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文档简介

1、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、玻璃棒不断搅拌;最后用余热加热;液体不超过容积2/3NaCl(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、烧杯一角、二低、三碰;沉淀要洗涤;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先查漏;对萃取剂的要求;使漏斗内外大气相通;上层液体从上

2、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、牛角管温度计水银球位于支管处;冷凝水从下口通入;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) = 1 * roman 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。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以

3、用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。 = 2 * roman 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:在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。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。蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不

4、能少于l/3。冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。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。 = 3 * roman 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。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,并且溶剂易挥发。在萃取过程中要注意:将要萃取的溶液和萃取溶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。振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,

5、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。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。 = 4 * roman iv、升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分离I2和SiO2的混合物。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:最好不引入新的杂质;不能损耗或减少被提

6、纯物质的质量实验操作要简便,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1N2O2灼热的铜丝网用固体转化气体2CO2H2SCuSO4溶液洗气3COCO2NaOH溶液洗气4CO2CO灼热CuO用固体转化气体5CO2HCl饱和的NaHCO3洗气6H2S

7、HCl饱和的NaHS洗气7SO2HCl饱和的NaHSO3洗气8Cl2HCl饱和的食盐水洗气9CO2SO2饱和的NaHCO3洗气10炭粉MnO2浓盐酸(需加热)过滤11MnO2C-加热灼烧12炭粉CuO稀酸(如稀盐酸)过滤13Al2O3Fe2O3NaOH(过量),CO2过滤14Fe2O3Al2O3NaOH溶液过滤15Al2O3SiO2盐酸氨水过滤16SiO2ZnOHCI溶液过滤,17BaSO4BaCO3HCI或稀H2SO4过滤18NaHCO3溶液Na2CO3CO2加酸转化法19NaCl溶液NaHCO3HCl加酸转化法20FeCl3溶液FeCl2Cl2加氧化剂转化法21FeCl3溶液CuCl2Fe

8、 、Cl2过滤22FeCl2溶液FeCl3Fe加还原剂转化法23CuOFe(磁铁)吸附24Fe(OH)3胶体FeCl3蒸馏水渗析25CuSFeS稀盐酸过滤26I2晶体NaCl-加热升华27NaCl晶体NH4Cl-加热分解28KNO3晶体NaCl蒸馏水重结晶.3、物质的鉴别物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。检验类型鉴别利用不同物质的性质差异,通过实验,将它们区别开来。鉴定根据物质的特性,通过实验,检验出该物质的成分,确定

9、它是否是这种物质。推断根据已知实验及现象,分析判断,确定被检的是什么物质,并指出可能存在什么,不可能存在什么。检验方法若是固体,一般应先用蒸馏水溶解若同时检验多种物质,应将试管编号要取少量溶液放在试管中进行实验,绝不能在原试剂瓶中进行检验叙述顺序应是:实验(操作)现象结论原理(写方程式) 常见气体的检验常见气体检验方法氢气纯净的氢气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。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可使带火星的木条复燃氯气黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)氯化氢无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中

10、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。二氧化硫无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色,加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。硫化氢无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。氨气无色有刺激性气味,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。二氧化氮红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。一氧化氮无色气体,在空气中立即变成红棕色二氧化碳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,N

11、2等气体也能使燃着的木条熄灭。一氧化碳可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成CO2;能使灼热的CuO由黑色变成红色。 几种重要阳离子的检验(l)H+ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。(2)Na+、K+ 用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。(3)Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。(4)Mg2+ 能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。(5)Al3+ 能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。(6)Ag+ 能与稀盐酸或可溶性盐

12、酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀 HNO3,但溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(7)NH4+ 铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。(8)Fe2+ 能与少量NaOH溶液反应,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。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2+Cl22Fe3+2Cl(9) Fe3+ 能与 KSCN溶液反应,变成血红色 Fe(SCN)3溶液,能与 NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。(10)Cu2+ 蓝色水溶液(浓

