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文档简介
第第页人教版(2019)高考化学一轮复习:必修第一、二册+选择性必修1、2、3共5册知识点考点提纲汇编必修第一册物质的分类及转化一、元素、物质及微粒间的关系(1)宏观上物质是由元素组成的,微观上物质是由分子、原子或离子构成的。(2)元素:具有相同核电荷数的一类原子的总称。元素在自然界的存在形式有游离态和化合态。①游离态:元素以单质形式存在的状态。②化合态:元素以化合物形式存在的状态。(3)元素与物质的关系只由一种元素组成的纯净物——单质只由一种元素组成的物质,可以是混合物,也可以是单质,如氧气与臭氧由多种元素组成的纯净物——化合物由多种元素组成的物质,可以是混合物,也可以是化合物,但绝对不可能是单质(4)同素异形体理解重点:某些单质之间的关系二、物质的分类1、树状分类法:根据物质的组成(重点)氧化物:两种元素组成,其中一种元素为氧元素的纯净物。按照元素种类划分:金属氧化物、非金属氧化物按照氧化物性质划分:(1)酸性氧化物:CO2,SO2,Mn2O7,N2O5(NO、NO2不是酸性氧化物)(2)碱性氧化物:FeO,Fe2O3,CuO(3)两性氧化物:Al2O3,MnO2(4)不成盐氧化物:H2O,CO(5)特殊氧化物:H2O2,Na2O2,Fe3O42、交叉分类法:对同一物质,从不同角度分类的方法(重点)盐:(1)正盐:可理解为酸与碱恰好中和产物,如CaCO3,CuSO4·5H2O(2)酸式盐:可理解为酸与碱中和时,酸过量产物,如NaHCO3(3)碱式盐:可理解为酸与碱中和时,碱过量产物,如Cu2(OH)2CO3(4)复盐:组成中,含两种或两种以上金属盐离子的盐,如明矾:KAl(SO4)2·12H2O,但NaHSO4,NaAlO2不是复盐【特别提醒】记住物质分类中的一些特例①纯净物和混合物只含一种元素的物质不一定是纯净物,也可能是混合物。b.结晶水合物属于纯净物,如CuSO4·5H2O、KAl(SO4)2·12H2O等物质。c.同位素形成的单质或化合物是纯净物,如H2与D2、H2O与D2O。d.分子式为C5H10的物质可能是纯净物,也可能是混合物。②酸性氧化物和碱性氧化物a.酸性氧化物、碱性氧化物不一定都能与水反应生成相应的酸或碱,如SiO2、Fe2O3。b.能与酸反应生成盐和水的氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3c.能与碱反应生成盐和水的氧化物不一定是酸性氧化物,如NO2、Al2O3。d.碱性氧化物都是金属氧化物,但金属氧化物不一定是碱性氧化物。e.酸性氧化物不一定是非金属氧化物,如Mn2O7;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO。三、分散系胶体1、分散系分类:①按照分散质粒子的大小(本质)②按照分散质和分散剂的状态根据分散剂状态分类:气溶胶:如,烟、云、雾、霾液溶胶:如,墨汁、牛奶、血液、豆浆、淀粉溶液、蛋白质溶液固溶胶:如,有色玻璃2、胶体(1)胶体的性质与应用①丁达尔效应:当光束通过胶体时,胶体中的现象为出现一条光亮的“通路”,产生丁达尔效应的原因是胶体粒子对光线有散射作用。可用此性质鉴别溶液和胶体。②介稳性:胶体的稳定性介于溶液与浊液之间,在一定条件下能稳定存在,属于介稳体系,但改变条件就有可能发生聚沉。③聚沉:在一定条件下,胶体粒子聚集成较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出。此性质常用于制作豆腐、净水等。使胶体聚沉的常用方法有:①加入电解质溶液;②加入与胶粒带相反电荷的胶体;③加热或搅拌。④电泳:由于胶体粒子带有电荷,在电场作用下,胶体粒子在分散剂中作定向移动的现象。此性质可用于工业上的静电除尘。(说明,极少量的胶体粒子是不带电荷的,如淀粉溶液中的胶粒)(2)Fe(OH)3胶体的制备①制备原理:FeCl3+3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)+3HCl离子方程式:Fe3++3H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Fe(OH)3(胶体)+3H+②具体操作:用烧杯取少量蒸馏水,加热至沸腾;向沸水中逐滴加入适量的饱和FeCl3溶液;继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,即得Fe(OH)3胶体。(不是加热时间越长越好,滴加的是氯化铁,不是硫酸铁)3、胶体区别溶液、浊液的本质区别溶液胶体浊液本质原因粒子直径<1nm1nm<粒子直径<100nm粒子直径>100nm外观透明半透明或不透明混浊稳定性稳定介稳性不稳定离子能否透过滤纸能能不能离子能否透过半透膜能不能不能是否具有丁达尔效应没有有没有四、物质的转化(1)同素异形体的转化(如:O2与O3的相互转化),结晶水合物形成(如:CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O),结晶水合物失水(如:CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+5H2O)是化学变化;原子核的裂变、聚变不是化学变化。(2)一般酸性氧化物+水——酸酸性氧化物+碱性氧化物——盐+水酸性氧化物+碱——盐+水碱性氧化物+水——碱酸性氧化物+碱性氧化物——盐+水碱性氧化物+酸——盐+水五、物质间转化的几个常见误区(1)S燃烧不能直接生成SO3而是生成SO2。(2)Al2O3、SiO2、Fe2O3与水不反应,不能直接转化为Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)3。(3)Fe分别与Cl2、Br2反应不能生成FeCl2、FeBr2而是生成FeCl3、FeBr3,Fe分别与S、I2反应生成FeS、FeI2,Cu与S反应生成Cu2S。(4)Fe与H+、Cu2+反应不能生成Fe3+。六、对胶体性质的理解(1)胶体具有介稳性的主要原因是胶体粒子可以通过吸附带电粒子而带有电荷,且同种电荷相互排斥,不易聚集成较大的颗粒。(2)胶体粒子可以是多个微粒形成的聚集体[如Fe(OH)3胶体粒子]或大分子(如蛋白质胶体粒子、淀粉胶体粒子)。故,1molFeCl3溶液,配置形成Fe(OH)3胶体,胶体粒子没有1mol。(3)胶体属于分散系,是混合物,而很多纳米级物质的微粒直径也是在1~100nm之间,但不属于胶体,属于纯净物,如纳米铜等。(4)丁达尔效应是物理变化而不是化学变化。(5)胶体不带电,胶体中的胶粒能够吸附体系中的带电粒子而使胶粒带电荷,但整个分散系仍呈电中性。(6)胶体聚沉属于物理变化,如蛋白质的盐析就属于胶体聚沉现象。但蛋白质的变性不属于胶体的聚沉,此过程属于化学变化。(7)不是所有胶体都有电泳现象,如淀粉溶液,因其胶体粒子不带电荷而无电泳现象。有电泳现象的胶体是因为胶粒吸附带电的粒子而带电。八、常见净水剂及作用原理(1)常见的净水剂:KAl(SO4)2·12H2O、FeCl3·6H2O等。其净水原理是Al3+、Fe3+水解生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体而起到净化水的目的。(2)明矾不能用作水的消毒剂,因为对水消毒,一定发生氧化还原反应;也不能使海水淡化。离子反应一、电解质与非电解质电解质非电解质相同点均为化合物不同点水溶液或熔融状态能导电水溶液和熔融状态都不能导电所含物质类型酸:如H2SO4、HCl、HNO3等非金属氧化物:SO2、SO3、CO2、CO、P2O5碱:如NaOH、Ca(OH)2等盐:如NaCl、KNO3、NaHSO4、CaCO3等非酸性气态氢化物:NH3金属氧化物:如Na2O、CaO、MgO等水H2O部分有机物:蔗糖、酒精【易错警示】(1)电解质和非电解质均是化合物,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。盐酸、氨水是混合物,不是电解质(2)电解质不一定导电,如固态NaCl、液态HCl等;导电物质不一定是电解质,如铁等金属单质。(3)在化合物范围内,不是电解质的,就属于非电解质。1、物质导电条件:存在自由电子、或存在自由移动的离子①固体物质:除金属、合金、石墨、及极少量材料外,都不能导电②气体物质:一般不能导电③液体物质:液态的金属氧化物,液态的强碱,能导电,但液态的氯化氢,等,由分子构成的物质不能导电④溶液,不等于液态物质,溶液能否导电,看溶液中是否存在自由移动的离子。2、溶液导电能力的强弱影响因素①离子浓度大小;②离子所带电荷数大小(4)电解质一定是指自身电离生成离子的化合物,有些化合物的水溶液能导电,但溶液中的离子不是它自身电离产生的,不属于电解质,如CO2、SO2、NH3、SO3等非电解质。它们与水反应生成的产物H2CO3、H2SO3、NH3·H2O、H2SO4自身能电离,是电解质。