元素及其化合物的性质

专题三元素及其化合物
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突破点12元素及其化合物的性质
提炼1常见物质的特殊颜色
1.有色气体：NO2(红棕色)、Cl2(黄绿色)；无色、有刺激性气味的气体：SO2、NH3、HCl。

2．溶液中的有色物质：Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(黄色)、MnO－4[紫(红)色]。

Br2在水中显黄(橙)色，在有机溶剂中显橙(红)色；I2在水中显黄(褐)色，在
有机溶剂中显紫(红)色。

3．有色固体：(淡)黄(棕)色固体：Na 2O 2、S 、FeS 2、FeCl 3；黑色固体：MnO 2、C 、CuO 、FeO 、Fe 3O 4；紫(黑)色固体：KMnO 4、I 2；(紫)红色固体：Cu 。

4．有色沉淀：(1)白色沉淀：H 2SiO 3、AgCl 、BaSO 4(不溶于酸)、BaSO 3、Mg(OH)2、Al(OH)3、BaCO 3、CaCO 3、CaSO 4、MgCO 3等；(2)红褐色沉淀：Fe(OH)3；(3)蓝色沉淀：Cu(OH)2；(4)黑(褐)色沉淀：CuS 、FeS ；(5)砖红色沉淀：Cu 2O 。

提炼2 特征反应1.产生气体 (1)与酸反应产生气体
金属＋HCl(或稀H 2SO 4)―→H 2↑； 金属＋H 2SO 4(浓)―→SO 2↑； 金属＋HNO 3(稀)―→NO ↑； 金属＋HNO 3(浓)―→NO 2↑；
C ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O ； C ＋4HNO 3(浓)=====△
CO 2↑＋4NO 2↑＋2H 2O ；
CO 2－3(HCO －3)＋H ＋
―
→CO 2↑＋H 2O ； S 2－(HS －)＋H ＋―→H 2S ↑；
SO 2－3(HSO －3)＋H ＋―
→SO 2↑＋H 2O 。

(2)与碱反应产生气体
2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑； NH ＋
4＋OH －
=====△
NH 3↑＋H 2O 。

(3)与水反应产生气体
2Na ＋2H 2O===2NaOH ＋H 2↑； Mg ＋2H 2O=====△
Mg(OH)2＋H 2↑； 3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2； C ＋H 2O(g)=====高温
CO ＋H 2； 2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑；
CaC 2＋2H 2O===Ca(OH)2＋C 2H 2↑。

2.两溶液混合产生沉淀和气体
(1)Ba(OH)2与(NH 4)2SO 4溶液：Ba 2＋
＋2OH －
＋2NH ＋
4＋SO 2－
4=====△
BaSO 4↓＋
2NH 3↑＋2H 2O 。

(2)硫代硫酸盐与强酸反应：S 2O 2－3＋2H ＋
===S ↓＋SO 2↑＋H 2O 。

(3)互相促进的水解反应：Al 3＋与CO 2－3(HCO －3)、S 2－(HS －)、Fe 3＋与CO 2－3
(HCO －3)。

3．既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al 、Al 2O 3、Al(OH)3、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等。

4．三类特殊反应
(1)归中反应：C ＋CO 2=====高温
2CO 、6HCl(浓)＋KClO 3===3Cl 2↑＋3H 2O ＋KCl 、2H 2S ＋SO 2===3S ↓＋2H 2O 、S ＋2H 2SO 4(浓)=====△
3SO 2↑＋2H 2O 、4NH 3＋6NO =====△
催化剂
5N 2＋6H 2O 、Fe ＋2FeCl 3===3FeCl 2。

(2)歧化反应：Cl 2＋H 2O===HCl ＋HClO 、Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O 、2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O 、3S ＋6NaOH=====△
2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O 、3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO 。

(3)置换反应：①金属―→金属：金属1＋盐1―→金属2＋盐2；铝热反应。

②金属―→非金属：活泼金属(Na 、Mg 、Fe)――→H ＋或H 2O △H 2↑；2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO
＋C 。

