1、氢H:
(1)H,是原子半径最小的元素,有H、D、T三种核素。H2、D2、HD混合在一起,仍然是纯净物氢气。
(2)H2主要体现为还原性,特殊情况下也有氧化性。
与活泼金属加热反应,得到金属氢化物,显示H2有氧化性。与Ca的反应为:
Ca+H2=△=CaH2。
(3)金属氢化物与水反应能产生H2。NaH的电子式为Na+[:H]-,与水的反应:
NaH+H2O=NaOH+H2↑。
(4)水溶液中H+实际以H3O+存在。
(5)工业制H2主要用气态烃和水蒸气在高温下得到。甲烷与水蒸气生成CO2和氢气的反应:
CH4+2H2O=高温=CO2+4H2。
2、锂Li:
较活泼的金属,易与空气中的氧气反应。密度比煤油小,要保存石蜡油中。
(1)遇水慢慢会反应,
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑。
(2)它是制造锂电池的重要金属,
以xLi+Li1-xMnO2=LiMnO2
电解质为熔融Li2O的电池为例:
放电时的负极反应为
xLi-xe-=xLi+
正极反应为
xLi++xe-+Li1-xMnO2=LiMnO2。
(3)工业制锂用电解LiCl制得。
(4)Li在空气中燃烧生成Li2O。LiOH为强碱,溶于水。
3、硼B:
(1)NaBH4为强还原剂,常在碱性溶液中参加反应,产物为NaBO2。写出NaBH4碱性溶液将乙醛还原的反应方程式
4CH3CHO+NaBH4+2H2O
=4CH3CH2OH+NaBO2。
(2)BH3为平面三等分结构,而NH3为三角锥结构,原因是BH3中B原子周围有三对电子,呈平面三等分分布。NH3中N原子有四对电子,呈四面体分布。
(3)NaAlH4为更强的还原剂,在碱性溶液条件下能将乙酸还原为乙醇,产物为NaAlO2。
2CH3COOH+NaAlH4=2CH3CH2OH+NaAlO2。
(4)H3BO3:
①硼酸,是一元弱酸,溶于水。
②电离方程式为
H3BO3+H2O?H++(OH)4-。
③与NaOH等强碱能反应。
NaOH+H3BO3=NaB(OH)4。
④2NaOH(s)+B2O3=△=2NaBO2+H2O。
4、碳C:
(1)有金刚石、石墨、无定形碳、C60等多种同素异形体。
(2)主要体现为还原性,可还原氧化物得到金属或非金属。制粗硅的反应为
SiO2+2C=高温=Si+2CO↑。
(3)是煤的主要成分,重要的工业燃料,完全燃烧生成CO2。不完全燃烧生成CO。
(4)CO,无色有*气体,易与血红蛋白结合,造成缺氧。在北方地区的农村冬天极易造成CO中*。常表现为还原性,用于冶炼金属。写出工业炼铁的反应
Fe2O3+3CO=高温=2Fe+3CO2。但与KMnO4溶液不反应。
(5)CO2,对应的碳酸为二元弱酸,与碱能生成两种盐。
具有一定的氧化性。与H2、C、一些金属能发生反应。
Mg在CO2中燃烧,2Mg+CO2=点燃=2MgO+C。
(6)碳酸氢盐都不稳定。多数碳酸盐在高温下也会分解出CO2。
(7)草酸及盐的性质
①H2C2O4:二元弱酸,比碳酸酸性强。
②不太稳定。
H2C2O4=△=CO↑+CO2↑+H2O
③强还原性,与酸性高锰酸钾溶液等发生反应。
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4
=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
④对应的盐也不稳定,受热易分解。
Na2C2O4=△=Na2CO3+CO↑
⑤对应的钙盐、钡盐难溶于水。
5、氮N:
(1)NO和O2一起与水反应:
4NO+3O2+2H2O=4HNO3。
(2)NO2和O2一起与水反应:
4NO2+O2+2H2O=4HNO3。
(3)NaOH溶液可以吸收NO2:
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O。