二、电离与电离方程式的书写1、电离方程式书写方法一般格式:左边化学式==阴、阳离子符号遵守原子守恒、电荷守恒特别强调,离子符号耀书写正确特别提醒:NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4=Na++H++SOeq\o\al(2-,4),在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4=Na++HSOeq\o\al(-,4)。2、离子反应(1)概念:在水溶液中,或熔融态下,有离子参加或生成的反应是离子反应。氯化铵固体与氢氧化钠固体的反应,不是离子反应(2)基本反应类型与离子反应关系①置换反应、化合反应、分解反应,可能是离子反应,也可能不是②复分解反应一定是离子反应3、离子方程式及书写(1)意义:离子方程式不仅表示一定物质间的某个反应,而且可以表示所有同一类型的离子反应。(2)离子方程式书写步骤书写离子方程式按照“一写、二改、三消、四查”的步骤书写。应注意的是:第二步“改”是键:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式,难溶、难电离、气体、单质、氧化物等仍用化学式表示【特别提醒】书写离子方程式的注意事项①微溶物处理方式有三种情况:出现在生成物中写化学式;作反应物处于溶液状态写离子符号,作反应物处于浊液或固态时写化学式。②NHeq\o\al(+,4)与OH-在稀溶液中反应生成NH3·H2O,在浓溶液中并加热时生成NH3(g)和H2O。③浓HCl、浓HNO3在离子方程式中写离子符号,浓H2SO4不写离子符号。④HCOeq\o\al(-,3)、HS-、HSOeq\o\al(-,3)等弱酸的酸式酸根离子不能拆开写。⑤易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱酸、弱碱、氧化物、极少量盐、沉淀、气体、单质、氧化物,不能拆成离子,仍用化学式表示。⑥离子方程式要遵循质量守恒、电荷守恒,是氧化还原反应的还要遵循得失电子守恒。三、与“量”有关的离子方程式的书写1、多元弱酸盐与强酸反应时,应注意反应物的用量。2、CO2(或SO2)与强碱溶液反应时,应注意CO2(或SO2)是否过量。3、酸式盐与碱反应时,应注意物质之间“量”的关系。如:NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液的反应,Ca(HCO3)2溶液与NaOH溶液的反应等。对于这类反应要按照“以少定多”的原则进行书写,即先假定少量物质的化学计量数为1,根据少量物质的化学式,写出参加反应的离子数目,然后根据少量物质的离子数目来确定过量物质的离子数目。如:少量的NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为HCOeq\o\al(-,3)+OH-+Ba2+=BaCO3↓+H2O;若NaHCO3溶液过量,离子方程式为Ba2++2OH-+2HCOeq\o\al(-,3)=BaCO3↓+2H2O+COeq\o\al(2-,3)。4、强氧化剂遇到两种还原性离子时,应注意氧化剂是否过量。如:将少量的Cl2通入到FeBr2溶液中,离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;若Cl2过量,则离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-。四、判断离子方程式正确与否的方法(1)第一步看化学式拆写是否正确。这是书写离子方程式时最关键的一步,应注意以下几点:①易溶、易电离的物质(可溶性强电解质,包括强酸、强碱、可溶性盐)以实际参加反应的离子符号表示;非电解质、弱酸、弱碱、氧化物、极少量盐、沉淀、气体、单质、氧化物,不能拆成离子,仍用化学式表示。②微溶物的处理,分情况处理③可溶性多元弱酸的酸式酸根一律写成酸式酸根离子的形式(如HCOeq\o\al(-,3))。④非溶液状态下的反应,一般不用离子方程式表示。(2)第二步看是否遵循原子守恒、电荷守恒和得失电子守恒(即配平)。(3)第三步看事实。①是否符合客观事实:能否发生反应,反应能否生成物质②是否漏掉离子反应。如Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SOeq\o\al(2-,4)生成BaSO4沉淀的反应,又不能漏掉Cu2+与OH-生成Cu(OH)2沉淀的反应③反应物或产物的配比是否正确。如稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应,不能写成H++OH-+SOeq\o\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SOeq\o\al(2-,4)+Ba2+=BaSO4↓+2H2O。④是否符合题设条件的要求。如过量、少量、等物质的量、适量、任意量以及滴加顺序等对反应产物的影响。如向溴化亚铁溶液中通入少量Cl2的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;向溴化亚铁溶液中通入过量Cl2的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++6Cl-+2Br2。⑤是否符合共存条件,如,在酸性条件下的反应,产物离子不可能出现OH-(4)看细节:要注意“=”“”“↓”“↑”等符号的正确使用。五、发生下列反应而不能大量共存的情况:1、发生复分解反应。(1)生成难溶物或微溶物:如:Ba2+与COeq\o\al(2-,3),Ag+与Br-,Ca2+与SOeq\o\al(2-,4),OH-与Mg2+、Fe3+等不能大量共存。(2)生成气体或挥发性物质:如:NHeq\o\al(+,4)与OH-,H+与COeq\o\al(2-,3)、HCOeq\o\al(-,3)、S2-、HS-、SOeq\o\al(2-,3)、HSO-3等不能大量共存。(3)生成难电离物质:如:H+与CH3COO-、F-生成CH3COOH、HF;CH3COO-与Pb2+生成(CH3COO)2Pb;H+与OH-生成水不能大量共存。特别强调:HCOeq\o\al(-,3)在酸性条件、碱性条件下,都会发生反应。2、发生氧化还原反应:氧化性离子(如Fe3+、NOeq\o\al(-,3)、ClO-、MnOeq\o\al(-,4)(H+)等)与还原性离子(如S2-、I-、Fe2+、SOeq\o\al(2-,3)等)不能大量共存。3、离子间发生水解相互促进不能共存:如Al3+、Fe3+、NHeq\o\al(+,4)与COeq\o\al(2-,3)、HCOeq\o\al(-,3)、S2-、HS-、AlOeq\o\al(-,2)等。4、络合反应:如Fe3+和SCN-。5、其他有条件限制的①即溶液颜色:若限定无色溶液,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-、Cr2O72-等有色离子不能存在。②离子共存问题中隐含条件的分析限制条件分析解读无色溶液有色离子不能大量共存使甲基橙呈红色或pH=1溶液显酸性,无大量的OH-及弱酸的酸根离子遇酚酞呈红色或pH=13溶液呈碱性,无大量的H+及弱碱的阳离子、弱酸的酸式根离子与Al反应放出H2溶液可能显酸性,也可能显强碱性,显酸性时不能含NOeq\o\al(-,3)由水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1溶液可能显酸性,也可能显碱性通入足量的CO2(或NH3)溶液呈酸性(或碱性)因发生氧化还原反应而不能大量共存能发生氧化还原反应的氧化性离子和还原性离子不能大量共存“一定”“可能”还是“不能”大量共存确定是“可能性”还是“肯定性”加水稀释,减小说明该溶液呈酸性[稀释的是溶质,溶质c(H+)减小,而c(OH-)增大]某溶液的lg=12该溶液呈酸性③含指定粒溶液(1)含有大量Fe3+的溶液,隐含溶液呈酸性,并具有较强氧化性。(2)含有大量NOeq\o\al(-,3)的酸性溶液,隐含溶液具有强氧化性。(3)含有大量S2-、SOeq\o\al(2-,3)的溶液,隐含不是酸性溶液。(4)含有大量AlOeq\o\al(-,2)的溶液,隐含是碱性溶液。六、离子推断、检验(1)遵守原则:肯定性原则,互斥性原则,电中性原则(常考查,又隐蔽),进出性原则(2)向某溶液中加入BaCl2溶液后生成白色沉淀,再加入稀盐酸沉淀不消失,不能判断原溶液中一定存在SOeq\o\al(2-,4),若原溶液中存在Ag+,也有相同的现象。(3)向某溶液中加入Ca(OH)2溶液,有白色沉淀生成,不能判断原溶液中一定存在COeq\o\al(2-,3),若原溶液中存在SOeq\o\al(2-,3)、HSOeq\o\al(-,3)、HCOeq\o\al(-,3)等,也有相同的现象。