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文档简介
专题1化学家眼中的物质世界一、物质的分类
第一单元丰富多彩的化学物质无机化合物和有机化合物等入手将物质进行分类。纯洁物与混合物的区别:纯净物①有固定的组成和结构②有一定的熔、沸点③保持一种物质的性质
混合物无固定组成和结构无一定的熔、沸点保持原有物质各自的化学性质从物质的导电性分类:可将物质分为导体和绝缘体。从物质的状态分类:气体物质、液体物质和固态物质。从物质在水中的溶解能力分类:可将物资分为可溶、难溶。另外,还可以从物质的用途、物质的来源等其他角度对它们进行分类。二、物质的转化物质的性质及其变化物质的性质质质
物质不需要经过化学反应直接表现出来的性质。如:颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度等物质在发生化学反应时表现出来的性质。如:酸性、碱性、氧化性、复原性、可燃性、稳定性等物质的变化化化
定 物质发生状态或外形的改变,而没有生成新物质的变化。如:水结义 冰,蔗糖的溶解,酒精的挥发,金属通电,活性炭的吸附漂白等物质发生变化时生成了其他物质的变化。在化学变化中常伴随有发光、定热效应、变色、气体放出、沉淀生成等现象。如:金属的腐蚀、物质义的燃烧、食品的腐败变质、铵盐受热分解等按反应形式可分为:分解、化合、置换、复分解类 按反应的本质可分为:氧化复原反应、非氧化复原反型 按参与反应的离子可分为:离子反应、分子反应按反应进行的程度可分为:可逆反应、不可逆反应无机化学反应一般规律金+非金→无氧酸盐 Mg+Cl2 MgCl2碱性氧化酸性氧化含氧酸盐 CaO+CO2=CaCO32 2 酸碱盐水 2HCl+BaOH〕=BaCl+H2 2 盐盐两种新盐 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3一般参加反应的两种盐可溶,反应向生成更难溶物质的方向进行。金+氧碱性氧化物 2Cu+O2 2CuO碱性氧化水碱 CaO+H2O=Ca(OH)2一般生成的是可溶性的强碱,如CuO、Fe2O3等不能与H2O反应生成相应的氢氧化物〔碱-1-碱盐新+新盐 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH非金氧→酸性氧化物 S+O2 SO2酸性氧化水对应含氧酸 SO3+H2O=H2SO4酸盐新+新盐 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑一般要符合强酸制弱酸或高沸点酸制低沸点酸〔难挥发性酸制易挥发性酸盐金→新新金属 Zn+CuSO4=ZnSO4+CuNaCa)等条件。金+→+氢气 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑金属与酸反应置换出氢的规律应注意:一是金属在活动性顺序表中应排在氢以前,二是酸不能是氧化性酸〔浓硫酸、浓、稀硝酸等〕碱性氧化酸盐水 CuO+2HCl=CuCl2+H2O酸性氧化碱盐水 CO2+CaOH〕2=CaCO3↓+H2O同〔〕同〔10〕三、物质的量用符号n表示。使用摩尔表示物质的量时,应该用化学式指明粒子的种类。不能用于描述宏观物质。阿伏加德罗常数1mol任何微粒的集合体中的微粒数叫做阿伏加德罗常数,用NA6.02×1023mol-1。N物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数的关系:n=NA四、摩尔质量(1)摩尔质量1mol任何物质所具有的质量叫做这种物质的摩尔质量,当物质的质量以克为单位时,其数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。摩尔质量的单位g·mol-1,符号为M。mM五、物质的聚集状态影响物质体积大小的因素有:①微粒数目;②微粒大小;③微粒之间的距离。对于气态物质,影响其体积的主要因素是微粒的数目和微粒间距离。对于一定量的气体,影响其体积的因素是温度和压强。温度一定,压强越大,气体体积越小,压强越小,气体体积越大;压强一定,温度越高,气体体积越大,温度越低,气体体积越小。六、气体摩尔体积〔1〕气体摩尔体积 单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积。气体摩尔体积的-2-V符号为Vm,单位为L·mol-1,气体摩尔体积的表达式为Vm=n0℃,101kPaVm≈22.4这里的气体可以是单一气体,Vm,即 由此也可推得:M=·Vm〔2〕阿伏加德罗定律1适用范围:适用于相同条件下任何气体不同表述:①假设TPV相同,则N(或n)相同;②假设Pn相同,则V相同。2.推论:①T、p相同
