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文檔簡介
化學必修1專題知識點專題1化學家眼中的物質世界一、物質的分類:可依據(jù)物質的組成、狀態(tài)、性能等對物質進行分類:(1)按組成分類:(2)按化學性質分類:二、物質的轉化:
1、四種基本反映類型:化合反映,分解反映,置換反映,復分解反映復分解反映反映發(fā)生的條件:至少具體下列條件之一:1)生成沉淀(涉及微溶物);2)生成揮發(fā)性物質(氣體);3)生成難電離物質(如水)。中和反映:酸與堿作用生成鹽和水的反映,是復分解反映的一種,不屬于一種基本反映類型。注意:四種基本反映類型并不能涉及所有的化學反映,如下列反映不屬于四種基本反映的任何一種。2、氧化還原反映:與四種基本反映類型的關系:氧化還原反映定義:有電子發(fā)生轉移的化學反映。實質:電子發(fā)生轉移物質所含元素化合價升高的反映是氧化反映;物質所含元素化合價減少的反映是還原反映。判斷依據(jù):元素化合價發(fā)生變化氧化還原反映中概念及其互相關系如下:還原劑(有還原性)——失去電子——化合價升高——被氧化(發(fā)生氧化反映)——氧化產(chǎn)物。氧化劑(有氧化性)——得到電子——化合價減少——被還原(發(fā)生還原反映)——還原產(chǎn)物。氧化還原反映中電子轉移的表達方法:雙線橋法表達電子轉移的方向和數(shù)目
注意:a.“e-”表達電子。b.雙線橋法表達時箭頭從反映物指向生成物,箭頭起止為同一種元素,應標出“得”與“失”及得失電子的總數(shù)。c.失去電子的反映物是還原劑,得到電子的反映物是氧化劑d.失去電子的物質被氧化,被氧化得到的產(chǎn)物是氧化產(chǎn)物,具有氧化性。e.得到電子的物質被還原,被還原得到的產(chǎn)物是還原產(chǎn)物,具有還原性。(2)氧化性、還原性強弱的判斷氧化性反映的是得電子能力的強弱;還原性反映的是失電子能力的強弱。1)通過氧化還原反映比較:氧化劑+還原劑→氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物還原性:還原劑>還原產(chǎn)物2)從元素化合價考慮:最高價態(tài)——只有氧化性,如Fe3+、H2SO4、KMnO4等;中間價態(tài)——既具有氧化性又有還原性,如Fe2+、S、Cl2等;最低價態(tài)——只有還原性,如金屬單質、Cl-、S2-等。3)根據(jù)其活潑性判斷:①根據(jù)金屬活潑性:②根據(jù)非金屬活潑性:4)根據(jù)元素周期律進行比較:一般地,氧化性:上>下,右>左;還原性:下>上,左>右.5)根據(jù)反映條件進行判斷:不同氧化劑氧化同一還原劑,所需反映條件越低,表白氧化劑的氧化劑越強;不同還原劑還原同一氧化劑,所需反映條件越低,表白還原劑的還原性越強。如:2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2OMnO2+4HCl(濃)=△=MnCl2+Cl2↑+2H2O前者常溫下反映,后者微熱條件下反映,故物質氧化性:KMnO4>MnO25)通過與同一物質反映的產(chǎn)物比較:如:2Fe+3Cl2=2FeCl3,F(xiàn)e+S=FeS可得氧化性Cl2>S3、離子反映有離子參與的化學反映稱為離子反映。(1)電解質:在水溶液中或熔化狀態(tài)下能導電的化合物,叫電解質。酸、堿、鹽都是電解質。在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導電的化合物,叫非電解質。注意:①電解質、非電解質都是化合物,不同之處是在水溶液中或融化狀態(tài)下能否導電。②電解質的導電是有條件的:電解質必須在水溶液中或熔化狀態(tài)下才干導電。③能導電的物質并不所有是電解質:如銅、鋁、石墨等。④非金屬氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有機物為非電解質。(2)離子方程式:用實際參與反映的離子符號來表達反映的式子。它不僅表達一個具體的化學反應,并且表達同一類型的離子反映。離子方程式書寫方法:寫:寫出反映的化學方程式拆:把易溶于水、易電離的物質拆寫成離子形式;把難溶性物質、易揮發(fā)物質、弱電解質、單質、氣體、氧化物等用化學式表達。刪:將不參與反映的離子從方程式兩端刪去查:查方程式兩端原子個數(shù)和電荷數(shù)是否相等離子方程式正誤判斷(六看)一、看反映是否符合事實:重要看反映能否進行或反映產(chǎn)物是否對的二、看能否寫出離子方程式:純固體之間的反映不能寫離子方程式三、看化學用語是否對的:化學式、離子符號、沉淀、氣體符號、等號等書寫是否符合事實四、看離子配比是否對的五、看原子個數(shù)、電荷數(shù)是否守恒六、看與量有關的反映表達式是否對的(過量、適量)離子方程式的書寫注意事項:微溶物作為反映物時,若是澄清溶液,用離子符號表達;若是懸濁液,寫化學式。微溶物做生成物時,一般寫化學式(標↓)。氨水作為反映物,寫NH3.H2O;作為生成物,若有加熱條件或濃度很大,可寫NH3(標↑)+H2O,否則一般寫NH3.H2O。固體與固體的反映不能寫離子方程式;濃硫酸、濃磷酸與固體的反映不能寫離子方程式。重要化學計量數(shù)的化簡和離子的刪除。(3)離子共存問題所謂離子在同一溶液中能大量共存,就是指離子之間不發(fā)生任何反映;若離子之間能發(fā)生反映,則不能大量共存。1)溶液的顏色如無色溶液應排除有色離子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4+2)結合生成難溶物質的離子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等
