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2SO3

SO2+H2O

H2SO3

H++HSO3—，

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

SO3+H2O=H2SO4，H2SO4=2H++SO42—，

2H2SO4（浓）+Cu

CuSO4+SO2↑+2H2O，

2H2SO4（浓）+C

2SO2↑+CO2↑+2H2O，

SO42—+Ba2+=BaSO4↓

2、基础辅导：

（1）氧族元素：

核电荷、原子半径变化；

单质熔、沸点变化、氢化物稳定性变化；

沸点：

H2O>

H2S<

H2Se，硒是半导体，碲能导电。

氧族元素比同周期卤素非金属性弱。

O2、O3是同素异形体。

认识同素异形体:

都是单质，原子相同，结构不同。

（2）S与H2要加热反应且H2S易分解；

Fe与S只生成亚铁；

Fe3O4是黑色晶体复杂氧化物；

Te不能直接与H2化合；

（3）O3气态淡蓝色、液态深蓝色、固态紫黑色，强氧化性，用于漂白、消毒，空气中含量超过10—5%有害，高空臭氧层吸收紫外线保护地球生物，氟氯烃、氮的氧化物等破坏臭氧层；

（4）H2O2电子式H:

O:

H，极性分子，水溶液称双氧水，3%的用作消毒剂，10%的用作漂白剂，强氧化剂，实验可用H2O2、MnO2制O2，属不加热型；

SO2无色刺激性气味，有毒，易液化，易溶于水（1:

40），SO2使石蕊试液变红，使品红试液褪色，SO2能被许多氧化剂氧化生成SO42—，无H2O存在时，只能被O2催化氧化为SO3，SO2的漂白不是强氧化性，加热又恢复，SO2能杀菌可作干果的防腐剂，SO2是大气污染物，是酸雨的主要成分之一（氮的氧化物也是酸雨成因），空气中SO2主要来自化石燃料的燃烧和一些工业废气；

浓H2SO4有吸水性（干燥剂，使结晶水合物失水）、脱水性（炭化）、强氧化性（与Cu、C等反应），用浓H2SO4、浓HCl可制HCl气体，用浓H2SO4、NaCl固体也可以生成HCl气体，但NaCl浓溶液不能与浓H2SO4制得HCl气体。

H2SO4的用量是一个国家工业发达水平的一种标志。

三、硫酸工业

1、相关反应：

S+O2

SO2或4FeS2+11O2

2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2

2SO3H2O+SO3=H2SO4

三个阶段：

造气、接触氧化、SO3的吸收

三个主要设备：

沸腾炉、接触室、吸收塔

相关的三个反应都是放热反应；

炉气含SO2、O2、N2、H2O及一些杂质，需净化和干燥；

杂质和矿尘使催化剂中毒，H2O气对设备生产不利；

用S燃烧制得的炉气不需要净化和干燥处理；

接触室的反应以V2O5作催化剂，是可逆反应，选择适当的高温，理由是温度较低催化剂活性不高，反应速率低，温度过高，平衡转化率不高，选择常压的理由是常压平衡转化率已经很高，无需加压消耗动力；

接触室里装有热交换器，既可以预热反应气，又可以冷却生成的气体；

工业上用98.3%的浓H2SO4依据逆流原理（充分接触）吸收SO3，用水吸收会形成酸雾，SO3可溶于浓H2SO4，实验室里除去SO2中的SO3可用浓H2SO4或饱和KHSO3溶液洗气；

硫酸工业的尾气含SO2应回收利用，污水含H2SO4可用石灰乳处理，废渣可制水泥或制砖，生产过程中机器设备需要大量电能，维持适宜温度需要热能，利用反应放出的热量可降低成本，可在沸腾炉旁设置“废热”锅炉，产生蒸气发电，用热交换器维持反应温度，硫酸厂适宜较大规模，厂址的选择影响因素是环保、能源、水源、交通、土地、市场、原料等。

