③与氢氟酸反应：SiO2+4HF=SiF4 ↑+2H2O ④光导纤维的主要原抖，制造石英玻璃等。 （6）硅及其重要化合物
（五）氨族元素 1．氦族元素概述
（1）周期表中的位置：第VA族（N、P、As、Sb、Bi）2—6周期 （2）原子结构特点相同点：最外层电子数均为5个不同点：电子层数不同 （3）主要性质：
①相似性：a．最高正价均为+5，负价为–3；（Sb、Bi无负价）b．最高价氧化物的水化物（HRO3或H3RO 4）呈酸性 ②逆变性（按N→Bi）原子半径由小到大；气态氢化物稳定性减弱；最高价含氧酸的酸性减弱（HNO3＞H3PO4）；与同周期卤素、氧族比非金属性要弱。 2．氮及其重要化合物
（1）氮的化学性质：常温时，N2不活泼，可代替稀有气体作保护气，但在点燃、放电、高温等条件下能与H2、O2、Mg等发生反应：
①N2+3H2=2NH3 ②N2+O2=2NO ③N2+3Mg
Mg3N2 （Mg3N2+6H2O=Mg(OH)2 ↓+2NH3 ↑）（2）氮的氧化物：
N元素有+l、+2、+3、+4、+5五种价态，分别对应的氧的物为N2O、NO、N2O3、NO2(N2O4)、N2O5 其中N2O3、N2O5。分别是HNO2、HNO3的酸酐，NO是无色还原性较强的有毒气体，易被O2氧化。NO2是红棕色易溶于水的刺激性的有毒气体，氧化性较强，能氧化SO2使湿润的KI一淀粉试纸变蓝。重要反应：2NO+O2=2NO2；3NO2+H2 O=2HNO3+NO
（3）氨气的性质及用途
①物理性质：无色有刺激性气味的气体，极易溶于水（1：700）易液化。 ②化学性质：与水反应：NH3+H2O=NH3·H2O=NH4++OH–
NH3是惟一能使润湿的红色石蕊试纸交蓝的气体，常用此性质检验NH3。 与酸反应：NH3+HCl=NH4Cl（生成白烟） 与O2反应：4NH3+5O2=4NO+6H2O+Q
与CO2反应（制取尿素）：2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O ③氨的制法
安验室制法：用铵盐与碱共热。
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O 工业制法：原料为水、煤和空气N2+3H2=2NH3 （4）硝酸（HNO3）
硝酸的化学性质：HNO3为强酸，除具有酸的通性外还具有以下特性：不稳定性：（见光受热易分解），4HNO 3=4NO2↑+O2 ↑+2H2O
强氧化性：无论稀浓HNO3均具有强氧化性，与金属反应时，即使是比氢活泼的金属也不放出氢气。 a．与金属反应
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2 O（利用此反应可以洗涤附在器皿内壁上的银）
冷浓HNO3可使Al、Fe等金属表面生成一层致密氧化膜而发生钝化，故可用Al、Fe等材料制成的密闭容器盛装浓HNO3。 b．与非金属反应
C+4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2 O S+6HNO3(浓)=H2SO4+6NO2↑+2H2O c．与其他还原剂反应
3H2S+2HNO3(稀)=3S↓+2NO↑+4H2O 3SO32–+2NO3–+2H+=3SO42–+2NO↑+H2O d．与有机物反应
硝化反应（如与苯反应）；酯化反应（如与纤维素反应）；颜色反应（如与蛋白质反应）。 ②硝酸的制法：
实验室制法：硝酸盐与浓H2SO4微热
NaNO3(固)+H2SO4(浓)=NaHSO4+HNO3↑ 工业制法：氨的催化氧化法
a．原理：4NH3+5O2=4NO+6H2O
2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO
b．尾气处理：用碱液吸收
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
③硝酸的保存方法：硝酸不稳定，易分解，受热、光照或浓度越大，硝酸越易分解，由于分解生成的NO2溶于硝酸中而使硝酸里黄色，实验室为防止硝酸分解，常将硝酸放在棕色瓶内，贮放在黑暗且温度低的地方。 3．磷及其重要化合物 （1）红磷与白磷 名称 分子结构 颜色状态 溶解性 毒性 着火点 保存方法 相互转化 （2）磷的化合物的性质
