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文档简介

1、高一化学必修一学问点汇总第一章一、物质的量:1、“物质的量”是国际单位制中的基本的物理量之一,用n 表示2、意义:把肯定数目的微观粒子与宏观可称量的物质联系起来,它表示的是物质中所含粒子的多少 - 分 子 、 原 子 、 离 子 、 质 子 、 电 子 ;3留意:“物质的量”是一个物理量的全称,是一个专出名词,不能当成物质的数量或质量来懂得,不得随便增减;二、摩尔物质的量的单位1、摩尔是“物质的量”的单位;121 摩尔:含有与 0.012kg c中所含的碳原子数相同的粒子数,该物质的物质的量为1mol;它表示的是物质中微粒的个数与阿伏加德罗常数的比值;物质的量粒子数目nn阿伏加德罗常数n a

2、12、阿伏加德罗常数( na) 单位: mol(/ mol )1212数值: 0.012kgc中所含c原子的个数(0.012kg)1.9931026 kg近似值: 6.02 ×1023mol 1(6.02 ×1023/ mol )3、适用范畴: 只适用于微观粒子, 不能应用于宏观物质;(分子、原子、离子、质子、中子、电子),在使用时必需标明微观粒子的种类,如1molh、1molh+;不能用摩尔数代替物质的量;三、摩尔质量如何由物体质量求出微观粒子个数呢?物质质量.物质的量n a粒子个数 2625单个粒子质量很难称量,但大量粒子总质量可称量;(分子质量约 1010kg,如有阿

3、伏加德 3 2罗常数个粒子总质量约为10 10kg,即 1g10g)1、摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量;即每摩尔粒子所具有的质量,用m表示摩尔质量物质质量mm粒子物质的量n2、单位: gmol1 ,g / mol或 kgmol1 kg / mol3、摩尔质量的数值,等于该粒子的相对质量;即: h2o分子量为 18, h2 o的摩尔质量为 18g/mol 4、相关运算例题 1.1 mol水分子中含有约个水分子( 6.02 ×1023)230.5mol o 2 中含有约个 o2 分子( 3.01 × 10 )2 mol h +中含有约个 h+(1.204 ×

4、1024)2. 在反应 x+2y=r+2m中,已知 r 和 m的摩尔质量之比为22:9,当 1.6 克 x 与 y 完全反应后,生成 4.4 克 r,就在此反应中y 和 m的质量之比为()a、16:9b、23:9c、32:9d、46: 93. 以下说法中不正确选项:a、摩尔是基本物理量之一b、1mol 氯分子的质量是71gc、0.5mol 硫酸的质量是49gd、0.006kg 碳原子的物质的量是0.5mol4. 以下说法正确选项:a、6.02 ×1023就是阿伏加德罗常数b、1mol cl 2 含有 2na 个氯原子c、摩尔既可表示质量,又可以表示数量d、32g o2 所含 o2 的

5、摩尔数是 1mol其次章元素与物质世界 第一节元素与物质的分类§ 1、元素与物质的关系元素:是含有相同核电荷数或质子数一类原子的总称;元素是物质的基本组成成分, 物质都是由元素组成的;元素在物质中一般以两种形状存在:一种是游离态(单质),另一种是化合态(化合物) ;§ 2、物质的分类混合物溶液:分散质粒度小于1 nm胶体:分散质粒度大于1 nm 小于 100 nm浊液:分散质粒度大于100 nm物质纯洁物单质化合物金属单质 非金属单质稀有气体无机化合物氧化物:由氧元素与其他元素形成的二元化合物;酸:电离时产生的阳离子全都是h +的化合物;碱:电离时产生的阴离子全都是oh -

6、的化合物盐:电离时产生的阳离子都是金属离子(铵根离子),阴离子都是酸根离子的化合物有机化合物分散系:由一种或几种物质以粒子的形式分散到另一种物质里形成的体系叫做分散系;溶液、胶体、浊液都属于分散系;分散系分散质:被分散成粒子的物质 分散剂:粒子分散在其中的物质性质现象应用布朗运动丁达尔现象胶体胶粒在不停地作无规章运动当可见光通过胶体时, 在入射光侧面观看到时亮的光区区分胶体和溶液性质电泳胶粒在电场的作用下发生定向移动电镀聚沉破坏胶粒外层电荷, 使分散质集合成较大微粒因重力作用形成沉定析出由于胶体的分散质微粒粒度介于1100nm之间,这渗析样的微粒能够透过滤纸,而不能穿过半透膜分别精制胶体(分别

