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1、必修一第一章一、物質(zhì)的量:1、“物質(zhì)的量”是國際單位制中的基本的物理量之一,用 n表示2、意義:把一定數(shù)目的微觀粒子與宏觀可稱量的物質(zhì)聯(lián)系起來,它表示的是物質(zhì)中所含粒子的多少-分子、原子、離子、質(zhì)子、電子。3.注意:“物質(zhì)的量”是一個物理量的全稱,是一個專有名詞,不能當成物質(zhì)的數(shù)量或質(zhì)量來理解,不得隨意增減。二、摩爾一一物質(zhì)的量的單位1、摩爾是“物質(zhì)的量”的單位。1摩爾:含有與0.012Kg 12C中所含的碳原子數(shù)相同的粒子數(shù),該物質(zhì)的物質(zhì)的量為1mol。它表示的是物質(zhì)中微粒的個數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)的比值。恤相斷目粒子數(shù)目N物質(zhì)的重 = n =阿伏加德羅常數(shù)Na2、阿伏加德羅常數(shù)(Na)單位:m
2、ol 1 (/ mol )數(shù)值:0.012kg 12C中所含12C原子的個數(shù)(一0.012kg6)1.993 10 kg近似值:6.02 X 1023mol 1(6.02 X 1023/ mol )3、適用范圍:只適用于微觀粒子,不能應用于宏觀物質(zhì)。(分子、原子、離子、質(zhì)子、中子、電子) ,在使用時必須標明微觀粒子的種類,如1molH、1molH+ 。不能用摩爾數(shù)代替物質(zhì)的量。三、摩爾質(zhì)量如何由物體質(zhì)量求出微觀粒子個數(shù)呢?物質(zhì)質(zhì)量 -物質(zhì)的量一二NT粒子個數(shù)單個粒子質(zhì)量很難稱量,但大量粒子總質(zhì)量可稱量。(分子質(zhì)量約10 261025kg ,若有阿伏加德羅常數(shù)個粒子總質(zhì)量約為10310 2kg
3、,即1g10g )M表不'mM =一 n mol 4 kg / mol1、摩爾質(zhì)量:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。即每摩爾粒子所具有的質(zhì)量,用麻如出目物質(zhì)質(zhì)量摩爾質(zhì)量二粒子物質(zhì)的量2、單位: g mol x, (g / mol 或 kg3、摩爾質(zhì)量的數(shù)值,等于該粒子的相對質(zhì)量。即:H2O分子量為18, H2O的摩爾質(zhì)量為18g/mol4、相關計算二 NTX物質(zhì)質(zhì)量物質(zhì)的量一甘粒子個數(shù)(g) XM=比(5)例題1.1 mol水分子中含有約 個水分子(6.02 X 1023)0.5mol O 2 中含有約 個。2分子(3.01 x 1023)2 mol H +中含有約 個 H+ ( 1.
4、204 X 1024)3 .在反應X+2Y=R+2M 中,已知R和M的摩爾質(zhì)量之比為 22: 9,當1.6克X與Y完全反應后,生成 4.4克R,則在此反應中 Y和M的質(zhì)量之比為()C、32: 9D、46: 9B、1mol氯分子的質(zhì)量是 71gA、16 : 9B、23 : 94 .下列說法中不正確的是:A、摩爾是基本物理量之一C、0.5mol硫酸的質(zhì)量是49g D、4.下列說法正確的是:A、6.02 X 1023就是阿伏加德羅常數(shù)C、摩爾既可表示質(zhì)量,又可以表示數(shù)量0.006kg碳原子的物質(zhì)的量是 0.5molB、1mol Cl 2含有2N a個氯原子D、32g O2所含O2的摩爾數(shù)是1mol第
5、二章元素與物質(zhì)世界第一節(jié)元素與物質(zhì)的分類§ 1、元素與物質(zhì)的關系元素:是含有相同核電荷數(shù)或質(zhì)子數(shù)一類原子的總稱。元素是物質(zhì)的基本組成成分,物質(zhì)都是由元素組成的。元素 在物質(zhì)中一般以兩種形態(tài)存在:一種是游離態(tài)(單質(zhì)),另一種是化合態(tài)(化合物)。§ 2、物質(zhì)的分類1 nm1 nm 小于 100 nm100 nm溶液:分散質(zhì)粒度小于 廠混合物 < 膠體:分散質(zhì)粒度大于1濁液:分散質(zhì)粒度大于物金屬單質(zhì)質(zhì),r單質(zhì)y非金屬單質(zhì)稀有氣體氧化物:由氧元素與其他元素形成的二元化合物。I純凈物 <無機酸:電離時產(chǎn)生的陽離子全都是 H+的化合物?;衔?堿:電離時產(chǎn)生的陰離子全都是
