Cu_O元素的性质与高温超导氧化物

2004年3月 陕　西　工　学　院　学　报Mar.2004

第20卷第1期 Journal of Shaanxi Institute of T echnology

V ol.20　N o.1

[文章编号]1002-3410(2004)01-0074-04

Cu ,O 元素的性质与高温超导氧化物

黄新民, 陈　羽

(陕西理工学院,　陕西汉中　723000)

[摘　要]　从新的角度由Cu ,O 元素的电子构型,及电子构型决定的元素性质参数,分析了Cu ,O 在高T c 氧化物超导体中的成键特点,首次揭示了Cu ,O 在铜氧系列氧化物高温超导体

中的作用本质起因,得出了:Cu ,O 元素的电子构型所决定的成键特点是铜氧系列氧化物高温

超导体超导电性的根本内禀因素。取得了诠释含Cu 高温氧化物超导体有别于其他含氧超导体T c 差异大的本质因素。

[关键词]　氧化物高温超导体;　超导电性;　内禀因素[中图分类号]　O4 [文献标识码]　A

收稿日期:2003-08-26

作者简介:黄新民(1956—

),男,陕西洋县人,陕西理工学院教授,主要研究方向为近代物理。Bednorz 和m üller 关于La 2Ba 2Cu 2O 的氧化物具有高临界温度超导性的报告[1]掀起全世界科学界对

这种新氧化物超导研究的高潮,随后临界温度T c =20-40K 的La 2-x M x CuO 4-y (M =Ba ,Sr ,Ca )系列氧化物相继被发现和报道[2-5]。1987年初90K 的Y Ba 2Cu 3O 7-y 超导体问世[6,7],实现了T c 超过液氮沸点的关键性突破。1988年又发现了更高临界温度的两个系列超导氧化物:110K 的Bi 2Sr 2Ca 2Cu 2O [8]系统125K 的T l 2Ba 2Ca 2Cu 2O [9]系统。1993年Putilin 和Schilling [10]等发现了Hg 2Ba 2Ca 2Cu 2O 系统的T c 可达130K 以上的Hg 系超导体,随着人们对新的材料、更高临界温度的超导材料的探索[11]。高温超导氧化

物的高T c 微观机理的研究已成为人们极为关注的重要研究课题。高T c 氧化物超导体基本特性也越来越清楚。迄今为止,这些高温氧化物超导体的特征有:

Ⅰ同属于畸变的层状钙钛矿结构,电子结构具有准二维特征;

Ⅱ氧的非化学计量对样品的晶体结构扭曲和物理性质有重要影响;

Ⅲ除Y 系123相化合物同时具有Cu 2O 平面和Cu 2O 链外,其它类型的高T c 超导氧化物都只有Cu 2O 平面,而且超导临界温度随Cu 2O 平面的数目单调增加;

Ⅳ随组分或掺杂浓度的变化,会出现由超导体到半导体的转变。

揭示高T c 超导电性本质的重要途径之一,就是要获得高T c 超导氧化物的基本物理特征,以及这些特征与氧空位掺杂、晶体结构的扭曲,Cu 2O 平面电子态等性质之间的关联,并揭示这种关联的实质。关键还在于通过分析研究,找出这些关联之中共同的、本质的决定高温氧化物超导体超导电性的内禀因素以及具有本质的共同特征,这样才有助于高温超导氧化物高T c 微观机理的建立。时至今日,为何只有含Cu 高温氧化物超导体T c 在液氮温区以上的原因既不清楚,也未见有报道,对此我们进行了本质上的探讨。从高温超导氧化物中共同存在的Cu 2O 面入手,从一种全新角度由Cu ,O 元素的电子构型及电子构型决定的元素性质参数,揭示Cu ,O 在铜氧系列高温超导体氧化物中的作用,得出:Cu ,O 元素的电子构型所决定的成键特点是铜氧系列氧化物高温超导电性的根本内禀因素。取得了诠释含Cu 高温氧化物超导体有别于其他含氧超导体T c 差异大的本质因素。

1　分析研究

111　Cu ,O 元素的电子构型、性质参数、成键特点

Cu ,O 元素的电子构型,性质参数列在表1之中。

表1　O ,Cu 的电子构型、元素性质参数

元素周期区域J [14]

p 常显价

原子电子构型

离子电子构型

r [12]α或F [13]O 2sp 2.99-2,-11s 22s 22p 41s 22s 22p 6(-2)132pm α=2.4

Cu

4

ds

5.64

+2,+1

(Ar )3d 104s 1

(Ar )3d 94s 0(+2)

72pm

F =77.0

J p :为Johns on 从分子轨道能量的角度定义的分子轨道电负性; F :为离子极化力;

α:为离子极化率,它在数值上等于离子在单位电场作用下的偶极矩;

r :为离子半径。

我们由表1得出Cu 2+的离子状态下,最外层的3d 轨道上有9个电子,其能带是处于半填满状态的,根据Sands on 提出的模型[15],由氧上的部分电荷估计CuO 的离子键成份大约是34%,这是由于Cu 2+具有空的d 轨道,强的F ,大的J p ;O 2-具有大的α,相对较大的r ,较小的J p ,发生极化作用,这是由Cu ,O 的元素特性所决定。形成反馈型d 2P π配键。112　高温超导氧化物超导体中的Cu 2O 键特点

Y Ba 2Cu 3O 7原子簇自洽晶体场的量子化学全电子从头计算[16]得出:在123相单胞内,有两个区域存

在以共价键结合的单元,一个是CuO 2面,以弱共价键形成,另一个是CuO 键,以强共价键存在。在含Cu 化合物中,化学键中钩价或离子性贡献的增减,可以从摔激伴峰的相对强度得到。Laan [17]等人的XPS 研究表明,在CuF 2,CuCl 2和CuBr 2中Cu2p 电子能谱的摔激伴峰强度(I s )与主峰强度(I m )之比I s /I m 随F →Br 的次序降低,这是由于卤素的α由F →Br 依次增大,卤化铜的共价键成份增加。Ramaker 等人[17]报道了CuO ,La 2Cu 2O (T c 为40K ),Y 2Ba 2Cu 2O (T c 为91K )的CuO2p 3/2电子能谱的I s /I m 比值分别为0.58,0.49和0.37,Meyer [17]等人报道了Bi 2Sr 2Ca 2Cu 2O (T c 为85K )和Y 2Ba 2Cu 2O (T c 为90K )的I s /I m 比值分别

为0.40和0.32,由此我们得出:(1)高温超导铜系氧化物中的Cu 2O 键属于部分离子性与部分共价性的混合;(2)高温超导体中的Cu 2O 键的共价性贡献比CuO 的要强;(3)对于不同的高温超导体系,随Cu 2O 键中的共价成份增加(I s /I m 比值)T c 呈升高趋势。113　Cu ,O 元素在高温超导氧化物中的作用

