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一、单质和化合物
1、单质:由同种元素组成的纯净物叫单质。元素以单质的形式存在的
状态称为该元素的游离态)
2、化合物:由两种或两种以上的元素组成的纯净物。
元素以化合物的形式存在的状态称为该元素的化合态
3、启发:⑴元素是物质的基本组成成分,物质都是由元素组成的。
⑵同一种元素可以自身组成纯净物—单质
⑶不同种元素相互之间按照一定的规律可以组成纯净物—化合物
⑷由于元素可以按照一定的规律以不同的种类和不同的方式进行组合,因而110多种元素能够构成庞大繁杂的物质世界。
4、应用:⑴元素按存在形态分为游离态和化合态;有的元素只有一种单质,有的有两种或两种以上的单质,单质、化合物还可以按不同的标准分类。
⑵同一种化合物按组成的元素、存在形态、离解情况等可从不同角度分类
二、几个概念
:被分散成微粒的物质。
:分散质分散到另一种物质中,这种物质(另一种物质)叫分散剂。
:由分散质和分散剂构成的混合物统称为分散系。
4、分散系的分类标准:根据分散系中分散质粒度大小进行分类。
A、微粒的粒度小于1nm的分散系是溶液
B、微粒的粒度在1nm和100nm之间的分散系是胶体
(此也是胶体呈现独特性质的本质所在)
C、微粒的粒度在100nm之间的分散系是浊液
三、胶体
1、概念:分散系的微粒粒度介于1—100nm之间的分散系。(即胶体区别于其他分散系的本质特征)
2、溶液、胶体、浊液三种分散系的区别:
分散系
分散质微粒的大小
外观特征
能否透过滤纸
能否透过半透膜
举例
溶液
小于1nm
均匀、透明
能
能
食盐水
胶体
1nm~100nm
均匀、透明或半透明
能
不能
蛋清、豆浆
浊液
大于100nm
浑浊、不均匀、不透明
不能
不能
泥水
3、布朗运动:胶体微粒不停地、无秩序地运动,这种运动现象叫做布朗运动。
胶体做布朗运动是因为胶粒每时每刻都在经受着分散剂分子四面八方的不均衡的碰撞
4、丁达尔效应
定义:当可见光束通过胶体时,在入射光侧面可观察到明亮的光区,这种现象称为丁达尔现象。
思考:现有一杯透明液体(混合物),你能用什么方法鉴别出它是溶液还是胶体?
让一束光分别透过两种液体,在侧面能看到明亮光区的为胶体,不能看到明亮光区的为溶液。
5、电泳:在外电场作用下,胶体粒子在气体或液体中向电极作定向移动的现象。
电泳是胶体粒子带有电荷的反映。
带电原因:胶体分散质微粒细小而具有巨大的比表面积,能吸附电性相同的离子,从而形成带电微粒。
胶体颗粒的带电规律:一般来说,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体微粒吸附阳离子,带正电荷,如Fe(OH)3胶体和Al(OH)3胶体微粒。非金属氧化物、非金属硫化物胶体微粒吸附阴离子,带负电荷。如As2S3胶体、H2SiO3胶体的微粒。
6、聚沉:
A胶体较稳定的主要原因:同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会互相排斥。
B胶体的聚沉:其原理是中和胶粒的电荷或增加胶粒的结合机会以使胶粒结合在一起形成较大的微粒,在重力作用下形成沉淀析出。
[思考与交流]想一想,使胶体聚沉的方法有哪些?
