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- 2021-08-23 发布
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必修 1全册化学基本内容梳理
从实验学化学
一、化学实验安全
1、(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)浓酸撒在实验台上,先用 Na 2CO 3 (或 NaHCO 3)中和,后用水冲擦干净。浓酸沾
在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀 NaHCO 3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。
二.混合物的分离和提纯
分离和提纯的方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例
过滤 用于固液混合的分离 一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯
蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸, 温度计水银球的位置, 如石油的
蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏
萃取 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 选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不
相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘
分液 分离互不相溶的液体 打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔, 使漏斗内外
空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出 如用
四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液
蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时, 要用玻
璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热 分离 NaCl 和 KNO3 混合
物
三、离子检验
离子 所加试剂 现象 离子方程式
Cl-
AgNO 3、稀 HNO 3 产生白色沉淀 Cl -
+Ag +
=AgCl↓
SO42- 稀 HCl、BaCl 2 白色沉淀 SO 42-+Ba 2+
=BaSO 4↓
四 .除杂
注意事项: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。
五、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/N A
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 )
六、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
2.物质的量 =气体的体积 /气体摩尔体积 n=V/V m
3.标准状况下 , Vm = 22.4 L/mol
七、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
(3)物质的量浓度 = 溶质的物质的量 /溶液的体积 CB = n B/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,用有关物质的量浓度计算
的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质用溶剂稀释为规定的体积 ,就得欲
配制得溶液 .
(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 )
一、物质的分类
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。
(1)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 )
(2)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)
(3)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
(1)、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。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( SO 2、SO 3、CO 2)、大
部分的有机物为非电解质。
(2)、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