3)結合生成氣體或易揮發(fā)性物質的離子不能大量共存:如H+和CO32-,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等4)結合生成難電離物質(水)的離子不能大量共存:如H+和OH-,OH-和,HCO3-等。5)發(fā)生氧化還原反映:如Fe3+與S2-、I-,Fe2+與NO3-(H+)等6)發(fā)生絡合反映:如Fe3+與SCN-三、物質的量1、基本概念:(1)物質的量是一個物理量,符號為n,單位為摩爾(mol)(2)1mol粒子的數(shù)目是0.012kgC-12中所含的碳原子數(shù)目,約為6.02×1023個。1mol粒子的數(shù)目又叫阿伏加德羅常數(shù),符號為NA,單位mol。(3)使用摩爾時,必須指明粒子的種類,可以是分子、原子、離子、電子等。(4)數(shù)學表達式:2、摩爾質量(1)定義:1mol任何物質的質量(即單位物質的量的物質所具有的質量),稱為該物質的摩爾質量。符號:M表達,常用單位為g/mol。在數(shù)值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量.(2)數(shù)學表達式:n=m/M3、物質的聚集狀態(tài)(1)不同聚集狀態(tài)物質的結構與性質:物質的聚集狀態(tài)微觀結構微粒運動方式宏觀性質固態(tài)微粒排列緊密,微粒間的空隙很小在固定的位置上振動有固定的形狀,幾乎不能被壓縮液態(tài)微粒的排列比較緊密,微粒間的空隙較小可以自由移動沒有固定形狀,但不易被壓縮氣態(tài)微粒之間的距離較大可以自由移動沒有固定的形狀且易被壓縮(2)影響物質體積的因素:微粒的數(shù)目、微粒的大小和微粒間的距離。1)固、液體影響體積因素重要為微粒的數(shù)目和微粒的大小(即種類);2)氣體重要是微粒的數(shù)目和微粒間的距離。而氣體中微粒間的距離與溫度和壓強有關。在溫度和壓強一定期,任何氣態(tài)微粒間的距離近似相等,因此具有相同微粒數(shù)的氣體具有大體相同的體積。4、氣體摩爾體積定義:單位物質的量的氣體(單一氣體或混合氣體)所占的體積。符號:Vm。表達式:Vm=V/n,單位:L·mol-1在標準狀況(0。C,101KPa)下,1mol任何氣體的體積都約是22.4L,即標準狀況下,氣體摩爾體積為22.4L/mol。?與氣體摩爾體積有關的計算:Mm/n=Vm×ρmM×n=(V×M)/Vmnm/M=V/Vm
補充:①ρ標=M/22.4→ρ1/ρ2=M1/M2②阿佛加德羅定律:相同溫度和壓力下,V1/V2=n1/n2=N1/N25、物質的量在化學實驗中的應用(1)物質的量濃度:1)定義:以單位體積溶液里所含溶質B的物質的量來表達溶液組成的物理量,叫做溶質B的物質的濃度。2)單位:mol/L3)物質的量濃度=溶質的物質的量/溶液的體積:CB=nB/V液注意點:①溶液物質的量濃度與其溶液的體積沒有任何關系②溶液稀釋:C(濃溶液)?V(濃溶液)=C(稀溶液)?V(稀溶液)(2)一定物質的量濃度的配制
1)基本原理:根據(jù)欲配制溶液的體積和溶質的物質的量濃度,用有關物質的量濃度計算的方法,求出所需溶質的質量或體積,在容器內將溶質用溶劑稀釋為規(guī)定的體積,就得欲配制得溶液.2)重要操作:①檢查是否漏水.②配制溶液:○1計算.○2稱量(或量取).○3溶解.○4轉移.○5洗滌.○6定容.○7搖勻.○8貯存溶液.3)所需儀器:托盤天平、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管、容量瓶4)注意事項:A選用與欲配制溶液體積相同的容量瓶.B使用前必須檢查是否漏水.C不能在容量瓶內直接溶解.D溶解完的溶液等冷卻至室溫時再轉移.E定容時,當液面離刻度線1―2cm時改用滴管,以平視法觀測加水至液面最低處與刻度相切為止.F若溶質為液體,則托盤天平應改為量筒G稱量NaOH等易潮解或有腐蝕性的固體必須在干燥潔凈的小燒杯中進行且要快;稀釋濃硫酸,必須將濃硫酸沿杯壁慢慢注入盛水的燒杯中并用玻璃棒不斷攪拌。(3)誤差分析:四、物質的分散系1.分散系:一種(或幾種)物質的微粒(稱為分散質)分散到另一種物質里(稱為分散劑)形成的混合物。分散系的種類:(根據(jù)分散質粒子直徑大?。?