内容正文:
鲁教版
九年级化学
知 识 清 单
(东平县旧县中心学校 化学组制)
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第一单元 溶液
第一节 溶液的形成
一 溶解的过程
1.溶解
物质以分子或离子形式分散到另一种物质中的过程,称为物质的溶解。如高锰酸钾、氯化钠和蔗糖等物质加入水中,构成这些物质的离子(如构成氯化钠的钠离子和氯离子)或分子(如构成蔗糖的蔗糖分子)不断向水中扩散,最终均匀分散到水中。
2.溶液
定义
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成的均一的、稳定的混合物
组成
溶质:被溶解的物质,可以是气体、液体或固体(一种溶液中的溶质可以是一种或几种)
溶剂:能溶解其他物质的物质,水是最常用的溶剂,汽油和酒精也可作溶剂(一种溶液中的溶剂只有一种)
特征
均一性:溶液中任意一部分的组成、性质完全相同;
稳定性:外界条件(温度、气压等)不变时,溶质和溶剂不会分离;
混合物:例如水、酒精不是溶液
点拨:
1.溶液是澄清透明的,但不一定无色。
如CuSO4溶液(含有Cu2+)为蓝色,FeSO4溶液(含有Fe2+)为浅绿色,Fe2(SO4)3溶液(含有Fe3+)为黄色。
2.溶质溶剂的判断
溶液
有水存在
无水存在
固体和液体
气体和液体
液体和液体
溶质
其他物质
固体
气体
量少的液体
溶剂
水
液体
液体
量多的液体
二、溶解过程中的能量变化
类型
解释
举例
吸热
有些物质溶解于水后,整个过程最终表现为吸收热量(温度降低)
NH4NO3
放热
有些物质溶解于水后,整个过程最终表现为放出热量(温度升高)
NaOH、浓硫酸
吸放热不明显
大多数物质溶解于水后,整个过程最终表现为溶液温度基本不变
NaCl
三、影响物质溶解性的因素
实验图示
碘+水
碘+汽油
高锰酸钾+水
高锰酸钾+汽油
实验现象
碘几乎不溶于水
碘溶于汽油,溶液呈棕色
高锰酸钾溶于水,溶液呈紫红色
高锰酸钾几乎不溶于汽油
实验结论
同一种物质在不同溶剂中的溶解性是不同的,不同的物质在同一溶剂中的溶解性也是不同的
影响因素
内因:溶质和溶剂性质;外因:温度
四、溶液具有重要的意义
1.化学反应在溶液中进行速度快。因此在实验室或化工生产中,常常把能够起反应的固体配制成溶液来使用。
2.溶液对动植物和人的生理活动有很重要的意义。如用于无土栽培。医疗上用的多种注射液也都是溶液,如生理盐水、葡萄糖注射液等。
3.用于农药、医药、化工生产。
第二节 溶液组成的定量表示
一、溶液组成的表示方法
溶质质量分数定义
定量表示溶液组成的方法很多,化学上常用溶质质量分数来表示溶液的组成。它是溶质与溶液的质量之比。
公式
溶质的质量分数=×100%
变形公式
溶质质量=溶液质量×溶质质量分数;溶剂质量=溶液的质量 - 溶质的质量
注意
(1)溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比,并不代表具体的溶液质量和溶质质量。
(2)溶质的质量分数一般用百分数表示。
(3)溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。
(4)计算式中溶质质量是指被溶解的那部分物质的质量,没有被溶解的那部分物质质量不能计算在内。
(5)溶液的浓稀与溶质与溶液的质量比值有关,即与溶质质量分数有关;而不能只看溶质、或溶剂的多少。
稀释问题
(必考)
(1)通过向一定溶质质量分数的溶液中加入水或蒸发水,改变其溶质质量分数,在此过程中,浓稀溶液中溶质的质量不变。
(2)稀释前浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数 = 稀释后稀溶液质量× 稀溶液溶质质量分数。设浓溶液的质量为 A,溶质的质量分数为a%,加水稀释成溶质的质量分数为b%的质量为B的稀溶液,则A×a% =B×b%(其中B=A+m水)
(3)与稀溶液混合:混合后溶液中溶质的质量等于混合前两溶液中溶质质量之和。设原溶液质量为A,溶质的质量分数为a%,稀溶液质量为B,溶质的质量分数为b%,两溶液混合后得到溶质的质量分数为c%的溶液,则 A×a%+B×b%=(A+B)×c%
浓缩问题
(必考)
(1)向原溶液中添加溶质:增加溶质后,溶液中溶质的质量=原溶液中溶质的质量+增加的溶质的质量。若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加溶质Bg后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则Ag×a%+Bg=(A g+Bg)×b%。
(2)将原溶液蒸发掉部分溶剂:溶液蒸发溶剂前后,溶质的质量不变。若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,蒸发Bg水后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则
Ag×a%=(Ag一Bg)×b%。
(3)与浓溶液混合:混合后溶液中溶质质量等于两混合溶液的溶质质量之和。若设原溶液质量为 A g,溶质的质量分数为a%,浓溶液质量为B g,溶质的质量分数为b%,两溶液混合后得到溶质的质量分数为c%的溶液,则Ag×a%+B g× b%=(Ag+Bg)×c%。
二、溶液的配制
1.用固体药品配制溶液
(1)实验仪器:托盘天平 、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。
(2)实验步骤:
①计算;需要食盐8克;需要水42克;即42毫升。
②称量;用托盘天平称取食盐8g,用量筒量取42毫升水。
③溶解;先将食盐放入烧杯中,然后将量取的水加入,并用玻璃棒不断搅拌。
④装瓶存放;将配好的溶液放入试剂瓶中,注意标签(注明药品的名称和溶质质量分数)向外。
(3)误差分析:
①如果配制的溶液的溶质质量分数低于16%,可能的原因是什么?仰视取水;砝码缺损;食盐不纯;左物右码放反了,并且用了游码等。
②如果配制的溶液的溶质质量分数大于16%呢?俯视取水;砝码生锈等。
③对溶质质量分数没有影响?装瓶存放时洒了一些溶液;左物右码放反了,但没用游码等。
2.用浓溶液配制稀溶液
(1)实验仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒、细口瓶。
(2)实验步骤:
①计算:所需6%的氯化钠溶液———g(体积——ml),需加水——g
计算的依据:稀释前后,溶质的质量不变。
②量取:用量筒量取所需的6%的氯化钠溶液(密度约为1.04g/cm3),量取水,倒入烧杯中。
③混匀:用玻璃棒搅拌使溶液混合均匀。
④装瓶:将配制好的溶液装入试剂瓶,并贴上标签。
3.配制一定溶质质量分数的溶液误差分析
误差分析
溶质质量分数
物码倒放且动用了游码
M(溶质)偏小
