高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座：第12讲《副族元素及其化合物》
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
第12讲副族元素及其化合物
【竞赛要求】
钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。制备单质的一般方法。
【知识梳理】
一、通论
d区元素是指IIIB~VIII族元素，ds区元素是指IB、IIB族元素。d区元素的外围电子构型是(n－1)d1~10ns1~2（Pd例外），ds区元素的外围电子构型是(n－1)d10ns1~2。它们分布在第4、5、6周期之中，而我们主要讨论第4周期的d区和ds区元素。
第4周期d区、ds区元素某些性质
*（）内为不稳定氧化态。
同一周期的d区或ds区元素有许多相似性，如金属性递变不明显、原子半径、电离势等随原子序数增加虽有变化，但不显著，都反映出d区或ds区元素从左至右的水平相似性。
d区或ds区元素有许多共同的性质：
（1）它们都是金属，因为它们最外层都只有1~2个电子。它们的硬度大，熔、沸点较高。第4周期d区元素都是比较活泼的金属，题目能置换酸中的氢；而第5、6周期的d区元素较不活泼，它们很难和酸作用。
（2）除少数例外，它们都存在多种氧化态，且相邻两个氧化态的差值为1或2，如Mn，它有–1，0，1，2，3，4，5，6，7；而p区元素相邻两氧化态间的差值常是2，如Cl，它有–1，0，1，3，5，7等氧化态。最高氧化态和族号相等，但VIII族除外。第4周期d区元素最高氧化态的化合物一般不稳定；而第5、6周期d区元素最高氧化态的化合物则比较稳定，且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在，如WO3、WF6、MnO-4、FeO-24、CrO-24等，最低氧化态的化合物主要以配合物形式存在，如[Cr(CO)5]2–
（3）它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这些离子的颜色同它们的离子存在未成对的d电子发生跃迁有关。
某些d去元素水合离子的颜色
电子构型未成对电子数阳离子水合离子颜色
3d00
Sc3+
Ti4+
无色
无色
3d11
1
Ti3+
V4+
紫色
蓝色
3d2 2 V3+绿色
3d33
3
V2+
Cr3+
紫色
紫色
3d44
4
Mn3+
Cr2+
紫色
蓝色
3d55
5
Mn2+
Fe3+
肉色
浅紫色
3d6 4 Fe2+绿色
3d7 3 Co2+粉红色
3d8 2 Ni2+绿色
3d9 1 Cu2+蓝色
3d100 Zn2+无色
常见酸根离子的颜色有：
CrO-24（黄色）、Cr2O-27（橙色）、MnO-24（绿色）、MnO-4（紫红色）。
（4）它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。因为它们的电子构型具有接受配体孤
电子对的条件。
以上这些性质都和它们的电子层结构有关。
二、d区元素
（一）钛副族
1、钛副族元素的基本性质
钛副族元素原子的价电子层结构为(n－1)d2ns2，所以钛、锆和铪的最稳定氧化态是+4，其次是+3，+2氧化态则比较少见。在个别配位化合物中，钛还可以呈低氧化态0和– l。锆、铪生成低氧化态的趋势比钛小。它们的M(Ⅳ)化合物主要以共价键结合。在水溶液中主要以MO2+形式存在，并且容易水解。由于镧系收缩，铪的离子半径与锆接近，因此它们的化学性质极相似，造成锆和铪分离上的困难。
2、钛及其化合物
（1）钛
钛是活泼的金属，在高温下能直接与绝大多数非金属元素反应。在室温下，钛不与无机酸反应，但能溶于浓、热的盐酸和硫酸中：
2Ti + 6HCl(浓) 2TiCl3 + 3H2↑
2Ti + 3H2SO4(浓) 2Ti2(SO4)3 + 3H2↑
钛易溶于氢氟酸或含有氟离子的酸中：
Ti + 6HF TiF 26+ 2H+ + 2H2↑
（2）二氧化钛
二氧化钛在自然界以金红石为最重要，不溶于水，也不溶于稀酸，但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中：
TiO2 + 6HF = H2[TiF6]+ 2H2O
TiO2 + 2H2SO4 = 2Ti (SO4)2 + 2H2O
TiO2 + H2SO4 = 2Ti OSO4 + H2O
（3）四氯化钛
四氯化钛是钛的一种重要卤化物，以它为原料，可以制备一系列钛化合物和金属钛。它在水中或潮湿空气中都极易水解将它暴露在空气中会发烟：
TiCl4 + 2H2O = TiO2 + 4HCl
（4）钛(Ⅳ)的配位化合物
钛(Ⅳ)能够与许多配合剂形成配合物，如[TiF6]2－、[TiCl6]2－、[TiO(H2O2)]2+ 等，其中与H2O2的配合物较重要。利用这个反应可进行钛的比色分析，加入氨水则生成黄色的过氧钛酸H4TiO6沉淀，这是定性检出钛的灵敏方法。
（二）钒副族
1、钒副族元素基本性质
钒副族包括钒、铌、钽三个元素，它们的价电子层结构为(n-1)d3ns2，5个价电子都可以参
加成键，因此最高氧化态为+5，相当于d0的结构，为钒族元素最稳定的一种氧化态。按V、Nb、Ta顺序稳定性依次增强，而低氧化态的稳定性依次减弱。铌钽由于半径相近，性质非常相似。
2、钒及其化合物
（1）钒
金属钒容易呈钝态，因此在常温下活泼性较低。块状钒在常温下不与空气、水、苛性碱作用，也不与非氧化性的酸作用，但溶于氢氟酸，也溶于强氧化性的酸（如硝酸和王水）中。在高温下，钒与大多数非金属元素反应，并可与熔融苛性碱发生反应。
（2）五氧化二钒
V2O5可通过加热分解偏钒酸铵或三氯氧化钒的水解而制得：
2NH4VO3 V2O5 + 2NH3 + H2O
2VOCl3 + 3H2O = V2O5 + 6HCl
在工业上用氯化焙烧法处理钒铅矿，提取五氧化二钒。
V2O5比TiO2具有较强的酸性和较强的氧化性，它主要显酸性，易溶于碱：
V2O5 + 6NaOH = 2Na3VO4 + 3H2O
也能溶解在强酸中（pH＜1）生成VO2+ 离子。V2O5是较强的氧化剂：
V2O5 + 6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + 3H2O
（3）钒酸盐和多钒酸盐
钒酸盐有偏钒酸盐MVO3、正钒酸盐M3VO4和多钒酸盐（M4V2O7、M3V3O9）等。只有当溶液中钒的总浓度非常稀（低于10－4 mol·L－1）且溶液呈强碱性（pH＞13）时，单体的钒酸根才能在溶液中稳定存在；当pH下降，溶液中钒的总浓度小于10－4 mol·L－1时，溶液中以
、H2VO-4；当溶液中钒的总浓度大于10－4 mol·L－1时，酸式钒酸根离子形式存在，如HVO-2
4
溶液中存在一系列聚合物种（多钒酸盐）如V2O-47、V3O-39、V4O-412、V10O-628等。
（三）铬副族
1、铬副族的基本性质
周期系第VIB族包括铬、钼、钨三个元素。铬和钼的价电子层结构为(n-1)d5ns1，钨为(n-1)d4ns2。它们的最高氧化态为+6，都具有d区元素多种氧化态的特征。它们的最高氧化态按Cr、Mo、W的顺序稳定性增强，而低氧化态的稳定性则相反。
2、铬及其化合物
（1）铬
铬比较活泼，能溶于稀HCl、H2SO4，起初生成蓝色Cr2+ 溶液，而后为空气所氧化成绿色的Cr3+ 溶液：
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2↑
4CrCl2 + 4HCl + O2 = 4CrCl3 + 2H2O
铬在冷、浓HNO 3中钝化。 （2）铬(III)的化合物
向Cr 3+ 溶液中逐滴加入2 mol ·dm –3 NaOH ，则生成灰绿色Cr(OH)3沉淀。Cr(OH)3具有两性：
Cr(OH)3 + 3H + = Cr 3+ + 3H 2O Cr(OH)3 +OH －
= Cr(OH)-4 (亮绿色)
铬(III)的配合物配位数都是6（少数例外），其单核配合物的空间构型为八面体，Cr 3+ 离子提供6个空轨道，形成六个d 2sp 3杂化轨道。
（2）铬酸、铬酸盐和重铬酸盐
若向黄色CrO -24溶液中加酸，溶液变为橙色Cr 2O -27（重铬酸根）液；反之，向橙色Cr 2O -
27溶液中加碱，又变为CrO -
24黄色液：
2 CrO -24(黄色) + 2H +
Cr 2O -
27(橙色) + H 2O K = 1.2×1014
H 2CrO 4是一个较强酸（1a K = 4.1，2a K = 3.2×10－
7），只存在于水溶液中。 氯化铬酰CrO 2Cl 2是血红色液体，遇水易分解：
CrO 2Cl 2 + 2H 2O = H 2CrO 4 + 2HCl
常见的难溶铬酸盐有Ag 2CrO 4（砖红色）、PbCrO 4（黄色）、BaCrO 4（黄色）和SrCrO 4（黄
色）等，它们均溶于强酸生成M 2+ 和Cr 2O -
27。
K 2Cr 2O 7是常用的强氧化剂（0
/327
2+-Cr O Cr ϕ= 1.33 V ）饱和K 2Cr 2O 7溶液和浓H 2SO 4混合液用作
实验室的洗液。在碱性溶液中将Cr(OH)-4 氧化为CrO -24，
要比在酸性溶液将Cr 3+ 氧化为Cr 2O -27容易得多。而将Cr(VI)转化为Cr(III)，则常在酸性溶液中进行。 3、钼和钨的重要化合物
（1）钼、钨的氧化物
MoO 3、WO 3和CrO 3不同，它们不溶于水，仅能溶于氨水和强碱溶液生成相应的合氧酸盐。 （2）钼、钨的含氧酸及其盐
钼酸、钨酸与铬酸不同，它们是难溶酸，酸性、氧化性都较弱，钼和钨的含氧酸盐只有铵、钠、钾、铷、锂、镁、银和铊(I)的盐溶于水，其余的含氧酸盐都难溶于水。氧化性很弱，在酸性溶液中只能用强还原剂才能将它们还原到+3氧化态。
（四）锰副族 1、锰副族的基本性质
ⅦB 族包括锰、锝和铼三个元素。其中只有锰及其化合物有很大实用价值。同其它副族元素性质的递变规律一样，从Mn 到Re 高氧化态趋向稳定。低氧化态则相反，以Mn 2+ 为最稳
定。
2、锰及其化合物
（1）锰
锰是活泼金属，在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中，因表面生成氢氧化锰沉淀而阻止反应继续进行。锰和强酸反应生成Mn(II)盐和氢气。但和冷浓H2SO4反应很慢（钝化）。
（2）锰(II)的化合物
在酸性介质中Mn2+ 很稳定。但在碱性介质中Mn(II)极易氧化成Mn(IV)化合物。
Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp = 4.0×10－14，极易被空气氧化，甚至溶于水中的少量氧气也能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀。
2Mn(OH)2 + O2 = 2 MnO(OH)2↓
Mn2+在酸性介质中只有遇强氧化剂(NH4)2S2O8、NaBiO3、PbO2、H5IO6时才被氧化。
2Mn2+ + 5S2O-28+ 8H2O = 2MnO-4+ 10SO-24+ 16H+
2Mn2+ + 5NaBiO3 + 14H+ = 2MnO-4+5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O
（3）锰(IV)的化合物
最重要的Mn(IV)化合物是MnO2，二氧化锰在中性介质中很稳定，在碱性介质中倾向于转化成锰(Ⅵ)酸盐；在酸性介质中是一个强氧化剂，倾向于转化成Mn2+。
2MnO2 + 2H2SO4 (浓) = 2MnSO4+ O2↑+ 2H2O
MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
简单的Mn(IV)盐在水溶液中极不稳定，或水解生成水合二氧化锰MnO(OH)2，或在浓强酸中的和水反应生成氧气和Mn(II)。
（4）锰(VI)的化合物
最重要的Mn(VI)化合物是锰酸钾K2MnO4。在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4。
2MnO2 + O2 + 4KOH = 2K2MnO4 (深绿色) + 2H2O
在酸性、中性及弱碱性介质中，K2MnO4发生歧化反应：
3K2MnO4 + 2H2O = 2KMnO4 + MnO2 + 4KOH
锰酸钾是制备高锰酸钾（KMnO4）的中间体。
2MnO-24+ 2H2O 电解2MnO-4+ 2OH－+ H2↑
KMnO4是深紫色晶体，是强氧化剂。和还原剂反应所得产物因溶液酸度不同而异。例如反应：
和SO-2
3
酸性2MnO-
+ 5 SO-23+ 6H+ = 2Mn2+ + 5SO-24+ 3H2O
4
近中性2MnO-
+ 3 SO-23+ H2O = 2MnO2 + 3 SO-24+ 2OH－
4
碱性：2MnO-
+ SO-23+ 2OH－= 2MnO-24+ SO-24+ H2O
4
