化学自习室移动版

一、钠Na

大量存在于海水中，矿物主要有钠长石NaAlSi₃O₈、岩盐NaCl、钠硝石NaNO₃等。

1、钠单质，银白色金属，密度比水小，比煤油大，保存在煤油中。

(1)金属性非常强，与大多数非金属能反应。

常温下在空气中与氧气反应。

4Na＋O₂=2Na₂O

在空气中点燃生成淡黄色的Na₂O₂。

2Na＋O₂=点燃=Na₂O₂

与Cl₂、Br₂、I₂、S、N₂、H₂等反应，生成非金属的最低价化合物。

(2)与水反应。与水溶液反应时，先和水反应。

2Na＋2H₂O =2NaOH＋H₂↑

2Na＋2H₂O＋CuSO₄=Cu(OH)₂＋Na₂SO₄＋H₂↑

2Na＋2HNO₃(稀) =2NaNO₃＋H₂↑

2、Na₂O，白色固体，碱性氧化物。

(1)与水反应，生成NaOH。与酸性氧化物、酸能反应。

Na₂O＋H₂O =2NaOH

Na₂O＋CO₂=Na₂CO₃

Na₂O＋2HClO₄=2NaClO₄＋H₂O

(2)在空气加热能生成Na₂O₂。

2Na₂O＋O₂=Δ=2Na₂O₂

3、Na₂O₂，浅黄色固体，过氧化物，不稳定，有强氧化性和强还原性。(氧的稳定价态－2，其次是0，－1是不稳定价态)

(1)与H₂O、CO₂反应。显示Na₂O₂的不稳定性和歧化反应能力。

可以理解为N_A2O₂→Na₂O＋1/2O₂，Na₂O再与H₂O、CO₂反应。

2Na₂O₂＋2H₂O =4NaOH＋O₂↑

2Na₂O₂＋2CO₂=2Na₂CO₃＋O₂

(2)强氧化性

Na₂O₂＋SO₂=Na₂SO₄

3Na₂O₂＋Fe₂O₃=2Na₂FeO₄＋Na₂O

3Na₂O₂＋Cr₂O₃=2Na₂CrO₄＋Na₂O

(3)强还原性

5Na₂O₂＋2MnO₄^－＋16H^＋=5O₂↑＋2Mn^2＋＋10Na^＋＋8H₂O

4、NaOH，又叫烧碱、火碱、苛性碱，是强碱，白色固体，强腐蚀性。有很强的吸水性，可以当干燥剂。溶于水时放出大量热。盛放NaOH固体用塑料瓶，盛放NaOH稀溶液用玻璃瓶，但瓶塞要用橡胶塞。