①P2O5磷酸（H3PO4）偏磷酸（HPO3）的酸酐 P2O5+H2O(冷)=2HPO3(有毒溶于水)
P2O5+3H2O(热)=2H3PO4(无毒、晶体、易溶于水)P2O5吸浸性强可作干燥剂。 ②磷酸的性质
纯净的磷酸是无色晶体，有吸湿性，藏躲畏水以任意比例混溶。浓H3PO4为无色黏稠液体，较稳定，不挥发．具有酸的通性。磷酸为三元酸，与碱反应时，当碱的用量不同时可生成不同的盐。磷酸和NaOH反应，1：1生成NaH2PO4；1：2生成Na2HPO4；l：3生成Na3PO4。介于l：1和1：2之间生成NaH2PO4和Na2HPO4的混合物。介于l：2和1：3之间生成Na2HPO4帮Na3PO4的混合物。
白磷 分子式P4、正四面体型、键角60° 白色或黄色固体 不溶于水，易溶于CS2 剧毒 40℃ 保存在水中 红磷 分子晶体、结构复杂 暗红色粉末或固体 不溶于水，不溶于CS2 无毒 240℃ 密封 二．金属元素及其化合物
（一）金属元素概述
1．金属元素在周期表中的位置及原予结构特征
（1）金属元素分布在周期表的左下方，目前已知的112种元素共有90种金属元素。
（2）金属元素最外层电子数一般小于4个。（Ge、Sn、Pb 4个Sb、Bi 5个，Po 6个）原子半径较同周期非金属原子半径大。
（3）金属元素形成的金属单质固态时全是金属晶体。 2．金属的分类
（1）冶金工业上黑色金属：Fe、Cr、Mn（其主要氧化物呈黑色）。有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的所有金属。 （2）按密度分
轻金属：ρ＜4.5g·cm–3（如Na、Mg、A1） 重金属：ρ＞4.5g·cm–3（如Fe、Cu、W）
（3）按存在丰度分常见金属：如Fe(4.75％)、Al(7.73％)、Ca(3.45％)等稀有金属：如锆、铪、铌等。 3．金属的物理性质
（1）状态：通常情况下，除汞外其他金属都是固态。 （2）金属光泽：多数金属具有金属光泽。
（3）易导电一导热：由于金属晶体中自由电子的运动，使金属易导电、导热。 （4）延展性：可压成薄片，也可抽成细丝。
（5）熔点及硬度：由金属晶体中金属离子和自由电子的作用强弱决定。最高的是钨（3413℃），最低的是汞（–39℃）。 4．金属的化学性质 （1）与非金属单质作用 （2）与H2O作用 （3）与酸作用
（4）与碱作用（仅Al、Zn可以） （5）与盐的作用 （6）与某些氧化物作用 5．金属的冶炼
（1）热分解法（适用于不活泼金属）
2HgO=2Hg+O2↑ 2Ag2O=4Ag+O2↑
（2）热还原法（常用还原剂CO、H2、C活泼金属等）
Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 Cr2O3+2Al=2Cr+A12O3 （3）电解法（适用于非常活泼的金属）
2A12O3=4Al+3O2↑ 2NaCl=2Na+Cl2 ↑
（二）碱金属元素 1．钠及其化合物 （1）钠的物理性质
钠是一种柔软、银白色，有金属光泽的金属，具有良好的导电、导热性，密度比水小，比煤油大，熔点较低。 （2）钠的化学性质 ①与非金属反应 2Na + Cl22Na + O2②与水反应
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象及解释：浮在水面上——密度比水小；熔化成小球——钠的熔点低，反应放热；四处游动——生成气体；酚酞变红
2NaCl
Na2O2（黄色火焰）
4Na+O2=2Na2O（空气中，钠的切面变暗）
——生成碱。
③与酸反应
2Na+2H+=2Na++H2↑ 钠不足，直接与酸反应；钠过量，先与酸反应再与水反应。 ④与盐溶液反应
钠与盐溶液反应，先考虑Na与水反应生成NaOH，再考虑NaOH是否与盐反应。 a．投入NaCl溶液中，只有H2放出。2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
b．投入饱和NaCl溶液中，有H2放出，还有NaCl晶体析出（温度不变)）。 c．投入NH4Cl溶液中，有H2和NH3逸出。
