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文檔簡介

1、第一章 從實驗學化學-1- 化學實驗基本方法 過濾 一帖、二低、三靠 分離固體和液體的混合體時,除去液體中不溶性固體。(漏斗、濾紙、玻璃棒、燒杯) 蒸發(fā) 不斷攪拌,有大量晶體時就應熄燈,余熱蒸發(fā)至干,可防過熱而迸濺 把稀溶液濃縮或把含固態(tài)溶質(zhì)的溶液干,在蒸發(fā)皿進行蒸發(fā) 蒸餾 液體體積加熱方式溫度計水銀球位置冷卻的水流方向防液體暴沸 利用沸點不同除去液體混合物中難揮發(fā)或不揮發(fā)的雜質(zhì)(蒸餾燒瓶、酒精燈、溫度計、冷凝管、接液管、錐形瓶) 萃取 萃取劑:原溶液中的溶劑互不相溶; 對溶質(zhì)的溶解度要遠大于原溶劑; 要易于揮發(fā)。 利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的

2、溶液里提取出來的操作,主要儀器:分液漏斗 分液 下層的液體從下端放出,上層從上口倒出 把互不相溶的兩種液體分開的操作,與萃取配合使用的 過濾器上洗滌沉淀的操作 向漏斗里注入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,等水流完后,重復操作數(shù)次 配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液 需用的儀器 托盤天平(或量筒)、燒杯、玻璃棒、容量瓶、膠頭滴管 主要步驟: 計算 稱量(如是液體就用滴定管量?。?溶解(少量水,攪拌,注意冷卻) 轉(zhuǎn)液(容量瓶要先檢漏,玻璃棒引流) 洗滌(洗滌液一并轉(zhuǎn)移到容量瓶中) 振搖 定容 搖勻 容量瓶 容量瓶上注明溫度和量程。容量瓶上只有刻線而無刻度。 只能配制容量瓶中規(guī)定容積的溶液;不能用容量瓶溶解、稀釋

3、或久貯溶液;容量瓶不能加熱,轉(zhuǎn)入瓶中的溶液溫度20左右 第一章 從實驗學化學-2- 化學計量在實驗中的應用 1 物質(zhì)的量 物質(zhì)的量實際上表示含有一定數(shù)目粒子的集體 2 摩爾 物質(zhì)的量的單位 3 標準狀況 STP 0和1標準大氣壓下 4 阿伏加德羅常數(shù)NA 1mol任何物質(zhì)含的微粒數(shù)目都是602×1023個 5 摩爾質(zhì)量 M 1mol任何物質(zhì)質(zhì)量是在數(shù)值上相對質(zhì)量相等 6 氣體摩爾體積 Vm 1mol任何氣體的標準狀況下的體積都約為22.4l7 阿伏加德羅定律 (由PV=nRT推導出) 同溫同壓下同體積的任何氣體有同分子數(shù) n1 N1 V1 n2 N2 V28 物質(zhì)的量濃度CB 1L溶

4、液中所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量所表示的濃度 CB=nB/V nB=CB×V V=nB/CB9 物質(zhì)的質(zhì)量 m m=M×n n=m/M M=m/n10 標準狀況氣體體積 V V=n×Vm n=V/Vm Vm=V/n11 物質(zhì)的粒子數(shù) N N=NA×n n =N/NA NA=N/n12 物質(zhì)的量濃度CB與溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)=1000×× M13 溶液稀釋規(guī)律 C(濃)×V(濃)=C(稀)×V(?。┮晕镔|(zhì)的量為中心 第二章 化學物質(zhì)及變化-1-物質(zhì)的分類 1 元素分類: 金屬和非金屬元素 2 化合物分類: 有機物(含C)和無機物

5、氧化物 酸性氧化物(與堿反應生成鹽和水) SiO2、SO2、CO2、SO3、N2O5、(多數(shù)為非金屬氧化物) 堿性氧化物(與酸反應生成鹽和水) Fe2O3、CuO 、 MgO (多數(shù)為金屬氧化物)、 兩性氧化物(與酸、堿反應生成鹽和水) Al2O3、ZnO 不成鹽氧化物 NO2、NO、CO、 (鹽中的N的化合價無+2、+3、C無+2) 分散系 溶液(很穩(wěn)定) 分散質(zhì)粒子小于1nm,透明、穩(wěn)定、均一 膠體(介穩(wěn)定狀態(tài)) 分散質(zhì)粒子1nm-100nm,較透明、穩(wěn)定、均一 濁液(分懸、乳濁液) 分散質(zhì)粒子大于100nm,不透明、不穩(wěn)定、不均一化學反應的分類 四大基本反應類型 化合:2SO2+ O2

6、2SO3 分解:2NaHCO3 Na2CO3 +CO2+ H2O 置換:Cl2 +2KI =2KCl+I2 復分解:2NH4ClCa(OH)2 CaCl22NH32H2O 是否有離子參加反應(電解質(zhì)在水溶液中) 離子反應:Cl2H2O = HClHClO 非離子反應:2Fe3Cl2 =2FeCl3 是否有元素電子得失或偏移(有升降價) 氧化還原反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2 非氧化還原反應:Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O 熱量的放出或吸收 放熱反應:3Fe2O2 Fe3O4 吸熱反應:C+CO2 2CO第二章 化學物質(zhì)及變化-2-離子反應 電解質(zhì)(酸、堿

