内容正文:
第1章 物质及其变化(知识清单)
课题1 物质的变化
1. 物质是在不断变化着的
(1)物理变化和化学变化
类型
定义
本质
特点
实例
物理变化
构成物质的微粒本身
仅
改变
水结冰、铁丝弯曲
化学变化
原子 形成 ,构成物质的微粒本身
伴随
等变化
燃烧、光合作用
联系
(2)物理变化与化学变化的本质区别
宏观:
微观:
注意:发光、放热、变色、气体的放出、沉淀的析出等现象能帮助我们判断是否发生化学变化,但不一定是充分的依据,有的物理变化也有发光放热现象,如电灯发光放热属于物理变化。判断是否发生化学变化的依据是看有没有新物质生成。
(3)物理性质: 。如颜色、状态、气味、味道、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、导电性、导热性、吸水性,吸附性等。
化学性质: 。如氧化性、还原性、可燃性、稳定性、碱性、酸性、毒性、脱水性等。
(4)性质则是对变化过程的一个总结,描述性质的语言一般含有这些词语“易、可以、能够”等;变化描述的是一个过程,而描述变化的语言一般含有这些词语“产生、变成、生成、成了、形成”。
性质:如酒精能挥发、铁器易生锈、纸张能燃烧;
变化:如水变成水蒸气、铁杵磨成针等。
2.探究物质变化的方法
(1)通过实验观察以下方面寻找证据:
操作:
向澄清石灰水(含Ca(OH)₂)中滴加碳酸钠溶液 → 白色沉淀(化学变化)。
向蒸馏水中滴加碳酸钠溶液 → 无现象(物理变化)。
特性反应:
氯化铁 + 硫氰化钾 → 溶液变红(检验 的存在)。
无水硫酸铜 + 水 → 蓝色(检验 )。
课题2 物质的酸碱性
1.酸与酸性物质
(1)酸的定义: 。
常见酸:盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH₃COOH)。
酸根离子:把某种酸电离产生的阴离子叫做这种酸的酸根离子,如Cl-、SO42-
(2)酸性物质:使溶液pH<7的物质。
包括:酸本身(如盐酸、柠檬汁);某些盐溶液(如硫酸铜溶液、氯化铵溶液)。
(3)酸溶液 是酸性溶液,酸性溶液 是酸溶液,酸性溶液一定含有 离子。
2.碱与碱性物质
(1)碱的定义: 。
常见碱:氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氨水(NH₃·H₂O)。
(2)碱性物质:使溶液pH>7的物质。
包括:碱本身(如石灰水、烧碱);某些盐溶液(如碳酸钠溶液)。
(3)碱溶液 是碱性溶液,碱性溶液 是碱溶液,碱性溶液一定含有 离子。
3.酸碱指示剂
(1)作用:通过颜色变化判断溶液酸碱性。
(2)常用指示剂变色规律:
指示剂
酸性溶液(pH<7)
中性溶液(pH=7)
碱性溶液(pH>7)
紫色石蕊试液
无色酚酞试液
蓝色石蕊试纸
红色石蕊试纸
4.溶液酸碱性的强弱(pH)
(1)pH范围: 。
pH<7: 性(数值越小,酸性越 )。
pH=7: 性(如纯水)。
pH>7: 性(数值越大,碱性越 )。
(2)pH测定方法:
。
(3)操作错误的后果
将pH试纸直接浸入待测液→
用手触摸试纸显色区→汗液污染导致读数
使用湿润的玻璃棒或润湿试纸→
5.酸碱性在生活中的应用
人体:血液pH=7.35~7.45(超出范围危及生命)。
汗液 pH≈5.5~6.6(弱酸性)。
日用品:洗衣皂(碱性,pH高)→ 去污;香皂(pH较低)→ 护肤。
食品保存:食醋(pH≈3)抑制细菌繁殖。
农业:中性土壤(pH≈7)最适合作物生长;盐碱地(pH>9)导致草木难生。
环境:酸雨(pH<5.6),SO₂、NO₂ 排放,腐蚀建筑、危害植物。
课题3 常见的酸
1.酸的定义与常见实例
(1)定义:电离时生成的阳离子全部是氢离子(H⁺)的化合物。
(2)常见实例:
人的胃液中含有 。
汽车电瓶(蓄电池)中含有 。
食醋中含有3%~5%的 。
酸雨中含有极少量的 和 。
重要酸:盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)、醋酸(CH₃COOH)是几种重要的酸。
2.盐酸(HCl)
(1)物理性质
①纯净盐酸是 色液体(工业盐酸因含杂质Fe3+可能呈 色)。
②浓盐酸具有 性(打开瓶口能看到 ),有 气味。
白雾的形成:
敞口放置的浓盐酸:溶质质量 、溶质质量分数
(2)化学性质
①与硝酸银(AgNO₃)反应:生成不溶于水和酸的白色氯化银(AgCl)沉淀。(盐酸的特性)
现象:
化学方程式: 应用:此反应用于检验 或 的存在。
②与碳酸钙(如鸡蛋壳)反应(碳酸盐)
现象: 。(检验生成的二氧化碳可用 或 )
化学方程式: ③与金属氧化物(如铁锈 Fe₂O₃)反应
现象:
化学方程式: ④与金属氧化物(如氧化铜 CuO)反应:
现象: 化学方程式: ⑤与活泼金属(如铁Fe)反应生成氢气
现象:
化学方程式: ⑥与碱(如氢氧化铜)反应
现象: 化学方程式: 总结
盐酸的化学性质:盐酸能与 发生化学反应。
3.硫酸(H₂SO₄)
(1)稀硫酸的化学性质(与盐酸相似)
①与活泼金属(锌粒Zn)反应
现象: 化学方程式: ②与金属氧化物[氧化铁(Fe₂O₃)]反应
现象: 化学方程式: 与氧化铜(CuO)反应