①加热②加入电解质③加入带相反电荷的胶体
7、胶体的用途
(1)盐卤点豆腐;(2)肥皂的制取和分离;
(3)明矾净水;(4)FeCl3溶液用于伤口止血。
(5)水泥硬化;(6)冶金厂大量烟尘用高压电除去。
(7)土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用。
【巩固练****br/>,不正确的是()
,产生聚沉现象
,发生丁达尔现象
“净化”胶体时,使用的半透膜只能让分子、离子通过
,故在电场作用下产生电泳现象
,可用FeCI3溶液应急止血,其主要原因可能是()
(OH)3沉淀堵住伤口
***化铁溶液制取氢氧化铁胶体,正确的操作是()
,生成棕黄色液体即可
,并继续煮沸至生成红褐色液体即可
,并继续煮沸至生成红褐色沉淀即可
·L-1的FeCl3溶液逐滴滴入沸水中,液体变为_________色,得到的是_______;:
(1)将其装入U型管内,用石墨棒做电极,接通直流电源,通电一段时间后发现阴极附近颜色____________,这表明_______________,这种现象称为__________。
(2)向其中加入饱和的(NH4)2SO4溶液,发生的现象是_________________;原因是________________。
(3)向其中逐滴加入过量稀硫酸,现象是______________;原因是________。
(4)提纯此分散系的方法叫__________________。
答案:红褐Fe(OH)3胶体
FeCl3+3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3HCl<条件是加热>
(1)逐渐变深Fe(OH)3胶粒带正电荷胶体的电泳
(2)形成红褐色沉淀硫酸铵电离出的SO42-和Fe(OH)3胶粒所带正电荷,使微粒变大,
以沉淀形式析出
(3)先出现红褐色沉淀,后沉淀消失H2SO4电离出的SO42-使Fe(OH)3胶体发生聚沉,H+使Fe(OH)3沉淀溶解
(4)渗析
,常采用的方法有:过滤、蒸发、蒸馏、萃取、渗析、加热分解等。下列各组混合物的分离或提纯应采用什么方法?
(1)实验室中的石灰水久置,液面上常悬浮有CaCO3微粒,可用________的方法除去Ca(OH)2溶液中悬浮的CaCO3微粒;
(2)实验室中制取的Fe(OH)3胶体中常常含有杂质Cl-离子,可用________的方法除去Fe(OH)3胶体中混有杂质的Cl-离子;
(3)除去乙醇中溶解的微量食盐可采用_________的方法;
(4)***化钙.***化镁及一些硫酸盐,对粗盐中的这些杂质可采用_______和_________的方法除去;
(5)除去氧化钙中的碳酸钙可用________的方法
答案(1)过滤(2)渗析(3)蒸馏(4)过滤、蒸发(5)加热分解
四、电离
定义:在水分子作用下或受热时,晶体中被束缚着的离子解离为可自由移动的离子,
这个过程就叫做电离。(电离与通电与否无关。)
问题设置:
?
金属原子最外层电子数较少,受原子核的引力作用较小,容易失去而成为自由移动的带负电的电子,当金属导线接上电源以后,在电场的作用下,金属内部中带负电的电子由自由移动改为定向移动,电流便形成了。
2.***化钠晶体和***化钠溶液是否都能导电?为什么?酸、碱、盐溶液导电的前提和实质是什么?
NaCl晶体不导电,NaCl溶液导电。因NaCl在水中可以电离出自由移动的离子。电离是电解质溶液导电的前提,实质是自由移动离子的定向移动。
五、酸、碱、盐和电离方程式
1、电离时生成的阳离子全部是H+的化合物称为酸;
2、电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物称为碱;
3、电离时生成阳离子是金属阳离子(或NH4+离子)、阴离子全部是酸根离子的化合物称为盐。
4、电离方程式:用离子符号和化学式来表示电解质电离的式子。如:
H2SO4=2H++SO42-;NaOH=Na++OH-;NaHCO3=Na++HCO3-
电离的条件是在水溶液中或融化状态下,并不是在通电的条件下
六、电解质和非电解质
1、在水溶液或熔化状态下能导电的化合物称为电解质;
2、在水溶液和熔化状态下都不能导电的化合物称为非电解质。
说明:
①电解质和非电解质都是化合物,单质既不属于电解质,也不属于非电解质。
②电离是电解质溶液导电的前提。
③能导电的物质不一定是电解质,如石墨等;电解质本身不一定能导电,如食盐晶体。
④有些化合物的水溶液能导电,但因为这些化合物在水中或熔化状态下本身不能电离,、SO3、NH3、CO2等,它们的水溶液都能导电,是因为跟水反应生成了电解质,它们本身都不是电解质。
