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文档简介
知识体系:章节概述:本章包括两节内容,第一节“化学实验基础知识”从物质的分离、提纯、检验、鉴别,气体相关实验和实验设计方案三大角度梳理高中实验化学相关知识点。第二节“化学计量在实验中的应用”则是将化学基本概念与化学实验相结合进行综合性学习,既考查了化学计量的运算关系,又考查了配制一定物质的量浓度溶液的实验。这一章节内容会贯穿整个高中体系,对高中化学的学习起着重要的指导作用。知识清单:化学实验基础知识1.物质的分离将混合物中的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。2.物质的提纯将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。①适用范围:把不溶性固体与液体进行分离。②注意事项:纸边缘;三靠:烧杯紧靠玻璃棒,玻璃棒轻靠三层滤纸处,漏斗下端紧靠烧杯内b.若滤液浑浊,需更换滤纸,重新过滤。浑浊的原因可能是滤纸破损、滤液超过滤纸边缘。(2)结晶是晶体从饱和溶液中析出的过程,对溶解度受温度变化影响不大的固态溶质,采用蒸发结晶的方法,而对溶解度受温度变化影响大的固态溶质,采用冷却结晶(或重结晶)的方法。。①适用范围:溶解度随温度变化较小的物质。②注意事项:①适用范围:a.萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂组成的溶液里提取出来。b.分液:两种液体互不相溶且易分层。②注意事项:a.溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;b.萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;c.萃取剂与溶质不反应。①适用范围:沸点相差较大的液体混合物。②注意事项:a.温度计的水银球放在蒸馏烧瓶的支管口处;b.蒸馏烧瓶内要加沸石;c.冷凝管水流方向应为“逆流”。适用范围:某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的法。①适用范围:用半透膜使离子或小分子从胶体中分离出来,如除去淀粉胶体中的②注意事项:将要提纯的胶体装入半透膜袋中,将半透膜袋系好,浸入蒸馏水中,化学方法表1物质分离、提纯的化学方法法原理杂质成分沉淀法将杂质离子转化为沉淀阳离子等气化法将杂质离子转化为气体等氧化还原法用氧化剂(还原剂)除去具有还原性(氧化性)的杂质热分解法加热使不稳定的物质分解除去酸碱溶解法利用物质与酸或碱溶液混合后的差异进行分离如用过量的NaOH溶液可除去Fe2O3中利用电解原理除去杂质含杂质的金属(M)作阳极、纯金属(M)作阴极,含M的盐溶液作电解质溶液调pH法加入试剂调节溶液pH使溶液中某种成分生成沉淀而分离如向含有Cu2+和Fe3+的溶液中加入使Fe3+转化为FeOH3而除去验:Ag将上述符合相应现象的离子的代号填入下表:表2常见阳离子检验试剂与方法现象被检离子NaOH溶液产生红褐色沉淀②产生白色沉淀→变为灰绿色→最后变为红褐色③开始生成白色沉淀→加至过量沉淀溶解④生成蓝色沉淀⑥NaOH溶液并加热生成可使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体⑤溶液呈红色②开始无明显现象,再加氯水时溶液呈红色③生成白色沉淀,且不溶于稀硝酸⑨石蕊试液溶液呈红色①焰色反应火焰呈黄色⑦火焰呈浅紫色(透过蓝色钴玻璃)⑧2.常见阴离子的检验:将上述符合相应现象的离子的代号填入下表:表3-1常见阴离子检验试剂与方法现象被检离子先加氯化钡成的气体分别通入溶液品红溶液褪色⑥澄清石灰水使品红溶液褪色,但能使澄清石灰水变⑦澄清石灰水水变浑浊⑧,再加氯化钡溶液⑤硝酸银溶液和稀硝酸产生白色沉淀,且不溶于稀硝酸②产生浅黄色沉淀,且不溶于稀硝酸③产生黄色沉淀,且不溶于稀硝酸④表3-2常见阴离子检验((4)强氧化性气体的检验试剂与方法现象被检离子下层呈橙色③下层呈紫红色④酸碱指示剂石蕊试液变蓝色①酚酞试液变红色稀盐酸生成白色胶状沉淀⑨⑩3.常见气体的检验(1)可燃性气体的检验(2)酸性气体的检验(3)碱性气体(NH3)的检验NO气接触后立即变为红棕色。1.概念:鉴别是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认。2.物质鉴别的一般类型和方法表4物质鉴别的一般类型和方法分类鉴别方法用试剂①先依据外观特征,鉴别出其中的一种或几种,然后再利用它或它们去鉴别其他几种物质②若均无明显外观特征,可考虑能否用加热或焰色反应等方法鉴别出一种或几种物质③若以上两种方法都不能鉴别时,可考虑两两混合或相互滴加,记录反应现象,分析确定种试剂①先分析被鉴别物质的水溶性、密度、颜色等,初步将被鉴别物质确定或分组②在鉴别多种酸、碱、盐的溶液时,可依据“相反原理”确定试剂进行鉴别。即被鉴别的溶液多数呈酸性时,可选用碱或水解呈碱性的盐溶液作试剂;若被鉴别的溶液多数呈碱性时,可选用酸或水解呈酸性的盐溶液作试剂③可考虑用已检出的物质为试剂做后续鉴别任选或限选试剂此类题目不限制所加试剂的种类或在指定范围内选择试剂,可有多种解法,题目考查的形式往往是从众多的鉴别方案中选择最佳方案,其要求是操作步骤简单,试剂选用最少,现象最明显1.常见气体制备的反应原理2.常见气体制备的发生装置选择发生装置一般需从反应物的状态、溶解性和反应条件确定制气装置类型,具体如下表中所示:表5常见气体制备的发生装置装置类型装置图适用气体操作注意事项加热型①试管要干燥②试管口略低于试管底③加热时先预热再固定加热试管口处塞一小团棉花加热型或液、液加热型Cl2等①加热烧瓶时要垫石棉网内要加碎瓷片不加热型斗下端插入液面以下②启普发生器只适用于块状固体和液体反应,且气体不溶于水③使用分液漏斗既可以增强和用量3.气体的收集方法表6气体的收集方法收集方法排水法向上排空气法向下排空气法收集原理收集的气体不与水反应且难溶于水收集的气体密度比大,不与空气中成分反应收集的气体密度比空气小,且与空气密度相差较大,不与空气中成分反应收集装置适用的气体体的净化(1)常见气体的净化方法净化方法:可分为物理方法和化学方法。①物理方法②化学方法a.氧化还原法:如通过灼热的铜丝网除去混合气体中的O2;通过灼热的CuO除去O(2)常见净化装置①a装置为加热固态试剂以除去气体中杂质的装置,为防止固体“流动”,两端用石棉或玻璃棉堵住,但要使气流通畅。②b装置一般盛液体试剂,用于洗气。③c装置一般盛固体试剂,用于气体除杂和定量计算。(3)常见干燥剂表7常见干燥剂干燥剂类型液态干燥剂固态干燥剂装置常见干燥剂浓硫酸 (酸性、强氧化性)无水氯化钙 (中性)碱石灰 (碱性)不可干燥的等5.尾气处理对有毒、有害的气体必须用适当的方法予以吸收或点燃变为无毒、无害的气体,再排放到空气中。实验室中常见有毒气体的处理方法如下表所示:表8常见有毒气体的处理方法Cl2通入NaOH溶液或NaOH溶液通入水通入水或点燃入NaOH溶液CO(3)尾气处理装置①在水中溶解度较小的有毒气体,多数可通入烧杯中的溶液中,用某些试剂吸收ClNONaOH。②对于溶解度很大吸收速率很快的气体,吸收时应防止倒吸,典型装置如图乙。③某些可燃性气体可用点燃(如图丙)或转化的方法除去,如CO、H2可点燃或通过灼热的CuO除去。④收集法:尾气处理也可以采用收集的方法除去(如图丁),如CH4、C2H4、H2、1.实验方案设计的五项基本原则2.实验方案设计的基本思路根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器,设计合理的实验方案,并且从几种方案中分析选择出最佳方案。3.实验方案设计示例设计实验证明氯酸钾中含有氯元素。(3)操作步骤②冷却至室温,加水充分溶解后过滤。