苏教版高中化学必修1知识点梳理

高中化学必修一,作者郑先晖,四大专题,化学家眼中的物质世界从海水中获得的化学物质从矿物到基础材料硫、氮和可持续发展,专题一化学家眼中的物质世界,丰富多彩的化学物质研究物质的实验方法人类对原子结构的认识,丰富多彩的化学物质,物质的分类及转化物质的量物质的聚集状态物质的分散系,物质的分类,为了更好地认识和研究物质，人们常根据物质的组成、状态、性能等对物质进行分类。1根据物质的聚集状态，将物质分为气态物质、液态物质和固态物质。2根据物质的导电性，将物质分为导体、半导体和绝缘体。3根据物质在水中的溶解性，将物质分为可溶性物质、微溶性物质和难溶性物质。,4根据物质的组成对物质进行分类,5根据物质的性质进行分类例如，对于能与酸或碱反应的氧化物来说，可将其分为酸性氧化物和碱性氧化物。通常把能与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，如CaO、Na2O，把能与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物，如CO2、SO2。,物质的转化,同一类物质在组成及性能方面往往具有一定的相似性。一定条件下，不同类别的物质之间是可以相互转化的。研究物质的转化，不仅可以揭示物质转化所遵循的规律，更重要的是利用物质的转化可以进一步制造人类需要的新物质。为了更好地研究物质间的相互转化，根据化学反应的特征，将化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应等，现列表如下：,温高,物质的量,一、物质的量及其单位1物质的量国际单位制中7个基本物理量之一，它表示含有一定数目的粒子的集合体，符号为n。2物质的量的单位摩尔(1)标准：1mol粒子集体所含的粒子数与0.012kg12C中所含的碳原子相同，约为6.02x1023。(2)符号：mol(3)计量对象:原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等所有微观粒子。,3阿伏加德罗常数把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏加德罗常数，用6.02x1023mol-1表示，符号为NA。4物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系nN/NA5.摩尔质量1概念:单位物质的量的物质所具有的质量。符号：M。单位：g/mol。2物质的量(n)、质量(m)、摩尔质量(M)的关系nm/M。,典例分析下列关于物质的量的叙述中，错误的是()A1mol任何物质中都含有6.021023个分子B0.012kg12C中约含有6.021023个碳原子C1molH2O中含有2mol氢和1mol氧D1molNe约含有6.021024个电子解析A项错在“都含有6.021023个分子”上，其一，物质不一定都是分子构成的；其二，应该是“约含有”。C项错在“含有2mol氢和1mol氧”上，H2O分子中含有氢原子和氧原子，该项没有表达清楚氢原子和氧原子。答案AC,物质的聚集状态,1、物质的聚集状态主要有气态、液态和固态三种。不同和聚集状态的特性如下：,二、气体摩尔体积(1)定义：单位物质的量的气体所占有的体积。符号：Vm，单位L/mol或m3/mol。(2)计算公式：Vm=V/n。(3)影响气体摩尔体积的因素气体摩尔体积的数值取决于气体所处的温度和压强。标准状况下，气体摩尔体积为22.4L/mol。,典例分析下列说法正确的是()A标准状况下，6.021023个分子所占的体积约是22.4LB0.5molH2所占的体积是11.2LC标准状况下，1molH2O的体积为22.4LD标准状况下，28gCO与N2的混合气体的体积约为22.4L解析有6.021023个分子的物质的物质的量是1mol，在标准状况下，1mol气体物质的体积约是22.4L，但A选项中的1mol分子不一定是气体，错误；B选项氢气虽是气体，但没有指明气体所处的状况，因此，0.5molH2的体积也不一定就是11.2L；C选项中的水在标准状况下不是气体而是固液混合物，所以也错误；D选项中，虽是混合气体，但是N2和CO的摩尔质量相等，两者以任意比例混合，其摩尔质量数值不变，故28gN2和CO的混合气体的物质的量是1mol，标准状况下其体积约为22.4L，正确。答案D,物质的分散系,一、分散系1分散系的定义一种或几种物质(称为分散质)分散到另一种物质(称为分散剂)中形成的体系称为分散系。2.分散系的分类,3胶体(1)定义：分散质粒子的直径在1-100nm之间的分散系叫做胶体。(2)胶体的性质丁达尔效应：当光束通过胶体时，在垂直于光线的方向可以看到一条光亮的通路，该现象称为丁达尔效应。丁达尔效应是物理变化。胶体的分散质能通过滤纸孔隙，但不能透过半透膜。聚沉现象胶体粒子在适当的条件下相互结合成直径大于100nm的颗粒而沉降下来的过程，叫胶体的聚沉。,二、电解质和非电解质1定义电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。非电解质：无论是在水溶液中还是在熔融状态下均以分子形式存在，而不能导电的化合物。