第三章自然界中的元素基础知识总结
第一节碳的多样性
1.由同一种元素组成的性质不同的几种单质，互称为同素异形体。
金刚石、石墨和C60
是碳元素的同素异形体。
2.金刚石是无色透明的片状固体。
其中，每个碳原子均与相邻的4个碳原子相连，形成正
四面体结构。
在自然界中硬度最大，不导电。
3.石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的片状固体。
质软、有滑腻感。
碳原子呈层状排列，
每一层的碳原子形成平面正六边形。
4.C60是灰黑色固体，形成球状结构，表面呈正六边形和正五边形。
5.Na2CO3和NaHCO3的性质比较
性质Na2CO3NaHCO3
俗称纯碱或苏打小苏打
色态白色粉末白色固体
溶解度Na2CO3> NaHCO3
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 与盐酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑
+H20
NaHCO3与酸反应比较剧烈
与NaOH反应不反应NaOH+ NaHCO3= Na2CO3+ H2O 与BaCl2溶液反应不反应
稳定性（加热）稳定不稳定，加热分解
相互转化
6.Na2CO3和NaHCO3如何鉴别？
（1）加热比较：分解产生气体并通入澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，无现象的是碳酸钠（2）加酸反应比较：比较剧烈是碳酸氢钠
（3）滴加CaCl2、ＢaCl2溶液：产生白色沉淀的是碳酸钠，无现象的是碳酸氢钠。
7.温室效应：由于人类的活动，特别是生产和生活中化石燃料大幅度增加，使大气中二氧
化碳的含量猛增，破坏了自然界中原有平衡，导致全球气候变暖。
8.高炉炼铁中碳的转化：过程是将铁矿石还原成金属铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（主
要成分是Ｆe2O3）。
但起还原作用的主要是一氧化碳。
焦炭在炼铁过程中的两个作用：
①燃烧提供热量；②用于制还原剂CO
9.在生活中，水壶中常常有水垢，它的主要成分是碳酸钙。
自来水中存在Ca(HCO3)2,受
热分解生成CaCO3，积聚在壶底，便形成水垢。
相关化学方程式：____________________
第二节氮的循环
1.氮气的物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色无味、难溶于水的气体。
在空气中约
占其体积的78%
2.化学性质：在通常情况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。
但在一
定条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。
反应方程式：○1_____________
○2
3.使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫氮的固定，简称固氮。
分为自然固氮和
人工固氮。
4.氮的氧化物有六种：N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 。
NO是无色、难溶于水的
气体，易被空气中的氧气氧化为NO2:______________；NO2是红棕色、有刺激性气味有毒的气体，易溶于水，重要的反应有：__________________________
5.氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水而且能快速溶解，在常温
下1体积水大约能溶700体积的氨气。
易液化，常作制冷剂。
6.氨的喷泉实验要成功，需保证烧瓶和烧杯液体之间有足够大的压强差，为此需注意三方
面：○1氨气要收集满○2氨和烧瓶都要干燥○3气密性要良好
7.氨的化学性质：
（1）能水反应___________________,溶液显碱性。
（2）与酸反应NH3+HCl==NH4Cl 将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近（不要接触），会有白烟产生，原因是挥发出来的HCl和NH3两气体相遇，生
成了NH4Cl固体小颗粒。
这也是检验氨气的方法之一。
（3）有还原性
8.氨的实验室制法原理：
装置：固——固反应加热装置（与制取O2装置相同）收集方法：只能用向下排空气法干燥方法：用碱石灰、固体NaOH等
检验方法：○1用湿润的红色石蕊试纸（变蓝）○2蘸有浓盐酸的玻璃棒接近瓶口（产生白烟）
棉花团的作用：防止NH3与空气形成对流，提高了收集NH3的纯度。
9.铵盐都是白色晶体，都溶于水。
不稳定，受热易分解：
与碱反应都能生成氨气，离子方程式为：，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，故一般用这个原理来检验铵盐。
10.纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。
质量分数在95%以上的浓硝酸在空