偏小
氯化钠潮湿/混有杂质
m(溶质)偏小
偏小
转移氯化钠固体时洒落
m(溶质)偏小
偏小
量水时仰视读数
m(溶剂)偏小
偏小
量水时俯视读数
m(溶剂)偏小
偏大
向烧杯中加水时洒落
m(溶剂)偏小
偏大
装瓶时有液体洒落
m(溶液)减小
不变
第三节 物质溶解的限度
一、饱和溶液与不饱和溶液
1.饱和溶液与不饱和溶液
判断方法
①实验法:在同一温度下继续加此溶质,观察是否继续溶解。
②观察法:当溶液底部有剩余固体存在,且溶质的量不再减少时,为饱和溶液。
2.饱和溶液与不饱和溶液的转化
一般规律:饱和溶液和不饱和溶液之间的转化关系可以表示为:
①对大多数固态溶质的溶液,固体物质在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。
②熟石灰[Ca(OH)2]在一定量的水中溶解的最大量随温度的升高而降低,因此在通过升温和降温实现饱和与不饱和溶液转化中,要特别注意Ca(OH)2的特殊性。
3.饱和溶液、不饱和溶液与浓溶液、稀溶液之间的关系
饱和溶液和不饱和溶液
浓溶液和稀溶液
区别
含义不同
溶液是不是饱和溶液取决于在一定温度、一定量溶剂里溶质溶解的量是否达到最大限度
溶液浓与稀取决于溶质在一定量的溶剂里含量的多少
温度影响
受温度影响,必须指明温度
与温度无关
关系
(1)溶液的饱和和不饱和与浓和稀没有必然的关系。
(2)对于不同溶质或同种溶质的溶液在不同温度下来说,饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液;浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液。
(3)在相同温度下,同种溶剂、同种溶质的饱和溶液要比其不饱和溶液的浓度大。
二、物质的溶解度
(一)固体的溶解度
1.概念:固体物质溶解度指的是在一定温度下 ,某固态物质在 100g溶剂 里达到饱和状态 时所溶解的
质量。
2.理解溶解度概念的四要素:①条件:一定温度 ②标准:100g溶剂 ③状态:饱和状态 ④单位:g
四要素
解释
条件
一定温度
固体物质的溶解度会随温度的变化而变化,只有指明温度,溶解度才有意义
标准
100g 溶剂
固体物质溶解量的多少与溶剂量的多少成正比,要比较固体物质溶解度的大小,必须设定等量的溶剂。此处100 g是指溶剂质量,而不是溶液质量
状态
饱和
只有在100 g溶剂中达到饱和状态(溶质溶解达到最大量)时,所溶解溶质的质量才是一个确定的值,这个值能够代表该物质在确定温度下,溶解能力的强弱
单位
g
溶解度的实质是溶解溶质的最大质量,质量的常用单位为“g”
3.影响固体物质的溶解度因素:内因溶剂种类、溶质种类;外因是温度。
4.溶解度(S)和溶解性
溶解性
易溶物质
可溶物质
微溶物质
难溶物质
20℃溶解度(g)
S≥10g
1g≤S<10g
0.01g≤S<1g
S<0.01g
(二)气体的溶解度
1.定义:气体的溶解度是指气体物质在一定压强、一定温度下一体积水最多溶解气体的体积来表示。
注意:气体溶解度定义中的四要素
条件∶压强为101 kPa和一定温度
标准∶1体积水
状态∶达到饱和状态
单位∶体积
2.影响气体的溶解度因素:内因溶剂种类、溶质种类;外因是温度、压强。
3.在一定压强下,温度越高气体的溶解度越小,温度越低气体的溶解度越大;在一定温度下,压强越大气体的溶解度越大,压强越小气体的溶解度越小。
4.会用气体溶解度的影响因素解释简单实际问题:
①喝汽水易打嗝是因为:体内温度高,二氧化碳溶解度变小逸出。
②打开汽水瓶盖会冒出大量气泡是因为:打开瓶盖时瓶内压强变小,二氧化碳溶解度变小逸出。
③水沸腾前就会出现气泡是因为:温度升高,水中空气的溶解度变小逸出。
三、溶解度曲线
溶解度曲线
用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,根据物质在不同温度下的溶解度绘制成不同物质随温度变化的曲线。
线的含义
①“陡升型” :大多数固体物的溶解度随温度升高而升高。如KNO3。结晶方法:降温结晶。
② “缓升型”:少数固体物质的溶解度受温度的影响很小。如NaCl。结晶方法:蒸发结晶。
③“下降型”:极少数物质溶解度随温度升高而降低。如Ca(OH)2。结晶方法:升温结晶。
点的含义
①曲线上的点:所示某温度下某物质的溶解度是多少(该温度下饱和状态)。
②两曲线的交点:表示在该点所示的温度下,两种物质的溶解度相等。
③线上方的点表示:在该温度下,该溶液是过饱和状态且有晶体析出。
④线下方的点表示:该温度下,该溶液是不饱和溶液
应用
①查出某物质在不同温度下的溶解度;
②比较不同物质在同一温度下的溶解度大小;
③判断物质的溶解度受温度影响的变化趋势;
④确定某物质的不饱和溶液和饱和溶液相互转化的方法;
⑤比较不同物质的溶解度受温度变化影响的大小,确定混合物分离、提纯的方法。
四、结晶
1.结晶的定义:从溶液中析出晶体的过程,叫做结晶。
2.结晶的分类:蒸发结晶和降温结晶(冷却热的饱和溶液)
3.适用范围:
蒸发结晶(蒸发溶剂):适用于溶解度受温度变化不大的固体
降温结晶(冷却热饱和溶液):适用于溶解度随温度变化较大的固体
(1)对于所有固体溶质的溶液,都可用“蒸发溶剂法”;
(2)对于形如的溶质的溶液,还可用“降温结晶法”;t/℃
(3)对于形如的溶质的溶液,一般只采用“蒸发溶剂法”;
(4)对于形如的溶质的溶液,还可用“升温结晶法”。
4.蒸发结晶操作要点
(1)蒸发皿中的溶液体积不宜超过蒸发皿容积的三分之二。
(2)加热时,应不断用玻璃棒搅拌溶液,防止因液体局部温度过高造成液滴飞溅。
(3)加热至蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热,并用玻璃棒不断搅拌,利用余热将溶液蒸干。
(4)热的蒸发皿应用坩埚钳夹持,小心地放在陶土网上。
易错点一 对溶液的组成理解有误
①溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量,但溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积。
②溶质的质量是指分散到溶剂中形成溶液的那部分物质的质量,未溶解的部分不能算在内。
③同一溶液中溶质可以是一种也可以是多种。
④溶液由溶质和溶剂组成。除了水以外,汽油、酒精等也可以作溶剂,例如汽油能溶解油脂,酒精能溶解碘。
易错点二 溶液中的三个“不一定”
①溶液不一定是无色的,例如硫酸铜溶液是蓝色的;
②溶液不一定是液态的;
③溶液不一定是透明的。
易错点三 对溶质的质量分数的定义理解不清
准确计算溶液中溶质的质量分数时应注意:
(1)溶质的质量指溶解了的物质的质量。
(2)在溶液的稀释和浓缩过程中,溶质的质量不变。
(3)如题目中已知量为溶液的体积,先换算成质量再进行计算。
易错点四 不会区分饱和溶液和不饱和溶液