溶液(小于10-9m〉、膠體(10-9~10-7m)濁液(大于10-7m)2.膠體:(1)概念:分散質微粒直徑大小在10-9~10-7m之間的分散系。(2)性質:①丁達爾現(xiàn)象(用聚光手電筒照射膠體時,可以看到在膠體中出現(xiàn)一條光亮的“通路”,這是膠體的丁達爾現(xiàn)象。)②凝聚作用(吸附水中的懸浮顆粒)3、氫氧化鐵膠體的制備:將飽和的FeCl3溶液逐滴滴入沸水中:FeCl3+3H2O=△=Fe(OH)3(膠體)+3HCl五、研究物質的實驗方法1、化學實驗安全(1)做有毒氣體的實驗時,應在通風廚中進行,并注意對尾氣進行適當解決(吸取或點燃等)。進行易燃易爆氣體的實驗時應注意驗純,尾氣應燃燒掉或作適當解決。(2)燙傷宜找醫(yī)生解決。(3)濃酸撒在實驗臺上,先用Na2CO3(或NaHCO3)中和,后用水沖擦干凈。濃酸沾在皮膚上,宜先用干抹布拭去,再用水沖凈。濃酸濺在眼中應先用稀NaHCO3溶液淋洗,然后請醫(yī)生解決。(4)濃堿撒在實驗臺上,先用稀醋酸中和,然后用水沖擦干凈。濃堿沾在皮膚上,宜先用大量水沖洗,再涂上硼酸溶液。濃堿濺在眼中,用水洗凈后再用硼酸溶液淋洗。(5)鈉、磷等失火宜用沙土撲蓋。(6)酒精及其他易燃有機物小面積失火,應迅速用濕抹布撲蓋。2、物質的分離與提純?3、常見物質的檢查(1)焰色反映:許多金屬或它們的化合物在火焰山灼燒時會使火焰呈現(xiàn)特殊的顏色,這種現(xiàn)象叫焰色反映。操作:①取一根鉑絲(或鐵絲),用鹽酸洗滌;②再放在酒精燈火焰上灼燒至無色;③用鉑絲蘸取少量待測溶液,置于火焰上灼燒;④觀測火焰的顏色。根據(jù)火焰顏色判斷:Na—黃色;K—紫色(透過藍色的鈷玻璃);Ca—磚紅色;Sr—洋紅色;Li—紫紅色;Ba—黃綠色等。備注:1)焰色反映的實驗環(huán)節(jié)可簡記為:洗、燒、蘸、燒、看。2)焰色反映的顯色過程沒有新物質生產(chǎn),屬于物理變化過程。(2)常見陽離子的檢查:常見陰離子的檢查:注意:1.若SO42-與Cl-同時檢查,需注意檢查順序。應先用Ba(NO3)2溶液將SO42-檢出,并濾去BaSO4,然后再用AgNO3檢查Cl-。2.檢查SO32-的試劑中,只能用鹽酸,不能用稀硝酸。由于稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。3.若Ag+和Ba2+同時檢查,也需注意檢查順序,應先用鹽酸將Ag+檢查出并濾去沉淀,然后再用稀硫酸檢查Ba2+。4.若Ag+和Ba2+同時檢查,也需注意檢查順序,應先用鹽酸將Ag+檢查出5.若CO32-和HCO3-同時檢查,應先用足量的BaCl2溶液將CO32-檢出,靜置,取上層清夜用Ba(OH)2或Ca(OH)2檢出HCO3-。六、原子結構:1、原子的構成:?2、質量數(shù):將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數(shù),加起來所得的數(shù)值,叫質量數(shù)。質量數(shù)(A)=質子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)規(guī)定掌握1-20號原子的結構示意圖3、元素、核素和同位素:(1)元素:是具有相同核電荷數(shù)(質子數(shù))的同一類原子的總稱。元素的種類由質子數(shù)決定。是宏觀概念。(2)核素:是指具有一定質子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。核素的種類由質子數(shù)和中子數(shù)共同決定。如氫元素有三種核素:氕、氘、氚。核素是微觀概念,不同核素質量不同。(3)同位素:質子數(shù)相同、質量數(shù)(中子數(shù))不同的原子(核素)互為同位素。是微觀概念。同種元素的不同核素(同位素)構成的單質的化學性質幾乎相同,但物理性質有差異(如密度、質量等);天然存在的各種同位素所占的原子百分數(shù)一般不變。某種元素的相對原子質量等于各同位素的相對原子質量與其豐度(即原子個數(shù)百分數(shù)或原子的物質的量百分數(shù))的乘積之和:M=M1×n1%+M2×n2%+···。因此,某原子的相對原子質量不一定能代替該元素的相對原子質量。4、原子核外電子排布:(1)原子核外各電子層最多能容納的電子數(shù)為2n2(n代表電子層數(shù));(2)最外層電子層最多能容納8個電子(第一層為最外層時最多只能容納2個電子)。(3)Na、Mg、Al等活潑金屬原子的最外層電子數(shù)一般小于4,在發(fā)生化學反映時易失去最外層電子,形成陽離子。(4)氧、氟、氯等非金屬原子的最外層電子數(shù)一般大于4,在發(fā)生化學反映時易得到電子,形成陰離子。專題2從海水中獲得的化學物質氯氣相關知識點:1、氯氣的生產(chǎn)原理(1)工業(yè)制法——氯堿工業(yè):氯堿工業(yè)面臨問題:①產(chǎn)品對設備腐蝕嚴重、環(huán)境污染顯著。②電能消耗量大。