,2常见的电解质、非电解质(1)常见的酸、碱、盐类、活泼金属氧化物、H2O等均为电解质。例如酸：H2SO4、HNO3、HCl、H2CO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2、NH3H2O、Ca(OH)2等。盐：NaCl、KNO3、MgCl2、BaSO4、CaCO3等。部分氧化物：H2O、Na2O、Al2O3等。(2)大多数非金属氧化物(如CO2、SO2、CO等)、大部分有机物(如酒精、蔗糖等)为非电解质。,三、电离1定义：电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程称为电离。,2电离方程式的书写(1)离子电荷数等于它对应的化合价数值，离子电荷的正负取决于化合价的正负。(2)原子团不能拆开，例如Ax(ROn)y=xAyy(ROn)x-(3)要遵循质量守恒定律和电荷守恒定律。3酸、碱、盐的定义(从电离的角度)(1)酸：电离时生成的阳离子全是H+的化合物叫做酸。酸的电离通式一般为：酸H酸根离子，如HCl=H+Cl+，H2SO4=2H+SO42-。(2)碱：电离时生成的阴离子全是OH-的化合物叫做碱。碱的电离通式一般为：碱金属离子(或NH4)OH，如NaOH=Na+OH-。（3)盐：电离时生成金属阳离子或NH4和酸根阴离子的化合物叫做盐。盐的电离通式一般为：盐金属阳离子(或NH4)酸根阴离子。,研究物质的实验方法,物质的分离和提纯常见物质的检验溶液的配制与分析,物质的分离和提纯,一、物质的分离与提纯1物质的分离：将混合物中各物质通过物理变化或化学变化把各成分彼此分开的过程。2物质的提纯：把混合物中的杂质除去，得到纯净物的过程。,二、分离和提纯的常用方法1过滤过滤是分离液体和不溶性固体混合物最常用的方法之一，主要是除去液体中难溶性组分的。,(1)过滤时用到的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒。(2)过滤的操作要点一贴：滤纸紧贴漏斗内壁；二低：滤纸边缘应略低于漏斗边缘，滤液液面应略低于滤纸的边缘；三靠：向漏斗中倾倒液体时，烧杯的尖嘴应与玻璃棒接触；玻璃棒的底端应和漏斗的三层滤纸处轻轻接触；漏斗颈的末端应与烧杯内壁相接触。,2蒸发蒸发是将溶液加热，使溶液受热汽化，从溶液中分离出固体物质的方法。蒸发可得晶体，也用于浓缩溶液。,(1)蒸发时用到的仪器有：蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台。(2)在进行蒸发操作时要注意以下问题：实验结束后，不能将蒸发皿直接放在实验台桌上，以免烫坏桌子或遇实验台上的冷水引起蒸发皿炸裂；当蒸发到析出大量晶体、剩余少量溶液时，应停止加热，利用余热蒸干，以防止晶体过热迸溅。,3结晶和重结晶(1)冷却法将热的饱和溶液慢慢冷却后析出晶体，此法适用于溶解度随温度变化较大的物质，如KNO3。(2)蒸发法此法适用于溶解度变化不大的溶质，如NaCl。(3)重结晶将已得到的晶体用蒸馏水溶解，经过滤、加热浓缩、冷却结晶、过滤等步骤，得到更纯净的晶体的过程。,4萃取和分液(1)定义萃取：利用物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同，将物质从一种溶剂转移到另一种溶剂中，从而实现分离的方法。分液：将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作。(2)萃取与分液所用的主要仪器：烧杯、分液漏斗、铁架台(带铁圈)。,5蒸馏(1)蒸馏原理利用物质沸点的不同，加热液体混合物，使沸点低的液体变为气体挥发出来，再冷却为液体，以除去易挥发、难挥发或不挥发杂质的方法。（2）仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、石棉网、铁架台(带铁圈)、温度计、冷凝管、牛角管(也叫尾接管)、锥形瓶、橡胶塞。,常见物质的检验,一、常见离子的检验人们通常根据不同原子、分子或离子的某些特征反应对物质进行检验，以确定物质的组成。1NH4检验(1)原理：NH4OH=NH3H2O，NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(2)实验：氯化铵、硫酸铵溶液分别与氢氧化钠溶液加热反应。2Cl检验(1)原理：Ag+Cl-=AgCl，AgCl为不溶于水也不溶于稀HNO3的白色沉淀。(2)实验：氯化铵溶液与硝酸银溶液的反应。3SO42检验(1)原理：Ba2SO42=BaSO4，BaSO4为不溶于水也不溶于稀HNO3的白色沉淀。(2)实验：硫酸铵溶液与氯化钡溶液的反应。,4焰色反应(1)定义：某些金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈特殊颜色的现象，在化学上叫做焰色反应。可见焰色反应并不是化学反应，而应是一种物理现象，主要用于钠、钾等碱金属及其离子的检验。(2)焰色：钠：黄色；钾：紫色(隔蓝色钴玻璃，目的是滤去钠产生的黄色火焰干扰)。(3)实验：焰色反应器通常可用铂丝或光洁无锈的铁丝或镍、铬、钨丝制成。