7、、鹽、水) 在水溶液里或熔融狀態(tài)下本身能夠?qū)щ姷幕衔?非電解質(zhì)(包括CO2、SO2) 在水溶液里或熔融狀態(tài)下不能夠?qū)щ姷幕衔?碳酸的電離方程式 H2CO3 HHCO3 (弱電解質(zhì)用“ ” NaHCO3的電離方程式 NaHCO3NaHCO3 (強電解質(zhì)用“ = ” 離子反應式 用實際參加反應的離子所表示的式子 離子反應式寫法 一寫、二改、三刪、四查 單質(zhì)、氧化物、氣體、難溶、難電離的物質(zhì)要保留分子式離子共存 有顏色的離子 MnO4-紫紅、Fe3+棕黃、Fe2+淺綠、Cu2+藍色 與H+不共存(弱酸根) OH-、CO32-、SO32-、SiO32-、AlO2-、S2-、F- 等 與OH-不共存

8、(弱堿金屬陽離子) H+、Fe3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+、NH4+ 等 與H+和OH-都不共存 HCO3-、HSO3-、HS-、 等 常見生成沉淀 Ba2+、Ca2+與SO42-、CO32- Ag+與Cl-膠體 膠體的性質(zhì)(介穩(wěn)定) 丁達爾現(xiàn)象、布朗運動、電泳、聚沉 判斷膠體最簡單的方法 丁達爾現(xiàn)象 膠體提純 滲析(膠體微粒不能透過半透膜) Fe(OH)3膠體制備的方法 取燒杯盛20mL蒸餾水,加熱至沸騰,然后逐滴加入飽和FeCl3溶液1mL2mL。繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色。觀察所得紅褐色液體Fe(OH)3膠體。 Fe(OH)3膠體制備方程式 FeCl3+3H2O =

9、Fe(OH)3(膠體) +3HCl 膠體凝聚的條件 加熱、加電解質(zhì)、加相反電性的膠體第二章 化學物質(zhì)及變化-3-氧化還原反應 氧化還原反應的本質(zhì) 有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移) 氧化還原反應的特征 元素化合價的升降(不一定有氧的得失)升失氧 還原劑、還原性、失電子、(升價)、 被氧化、發(fā)生氧化反應成氧化產(chǎn)物 降得還 氧化劑、氧化性、得電子、 (降價)、 被還原、發(fā)生還原反應成還原產(chǎn)物 化合反應 不一定是氧化還原反應,一般有單質(zhì)參加的化合反應或有單質(zhì)生成的分解反應才屬氧化還原反應 分解反應 置換反應 一定是氧化還原反應 復分解反應 一定不是氧化還原反應氣體的檢驗 NH3的檢驗 用濕潤的紅色石蕊試紙變藍

10、 SO2的檢驗 用品紅溶液褪色 SO2的吸收 用KMnO4溶液 (強氧化性) CO2的檢驗 用澄清石灰水變濁 Cl2的檢驗 用濕潤的KI 淀粉試紙變藍 NO的檢驗 打開瓶蓋后遇空氣變紅棕色離子的檢驗 NH4+的檢驗 加NaOH溶液加熱后放出氣體用濕潤的紅色石蕊試紙變藍 Fe3+的檢驗 加NaOH溶液有紅褐色沉淀加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色 Fe2+的檢驗 加NaOH溶液有白色沉淀馬上變灰綠色,最終變紅褐色加KSCN溶液無現(xiàn)象,再加氯水后出現(xiàn)血紅色 SO42-的檢驗 先加HCl無現(xiàn)象后加BaCl2溶液有不溶于酸的白色沉淀 Cl-、(Br-、I -)的檢驗 先加AgNO3后加HNO3溶液有不溶于酸的白

11、色沉淀AgCl (淡黃色沉淀AgBr、黃色沉淀AgI) NO3 - 的檢驗 加濃縮后加入少量濃硫酸和幾塊銅片加熱有紅棕色的氣體放出(NO2)物質(zhì)的保存 K、Na 保存在煤油中(防水、防O2) 見光易分解的物質(zhì) 用棕色瓶(HNO3、AgNO3、氯水、HClO 等) 堿性物質(zhì) 用橡膠塞不能用玻璃塞(Na2SiO3、NaOH、Na2CO3) 酸性、強氧化性物質(zhì) 用玻璃塞不能用橡膠塞(HSO4、HNO3、KMnO4)物質(zhì)的保存 F2、HF(氫氟酸) 用塑料瓶不能用玻璃瓶(與SiO2反應腐蝕玻璃) 保存在水中 白磷(防在空氣中自燃)、Br2(防止揮發(fā)) 地殼中含量最多的元素 氧O、硅Si、鋁Al、鐵Fe