N V nn11=1=n12N V22 2②七、物质的分散体系〔1〕溶液、胶体、浊液三种分散系的比较溶液胶体悬、乳浊液分散质粒子大小/nm<11~100>100不均匀、不透明、外观特征均匀、透明、稳定稳定不稳定能否通过滤纸√√×能否通过半透膜√××能否有丁达尔效应×√×实例NaCl、蔗糖溶液Fe〔OH〕胶体3泥水〔2〕胶体的概念和性质——1nm~100nm”②胶体有如下的性质丁达尔效应——在暗室中,让一束平行光线通过肉眼看来完全透明的溶液,从垂直于光”达尔效应是粒子对光散射作用的结果。布朗运动——在胶体中,由于质点在各个方向所受的力不能相互平衡而产生的无规则的热运动,称为“布朗运动”。*电泳——在外加电场的作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极〔或阳极〕做定向移动的-3-现象。注意:电泳只是胶粒定向地向电极运动,并没有凝聚而沉淀。——凝聚第二单元 研究物质的实验方法一、物质的别离与提纯物质的别离:是把混合物中的各种物质分开的过程,分开以后的各物质应该尽萃取、渗析、洗气等。和别离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。①物质提纯的原则:不增、不变、易分。所谓不增,是指在提纯过程中不增加新物质,不变指被提纯的物质性质不能改变,易分是指使杂质与被提纯物质容易分开。②提纯的方法可以归纳为:“杂转纯,杂变沉,化为气,溶剂分”。2 杂转纯:将要除去的杂质变为提纯物,这是提纯物质的最正确方案。如除去NaCO2 NaHCO即可将混合物加热使NaHCO全部转化为NaCO。3 3 2 3杂变沉:加入一种试剂将要除去的杂质变成沉淀,最后用过滤的方法除去沉淀。2 化为气:加热或加入一种试剂使杂质变为气体逸出。如食盐水中混有NaCO2 3 CO2变CO3 溶剂分:加入一种试剂将杂质或被提纯物质萃取出来。如用CCl4可将碘从水中萃取出来。方法适用范围方法适用范围主要仪器举例注意事项过滤蒸发萃取分液固体与液体别离漏斗、烧杯、玻璃纯时,把粗①要“一贴二低三靠”②必要时要洗涤沉淀物〔在过滤器棒、铁架盐溶于水,中进行〕台〔带铁经过过滤,③定量实验的过滤要“无损失”水的固体杂质除去别离溶于溶剂中蒸发皿、从食盐水①溶质须不易分解、不易水解、不的溶质三角架、溶液中提易被氧气氧化酒精灯、取食盐晶②蒸发过程应不断搅拌利用溶质在两种玻璃棒可在烧体CCl 4③近干时停止加热、余热蒸干①萃取后要再进行分液互不相溶的溶剂杯、试管在水的Br2②对萃取剂的要求:与原溶剂互不等中进萃取出来相溶、不反应;溶质在其中的溶解同,用一种溶剂行,一般度比在原溶剂中大;溶质不与萃取把溶质从它与另在分液漏剂反应;两溶剂密度差异大一种溶剂所组成斗中〔为③萃取后得到的仍是溶液,一般再的溶液里提取出便于萃取通过分馏等方法进一步别离来后分液〕两种互不相溶的分液漏斗水,苯的别上层液体从上口倒出,下层液体从液体的别离离下口放出-4-混合物中各组分结晶在溶剂中的溶解重结度随温度变化不晶同利用沸点不同以
烧杯及过滤仪器蒸馏烧
酸钾
①一般先配制较高温度的饱和溶液,然后降温结晶②结晶后过滤别离出晶体①温度计水银球在蒸馏烧瓶支管别离互溶液体混瓶、水冷别离互溶液体混瓶、水冷水,除去水口处合物凝管、酒中杂质;石②加碎瓷片精灯、锥油分馏③注意冷凝管水流方向应下进上形瓶、牛出角管、温④不可蒸干度计、铁架台、石棉网等二、常见物质的检验常见阴离子的特性及检验:离子Cl-3CO2-3OH-
检验试剂AgNO3酸①BaCl2溶液、稀水①无色酚酞②紫色石蕊试液③pH试纸
主要实验现象生成的白色沉淀不溶于稀硝酸①生成的白色沉淀能溶于稀盐酸②生成能使石灰水变浑浊的无色气体①变红②变蓝③显蓝色至深蓝色
离子方程式及说明Ag++Cl-=AgCl↓(白色)3 ①Ba2++CO2-=3 3 2 BaCO+2H+=Ba2++CO↑+3 2 2 ②CO32-+2H+=CO2↑+H2OCO2+CaOH=CaCO↓2 +H2OOH-表现碱性4SO2-4
可溶性钡盐溶液,生成不溶于稀盐稀盐酸 的白色沉淀
Ba2++SO42-=BaSO4↓〔白色〕常见阳离子的特性及检验:离子 检验试剂①紫色石蕊试液H+②pH试纸
主要实验现象①变红色②变红色
离子方程式及说明Fe3+
硫氰化钾溶液3氢氧化钠溶液、红3
溶液变成血红色
Fe3++3SCN-
Fe〔SCN〕NH++OH- NH↑+HONH+ 色石蕊试纸
气体生成,使试纸 4 3 24变蓝 NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝三、溶液的配制和分析(一)物质的量浓度B定义:以单位体积溶液里所含溶质B量,叫做溶质B,常用单位为mol·L-1mol·m-3B-5-