(1)与各种酸、酸性氧化物能反应。

NaOH＋HF=NaF＋ H₂O

2NaOH＋N₂O₃=2NaNO₂＋H₂O

(2)与各种弱碱盐能生成弱碱。

NaOH＋NH₄NO₃=NaNO₃＋NH₃·H₂O

(3)工业制取NaOH用电解饱和食盐水。

5、钠盐Na^＋

(1)检测Na^＋的方法是利用焰色试验，火焰显示为黄色。

(2)Na^＋很难发生复分解反应和氧化还原反应。

(3)用钠盐制金属钠时，需用熔融的NaCl。

2NaCl(熔融)=电解=2Na＋Cl₂↑

不能用电解NaCl水溶液的方式。

2NaCl＋2H₂O =电解=2NaOH＋H₂↑＋Cl₂↑

(4)Na₂CO₃，纯碱，溶液的碱性较强，用于造纸、制皂、制洗涤剂、玻璃生产等。

Na₂CO₃＋2HCl(过量)=2NaCl＋H₂O＋CO₂↑

Na₂CO₃＋HCl(少量)=NaCl＋NaHCO₃

纯碱的生产主要采用联合制碱法(侯氏制碱法)制得：先将饱和食盐水中通入过量氨气，再通入过量二氧化碳，得到碳酸氢钠沉淀。再将过滤得到的碳酸氢钠加热分解可得碳酸钠。

NaCl＋NH₃＋H₂O＋CO₂=NaHCO₃↓＋NH₄Cl

(5)NaHCO₃，小苏打，主要用于食品生产。能和强酸、强碱反应。稳定性较差，分解为碳酸钠。

2NaHCO₃=Δ=Na₂CO₃＋H₂O＋CO₂↑

(6)Na₂SO₄·10H₂O又叫芒硝，是储热材料。

二、镁Mg

含镁的主要矿物有白云石MgCO₃·CaCO₃、菱镁矿MgCO₃、光卤石、泻盐MgSO₄·7H₂O等。

1、金属镁，活泼金属，表面自动形成致密氧化膜，金属在空气中稳定存在。

(1)在空气中剧烈燃烧，发出白光，除生成MgO外，有少量氮化镁生成。

3Mg＋N₂=点燃=Mg₃N₂

很多金属氮化物遇水能发生水解反应，如氮化镁，

Mg₃N₂＋6H₂O =3Mg(OH)₂＋2NH₃↑

(2)在CO₂中能燃烧。

2Mg＋CO₂=点燃=2MgO＋C

(3)与热水能反应。

Mg＋2H₂O =Δ=Mg(OH)₂＋H₂↑

(4)与一些盐能发生置换反应。

2Mg＋TiCl₄=高温=2MgCl₂＋Ti

(5)与卤代烃制造格氏试剂，格氏试剂在有机合成上十分有用。

Mg＋R－Cl=R－Mg－Cl

2、Mg(OH)₂：中强碱，难溶于水。

从溶液中分离镁离子时，一般用生成Mg(OH)₂的方法。而分离钙离子一般用生成CaCO₃的方法。

Mg(OH)₂易分解。

Mg(OH)₂=Δ=MgO＋H₂O

3、关于镁的矿石：菱镁矿(碳酸镁)_mgCO₃，白云石(碳酸镁钙)CaMg(CO₃)₂，光卤石(水合氯化镁钾)KCl·MgCl₂·6H₂O。

MgCO₃易分解。

MgCO₃=Δ=MgO＋CO₂↑

4、用海水制镁涉及到的反应有：

CaO＋H₂O＋MgCl₂=Mg(OH)₂＋CaCl₂

Mg(OH)₂＋2HCl = 2H₂O ＋MgCl₂

MgCl₂＋6H₂O= MgCl₂·6H₂O↓

MgCl₂·6H₂O=HCl气体/Δ=MgCl₂＋6H₂O

MgCl₂(熔融)=电解=Mg＋ Cl₂↑。

三、铝Al

亲氧元素，地壳中元素含量排第三。金属材料应用中，排第二。

1、金属铝，活泼金属，表面自动形成致密氧化膜，金属在空气中稳定存在。

(1)铝条在空气中不燃烧，铝粉在空气中猛烈燃烧。

(2)金属既能与酸反应，又能与碱反应。

2Al＋6HCl=2AlCl₃＋3H₂↑

Al＋4HNO₃(稀)=Al(NO₃)₃＋NO↑＋2H₂O

2Al＋2NaOH＋6H₂O=2Na[Al(OH)₄]^＋3H₂↑

常温下与浓硫酸或浓硝酸发生钝化现象。

(3)与一些盐能发生置换反应。

(4)在高温下发生铝热反应。

2Al＋Fe₂O₃=高温=Al₂O₃＋2Fe

2、Al₂O₃，耐高温，可做耐高温材料。

两性氧化物，与酸碱都能反应，难溶于水。

Al₂O₃坩埚不能加热强碱、纯碱等。

Al₂O₃＋2NaOH=2NaAlO₂＋H₂O

Al₂O₃＋Na₂CO₃=2NaAlO₂＋CO₂↑

3、Al(OH)₃，两性氢氧化物，难溶于水，在水中生成时，易形成胶体。

与强酸、强碱都能反应。

Al(OH)₃＋NaOH=Na[Al(OH)₄]

Al(OH)₃＋3HCl=AlCl₃＋3H₂O

受热易分解。

2Al(OH)₃=Al₂O₃＋3H₂O

4、铝盐和铝酸盐

(1)Al^3＋盐

①与少量强碱反应，生成白色沉淀Al(OH)₃，与过量强碱反应，生成四羟基合铝酸盐。

Al^3＋＋3OH^－=Al(OH)₃↓

Al^3＋＋4OH^－=[Al(OH)₄]^－

②与过量氨水反应，生成白色沉淀后，不会继续溶解。

Al^3＋＋3NH₃·H₂O=Al(OH)₃↓＋3NH₄^＋

③与Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂S等发生双水解反应。

2AlCl₃＋3Na₂CO₃＋3H₂O =2Al(OH)₃↓＋3CO₂↑＋6NaCl

④AlCl₃，共价化合物，氯化铝的蒸气或溶于非极性溶剂中或处于熔融状态时，都以共价的二聚分子(Al₂Cl₆)形式存在。

AlCl₃为缺电子的平面正三角形分子。

⑤Al^3＋盐在水溶液中易水解形成胶体，有净水作用。

(2)[Al(OH)₄]^－盐(四羟基合铝酸盐)或AlO₂^－盐(偏铝酸盐)

①与少量强酸反应，生成白色沉淀Al(OH)₃，与过量强碱反应，生成Al^3＋盐。

[Al(OH)₄]^－＋H^＋=Al(OH)₃↓＋H₂O

[Al(OH)₄]^－＋4H^＋=Al^3＋＋4H₂O

②与过量CO₂反应，生成白色沉淀后，不会继续溶解。

[Al(OH)₄]^－＋CO₂=Al(OH)₃↓＋HCO₃^－

③水解后碱性很强，与NH₄Cl能发生双水解反应。(NH₄Cl一般不发生双水解反应)