③取少量滤液于一洁净试管中,加入几滴稀硝酸酸化的AgNO3溶液,观察到有白色沉淀生成,证明氯酸钾中含有氯元素。4.实验方案设计中的安全问题制硫酸的水溶液或硫酸的酒精溶液时,要将密度大的浓硫酸缓慢倒入水中或酒精中;加热液体混合物时要加沸石或碎瓷片。,且进行尾气处理。(4)防倒吸:加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体(如NH3、5.实验方案创新设计的几个方面(1)尾气处理装置的设计点:能充分吸收气体、不能倒吸、尾气处理装置应与大气相通。下列吸收氨气的装置(未标出的液体为水)中,A、C、E、F、G装置均能防止倒吸。(2)防污染安全装置的设计例如:下列尾气处理装置中,A装置可吸收有毒的尾气(如Cl2等),B和C装置可吸收易溶的尾气(如HCl、NH3等),D装置可用于除去CO等可燃性气体,E装置可用于收集所有气体。(3)量气装置的设计例如:下列装置中,A装置是常规的量气装置,B、C、D装置是改进后的装置,而E装置则不能测量气体体积。(4)启普发生器具有随开随用、随关随停的特点,是气体制备的常用装置。实验室中没有启普发生器时,可以根据启普发生器的原理设计出简易制气装置,如下图所示的装置。验方案的评价:1.实验方案评价题的解题要点(1)理论上要科学。(2)操作上要简单可行。(3)原料用量要节约。(4)要环保,符合绿色化学原则。2.实验方案评价题的常见考查角度面①分析实验方案是否科学可行;②实验操作是否安全合理;③实验步骤是否简单方便;④实验效果是否明显。(2)绿色化学方面①实验过程中是否造成环境污染;②原料是否无毒、安全、易得;③原料利用率是否较高;④反应速率是否较快。(3)安全性方面化学实验从安全角度常考虑的主要因素如下:①净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸;②进行某些易燃易爆实验时要防爆炸;③防氧化;④污染性的气体要进行尾气处理;有粉末状态物质参加的反应,要注意防止导气管堵塞;⑤防吸水。(4)规范性方面①冷凝回流:有些反应中,为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料,需在反应装置上加装冷凝回流装置,如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等;②易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却;③仪器拆卸与组装顺序相反,按照从右向左,从高到低的顺序;④其他,如实验操作顺序、试剂加入顺序、实验方法使用顺序等。(5)最佳方案的选择解题策略:1.定量测定数据的方法和过程分析先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。(2)测气体体积法对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸(4)滴定法即利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。2.实验数据的处理分析(1)数据的表格化①根据实验原理确定应记录的项目:所测的物理量。②应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。③设计的表格要便于数据的查找、比较,便于数据的计算和进一步处理,便于反映数据间的联系。(2)数据的图像化图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是鲜明、直观、知识清单:化学计量在实验中的应用2.注意:有名词,不能拆分,不可拆成“物质量”或者“质量”等。(2)物质的量只适用于表达微观粒子的集合体,微观粒子包含分子、原子、离子、“化学式”。(4)用物质的量表达微粒个数之间的关系时,要先清楚单个分子中所含原子、质molkg12C中所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023,把1mol任何粒子的粒子数叫做阿伏伽德罗常2.公式:微粒总数=物质的量×阿伏伽德罗常数N=n×NA1.定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量,符号为M。常用的单位为g/mol(或g∙mol-1)。2.取值:任何微粒的摩尔质量都与该粒子的相对原子质量或相对分子质量在数值上相等。3.公式:物质总质量=物质的量×摩尔质量m=n×M1.影响物质体积三因素:粒子大小、粒子数目、粒子间距2.适用对象:任何气体(单一气体、混合气体)C101kPa)时,Vm≈22.4L/mol4.公式:气体总体积=物质的量×气体摩尔体积V=n×Vm1.理想气体状态方程式:PV=nRTP表示压强、V表示气体体积、n表示物质的量、T表示绝对温度、R表示气体常数。所有的推论都可以根据“PV=nRT”进行推导。2.在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子数。(3)同温同压等质量时,=(4)同温同压时,=2.表达式:cB=。如1L溶液中含有1mol溶质,溶质的物质的量浓度就是3.有关物质的量浓度计算的四大类型溶质的物质的量n=22.4气ol−1溶液的浓度c=(2)溶液中溶质的质量分数与物质的量浓度的换算②公式的推导:c==(3)溶液稀释和同种溶质的溶液混合的计算①溶液稀释b.溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。c.溶液质量守恒,即m稀=m浓+m水(体积一般不守恒)②溶液混合acVcVcVm(4)应用电荷守恒式进行未知离子的浓度计算溶液中所有阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等。例如:CH3COONa和CH3COOH的混合溶液中存在:cCH3COO−+cOH−=cNa++cH+。八、一定物质的量浓度溶液的配制:右盘。1000mL。(3)其他仪器:量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。2.配制过程品。(3)溶解:将称量好的药品放入烧杯中,用适量蒸馏水溶解。(4)移液:待烧杯中的溶液冷却至室温后,用玻璃棒引流将溶液注入容量瓶。溶解过程是在烧杯中进行的,烧杯无法确定溶液体积,故需要转移到容量瓶确定溶液体积。(5)洗涤:用少量蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液全部注入容量瓶。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。转移的时候必须确保称量的溶质必须进入容管,滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。配制一定物质的量浓度的溶液,一是要容量瓶定容的体积精密,而不能通过量筒确定体积。(8)贴标签。3.误差分析表9配制一定物质的量浓度溶液的误差分析骤可能引起误差的原因cnV称量需要使用游码且物质、砝码位置颠倒偏小偏低称量NaOH时使用滤纸偏小偏低量取用量筒量取浓溶液时仰视偏大—偏高用量筒量取浓溶液时俯视偏小偏低注入容量瓶中偏大—偏高溶解不慎将溶液溅到烧杯外面偏小—偏低冷却未冷却至室温就转入容量瓶中—偏小偏高转移前,容量瓶内有少量蒸馏水——无影响转移时有少量溶液流到容量瓶外偏小—偏低未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒偏小—偏低定容定容时仰视刻度线—偏大偏低定容时俯视刻度线—偏小偏高偏小—偏低至刻度线—偏大偏低第二章化学物质及其变化知识体系:章节概述:本章包括三节内容,两个大的分类,从化学物质的分类来看,纯净物的分类在初中已初步介绍过,这里主要是通过复习进一步系统化。