高一化学必修一知识点及方程式总结(共4篇)
第一章从实验学化学 第一节化学实验基本方法 一.化学实验安全
1. 遵守实验室规则。2.了解安全措施。
(1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理。
(2)烫伤宜找医生处理。
(3)浓酸沾在皮肤上,用水冲净然后用稀NaHCO3溶液淋洗,然后请医生处理。
(4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。
(6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。
3. 掌握正确的操作方法。例如,掌握仪器和药品的使用、加热方法、气体收集方法等。二.混合物的分离和提纯 1. 过滤和蒸发
实验1—1 粗盐的提纯
仪器 : 天平,烧杯,玻璃棒,漏斗,铁架台,铁圈步骤 : 步骤
现象
1.溶解:称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中,用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解 粗盐逐渐溶解,溶液浑浊。2.过滤:组装好仪器,将1中所得到的混合物进行过滤。若滤液浑浊,要再次过滤,直到滤液澄清为止。滤纸上有不溶物残留,溶液澄清。
3.蒸发:将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿,加热,并用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。当出现较多固体时停止加热,余热蒸干。蒸发皿中产生了白色固体。注意事项:(1)一贴,二低,三靠。
(2)蒸馏过程中用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。2. 蒸馏和萃取(1)蒸馏
原理:利用沸点的不同,处去难挥发或不挥发的杂质。实验1---3 从自来水制取蒸馏水
仪器:温度计,蒸馏烧瓶,石棉网,铁架台,酒精灯,冷凝管,牛角管,锥形瓶。
操作:连接好装置,通入冷凝水,开始加热。弃去开始蒸馏出的部分液体,用锥形瓶收集约10mL液体,停止加热。
现象: 随着加热,烧瓶中水温升高至100度后沸腾,锥形瓶中收集到蒸馏水。
注意事项:①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。②蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片-----防液体暴沸。③冷凝管中冷却水从下口进,上口出。
④先打开冷凝水,再加热。⑤溶液不可蒸干。(2)萃取
原理: 用一种溶把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来。仪器: 分液漏斗, 烧杯
步骤:①检验分液漏斗是否漏水。
②量取10mL碘的饱和溶液倒入分液漏斗, 注入4mLCCl4,盖好瓶塞。
③用右手压住分液漏斗口部, 左手握住活塞部分, 把分液漏斗倒转过来用力振荡。
④将分液漏斗放在铁架台上,静置。
⑤待液体分层后, 将分液漏斗上的玻璃塞打开,从下端口放出下层溶液,从上端口倒出上层溶液.注意事项:
A.检验分液漏斗是否漏水。
B.萃取剂: 互不相溶,不能反应。
C.上层溶液从上口倒出,下层溶液从下口放出。
三.离子检验
离子 所加试剂 现象 离子方程式
Cl- AgNO3,稀HNO3 产生白色沉淀 Cl-+Ag+=AgCl↓ SO42-Ba(NO3)2稀HNO3 白色沉淀 SO42-+Ba2+=BaSO4↓
四.除杂
1.原则:杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分。
2.注意:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是“适量”,而应是“过量”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。
第二节 化学计量在实验中的应用 一.物质的量的单位――摩尔
1.物质的量(n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。2.摩尔(mol):把含有6.02 ×1023个粒子的任何粒子集体计量为1摩尔。3.阿伏加德罗常数
把6.02 X1023mol-1叫作阿伏加德罗常数。
4.物质的量 = 物质所含微粒数目/阿伏加德罗常数 n =N/NA 5.摩尔质量(M)
(1)定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量。(2)单位:g/mol 或 g..mol-1(3)数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。6.物质的量=物质的质量/摩尔质量(n = m/M)二.气体摩尔体积
1.气体摩尔体积(Vm)
(1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。
(2)单位:L/mol 或 m3/mol 2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm 3.(1)0℃ 101KPa , Vm = 22.4 L/mol
(2)25℃ 101KPa , Vm = 24.8 L/mol 三.物质的量在化学实验中的应用 1.物质的量浓度
(1)定义:以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。(2)单位:mol/L , mol/m3(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量/溶液的体积 CB = nB/V 2.一定物质的量浓度的配制
(1)基本原理:根据欲配制溶液的体积和溶质的物质的量浓度,用物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在烧杯中溶解并在容器内用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制的溶液。
(2)主要操作
A.检验是否漏水;B.配制溶液 ○1计算;○2称量;○3溶解;○4转移;○5洗涤;○6定容;○7摇匀;○8贮存溶液。
注意事项:A. 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶。B.使用前必须检查是否漏水。
C.不能在容量瓶内直接溶解。D.溶解完的溶液等冷却至室温时再转移。E.定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。3.溶液稀释
C(浓溶液)•V(浓溶液)=C(稀溶液)•V(稀溶液)
第二章 化学物质及其变化 一.物质的分类
1.分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的基本方法,它不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。交叉分类和树状分类是常用的分类方法。2.分散系及其分类
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫分散系。被分散的物质称作分散质(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体)。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较
分散质粒子大小/nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例
溶液 小于1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖溶液
胶体 在1—100之间 均匀、有的透明、较稳定 能 有 Fe(OH)3胶体 浊液 大于100 不均匀、不透明、不稳定 不能 没有 泥水
二.物质的化学变化
1.物质之间可以发生各种各样的化学变化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。⑴根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为:
A.化合反应(A + B = AB)B.分解反应(AB = A + B)C.置换反应(A + BC = AC + B)D.复分解反应(AB + CD = AD + CB)。
⑵根据反应中是否有离子参加可将反应分为:
A.离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。B.分子反应(非离子反应)。
⑶根据反应中是否有电子转移可将反应分为:
A.氧化还原反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应。实质:有电子转移(得失或偏移)特征:反应前后元素的化合价有变化 B.非氧化还原反应 2.离子反应
⑴电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物
碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。
盐:电离时生成金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。
注意:①电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。②电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。③能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。④非金属氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。
⑵离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应。
复分解反应这类离子反应发生的条件是:生成沉淀、气体或水。书写方法:
写:写出反应的化学方程式
拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式 删:将不参加反应的离子从方程式两端删去 查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等 ⑶离子共存问题
所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。A.结合生成难溶物质的离子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等。B.结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如H+和C32-O,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+等。C.结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H+和OH-、CH3COO-,OH-和HCO3-等。D.发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存(待学)。
注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子:Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的H+(或OH-)。⑷离子方程式正误判断(六看)
