第三章、金屬及其化合物

　　一、金屬活動性

　　K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

　　二、金屬一般比較活潑，容易與O2反應而生成氧化物，可以與酸溶液反應而生成H2，特別活潑的如Na等可以與H2O發生反應置換出H2，特殊金屬如Al可以與堿溶液反應而得到H2。

　　三、氧化鈉(Na2O)與過氧化鈉(Na2O2)

	Na2O	Na2O2
氧元素化合價	-2	-1
顏色狀態	白色固體	淡黃色固體
生產條件	4Na +O2=2Na2O	2Na +O2=Na2O2
類型	堿性氧化物	過氧化物
穩定性	不穩定，可繼續氧化	比Na2O穩定
與水反應	Na2O + H2O == 2NaOH	2Na2O2+ 2H2O = 4NaOH + O2↑
與CO2反應	Na2O + CO2=Na2CO3	2Na2O2+ 2CO2= 2Na2CO3+ O2↑
與酸溶液	Na2O+2HCl=2NaCl+H2O （溶液無色）	2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑ 實質：先和水反應，NaOH再和酸反應
保存	隔絕空氣，密封保存	隔絕空氣，遠離易燃物，密封保存
用途	制NaOH等。	漂白劑（常用來漂白織物、麥稈、羽毛等）；供氧劑（用于呼吸面具、潛水艇的氧氣來源）

　　四、Al2O3為兩性氧化物，Al(OH)3為兩性氫氧化物，都既可以與強酸反應生成鹽和水，也可以與強堿反應生成鹽和水。

　　五、Na2CO3和NaHCO3比較

化學式	Na2CO3	NaHCO3
俗名	蘇打、純堿	小蘇打
色、態	白色粉末	白色晶體
水溶性	相同條件下，溶解性Na2CO3>NaHCO3
	同濃度時，水溶液堿性Na2CO3>NaHCO3
	使酚酞變紅，溶液呈堿性。	使酚酞變淺紅，溶液呈較弱的堿性。
與酸反應	反應較慢 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑	反應迅速 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
	CO32-+2H+=H2O+CO2↑	HCO3-+H+=CO2+H2O
	相同條件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
與CaCl2溶液反應	Na2CO3+ CaCl2=CaCO3↓+2NaCl 有白色沉淀生成	不反應
與堿	不反應	NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
	與石灰水反應：生成CaCO3沉淀 Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH	與石灰水反應：生成CaCO3沉淀
與CO2	Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3	不反應
熱穩定性	熱穩定性：Na2CO3>NaHCO3
	穩定，加熱不分解。	固體NaHCO3受熱易分解： 2NaHCO3= Na2CO3+H2O+CO2↑（加熱）
相互轉化	Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3(溶液) 2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O（加熱）
用途	工業原料等（玻璃、造紙、制皂、洗滌）		制滅火劑、中和胃酸、制糕點、滅火器等

　　五、合金

　　兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合在一起而形成的具有金屬特性的物質。

　　合金的特點;硬度一般比成分金屬大而熔點比成分金屬低，用途比純金屬要廣泛。

　　第四章、非金屬及其化合物

　　一、硅元素

：無機非金屬材料中的主角，在地殼中含量26.3%，次于氧。是一種親氧元素，以熔點很高的氧化物及硅酸鹽形式存在于巖石、沙子和土壤中，占地殼質量90%以上。位于第3周期，第ⅣA族碳的下方。

　　Si 對比 C

　　最外層有4個電子，主要形成四價的化合物。

　　二、二氧化硅(SiO2)

　　天然存在的二氧化硅稱為硅石，包括結晶形和無定形。石英是常見的結晶形二氧化硅，其中無色透明的就是水晶，具有彩色環帶狀或層狀的是瑪瑙。二氧化硅晶體為立體網狀結構，基本單元是[SiO4]，因此有良好的物理和化學性質被廣泛應用。(瑪瑙飾物，石英坩堝，光導纖維)

　　物理：熔點高、硬度大、不溶于水、潔凈的SiO2無色透光性好

　　化學：化學穩定性好、除HF外一般不與其他酸反應，可以與強堿(NaOH)反應，是酸性氧化物，在一定的條件下能與堿性氧化物反應

　　SiO2+4HF= SiF4 ↑+2H2O

　　SiO2+CaO= (高溫) CaSiO3

　　SiO2+2NaOH= Na2SiO3+H2O

　　不能用玻璃瓶裝HF，裝堿性溶液的試劑瓶應用木塞或膠塞。

　　三、硅酸(H2SiO3)

　　酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸應用可溶性硅酸鹽和其他酸性比硅酸強的酸反應制得。

　　Na2SiO3+2HCl =H2SiO3↓+2NaCl

　　硅膠多孔疏松，可作干燥劑，催化劑的載體。

　　四、硅酸鹽

　　硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分布廣，結構復雜化學性質穩定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸鈉Na2SiO3 ：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花堿，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。常用硅酸鹽產品：玻璃、陶瓷、水泥

　　五、硅單質

　　與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體硅結構類似于金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高(1410℃)，硬度大，較脆，常溫下化學性質不活潑。是良好的半導體，應用：半導體晶體管及芯片、光電池。