MnO-4在碱性介质中不稳定：
4 MnO-4+ 4OH－= 4 MnO-24+ O2 + 2H2O
KMnO4晶体和冷浓H2SO4作用，生成绿褐色油状Mn2O7，它遇有机物即燃烧，受热爆炸分解：
2KMnO4 + H2SO4(浓) = Mn2O7 + K2SO4 + H2O
2Mn2O7 = 3O2 + 4MnO2
（五）铁系元素
1、铁系元素基本性质
位于第4周期、第一过渡系列的三个VIII族元素铁、钴、镍，性质很相似，称为铁系元素。铁、钴、镍三个元素原子的价电子层结构分别是3d64s2、3d74s2、3d84s2，它们的原子半径十分相近，最外层都有两个电子，只是次外层的3d电子数不同，所以它们的性质很相似。铁的最高氧化态为+6，在一般条件下，铁的常见氧化态是+2、+3，只有与很强的氧化剂作用时才生成不稳定的+6氧化态的化合物。钴和镍的最高氧化态为+4，在一般条件下，钴和镍的常见氧化态都是+2。钴的+3氧化态在一般化合物中是不稳定的，而镍的+3氧化态则更少见。
2、铁的化合物
（1）铁的氧化物和氢氧化物
铁的氧化物颜色不同，FeO、Fe3O4为黑色，Fe2O3为砖红色。
向Fe2+ 溶液中加碱生成白色Fe(OH)2，立即被空气中O2氧化为棕红色的Fe(OH)3。Fe(OH)3显两性，以碱性为主。新制备的Fe(OH)3能溶于强碱。
（2）铁盐
Fe(II)盐有两个显著的特性，即还原性和形成较稳定的配离子。Fe(II)化合物中以(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O（摩尔盐）比较稳定，用以配制Fe(II)溶液。向Fe(II)溶液中缓慢加入
，其钾盐K4[Fe(CN)6]·3H2O是黄色晶体，俗称黄血盐。若过量CN－，生成浅黄色的Fe(CN)-4
6
向Fe3+ 溶液中加入少量Fe(CN)-4
溶液，生成难溶的蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6] ，俗称普鲁士蓝。
6
Fe3+ + K+ + Fe(CN)-46= KFe[Fe(CN)6]↓
Fe(III)盐有三个显著性质：氧化性、配合性和水解性。Fe3+ 能氧化Cu为Cu2+，用以制印刷电路板。[FeSCN]2+具有特征的血红色。[Fe(CN)6]3－的钾盐K3[Fe(CN)6] 是红色晶体，俗称赤血盐。向Fe2+ 溶液中加入[Fe(CN)6]3－，生成蓝色难溶的KFe[Fe(CN)6]，俗称滕布尔蓝。
Fe 2+ + K + + [Fe(CN)6]3－
= KFe[Fe(CN)6]↓
经结构分析，滕布尔蓝和普鲁士蓝是同一化合物，它们有多种化学式，本章介绍的KFe[Fe(CN)6]只是其中的一种。
Fe(III)对F －
离子的亲和力很强，FeF 3（无色）的稳定常数较大，在定性和定量分析中用以掩蔽Fe 3+。
Fe 3+ 离子在水溶液中有明显的水解作用，在水解过程中，同时发生多种缩合反应，随着酸度的降低，缩合度可能增大而产生凝胶沉淀。利用加热水解使Fe 3+ 生成Fe(OH)3除铁，是制备各类无机试剂的重要中间步骤。
3、钴、镍及其化合物 （1）钴、镍
钴和镍在常温下对水和空气都较稳定，它们都溶于稀酸中，与铁不同的是，铁在浓硝酸中发生“钝化”，但钴和镍与浓硝酸发生激烈反应，与稀硝酸反应较慢。钴和镍与强碱不发生作用，故实验室中可以用镍制坩埚熔融碱性物质。
（2）钴、镍的氧化物和氢氧化物
钴、镍的氧化物颜色各异，CoO 灰绿色，Co 2O 3黑色；NiO 暗绿色，Ni 2O 3黑色。 向Co 2+ 溶液中加碱，生成玫瑰红色（或蓝色）的Co(OH)2，放置，逐渐被空气中O 2氧化为棕色的Co(OH)3。向Ni 2+ 溶液中加碱生成比较稳定的绿色的Ni(OH)2。
Co(OH)3为碱性，溶于酸得到Co 2+（因为Co 3+ 在酸性介质中是强氧化剂）：
4Co 3+ + 2H 2O = 4Co 2+ + 4H + + O 2↑
（3）钴、镍的盐
常见的Co(II)盐是CoCl 2·6H 2O ，由于所含结晶水的数目不同而呈现多种不同的颜色： CoCl 2·6H 2O (粉红)C ︒3.52CoCl 2·2H 2O(紫红)C ︒90CoCl 2·H 2O (蓝紫)C ︒120CoCl 2(蓝) 这个性质用以制造变色硅胶，以指示干燥剂吸水情况。
Co(II)盐不易被氧化，在水溶液中能稳定存在。而在碱性介质中，Co (OH)2能被空气中O 2
氧化为棕色的Co (OH)3沉淀。
Co (III)是强氧化剂（0
/23+
+
Co Co ϕ= 1.8 V ），在水溶液中极不稳定，易转化为Co 2+。Co (III)只存在于固态和配合物中，如CoF 3、Co 2O 3、Co 2 (SO 4)3·18H 2O ；[Co (NH 3)6]Cl 3、K 3[Co (NH)6]、Na 3[Co (NO 2)6]。
常见的Ni(II)盐有黄绿色的NiSO 4·7H 2O ，绿色的NiCl 2·6H 2O 和绿色的Ni(NO 3)2·6H 2O 。常见的配离子有[Ni(NH 3)6]2+、[Ni(CN)4]2－
、[Ni(C 2O 4)3] 4－
等。Ni 2+ 在氨性溶液中同丁二酮肟（镍试剂）作用，生成鲜红色的螯合物沉淀，用以鉴定Ni 2+。
三、ds 区元素
（一）铜族元素
1、铜族元素的基本性质
铜族元素包括铜、银、金，属于I B族元素，位于周期表中的ds区。铜族元素结构特征为(n-1)d10ns1，从最外层电子说，铜族和IA族的碱金属元素都只有1个电子，失去s电子后都呈现+1氧化态；因此在氧化态和某些化合物的性质方面I B与I A元素有一些相似之处，但由于I B族元素的次外层比I A族元素多出10个d电子，它们又有一些显著的差异。如：
（1）与同周期的碱金属相比，铜族元素的原子半径较小，第一电离势较大，表现在物理性质上：I A族单质金属的熔点、沸点、硬度均低；而I B族金属具有较高的熔点和沸点，有良好的延展性、导热性和导电性。
（2）化学活泼性：铜族元素的标准电极电势比碱金属为正。I A族是极活泼的轻金属，在空气中极易被氧化，能与水剧烈反应，同族内的活泼性自上而下增大；IB族都是不活泼的重金属，在空气中比较稳定，与水几乎不起反应，同族内的活泼性自上而下减小。
（3）铜族元素有+1、+2、+3等三种氧化态，而碱金属只有+1一种。碱金属离子一般是无色的，铜族水合离子大多数显颜色。
（4）IIA族所形成的化合物多数是离子型化合物，I B族的化合物有相当程度的共价性。IA 族的氢氧化物都是极强的碱，并且非常稳定；IB族的氢氧化物碱性较弱，且不稳定，易脱水形成氧化物。
（5）IA族的离子一般很难成为配合物的形成体，IB族的离子有很强的配合能力。
2、铜、银、金及其化合物
（1）铜、银和金
铜族元素的化学活性从Cu至Au降低，主要表现在与空气中氧的反应和与酸的反应上。
室温时，在纯净干燥的空气中，铜、银、金都很稳定。在加热时，铜形成黑色氧化铜，但银和金不与空气中的氧化合。在含有CO2的潮湿空气中放久后，铜表面会慢慢生成一层绿色的铜锈：
2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu(OH)2·CuCO3
银和金不发生上述反应。
铜、银可以被硫腐蚀，特别是银对硫及硫化物（H2S）极为敏感，这是银器暴露在含有这些物质的空气中生成一层Ag2S的黑色薄膜而使银失去白色光泽的主要原因。金不与硫直接反应。
铜族元素均能与卤素反应。铜在常温下就能与卤素反应，银反应很慢，金必须加热才能与干燥的卤素起反应。
铜、银、金都不能与稀盐酸或稀硫酸作用放出氢气，但在有空气存在时，铜可以缓慢溶解于稀酸中，铜还可溶于热的浓盐酸中：
2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O
2Cu + 2H2SO4 + O2 = 2CuSO4 + 2H2O
2Cu + 8HCl （浓）2H3[CuCl4] + H2↑
铜和银溶于硝酸或热的浓硫酸，而金只能溶于王水（这时HNO3做氧化剂，HCl做配位剂）：Au + 4HCl + HNO3 = HAuCl4+ NO↑+ 2H2O
（2）铜的化合物
①Cu(I) 的化合物
在酸性溶液中Cu+ 离子易于歧化而不能在酸性溶液中稳定存在。
2Cu+Cu + Cu2+K = 1.2×106（293K）
但必须指出，Cu+ 在高温及干态时比Cu2+ 离子稳定。
Cu2O和Ag2O都是共价型化合物，不溶于水。Ag2O在573K分解为银和氧；而Cu2O对热稳定。CuOH和AgOH均很不稳定，很快分解为M2O。
用适量的还原剂（如SO2、Sn2+、Cu ……）在相应的卤素离子存在下还原Cu2+ 离子，可制得CuX。如：
Cu2++ 2Cl－+ Cu 2CuCl↓(白) H[CuCl2]
2Cu2+ + 4I = 2CuI↓(白) + I2
Cu+ 为d10型离子，具有空的外层s、p轨道，能和X－（F－除外）、NH3、S2O-23、CN－等配体形成稳定程度不同的配离子。
无色的[Cu(NH3)2]+ 在空气中易于氧化成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+ 离子。
②Cu(I) 的化合物
+2氧化态是铜的特征氧化态。在Cu2+溶液中加入强碱，即有蓝色Cu(OH)2絮状沉淀析出，它微显两性，既溶于酸也能溶于浓NaOH溶液，形成蓝紫色[Cu(OH)4]2－离子：
Cu(OH)2 + 2OH－= [Cu(OH)4]2－
Cu(OH)2 加热脱水变为黑色CuO。
在碱性介质中，Cu2+ 可被含醛基的葡萄糖还原成红色的Cu2O，用以检验糖尿病。最常见铜盐是CuSO4·5H2O（胆矾），它是制备其他铜化合物的原料。
Cu2+ 为d9构型，绝大多数配离子为四短两长键的细长八面体，有时干脆成为平面正方形结构。如[Cu(H2O)4]2+（蓝色）、[Cu(NH3)4]2+（深蓝色）、[Cu(en)2]2+（深蓝紫）、(NH4)2CuCl4（淡离子等均为平面正方形。由于Cu2+ 有一定的氧化性，所以与还原性阴离子，黄色）中的CuCl-2
4
如I－、CN－等反应，生成较稳定的CuI及[Cu (CN)2]－，而不是CuI2和[Cu (CN)4 ]2－。
（3）银的化合物
氧化态为+I的银盐的一个重要特点是只有AgNO3、AgF和AgClO4等少数几种盐溶于水，其它则难溶于水。非常引人注目的是，AgClO4和AgF的溶解度高得惊人（298K时分别为5570
g·L－1和1800 g·L－1）。
Cu(I)不存在硝酸盐，而AgNO3却是一个最重要的试剂。固体AgNO3极其溶液都是氧化剂ϕ= 0.799 V），可被氨、联氨、亚磷酸等还原成Ag。
（0
/Ag
Ag+
2NH2OH + 2AgNO3 = N2↑+ 2Ag↓+ 2HNO3 + 2H2O
N2H4 + 4AgNO3 = N2↑+ 4Ag↓+ 4HNO3
H3PO3 + 2AgNO3 + H2O = H3PO4 + 2Ag↓+ 2HNO3
Ag+ 和Cu2+ 离子相似，形成配合物的倾向很大，把难溶银盐转化成配合物是溶解难溶银盐的重要方法。
（4）金的化合物
Au(III)化合物最稳定，Au+ 像Cu+ 离子一样容易发生歧化反应，298K时反应的平衡常数为1013。
3Au+Au3+ + 2Au
可见Au+(aq) 离子在水溶液中不能存在。
Au+ 像Ag+ 一样，容易形成二配位的配合物，例如[Au(CN)2]－。
在最稳定的+III氧化态的化合物中有氧化物、硫化物、卤化物及配合物。
碱与Au3+ 水溶液作用产生一种沉淀物，这种沉淀脱水后变成棕色的Au2O3。Au2O3溶于浓碱形成含[Au(OH)4]－离子的盐。
将H2S通入AuCl3的无水乙醚冷溶液中，可得到Au2S3，它遇水后很快被还原成Au(I) 或Au。
金在473K时同氯气作用，可得到褐红色晶体AuCl3。在固态和气态时，该化合物均为二聚体（类似于Al2Cl6）。AuCl3易溶于水，并水解形成一羟三氯合金(III)酸：
AuCl3 + H2O = H[AuCl3OH]
将金溶于王水或将Au2Cl6溶解在浓盐酸中，然后蒸发得到黄色的氯代金酸HAuCl4·4H2O。由此可以制得许多含有平面正方形离子[AuX4]－的盐（X = F，Cl，Br，I，CN，SCN，NO3）。
（二）锌族元素
1、锌族元素的基本性质
锌族元素包括锌、镉、汞，是IIB族元素，与铜族元素同处于周期表中的ds区。锌族元素结构特征为(n-1)d10ns2，锌族和II A族的碱土金属元素都有两个s电子，失去s电子后都能呈+2氧化态。故II B与II A族元素有一些相似之处，但锌族元素由于次外层有18个电子，对原子核的屏蔽较小，有效核电荷较大，对外层S电子的引力较大，其原子半径、M2+ 离子半径都比同周期的碱土金属为小，而其第一、第二电离势之和以及电负性都比碱金属为大。由于是18电子层结构，所以本族元素的离子具有很强的极化力和明显的变形性。因此锌族元素在性质上与碱土金属有许多不同。如：
（1）主要物理性质：IIB族金属的熔、沸点都比II A族低，汞在常温下是液体。II A族和
II B族金属的导电性、导热性、延展性都较差（只有镉有延展性）。
