化学新人教版必修一笔记..doc

_ 高一化学必修1笔记第一章 从实验学化学 第一节 化学实验基本方法一、熟悉化学实验基本操作1、药品的称量（或量取）方法托盘天平的使用方法托盘天平只能称准到0.1克。称量前先调零；称量时，左物右码被称量物不能直接放在托盘天平的托盘上，应在两个托盘上各放一张相同质量的纸，然后把药品放在纸上称量。 易潮解或具有腐蚀性的药品，如NaOH必须放在玻璃器皿上（如：小烧杯、表面皿）里称量。 量筒的使用方法 量取已知体积的溶液时，应选比已知体积稍大的量筒。如，量取80ml稀硫酸溶液，选用100ml的量筒。 读数时，视线应与凹液面最低点水平相切。俯视读数偏大，仰视读数偏小。2、实验室一般事故的处理方法意外事故处理方法金属Na，K起火用沙子盖灭，不能用水、CO2灭火器，不能用CCl4灭火器浓碱沾到皮肤上大量水冲，再涂硼酸浓H2SO4沾到皮肤上用干布擦，再用大量水冲，然后涂上3%5%的NaHCO3溶液不慎将酸溅到眼中应立即用水冲洗，边洗边眨眼睛温度计水银球不慎碰破为防止汞蒸气中毒，应用S粉覆盖3、常见危险化学品及其标志 如：酒精、汽油易然液体如：浓H2SO4、NaOH（酸碱）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。直接加热：试管 坩埚 蒸发皿 加石棉网：烧杯 烧瓶 锥形瓶二、混合物的分离和提纯：1、分离的方法：过滤：蒸发：蒸馏；分液；萃取过滤：将不溶于某溶液的固体和液体组成的混合物分离的操作。注意事项一贴：滤纸紧贴漏斗的内壁二低：纸边低于漏斗边；液面低于滤纸边三靠：杯靠棒；棒靠纸；颈靠壁蒸发 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。注意事项：蒸发过程中用玻璃杯不断搅拌，防止局部温度过高造成液滴飞溅；当蒸发皿中出现较多固体时，停止加热，利用余热将液体蒸干，防止形成的晶体飞溅。（3） 蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法 （4） 注意事项：加热烧瓶要垫上石棉网；温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处； 加碎瓷片的目的是防止暴沸； 冷凝水由下口进，上口出。萃取、分液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。注意事项：用前查漏； 加入萃取剂后先倒转用力震荡，再静置；“上上，下下”原则倒出两层液体，即：下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出。萃取剂选取原则：与原溶剂互不相容 溶解能力大于原溶剂；如：用四氯化碳萃取碘水中的碘。不与被萃取物质反应2、粗盐的提纯：（1）粗盐的成分：主要是NaCl，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等杂质（2）步骤： 1.溶解 用托盘天平称取5克粗盐（精确到0.1克）用量筒量取10毫升水倒入烧杯里用药匙取一匙粗盐加入水中，观察发生的现象用玻璃棒搅拌，并观察发生的现象（玻璃棒的搅拌对粗盐的溶解起什么作用？搅拌，加速溶解）接着再加入粗盐，边加边用玻璃棒搅拌，一直加到粗盐不再溶解时为止观察溶液是否浑浊 2.过滤 将滤纸折叠后用水润湿使其紧贴漏斗内壁并使滤纸上沿低于漏斗口,溶液液面低于滤纸上沿，倾倒液体的烧杯口要紧靠玻璃棒，玻璃棒的末端紧靠有三层滤纸的一边，漏斗末端紧靠承接滤液的烧杯的内壁。慢慢倾倒液体，待滤纸内无水时，仔细观察滤纸上的剩余物及滤液的颜色滤液仍浑浊时，应该再过滤一次 如果经两次过滤滤液仍浑浊，则应检查实验装置并分析原因，例如，滤纸破损，过滤时漏斗里的液面高于滤纸边缘，仪器不干净等找出原因后，要重新操作 3.蒸发 把得到的澄清滤液倒入蒸发皿把蒸发皿放在铁架台的铁圈上，用酒精灯加热同时用玻璃棒不断搅拌滤液（晶体析出时，防止固体飞溅） 等到蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热利用蒸发皿的余热使滤液蒸干 4.用玻璃棒把固体转移到纸上，称量后，回收到教师指定的容器比较提纯前后食盐的状态并计算精盐的产率5.粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-除渣加试剂顺序1.BaCl2NaOH Na2CO3 过滤HCl 2. BaCl2 Na2CO3 NaOH过滤 HCl 3. NaOH BaCl2 Na2CO3 过滤HCl加试剂顺序关键：（）Na2CO3在BaCl2之后；（）盐酸放最后。三、离子的检验：检验离子实验方法实验现象和离子方程式Cl-加AgNO3溶液有白色沉淀生成，再加稀硝酸沉淀不溶解AgClAgClSO42-先加稀盐酸，再加BaCl2溶液生成白色沉淀，且加稀硝酸沉淀不溶解。Ba2SO42BaSO4CO32-加稀盐酸，沉淀溶解，并生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的气体 第二节 化学计量在实验中的应用1、物质的量（n）是国际单位制中7个基本物理量之一。2、五个新的化学符号：概念、符号定义注 意 事 项物质的量：n衡量一定数目粒子集体的物理量摩尔(mol)是物质的量的单位，只能用来衡量微观粒子：原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等。用物质的量表示微粒时，要指明粒子的种类。阿伏加德罗常数：NA1mol任何物质所含粒子数。