元素化合物之復習技法

黑龍江 盧國鋒

元素化合物既是化學概念和理論形成的基礎，又是化學概念和理論所要解決問題的歸宿。建立化學理論也是為了更好地認識和應用元素化合物。運用理論解決元素化合物“記不住、想不起、不會用、用就錯”的學習頑疾。

第一部分 復習技法

技法一：利用金屬活動性順序實現金屬知識結構化

技法二:運用元素周期律實現元素性質邏輯化

↓從上到下金屬性增強→從左到右金屬性減弱非金屬性增強LiBeBCNOFNaMgAlSiPSCl←從右向左金屬性增強非金屬性減弱↑從下到上非金屬性增強

結構中的邏輯關系：同主族元素從上到下原子核外電子層數依次增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱。同周期元素從左到右核電荷數依次增多，原子半徑逐漸減小，失電子能力逐漸減弱，得電子能力逐漸增強。

性質中的邏輯關系：金屬性越強則其單質與水(或酸)反應置換出氫越容易，或其最高價氧化物對應的水化物堿性越強。非金屬性越強則最高氧化物的水化物酸性越強，與氫氣反應容易生成越穩定的氣態氫化物。

領會以元素族和周期為線索的一般規律和特殊規律。例如，堿金屬元素從上到下，熔沸點的變化趨勢是降低的，鹵族元素的變化與之相反。ⅠA族Li與氧氣加熱反應，只能生成Li2O,Li表現特殊性原因是金屬性弱于鈉。依據同族氧化性遞變規律，鹵素間可以發生置換反應，但F2不能從溶液中置換出Cl2，F2極活潑，先與溶液中的水反應。N比 P的非金屬性強，N2與氫氣化合比磷難，原因是氮氣單質的性質與氮元素性質不一致造成的。C高溫可以置換出SiO2中的Si，與Si的還原性比C強不符，原因是產物生成CO氣體，熵增大，平衡向正反應方向移動。除同族相似、相鄰周期相似外，對角線位置的Li - Mg、Be - Al、B - Si三組元素性質相似。

技法三：圍繞核心元素編織網絡實現知識關聯化

非金屬知識主線：氣態氫化物→單質→氧化物→氧化物對應水化物→相應含氧酸鹽

金屬知識主線：單質→氧化物→氧化物對應水化物→相應鹽

“→”代表知識的相關性，可能是正向轉化關系也可能是反向轉化關系，還要考慮跨越關系。

不同價態通過氧化還原反應規律來轉化，相同價態通過酸堿反應規律來轉化。

(1)Na→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3

①鈉的節點知識，選準性質活潑為著力點進行聯想，把握如圖六位一體的關系：

②Na→Na2O2轉化過程中，反應條件為加熱，常溫生成物是Na2O，化學反應不僅與反應物有關，還與反應條件密切相關，要準確記憶。

③Na2O2的性質著力點是Na2O2與CO2、H2O的反應，反應中Na2O2既是氧化劑又是還原劑，1 mol Na2O2轉移1 mol電子；Na2O2有強氧化性，加入滴有酚酞的水中，溶液先變紅后褪色。

④NaOH與CO2反應，n(NaOH)∶n(CO2)≥2∶1產物是Na2CO3，n(NaOH)∶n(CO2)≤1∶1產物是NaHCO3，1∶1

(2)Al→Al2O3→Al(OH)3→Al2(SO4)3→NaAlO2

②Al→Al2O3涉及鋁箔加熱和鋁熱反應兩個實驗。鋁箔加熱實驗除證明鋁是活潑金屬外，Al熔化而不滴落，還證明Al2O3的熔點高于Al。鋁熱反應聯想實驗的引發物是氯酸鉀和鎂帶，點燃鎂帶釋放熱量引發反應，現象有耀眼白光、火星四射、熔融物落入盛沙子的蒸發皿中，此反應可應用在鐵軌焊接，冶煉高熔點金屬。實驗細節的思考，內層紙漏斗底部剪一小孔用水潤濕的目的是“使熔融物易于落下且防止紙漏斗著火”。

③Al2O3→Al(OH)3是不能實現的，不溶性的氫氧化物不能用氧化物與水直接反應制得，反之不溶性氫氧化物受熱分解可行。

④從Al(OH)3同時存在酸式和堿式電離平衡理解Al(OH)3的性質。

酸式電離 堿式電離

(3)Fe→Fe3O4→Fe(OH)2→Fe(OH)3→FeSO4→Fe2(SO4)3

④+3鐵有氧化性，能氧化如金屬(Cu)，還原性酸(H2S、HI)，還原性氧化物(SO2)，反應如下：

⑤Fe→Fe3O4，鐵與水蒸氣實驗聯想、實驗引發、產物檢驗。Fe(OH)2制備的關鍵是防止氧化，從試劑、操作、裝置角度思考。利用Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3轉化中的現象檢驗Fe2+，靈敏度、可靠性不如鐵氰化鉀K3[Fe(CN)6]法,還可以選用KSCN-氯水法。

(4)SiH4→Si→SiO2→H2SiO3→Na2SiO3

①Si有親氧性，由此解釋硅化學性質不活潑，但自然界中沒有游離態的硅，以二氧化硅、硅酸鹽等形式存在。

⑤無機酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸難溶于水。硅酸鹽的水溶液俗稱水玻璃，但它和玻璃的化學成分不相同。硅酸鈉也叫泡花堿，但它是鹽不是堿。

⑥硅酸鹽的種類很多，結構也很復雜，常用氧化物形式來表示。硅酸鹽的表示方法：化合價不變;金屬氧化物在前,非金屬氧化物在后;如有多種金屬，按活潑性依次減弱的順序寫出氧化物，水在最后。