12、 地殼有游離態(tài)存在的元素 金、鐵(隕石)、硫(火山口附近) 金屬共同的物理性質(zhì) 有金屬光澤、不透明、易導電、導熱、延展性 能與HCl和NaOH都能反應的物質(zhì) 兩性:Al、Al2O3、Al(OH)3 弱酸的酸式鹽:NaHCO3、NaHSO3、NaHS 弱酸的銨鹽:(NH4)2CO3、(NH4)2S 兩性金屬 鋅Zn、鋁Al(與酸和堿都放H2) 鈍化金屬 鐵Fe、鋁Al(被冷的濃H2SO4、濃HNO3)酸化學性質(zhì) 稀、濃硫酸的通性 1強酸性-反應生成鹽 2高沸點酸,難揮發(fā)性制備易揮發(fā)性酸 濃硫酸的特性 1、吸水性做干燥,不能干燥NH3、H2S 2、脫水性使有機物脫水炭化 3、強氧化性與不活潑金屬、

13、非金屬、還原性物質(zhì)反應 硝酸 HNO3 1、強酸性 2、強氧化性 3、不穩(wěn)定性 (見光、受熱) 次氯酸 HClO 1、弱酸性 2、強氧化性 3、不穩(wěn)定性 (見光、受熱) 硅酸 H2SiO3 1、弱酸性 2、難溶性 3、不穩(wěn)定性 (熱)漂白 氧化型(永久) 強氧化性:HClO、Na2O2、O3、濃H2SO4、濃 HNO3 加合型(暫時) SO2 (使品紅褪色,不能使石蕊變紅后褪色) 吸附型(物理) 活性碳 明礬溶液生成的Al(OH)3膠體水溶液 氯水主要成分 分子: Cl2、 H2O、 HClO 離子: H、Cl、ClO 氨水主要成分 分子:NH3 H2O NH3·H2O 離子:NH4

14、+ OH氯水與液氯、氨水與液氨的區(qū)別 氯水、氨水屬混合物、液氯與液氨屬純凈物氯原子Cl與氯離子Cl-的區(qū)別 最外層電子數(shù)不同,化學性質(zhì)不同,氯離子Cl-達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)氣體 極易溶于水(噴泉) NH3(1:700) HCl (1:500) 只能用排氣法收集 NO2 NH3 HCl 只能用排氣法收集 NO N2 CO 鈉與水的反應 現(xiàn)象: 浮、熔、游、咝、紅 鈉浮在水面上密度小于水;水蒸氣放熱;熔化成一個小球溶點低;在水面上游動生成氣體;咝咝發(fā)出響聲反應劇烈;變色生成堿俗名 蘇打Na2CO3、小蘇打NaHCO3 水玻璃:Na2SiO3的水溶液 漂白粉主要成分:Ca(ClO)2、CaCl2,有效成分Ca

15、(ClO)2 用途 Na2O2(淡黃色)用作呼吸面具, Al(OH)3和NaHCO3 (小蘇打)可中和胃酸 明礬用作凈水劑,次氯酸HClO殺菌、消毒、永久性漂白、SO2暫時性漂白 自來水常用Cl2來消毒、殺菌但產(chǎn)生致癌的有機氯,改用廣譜高效消毒劑二氧化氯(ClO2) Fe2O3紅色油漆和涂料;Al2O3耐火材料,NH3可用于氮肥、制冷劑。 晶體硅Si作半導體、太陽能電池; SiO2可作光導纖維;硅膠是常用的干燥劑及催化劑的載體。水玻璃可做肥皂填料、木材防腐防火劑及黏膠 氧化還原反應 要點詮釋:我們在初中化學中學過的木炭還原氧化銅,在這個反應中,銅失去氧變成了單質(zhì),發(fā)生了還原反應,碳得到氧變成C

16、O2,發(fā)生了氧化反應。我們也可以從反應中,元素的化合價發(fā)生變化的角度來分析這個反應 還有一些反應,雖然沒有得氧、失氧的變化過程,但也伴隨著化合價的變化,這樣的反應也是氧化還原反應。 由此我們知道,一個化學反應是否氧化還原反應,不在于有沒有得氧失氧,而在于反應過程中有沒有某些元素的化合價發(fā)生了變化。 從反應物變?yōu)楫a(chǎn)物時,是否有元素的化合價發(fā)生變化的角度,可以把化學反應分為:氧化還原反應和非氧化還原反應。有化合價變化的化學反應就是氧化還原反應,沒有化合價變化的化學反應就是非氧化還原反應,如CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2NaCl就是非氧化還原反應。也就是說,氧化還原反應的特征是

17、反應中元素的化合價發(fā)生變化。知識點二:氧化還原反應的本質(zhì) 要點詮釋:元素化合價的升降與電子轉(zhuǎn)移密切相關。例如鈉與氯氣的反應: 鈉原子失去一個電子成為Na+,氯原子得到一個電子成為Cl-,這樣雙方的最外電子層都達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。在這個反應中,發(fā)生了電子的得失,金屬鈉失去電子發(fā)生了氧化反應,氯氣得到電子發(fā)生了還原反應。 氫氣與氯氣的反應屬于非金屬和非金屬的反應。 由于氫元素和氯元素的原子都傾向于獲得電子而形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),而且這兩種元素的原子獲取電子的能力相差不大,在反應時,雙方各以最外層的一個電子組成共用電子對,使雙方最外電子層都達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。由于氯原子對共用電子對的吸引力比氫原子稍強,所以共用電