(3)、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 SO 42-、Ag +和 Cl-、Ca2+和 CO 32-、
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 C O 32-,HCO 3-,SO 32-,OH -
和 NH 4+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 -、CH 3COO -,OH -和 HCO 3-
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+、MnO 4-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 -)。( 4)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、氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)
得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)
金属及其化合物
一、
金属活动性 Na>Mg>Al>Fe。
二、金属一般比较活泼, 容易与 O2反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成 H2,特别
活泼的如 Na等可以与 H2O发生反应置换出 H2,特殊金属如 Al可以与碱溶液反应而得到 H2。
三、
Al2O3为两性氧化物, Al(OH)3为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可
以与强碱反应生成盐和水。
四、 Na 2CO 3和 NaHCO 3比较
碳酸钠 碳酸氢钠
俗名 纯碱或苏打 小苏打
色态 白色晶体 细小白色晶体
水溶性
易溶于水, 溶液呈碱性使酚酞变
红
易溶于水(但比 Na 2CO 3溶
解度小)溶液呈碱性(酚
酞变浅红)
热稳定性 较稳定,受热难分解
受热易分, 2NaHCO 3
=Na 2CO 3+CO 2↑+H2O
与酸反应
CO 32—+H+ =H CO 3—
H CO 3—+H+ =CO 2↑+ H2O
H CO 3—+H+ =CO2↑+
H2O
相同条件下放出 CO 2的速
度NaHCO 3比Na2CO 3快
与碱反应
Na 2CO 3+Ca(OH) 2 =CaCO 3
↓+ 2NaOH
反应实质: CO 32—
与金属阳离子
的复分解反应
NaHCO 3+
NaOH=Na 2CO 3+H2O
反应实质:
H CO 3—+OH -=H2O+
CO 32—
与 H2O和 CO 2的反应
Na 2CO 3 + CO 2 + H2O
=2NaHCO 3
CO 32—+H2O+CO 2= 2HCO 3—
不反应
与盐反应
CaCl 2+Na2CO 3 =CaCO 3↓+
2NaCl
Ca 2+
+CO 32— =CaCO 3↓
不反应
主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器
五、合金:两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性
的物质。
合金的特点;硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低,用途比纯金属要广泛。
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Ⅳ A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( SiO 2)
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 [SiO 4],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,是酸性
氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应
SiO 2+4HF == SiF4 ↑+2H 2O
SiO 2+CaO ===( 高温 ) CaSiO3
SiO 2+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( H2SiO 3)
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于 SiO 2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。
Na2SiO 3+2HCl == H 2SiO 3↓+ 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。( Na2SiO 3 、K2SiO 3除外)最典型的代表是硅酸钠 Na2SiO 3 :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Ⅶ A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 :MnO 2+4HCl ( 浓 ) MnCl 2+2H2O+Cl 2