现象: 化学方程式: ③与碱[氢氧化铜(Cu(OH)₂)]反应
现象: 化学方程式: ④与某些盐[氯化钡(BaCl₂)]反应
现象: 化学方程式: (不溶于水和酸的硫酸钡沉淀)
应用:硝酸钡和硝酸/先加盐酸再加氯化钡,用于检验硫酸根离子。
总结:稀硫酸能与 反应。
(2)浓硫酸的特性(与稀硫酸显著不同)
①物理性质: 色、 、 状液体。
②浓硫酸溶于水 。
稀释操作:
③吸水性:能直接吸收空气中的 (属于 变化)。
用途:实验室常用作 (干燥O₂、H₂、CO₂等中性或酸性气体)。
浓硫酸敞口放置:溶质质量 ,溶剂质量 ,溶质质量分数 。
④脱水性:能将有机物(如纸、棉花、木材、皮肤)中的 、 元素按 的组成比例脱去,留下黑色的碳(属于 变化)。
⑤强腐蚀性:操作时必须非常小心。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先 ,然后 ,最后 ,严重时应立即送医院。
4.酸的通性
(1)原因:稀盐酸、稀硫酸以及其他酸的水溶液中都含有 。
(2)主要通性:
①
② ③
④ ⑤ 注意: 浓硫酸、硝酸具有强氧化性,与金属反应通常不生成氢气,此通性主要指稀盐酸、稀硫酸等。
5.盐酸与硫酸的用途
盐酸(HCl):重要化工产品、金属表面除锈、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)、人体胃液中含有,帮助消化。
硫酸(H₂SO₄):极其重要的化工原料(被称为“化学工业之母”)、生产化肥、农药、火药、染料;冶炼金属;精炼石油;金属除锈;实验室中浓硫酸用作干燥剂。
硝酸(HNO₃):工业上用途广泛的强酸。具有很强的腐蚀性。
课题4 常见的碱
1.碱的通性
①与酸碱指示剂的反应
碱的水溶液能使紫色石蕊试液变 色。使无色酚酞试液变 色。
②与某些非金属氧化物的反应生成盐和水
碱能吸收某些酸性气体(如二氧化碳CO2、二氧化硫SO₂)。
化学方程式: 、
应用:工业上常用碱溶液(如NaOH溶液)吸收废气中的酸性气体(如SO₂),减少污染。
③与某些盐溶液的反应新碱和新盐(通常有沉淀)
氯化铜溶液( 色) + 氢氧化钠溶液 → 色絮状沉淀。
化学方程式: 氯化铁溶液( 色) + 氢氧化钠溶液 → 色絮状沉淀。
化学方程式:
④与酸反应生成盐和水
2.氢氧化钠 (NaOH)
俗名:
状态: 色固体。
(1)物理性质
潮解性:暴露在空气中容易吸收 ,表面变得 并逐渐 。这种现象称为潮解。
溶解性: 溶于水,溶解时放出 。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②强腐蚀性:对皮肤、纸张、织物、蛋白质、油脂等有强烈的腐蚀作用。
氢氧化钠溶液中加入食用油:充分振荡后,油脂被反应(皂化),现象可能为乳化或形成其他产物。
鸡蛋清放入浓氢氧化钠溶液中:蛋白质变性凝固(或溶解)。
与蛋白质、油脂的反应:这是其具有强腐蚀性的原因。
氢氧化钠溶液粘到皮肤上,需立即用 ,用2%-3%的 溶液中和。
(3)用途:重要的 ,用于生产肥皂、纸张、人造纤维等。利用其潮解性,可用作某些气体(如氧气、氢气)的 (不能干燥酸性气体如 、 等)。石油、纺织工业中的除杂剂。
(4)制取(化学方程式): (5)NaOH露置于空气中还会吸收空气中的CO2而变质,反应的化学方程式为
检验氢氧化钠是否变质的方法: ;
检验氢氧化钠变质程度:
3.氢氧化钙 (Ca(OH)₂)
俗名:
状态: 色粉末状固体。
(1)物理性质
溶解性: 溶于水,其水溶液俗称 。
(2)化学性质
①具有碱的通性。
②腐蚀性
(3)典型反应
氢氧化钙溶液 + 盐酸 → 氯化钙 + 水
化学方程式: 氢氧化钙溶液 + 硫酸 → 硫酸钙(微溶物) + 水
化学方程式: 与某些盐溶液反应
氢氧化钙溶液 + 碳酸钠溶液 → 白色沉淀 (碳酸钙)
化学方程式: 氢氧化钙溶液 + 氯化铁溶液 → 红褐色絮状沉淀 (氢氧化铁)
化学方程式: (4)用途: (5)制取: ,反应放出 ,氧化钙俗称 ,具有吸水性,常用作 。
4.碱具有相似性质的原因
氢氧化钠、氢氧化钙及其他可溶性碱,其水溶液都含有相同的 。因此,它们表现出一些相似的性质。
碱的通性
①
② ③ ④
课题5 酸和碱之间的反应
1.酸碱反应(中和反应)
(1)定义: (2)典型反应与产物
氢氧化钠 + 盐酸 → 氯化钠 + 水
化学方程式:
氢氧化钠 + 硫酸 → 硫酸钠 + 水
化学方程式:
(3)反应终点的判断方法
①指示剂法
在含酚酞试液的碱性溶液(如NaOH溶液)中滴加酸(如HCl、H₂SO₄)。
现象: 解释:酚酞在碱性溶液中显 色,在酸性或中性溶液中显 色。颜色褪去表明 ,酸和碱发生了反应。
②pH法:用pH计或试纸测量溶液的pH,将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,溶液的pH逐渐 ,当pH=7时,两者 。
③检测氢氧化钠或盐酸是否有剩余,以判断两者是否发生反应。
④中和反应 ,可监测溶液的温度,当温度最高时说明 ,之后继续加入溶液会导致温度 。
(4)反应产物验证
将恰好反应后(红色刚好褪去)的溶液蒸干。
现象: 解释:该白色固体是反应生成的 。
2.酸与碱反应的实质