（2）化学活泼性：锌族元素活泼性较碱土金属差。II A族元素在空气中易被氧化，不但能从稀酸中置换出氢气，而且也能从水中置换出氢气。II B族在干燥空气中常温下不起反应，不能从水中置换出氢气，在稀的盐酸或硫酸中，锌易溶解，镉较难，汞则完全不溶解。
（3）化合物的键型及形成配合物的倾向：由于IIB族元素的离子具有18电子构型，因而它们的化合物所表现的共价性，不管在程度上或范围上都比IIA族元素的化合物所表现的共价性为大。IIB族金属离子形成配合物的倾向比IIA族金属离子强得多。
（4）氢氧化物的酸碱性：II B族元素的氢氧化物是弱碱性的，且易脱水分解，IIA的氢氧化物则是强碱性的，不易脱水分解。而Be(OH)2和Zn(OH)2都是两性的。
（5）盐的溶解度及水解情况：两族元素的硝酸盐都易溶于水；II B族元素的硫酸盐易溶，而钙、锶、钡的硫酸盐则是微溶；两族元素的碳酸盐又都难溶于水。IIB族元素的盐在溶液中都有一定程度的水解，而钙、锶和钡的盐则不水解。
（6）某些性质的变比规律：II B族元素的金属活泼性自上而下减弱，但它们的氢氧化物的碱性却自上而下增强；而IIA族元素的金属活泼性以及它们的氢氧化物的碱性都自上而下增强。
2、锌、汞及其化合物
（1）锌和汞
锌在含有CO2的潮湿空气中很快变暗，生成一层碱式碳酸锌，它是一层较紧密的保护膜：4Zn + 2O2 + 3H2O + CO2 = ZnCO3·3Zn(OH)2
锌在加热条件下，可以与绝大多数非金属反应，在1273 K时锌在空气中燃烧生成氧化锌；而汞在约620 K时与氧明显反应，但在约670 K以上HgO又分解为单质汞。
锌粉与硫磺共热可形成硫化锌。汞与硫磺粉研磨即能形成硫化汞。这种反常的活泼性是因为汞是液态，研磨时汞与硫磺接触面增大，反应就容易进行。
锌既可以与非氧化性的酸反应又可以与氧化性的酸反应，而汞在通常情况下只能与氧化性的酸反应。汞与热的浓硝酸反应，生成硝酸汞：
3Hg + 8HNO3 = 3Hg(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
用过量的汞与冷的稀硝酸反应，生成硝酸亚汞：
6Hg+ 8HNO3 = 3Hg2(NO3)2 + 2NO↑+ 4H2O
和汞不同，锌与铝相似，都是两性金属，能溶于强碱溶液中：
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2↑
锌和铝又有区别，锌溶于氨水形成氨配离子，而铝不溶于氨水形成配离子：
Zn + 4NH3 + 2H2O = [Zn(NH3)4]2+ + H2↑+ 2OH－
锌、汞都能与其它各种金属形成合金。锌与铜的合金称为黄铜，汞的合金称为汞齐。
（2）锌、汞的化合物
Zn2+ 和Hg2+ 离子均为18电子构型，均无色，故一般化合物也无色。但Hg2+ 离子的极化力和变形性较强，与易变形的S2－、I－形成的化合物往往显共价性，呈现很深的颜色和较低的溶解度。如ZnS（白色、难溶）、HgS（黑色或红色，极难溶）；ZnI2（无色、易溶）、HgI2（红色或黄色，微溶）。
Zn2+和Hg2+ 离子溶液中加适量碱，发生如下反应：
Zn2+ + 2OH－= Zn (OH)2↓(白色)
Hg2+ + 2OH－= HgO(黄色) + H2O
Zn (OH)2为两性，既可溶于酸又可溶于碱。受热脱水变为ZnO。Hg (OH)2在室温不存在，只生成HgO。而HgO也不够稳定，受热分解成单质。
ZnCl2是固体盐中溶解度最大的（283K，333g/100g H2O）它在浓溶液中形成配合酸：ZnCl2 + H2O = H[ZnCl2 (OH)]
这种酸有显著的酸性，能溶解金属氧化物：
FeO + 2 H[ZnCl2 (OH)] = Fe [ZnCl2 (OH)]2 + H2O
故ZnCl2的浓溶液用作焊药。
HgCl2（熔点549K）加热能升华，常称升汞，有剧毒！稍有水解，但易氨解：
HgCl2 + 2H2O = Hg(OH)Cl + H3O+ + Cl－
HgCl2 + 2NH3 = Hg(NH2)Cl↓(白色) + NH+4+ Cl－
可被SnCl2还原成Hg2Cl2（白色沉淀）：
2HgCl2 + SnCl2 + 2HCl = Hg2Cl2↓+ H2SnCl6
若SnCl2过量，则进一步还原为Hg：
Hg2Cl2 + SnCl2 + 2HCl = 2Hg2Cl2↓(黑色) + H2SnCl6
红色HgI2可溶于过量I－溶液中：
Hg2+ + 2I－= HgI2↓；HgI2 + 2I－= [HgI4]2－(无色)
K2[HgI4]和KOH的混合液称为奈斯勒试剂用以检验NH+4或NH3。
NH4Cl + 2 K2[HgI4] +4KOH = Hg2NI·H2O↓(红色) + KCl + 7KI + 3H2O Hg+22在水溶液中能稳定存在，且与Hg2+ 有下列平衡：
Hg2+ + Hg Hg+22K = 166
Hg2Cl2俗称甘汞，微溶于水，无毒，无味，但见光易分解：Hg2Cl2光HgCl2 + Hg
在氨水中发生歧化反应：
Hg 2Cl 2 +2NH 3 = HgNH 2Cl ↓(白色) + Hg ↓(黑色) + NH 4Cl
此反应可用以检验Hg 2
2离子。
【典型例题】
例1、市场上出现过一种一氧化碳检测器，其外观像一张塑料信用卡，正中由一个直径不到2cm 的小窗口，露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复原，表明室内一氧化碳浓度超标，有中毒危险。一氧化碳不超标时，橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分：亲水性硅胶、氯化钙、固体酸H 8[Si(Mo 2O 7)6]·28H 2O 、CuCl 2·2H 2O 和PdCl 2·H 2O （注橙红色为复合色，不必细究）。
（1）CO 与PdCl 2·H 2O 的反应方程式为 。
（2）（1）的产物之一与CuCl 2·2H 2O 反应而复原，化学方程式为 。
（3）（2）的产物之一复原的反应方程式为 。 分析：CO 与PdCl 2·H 2O 产物是Pd 、HCl 和CO 2，只有Pd 与CuCl 2反应能复原。CuCl 2与Pd 反应生成Cu 还是CuCl 呢？因为Cu(I) 比Cu(0) 更易被氧化，只能是CuCl （CuCl 可被空气中的O 2氧化成CuCl 2）。
解：（1）CO + PdCl 2·H 2O = CO 2 + Pd + 2HCl + H 2O
（2）Pd + CuCl 2·2H 2O = PdCl 2·2H 2O + 2CuCl + 2H 2O
（3）4CuCl + 4HCl + 6H 2O + O 2 = 4CuCl 2·2H 2O
例2、铬的化学性质丰富多彩实验结果常出人意料。将过量30%的H 2O 2加入（NH 4）2CrO 4的氨水溶液，加热至50℃后冷却至 0℃，析出暗棕红色晶体A 。元素分析报告：A 含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在极性溶剂中A 不导电。红外图谱证实A 有N —H 键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A 中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。
（1）以上信息表明A 的化学式为 ，请画出A 的可能结构式。
（2）A 中铬的氧化数是多少？
（3）预期A 最特征的化学性质是什么？
（4）写出生成晶体A 的化学方程式 。 分析：①元素分析报告表明A 中Cr ︰N ︰H ︰O =
52%1.31︰14%1.25︰1
%4.5︰16%4.38= 1︰3︰9︰4，A 的最简化学式为CrN 3H 9O 4。
②A 在极性溶剂中不导电，说明A 中无外界。
③红外图谱证实A 中与NH 3参与配位。
④A 中有7个配位原子，五角双锥构型，故A 中三氮四氧全配位。
解：（1）A 的化学式为Cr(NH 3)3O 4或CrN 3H 9O 4，A 的可能结构式如下图：
O
O
O O Gr NH 3 H 3N
NH 3 O O O O Gr NH 3 N H 3 NH 3
或
（注：还可画出其他结构式，但本题强调的是结构中有2个过氧键，并不要求判断它们在结构中的正确位置。）
（2）A中铬的氧化数为+4。
（3）氧化还原性（或易分解或不稳定等类似表述均可）。
+ 3NH3 + 3H2O2 = Cr(NH3)3 (O2)2 + O2 + 2H2O + 2OH－
（4）CrO 2
4
例3、次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40 ~ 50℃，析出一种红棕色难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿（ZnS），组成稳定；A的主要化学性质如下：（1）温度超过60℃，分解成金属铜和一种气体；（2）在氯气中着火；（3）遇盐酸放出气体。
（1）写出A的化学式。
（2）写出A的生成反应方程式。
（3）写出A与氯气反应的化学方程式。
（4）写出A与盐酸反应的化学方程式。
分析：MX具有ZnS的结构，是M︰X = 1︰1的组成，A只可能是CuS、CuP、CuO和CuH 等，显然，只有CuH才与其他信息对应。解决了A是什么，其余问题就迎刃而解。
解：（1）CuH
（2）4CuSO4 + 3H3PO2 + 6H2O = 4CuH + 3H3PO4 + 4H2SO4
（3）2CuH + 3Cl2 = 2CuCl2 + 2HCl
（4）CuH + HCl = CuCl + H2或CuH + 2HCl = HCuCl2 + H2或CuH + 2HCl = H2CuCl3 + H2
例4、用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应写成：
CuFeS2 + SiO2 + O2→Cu + FeSiO3 + SO2
事实上冶炼反应是分步进行的。①黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；②硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；③硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；④硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。
（1）写出上述分步反应的化学方程式。
（2）配平总反应方程式的系数。
（3）据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。
（4）最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4·5H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/℃560 580 600 620 640 660
生成物 水溶性Cu/% 90.12 91.24 93.50 92.38 89.96 84.23 酸溶性Cu/%
92.00 93.60 97.08 97.82 98.16 98.19 酸溶性Fe/% 8.56 6.72 3.46 2.78 2.37 2.28
回答如下问题：
①CuFeS 2和O 2主要反应的方程式为 。 ②实际生产过程中沸腾炉的温度为600~620℃。控制反应温度的方法是 。 ③温度高于600~620℃生成物中水溶性Cu （%）下降的原因是 。
分析：化学方程式配平的方法很多，现以（2）为例。由于氧化还原的电子得失总数相等，可假设CuFeS 2 中Cu 、Fe 、S 的氧化态分别为 +2、+2、–2，这样，铁在反应中氧化态不变，1 mol
CuFeS 2 −−−→−-mole 10 1 mol Cu + 2 mol SO 2，10 mol e －
应由5/2 mol O 2获得。 （3）中生成的硫酸盐，因有氧气参加反应，应为Cu 2+、Fe 3+ 盐。
（4）中的反应类似“煅烧黄铁矿”的反应：4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2O 3 + 8SO 2。从题给信息看，生成物中没有水溶性铁，可见黄铜矿在沸腾炉里的燃烧产物中铁是以氧化物的形式存在的，而不是硫酸盐。
解：（1）①2CuFeS 2 + O 2
Cu 2S + 2FeS + SO 2 ②2FeS + 3O 2
2FeO + 2SO 2 ； FeO + SiO 2FeSiO 3
③2Cu 2S + 3O 2
2Cu 2O + 2SO 2 ④Cu 2S + 2Cu 2O 6Cu + SO 2。 （2）2CuFeS 2 + 2SiO 2 + 5O 2
2Cu + 2FeSiO 3 + 4SO 2。
（3）4CuFeS 2 + 2H 2SO 4 +17O 2 细菌 4CuSO 4 +Fe 2(SO 4)3 + 2H 2O.