18、子對偏向于氯原子而偏離氫原子。這樣,氯元素的化合價降低被還原,氫元素的化合價升高被氧化。在這個氧化還原反應中,發(fā)生了共用電子對的偏移。 可見,有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)的反應,是氧化還原反應。氧化反應表現(xiàn)為被氧化的元素化合價升高,其實質(zhì)是該元素的原子失去電子(或共用電子對偏離)的過程;還原反應表現(xiàn)為被還原的元素化合價降低,其實質(zhì)是該元素的原子獲得電子(或共用電子對偏向)的過程。 氧化還原反應中,電子轉(zhuǎn)移的情況也可以表示為: 知識點三:氧化劑和還原劑 氧化劑和還原劑作為反應物共同參加氧化還原反應。在反應中,氧化劑是得到(或偏向)電子的物質(zhì),所含元素的化合價降低;還原劑是失去(或偏離)電子的物質(zhì),所

19、含元素的化合價升高。即“升被氧化,降被還原”。例如: 碳還原氧化銅的反應中,氧化銅是氧化劑,碳是還原劑。 鐵和硫酸銅的反應中,硫酸銅是氧化劑,鐵是還原劑。 氫氣和氯氣的反應中,氯氣是氧化劑,氫氣是還原劑。 氧化劑具有氧化性,在反應中本身被還原生成還原產(chǎn)物;還原劑具有還原性,在反應中本身被氧化生成氧化產(chǎn)物。 常見的氧化劑有O2、Cl2、濃硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等;常見的還原劑有活潑的金屬單質(zhì)、H2、C、CO等。 氧化劑和還原劑不是絕對不變的,要根據(jù)物質(zhì)所含元素的化合價在氧化還原反應中的變化情況來確定,同一種物質(zhì)可能在一個氧化還原反應中作氧化劑,在另一個氧化還原反應中作還原劑。例如

20、在鹽酸和鐵的反應Fe + 2HCl = FeCl2 + H2中,鹽酸中氫元素的化合價由+1降低為0,鹽酸是氧化劑;而在鹽酸和高錳酸鉀的反應2KMnO4 +16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O中,鹽酸中氯元素有部分化合價由-1升高到0價,鹽酸是還原劑。鹽酸還可能發(fā)生非氧化還原反應,如HCl + NaOH = NaCl + H2O。 總結(jié)起來,氧化還原反應可以用下面的式子表示: 規(guī)律方法指導 比較物質(zhì)的氧化性、還原性強弱的方法 根據(jù)氧化還原反應的化學方程式進行判斷 在一個氧化還原反應中,氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑>還原產(chǎn)物。 例如反應Fe

21、 + 2HCl = FeCl2 + H2中,鐵是還原劑,H2是還原產(chǎn)物,故還原性:Fe>H2;HCl是氧化劑,F(xiàn)eCl2是氧化產(chǎn)物,氧化性:HCl>FeCl2。這個反應還可以用離子方程式表示:Fe+2H+ = Fe2+ +H2,根據(jù)上述氧化性、還原性強弱的判斷方法,故還原性:Fe>H2;氧化性:H+ > Fe2+ 。 根據(jù)金屬活動性順序判斷 金屬活動性越強,其還原性越強,即: 還原性:K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag 金屬的還原性越強,其失去電子后形成的金

22、屬離子的氧化性越弱,即 氧化性:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+ Fe3+可以和銅反應:2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+,因此氧化性:Fe3+> Cu2+。 比較物質(zhì)的氧化性和還原性還有其他方法,隨著學習的深入,我們會逐漸掌握它們,從而加深對氧化還原反應的了解。金屬元素的單質(zhì)及其化合物的知識主線 金屬單質(zhì)的化學性質(zhì) 只有還原性:M-ne-=Mn+ 1與非金屬反應:如與O2、Cl2、Br2、I2等; 2與水反應:較

23、活潑的金屬可與水反應,如K、Ca、Na等; 3與酸反應:排在氫前面的金屬可將氫從酸溶液中置換出來(濃H2SO4、HNO3除外); 4與鹽反應:排在前面的金屬可將后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。重點內(nèi)容講解:一、金屬的物理性質(zhì) 常溫下,金屬一般為銀白色晶體(汞常溫下為液體),具有良好的導電性、導熱性、延展性,金屬的熔沸點和硬度相差很大。二、金屬的化學性質(zhì) 多數(shù)金屬的化學性質(zhì)比較活潑,具有較強的還原性,在自然界多數(shù)以化合態(tài)形式存在。容易與O2反應而生成氧化物,可以與酸溶液反應而生成H2,特別活潑的如Na等可以與H2O發(fā)生反應置換出H2,特殊金屬如Al可以與堿溶液反應而得到H2。 2Al+2Na

24、OH+2H2O2NaAlO2+3H2 分析對比表 Na Al Fe 與O2反應 常溫下氧化成Na2O點燃生成Na2O2,Na保存在煤油中 常溫下氧化生成致密氧化膜,使得鋁耐腐蝕,純氧中可燃 潮濕空氣中腐蝕,純氧中點燃生成Fe3O4 與H2O反應 受氧化膜阻礙 與酸反應 與鹽反應 與堿反應 與水反應 不反應 金屬活潑性 金屬活潑性逐漸減弱 三、內(nèi)容的補充講解(一)鈉的性質(zhì)及保存 1 鈉的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)物理性質(zhì) 鈉是一種銀白色、質(zhì)軟、可用小刀切割的金屬,比水輕,熔點97.81,沸點882.9 鈉的化學性質(zhì) 與氧氣反應:4Na+O2=2Na2O(常溫下緩慢氧化) 2Na+O2 Na2O2 與其他

