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初中三年级化学

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  • 填空题
    “金刚石、钢、铁锈”是三混合物，请你依照示例填空。（物质类别填“金属单质”、“非金属单质”、“化合物”和“氧化物”) 示例：
    金刚石 成分 -- 碳 -- C -- 非金属单质
    （1）钢—主要成分—__________—__________—__________
    （2）铁锈—主要成分—__________—__________—__________
    本题信息：2009年江苏期末题化学填空题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 ““金刚石、钢、铁锈”是三混合物，请你依照示例填空。（物质类别填“金属单质”、“非金属单质”、“化合物”和“氧化物”) 示例：金刚石 成分 -- 碳 -- C -- 非金属单...” 主要考查您对

金属单质和非金属单质

氧化物

元素符号的意义及写法

合金

金属的锈蚀与防护

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  • 金属单质和非金属单质
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金属单质
1. 金属元素的结构特点：最外层大多少于4个电子；一般较易失去电子，表现还原性
2. 金属在自然界中的存在形式
（1）游离态：化学性质不活泼的金属,在自然界中能以游离态的形式存在
【举例】Au Ag Pt Cu
（2）化合态：化学性质比较活泼的金属,在自然界中能以化合态的形式存在
【举例】Al Na
【说明】少数金属在自然界中能以游离态的形式存在;而大多数的金属在自然界中能以化合态的形式存在.

非金属单质
1．概述
(1)位置及其原子结构 位置：位于元素周期表的右上角。把6种稀有气体除外，一般所指的非金属元素就只有16种。
原子结构：最外层电子数较多，原子半径较小，化学反应中容易结合电子，显示负化合价。
(2)单质的晶体类型
分子晶体：H2、X2、O2、O3、S8、N2、P4、稀有气体。
原子晶体：金刚石、Si、B。
(3)单质的同素异形体
氧族、卤族及氮没有同素异形体。
由同种原子组成的晶体，晶格不同，形成不同的单质。如金刚石和石墨。
由同种原子组成的分子，其原子个数不同，形成不同的单质。如O2、O3。
由同种原子组成的分子，其晶格不同，原子个数也不同而形成不同的单质。如白磷和红磷。


金属单质性质：
一、金属单质的物理性质
（1）大多呈银白色，有金属光泽 金属单质金属单质(18张)
【特例】Cu为红色，Au为黄色
（2）常温大多固体
【特例】Hg(水银)是液体
（3）有导电性、导热性、延展性

二、金属的化学性质
（1）与非金属单质（O2、Cl2、S、I2等）的反应
（2）金属与H2O的反应
（3）与酸的反应：金属单质+酸→盐+氢气（置换反应）
（4）金属与氧化物的反应
（5）与盐的反应：金属单质+盐（溶液）→另一种金属+另一种盐

非金属单质的性质：
一、非金属单质的物理性质：
1、常温常压下非金属单质的状态
属于分子晶体的，在同类单质中分子量较小(范氏力较小)为气态(F2、Cl2、O2、N2、H2)，较大的为液态(Br2)，固态(S、P、I2)。 属于原子晶体的是固态(金刚石、硅、硼)。

2、单质的熔、沸点
属于分子晶体的由于分子间力较小，故熔、沸点较低。具有相似结构的同类晶体中，一般是分子量越大，其熔、沸点较高。 属于原子晶体的由于共价键的键能大，牢固，所以熔点很高，如金刚石，硬度大。

