摘要:
该初中化学中考复习知识清单聚焦“物质的性质与应用”核心主题,涵盖空气和氧气、碳和碳的氧化物、金属和金属材料、水和溶液、酸·碱·盐五大知识范畴,构建了从物质组成与性质到实验操作再到实际应用的递进式复习架构。
清单以“核心考点建构+教材知识查漏”为主线,通过表格对比(如氧气与氮气性质用途对照表)、实验步骤分解(如空气中氧气含量测定的误差分析)、数字化实验解读(如气压变化曲线分析)等方式呈现知识体系,培养学生的化学观念和科学思维。特别设计“易错点标注”(如气体体积分数与质量分数的区别)、“实验注意事项”(如铁丝燃烧集气瓶底放水的原因)及“计算思维辨析”(如固体还原反应中质量变化分析),助力学生精准突破重难点,既方便学生自主查漏补缺,也为教师提供系统的复习指导工具。
内容正文:
清单02 物质的性质与应用(教材查漏清单)
核心考点建构+教材知识查漏
第一部分 空气和氧气
(一)空气的组成和用途
性质
对应的用途
氧气(78%)
供给呼吸
动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等
支持燃烧
炼钢、航天、气割、气焊等
氮气(占21%)
化学性质不活泼
用作保护气:
灯泡充氮防钨丝氧化、食品充氮防腐、金属焊接防氧化等
液氮沸点低
制造低温环境:医疗、超导材料等
可转化为氨气等
用于化工生产,制造硝酸、化肥
稀有气体
(占0.94%)
通电发光
作多用途电光源:霓虹灯、航标灯、闪光灯等
化学性质不活泼
用作保护气:灯泡、金属焊接等
氦气密度小
用于填充探空气球、热气球等
易错:(1)空气的主要成分是氮气和氧气。
(2)各成分的含量是体积分数而不是质量分数。
2.空气中氧气含量的测定
实验原理
4P+5O2 2P2O5
药品选择
①在空气中能够燃烧且只与氧气反应;
②生成物为固体或液体,不能是气体;
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
b.用弹簧夹夹紧橡皮管;
c.在燃烧匙内放入足量红磷;
d.点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
e.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
实验现象
①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量;
②待红磷熄灭并冷却至室温,打开弹簧夹,可以观察到烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液面上升至刻度1附近。
实验结论
氧气约占空气总体积的1/5。
误差分析
结果明显偏小
①红磷用量不足;②装置气密性不好;③未等集气瓶冷却至室温,就打开弹簧夹;
结果明显偏大
①点燃红磷后伸入集气瓶速度太慢(未及时塞紧橡皮塞);②未夹紧止水夹(未使用止水夹)
问题讨论
集气瓶内剩余气体的性质?
①物理性质:无色无味的气体,难溶于水;②化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
数字化实验
图1装置可用于测定空气中氧气的含量。
图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好,P0是集气瓶内初始气压)。
(1)P0时红磷没有点燃,气压没有变化;
(2)P0~a段,点燃红磷后,气压增大的原因是红磷燃烧放热;
(3)a~d段,红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气,且反应结束后温度恢复至室温,但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。
3.空气的污染与防治
(1)目前计入空气污染指数的项目
①气体:SO2、NO2、CO、O3,其中SO2、NO2会导致酸雨(酸雨的pH<5.6)(易错:二氧化碳会引起温室效应,但不是空气污染物。)
②固体:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)→形成雾霾
(2)空气污染指数越高,污染越严重。
(3)空气污染的危害和保护措施
①危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等。
②保护措施:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等。
(二)氧气
1.物理性质
密度(相同条件下)
比空气略大
溶解性(通常状况下)
不易溶于水
2.化学性质
燃烧现象
化学方程式
注意点
木炭
在空气中持续红热,在氧气中剧烈燃烧,放热,发白光,生成使石灰水变浑浊的气体
C+O2 CO2
燃烧匙从集气瓶瓶口向下缓慢插入,以便充分消耗氧气
硫粉
空气:淡蓝色火焰,氧气中:明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
S+O2 SO2
集气瓶瓶底放少量的水,为了吸收二氧化硫以防污染空气
铁丝
在空气中红热,在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
3Fe+2O2Fe3O4
集气瓶底放少量水或细沙,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底;铁丝绕成螺旋状是增大受热面积;细铁丝下端系火柴是引燃细铁丝;火柴快燃尽时插入,防止火柴燃烧消耗过多的氧气
红磷
发出黄色火焰,放出热量、产生大量白烟
4P+5O22P2O5
集气瓶底放少量水,防止燃烧物掉落炸裂瓶底
氢气
产生淡蓝色火焰,放出热量
2H2+O2 2H2O
点燃氢气之前必须验纯
镁
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
2Mg+O2 2MgO
/
铜
铜在空气中不燃烧,加热时表面变成黑色
2Cu+O2 2CuO
/
3.氧气的制取
(1)氧气的工业制法
方法:分离液态空气法
原理:利用液态空气中液氮和液氧的沸点不同,采用蒸发的方法,将氮气与氧气分离。属于物理变化。
(2)氧气的实验室制法
药品
高锰酸钾(KMn04)
双氧水和二 氧化锰
反应原理
2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
2H2O2 2H2O+O2↑
发生装置
实验操作步骤
①组装仪器;②检查气密性;③装药品;④固定试管;⑤加热;⑥收集;⑦将导管移出水槽;⑧熄灭酒精灯(若用H2O2制O2步骤同CO2)
①组装仪器;②检查气密性;③加入石灰石;④加入稀盐酸;⑤收集
注意事项
①加热法制氧气时试管口要略向下倾斜;②若用高锰酸钾制取氧气,要在试管口放一团棉花;③加热时应先使试管均匀受热,然后对药品所在的部位加热;④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯;⑤排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后再收集(易错:气泡连续均匀,不能只答连续)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②不能用排水法收集;③反应容器中的导管刚露出橡胶塞即可;④用向上排空气法收集时,导管口应伸入集气瓶底部;⑤不能用稀硫酸代替稀盐酸(易错:反应生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,反应不能进行到底)
检验
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则是氧气,否则是氧气
排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内;在水下将玻璃片磨砂面盖住瓶口,从水槽中取出集气瓶,正放在桌子上)
收集方法
①排水法(不易溶于水);(易错:不能答易溶、可溶)②向上排空气法(密度比空气大)
向上排空气法(密度比空气大;因能溶于水且能与水反应,不能用排水法收集)(易错:能溶于水,不能答可溶或易溶)
验满或验纯
验满:①向上排空气法收集时用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满;
②排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
集气瓶放置
正放
正放
第二部分 碳和碳的氧化物
(一)碳单质
1.物理性质和用途
石墨
金刚石
C60
微观模型
物理性质
灰黑色的有金属光泽的固体;很软,有滑腻感;
熔点高,有良好的导电性。
无色透明的的固体;天然存在的最硬的物质;特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大;导热性好。
有特殊的物理性质
用途
作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚,作机械高温润滑剂。
制装饰品(钻石);
制钻头、切割大理石、裁玻璃;
金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层、集成电路基板散热。
用于超导、催化、
材料科学等领域
性质差异的原因
金刚石和石墨物理性质差异大的原因:碳原子的排列方式不同
无定形碳
1、木炭、活性炭有疏松多孔的结构,因此有吸附性,活性炭的吸附作用比木炭强。
2、活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖;水的净化处理;冰箱去味;吸附装修产生的有害气体。
区别与
联系
①宏观上,金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。
②微观上,金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的,C60是由C60分子构成的;
③金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化,该转化属于 化学 变化
2.碳单质的化学性质
常温下稳定性强
古代字画能长久保存的原因。
可燃性
O2充足: C+O2CO2 ;
O2不足:2C+O2 2CO
还原性
实验原理
C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑(吸热反应)
实验装置
实验现象:大试管中的固体由 黑 色变为 红 色;小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。
实验结论:说明木炭具有 还原 性。
实验注意事项