每次焰色反应操作之后，都要用稀盐酸洗净金属丝。用稀盐酸的原因是：生成金属氯化物，而金属氯化物在高温时可挥发。二、化学物质组成的现代分析方法利用组成物质的原子、离子和分子的一些特征性质，检验组成化学物质的元素，的是研究物质组成的常用方法。现代化学分析测试中，常借助一些仪器来分析化学物质的组成。(1)原子分析仪确定物质中是否含有C、H、O、N、S等元素；(2)红外光谱仪确定物质中是否存在某些有机原子团；(3)原子吸收光谱确定物质中含有哪些金属元素。,典例分析有四瓶常用的溶液：BaCl2溶液，NaCl溶液，Na2SO4溶液，CuSO4溶液。不用其他试剂，可通过实验的方法将它们一一鉴别开来，鉴别出来的先后顺序可能是()ABCD解析不用其他试剂鉴别物质的程序是：观察有无颜色；两两混合。CuSO4溶液呈蓝色，故首先鉴别出来，然后用CuSO4溶液再与其他少许未知液混合，根据产生的现象鉴别之。答案CD,溶液的配制与分析,一、物质的量浓度1含义用来表示单位体积溶液里所含溶质B的物质的量的物理量。符号为CB，常用单位为molL1(或mol/L）。2表达式：CBnB/V。如1L溶液中含有1mol溶质，溶质的物质的量浓度就是1mol/L。二、一定物质的量浓度溶液的配制配制100mL0.100mol/LNa2CO3溶液1主要仪器电子天平或托盘天平、100ml容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。2配制步骤(1)计算：根据nBCBV可知n(Na2CO3)=0.010mol，则m(Na2CO3)1.06g。,(2)称量：若用托盘天平可准确称取Na2CO3固体1.1g。(3)溶解：将称好的Na2CO3固体放烧杯中入，用适量蒸馏水溶解，用玻璃棒搅拌，并冷却至室温。(4)移液：将烧杯中的溶液用玻璃棒引流转移到100ml容量瓶中。(5)洗涤：用蒸馏水洗涤烧杯内壁2-3次，并将洗涤液都注入容量瓶中，轻轻摇动容量瓶，使溶液混合均匀。(6)定容：将蒸馏水注入容量瓶，当液面离容量瓶颈刻度12cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至液面与刻度线相切。(7)摇匀：盖好瓶塞，反复上下颠倒，摇匀。(8)装瓶：将容量瓶内的溶液倒入洁净、干燥的试剂瓶中，在瓶体上贴好注明溶液名称、浓度的标签，备用。,人类对原子结构的认识,原子结构模型的演变原子核外电子排布原子核的组成,一、原子结构模型的演变,原子核,核外原子,2元素的化学性质与原子核外电子排布的关系(1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(氦为2)，是稳定结构，不易得失电子，因此化学性质稳定，一般不跟其他物质发生化学反应。(2)金属元素原子最外层电子数一般少于4，在化学反应中容易失去电子。例如，要使该原子达到8个电子(最外层是一层时为2个电子)的稳定结构，通常是失去电子变为带正电荷的阳离子，阳离子所带正电荷的数目等于原子失去电子的数目。(3)非金属元素原子最外层电子数一般大于4小于7，在化学反应中容易得到电子；要使该原子的最外层达到8个电子(最外层是一层时为2个电子)的稳定结构，通常是得到电子变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电荷的数目等于原子得到电子的数目。,三、原子核的组成1原子的构成原子是由居于中心的原子核和核外电子构成的，而原子核是由更小的微粒质子和中子构成的，1个质子带1个单位正电荷，1个电子带1个单位负电荷，中子不显电性。2质量数(1)质量数如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得数值，叫做质量数，质量数用符号A表示。(2)数量关系：中子数用符号N示，质子数用符号Z来表示，则质量数(A)NZ。(3)原子的质量数等于该原子相对原子质量的近似整数值。,(4)原子组成的表示及含义原子ZAX的含义：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。如1735Cl表示一个质量数为35，质子数为17、中子数为18的氯原子。3元素、核素和同位素(1)元素具有相同核电核数的同一类原子的总称叫做元素。决定元素种类的因素：核电荷数(即质子数)与中子数和电子数无关。元素定义中的原子既包括中性原子，又包括带电的原子(即阴、阳离子)。例如，11H、12H、13H、H等都称为氢元素。元素是一个种类概念，因此只能说人类到目前为止已经发现了近120种元素，而不能说120个元素。,专题二从海水中获得的化学物质,氯、溴、碘及其化合物钠镁及其化合物,氯、溴、碘及其化合物,氯气的生产原理氯气的性质氧化还原反应溴、碘的提取,氯气的生产原理,一、氯气的生产原理1氯气的工业制法电解饱和食盐水(1)制取原理(2)电解装置：见教材(3)电解特点：电解氯化钠溶液时，与电源正级相连的电极产生氯气，与电源负级相连的电极产生氢气，在溶液中生成氢氧化钠。(4)“氯碱工业”：人们把以电解食盐水为基础制取氯气等产品工业称为“氯碱工业”。