高考理综280答一波。

高中化学有两条主线：元素及化合物的性质，化学反应原理。

除此之外还有几条支线：化学实验，化工，化学与生活（有机）。

这些线索是相互交织的。和数学物理略有不同的是，化学的知识量更加庞大，也会有更加琐碎的知识点，因此，在学习化学的时候，知识的掌握尤为重要。

两条主线的相关知识，是串起整个高中化学的。以及，化学作为理综当中，连接生物和物理的中介性学科，有很多知识也和物理，生物中的知识有关。

元素及化合物的性质包括：重点元素（前20号元素中单独拿出来讲的元素 H,C,O,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ca ，20号以后的元素中课本上出现的元素 Fe,Cu,Zn,Ag,Br,I ）以及根据元素周期律，可以从学过的重点元素的性质推知性质的元素。这些元素的单质，化合物，离子，的性质。

化学反应原理包括：氧化还原反应，热化学，电化学，化学反应速率与化学平衡，电离、水解与酸碱性。

接下来，我将逐个总结元素的性质，并且用这条主线串起高中化学的绝大部分知识。并串起相关的物理和生物知识。并且重要的知识点我会在它相关的各部分反复提到，这叫：冗余复习。这样复习一遍，那些重要知识点就在脑子里过了好几遍，而相对边缘的知识点可能只过了一遍，自然就分出了重点。

插播一条重磅消息：这个回答的视频讲解版，我已经在知乎和B站同步更新，知乎链接如下：（想在B站看的话，我B站昵称是：琪哥YuanqiLi）

氢气和氧气反应生成水：燃烧或燃料电池。燃烧：实验的现象，包括火焰颜色等，一定浓度条件时发生爆炸，燃料电池：实验，原理与应用，电池的本质——氧化还原反应，化学力做功使得正电荷从电势低的负极克服电场力做功搬运到电池正极，就像水泵对水做的事情一样。

电解水生成氢气和氧气：电解池就是电池反过来，电场力克服化学力做功，将化学能低的物质转变为化学能高的物质。正负极是氢还是氧一定要搞清楚。

还原性：还原氧化铜，氧化铁。

水电离平衡：氢离子与氢氧根离子浓度乘积固定（因为在反应 H_{2}O\Leftrightarrow H^{+}+OH^{-} 列平衡方程的时候，左边水的浓度是1）

水解：若溶液中有可以结合氢氧根离子的阳离子存在，则由于电离平衡，氢离子浓度就会多于氢氧根离子。反之亦然。

pH值：氢离子浓度以10为底的对数取负。当氢离子浓度达到1mol/L时，不再用pH值表示酸碱性，氢氧根离子亦然。

常见溶剂，有极性：水分子正电荷中心和负电荷中心不重合。

相似相溶原理：极性分子溶于极性溶剂，非极性分子溶于非极性溶剂。极性分子会溶于水，但是非极性分子，比如脂肪，不溶于水。但是脂肪会溶于非极性溶剂，例如四氯化碳。生物膜结构的磷脂双分子层，磷脂分子头部亲水，尾部疏水，所以呈两侧均头部朝外的双层结构。

渗透压：水分子会向浓度更高的溶液中移动。实验：U形管最下方有半透膜隔开，左边是清水，右边是5%葡糖糖溶液。平衡状态时，右边液面会比左边高。（提示：对半透膜处的水微元受力分析） 和生物中的细胞失水，质壁分离知识有关。

外层一个电子，可以和别的原子拥有一个共用电子对，形成共价键 \sigma 键

两种同位素，核聚变。目前人类可用的核聚变原子只有氘，氚和氦3。所以电影《流浪地球》中提到的重核聚变发动机是科幻。（平均结合能最高的元素是铁，因此在大量发生聚变的星体内部，铁元素非常稳定）

核反应不是化学变化，化学变化的基本单元是原子。核反应改变了原子，因此不是化学变化。

惰性气体，一族的元素性质都非常相似。氦气的应用：由于密度小，替代氢气作为气球或飞艇的内容气体。纯净气体的密度由分子相对质量决定。空气的平均相对质量是29。

第一主族元素的性质规律：半径变化，以及半径在同周期元素内变化的规律。

锂电池：氧化还原反应。

与镁同属一族，按元素周期律推

与铝同族。硼砂有杀菌作用，口服有害。

金刚石和石墨：金刚石的四面体结构，选修物质结构中讲金刚石的晶胞，填充方式。石墨的层状结构——层间的共用电子带来了导电性，层与层之间的弱键使得层极易脱落，这也是石墨制造的铅笔可以写字的原因。

插个课外知识：石墨烯是单层石墨，刚才我说了在石墨的层间有共用电子，当石墨只有一层的时候，这个电子就是一个运动受限在二维的电子，这种材料被称为二维材料。是当前物理学，材料科学，电子科学研究的热点。实验室制取石墨烯的原理特别简单，就是把石墨涂在平面上，然后用透明胶带反复去粘，粘一下，把胶带撕开，撕到最后，就会只剩下一层石墨。