①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因: 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。
②火焰加金属网罩的目的:集中火焰,提高温度。
③实验结束后,先撤出导气管,再停止加热的目的:防止石灰水倒流炸裂热的试管。
④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:防止热的铜接触空气又被氧化。
⑤木炭配比比理论值稍微多一点,因为木炭会和试管中的氧气反应。
计算思维
固体木炭还原氧化铜,完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。
(二)碳的氧化物
1.一氧化碳和二氧化碳的比较
一氧化碳
二氧化碳
物理性质
密度
比空气略小
比空气大
水溶性
难溶于水
能溶于水
化学性质
可燃性
2CO+O2 2CO2 (用途:作燃料)
在一般情况下,既不燃烧也不支持燃烧
与某些氧化物反应
CO+CuO=== (△)Cu+CO2(用途:冶炼金属)
不反应
与水反应
不反应
CO2+H2O==H2CO3
与石灰水反应
不反应
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
毒性
剧毒(易与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去携氧能力,造成体内缺氧而中毒;)
无毒(当空气中CO2超过正常含量时,会对人体健康造成影响。)
主要用途
燃料、冶炼金属
灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化
2CO+O2 2CO2 或CO+CuO=== (△)Cu+CO2; CO2+C 2CO
2.探究二氧化碳的性质
倾倒二氧化碳
溶解性实验
探究与水反应
实验装置
实验现象
蜡烛自下而上依次熄灭
塑料瓶变瘪了
干燥的石蕊纸花 不变红,湿润的石蕊纸花 变红
实验结论
二氧化碳密度比空气大(物理性质);
二氧化碳不能燃烧,也不能支持燃烧(化学性质)。
二氧化碳能溶于水
二氧化碳能与水反应
3.二氧化碳的制取
实验室制法
工业制法
制取试剂
大理石(或石灰石)与稀盐酸
石灰石
反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3 CaO+CO2↑
判断发生装置的依据:反应物状态及反应条件;判断收集装置的依据:气体的溶解性及密度
装置
固体加热型
(反应物状态为固体和液体,反应条件为常温)
向上排空气法
(二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大)
实验步骤
①检查装置的气密性。
②将药品装入反应容器(先装固体,再加液体)。
③用向上排空气法收集。
④验满(将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则气体已收集满)。
⑤集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法
把生成的气体通入澄清石灰水中,若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法
将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。
净化装置
制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气,实验室常将制取的气体先通过饱和 NaHCO3溶液除去HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。
第三部分 金属和金属材料
(一)金属和金属材料
金属材料包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
1.金属的物理性质及用途
共性
①导电性→用铜丝制作导线 ②导热性→用铁锅做饭
③延展性→铝能制作铝箔 ④有金属光泽→制作各种装饰品
个性
颜色:大多数金属是银白色,而铜呈紫红色,金呈金黄色,铁粉呈黑色
状态:常温下,大多数金属为固体,而汞为液体
①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
②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
③金属之最
(1)地壳中含量最多的金属元素
铝
(2)人体中含量最多的金属元素
钙
(3)目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
铁
(4)导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
银
(5)熔点最高的金属
钨
(6)熔点最低的金属
汞
(5)合金
· 概念理解:在纯金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
· 合金的特性:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。(易错:可以用相互刻画的方式比较金属与其合金的硬度)
铁合金
生铁:含碳量 2%~4.3%
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的性能也不同。
钢:含碳量0.03%~2%
锡合金
焊锡:熔点低,用于焊接金属
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
铜合金
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造人造骨和形状记忆合金;
(二)金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属
反应事实
反应现象
反应的化学方程式
镁
常温下就能与氧气反应
常温下表面形成氧化膜
2Mg+O2=2MgO
铝
常温下表面形成致密的氧化膜
4Al+3O2=2Al2O3
铁
常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,
生成黑色固体
3Fe+2O2Fe3O4
铜
红色的铜片加热后变黑
2Cu+O22CuO
金
“真金不怕火炼”说明即使在高温时金也不与氧气反应
结论
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
2.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
3.金属与盐溶液反应
实验操作
反应现象
化学方程式
金属活动性
将铝丝浸入硫酸铜溶液中
铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为无色
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
铝>铜
将铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
铜>银
将铜丝浸入
硫酸铝溶液中
无明显现象,不反应
/
铝>铜
将铁钉浸入硫酸铜溶液中
铁钉表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu
铁>铜
(三)金属资源的利用和保护
1.金属的的冶炼
设备
高炉
图示
原理
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
原料
赤铁矿石、 焦炭、石灰石、热空气
原料作用
焦炭
①提供热量;②生成CO
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
热空气
提供充足的氧气。
产品
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。
高炉气体
主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
一氧化碳还原氧化铁
实验原理
Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2
实验装置
实验现象
与原理
玻璃管:红棕色粉末逐渐变黑。反应的化学方程式:Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2
试管内:澄清石灰水变浑浊。反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
酒精灯处:气体燃烧并产生蓝色火焰。反应的化学方程式:2CO+O2 点燃 2CO2
实验注意
1.装置尾部酒精灯的作用是:点燃尾气,防止污染空气。
2.实验开始时,要先通入CO,一段时间后再点燃酒精喷灯,目的是排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
3.实验结束,停止加热后,要继续通CO直至玻璃管冷却,或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却,才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。
4.实验结束,停止加热后,要继续通CO直至玻璃管冷却,同时防止石灰水发生倒吸现象。
5.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替,但需在火焰外加金属网罩,使火焰集中,提高温度。
计算思维辨析
一氧化碳还原氧化铁时,则固体减少量是参加反应的氧化铁中氧元素的质量。
2.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案
现象
结论
A B C
试管A与试管B对比,A中铁钉生锈,B中铁钉不生锈
说明铁生锈需要与氧气接触
试管A与试管C对比,A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈
说明铁生锈需要与水接触。
结论:铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O,颜色为红色。
(2)防止铁生锈的原理:隔绝氧气或水。
防止铁生锈的方法:①保持铁制品表面的清洁、干燥
②涂保护层:如涂油、刷漆、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
3.保护金属资源途径
①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
