資源簡介

元素化合物相關反應及知識點
一、鈉及其化合物
1. 鈉單質的反應：4Na＋O2===2Na2O(白色固體)
2Na＋O2Na2O2（淡黃色）
2Na＋Cl22NaCl（黃色火焰，有白煙生成）
2Na＋S===Na2S（研磨時爆炸）
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
4Na＋TiCl4(熔融)===Ti＋4NaCl
2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑（鈉與非氧化性酸 鹽酸、稀硫酸等的反應）
Na＋KClNaCl＋K↑(制取金屬鉀，因為鉀的沸點比鈉的低，使鉀成為蒸氣而逸出)
鈉與乙醇反應：2Na＋2CH3CH2OH―→2CH3CH2ONa＋H2↑ ⑦。
鈉與乙酸反應的離子方程式：2Na＋2CH3COOH―→2CH3COO－＋2Na＋＋H2↑ ⑧。
鈉與苯酚反應：2C6H5OH＋2Na―→2C6H5ONa＋H2↑。
鈉的工業制備：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
2. Na2O的反應：4Na＋O2===2Na2O Na2O＋H2O===2NaOH
Na2O＋CO2===Na2CO3 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O
3. 過氧化鈉的反應：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑
4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl（紅褐色沉淀）
Na2SO3＋Na2O2＋H2O===Na2SO4＋2NaOH
H2S＋Na2O2===2NaOH＋S↓（溶液變渾濁）
SO2＋Na2O2===Na2SO4（固體由淡黃色變為白色）
4.氫氧化鈉的反應：
與金屬鋁反應：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
與非金屬單質反應：Cl2＋2OH－=== Cl－＋ClO－＋H2O
Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
6NaOH＋3S2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
酯類水解：CH3COOC2H5＋NaOHCH3COONa＋C2H5OH
制備NaOH：土法制堿：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
現代工業制堿：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
碳酸鈉及碳酸氫鈉：
CO＋2H＋===H2O＋CO2↑ Ca2＋＋CO===CaCO3 HCO＋H＋===H2O＋CO2↑
碳酸氫鈉與過量氫氧化鈣：Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O
過量碳酸氫鈉與氫氧化鈣：Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO＋2H2O
聯合制堿法制純堿原理：
NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3
NaCl＋NH4HCO3===NaHCO3↓＋NH4Cl
NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3＋CO2＋H2O
注意：先通入NH3達到飽和后再通入CO2，因為NH 在水中的溶解度比二氧化碳大，先通入NH 使食鹽水顯堿性，能夠吸收大量CO 氣體，產生高濃度的HCO －，才能析出NaHCO 晶體。
7. 堿金屬的特殊性：
a．堿金屬及其合金通常呈固態，而鈉鉀合金卻是液態。
b．堿金屬單質在空氣或氧氣中燃燒時，生成過氧化物甚至比過氧化物更復雜的氧化物，而Li只生成Li2O。
c．堿金屬單質密度一般隨核電荷數增大而遞增，但K的密度比Na小。
d．堿金屬單質一般與水劇烈反應，但Li與水反應緩慢(LiOH溶解度小)。
e．堿金屬單質因其活動性強，多保存在煤油中，而Li卻因密度比煤油更小，只能保存在液體石蠟中。
f．堿金屬的鹽一般都易溶于水，但Li2CO3卻微溶。
g．一般來說，酸式鹽較正鹽溶解度大，但NaHCO3卻比Na2CO3溶解度小。
h．試劑瓶中的藥品取出后，一般不能放回原瓶，但第ⅠA族金屬Na、K等除外。
i．一般活潑金屬能從鹽中置換出不活潑金屬，但第ⅠA族金屬Na、K等除外。
如：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋H2↑＋Na2SO4。
j．堿金屬和氫氣反應生成的堿金屬氫化物都是離子化合物，其中氫以H－形式存在，
顯－1價，堿金屬氫化物是強還原劑。
8. 常見元素焰色反應的顏色
鈉元素：黃色；鉀元素：紫色(透過藍色鈷玻璃觀察)。
【口訣】 鋇黃綠，鍶洋紅，鈣鹽磚紅出很清；鉀淺紫色透鈷玻，擋住鈉焰不能通；
鈉焰黃、鋰紫色，二者火焰為最明，還有一個綠色銅。
二、鋁及其化合物
鋁單質的反應：
與O2反應：4Al＋3O2===2Al2O3
與Cl2反應2Al＋3Cl22AlCl3
與S反應：2Al＋3SAl2S3
常溫下，與冷的氧化性酸(如濃硫酸、濃硝酸)發生短暫的鈍化反應：
2Al＋3H2SO4(濃)===Al2O3＋3SO2↑＋3H2O。
與鹽酸反應的離子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
與NaOH反應：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
與氧化物反應：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
