内容正文:
第一讲:物质的结构
知识梳理
1. 构成物质的微粒有分子、原子和离子。
1 分子是保持物质 化学性质 的最小的微粒;
2 原子 是化学变化中的最小的微粒;
3 离子 是原子得失电子后所形成的带电的原子或原子团,包括 阴离子 , 阳离子 两种。
(1) 由分子构成的物质:
1 某些化合物:H₂O、CO₂、NH₃、C₂H₅OH、CH₃等;
2 某些气态单质:H₂、O₂、Cl₂等;
3 稀有气体:He、Ne、Ar等。
(2) 由原子构成的物质:
1 所有的金属单质:Mg、Zn、Ag、Cu、Fe、Ba等;
2 一些非金属单质:C、Si等。
(3) 由离子构成的物质:如 NaOH、CuSO₄等各种碱、盐。
2. 原子的结构
A、原子结构模型的发展史
(1) 道尔顿:实心球模型。他认为:
(a)原子是不能再分的最小微粒;
(b)同种元素原子的各种性质和质量均相同;
(c)原子是一个实心球体。
(2) 汤姆生:西瓜模型(枣糕模型或葡萄干面包模型)。汤姆生在实验中发现了电子,进一步发展了原子、分子论,并纠正了道尔顿原子不可分的观点。
(3) 卢瑟福:核式结构模型(或行星模型)。
卢瑟福α粒子散射实验的现象和结论:
(a)绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进;结论 原子内部很空旷 。
(b)少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转;结论 原子内部有一个体积小且
带正电的结构 。
(c)极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回;结论 原子内部有一个体积小且
质量很大的结构 。
(4) 玻尔:分层模型。
玻尔原子模型
电子云模型
(5) 现代:电子云模型。
(6) 原子的微观结构示意图:
电子 。
原子核
质子 。
中子 。
原子
B、
C、质子、中子由夸克构成。
(1)分子和原子的根本区别在于化学反应中能否再分。
(2)原子不显电性是因为带正电荷的质子数(核电荷数)=带负电荷的核外电子数。
(3)原子核中质子数不一定等于中子数,普通氢原子的原子核内无中子。
(4)原子核在整个原子中所占体积很小,但原子的质量主要集中在原子核上。
(5)原子种类由质子数决定。
两个等量关系:
质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数
中子数+质子数=质量数(一般等于相对原子质量)
1. 分子间存在间隙
(1) 分子在不停地做无规则运动(分子热运动),宏观上表现为物质的 扩散 现象。 固体、液体、气体都存在 扩散 现象。(扩散是总是从高浓度到低浓度进行)
(2) 分子之间存在空隙,例如50mL的水和50mL的酒精混合后总体积 小于 100mL。
(3) 分子间的间隙与状态有关,例如水从固态到液态、气态的以此变化,分子间隙逐渐增大 。
2. 分子之间存在相互作用力,包括 引力 和 斥力 。绳子不容易被拉断,体现了分子间的引力作用;气体压缩到一定程度后不容易再被压缩,体现了分子间的斥力作用。
(1)物质的化学性质由构成物质的微粒来保持,即构成物质的微粒不变,化学性质不变。
(2)分子的运动与物体的温度有关,温度越高,分子的运动越快,宏观上扩散也越快。
(3)分子间的引力和斥力同时存在,而且当物体被拉伸时,引力和斥力都减小,且斥力比引力减小得快,所以对外体现出引力;当物体被压缩时,引力和斥力都会增大,且斥力比引力增大得快,所以对外体现出斥力。
1. 元素的定义:元素是具有相同 质子数 (即核电荷数)的一类原子总称。 自然界中所有的物质都由 元素 组成。每种元素都由特定的 符号 表示,目前列入元素周期表的化学元素已达118种。元素可以分为 金属元素 和 非金属元素 。
同种元素的质子数一定相同,相同质子数的微粒不一定是同种元素。
2. 概念辨析
元素是宏观概念,只讲种类,不讲个数;而原子、分子、离子是微观概念,既讲种类又讲个数。
3. 微粒的表示方法和符号的意义
(1)元素的表示和符号的意义
①常见元素的表示:氢(H),氧(O),碳(C),氮(N),硫(S),硅(Si),钠(Na),铁(Fe),铜(Cu),氯(Cl),钙(Ca),银(Ag),铝(Al),碘(I),钾(K),磷(P)
②元素符号表示的意义
Ⅰ.宏观上表示一种 元素 。
Ⅱ.微观上表示该种元素的一个 原子 。
Ⅲ.若物质由 原子 构成,元素符号也表示一种物质。
(a)当元素符号前面加上系数时,就只有微观意义。如“2O”只表示2个氧原子。
(b)植物生长过程中需要量较多的是含 N、P、K 三种元素的无机盐。
(c)地壳中含量最多的前四种元素依次为 O 、 Si 、 Al 、 Fe 。
(2)离子的表示和化学符号中数字的含义
4. 元素周期表
(1) 编制第一张元素周期表的科学家是 门捷列夫 。
(2) 元素周期表的结构
我们将横行称为 周期 ,把纵列称为 族 。同一周期的元素, 电子层数 相等,质子数自左向右依次增加,最外层电子数从 1 到 8 递增;同一族的元素 最外层电子数 相同,具有相似的化学性质。
(3) 元素周期表单元格的信息提取
1. 化合价
(1) 化合价是用来表示不同原子构成分子时,原子之间相互化合的数目,也是元素的一种化学性质。有正价与负价之分。
(2) 化合价的表示:在元素符号正上方标出化合价。符号在前,数字在后。若数字为1,也不能省略。(注意跟离子的电荷数表示方法进行区分:离子所带的电荷数表示时数字在前,符号在后。)
(3) 元素符号正上方的数字的含义:表示某元素在化合物中的化合价。
(4) 元素化合价与离子的关系:
1 元素(或原子团)的化合价的数值=离子带的电荷数。
2 元素化合价的符号与离子带的电性一致。
(5) 化合价的规则:化合物中所有元素化合价的代数和为零。
(6) 常见元素化合价口诀
钾钠银氢 +1价 ,钙镁钡锌 +2价 ;
氟氯溴碘 -1价 ,通常氧显 -2价 ;
+1、+2 铜, +2、+3 铁, +3 铝, +4 硅, +5 磷;勿忘 单质 是零价。
(7) 常见原子团化合价
原子团名称
原子团粒子符号
原子团化合价
硫酸根
SO²⁻
- 2
碳酸根
CO²⁻
- 2
硝酸根
NO₃
- 1
氢氧根
OH⁻
- 1
铵根
NH+
+1
碳酸氢根
HCO₃
- 1
2. 化学式
(1) 用 元素符号与数字组合 表示单质或化合物组成的式子称为化学式。
(2) 化学式的意义
宏观:宏观上既可表示某种物质,又可表示某物质的元素组成。
微观:微观上既可表示某种物质的一个分子,又可表示某物质微粒的原子构成。
提示:如果这种物质是由原子或者单原子分子(稀有气体)构成,那么它的化学式既表示一种物质,也表示一种元素,还表示一个原子。
(3) 能运用化合价确定出简单的化学式
1 按一定顺序写出元素符号;
2 在元素符号的上方标出化合价;
3 根据元素化合价代数和为零的原则写出分子中各元素的原子个数。
(4) 根据化学式推断元素的化合价
根据“化合物中各元素的正负化合价的代数和为零”或“化合物中原子团的化合价和其他元素的化合价的代数和为零”进行判断。在两种元素组成的化合物中,金属元素(或氢)的化合价通常显 正 价,非金属元素的化合价通常显 负 价。
3. 相对和相对分子质量
(1) 相对原子质量
1 定义:是以一个碳—12 原子质量的 作为标准,其他原子的质量与它相比较所得的比值。原子的相对质量没有具体的质量单位。
相对原子质量=
2 一般情况下,相对原子质量=质子数+中子数。
3 同位素指质子数相同而中子数不同的同种元素。如¹²C和¹⁴C等。
(2) 相对分子质量
一个分子中各原子的 相对原子质量 的总和。
4. 能根据化学式进行物质组成的简单计算
(1) 根据化学式计算组成物质的元素的质量比
物质中各元素的质量比=(A元素的相对原子质量×A元素的原子个数):(B元素的相对原子质量×B元素的原子个数):……
(2) 根据化学式计算组成物质的某元素的质量分数
化合物中某元素的质量分数=
5. 物质的分类
(1) 纯净物和混合物
1 纯净物
宏观定义:由一种物质组成的物质。
微观定义:由同种物质的微粒(分子、原子或离子)构成。
特点:纯净物有确定组成,有固定性质。
2 混合物
宏观定义:由两种或两种以上物质组成的物质。
微观定义:由不同种物质的微粒构成。
特点:混合物由多种纯净物组成,各物质保持其原来的性质。
举例:合金、溶液、煤、石油、生铁、铁锈等。
3 混合物采用过滤、结晶或蒸馏的物理方法或通过化学反应的方法提纯为纯净物。
(2) 纯净物的分类
1 单质:由 一种 元素组成的 纯净物 。
2 化合物:由 两种或两种以上 元素组成的 纯净物 。
3 单质是由同种元素组成的纯净物。由同种元素组成的物质不一定是单质,也可能是混合物。如红磷(P)与白磷( 氧气( 与臭氧( )都由同种元素组成,但其分子结构不同,所以属于不同的单质。类似的,某一种化合物是由某些元素组成的纯净物,但是由这些元素组成的物质不一定是纯净物。 如水(H₂O)和过氧化氢(H₂O₂)都由 H、O组成,属于不同的化合物,混在一起成为混合物。
(3) 无机化合物的分类
1 氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。