7、胶体和溶液)其次节电解质一、 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称为电解质化合物非电解质在水溶液里或熔融状态下都不能导电的化合物称为非电解质留意:电解质是本身在溶于水或熔融状态能导电,有些物质虽然溶于水后也能导电,但是已于水发生了化学反应;如: co2、so2 、nh3 等溶于水后形成h2co3 、h2so3 、nh3·h2o,虽然能导电,但并不是co2、so2、nh3 本身能导电;强电解质在水深液中能完全电离的电解质;如:强酸、强碱、盐电解质弱电解质在溶液中只有部分电离的电解质;如:弱酸、弱碱二、电解质的电离电离:溶解于水或受热熔化时, 离解成能够自由移动的离子的过

8、程称为电离;电离可用电离方程式表示:(书写电离方程式时留意事项)na+2-2so4 =2na + so41、左边是化学式,右边为离子式;2、满意质量守恒与电荷守恒;3、有原子团的不能拆离4、完全电离的物质用“=”连接;电解质强电解质弱电解质在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质在水溶液中部分电离的电解质称为弱电解质强电解质一般有:强酸(h2so4、hcl、hno3 等) 强碱( naoh、koh、baoh2、caoh2 等);全部盐都为强电解质;弱电解质一般有:弱酸(h2co3、ch3cooh 乙酸 、hclo、h2 s 等) 弱碱( nh3 ·h2o)注:弱电解质电离时使用可逆符号

9、() 二、电解质在水溶液中的反应§ 1、电解质在水溶液中反应的实质反应实质: 是离子间的反应; 如:稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的实质是溶液中的h+与 oh- 结合生成水、2+2-2+2-+ba 与 so4 结合生成硫酸钡沉淀; ba+ so 4+ 2oh+ 2h =baso4 +2h2o离子反应:有离子参与的化学反应称为离子反应;电解质溶液之间发生的反应都是离子反应;§ 2、离子方程式离子方程式:表述离子反应的式子;现以naoh与 h2so4 反应为例子讲解离子方程式的写法,通常分为四步:一写;写出化学反应方程式;2naoh + h2so4 = na 2s04 + 2h 2o

10、2-+2-二改;改写化学方程式;2na+ + 2oh- + 2h + + so 4= 2na+ so 4+ 2h 2o注:假如有难溶物质(沉淀) 、难电离物质(弱电解质) 、挥发性物质(气体)和非电解质,就用化学式表示,其余的就用离子符号表示;三删;删除不参与反应的离子;2na+ + 2oh-+ 2h+ + so4 2-= 2na + so 2-+ 2h 2o4-+oh+ h= h 2o四查;检查是否符合质量守恒与电荷守恒定律;留意:在书写离子方程式时,难溶物质、难电离物质(弱电解质)、挥发性的物质(气体)书写化学式表示;第三节氧化剂和仍原剂§ 1、氧化仍原反应我们依据化学反应中元素

11、是否有化合价的变化,将反应分所化仍原反应和非氧化仍原反应;氧化反应和仍原反应是两个相反应的过程,它们统一于一个氧化仍原反应中,是一个整体;氧化反应:反应物所含元素化合价升化氧化仍原反应学反应非氧化仍原反在反应过程中有元素化合价变化的化学反应高仍原反应:反应物所含元素化合价降低应在反应过程中无元素化合价变化的化学反应氧化仍原反应的实质:电子的转移,如:失去 2× e- 化合价上升2e-h2 + cuo = cu + h 2ozn + cuso4 = cu + znso 4得到 2×e- 化合价降低§ 2 氧化剂仍原剂在氧化仍原反应中, 所含元素的化合价降低的反应物,

12、称为氧化剂; 所今元素的化合价上升的反应物,称为仍原剂;失电子化合价上升为仍原剂(被氧化)一般可记为“升仍降氧”得电子化合价降低为氧化剂(被仍原)在氧化仍原反应中, 氧化剂和仍原剂都是反应物中的物质;其产物一般称作氧化产物和仍原产物(在氧化仍原反应中,被氧化而生成的物质为氧化产物,被仍原而生成的物质为仍原产物)如:fe+4hno 3 稀 =feno 3 3 +2h 2o+no仍原剂被氧化氧化剂被仍原氧化产物仍原产物补充说明: 氧化性和仍原性强弱的比较:一种物质在氧化仍原反应中是做氧化剂仍是仍原剂,要通过具体化学反应具体分析; 但是不同的氧化剂或仍原剂,因其得失电子的才能不同, 其氧化才能或仍原

