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文档简介
PAGEPAGE18高一化学1.遵守实验室规则。2.了解安全措施。(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)浓酸沾在皮肤上,用水冲净然后用稀NaHCO3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。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。药品的取用(1)固体药品的取用:粉末需匙或纸槽,颗粒则用镊子夹。试管横拿送药入,慢慢直立药落底。(块状固体和密度较大的金属颗粒“一横二放三慢竖”;粉末状固体“一斜二送三直立”)
液体药品的取用:拿下瓶塞要倒放,手握标签防腐蚀,试管瓶子都斜拿,口口相挨再倾倒,较少量用胶头滴管吸取。
如果没有说明用量,就应该取用最少量,一般液体1~2毫升,固体只要盖满试管的底部。
用剩的药品要做到"三不一要":不放回原瓶;不随丢弃;不拿出实验室;要放入指定容器。混合物的分离和提纯1.物质的分离与提纯(1)比较分离提纯含义把混合物的各成分分开把混合物中所含的杂质除去区别分开后各物质要恢复原来的状态杂质不必恢复原来的状态物理方法过滤、结晶、升华、蒸馏、萃取、分液、溶解等化学方法沉淀、加热、置换、分解等分离提纯的原则:不增——不增加新的物质;不减——不减少被提纯的物质;易分离——被提纯的物质与杂质易分离;易复原——被提纯的物质要易复原。2..过滤和蒸发实验1—1粗盐的提纯仪器:天平,烧杯,玻璃棒,漏斗,铁架台,铁圈步骤:步骤现象1.溶解:称取4克粗盐加到盛有12mL水的小烧杯中,用玻璃棒搅拌使氯化钠充分溶解粗盐逐渐溶解,溶液浑浊。2.过滤:组装好仪器,将1中所得到的混合物进行过滤。若滤液浑浊,要再次过滤,直到滤液澄清为止。滤纸上有不溶物残留,溶液澄清。3.蒸发:将过滤后的澄清溶液转入蒸发皿,加热,并用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。当出现较多固体时停止加热,余热蒸干。蒸发皿中产生了白色固体。注意事项:(1)一贴,二低,三靠。(2)蒸发过程中用玻璃棒搅拌,防止液滴飞溅。(3)蒸馏和萃取除去可溶性杂质时加入试剂的先后顺序:只需要碳酸钠溶液的加入顺序在氯化钡溶液之后即可,通常为:氯化钡——氢氧化钠——碳酸钠——盐酸;或氯化钡溶液——碳酸钠溶液——氢氧化钠溶液——盐酸。(1) 蒸馏原理:利用沸点的不同,处去难挥发或不挥发的杂质。实验13从自来水制取蒸馏水仪器:温度计,蒸馏烧瓶,石棉网,铁架台,酒精灯,冷凝管,牛角管,锥形瓶。操作:连接好装置,通入冷凝水,开始加热。弃去开始蒸馏出的部分液体,用锥形瓶收集约10mL液体,停止加热。现象:随着加热,烧瓶中水温升高至100度后沸腾,锥形瓶中收集到蒸馏水。注意事项:=1\*GB3①温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处。=2\*GB3②蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片防液体暴沸。=3\*GB3③冷凝管中冷却水从下口进,上口出。=4\*GB3④先打开冷凝水,再加热。蒸馏结束时先熄灭酒精灯,再停止通冷却水。=5\*GB3⑤溶液不可蒸干。(2)萃取原理:用一种溶把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来。萃取剂必须具备的三点性质:a、萃取剂和溶剂互不相溶;b、萃取剂和溶质不发生反应;c、溶质在萃取剂中的溶解度远远大于在原溶剂中的溶解度仪器:分液漏斗,烧杯步骤:=1\*GB3①检验分液漏斗是否漏水。=2\*GB3②量取10mL碘的饱和溶液倒入分液漏斗,注入4mLCCl4,盖好瓶塞。=3\*GB3③用右手压住分液漏斗口部,左手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来用力振荡。=4\*GB3④将分液漏斗放在铁架台上,静置。=5\*GB3⑤待液体分层后,将分液漏斗上的玻璃塞打开,从下端口放出下层溶液,从上端口倒出上层溶液.注意事项:A.检验分液漏斗是否漏水。B.萃取剂:互不相溶,不能反应。C.上层溶液从上口倒出,下层溶液从下口放出。三.离子检验离子所加试剂现象离子方程式Cl-AgNO3,稀HNO3产生白色沉淀Cl-+Ag+=AgCl↓SO42-Ba(NO3)2稀HNO3白色沉淀SO42-+Ba2+=BaSO4↓四.除杂1.原则:杂转纯、杂变沉、化为气、溶剂分。2.注意: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。第二节化学计量在实验中的应用一.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6.02X1023mol-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/NA5.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)二.气体摩尔体积1.气体摩尔体积(Vm)(1)定义:标准状况下,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或m3/mol2.物质的量=气体的体积/气体摩尔体积n=V/Vm3.(1)0℃101KPa,Vm=22.4L/mol(标准状况下)(2)25℃101KPa,Vm=24.8L/mol4.