(4)NaOH溶液可以吸收NO与NO2的混合气体:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。
(5)尿素的合成:
CO2+2NH3=高温高压=H2NCOONH4,
H2NCOONH4=高温高压=CO(NH2)2+H2O。
(6)硝酸盐在高温下都有爆炸性和强氧化性。
6、氧O:
(1)O2是自然界最重要的氧化剂,也是造成自然界各种氧化反应的最重要原因。
(2)工业用氧,是用液化分离空气法得到。实验室主要用KMnO4或H2O2制得。
(3)但也有还原性,能被更氧的氧化剂F2氧化为OF2。
(4)双氧水(H2O2):
①不稳定。2H2O2=MnO2=H2O+O2↑
②有强氧化性。
H2O2+SO2=H2SO4
③有还原性。
5H2O2+2KMnO4+3H2SO4
=K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O
(5)对应的过氧化物都有不稳定性和强氧化性。
7、氟F:
(1)F2:
①淡*绿色气体。
②氧化能力超强。几乎能与除全氟化物之外的所有有机物和无机物反应。
③遇氢气就爆炸。H2+F2=2HF。
④遇水立刻反应,2F2+2H2O=4HF+O2。
(2)HF:
①有氢键,熔沸点比HCl等高。
②在水溶液中为弱酸。
③腐蚀能力强,一般保存在塑料瓶中。对皮肤、肌肉、骨胳有强腐蚀性,碰到立刻用大量水冲洗,并用钙或镁的可溶性盐洗。(CaF2难溶于水。MgF2微溶于水)
8、镁Mg:
(1)活泼金属,表面能自动形成致密氧化膜,所以金属在空气中能稳定存在。
(2)与热水能反应,
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。
(3)在空气中剧烈燃烧,发出白光,除MgO外,有少量氮化镁生成。很多金属氮化物遇水能发生水解反应,如氮化镁,
Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑。
(4)Mg(OH)2:中强碱,难溶于水。从溶液中分离镁离子时,一般用生成Mg(OH)2的方法。而分离钙离子一般用生成CaCO3的方法。
(5)用海水制镁涉及到的反应有:
CaO+H2O+MgCl2=Mg(OH)2+CaCl2、
Mg(OH)2+2HCl=2H2O+MgCl2、
MgCl2(熔融)=电解=Mg+Cl2↑。
9、磷P:(1)有白磷、红磷、黑磷等同素异形体。白磷的分子式为P4,正四面体结构,6个P-P键,在空气中易自燃。
(2)在氯气中燃烧生成白烟,产物有两种,PCl3和PCl5。
(3)与强碱加热能发生歧化反应。如与NaOH反应
2P4+24NaOH=5Na3P+5Na3PO4+12H2O。
(4)P2O5常温下是白色固体,有强吸水性,可用作强干燥剂,吸水后生成H3PO4。
(5)H3PO4是三元弱酸,与NaOH反应能生成三种盐。有一定的吸水性,可代替浓硫酸用作干燥剂,优点是无氧化性,可干燥HBr、HI、H2S等。
(6)磷肥主要是指易溶于水的Ca(H2PO4)2等。Ca3(PO4)2和CaHPO4难溶于水,不能当磷肥用。制造磷肥的反应为
Ca3(PO4)2+2H2SO4=Ca(H2PO4)2+2CaSO4。
10、S:
(1)H2S有臭鸡蛋气味,是二元弱酸,与NaOH能生成两种盐。
H2S+CuSO4=CuS↓+H2SO4,除去溶液中的重金属离子,一般用H2S或可溶性硫盐。
S(-II)有强还原性,所以H2S、硫化物盐都有强还原性。
(2)Na2S2O3:硫代硫酸钠。遇强酸会反应:
Na2S2O3+2HCl=2NaCl+S↓+SO2↑+H2O。
有强还原性,经常用来测定溶液中的碘单质含量:
I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。