还原性：冶炼金属。炼铁，炼铜。还原二氧化碳得到一氧化碳。高炉炼铁是重点知识

燃烧：完全燃烧生成二氧化碳，不完全燃烧生成一氧化碳

煤气的主要成分。可以结合血红蛋白，使红细胞失去运输氧气的能力。

还原性：高炉炼铁；还原氧化铜实验。

冶炼铜比冶炼铁需要的温度更低，因此在世界各大古代文明中，人类都是先使用铜器，后来才有技术使用铁器。而铝的使用要一直到19世纪末才开始推广，因为铝极为活泼，难以用还原剂化学制取，价格一直都比肩黄金。直到十九世纪末，人们获得廉价的电力并且能够在工业上应用电解铝技术，铝才在生活中应用开来。

氧化性：氧化碳生成一氧化碳。

无法燃烧。可用于灭火。二氧化碳灭火器（灭火器内部是碳酸氢钠和酸反应）可用于图书馆，档案室，等重要地点的灭火，它不会产生泡沫或者水，不会对资料造成二次破坏。但是，二氧化碳灭火器不能用于活泼金属起火。镁可以在二氧化碳中燃烧，置换出碳 2Mg+CO_{2}=C+2MgO ，镁的还原性比碳强，这也是为什么用碳可以炼铁，碳单质和一氧化碳可以还原不活泼金属，但是无法还原比它还原性更强的活泼金属，甚至会被镁还原。

酸性：与水反应生成碳酸。碳酸饮料。海洋是巨大的二氧化碳调节器，海水酸化是二氧化碳排放的另一个重要后果。

碳酸是弱酸（强酸和弱酸的概念），雨水通常都是酸性的，因为空气中有二氧化碳，但是pH值小于5.6时，就称作酸雨，仅靠空气中的二氧化碳无法形成酸雨。形成酸雨是因为空气中有硫和氮的氧化物，形成了强酸。

与氢离子反应生成二氧化碳。酸腐蚀大理石，石灰石（碳酸钙），酸雨腐蚀雕塑。碳酸钙悬浊液可以用作胃药，中和胃酸。

与氢离子反应生成二氧化碳。小苏打（碳酸氢钠）可以用作胃药，中和胃酸。

作为有机物的重要元素成分：

碳原子有四个外层电子，可以形成四个共用电子对，在形成共价键时可以结合尽量多的其他原子。碳是可形成四个共用电子对的原子中质量最小的。

以碳链为骨架可以形成多种多样的有机物。

有机物的命名，烃，烯，炔，多少个碳原子，碳原子之间怎样成键。 \sigma 键和\pi键，大 \pi 键

电负性很强，仅次于F、O，和Cl相同。氮元素也是有机物的常见元素，氮肥是指含氮元素的化肥。（不同化肥的含氮比计算）

氮气是大气最主要组成部分。液氮是常用的，且较为廉价的低温剂。

放电条件下，氮气和氧气反应生成一氧化氮，再通过降水，氮元素进入泥土，雷电固氮，获得肥料。根瘤菌的固氮。

高温高压催化剂条件下，和氢气反应制取氨气。工业制氨。这个反应常在平衡与速率部分作为例子考，注意均是气态，注意配平常数。

无色无味，难溶。和氧气反应生成二氧化氮。雷电使氮气和氧气反应生成一氧化氮后，一氧化氮迅速被空气中的氧气氧化，形成二氧化氮，二氧化氮溶于水并和水反应，随着降水进入泥土。二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮。（这里的循环略复杂）

一氧化氮具有扩张血管的作用，因此，硝酸甘油不仅是高性能炸弹的原料，也可以制作心血管疾病药物。生物必修三讲了信息分子（信号分子），可以在细胞间传递信息，激素，一氧化氮，都是一种信息分子。

21摄氏度棕红色，有毒气体。

二氧化氮气体中有二氧化氮和四氧化二氮的平衡。

和水反应成酸，和碱反应成盐。注意，它不是硝酸的酸酐，它和水反应还会生成一氧化氮。

二氧化氮加氧气通入水中，可以只生成硝酸。

二氧化氮可以直接被过氧化钠吸收，形成硝酸钠。二氧化氮可以和氢氧化钠发生歧化反应，二氧化氮加一氧化氮可以和氢氧化钠发生归中反应。

二氧化氮具有氧化性，金属可以在二氧化氮中燃烧（像在氧气中燃烧一样）

实验室制取：浓硝酸和非活泼金属（比如铜）向上排空气法收集，尾气用氢氧化钠溶液处理。

注意，二氧化氮是极性分子，氧原子并不是180°角对称分布在氮原子两侧的。

强酸，浓硝酸质量分数约为69%，而98%的硝酸称为发烟硝酸——这一点和硫酸的分浓度命名不一样。

硝酸的酸酐是五氧化二氮，不是二氧化氮。（化合价不同，而且二氧化氮和水反应有副产物NO）——看到这里，我想有同学已经看出来我经常会把一个知识点在相关的地方反复提到，这也是我们学化学的方法之一：冗余复习。这样复习一遍，那些重要知识点就在脑子里过了好几遍，而相对边缘的知识点可能只过了一遍，自然就分出了重点。

硝酸水溶液呈淡黄色，因为硝酸会光照分解产生二氧化氮，4HNO3→ 4NO2+ O2+ 2H2O。二氧化氮又溶于水产生硝酸，但是不会完全反应，产生的一氧化氮会氧化为二氧化氮，构成一个平衡，因此少量残存的二氧化氮使溶液呈淡黄色，并且由于光照分解，硝酸用棕瓶避光保存。