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結論接通電源鐵棒和石墨棒上均有氣泡產(chǎn)生陰、陽兩極都有氣體產(chǎn)生將從鐵棒處收集的氣體移近酒精燈火焰聽到鋒利的爆鳴聲陰極有氫氣產(chǎn)生用向上排空氣法收集石墨棒處的氣體氣體呈黃綠色陽極有氯氣產(chǎn)生反映完畢,向U形管鐵棒處的液體滴加酚酞溶液溶液顏色變紅U型管鐵棒處有堿性物質產(chǎn)生。(2)實驗室制法:反映原理:MnO2+4HCl(濃)=△=MnCl2+2H2O+Cl2↑反映儀器:圓底燒瓶、分液漏斗、鐵架臺及附件、酒精燈、石棉網(wǎng)。除雜:HCl氣體(用飽和食鹽水除)、水蒸氣(用濃硫酸除)收集方法:向上排空氣法、排飽和食鹽水法尾氣解決:NaOH溶液備注:(1)氯氣和碘化鉀有如下反映:Cl2+2KI=2KCl+I2,淀粉遇碘變藍,所以可以用濕潤的淀粉—碘化鉀試紙檢查氯氣。(2)隨著反映的進行,鹽酸的濃度逐漸減少,當變?yōu)橄←}酸時反映將停止。所以不能用HCl的量計算Cl2的量。(3)實驗室也可以用KMnO4、K2Cr2O7、KClO3等氧化劑代替MnO2制取氯氣。2、氯氣的性質(1)物理性質:黃綠色,刺激性氣味,有毒,密度比空氣大,可溶于水。備注:聞氯氣時,應用手輕輕地在瓶口煽動,使及少量的氯氣飄進鼻孔。(2)化學性質:1)Cl2與金屬反映(一般將金屬氧化成高價態(tài))①鈉在氯氣中燃燒,產(chǎn)生白煙,白煙為NaCl的固體小顆粒:②鐵在氯氣中燃燒,產(chǎn)生棕褐色煙,是FeCl3的固體小顆粒:③銅在氯氣中點燃,產(chǎn)生棕黃色煙,是CuCl2的固體小顆粒。2)Cl2與非金屬反映①氫氣在氯氣中安靜的燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,將氯氣與氫氣混合,在強光照射下發(fā)生爆炸。②P在氯氣中燃燒產(chǎn)生大量白色煙霧,煙是PCl5的固體小顆粒,霧是PCl3的小液滴。3)Cl2與堿的反映:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O消毒液成分為NaClO工業(yè)上將氯氣通入石灰乳中制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2OCaCl2、Ca(ClO)2為漂白粉的成分,其中Ca(ClO)2為有效成分。漂白原理:Ca(ClO)2與鹽酸、CO2和H2O(或H2CO3)等酸性比次氯酸強的酸反映,生成次氯酸,從而起到漂白作用:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO漂白粉長時間放置于空氣中將失效。Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HclO4)氯氣與水反映:①成分:分子:H2O、Cl2、HClO。離子:H+、Cl-、ClO-、OH-(很少量,來源于水的電離)②氯水的性質:成黃綠色;酸性;氧化性;漂白性;不穩(wěn)定性(HClO)。③氯水與其他物質的反映:當向堿液中滴加氯水,Cl2參與反映:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O用氯氣對自來水消毒,則考慮HclO漂白有機色質。向氯水中滴加幾滴石蕊試液,溶液立即變紅,一段時間后溶液褪色,前者是H+的作用,后者是HclO的作用。3、氯氣的用途:自來水的消毒、農藥的生產(chǎn)、藥物的合成、染料、漂白粉等。4、Cl-的檢查:試劑:AgNO3溶液和稀硝酸現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀(不溶于稀硝酸)5、次氯酸的性質:(1)弱酸性:酸性比碳酸弱。試液漂白粉時為增強漂白效果可以滴加幾滴稀鹽酸稀硫酸。(2)強氧化性:能殺死水中的細菌,也能使有機色質褪色。(3)不穩(wěn)定性:次氯酸見光易分解放出氧氣:二、溴、碘相關知識點:1、溴、碘的提?。海?)從海水中提取溴碘的化學反映原理:工業(yè)上用氯氣將海水或海產(chǎn)品中化合態(tài)的溴、碘變成游離態(tài),然后再分離:(2)從海水中提取溴:(3)從海水中提取碘:2、溴、碘的性質及用途:溴水——橙色在苯、CCl4為橙紅色碘水——黃色在苯、CCl4為紫紅色I2的檢查:試劑:淀粉溶液現(xiàn)象:溶液變藍色Cl-、Br-、I-的檢查:三、鈉及其氧化物的性質1、鈉的物理性質:銀白色固體、有金屬光澤、密度比煤油大比水小、質軟、熔點低(97.8。C)、能導電導熱。保存于煤油中。2、鈉的化學性質(1)與O2、Cl2、S等非金屬單質的反映:4Na+O2===2Na2O(白色)加熱條件下,鈉在空氣中先熔化后燃燒,產(chǎn)生黃色火焰:(2)鈉與水的反映:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑(浮、熔、游、響、紅)實質:鈉與溶液中的H+反映;與酸反映。