Bednorz 和M üller 在发现铜氧化物超导体之前,曾研究过具有钙钛矿结构的BaPb 1-x Bi x O 3-x (简写

为B 2P 2B 2O ),T c =13,他们注意到B 2P 2B 2O 中的n H 很低,只有(2～4)×1021/cm 3,因而费米面处的态密度

也低,由T c =θe -1/λeff ,则λeff 较小,他们想利用Jahn 2T eller 效应来增强电子—

声子相互作用,经过三年努力,他们终于找到了具有K 2NiF 4结构的La 2CuO 4,虽然获得了较高的T c (35～40K ),后来的研究中,这种

超导体中的电子—晶格相互作用是比较弱的,也就是说BCS 理论来描述高温超导氧化物是不适宜的。

为了探索高T c 超导微观机理,元素替代效应的实验研究是研究高T c 氧化物超导体的电子结构变化,晶体结构变化以及宏观物理性变化之间相互关联,相互制约的重要途径,也是获得对高T c 超导氧化物的本质认识的重要手段。高T c 氧化物超导体元素替代效应得出不同类型的高T c 超导氧化物的超导机制是相同的,Cu 2O 平面是各种类型高T c 氧化物超导体的共同本质的特征[18]。通过研究我们得出氧在高T c 氧化物超导体中的作用[19]是:Ⅰ影响超导体的晶体结构;Ⅱ影响载流子浓度n H ,另外表2列出了高温超导体的氧上的部分电荷-σ0和T c 值。

表2　高温超导体的-σ0值和文献报道的T c

N o superconductor

-σ0T c /K

Ref 1La 1.85Ba 0.15Cu 1O 3.93+x 0.49426172La 1.85Sr 0.15Cu 1O 3.93+x

0.49137173La 1Ba 2Cu 3O 6.5+x 0.45575174Y 0.5La 0.5Ba 2Cu 3O 6.5+x

0.45182175Y 1Ba 2Cu 3O 6.5+x 0.44794176T l 2Ca 2Ba 2Cu 3O 10+x

0.3954125177

Bi 1.6Pb 0.3Sb 0.1Sr 2Ca 2Cu 3O 9.85+x

0.386

132

17

?

57?第1期 黄新民,陈　羽　Cu ,O 元素的性质与高温超导氧化物

由表2知,T c 与氧上的平均电荷密切相关,每种超导体氧上的平均电荷存在一个最佳范围,大于或小于这个范围都不利于T c 的提高。

由我们建立的超导体的双体结构模型[20]知:Cu 2O 面属于1-ω部分,即与超导电性密切相关的超导部分,J c 的大小与1-ω中Cu ,O 相关。并由高温超导体的红外光谱研究指出[21]:CuO 2面内的晶格振动与超导电性密切相关。同时由高温超导体Y Ba 2Cu 3O 7-σ中的元素替代效应[22]指出:高温超导体的迁移载流子浓度和CuO 2平面内铜原子之间的动态短程反铁磁关联程度是决定T c 的两个内禀因素;正交的晶体结构、氧化含量、Cu 的氧化价态及M 2I 相变只是决定T c 的表现因素。由以上分析我们得出:Cu ,O 是一切Cu ,O 高温超导氧化物中至为关键的元素,Cu 2O 键上Cu ,O 的电荷分布,是决定T c 高低的关

键。

114　Cu 2O 上Cu ,O 电荷分布变化与Cu 2O 键特性变化等同性

在大多数的固态化合物中,键是共价性和离子性的混合,两种成分的相对比值直接与原子上的部分电荷有关。对Y Ba 2Cu 3O 7-σ在局域密度近似下求HFS 程的自治解[23]计算所得原子团中诸原子轨道的电子占有数如表3所示。

表3　Y Ba 2Cu 3O 7-σ原子团中诸原子轨道中Cu 2O 轨道的电子占有数

元素

轨道

Cu (1)2O 6Cu (2)2O 4Cu (3)2O 5Cu (4)2O 43d 9.219.339.429.43Cu

4s 0.75 1.20 1.16 1.44Q +1.04+0.47+0.42+0.132s 1.91 1.93 1.91 1.92O 4

2p 6.65 5.19 5.74 5.62Q -1.56-1.12

-1.65-1.54

2s 1.92 1.93O

2p 5.48 5.89Q

-1.40

-1.82

由表3结合文献[16]可知:不同位的Cu ,O 原子轨道上占有的电子数不同,且键的性质也有差异。结合Y Ba 2Cu 3O 6+σ的高频模及其随氧含量σ的变化[24],我们进一步得出:无论元素掺杂、替代、氧含量是否增减,都能引起Cu 2O 键的电荷分布变化,使Cu 与O 之间键和键能发生改变,从而实现对T c 的控制。从元素性质到键特征已成为超导基础研究的最为重要的手段[25]。此观点由高温超导体母体相CaCuO 2无限层结构高压同步、辐射结构研究给予我们以实验上的支持[26]。

2　结 论

以Cu ,O 元素的电子构型、元素性质参数为基础,讨论了Cu 与O 的成键特征,形成反馈的dp π配键,并由详尽的实验数据,探讨了决定高温超导氧化物超导电性的根本内禀因素。得出了元素掺杂、替代、不同氧含量都是最终引起Cu 2O 键上Cu ,O 的电荷分布变化,使Cu 与O 之间的键性质发生改变,达最佳分布,获得较高的T c ,取得了诠释含Cu 高温氧化超导体有别于其他含氧超导体T c 差异大的本质因素。

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On properties of Cu and O elements

and the high temperature super 2conductive oxide

H UANG X in 2min ,　CHE N Y u

(Shaanxi University of T echnology ,　Hanzhong 723000,　China )

Abstract :　From a new visual angle ,this article analyzes the features of the forming bond of Cu and O in ox 2ide super 2conductor at high tem perature from the electronic structure of these elements to the parameter of element properties decided by electronic structure.F or the first time ,it reveals the basic causes for the functions of Cu and O in super 2conductor at high tem perature in a series of copper oxidizations draws the conclusion that the features of forming bond decided by electronic structure of elements.Cu and O are the fundamental interior factors of electronic super 2conductivity at high tem perature ,which enables to achieve the interpretation to the fundamental factors that there are great differences in T c between high tem perature oxide super 2conductor containing Cu and other super 2con 2ductors containing oxide.

K ey w ords :　high tem perature super 2conductor of oxide ;　super 2conductivity ;　interior factors

?