6、OH-的化合物【鹽:電離時產(chǎn)生的陽離子都是金屬離子(俊根離子)I化合物陰離子都是酸根離子的化合物、有機化合物分散系:由一種或幾種物質(zhì)以粒子的形式分散到另一種物質(zhì)里形成的體系叫做分散系。溶液、膠體、濁液都屬于分散系。分散質(zhì):被分散成粒子的物質(zhì)分散系J分散劑:粒子分散在其中的物質(zhì)膠體 性質(zhì)性質(zhì)現(xiàn)象應用布朗運動膠粒在不停地作無規(guī)則運動丁達爾現(xiàn) 象當可見光通過膠體時,在入射光側(cè)面觀察到時亮的光區(qū)區(qū)別膠體和溶液電泳膠粒在電場的作用卜發(fā)生定向移動電鍍聚沉破壞膠粒外層電荷,使分散質(zhì)聚集成較大微粒因重力作用 形成沉定析出滲析由于膠體的分散質(zhì)微粒粒度介于1700nm 之間,這樣的微粒能夠透過濾紙,而不能穿過半透
7、膜分離精制膠體 (分離膠體和溶 液)第二節(jié) 電解質(zhì)電解質(zhì)化合物電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀其下能夠?qū)щ姷幕衔锓Q為電解質(zhì)非電解質(zhì)在水溶液里或熔融狀其下都不能導電的化合物稱為非電解質(zhì)注意:電解質(zhì)是本身在溶于水或熔融狀態(tài)能導電,有些物質(zhì)雖然溶于水后也能導電,但是已于水發(fā)生了化學反應。如:CO 2、SO2、NH3等溶于水后形成H2CO 3、H2SO3、NH3 -H2O,雖然能導電,但并不是CO2、SO2、NH3本身能導電。電解質(zhì)強電解質(zhì)在水深液中能完全電離的電解質(zhì)。如:強酸、強堿、鹽弱電解質(zhì)在溶液中只有部分電離的電解質(zhì)。如:弱酸、弱堿二、電解質(zhì)的電離電離:溶解于水或受熱熔化時,離解成能夠自由移動的離子的
8、過程稱為電離。電離可用電離方程式表示:(書寫電離方程式時注意事項)Na 2SO4=2Na + + SO42-1、左邊是化學式,右邊為離子式。2、滿足質(zhì)量守恒與電荷守恒。3、有原子團的不能拆離4、完全電離的物質(zhì)用“=”連接。電解質(zhì)強電解質(zhì)在水溶液中完全電離的電解質(zhì)稱為強電解質(zhì)弱電解質(zhì)在水溶液中部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)強電解質(zhì)一般有:強酸(H2SO4、HCl、HNO 3等) 強堿(NaOH、KOH、Ba(OH) 2、Ca(OH) 2等)。所有鹽都為 強電解質(zhì)。弱電解質(zhì)一般有:弱酸( H2CO 3、CH3COOH (乙酸)、HClO、H2s等) 弱堿(NH 3 H2O)注:弱電解質(zhì)電離時使用可逆
9、符號()二、電解質(zhì)在水溶液中的反應§1、電解質(zhì)在水溶液中反應的實質(zhì)反應實質(zhì):是離子間的反應。如:稀硫酸與氫氧化鋼溶液反應的實質(zhì)是溶液中的H+與OH-結合生成水、322+與$。42-結合生成硫酸鋼沉淀。Ba2+ + SO 42- + 2OH - + 2H +=BaSO 4 J +2H 2O離子反應:有離子參加的化學反應稱為離子反應。電解質(zhì)溶液之間發(fā)生的反應都是離子反應。4 2、離子方程式離子方程式:表述離子反應的式子。現(xiàn)以 NaOH與H2SO4反應為例子講解離子方程式的寫法,通常分為四步:一寫;寫出化學反應方程式。2NaOH + H 2SO4 = Na 2s04 + 2H 2O二改;改
10、寫化學方程式。2Na + + 2OH - + 2H + + SO 42- = 2Na + + SO 42- + 2H2O注:如果有難溶物質(zhì)(沉淀)、難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))、揮發(fā)性物質(zhì)(氣體)和非電解質(zhì),則用化學式表示,其 余的則用離子符號表示。三刪;刪除不參加反應的離子。2NO-+ + 2OH - + 2H + + SOL = 2NO-+ +£Oj + 2H 2OOH- + H+ = H2O四查;檢查是否符合質(zhì)量守恒與電荷守恒定律。注意:在書寫離子方程式時,難溶物質(zhì)、難電離物質(zhì)(弱電解質(zhì))、揮發(fā)性的物質(zhì)(氣體)書寫化學式表示。第三節(jié)氧化劑和還原劑5 1、氧化還原反應我們根據(jù)化學反應中
11、元素是否有化合價的變化,將反應分所化還原反應和非氧化還原反應。氧化反應和還原反應是 兩個相反應的過程,它們統(tǒng)一于一個氧化還原反應中,是一個整體?;瘜W 反應氧化還原反應在反應過程中有兀素化 合價變化的化學反應氧化反應:反應物所含兀素化合價升高還原反應:反應物所含兀素化合價降低非氧化還原反應在反應過程中無兀素化合價變化的化學反應氧化還原反應的實質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移,如: 失去2xe-化合價升高1rH2 + CuO = Cu + H 2OZn + CuSO 4 = Cu + ZnSO 4得至lj 2Xe-化合價降低6 2氧化劑還原劑在氧化還原反應中,所含元素的化合價降低的反應物,稱為氧化劑;所今元素的化合