　　六、氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子結構：容易得到一個電子形成

　　氯離子Cl-,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態存在。

　　七、氯氣

　　物理性質：黃綠色氣體，有刺激性氣味、可溶于水、加壓和降溫條件下可變為液態(液氯)和固態。

　　制法:MnO2+4HCl(濃)= MnCl2+2H2O+Cl2↑

　　聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進入鼻孔。

　　化學性質：很活潑，有毒，有氧化性，能與大多數金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應：

　　2Na+Cl2 = (點燃) 2NaCl

　　2Fe+3Cl2= (點燃) 2FeCl3

　　Cu+Cl2= (點燃) CuCl2

　　Cl2+H2= (點燃) 2HCl

　　現象：發出蒼白色火焰，生成大量白霧。

　　燃燒不一定有氧氣參加，物質并不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質是劇烈的氧化還原反應，所有發光放熱的劇烈化學反應都稱為燃燒。

　　Cl2的用途：

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　　Cl2+H2O= HCl+HClO

　　2HClO = (光照) 2HCl+O2 ↑

　　1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效。

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　　制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O ，其有效成分NaClO比HClO穩定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應有效氯70%)

　　2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O

　?、叟c有機物反應，是重要的化學工業物質。

　　④用于提純Si、Ge、Ti等半導體和鈦

　?、萦袡C化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農藥、染料和藥品

　　八、氯離子的檢驗

　　使用硝酸銀溶液，并用稀硝酸排除干擾離子(CO32-、SO32-)

　　HCl+AgNO3 = AgCl ↓+HNO3

　　NaCl+AgNO3 = AgCl ↓+NaNO3

　　Na2CO3+2AgNO3 =Ag2CO3 ↓+2NaNO3

　　Ag2CO3+2HNO3 = 2AgNO3+CO2↑+H2O

　　Cl-+Ag+ = AgCl ↓

　　九、二氧化硫

　　制法(形成)：硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺，是黃色粉末)

　　S+O2 ===(點燃) SO2

　　物理性質：無色、刺激性氣味、容易液化，易溶于水(1：40體積比)

　　化學性質：有毒，溶于水與水反應生成亞硫酸H2SO3，形成的溶液酸性，有漂白作用，遇熱會變回原來顏色。這是因為H2SO3不穩定，會分解回水和SO2

　　SO2+H2O=H2SO3因此這個化合和分解的過程可以同時進行，為可逆反應。

　　可逆反應——在同一條件下，既可以往正反應方向發生，又可以向逆反應方向發生的化學反應稱作可逆反應，用可逆箭頭符號連接。

　　十、一氧化氮和二氧化氮

　　一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電：N2+O2 = (高溫或放電) 2NO，生成的一氧化氮很不穩定，在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮： 2NO+O2 == 2NO2

　　一氧化氮的介紹：無色氣體，是空氣中的污染物，少量NO可以治療心血管疾病。

　　二氧化氮的介紹：紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水，并與水反應

　　3NO2+H2O== 2HNO3+NO

　　十一、大氣污染

　　SO2 、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施：

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　?、趶牧⒎ü芾砣胧?。

　?、蹚哪茉蠢煤烷_發入手。

　　④從廢氣回收利用，化害為利入手。

　　(2SO2+O2=(高溫高壓、催化劑)2SO3 SO3+H2O= H2SO4)

　　十二、硫酸

　　物理性質：無色粘稠油狀液體，不揮發，沸點高，密度比水大。

　　化學性質：具有酸的通性，濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性。是強氧化劑。

　　C12H22O11 = (濃H2SO4) 12C+11H2O放熱

　　2H2SO4 (濃)+C= CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑

　　還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。

　　2H2SO4 (濃)+Cu =CuSO4+2H2O+SO2 ↑

　　稀硫酸：與活潑金屬反應放出H2，使酸堿指示劑紫色石蕊變紅，與某些鹽反應，與堿性氧化物反應，與堿中和

　　十三、硝酸

　　物理性質：無色液體，易揮發，沸點較低，密度比水大。

　　化學性質：具有一般酸的通性，濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑。還能氧化排在氫后面的金屬，但不放出氫氣。

　　4HNO3(濃)+Cu = Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O

　　8HNO3(稀)+3Cu =3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

　　反應條件不同，硝酸被還原得到的產物不同

　　硫酸和硝酸：濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層致密的氧化保護膜，隔絕內層金屬與酸，阻止反應進一步發生。因此，鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實驗室必備的重要試劑?？捎糜谥苹省⑥r藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用于精煉石油、金屬加工前的酸洗及制取各種揮發性酸。

　　3NO2+H2O = 2HNO3+NO這是工業制硝酸的方法。

　　十四、氨氣及銨鹽

　　氨氣的性質：無色氣體，刺激性氣味、密度小于空氣、極易溶于水(且快)1：700體積比。溶于水發生以下反應使水溶液呈堿性：NH3+H2O= NH3·H2O=NH4++OH-可作紅色噴泉實驗。生成的一水合氨NH3·H2O是一種弱堿，很不穩定，會分解，受熱更不穩定：NH3.H2O= (△) NH3 ↑+H2O

　　濃氨水易揮發除氨氣，有刺激難聞的氣味。

　　氨氣能跟酸反應生成銨鹽：NH3+HCl = NH4Cl (晶體)

　　氨是重要的化工產品，氮肥工業、有機合成工業及制造硝酸、銨鹽和純堿都離不開它。氨氣容易液化為液氨，液氨氣化時吸收大量的熱，因此還可以用作制冷劑。

　　銨鹽的性質：易溶于水(很多化肥都是銨鹽)，受熱易分解，放出氨氣：

　　NH4Cl= NH3 ↑+HCl ↑

　　NH4HCO3= NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑

　　可以用于實驗室制取氨氣：(干燥銨鹽與和堿固體混合加熱)

　　NH4NO3+NaOH =NaNO3+H2O+NH3 ↑

　　2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+2NH3 ↑

　　用向下排空氣法收集，紅色石蕊試紙檢驗是否收集滿。

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4.高二化學選修3必備知識點

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