25、非金屬反應:2Na+S=Na2S(發(fā)生爆炸) 2Na+Cl2 2NaCl(產(chǎn)生大量白煙) 與水反應:2Na+H2O=2NaOH+H2 (浮于水面上,迅速熔化成一個閃亮的小球,并在水面上不停地游動) 與鹽反應:2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2+Na2SO4+H2 (鈉不能從溶液中置換出其他金屬) 2鈉的保存 由于鈉的化學性質(zhì)非常活潑,易與空氣中的O2和H2O等反應,所以金屬鈉保存在煤油之中。金屬鈉在空氣中變質(zhì)的過程可以表示為:銀白色的金屬鈉 表面變暗(生成Na2O) 出現(xiàn)白色固體(NaOH) 表面變成粘稠狀(NaOH潮解) 白色塊狀固體(Na2CO3·10H2O) 風化為白

26、色粉未狀物質(zhì)(Na2CO3)(二)鋁與氫氧化鈉溶液的反應 鋁和強堿溶液反應,不是鋁直接和堿反應,而是鋁先和強堿溶液中的水反應生成氫氧化鋁,然后再和強堿反應生成偏鋁酸鹽: 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 總反應: (標電子轉(zhuǎn)移時就必須清楚地理解鋁和NaOH溶液反應的實質(zhì)) 簡寫為:2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2(三)金屬與水的反應 通過金屬與水反應的難易程度,可以比較金屬性的強弱 Na Mg Al Fe 與水反應 冷水劇烈 熱水微弱 沸水微弱 高溫、水蒸氣 (一)鈉的氧化物 氧化鈉 (Na2O) 過氧化鈉 (Na

27、2O2) 分 類 堿性氧化物 過氧化物 生成條件 常溫 點燃或加熱 色態(tài) 白色固體 淡黃色固體 化學性質(zhì) 與水反應 Na2O + H2O = 2NaOH 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 與CO2反應 Na2O + CO2 = Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2 = 4Na2CO3+ O2 與酸反應 Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O 2Na2O2+4HCl= 4NaCl + O2+ H2O 特性 _ Na2O2有強氧化性,可以使品紅溶液褪色,有漂白作用。 (二)鈉的鹽碳酸鈉、碳酸氫鈉 碳酸鈉 (Na2CO3) 碳酸氫鈉 (NaHCO3) 分類 正鹽

28、酸式鹽 俗稱 純堿、蘇打 小蘇打 色態(tài) 白色粉末 細小的白色晶體 化學性質(zhì) 與酸反應 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 (CO32-+H+=HCO3-) NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 (HCO3-+H+=H2O+CO2)開始無外觀現(xiàn)象(因為首先生成HCO3-),隨后出現(xiàn)氣泡。(若向足量HCl中分別滴入Na2CO3或NaHCO3,則均會立刻出現(xiàn)氣泡。) NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2(HCO3-+H+=H2O+CO2)滴入鹽酸后,即刻出現(xiàn)氣泡。 與堿反應 NaOH 不反應 NaHCO3+ NaOH=H2O+ Na2CO3 Ca(OH)2 Na2CO3

29、+ Ca(OH)2= CaCO3+ 2NaOH反應的本質(zhì)是:CO32- + Ca2+= CaCO3 NaHCO3與少量石灰水的反應為:2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+Na2CO3+2H2O2HCO3-+Ca2+2OH-=CaCO3+CO32-+2H2O若石灰水過量,則新生成的Na2CO3可與Ca(OH)2繼續(xù)反應,即:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH過量石灰水中NaHCO3與Ca(OH)2的反應為:NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+NaOH+H2O HCO3-+Ca2+OH-=CaCO3+H2O 熱穩(wěn)定性(運用此性質(zhì)可除去Na2CO3中的NaHCO3)

30、很穩(wěn)定受熱不分解(分解溫度851,酒精燈溫度達不到) 不很穩(wěn)定,受熱易分解。 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2(分解溫度150) 二者之間相互轉(zhuǎn)化 注意:將以上知識要靈活應用于識別、除雜及計算中。二鋁的化合物(一)氧化鋁(Al2O3) 1、物理性質(zhì):白色難熔固體、不溶于水。 2、化學性質(zhì):Al2O3是典型的兩性氧化物,既能與酸反應又能與強堿溶液反應。 與強酸:Al2O3+6H+=2Al3+3H2O 與強堿:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 3、用途:耐火材料、制取鋁的原料(二)氫氧化鋁Al(OH)3 1、Al(OH)3的物理性質(zhì):Al(OH)3是不溶于水的白色膠狀沉淀,是典