2 非金属氧化物大多数为酸性氧化物,大多能与碱反应生成盐,如CO₂、SO₂、SiO₂、SO₃、P₂O₅等都属于酸性氧化物。但也有些非金属氧化物不能与碱反应,称为不成盐氧化物,如CO、NO等。
3 金属氧化物大多数为碱性氧化物,大多能与酸反应生成盐,如 Na₂O、CaO、CuO等都属于碱性氧化物。
(4) 酸
按是否含氧元素分为含氧酸(如 H₂SO₄等)和无氧酸(如 HCl等)。
无氧酸由氢元素和另一种元素组成;
含氧酸一般由氢、氧元素和第三种元素组成,比无氧酸多一种氧元素。含氧酸也可由三种以上元素组成。
按酸性强弱分类
1 强酸:如 HNO₃、H₂SO₄等
2 中强酸:如 H₂SO₃、H₃PO₄等
3 弱酸:如CH₃COOH、H₂CO₃等
(5) 碱
按碱的溶解性分类
1 可溶性碱:如 NaOH 、KOH等
2 难溶性碱:如Cu(OH)2等
按碱性强弱分类
1 强碱:如 NaOH、KOH、Ca(OH)2
2 弱碱:如Cu(OH)2、NH₃·H₂O
(6) 盐
按溶解性分类
3 可溶性盐:如 NaNO₃等
4 难溶性盐:如 AgCl、BaSO₄ 等
按所含离子分类:某盐(如钾盐等)和某酸盐(如硫酸盐等)。
酸与酸性物质、碱与碱性物质:
1 显酸性的物质不一定是酸,强酸弱碱盐也显酸性,如 NH₄Cl、CuSO₄等水溶液都显酸性;
2 碱类物质不一定显碱性,显碱性的物质不一定属于碱。难溶性碱不显碱性,
如Fe(OH)₃、Cu(OH)₂等,而许多强碱弱酸盐能显碱性,如 Na₂CO₃、CH₃COONa等。
(7) 有机化合物
1 有机化合物简称有机物,指含 碳 元素的化合物。碳的氧化物、碳酸及碳酸盐等化合物的性质与无机物相似,归类于无机物。
2 有机物的一般性质:熔沸点较低,多数易燃,易溶于有机溶剂,化学反应较慢且副反应较多。
3 常见的有机物:甲烷、酒精、淀粉、脂肪、蛋白质等。
第三讲:质量守恒与化学方程式
知识梳理
1. 质量守恒定律内容: 化学反应中,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和 。
2. 质量守恒的微观表示:化学反应前后,原子种类 、数目 、质量 均不不变。
一切化学反应都遵循质量守恒定律。
3. 化学反应前后特点总结:
(1) 六个不变:①物质总质量、②元素种类 、③元素质量、④原子种类、⑤ 原子数目 、⑥原子质量。
(2) 两个一定变:①物质种类、② 分子种类 。
(3) 两个可能变: 分子数目 、元素化合价。
4. 质量守恒定律的理解:
1 前提条件:只能是化学 变化,而不能是物理 变化,例如1g的水+1g的酒精=2g的酒精溶液,就不是质量守恒。
2 质量守恒是指物质质量或者微粒总质量的守恒,与分子数和物质体积无关。
3 质量守恒是实际参与反应的反应物和生成物的质量关系,并不是所有加入物和生成物关系。尤其是溶液环境下的反应,大部分情况下只有溶质参与反应。
实验装置
现象
天平状态
总结
实验一
产生大量的白烟 ,气球先膨胀后收缩
平衡(能验证)
对于有气体参加反应或者生成的实验装置需要在密封 的环境下进行,无气体参与的可敞口实验。
实验二
有蓝色的絮状沉淀
产生
平衡(能验证)
实验三
有气泡 产生
不平衡(不能验证)
易错点:实验探究过程中,有气体参与的实验没有密闭进行,可以说明符合质量守恒,但是不能验证质量守恒。
1. 书写原则:化学方程式的书写要以客观事实 为依据,遵守质量守恒定律。
2. 书写步骤(考虑大部分同学经常会因为配平结束后忘记添加条件或者箭头,建议配平过程在最后完成)
(1) 写:正确写出反应物、生成物的化学式。
(2) 注:注明反应条件。一般有加热、点燃、高温,通电、催化剂、光照等。
(3) 标:如果反应物中无气体(或沉淀) ,反应后生成物中有气体(或沉淀) ,则在生成物中气体(或沉淀) 物质的化学式右边标出“↑”(或“↓”);
若有气体(或沉淀) 参加反应,则此时生成的气体(或沉淀) 不标。
(4) 配:配平化学方程式。
3. 化学方程式的意义
意义
以2H₂+02 2H₂O为例
宏观意义
表示反应物、生成物和反应条件
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
微观意义
表示化学反应中各粒子的数目关系
每2个氢气分子和1个氧气分子在点燃条件下反应生成2个水分子
质量意义
表示各物质间的质量关系
每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃条件下反应生成36份质量的水
1. 一般步骤:
①根据题意设未知量 ;②写出正确的化学方程式 ;③求出有关物质间的总式量比;④列出物质间的已知量 和未知量;⑤列出比例式;⑥求出未知量;⑦写出答案。
2. 难点:已知质量的数据分析
1 反应物过量,需要分析出实际参与反应的质量;
2 反应物为混合物(杂质不反应),需要求出混合中反应物的质量;
3 反应物为混合物(均参与反应,无先后问题),需求出分别参加反应的实际质量;
4 反应物为混合物(均参与反应,有先后问题),根据实际反应的质量判断各阶段反应程度。
1. 化合反应:两种或两种以上的物质反应生成一种物质,称为化合反应。
化合反应生成物一定是化合物 。
2. 分解反应:一种物质反应生成两种或两种以上的物质,称为分解反应。
分解反应的反应物一定是化合物 。
3. 置换反应:单质和化合物反应生成新的单质 和新的化合物 ,称为置换反应。
4. 复分解反应:化合物和化合物反应生成新的化合物 和新的化合物 ,称为复分解反应。
易错点:复分解反应必须满足以下两个条件
a化合物和化合物阴离子和阴离子互换(或阳离子与阳离子互换);
b生成物必须至少有气体 、沉淀 、水 中的一种才能发生反应。
例如NaOH+CO2=Na2CO3+H2O不是复分解反应。
5. 氧化还原反应:有元素化合价 的变化的反应称为氧化还原反应。
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第四讲:空气知识梳理
(一)空气的存在
1.地球周围被厚厚的空气层包围着,这个空气层叫 大气层 。
2.我们周围存在着空气,空气与其他物质一样具有 质量 。
3.大气层对地球上的所有物体都会产生 压力 的作用。一个物体,只要在空气中,
它就会受到上下前后左右各个方向的 大气压 的作用。
4. 马德堡半球 实验证明了大气压存在,并且 很大 。请列举出三个大气
压的应用: 吸盘挂衣服 、 吸管吸饮料 、 钢笔吸墨水 。
5.风的形成:空气的流动
(二)空气的成分
1. 红磷燃烧时产生大量的 白烟 (五氧化二磷)。
2. 空气中的成分有: 氮气 约占78%、 氧气 约占21%、 稀有气体 约占0.94%、 二氧化碳 约占0.03%。 空气是一种 混合物 。
3. 稀有气体不活泼,曾被叫做 惰性 气体,也可以用来填充气球(氢气球),当电流通过霓虹灯 时,就会发出五颜六色的光。
4. 法国的 拉瓦锡 首先发现空气的组成。
5. 利用红磷燃烧测定空气中氧气的体积分数时,连接好实验装置后,要先 检查装置气密性 .然后使用 足量 的红磷进行实验。红磷燃烧时的现象是 产生大量的白烟 。待燃烧结束, 冷却至室温 后才能打开弹簧夹,此时可观察到 烧杯中的水倒吸进入集气瓶的 体积 。
实验误差分析:
体积大于的情况:①点燃红磷后放入集气瓶过慢 (导致瓶中气体受热逸出);
②燃烧过程中,未关闭 弹簧夹(导致瓶中气体受热逸出)。
体积小于的情况:①红磷的量不足 ;
②装置气密性 不好;
③反应结束后,未冷却 就打开弹簧夹。
物理变化和化学变化:本质区别是有无新物质 的产生。
物理性质和化学性质:物理变化 或者化学变化 过程表现出的性质。
(一)氧气的性质
1. 物理性质:
通常情况下,氧气是 种 无 色 无 味的气体, 不易 溶于水,常温下是气态 ,降温或者加压可转变成液态 或者固态(蓝色)。
2. 化学性质:
具有氧化 性、助燃 性等特点,是一种化学性质活泼 的非金属单质。举例如下表:
氧气是空气的主要成分之一,也是地球上绝大多数有生命的机体赖以生存的物质。氧气既可供给人和动物 呼吸 ,也能够 支持 燃烧。
3. 氧气的性质是学习的重点,对于氧气性质的认识必须通过实验来完成。
化学性质
与非金属反应
与金属反应
与部分有机物反应
反应方程式
C+O2CO2
S+O2SO2
4P+5O22P2O5
3Fe+2O2Fe3O4
CH4+2O2CO2+2H2O
实验现象
比空气中燃烧更旺、发出白光,放出热量
产生明亮的__蓝紫_色火焰,产生有刺激性气味的气体、放出热量(在空气中燃烧发出__淡蓝__色火焰)
剧烈燃烧、产生
大量白烟 ,放出热量
剧烈燃烧、火星四射、生成
_ 黑色 固体、放出热量
火焰上方罩一干冷的烧杯,内壁有水珠生成;罩一涂有澄清石灰水的烧杯,会变
浑浊
4. 物质与氧气的反应称作 氧化 反应。物质与氧气反应的最常见的方式是 燃烧
和 缓慢氧化 。燃烧就是一种 发光发热 的剧烈的氧化反应。
5. 氧气的化学性质较活泼,常温下能和许多物质发生反应,具有 氧化 性。
6. 缓慢氧化是速度缓慢的氧化反应,如 铁生锈 和 食物腐败 等。
7. 燃烧会 发光 ,会 发热 ,缓慢氧化不 发光 、 发热 。
(二)氧气的制取
1. 工业上制取氧气:
利用液态氮和液态氧的 沸点 不同,工业上可用 分离液态空气 的办法来制取氧气和氮气。由于液氮的沸点为-196 ℃,液氧的沸点为-183 ℃,所以 氮气 先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是 液氧 。人们将液氧和液氮分别装入 蓝色 和 黑色 的钢瓶里。 工业制氧的过程是 物理 变化
2. 实验室制取氧气:
(1)实验原理:原理:利用分解法制氧气 的原理,用分解 H2O2 、 KMnO4 、KClO3 等制取氧气。
(2)实例:①用H2O2制取氧气的化学方程式为______ H2O2H2O+O2 ,装置可用下图B 装置(填字母,下同),与 C 或 D 进行组合;
②用分解KClO3的方法制取氧气的化学方程式为 ,反应装置可用下图A 装置,在制取气体的实验前,先要检查装置的 气密性 ,以防漏气。
(3)收集:可用法或向排空气法收集产生的氧气,这两种方法根据的分别是氧气 密度比空气大 、 不易溶于水 等物理性质。
连接实验装置的原则:自下而上,从左往右 。
实验装置
(4)氧气的检验
检验氧气的方法: 将带火星的木条伸入集气瓶中,观察是否复燃,若木条复燃说明是氧气
验满氧气的方法: 将带火星的木条放在集气瓶口,观察是否复燃,若木条复燃说明是氧气
(三)燃烧与灭火
1. 燃烧需要的三个基本条件是 助燃物 、 可燃物 、温度达到着火的 。缺少其中的任意一个条件,燃烧就不能发生。
注意:可燃性的气体点燃之前必须要检验纯度,不然会爆炸。
2. 灭火就是至少或消除发生燃烧的三个条件中的任何一个条件,所以灭火的措施为 隔绝助燃物 、 去除可燃物 、 使温度降低到着火点以下 。
3. 常见的灭火器有三种类型: 泡沫 灭火器、 干粉 灭火器、 固态二氧化碳 灭火器。
4. 用水灭火的原理是 使温度降低到着火点以下 。
1. 物理性质:
(1) 二氧化碳是一种 无色 、 无味 、密度比空气的密度 大 的气体,绿色植物吸收二氧化碳进行 光合作用 ,也可以用它来隔绝空气,进行 灭火 。
(2) 固态二氧化碳叫做 干冰 ,干冰在升华时 吸收 (填“吸收”或“放出”)热量,使周围温度 降低 ,空气中的水蒸气凝结成小水滴便形成了雨水。
(3) 二氧化碳 能 溶于水,通常1体积水能溶解 1体积 二氧化碳,增大 气压 可使其溶解得更多。
(4) 在 降温 和 加压 的情况下,二氧化碳会变成无色液体,甚至变成雪状固体。
2.化学性质:
二氧化碳通入澄清石灰水时,石灰水变 浑浊 ,这是由于产生了白色 CaCO3 沉淀的缘故。 该反应的方程式为 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ,这个反应也可以用来检验 二氧化碳 。
2.把二氧化碳通入紫色石蕊试液中,可以发现紫色石蕊试液变 红色 ;将上述试液加热后,又发现 红 色的石蕊试液变成 紫 色。用文字表达式表示上述过程中发生的化学变化: CO2+H2O=H2CO3 和 H2CO3 CO2↑+H2O 。
3.石蕊是一种酸碱指示剂,遇酸变 红色 ,遇碱变 蓝色 ,在中性溶液中为 紫色 。
4.二氧化碳是一种 不支持 燃烧、 不能 燃烧的气体,可以用于灭火。
5.验满收集二氧化碳气体的方法
二氧化碳的制取:
实验原理:用大理石和稀盐酸反应,发生装置和收集装置如下图
注意:①实验中不能用稀硫酸代替稀盐酸,是因为稀硫酸会与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙附着于大理石的表面,阻碍反应的进行。
②因为稀盐酸也会有挥发性,通常二氧化碳中会混有氯化氢气体,一般用饱和NaHCO3 溶液(制取时)或AgNO3 溶液(测定二氧化碳含量时)除去氯化氢。
(一)大气圈的分层
1.大气圈从低到高可分为 对流层 、 平流层 、 中间层 、 电离层(热层) 和 散逸层 五层。
2.大气的最底层集中了大气中几乎所有的 水蒸气 和 二氧化碳 ,所以各种天气现象都出现在这一层,并保持地表的温度。
3.温室气体主要有 二氧化碳 、 甲烷 、氟氯烃、 氧化二氮等。
4.科学家认为,温室效应主要是大气中 二氧化碳 的大量增加而使地球的气温持续上升。 气温升高造成 蒸发 加强,将加剧土地的 沙漠化 ,气温升高还会引起冰川 熔化 和海平面 上升 ,引发 水灾 和 淹没 城市。
(二)保护大气圈
1.大气中臭氧层吸收了99%以上的 紫外线 ,保护了地球上各种生物的繁衍和生长,人们形象地将臭氧层称作地球的“ 遮阳伞 ”。
2.臭氧的减少是由于人类的活动向大气排入化学物质如 氟氯烃 、 氮氧化物 等引起的。
3.空气污染物主要是 污染性气体 (二氧化硫、氮氧化物等)和 可吸入颗粒物 。 可吸入颗粒物可以是 固体小颗粒 如灰尘、烟尘等,也可以是液体小液滴,如云、雾等。
4.空气质量预报的内容包括: 首要污染物 、 污染指数 、 环境空气质量等
级 。
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第六讲:水和溶液知识梳理
一、水的分布
知识点一 海洋水
1. 地球表面的71%是广阔的海洋,海水占了地球上全部水量的 96.5% ,海水不能直接饮用,因为海水中含有大量的 盐类物质 。
2. 海水淡化:利用经济实用的方法使海水淡化,可以解决地球上的“淡水危机”。
通常有海水蒸馏法和反渗透法,如图所示
知识点二 陆地水
1. 陆地水占了地球上所有水量的3.5%,其中淡水只有2.5%,且绝大多数是人类目前还不易利用的 冰川水和岩层深处的地下水 。
2. 陆地淡水:地球上最大的淡水主体是 冰川水 。目前,人类利用的淡水资源主要是河流水、淡水湖泊水、浅层地下水,它们仅占地球上全部淡水资源的0.3% 。
知识点三 大气水
1. 大气中的水与海洋水或陆地水相比,数量不多,但是这部分水却会,形成复杂的天气现象。
知识点四 我国水资源的分布
1. 我国的水资源总量居世界第 一 ,但人均淡水资源占有量只有世界人均的 1/4 ,是世界“贫水国”之一,。
2. 我国水资源的总体特点:时空分布不均匀。
时间分配: 夏季 多, 冬季 少;对策: 兴建水库 。
空间分布: 南方 多, 北方 少;对策: 南水北调 。
知识点五 水是生物体的重要组成成分
1. 水是植物体的重要组成成分。不同植物的含水量有很大的不同。同一株植物中的不同部分的含水量差异也很大。
2. 人体的含水量约占体重的60%左右,但不同的组织或器官含水量不同。人体通过 呼吸、 排汗 、 排尿 会失去一定的水分,为了保证健康,我们每天至少应饮水 2~2.5 L。
水在生物体内分布的差异性:
1 不同生物体 含水量的差异性:例如水母和老虎
2 同种生物体,不同年龄 含水量的差异性:例如人的幼年和老年含水量
3 同种生物体,不同部位 含水量的差异性:例如植物的嫩芽和树枝
二、水的用途
水在科学中的用途
1 常用作溶剂:例如大部分溶液的溶剂,食盐水、石灰水、细胞液等
2 用作光合作用的原料:6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
3 用作冷却水:核反应堆的冷却(主要是因为水的比热容 很大)
三、地球上水的循环
在太阳辐射的作用下,水在陆地和海洋表面不断地蒸发成水汽,植物的也向大气输送了一部分水汽。进入大气中的水汽,随气流而运动。如果气温逐渐降低,大气中的水汽就会在高空形成水滴或冰晶,成为雨水、雪花或冰雹降落到地球表面,统称为 降水 。在陆地上,有些降水下渗为地下水,有些降水在地表汇入河流湖泊,大部分又最终回归入大海。这个过程就叫作 水循环 (如下图)。
一、水的组成
知识点一 水的电解
1. 如下图是电解水的简易装置,试管盛满水,通直流电后,两支试管内有 气体 产生,在与电源负极相连的试管内得到 氢气 ,在与电源正极相连的试管内得到 氧气,阴极和阳极产生的气体体积比为 2:1 ;质量比为 1:8 。实验结果比值常有大于2:1的情况,一般原因有:①氧气的溶解性 大于氢气;②少部分氧气与电极材料发生反应。
2. 阳 极生成的气体能使带火星的木条复燃,由 氧 组成的。 阴 极生成的气体可燃烧,产生 淡蓝 色的火焰。该实验说明水是 氢和氧 组成的。
3. 电解水时,水中常添加稀硫酸或氢氧化钠,目的是为了增强 水的导电性 ,实验中通的是 直流 电;该反应的文字表达式为 2H2OH2↑+ O2↑ 。
知识点二 水的组成
水电解产生氧气和氢气。氧气中的氧和氢气中的氢是从水中来的,所以宏观上可以说水是由 氢元素 和 氧元素 组成的,微观上水分子是由氢原子 和氧原子 构成的。
二、水的性质
1. 物理性质:纯净的水是一种无色无味的液体,4℃时,水的密度是1×103 kg/m3,导电性很弱;标准状况下,水的沸点是100 ℃,凝固点是0 ℃。
2. 化学性质:
1 通直流电的情况可以分解产生氧气和氢气:2H2OH2↑+ O2↑
2 水能够和部分非金属氧化物反应生成酸:如:CO2+H2O===H2CO3 ;
SO3+H2O===H2SO4 。
3 水能够和部分金属氧化物反应生成碱:如CaO+H2O===Ca(OH)2 ;
Na2O+H2O===2NaOH 。
4 水能够和氨气反应生成氨水:NH3+H2O===NH3·H20 。
5 水能够和某些盐反应生成结晶水合物:5CuSO4+H2O===CuSO4·5H2O .
一、溶液
知识点一 溶液的组成
1. 溶液:由一种或一种以上的物质分散到另一种液态物质里,形成 均一 的 稳定 的透明液体。注意:均一稳定的不一定是溶液,但溶液一定是均一稳定的。(如水)
2. 溶液的组成:溶液由 溶质 和 溶剂 组成(属于混合物)。
知识点二 饱和溶液和不饱和溶液
1. 饱和溶液:在一定温度下,一定量的溶剂(溶剂通常是水)里 不能继续溶解某种溶质 的溶液,叫作这种溶质的饱和溶液。(注意某溶质饱和溶液还能溶解其他物质)
2. 不饱和溶液:在一定温度下,一定量的溶剂(溶剂通常是水)里 还能继续溶解某种溶质 的溶液,叫作这种溶质的不饱和溶液。
饱和溶液和不饱和溶液之间的转化
3. 饱和溶液不一定是浓溶液,稀溶液不一定是不饱和溶液。
知识点三 溶解度
1. 固体物质溶解度的含义:在一定的下,某固体物质在 100 g溶剂里达到饱和状态时所溶解的 溶质质量 ,就叫作这种物质在此温度下在这种溶剂里的溶解度。
2. 溶解度曲线:表示物质溶解度随改变而变化的曲线。曲线上的点表示该物质在相应温度下的 溶解度 。
3. 影响溶解度的因素:
1 温度 ;②溶剂 和溶质 本身的性质;③对气体而言,还与压强
有关。
4. 溶解度与温度的关系
大多数物质溶解度随温度的升高而增大 :如KNO3
有少数物质溶解度随温度的升高而减小 :如Ca(OH)2
有些物质溶解度随温度的升高变化不明显 :如NaCl
知识点四 溶解能量变化与溶液分离
1. 不同物质在溶解过程中的能量变化
物质
能量变化
应用
氢氧化钠固体
放热
硝酸铵固体
吸热
用于冰袋
氯化钠固体
无明显变化
2. 溶液分离溶质的方法:蒸发结晶和降温(升温)结晶
1 蒸发结晶:一般用于分离单一溶质的溶液,如提取硝酸钾溶液中的溶质;
2 降温(升温)结晶:一般用于分离多种溶质的溶液,且溶质溶解度随温度变化区别很大。如含有少量氯化钠的硝酸钾溶液中提纯硝酸钾。
知识点五 其他常用的溶剂
有些物质在水中不易溶解,但可以在其他物质溶解,例如食用油不易溶解在水中,但易溶于汽油中。
1. 除了水以外,其他常用的溶剂有酒精、汽油等。
2. 溶质和溶剂:用 水 作溶剂的溶液叫作水溶液。通常不指明溶剂的溶液,一般指的是水溶液。都是液态的物质,量多的是溶剂 ,量少是溶质 。如机油的汽油溶液,机油量少是溶质 ,汽油量多是溶剂 。
二、浊液
1. 悬浊液:固体小颗粒 悬浮在液体里的混合物,如泥水、石灰浆等。悬浊液又称悬浮液。
2. 乳浊液:液体小液滴 悬浮在液体里的混合物,如石油的原油、牛奶等。
乳浊液可以通过乳化作用把大的液滴分成小的液滴,如洗衣液清洁油渍、胆
汁乳化脂肪成小颗粒
3. 溶液、浊液的特征比较
溶液
浊液
悬浊液
乳浊液
不
同
点
组成
由溶质和溶剂组成(水是最常见的溶剂)
不溶性固体和液体组成
不溶性液体和液体组成
分散
微粒
分子或离子直径小于10-9米
大量分子的集合体,乳浊液的颗粒大约为1~50微米
均一性
均一、透明
不均一、不透明(浑浊)
稳定性
稳定
不稳定、久置后分层
相同点
都是混合物
本质区别:分散在液体中的微粒大小不同
三、溶质质量分数
溶液组成的表示方法
1. 溶液中溶质质量分数: 溶质 质量与 溶液 质量之比,是溶液组成的定量表示方法,常用百分数表示。溶质的质量分数=
2. 溶液中溶质质量分数的意义:表示每100份质量的 溶液 中含有 溶质 的质量。
3. 溶液的稀释:加水的溶液稀释前后的溶质质量不变。加稀溶液稀释,溶液总质量和溶质总质量不变。
4、溶液的配制
知识点一 配制一定溶质的质量分数的溶液步骤:
① 计算 (溶剂和溶质的质量或体积);
② 称量(量取) (固体:用 天平 称取;液体:用 量筒 量取);
③ 溶解 (装瓶贴上标签),只能在烧杯中完成,不能在量筒中。
配制流程图如下:
知识点二 配置溶液的误差分析:
a.所配溶液中溶质的质量分数偏小的原因分析:
(1) 溶质的质量偏小:称量固体溶质时质量偏小(砝码磨损);所用固体溶质不纯、不干燥或已潮解;称量时“左码右物”并使用了游码;量取浓溶液时俯视读数。
(2) 溶剂的质量偏大:量取水时仰视读数;烧杯内有残留的水。
b.所配溶液中溶质的质量分数偏大的原因分析:
(1) 溶质的质量偏大:称取固体溶质的质量偏大(砝码生锈)或量取浓溶液时仰视读数;
(2) 溶剂的质量偏小:用量筒量取水时,俯视读数:水量好后,向烧杯中倾倒时有液体
溅出。
c.装瓶时将溶液洒落不影响溶液中溶质的质量分数,只是溶液质量减小
一、水资源的污染
知识点一日趋严重的水体污染
1.水体污染:当排放到水中的污染物的数量超过了水体的 自净能力 ,并且造成了危害人体健康和破坏生态环境的现象,就称为水体污染。
2.水污染的主要原因
①未经处理的生活 污水和工业 污水直接排放到江河湖泊或海洋中。
②在农田中使用过量的农药化肥。
③任意堆放垃圾,经过雨水把有害的物质带入河水中。
知识点二 水体富营养化
大量生活污水得排放导致水中氮、磷含量很高引起水生植物大量繁殖,覆盖水面或者死亡后分解消耗大量氧气使得水中缺氧,大量水生动物死亡。
知识点三 水污染的防治
①加强对水质的监测;
②工业三废要 处理 后再排放;
③农业上要 合理 使用农药和化肥(而不是禁止使用),提倡施用 农家 肥;
④生活污水处理后再排放。
知识点四 水的合理利用和保护
(1) 建立水库以解决水资源的季节分配不均(长江三峡)。
(2) 跨流域调水(南水北调)。
(3) 污水处理,工艺技术改革,污染企业搬迁或停产等。
(4) 改用先进的现代农业技术:喷灌、 滴灌 等。
(5) 水的循环使用(节约用水)。
(节约用水标志)
二、水的净化
通过吸附、沉淀过滤、蒸发等方式净化
1 吸附:利用明矾、石墨等可以吸附水中的颗粒物(或者吸附气味色素等),从而凝聚成大的颗粒物沉积。如水井中加入明矾净化水质
2 沉淀过滤:将较大的颗粒物通过漏斗过滤。如粗盐提纯的过滤过程,出去水中泥沙物质。
3 蒸发:将水蒸发形成水蒸气再冷凝成蒸馏水。如海水的蒸馏
第七讲:酸和碱
知识梳理
(一)酸的物理性质
(1)酸的组成: H⁺ + 酸根 离子。
(2)常见酸的物理性质
①盐酸
浓盐酸的物理性质: 无色 液体,是 氯化氢 气体的水溶液。打开盛浓盐酸的试剂瓶,会挥发出有 刺激性 气味的气体,在瓶口有 白雾 形成,因此浓盐酸具有 挥发 性。
②硫酸
浓硫酸的特性:具有 吸水 性(常用作 干燥剂 )、 脱水 性(蔗糖的碳化现象,是化学性质),溶于水时放出大量的热 。一般初中探究的都是稀硫酸的化学性质,所以将浓硫酸稀释:稀释浓硫酸时,一定要使 浓硫酸 沿器壁慢慢注入 水 中,并用 玻璃棒 不断搅拌(如图)。
(二)酸的化学性质(酸的通性)
化学性质
稀盐酸
稀硫酸
现象
与酸碱指示剂反应
使紫色石蕊溶液 变红 ,无色酚酞溶液不变色
酸+活泼金属 →盐+氢气
2Al + 6HCl ══2AlCl₃+3H₂↑
Fe + 2HCl ══FeCl2+H₂↑
2Al+ 3H₂SO₄ ═Al₂(SO₄)₃+3H₂↑
Fe + H₂SO₄══FeSO₄+H₂↑
有气泡产生,(与铁反应)溶液由无色变为 浅绿色
酸+金属氧化物→盐+水
稀盐酸除铁锈:
Fe₂O₃+6HCl══2FeCl₃+3H₂O
稀硫酸除铁锈:
Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂(SO₄)₃+3H₂O
溶液由无色变为 黄色
酸+碱→盐+水
2HCl+Cu(OH)₂══CuCl₂+2H₂O
H₂SO₄+Cu(OH)₂══CuSO₄+2H₂O
反应现象不明显,(通常会在碱中先加入无色酚酞,然后滴加酸时,红色逐渐变为无色)
酸+盐→ 新酸+新盐
实验室制取CO₂:
CaCO₃+2HCl══CaCl₂+H₂O+CO₂↑
Na2CO₃+H₂SO₄══Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑
有气泡产生
具有相似化学性质的原因
酸在水溶液中电离出的阳离子都是氢离子(H⁺)
(三)稀盐酸和稀硫酸的鉴别
1 稀盐酸加入 硝酸银 和 稀硝酸 的混合液,出现 白色沉淀 的现象;
原理是: AgNO3+HCl══AgCl↓+HNO3 。
2 稀硫酸加入 氯化钡 和 稀硝酸 的混合液,出现 白色沉淀 的现象;
原理是: H₂SO₄ +BaCl₂══BaSO4↓+2HCl 。
注意:上述鉴别本质上是和的鉴别,所以上述方法也可以用于鉴别盐酸盐和硫酸盐
(四)酸的用途
盐酸的用途:重要的化工产品。用于金属表面 除锈 、制造药物、胃酸的主要成分(促进 消化 )、实验室常用于制取 二氧化碳 气体。
硫酸的用途:重要的化工原料。用于生产化肥、农药、火药、染料,冶炼金属,精炼石油和金属除锈、浓硫酸用作某些气体的干燥剂( NH3 除外)。
(一)碱的物理性质
(1)碱的组成: 金属阳离子 (或 )+ OH⁻ 。
(2)常见碱的物理性质
①氢氧化钠(NaOH)
俗称:火碱 、烧碱 、苛性钠。
物理性质:白色块状固体,极易溶于水,溶于水时 放出 大量的热,易潮解 。
②氢氧化钙[Ca(OH)₂]
俗称:熟石灰 、消石灰 。
物理性质:白色粉末状物质,微溶于水,溶解度随温度的升高逐渐减小 。
制取:利用 生石灰 与 水 反应,CaO+H2O══Ca(OH)₂ (反应过程中放出大量的热)
(二)碱的化学性质
氢氧化钠
氢氧化钙
与酸碱指示剂反应
使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红
碱+某些非金属氧化物 →盐+水 。
2NaOH+CO₂══Na₂CO₃+H₂O
(通常用于 吸收 CO2)
Ca(OH)₂+CO₂══CaCO₃↓+H₂O
(通常用于 检验 CO2)
酸+碱→盐+水 。
H₂SO₄+2NaOH══Na₂SO₄+2H₂O
2HCl+Ca(OH)₂══CaCl₂+2H₂O
碱+盐→ 新碱+新盐
CuSO₄+2NaOH══Na₂SO₄+Cu(OH)₂↓
Ca(OH)₂+CuSO₄══Cu(OH)₂↓+CaSO₄
具有相似化学性质的原因
碱在水溶液中电离出的阴离子都是 氢氧根离子(OH⁻)
(三)碱的用途
氢氧化钠的用途:重要的化工原料。广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业。
氢氧化钙的用途:建筑业上常用熟石灰作建筑材料;工业上把它作为原料来制造漂白粉、氢氧化钠;农业上用它来降低土壤酸性 ,改良土壤结构等。
(四)变质问题
氢氧化钠放在空气中时,会吸收空气中的二氧化碳发生变质
1 检验氢氧化钠是否变质
2 检验氢氧化钠变质程度
1.溶液酸碱性的强弱表示法——pH
(1)酸碱性与pH、酸碱指示剂的关系
溶液酸碱性
pH(常温下)
石蕊
酚酞
酸性
<7
红色
无色
中 性
=7
紫色
无色
碱性
>7
蓝色
红色
(2)溶液pH的测定
测定方法:用洁净的玻璃棒蘸取少许待测液,滴在 pH 试纸上,显色后与标准比色卡对照,读出溶液的pH 。(如图)
注意:
1 酸碱指示剂只能判断酸碱性,广泛的pH试纸可以大致比较酸碱性的强弱。
2 pH试纸使用不能湿润,不然会导致待测液稀释,测定的酸性偏大,碱性偏小,中性不变。
2.溶液的酸碱性与 pH 的关系
原溶液
溶质
溶液pH
加水稀释
酸性溶液
酸 或 某些盐(如氯化铵)
pH<7
pH 变大,但不会等于或大于7
中性溶液
某些盐(如氯化钠)
pH=7
pH不变
碱性溶液
碱 或 某些盐(如碳酸钠)
pH>7
pH 变小,但不会等于或小于7
(一)中和反应
(1)概念:酸 与 碱 作用生成 盐 和 水 的反应。
(2)中和反应的探究(以 NaOH 与 HCl反应为例)
①原理:
②指示剂的选择:一般选用 无色酚酞 溶液。向 NaOH溶液中滴入 无色酚酞 溶液,溶液变 红 ,再滴入稀盐酸,反应恰好中和时溶液呈 中性 ,变为 无色 。
(二)酸碱相互滴加
常温下中和反应过程中溶液 pH 的变化及溶质成分的判断(不考虑酚酞)
酸入碱(将盐酸滴入含有酚酞的氢氧化钠溶液中
碱入酸(将氢氧化钠溶液滴入含有酚酞的盐酸中
A点:红色溶液,溶质为 NaOH,pH>7;
AB 段:红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7;
B点:无色溶液,溶质为NaCl,pH=7;
C点(或B点以下):无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7。
A点:无色溶液,溶质为 HCl,pH<7;
AB 段:无色溶液,溶质为NaCl和HCl,pH<7;
B点:无色溶液,溶质为 NaCl,pH=7;
C点(或B点以上):红色溶液,溶质为NaCl和NaOH,pH>7。
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第八讲:盐与化肥
盐的定义与常见的盐
1.盐是由 金属离子 (或 铵根离子 )和 酸根离子 组成的化合物。
2.生活中几种常见的盐
氯化钠(NaCl)
碳酸钠(Na₂CO₃)
碳酸氢钠(NaHCO₃)
碳酸钙(CaCO₃)
主要性质:
白色固体,易 溶于水,熔、沸点高,味咸,其水溶液呈中 性。
主要性质:白色粉末,易溶于水,溶液呈碱性 ,俗称纯碱 、苏打。
与酸反应:
与碱反应:
主要性质:细小的白色晶体,可溶于水,溶液呈碱性,俗称小苏打 。
加热易分解:
与酸反应:
主要性质:白色固体,难溶于水。石灰石 、大理石 的主要成分
与酸反应:
高温分解:
CaCO3CaO+CO2↑
主要用途:
作调味品;
配制医用生理盐水;
工业上用来制取碳酸钠、
氢氧化钠、氯气和盐酸等;
农业上氯化钠溶液来选种。
主要用途:
用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等。
主要用途:
发酵粉的主要成分之一;
治疗胃酸 过多症。
主要用途:
可作补钙剂,石灰石、大理石用作建筑材料;
也可用于实验室制取二氧化碳。
Na₂CO₃和NaHCO₃的异同点:
Na₂CO₃
溶液显碱性分类上属于盐
Na₂CO₃受热不分解。
能与稀盐酸反应生成CO₂。
能与CaCl₂、BaCl₂、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂等多种物质反应生成白色沉淀
NaHCO₃
溶液显碱性分类上属于盐
受热能分解生成
Na₂CO₃、H₂O和CO₂
能与稀盐酸反应生成CO₂。
NaHCO₃与CaCl₂、BaCl₂不反应
(一)盐的化学性质
性质
规律
与酸碱指示剂作用
Na₂CO₃、K₂CO₃等盐溶液呈碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红
与金属反应(K、Ca、Na除外)
金属(前)+可溶性盐(溶液)→金属(后)+盐
例:Fe+CuSO₄══FeSO₄+Cu
与酸反应
盐+酸→新酸 +新盐
例:H₂SO₄+BaCl₂══BaSO₄↓+2HCl
与碱反应
可溶性碱+可溶性盐→新碱 +新盐
例:2NaOH+CuSO₄══Cu(OH)₂↓+Na₂SO₄
Ca(OH)₂+2NH₄Cl══CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O
与盐反应
盐1+盐2—→两种新盐
例:NaCl+AgNO₃══AgCl↓+NaNO₃
Na₂SO₄+BaCl₂══BaSO₄↓+2NaCl
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(二)复分解反应
复分解反应是四大基本反应类型之一,是由两种化合物 互相交换成分,生成另外两种化合物 的反应。复分解反应的实质是发生复分解反应的两种物质在水溶液中交换离子,生成沉淀、气体或水 ,使溶液中离子浓度降低,即化学反应向着离子浓度降低的方向进行。可简记为 AB+CD→AD+CB(双交换,价不变)。
一般情况下,两种参与复分解反应的化合物必须都能溶于水,只有当反应物中有酸时,可以不考虑另一种反应物的可溶性(可溶于酸)。
(一)盐的分类
1. 根据阴阳离子种类的分类:
例:含的盐称为钠盐 ;含的盐称为镁盐 ,其他盐同理。
例:含的盐称为盐酸盐 ;含的盐称为硫酸盐 ,其他盐同理。
2. 根据结构分类:
(1)正盐:只含有金属离子(或铵根离子)与酸根离子,如 NaCl、Na₂CO₃ 等。
⑵酸式盐:除含有金属离子(或铵根离子)与酸根离子外,还含有氢离子,如NaHCO₃ 等。
⑶碱式盐:除含有金属离子(或铵根离子)与酸根离子外,还含有氢氧根离子,
如Cu₂(OH)₂CO₃ 等。
3. 侯氏制碱法
⑴原理:向饱和食盐水中通入氨气制成饱和氨盐水,然后在加压条件下向氨盐水中通入足量的CO₂,生成NaHCO₃,由于NaHCO₃在该状态下溶解度很小,以晶体形式大量析出,同时 NaHCO3,不稳定,受热后生成纯碱、水和二氧化碳。
(2)化学方程式归纳如下:
(二)溶解性
(1)酸:初中范围内所学的酸全溶。
(2)碱:钾、钠、钡、氨四碱易溶,Ca(OH)₂微溶,其余的全不溶(可以根据金属活动性顺序判断:从Mg开始,都是不溶)。
(3)盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐全溶(钾钠硝铵均可溶)。
①盐酸盐(含Cl⁻):除氯化银 不溶外(并且也不溶于酸),其余的全溶。
②硫酸盐(含):除硫酸钡 不溶(并且也不溶于酸),硫酸钙、硫酸银微溶外,
其余的全溶。
③碳酸盐(含):除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵易溶,碳酸镁微溶外,其余的全不溶。
化肥的分类
氮肥
磷肥
钾肥
复合肥料
概念
含有氮元素的化肥
含有磷元素的化肥
含有钾元素的化肥
含两种或两种以上主要营养元素的化肥
作用
促进植物茎叶生长茂盛
促进农作物根系发达 ,增强吸收养分和抗寒、抗旱能力,促进作物穗数增多、籽粒饱满
促进农作物生长旺盛,茎秆粗壮 ,增强抗病虫害能力,促进糖和淀粉的生成
结合了多种营养元素的作用
常见的氮肥
硫酸铵[(NH₄)₂SO₄]、
硝酸铵(NH₄NO₃)、
碳酸氢铵(NH₄HCO₃)等
磷矿粉(磷酸钙)、过磷酸钙(磷酸二氢钙和硫酸钙的混合物)等
硫酸钾(K₂SO₄)、
氯化钾(KCl)、
草木灰(主要成分为K₂CO₃)等
硝酸钾(KNO₃)、磷酸二氢钾(KH₂PO₄)等
1.铵态氮肥的性质: 与碱 反应,放出氨气
══
碳酸氢铵受热分解:NH₄HCO3 NH3↑+H₂O+CO₂↑。
2.铵态氮肥的检验及使用时的注意事项
(1)检验:将样品与碱研磨或共热,有刺激性 气味的气体放出。
(2)使用时的注意事项
①铵盐能与碱 反应放出氨气,因此铵态氮肥不能与碱性物质 (如草木灰)混用,以防肥效降低。
②碳酸氢铵受热易分解 ,施用后应立即盖土或灌溉,防止暴晒。
③硝酸铵受热易分解 ,在高温或猛烈撞击时易爆炸,故结块时,不要用铁锤砸碎。
④长期施用硫酸铵,会使土壤酸性增强,板结硬化,故不宜长期大量施用。
3.常见化肥的鉴别
氮肥
钾肥
磷肥
看外观
白色晶体
灰白色粉末
加水
全部溶于水
大多不溶于水或部分溶于水
加熟石灰研磨
放出具有刺激性气味的氨气(铵态氮肥)
无具有刺激性气味的气体放出
4.使用化肥、农药的利与弊
(1)利:化肥、农药可保证农作物的产量。
(2)弊:不合理使用会带来很多环境问题,如土壤污染、水体污染等。
(3)合理使用化肥、农药:a.农家肥和化肥合理配用;b.合理使用高效低毒农药。
第九讲:金属与金属材料知识梳理
金属的物理性质
单质分为 金属单质 和 非金属单质 两大类。 前者如锌、镁、金、银、汞、 铜 、 铁 、 铝 等,后者如氦气、氢气、 氧气 、 氮气 、白磷、 碳 、 硅 等。
常温下(汞除外)都是固体, 除金黄色的金和 紫红 色的铜外,大多数为 银白 色,所以金属通常可用作饰品;有良好的 导热 性(通常可用作炊具)、 导电 性(可用作导线)、延展 性(可以做成薄片或者细丝)等;一般密度较大,熔点 较高 ;
金属之最
合金
(1)合金是由一种金属跟其他金属 (或非金属 )熔合而成的具有金属特性的物质,合金是一种混合物 。
(2)合金的硬度一般大于 组成它的纯金属,熔点一般低于 组成它的纯金属,抗腐蚀性一般强于组成它的纯金属。
(3)常见的铁合金有钢 和生铁 ,二者的主要区别是碳的含量不同,生铁的含碳量更高 。
金属的应用
金属
用途
铁
1 生铁是一种铁碳合金,含碳量在2% 以上,比较硬,有脆性,经得起较大的压力,适宜做大机件。
2 钢也是一种铁碳合金,含碳量在0.03%~2% 之间。钢是国民经济建设中最重要的材料之一,,大至轮船和火车,小至各种刀具及缝衣针等,都是用钢制造的。钢是世界上产量最大 的金属材料,约占金属材料总产量的90%。
铜
1 铜是人类历史上使用最早 的金属。纯铜是紫红色的金属,具有良好的延展性,是热和电的良导体,用以制造导线和电缆。
2 铜主要用来制造各种合金(青铜、黄铜、白铜等),在船舶、车辆、军事装备和家庭用具中广泛使用。其中青铜是铜锡 (或者铅)合金、黄铜是铜锌 合金(又称为假黄金)。
铝
1 铝是地壳中最丰富的金属元素。铝为银白色金属,在空气中其表面易生成致密的 氧化铝薄膜,这一层氧化铝薄膜可保护内部金属不再受腐蚀。铝常用来制成医疗器械、冷冻装置、液态天然气的输送管道等。
2 铝密度小 ,是一种轻金属。它易形成合金,常用于飞机、船舶、汽车等制造工业,以及用于导弹、火箭、人造卫星等军事和空间技术领域。
(青铜) (黄铜)
金属的锈蚀与防护
铁与空气中的氧气 和水 直接接触时 ,生成红褐色的新物质——铁锈(Fe2O3·nH2O)。
铜长时间裸露在潮湿的空气中也会失去光泽,生成绿色 的铜锈(Cu2(OH)2CO3)。金属的化学性质越是活泼,在自然界中越容易生成氧化物或相应的盐。所以活泼金属在自然界中常以化合物形式存在。
金属腐蚀后,其导电性、强度等性能会降低。为此我们常采用在金属表面镀铬、镀锡 、涂漆 、制作成合金改变内部结构等措施防止金属的腐蚀。
金属的冶炼
金属
方式
原理
铁的冶炼
工业炼铁
2Fe2O3+3CO4Fe+3CO2
铜的冶炼
湿法炼铜
CuSO4+Fe=Cu+FeSO4
(工业炼铁简易装置)
认识金属活动性顺序
不同金属的化学活泼性差异很大,首先认识常用金属的化学活动性顺序。常见金属的化学活动性顺序如下:
金属的化学性质
反应
实例
现象
金属与氧气反应
2Mg+0₂ 2MgO
放热,发出耀眼的白光,生成白色固体
3Fe+2O22Fe3O4(铁丝的燃烧)
剧烈燃烧、火星四射 ,生成黑色的固体
4Fe+3O22Fe2O3(空气中的氧化)
黑色 固体变成红色
2Cu+O₂2CuO
红色 固体表面变黑色
金属与盐酸、硫酸反应
Fe + 2HCl=FeCl₂+H₂↑
产生气泡,溶液变成浅绿色
Zn + H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
产生气泡
金属与某些盐溶液反应
Fe+CuSO₄══Cu+FeSO₄
铁表面出现红色固体,溶液逐渐变绿
Cu + 2AgNO₃ =Cu(NO₃)₂+2Ag
铜表面出现银白色固体,溶液逐渐变蓝
金属与酸、盐溶液的反应规律和反应前后的质量变化(初中一般只考Mg、Al、Zn、Fe、Cu、Ag这几种金属)
金属+酸→盐+氢气
金属+盐→新金属+新盐
反应规律
金属(金属活动性顺序中)
“氢前可置换,氢后不能换”
“前金换后金,后金不能换前金”(K、Ca、Na除外)
铁与酸或盐溶液发生置换反应均生成亚铁盐
酸或盐
选用稀硫酸或稀盐酸,不能用浓硫酸、硝酸,一般不用浓盐酸(易挥发)
盐必须可溶
溶液质量变化
反应后溶液质量增大,增大的质量等于反应的金属的质量减去生成的氢气的质量。
如 Fe+H₂SO₄══FeSO₄+H₂↑,当有56g铁参加反应时,生成2g氢气,则溶液质量增大了56g- 2g=54 g
金属与盐溶液反应后,溶液质量可能增大,也可能减小。
如Fe+CuSO₄===FeSO₄+Cu,当有56g铁参加反应时,生成64g铜,反应后溶液的质量减小了64g-56g=8g
氢气质量与反应时间关系图
1.等质量的不同金属分别与足量的酸反应
2.等质量相同的酸分别与足量的金属反应
倾斜程度可表示产生氢气的快慢:金属活动性越强,倾斜度越大,产生氢气越快。
1 倾斜程度可表示产生氢气的快慢:金属活动性越强,倾斜度越大,产生氢气越快。
2 若金属的化合物化合价为+2价,相对原子质量越小,生成氢气的质量越大
3.等质量的不同金属中分别逐渐滴加等质量相同的酸
4.等质量相同的酸分别逐渐加入等质量的不同金属
1 坐标图表示完全反应后关系:倾斜程度不表示反应快慢。
2 横坐标越靠近坐标原点,分别反应消耗的少量等质量的酸,生成的氢气质量都相等
3 横坐标离坐标原点较远,分别与过量等质量的酸反应,相对原子质量小的,产生氢气质量大。
1 坐标图表示完全反应后关系:倾斜程度不表示反应快慢。
2 横坐标越靠近坐标原点,分别反应消耗的少量等质量的金属,相对原子质量小的,产生氢气质量大,
3 横坐标离坐标原点较远,分别与过量等质量的金属反应,消耗的酸的质量相同, 生成的氢气质量都相等。
注意:Al虽然是+3价,但是可以利用化合价和相对原子质量的比等效
Fe + 2HCl=FeCl₂+H₂↑ 2Al + 6HCl=2AlCl3+3H₂↑
56 2 2×27 3×2
m x m y
通过上式可知:Al的等效+2价的相对原子质量==18
第十一讲:物质的循环和转化
知识梳理
1. 自然界中的氧循环:
大气中的氧气来源于植物的 光合 作用。大气中的氧气消耗的主要途径
是动植物的 呼吸 作用、微生物分解动植物遗体、燃料的 燃烧 、其他 氧化 反应(如铁生锈、食物的腐败)等。
光合作用方程式:6CO2+6H2O C6H12O6+6O2
呼吸作用方程式:C6H12O6+6O2 6CO2+6H2O
2. 自然界中的碳循环:
大气中的二氧化碳通过植物的 光合作用 转变为 有机物 ,固定的碳以有机物的形式供给动、植物利用,同时呼吸作用、微生物的分解、燃料燃烧等方式释放二氧化碳返回大气,周而复始进行循环。
燃烧
分解者分解
大气中
库
细胞呼吸
光合作用
细胞呼吸
煤、石油、天然气
枯枝落叶、
摄
植物
动物
尸体、粪便
等化石燃料
食
自然界中氧循环和碳循环的意义:使氧气和二氧化碳保持着相对平衡,从而使它们在空气中的含量保持相对稳定,维持整个生物圈中的碳氧平衡。
1. 金属→金属氧化物→碱:如(
2. 非金属→非金属氧化物→酸:如(
盐
碱
非金属氧化物
一、两条纵线
1.金属、金属氧化物、碱之间的转化
(1)反应①通常是金属(部分)与氧气在一定条件下反应生成相应的金属氧化物。
(2)反应②通常是金属氧化物和还原剂 在一定条件下反应,生成金属和非金属氧化物(金属的冶炼)。
H₂还原CuO
CO还原CuO
C还原CuO
化学方程式
H₂+CuOCu+H₂O
CO+CuOCu+CO₂
C+2CuO2Cu+CO₂↑
装置图
装置特点
A.试管口略向 下
倾斜;
B.通H₂的导管伸至试管底部于CuO上方
因CO有 毒性 ,增加对尾气处理装置, 防止CO污染空气
A.试管口略向下倾斜; B. 反应需高温;
操作步骤
反应前需检验 气体纯度 。还原过程分四步:一通,二点,三撤, 四停
A.检查气密性;
B.装药品固定试管;
C.点燃;
D.移导管,熄灭酒精灯。
实验现象
A.黑色CuO变成
_ 红 色;
B.试管口有_ 水珠 生成
A.黑色CuO变成
_红 色;
B.生成的气体使澄清石灰水变浑浊
A.黑色固体逐渐减少; B.有光亮红色固体生成;
C.生成的气体使澄清石灰水变浑浊
(3)反应③通常是某些金属氧化物与水 反应生成相应的可溶性碱 。
如:
(4)反应④通常是不溶性碱受热分解 生成金属氧化物 和水 。
如:
2.非金属、非金属氧化物、酸之间的转化
(1) 反应⑥通常是非金属与氧气 在一定条件下反应。
如:
(2) 反应⑦通常是非金属氧化物与水 发生化合反应,生成相应的酸 (二氧化硅不溶于水)。
如:
(3) 反应⑧通常是不稳定的酸分解生成相应的非金属氧化物 和水 。
如:
二、四条横线
1. 金属+非金属→无氧酸盐, 反应⑨
2. 金属氧化物+非金属氧化物→含氧酸盐, 反应⑩
3. 酸+碱→盐+水, 反应⑤
4. 盐+盐→新盐+新盐, 反应⑮
三、四条交叉斜线
1. 金属氧化物+酸→盐+水, 反应⑫
2. 非金属氧化物+碱—→盐+水, 反应⑪
3. 酸+盐→新酸+新盐, 反应⑬
4. 碱+盐→新碱+新盐, 反应⑭
四、两条弯线
1. 金属+盐→新金属+新盐, 反应⑯
2. 金属+酸→盐+氢气, 反应⑰
3. 其他物质间的相互转化
(1) 氧气、氧化物、酸、氢气、水:
(2) 碳与碳的化合物:
(3) 氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠:
(4) 铁、铜及其化合物:
第十二讲:实验的基本操作和气体的制取
知识梳理
1. 加热反应仪器
名称
仪器示意图
主要用途
使用时注意事项
试管
少量试剂的反应容器,盛放溶液,___可以______直接加热
常温或加热时使用,加热时夹持中上部。加热时液体不超过试管容积的 1/3
蒸发皿
用于蒸发液体,浓缩溶液,干燥固体,可以 直接加热
瓷质仪器。蒸发操作中当___将近蒸干_______时,停止加热,用余热 蒸干。耐高温,____坩埚钳_____夹取
坩埚
主要用于固体加热,可以 直接加热
加热后不能骤冷,用坩埚钳 取下。坩埚受热时放在泥三角 上。
蒸发时要搅拌;将近蒸干时用余热蒸干
烧杯
溶解、___配制______溶液,大量试剂反应容器
常温或加热时使用。加热时下面要放___石棉网______,使之均匀受热
烧瓶
分平底和圆底两种,用作反应物较多且加热时间较长的反应容器
加热时固定在铁架台上,下面放石棉网,平底的一般不用于加热。加热时液体不超过烧瓶容积的 1/3
燃烧匙
用于盛放固体物质在__空气________中燃烧
锥形瓶
用作反应容器,易使反应物摇匀
加热时必须垫石棉网
2. 试剂添加仪器
名称
仪器示意图
主要用途
使用时注意事项
量筒
用于量取一定体积的液体
不能用作反应 容器,不能加热。量取液体时应竖直放置,使视线________垂直量筒__________,读数取凹液面最低点刻度
漏斗
过滤,添加液体,有普通漏斗、长颈 漏斗、分液 漏斗。
长颈漏斗在使用时,玻璃管口一般要伸入液面 以下
试剂瓶
广口瓶用于盛放____固体药品_____,细口瓶用于盛放___液体药品______,棕色试剂瓶用于盛放见光易分解的药品
集气瓶
收集存放少量气体。
不能加热,收集气体用玻璃片 盖住瓶口,根据密度大小,决定瓶口朝上还是朝下
胶头滴管
用于吸取或滴加少量 液体
滴加液体时,不可伸入或接触_试管口
药匙
取用粉末状 或小颗粒状固体药品
(药匙的两端是大小不同的两个匙)
药匙用过后要立即用干净的滤纸擦拭干净,以备下次使用
镊子
取用块状 固体药品
夹取药品后需要清洁干净
3. 其他仪器
名称
仪器示意图
主要用途
使用时注意事项
铁架台
(带铁夹、
铁圈)
固定各种反应容器和其他仪器
酒精灯
用于加热,酒精量为灯壶体积的~,___外焰_____温度最高
加热时使用外焰。不可用燃着的酒精灯去引燃另一酒精灯;不可向燃着的酒精灯中添加酒精;使用完毕用__灯罩_____盖灭,不可用嘴吹灭
试管夹
用来夹持试管
试管夹从试管底部往上套,夹在试管的中上部,加热时用手握住试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上
玻璃棒
搅拌、__过滤_____或转移液体时引流
搅拌时,避免碰到杯壁
U型管
用于洗气,检验某些气体
1. 实验室药品取用规则
1 三不原则:不能用手接触药品;不要把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味(应用 扇闻 法);不得尝任何药品的味道。
2 节约原则:注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应该按最少量取用,液体 1~2 mL,固体只需铺满试管底部。
3 处理原则:“三不一要”,实验剩余的药品既不放回原瓶,也不能随意丢弃,更不能拿出实验室,要放入指定的容器内。
2. 固体药品的取用
1 固体药品通常保存在广口瓶 里。
2 固体粉末一般用药匙或纸槽取用。操作时先将试管横放 ,用 药匙 或 纸槽 小心地送至试管底部,然后使试管直立。(一横、二送、三直立)
3 块状药品一般用 镊子 夹取。操作时先倾斜试管,然后用镊子把块状药品或金属颗粒放入试管口,再把试管慢慢竖立 起来,使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部,以免打破容器。 (一斜、二放、三慢竖)
3. 液体药品的取用
1 液体药品通常盛放在细口瓶里。广口瓶、细口瓶等都经过 磨砂 处理,目的是增大容器的密封性。
2 取用不定量较多液体——直接倾倒,瓶口需要接触。
3 使用时的注意事项:
※细口瓶的瓶塞必须 倒 放在桌面上,防止瓶塞上的药品腐蚀实验台或污染药品。
※细口瓶标签朝向 手心 ,防止药液洒出腐蚀标签。(如下左图)
※瓶口必须 紧贴 试管口,并且缓缓地倒。防止药液损失。
※倒完液体后,要立即盖紧瓶塞,防止药品变质,并把瓶子放回原处,标签朝向外面。
4 取用不定量较少液体——胶头滴管(如下右图)
应在容器的正上方 竖直 滴入;胶头滴管不要接触容器壁,防止污染滴管或污染试剂;滴管不要平放或倒置,防止 液体倒流进入橡胶胶帽 ;用过的滴管要立即用清水冲洗干净;但滴瓶上的滴管无须用水冲洗,不能交叉使用。
5 取用一定量的液体——量筒
先向量筒中倾倒液体,接近所需刻度时,停止倾倒,余下部分用 胶头滴管 滴加至所需刻度线。读数时量筒必须放平,视线要与量筒内液体的凹液面 的最低处保持水平,再读出液体的体积(仰视偏小,俯视偏大)。
4. 玻璃仪器的洗涤
清洗易溶物时,一般需用水反复清洗 3次。清洗油脂类难溶物时,可先用热的纯碱溶液或去污粉进行清洗(乳化作用的原理),然后再用水冲洗3次;清洗氧化物或碳酸盐等难溶物时,可先用 稀盐酸 等物质与其反应生成可溶性物质,然后再用水冲洗 3次。玻璃仪器是否洗净,可通过观察其内壁水的附着特点进行判断,若容器内壁的水 不聚成水滴,也不成股流下 ,表明容器已清洗干净。
5. 仪器的连接
一般仪器的连接按照先下 后上 ,从 左 到 右 的原则进行连接。
1 把玻璃管插入带孔橡皮塞:左手拿橡皮塞,右手拿玻璃管,先把要插入塞子的玻璃管一端用 蒸馏水 润湿,然后稍稍用力 转动 ,使它插入。
2 连接玻璃管和橡皮管:左手拿玻璃管,右手拿橡皮管,先把玻璃管口用水 湿润 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。
3 在容器口塞橡皮塞:左手拿容器,右手拿橡皮塞,应把橡皮塞慢慢 转动 进入容器口。
6. 装置气密性检查
气密性检查的原理是利用 装置内外气体的压强差 ,观察现象。检查的一般方法是:通过气体发生装置与附设的液体构成封闭系统,依据改变体系内的压强时产生的现象(如:气泡生成、液柱形成、液面升降等)判断气密性好坏。
常见实例
用手握住瓶壁时,导管口__有气泡冒出_________或者松手后___玻璃管有液柱上升____________。
常见实例
先用弹簧夹夹住橡皮管,然后向长颈漏斗中加入一定量的水,停止加水后,形成的水柱__高度保持不变____。
7. 实验室安全
(1) 酒精灯失火时,用 湿抹布 或沙子盖灭。
(2) 如果不慎将浓硫酸溅到了皮肤或衣服上,应立即用布吸干,再用 大量清水 冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液,严重时应立即送医院。(一吸二冲三涂)
(3) 稀硫酸沾到衣服或皮肤上也要处理,否则稀硫酸的水分蒸发,会变成浓硫酸。
(4) 如果不慎将碱液滴到皮肤上,要用较多的水冲洗,然后再涂上稀硼酸溶液。
1. 发生装置的选择
选择气体的发生装置一般根据两个方面:① 反应物状态 ;② 反应条件 。
(1)甲装置为 固液(液液) 型
1 适用于实验室制氧气(以双氧水为原料)、二氧化碳、氢气等气体,特点是原料中有液体,反应无需加热。
2 该装置若用长颈漏斗,则需将漏斗下端 浸入液面以下 。
3 气密性检查采用压水法,将导气管用止水夹关闭,在漏斗中加水能形成一段水柱则气密性良好。
(2)乙装置为 固固(加热) 型
1 适用于实验室利用高锰酸钾 或氯酸钾 加热分解制取氧气,特点是原料都为固体,反应需加热。
2 若以高锰酸钾作原料,需在试管口加一团棉花,以防 高锰酸钾粉末通过导管进入水槽 。
3 气密性检查采用手握法,先将导管口的下端浸入水中,再用双手紧握试管,利用手温加热试管,观察导管口是否有气泡冒出。
2. 不同的发生装置的设计优点
①装置甲的优点: 可以随时添加反应试剂 。
②装置乙的优点: 可以控制反应的速率 。
③装置丙的优点: 可以控制反应的进行和停止 。
④装置丁的优点:注射器的作用类似分液漏斗,所以也可以 控制反应的速率 。
3. 收集装置的选择
收集装置的选择依据:
(1) 收集的气体不能与被排的介质反应(常见的为水或者空气);
(2) 如果气体难溶于水或者不易溶于水,且不与水反应,则可以选用 排水 法,如氧气、氢气等。在用排水法收集氧气时,要等气泡均匀冒出时 开始收集,一开始旧收集会导致收集到的氧气浓度偏低,影响后续实验。收集二氧化碳时,如果一定要采用排液体的方法,那么可以采用饱和的碳酸氢钠 溶液。
(3) 如果气体的密度与空气 存在较大差异,且不与空气成分反应,那么可以选择排 空气 法。向上(向下)排空气法分别适于收集密度比空气大(小)的气体。如CO₂、O₂、H₂等气体。
1. 常见气体的制取
氧气
氢气
二氧化碳
药品
a.氯酸钾和二氧化锰;
b.高锰酸钾;
c.双氧水和二氧化锰
锌粒与稀硫酸
大理石(或石灰石)与稀盐酸
反应原理
a.工业上采用分离液态空气法
b.2KClO32KCl+3O2↑
c.2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑
d.2H₂O₂2H₂O+O₂↑
Zn+H₂SO₄ZnSO₄+H₂↑
CaCO₃+2HClCaCl₂+H₂O+CO₂↑
制取装置
收集方法
排水法或向上排空气法(不易溶于水且不与水反应,密度比空气略大)
排水法或向下排空气法(难溶于水,密度比空气小)
向上排空气法(能溶于水且与水反应,密度比空气大)
检验方法
将带火星的木条伸入集气瓶内,木条复燃
点燃,产生淡蓝色火焰,在火焰上方罩一个干而冷的烧杯,烧杯内壁有水珠(生成物只有水)
将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条靠近集气瓶口,木条复燃,则说明已满
将燃着的木条靠近集气瓶口,木条火焰立即熄灭,则说明已满
实验操作步骤
用高锰酸钾或氯酸钾制氧气并用排水法收集时:a.检查气密性;b.装药品;c.固定试管;d.加热;e.收集;f.将导管移出水槽;g.熄灭酒精灯
若用双氧水和 MnO₂制O₂,操作步骤同制取CO₂(药品换为 MnO₂和双氧水)
a.检查气密性;b.加药品;c.固定试管;d.验纯;e.收集
a.检查气密性;b.加入大理石或石灰石;c.加入稀盐酸;d.收集
注意事项
a.试管口应略向下倾斜;b.用高锰酸钾制氧气时,靠近试管口处应塞一团棉花;c.用排水法收集时,气泡连续、均匀地放出后再收集;d.用排水法收集完后,先移出导管,再熄灭酒精灯
a.长颈漏斗末端应伸入液面以下;b.反应装置中的导气管刚露出橡胶塞即可;c.不能用浓硫酸、硝酸及浓盐酸来制取氢气;d.气体必须验纯
a.不能用稀硫酸代替稀盐酸;b.长颈漏斗的末端应伸入液面以下;c.反应装置中的导管刚露出橡胶塞即可;d.用向上排空气法收集时,导管口应接近集气瓶底部
【知识拓展】
不能用将燃着的木条放于集气瓶口,观察木条是否熄灭的方式来鉴别是不是二氧化碳,因为 不支持燃烧的气体有很多 ,所以就算木条熄灭也不能说明该气体为二氧化碳。
2. 实验室制取气体的净化和尾气处理
(1) 除杂干燥:
①溶液除杂:洗气瓶;
②固体常温除杂:U 形管、干燥管;③固体加热除杂:硬质玻璃管。
(2) 干燥与除杂的顺序:
①若采用溶液除杂,则先 除杂 后 干燥 ;
②若采用加热除杂,则 干燥 在前;
③若用固体吸收剂常温除杂,则根据题意而定。
(3) 尾气处理:
①有毒气体:固体、溶液吸收、点燃 或装置收集;
②无毒气体直接排空;
③若制备的物质极易水解,则需在尾部加装干燥管,以防空气中的水蒸气进入造成水解。
(4) 实验顺序
(1) 加热操作:主体实验加热前一般应先通原料气赶走空气后,再点燃酒精灯,其目的一是防止爆炸 ;二是保证产品纯度。
(2) 熄灭酒精灯时,一般是“先取后灭”的原则。
3. 多功能瓶
(1) 多功能瓶充当集气瓶
1 用作排水法收集:进气的顺序是 短 管进 长 管出。
2 用作排空气法收集:
※收集密度比空气 小 的气体时,短管进长管出,即向下排空法;
※收集密度比空气 大 的气体时,长管进短管出,即向上排空法。
(2) 多功能瓶充当洗气瓶
1 进气顺序为 长 管进 短 管出。
2 洗气瓶可用于净化气体
※吸收水蒸气:用浓硫酸、碱石灰 等(根据干燥的其他不同选择);
※吸收CO₂:用 NaOH 溶液;
※吸收 HCl:用氢氧化钠溶液;
※吸收 CO₂中的 HCl:用饱和碳酸氢钠 溶液或者AgNO3 溶液。
(3) 洗气瓶可用于检验气体
※检验 CO₂:用澄清石灰水;
※检验 HCl:用 AgNO3 溶液。
4. 测量生成气体的多少,可以用质量法和体积法两种方法。
(1)质量法:①测量发生装置反应前后的差量;②测量吸收装置反应前后的差量。
(2)体积法:①用“排水量气”的方法测量排开水的体积;②用量气管测量,需要用到水准管调节气压大小,若内部气体偏大,测得气体体积偏小。
第十三讲:物质的检验、推断和分离
知识梳理
1. 物质检验的一般方法
物质检验一般先考虑物理方法,再考虑化学方法。
(1) 物理方法:依据物理性质进行观察、实验、分析、判断,得出结论。
(2) 化学方法:分别取出少量待检验物质(一般为溶液),加入少量试剂充分反应,观察反应现象,根据现象分析、判断,得出结论。
2. 常见物质的主要特性
(1) 固体物质的颜色
白色固体:无水 CuSO₄、MgO、P₂O₅、CaO、Ca(OH)₂、NaOH、NaCl、Na₂CO₃等。
常考红色固体:Cu、Fe2O3,红磷、Cu2O等。
常考黑色固体: C(木炭粉)、Fe(铁粉) 、CuO、MnO₂、Fe₃O₄等。
蓝色固体:CuSO₄·5H₂O等。
绿色固体:Cu₂(OH)₂CO₃等。
淡黄色固体:S等。
紫黑色固体:KMnO₄等。
(2) 沉淀的颜色(八种常见沉淀)
白色:BaSO₄ 、AgCl (两种不溶于酸的白色沉淀)
CaCO₃ 、BaCO₃ 、Ag2CO3 ,Mg(OH)₂ (能溶于酸的白色沉淀)。
蓝色:Cu(OH)₂ 。
红褐色:Fe(OH)₃ 。
(3) 溶液的颜色
蓝色溶液:含Cu²⁺的溶液,如CuCl2,Cu(NO3)2,CuSO₄溶液。
黄色溶液:含Fe³⁺的溶液,如FeCl3,Fe(NO3)3,Fe2(SO4)3溶液。
浅绿色溶液:含Fe²⁺的溶液,如FeCl2,Fe(NO3)2,FeSO₄溶液。
紫色溶液:KMnO₄溶液、紫色石蕊试液。
(4) 无色液体:H2O 、H2O2 。
(5) 火焰的颜色
淡蓝色火焰:H₂、S在空气中燃烧。
蓝色火焰:CO、CH₄在空气中燃烧。
蓝紫色火焰:S在纯氧中燃烧。
(6) 有刺激性气味的气体:HCl、SO₂、NH₃、Cl₂等
(7) 被磁铁吸引的物质:铁、钴、镍等
3. 常见离子的检验
离子
检验方法
实验现象
H⁺
滴加紫色石蕊试液
紫色石蕊试液变红
用pH试纸测pH
pH< 7
加入少量锌粒
有气泡 产生
OH⁻
滴加紫色石蕊试液
紫色石蕊试液变蓝
滴加无色酚酞试液
无色酚酞试液变红
用pH试纸测pH
pH> 7
加CuSO₄溶液
生成蓝色 沉淀
加 FeCl3溶液
生成红褐色 沉淀
滴加足量盐酸,将产生的无色、无味气体通入澄清石灰水中
有气泡 产生,澄清石灰水变浑浊
滴入 AgNO₃ 溶液和稀 HNO₃
产生白色沉淀,沉淀不溶解
先滴入稀盐酸酸化,再滴入 BaCl₂溶液
酸化无现象,滴入BaCl₂溶液后产生白色沉淀
滴入 Ba(NO₃)₂溶液和稀 HNO3
产生白色沉淀,沉淀不溶解
加入强碱溶液,加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体
产生有刺激性气味 的气体,湿润的红色石蕊试纸变蓝
滴 加 碱 溶 液 ( 如NaOH 溶液)
产生红褐色 沉淀
插入铁丝(片)
铁丝(片)表面附有红色 固体
滴入强碱溶液
产生蓝色 沉淀
向待测液中滴加 AgNO3溶液或Ba(NO₃)₂溶液时,若待测液中含有,则会生成白色的Ag₂CO₃或 BaCO₃沉淀,这两种沉淀都会与稀HNO₃反应,产生CO₂气体。因此,检验和时,都要用到稀HNO₃,使用稀HNO₃是为了排除的干扰。
4. 常见气体的检验
物质
检验的试剂和方法
现象
O2
带火星的木条
带火星的木头复燃
H2
依次通入灼热的氧化铜和无水硫酸铜
黑色固体变红 ,
无水硫酸铜变蓝
CO2
澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
H2O
无水硫酸铜
无水硫酸铜变蓝
CO
依次通入灼热的氧化铜和澄清石灰水
黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊
CH4
点燃后将生成物依次通入无水硫酸铜和澄清石灰水
无水硫酸铜变蓝,澄清石灰水变浑浊
NH3
湿润的红色石蕊试纸
石蕊试纸变成蓝色
5. 物质的推断
(1) 常见的突破口
解推断题的关键是寻找突破口。作为突破口的一般是物质的状态、溶解性、特征颜色、特征反应等。
(2) 常见离子的反应特征(见本专题常见离子的检验)
(3) 化学反应基本类型的特征(四大基本反应类型)与特殊的化学反应
工业炼铁、湿法炼铜、光合作用、高温煅烧大理石等
(4) 常见的由两种相同元素组成的不同物质:H₂O₂和H₂O,CO 和CO₂,SO₂和SO₃,FeCl₃和FeCl₂, Fe₂O₃、Fe₃O₄和 FeO等。
(5) 物质的俗名和化学式
俗名
化学式
生石灰
CaO
干冰
CO₂
熟石灰、消石灰
Ca(OH)₂
苛性钠、火碱、烧碱
NaOH
纯碱、苏打
Na₂CO₃
小苏打
NaHCO3
胆矾、蓝矾
CuSO₄·5H₂O
尿素
CO(NH₂)₂
(6) 物质的名称和主要成分的化学式
名称
主要成分的化学式
大理石、石灰石
CaCO₃
天然气(沼气)
CH₄
石灰乳、石灰浆
Ca(OH)₂
钛白粉
TiO₂
铜绿
Cu₂(OH)₂CO₃
赤铁矿
Fe₂O₃
1. 混合物的提纯原则
(1) “不减”:非杂质的成分不能减少;
(2) “不增”:不能引入新杂质;
(3) “易分”:得到的物质要容易分开。
2. 分离与提纯的方法
(1) 物理方法
①过滤
a. 适用范围:分离不溶性的固体与液体或可溶性固体与不溶性固体组成的混合物。
b. 原理:难溶性的物质难以通过滤纸。
c. 实例:粗盐的提纯。
一般分离时有两种情况
过滤后得到不可溶的固体试剂:过滤、洗涤、烘干(如CaCO3中除去Na2CO3)
过滤后得到可溶性的固体试剂:过滤、蒸发结晶(如Na2CO3中除去CaCO3)
②结晶法
a. 降温结晶(冷却热饱和溶液)
适用范围:溶解度受温度变化影响较大的固体物质。
原理:溶解度受温度变化影响大的物质,降温时会析出大量晶体。
实例:硝酸钾(大量)和氯化钠(少量)的混合溶液,提纯硝酸钾
b. 蒸发结晶
适用范围:溶解度受温度变化影响不大的固体物质。
原理:溶解度受温度变化影响不大的固体物质,加热蒸发时,水分蒸发,晶体析出。
实例:海水晒盐;提纯氢氧化钙。
③蒸馏
a. 适用范围:分离由沸点不同的液体组成的混合物。
b. 原理:沸点低的先蒸发出来。
c. 实例:通过蒸馏,得到纯净水;分离液态空气法。
(2) 化学方法
选用试剂的要注意的点:
a) 选用的试剂只能和杂质反应,不能与被提纯物反应;
b) 选用的试剂与杂质反应不能生成与被提纯物同状态的新物质;
c) 选用的试剂如果与被提纯物同状态,只能适量,不同状态,最好足量。
①沉淀法
a. 转化途径:加入一种试剂与杂质反应,生成的沉淀经过滤除去。
b. 实例:除去硝酸中的硫酸,可加入适量的Ba(NO₃)₂溶液,过滤。
②气化法
a. 转化途径:加入一种试剂与杂质反应,生成气体而除去杂质。
b. 实例:除去 NaCl 溶液中混有的 Na₂CO₃,可加入适量盐酸。
③转化法
a. 转化途径:通过化学反应把杂质转化为被提纯的物质。
b. 实例:除去CO₂中的少量CO,可将混合气体通过灼热的 CuO。
④吸收法
a. 转化途径:把混合气体通入一种溶液,其中杂质被吸收。
b. 实例:除去CO中混有的少量 可先将混合气体通入足量的NaOH 溶液中,然后通入浓硫酸。
除去CO2中混有的HCl,通入饱和的碳酸氢钠溶液或者硝酸银溶液。
⑤溶解法
a. 转化途径:向混合物中加入某种溶液,将杂质溶解(发生化学反应)除去。
b. 实例:除去 Cu中混有的少量 CuO,可先向混合物中加入足量稀盐酸,然后过滤、洗涤、干燥。
⑥加热法
a. 转化途径:通过加热的方法,使杂质转化为气体或沉淀除去。
b. 实例:除去 中混有的少量 可直接加热。
⑦置换法
a. 转化途径:较活泼金属与较不活泼金属的盐溶液发生置换反应,从而达到除杂的目的,
b. 实例: 溶液中混有少量 可向混合溶液中加入过量的Zn粉后再过滤。
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