13、才能不同;我们可以借助氧化仍原反应的相关性质加以比较;如:1、在同一个氧化仍原反应中;氧化性:氧化剂氧化产物;仍原性:仍原剂仍原产物如上述反应中, fe 的仍原性比 no要强, hno3 的氧化性比 feno3 3 要强;2、对同一种元素来说,一般情形下是逐着化合价的上升,氧化性越强,化合价降低,仍原性增强;如: fe(仍原性)fe2+(既有仍原性又有氧化性)fe3+(氧化性)3、金属活泼性;金属单质越活泼,其单质仍原性越强;反应其离子的氧化性越强;如:fe 比 cu活泼, fe 的仍原性比 cu强;反应 cu2+的氧化性比 fe2+强; 4、氧化仍原反应的条件;与同种物质反应生成的氧化产物或

14、仍原产物相同时,条件越溶易,其仍原性或氧化性就越强;如:2kmno4 + 16hcl 浓= 2mncl 2 + 2kcl + 5cl2 + 8h 2 omno2 + 4hcl浓 = mncl 2 + cl2 + 2h2o因 kmno4 与浓盐酸反应比mno2 与浓盐酸反应条件较为溶易,固其氧化性是:kmno4 mno2§ 3、铁及其化合物的氧化性和仍原性:单质铁的物理性质:铁,元素符号为fe,有银白色金属光泽的金属单质、质硬、密硬较大、有良好的导电、导热才能和良好的延展性;2+3+1、fe 和 fe的鉴别:fe3+的鉴别fe2+的鉴别3+在 fe 溶液中滴加 kscn溶液,如显血红色

15、,说明存在fe3+3+3+滴入 naoh溶液,显现红褐色的沉淀,说明溶液中存在fe滴入 naoh溶液,先生成白色的feoh2 沉淀,随后变为灰绿色,最终变成红褐色先滴入 kscn溶液,无血红色;再加入hno3 后滴入 kscn溶液,显血红色2+含 fe的溶液一般为黄色,含fe的溶液一般为浅绿色;fe、fe2+、fe3+的氧化性与仍原性化学方程式离子方程式+2+fe + 2hcl = fecl2 + h 2 fe + 2h= fe+ h 2 +2+3+fe + h 2so4 = feso4 + h 2fe + 2h= fe+ h 2 fe 的仍原性fe + 4hno3 =feno3 3 + 2h

16、 2o +nofe + 4 h+no3= fe+2h2o+no在以上反应中, fe 元素的化合价上升,在反应中做仍原剂,表现为仍原性6feso2+3+4+3cl2=2fe2so4 3 + 2fecl 36fe+3cl2 = 6fe+ 6cl2fecl2+3+fe2+的仍原性2 + cl 2 = 2fecl 32fe+ cl 2 =2fe+ 2 cl3 feso4+4hno3=f2seo43+ feno3 3 + 2h 2 o + no在以上反应中, fe 元素的化合价由+2 升到 +3 ,fe2+表现为仍原性2+fe 的氧化性feo + h2 = fe + h2 ozn + feso4 = z

17、nso4 + fezn + fe 2+ = zn 2+ + fe3+2+2+3+2+在以上反应中, fe 元素的化合价由 +2 降到 0,fe2+表现为氧化性2fecl3 + cu = 2fecl2 + cucl 22 fe+ cu =2 fe+ cu3+fe 的氧化性2fecl3 + fe = 3fecl22 fe+ fe =3 fe3+3+2fecl3 + 2hi = 2fecl2 + 2hcl + i22fe+ 2i= 2fe+ i23+在以上反应中, fe 元素的化合价降低, fe 表现为氧化性依据以上关系绘制铁三角关系图: (不同价态铁元素之间的转换请同学们自己完成)fe ( 仍原性

