初中化学竞赛辅导化合物.docx

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初中化学竞赛辅导第二部分元素化合物知识（一）[复习指导]空气的成分：按体积计算空气中的氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体及其它成分约占1%，许多科学家都做过研究空气成分的实验，具有代表性的人物是舍勒、普利斯特里和拉瓦锡。稀有气体的用途很广，根据稀有气体的性质，它被应用于生产和科学研究等方面。空气的污染和防止：煤燃烧产生的烟，(含SO2)、石油化工厂排放的废气、汽车排出车的尾气(含NO2等)形成的烟雾会造成空气的污染，有害燃烧的污染、空气的污染、环境污染及其危害，由于大气中二氧化硫和二氧化氮的含量过高，遇水便形成了酸雨，应采取各种措施控制污染，保护环境，注意大气环境保护，特别要注意防止居室中的空气污染，要保护臭氧层。氧气的物理性质：通常状态下氧气是无色、无味的气体，不易溶解水在标准状况下氧气密度是1.429g/L，比空气略大；降低温度氧气可变为淡蓝色液体雪花状淡蓝色固体.氧气的化学性质：氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它可以与金属、非金属、化合物等多种物质发生氧化反应，反应剧烈程度因条件不同而异，可表现为缓慢氧化、燃烧、爆炸等，反应中放出大量的热。(1)氧气与非金属反应①木炭在氧气里剧烈燃烧，发出白光，生成无色、无气味能使澄清石灰水变浑浊的气体；②硫在氧气里剧烈燃烧，产生明亮的蓝紫色火焰，生成无色、有刺激性气味的气体；③磷白磷可以与空气中的氧气发生缓慢氧化,达到着火点(40℃)时,引起自燃：白磷或红磷在氧气中燃烧，生成大量白烟；④氢气在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，罩一干冷烧杯在火焰上方，烧杯中有水雾。(2)氧气与金属反应①镁在空气中或在氧气中剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色粉末状物质；②铁红热的铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体物质。(3)氧气与化合物反应①一氧化碳在氧气中燃烧产生蓝色火焰，产生使澄清石灰水变浑浊的气体；②乙炔(C2H2)在氧气中燃烧产生明亮火焰，氧炔焰温度可达3000℃；③甲烷(沼气)在氧气中燃烧产生使石灰水变浑浊的气体和水；④蜡烛在氧气中剧烈燃烧生成二氧化碳和水。氧气的用途：(1)供呼吸；(2)治金工业：富氧炼钢炼铁提高炉温，加速治炼过程；(3)“氧炔焰”用于气焊、气割。液氧可用于液氧炸药，宇宙火箭发动机作支持燃烧用。氧气的制法：(1)实验室制法：加热氯酸钾和二氧化锰的混合物（MnO2为催化剂）或加热高锰酸钾。(2)工业制法：根据氧气、氮气沸点不同，分离液态空气得到氧气。水的污染和防治：工业生产中的废渣、废气和城市生活用水的任意排放、农业生产中农药、化肥的任意施用，都会造成水的污染。应采取各种措施清除对水的污染，保证生活和生产用水的清洁。水是人类宝贵的自然资源，水对生物体有重要作用。水的性质：(1)物理性质：通常状况下水是无色、无气味，没有味道的液体。凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时密度最大为1g/cm3，水结冰时体积膨胀，密度小于水的密度，所以冰浮在水面上。(2)化学性质：①通电水可分解②水通常作为溶剂、可溶解多种物质。水的组成：(1)电解水实验得到氢气和氧气，证明水是由氢、氧两种元素组成的。(2）科学实验证明：每个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的，因此水的组成中氢原子与氧原子的个数比是2∶1。氢气的性质：(1)氢气的物理性质通常是无色,无气味的气体,难溶于水降温可成为无色液体、雪状固体，在标准状况下氢气密度是0.0899g／L，是自然界最轻的气体。氢气是由英国化学家卡文迪许发现的，见氢气的发现史。(2)氢气化学性质常温下氢气性质稳定，但在加热或点燃条件下能与多种物质发生反应。①可燃性：a．纯净的氢气在氧气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰。b．点燃氢气和氧气的混合气(或氢气不纯)可发生爆炸c.