一看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确。二看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式。
三看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实。四看离子配比是否正确。
五看原子个数、电荷数是否守恒。
六看与量有关的反应表达式是否正确(过量、适量)。3.氧化还原反应
氧化还原反应概念的发展比较
得氧失氧的观点(狭义)化合价升降观点(广义)电子转移观点(本质)氧化反应
得氧的反应
化合价升高的反应 失去(或偏离)电子的反应 还原反应
失氧的反应 化合价降低的反应 得到(或偏向)电子的反应 氧化还原反应
有氧得失的反应 有化合价升降的反应 有电子转移(得失或偏移)的反应
氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
化合价升高——失去电子——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)。化合价降低——得到电子——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)。
第三章 金属及其化合物 第一节:金属化学性质:
一、金属与氧气反应(钠、镁、铝)
二、金属与水反应(钠与水、铁与水)
三、铝与氢氧化钠反应;
第二节:几种重要的金属化合物:
一、氧化物(MgO、CuO、Fe2O3、Al2O3)
二、氢氧化物(Fe(OH)
3、Fe(OH)
2、Al(OH)
3、)
三、盐(NaCO3与NaHCO3、Fe3+的氧化性)
四、焰色反应
第三节:用途广泛的金属材料 :
一、常见合金的重要应用(铜合金、钢)
二、正确选用金属材料。
一、钠及重要化合物之间的转化关系
1、(1)与氧气反应:4Na+O2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2(淡黄色)(2)钠与水的反应 : 2Na+2H2O====2NaOH+H2↑
2、氧化钠与过氧化钠:
Na2O+H2O====2NaOH Na2O+CO2====Na2CO3 2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑
3、(1)碳酸钠和碳酸氢钠在水中的溶解性:Na2CO3 〉NaHCO3(2)受热分解(碳酸钠较稳定,碳酸氢钠受热不稳定:)2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O(3)与盐酸反应:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 ↑ + H2O
二、铝及重要化合物之间的转化关系
1、Al既可与酸反应,又可与碱反应
铝是一种金属元素,具有两性,铝单质既能和酸反应生成铝盐,又能和碱反应生成偏铝酸盐。
(1)Al与酸反应:2Al+6H+=2Al3++3H2↑
(2)Al与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
反应过程: 2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑(用NaOH去膜后的Al发生此反应)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,二式加和得总反应式。
2、氧化铝的两性:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
3、氢氧化铝(1)制取
Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 Al3++3 NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
(2)Al(OH)3的两性:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O(3)Al(OH)3不稳定: 2Al(OH)3 Al2O3+3H2O NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 ↑+ H2O
三、铁及其重要化合物转化关系 1.关于Fe的三种氧化物 比较: FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名
铁红 磁性氧化铁 与HCl反应 FeO+2H+= Fe2++H2O Fe2O3+6H+= 2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+= Fe2++2Fe3++4H2O
2.关于Fe元素的两种氢氧化物
Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色
白 →灰绿 → 红褐色
化学性质 ① 4Fe(OH)2+O2+6H2O= 4Fe(OH)3(不稳定)(较稳定)
②Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O 思考:用可溶性碱分别与Fe2+、Fe3+反应可制得Fe(OH)2和Fe(OH)3。实际操作时有何不?通过哪些方法可避免生成Fe(OH)2中会有Fe(OH)3?
提示:关键在于无孔不入的O2及Fe3+存在。①驱氧法:如用同煮沸过的NaOH溶液
②隔氧法:如用长滴管吸取NaOH溶液后插入亚铁盐溶液面下加入;又如在液面上加某些合适的有机溶剂液封。③还原法:在FeSO4溶液中加入Fe钉,或者用Fe与稀H2SO4反应新制的FeSO4溶液,生成的H2又可驱赶O2.3、Fe2+和Fe3+鉴别
Fe2+ Fe3+ 水溶液颜色 浅绿 棕黄
加入NaOH Fe2++2OH—==Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 白 →灰绿 → 红褐色 Fe3++3OH—==Fe(OH)3↓
(红褐色)
加入KSCN Fe2++2SCN—=Fe(SCN)2 无色 Fe3++3SCN—=Fe(SCN)3 血红色 通入Cl2 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—
4、Fe2+和Fe3+相互转化:
[编织知识网络]写化学方程式:
第四章 非金属及其化合物
一.硅元素:无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。是一种亲氧元素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。位于第3周期,第ⅣA族碳的下方。
Si 对比 C
最外层有4个电子,主要形成四价的化合物。二.二氧化硅(SiO2)
天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)
物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好。
化学:化学稳定性好、除HF外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH)反应,酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应。
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O SiO2+CaO ===(高温)CaSiO3 SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O 不能用玻璃瓶装HF装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。三.硅酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。Na2SiO3+2HCl == H2SiO3+2NaCl 硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。四.硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥。四.硅单质
与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410℃),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池。
五.氯元素:位于第三周期第ⅦA族,原子结构: 容易得到一个电子形成氯离子Cl-,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。六.氯气
物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯)和固态。制法:MnO2+4HCl(浓)===(△)MnCl2+2H2O+Cl2 闻法用手在瓶口轻轻扇动,使少量氯气进入鼻孔
化学性质:很活泼,有毒,有氧化性,能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应: 2Na+Cl2 ===(点燃)2NaCl 现象:大量白烟 2Fe+3Cl2 ===(点燃)2FeCl3 现象:棕黄色的烟 Cu+Cl2 ===(点燃)CuCl2 现象:棕黄色的烟
Cl2+H2 ===(点燃)2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
燃烧:燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。Cl2的用途:
①自来水杀菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照)2HCl+O2 ↑
1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸HClO有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。②制漂白液、漂白粉和漂粉精
制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,其有效成分NaClO比HClO稳定多,可长期存放
制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反应有效氯70%)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。③与有机物反应,是重要的化学工业物质。④用于提纯Si、Ge、Ti等半导体和钛。
⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品。七.氯离子的检验
使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)。HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3 NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3 Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO¬3 ↓+2NaNO3 Ag2CO¬3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O Cl-+Ag+ == AgCl↓
若有疑问,可以直接留言,我会与你一起讨论的,谢谢你的配合,祝你学习进步!
必修一化学方程式及离子方程式小结
1、硫酸根离子的检验:
BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaCl SO42- + Ba2+ == BaSO4↓
2、碳酸根离子的检验:
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl CO32- + Ca2+== CaCO3↓
3、碳酸钠与盐酸反应:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ CO32- + 2H+== CO2↑+ H2O
4、木炭还原氧化铜: 2CuO + C 2Cu + CO2↑
5、钠与非金属单质反应:
4Na+O2=2Na2O 2Na+O2 Na2O2 Cl2 +2Na 2NaCl
6、钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 2Na + 2H2O == 2Na+ + 2OH- + H2↑
7、氧化钠的主要化学性质:2Na2O+O2 2Na2O2 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+SO3=Na2SO4 Na2O+CO2=Na2CO3
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
8、过氧化钠的主要反应:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 Na2O2+H2SO4(冷、稀)=Na2SO4+H2O2
9、氯气的主要化学性质:
Cl2 +H2=2HCl(或光照)3Cl2 +2P=2PCl3 Cl2 +PCl3=PCl5 3Cl2 +2Fe=2FeCl3 Cl2 +2Na=2NaCl Cl2+Cu=CuCl2 Cl2 +2FeCl2 =2FeCl3 Cl2 + 2Fe2+ == 2Fe3+ + 2Cl- Cl2 + 2NaBr = Br2 + 2NaCl Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl- Cl2 + 2KI =2KCl + I2 Cl2 + 2I- == 2Cl- + I2 Cl2+H2O=HCl +HClO Cl2 + H2O == Cl- + H+ + HClO 2HClO=2HCl + O2↑ Cl2+SO2 +2H2O=H2SO4 +2HCl Cl2 + SO2 + 2H2O == 2Cl- + SO42- + 4H+ Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O Cl2 + 2OH- == Cl- + ClO- + H2O 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O 2Ca(OH)2 +2Cl2 =2Ca2++2ClO-+2Cl -+2H2O Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO Ca2++2ClO- + CO2 + H2O =CaCO3↓+ 2HClO
10、铁及其化合物的主要化学性质:
2Fe + 3Cl2=2FeCl3 3Fe + 2O2=Fe3O4 Fe + S=FeS
3Fe+4H2O(g)=Fe3O4+4H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+2H+ = Fe2+ + H2↑ Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O 2FeCl2 + Cl2=2FeCl3 2FeCl3+Fe=3FeCl2 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 FeCl3 + 3KSCN == Fe(SCN)3 + 3KCl Fe3+ + 3SCN- == Fe(SCN)3(红色溶液)Fe + 2Fe3+ == 3Fe2+ 2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ Fe3+ + 3OH- == Fe(OH)3↓
11、碳及其化合物的主要化学性质:
2C+O2(少量)=2CO C+O2(足量)CO2 C+CO2 =2CO C+H2O=CO+H2(生成水煤气)
C+2H2SO4(浓)=CO2↑+2SO2↑+2H2O C +4HNO3(浓)=CO2↑+4NO2↑+2H2O
2CO+O2= 2CO2 CO+CuO =Cu+CO2
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 CO2+H2O=H2CO3
CO2+Ca(OH)2(过量)=CaCO3↓+H2O Ca2+ + 2OH- + CO2 == CaCO3↓ + H2O
CO2 + 2OH- == CO32- + H2O 2CO2(过量)+Ca(OH)2=Ca(HCO3)2 CO2 + OH- == HCO3- CO2+NH3+NaCl+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(侯氏制碱法)
12、氮气、氨气及硝酸的主要化学性质:
N2+3H2 =2NH3 N2+O2 = 2NO N2+3Mg =Mg3N2 2NO+O2=2NO2 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NH3+5O2 4NO+6H2O NH3+HCl=NH4Cl(白烟)
NH3 + H2O= NH3•H2O = NH4+ + OH- NH4HCO3= NH3↑+H2O+CO2↑
NH4Cl= NH3+HCl2 NH4Cl + Ca(OH)2 =CaCl2 + NH3↑ + H2O NH4+ + OH- = NH3↑+ H2O 4HNO3 =4NO2↑+O2↑+2H2O 4HNO3(浓)+C = CO2↑+4NO2↑+2H2O
4HNO3+Cu=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2 2NO3- + Cu + 4H+ == Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O 8HNO3+3Cu=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2NO3- + 3Cu + 8H+ == 3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O
13、硫及其化合物的化学性质:
S+H2= H2S S+Fe= FeS S+2Cu =Cu2S S+O2= SO2 3S+6NaOH= 2Na2S+Na2SO3+3H2O 3S + 6OH- = 2S2- + SO32- + 3H2O SO2 + 2H2S=3S+2H2O SO2+H2O=H2SO3 2NaOH+SO2(少量)=Na2SO3+H2O SO2 + 2OH- == SO32- + H2O NaOH+SO2(足量)=NaHSO3 SO2 + OH- == HSO3-
2SO2+O2= 2SO3 2H2SO4(浓)+C= CO2 ↑ +2SO2↑+2H2O 2H2SO4(浓)+Cu= CuSO4+SO2↑+2H2O Na2SO3+H2SO4 = Na2SO4+ SO2↑+ H2O SO32- + 2H+ == SO2↑+ H2O
14、铝及其化合物主要化学性质:
4Al+3O2 =2Al2O3(纯氧)2Al+Fe2O3= Al2O3+2Fe 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑或2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 2Al+2OH—+6H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4] Al2O3+2OH—+3H2O=2[Al(OH)4]— 2Al2O3(熔融)= 3O2↑ + 4Al 2Al(OH)3 =Al2O3+3H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4] Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3NaCl Al3+ + 3OH- == Al(OH)3↓
AlCl3+3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4Cl Al3+ + 3NH3.H2O == Al(OH)3↓+ 3NH4+ AlCl3+3NaHCO3=Al(OH)3↓+3CO2↑ Al3+ + 3HCO3- == Al(OH)3↓ + 3CO2↑
15、硅及其化合物主要化学性质:
Si(粗)+2Cl2= SiCl4 SiCl4+2H2 =Si(纯)+4HCl Si(粉)+O2= SiO2 Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2 Si + 2OH- + H2O == SiO32- + 2H2↑ 2C+SiO2 =Si+2CO(制得粗硅)4HF+SiO2=SiF4+2H2O SiO2+CaO =CaSiO3 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(常温下强碱缓慢腐蚀玻璃)SiO2+Na2CO3= Na2SiO3+CO2 SiO2+CaCO3= CaSiO3+CO2 2NaOH+SiO2=Na2SiO3+H2O SiO2 + 2OH- == SiO32- + H2O Na2SiO3 + CO2 + H2O == H2SiO3↓+ Na2CO3 SiO32- + CO2 + H2O == H2SiO3↓+ CO32-
16、镁、铜等单质及化合物的性质:
2Mg+O2= 2MgO Mg + 2H2O = 2Mg(OH)2↓ + H2↑ Mg + Cl2= MgCl2 2Mg +CO2= 2MgO+C Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ Mg + 2H+ == Mg2+ + H2↑ MgO + 2HCl = MgCl2 +H2O MgO + 2H+ == Mg2+ + H2O Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 +2H2O Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2↓+2NaCl Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2↓
2Cu +O2= 2CuO 2Cu +S = Cu2S Cu+ Cl2 = CuCl2 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
CuO + 2H+ == Cu2+ + H2O
化学性质与酸反应
二.铝的化合
第一章
从实验学化学
一、常见物质的分离、提纯和鉴别
1.常用的物理方法——根据物质的物理性质上差异来分离。
混合物的物理分离方法
i、蒸发和结晶
蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。可以用来分离和提纯
可溶性固体和液体的混合物。例如分离NaCl和水的混合溶液。
ii、蒸馏
蒸馏是提纯或分离
沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
操作时要注意:
①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。
④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。
iii、分液和萃取
分液是把
两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。萃取剂的选择要求:和原溶液中的溶剂互不相溶也不反应;对溶质的溶解度要远大于原溶剂。
在萃取过程中要注意:
①将要萃取的溶液和萃取剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,分液时下层液体从漏斗口放出,上层液体从上口倒出。例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。
iv、过滤
过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
过滤时应注意:①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
2、化学方法分离和提纯物质
对物质的分离可一般先用化学方法对物质进行处理,然后再根据混合物的特点用恰当的分离方法(见化学基本操作)进行分离。
用化学方法分离和提纯物质时要注意:①最好不引入新的杂质;
②不能损耗或减少被提纯物质的质量
③实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:(1)生成沉淀法
(2)生成气体法
(3)氧化还原法
(4)正盐和与酸式盐相互转化法
(5)利用物质的两性除去杂质
(6)离子交换法
常见物质除杂方法
序号
原物
所含杂质
除杂质试剂
主要操作方法
N2
O2
灼热的铜丝网
用固体转化气体
CO
CO2
NaOH溶液
洗气
CO2
CO
灼热CuO
用固体转化气体
CI2
HCI
饱和的食盐水
洗气
Fe2O3
AI2O3
NaOH溶液
过滤
BaSO4
BaCO3
HCI或稀H2SO4
过滤
NaHCO3溶液
Na2CO3
CO2
加酸转化法
FeCI3溶液
FeCI2
CI2
加氧化剂转化法
FeCI2溶液
FeCI3
Fe
加还原剂转化法
I2晶体
NaCI
--------
加热升华
3、物质的鉴别
①
常见气体的检验
常见气体
检验方法
氢气H2
纯净的H2在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。注意:不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气
氧气O2
可使带火星的木条复燃
氯气Cl2
黄绿色,能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
注意:O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝
氯化氢HCl
无色刺激性气味。在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。
二氧化硫SO2
无色刺激性气味。能使品红褪色,加热后又显红色;能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
硫化氢HCl
无色、臭鸡蛋气味体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀;
使湿润的醋酸铅试纸变黑。
氨气NH3
无色、刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
二氧化碳CO2
能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,N2等气体也能使燃着的木条熄灭。
②
几种重要阳离子的检验
(l)H+(石蕊变红)(2)Na+、K+
(焰色反应)(3)Ba2+(SO42-)4)Mg2+
(OH-)
(5)Al3+(OH-和盐酸或过量的NaOH溶液)(6)Ag+(Cl-)(7)NH4+(OH-反应并加热)。
(8)Fe2+
能与OH-反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。(9)Fe3+(KSCN溶,溶液变血红色或者OH-,生成红褐色Fe(OH)3沉淀)
(10)Cu2+
能与OH-反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀。
③
几种重要的阴离子的检验
(1)OH-(无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂,变为红色、蓝色、黄色)
(2)Cl-、Br-、I-
(Ag+)(3)SO42-(Ba2+)(4)CO32-
(H+和澄清石灰水)
二、常见事故的处理
事故
处理方法
酒精及其它易燃有机物小面积失火
立即用湿布扑盖
钠、磷等失火
迅速用砂覆盖
少量酸(或碱)滴到桌上
立即用湿布擦净,再用水冲洗
少量酸沾到皮肤或衣物上
直接用水冲洗,再用NaHCO3稀溶液冲洗
碱液沾到皮肤上
先用较多水冲洗,再用硼酸溶液洗
酸、碱溅在眼中
立即用水反复冲洗,并不断眨眼
误食重金属盐
应立即口服蛋清或生牛奶
汞滴落在桌上或地上
应立即撒上硫粉
三、化学计量
①物质的量
定义:表示一定数目微粒的集合体
符号:n
单位:摩尔,符号
mol
阿伏加德罗常数:0.012kgC-12中所含有的碳原子数。用NA表示。
约为6.02x1023
粒子数目与物质的量
公式:n=
②摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量
用M表示
单位:g/mol
数值上等于该物质的分子量
质量与物质的量
公式:n=
③物质的体积决定:①微粒的数目②微粒的大小③微粒间的距离
微粒的数目一定时,固体液体主要决定②微粒的大小
气体主要决定③微粒间的距离
气体摩尔体积与物质的量
公式:n=
标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L
④阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数
⑤物质的量浓度:单位体积溶液中所含溶质B的物质的量。符号CB
单位:mol/l
公式:CB=nB/V
nB=CB×V
V=nB/CB
溶液稀释规律
C(浓)×V(浓)=C(稀)×V(稀)
⑥
溶液的配置
配制一定物质的量浓度的溶液(配制前要检查容量瓶是否漏水)
计算----称量---溶解----转移---洗涤---振荡----定容----摇匀。
第二章
化学物质及其变化
一、物质的分类
金属:Na、Mg、Al
单质
非金属:S、O、N
酸性氧化物:SO3、SO2、P2O5等
氧化物
碱性氧化物:Na2O、CaO、Fe2O3
两性氧化物:Al2O3等
纯
不成盐氧化物:CO、NO等
净
含氧酸:HNO3、H2SO4等
物
按酸根分
无氧酸:HCl
强酸:HNO3、H2SO4、HCl
酸
按强弱分
弱酸:H2CO3、HClO、CH3COOH
化
一元酸:HCl、HNO3
合按电离出的H+数分
二元酸:H2SO4、H2SO3
物
多元酸:H3PO4
强碱:NaOH、Ba(OH)2
物
按强弱分
质
弱碱:NH3·H2O、Fe(OH)3
碱
一元碱:NaOH、按电离出的HO-数分
二元碱:Ba(OH)2
多元碱:Fe(OH)3
正盐:Na2CO3
盐
酸式盐:NaHCO3
碱式盐:Cu2(OH)2CO3
溶液:NaCl溶液、稀H2SO4等
混
悬浊液:泥水混合物等
合乳浊液:油水混合物
物
胶体:Fe(OH)3胶体、淀粉溶液、烟、雾、有色玻璃等
二、分散系
(一)相关概念
1.分散系:一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物,统称为分散系。
2.分散质:分散系中分散成粒子的物质。
3.分散剂:分散质分散在其中的物质。
4、分散系的分类:当分散剂是水或其他液体时,如果
按照分散质粒子的大小来分类,可以把分散系分为:溶液、胶体和浊液。分散质粒子直径小于1nm的分散系叫溶液,在1nm-100nm之间的分散系称为胶体,而分散质粒子直径大于100nm的分散系叫做浊液。
下面比较几种分散系的不同:
分散系
溶 液
胶 体
浊 液
分散质的直径
<1nm(粒子直径小于10-9m)
1nm-100nm(粒子直径在10-9
~
10-7m)
>100nm(粒子直径大于10-7m)
分散质粒子
单个小分子或离子
许多小分子集合体或高分子
巨大数目的分子集合体
实例
溶液酒精、氯化钠等
淀粉胶体、氢氧化铁胶体等
石灰乳、油水等
性
质
外观
均一、透明
均一、透明
不均一、不透明
稳定性
稳定
较稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
鉴别
无丁达尔效应
有丁达尔效应
静置分层
(二)、胶体
1、胶体的定义:分散质粒子直径大小在10-9~10-7m之间的分散系。
2、胶体的分类:
根据分散剂的状态划分:
如:烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶;AgI溶胶、溶胶、溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,叫做固溶胶。
3、胶体的性质:
①
丁达尔效应——丁达尔效应是粒子对光散射作用的结果,是一种物理现象。丁达尔现象产生的原因,是因为胶体微粒直径大小恰当,当光照射胶粒上时,胶粒将光从各个方面全部反射,胶粒即成一小光源(这一现象叫光的散射),故可明显地看到由无数小光源形成的光亮“通路”。当光照在比较大或小的颗粒或微粒上则无此现象,只发生反射或将光全部吸收的现象,而以溶液和浊液无丁达尔现象,所以丁达尔效应常用于鉴别胶体和其他分散系。
②
布朗运动——在胶体中,由于胶粒在各个方向所受的力不能相互平衡而产生的无规则的运动,称为布朗运动。是胶体稳定的原因之一。
③
电泳——在外加电场的作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极(或阳极)作定向移动的现象。胶体具有稳定性的重要原因是同一种胶粒带有同种电荷,相互排斥,另外,胶粒在分散力作用下作不停的无规则运动,使其受重力的影响有较大减弱,两者都使其不易聚集,从而使胶体较稳定。
说明:A、电泳现象表明胶粒带电荷,但胶体都是电中性的。胶粒带电的原因:胶体中单个胶粒的体积小,因而胶体中胶粒的表面积大,因而具备吸附能力。有的胶体中的胶粒吸附溶液中的阳离子而带正电;有的则吸附阴离子而带负电胶体的提纯,可采用渗析法来提纯胶体。使分子或离子通过半透膜从胶体里分离出去的操作方法叫渗析法。其原理是胶体粒子不能透过半透膜,而分子和离子可以透过半透膜。但胶体粒子可以透过滤纸,故不能用滤纸提纯胶体。
B、在此要熟悉常见胶体的胶粒所带电性,便于判断和分析一些实际问题。
带正电的胶粒胶体:金属氢氧化物如、胶体、金属氧化物。
带负电的胶粒胶体:非金属氧化物、金属硫化物As2S3胶体、硅酸胶体、土壤胶体
特殊:AgI胶粒随着AgNO3和KI相对量不同,而可带正电或负电。若KI过量,则AgI胶粒吸附较多I-而带负电;若AgNO3过量,则因吸附较多Ag+而带正电。当然,胶体中胶粒带电的电荷种类可能与其他因素有关。
C、同种胶体的胶粒带相同的电荷。
D、固溶胶不发生电泳现象。凡是胶粒带电荷的液溶胶,通常都可发生电泳现象。气溶胶在高压电的条件也能发生电泳现象。
④聚沉——胶体分散系中,分散系微粒相互聚集而下沉的现象称为胶体的聚沉。
胶体凝聚的方法:加入电解质;加入带异性电荷胶粒的胶体;加热。
三、离子反应
1、电解质与非电解质
①电解质:在水溶液里或熔化状态下能够导电的化合物,如酸、碱、盐等。
②非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物,如蔗糖、酒精等。
小结(1)、能够导电的物质不一定全是电解质。
(2)、电解质必须在水溶液里或熔化状态下才能有自由移动的离子。
(3)、电解质和非电解质都是化合物,单质既不是电解也不是非电解质。
(4)、溶于水或熔化状态;注意:“或”字
(5)、溶于水和熔化状态两各条件只需满足其中之一,溶于水不是指和水反应;
(6)、化合物,电解质和非电解质,对于不是化合物的物质既不是电解质也不是非电解质。
2、电离:电解质溶于水或受热熔化时解离成自由离子的过程。
3、电离方程式
H2SO4
=
2H+
+
SO42-
HCl
=
H+
+
Cl-
HNO3
=
H+
+
NO3-
书写下列物质的电离方程式:KCl、Na2SO4、NaHSO4、NaHCO3
KCl
==
K+
+
Cl―
Na2SO4
==
Na+
+SO42―
NaHSO4
==
Na+
+
H+
+SO42―
NaHCO3
==
Na+
+
HCO3―
这里大家要特别注意,碳酸是一种弱酸,弱酸的酸式盐如碳酸氢钠在水溶液中主要是电离出钠离子还有碳酸氢根离子;而硫酸是强酸,其酸式盐就在水中则完全电离出钠离子,氢离子还有硫酸根离子。
[小结]注意:
1、HCO3-、OH-、SO42-等原子团不能拆开
2、HSO4―在水溶液中拆开写。
4、强电解质:在水溶液里全部电离成离子的电解质。
5、弱电解质:在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质。
强、弱电解质对比
强电解质
弱电解质
物质结构
离子化合物,某些共价化合物
某些共价化合物
电离程度
完全
部分
溶液时微粒
水合离子
分子和水合离子
导电性(条件相同时)
强
弱
物质类别实例
大多数盐类、强酸、强碱
弱酸、弱碱、水
6、强电解质与弱电解质的注意点
①电解质的强弱与其在水溶液中的电离程度有关,与其溶解度的大小无关。例如:难溶的BaS04、CaC03在水中溶解的部分是完全电离的,故是强电解质。而易溶于水的CH3COOH、H3P04等在水中只有部分电离,故归为弱电解质。
②电解质溶液的导电能力的强弱只与自由移动的离子浓度及离子所带的电荷数有关,而与电解质的强弱
没有必然的联系。例如:一定浓度的弱酸溶液的导电能力也可能比较稀的强酸溶液强。
③强电解质包括:强酸(如HCl、HN03、H2S04)、强碱(如NaOH、KOH、Ba(OH)2)、大多数盐(如NaCl、MgCl2、K2S04、NH4C1)和活泼金属氧化物。
④弱电解质包括:弱酸(如H3PO4、CH3COOH)、弱碱(如NH3·H20)和水。
7、离子方程式的书写
第一步:写
写出正确的化学方程式
例如:CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2
第二步:拆
把易溶于水的强电解质拆成离子形式
Cu2++SO42-+Ba2++2Cl-=BaSO4↓+Cu2++2Cl-
第三步:删
删去两边不参加反应的离子
Ba2+
+
SO42-
=
BaSO4↓
第四步:查
检查(质量守恒、电荷守恒)
※离子方程式的书写注意事项:
(1)必须是水溶液中的离子反应才有离子方程式。例如.固体间的反应,即使是电解质,也不是离子反应,也就没有离子方程式
如:2NH4Cl(固)+Ca(OH)2(固)=CaCl2+2H2O+2NH3↑
(2)浓H2SO4作为反应物和固体反应时,浓H2SO4写成化学式。
(3)微溶物作为反应物时,若为澄清溶液,写成离子;处于浊液或固体时写成化学式。微溶物作为生成物时一律写化学式
如条件是澄清石灰水,则应拆成离子;若是石灰乳或浑浊石灰水则不能拆,写成化学式。
8、离子共存问题
凡是能发生反应的离子之间不能大量共存(注意不是完全不能共存,而是不能大量共存)
一般规律是:1、生成难溶或微溶性盐的离子(熟记常见的难溶、微溶盐);
2、与H+不能大量共存的离子:
OH-和CH3COO-、CO32-等弱酸根离子和HCO3-等弱酸的酸式酸根离子
3、与OH-不能大量共存的离子有:
NH4+和HCO3-等弱酸的酸式酸根离子以及弱碱的简单阳离子(比如:Cu2+、Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+等等)
4、能相互发生氧化还原反应的离子不能大量共存:
常见还原性较强的离子(Fe3+、S2-、I-、SO32-)与
氧化性较强的离子(Fe3+、ClO-、MnO4-、Cr2O72-)
四、氧化还原反应
①、氧化还原反应的判断依据-----有元素化合价变化
失电子总数=化合价升高总数==得电子总数==化合价降低总数。
②、氧化还原反应的实质------电子的转移(电子的得失或共用电子对的偏移
③、氧化剂和还原剂(反应物)
氧化剂:得电子(或电子对偏向)的物质----氧化性----被还原----发生还原反应---还原产物
还原剂:失电子(或电子对偏离)的物质----还原性----被氧化----发生氧化反应—氧化产物
④、常见的氧化剂与还原剂
a、常见的氧化剂
(1)
活泼的非金属单质:O2、Cl2、Br2
(2)
含高价金属阳离子的化合物:FeCl3
(3)
含某些较高化合价元素的化合物:浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2
b、常见的还原剂:
(1)
活泼金属:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn
(按金属活动性顺序,还原性递减)
(2)
含低价金属阳离子的化合物:Fe2+
(3)
某些非金属单质:C、H2
(4)
含有较低化合价元素的化合物:HCl、H2S、HI、KI
⑤、氧化还原反应中电子转移的表示方法
(1)
双线桥法:表示电子得失结果
(2)
单线桥法:表示电子转移情况
⑥、判断氧化剂或还原剂强弱的依据
i.根据方程式判断(简称:前
后)
氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
ii.
根据反应条件判断
当不同氧化剂作用于同一还原剂时,如氧化产物价态相同,可根据反应条件的难易来进行判断,如:
4HCl(浓)+MnO2
MnCl2+2H2O+Cl2↑
16HCl(浓)+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑
易知氧化性:KMnO4>MnO2。(反应条件越高,性质越弱)
iii.由氧化产物的价态高价来判断
当含变价元素的还原剂在相似的条件下作用于不同的氧化剂时,可由氧化产物相关元素价态的高低来判断氧化剂氧化性的强弱。如:
2Fe+3Cl2
2FeCl3
Fe+S
FeS
可知氧化性:Cl2>S。(生成价态越高,性质越强)
iv.根据元素周期表判断
(a)同主族元素(从上到下):非金属原子(或单质)氧化性逐渐减弱,对应阴离子还原性逐渐增强;金属原子(或单质)还原性逐渐增强,对应阳离子氧化性逐渐减弱。
(b)同周期元素(从左到右):原子或单质还原性逐渐减弱,氧化性逐渐增强。阳离子的氧化性逐渐增强,阴离子的还原性逐渐减弱。
⑦、氧化还原方程式的配平
(a)配平依据:在氧化还原反应中,得失电子总数相等或化合价升降总数相等。
(b)配平步骤:“一标、二找、三定、四配、五查”,即标好价,找变化,定总数,配系数、再检查。”
第三章金属及其化合物
一、金属的物理通性:
常温下,金属一般为银白色晶体(汞常温下为液体),具有良好的导电性、导热性、延展性。
二、金属的化学性质:
多数金属的化学性质比较活泼,具有较强的还原性,在自然界多数以化合态形式存在。
物质
Na
Al
Fe
保存
煤油(或石蜡油)中
直接在试剂瓶中即可
直接在试剂瓶中
化性
常温下氧化成Na2O:
4Na + O2 = 2Na2O
点燃
点燃生成Na2O2
点燃
2Na + O2 == Na2O2
常温下生成致密氧化膜:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
致密氧化膜使铝耐腐蚀。
点燃
纯氧中可燃,生成氧化铝:
点燃
4Al + 3O2 == 2Al2O3
潮湿空气中易受腐蚀:
铁锈:主要成分Fe2O3
点燃
纯氧中点燃生成:
点燃
3Fe+2O2 ==
Fe3O4
与
O2
与Cl2
2Na+Cl2 == 2NaC
2Al+3Cl2 == 2AlCl3
2Fe+3Cl2==
2FeCl3
与S
常温下即可反应:
2Na + S = Na2S
△
加热时才能反应:
2Al
+
3S == Al2S3
△
加热只能生成亚铁盐:
Fe
+
S
==
FeS
与水
常温与冷水剧烈反应:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
△
去膜后与热水反应:
2Al+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2↑
常温下纯铁不与水反应。
△
加热时才与水蒸气反应:
3Fe+4H2O(g)
==
Fe3O4+4H2
与
酸溶
液
2Na+2HCl=2NaCl+H2↑
2Al+6HCl==2AlCl3+
3H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
与
碱
溶
液
---------------------
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
---------------------
与
盐
溶
液
与硫酸铜溶液:
2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑
置换出较不活泼的金属单质
置换出较不活泼的金属单质
与
氧
化
物
----------------------
点燃
镁条引燃时铝热反应:
2Al+Fe2O3==Al2O3+2Fe
---------------------
金属活泼性逐渐减弱
三、金属化合物的性质:
1、氧化物
Na2O
Na2O2
Al2O3
Fe2O3
性质
碱性氧化物
非碱性氧化物
两性氧化物
碱性氧化物
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
白色固体
赤红色固体
与水反应
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH
+O2↑
----------------
----------------
与酸溶液
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O(溶液无色)
2Na2O2+4HCl=4NaCl+
2H2O+O2↑
Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
(溶液黄色)
与碱溶液
----------------
----------------
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
---------------
其他
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
----------------
---------------
2、氢氧化物
化性
NaOH
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
属性
碱性氢氧化物
两性氢氧化物
碱性氢氧化物
碱性氢氧化物
与酸溶液
NaOH+HCl=NaCl+H2O
Al(OH)3+3HCl=
AlCl3+3H2O
Fe(OH)2+2HCl=
FeCl2+2H2O
Fe(OH)3+3HCl=
FeCl3+3H2O
与碱溶△
△
液
-------
Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
-------
----------
稳定性
稳定
2Al(OH)3==Al2O3+3H2O
4Fe(OH)2+O2+2H2O=
4Fe(OH)3
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O
制备
金属钠与水即可
铝盐溶液与过量浓氨水
亚铁盐溶液与氢氧化钠溶液(液面下)
铁盐溶液滴加氢氧化钠溶液
3、盐
Na2CO3(俗名:纯碱、苏打)
NaHCO3(俗名:小苏打)
溶解度
较大
较小
溶液碱性
使酚酞变红,溶液呈碱性。
使酚酞变淡粉色,溶液呈较弱的碱性。
与酸
反应迅速Na2CO3+2HCl=2NaCl+2H2O+CO2↑
反应更迅速NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
与碱
-------------
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
稳定性
稳定,加热不分解。
△
固体NaHCO3
2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
相互转化
Na2CO3溶液中通入大量CO2
Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3
△
固体
NaHCO3
:2NaHCO3 == Na2CO3+H2O+CO2↑
其他
溶液中:Na2CO3+Ca(OH)2 = 2NaOH+CaCO3↓
溶液中:NaHCO3+Ca(OH)2 = NaOH+CaCO3↓+H2O
用途
工业原料等
中和胃酸、制糕点等
FeCl2
FeCl3
颜色
浅绿色
黄色
与碱溶液
FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2↓+2NaCl
FeCl3+3NaOH= Fe(OH)3↓+3NaCl
相互转化
2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3
2FeBr2+Br2 = 2FeBr3
2FeCl3+Fe = 3FeCl2
2FeBr3+Fe = 3FeBr2
检验
遇KSCN不显血红色,加入氯水后显红色
遇KSCN显血红色
用途
净水剂等
印刷线路板等
四、金属及其化合物之间的相互转化
1、铝及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。⑩NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3↓+NaCl2、铁及其重要化合物之间的转化关系,写出相应的化学反应方程式。
3、钠及其化合物之间的相互转化,写出相应的化学反应方程式。
第四章
非金属及其化合物
一、本章知识结构框架
二、本章知识结构梳理
(一)硅及其化合物
1、二氧化硅和二氧化碳比较
二氧化硅SiO2
二氧化碳CO2
类别
酸性氧化物
_酸性氧化物
熔沸点
高
低
与水反应方程式
不反应
CO2+H2O
H2CO3
与酸反应方程式
SiO2
+
4HF==SiF4↑+2H2O
不反应
与烧碱反应方程式
SiO2+2NaOH
==
Na2SiO3+H2O
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
与CaO反应方程式
SiO2+CaOCaSiO3
CaO+CO2==CaCO3
存在状态
水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子
人和动物排放
2、硅以及硅的化合物的用途
物质
用途
硅单质
半导体材料、光电池(计算器、人造卫星、登月车、探测器)
SiO2
饰物、仪器、光导纤维、玻璃
(二)氯
1、液氯、新制的氯水和久置的氯水比较
液氯
新制氯水
久置氯水
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
黄绿色
无色
成分
Cl2
Cl2、H2O、HClO、H+、Cl―、ClO―、OH―
H+、Cl―、H2O、OH―
性质
氧化性
氧化性、酸性、漂白性
酸性
2、氯气的性质
与金属钠反应方程式
2Na+Cl2
2NaCl
与金属铁反应方程式
2Fe+3Cl2
2FeCl3
与金属铜反应方程式
Cu+Cl2
CuCl2
与氢气反应方程式
H2+Cl2
2HCl;H2+Cl2
2HCl
与水反应方程式
H2O
+Cl2
==HCl+HClO
制漂白液反应方程式
Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O
制漂白粉反应方程式
2Cl2
+2Ca(OH)2==CaCl2
+Ca(ClO)2
+2H2O
实验室制法
MnO2+4HCl(浓)MnCl2
+Cl2
↑+2H2O
Cl-检验
AgNO3溶液
Ag++Cl―==AgCl
(三)硫、氮
1、二氧化硫的性质
物理性质
颜色状态
密度
毒性
黄绿色
比空气大
有毒
化学性质
酸性
与水反应方程式
SO2+H2O
H2SO3
与烧碱反应方程式
SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O
SO2+NaOH==NaHSO3
漂白性
漂白原理:由于它能跟某些有色物质生成:无色物质
具有漂白性的物质
吸附漂白:活性炭
氧化漂白:HClO、O3、Na2O2
还原性
与氧气反应方程式
2SO2
+
O2
===
2SO3
与氯水反应方程式
SO2
+
Cl2
+2H2O
==
H2SO4+2HCl
氧化性
与硫化氢反应方程式
SO2+2H2S
==
3S↓+2H2O2、浓硫酸和浓硝酸的性质
浓硫酸
浓硝酸
相同点
与Cu反应
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+
SO2
↑+2H2O
Cu+4HNO3
(浓)==Cu(NO3)2
+2NO2
↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)
==
3Cu(NO3)2
+
2NO↑+4H2O
与木炭反应
C
+
2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
与铁铝反应
发生钝化现象,所以可以用铁制或铝制容器来存放冷的浓硫酸和浓硝酸
特性
①吸水性
②脱水性
③强氧化性
①强氧化性
②漂白性
3、氨气、氨水与铵盐的性质
氨气的物理性质
颜色状态
密度
水溶性
无色有刺激性
气味的气体
比空气小
易溶(1:700)可以形成喷泉,水溶液呈碱性。
氨气的化学性质
与水反应方程式
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH―
与盐酸反应方程式
NH3
+
HCl
==
NH4Cl
实验室制法
Ca(OH)2+2NH4ClCaCl2
+2NH3
↑+2H2O
氨水成分
NH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH―、极少量的H+
铵盐
物理性质:铵盐都是无色色晶体,能溶于水
化学性质
NH4ClNH3
+
HCl
NH4HCO3
NH3
↑+
H2O
+CO2
一、铝:
1、物理性质:
银白色金属, 硬度和密度小, 具有良好的导电、导热性和延展性。其导电性在银铜金之后
2、化学性质:
(1)与非金属单质反应: 2Al+3Cl2 4Al+3O2
2AlCl3 2Al2O3(常温也可以反应,生成致密氧化膜,常用来解释为什么铝不容易生锈)
(2)与酸反应:
A、与非氧化性酸反应(盐酸,稀硫酸等),生成氢气 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+6H+=2Al3++3H2↑
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 2Al+6H+=2Al3++3H2↑
B、与氧化性酸反应,发生钝化,即铝、铁在冷的浓硫酸,浓硝酸中发生钝化
注意: ① 如果是稀硫酸或者是稀硝酸,则不会发生钝化
② 如果是热的浓硫酸或者是热的浓硝酸,也不会发生钝化
(3)与碱反应:生成四羟基合铝酸钠
2Al+2NaOH+6H2O===2Na[Al(OH)4]+3H2↑
2Al+2OH–+6H2O=2[Al(OH)4]–+3H2↑
(4)与盐反应:按照金属活动性顺序,发生置换反应 2Al+3Cu2+===3Cu+2Al3+(5)与氧化物反应:发生铝热反应 2Al+Fe2O
3Al2O3+2Fe 注意事项:① 反应物铝和金属氧化物统称铝热剂
② 铝热反应的实验现象为:发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。
③ 铝热反应常用于焊接铁轨和冶炼金属
二、氧化铝
1、存在形式:氧化铝主要存在刚玉中,刚玉的主要成分是Al2O3,A、其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石; B、含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。
2、物理性质:白色固体、不溶于水、熔沸点高。
3、化学性质:
(1)电解反应:电解氧化铝用于制取金属铝
电解
2Al2O3 ========= 2Al + 3 O2 ↑
(2)两性氧化物(即能与酸反应,也能与碱反应)A、氧化铝与酸反应: Al2O3+6HCl=AlCl3+3H2O B、氧化铝与碱反应: Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
三、氢氧化铝
1、物理性质:
白色胶状物质, 不溶于水, 强吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素。
2、化学性质:
(1)不稳定性:氢氧化铝不稳定,受热易分解。
△
2Al(OH)3 ===== Al2O3+2H2O(这是工业上制取纯净氧化铝的方法。)(2)两性氢氧化物:
A、与酸反应:Al(OH)3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2O B、与碱反应:Al(OH)3 + NaOH=Na[Al(OH)4]
3、制取:实验室一般用铝盐跟氨水反应制取氢氧化铝 AlCl3+3NH3〃H2O === Al(OH)3↓+3NH4Cl Al3+ + 3NH3〃H2O === Al(OH)3↓+3NH4+
注意:弱酸(比如碳酸),弱碱(比如氢氧化钠)均不能使氢氧化钠溶解
4、知识补充:四羟基合铝酸盐{[Al(OH)4]– }的性质: [Al(OH)4]–可以看成[Al(OH)4]–= Al(OH)3+(OH)–
(1)与不能共存的离子:只要不能与氢氧根共存的离子,都不能与[Al(OH)4]–共存,比如:铁离子、铝离子、碳酸氢根等(2)铝盐可以跟四羟基合铝酸盐反应,生成氢氧化铝
Al3+ + 3[Al(OH)4]–=4 Al(OH)3↓
(3)四羟基合铝酸盐也可以和酸反应,比如实验室也可以利用四羟基合铝酸盐跟二氧化碳反应来制取氢氧化铝
A、当CO2不足时,2[Al(OH)4]–+ CO2 = 2 Al(OH)3↓+H2O+CO32-B、当CO2过量时,[Al(OH)4]–+ CO2 = Al(OH)3↓+ HCO3-
四、铝合金:
1、合金的概念:金属跟金属,或者金属跟非金属通过加热融合
而形成的混合物。
2、合金的特征:两大一小
(1)合金的硬度一般比组成它的金属大(2)合金的熔点一般比组成它的金属低(3)合金的抗腐蚀性一般比组成它的金属强
3、铝合金的优点:密度小、强度高、塑性好、易于成型等优点
4、铝合金的用途:经常用于制造飞机构件,建筑业及电子行业等。
五、金属材料:
1、分类:分为黑色金属材料和有色金属材料
(1)黑色金属:黑色金属是指铁、锰、铬以及它们的合金(2)有色金属:除黑色金属外所有的金属材料统称有色金属
注意事项:① 黑色金属只是一种称呼,并不是说黑色金属都是黑色的
② 黑色金属材料是人类使用最广泛的金属材料
2、黑色金属—钢铁:
(1)铁的合金主要包括钢铁和生铁,其中生铁的含碳量比较高(2)铁的使用经历了一个“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变(3)不锈钢主要是在普通钢的基础上加入铬、镍等元素,不锈钢有很多类型,但是有一个共同的特征是:其含铬量一般都大于12%。
3、有色金属材料—金、银、铜
(1)金银铜的三性(导电性、导热性、延展性)
导电性:银>铜>金 导热性:银>铜>金 延展性:金>银>铜
(2)物理性质:金是黄色金属、银是银白色金属、铜是紫红色金属 其中铜是人类最早使用的金属。(3)化学性质:
金:金的化学性质很稳定,基本不与任何物质反应。
银:银的化学性质也很稳定,除了跟硝酸、浓硫酸等少数氧化剂
反应外,也基本不与其它物质反应
铜:铜的化学性质相对比较活泼
(1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但是在潮湿的空气中容易被腐蚀,生成绿色的铜锈(或者铜绿),方程式为: 2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3
(2)铜在加热或者点燃的条件下,能与许多非金属反应:
△
△
2Cu+O2====2CuO 2Cu+S====Cu2S
(3)铜及其化合物之间可以相互转化,而且转化时常伴着颜色变化 高温 △
CuO ======2Cu2O + O2↑ CuSO4〃5H2O====CuSO4+5H2O↑
六、铝的图象问题总结:
1、铝盐与氨水的反应
由于产物氢氧化铝不溶于氨水,因此无论是铝盐里面加入氨水,还是氨水里面加入铝盐,反应都是一样的,因此图像也应该相同,具体如下所示:
A、实验现象:加入试剂后,生成沉淀,沉淀不消失 B、离子方程式:Al3+ + 3NH3〃H2O === Al(OH)3↓+3NH4+ 1mol 3mol C、图像:
(1)铝盐里面加入氨水:(2)氨水中加入铝盐
2、铝盐与强碱(以氢氧化钠为例)因为产物氢氧化铝溶于氢氧化钠,因此往铝盐里面加入氢氧化钠,跟氢氧化钠里面加入铝盐,反应情况应该是有所不同的,图像也应该是有所不同的,具体如下所示:(1)铝盐里面加入氢氧化钠 A、实验现象:
① 先生成沉淀(铝盐里面Al3+较多,加入OH-后生成Al(OH)3沉淀)② 沉淀消失(Al(OH)3与OH-继续反应,生成„Al(OH)4‟-)B、离子方程式:
① Al3+ + 3OH= Al(OH)3↓,Al(OH)3 + OH-= „Al(OH)4‟-1mol 1mol 1mol 1mol 1mol 3mol 1mol 1mol 即第一步发生 Al3+ + 4OH-= „Al(OH)4‟-② Al3+ + 3 „Al(OH)4‟-= 4 Al(OH)3↓
1mol 3 mol 即加入的Al3+要先花3mol去跟OH-反应形成1mol„Al(OH)4‟-,然后1mol Al3+再跟1mol„Al(OH)4‟-反应形成沉淀。C、图像:
3、Na„Al(OH)4‟与CO2的反应:
由于产物氢氧化铝不溶于碳酸,因此无论是Na„Al(OH)4‟里面加入CO2,因此生成的沉淀应该不会消失,具体如下所示: A、实验现象:加入试剂后,生成沉淀,沉淀不消失 B、离子方程式:
当CO2不足时,2[Al(OH)4]–+ CO2 = 2 Al(OH)3↓+H2O+CO32- 当CO2过量时,[Al(OH)4]–+ CO2 = Al(OH)3↓+ HCO3-C、图像:
4、Na„Al(OH)4‟与HCl的反应:
因为产物氢氧化铝溶于盐酸,因此往Na„Al(OH)4‟里面加入HCl,跟往HCl里面加入Na„Al(OH)4‟,反应情况应该是有所不同的,图像也应该是有所不同的,具体如下所示:(1)往Na„Al(OH)4‟里面加入HCl A、实验现象:
① Na„Al(OH)4‟溶液出现沉淀 ② 继续滴加HCl,沉淀消失 B、离子方程式:
① „Al(OH)4‟-+ H+ = Al(OH)3↓+H2O 1mol 1mol ② Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ +3H2O 1mol 3mol C、图像:(2)往HCl里面加入Na„Al(OH)4‟: A、实验现象:
① HCl溶液先出现沉淀,沉淀迅速消失 ② 继续滴加Na„Al(OH)4‟,沉淀不变 B、离子方程式:
① „Al(OH)4‟-+ H+ = Al(OH)3↓+H2O Al(OH)3+ 3H+ = Al3+ +3H2O 即第一步的总反应为:„Al(OH)4‟-+ 4H+ = Al3+ +3H2O ② Al3+ + 3[Al(OH)4]–=4 Al(OH)3↓ C、图像:
5、向AlCl3、MgCl2溶液中滴加NaOH溶液
(1)实验现象:溶液中先出现白色沉淀,达最大值后继续滴加NaOH 溶液沉淀部分溶解。
(2)离子方程式:
Al3++3OH- =Al(OH)3↓ Mg2++2OH- =Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-=„Al(OH)4‟-
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