(3)鈉與酸反映:2Na+2H+=2Na++H2↑鈉與鹽反映:先與水反映,生成的NaOH再與鹽反映。3、氧化鈉及過氧化鈉的性質:(1)Na2O:白色固體,堿性氧化物,與水反映生成氫氧化鈉,與酸反映生成鈉鹽和水:Na2O+H2O==2NaOHNa2O+2HCl=2NaCl+H2O(2)Na2O2:淡黃色固體,強氧化劑,有漂白作用,如Na2O2與水反映后的溶液中滴加酚酞,變紅后有褪色。Na2O2與水反映生成氫氧化鈉和氧氣:Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑備注:堿性氧化物與水反映生成的產(chǎn)物只有堿,所以Na2O2不屬于堿性氧化物。Na2O2可用作潛水員的供氧劑:2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O24、Na2CO3和NaHCO3比較備注:(1)等物質的量時Na2CO3耗酸量大于NaHCO3。(2)Na2CO3能與CaCl2、BaCl2等鹽發(fā)生反映產(chǎn)生沉淀,而NaHCO3與這些鹽不反映,因此可以用CaCl2、BaCl2等鹽溶液來鑒別Na2CO3和NaHCO3四、鎂的提取及應用1、鎂的提取:貝殼海水母液煅燒海水中具有大量的MgCl2,因此,工業(yè)上重要是從分離了NaCl的海水中來提取MgCl2.流程是:煅燒貝殼為生石灰,并制成石灰乳(Ca(OH)2)→海水中加入CaO或Ca(OH)2→Mg(OH)2↓,沉淀、過濾、洗滌沉淀,用稀鹽酸溶解→MgCl2溶液,蒸發(fā)結晶→MgCl2·6H2O晶體,在HCl氣體環(huán)境中加熱→MgCl2固體,電解熔融的MgCl2→Mg+Cl2。重要化學反映:Ca(OH)2+MgCl2===Mg(OH)2↓+CaCl2Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O2、鎂的性質:(1)物理性質:鎂是銀白色金屬,有金屬光澤,密度較小,硬度較小,質地柔軟,熔點較低,是熱和電的良導體。(2)化學性質:鎂是較活潑金屬①與非金屬反映:2Mg+O2==2MgO,Mg+Cl2==MgCl2,3Mg+3N2==Mg3N2等。②與沸水反映:Mg+2H2O(沸水)==Mg(OH)2+H2↑.③與酸反映:與非強氧化性酸反映:是酸中的H+與Mg反映,有H2放出。Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑與強氧化性酸反映:如濃H2SO4、HNO3,反映比較復雜,但是沒有H2放出。④與某些鹽溶液反映:如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。
Mg+2FeCl3==2FeCl2+MgCl2,Mg+FeCl2==Fe+MgCl2.3、鎂的用途:1)鎂合金的密度較小,但硬度和強度都較大,因此被用于制造火箭、導彈和飛機的部件2)鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光,因此常用來制造通信導彈和焰火;3)氧化鎂的熔點很高,是優(yōu)質的耐高溫材料4、氧化鎂MgO:白色固體,熔點高(2800℃),是優(yōu)質的耐高溫材料(耐火材料)。是堿性氧化物。MgO+H2O==Mg(OH)2,MgO+2HCl==MgCl2+H2O。注意以下幾種情況的離子方程式的書寫:專題3從礦物到基礎材料一、鋁及鋁合金知識點:1、從鋁土礦中提取鋁:①溶解鋁土礦(重要成分是Al2O3):Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O②過濾:除去雜質③酸化:NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3④過濾:保存氫氧化鋁⑤灼燒:2Al(OH)3=△=Al2O3+H2O⑥電解:2、鋁合金特點:密度小、強度高、塑性好、制造工藝簡樸、成本低、抗腐蝕力強。3、鋁的性質:在一定條件下,鋁能將氧化鐵等金屬氧化物還原成金屬單質,并放出大量的熱,稱為鋁熱反映。應用:焊接鋼軌和冶煉某些難熔金屬(如V、Cr、Mn等)。在常溫下,濃硫酸、濃硝酸也能使鐵鈍化。運用這一性質,工業(yè)上常用鋁制或鐵制容器盛放或運送濃硫酸、濃硝酸。4、鋁的氧化物(兩性)5、鋁的氫氧化物:白色難溶于水的膠狀沉淀,加熱易分解。(1)兩性氫氧化物:既可與酸反映又可與堿反映生成鹽和水的氫氧化物。Al(OH)3只能溶于強酸和強堿,弱堿(如NH3.H2O)和若酸(如H2CO3)都不能溶解Al(OH)3。與酸的反映:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O離子反映:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O與堿的反映:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O離子反映:Al(OH)3+3OH-=AlO2-+2H2OAl(OH)3在水中的電離:Al3++3OH-<====>Al(OH)3<====>AlO2-+H++H2O(2)Al(OH)3的制備:①Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+②AlO2-+CO2(過量)+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-實驗室中一般用可溶性鋁鹽和氨水反映制取Al(OH)3,而不用NaOH溶液,是由于Al(OH)3能溶于強堿,但不溶于氨水。