纯净的氢气在氯气中燃烧，发出苍白色火焰，产生无色，有刺激性气味气体，该气体遇空气中水蒸气产生白雾。②还原性：氢气能夺取某些氧化物里的氧，使含氧化合物发生还原反应，氢气做还原剂。氢气的用途：(1)充灌氢气球(2)作还原剂，冶炼高纯度金属等(3)合成氯化氢制盐酸等重要化工产品(4)液氢作火箭燃料；燃烧时放出大量的热,不污染空气等，是理想的能源，称作氢能源。氢气的制法：实验室制法：锌粒和稀硫酸或盐酸金刚石：无色透明正八面体状固体。人们怎样知道金刚石的组成的？经琢磨能折射，散射光线，作装饰品，硬度大，用于作钻头，玻璃刀等。熔点高是电的不良导体。石墨：深灰色有金属光泽不透明细鳞片状固体，质软而滑腻，用作润滑剂，铅笔芯等。熔点高，用于制作石墨坩埚。电的良导体，用作干电池电极，高温电炉电极等。不溶于水和一般的溶剂。无定形碳：炭黑：黑色粉末，用作黑色颜料、墨汁、橡胶添加剂等。活性炭：黑色多孔性颗粒或粉末，有吸附性用作防毒面具，净化水、脱色剂等。焦炭：深灰色、多孔性坚硬固体，用于冶炼金属。木炭：灰黑色多孔状固体，做燃料、制黑火药、食品工业吸附剂等。碳的化学性质：常温下，碳的化学性质不活泼，随着温度的升高，活动性增强，在高温下碳能与多种物质起反应。(1)与氧气和非金属反应碳的各种单质均能在空气中燃烧，因条件不同产物而异。(2)还原性：一定条件下碳可以与多种氧化物反应，夺取含氧化合物中的氧，有还原性，是冶金工业的重要还原剂。二氧化碳的性质：二氧化碳是大气中含量最多的温室气体，近年来二氧化碳剧增产生“温室效应”是当前全球共同关注的环境问题的热点之一。(1)物理性质：通常为无色的气体，在标准状况下密度是1.977g／L，能溶于水，在加压降温条件下可变为无色液体,雪状固体--干冰(2)化学性质：不支持燃烧和不供给呼吸是二氧化碳的重要性质，除此以外因为二氧化碳是酸性氧化物,具有酸性氧化物的性质.①与水反应生成碳酸，碳酸可使石蕊试液由紫色变为红色，但由于碳酸不稳定，红色很快消失。②与石灰水(碱溶液)反应。二氧化碳的用途：(1)灭火。灭火器种类很多，常见的灭火器有泡沫灭火器和鸭舌式二氧化碳灭火器。(2)干冰作致冷剂，冷藏食品，人工降雨等。(3)重要的化工原料，用于制纯碱等。二氧化碳的制法：(1)实验室制法：大理石或石灰石和稀盐酸。(2)工业制法：高温下煅烧石灰石制取生石灰时的副产品是二氧化碳。一氧化碳的性质：1、物理性质：无色、无气味的气体，在标准状况下密度是1.250g／L，难溶于水。2、化学性质：(1)可燃性：一氧化碳可在空气中燃烧，发出蓝色火焰，产物是二氧化碳。(2)还原性：一氧化碳能夺取含氧化合物中的氧，有还原性。①与CuO反应，②与Fe2O3反应(炼铁炉里的反应)(3)毒性：吸进肺里与血液中的血红蛋白化合，使人因缺氧而死亡。一氧化碳的用途：(1)多种气体燃料的主要成分。(2)冶金工业上重要的还原剂。碳酸钙性质：大理石、石灰石、白垩等天燃矿物的主要成分是碳酸钙。(1)物理性质：白色固体，不溶于水。(2)化学性质：碳酸钙是由钙离子和碳酸根(CO32-)离子构成的化合物，因此它与其它含有碳酸根的碳酸盐一样具有共同的性质，主要是：与酸反应产生使石灰水变浑浊的气体～二氧化碳，这是鉴定碳酸根离子的最简便的方法。石灰岩层里不溶性碳酸钙和溶有二氧化碳的水作用能转化成碳酸氢钙，溶有碳酸氢钙的水也可析出碳酸钙，这就是溶洞的形成原因。碳酸钙的用途：(1)重要的建筑材料(2)烧制水泥的主要成分(3)高温煅烧生产生石灰(氧化钙)甲烷：甲烷通常称沼气，煤矿矿坑、池沼、地层内均可产生以甲烷为主要成分的沼气。甲烷是最简单的有机物。甲烷的性质：(1)无色、无味的气体，比空气轻，极难溶于水。(2)在充足的氧气中燃烧，火焰呈淡蓝色。点燃甲烷与氧气或甲烷与空气的混合物会发生爆炸。酒精：学名乙醇，化学式是C2H5OH，它是无色，具有特殊气味的液体，易挥发，能与水以任意比例互溶，是常用的有机溶剂。酒精在空气中易燃烧，放出大量热，生成水和二氧化碳。因此酒精常做为燃料。用高梁、玉米等作原料，经过发酵、再进行蒸馏，可制得酒精。工业酒精含有少量甲醇(CH3OH)，甲醇是无色易挥发的液体，有酒的气味，易燃烧，产物也是二氧化碳和水。甲醇有毒，饮后使人眼睛失明，大量饮用会使人死亡。醋酸：学名乙酸，化学式是CH3COOH，食用醋中约含乙酸3～5%，故又称为醋酸。醋酸是一种有强烈刺激性气味的无色液体，易溶于水和酒精，当温度低于16.6℃时，醋酸凝结成像冰一样的晶体，无水醋酸又称冰醋酸。