阿伏加德罗定律同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子(阿伏加德罗定律适用于任何气体,包括混合气体,不适用于非气体。推论:(1)同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量之比,也等于分子数之比。V1/V2=n1/n2(2)同温同体积下,气体的压强之比等于其物质的量之比p1/p2=n1/n2(3)同温同压下,相同体积的任何气体的质量之比等于其摩尔质量之比,等于其摩尔质量之比m1/m2=M1/M2(4)同温同压下,任何气体的密度之比等于其摩尔质量之比ρ1/ρ2=M1/M2(5)同温同物质的量的气体,压强之比等于体积的反比p1/p2=V1/V2三.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,mol/m3(3)物质的量浓度=溶质的物质的量/溶液的体积CB=nB/V(4)物质的量浓度c与质量分数w、溶解度S之间的换算c=1000ρw/M;w=(S/(100+S))×100%;\;c=1000ρS/((100+S)M)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,用物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在烧杯中溶解并在容器内用溶剂稀释为规定的体积,就得欲配制的溶液。(2)主要操作A.检验是否漏水;B.配制溶液eq\o\ac(○,1)计算;eq\o\ac(○,2)称量;eq\o\ac(○,3)溶解;eq\o\ac(○,4)转移;eq\o\ac(○,5)洗涤;eq\o\ac(○,6)定容;eq\o\ac(○,7)摇匀;eq\o\ac(○,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。C.配制溶液时的误差分析:一、称量误差分析
(1)天平的砝码沾有其他物质或生锈。(mB偏大,cB偏高)
(2)调整“0”点时,游码在大于0的位置。(mB偏小,cB偏低)
二、配制过程误差分析
(1)称好后的药品放入烧杯时,有少量洒在烧杯外。(mB偏小,cB偏低)
(2)溶解搅拌时有部分液体溅出。(mB偏小,cB偏低)
(3)转移时有部分液体溅出。(mB偏小,cB偏低)
(4)未洗涤烧杯和玻璃棒2次~3次。(mB偏小,cB偏低)
(5)未冷却至室温(20℃)(V偏小,cB偏高)
(6)在定容时,仰视读数(V偏大,cB偏低),俯视读数(V偏小,cB偏高)
(7)在定容时加水超过刻度线,再用胶头滴管吸出多余部分。(V偏大,cB偏低)
(8)加水至刻度线后,摇匀过程中,发现液面低于刻度线。(无影响)
(9)洗涤容量瓶后,未干燥,瓶中有少量蒸馏水。(无影响)
三、俯视、仰视的分析
仰视时,容器内液面高于刻度线;俯视时,容器内液面低于刻度线。3.溶液稀释C(浓溶液)·V(浓溶液)=C(稀溶液)·V(稀溶液)第二章化学物质及其变化一.物质的分类1.分类是学习和研究化学物质及其变化的一种常用的基本方法,它不仅可以使有关化学物质及其变化的知识系统化,还可以通过分门别类的研究,了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。交叉分类和树状分类是常用的分类方法。2.分散系及其分类把一种(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)。(1)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胶体的性质及应用内容主要应用举例性质丁达尔效应一束光通过胶体时产生一条“光路”鉴别溶液和胶体电泳胶体在外加电场下作定向移动工厂静电除尘聚沉胶体粒子聚集成为较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出,常用的方法有:加热或搅拌,加入电解质、加入与胶体带相反电荷的胶体制豆腐、工业制肥皂,解释某些自然现象,如江河入海口形成沙洲布朗运动胶粒在胶体中做不停的、无规则运动提纯渗析由于胶粒较大不能通过半透膜,而离子、小分子较小可通过半透膜,用此法将胶体提纯用于将胶体粒子和溶液离子分开二.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。⑴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)。⑵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)。⑶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⑴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。酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。盐:电离时生成金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。活泼金属氧化物:过氧化钠水(2)非电解质: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。非金属化合物:SO2、SO3、CO2、CO、P2O5非酸性气态氢化物:氨气部分有机物:蔗糖、酒精、甲烷注意: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(SO2、SO3、CO2)、大部分的有机物为非电解质。