(3)6、使用鋁制品應注意的問題:(1)不宜存放強酸性(濃硝酸和濃硫酸除外)或堿性的物質。(2)含NaCl的物質不能用鋁制品盛放,如咸菜等腌制食品。由于NaCl會破壞氧化膜結構,加速鋁制品的腐蝕。7、明礬的性質及應用:化學式:KAl(SO4)2·12H2O或K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O,無色晶體,易溶于水,易電離:KAl(SO4)2====K++Al3++2SO42-凈水作用:明礬在水中電離的Al3+與水反映生成Al(OH)3膠體,它有很強的吸附能力,吸附水中的懸浮物:Al3++3H2O==Al(OH)3(膠體)+H+8、相關的知識整理:二、鐵的獲取及應用:1、高爐煉鐵——工業(yè)煉鐵:后面兩個反映是用來出去SiO2.2、鐵的性質:3、鐵的氧化物:4、鐵的氫氧化物:5、Fe2+、Fe3+的鑒別:方法Fe2+Fe3+直接觀測顏色溶液呈淺綠色溶液呈棕黃色運用顯色反映:滴加K溶液或NH4SCN溶液溶液顏色不變溶液呈血紅色運用氫氧化物沉淀的顏色:滴加NaOH溶液白色-灰綠色-紅褐色紅褐色沉淀運用Fe3+的氧化性,投入銅片無明顯現(xiàn)象銅被腐蝕,溶液變?yōu)闇\綠色:2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+6、鐵三角的互相轉化:三、銅的獲取及應用:1、銅的獲取:(1)工業(yè)煉銅:(2)濕法煉銅:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(3)生物煉銅:運用某些具有特殊本領的細菌用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石,把不溶性的硫化銅轉換為可溶性的硫酸銅。2、銅的性質:銅只能與強氧化性酸反映,如硝酸、濃硫酸。3、銅及其化合物的應用:銅鹽能殺死某些細菌,并能克制藻類生長,因此游泳館常用硫酸銅溶液作為池水消毒劑。四、含硅礦物與信息材料:1、硅酸鹽礦物:硅在地殼中含量僅次于氧,居第二位。(約占地殼質量的四分之一);無游離態(tài),化合態(tài)重要存在形式是硅酸鹽和二氧化硅。硅酸鹽結構穩(wěn)定,在自然界中穩(wěn)定存在。硅酸鹽的結構復雜,化學式常用氧化物的形式表達。各氧化物排列順序為:金屬氧化物(按金屬活動順序表依次排列)→SiO2→H2O,中間用“?”間隔。如鋯石(ZrO2·SiO2),云母(K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O)等。2、Na2SiO3的性質:(1)物理性質:Na2SiO3易溶于水的白色固體,固體俗稱“泡花堿”,水溶液俗稱“水玻璃”,是建筑行業(yè)的黏合劑,也用于木材的防腐和防火。(2)化學性質:硅酸比碳酸弱,所以水玻璃易跟碳酸(CO2+H2O)及更強的酸反映,生成難溶于水的硅酸。3、硅酸鹽產(chǎn)品(傳統(tǒng)材料)分子篩:許多硅酸鹽具有多孔結構,且孔的大小與一般分子的大小相稱,能很容易吸取比其孔徑小的分子,不能吸取比其孔徑大的分子,因而具有篩分分子的作用,這類物質統(tǒng)稱為分子篩。如Na2O·3Al2O3·2SiO2·nH2O。4、硅單質(1)物理性質:單質硅有晶體硅和無定形硅兩種。晶體硅是灰黑色有金屬光澤,硬而脆的固體;導電性介于導體和絕緣體之間,是良好的半導體材料,熔沸點高,硬度大,難溶于溶劑。(2)化學性質:原子結構最外層4個電子,在化學反映中既難得到電子,也難失去電子。①常溫只與單質氟、氫氟酸和強堿溶液反映。性質穩(wěn)定。Si+2F2==SiF4(氣態(tài)),Si+4HF==SiF4↑+2H2↑,Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑②高溫或加熱下能與某些非金屬單質反映:(3)硅的用途:1)用于制造硅芯片、集成電路、晶體管、硅整流器等半導體器件;2)制造太陽能;3)制造合金,如含硅4%(質量分數(shù))的鋼導磁性好制造變壓器的鐵芯;含硅15%(質量分數(shù))的鋼有良好的耐酸性等。(4)工業(yè)生產(chǎn)硅:1)制粗硅:用焦炭在高溫條件下還原SiO2:2)制純硅:將粗硅在高溫下與氯氣反映制得SiCl4,SiCl4經(jīng)提純后,再用氫氣還原,可得高純硅(硅含量可達99.9%以上):?5、二氧化硅的結構和性質:SiO2在自然界中有較純的水晶、具有少量雜質的石英和普遍存在的沙。自然界的二氧化硅又稱硅石。