副族元素性质归纳及解题分析(2)
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元素周期表的副族元素特点元素周期表是一种按照元素原子序数排列的表格,用以表示元素化学性质的周期性变化。
副族元素,也被称为过渡元素,是周期表中的一类元素,位于主族元素之后,从第3周期开始,一直延伸到第7周期。
副族元素具有许多独特的特点和化学性质,下面将对其进行详细的论述。
1. 元素周期表的副族元素简介元素周期表的副族元素包括3至12族,即含有3至12个电子的元素。
它们包括过渡金属元素、稀土元素和锕系元素。
过渡金属元素具有良好的导电和导热性能,广泛应用于工业和材料科学领域。
稀土元素在发光、催化、磁性和力学性能方面具有独特的特点。
锕系元素是一组放射性元素,其核外电子结构具有一定的共享和杂化性质。
2. 副族元素的物理特点副族元素在物理性质上具有一些共同的特点。
首先,它们大多数具有较高的熔点和沸点,表明其原子间相互作用力较强。
其次,副族元素通常是固体,但也有液体和气体元素。
例如,铁、钴和镍是副族元素中的固体,汞是一个液体元素,铬和钼是气体元素。
副族元素的硬度往往较高,具有较好的机械强度。
3. 副族元素的化学特点副族元素的化学特点主要体现在其电子结构和反应活性上。
副族元素的外层电子结构通常包含一个不完全填满的d轨道。
这些不完全填满的d电子对于元素的化学性质具有重要影响。
副族元素通常具有多种氧化态,能够形成多种化合物和配合物。
副族元素与其他元素的反应活性较高,与氧、硫和卤素反应形成氧化物、硫化物和卤化物。
部分副族元素还能与氢反应生成氢化物。
4. 副族元素的反应性和化合物特点由于副族元素具有多种氧化态,其反应性也相对较高。
副族元素常参与氧化还原反应,能够与不同氧化态的同一元素发生反应。
例如,铁可以形成Fe2+和Fe3+两种氧化态,分别生成两种不同的化合物。
副族元素的化合物通常具有良好的催化性能,例如,铁和铂等金属催化剂广泛应用于工业生产和环境保护领域。
副族元素的配合物也具有独特的性质,如稀土配合物的发光性能和镍铁合金的磁性。
第五章副族元素I ds区铜族和锌族元素一、单质的物理性质和化学性质1、物理性质(1)铜族元素铜是红色金属,银是银白色金属,金是黄色金属。
与碱金属相比,它们有较高的密度、硬度和熔点、沸点,导电性和传热性在所有金属中是最好的,其中以银最好,其次是铜和金。
由于铜族元素均属面心立方晶体,有较多的滑移面,所以它们都有良好的延展性,其中以金最好。
(2)锌族元素:锌、镉、汞都是银白色元素金属。
锌由于表面覆盖着一层碱式碳酸锌而略显蓝灰色。
本族元素的单质为低熔点低沸点金属,汞是唯一在室温下为液态的金属,具有高密度、导电性和流动性。
汞在273~573K之间体积膨胀系数均匀,汞的蒸气压很低且有毒,所以在使用汞时应务必小心,若不甚将汞撒落,应尽可能收集起来,然后在疑还有汞的地方撒上硫磺粉并加以研磨,使其转变为HgS。
2、化学性质(1)与碱金属相比,铜族元素的金属活泼性较差,并按铜、银、金顺序减弱。
铜在潮湿的含有二氧化碳的空气中,表面会生成一层绿色的铜锈:2Cu+O2+CO2+H2O = Cu2(OH)2CO3银在含H2S的空气中表面会变暗变黑:4Ag + 2H2S +O2 = 2Ag2S +H2O铜族元素不能从盐酸和稀硫酸中置换出氢气,但铜、银可以溶于硝酸和热浓硫酸,而金只能溶于王水:Cu + 4HNO3(浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2↑+ 2H2O3Cu +8 HNO3(稀) = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2OCu +2 H2SO4(浓) = CuSO4 + SO2↑+ 2H2O3Ag +4 HNO3(稀) = 3AgNO3 + NO↑+ 2H2O2Ag +2 H2SO4(浓) = Ag2SO4 + SO2↑+ 2H2OAu + 4HCl + HNO3 = HAuCl4 + NO↑+ 2H2O锌族元素中锌,镉较为活泼,汞则惰性。