2氯气的实验室制法(1)反应的原理(2)制取装置,氯气的性质,1氯气的物理性质Cl2在通常情况下呈黄绿色，是一种有强烈有刺激性气味的有毒气体。在低温和加压的条件下可转变为液态(称为液氯)和固态。25时，1体积的水可溶解约2体积的氯气。2氯气的化学性质(1)氯气能与金属反应。除了像金(Au)、铂(Pt)这样的极不活泼的金属以外，其他的金属几乎都能在常温或加热的条件下与氯气发生化合反应生成金属氯化物，像铁这样具有可变化合价的金属与氯气反应时，金属一般显较高或最高化合价。化学方程式为：,(2)氯气能与非金属反应。氢气、磷、硅等许多非金属单质都能在一定条件下与氯气发生化合反应。化学方程式为：,注意氯气和氢气反应时，条件不同，现象不同，但产物相同。纯净的H2在Cl2中安静地燃烧，发出苍白色火焰，并生成大量白烟；H2和Cl2混合后，在强光照射下，能迅速化合而发生爆炸。,（3)氯气能与碱反应。在常温下，氯气与碱溶液发生反应，除了生成水以外，一般还生成金属氯化物(盐酸盐)和金属次氯化物(次氯酸盐)。化学方程式为：,Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O,另外“84消毒液”的消毒剂的有效成分是NaClO，漂白粉有效成分是Ca(ClO)2。化学实验中，残余的氯气可以用氢氧化钠溶液吸收，防止氯气污染环境。,(4)Cl2和水的反应氯水a氯气的水溶液叫氯水。溶于水中的部分Cl2与水反应，化学反应方程式为：Cl2H2O=HClHClOb氯水的成分：三种分子：Cl2、H2O、HClO四种离子：H、Cl、OH、ClOc氯水的酸性：次氯酸的酸性弱于碳酸。漂白粉漂白原理：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO3H2O2HClO。d氯水的强氧化性(HClO，Cl2)：氯水的漂白杀菌都是HClO的强氧化性所致。如：氯水中加入紫色石蕊试液变红(H)后褪色(HClO能使有机色素褪色）。e氯水的不稳定性(HClO)：次氯酸不稳定，见光可分解：2HClO=2HClO2，所以氯水用棕色瓶保存，若长期存放氯水，氯水的氧化性减弱，酸性增强。,光,次氯酸(HClO)a弱酸性：比碳酸酸性弱。b不稳定性：只存在于水溶液中，在光照下易分解释放出O2，反应方程式2HClO=2HClO2c强氧化性：能杀菌、消毒，具有漂白作用。,光,氧化还原反应,1概念与实质(1)氧化还原反应与非氧化还原反应有电子转移发生的化学反应称为氧化还原反应，没有电子转移的化学反应称为非氧化还原反应。(2)氧化反应与还原反应失去电子，化合价升高的反应叫氧化反应。得到电子，化合价降低的反应叫还原反应。(3)氧化剂与还原剂氧化剂：反应中得到电子的物质，元素化合价降低，具有氧化性。还原剂：反应中失去电子的物质，元素化合价升高，具有还原性(4)氧化产物与还原产物还原产物：氧化剂被还原所得到的产物叫还原产物。氧化产物：还原剂被氧化所得到的产物叫氧化产物。(5)实质氧化还原反应的实质是反应过程中有电子的转移，其特征是反应过程中有元素化合价的变化。,3氧化还原反应的表示方法(1)双线桥法双线桥法表示同一种元素从反应物到生成物的电子得失情况，箭头是从反应物中的变价元素开始，指向生成物中的同一种元素。(2)单线桥法单线桥法表示反应物中同种元素或不同种元素之间的电子转移情况，即表示原子或离子之间电子转移的方向和数目。(3)单、双线桥法中的注意事项使用双线桥法表示氧化还原反应时，箭头由反应物中变价元素指向生成物中同一元素，单线桥法箭头是在反应物中由失电子的元素指向得电子的元素。使用双线桥法表示氧化还原反应时要标出“得到”或“失去”及电子数目；使用单线桥法表示氧化还原反应时只标转移的电子数目。表示电子的符号时不要漏掉“e”右上角的“”。,溴、碘的提取,二、溴、碘的提取1反应原理利用氧化还原反应，人们可以把海水中的溴离子(Br)、海带等海产品浸出液中的碘离子(I)氧化成溴、碘单质。(1)KBr溶液与氯水反应：2KBrCl2=2KClBr2(2)KI溶液分别与溴水、氯水反应：2KIBr2=2KBrI2；2KICl2=2KClI22从海带中提取碘的流程,3溴、碘的用途溴可用于生产多种药剂，如熏蒸剂、杀虫剂、抗爆剂等。AgBr是一种重要的感光材料，是胶卷中必不可少的成分。碘是一种重要的药用元素，AgI可用于人工降雨。,钠、镁及其化合物,金属钠的性质与应用碳酸钠的性质与应用离子反应镁的提取及应用,金属钠的性质与应用,一、金属钠的物理性质1亮：银白色、有金属光泽的固体。2轻：密度较小，(Na)0.97gcm3,比水的密度小。3低：熔点和沸点较高，熔点为97.81，沸点为882.9。4软：硬度很小，可以用小刀切割。5导：钠是热和电的良导体。二、金属钠的化学性质1钠的原子结构钠原子核外有11个电子，最外层只有1个电子。在化学反应中，钠容易失去最外层的一个电子，形成钠离子。因此金属钠的化学性质非常活泼，在自然界中只以化合态形式存在。,2钠的化学性质(1)钠与O2的反应金属钠露置在空气中缓慢氧化，生成白色的氧化钠，化学方程式为：4Na+O2=2Na2O钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠，化学方程式为：2NaO2=Na2O2。