其中，（g）表示gas，气体。更稀的硝酸（约2mol/L以下）与金属反应，产物从 N_2O 到氮气到铵根离子不等。普遍认为，硝酸与金属反应时，各还原产物（NO2、NO、N2O、N2、NH3）都可以生成，加上各种产物之间在不同条件下可以相互转化，因此，在题目中给了反应信息的情况下，请认真读题，按题目给的条件做题。

浓硝酸和浓盐酸1:3体积比混合后，会形成冒黄色烟的王水（也称王酸），有极强腐蚀性，可以和稳定金属单质（金）反应。

硝酸盐（硝酸根离子）：

硝酸钾，硝酸铵，都是重要的化肥。化肥含氮量的计算。

硝酸银用来检测氯离子。生成氯化银白色沉淀，且氯化银不溶于稀硝酸。（看到不溶于稀硝酸的白色沉淀想到氯化银）。硝酸银光照易分解，保存在棕色瓶中。

酸性环境下，硝酸根离子表现出氧化性。

重要化工原料。氮气氢气合成氨气，是人工固氮的第一步。氨气进一步生产各种各样的含氮化工产品。

氨气溶于水，和水发生可逆反应生成一水合氨，进一步反应生成铵根离子和氢氧根离子。氨水呈弱碱性。

侯氏制碱法：第一步：二氧化碳通入饱和氨盐水（饱和氨盐水是指水里溶有氨气和氯化钠） CO_2+H_2O+NaCl+NH_3=NH_4Cl+NaHCO_3

第二步：煅烧小苏打，得到纯碱（碳酸钠，也叫苏打，而大苏打是硫代硫酸钠，亦称作海波）。其实这里的方程式不需要背，只要记住两步的名称即可推出方程（反应中没有氧化还原）

尿素分解后会产生氨气，尿液中的尿素分解产生的氨气构成了刺鼻气味。尿素是蛋白质代谢的产物。在动物三种重要代谢（糖代谢，脂肪代谢，蛋白质代谢中，只有蛋白质里含有大量的氮元素，才能产生含氮的尿素）涉及知识点：内环境稳态的调节——代谢废物排出。新陈代谢：生命体内所有有序生化反应的总和。

一水合氨会电离形成铵根离子和氢氧根离子，这是个可逆反应。因此，在碱性环境下，也就是氢氧根浓度较高的时候，平衡逆向移动，平衡常数固定，决定了氢氧根离子浓度升高时铵根离子浓度会降低。

铵态氮肥不宜与碱性肥料混用，否则铵离子会被反应掉从而肥效降低。

检验铵根离子是在有铵根离子的试管中加入可溶性的碱，然后加热。再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，放出的气体（碱性气体）能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，并可闻到氨气味，则可说明其中有铵根离子

铵根离子是正四面体形的，和甲烷互为等电子体（选修：物构）

氮元素是有机物中常见的元素。尤其是蛋白质中。因此，在检测牛奶品质的时候，通过测定含氮量，推断牛奶中蛋白质的含量。不法商家为了使牛奶含氮量高，添加三聚氰胺（三聚氰胺分子中氮的质量比例很高，计算比例的方法和计算化肥含氮量一样）。

注意：检测牛奶品质，用含氮量来推断蛋白质含量。但是在生物科学探究中，同位素标记法标记蛋白质的时候，标记的是硫元素。生物必修二中，DNA是遗传物质一节，讲到赫尔希和蔡斯T2噬菌体侵染大肠杆菌实验中，标记蛋白质用的是硫。因为硫元素在生命体中，基本上是蛋白质特有的，相比于使用氮，会受到更少的干扰。

刚才讲到的生物实验同位素标记蛋白质用硫，也是为了讲一个学理科基本的原则：关注逻辑。我们学习自然科学，学理化生，学习实验，科学史，就是需要学这种科学探究的逻辑。这里为什么这样做，为什么这样选取实验体系，为什么这样做可以验证这个结论。这也是高考重要的考察内容和方向。

地壳元素含量排序：氧硅铝铁。

氧气和臭氧，互为可逆反应。紫外线照射氧气可以生成臭氧，静电也可以产生臭氧。臭氧可以吸收紫外线。但是氟氯烃可以作为催化剂，使臭氧分解为氧气，破坏臭氧层。

但是，臭氧层在高空对人类有益，在近地面，臭氧是大气污染物。静电也可以使氧气反应产生臭氧，打印店强烈的气味就是静电打印时产生的臭氧。

臭氧有强氧化性，空气中不易被氧化的金属，银，汞等可以在臭氧中被氧化。臭氧可以使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝（因为氧化了碘负离子，得到了碘单质）

氧气可以和铂，金，银以外的大部分金属反应，称为氧化。

实验室制取氧气，三种方法。加热高锰酸钾；二氧化锰与氯酸钾共热；催化分解过氧化氢（双氧水）。注意，第一，氧气用排水集气法，因为氧气不易溶于水且不与水反应。第二，加热制取的时候，要先撤导管后撤酒精灯，防止倒吸。第三，大试管斜放，防止水蒸气冷凝流到试管底使试管炸裂。（注意这三个操作的原因，这是化学实验最基本的分析方法）