气中由于挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。
11.硝酸的化学性质
(1)：酸性：稀硝酸使石蕊试液变红，浓硝酸使石蕊试液先变红后褪色。
(2)不稳定性：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的NO2, 二氧化氮又溶在浓硝酸中
而使溶液呈黄色。
其方程式为：，一般保存在棕
色试剂瓶中并放置在阴凉处。
(3)强氧化性
○1与金属反应:能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，产物与硝酸的浓度有关。
通常浓硝酸与金属反应生成二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成一氧化氮，不会产生氢气。
在反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。
如：
○2与非金属反应，只表现氧化性。
12.氮的氧化物(NO2和NO)是产生光化学烟雾和酸雨的主要原因。
水体中含有过量的氮会使
水体富营养化，造成污染。
第三节硫的转化
1.硫以游离态和化合态广泛存在于自然界中，并且能相互转化。
2.硫单质俗称硫磺，它是一种黄色或淡黄色固体；很脆，易研成粉末；不溶于水，
微溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔点和沸点都不高。
硫有多种同素异形体，常见
的有斜方硫和单斜硫。
3.单质硫化合价处于中间价态，既有氧化性又有还原性：
（1）氧化性：（剧烈反应，能保持红热，生成黑色固体）
注意：S与变价金属Fe、Cu反应时,化合价显低价，说明硫的氧化性比氯气的氧化性弱。
（2）还原性：硫在空气中点燃，火焰为淡蓝色，在纯氧中则为蓝紫色，生成二氧化
硫气体。
其方程式为：
4.通常状况下，二氧化硫是无色、有刺激性气味、有毒气体，1体积水大约能溶40体积。
总结：（1）常见气体溶解性NH3>HCl>SO2>Cl2>CO2>O2
(2)常见有刺激性气体Cl2、HCl 、NH3、SO2 、NO2
5.SO2的化学性质
（1）是酸性氧化物，是亚硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性。
与水反应：
(2)与碱反应：
将SO2通入澄清的石灰水中变浑浊，继续通入又变澄清。
和CO2的性质相似
（4）还原性：
（5）氧化性：
（6）漂白性：SO2能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质，该物质受热分解会恢复原状，如品红溶液。
HClO是因为有氧化性而具有漂白性，不能恢复原状。
6. 纯硫酸是无色粘稠油状液体，沸点高，难挥发。
易溶于水，放出大量的热。
稀释时应将浓硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
7. 浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。
能够与很多物质发生氧化还原反应。
第四节海水中的元素
1.海水中的元素分常量元素和微量元素。
其中常量元素大部分以盐的形式存在，在这些盐
类物质中，NaC l占80%以上。
2.从海水中提镁的基本方法是往海水里加碱，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离出来后加
入盐酸，把它变成氯化镁，然后经过结晶、过滤、干燥、电解，就可以得到金属镁。
3.镁是一种密度较小、熔点较低、硬度很软的有金属光泽的银白色固体，有良好的导电、
导热和延展性。
4.镁是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性。
（1）与非金属反应
（2）与水反应
（3）在点燃条件下，能与二氧化碳反应
（Mg燃烧不能用灭火器来扑灭）
5.卤族元素包括氟、氯、溴、碘等，其中溴称为海洋元素。
都具有较强的氧化性，其单质
氧化性强弱顺序为F2>Cl2>Br2>I2
6.溴和碘的物理性质
物理性质溴单质碘单质
颜色红棕色紫黑色
状态液态固体
溶解性和溶液颜色水橙黄色褐（深黄色）酒精橙红褐色
CCl2 橙红紫红
物理特性易挥发易升华
7.溴有毒，微溶液水，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂。
在实验室中溴单质盛放在磨砂、
细口的玻璃瓶中，且常用水封，防止溴的挥发。
8.碘单质是易升华的固体，故碘保存在广口玻璃瓶，置于低温避光处。
9.利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂从它与另一溶剂
所组成的溶液中提取出来的方法叫萃取。
10.溴单质的氧化性介于氯气和液溴单质之间，因此在海水提溴的化工生产中可以选用氯气
做氧化剂。
从海水中，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。
11.Cl-、Br-、I-的检验：
加入AgNO3溶液，有白色沉淀（AgCl），则含有Cl-；若有淡黄色沉淀(AgBr)，则有Br-；若产生黄色沉淀(AgI)，则含有I-。