第四部分 水和溶液
(一)氢气和水
1.氢气(H2)
性质与用途
难溶于水、气体中密度最小→填充气球
可燃性:2H2+O2 2H2O →作燃料
还原性:H2+CuO Cu+H2O→还原剂
氢气的制取
实验室制取;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
工业制取:2H2O 2H2↑+O2↑
氢能源
理想燃料的原因:热值高、燃烧生成水,无污染、来源广泛
未被广泛使用的原因:生产成本高、贮存困难
2.水
水的净化
沉淀→过滤→吸附→蒸馏(净化程度依次递增)
水的组成
水的生成: 2H2+O2 2H2O
现象:生成淡蓝色火焰,烧杯内壁有水生成。
结论:水是由氢元素和氧元素组成的。
水的电解:2H2O 2H2↑+O2↑
现象:通电后,两个电极上有气泡生成,负极和正极上生成的气体的体积比是2:1。
结论:水是由氢元素和氧元素组成的。
结论依据:质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。
硬水和软水
硬水:含有较多可溶性钙镁化合物(或Ca2+、Mg2+)的水
软水:不含或含有较少可溶性钙镁化合物(或Ca2+、Mg2+)的水
降低水硬度的方法:生活中用煮沸,实验室用蒸馏。
(二)溶液及其应用
1.溶液的形成与组成
(1)定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。
(2)溶液的组成:溶液由溶质和溶剂,最常用的溶剂是水;另外常用的溶剂还有酒精、汽油。
溶液的基本特征:均一、稳定、混合物。
溶质、溶剂
的判断
①固体、气体溶于液体,固体气体是溶质,液体是溶剂。
如:盐酸中溶质是氯化氢气体,稀硫酸中溶质是硫酸液体。
②液体与液体互溶时:多者为溶剂,少者为溶质,有水时水是溶剂。
如:75%的医用酒精溶质是酒精溶剂是水;
③发生化学反应的溶液,溶质是反应后溶解的物质。
如:氧化钙放入水中,溶质不是氧化钙,而是反应生成的氢氧化钙。
2.溶解时的吸热、放热现象
对应物质
温度变化
溶于水放热
氢氧化钠NaOH、浓硫酸H2SO4
升温
溶于水吸热
硝酸铵NH4NO3
降温
氯化钠NaCl
温度无明显变化
易错:生石灰放入水中放出大量的热,不是溶解,而是发生了化学反应放热:CaO+H2O=Ca(OH)2。
3.探究影响物质溶解性的因素
①实验方法:控制变量法(水和汽油的体积相等,碘和高锰酸钾的质量相等)。
②实验现象及结论:碘几乎不溶于水,却可以溶解在汽油中;高锰酸钾几乎不溶于汽油,却可以溶解在水中,对比AC(或BD)(填字母)可以证明不同物质在同一溶剂中的溶解性不同,对比AB(或CD)(填字母)可以证明同一物质在不同溶剂中的溶解性不同。
(三)溶质的质量分数
1.液组成的定量表示
①溶质的质量分数=×100%=×100%
(易错:溶质的质量是指溶解在溶液中的溶质的质量,没溶解的固体或析出的固体不计算在内。解题时需判断加入的固体溶质是否全部溶解。若溶质的种类不止一种,需要将所有溶质都计算在内,且计算时物理量的单位要一致。)
②对于饱和溶液来讲,某温度下,某固体物质的溶解度为S,
溶质的质量分数=×100%(溶解度用S表示)。
2.溶液的稀释(或浓缩)
(1)稀释:稀释前后溶剂质量改变,溶质质量不变
m(浓) × ω(浓) = m(稀) × ω(稀)(m表示质量,ω表示溶质的质量分数)
m(稀) = m(浓) + m(水)
方法
计算依据
溶液的稀释
加水稀释
加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
加稀溶液稀释
稀溶液中溶质的质量与浓溶液中溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量
(四)溶解度
1.饱和溶液与不饱和溶液
概念
在一定温度下,在一定量溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做该溶质的饱和溶液;
在一定温度下,在一定量溶剂里还能再溶解某种溶质的溶液叫做该溶质的不饱和溶液;
判断方法
①观察法:如果溶液中有未溶解的物质且随时间变化质量不变,说明该温度下该溶液中不能继续溶解这种物质了,该溶液一定是该物质的饱和溶液。
②实验法:在一定温度时如果溶液中没有未溶解的溶质,可以向原溶液中加入该溶质,如果该物质的质量减少,那么溶液是不饱和溶液;如果该物质的质量不变,那么溶液是饱和溶液。
相互转化
对大多数溶解度随温度升高而增大的物质而言:
不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有:增加溶质、升高温度、蒸发溶剂
饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有:增加溶剂、降低温度
特例:Ca(OH)2和气体,溶解度随温度升高而降低。
澄清石灰水的饱和溶液与不饱和溶液的转化中:涉及改变温度的与上面相反,其余相同。
溶液浓稀与饱和不饱和的关系
①不同溶质:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,
如饱和的石灰水溶液就是稀溶液
②相同的溶质:相同温度下,饱和溶液一定比不饱和溶液浓。
(即:在一定温度时,同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓)
结晶
适用于分离可溶性物质
结晶的方法:
①蒸发结晶,如NaCl(海水晒盐)适用于溶解度随温度变化不大的物质。
析出晶体后溶液的溶质质量分数不变。
②降温结晶(冷却热饱和溶液,如KNO3),适用于溶解度随温度变化大的物质。
析出晶体后溶液的溶质质量分数减小。
2.溶解度
固体溶解度
气体溶解度
概念
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 。
某气体在压强为101kPa和一定温度时,在1体积水里达到饱和状态时所溶解的气体体积。
含义
“20℃时,氯化钠溶解度为36g”表示:
①在20℃时,100g水中最多能溶解(即达饱和)36gNaCl。
②在20℃时,100g水中溶解36g氯化钠形成饱和溶液。
“0℃时,氮气的溶解度为0.024”表示:
在压强为101kPa和0℃时,1体积水里最多能溶解氮气0.024体积。
影响因素
溶质种类和溶剂种类、温度
压强:压强增大,气体溶解度变大
温度:温度升高,气体溶解度变小
与溶解性的关系
3.固体物质的溶解度曲线
溶解度曲线
曲线的特点及含义
大多数
固体物质
曲线:固体物质的溶解度随温度的变化:
①大多数固体物质的溶解度随温度升高而升高;如KNO3;
②少数固体物质的溶解度受温度的影响很小;如NaCl;
③极少数固体如Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小。
曲线上的点:
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,该溶液是饱和且有部分晶体;
④线下方的点表示:该温度下,该溶液是不饱和溶液。
溶解度曲线的含义
1.t4℃时,A、B、C的溶解度由大到小为:A>B>C 。
2.P点的意义:t3℃时,A、B两种物质的溶解度相同 。
比较溶解度时,必须指明一定温度 。
3.t4℃时,分别用100g水配制A、B、C的饱和溶液,
需溶质质量大小为:A>B>C ;
4.t4℃时,分别用等质量的A、B、C配制成饱和溶液,
需溶剂质量大小为:C>B>A ;
5.t4℃时,等质量的A、B、C的饱和溶液,
所含溶剂的质量大小为:C>B>A 。
注意:t℃时,等质量的两种溶质恰好完全溶解,溶解度小的用水多 ,形成的溶液的质量越大 ;等质量的两种饱和溶液,溶解度小的含水多。
第五部分 酸、碱、盐
(一)溶液的酸碱性与pH
1.石蕊和酚酞溶液的显色规律
酸碱指示剂
酸性溶液
中性溶液
碱性溶液
紫色石蕊溶液
红色
紫色
蓝色
无色酚酞溶液
无色
无色
红色
归纳:紫色石蕊酸红碱蓝;无色酚酞酸无碱红。
易错:酸碱指示剂遇酸性或碱性溶液时,变色的是指示剂。指示剂只能检验酸性、碱性或中性,不能确定是酸或碱
2.溶液酸碱度的表示——pH
(1)溶液酸碱性强弱的程度即溶液的酸碱度,常用pH来表示。
pH的取值
pH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。
测定pH
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被测液滴到pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较,读出pH(易错:必须为整数)。(提示:也可使用pH计,更精确,能动态获取pH变化,可以带1位或2位小数)
应用
pH<5.6的雨水为酸雨,正常雨水的pH约为5.6(因为溶有CO2)
农作物一般适宜在pH接近7的土壤中生长。
常见物质酸碱性
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,可改良酸性土壤。
易错:1. pH试纸不能用水润湿,否则测酸性溶液的pH时所测值偏大,测碱性溶液的pH时所测值偏小。
2.测溶液酸碱度时,pH试纸不能直接伸入待测液,会污染药品。
(二)常见的酸
1.常见的酸
(1)盐酸、硫酸的性质、用途及保存方法
盐酸
硫酸
特性
浓盐酸易挥发,有刺激性气味;打开瓶盖,瓶口有白雾(成分为盐酸小液滴)
浓硫酸的特性:
吸水性(属于物理性质,可做干燥剂)
脱水性、腐蚀性、强氧化性(化学性质)
用途
①金属除锈
②制造药物
③人体胃液含有少量盐酸,助消化
① 用于生产化肥、农药、火药、染料
②冶炼金属、精炼石油、金属除锈
③在实验室中,浓硫酸常用作干燥剂
保存方法及原理
密封保存,防挥发
密封保存,防吸水
(2)浓盐酸与浓硫酸敞口放置在空气中的变化
性质
溶质质量
溶剂质量
溶液质量
溶质质量分数
浓盐酸
挥发性
减小
不变
减小
减小
浓硫酸
吸水性
不变
增大
增大
减小
易错:浓盐酸和浓硫酸敞口放置一段时间后,浓度都变小,浓盐酸是因为挥发后溶质质量减小导致浓度变小,浓硫酸是因为吸收空气中的水蒸气,使溶剂质量增大导致浓度变小。
(3)浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领
错误操作
注意事项及原因
将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
(酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅)
切不可把水注入浓硫酸!因为若将水倒入浓硫酸中,水的密度较小,浮在浓硫酸上面,浓硫酸溶于水放出大量热使水沸腾,酸液飞溅,非常危险!
手触碰烧杯外壁的感觉烧杯发烫。说明浓硫酸溶于水放出大量热。
危险情况处理
浓硫酸沾到皮肤或衣服上,立即用大量水冲洗,涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
【特别提醒】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。
2.酸的化学性质
(1)酸溶液有相似的化学性质,原因是:不同的酸溶液中都有相同的氢离子。
(2)酸的化学性质
酸的化学性质
实验现象
化学方程式
与酸碱指示剂的反应
酸能使紫色石蕊试液变红色,不能使无色酚酞试液变色
金属 + 酸 → 盐 + 氢气
快速产生大量气泡,固体逐渐减少
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
产生气泡较快,固体逐渐减少。
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
产生气泡很慢,固体逐渐减少,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
金属氧化物 + 酸 → 盐 + 水
黑色固体逐渐减少,溶液由无色变为蓝色
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
红棕色固体逐渐减少,溶液由无色变为黄色
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
碱 + 酸 → 盐 + 水
无明显现象,需借助指示剂来判读反应是否发生
Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O;
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
盐 + 酸 → 新盐 + 新酸
产生大量气泡,固体逐渐减少
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl = NaCl + H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O+CO2↑
产生白色沉淀
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
BaCl2+ H2SO4 =BaSO4↓+2HCl
【特别提醒】用盐酸或稀硫酸除去铁表面的铁锈时不宜长时间浸泡在酸中。
(二)常见的碱
1.氢氧化钠和氢氧化钙
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
烧碱、火碱、苛性钠
消石灰、熟石灰
化学式
NaOH
Ca(OH)2
物理性质
白色块状固体,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。
白色粉末状固体,微溶于水,溶于水时放热不明显。
用途
用于制取肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业;氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污;实验室做某些气体的干燥剂。
做建筑材料、涂树木上防冻伤和防虫卵
改良酸性土壤
配制波尔多液,在实验室中检验二氧化碳。
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaO+H2O=Ca(OH)2
保存方法
密封,防吸水潮解,防吸收CO2变质
密封,防吸收CO2变质
事故处理
如果不慎将氢氧化钠溶液沾到皮肤上,先用大量水冲洗,再涂上质量分数为1%的硼酸溶液。
【特别提醒】氢氧化钠和氧化钙都不能干燥酸性气体:CO2 、SO2 、HCl气体
2.碱的化学性质
(1)碱溶液有相似化学性质的原因:碱溶液中都含有氢氧根离子(OH-)
(2)碱的化学性质
碱溶液与酸碱指示剂的反应
使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色
非金属氧化物+碱 → 盐+水
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 常用于除去某气体中的CO2
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O 常用于检验CO2
酸+碱 → 盐+水
2HNO3 + Mg(OH)2 = Mg(NO3)2 + 2H2O
Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O
盐+碱 → 新盐+新碱
条件:反应物均可溶,产物有气体或沉淀或水
2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+2Na2SO4生成蓝色沉淀,溶液由蓝色逐渐变成无色
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH有白色生成
(三)几种常用的盐
1、 盐的组成与分类
(1)定义:盐是指组成里是金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。
(2)构成:金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成。
(3)分类:①根据盐中含的阳离子不同,分为钠盐、钙盐、铵盐等
②根据盐中含的阴离子不同,分为硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等
2、盐的溶解性
(1)钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐全溶;
(2)盐酸盐(含氯离子):除氯化银不溶,其余的全溶;
(3)硫酸盐(含硫酸根离子):除硫酸钡不溶,硫酸钙、硫酸银微溶,其余的全溶;
(4)碳酸盐(含碳酸根离子):除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵易溶,碳酸镁微溶,其余的全不溶。
3、几种常见的盐
(1)氯化钠
物理性质
氯化钠,俗称食盐,常温下是白色晶体,有咸味,
易溶于水,溶解度受温度影响较小。
用途
①医疗上,氯化钠用来配制生理盐水。
②生活中,氯化钠用来调味、腌制食品。
③交通运输中,氯化钠可用来作除雪剂除去道路积雪。
(2)碳酸盐
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸钙
物理性质
白色粉末状固体,易溶于水,水溶液呈碱性
白色粉末状固体,可溶于水,水溶液呈碱性
白色固体,难溶于水
化学性质
①与酸反应:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
②与某些碱反应:
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
①与酸反应:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
②加热分解:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
①与酸反应:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O
+CO2↑
②高温分解:
CaCO3CaO+CO2↑
规律:①碳酸盐或碳酸氢盐与稀酸反应都能放出CO2气体;
②碳酸钠在水中的溶解性大于碳酸氢钠;
③碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠,加热很难分解。
④不能仅用酸鉴别碳酸钠与碳酸氢钠,必须结合反应剧烈程度或钙盐沉淀。
主要用途
广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等(工业原料)
发酵粉(小苏打)的主要成分;治疗胃酸过多的药剂
重要的建筑材料;用作补钙剂;用于实验室制取二氧化碳
碳酸根或碳酸氢根离子的检验
①检验试剂:稀盐酸和澄清石灰水。
②实验步骤:向待测液中加入稀盐酸有无色无味气体放出,且该气体能使澄清石灰水变浑浊,则该物质中有CO或HCO。
4、盐的化学性质
化学性质
反应条件
化学方程式
与某些金属的反应:
规律:盐+金属=新盐+新金属
在金属活动性顺序表中,除K、Ca和Na外,排在前面的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;
Cu+HgNO3)2=Hg+Cu(NO3)2;
ZnSO4+Cu不反应
与酸的反应:
规律:盐+酸=新盐+新酸
A:①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
B:如果是没有酸参加的反应,则两种反应物必须都溶于水。
BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl
AgNO3+HCl=AgCl+HNO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
与碱的反应:
规律:盐+碱=新盐+新碱
反应物可溶,生成物有①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
与某些盐的反应:
规律:盐+盐=新盐+新盐
反应物可溶,生成物有有沉淀生成;
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
盐溶液的酸碱性
大多数盐溶液呈中性;但K2CO3、Na2CO3、NaHCO3等溶液呈碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,使酚酞溶液变红;
5、常见化肥分类及作用
氮肥
磷肥
钾肥
复合肥
主要成分
尿素CO(NH2)2、硝酸铵NH4NO3、氨水:NH3•H2O
磷矿粉、
钙镁磷肥
K2SO4、KCl
(NH4)2HPO4
硝酸钾:KNO3
作用
促进植物茎、叶生长,叶色浓绿
促进植物根系发达,穗粒增多,饱满
促进植物生长,茎杆粗硬,抗倒伏(茎秆粗壮)
同时供给作物几种营养元素,有效成分高。
使用注意
铵态氨肥不能与碱性物质(如草木灰、熟石灰等)混合施用,因为NH4+与OH-会生成NH3,从而降低肥效。
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清单02 物质的性质与应用(教材查漏清单)
核心考点建构+教材知识查漏
第一部分 空气和氧气
(一)空气的组成和用途
性质
对应的用途
氧气(78%)
供给呼吸
动植物呼吸、医疗急救、登山、潜水等
支持燃烧
炼钢、航天、气割、气焊等
氮气(占21%)
化学性质不活泼
用作保护气:
灯泡充氮防钨丝氧化、食品充氮防腐、金属焊接防氧化等
液氮沸点低
制造低温环境:医疗、超导材料等
可转化为氨气等
用于化工生产,制造硝酸、化肥
稀有气体
(占0.94%)
通电发光
作多用途电光源:霓虹灯、航标灯、闪光灯等
化学性质不活泼
用作保护气:灯泡、金属焊接等
氦气密度小
用于填充探空气球、热气球等
易错:(1)空气的主要成分是氮气和氧气。
(2)各成分的含量是体积分数而不是质量分数。
2.空气中氧气含量的测定
实验原理
4P+5O2 2P2O5
药品选择
①在空气中能够燃烧且只与氧气反应;
②生成物为固体或液体,不能是气体;
实验步骤
a.在集气瓶内加入少量水,并将水面上方空间分为5等份;
b.用弹簧夹夹紧橡皮管;
c.在燃烧匙内放入足量红磷;
d.点燃燃烧匙内的红磷后,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;
e.待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
实验现象
①红磷燃烧,产生大量白烟,并放出热量;
②待红磷熄灭并冷却至室温,打开弹簧夹,可以观察到烧杯中的水被吸入集气瓶,瓶内液面上升至刻度1附近。
实验结论
氧气约占空气总体积的1/5。
误差分析
结果明显偏小
①红磷用量不足;②装置气密性不好;③未等集气瓶冷却至室温,就打开弹簧夹;
结果明显偏大
①点燃红磷后伸入集气瓶速度太慢(未及时塞紧橡皮塞);②未夹紧止水夹(未使用止水夹)
问题讨论
集气瓶内剩余气体的性质?
①物理性质:无色无味的气体,难溶于水;②化学性质:不能燃烧也不支持燃烧。
数字化实验
图1装置可用于测定空气中氧气的含量。
图2是实验过程中集气瓶内气压与时间的关系(该装置气密性良好,P0是集气瓶内初始气压)。
(1)P0时红磷没有点燃,气压没有变化;
(2)P0~a段,点燃红磷后,气压增大的原因是红磷燃烧放热;
(3)a~d段,红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气,且反应结束后温度恢复至室温,但气压P小于P0的原因是氧气被消耗。
3.空气的污染与防治
(1)目前计入空气污染指数的项目
①气体:SO2、NO2、CO、O3,其中SO2、NO2会导致酸雨(酸雨的pH<5.6)(易错:二氧化碳会引起温室效应,但不是空气污染物。)
②固体:可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)→形成雾霾
(2)空气污染指数越高,污染越严重。
(3)空气污染的危害和保护措施
①危害:严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡。全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等。
②保护措施:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,工厂的废气经处理过后才能排放,积极植树、造林、种草等。
(二)氧气
1.物理性质
密度(相同条件下)
比空气略大
溶解性(通常状况下)
不易溶于水
2.化学性质
燃烧现象
化学方程式
注意点
木炭
在空气中持续红热,在氧气中剧烈燃烧,放热,发白光,生成使石灰水变浑浊的气体
燃烧匙从集气瓶瓶口向下缓慢插入,以便充分消耗氧气
硫粉
空气:淡蓝色火焰,氧气中:明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
集气瓶瓶底放少量的水,为了吸收二氧化硫以防污染空气
铁丝
在空气中红热,在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
集气瓶底放少量水或细沙,防止高温熔融物溅落,炸裂瓶底;铁丝绕成螺旋状是增大受热面积;细铁丝下端系火柴是引燃细铁丝;火柴快燃尽时插入,防止火柴燃烧消耗过多的氧气
红磷
发出黄色火焰,放出热量、产生大量白烟
集气瓶底放少量水,防止燃烧物掉落炸裂瓶底
氢气
产生淡蓝色火焰,放出热量
点燃氢气之前必须验纯
镁
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
/
铜
铜在空气中不燃烧,加热时表面变成黑色
/
3.氧气的制取
(1)氧气的工业制法
方法:分离液态空气法
原理:利用液态空气中液氮和液氧的沸点不同,采用蒸发的方法,将氮气与氧气分离。属于物理变化。
(2)氧气的实验室制法
药品
高锰酸钾(KMn04)
双氧水和二 氧化锰
反应原理
发生装置
实验操作步骤
①组装仪器;②检查气密性;③装药品;④固定试管;⑤加热;⑥收集;⑦将导管移出水槽;⑧熄灭酒精灯(若用H2O2制O2步骤同CO2)
①组装仪器;②检查气密性;③加入石灰石;④加入稀盐酸;⑤收集
注意事项
①加热法制氧气时试管口要略向下倾斜;②若用高锰酸钾制取氧气,要在试管口放一团棉花;③加热时应先使试管均匀受热,然后对药品所在的部位加热;④排水法收集完氧气后,先撤导管后撤酒精灯;⑤排水法收集时,当气泡连续、均匀放出后再收集(易错:气泡连续均匀,不能只答连续)
①长颈漏斗下端管口要插入液面下;②不能用排水法收集;③反应容器中的导管刚露出橡胶塞即可;④用向上排空气法收集时,导管口应伸入集气瓶底部;⑤不能用稀硫酸代替稀盐酸(易错:反应生成微溶于水的硫酸钙,覆盖在大理石表面,反应不能进行到底)
检验
将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,则是氧气,否则是氧气
排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内;在水下将玻璃片磨砂面盖住瓶口,从水槽中取出集气瓶,正放在桌子上)
收集方法
①排水法(不易溶于水);(易错:不能答易溶、可溶)②向上排空气法(密度比空气大)
向上排空气法(密度比空气大;因能溶于水且能与水反应,不能用排水法收集)(易错:能溶于水,不能答可溶或易溶)
验满或验纯
验满:①向上排空气法收集时用带火星的木条靠近集气瓶口,若木条复燃,则已收集满;
②排水法收集时集气瓶口有大量气泡冒出,则已收集满(易错:注意是瓶口,不是瓶内)
集气瓶放置
正放
正放
第二部分 碳和碳的氧化物
(一)碳单质
1.物理性质和用途
石墨
金刚石
C60
微观模型
物理性质
灰黑色的有金属光泽的固体;很软,有滑腻感;
熔点高,有良好的导电性。
无色透明的的固体;天然存在的最硬的物质;特殊条件下制备的金刚石薄膜透光性好、硬度大;导热性好。
有特殊的物理性质
用途
作电极或电刷、制铅笔芯、做坩埚,作机械高温润滑剂。
制装饰品(钻石);
制钻头、切割大理石、裁玻璃;
金刚石薄膜用作光学窗口和透镜的涂层、集成电路基板散热。
用于超导、催化、
材料科学等领域
性质差异的原因
金刚石和石墨物理性质差异大的原因:碳原子的排列方式不同
无定形碳
1、木炭、活性炭有疏松多孔的结构,因此有吸附性,活性炭的吸附作用比木炭强。
2、活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖;水的净化处理;冰箱去味;吸附装修产生的有害气体。
区别与
联系
①宏观上,金刚石、石墨、C60都是由碳元素组成的单质。
②微观上,金刚石、石墨都是由碳原子直接构成的,C60是由C60分子构成的;
③金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化,该转化属于 化学 变化
2.碳单质的化学性质
常温下稳定性强
古代字画能长久保存的原因。
可燃性
O2充足: C+O2 CO2 ;
O2不足:2C+O2 2CO
还原性
实验原理
C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑(吸热反应)
实验装置
实验现象:大试管中的固体由 黑 色变为 红 色;小试管中的澄清石灰水 变浑浊 。
实验结论:说明木炭具有 还原 性。
实验注意事项
①木炭粉和氧化铜粉末烘干的原因: 防止木炭与水蒸气反应生成的氢气和一氧化碳与氧化铜反应。
②火焰加金属网罩的目的:集中火焰,提高温度。
③实验结束后,先撤出导气管,再停止加热的目的:防止石灰水倒流炸裂热的试管。
④待试管冷却后再把试管中的粉末倒出的原因:防止热的铜接触空气又被氧化。
⑤木炭配比比理论值稍微多一点,因为木炭会和试管中的氧气反应。
计算思维
固体木炭还原氧化铜,完全反应后固体减少量为生成的二氧化碳质量。
(二)碳的氧化物
1.一氧化碳和二氧化碳的比较
一氧化碳
二氧化碳
物理性质
密度
比空气略小
比空气大
水溶性
难溶于水
能溶于水
化学性质
可燃性
2CO+O2 2CO2 (用途:作燃料)
在一般情况下,既不燃烧也不支持燃烧
与某些氧化物反应
CO+CuO=== (△)Cu+CO2(用途:冶炼金属)
不反应
与水反应
不反应
CO2+H2O==H2CO3
与石灰水反应
不反应
CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+ H2O
毒性
剧毒(易与血液中的血红蛋白结合,使血红蛋白失去携氧能力,造成体内缺氧而中毒;)
无毒(当空气中CO2超过正常含量时,会对人体健康造成影响。)
主要用途
燃料、冶炼金属
灭火、温室肥料、化工原料等
相互转化
或 ;
2.探究二氧化碳的性质
倾倒二氧化碳
溶解性实验
探究与水反应
实验装置
实验现象
蜡烛自下而上依次熄灭
塑料瓶变瘪了
干燥的石蕊纸花 不变红,湿润的石蕊纸花 变红
实验结论
二氧化碳密度比空气大(物理性质);
二氧化碳不能燃烧,也不能支持燃烧(化学性质)。
二氧化碳能溶于水
二氧化碳能与水反应
3.二氧化碳的制取
实验室制法
工业制法
制取试剂
大理石(或石灰石)与稀盐酸
石灰石
反应原理
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
CaCO3 CaO+CO2↑
判断发生装置的依据:反应物状态及反应条件;判断收集装置的依据:气体的溶解性及密度
装置
固体加热型
(反应物状态为固体和液体,反应条件为常温)
向上排空气法
(二氧化碳能溶于水且能与水反应,密度比空气大)
实验步骤
①检查装置的气密性。
②将药品装入反应容器(先装固体,再加液体)。
③用向上排空气法收集。
④验满(将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭,则气体已收集满)。
⑤集满后盖上玻璃片正放在桌面上。
检验方法
把生成的气体通入澄清石灰水中,若观察到澄清石灰水变浑浊证明生成的气体是二氧化碳。
验满方法
将燃着的木条放在集气瓶瓶口,若观察到木条熄灭,证明二氧化碳已经收集满。
净化装置
制取的 CO2中混有少量HCl气体(盐酸能挥发出HCl气体)和水蒸气,实验室常将制取的气体先通过饱和 NaHCO3溶液除去HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气。
第三部分 金属和金属材料
(一)金属和金属材料
金属材料包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
1.金属的物理性质及用途
共性
①导电性→用铜丝制作导线 ②导热性→用铁锅做饭
③延展性→铝能制作铝箔 ④有金属光泽→制作各种装饰品
个性
颜色:大多数金属是银白色,而铜呈紫红色,金呈金黄色,铁粉呈黑色
状态:常温下,大多数金属为固体,而汞为液体
①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
②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
③金属之最
(1)地壳中含量最多的金属元素
铝
(2)人体中含量最多的金属元素
钙
(3)目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
铁
(4)导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
银
(5)熔点最高的金属
钨
(6)熔点最低的金属
汞
(5)合金
· 概念理解:在纯金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
· 合金的特性:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。(易错:可以用相互刻画的方式比较金属与其合金的硬度)
铁合金
生铁:含碳量 2%~4.3%
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的性能也不同。
钢:含碳量0.03%~2%
锡合金
焊锡:熔点低,用于焊接金属
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
铜合金
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造人造骨和形状记忆合金;
(二)金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属
反应事实
反应现象
反应的化学方程式
镁
常温下就能与氧气反应
常温下表面形成氧化膜
2Mg+O2=2MgO
铝
常温下表面形成致密的氧化膜
4Al+3O2=2Al2O3
铁
常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,
生成黑色固体
铜
红色的铜片加热后变黑
金
“真金不怕火炼”说明即使在高温时金也不与氧气反应
结论
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
2.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
3.金属与盐溶液反应
实验操作
反应现象
化学方程式
金属活动性
将铝丝浸入硫酸铜溶液中
铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为无色
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
铝>铜
将铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
铜>银
将铜丝浸入
硫酸铝溶液中
无明显现象,不反应
/
铝>铜
将铁钉浸入硫酸铜溶液中
铁钉表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu
铁>铜
(三)金属资源的利用和保护
1.金属的的冶炼
设备
高炉
图示
原理
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
原料
赤铁矿石、 焦炭、石灰石、热空气
原料作用
焦炭
①提供热量;②生成CO
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
热空气
提供充足的氧气。
产品
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。
高炉气体
主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
一氧化碳还原氧化铁
实验原理
Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2
实验装置
实验现象
与原理
玻璃管:红棕色粉末逐渐变黑。反应的化学方程式:Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2
试管内:澄清石灰水变浑浊。反应的化学方程式:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
酒精灯处:气体燃烧并产生蓝色火焰。反应的化学方程式:2CO+O2 2CO2
实验注意
1.装置尾部酒精灯的作用是:点燃尾气,防止污染空气。
2.实验开始时,要先通入CO,一段时间后再点燃酒精喷灯,目的是排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
3.实验结束,停止加热后,要继续通CO直至玻璃管冷却,或用弹簧夹夹紧玻璃管两端的胶皮管直至玻璃管冷却,才可以把固体倒到白纸上观察。不能把热的固体直接倒出来观察的原因是生成的铁在高温时会重新被氧化。
4.实验结束,停止加热后,要继续通CO直至玻璃管冷却,同时防止石灰水发生倒吸现象。
5.若没有酒精喷灯也可用酒精灯代替,但需在火焰外加金属网罩,使火焰集中,提高温度。
计算思维辨析
一氧化碳还原氧化铁时,则固体减少量是参加反应的氧化铁中氧元素的质量。
2.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案
现象
结论
A B C
试管A与试管B对比,A中铁钉生锈,B中铁钉不生锈
说明铁生锈需要与氧气接触
试管A与试管C对比,A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈
说明铁生锈需要与水接触。
结论:铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O,颜色为红色。
(2)防止铁生锈的原理:隔绝氧气或水。
防止铁生锈的方法:①保持铁制品表面的清洁、干燥
②涂保护层:如涂油、刷漆、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
3.保护金属资源途径
①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
第四部分 水和溶液
(一)氢气和水
1.氢气(H2)
性质与用途
难溶于水、气体中密度最小→填充气球
可燃性: →作燃料
还原性: →还原剂
氢气的制取
实验室制取;Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
工业制取:
氢能源
理想燃料的原因:热值高、燃烧生成水,无污染、来源广泛
未被广泛使用的原因:生产成本高、贮存困难
2.水
水的净化
沉淀→过滤→吸附→蒸馏(净化程度依次递增)
水的组成
水的生成:
现象:生成淡蓝色火焰,烧杯内壁有水生成。
结论:水是由氢元素和氧元素组成的。
水的电解:
现象:通电后,两个电极上有气泡生成,负极和正极上生成的气体的体积比是2:1。
结论:水是由氢元素和氧元素组成的。
结论依据:质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变。
硬水和软水
硬水:含有较多可溶性钙镁化合物(或Ca2+、Mg2+)的水
软水:不含或含有较少可溶性钙镁化合物(或Ca2+、Mg2+)的水
降低水硬度的方法:生活中用煮沸,实验室用蒸馏。
(二)溶液及其应用
1.溶液的形成与组成
(1)定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。
(2)溶液的组成:溶液由溶质和溶剂,最常用的溶剂是水;另外常用的溶剂还有酒精、汽油。
溶液的基本特征:均一、稳定、混合物。
溶质、溶剂
的判断
①固体、气体溶于液体,固体气体是溶质,液体是溶剂。
如:盐酸中溶质是氯化氢气体,稀硫酸中溶质是硫酸液体。
②液体与液体互溶时:多者为溶剂,少者为溶质,有水时水是溶剂。
如:75%的医用酒精溶质是酒精溶剂是水;
③发生化学反应的溶液,溶质是反应后溶解的物质。
如:氧化钙放入水中,溶质不是氧化钙,而是反应生成的氢氧化钙。
2.溶解时的吸热、放热现象
对应物质
温度变化
溶于水放热
氢氧化钠NaOH、浓硫酸H2SO4
升温
溶于水吸热
硝酸铵NH4NO3
降温
氯化钠NaCl
温度无明显变化
易错:生石灰放入水中放出大量的热,不是溶解,而是发生了化学反应放热:CaO+H2O=Ca(OH)2。
3.探究影响物质溶解性的因素
①实验方法:控制变量法(水和汽油的体积相等,碘和高锰酸钾的质量相等)。
②实验现象及结论:碘几乎不溶于水,却可以溶解在汽油中;高锰酸钾几乎不溶于汽油,却可以溶解在水中,对比AC(或BD)(填字母)可以证明不同物质在同一溶剂中的溶解性不同,对比AB(或CD)(填字母)可以证明同一物质在不同溶剂中的溶解性不同。
(三)溶质的质量分数
1.液组成的定量表示
①溶质的质量分数=×100%=×100%
(易错:溶质的质量是指溶解在溶液中的溶质的质量,没溶解的固体或析出的固体不计算在内。解题时需判断加入的固体溶质是否全部溶解。若溶质的种类不止一种,需要将所有溶质都计算在内,且计算时物理量的单位要一致。)
②对于饱和溶液来讲,某温度下,某固体物质的溶解度为S,
溶质的质量分数=×100%(溶解度用S表示)。
2.溶液的稀释(或浓缩)
(1)稀释:稀释前后溶剂质量改变,溶质质量不变
m(浓) × ω(浓) = m(稀) × ω(稀)(m表示质量,ω表示溶质的质量分数)
m(稀) = m(浓) + m(水)
方法
计算依据
溶液的稀释
加水稀释
加水稀释前后,溶液中溶质的质量不变
加稀溶液稀释
稀溶液中溶质的质量与浓溶液中溶质的质量之和等于混合后溶液中溶质的质量
(四)溶解度
1.饱和溶液与不饱和溶液
概念
在一定温度下,在一定量溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫做该溶质的饱和溶液;
在一定温度下,在一定量溶剂里还能再溶解某种溶质的溶液叫做该溶质的不饱和溶液;
判断方法
①观察法:如果溶液中有未溶解的物质且随时间变化质量不变,说明该温度下该溶液中不能继续溶解这种物质了,该溶液一定是该物质的饱和溶液。
②实验法:在一定温度时如果溶液中没有未溶解的溶质,可以向原溶液中加入该溶质,如果该物质的质量减少,那么溶液是不饱和溶液;如果该物质的质量不变,那么溶液是饱和溶液。
相互转化
对大多数溶解度随温度升高而增大的物质而言:
不饱和溶液转化为饱和溶液的方法有:增加溶质、升高温度、蒸发溶剂
饱和溶液转化为不饱和溶液的方法有:增加溶剂、降低温度
特例:Ca(OH)2和气体,溶解度随温度升高而降低。
澄清石灰水的饱和溶液与不饱和溶液的转化中:涉及改变温度的与上面相反,其余相同。
溶液浓稀与饱和不饱和的关系
①不同溶质:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液,
如饱和的石灰水溶液就是稀溶液
②相同的溶质:相同温度下,饱和溶液一定比不饱和溶液浓。
(即:在一定温度时,同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓)
结晶
适用于分离可溶性物质
结晶的方法:
①蒸发结晶,如NaCl(海水晒盐)适用于溶解度随温度变化不大的物质。
析出晶体后溶液的溶质质量分数不变。
②降温结晶(冷却热饱和溶液,如KNO3),适用于溶解度随温度变化大的物质。
析出晶体后溶液的溶质质量分数减小。
2.溶解度
固体溶解度
气体溶解度
概念
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 。
某气体在压强为101kPa和一定温度时,在1体积水里达到饱和状态时所溶解的气体体积。
含义
“20℃时,氯化钠溶解度为36g”表示:
①在20℃时,100g水中最多能溶解(即达饱和)36gNaCl。
②在20℃时,100g水中溶解36g氯化钠形成饱和溶液。
“0℃时,氮气的溶解度为0.024”表示:
在压强为101kPa和0℃时,1体积水里最多能溶解氮气0.024体积。
影响因素
溶质种类和溶剂种类、温度
压强:压强增大,气体溶解度变大
温度:温度升高,气体溶解度变小
与溶解性的关系
3.固体物质的溶解度曲线
溶解度曲线
曲线的特点及含义
大多数
固体物质
曲线:固体物质的溶解度随温度的变化:
①大多数固体物质的溶解度随温度升高而升高;如KNO3;
②少数固体物质的溶解度受温度的影响很小;如NaCl;
③极少数固体如Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小。
曲线上的点:
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,该溶液是饱和且有部分晶体;
④线下方的点表示:该温度下,该溶液是不饱和溶液。
溶解度曲线的含义
1.t4℃时,A、B、C的溶解度由大到小为:A>B>C 。
2.P点的意义:t3℃时,A、B两种物质的溶解度相同 。
比较溶解度时,必须指明一定温度 。
3.t4℃时,分别用100g水配制A、B、C的饱和溶液,
需溶质质量大小为:A>B>C ;
4.t4℃时,分别用等质量的A、B、C配制成饱和溶液,
需溶剂质量大小为:C>B>A ;
5.t4℃时,等质量的A、B、C的饱和溶液,
所含溶剂的质量大小为:C>B>A 。
注意:t℃时,等质量的两种溶质恰好完全溶解,溶解度小的用水多 ,形成的溶液的质量越大 ;等质量的两种饱和溶液,溶解度小的含水多。
第五部分 酸、碱、盐
(一)溶液的酸碱性与pH
1.石蕊和酚酞溶液的显色规律
酸碱指示剂
酸性溶液
中性溶液
碱性溶液
紫色石蕊溶液
红色
紫色
蓝色
无色酚酞溶液
无色
无色
红色
归纳:紫色石蕊酸红碱蓝;无色酚酞酸无碱红。
易错:酸碱指示剂遇酸性或碱性溶液时,变色的是指示剂。指示剂只能检验酸性、碱性或中性,不能确定是酸或碱
2.溶液酸碱度的表示——pH
(1)溶液酸碱性强弱的程度即溶液的酸碱度,常用pH来表示。
pH的取值
pH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。
测定pH
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被测液滴到pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡比较,读出pH(易错:必须为整数)。(提示:也可使用pH计,更精确,能动态获取pH变化,可以带1位或2位小数)
应用
pH<5.6的雨水为酸雨,正常雨水的pH约为5.6(因为溶有CO2)
农作物一般适宜在pH接近7的土壤中生长。
常见物质酸碱性
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,可改良酸性土壤。
易错:1. pH试纸不能用水润湿,否则测酸性溶液的pH时所测值偏大,测碱性溶液的pH时所测值偏小。
2.测溶液酸碱度时,pH试纸不能直接伸入待测液,会污染药品。
(二)常见的酸
1.常见的酸
(1)盐酸、硫酸的性质、用途及保存方法
盐酸
硫酸
特性
浓盐酸易挥发,有刺激性气味;打开瓶盖,瓶口有白雾(成分为盐酸小液滴)
浓硫酸的特性:
吸水性(属于物理性质,可做干燥剂)
脱水性、腐蚀性、强氧化性(化学性质)
用途
①金属除锈
②制造药物
③人体胃液含有少量盐酸,助消化
① 用于生产化肥、农药、火药、染料
②冶炼金属、精炼石油、金属除锈
③在实验室中,浓硫酸常用作干燥剂
保存方法及原理
密封保存,防挥发
密封保存,防吸水
(2)浓盐酸与浓硫酸敞口放置在空气中的变化
性质
溶质质量
溶剂质量
溶液质量
溶质质量分数
浓盐酸
挥发性
减小
不变
减小
减小
浓硫酸
吸水性
不变
增大
增大
减小
易错:浓盐酸和浓硫酸敞口放置一段时间后,浓度都变小,浓盐酸是因为挥发后溶质质量减小导致浓度变小,浓硫酸是因为吸收空气中的水蒸气,使溶剂质量增大导致浓度变小。
(3)浓硫酸的稀释
正确操作
操作要领
错误操作
注意事项及原因
将浓硫酸沿容器内壁慢慢注入水中,并不断搅拌。
(酸入水,沿器壁,慢倾倒,及时搅)
切不可把水注入浓硫酸!因为若将水倒入浓硫酸中,水的密度较小,浮在浓硫酸上面,浓硫酸溶于水放出大量热使水沸腾,酸液飞溅,非常危险!
手触碰烧杯外壁的感觉烧杯发烫。说明浓硫酸溶于水放出大量热。
危险情况处理
浓硫酸沾到皮肤或衣服上,立即用大量水冲洗,涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
【特别提醒】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。
2.酸的化学性质
(1)酸溶液有相似的化学性质,原因是:不同的酸溶液中都有相同的氢离子。
(2)酸的化学性质
酸的化学性质
实验现象
化学方程式
与酸碱指示剂的反应
酸能使紫色石蕊试液变红色,不能使无色酚酞试液变色
金属 + 酸 → 盐 + 氢气
快速产生大量气泡,固体逐渐减少
Mg + 2HCl = MgCl2+H2↑
Mg + H2SO4 = MgSO4+H2↑
产生气泡较快,固体逐渐减少。
Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4+H2↑
产生气泡很慢,固体逐渐减少,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
Fe + 2HCl = FeCl2+H2↑
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
迅速产生大量气泡,固体逐渐减少
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
金属氧化物 + 酸 → 盐 + 水
黑色固体逐渐减少,溶液由无色变为蓝色
CuO + 2HCl = CuCl2+H2O;
CuO + H2SO4 = CuSO4+H2O
红棕色固体逐渐减少,溶液由无色变为黄色
Fe2O3 +6 HCl =2FeCl3 + 3H2O ;
Fe2O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4) 3 + 3H2O
碱 + 酸 → 盐 + 水
无明显现象,需借助指示剂来判读反应是否发生
Ca(OH) 2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O;
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
盐 + 酸 → 新盐 + 新酸
产生大量气泡,固体逐渐减少
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl = NaCl + H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O+CO2↑
产生白色沉淀
AgNO3 + HCl = AgCl↓+ HNO3
BaCl2+ H2SO4 =BaSO4↓+2HCl
【特别提醒】用盐酸或稀硫酸除去铁表面的铁锈时不宜长时间浸泡在酸中。
(二)常见的碱
1.氢氧化钠和氢氧化钙
氢氧化钠
氢氧化钙
俗名
烧碱、火碱、苛性钠
消石灰、熟石灰
化学式
NaOH
Ca(OH)2
物理性质
白色块状固体,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。
白色粉末状固体,微溶于水,溶于水时放热不明显。
用途
用于制取肥皂、石油、造纸、纺织和印染工业;氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污;实验室做某些气体的干燥剂。
做建筑材料、涂树木上防冻伤和防虫卵
改良酸性土壤
配制波尔多液,在实验室中检验二氧化碳。
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaO+H2O=Ca(OH)2
保存方法
密封,防吸水潮解,防吸收CO2变质
密封,防吸收CO2变质
事故处理
如果不慎将氢氧化钠溶液沾到皮肤上,先用大量水冲洗,再涂上质量分数为1%的硼酸溶液。
【特别提醒】氢氧化钠和氧化钙都不能干燥酸性气体:CO2 、SO2 、HCl气体
2.碱的化学性质
(1)碱溶液有相似化学性质的原因:碱溶液中都含有氢氧根离子(OH-)
(2)碱的化学性质
碱溶液与酸碱指示剂的反应
使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色
非金属氧化物+碱 → 盐+水
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O 常用于除去某气体中的CO2
2NaOH + SO2 = Na2SO3 + H2O
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O 常用于检验CO2
酸+碱 → 盐+水
2HNO3 + Mg(OH)2 = Mg(NO3)2 + 2H2O
Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O
盐+碱 → 新盐+新碱
条件:反应物均可溶,产物有气体或沉淀或水
2NaOH+CuSO4 = Cu(OH)2↓+2Na2SO4生成蓝色沉淀,溶液由蓝色逐渐变成无色
Na2CO3+Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH有白色生成
(三)几种常用的盐
1、 盐的组成与分类
(1)定义:盐是指组成里是金属离子(或铵根离子)和酸根离子的化合物。
(2)构成:金属离子(或铵根离子)和酸根离子构成。
(3)分类:①根据盐中含的阳离子不同,分为钠盐、钙盐、铵盐等
②根据盐中含的阴离子不同,分为硝酸盐、碳酸盐、硫酸盐等
2、盐的溶解性
(1)钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐全溶;
(2)盐酸盐(含氯离子):除氯化银不溶,其余的全溶;
(3)硫酸盐(含硫酸根离子):除硫酸钡不溶,硫酸钙、硫酸银微溶,其余的全溶;
(4)碳酸盐(含碳酸根离子):除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵易溶,碳酸镁微溶,其余的全不溶。
3、几种常见的盐
(1)氯化钠
物理性质
氯化钠,俗称食盐,常温下是白色晶体,有咸味,
易溶于水,溶解度受温度影响较小。
用途
①医疗上,氯化钠用来配制生理盐水。
②生活中,氯化钠用来调味、腌制食品。
③交通运输中,氯化钠可用来作除雪剂除去道路积雪。
(2)碳酸盐
碳酸钠
碳酸氢钠
碳酸钙
物理性质
白色粉末状固体,易溶于水,水溶液呈碱性
白色粉末状固体,可溶于水,水溶液呈碱性
白色固体,难溶于水
化学性质
①与酸反应:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
②与某些碱反应:
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
①与酸反应:
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
②加热分解:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
①与酸反应:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O
+CO2↑
②高温分解:
CaCO3CaO+CO2↑
规律:①碳酸盐或碳酸氢盐与稀酸反应都能放出CO2气体;
②碳酸钠在水中的溶解性大于碳酸氢钠;
③碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠,加热很难分解。
④不能仅用酸鉴别碳酸钠与碳酸氢钠,必须结合反应剧烈程度或钙盐沉淀。
主要用途
广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等(工业原料)
发酵粉(小苏打)的主要成分;治疗胃酸过多的药剂
重要的建筑材料;用作补钙剂;用于实验室制取二氧化碳
碳酸根或碳酸氢根离子的检验
①检验试剂:稀盐酸和澄清石灰水。
②实验步骤:向待测液中加入稀盐酸有无色无味气体放出,且该气体能使澄清石灰水变浑浊,则该物质中有CO或HCO。
4、盐的化学性质
化学性质
反应条件
化学方程式
与某些金属的反应:
规律:盐+金属=新盐+新金属
在金属活动性顺序表中,除K、Ca和Na外,排在前面的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu;
Cu+HgNO3)2=Hg+Cu(NO3)2;
ZnSO4+Cu不反应
与酸的反应:
规律:盐+酸=新盐+新酸
A:①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
B:如果是没有酸参加的反应,则两种反应物必须都溶于水。
BaCl2+H2SO4=BaSO4+2HCl
AgNO3+HCl=AgCl+HNO3
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
与碱的反应:
规律:盐+碱=新盐+新碱
反应物可溶,生成物有①有沉淀生成;②有气体放出;③有水生成;
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl
与某些盐的反应:
规律:盐+盐=新盐+新盐
反应物可溶,生成物有有沉淀生成;
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
AgNO3+NaCl=AgCl+NaNO3
BaCl2+Na2SO4=BaSO4+2NaCl
盐溶液的酸碱性
大多数盐溶液呈中性;但K2CO3、Na2CO3、NaHCO3等溶液呈碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝,使酚酞溶液变红;
5、常见化肥分类及作用
氮肥
磷肥
钾肥
复合肥
主要成分
尿素CO(NH2)2、硝酸铵NH4NO3、氨水:NH3•H2O
磷矿粉、
钙镁磷肥
K2SO4、KCl
(NH4)2HPO4
硝酸钾:KNO3
作用
促进植物茎、叶生长,叶色浓绿
促进植物根系发达,穗粒增多,饱满
促进植物生长,茎杆粗硬,抗倒伏(茎秆粗壮)
同时供给作物几种营养元素,有效成分高。
使用注意
铵态氨肥不能与碱性物质(如草木灰、熟石灰等)混合施用,因为NH4+与OH-会生成NH3,从而降低肥效。
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