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。。
。。
——摩尔。
、尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。
、微观粒子数、质量、体积、
二、知识网络
本章包括化学实验基本方法、化学计量在实验中的应用两节内容,其知识框架可整理如下:
严格按照实验操作规程进行操作,是避免或减少实验事故的前提,然后在实验中要注意五防,即防止火灾、防止爆炸、防止倒吸引起爆裂、防止有害气体污染空气、防止暴沸。
(1)创伤急救
用药棉或纱布把伤口清理干净,若有碎玻璃片要小心除去,用双氧水擦洗或涂红***水,也可涂碘酒(红***与碘酒不可同时使用),再用创可贴外敷。
(2)烫伤和烧伤的急救
可用药棉浸75%—95%的酒精轻涂伤处,也可用3%—5%的KMnO4溶液轻擦伤处到皮肤变棕色,再涂烫伤药膏。
(3)眼睛的化学灼伤
应立即用大量流水冲洗,边洗边眨眼睛。如为碱灼伤,再用20%的硼酸溶液淋洗;若为酸灼伤,则用3%的NaHCO3溶液淋洗。
(4)浓酸和浓碱等强腐蚀性药品
使用时应特别小心,防止皮肤或衣物被腐蚀。如果酸(或碱)流在实验桌上,立即用NaHCO3溶液(或稀醋酸)中和,然后用水冲洗,再用抹布擦干。如果只有少量酸或碱滴到实验桌上,立即用湿抹布擦净,再用水冲洗抹布。
如果不慎将酸沾到皮肤或衣物上,立即用较多的水冲洗,再用3%—5%的NaHCO3溶液冲洗。如果碱性溶液沾到皮肤上,要用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
(5)扑灭化学火灾注意事项
①与水发生剧烈反应的化学药品不能用水扑救。如钾、钠、钙粉、镁粉、铝粉、电石、PCl3、PCl5、过氧化钠、过氧化钡等着火。
②比水密度小的有机溶剂,如苯、石油等烃类、醇、醚、***、酯类等着火,不能用水扑灭,否则会扩大燃烧面积;比水密度大且不溶于水的有机溶剂,如CS2着火,可用水扑灭,也可用泡沫灭火器、二氧化碳灭火器扑灭。
③反应器内的燃烧,如是敞口器皿可用石棉布盖灭。蒸馏加热时,如因冷凝效果不好,易燃蒸气在冷凝器顶端燃着,绝对不可用塞子或其他物件堵塞冷凝管口,应先停止加热,再行扑救,以防爆炸。
(1)混合物分离和提纯方法的选择
①固体与固体混合物:若杂质或主要物质易分解、易升华时用加热法;若一种易溶,另一种难溶,可用溶解过滤法;若二者均易溶,但溶解度受温度的影响差别较大,可用重结晶法;还可加入某种试剂使杂质除去,然后再结晶得到主要物质。
②固体与液体混合物:若固体不溶于液体,可用过滤法;若固体溶于液体,可用结晶或蒸馏方法。
③液体与液体混合物:若互不相溶,可用分液法,若互溶在一边且沸点差别较大,可用蒸馏法;若互溶在一起且沸点差别不大,可选加某种化学试剂萃取后再蒸馏。
④气体与气体混合物:一般用洗气法,可选用液体或固体除杂试剂。
(2)几种常见的混合物的分离和提纯方法
分离和提纯方法
分离的物质
主要仪器
应用举例
倾析
从液体中分离密度较大且不溶的固体
烧杯、玻璃棒
分离沙和水
过滤
从液体中分离不溶的固体
漏斗、滤纸、铁架台(带铁圈)、玻璃棒、烧杯
粗盐提纯
溶解和
过滤
分离两种固体,一种能溶于某溶剂,另一种则不溶
分离食盐和沙
离心分离法
从液体中分离不溶的固体
离心试管,离心机
分离泥和水
结晶法
从溶液中分离已溶解的溶质
烧杯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台(带铁圈)、酒精灯
从海水中提取食盐
分液
分离两种不互溶的液体
分液漏斗、铁架台(带铁圈)、烧杯
分离油和水
萃取
加入适当溶剂把混合物中某成分溶解及分离
用苯提取水溶液中的溴
蒸馏
从溶液中分离溶剂和非挥发性溶质
蒸馏烧瓶、冷凝管、锥形瓶、酒精灯、石棉网、铁架台、牛角管、温度计
从海水中制取纯水
分馏
分离两种互溶而沸点差别较大的液体
石油的分离
升华
分离两种固体,其中只有一种可以升华
铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、圆底烧瓶
分离碘和沙
吸附
除去混合物中的气态或固态杂质
干燥管或U形管
用活性炭除去黄糖中的有色杂质
色层分析法
分离溶液中的溶质
层析纸及层析试剂
分离黑色墨水中不同颜色的物质
一般来讲,阳离子的检验需选择合适的阴离子,阴离子的检验需选择合适的阳离子,并要求具有特别的明显现象。这就需要选择合适的检验试剂及其添加顺序,以避免干扰离子的干扰。
待检离子
选用试剂
反应现象
Al3+