也叫双氧水，是既包含非极性共价键O-O，也包含极性共价键O-H的共价化合物。

不稳定，光照可以分解，因此保存在棕色瓶中阴凉保存。（注意这里如果填空，是两个得分点）可以被一些金属离子，或者二氧化锰催化分解（实验室制氧气，用二氧化锰催化）这里再次是冗余复习法

氧化性。氧化二价铁等一些还原性物质。用双氧水消毒也是利用了氧化性。

还原性。负一价氧可以被高锰酸钾等强氧化剂氧化。

电负性最强（从元素周期律角度理解）。无正价，无对应含氧酸。氟单质 F_2 氧化性极强。

卤素单质有置换关系，但是 F_2 可以和水反应，置换出水中的氧，因此，氟单质不能从水溶液中置换出别的卤素。

氟单质可以腐蚀玻璃，不用玻璃器皿。用塑料或者铅皿。

腐蚀性，剧毒。可以腐蚀玻璃（氢氟酸烧玻璃来制作花玻璃）不用玻璃器皿。用塑料或者铅皿。氢氟酸也可以溶解大多数金属，包括金，银，铂，但是不能腐蚀铅。

最高价含氧酸的酸性才是和元素非金属性相关的，HX的酸性不能说明X元素非金属性的强弱。氟没有含氧酸。

惰性气体，会用来制作氖灯。

钠元素是碱金属元素中重点学习的元素，其他碱金属元素的性质都是从钠的性质出发，由元素周期律推知。物理通性，碱金属氧化物的规律，氢氧化物(强碱)规律。

第一主族的活泼性(失电子难度)，原子半径，第一主族和第二主族元素性质的相似和相异。选修物构的同学，要注意NaCl晶体和CsCl晶体的晶胞异同。

保存在煤油中的银白色软固体，熔点低，密度小于水大于煤油。(因为密度比煤油大，才能放在煤油里保存，因为和水反应，所以不能放水里存。)

氧化，常温氧化为氧化钠，点燃过氧化钠，氯气中点燃，氯化钠。

和水反应，浮熔游响红，每个字对应一个现象，每个字都对应某个物理或者化学性质。一定要搞清楚。浮，物理性质密度比水。熔，反应放热，钠低熔点。游，产生氢气推着走。响，反应剧烈，氢气释放快。红，生成氢氧化钠。这里我要强调化学学习的联系学习法，很多知识都不是单独存在单独记住的，要跟其他知识产生联系，才更容易学会。这五个反应现象，也都是和化学物理性质紧密联系的。

电解熔融氯化钠制取钠和氯气。

在电解技术出现之前，金属活动性比铝活泼的金属，是非常难获得的，（钠镁铝无法通过别的常见还原剂，焦炭，一氧化碳等获得）拿破仑曾经酷爱铝制器皿，当时铝的价格比黄金贵。

侯氏制碱法：二氧化碳通入饱和氨盐水。方程式前文讲铵根离子的时候讲过，这还是冗余复习法。注意，侯氏制碱法制取的是纯碱而不是烧碱。产物不要记错，才能写对方程

苏打，小苏打。碳酸钠又称作纯碱。

易溶，溶解后发生水解，溶液呈碱性。

酸碱滴定，注意，碳酸钠溶液滴入酸，先生成碳酸氢根，再生成碳酸（分解）。滴定图像是要根据这个先后顺序去写的。

碳酸氢钠滴酸会生成二氧化碳气泡，溶液逐渐变为中性。滴强碱会生成碳酸根（碳酸氢根进一步电离，平衡移动）。

水解程度都不会很大，因此，写溶液中离子浓度排序的时候，遵从水解离子远小于未水解离子这个原则。

小苏打可以用来做胃药，但不能用于溃疡患者，产生气体会造成穿孔。用来发面是和乳酸反应生成气体使面点蓬松。

碳酸根和碳酸氢根离子鉴别：沉淀法（加钡离子或者钙离子，碳酸根才有沉淀），气体法（滴酸，碳酸氢根先产生气体。利用了这两种离子的水解转化）。

溶液除杂：碳酸氢钠里面混有碳酸钠，通足量二氧化碳。碳酸钠混有碳酸氢钠，滴适量烧碱。注意这里的足量和过量。

钠放在空气中会快速氧化。空气中直接氧化得到氧化钠，燃烧得到过氧化钠

过氧化钠同时具有强氧化性和还原性。

氧化钠过氧化钠均可和水，二氧化碳，酸反应。

钠静置在空气中，连续反应，最终的产物是碳酸钠粉末。

同族元素的相似性。I A族除了氢以外的单质都可以和水反应，和水，非金属单质，酸，酸性盐的反应和Na相似。碱金属的氢氧化物都是强碱，氧化物，过氧化物和Na的过氧化物氧化物性质相似。

由于化学性质相似，故鉴别用焰色反应。钠是黄色，钾是透过蓝色钴玻璃呈现紫色。注意焰色反应实验在实验前必须清洗蘸液的铂丝（注意蘸字怎么写，别卷子上写错别字）。用铂丝是因为铂本身没有焰色，并且高温下不易氧化。

插入复习一段物理知识：焰色反应的本质是原子核外电子的跃迁，不同的原子，能级结构各不相同，因此电子跃迁后放出的光子能量也各不相同，即 h\nu 不同， \nu 为频率，观察到就是颜色。

