第十一章 元素及其化合物选述
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元素及其化合物知识梳理一、常见金属元素(如:Na、Al、 Fe、 Cu 等)1.金属活动顺序表、常见金属的主要性质及作用。
2.金属重要化合物的主要性质及应用。
(1)几种氧化物(2)碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较(3)氢氧化物― Al( OH) 3Al( OH) 3 难溶于水的白色固体化学性质:①不稳定性: 2Al(OH)3 △ Al2O3+3H2O②两性氢氧化物Al( OH) 3 +3HCl=AlCl3+3H2O,Al( OH) 3 +3H+=Al3++3H2OAl( OH) 3 +NaOH=NaAlO2+2H2O ,Al( OH) 3 +OH-=AlO2-+2H2O③实验室制法:铝盐与弱碱反应。
AlCl3+3NH3?H2O =Al( OH) 3 ↓ +3NH4Cl(过量的氨水不能溶解Al( OH) 3 )④用途:可中和胃酸。
3.合金的概念及其重要应用。
( 1)合金:一种金属与其它一种或几种金属或非金属形成的具有金属特性的物质。
特性:( 1)熔点较各成分的熔点低;( 2)有特殊的性能如:耐腐蚀性,硬度大。
(2)常见合金:铁合金(生铁、钢)、铝合金、铜合金。
二、常见非金属元素(如: H、 C、N、 O、Si、 Cl 等)1.常见非金属元素单质及应用。
(1)硅:①单质硅:带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高,硬度大,有脆性,半导体。
化学性质稳定,常温下只与F2、NaOH 溶液等反应。
②硅单质用途:半导体材料(晶体管、集成电路)、太阳能电池。
(2)氯气:物理性质:黄绿色、刺激性气味、有毒气体,易溶于水。
化学性质:①与水反应: Cl2+H2OHCl+HClO离子方程式: Cl2 +H2OH++ Cl-+ HClO用途:氯气与水反应生成的次氯酸,是一种强氧化剂、杀菌剂、漂白剂。
自来水常用Cl2 来消毒、杀菌但产生致癌的有机氯 ,改用广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。
②与碱液反应: Cl2+ 2NaOH=NaCl+ NaClO+ H2O 离子方程式: Cl2+2OH-Cl-+ClO+- H2O用途:制取漂白液(有效成分: NaClO)2Cl2+2Ca( OH) 2=Ca(ClO) 2+CaCl2+ 2H2O制取:漂白粉 (主要成分: Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca(ClO)2)、漂白精(主要成分Ca(ClO)2)。
备战2023年高考化学二轮复习精讲精练第十一专题非金属及其化合物1.[2022·浙江6月·9]下列说法正确的是()A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫C.浓硝酸与铁在常温下不能反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用【答案】D【详解】A.六水合氯化镁没有自由移动的离子,不能导电,工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁,A不正确;B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫,二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫,B不正确;C.在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应,在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生,所以可用铁质容器贮运浓硝酸,C不正确;D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用,若两者混用会发生归中反应生成氯气,不仅达不到各自预期的作用效果,还会污染环境,D 正确;综上所述,本题选D。
2.[2022·江苏·8]氮及其化合物的转化具有重要应用。