(4)①4CuFeS 2 + 15O 2 4CuSO 4 + 2Fe 2O 3 + 4SO 2
②控制加入CuFeS 2的速度（因CuFeS 2与O 2反应放热）
③CuSO 4 = CuO + SO 3 （写成SO 2 + 1/2O 2也可）
例5、向硫酸四氨合铜的水溶液中通入SO 2至溶液呈微酸性，生成白色沉淀A 。元素分析表明A 含Cu 、N 、S 、H 、O 五种元素，而且物质的量之比为Cu ︰N ︰S = 1︰1︰1。激光拉曼光谱和红外光谱显示A 的晶体里有一种呈三角椎体和一种呈正四面体的离子（或分子）。磁性实验指出A 呈逆磁性。
（1）写出A 的化学式。
（2）写出生成A 的配平的化学方程式
（3）将A 和足量的10 mol/L H 2SO 4混合微热，生成沉淀B 、气体C 和溶液D 。B 是主要产品，尽管它是常见物质，本法制得的呈超细粉末状，有重要用途。写出这个反应式（配平）。
（4）按（3）操作得到B 的最大理论产率是多大？
（5）有人设计了在密闭容器里使A和硫酸反应，结果B的产率大大超过按（4）的估计。问：在这种设计操作下，B的最大理论产率多大？试对此作出解释。
分析：（4）A与H2SO4混合发生复分解反应生成SO2气体，同时Cu+ 在酸性条件下歧化为Cu2+ 和Cu。2Cu+ = Cu2+ + Cu故（3）的产率最大为50%
（5）在密闭容器中反应生成的SO2与Cu2+反应，Cu2+ 被还原成Cu+，Cu+ 再歧化，循环往复。故理论产率会接近100%。
解：
（1）A为CuNH4SO3
（2）2Cu(NH3)4SO4 + 3SO2 + 4H2O = 2CuNH4SO3↓+ 3(NH4)2SO4
（3）2CuNH4SO3 + 2H2SO4 = Cu + CuSO4 + 2SO2 + 2H2O + (NH4)2SO4
（4）50%
（5）100%，因为SO2循环使用，直至所有CuSO4还原为Cu，故理论产率可达100%。
例6、在MnCl2溶液中加入适量的HNO3，再加入NaBiO3，溶液中出现紫色后又消失。试说明其原因，并写出有关反应的化学方程式。
分析：NaBiO3固体是极强的氧化剂，在酸性介质中能将Mn2+ 离子氧化为MnO-4（紫色），离子也具有强氧化性，如溶液中存在还原剂，氧化还原反应能继续发生。Cl－离子具但MnO-
4
离子与Cl－离子发生氧化还原反应，MnO-4的紫色立即消失。当Mn2+过有还原性，故MnO-
4
发生氧化还原反应，生成中间价态的Mn4+ 的化合物，MnO2多时，Mn2+ 也可作还原剂与MnO-
4
的存在使溶液产生棕褐色的沉淀。从上面的分析可知，是还原性物质的存在与具有强氧化性的MnO-
发生氧化还原反应而使紫色消失的。
4
解：NaBiO3在适量的HNO3溶液中，能把Mn2+ 氧化为MnO-4，使溶液呈紫色。即：
2 Mn2+ + 5 NaBiO
3 + 14H+ = 2 MnO-4+ 5Bi3+ + 5Na+ + 7H2O
被Cl－还原的缘但是，当溶液中有Cl－存在时，紫色出现后会立即腿去。这是由于MnO-
4
故。
2 MnO-4+ 10 Cl－+ 16H+ = 2 Mn2+ + 5Cl2↑+ 8H2O
又被过量Mn2+ 的当Mn2+ 过多时，也会在紫色出现后立即消失。这是因为生成的MnO-
4
还原：
2 MnO-4+
3 Mn2+ + 2H2O = 5MnO2↓(棕褐色) + 4H+
例7、在K2Cr2O7的饱和溶液中加入浓硫酸，并加热到200℃时，发现溶液的颜色变为蓝
绿色，经检查反应开始时溶液中并无任何还原剂存在，试说明上述变化的原因。
分析：反应开始时溶液中并无还原剂存在，为何溶液的颜色会变为蓝绿色？（有Cr 3+存在）解答本题的关键要知道CrO 3的熔点为196℃，加热到200℃时则分解成Cr 2O 3（绿色）。
解：在K 2Cr 2O 7的饱和溶液中加入浓硫酸，即可析出暗红色的CrO 3晶体：
K 2Cr 2O 7 + H 2SO 4(浓) = 2CrO 3↓+ K 2SO 4 + H 2O
CrO 3的熔点为196℃，对热不稳定。加热超过熔点则分解放出氧气：
CrO 3 2Cr 2O 3 + 3O 2↑
Cr 2O 3是溶解或熔融皆难的两性氧化物，和浓硫酸反应生成Cr 2(SO 4)3和H 2O ：
Cr 2O 3 + 3H 2SO 4 = Cr 2(SO 4)3 + 3H 2O
Cr 2O 3是绿色物质，部分Cr 2O 3与H 2SO 4反应后生成蓝绿色的Cr 2(SO 4)3溶液，我们观察到溶液的颜色即为Cr 3+离子的显色（蓝绿色）。
例8、金属M 溶于稀盐酸时生成MCl 2，其磁偶极矩为5.0Wb ·m 。在无氧操作条件下，MCl 2溶液遇NaOH 溶液，生成一白色沉淀A 。A 接触空气就逐渐变成绿色，最后变成棕色沉淀B 。灼烧时，B 生成了红棕色粉末C ，C 经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D 。
B 溶于稀盐酸生成溶液E ，它使KI 溶液氧化成I 2，但在加入KI 前先加入NaF ，则KI 将不被E 所氧化。
若向B 的浓NaOH 悬浮液中通入Cl 2可得紫红色溶液F ，加入BaCl 2时就会沉淀出红棕色固体G ，G 是一种强氧化剂。
试确认各字母所代表的化合物，并写出反应的化学方程式。
分析：M 2+ 磁偶极矩为5.0 Wb ·m ，根据公式)2(+=n n μ 估算出M 2+ 有4个成单的d 电子，符合此条件的金属可能位于VIB 、VIIB 族，也可能是铁，Cr 2+、Mn 2+ 和Fe 2+ 都有4个成单的电子。
实验操作中，C 经不彻底还原而生成了铁磁性的黑色物D 。D 所代表的化合物应是Fe 3O 4，这样，就确定M 所代表的金属是铁。根据以上的两个条件，确定M 代表的金属是铁后，将其代入实验中进行检验，证明判断是正确的。
金属元素有多种，但根据M 2+ 离子的M 2+ 磁偶极矩为5.0 Wb ·m ，就把金属M 划定在一个很小的范围内，又通过生成铁磁性的黑色物就能够确定M 所代表的金属是铁，这是解答此题的重要条件。
解：M 为Fe ，A 为Fe(OH)2，B 为Fe(OH)3，C 为Fe 2O 3，D 为Fe 3O 4，E 为FeCl 3，F 为FeO -2
4，
G 为BaFeO 4·H 2O 。
【知能训练】
1、阅读如下信息后回答问题：元素M ，其地壳丰度居第12位，是第3种蕴藏最丰富的过渡元素，是海底多金属结核的主要成分，是黑色金属，主要用途：炼钢，也大量用来制作
干电池，还是动植物必需的微量元素。
（1）M的元素符号是。
（2）M的最重要矿物的化学式是。
（3）M的三种常见化合物是、和。
2、在硫酸铬溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，开始生成灰兰色沉淀，继续加碱，沉淀又溶解，再向所得溶液中加溴水，直到溶液的绿色转为黄色。写出各步的化学方程式。
3、写出下列实验的现象和反应的化学方程式。
（1）向黄血盐溶液中滴加碘水。
（2）将3rnol·L－1的CoCl2溶液加热，再滴入AgNO3溶液。
（3）将[Ni(NH3)6]SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水。
4、橙红色晶体A受热剧烈分解得到绿色固体B和无色、无味的气体C。C与KMnO4、KI 等均不发生反应。B不溶于NaOH溶液和盐酸，将B与NaOH固体共熔后冷却得到绿色固体D。D溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E。将A溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液F。向F 中加入过量NaOH溶液和溴又得到E。请确定各字母所代表的物质，并写出化合物A分解反应的化学方程式。
5、铁与各种钢有多种用途，在化学工业中可作储罐材料，铁易锈蚀。为在不同的特殊条件下应用它，有必要有铁（Ⅱ）和铁（Ⅲ）化合物的性质的知识。
（1）众所周知，铁能跟氯气发生反应，但另一方面，氯又可用钢瓶运输和保存。在不存在第三种反应物时，氯化铁反应的必要条件是什么？该反应的产物是什么？
（2）在高温（约973K）下铁和气态氯化氢作用的反应产物是什么？
（3）在隔绝空气的条件下令铁跟盐酸作用并蒸发所得溶液至开始结晶，问得到的晶体的组成是什么？
（4）在氯化铁（Ⅲ）溶液里加入如下物质，写出生成物的化学式。
①过量盐酸；②氰离子；③2，4－戊二酮（乙酰丙酮）和氨。
（5）水龙头上经常出现锈斑，它由什么组成？是怎样生成的？试用总反应式写出生成过程。
6、回答下列各题
（1）向少量FeCl3溶液中加入过量的饱和(NH4)2C2O4溶液后，滴加少量KSCN溶液并不出现红色，但再滴加盐酸则溶液立即变红色。请解释其原因。
（2）Co3＋的盐一般不如Co2＋的盐稳定，但生成某些配合物时，Co3＋却比Co2＋稳定。请解释其原因。
（3）由CoSO4·7H2O制无水CoCl2。
（4）由粗镍制备高纯度的镍。
7、铂的配合物是一类新抗癌药，如顺式–二氯二氨合铂对一些癌症有较高治愈率。铂元
素化学性质不活泼，几乎完全以单质形式分散于各种矿石中，铂的制备一般是先用王水溶解经处理后的铂精矿，滤去不溶渣，在滤液中加入氯化铵，使铂沉淀出来，该沉淀经1000℃缓慢灼烧分解，即得海绵铂。回答下列问题：
（1）写出上述制备过程有关的化学方程式；
（2）氯铂酸与硝酸钠在500℃熔融可制得二氧化铂，写出化学方程式。PtO2在有机合成中广泛用作氢化反应的催化剂，试问此反应中实际起催化作用的物种是什么？
（3）X射线分析测得K2[PtCl6]晶胞为面心立方，[PtCl6]2－中Pt4＋位于立方体的八个顶角和六个面心。问Pt4＋采用何种类型杂化？[PtCl6]2－空间构型？K＋占据何种类型空隙？该类型空隙被占百分率？标出K＋在晶胞中的位置。
8、矿物胆矾就是CuSO4·5H2O，当它溶于水渗入地下，遇到黄铁矿（FeS2），铜将以辉铜矿（Cu2S）的形式沉积下来；而反应得到的铁和硫则进入水溶液，该溶液无臭味，透明不浑浊，绿色，呈强酸性，在有的矿区常可见到这种具有强腐蚀性的地下水（俗称黑水）渗出地面，上述反应可以用一个化学方程式来表示，试写出配平的化学方程式。
9、根据《本草纲目》有关记载：“水银乃至阴之毒物，因火煅丹砂而出，加以盐、（明）矾而为轻粉（Hg2Cl2），加以硫磺升而为银朱”。写出主要化学反应方程式。
10、锌钡白（立德粉）是ZnSO4和BaS以相同物质的量混合后反应制成白色颜料。写出由菱锌矿（ZnCO3）为主要原料制锌钡白的有关反应的化学方程式。若菱锌矿中含有Fe2＋、Ni2＋等杂质，在制备过程中如何除去？（已知：E0Fe2+/Fe = －0.44，E0Ni2+/Ni = －0.25）
11、地球化学家用实验证实，金矿常与磁铁矿共生的原因是：在高温高压的水溶液（即所谓“热液”）里，金的存在形式是AuS－络离子，在溶液接近中性时，它遇到Fe2＋离子会发生反应，同时沉积出磁铁矿和金矿，试写出配平的化学方程式。
12、化合物A为无色液体，A在潮湿的空气中冒白烟。取A的水溶液加入AgNO3溶液则有不溶于硝酸的白色沉淀B生成，B易溶于氨水。取锌粒投入A的盐酸溶液中，最终得到紫色溶液C。向C中加入NaOH溶液至碱性则有紫色沉淀D生成。将D洗净后置于稀硝酸中得到无色溶液E。将溶液E加热得到白色沉淀F。请确定各字母所代表的物质。
13、白色化合物A在煤气灯上加热转为橙色固体B并有无色气体C生成。B溶于硫酸得到黄色溶液D。向D中滴加适量NaOH溶液又析出橙黄色固体B，NaOH过量时B溶解得到无色溶液E。向D中通人地得到蓝色溶液F，F可使酸性高锰酸钾溶液褪色。将少量C通入AgNO3溶液有棕褐色沉淀G生成，通入过量的C后，沉淀G溶解得到无色溶液出。请确定各字母所代表的物质并写出有关反应的化学方程式。