=nBB V(二)配制一定物质的量浓度的溶液配制物质的量浓度溶液主要配制仪器托盘天平〔以固体药品配制时〕或量筒〔以浓溶液配制稀溶液时胶头滴管配制物质的量浓度溶液步骤如下:计算:计算配制的溶液所需溶质的质量〔固体溶质〕或体积〔液体溶质、浓溶液溶解:把称量好的溶质放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解,搅拌;转移:待溶液静置到室温,倒入容量瓶中〔配多少毫升的溶液选用多少毫升容量瓶2~3及原配液不能超过所配制溶液的体积定容:往容量瓶中加水直至液面接近刻度线1~2cm关于容量瓶的使用玻璃瓶。瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞,它的颈部有标线,瓶上有温度和容量。使用容量瓶的注意事项:按所配溶液的体积选择合适规格的容量瓶50mL、、250mL、500mL〕使用前要检查容量瓶是否漏水。使用前要先用蒸馏水洗涤容量瓶。期贮存溶液。配制误差分析偏大,结果偏高。假设没有洗涤烧杯内壁,使n减小,结果偏低。假设容量瓶中有少量蒸馏水或定容后反复摇匀发现液面低于刻度,则对结果无影响。偏高。偏低。未冷却至室温就注入容量瓶进行定容,则V偏小,c偏高。四、规律总结物质的量〔mol〕与其他常用计量的关系-6-专题2从海水中获得的化学物质第一单元氯、溴、碘及其化合物一、氯气的生产原理(一)氯气的工业制法原料:饱和食盐水。原理:2NaCl+2H2O氢气〕(二)氯气的实验室制法
2NaOH+H2↑+Cl2↑〔在阳极生成黄绿色的氯气,阴极生成原理:MnO+4HCl〔浓〕
MnCl
↑十2HO2 2 2 2装置:用“+液 气体”2除杂:制得的Cl2中含有氯化氢杂质,通常用饱和食盐水洗气,如要制取干燥的Cl可以用浓硫酸作干燥剂以除去水蒸气。2收集:向上排空气法或排饱和食盐水收集。2 2 尾气处理:氯气有毒,为防止其污染空气,必须加以吸收,一般用NaOH溶液吸收余的Cl。Cl+2NaOH NaCl+NaClO〔次氯酸钙〕2 2 二、氯气的性质(一)认识氯气的物理性质Cl2在通常状况下是一种黄绿色的气体。氯气的密度比空气大,能溶于水。有强烈的刺激性气味,有毒Cl2轻扇动,使极少量的Cl2飘入鼻孔,这也是在化学实验中闻气体气味的基本方法() 氯气的化学性质Cl2是很活泼的非金属单质,具有很强的氧化性,能氧化大多数的金属和非金属。氯气与金属的反应:2Na+Cl2 2NaCl现象:剧烈燃烧,有白烟〔NaCl小颗粒〕生成。Cu+Cl2 CuCl2现象:红热的铜丝剧烈燃烧,生成棕黄色烟〔CuCl2小颗粒,溶于水呈浅绿色。逐渐水稀释则经历浅绿 蓝绿 浅蓝的颜色变化。2Fe+3Cl2 2FeCl3现象:铁丝燃烧,生成棕褐色的烟〔FeCl3小颗粒〕,溶于水得棕黄色溶液。说明:①氯气是强氧化剂,与变价金属〔如Fe、Cu等〕反应,生成物为高价金属的氯化物〔如FeCl、CuClFe与Cl作用不生成FeCl。3 2 2 2②硫与Fe、Cu反应,生成低价金属硫化物。Cl2的非金属性比S的非金属性强。③干燥的Cl2不与Fe反应,所以液态Cl2可用钢瓶盛装。2 氯气与非金属的反应: H+2 纯洁的H2在Cl2中安静燃烧,火焰呈苍白色,有白雾。点燃或光照氢气和氯气的混合气-7-体,会发生爆炸。说明:固体小颗粒分布于气体中的现象叫烟,液体小液滴分布于气体中的现象叫雾。故打开浓盐酸、浓硝酸的瓶盖,瓶口产生白雾。2 Cl+HO=HCl+2 2在新制氯水中含有分子H2OClHClO,含有离子H+Cl-ClO-OH-HClO有三条主要性质:2①弱酸性:酸性比H2CO3还要弱;
〔水可电离出H+和自来水的杀菌消毒剂;2③不稳定性不稳定,见光受热可以发生分解反应2HClO 2HCl+O↑。2所以久置的氯水中含有H2O分子和H+、Cl-、OH-离子,相当于稀盐酸。通常所用的氯水是新制氯水,在化学实验中经常作为Cl2的代用品。氯水和液氯是不同的,前者是混合物,而后者是纯洁物。氯气与碱的反应:2 Cl2通入NaOH溶液+2NaOH NaCl+NaClO+H2 2反应的离子方程式:Cl+2OH-2
Cl-+ClO-+H2O工业上制漂白粉:2Cl
+2Ca〔OH〕
CaCl
+Ca〔ClO〕
+2HO2 2 2 2 22 2 2 漂白粉的有效成分是CaClO〕,主要成分是CaClO〕和CaCl漂白原理〔ClO〕+2HCl CaCl2 2 2 2 2 2 CaClO〕+HO+CO CaCO↓+2 2 2 2 2 2 漂白粉失效的原因ClO〕+HO+CO CaCO↓+2 2 2 2HClO