12、價升高的反應物,稱為還原劑。失電子化合價升高得電子化合價降低為還原劑(被氧化)為氧化劑(被還原)般可記為“升還降氧”在氧化還原反應中,氧化劑和還原劑都是反應物中的物質(zhì)。其產(chǎn)物一般稱作氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物(在氧化還原反應 中,被氧化而生成的物質(zhì)為氧化產(chǎn)物,被還原而生成的物質(zhì)為還原產(chǎn)物)如:Fe + 4HNO 3(稀)= Fe(NO 3)3 + 2H 2O + NO TX還原劑氧化劑氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物被氧化 被還原補充說明:氧化性和還原性強弱的比較:一種物質(zhì)在氧化還原反應中是做氧化劑還是還原劑,要通過具體化學反應具體分析。但是不同的氧化劑或還原劑,因其得失電子的能力不同,其氧化能力或還原能力不同。我們
13、可以借助 氧化還原反應的相關性質(zhì)加以比較。如:1、在同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)物如上述反應 中,F(xiàn)e的還原性比NO要強,HNO3的氧化性比Fe(NO 3)3要強。2、對同一種元素來說,一般情況下是逐著化合價的升高,氧化性越強,化合價降低,還原性增強。如:Fe (還原性)Fe2+ (既有還原性又有氧化性)Fe3+ (氧化性)3、金屬活潑性;金屬單質(zhì)越活潑,其單質(zhì)還原性越強;反應其離子的氧化性越強。如:Fe比Cu活潑,F(xiàn)e的還原性比Cu強;反應Cu 2+的氧化性比Fe2+強。4、氧化還原反應的條件。與同種物質(zhì)反應生成的氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物相同時,條件越
14、溶易,其還原性或氧化性就越強。如:2KMnO 4 + 16HC1 (濃片 2MnCl 2 + 2KCl + 5cl 2 + 8H 2O MnO 2 + 4HCl(余)=MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O因KMnO 4與濃鹽酸反應比 MnO 2與濃鹽酸反應條件較為溶易,固其氧化性是:KMnO 4 >MnO 2§ 3、鐵及其化合物的氧化性和還原性:單質(zhì)鐵的物理性質(zhì):鐵,元素符號為 Fe,有銀白色金屬光澤的金屬單質(zhì)、質(zhì)硬、密硬較大、有良好的導電、導熱能力和良好的延展性。1、Fe2+和Fe3+的鑒別:Fe3+的在Fe3+溶液中滴加KSCN溶液,如顯血紅色,說明存在Fe3+鑒別:
15、滴入NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色的沉淀,說明溶液中存在Fe3+2+滴入NaOH溶液,先生成白色的 Fe(OH) 2沉淀,隨后變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐Fe2的鑒別色先滴入KSCN溶液,無血紅色。再加入 HNO3后滴入KSCN溶液,顯血紅色含F(xiàn)e3+的溶液一般為黃色,含 Fe2+的溶液一般為淺綠色。Fe、Fe2+、Fe3+的氧化性與還原性化學方程式離子方程式Fe + 2HCl = FeCl 2 + H2 TFe + 2H + = Fe2+ + H2 TFe + H2SO4 =FeSO 4 + H2 TFe + 2H + = Fe 2+ + H2 TFe的還原性Fe + 4HNO +NO T3 =Fe(
16、NO 3)3 + 2H2OFe + 4 H + +NO 3 = Fe 3+2H2O+NO在以上反應中,Fe兀素的化合價升高,在反應中做還原劑,表現(xiàn)為還原性6FeSO4+3Cl 2=2Fe 2(SO4)3 + 2FeCl 36Fe2+3Cl 2 = 6Fe 3+ 6ClFe2+的還原性2FeCl 2 + Cl 2 =2FeCl 32Fe2+ + Cl 2 =2Fe 3+ + 2 Cl3 FeSO4+4HNO3=Fe 2(SO4)3+ Fe(NO3)3 + 2H 2O + NO T在以上反應中,F(xiàn)e兀素的化合價由 +2升到+3, Fe2+表現(xiàn)為還原性Fe2+的氧化性FeO + H 2 = Fe +
17、 H 2OZn + FeSO 4 = ZnSO 4 + FeZn + Fe2+ = Zn2+ + Fe在以上反應中,F(xiàn)e兀素的化合價由+2降到0, Fe2+表現(xiàn)為氧化性Fe3+的氧化性2FeCl 3 + Cu = 2FeCl 2 + CuCl 22 Fe3+ + Cu =2 Fe 2+ + Cu 2+2FeCl 3 + Fe = 3FeCl 22 Fe3+ + Fe =3 Fe 2+2FeCl 3 + 2HI = 2FeCl 2 + 2HCl + I 22Fe3+ + 2I = 2Fe 3+ + I2在以上反應中,F(xiàn)e兀素的化合價降低,F(xiàn)e3+表現(xiàn)為氧化性根據(jù)以上關系繪制鐵三角關系圖:(不同價