14、白钨矿CaWO4是一种重要的含钨矿物。在80～90℃时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。黄钨酸在盐酸中溶解度很小，过滤可除去可溶性杂质。黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根含12个W原子，带10个负电荷。仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。
2017-2018高中化学竞赛辅导(试题、讲解及答案)--锗锡及其化合物(word版)
3 2 元素化学 20：锗锡及其化合物 （时间：2.5 小时 满分：100 分） 第一题（4 分）推理一种元素 某元素的离子 R 2＋有 5 个电子层，最外层有 2 个电子，R(NO ) 是它的一种常见盐。 R 的元 素符号是 ，R 元素在周期表中的位置是 ，配制澄清 R(NO 3)2 溶液的方法 是 。 第二题（8 分）锡同素异形体的晶体结构 灰锡为立方面心金刚石型结构，晶胞参数 a ＝648.8pm 。 1．写 出晶胞中八个 Sn 原子的原子分数坐标； 2．计算 Sn 的原子半径； 3．灰锡的密度为 5.77g/cm 3，求 Sn 的原子量； 4．白锡为四方晶系，a ＝583.1pm ，c ＝318.2pm ，晶胞中含四个锡原子，请通过计算说明 由白锡变为灰锡，体积是膨胀还是收缩？ 5．已知白锡中 Sn －Sn 平均键长为 310pm ，判别哪一种晶型中的 Sn －Sn 键强？哪一种 Sn 的配位数高？ 第三题（18 分）锡与其化合物的性质 锡、铅都是组成青铜的重要成分，也是人类较早利用的金属之一。锡是柔软的银白色金属， 熔点 231 摄氏度。在自然界很少有游离状态的锡存在，它主要的矿石是分布在花岗岩上层的锡 石（SnO 2）；人们在实践中发现，锡也具有良好的延展性，可以展成极薄的薄片，而且在常温 下，锡还不易被氧化，由于这些性能，所以有时锡被用来包裹器具。埃及、印度人很早就用锡 来镀铜器，在我国，也曾从殷墟出土过数具虎面铜盔，其中有一具很完整，内部的红铜尚好， 外面镀了一层很厚的锡。镀层精美，至今光耀如新，这说明当时的人们已认识到铜外镀锡，不 仅美观，还可防腐蚀，并且已掌握了镀锡的技术。 1．Sn 和盐酸、硫酸的反应类似与铁，已知锡分别溶于浓盐酸、浓硫酸（加热）和浓硝酸 的反应产物中锡的存在形式各不相同，请写出反应方程式； 第 1 页（共 12 页）
高中化学奥林匹克竞赛专题练习：络合物(配位化合物)化学基础
络合物(配位化合物)化学基础 学号姓名得分 1、填写下表空白处。 235235 _______________________________ 和_______________________________________。 3、CuCl2溶液有时呈黄色，有时呈黄绿色或蓝色，这是因为在CuCl2的水溶液中存在如下平衡：[Cu(H 2O)4]2＋（蓝色）+ 4Cl－[CuCl4]2－（黄色）+ 4H2O 现欲使溶液由黄色变成黄绿色或蓝色，请写出两种可采用的方法： ①，②。 4、已知铁的原子序数为26，则Fe2+在八面体场中的晶体场稳定化能（以△0 =10 Dq表示）在弱场中是_____________ Dq，在强场中是______________ Dq。 5、已知：配位化合物[Co(NH3)4Cl2] 有两种异构体。试判断其空间体构型是八面体型还是三棱柱型？ 6、今有化学式为Co(NH3)4BrCO3的配合物。 （1）画出全部异构体的立体结构。 （2）指出区分它们的实验方法。 7、下列结构中哪些是①几何异构体②光学异构体③完全相同的结构 ①②③④ ⑤⑥⑦⑧ 8、A、B、C为三种不同的配合物，它们的化学式都是CrCl3·6H2O，但颜色不同：A呈亮绿色，跟
AgNO3溶液反应，有2/3的氯元素沉淀析出；B呈暗绿色，能沉淀1/3的氯；而C呈紫色，可沉淀出全部氯元素。则它们的结构简式分别为：A ，B ，C 。这三种配离子的空间构型为面体，其中某配离子中的2个Cl可能有两种排列方式，称为顺式和反式。它们的结构图分别为：______ _和。 9、根据下列配离子的磁矩推断中心离子的杂化轨道类型和配离子的空间构型。 [Co(H2O)6]2+[Mn(CN)6]4－[Ni (NH3)6]2+ /B.M. 4.3 1.8 3.1 10、画出[CoCl2(NH3)2(H2O)2]+配离子的几何异构体。 11、把(NH4)2CO3浓溶液逐滴滴AgNO3稀溶液中，开始时出现浑浊，其后逐渐成为无色透明溶液。试回答： （1）出现上述现象的主要原因； （2）若向得到的透明溶液中加入过量的稀盐酸，会发生什么现象？并写出有关的离子反应方程式。 12、金属M的三氯化物MCl3水溶液中加入锌汞齐后可得还原性溶液A，若将该溶液加入到醋酸钠的饱和溶液中可以得到难溶的红色晶体B。已知MCl3中Cl含量为67.16%，光谱分析表明，B分子呈中心对称，其中M原子的配位数为6（即M原子周围有6个原子与之成键），M原子含量27.64%，碳原子仅存在于醋酸根离子中，碳原子含量25.54%。试问： （1）金属M的原子量为。 （2）红色晶体B中M原子和碳原子的个数比为。 （3）红色晶体B中和M原子配位的除了醋酸根离子还有。 （4）红色晶体B的分子式为。 （5）画出红色晶体B的结构图。 13、瑞士苏黎士大学的维尔纳（Werner）对配位化学有重大贡献，因此曾荣获第13届诺贝尔化学奖。他在化学键理论发展之前，提出了利用配合物的几何异构体来确定配合物的空间构型。现有[Cr(H2O)4Br2]Br和[Co(NH3)3(NO2)3] 两种配合物，其内界分别表示为MA4B2和MA3B3，其中M代表中心离子，A、B分别代表不同的单齿配位体。为了获得稳定的配合物，中心离子周围的配位体相互之间的距离尽可能远，形成规则的平面或立体的几何构型。 （1）MA4B2和MA3B3可能存在哪几种几何构型（用构型名称表示）？ （2）每种几何构型中，分别存在多少种异构体？ （3）实际上，MA4B2和MA3B3巨型配合物（或配离子）都只存在两种几何异构体。根据上面分析，判断它们分别是什么几何构型？试写出它们各自的几何异构体。 14、配合物A是1986年Jenesn合成的，它的化学式为Ni[P(C2H5)3]Br3。化合物呈顺磁性，有极性，
高中化学必修一 第三章第一节 《第一节 铁及其化合物》公开课优秀教案教学设计
铁及其化合物，是高中阶段学习的非常典型的一种变价金属元素系列，这一部分内容和氧化还原理论联系密切，又和好多的实验物质制备，工业产品生产相关联，所以在实验题和化学工艺流程题中经常见到铁及其化合物的身影，为了好好掌握，还是先看看价类二维图吧！
1、铁的误区警示 常温下，铁与水不反应，只有在高温条件下，Fe才会与水蒸气反应。 1．某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验： 用如图所示实验装置，在硬质玻璃管B中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，再结合一些步骤，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（已知石棉绒是耐高温材料，不与水和铁反应）。
Ⅰ．探究“铁与水蒸气”能否发生反应 （1）如何检查该装置的气密性。 （2）实验中石棉绒的作用是。 （3）反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应，写出铁与水蒸气反应的化学方程式。Ⅱ．探究“铁与水蒸气” 反应的产物 （1）假设还原铁粉反应完全，黑色固体为某种单一成分，为研究黑色固体成分，该研究小组甲同学提出以下假设： 假设一：黑色固体全部是Fe3O4 假设二：黑色固体全部是Fe2O3 假设三：黑色固体全部是FeO 乙同学认为即使不通过实验就可以否定甲同学的一个假设，你认为乙同学否认的假设是，理由 是。 （2）若假设一正确，请设计实验加以验证，完成下列表格（仪器自选)。 限选实验试剂：1 mol·L-1硫酸、2 mol·L-1NaOH溶液、新制氯
水、澄清石灰水、酸性KMnO 4溶液、KSCN 溶液、品红溶液 【答案加评分标准】Ⅰ.（1）将C 处导气管末端浸入水槽中，微热A 处圆底烧瓶，气管末端出现气泡，停止加热后气管末端出现一段水柱，则气密性好，否则气密性不好（2分）（2）增大铁粉与水蒸气的接触面积（1分） （3）肥皂泡破裂，有爆鸣声（2分）3Fe+4H 2 O(g) Fe 3O 4+4H 2(2分) Ⅱ. （1）假设二（1分）由于Fe 2O 3为红棕色粉末，则可以根据固体颜色直接否定假设二（1分） △
(新教材)人教版高中化学必修1第二章第2节《氯及其化合物》优质说课稿
（新教材）人教版高中化学必修一第二章第2节《氯及其化合物》优 质说课稿 今天我说课的内容是部编人教版（新教材）高中化学必修1第二章第2节《氯及其化合物》。第二章主要讲述海水中的重要元素——钠和氯。浩瀚的大海美丽而富饶。海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，钠和氯既是其中含量较高的元素，也是典型的金属元素和典型的非金属元素。钠、氯的单质及其化合物具有怎样的性质?我们应该如何进行研究呢?从物质分类的角度系统研究钠及其化合物、氯及其化合物，可以定性认识物质的性质、变化和用途。通过学习一个新的物理量——物质的量，建立宏观物质与微观粒子间的联系，可以帮助我们从定量的角度认识物质及其变化。通过第二章学习，从宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任5个方面培养学生化学学科核心素养。本章共有三节，本课是第二节，主要讲述氯及其化合物，承载着实现本章教学目标的任务。为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目的和核心素养、教学重难点、学情分析、教学准备、教学方法、教学过程等方面进行说课。 一、说课程标准。 普通高中化学课程标准（2017版2020年修订）：【内容要求】“2.5 非金属及其化合物：结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。”由此标准可以看出，本课学习主题属于“常见的无机化合物及其应用”这一部分。 二、说教材。 本课是人教版化学必修1第二章《海水中的重要元素——钠和氯》第二节内容。“氯及其化合物”是高中化学必修课程中的核心内容之一，是高中一年级学习的重点内容。从教材节安排层面来看，学生学习本节内容之前，完成了“第一节钠及其化合物”的学习。相比钠及其化
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座：第12讲《副族元素及其化合物》
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第12讲副族元素及其化合物 【竞赛要求】 钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。制备单质的一般方法。 【知识梳理】 一、通论 d区元素是指IIIB~VIII族元素，ds区元素是指IB、IIB族元素。d区元素的外围电子构型是(n－1)d1~10ns1~2（Pd例外），ds区元素的外围电子构型是(n－1)d10ns1~2。它们分布在第4、5、6周期之中，而我们主要讨论第4周期的d区和ds区元素。 第4周期d区、ds区元素某些性质 *（）内为不稳定氧化态。 同一周期的d区或ds区元素有许多相似性，如金属性递变不明显、原子半径、电离势等随原子序数增加虽有变化，但不显著，都反映出d区或ds区元素从左至右的水平相似性。 d区或ds区元素有许多共同的性质：