2HCl+O2↑Cl-的检验:与AgNO3溶液反应,生成不溶于稀HNO3的白色沉淀,AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3三、溴、碘的提取(一)溴碘的物理性质2Br有机溶剂。22碘〔I2(二)Br2的提取流程:化学反应原l Cl+2KB=2KClr 气2 2 22(三)r-的母液 含Br的溶液2
冷凝 粗溴精制 高纯度的Br2单质流程:化学反应原理Cl2+2KI=2KCl+I2四、氧化复原反应(一)氧化复原反应中的概念间的关系-8-口诀:〔化合价升高〕〔失电子〕〔被氧化,发生氧化反应〕〔做复原剂,本身具〔化合价降低〕〔得电子〕〔被复原,发生复原反应〕(二氧化复原反应中电子转移〔或得失〕的表示方法(三)氧化复原反应中的守恒化合价降低总数=化合价升高总数失去电子总数=得到电子总数得〔失〕电子总数=化合价降低〔升高〕总数遵循质量守恒,反应前后相同元素的原子个数相等。(四)氧化复原反应性质的传递规律(五)价态规律同种元素:最高价时―――只具有氧化性最低价时―――只具有复原性中间价时―――既有氧化性又有复原性(六)四种基本反应类型与氧化复原反应的关系一、钠的原子结构及性质
第二单元 钠、镁及其化合物结构钠原子最外层只有一个电子,化学反应中易失去电子而表现出强复原性。物理质软、银白色,有金属光泽的金属,具有良好的导电导热性,密度比水小,比性质煤油大,熔点较低。-9-与非金
钠在常温下切开后外表变暗:4Na+O2=2Na2O〔灰白色〕属单质钠在氯气中燃烧,黄色火焰,白烟: 点燃2Na+Cl2====2NaCl2与水反应,现象:浮、游、球、鸣、红2Na+2H2O=2NaOH+H↑2化学 与酸反应现象与水反应相似更剧烈钠先与酸反应再与水反应。性质 与盐溶液反应:钠先与水反应,生成与
2,再考虑NaOH与溶化合物
液中的盐反应。如:钠投入CuSO4溶液中,有气体放出和蓝色沉淀。2Na+2H2O+CuSO4===Cu(OH)↓+Na2SO4+H↑与某些熔融盐:
2 2700~800oC4Na+TiCl4========4NaCl+Ti存在 自然界中只能以化合态存在保存 煤油或石蜡中,使之隔绝空气和水制取 2NaCl(熔融通电 ↑)====2Na+Cl21、钠的化合物2、钠钾合金常温为液体,用于快中子反应堆热交换剂用途3、作强复原剂4、作电光源二、碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较3Na2CO〕3
3碳酸氢钠〔NaHCO〕3俗名溶解性热稳定性碱性与 盐酸酸 碳酸与 NaOH
纯碱、苏打稳定2碱性〔相同浓度时,碳酸钠水溶液的PH比碳酸氢钠的大〕Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO↑Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO32不能反应
小苏打易溶3 2 3 2 2NaHCO△NaCO+CO↑+HO3 2 3 2 碱性2NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO↑2不能反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O3碱Ca(OH)2 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO↓+2NaOH3
产物与反应物的量有关三、镁的性质物理性质 银白色金属,密度小,熔沸点较低,硬度较小,良好的导电导热性O2化学性质 与氧化物与水反应与酸与盐溶液反应
点燃2Mg+O2====2MgOMg+Cl ,3Mg+N MgMg+Cl ,3Mg+N Mg2====MgCl2 2==== 3 22Mg+CO点燃2Mg+CO2====2MgO+C2 Mg+2H2O Mg(OH)↓+H2 2Mg+2HCl=MgCl2+H↑2Mg+Cu2+=Mg2++Cu-10-2MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)↓+CaCl2 Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O2制 取MgCl
HCl6HO====MgCl
通电O↑ MgCl(熔融)=====↑2 2 2 2 2 2用途 1、镁合金-密度小,硬度和强度都较大 2、氧化镁-优质耐高温材料四、侯氏制碱法〔由氯化钠制备碳酸钠〕3向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和,然后在加压下通入CO2,利用NaHCO3溶解度较小,析出NaHCO3,将析出的NaHCO3晶体煅烧,即得Na2CO。3NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3+NH4Cl22NaHCO3 Na2CO3+CO↑+H2O↑2五、电解质和非电解质〔1〕电解质与非电解质的比较电解质 非电解质溶于水或熔化状态下能导电的化合物溶于水和熔化状态下都不能导电定义能否电离实例