氧化鋁的反應：Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O　 Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
氫氧化鋁的反應：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O　 Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
制備氫氧化鋁：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH　
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓
鋁三角：
①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓　
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓　
④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　
⑤Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　
⑥AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O　
⑦AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO　
⑧AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓　
⑨Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
三、鎂及其化合物
鎂單質的反應：
與O2反應：2Mg＋O22MgO①
與N2反應：3Mg＋N2Mg3N2②
與Cl2反應：Mg＋Cl2MgCl2③
與水反應：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑④
與鹽酸反應：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑⑤
與鹽反應(如CuSO4溶液)：Mg＋Cu2＋===Mg2＋＋Cu　⑥
與CO2反應：：2Mg＋CO22MgO＋C⑦
工業煉鎂：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
鎂化合物的反應：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O Mg(OH)2MgO＋H2O
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
MgCO3＋H2O===Mg(OH)2＋CO2↑
四、鐵及其化合物
鐵單質的反應：
①與非金屬單質的反應
與O2反應 常溫 鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)
點燃 3Fe+2O2Fe3O4
與Cl2反應 點燃 2Fe+3Cl22FeCl3(劇烈燃燒，產生棕黃色的煙)
與S、I2反應 Fe+SFeS、Fe+I2FeI2
②高溫條件下與水蒸氣反應：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。
③與酸的反應
酸 化學方程式或現象
稀H2SO4 Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
稀HNO3 Fe不足 Fe+4HNO3(稀)Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
Fe過量 3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
濃HNO3、濃H2SO4 常溫下鈍化
④與某些鹽溶液CuSO4、FeCl3的反應
a.與CuSO4溶液反應的離子方程式為Fe+Cu2+Fe2++Cu;
b.與FeCl3溶液反應的離子方程式為2Fe3++Fe3Fe2+。
工業上鐵的冶煉：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
2. 鐵化合物的反應：FeO+2H+Fe2++H2O Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
Fe2++2OH-Fe(OH)2↓（可溶性亞鐵鹽與堿(如NaOH溶液)反應制備Fe(OH)2）
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
Fe3++3OH-Fe(OH)3↓（可溶性鐵鹽與堿(如NaOH溶液)反應制備Fe(OH)3）
4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 （白色絮狀沉淀 灰綠色 紅褐色）
3. 鐵三角：
①Fe →Fe2＋（鐵與S、I2、鹽酸、稀硫酸、CuSO4溶液、FeCl3溶液等反應）
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 Fe＋2FeCl3===3FeCl2 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
Fe+SFeS Fe+I2FeI2 3Fe+8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O（Fe過量）
②Fe2＋→ Fe（Al、Zn、CO、H2、C等能從亞鐵化合物中將鐵置換出來）
FeCl2＋Zn===ZnCl2＋Fe FeO＋H2Fe＋H2O
③Fe →Fe3＋ （與Cl2、H2O2、KMnO4(H＋)、HNO3等反應）
2Fe＋3Cl22FeCl3 2Fe+3H2O2+6H+=2Fe3+ +6H2O
10Fe+6KMnO4+24H2SO4===5Fe2(SO4)3+3K2SO4+6MnSO4+24H2O
Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
④Fe3＋→Fe （與較強的還原劑反應，如Al、Zn、CO、H2等）
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3。
⑤Fe →Fe3O4 （Fe與O2、H2O(g)反應時生成Fe3O4）
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 3Fe+2O2Fe3O4
⑥Fe3O4→Fe （ Fe3O4在高溫條件下被還原劑(CO、H2、C、Al)還原生成Fe）
⑦Fe2＋→Fe3＋ （亞鐵鹽與Cl2、Br2、HNO3、濃硫酸、 KMnO4(H＋)、H2O2等反應）
2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 2Fe2+＋Br2===2Fe3++2Br--
3 Fe2+ + NO3 - + 4H+ = 3 Fe3+ + NO↑ + 2H2O
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ +Mn2++4H O
2Fe +H O +2H =2Fe +2H O
⑧Fe3＋→Fe2＋ （鐵鹽溶液與較強的還原劑反應，如Fe、Cu、碘化物、硫化物等）
2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。
4. Fe2＋、Fe3＋的檢驗
（1）Fe2＋的檢驗
①取少量被檢驗的溶液，滴加KSCN溶液，無現象，再滴加氯水，若變成紅色溶液，說明有Fe2＋存在(鑒別時不能先滴加氯水)。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－， Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3(紅色)。
②取少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產生白色絮狀沉淀，白色絮狀沉淀迅速變成灰綠色，最終變為紅褐色，證明有Fe2＋存在。
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
③取少量被檢驗的溶液，加入鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]溶液，產生藍色沉淀，證明有Fe2＋存在。3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓(藍色)。
（2）Fe3＋的檢驗
①取少量被檢驗的溶液，滴加KSCN溶液，溶液變紅色，證明有Fe3＋存在。
②取少量被檢驗的溶液，加入NaOH溶液，產生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在。
③取少量被檢驗的溶液，加入苯酚(C6H5OH)，溶液顯紫色，證明有Fe3＋存在。
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗
①Fe3＋的檢驗
A．向混合溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅色，說明含有Fe3＋。
B．將混合溶液滴加到淀粉－KI試紙上，若試紙變藍色，則含有Fe3＋。
②Fe2＋的檢驗
A．向混合溶液中滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。
B．向混合溶液中滴加溴水，溴水褪色，說明含有Fe2＋。
5. Fe2＋ Fe3＋應用
（1）除雜
主要成分 雜質 除雜方法
FeCl2 FeCl3 加過量鐵屑后過濾
FeCl3 FeCl2 加氯水或H2O2
FeCl2 CuCl2 加過量鐵屑后過濾
Fe Al 加過量強堿溶液后過濾
Mg2＋ Fe3＋ 加Mg、MgO或Mg(OH)2中后過濾
Mg2＋ Fe2＋ 先加氧化劑，然后再加Mg、MgO、Mg(OH)2等物質后過濾
Cu2＋ Fe3＋ 加CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3中后過濾
Cu2＋ Fe2＋ 先加氧化劑，然后再加CuO、Cu(OH)2、CuCO3或Cu2(OH)2CO3等物質后過濾
（2）鹽溶液的配制與保存
A．Fe2＋的鹽溶液：加少量鐵粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相應的酸，防止Fe2＋水解。
B．Fe3＋的鹽溶液：加少量相應的酸防止Fe3＋水解。
（3）物質的制備
無水FeCl3固體的制備：在HCl氣流中加熱蒸干FeCl3溶液。
配制氯化鐵溶液：先將FeCl3固體溶于較濃鹽酸，再用蒸餾水稀釋到所需濃度
Fe(OH)3膠體的制備：向沸水中加入飽和FeCl3溶液，煮沸到有紅褐色膠狀物出現為止。
6. 重要的鐵鹽及應用
綠礬(FeSO4·7H2O) 用作補血劑及植物補鐵劑
高鐵酸鉀(K2FeO4) 用作水處理劑或制作高能電池
莫爾鹽(或摩爾鹽)[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] 用于冶金、電鍍及織物媒染劑
赤血鹽{K3[Fe(CN)6]} 用于檢驗Fe2+
五、銅及其化合物
銅單質的反應： 2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3
2Cu+SCu2S 2Cu＋O22CuO Cu＋Cl2CuCl2
Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O
H O +Cu+H SO =CuSO +2H O
Cu+2Ag+Cu2++2Ag， Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+
Cu的冶煉：濕法煉銅 Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