（1）它们都是金属，因为它们最外层都只有1~2个电子。它们的硬度大，熔、沸点较高。第4周期d区元素都是比较活泼的金属，题目能置换酸中的氢；而第5、6周期的d区元素较不活泼，它们很难和酸作用。 （2）除少数例外，它们都存在多种氧化态，且相邻两个氧化态的差值为1或2，如Mn，它有–1，0，1，2，3，4，5，6，7；而p区元素相邻两氧化态间的差值常是2，如Cl，它有–1，0，1，3，5，7等氧化态。最高氧化态和族号相等，但VIII族除外。第4周期d区元素最高氧化态的化合物一般不稳定；而第5、6周期d区元素最高氧化态的化合物则比较稳定，且最高氧化态化合物主要以氧化物、含氧酸或氟化物的形式存在，如WO3、WF6、MnO-4、FeO-24、CrO-24等，最低氧化态的化合物主要以配合物形式存在，如[Cr(CO)5]2– （3）它们的水合离子和酸根离子常呈现一定的颜色。这些离子的颜色同它们的离子存在未成对的d电子发生跃迁有关。 某些d去元素水合离子的颜色 电子构型未成对电子数阳离子水合离子颜色 3d00 Sc3+ Ti4+ 无色 无色 3d11 1 Ti3+ V4+ 紫色 蓝色 3d2 2 V3+绿色 3d33 3 V2+ Cr3+ 紫色 紫色 3d44 4 Mn3+ Cr2+ 紫色 蓝色 3d55 5 Mn2+ Fe3+ 肉色 浅紫色 3d6 4 Fe2+绿色 3d7 3 Co2+粉红色 3d8 2 Ni2+绿色 3d9 1 Cu2+蓝色 3d100 Zn2+无色 常见酸根离子的颜色有： CrO-24（黄色）、Cr2O-27（橙色）、MnO-24（绿色）、MnO-4（紫红色）。 （4）它们的原子或离子形成配合物的倾向都较大。因为它们的电子构型具有接受配体孤
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第9讲 络合物(配位化合物)化学基础-知识梳理
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第9讲络合物(配位化合物)化学基础 【竞赛要求】 配位键。重要而常见的配合物的中心离子（原子）和重要而常见的配位（水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等）。螯合物及螯合效应。重要而常见的络合剂及其重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系（定性说明）。配合物几何构型和异构现象基本概念。配合物的杂化轨道理论。八面体配合物的晶体场理论。Ti(H2O)+36的颜色。路易斯酸碱的概念。 【知识梳理】 一、配合物基本知识 1、配合物的定义 由中心离子（或原子）和几个配体分子（或离子）以配位键相结合而形成的复杂分子或离子，通常称为配位单元。凡是含有配位单元的化合物都称作配位化合物，简称配合物，也叫络合物。 [Co(NH3)6]3+，[Cr(CN)6]3–，Ni(CO)4都是配位单元，分别称作配阳离子、配阴离子、配分子。 [Co(NH3)6]Cl3、K3[Cr(CN)6]、Ni(CO)4都是配位化合物。[Co(NH3)6]、[Cr(CN)6] 也是配位化合物。判断的关键在于是否含有配位单元。 思考：下列化合物中哪个是配合物 ①CuSO4·5H2O②K2P t Cl6 ③KCl·CuCl2 ④Cu(NH2CH2COO)2 ⑤KCl·MgCl2·6H2O ⑥Cu(CH3COO)2 注意：①配合物和配离子的区别 ②配合物和复盐的区别 2、配合物的组成 中心离子 内界单齿配体 配位体多齿配体 配合物螯合配体 外界 （1）配合物的内界和外界 以[Cu(NH3)4]SO4为例： [Cu(NH3)4]2+ SO-24 内界外界 内界是配位单元，外界是简单离子。又如K3[Cr(CN)6] 之中，内界是[Cr(CN)6]3–，外界是K+。可以
2023年高考化学总复习第一部分考点指导第二章典型元素及其化合物 第1讲钠及其化合物
第二章典型元素及其化合物 第1讲钠及其化合物 【课标要求】 1.能列举、描述、辨识钠及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 2．能根据钠及其化合物的性质分析实验室、生产、生活及环境中的某些常见问题，说明妥善保存、合理使用化学品的常见方法。 3．能说明钠及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 【学科素养】 1.宏观辨识与微观探析：认识物质的多样性，能从钠元素的原子结构认识钠的性质，理解“结构决定性质”的内涵。 2．变化观念与平衡思想：认识钠的活泼性的本质是容易失去最外层一个电子，钠发生化学变化需要一定的条件，并遵循一定规律。 考点考题 考点一：钠及其氧化物2020浙江7月选考第9、12题2020山东等级考第1题 2019全国Ⅱ卷第11题 2019江苏高考第6题 考点二：碳酸钠碳酸氢2020山东等级考第2题
钠2018江苏高考第3、9题 2018全国Ⅱ卷第7题 分析近几年高考试题，高考命题在本讲有以下规律： 1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，主要选择一些重要的金属、非金属化合物或新型化合物结合氧化还原反应、盐类水解、难溶物的溶解平衡等核心考点进行考查。 2．从命题思路上看，高考试题中元素化合物不单独出现，而是分散到不同题型和题目中。选择题一般直接考查元素化合物的性质和应用，填空题一般有两种形式，一是直接考查元素及其化合物的性质，通常以物质的判断、化学式的书写、微粒的检验和鉴定等形式；二是与基本概念和基本理论的知识相结合，如氧化还原反应、电化学、实验、计算等。 3．从考查学科素养的角度看 注重考查变化观念与平衡思想、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的学科素养。 根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几点： 1．注重常见金属和非金属元素及其化合物性质，构建知识网络化、系统化的模型。 2．元素化合物是考查基本概念、基本理论、化学实验、化学计算等的载体。 考点一：钠及其氧化物(基础性考点) 一、钠的性质与应用 1．物理性质 颜色 状态 密度硬度熔点 银白色固体比水小， 比煤油大 较小较低，低于100 ℃ 2. 钠在化学反应中易失去最外层的一个电子，表现还原性。 (1)与非金属单质(如O 2、Cl 2 )的反应 O 2常温：4Na＋O 2 ===2Na 2 O(白色固体)
第12讲 氮及其化合物(讲)-2023年高考化学一轮复习讲练测(解析版)
第12讲 氮及其化合物 1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氮及其重要化合物的主要性质，认识其在生产中的应用和对生态环境的影响。 2．结合实例认识氮及其化合物性质的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 【核心素养分析】 1.变化观念与平衡思想：分析氮及其化合物的化学反应，预测在一定条件下氮及其化合物可能发生的化学变化。 2.科学探究与创新意识：发现或提出对氮及其化合物有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论。 3.科学态度与社会责任：关注氮及其化合物的社会热点问题，认识环境保护的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。 知识点一 氮气及其氧化物 1．氮的固定 （1）自然固氮（2）人工固氮：合成氨工业 2．氮气 (1)物理性质：无色无味气体，密度比空气略小，难溶于水。 (2)化学性质 ①3Mg ＋N 2=====点燃 Mg 3N 2； ②N 2＋3H 2高温、高压 催化剂2NH 3； ③N 2＋O 2===========放电或高温 2NO 。 3．氮的氧化物 (1)氮有多种价态的氧化物，氮元素从＋1～＋5价都有对应的氧化物，如N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2(或N 2O 4)、N 2O 5，其中属于酸性氧化物的是N 2O 3、N 2O 5。
(2)NO和NO2的比较 性质NO NO2 色、态、味无色、无味气体红棕色、有刺激性气味气体 溶解性难溶于水 毒性有毒，大气污染物之一有毒，大气污染物之一与水反应不反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 与氧气反应NO＋O2===2NO2不反应 NO与血红蛋白结合使人中毒，NO、NO2导致光化学烟雾、形成酸雨对环境的影响 及破坏臭氧层 【归纳总结】氮氧化物对环境的污染及防治 (1)常见的污染类型 ①光化学烟雾：NO x在紫外线作用下，与碳氢化合物发生一系列光化学反应，产生了一种有毒的烟雾。 ②酸雨：NO x排入大气中后，与水反应生成HNO3和HNO2，随雨雪降到地面。 ③破坏臭氧层：NO2可使平流层中的臭氧减少，导致地面紫外线辐射量增加。 ④NO与血红蛋白结合使人中毒。 (2)常见的NO x尾气处理方法 ①碱液吸收法 2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适合工业尾气中NO x 的处理。 ②催化转化法 在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NO x与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。 知识点二硝酸 1．物理性质 硝酸是无色易挥发的液体，有刺激性气味。 2．化学性质 (1)不稳定性
山东省高中化学奥林匹克竞赛夏令营讲义—物理化学(第六章)
第六章 化学动力学 §6-1化学动力学的任务和目的 一、研究化学反应时所涉及的两个基本问题 1、反应的方向和限度——化学热力学 至于反应的速度,过程的机理,从热力学无法得知. 例如: (1)()()P l O H P g O P g H ,,21,(2 22−→−+ 1298,2.237-⋅-=∆mol KJ G m r 从G ∆的数值看,反应的趋势很大,但在常温常压下让此反应发生,几乎看不到水的生成,只有温度上升到1073Ｋ时,反应才以爆炸的形式进行. 但反应： (2) O H NaCl NaOH HCl 2+−→− + 129891.79-⋅-=∆mol KJ G 反应速度确非常之快,瞬时便可完成. 热力学只解决可能性问题.而对于实际问题的解决,只靠热力学是远远不够的.例如对()1γ＜＜()2γ? 热力学则无法回答. 2、化学反应的速率——化学动力学 亦就是把热力学预言的可能性变为现实.所以化学动力学亦占 有相当重要的地位.实际上,在研究如何实现并控制化学反应方面,化学热力学及化学动力学是相辅相成的,不可缺少的两个基础理论学科. 对一个未知的化学反应,经热力学计算认为是可能的,但具体进行时反应速率很小,工业生产无法实现,则可通过动力学研究,降低其反应阻力,加快反应速度,缩短达到或接近平衡的时间.若热力学研究是不可能的反应,则没有必要浪费人力物力去研究如何加快反应速度的问题.因为没有推动力的过程,阻力再小也是不可能的. 二、 化学动力学的任务和目的 1、化学动力学的任务： 研究浓度、温度、催化剂、光声介质对反应速度 (率) 的影响及探讨反应机理(亦称历程,即反应所经过的步骤). 2. 化学动力学的目的： 控制化学反应的速率按人们所希望的速率进行.例如：一些化 学反应,我们希望它的速率越快越好,象化工产品的生产；但也有一些化学反应,我
高中化学第12讲 富集在海水中的元素——卤素(精讲)-2022年一轮复习讲练测(解析版)
