高中化学-元素化合物价类二维图

Na的主要价态：0、+1Na的主要物质类别：单质、氧化物（包含过氧化物）、氢氧化物、多种盐Na元素价类二维图第1页单质钠Na的强还原性钠在空气中切开，慢慢失去光泽：4Na+O22Na2O钠在氧气中点燃，生成淡黄色产物：2Na+O2Na2O2钠投入水中：2Na+2H2O2NaOH+H2↑少量钠投入盛有足量硫酸铜溶液的烧杯中：2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2↓+H2↑少量钠投入盛有足量氯化铁溶液的烧杯中：6Na+6H2O+2FeCl32Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑碱性金属氧化物Na2O氧化钠与水反应：Na2O+H2O2NaOH氧化钠与二氧化碳反应：Na2O+CO2Na2CO3Na元素价类二维图∆第2页过氧化物Na2O2的歧化反应过氧化钠与水反应：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑过氧化钠与二氧化碳反应：2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2少量过氧化钠投入盛有足量硫酸铝溶液的烧杯中：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑Al2(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3↓+3Na2SO4过氧化物Na2O2的其他反应Na2O受热转化为Na2O2：2Na2O+O22Na2O2Na2O2氧化SO2：Na2O2+SO2Na2SO4Na2O2被酸性高锰酸钾溶液氧化：16H++2MnO42−+5Na2O210Na++2Mn2++5O2↑+8H2ONa元素价类二维图∆第3页正盐Na2CO3、酸式盐NaHCO3碳酸氢钠(s)受热：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑二氧化碳通入碳酸钠溶液中：CO2+H2O+CO32−2HCO3−碳酸钠溶液加入少量盐酸：CO32−+H+HCO3−碳酸钠溶液加入足量盐酸：CO32−+2H+H2O+CO2↑碳酸氢钠溶液滴入盐酸：HCO3−+H+H2O+CO2↑小苏打中加入氢氧化钠溶液：HCO3−+OH−CO32−+H2O小苏打与少量澄清石灰水反应：2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O小苏打与过量澄清石灰水反应：NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+NaOH+H2ONa元素价类二维图∆第4页Fe的主要价态：0、+2、+3Fe的主要物质类别：单质、氧化物、氢氧化物、多种盐Fe元素价类二维图第5页铁单质Fe的还原性铁与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2铁在纯净氧气中燃烧，火星四射：3Fe+2O2Fe3O4铁在氯气中燃烧，形成棕红色烟：2Fe+3Cl22FeCl3铁与硫单质加热：Fe+SFeS少量铁与氧化性酸过量稀硝酸反应：Fe+NO3−+4H+Fe3++NO↑+2H2O过量铁与氧化性酸少量稀硝酸反应：3Fe+2NO3−+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O铁（与量无关）与非氧化性酸盐酸反应：Fe+2H+Fe2++H2↑铁与FeCl3溶液反应：Fe+2Fe3+3Fe2+湿法炼铜：Fe+Cu2+