和钠的性质有相似之处，和钙的性质有相似之处，和铝有相似之处，他们四个元素在周期表中（仅考虑主族）是相邻的。

镁点燃发出耀眼的白光——镁光灯。

镁可以在氯气，氮气，二氧化碳中点燃。因此，镁粉是极为危险的易燃易爆品，起火也不能用二氧化碳灭火器。

镁可以和沸水反应，即，镁和水的反应条件是加热，生成氢氧化镁和氢气。这说明镁是极为活泼的金属，但是活泼性比Na弱，这也是元素周期表可以发现的规律。而铝是不会和水反应的。

镁可以和水解后呈酸性的盐溶液反应。例如和铵盐反应：

镁不和强碱反应，这一点和铝不一样。

一般是从海水中提取镁。核心反应是电解氯化镁。那么，整个流程的核心思想就是获取较为纯净的氯化镁（纯净并不是要求没有别的离子，而是要求不能有影响最后点解熔融氯化镁的离子）。

煅烧贝壳获得的石灰乳加入苦卤（浓缩海水），获得氢氧化镁沉淀，过滤后用盐酸溶解，加热可以蒸发掉多于的盐酸，获得纯净的氯化镁固态盐。

难溶白色固体。碱性氧化物。熔点高，可制成耐火材料（注意，这里的熔是火字旁的熔，熔解的熔，和溶于水的三点水的溶含义不一样。火字旁的熔的意思是升温带来的物态变化，在物理课热学部分有讲，从固态变成液态。三点水的溶意思是分子/离子扩散到水中）

氧化镁可以在水中加热，缓慢反应，生成氢氧化镁。

在酸中可以反应生成镁离子。再次说明酸中氢离子的活泼性强于水中氢离子（浓度影响活泼性）

难溶白色固体。但是因为有一定溶解度，所以液体中有氢氧化镁沉淀的时候，酚酞溶液可以变红。氢氧化镁可溶于酸，酸性盐（氯化铵等）

煅烧氢氧化镁生成氧化镁。

低溶解度镁盐的水解平衡移动：

低熔解的Mg离子结合OH离子，碳酸根离子结合氢离子，在加热中分解。产生沉淀和气体以后，平衡移动。

看一个例题，在例题里我们进一步体会化学知识的应用。

第一问没什么需要讲的，知识知道，就会做。第二问值得说一下，是个比较典型的化工流程题。第二问第一个空，该怎么填呢？观察该反应，生成物是完整的，里面的元素有5种，但是Si和Mg在反应物里还没有，那么显然这种未知的反应物需要提供这两种元素。那么可以看到，Mg只能是正价，Si可以是正价也可以是负价。生成物里面的Si是负价的，并且发现，反应物里的H，N，Cl，Mg并没有改变化合价，说明该反应不是氧化还原，Si也就没有变价。好，到此分析已经完成。Si是-4价，Mg是+2价，反应物是

第二个空，是我们学过的点解熔融氯化镁制取镁单质。第三个空可以直接从流程图中观察出来，生成物里和反应物一样的物质是氨气和氯化铵。

铝单质和镁单质一样，都是银白色金属，软，密度低。铝单质密度低这个性质很适合制作飞行器。只要制成合金，提高硬度，它的低密度可以极大减轻飞机的重量。

铝单质和氧气，氯气，硫，都可以在加热条件下反应。但是铝不可以和沸水反应，这一点和镁不一样。

铝在酸（稀酸或者浓盐酸）中发生置换反应，但是在浓硫酸和浓硝酸中钝化。

钝化： 铝和铁在浓的氧化性酸，浓硫酸和浓硝酸中，表面会快速生成一层氧化膜 Al_2O_3 ,Fe_3O_4 ，阻止酸和金属进一步反应。

铝热反应：单质铝置换三氧化二铁中的铁单质，放出大量热。

铝单质不仅可以和酸反应，也可以和强碱反应。注意他们的物质消耗比例。铝单质和氢离子反应比是1：3，和氢氧根是1：2。铝离子和强碱反应，先是1：3，生成了 Al(OH)_3 随后是1：1生成偏铝酸根。

铝单质制取，电解熔融氧化铝。铝曾经是非常昂贵的金属，因为它没办法用碳来置换，铝的还原性比碳强。所以古代人们可以用碳来冶炼铜，铁，但是无法冶炼铝，所以在大规模使用电力以前，铝的价格比黄金还要昂贵。

参考书上给的流程图非常复杂，其实你根本不用去记这么复杂的一张图，我来教大家一个学习这种问题的方法——你要找到它为它核心目标使用的核心方法。核心目标是除杂，那么核心方法就是抓住铝和其他几个阳离子的区别——那就是铝在生成氢氧化物沉淀以后，可以在浓碱中溶解。所以其实它的核心方法是过量氢氧化钠过滤那一步，掌握它就足够了。你如果整个去记这个流程图，你的学习负担会大到让你根本无法学习。

铝单质和氢离子反应，物料消耗比是1：3，和氢氧根是1：2。和同浓度氢离子，氢氧根离子反应，生成氢气的体积比/物质的量比是1：3。如果比例不是1：3，想清楚究竟谁过量谁不足。

