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福建省东山第一中学 瀚海化学竞赛协会 高二第十三期例报

福建省东山第一中学

瀚海化学竞赛协会 专题:无机推断

高二第十三期例报

主编:吴韬

副主编:朱树炎

一、物质的特征现象: (1)物质的颜色: 有色气体单质:F2、Cl2、O3 其他有色单质:Br2(深红色液体,蒸气为红棕色)、I2(紫黑色固体)、S(淡黄色固体)、Cu(紫红色固 体)、P(白磷是白色固体,红磷是暗红色固体)、Si(灰黑色晶体)、C(黑色粉未) 无色气体单质:N2、O2、H2 有色气体化合物:NO2(红棕色) 黄色固体:S、Na2O2、AgBr(浅黄)、AgI、Ag3PO4(黄色) 黑色固体:FeO、Fe3O4、MnO2、C、CuS、PbS、Ag2S、CuO 红色固体:Fe(OH)3(红褐色)、Fe2O3(红棕色)、Cu2O(红色)、Cu(红色)、红磷(暗红) 蓝色固体:五水合硫酸铜(胆矾或蓝矾)CuSO4·5H2O、Cu(OH)2; 绿色固体:七水合硫酸亚铁(绿矾)FeSO4·7H2O; 紫黑色固体:KMnO4、碘单质。 有色离子(溶液):Cu2+(蓝色或绿色)、Fe2+(浅绿)、Fe3+(棕黄)、MnO4-(紫红色) 2+ 3+ Fe(SCN) (血红色)、(淀粉遇碘单质(I2)水溶液呈蓝色、Fe 与苯酚呈紫色) 不溶于稀酸的白色沉淀:AgCl、BaSO4、Ag2SO4 不溶于稀酸的黄色沉淀:S、AgBr、AgI 焰色反应显黄色的是钠元素,显紫色的钾元素(透过蓝色钴玻璃观察) (2)气体特征: 常见的气体有: 单质:H2、Cl2、O2 氢化物:NH3、H2S、HCl、 氧化物:CO2 、SO2、NO、NO2、CO 有机物:CH4、C2H2、C2H4、HCHO 如能使品红溶液褪色加热又恢复红色的气体是 SO2;Cl2 能使品红溶液褪色加热不能恢复红色;滴有石蕊试 液的 CO2(或 SO2)溶液加热后红色变紫色;滴有甲基橙溶液的 CO2(或 SO2)溶液加热后红色变橙色或黄色 等。 (3)物质的气味: 有臭鸡蛋气味的气体:H2S 有刺激性气味的气体:Cl2、SO2、NO2、HX、NH3 有刺激性气味的液体:浓盐酸、浓硝酸、浓氨水、氯水、溴水 (4)物质的毒性: 非金属单质有毒的:Cl2、Br2、I2、F2、S、P4 常见的有毒气体化合物:CO、NO、NO2、SO2、H2S、 能与血红蛋白结合的是 CO 和 NO (5)物质的溶解性特征: CO2(1∶1)、SO2(1∶40)、HCl(1∶500)、NH3(1∶700) 极易溶于水的气体:HX、NH3 常见的难溶于水的气体:H2、N2、NO、CO、CH4、C2H4、C2H2 S 和 P4 不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。 (6)熔沸点特征: H2O HF NH3 形成氢键反常;原子晶体问题;离子化合物 MgO、Al2O3 熔点高可以做耐火材料。 二、转化的特征关系 反应规律特征:

如与碱反应能产生气体的单质有 Al、Si、双水解;S2O32-与酸的反应;Na2S 与 Na2SO3 溶液反应;Ca2C 与 水反应;Na2O2 与水或 CO2 反应;Al、Al2O3、Al(OH)3 的特殊性质;弱酸弱碱盐、酸式盐的问题;电化学的问 题;金属与酸、水的反应;非金属和碱的反应;连续与 H+或 OH-(或氨水)反应形式(如 Al3+、AlO2-、CO32-、 Ag+);连续氧化形式(Na、H2S、S、N2、NH3、C、CH4、醇、烃等) 三、物质的数据特征: (1)组成的数据关系: 如分析元素 X 和 Y 元素按 1:2 组成化合物时,除了要考虑无机物外,还在考虑有机物中的烯烃, 按 1:3 形成化合物还要考虑乙烷。形成 1:1 和按 1:2(或 2:1)主要有 H2O2 和 H2O,Na2O 和 Na2O2,FeS 和 FeS2,CuS 和 CuS2。 (2)相对分子质量相等的情况: ①式量为 28:N2、CO、C2H4 ②式量为 30:NO、HCHO;32 有 S 、O2 ③式量为 44:CO2、CH3CHO、C3H8、N2O ④式量为 78:Na2O2、Al(OH)3、Na2S、C6H6;84 有 NaHCO3 、MgCO3 ⑤式量为 98:H2SO4、H3PO4 ⑥式量为 100:CaCO3、KHCO3、Mg3N2⑦式量为 120:Al2S3、MgSO4、NaHSO4 ⑧式量为 160:Fe2O3、CuSO4 (3)10 电子微粒:①分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne; ②离子:NH4+、H3O+、OH-、Mg2+、Al3+、F-、O2-; ③关系:OH +H3O =2H2O;NH4 +OH NH3↑+H2O; CH4+H2O 3H2+CO; 3+ 2F2+2H2O=4HF+2O2 Al +3OH =Al(OH)3↓ 3+ Al +4OH =AlO2 +H2O Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ 18 电子微粒:K+、Ca2+、P3-、S2-、HS-、Cl-、Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4 (4)数据差量关系:如连续氧化前后相差 16 四、归纳和熟记 1-18 号元素的一些“专用语言” (1) H:原子半径最小;外层电子数=周期数;电子总数=电子层数;第 IA 族中能形成共价化合物的 元素;在化合物中其数量的改变,对化合物相对分子质量变化影响不大;原子序数最小;有一种氢原子没 有中子;是形成酸、碱的必须元素;单质密度最小;单质可由金属与水或酸反应得到;单质是水电解产物 之一;与氧可生成两种物质 H2O、H2O2; (2)He:最外层属于饱和结构,但不是 8 电子;电子总数是电子层数的 2 倍。 (3)Li:最外层电子数是次外层电子数的一半;单质在空气中燃烧,不能形成过氧化物;密度最小的 金属;保存于石蜡中。 (4)Be:最外层电子数=次外层电子数;最外层电子数=电子层;氧化物为 BeO;价态为+2 价。 (5)BF3 属非极性分子;跟大多数金属形成金属硼化物。 (6)C:尿素仿 N 质量分数为 46%;除稀有气体外,是既能得电子,又难失电子,难以形成离子;可以和 浓硫酸和浓硝酸在加热条件下反应。 (7)N:单质空气中含量中最多;N2 具有一定的惰性,通常情况下难与其它物质反应;华化肥三元素之 一;氢化物 NH3;氧化物形式最多(六种);含氧酸有 HNO3 和 HNO2;气态氢化物水溶液碱一呈碱性; (8)O:有 H2O2 H2O Na2O2 Na2O 等特殊氧化物。非常活泼,与除稀有气体以外的所有元素形成氧化物。 (9) F:前 18 号元素中除氢外原子半径最小;无正价;不能被任何物质氧化;能与水反应置换中水中 的氧;没有含氧酸;HF 水溶液是弱酸,并且形成氢键。 (10)Ne:化学性质不活泼。用于装饰灯(霓红灯广告牌)。 (11) Na:最外层电子数是最内层的一半, 可以形成一些特殊的氧化物, 2O2 可以和水或二氧化碳反应。 Na (12)Mg:最外层电子数=最内层电子数;次外层电子数是最外层电子数的 4 倍;Mg 可以和 N2 反应,生 成的 Mg3N2 和水反应生成 Mg(OH)2 和氨气。 (13)Al:最外层电子数=电子层数;注意 Al Al2O3 Al(OH)3 的两性;地壳中含量最多的金属元素。 (14)Si:最外层电子数是次外层数的一半;地壳含量中排第二位;SiO2 是硅酸盐水泥、玻璃的主要成分; SiO2 是原子晶体的化合物。 (15)P:PH3 可自燃(鬼火);有同素异形体白磷和红磷;磷酸为三元中强酸,磷酸可形成三种形式的 盐; (16)S:可形成 SO2 SO3 两种氧化物,FeS2 是黄色物质,其中硫呈-1 价。 (17) Cl:单质为黄绿色;电解食盐水制氯气;HClO 具有漂白性。 五、特殊的转换关系 1、与水反应既有沉淀生成又有气体生成的有关方程式:
+ + -