(3)SO2:在复分解反应现象上与CO2相似。通入澄清石灰水、Ba(OH)2溶液等,都出先变浑浊,后变澄清的现象。
S(IV)有强还原性,所以SO2和亚硫酸盐都有强还原性。
SO2虽然有漂白性,能漂白品红溶液,却不能漂白紫色石蕊试液,只能使其变红。
11、Cl:
(1)高氯酸及盐在水溶液中氧化性较弱,原因是氯被呈正四面体的四个氧包围,不容易得到电子。
但在固体的高温反应中,高氯酸盐有很强的氧化性。因为它们极易分解出大量高活性的氧原子。
(2)氯酸盐、亚氯酸盐、次氯酸盐,在酸性溶液中都有强氧化性。能将氯离子氧化为氯气。它们在高温下也有强氧化性。
12、钾K:
①金属质软,比钠活泼。
②在空气中点燃生成KO2。
③遇水反应更剧烈。
④钾盐可以当肥料用。
⑤钾盐在水中的溶解度比相似的钠盐大。
13、Ca:
(1)CaO,生石灰,可以制熟石灰Ca(OH)2,用于建筑材料。
(2)CaSO4:CaSO4·2H2O叫生石膏,2CaSO4·H2O叫熟石膏,用于制作雕塑,也可以用来添加到水泥中调节硬化速度。
(3)CaCO3:又叫石灰石、大理石、方解石、白垩等,是重要的建筑材料。也是骨骼的主要成分。
(4)CaC2:电石,可以制乙炔,
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。
(5)暂时硬水的软化方法是加热法。方程式为
Ca(HCO3)2=△=CaCO3+H2O+CO2↑。
(6)永久硬水的常用软化方法是离子交换法。
14、钛Ti:
(1)新型重要应用金属。密度小,非常耐腐蚀。亲生物性,无*。难冶炼。
(2)常见化学物有TiO2和TiCl4。TiO2是重要的白色颜料,由TiCl4水解可制得。
15、铬Cr:
(1)化合物有*。
(2)Cr2O72-存在于酸性溶液,显橙色。CrO42-存在于碱性溶液,显*色,都有较强的氧化性,产物为Cr(OH)3或Cr3+,显绿色。
(3)Cr(II)有Cr2+或Cr(OH)2或CrO,都有强还原性。(CH3COO)2Cr可用做吸氧剂。
16、锰Mn:锰金属应用于钢铁领域。
MnO2用于制造电池,也可使用铝热法来制锰,反应为4Al+3MnO2=高温=2Al2O3+3Mn。
(1)+2价:MnSO4(易溶)、MnCl2(易溶)、Mn(OH)2(难溶)等形式存在,具有一定的还原性。
Mn(OH)2在碱性环境中能与水中的氧气生成MnOOH,在酸性环境中,MnOOH又能将I-氧化为I2。上述过程可以测定水中的氧含量。
(2)+4价:MnO2,有较强氧化性,能将浓盐酸氧化。
(3)+6价:K2MnO4,在酸中易发生歧化反应。离子方程式为
4H++3MnO42-=2MnO4-+MnO2+2H2O。
(4)+7价:KMnO4,水溶液呈紫色,有强氧化性,可以氧化很多无机物和有机物。一般与硫酸混合使用,产物为MnSO4。
17、铁Fe:
(1)Fe3O4,黑色磁性氧化物,由一个Fe2+和两个Fe3+组成。
(2)K2FeO4:高铁酸钾,暗紫色粉末,水溶液为浅紫色。有强氧化性,是新型非氯绿色高效多功能消*剂。制取反应为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=K2FeO4+6KCl+8H2O。
18、铜Cu:红色,导电能力非常好的常用金属。常见重金属之一。
(1)火法炼铜:
Cu2S+O2=高温=2Cu+SO2
湿法炼铜:
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
(2)波尔多液:CuSO4与Ca(OH)2的混合浊液。能杀果树的病菌。
(3)新制氢氧化铜与乙醛的反应
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH
=△=CH3COONa+Cu2O↓+3H2O。现象为有红色沉淀生成。
(4)硫酸铜,无色固体,可以检测气体中的水蒸气。从溶液中结晶出来时是CuSO4·5H2O。