下列说法不正确...的是()A.自然固氮、人工固氮都是将N2转化为NH3B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4ClC.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3D.多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”【答案】A【详解】A.自然固氮是将N2转化为含氮化合物,不一定是转化为NH3,比如大气固氮是将N2会转化为NO,A错误;B.侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为H2O+NH3+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,B正确;C.工业上通过NH3催化氧化等反应过程生产HNO3,相关的化学反应方程式为4NH3+5O2=========催化剂△4NO +6H 2O 、2NO +O 2=2NO 2、3NO 2+H 2O =2HNO 3+NO 、4NO 2+O 2+2H 2O =4HNO 3,C 正确;D .氮元素在自然界中既有游离态又有化合态,多种形态的氮及其化合物间的转化形成了自然界的“氮循环”,D 正确;故选A 。
《无机及分析化学》教学大纲第一部分大纲说明一、课程基本情况课程编码:(不确定的可暂空置不写)(宋体,小四号,一级标题以下的内容字体要求相同)课程名称:无机及分析化学课程类别:专业必修课学时/学分:108/6先修课程:中学化学适用专业:应用化工技术开课系(部)或教研室:理工系二、课程的性质、内容和任务《无机及分析化学》课程是高职院校应用化工技术专业的一门重要的专业基础课,是研究物质的组成、结构、性质、变化及变化过程中能量关系的一门基础课程。
集无机化学、分析化学两大基础课之优势和特点于一身。
通过本课程的学习,要求学生不仅掌握无机与分析化学的基本原理,掌握四大平衡及四大滴定分析方法和实际应用,熟悉仪器分析测试的基本原理和适用范围,了解元素化学的性质与应用,并且能熟练运用基本原理,结合相关知识解决实际问题,正确理解和掌握基本的化学分析方法,养成良好的实验习惯和严谨求实的科学作风,培养学生分析问题与解决问题的能力,达到培养学生的综合素质与创新能力的目标。
并为后续课程有机化学和物理化学等学科学习打好基础。
三、教学的目的和要求通过本课程的学习实践,为发展学生在专业学习和职业岗位奠定必需的化学基础知识和化学检验知识、技能及方法,培养学生具有良好的职业道德、行为规范和认真细致操作的工作态度,树立高度责任意识。
在理论学习应使学生达到以下基本要求:1、学习并掌握物质结构基础理论知识;2、学习并掌握化学检验的标准、安全知识、仪器设备、工作程序、分析步骤、检验方法、误差与数据处理等相关理论知识及计算;这部分内容是各行业从事检测技术人员必备的知识,其目的是为后续各章知识的学习以及将来上岗工作打下良好的基础。
3、四大平衡基本原理及四大滴定分析方法(酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配位平衡及其相应的滴定分析方法)是让学生掌握化学分析法的基本理论和规范的操作技能。
4、掌握重量分析法的分析过程、要求、影响沉淀纯度及溶解度的因素、结果计算等内容;5、学习并理解元素化学性质,6、明确无机及分析化学在职业岗位中的任务和作用。
第十一章物质结构与性质(选修)第一讲原子结构与性质考点1原子核外电子排布原理1.能层、能级与原子轨道之间的关系2.原子轨道的能量关系(1)轨道形状①s电子的原子轨道呈球形。
②p电子的原子轨道呈哑铃形。
(2)能量关系①相同能层上原子轨道能量的高低:n s<n p<n d<n f。
②形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如n p x、n p y、n p z轨道的能量相等。
3.基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理:电子优先占有能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。
即原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图:(2)泡利原理:在一个原子轨道中,最多只能容纳2个电子,并且它们的自旋状态相反。
(3)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
4.原子(离子)核外电子排布式(图)的书写(1)核外电子排布式:按电子排入各能层中各能级的先后顺序,用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。