⑤电解质溶液中,阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数是相等的,故显电中性,称电荷守恒。
七、强电解质和弱电解质
,如强酸、强碱和绝大多数盐,只能部分电离的电解质叫做弱电解质,如弱酸、弱碱等
强酸:H2SO4、HCl、HNO3、HClO4、HBr、HI。强碱;NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2。
大多数盐:NaNO3、NH4Cl、MgSO4等
②弱电解质
弱酸:H2CO3、HF、CH3COOH、HClO、H2SO3、H2S、H3PO4等;
弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3、Mg(OH)2等;水:H2O
典例1:下列物质中,导电性能最差的是
***化钾
答案:D
典例2:下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是
答案:D
,属于强电解质的是(填序号,下同),属于弱电解质的是,属于非电解质的是。
①碘化钾②乙醇③醋酸④氨气⑤蔗糖⑥氢硫酸⑦硫酸氢钠⑧***气⑨碳酸钡
答案:①⑦⑨③⑥②④⑤
八、电解质在水溶液中的实质
(1)离子反应:有离子参加的化学反应称为离子反应。如酸、碱、盐、氧化物之间的复分解反应、溶液中的置换反应等属于离子反应。
(2)实质:电解质在水溶液中的反应实质上都是离子反应。
(3)酸、碱、盐在溶液中发生复分解反应发生的条件:有难溶性物质生成,或有难电离的物质生成,或有易挥发性物质生成。总之,这类反应的特点就是向着降低某些离子的浓度或数目的方向进行。
九、离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子的符号来表示离子反应的式子。
(2)意义:①表示化学反应的实质;②表示同一类型的离子反应。
(3)特征:①方程式中出现离子符号;②等号两边电荷总数相等(即电荷守恒)。
(4)离子方程式的书写方法:
方法
①“写”:写出正确的化学方程式。
②“拆”:把易溶且易电离的物质拆写成离子形式,凡是难溶、难电离,以及气体物质均写成化学式。
③“删”:删去反应前后不参加反应的离子。
④“查”:检查离子方程式两边的原子个数是否相等,电荷总数是否相等
书写原则
要符合反应事实,没参加反应的离子及不是难溶物、难电离物(水)易挥发物(气体)不应当出现在离子方程式中;
要符合质量守恒定律;
③要符合电荷守恒原则。
拆写原则
⑴易溶于水的强电解质都要拆开成离子形式;
(四强酸、四强碱、易溶盐)
⑵单质、氧化物、易挥发物、难电离物、难溶物等都写成化学式;
典例1:下列反应的离子方程式正确的是
***反应:HCO3-+H+=H2O+CO2↑
***反应:Ca(OH)2+2H+=Ca2++2H2O
:Na+H2O=Na++H2↑+OH-
:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
答案:A
,正确的是
:Cu+2H+=Cu2++H2↑
***化钡溶液混合:SO42-+Ba2+=BaSO4↓
:CaCO3+2H+=Ca2++H2CO3
:Cu2++SO42-=CuSO4
答案:B。
十、几种重要离子的检验
事例分析的原则和过程:在待测液(已知不含SO42-)中加入AgNO3溶液→产生白色沉淀→猜测沉淀的可能成分→在猜测的基础上做实验验证→往所得沉淀中再加稀***→白色沉淀不溶→得出结论:溶液中有Cl-
离子
检验方法
H+
能使紫色石蕊试液或橙色的***橙试液变为红色。
Ba2+
能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色BaSO4沉淀,且沉淀不溶于稀***。
OH-
能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的***橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
Cl-
能与***银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀***。
SO42-
能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于***。
CO32-
能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于***(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