1.区分饱和溶液或不饱和溶液是在“一定温度、一定量溶剂中”,因为温度、溶剂量改变,饱和溶液(或不饱和溶液)就可能会变成不饱和溶液(或饱和溶液)。
2.一定温度下,某物质的饱和溶液只是不能继续溶解原来的溶质,但可以溶解其他物质,如往一定温度下的饱和食盐水中加入硝酸钾固体,可看到固体逐渐溶解,因此一定要强调是哪种物质的饱和溶液。
方法一 配制溶液的误差分析
【解题通法】质量分数偏小的原因:
①称量时“左码右物”并使用游码→m质↓。
②将固体溶质转移到烧杯中时,散落到烧杯外面→m质↓。
③固体溶质不纯、不干燥或已潮解→m质↓。
④用量筒量取水时仰视读数→m剂↑。
⑤烧杯内有残留的水→m剂↑。
质量分数偏大的原因:
①砝码生锈(比同规格原砝码重)→m质↑。
②用量筒量取水时俯视读数→m剂↓。
③量好的水向烧杯中倾倒时,有液体酒落烧杯外→m剂↓。
质量分数无影响:
①完全溶解后搅拌,少量液体飞溅到烧杯外。
②完全溶解后,转移时,洒落在到细口瓶外。
方法二 饱和溶液与不饱和溶液的转化方法
【解题通法】1.注意:蒸发溶剂和降温是饱和与不饱和溶液转化的方法,冷却热饱和溶液法是结晶析出晶体的方法,不能混淆。
2.改变温度时,饱和溶液的浓度变化:①对于溶解度随温度升高而变大的物质(如氯化钠、硝酸钾等),饱和溶液升温时变为不饱和溶液,水没少,溶质没有析出,故浓度不变;降温时还是饱和溶液,水没少,但溶解度变小而析出溶质,故浓度变小。②对于溶解度随温度升高而变小的物质(如熟石灰),升温时还是饱和溶液,水没少,但溶质析出,故浓度变小;降温时变为不饱和溶液,水没少,溶质没有析出,故浓度不变。③若将饱和溶液恒温蒸发水,水少了,溶质也析出一些,但仍为同温度下同种物质的饱和溶液,故浓度不变,与原溶液浓度相等。
方法三 利用气体的溶解度特点解释现象
【解题通法】1.影响气体的溶解度因素:内因溶剂种类、溶质种类;外因是温度、压强。
2.在一定压强下,温度越高气体的溶解度越小,温度越低气体的溶解度越大;在一定温度下,压强越大体
的溶解度越大,压强越小气体的溶解度越小。
3.会用气体溶解度的影响因素解释简单实际问题:
①喝汽水易打嗝是因为:体内温度高,二氧化碳溶解度变小逸出。
②打开汽水瓶盖会冒出大量气泡是因为:打开瓶盖时瓶内压强变小,二氧化碳溶解度变小逸出。
③水沸腾前就会出现气泡是因为:温度升高,水中空气的溶解度变小逸出。
方法四 溶解度曲线分析
【解题通法】
点的应用
①可以查出某物质在某温度下的溶解度。如甲物质在t2℃时的溶解度为50 g。
②已知某种物质的溶解度可查出相应的温度。如乙物质的溶解度为40 g 时,对应的温度为t2℃。
③可以查出两物质溶解度相同时的温度。如甲、乙两物质溶解度相同时的温度为t1℃。
④可以比较同一温度下不同物质的溶解度大小。如t2℃时甲的溶解度大于乙的溶解度。
⑤可以判断某温度下,一定质量的某物质与一定质量的水充分混合后,形成的是饱和溶液还是不饱和溶液,以及所得溶液的质量。如t2℃时,把30 g甲放入50 g水中,所得溶液是饱和溶液,所得溶液的质量为75g。
⑥可以判断物质的溶解性。如假设t1为20 ℃,则甲、乙两物质均为易溶物质。
⑦可以确定某温度下某物质饱和溶液的溶质质量分数,如t2℃时甲物质饱和溶液的溶质质量分数为
线的应用
①可以确定溶质结晶的方法。曲线为陡升型(如甲),一般用冷却热饱和溶液(降温结晶)法使溶质结晶;曲线为缓升型(如乙),一般用蒸发溶剂(蒸发结晶)法使溶质结晶。
②可以确定分离(或提纯)固体混合物的方法。如甲中含有少量的乙,可用冷却热饱和溶液(降温结晶)法提纯甲,即将混合物配成热的饱和溶液,再冷却结晶,过滤即得较纯净的固体甲;如乙中含有少量的甲,可用蒸发结晶(蒸发溶剂)法提纯乙,即将混合物加水溶解,再加热蒸发,趁热过滤即得较纯净的固体乙。
③可以确定某物质的饱和溶液与不饱和溶液的转化方法。如将t2℃时甲的饱和溶液变成不饱和溶液的方法有加水、升温;将t1℃时丙的不饱和溶液变成饱和溶液的方法有加丙物质、蒸发溶剂、升温。
④可以比较相同温度下等质量的两种饱和溶液降温后析出晶体的质量大小。如将t2℃时等质量的甲、乙饱和溶液降温到t1℃,析出晶体的质量∶甲>乙。
⑤可以比较几种物质的饱和溶液升温或降温后溶质质量分数的大小。如将t2℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液降温到t0℃时,溶质质量分数∶乙>甲>丙; 将t0℃时甲、乙、丙三种物质的饱和溶液升温到t2℃时,溶质质量分数:乙>甲>丙。
附:溶液知识体系框架
第二单元 认识酸和碱
01 思维导图
02 考点速记
第一节 酸及其性质
一、常见的酸
1.酸的定义:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
2.常见的酸:盐酸(主要成分HCl)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、醋酸(CH3COOH)、碳酸(H2CO3)等
3.浓盐酸和浓硫酸的比较
物质
浓硫酸
浓盐酸
颜色、状态、气味
无色黏稠的油状液体、无味
无色的液体、有刺激性气味
打开瓶塞
的现象
无明显现象
瓶口有白雾出现
(浓盐酸具有挥发性,会发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成盐酸小液滴)
浓度和密度
常用浓盐酸1.19g/cm3 (37%~38%)
(氯化氢气体溶于水形成,一定是混合物)
常用浓硫酸1.84g/cm3(98%)
吸水性
具有吸水性(物理性质)
不具有吸水性
用途
70%以上用于生产化肥,其余用于生产农药、炸药、染料及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等。
浓硫酸有吸水性,在实验室中常用它做干燥剂。
重要化工产品。用于金属表面除锈、制造药物(如盐酸麻黄素、氯化锌)等;人体胃液中有盐酸,可帮助消化。
敞放在空气中的变化(物理变化)
性质
溶质质量
溶剂质量
溶液质量
溶质质量分数
保存
浓盐酸
挥发性
减小
不变
减小
减小
密封
浓硫酸
吸水性
不变
增大
增大
减小
密封
4.浓硫酸腐蚀性
它能夺取纸张、木材、布料、皮肤(都由含碳、氢、氧等元素的化合物组成)里的水分,生成黑色的炭。
危险处理:不慎将浓硫酸沾到皮肤或衣服上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
稀硫酸沾在衣服上,水分蒸发后会变成浓硫酸,也要进行处理。
5.浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领:
酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅
手触碰的感觉:烧杯发烫,说明浓硫酸溶于水放出大量热
错误操作
水倒入酸中放出大量热使水沸腾,酸液飞溅,切不可把水注入浓硫酸!