(5)NH3→N2→NO→NO2→HNO3

④HNO3中核心元素N處于最高價+5，只有氧化性，化合價可依次降低到+4、+2、-3，取決于硝酸濃度和金屬的活潑性，如銅與濃硝酸反應產物是NO2，銅與稀硝酸反應產物是NO，鋅與極稀硝酸反應產物是NH4NO3；足量的銅與少量濃硝酸反應，隨著濃度減小產物是NO2、NO混合物。

(6)H2S→S→SO2→SO3→H2SO4

①核心知識節點SO2，從三個角度掌握其性質。

第三種特性角度：SO2有漂白性，其漂白原理是與有色物質生成不穩定的無色物質，SO2能使品紅溶液褪色，加熱后恢復原色。HClO、O3、H2O2漂白原理是使有色物質氧化褪色，即使加熱也不能恢復原色。

②核心知識點CO2與SO2互混時的鑒別與除雜。當SO2中混有CO2時不會影響SO2的鑒別，當CO2中混有SO2時會干擾CO2的鑒別，應先除去SO2后再用澄清石灰水鑒別CO2氣體。除去CO2中的SO2常用的方法：是使混合氣體先通過足量的溴水或酸性KMnO4溶液吸收SO2，再通過品紅溶液檢驗SO2是否被除盡。

③核心知識節點濃H2SO4，濃H2SO4中微粒主要是分子狀態，而稀H2SO4主要微粒是離子。濃H2SO4有三個特性，吸水性、脫水性、強氧化性。反應如下：

(7)HCl→Cl2→HClO→NaClO

從化學平衡角度理解氯水和Cl2的性質：

①氯水的成分包含的分子有Cl2、H2O和HClO；離子有H+、Cl-和ClO-，以及極少量的OH-。久置或見光、受熱平衡向右移動，氯水會變質為稀鹽酸，氯水現用現制并保存在棕色瓶中。氯氣只能使濕潤的有色布條褪色，因氯氣只有在水中才能產生強氧化劑HClO，理解漂白粉的漂白機理。加堿平衡向右移動直至完全反應，氯氣能與強堿溶液完全反應生成氯化物與次氯酸鹽，用此反應制取漂白粉和進行氯氣的尾氣吸收。制備氯氣時，用排飽和食鹽水進行收集，因大量Cl-的存在抑制了氯氣與水的反應減少氯氣的消耗。

技法四：注意零散知識的歸類，實現知識跨越化

(1)因酸性比H2CO3弱而反應的物質及化學方程式：

(2)類似實驗現象的不同反應：

A溶液AlCl3NaAlO2AgNO3Fe(OH)3膠體H2SiO3膠體B溶液NaOHHClNH3·H2OHClNaOH

技法五：實驗相伴，實現知識的直觀化

憑借儀器去理解，聯系裝置去記憶，多看多做實驗既可加深理解，又能強化記憶，高考試題是教材實驗的綜合與深化。

例如，鈉與水反應的實驗，觀察鈉保存在煤油中，聯想鈉不與煤油類的烴反應，沉在煤油底部說明密度比煤油大。液封保存需要從密度、反應、揮發性考慮，液溴用水封保存，鋰考慮密度比煤油小保存在石蠟中。鈉是塊狀藥品，用鑷子取出，濾紙吸干表面煤油，用刀切綠豆大鈉投入水中，鈉浮在水面上、四處游動、嘶嘶響聲、滴有酚酞的水變紅色，諸多感官刺激使鈉的活潑性深深扎根腦海中。鈉的大小影響實驗的安全性，鈉著火了不能用水只能用沙土覆蓋。

第二部分解題技法

技法一：代入法

例1純凈物X、Y、Z轉化關系如圖所示，下列判斷正確的是

( )

A.X可能是金屬銅 B.Y不可能是氫氣

C.Z可能是氯化鈉 D.Z可能是三氧化硫

技法二：類比法

例2硼及其化合物在工業上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：

(1)寫出Mg2B2O5·H2O與硫酸反應的化學方程式：_______________________________________。

(2)單質硼可用于生成具有優良沖擊性能硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質硼，用化學方程式表示制備過程：_______________________________________。

技法三：排除法

例3某化合物由兩種單質直接反應生成，將其加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產生。下列化合物中符合上述條件的是

( )

A.AlCl3B.Na2O

C.FeCl2D.SiO2

解析:根據題干要求兩種單質直接反應排除C選項,因為Cl2具有強氧化性,Cl2與Fe反應只能生成FeCl3。再根據與Ba(HCO3)2溶液反應有氣體生成排除B、D選項，Na2O與Ba(HCO3)2反應生成BaCO3沉淀、Na2CO3和H2O，SiO2不與Ba(HCO3)2反應。AlCl3可由單質Al與Cl2反應制得，AlCl3與Ba(HCO3)2發生互促性水解反應，生成CO2和Al(OH)3沉淀。答案選A。

技法四：概念法

例4下列有關說法正確的是

( )

A.在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發生分解

B.Fe(OH)3膠體無色、透明，能發生丁達爾效應

C.H2、SO2、CO2三種氣體都可用濃硫酸干燥

D.SiO2既能和氫氧化鈉溶液反應也能和氫氟酸反應,所以是兩性氧化物

技法五：強弱法

選項①中物質②中物質預測②中的現象A稀鹽酸碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液立即產生氣泡B濃硝酸用砂紙打磨過的鋁條產生紅棕色氣體C氯化鋁溶液濃氫氧化鈉溶液產生大量白色沉淀D草酸溶液高錳酸鉀性溶液溶液逐漸褪色