Na2O与Na2O2的化学性质aNa2O是碱性氧化物，它可以发生如下反应：与水反应生成碱，Na2OH2O=2NaOH。与酸性氧化物反应生成盐Na2OCO2=Na2CO3。与酸反应生成盐和水Na2OH2SO4=Na2SO4H2O。bNa2O2可以与H2O和CO2反应产生O2，故Na2O2可用作供氧剂：2Na2O22H2O=4NaOHO2；2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。,燃点,(2)钠与水的反应钠的性质非常活泼，在常温下就能与水迅速剧烈反应，生成氢氧化钠，并放出氢气。化学方程式为：2Na2H2O=2NaOHH2(3)与熔融盐的反应：三、金属钠的用途和制取1钠的用途(1)工业上用Na作强还原剂，用于冶炼金属，如：(2)NaK合金(液态)用做原子反应堆的导热剂。(3)在电光源上，用钠制造高压钠灯。(4)制取Na2O2等钠化合物。2钠的制取,碳酸钠的性质与应用,一、碳酸钠的性质碳酸钠俗称纯碱或苏打，易溶于水，白色粉末，能与许多物质发生反应，在日常生活和生产中有着广泛的应用。1探究碳酸钠的性质(1)与某些碱的反应，如：Ca(OH)2、Ba(OH)2等。现象：产生白色沉淀化学方程式：Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH(2)与某些盐的反应，如：CaCl2、Ba(NO3)2现象：产生白色沉淀化学方程式：CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl(3)与酸(H)的反应现象：若将盐酸逐滴加入到Na2CO3溶液中，开始阶段，无明显现象，继续滴加，则产生气泡。化学方程式：Na2CO3HCl=NaHCO3NaClNa2CO32HCl=2NaClCO2H2O,(4)其水溶液呈碱性现象：用pH试纸测高温下0.1molL1Na2CO3溶液的pH，其pH约为12。应用：除油污。(5)与碳酸氢钠可以相互转化化学方程式：Na2CO3CO2H2O=2NaHCO32NaHCO3=Na2CO3CO2H2O二、碳酸钠的制备与应用1由氯化钠制备碳酸钠将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使溶解度小的碳酸氢钠从溶液中析出。化学方程式：NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl过滤得到碳酸氢钠晶体，碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。2碳酸钠与碳酸氢钠用途(1)纯碱是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。(2)碳酸氢钠是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂。,离子反应,一、强、弱电解质1、强电解质强酸(如硫酸、盐酸、硝酸等)、强碱(如NaOH、KOH等)以及绝大多数盐在水溶液中完全电离，这样的电解质称为强电解质。2、弱电解质弱酸(如碳酸、醋酸等)、弱碱(如NH3H2O等)等在水溶液中部分电离，这样的电解质称为弱电解质。二、离子反应1概念：凡是有离子参加的化学反应称为离子反应。2实质以Na2CO3溶液与Ca(OH)2溶液反应为例(1)反应过程分析：Na2CO3、Ca(OH)2在水溶液中分别发生如下电离：Na2CO3=2NaCO32；Ca(OH)2=Ca22OH；即Na2CO3溶液中存在大量的Na、CO32，澄清石灰水中存在大量的Ca2、OH，两者混合后，Ca2与CO32结合生成CaCO3沉淀，使溶液中Ca2和CO32的浓度减小。,(2)反应实质，Ca2和CO32结合生成CaCO3的反应，即反应都是向着某些离子浓度减小的方向进行。3离子反应发生的条件(1)生成难溶性物质，如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等沉淀。(2)生成挥发性物质，如生成CO2、SO2、H2S等气体。(3)生成难电离的物质，如生成H2O等。(4)络合反应(以后学习)只要具备上述条件中的一个，离子反应即可发生。三、离子方程式1概念用实际参加反应的离子的符号来表示反应的式子叫做离子方程式。2书写步骤离子方程式的书写可按“写”、“拆”、“删”、“查”进行。其中“写”是基础，“拆”是关键，“删”是途径，“查”是保证。,(1)“写”：写出反应的正确的化学方程式。(2)“拆”：将易溶于水、且易电离的物质(如强酸、强碱及可溶性盐)的化学式拆开，改写成离子形式，其他物质如单质、沉淀、气体、难溶物、氧化物及难电离物质(如弱酸、弱碱、水等)仍用化学式表示。(3)“删”：将方程式两边相同的离子符号(未参加反应)删去，并将化学计量数约成最简。(4)“查”：看方程式两边是否符合质量守恒和电荷守恒。3离子方程式的意义(1)表示出了实际参加的离子间反应；(2)能表示同一类化学反应，如HOH=H2O则可以表示所有强酸与强碱作用生成可溶性且完全电离的盐和水的中和反应。,镁的提取及应用,一、镁的提取1镁的存在：自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中。