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第八单元金属和金属材料
第一节金属材料
金属材料:金属材料包括纯金属以及它们的合金。
金属的物理性质
在常温下一般为固态(***为液态),有金属光泽(大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色);
导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。
金属之最
地壳中含量最多的金属元素——铝
人体中含量最多的金属元素——钙
目前世界年产量最多的金属——铁(铁>铝>铜)
导电、导热性最好的金属——银(银>铜>金>铝)
熔点最高的金属——钨
熔点最低的金属——***
硬度最大的金属——铬
密度最大的金属——锇
密度最小的金属——锂
金属的分类
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
重金属:如铜、锌、铅等
轻金属:如钠、镁、铝等
金属的应用
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
铜、铝——电线——导电性好、价格低廉
钨——灯丝——熔点高
铬——电镀——硬度大
铁——菜刀、镰刀、锤子等
***——体温计液柱
银——保温瓶内胆
铝——“银粉”、锡箔纸
合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。
合金是混合物。金属氧化物不是合金。
目前已制得的纯金属只有90多种,而合金已达几千种。
合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,抗腐蚀性强。
合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。
常见的合金:
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%~%
含碳量
%~2%
铜锌合金
铜锡合金
铅锡合金
钛镍合金
备注
不锈钢是含铬、镍的钢,具有抗锈蚀性能。
生铁较脆,钢铁具有韧性。
生铁常制成暖气片。
紫铜是纯铜
熔点低
见下
具有形状记忆效应
钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体具有良好的“相容性”,可用来造人造骨。
钛和钛合金的优点:①熔点高、密度小;②可塑性好、易于加工、机械性能好;③抗腐蚀性能好。
生铁和钢性能不同的原因:含碳量不同。
第二节金属的化学性质
金属与氧气的反应
镁、铝:
在常温下能与空气中的氧气反应:2Mg+O22MgO4Al+3O2=2Al2O3
铝的抗腐蚀性能好的原因:铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
铁、铜
在常温下、干燥的环境中,几乎不与氧气反应,但在潮湿的空气中会生锈。
铁、铜在高温时能与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO
金即使在高温时也不与氧气反应。
金属与酸的反应:活泼金属+酸→盐+H2↑
描述现象时,需要注意:①如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化;②反应放热,但是只有镁和酸反应时放热现象明显。
置换反应:由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应。
当铁单质参加置换反应时,生成物中的铁元素呈+2价。
常见金属在溶液中的活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和***)中的氢。
在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气,然后碱和盐反应。
金属与盐溶液的反应:金属+盐→另一金属+另一盐(条件:“前换后,盐可溶”)
在活动性顺序中,金属的距离大的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌会先和硫酸铜反应,反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。
“湿法冶金”的反应原理:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Fe2+的盐溶液是浅绿色的,Fe3+的盐溶液是黄色的,Cu2+的盐溶液是蓝色的。
比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序
使用铁、银和溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铁、银分别放入硫酸铜溶液中,铁表面没有现象;而银表面会附着一层红色物质,并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。
使用铜、硫酸亚铁溶液和***银溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铜分别放入硫酸亚铁溶液和***银溶液中,硫酸亚铁溶液没有现象;而在***银溶液中,铜表面会附着一层白色物质,溶液由无色逐渐变为蓝色。
选用试剂时,要根据金属活动性顺序表将三种金属排序,然后将排在中间的金属变成盐溶液,或者将排在两边的金属变成盐溶液,这样才能一次性得出结果。
第三节金属资源的利用和保护
矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
常见的矿石及主要成分:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等。
铁的冶炼
实验室——一氧化碳还原氧化铁
工业——高炉炼铁
设备:高炉(图见书17页)。
原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、(空气)。
反应原理:C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。
产品:生铁(实验室中“炼”出的铁不含碳,而工业生产中炼出的铁含碳)。
含杂质的反应物或生成物的有关计算
当参加反应的物质含杂质时,先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量,再进行计算。
一般利用该公式及其变形:。
【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少?