NA有单位：mol1或 /mol，读作每摩尔，NA6.021023mol1。摩尔质量：M单位物质的量物质所具有的质量一种物质的摩尔质量以g/mol为单位时，在数值上与其相对原子或相对分子质量相等。一种物质的摩尔质量不随其物质的量变化而变气体摩尔体积：Vm单位物质的量气体所具有的体积影响气体摩尔体积因素有温度和压强。在标准状况下（0，101KPa）1mol任何气体所占体积约为22.4L即在标准状况下，Vm22.4L/mol物质的量浓度：C单位体积溶液所含某溶质B物质的量。公式中的V必须是溶液的体积；将1L水溶解溶质或者气体，溶液体积肯定不是1L。某溶质的物质的量浓度不随所取溶液体积多少而变3、各个量之间的关系：4、阿伏伽德罗定律及其推论（1）定律：同T、P下，相同体积的任何气体会有相同数目的粒子。（2）推论：(依据：PV=nRT，n=m/M，=m/V)同T、P下，V1/V2=n1/n2=N1/N2 同T、P下，1/2=M1/M2同T、V下，P1/P2= n1/n2 同T、P、V下，m1/m2= M1/M2同T、P、m下，V1/V2= M2/M15、有关物质的量浓度的相关计算求稀释或浓缩溶液的物质的量浓度对同一溶液的稀释或浓缩都存在着稀释或浓缩前后，溶质的物质的量或溶质的质量相等这一关系。即：C1V1=C2V2或V111=V222 式中C为物质的量浓度，V为体积，为溶液密度。为质量分数。求混合溶液的物质的量浓度C1V1+ C2V2=C总V总 即：混合前后溶质物质的量或质量不变。质量分数W与物质的量浓度C的关系：C=1000W/M（其中单位为g/cm3）W= S /(100+S)C=1000 S /(100+S)/ M7、一定物质的量浓度溶液的配制（1）配制使用的仪器：托盘天平(固体溶质)、量筒(液体溶质)、容量瓶（强调：在具体实验时，应写规格，否则错！）、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。（2）配制的步骤：计算溶质的量（若为固体溶质计算所需质量，若为溶液计算所需溶液的体积）称取（或量取）溶解（静置冷却）转移 洗涤定容摇匀。（如果仪器中有试剂瓶，就要加一个步骤-装瓶）。以配制500ml,0.1mol/l碳酸钠溶液为例。步骤： 第一步：计算：所需碳酸钠的质量=0.5*0.1*106=5.3克。 第二步：称量：在天平上称量5.3克碳酸钠固体，并将它倒入小烧杯中。 第三步：溶解：在盛有碳酸钠固体的小烧杯中加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，使其溶解。 第四步：移液：将溶液沿玻璃棒注入500ml容量瓶中。 第五步：洗涤：用蒸馏水洗烧杯23次，并倒入容量瓶中。 第六步：定容：倒水至刻度线12cm处改用胶头滴管滴到与凹液面平直。 第七步：摇匀：盖好瓶塞，上下颠倒、摇匀。 第八步：装瓶、贴签 胶头滴管加蒸馏水到溶液的凹液面正好与刻度线相切，这个操作叫做定容。（6）不能配制任意体积的一定物质的量浓度的溶液，这是因为容量瓶的容积是固定的，没有任意体积规格的容量瓶。（7）溶液注入容量瓶前需恢复到室温，这是因为容量瓶受热易炸裂，同时溶液温度过高会使容量瓶膨胀影响溶液配制的精确度。（8）用胶头滴管定容后再振荡，出现液面底于刻度线时不要再加水，这是因为振荡时有少量溶液粘在瓶颈上还没完全回流，故液面暂时低于刻度线，若此时又加水会使所配制溶液的浓度偏低。（9）如果加水定容时超出了刻度线，不能将超出部分再吸走，须应重新配制。（10）如果摇匀时不小心洒出几滴，不能再加水至刻度，必须重新配制，这是因为所洒出的几滴溶液中含有溶质，会使所配制溶液的浓度偏低。（11）溶质溶解后转移至容量瓶时，必须用少量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤23次，并将洗涤液一并倒入容量瓶，这是因为烧杯及玻璃棒会粘有少量溶质，只有这样才能尽可能地把溶质全部转移到容量瓶中。（3）误差分析：可能仪器误差的操作过程分析对溶液浓度的影响mV称量NaOH时间过长或用纸片称取减小偏低移液前容量瓶内有少量的水不变不变不变向容量瓶转移液体时少量流出减小偏低未洗涤烧杯、玻璃棒或未将洗液转移至容量瓶减小偏低未冷却至室温就移液减小偏高定容时，水加多后用滴管吸出减小偏低定容摇匀时液面下降再加水增大偏低定容时俯视读数减小偏高定容时仰视读数增大偏低第一节 物质的分类1、掌握两种常见的分类方法：交叉分类法和树状分类法。1、 方法：交叉分类法（从不同标准对同一物质进行分类，弥补单一分类法的不足）树状分类法（对物质进行再分类） 二、物质的分类2、氧化物的分类：（1）金属氧化物 非金属氧化物（2）酸性氧化物：只能与碱发生反应生成盐和水的氧化物（绝大多数非金属氧化物） 碱性氧化物：只能与酸发生反应生成盐和水的氧化物（碱性氧化物全部为金属氧化 物，绝部分金属氧化物为碱性氧化物） 两性氧化物：即可与酸发生反应也可与碱发生反应生成盐和水的氧化物，如Al2O32、分散系及其分类：（1）分散系组成：分散剂和分散质，按照分散质和分散剂所处的状态，分散系可以有9种组合方式。（2）当分散剂为液体时，根据分散质粒子大小可以将分散系分为溶液、胶体、浊液。分散系溶液胶体浊液分散粒子直径1nm1100nm100nm外观均一,透明,稳定均一,透明,介稳体系不均一,不透明,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实例食盐水Fe(OH)3胶体泥浆水3、胶体：（1）常见胶体：Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、血液、豆浆、淀粉溶液、蛋白质溶液、有色玻璃、墨水等。