海水中镁的总储量约为1.81015吨。2镁的提取从海水中提取镁，步骤如下：(1)煅烧海边贝壳石灰石，制成石灰乳。化学方程式：CaCO3=CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2。(2)将石灰乳加入到海水沉淀池中，得到氢氧化镁沉淀。化学方程式：MgCl2Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2。(3)将氢氧化镁与盐酸反应，化学方程式：Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。所得溶液蒸发结晶可获得六水合氯化镁晶体(MgCl26H2O)，然后在氯化氢气流中加热，转化成氯化镁。化学方程式：MgCl26H2O=MgCl26H2O(4)电解熔融氯化镁制得金属镁。化学方程式：MgCl2=Mg+Cl2,温高,二、镁的性质1镁的物理性质镁是银白色的金属，密度较小(1.74g/cm3)，有较强的韧性、延展性、是电和热的良导体。硬度、熔点、沸点介于钠、铝之间。2镁的原子结构镁的原子结构示意图为。由其结构可知，镁原子容易最外层两个电子，形成镁离子。因此，镁是活泼的金属，在自然界中主要以化合态存在。3镁的化学性质镁的化学性质活泼，可与活泼非金属、酸等发生反应。(1)镁与非金属单质反应镁与氧气的反应：2MgO2=2MgO镁与氯气、氮气的反应，化学方程式分别为：MgCl2=MgCl2,3MgN2=Mg3N2(2)镁与酸的反应把一小段擦去氧化膜的镁条放入一定量的稀硫酸中，镁条上有气泡产生，这是因为镁与酸所电离的H发生氧化还原反应，把H还原成氢气。化学方程式：MgH2SO4(稀)=MgSO4H2。,燃点,(3)镁与某些氧化物的反应将燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中，镁条剧烈燃烧，发生耀眼的白光，瓶内壁上有黑色物质生成。化学方程式：2MgCO2=2MgOC三、镁及其化合物的重要用途1镁的用途,(1)镁能与铜、铝、锡、锰、钛等形成许多合金(约含镁80%)。虽然镁合金的密度只有1.8gcm-3左右，但硬度和强度都较大，因此被大量用于制造火箭、导弹和飞机的部件等。因此，镁被誉为“国防金属”。(2)由于镁燃烧发出耀眼的白光，因此常用来制造信号弹和焰火2氧化镁的用途：氧化镁的熔点高达2800，是优质的耐高温材料。,专题三从矿物到基础材料,从铝土矿到铝合金铁、铜的获取及应用含硅矿物与信息材料,从铝土矿到铝合金,从铝土矿中提取铝铝的氧化物和氢氧化物铝及铝合金,从铝土矿中提取铝,一、从铝土矿中提取铝1铝的存在铝元素占地壳总量的7.73%，是地壳中含量最多的金属元素。铝土矿(主要成分为Al2O3，还有少量的杂质)是铝元素在地壳中的主要存在形式之一。2铝的冶炼以铝土矿为原料，冶炼铝包括两个过程：由铝土矿提取氧化铝和由氧化铝电解制取金属铝。(1)Al2O3的提取铝土矿与NaOH溶液反应，生成NaAlO2和水，化学方程式为Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O;在NaAlO2溶液中通入过量CO2，生成氢氧化铝沉淀和NaHCO3，化学方程式为NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3。灼烧Al(OH)3得到Al2O3，化学方程式：2Al(OH)3+3H2O,2Al2O3,(2)Al2O3的电解工业上采用电解熔融氧化铝制得金属铝，化学方程式为:2Al2O3=4Al+3O23铝的用途(1)铝合金主要用于建筑业、交通运输业以及电子行业。(2)铝由其优良的物理性质所决定的重要用途，主要有：延展性制作铝线、铝箔、多种容器。导电性电的良导体。铝的导电性仅次于铜，是优良的导体之一。导热性热的良导体。不透明作忌光物(如胶卷)的包装材料。银白色、有金属光泽作涂料(俗称银粉、银漆)。(3)铝易与许多金属或非金属元素形成多种性能优良的合金。Al与Mg、Cu、Si、Zn、Li等金属能形成各种性能优良的铝合金。铝合金的特点：密度小，强度高，塑性好，易成型，制造工艺简单，成本低廉等。,电通,铝的氧化物和氢氧化物,一、氧化铝1两性氧化物：既能与酸反应又能与碱反应的氧化物。2Al2O3分别与HCl、烧碱反应的化学方程式：（1）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O（2）Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3Al2O3的物理性质白色固体，熔点高，难溶于水。4用途（1）做耐火材料（2）冶炼铝的原料二、氢氧化铝1.物理性质：白色胶状物，不溶于水，具有吸附性，能凝聚水中的悬浮物并沉淀。,2.化学性质易溶于强酸（HCl）或强碱（NaOH），难溶于弱酸（碳酸）或弱碱（氨水）。与强酸反应：Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O与强碱反应：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O3.