化学自习室移动版

无机物的化学性质包括金属性与非金属性，酸性与碱性，氧化性与还原性，不稳定性，挥发性、溶解性、电离能力等引起的化学反应。

一、金属性与非金属性

1、金属性

金属性体现在金属单质的还原性，金属对应的氧化物是碱性氧化物，金属的氧化物对应的水化物是碱等。

在此只分析金属单质的还原性。

(1)与非金属的反应

①与O₂反应：除特别活泼金属能生成过氧化物之外，一般生成氧化物。

2Zn＋O₂2ZnO

2Na＋O₂Na₂O₂

对于多种价态的Fe，与氧气点燃生成Fe₃O₄。

3Fe＋2O₂Fe₃O₄

②与Cl₂、Br₂反应：Fe和Cu生成高价化合物。

2Fe＋3Cl₂2FeCl₃、

2Fe＋3Br₂2FeBr₃

Cu＋Cl₂CuCl₂、

Cu＋Br₂CuBr₂

③与I₂、S反应：Fe和Cu生成低价化合物。

Fe＋I₂FeI₂、

Fe＋SFeS

2Cu＋I₂2CuI、

2Cu＋SCu₂S

④与N₂反应：Mg、Na等活泼金属N₂反应。不太活泼的金属与N₂不反应。

3Mg＋N₂Mg₃N₂、

6Na＋N₂2Na₃N

(2)与H₂O(液态)、稀HCl或稀H₂SO₄、稀HNO₃反应

H₂O(液态)、稀HCl或稀H₂SO₄、稀HNO₃反应的氧化性越来越强。

H₂O(液态)只和很活泼的金属反应，稀HCl或稀H₂SO₄与大多数金属能反应，稀HNO₃和不活泼的Cu、Hg、Ag也能反应。

Mg＋2H₂OMg(OH)₂＋H₂↑

Fe＋H₂SO₄=FeSO₄＋H₂↑

3Ag＋2HNO₃(稀) =3AgNO₃＋NO↑＋2H₂O

(3)金属与其它一些氧化物反应

活泼金属可能在CO₂中燃烧：2Mg＋CO₂2MgO＋C

活泼金属Al与一些不太活泼金属氧化物在高温下能反应：

4Al＋3MnO₂2Al₂O₃＋3Mn

(4)与盐的反应：

①置换反应

Fe＋CuSO₄=FeSO₄＋Cu

Al＋3AgNO₃=Al(NO₃)₃＋3Ag

②金属与氧化性盐能反应

Cu＋2FeCl₃=CuCl₂＋2FeCl₂

2、非金属性

非金属性体现在非金属单质的氧化性，非金属对应的氧化物是酸性氧化物，非金属的氧化物对应的水化物是酸等。

(1)与金属的反应(见金属性)

(2)氧化性非金属与还原性非金属的反应

有些非金属以氧化性为主，如F₂、Cl₂、Br₂、O₂。有些非金属以还原性为主，如Si、P、C和H₂。有些非金属的还原性氧化性都不强，如S、I₂、N₂。

H₂＋Br₂2HBr

S＋O₂SO₂

S＋H₂H₂S

N₂＋O₂2NO

N₂＋3H₂2NH₃

Si＋2Cl₂SiCl₄

(3)非金属与其它一些氧化物反应

C＋CO₂2CO

C＋H₂OCO＋H₂

C＋2SO₃CO₂＋2SO₂

C＋2CuO2Cu＋CO₂↑

3H₂＋Fe₂O₃2Fe＋3H₂O

(4)与碱的反应

多数发生歧化反应：

Cl₂＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H₂O(Br₂、I₂类似)

3Cl₂＋6NaOH5NaCl＋NaClO₃＋3H₂O

3S＋6NaOH2Na₂S＋Na₂SO₃＋3H₂O

8P＋24NaOH5Na₃P＋3Na₃PO₄＋12H₂O

有的发生氧化反应：

Si＋2NaOH＋H₂O=Na₂SiO₃＋2H₂↑

(5)与盐的反应：

①置换反应

Cl₂＋2NaBr=2NaCl＋Br₂

Br₂＋2KI=2KBr＋I₂

2Na₂S(aq)＋O₂＋2H₂O=S↓＋4NaOH

②还原性的非金属与强氧化性盐溶液能反应

5S＋6KMnO₄＋4H₂SO₄=3K₂SO₄＋6MnSO₄＋4H₂O

3、金属、非金属的其它反应

(1)金属与碱反应。

2Al＋2NaOH＋2H₂O=2NaAlO₂＋3H₂↑

(2)还原性的非金属与强氧化性酸能反应

S＋2H₂SO₄(浓)3SO₂↑＋2H₂O

C＋4HNO₃(浓)CO₂↑＋4NO₂↑＋2H₂O

二、酸性与碱性

1、显酸性的物质和显碱性的物质

(1)显酸性的物质

酸性氧化物、酸、酸式盐、强酸弱碱盐。

(2)显碱性的物质

碱性氧化物、碱、碱式盐、强碱弱酸盐。

2、中和反应和类似于中和反应

(1)酸性氧化物、酸、酸式盐＋碱性氧化物、碱、碱式盐=盐(＋水)