18、態(tài)鐵元素之間的轉(zhuǎn)換請同學們自己完成)Fe4還原性)例題:/ /Fe下列有在海知十1大通的是、Fe3+ (氧化性)()A混能粒血灰水、鹽酸、礦泉水、聚乙烯B.化合物鈍毗L、HD、燒堿、膽磯C.電解質(zhì):硫酸,膽機.冰醋酸、酒精D.同位素 JHJ8cMH產(chǎn)OJHLOJHLO第三章 自然界中的元素第i節(jié)、碳的多樣性§ i、多種多樣的碳單質(zhì)金剛石:是硬度極高,無色透明晶體;在金剛石中,每個碳原子都與相鄰的四個碳原子以強的相互作用直接連 接,形成四面體結構。J石墨: 是一種深灰色、質(zhì)軟、不透明、易導電的片狀固體;在石墨中,碳原子呈層狀排列;第一層上的碳原子|以強的作用形成平面六邊形結構;層與層之
19、間的相互作用較弱,容易發(fā)生相對滑動。C60:是灰黑色固體;C60分子是由60個碳原子構成的分子,形似足球,碳原子位于球的表面,呈正六邊形和正五邊形排列,球內(nèi)是空的。利用金剛石的硬做切割刀、鉆頭等。利用石墨的導電性作電極或?qū)w、滑動性作潤滑劑,等些材料。由同一種元素組成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì),叫做該元素的同素異形體。如:02與。3、紅磷與白磷§ 2、廣泛存在的含碳化合物盡管碳元素有多種同素異形體,但它在自然界中主以化合物的形式存在的;有無機含碳物和有機物?,F(xiàn)以碳酸鈉和碳酸氫鈉為例子介紹無機含碳化合物。物名稱碳酸鈉(Na 2CO 3)碳酸氫鈉(NaHCO 3)理俗名蘇打小蘇打性色態(tài)白色固體
20、質(zhì)水溶性都易溶于水但溶解度S碳酸鈉$碳酸氫鈉Na 2co 3與NaHCO 3的化學性質(zhì)比較實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結論與酸(H+)的反應產(chǎn)生氣泡CO 32-+2H+= CO 2 T + H2OHCO 3-+H+= CO 2 T +H2O與堿(OH-)的反應無明顯現(xiàn)象Na 2CO 3不反應HCO 3-+OH -= CO 32- +H2O與Ca(OH) 2反應產(chǎn)生白色沉淀CO 32-+Ca 2+ = Ca CO 3 JCa 2+ +HCO 3-+OH - = Ca CO 3 J +H2O與CaCl 2反應Na 2CO 3產(chǎn)生白色沉淀NaHCO 3無明顯現(xiàn)象CO 32-+Ca 2+ = Ca CO 3 JN
21、aHCO 3不反應加熱Na 2CO 3無明顯現(xiàn)象NaHCO 3分解產(chǎn)生 CO 2Na 2CO 3不分解2NaHCO 3=Na 2CO 3+CO 2 T +H2ONa 2CO 3與NaHCO 3的相互轉(zhuǎn)變LNa2CO3轉(zhuǎn)變成 NaHCO 3 Na2CO3+CO 2+H2O = 2NaHCO 32. NaHCO 3 轉(zhuǎn)變成 Na2co 32NaHCO 3=Na 2co 3+CO 2 T+H2O 2NaHCO 3+NaOH = Na 2CO 3+H2O碳酸鹽碳酸加熱、加堿碳酸氫鹽1、如何鑒別 Na 2co 3與NaHCO 3 ?如是溶液則加入 CaCl 2溶液;如是固體則加熱2、如何除去 Na 2C
22、O 3中少量的3、如何除去NaHCO 3中少量的§ 3、碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化自然界中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化; 也是非常美妙的。詳情請閱讀課本第NaHCO 3?加熱則可。一定條件時也可加入適當?shù)腘a 2CO 3?通入中量 CO 2在自然界中,碳及其化合物間進物著永不停息的轉(zhuǎn)化, 6364頁,現(xiàn)以溶洞的形成為例假以說明;石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。(CaCONaOH溶液。這些轉(zhuǎn)化是非常重要的。3+CO 2+H2O=Ca(HCO 3)2 )溶有碳酸氫鈣的水,當從洞頂向洞底滴落時,水分的蒸發(fā)、壓強的減小及溫度的升高都會使其析出碳酸鈣沉淀。(Ca(HCO 3
23、)2=CaCO 3 J +CO 2 T +H2O )實驗內(nèi)容向澄清石灰水中 續(xù)通入CO 2實驗現(xiàn)象結論澄清溶液加熱開時出現(xiàn)白色沉淀當CO 2過量時,沉淀開始溶解出現(xiàn)白色沉淀Ca 2+ + 2OH - + CO 2 = Ca CO 3J + H2OCa CO 3 +CO 2+ H2O = Ca 2+ + 2 H CO 3-Ca 2+ + 2 H CO 3- =Ca CO 3 J +CO 2+ H2O生活生產(chǎn)中碳及其化合物間的轉(zhuǎn)化;以“碳三角”的形式以例。CO2Na2CO3 .NaOH-NaHg第二節(jié)、氮的循環(huán)§ 1、氮在自然界中的循環(huán)7071頁。氮是地球含量豐富的一種元素。除了以單質(zhì)的