77?第1期 黄新民,陈　羽　Cu ,O 元素的性质与高温超导氧化物

元素及其化合物性质应用(选择题)解析

元素及其化合物（选择题） 6．（2014?长葛市三模）下列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现图示变化的是（）物质组编号 a b c d ①NO NO2N2HNO3 ②Na2CO3NaOH Na2O2NaHCO3 ③FeCl3FeCl2Fe CuCl2 ④Al2O3NaAlO2Al Al（OH）3 A．①②③B．②③④C．②④D．③④ 答案：C 3．（2014?抚州模拟）下列说法正确的是 A．根据反应5Fe2++MnO4﹣+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知：用酸性KMnO4溶液可检验绿矾（FeSO4?7H2O）是否变质 B．根据反应H3PO3+2NaOH（足量）═Na2HPO3+2H2O可知：H3PO3属于三元酸 C．根据反应3Fe+8HNO3═3Fe（NO3）2+2NO↑+4H2O可知：反应中HNO3表现酸性和氧化性 D．根据反应CuSO4+H2S═CuS↓+H2SO4可知：H2S的酸性比H2SO4强 答案：C 4．（2014?抚州模拟）已知X、M都是中学教材常见元素，下列对甲、乙两个离子反应通式的推断中，（甲）XO3n﹣+X n﹣+H+→X单质+H2O（未配平）；（乙）M m++mOH﹣═M（OH）m↓，其中正确的是 ①若n=1，则XO3n﹣中X元素为+5价，X位于周期表第ⅤA族 ②若m=1，则M（NO3）m溶液和氨水互滴时的现象可能不同 ③若m=2，则在空气中蒸干MSO4溶液并灼烧一定能得到MSO4 ④若n=2，则X最高价氧化物的水化物可能与它的氢化物反应 ⑤若m=3，则MCl3与足量的碱溶液反应一定生成M（OH）m ⑥若n=2、m=3，则X n﹣和M m+发生的反应是水解反应 A．①③B．②④C．①②③④D．其它组合 答案：B 7．（2014?九江三模）某些电解质分子的中心原子最外层电子未达饱和结构，其电离采取结合溶液中其他离子的形式，而使中心原子最外层电子达到饱和结构．例如：硼酸分子的中心原子B最外层电子并未达到饱和，它在水中的电离过程为： 下列判断正确的是 A．凡是酸或碱对水的电离都是抑制的 B．硼酸是三元酸 C．硼酸溶液与NaOH溶液反应的离子方程式为：H3BO3+OH﹣=[B（OH）4]﹣ D．硼酸是两性氢氧化物 答案：C

碳的化学性质

《单质碳的化学性质》教学设计 【教学目标】： 一、知识与技能 1．知识目标：使学生初步掌握碳的化学性质——(常温下稳定性、高温下可燃性、还原性)，常识性认识化学反应中的吸热和放热现象，初步了解碳的用途。 2．能力培养目标：通过列表比较氢气与碳的化学性质，培养学生科学的学习方法。 通过学生参与演示木炭还原氧化铜，进一步培养学生的操作技巧、观察能力和分析思维能力，通过实验观察法提高学生的科学探究能力和理论联系实际的能力。 3．思想教育目标：通过碳与氧气在不同条件下反应的产物不同，渗透物质所发生的化学反应既决定于物质本身的性质，又决定于反应条件的学习方法的指导。 二、过程与方法： 通过复习，列表比较、实验演示，突出重点，通过分析，操作指导，解决难点。 1．用谈话法和阅读法，使学生初步了解温度对碳的化学性质的影响，提高学生的自学能力。2．通过总结归纳法和演译法，加深对质量守恒定律、化学反应实质理解，提高学生的逻辑推理能力，发展学生的智力，挖掘学生的潜能。 三、情感、态度和价值观： 1．通过介绍碳在日常生活中的广泛应用，增强学生学习化学的兴趣。 2．通过碳的化学性质的实验探究和逻辑推理，帮助学生建立崇尚科学的观念，树立辩证唯物主义观点。 【重点】： 碳的化学性质。即单质碳的可燃性和还原性应作为重点，为了使学生对氢气和单质碳的化学性质理解更深刻，要对它们进行比较。 【难点】： 反应条件对碳反应产物的影响。单质碳不完全燃烧的实验不好做，通过事例解释碳不完全燃烧的产物；用碳还原氧化铜的操作难度也比氢气还原氧化铜大，用高温（强热）加热时要注意，防止试管破裂；放热（产生热量）学生比较容易理解，对吸热概念的理解相对较难。【教具准备】： 1.仪器： 铁架台（带铁夹）、试管、酒精灯（改进）、导管、胶塞、玻璃棒、表面皿、研钵、试剂瓶2.药品：

【化学】碳和碳的氧化物知识点总结

【化学】碳和碳的氧化物知识点总结 一、碳和碳的氧化物选择题 1．100g含碳元素36%的二氧化碳和一氧化碳混合气体通过足量灼热的氧化铜，然后再将气体通过过量的澄清石灰水，能得到白色沉淀的质量是（） A．300g B．50g C．100g D．150g 【答案】A 【解析】 【详解】 100g含碳元素36%的二氧化碳和一氧化碳混合气体通过足量灼热的氧化铜，然后再将气体通过过量的澄清石灰水，由质量守恒定律，反应前后碳元素的质量不变，能得到碳酸钙白 色沉淀的质量是100g×36%÷（ 12 100 ×100%）＝300g。故选A。 2．下列有关“化学之最”的叙述，不正确的是( ) A．空气中含量最多的气体是氮气B．形成化合物种类最多的元素是氧元素C．天然存在最硬的物质是金刚石D．地壳中含量最多的金属元素是铝 【答案】B 【解析】 A、空气中含量最多的气体是氮气，正确； B、形成化合物种类最多的元素是碳，错 误；C、天然存在最硬的物质是金刚石，正确；D、地壳中含量最多的金属元素是铝，正确。故选B。 3．下列装置都能够控制反应的发生与停止，其中与启普发生器原理不相符的是 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】 【分析】 启普发生器是利用压强使固体和液体分离，从而都能够控制反应的发生与停止。 【详解】 装置A是靠外力使固体和液体分离，从而都能够控制反应的发生与停止，所以与启普发生器原理不相符的是A；B、C、D均是利用压强使固体和液体分离，从而都能够控制反应的发生与停止，利用了启普发生器原理。

故选A。 4．下列物质的用途主要利用其化学性质的是 A．稀有气体用于霓虹灯 B．干冰用于人工降雨 C．熟石灰改良酸性土壤 D．石墨用作电池电极 【答案】C 【解析】A、稀有气体用于霓虹灯是利用稀有气体充入灯泡中能发出不同颜色的光，没有新物质生成，利用的是物理性质，错误；B、用干冰进行人工降雨，是干冰吸热升华，不属于化学性质，错误；C、熟石灰改良酸性土壤是利用熟石灰与土壤中的酸发生中和反应，有新物质生成，属于化学性质，正确；D、石墨用作电池电极是利用了石墨的导电性，属于物理性质，错误。故选C。 点睛：物理性质、化学性质是一对与物理变化、化学变化有密切关系的概念，联系物理变化、化学变化来理解物理性质和化学性质。 5．下列关于CO和CO2说法正确的是 A．CO2能与血液中血红蛋白结合导致中毒B．CO可以作燃料 C．用闻气味的方法能够区别CO2和CO D．CO能用于人工降雨 【答案】B 【解析】 试题分析：A．是CO能与血液中血红蛋白结合导致中毒；B．CO具有可燃性；C． CO2和CO均是无色无味的气体D．经过压缩的固体CO2能升华吸热，使环境温度降低，可用于人工降雨。 考点：一氧化碳和二氧化碳的性质 6．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念，其中包含“化学反应绿色化”，即要求原料中的原子全部转入到产品中．下列反应一定符合“化学反应绿色化”要求的是（） A．置换反应B．分解反应C．化合反应D．复分解反应 【答案】C 【解析】 试题分析：要使原料中的原子全部转入到产品中，做到零排放，从生成物来看，生成物必须是一种．A、置换反应的产物是两种，其中有一种是单质，一种是化合物，不是一种，所以错误．B、分解反应的特点是一种物质生成两种或两种以上的物质，不符合要求，所以错误．C、化合反应的特点是多种物质变成一种物质，所以正确．D、复分解反应的产物是两种化合物，不是一种，所以错误． 考点：绿色化学． 7．纳米材料被誉为21世纪最有前途的新型材料。纳米碳管是一种由碳原子构成的直径为几个纳米（1nm=10－9m）的空心管。下列说法错误的是：（） A．纳米管是一种新型的化合物材料