注意：特别弱的酸和特别弱的碱不一定能反应，如CO₂与Cu(OH)₂。

SO₂＋Ba(OH)₂=BaSO₃↓＋H₂O

FeO＋2HI=FeI₂＋H₂O

Ca(OH)₂＋2HClO=Ca(ClO)₂＋2H₂O

K₂O＋SO₃=K₂SO₄

NaHCO₃＋NaOH=Na₂CO₃＋H₂O

Cu₂(OH)₂CO₃＋4HCl=2CuCl₂＋3H₂O＋CO₂↑

(2)【注意】多元弱酸反应时的过量问题

①H₂S＋NaOH(少)=NaHS＋H₂O

H₂S＋2NaOH(多)=Na₂S＋2H₂O

类似的还有H₂C₂O₄(草酸)、H₃PO₄等。

②CO₂＋NaOH(少)=NaHCO₃

CO₂＋2NaOH(多)=Na₂CO₃＋H₂O

类似的还有SO₂、P₂O₅等。

(3)【注意】发生氧化还原反应

3FeO＋10HNO₃(稀)=3Fe(NO₃)₃＋NO↑＋5H₂O

3Fe(OH)₂＋10HNO₃(稀)=3Fe(NO₃)₃＋NO↑＋8H₂O

Fe₂O₃＋6HI=2FeI₂＋I₂＋3H₂O

2Fe(OH)₃＋6HI =2FeI₂＋I₂＋6H₂O

3、强酸制弱酸和强碱制弱碱

(1)强酸制弱酸

反应格式：强一点的酸＋弱酸盐=弱酸＋强一点的酸的盐

HBr＋CH₃COOK=CH₃COOH＋KBr

SO₂＋NaHCO₃=NaHSO₃＋CO₂

CO₂＋H₂O＋Na₂SiO₃=Na₂CO₃＋H₂SiO₃↓

需要注意的是，要对酸的酸性强弱有了解。

常见的强酸有：HCl、H₂SO₄、HNO₃、HBr、HI、HClO₄等。

比H₂CO₃强的弱酸：CH₃COOH、H₃PO₄、H₂C₂O₄、H₂SO₃。

H₂CO₃等。

比H₂CO₃弱的弱酸：H₂SiO₃、HClO、Al(OH)₃等。

【注意】制多元弱酸时，也有过量问题。

Na₂S＋HCl(少)=NaHS＋NaCl

类似的还有Na₂CO₃、Na₂SO₃、Na₂C₂O₄(草酸钠)、Na₃PO₄等。

NaAlO₂＋4HCl(多) =AlCl₃＋NaCl＋2H₂O

【注意】有可能发生氧化还原反应。

SO₂(少)＋H₂O＋NaClO =NaCl＋H₂SO₄

HI＋3NaClO=HIO₃＋3NaCl

2HNO₃(稀)＋3Na₂SO₃=3Na₂SO₄＋2NO↑＋H₂O

(2)强碱制弱碱

反应格式：强一点的碱＋弱碱盐=弱碱＋强一点的碱的盐

Ba(OH)₂＋CuCl₂=BaCl₂＋Cu(OH)₂↓

3NH₃·H₂O＋AlCl₃=3NH₄Cl＋Al(OH)₃↓

需要注意的是，要对碱的碱性强弱有了解。

常见的强碱有：NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂。

比其它弱碱都强的弱碱：NH₃·H₂O。

其它弱碱：Mg(OH)₂、Al(OH)₃、……AgOH