Fe2++CuFe元素价类二维图高温点燃点燃∆第6页最高价氧化物Fe2O3、最高价氢氧化物Fe(OH)3氧化铁和稀盐酸反应的离子方程式：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O可溶铁盐和强碱制备氢氧化铁的离子方程式：Fe3++3OH−Fe(OH)3↓氯化铁溶液与过量氨水反应的离子方程式：Fe3++3NH3•H2OFe(OH)3↓+3NH4+硫酸亚铁溶液与氢氧钠溶液混合后的一系列反应，生成白色沉淀迅速变成灰绿色、红褐色：Fe2++2OH−Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3氢氧化铁受热：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe元素价类二维图∆第7页铁盐和亚铁盐的转化氯化铁溶液加入铁粉：2Fe3++Fe3Fe2+氯化铁溶液腐蚀铜电路板：2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+（氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+；还原性：Fe2+<Cu<Fe）氯化亚铁加入氯水：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−酸性高锰酸钾溶液氧化硫酸亚铁溶液：5Fe2++MnO4─+8H+5Fe3++Mn2++4H2O在酸性条件下双氧水与硫酸亚铁反应：2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O【拓展补充】高铁酸盐的制备工业上混合次氯酸钠溶液、硝酸铁溶液、饱和KOH溶液制备高铁酸钾晶体3ClO−+4K++10OH−+2Fe3+2K2FeO4↓+3Cl−+5H2OFe元素价类二维图第8页Al的主要价态：0、+3Al的主要物质类别：单质、氧化物、氢氧化物、盐（铝盐、偏铝酸盐）Al元素价类二维图第9页单质铝Al的还原性：打磨过的铝箔受热熔化但不滴落的原因：4Al+3O22Al2O3铝与盐酸反应：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑【特性】铝与氢氧化钠溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑两性氧化物Al2O3：【碱性】氧化铝与盐酸反应：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O【酸性】氧化铝与氢氧化钠溶液反应：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2OAl元素价类二维图∆第10页两性氢氧化物Al(OH)3【Al(OH)3制备方法1】硫酸铝溶液与氨水反应制备氢氧化铝：Al3++3NH3•H2OAl(OH)3↓+3NH4+氢氧化铝与盐酸反应：Al(OH)3+3H+Al3++3H2O氢氧化铝具有弱酸性，与氢氧化钠溶液反应：Al(OH)3+OH−

AlO2−+2H2O氢氧化铝受热：2Al(OH)3Al2O3+3H2O氯化铝溶液中滴入少量氢氧化钾溶液的离子方程式：Al3++3OH−

Al(OH)3↓氯化铝溶液与足量氢氧化钠溶液反应：Al3++4OH−

AlO2−+2H2OAl元素价类二维图∆第11页铝盐AlCl3[或Al2(SO4)3]、偏铝酸盐NaAlO2偏铝酸钠溶液中滴入少量盐酸：AlO2−+H++H2OAl(OH)3↓偏铝酸钠溶液中滴入过量盐酸：AlO2−+4H+Al3++2H2O【Al(OH)3制备方法2】偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳：AlO2−+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3−硫酸铝钾溶液与氢氧化钡溶液反应，生成沉淀物质的量最大时：2KAl(SO4)2+3Ba(OH)22Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4硫酸铝钾溶液与氢氧化钡溶液反应，生成沉淀质量最大时：KAl(SO4)2+2Ba(OH)2KAlO2+2BaSO4↓+2H2O【Al(OH)3制备方法3】Al3+与AlO2−双水解：Al3++3AlO2−+6H2O4Al(OH)3↓Al元素价类二维图第12页C的主要价态：−4、0、+2、+4C的主要物质类别：氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐（酸式盐、正盐）C元素价类二维图第13页单质碳C的还原性碳与CO2反应：C+CO22CO制备水煤气：C(s)+H2O(g)CO+H2焦炭还原二氧化硅制粗硅：2C+SiO2Si+2CO↑焦炭还原金属氧化物冶炼金属单质（Zn~Cu）：C+2CuO2Cu+CO2↑碳与强氧化性酸浓硫酸反应：C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O碳与强氧化性酸浓硝酸反应：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O低价氧化物CO的还原性CO热还原CuO：CO+CuOCu+CO2CO燃烧有淡蓝色火焰：2CO+O22CO2C元素价类二维图高温高温高温∆∆∆∆点燃第14页酸性氧化物CO2碳完全燃烧：C+O2CO2碳不完全燃烧：2C+O22CO澄清石灰水中通入少量二氧化碳：Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+2H2O澄清石灰水中通入过量二氧化碳：Ca(OH)2+2CO2Ca(HCO3)2【CO2尾气吸收】少量二氧化碳通入氢氧化钠溶液：CO2+2OH−

