⑤外加电源法。将被保护的金属与电源负极相连，电源向该金属提供电子，该金属就不失电子而得以保护。 4．电解原理及其应用
（1）电解定义：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应过程明电解。 （2）装置：电解池（或电解槽）
特点：把电能转化为化学能。形成条件①与电源相连的两个电极②电解质溶液或熔化电解质⑨形成闭合回路。 （3）电解原理：
与电源正极相连
↓
阴离子移向→阳极←发生氧化反应 阳离子移向→阴极←发生还原反应
↑
与电源负极相连
（4）电解时电极产物的判断 ①阳极产物的判断
首先看电极，如果是活性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极溶解。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力。阴离子放电顺序如下：
S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞SO42-＞NO3-＞F- ②阴极产物的判断
直接根据阳离子放电顺序进行判断，阳离子放电顺序：
Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞(H+)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca+＞K+ （5）电解应用：
①铜的粗炼
阳极（粗铜）：Cu–2e–=Cu2+ 阴极（纯铜）：Cu2++2e–=Cu 电解质溶液：CuSO4（含H2SO4） ②氯碱工业
阳极（钛网）：2Cl––2e–=Cl2↑ 阴极（碳钢网）：2H++2e–=H2↑ 电解质溶液：饱和食盐水
总反应：2NaCl+H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ ③镀铜
阳极（铜）：Cu–2e–=Cu2+
阴极（铁或其他镀件）：Cu2++2e–=Cu 电镀液：CuSO4溶液
第二部分 常见元素的单质
及其重要化合物
一．非金属元素及其化合物
（一）非金属元素概论 1．非金属元素在周期表中的位置
在目前已知的112种元素中，非金属元素有22种，除H外非金属元素都位于周期表的右上方（H在左上方）。F是非金属性最强的元素。
2．非金属元素的原子结构特征及化合价
（1）与同周期的金属原子相比，最外层电子数较多，次外层都是饱和结构（2、8或18电子结构）。
（2）与同周期的金属原子相比较，非金属元素原子核电荷数多，原子半径小，化学反应中易得到电子，表现氧化性。 （3）最高正价等于主族序数（O、F无+6、+7价）?对应负价以绝对值等于8–主族序数。如S、N、C1等还呈现变价。 3．非金属单质
（1）组成与同素异形体
非金属单质中，有单原子分子的He、Ne、Ar等稀有气体；双原子分子的H2、O2、Cl2、H2、Br2等，多原子分子的P4、S8、C60、O3等原子晶体的金刚石，晶体硅等。同一元素形成的不同单质常见的有O2、O3；红磷、白磷；金刚石、石墨等。
（2）聚集状态及晶体类型
常温下有气态（H2、O2、Cl2、N2…），液态（Br2）、固态（I2、磷、碳、硅…）。常温下是气钵，液态的非金属单质及部分固体单质，固态时是分子晶体，少量的像硅、金刚石为原子晶体，石墨―混合型‖晶体。 4．非金属的氢化物
（1）非金属氢化物的结构特点
①IVA—RH4正四面体结构，非极性分子；VA—RH3三角锥形，极性分子；VIA—H2R为―V‖型，极性分子；VIIA—HR直线型，极性分子。
②固态时均为分子晶体，熔沸点较低，常温下H2O是液体，其余都是气体。 （2）非金属气态氢化物的稳定性
一般的，非金属元素的非金属性越强，生成的气态氢化物越稳定。因此，气态氢化物的稳定性是非金属性强弱的重要标志之一。
（3）非金属氢化物具有一定的还原性
如：NH3：H2S可被O2氧化HBr、HI可被Cl2、浓H2 SO4氧化等等。 5．最高价氧化物对应水化物（含氧酸）的组成和酸性。
元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故非金属元素的最高价含氧酸的酸性也是非金属性强弱的重要标志之一。 （二）卤族元素 1．氯气
（1）分子式Cl2电子式（3）化学性质：