③非金属―→金属：H 2＋金属氧化物――→△金属＋H 2O ；C ＋金属氧化物――→高温
金属＋CO(或CO 2)。

④非金属―→非金属：2C ＋SiO 2=====高温Si ＋2CO ↑；2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2；X 2＋H 2S===S ↓＋2HX(X ＝Cl 、Br 、I)；Cl 2、Br 2、I 2之间的置换；O 2＋2H 2S=====点燃
2S ↓＋2H 2O 。

提炼3 重要的实验现象
1.燃烧时火焰的颜色
(1)火焰为蓝色或淡蓝色：H2、CO、CH4、H2S、C2H5OH、S等在空气中燃烧。

(2)火焰为苍白色：H2在Cl2中燃烧。

2．溶液中的沉淀现象
(1)产生白色沉淀：Ca2＋与CO2－3、SO2－3；Ba2＋与SO2－4、CO2－3、SO2－3；Ag＋与Cl－；SiO2－3与H＋；Mg2＋与OH－。

(2)产生黄色(浅黄色)沉淀：Ag＋与Br－、I－；H2S溶液与O2、SO2、Cl2等。

(3)产生黑色沉淀：Fe2＋、Cu2＋、Pb2＋与S2－。

(4)产生红褐色沉淀：Fe3＋与OH－。

(5)产生蓝色沉淀：Cu2＋与OH－。

(6)先产生白色沉淀后沉淀消失：①向澄清石灰水[或Ba(OH)2溶液]中通入CO2或SO2至过量；
②向铝盐溶液中滴加强碱溶液至过量；③向偏铝酸盐溶液中滴加强酸至过量；④向硝酸银溶液中滴加氨水至过量。

(7)先产生白色沉淀，后沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色：Fe2＋与OH－。

3．产生气体的现象
(1)与稀盐酸反应生成无色、有刺激性气味的气体，且此气体可使品红溶液褪色或使澄清石灰水变浑浊，该气体一定是SO2，原溶液中含有SO2－3或HSO－3。

(2)与稀盐酸反应生成无色无味的气体，且此气体可使澄清石灰水变浑浊，此气体是CO2，原溶液中含有CO2－3或HCO－3。

(3)与碱溶液反应且加热时产生有刺激性气味的气体，此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，此气体为NH3，原溶液中一定含有NH＋4。

(4)电解电解质溶液时，阳极气态产物一般是Cl2或O2，阴极气态产物是H2。

4．溶液变色现象
(1)变红色：石蕊＋酸；酚酞＋碱；Fe3＋与SCN－。

(2)变蓝色：石蕊＋碱；碘水＋淀粉溶液。

(3)浅绿色变黄色：Fe2＋与Cl2、Br2或HNO3。

(4)黄色变浅绿色：Fe3＋与Fe、SO2－3或S2－等。

(5)品红溶液褪色：遇Cl2、SO2、次氯酸盐[如NaClO、Ca(ClO)2]、Na2O2等，但加热后又恢复为红色的是SO2。

(6)溴水褪色：遇H2S、SO2、碱、活泼金属等。

(7)酸性KMnO4溶液褪色：遇H2S、SO2、Fe2＋等。

(8)卤素单质在水、有机溶剂中的颜色变化：如将Cl2通入含Br－的溶液中，溶液变为橙色，若加入有机溶剂(不溶于水)，则有机层变为橙红色；将Cl2通入含I－的溶液中，溶液变为棕黄色，若加入有机溶剂(不溶于水)，则有机层变为紫色。

回访1(2016·全国甲卷)某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验：
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解；
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。

该白色粉末可能为()
【导学号：14942052】
A．NaHCO3、Al(OH)3 B. AgCl、NaHCO3 C．Na2SO3、BaCO3 D. Na2CO3、CuSO4 C[A项中，NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中，NaHCO3溶解，Al(OH)3不溶解；加入稀盐酸，固体全部溶解，且有气泡产生；NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应，最后不会有固体剩余。

B项中，NaHCO3溶于水，AgCl不溶于水，加入足量稀盐酸，AgCl仍不溶解。

C项中Na2SO3溶于水，BaCO3不溶于水，BaCO3能溶于稀盐酸：BaCO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋CO2↑，Na2SO3、BaCO3均能与稀H2SO4反应：Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O、BaCO3＋H2SO4===BaSO4＋H2O＋CO2↑。