NaOH
白色沉淀,碱过量后沉淀溶解
Fe3+
KSCN
出现血红色溶液
Ca2+
Na2CO3HCl
白色沉淀,加盐酸后产生无色无味气体
Cl-
AgNO3HNO3
不溶于HNO3的白色沉淀
SO42-
BaCl2或Ba(NO3)2
HCl或HNO3
不溶于强酸的白色沉淀
CO32-
CaCl2或BaCl2
HCl或HNO3
白色沉淀,加酸后产生无色无味使澄清石灰水变浑浊的气体
(1)理解物质的量及其单位摩尔、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念。
(2)以物质的量为核心的计算
(3)有关溶液稀释(稀释前后溶质守恒):C(浓)·V(浓)==C(稀)·V(稀)
(4)溶质质量分数(W)与溶质的物质的量浓度(c)的转化(注意其中的单位换算)
(1)容量瓶是配制一定物质的量浓度溶液的仪器,其常用规格有100mL、250mL、500mL、1000mL等,使用时一定要注意其规律,如500mL的容量瓶。并且使用前一定要检查其是否漏水。
(2)配制步骤,
所用仪器及注意事项配制步骤使用仪器注意事项
计算——固体求溶质质量,液体求其体积。
称量/量取托盘天平或滴定管(量筒)、,,量筒量取液体后不需要洗涤。
溶解/稀释烧杯、玻璃棒溶解要在小烧杯中,切不可在容量瓶中直接溶解。冷却——将液体恢复到室温(20℃)
转移一定体积的容量瓶转移时要用玻璃棒引流,以防液体溅失
洗涤——洗烧杯和玻璃棒2—3次,并将洗涤液转入容量瓶
振荡——使溶液充分混合
定容胶头滴管加水至刻度线1—2cm时,用胶头滴管滴加,并使视线、刻度线、凹液面相切。
摇匀——两手握住容量瓶,上下颠倒摇匀。
装瓶贴签试剂瓶容量瓶不能用于长期贮存溶液。
具体要做到:移量要精确,溶解要安全,冷却要充分,洗涤要洁净,定容要准确,混合要均匀。
(3)误差分析
由公式知,凡是溶质的物质的量减少或使溶液体积增大的操作,都会使c偏低,反之偏高。
三、方法整合
本章包括化学实验基本方法和化学计量在实验中的应用两节内容,就其主要题型有:(1)实验安全知识及常用危险化学品的分类识别;(2)混合物分离和提纯过程的简单设计;(3)过滤、蒸发、萃取、分液、蒸馏等分离方法的选择根据、涉及的化学仪器及操作过程等;(4)常见离子(SO42―、CO32―、Cl―、Ca2+等)的检验;(5)有关物质的量、摩尔质量、阿伏加德罗常数、气体摩尔体积、物质的量浓度等概念的辩析理解;(6)有关化学计量的简单计算;(7)一定物质的量浓度溶液的配制等等。无论是化学实验基本方法,还是化学计量,都贯穿于整个高中化学,所以这就要求理解准确,应用到位。
一、知识网络
(1)物质的分类
分类是学****和研究物质及其变化的一种基本方法,它可以是有关物质及其变化的知识系统化,有助于我们了解物质及其变化的规律。分类要有一定的标准,根据不同的标准可以对化学物质及其变化进行不同的分类。分类常用的方法是交叉分类法和树状分类法。
(2)化学变化的分类
根据不同标准可以将化学变化进行分类:
①根据反应前后物质种类的多少以及反应物和生成物的类别可以将化学反应分为:化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
②根据反应中是否有离子参加将化学反应分为离子反应和非离子反应。③根据反应中是否有电子转移将化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应。
(1)电解质的相关概念
①电解质和非电解质:电解质是在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物;非电解质是在水溶液里和熔融状态下都不能够导电的化合物。②电离:电离是指电解质在水溶液中产生自由移动的离子的过程。③酸、碱、盐是常见的电解质
酸是指在水溶液中电离时产生的阳离子全部为H+的电解质;碱是指在水溶液中电离时产生的阴离子全部为OH-的电解质;盐电离时产生的离子为金属离子和酸根离子或铵根离子。
(2)离子反应
①有离子参加的一类反应称为离子反应。
②复分解反应实质上是两种电解质在溶液中相互交换离子的反应。发生复分解反应的条件是有沉淀生成、有气体生成和有水生成。只要具备这三个条件中的一个,复分解反应就可以发生。
③在溶液中参加反应的离子间发生电子转移的离子反应又属于氧化还原反应。
(3)离子方程式
离子方程式是用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。离子方程式更能显示反应的实质。通常一个离子方程式不仅能表示某一个具体的化学反应,而且能表示同一类型的离子反应。