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2↓ + 2NH3↑ CaC2 + 2H2O Ca(OH)2↓ + C2H2↑

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

2、置换反应的类型 ①金属置换非金属的反应: 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 3Fe + 4H2O(气) Fe3O4 + 4H2↑ Al2O3+2Fe CO2+2Cu Mg + 2H2O 2Mg+CO2 Mg(OH)2 + H2↑ 2MgO+C,

②金属置金属:2Al+Fe2O3 ③非金属置金属:C+2CuO

Fe+Cu2+=Fe2++Cu H2+CuO Cu+H2O

④非金属置非金属:C + H2O CO + H2 Cl2+2Br =2Cl-+Br2 3、特征转换:A ①NH3 ③C NO CO B NO2 CO2 C HNO3 H2CO3 D(酸或碱) ②H2S ④Na SO2 Na2O SO3

2F2 + 2H2O = 4HF + O2

H2SO4 NaOH

Na2O2

4、三角转换:

六、重要的反应条件: 1、需催化剂的无机反应: (1)氯酸钾的分解:2KClO3 (2)过氧化氢的分解:2H2O2 (3)合成氨反应:N2+3H2 (4)氨的催化氧化:4NH3+5O2 (5)二氧化硫的催化氧化:2SO2+O2 2KCl+3O2;(MnO2 做催化剂) 2H2O+O2↑;(MnO2 做催化剂) 2NH3;(可逆,高温高压催化剂) 4NO+6H2O;(高温催化剂) 2SO3;(可逆,高温催化剂)

(6)水煤汽生产的第二步反应:CO+H2O CO2+H2;(催化剂) 2、必须控制 170℃才能发生的反应,必是制取乙烯的反应; 3、需放电才能进行的反应:N2 与 O2 的反应:N2+O2 2NO;

4、需光照的反应:HNO3、HClO、AgX 的分解;H2 与 Cl2 混合见光爆炸; 七、重要的化工生产反应: 1、煅烧石灰石:CaCO3 CaO+CO2↑;(条件:高温)

2、水煤汽的生产:C+H2O CO+H2 CO+H2O CO2+H2 3、盐酸的生产:工业上用氢气在氯气中燃烧的方法来生产盐酸: H2+Cl2 2HCl 4、漂白粉的生产:工业上将氯气通入石灰乳中反应来制漂白粉 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(电子转移数目为 2e-) 漂白粉的成分是:Ca(OH)2·3CaCl(ClO)·nH2O,其中有效成分是次氯酸钙,真正起漂白作用的则是次氯 酸。 5、硫酸的生产(接触法):4FeS2+11O2 2SO2+O2 2Fe2O3+8SO2(沸腾炉);

2SO3(可逆、接触室);SO3+H2O=H2SO4(吸收塔);

6、晶体硅的生产: SiO2+2C Si+2CO↑; 7、玻璃的生产: 工业上用纯碱、石灰石和石英为原料来生产普通玻璃。 Na2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+SiO2 CaSiO3+CO2↑;(条件高温)

8、合成氨生产:N2+3H2

2NH3;(可逆,高温高压催化剂);

9、工业生产硝酸(氨氧化法):4NH3+5O2 4NO+6H2O;(高温、催化剂); 2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO。 10、电解饱和食盐水:2NaCl+2H2O 11、金属的冶炼: (1)钠的冶炼: 2NaCl(熔融) (2)镁的冶炼: MgCl2(熔融) (3)铝的冶炼: 2Al2O3(熔融) (4)铁的冶炼: Fe2O3+3CO (5)铝热反应: 2Al+Fe2O3 2NaOH+Cl2↑+H2↑;(条件:通电)

2Na+Cl2↑;(条件:通电) Mg+Cl2↑;(条件:通电) 4Al+3O2↑;(条件:通电) 2Fe+3CO2; Al2O3+2Fe;(条件:高温)


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