实质: 离子方程式: 3.酸碱反应的应用
①改良土壤酸碱性:向酸性土壤中施加碱性物质,如 ,利用中和反应降低土壤酸性。
②处理工业废水
工厂排放的废水中可能含有酸性物质。可加入碱性物质(如 或 )进行中和处理,使废水达到排放标准。
③精炼石油:石油精炼过程中可能产生或残留酸性物质。可加入 来中和过量的酸。
④胃酸(主要含HCl)过多时,服用含 或 的药物中和胃酸。
⑤被蚊虫叮咬(分泌酸性物质)后,涂抹碱性肥皂水或氨水减轻痛痒。
⑥调节游泳池水的pH(通常用酸或碱使水保持弱碱性)。
4. 中和反应优先原则
在混合溶液中同时存在酸、碱、盐时,酸与碱的中和反应会优先于酸与盐或碱与盐的反应进行。
课题6 几种重要的盐
1.什么是盐
(1)定义:盐是 ,由
和 构成。
注意:食盐特指氯化钠(NaCl),属于盐类的一种。科学上的“盐”是一类物质的总称(如硫酸铜、碳酸钠等)。
(2)存在形式:自然界中许多盐以晶体形式存在,如硫酸铜晶体(蓝色)、硫酸亚铁晶体(浅绿色)等。
2.几种盐的性质
(1)碳酸钠
俗名: ;化学式: , 溶于水
碳酸钠晶体:Na2CO3⋅10H2O,(结晶水合物),像这样的结晶水合物中,所含的水称为结晶水。在干燥空气中易失去结晶水变为Na2CO3粉末(风化过程)。
溶液性质:水溶液呈 性(滴加酚酞试液变 )。
(2)碳酸钙
俗名:
化学式: ( 溶于水)
来源:汉白玉(纯净)、大理石(含杂质)、石灰石(质地致密)均为碳酸钙岩石。
用途:建筑材料、生产石灰和水泥。
(3)食盐(氯化钠)
化学式: , 溶于水
来源:海水、盐湖、井盐。
作用:维持人体电解质平衡(生理盐水用于失盐补充)。防腐作用:浓食盐溶液使细胞脱水、蛋白质凝固,抑制细菌繁殖。
检验方法:汗液中滴加 溶液产生
化学方程式: 3.盐的制取
(1)溶解性分类:可溶性盐、不溶性盐(见溶解性表)
OH-(碱类): 可溶; 微溶
NO3-(硝酸盐): 可溶
Cl-(氯化物): 难溶(既不溶于水也不溶于强酸)
SO42-(硫酸盐): 难溶(既不溶于水也不溶于强酸); 微溶
CO32-(碳酸盐): 可溶,其余均不溶
(2)复分解反应:
反应发生的条件:
实例:Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl(现象:产生白色沉淀)
(3)制取方法
物理法:从盐湖提取(如天然纯碱)。
化学法:侯氏制碱法(化学合成,提高原料利用率)。
碳酸钠与氢氧化钙反应:Na2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓,工业上用该反应制取烧碱。
4.盐与化肥
(1)化肥定义:以矿物、空气、水为原料,经化学加工制成的提供植物养分的盐类。
(2)分类与作用
类型
作用
缺乏时的表现
氮肥
磷肥
钾肥
复合肥
含两种及以上营养元素
化肥的局限性:长期使用易导致土壤板结,需配合农家肥(含有机物及微量元素)改良土壤。
波尔多液配制:硫酸铜 + 石灰乳 → 碱式复盐(无机铜杀菌剂)。步骤:硫酸铜溶液倒入石灰乳(禁用铁器),搅拌制成。
5.硫酸根离子的检验:
氯离子的检验: 6.盐的化学性质
① ②
③ ④
易错点辨析
易错点1:误用现象判断物理变化与化学变化
易错点描述:学生常根据发光、放热、变色、气体产生等现象直接判断为化学变化,而忽略本质依据。
辨析与正确观点:正确依据是“宏观:是否有新物质生成;微观:微粒本身是否发生改变”。例如,水结冰(物理变化)仅状态改变,无新物质;燃烧(化学变化)原子重组生成新分子。
易错点2:酸的通性过度泛化
易错点描述:误以为所有酸与金属反应都生成氢气,忽略浓硫酸和硝酸的强氧化性。
辨析与正确观点:酸的通性主要指稀盐酸、稀硫酸,浓硫酸、硝酸与金属反应通常不生成H₂(如生成水或其他产物)。通性基于H⁺离子,包括与金属、金属氧化物、碱、盐的反应。
易错点3:碱的通性应用错误
易错点描述:误以为所有碱都能与任何盐反应,忽略溶解性条件。
辨析与正确观点:碱的通性需“可溶性碱”,反应条件为生成沉淀。碱溶液含OH⁻离子,但微溶碱如Ca(OH)₂应用有限,如配制波尔多液。
易错点4:中和反应优先原则忽视
易错点描述:在混合溶液中,忽略酸与碱的反应优先于酸与盐或碱与盐的反应。
辨析与正确观点:中和反应优先原则,即酸和碱共存时先反应。酸与碱生成水后,才可能与盐反应。例如,将足量的氢氧化钠溶液加入到盐酸和氯化铜混合溶液中,氢氧化钠先与盐酸反应,再与氯化铜反应生成蓝色沉淀,故现象为一开始无沉淀,一段时间之后出现蓝色沉淀。
易错点5:盐的溶解性与复分解条件混淆
易错点描述:溶解性表记忆出错,或误以为所有盐都可溶,或复分解反应无需条件。
辨析与正确观点:复分解反应发生的条件是生成沉淀、气体或者水,根据溶解性规则可判断是否生成沉淀,其实质是离子交换,从而判断反应是否成立。
易错点6:离子检验方法误用
易错点描述:硫酸根离子(SO₄²⁻)或氯离子(Cl⁻)检验时,省略酸洗步骤。或加入溶液顺序出错。
辨析与正确观点: SO₄²⁻检验需“先加盐酸无现象,再加BaCl₂产生白色沉淀”这是为了排出碳酸根离子、银离子的干扰,溶液加入顺序不可颠倒,也可“加入硝酸银和硝酸溶液”顺序无要求;Cl⁻检验用AgNO₃和HNO₃,避免干扰离子(如CO₃²⁻)。
方法提炼
