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高中化学基础知识总结化学1（必修）第1章 认识化学科学第1节 走进化学科学一、化学的创造性和实用性1化学科学的涵义：化学科学是在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。2化学科学的特征：化学的特征是认识分子和制造分子，是一门具有创造性的、实用的科学。【思考】核反应是化学变化吗？二、化学科学的形成和发展1661年英国的波义耳在怀疑派化学家一书中给元素下了科学的定义1777年法国的拉瓦锡发表燃烧概论推翻了燃素说，建立燃烧现象的氧化学说，并提出空气是由氮气和氧气组成的；1803年英国道尔顿提出原子论1811年意大利的阿伏加德罗提出分子学说1869年俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表1942年中国的侯德榜发明了联合制碱法1965年中国科学家合成出牛胰岛素，是首次人工合成蛋白质1981年我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸第2节 研究物质性质的方法和程序一、研究物质性质的基本方法1基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法【思考】属于什么方法？ 2金属钠（1）钠的物理性质软、亮、轻、低、导（软质软，硬度小；亮银白色金属光泽；轻密度小，比水轻；低熔点低；导可导电、导热）（2）钠的化学性质与O2反应：常温4NaO22Na2O （钠在空气中放置，表面迅速变暗）加热2NaO2Na2O2 （黄色火焰，生成淡黄色固体）与Cl2反应：2NaCl22NaCl与S反应：2Na S Na2S与水反应：2Na2H2O2NaOHH2【思考】1钠与水反应有哪些现象？产生这些现象的原因是什么？2钠与水反应时，如果钠粘在烧杯壁上，很快就燃烧起来，为什么？3钠与水反应的实质是什么？4钾、钙、钠与下列物质如何反应？有什么现象？（1）O2（2）H2O（3）H2SO4（4）CuSO4溶液（5）NH4Cl溶液（6）饱和氯化钠溶液5钠在空气中放置，发生哪些变化？（3）钠的存在与保存钠元素在自然界的存在形态：化合态（NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaNO3等）保存：煤油或石蜡油中，主要是为了隔绝空气和水。（4）钠的用途KNa合金用于原子反应堆作导热剂。 制备Na2O2。做电光源：高压钠灯。 冶炼稀有金属。【思考】钠如何冶炼钛、钽、铌、锆等金属？（5）过氧化钠物理性质：淡黄色固体化学性质a.与CO2和H2O反应： 2Na2O2 2H2O = 4NaOH O22Na2O2 2CO2 = 2Na2CO3 O2b.强氧化性：漂白、消毒用途：常用作供氧剂【思考】1判断正误：（1）Na2O2中氧元素显示2价；（2）Na2O2中阴阳离子的个数比为11；（3）Na2O2属于碱性氧化物。2Na2O2与下列物质如何反应？表现了什么性质？（1）盐酸（2）CuSO4（3）SO2（4）FeCl2（5）H2S（6）Na2SO3（7）品红（8）酚酞溶液二、研究物质性质的基本程序1基本程序：观察预测性质实验结论。2氯气（1）在通常情况下，氯气为黄绿色、有刺激性气味的有毒气体，易液化，能溶于水（12），氯水颜色呈淡黄色。【思考】液氯与氯水是同一种物质吗？（2）Cl2的化学性质与金属反应2Na Cl22NaCl（白烟）Cu Cl2 CuCl2（棕黄色烟，加少量水显绿色，冲稀后变蓝色）2Fe 3Cl2 2FeCl3（棕色烟，加少量水显棕黄色）与非金属反应H2 Cl22HCl（苍白色火焰，瓶口有白雾产生）HCl极易溶于水（1500）。与水反应： Cl2 H2O HCl HClO与碱反应： Cl2 2NaOH NaClO NaCl H2O84消毒液，有效成分：NaClO2Cl22Ca（OH）2CaCl2Ca（ClO）22H2O漂白粉/漂粉精，有效成分：Ca（ClO）2（3）HClO的性质弱酸性：弱于H2CO3不稳定性：2HClO光照2HCl O2强氧化性：漂白、消毒【思考】1燃烧一定要有氧气参加吗？2烟、雾、气有什么区别？3氯气与变价金属反应的产物有什么特点？4实验室如何检验氯气？5如何处理氯气的尾气？6光照氯水有气体逸出，气体的成分主要是什么？7将氯水滴入石蕊溶液中，有什么变化？起作用的粒子是什么？8新制氯水有哪些成分？久置有什么变化？酸性如何变化？保存氯水要注意哪些问题？9工业上用氯气与石灰乳作用制漂白粉，反应的离子方程式怎么书写？10漂白粉、“84消毒液”在家庭中使用起作用的原理是什么？