四、氮族

N2+3H2

2NH3N2+O2

2NO

3Mg+N2

Mg3N22NO+O2=2NO2

2NO2

N2O43NO2+H2O=2HNO3+NO

总式1：

4NO+3O2+2H2O=4HNO3

总式2：

4NO2+O2+2H2O=4HNO3

总式3：

NH3+2O2=HNO3+H2O

4P+5O2

2P2O5P2O5+3H2O

2H3PO4

2P+3Cl2

2PCl32P+5Cl2

2PCl5

NH3+H2O

NH3·

H2O

NH4++OH—

NH3+HCl=NH4ClNH4Cl

HCl↑+NH3↑

2NH3+H2SO4=（NH4）2SO44NH3+5O2

4NO+6H2O

NH4HCO3

NH3↑+CO2↑+H2O

2NH4Cl+Ca（OH）2

NH3↑+CaCl2+2H2O

H2O+CaO=NH3↑+Ca（OH）2

4HNO3

2H2O+4NO2↑+O2↑

4HNO3（浓）+Cu=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O

3HNO3（稀）+8Cu=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

4HNO3（浓）+C

CO2↑+4NO2↑+2H2O

（1）氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi，氮、磷、砷、锑、铋。

锑、铋有明显的金属性。

氮族元素常见的化合价有-3，+3，+5，Sb、Bi不显负价，N有多种化合价-3，+1，+2，+3，+4，+5；

HNO3的酸酐是N2O5，HNO2的酸酐是N2O3；

磷有多种同素异形体，同主族单质从上到下非金属分子熔点依次升高，金属熔点一般依次降低。

（2）自然界中N的循环是一方面含氮化合物最终被细菌分解成N2，另一方面是大气中的N2转化为化合态的氮，后者称为氮的固定，通常氮的固定有人工固氮（合成氨）、雷电（生成NO）、豆科植物的根瘤菌。

N2的电子式:

N:

:

，结构式N

N，叁键稳定，N2常用作保护气，液氮可作深度冷冻剂。

N2合成NH3的反应是放热的可逆反应，选择高压的理由是低压转化率太低，选择适当高温的理由是温度太低反应慢，催化剂活性低，温度过高转化率低，适当的高温速率大，催化剂活性高，不可用勒沙特列原理来解释“适当高温”。

NO是无色有毒气体不溶于水，排水法收集，NO2是红棕色刺激性气体，易溶于水反应，NO2是光化学烟雾主要成因，也是酸雨的成因之一，还能破坏臭氧层，大气中NO、NO2主要来自于汽车尾气，空气质量报告是SO2、氮氧化物、悬浮物等有害物质的指标。

（3）NH3无色刺激性气味，极易溶于水，易液化，液氨可作致冷剂。

计算氨水的质量分数时，溶质以NH3计，M=17g/mol，氨水中含NH3·

H2O、NH3、H2O、NH4+、OH—、H+。

NH3的电子式是H:

H，三角锥形分子。

（4）NH3遇HCl气体或浓盐酸有白烟产生。

氨水可腐蚀许多金属，若用铁桶装氨水，铁桶应内涂沥青。

氨的催化氧化是放热反应，产物是NO，是工业制HNO3的重要反应，如选择其它条件或氧化剂，NH3可以被氧化成N2，NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。

实验室常有两种装置可用于制NH3，固、固加热型和固、液不加热型。

NH4Cl有假升华现象，可用加热法分离NH4Cl和NaCl固体混合物。

（5）NH3用于制氮肥（尿素、碳铵等）、HNO3、铵盐、纯碱，还用于制合成纤维、塑料、染料等。

（6）HNO3放在棕色瓶中，浓HNO3一般69%，98%以上的称发烟硝酸，所以浓HNO3、浓HCl的反应写离子方程式时应写成离子，而浓H2SO4不写离子方程式。

HNO3具有挥发性、强酸性、不稳定性、强氧化性。

稀HNO3使石蕊变红，浓HNO3使石蕊变红再褪色，而浓H2SO4使石蕊试纸变黑。

HNO3能氧化除Pt、Au等以外的金属，氧化性浓HNO3>

稀HNO3，Al、Fe在冷的浓HNO3、浓H2SO4中会钝化，钝化即金属表面生成致密的氧化膜。

可用铝槽车装运浓HNO3。

HNO3使蛋白质变黄，使皮肤变黄，有强腐蚀性，不慎将浓HNO3弄到皮肤上，应立即用大量水冲洗，再用NaHCO3稀溶液或肥皂洗涤。

浓HNO3与浓HCl体积比1:

3的混合物称王水，能溶解Au、Pt等金属。

HNO3能与苯、甲苯、甘油、纤维素等有机物发生重要的反应，常用浓硫酸作催化剂。

（7）自然界中没有游离态的磷。

磷和氮都是构成蛋白质的成分之一，磷在生物体的生理机能方面起重要作用。

单质化学性质P>

N2。

白磷着火点很低，保存在水中，红磷久置于空气中表面会聚集液体，着火点比白磷高得多，白磷隔绝空气加热260℃变为红磷，红磷隔绝空气加热到416℃，升华后冷凝变为白磷，白磷剧毒，易溶于CS2，红磷无毒，不溶于CS2。