銅化合物的反應：CuO+2H+Cu2++H2O H2+CuOCu+H2O
Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O H2+Cu2O2Cu+H2O 4CuO2Cu2O+O2↑
Cu(OH)2CuO+H2O Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O
3.銅及其化合物的顏色、狀態及溶解性
物質 顏色 狀態及溶解性 物質 顏色 狀態及溶解性
Cu 紫紅色、金屬光澤 固態,難溶于非氧化性酸,易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉末,易溶于水,水溶液呈藍色
CuO 黑色 粉末,可溶于酸溶液 CuSO4· 5H2O 藍色 晶體
Cu2O 磚紅色 固體,難溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末,難溶于水,可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末,難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水,可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末,難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2+ 深藍 色 絡合離子,可溶于水
4．金屬的冶煉方法
金屬的活動性順序 K、Ca、Na、Mg、Al Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au
金屬原子失電子能力 強 → 弱
金屬離子得電子能力 弱 → 強
主要冶煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 物理方法
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
C＋2CuO2Cu＋CO2↑ 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
3H2＋WO3W＋3H2O 2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O3
2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑
六、碳及其化合物
碳單質的反應：C＋O2(足量)CO2、2C＋O2(不足)2CO
3C＋Fe2O32Fe＋3CO SiO2＋2CSi＋2CO↑①
CO2＋C2CO② H2O(g)＋C H2＋CO③
C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
碳化合物的反應：2CO+O22CO2 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 CO2+H2OH2CO3
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O（CO2少量） CO2＋Na2CO3＋H2O===2NaHCO3
CO2＋NaOH===NaHCO3（CO2過量）
Na2SiO3＋H2O＋CO2(不足)===H2SiO3↓＋Na2CO3
Na2SiO3＋2H2O＋2CO2(足量)===H2SiO3↓＋2NaHCO3
CO2＋2NaAlO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3（少量CO2）
CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3（足量CO2）
CO2＋Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO（少量CO2）
CO2＋Na2SiO3＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3（少量CO2）
Na2O＋CO2===Na2CO3 6H2O+6CO2C6H12O6+6O2
巖石的風化：CaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2 （水滴石穿原理）
CO、HCO的檢驗方法
CO：向待檢驗溶液中滴加含Ca2＋或Ba2＋的可溶性鹽溶液，有白色沉淀生成，再加入適量的酸，白色沉淀溶解且生成無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則待檢驗溶液中有CO。
HCO：向待檢驗溶液中滴加足量的Ca2＋或Ba2＋的可溶性鹽溶液，無明顯現象，再向溶液中加入足量的強酸，若溶液中有無色無味能使澄清石灰水變渾濁的氣體生成，則待檢驗溶液中有HCO。
七、硅及其化合物
1. 硅單質的反應：Si+2F2SiF4 Si+4HFSiF4↑+2H2↑ Si+O2SiO2
Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑
2. 硅化合物的反應： SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O SiO2+CaOCaSiO3
SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑ SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑
SiO2+4HFSiF4↑+2H2O(刻蝕玻璃)
H2SiO3+2NaOHNa2SiO3+2H2O H2SiO3SiO2+H2O
硅酸的制備：Na2SiO3+2HCl2NaCl+H2SiO3(膠體)
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓
3. 硅酸鹽寫成氧化物形式的方法
①氧化物的書寫順序：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水，不同氧化物間以“·”隔開。
②各元素的化合價保持不變，且代數和為零，各元素原子個數比符合原來的組成。
③當計量數配置出現分數時應化為整數。如正長石：KAlSi3O8不能寫成K2O·Al2O3·3SiO2,應寫成K2O·Al2O3·6SiO2。
傳統無機非金屬材料：如水泥、玻璃、陶瓷等硅酸鹽材料。
(1)常見硅酸鹽材料比較
水泥 玻璃 陶瓷
生產原料 石灰石、黏土 純堿、石灰石、石英砂 黏土
主要設備 水泥回轉窯 玻璃窯 陶瓷窯
　(2)玻璃生產中的兩個重要反應：
Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑； CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。
5. 新型無機非金屬材料，如高溫結構陶瓷、光導纖維、生物陶瓷、壓電陶瓷等。
八、氯及其化合物
氯氣的反應：2Fe+3Cl22FeCl3（棕紅色煙） Cu+Cl2CuCl2（棕黃色煙）
H2+Cl22HCl,蒼白色火焰；H2和Cl2的混合氣體光照時會發生爆炸。
Cl2+2KI2KCl+I2 Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl Cl2+2FeCl22FeCl3
Cl2+H2OHCl+HClO （Cl2+H2OH++Cl-+HClO）
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O（制漂白液）
2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O（制取漂白粉）
2. 氯氣的制法
（1）制備原理
工業制法(電解飽和食鹽水)，化學方程式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑
實驗室制備：反應的化學方程式：MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O①。
若無MnO2，可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3②等氧化劑代替，
如：2KMnO4＋16HCl(濃)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O。
（2）實驗裝置
制備氣體的一般流程如下所示：
（3）驗滿方法
①將濕潤的淀粉碘化鉀①試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙立即變藍，則證明已集滿。
②將濕潤的藍色石蕊試紙靠近盛Cl2的瓶口，觀察到試紙先變紅后褪色，則證明已集滿。
③實驗室制取Cl2時，常常根據集氣瓶中氣體的顏色判斷是否收集滿。
（4）氯氣的性質實驗探究
裝置 試劑 實驗現象 實驗目的
A 濃硫酸 — 驗證干燥的氯氣無漂白作用，濕潤的氯氣有漂白作用
B 干燥的紅布條 無明顯變化
C 濕潤的紅布條 紅布條褪色
D FeCl2溶液 溶液由淺綠色變棕黃色 驗證氯氣具有強氧化性，可與金屬及還原性化合物反應
E 淀粉KI溶液 溶液變藍
F 鐵粉 產生棕色煙
G NaOH — 吸收多余的氯氣
3. 氯水中存在三種平衡關系
①Cl2+H2OHCl+HClO
②HClOH++ClO-
③H2OH++OH-
在不同的反應中，氯水起作用的成分不同，現列表如下：
所加試劑 實驗現象 參與反應的粒子 離子方程式或解釋
AgNO3溶液 白色沉淀 Cl－ Cl－＋Ag＋===AgCl↓
Na2CO3固體 有氣泡產生 H＋ 2H＋＋CO===CO2↑＋H2O
有色布條 布條顏色褪去 HClO HClO具有強氧化性
FeCl2溶液 溶液由淺綠色變為棕黃色 Cl2 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
SO2 氯水的黃綠色褪去 Cl2、H2O SO2＋Cl2＋2H2O===4H＋＋SO＋2Cl－
石蕊試液 先變紅后褪色 HClO、H＋ 酸性和漂白性
4. 次氯酸的性質：
③NaClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO?、躈aClO＋CO2＋H2O===NaHCO3＋HClO?、?HClO2HCl＋O2↑?、拮厣?br/>次氯酸鹽
(1)“84”消毒液
NaClO、NaCl(主要成分)　NaClO（有效成分）
制備原理：Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
[注意]　與潔廁靈(主要成分鹽酸)混合立即會產生氯氣,其離子方程式是ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O。
(2)漂白粉
①Ca(ClO)2、CaCl2　②Ca(ClO)2　③2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O?、軓姟、軨lO－＋H2OHClO＋OH－ ?、轍ClO?、逤a(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3
⑧Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===2HClO＋CaCO3，2HClO2HCl＋O2↑　⑨密封
與氯相關的規律總結
（1）向NaClO溶液中通入CO2(無論是少量還是過量)，均生成HCO和HClO。原因是酸性：H2CO3>HClO>HCO。
（2）向Ca(ClO)2溶液中通入SO2，生成CaSO4而不是CaSO3。
（3）次氯酸鹽(ClO－)無論是在酸性、堿性還是中性條件下，均具有強氧化性，均能氧化I－、Fe2＋、SO、S2－等還原性離子。
（4）不能用pH試紙測量氯水的pH，原因是氯水中的HClO具有漂白性。