反应说明HClO的酸性如何？11CO2通入Ca（ClO）2溶液有什么现象？SO2与Ca（ClO）2反应原理相同吗？12氯水中加入碳酸钙，对其漂白作用有何影响？第3节 化学中常用的物理量物质的量一、物质的量及其单位摩尔1物质的量n（1）概念：“物质的量”是一个物理量，表示物质所含微粒数目，单位为摩尔mol。（2）1 mol粒子所含的粒子数0.012 kg 12C中所含的碳原子数（约为6.021023个）（3）阿伏加德罗常数NA定义：1 mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数。NA6.021023 mol1关系式： （N表示微粒的个数）【思考】判断正误：1物质的量是国际单位制的基本单位之一；2摩尔可用来计量宏观物质的数目；31 mol氢含NA个氢原子；41 mol 氖气中含2NA个原子；51 mol Na含NA个电子；60.5 mol Cl2与铁反应转移3 NA个电子；71 mol SiO2含4 mol化学键。二、摩尔质量和气体摩尔体积1摩尔质量M（1）定义：单位物质的量的物质所具有的质量，单位gmol1或kgmol1。（2）关系式：（3）以“gmol1”为单位时，摩尔质量与相对分子或相对原子质量数值上相等。【思考】相对分子质量Mr或相对原子质量Ar就是摩尔质量M吗？2气体摩尔体积Vm（1）定义：一定的温度和压强下，单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积，单位Lmol1或m3mol1。（2）关系式：（3）标准状况（STP，0、101 kPa）下，Vm22.4 Lmol1。【思考】1决定物质体积大小的因素有哪些？2决定1 mol固体、液体、气体体积大小的因素各是什么？3影响气体分子间平均距离大小的因素是什么？4同温同压下，气体摩尔体积为何相同？5判断正误： 1 mol O2的体积约为22.4 L； 标准状况下，1 mol SO3的体积约为22.4 L； 常温常压下，1 mol氩气中含NA个原子； 标准状况下，11.2 L 二氧化碳和二氧化氮混合气体中约含2 mol氧原子。3阿伏加德罗定律（1）内容：相同温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。P1V1/T1 P2V2/T2 PV nRT（R为常数） RT（2）推论：（可由PV nRT导出）同温、同压下：V1/V2 n1/n2 N1/N2同温、同体积下：P1/P2 n1/n2 N1/N2同温、同压下：1/2 M1/M2 D（相对密度）同温、同压、同体积下：m1/m2 M1/M2同温、同压、同质量下：V1/V2 M2/M1同温、同体积、同质量下：P1/P2 M2/M14混合气体平均相对分子质量【思考】根据下列条件求混合气体的平均相对分子质量。已知混合气体的总质量和总物质的量； 已知混合气体各组成成分的摩尔质量和物质的量分数；已知标准状况时的密度；已知同温同压下与某一气体的相对密度；三、物质的量浓度c1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的物质的量浓度，单位molL1。关系式：nB cBV【思考】1判断正误：（1）将1 mol NaCl溶于1 L水中，所得溶液中NaCl的浓度为1 molL1；（2）从1 L 1molL1 NaOH溶液中取出100 mL，取出的溶液中c（NaOH）0.1molL1；（3）10 mL NaOH溶液加入10 mL水，溶液变为20 mL；（4）1 mol/L Na2CO3溶液中CO32的物质的量浓度为1 mol/L。2物质的量浓度c与质量分数有什么关系？3溶液加水稀释前后，浓度与体积有什么关系？410%的硫酸与20%的硫酸等质量混合，质量分数是多少？等体积混合呢？酒精、氨水呢？2一定物质的量浓度溶液的配制（1）容量瓶 只用于配制溶液，不能用作反应容器或盛装药品；溶液注入容量瓶前需恢复到常温；常用的容量瓶有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL等规格；使用前，除洗涤外，还应检验容量瓶是否漏液。（2）步骤：计算称量溶解转移洗涤定容摇匀（3）仪器：天平（带砝码、镊子）、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管【思考】1如何检验容量瓶是否漏液？2用18.4 mol/L 浓硫酸配制480 mL 1mol/L稀硫酸应如何操作？3欲配制100 mL 1mol/L NaOH溶液，下列操作对配制结果有什么影响？ 