D项中，CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。

] 回访2(2015·全国卷Ⅰ)下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()
4HNO 3(稀)===Fe(NO 3)3＋NO ↑＋2H 2O ，过量的铁粉再与Fe(NO 3)3发生反应：Fe ＋2Fe(NO 3)3===3Fe(NO 3)2，充分反应后滴加KSCN 溶液，溶液不会变为血红色，实验现象错误，故A 不正确。

B.铜粉与Fe 2(SO 4)3溶液发生反应：Cu ＋
Fe 2(SO 4)3===CuSO 4＋2FeSO 4，实验现象为溶液变蓝色，但是没有黑色固体出现，该实验能说明Fe 3＋的氧化性比Cu 2＋强，不能说明金属铁比铜活泼，因为铁没有
置换出铜单质，故B 不正确。

C.用砂纸仔细打磨铝箔，能将铝箔表面的致密的氧化铝薄膜除去，但是在酒精灯上加热后，铝和空气中的氧气又生成了氧化铝，因为氧化铝的熔点高于铝的熔点，而氧化铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候铝失去光泽，铝熔化但是不会滴落，实验现象不正确，故C 不正确。

D.向MgSO 4 溶液中加入NaOH 溶液发生反应：MgSO 4＋2NaOH===Na 2SO 4＋Mg(OH)2↓，有白色沉淀产生，再滴加CuSO 4溶液，白色沉淀转化为浅蓝色沉淀，发生反应为CuSO 4＋Mg(OH)2===Cu(OH)2＋MgSO 4，因为Cu(OH)
2 的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小，发生了沉淀的转化，故D 正确。

]
回访3 (2015·全国卷Ⅱ)用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是( )
D[A项Na2CO3和NaOH的混合溶液中滴加稀盐酸，稀盐酸先与NaOH 发生中和反应，再与Na2CO3分步发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，因此开始阶段滴加稀盐酸，②中不产生气泡。

B项常温下，浓硝酸与铝条发生钝化，铝条表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止内层铝与浓硝酸继续反应，②中观察不到产生红棕色气体。

C项将AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中，由于NaOH过量，发生的反应为AlCl3＋
4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，得不到大量白色沉淀。

D项KMnO4酸性溶液具有强氧化性，H2C2O4溶液具有较强的还原性，二者发生氧化还原反应：
2MnO－4＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，由于MnO－4被还原为Mn2＋，②中酸性KMnO4溶液逐渐褪色。

]
热点题型1物质性质的判断型
1．(2016·河南洛阳统考)下列过程中，没有明显实验现象的是()
【导学号：14942053】A．向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸
B．将HCl通入NaAlO2溶液中
C．加热溶有SO2的品红溶液
D．向碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液
D[NO－3在酸性条件下具有强氧化性，能将Fe2＋(溶液显浅绿色)氧化为Fe3＋(溶液显黄色)，A项不符合题意；将HCl通入NaAlO2溶液中，开始时有白色沉淀生成，之后沉淀逐渐溶解，B项不符合题意；加热溶有SO2的品红溶液，溶液
由无色变成红色，C 项不符合题意；向NaHCO 3溶液中逐滴加入NaOH 溶液，发
生反应HCO －3＋OH －===CO 2－
3＋H 2O ，没有明显现象，D 项符合题意。

]
2．(2016·河北三市二次联考)下列实验对应的现象及结论均正确，且两者具有因果关系的是( )
2234沉淀，A 项错误；有刺激性气味的气体是SO
2，该过程中浓硫酸体现了脱水性和强氧化性，B 项错误；Na 2O 2能把Fe 2＋氧化成Fe 3＋，无论FeCl 2溶液变质与否，都会有题述现象，C 项错误；溶液变蓝说明有I 2生成，则氯水先与I －发生反应，故还原性：I －>Fe 2＋，D 项正确。