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 2Fe +3Cl 2===( 点燃 ) 2FeCl 3 Cu+Cl2===(点燃 ) CuCl 2
Cl2+H2 ===( 点燃 ) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。
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 Cl 2+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%) 2Cl 2+2Ca(OH) 2=CaCl 2+
Ca(ClO) 2+2H 2O
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( CO 32-、SO 32-)
HCl+AgNO 3 == AgCl ↓+HNO 3
NaCl+AgNO 3 == AgCl ↓+NaNO 3
Na2CO 3+2AgNO 3 ==Ag 2CO 3 ↓+ 2NaNO 3
Ag2CO 3+2HNO 3 == 2AgNO 3+CO 2 ↑+ H2O
Cl-+Ag+ == AgCl ↓
八、二氧化硫
制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末)
S+O2 ===(点燃 ) SO 2
物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水( 1:40体积比)
化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸 H2SO 3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇
热会变回原来颜色。这是因为 H2SO3 不稳定,会分解回水和 SO 2
SO2+H2O→ H2SO 3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。
可逆反应——在同一条件下, 既可以往正反应方向发生, 又可以向逆反应方向发生的化学
反应称作可逆反应,用可逆箭头符号 连接。
九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电: N2+O2 ========( 高温或放电 ) 2NO,生成的
一氧化氮很不稳定,在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮: 2NO +O2 == 2NO 2
一氧化氮的介绍:无色气体,是空气中的污染物,少量 NO可以治疗心血管疾病。
二氧化氮的介绍:红棕色气体、刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应:
3 NO 2+H2O == 2HNO 3+NO 这是工业制硝酸的方法。
十、大气污染
SO2 、NO 2溶于雨水形成酸雨。防治措施:
① 从燃料燃烧入手。
② 从立法管理入手。
③从能源利用和开发入手。
④从废气回收利用,化害为利入手。
(2SO 2+O2 =2SO 3 SO 3+H2O= H 2SO 4)
十一、硫酸
物理性质:无色粘稠油状液体,不挥发,沸点高,密度比水大。
化学性质:具有酸的通性,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性。是强氧化剂。
C12H22O11 ======( 浓 H2SO 4) 12C +11H 2O放热
2 H 2SO 4 (浓 )+C =CO 2 ↑+ 2H 2O+SO2 ↑
还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。
2 H 2SO 4 (浓 )+Cu CuSO 4+2H2O+SO 2 ↑
稀硫酸:与活泼金属反应放出 H2 ,使酸碱指示剂紫色石蕊变红,与某些盐反应,与碱性
氧化物反应,与碱中和
十二、硝酸
物理性质:无色液体,易挥发,沸点较低,密度比水大。
化学性质:具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂。还能氧化排在氢后面的金
属,但不放出氢气。
4HNO 3(浓 )+Cu == Cu(NO 3)2+2NO 2 ↑+4H 2O
8HNO 3(稀 )+3Cu 3Cu(NO 3)2+2NO ↑+4H 2O
反应条件不同,硝酸被还原得到的产物不同,可以有以下产
物 :N(+4) O2,HN (+3) O2,N(+2)O,N (+1)2O,N (0)2, N(-3) H3
△ 硫酸和硝酸:浓硫酸和浓硝酸都能钝化某些金属(如铁和铝)使表面生成一层致密的
氧化保护膜,隔绝内层金属与酸,阻止反应进一步发生。因此,铁铝容器可以盛装冷
的浓硫酸和浓硝酸。
△ 硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必备的重要试剂。可用于制化肥、农药、炸
药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸。
十三、氨气及铵盐
氨气的性质: 无色气体, 刺激性气味、 密度小于空气、 极易溶于水 (且快) 1:700体积比。
溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性: NH 3+H2O =NH 3·H2O ,NH 4++OH -
可作红色
喷泉实验。生成的一水合氨 NH3 ·H2O 是一种弱碱,很不稳定,会分解,受热更不稳定:
NH3·H2O ===( △) NH 3 ↑+ H2O
浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味。
氨气能跟酸反应生成铵盐: NH 3+HCl == NH 4Cl (晶体 )
氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它。氨
气容易液化为液氨,液氨气化时吸收大量的热,因此还可以用作制冷剂。
铵盐的性质:易溶于水(很多化肥都是铵盐),受热易分解,放出氨气:
NH4Cl ==NH 3 ↑+ HCl ↑
NH4HCO 3 ==NH 3 ↑+ H2O ↑+ CO 2 ↑
可以用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热)
NH4NO 3+NaOH== Na NO 3+H2O+NH 3 ↑
2NH 4Cl+Ca(OH) 2 ==CaCl 2+2H2O+2NH 3 ↑ 用向下排空气法收集, 红色石蕊试纸检验
是否收集满。
11、金属的通性:导电、导热性,具有金属光泽,延展性,一般情况下除 Hg 外都是固态
12、金属冶炼的一般原理:
①热分解法:适用于不活泼金属,如 Hg、Ag
②热还原法:适用于较活泼金属,如 Fe、Sn、Pb 等
③电解法:适用于活泼金属,如 K、Na、Al 等(K、Ca、Na、Mg 都是电解氯化物, Al 是
电解 Al 2O3)
13、铝及其化合物
Ⅰ、铝
①物理性质:银白色,较软的固体,导电、导热,延展性
②化学性质: Al—3e-==Al 3+
a、与非金属: 4Al+3O 2==2Al 2O3,2Al+3S==Al 2S3,2Al+3Cl 2==2AlCl 3
b、与酸: 2Al+6HCl==2AlCl 3+3H 2↑,2Al+3H 2SO 4==Al2(SO4) 3+3H 2↑
常温常压下,铝遇浓硫酸或浓硝酸会发生钝化,所以可用铝制容器盛装浓硫酸或浓硝酸
c、与强碱: 2Al+2NaOH+2H 2O==2NaAlO 2(偏铝酸钠 )+3H 2↑
(2Al+2OH -+2H2O==2AlO 2-+3H 2↑)
大多数金属不与碱反应,但铝却可以
d、铝热反应: 2Al+ Fe2O3===2Fe+Al 2O3,铝具有较强的还原性,可以还原一些金属氧化
物
Ⅱ、铝的化合物
①Al2O3( 典型的两性氧化物 )
a、与酸: Al2O3+6H+==2Al 3++3H 2O b、与碱: Al2O3+2OH-==2AlO 2-+H2O
②Al(OH)3( 典型的两性氢氧化物 ):白色不溶于水的胶状物质,具有吸附作用
a、实验室制备: AlCl 3+3NH 3?H2O==Al(OH) 3↓+3NH4Cl,
Al3++3NH 3?H2O==Al(OH)3 ↓+3NH4+
b、与酸、碱反应:与酸 Al(OH)3+3H +==Al 3++3H 2O 与碱
Al(OH) 3+OH-==AlO 2-+2H 2O
③KAl(SO4) 2(硫酸铝钾 )
KAl(SO4) 2?12H2O,十二水和硫酸铝钾,俗名:明矾
KAl(SO4) 2==K ++Al3++2SO 42-,Al3+会水解: Al3++3H 2O Al(OH) 3+3H +
因为 Al(OH )3 具有很强的吸附型,所以明矾可以做净水剂
14、铁
①物理性质: 银白色光泽, 密度大, 熔沸点高, 延展性, 导电导热性较好, 能被磁铁吸引。
铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝,排第四。
②化学性质:
a、与非金属: Fe+S==FeS ,3Fe+2O 2===Fe 3O4,2Fe+3Cl 2===2FeCl 3
b、与水: 3Fe+4H 2O(g)===Fe 3O 4+4H 2
c、与酸 (非氧化性酸 ):Fe+2H+==Fe 2++H 2 与氧化性酸,如硝酸、浓硫酸,会被氧化成三
价铁
d、与盐:如 CuCl 2、CuSO 4 等, Fe+Cu 2+==Fe 2++Cu
Fe 2+和 Fe 3+离子的检验:
Fe2+
①溶液是浅绿色的
②与 KSCN 溶液作用不显红色, 再滴氯水则
变红
③加 NaOH 溶液现象:白色、灰绿色、 红褐
色
Fe3+
①与无色 KSCN 溶液作用显红色
②溶液显黄色或棕黄色
③加入 NaOH 溶液产生红褐色沉淀
15、硅及其化合物
Ⅰ、硅
硅是一种亲氧元素,自然界中总是与氧结合,以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式
存在。硅有晶体和无定型两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,熔点高、硬度大、
有脆性,常温下不活泼。晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料,
可制成光电池等能源。
Ⅱ、硅的化合物
①二氧化硅
a、物理性质:二氧化硅具有晶体和无定形两种。熔点高,硬度大。
b、化学性质:酸性氧化物,是 H2SiO 3 的酸酐,但不溶于水