称量时左码右物；在纸上称量NaOH； 溶液未冷却就转移到容量瓶中； 配制前容量瓶中有少量蒸馏水； 引流时玻璃棒在容量瓶刻度线上方； 定容时俯视刻度线。4定容时液面不慎超过刻度线如何处理？第2章 元素与物质世界第1节 元素与物质的分类 一、元素与物质的关系元素的存在形态：游离态（单质形态）、化合态（化合物）。【思考】下列元素在自然界各以什么形态存在？C N O S Fe Cl Br P Si 碱金属二、物质的分类1物质分类的依据纯净物、混合物，单质、化合物，酸、碱、盐、氧化物，一元酸、二元酸、三元酸，无氧酸、含氧酸，挥发性酸、难挥发性酸，正盐、酸式盐、碱式盐、复盐。能跟酸反应生成盐和水的氧化物叫碱性氧化物；能跟碱反应生成盐和水的氧化物叫酸性氧化物；既能跟酸反应生成盐和水，又能跟碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物。【思考】判断正误：1碱和盐一定含金属元素；2碱性氧化物一定是金属氧化物；3金属氧化物一定是碱性氧化物；4酸性氧化物一定是非金属氧化物；5非金属氧化物一定是酸性氧化物；6酸性氧化物、碱性氧化物一定能与水反应生成对应的酸、碱。2根据物质类别研究物质性质（1）酸的化学通性 酸活泼金属盐氢气酸碱盐水酸碱性氧化物盐水酸盐新酸新盐酸酸碱指示剂：使紫色石蕊试液变红色。（2）金属的化学通性：金属非金属无氧酸盐 金属氧气金属氧化物较活泼金属酸（硝酸、浓硫酸除外）盐氢气较活泼金属金属较不活泼金属的盐溶液较不活泼金属较活泼金属的盐溶液（3）氧化物的化学通性：酸性氧化物水含氧酸 酸性氧化物碱盐水酸性氧化物碱性氧化物盐 碱性氧化物水碱碱性氧化物酸盐水（3）碱的化学通性：碱酸碱指示剂：使紫色石蕊试液变蓝色；无色酚酞试液变红色碱酸性氧化物盐水 碱酸盐水 碱盐新碱新盐（4）盐的化学通性：盐酸新盐新酸 盐碱新盐新碱 盐盐新盐新盐三、一种重要的混合物胶体1分散系（1）定义：由一种（或几种）物质分散到另一种物质里形成的混合物统称为分散系。（2）分散系由分散质（分散成粒子的物质）和分散剂（粒子分布在其中的物质）组成，依据分散质粒子的直径来分类，可分为溶液、浊液和胶体。分散系溶液胶体浊液分散质粒子的1nm1nm100nm100nm外观均一、透明较均一、透明不均一、不透明分散质微粒分子、离子大量分子集合体、高分子大量分子集合体能否透过滤纸能能不能能否透过半透膜能不能不能稳定性稳定较稳定不稳定实例食盐水、碘酒Fe（OH）3胶体、Al（OH）3胶体、AgI胶体、H2SiO3胶体、淀粉溶液、肥皂水、豆浆、墨水、血液、有色玻璃、烟水晶、烟、云、雾泥水2胶体的性质（1）丁达尔效应：让光线照射胶体时，从垂直入射光线的方向可以观察到胶体里有一条光亮的“通路”，这种现象叫做丁达尔效应。（2）电泳：胶体中的分散质粒子在电场的作用下，做定向移动的现象称为电泳。（3）聚沉：胶体形成沉淀析出的现象称为聚沉。加热、搅拌、加入酸碱盐或带相反电荷的胶体粒子都会引起聚沉。3渗析：利用半透膜（鸡蛋膜、玻璃纸、肠衣等）分离胶体中的杂质分子或离子，提纯、精制胶体的操作称为渗析。4Fe（OH）3胶体的制备（1）原理：FeCl33H2O Fe（OH）3（胶体）3HCl（2）方法：用洁净的烧杯取少量蒸馏水，用酒精灯加热至沸腾，向烧杯中逐滴加入1 molL1 FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色。【思考】1如何区分溶液和胶体？2向Fe（OH）3胶体中逐滴加入过量的盐酸，观察到什么现象？3可否用FeCl3溶液与NaOH溶液混合制取Fe（OH）3胶体？3Fe（OH）3胶体制备时，搅拌、液体呈红褐色后继续加热或继续滴加FeCl3溶液各有什么影响？4从胶体角度解释：明矾净水卤水点豆腐三角洲的形成FeCl3止血不同品牌的墨水不能混用土壤保肥工业静电除尘血液透析第2节 电解质 一、电解质及其电离1电解质和非电解质在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质，酸、碱、盐、水是电解质；在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物称为非电解质。2电解质的电离物质溶解于水或熔化时，离解成自由移动的离子的过程称为电离。电离用电离方程式表示。3强电解质和弱电解质（1）强电解质：能完全电离的电解质，如强酸、强碱和绝大多数盐；强酸： H2SO4、HNO3、HClO4、HX（X=Cl、Br、I）强碱； Ca（OH）2、Ba（OH）2、ROH（R=Li、Na、K）（2）弱电解质：只能部分电离的电解质，如弱酸、弱碱、水。【思考】1物质导电的原因是什么？2化合物导电的前提和实质是什么？3酸、碱、盐在哪些情况下能够导电？4如何从电离角度定义酸碱盐？