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高中二年级化学

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    (1)物质X是中学化学中的常见物质,X既能与稀硫酸反应,又能与烧碱溶液反应。
    ① 若X为氧化物,X的化学式是____________。
    ② 若X为单质,X用于焊接钢轨反应的化学方程式是_________________________。
    ③ 若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A,与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。X与稀硫酸反应的离子方程式是_________________________;X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是_________________________。
    (2)科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中一步是A和氢气在200℃~250℃时,镍催化剂作用下,生成甲烷和另一种物质。该反应的化学方程式是_________________________。
    本题信息:2011年0109期中题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “(1)物质X是中学化学中的常见物质,X既能与稀硫酸反应,又能与烧碱溶液反应。① 若X为氧化物,X的化学式是____________。② 若X为单质,X用于焊接钢轨反应的化...” 主要考查您对

氧化铝

碳单质及化合物

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  • 氧化铝
  • 碳单质及化合物

氧化铝的性质:

  • 物理性质:白色固体,熔点高,是较好的耐火材料,天然的Al2O3叫刚玉,硬度仅次于金刚石;
  • 化学性质:不溶于水的两性化合物,既能与酸反应,又能与强碱反应。
    (1)与酸反应:
    (2)与碱反应:

氧化铝的两性:

氧化铝属于两性氧化物,既能与酸反应,也能与强碱反应:
Al2O3+6H+===2Al3++3H2O
Al2O3+2OH-===2AlO2-+H2O


氧化铝与氧化镁的比较:

氧化物 MgO Al2O3
工业制备 MgCO3=(煅烧)=MgO+CO2 铝土矿——Al2O3
中央物理性质 白色固体,熔点高,密度小 白色固体,熔点高,密度较小
主要化学性质 H2O MgO+H2O==Mg(OH)2,很慢 不溶解,也不反应
H+ MgO+2H+==Mg2++H2O Al2O3+6H+==2Al3++3H2O
OH- 不反应 Al2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
重要用途 制造耐火、耐高温器材 制造耐火、耐高温器材;工业冶炼铝

 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+O22CO
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+Fe2O32Fe+3CO2 一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+Fe3O43Fe+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
2NaHCO3Na2CO3+ H2O+CO2
Ca(HCO3)2 CaCO3+H2O+CO2
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
2.酸式盐性质的一般规律
(1)在水中的溶解性:一般地,相同温度下,难溶性正盐的溶解度小于其酸式盐,可(易)溶性正盐的溶解度大于其酸式盐。如CaCO3,难溶于水,Ca(HCO3)2易溶于水;Na2CO3易溶于水,NaHCO3的溶解度比 Na2CO3的小。
(2)与酸或碱反应:强酸的酸式盐只与碱反应而不与酸反应;弱酸的酸式盐与足量强碱反应生成正盐,与足量强酸反应生成弱酸。
(3)热稳定性:一般地,热稳定性的大小顺序为正盐>酸式盐(盐的阳离子相同,成盐的酸相同)。
3.碳酸钙在自然界中存在广泛,是岩石的主要成分之一。不溶于水,但溶于酸。大理石、石灰石的主要成分是CaCO3,它们既是重要的化工原料,又是重要的建筑材料。其用途图示如下:


 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。
时,发生反应①和②,溶液中的溶质为NaHCO3;
时,发生反应①,溶液中的溶质为 Na2CO3和NaOH;
时,发生反应①,溶液中的溶质为Na2CO3;
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。


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