SiO2物理性質:硬度大,熔沸點高,難溶于溶劑(水)的固體,不導電。SiO2化學性質:常溫下,性質穩(wěn)定,只與單質氟、氫氟酸(弱酸)和強堿溶液反映:2)高溫下:SiO2的用途:制石英玻璃,是光導纖維的重要原料;制鐘表部件;可制耐磨材料;用于玻璃的生產(chǎn);在光學儀器、電子工業(yè)等方面廣泛應用。專題四硫、氮和可連續(xù)發(fā)展一、含硫化合物的性質和應用:1、SO2的性質及其應用:(1)物理性質:通常為無色、有毒氣體,具有刺激性氣味,密度比空氣大,易溶于水(常溫常壓下一體積水能溶解40體積SO2),易液化(沸點為-10℃)。是嚴重的大氣污染物。備注:大氣污染物通常涉及:SO2、CO、氮的氧化物、烴、固體顆粒物(飄塵)等。(2)化學性質:①SO2是酸性氧化物:②還原性:SO2中S為+4價,可與強氧化劑(如氧氣等)反映生成+6價的S:1)2)能使溴水褪色:SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr3)與H2O2反映:SO2+H2O2===H2SO44)SO2在水溶液中能被KMnO4(H+)、Cl2、Fe3+、HNO3等氧化,歸納如下(都在通常條件下進行):③氧化性:SO2中S為+4價,可以減少,表現(xiàn)出氧化性,但氧化性很弱:SO2+2H2S===3S↓+2H2O④漂白性:SO2可與某些有色物質反映,生成不穩(wěn)定的無色物質,加熱時這些無色物質又會發(fā)生分解,從而恢復本來的顏色,即漂白作用是可逆的。常用于實驗室對SO2氣體的檢查備注:漂白原理類型:①吸附型:活性炭漂白——活性炭吸附色素(涉及膠體)②強氧化型:HClO、O3、H2、Na2O2等強氧化劑漂白——將有色物質氧化,不可逆③化合型:SO2漂白——與有色物質化合,可逆(3)酸雨——硫酸型酸雨:1)硫酸型酸雨的形成:PH值小于5.6的雨水叫酸雨。含硫酸的酸雨稱硫酸型酸雨;含硝酸的酸雨稱硝酸型酸雨。硫酸型酸雨的形成途徑:①空氣中的二氧化硫,在光照、煙塵中的金屬氧化物等作用下,和氧氣生成三氧化硫,溶于水后形成硫酸:②空氣中的二氧化硫直接溶于水并生成亞硫酸,亞硫酸具有較強的還原性,在空氣中的氧氣作用下生成硫酸:SO2+H2O<===>H2SO32H2SO3+O2==2H2SO42)空氣中二氧化硫的來源:重要是化石燃料的燃燒。此外還來源于含硫金屬礦石的冶煉、硫酸工廠釋放的尾氣等。3)脫硫措施:①石灰石-石膏法脫硫(鈣基固硫法):CaO+SO2=CaSO3,SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,2CaSO3+O2=2CaSO4②氨水脫硫:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4上述方法既可除去二氧化硫,還可以得到副產(chǎn)品石膏(CaSO4·2H2O)和硫酸銨(一種化肥)2、硫酸的制備和性質:(1)硫酸的工業(yè)制法:接觸法制硫酸三原料、三階段、三反映、三設備:熱互換器的作用:預熱SO2和O2,減少SO3的溫度,便于被吸取。98.3%濃硫酸的作用:假如直接用水吸取SO3,SO3與水反映放熱,會形成酸霧,不利于SO3的吸取。所以用98.3%的濃硫酸吸取SO3,得到發(fā)煙硫酸。尾氣中SO2的解決:用氨水解決后,再用硫酸解決:SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3,SO2+NH3+H2O=NH4HSO3(2)硫酸的物理性質:無色、黏稠、油狀液體。硫酸易溶于水,溶解時放出大量的熱。98.3%的濃硫酸沸點為338℃,屬于典型的難揮發(fā)性酸,密度為1.84g·cm-3。濃硫酸難揮發(fā),故可以制取易揮發(fā)性酸,如:稀硫酸的化學性質:具有酸的通性:使指示劑變色、與堿、堿性氧化物、活潑金屬、鹽都能反映。如:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O可用于酸洗除銹濃硫酸的特性:①吸水性:濃硫酸具有吸水性,通??捎米髦行詺怏w和酸性氣體的干燥劑,如H2、O2、CO2、Cl2、HCl等。還可以奪取結晶水合物中的水。備注:濃硫酸不能干燥堿性氣體(如氨氣)和還原性氣體(如H2S、H2、HBr等)。②脫水性:濃硫酸能將有機物中H、O按照2∶1的比例脫出,生成水,是有機物變黑。濃硫酸可用作許多有機反映的脫水劑和催化劑。③強氧化性:1)濃硫酸可以將許多金屬氧化(鋁、鐵、鉑、金除外):金屬+濃硫酸→硫酸鹽+SO2↑+H2O濃硫酸的氧化性比稀硫酸強:其強氧化性由+6價的S引起,而稀硫酸的氧化性由H+引起(故只能氧化金屬活動順序表中H前面的金屬)。備注:上述反映中,Cu是還原劑,H2SO4是氧化劑。H2SO4既表現(xiàn)了氧化性,又表現(xiàn)了酸性,表現(xiàn)氧化性和酸性H2SO4的分子格式比為1:1。隨著反映進行濃硫酸變?yōu)橄×蛩岷蠓从尘屯V埂?)濃硫酸在一定條件下,也可以和一些非金屬反映,如C、S、P等。3)與低價非金屬元素的化合物反映:H2S+H2SO4(濃)==S↓+SO2↑+2H2O2HI+H2SO4(濃)==I2↓+SO2↑+2H2O2HBr+H2SO4(濃)==Br2+SO2↑+2H2O(5)幾種重要的硫酸鹽:(6)濃硫酸和稀硫酸的鑒別方法:1):取等重量的樣品,放置在天平兩端,并暴露在空氣中,下沉一端為濃硫酸。由于濃硫酸具有吸水性,吸取空氣中的水