两性氢氧化物：既能与酸反应又能与碱反应的氢氧化物。4.制备方法氯化铝溶液中加入氨水偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳。5.应用医学：中和胃酸生活：净水,铝及铝合金,1、铝的物理性质和用途铝是银白色有金属光泽的金属铝的密度小（2.7gcm3）-飞机制造良好的导电性-用作导线良好的导热性-铝制炊具良好的延展性-用作包装2、铝的化学性质（1）与非金属（O2、S、Cl2等）的反应铝粉在氧气中剧烈燃烧，放出大量的热、发出耀眼的白光。4Al+3O2=2Al2O3（2）铝和盐溶液反应：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3（3）与碱反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2（4）与酸反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2（常温下，铝遇冷的浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜而发生钝化）,5、铝与某些氧化物反应铝热反应（1）反应放出大量的热、发出耀眼的光芒、有熔融物生成2Al+Fe2O3=2Fe+Al2O3（2）铝热剂：铝粉和某些金属氧化物（Fe2O3、Fe3O4、V2O5、Cr2O3、MnO2）组成的混合物。（3）用途：焊接铁轨、冶炼金属,高温,铁、铜的提取及应用,从自然界获取铁和铜铁、铜及其化合物的应用,从自然界中获取铁和铜,一、铁和铜在自然界中的存在铁和铜在自然界主要以化合态的形式存在。常见的铁矿有磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、赤铁矿(主要成分为Fe2O3)等；常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、孔雀石主要成分为CuCO3Cu(OH)2等。此外铁在自然界中还以游离态的形式存在于陨铁中。二、工业炼铁工业炼铁的原理是利用氧化还原反应，用一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来。1原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等2设备：炼铁高炉3反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。,4工艺流程从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生二氧化碳，并放出大量的热量；二氧化碳再与灼热的焦炭反应，生成一氧化碳；一氧化碳在高温下将氧化铁还原为铁。有关反应的化学方程式：CO2=CO2；CO2C=2CO；Fe2O33CO=2Fe3CO25除去铁矿石中含有的SiO2：石灰石在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣，有关反应的化学方程式：CaCO3=CaOCO2；CaOSiO2=CaSiO3炉渣的密度比铁水小，故浮在铁水上面，分离可得铁水。,三、工业炼铜1用黄铜矿炼铜工业上用高温分解黄铜矿的方法获得铜。粗铜中铜的含量为99.5%99.7%。含有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。2粗铜的精炼电解精炼铜的原理是让粗铜作阳极，失电子变为Cu2，在阴极上用纯铜作阴极即可得精铜。电解精炼得到的铜，其含量高达99.95%99.97%。3生物炼铜矿堆浸铜法是一种已被人们沿用了几百年的生物炼铜方法，直到最近，生物工程学家才认识到是微生物在帮助我们从矿石中提取铜。,铁、铜及其化合物的应用,一、铁、铜的物理性质铁是一种有金属光泽的银白色金属，质软，有良好的导热性、导电性、延展性。铁属于重金属、黑色金属、常见金属。铁能被磁铁吸引。铜是一种有金属光泽的紫红色金属，有良好的导电性、导热性(仅次于银，可用于制电缆)，良好的延展性。粉末为紫红色。铜属于重金属、有色金属、常见金属。二、铁、铜的化学性质1铁的化学性质在常见金属活动性顺序中铁位于分界点氢之前的锌和锡之间，是一种较为活泼的金属，能与多种非金属单质及水、酸、部分盐溶液反应，反应中铁被氧化。,2铜的化学性质在常见金属活动性顺序中铜位于分界点氢之后，汞之前，属于不活泼的金属，还原性较弱，但在一定条件下也能被强氧化剂氧化。三、铁及铜的化合物的应用铁的化合物的应用十分广泛。如氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆；碱式氯化铁或碱式硫酸铁是优良的净水剂；磁性材料大多数是含铁的化合物；我国重点开发的透明氧化铁系列颜料，属于纳米级材料，具有无毒、无味、高吸附性、高透明度、高着色力等优点。铁元素是维持生命不可缺少的微量元素，虽然人体中铁元素的量只有3-5g，但铁元素在人体中却发挥着重大的作用。