分散系和胶体及其主要性质是高中化学的新知识。胶体的性质表现在很多方面,这里只是从胶体与溶液区成物的类别以及反应前后物质种类的多少,按此标准划分,就是在初中已经学习过的四大基本反应,这里主要是通过复习进一步系统化;(2)反应中是否有离子参加;(3)反应中是否有电子转移。后两种分类是高中化学的新知识。离子反应和氧化还原反应在高中化学学习中将大量涉及,是本章的重点内容。知识清单:物质的分类1.单一分类法:单一分类法就是对被分类的对象只用一种标准进行分别归类的分类方法。2.交叉分类法:交叉分类法就是将被分类的对象按多种不同的分类标准进行分类3.树状分类法:根据被分类对象的整体与分支的类型之间的关系,以陈列式的形状(树)来定义。1.分散系:一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混2.分散质:分散系中分散成粒子的物质。3.分散剂:分散质分散在其中的物质。4.分散系的分类(1)按照分散质粒子直径的大小(2)按照分散质和分散剂的状态直径在1-100nm之间的分散系。分散质粒子直径在1-100nm之间。(2)实验装置和操作:mLFeCl止加H4.胶体的性质(1)溶液是稳定体系,不论存放的时间有多长,在一般情况下溶质都不会自动与溶剂分离;浊液是不稳定体系,分散质在重力作用下沉降下来,与分散剂相互分离(形成沉淀或溶液分层);胶体属于介稳体系,在一定条件下能稳定存在。(2)丁达尔效应①概念:当一束可见光通过胶体时,可以看到一条光亮的“通路”。这条光亮的“通路”是由于胶体粒子对光线散射(光波偏离原来方向而分散传播)形成的,叫作丁达尔效应。②应用:胶体的丁达尔效应是区别溶液与胶体的一种常用的物理方法。(3)电泳由于胶体粒子带有电荷,在电场的作用下,胶体粒子在分散系里作定向移动,这褐色的FeOH3胶体粒子向阴极移动。(4)聚沉一定条件下,中和或减弱了胶粒的电荷,胶粒就会聚集成较大颗粒而析出,这种性质叫胶体的聚沉。通常聚沉的方法有如下三种:加热、加电解质、加含异电性胶粒的胶体。5.胶体的应用:(1)长江入海口的三角洲就是泥沙胶体遇到海水(食盐电解质)后,由于食盐中和了胶粒的电荷,减弱了胶粒之间的排斥力,从而使胶粒聚集成更大的颗粒而聚沉、逐渐形成的岛屿。(2)在制FeOH3胶体时,不向FeCl3溶液中滴加NaOH是因为FeCl3与NaOH溶液eOH胶粒的电荷,使其聚沉。(3)俗语说:“卤水点豆腐,一物降一物”,就是指在豆浆(蛋白质胶体)中加CaMg2+、Cl−、SO),使胶体聚沉,成为豆腐。(4)FeCl3溶液可用于伤口止血,就是由于电解质FeCl3使血液胶体凝聚。(5)明矾KAlSO42·12H2O之所以有净水作用,就是因为明矾中的Al3+形成的AlOH3胶粒(带正电)与泥沙胶粒(带负电)互相中和,使胶粒都不带电,共(6)不同牌子的墨水不能混用,就是因为不同的墨水,其胶粒所带电荷可能不同,知识清单:离子反应1.电解质和非电解质对比表1电解质和非电解质非电解质概念在水溶液或熔融状态下能导电的化合物在水溶液和熔融状态下都不导电的化合物所含 (熔融状态下导电)等等相同点均为化合物不同点在水溶液里或熔融状态下能导在水溶液里和熔融状态下都不导电。不导电的原因是物质以分子由移动的离子本质自身能发生电离自身不能发生电离2.电解质的电离(2)从电离角度认识酸、碱、盐表2从电离角度认识酸、碱、盐分类特征酸碱盐电离时,能生成金属阳离子(或NH)和酸根离子的化合物3.强电解质和弱电解质的对比表3强电解质和弱电解质强电解质弱电解质概念在水溶液中完全电离的电解质在水溶液中只能部分电离的电解质所含①强酸:H2SO4、HCl、HNO3等②强碱:NaOH、KOH、CaOH2、③大多数盐:NaCl、BaSO4、NaHCO3、KNO3、NH42CO3等④大多数金属氧化物:Na2O、①弱酸:H2CO3、CH3COOH、HClO等③少数盐:醋酸铅[CH3COO2Pb]等少数氧化物:如H2O等相同点都能电离,都属于电解质,都属于化合物不同点电离程度不同,溶质存在形式不同:强电解质溶液中只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子;弱电解质溶液中既有电离出的阴、阳离方程式KNO3=K++NOCH3COOH⇌CH3COO−+H+4.电离方程式的书写。(3)多元弱酸分步电离,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2S⇌H++HS−、HS−⇌H++S2−。(4)强酸的酸式盐在受热熔化时只能电离成金属阳离子和酸式酸根离子,如NaHSO4=Na++HSO;在水溶液中可以完全电离成3种离子,如NaHSO4=Na++H++SO。(5)弱酸的酸式盐在水溶液中既有完全电离又有部分电离,如NaHCO3=Na++HCO、HCO⇌H++CO−。(6)溶液的导电能力2(1)概念:有离子参加或有离子生成的反应统称为离子反应。(2)离子反应的条件:①生成难溶的物质、②生成难电离的物质、③生成易挥发的物质、④发生氧化还原反应。程式(1)概念:用实际参与反应的离子符号来表示反应的式子。(2)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。查。②拆:反应物和生成物,将易溶、易电离的物质改写成离子形式。同的离子。④查:a.检查离子方程式是否为最简式;b.检查离子方程式是否符合原子守恒和电荷守恒,反应条件、沉淀符号、气体符号等。3.与量有关的离子方程式的书写(1)连续反应型:指反应生成的离子因又能跟剩余(过量)的反应物继续反应而跟用量有关。①可溶性多元弱酸(或其酸酐)与碱溶液反应碱过量:CO2+2OH−=CO−+H2O碱不足:CO2+OH−=HCO②多元弱酸(或其酸酐)与更弱的酸的盐溶液反应③多元弱酸盐与强酸反应盐酸不足:CO−+H+=HCO盐酸过量:CO−+2H+=CO2↑+H2O④铝盐溶液与强碱溶液反应铝盐过量:Al3++3OH−=AlOH3↓强碱过量:Al3++4OH−=AlO+2H2ONaAlO2过量:AlO+H++H2O=AlOH3↓强酸过量:AlO−+4H+=Al3++2H2OFe过量:3Fe+2NO+8H+=3Fe2++2NO↑+4H2OHNO3过量:Fe+NO+4H+=Fe3++NO↑+2H2O(2)先后反应型:一种反应物的两种或两种以上的组成离子,都能跟另一种反应物的组成离子反应,但因反应次序不同而跟用量有关。又可称为竞争型。①NH4HSO4溶液与NaOH溶液的反应NaOH不足:H++OH−=H2ONaOH过量:NH+H++2OH−=NH3·H2O+H2OHI不足:8H++2NO+6I−=4H2O+3I2+2NO↑HI过量:Fe3++12H++3NO+10I−=Fe2++5I2+6H2O+3NO↑组成比例不协调(一般为复盐或酸式盐),当一种组成离子恰好完全反应时,另一种组成离子不能恰好完全反应(有剩余或不足)而跟用量有关。①CaHCO32溶液与NaOH溶液反应NaOH不足:Ca2++HCO+OH−=CaCO3↓+H2ONaOH过量:Ca2++2HCO+2OH−=CaCO3↓+2H2O+CO−②NaHCO3溶液与CaOH2溶液反应NaHCO3不足:HCO+OH−+Ca2+=CaCO3↓+H2ONaHCO3过量:Ca2++2OH−+2HCO=CaCO3↓+CO−+2H2O③NaHSO4溶液与BaOH2溶液反应反应后溶液呈中性:2H++SO+2OH−+Ba2+=BaSO4↓+2H2O;若向该溶液中再加BaOH2溶液,离子方程式为Ba2++SO=BaSO4↓SO完全沉淀:H++SO+Ba2++OH−=H2O+BaSO4↓4.离子方程式的正误判断(1)看电解质拆分是否正确①强酸、强碱和可溶性盐写成离子,弱电解质、沉淀、氧化物、单质一律保留化②对于微溶性的强电解质,在反应物中视情况而定,若为澄清溶液则拆,浊液则不拆。