(5)青铜的主要成分是铜和锡。*铜的主要成分是铜和锌。白铜的主要成分是铜和镍。
(6)碱性碳酸铜的颜色为蓝色。化学式为Cu2(OH)2CO3。热分解的方程式为
Cu2(OH)2CO3=△=2CuO+H2O+CO2↑。
19、锌Zn:
(1)在制电池方面有重要应用。
(2)常见重金属之一,又是人体必需的微量元素之一。
(3)实验室用锌粒来制氢气,仪器常用启普发生器或简易启普发生器。
(4)锌与铝相似,是两性金属。Zn(OH)2有两性,与NaOH固体加热反应产物为Na2ZnO2,
Zn(OH)2+2NaOH(s)=△=Na2ZnO2+2H2O。
与NaOH溶液反应得Na2[Zn(OH)4],
Zn(OH)2+2NaOH(aq)=Na2[Zn(OH)4]。
20、溴Br:
(1)唯一液态非金属。
(2)深红棕色。易挥发。保存时用水封。
(3)有强氧化性。单质及化合物的化学性质与氯气类似。Br-比Cl-的还原性强,能被浓硫酸氧化。
21、银Ag:
常见重金属之一。
(1)冶炼银用热分解法,
2Ag2O=△=4Ag+O2↑。
(2)用硝酸和AgNO3可用来检测卤素离子等。AgCl为白色。AgBr为淡*色。AgI为*色。Ag2S为黑色。
(3)银氨溶液的配制方法是在硝酸银溶液中滴加氨水,至白色浑浊刚刚溶解为止。
银氨溶液与乙醛的反应
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH
=△=CH3COONH4+2AgO↓+3NH3+H2O。
(4)Ag2SO4微溶于水,为白色固体。AgSCN为白色难溶固体。Ag3PO4为*色难溶固体。AgOH在水溶液中不稳定,易分解,变为褐色的Ag2O。
22、锡Sn:
(1)五金是指:金银铜铁锡。
(2)金属无*,生活中锡器应用很广,是理想的食品器材金属。锡有良好的延展性,可做成锡箔。
(3)锡有三种同分异构体,白锡、灰锡、脆锡。常温下的白锡怕冷,-13℃以下会变成粉末状灰锡。白锡又怕热,℃以上会变为脆锡。
(4)常见有+2,+4两种价态。弱氧化剂生成+2,强氧化剂生成+4。
(5)冶炼方法用锡石:
SnO2+CSn+CO2↑。
23、碘I:
(1)紫黑色固体。
(2)遇淀粉变蓝色。
(3)碘盐中含KIO3。
(4)碘是人体必需微量元素,海带中含碘元素较多。人体缺碘时就会患甲状腺肿,人体多碘时又会患甲亢。
(5)碘酒又叫碘酊,可以消*。
(6)有一定的氧化性。与铁反应生成FeI2。I-的盐还原性很强,盐溶液易被空气中的氧气氧化。
24、钡Ba:
(1)重金属之一,有*。
(2)遇水能反应,
Ba+2H2O=Ba(OH)2+H2↑。
(3)BaCO3、BaSO3、BaSO4、Ba3(PO4)2、BaC2O4都难溶于水。
(4)钡餐BaSO4由于难溶于胃酸,可用作造影剂。
(5)Ba(OH)2为溶于水的强碱。
25、汞Hg:
(1)唯一液态金属.
(2)易挥发,有剧*,处理方式是用硫*覆盖。重金属之一,易造成积累中*。
(3)HgS,又叫朱砂,可用作红色颜料。
(4)常用的红药水是汞溴红。
26、铅Pb:
(1)化合物中有+2、+4两种价态。常见重金属之一,铅易造成铅中*,在人体内积累,难以排出。
(2)PbSO4,难溶于水。铅蓄电池的总反应:
Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
负极反应:Pb-2e-+SO42-=PbSO4。
正极反应:PbO2+2e-+SO42-+4H+=PbSO4+2H2O。
(3)醋酸铅((CH3COO)2Pb)是弱电解质。
(4)PbO2具有强氧化性,能与浓盐酸反应生成氯气。PbO2固体能导电,可以当电极。
(5)Pb3O4比PbO2稳定,由两个Pb(II)和一个Pb(IV)组成。
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