初三化学金属及其性质资料

------------------------------------------------------------精品文档-------------------------------------------------------- 第五讲金属及其性质【知无巨细】常见的金属知识点一: 纯金属（90多种） 1、金属材料（几千种）合金 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）、金属的物理性质：2（3）有良好的导热性、导电性、延展性，密度较大，熔点较高 二、金属之最 （1）铝：地壳中含量最多的金属元素 （2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂：密度最小的金属 现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜 三、金属分类： 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属：如铜、锌、铅等 有色金属 轻金属：如钠、镁、铝等； 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 四、合金 1、定义：一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好 注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 （1）熔点高、密度小

优点（2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好 拓展：常见的合金 页）8页（共1第 (1)钢铁 钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。 (2)铝合金 铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝密度较低，为2.7 g/cm3，有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。 例1：铝、铜、铁、金四种金属都具有的相似性质是（） A．都是银白色的固体B．都有导电性 C．都能和稀硫酸反应D．通常状况下都能与氧气反应 解析：A、铜、铁、金等物质不是银白色物质．故选项错误； B、铝、铜、铁、金四种金属都能导电．故选项正确； C、铜、金不能和稀硫酸反应．故选项错误； D、通常情况下铜、金的化学性质不活泼，不能和氧气反应．故选项错误． 故选B． 例2：铁及其合金在生产、生活中应用广泛。下列关于铁及其合金的说法中正确的是() A.铁是地壳中含量最丰富的金属元素 B.铁的抗腐蚀性好,可用于制造医疗器械 C.铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射,生成氧化铁 D.铁生锈是铁与空气中的氧气、二氧化碳、水发生缓慢氧化的过程 解析：A、地壳中含量最丰富的金属元素是铝，铁排第二位，故A错； B、铁比较容易氧化，医疗器材课用不锈钢来制造，故B错； C、铁丝在氧气中能燃烧，产物是黑色四氧化三铁，不是氧化铁，故C错； D、铁生锈是铁与水、氧气在空气中缓慢氧化的结果，故D正确． ．D故选 <举一反三> 1. 2010年上海世博会中国馆—“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。其中钢属于（） A．金属材料B．合成材料C．天然材料D．复合材料 2. 据《都市晨报》报道，2009年3月11日，沪宁铁路丹阳段施工工地由于残留的铝粉爆炸造成严重伤亡事故。下列关于铝粉的说法错误的是（） A．铝粉和铝块的组成元素和化学性质都不同

专题三元素及其化合物的性质

专题三元素及其化合物 建知识网络明内在联系 提炼1 常见物质的特殊颜色 1.有色气体：NO 2(红棕色)、Cl 2 (黄绿色)；无色、有刺激性气味的气体：SO 2 、NH 3 、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]。Br 2 在水中显黄(橙) 色，在有机溶剂中显橙(红)色；I 2 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 3 O 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)。

元素性质的周期性变化的规律

一、原子半径同一周期（稀有气体除外），从左到右，随着原子序数的递增，元素原子的半径递减；但由于阴离子是电子最外层得到了电子而阳离子是失去了电子所以, (同种元素) (1) 阳离子半径<原子半径(2) 阴离子半径>原子半径(3) 阴离子半径>阳离子半径。短周期中电子填充到最外电子层，同层电子间屏蔽效应弱，因此有效核电荷增加显著，而电子层数不变，核对外层电子吸引力逐渐变大，所以短周期元素原子半径从左到右递减较快。长周期元素中，从第3（ⅢB）族开始，电子填充至到次外层上，这新增加到次外层上的电子对外层电子屏蔽作用强。因此，随核电荷的增加而有效核电荷却增加不多。同一族元素中，由上至下虽然核电荷增加较多，但相邻两元素之间依次增加一个电子层因而屏蔽作用也较大，结果有效核电荷增加不显著。同一族中，从上到下，随着原子序数的递增，元素原子半径递增。主族中从上到下核电荷明显增大，但随电子层数的增加，屏蔽作用增加，因而有效核电荷增加不明显，由于电子层数的增加，原子半径明显增大；副族的过渡元素，第一过渡系与第二过渡系由于有效核电荷增大不及电子层增加的作用，原子半径增大。但由于镧系收缩，使第二、第三过度系同族元素的半径几乎不变，有的甚至减小。 二、电离能同周期主族元素从左到右作用到最外层电子上的有效核电荷逐渐增大，半径逐渐减小，电离能也逐渐增大，稀有气体由于具有稳定的电子层结构，其电离能最大，故同周期元素从强金属性逐渐变到非金属性，直至强非金属性。同周期副族元素从左至右，由于有效核电荷增加不多，原子半径减小缓慢，有电离能增加不如主族元素明显。由于最外层只有两个电子，过渡元素均表现金属性。同一主族元素从上到下，原子半径增加，有效核电荷增加不多，则原子半径增大的影响起主要作用，电离能由大变小，元素的金属性逐渐增强。同一副族电离能变化不规则。 三、电子亲和能变化趋势与电离能相似，具有大的电离能的元素一般电子亲和能也很大 四、电负性一周期从左至右，有效核电荷递增，原子半径递减，对电子的吸引能力渐强，因而电负性值递增；同族元素从上到下，随着原子半径的增大，元素电负性值递减。过渡元素的电负性值无明显规律。就总体而言，周期表右上方的典型非金属元素都有较大电负性数值，氟的电负性值数大（4.0）；周期表左下方的金属元素电负性值都较小，铯和钫是电负性最小的元素（0.7）。一般说来，非金属元素的电负性大于2.0，金属元素电负性小于2.0。

碳和碳的氧化物中考题集锦(word)