5电解质溶液导电能力强弱与什么因素有关？6判断正误能导电的物质一定是电解质；溶于水能导电的物质一定是电解质；强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质强；BaSO4CaCO3等难溶物属于弱电解质；能电离出H+的混合物是酸。二、电解质在水溶液中的反应1离子反应（1）定义：有离子参加的化学反应称为离子反应。（2）离子反应的分类复分解反应：结合生成沉淀、气体、水、弱酸、弱碱。如NH4与OH。氧化还原反应：氧化性和还原性较强的物质相互反应，如Cl2与Fe2。双水解反应：水解相互促进的反应。Al3与HCO3、CO32、S2、HS、Al（OH）4 、ClOFe3与HCO3、CO32、Al（OH）4、ClOFe2与Al（OH）4等。络合反应：如Fe3与SCN反应。（3）离子共存：能相互反应的离子不能大量共存。 有色离子：Cu2（蓝）、Fe2（浅绿）、Fe3（黄）、MnO4（紫）。2离子方程式（1）概念：用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。（2）离子方程式的书写:写、拆、删、查 将强酸、强碱、可溶性盐拆写成离子形式。【思考】1Ca（HCO3）2与NaOH用量不同时离子方程式有何不同？2Fe3与S2发生双水解反应吗？3苯酚钠（C6H5ONa）溶液中通入少量CO2的离子方程式如何书写？已知酸性：H2CO3C6H5OHHCO3第3节 氧化剂和还原剂 一、氧化还原反应1化学反应与元素化合价的变化（1）化学反应的四种基本类型：化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。（2）化合价氧、氟的非金属性很强，在反应中一般不失去电子，故一般没有正化合价。金属元素一般没有负化合价，除零价外，只显正价，因为在反应中只能失去电子。2氧化还原反应的实质（1）有电子转移（得失或偏移）的反应叫做氧化还原反应。（2）判断依据：有元素化合价变化。【思考】1判断下列物质中各元素的化合价：CaH2 NaH KH Na2O2 CaO2 Al4C3 FeS2 Cu2S2四种基本类型的化学反应与氧化还原反应有什么关系？二、氧化剂和还原剂氧化剂（具有氧化性）化合价降低得电子被还原发生还原反应还原产物；还原剂（具有还原性）化合价升高失电子被氧化发生氧化反应氧化产物。1常见的氧化剂和还原剂（1）常见的氧化剂非金属单质：X2、O2、O3；含高价元素的物质：Fe3、H2SO4（浓）、MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、HNO3；其它：HClO、Na2O2、H2O2。（2）常见的还原剂活泼或较活泼的金属：K、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Cu；含较低价元素的物质：Fe2、I、S2、CCO、H2、SO2、H2SO3、SO32、NH3。2氧化还原反应的表示方法：双线桥法、单线桥法【思考】1标出电子转移的方向和数目：KClO3 6HCl = KCl3Cl23H2O2Na2O22CO2=2Na2CO3O2KHH2O=KOHH22判断氧化性、还原性的强弱有哪些方法？3判断正误：（1）粒子得电子数越多，氧化性越强。（2）不容易失去电子的物质一定容易得到电子。三、探究铁及其化合物的氧化性和还原性1铁元素的存在形态游离态：陨铁化合态：铁元素主要以2价和3价的化合态存在。2铁在氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4性质的比较FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性难溶难溶难溶化合价232、3与非氧化性酸反应FeO2HFe2H2OFe2O36H2Fe33H2OFe3O48H2Fe3Fe24H2O3铁的氢氧化物Fe（OH）2和Fe（OH）3性质的比较（1）氢氧化亚铁：制备：FeCl22NaOHFe（OH）22NaCl物理性质：白色难溶的弱碱化学性质：与强酸反应还原性：4Fe（OH）2O22H2O4Fe（OH）3（现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色）（2）氢氧化铁：制备：FeCl33NaOHFe（OH）33NaCl物理性质：红褐色难溶固体化学性质：与强酸反应4探究铁及其化合物的氧化性和还原性（1）Fe的还原性：Fe2H Fe2H2、FeCu2 Fe2Cu、2Fe3Cl22FeCl3（2）Fe3的氧化性：2Fe3 Fe 3Fe2、2Fe3Cu 2Fe2Cu2（3）Fe2的氧化性：ZnFe2 Zn2Fe（4）Fe2的还原性：2Fe2Cl2 2Fe32Cl【思考】1如何检验溶液中的Fe2和Fe3？2实验室在制备Fe（OH）2时，为防止被氧化，可以采取哪些措施？3实验室保存FeCl2溶液时，采取哪些措施防止其变质？第3章 自然界中的元素第1节 碳的多样性一、多种多样的碳单质1金刚石、石墨、C60。2同素异形体：由同一种元素组成的性质不同的单质，叫做该元素的同素异形体。如金刚石、石墨、C60，白磷（P4），红磷，氧气、臭氧（O3）【思考】金刚石、石墨、C60的结构、性质、用途。二、广泛存在的含碳化合物化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱、苏打小苏打色态白色粉末细小白色晶体溶解性易溶于水较易溶于水（溶解度较Na2CO3小）热稳定性不易分解受热易分解2NaHCO3Na2CO3CO2H2O与HCl反应Na2CO32HCl2NaClCO2H2ONaHCO3HClNaClCO2H2O（更剧烈）与NaOH不反应HCO3OHCO32H2O与CO2反应Na2CO3CO2H2O2NaHCO3不反应用途用于玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业；洗涤剂发酵剂、灭火器，医疗上用于治胃酸过多【思考】1可以用哪些方法鉴别碳酸钠和碳酸氢钠？2碳酸盐与碳酸氢盐如何相互转化？3不借助其它试剂，如何检验Na2CO3溶液和HCl溶液？4过量CO2通入下列溶液，各有什么现象？Ca（ClO）2溶液；CaCl2溶液，饱和碳酸钠溶液。三、碳及其化合物间的转化1自然界中碳及其化合物的转化【思考】溶洞是怎么形成的？2生产和生活中碳及其化合物间的转化（1）高炉炼铁原料：焦炭、铁矿石；原理：CO2 CO2；C CO2 2CO；Fe2O3 3CO 2 Fe 3CO2（2）木炭燃烧：CO2 CO2 2CO22CO 2COO22CO2 CCO2 2CO（3）制水煤气：CH2OCOH2（4）无机化合物与有机化合物间的转化【思考】水垢是怎么形成的？如何除去水壶中的水垢？第2节 氮的循环一、自然界中的氮的循环1氮气（1）与氧气反应N2 O2放电 2NO；2NO O2 = 2NO2；3NO2 H2O = 2HNO3 NO NO：无色无味气体，不溶于水，有毒（结合血红蛋白） NO2：红棕色、有刺激性气味气体，易溶于水，有毒，大气污染物（光化学烟雾）（2）与氢气反应：N2 3H22NH3（合成氨）2氮的固定：将空气中游离的氮转变成氮的化合物的方法叫做氮的固定。【思考】1氮气稳定存在的原因是什么？2气态氨与其它物质反应生成固态化合物，这一过程是氮的固定吗？自然固氮和人工固氮分别如何进行？3存在纯净的NO2气体吗？二、氨与铵态氮肥1氨（1）物理性质：无色、有刺激性气味比空气轻；极易溶于水（1700）（2）化学性质碱性a.与水反应：NH3H2O NH3H2O；NH3H2O NH4OHb.与酸反应：NH3HClNH4Cl（产生白烟）NH3HNO3NH4NO3还原性：4NH35O24NO6H2O（氨的催化氧化反应，工业制硝酸）说明：NH3在纯氧中燃烧能生成N2。在一定条件下，NH3还能被Cl2、CuO等氧化。【思考】1喷泉实验进行的前提是什么？2分析下列反应：（1）浓硫酸与浓氨水靠近发生的反应及现象；（2）NH3、CO2通入水中；（3）NH3与Cl2反应及现象；（4）NH3被CuO氧化；（5）NH3在氧气中燃烧。3氨水的成分。 2铵盐（1）铵盐受热分解：NH4ClNH3HCl NH4HCO3NH3CO2H2O 铵盐受热都易分解，但不一定产生NH3。（2）碱反应：NH4ClNaOHNaClNH3H2O2NH4ClCa（OH）2CaCl22NH32H2O（实验室制NH3）【思考】1NH4Cl在试管中加热，发生升华和凝华过程吗？2铵盐中加入氢氧化钠溶液，有氨气生成吗？3如何检验铵根离子？4实验室如何制取氨气？（如图）（1）原理；（2）干燥；（3）收集；（3）验满；5还可用什么方法快速制取氨气？三、硝酸及其应用1硝酸的物理性质：无色、有刺激性气味、易挥发、密度大于水。2硝酸的不稳定性：4HNO34NO2O22H2O3硝酸的强氧化性（1）与金属反应：HNO3几乎能与所有的金属（除金、铂、钛以外）发生氧化还原反应。Cu4HNO3（浓）Cu（NO3）22NO22H2O3Cu8HNO3（稀）3Cu（NO3）22NO4H2OC4HNO3（浓） CO24NO22H2O铁、铝常温下遇浓硝酸钝化。浓HNO3和浓盐酸的混合物（体积比13）叫王水，能够使金、铂等溶解。提示：可用守恒法进行金属与硝酸反应的有关计算。【思考】1浓硝酸为何称发烟硝酸？2久置的浓硝酸为何显黄色？3硝酸应如何保存？ 4反应Cu4HNO3（浓）Cu（NO3）22NO22H2O表现了硝酸的哪些性质？5铁和硝酸反应的产物是什么？6硝酸的氧化性与盐酸的氧化性有何不同？7钝化的实质是什么？8NO3有强氧化性吗？四、人类活动对氮循环和环境的影响【思考】下列环境问题是怎样形成的？（1）光化学烟雾（2）酸雨（3）富营养化第3节 硫的转化一、自然界中的硫1硫在自然界中的存在：既有游离态，又有化合态。2硫单质（1）硫的主要同素异形体：单斜硫、斜方硫。（2）硫的物理性质：硫俗称硫黄，淡黄色晶体，难溶于水、微溶于酒精、易溶于CS2。3化学性质：（1）与金属反应：CuSCu2S FeSFeS（低价）提示：S与Hg、Ag等不活泼金属的反应在常温下就能进行。（2）与非金属反应：SH2H2S SO2SO2（3）与氧化性酸反应S6HNO3（浓）H2SO46NO22H2O S2H2SO4（浓）3SO22H2O4用途：硫单质制硫酸，做橡胶制品的硫化剂，制黑火药、火柴、农药等。二、不同价态硫元素间的转化1H2S/S2SSO2 / H2SO3/SO32SO3/ H2SO4/SO422SO2（1）二氧化硫为无色、有刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，易液化，易溶于水。（2）化学性质二氧化硫是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。酸性：H2SO3H2CO3氧化性：SO22H2S3S2H2O还原性：能被Cl2、Br2、I2、Fe3、KMnO4、HNO3等强氧化剂氧化生成SO42。如：SO2X22H2OH2SO42HX（XCl、Br、I）漂白性：SO2可以使品红溶液褪色，受热又恢复红色。【思考】1某溶液中加盐酸，产生能使澄清的石灰水变浑浊的气体，原溶液一定含CO32吗？2可用哪些方法鉴别SO2和CO2？3设计实验检验某混合气体含有CO2和SO2 ，证明二者存在的现象分别是什么？4Na2S、Na2SO3溶液在空气中存放有什么变化？5Na2O2、H2O2、HClO、SO2、活性炭的漂白性有何不同？Na2O2、Cl2、SO2分别与酸碱指示剂反应有什么现象？6SO2通入BaCl2溶液中无沉淀产生，可采取哪些措施使之产生沉淀？7可发生多步氧化的物质有哪些？3浓硫酸浓硫酸是强氧化性酸，可以氧化大多数金属（除Pt和Au）和其他还原性物质（H2S、Fe2等）。Cu2H2SO4（浓） CuSO4SO22H2OC2H2SO4（浓） CO22SO22H2O常温时，Al、Fe在浓硫酸中钝化。【思考】1浓硫酸的吸水性和脱水性有何不同？2浓硫酸加入蔗糖有什么现象？表现了浓硫酸的哪些性质？3如何检验SO42？4能否用下列方法检验溶液中的SO42？先加BaCl2溶液，再加HCl溶液；先加HNO3溶液，再加Ba（NO3）2溶液；先加HCl溶液，再加Ba（NO3）2溶液。5哪些气体不能用浓硫酸干燥？6浓硫酸与浓盐酸混合可快速制HCl，这个实验说明了浓硫酸的什么特性？三、酸雨及其防治酸雨的形成：2SO2O22SO3 SO3H2OH2SO4SO2H2OH2SO3 2H2SO3O22H2SO4【思考】酸雨在空气中放置，酸性如何变化？第4节 海水中的元素一、海水元素宝库 食盐加碘（KIO3）预防甲状腺肿。【思考】粗食盐水中含有泥沙、Ca2、Mg2、 Fe3、 SO42等杂质，如何除去？二、镁和海水提镁镁是一种银白色金属，密度小于水，熔点较低，硬度较小，有良好的导电、导热性和延展性。2Mg O2 2MgO（钝化）3Mg N2 Mg3N2 Mg Cl2 MgCl22Mg CO2 2MgO C【思考】1二氧化碳一定不支持燃烧吗？2如何从海水中提取镁？涉及到的反应有哪些？三、溴和海水提溴物理性质溴单质碘单质颜色、状态深红棕色液体紫黑色固体性质易挥发易升华溶解性和溶液颜色水中可溶；橙黄色难溶；黄褐色酒精中易溶；橙红色易溶；褐色四氯化碳中易溶；橙红色易溶；紫红色1卤素单质间的置换Cl22NaBr=2NaClBr2 Cl22KI=2NaClI2 Br22KI=2NaBrI22卤化银的感光性 （1）AgBr光照分解，可用作感光材料。 （2）AgI见光分解，可用于人工降雨。【思考】1实验室如何保存液溴？2用什么操作提取溴水中的溴或碘水中的碘？选用什么试剂和仪器？3将氯水加入溴化钠溶液，加入四氯化碳，振荡，有什么现象？4HCl、HBr、HI的稳定性和酸性怎么变化？5比较Fe3与卤素的氧化性强弱。6怎么检验氯气的存在？7怎么检验卤素离子？ 7海水提溴有如下步骤：（1）浓缩：海水晒盐剩下的苦卤作提取溴的原料。（2）氧化：向苦卤中通入 。（3）提取：向溶有溴的苦卤中鼓入热空气或水蒸气，使溴 而分离出来。第4章 材料家族中的元素第1节 硅 无机非金属材料一、半导体材料1最早使用的半导体材料是锗，目前广泛使用的半导体材料是硅。2硅（1）存在：化合态（二氧化硅、硅酸盐等）。（2）物理性质：单质硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体。晶体硅呈灰黑色，有金属光泽，硬而脆，熔点很高（1410），是良好的半导体材料。（3）化学性质在常温下，硅的化学性质不活泼，不与H2、O2、Cl2、H2SO4、HNO3等发生反应，但能与F2、HF和强碱反应。Si 2NaOH H2O Na2SiO3 2H2加热时，研细的硅能在氧气中燃烧：Si O2 SiO2（4）工业制硅制粗硅： SiO22C Si2CO制高纯硅： Si2Cl2 SiCl4 SiCl42H2 Si4HCl（4）硅的用途：硅可用来制造集成电路，太阳能电池，硅整流器等。硅合金可用来制造变压器铁芯，耐酸设备等。二、二氧化硅与光导纤维1、SiO2的存在：天然二氧化硅叫硅石，它是石英、水晶、玛瑙、沙子的主要成分，也是构成岩石的重要成分。2、SiO2的物理性质：无色晶体，熔点高，硬度大，不溶于水，也不溶于其他一般的溶剂。3、SiO2的化学性质（1）二氧化硅是一种酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性。SiO2 2NaOH Na2SiO3 H2OSiO2 CaO CaSiO3 （2）特性SiO2不溶于水，也不与水反应。刻蚀玻璃：SiO24HF SiF42H2O弱氧化性：2CSiO2Si2CO5、二氧化硅的用途：制玻璃、仪器、轴承、光导纤维等。6、光导纤维【思考】1如何用SiO2制取硅酸？2保存氢氟酸、NaOH溶液时应注意什么问题？三、硅酸盐与无机非金属材料1硅酸盐（1）硅酸盐是构成地壳中岩石的主要成分，粘土的主要成分也是硅酸盐。（2）Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，它是一种矿物胶，具有粘合性。2无机非金属材料（1）传统无机非金属材料 玻璃原料：生产普通玻璃的主要原料是纯碱（Na2CO3），石灰石（CaCO3）和石英（SiO2）。主要设备：玻璃熔炉反应原理：将粉碎混匀的原料加强热使之熔化，发生复杂的物理化学变化，冷却即成玻璃。CaCO3 SiO2 CaSiO3 CO2 ；Na2CO3 SiO2Na2SiO3 CO2 主要成分：CaSiO3，Na2SiO3和SiO2（Na2OCaO6SiO2）主要性质：硬而脆，受热时在一定温度范围内逐渐软化，没有一定的熔点，故作玻璃态物质，耐酸腐蚀（HF除外）。水泥a.原料：黏土、石灰石a.成分：硅酸三钙（3CaOSiO2）、硅酸二钙（2CaOSiO2）、铝酸三钙（3CaOAl2O3）等。b.水泥的特点是水泥具有水硬性，与水搀和搅拌并静置后，很容易凝固变硬。c.混凝土常用钢筋作结构，这就是通常所说的钢筋混凝土。陶瓷原料：黏土。（2）新型无机非金属材料高温结构陶瓷（氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷）；生物陶瓷（氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷）；压电陶瓷（钛酸钡陶瓷、钛酸铅陶瓷）。【思考】用氧化物形式表示如下物质：镁橄榄石（Mg2SiO4）高岭石Al2（Si2O5）（OH）4正长石（2KAlSi3O8）第2节 铝 金属材料一、铝与铝合金1铝（1）物理性质：硬度较小，银白色质轻，有很好的延展性和导电性，熔点低。（2）化学性质与非金属反应4Al3O2 = 2Al2O3（常温下，铝表面生成一层致密的氧化物保护膜）4Al3O2 2Al2O3（放出大量热和耀眼的白光）2Al3Cl2 2AlCl3 ；4Al3S 2Al2S3与酸的反应：2Al6H2Al33H2（与非氧化性酸反应）Al4HNO3 （稀）Al（NO3）3NO2H2O与碱的反应：2Al2NaOH6H2O2NaAl（OH）43H2与金属氧化物的反应：2AlFe2O32FeAl2O3该反应称为铝热反应，可用于焊接钢轨、定向爆破，铝还可与V2O5、Cr2O3、MnO2等反应冶炼钒、铬、锰等金属。2、铝合金（1）合金：合金是指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。一般来说，合金的性能优于纯金属，合金的熔点比它的各成分金属熔点都低，硬度比它的各成分金属大。（2）铝合金：用于建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业，制造飞机构件。二、铝的重要化合物1氧化铝（1）存在：自然界中纯净的Al2O3为无色晶体，俗称刚玉，硬度仅次于金刚石，可作人造宝石。（2）物理性质：白色固体，不溶于水，熔点高，可作良好的耐火材料。（3）化学性质（两性氧化物）与酸反应：Al2O3 6HCl 2AlCl3 3H2O与碱反应：Al2O32NaOH3H2O2NaAl（OH）42氢氧化铝（1）物理性质：Al（OH）3是几乎不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。（2）化学性质（两性氢氧化物）与酸反应：Al（OH）3 3HClAlCl3 3H2O与碱反应：Al（OH）3NaOHNaAl（OH）4（3）用途：Al（OH）3可作净水剂和色素吸附剂。【思考】1将未打磨的铝片投入盛有氢氧化钠溶液的试管中，观察到开始并无气泡，一段时间后才有气体产生，为什么？2可用哪些方法制取Al（OH）3？3明矾净水的原理是什么？三、金属与金属材料1金属的分类黑色金属（Fe、Cr、Mn）、有色金属（除Fe、Cr、Mn）；轻金属（如钠、镁、铝）、重金属（如铁、铜、W）；常见金属（如铁、铝、钙）、稀有金属（如锆、铌、钼）。2金属的通性：有金属光泽、有延展性，是电和热的良导体，具有还原性。3钢铁（1）生铁：含碳量24.3%，硬度大，但较脆且不易机械加工。（2）普通钢：含碳量0.03%2%，增加了铁锰等元素，改善了铁的性能，但易锈蚀。（3）不锈钢：在普通钢基础上，加入铬镍等元素，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。4金、银、铜等金属材料（1）物理性质特性：金是黄色金属；银是白色金属；铜是紫红色金属。共性：硬度较小，熔点较高，密度较大，具有金属光泽、良好的延展性、导电性和导热性。（2）化学性质金：金是最稳定的金属之一，不与氧气反应，不能被硝酸等强氧化性酸氧化，但金能溶解在王水中。银：银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：铜a.与非金属单质反应： 2CuO2 2CuO；2 CuS Cu2S；CuCl2CuCl2b.与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中：c.与盐溶液反应： Cu2FeCl3CuCl22FeCl2d.铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈：2CuO2H2OCO2 Cu2（OH）2CO3（3）用途：金：首饰、电子工业、航空航天工业。银：首饰、有机合成、能源开发、材料制造。铜：用于制造电线、通讯电缆等。具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。钛（Ti） “21世纪的金属”，性能优储量大，用于制造飞机、导弹、宇宙飞船、舰艇、化工设备、纺织机械、人造卫星、医疗器械、“人造骨骼”等。铀（U） 做核电厂反应堆的核燃料。镅（Am） 用作烟雾探测器中的烟雾监测材料。4铜的常见化合物（1）颜色：CuSO4白色；CuSO45H2O蓝色；CuO黑色；Cu2O红色；Cu2S黑色； Cu2（OH）2CO3绿色；Cu（OH）2蓝色。（2）化学性质氧化铜a. 氧化铜有金属氧化物的性质，例如： CuO2HClCuCl2H2O b. 氧化铜具有弱氧化性，可与某些还原剂反应。例如：H2CuO CuH2O； C2CuO 2CuCO2；COCuO CuCO2； 2NH33CuO 3CuN23H2O。c. 氧化铜在高温下可发生分解反应： 4CuO 2Cu2OO2 黑色 红色硫酸铜CuSO45H2O CuSO45H2O；CuSO45H2OCuSO45H2O（检验H2O存在） 白色 蓝色【思考】金属冶炼有哪些方法？各适用于哪些金属？第4节 复合材料一、认识复合材料1、材料科学的发展过程：天然材料、无机非金属材料、金属材料、有机合成材料、复合材料。其中，无机非金属材料主要包括陶瓷材料、玻璃材料、无机非金属涂层材料等。硅酸盐材料主要指水泥、玻璃、陶瓷等，是传统的无机非金属材料。而半导体材料、超硬耐高温材料、发光材料等是新型无机非金属材料。2、复合材料将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的材料称为复合材料。复合材料由两部分组成，一部分称为基体，在复合材料中起黏结作用；另一部分称为增强体，在复合材料中起骨架作用。3、复合材料的分类按基体分类，可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和陶瓷基复合材料。按增强体分，可分为颗粒增强复合材料、夹层增强复合材料和纤维增强复合材料。二、形形色色的复合材