⑵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⑶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SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、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C32-O,HCO3-,SO32-,OH-和NH4+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-、CH3COO-,OH-和HCO3-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+、MnO4-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-)。⑷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(1)氧化还原反应概念的发展比较得氧失氧的观点(狭义)化合价升降观点(广义)电子转移观点(本质)氧化反应得氧的反应化合价升高的反应失去(或偏离)电子的反应还原反应失氧的反应化合价降低的反应得到(或偏向)电子的反应氧化还原反应有氧得失的反应有化合价升降的反应有电子转移(得失或偏移)的反应氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系置换反应一定属于氧化还原反应;复分解反应一定不属于氧化还原反应;有单质参与的化合反应和有单质生成的分解反应均属于氧化还原反应。氧化还原反应中概念及其相互关系如下:化合价升高——失去电子——被氧化(发生氧化反应)——是还原剂(有还原性)。化合价降低——得到电子——被还原(发生还原反应)——是氧化剂(有氧化性)。金属及其化合物金属的化学性质一、金属与非金属单质的反应1、钠放置在空气中,现象:银白色逐渐褪去,反应:4Na+O2===2Na2O2、加热金属钠,现象:发出黄色火焰,生成一种淡黄色固体,反应:2Na+O2Na2O23、氯气与金属钠反应,现象:发出黄色火焰,冒白烟,反应:2Na+Cl22NaCl4、铁丝在氧气中燃烧,现象:火星四射,生成黑色固体,反应:3Fe+2O2Fe3O4活泼金属在空气中易与氧气反应,表面生成一层氧化物。有的氧化膜疏松,不能保护内层金属,如铁表面的铁锈;有的氧化膜致密,可以保护内层金属不被继续氧化,如镁、铝表面的氧化层。在点燃镁条或铝片前,常用砂纸打磨镁条或铝片。5、镁条燃烧,现象:发出耀眼的白光,反应:2Mg+O2=2MgO6、加热金属铝片,现象:铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝并不滴落,,产生这一现象的原因是:铝表面生成了氧化铝薄膜,构成薄膜的氧化氯的熔点高于金属铝的熔点,包在铝的外面,所以熔化的液态铝不会落下来。反应:4Al+3O22Al2O37、铁丝在氯气中燃烧,现象:产生棕黄色烟,反应:2Fe+3Cl22FeCl38、铜丝在氯气中燃烧,现象:产生棕黄色烟,反应:Cu+Cl2CuCl29、铁粉与硫粉混合加热,现象:生成黑色固体,反应:Fe+SFeS10、铜粉与硫粉混合加热,现象:生成黑色固体,反应:2Cu+SCu2S二、金属与酸和水的反应1、金属钠与水反应,现象:浮(钠块浮在水面上)、游(钠块在水面上无规则游动)、熔(钠块熔化为小球)、响(发出嘶嘶的响声)、红(使滴入酚酞试液的溶液变红)化学方程式2Na+2H2O=2NaOH+H2↑离子方程式2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑2、铁粉与水蒸气反应实验现象:加热时试管内铁粉红热,点燃肥皂泡可听到爆鸣声,反应后,试管内的固体仍呈黑色。化学方程式:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑3、镁条与稀盐酸反应化学方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑离子方程式Mg+2H+=Mg2++H2↑4、铝与稀硫酸反应化学方程式2Al+3H2SO4(稀)=Al2(SO4)3+3H2↑离子方程式2Al+6H+=2Al3++3H2↑5、铁与稀盐酸反应化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑离子方程式Fe+2H+=Fe2++H2↑三、铝与氢氧化钠溶液的反应[实验3-4]铝与氢氧化钠溶液反应,现象:铝片溶解,产生可燃性气体化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑离子方程式2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑补充:金属与盐溶液反应:1、铝丝与硫酸铜反应化学方程式2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu离子方程式2Al+Cu2+=2Al3++3Cu2、铜丝与硝酸银溶液反应化学方程式Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2离子方程式Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+3、锌粒与氯化铜溶液反应化学方程式Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu离子方程式Zn+Cu2+=Zn2++Cu4、钠与硫酸铜溶液反应化学方程式2Na+CuSO4+2H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑离子方程式2Na+Cu2++2H2O=Cu(OH)2↓+2Na++H2↑5、钠与熔融的TiCl4反应:TiCl4(熔融)+4Na==Ti+4NaCl四、物质的量在化学方程式计算中的应用计算原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑化学计量数之比2:2:2:1扩大NA倍2×NA:2×NA:2×NA:NA物质的量之比2mol:2mol:2mol:1mol相对质量之比2×23:2×18:2×40:2标况下体积22.4L在计算时,应用的比例项必须性质相同,即上下单位统一。一般:所用的项与题给条件相同。2.金属及其重要的化合物知识点一:氧化钠和过氧化钠