24、形式存在于大氣中外,氮元素也以化合態(tài)的形式存在于自然界中的各 個地方。氮在自然界中的循環(huán)的重要性。詳情見課本第§ 2、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)及其變化(1)氮氣與氮的固定在通常狀況下,氮氣的化學性質(zhì)不活潑,很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應。密度比空氣小,不溶于水。使空氣中游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮的化合物的方法叫做氮的固定高能固氮:N2 + O 2=2NO-自然固氮氮的固定1生物固氮:微生叫群將花氣的氮氣通過生物化學過程轉(zhuǎn)化為含氮化合物。I人工固氮:N2 + 3H2.高溫高壓三3 2NH3 (了解可逆符號)催化劑N2 + O 2=2NO(氮氣與氧氣可以直接化合生成無色、難溶于水易氧化的一氧化氮氣體,有劇毒
25、。)2NO + O 2 =2NO 2 (一氧化氮易氧化生成紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化氮,能與水反應)3NO 2 + H2O=2HNO 3 + NO (二氧化氮溶于水時與水發(fā)生反應生成硝酸和一氧化氮。)4NO + 30 2 + 2H 2。= 4HNO 34NO 2 + O2 + 2H 2O=4HNO 3(2)氨及其錢鹽的性質(zhì)氨(NH3)無顏色、有刺激性氣味的氣體,在標準狀況下,密度比空氣小,極易溶于水。實驗實驗現(xiàn)象結 論氨 的1噴泉實驗,在燒瓶內(nèi)看到噴泉現(xiàn)象 溶液顯紅色(燒杯中的水有酚酗0NH3+H2O N-N NH3 - H20 釬4 NH4+0H氨氣極易溶于水,且與水發(fā)生反應顯堿性
26、性2迅速反應、出現(xiàn)大量白煙NH3+HCl=NH 4CI能與酸反應質(zhì)3實驗室氨氣的制取2NH 4Cl+Ca(0H) 2=2NH 3 T+CaCl 2+2H2O如何檢驗、驗滿?大多數(shù)錢鹽都易分解,生成氨氣??嶒瀸嶒灛F(xiàn)象結論1試管底部的固體分解有白色固體附在試管內(nèi)壁上NH4Cl=NH3 T +HCl TH 4CI (白色固體顆粒)NH3+HCl=N鹽白色固體分解,生成無色氣體NH4HCO 3=NH 3 T +C0 2 T +H2O性2使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙艾盅、有NH3產(chǎn)生質(zhì)石灰水受渾濁CO 2+Ca(0H)2=CaC0 3 J +H 2O3試管內(nèi)后氣泡冒出、后刺激性氣體產(chǎn)生NH4Cl+NaOH=,
27、-NaCl+NH3 T +H2O把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,艾盅有NH3產(chǎn)生用這種方法檢驗NH4 +由于氨中氮應常的住合價處于低價,因此氨具有還原性,能與某些氧化性物質(zhì)發(fā)生反應。4NH 3+50 型=4N0+6H 2O4NH 3+30 2(而=2N 2+6H 2O (氨氣能在純氧中燃燒)片口人"催化劑氮肥的介紹(3)硝酸及其應用硝酸的物理性質(zhì):純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味,能以任意比溶于水的液體硝酸的化學性質(zhì):顯色反應遇酚Mt小艾色、遇石蕊變紅色酸與堿反應NaOH+HNO 3=NaN0 3+H2O與金屬反應在氧化性性質(zhì)里面做詳細介紹性與金屬氧化物CuO+2HNO 3=Cu(
28、NO 3)2+出。3FeO+10HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)3+NO T +5H 2O (酸性、氧化性)與鹽的反應CaCO 3+HNO 3=Ca(NO 3"+CO 2 T +H2O不穩(wěn)定性:4HN0 3=2Hfc2O+4NO 2 T +0 2 T氧Fe+4HNO 3(?。? Fe(NO 3)3+NO T +2H 2O (鐵溶解,有氣體放出,溶液顯黃色)仝3CU+8HNO 3(?。?3 Cu(NO 3)2+2NO T +4H 2O (銅溶解,有氣體放出,溶液顯藍色)壬CU+4HNO 3(濃)=Cu(NO 3)2+2NO 2 T +2H 2O (銅溶解,有紅棕色氣體放出,溶液顯藍
29、色)化1禹注:冷、濃 HNO3使Fe、Al純化。即常溫卜,濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜用純化保護內(nèi)部的金屬不再與酸反應,所以可以用鋁質(zhì)或鐵質(zhì)容器盛濃硝酸。性非 金 屬4HNO 3(濃)+C=CO 2 T +4NO 2 T +2H 2OS+2HNO 3(濃)=2NO 2T+SO2T+H2O氧 化 物3FeO+10HNO 3(稀)=3Fe(NO 3)3+NO T +5H 2O 3Cu 2O+14HNO 3=6Cu(NO 3)2+2NO+7H 2O SO2+2HNO 3(濃尸=H 2SO4+2NO 2特別注意:硝酸與金屬反應產(chǎn)生的是氮氧化物而 硫酸與活潑金屬反應產(chǎn)生的氣體是氫氣。§