13、的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。 几种重要的阴离子的检验(1)OH 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。(2)Cl 能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成Ag(NH3)2+。(3)Br 能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。(4)I 能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。(5)SO42 能与含Ba2+溶液反应,生成

14、白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。(6)SO32 浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。(7)S2 能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。(8)CO32 能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。(9)HCO3 取含HCO3盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊或向HCO3盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀 MgCO3

15、生成,同时放出 CO2气体。(10)PO43 含磷酸根的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。(11)NO3 浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。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,再用水冲洗较多量酸(或碱)流到桌上立即用适量NaHCO3溶液(或稀HAC)作用,后用水冲洗酸沾到皮肤或衣物上先用抹布擦试,后用水冲洗,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,并不断眨眼苯酚沾到皮肤上用酒精擦

16、洗后用水冲洗白磷沾到皮肤上用CuSO4溶液洗伤口,后用稀KMnO4溶液湿敷溴滴到皮肤上应立即擦去,再用稀酒精等无毒有机溶济洗去,后涂硼酸、凡士林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(1)概念:表示物质所含微粒数目多少的物理量(2)符号:(3)单位:mol2.摩尔(1)概念:摩尔是物质的量的单位,每1mol物质含有阿伏加德罗常数个结构微粒。(2)符号:mol(3)说明: 必须指明物质微粒的名称,不能是宏观物质名称,例:不能说1摩氢、1摩氧,因这样说指哪种微粒不明确。 常见的微观粒子有:分子、原子、离子、电子、质子、中子或它们特定的组合当有些物

17、质的微观粒子只有一种时,可以省略其名称3.阿伏加德罗常数(1)含义:实验测定12g12C中碳原子的个数(2)符号:NA(3)单位:个/mol(4)说明:NA的基准是12g碳-12中的原子个数12C不仅是摩尔的基准对象,而且还是相对原子质量的基准NA是一个实验值,现阶段常取6.021023作计算要注意NA与6.021023的区别4.摩尔质量(1)概念:单位物质的量的物质的质量(2)符号:(3)单位:gmol-1(4)说明:使用范围:A.任何一种微观粒子 B.无论是否纯净 C.无论物质的状态与式量的比较:式量无单位与1mol物质的质量的比较:5.气体摩尔体积(1)概念:单位物质的量的气体的体积(2

18、)符号:(3)单位:Lmol-1(4)标准状况下的气体摩尔体积 标准状况:0、1atm即1.01105Pa理想气体:A.不计大小但计质量 B.不计分子间的相互作用标准状况下的气体摩尔体积:约22.4Lmol-1(5)影响物质体积大小的因素: 构成物质的微粒的大小(物质的本性)结构微粒之间距离的大小(温度与压强来共同决定)结构微粒的多少(物质的量的大小)6.物质的量浓度(1)概念:用单位体积的溶液中溶解溶质的物质的量的多少来表示溶液的浓度(2)符号: (3)单位:molL-1(4)说明: 物质的量浓度是溶液的体积浓度溶液中的溶质既可以为纯净物又可以为混合物,还可以是指某种离子或分子7.相互关系:

19、n=CV四、有关计算关系1. m、n、N之间的计算关系(1)计算关系:=(2)使用范围:只要物质的组成不变,无论是何状态都可以使用2.V、n、N之间的计算关系(1)计算关系:=(2)使用范围:适用于所有的气体,无论是纯净气体还是混合气体当气体摩尔体积用22.4Lmol-1时必须是标准状况3.c、m、V、N之间的计算关系(1)计算关系:(2)使用范围: 以上计算关系必须是在溶液中使用微粒数目是指某种溶质若溶液是由气体溶解于水形成的,要特别注意以下几点:A.必须根据定义表达式进行计算B.氨水中的溶质主要是NH3H2O,但要以NH3为准计算C.溶液的体积不能直接用气体的体积或水的体积或气体与水的体积