要点诠释:钠的重要氧化物有两种,其中氧化钠是碱性氧化物,具有碱性氧化物的通性;过氧化钠性质较为独特。它们的性质对比如下:名称氧化钠过氧化钠
化学式Na2ONa2O2
颜色状态白色固体淡黄色固体
生成条件钠与氧气不加热时反应生成
4Na+O2==2Na2O钠与氧气加热时生成
2Na+O2Na2O2
与水反应Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应Na2O+CO2==Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应Na2O+2HCl==2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑
用途用于制取钠盐供氧剂、杀菌消毒、漂白等
实验:把水滴入盛有少量的过氧化钠固体的试管中,用带火星的木条放在试管中,检验生成的气体。
实验现象:滴入水后有大量气泡产生;产生的气体使带火星的木条复燃;试管外壁发热;向溶液中滴入酚酞溶液,溶液发红,振荡试管溶液又褪为无色。
说明:过氧化钠的水溶液具有强氧化性,可将酚酞氧化变质而使溶液褪为无色。
知识点二:碳酸钠和碳酸氢钠
要点诠释:碳酸钠是一种正盐,碳酸氢钠是一种酸式盐,它们有许多相似的性质,也有许多不同的性质,它们的性质可对比如下:
名称碳酸钠碳酸氢钠
化学式Na2CO3NaHCO3
俗名纯碱、苏打小苏打
颜色状态白色粉末白色细小晶体
溶解性易溶易溶(比碳酸钠小)
热稳定性稳定,受热不分解2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
与盐酸反应Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑
与NaOH反应不反应NaHCO3+NaOH==Na2CO3+H2O
与BaCl2反应Na2CO3+BaCl2==BaCO3↓+2NaCl不反应
与CO2的反应Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3不反应
与Ca(OH)2的反应Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH2NaHCO3+Ca(OH)2==Na2CO3+2H2O+CaCO3↓
相互转化
说明:
1.碳酸钠、碳酸氢钠溶于水的探究
操作步骤1gNa2CO31gNaHCO3
观察外观白色粉末细小白色晶体
加几滴水加水结块变成晶体,放热加水部分溶解,感受不到热量变化
加10mL水,用力振荡溶解仍有少量固体不溶解
加1~2滴酚酞溶液溶液变红(较深)溶液变浅红色
原因(可查资料)Na2CO3+H2ODNaHCO3+NaOHNaHCO3+H2ODH2CO3+NaOH
初步结论加水先变成含结晶水的晶体,水溶液碱性比NaHCO3溶液强加水部分溶解,水溶液碱性比Na2CO3溶液弱
2.Na2CO3、NaHCO3热稳定性的探究
现象发生反应的化学方程式结论
Na2CO3澄清石灰水不变浑浊————受热不分解
NaHCO3澄清石灰水变浑浊2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O受热易分解
3.碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末,此种现象称为风化。
4.Na2CO3溶液中逐滴滴加稀盐酸,开始时无气体放出,化学方程式为:
Na2CO3+HCl==NaHCO3+NaCl;继续滴加会产生气体,化学方程式为:NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O。
总的化学方程式为:2HCl+Na2CO3==2NaCl+CO2↑+H2O。
如果盐酸中逐滴滴加Na2CO3溶液,则一开始就会产生气体,
化学方程式为:Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2O。
由此可知,我们可利用两个过程现象的不同区别Na2CO3溶液和盐酸。
5.Na2CO3溶液与CaCl2、BaCl2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等反应产生白色沉淀,而NaHCO3溶液与它们则不会产生白色沉淀。利用此现象可区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。
6.利用Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应可制取NaOH溶液。
7.CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度会大大减小,所以可利用排饱和NaHCO3溶液的方法收集CO2,也可利用饱和NaHCO3洗涤CO2中的酸性气体杂质。