30、3、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響f光化學煙霧L酸雨光化學煙霧和酸雨的危害,大家可以參照課本第7778頁。第三節(jié)硫的轉(zhuǎn)化§ 1、自然界中的硫自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化r游離態(tài):單質(zhì)硫(S)俗稱硫黃,為黃色或淡黃色固體;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶于酒精,易溶1 于二硫化碳(CS2);熔沸點都不高。有同素異形體(斜方硫、單斜硫)【化合態(tài):主要有氧化物、硫化氫和地下礦物。同種元素:隨著化合價升高,氧化性越強056Q*H2sSSO2SO3(H2SO4)還原性既有還原性既有還原性氧化性又有氧化性又有氧化生硫黃具有廣泛的用途,主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等,還用于制造火藥、
31、煙花爆竹等?;瘜嶒灛F(xiàn)象結論學 性1硫燃燒,發(fā)光、發(fā)熱生成有刺激性氣味氣體 在空氣中為淡藍色,在純氧中為藍紫色火焰S+O2=SO 2硫元素化合價升高,還原性質(zhì)2劇烈燃燒發(fā)光、發(fā)熱,生成黑色固體Fe+SFeS硫兀素化合價降低,氧化性§ 2、實驗室研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化本小節(jié)主要以介紹含硫化合物的性質(zhì)來介紹在實驗室含硫化合物間的轉(zhuǎn)化。物理性質(zhì):無色有臭雞蛋氣味的有劇毒氣體。密度比空氣略大,稍溶于水,其水溶液叫氫硫酸H2 s 的 性 質(zhì)可燃性2H2S+3O2=2H 2O+2SO 2 (氧氣充足)2H2S+OS=2H 2O+2S (氧氣不足)還原性2H2S+SO2=3S J +2H 2。(
32、有黃色小顆粒生成)H2S+CI 2=2HCl+S J (氯水退色,后黃也沉淀生成)H2S+H2SO4(濃)=S J +SO2+2H2O 3H2S+2HNO 3(?。?3S J +2NO+4H 2O (女現(xiàn) 象)制法FeS+2HCl=FeCl 2+H2STFeS+HzSO4=FeSO 4+H2ST 3用醋酸鉛試紙檢驗 )SO2物理性質(zhì)俗稱亞硫酸酎、在通常情況下,SO2是沒有顏色有喇J激性氣味的有毒氣體,易溶于水與水反應SO2+H2OF3 H2SO3 (SO2不僅易溶于水,還能與水反應,生成亞硫酸,但不穩(wěn)定)的氧化性2H2S+SO2=3S J +2H 2。(有黃色小顆粒生成)性質(zhì)還原性2SO2+O
33、2.里處t 2SO32KMnO 4+5SO2+2H2O=K 2SO4+2MnSO 4+2H2SO4 (高鎰酸鉀溶液褪色)CI2+2H2O+SO 2=2HCl+H 2SO4 (氯水褪色)2HNO 3+SO2=H2SO4+2NO 2 (有紅棕色氣體生成)漂白性SO2于水生成的亞硫酸能與有色物質(zhì)結合,生成一種無色且不穩(wěn)定的化合物。制法Na2SO3+H2SO4=Na 2SO4+SO2 T+H2O (常用亞硫酸鹽跟硫酸起反應應制得二氧化硫)CO 2、SO2都能使澄清石灰水變渾濁,故在鑒別時采用氣味和漂白性SO3的 性 質(zhì)物理性質(zhì)俗稱硫酸酎、是一種沒有顏色易揮發(fā)的晶體,有一定的刺激性氣味與水反應:SO3+
34、H2O=H 2SO4三氧化硫遇水劇烈反應,放出大量的熱。1氧化性2H2SO4(濃)+Cu=CuSO 4+2H2O+SO 2 T2H 2SO4(濃)+C=CO 2+2H2O+2SO 2 T(如與品紅反應)。硫酸的工業(yè)制法:4FeS2 +11O 扃=2Fe 2O3 +8SO 22SO2+O 2t 2SO3SO3+H2O=H 2SO4 (工業(yè)上不用水或稀硫酸作為吸收劑吸收SO3,因為用水吸收容易酸霧,吸收收速率慢,常用98.3%的硫酸來吸收 SO3。)§ 3、酸雨及其防治除氮氧化物外,硫的氧化物也是形成酸雨的主要物質(zhì)。二氧化硫進入空氣中的主要反應:2SO2+O2色且t 2SO3SO3+H2
35、O=H 2SO4SO2+H2OH2SO32H2SO3+O2=2H 2SO4酸雨的災害:嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境。酸雨會使湖泊的水質(zhì)變酸,導致'水生森死亡;酸雨浸漬土壤,會使土壤變得貧 瘠;長期的酸雨侵蝕會造成森林大面積死亡;酸雨對人體健康也有直接影響。酸雨的防治:一、從實際情況出發(fā),對酸性物質(zhì)的排放加以控制;二、改變能源結構,開發(fā)利用氫能、風能、太陽 能等清潔能源,從根本上解決問題。煤燃燒產(chǎn)生的廢氣:O2 CO2 N2SO2CaCO3+ H2O(漿狀物)主要產(chǎn)生:CaSO3CaSO4化學反應:SO2+CaCO 3=CaSO 3+CO 2第四節(jié) 海水中的化學元素§ 1海水一一化學元素