Na[Al(OH)₄]＋NH₄Cl=Al(OH)₃↓＋NH₃·H₂O＋NaCl

5、制铝金属的反应

2Al₂O₃(熔融)=冰晶石/电解=4Al＋3O₂↑

四、硅Si

亲氧元素，地壳中元素含量排第二。以SiO₂和硅酸盐的形式存在。

1、硅，是半导体材料。

有无定形硅和晶体硅两种同素异形体，晶体硅为灰黑色，无定形硅为黑色。晶体硅是共价晶体。

(1)与氟气、氧气、氯气能反应。

Si＋2F₂=SiF₄(SiF₄在常温下是气体)

Si＋O₂=Δ=SiO₂

Si＋2Cl₂=高温=SiCl₄

(2)与氢氟酸在有氧化剂时反应。但不与盐酸、硫酸、硝酸等反应。

3Si＋18HF＋4HNO₃=H₂SiF₆↑＋2NO↑＋8H₂O

(3)与强碱反应。

Si＋2NaOH＋2H₂O =Na₂SiO₃＋2H₂↑

(4)真空高温下与MgO反应制Mg。

Si＋2MgO=真空高温=SiO₂＋2Mg

2、SiO₂，水晶、玛瑙、石英、砂子、燧石等主要成分都是SiO₂。共价晶体。

纯净的SiO₂光学性能好，可以制光导纤维、光学仪器等。

(1)酸性氧化物，与强碱反应。常温时强碱溶液与SiO₂会缓慢反应生成硅酸盐，贮存强碱溶液的玻璃瓶不能用磨口玻璃塞(玻璃中含SiO₂)，否则会生成有黏性的硅酸钠盐，使瓶塞和瓶口黏结在一起。

SiO₂＋2NaOH=Na₂SiO₃＋H₂O

(2)与氢氟酸反应。氢氟酸可用来雕刻玻璃。

SiO₂＋4HF=SiF₄↑＋2H₂O

(3)与碳反应制粗硅。

SiO₂＋2C=高温=Si＋2CO↑

(4)可用于制玻璃。

SiO₂＋Na₂CO₃=高温=Na₂SiO₃＋CO₂↑

SiO₂＋CaCO₃=高温=CaSiO₃＋CO₂↑

3、H₂SiO₃，比碳酸弱的酸。在水溶液中生成时，易形成胶体，更浓时，会形成凝胶。晾干时，可用作干燥剂(硅胶)，也可用作固体催化剂的载体。

(1)与强碱反应。

H₂SiO₃＋2NaOH=Na₂SiO₃＋2H₂O

(2)受热易分解。

H₂SiO₃=Δ=SiO₂＋H₂O

4、Na₂SiO₃，俗称泡花碱，水溶液叫水玻璃。用它浸泡过的木材有防火防腐性能。水解能力强，水溶液的碱性较强。

与很多酸能反应。

Na₂SiO₃＋2HCl= H₂SiO₃↓＋2NaCl

5、制硅

(1)SiO₂＋2C=高温=Si(粗硅)＋2CO↑

(2)Si＋3HCl=加热=SiHCl₃＋H₂

(3)SiHCl₃＋H₂=高温=Si(高纯硅)＋3HCl

五、磷P

磷的主要矿物为磷灰石。氟磷灰石的化学式为Ca₅(PO₄)₃F。

1、有白磷、红磷、黑磷等同素异形体。

(1)白磷的分子式为P₄，正四面体结构，6个P－P键，在空气中易自燃，有剧毒。保存在水中。

红磷常温下稳定，无毒。磷是亲氧元素。

(2)与氧气反应生成P₄O₁₀或P₄O₆。

(2)在氯气中燃烧生成白烟，产物有两种，PCl₃和PCl₅。

(3)与强碱加热能发生歧化反应。如与NaOH反应

2P₄＋24NaOH=5Na₃P＋5Na₃PO₄＋12H₂O。

2、P₂O₅常温下是白色固体，有强烈的腐蚀性和毒性，有强吸水性，可用作强干燥剂。

(1)与冷水反应：

P₂O₅＋H₂O=2HPO₃

与热水反应：

P₂O₅＋3H₂O=2H₃PO₄

(2)五氧化二磷对水有很强的亲和力，甚至可以使硫酸脱水。

P₂O₅＋3H₂SO₄=2H₃PO₄＋3SO₃

3、H₃PO₄磷酸不易挥发，不易分解，几乎没有氧化性。

有一定的吸水性，可代替浓硫酸用作干燥剂，优点是无氧化性，可干燥HBr、HI、H₂S等。

是三元弱酸，与NaOH反应能生成三种盐NaH₂PO₄、Na₂HPO₄、Na₃PO₄。

4、磷肥主要是指易溶于水的Ca(H₂PO₄)₂等。

Ca₃(PO₄)₂和CaHPO₄难溶于水，不能当磷肥用。制造磷肥的反应为

Ca₃(PO₄)₂＋2H₂SO₄= Ca(H₂PO₄)₂＋2CaSO₄。