(4)向某溶液中滴入稀盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,不能判断原溶液中一定存在COeq\o\al(2-,3),若原溶液中存在HCOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,3)、HSOeq\o\al(-,3)等,也有相同的现象。(5)向某溶液中滴入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入稀HNO3,白色沉淀不溶解,不能确定原溶液中一定存在SOeq\o\al(2-,4),若原溶液中存在SOeq\o\al(2-,3)和Ag+,也有相同的现象。(6)向某溶液中滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液变红色,原溶液中不一定存在Fe2+,检验Fe2+时,应先加KSCN,再加氯水,否则,Fe3+干扰结果的判断。(7)做某溶液的焰色反应实验,火焰呈黄色,溶液中一定存在Na+,也可能存在K+,因为钾的焰色反应必须透过蓝色钴玻璃才能观察到。氧化还原反应一、氧化还原反应(口诀:还氧失升)1、氧化还原反应的本质和特征(1)氧化还原反应的本质是电子转移(不是电子的得失);(2)氧化还原反应的特征反应过程中有化合价的变化。(判断反应是否为氧化还原反应的方法)2、氧化还原反应的相关概念及其关系【特别提醒】①元素由化合态变为游离态时,该元素不一定被还原。如:Cu2+→Cu时,铜元素被还原,Cl-→Cl2时,氯元素被氧化。②有单质参与的反应,不一定是氧化还原反应,如氧气与臭氧之间的转化3、氧化还原反应中电子转移的表示方法(1)双线桥法①标化合价:元素化合价变化的②画桥:一般为两桥,连接反应物、生成物中,前后有化合价变化的同种元素箭头指向生成物方桥要平、直、齐③标“得到”或“失去”④注明转移数目:格式,m×ne-ne-代表一次性转移电子数目;m代表转移次数,或发生转移电子,原子的数目⑤守恒:原子守恒、电子得失守恒说明:箭头的方向不代表电子转移的方向,仅表示电子转移前后的变化。(2)单线桥法①标化合价:元素化合价变化的②画桥:单桥,只出现在反应物中,连接反应物中,前后有化合价变化的不同种元素b.箭头指向反应物中,化合价降低方c.桥要平、直、齐③注明转移数目:格式,ne-ne-代表转移电子总数④守恒:原子守恒、电子得失守恒说明:不标“得到”或“失去”,只标明电子转移的总数;箭头已经表明电子转移方向4、氧化还原反应与四种基本反应类型间的关系二、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的难易程度,与得、失电子数目的多少无关。【归纳总结】1、氧化剂、还原剂在反应物,氧化产物、还原产物在生成物2、反应物中,氧化剂、还原剂可以分属不同种物质,也可同种物质,且反应物中,可以存在不属于氧化剂、还原剂任何一方的物质。3、同理,氧化产物、还原产物,类似氧化剂、还原剂情况三、氧化还原反应方程式的配平1、配平的基本原则2、氧化还原方程式配平的一般步骤【方法技巧】配平的基本方法(1)全变从左配:氧化剂、还原剂中某元素化合价是全变的,一般从左边反应物着手配平。(2)自变从右配:自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。(3)缺项配平法:先将得失电子数配平,再观察两边电荷。若反应物这边缺正电荷,一般加H+,生成物一边加水;若反应物这边缺负电荷,一般加OH-,生成物一边加水,然后进行两边电荷数配平。(4)当方程式中有多个缺项时,应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物。(5)整体配平:指某一氧化还原反应中,有三种元素的化合价发生了变化,但其中一种反应物中同时有两种元素化合价升高或降低,这时要进行整体配平。四、氧化还原反应的规律1、强弱规律(1)氧化性强弱:氧化剂>氧化产物。(2)还原性强弱:还原剂>还原产物。2、守恒规律:氧化还原反应中,氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。(常用于计算,也是涉及氧化还原反应计算时,必用到的知识)3、价态归中规律含不同价态的同种元素的物质间发生氧化还原反应时,该元素价态的变化一定遵循“高价+低价→中间价”,而不会出现交叉现象。简记为“只靠拢,不交叉”。4、先后规律(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。如:在FeBr2溶液中通入少量Cl2时,因为还原性:Fe2+>Br-,所以Fe2+先与Cl2反应。(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+,所以铁粉先与Fe3+反应,然后再依次与Cu2+、H+反应。5、价态规律元素处于最高价,具有氧化性;元素处于最低价,具有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性、也有还原性。但具体表现什么性质,要根据具体化学反应才能体现。钠及其化合物一、钠的性质1、钠的物理性质金属的通性个性颜色导电性、导热性熔点硬度密度银白色良好低小(质软)比水的小,比煤油的大2、钠的化学性质——还原性(1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应4Na+O2==2Na2O 2Na+O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Na2O2(过氧化钠淡黄色粉末)2Na+Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2NaCl归纳:连续反应(2)与水反应①离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释a.“浮”:将钠投入水中,钠浮在水面上。说明钠的密度比水小。b.“熔”:钠熔化成小球。说明钠的熔点低。且该反应是放热反应。c.“游”:小球在水面上四处游动,并伴有嘶嘶声。说明有气体生成。d.“响”:反应剧烈e.“红”:反应后的溶液能使酚酞变红。说明反应生成了碱。离子方程式为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑。其中,Na做还原剂,H2O做氧化剂。【特别提醒】金属钠与水的反应,其实质是钠与水电离出的H+反应。做实验时,金属钠不慎失火的处理:用干燥的沙土来灭火,不能用水灭火。钠与水剧烈反应且生成氢气,会放出大量的热,甚至能引起氢气燃烧爆炸。(3)钠在空气中的变化过程过程现象反应原理①变暗4Na+O2==2Na2O②成液Na2O+H2O==2NaOH③结块2NaOH+CO2+9H2O==Na2CO3·10H2O④变成粉末Na2CO3·10H2O==Na2CO3+10H2O因此,钠久置在空气中,最终变成Na2CO3粉末。(4)Na与盐反应的原理与熔融盐与熔融盐发生置换反应:4Na+TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl+Ti,Na+KCleq\o(=====,\s\up7(高温))NaCl+K↑(Na能够制取K并不能说明Na的还原性比K强,因为K的沸点比Na低,使K成为蒸气逸出)与盐溶液与盐溶液反应时先与水反应,生成的碱与盐可能发生复分解反应:如与CuSO4溶液反应:先发生2Na+2H2O==2NaOH+H2↑再发生2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4总反应为2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑【特别提醒】Na先与酸反应,再与水反应——先酸后水。3、钠的制取及保存(1)制取:化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通电))2Na+Cl2↑。(2)保存:密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。4、钠的用途金属钠具有强还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4eq\o(=====,\s\up7(熔融))4NaCl+Ti。