（2）胶体的特性：能产生丁达尔效应。区别胶体与其他分散系常用方法丁达尔效应。胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子大小。3、胶体（1）性质：介稳性（原因：胶体所带粒子电荷相同，胶体做布朗运动） 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。 电泳：带电颗粒在电场作用下，向着与其电性相反的电极移动 聚沉：胶体的微粒在一定条件下发生聚集的现象叫做聚沉， 使胶体聚沉、其原理就是：中和胶粒的电荷、加快其胶粒的热运动以增加胶粒的结合机会，使胶粒聚集而沉淀下来。1加入电解质。2加入带相反电荷的胶体，也可以起到和加入电解质同样的作用，使胶体聚沉。3加热胶体，能量升高，胶粒运动加剧，它们之间碰撞机会增多，而使胶核对离子的吸附作用减弱，即减弱胶体的稳定因素，导致胶体凝聚。 吸附性：净水（2）胶体分类：分散剂状态：气溶胶、液溶胶、固溶胶 粒子种类：粒子胶体、分子胶体（3）制备：Fe(OH)3的制备 将水加热至沸腾，向沸水中滴入56滴Fe(OH)3饱和溶液，至溶液呈浅红色Fe(OH)3+3H2O=（反应条件为）Fe(OH)3（胶体）+3HCl 第二节 离子反应一、电解质和非电解质电解质：在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物电解质种类：酸、碱、盐、活泼金属氧化物、水（极弱） 强电解质：完全电离：强酸强碱盐（=）分类 弱电解质：部分电离：弱酸弱碱水（）非电解质：在水溶液里或熔融状态下不导电的化合物（如：酒精乙醇、蔗糖、SO2、SO3、NH3、CO2等是非电解质。）电解质种类：非金属氧化物和大多数有机物注意：HCl是电解质，盐酸不是（化合物） BaSO4、AgNO3等不溶性盐不溶于水但在熔融状态下导电，故为电解质比较：（1）电解质和非电解质都是化合物，单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。（2）酸、碱、盐和水都是电解质（特殊：盐酸是电解质溶液）。（3）能导电的物质不一定是电解质。能导电的物质：电解质溶液、熔融的碱和盐、金属单质和石墨。电解质需在水溶液里或熔融状态下才能导电。固态电解质(如：NaCl晶体)不导电，液态酸(如：液态HCl)不导电。2、溶液能够导电的原因：有能够自由移动的离子。3、电离方程式：要注意配平，原子个数守恒，电荷数守恒。如：Al2(SO4)32Al33SO42 二、离子反应：1、离子反应发生的条件：离子反应发生条件：生成沉淀、生成气体、水。2、离子方程式的书写：（写、拆、删、查）写：写出正确的化学方程式。（要注意配平。）拆：把易溶的强电解质（易容的盐、强酸、强碱）写成离子形式。 常见易溶的强电解质有：三大强酸（H2SO4、HCl、HNO3），四大强碱NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 （澄清石灰水拆，石灰乳不拆），可溶性盐，这些物质拆成离子形式，书写时用分子式表示：a、难溶物质b、难电离物质（包括弱酸、弱碱、水，如CH3COOH, NH3 H2O）c、气体d、单质e、氧化物f、Ca(OH)2 ：在生成物中写化学式；在反应中；澄清石灰水时写离子式；石灰乳或消石灰石写化学式。g、浓硫酸、浓磷酸、硝酸铅(CH3COO)2Pb。删：删除不参加反应的离子（价态不变和存在形式不变的离子）查：检查书写离子方程式等式两边是否原子个数守恒、电荷数守恒。3、离子方程式正误判断：（看几看）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）4、离子共存问题学习离子能否共存时，应从以下几个方面去考虑：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。1、 溶液的颜色如无色溶液应排除有色离子：Fe2、Fe3、Cu2、MnO4-2、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3、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-,HCO3-,SO32-，OH-和NH4等4、结合生成难电离物质（水）的离子不能大量共存：如H和OH-，OH-和HCO3-等。5、发生氧化还原反应：如Fe3与S2-、I-，Fe2+与NO3-（H+）等6、发生络合反应：如Fe3与SCN- 第三节 氧化还原反应一、氧化还原反应1、氧化还原反应的本质：有电子转移（包括电子的得失或偏移）。2、氧化还原反应的特征：有元素化合价升降。3、判断氧化还原反应的依据：凡是有元素化合价升降或有电子的转移的化学反应都属于氧化还原反应。4、氧化还原反应相关概念：化合价升高 失电子 氧化剂 还原剂 还原产物 氧化产物化合价降低 得电子 被还原二、氧化性、还原性强弱的判断（）通过氧化还原反应比较：氧化剂 + 还原剂 氧化产物还原产物氧化性：氧化剂 氧化产物 还原性：还原剂 还原产物（2）从元素化合价考虑： 最高价态只有氧化性，如Fe3+、H2SO4、KMnO4等； 中间价态既具有氧化性又有还原性，如Fe2+、S、Cl2等； 最低价态只有还原性，如金属单质、Cl-、S2-等。（3）根据其活泼性判断： 根据金属活泼性： 对应单质的还原性逐渐减弱K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au对应的阳离子氧化性逐渐增强根据非金属活泼性:对应单质的氧化性逐渐减弱Cl2 Br2 I2 S对应的阴离子还原性逐渐增强(4) 根据反应条件进行判断： 不同氧化剂氧化同一还原剂，所需反应条件越低，表明氧化剂的氧化剂越强；不同还原剂还原同一氧化剂，所需反应条件越低，表明还原剂的还原性越强。