第三章 自然界中的元素基础知识总结
第一节 碳的多样性
1. 由同一种元素组成的性质不同的几种单质，互称为同素异形体。金刚石、石墨和C60是碳
元素的同素异形体。
2. 金刚石是无色透明的片状固体。其中，每个碳原子均与相邻的4个碳原子相连，形成正四
面体结构。在自然界中硬度最大，不导电。
3. 石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的片状固体。质软、有滑腻感。碳原子呈层状排列，
每一层的碳原子形成平面正六边形。
4. C 60是灰黑色固体，形成球状结构，表面呈正六边形和正五边形。 5. Na 2CO 3和NaHCO 3的性质比较
6. Na 2CO 3和NaHCO 3如何鉴别？
（1）加热比较：分解产生气体并通入澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，无现象的是碳酸钠 （2）加酸反应比较：比较剧烈是碳酸氢钠
（3）滴加CaCl 2、ＢaCl 2溶液：产生白色沉淀的是碳酸钠，无现象的是碳酸氢钠。
7. 温室效应：由于人类的活动，特别是生产和生活中化石燃料大幅度增加，使大气中二氧化碳的含量猛增，破坏了自然界中原有平衡，导致全球气候变暖。
7. 高炉炼铁中碳的转化：过程是将铁矿石还原成金属铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（主要
成分是Ｆe 2O 3）。但起还原作用的主要是一氧化碳。焦炭在炼铁过程中的两个作用：①燃烧提供热量；②用于制还原剂CO
8. 在生活中，水壶中常常有水垢，它的主要成分是碳酸钙。自来水中存在Ca(HCO3) 2, 受热分
解生成CaCO 3，积聚在壶底，便形成水垢。相关化学方程式：____________________
第二节 氮的循环
1. 氮气的物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色无味、难溶于水的气体。在空气中约占
其体积的78%
2. 化学性质：在通常情况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。但在一定
条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。反应方程式： 1 ○2 ○
3. 使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫氮的固定，简称固氮。分为自然固氮和人
工固氮。
4. 氮的氧化物有六种：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5 。NO 是无色、难溶于水的气体，易被
空气中的氧气氧化为NO 2:______________；NO 2是红棕色、有刺激性气味有毒的气体，易
溶于水，重要的反应有：__________________________
5. 氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水而且能快速溶解，在常温下
1体积水大约能溶700体积的氨气。易液化，常作制冷剂。
6. 氨的喷泉实验要成功，需保证烧瓶和烧杯液体之间有足够大的压强差，为此需注意三方面：
7. 氨的化学性质：
（1） 能水反应 ___________________,溶液显碱性。
（2） 与酸反应 NH 3+HCl==NH4Cl 将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近（不
要接触），会有白烟产生，原因是挥发出来的HCl 和NH 3两气体相遇，生成了NH 4Cl 固体小颗粒。这也是检验氨气的方法之一。
（3） 有还原性 _________________________
8. 氨的实验室制法 原理：
装置：固——
（与制取O 2装置相同）
收集方法：只能用向下排空气法 干燥方法：用碱石灰、固体NaOH 等
棉花团的作用：防止NH 3与空气形成对流，提高了收集NH 3的纯度。 9. 铵盐都是白色晶体，都溶于水。不稳定，受热易分解：
与碱反应都能生成氨气，离子方程式为： ，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，故一般用这个原理来检验铵盐。
10. 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。质量分数在95%以上的浓硝酸在空气
中由于挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。 11. 硝酸的化学性质
