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高一化学期末复习第一章 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危险化学品标志，如酒精、汽油易然液体；浓H2SO4、NaOH（酸碱）腐蚀品练习1.下列实验操作正确的是（ ）A.不慎将浓硫酸沾到皮肤上，立即用大量水冲洗。B.在食盐溶液蒸发结晶的过程中，当蒸发皿中出现较多量固体时即停止加热。C.先在天平两个托盘上各放一张相同质量的纸，再把氢氧化钠固体放在纸上称量。D.过滤时，慢慢地将液体直接倒入过滤器中。二、混合物的分离和提纯：1、分离的方法：过滤：固体(不溶)和液体的分离。蒸发：固体(可溶)和液体分离。蒸馏：沸点不同的液体混合物的分离。 分液：互不相溶的液体混合物。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种溶剂所组成的溶液中提取出来。练习2.请从上面选择下列各混合物的分离方法（填序号）（1）食盐水与泥沙_（2）海水晒盐_（3）CCl4和水_（4）蒸馏水的制取_（5）用CCl4将碘水中的碘提取出来_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：将粗盐溶解后过滤；在过滤后得到粗盐溶液中加过量试剂BaCl2(除SO42)、Na2CO3(除Ca2、过量的Ba2)、NaOH(除Mg2)溶液后过滤；得到滤液加盐酸(除过量的CO32、OH)调pH=7得到NaCl溶液；蒸发、结晶得到精盐。加试剂顺序关键：（）Na2CO3在BaCl2之后；（）盐酸放最后。3、蒸馏装置注意事项：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。4、从碘水中提取碘的实验时，选用萃取剂应符合原则：萃取剂不能与被萃取的物质反应；萃取剂与原溶液溶剂互不相溶。 （密度：水 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 + CO2如果用2mol的Na2CO3和2.4mol的稀HCl反应，采用方法放出CO2是0.4mol；采用方法放出CO2为1.2mol。希望同学们在解题时要留意。3、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NaHCO34、侯氏制碱法反应式：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意：在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3，后通入CO2，NaHCO3晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。（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、镁及其化合物(一) 镁的性质1、物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度1.74g/cm3，是轻金属，硬度小。2、化学性质：镁是较活泼金属 与非金属单质反应：2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 = MgCl2,3Mg + 3N2 = Mg3N2Mg + S = MgS 与沸水反应：Mg + 2H2O(沸水)= Mg(OH)2 + H2 . 与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HNO3，反应比较复杂，但是没有H2放出。 与某些盐溶液反应：3、镁的提取海水中含有大量的MgCl2,因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2 Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解MgCl2溶液，蒸发结晶MgCl26H2O晶体，在HCl气体环境中加热MgCl2固体，电解熔融的MgCl2Mg + Cl2 。主要反应：MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl2, Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O, MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2。4、镁的用途镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大量用火箭、导弹、飞机等制造业中。（二）氧化镁（MgO）白色固体，熔点高（2800），是优质的耐高温材料（耐火材料）。是碱性氧化物：MgO + H2O = Mg(OH)2MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 注意以下几种情况的离子方程式的书写： n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)1:4：Mg2+ + 2HCO3- + 4OH- = Mg(OH)2+ 2CO32- + 2H2O； n(Mg(HCO3)2):n(NaOH)=1:2：Mg2+ + 2HCO3- + 2OH- = MgCO3+ CO32- + 2H2O； n(Mg(HCO3)2):N(NaOH)=1:1： Mg2+ + HCO3- + OH- = MgCO3+H2O 。三、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： 四、铁、铜及其化合物（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。 请同学们书写相应的化学或离子方程式（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）铜的性质：铜是紫红色的金属，是电和热的良导体，广泛用作导线，密度8.9g/cm3，是重金属。铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，大部分是化合态如黄铜矿（CuFeS2）,孔雀石CuCO3Cu(OH)2）等。铜在一定条件下可发生如下反应： 2Cu + O2 2CuO（黑色），Cu + Cl2 CuCl2 （有棕黄色的烟），2Cu + S Cu2S(黑色) Cu +2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2+ 2H2O Cu + 4HNO3 (浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+ 2H2O ，3Cu + 8HNO3 (稀)= 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 ，Cu + 2AgNO3 = Ag + Cu(NO3)2（七）铜的冶炼：工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜，电解中将粗铜连在电源的正极，精铜连在电源的负极，用可溶性的铜盐做电解液。这样通电一段时间后，粗铜上的铜就不断溶下，在精铜表面析出。（八）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。（九）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练习1、 现有几种物质Al Al2O3 Al(OH)3 NaHCO3 NH4HCO3，其中既能跟盐酸反应，又能跟NaOH反应，而且均有气体放出的是（ ）A、 B、 C、 D、2、下面有关Na2CO3 与NaHCO3的叙述错误的是（ ）A、Na2CO3遇少量酸可转化为NaHCO3 B、在水中的溶解度Na2CO3比NaHCO3大C、与同浓度的硫酸反应时，Na2CO3比NaHCO3剧烈 D、NaHCO3能与NaOH反应，而Na2CO3不能3、为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入（ ）A、NaOH溶液 B、铁片 C、KSCN溶液 D、石蕊溶液4、下列关于铝的叙述中正确的是（ ）A、铝的化学性质很活泼，在空气中极易锈蚀B、铝对稀硫酸有耐腐蚀性质C、铝在高温下还原性很强，可以用铝冶炼高熔点金属D、铝的导电性比铜、银更强，所以常用以制造电线、电缆5、下列反应，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是（ ）金属钠在纯氧中燃烧； FeSO4溶液滴入NaOH溶液并在空气中放置一段时间 ；FeCl3溶液滴入KSCN溶液； 无水硫酸铜放入医用酒精中。A、 B、 C、 D、6、下列物质中，可用于治疗胃酸过多的是（ ）A、碳酸钠 B、氢氧化铝 C、氧化钙 D、碳酸钙7、将适量的铁粉加入FeCl3溶液中，完全反应后，溶液中的Fe3和Fe2的物质的量浓度相等，则已反应的Fe3和未反应的Fe3的物质的量之比（ ）A、32 B、12 C、21 D、238、往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸，溶液的颜色变化应该是（ ）A、颜色变浅 B、逐渐加深 C、没有改变 D、变棕黄色9、在允许加热的条件下，只用一种试剂就可以鉴别硫酸铵、氯化钾、氯化镁、硫酸铝和硫酸铁溶液，这种试剂是（ ）A、NaOH B、NH3H2O C、AgNO3 D、BaCl210、把少量CO2分别通入到浓度相同的Ba(NO3)2溶液；Ba(OH)2溶液；溶有氨的BaCl2溶液中。 预计能观察到白色沉淀的溶液是（ ）A、和 B、只有 C、和 D、只有11、欲除去小苏打溶液中少量的Na2CO3杂质，最易选用加入的物质是（