（5）氯水中因HClO見光分解，隨著HClO的消耗，最后成為鹽酸，故久置氯水酸性增強，無漂白性。
（6）Cl2盡管有較強氧化性，但沒有漂白性，濕潤Cl2具有漂白性是因為Cl2與水反應生成了具有強氧化性的HClO。
（7）新制氯水作氧化劑時，若Cl2能發生反應，則認為主要是Cl2反應，若Cl2不能發生反應，則認為是HClO發生反應；新制氯水與足量強堿反應時，可認為Cl2先與水反應，生成的HCl、HClO再與堿反應生成氯化物和次氯酸鹽。
7.鹵素單質性質的相似性
(1)都能與大多數金屬反應,如2Fe+3Br22FeBr3,但I2與Fe反應生成FeI2。
(2)都能與H2反應生成HX:X2+H22HX(X代表F、Cl、Br,I2與H2反應可逆)。
(3)都能與水反應:X2+H2OHX+HXO(F2例外:2F2+2H2O4HF+O2)。
(4)都能與堿溶液反應:X2+2OH-H2O+X-+XO-(F2例外)。
8. 鹵素性質的遞變性
顏色
熔、沸點
密度
水溶性
氧化性
還原性 (X-) 陰離子還原性由強到弱的順序是I->Br->Cl- (1)Cl2能從Br-的溶液中置換出Br2,離子方程式為2Br-+Cl22Cl-+Br2 (2)Br2能從I-的溶液中置換出I2,離子方程式為2I-+Br22Br-+I2
9. 鹵素單質溶于水或有機溶劑所呈現的顏色
單質 水 CCl4 汽油(或苯) 酒精
Cl2 淡黃→黃綠 黃綠 黃綠 黃綠
Br2 黃→橙 橙→橙紅 橙→橙紅 橙→橙紅
I2 深黃→褐 紫→深紫 淡紫→紫紅 淡紫→紫紅
鹵化銀的性質
溶解性 AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸,而AgF可溶于水
顏色 AgF、AgCl均為白色,AgBr為淺黃色,AgI為黃色
感光性 除AgF外,均有感光性,其中AgBr常做感光材料
鹵素離子的檢驗方法
(1)AgNO3溶液——沉淀法
未知液生成
(2)置換——萃取法
未知液
有機層呈
(3)氧化——淀粉法檢驗I-
未知液 藍色溶液,表明有I-
鹵素單質性質的特殊性
氟 ①無正價,非金屬性最強,F-的還原性最弱 ②2F2+2H2O4HF+O2,與H2反應在暗處即爆炸 ③氫氟酸是弱酸,能腐蝕玻璃,故應保存在塑料瓶中
溴 ①Br2常溫下是紅棕色液體,是唯一的液態非金屬單質 ②Br2易溶于有機溶劑 ③液態Br2有劇毒,易揮發,故盛溴的試劑瓶中加水,進行水封,保存液溴不能用橡膠塞
碘 ①淀粉遇I2變藍色 ②I2加熱時易升華 ③I2易溶于有機溶劑 ④I2易與Na2S2O3反應:I2+2S22I-+S4,此反應常用于滴定法(以淀粉為指示劑)來定量測定碘的含量 ⑤I2與Fe、Cu反應時，生成的是FeI2和CuI
九、硫及其化合物
硫單質的化學性質
S
③Fe＋SFeS　 ④2Cu＋SCu2S ⑤Hg＋S===HgS　
⑥H2＋SH2S　 ⑦S＋O2SO2 ⑧S＋2H2SO4(濃)3SO2↑＋2H2O　
⑨S＋6HNO3(濃)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O　
⑩6NaOH＋3S2Na2S＋Na2SO3＋3H2O
硫單質用途：制硫酸、硫化橡膠、黑火藥、農藥、醫藥、火柴等。
①制農藥：如石硫合劑(石灰、硫黃)用于殺死果樹的害蟲。
②制黑火藥：“一硫二硝三木炭”反應原理為S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑
3.硫氧化物性質
（1）二氧化硫性質：
SO2
③紅　④SO2＋H2OH2SO3?、軸O2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O
(或SO2＋NaOH===NaHSO3)?、轘O2＋CaO===CaSO3　⑦2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O?、?SO2＋O22SO3?、酳O2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl　
⑩5SO2＋2MnO＋2H2O===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
（2）三氧化硫性質：標準狀況下SO3為固態②，室溫下為液態③
SO3是一種酸性氧化物：SO3＋H2O===H2SO4 SO3+CaO==CaSO4
2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O SO3+Ca(OH)2==CaSO4+H2O
工業上常用SO2的催化氧化制備SO3：2SO2＋O22SO3
4. 二氧化硫的制備方法
工業制法：用黃鐵礦(FeS2，其中硫元素為 －1價)在高溫下和氧氣反應制備SO2：
4FeS2＋11O28SO2＋2Fe2O3 。
實驗室制備：用亞硫酸鈉與濃硫酸或銅與濃硫酸共熱制備SO2：
①反應原理： Na2SO3+H2SO4(濃)==Na2SO4+H2O+SO2↑ 或者
Na2SO3＋2H2SO4(濃)===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O
Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
②除雜：SO2（ HCl）：飽和NaHSO3溶液
③干燥：用濃硫酸干燥。
④收集方法：向上排空氣法或排飽和NaHSO3溶液。
⑤尾氣吸收：NaOH溶液或氨水。
⑥檢驗：品紅溶液
5. SO2使溶液褪色的原理
(1)還原性：使酸性高錳酸鉀溶液、氯水、溴水褪色。
(2)酸性氧化物的性質：使滴有酚酞的NaOH溶液褪色。
(3)漂白性：使品紅溶液褪色。
6. SO2、CO2的鑒別
(1)利用SO2的刺激性氣味。
(2)利用SO2的漂白性，用品紅溶液鑒別。
(3)利用SO2的還原性，用酸性高錳酸鉀溶液、溴水、氯化鐵溶液等鑒別。
7.① SO2和CO2混合氣體的檢驗：先檢驗SO2再檢驗CO2
現象：A中褪色，C中不褪色，D中變渾濁，證明CO2、SO2共存。