(1) ：酸性：稀硝酸使石蕊试液变红，浓硝酸使石蕊试液先变红后褪色。
(2) 不稳定性：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的NO 2, 二氧化氮又溶在浓硝酸中而
使溶液呈黄色。其方程式为： ，一般保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处。 (3) 强氧化性
1与金属反应:能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，产物与硝酸的浓度有关。○
通常浓硝酸与金属反应生成二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成一氧化氮，不会产生氢气。在反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。 如：
2与非金属反应，只表现氧化性。 ○
12. 氮的氧化物(NO2和NO) 是产生光化学烟雾和酸雨的主要原因。水体中含有过量的氮会使水
体富营养化，造成污染。
第三节 硫的转化
1. 硫以游离态和化合态广泛存在于自然界中，并且能相互转化。
2. 硫单质俗称硫磺，它是一种黄色或淡黄色固体；很脆，易研成粉末；
不 溶于水，微
溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔点和沸点都不高。硫有多种同素异形体，常见的有
固反应加热装置
斜方硫和单斜硫。
3. 单质硫化合价处于中间价态，既有氧化性又有还原性：
（1）氧化性： （剧烈反应，能保持红热，生成黑色固体）
注意：S 与变价金属Fe 、Cu 反应时, 化合价显低价，说明硫的氧化性比氯气的氧化性弱。 （2）还原性：硫在空气中点燃，火焰为淡蓝色，在纯氧中则为蓝紫色，生成二氧化硫气体。其方程式为：
4. 通常状况下，二氧化硫是无色、有刺激性气味、有毒气体，1体积水大约能溶40体积。 总结：（1）常见气体溶解性 NH 3>HCl>SO2>Cl2>CO2>O2
(2)常见有刺激性气体 Cl 2 、HCl 、NH 3 、SO 2 、NO 2 5.SO 2的化学性质
（1）是酸性氧化物，是亚硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性。 与水反应： (2)与碱反应：
（3）将SO 2 通入澄清的石灰水中变浑浊，继续通入又变澄清。和CO 2的性质相似
（4） 还原性： （5） 氧化性：
（6） 漂白性：SO 2 能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质，该物质受热分解会
恢复原状，如品红溶液。HClO 是因为有氧化性而具有漂白性，不能恢复原状。
6. 纯硫酸是无色粘稠油状液体，沸点高，难挥发。易溶于水，放出大量的热。稀释时应将浓硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
7. 浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。能够与很多物质发生氧化还原反应。
第四节 海水中的元素
1. 海水中的元素分常量元素和微量元素。其中常量元素大部分以盐的形式存在，在这些盐类
物质中，NaC l 占80%以上。
2. 从海水中提镁的基本方法是往海水里加碱，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离出来后加入盐
酸，把它变成氯化镁，然后经过结晶、过滤、干燥、电解，就可以得到金属镁。
3. 镁是一种密度较小、熔点较低、硬度很软的有金属光泽的银白色固体，有良好的导电、导
热和延展性。
4. 镁是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性。
（1） 与非金属反应
（2） 与水反应
（3） 在点燃条件下，能与二氧化碳反应
（Mg 燃烧不能用灭火器来扑灭）
5. 卤族元素包括氟、氯、溴、碘等，其中溴称为海洋元素。都具有较强的氧化性，其单质氧
化性强弱顺序为F 2>Cl2>Br2>I2 6. 溴和碘的物理性质
7. 溴有毒，微溶液水，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂。在实验室中溴单质盛放在磨砂、
细口的玻璃瓶中，且常用水封，防止溴的挥发。
8. 碘单质是易升华的固体，故碘保存在广口玻璃瓶，置于低温避光处。