如Cu:1s22s22p63s23p63d104s1,其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。
(2)价电子排布式:如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,价电子排布式为3d64s2。
价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。
(3)电子排布图:方框表示原子轨道,用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子,按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。
第十一章 元素及其化合物选述
一、教学重点:
重要元素的性质
二、内容提要
1.非金属元素及其化合物
(1)卤素:a.单质:F2(g)、Cl2(g)、Br2(l)、I2(s)
卤素的氢化物: HF HCl、HBr、HI
卤素的含氧酸: 卤素的含氧化合物都有较强的氧化性,同一元素次
卤酸的氧化性最强,高卤酸的酸性最强。
b.生物效应
(2)氧、硫a. 单质
H2O2:既有氧化性,又有还原性。
H2S: 是无色、有恶臭味的气体,有较强的毒性和还原性,与多种
金属离子形成难溶性硫化物沉淀。
SO2 、SO3: 二氧化硫和亚硫酸既有氧化性,又有还原性。作为还
原剂,使许多带色的有机化合物在水溶液中还原褪色,因此在工业上可作漂
白剂使用.三氧化硫遇水形成硫酸.浓硫酸有强烈吸水性,可作为干燥剂。浓
硫酸的脱水作用很强,使有机物炭化、还原性物质氧化。
b. 生物效应
(3)氮、磷 a. 氮
亚硝酸:既有氧化性,又有还原性,以氧化性为主,有致癌作用。
NH
3
是一种无色、有刺激性臭味的气体,比空气轻,易液化,其
水溶液称为氨水。
HNO3 具有强氧化性,它比亚硝酸稳定,但受热或见光均能分解。
b. 磷: 有白磷与红磷等
白磷 剧毒,不溶于水,易溶于CS2。轻微磨擦会引起燃烧。
红磷:红紫色粉末,无毒,不溶于水,易溶于CS2,空气中几乎不氧化。
P2O5:磷酸酐,白色粉末,极易与水结合。
H3PO4:纯磷酸是无色透明的晶体,极易溶于水,无氧化性,是高
中强酸。
盐:正磷酸盐、酸式磷酸盐,所有磷酸二氢盐都能溶解于水,但
磷酸一氢盐、正磷酸盐一般难溶于水,铵和碱金属的磷酸盐可溶于水。
c. 生物效应
(4)碳、硅 a. 碳和硅 常见的氧化态为+4,主要形成共价化合物。
CO:无色、无臭气体,不助燃,能自燃,在水中的溶解度很小。
毒性。CO与一些金属形成金属羰基化合物。CO有还原性,能与PdCl2溶液反
应生成少量的黑色金属钯,利用此反应可检出CO的存在。CO和氯气在日光照
射下,可生成光气(碳酰氯),这是一种毒性较大的气体。CO与熔融的硫共
热可生成碳酰硫。
CO2:无色、无臭、不能燃烧的气体。
含氧酸及其盐:碳酸盐正盐中除碱金属(不包括Li+)、铵及铊(Tl+)
盐外,都难溶于水。一般而言,酸式盐比相应的正盐溶解度大。大多数碳酸
盐在加热过程中,分解为金属氧化物和CO2,如CaCO3、MgCO3等。
b. 生物效应
2、金属元素及其化合物
(1)钠、钾、钙、镁
a.单质:K、Na、Ca与水反应,生成相应的氢氧化物和氢气。
与氧在空气中反应,生成Na2O2、KO2、CaO、MgO
氢化物 s区一般都能与稀酸反应置换出H2,和其它非金属如卤素、硫等
化合生成卤化物和硫化物。与H2反应2M+H2== 2MH M+H2== MH2(除
Be、Mg)。氢化物与水反应立即生成H2和对应的氢氧化物:
CaH2+2H2O = Ca(OH)2+2H2↑因而这类氢化物常用作野外的供氢剂。
氢氧化物:除Be(OH)2为两性,Mg(OH)2为中强碱外MOH、M(OH)2都是
强碱。M+、M2+,无还原性,氧化性也极弱。
b.生物效应 钾、钠、钙、镁都是生物体的必须元素。
(2)铜、银、锌、汞
a. 过渡元素的通性: 周期中随着原子序数的增大,原子半径缓慢减小。次外
层d电子参与成键,因此它们可形成多种氧化态。过渡元素的离子或原子有
很强的形成配合物的倾向
b.单质与化合物
Cu 不活泼金属,潮湿空气中,表面产生一层绿色且有毒的碱式碳酸铜。
两种氧化态:+Ⅰ、+Ⅱ。CuSO4·5H2O蓝色晶体,俗称胆矾。CuSO4白色,吸水
性很强,吸水后又出现蓝色,因此常用来检验或除去乙醇及乙醚中的微量水。
Ag 与H2S生成黑色Ag2S。AgNO3:重要化合物,易溶于水,光照下易分
解,避光保存.