安全火柴的火柴头是氧化剂（KClO3、MnO2）和易燃物（S），侧面粘附物是发火刘（红磷）和易燃物（Sb2S3）。

五、碳族

1、相关反应：

C、CO、CO2、H2CO3、碳酸盐之间的转化略。

Si+O2

SiO2Si+2F2=SiF4

Si+4HF=SiF4+2H2Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑

SiO2+2C

Si+2CO↑SiO2+CaO

CaSiO3

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2OSiO2+Na2CO3

Na2SiO3+CO2↑

SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4↓

H4SiO4=H2SiO3+H2OH2SiO3

SiO2+H2O

（1）碳族元素包括（C、Si、Ge、Sn、Pb碳、硅、锗、锡、铅）。

硅是非金属，半导体，锗的金属性比非金属性强，锡和铅都是金属。

碳族化合价+2、+4，Pb+2价稳定其余+4价稳定，即CO、SnCl2等有强还原性，PbO2有强氧化性。

Pb2+最外层有2个电子，有6个电子层。

C、Si是原子晶体，熔点C>

Si，金刚石、石墨、C60是同素异形体，C60是分子，可以用金属掺杂，可以发生加成反应。

（2）地壳中含量前五位的元素是O、Si、Al、Fe、Ca，自然界中没有游离态的硅，硅以SiO2、硅酸盐等形式存在，是构成矿物和岩石的主要成分。

Si化学性质不活泼，常温下能与F2、HF、NaOH反应，与Cl2、O2、H2SO4、HNO3等不反应。

硅合金用途广。

（3）天然SiO2也叫硅石，石英的主要成分也是SiO2，透明的石英晶体就是水晶，玛瑙是含杂质的石英晶体，SiO2是原子晶体。

SiO2是光导纤维的主要原料，石英玻璃可制成耐高温的化学仪器和光学仪器。

（4）粘土主要成分是硅酸盐，水泥、玻璃、陶瓷都属硅酸盐类物质。

土壤、有色玻璃具有胶体的某些物质。

石英玻璃不属于硅酸盐，是SiO2，玻璃纸纤维素。

高温结构陶瓷有氧化铝（人造刚玉）、氮化硅、碳化硼等，都具有原子晶体的结构。

宝石是含杂质（铬、钛化合物）的Al2O3（刚玉），单个存在的Al2O3是离子化合物。

六、金属的通性

2HgO

2Hg+O2↑2Ag2O

4Ag+O2↑

Fe2O3+CO

2Fe+3CO2CuO+H2

Cu+H2O

WO3+3H2

W+3H2OCr2O3+2Al

2Cr+Al2O3

2Al2O3=2Al+3O2↑MgCl2=Mg+Cl2↑

2NaCl=2Na+Cl2↑

（1）金属晶体有导电、导热、延展性，均与自由电子有关，金属晶体中含阳离子不含阴离子。

熔点Na<

Mg<

Al<

Fe。

延展性最好的是Au，导电好的依次是Ag、Cu、Al。

（2）最常见用量最大的合金是钢，最早的合金是青铜，合金中可以含C、Si等非金属，合金的熔点比各成分低，合金的物理化学性质与成分金属不同，性能更优。

钛合金用于宇航。

24K金是指99.5%以上的纯金，软，12K为50%，18K为75%。

（3）我国稀土金属资源属世界前列，人均资源少，矿产资源不能再生，废金属是固体废弃物，会污染环境，应加强废旧金属的回收利用。

金属冶炼的三个步骤依次是富集、冶炼、精炼。

金属冶炼的实质是M-ne—=Mn+，金属冶炼的方法一般有热分解法、热还原性、电解法和湿法冶金（溶液中反应生成金属），活泼金属Na、Mg、Al等常用电解法，Cu、Ag的精炼也用电解法。

七、碱金属

2Na+O2

Na2O24Na+O2=2Na2O

2Na+2H2O=2Na＋+2OH―+H2↑2Na2O2+2H2O=4Na＋+4OH―

Na2O+H2O=2Na＋+2OH―2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

Na2CO3

10H2O=Na2CO3+10H2ONa2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O

2NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+Na2CO3+H2O

2HCO3－+Ca2＋+2OH―=CaCO3↓+CO32―+H2O

NaHCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+NaOH+H2O

HCO3－+Ca2＋+OH―=CaCO3↓+H2O

2NaHCO3

Na2CO3+H2O+CO2↑Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3

NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl

4Li+O2=2Li2O2K+2H2O=2KOH+H2↑K+O2

KO2

（1）碱金属包括Li、Na、K、Rb、Cs,锂、钠、钾、铷、铯，氢在第ⅠA族但不属碱金属。

Na软，银白色，热和电的良导体，比水轻，熔点低于100℃，保存在煤油中。

一小块钠久置于空气中的变化是先变暗，生成Na2O，再变白很快形成溶液，生成NaOH并潮解，久置变为Na2CO3晶体，再风化变成白色粉末Na2CO3。

钠在自然前中主要是NaCl，还有Na2SO4，Na2CO3，NaNO3等，K、Na合金室温下液态，是原子反应堆的导热剂，是强还原剂，钠灯发出黄光。

（2）Na2O2浅黄色，稳定性Na2O2>

Na2O，Na2O2是漂白剂，强氧化剂，供氧剂，CaO2也可作供氧消毒剂。

Na2O2中阳离子和阴离子2:

1

（3）溶解性Na2CO3>

NaHCO3，与HCl反应剧烈程度NaHCO3>

Na2CO3，Na2CO3用于制玻璃，制皂，造纸，纺织等，NaHCO3用于制发酵粉，治疗胃酸过多等。

候氏制碱的主要原理是在饱和盐食水中先通NH3饱和，再通足量CO2，生成NaHCO3沉淀，再加热生成Na2CO3。

若先通CO2,溶解量太小,不能反应.

（4）钠的焰色是黄色，钾的焰色是浅紫色，用蓝色钴玻璃滤去黄光。

焰色反应操作：

用铂丝（铁丝）蘸取溶液在火焰上灼烧，观察焰色，实验后用稀HCl洗净铂丝，并在火焰上灼烧到无色。

焰色反应不是化学反应.

八、镁铝

2Mg+O2

2MgO3Mg+N2

Mg3N2

4Al+3O2

2Al2O3Mg+2H＋=Mg2＋+H2↑

2Al+6H＋=2Al3＋+3H2↑2Al+2OH―+2H2O=2AlO2―+3H2↑

2Mg+CO2

2MgO+C2Al+Fe2O3

2Fe+Al2O3

4Al+3MnO2

2Al2O3+3MnMgO+2H＋=Mg2＋+H2O

Al2O3+6H＋=2Al3＋+3H2OAl2O3+2OH―=2AlO2―+H2O

Al（OH）3+3H＋=Al3＋+3H2OAl（OH）3+OH―=AlO2―+2H2O

2Al（OH）3

Al2O3+3H2O

H＋+AlO2―+H2O

Al（OH）3

Al3＋+3OH―

（1）熔点、硬度Al>

Mg，Mg、Al都是轻金属，都是活泼金属。

Al有良好的导电性和延展性，镁、铝的合金质轻、坚韧。

（2）镁、铝的抗腐蚀性是表面生成致密的氧化膜。

铝制容器可以装运浓HNO3、浓H2SO4，加热Al与浓HNO3、浓H2SO4会持续反应。

铝制餐具不适宜酸性、碱性、咸味；

酸性、碱性使Al2O3溶解，NaCl溶液导致Al的吸氧腐蚀。

负极Al–3e-=Al3＋正极O2+4e-+2H2O=4OH―

（3）铝热反应的反应混合物中（如Fe2O3和Al2O3）加入KClO3，插入镁条目的是KClO3受热释放的O2使Mg条剧烈燃烧产生高温引发反应，铝热反应放出大量的热，可用于野外焊接钢轨，冶炼某些金属。

Al2O3、MgO的熔点都很高。

（4）Al3+与OH—物质的量1:

3沉淀，然后1:

1溶解生成AlO2—，AlO2—与H+是1:

1沉淀生成Al（OH）3，然后再1:

3溶解生成Al3+，计算时值得注意。

Al（OH）3不溶于氨水和碳酸,可溶于某些弱酸.