如澄清石灰水中CaOH2以Ca2+、OH−存在,可拆成离子形式;若为石灰③可溶性多元弱酸酸式盐的酸根一律保留酸根形式,如在水溶液中HCO不能写成H++CO−。(2)看配平是否正确电荷是否守恒;若为氧化还原型的离子反应还要注意化合价升降是否相等;若是与量有关的离子反应要注意离子配比是否符合条件。如FeCl3溶液与Cu反应,不能写成Fe3++Cu=Fe2++Cu2+,而应写成2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。(3)看符号运用是否合理:“=”“⇌”“↑”“↓”及必要条件是否正确、齐全。(4)看离子反应是否符合客观事实。如铁与稀硫酸反应生成Fe2+而不生成Fe3+。再如将少量SO2通入漂白粉溶液中:H2O+SO2+Ca2++2ClO−=CaSO3↓+2HClO错在忽略了HClO可以将+4价的硫氧化,且反应条件为碱性,应为Ca2++ClO−+SO2+2OH−=CaSO4↓+Cl−+离子共存问题是离子反应条件和本质的最直接应用,所谓几种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。2.常见离子的性质表4常见离子的性质氧化性ClO−、MnO、NOH+、Fe3+、Cr2O还原性S2−(HS−)、SO−(HSO)、I−、Br−、Cl−、Fe2+水解显酸性NH、Mg2+、Al3+、Cu2+、Fe2+、Fe3+水解显碱性两性离子注意:“两性离子”指既能与强酸反应又能与强碱反应的离子,一般为多元弱酸的酸式酸根离子。3.常见溶液酸、碱性的判断pH<7(常温);能使pH试纸呈红色的溶液;能使甲基橙呈红色或橙色的溶液;能使石蕊试液呈红色的溶液。(2)碱性溶液pH>7(常温);能使pH试纸呈蓝色的溶液;能使石蕊试液呈蓝色的溶液;能使酚酞试液呈红色的溶液。(3)呈酸性或碱性的溶液或c水OH−等于10-amol/L(a>7)的溶液。知识清单:氧化还原反应概念及表示方法:.概念(1)定义:有化合价变化的反应就叫做氧化还原反应。(判断的依据)(2)本质:有电子转移(得失或偏移)。2.氧化还原反应与四种基本反应类型的关系3.氧化还原反应的两剂两产还原剂(具有还原性)→失电子(升价)→被氧化→发生氧化反应→氧化产物氧化剂(具有氧化性)→得电子(降价)→被还原→发生还原反应→还原产物4.氧化还原反应的表示方法(2)单线桥5.常见的氧化剂和还原剂(1)常见的氧化剂:包括某些非金属单质、含有高价态元素的化合物、过氧化物(2)常见的还原剂:包括活泼的金属单质、非金属离子及低价态化合物、低价金属阳离子、非金属单质及其氢化物等。原性强弱比较:1.氧化性是指物质得电子的性质(或能力);还原性是指物质失电子的性质(或2.氧化性、还原性强弱的比较方法(1)依据反应原理(2)依据金属活动性顺序(3)依据非金属活动性顺序(4)依据元素周期表(5)依据电化学原理②电解池:用惰性电极电解混合溶液时,在阴极先放电的阳离子的氧化性较强,在阳极先放电的阴离子的还原性较强。(6)依据反应条件及反应的剧烈程度反应条件要求越低,反应越剧烈,对应物质的氧化性或还原性越强,如是否加热、反应温度高低、有无催化剂和反应物浓度大小等。例如,根据(7)依据氧化还原反应的程度相同条件下,不同氧化剂作用于同一种还原剂,氧化产物价态高的其对应氧化点燃高温其应用:电子守恒:氧化还原反应中,氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数。(2)应用:运用“守恒规律”可进行氧化还原反应方程式的配平,直接计算反应物与产物或转移电子的数量关系。2.价态规律①含义:含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。可总结为价态相邻能共存,。②应用:根据化合价判断氧化还原反应体系中的氧化剂、还原剂和氧化产物、还原产物及电子转移的数目,判断同种元素不同价态的物质之间反应的可能性。(2)歧化规律“中间价→高价+低价”。具有多种价态的元素(如氯、硫、氮和磷元素等)均可发生歧化反应。如Cl2+较弱还原性的还原产物和具有较弱氧化性的氧化产物。在浓度相差不大的溶液中:加入氧化剂①同时含有几种还原剂时→将按照还原性由强到弱的顺序依次反应。反应。加入还原剂②同时含有几种氧化剂时→将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应。如在含有Fe3+、Cu2+、H+的溶液中加入铁粉,因为氧化性Fe3+>Cu2+>H+,所以Fe为Cu2+、H+。(2)应用:判断物质发生氧化还原反应的先后顺序;判断氧化还原反应中氧化性、还原性的相对强弱;判断某氧化还原反应能否发生。4.先后规律得到后就越难失去电子。一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,与还原性最强的优先发生反应;同理,一种还原剂同时与多种氧化剂相遇时,与氧化性最强的优先发生反应。如FeBr2溶液中缓缓通入Cl2时,发生离子反应的先后顺序为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−,2Br−+Cl2=Br2+2Cl−。(2)应用:判断物质的稳定性及反应顺序。1.配平原理在氧化还原反应中,从现象看是元素化合价升降总数相等,从本质看是电子得失外,还要注意电荷守恒。2.氧化还原配平五步法标明反应前后化合价的变化。(2)求总数通过求最小公倍数使化合价升降总数相等。(3)配系数确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量数,观察法配平其他物质的化学计量数。(4)查守恒3.计算电子转移守恒的公式n(氧化剂)×氧化剂化学式中变价原子个数×价差=n(还原剂)×还原剂化学式中变价原子个数×价差第三章金属及其化合物知识体系:章节概述:本章主要分为四节内容,按知识内容可分为单质、化合物和金属材料三大板块。在第一章实验化学和第二章化学物质及其变化学习的基础上,以金属元素为起始介绍元素化合物的具体知识。对金属元素及化合物这块内容可分成四部分来理解。第一部分是钠及其化合物;第二部分是镁、铝及其化合物;第三部分是铁及其化合物;最后一部分讲解其它金属元素(如铜元素)及金属矿物的开发和利用。除了金属的通性,也强调物质的一些特性反应。如钠与水的反应、铝的两性、三价铁和二价铁的氧化还原性等。每年的化学高考试题中往往都要考查到典型金属。近几年的实验试题中也考查以金属元素及其化合物为重点的实验题和元素推断题,题目内容新颖、多样,考查学生的灵活做题能力。知识清单:钠及其化合物1.钠的物理性质2.钠的化学性质(1)与非金属单质反应①氧气点燃②氯气点燃NaCl2NaCl(2)与水反应②与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释(3)与酸(如HCl)反应2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(4)与盐溶液(如CuSO4溶液)反应NaCuSOHOCuOHNa2SO4+H2↑3.钠的保存实验室中通常将少量钠保存在煤油中,目的是防止钠与空气中的氧气和水发生反4.钠的用途熔融(2)钠钾合金(液态)用作原子反应堆的导热剂。(3)高压钠灯。1.氧化钠和过氧化钠性质对比表1氧化钠和过氧化钠性质对比氧化钠过氧化钠化学式氧元素化合价碱性氧化物过氧化物颜色状态淡黄色固体反应反应反应用途用于制备氢氧化钠等可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中产生氧气)1.