CO32−+H2O过量二氧化碳通入氢氧化钠溶液：CO2+OH−

HCO3−碳酸盐、碳酸氢盐的性质可参考Na钠元素二维图Mg可在CO2中燃烧，CO2可与活泼金属氧化物反应C元素价类二维图点燃点燃第15页Si的主要价态：−4、0、+4Si主要物质类别：氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐Si元素价类二维图第16页单质硅较稳定常温下与F2、HF、NaOH反应；加热时能与H2化合生成不稳定的氢化物SiH4气体，加热时还能与Cl2、O2化合分别生成SiCl4液体、SiO2固体硅与F2反应：Si+2F2SiF4硅与氢氟酸反应：Si+4HFSiF4↑+2H2↑硅与NaOH溶液反应：Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑硅与H2反应：Si+2H2SiH4硅与Cl2反应：Si+2Cl2SiCl4硅与O2反应：Si+O2SiO2Si元素价类二维图∆∆∆第17页酸性氧化物SiO2、最高价含氧酸H2SiO3可用氢氟酸刻蚀玻璃的原因：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O氢氧化钠溶液试剂瓶用橡皮塞而不用玻璃塞的原因、氢氧化钠腐蚀二氧化硅的原因：SiO2+2OH−

SiO32−+H2O二氧化硅与碱性氧化物氧化钙反应生成盐：SiO2+CaOCaSiO3根据强酸制弱酸制备硅酸：SiO32−+2H+H2SiO3↓少量二氧化碳通入足量的硅酸钠溶液中：CO2+Na2SiO3+H2ONa2CO3+H2SiO3↓硅酸钠溶液通入过量二氧化碳形成胶状物：SiO32−+2CO2+2H2OH2SiO3(胶体)+2HCO3−石灰石与石英砂高温反应：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑Si元素价类二维图高温高温第18页酸性氧化物SiO2、最高价含氧酸H2SiO3Na2CO3与石英砂高温反应：SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑硅酸受热分解：H2SiO3SiO2+H2O【拓展补充】粗硅精炼的方法焦炭还原二氧化硅制粗硅：2C+SiO2Si(粗)+2CO↑Si(粗)+2Cl2SiCl4(l，氯化硅)SiCl4+2H2Si(纯)+4HClSi元素价类二维图高温∆高温∆高温第19页N的主要价态：−3、0、+1、+2、+3、+4、+5N主要物质类别：氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐N元素价类二维图(NH4)2CO3第20页单质氮气N2、氧化物NO与NO2【天然固氮】放电条件下氮气与氧气反应：N2+O22NO无色气体一氧化氮遇空气迅速变为红棕色：2NO+O22NO2二氧化氮溶于水制硝酸：3NO2+H2O2HNO3+NONO与氧气的混合气体完全被水吸收：4NO+3O2+2H2O4HNO3NO2与氧气的混合气体完全被水吸收：4NO2+O2+2H2O4HNO3N元素价类二维图放电或高温第21页单质氮气N2、氧化物NO与NO2【NO2尾气吸收】NaOH溶液吸收NO2发生歧化反应：2NO2+2NaOHNaNO2+NaNO3+H2O【NO尾气吸收方法1】NO与O2混合通入NaOH溶液：4NO+3O2+4NaOH4NaNO3+2H2O【NO尾气吸收方法2】NO与NO2混合通入NaOH溶液：NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2ONO2氧化SO2：NO2+SO2SO3+NONO2氧化NaHSO3溶液：NO2+HSO3−H++SO42−+NON元素价类二维图第22页强氧化性酸HNO3【NO2实验室制法】铜与浓硝酸反应（固液不加热）：Cu+4HNO3(浓)

Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O【NO实验室制法】铜与稀硝酸反应（固液不加热）：3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O发烟硝酸：4HNO3(浓)4NO2↑+O2↑+2H2O工业制硝酸的物质转化流程N元素价类二维图光照第23页N2NH3NONO2HNO3+H2人工固氮+O2催化氧化+O2+H2O氨气NH3、一水合氨NH3·H2O、铵盐NH4Cl等【人工固氮】工业合成氨：N2+3H22NH3氨气溶于水：NH3+H2ONH3·H2O氨气在纯净O2中燃烧：:4NH3+3O22N2+6H2O氨的催化氧化反应：4NH3+5O24NO+6H2O浓氨水检验氯气泄漏时：8NH3+3Cl26NH4Cl(s)+N2洁净的玻璃棒蘸浓盐酸检验氨气，形成白烟：NH3+HClNH4Cl碳酸氢铵受热分解：NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O【NH3实验室制法1】熟石灰和氯化铵混合加热制氨气：Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2+2NH3↑+2H2O（固固加热）【NH3实验室制法2】碱石灰与浓氨水反应：NH3·H2O+CaO

NH3↑+Ca(OH)2（固液不加热）N元素价类二维图高温高压催化剂催化剂∆∆点燃第24页S的主要价态：−2、0、+4、+6S的主要物质类别：氢化物、单质、氧化物、含氧酸、盐（酸式盐、正盐）S元素价类二维图第25页单质硫S弱氧化性，氧化铜单质：2Cu+SCu2S弱氧化性，氧化铁单质：Fe+SFeS与O2反应体现还原性：S+O2SO2与H2反应体现氧化性：S+H2H2SS与浓硫酸反应：S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2OS元素价类二维图∆∆点燃∆∆第26页酸性氧化物SO2、SO3含硫物质在空气中燃烧时生成SO2，如H2S的燃烧：2H2S+3O22SO2+2H2O二氧化硫溶于水：SO2+H2OH2SO3【SO2尾气吸收】少量SO2通入氢氧化钠溶液：SO2+2OH−SO32−+H2O过量SO2通入氢氧化钠溶液：SO2+OH−HSO3−SO2通入亚硫酸钠溶液（与CO2相似）：SO2+H2O+Na2SO32NaHSO3以生石灰为脱硫剂，在吸收塔中与废气中的SO2反应而将硫固定：SO2+CaOCaSO3或2SO2+O2+2CaO2CaSO4S元素价类二维图点燃高温高温第27页酸性氧化物SO2、SO3SO2通入氢硫酸：SO2+2H2S3S↓+2H2OSO2使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现还原性：5SO2+2MnO4─+2H2O5SO42─+2Mn2++4H+等物质的量SO2与Cl2混合而失去漂白性：SO2+Cl2+2H2OSO42─+2Cl─+4H+SO2使溴水褪色（卤素单质性质相似：Cl2、Br2、I2）：SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4SO2被氧气氧化为SO3：2SO2+O22SO3热浓NaOH溶液与硫单质发生歧化反应：3S+6OH─2S2─+SO32─+3H2OSO2（与量无关）通入NaHCO3溶液：SO2+NaHCO3CO2+NaHSO3S元素价类二维图催化剂∆∆第28页酸性氧化物SO2、SO3三氧化硫溶于水：SO3+H2OH2SO4三氧化硫与生石灰：SO3+CaOCaSO4三氧化硫与消石灰：SO3+Ca(OH)2CaSO4+H2O【SO2实验室制法1】亚硫酸钠与浓硫酸反应（固液不加热）：Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O强氧化性酸浓硫酸H2SO4【SO2实验室制法2】铜与浓硫酸反应（固液加热）：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O【SO2实验室制法3】锌与浓硫酸反应（固液不加热）：Zn+2H2SO4(浓)ZnSO4+SO2↑+2H2O工业制硫酸FeS2或硫磺→SO2→SO3→H2SO4（用浓硫酸吸收SO3）S元素价类二维图∆第29页非氧化性酸稀硫酸H2SO4（具有酸的通性）与金属单质（金属活动性排在H前）反应Fe+2H+Fe2++H2↑与金属氧化物（碱性氧化物）反应CuO+2H+Cu2++H2O与氢氧化物发生中和反应H+(aq)+OH−(aq)H2O(l)∆H=−57.3kJ·mol−1稀硫酸溶液与Ba(OH)2溶液反应：2H++SO42−+2OH−+Ba2+2H2O+BaSO4↓与弱酸盐（包括正盐和酸式盐）反应H++CO32