20、之和,而必须是通过计算得到4.c、%、之间的计算关系(1)计算关系:(2)使用范围:同一种溶液的质量分数与物质的量浓度之间的换算(3)推断方法:根据物质的量浓度的定义表达式 溶质的物质的量用计算注意溶液体积的单位5. 混合气体的平均分子量的有关计算(1)计算依据: 1mol任何物质的质量(以g为单位)在数值上与其式量相等1mol任何气体的体积(以L为单位)在数值上与气体摩尔体积(以Lmol-1为单位)相等(2)基本计算关系: (3)变换计算关系: = =(4)使用说明: (2)的计算式适用于所有的混合物的计算(3)中的计算式只适用与混合气体的有关计算(3)中的两个计算式之间应用了阿伏加德罗定律

21、6.密度与相对密度(1)密度计算表达式:使用说明:A.适用于所有的物质,不受物质状态的限制,也适用于所有的混合物 B.所有物质:,标准状况下气体(2)相对密度计算表达式:使用说明: A.相对密度是在同温同压下两种气体的密度之比 B.既可以用于纯净气体之间的计算,也可以用于混合气体之间五、阿伏加德罗定律及其应用:定义:在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子,这就是阿伏加德罗定律(即三同和一同)。这一内容是高考的必考内容之一,考查能力层次从理解到综合应用。正确理解和应用该定律十分重要。(一)关于该定律的理解:正确理解该定律可从如下两个方面进行:从实验事实来理解: 在1.013

22、105帕和100条件下,1克水在液态和气态时的体积分别为1ml和1700ml。1克水由液态转变为气态,分子数并没有改变,可见气体的体积主要决定于分子间的平均距离。对于一定数目分子的气体,温度升高时,气体分子间的平均距离增大,温度降低,平均距离减小;压强增大时,气体分子间的平均距离减小,压强减小时,平均距离增大。各种气体在一定温度和压强下,分子间的平均距离是相等的。在一定温度和压强下,气体体积的大小只随分子数的多少而变化,相同的体积含有相同的分子数。从气态方程来理解:根据PV=nRT,此方程适用于各种气体,对于两种不同的气体,有P1V1= n1RT1,P2V2= n2RT2,当P1= P2、T1

23、= T2时,若V1=V2,则一定有n1= n2。即在一定的温度和压强下,相同体积的任何气体都有含有相同数目的分子。(二)该定律的推论在真正理解了阿伏加德罗定律之后,我们不难得出如下推论: 推论1:同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,即。推论2:同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,即。 推论3:同温同压下,同体积的任何气体的质量之比,等于分子量之比,也等于密度之比,即。推论4:同温同压下,同质量的气体体积之比等于摩尔质量之反比,即。推论5:混和气体平均分子量的几种计算方法: (1)标准状况下,平均分子量 (d=)(1mol的物质所具有的质量) (2)因为相对密度 (相对密度的

24、定义要补充) (3)摩尔质量定义法: (混合总质量除以混合总物质的量) (4)物质的量或体积分数法: 以上推论及气态方程PV=nRT在有关气体的化学计算中具有广泛的应用。(三)应用举例例1两个体积相等的容器,一个盛有NO,另一个盛有N2和O2,在同温同压下两个容器内的气体一定具有相同的( )(A)原子总数 (B)质子总数 (C)分子总数 (D)质量解根据阿伏加德罗定律,在同温同压下,同体积的气体含有的分子数相同。尽管第二个容器内的气体是由两种混合气体组成,但这种混合气体同样也服从阿伏加德罗定律,因此(C)可首先肯定为正确答案。NO、N2和O2都是双原子分子。由于其分子数相同,其原子数也相同,因