碳酸钠和碳酸氢钠性质对比表2-1碳酸钠和碳酸氢钠性质对比碳酸钠碳酸氢钠化学式俗名纯碱、苏打小苏打颜色状态细小白色晶体溶解性碱性热稳定性稳定,加热时不易分解表2-2碳酸钠和碳酸氢钠性质对比碳酸钠碳酸氢钠溶液反应NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OCaOH2溶液反应CaOH2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOHCaOH2+NaHCO3少量=CaCO3↓+NaOH+H2OCaOH2+2NaHCO3足量=CaCO3↓+Na2CO3+2H2O反应Na2CO3+H2O+与盐酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+HOCO2↑NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑溶液反应Ca2++CO−=CaCO3↓无明显现象用途用于玻璃、肥皂、洗涤剂、造纸、纺织等工业治胃酸过多1.概念:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学上叫作焰色反应。3.几种常见金属元素焰色反应的颜色表3几种常见金属元素焰色反应的颜色金属钠钾锂钙锶钡铜颜色黄色紫色(透过蓝色钴玻璃)紫红色砖红色洋红色黄绿色色注意:性质,而不是单质或某种化合物的性质。(2)焰色反应可用来鉴别一些金属元素,这种方法属于物理方法不是化学方法。知识清单:1.铝的结构和存在形式铝位于元素周期表的第三周期ⅢA族,原子结构示意图为铝是地壳中含量最多的金属元素,自然界中的铝全部以化合态的形式存在。2.铝的物理性质铝是银白色、具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。3.铝的化学性质(1)与非金属单质反应①氧气②氯气(2)与酸反应①氧化性酸:遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化②非氧化性酸(3)与碱反应H(4)铝热反应高温2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe4.铝的用途:纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。1.镁的性质良好的导电、导热和延展性。(2)化学性质①与非金属单质反应点燃点燃点燃④与H+反应2.海水提镁3.镁的用途。4.镁的重要化合物表4镁的重要化合物主要性质氧化镁碱性氧化物MgOHMg+H2O氢氧化镁MgOHHMgH2O难溶于水溶解度小于碳酸镁器灭火。1.氧化铝白色固体,难溶于水,熔点很高(2050C),也很坚固,是一种比较好的耐火材料。(用途)强碱反应生成盐和水。①与酸反应:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O②与强碱反应:Al2O3+2OH−=2AlO+H2O2.氢氧化铝(2)化学性质①氢氧化铝是典型两性氢氧化物,在酸或强碱溶液里都能溶解。a.与酸反应:AlOH3+3H+=Al3++3H2O②受热分解(3)制备①实验室制法表5氢氧化铝的实验室制法实验步骤实验现象实验结论取一支试管,加入10mL然后滴加氨水至过量生成白色胶状沉H(4)氢氧化铝的用途可以用于水的净化。[明矾可作净水剂的原因是明巩溶于水生成AlOH3胶体]。H的刺激或腐蚀作用,但却可以与酸反应,使胃液酸度降低,起到中和过多胃酸的作用。写出上述转化的离子方程式:(2)AlOH3+3H+=Al3++3H2O(3)Al3++4OH−=AlO+2H2O(4)AlO+4H+=Al3++2H2O②AlO+H++H2O=AlOH3↓(6)AlOH3+OH−=AlO+2H2O2.Al3+、AlOH3、AlO之间的定性分析和定量计算(1)把NaOH溶液逐滴加入到AlCl3溶液中至过量①定性分析bAlOHAlOHAlOHOHAlOHO。②定量计算a.根据AlCl3(设为amol)与NaOH(设为bmol)计算生成AlOH3沉淀的量b.根据AlCl3(设为amol)和AlOH3(设为bmol)计算需要NaOH的量当NaOH不足时,nNaOH=3b;当NaOH过量时,nNaOH=4a−b。(2)把AlCl3溶液逐滴加入到NaOH溶液中至过量②原理:Al3++4OH−=AlO+2H2O、Al3++3AlO+6H2O=4AlOH3↓③图像:(3)向NaAlO2溶液种逐滴加盐酸至过量②原理:AlO+H++H2O=AlOH3↓、AlOH3+3H+=Al3++3H2O③图像:(4)向HCl溶液逐滴加入到NaAlO2溶液中至过量①现象:开始无明显现象,反应一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。③图像:知识清单:铁及其化合物1.铁的物理性质纯铁具有金属的共性,如具有银白色金属光泽,具有导电、导热和延展性,具有能被磁铁吸引的特征。2.铁的化学性质(1)与非金属单质的反应点燃点燃②与Cl2的反应:2Fe+3Cl2=2FeCl3。(2)与水的反应:常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:高温(3)与酸的反应①与非氧化性酸反应的离子方程式:Fe+2H+=Fe2++H2↑。②与氧化性酸反应:遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化,与稀硝酸或在加热条件下(4)与盐溶液的反应3.铁的氧化物6-1铁的氧化物化学式俗名无铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水表6-2铁的氧化物化学式铁的化合价+2+3稳定性不稳定稳定稳定FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O4.铁的氢氧化物表7铁的氢氧化物化学式色态红褐色固体与盐酸反应FeOH2+2H+=Fe2++2H2OFeOH3+3H+=Fe3++3H2O受热分解制法二者的关系是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为5.亚铁盐和铁盐的离子方程式分别为Zn+Fe2+=Zn2++Fe、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−。(2)铁盐方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+。②特性:含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN时变成红色二、“铁三角”及Fe2+、Fe3+的检验:1.“铁三角”的转化关系K2Cr2O7等)反应时,被氧化为Fe3+。例如:6Fe2++Cr2O+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。(2)Fe3+与Fe、Cu、S2−(H2S)、I−(HI)等还原剂反应时生成Fe2+。例如:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(三价铁盐腐蚀印刷电路板)。2.“铁三角”的重要应用(1)判断离子共存(2)除杂表8除杂方法溶液除杂方法FeCl2FeCl3加过量铁粉后过滤FeCl3FeCl2FeCl2CuCl2加过量铁粉后过滤(3)盐溶液的配制与保存(4)物质制备3.检验Fe2+、Fe3+的常用方法Fe验滴加KSCN溶液①样品溶液→溶液变红色,证明含有Fe3+。滴加氢氧化钠溶液②样品溶液→产生红褐色沉淀,证明有Fe3+存在。(2)Fe2+的检验滴加KSCN溶液滴加氯水或双氧水①样品溶液→无现象→溶液变红色,证明含有Fe2+。滴加氢氧化钠溶液②样品溶液→产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2+。滴加K3FeCN6溶液③样品溶液→生成蓝色沉淀,证明有Fe2+。