二、 酸的化学性质
1.酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为电离出的酸根离子不同。
2.酸的化学性质
①与酸碱指示剂反应显色
紫色石蕊溶液变红
无色酚酞不变色
使用点滴板进行实验优点:
操作简单、节约药品、
便于对照、效果较好。
②与活泼金属反应
(不包括浓硫酸和硝酸)
金属+酸→盐+氢气
(置换反应)
铁和酸反应:
与盐酸:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
与硫酸:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【现象】铁表面有气泡产生;溶液由无色逐渐变为浅绿色(Fe2+的盐溶液呈浅绿色)
锌和酸反应:
与盐酸:
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
与硫酸:
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
现象:固体逐渐溶解,产生气泡
③与金属氧化物反应
金属氧化物+酸→盐+水
(复分解反应)
氧化铁和酸反应:
与盐酸:
Fe2O3+6HCl = 2FeCl3+3H2O
与硫酸:
Fe2O3+3H2SO4 = Fe2(SO4)3+3H2O
现象:红色固体逐渐溶解,溶液由无色变为黄色
注意:酸除去铁表面的锈时不宜长时间浸在酸中
氧化铜和酸反应:
与盐酸:
CuO+2HCl = CuCl2+H2O
与硫酸:
CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O
现象:黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色
④与某些盐反应
酸+盐→新盐+新酸
(复分解反应)
HCl与CaCO3反应:
2HCl+CaCO3 = CaCl2+H2O+CO2↑
现象:固体逐渐溶解,产生气泡
H2SO4与Na2CO3反应:
H2SO4+Na2CO3 = Na2SO4+
H2O+CO2↑
现象:产生大量气泡
除硫酸钡以外的钡盐都能与硫酸反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+ 2HCl
(注意:HCl是稀盐酸,不写↑)
硝酸银能与盐酸反应:
AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓
3.盐的定义:由金属阳离子和酸根阴离子构成的化合物,化学上把这类化合物称为盐。如像BaCl2、FeCl3、BaSO4、CaCO3等。
第二节 碱及其性质
一、常见的碱
1. 碱的定义:物质溶于水时,形成的阳离子全部是OH-的化合物。
2. 常见的碱:KOH(氢氧化钾))、NaOH(氢氧化钠))、Ca(OH)2 (氢氧化钙))、Ba(OH)2(氢氧化钡)、NH3·H2O(氨水)等。
3. 氢氧化钠和氢氧化钙的比较
碱
氢氧化钠(俗称:烧碱、火碱、苛性钠)
氢氧化钙(俗称:消石灰、熟石灰)
化学式
NaOH
Ca(OH)2
颜色、状态
白色块状固体
白色粉末状固体
腐蚀性
强腐蚀性
如果不慎将氢氧化钠溶液沾到皮肤上,先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。
较强腐蚀性
特点
易溶于水,溶于水时放出大量的热。
氢氧化钠固体易吸水而潮解。
微溶于水,溶于水时放热不明显。其水溶液俗称石灰水。熟石灰可由生石灰(主要成分是氧化钙)和水反应生成,反应过程中放出大量的热。反应的化学方程式为:
CaO+H2O=Ca(OH)2
鉴别
通入CO2,产生白色沉淀的为氢氧化钙
用途
用于造纸、印染、炼油、生产化学纤维、生产橡胶等
用于生产农药和漂白剂、土木建筑、改良酸性土壤等
二、碱的化学性质
1. 碱有相同的化学性质是因为不同的碱溶液中都含有相同的OH-。
物质
性质
①与酸碱指示剂反应显色
碱溶液(四大强碱的溶液、氨水)能使指示剂变色:
使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红。
由于弱碱不溶于水,所以弱碱不能使指示剂变色。
②与某些非金属氧化物反应
2NaOH+CO2 = Na2CO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
2NaOH+SO2 = Na2SO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫)
2NaOH+SO3 = Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2 = CaCO3↓+ H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”)
③碱+盐 → 新碱+新盐
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
第三节 溶液的酸碱性
一、酸碱指示剂
1.发现:英国科学家波义耳
2.定义:能与酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂,简称为指示剂。
3.酸、碱与指示剂的作用实验操作∶
实验现象:
加入紫色石蕊溶液后的颜色变化
加入无色酚酞溶液后的颜色变化
白醋
变红色
不变色
柠檬汁
变红色
不变色
石灰水
变蓝色
变红色
肥皂水
变蓝色
变红色
食盐水
不变色
不变色
4.常见的酸碱指示剂变色情况:
指示剂溶液
酸溶液
碱溶液
中性溶液
紫色石蕊试液
变红色
变蓝色
紫色
无色酚酞试液
不变色(无色)
变红色
无色
常见指示剂的变色情况:石蕊,酸红碱蓝; 酚酞,碱红酸不变。
【名师点拨】
①酸碱指示剂遇酸性或碱性溶液时,变色的是指示剂。
②酸的溶液一定显酸性,显酸性的溶液不一定是酸;碱的溶液一定显碱性,显碱性的溶液不一定是碱。
③酸碱指示剂只能对酸、碱溶液作出定性判断,而不能对酸碱性的强弱程度作出判断。
二、溶液的酸碱度及表示
1.溶液的酸碱度即表示溶液酸性或碱性强弱的程度,常用pH来表示。
(1)pH的取值范围通常在0~14之间。
pH<7,溶液呈酸性,pH数值越小酸性越强
pH=7,溶液呈中性
pH>7,溶液呈碱性,pH数值越大碱性越强
(2)溶液的酸碱度由溶液中H+或OH-的浓度大小决定,H+浓度越大,酸性越强,OH-浓度越大,碱性越强。
3.pH 的测定方法
(1)测定溶液pH可以用 pH试纸或pH计,最简单的方法是使用 pH 试纸。
(2)使用pH试纸测定溶液pH的方法:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用干燥洁净的玻璃棒蘸取(或用滴管吸取)待测溶液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH。
(3)身边一些物质的pH
厕所清洁剂显强酸性,除水垢;炉具清洁剂显强碱性,除酸性的油污;草木灰显碱性,改良酸性土壤。
三、物质的酸碱性对生命活动的意义
1.测定人体内或排出的液体的 pH,可以帮助人们了解身体的健康状况。人体体液的pH如果出现异常,可能会导致生理功能失调或发生疾病,甚至出现"酸中毒"或"碱中毒"。胃液中的胃酸(主要成分是盐酸)能帮助消化食物。剧烈运动时,肌肉里产生乳酸过多,会导致肌肉酸痛。
2.在农业生产中,农作物一般适宜在pH接近于7或等于7 的土壤中生长;在pH<4或pH>8的土壤中,一般不适于种植。
第四节 酸碱中和反应
一、中和反应
1.实验探究:氢氧化钠和盐酸反应
实验操作及现象
实验分析及结论
氢氧化钠溶液能使无色的酚酞溶液变红,滴入稀盐酸后,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,当稀盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时,溶液变成无色,反应的化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O
注意事项
①实验时用玻璃棒不断搅拌,可以使稀盐酸和氢氧化钠溶液充分接触
②实验时用胶头滴管慢慢滴入,便于控制加入稀盐酸的量,同时便于清楚地观察溶液的颜色变化,当观察到溶液由红色变为无色时,立即停止滴加稀盐酸,防止稀盐酸过量
2.中和反应
(1)概念
酸与碱作用生成盐和水的反应,叫做中和反应。
(2)表达式:酸+碱→盐+水
例如∶NaOH+HCl=NaCl+H2O;Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O;
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O。
(3)实质
中和反应的实质是酸中的H+和碱中的OH-结合生成水的过程,即H++OH-→H2O。由此可知H+和OH-在水溶液中不能共存。
(4)盐
由金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子构成的化合物统称为盐。例如:氯化钠、氯化钙、硫酸钠等属于盐类物质。
酸、碱、盐的比较
酸
碱
盐
水溶液中解离出的离子
H+和酸根离子
OH-和金属离子
金属离子(或铵根离子)
和酸根离子
特点
阳离子全部是H+
阳离子全部是OH-
--
举例
HCl、H2SO4
NaOH、Ca(OH)2
NaCl、Na2CO3、NaHCO3
(5)中和反应的证明
方法1.
①向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液
②逐滴滴加稀盐酸,并振荡
③将无色溶液蒸发
溶液变红(溶液显碱性)
溶液红色逐渐变浅,直到恰好变为无色
得到白色晶体(有新物质生成)
方法2.稀盐酸中滴加酚酞溶液,显示无色,再向混合液中滴加氢氧化钠溶液,仍然无色,也能证明稀盐酸和氢氧化钠发生了反应。
典例分析:向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸一段时间后,再滴加酚酞溶液,溶液仍然是无色,说明稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好反应?正确吗?如不正确请分析和验证。
分析:不能,滴加酚酞溶液为无色,可能是恰好反应,也可能是酸过量。
证明:①滴加紫色石蕊溶液,若变红,则酸过量
②加入少量活泼金属,如铁粉/镁条,若产生气泡,则酸过量
③加入金属氧化物,如氧化铁/氧化铜粉末。若固体减少,溶液变为黄色/蓝色,则酸过量
④加入不溶性的碱,如氢氧化铜/氢氧化铁,若固体溶解,溶液变为蓝色/黄色,则酸过量
⑤加入碳酸盐,如碳酸钙/碳酸钠,若产生气泡,则酸过量
⑥测溶液pH,若pH<7,则酸过量,若pH=7,则恰好反应
二、中和反应的应用
(1)改良土壤农作物一般适宜在中性或接近中性土壤中生长,如果土壤酸性或碱性太强都不利于农作物的生长。若某地区土壤显酸性,可将适量的熟石灰加入土壤中,以中和酸性物质。
注意:不用氢氧化钠,因为NaOH的碱性、腐蚀性很强。
(2)处理工厂废水
①一般用熟石灰中和硫酸厂的废水。H2SO4+Ca(OH)2 =CaSO4+2H2O
②若工厂的废水显碱性,则可用硫酸中和。H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O
(3)用于医药
①人的胃液中含有适量的盐酸,可以帮助消化。但是胃酸过多,反而造成消化不良,可以服用含氢氧化铝或氢氧化镁的药物中和胃酸过多。【Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O】【2HCl+Mg(OH)3 =MgCl2+2H2O】
注意:不用氢氧化钙和氢氧化钠,因为Ca(OH)2和NaOH都有腐蚀性。
②被黄蜂蛰了(黄蜂毒液显碱性)可以涂抹食醋减轻痛痒;被蚊虫叮咬(分泌蚁酸)后涂抹碱性物质,如肥皂水、牙膏等物质可以减轻痛痒。
03 素养提升
一、酸、碱溶液的稀释过程中pH的变化曲线
稀释的类型
结论和解释
酸溶液中加水
①曲线起点pH<7,
可判断是往酸溶液中加水稀释
②往酸溶液中加水稀释,溶液的pH会逐渐增大,但pH不会大于或等于7,
只会随着水量的增加无限接近7
碱溶液中加水
1 曲线起点pH>7,
可判断是往碱溶液中加水稀释
②往酸溶液中加水稀释,溶液的pH会逐渐增大,但pH不会大于或等于7,
只会随着水量的增加无限接近7
向碱溶液中加酸
①起点pH>7,溶液显碱性,判断为向碱溶液中加入酸的pH变化图象
②各点分析
A点. pH>7,溶质为NaOH
B点. pH>7,碱过量,溶质为NaOH、NaCl
C点. pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点. pH<7,酸过量,溶质为NaCl、HCl
向酸溶液中加入碱
①起点pH<7,溶液显酸性,判断为酸溶液中加入碱的pH变化图象
②各点分析
A点. pH<7,溶质为HCl
B点. pH<7,酸过量,溶质为HCl、NaCl
C点. pH=7,恰好完全反应,溶质为NaCl
D点. pH>7,碱过量,溶质为NaCl、NaOH
二、中和反应的认识
①中和反应生成盐和水,但是有盐和水生成的反应不一定是中和反应,中和反应的反应物必须是酸和碱,若生成盐和水的反应的反应物不是酸和碱,则该反应不属于中和反应。
如2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O,CuO+H2SO4=CuSO4+H2O不属于中和反应。
②中和反应不属于基本反应类型。
③有些中和反应发生时从外观看无明显现象,需加入酸碱指示剂,借助酸碱指示剂颜色的变化判断反应是否发生及确定中和反应的终点。
④并不是所有的中和反应都没有现象,一些难溶性碱和酸进行反应时,难溶性碱会溶解,如硫酸与氢氧化铜反应时蓝色固体会逐渐溶解,形成蓝色溶液。
中和反应举例
现象
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
白色固体溶解,生成无色溶液
Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O
蓝色固体溶解,生成蓝色溶液
Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
生成白色沉淀
第三单元 海洋化学资源的利用
01 思维导图
02 考点速记
第一节 海洋化学资源
一、海水中的物质
1.海水的成分非常复杂,除了含有巨量的水,还溶有大量的盐。全球海水中含有的盐类总质量约为5亿亿吨,其中氯化钠约占盐类总质量的80%。
2.海水淡化
方法
原理
(1) 热法 ,较为常用的是多级闪急蒸馏法,通过加热蒸发,实现水与盐的分离
(2) 膜法 ,又称为反渗透法,利用一种只允许水分子通过,不允许盐的离子通过的渗透膜,实现水与盐的分离
二、海底矿物
1.海底蕴藏着大量的煤、石油、天然气等化石燃料,以及天然气水合物,它是由天然气和水在低温、高压条件不形成的冰状固体,因其极易燃烧,又被称为“可燃冰”。天然气水合物燃烧产生的热量远比同等条件下的煤或石油燃烧产生的热量多,而且在燃烧后几乎不产生任何残渣或废气,被科学家称为“未来能源”“21世纪能源”。
CH4+2O2CO2+2H2O
2.海底还蕴藏着一种含有多种金属的矿物——多金属结核,也称为锰结核,它含有锰、铁、镍、铜、钴和钛等几十种金属元素。
3.除了海水化学资源和海底矿物资源,海洋还蕴含着丰富的海洋生物资源和海洋动力资源。
三、海洋资源的开发
在海洋资源的开发过程中,也伴随海洋环境污染和海洋生态破坏等问题的出现。为保护人类共有的海洋资源,维护国家海洋权益,促进我国海洋经济的全面发展,我国不断健全和完善相关海洋法律法规,建立系统的海洋资源开发和管理体系,保障我国海洋资源开发的可持续发展。
第二节 海水“晒盐”
一、海水“晒盐”的过程
1.从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”(也称“太阳能蒸发法”)。使用该法,需要在气候温和、光照充足的地区选择大片平坦的海边滩涂构筑盐田。盐田通常分为两部分:蒸发池和结晶池。先将海水(或海边地下卤水)引入蒸发池,经日晒蒸发水分到一定程度时,再导人结晶池,继续日晒,海水就会成为食盐的饱和溶液,再晒就会逐渐析出食盐。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液(也称“苦卤”),可从中提取多种化工原料。
回答问题:
(1)海水是饱和溶液还是不饱和溶液,如何检验?
氯化钠的不饱和溶液,检验方法是加入少量氯化钠仍可继续溶解
(2)在海水晒盐的过程中,是将海水完全蒸干吗? 不是
(3)海水晒盐后,剩余的液体叫什么? 母液(也称“苦卤”)
(3)母液中是否含有氯化钠? 含有
(5)母液是氯化钠的饱和溶液还是不饱和溶液呢? 饱和溶液
(6)为什么不把溶液完全蒸干获得更多的食盐呢? 食盐中含有杂质
(7)“盐田法”晒盐与你制得的食盐的方法有什么不同?成分上有什么区别?
盐田晒盐主要成份是食盐,课堂制得的盐是一定量的海水中所有的盐
(8)你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”? 阳光充足、风力大、雨量少、湿度低等
(9)怎样对母液进一步加工,如何利用呢? 作为原料,生产多种重要的化工产品
观察·思考
常温下,取少许不饱和氯化钠溶液滴在洁净的玻璃片实验操作上,用吹风机向玻璃片上的溶液吹热风,观察现象。
实验现象:一段时间后有白色晶体析出
思考:
(1)上述过程中,氯化钠溶液从不饱和变为饱和的途径是什么?蒸发溶剂你根据什么现象判断溶液已经变饱和了? 溶液开始有晶体析出时的状态为饱和状态
(2)你认为哪些自然条件有利于海水“晒盐”?为什么? 高温、大风
2.结晶:固体物质从它的饱和溶液中以晶体的形式析出的过程。
蒸发结晶:使溶剂不断减少,溶质的质量分数逐渐增大,直至形成饱和溶液,继而析出晶体的过程。蒸发结晶也是物质结晶的途径之一。
二、海水“晒盐”的原理
许多物质在水中的溶解都是有限度的。一定温度下,一定量的水中所能溶解的物质的最大质量就是形成它的饱和溶液时所能溶解的质量。
(一)固体的溶解度
1.概念:固体物质溶解度指的是在一定温度下 ,某固态物质在 100g溶剂 里达到饱和状态 时所溶解的
质量。
2.理解溶解度概念的四要素:①条件:一定温度 ②标准:100g溶剂 ③状态:饱和状态 ④单位:g
四要素
解释
条件
一定温度
固体物质的溶解度会随温度的变化而变化,只有指明温度,溶解度才有意义
标准
100g 溶剂
固体物质溶解量的多少与溶剂量的多少成正比,要比较固体物质溶解度的大小,必须设定等量的溶剂。此处100 g是指溶剂质量,而不是溶液质量
状态
饱和
只有在100 g溶剂中达到饱和状态(溶质溶解达到最大量)时,所溶解溶质的质量才是一个确定的值,这个值能够代表该物质在确定温度下,溶解能力的强弱
单位
g
溶解度的实质是溶解溶质的最大质量,质量的常用单位为“g”
3.影响固体物质的溶解度因素:内因溶剂种类、溶质种类;外因是温度。
4.溶解度(S)和溶解性
溶解性
易溶物质
可溶物质
微溶物质
难溶物质
20℃溶解度(g)
S≥10g
1g≤S<10g
0.01g≤S<1g
S<0.01g
(二)气体的溶解度
1.定义:气体的溶解度是指气体物质在一定压强、一定温度下一体积水最多溶解气体的体积来表示。
注意:气体溶解度定义中的四要素
2.条件∶压强为101 kPa和一定温度
3.标准∶1体积水
4.状态∶达到饱和状态
5.单位∶体积
2.影响气体的溶解度因素:内因溶剂种类、溶质种类;外因是温度、压强。
3.在一定压强下,温度越高气体的溶解度越小,温度越低气体的溶解度越大;在一定温度下,压强越大气体的溶解度越大,压强越小气体的溶解度越小。
4.会用气体溶解度的影响因素解释简单实际问题:
①喝汽水易打嗝是因为:体内温度高,二氧化碳溶解度变小逸出。
②打开汽水瓶盖会冒出大量气泡是因为:打开瓶盖时瓶内压强变小,二氧化碳溶解度变小逸出。
③水沸腾前就会出现气泡是因为:温度升高,水中空气的溶解度变小逸出。
三、溶解度曲线
(1)溶解度曲线概念:用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,根据物质在不同温度下的溶解度绘制成不同物质随温度变化的曲线。
(2)意义
内容
表示意义
点
曲线上的点
表示某物质在对应温度下的溶解度
两曲线的交点
表示两物质在该点对应温度下的溶解度相等
线
表示某物质在不同温度下的溶解度以及溶解度随温度的变化规律
面
曲线以上的区域
表示溶液中有溶质剩余,表示的是对应温度下该物质的饱和溶液
曲线以下的区域
表示的是对应温度下该物质的不饱和溶液
(3)应用
①查出某物质在不同温度下的溶解度;
②比较不同物质在同一温度下的溶解度大小;
③判断物质的溶解度受温度影响的变化趋势;
④确定某物质的不饱和溶液和饱和溶液相互转化的方法;
⑤比较不同物质的溶解度受温度变化影响的大小,确定混合物分离、提纯的方法。
四、结晶的两种方法
结晶方法
原理
举例
冷却热饱和溶液(降温结晶)
将热的饱和溶液降温冷却,使其析出晶体
冷却热的硝酸钾饱和溶液,得到硝酸钾晶体
蒸发溶剂(蒸发结晶)
通过加热、风吹、日晒等方法蒸发溶液中的溶剂,溶液达到饱和后继续蒸发,使其析出晶体
海水晒盐
一、粗盐中难溶性杂质的去除
1.实验用品
粗盐(含难溶性杂质)、蒸馏水;
托盘天平(含砝码)、研钵、漏斗、纸片、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸、酒精灯、菜发皿、坩埚钳、陶土网、火柴、剪刀等。
2.实验原理
氯化钠属于可溶性物质,用溶解、过滤的方法可以将氯化钠中混有的难溶性杂质除去。
3.实验装置及实验步骤
实验装置
实验步骤
玻璃棒的作用
称量
用托盘天平称取含有少量泥沙等杂质的粗盐
溶解
加水溶解并用玻璃棒不断搅拌,直到粗盐不再溶解为止
搅拌,加速溶解
过滤
①将粗盐水用玻璃棒引流进入过滤器中;②若滤液浑浊应重新过滤
引流,防止液体溅出或冲破滤纸
蒸发
将过滤后的澄清滤液倒入蒸发皿中,边加热边用玻璃棒不断搅拌,当有较多晶体出现时停止加热,利用余热将其蒸干
搅拌,防止因受热不均造成液滴飞溅
计算产率
将提纯的粗盐用玻璃棒转移到指定的容器中称量并计算产率。精盐产率=
转移固体
4.误差分析
(1)精盐产率偏低的原因:
①称量时,药品和砝码放反且使用游码;
②溶解时未充分搅拌,氯化钠未全部溶解;
③过滤时液体滴到漏斗外;
④蒸发时液体溅出;
⑤转移精盐时玻璃棒上有残留固体或有洒落;
(2)精盐产率偏高的原因:
①蒸发时水分未蒸干;
②精盐未蒸干,有水分;
③精盐称量偏大。
二、粗盐中可溶性杂质的去除
1.粗盐中可溶性杂质的去除 原理: 用化学方法除去可溶性杂质 。
2.蒸发结晶得到的食盐中还含有硫酸钠、氯化镁和氯化钙等可溶性杂质,可用化学方法除去,净化过程如下:
过程
化学方程式
向溶液中加过量BaCl2溶液
Na2SO4+BaCl22NaCl+BaSO4↓
加过量的Na2CO3溶液
Na2CO3+BaCl22NaCl+BaCO3↓
Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓
加过量NaOH溶液
MgCl2+2NaOH2NaCl+Mg(OH)2↓
过滤
滤液中的溶质有NaCl、NaOH、Na2CO3
加足量盐酸
蒸发
NaOH+HClNaCl+H2O
Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
【特别提醒】 (1)加入过量BaCl2溶液的作用:除去Na2SO4。
(2)加入过量Na2CO3溶液的作用:除去溶液中的CaCl2和过量的BaCl2。
(3)加入过量NaOH溶液的作用:除去MgCl2。
(4)加入足量盐酸的作用:除去NaOH和Na2CO3。
三、食盐的用途
食盐是人体进行正常新陈代谢的必需品,是重要的调味品和食品添加剂。食盐还是制造烧碱、氯气、盐酸和纯碱等的基本原料被广泛用于制造化学肥料、塑料、合成橡胶和染料等。
四、从海水中提炼金属镁
1.流程:海水或卤水氢氧化镁氯化镁 (操作Ⅰ为过滤,操作Ⅱ为蒸发)
2.原理:
a. MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2 (从海水中分离出镁元素);
b. Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O (转化成可电解的氯化镁);
c. MgCl2Mg+Cl2↑ 。
思考:
(1)海水提镁的过程中,为什么要将苦卤中的氯化镁先转化为氢氧化镁,再将氢氧化镁重新转化为氯化镁?
海水中氯化镁的含量很大,但镁离子浓度很低,将海水中的氯化镁转变为氢氧化镁,再转变为氯化镁的方法可以使镁离子富集,浓度高,且成本低
(2)海水中的含盐量虽远超陆地,但是分布非常分散,需要通过物理或化学方法进行“富集”才能提炼使用。想一想本单元你学习了哪些富集方法?
第三节 碳酸氢钠和碳酸钠
一、碳酸氢钠和碳酸钠的物理性质和用途
碳酸盐
俗称
微观构成
颜色状态
溶解性
用途
碳酸氢钠NaHCO3
小苏打
Na+、HCO3-
白色粉末状晶体
可溶于水,水溶液呈碱性
制作苏打水饮料,做发酵粉(如用于焙制糕点);
医疗上治疗胃酸过多;
干粉灭火器的主要成分。
碳酸钠
Na2CO3
纯碱、苏打
Na+、CO32-
白色粉末
易溶于水,水溶液呈碱性
重要化工原料,用于石油精炼、粗盐精制、冶金、人造纤维和玻璃、造纸、纺织、洗涤等领域。
注:我国制碱工业的先驱侯德榜,发明了侯氏制碱法。这里的碱是指纯碱。
二、碳酸氢钠和碳酸钠的化学性质
1.碳酸氢钠受热分解。化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
2.碳酸盐和酸的反应
药品
实验现象
化学方程式
反应微观实质
碳酸氢钠+稀盐酸
反应快,产生大量气泡
NaHCO3+HCl =NaCl+H2O+CO2↑
HCO3-+H+=H2O+CO2↑
碳酸钠+稀盐酸
反应较快,产生大量气泡
Na2CO3+2HCl =2NaCl+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
碳酸钠+稀硫酸
反应较快,产生大量气泡
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
CO32-+2H+=H2O+CO2↑
碳酸钠与盐酸反应的微观实质
3.碳酸钠和碱的反应
碳酸钠+氢氧化钙反应的化学方程式:Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH。
三、复分解反应
1.定义:两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。
2.实质:酸碱盐解离出的离子相互结合,生成沉淀气体或水的过程。
3.通式:AB + CD = AD + CB
4.特征:“两交换,价不变,交换时,正价前,负价后”
发生在两种化合物间,反应前后元素或原子团互相交换, 各元素或原子团化合价不变。
5.反应条件:两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或气体或水生成。
6.酸碱盐之间发生的复分解反应
①酸+金属氧化物→盐+水
②酸+碱→盐+水
③酸+盐→新酸+新盐
④碱+盐→新碱+新盐
⑤盐+盐→新盐+新盐
反应物
反应物的溶解性
相互交换成分条件
碱+盐
二者都可溶
至少具备下列三个条件中的一个:
(1)有沉淀生成
(2)有气体生成
(3)有水生成
盐+盐
二者都可溶
盐+酸
盐可溶或难溶,酸必须可溶
酸+碱
一种可溶即可
部分酸、碱、盐的溶解性口诀
酸类易溶除硅酸;碱溶钾钠钡钙氨;钾钠铵盐硝酸盐,都能溶在水中间;盐酸盐中除去银;硫酸盐中钡不溶;碳酸(盐)只溶钾钠铵。
03 素养提升
一、溶解度曲线应用:(注:A、B、C代表物质依次为——硝酸钾、氯化钠、熟石灰或气体)
⑴会比较S大小:0℃时溶解度大小顺序为B、C、A ,t2℃时三种物质溶解度大小顺序为A、B、C。50
⑵会查S并进行简单推算、判断:
①t2℃50g水中最多能溶解A物质25g。 50
②t2℃一瓶饱和A溶液的浓度为33.3%。
③t2℃把25gA物质放入100g 水中,所 得溶液质量为125g,
浓度为20%,所得溶液是否饱和:不是;降温至t1℃,所得溶液质量为115g,
此时溶液是否饱和:是。
⑶会判断饱和溶液浓度随温度变化情况:
①t2℃三物质的饱和溶液降温至t1℃,A溶液浓度将变小,B溶液浓度将变小,
C溶液浓度将不变。
②t1℃三物质的饱和溶液升温至t2℃,A溶液浓度将不变,B溶液浓度将不变,C溶液浓度将变小。
③t1℃三物质的饱和溶液(杯内有剩余晶体),升温至t2℃,A溶液浓度将变大,B溶液浓度将变大,C溶液浓度将变小。A溶液中能看到的现象是晶体减少,C溶液中能看到的现象是晶体增多。
④t1℃的三种物质饱和溶液,升温时浓度变小的是C,降温时浓度变小的是A、B。
⑤t2℃时三个物质饱和溶液的浓度大小顺序为A、B、C,降温至t1℃时溶液浓度的大小顺序为B、A、C(可画水平线判断:A溶解度虽下降但并没有低于C在t2℃的“高度”)。
⑷M点含义是:t1℃时A和C的溶解度相等都是15g(注意:纵坐标若给出数值需指出)。
⑸会观察溶解度曲线图选择合适的结晶方法:从溶液中析出A常用冷却热饱和溶液结晶法,从溶液中析出B常用蒸发溶剂结晶法,欲除去A中少量B常用冷却热饱和溶液结晶法,欲除去B中少量的A常用的方法是蒸发溶剂法后再趁热过滤。
⑹会判断饱和与不饱和转化方法:欲使C的溶液达到饱和方法有加入足量C、升温、蒸发溶剂;欲使A溶液达到饱和方法有加入足量A、降温、蒸发溶剂。
⑺在指定的温度下(即不许改变温度)考查饱和溶液与不饱和溶液的转化方法:t2℃时,使A、B、C不饱和溶液变为饱和溶液的方法依次是加入足量A、加入足量B、加入足量C,或恒温蒸发水;t2℃时,使A、B、C的饱和溶液变为不饱和溶液的方法均为加入足量水。
二、结晶方法:(注:溶解度大的物质溶解能力就强,反之即弱)
(1)结晶含义:因水蒸发,或温度改变导致物质溶解度变小(溶解能力减弱),溶解在溶液中的溶质会以固体形式析出,这个过程叫结晶。这是从海水、湖水、或其他溶液中提取物质的常用方法。
(2)会根据物质溶解度差异(即溶解能力的差异)选择合适的结晶方法:像硝酸钾这样“随温度降低溶解度迅速减小至很小”的物质,欲使其从溶液中析出常用的结晶方法是冷却热饱和溶液法;像氯化钠这样“溶解度受温度影响不大(温度升高溶解度并没有迅速增大,低温下溶解度也不是很小)”的物质无法用冷却热饱和溶液法,只能用蒸发溶剂法使其从水溶液中析出。
(3)冷却热饱和溶液法也可以分离几种可溶物组成的混合物,但这类混合物的主要物质应是“溶解度受温度影响很大的”,所含的杂质应是“溶解度受温度影响不大的”,如硝酸钾中混有少量氯化钠可用冷却热饱和溶液法提纯得到硝酸钾。
(4)氯化钠中混有少量硝酸钾,因氯化钠是含量较多的主要物质,所以用冷却热饱和溶液法使氯化钠大量结晶析出是不可能的,所以提纯氯化钠之法应是蒸发溶剂法后趁热过滤。
三、粗盐提纯的四个步骤中都要用到玻璃棒,玻璃棒所起的作用各不相同:
步骤
玻璃棒的作用
溶解
加快粗盐的溶解
过滤
引流
蒸发
搅拌,使滤液受热均匀,防止局部温度过高造成液滴飞溅
计算产率
转移固体
四、配制一定溶质质量分数的溶液误差分析
质量分数偏小的原因:
①称量时“左码右物”并使用游码→m质↓。
②将固体溶质转移到烧杯中时,散落到烧杯外面→m质↓。
③固体溶质不纯、不干燥或已潮解→m质↓。
④用量筒量取水时仰视读数→m剂↑。
⑤烧杯内有残留的水→m剂↑。
质量分数偏大的原因:
①砝码生锈(比同规格原砝码重)→m质↑。
②用量筒量取水时俯视读数→m剂↓。
③量好的水向烧杯中倾倒时,有液体酒落烧杯外→m剂↓。
质量分数无影响:
①完全溶解后搅拌,少量液体飞溅到烧杯外。
②完全溶解后,转移时,洒落在到细口瓶外。
五、盐的化学性质
反应
现象及方程式
①与某些金属反应
盐+金属→另一种盐+另一种金属(置换反应)
盐必须可溶;金属单质(K、Ca、Na除外)的活动性要大于盐中金属的活动性
CuSO4+Fe = FeSO4+Cu
现象:有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
2AgNO3+Cu = Cu(NO3)2+2Ag
现象:有银白色物体析出,溶液由无色变为蓝色
②与酸反应
盐+酸→另一种盐+另一种酸(复分解反应)
有沉淀、气体生成
HCl+AgNO3 = AgCl↓+2HNO3
现象:有白色沉淀生成
H2SO4+BaCl2 = BaSO4↓+2HCl
现象:有白色沉淀生成
Na2CO3+2HCl = 2NaCl+H2O+CO2↑
现象:有气泡产生
③与碱反应
盐+碱→新盐+新碱(复分解反应)
反应物均溶于水,生成物有沉淀
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+2NaOH
现象:有白色沉淀生成
2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+Na2SO4
现象:有蓝色沉淀生成,溶液由蓝色变为无色
④与某些盐反应
盐+盐→一种新盐+另一种新盐(复分解反应)
反应物均溶于水,生成物有沉淀
Na2CO3+CaCl2 = CaCO3↓+2NaCl
现象:有白色沉淀生成
Na2SO4+BaCl2 = BaSO4↓+2NaCl
现象:有白色沉淀生成
六、总结除杂质(括号内为杂质)
理解规律,了解所用的试剂和部分反应方程式:
氢氧化钠[碳酸钠]:●氢氧化钙溶液,Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。(沉淀法)
或氢氧化钡溶液,Ba(OH)2+Na2CO3= 。(沉淀法)
硝酸钠[碳酸钠]: ●稀硝酸,Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑。 (气体法)
或硝酸钡溶液,Na2CO3+Ba(NO3)2=BaCO3↓+2NaNO3。
或硝酸钙溶液,Na2CO3+Ca(NO3)2=CaCO3↓+2NaNO3。
氯化钠[碳酸钠]:●稀盐酸,Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑。 (气体法)
或氯化钡溶液,Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。
或氯化钙溶液,Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。
硫酸钠[碳酸钠]:●稀硫酸,Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。 (气体法)
氯化钠[氢氧化钠]:●稀盐酸,NaOH+HCl=NaCl+H2O。 (中和法)
或氯化铜溶液,2NaOH+CuCl2=Cu(OH)2↓+2NaCl。
硫酸钠[氢氧化钠]:●稀硫酸,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O 。 (中和法)
或硫酸铜溶液,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
硝酸钠[氢氧化钠]:●稀硝酸,NaOH+HNO3=NaNO3+H2O 。 (中和法)
或硝酸铜溶液,2NaOH+Cu(NO3)2=Cu(OH)2↓+2NaNO3。
盐酸[硫酸]:●氯化钡溶液,H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl。
硝酸[硫酸]:●硝酸钡溶液,H2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2HNO3。
硫酸亚铁[硫酸铜]:铁粉,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
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