锌在含有二氧化碳的潮湿空气中表面可生成一层碱式碳酸盐:4Zn+2O2+CO2+3H2O=ZnCO3∙3Zn(OH)2它可以保护内部的锌不被继续浸蚀,镀锌铁之所以具有强的抗腐蚀能力,就基于此。
系列三副族金属专题2 铁钴镍及其化合物铁、钴、镍三种元素由于性质接近,故统称为铁系元素;铁、钴、镍都是中等活泼的金属元素,化合物性质比较接近,但也存在差异。
这与它们的电子层结构有关。
1.铁、钴、镍及其化合物性质的相似性2.铁、钴、镍及其化合物性质的差异(1)金属单质性质的差异(2)铁、钴、镍的氧化物和氢氧化物①铁、钴、镍氧化物和氢氧化物的基本性质注:①表示在碱性条件下不具有氧化性。
①比较与总结(1)在酸性溶液中,Fe 2+、Co 2+、Ni 2+分别是铁、钴、镍离子的稳定状态。
高价态的铁(①)、钴(①)、镍(①)在酸性溶液中都有很强的氧化性,空气中的O 2能将酸性溶液中的Fe 2+氧化成Fe 3+,但不能将Co 2+、Ni 2+氧化成Co 3+和Ni 3+。
(2)在碱性介质中,铁的最稳定价态是+3,而钴、镍的最稳定价态仍是+2,在碱性介质中,将低价态的Fe(①)、Co(①)、Ni(①)氧化成高价态比酸性介质中容易。
4.高铁盐的制备在酸性介质中,FeO 2-4(高铁酸根离子)是一种强氧化剂,一般氧化剂很难把Fe 3+氧化成FeO 2-4,但在强碱性介质中,Fe(①)却能被一些氧化剂(如NaClO)所氧化:2Fe(OH)3+3ClO -+4OH -===2FeO 2-4+3Cl -+5H 2O ,将Fe 2O 3、KNO 3和KOH 混合并加热共融,生成紫红色的高铁酸钾:Fe 2O 3+3KNO 3+4KOH=====①2K 2FeO 4+3KNO 2+2H 2O 。
5. 检验Fe 2+和Fe 3+时的注意事项(1)检验Fe 2+时不能先加氯水后加KSCN 溶液,也不能将加KSCN 后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN -)。
(2)Fe 3+、Fe 2+、Cl -同时存在时不能用酸性KMnO 4溶液检验Fe 2+(Cl -能还原酸性KMnO 4,有干扰)。
(3)检验Fe 2+、Fe 3+的其他方法①检验Fe 2+最好、最灵敏的试剂是铁氰化钾K 3[Fe(CN)6]:3Fe 2++2[Fe(CN)6]3-===Fe 3[Fe(CN)6]2↓(蓝色)。
副族元素化合价一、什么是副族元素?副族元素是指在化学元素周期表中,位于主族元素和过渡金属元素之间的元素。
它们有着介于主族元素和过渡金属元素之间的性质和价态。
二、副族元素的特点1. 具有过渡金属和主族元素的特性副族元素既有主族元素的高电负性和较强的非金属性,又具备过渡金属元素的较高导电性和金属性质。
这使得副族元素在化学反应中表现出多样的活性。
2. 不同副族元素的价态副族元素的价态相对多变,可以表现出多种化合价。
这是由于副族元素的外层电子数相对不稳定,容易失去或获得电子形成化合物。
3. 与过渡金属的相互作用副族元素可以与过渡金属元素形成配合物,发生配位反应。
这种反应可以改变副族元素的化学性质,增加其化合价的稳定性和活性。
三、副族元素的常见化合价1. 氧化态为-2的化合价副族元素在化合物中常常表现出氧化态为-2的化合价。
例如,硫化物(S2-)和氧化物(O2-)是常见的副族元素化合价为-2的化合物。
2. 氧化态为+2的化合价部分副族元素可以表现出氧化态为+2的化合价。
例如,锌(Zn2+)和镉(Cd2+)都具有+2的化合价。