碳和碳的氧化物中考题集锦（word） 一、碳和碳的氧化物选择题 1．据报道，中国科学技术大学研究人员利用钴及其氧化物成功研制一种新型催化剂，可将二氧化碳高效“清洁”地转化成液体，反应的微观示意图如图所示。有关该反应的说法正确的是( ) A．反应前后原子总数减少 B．反应物和生成物中共有两种氧化物 C．得到的液体燃料化学式是H2C2O D．可用于减少二氧化碳的排放 【答案】D 【解析】 【分析】 据题目信息结合微观示意图，排除未反应的分子的干扰，可写出反应的方程式为： CO2+H2H2CO2。 【详解】 A、在化学反应前后原子的种类与数量没有改变，故错误； B、氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物，反应物中CO2是氧化物，生成物中没有氧化物，故错误； C、得到的液体燃料化学式是H2CO2，故错误； D、二氧化碳转化为液体燃料，可用于减少温室气体的排放，故正确。 故选：D。 2．下列有关碳和碳的氧化物的说法中,正确的是 A．金刚石和石墨的物理性质不同,是因为碳原子排列方式不同 B．一氧化碳、二氧化碳、碳都能还原氧化铜 C．用点燃的方法除去CO2中的CO D．二氧化碳的过多排放可以导致酸雨的产生 【答案】A 【解析】 A、金刚石和石墨物理性质不同是因为它们的碳原子排列不同，正确； B、二氧化碳没有还原性，不能还原氧化铜，错误； C、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，错误； D、CO2的过多排放可导致温室效应，其溶于水，pH≈5.6，而导致酸雨的产生是二氧化硫的过多排放，酸雨的pH＜5.6，错误。故选A。

金属及其性质

T-常见的金属材料 一．温故知新 1. 金属共同的物理性质， a. 大多数金属：①都具有光泽，不透明； ②常温下除了外，大多数金属都是固体。 ③具有良好的性和______性； ④有良好的______(可以展成薄片，可以拉成细丝)； ⑤密度_____ ，熔点_____ 。 b ．金属的物理性质差异（特性）

不同金属在金属导电性、导热性、密度、熔点、硬度等方面差异较大。 例题：1. 根据上表，以及学过知识完成下列问题： 地壳中含量最多的金属元素是____ 人体中含量最多的金属元素是 ____ 导电性最好的金属是________，常见导线的材料主要是_______和________。 熔点最低的金属是________，熔点最高的金属是____________（常温下为液体）。 2. 填一填 C . 相关补充： 铅(Pb)：有毒性，硬度1.5，质地柔软。 银(Ag)：银在地壳中的含量很少，是导电性和导热性最好的金属。 钨(W)：是一种银白色金属，外形似钢，钨的熔点高，化学性质很稳定。 锡(Sn)：银白色，质软，易弯曲，熔点231.89℃，富延展性。 铬(Cr)：银白色，质硬，有很高的耐腐蚀性，铬镀在金属上可以防锈，坚固美观。 金(Au)：很柔软，容易加工，化学性质非常稳定；熔点较高，任凭火烧；也不会锈蚀。 2 .合金 a.定义：在一种________中加热融合其他________或________而形成的具有金属特性的物质。生活中大量使用的是____________（选填“纯金属”或“合金”），合金属于_______物。 例如，不锈钢中包含______，_______和_______。

元素及化合物的性质

第五章元素及化合物的性质 实验十九碱金属和碱土金属 一、目的要求 1. 比较碱金属、碱土金属的活泼性。 2. 比较碱土金属氢氧化物及其盐类溶解度。 3. 了解碱金属和碱土金属离子的定性鉴定方法。 二、仪器和药品 仪器：离心机，试管，烧杯，坩埚，漏斗，镊子，钴玻璃片 药品：HCl(2 mol·L-1，6 mol·L-1)，HNO3(6 mol·L-1)，H2SO4(2 mol·L-1)，HAc(2 mol·L-1)，NaOH(2 mol·L-1)，NH4Cl(2 mol·L-1)，Na2CO3(0.1 mol·L-1)，LiCl(0.1 mol·L-1)，NaF(0.1 mol·L-1)，Na2CO3(0.1 mol·L-1)，Na2HPO4(0.1 mol·L-1)，MgCl2(0.1 mol·L-1)，CaCl2(0.1 mol·L-1)，BaCl2(0.1 mol·L-1)，Na2SO4(0.5 mol·L-1)，CaSO4(饱和)，(NH4)2C2O4(饱和)，(NH4)2CO3(0.5 mol·L-1)，K2CrO4(0.1 mol·L-1)，K[Sb(OH)6] (饱和)，NaHC4H4O6(饱和)，NH3·H2O－NH4Cl缓冲液(浓度各为1 mol·L-1)，HAc－NH4Ac缓冲液(浓度各为1 mol·L-1)，Na+，K+，Ca2+，Sr2+，Ba2+试液(10 g·L-1)，pH试纸，Na(s)，K(s)，Mg(s)，Ca(s)，铂丝 三、实验内容 1. 碱金属、碱土金属活泼性的比较 1) 金属钠和氧的反应用镊子夹取一小块(绿豆大小)金属钠，用滤纸吸干其表面的煤油，切去表面氧化膜，放入干燥的坩埚中加热。当钠刚开始燃烧时，停止加热，观察反应现象及产物的颜色和状态。 2) 观察镁条在空气中燃烧取一小段镁条，用砂纸除去表面的氧化膜。点燃，观察燃烧情况和所得产物。 3) 钠、钾、镁、钙与水的反应分别取一小块金属钠和金属钾，用滤纸吸干其表面煤油，放入两个盛有1/4体积水的250 mL烧杯中，并用合适大小的漏斗盖好，观察反应情况。检验反应后水溶液的酸碱性。(安全提示：金属钾在空气中易自燃，与水反应剧烈。) 取一段擦干净的镁条，投入盛有蒸馏水的试管中，观察反应情况。水浴加热，反应是否明显？检验反应后水溶液的酸碱性。 取一小块金属钙置于试管中，加入少量水，观察现象，检验水溶液的酸碱性。 2. 碱土金属氢氧化物溶解性的比较 在3支试管中分别加入1 mL 0.1mol·L-1MgCl2，CaCl2和BaCl2溶液，然后加入等体积新配制的2 mol·L-1NaOH溶液，观察沉淀的生成。根据沉淀的多少，比较这三种氢氧化物的溶解性。

单质碳的化学性质教案

单质碳的化学性质教案 1、碳的化学性质 一、教学目标： 1、知识与技能 （1）碳的化学性质一一常温下稳定，高温下活泼。 （2）掌握碳的化学性质——可燃性和还原性。 （3）理解氧化反应和还原反应，知道氧化剂和还原剂、氧化性和还原性。 2、过程与方法 （1）学会观察实验现象并记录。 （2）归纳碳的化学性质。 3、情感态度与价值观 （1）培养学生主动探究，务实求真的科学态度。 （2）培养学生归纳分析的能力。 二、教学重、难点： 教学重点：碳的可燃性、还原性。 教学难点：理解氧化反应和还原反应。 三、教学过程： ［复习提问］:我们前面学习了碳的单质，现在我们来回顾它们的物理性质有哪几种？ ［学生］:碳的单质主要有金刚石、石墨、C60等。 ［引入新课］:这节课接着学习单质碳的化学性质。 ［阅读］:P110第一段 ［讲解］:这副古画至今已有千年的历史，能够保存下，说明了什么？我国古代一些书法、画家用墨，墨是由碳黑制成，书写或绘画制的 字画，能够保存很长时间而不变色，这是什么呢？ ［学生］:在常温时，碳的化学性质是不活泼的［讲解］在黑板上写出碳的原子结构示意图。 从碳的原子结构可以看出，最外层只有4个电子，在化学反应中