8.在饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2,会析出白色晶体NaHCO3。其原因有三个:①Na2CO3转变为NaHCO3后,溶质质量增加了;②反应过程中有水消耗;③NaHCO3溶解度比碳酸钠的溶解度小。
9.NaHCO3溶液与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液混合时,会因相对量的大小不同,其产物也不同。例如少量的NaHCO3与大量的Ca(OH)2的反应为:NaHCO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+NaOH+H2O;大量NaHCO3与少量Ca(OH)2的反应为:2NaHCO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+Na2CO3+2H2O。书写化学方程式或离子方程式时应特别注意。
知识点三:焰色反应
要点诠释:很多金属或它们的化合物在灼烧时,其火焰会呈现特殊的颜色,在化学上叫做焰色反应。它表现的是某种金属元素的性质,借此可检验某些金属元素。
操作步骤:
(1)干烧:把焊在玻璃棒上的铂丝(或用光洁无锈的铁丝)放在酒精灯外焰里灼烧,至与原来的火焰颜色相同为止。
(2)蘸烧:用铂丝(或铁丝)蘸取Na2CO3溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。
(3)洗烧:将铂丝(或铁丝)用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色。
(4)蘸烧:用铂丝(或铁丝)蘸取K2CO3溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。
说明:
①火源最好用喷灯、煤气灯,因其火焰焰色更浅。而酒精灯火焰往往略带黄色。
②焰色反应前,应将铂丝(或铁丝)灼烧到无色。也可先用盐酸清洗,再灼烧到无色。
③做钾的焰色反应时,要透过蓝色钴玻璃片进行观察,以吸收黄色,排除钠盐的干扰。
实验现象(焰色反应的焰色):钠——黄色;钾——紫色;钙——砖红色;锶——洋红色;铜——绿色;锂——红色;钡——黄绿色。
知识点四:氧化铝和氢氧化铝
要点诠释:氧化铝是典型的两性氧化物,氢氧化铝是典型的两性氢氧化物。
1.氧化铝:白色难溶,熔点很高的物质。
(1)由于铝表面有一层致密的氧化铝薄膜,能够有效地保护内层金属铝。
(2)氧化铝是工业冶炼金属铝的原料。
(3)氧化铝是一种比较好的耐火材料,它可以用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。
(4)氧化铝能溶于强酸和强碱溶液中。
Al2O3+6H+==2Al3++3H2OAl2O3+2OH-==2AlO2-+H2O
这种既能与强酸反应,又能与强碱反应生成盐和水的氧化物叫做两性氧化物。
(5)实验室中可用加热氢氧化铝使其分解得到氧化铝:2Al(OH)3Al2O3+3H2O
工业上可通过分离提纯自然界中存在的铝土矿得到氧化铝。
2.氢氧化铝:白色难溶的物质。
实验:
(1)在试管里加入10mL0.5mol·L-1Al2(SO4)3溶液,滴加氨水,振荡,观察沉淀的生成。
现象:溶液中产生白色胶状难溶物质,继续滴加氨水至过量,白色沉淀不溶解。
实验室中常用此种方法制取氢氧化铝,反应方程式为:Al2(SO4)3+6NH3·H2O==2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4;离子方程式为:Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+。
(2)将(1)得到的混合物分成三份,其中一份中滴加一滴墨水,观察现象。
现象:胶状Al(OH)3能吸附色素,一段时间后溶液又变澄清。它还能凝聚水中的悬浮物。
(3)在剩余的两份中,分别滴加2mol·L-1盐酸、2mol·L-1NaOH溶液,边滴边振荡。
现象:两支试管都由浑浊变澄清。
反应的离子方程式为:Al(OH)3+3H+==Al3++3H2OAl(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
象这种既能跟强酸反应,又能跟强碱反应的氢氧化物,称为两性氢氧化物。
说明:
(1)在溶液中得到的白色胶状氢氧化铝具有凝聚水中悬浮物,吸附色素的能力。利用明矾净水就是利用溶液中Al3+与水反应生成的氢氧化铝,吸附水中的悬浮杂质形成沉淀。
(2)由于氢氧化铝能溶于强碱,不能溶于弱碱,所以实验室中利用铝盐与碱反应制取氢氧化铝时,使用氨水比使用NaOH溶液更好。
(3)Al(OH)3是医用胃药中的一种,它的碱性不强,可以中和过多的胃酸而不至于对胃壁产生强烈的刺激或腐蚀作用。
(4)向AlCl3的溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液,其现象为:产生白色胶状沉淀,沉淀量不断增多至最大,而后逐渐溶解至完全消失。具体分析可表示如下:
当时,发生反应:Al3++3OH-==Al(OH)3↓;
当时,有部分Al(OH)3被碱溶解,即Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O;
当时,沉淀全部溶解,全过程方程式可表示为:Al3++4OH-==AlO2-+2H2O。
知识点五:铁的氧化物
要点诠释:铁的氧化物有3种:氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁,其性质可对比如下:
名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁
俗名————铁红磁性氧化铁
化学式FeOFe2O3Fe3O4
铁的化合价+2+3+(或+2、+3)
颜色状态黑色粉末红色粉末黑色晶体
溶解性不溶不溶不溶
稳定性空气中加热变成Fe3O4稳定稳定
与盐酸反应FeO+2H+==Fe2++H2OFe2O3+6H+==2Fe3++3H2OFe3O4+8H+==
2Fe3++Fe2++4H2O
高温还原FeO+COFe+CO2Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe3Fe3O4+8Al9Fe+4Al2O3
用途炼铁原料炼铁原料、红色油漆和涂料炼铁原料
工业上冶炼金属铁时,往往在高温下用CO还原铁的氧化物,可表示如下:
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
知识点六:铁的氢氧化物
要点诠释:铁的化合价主要有+2、+3价,所以其氢氧化物也有两种:氢氧化亚铁[Fe(OH)2]和氢氧化铁[Fe(OH)3]。其性质可比较如下:
名称氢氧化亚铁氢氧化铁
化学式Fe(OH)2Fe(OH)3
颜色状态白色固体红褐色固体
制取Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
与盐酸反应Fe(OH)2+2H+==Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O
受热分解隔绝空气:Fe(OH)2FeO+H2O2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
说明:
(1)在FeCl3溶液中逐滴滴加NaOH溶液,可观察到现象:产生红褐色沉淀Fe(OH)3,加碱过量时,沉淀并不溶解。
(2)在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,可观察到现象为:生成白色絮状的Fe(OH)2沉淀,而后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。Fe(OH)2在空气中很容易被氧化Fe(OH)3:4Fe(OH)2+O2+H2O==4Fe(OH)3。
(3)为了更清晰地观察到Fe(OH)2的颜色并保留较长时间,可采取以下措施:①将实验用于配制NaOH溶液的蒸馏水加热煮沸,以驱赶其中溶解的氧气;②将实验用的FeSO4溶液中加入铁屑,以除去可能含有的Fe3+和氧气;③实验时用长胶头滴管吸取NaOH溶液,伸入到FeSO4溶液液面以下滴加,防止在滴加过程中带入氧气。④可在盛有FeSO4溶液的试管中加少量煤油,以隔绝空气,并将吸有NaOH溶液的长滴管伸入到FeSO4溶液液面以下。
知识点七:铁盐和亚铁盐
要点诠释:Fe3+在溶液中呈现棕黄色,Fe2+在溶液中呈现浅绿色。由氧化还原反应知识可知:Fe3+具有氧化性;Fe2+既有氧化性又有还原性;它们在一定条件下可以相互转化。
能够实现上述过程的还原剂有:Zn、Fe、Cu、H2S、HI、SO2、H2SO4、Na2SO3等等,如:
Zn+2Fe3+==2Fe2++Zn2+(Zn+Fe2+==Zn2++Fe)、Fe+2Fe3+==3Fe2+、Cu+2Fe3+==2Fe2++Cu2+、
2Fe3++H2S==2Fe2++S↓+2H+、2Fe3++2I-==2Fe2++I2、2Fe3++SO2+2H2O==2Fe2++SO42-+4H+等。
能够实现上述过程的氧化剂有:O2、Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸、KMnO4、H2O2等,如:
2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-2Fe2++Br2==2Fe3++2Br-、2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O等。第四章非金属及其化合物+14284+6+14284+624Si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(SiO2)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[SiO4],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,酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应。SiO2+4HF==SiF4↑+2H2OSiO2+CaOCaSiO3SiO2+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(H2SiO3)酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2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。Na2SiO3+2HCl==H2SiO3+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。(Na2SiO3、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3: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。硅单质的化学性质在常温下不活泼,其主要的化学性质如下:
(1)与非金属作用
常温下Si只能与F2反应,在F2中瞬间燃烧,生成SiF4.