醋酸对皮肤有腐蚀作用，能使紫色石蕊试液变红。煤和石油：煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是重要的能源。煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素，以及无机矿物质。为合理使用能源、保护环境，应加强煤的综合利用。石油是一种粘稠状液体，通常显黑色或深棕色，常有绿色或蓝色荧光，有特殊气味，不溶于水，密度比水稍小，没有固定的熔点和沸点。主要含有碳和氢元素，还含有少量的硫、氧、氮等元素，是一种混合物。石油炼制后可得到多种产品，这些产品是三大合成材料的原料。三大合成材料和网球用具。有机化合物的应用非常广泛，它在工农业、国防交通运输、建筑及日常生活中有极广泛的应用。铁：(1)物理性质：纯铁是银白色具有金属光泽的固体，质软，有良好的延展性、是热和电的导体，密度为7.86g/cm3，熔点是1535℃，沸点2750℃。(2)化学性质：铁的化学性质比较活泼，在一定条件下能跟多种非金属单质及某些化合物反应。①铁跟氧气反应：细铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁。常温下铁在干燥空气中很难跟氧气发生化学反应。但在潮湿的空气中却能跟氧气发生复杂的化学反应，生成铁锈，铁锈的主要成分为Fe2O3。②铁跟酸反应：铁能跟盐酸或稀硫酸发生置换反应生成亚铁盐(溶液为浅绿色)和氢气③铁跟硫酸铜溶液反应：将铁钉浸在硫酸铜溶液，铁钉表面覆盖一层红色的铜。生铁和钢：生铁是含碳量在2～4.3%之间的铁合金；钢是含碳量在0.03～2%之间的铁合金。工业上炼铁是用还原剂，在高温条件下，从铁矿石里把铁还原出来。常用的铁矿石有赤铁矿(主要成份是Fe2O3)、磁铁矿(主要成份是Fe3O4)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)。工业上把生铁炼成钢是用氧气或铁的氧化物作氧化剂，在高温条件下，把生铁中的过量的碳和其它杂质氧化成为气体或炉渣除去。铝：具有银白色金属光泽、密度为2.7g/cm3，熔点660℃，沸点2200℃。有良好的延性和展性，导电性和导热性。铝在空气中表面生成一层致密的氧化膜，可阻止铝进一步氧化。铝对水、浓硫酸，浓硝酸有耐腐蚀性。高温下有强还原性。铝可作还原剂、制造电线、铝合金是制汽车、飞机、火箭的材料。锌：具有青白色金属光泽，密度为7.14g/cm3，熔点419.4℃，沸点为907℃。锌在空气中比较稳定，能在表面形成一层致密的氧化膜。铁的表面镀锌可保护铁不受腐蚀。锌常用于电镀、制铜合金和干电池等。铜：具有紫色金属光泽，密度为8.9g/cm3，熔点1083℃，沸点2595℃。具有良好的延性和展性。导电性和导热性。铜在空气中化学性质不活泼，在潮湿空气中，表面可生成碱式碳酸铜铜，可制造电线，电缆、铜及铜合金可制枪弹、炮弹等。钛：具有银白色金属光泽，密度4.5g/cm3，熔点1725℃，沸点为3260℃，具有良好延性和展性。钛具有耐腐蚀性，不受大气和海水的腐蚀。钛和钛合金可制造发动机、轮船外壳、反应器和电讯器材等。近年来全世界对钛的需求日益增长，被誉为21世纪金属－钛。[试题]一、选择题1、下列物质暴露在空气中，因发生氧化反应而变质的是（）A、白磷B、生石灰C、烧碱D、浓硫酸2、“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消灭污染，是一门能彻底阻止污染产生的科学。它包括“绿色生产”和“绿色销毁”等内容。2002年南京市在整顿音像市场的活动中，查获了一批盗版光盘，并进行了“绿色销毁”。以下做法属于“绿色销毁”的是（）A、泼上汽油焚烧B、倒入长江中C、深埋于土中D、碾压后回收利用3、环境问题是全球共同关注的问题，环境污染的发生、危害和防治都与化学有关。根据有关的化学知识，下列措施和理由之间，因果关系不正确的是（）A、严禁排放未经处理的有毒工业废水——防止水土流失B、不允许焚烧农作物秸杆——防止污染空气C、限制生产含磷洗涤剂——防止湖海出现“赤潮”D、限制生产不符合尾气排放标准的汽车——防止氮的氧化物及一氧化碳污染空气4、研究表明，许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂，氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示。温度催化剂（℃）反应程度。