注：有時為簡化裝置，可將除去SO2的裝置(B)和檢驗SO2是否除盡的裝置(C)合并為一個裝置，用較濃的酸性KMnO4溶液檢驗，現象是酸性KMnO4溶液顏色變淺。
②SO2和SO3混合氣體的檢驗：先通過酸化的BaCl2溶液（產生白色沉淀，說明含有SO3），再通過品紅溶液（品紅溶液褪色，說明含有SO2）。
8.（1）稀硫酸：具有酸的通性：
稀H2SO4
①Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　 ②MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O
③Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O　
④SO＋2H＋===H2O＋SO2↑　 ⑤Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(2)濃硫酸的特性
⑥Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　
⑦C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O　
⑧2HI＋H2SO4(濃)===I2＋SO2↑＋2H2O
（1）SO的檢驗：取少量待測液于試管中，先滴加稀鹽酸，無明顯現象，再滴加BaCl2溶液，若出現白色沉淀，說明含有SO，反之則沒有。
先加稀鹽酸的目的是防止CO、SO、Ag＋干擾，再加BaCl2溶液，有白色沉淀產生，可能發生反應的離子方程式為①CO＋2H＋===CO2↑＋H2O　
②SO＋2H＋===SO2↑＋H2O?、跘g＋＋Cl－===AgCl↓　④Ba2＋＋SO===BaSO4↓
(2)SO的檢驗：①取少量待測液于試管中，滴加稀鹽酸，將產生的氣體通入品紅溶液中，紅色褪去，再向原溶液中加入BaCl2溶液，產生白色沉淀；
②取少量待測液于試管中，先滴加BaCl2溶液生成白色沉淀，再滴加稀鹽酸，沉淀溶解并產生具有刺激性氣味的氣體。
涉及的化學方程式：⑤SO＋2H＋===SO2↑＋H2O　⑥Ba2＋＋SO===BaSO3↓
⑦BaSO3＋2H＋===SO2↑＋H2O＋Ba2＋
10. （1）H2SO4是高沸點、難揮發性的強酸。
利用這一性質可以制取HCl和HF：H2SO4(濃)＋NaClNaHSO4＋HCl↑、
CaF2＋H2SO4(濃)===CaSO4＋2HF↑。
（2）濃硫酸與金屬的反應。
類型
（3）濃硫酸在與金屬的反應中既表現氧化性又表現酸性。濃硫酸在與非金屬的反應中只表現氧化性。
（4）工業上用98%的硫酸吸收SO3，可以避免用水吸收SO3產生的酸霧腐蝕設備，并且可以提高吸收率。
十、氮及其化合物
1.氮氣的反應：N2+O22NO N2+3H22NH3
3Mg+N2Mg3N2
2. 氮氧化物的反應：NO+O22NO2 6NO＋4NH3===5N2＋6H2O
3NO2+H2O2HNO3+NO 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3
硝酸的反應： 4HNO3(濃)2H2O+4NO2↑+O2↑
C＋4HNO3(濃)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
S＋6HNO3(濃)H2SO4＋6NO2↑＋2H2O
3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O（稀硝酸與銅反應）
Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O（濃硝酸與銅反應）
Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O（鐵與過量稀硝酸反應）
3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O（過量鐵與稀硝酸反應）
3Fe2++4H++N3Fe3++NO↑+2H2O
C6H6＋HNO3(濃)C6H5NO2＋H2O
氨的反應： NH3·H2ONH3↑＋H2O HCl＋NH3===NH4Cl、 NH3＋HNO3===NH4NO3
NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3或2NH3＋CO2＋H2O===(NH4)2CO3
4NH3＋5O24NO＋6H2O
Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH（生成紅褐色沉淀）
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH（生成白色沉淀）
氨的實驗室制法
(1)加熱固態銨鹽和堿的混合物：2NH4Cl+Ca(OH)22NH3↑+CaCl2+2H2O。
①裝置：“固體+固體氣體”(與用KClO3和MnO2制O2或KMnO4制O2的裝置相同)。
②收集：只能用向下排空氣法。
③干燥：堿石灰或NaOH固體（不能用濃H2SO4、無水CaCl2作干燥劑：
2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4、8NH3＋CaCl2===CaCl2·8NH3）
④驗滿方法：a.用濕潤的紅色石蕊試紙置于試管口,試紙變藍;
b.將蘸有濃鹽酸的玻璃棒置于試管口,現象是有白煙產生。
⑤尾氣處理：收集時,一般在管口塞一團用水或稀硫酸浸濕的棉花球,可減小NH3與空氣的對流速率,收集到較純凈的NH3,同時也可避免污染空氣。
⑥吸收裝置：
(2)實驗室制取氨的其他方法
方法 化學方程式(或原理) 氣體發生裝置
加熱濃氨水 NH3·H2ONH3↑+H2O
濃氨水+固體NaOH NaOH溶于水放熱,促使氨水分解。且OH-濃度的增大有利于NH3的生成
濃氨水+固體CaO CaO與水反應,使溶劑(水)減少;反應放熱,促使氨水分解?；瘜W方程式為NH3·H2O+CaONH3↑+Ca(OH)2
6.NH的檢驗方法：
未知液呈堿性濕潤的紅色石蕊試紙變藍色，則證明含NH②。