1.对比归纳法
用于区分易混淆概念,如物理变化和化学变化、盐酸的性质和硫酸的性质、氢氧化钠的性质和氢氧化钙的性质等。提取核心差异如概念、本质、特点、实例、颜色、状态、化学反应等,可用于对比记忆,也可用于总结归纳物质的性质,如利用盐酸和硫酸的化学性质归纳酸的通性等。
2.标准化实验操作流程
适用于易错实验操作,如pH测定、浓硫酸稀释等。
(1)pH测定
标准化操作:用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,30秒内对比标准比色卡。
错误规避:试纸浸入溶液→污染溶液;
手触显色区→汗液干扰显色;
润湿pH试纸→稀释溶液,碱性溶液pH偏低,酸性溶液pH偏高。
(2)浓硫酸稀释
标准化操作:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
反向记忆:水入酸→飞溅危险!!!
3.规律应用方法
适用于酸、碱、盐的性质应用,如酸的通性和浓盐酸、浓硫酸的特性,碱的通性和碱的特性,盐的通性和盐的特性。 通性模板化记忆,主要归纳该类物质能与哪些物质发生反应,生成的物质及反应成立的条件,如盐与其他物质反应要求可溶性和生成物等。特性单独记忆,如浓盐酸的挥发性、浓硫酸的吸水、脱水、腐蚀性,氢氧化钠和氢氧化钙的性质、碳酸钠和碳酸钙的性质等,常见物质的性状、可溶性、制取、用途、特殊性质等。可列表对比记忆。
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第1章 物质及其变化(知识清单)
课题1 物质的变化
1. 物质是在不断变化着的
(1)物理变化和化学变化
类型
定义
本质
特点
实例
物理变化
无新物质生成的变化
构成物质的微粒本身没有发生改变
仅形态、状态或形状改变
水结冰、铁丝弯曲
化学变化
生成新物质的变化
原子重组形成新分子,构成物质的微粒本身发生改变
伴随能量、颜色、沉淀等变化
燃烧、光合作用
联系
化学变化与物理变化往往同时发生,在化学变化中,同时发生物理变化;在物理变化中,不一定发生化学变化
(2)物理变化与化学变化的本质区别
宏观:是否有新物质生成
微观:微粒本身是否发生改变
注意:发光、放热、变色、气体的放出、沉淀的析出等现象能帮助我们判断是否发生化学变化,但不一定是充分的依据,有的物理变化也有发光放热现象,如电灯发光放热属于物理变化。判断是否发生化学变化的依据是看有没有新物质生成。
(3)物理性质:不需要化学变化就能表现出来的性质。如颜色、状态、气味、味道、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、导电性、导热性、吸水性,吸附性等。
化学性质:在化学变化中所表现出来的性质。如氧化性、还原性、可燃性、稳定性、碱性、酸性、毒性、脱水性等。
(4)性质则是对变化过程的一个总结,描述性质的语言一般含有这些词语“易、可以、能够”等;变化描述的是一个过程,而描述变化的语言一般含有这些词语“产生、变成、生成、成了、形成”。
性质:如酒精能挥发、铁器易生锈、纸张能燃烧;
变化:如水变成水蒸气、铁杵磨成针等。
2.探究物质变化的方法
(1)通过实验观察以下方面寻找证据:
操作:
向澄清石灰水(含Ca(OH)₂)中滴加碳酸钠溶液 → 白色沉淀(化学变化)。
向蒸馏水中滴加碳酸钠溶液 → 无现象(物理变化)。
特性反应:
氯化铁 + 硫氰化钾 → 溶液变红(检验Fe³⁺的存在)。
无水硫酸铜 + 水 → 蓝色(检验水分)。
课题2 物质的酸碱性
1.酸与酸性物质
(1)酸的定义:电离时生成的阳离子全部是氢离子(H⁺)的化合物。
常见酸:盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH₃COOH)。
酸根离子:把某种酸电离产生的阴离子叫做这种酸的酸根离子,如Cl-、SO42-
(2)酸性物质:使溶液pH<7的物质。
包括:酸本身(如盐酸、柠檬汁);某些盐溶液(如硫酸铜溶液、氯化铵溶液)。
(3)酸溶液一定是酸性溶液,酸性溶液不一定是酸溶液,酸性溶液一定含有氢离子。
2.碱与碱性物质
(1)碱的定义:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子(OH⁻) 的化合物。
常见碱:氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钙(Ca(OH)₂)、氨水(NH₃·H₂O)。
(2)碱性物质:使溶液pH>7的物质。
包括:碱本身(如石灰水、烧碱);某些盐溶液(如碳酸钠溶液)。
(3)碱溶液一定是碱性溶液,碱性溶液不一定是碱溶液,碱性溶液一定含有氢氧根离子。
3.酸碱指示剂
(1)作用:通过颜色变化判断溶液酸碱性。
(2)常用指示剂变色规律:
指示剂
酸性溶液(pH<7)
中性溶液(pH=7)
碱性溶液(pH>7)
紫色石蕊试液
红色
紫色
蓝色
无色酚酞试液
无色
无色
红色
蓝色石蕊试纸
红色
蓝色
蓝色
红色石蕊试纸
红色
红色
蓝色
4.溶液酸碱性的强弱(pH)
(1)pH范围:0~14。
pH<7:酸性(数值越小,酸性越强)。
pH=7:中性(如纯水)。
pH>7:碱性(数值越大,碱性越强)。