9. 利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂从它与另一溶剂所
组成的溶液中提取出来的方法叫萃取。
10. 溴单质的氧化性介于氯气和液溴单质之间，因此在海水提溴的化工生产中可以选用氯气做
氧化剂。从海水中，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。 11. Cl 、Br 、I 的检验：
加入AgNO 3溶液，有白色沉淀（AgCl ），则含有Cl ；若有淡黄色沉淀(AgBr)，则有Br ；若产生黄色沉淀(AgI)，则含有I
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第三章 自然界中的元素基础知识总结
第一节 碳的多样性
1. 由同一种元素组成的性质不同的几种单质，互称为同素异形体。金刚石、石墨和C60是碳
元素的同素异形体。
2. 金刚石是无色透明的片状固体。其中，每个碳原子均与相邻的4个碳原子相连，形成正四
面体结构。在自然界中硬度最大，不导电。
3. 石墨是深灰色、有金属光泽、不透明的片状固体。质软、有滑腻感。碳原子呈层状排列，
每一层的碳原子形成平面正六边形。
4. C 60是灰黑色固体，形成球状结构，表面呈正六边形和正五边形。 5. Na 2CO 3和NaHCO 3的性质比较
6. Na 2CO 3和NaHCO 3如何鉴别？
（1）加热比较：分解产生气体并通入澄清石灰水变浑浊的是碳酸氢钠，无现象的是碳酸钠 （2）加酸反应比较：比较剧烈是碳酸氢钠
（3）滴加CaCl 2、ＢaCl 2溶液：产生白色沉淀的是碳酸钠，无现象的是碳酸氢钠。
7. 温室效应：由于人类的活动，特别是生产和生活中化石燃料大幅度增加，使大气中二氧化碳的含量猛增，破坏了自然界中原有平衡，导致全球气候变暖。
7. 高炉炼铁中碳的转化：过程是将铁矿石还原成金属铁的过程，原料是焦炭和铁矿石（主要
成分是Ｆe 2O 3）。但起还原作用的主要是一氧化碳。焦炭在炼铁过程中的两个作用：①燃烧提供热量；②用于制还原剂CO
8. 在生活中，水壶中常常有水垢，它的主要成分是碳酸钙。自来水中存在Ca(HCO3) 2, 受热分
解生成CaCO 3，积聚在壶底，便形成水垢。相关化学方程式：____________________
第二节 氮的循环
1. 氮气的物理性质：在通常状况下，氮气是一种无色无味、难溶于水的气体。在空气中约占
其体积的78%
2. 化学性质：在通常情况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反应。但在一定
条件下，氮气能与氧气、氢气等物质发生反应。反应方程式： 1 ○2 ○
3. 使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫氮的固定，简称固氮。分为自然固氮和人
工固氮。
4. 氮的氧化物有六种：N 2O 、NO 、N 2O 3、NO 2、N 2O 4、N 2O 5 。NO 是无色、难溶于水的气体，易被
空气中的氧气氧化为NO 2:______________；NO 2是红棕色、有刺激性气味有毒的气体，易
溶于水，重要的反应有：__________________________
5. 氨是没有颜色、有刺激性气味的气体，比空气轻，极易溶于水而且能快速溶解，在常温下
1体积水大约能溶700体积的氨气。易液化，常作制冷剂。
6. 氨的喷泉实验要成功，需保证烧瓶和烧杯液体之间有足够大的压强差，为此需注意三方面：
7. 氨的化学性质：
（1） 能水反应 ___________________,溶液显碱性。
（2） 与酸反应 NH 3+HCl==NH4Cl 将分别蘸有浓盐酸和浓氨水的两根玻璃棒靠近（不
要接触），会有白烟产生，原因是挥发出来的HCl 和NH 3两气体相遇，生成了NH 4Cl 固体小颗粒。这也是检验氨气的方法之一。
（3） 有还原性 _________________________
8. 氨的实验室制法 原理：
装置：固——
（与制取O 2装置相同）
收集方法：只能用向下排空气法 干燥方法：用碱石灰、固体NaOH 等
棉花团的作用：防止NH 3与空气形成对流，提高了收集NH 3的纯度。 9. 铵盐都是白色晶体，都溶于水。不稳定，受热易分解：
与碱反应都能生成氨气，离子方程式为： ，产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝，故一般用这个原理来检验铵盐。
10. 纯净的硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味的液体。质量分数在95%以上的浓硝酸在空气