二、钠的氧化物与氢氧化物1、氧化钠与过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)色态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧的价态-2-1离子个数比Na+:O2-=2:1Na+:O22-(过氧根离子)=2:1生成条件常温加热或点燃化学性质热稳定性不稳定(2Na2O+O2eq\o(=,\s\up7(△))2Na2O2)稳定与水反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸反应(盐酸)Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑主要性质与用途具有碱性氧化物通性强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂,具有强氧化性强调:(1)过氧化钠与水、CO2反应,氧化剂、还原剂都是过氧化钠,产生的氧气,氧元素来源于过氧根离子(2)过氧化钠具有强氧化性,思考,它与SO2、SO3反应,方程式是如何?2、Na2O2与H2O、CO2反应的有关计算:(1)Na2O2分别与CO2、H2O反应的化学方程式。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2(2)根据以上两个反应,探究反应中存在的定量关系。a.固体质量关系:相当于固体(Na2O2)只吸收了CO2中的“CO”或H2O中的“H2”,可看作发生相应反应:凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质,Wg该物质在O2中完全燃烧,将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后,固体增重必为Wg。或是由C、H、O三种元素组成的物质,只要C、O原子个数比为1∶1,即可满足该条件。b.先后顺序关系:一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O发生反应。三、碳酸钠与碳酸氢钠1、Na2CO3和NaHCO3的比较名称碳酸钠(Na2CO3)碳酸氢钠(NaHCO3)俗名纯碱、苏打小苏打、面碱主要性质水溶性易溶于水,溶液呈碱性易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱性稳定性稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化受热易分解,其分解反应的方程式为2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O与H+反应COeq\o\al(2-,3)+2H+===H2O+CO2↑HCOeq\o\al(-,3)+H+===H2O+CO2↑产生CO2气体的速率Na2CO3<NaHCO3与碱Ca(OH)2反应与OH-不反应,但Ca2++COeq\o\al(2-,3)===CaCO3↓Ca2++OH-+HCOeq\o\al(-,3)===CaCO3↓+H2O(碱过量)Ca2++2OH-+2HCOeq\o\al(-,3)===CaCO3↓+COeq\o\al(2-,3)+2H2O(碱不足)与盐反应CaCl2Ca2++COeq\o\al(2-,3)===CaCO3↓不反应硫酸铝2Al3++3COeq\o\al(2-,3)+3H2O===2Al(OH)3↓+3CO2↑Al3++3HCOeq\o\al(-,3)===Al(OH)3↓+3CO2↑相互转化Na2CO3NaHCO3主要用途用于玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸等工业中灭火器、治疗胃酸过多、发酵粉的主要成分之一强调:(1)往碳酸钠溶液中,逐滴加入盐酸,直至过量,与在盐酸溶液中,逐滴加入碳酸钠溶液,直至过量,反应现象不一样。(可用于互滴法,区分碳酸钠、盐酸)(2)在饱和碳酸钠溶液充入大量二氧化碳,有沉淀现象发生。方程式:NazaCO3+CO2+H2O===2NaHCO3↓(3)图像理解A图,表示,向碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸,直至过量的图像B图,表示,向碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸,直至过量的图像C图,表示,向含等物质的量的氢氧化钠、碳酸钠溶液中,逐滴加入盐酸,直至过量的图像D图,表示,向含等物质的量的碳酸钠、碳酸氢钠溶液中,逐滴加入盐酸,直至过量的图像2、侯氏制碱法产生NaHCO3反应:NH3+NaCl+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。产生Na2CO3的反应:2NaHCO3eq\o(=====,\s\up7(△))Na2CO3+CO2↑+H2O。循环使用的物质:CO2。CO2、NH3加入的先后顺序:向饱和食盐水中,先通入NH3,再通CO2四、焰色试验(可用于物质的鉴别)1、某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,属于物理变化,属于元素的性质。2、操作铂丝eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(→,\s\up11(用稀盐酸),\s\do4(洗涤))eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))无色eq\o(→,\s\up7(蘸取))待测物eq\o(→,\s\up11(酒精灯),\s\do4(灼烧))观察火焰颜色3、常见元素的焰色钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察);铜元素:绿色;钙元素:砖红色氯及其化合物一、氯气的性质1、氯气的物理性质颜色气味毒性密度特性黄绿色刺激性气味有毒比空气重易液化2、氯气的化学性质——氧化性(1)与金属反应①Fe:2Fe+3Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2FeCl3,棕红色烟。②Cu:Cu+Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))CuCl2,棕黄色烟。比较:3Fe+2O2eq\o(=====,\s\up7(点燃))Fe3O4Fe+Seq\o(=====,\s\up7(△))FeS结论:氧化性,Cl2>O2>S(2)与非金属反应H2+Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))2HCl,苍白色火焰,瓶口产生白雾;H2和Cl2的混合气体光照时会发生爆炸。(3)与还原性无机化合物反应:①与碘化钾溶液反应:Cl2+2KI=2KCl+I2。(检验氯气的方法,使用湿润淀粉KI试纸,现象,变蓝)②与SO2水溶液反应:Cl2+SO2+2H2O===H2SO4+2HCl。③与FeCl2溶液反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3。3、歧化反应:氯气与水或碱反应,氯元素化合价有升高有降低,因而氯气既表现氧化性又表现还原性(1)与水反应,离子方程式:Cl2+H2OH++Cl-+HClO(次氯酸)。(2)与碱反应①与烧碱反应:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O。②制取漂白粉:2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。说明:制取漂白粉,是氯气与石灰乳作用,所以书写离子方程式时,氢氧化钙不能写离子符号。漂白粉有效成分为Ca(ClO)2,主要成分为Ca(ClO)2与CaCl2的混合物二、次氯酸和次氯酸盐的性质1、次氯酸(1)不稳定性:次氯酸分解反应的化学方程式为2HClOeq\o(=====,\s\up7(光照))2HCl+O2↑。(2)强氧化性(具有漂白性)①能将有色物质氧化为无色物质,作漂白剂。②杀菌、消毒。(3)弱酸性:向NaClO溶液中通入少量CO2,离子方程式为:ClO-+CO2+H2O===HCOeq\o\al(-,3)+HClO。2、次氯酸盐(1)“84”消毒液有效成分为NaClO,它与洁厕灵(主要成分盐酸)混合立即会产生氯气,其离子方程式是ClO-+Cl-+2H+===Cl2↑+H2O。(2)漂白粉①成分:漂白粉的主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,其中有效成分是Ca(ClO)2。②漂白原理:在潮湿的空气中能吸收CO2,化学方程式为Ca(ClO)2+CO2+H2O===2HClO+CaCO3↓。【特别提醒】①向Ca(ClO)2溶液中通入少量CO2,发生的反应为Ca2++2ClO-+CO2+H2O===CaCO3↓+2HClO。②向Ca(ClO)2溶液中通入SO2,生成的是CaSO4而不是CaSO3。③次氯酸盐(ClO-)无论是在酸性、碱性还是中性条件下,均具有强氧化性,均能氧化I-、Fe2+、SOeq\o\al(2-,3)、S2-等还原性离子。3、氯水的成分和性质【易错警示】氯水的组成及性质在应用中的常见误区(1)氯水中因HClO见光分解,随着HClO的消耗,最后成为盐酸,故久置氯水酸性增加,无漂白性。