(2)pH测定方法:用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,30秒内对比标准比色卡,匹配颜色确定pH。
(3)操作错误的后果
将pH试纸直接浸入待测液→污染整瓶溶液
用手触摸试纸显色区→汗液污染导致读数不准确
使用湿润的玻璃棒→稀释溶液,pH值偏高/偏低
5.酸碱性在生活中的应用
人体:血液pH=7.35~7.45(超出范围危及生命)。
汗液 pH≈5.5~6.6(弱酸性)。
日用品:洗衣皂(碱性,pH高)→ 去污;香皂(pH较低)→ 护肤。
食品保存:食醋(pH≈3)抑制细菌繁殖。
农业:中性土壤(pH≈7)最适合作物生长;盐碱地(pH>9)导致草木难生。
环境:酸雨(pH<5.6),SO₂、NO₂ 排放,腐蚀建筑、危害植物。
课题3 常见的酸
1.酸的定义与常见实例
(1)定义:电离时生成的阳离子全部是氢离子(H⁺)的化合物。
(2)常见实例:
人的胃液中含有盐酸(HCl)。
汽车电瓶(蓄电池)中含有硫酸溶液(H₂SO₄)。
食醋中含有3%~5%的醋酸(CH₃COOH)。
酸雨中含有极少量的硫酸(H₂SO₄)和硝酸(HNO₃)。
重要酸:盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄)、硝酸(HNO₃)、醋酸(CH₃COOH)是几种重要的酸。
2.盐酸(HCl)
(1)物理性质
①纯净盐酸是无色液体(工业盐酸因含杂质Fe3+可能呈黄色)。
②浓盐酸具有挥发性(打开瓶口能看到白雾),有刺激性气味。
白雾的形成:浓盐酸挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合成盐酸小液滴,形成白雾
敞口放置的浓盐酸:溶质质量减小、溶质质量分数减小
(2)化学性质
①与硝酸银(AgNO₃)反应:生成不溶于水和酸的白色氯化银(AgCl)沉淀。(盐酸的特性)
现象:产生白色沉淀。
化学方程式:HCl + AgNO₃ = AgCl↓ + HNO₃
应用:此反应用于检验盐酸或氯离子(Cl⁻)的存在。
②与碳酸钙(如鸡蛋壳)反应(碳酸盐)
现象:有气泡冒出。(检验生成的二氧化碳可用燃着的木条或澄清石灰水)
化学方程式:CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂↑ + H₂O
③与金属氧化物(如铁锈 Fe₂O₃)反应
现象:红棕色固体(铁锈)溶解,溶液由无色变为黄色(Fe3+在溶液中呈黄色)。
化学方程式:Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O
④与金属氧化物(如氧化铜 CuO)反应:
现象:黑色粉末溶解,溶液由无色变为蓝色(Cu2+在溶液中呈蓝色)。
化学方程式:CuO + 2HCl = CuCl₂ + H₂O
⑤与活泼金属(如铁Fe)反应生成氢气
现象:固体逐渐溶解,有气泡冒出,溶液由无色变为浅绿色(Fe2+在溶液中呈浅绿色)。
化学方程式:Fe + 2HCl = FeCl2 + H₂↑
⑥与碱(如氢氧化铜)反应
现象:蓝色固体逐渐溶解,溶液变为蓝色。
化学方程式:2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O
总结
盐酸的化学性质:盐酸能与酸碱指示剂、某些盐、金属氧化物、活泼金属、碱等发生化学反应。
3.硫酸(H₂SO₄)
(1)稀硫酸的化学性质(与盐酸相似)
①与活泼金属(锌粒Zn)反应
现象:产生气泡。
化学方程式:Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
②与金属氧化物[氧化铁(Fe₂O₃)]反应
现象:红棕色粉末溶解,溶液变黄色
化学方程式:Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3H₂O
与氧化铜(CuO)反应
现象:黑色粉末溶解,溶液变蓝色
化学方程式:CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O
③与碱[氢氧化铜(Cu(OH)₂)]反应
现象:蓝色沉淀溶解,溶液变蓝色
化学方程式:Cu(OH)₂ + H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O
④与某些盐[氯化钡(BaCl₂)]反应
现象:产生白色沉淀
化学方程式:BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl(不溶于水和酸的硫酸钡沉淀)
应用:硝酸钡和硝酸/先加盐酸再加氯化钡,用于检验硫酸根离子。
总结:稀硫酸能与指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱、某些盐反应。
(2)浓硫酸的特性(与稀硫酸显著不同)
①物理性质:无色、粘稠、油状液体。
②浓硫酸溶于水放出大量的热。
稀释操作:必须将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,若将水倒入酸中会导致酸液飞溅伤人。
③吸水性:能直接吸收空气中的水分(属于物理变化)。