第四章非金属及其化合物 第12讲富集在海水中的元素——卤素（精讲） 【考情分析】 本讲内容与化工生产、日常生活、科学技术等方面有着广泛的联系，如氯碱工业、漂白粉应用、饮用水消毒、环境保护等，往往与氧化还原反应、离子反应、化学实验方案的设计与评价等知识结合出现。预计今后：1.以氯单质及其重要化合物的性质、用途设计选择题；2.以制取氯气设计有关实验题；3.根据同主族元素性质的相似性设计信息题，考查溴、碘及其重要性质和用途。 【核心素养分析】 1.宏观辨识与微观探析：能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题，在卤素学习过程中，使用“宏观—微观—结合”来认识物质及其递变规律，形成科学的方法论。 2.科学探究与创新意识：能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进氯及其化合物的制备及性质实验的设想，培养勇于质疑和批判的创新精神。认识科学探究是进行科学发现、创造和应用的科学实践活动；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，获得卤素单质的提取方法。 3.科学态度与社会责任：认识氯及其化合物对环境的影响，形成绿色环保的意识。关注与化学有关的社会热点问题。了解环境保护与资源开发的关系.具有绿色化学观念。勇于承担责任，权衡利弊，积极参与化学问题的社会决策。 【网络构建】 【知识梳理】 智能点一氯气及其重要化合物 （一）氯气 1.物理性质
【特别提醒】实验室里闻有毒气体及未知气体气味的方法是：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量气体飘进鼻孔。 2.化学性质 1）从氯的原子结构认识氯气的氧化性： 依据氯气的氧化性完成下列方程式： (1)与金属反应 ①Fe ：2Fe ＋3Cl 2=====点燃 2FeCl 3，棕红色烟。 ②Cu ：Cu ＋Cl 2=====点燃 CuCl 2，棕黄色烟。 (2)与非金属反应 H 2：H 2＋Cl 2=====点燃 2HCl ，苍白色火焰； H 2和Cl 2的混合气体光照时会发生爆炸。 (3)与还原性无机化合物反应： ①与碘化钾溶液反应：Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2。 ②与SO 2水溶液反应：Cl 2＋SO 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl 。 ③与FeCl 2溶液反应：Cl 2＋2FeCl 2===2FeCl 3。 2）从化合价的角度认识Cl 2的歧化反应 Cl 2中氯元素化合价为0，为中间价态，可升可降，氯气与水或碱反应，氯的化合价既有升高又有降低，因而氯气既表现氧化性又表现还原性。 (1)与水反应 化学方程式：Cl 2＋H 2O HCl ＋HClO ， 离子方程式：Cl 2＋H 2O H ＋ ＋Cl － ＋HClO 。 (2)与碱反应 ①与烧碱反应：Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 。 ②制取漂白粉：2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 。 (3)从平衡的角度理解氯水的成分和性质
高中化学竞赛辅导 无机化学 11.1氟及其化合物知识点素材
电解 第十一章 卤素 Chapter 11 The Halogens Fluorine (F) Chlorine (Cl) Bromi ne (Br) Iodine (I) Astatine (At) F 、Cl 是本族典型元素，Br 、I 和At 是溴分族（Bromine subgroup ），从F 到At ，金属性增强，非金属性减弱，所以F 是典型的非金属元素，At 元素具有某种金属特性。 §11-1 氟及其化合物 Fluorine and its Compounds 一、氟的电负性（electronegativity ）为4.0，是电负性最大的元素。氟的化合物存在于人体中：主要存在于牙和骨头中，在自然界中以萤石(Fluorspar)：CaF2、冰晶石(cryolite)：Na3AlF6和氟磷灰石(fluorapatite)：Ca5(PO4)3F 的矿物存在。 Practice exercise ：从氟的高电负性来判断：(1) CF3COOH 是弱酸还是强酸？ (2) (CF3)3N 和NF3是否具有Lewis 碱性？ 二、The Simple Substance 1．F2的化学性质非常活泼：Fersmass 称F2是无所不为“omnivorous ”，它能使玻璃丝（SiO2）和水在氟气氛中燃烧，产物竟然是氧气： SiO2 + 2F2SiF4 + O2 2H2O + 2F24HF + O2 除了He 、Ne 、Ar 、不与F2直接反应外，其它物质基本都能与F2反应 例如：Xe + 2F2 XeF4 S + 3F2 SF6 F2 + 2NaOH(2%) 2NaF + H2O + OF2↑ （不是酸酐） 2．为什么F2的化学性质会如此活泼？ (1) 氟原子半径小，F2中孤电子对之间有较大的排斥力，加之氟原子的价轨道中不存在d 轨道，它们之间不能形成d - p π键，所以F －F 键很弱。 (2) 在氟化物中，氟与其它元素形成的化学键非常强（约200 ～ 600kJ·mol -1），而且与氟原子反应的活化能低（≤4kJ·mol -1），所以有F2参加的反应，不论在热力学还是在动力学上都是有利的。 3．Preparation 氟化学在现代无机化学中占有相当重要的地位。这一领域的奠基人是法国化学家Moissan ，H （1852-1907），他的贡献：在HF 发现后的118年即1886年，用电解法成功地制得了单质氟以及发明了摩氏电炉，因此荣获1906年Nobel 化学奖。 (1) 电解法 HF －KF(l) F2(阳极) + H2(阴极) 1886年Moissan 通过低温电解液态HF 实验，第一次制得了单质F2，电解液中加有KF 以 传导电流。这一化学过程在工业生产上原封不动地持续了整整一个世纪。变化的只是电解池设计和电解条件：现代工业使用了装有石墨电极的镍制或铜制电解池，用KHF2(l)作电解质，由于熔融的KHF2在电解过程中被转化为固体KF ，因而必须不断加入HF ，以维持电解质为熔融状态。 不管在Moissan 之前还是之后的化学家，170多年以来试图用化学法将F －离子氧化为F2，其中包括Davy 、Fremy 和Ruff 等人，甚至包括Moissan 本人，但是一直没有成功。直到1956年，用化学法制备F2的努力终于成功了，这是Moissan 之后氟化学的又一个重大的成就。 化学家Chiriste.K 推测：路易斯酸（如SbF5）能将另一个较弱的路易斯酸MF4（M = Mn 、Ni 、Cu ）从其稳定的配离子 ] [M F 26-的盐中置换出来，恰恰像众所周知的盐酸可以从碳酸钙
高中化学竞赛辅导无机化学11.2氯及其化合物知识点素材
§11-2 氯及其化合物 Chlorine and its Compounds 一、氯的价轨道比氟大，第一电离能比氟低得多，极化率大，电子亲合能比氟更高（更负）。 (nm ) .orb r (eV) I (eV) A - 电负性）(X F 0.036 17.42 3.45 4.0 Cl 0.072 12.97 3.61 3.0 氯有-1、+1、+3、+5、+7氧化态，也有+2、+4氧化态。偶氧化态往往是表观氧化态，化合物中的实际氧化态，仍然是奇数，因为奇数族元素的奇氧化态稳定。 在自然界中，主要以rock salt ，钾石盐(sylvirite)：NaCl 、KCl ，光卤石(carnallite)：KCl 、MgCl 2·6H 2O 等矿物存在。 二、The Simple Substance 1．)Cl (2D = 243kJ·mol -1 ＞)(F 2D = 159 kJ·mol -1 ∴Cl 2Cl C 10002−−−−→−︒以上 这说明F 2分子中非键电子对的排斥作用大于Cl 2分子中非键电子对的排斥作用。 2．通常条件下Cl 2是一种黄绿色气体，以2 : 1溶解于水中。氯水冷却得到晶体。组成大 致为Cl 2·6H 2O 和Cl 2·8H 2O ，称为Clathrate crystal 笼形(包含)物，是具有笼形的包含化合物。 3．Reactions with non-metals （除了O 2、N 2和惰性气体外，都可以反应。） 2P + 3Cl 2 2PCl 3 2P + 5Cl 2(过量) 2PCl 5 仅与氟气反应时表现出还原性，而与金属和其他非金属反应都是氧化性。 4．Disproportionation reactions Cl 2 + 2OH －(冷)Cl － + ClO － + H 2O 3Cl 2 + 6OH －(热) 5Cl － + - 3ClO + 3H 2O 5．Preparation (1) In laboratory ：MnO 2 + 4HCl (浓)MnCl 2 + Cl 2↑+ 2H 2O 2KMnO 4 + 16HCl (浓) 2KCl + 2MnCl 2 + 5Cl 2 + 8H 2O (2) In industry ：2NaCl(aq)−−→−电解 2NaOH + Cl 2↑+ H 2↑ 2NaCl(l)−−→−电解 2Na + Cl 2↑ 三、The Compounds 1．[ -1 ] O.S. (oxidation states) NaCl MgCl 2 AlCl 3 SiCl 4 PCl 5 (S Cl 6) basic amphotaric acidic (1) hydrolysis 碱金属氯化物不水解，酸性氯化物水解 SiCl 4 + 3H 2O H 2SiO 3 + 4HCl NCl 3 + 3H 2O NH 3 + 2HOCl (2) interactions KCl + PCl 5 K[PCl 6] KCl + AlCl 3 K[AlCl 4] (3) solubility ：AgCl 、CuCl 、AuCl 、TlCl 和PbCl 2难溶，PbCl 2热的时候溶解 度大。
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座 第讲分子结构 【竞赛要求】 路易斯结构式（电子式）。价层电子对互斥模型对简单分子（包括离子）几何构型的预测。杂化轨道理论对简单分子（包括离子）几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和π键。离域π键。共轭（离域）的一般概念。等电子体的一般概念。分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的解释。一维箱中粒子能级。超分子基本概念。 【知识梳理】 一、路易斯理论 、路易斯理论 年，美国的提出共价键理论。认为分子中的原子都有形成稀有气体电子结构的趋势（八隅律），求得本身的稳定。而达到这种结构，并非通过电子转移形成离子键来完成，而是通过共用电子对来实现。 通过共用一对电子，每个均成为的电子构型，形成共价键。 、路易斯结构式 分子中还存在未用于形成共价键的非键合电子，又称孤对电子。添加了孤对电子的结构式叫路易斯结构式。如： ∶或—∶≡∶（—≡—） 有些分子可以写出几个式子（都满足电子结构），如，可以写出如下三个式子： 哪一个更合理？可根据结构式中各原子的“形式电荷”进行判断： －－ 式中，为为价电子数为孤对电子数为成键电子数。 判断原则：q越接近于零，越稳定。
所以，稳定性Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ 的贡献在于提出了一种不同于离子键的新的键型，解释了△ 比较小的元素之间原子的成键事实。但没有说明这种键的实质，适应性不强。在解释, 等未达到稀有气体结构的分子时，遇到困难。 二、价键理论 年， 和 用量子力学处理氢气分子，解决了两个氢原子之间化学键的本质问题，并将对 的处理结果推广到其它分子中，形成了以量子力学为基础的价键理论(. . 法) 、共价键的形成 、 两原子各有一个成单电子，当 、 相互接近时，两电子以自旋相反的方式结成电子对，即两个电子所在的原子轨道能相互重叠，则体系能量降低，形成化学键，亦即一对电子则形成一个共价键。 形成的共价键越多，则体系能量越低，形成的分子越稳定。因此，各原子中的未成对电子尽可能多地形成共价键。 例如： 中，可形成一个共价键； 分子中，也形成一个共价键。 分子怎样呢? 已知 原子的电子结构为： 每个原子有三个单电子，所以形成 分子时， 与 原子之间可形成三个共价键。写成： 形成分子时，与 相仿，同样用了三对电子，形成三个共价键。不同之处是，其中一对电子在形成共价键时具有特殊性。即 和 各出一个 轨道重叠，而其中的电子是由单独提供的。 这样的共价键称为共价配位键。于是， 可表示成： 配位键形成条件：一种原子中有孤对电子，而另一原子中有可与孤对电子所在轨道相互重叠的空轨道。在配位化合物中，经常见到配位键。 、共价键的特征——饱和性、方向性 饱和性：几个未成对电子（包括原有的和激发而生成的），最多形成几个共价键。例如：有两个单电子，有一个单电子，所以结合成水分子，只能形成个共价键；最多能与 形成个共价键。 方向性：各原子轨道在空间分布是固定的，为了满足轨道的最大重叠，原子间成共价键时，当然要具有方向性。 如: : :