【注意】AlCl₃与过量强碱反应时，有过量问题。

AlCl₃＋4NaOH(多)=NaAlO₂＋3NaCl＋2H₂O

三、氧化性与还原性

1、所有化合物都有氧化性和还原性。但只有氧化性较强的物质和还原性较强的物质才有可能发生氧化还原反应。

2、常见的氧化剂、还原剂及对应的产物

(1)常见的氧化剂及对应的产物：

(2)常见的还原剂及对应的产物：

3、利用上面的氧化剂和还原剂创造出一些氧化还原反应

(1)2P＋5H₂SO₄(浓)2H₃PO₄＋5SO₂↑＋2H₂O

(2)Ag＋2HNO₃(浓)=AgNO₃＋NO₂↑＋H₂O

(3)5SO₂＋2KMnO₄＋2H₂O=K₂SO₄＋2MnSO₄＋2H₂SO₄

(4)6FeCl₂＋3H₂O₂=2Fe(OH)₃↓＋4FeCl₃

(5)2Na₂S(aq)＋O₂＋2H₂O=S↓＋4NaOH

(6)2KI＋NaClO＋H₂SO₄=K₂SO₄＋I₂＋NaCl＋H₂O

(7)6FeSO₄＋K₂Cr₂O₇＋7H₂SO₄= 3Fe₂(SO₄)₃＋K₂SO₄＋Cr₂(SO₄)₃＋7H₂O

4、不稳定的价态有强氧化性或还原性，具体有哪种性质要看旁边的稳定价态的高低。

比如在H₂O₂中，－1价的氧的价态不稳定，而氧的稳定价态为－2价，较稳定价态为0价。所以H₂O₂经常显示出强氧化性，碰到更强的氧化剂时，也能显示出还原性。

H₂O₂＋SO₂=H₂SO₄

5H₂O₂＋2KMnO₄＋3H₂SO₄=K₂SO₄＋2MnSO₄＋5O₂↑＋8H₂O

5、重视物质的还原性或氧化性的掌握

特别是可能发生复分解反应，结果却是氧化还原反应的可能。

(见酸碱中和和强酸制弱酸中的氧化还原反应)

例如，物质的化学性质练习

马日夫盐【Mn(H₂PO₄)₂·2H₂O】用于大型机械设备的磷化处理，可起到防锈作用。一种以软锰矿(主要成分为MnO₂，含少量FeO、Al₂O₃和SiO₂)为原料生产马日夫盐的工艺流程如图所示：

提示：萃取分液分离掉Fe^3＋。

写出“酸浸”时发生的反应：

(1)FeO被氧化为Fe^3＋，根据Mn由＋4价最后变为＋2价，所以MnO₂做氧化剂：

2FeO＋MnO₂＋4H₂SO₄=Fe₂(SO₄)₃＋MnSO₄＋4H₂O

(2)MnO₂的量比FeO要多，剩余的MnO₂变为MnSO₄，需要还原剂Na₂SO₃：

MnO₂＋Na₂SO₃＋H₂SO₄= MnSO₄＋Na₂SO₄＋H₂O

(3)Al₂O₃不发生氧化还原反应，只与稀H₂SO₄发生复分解反应：

Al₂O₃＋3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃＋3H₂O

(4)SiO₂没有明显的氧化性和还原性，与MnO₂、FeO、Na₂SO₃都不发生反应。SiO₂是酸性氧化物，与稀H₂SO₄不发生复分解反应。所以SiO₂不反应，不溶解，过滤为滤渣①。