Zn 是ⅠB和Ⅱ B中最活泼的金属元素,它既能与酸又能与碱直接反应。
常温下,Zn在潮湿的空气中生成碱式碳酸锌保护层,能阻止进一步被腐蚀。
Hg 单质Hg是常温下惟一以液态形式存在的金属。除稀有气体外,Hg蒸
气也是唯一能以单原子分子稳定存在的元素。Hg蒸气对人体有毒,因此汞应密
封保存。Hg能溶解除铁族外的大多数金属形成汞齐。
Hg2Cl2:俗称甘汞,难溶于水。
HgCl2:升汞,因在300℃即可升华,微溶于水,剧毒
b.生物效应 汞和汞的化合物都有毒。汞毒可分为金属汞、无机汞和有机汞
三种,其中毒害最大的是有机汞,如甲基汞等,与体内蛋白质-SH基结合,使-SH
基钝化,防碍细胞分裂
(3) 矾、铬、钼、锰
a.单质与化合物
V2O5:橙黄色,两性,酸性为主。
铬 Cr(Ⅲ):Cr2O3、Cr(OH)3两性,Cr2O3绿色,用作颜料。
Cr(Ⅵ):CrO3,暗红色晶体,易溶于水,生成相应的铬酸H2CrO4。
酸性溶液中,Cr2O72-为主,显橙色;碱性溶液中,CrO42-为主,显黄色。
与Ag+、Sr2+、Ba2+等,能与CrO42-生成难溶盐。Ag2CrO4转红色, SrCrO4黄色,
BaCrO4黄色
Mn(Ⅱ):酸性介质中最稳定,只有强氧化剂如(NH4)2S2O8、NaBiO3才能
把它氧化为MnO4-。
Mn(Ⅳ):MnO2,酸性介质中是氧化剂,碱性介质中为还原性。
MnO42-:是惟一的Mn(Ⅵ)存在的形式,中性和酸性介质中,不能稳定存
在,在碱性介质中能稳定存在。
Mn(Ⅶ):KMnO4,俗称灰锰氧,深紫色晶体。易溶于水。主要用作消毒
剂、漂白剂、毒气吸收剂,水净化剂及氧化剂等。
钼:活泼性比铬差,一般不溶于非氧化性酸,热浓硝酸可浸蚀钼。在硝
酸溶液中,七钼酸铵可与PO43-反应生成杂多酸盐磷钼酸铵
(NH4)3PO4·12MoO3·6H2O黄色沉淀,用以鉴定PO43-。
b.生物效应
(4) 铁、钴
a.Fe、Co:中等活泼金属,易溶于稀无机酸,在浓HNO3中呈“钝态”,常温
下几乎不与氧、硫等反应。日常所见的铁,因含有杂质,故在潮湿的空气中
易氧化生锈。
Fe:+Ⅱ、+Ⅲ两种氧化态。
Fe(Ⅱ):FeCl2·4H2O和FeSO4·7H2O,后者俗称绿矾。医药上用于治疗缺铁
性贫血。Fe(Ⅲ):FeCl3·6H2O,能引起蛋白质迅速凝聚,医药上用作止血剂。
Co:+Ⅱ稳定,+Ⅲ有强氧化性。
b. 生物效应
3. 一些常见离子的分别鉴定
(1) 阳离子的分别鉴定:参看书。
注意:离子鉴定时对介质得要求。例如Mg2+鉴定中镁试剂Ⅰ(即对硝基苯
偶氮间苯二酚)在酸性溶液为黄色,在碱性溶液中呈现红色或紫色。在碱性
溶液中,Mg2+可与镁试剂Ⅰ生成蓝色螯合物沉淀,如在酸性条件下,既使有
镁离子,也不变蓝色。
(2)阴离子的分别鉴定:参看书本。
注意:离子之间的干扰与出现现象的条件。
三、习题参考答案(题目见教材)