人体内的铁元素大部分存在于血红蛋白内，起着运输氧气、二氧化碳的作用，铁的化合物还在人体内的氧化还原反应中起传递电子的作用。人体如果缺铁，则会引起贫血等疾病。,含硅矿物与信息材料,硅酸盐矿物与硅酸盐产品二氧化硅与信息材料,硅酸盐矿物与硅酸盐产品,一、硅的存在1在地壳中的含量仅次于氧，居于第二位；2在自然界中没有游离态的硅，只有以化合态存在的硅。如二氧化硅、硅酸盐等；3化合态的硅广泛存在于地壳的各种矿物和岩石里，是构成矿物和岩石的主要成分。二、硅酸盐及其性质1硅酸盐组成的表示方法(1)盐化学式法如：硅酸钠：Na2SiO3；硅酸钙：CaSiO3，此法用于组成简单的硅酸盐。(2)盐氧化物法如：高岭石：Al2O32SiO22H2O；镁橄榄石：2MgOSiO2。,2硅酸盐的性质(1)Na2SiO3是极少数可溶于水的硅酸盐的一种，其他可溶性的硅酸盐还有K2SiO3。(2)Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，是建筑业中常用的一种黏合剂，也是一种矿物胶；用水玻璃浸泡过的木材、纺织品既耐腐蚀又不易着火。(3)Na2SiO3溶液呈碱性，易吸收空气中的CO2，化学方程式Na2SiO3CO2H2O=Na2CO3H2SiO3因此Na2SiO3溶要密封保存。,专题四硫、氮和可持续发展,含硫化合物的性质和应用生产生活中的含氮化合物,含硫化合物的性质和应用,二氧化硫的性质和作用硫酸的制备与性质硫和含硫化合物的相互转化,二氧化硫的性质和作用,一、二氧化硫1物理性质二氧化硫为无色、有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大、易溶于水。2化学性质(1)二氧化硫溶于水时生成亚硫酸(H2SO3)，反应方程式为(2)二氧化硫是酸性氧化物，将少量SO2通入澄清石灰水中发生反应的化学方程式为Ca(OH)2SO2=CaSO3H2O(3)二氧化硫中的硫元素呈+4价，因此它既具有氧化性，又具有还原性，SO2与O2反应的化学方程式为(4)二氧化硫具有漂白作用，能使品红溶液等有色物质褪色。,二、亚硫酸亚硫酸(H2SO3)是一种弱酸，它容易被氧化剂(如O2、H2O2等)氧化，生成硫酸。亚硫酸与O2的反应方程式：2H2SO3O2=2H2SO4亚硫酸与H2O2的反应方程式：H2SO3H2O2=H2SO4H2O三、酸雨1硫酸雨的主要成分是：H2SO3和H2SO4。2SO2的来源：化石燃料的燃烧，含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产等过程中尾气的排放等。3酸雨的防治(1)消除污染源，研究开发新能源(如太阳能、核能、氢能)。(2)对含硫燃料进行脱硫处理，以降低SO2的排放。(3)对含SO2废气进行处理或回收利用。如用石灰乳吸收SO2。,硫酸的制备与性质,一、硫酸的制备1古代制备硫酸的方法是采用加热胆矾(CuSO45H2O)或绿矾(FeSO47H2O)的方法制取硫酸。2接触法制硫酸原料:硫磺(或含硫矿石，如FeS2)、空气、水二、稀硫酸的化学性质酸的通性1能使紫色石蕊试剂变红2能与活泼金属反应放出氢气3能与碱性氧化物反应4能与碱发生中和反应5能与某些盐反应,三、浓硫酸的性质1浓硫酸的物理性质(1)浓硫酸是一种无色的油状液体。硫酸是一种高沸点易挥发的强酸，易溶于水，能以任意比和水互溶。浓硫酸溶于水时会放出大量的热。2浓硫酸的特性(1)吸水性将一瓶浓硫酸敞口放置在空气中，其质量增加，密度变小，浓度变低，体积变大。实验：在洁净的表面皿内加入少量CuSO45H2O粉末，再向表面皿中加入3mL浓硫酸，此时试管内的现象是蓝色粉末变成了白色粉末，体现了浓硫酸的吸水性。利用这一性质在实验室里常用作干燥剂。,(2)脱水性将水分子中的氢、氧元素按原子个数比21脱出生成。实验：往200mL烧杯加入20g蔗糖，加几滴水搅拌均匀，再加入15mL浓硫酸，迅速搅拌。观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，开成疏松多孔的海绵状的炭，并产生大量有刺激性气味的气体。蔗糖和浓硫酸的实验说明浓硫酸具有脱水性。其化学反应方程式为：,(3)强氧化性原因：H2SO4分子中的硫元素显6价，为硫的最高价，6价的硫有强烈的夺取电子被还原的趋势。表现a浓硫酸能氧化绝大多数金属和非金属。浓H2SO4与金属反应，不能置换出H2,b冷的浓硫酸可在Fe、Al等金属表面生成一层致密的氧化物薄膜而钝化，因此铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸。c热的浓硫酸可以与除金、铂之外的所有金属反应，生成盐，本身一般被还原成SO2，反应中硫酸表现出氧化性和酸性。d热的浓H2SO4还可将碳、硫、磷等非金属单质氧化到其最高价态，本身被还原为SO2，在这类反应中浓H2SO4只表现出氧化性。典例分析1、下列关于浓硫酸的叙述正确的是（）A浓硫酸具有吸水性，能使蔗糖炭化B浓硫酸在常温下可迅速与铜片反应放出二氧化硫气体C浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氨气、氢气等气体D浓硫酸在常温下能够使铁、铝等金属钝化2、金属铜不能够与浓盐酸反应，却能够与浓硫酸