25、此(A)也是本题答案。例2按质量各占50%的甲烷和乙烯混和的混和物,则混和气体中甲烷和乙烯体积比为( ) (A)7 :2 (B)7 :3 (C)7 :4 (D)6 :4 解混和后的气体一定是在同温同压下,题意中又告知两种气体等质量,根据推论4,有: 应选(C)例3在一个6升的密闭容器中,放入3升X(气)和2升Y(气),在一定条件下发生下列反应:4X(气)+3Y(气) 2Q(气)+nR(气),达到平衡后,容器内温度不变,混和气体的压强比原来增加5%,X的浓度减小,则该反应方程式中的n值是( ) (A)3 (B)4 (C)5 (D)6解本题若按化学平衡计算的方法很难解答,由推论2知:若反应后气体的

26、压强大于反应前气体的压强,则反应后气体的物质的量必然大于反应前气体的物质的量,即,所以。故答案是(D)。例4CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6(水和其他反应产物忽略不计)。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体,它在标准状况下的密度为0.780g/L。已知反应中CH4消耗了20.0%,计算混合气体中C2H4的体积分数(本题计算过程中请保持3位有效数字)。解设反应前CH4为1mol,其中有xmol转化成C2H4,(0.2-x)mol转化成C2H6,由关系式 可知,反应后混合气体的总物质的量根据有 解得 六、物质的量浓度 1、定义:以1升溶液里含多少摩尔溶质来表示的溶液浓度叫

27、物质的量浓度。单位“摩/升”。 物质的量浓度C(mol/L)=例:把29.3g食盐配成500ml溶液,其物质的量浓度为多少?如果配制成2L溶液,其物质的量浓度又是多少?(1mol/L、0。25mol/L)2、一定物质的量浓度溶液的配制:例:配制0.5mol/L的溶液500ml:计算:溶质用量:0.50.558.5=14.6(g)称量:称取已研细的NaCl14.6g溶解:在烧杯中进行转移:洗涤:定容:摇匀:保存:附:配制一定体积、一定物质的量浓度的溶液实验误差的主要原因称量时所引起的误差使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀;试剂、砝码的左右位置颠倒调整天平零点时,

28、游码放在了刻度线的右端用量筒量取液体时,仰视读数,使所读液体的体积偏大等待使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因直接称量热的物质砝码残缺在敞口容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时的动作过慢用量筒量取液体时,俯视读数,使所读液体的体积偏小等待(2)用于溶解稀释溶液的烧杯未用蒸馏水洗涤,使溶质的物质的量减少,致使溶液的浓度偏低。(3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出,致使溶液浓度偏低。(4)容量瓶内温度高于20,造成所量取的溶液的体积小于容量瓶上所标注的液体的体积,致使溶液浓度偏高。(5)在给容量瓶定容时,仰视读数会使溶液的体积增大,致使溶液的浓度偏低;俯视读数会使溶液的体积减小,致使溶

29、液浓度偏高。例题精选:某学生进行中和滴定实验,需要用到浓度为0.10mol/L氢氧化钠约75ml,实验过程中用到的主要仪器有托盘天平和容量瓶。现有以下几种规格的容量瓶,实验过程中宜选用的是( ) A.50mL B.100mL C.250mL D.500mL 解题中,不少学生认为是 B选项。有资料的答案为C。能说说选C的理由吗?托盘天平的感量是0.5g,如果配制100ml的话,只需要0.4g氢氧化纳,不好称量溶液浓度的计算与换算: 配制溶液的计算:因为 C=n/V 所以 n=CV V=n/C例1、用氯化氢气做喷泉实验后,溶液充满全瓶内。设实验在标准状况下进行,求在烧瓶中得到的稀盐酸中HCl的质量