高中化学奥林匹克竞赛 专题十二 副族元素及其化合物练习
第12讲副族元素及其化合物 学号姓名得分 1、阅读如下信息后回答问题：元素M,其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素,是海底多金属结核的主要成分,是黑色金属,主要用途：炼钢,也大量用来制作干电池,还是动植物必需的微量元素. （1）M的元素符号是 . （2）M的最重要矿物的化学式是 . （3）M的三种常见化合物是、和 . 2、在硫酸铬溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,开始生成灰兰色沉淀,继续加碱,沉淀又溶解,再向所得溶液中加溴水,直到溶液的绿色转为黄色.写出各步的化学方程式. 3、写出下列实验的现象和反应的化学方程式. （1）向黄血盐溶液中滴加碘水. （2）将3rnol·L－1的CoCl2溶液加热,再滴入AgNO3溶液. （3）将[Ni(NH3)6]SO4溶液水浴加热一段时间后再加入氨水. 4、橙红色晶体A受热剧烈分解得到绿色固体B和无色、无味的气体C.C与KMnO4、KI等均不发生反应.B不溶于NaOH溶液和盐酸,将B与NaOH固体共熔后冷却得到绿色固体D.D溶于水后加入H2O2得到黄色溶液E.将A溶于稀硫酸后加入Na2SO3得到绿色溶液F.向F中加入过量NaOH溶液和溴又得到E.请确定各字母所代表的物质,并写出化合物A分解反应的化学方程式. 5、铁与各种钢有多种用途,在化学工业中可作储罐材料,铁易锈蚀.为在不同的特殊条件下应用它,有必要有铁（Ⅱ）和铁（Ⅲ）化合物的性质的知识. （1）众所周知,铁能跟氯气发生反应,但另一方面,氯又可用钢瓶运输和保存.在不存在第三种反应物时,氯化铁反应的必要条件是什么？该反应的产物是什么？ （2）在高温（约973K）下铁和气态氯化氢作用的反应产物是什么？ （3）在隔绝空气的条件下令铁跟盐酸作用并蒸发所得溶液至开始结晶,问得到的晶体的组成是什么？ （4）在氯化铁（Ⅲ）溶液里加入如下物质,写出生成物的化学式. ①过量盐酸；②氰离子；③2,4－戊二酮（乙酰丙酮）和氨.
高中化学竞赛-过渡元素1-钛,钒,铬,锰
高中化学奥林匹克竞赛辅导 过渡元素（一） -钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn) 一、过渡元素简介 过渡元素是指周期表中第Ⅰ B、Ⅰ B族元素和第Ⅰ B～Ⅰ族元素，共10个直列。Ⅰ B族的钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)和其他镧系元素在性质上非常相似，常将它们总称为稀土元素。Ⅰ B族元素的性质将在后面镧系元素和锕系元素的学习中进行介绍。第Ⅰ族一族元素有3个直列，元素性 质表现出很多的规律性，Ⅰ族元素将在过渡元素(二)中学习。本章学习第Ⅰ B～Ⅰ B族元素，重点掌握钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)、钨(W)等元素及化合物的性质。 二、钛族元素 Ⅰ B族元素有钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)等，价电子构型为(n-1)d2n s2，最高氧化态为+4。天然存在的钛化合物都具有+4氧化态，钛还有+2和+3氧化态化合物，但不稳定，易被氧化成+4氧化态。锆(Zr)和铪(Hf)几乎在所有化合物中都为+4氧化态，它们的低氧化态化合物只在固态时比较稳定，在水溶液中不能存在。由于镧系收缩，几乎抵消了同族元素由上往下周期数增加的影响，造成了Zr、Hf以及Ⅰ B族的Nb、Ta、Ⅰ B族的Mo、W的原子半径和离子半径相似，所以这三对元素的化学性质非常相似。 过渡元素的原子半径 1.钛单质 单质钛的化学性质较活泼，但因金属表面易生成致密的氧化膜，因而钛在常温下不与O2、Cl2、盐酸等反应，但在加热条件下反应生成相应的化合物：
Ti+O2TiO2，Ti+2Cl2TiCl4 3Ti+2N2Ti3N4，2Ti+6HCl2TiCl3+3H2↑ 3Ti+4HNO3+H2O3H2TiO3+4NO↑，Ti+6HF H2TiF6+2H2↑ 2.TiCl3 TiCl3为紫色粉末状，可通过将TiCl4蒸气与过量的H2在灼热的管中还原制得，也可以用Ti与TiCl4反应制得。 2TiCl4(g)+H2=2TiCl3+2HCl，3TiCl4+Ti=4TiCl3 TiCl3的水溶液中，Ti3+的存在形式为[Ti(H2O)6]3+，TiCl3的水溶液有如下平衡： [Ti(H2O)6]Cl3(紫色)[Ti(H2O)5(OH)]Cl2(绿色)+HCl。在敞口容器中，盐酸易挥发，导致水解平衡右移，使[Ti(H2O)6]Cl3逐渐褪色。为避免其水解，可在溶液中加入少量不具有挥发性的稀硫酸。 Ti3+易被氧化，具有一定的还原性，氧化产物为TiO2+。 4TiCl3+O2+2H2O=4TiOCl2+4HCl Ti3++Cu2++Cl-+H2O=TiO2++CuCl↓+2H+ 3Ti(OH)3(紫色)+7HNO3=3TiO(NO3)2+NO↑+8H2O TiCl3在450Ⅰ时可发生歧化：2TiCl3(s)TiCl2(s)+TiCl4(g)。 3.TiO2 TiO2可作高级白色颜料，称为钛白(TiO2)。钛白的折射率高，附着力强、遮盖力大、化学性能稳定，是锌白(ZnO)、铅白[2PbCO3·Pb(OH)2]和立德粉(ZnS和BaSO4)等白色颜料所不能比拟的，常用作造纸、油漆、塑料、橡胶和陶瓷等的添加剂。 TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O TiO2+2NaOH(浓)=Na2TiO3+H2O TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑ BaTiO3介电常数大，用于制造电容器TiO2易溶于氢氟酸：TiO2+6HF=2H++TiF62-+2H2O(Ti4+易与F-形成TiF62-)。 4.TiCl4 常温下，TiCl4是易挥发的无色液体，其蒸气遇潮湿空气冒白烟，可用于气相反应的跟踪和制造烟幕弹：TiCl4+2H2O=TiO2↓+4HCl↑。 +4氧化态的钛在溶液中多以TiO2+形式存在，向含TiO2+的溶液中加入H2O2，呈现特征的颜色。在强酸性溶液中显红色，在稀酸或中性溶液中显橙黄色。利用这一灵敏的显色反应可以进行钛或过氧化氢的比色分析。 TiO2++H2O2=Ti(O2)2+(红色)+H2O 三、钒族元素 Ⅰ B族元素有钒(V)、铌(Nb)、钽(Ta)等，价电子构型为(n-1)d3n s2，最高氧化态为+5，其他氧化态还有+4、+3、+2，在某些配合物中还可以呈显低氧化态+1、0、-1，如V(CO)6、V(CO)6-等。 钒族元素单质是强还原剂，但在室温下它们的活泼性较低，这是由于它们容易钝化的缘故。在氧化剂存在下，它们熔于熔融的碱：4M+5O2+12KOH4K3[MO4]+6H2O(M=V、Nb、Ta)。 钒族元素单质可溶于HF和HNO3的混合酸中：3Ta+5HNO3+21HF=3H2[TaF7]+5NO↑+10H2O。 钒在酸性介质中不同氧化态之间的电极电势(V)与颜色如下：
高中化学奥林匹克竞赛培训讲义(全)
2009年云南师大附中高中化学奥赛培训-理论部分 初赛基本要求 1．有效数字。在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等）的精度与测量数据有效数字。运算结果的有效数字。 2．理想气体标准状态。理想气体状态方程。气体密度。分压定律。气体相对分子质量测定。气体溶解度（亨利定律）。 3．溶液浓度与固体溶解度及其计算。溶液配制（浓度的不同精确度要求对仪器的选择）。重结晶及溶质—溶剂相对量的估算。过滤与洗涤操作、洗涤液选择、洗涤方式选择。溶剂（包括混合溶剂）与溶质的相似相溶规律。 4．容量分析的基本概念。被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等。分析结果的准确度和精密度。滴定曲线与突跃（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。酸碱指示剂的选择。高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的滴定基本反应与分析结果计算。（缓冲溶液）？ 5．原子结构。核外电子运动状态，用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。电离能和电负性。 6．元素周期律与元素周期系。主族与副族。过渡元素。主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右的性质变化一般规律；s、d、ds、p、f-区。元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。最高化合价与族序数的关系。对角线规则。金属性、非金属性与周期表位置的关系。金属与非金属在周期表中的位置。半金属。 主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素的概念。 7．分子结构。路易斯结构式（电子式）。价层电子对互斥模型对简单分子（包括离子）立体结构的预测。杂化轨道理论对简单分子（包括离子）立体结构的解释。共价键。σ 键和 π 键。大π 键。共轭（离域）的一般概念。等电子体的一般概念。 8．配合物。配合物与配离子的基本概念。路易斯酸碱的概念。重要而常见的配离子的中心离子（原子）和重要而常见的配体（水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等）。 鳌和物。重要而常见的配合剂及其重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系（定性说明）。配合物空间结构和异构现象基本概念。配合物的杂化轨道理论。八面体场的晶体场理论。Ti3+离子的颜色。 9．分子间作用力。范德华力。氢键（形成氢键的条件、氢键的键能、氢键与分子结构及物理性质关系）。其他分子间作用力的一般概念。 10．晶体结构。晶胞。原子坐标。晶胞中原子数目或分子数的计算及与化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型。如； NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、低温石英、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、方解石、钙钛矿、钾、镁、铜等。 11．化学平衡。平衡常数与转化率。酸碱平衡常数大小与酸碱强度的定性关系。溶度积。利用平衡常数的计算。 12．离子方程式的正确书写与配平。 13．电化学。氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写和配平。原电池。电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