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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。
方法
适用范围
主要仪器
注意点
实例
固+液
蒸发
易溶固体与液体分开
酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
①不断搅拌;②最后用余热加热;③液体不超过容积2/3
NaCl(H2O)
固+固
结晶
溶解度差别大的溶质分开
NaCl(NaNO3)
升华
能升华固体与不升华物分开
酒精灯
I2(NaCl)
固+液
过滤
易溶物与难溶物分开
漏斗、烧杯
①一贴二低三靠;②沉淀要洗涤;③定量实验要“无损”
NaCl(CaCO3)
液+液
萃取
溶质在互不相溶的溶剂里,溶解度的不同,把溶质分离出来
分液漏斗
①先查漏;②对萃取剂的要求;③使漏斗内外大气相通;④上层液体从上口倒出
从溴水中提取Br2
分液
分离互不相溶液体
分液漏斗
乙酸乙酯与饱和Na2CO3溶液
蒸馏
分离沸点不同混合溶液
蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、牛角管
①温度计水银球位于支管处;②冷凝水从下口通入;③加碎瓷片
乙醇和水、I2和CCl4
渗析
分离胶体与混在其中的分子、离子
半透膜
更换蒸馏水
淀粉与NaCl
盐析
加入某些盐,使溶质的溶解度降低而析出
烧杯
用固体盐或浓溶液
蛋白质溶液、硬脂酸钠和甘油
气+气
洗气
易溶气与难溶气分开
洗气瓶
长进短出
CO2(HCl)
液化
沸点不同气分开
U形管
常用冰水
NO2(N2O4)
2、用化学方法分离和提纯物质:
将杂质
(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
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需要加入过量的试剂,使被分离的物质或离子尽可能除净
④实验操作要简便,不能繁杂。
二、化学计量
物质的量:
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NA:
0.012kgC-12中所含有的碳原子数。
约为6.02x1023
微粒个数N与物质的量n公式:
n=
摩尔质量:
单位物质的量的物质所具有的质量符号M,单位:
g/mol,数值上等于该物质的相对分子质量
质量m与物质的量n公式:
n=
物质的体积决定:
微粒的数目、微粒的大小、微粒间的距离
体积V与物质的量n公式:
n=
(标准状况下,1mol任何气体的体积都约为22.4L)
阿伏加德罗定律:
PV=nRT(同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同的分子数)
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/VnB=CB×V
溶液稀释规律C(浓)×V(浓)=C(稀)×V(稀)
溶液的配置
配制一定物质的量浓度的溶液的步骤:
(配制前要检查容量瓶是否漏水)
计算:
算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。
称量:
用托盘天平称取固体溶质质量,用量简量取所需液体溶质的体积。
溶解:
将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解。
转移:
冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。
洗涤(转移):
用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2-3次,将洗涤液注入容量瓶。
振荡:
使溶液混合均匀。
定容:
继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2-3mm处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切。
颠倒:
把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。
(液面下降,但不能再加水)
装瓶:
把配好的溶液装入干净的试剂瓶中,贴上标签。
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
氧化物:
Al2O3等
纯盐氧化物:
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、分散系相关概念
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
注意:
三种分散系的本质区别:
分散质粒子的大小不同。
三、胶体的性质:
①丁达尔效应——是粒子对光散射作用的结果,是一种物理现象。
②布朗运动——是胶体稳定的原因之一。
③电泳——胶粒带电荷,但胶体都是电中性的。
同种胶体的胶粒带相同的电荷,固溶胶不发生电泳现象
④聚沉——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:
(1)加入电解质
(2)加入带异性电荷胶粒的胶体;
(3)加热、光照或射线等
胶体的应用:
①盐卤点豆腐;②肥皂的制取分离;③明矾、
溶液净水;④FeCl3溶液用于伤口止血;⑤江河入海口形成的沙洲;⑥水泥硬化;⑦冶金厂大量烟尘用高压电除去;⑧土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用;⑨硅胶的制备;⑩用同一钢笔灌不同牌号墨水易发生堵塞
四、离子反应
1、电离:
电解质离解成自由离子的过程。
H2SO4=2H++SO42-HCl=H++Cl-HNO3=H++NO3-
电离时生成的阳离子全部都是氢离子的化合物我们就称之为酸。
电离时生成的阴离子全部都是氢氧根离子的化合物叫做碱。
电离时生成的金属阳离子(或NH4+)和酸根阴离子的化合物叫做盐。
NaHSO4==Na++H++SO42―NaHCO3==Na++HCO3―
注意:
(1)、HCO3-、OH-、SO42-等原子团不能拆开
(2)、HSO4―在水溶液中拆开写,在熔融状态下不拆开写。
2、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)、电解质应是一定条件下本身电离而导电的化合物
(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)、溶于水和熔化状态两条件只需满足其中之一,溶于水不是指和水反应;
(5)、对于不是化合物的物质既不是电解质也不是非电解质。
(6)、BaSO4AgCl难溶于水,导电性差,但由于它们的溶解度太小,测不出(或难测)其水溶液的导电性,但它们溶解的部分是完全电离的,所以他们是电解质
3、离子方程式的书写
写(基础):
写出正确的化学方程式
拆(关键):
把易溶、易电离的物质拆成离子形式(难溶、难电离的以及气体等仍用化学式表示)
删(途径):
删去两边不参加反应的离子
查(保证):
检查(质量守恒、电荷守恒)
※离子方程式的书写注意事项:
浓H2SO4作为反应物和固体反应时,浓H2SO4写成化学式。
H3PO4中强酸,在写离子方程式时按弱酸处理,写成化学式。
金属、非金属单质均写成化学式。
微溶物作为反应物时,处于澄清溶液中时写成离子形式;处于浊液或固体时写成化学式。
微溶物作为生成物的一律写化学式
4、离子反应:
离子间发生复分解反应、氧化还原反应、形成配合物
离子共存:
离子间能发生反应的离子不能大量共存(熟悉溶解性表)
还原性较强的离子有:
Fe3+、S2-、I-、SO32-。
氧化性较强的离子有:
Fe3+、ClO-、MnO4-、Cr2O72-、NO3-
5、氧化还原反应
口诀:
失电子,化合价升高,被氧化(氧化反应),还原剂;
得电子,化合价降低,被还原(还原反应),氧化剂;
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偏移)
氧化还原反应的判断依据-----有元素化合价变化
化合价升高总数==失电子总数;化合价降低总数==得电子总数。
、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:
Fe3+
(3)含较高化合价元素的化合物:
浓H2SO4、HNO3、KMnO4、MnO2
、常见的还原剂:
(1)活泼或较活泼的金属:
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
氧化剂+还原剂==还原产物+氧化产物
、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
⑥、判断氧化剂或还原剂强弱的依据
.根据方程式判断
氧化性:
氧化剂>氧化产物还原性:
还原剂>还原产物
.根据反应条件判断反应的难易
.由氧化产物的价态高价来判断
.根据元素周期表判断
(
)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。
(
)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。
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 == 2NaCl
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↑
与氯化铁溶液:
6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑
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
其他
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3
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
NaHCO3
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:
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
金属离子检验:
焰色反应呈黄色
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 = 2FeCl32FeBr2+Br2 = 2FeBr3
主要表现:
性(还原性)
2FeCl3+Fe = 3FeCl22FeBr3+Fe = 3FeBr2
表现:
性(氧化性)
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
附:
焰色反应:
用于在火焰上呈现特殊颜色的金属或它们的化合物的检验。
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
紫红色
黄色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
蓝绿色
注:
观察钾焰色反应时,应透过蓝色钴玻璃,以便滤去杂质钠的黄光。
第四章非金属及其化合物
一、本章知识结构框架
二、
(一)硅及其化合物
1、二氧化硅和二氧化碳比较
二氧化硅
二氧化碳
类别
酸性氧化物
_酸性氧化物
晶体结构
原子晶体
分子晶体
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
SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
少:
2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O
过:
NaOH+CO2==NaHCO3
与CaO反应
SiO2+CaO
CaSiO3
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
硅酸钠
矿物胶
SiC
砂纸、砂轮的磨料
(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―、极少量的为OH―
H+、Cl―、H2O、
极少量的OH―
稀盐酸
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
氯离子的检验试剂以及反应方程式
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+H2OH2SO3
与烧碱反应方程式
SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O
Na2SO3+SO2+H2O==2NaHSO3
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
曾学过的具有漂白性的物质
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↓+2H2O
2、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
异同点
①吸水性——干燥剂
②脱水性——蔗糖变黑
王水:
浓硝酸和浓盐酸(1:
3)
3、氨气、氨水与铵盐的性质
氨气
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。
与水反应
NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH―
与盐酸反应
NH3+HCl==NH4Cl
制法
Ca(OH)2+2NH4Cl
CaCl2+2NH3↑+2H2O
氨水成分
NNH3、NH3·H2O、H2O、NH4+、OH―、极少量的H+
铵盐
物理性质:
铵盐都是无色晶体,____能_____溶于水
化学性质
氯化铵分解反应方程式
NH4Cl
NH3+HCl
碳酸氢铵分解反应方程式
NH4HCO3
NH3↑+H2O+CO2↑
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