大多数酸、碱、盐,部分氧化物能4H2SO、NaOH、NaCl、HCl等4
的化合物2 大多数有机化合物,CO、SO2 NH3等不能2 酒精,蔗糖,CO,SO2 〔2〕电解质的导电①电解质的电离:电解质在溶液里或熔化状态下离解成自由移动的离子的过程叫做电离。②电解质的导电原理:阴、阳离子的定向移动。③电解质的导电能力:自由移动的离子的浓度越大,离子电荷越多,导电能力越强。〔3〕注意:电解质和非电解质均指化合物而言,单质、混合物都不能称为电解质或非电解质。六、强电解质和弱电解质定义电离程度溶质微粒
强电解质解质用“═”
弱电解质在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质少部分分子、离子〔少数用“ ”4 3 3 2 3 2 实例 H2SOHNOHClKOHNaOH、NH·HOCHCOOHHCO等弱酸、4 3 3 2 3 2 NaCl、KCl等强酸、强碱和大部弱碱和分盐七、离子方程式〔1〕离子方程式的书写方法写——写出反应的化学方程式;拆——把易溶于水,易电离的物质拆成离子形式删——将不参加反应的离子从方程式两端删去。查——检查方程式两端各元素的原子个数和电荷数是否相等。注意事项:①难溶物质、难电离的物质、易挥发物质、单质、非电解质、氧化物均保留化学式。-11-②不在水溶液中反应的离子反应,不能写离子方程式。2 4 CaOH〕固体和NHClNH酸、浓H3PO42 4 3③氨水作为反应物写N·H2NH3号〕,否则一般写NH3·H2O。④有微溶物参加或生成的离子反应方程式书写时:假设生成物中有微溶物析出时,微溶物用化学式表示。如Na2SO4溶液中加入CaCl2溶液:4 Ca2++SO2-=CaSO4 3 2 3 假设反应物中有微溶物参加时,分为两种情况,其一澄清溶液,写离子符号。如CO2HO石灰乳中加入Na2CO3OH+CO2-=CaCO↓+3 2 3 OHCaSO、MgCOAgSO、MgSO。2 4 3 2 4 33 2 2 NaHCO3和反应:HCO-+H+=HO+CO↑;强酸的酸式根HSO-3 2 2 ⑥遵守质量守恒和电荷守恒:离子方程式不仅要配平原子个数,还要配平阴、阳离子所带的电荷数。2 FeS4溶液中通入C2不能写成F2++Cl=F3++2Cl-2F2++Cl=2F3++22 -。⑦必须要考虑反应物间的适量与过量、少量的问题。〔2〕离子方程式的意义离子方程式不仅可以表示:①一定物质间的某个反应;而且可以表示:②所有同一类型的离子反应。〔3〕离子方程式正误判断①看反应能否写离子方程式。如不在溶液中进行的化学反应不能写离子方程式。②看表示各物质的化学式是否正确。尤其注意是否把有些弱电解质写成了离子的形式。③看电荷是否守恒。如FeCl3溶液加Fe粉,不能写成Fe3++Fe=2Fe2+。④看是否漏掉了某些反应。如,CuSO4溶液与Ba〔OH〕2溶液的反应,假设写成:4 4 Ba2++SO2-=BaSO,则漏掉了Cu2+2O-CuO〕4 4 ⑤看产物是否符合事实。如NaCuSO42Na+Cu2+=2Na++Cu,则不符合事实。⑥看反应物是否满足定量的配比关系。〔4〕离子共存问题离子共存是指离子之间不能发生离子反应,离子不能共存的条件:①生成沉淀,即结合生成难溶性或微溶性物质而不能大量共存。2 3 ②产生气体,如结合生成CONH、SO2 3 3③生成难电离的物质,如H2O、H2S、H2SiO、H2CO3等。3④发生氧化复原反应,如Fe3+和I-等。专题三从矿物到基础材料第一单元 从铝土矿到铝合金-12-一、从铝土矿中提取铝2 AlO2 2054刚玉的主要成分是α-氧化铝,硬度仅次于金刚石。=与碱的反应〔与强碱NaOHAlO+2NaOH 2NaAlO+HO=2 3 2 22 HSO2 = 〔 AlO+3HSO Al SO +3H= 〔 2 3 2 4 2 4 3 2两性氧化物:既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。知识拓展2NaAlO〕的性质2〔1〕往偏铝酸钠溶液中通入CO
NaAlO
+CO
+2H
O=Al〔OH〕