30、分数和物质的量浓度。解:求溶液中溶质的质量分数。设烧瓶容积为22.4L,有 (HCl)=0.163% 求HCl的物质的量浓度。设烧瓶容积为22.4L,有 C(HCl)=1mol/22.4L=0.045mol/L例2、实验室中要配制磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的混合溶液2000ml,要求每升溶液中含磷元素0.2mol。磷酸氢二钠和磷酸二氢钠的物质的量的比是1:3,今用98%磷酸和固体NaOH来配制,要取用98%磷酸(密度1.844g/cm3)多少ml?固体NaOH多少克?(上海市高考题)解:由题意知,2升中Na2HPO4和NaH2PO4共0.4mol,Na2HPO40.1mol,NaH2PO40.3m

31、ol。设需98%H3PO4xml,需NaOHyg 解得 x=21.7(ml) 解得y=20(g)(2)浓溶液稀释的有关计算:稀释定律:稀释前后溶液中溶质的质量和物质的量不变。 C1V1=C2V2(C1、C2为稀释前后溶质的物质的量浓度)例3、100ml容量瓶内有100ml0.1010mol/LNaCl溶液,设法把它配成0.1000mol/L的NaCl溶液。仪器、药品:100ml容量瓶(内装溶液),酸式滴定管,1ml移液管,滴管,100ml烧杯,100ml量筒,10ml量筒,蒸馏水。解:依稀释定律:1000.1010=0.1000V2,V2=101.0(ml)用移液管或滴定管往盛有100.0ml

32、0.1010mol/LNaCl溶液的容量瓶内加1.0ml蒸馏水,然后摇匀即得所需浓度的溶液。(3)有关物质的量浓度与溶液中溶质分数(设为%)的换算。C(mol/L)=例4、常温下将20g14.0%的NaCl溶液跟30.0g24.0%的NaCl溶液混合,得到密度为1.15g/ml的混合溶液。计算:(1)该混合溶液的质量分数;(2)该溶液的物质的量浓度;(3)在1000g水中需溶入多少molNaCl,才能使其浓度恰好与上述混合溶液的浓度相等。解:(1)混合溶液的质量分数: (2)物质的量浓度: (3)设需xmolNaCl物质的量浓度的计算,公式虽简单,但种类繁多,题型比较复杂,关键是从已知条件中找

33、出溶质的物质的量(mol)和溶液体积(L),即可求溶液的物质的量浓度。若已知溶液的密度还可进行物质的量浓度与溶液中溶质的质量分数(或饱和溶液的溶解度)之间的相互求算:物质的量浓度(c)=记为c= 则%因此,在有关计算中形成解题思路一般有两个出发点: 由“定义式”出发:物质的量浓度定义的数学表达式为c=n/V,由此知,欲求c,先求n及V。 由守恒的观点出发:a.稀释前后“溶质的物质的量守恒”。b.溶液中“微粒之间电荷守恒”(溶液呈电中性)。如在Na2SO4溶液中,阴离子SO42-与阳离子Na+所带电荷一定相等,即n(Na+)1=n(SO42-)2,又因在同一溶液中,体积都相同,故有c(Na)1=

34、c(SO42-)2。再如,在Na2SO4、KNO3和HCl的混合液中,阳离子有Na+、K+、H+,阴离子有SO42-、NO3-、Cl-,由电荷守恒知:c(Na)1+c(K)1+c(H)1=c(SO42-)2+c(NO3-)1+c(Cl-)1简化为c(Na)c(K)c(H)2c(SO42)c(NO3)c(Cl)c.化学反应前后的质量守恒现将两类浓度的求算总结如下:1.溶液中粒子的物质的量浓度强电解质 AxBy=xAy+yBx- 有c(Ay)=xc(AxBy) c(Bx-)=yc(AxBy)c(Ay+)c(Bx-)=xy以Fe2(SO4)3为例:(1)若Fe2(SO4)3的物质的量浓度为amolL

35、1,则c(Fe3+)=2amolL1,c(SO42-)=3a molL1。(2)若Fe2(SO4)3溶液中c(SO42)a molL1,则c(Fe2(SO4)3) molL1。(3)溶液中电荷关系:3c(Fe3+)=2c(SO42-)。2.气体溶于水后溶质的物质的量浓度在标准状况下,1 L水中溶解某气体V L,所得溶液密度为 gmL-1,已知该气体的摩尔质量为M gmol1,水的密度是1 gmL1,则溶于水后溶质的物质的量浓度为:c=molL1=molL1七、综合计算:例5、用密度为1.32g/cm3的硫酸溶液,逐滴滴入BaCl2溶液中,直到沉淀恰好完全为止。已知所生成的沉淀的质量等于所用硫酸

36、溶液的质量,则硫酸溶液的浓度为( )(A)21.9% (B)42.1% (C)13.5mol/L (D)5.67mol/L解:依题意,生成沉淀的质量应等于溶液的质量 H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl 98 233 M% M H2SO4%=42.1% 故答案为B、D例题精选:例:4mLO2和3mLNxHy(YX)混合气体在120、1.01105Pa条件下点燃完全反应后,恢复到原温度和压强时,测得反应后N2、O2、H2O(气)混合气体密度减小3/10。 (1)该反应的化学方程式为 YO2+4NXHY=2XN2+2YH2O(2)通过计算确定的化学式解:设混合气体的质量为W。反应前的密度为

37、W/7,反应后的密度为W/77/10=W/10.即反应后气体的体积为10ml. YO2+4NXHY=2XN2+2YH2O y 4 2x 2y 2x+y-4 3 10-7=3 由此可得:X+Y/2-2=2 Y=2(4-X) 讨论:当X=1时,Y=6 一个N不能结合6个氢 X=2时,Y=4 X=3时,Y=1,不符合YX故有NXHY的化学式为N2H4附:溶解度:在相同条件下,不同物质在同一溶剂里溶解的能力各不相同。通常把一种物质溶解在另一种物质里的能力叫做溶解性。物质溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质有关,通常用溶解度表示物质的溶解性大小。1、固体物质的溶解度:在一定温度下,某物质在100克溶剂里达到饱

38、和状态时所溶解的克数,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。如食盐在10时的溶解度为35.8克。(不指明溶剂时,通常所说的溶解度就是物质在水里的溶解度。) 溶解度在使用溶解度这个概念时应注意:(1)要指明在什么温度下; (2)该溶液必须是饱和的;(3)溶剂的质量是以100克为标准;(4)溶解度的单位是克。易溶:10g 可溶:1g 微溶:1g 难溶:氧化产物 还原性:还原剂还原产物 = 2 * roman 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

39、=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2易知氧化性:KMnO4MnO2。 = 3 * roman 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:Cl2S。 = 4 * roman iv. 根据元素周期表判断( = 1 * alphabetic 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。( = 2 * alphabet

40、ic 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。 = 10 * GB3 、氧化还原方程式的配平( = 1 * alphabetic 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。( = 2 * alphabetic 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。” = 1 * roman i、确定氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物的化合价 = 2 * roman ii、用观察法找出元素化合价的变化值 = 3 * roman iii、用化合价升降总数相等

41、的原则确定化学计量数。 = 4 * roman iv、调整计量数,用观察法确定化合价无变化的物质的计量数,同时将单线改成等号。 = 5 * roman v、检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等。对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等。( = 3 * alphabetic c)配平技法 = 1 * roman i、奇数配偶法:如SCKNO3CO2N2K2S,反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数,而生成物中三种元素的原子数均为偶数,故可将KNO3乘以2,然后观察法配平得1,3,2,3,1,1。此法适于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。02化合价降低

42、24化合价升高4SKOH(热、浓) = K2SK2SO3H2O = 2 * roman ii、逆向配平法:即先确定生成物的化学计量数,然后再确定反应物的化学计量数。例如:由于S的化合价既升又降,而且升降总数要相等,所以K2S的化学计量数为2,K2SO3的计量数为1,然后再确定S的化学计量数为3。此类方法适宜于一种元素的化合价既升高又降低的氧化还原反应,即歧化反应。 = 3 * roman iii、零价法:配平依据是还原剂中各元素化合价升高总数等于氧化剂中各元素化合价降低总数,此法适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应。例如:Fe3PHNO3Fe(NO3)3NOH3PO4H

43、2O,因Fe3P中价数不好确定,而把Fe、P皆看成零价。在相应的生成物中Fe为3价,P为5价,所以价态升高总数为33514,而降低的价态为3,最小公倍数为42,故Fe3P的计量数为3,HNO3作氧化剂部分计量数为14,然后用观察法配平得到:3,41,9,14,3,16。 = 4 * roman iv、1n法(不用标价态的配平法)本法往往用于多元素且有氧元素时氧化还原反应方程式的配平,但不能普遍适用。其法是先把有氧元素的较复杂反应物的计量数设为1,较简单的设为n。然后,a.丢掉氧,用观察法来调整其它项的计量数。b.再由a得的系数根据氧原子数相等列出方程求出n值,c.将n值代入有n的各计量数,再调

44、整配平。例如:KIKIO3H2SI2K2SO4H2O设KIO3的化学计量数为1,KI的化学计量数为n。a.nKI1KIO3H2SI2K2SO4H2Ob.列方程(根据氧原子数相等)34 解之nc.代入n值:KIKIO3H2SI2K2SO4H2O将分数调整为整数得1,5,3,3,3,3。有时也可以把没氧的复杂项定为1,如配平1Na2SxnNaClO(2x2)NaOHxNa2SO4nNaClH2O据氧原子相等列方程:n2x24xx1 解之n3x1将n值代入得:1,(3x1),2(x1),x,(3x1),(x1)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

45、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NaAlFe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Na2O22Na+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: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:3Fe+2O2= Fe3O4与 O2与Cl2点燃2Na+Cl2=2NaCl点燃2Al+3Cl2=2AlCl3点燃2

46、Fe+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+H22Al+6HCl=2AlCl3+ 3H2Fe+2HCl=FeCl2+H2与 碱 溶 液-2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2-与 盐溶 液与硫酸铜溶液:2Na+2H2O+C

47、uSO4=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Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3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=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2-与酸溶液Na2O+2HCl=2NaCl+H2O(溶液无色)2Na2O2+4HCl=4NaCl

48、+2H2O+O2Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O(溶液黄色)与碱溶液-Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O-其他Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2-2、氢氧化物化性NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(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+H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OFe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O与碱溶液-Al(OH)3+NaOH=NaAlO2

49、+2H2O -稳定性稳定2Al(OH)3=Al2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O其他2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH+CO2(过量)=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Na2CO3NaHCO3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=Na2CO

50、3+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CO2Na2CO3+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FeCl2FeCl3颜色浅绿色黄色与碱溶液FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaClFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl相互转化2FeCl2+

51、Cl2=2FeCl3 2FeBr2+Br2=2FeBr3主要表现: 性(还原性)2FeCl3+Fe=3FeCl2 2FeBr3+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。NaAlO2+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。附:1、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。2、碳酸钠、碳酸氢钠:Na2CO3又叫纯碱,俗称苏打。无水碳酸钠是白色粉末。NaHCO3俗称小苏打,也叫酸式碳酸钠。它是白色粉末,在水中的溶解度比碳酸钠略小,水溶液呈微碱性,固体碳酸氢钠受热即分解。NaHCO3是发酵粉的主要成分,也用于制灭火剂、焙粉或清凉饮料等方面的原料,在橡胶工业中作发泡剂。将碳酸钠溶液或结晶碳酸钠吸收CO2可制得碳酸氢钠。3、氧化铝、氢氧化铝 (1)Al2O3俗名矾土,是一种难熔又不溶于水的白色粉末。它

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