四、不稳定性与挥发性

1、物质如果不稳定，会容易发生分解反应。如果分解时需要加热或高温，有些反应的发生还与物质的挥发性或处于气态有关。

2、不稳定的一些物质

(1)含氧酸

①常温下不稳定，会分解的：H₂CO₃、H₂SO₃等。

②加热下不稳定的：HClO、HNO₃等

2HClO2HCl＋O₂↑

4HNO₃2H₂O＋4NO₂↑＋O₂↑

③更高的温度下不稳定的：H₂SO₄等。

H₂SO₄ H₂O＋SO₃↑

(2)弱碱不稳定，受热易分解。

NH₃·H₂ONH₃↑＋H₂O

Mg(OH)₂MgO＋H₂O

……

Cu(OH)₂CuO＋H₂O

【注意】汞和银的氢氧化物热分解时，会生成金属。

4AgOH4Ag＋O₂↑＋2H₂O

【注意】Fe(OH)₂在空气中热分解时，易被氧化。

4Fe(OH)₂＋O₂2Fe₂O₃＋4H₂O

(3)多数碳酸盐不稳定，受热易分解。

MgCO₃MgO＋CO₂↑

……

CuCO₃CuO＋CO₂↑

【注意】汞和银的碳酸盐热分解时，会生成金属。

2Ag₂CO₃4Ag＋2CO₂↑＋O₂↑

【注意】FeCO₃在空气中热分解时，易被氧化。

4FeCO₃＋O₂2Fe₂O₃＋4CO₂↑

(4)铵盐不稳定，受热易分解。

NH₄Cl NH₃↑＋HCl↑

NH₄HCO₃NH₃↑＋CO₂↑＋H₂O

【注意】有些铵盐受热会发生氧化还原反应。

NH₄NO₃=190℃= N₂O↑＋2H₂O

NH₄NO₃=300℃= N₂↑＋ O₂↑＋ 4H₂O

3(NH₄)₂SO₄=3SO₂↑＋6H₂O^＋ 4NH₃↑＋ N₂↑

(5)硝酸盐不稳定，受热易分解。

①K、Ca、Na等活泼金属：2NaNO₃2NaNO₂＋O₂↑

②Mg到Cu等金属：2Cu(NO₃)₂2CuO＋4NO₂↑＋O₂↑

③Hg、Ag等不活泼金属：2AgNO₃2Ag＋2NO₂↑＋O₂↑

【注意】4Fe(NO₃)₂2Fe₂O₃＋8NO₂↑＋O₂↑

(6)酸式盐不稳定，受热易分解。

2NaHCO₃Na₂CO₃＋CO₂↑＋H₂O

【注意】NaHSO₃、NaHS等受热分解的反应都比较复杂，有氧环境和无氧环境的反应也不同。

2NaHSO₃(s)=Na₂SO₃＋H₂O＋SO₂↑

2NaHSO₃(aq)Na₂S₂O₅(AQ，焦亚硫酸钠)＋H₂O(继续加热被氧气氧化为Na₂SO₄)

(7)不稳定价态也会导致发生不稳定性的反应。

2H₂O₂H₂O＋O₂↑

2NaClO(s)2NaCl＋O₂↑

3NaClO(aq)NaClO₃＋2NaCl

H₂C₂O₄H₂O＋CO↑＋CO₂↑

Na₂C₂O₄Na₂CO₃＋CO↑

4Na₂SO₃3Na₂SO₄＋Na₂S

3、加热或高温下的反应，与稳定性、挥发性有关，有些和酸碱性强弱、氧化性还原性强弱无关。

Na₂CO₃＋SiO₂ Na₂SiO₃＋CO₂↑

Na₂CO₃＋Al₂O₃2 NaAlO₂＋CO₂↑

Na₂CO₃＋CO₂O₃ 2NaCOO₂＋CO₂↑

KCl＋NaNaCl＋K↑

2NaCl＋H₂SO₄(浓)Na₂SO₄＋2HCl↑

例，以铬铁矿(主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等杂质)为原料制备重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)的流程图如下：

加入Na₂CO₃和NaNO₃时，NaNO₃为氧化剂，产物为NaNO₂，写出此处的反应：

2FeO·Cr₂O₃＋7NaNO₃＋4 Na₂CO₃ Fe₂O₃＋4Na₂CrO₄＋7 NaNO₂＋4CO₂↑

Na₂CO₃＋SiO₂Na₂SiO₃＋CO₂↑

Na₂CO₃＋Al₂O₃=高温=2 Na₂＋CO₂↑

五、溶解性、电离能力等引起的化学反应

1、溶解性引起的化学反应：易溶盐制难溶盐。

Na₂SO₃＋CaBr₂=CaSO₃↓＋2NaBr

(NH₄)₂CO₃＋Ba(NO₃)₂=BaCO₃↓＋2NH₄NO₃

难溶、微溶的盐有

【注意】弱酸根和弱碱阳离子易发生双水解反应(与水反应生成弱酸和弱碱)。例如

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

2、电离能力引起的化学反应：易电离物质生成难电离物质。

中和反应生成水，强酸制弱酸，强碱制弱碱，都是易电离物质生成难电离物质(弱酸、弱碱、水、少量盐)。

除此之外还有生成一些难电离的盐或离子：

FeCl₃＋3KSCN=Fe(SCN)₃＋3KCl Fe(SCN)₃为难电离盐。

2CH₃COONa＋Pb(NO₃)₂=(CH₃COO)₂Pb＋2NaNO₃ (CH₃COO)₂Pb为难电离盐。

CuSO₄＋H₂S=CuS↓＋H₂SO₄ CuS为难溶难电离的物质。

Cu(OH)₂＋4NH₃·H₂O=[Cu(NH₃)₄](OH)₂＋4H₂O [Cu(NH₃)₄]^2＋为难电离的离子。

【课后练习】

1、由一种钴矿石(主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO、CaO等杂质)制取Co₂O₃的工艺流程如图所示：

提示：NaF与Ca^2＋、Mg^2＋生成沉淀。

写出各环节发生的化学反应方程式。

2、钒酸铋(BiVO₄)是一种对人体无害、环保低碳的亮黄色颜料，一种用高硅钒矿(主要含SiO₂、V₂O₅以及少量CaO、MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃等)制备钒酸铋的流程图如下：