]
3．(2016·东城统考)用如图所示装置进行下列实验，实验结果与预测的现象不一致的是( )
A [A 项，3NO 2＋H 2O===2HNO 3＋NO ，所以理论上液体充满试管的2
3，错误；B 项，SO 2溶于水生成具有酸性的H 2
SO 3，正确；C 项，Al(OH)3只溶于强碱性溶液，而不溶于氨水，正确；D 项，Cl 2溶于水后生成的Cl －与Ag ＋形成AgCl 白色沉淀，正确。

]
4．(名师押题)利用如图所示装置进行下列实验，其中丙中实验现象描述正确的是( )
B 232褪色，错误；B 项，浓盐酸和KMnO 4反应生成Cl 2，Cl 2＋2KI===2KCl ＋I 2，I 2可以使淀粉-KI 溶液变蓝，正确；
C 项，稀盐酸与CaCO 3反应生成的CO 2通入BaCl 2溶液不会生成白色沉淀，错误；
D 项，浓氨水和CaO 反应生成NH 3，通入AlCl 3溶液中生成Al(OH)3白色沉淀，但是Al(OH)3不会与NH 3·H 2O 反应，故沉淀不会溶解，错误。

]
(1)CO 2通入CaCl 2溶液不会产生沉淀。

(2)高炉炼铁时的还原剂是CO ，焦炭的作用是燃烧提供能量和产生CO 。

(3)NO2能与水反应生成硝酸，但不是酸性氧化物。

(4)SO2和Cl2的混合气体，可能不具有漂白性。

(5)SO2能使溴水或酸性KMnO4溶液褪色，不是利用SO2的漂白性。

(6)SO2不能漂白石蕊溶液。

(7)硅单质可用于制造半导体材料，光导纤维的主要成分是SiO2。

(8)Fe、Al能用于盛放浓硝酸是因为“钝化”形成致密的氧化膜，隔离Fe、Al与硝酸的接触。

热点题型2根据实验现象推断物质型
1．(2016·陕西咸阳一模)向氯化钡溶液中通入二氧化硫，无沉淀。

若再通入下列某气体或再加入下列某物质，一定无沉淀生成的有()
①通入氯化氢②通入氯气③通入氨气④通入二氧化碳⑤通入硫化氢⑥通入二氧化氮⑦加入氢氧化钠⑧加入三氯化铁
A．①④⑤⑦ B. ①④
C．①⑤⑧ D. ②③⑥⑦
B[①通入HCl，无沉淀；②通入Cl2，SO2被氧化为SO2－4，生成BaSO4沉淀；③通入NH3，溶液呈碱性，SO2转化为SO2－3，生成BaSO3沉淀；④通入CO2，无沉淀；⑤通入H2S，发生反应：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，生成S沉淀；⑥通入NO2，NO2与水反应生成HNO3和NO，HNO3将SO2氧化为SO2－4，生成BaSO4沉淀；⑦加入NaOH，溶液呈碱性，SO2转化为SO2－3，生成BaSO3沉淀；⑧加入FeCl3，Fe3＋将SO2氧化为SO2－4，生成BaSO4沉淀。

故B项正确。

] 2．下列有关实验操作、现象和结论都正确的是()
232
中气体还可能是SO2等；C项中气体还可能是CO。

]
3．(2016·济南调研)将铜和氧化铁的混合物溶于足量稀盐酸中，向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出现红色。

下列有关说法错误的是() A．容器中可能有固体残渣
B．所得溶液中一定存在Fe2＋
C．反应过程中水的电离程度增大
D．再加入铜后，溶液红色逐渐褪去
A[A项错误，根据“滴入KSCN溶液显红色”可证明反应产物中存在氯化铁，Cu和Fe3＋反应，溶液中还存在Fe3＋说明Cu已经完全反应生成Cu2＋；B 项正确，氧化铁和稀盐酸反应生成的Fe3＋，一部分会和Cu反应生成Fe2＋；C项正确，随着反应的进行，盐酸逐渐变稀，酸性减弱，抑制水电离的程度减小，所以水的电离程度增大；D项正确，单质铜还原铁离子，红色褪去。

] 4．(名师押题)化学美无处不在，下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()
D[稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A项错误、C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。

]
气体物质检验的一般思路。