(3)含Fe3+、Fe2+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验(应分两次分别检验)滴加KSCN溶液混合溶液→溶液变红色,说明含有Fe3+。滴加酸性KMnO4溶液混合溶液→KMnO4溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+。知识清单:用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物(1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质表9铜的化学性质反应物化学方程式非金属单质②2Cu+O22CuO(黑色固体)Cl2点燃Cu+Cl2=CuCl2S△△氧化性酸浓硫酸浓硝酸稀硝酸盐l2.氧化铜和氧化亚铜表10氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色砖红色水溶性溶溶与酸反应(H+)OCu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O△△转化关系高温4CuO+H2=2Cu2O+O2↑3.氢氧化铜(2)化学性质及应用4.铜盐铜Cu2OH2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿的成分,它是铜在潮湿的空气中被锈(2)硫酸铜依据。(3)铜盐的毒性铜盐溶液有毒,是因为铜离子能使蛋白质变性失去生理活性,故可利用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液,用来杀灭植物的病毒。1.金属在自然界中的存在形态除了金、铂等极少数金属外,绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中,金属元素都显正化合价。2.金属的冶炼(3)方法:表11金属冶炼的方法方法名称主要反应原理(举例)热分解法热还原法C作还原剂高温2ZnO+C=2Zn+CO2↑高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(高炉炼铁)活泼金属作还原剂高温3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3电解2Al2O3熔融=4Al+3O2↑冰晶石电解MgCl2熔融=Mg+Cl2↑电解2NaCl熔融=2Na+Cl2↑3.合金(1)概念:是指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)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。①熔点:一般比它的各成分金属都低;②硬度和强度:一般比它的各成分金属都大。4.常见金属材料(1)重要的黑色金属材料——钢钢是用量最大、用途最广的合金。(2)几种有色金属材料第四章非金属及其化合物知识体系:章节概述:本章主要分为四节内容,主要学习了存在和用途十分广泛的元素碳、硅及其化合物、典型的非金属元素氯及其化合物,同时将与当代环境关系联系十分密切的硫、氮及其化合物这四大非金属元素合节编写。性质与用途紧密联系,深化对元素化合物知识的理解和应用,元素化合物知识是中学化学的基础知识,也是学生今后在工作和生活中经常要接触、需要了解和应用的基本知识。这些知识既可以为前面的实验和理论知识补充感性认识的材料,又可以为必修二介绍的物质结构、元素周期律、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础。2.碳、硅的氧化物知识清单:碳、硅及无机非金属材料的性质:1.碳、硅的单质以仅有化合态。碳单质主要有金刚石、石墨、C60等同素异形体,硅单质主要有晶体硅和无定形硅两大类。(2)碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较表1碳、硅单质的结构、物理性质与用途的比较碳硅结构晶体硅:与金刚石类似的空间网状结构物理性质金刚石熔点高、硬度大;晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽,硬度大、熔点高用途金刚石用作切割刀具;石墨用作电极、铅笔芯晶体硅用作半导体材料、硅芯片和太阳能电池(3)碳、硅单质的化学性质点燃C+O2足量=CO2点燃2C+O2不足=2CO②与氧化物反应高温CuO:2CuO+C=2Cu+CO2↑(冶炼金属)高温SiO2:SiO2+2C=Si+2CO↑(制取粗硅)高温HOCHOgCOH水煤气)③与强氧化性酸反应①物理性质:无色无味的气体,难溶于水。能使人中毒的原因是其与人体中血红②化学性质点燃a.可燃性:2CO+O2=2CO2高温b.还原性:CO还原Fe2O3的反应为Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(2)二氧化碳与二氧化硅的比较①物理性质a.熔、沸点:CO2的熔、沸点比SiO2的熔、沸点低。b.溶解性:CO2可溶于水,SiO2不溶于水②化学性质表2二氧化碳和二氧化硅化学性质对比二氧化碳二氧化硅与水反应CO2+H2O⇌H2CO3不反应与酸反应不反应氢氟酸用于刻蚀玻璃:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O与碱反应 (如NaOH)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O或CO2+NaOH=NaHCO3SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(盛碱液的试剂瓶不能用玻璃塞)与盐反应 (如Na2CO3)CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3高温SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑与碱性氧化物反应与Na2O反应:CO2+Na2O=Na2CO3与CaO反应:高温SiO2+CaO=CaSiO3与碳反应高温C+CO2=2CO高温2C+SiO2=Si+2CO↑③主要用途CO2:化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂,人工降雨。SiO2:制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品,常用来制造通讯材料光导纤维。1.硅酸和硅酸钠性比碳酸弱,不能使紫色石蕊试液变红色。③硅酸在水中易聚合形成胶体。硅胶吸附水分能力强,常用作干燥剂。①白色、可溶于水的粉末状固体,其水溶液俗称水玻璃(或泡花碱),有黏性,水溶液显碱性。NaSiO学方程式分别为合剂(矿物胶),耐火阻燃材料。2.硅酸盐和无机非金属材料①由硅、氧和金属元素组成的化合物的总称,是构成地壳岩石的主要成分。②硅酸盐组成的表示通常用二氧化硅和金属氧化物的组合形式表示硅酸盐的组成,如硅酸钠(Na2SiO3)(2)无机非金属材料a.常见硅酸盐材料比较表4常见硅酸盐材料比较水泥玻璃生产原料石灰石、黏土纯碱、石灰石、石英砂黏土主要设备水泥回转窑玻璃窑高温b.玻璃生产中的两个重要反应:Na2CO3+SiO2=Na2SiO3+CO2↑;CaCO3+高温②新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维、生物陶瓷、压电陶瓷等。知识清单:氯及其化合物性质及应用:.氯气①色、味、态:黄绿色有刺激性气味的气体。(2)化学性质①与金属反应点燃2Fe+3Cl2=2FeCl3(产生红棕色的烟)点燃Cu+Cl2=CuCl2(产生棕黄色的烟)②与非金属反应光照H2+Cl2=2HCl(现象:发生爆炸)点燃H2+Cl2=2HCl(现象:安静的燃烧,发出苍白色火焰,瓶口有白雾)③与水反应:H2O+Cl2⇌HCl+HClO④与碱液反应2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O⑤与还原性物质反应2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl−SO2+2H2O+Cl2=H2SO4+2HCl2.氯的重要化合物光(或加热)①不稳定性:2HClO=2HCl+O2↑氯水须现用现配,保存在棕色试剂瓶中,置于冷暗处。②强氧化性b.可用于杀菌、消毒。③弱酸性NaClO溶液中通入CO2,化学方程式为NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO。(2)漂白粉①成分1.实验室制取、收集干燥纯净氯气的装置(1)反应原理:用强氧化剂MnO2和浓盐酸反应,化学方程式为MnO2+4HCl浓MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)制备装置类型:固体+液体气体空气法或排饱和食盐水法(5)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收2.验满方法(1)将湿润的淀粉-碘化钾试纸靠近收集Cl2的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明(2)将湿润的蓝色石蕊试纸靠近收集Cl2的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪(1)氯的提取——氯碱工业电解化学方程式为:2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑。(2)海水中提取溴①流程②发生反应的化学方程式a.2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2;c.2HBr+Cl2=2HCl+Br2。(3)海带中提取碘①流程②发生反应的离子方程式:Cl2+2I−=I2+2Cl−。性质(1)溴、碘单质物理性质比较表5溴、碘单质物理性质比较颜色深红棕色紫黑色状态液体溶解性水中溶解度不大溶解度不大有机溶剂中特性易挥发1易升华;②使淀粉变蓝(2)氯、溴、碘单质化学性质比较①与碱溶液反应:如与NaOH溶液反应的化学方程式为2NaOH+X2=NaX+NaXO+H2OX=②氧化性a.都能与金属反应生成金属卤化物,如与钠反应的化学方程式2Na+X2=b.氯、溴、碘单质的氧化性强弱顺序是Cl2>Br2>I2,阴离子的还原性强弱顺序是Cl−<Br−<I−。Cl2能从Br−的溶液中置换出Br2,其离子方程式为Cl2+2Br−=2Cl−+Br2;同理,Br2能置换I2,其离子方程式为Br2+2I−=2Br−+I2。c.与一些还原性离子反应,如Br2与SO−、Fe2+反应的离子方程式分别为Br2+SO−+H2O=2Br−+SO+2H+,2Fe2++Br2=2Fe3++2Br−。3.卤素离子的检验(2)置换——萃取法(3)氧化——淀粉法检验I−知识清单:硫及其化合物1.硫单质(1)自然界中硫的存在形态(2)物理性质(3)化学性质①与金属FeFeS=FeS△2Cu+S=Cu2S②与非金属点燃S+O2=SO2SS+H2=H2S③与热的强碱3S+6NaOH3Na2S+Na2SO3+3H2O2.硫的氧化物①物理性质②化学性质a.酸性氧化物的通性i.SO2能使紫色石蕊试液变红色ii.与H2O反应:SO2+H2O⇌H2SO3NaOH足量:SO2+2OH−=SO−+H2ONaOH少量:SO2+OH−=HSOiv.与碱性氧化物反应:CaO+SO2=CaSO3b.氧化性(如与H2S溶液反应):SO2+2H2S=3S↓+2H2O(生成淡黄色沉淀)4c.还原性催化剂ii.使溴水褪色:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBriii.使酸性KMnO4溶液褪色:5SO2+2MnO+2H2O=5SO+2Mn2++4H+iv.与FeCl3溶液反应:SO2+2Fe3++2H2O=SO+2Fe2++4H+v.与H2O2溶液反应:SO2+H2O2=H2SO4①物理性质化学性质:酸性氧化物的通性a.与H2O反应:SO3+H2O=H2SO4b.与碱性氧化物反应:CaO+SO3=CaSO4c.与碱反应:SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O(3)硫的氧化物对大气的污染①来源:含硫化石燃料的燃烧及金属矿物的冶炼等。②危害:危害人体健康,形成酸雨(pH小于5.6)。④硫酸型酸雨的形成途径有两个:催化剂途径1:2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4。途径2:SO2+H2O2=H2SO4、2H2SO3+O2=2H2SO4。1.浓硫酸的物理性质及腐蚀性的方法是将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌。(3)浓硫酸对人体皮肤有强烈的腐蚀作用。如果不慎在皮肤上沾上少量浓硫酸时,处理方法是立即用大量水冲洗,然后涂上NaHCO3溶液。2.硫酸是强电解质,写出稀硫酸与下列物质反应的离子方程式:(1)铁:Fe+2H+=Fe2++H2↑(2)MgO:MgO+2H+=Mg2++H2O(3)BaOH2:Ba2++2OH−+2H++SO=BaSO4↓+2H2O(4)Na2SO3:SO−+2H+=H2O+SO2↑(5)BaCl2:Ba2++SO2−=BaSO4↓实验现象浓硫酸的性质少量胆矾加入浓硫酸中蓝色固体变白水性用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在滤纸脱水性将铜片加入盛有浓硫酸的试管中加热铜片逐渐溶解,产生无色、有刺激性气味的气体酸性、强氧化性(2)分别写出浓硫酸与Cu、C反应的化学方程式:加足量盐酸酸化滴加BaCl2溶液检验SO的正确操作方法:被检液→取清液→观察有无白色沉淀产生(判断有无SO)1.含硫物质间的转化2.含硫物质的连续氧化3.从氧化还原反应的角度定位硫及其化合物间的转化和浓硫酸之间不发生氧化还原反应。即台阶式升降。可用如图表示:(3)相同价态硫的转化是通过酸、碱反应实现的,如:(4)典型的归中反应OHSONaSOSHO知识清单:氮及其化合物写出有关化学方程式:点燃①3Mg+N2=Mg3N2;高温高压②N2+3H2⇌2NH3;催化剂放电或高温③N2+O2=2NO。化物表7NO和NO2的比较NONO2颜色红棕色毒性有毒有毒溶解性溶化学2NO+O2=2NO2应3NO2+H2O=2HNO3+NO3.氮氧化物对环境的污染及防治(1)常见的污染类型①光化学烟雾:NOx在紫外线作用下,与碳氢化合物发生一系列光化学反应,产生一种有毒的烟雾。②酸雨:NOx排入大气中后,与水反应生成HNO3和HNO2,随雨雪降到地面。④NO与血红蛋白结合使人中毒。(2)常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2ONO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是nNO2>nNO,一般适合工业尾气中NOx的处理。②催化转化法在催化剂、加热条件下,氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2,一般适用于汽车尾气的处理)。.