↓+NaHCO2 2 2 2 3 32产生白色絮状沉淀,通入过量的CO,沉淀不溶解。22 2 〔2〕往偏铝酸钠溶液中加HCl NaAlO+HCl+HO=AlOH〕2 2 〔 〕 Al OH +3HCl AlCl+3H〔 〕 3 3 2加入少量盐酸,生成白色絮状沉淀,继续加入盐酸至过量,白色沉淀溶解。3AlCl〕的性质3〔1〕往氯化铝溶液中通入氨气AlCl+3NH+3HO=Al〔OH〕↓+3NHCl3 3 2 3 43产生白色絮状沉淀,通入过量的NH,沉淀不溶解。3〔2〕往氯化铝溶液中逐滴加氢氧化钠溶液3 AlCl+3NaOH=Al〔OH〕3 〔 〕 Al OH +NaOH NaAlO+2H〔 〕 3 2 2加入少量NaOH溶液,产生白色絮状沉淀,继续加入NaOH溶液至过量,白色沉淀溶解。〔二〕铝土矿中提取铝制取金属铝的流程图如下:流程图中所涉及到的化学反应:AlO+2NaOH=2NaAlO+HO2 3 2 2NaAlO+CO+2HO=Al〔OH↓+NaHCO2 2 2 3 33.2Al〔OH〕3电解4.2AlO
AlO+3HO2 3 24Al+3O↑2 3 2冰晶石二、铝的性质及应用-13-〔一〕铝的存在Al2O3·nH2O7.45%,是地壳中含量最多的金属元素。〔二〕铝的性质铝有良好的导电性〔居金属第三,最好的是银易成型,有较好的耐腐蚀性。〔1〕与酸反应:一般与强酸反应〔例如盐酸;稀硫酸等〕2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑2〔2〕与碱反应:一般与强碱反应〔例如:NaOH;KOH;Ba〔OH〕等〕22Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑〔3〕与浓硝酸、浓硫酸的反应:在常温下,铝遇到浓硝酸、浓硫酸会在铝外表生成致密的氧化膜而发生钝化;在加热的条件下可以发生反应。〔4〕与某些盐溶液反应:铝的金属活动性比较强,可以跟不少的金属盐溶液发生置换反应2 〔如:CuCl、AgNO2 2Al+3CuCl=3Cu+2AlCl2 3〔5〕与某些金属氧化物反应〔铝热反应〕Fe2O3+2Al 2Fe+〔铝热反应用途①冶炼稀有金属②野外焊接铁轨〔三〕铝的应用4.铝合金是制造飞机的理想材料。三、规律总结第二单元 铁、铜的获取及应用一、从自然界获取铁和铜1.铁的冶炼-14-①原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石②反应器:炼铁高炉③反应原理:用复原剂将铁从其化合物中复原出来④工艺流程:从高炉下方鼓入空气与焦炭反应产生一氧化碳并放出大量的热CO2
点燃CO2
CO C2FeO2 2Fe2
CaCO3
高CaOCO 2CaOSiO2
高温CaSiO3
(炉渣)⑤生铁:含碳量2%~4.5% 钢:含碳<2%①电解精冶铜的原理是让粗铜作阳极,失去电子变为Cu2+,用铜棒作阴极,在阴极上即可得精铜。②湿法炼铜是指在溶液中将铜置换出来。CuCl FeFeCl Cu2 2③生物炼铜是利用细菌将矿石分化得铜。二、铁、铜及其化合物的应用〔一〕铁、铜的物理性质铁是一种金属光泽的银白色金属,质软,有良好导电、导热性、延展性。粉末为黑色,属于重金属,黑色金属,常见金属。铁能被磁铁吸引,抗腐性强。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〔1〕与非金属反应2Fe点燃2FeCl)2 33Fe2O2
点燃FeO3 4
(eO e O)2 3FeSFeS〔铁与弱氧化性物质反应生成低价铁的化合物〕〔2〕与酸反应Fe2H
Fe2
H 2②氧化性酸:常温下遇浓硫酸、浓硝酸会发生钝化,而加热时剧烈反应。〔3〕与某些盐溶液反应Fe+Cu2+ Fe2++CuFe+2Fe3+〔4〕铁的存在
3Fe2+铁在自然界中分布较广。在地壳中含量约5%,仅次于铝。分布在地壳中的铁均以化合态存在,游离态的铁只能在陨石中得到。常见的铁矿石有:磁铁矿〔FeO3 4
〕、赤铁矿〔FeO2 3
〕等。-15-〔1〕与非金属单质反应2Cu+Cl2 CuCl〔红棕色的烟〕22Cu+S=Cu2S〔硫化亚铜〕〔2〕与某些盐溶液反应Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)222Cu+2FeCl3=CuCl22
+2FeCl〔3〕与强氧化性的物质反应3Cu+8HNO〔稀〕=3Cu(NO)+2NO↑+4HO3 32 2Cu+4HNO=Cu(NO)+2NO↑+2HO3 32 2 24422Cu+2H2SO4422
〔浓〕=3CuSO+SO↑+2HO〔三〕Fe2+和Fe3+的相互转化Fe2+→Fe3+:Fe2+与强氧化剂〔如
Br
、HNO
KMnO、浓
SOH
等〕反应2时,被氧化为Fe3+2Fe2++Cl=2Fe3++2Cl-2
2 2 2 3
4 2 4 2 2Fe3+→Fe2+:Fe3+与复原剂〔如Zn、、CuS2-、、H2S等〕反应时,被复原成Fe2+Fe+2Fe3+=3Fe2+2Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+S2-+2Fe3+=S↓+2Fe2+2I-+2Fe3+=I+2Fe2+2〔四〕Fe3+的检验KSCN法:加入KSCN呈血红色的是Fe3+溶液,而Fe2+的溶液无此现象,这是鉴别Fe2+和3Fe3+最常用、最灵敏的方法Fe3++3SCN- 〔SCN〕〔红色〕3:后变成红褐色。3Fe3++3OH- 〔OH32Fe2++2OH- 〔OH22 2 34〔OH〕+O+2HO 4Fe〔OH2 2 3〔五〕规律总结-16-三、钢铁的腐蚀n=Mn+〔二〕钢铁的腐蚀化学腐蚀:金属跟周围的物质接触直接发生化学反应而引起的腐蚀化学腐蚀:钢铁不是纯洁的铁,通常含有少量的碳杂质。金属在电解质溶液中发生原电池反应而引起的腐蚀,伴有电流。〔主要〕2Fe2H
OO 2Fe(OH)4Fe(OH)22H2O
24Fe(OH)2Fe(OH)2 2 32 (FeO 3 ) FeO HO
xHO即为铁锈3 2 3 2 2 3 2〔三〕金属的防护1〕喷涂保护。2〕改变结构。〔3〕涂加更活泼的金属,通过牺牲涂加的金属来防护。〔4〕连接电源负极,使铁不失去电子,这是最有效的保护。第三单元含硅矿物与信息材料一、硅1.硅的存在硅以化合态存在于自然界,硅元素主要存在于地壳的各种矿物和岩石里,硅有晶体硅和无定形硅两种同素异形体,含量丰富,居地壳元素第二位。物理性质晶体硅是灰黑色、有金属光泽、硬而脆的固体,熔点和沸点都很高,硬度也很大,晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体。2 2 3 2 〔1〕很稳定,常温下不与O、Cl、浓HNO、浓HSO2 2 3 2 〔2〕加热时表现出复原性SiO2。〔3〕常温时,和强碱溶液反应:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑2〔4〕常温时,与F、HF反应2Si+2F2=SiF44Si+4HF=SiF↑+2H2↑4.硅的重要用途4作为良好的半导体材料,硅可用来制集成电路、晶体管、硅整流器、太阳能电池等,主要用于电子工业。5.高纯硅的工业制法2〔1〕2C+SiOSi+2CO↑〔制粗硅〕2〔2〕Si+2Cl2
高温SiCl
〔液态〕44 〔3SiCl+2HSi+4HCl44 二、二氧化硅1.SiO2的存在-17-SiO2广泛存在于自然界中,与其他矿物共同构成了岩石,天然二氧化硅也叫硅石,是一种坚硬难熔的固体。硬度大、熔点高、不导电、不溶于水。天然的二氧化硅分为晶体和无定形两大类。二氧化硅十分稳定,属于酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性,能与碱性氧化物、碱或碳酸盐等发生反应,不与水、酸〔除HF外〕发生反应,能耐高温、耐腐蚀。〔1〕与强碱反应:232SiO2+2NaOH=NaSiO+HO232硅酸钠是极少溶于水的硅酸盐中的一种,硅酸钠的水溶液俗称“水玻璃用的一种黏合剂,还可用作肥皂填料、木材防火剂及防腐剂等。〔2〕与HF反应42SiO2+4HF=SiF↑+2HO422 由于玻璃中含有大量的SiO,SiO与2 〔3〕与碱性氧化物反应2 CaO+SiOCaSiO〔炼铁高炉的造渣反应〕2 〔4〕与碳酸盐反应↑NaCO+SiONaSiO+CO↑2 3 2 2 3 2↑CaCO+SiOCaSiO+CO↑3 2 3 24.二氧化硅的结构:二氧化硅晶体坚硬,耐磨,熔沸点高的原因是二氧化硅的结构是空间立体网状结构。该空间构形类似于金刚石,具有高硬度,高熔沸点特征。天然产透明的二氧化硅晶体俗称水晶。水晶为无色透明的六棱柱状。由于水晶内部往往分散有不同的杂质,使水晶带有一定的颜色,所以有烟水晶和紫水晶之分。要存在物质:2常见的以SiO氧化硅的用途:2以用于制造精密仪器轴承;耐磨器皿和装饰品等;还用于作建筑材料。2 三、硅酸〔HSiO2 硅酸是一种比碳酸还弱的酸,它不溶于水,不能使指示剂变色,是一种白色粉末状的固体。+ + 2 3 2 2 2 3 2 3NaSiO+2HCl=HSiO
↓+2NaCl2 3 2 3四、硅酸盐工业水泥生产水泥的主要原料:黏土、石灰石生产水泥的设备:水泥回转窑加入石膏的作用:调节水泥的硬化速度-18-2 2 3CaO·SiO2CaO·SiOCaO·AlO2 2 玻璃生产设备:玻璃熔炉生产条件:高温熔融形成玻璃的过程中的主要化学变化:2 3 2 2 3 NaCO+SiONaSiO+CO2 3 2 2 3 3 2 3 CaCO+SiOCaSiO+CO3 2 3 3 3 2 2 CaSiO、SiO或NaO·CaO·3 3 2 2 种类:普通玻璃、钢化玻璃、有色玻璃、光学玻璃、防弹玻璃、铅玻璃等。瓷制造陶瓷的主要原料:黏土陶瓷的优点:抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温、绝缘、易成型等。