3、水溶性
氟能与水剧烈反应生成HF和O2；氯能溶于水(歧化反应)，难溶于饱和食盐水；其它单质的水溶性都很小。 

4、非金属单质呈固态时有热脆性，可能透明或半透明。 比重较小，无金属光泽((石墨例外)。导电、导热性差。

二、非金属单质的化学性质
1、化学惰性：稀有气体；
强氧化性：F2、Cl2、Br2、O2；
以还原性为主：H2、C、Si、B、P、As。

2、典型的非金属较易跟金属化合，一般形成离子键，非金属元素得电子，呈负价。

3、典型的非金属能跟氢气以极性共价键化合生成气态氢化物(ⅣA—ⅦA)，共用电子对偏向非金属元素，非金属元素显负价。

4、不同非金属间通过极性键形成化合物，共用电子对偏向吸电子能力强的非金属。

5、非金属氧化物一般为酸性氧化物，其对应的水化物是酸，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则其元素的非金属性也越强。
具体化学性质是：
(1)与金属反应 绝大多数非金属能与金属直接化合生成盐、氧化物、氮化物和碳化物。反应的难易是：强强易，弱弱难。典型的金属与典型的非金属化合形成离子化合物。
2Na＋Cl2＝2NaCl
3Fe＋2O2→Fe3O4
3Mg＋N2→Mg3N2
金属活动顺序表里的金属都能与F2、Cl2反应，除Ag、Pt、Au外都能与Br2、I2反应，除Pt、Au外都能与S反应，以上均生成无氧酸盐。
注意：2Na＋S＝Na2S，Hg＋S＝HgS较易。

(2)与非金属反应
①与H2反应生成气态氢化物(以极性键形成气态氢化物，水是液态)。反应的难易是：强易弱难，强稳定。 即使在温度 H2＋Cl2→2HCl 非金属气态氢化物大多具有还原性，其规律是：强者弱。
②与O2反应生成非金属氧化物，除NO、CO外，皆为成盐氧化物。反应规律是强难弱易，卤素不与氧气直接化合，具有强还原性的非金属与氧气反应容易。大多数非金属氧化物是酸性氧化物，其最高氧化物中除CO2为气体外，其余皆为固体。 S＋O2＝2SO24P＋5O2＝2P2O5 非金属单质形成氧化物的由易到难的程度：P、S、C、Si、N、I、Br、Cl。 40℃左右白磷燃烧，300℃左右煤(C)着火。C、Si可在空气中烧尽，N2在2000℃左右才和氧气化合。I2、Br2、Cl2不与氧气直接化合。
③与其它非金属反应
2P＋3Cl2＝2PCl3
2P＋5Cl2＝2PCl5
Si＋2F2＝SiF4
C＋2S→CS2

(3)与水反应
2F2＋2H2O＝4HF＋O2­(置换)
Cl2＋H2O＝HCl＋HClO(Br2、I2相同)(歧化)
C＋H2O(g)→CO＋H2(水煤气)

(4)与碱溶液反应
X2＋2NaOH(稀)＝NaX＋NaXO＋H2O(注意：F2例外)
3X2＋6NaOH(浓)＝5NaX＋NaXO3＋3H2O(注意：F2例外)
3S＋6KOH(浓)＝2K2S＋K2SO3＋3H2O
Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2­
P4＋3NaOH＋3H2O→3NaH2PO2＋PH3­

(5)与氧化性酸反应 不太活泼的非金属C、S、P、I2等具有较强还原性，可被硝酸和浓硫酸等强氧化性酸氧化。
C＋2H2SO4(浓)→CO2­＋2SO2­＋2H2O
C＋4HNO3(浓)→CO2­＋4NO2­＋2H2O
S＋2H2SO4(浓)→3SO2­＋2H2O
S＋6HNO3(浓)→H2SO4＋6NO2­＋2H2O
P＋5HNO3(浓)→H3PO4＋5NO2­＋H2O
3P(白磷)＋5HNO3(稀)＋2H2O＝3H3PO4＋5NO­
I2＋10HNO3(浓)＝2HIO3＋10NO2­＋4H2O

(6)与氧化物反应
①与金属氧化物反应(具有还原性的非金属与具有氧化性的金属氧化物发生氧化还原反应。)
C＋2CuO→CO2↑＋2Cu
C＋FeO→CO↑＋Fe
Si＋2FeO→SiO2＋2Fe
H2＋CuOH2→O↑＋Cu
Na2O＋O2＝Na2O2
②与非金属氧化物反应
C＋H2O→CO＋H2
2C＋SiO2→2CO↑＋Si
3C＋SiO2→2CO↑＋SiC
2F2＋2H2O＝4HF＋O2­
C＋CO2→2CO
2SO2＋O2＝2SO3
2NO＋O2＝2NO2