因此,氯水要现用现配。(2)制取氯水的反应为Cl2+H2OHCl+HClO,反应中Cl2既是氧化剂,又是还原剂,且1molCl2参加反应,转移电子数为NA,但1molCl2充入水中,转移电子物质的量<1mol。(3)Cl2尽管有较强的氧化性,但没有漂白性,氯水具有漂白性是因为Cl2与水反应生成了强氧化性的HClO(4)ClO-与Fe2+、I-、S2-、HS-、SO32-等在水中因发生氧化还原反应而不能大量共存。4、归纳漂白①活性炭的吸附性,可以使有色溶液褪色,物理性质;②过氧化钠,等强氧化性物质,能使有色物质褪色,利用其强氧化性;③干燥氯气,不能使有色物质褪色。但湿润氯气可以使有色物质褪色,原因是氯气与水,生成次氯酸;④漂白粉的漂白性,是由于其溶于水,产生次氯酸,利用次氯酸的作用,而使有色物质褪色。⑤SO2也能使有色物质褪色,其褪色原理,暂不叙述5、氯离子的检验方法实验步骤:向待测溶液中先加入AgNO3溶液,然后加入稀硝酸。干扰离子:CO32-、OH-:它们Ag+反应生成Ag2CO3白色沉淀,但此白色沉淀溶于稀硝酸中。PO43-:也能与Ag+发生反应生成Ag3PO4的黄色沉淀,此沉淀也可溶于稀硝酸。SO42-:由于SO42-可以与Ag+生成白色微溶物Ag2SO4且不溶于稀硝酸,则在检验Cl-之前,需先用Ba(NO3)2溶液除去SOeq\o\al(2-,4),再加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验Cl-的存在。三、氯气的实验室制法1、实验室制取气体装置一般由发生装置、净化装置、收集装置以及尾气吸收装置组成。以Cl2的实验室制法为例(见下图):(1)反应原理:用强氧化剂(如KMnO4、K2Cr2O7、KClO3、MnO2等)氧化浓盐酸。MnO2+4HCl(浓)eq\o(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O(2)净化方法:用饱和食盐水除去HCl,再用浓硫酸除去水蒸气。(3)收集方法:向上排空气法或排饱和食盐水法。(4)尾气吸收:用强碱溶液(如NaOH溶液)吸收,不用Ca(OH)2溶液吸收的原因是Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,吸收不完全。(5)验满方法:将湿润的淀粉KI试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满;或将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛Cl2的试剂瓶口,观察到试纸先变红后退色,则证明已集满。【特别提醒】实验室用MnO2和浓盐酸制取Cl2时应注意以下四点(1)反应物的选择:必须用浓盐酸,稀盐酸与MnO2不反应,且随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸时,反应停止,故盐酸中的HCl不可能全部参加反应。(2)加热温度:不宜过高,以减少HCl挥发。(3)实验结束后,先使反应停止并排出残留的Cl2后,再拆卸装置,避免污染空气。(4)尾气吸收时,用NaOH溶液吸收Cl2,不能用澄清石灰水吸收,因为溶液中含Ca(OH)2的量少,吸收不完全。2、其他制备Cl2的化学反应原理①14HCl(浓)+K2Cr2O7===2KCl+2CrCl3+7H2O+3Cl2↑②16HCl(浓)+2KMnO4===2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑3、装置拓展(1)制备装置橡皮管a的作用:使圆底烧瓶与分液漏斗内气压相等,保证液体顺利流下。(2)净化装置问题:①装置中长颈漏斗的作用除用于检查装置气密性外,还可以检查整套装置是否发生堵塞。若发生堵塞现象为:长颈漏斗中液面上升。②该装置的作用之一是观察气体的生成速率。物质的量气体摩尔体积一、物质的量摩尔质量1、物质的量理解(1)物质的量描述的是,微观世界的物质,如分子、原子、离子、质子、中子、电子、原子核,等微粒(2)物质的量,相当于生活中“打”、“盒”、“捆”、“打包”的概念,相当于数学中的“集合”概念(3)物质的量的作用,沟通宏观(质量、体积、浓度)与微观(粒子数目)之间的桥梁。可以理解成“抗战片中,密码本的作用,通过密码本,可以将字符信号,转化为信息;传递信息,通过密码本,输出字符信号”(4)高中计算问题,都是围绕物质的量展开的2、物质的量、阿伏加德罗常数(1)单位物质的量,6.02×1023个微粒的集合(打包),就是1mol(2)物质的量的规范表示方法(3)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为n=N/NA。【特别提醒】(1)摩尔后面应为确切的微粒名称;如1mol氢(不确切)和1mol大米(宏观物质)皆为错误说法。(2)物质的量是物理量,摩尔是物质的量的单位,不是物理量。(3)6.02×1023是个纯数值,没有任何物理意义,而阿伏加德罗常数(NA)是指1mol任何微粒所含的粒子数,它与0.012kg12C所含的碳原子数相同,数值约为6.02×1023。(4)阿伏伽德罗常数≈6.02×1023mol-1,有单位。阿伏伽德罗常数是准确值,6.02×1023mol-1是近似值。关系,相当于π与3.14的关系3、摩尔质量(1)单位物质的量的物质所具有的质量。常用的单位是g·mol-1。公式:M=eq\f(m,n)。(2)数值:以g·mol-1为单位时,任何粒子的摩尔质量在数值上都等于该粒子的相对分子(原子)质量。(3)对具体的物质,其摩尔质量是确定的,不随物质的量的多少而变化,不随物质的聚集状态而变化。二、气体摩尔体积1、影响物质体积的因素(1)微粒的大小(物质的本性):由原子大小决定的(2)微粒间距的大小(由温度与压强共同决定):同温、同压下,微粒间距相等(3)微粒的数目(物质的量的大小):2、气体摩尔体积(相同条件下,就是气体摩尔体积相同,就是气体分子之间的间距相同)(1)常用单位:L/mol(或L·mol-1)。(2)数值:在标准状况下(指温度为0℃,压强为101kPa)约为22.4L·mol-1。(3)计算公式:Vm=eq\f(V,n)。(4)影响因素:气体摩尔体积的数值不是固定不变的,它决定于气体所处的温度和压强。强调:(1)公式Vm=eq\f(V,n)只适用于气体,可以是单一气体,也可以是混合气体(2)同温同压:常温常压、标准状况,是两种特殊情况下的同温同压(3)标准状况下,公式:V=22.4·n,只能使用在标准条件下的气体计算。(4)标准状况下,几种物质的状态:H2O固液共存;SO3为固体3、气体体积的测量D装置:用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。测量前可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的液体的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积。三、求解气体摩尔质量“四方法”(1)根据物质的质量(m)和物质的量(n):M=eq\f(m,n)。(2)根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA):M=NA·eq\f(m,N)。(3)根据标准状况下气体的密度(ρ):M=ρ×22.4(g·mol-1)。(4)根据同温同压下气体的相对密度:eq\f(M1,M2)=D。四、气体摩尔体积(22.4L·mol-1)应用的“五大误区”(1)使用“条件”是标准状况,即0℃、101kPa,而不是常温、常压。(2)使用对象必须是气体物质,可以是单一气体,也可以是混合气体。标准状况下不是气体而又常在题中出现的物质有:SO3、乙醇、水、己烷、CCl4等。(3)标准状况下的气体摩尔体积约为22.4L·mol-1,其他条件下Vm一般不是22.4L·mol-1。(4)22.4L气体,在标准状况下,物质的量是1mol,在非标准状况下,可能是1mol,可能不是1mol(5)物质的质量、物质的量一定时,所含微粒数与物质处于何种条件无关。如常温常压下32gO2所含的原子数目是2NA。注意不要形成定势思维,看到“常温常压”就排除选项。五、阿伏加德罗定律及推论(1)阿伏加德罗定律: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。即“三同”(T、p、V)eq\o(――→,\s\up7(定))“一同”(n)。(2)适用范围:单一气体或相互不反应的混合气体。(3)阿伏加德罗定律的推论:ρ为密度,p为压强,n为物质的量,M为摩尔质量,m为质量,V为体积,T为热力学温度。重点强调:理想气体方程PV=nRT(R是常数),所有的推论,都可以根据理想气体方程得出。