HCO3-
取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀MgCO3生成,同时放出CO2气体。
典例1:现有一包固体粉末,其中可能含有CaCO3、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、CuSO4。进行如下实验:①溶于水得无色溶液;②向溶液中加入BaCl2溶液生成白色沉淀,再加盐酸时沉淀消失。根据上述实验现象推断:
(1)一定不存在的物质是;
(2)一定存在的物质是;
(3)可能存在的物质是;
(4)对于可能存在的物质的检验方法是(写出简要步骤和有关的离子方程式)__________________。
答案:(1)CaCO3、Na2SO4、CuSO4(2)Na2CO3(3)NaCl(4)取无色溶液少量于试管中,滴加足量稀HNO3,待气泡放尽后,加AgNO3试剂,看是否产生白色沉淀。若有,则含有NaCl,反之则无。2H++CO32-=CO2↑+H2O,Ag++Cl-=AgCl↓
典例2:某河道两旁有甲乙两厂。它们排放的工业废水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO3-六种离子。
甲厂的废水明显呈碱性,故甲厂废水中所含的三种离子是、、。
乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量(选填:活性炭、硫酸亚铁、铁粉)。可以回收其中的金属(填写金属元素符号)。
另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的(填写离子符号)转化为沉淀。经过滤后的废水主要含,可用来浇灌农田。
答案:OH-,Cl-,K+;铁粉;Ag;Ag+,Fe3+,Cl-,OH-;KNO3
十一、离子共存问题
溶液中离子是否大量共存,归纳起来就是一句话,即:一色二性三特四反应。
1."一色":即溶液颜色。若限定溶液无色,则Cu2+、Fe3+、Fe2+、MnO4-等有色离子不能存在。
2."二性":即溶液的酸性和碱性。
在强酸性溶液中,OH-和弱酸根离子(CO32-、SO32-、S2-、CH3COO-等)不能大量共存;
在强碱性溶液中,H+和弱碱阳离子(如NH4+、Fe2+、Cu2+、Mg2+、Pb2+等)均不能大量共存;
弱酸酸式根离子(HCO3-、HSO3-、HS-、H2PO4-、HPO42-等)在强酸性或强碱性溶液中均不能大量共存。
3."三特":指三种特殊情况。(1)AlO2-与HCO3-不能大量共存(AlO2-+HCO3-+H2O===Al(OH)3↓+CO32-);(2)"NO3-+H+"和"ClO-"等代表的是强氧化性,能与S2-、HS-、Fe2+、I-等发生氧化还原反应,所以不能大量共存;(3)NH4+与CH3COO-、CO32-,Mg2+与HCO3-等组合中,虽然存在弱的双水解,但因水解程度很小,在溶液中它们仍然可以大量共存。
4."四反应":指的是离子间通常进行的四种反应类型。复分解型离子反应,如Ag+和Cl-、Cu2+和OH-等不能大量共存;氧化还原型离子反应,如Fe3+与I-,H+、NO3-与Fe2+等不能共存;双水解型离子反应,如Fe3+、Al3+与CO32-、HCO3-、S2-等不能共存;络合型离子反应,如Fe3+与SCN-等不能共存。
典例1:下列各组中的离子,能在溶液中大量共存的是:
+、Na+、CO32-、OH-+、Ba2+、OH-、NO3-
+、K+、CO32-、SO42-+、Fe3+、SO42-、Cl-
答案:D。
,能在强酸溶液里大量共存,并且溶液呈无色透明的是
-,K+,Na+,SO42-+,K+,HCO3-,Cl-
+,NH4+,Cl-,NO3-+,K+,S2-,SO42-
研析:对于离子能否共存问题:必须考虑两个问题,一看同组离子是否发生反应,二看是否满足题干要求。A项中的MnO4-为紫色;B项中的HCO3-能与强酸反应;C项各离子均不能发生反应;D项中的Ba2+和SO42-可反应生成BaSO4沉淀,且S2-能与强酸反应。
十二、检查离子方程式是否正确的方法
,不可主观臆造产物及反应,如Fe与盐酸的反应为Fe+2H+===Fe2++H2↑,不能写成2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑。
"===""""↑""↓"等是否正确。
。例如,HCO3-不能写成CO32-+H+,HSO4-通常应写成SO42-+H+等。
。例如,Ba(OH)2溶液与CuSO4溶液反应,既要写Ba2+与SO42-的离子反应,又要写Cu2+与OH-的离子反应。
