期中必背知识清单01（第五章）（期中知识清单）高一化学下学期沪科版

高一化学期中必背知识清单（第五章） 知识点一 金属的物理性质 1．常见金属的物理性质 （1）金属材料包括：纯金属和合金。日常生活中使用的金属材料大多数是合金。 （2）金属的物理共性 ①常温下大多数金属为固体（汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 ②大多数金属呈银白色，（铜红色，金黄色，铁粉黑色，铁片银白色 ）。 ③大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)， 能够弯曲。 （3）金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的性质。其他因素：价格、资源，废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨熔点高 铜、铝导电性好 铬硬度大 铁硬度大 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 铝 地壳中含量最多的金属元素 钙 人体中含量最多的金属元素 铁 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 银 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 熔点最高的金属 汞 熔点最低的金属 2.合金 （1）定义：由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）组成 ①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ②合金是混合物，不是化合物。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为0价 （3）物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 ①硬度：合金的硬度一般大于成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动变得困难。 ②熔点：合金的熔点多数低于成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 （4）常见合金：青铜主要是铜合金，钢铁属于铁碳合金。 知识点二 金属的化学性质 （一）金属与非金属单质的反应 1.钠 （1）钠的物理性质 ①颜色状态：银白色固体； ②硬度：很小，可以用小刀切，剩余的钠要放回原瓶； ③密度：比水的小，而比煤油的大，比酒精的大； ④熔点：比较低，原因：钠离子的比较大，电荷少，金属键弱，破坏金属键所需能量低。 （2）钠与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应 O2 常温 4Na＋O2＝2Na2O 白色固体 加热 2Na＋O2Na2O2 淡黄色固体 Cl2 2Na＋Cl22NaCl （产生黄色火焰，生成白烟） S 2Na＋S＝Na2S （研磨时容易爆炸） H2 2Na＋H22NaH（金属氢化物中，氢为－1价） 2.铁 （1）铁原子的结构示意图 铁元素性质活泼，单质有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （2）铁与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 b.点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 3.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （二）金属与水的反应 1.钠与水反应 （1）实验探究——【钠与水的反应】 实验装置 实验原理 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 氢氧化钠和氢气 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 钠的密度比水的小 熔——钠熔化成光亮的小球 钠与水反应放出热量，钠的熔点低 游——小球在水面上迅速游动 生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动，球周围有水雾出现， 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 钠与水剧烈反应，有时可能有火花或伴有爆鸣声 红——加入酚酥的溶液颜色变红 反应生成的产物呈碱性 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 （2）钠与水反应剧烈，生成NaOH，化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋OH-＋H2↑。 2.铁与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 3.铝与水的反应 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑。 （三）金属与酸、盐溶液的反应 1.活泼金属与酸反应 金属 与稀盐酸、稀硫酸反应的现象 与稀盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 镁 固体逐渐溶解，快速产生气泡 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 锌 固体逐渐溶解，产生气泡速度适中 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 铁 固体逐渐溶解，缓慢产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 铜 无明显现象，不反应 结论 Mg、Zn、Fe能与盐酸和稀硫酸反应，而Cu不能与稀盐酸和稀硫酸反应。 金属活动性：Mg、Zn、Fe>Cu 2.不活泼金属与酸反应 （1）金属与浓硫酸的反应 ①反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O ②Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸、浓硝酸时发生“钝化”，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应，在金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 （2）金属与硝酸的反应 不活泼金属 Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 知识点三 金属在自然界中的存在 1.金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以游离态形式存在外，绝大多数金属元素以化合态形式存在。 2.铁的存在 （1）纯净的铁有银白色的金属光泽。铁元素在地壳中以化合态形式存在，仅次于氧、硅、铝。用于炼铁的矿石主要有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、菱铁矿（FeCO3）等。 （2）铁合金分类：根据含碳的不同分类 ①生铁：含碳量2%~4.3%，硬度大，抗压、性脆、韧性差 ②钢：含碳量0.03%~2%，硬度小，延展性好、韧性好、机械性能好 （3）钢的分类 知识点四 金属的冶炼 1.金属冶炼 ①概念：将金属矿物中的金属从其化合物中还原出来的过程。 ②原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （3）金属冶炼的一般步骤 ①富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 ②冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把矿石中的金属离子还原成单质。 ③精炼：提纯金属。 2.金属冶炼的化学方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法——冶炼不活泼金属 a.分解HgO制取Hg：2HgO2Hg＋O2↑ b.分解Ag2O制取Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑ ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； b.H2还原WO3：WO3+3H2W+3H2O； c.C还原ZnO：2ZnO＋C2Zn＋CO2↑。 ③电解法——冶炼活泼金属 a.冶炼钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ b.冶炼镁：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ c.冶炼铝：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ ④其他方法 a.湿法炼铜：Fe与CuSO4溶液反应制取铜的化学方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu b.火法炼铜：Cu2S在空气中高温灼烧可得到Cu：Cu2S+O2 2Cu + SO2 3.金属提炼的物理方法——富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如Pt、Au。 知识点五 氧化钠 （1）物理性质：白色粉末状固体。 （2）化学性质： 碱性氧化物通性 化学方程式 与水反应 Na2O＋H2O＝2NaOH 与酸性氧化物反应 Na2O＋CO2＝Na2CO3 Na2O＋SO3＝Na2SO4 与酸反应 Na2O＋2HCl＝2NaCl＋H2O Na2O＋H2SO4＝Na2SO4＋H2O 知识点六 过氧化钠 （1）物理性质：淡黄色粉末状固体。 （2）实验探究——Na2O2与水的反应实验 实验操作 实验现象 现象解释 实验结论 有大量气泡 过氧化钠与水剧烈反应，有气体产生 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O==4NaOH+O2↑ 带火星的木条复燃 有氧气产生 试管外壁温度升高 反应放热 溶液先变红后褪色 有碱生成，反应过程中有强氧化性物质生成 （3）化学性质：Na2O2不是碱性氧化物，但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应，具有强氧化性。 ①与水反应：反应分两步进行：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋H2O2……① 2H2O2＝2H2O＋O2↑……② 总反应式如下： ，反应中氧化剂是Na2O2，还原剂是Na2O2。 知识点七 铁的氧化物 1.铁的氧化物的物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 铁红 磁性氧化铁 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 类别 碱性氧化物 碱性氧化物 特殊氧化物 用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的红色颜料 做磁性材料，如录音磁带、电讯器材 2.铁的氧化物的化学性质 （1）稳定性 ①FeO：不稳定，易被氧化，6FeO+O22Fe3O4 ②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定 （2）与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应 ①FeO：FeO+2H+Fe2++H2O ②Fe3O4：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O ③Fe2O3：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O （3）能够被某些还原剂还原 ①H2：FeO+H2Fe+H2O ②CO：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁的主反应) ③C：Fe3O4+2C3Fe+2CO2↑ ④Al：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应) ◆知识点八 氢氧化钠与铝的反应 教材p15实验探究：氢氧化钠与铝的反应 现象记录：试管内产生无色气体，点燃蒸发皿中的气泡，有爆鸣声并燃烧放热。 实验结论：氢氧化钠溶液能与铝反应，放出氢气。 问题讨论：该实验氢氧化钠的碱性和铝的还原性。 ◆知识点九 铁的氢氧化物的性质与制备 1.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+ Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH- Fe(OH)2↓ Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 2.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 知识点十 碳酸钠和碳酸氢钠 1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 纯碱或苏打 小苏打 颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水，水溶液呈碱性 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小，水溶液呈碱性 用途 于石油、纺织、冶金、建筑等领域 在制药中用作制酸剂，在食品工业中用作酸度调节剂、膨松剂等 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 - Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O 不稳定，受热易分解 （2）与盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCO＋H＋＝CO2↑＋H2O。 （2）形成结晶水合物 碳酸钠粉末露置在潮湿的空气中会吸收水分，形成水合 碳酸钠晶体（Na2CO3·xH2O）。像石碱（Na2CO3·10H2O）这种碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可生成碳酸氢钠。 3.Na2CO3的制备—侯氏制碱法 （1）原料：食盐、氨气、二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其反应为C＋H2O(g)CO＋H2，CO＋H2O(g)CO2＋H2）。 （2）反应原理 ①产生NaHCO3反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 （3）工艺流程 （4）循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。 知识点十一 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+和Fe2+的性质 Fe3+有氧化性，可氧化一些有较强还原性的物质，自身被还原为Fe2+；Fe2+处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但其氧化性较弱，主要表现还原性，Fe2+很容易被氧化为Fe3+。 2.实验探究：Fe2+和Fe3+性质的探究 现象记录：①向FeCl3溶液中滴加 KSCN溶液后，溶液变为血红色；②加入过量铁粉，血红色褪去，溶液变为浅绿色；③再滴加新制氯水，溶液又变为血红色。 实验结论：①Fe3+与KSCN反应，生成血红色物质；②Fe3+能被Fe还原，生成 Fe2+(2Fe3++Fe3Fe2+)；③Fe能被氯气氧化，生成 Fe(2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－) 问题讨论：实验中把铁粉换成铜粉，也能使血红色褪去，最后的现象是溶液变为蓝色(2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+)。把氯水换成其他氧化剂，如O2、H2O2、硝酸等(氧化性大于Fe3+的氧化剂)，也能使Fe2+转化为Fe3+，溶液再变为血红色。总之： 知识点十二 放热反应与吸热反应 1.化学反应中的变化 化学反应中的变化 ①物质变化：有新物质生成——遵循质量守恒定律 ②能量变化 吸收热量——遵循能量守恒定律 放出热量——遵循能量守恒定律 2.实验探究：铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 铝热反应特点 ①在高温下进行； ②反应迅速并放出大量的热； ②新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 3.放热反应与吸热反应的对比 放热反应 吸热反应 含义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 能量转化 化学能转化为热能释放出来 热能转化为化学能被生成物所“储存” 化学反应中的能量变化(宏观角度) 反应物的总能量>生成物的总能量 反应物的总能量<生成物的总能量 常见反应举例 ①大多数化合反应； ②所有的燃烧及缓慢氧化反应； 如：CH4+ 2O2CO2+ 2H2O ③酸碱中和反应； ④活泼金属与酸或H2O的反应； ⑤少数分解反应，如过氧化氢分解制氧气； ⑥铝热反应（2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe） ①大多数的分解反应； ②铵盐与碱的反应；如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===2NH3↑+BaCl2+10H2O； ③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如CO2+C2CO； C+H2O(g)CO+H2； 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ④盐酸与碳酸氢钠的反应 知识点十三 反应体系中能量改变与化学键的关系 1.化学反应的实质 （1）实质：化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。 （2）特征：①物质变化：有新物质生成，遵循质量守恒定律；②能量变化：释放或吸收能量，遵循能量守恒定律。 2.化学反应中能量变化的原因 化学反应是放出能量还是吸收能量主要取决于反应物中化学键断裂所吸收的能量和生成物中化学键形成所放出的能量的相对大小。化学键与化学反应中能量变化的关系如图所示： E1>E2,反应吸收能量，为吸热反应；E1<E2,反应放出能量，为放热反应。 3.从宏观角度和微观角度分析化学反应的能量变化 宏观角度 能量变化类型 表现形式 反应物的总能量<生成物的总能量 吸收能量 吸热 反应物的总能量>生成物的总能量 释放能量 放热 结论：ΔE=E生成物的总能量-E反应物的总能量。若ΔE>0，反应为吸热反应；若ΔE<0，反应为放热反应。 微观角度 能量变化类型 表现形式 断裂反应物化化学键的总能量<形成生成物化学键释放的总能量 释放能量 放热 断裂反应物化化学键的总能量>形成生成物化学键释放的总能量 吸收能量 吸热 知识点十四 原电池的工作原理 1.电池：把化学能转化为电能的装置，称为化学电源，习惯上叫做电池。电池大体上可分为原电池、蓄电池和燃料电池等。 2.实验探究：铜—锌原电池 实验装置 实验步骤 （1）把一块铜片和锌片并排插入盛有稀硫酸的容器里，观察实验现象。 （2）把铜片、锌片分别用导线连接，并接入灵敏电流计，观察和记录实验现象。 编号 现象记录 实验结论 （1） 当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片逐渐溶解，有气泡产生，铜片上无气泡产生 反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气。 （2） 当用导线将锌片和铜片相连后，锌片逐渐溶解，铜片上有气泡产生，电流表指针发生偏转。 锌—铜—稀硫酸构成了原电池装置，产生了电流，化学能转化为电能。 原理分析： （1）反应的离子方程式：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气。 （2）锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生。电流表指针偏转说明：导线中有电流；Cu片上有气泡说明：溶液中的氢离子在铜片表面获得电子发生还原反应产生氢气，从铜片上放出。 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 负极 电子流出 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 铜 正极 电子流入 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 总离子反应式 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑ 3.原电池定义及本质 概念：原电池是把化学能转化为电能的装置， 反应本质：自发进行的氧化还原反应。 4.原电池模型 Zn—Cu电池 ①电子移动方向 锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液，电子从负极经导线流入正极 ②离子移动方向 阴离子向负极移动(如SO)，阳离子向正极移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 ③电极反应式 负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应)。 正极(铜极)：2H＋＋2e－===H2(还原反应)。 总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 5.原电池的构成条件 一看反应 看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是活泼性不同的两电极 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件（组成原电池至少的三个部分）： ①电解质溶液或熔融电解质；（电极） ②两电极直接或间接接触；（导线） ③两电极插入电解质溶液中。（电解质溶液） 知识点十五 化学电源 1.原电池又称一次电池，是指放电之后不可再充电的化学电池，如锌锰干电池、锌银纽扣电池等。 2.蓄电池又称二次电池，是指放电之后可再充电反复使用的化学电池，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。 3.燃料电池是将氢气、甲醇等燃料的化学能直接转化成电能的化学电池，如氢燃料电池、甲醇燃料电池等。 4.原电池和电解池的区别 化学能电能 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一化学期中必背知识清单（第五章） 知识点一 金属的物理性质 1．常见金属的物理性质 （1）金属材料包括： 和 。日常生活中使用的金属材料大多数是 。 （2）金属的物理共性 ①常温下大多数金属为固体（汞为 ），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 ②大多数金属呈 色，（铜 ，金 ，铁粉 ，铁片银白色 ）。 ③大多数金属具有优良的 、 ，有 (延：拉成丝；展：压成片)， 能够弯曲。 （3）金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的 。其他因素：价格、资源，废料是否 和对环境的影响，以及是否美观、使用是否 等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨 铜、铝 铬硬度大 铁 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 地壳中含量最多的金属元素 人体中含量最多的金属元素 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 的金属 熔点最低的金属 2.合金 （1）定义：由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有 的物质。 （2）组成 ①合金中一定含有 元素，可能含有 元素。 ②合金是 ，不是 。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为 价 （3）物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 ①硬度：合金的硬度一般 成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动 。 ②熔点：合金的熔点多数 成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 （4）常见合金：青铜主要是 合金，钢铁属于 合金。 知识点二 金属的化学性质 （一）金属与非金属单质的反应 1.钠 （1）钠的物理性质 ①颜色状态： 色固体； ②硬度：很 ，可以用小刀切，剩余的钠要 ； ③密度：比水的 ，而比煤油的 ，比酒精的 ； ④熔点：比较 ，原因： 。 （2）钠与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应 O2 常温 4Na＋O2＝2Na2O 固体 加热 2Na＋O2Na2O2 固体 Cl2 2Na＋Cl22NaCl （产生 火焰，生成 ） S 2Na＋S＝Na2S （研磨时容易 ） H2 2Na＋H22NaH（金属氢化物中，氢为 价） 2.铁 （1）铁原子的结构示意图 铁元素性质活泼，单质有较强的 性，主要化合价为 价和 价。 （2）铁与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 。 b.点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： 3.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的 ，生成 ，4Al＋3O22Al2O3。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （二）金属与水的反应 1.钠与水反应 （1）实验探究——【钠与水的反应】 实验装置 实验原理 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 氢氧化钠和氢气 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 钠的密度比水的小 熔——钠熔化成光亮的小球 钠与水反应放出热量，钠的熔点低 游——小球在水面上迅速游动 生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动，球周围有水雾出现， 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 钠与水剧烈反应，有时可能有火花或伴有爆鸣声 红——加入酚酥的溶液颜色变红 反应生成的产物呈碱性 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 （2）钠与水反应剧烈，生成 ，化学方程式是 ，还原剂： ，氧化剂： 。离子方程式为 。 2.铁与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 。 3.铝与水的反应 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝与水反应： 。 （三）金属与酸、盐溶液的反应 1.活泼金属与酸反应 金属 与稀盐酸、稀硫酸反应的现象 与稀盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 镁 固体逐渐溶解， 产生气泡 锌 固体逐渐溶解，产生气泡 铁 固体逐渐溶解， 产生气泡，溶液由无色逐渐变成 色。 铜 无明显现象，不反应 结论 Mg、Zn、Fe能与盐酸和稀硫酸反应，而Cu不能与稀盐酸和稀硫酸反应。 金属活动性： 2.不活泼金属与酸反应 （1）金属与浓硫酸的反应 ①反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O ②Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸、浓硝酸时发生“钝化”，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应， ，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 （2）金属与硝酸的反应 不活泼金属 Cu＋4HNO3(浓)＝ 3Cu＋8HNO3(稀)＝ 知识点三 金属在自然界中的存在 1.金属在自然界中的存在：在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属以 形式存在外，绝大多数金属元素以 形式存在。 2.铁的存在 （1）纯净的铁有银白色的金属光泽。铁元素在地壳中以 态形式存在，仅次于氧、硅、铝。用于炼铁的矿石主要有赤铁矿（ ）、磁铁矿（ ）、菱铁矿（ ）等。 （2）铁合金分类：根据含碳的不同分类 ①生铁：含碳量2%~4.3%，硬度大，抗压、性脆、韧性差 ②钢：含碳量0.03%~2%，硬度小，延展性好、韧性好、机械性能好 （3）钢的分类 知识点四 金属的冶炼 1.金属冶炼 ①概念：将金属矿物中的金属从其化合物中 出来的过程。 ②原理：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子 电子被 成金属原子，从而获得金属单质。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （3）金属冶炼的一般步骤 ①富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 ②冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把矿石中的金属离子还原成单质。 ③精炼：提纯金属。 2.金属冶炼的化学方法——金属的活动性不同，可以采用不同的冶炼方法。 ①热分解法——冶炼不活泼金属 a.分解HgO制取Hg： b.分解Ag2O制取Ag： ②热还原法：金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂（C、CO、H2、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： a.CO还原Fe2O3： ； b.H2还原WO3： ； c.C还原ZnO：2 。 ③电解法——冶炼活泼金属 a.冶炼钠： b.冶炼镁： c.冶炼铝： ④其他方法 a.湿法炼铜：Fe与CuSO4溶液反应制取铜的化学方程式为 b.火法炼铜：Cu2S在空气中高温灼烧可得到Cu： 3.金属提炼的物理方法——富集法：适用于极不活泼的金属的冶炼如 。 知识点五 氧化钠 （1）物理性质： 色粉末状固体。 （2）化学性质： 碱性氧化物通性 化学方程式 与水反应 与酸性氧化物反应 与酸反应 知识点六 过氧化钠 （1）物理性质： 色粉末状固体。 （2）实验探究——Na2O2与水的反应实验 实验操作 实验现象 现象解释 实验结论 有大量气泡 过氧化钠与水剧烈反应，有气体产生 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O==4NaOH+O2↑ 带火星的木条复燃 有氧气产生 试管外壁温度升高 反应放热 溶液先变红后褪色 有碱生成，反应过程中有强氧化性物质生成 （3）化学性质：Na2O2不是碱性氧化物，但能与水、酸、酸性氧化物等发生反应，具有强氧化性。 ①与水反应：反应分两步进行：2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋H2O2……① 2H2O2＝2H2O＋O2↑……② 总反应式如下： ，反应中氧化剂是 ，还原剂是 。 知识点七 铁的氧化物 1.铁的氧化物的物理性质和用途 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 色态 黑色粉末 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 价 价 ＋2价，＋3价 类别 特殊氧化物 用途 油漆、涂料、油墨、橡胶的 颜料 做 材料，如录音磁带、电讯器材 2.铁的氧化物的化学性质 （1）稳定性 ①FeO：不稳定，易被氧化， ②Fe2O3和Fe3O4：比较稳定 （2）与非氧化性酸(如稀盐酸)发生复分解反应 ①FeO： ②Fe3O4： ③Fe2O3： （3）能够被某些还原剂还原 ①H2： ②CO： ③C： ④Al： ◆知识点八 氢氧化钠与铝的反应 教材p15实验探究：氢氧化钠与铝的反应 现象记录： 。 实验结论： 。 问题讨论： 。 ◆知识点九 铁的氢氧化物的性质与制备 1.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 色固体 色固体 溶解性 溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 制备原理 Fe2++2OH- Fe(OH)2↓ Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ 转化 反应 现象 色絮状沉淀迅速变成 色，最终变成 色 2.铁的氢氧化物的制备 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 知识点十 碳酸钠和碳酸氢钠 1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 或 颜色、状态 色粉末 细小 色晶体 水溶性 溶于水，水溶液呈 性 水中易 ，但比Na2CO3的溶解度 ，水溶液呈 性 用途 于石油、纺织、冶金、建筑等领域 在制药中用作制酸剂，在食品工业中用作酸度调节剂、膨松剂等 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O 不稳定，受热易分解 （2）与盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 ；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合 。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体 且 。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为 、H 。 （2）形成结晶水合物 碳酸钠粉末露置在潮湿的空气中会吸收水分，形成水合 碳酸钠晶体（Na2CO3·xH2O）。像石碱（Na2CO3·10H2O）这种碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可生成碳酸氢钠。 3.Na2CO3的制备—侯氏制碱法 （1）原料：食盐、 、二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的 ，其反应为 ， ）。 （2）反应原理 ①产生NaHCO3反应： 。 ②产生Na2CO3的反应： 。 （3）工艺流程 （4）循环使用的物质：CO2、 。 知识点十一 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+和Fe2+的性质 Fe3+有氧化性，可氧化一些有较强还原性的物质，自身被还原为Fe2+；Fe2+处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但其氧化性较弱，主要表现还原性，Fe2+很容易被氧化为Fe3+。 2.实验探究：Fe2+和Fe3+性质的探究 现象记录： 实验结论： 问题讨论：实验中把铁粉换成铜粉，也能使血红色褪去，最后的现象是溶液变为蓝色(2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+)。把氯水换成其他氧化剂，如O2、H2O2、硝酸等(氧化性大于Fe3+的氧化剂)，也能使Fe2+转化为Fe3+，溶液再变为血红色。总之： 知识点十二 放热反应与吸热反应 1.化学反应中的变化 化学反应中的变化 ① 变化：有新物质生成——遵循质量守恒定律 ② 变化 吸收热量——遵循能量守恒定律 放出热量——遵循能量守恒定律 2.实验探究：铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出 ：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 铝热反应特点 ①在高温下进行； ②反应迅速并放出大量的热； ②新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。 3.放热反应与吸热反应的对比 放热反应 吸热反应 含义 热量的化学反应 热量的化学反应 能量转化 能转化为 能释放出来 转化为 能被生成物所“储存” 化学反应中的能量变化(宏观角度) 反应物的总能量 生成物的总能量 反应物的总能量 生成物的总能量 常见反应举例 ①大多数 反应； ②所有的 及缓慢 反应； 如：CH4+ 2O2CO2+ 2H2O ③ 反应； ④活泼金属与 或 的反应； ⑤少数 反应，如过氧化氢分解制氧气； ⑥ 反应（2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe） ①大多数的 反应； ② 与 的反应；如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===2NH3↑+BaCl2+10H2O； ③以 、 、 为还原剂的氧化还原反应，如CO2+C2CO； C+H2O(g)CO+H2； 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 ④盐酸与 的反应 知识点十三 反应体系中能量改变与化学键的关系 1.化学反应的实质 （1）实质：化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键 和生成物分子中化学键 的过程。 （2）特征：① 变化：有新物质生成，遵循 定律；② 变化：释放或吸收能量，遵循 定律。 2.化学反应中能量变化的原因 化学反应是放出能量还是吸收能量主要取决于反应物中化学键断裂所吸收的能量和生成物中化学键形成所放出的能量的相对大小。化学键与化学反应中能量变化的关系如图所示： E1>E2,反应 能量，为 反应；E1<E2,反应 能量，为 反应。 3.从宏观角度和微观角度分析化学反应的能量变化 宏观角度 能量变化类型 表现形式 反应物的总能量<生成物的总能量 吸收能量 吸热 反应物的总能量>生成物的总能量 释放能量 放热 结论：ΔE= 。若ΔE>0，反应为吸热反应；若ΔE<0，反应为放热反应。 微观角度 能量变化类型 表现形式 断裂反应物化化学键的总能量<形成生成物化学键释放的总能量 释放能量 放热 断裂反应物化化学键的总能量>形成生成物化学键释放的总能量 吸收能量 吸热 知识点十四 原电池的工作原理 1.电池：把 能转化为 能的装置，称为化学电源，习惯上叫做电池。电池大体上可分为原电池、蓄电池和燃料电池等。 2.实验探究：铜—锌原电池 实验装置 实验步骤 （1）把一块铜片和锌片并排插入盛有稀硫酸的容器里，观察实验现象。 （2）把铜片、锌片分别用导线连接，并接入灵敏电流计，观察和记录实验现象。 编号 现象记录 实验结论 （1） 当锌片与铜片插入稀硫酸时，锌片 ，有 产生，铜片上 产生 反应的离子方程式： ；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气。 （2） 当用导线将锌片和铜片相连后，锌片 ，铜片上有 产生，电流表指针发生 。 锌—铜—稀硫酸构成了原电池装置，产生了电流，化学能转化为电能。 原理分析： （1）反应的离子方程式： ；Cu片表面无明显变化的原因：铜排在金属活动性顺序表氢的后面，不能从酸溶液中置换出氢气。 （2）锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生。电流表指针偏转说明：导线中有 ；Cu片上有气泡说明：溶液中的 在铜片表面获得电子发生还原反应产生 ，从铜片上放出。 归纳总结：　　 电极材料 电极名称 电子转移 电极反应式 反应类型 锌 铜 总离子反应式 3.原电池定义及本质 概念：原电池是把化学能转化为 的装置， 反应本质：自发进行的 。 4.原电池模型 Zn—Cu电池 ①电子移动方向 锌失电子逐渐溶解变成Zn2＋进入溶液， 从负极经导线流入正极 ②离子移动方向 阴离子向 移动(如SO)，阳离子向 移动(如Zn2＋和H＋，溶液中H＋在 上得电子形成氢气在铜片上冒出)。 ③电极反应式 负极(锌极)： (氧化反应)。 正极(铜极)： (还原反应)。 总反应： 。 5.原电池的构成条件 一看反应 看是否有能 进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应) 二看两电极 一般是 不同的两电极 三看是否形成闭合回路 形成闭合回路需三个条件（组成原电池至少的三个部分）： ①电解质溶液或 ；（电极） ②两电极直接或间接 ；（导线） ③两电极插入 中。（电解质溶液） 知识点十五 化学电源 1.原电池又称 电池，是指放电之后 的化学电池，如锌锰干电池、锌银纽扣电池等。 2.蓄电池又称 电池，是指放电之后 的化学电池，如铅酸蓄电池、锂离子电池等。 3.燃料电池是将氢气、甲醇等燃料的化学能直接转化成电能的化学电池，如氢燃料电池、甲醇燃料电池等。 4.原电池和电解池的区别 能电 / 学科网（北京）股份有限公司 $