离子方程式的书写一般依照“写、拆、删、查”四个步骤。一个正确的离子方程式必须能够反映化学变化的客观事实,遵循质量守恒和电荷守恒,如果是氧化还原反应的离子方程式,反应中得、失电子的总数还必须相等。
(1)氧化还原反应的本质和特征
氧化还原反应是有电子转移(电子得失或共用电子对偏移)的化学反应,它的基本特征是反应前后某些元素的化合价发生变化。
(2)氧化剂和还原剂反应中,得到电子(或电子对偏向),所含元素化合价降低的反应物是氧化剂;失去电子(或电子对偏离),所含元素化合价升高的反应物是还原剂。在氧化还原反应中,氧化剂发生还原反应,生成还原产物;还原剂发生氧化反应,生成氧化产物。
氧化还原反应中物质的变化关系可用下式表示:
(3)氧化还原反应中得失电子总数必定相等,化合价升高、降低的总数也必定相等。
、胶体的性质
(1)分散系
把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系,叫做分散系。前者属于被分散的物质,称作分散质;后者起容纳分散质的作用,称作分散剂。当分散剂是水或其他液体时,按照分散质粒子的大小,可以把分散系分为溶液、胶体和浊液。
(2)胶体和胶体的特性
①分散质粒子大小在1nm~100nm之间的分散系称为胶体。胶体在一定条件下能稳定存在,稳定性介于溶液和浊液之间,属于介稳体系。
②胶体的特性
胶体的丁达尔效应:当光束通过胶体时,由于胶体粒子对光线散射而形成光的“通路”,这种现象叫做丁达尔效应。溶液没有丁达尔效应,根据分散系是否有丁达尔效应可以区分溶液和胶体。
胶体粒子具有较强的吸附性,可以吸附分散系的带电粒子使自身带正电荷(或负电荷),因此胶体还具有介稳性以及电泳现象。
(与氧气、水的反应)。
(与强酸、强碱的反应)。。
。
、过氧化钠的性质(与二氧化碳、水的反应)。
、碳酸氢钠的性质。
、氢氧化铝的性质(与强酸、强碱的反应)。
(氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁)的性质。
(氢氧化亚铁、氢氧化铁)的性质。
、亚铁盐的转化。
。
。
二、知识网络
对金属及其化合物知识可横向整理,即按金属单质、金属氧化物、氢氧化物、盐进行分块对比整理。
金属活动顺序NaAlFeCu
金属原子失电子能力,依次减弱,还原性依次减弱
与空气中氧气的反应
易被氧化
常温时能被氧化
加热时能被氧化
与水的反应
常温可置换出水中的氢
加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢
不与水反应
与酸的反应
能置换出稀酸中的氢
不能置换稀酸中的氢
反应剧烈(先与酸反应再与水反应)
反应程度依次减弱(可在冷的浓硫酸、浓***中发生钝化)
能跟浓硫酸、浓***反应
与盐的反应
排在金属活动顺序表前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来(钠会与水反应置换出氢气)
与碱的反应
不反应
Al可以与碱溶液反应,产生氢气
金属氧化物
颜色
与水反应
与CO2反应
与盐酸反应
与NaOH溶液
反应
Na2O
白色
生成NaOH
生成Na2CO3
生成NaCl和H2O
与水反应
Na2O2
淡黄色
生成NaOH和O2
生成Na2CO3和O2
生成NaCl和H2O2
与水反应
Al2O3
白色
不反应
不反应
生成AlCl3和H2O
成NaAlO2和H2O
Fe2O3
红棕色
生成FeCl3和H2O
CuO
黑色
生成CuCl2和H2O
由金属直接制得的方式
金属钠直接露置在空气中
点燃或加热金属钠
金属铝的氧化膜或在氧气中点燃金属铝
生铁在潮湿空气中缓慢氧化
在空气中加热金属铜
金属氢氧化物
颜色
与盐酸反应
加热
与NaOH
溶液反应
NaOH
白色固体
生成NaCl和H2O
对热稳定
不反应
Al(OH)3
白色胶状沉淀
生成AlCl3和H2O
生成Al2O3和H2O
生成NaAlO2和H2O
Fe(OH)2
白色沉淀
生成FeCl2和H2O
隔绝空气加热生成FeO和H2O
Fe(OH)3
红褐色沉淀
生成FeCl3和H2O
生成Fe2O3和H2O
Cu(OH)2
蓝色沉淀
生成CuCl2和H2O
生成CuO和H2O
制备①Ca(OH)2溶液与Na2CO3溶液反应
②***碱工业铝盐与过量氨水反应
硫酸亚铁与氢氧化钠溶液反应
硫酸铁溶液与氢氧化钠溶液反应
硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应