31、型的兩性氫氧化物,能凝聚水中的懸浮物,又有吸附色素的性能。 2、Al(OH)3的兩性: H+AlO2_ +H2O Al(OH)3 Al3+3OH- 酸式電離 堿式電離 當與強酸反應:Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 當與強堿溶液作用:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 3、Al(OH)3的制?。?(1)鋁鹽與堿反應: 用鋁鹽與可溶性弱堿氨水反應制Al(OH)3:Al3+3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+ 說明:制取 Al(OH)3也可用鋁鹽與強堿作用,但應嚴格控制加入堿的量,因為強堿過量會使制得的 Al(OH)3轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽:Al(OH)3+OH-=Al

32、O2-+2H2O。所以,實驗室一般不采用這種方法制Al(OH)3。 4、Al(OH)3的用途:凈水。 Al(OH)3膠體中膠粒有吸附水中懸浮雜質(zhì)的作用,使其質(zhì)量增大,沉降水底,達到凈化水的目的。三鐵的化合物(一)鐵的氧化物名 稱 氧化亞鐵 氧化鐵 四氧化三鐵 俗 稱 鐵 紅 磁性氧化鐵 化學式 FeO Fe2O3 Fe3O4 色 態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體 化合價 + 2還原性為主 + 3只有氧化性 + 2,+ 3 水溶性 不 溶 不 溶 不 溶 類 型 堿 性 氧 化 物 共 性 與酸 都能與酸反應 如 Fe2O3 + 6H+=2Fe3+ + 3H2O 與還原劑 都能被還原 如 Fe

33、2O3 + 3CO=2Fe + 3CO2(高溫條件下反應) (二)氫氧化物名稱 氫氧化亞鐵 氫氧化鐵 化學式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 分 類 堿 堿 性質(zhì) 色 態(tài) 白色固體 紅褐色固體 水溶性 不溶于水 不溶于水 與酸反應 Fe(OH)2+2H+= Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O 還原性穩(wěn)定性 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)32Fe(OH)3 = Fe2O3 3H2O(受熱分解) 制法 原 理 Fe2+ +2OH- = Fe(OH)2 Fe3+ +3OH- = Fe(OH)3 現(xiàn) 象 白色絮狀沉淀 紅褐色沉淀 (三)鐵鹽與

34、亞鐵鹽 鐵鹽(Fe3+) 亞鐵鹽(Fe2+) 顏色 黃色 淡綠色 與堿反應 Fe3+3OH=Fe(OH)3 Fe2+2OH=Fe(OH)2 氧化性、還原性 氧化性2Fe3+Fe=3Fe2+ 氧化性:Fe2+Zn=Zn2+Fe還原性:2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl (四)Fe2+、Fe3+的檢驗鑒 別 方 法 Fe2+ Fe3+ 直 接 觀 色 淡 綠 色 黃 色 與KSCN 不顯紅色 血 紅 色 與 OH- 作用 白色灰綠紅褐色 紅褐色沉淀 與 銅 片 無元素周期表中元素及其化合物的遞變性規(guī)律1 原子半徑(1)除第1周期外,其他周期元素(惰性氣體元素除外)的原子半徑隨原子序數(shù)的遞增而減??;

35、(2)同一族的元素從上到下,隨電子層數(shù)增多,原子半徑增大。2 元素化合價(1)除第1周期外,同周期從左到右,元素最高正價由堿金屬+1遞增到+7,非金屬元素負價由碳族-4遞增到-1(氟無正價,氧無+6價,除外);(2)同一主族的元素的最高正價、負價均相同(3) 所有單質(zhì)都顯零價3 單質(zhì)的熔點(1)同一周期元素隨原子序數(shù)的遞增,元素組成的金屬單質(zhì)的熔點遞增,非金屬單質(zhì)的熔點遞減;(2)同一族元素從上到下,元素組成的金屬單質(zhì)的熔點遞減,非金屬單質(zhì)的熔點遞增4 元素的金屬性與非金屬性(1)同一周期的元素電子層數(shù)相同。因此隨著核電荷數(shù)的增加,原子越容易得電子,從左到右金屬性遞減,非金屬性遞增;(2)同一

36、主族元素最外層電子數(shù)相同,因此隨著電子層數(shù)的增加,原子越容易失電子,從上到下金屬性遞增,非金屬性遞減。5 最高價氧化物和水化物的酸堿性元素的金屬性越強,其最高價氧化物的水化物的堿性越強;元素的非金屬性越強,最高價氧化物的水化物的酸性越強。6 非金屬氣態(tài)氫化物元素非金屬性越強,氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期非金屬元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物水溶液一般酸性越強;同主族非金屬元素的非金屬性越強,其氣態(tài)氫化物水溶液的酸性越弱。7 單質(zhì)的氧化性、還原性一般元素的金屬性越強,其單質(zhì)的還原性越強,其氧化物的陽離子氧化性越弱;元素的非金屬性越強,其單質(zhì)的氧化性越強,其簡單陰離子的還原性越弱。 明顯現(xiàn)象 溶液變淺

37、綠色 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 周期 同一橫行 周期序數(shù)=電子層數(shù) 類別 周期序數(shù) 起止元素 包括元素種數(shù) 核外電子層數(shù) 短周期 1 HHe 2 1 2 LiNe 8 2 3 NaAr 8 3 長周期 4 KKr 18 4 5 RbXe 18 5 6 CsRn 32 6 7不完全 Fr112號(118) 26(32) 7 第七周期 原子序數(shù) 113 114 115 116 117 118個位數(shù)=最外層電子數(shù) A A A A A 0族 主族元素的族序數(shù) =元素原子的最外層電子數(shù) (或:主族序數(shù)=最外層電子數(shù)) 18個縱行7個主族;7個副族;一個零族;一個族(8、9、10三個縱行) 主族 A