用途:实验室常用作干燥剂(干燥O₂、H₂、CO₂等中性或酸性气体)。
浓硫酸敞口放置:溶质质量不变,溶剂质量变大,溶质质量分数变小。
④脱水性:能将有机物(如纸、棉花、木材、皮肤)中的氢、氧元素按水的组成比例脱去,留下黑色的碳(属于化学变化)。
⑤强腐蚀性:操作时必须非常小心。如果浓硫酸不慎溅到皮肤上,要先用干布拭去,然后用大量清水冲洗,最后用小苏打溶液冲洗,严重时应立即送医院。
4.酸的通性
(1)原因:稀盐酸、稀硫酸以及其他酸的水溶液中都含有氢离子(H⁺)。
(2)主要通性:
①能使酸碱指示剂变色(如使紫色石蕊溶液变红)。
②能与活泼金属反应生成盐和氢气(如 Zn, Fe 与 HCl/H₂SO₄)。
③能与金属氧化物反应生成盐和水(如 Fe₂O₃, CuO 与 HCl/H₂SO₄)。
④能与碱反应生成盐和水(如 Cu(OH)₂ 与 H₂SO₄)。
⑤能与某些盐反应生成新盐和新酸(如 CaCO₃ 与 HCl, BaCl₂ 与 H₂SO₄)。
注意: 浓硫酸、硝酸具有强氧化性,与金属反应通常不生成氢气,此通性主要指稀盐酸、稀硫酸等。
5.盐酸与硫酸的用途
盐酸(HCl):重要化工产品、金属表面除锈、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)、人体胃液中含有,帮助消化。
硫酸(H₂SO₄):极其重要的化工原料(被称为“化学工业之母”)、生产化肥、农药、火药、染料;冶炼金属;精炼石油;金属除锈;实验室中浓硫酸用作干燥剂。
硝酸(HNO₃):工业上用途广泛的强酸。具有很强的腐蚀性。
课题4 常见的碱
1.碱的通性
①与酸碱指示剂的反应
碱的水溶液能使紫色石蕊试液变蓝色。使无色酚酞试液变红色。
②与某些非金属氧化物的反应生成盐和水
碱能吸收某些酸性气体(如二氧化碳CO2、二氧化硫SO₂)。
化学方程式:CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O、SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O
应用:工业上常用碱溶液(如NaOH溶液)吸收废气中的酸性气体(如SO₂),减少污染。
③与某些盐溶液的反应新碱和新盐(通常有沉淀)
氯化铜溶液(蓝色) + 氢氧化钠溶液 → 蓝色絮状沉淀。
化学方程式:CuCl₂ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + 2NaCl
氯化铁溶液(黄色) + 氢氧化钠溶液 → 红褐色絮状沉淀。
化学方程式:FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃↓ + 3NaCl
④与酸反应生成盐和水
2.氢氧化钠 (NaOH)
俗名:烧碱、火碱、苛性钠。
状态:白色固体。
(1)物理性质
潮解性:暴露在空气中容易吸收水分,表面变得潮湿并逐渐溶解。这种现象称为潮解。
溶解性:易溶于水,溶解时放出大量的热。
(2)化学性质
①具有碱的通性
②强腐蚀性:对皮肤、纸张、织物、蛋白质、油脂等有强烈的腐蚀作用。
氢氧化钠溶液中加入食用油:充分振荡后,油脂被反应(皂化),现象可能为乳化或形成其他产物。
鸡蛋清放入浓氢氧化钠溶液中:蛋白质变性凝固(或溶解)。
与蛋白质、油脂的反应:这是其具有强腐蚀性的原因。
氢氧化钠溶液粘到皮肤上,需立即用大量流动清水冲洗,用2%-3%的硼酸溶液中和。
(3)用途:重要的化工原料,用于生产肥皂、纸张、人造纤维等。利用其潮解性,可用作某些气体(如氧气、氢气)的干燥剂(不能干燥酸性气体如CO₂、SO₂等)。石油、纺织工业中的除杂剂。
(4)制取(化学方程式):Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
(5)NaOH露置于空气中还会吸收空气中的CO2而变质,反应的化学方程式为 2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O。
检验氢氧化钠是否变质的方法:加入过量的稀盐酸,若有气泡则变质;
检验氢氧化钠变质程度:加入过量的氯化钡或氯化钙,静置沉淀后滴加酚酞试液,若溶液变红,则为部分变质,若溶液无色,则全部变质。
3.氢氧化钙 (Ca(OH)₂)
俗名:熟石灰、消石灰。
状态:白色粉末状固体。
(1)物理性质
溶解性:微溶于水,其水溶液俗称石灰水。
(2)化学性质
①具有碱的通性。
②腐蚀性
(3)典型反应
氢氧化钙溶液 + 盐酸 → 氯化钙 + 水
化学方程式:Ca(OH)₂ + 2HCl = CaCl₂ + 2H₂O
氢氧化钙溶液 + 硫酸 → 硫酸钙 + 水 (可能产生微溶物)
化学方程式:Ca(OH)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2H₂O
与某些盐溶液反应
氢氧化钙溶液 + 碳酸钠溶液 → 白色沉淀 (碳酸钙)
化学方程式:Ca(OH)₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NaOH
氢氧化钙溶液 + 氯化铁溶液 → 红褐色絮状沉淀 (氢氧化铁)