既不容易得电子，也不容易失电子。所以在通常状况下，碳

单质碳的化学性质教案 的化学性质很稳定。利用这个性质，可以用墨汁或碳素墨水书写 或绘制字画，年深日久都不会褪色。 ［提问］:在常温下化学性质稳定，如果温度升高，碳的活动性又如何呢？ ［板书］:一、碳与氧气的反应（一一可燃性） ［教师］:请同学们回忆在氧气中燃烧的实验，写出木炭在氧气中充分燃烧时的化学方程式［板书］:1、碳的可燃性C+QCQ （氧气充足） ［思考］:视频上出现的中毒事件，你们知道是什么气体吗？它种气体又 是怎样产生的呢？ ［教师］:当碳在氧气不充足时，会生成CO ［板书］2C+O2丄二2CO （氧气不足） ［教师总结］这两个反应体现了碳具有什么性质呢？［学生］可燃性［板书］可燃性 ［教师总结］我们可以看出，当反应物的量不同时，生成物可能不同。 例如碳与氧气充足时，反应生成CO,碳与氧气充足时，反应生成CO ［提问］:大家思考：这两个反应是不是氧化反应呢？ ［学生］:是氧化反应。即物质与氧气的反应 ［讲解］:通过这两个方程式看出，反应物的量不同，生成物可能不同。 ［提问引入］:在温度较高时，碳能够与单质氧结合生成CO或CO那么碳可不可以与某些氧化物中的氧结合呢？例如CuO。如果能，反应会生成什么物质呢？ ----------

碳和碳的氧化物知识点

第六讲碳和碳的氧化物 一、碳的几种单质 [要点1]碳元素组成的不同单质金刚石、石墨和C60的物理性质及主要用途。 木炭、活性炭、焦炭、炭黑等物质都是由石墨的微小晶粒和少量杂质构成的，由于木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此它们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的 物质等。 [要点2]碳的几种单质物理性质有很大差异是由于它们内部碳原子的排列方式不同。 例题 1、下列由同种元素组成的不同单质是（） A、二氧化碳和干冰 B、金钢石和石墨 C、氧气和臭氧 D、氢气和液氧 2、下列各组物质中，化学性质不同的一组是（） A、金刚石、石墨 B、红磷、白磷 C、氧气、臭氧 D、一氧化碳、二氧化碳 3、铅笔芯的主要成分是（） A、铅 B、石墨 C、碳黑 D、木碳 二、碳的化学性质 [要点1]单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同! 1、常温下的稳定性强 常温下碳单质很稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应。 2、可燃性: 高温下碳在氧气（或空气）中完全燃烧生成CO2，并放出大量的热。 完全燃烧(氧气充足),生成CO2: C+O点燃CO2 如果燃烧不充分，则生成CO，同时也放出热 不完全燃烧(氧气不充足),生成CO：2C+O2点燃2CO

3、还原性： 高温下碳能跟某些氧化物反应，夺取某些氧化物中的氧元素，使这些氧化物失去氧而发生还原反应。 C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑（置换反应）应用：冶金工业 现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。 2Fe2O2+3C高温4Fe+3CO2↑ 三、碳的氧化物CO 2 [要点1]CO2物理性质： 可溶于水，密度比空气的大。加压降温易变为固体“干冰用途：灭火，温室里作肥料，干冰用于致冷和人工降雨，化工原料。 [要点2]CO2化学性质 1、一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸 2、与水反应生成碳酸： CO2+H2O=H2CO3???? 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红，微热或过一段时间又变为紫色是碳酸不稳定易分解H2CO3 =H2O+CO2↑ 3、使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O 用于检验二氧化碳。（此反应用来检验是否有二氧化碳的存在） 4、与灼热的碳反应：?C+CO高温2CO（吸热反应， CO2是氧化剂，C是还原剂） 例题1 草木灰的主要成分是一种含钾的化合物，盐酸加入草木灰中有一种无色的气体生成，该气体能使澄清的石灰水变浑浊，草木灰的主要成分是（） A、K2CO3 B、KCl C、K2SO4 D、KOH [要点3]CO2 制法 1、二氧化碳的工业制法： 煅烧石灰石：CaCO高温CaO+CO2↑ 生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2 2、二氧化碳的实验室制法： （1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ （2）发生装置：由反应物状态及反应条件决定：（选用和制氢气相同的发生装置） 说明：反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。 反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。 （3）收集方法：气体的密度及溶解性决定： a难溶于水用排水法收集 b密度比空气大用向上排空气法 c密度比空气小用向下排空气法 CO只能用排水法CO2只能用向上排空气法 （4验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。 例题． [要点4]用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑）既利用其物理性质，又利用其化学性质； 干冰用于人工降雨、制冷剂；

九年级化学《金属和金属材料》金属的化学性质知识点整理

金属的化学性质 一、本节学习指导 本节知识比较复杂，学习时一定要多思考，另外多做些练习题。金属的化学性质在生活中应用也很广泛，比如防止护栏被腐蚀、存放物品容器的选择等等，还可以帮助我们识别生活的骗局哦，比如识破“钛圈”广告宣传说可以治疗颈椎病。本节有配套免费学习视频。 二、知识要点 1、大多数金属可与氧气的反应 金属在空气中在氧气中 镁常温下逐渐变暗。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光， 生成白色的固体点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg + O2点燃 2MgO 铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al + 3O2点燃2Al2O3 铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体 3Fe + 2O2点燃Fe3O4 铜加热，生成黑色物质；在潮 湿的空气中，生成铜绿而被 腐蚀 加热生成黑色物质2Cu + O2加热 2CuO 银金即使在高温时也不与氧气发生反应 注：①由于镁燃烧时发出耀眼的白光，所以可用镁做照明弹和烟花。 ②常温下在空气中铝表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝的进一步被氧化， 因此，铝具有较好的抗腐蚀能力。 ③大多数金属都能与氧气反应，但是反应难易和剧烈程度不同。Mg，Al常温下就能反应，而Fe、Cu在常温下却不和氧气反应。金在高温下也不会和氧气反应。 ④可以利用煅烧法来鉴定黄铜和黄金，过程中如果变黑则是黄铜，黑色物质是氧化铜。

2、金属 + 酸→盐 + H2↑【重点】 锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑ 锌和稀盐酸Zn + 2HCl=== ZnCl2 + H2↑ 铁和稀盐酸Fe + 2HCl=== FeCl2 + H2↑ 镁和稀盐酸Mg+ 2HCl=== MgCl2 + H2↑ 铝和稀盐酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑ 注：根据不同金属和同一种酸的反应剧烈程度可以判断金属的活动顺序，越剧烈说明此金属越活跃。 规律：等质量金属与相同足量酸完全反应所用时间越少，金属反应速度越快，金属越活泼。 3、金属 + 盐→另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）【重点】 （1）铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。 (古代湿法制铜及“曾青得铁则化铜”指的是此反应) （2）铝片放入硫酸铜溶液中：3CuSO4+2Al==Al2(SO4)3+3Cu 现象：铝片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。 （3）铜片放入硝酸银溶液中：2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag 现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。 （4）铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg 现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。 注意：CuSO4溶液时蓝色，FeSO4是浅绿色。 4、置换反应【重点】 （1）有一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。 （2）特征：反应物和生成物都是：单质＋化合物====单质＋化合物 （3）常见类型：