(7)与无氧化酸及无氧酸盐反应 按非金属的活动顺序发生置换反应(强代弱)。
2NaBr＋Cl2＝2NaCl＋Br2
Br2＋2NaI＝2NaBr＋I2
Cl2＋Na2S＝2NaCl＋S
2H2S＋O2＝2H2O＋2S
2H2S＋3O2→2H2O＋2SO2

氧化物：
1.定义:由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物(即由氧元素和另一种元素组成的化合物)。

2.分类：
(1)根据组成分类：
金属氧化物，如Na2O，CuO等
非金属氧化物，如CO2，NO等

(2)根据性质分类：
①酸性氧化物
能和碱反应生成盐和水的氧化物如CO2，SO3等
②碱性氧化物
能和酸反应生成盐和水的氧化物如CaO、Fe2O3等
③两性氧化物(初中不作要求)
④不成盐氧化物
不能直接反应生成盐的氧化物如CO，NO等
金属氧化物性质小结：
1.与水反应生成碱(可溶性金属氧化物)
Na2O+H2O==2NaOH
CaO+H2O==Ca(OH)2

2.与强酸反应
CaO+2HCI==CaCl2+H2O
Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO)3+3H2O
CuO+2HCl==CuCl2+H2O
CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

3.与H2、CO或C反应
CuO+H2==Cu+H2O
2CuO+C==2Cu+CO2↑
CuO+CO==Cu+CO2
Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O
2Fe2O3+3C==4Fe+3CO2↑
Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2
Fe3O4+4H2==3Fe+4H2O
Fe3O4+2C==3Fe+2CO2↑
Fe3O4+4CO==3Fe+4CO2

非金属氧化物性质小结：
1.部分非金属氧化物与水反应生成相应的酸
CO2+H2O==H2CO3
SO2+H2O==H2SO3

2.与碱反应生成盐和水
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O
2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
易错点：
①酸性氧化物多数是非金属氧化物，但也可能是金属氧化物(如Mn2O7)；碱性氧化物肯定是金属氧化物。
②非金属氧化物一般都是酸性氧化物，但H2O、CO、NO等不是酸性氧化物。
过氧化物：
常见的过氧化物有过氧化氢(H2O2)、过氧化钠 (Na2O2)。
过氧化氢俗称双氧水，在催化剂的催化作用下能分解生成水和氧气，常用于实验室制取氧气。过氧化氢具有极强的氧化性，可用作杀菌剂，漂白剂。
过氧化钠能与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO2== 2Na2CO3+O2，根据该性质，可将过氧化钠用在坑道、潜艇或宁宙飞船等缺氧的场所，将人们呼出的CO2转换成O2，供给呼吸。
表示方法：
为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各种元素，如:氢元素用“H”来表示，铁元素用“Fe”来表示等。

元素符号的写法：
①由一个字母表示的元素符号要大写，如:H、C、 S、P，K。

②由两个字母表示的元素符号，第一个字母要大写，第二个字母要小写(即“一大二小”)。如:Na、Mg、 Ca、Zn、Si。

元素符号和化学式的关系：

化学用语 元素符号 化学式
意义 宏观 表示一种元素
表示一种物质（由原子构成的物质）		 表示这种物质
表示这种物质由几种元素组成
微观 表示该元素的一个原子 表示这种物质的一个分子〔由分子构成的物质) 表示一个分子含有各原子的个数(由分子构成的物质)
量的意义 —— 表示这种物质的相对分子质量
表示这种物质中各元素的原子个数比和质量之比
表示物质中各组成元素的质量分数
举例 H
表示氢元素
表示一个氢原子		 H2O
表示水
表示水是由氢元素和氧元素组成的
表示1个水分子
表示1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子
注意事项 单独的化学式和元素符号，既有宏观意义，又有微观意义化学式和元素符号前加上数字，则只表示微观意义，即只表示相应的粒子个数，如“2H”表示两个氢原子，"3H2O"表示三个水分子化学式中元素符号右下角的数字表示每个分子中所含该元素原子的个数，如“CO2”中的”2”表示一个二氧化碳分子中含有两个氧原子