化学方程式:3Ca(OH)₂ + 2FeCl₃ = 2Fe(OH)₃↓ + 3CaCl₂
(4)用途:建筑材料(如制漂白粉、砌砖抹墙)、改良酸性土壤、配制农药波尔多液等。
(5)制取:CaO+H2O===Ca(OH)2,反应放出大量的热,氧化钙俗称生石灰,具有吸水性,常用作干燥剂。
4.碱具有相似性质的原因
氢氧化钠、氢氧化钙及其他可溶性碱,其水溶液都含有相同的氢氧根离子(OH⁻)。因此,它们表现出一些相似的性质。
碱的通性
①碱的水溶液能使紫色石蕊试液变蓝、无色酚酞试液变红。
②碱的水溶液能与某些非金属氧化物反应(如吸收SO₂)。
③碱的水溶液能与酸发生中和反应。
④碱的水溶液能与某些盐溶液反应生成沉淀。
课题5 酸和碱之间的反应
1.酸碱反应(中和反应)
(1)定义: 酸和碱作用生成盐和水的反应。
(2)典型反应与产物
氢氧化钠 + 盐酸 → 氯化钠 + 水
化学方程式: NaOH + HCl = NaCl + H₂O
氢氧化钠 + 硫酸 → 硫酸钠 + 水
化学方程式: 2NaOH + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2H₂O
(3)反应终点的判断方法
①指示剂法
在含酚酞试液的碱性溶液(如NaOH溶液)中滴加酸(如HCl、H₂SO₄)。
现象:溶液颜色由红色逐渐变浅,最终变为无色。
解释:酚酞在碱性溶液中显红色,在酸性或中性溶液中显无色。颜色褪去表明溶液的碱性减弱直至消失,酸和碱发生了反应。
②pH法:用pH计或试纸测量溶液的pH,将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,溶液的pH逐渐减小,当pH=7时,两者恰好完全反应。
③检测氢氧化钠或盐酸是否有剩余,以判断两者是否发生反应。
④中和反应放热,可监测溶液的温度,当温度最高时说明两者完全反应,之后继续加入溶液会导致温度降低。
(4)反应产物验证
将恰好反应后(红色刚好褪去)的溶液蒸干。
现象:蒸发皿中留下白色固体。
解释:该白色固体是反应生成的盐。
2.酸与碱反应的实质
实质:酸溶液中的氢离子(H⁺)与碱溶液中的氢氧根离子(OH⁻)结合生成水分子(H₂O)。
离子方程式: H⁺ + OH⁻ → H₂O
3.酸碱反应的应用
①改良土壤酸碱性:向酸性土壤中施加碱性物质,如熟石灰 [主要含 Ca(OH)₂],利用中和反应降低土壤酸性。
②处理工业废水
工厂排放的废水中可能含有酸性物质。可加入碱性物质(如熟石灰或NaOH)进行中和处理,使废水达到排放标准。
③精炼石油:石油精炼过程中可能产生或残留酸性物质。可加入氢氧化钠(NaOH)来中和过量的酸。
④胃酸(主要含HCl)过多时,服用含氢氧化铝[Al(OH)₃]或碳酸氢钠(NaHCO₃)的药物中和胃酸。
⑤被蚊虫叮咬(分泌酸性物质)后,涂抹碱性肥皂水或氨水减轻痛痒。
⑥调节游泳池水的pH(通常用酸或碱使水保持弱碱性)。
4. 中和反应优先原则
在混合溶液中同时存在酸、碱、盐时,酸与碱的中和反应会优先于酸与盐或碱与盐的反应进行。
课题6 几种重要的盐
1.什么是盐
(1)定义:盐是酸与碱发生中和反应时生成的化合物(除水外),由金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成。
注意:食盐特指氯化钠(NaCl),属于盐类的一种。科学上的“盐”是一类物质的总称(如硫酸铜、碳酸钠等)。
(2)存在形式:自然界中许多盐以晶体形式存在,如硫酸铜晶体(蓝色)、硫酸亚铁晶体(浅绿色)等。
2.几种盐的性质
(1)碳酸钠
俗名:纯碱、苏打;化学式:Na2CO3,易溶于水
碳酸钠晶体:Na2CO3⋅10H2O,(结晶水合物),像这样的结晶水合物中,所含的水称为结晶水。在干燥空气中易失去结晶水变为Na2CO3粉末(风化过程)。
溶液性质:水溶液呈碱性(滴加酚酞试液变红)。
(2)碳酸钙
俗名:大理石、石灰石
化学式:CaCO₃(难溶于水)
来源:汉白玉(纯净)、大理石(含杂质)、石灰石(质地致密)均为碳酸钙岩石。
用途:建筑材料、生产石灰和水泥。
(3)食盐(氯化钠)
化学式:NaCl,易溶于水
来源:海水、盐湖、井盐。
作用:维持人体电解质平衡(生理盐水用于失盐补充)。防腐作用:浓食盐溶液使细胞脱水、蛋白质凝固,抑制细菌繁殖。
检验方法:汗液中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀(AgCl↓)
化学方程式:NaCl + AgNO3 = AgCl↓+ NaNO3
3.盐的制取
(1)溶解性分类:可溶性盐、不溶性盐(见溶解性表)
OH-(碱类):KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3·H2O 可溶;Ca(OH)2微溶
NO3-(硝酸盐):都可溶
Cl-(氯化物):AgCl难溶(既不溶于水也不溶于强酸)
SO42-(硫酸盐):BaSO4难溶(既不溶于水也不溶于强酸);Ag2SO4、CaSO4微溶
CO32-(碳酸盐):K2CO3、Na2CO3、(NH4)2CO3可溶,其余均不溶
(2)复分解反应:两种化合物互相交换成分生成两种新化合物的反应。
反应发生的条件:反应生成沉淀、气体或水
实例:Na2CO3 + CaCl2 = CaCO3↓+ 2NaCl(现象:产生白色沉淀)
(3)制取方法
物理法:从盐湖提取(如天然纯碱)。
化学法:侯氏制碱法(化学合成,提高原料利用率)。
碳酸钠与氢氧化钙反应:Na2CO3+Ca(OH)2===2NaOH+CaCO3↓,工业上用该反应制取烧碱。
4.盐与化肥
(1)化肥定义:以矿物、空气、水为原料,经化学加工制成的提供植物养分的盐类。
(2)分类与作用
类型
作用
缺乏时的表现
氮肥
促进茎叶生长
植株矮小瘦弱,叶片发黄
磷肥
增强抗寒抗旱能力,促籽粒饱满
生长迟缓,产量降低(磷过量时引起贪青晚熟,结实率下降)
钾肥
增强抗病虫害能力,促糖类生成
抗病虫害能力下降,茎秆软弱,容易倒伏
复合肥
含两种及以上营养元素
化肥的局限性:长期使用易导致土壤板结,需配合农家肥(含有机物及微量元素)改良土壤。
波尔多液配制:硫酸铜 + 石灰乳 → 碱式复盐(无机铜杀菌剂)。步骤:硫酸铜溶液倒入石灰乳(禁用铁器),搅拌制成。
5.硫酸根离子的检验:加入硝酸钡和硝酸,产生白色沉淀或先加入盐酸,无现象,再加入氯化钡,产生白色沉淀;
氯离子的检验:加入硝酸银和硝酸,产生白色沉淀;
6.盐的化学性质
①盐(可溶)+金属→新盐+新金属(①排在前面的金属;②可溶性盐)
②盐+酸→新盐+新酸(与碳酸盐反应生成水和二氧化碳)
③盐+碱→新盐+新碱(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
④盐+盐→新盐+新盐(反应物必须可溶且生成物之一必须是不溶物)
易错点辨析
易错点1:误用现象判断物理变化与化学变化
易错点描述:学生常根据发光、放热、变色、气体产生等现象直接判断为化学变化,而忽略本质依据。
辨析与正确观点:正确依据是“宏观:是否有新物质生成;微观:微粒本身是否发生改变”。例如,水结冰(物理变化)仅状态改变,无新物质;燃烧(化学变化)原子重组生成新分子。
易错点2:酸的通性过度泛化
易错点描述:误以为所有酸与金属反应都生成氢气,忽略浓硫酸和硝酸的强氧化性。
辨析与正确观点:酸的通性主要指稀盐酸、稀硫酸,浓硫酸、硝酸与金属反应通常不生成H₂(如生成水或其他产物)。通性基于H⁺离子,包括与金属、金属氧化物、碱、盐的反应。
易错点3:碱的通性应用错误
易错点描述:误以为所有碱都能与任何盐反应,忽略溶解性条件。
辨析与正确观点:碱的通性需“可溶性碱”,反应条件为生成沉淀。碱溶液含OH⁻离子,但微溶碱如Ca(OH)₂应用有限,如配制波尔多液。
易错点4:中和反应优先原则忽视
易错点描述:在混合溶液中,忽略酸与碱的反应优先于酸与盐或碱与盐的反应。
辨析与正确观点:中和反应优先原则,即酸和碱共存时先反应。酸与碱生成水后,才可能与盐反应。例如,将足量的氢氧化钠溶液加入到盐酸和氯化铜混合溶液中,氢氧化钠先与盐酸反应,再与氯化铜反应生成蓝色沉淀,故现象为一开始无沉淀,一段时间之后出现蓝色沉淀。
易错点5:盐的溶解性与复分解条件混淆
易错点描述:溶解性表记忆出错,或误以为所有盐都可溶,或复分解反应无需条件。
辨析与正确观点:复分解反应发生的条件是生成沉淀、气体或者水,根据溶解性规则可判断是否生成沉淀,其实质是离子交换,从而判断反应是否成立。
易错点6:离子检验方法误用
易错点描述:硫酸根离子(SO₄²⁻)或氯离子(Cl⁻)检验时,省略酸洗步骤。或加入溶液顺序出错。
辨析与正确观点: SO₄²⁻检验需“先加盐酸无现象,再加BaCl₂产生白色沉淀”这是为了排出碳酸根离子、银离子的干扰,溶液加入顺序不可颠倒,也可“加入硝酸银和硝酸溶液”顺序无要求;Cl⁻检验用AgNO₃和HNO₃,避免干扰离子(如CO₃²⁻)。
方法提炼
1.对比归纳法
用于区分易混淆概念,如物理变化和化学变化、盐酸的性质和硫酸的性质、氢氧化钠的性质和氢氧化钙的性质等。提取核心差异如概念、本质、特点、实例、颜色、状态、化学反应等,可用于对比记忆,也可用于总结归纳物质的性质,如利用盐酸和硫酸的化学性质归纳酸的通性等。
2.标准化实验操作流程
适用于易错实验操作,如pH测定、浓硫酸稀释等。
(1)pH测定
标准化操作:用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,30秒内对比标准比色卡。
错误规避:试纸浸入溶液→污染溶液;
手触显色区→汗液干扰显色;
润湿pH试纸→稀释溶液,碱性溶液pH偏低,酸性溶液pH偏高。
(2)浓硫酸稀释
标准化操作:将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
反向记忆:水入酸→飞溅危险!!!
3.规律应用方法
适用于酸、碱、盐的性质应用,如酸的通性和浓盐酸、浓硫酸的特性,碱的通性和碱的特性,盐的通性和盐的特性。 通性模板化记忆,主要归纳该类物质能与哪些物质发生反应,生成的物质及反应成立的条件,如盐与其他物质反应要求可溶性和生成物等。特性单独记忆,如浓盐酸的挥发性、浓硫酸的吸水、脱水、腐蚀性,氢氧化钠和氢氧化钙的性质、碳酸钠和碳酸钙的性质等,常见物质的性状、可溶性、制取、用途、特殊性质等。可列表对比记忆。
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