五、用氧化物的形式表示硅酸盐的组成[Na2SiO3]:Na2O·SiO2[Mg2SiO4]:2MgO·SiO22 3 高岭土[Al2(Si2O5)(OH)4]:AlO·2SiO·2H22 3 2 正长石[K2Al2Si6O16]:K2O·AlO·6SiO22 专题4 硫、氮和可持续发展第一单元 硫及其化合物的“功”与“过”一、硫酸型酸雨的形成与防治〔一〕酸雨pH5.6(CO2).pH<5.6.为硫酸型酸雨和硝酸型酸雨两类。1.形成①2SO2+O2 飘尘2SO3 SO3+H2O=H2SO4-19-②SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4主要有两种形式①影响水生生物的生长和繁殖 ②破坏农作物和树木生长③腐蚀建筑物、雕塑、机器 ④危害人体健康等①研究开发替代化石燃料的新能源(氢能、太阳能、核能等)②利用化学脱硫处理或尾气回收,如烟道气中SO2回收的两种方法(变废为宝)SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O石灰石-石膏法42CaSO3+O2=2CaSO4 (CaSO·2H2OSO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO34氨 水 法 SO2+NH3+H2O=NH4HSO32(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4 ()〔二〕二氧化硫是一种无色有刺激性气味、有毒的气体、易液化、易溶于水(1体积水能溶约40体积SO2)①酸性氧化物33SO2+H2O=H2SO3 H++HSOSO2+Ca(OH)2=CaSO↓+H2OCaSO3+SO2+H2O=Ca(HSO3)233②复原性
中强酸(能使紫色石蕊试液变红色)H2O2+SO2=H2SO4 SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4此外,SO2还能使氯水、酸性KMnO4溶液等褪色。③氧化性SO2+2H2S=3S+2H2O 〔SO、H2S气体不能大量共存〕2、④漂白性SO2但其漂白性有一定的局限,如不能使酸碱指示剂褪色等。漂白剂漂白条件漂白剂漂白条件常见几中漂白剂比较漂白原理漂白类型漂白产物稳定性Ca(ClO)2(HClO)水Cl2+H2O=HCl+HClO2HClO=2HCl+O↑强氧化性稳定SO2(H2SO3)水生成无色化合物化合不稳定活性炭、Al(OH)3胶体多孔(外表积大)吸附物理变化不稳定二、硫酸和硫酸盐-20-〔一〕硫酸的工业制法反应原理①造气 S+O2 SO2 (或4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2)②接触氧化2SO2+O2
催化剂
2SO3③SO3的吸收SO3+H2O=H2SO4流程图〔见课本P844-4〕〔二〕硫酸一种无色粘稠状液体,难挥发、沸点高,比水重,溶于水时放出大量的热。化学性质4①酸性:H2SO4=2H++SO2-44稀H2SO4具有H+的性质〔酸的通性〕及SO2-的特性。4●热点链接H2SO4在稀释浓H2SO4时,,应将浓H2SO4,,.(H2SO4中浓H2SO4,溶解时的放热作用使水沸腾而使H2SO4溅出)。②难挥发:NaCl+H2SO4浓) NaHSO4+HCl↑(高沸点酸制低沸点)③吸水性:浓H2SO42SO4吸收水蒸汽在科学实验中作干燥剂;浓H2SO4能夺取结晶水合物中的结晶水等。④脱水性:浓H2SO4按水的组成比夺取某些有机化合物中的氢、氧元素,形成水分子.如:C12H22O11 12C+11H2O该反应放热使水蒸气蒸发,使生成碳呈疏松多孔状。过量的浓H2SO4这时还能继续氧化碳而产生SO2气体。:H2SO4,Al、FeH2SO4实际中有什?);浓H2SO4:Cu+2H2SO4(浓C+2H2SO4浓)
CuSO4+SO↑+2HO2 2 2 CO↑+SO2 2 2 2H2SO4SOH2SO4H2SO4与金属反应均没有H2产生,也不能用浓H2SO4、H2S等。2的干燥剂,有机合成上的催化剂等。〔三〕硫酸盐2-的检验4检测液
盐酸酸化
无现象
BaCl2
有白色沉淀几种重要的硫酸盐及其应用①硫酸钙-21-利用上述反应制出各种模型及医疗上的石膏绷带。②硫酸钡俗称重晶石,不溶于水、酸等,不易被X射线透过。医疗上作检查肠胃内服的药剂〔钡餐〕。③硫酸亚铁FeSO4·7H2O俗称绿矾,是防治缺铁性贫血的药剂。④硫酸铜CuSO4·5H2O俗称胆矾,可配制“波尔多液”〔农药〕。此外,还有明矾
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