提示：“钠化”过程生成Na₃VO₄。

写出各环节发生的化学反应方程式。

【课后练习答案】

1、(1)写出“酸浸”时发生的反应：

滤渣中含有Co₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO。

①根据CO由＋3价最后变为＋2价，在此处被还原剂Na₂SO₃还原：

Co₂O₃＋Na₂SO₃＋2H₂SO₄=2CoSO₄＋Na₂SO₄＋2H₂O

②Fe₂O₃也有氧化性，也能被还原剂Na₂SO₃还原：

Fe₂O₃＋Na₂SO₃＋2H₂SO₄=2FeSO₄＋Na₂SO₄＋2H₂O

③MgO不发生氧化还原反应，只与稀H₂SO₄发生复分解反应：

MgO＋H₂SO₄=MgSO₄＋H₂O

④CaO不发生氧化还原反应，只与稀H₂SO₄发生复分解反应：

CaO＋H₂SO₄=CaSO₄＋H₂O

CaSO₄在水中的溶解度低，所以溶液中的CaSO₄的含量较少。

(2)写出“氧化”时发生的反应：

根据CO最后保持＋2价，可以判断在此处CO^2＋没有被氧化。但Fe^2＋有强还原性，能被氧化剂NaClO₃氧化。所以反应为

6FeSO₄＋NaClO₃＋3H₂SO₄=3Fe₂(SO₄)₃＋NaCl＋3H₂O

(3)写出“调节pH”时发生的反应：

Na₂CO₃不具有强氧化性和强还原性，此处发生的是复分解反应。结合后面的“加NaF”，可推理出此处除掉Fe^3＋。所以反应为

Fe₂(SO₄)₃＋3Na₂CO₃＋3H₂O= 2Fe(OH)₃↓＋3CO₂↑＋3Na₂SO₄

(4)写出“加NaF”时发生的反应：

NaF不具有强氧化性和强还原性，根据“沉淀II”和前面的“提示”，此处发生的是除掉Ca^2＋、Mg^2＋的复分解反应，生成CaF₂、Mg F₂沉淀。所以反应为

CaSO₄＋2NaF=CaF₂↓＋ Na₂SO₄

MgSO₄＋2NaF=MgF₂↓＋ Na₂SO₄

(5)写出“加草酸铵”时发生的反应：

草酸铵有强还原性，但根据“沉钴”和CoC₂O₄·2H₂O，此处发生的是复分解反应，生成CoC₂O₄·2H₂O沉淀。所以反应为

CoSO₄＋(NH₄)₂C₂O₄＋2H₂O=CoC₂O₄·2H₂O↓＋ (NH₄)₂SO₄

(6)写出“煅烧”时发生的反应

反应中CO由＋2价变为＋3价，推理可知C的化合价得由＋3价降到＋2价。但在此氧化还原过程中，＋3价的C有剩余，自身发生歧化反应，生成CO和CO₂。所以反应为

2CoC₂O₄·2H₂OCo₂O₃＋3CO↑＋CO₂↑＋2H₂O

(7)三步制铝的反应为

NaAlO₂＋CO₂(过量)＋H₂O=Al(OH)₃↓＋NaHCO₃

2Al(OH)₃Al₂O₃＋3H₂O

2Al₂O₃4Al＋3O₂↑

2、(1)写出“钠化”处的反应

Na₂CO₃＋SiO₂Na₂SiO₃＋CO₂↑

Na₂CO₃＋Al₂O₃2NaAlO₂＋CO₂↑

3Na₂CO₃＋V₂O₅2Na₃VO₄＋3CO₂↑

CaO、MgO、Fe₂O₃在此处不反应。

(2)写出“酸化沉矾”处的反应

Na₂SiO₃＋H₂SO₄=H₂SiO₃↓＋Na₂SO₄

2Na₃VO₄＋3H₂SO₄=2H₃VO₄↓＋3Na₂SO₄

2NaAlO₂＋4H₂SO₄=Na₂SO₄＋Al₂(SO₄)₃＋4H₂O

(3)写出“碱溶”处的反应

H₂SO₄＋2NaOH=Na₂SiO₃＋2H₂O

2H₃VO₄＋6NaOH=2Na₃VO₄＋6H₂O

(4)写出“转化”处的反应

3(NH₄)₂SO₄＋2Na₃VO₄=2(NH₄)₃VO₄↓＋3Na₂SO₄

(5)写出“煅烧”处的反应

2(NH₄)₃VO₄V₂O₅＋6NH₃↑＋3H₂O

(6)写出“共熔”处的反应

V₂O₅＋Bi₂O₃=共熔=2BiVO₄