3. 氧化态为+4的化合价某些副族元素还可以表现出氧化态为+4的化合价。
例如,锡(Sn4+)和钛(Ti4+)都具有+4的化合价。
4. 氧化态为+6的化合价某些副族元素的化合价甚至可以达到+6。
例如,硫酸(H2SO4)中的硫元素就处于+6的化合价。
四、副族元素化合价的影响1. 化学反应性副族元素的化合价直接影响其化学反应性。
不同化合价的元素在反应中会表现出不同的活性,从而发生各种化学变化。
2. 物理性质副族元素的化合价也会影响其物理性质,如熔点、沸点、密度等。
不同化合价的元素具有不同的物理性质,这对其应用具有重要意义。
五、副族元素化合价的应用1. 工业生产副族元素的不同化合价在工业生产中起着重要作用。
例如,锌和镉的+2化合价常用于电池和合金制备中。
2. 医药领域副族元素的不同化合价在医药领域也有广泛应用。
系列三 副族金属专题5 锌及其化合物1.锌及其化合物“心连心”2.金属锌的化学性质(1)与空气中的水、CO 2、O 2反应:CO 2+2O 2+3H 2O +4Zn===ZnCO 3·3Zn(OH)2(2)与大多数非金属反应:2Zn +O 2=====△2ZnO ,Zn +X 2=====△ZnX 2(X 为F 、Cl 、Br 、I)(3)与酸、碱的反应:Zn +2HCl===ZnCl 2+H 2↑,Zn +2H 2O +2NaOH===Na 2[Zn(OH)4]+H 2↑或Zn +2NaOH===Na 2ZnO 2+H 2↑(4)与盐溶液的置换反应:Zn +Cu 2+===Cu +Zn 2+3.氧化锌——两性氧化物ZnO +2HCl===ZnCl 2+H 2OZnO +2NaOH +H 2O===Na 2[Zn(OH)4]或ZnO +2NaOH===Na 2ZnO 2+H 2O4.氢氧化锌——两性氢氧化物(1)两性:Zn(OH)2+2H +===Zn 2++2H 2O ,Zn(OH)2+2OH -===[Zn(OH)4]2-或Zn(OH)2+2OH -===ZnO 2-2+2H 2O(2)受热分解:Zn(OH)2=====△ZnO +H 2O(3)制法:Zn 2++[Zn(OH)4]2-===2Zn(OH)2↓或Zn 2++ZnO 2-2+2H 2O===2Zn(OH)2↓5.锌盐(1)ZnSO 4△与可溶性钡盐反应:ZnSO 4+BaCl 2===ZnCl 2+BaSO 4↓△与强碱溶液反应ZnSO4溶液中加入少量NaOH溶液::Zn2++2OH-===Zn(OH)2↓ZnSO4溶液中加足量NaOH溶液:Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-或Zn2++4OH-===ZnO2-2+2H2O△与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀。
(2)Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2△与少量盐酸反应:Na2[Zn(OH)4]+2HCl===Zn(OH)2↓+2NaCl+2H2O或Na2ZnO2+2HCl===Zn(OH)2↓+2NaCl△与足量盐酸反应:Na2[Zn(OH)4]+4HCl===ZnCl2+2NaCl+4H2O或Na2ZnO2+4HCl===ZnCl2+2NaCl+2H2O△与少量CO2反应:Na2[Zn(OH)4]+CO2===Zn(OH)2↓+Na2CO3+H2O或Na2ZnO2+CO2+H2O===Zn(OH)2↓+Na2CO3△与足量CO2反应:Na2[Zn(OH)4]+2CO2===Zn(OH)2↓+2NaHCO3或Na2ZnO2+2H2O+2CO2===Zn(OH)2↓+2NaHCO3△与可溶性锌盐发生相互促进的水解反应,生成Zn(OH)2沉淀。