元素及其化合物的性质归纳整

常见元素及其化合物的性质归纳整理 第一部分金属元素 一、钠及其重要化合物 1、钠的性质 物理性质颜色状态硬度密度熔点银白色固体较小0.97g/cm397.81℃ 化学性质与O 2反应4Na+O 2 常温2Na 2 O 2Na + O 2 点燃Na 2 O 2 （淡黄色） 与H 2O反应2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 ↑现象：浮熔游响红 强还原性2Na+S ==Na 2S 2Na+Cl 2 点燃2NaCl 4Na+TiCl 4 Ti+4NaCl 物质碳酸钠Na 2CO 3 碳酸氢钠NaH CO 3 俗名纯碱、打小打色、态白色粉末白色晶体溶解性易溶于水可溶于水 与强酸反应Na 2CO 3 +HCl ==NaH CO 3 +NaCl Na 2CO 3 +2HCl ==2NaCl+ CO 2 ↑＋H 2 O NaH CO 3 +HCl == NaCl+ CO 2 ↑＋H 2 O 与Ca(OH)2反应NaH CO 3 +NaOH= Na 2 CO 3 ＋H 2 O 与BaCl 2 或 CaCl 2反应 Na 2 CO 3 +BaCl 2 = Ba CO 3 ↓+2NaCl不反应 与CO 2反应Na 2 CO 3 +CO 2 ＋H 2 O = 2NaH CO 3 不反应 热稳定性稳定，加热不分解2NaH CO 3 Na 2CO 3 +CO 2 ↑＋H 2 O 相互转化 二、镁的性质 1. 物理性质：具有银白色金属光泽，良好的导电、导热性、延展性。密度较小，熔点较低， 硬度较小 2. 化学性质： ①与非金属反应2Mg+O 2点燃2MgO 3 Mg+N 2 点燃Mg 3 N 2 ②与酸反应Mg+2HCl=H 2↑+2MgCl 2 ③与CO 2反应2Mg+CO 2 点燃2MgO+C

碳单质的性质及用途

碳单质的性质及用途 （一）、认识考点 1．碳的几种单质 金刚石：无色透明、正八面体；几乎不导电；天然存在的最硬的物质；作钻石、切割玻璃，钻头 石墨：深灰不透明细鳞片状；导电性良好；最软的矿物质之一；作铅笔芯、电极、高温润滑剂× C60：形似足球；几乎不导电；质脆； 2.木炭和活性炭均具有疏松多孔的结构，因此他们具有较强的吸附能力，可以吸附毒气、色素以及有异味的物质等 3.碳的几种单质它们物理性质不同的原因：碳原子的排列方式不同。即结构不同。 4.碳单质的化学性质 常温下，碳单质化学性质稳定，几乎与所有物质都不发生化学反应。但在高温下可以与许多物质发生反应。 可燃性：——作燃料 O2充足：C+ O2 CO2（CO2无毒但可使人窒息而死） O2不足：2C+ O2 2CO （有毒，可与人体内的血红蛋白结合导致中毒而死） 还原性：——冶炼金属 如： C+2CuO 2Cu+CO2（现象：黑色固体变红色，并有使澄清的石灰水变浑浊的气体产生） CO2+C 2CO（吸热反应） （二）、考点解读 1.通过给出常见的碳单质考查碳的化学性质及用途的判断 例1 金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，下列说法中正确的是（B） A．它们是同一种物质 B.它们碳原子的排列方式不同 C.它们的化学性质不同 D.它们的物理性质相同 2．通过创设情境考查碳单质化学性质的应用 例2 齐白石的<<松柏高立图篆书四言联>>于2011年以4.255亿人民币拍出。其画用的墨汁主要成分就是炭黑，它能使字画很长时间不褪色。这是因为炭黑具有（C） A.可燃性 B.还原性 C.稳定性 D.吸附性 3．通过给出碳单质粒子结构示意图考查其性质与应用 例3 金刚石、石墨、C60和石墨烯的结构示意图如下所示，下列关于这四种物质的说法中正确的是（D） A.都是黑色固体 B.都质软可作润滑剂 C.碳原子的排列方式都相同 D.在氧气中充分燃烧都生

(完整版)第六单元《碳和碳的氧化物》知识点总结

3.碳具有还原性： 可用于冶金工业。 壬2Fe 2Q 3+3C 高温 4Fe+3CQ 2 f 木炭还原氧化铜的实验（见右图） 第六单元碳和碳的氧化物知识总结 课题一金刚石、石墨、C60 一、 碳的几种单质 1. 金刚石（C ）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。 2. 石墨（C ）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。 （1） 可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的电刷等。 注意：铅笔不含铅，是石墨和黏土混合而成的混合物。 （2） 无定形碳：焦炭、木炭、活性炭、炭黑等，由石墨的微小晶体和少量杂质构成。 活性炭、木炭具有疏松多孔的结构，所以有强烈的吸附性，可用于：制糖工业、防毒面具里 的滤毒罐。 3. C 60是一种由60个碳原子构成的 分子，形似足球，性质很稳定。 *金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。 CO 和CQ 的化学性质 有很大差异的原因是： 分子的构成不同。 二、 单质碳的化学性质： 单质碳的物理性质各异，而各种单质碳的化学性质却完全相同 ! 1. 常温下，化学性质稳定 ★【为何碳在常温下化学性质比较稳定？碳原子的最外层有 4个电子，既不容易得电子，也不 容易失去电子，因此常温下碳的化学性质比较稳定。】 *档案材料一般用碳素墨水书写； 古代书画历经百年也安然无恙； 木质电线杆埋入地下部分 用火烧焦可防腐都是利用这个原理。 2. 碳具有可燃性: C+Q 2 ----------- C Q 2 （充分燃烧） 2C+Q 2 ----------- 2CQ （不充分燃烧） 碳在氧气中燃烧现象：燃烧剧烈，发出白光；放热；生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。

金属材料的物理性质与化学性质(doc 24页)(正式版)

7.1金屬材料的物理性質 1比重(specific gravity)某一物體的重量和同體積的4℃的水之重量比叫做比重。 2比熱(specific heat)把1克的物質加熱使它升溫1℃時所需要的熱量(以calorie表示)叫做比熱。比熱較大的Mg，A1等。金屬的比熱通常隨溫度上升而增加。 3膨脹系數(coefficient of expansion)各種金屬受熱而溫度上升時會膨脹。 冷卻而溫度降低時會收縮。體積的增加率叫做體積膨脹系數(coefficient of bulk expansion)，其長度的增加率叫做線膨脹系數(coefficient of linear expansion)。比重增加時，膨脹系數也會增加。 4 導熱度(thermal conductivity)1cm立方體的相對丙面間，假定有1℃的溫 度差時，在1秒內由高溫面移動到低溫面的熱量(以calorie表示)叫做導熱度。 金屬都是熱的良導體。銀的導熱度最大，其次是Cu及AI。金屬的純粹度愈高，其導熱度愈好。 5 比電阻(specific resistance)某金屬線的長度為ι，斷面積為s時，其電阻R 可以用下式表示R=ρ(ι/s)式中ρ為比電阻。斷面積1cm2，長1cm的材料之電阻以ohm(Ω)表示，叫做比電阻。銅和鋁的電阻很小，所以容易導電。電阻隨溫度增加而增大。R t=R0(1+αt) 式中α叫做電阻的溫度系數(temperature coefficient of electric resistance),因金屬之不同而異。 7.2金屬材料的化學性質 1 金屬的離子化(ionization) 金屬的離子化之容易度依其大小排列時可得下 面所示的次序： K ﹥Ca ﹥Na ﹥AI ﹥Zn ﹥Cr ﹥Fe ﹥Co ﹥Ni ﹥Sn ﹥Pb ﹥(H) ﹥Cu ﹥Hg ﹥Pt ﹥Au