2):取樣,將樣品倒入水中,并插入溫度計,升溫的一個是濃硫酸。?3):插入鐵片,沒什么現(xiàn)象的是濃硫酸,連續(xù)冒氣泡的是稀硫酸。由于濃硫酸有強氧化性,使鐵鈍化,阻止兩者反映,稀硫酸則不能。所以可用鐵器裝濃硫酸。
4):放入炭塊,膨脹的是濃硫酸,沒反映的是稀硫酸。由于濃硫酸具有吸水性。
5):插入銅片,反映并生成刺激性氣味的是濃硫酸,沒反映的是稀硫酸。同樣由于濃硫酸有強氧化性。?6):取等體積樣平,密封放在天平兩端,重的是濃硫酸。由于濃硫酸密度較大。
7):晃動觀測,稠的是濃硫酸,透明均一的是稀硫酸。
8):放入5水硫酸銅,顏色退去的是濃硫酸,沒反映的是稀硫酸。同樣由于濃硫酸具有吸水性。3、硫和含硫化合物的互相轉化:(1)硫的存在及物理性質:硫以游離態(tài)(火山口附近或地殼的巖層里)和化合態(tài)(硫化物和硫酸鹽)存在。硫是淡黃色松脆的晶體,俗名硫磺,熔點112.8℃,沸點444.6℃,不溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2.(2)不同價態(tài)的硫的化合物-2價:H2S、Na2S、FeS;+4價:SO2、H2SO3、Na2SO3+6價:SO3、H2SO4、Na2SO4、BaSO4、CaSO4、FeSO4(3)通過氧化還原反映實現(xiàn)含不同價態(tài)硫元素的物質之間的轉化反映舉例:1)-2價硫到0價硫硫化氫不完全燃燒:硫化氫通入鹵水中:H2S+X2==S↓+2HX(X代表CL、Br、I)現(xiàn)象:鹵水溶液褪色,產(chǎn)生淡黃色沉淀。向Na2S溶液中通入氯氣:Na2S+Cl2==2NaCl+S↓2)0價硫到-2價硫與金屬反映:S+2Na==Na2S,將S和Na混合,研磨可爆炸。S+Hg===HgS在常溫下進行,常用于除去撒落的汞,且汞顯高價。與非金屬反映:3)0價硫到+4價硫:4)+4價硫到0價硫:SO2+H2S===3S↓+2H2O5)+4價硫到+6價硫:SO2+X2+H2O===H2SO4+2HX((X代表CL、Br、I)2H2SO2+O2===2H2SO4(酸雨的酸性由弱變強的因素)6)+6價硫到+4價硫:濃硫酸被還原,一般生成SO2??偨Y:硫和含硫化合物互相轉化的規(guī)律:鄰位轉化規(guī)律:-2價S<==>0價S<==>+4價S<==>+6價S越位轉化的特例:相鄰價態(tài)不發(fā)生氧化還原反映:如二氧化硫與濃硫酸不反映,故實驗室可用濃硫酸干燥二氧化硫氣體。歸中反映規(guī)律:(4)含硫化合物間通過非氧化還原反映互相轉化:①FeS+H2SO4(稀)===FeSO4+H2S↑,FeS+2H+==Fe2++H2S↑實驗室制備H2S氣體,采用固-液反映不加熱制氣體裝置或啟普發(fā)生器)。H2S有毒,有臭雞蛋氣味,易溶于水,其水溶液叫氫硫酸。②H2S+2NaOH==Na2S+2H2O實驗室中常用NaOH溶液吸取多余的H2S氣體,防止空氣污染。③Na2SO3+H2SO4(濃)===Na2SO4+SO2↑+H2O實驗室或工業(yè)上制取SO2的原理。④Na2SO3+H2SO4(稀)===Na2SO4+SO2↑+H2O不用稀硫酸制?。覱2的因素是SO2在稀硫酸中溶解度較大。二、生產(chǎn)生活中的含氮化合物:1、氮氧化物的產(chǎn)生及轉化(1)氮氣:存在:氮氣約占空氣總體積的78%。物理性質:純凈的氮氣是無色無味的氣體,密度比空氣稍小,難溶于水?;瘜W性質:N2分子結構穩(wěn)定,化學性質不活潑,但在特定條件下會發(fā)生化學反映:所以雷雨會生成NO。(2)氮氧化物:①NO:無色無味的有毒氣體(中毒原理與CO相同),密度略小于空氣,微溶于水。在通常情況下易被氧氣氧化為NO2:2NO+O2==2NO2②NO2:紅棕色的具有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,能溶于水。氧化性較強,易與水、堿等反映:3NO2+H2O===2HNO3+NO2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2ONO2+2KI==I2+2KNO2(能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{)2NO2<==>N2O4(NO2和N2O4之間可互相轉化,故通常測得NO2的相對分子質量大于其實際值。)氮氧化物有:N2O,NO,N2O3,NO2,N2O4,N2O5,其中N2O3是HNO2(亞硝酸)的酸酐,N2O5是HNO3的酸酐。(3)硝酸型酸雨:①形成原理:3
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