元素化合物相關知識補充
1.中學階段常見的符合ABCD轉化關系的如下：
鈉元素：NaNa2ONa2O2NaOH
碳元素：CCOCO2H2CO3
氮元素：N2NONO2HNO3
NH3NONO2HNO3；
硫元素
2．過氧化氫
(1)結構：H2O2的結構式為H—O—O—H①。H2O2是既含有極性鍵，又含有非極性鍵的共價化合物。
(2)物理性質：H2O2是一種無色黏稠液體，其水溶液俗稱雙氧水②。
(3)化學性質：
A．不穩定性：2H2O22H2O＋O2↑③，而二氧化錳或金屬離子能加速H2O2分解，因此H2O2應保存在棕色瓶中并放置在陰涼處。
B．氧化性：H2O2能將含有KSCN的FeCl2溶液變成血紅色，原因是(用離子方程式表示)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O④。
C．還原性：如H2O2能使酸性高錳酸鉀溶液褪色：
2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O⑤。
(4)用途：質量分數為3%的H2O2溶液可作為醫療上溫和的消毒殺菌劑。工業上用于漂白絲、羽毛等織物。
3. 常見物質的俗稱
純堿、蘇打、天然堿 、口堿：Na2CO3 小蘇打：NaHCO3 大蘇打：Na2S2O3
石膏（生石膏）：CaSO4·2H2O 熟石膏：2CaSO4· H2O 　 瑩石：CaF2
重晶石、鋇餐：BaSO4（無毒） 碳銨：NH4HCO3 石灰石、大理石：CaCO3
生石灰：CaO 熟石灰、消石灰：Ca(OH)2 食鹽：NaCl
芒硝、樸硝：Na2SO4·7H2O (緩瀉劑) 燒堿、火堿、苛性鈉：NaOH 干冰：CO2
綠礬、皂礬、青礬：FaSO4·7H2O 明礬：KAl (SO4)2·12H2O 膽礬、藍礬：CuSO4·5H2O
皓礬：ZnSO4·7H2O 瀉鹽：MgSO4·7H2O 漂白粉：Ca (ClO)2 、CaCl2（混和物）雙氧水：H2O2 硅石、石英：SiO2 剛玉（藍寶石、紅寶石）：Al2O3
水玻璃、泡花堿、礦物膠：Na2SiO3 鐵紅、鐵礦：Fe2O3 磁鐵礦：Fe3O4
黃鐵礦、硫鐵礦：FeS2 銅綠、孔雀石：Cu2 (OH)2CO3 菱鐵礦：FeCO3
赤銅礦：Cu2O 波爾多液：Ca (OH)2和CuSO4 石硫合劑：Ca (OH)2和S
玻璃的主要成分：Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 水煤氣：CO和H2
過磷酸鈣（主要成分）：Ca (H2PO4)2和CaSO4 尿素：CO（NH2) 2
重過磷酸鈣（主要成分）：Ca (H2PO4)2
天然氣、沼氣、坑氣（主要成分）：CH4
硫酸亞鐵銨（淡藍綠色）：Fe (NH4)2 (SO4)2 溶于水后呈淡綠色
光化學煙霧：NO2在光照下產生的一種有毒氣體
王水：濃HNO3與濃HCl按體積比1：3混合而成.
鋁熱劑：Al + Fe2O3或其它氧化物.
有機部分： 氯仿：CHCl3 電石：CaC2 電石氣：C2H2 (乙炔) TNT：三硝基甲苯
酒精、乙醇：C2H5OH 氟氯烴：是良好的制冷劑,有毒,但破壞O3層.
醋酸：冰醋酸、食醋 CH3COOH
裂解氣成分（石油裂化）：烯烴、烷烴、炔烴、H2S、CO2、CO等.
甘油、丙三醇 ：C3H8O3 石炭酸：苯酚 蟻醛：甲醛 HCHO
焦爐氣成分（煤干餾）：H2、CH4、乙烯、CO等. 蟻酸：甲酸 HCOOH
福爾馬林：35%—40%的甲醛水溶液 葡萄糖：C6H12O6 果糖：C6H12O6
蔗糖：C12H22O11 麥芽糖：C12H22O11 淀粉：（C6H10O5）n
硬脂酸：C17H35COOH 油酸：C17H33COOH 軟脂酸：C15H31COOH
4. 環境污染的成因
環境污染名稱 成因
酸雨 工業上大量排放SO2、NOx
光化學煙霧 碳氫化合物與NOx的排放
臭氧空洞 大量使用氟利昂制品及NOx的排放
溫室效應 大量CO2及CH4等的排放
白色污染 大量廢棄的難降解的塑料類制品
赤潮、水華 含磷洗衣粉的大量使用,工農業及城市生活污水的任意排放
5.常見有毒氣體的實驗室尾氣處理方法
有毒氣體 處理試劑或方法 反應原理
Cl2 NaOH溶液 Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
SO2 NaOH溶液 SO2+2NaOHNa2SO3+H2O
NO2 NaOH溶液 2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O
NO O2(或空氣)和NaOH溶液 4NO+3O2+4NaOH4NaNO3+2H2O
CO 點燃 2CO+O22CO2
6. 基礎流程
（1）從海水中提取鎂
涉及反應的化學方程式
①CaCO3CaO+CO2↑; ②CaO+H2OCa(OH)2;
③MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2; ④MgCl2·6H2OMgCl2+6H2O;
⑤MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
（2）鋁土礦冶煉金屬鋁的流程：鋁土礦的主要成分是Al2O3(含有少量SiO2、Fe2O3等雜質)。
方案一：堿溶法
方案二：酸溶法
（3）氯的提取——氯堿工業
海水粗鹽飽和食鹽水
其化學方程式為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(4)海水中提取溴
①流程
②主要過程及反應原理
氯氣　氯氣　Br-　Cl2+2Br-Br2+2Cl-　Br2+SO2+2H2O4H++2Br-+SO42-　2HBr+Cl22HCl+Br2　
(5)海帶中提取碘
①流程
②通入Cl2發生反應的離子方程式為Cl2+2I-I2+2Cl-。
[注意]　也可以用H2O2氧化I-,反應的離子方程式為H2O2+2I-+2H+I2+2H2O。
過濾　I-　Cl2　蒸餾

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