九、铁

3Fe+2O2

Fe3O42Fe+3Cl2

2FeCl3

Fe+S

FeS3Fe+4H2O

Fe3O4+H2↑

Fe+2H＋=Fe2＋+H2↑Fe+Cu2＋=Fe2＋+Cu

Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO↑+2H2O

3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O

Fe+2Fe3＋=3Fe2＋2Fe3＋+2I―=I2+2Fe2＋

2Fe3＋+Cu=Cu2＋+2Fe2＋FeO+2H＋=Fe2＋+H2O

Fe2O3+6H＋=2Fe3＋+3H2OFe3O4+8H＋=Fe2＋+2Fe3＋+4H2O

Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2Fe3O4+4H2

3Fe+4H2O

Fe3＋+3OH―=Fe（OH）3↓Fe3＋+3NH3H2O=Fe（OH）3↓+3NH4＋

Fe3＋+3H2O

Fe（OH）3+3H＋2Fe（OH）3

Fe2O3+3H2O

Fe（OH）3+3H＋=Fe3＋+3H2OFe2＋+2OH―=Fe（OH）2↓

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）32Fe2＋+Br2=2Fe3＋+2Br―

2Fe2＋+Cl2=2Fe3＋+2Cl―Fe3＋+3SCN―

Fe（SCN）3

（1）Fe与Cl2、S的反应说明氧化性Cl2>

S，Fe在Cl2中燃烧产生棕黄色烟，FeCl3溶液呈黄色，常温下纯Fe与H2O不反应，加热能反应。

不纯的铁在潮湿的空气中易发生电化腐蚀即原电池反应，正极：

O2+2H2O+4e—=4OH—，负极：

2Fe-4e—=2Fe2+。

总反应：

2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2，进一步反应生成Fe（OH）3，Fe（OH）2白色沉淀，遇空气迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。

制Fe（OH）2时的滴管需插入溶液底部。

（2）3Fe+4H2O（g）

Fe3O4+4H2，可以双向进行，气体的进入与排出决定了反应进行的方向。

Fe与稀HNO3反应先生成Fe3+，若Fe足量，Fe3+与Fe再生成Fe2+。

Fe遇冷的浓HNO3、浓H2SO4发生钝化。

金属活动性表中Fe的位置对应的化合价是+2价。

FeO是黑色粉末，空气中加热变成Fe3O4，Fe2O3红棕色粉末，可作颜料俗称铁红，Fe3O4是一种复杂化合物，黑色晶体，有磁性。

（3）Fe3+水解能力强，除去Cu2+溶液中Fe3+杂质的方法是调整pH使Fe3+变成Fe（OH）3↓，除去Cu2+溶液中Fe2+杂质的方法是先将Fe2+氧化成Fe3+，再如上述方法分离。

Fe2+与SCN—不显红色，Fe2+溶液中滴加SCN—溶液和氯水溶液变红，再加Fe粉振荡，红色褪去,平衡Fe3＋+3SCN―

Fe（SCN）3加Fe左移。

成年人体内含铁约3~5g，主要在血红蛋白中，人体缺铁可多吃含铁丰富的食物或药物，土壤中缺铁可施加FeSO4。

Ⅱ基本概念和原理

一、原子结构

1、相关定义

原子序数：

核电荷数即核内质子数编号。

同位素：

相同元素不同核（即中子数不同）。

相对原子质量；

原子质量÷

12C原子质量的十二分之一。

质量数：

A=Z+N。

（1）判断同位素一般给出的是原子符号，不是单质、化合物的化学式，同位素是原子间的关系依据定义判断，H2与D2不是同位素，而是由同位素构成的两种氢分子，H、D就是氢的同位素。

（2）同素异形体特指单质，一般原子相同，结构不同，与同位素无关。

如石墨、金刚石、C60是同素异形体，13C、12C是同位素。

同位素原子广泛用于科研，作示踪原子；

用于医疗、考古等。

（3）原子或简单离子的结构示意图不可以用结构式、电子式代替，

表示核电荷，弧线表示电子层，数字表示每层上的电子数。

（4）两原子的质量比等于其式量比。

若改变相对原子质量的参照标准（12C质量的1/12），计算中只有相关的式量发生改变，其它物理量包括摩尔质量等均不变。

（5）电子分层排布。

每层最多2n2个，原子（不是离子）最外层不超过8个，次外层不超过18个，倒三层不超过32个。

二、周期律周期表

周期律：

元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。

周期族：

横行周期纵行族。

（1）原子最外层电子数、原子半径、元素化合价均随着原子序数的递增呈现周期性变化。

元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。

（2）随原子序数的递增，不是随原子量的递增，呈现周期性变化。

各周期所含元素种类依次是2，8，8，18，18，32，（32），第七周期不满。

表中18个纵行，含元素最多的族是ⅢB族，生成化合物最多的元素是碳，最活泼的金属是Cs，最活泼的非金属是F2，最轻的金属是Li，最轻的非金属是H2。

Fe的位置是第四周期第Ⅷ族，原子最外层2个电子。

周期表中元素多数是金属，第Ⅷ族和副族全部是金属称过渡金属，全部是金属的主族是第ⅡA族。

无机催化剂中的金属元素主要是过渡金属。

两性元素及半导体主要在表中金属与非金属交前处，有个对角线，金属性和非金属之间没有严格的界线。

运用周期律周期表可对一些元素性质的相似性和递变性进行预测和推理。

三、化学键

离子键：

使阴、阳离子结合成化合物的作用。

共价键：

原子之间通过共用电子对所形成的相互作用。

化学键：

相邻的原子之间强烈的相互作用。

极性键：

不同种元素的原子形成共价键，