铝正三价。难溶白色固体，熔点高，耐火材料。

两性氧化物。可以溶于酸也可以溶于碱。溶于碱的时候生成偏铝酸根。

氢氧化镁可以和酸性盐（比如氯化铵）反应，但是氢氧化铝不会。

氢氧化铝加热分解，产生氧化铝。

氢氧化铝可以做胃药中和胃酸，但是现在使用不多，因为铝元素人类无法良好代谢。

铝离子和偏铝酸根离子：

纵轴为沉淀质量（或者直接是 n[Al(OH)_3] ）

向铝离子中滴入氢氧化钠，先产生沉淀再溶解沉淀。斜率为1：3。

偏铝酸根中滴入盐酸，先产生沉淀再溶解，斜率3：1。

向强碱中滴入铝离子，先没有沉淀，然后产生沉淀，曲线倾斜，倾斜部分的横坐标跨度是此前不产生沉淀部分的1/3。而后停止产生沉淀。曲线变平。

向强酸中滴入偏铝酸根离子，先没有沉淀，然后产生沉淀，曲线倾斜，倾斜部分的横坐标跨度是此前不产生沉淀部分的3倍。而后停止产生沉淀。曲线变平。

镁铝离子混合溶液，滴进去强碱，图像问题也常考，注意：氢氧化铝可以在过量碱的时候溶解，氢氧化镁不会。因此，沉淀量减少的那一段曲线，是可以拿出来直接分析铝离子浓度的。

用于半导体晶体管，集成电路，芯片，太阳能电池等的基本材料。

硅在氧气中点燃生成二氧化硅

硅可以和氟单质 F_2 反应，生成四氟化硅

硅也可以被氯气氧化，生成四氯化硅，但是反应条件不需要点燃，加热即可

但是注意，单质硅并不用于还原金属氧化物，这一点和同族的碳不一样。而且从成本上，单质碳用于冶炼金属，很容易获取，价格便宜。但是单质硅并不特别便宜。

硅单质和酸的反应，高中只讲了和氢氟酸的反应。氢氟酸可以和二氧化硅与硅单质反应，用于烧玻璃。产物都是四氟化硅 SiF_4

硅可以和烧碱反应，产物是硅酸钠。这一条并不要求掌握

先焦炭高温还原二氧化硅得到粗硅：

产物是一氧化碳，不是二氧化碳，因为二氧化硅是过量的，C不是过量的。因为如果C过量，高温下碳会和硅反应，进一步生成碳化硅 这里插播一下反应原理元素周期律的知识：(碳的氧化性比硅强，这也可以从元素周期律得出，非金属每族，随着原子序数增大，更不容易得电子，氧化性减弱。但是金属，同族，原子序数越大，更容易失电子，还原性增强。其实这是统一的规律——本质就是——同样是外层满电子的稳定结构，层数越多，越不稳定)

注意，这个反应其实很奇特。硅的还原性比碳强（刚才也从元素周期律分析了，碳的氧化性比硅强），但是碳却在高温下可以置换出硅

粗硅里面有 C,SiO_2 杂质，进一步提纯粗硅，氯气加热氧化粗硅到四氯化硅，滤出来四氯化硅，然后用氢气高温还原，获得高纯度的单质硅。

是酸性氧化物，是 H_2SiO_3 的酸酐。

但是注意，和二氧化碳不同，二氧化硅没有单个分子，它是空间立体网状的晶体（固体）

二氧化硅是玻璃的主要成分，可以和氢氟酸反应，和强碱反应。注意，酸中能和二氧化硅反应的只有氢氟酸。氢氟酸烧玻璃。

二氧化硅可以被强碱，碱性盐腐蚀，反应生成硅酸钠，所以装碱液的瓶子要用橡胶塞，不用玻璃塞。否则会粘住。这是实验的知识点。

硅酸酸性很弱，比碳酸弱，不能使紫色石蕊溶液变红。

受热易分解，加热生成二氧化硅和水。

水溶液俗称水玻璃，有粘性，水解显碱性。所以前面说的，装碱的玻璃瓶如果用玻璃瓶塞，在瓶塞那里会形成水玻璃，粘住。

硅酸钠可以和酸性比硅酸强的酸反应（注意，碳酸酸性就比硅酸强）

和氮同族，外层都是5电子，因此化学性质和氮有很多类似的地方。

白磷和红磷是磷单质的两种重要的同素异形体。

P_4 ，分子构型是正四面体。着火点很低，只有40摄氏度（我也查到一种说法是30摄氏度，目前没有详细考证，但是这里的知识点是：白磷着火点很低，空气中很容易自燃）

白磷有剧毒，加上它易燃，是实验室里非常危险的药品

分子构型为链状，燃烧点比白磷高得多，约240摄氏度。而且几乎无毒。我们做磷的燃烧实验生成五氧化二磷，用的就是红磷。

红磷在纯氧气中燃烧产生的白光比空气中强烈得多，产生大量白烟，白烟是五氧化二磷。

用红磷燃烧实验可以测定空气中氧气的含量，实验装置如下图：

红磷燃烧，消耗集气瓶中的氧气，使瓶内的压强小于外压，形成气压差。冷却到室温后，打开止水夹，水被吸入集气瓶，吸入的水量大约占集气瓶容积的五分之一。

误差分析：测定结果不足五分之一的原因。1，可能是燃烧匙伸入集气瓶太慢，瓶内气体受热逸出。2，未等冷却到室温就打开止水夹，此时瓶内的氮气还处在受热膨胀的状态。

为什么使用红磷？答：使用红磷，是因为磷燃烧产生固体五氧化二磷，不会影响气体体积。

硫单质俗称硫黄（也写作硫磺，只不过在鲁科版化学教材上写的硫黄，这里不必纠结）。黄色或淡黄色固体，脆，易研磨成粉末（所以我们做硫和铁的反应用的是粉末混合再加热）。不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳。