38、7個 由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成 副族 B 7個 完全由長周期元素構(gòu)成 第族和全部副族通稱過渡金屬元素 族 1個有3個縱行 零族 1個 稀有氣體元素 非常不活潑 堿金屬 鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈁(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr) 結(jié)構(gòu) 因最外層都只有一個電子,易失去電子,顯+1價, 物理性質(zhì) 密度 逐漸增大 逐漸升高 熔沸點 逐漸降低 (反常) 化學性質(zhì) 原子核外電子層數(shù)增加,最外層電子離核越遠, 失電子能力逐漸增強,金屬性逐漸增強,金屬越活潑 鹵素 氟、氯、溴、碘、砹(F、Cl、Br、I、At) 結(jié)構(gòu) 因最外層都有7個電子,易得到電子,顯-1價, 物理性質(zhì) 密度 逐漸增大 熔沸點 逐漸

39、升高 (正常) 顏色狀態(tài) 顏色逐漸加深 氣態(tài)液態(tài)固態(tài) 溶解性 逐漸減小 化學性質(zhì) 原子核外電子層數(shù)增加,最外層電子離核越遠, 得電子能力逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱,金屬越不活潑 與氫氣反應 劇烈程度:F2>Cl2>Br2>I2 氫化物穩(wěn)定性 HF>HCl>HBr>HI 氫化物水溶液酸性 HF<HCl<HBr<HI(HF為弱酸,一弱三強) 氫化物越穩(wěn)定,在水中越難電離,酸性越弱 一、原子核外電子的排布 層序數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 電子層符號 K L M N O P Q 離核遠近 由近到遠 能量 由低到高 各層最多容納的電子數(shù)2n2 2

40、×12=2 2×22=8 2×32=18 2×42=32 2×52=50 2×62=72 2×72=98 非金屬性與金屬性(一般規(guī)律): 電外層電子數(shù) 得失電子趨勢 元素性質(zhì) 金屬元素 <4 易失 金屬性 非金屬元素 >4 易得 非金屬性 金屬的金屬性強弱判斷: 水(酸)反應放氫氣越劇烈越活潑 最高價氧化物水化物堿性越強越活潑 活潑金屬置換較不活潑金屬 原電池的負極金屬比正極活潑 非金屬的非金屬性強弱判斷:與氫氣化合越易,生成氫化物越穩(wěn)定越活潑 最高價氧化物水化物酸性越強越活潑活潑非金屬置換較不活潑非金屬元素周期

41、律:元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化,這個規(guī)律叫做元素周期律 1 A、越左越下,金屬越活潑,原子半徑越大,最外層離核越遠,還原性越強。 越易和水(或酸)反應放H2越劇烈,最高價氧化物的水化物的堿性越強 B、越右越上,非金屬越活潑,原子半徑越小,最外層離核越近,氧化性越強。 越易和H2化合越劇烈,最高價氧化物的水化物的酸性越強 2、推斷短周期的元素的方法(第二、第三周期) A 第二周期 若A的質(zhì)子數(shù)為z時 C B D 第三周期 若A的最外層電子數(shù)為a Z 2+a Z+7 Z+8 Z+9 9+a 10+a 11+a 二、元素的性質(zhì)與元素在周期表中位置的關系 A A A A A A

42、A 0 1 H He2 Li Be B C N O F Ne 3 Na Mg Al Si p s Cl Ar 4 K Ca Ge As Se Br5 Rb Sb Te I 6 Cs Po At 7 Fr 元素化合價與元素在周期表中位置的關系: 對于主族元素:最高正價= 族序數(shù) 最高正化合價 +最低負價= 8 元素周期表中:周期序數(shù)=電子層數(shù) ; 主族序數(shù)=最外層電子數(shù) ; 原子中:原子序數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù) 化學鍵 離子鍵:陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學鍵(金屬與非金屬原子間) 共價鍵:原子間通過共用電子對所形成的化學鍵(兩種非金屬原子間) 非極性共價鍵:同種非金屬原子形

43、成共價鍵(電子對不偏移)(兩種相同的非金屬原子間) 極性共價鍵:不同種非金屬原子形成共價鍵(電子對發(fā)生偏移)(兩種不同的非金屬原子間) He、Ar、Ne、等稀有氣體是單原子分子,分子之間不存在化學鍵 共價化合物有共價鍵一定不含離子鍵 離子化合物有離子鍵可能含共價鍵 三、核素 原子質(zhì)量主要由質(zhì)子和中子的質(zhì)量決定。 質(zhì)量數(shù) 質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)子數(shù)(Z)+十中子數(shù)(N) 核素 把一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子稱核素 同位素 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱同位素 “同位”是指質(zhì)子數(shù)相同,周期表中位置相同,核素是指單個原子而言,而同位素則是指核素之間關系 特性 同一元素的各種同位素