如：2KMnO4 + 16HCl (浓) = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2OMnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O前者常温下反应，后者微热条件下反应，故物质氧化性：KMnO4 MnO2(5) 通过与同一物质反应的产物比较： 如：2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 Fe + S = FeS 可得氧化性 Cl2 S三、如果使元素化合价升高，即要使它被氧化，要加入氧化剂才能实现；如果使元素化合价降低，即要使它被还原，要加入还原剂才能实现；氧化还原反应与化合、分解、置换、复分解反应的关系：复分解反应 氧化还原反应置换反应分解反应化合反应氧化性还原性的强弱与得失电子数目无关，与得失电子的难易程度有关 第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质一、钠及其化合物（一）钠 Na1、单质钠的物理性质：钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。2、单质钠的化学性质： 钠与O2反应常温下：4Na + O22Na2O （新切开的钠放在空气中容易变暗）加热时：2Na + O2Na2O2 （钠先熔化后燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。）钠在空气中的变化过程：NaNa2ONaOHNa2CO310H2O（结晶）Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。 钠与H2O反应2Na2H2O2NaOHH2 离子方程式：2Na2H2O2Na2OHH2实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红。“浮钠密度比水小；游生成气体；响反应剧烈；熔钠熔点低；红生成的NaOH遇酚酞变红”。 钠与盐溶液反应如钠与CuSO4溶液反应，应该先是钠与H2O反应生成NaOH与H2，再和CuSO4溶液反应，有关化学方程式：2Na2H2O2NaOHH2 CuSO42NaOHCu(OH)2Na2SO4总的方程式：2Na2H2OCuSO4Cu(OH)2Na2SO4H2实验现象：钠熔成小球，在液面上四处游动，有蓝色沉淀生成，有气泡放出K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应 钠与酸反应：2Na2HCl2NaClH2（反应剧烈） 离子方程式：2Na2H2NaH23、钠自然界的存在：以化合态存在。4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。5、工业制钠：电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融) 2Na + Cl26、钠的用途： 在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等； 钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂； 钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。(二)氧化钠和过氧化钠1、Na2O Na2O + H2O = 2NaOH,白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na2O + CO2 = Na2CO3,Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O .另外：加热时，2Na2O + O2 = 2Na2O22、Na2O2：淡黄色固体是复杂氧化物，易与水和二氧化碳反应。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 ；2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 （作供氧剂）。因此Na2O2常做供氧剂，同时，Na2O2还具有强氧化性，有漂白作用。如实验：Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞，变红后又褪色。（三）钠盐：Na2CO3与NaHCO3的性质比较Na2CO3NaHCO3俗称纯碱、苏打小苏打水溶性比较Na2CO3 NaHCO3溶液酸碱性碱性碱性与酸反应剧烈程度较慢（二步反应）较快（一步反应）与酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32+2H+=CO2+H2ONaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3+H+=H2O+CO2热稳定性加热不分解加热分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应与NaOH溶液反应不反应（不能发生离子交换）NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3+OH=H2O+CO32与Ca(OH)2溶液反应Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOHCa2+CO32=CaCO3也能反应生成CaCO3沉淀与CaCl2、溶液反应有CaCO3沉淀不反应用途洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）相互转化Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应:向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，如果n(HCl)小于n(Na2CO3)时反应无气体放出。发生的反应：先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 向稀HCl中滴加Na2CO3溶液，先有气体，反应是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO23、Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的鉴别：取两种试液少量，分别滴加CaCl2或BaCl2溶液，有白色沉淀的原取溶液为Na2CO3，另一无明显现象的原取溶液为NaHCO3（四）氢氧化钠NaOH：俗称烧碱、火碱、苛性钠，易潮解，有强腐蚀性，具有碱的通性。二、铝及其化合物（一）铝的性质1、物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。2、化学性质：铝是较活泼的金属。 通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。 与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。（ 2Al6H2Al33H2 ） 与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2（ 2Al2OH2H2O2AlO23H2 ） 与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。 铝热反应：铝与某些金属氧化物的反应（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫做铝热反应2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。（二）氧化铝（Al2O3）白色固体，熔点高（2054），沸点2980，常作为耐火材料；是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色，蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是氧化铝，硬度仅次于金刚石，用途广泛。两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O ,Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 。Al2O3是工业冶炼铝的原料，由于氧化铝的熔点高，电解时，难熔化，因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6 )，使氧化铝的熔点降至1000度左右，铝的冶炼才快速发展起来，铝及其合金才被广泛的应用。2Al2O3 4Al + 3O2。（三）氢氧化铝（Al(OH)3）白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。加热易分解。两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O （四）铝的冶炼铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝）用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝铝。主要反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ，CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3 ，2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O ,2Al2O3 4Al + 3O2。（五）铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。（六）明矾的净水：化学式：KAl(SO4)212H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。知识整理：（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。 实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先Al3+ + 3OH- = Al(OH)3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O，后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。 实验：向偏铝酸钠溶液中通二氧化碳，有沉淀出现。 CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3。 将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。 实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 ,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3。AlAl2O3 Al(OH)3AlO2-Al3+ 铝三角：三、铁及其化合物（一）铁 Fe1、单质铁的物理性质：铁片是银白色的，铁粉呈黑色，纯铁不易生锈，但生铁（含碳杂质的铁）在潮湿的空气中易生锈。（原因：形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是Fe2O3）。2、单质铁的化学性质： 与非金属单质反应：3Fe2O2 Fe3O4（现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体） 2Fe + 3Cl2 2FeCl3, Fe + S FeS。 与非氧化性酸反应：Fe2HClFeCl2H2 （ Fe2HFe2H2 ） 常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。 与盐溶液反应：FeCuSO4FeSO4Cu （ FeCu2Fe2Cu ）；Fe +2 FeCl3 = 3FeCl2 与水蒸气反应：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2（二） 铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3主要性质白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：白色灰绿色红褐色。反应式：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。Fe(OH)22HFe22H2O红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O ,能溶于强酸溶液，生成相应的盐。Fe(OH)33H2Fe33H2O（三）Fe2+、Fe3+的检验离子Fe2+Fe3+常见方法滴加KSCN溶液，无明显变化，再加氯水，溶液变血红色；直接观察溶液是浅绿色；滴加氢氧化钠溶液，出现沉淀的颜色变化是：白色灰绿色红褐色。直接观察溶液是黄色；滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；滴加KSCN溶液，有血红色溶液出现。（四）铁三角Fe与弱氧化剂反应，如H+、Cu2+ 、I2 、S等；用还原剂如H2 、CO等还原FeO或用Mg、Zn、Al等还原Fe2+盐溶液。 铁与强氧化剂反应如Cl2、Br2、浓H2SO4 、浓HNO3等。 用还原剂如H2 、CO等还原Fe2O3或用足量Mg、Zn、Al等还原 Fe2+遇强氧化剂的反应如Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、浓HNO3、 H2O2、Na2O2、HClO等。 Fe3+遇某些还原剂的反应如Fe、Cu、SO2、I-、H2S等以及少量的Zn、Mg、Al等。 （五）铁的冶炼原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。设备：高炉。主要反应：C + O2 CO2 ,，C + CO2 2CO （这两个反应是制造还原剂并提供热量），3CO + Fe2O3 2Fe 3CO2 ，CaCO3 CaO + CO2 ，CaO + SiO2 CaSiO3.（六）焰色反应1、定义：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。2、操作步骤：铂丝（或铁丝）用盐酸浸洗后灼烧至无色，沾取试样（单质、化合物、气、液、固均可）在火焰上灼烧，观察颜色。3、 重要元素的焰色：钠元素黄色、 钾元素紫色（透过蓝色的钴玻璃观察，以排除钠的焰色的干扰）焰色反应属物理变化。与元素存在状态（单质、化合物）、物质的聚集状态（气、液、固）等无关，只有少数金属元素有焰色反应。（七）合金1、合金的概念：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。 合金的硬度一般比它的各成分金属的大 合金的熔点一般比它的各成分金属的低 第四章 非金属及其化合物一、硅及其化合物硅元素在地壳中的含量排第二，在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅，常见的是二氧化硅、硅酸盐等。硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。1、单质硅（Si）： 物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。 化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。SiO2SiO2 Si2Cl2SiCl4 用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。 硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。SiO22CSi(粗)2CO Si(粗)2Cl2SiCl4 SiCl42H2Si(纯)4HCl2、二氧化硅（SiO2）： SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。 物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。 化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应： 与强碱反应：SiO22NaOHNa2SiO3H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。与氢氟酸反应SiO2的特性：SiO24HFSiF4+2H2O（利用此反应，氢氟酸能雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。高温下与碱性氧化物反应：SiO2CaOCaSiO3 用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。3、硅酸（H2SiO3）： 物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。 化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱，其酸酐为SiO2，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3H2CO3） 用途：硅胶作干燥剂、催化剂的载体。4、硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3（有白色沉淀生成）硅酸盐由于组成比较复杂，常用氧化物的形式表示：活泼金属氧化物较活泼金属氧化物二氧化硅水。氧化物前系数配置原则：除氧元素外其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。硅酸钠：Na2SiO3 Na2OSiO2 硅酸钙：CaSiO3 CaOSiO2高岭石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O32SiO22H2O 正长石：KAlSiO3不能写成 K2O Al2O33SiO2，应写成K2OAl2O36SiO2 传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。普通玻璃：原料：碳酸钠、石灰石和石英。主要反应：SiO2 + Na2CO3 Na2SiO3 + CO2,SiO2 + CaCO3 CaSiO3 + CO2（原理：难挥发性酸酸酐制易挥发性酸酸酐）。主要成分：Na2OCaOSiO2 。工业生产中根据需要制成各种特制玻璃。如钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃等。水泥：原料：黏土，石灰石。普通硅酸盐水泥的主要成分：2CaO SiO2,3CaO SiO2 ,3CaO Al2O3。二、氯及其化合物（一）氯气 Cl2氯原子结构示意图为 ，氯原子最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个电子形成Cl，化学性质活泼，在自然界中没游离态的氯，氯只以化合态存在（主要以氯化物和氯酸盐）。1、氯气（Cl2）： 物理性质：黄绿色有刺激性气味有毒的气体，密度比空气大，易液化成液氯，易溶于水。（氯气收集方法向上排空气法或者排饱和食盐水；液氯为纯净物） 化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得到电子，作强氧化剂，能与金属、非金属、水以及碱反应。与金属反应（将金属氧化成最高正价）NaCl22NaCl CuCl2CuCl2 2Fe3Cl22FeCl3（氯气与金属铁反应只生成FeCl3，而不生成FeCl2。）（思考：怎样制备FeCl2？Fe2HClFeCl2H2，铁跟盐酸反应生成FeCl2，而铁跟氯气反应生成FeCl3，这说明Cl2的氧化性强于盐酸，是强氧化剂。）与非金属反应Cl2H2 2HCl（氢气在氯气中燃烧现象：安静地燃烧，发出苍白色火焰）将H2和Cl2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。燃烧定义：所有发光发热的剧烈化学反应都叫做燃烧，不一定要有氧气参加。Cl2与水反应Cl2H2OHClHClO 离子方程式：Cl2H2OHClHClO将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含多种微粒，其中有H2O、Cl2、HClO、Cl、ClO，H+、OH(极少量，水微弱电离出来的)。氯水的性质取决于其组成的微粒：1）强氧化性：Cl2是新制氯水的主要成分，实验室常用氯水代替氯气，如氯水中的氯气能与KI，KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物质反应。2）漂白、消毒性：氯水中的Cl2和HClO均有强氧化性，一般在应用其漂白和消毒时，应考虑HClO，HClO的强氧化性将有色物质氧化成无色物质，不可逆。3）酸性：氯水中含有HCl和HClO，故可被NaOH中和，盐酸还可与NaHCO3，CaCO3等反应。4）不稳定性：HClO不稳定光照易分解。，因此久置氯水(浅黄绿色)会变成稀盐酸(无色)失去漂白性。 5）沉淀反应：加入AgNO3溶液有白色沉淀生成（氯水中有Cl）。自来水也用氯水杀菌消毒，所以用自来水配制以下溶