元素及其化合物的性质

元素及其化合物的性质 1．下列说法不正确 ．．．的是 A．金属单质和盐溶液的反应都属于置换反应 B．质量数相等的不同核素，一定属于不同种元素 C．室温下，等浓度的酸HA 比盐酸的导电能力弱，所以HA属于弱电解质 D．Al2O3既能与强酸反应，又能与强碱反应，所以Al2O3属于两性氧化物 2．已知甲、乙、丙、X是4 略去）。下列说法中，正确的是 A．若甲为单质铁，则丙一定为FeCl3 B．若甲为强碱，则X一定为CO2 C．若乙是一种白色胶状沉淀，则甲溶液中一定含有Al3+ D．若甲为单质，则此关系中涉及的反应一定都是氧化还原反应 3．下列说法正确的是 A．不用其它试剂，无法鉴别AlCl3浴液和NaOH溶液 B．苯酚、火碱、碳酸氢钠分别属于酸、碱、盐 C．SO2使溴水褪色，不能说明SO2具有漂白性 D．HCl、NO2溶于水都有化学键断裂，因此均属于化学变化 元素周期律，元素周期表 1．现有短周期元素X、Y、Z、M，X、Y位于同主族，Z、M位于同主族，Y、Z位于同周期，X与Z、M都不在同一周期，Z的核电荷数是M的2倍。下列说法正确的是 A．简单阳离子的氧化性：Y > X B．气态氢化物的稳定性：Z > M C．简单离子半径由大到小的顺序是：Z>M>Y D．等浓度的X2Z与Y2Z的溶液中，水的电离程度：X2Z > Y2Z 2．下列说法中，不正确 ．．．的是 A．HF稳定性比HCl强 B．Mg失电子能力比Ca弱 C．NaCl与NH4Cl含有的化学键类型相同 D．等物质的量的C2H6和H2O2含电子数相同 3. 化合物X2Y由短周期元素X和Y组成。下列说法一定正确的是 A.X的原子半径大于Y B.若X为ⅠA族元素，则该化合物中含离子键 C.若X2Y的焰色为黄色，则它的电子式是

第章元素与元素性质的周期性习题答

第七章元素与元素性质的周期性 【习题答案】 7.1指出下列各对元素中，谁的第1电离能更高？ （a）Li与Cs，（b）Li与F，（c）Cs与F，（d）F与I 解：（a）Li的第1电离能更高。 （b）F的第1电离能更高。 （c）F第1电离能更高。 （d）F的第1电离能更高。 7.2 指出下列各对元素中，谁的电子亲和能更高? （a）C与F，（b）F与I，（c）Te与I 解：（a）F的电子亲和能更高。 （b）F的电子亲和能更高。 （c）I的电子亲和能更高。 7.3 按离子半径递增的顺序，排列下列两组离子： （a）Y3＋、Ba2＋、Al3＋、Co3＋、Cs＋、La3＋、Ir3＋、Fe3＋ （b）Cl－、H－、I－、Te2－、Ar＋ 解：在配位数相同的情况下，（a）Co3＋< Fe3＋< Ir3＋< Al3+< Y3＋< La3＋< Ba2＋< Cs＋。 （b）H－< Cl－< I－< Te2－< Ar＋。 7.4 试说明下列原子基态电子构型“不规则”的原因：Cr：[Ar]3d54s1；Pd：[Kr]4d10。 解：Cr：[Ar]3d54s1，4s轨道与3d轨道均为半满，半充满结构。Pd：[Kr]4d10，4d轨道为全满，亚层轨道全充满结构。 7.5 写出下列元素原子的基态电子构型（示例，F：[He]2p52s2） Re、La、Cr、Fe、Cu、Ta、Po、Gd、Lu 解：Re：[Xe]4f145d56s2；La：[Xe]5d16s2；Cr：[Ar]3d54s1；Fe：[Ar]3d64s2；Cu：[Ar]3d104s1；

Ta：[Xe]5d36s2；Po：[Xe]6s26p4；Gd：[Xe]4f75d16s2；Lu：[Xe]4f145d16s2 7.6 写出下列离子的基态电子构型（示例，F－：[He]2s22p6），并指出它们的未成对电子数：K＋、Ti3＋、Cr3＋、Fe2＋、Cu2＋、Sb3＋、Sn4＋、Ce4＋、Eu2＋、Lu3＋ 解：K+：[Ar]，0；Ti3＋：[Ar]3d1，1；Cr3＋：[Ar]3d3，3；Fe2＋：[Ar]3d6，4；Cu2＋：[Ar]3d9，1；Sb3＋：[Kr]5s2，0；Sn4＋：[Kr]，0；Ce4＋：[Xe]，0；Eu2＋：[Xe]4f 7，7；Lu3＋：[Xe]4f 14，0。 7.7 为什么＋4氧化态的铅的氧化性比＋4氧化态的锡强很多？ 解：因为惰性电子对效应使铅保留6s2电子的趋势比上一周期的锡强很多。 7.8 指出In、Sn、Se和Te的最常见的两种氧化态。 解：In：＋1、＋3；Sn：＋2、＋4；Se：＋4、＋6；Te：＋4、＋6 7.9 四氯化碳跟水不反应，但三氯化硼在潮湿的空气中容易水解，为什么？ 解：四氯化碳很稳定，与水不反应，BCl3为缺电子化合物，为路易斯酸，所以在潮湿的空气中容易水解。 7.10 举例说明镧系收缩对于第6周期过渡元素性质有何影响？ 解：镧系收缩使第6周期过渡元素的原子半径和离子半径与同族的第5周期元素的原子半径相近，因此同族元素的晶格能、溶剂化能、配合物形成常数等接近。例如Zr和Hf、Nb 和Ta在自然界矿物中共生，且难于分离。 7.11 第4、第6周期元素性质变化有哪些“反常性”？ 解：Ga的金属性不如Al，Ga（OH）3的酸性比Al（OH）3强；砷、硒和溴的最高氧化态不稳定；PCl5和SbCl5稳定存在，但是AsCl5最近才制得，而AsBr5和AsI5是否能存在至今仍不知道。 Tl＋、Sn2＋、Bi3＋比上一周期元素的相应氧化态物种稳定，而Tl3＋、Sn4＋、PbO2、NaBiO3表现出强氧化性。