2Na+2NHCl=2NaCl+2NH3↑+H2↑
d．投入CuSO4溶液中，有气体放出和蓝色沉淀生成。
2Na+H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ （3）钠的保存及用途：
①保存：钠的化学性质非常活泼，易与空气中的O2、H2O等反应，保存在煤油中。 ②用途：
a．工业上用于冶炼金属：4Na+TiCl4=Ti+4NaCl b．Na—K合金（液态）用作原子反应堆的导热剂 c．制造高压钠灯，作为电光源。 2．碱金属元素
（1）周期表中的位置：第IA族（Li、Na、K、Rb、Cs） （2）原子结构特点：最外层电子数均为1。 （3）主要性质：
①原子半径为同周期最大，易失电子。强还原剂且从Li→Cs金属性增强。 ②取高价氧化物的水化物呈强碱性，从Li→Cs碱性增强。 （三）镁、铝、铁及其化合物
1．镁、铝在元素周期表中位置及原子结构镁(Mg)：位于周期表第3周期第IIA原子结构铝(Al)：位于周期表第3周期第IIIA，原子结构Mg、Al均为活泼金属，在化学反应中都易失电子，其性质有相似之处，但由于原子结构不同性质上也有差异。 2．镁、铝的物理性质
①相同点：密度较小，熔点较低、硬度较小、均为银白色。
②不同点：铅的硬度比镁稍大，熔沸点比镁高，这是由于镁、铅的金属键的强弱不同。 3．镁、铝的化学性质比较：
暴露在空气中（与O2反应） Mg 常温下被O2氧化，形成致密氧化膜、因而具有一定抗腐蚀性 空气中点燃，发出耀眼的白光 Al 很快与O2反应，形成致密氧化膜，抗腐蚀性比镁强 在纯氧中或高温下可燃烧 4Al + 3O2 4Al+3MnO2 2Al2O3 2Al2O3+3Mn Al2O3+2Fe 燃烧 2Mg + O2 与某些氧化物反应 与H2O反应 与非金属反应 与非氧化性酸Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 反应 与氧化性酸反能反应，无 H2生成 应 2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2↑ 2Mg +CO2 Mg+2H2O3Mg + N2 2MgO + C 2Al+Fe2O3Mg(OH)2 ↓+H2↑ Mg3N2 与沸水只有微弱反应 2Al+ 3Cl22AlCl3 2MgO 4．氧化铝和氢氧化铝
A12O3和Al(OH)3是典型的两性化合物，既能与强酸反应。也能与强碱反应生成盐和H2O。 Al 2O3+6H+=2A13++3H2O A12O3+2OH–=2A1O2–+H2O Al(OH)3+3H+=A13++3H2O Al(OH)3+OH–=A1O2–+2H2O 5．生成Al(OH)3沉淀量的图像分析
（1）向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量。图1所示。 （2）向AlCl3溶液中滴加氨水至过量。图2所示。
（3）向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液直至过量。图3所示。 （4）向NaAlO2溶液中滴加盐酸直至过量。图4所示。 （5）向盐酸中滴入NaAlO2溶液直至过量。图5所示。 （6）向NaAlO2溶液中通人CO2直至过量。图6所示。
6．铁及其化合物
（1）铁在周期表中的位置及原子结构
铁位于第四周期第Ⅷ族，是过渡金属元素的代表，其原子结构示意图：价、+3价，其化合物及其水溶液往往带有颜色。
（2）铁的性质 ①与非金属反应
2Fe+3Cl2=2FeCl3（棕黄色的烟） 3Fe+2O2=Fe3O4 Fe+S=FeS Fe+I2=FeI2
注：铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物
②与酸反应
a．非氧化性酸．Fe+2H+=Fe2++H2↑
铁元素是一种变价元素，通常显示+2
b．氧化性酸：常温下遇浓H2SO4、浓HNO3会发生钝化，而加热时会剧烈反应。 ③与水反应：3Fe+4H2O(气)=Fe3O4+4H2
④与某些盐熔液反应：Fe+Cu2+=Fe2++Cu，Fe+2Fe3+=3Fe2+