氨气(1)氨的分子结构和物理性质表8氨的分子结构和物理性质水溶性比空气小强烈刺激性气味极易溶于水(1:700)(2)化学性质①与H2O反应NH3+H2O⇌NH3·H2O②与盐酸反应NH3+HCl=NH4Cl③催化氧化催化剂4NH3+5O24NO+6H2O(3)实验室制取①反应原理:2NH4Cl+CaOH2CaCl2+2H2O+2NH3↑⑤验满方法:a.用湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝色;(4)氨的用途化工原料,用于制硝酸、铵盐、纯碱、尿素,用作制冷剂。2.铵盐①受热分解1.物理性质无色、有刺激性气味的液体,易挥发,与水以任意比互溶;发烟硝酸:质量分数在98%以上的硝酸。2.化学性质或光照(2)强氧化性①与金属反应b.常温下浓硝酸使Fe、Al钝化②与非金属反应③与某些还原性化合物(如Fe2+、SO−等形成的化合物)反应(3)与有机物反应O②颜色反应:某些蛋白质遇到浓硝酸时变黄色。1.氮及其化合物的转化2.含氮物质的化合价变化及规律(1)氮元素间的歧化和归中歧化——同一元素的化合价在同一反应中既升高又降低。归中——同一元素高价态和低价态生成中间价态。(2)含氮物质的连续氧化第五章物质结构元素周期律知识体系:章节概述:本章主要分为三节内容,第一节原子结构中主要考察原子结构、原子核外电子排布排布及等电子粒子;第二节元素周期表、元素周期律中主要考查金属性、非金属性、气态氢化物稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸碱性、原(离)子半径等的比较。第三节化学键中主要考察离子键、共价键、分子间作用力和氢键的概念和区别。元素周期表中涉及的知识内容丰富,规律性强。命题多以推断题形式出现,解题时要以元素及其化合物的性质为载体,探究元素周期表中的奥秘。在每年高考中“位构型”是考查的重点题型之一:“位”——元素在周期表中的位置、“构”——原子结构、“性”——元素性质以探究三者之间的关系进行命题。知识清单:原子结构1.原子的构成2.微粒关系(1)原子内的等量关系①质子数=核电荷数=核外电子数。(2)离子内的等量关系①阳离子的核外电子数=质子数-电荷数。②阴离子的核外电子数=质子数+电荷数。3.元素符号周围数字的意义4.“三素”(元素、核素、同位素)的概念及相互关系5.“四量”比较定义原子质量某元素某种核素的一个原子的真实质量原子的相对原子质量一个原子的质量与一个O16元素的相对原子质量元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的物质的量分数计算出的平均值Ar=ArA·a%+ArB·b%+…其中a%+b%+…=1质量数某原子核内质子数与中子数之和备注某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量1.核外电子排布规律2.原子结构示意图3.等电子微粒(1)“18电子”微粒(2)“10电子”微粒(3)“9电子”微粒:−F、−OH、−NH2、−CH3(甲基)。知识清单:元素周期表元素周期律1.原子序数原子序数=核电荷数=核外电子数=质子数2.编排原则周期(横行):元素原子的电子层数相同,左→右:原子序数递增;3.结构(1)周期(7个横行,7个周期)表2元素周期表的周期短周期长周期周期序数一二三四五六七元素种数28832320族元素原子序数236表3元素周期表的族12族序34567族序Ⅷ族0族第18纵行4.元素周期表中的特殊位置①分界线:沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画虚线,即为金属元素区和非金属元素区的分界线。②各区位置:分界线左下方为金属元素区,分界线右上方为非金属元素区。元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。(2)过渡元素:元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵行共六十多种元素,这些元素都是金属元素。(3)镧系:元素周期表第六周期中,57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)锕系:元素周期表第七周期中,89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)超铀元素:在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。1.定义:元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2.元素周期律的实质:元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3.元素周期律的具体表现形式表4元素周期律的具体表现形式同周期(左→右)同主族(上→下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大层数相同逐渐增多原子半径逐渐减小 (稀有气体元素除外)逐渐增大离子半径阳离子半径逐渐减小阴离子半径逐渐减小r(阴离子)>r(阳离子)逐渐增大性质化合价最高正化合价由+1→+7 (O、F除外)最低负化合价=-(8-主族序数) (金属元素除外)主族序数(O、F除外)元素的金属性和非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱离子的氧化性、还原性阳离子氧化性逐渐增强阴离子还原性逐渐减弱阳离子氧化性逐渐减弱阴离子还原性逐渐增强气态氢化物稳定性逐渐增强逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱4.元素金属性强弱的比较(2)位置比较法:③左下右上位:左下方元素金属性较强。(3)实验比较法①最高价氧化物对应水化物碱性强弱比较:碱性强的对应元素金属性强。②与水、酸反应的难易程度:越易反应或反应越剧烈,对应元素金属性越强。③单质的还原性:还原性越强,对应元素的金属性越强。④阳离子的氧化性的强弱:氧化性越弱,对应元素的金属性越强。⑤单质与同一物质反应的难易程度:越易进行反应,对应元素的金属性越强。⑥原电池正负极:一般来说,作负极的金属对应元素的金属性强。⑦置换反应:金属性强的金属能把金属性弱的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na等除外)。5.元素非金属性强弱的比较(2)位置比较法:③左下右上位:右上方元素非金属性较强。(3)实验比较法①最高价氧化物对应水化物酸性强弱比较:酸性强的对应元素非金属性强。②与H2反应的难易或剧烈程度:越易反应或反应越剧烈,对应元素非金属性越③单质的氧化性强弱:氧化性越强,对应元素的非金属性越强。④简单阴离子的还原性的强弱:还原性越弱,对应元素的非金属性越强。⑤单质与同一物质反应的难易程度:越易进行反应,对应元素的非金属性越强。⑥置换反应:非金属较强的元素单质能置换出非金属性较弱的单质。6.元素周期表、元素周期律的应用(1)根据元素周期表中的位置寻找未知元素(2)预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同周期、不同主族元素的性质,如金属性Mg>Al、Ca>Mg,则碱性:②推测未知元素的某些性质(3)启发人们在一定区域内寻找新物质Pd等。7.元素“位-构-性”的关系(1)性质与位置的互推①根据元素的性质可以推知元素在周期表中的位置,如同周期主族元素A、B、C的金属性逐渐增强,则可知A、B、C在同周期中按C、B、A的顺序从左向右排列。②根据元素在周期表中的位置关系可以推断元素的性质,如A、B、C三元素在则A、B、C的单质氧化性依次减弱或还原性依次增(2)结构与性质的互推①若某主族元素的最外层电子数小于4,则该
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