Si+F2===Si+F4
加热时,能与其它卤素反应生成卤化硅,与氧反应生成SiO2:
Si+2F2SiF4(X=Cl,Br,I)
Si+O2SiO2(SiO2的微观结构)
在高温下,硅与碳、氮、硫等非金属单质化合,分别生成碳化硅SiC、氮化硅Si3N4和硫化硅SiS2等.
Si+CSiC
3Si+2N2Si3N4
Si+2SSiS2
(2)与酸作用
Si在含氧酸中被钝化,但与氢氟酸及其混合酸反应,生成SiF4或H2SiF6:
Si+4HFSiF4↑+2H2↑
3Si+4HNO3+18HF===3H2SiF6+4NO↑+8H2O
(3)与碱作用
无定形硅能与碱猛烈反应生成可溶性硅酸盐,并放出氢气:
Si+2NaOH+H2O===Na2SiO3+2H2↑
(4)与金属作用
硅还能与钙、镁、铜、铁、铂、铋等化合,生成相应的金属硅化物。
硅的制备硅单质是由其氧化物制得的,主要分为两个阶段:粗硅的制备:SiO2+2C=Si(粗)+2CO↑(高温)粗硅的提纯:Si(粗)+2Cl2=SiCl4(加热)SiCl4+2H2=Si(纯)+4HCl+17287五.氯元素:位于第三周期第Ⅶ+17287六.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:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2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+Cl22NaCl现象:大量白烟2Fe+3Cl22FeCl3现象:棕黄色的烟Cu+Cl2CuCl2现象:棕黄色的烟Cl2+H22HCl现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。燃烧: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+HClO2HClO2HCl+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Cl2+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%)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。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。七.1.氯离子的检验使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-)。HCl+AgNO3==AgCl↓+HNO3NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3Na2CO3+2AgNO3==Ag2CO3↓+2NaNO3Ag2CO3+2HNO3==2AgNO3+CO2↑+H2OCl-+Ag+==AgCl↓若被检液中有硫酸根存在,由于硫酸根离子可以与银离子生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸,则在检验氯离子之前,需先用硝酸钡溶液除去硫酸根离子,再加入硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在。F-、Br-、I-的检验F-:加入浓硫酸,产生能腐蚀玻璃的气体Br-:a、加入硝酸银,产生不溶于稀硝酸的浅黄色固体;b、加入氯水和四氯化碳,振荡、静置,下层液体呈橙红色;I-:a、加入硝酸银产生不溶于稀硝酸的黄色沉淀;b、加入氯水或溴水和四氯化碳,振荡、静置,下层液体呈紫红色;c、、加入氯水或溴水及淀粉溶液,溶液变蓝色。卤素及其化学性质单质溴是深红棕色液体,易挥发,保存时用水作液封以防止其挥发;单质碘是紫黑色固体,易于升华,碘单质遇淀粉变蓝色。卤素可溶于水,易溶于有机溶剂如四氯化碳、苯、汽油等;单质碘的有机溶剂溶液层紫红色,溴的有机溶剂溶液呈橙红色。卤化银的性质:a、溶解性:氯化银(白色)、溴化银(浅黄色)、碘化银(黄色)都是难溶于水和稀硝酸的固体;氟化银易
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