描述关系三正比同温同压下,气体的体积比等于它们的物质的量之比eq\f(V1,V2)=eq\f(n1,n2)同温同体积下,气体的压强比等于它们的物质的量之比eq\f(p1,p2)=eq\f(n1,n2)同温同压下,气体的密度比等于它们的摩尔质量之比eq\f(ρ1,ρ2)=eq\f(M1,M2)【方法技巧】(1)气体的体积受温度和压强影响,和分子大小无关。(2)标准状况(0℃,101kPa),水、苯、SO3、HF、CCl4、己烷、CS2、CHCl3、Br2、乙醇等物质不是气体,慎用22.4L·mol-1。(3)应用阿伏加德罗定律推论时可通过pV=nRT及n=eq\f(m,M)、ρ=eq\f(m,V)导出。物质的量浓度及溶液配制一、物质的量浓度1、物质的量浓度(1)表达式:cB=eq\f(nB,V)。(2)单位:mol·L-1(或mol/L)。【易错警示】混淆溶液的体积和溶剂的体积①不能用水的体积代替溶液的体积,尤其是固体、气体溶于水,一般根据溶液的密度和总质量进行计算:V=eq\f(m(溶液),ρ)=eq\f(m(气体或固体)+m(溶剂),ρ)。②两溶液混合,溶液的体积并不是两液体体积的加和,应依据混合溶液的密度进行计算。(若题目说忽略体积变化,则总体积可由混合前体积直接相加)二、物质的量浓度的计算1、气体溶于水,求溶液中溶质的物质的量浓度的一般思维:(设气体体积为V1,溶液体积为V2)2、溶液稀释定律(守恒观点)(1)溶质的质量在稀释前后保持不变,即m1w1=m2w2。(2)溶质的物质的量在稀释前后保持不变,即c1V1=c2V2。(3)溶液质量守恒,m(稀)=m(浓)+m(水)(体积一般不守恒)。3、同溶质不同物质的量浓度溶液的混合计算(1)混合后溶液体积保持不变时,c1V1+c2V2=c混·(V1+V2)。(2)混合后溶液体积发生改变时,c1V1+c2V2=c混V混,其中V混=eq\f(m混,ρ混)。4、同一溶质、质量分数分别为a%、b%的两溶液混合。等体积混合①当溶液密度大于1g·cm-3时,必然是溶液浓度越大,密度越大,等体积混合后,质量分数w>eq\f(1,2)(a%+b%)(如H2SO4、HNO3、HCl、NaOH等多数溶液)。②当溶液密度小于1g·cm-3时,必然是溶液越浓,密度越小,等体积混合后,质量分数w<eq\f(1,2)(a%+b%)(如酒精、氨水溶液)等质量混合两溶液等质量混合时(无论ρ>1g·cm-3还是ρ<1g·cm-3),则混合后溶液中溶质的质量分数w=eq\f(1,2)(a%+b%)5、物质的量浓度与溶质质量分数的换算体积为VmL,密度为ρg·cm-3的溶液,含有摩尔质量为Mg·mol-1的溶质mg,溶质的质量分数为w,则溶质的物质的量浓度c与溶质的质量分数w的关系是:c=eq\f(n,V)=eq\f(m,MV)=eq\f(\a\vs4\al(1000ρwV),MV)=eq\f(\a\vs4\al(1000ρw),M),反之,w=eq\f(cM,1000ρ)。三、一定物质的量浓度溶液的配制1、容量瓶的构造及使用方法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(结构:细颈、梨形、平底玻璃容器,带磨,口玻璃塞,标志:温度、容积和刻度线,规格:100mL、250mL、500mL、1000mL等,用途:配制一定物质的量浓度的溶液))在使用前首先要检查是否漏水,检查合格后,用蒸馏水洗涤干净。具体操作如下:【特别提醒】容量瓶使用的四个“不能”①不能将固体或浓溶液直接在容量瓶中溶解或稀释;②不能作为反应容器或用来长期贮存溶液;③不能将过冷或过热的溶液转移到容量瓶中,(因为容量瓶的容积是在瓶身所标温度下确定的);④不能配制任意体积的溶液,只能配制容量瓶上规定容积的溶液。特别强调:(1)如果要配置240ml0.1mol·L-1NaOH溶液,计算时,一定要用体积250ml去计算(2)配置溶液,选用仪器时,选择容量瓶,一定要填写容量瓶的容积2、配制流程图示3、配制溶液的误差分析技巧(1)误差分析的思维流程(2)定容时视线引起误差的分析方法①仰视刻度线[图(a)],导致溶液体积偏大,结果偏低。②俯视刻度线[图(b)],导致溶液体积偏小,结果偏高。四、一定物质的量浓度溶液的配制误差分析(1)分析依据:c=eq\f(n,V)=eq\f(m,MV),其中变量为m、V。(2)分析方法:结合实验操作判断是“m”还是“V”引起误差。以配制NaOH溶液为例,分析如下:能引起误差的一些操作因变量c/(mol·L-1)mV砝码与物品颠倒(使用游码)减小—偏低向容量瓶注液时少量溅出减小—未洗涤烧杯和玻璃棒减小—定容时,水多,用滴管吸出减小—定容摇匀后液面下降再加水—增大定容时仰视刻度线—增大砝码沾有其他物质或已生锈(未脱落)增大—偏高未冷却至室温就注入容量瓶定容—减小定容时俯视刻度线—减小定容后经振荡、摇匀,静置液面下降——不变铁及其化合物一、铁铁的化学性质1、自然界中铁的存在,铁元素在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝元素,居第四位。2、铁与非金属单质反应(1)铁与氯气反应:2Fe+3Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2FeCl3Cl2的氧化性较强,生成三价铁现象:剧烈燃烧,放出大量热,产生棕黄色烟。(2)铁与硫反应:Fe+Seq\o(=,\s\up7(△))FeSS的氧化性较弱,生成二价铁3、铁与水反应化学方程式为3Fe+4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4+4H2(1)实验结束时,先将导气管撤出,再移动酒精灯,以防止倒吸。(2)铁不能与冷水、热水反应,但高温下能与水蒸气反应。(3)铁与水蒸气反应的实验中,湿棉花的作用是加热时产生水蒸气。(4)现象为加热时试管内铁粉红热,点燃从试管中逸出的气体可听到爆鸣声。4、铁与盐(溶液)反应(1)与铜盐:Fe+Cu2+=Fe2++Cu(2)与铁盐:Fe+2Fe3+=3Fe2+5、铁的“钝化”:常温下,铁遇到,冷的浓硫酸或浓硝酸,在铁的表面会生成一层结构致密的氧化膜,从而隔离内部的铁与浓硫酸或浓硝酸接触,从而反应终止。铁的“钝化”,是一个化学反应。二、铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4名称(俗称)氧化亚铁氧化铁(铁红)四氧化三铁(磁性氧化铁)物质类别碱性氧化物碱性氧化物不是碱性氧化物色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铁的价态+2价+3价+2价,+3价与H+反应的离子方程式FeO+2H+Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O共性高温时,都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原,生成单质铁与CO化碳反应:FexOy+yCOeq\o(=,\s\up7(高温))xFe+yCO2铝热反应:3FexOy+2yAleq\o(=,\s\up7(高温))3xFe+yAl2O3三、铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+Fe3++3H2O受热分解隔绝空气,Fe(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))FeO+H2O2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3+3H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱反应:Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓二者的关系空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3【特别提醒】①FeO、Fe3O4、Fe(OH)2与HNO3反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。四、Fe2+和Fe3+的检验1、亚铁盐(1)Fe2+的氧化性和还原性含有Fe2+的溶液呈浅绿色,Fe2+处于铁的中间价态,既有氧化性,又有还原性,其中以还原性为主,如,遇Br2、Cl2、H2O2、NOeq\o\al(-,3)(H+)、MnOeq\o\al(-,4)(H+)等均表现为还原性。Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O向FeCl2溶液中滴加酸性KMnO4溶液,溶液褪色。反应的离子方程式:MnOeq\o\al(-,4)+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。亚铁离子与氯气的作用:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-(2)Fe2+的盐(如硫酸亚铁)溶液因水解呈酸性。