18、)例题:fe2+既有氧化性又有仍原性fe3+(氧化性)第三章自然界中的元素第 1 节、碳的多样性§ 1、多种多样的碳单质金刚石:是硬度极高,无色透亮晶体;在金刚石中,每个碳原子都与相邻的四个碳原子以强的相互作用直接连接,形成四周体结构;石墨: 是一种深灰色、质软、不透亮、易导电的片状固体;在石墨中,碳原子呈层状排列;第一层上的碳原子以强的作用形成平面六边形结构;层与层之间的相互作用较弱,简洁发生相对滑动;c60: 是灰黑色固体; c60 分子是由 60 个碳原子构成的分子,形似足球,碳原子位于球的表面,呈正六边形和正五边形排列,球内是空的;利用金刚石的硬做切割刀、钻头等;利用石墨的导

19、电性作电极或导体、滑动性作润滑剂,等些材料;由同一种元素组成的性质不同的几种单质,叫做该元素的同素异形体 ;如: o2 与 o3、红磷与白磷§ 2、广泛存在的含碳化合物尽管碳元素有多种同素异形体,但它在自然界中主以化合物的形式存在的;有无机含碳物和有机物;现以碳酸钠和碳酸氢钠为例子介绍无机含碳化合物;物名称碳酸钠(na2co3) 碳酸氢钠理性俗名( nahc3o)苏打小苏打质色态白色固体水溶都易溶于水但溶解度 s 碳酸钠 s 碳酸性氢钠na2co3 与 nahc3o的化学性质比较试验内容试验现象结论与酸( h+)的反应产愤怒泡co32- +2h+= co2 + h 2o hco- +

20、h+= co +ho322与碱( oh- )的反无明显现象应与 caoh2 反应产生白色沉淀na2co3 产生白色沉淀na2co3 不反应hco3- +oh- = co32- +h2o co32- +ca2+= ca co3ca2+ +hco3- +oh-= ca co3+h2oco32- +ca2+= ca co3nahc3o不反应与 cacl2 反应加热na2co3 与 nahco3 的相互转变nahc3o无明显现象 na2co3 无明显现象nahc3o分解产生co2na2co3 不分解 2nahc3o=na2co3+co2+h2o na2co3 转变成 nahco3na 2co3+co2

21、+h2o = 2nahco3 nahc3o转变成 na2co32nahc3o=na2co3+co2 +h2o2nahco3+naoh = na2co3+h2o碳酸碳酸盐碳酸氢盐加热、加碱1、如何鉴别 na2co3 与 nahc3o ?如是溶液就加入cacl2 溶液;如是固体就加热2、如何除去 na2co3 中少量的 nahc3o?加热就可;肯定条件时也可加入适当的naoh溶液;3、如何除去 nahc3o中少量的 na2co3?通入中量 co2§ 3、碳及其化合物间的转化自然界中碳及其化合物间的转化;在自然界中, 碳及其化合物间进物着永不停息的转化,这些转化是特别重要的;也是特别精妙的

22、;详情请阅读课本第6364 页,现以溶洞的形成为例假以说明;石 灰 岩 里 不 溶 性 的 碳 酸 钙 受 水 和 二 氧 化 碳 的 作 用 转 化 为 微 溶 性 的 碳 酸 氢 钙 ;3( caco3+co2+h2o=cahc3o 2 ). 溶有碳酸氢钙的水 , 当从洞顶向洞底滴落时, 水分的蒸发、压强的减小及温度的上升都会使其析出碳酸钙沉淀;( cahco 2=cac3o+co2 +h2o )试验内容试验现象结论向澄清石灰水中续通入 co2开时显现白色沉淀当 co2 过量时,沉淀开头溶解ca2+ + 2oh-+ co2 = ca co3+ h2o ca co3 +co2+ h2o =

23、ca2+ + 2 h co 3-澄清溶液加热显现白色沉淀ca2+ + 2 h co3- =ca co3 +co2+h2o生活生产中碳及其化合物间的转化;以“碳三角”的形式以例;cnaohco2cona co其次节、氮的循环§ 1、氮在自然界中的循环2 3nahco3氮是地球含量丰富的一种元素;除了以单质的形式存在于大气中外,氮元素也以化合态的形式存在于自然界中的各个地方;氮在自然界中的循环的重要性;详情见课本第70 71 页;§ 2、氮循环中的重要物质及其变化(1) 氮气与氮的固定在通常状况下,氮气的化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应;密度比空气小,不溶于水;使空气中游

24、离态的氮转化为含氮的化合物的方法叫做氮的固定2高能固氮: n放+电o2=2no自然固氮氮的固定生物固氮:微生物种群将空气的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合高温 物;高压人工固氮:n2 + 3h 22nh3 (明白可逆符号)催化剂22n + o =放=电=2no (氮气与氧气可以直接化合生成无色、难溶于水易氧化的一氧化氮气体,有剧毒;)2no + o2 =2no2(一氧化氮易氧化生成红棕色、有刺激性气味的有毒气体二氧化氮,能与水反应)3no2 + h 2 o=2hn3o+ no(二氧化氮溶于水时与水发生反应生成硝酸和一氧化氮;)4no + 3o2 + 2h 2 o= 4hno34no2 + o

25、 2 + 2h 2o=4hn3o(2) 氨及其铵盐的性质氨( nh3)无颜色、有刺激性气味的气体,在标准状况下,密度比空气小,极易溶于水;实实验现象结论验喷泉试验,在烧瓶内看到喷泉氨现象1的溶液显红色(烧杯中的水有酚性酞)nh3+h2 onh3 ·h2o nh+oh-4氨气极易溶于水, 且与水发生反应显碱性质2快速反应、显现大量白烟nh3 +hcl=nh4cl能与酸反应2nh4cl+caoh2=2nh33 试验室氨气的制取+cacl2+2h2o如何检验、验满?大多数铵盐都易分解,生成氨气;实实验现象结论验试管底部的固体分解1有白色固体附在试管内壁上nh4cl=nh3+hclnh3+h

26、cl=nh4 cl(白色固体颗铵粒)盐 白色固体分解,生成无色气体性 2 使潮湿的红色石蕊试纸变蓝、质 石 灰 水 变 浑 浊nh4hco3 =nh3+co2 +h2o有 nh3 产生 co2+caoh2=cac3o+h2o试管内有气泡冒出、 有刺激性气体产3生把潮湿的红色石蕊试纸放在试管口,变蓝nh4cl+naoh=nacl+n3 h+h2o+有 nh3 产生用这种方法检验nh4由于氨中氮元素的化合价处于低价,因此氨具有仍原性,能与某些氧化性物质发生反应;4nh高温高压点燃3+5o2=4no+62oh催化剂氮肥的介绍3 硝酸及其应用4nh3 +3o2 纯=2n2+6h2o (氨气能在纯氧中燃

27、烧)硝酸的物理性质:纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味,能以任意比溶于水的液体硝酸的化学性质:酸显色反应遇酚酞不变色、遇石蕊变红色与碱反应与金属反应naoh+hn3=o=nano3+h2o在氧化性性质里面做具体介绍性3与金属氧化cuo+2hn3=o=cuno3 2+h2o 3feo+10hno 稀=3feno+no +5ho 酸性、物氧化性 3 32与盐的反应caco3 +hno3=cano3 2+co2 +h2o3受热、见光不稳固性: 4hno=2h2 o+4no2 +o2fe+4hn3o 稀= feno3 3+no +2h2o 铁溶解,有气体放出,溶液显黄色金3cu+8hn3o 稀=3 c

28、uno3 2+2no +4h2o(铜溶解,有气体放出,溶液显蓝色) 氧cu+4hn3o 浓=cuno3 2+2no2 +2h2o(铜溶解,有红棕色气体放出,溶液显蓝色)属注:冷、浓 hno3 使 fe、al 纯化;即常温下,浓硝酸可使铁、铝表面形成致密的氧化膜而纯化爱护内部的金属不再与酸反应,所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸;化非金4hno3 浓+c=co2+4no2+2h2 o s+2hn3o 浓=2no2 +so2+h2o属性氧3feo+10hn3o稀=3feno3 3+no +5h2o化3cu2o+14hn3o=6cuno3 2 +2no+72ho物so2+2hno3 浓=h2so4+2

29、no2特殊留意: 硝酸与金属反应产生的是氮氧化物而硫酸与活泼金属反应产生的气体是氢气;§ 3、人类活动对自然界氮循环和环境的影响光化学烟雾酸雨光化学烟雾和酸雨的危害,大家可以参照课本第7778 页;第三节硫的转化§ 1、自然界中的硫自然界中不同价态硫元素间的转化游离态:单质硫( s)俗称硫黄,为黄色或淡黄色固体;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(cs2 );熔沸点都不高;有同素异形体(斜方硫、单斜硫)化合态:主要有氧化物、硫化氢和地下矿物;同种元素:随着化合价上升,氧化性越强20h 2 ss4s o26s o3 h62 s o4 仍原性既有仍原性既有仍

30、原性氧化性又有氧化性又有氧化生硫黄具有广泛的用途,主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,仍用于制造火药、烟花爆竹等;实现象结论验点燃化硫燃烧, 发光、发热生成有刺激性气味学气体性1在空气中为淡蓝色, 在纯氧中为蓝紫色质火焰s+o2=so2 硫元素化合价上升, 仍原性2猛烈燃烧发光、发热,生成黑色固体fe+s=fes硫元素化合价降低, 氧化性§ 2 、试验室讨论不同价态硫元素间的转化本小节主要以介绍含硫化合物的性质来介绍在试验室含硫化合物间的转化;h2物理性质:无色有臭鸡蛋气味的有剧毒气体;密度比空气略大,稍溶于水,其水溶s液叫氢硫酸点燃点燃的可 燃性性2h2s+3o2=2h2o+2

31、so2(氧气充分) 2h2s+o2 =2h2o+2s(氧气不足)质2h2s+so2=3s+2h2o 有黄色小颗粒生成 仍性原h2s+cl2 =2hcl+s 氯水退色 , 有黄色沉淀生成 h2s+h2so4 浓=s +so2+2h2 o3h 2s+2hn3o 稀 =3s +2no+42ho留意现象制法fes+2hcl=fec2l+h2 sfes+h 2so4=feso4+h2s 可用醋酸铅试纸检验 物理性俗称亚硫酸酐、在通常情形下,so2 是没有颜色有刺激性气味的有毒气体,质易溶于水与水反应so2+h2oh2so3 (so2 不仅易溶于水,仍能与水反应,生成亚硫酸,但不稳固)氧化性2h2 s+s

32、o2=3s+2h2 o 有黄色小颗粒生成 so2的2so2+o2催化剂2so3仍原性性2kmno4+5so2+2h2o=k2so4+2mnso4+2h2so4(高锰酸钾溶液褪色)cl 2+2h2 o+so2=2hcl+h2so4(氯水褪色)2hno3+so2=h2so4 +2no2(有红棕色气体生成)so2 于水生成的亚硫酸能与有色物质结合,生成一种无色且不稳固的化合质漂白性物;制法na2so3+h2so4=na2so4 +so2+h2o(常用亚硫酸盐跟硫酸起反应应制得二氧化硫)co2、so2 都能使澄清石灰水变浑浊,故在鉴别时采纳气味和漂白性 如与品红反应 ;so3的性物 理 性质与 水 反

33、应俗称硫酸酐、是一种没有颜色易挥发的晶体,有肯定的刺激性气味so3+h2o=h2so4 三氧化硫遇水猛烈反应,放出大量的热;质氧化性2h2so4 浓+cu=cus4o+2h2o+so22h2so4 浓+c=co2 +2h2o+2so2 硫酸的工业制法 :4fes+11o =2feo+8so2so+o催化剂2so2高温22 32223so3+h2 o=h2so4 工业上不用水或稀硫酸作为吸取剂吸取so3,由于用水吸取简洁酸雾,吸取收速率慢,常用 98.3%的硫酸来吸取 so3;§3、酸雨及其防治除氮氧化物外,硫的氧化物也是形成酸雨的主要物质;二氧化硫进入空气中的主要反应:2so2+o2

34、催化剂2so3so 3 +h2o=h2 so4so2 +h2oh2so32h2 so3+o2=2h2so4酸雨的灾难:严峻威逼着生态环境;酸雨会使湖泊的水质变酸,导致水生物死亡;酸雨浸渍土壤,会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨腐蚀会造成森林大面积死亡;酸雨对人体健康也有直接影响;酸雨的防治: 一、从实际情形动身, 对酸性物质的排放加以掌握;二、转变能源结构, 开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源,从根本上解决问题;补充:对煤然烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图;煤燃烧产生的废气:o2co2n2so2化学反应:caco3 + h 2o(浆状物)主要产生:caso3caso4so2+caco3=c

35、aso3+co22caso3+o2=2caso4第四节海水中的化学元素§ 1 海水化学元素的宝库元素周期表列出的110 多种元素,有 80 多种能在海水中找到;可见海水中含元素种类之多;10世界平均每年由陆地和大气进入海洋的物质(除水外)总量约为2.5 × 10吨;(海水含量之多)其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟这11 种元素称为海水中的常量元素;但海水中所含元素大部分以盐的形式存在;氯碱工业工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气,其反应原理为:22nacl + 2h通o电=2naoh + 2h + cl2氢氧化钠、氯气和氢气都是重要的化工原料,

36、可用于制取多种代工产品,这样,就形成了一个重要的化学工业分支氯碱工业;饱和食盐水氢气利用其仍原性用于冶炼金属盐酸氯气用于合成农药氢氧化钠造纸、玻璃、肥皂、纺织等从海水中提炼碘,碘可用于制药;在食盐中必需加入肯定量的碘酸钾(kio3),以确保人体对碘的摄入量;§ 2 镁和海水提镁海水中镁的含量一般为1.28g ·l-1 ,总储量约为 2×1015 吨;目前,世界上生产的镁有60%来自海水;海水提镁, 最基本的方法就是往海水里加碱,得到氢氧化镁沉淀, 将沉淀分别出来后再加入盐酸把它 变成氯化镁;之后,经过滤、干燥、电解,就可得到金属镁;工业流程:引入海水( mg 2+

37、)mgoh 2hcl氯气回收用来制取盐酸mgcl 2贝壳( caco3)高温caoh 2ocaoh 2通电mgcl 2通电2= mg + cl镁的物理、化学性质:银白色、在空气中易被氧化而生成灰色的氧化镁;质软,密度较小,镁合金的强度高、机械性能好;有“国防金属”的美誉;在冶金工业上,金属镁常用做仍原剂和脱氧剂;镁的化学性质:试验内容试验现象结论镁与氧气反应镁与二氧化碳反应§ 3 溴和海水提溴2mg + o =点 =燃=2mgo222mg + co=点=燃=2mgo + c猛烈反应, 发出刺眼的强光、有白色固体 mgo反成猛烈反应, 发出刺眼的强光、有白色固体 mgo反成,在集气瓶内

38、壁有黑色固体 c 生成溴是海水中重要的非金属元素;地球上99%的溴元素以 br的形式存在于海水中;溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面具有肯定的相像性,化学上常把它们放在一起讨论; 氯、溴和碘这三种元素都属于卤族元素(简称卤素);它们在元素周期表中排在同一纵列(第主族)溴单质和碘单质的物理性质:物理性质溴单质碘单质紫黑晶体(碘蒸气显紫色)状态液体固体溶解性和溶液颜色水中酒精中橙色橙红色淡棕色 黄褐色棕色 紫红色 颜色棕红色四氯化碳中橙红紫、深紫色通过以上可知,溴、碘在有机溶剂中的溶解性要大;可用于萃取;萃取与物质分别:溴单质和碘单质在四氯化碳中的溶解度比它们在水中的溶解度要大得多,而水与四

39、氯化碳又不互溶;据此可以用四氯化碳将溴或碘单质从它们的水溶液中提取出来,这种操作属于萃取;萃取:利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分别方法叫做萃取;氯、溴和碘的氧化性强弱的比较:试验内容试验现象结论溶液分层、ccl4 层显橙色(说cl 2+2nabr=2nacl+b2rcl 2 水、nabr 溶液、ccl4 溶液明有 br2 生成)cl 2+2br=2cl+br2br溶液分层、ccl4 层显紫色(说br 2+2ki=2kbr+i 22 水、ki 溶液、 ccl4 溶液明有 i2 生成)br 2+2i=2br+i 2溶液分层

40、、ccl4 层显紫色(说cl 2+2ki=2kcl+i 2cl 2 水、ki 溶液、 ccl4 溶液氯、溴和碘的氧化性强弱的明有 i2 生成)cl 2+2i=2cl+i 2比较cl 2 br 2 i 2由于 cl 2、br 2 的氧化性都比 i 2 要强,所以 cl 2、br 2 都能使淀粉碘化钾试纸变蓝,可以用来检验;海水中提溴:浓缩 :将海水浓缩, 提高溴的含量(一般使用晒盐后的母液)氧化 :加入氧化剂,一般使用氯;cl 2+2br=2cl+br 2提取: 利用溴的挥发性,鼓入热空气将溴分别出来第四章元素与材料世界第 1 节硅 无机非金属材料无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、无机非金属涂层

41、等;这类材料一般耐高温、硬度高、抗腐蚀,有些材料仍有特殊的光电特性;§ 1半导体材料与单质硅半导体材料特指导电才能介于导体与绝缘体之间的一类材料(半导体材料有石墨、锗、硅);单质硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅(非晶硅)两种;晶体硅是灰黑色、有金属光泽,硬而脆的固体;单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间;硅的化学性质化与氧反应si + o 2=sio2学与碳反应si+c=高=温=sic性与酸反应si+4hf=sif4 +2h2注:硅一般不与弱氧化酸反应;质与强碱反应si+2naoh+2ho=n2asio3 +2h2sio2 + 2c=高温=si + 2co 制得粗硅硅的工业制法si

42、 + 2cl2=sicl 4高温高温sicl 4 + 2h 2=si + 4hcl制得精硅硅不但用于制造晶体管、集成电路,仍用于制造硅整流器和太阳能电池等;此外,硅合金的用途也很广;例如:含硅 4%的钢具有良好的导磁性,可用来制造变压器铁芯;含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用来制造耐酸设备等;§ 2二氧化硅与光导纤维sio2 分为晶体和无定形两大类,它的熔点高,硬度大;透亮的石sio2 的物理性质英晶体是通常所说的水晶, 一般用来制造成直接经济缺失电子部件和光学仪器;二氧化硅的化学性质:与强碱反应sio2 + 2naoh=n2asio3 + h2o化与碱性氧化物反学应sio2

43、+ cao=高=温=casio3性与 hf反应sio2 + 4hf=sif 4 + 2h2 o3质sio2 + caco 高=温 = casio3 + co23与碳酸盐反应sio2 + na 2co高=温= na2sio3 + co2二氧化硅用途广泛 , 常被用来制造石英表中的压电材料和高性能的现代通讯材料光导纤维;§硅酸盐与无机非金属材料:硅酸:为白色粉末状固体,不溶于水,是酸性比碳酸仍弱的弱酸,其化学式为h2sio3;用可溶性硅酸盐与酸反应制得;na2sio3 + 2hcl=2nacl + h 2sio3 硅酸盐材料是传统的无机非金属材料;硅酸盐制品性质稳固,熔点较高,大都难溶于

44、水;硅酸盐材料主要有水泥、玻璃和陶瓷主要成分:硅酸三钙(3cao· sio2)、硅酸二钙(2cao· sio2 )、铝酸三钙23水泥(3cao·al o)3主要成分: na2sio3、casio3 和 sio2 等共同溶成的混合物;主要反应为玻璃sio2 + caco 高=温 = casio3 + co23sio2 + na 2 co 高= 温= na2 sio3 + co2 陶瓷陶瓷种类很多, 反应复杂; 一般可分为高温结构陶瓷、 生物陶瓷和压电陶瓷;第 2 节铝金属材料人类己经发觉的110 多种元素中, 大约有 4/5 是金属元素, 由此足以看出金属元素在元素

45、世界中的重要位置;§ 1铝与铝合金(1) 熟悉铝及其化合物:铝是银白色轻金属,熔点为660.37 ,沸点为2467,相对密度为铝的物理性质2.702 ,富有延展性、展性以及韧性,可拉成丝、压成片、打成块, 是热和电的良好导体;铝的化学性质:现象化学方程式与 o2常表面形成氧化膜失去光泽,铝具有抗腐蚀温性;加猛烈反应,发光发热热4al + 3o2= 2al 2o3与 cl 2猛烈反应、冒白烟2al + 3cl2 =2alcl 3与 s加热反应,生成白色固体2al + 3s= al 2s3与 fe2o3发光、发热、反应猛烈,有小铁珠生成;2al +fe2o3=2fe+ al 2o3铝粉作为仍原剂和金属氧化物组成的混合物称为铝热剂 ;采纳铝热剂仍原出某些金属的方法称为铝热法,它是金属热仍原法的一种;此种反应也称为铝热反应铝 与 酸 反应2al + 6hc

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