对于某一金属元素及其化合物知识,我们可按单质——氧化物——氢氧化物——盐纵向对比整理:
请同学们回顾所学知识,写出4~7中所涉及的化学方程式或离子方程式。
(1)Na+:焰色反应:火焰颜色呈黄色。
(2)K+:焰色反应:火焰颜色呈紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(3)Ag+:加盐酸或可溶性的***化物,生成不溶于强酸的白色沉淀。(4)Ba2+:加硫酸或可溶性的硫酸盐,生成不溶于强酸的白色沉淀。(5)Ca2+:加可溶性碳酸盐,生成白色沉淀;加强酸产生使澄清石灰水变浑浊的气体。
(6)Al3+:加NaOH溶液,先出现白色胶状沉淀,后逐渐溶解。
(7)Fe2+:①加NaOH溶液,产生白色胶状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;
②加KSCN溶液不变色,加***水后溶液变红色。
(8)Fe3+:①加NaOH溶液,生成红褐色沉淀;②加KSCN溶液,溶液变血红色。
1、SO42-
检验:①加稀盐酸,无变化②加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成
Ba2++SO42-==BaSO4↓
2、CO32-
检验:①加入酸,生成无色无味气体②将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊。
CO32-+2H+==H2O+CO2↑Ca2++2OH-+CO2==CaCO3↓+H2O
3、Cl-检验:
①加入AgNO3溶液,产生白色沉淀
②加入稀***,沉淀不溶解。Ag++Cl-==AgCl↓
4、NH4+检验:加入NaOH溶液并加热,产生有刺激性气味且能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体NH4++OH-=NH3↑+H2O
5、Fe3+:加入KSCN溶液反应,溶液显血红色;
6、Fe2+:①加入NaOH溶液,先产生白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀。Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3(红褐色)
②加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的***水后,立即显红色。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
必修1化学方程式汇总
一、钠及其重要化合物
1、钠与非金属的反应
4Na+O2=2Na2O(白色)
2Na+O2△Na2O2(淡黄色)
2Na+Cl2点燃2NaCl
2、钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑(浮、熔、游、响、红)
3、氧化钠过氧化钠
Na2O+H2O=2NaOH
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
Na2O+CO2=Na2CO3
2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
Na2O+2HCl=2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
6、Na2CO3和NaHCO3
①、与酸的反应
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(反应速率更快)
②、与碱的反应
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO3+2H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
③、与盐的反应
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓
④、相互转化
2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑(加热分解)
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3(向Na2CO3溶液中通入足量的CO2)
二、铝及其重要化合物(结合Al2O3和Al(OH)3的***进行记忆!)