SiO 2+CaO===CaSiO 3,SiO 2+2NaOH==Na 2SiO 3+H2O,
SiO 2+4HF==SiF 4↑+2H2O
c、用途:是制造光导纤维德主要原料;石英制作石英玻璃、石英电子表、石英钟
等;水晶常用来制造电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品等;石英砂常用作制玻璃和
建筑材料。
②硅酸钠: 硅酸钠固体俗称泡花碱, 水溶液俗称水玻璃, 是无色粘稠的液体, 常作粘合剂、
防腐剂、耐火材料。放置在空气中会变质: Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3 。
实验室可以用可溶性硅酸盐与盐酸反应制备硅酸: Na2SiO3+2HCl==2NaCl+H2SiO3↓
③硅酸盐:
a、是构成地壳岩石的主要成分,种类多,结构复杂,常用氧化物的形式来表示组成。其
表示方式
活泼金属氧化物 ?较活泼金属氧化物 ?二氧化硅 ?水。如:滑石 Mg3(Si 4O10)(OH) 2 可表示为
3MgO?4SiO 2?H2O
b、硅酸盐工业简介:以含硅物质为原料,经加工制得硅酸盐产品的工业成硅酸盐
工业, 主要包括陶瓷工业、 水泥工业和玻璃工业, 其反应包含复杂的物理变化和化学变化。
水泥的原料是黏土和石灰石;玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英,成份是
Na2SiO 3?CaSiO 3?4SiO2;陶瓷的原料是黏土。注意:三大传统硅酸盐产品的制备原料中,
只有陶瓷没有用到石灰石。
16、氯及其化合物
①物理性质:通常是黄绿色、密度比空气大、有刺激性气味气体,能溶于水,有毒。
②化学性质:氯原子易得电子,使活泼的非金属元素。氯气与金属、非金属等发生氧
化还原反应,一般作氧化剂。与水、碱溶液则发生自身氧化还原反应,既作氧化剂又作还
原剂。
拓展 1、氯水:氯水为黄绿色,所含 Cl2 有少量与水反应 (Cl 2+H2O==HCl+HClO) ,
大部分仍以分子形
式存在,其主要溶质是 Cl2。新制氯水含 Cl2、H2O、HClO 、H+、Cl-、ClO -、OH -等微粒
拓展 2、次氯酸:次氯酸 (HClO) 是比 H2CO 3 还弱的酸,溶液中主要以 HClO 分子形
式存在。 是一种具有强氧化性 (能杀菌、 消毒、漂白 )的易分解 (分解变成 HCl 和 O2)的弱酸。
拓展 3、漂白粉:次氯酸盐比次氯酸稳定,容易保存,工业上以 Cl2 和石灰乳为原料
制取漂白粉,其主要成分是 CaCl2 和 Ca(ClO) 2,有效成分是 Ca(ClO) 2,须和酸 (或空气中
CO2)作用产生次氯酸,才能发挥漂白作用。
17、溴、碘的性质和用途
溴 碘
物理
性质 深红棕色,密度比水大,液体,强烈刺激性气味,易挥发,强腐蚀性 紫黑色固体,
易升华。气态碘在空气中显深紫红色,有刺激性气味
在水中溶解度很小,易溶于酒精、四氯化碳等有机溶剂
化学
性质 能与氯气反应的金属、非金属一般也能与溴、碘反应,只是反应活性不如
氯气。氯、溴、碘的氧化性强弱: Cl2>Br 2>I2
18、二氧化硫
①物理性质:无色,刺激性气味,气体,有毒,易液化,易溶于水 (1:40),密度比
空气大
②化学性质:
a、酸性氧化物: 可与水反应生成相应的酸 ——亚硫酸 (中强酸 ):SO 2+H2O H2SO 3
可与碱反应生成盐和水: SO 2+2NaOH==Na 2SO 3+H2O,SO 2+Na 2SO 3+H2O==2NaHSO 3
b、具有漂白性:可使品红溶液褪色,但是是一种暂时性的漂白
c、具有还原性: SO 2+Cl2+2H 2O==H 2SO 4+2HCl
18、硫酸
①物理性质:无色、油状液体,沸点高,密度大,能与水以任意比互溶,溶解时放出
大量的热
②化学性质:酸酐是 SO 3,其在标准状况下是固态
物质
组成性质 浓硫酸 稀硫酸
电离情况
H2SO 4==2H ++SO 42-
主要微粒 H2SO 4 H +、SO 42-、(H2O)
颜色、状态 无色粘稠油状液体 无色液体
性质 四大特性 酸的通性
浓硫酸的三大特性
a、吸水性:将物质中含有的水分子夺去 (可用作气体的干燥剂 )
b、脱水性:将别的物质中的 H、O 按原子个数比 2:1 脱出生成水
c、强氧化性:
ⅰ、冷的浓硫酸使 Fe、Al 等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化
ⅱ、活泼性在 H 以后的金属也能与之反应 (Pt、Au 除外 ):
Cu+2H 2SO 4(浓 )===CuSO 4+SO 2↑+2H2O
ⅲ、与非金属反应: C+2H 2SO 4(浓硫酸 )===CO 2↑+2SO2↑+2H2O
ⅳ、与较活泼金属反应,但不产生 H2
d、不挥发性:浓硫酸不挥发,可制备挥发性酸,如 HCl:
NaCl+H 2SO4(浓 )==NaHSO 4+HCl
三大强酸中,盐酸和硝酸是挥发性酸,硫酸是不挥发性酸
③酸雨的形成与防治
pH 小于 5.6 的雨水称为酸雨,包括雨、雪、雾等降水过程,是由大量硫和氮的氧
化物被雨水吸收而
形成。 硫酸型酸雨的形成原因是化石燃料及其产品的燃烧、 含硫金属矿石的冶炼和硫酸的
生产等产
生的废气中含有二氧化硫: SO 2 H2SO 3 H2SO 4。在防治时可以开发新能源,
对含硫燃料进行脱硫处理,提高环境保护意识。
19、氮及其化合物
Ⅰ、氮气 (N2)
a、物理性质:无色、无味、难溶于水、密度略小于空气,在空气中体积分数约为
78%
b、分子结构:分子式 —— N2,电子式 —— ,结构式 —— N≡N
c、化学性质:结构决定性质,氮氮三键结合非常牢固,难以破坏,所以但其性质非
常稳定。
①与 H2 反应: N2+3H2 2NH 3
②与氧气反应: N2+O2========2NO( 无色、不溶于水的气体,有毒 )
2NO+O 2===2NO 2(红棕色、刺激性气味、溶于水气体,有毒 )
3NO 2+H2O===2HNO 3+NO ,所以可以用水除去 NO 中的 NO 2
两条关系式: 4NO+3O 2+2H 2O==4HNO 3,4NO 2+O 2+2H 2O==4HNO 3
Ⅱ、氨气 (NH 3)
a、物理性质:无色、刺激性气味,密度小于空气,极易溶于水 (1∶700) ,易液化,
汽化时吸收大量的热,所以常用作制冷剂
b、分子结构:分子式 ——NH 3,电子式 —— ,结构式 —— H—N—H
c、化学性质:
①与水反应: NH 3+H2O NH 3?H2O(一水合氨 ) NH 4++OH -,所以氨水溶
液显碱性
②与氯化氢反应: NH 3+HCl==NH 4Cl,现象:产生白烟
d、氨气制备:原理:铵盐和碱共热产生氨气
方程式: 2NH 4Cl+Ca(OH) 2===2NH 3↑+2H2O+CaCl 2
装置:和氧气的制备装置一样
收集:向下排空气法 (不能用排水法,因为氨气极易溶于水 )
(注意:收集试管口有一团棉花,防止空气对流,减缓排气速度,收
集较纯净氨气 )
验证氨气是否收集满: 用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口, 若试纸变
蓝说明收集满
干燥:碱石灰 (CaO 和 NaOH 的混合物 )
Ⅲ、铵盐
a、定义: 铵根离子 (NH4+)和酸根离子 (如 Cl -、SO4 2-、CO3 2-)形成的化合物, 如 NH 4Cl,
NH4HCO 3 等
b、物理性质:都是晶体,都易溶于水
c、化学性质:
①加热分解: NH 4Cl===NH 3↑+HCl↑,NH4HCO 3===NH 3↑+CO2↑+H2O
②与碱反应: 铵盐与碱共热可产生刺激性气味并能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气
体即氨气, 故可以用来检验铵根离子的存在, 如:NH4NO 3+NaOH===NH 3↑+H2O+NaCl, ,
离子方程式为: NH 4++OH-===NH 3↑+H2O,是实验室检验铵根离子的原理。
d、NH 4+的检验: NH 4++OH -===NH 3↑+H2O。操作方法是向溶液中加入氢氧化钠溶
液并加热,用湿润的红色石蕊试纸靠近试管口,观察是否变蓝,如若变蓝则说明有铵根离
子的存在。
20、硝酸
①物理性质:无色、易挥发、刺激性气味的液体。浓硝酸因为挥发 HNO3 产生 “发烟 ”
现象,故叫做发烟硝酸
②化学性质: a、酸的通性:和碱,和碱性氧化物反应生成盐和水
b、不稳定性: 4HNO 3=== 4NO 2↑+2H2O+O 2↑,由于 HNO 3 分解产生的 NO 2 溶于水,所
以久置的硝酸会显黄色,只需向其中通入空气即可消除黄色
c、强氧化性:ⅰ、与金属反应: 3Cu+8HNO 3(稀 )===3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O
Cu+4HNO 3(浓 )===Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H2O
常温下 Al、Fe 遇浓硝酸会发生钝化, 所以可以用铝制或铁制的容
器储存浓硝酸
ⅱ、与非金属反应: C+4HNO 3(浓 )===CO 2↑+4NO2↑+2H2O
d、王水:浓盐酸和浓硝酸按照体积比 3:1 混合而成,可以溶解一些不
能溶解在硝酸中的金属如 Pt、Au 等
21、元素周期表和元素周期律
①原子组成:
原子核 中子 原子不带电:中子不带电,质子带正电荷,电子带负电
荷
原子组成 质子 质子数 ==原子序数 ==核电荷数 ==核外电子数
核外电子 相对原子质量 ==质量数
②原子表示方法:
A:质量数 Z:质子数 N:中子数 A=Z+N
决定元素种类的因素是质子数多少,确定了质子数就可以确定它是什么元素
③同位素: 质子数相同而中子数不同的原子互称为同位素, 如:16O 和 18O ,12C 和 14C ,
35Cl 和 37Cl
④电子数和质子数关系:不带电微粒:电子数 ==质子数
带正电微粒:电子数 ==质子数 —电荷数
带负电微粒:电子数 ==质子数 +电荷数
⑤1—18 号元素 (请按下图表示记忆 )
H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
⑥元素周期表结构
短周期 (第 1、2、3 周期,元素种类分别为 2、8、8)
元 周期 (7 个横行 ) 长周期 (第 4、5、6 周期,元素种类分别为 18、18、32)
素 不完全周期 (第 7 周期,元素种类为 26,若排满为 32)
周 主族 (7 个)(ⅠA—ⅦA)
期 族(18 个纵行, 16 个族 ) 副族 (7 个)(ⅠB—ⅦB)
表 0 族(稀有气体族: He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)
Ⅷ族(3 列 )
⑦元素在周期表中的位置:周期数 ==电子层数,主族族序数 ==最外层电子数 ==最高正化
合价
⑧元素周期律:
从左到右:原子序数逐渐增加,原子半径逐渐减小,得电子能力逐渐增强 (失电子能力
逐渐减弱 ),非金属性逐渐增强 (金属性逐渐减弱 )
从上到下:原子序数逐渐增加,原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强 (得电子能力
逐渐减弱 ),金属性逐渐增强 (非金属性逐渐减弱 )
所以在周期表中,非金属性最强的是 F,金属性最强的是 Fr (自然界中是 Cs,因为 Fr
是放射性元素 )
判断金属性强弱的四条依据:
a、与酸或水反应的剧烈程度以及释放出氢气的难易程度,越剧烈则越容易释放出 H2,
金属性越强
b、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,碱性越强,金属性越强
c、金属单质间的相互置换 (如: Fe+CuSO 4==FeSO 4+Cu)
d、原电池的正负极(负极活泼性>正极)
判断非金属性强弱的三条依据:
a、与 H2 结合的难易程度以及生成气态氢化物的稳定性,越易结合则越稳定,非金属性
越强
b、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,酸性越强,非金属性越强
c、非金属单质间的相互置换 (如: Cl2+H2S==2HCl+S↓)
注意: “相互证明 ”——由依据可以证明强弱,由强弱可以推出依据
⑨化学键:原子之间强烈的相互作用
共价键 极性键
化学键 非极性键
离子键
共价键: 原子之间通过共用电子对的形式形成的化学键, 一般由非金属元素与非金
属元素间形成。
非极性键:相同的非金属原子之间, A—A 型,如: H2,Cl2,O2,N2 中存在非极
性键
极性键:不同的非金属原子之间, A—B 型,如: NH3,HCl,H2O,CO 2 中存在极
性键
离子键:原子之间通过得失电子形成的化学键,一般由活泼的金属 (ⅠA、ⅡA)与活
泼的非金属元素 (ⅥA、Ⅶ A)间形成,如: NaCl ,MgO ,KOH ,Na2O2,NaNO 3 中存在离
子键
注: 有 NH4+离子的一定是形成了离子键; AlCl 3 中没有离子键, 是典型的
共价键
共价化合物:仅仅由共价键形成的化合物,如: HCl,H2SO 4,CO 2,H2O 等
离子化合物:存在离子键的化合物,如: NaCl ,Mg(NO 3)2,KBr ,NaOH ,NH 4Cl
22、化学反应速率
①定义:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量, v==△C/△t
②影响化学反应速率的因素:
浓度:浓度增大,速率增大 温度:温度升高,速率增大
压强:压强增大,速率增大 (仅对气体参加的反应有影响 )
催化剂:改变化学反应速率 其他:反应物颗粒大小,溶剂的性质
23、原电池
负极 (Zn):Zn—2e -==Zn 2+
正极 (Cu):2H++2e -==H 2↑
①定义:将化学能转化为电能的装置
②构成原电池的条件:
a、有活泼性不同的金属 (或者其中一个为碳棒 )做电极,其中较活泼金属
做负极,较不活泼金属做正极
b、有电解质溶液
c、形成闭合回路
24、烃
①有机物
a、概念:含碳的化合物,除 CO、CO2、碳酸盐等无机物外
b、结构特点:ⅰ、碳原子最外层有 4 个电子,一定形成四根共价键
ⅱ、碳原子可以和碳原子结合形成碳链,还可以和其他原子结合
ⅲ、碳碳之间可以形成单键,还可以形成双键、三键
ⅳ、碳碳可以形成链状,也可以形成环状
c、一般性质:ⅰ、绝大部分有机物都可以燃烧 (除了 CCl4 不仅布燃烧,还可以用
来灭火 )
ⅱ、绝大部分有机物都不溶于水 (乙醇、乙酸、葡萄糖等可以 )
②烃:仅含碳、氢两种元素的化合物 (甲烷、乙烯、苯的性质见表 )
③烷烃:
a、定义:碳碳之间以单键结合,其余的价键全部与氢结合所形成的链状烃称之为烷烃。
因为碳的所有价键都已经充分利用,所以又称之为饱和烃
b、通式: CnH2n+2 ,如甲烷 (CH 4),乙烷 (C 2H6),丁烷 (C4H10)
c、物理性质:随着碳原子数目增加,状态由气态 (1—4)变为液态 (5—16)再变为固态 (17
及以上 )
d、化学性质 (氧化反应 ):能够燃烧,但不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,同甲烷
CnH2n+2 +(3n+1)/2O 2 nCO 2+(n+1)H 2O
e、命名 (习惯命名法 ):碳原子在 10 个以内的,用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、
癸命名
④同分异构现象:分子式相同,但结构不同的现象,称之为同分异构现象
同分异构体:具有同分异构现象的物质之间称为同分异构体
如 C4H10 有两种同分异构体: CH3CH 2CH 2CH 3(正丁烷 ),CH 3CHCH 3(异丁烷 )
甲烷 乙烯 苯
分子式 CH 4 C 2H4 C6H6
结构式
不作要求
结构
简式 CH 4
CH2=CH 2 或
电子式
不作要求
空间
结构 正四面体结构 平面型 平面型 (无单键,无双键,介于单、双键间特殊的键,大 ∏键)
物理
性质 无色、无味、难溶于水、密度比空气小的气体,是天然气、沼气、油田气、煤道坑
气的主要成分 无色、稍有气味的气体,难溶于水,密度略小于空气 无色、有特殊香味的
液体,不溶于水,密度比水小,有毒
化学
性质 ①氧化反应:
CH4+2O2 CO 2+2H2O
②取代反应:
CH4+Cl2 CH 3Cl+HCl
①氧化反应:
a.能使酸性高锰酸钾褪色
b.C2H4+3O 2 2CO 2+2H 2O
②加成反应:
CH2=CH 2+Br2
③加聚反应:
nCH 2=CH2 —CH 2—CH2—
产物为聚乙烯,塑料的主要成份,是高分子化合物 ①氧化反应:
a.不能使酸性高锰酸钾褪色
b.2C6H6+15O 2 12CO 2+6H 2O
②取代反应:
a.与液溴反应:
+Br2 +HBr
b.与硝酸反应:
+HO-NO 2 +H 2O
③加成反应:
+3H 2 (环己烷 )
用途 可以作燃料,也可以作为原料制备氯仿 (CH 3Cl,麻醉剂 )、四氯化碳、炭黑等 石化
工业的重要原料和标志,水果催熟剂,植物生长调节剂,制造塑料,合成纤维等 有机溶
剂,化工原料
注: 取代反应 —— 有机物分子中一个原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应: 有上
有下 加成反应 —— 有机物分子中不饱和键 (双键或三键 )两端的原子与其他原子直接相连
的反应:只上不下
芳香烃 —— 含有一个或多个苯环的烃称为芳香烃。 苯是最简单的芳香烃 (易取代, 难加成 )。
25、烃的衍生物
①乙醇:
a、物理性质:无色,有特殊气味,易挥发的液体,可和水以任意比互溶,良好的溶剂
b、分子结构:分子式 —— C2H6O,结构简式 —— CH 3CH 2OH 或 C2H5OH,官能团 —— 羟
基,—OH
c、化学性质:ⅰ、与活泼金属 (Na) 反应:
2CH 3CH 2OH+2Na 2CH 3CH 2ONa+H 2↑
ⅱ、氧化反应:燃烧: C2H5OH+3O 2 2CO 2+3H2O
催化氧化: 2CH 3CH 2OH+O 2 2CH 3CHO+2H 2O
ⅲ、酯化反应: CH 3COOH+CH 3CH 2OH CH3COOCH2CH3+H 2O
d、乙醇的用途:燃料,医用消毒 (体积分数 75%) ,有机溶剂,造酒
②乙酸:
a、物理性质:无色,,有强烈刺激性气味,液体,易溶于水和乙醇。纯净的乙酸称为
冰醋酸。
b、分子结构: 分子式 ——C2H4O2,结构简式 ——CH 3COOH ,官能团 ——羧基,—COOH
c、化学性质:ⅰ、酸性 (具备酸的通性 ):比碳酸酸性强
2CH 3COOH+Na 2CO 3=2CH 3COONa+H 2O+CO 2,
CH3COOH+NaOH=CH 3COONa+H 2O
ⅱ、酯化反应 (用饱和 Na 2CO 3 溶液来吸收, 3 个作用 )
d、乙酸的用途:食醋的成分 (3%—5%)
③酯:
a、物理性质:密度小于水,难溶于水。低级酯具有特殊的香味。
b、化学性质:水解反应
ⅰ、酸性条件下水解: CH3COOCH 2CH 3+H2O CH 3COOH+CH 3CH 2OH
ⅱ、碱性条件下水解: CH 3COOCH 2CH 3+NaOH CH 3COONa+CH 3CH 2OH
26、煤、石油、天然气
①煤:由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,可通过干馏、气化和液化进行综合利用
蒸馏:利用物质沸点 (相差在 20℃以上 )的差异将物质进行分离,物理变化,产物为纯净物
分馏:利用物质沸点 (相差在 5℃以内 )的差异将物质分离,物理变化,产物为混合物
干馏:隔绝空气条件下对物质进行强热使其发生分解,化学变化
②天然气:主要成份是 CH 4,重要的化石燃料,也是重要的化工原料 (可加热分解制炭黑
和 H2)
③石油:多种碳氢化合物 (烷烃、环烷烃、芳香烃 )的混合物,可通过分馏、裂化、裂解、
催化重整进行综合利用
分馏的目的: 得到碳原子数目不同的各种油, 如液化石油气、 汽油、 煤油、 柴油、
重油等
裂化的目的:对重油进行裂化得到轻质油 (汽油、煤油、柴油等 ),产物一定是一
个烷烃分子加一个烯烃分子
裂解的目的:得到重要的化工原料 “三烯 ”(乙烯、丙烯、 1,3—丁二烯 )
催化重整的目的:得到芳香烃 (苯及其同系物 )
27、常见物质或离子的检验方法
物质 (离子 ) 方法及现象
Cl- 先用硝酸酸化,然后加入硝酸银溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀
SO42- 先加盐酸酸化,然后加入氯化钡溶液,生成不溶于硝酸的白色沉淀
CO32- 加入硝酸钡溶液,生成白色沉淀,该沉淀可溶于硝酸 (或盐酸 ),并生成无色无味、
能使澄清石灰水变浑浊的气体 (CO 2)
Al3+ 加入 NaOH 溶液产生白色沉淀,继续加入 NaOH 溶液,沉淀消失
Fe3+(★) 加入 KSCN 溶液,溶液立即变为血红色
NH4+(★) 与 NaOH 溶液共热, 放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味的气体 (NH 3)
Na+ 焰色反应呈黄色
K+ 焰色反应呈浅紫色 (透过蓝色钴玻璃 )
I2 遇淀粉溶液可使淀粉溶液变蓝
蛋白质 灼烧,有烧焦的羽毛气味