①与金属反应将金属氧化成高价态Cu+Cl2=CuCl2（棕黄色烟） ②与非金属反应
H2+Cl2=2HCl（苍白色火焰，工业上制HCl）， H2+Cl2=2HCl（爆炸） ③与水反应
Cl2+H2O=HCl+HClO，HCIO是一种弱酸（HClO=H++ClO–），具有强氧化性，可进行漂白、消毒杀菌等，在光照下易
结构式Cl—Cl
（2）物理性质：黄绿色有刺激性气味、有毒、易液化能溶于水（1：2）。
分解：2HClO=2HCl+O2↑
④与碱反应
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（用于吸收多余Cl2） 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2漂白粉（混合物）+2H2O 漂白粉的有效成分为Ca(ClO)2在空气中易失效变质： Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO ⑤与还原性物质反应
Cl2+2Br –=2Cl–+Br2Cl2+H2S=2HCl+S↓ （4）制法： ①实验室制法
MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O ②业制法
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ 2NaCl（熔融）=2Na+Cl2↑ 2．卤族元素
（1）卤族元素性质的通性及递变性 ①元素周期表中的位置：第ⅦA族
②原子结构相同点：最外层电子数均为7个同点：电子层数不同
③主要性质的相似性：单质均为双原子非极性分子；主要化合价为?l价，最高正价为+7价（F除外）；单质具有强氧化性。
④主要性质的递变性。（从F到I）原子半径和离子半径逐渐增大；非金属性及单质氧化性逐渐减弱，即氧化性F2＞Cl2
＞Br2＞I2；与H2化合生成HX的反应由易至难，且氢化物的稳定性由强到弱，即稳定性HF＞HCl＞HBr＞HI；最高价氧化物的承化物的酸性逐渐减弱；卤离的还原性增强，前面元素的单质能把后面的元素置换出来。单质的颜色变深，熔沸点升高。
（2）卤素及其化合物特性归纳
①Cl2、Br2、I2与水反应类型相同，可用通式X2+H2O=HX+HXO，而F2特殊F2+2H2O=4HF+O2，由此得出它们与碱反应Cl2、Br2、I2相同，F2不同。
②F2、Cl2、Br2与Fe作用得+3价铁，而I2+Fe=FeI2。
③Cl–、Br –、I–跟AgNO3分别产生白色沉淀、浅黄色沉淀、黄色沉淀；而AgF可溶于水，无色溶液。 ④氯水具有漂白性，但溴水、碘水中HBrO和HIO很少，漂白性很差。
⑤碘与淀粉变蓝，但淀粉碘化钾试纸投入氯水中不变蓝，因为氯水过量，发生下列反应I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl。 ⑥氢氛酸为弱酸，余者为强酸，旦酸性逐渐增强；氢氟酸腐蚀玻璃，其他氢卤酸没有此性质。 （3）卤离子（X–）的检验（X=Cl、Br、I）
在含有卤离子（X–）的溶滚中，加入：HNO3酸化的AgNO3溶液。Cl–+Ag+=AgCl↓（白），Br –+Ag+=AgI↓（黄色）， Br?+Ag+=AgBr↓（淡黄色），I–+Ag+=AgI↓（黄色） 3．卤素单质及化合物的特殊性
①F只显-1价，一般无含氧酸，氟气能跟稀有气体反应，氢氟酸是弱酸，但能腐蚀玻璃，CaF2难溶于水。而AgF易溶于水
②溴是常温下惟一呈液态的非金属，易挥发。 ③碘易升华，碘遇淀粉反应生成蓝色物质。 ④Cl2、Br2、I2溶解性 水中 CCl4 4．知识框架
Cl2 黄(溶) 黄(易溶) Br2 橙(溶) 橙红(易溶) I2 黄褐(微溶) 紫红(易溶)
（三）氧族元素 1．氧族元素概述
（1）包括：氧（8O）、硫（16 S）、硒（34 Se）、碲（52 Te）、钋（84 Po）等几种元素。 （2）周期表中位置：VIA族；2—6周期。 （3）最外层电子数：6e。
（4）化合价：–2，0，+4，+6（O一般无正价）。
（5）原子半径：随核电荷数增大而增大，即rO＜r S＜r Se＜r Te。 （6）元素非金属性：从O→Te由强→弱。 2．氧族元素性质的相似性及递变性 （1）相似性