合金的概念：
合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。

①合金可以是金属与金属或金属与非金属的混合物，不一定全部由金属组成。

②合金具有金属特性，如导电性、导热性、延展性等。

③合金是几种成分熔合在一起形成的，发生的是物理变化，不是化学变化；合金不是几种成分简单地混合而成的。

④合金中各成分仍保持自己的性质。

合金与组成它们的金属的性质比较：
金属熔合了其他金属或非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了改变，从而引起性质的变化。因而合金比纯金属具有更广泛的用途。 纯金属与合金性质的比较:
①合金一般比其组分金属的颜色更鲜艳。

②合金的硬度一般应工组成它的金属。

③合金的熔点一般低于成它的金属。

④合金的抗腐蚀能力一般强工组成它的金属。

⑤合金的导电性、导热隆能一般差于组成它的金属。

生铁和钢的比较：
含碳量 2%—4% 0.03%—2%
其他元素 Si、Mn、S、P（少量） Si、Mn等
机械性能 硬而脆，无韧性 坚硬，韧性大，塑性好，有弹性
机械加工性质 可铸不可锻 可铸，可锻，可压延
分类 白口铁，灰口铁，球墨铸铁 碳素钢，合金钢

知识点拨：
①生铁和熟铁：生铁是指含碳债在 2%一4.3%之间的铁合金，熟铁是用生铁精炼而成的较纯的铁，含碳量低于0.02%。
②生铁与铸铁:铸铁是生铁中的一种，是指可用来铸造的生铁，通常指球墨铸铁。
③碳素钢的性能与含碳址有关，含碳量越高，硬度越大，但韧性越差；含碳量越低，韧性越好，但硬度越小。
④纯铁与日常生活中铁的颜色差异日常生活，我们接触的铁一般不是纯铁，而是一些铁的氧化物或含铁的混合物，故我们常见的铁的颜色是黑色的，但它并不是纯铁的颜色，纯铁的颜色是银白色的。

应用广泛的合金：
（1）铁合金：铁合金包括生铁和钢，生铁和钢的主要成分是铁，钢与生铁的各种性能不同，主要是由于二者的含碳量不同。
生铁与钢的种类

（2）生铁与钢：
生铁的含碳量为2%—4.3%
钢的含碳量为0.03%—2%
（3）钛和钛合金：钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
①性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，密度小，又称亲生物金属；
②用途：喷气发动机、飞机.机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮和舰艇的外壳等。
金属锈蚀：
      金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。

铁生锈条件的探究
实验装置
实验现象 几天后观察A试管中铁钉生锈，在水面附近锈蚀
严重，B,C试管中的铁钉没有生锈
实验分析 A试管中的铁钉同时跟水、空气(或氧气)接触而生锈;
B试管中的铁钉只与水接触不生锈;
C 试管中的铁钉只与干燥的空气(或氧气)接触不生锈
实验结论 铁生锈的条件是与水、空气(或氧气)同时接触

易错点：
①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水，目的是赶走水中溶解的氧气；再加上植物油用来隔绝空气。

②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀，如与酸、食盐溶液等接触的铁制品比钢铁生锈更快。

③铁生锈的过程。实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程(缓慢氧化)。反应过程相当复杂，最终生成物铁锈是一种混合物。铁锈(主要成分是Fe2O3·H2O)为红色，疏松多孔，不能阻碍内层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。

④许多金属都易生“锈”，但“锈”的结构不同，成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”，铜锈即铜绿，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的产物。
金属制品的防锈原理及方法:
(1)防锈原理根据铁的锈蚀条件不难推断出防止铁生锈的方法是使铁制品隔绝空气或隔绝水。

(2)防锈方法：
①保持铁制品表面洁净和干燥，如菜刀不用时擦干放置。
②在钢铁表面覆盖保护膜、如车、船表而涂油漆。
③在钢铁表而镀一层其他金属，如水龙头表面镀铬、镀锌。
④用化学方法使钢铁表面形成致密的保护膜，如烤蓝。
⑤改善金属的结构，如将钢铁制成不锈钢

(3)除锈方法
物理方法：用砂纸打磨，用刀刮。
化学方法：用酸清洗(酸不能过量)，发生的反应为：Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。
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