2、铁盐(1)氧化性:含有Fe3+的溶液呈黄色,Fe3+处于铁的高价态,遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为氧化性。如用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜箔,反应的离子方程式2Fe3++Cu=2Fe3++Cu2+。(2)易水解:Fe3+极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中。3、亚铁盐、铁盐性质应用(1)盐溶液的配制与保存(2)物质的制备(3)判断离子能否共存Fe2+eq\f(不共存,)NOeq\o\al(-,3)(H+)、ClO-、MnOeq\o\al(-,4)(H+)Fe3+eq\f(不共存,)S2-、I-、SOeq\o\al(2-,3)Fe3+eq\f(不共存,)HCOeq\o\al(-,3)、COeq\o\al(2-,3)等水解相互促进的离子五、防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。六、Fe2+、Fe3+的检验方法(1)Fe2+的检验方法1eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))无现象eq\o(―――――――→,\s\up11(滴加氯水),\s\do4(或双氧水))溶液变红色,证明含有Fe2+方法2eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,证明含有Fe2+方法3加入K3[Fe(CN)6],生成蓝色沉淀,证明含有Fe2+(2)Fe3+的检验方法1eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(――――――――→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液变红色,证明含有Fe3+方法2eq\a\vs4\al(样品溶液)eq\o(―――――――→,\s\up7(加入NaOH溶液))产生红褐色沉淀,证明含有Fe3+方法3加入苯酚,如果溶液出现紫色,证明含有Fe3+七、铁及其化合物的相互转化1、Fe、Fe2+、Fe3+的相互转化铁三角(1)Fe2+既具有氧化性又具有还原性Fe2+→Fe3+(与强氧化剂反应:如O2、Cl2、Br2、H2O2、HNO3、KMnO4(H+)、浓H2SO4、等)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O3Fe2++4H++NOeq\o\al(-,3)=3Fe3++NO↑+2H2O(2)Fe3+具有较强氧化性,可被还原为Fe2+或Fe①Fe3+→Fe2+(与还原剂反应:如Fe、Cu、I-、S2-等)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+。2Fe3++2I-=I2+2Fe2+②Fe3+→Fe(与还原剂反应:如C、CO、Al等)Fe2O3+2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3(铝热反应)金属材料一、铝镁的性质及应用1、金属铝的化学性质①2Al+Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe+Al2O3(铝热反应)②2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑,或者2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2、铝的制备和用途(1)制备原理:工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因,是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。(2)冰晶石的作用:降低氧化铝的熔点二、铝的重要化合物1、氧化铝(刚玉),化学性质(两性氧化物)与H+反应Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 与强碱反应Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,或者Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-2、氢氧化铝(1)物理性质:白色胶状不溶于水的固体,有较强的吸附性。(2)化学性质(两性氢氧化物)与H+反应Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 与强碱反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,或者Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-(3)制备①向铝盐中加入氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NHeq\o\al(+,4)。②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2,离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2===Al(OH)3↓+HCOeq\o\al(-,3)。③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合:3[Al(OH)4]-+Al3+===4Al(OH)3↓。3、明矾净水原理:明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH<7。明矾可以净水,其净水的原理是Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水三、铜化学性质反应物化学方程式非金属单质Cl2Cu+Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))CuCl2(棕黄色烟)S2Cu+Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S盐AgNO3、FeCl3Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag、Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2四、合金(1)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的低;②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。(2)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属,也可以是金属与非金属,合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。(3)常温下,多数合金是固态,但钾、钠合金呈液态。(4)合金组成条件:组分的沸点一定要高于任何一种组分的熔点五、铝三角的应用(1)有关离子共存问题①与Al3+不能大量共存的(阴)离子有:OH-、AlOeq\o\al(-,2)、HS-、SiOeq\o\al(2-,3)、COeq\o\al(2-,3)、HCOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,3)等。②与AlOeq\o\al(-,2)不能大量共存的(阳)离子有:H+、Al3+、NHeq\o\al(+,4)、Fe2+、Fe3+等。③AlOeq\o\al(-,2)与HCOeq\o\al(-,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。(2)分析离子反应顺序①向含有Al3+、NHeq\o\al(+,4)、H+的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,反应顺序是:Ⅰ.H++OH-===H2O;Ⅱ.Al3++3OH-===Al(OH)3↓(若先与NHeq\o\al(+,4)反应,则生成的NH3·H2O又使Al3+沉淀且生成NHeq\o\al(+,4));Ⅲ.NHeq\o\al(+,4)+OH-===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3,则产生的AlOeq\o\al(-,2)又与NHeq\o\al(+,4)反应生成沉淀];Ⅳ.Al(OH)3+OH-===AlOeq\o\al(-,2)+2H2O。