中由于挥发出硝酸蒸气会产生“发烟”现象，通常叫做发烟硝酸。 11. 硝酸的化学性质
(1) ：酸性：稀硝酸使石蕊试液变红，浓硝酸使石蕊试液先变红后褪色。
(2) 不稳定性：浓硝酸受热或见光易分解产生红棕色的NO 2, 二氧化氮又溶在浓硝酸中而
使溶液呈黄色。其方程式为： ，一般保存在棕色试剂瓶中并放置在阴凉处。 (3) 强氧化性
1与金属反应:能与除金、铂、钛以外的大多数金属反应，产物与硝酸的浓度有关。○
通常浓硝酸与金属反应生成二氧化氮，稀硝酸与金属反应生成一氧化氮，不会产生氢气。在反应中硝酸既表现酸性又表现氧化性。 如：
2与非金属反应，只表现氧化性。 ○
12. 氮的氧化物(NO2和NO) 是产生光化学烟雾和酸雨的主要原因。水体中含有过量的氮会使水
体富营养化，造成污染。
第三节 硫的转化
1. 硫以游离态和化合态广泛存在于自然界中，并且能相互转化。
2. 硫单质俗称硫磺，它是一种黄色或淡黄色固体；很脆，易研成粉末；
不 溶于水，微
溶于酒精，易溶于二硫化碳，熔点和沸点都不高。硫有多种同素异形体，常见的有
固反应加热装置
斜方硫和单斜硫。
3. 单质硫化合价处于中间价态，既有氧化性又有还原性：
（1）氧化性： （剧烈反应，能保持红热，生成黑色固体）
注意：S 与变价金属Fe 、Cu 反应时, 化合价显低价，说明硫的氧化性比氯气的氧化性弱。 （2）还原性：硫在空气中点燃，火焰为淡蓝色，在纯氧中则为蓝紫色，生成二氧化硫气体。其方程式为：
4. 通常状况下，二氧化硫是无色、有刺激性气味、有毒气体，1体积水大约能溶40体积。 总结：（1）常见气体溶解性 NH 3>HCl>SO2>Cl2>CO2>O2
(2)常见有刺激性气体 Cl 2 、HCl 、NH 3 、SO 2 、NO 2 5.SO 2的化学性质
（1）是酸性氧化物，是亚硫酸的酸酐，具有酸性氧化物的通性。 与水反应： (2)与碱反应：
（3）将SO 2 通入澄清的石灰水中变浑浊，继续通入又变澄清。和CO 2的性质相似
（4） 还原性： （5） 氧化性：
（6） 漂白性：SO 2 能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质，该物质受热分解会
恢复原状，如品红溶液。HClO 是因为有氧化性而具有漂白性，不能恢复原状。
6. 纯硫酸是无色粘稠油状液体，沸点高，难挥发。易溶于水，放出大量的热。稀释时应将浓硫酸慢慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌。
7. 浓硫酸具有吸水性、脱水性、强氧化性。能够与很多物质发生氧化还原反应。
第四节 海水中的元素
1. 海水中的元素分常量元素和微量元素。其中常量元素大部分以盐的形式存在，在这些盐类
物质中，NaC l 占80%以上。
2. 从海水中提镁的基本方法是往海水里加碱，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离出来后加入盐
酸，把它变成氯化镁，然后经过结晶、过滤、干燥、电解，就可以得到金属镁。
3. 镁是一种密度较小、熔点较低、硬度很软的有金属光泽的银白色固体，有良好的导电、导
热和延展性。
4. 镁是一种比较活泼的金属，具有较强的还原性。
（1） 与非金属反应
（2） 与水反应
（3） 在点燃条件下，能与二氧化碳反应
（Mg 燃烧不能用灭火器来扑灭）
5. 卤族元素包括氟、氯、溴、碘等，其中溴称为海洋元素。都具有较强的氧化性，其单质氧
化性强弱顺序为F 2>Cl2>Br2>I2 6. 溴和碘的物理性质
7. 溴有毒，微溶液水，易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂。在实验室中溴单质盛放在磨砂、
细口的玻璃瓶中，且常用水封，防止溴的挥发。
8. 碘单质是易升华的固体，故碘保存在广口玻璃瓶，置于低温避光处。
9. 利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂从它与另一溶剂所
组成的溶液中提取出来的方法叫萃取。
10. 溴单质的氧化性介于氯气和液溴单质之间，因此在海水提溴的化工生产中可以选用氯气做
氧化剂。从海水中，一般要经历浓缩、氧化和提取三个步骤。 11. Cl 、Br 、I 的检验：
加入AgNO 3溶液，有白色沉淀（AgCl ），则含有Cl ；若有淡黄色沉淀(AgBr)，则有Br ；若产生黄色沉淀(AgI)，则含有I
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