①最外层电子都有6个电子，均能获得2个电子，而达到稳定结构。 ②在气态氢化物中均显2价，分子式为H2R。 ③在最高价氧化物中均+6价，分子式为RO3。 ④最高价氧化物对应水化物的分子式为H2 RO4。 （2）递变性（O 、S、 Se、 Te） ①单质的溶沸点升高，氧化性减弱。 ②气态氢化物热稳定性减小，还原性增强。 ③最高价氧化物的水化物酸性减弱。 3．二氧化硫
（1）二氧化硫的物理性质：无色有刺激性气味，有毒，密度比空气大，易液化、易溶于水（与H2O化合生成H2 SO3，SO2+H2O =H2SO3）
（2）二氧化硫的化学性质： ①具有酸性氧化物通性
②还原性：SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 2SO2+O2=2SO3 ③弱氧化性：SO2+2H2S=3S+2H2O
④漂白性：SO3可使品红褪色（可逆，加热又恢复红色） （3）二氧化硫的污染
①SO2是污染大气的主要有害物质之一，直接危害是引起呼吸道疾病。 ②形成酸雨pH＜5、6，破坏农作物、森林、草原、使土壤酸性增强等等。 ③含SO2的工业废气必须经过净化处理才能排放到空气中。 4．硫酸工业和硫酸 （1）接触法制硫酸
反应原理：①造气：4FeS2+11O2(g)=2Fe2O3+8SO2 ②氧化：2SO2+O2=2SO3
③吸收：SO3+H2O=H2SO4
分别对应的设备：①沸腾炉 ②接触室 ③吸收塔
具体措施：粉碎矿石、过量空气、热交换、催化氧化、逆流、循环、浓H2 SO4吸收SO3（防止形成酸雾）、尾气处理（用氨水吸收SO2，生成(NH4)2SO3，再用H2SO4处理，便又可生成SO2）。 （2）浓硫酸（98.3％）的特性
①吸水性：H2SO4易与H2O结合，并放出大量热，所以浓硫酸常做酸性气体的干燥剂(不可干燥H2S)。 ②脱水性：浓H2SO4遇见某些有机化合物，可将其中氢、氧原子个数按2:1比例脱去，即为脱水性，C12H22O11＋11H2O(浓H2SO4脱水性)
③强氧化性：浓H2SO4与金属、与非金属、与具有还原性物质发生氧化-还原反应，如： Cu＋2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O C＋2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O H2S+H2SO4(浓)=S＋SO2↑+2H2O
2NaI＋2H2SO4(浓)= Na2SO4+SO2↑+I2+2H2O 与还原剂反应浓H2SO4的还原产物都为SO2。
常温下，浓H2SO4使Fe、Al表面发生钝化(生成致密氧化膜)，而不发生产生气体的反应。 （四）碳族元素 1．碳及其重要化合物 （1）一氧化碳和二氧化碳
（2）活性炭的吸附作用及其应用 木材干馏所得的固态产物是木炭，木炭由于它的孔隙被干馏时产生的油脂等物质所覆盖，吸附能力较弱，经活化处理增加表面积后就有高的吸附能方。这种具有高吸收能力的碳，称为活性炭。活性炭的孔隙多，内表面积大，一般为500rn2/g～l000m2/g。活性炭属于非极性吸附剂，因此易吸附非极性或弱极性物质。常见的易被活性炭吸附的物质及应用如下：
①有毒的气体（或蒸汽）：NO、NO2、Cl2、Br2、C6H6（苯）。活性炭用于去毒、防毒。 ②色素。活性炭用于溶液脱色（漂白），如制造白糖工业中可用活性炭做脱色剂。 ③水中有臭味的物质。活性炭用于水的除臭净化。 （3）碳及其重要化合物
12C
2．硅及其重要化合物
（1）硅的存在：自然界中以化合态存在，含量仅次于氧，排第二位，是构成矿物和岩石的主要成分。
（2）硅岛单质：有晶体硅和无定形硅两种同素异形体，晶体硅是原子晶体，类似于金刚石，熔沸点高、硬度大，是良好的半导体。
（3）硅的性质：性质稳定不易与其他物质发生化学反应 ①Si+O2=SiO2
②Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
（4）硅的制备及提纯：SiO2+2C=Si+CO↑ ， Si+2Cl2=SiCl4 SiCl4+2H2=Si+4HCl （5）硅的氧化物SiO2： ①原子晶体，熔点高、硬度大
②酸性氧化物：但不溶于水，也不与水反应 SiO2+CaO
CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O