。例如,FeCl2溶液与Cl2反应,不能写成Fe3++Cl2===Fe2++2Cl-,而应写成2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,同时两边各元素原子数也应相等。
。例如,稀H2SO4与Ba(OH)2,溶液反应不能写成H++OH-+SO42-+Ba2+===BaSO4↓+H2O,应写成2H++2OH-+SO42-+Ba2+===BaSO4↓+2H2O。
,如"过量""少量""等物质的量""适量""任意量"以及滴加顺序等对反应方式或产物的影响。
。具有强氧化性的粒子与强还原性的粒子相遇时,首先要考虑氧化还原反应,不能只简单地考虑复分解反应。
:BaSO3+2H+=Ba2++SO2↑+H2O
B.***气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-
:H++OH-=H2O
:HSO3-+OH-=SO32-+H2O
,能在溶液中大量共存的是C
+、Mg2+、Cl-、OH-+、Ca2+、CO32-、NO3-
+、K+、SO42-、NO3-+、HCO3-、OH-、Ca2+
十三、化学反应的四种基本类型:
化合反应:两种或两种以上的物质相互作用,生成一种物质的反应。
分解反应:一种物质经过反应后生成两种或两种以上物质的反应。
置换反应:一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应
十四、氧化还原反应
(1)化合价:化合价是认识氧化还原的前提与基础。
①规则:①在化合物中,正负化合价的代数和为零;
②单质中,元素的化合价为零。
(2)本质:
a化合价的正与负:失去电子或共用电子对偏离呈正价;得到电子或共用电子对偏向呈负价。
b化合价的数值:化合价的数值等于得、失电子(或共用电子对)的数目。
c化合价的变动:元素在氧化还原反应中,得到电子,化合价降低;失去电子,化合价升高。
(3)有关规律:
a金属元素一般没有负化合价,除零价外,只显正价,在反应中只能失去电子
b非金属元素(除氧、***外)在反应中既可得到电子,亦可失去电子,既可呈正价也可负价。
c氧、***的非金属性很强,在反应中一般不失去电子,故一般没有正化合价。
d显最高化合价的元素,在反应中只能得电子而不能失电子,故发生氧化还原反应化合价只能降低。相反,显最低化合价的元素,在反应中化合价只能升高。
①氧化反应和还原反应:反应物所含元素化合价升高(或者说是物质失去电子)的反应称为氧化反应;反应物所含元素化合价降低(或者说是物质得到电子)的反应称为还原反应。
②氧化还原反应:凡是反应过程中有元素化合价变化(或电子转移)的化学反应叫做氧化还原反应。
说明:氧化反应和还原反应是一对对立的反应,而又统一存在于一个反应中,不能分割,所以人们把这两种同时存在的一个化学反应叫做氧化还原反应。
典例1:下列反应中,不属于氧化还原反应的是D
+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O
+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O
+2KCrO2+2KOH=2K2CrO4+4H2O
+K2Cr2O7=2CrO2Cl2+3COCl2+2KCl
典例2:请在下图1中注明各类反应的位置。①化合反应②分解反应③置换反应④复分解反应⑤氧化还原反应⑥非氧化还原反应
①
②
③
④
⑤
⑥
图2
图1
BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaClCaCl2+Na2CO3===CaCO3↓+2NaCl
2CuO+C=====[高温]2Cu+CO2↑Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
CaO+H2O===Ca(OH)2Cl2+H2=====[点燃]2HCl4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3
NH4HCO3=====[△]NH3↑+H2O+CO2↑
所有的氧化还原反应中都存在着电子的转移,电子的转移是氧化还原反应的实质。
说明:“转移”包含两方面内容:
电子的得到、失去和电子的偏离、偏向。
电子的偏离和偏向又统称电子的偏移。
十六、氧化剂和还原剂
(1)氧化剂和还原剂:在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低(或说得到电子)的反应物叫做氧化剂;而所含元素化合价升高(或说失去电子)的反应物,叫做还原剂。