熔点和沸点都不高。 注意，这里的熔字，是火字旁，意思是，熔解。和水字旁的溶解含义完全不同。这时也是物理选修3-3热学部分，化学反应原理部分的知识点。火字旁的熔解表示晶体温度达到熔点，从固态变为液态的过程，或者非晶体随着温度升高液化的过程。水字旁的溶解表示可溶性物质在溶剂中分子发生分离，溶于溶剂的过程。偏旁之差是重要的概念，连接物理和化学知识，千万别写错了。“融化” 的融，不是科学概念，仅出现在口语和文学作品中。

硫单质有多种同素异形体，常见的有斜方硫和单斜硫。他们有不同的物理性质（熔点等）。同素异形体物理性质一般都不一样。

硫单质既有氧化性，也有还原性。硫单质可以把铁单质氧化为硫化亚铁（2价）。也可以被氧气氧化为二氧化硫（S是+4价。体现了还原性）

硫黄可以用于制作硫酸，化肥，火药。

黑火药反应：一硫二硝三木炭（系数比）

易燃，无色，有臭鸡蛋味，有剧毒。

硫化氢会出现在下水道里，也会通过下水道进入卫生间，曾导致过中毒事故。

硫化氢微溶于水，形成“氢硫酸”。注意，氢硫酸和硫酸完全是两种东西，S化合价完全不同。溶于水后会发生如下电离平衡：

S^{2-} 具有还原性，会被三价铁离子在溶液中氧化。

硫化氢有还原性，可以在过量氧气中被氧化为二氧化硫，氧气不足的时候会生成硫单质。这其实本质上是因为，二氧化硫和硫化氢会发生归中反应，+4价的硫氧化了-2价的硫：

用非氧化性的强酸与负二价硫的盐（FeS）反应，可生成硫化氢。

其实这利用的是平衡移动的原理。硫化氢是气体，强酸遇到硫离子的时候，氢离子和硫离子生成的硫化氢会源源不断变成气体离开溶液，其实就是不断拿走生成物，那么平衡移动，也就形成了硫化氢。 注意，不能使用氧化性酸，因为硫离子还原性比较强。

+4价硫 既有氧化性，也有还原性。

二氧化硫为无色透明气体，有刺激性臭味，溶于水。是亚硫酸的酸酐

二氧化硫是主要大气污染物之一，煤炭中可能会含有较多的硫，燃烧后产生二氧化硫。二氧化硫溶于水会产生亚硫酸，使雨水pH值小于5.6，形成酸雨。注意，空气中的二氧化碳也是会使雨水pH小于7的，但是，二氧化碳不会让pH小于5.6，只有强酸才能使pH小于5.6，也就是二氧化硫，三氧化硫，氮氧化物会让雨水成为酸雨。

还原性物质分级：1级还原性最强，3级最弱

氧化性物质分级：1级氧化性最强，3级最弱

1. 次氯酸根离子，酸性高锰酸根离子，重铬酸根离子 Cr_2O_7^{2-}
2. +5价氮，氯气，氧气，过氧化氢，过氧化钠
3. 溴单质>三价铁离子>碘单质>硫单质

注意，除了最高等级的还原剂和最高等级的氧化剂以外，处于中间等级的物质都是既会有还原性，也会有氧化性的。两个物质反应，谁氧化性强谁就是氧化剂。

+6价硫，以三氧化硫为酸酐

稀硫酸是常见酸，置换反应等初中我们就很熟悉了。

浓硫酸有脱水性，可以把有机物中的氢元素氧元素按2:1脱去，注意，这是化学变化，不是物理变化。

浓硫酸有强氧化性。可以氧化非金属，也可以氧化金属：

氧化金属时，注意还原产物和反应物用量有关。浓硫酸过量的时候，产生二氧化硫，浓硫酸量不足的时候，会产生硫单质或者硫化氢。其实你也可以理解为，先产生了二氧化硫，但是因为浓硫酸不足，先被消耗掉了，然后，二氧化硫体现出氧化性，被反应物金属单质进一步还原成硫单质或者硫化氢。

但是，铁，铝，和浓硫酸反应会发生钝化。生成致密的四氧化三铁或者氧化铝薄膜，阻止反应进一步向里进行。 这一点，和浓度高于75%的酒精消毒效果不好一个道理，如果酒精浓度超过75%，会使微生物表面的蛋白质快速变质，形成一层壳阻止酒精继续向内，反而起到了保护病原体的作用。

氯气是黄绿色气体，密度比空气大（分子量大于空气平均分子量28），有强烈的刺激性气味。有毒。

非极性分子，微溶于水，易溶于四氯化碳等有机溶剂。

该反应是可逆反应，次氯酸溶液遇到盐酸也会生成氯气，次氯酸根离子是84消毒液的主要成分（次氯酸钠），而盐酸是洁厕灵的主要成分，因此，84消毒液和洁厕灵不能混用，否则会产生有毒气体氯气，曾有报道过此类事故。