36、的寶庫元素周期表列出的110多種元素,有2CaSO 3+O2=2CaSO 480多種能在海水中找到??梢姾K泻胤N類之多。世界平均每年由陸地和大氣進入海洋的物質(zhì)(除水外)總量約為2.5X1010噸。(海水含量之多)其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、錮、澳、硼、氟這但海水中所含元素大部分以鹽的形式存在。X 氯堿工業(yè)11種元素稱為海水中的常量元素。工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣,其反應原理為:2NaCl + 2H 2O=2NaOH + H 2 T + Cl 2 T氫氧化鈉、氯氣和氫氣都是重要的化工原料,可用于制取多種代工產(chǎn)品,這樣,就形成了一個重要的化學工業(yè)分支 氯堿工業(yè)。
37、利用其還原性用于冶煉金屬飽和食鹽水鹽酸用于合成農(nóng)藥造紙、玻璃、肥皂、紡織等補充:對煤然燒產(chǎn)生的廢氣進行常溫脫硫處理的基本流程圖。從海水中提煉碘,碘可用于制藥。在食鹽中必須加入一定量的碘酸鉀(KIO3),以確保人體對碘的攝入量。§ 2鎂和海水提鎂海水中鎂的含量一般為 1.28g - L-1,總儲量約為2X1015噸。目前,世界上生產(chǎn)的鎂有 60%來自海水。 海水提鎂,最基本的方法就是往海水里加堿,得到氫氧化鎂沉淀,將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂;之后,經(jīng)過濾、干燥、電解,就可得到金屬鎂。工業(yè)流程:貝殼(CaCO3) 高溫置引入海水(Mg2+) M Mg(OH) 2CaO H2
38、O_ Ca(OH)2 氯氣回收用來制取鹽酸HCl . MgCl 2電審通電人MgCl 2 = Mg + Cl 2 T鎂的物理、化學性質(zhì):銀白色、在空氣中易被氧化而生成灰色的氧化鎂。質(zhì)軟,密度較小,鎂合金的強度高、機械性能好。有“國防金屬”的美譽。在冶金工業(yè)上,金屬鎂常用做還原劑和脫氧劑。鎂的化學性質(zhì):實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結論鎂與氧氣反應c 一八點燃C 一八2Mg + O 22MgO劇烈反應,發(fā)出耀眼的強光、有 白色固體(MgO)反成鎂與二氧化碳反應點燃2Mg + CO 2=2MgO + C劇烈反應,發(fā)出耀眼的強光、有 白色固體(MgO)反成,在集氣瓶 內(nèi)壁后黑色固體(C)生成§ 3澳和海
39、水提澳澳是海水中重要的非金屬元素。地球上99%的澳元素以BL的形式存在于海水中。濱和氯、碘等元素在原子結構和元素性質(zhì)方面具有一定的相似性,化學上常把它們放在一起研究。氯、澳和碘這三種元素都屬于鹵族元素(簡稱鹵素)。它們在元素周期表中排在同一縱列(第口主族)澳單質(zhì)和碘單質(zhì)的物理性質(zhì):物理性質(zhì)澳單質(zhì)碘單質(zhì)顏色棕紅色紫黑晶體(碘蒸氣顯紫色)狀態(tài)液體固體溶解性和 溶液顏色水中橙色淡棕色(黃褐色)酒精中橙紅色棕色(紫紅色)四氯化碳中橙紅紫、深紫色通過以上可知,澳、碘在有機溶劑中的溶解性要大??捎糜谳腿?。萃取與物質(zhì)分離:澳單質(zhì)和碘單質(zhì)在四氯化碳中的溶解度比它們在水中的溶解度要大得多,而水與四氯化碳又不互溶
40、。據(jù)此可以用四 氯化碳將澳或碘單質(zhì)從它們的水溶液中提取出來,這種操作屬于萃取。萃?。豪没旌衔镏幸环N溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性的不同,用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液 中提取出來的分離方法叫做萃取。氯、澳和碘的氧化性強弱的比較:實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結論Cl 2水、NaBr溶液、CCl 4溶液溶液分層、CCl 4層顯橙色(說明 有B2生成)Cl2+2NaBr=2NaCl+Br 2CL+2Br =2Cl +B2Br2水、KI溶液、CCl 4溶液溶液分層、CCl 4層顯紫色(說明 有I2生成)Br2+2KI=2KBr+I 2B2+2I =2Br +I2C12水、KI溶液、CCl 4溶液溶液分
41、層、有I2生成)CCl 4層顯紫色(說明Cl2+2KI=2KCl+I 2CI2+2I =2Cl +I2氯、澳和碘的氧化性強弱的比較Cl 2 > B2 > I2海水中提澳:濃縮:將海水濃縮,提高 漠的含量(一般使用曬鹽 后的母液)氧化:加入氧化劑,一般使 用氯。一 一Cl2+2Br =2Cl +Br2提?。豪冒牡膿]發(fā)性,鼓入熱空氣將澳分離出來因為Cl2、B2的氧化性都比I2要強,所以Cl 2、B2都能使淀粉碘化鉀試紙變藍,可以用來檢驗。第四章元素與材料世界第1節(jié) 硅無機非金屬材料無機非金屬材料主要包括陶瓷、玻璃、無機非金屬涂層等。這類材料一般耐高溫、硬度高、抗腐蝕,有些材料還有 獨
42、特的光電特性。§ 1半導體材料與單質(zhì)硅半導體材料特指導電能力介于導體與絕緣體之間的一類材料(半導體材料有石墨、錯、硅)。單質(zhì)硅的 物理性質(zhì)單質(zhì)磯有日日體磯和無履形碼(非日日磯)兩種。日日體硅灰黑色、有金屬)C洋,硬而 脆的固體。單質(zhì)硅的導電性介于導體和絕緣體之間。硅的化學性質(zhì)化與氧反應Si + O2=SiO 2學與碳反應一Si+C=SiC性與酸反應Si+4HF=SiF4 T +2H 2 T注:硅一M不與弱氧化酸反應。質(zhì)與強堿反應Si+2NaOH+H 2O=Na 2SQ3+2H2 T硅的工業(yè)制法SiO 2 + 2C=Si + 2CO T 制得粗硅Si + 2Cl 2=SiCl 4SiC
43、l4 + 2H 2=Si + 4HCl 制得加硅不但用于制造晶體管、 集成電路,還用于制造硅整流器和太陽能電池等。此外,硅合金的用途也很廣。 例如:含硅4%的鋼具有良好的導磁性,可用來制造變壓器鐵芯;含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性,可用來制造耐酸設備等。§ 2二氧化硅與光導纖維SiO2的物理性質(zhì)SiO2分為晶體和無定形兩大類,它的熔點高,硬度大。透明的石英晶體是通常所說的水晶,一般用來制造成直接經(jīng)濟損失電子部件和光學儀器。氧化硅的化學性質(zhì):化 學 性 質(zhì)與強堿反應SiO2 + 2NaOH=Na 2SQ3 + H2O與堿性氧化物反應SiO2 + CaO=CaSiO 3與HF反應Si
44、O2 + 4HF=SiF 4 T + 2H 2O與碳酸鹽反應SiO2 + CaCO != CaSiO 3 + CO 2 TSiO2 + Na 2CO 3= Na 2SQ3 + CO 2 T.氧化硅用途廣泛,常被用來制造石英表中的壓電材料和高性能的現(xiàn)代通訊材料一一光導纖維。§ 3 硅酸鹽與無機非金屬材料:硅酸:為白色粉末狀固體,不溶于水,是酸性比碳酸還弱的弱酸,其化學式為H2SQ3。用可溶性硅酸鹽與酸反應制得。Na 2SQ3 + 2HCl=2NaCl + H 2SQ3 J硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機非金屬材料。硅酸鹽制品性質(zhì)穩(wěn)定,熔點較高,大都難溶于水。硅酸鹽材料主要有水泥、玻璃和陶瓷水泥主
45、要成分:硅酸三鈣(3CaO SO2)、硅酸二鈣(2CaO SO2)、鋁酸三鈣(3CaO AI2O3)玻璃主要成分:Na2SiO3、CaSiO 3和SiO2等共同溶成的混合物;主要反應為SiO2 + CaCO 翳=CaSiO 3 + CO 2 TSiO2 + Na 2CO 3= Na 2SQ3 + CO 2 T陶瓷陶瓷種類很多,反應復雜;一般可分為高溫結構陶瓷、生物陶瓷和壓電陶瓷。第2節(jié) 鋁金屬材料人類己經(jīng)發(fā)現(xiàn)的110多種元素中,大約有 4/5是金屬元素,由此足以看出金屬元素在元素世界中的重要地位。§ 1鋁與鋁合金(1) 認識鋁及其化合物:鋁的物理性質(zhì)鋁是銀白色輕金屬,熔點為 660.
46、37 C,沸點為2467 C,相對密度為2.702 ,富 有延展性、展性以及韌性,可拉成絲、壓成片、打成塊,是熱和電的良好導體。鋁的化學性質(zhì):現(xiàn)象化學方程式與。2常 溫表面形成氧化膜失去光 澤,鋁具有抗腐蝕性。4Al + 3O 2 = 2Al2O3加執(zhí) 八、劇烈反應,發(fā)光發(fā)熱與Cl 2劇烈反應、冒白煙2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3與S加熱反應,生成白色固體2Al + 3S = Al2S3與 Fe2O3發(fā)光、發(fā)熱、反應劇烈,有小 鐵珠生成。2Al + Fe2O3=ge+ A%O3鋁粉作為還原劑和金屬氧化物組成的混合物稱為鋁熱劑。采用鋁熱劑還原出某些金屬的方法稱為鋁熱法,它是金屬熱還原法的一種。此種反應也稱為 鋁熱反應鋁與酸反應2Al + 6HCl=2AlCl 3 + 3H 2 T鋁能與酸反應,表現(xiàn)為活潑金屬性鋁與堿反應2Al + 2NaOH + 6H2O=2NaAl(OH) 4 + 3H2 T又能與堿反應,表現(xiàn)出鋁的兩性.氧化鋁與氫氧化鋁的兩性性質(zhì):實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象結論氯化鋁與氨水反應有白色沉淀生成AlCl 3+3NH 3 - H2O=Al(OH) 3 J +3NH4Cl氫氧化鋁與鹽酸反應沉淀溶解Al(OH) 3+3HCl=AlCl 3+3H2O氫氧化鋁與NaO
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