44、化學性質(zhì)幾乎相同,物理性質(zhì)不同 在天然存在的某種元素中,不論是游離態(tài),還是化合態(tài),各種同位素所占的豐度(原子百分比)一般是不變的 第二章 第一節(jié) 化學能與熱能 反應時舊化學鍵要斷裂,吸收能量 在反應后形成新化學鍵要形成,放出能量 E(反應物)E(生成物)放出能量 E(反應物)E(生成物)吸收能量 兩條基本的自然定律 質(zhì)量守恒定律 能量守恒定律 常見的放熱反應 氧化、燃燒反應 中和反應 CO2+C=2CO 鋁熱反應 NH4NO3 溶于水(搖搖冰) 常見的吸熱反應Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O 第二節(jié) 化學能與電能 負極 Zn2eZn2+(氧化反

45、應) Zn+2H+Zn2+H2 正極 2H+2eH2(還原反應) 電子流向 Zn Cu 電流流向 Cu Zn 原電池:能把化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置 組成原電池的條件 有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導體)作電極,活潑的作負極失電子 活潑的金屬與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應 兩極相連形成閉合電路 二次電池:可充電的電池 二次能源:經(jīng)過一次能源加工、轉(zhuǎn)換得到的能源 常見電池 干電池 鉛蓄電池 銀鋅電池 鎘鎳電池 燃料電池(堿性) 第三節(jié) 化學反應的速率和極限 化學反應速率的概念:用單位時間里反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 單位:mol/(L·s)或mol/(L·m

46、in) 表達式 v(B) =C/t 同一反應中:用不同的物質(zhì)所表示的表速率與反應方程式的系數(shù)成正比 影響化學反應速率的內(nèi)因(主要因素):參加反應的物質(zhì)的化學性質(zhì) 外因 濃度 壓強 溫度 催化劑 顆粒大小 變化 大 高 高 加入 越小表面積越大 速率影響 快 快 快 快 快 化學反應的限度:研究可逆反應進行的程度(不能進行到底) 反應所能達到的限度:當可逆反應進行到正反應速率與逆反應速率相等時,反應物與生成物濃度不在改變,達到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)”。 影響化學平衡的條件 濃度、 壓強、 溫度 化學反應條件的控制 盡可能使燃料充分燃燒提高原料利用率,通常需要考慮兩點: 一是燃燒時要有足夠的空

47、氣;二是燃料與空氣要有足夠大的接觸面 第三章 有機化合物 第一節(jié) 最簡單的有機化合物 甲烷 氧化反應 CH4(g)2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) 取代反應 CH4Cl2(g) CH3Cl+HCl 烷烴的通式:CnH2n+2 n4為氣體 、所有1-4個碳內(nèi)的烴為氣體,都難溶于水,比水輕 碳原子數(shù)在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 同系物:結(jié)構(gòu)相似,在分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)互稱為同系物 同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為同分異構(gòu) 同素異形體:同種元素形成不同的單質(zhì) 同位素:相同的質(zhì)子數(shù)不同的中子數(shù)的同一類元素的原子 第二節(jié) 來自石油和

48、煤的兩種重要化工原料 乙烯 C2H4 (含不飽和的C=C雙鍵,能使KMnO4溶液和溴的溶液褪色) 氧化反應 2C2H4+3O2 2CO2+2H2O 加成反應 CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br (先斷后接,變內(nèi)接為外接) 加聚反應 nCH2=CH2 CH2 - CH2 n (高分子化合物,難降解,白色污染) 石油化工最重要的基本原料,植物生長調(diào)節(jié)劑和果實的催熟劑, 乙烯的產(chǎn)量是衡量國家石油化工發(fā)展水平的標志 苯是一種無色、有特殊氣味的液體,有毒,不溶于水,良好的有機溶劑 苯的結(jié)構(gòu)特點:苯分子中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵 氧化反應 2 C6H6+15 O212 CO2

49、+ 6 H2O 取代反應 溴代反應 + Br2 -Br + H Br 硝化反應 + HNO3 -NO2 + H2O 加成反應 +3 H2 第三節(jié) 生活中兩種常見的有機物 乙醇 物理性質(zhì):無色、透明,具有特殊香味的液體,密度小于水沸點低于水,易揮發(fā)。 良好的有機溶劑,溶解多種有機物和無機物,與水以任意比互溶,醇官能團為羥基-OH 與金屬鈉的反應 2CH3CH2OH+Na 2CH3CHONa+H2 氧化反應 完全氧化 CH3CH2OH+3O2 2CO2+3H2O 不完全氧化 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O (Cu作催化劑) 乙酸 CH3COOH 官能團:羧基-COOH 無水乙酸又稱冰乙酸或冰醋酸。 弱酸性,比碳酸強 CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O 2CH3COOH+CaCO3Ca(CH3COO)2+H2O+CO2 酯化反應 醇與酸作用生成酯和水的反應稱為酯化反應。 原理 酸脫羥基醇脫氫。 CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O 第四節(jié) 基本營養(yǎng)物質(zhì) 糖類:是綠色植物光合作用的產(chǎn)物,是動植物所需能量的重要來源。又叫碳水化合物 單糖 C6H12O6 葡萄糖 多羥基醛 CH2OH-C

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