②向含有AlOeq\o\al(-,2)、COeq\o\al(2-,3)、OH-的混合溶液中逐滴加入盐酸,反应顺序是:Ⅰ.OH-+H+===H2O;Ⅱ.AlOeq\o\al(-,2)+H++H2O===Al(OH)3↓(AlOeq\o\al(-,2)比COeq\o\al(2-,3)先反应);Ⅲ.COeq\o\al(2-,3)+H+===HCOeq\o\al(-,3);Ⅳ.HCOeq\o\al(-,3)+H+===CO2↑+H2O[HCOeq\o\al(-,3)比Al(OH)3先反应];Ⅴ.Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O。六、物质的量在化学方程式中的应用关键:化学方程式中,化学计量系数之比,等于物质的量之比原子结构一、原子结构、同位素1、原子结构(1)构成原子或离子的微粒间的数量关系①原子中:质子数(Z)=核电荷数=原子序数=核外电子数。②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带电荷数。如Mg2+的核外电子数是10。④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带电荷数。如Cl-的核外电子数是18。(2)符号中各个字母的含义【特别提醒】①原子中不一定都含有中子,如eq\o\al(1,1)H中没有中子。②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子,如互为同位素的各原子。③易失去1个电子形成+1价阳离子的不一定是金属原子,如氢原子失去1个电子形成H+。④形成稳定结构的离子最外层不一定是8个电子,如Li+为2个电子稳定结构。2、核素、同位素(1)概念辨析核数,原子概念,就是一种具体的原子。如,1H氕(H)、2H氘(D)、3H氚(T)、12C、14C、16O、18O同位素,原子之间的关系(2)同位素的特征,相同存在形态的同位素,化学性质几乎完全相同,物理性质不同。(3)同位素的“六同三不同”(4)元素、核素、同位素的联系与区别①现行元素周期表已发现的元素有118种,由于同位素的存在,故核素的种数远大于118种。②不同核素可能具有相同的质子数,如eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H;也可能具有相同的中子数,如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(16,8)O;也可能具有相同的质量数,如eq\o\al(14,6)C、eq\o\al(14,7)N。③同位素之间的转化,既不是物理变化也不是化学变化,是核反应。④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种:H2、D2、T2、HD、HT、DT,他们的物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同,物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。⑥利用同位素原子示踪法,可用于分析化学反应原理;利用同位素知识,可用于探测文物年代二、核外电子排布规律(1)在同一原子中各电子层之间的关系电子层数(n)1234567符号KLMNOPQ电子层能量的关系从低到高电子层离核远近的关系从近到远(2)在含有多个电子的原子里,电子依能量的不同是分层排布的,其主要规律是:①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层;②每个电子层最多容纳2n2个电子(n为电子层数)③最外层电子数不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)④次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)⑤倒数第三层电子数目不能超过32个(K层为倒数第三层时不能超过2个)【特别提醒】核外电子排布的几条规律是相互联系的,不能孤立地理解,必须同时满足各项要求,如M层不是最外层时,最多能容纳18个电子,当M层为最外层时,最多容纳8个电子。(3)最外层电子数与元素性质的关系①稀有气体元素原子最外层已排满8个电子(He排满2个),既不易得到电子又不易失去电子,通常表现为0价。所以,稀有气体为单原子分子。如氦气,化学式He②金属元素原子最外层电子数一般小于4,常易失去最外层电子,形成8电子或2电子(如Li+)稳定结构的阳离子,在化合物中显正化合价。③非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4,易得到电子或形成共用电子对,达到最外层8电子稳定结构,在化合物中既显正价又显负价(F无正价)。元素周期表一、元素周期表及其应用1、原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。2、元素周期表的结构(1)周期(7个横行,7个周期)短周期长周期序号一二三四五六七元素种类288181832320族元素原子序数21018365486118强调:①周期排列的原则:电子层数相同,原子序数依次递增顺序排列②原子电子层数=周期数③短周期元素,就是高中必须强记的1-18号元素;(2)族(18个纵行,16个族)主族列121314151617族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA副族列345671112族ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡBⅧ族第8、9、10,共3个纵行0族第18纵行【特别提醒】①含元素种类最多的族是第ⅢB族,共有32种元素;周期中,含元素最多的为第六、七周期,各32种元素。②过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族,全部是金属元素,原子最外层电子数不超过2个(1~2个)。强调:①族的排列原则:最外层电子数相同,电子层数依次增加的顺序;②拉丁字母的书写规范;③对于主族元素,对外层电子数=族序数④零族,第Ⅷ族,不是主族,也不是副族;过渡元素,包含副族与第Ⅷ族⑤描述某元素在周期表中的位置:周期数,族序数。请注意规范书写。如:O元素,(第二周期,第ⅥA族)(3)元素周期表中元素的分区①分界线:如图所示,沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线,即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。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。③分界线附近元素的性质:既表现金属元素的性质,又表现非金属元素的性质。3、元素周期表的应用-寻找新材料二、碱金属元素1、碱金属元素(1)碱金属元素原子结构的特点:①相同点:碱金属元素原子的最外层都有1个电子,②不同点:碱金属元素原子的核电荷数和电子层数各不相同。(2)碱金属元素性质的相似性和递变性①相似性:由于碱金属元素原子最外层都只有一个电子,所以都容易失去最外层电子,都表现出很强的金属性,化合价都是+1价。②递变性:随着核电荷数的递增,碱金属元素原子的电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强,故从锂到铯,金属性逐渐增强。2、碱金属元素单质化学性质的相似性和递变性(1)相似性(用R表示碱金属元素)(2)递变性具体表现如下(按从Li→Cs的顺序)①与O2的反应越来越剧烈,产物越来越复杂,如Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。②与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。③最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。即碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH(3)碱金属的一般性与特殊性①一般性相似性递变性(由Li→Cs)元素性质都具有较强的金属性,最高正价均为+1价金属性逐渐增强单质性质物理性质(除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低密度呈增大趋势(钾反常),熔、沸点逐渐降低化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂②特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。3、判断元素金属性强弱
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