次氯酸盐水解呈碱性，这同样是因为①式的反应，次氯酸根会消耗水中的氢离子，①式平衡向左移动，氢离子被消耗，导致溶液呈碱性。在这里，再一次体现了化学学科中，反应原理和元素性质两大知识模块的联系，②式，以及次氯酸盐水解呈碱性，其根源都是①式。

次氯酸是弱酸，有强氧化性，有漂白性。它的氧化性在高中所接触的物质中，属于最强的等级，上一节讲二氧化硫的时候，我们讲过氧化性，还原性分级。

氧化性物质分级：1级氧化性最强，3级最弱
1，次氯酸根离子，酸性高锰酸根离子，重铬酸根离子 Cr_2O_7^{2-}
2，+5价氮，氯气，氧气，过氧化氢，过氧化钠
3，溴单质>三价铁离子>碘单质>硫单质
还原性物质分级：1级还原性最强，3级最弱

漂白粉的主要成分是次氯酸钙，由次氯酸和氢氧化钙制备：

氯离子无色，有咸味，食盐的咸味就是来自于氯离子，所以说所谓的低钠盐，其实就是用氯化钾部分代替氯化钠，但是氯离子不变，咸味不变。

银离子和氯离子会反应形成氯化银白色沉淀

氯有四种含氧酸，分别是+1价的次氯酸，+3价的亚氯酸，+5价的氯酸，+7价的高氯酸，分别含1,2,3,4个氧原子。

氯酸加热分解，二氧化锰催化，是经典的实验室制氧气的反应：

高氯酸 \mathrm{KClO}_{4} 是高中阶段的最强酸，这是由元素周期律决定的，非金属性越强，最高价含氧酸酸性就越强。在元素周期表的右上角（除去惰性气体），是F，O，Cl三个元素，氧不可能再形成含氧酸了，F没有含氧酸，所以，Cl的最高价含氧酸就是酸性最强的。

铁元素的正化合价可以有+2，+3，并且在四氧化三铁中可以呈现混合价态。

银白色金属，但是注意铁粉是黑色的。这是不同表面对光反射情况的不同造成的。

铁单质的还原性。铁可以在氧气，氯气中点燃。可以和硫单质在加热条件下反应。但是注意价态不一样。

铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，铁有+2价+3价两种。

铁在氯气中点燃生成三氯化铁，+3价。

铁和硫单质加热生成硫化亚铁，+2价。

红热的铁可以被水蒸气氧化，生成四氧化三铁，水中的+1价氢被还原为氢气。

铁可以被酸腐蚀，和稀酸发生置换反应。和氧化性酸（浓硫酸，浓硝酸，稀硝酸）发生氧化还原反应，生成三价铁离子。但是注意，如果铁过量，单质铁会再把三价铁离子还原回二价的亚铁离子，因此有：

但是，铁和铝都是会在浓硫酸浓硝酸中发生钝化的，表面形成致密的氧化物膜，保护内部的金属不再被腐蚀，反应不再继续进行下去。

金属活动性顺序和阳离子氧化性顺序是类似的，但是在阳离子氧化性顺序表里面，铁分了两处，有三价和二价，氢离子也在高浓度（酸中）和低浓度（水中）氧化性不一样。

铁是可以把三价铁离子还原为二价的，铁单质的还原性比二价铁离子强。在储存亚铁离子的溶液时，需要使用铁粉，试剂瓶底部放有铁粉，氧气氧化亚铁离子，铁粉再把三价铁还原回二价，保持药品纯度。

亚铁离子溶液是浅绿色，三价铁离子黄色。

有较强的氧化性，可以把单质铁氧化。

建议大家再去看一下前面的氧化性顺序表。

四氧化三铁是可以带有磁性的。三氧化二铁是铁锈的主要成分。

要避免铁锈蚀，可以采用电化学的方法来保护：

外加电流阴极保护和牺牲阳极保护

高炉炼铁，是用一氧化碳还原铁的氧化物，高炉里三个部分，造气，炼铁，造渣，其中造气和炼铁是核心：

造气——碳和二氧化碳制取一氧化碳

炼铁——一氧化碳还原铁的氧化物

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打算同步更新化学反应原理。前面元素部分还没更完，两边同时更。

盖斯定律。化学反应能量变化仅与始末物质有关，与反应中间过程无关。

要理解这条规律，必须要理解化学能的本质。应该说，热化学这一章，都是让你理解化学能是怎么回事。进而使用能量变化来判断化学反应的方向，理解化学反应的原理。

高中知识体系中，化学能的本质是一种势能

能量的含义就是做功的能力。化学能就是化学力做功的能力。经典观点中，化学力的大小仅与原子相对位置有关。那么，化学力做功，也仅与始末状态有关。在这里，高中生可以将其类比理解为弹簧弹力。你可以想象每个分子里的各个原子之间各有一个弹簧连接，而每种分子，其弹簧的k，伸长量，都是固定的，那么，蕴含的势能也就仅仅和分子的种类有关。

所以，反应物如果是A，B两种分子，最终生成物是C，D两种物质，那么中间无论经过什么样的变化，究竟是先生成E，再变成C，D；还是先生成F，再变成C，D，能量的变化量都是一样的。

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未完待续，有时间我会元素性质，反应原理两大模块同步更新。

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