1、铝与非金属:4Al+3O2==2Al2O3
2、铝与弱氧化性酸:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
2Al+6H+==2Al3++3H2↑
铝与强氧化性酸:钝化(浓H2SO4、浓HNO3)
3、铝与碱:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑
2Al+2H2O+2OH-==2AlO2-+3H2↑
4、①氧化铝与酸反应:Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
②氧化铝与碱反应:Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+2H2O
5、氢氧化铝制备:可溶性铝盐和NH3·H2O
AlCl3+3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4ClAl3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3NH4+
6、氢氧化铝的不稳定性:2Al(OH)3△Al2O3+2H2O
7、氢氧化铝与酸反应:Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O
8、氢氧化铝与碱反应:Al(OH)3+NaOH==NaAlO2+2H2O
9、“铝三角”(氢氧化铝的反应在上面已经提到,略):
AlCl3+3NaOH(少量)=Al(OH)3↓+3NaCl
Al3++3OH-=Al(OH)3+↓
AlCl3+4NaOH(过量)=2NaAlO2+2H2O+3NaCl
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
NaAlO2+HCl(少量)+H2O=Al(OH)3↓+NaCl
AlO2-+H++H2O=Al(OH)3↓
NaAlO2+4HCl(过量)=AlCl3+3NaCl+2H2O
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
10、明矾净水原理
明矾溶于水后发生电离:KAl(SO4)2==K++l3++2SO42-
铝离子与水反应生成:Al(OH)3胶体:Al3++3H2O=Al(OH)3(胶体)+3H+
三、铁及其重要化合物
1、工业炼铁原理:Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
2、铁与非金属反应:2Fe+3Cl2点燃2FeCl33Fe+2O2点燃Fe3O4
3、与水反应:3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2
4、铁与酸反应:Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+2H+==Fe2++H2↑
5、铁与盐溶液反应:Fe+CuSO4==Cu+FeSO4Fe+Cu2+==Cu+Fe2+
Fe+2FeCl3==3FeCl2Fe+2Fe3+==3Fe2+
6、铁的氧化物
Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2OFeO+2H+==Fe2++H2O7、Fe2+与Fe3+的检验①、Fe2+的检验:
颜色:浅绿色
(2)加NaOH溶液:先产生白色沉淀,后变成灰绿色,最后成红褐色Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3(红褐色)
先加KSCN溶液,不变色,再加新制***水,溶液变成血红色2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-
②、Fe3+的检验
(1)颜色:棕黄色
(2)加KSCN溶液:溶液变成血红色
(3)加NaOH溶液:红褐色沉淀Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
8、氢氧化铁受热分解:2Fe(OH)3△Fe2O3+3H2O9、Fe2+与Fe3+的转化
(1)Fe2+→Fe3+2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-(2)Fe3+→Fe2+Fe+2Fe3+==3Fe2+
四、硅及其重要化合物
1、二氧化硅
①酸性氧化物:SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
SiO2+CaO高温CaSiO3
②弱氧化性:SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
2、硅酸盐
Na2SiO3+2HCl==H2SiO3↓+2NaCl
Na2SiO3+CO2+H2O==H2SiO3↓+Na2CO3(酸性:H2CO3>H2SiO3)五、***的重要化合物
1、***气与金属的反应
2Fe+3Cl2点燃2FeCl3Cu+Cl2点燃CuCl22Na+Cl2点燃2NaCl
2、***气与非金属的反应
H2+Cl2点燃2HCl2P+3Cl2点燃2PCl32P+5Cl2点燃2PCl5
3、***气与水的反应
Cl2+H2O==HCl+HClO(次***酸)
4、次***酸光照分解:2HClO光照2HCl+O2↑
5、Cl2与碱溶液的反应
Cl2+2NaOH=NaCl+NaO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O(制漂白粉)
Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO(漂白原理)(酸性:H2CO3>HClO)六、硫及其重要化合物
1、硫的可燃性S+O2点燃SO2
2、2SO2+O2催化剂加热2SO3
3、与水反应:SO2+H2O==H2SO3SO3+H2O==H2SO4
4、与碱反应:SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O
SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O
5、与碱性氧化物反应:SO2+CaO==CaSO3SO3+CaO==CaSO4
6、浓硫酸强氧化性
C+2H2SO4(浓)△CO2↑+2SO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑十2H2O
七、氮及其重要化合物
1、合成氨:N2+3H2催化剂高温高压2NH3
2、NH3①氨气与水:NH3+H2O==NH3·H2O+NH4++OH-
②氨气与酸:NH3+HCl=NH4ClNH3+HNO3=NH4NO3
3、铵盐与碱反应: