸作...” 主要考查您对

氢氧化铝

氯气

元素的推断

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  • 氢氧化铝
  • 氯气
  • 元素的推断

氢氧化铝的性质:

不溶于水的白色胶状物质;能凝聚水中的悬浮物,可用作净水剂、可治疗胃酸过多、作糖的脱色剂等;既能与酸反应,又能与碱反应。
(1)与酸反应:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O
(2)与碱反应:Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O


氢氧化铝的性质:

  • 氢氧化铝是一种白色不溶于水的胶状沉淀,它能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。
  • 氢氧化铝既能与强酸反应也能与强碱反应,是两性氢氧化物。
  • 氢氧化铝是医用的胃酸中和剂的一种,它的碱性不强,不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用,但却可以与酸反应,是胃液酸度降低,起到中和过多胃酸的作用。
  • 氢氧化铝受热是分解成氧化铝和水。2Al(OH)3=(加热)=Al2O3+3H2O

氢氧化铝的制备:

 实验室制法:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==(NH4)2SO4+Al(OH)3
其他制法:①AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-
②2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
③AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
④3AlO2-+Al3++6H2O==4Al(OH)3
例题:用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3
甲、乙、丙三个学生的制备途径分别是   
甲:   
乙:   
丙: 
若要得到等量的Al(OH)3,则( B )    
A.三者消耗的原料相同   B.甲消耗的原料的总物质的量最多   C.乙消耗的原料的总物质的量最少   D.丙消耗的原料的总物质的量最多   


有关Al(OH)3的计算及图象分析:

解答有关Al(OH)3的图象和计算问题要注意以下三点:
(1)“铝三角”关系图中各物质转化方程式中的化学计量数关系。
(2)铝元素的存在形式。
(3)图象分析时:首先要看清横、纵坐标的含义,其次要对图象进行全面的分析,尤其需要关注的是特殊点(起点、折点、顶点、终点)的含义。
1、铝盐与强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算
反应关系如下:
(1)Al3++3OH-==Al(OH)3(生成沉淀)
(2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O(沉淀溶解)
(3)Al3++4OH-==AlO2-+2H2O(生成沉淀,又恰好溶解) 
分析以上三个化学反应方程式,所得Al(OH)3沉淀的物质的量与n(Al3+)、n(OH-)的关系为:
≤3时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=n(OH-)
≥4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=0

当3<<4时,所得沉淀的物质的量:n[Al(OH)3]=4n(Al3+)-n(OH-)

2、有关Al(OH)3的图像分析
①向溶液中滴加溶液

O~A段:
A~B段:
②向强碱溶液中滴入铝盐溶液

O~A段:
A~B段:
③向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液
A. 向铝盐中滴加氨水时,当氨水增加到时,产生最大沉淀量

B. 向氨水中滴加铝盐溶液时,开始时氨水过量,如图所示


分析得:氢氧化铝不溶于弱碱氨水中。
④向偏铝酸盐溶液中滴入强酸

O~A段:
O~B段:
⑤向盐酸中滴加偏铝酸盐溶液

O~A段:
A~B段:


方法与技巧:

  1. 利用互滴顺序不同,现象不同可检验的溶液
    (1)AlCl3溶液和盐酸
    (2)NaAlO2溶液和盐酸
    (3)Na2CO3溶液和盐酸
    (4)AgNO3溶液和氨水
  2. 当溶液中有多种离子时,要考虑离子之间的反应顺序,如向含有H+、NH4+、Mg2+、Al3+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,NaOH先与H+反应,再与Mg2+、Al3+反应生成沉淀,再与NH4+反应,最后才溶解Al(OH)3沉淀。一般是按生成水、沉淀、气体的顺序反应。可用图像表示为:
  3. AlO2-与HCO3-的反应不属于水解相互促进的反应,而是HCO3-电离出的H+与AlO2-发生的反应:AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-

氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl2CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H2+Cl22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl22PCl3(液态) PCl3+Cl2==PCl5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO

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-

(2)元素在周期表中的位置相关知识归纳
①主族序数与周期序数相同的元素有H、Be、Al;主族序数是周期序数2倍的元素有C、S;主族序数是周期序数3倍的元素有O。
②周期序数是主族序数2倍的元素有Li、Ca;周期序数是主族序数3倍的元素有Na。
③最高正价与最低负价的绝对值相等的元素有C、Si;最高正价是最低负价的绝对值3倍的元素有S。
④上一周期元素所形成的阴离子和下一周期元素最高价态阳离子的电子层结构与上一周期零族元素原子的电子层结构相同。
(3)与元素性质相关知识归纳
①元素所形成的单质及化合物的物理特性
A.颜色:常温下,单质为有色气体的元素是F、Cl;单质为淡黄色固体的元素是S;焰色反应火焰呈黄色的元素是Na,呈紫色的元素是K(通过兰色钴玻璃)。
B.状态:常温下,单质呈液态的非金属元素是Br;单质为白色蜡状固体的元素是P。
C.气味:有臭鸡蛋气味的非金属元素是S。
D.熔点:单质熔点最低的金属元素是Hg;熔点最高的金属元素是W。单质熔点最高的非金属元素是C。氢化物熔点最高的非金属元素是O。氧化物熔点最高的非金属元素是Si。
E.硬度:单质为天然物质中硬度最大的元素是C。
F.密度:单质最轻的金属元素是Li;单质最轻的非金属元素是H。
G.溶解性:气态氢化物最易溶于水的元素是N。
H.导电性:单质能导电的非金属元素是C;单质属于半导体材料的是Si。
②元素所形成的单质及化合物的化学特性
A.无正价、无含氧酸的元素是F;单质氧化性最强、其氢化物水溶液可雕刻玻璃的元素是F;气态氢化物稳定性最强的元素是F;最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素是Cl。
B.其两种同素异形体对人类生存都非常重要的元素是O(O3层被称为人类和生物的保护伞);气态氢化物与最低价氧化物能反应生成单质的是S。
C.气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能起化合反应的元素是N;气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的元素是N;其中一种同素异形体在空气中能自燃的元素是P。
③元素性质递变规律
A.元素金属性强弱比较规律
I.依据元素周期表,同一周期中,从左到右,金属性逐渐减弱;同一主族中,由上到下,金属性逐渐增强。
II.依据最高价氧化物的水化物碱性强弱,碱性越强,金属性越强。
III.依据金属活动性顺序(极少数例外)。
IV.依据金属单质与酸或水反应的剧烈程度,反应越剧烈,金属性越强。
V.依据金属单质与盐溶液之间的置换反应。
VI.依据原电池原理,原电池中作负极的金属比作正极的金属金属性强。
VII.依据电解原理,电解时,阴极上后析出的金属比先析出的金属金属性强。
B.元素非金属性强弱比较规律
I.依据元素周期表,同一周期中,从左到右,非金属性逐渐增强;同一主族中,由上到下,非金属性逐渐减弱。
II.依据最高价氧化物的水化物的酸性强弱,酸性越强,非金属性越强。
III.依据与H2化合的难易,越容易化合,非金属性越强。
IV.依据其气态氢化物的稳定性,稳定性越强,非金属性越强。
V.依据非金属单质与盐溶液之间的置换反应。
C.微粒半径大小比较规律
I.同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小,如第3周期中:Na+>Mg2+>Al3+;同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小,如第3周期中:P3->S2->Cl-
II.同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大,如第IA族中:Li<Na+<K+,同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大,如第VIIA族中:F-<Cl-<Br-
III.阳离子半径总比相应原子半径小,如Na+<Na,阴离子半径总比相应原子半径大,如S2->S。
IV.电子层结构相同的离子半径随原子序数的增大而减小,如S2->Cl->K+>Ca2+,O2->F->Na+>Mg2+>Al3+
④元素的含量地壳中质量分数最大的元素是O,其次是Si;地壳中质量分数最大的金属元素是Al,其次是Fe;氢化物中氢元素质量分数最大的是C;所形成的有机化合物中种类最多的是C。
(3)解元素推断题的方法解答元素推断题,必须抓住原子结构和元素的有关性质,掌握元素周期表中主要规律,熟悉某些元素(短周期或前20号元素)的性质、存在和用途的特殊性,用分析推理法确定未知元素在周期表中的位置。对于有突破口的元素推断题,可利用题目暗示的突破口,联系其它条件,顺藤摸瓜,各个击破,推出结论。对无明显突破口的元素推断题,可利用题示条件的限定,逐渐缩小推求范围,并充分考虑各元素的相互关系予以推断。有时限制条件不足,则可进行讨论,得出合理结论,有时答案不止一组,只要能解释通都可以,若题目只要求一组,则选择自己最熟悉、最有把握的。有时需要运用直觉,大胆尝试、假设,再根据题给条件进行验证,也可推出。
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