【解法1】 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:
设生成的铁的质量为x。
折合为含铁96%的生铁的质量为
答:800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
【解法2】 设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。(x不是纯物质的质量,不能直接代入计算)
1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:
答:800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
植物油
干燥剂
铁生锈的实验(见右图)
【实验器材】大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂***化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉,一根放在盛有蒸馏水的试管中,并使铁钉外露一半;一根放在用植物油密封的蒸馏水中;一根放在干燥的空气中,注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈,而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要氧气;
第三个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松,铁制品可以全部被锈蚀。
除去铁锈的方法
物理方法:刀刮、砂纸打磨。
化学方法:少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
防止铁制品生锈的方法
保持铁制品的洁净、干燥;
擦干后涂一层保护膜(作用:隔绝空气、防水)。具体方法如下:
物理方法——刷漆(油漆或银粉)、涂油
化学方法——电镀其它金属(铬或锌)、烤蓝
制成不锈钢。
金属资源的保护措施:
①防止金属的腐蚀;
②回收利用废旧金属;
③有计划、合理地开采矿物;
④寻找金属的代用品。(例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等)
意义:节约金属资源和能源,降低金属的生产成本,减少对环境的污染。
第九单元溶液
第一节溶液的形成
溶液
定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。
基本特征
均一性——指溶液中各部分的浓度和性质都相同。
稳定性——外界条件不变(温度、压强不改变,溶剂不蒸发)时,溶质、溶剂不分层,也不会析出固体。
溶液具有均一性、稳定性的原因:溶质以分子或离子的形式分散到水分子中。
溶质由两部分组成——溶剂和溶质。
溶剂的定义:能溶解其他物质的物质叫做溶剂。
溶质的定义:被溶解的物质叫做溶质。
常见的溶剂有水、酒精、汽油。
溶质可以有一种或多种,但溶剂只能有一种。
溶质和溶剂在被分散前可以是固体、液体或气体。
溶液、溶质、溶剂的质量关系:溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量
(溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积)
区分溶剂和溶质
固体(或气体)与液体混合——固体(或气体)是溶质,液体是溶剂。
液体和液体混合——质量小的为溶质,质量大的为溶剂。如果其中一种液体是水,那么水是溶剂。
当两种物质完全反应后,新生成的物质是溶质,而析出的沉淀或产生的气体不是溶质,溶剂仍是水。
例如锌溶于稀硫酸后,所得到的溶液中的溶质是硫酸锌。
溶液的命名:“[溶质]的[溶剂]溶液”。如果没有指明溶剂,我们就认为水是溶剂。
水和酒精能以任意体积互溶。
探究水与乙醇能否互溶时,要先滴入红墨水(目的:为了显色,利于观察)。
悬浊液、乳浊液与乳化作用
悬浊液:由固体小颗粒分散到液体里形成的混合物叫做悬浊液。
例如钡餐(硫酸钡的悬浊液)、粉刷墙壁用的涂料、黄河水都是悬浊液。
乳浊液:由小液滴分散到液体里形成的混合物叫做乳浊液。
例如在农业上,一般把不溶于水的液体农药配制成乳浊液。
悬浊液和乳浊液都不是溶液,不具备均一、稳定的特征。
洗涤剂具有乳化作用。用洗涤剂洗衣服时,油污没有溶解在水中,没有形成均一、稳定的溶液。
用洗涤剂和汽油洗衣服的区别:
汽油——用汽油洗衣服时,油污能溶解在汽油里,形成溶液,随着汽油挥发油污就能被带走。
洗涤剂——洗涤剂具有乳化作用,它能使油污分散成无数细小的液滴,随水流去。
溶解时的吸热或放热现象
扩散过程——溶质的分子(或离子)向水中扩散——吸收热量。
水合过程——溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)——放出热量。
如果扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,溶液的温度就会升高。(例如氢氧化钠固体、浓硫酸)
如果扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液的温度就会降低。(例如***钾)
***化钠等溶于水时,不会有明显的吸热、放热现象。
氧化钙与水反应放出大量的热。有的实验为了节省能源,可以采用氧化钙和水反应来提高温度。
第二节溶解度
饱和溶液与不饱和溶液
定义:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做饱和溶液;还能继续溶解的溶液,叫做不饱和溶液。
判断溶液是否饱和的方法:继续加入该种溶质,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。
由于水可以和酒精以任意比例互溶,所以水和酒精不可以形成饱和溶液。
不饱和溶液与饱和溶液的转化
不饱和溶液
降温、恒温蒸发溶剂、加溶质
升温、加溶剂
饱和溶液
①氢氧化钙和气体的溶解度随着温度升高而降低。所以若把氢氧化钙和气体的不饱和溶液变成饱和溶液,在改变温度时要升高温度。
②最可靠的方法是蒸发溶剂、加溶质、加溶剂。
③若想把氢氧化钙的饱和溶液变成不饱和溶液,可以通入适量的二氧化碳并过滤。
④若想把氢氧化钙的不饱和溶液变成饱和溶液,也可以加入CaO并冷却。
⑤氢氧化钙不是晶体,从氢氧化钙溶液也不会析出晶体,所以只能称作“澄清的石灰水变浑浊”。
浓、稀溶液与饱和、不饱和溶液之间的关系:
①饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液。
②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。
混合物的分离和提纯
分离可溶物和不溶物:过滤法(溶解、过滤、蒸发或溶解、过滤、洗涤、干燥)
铁屑和其他固体:用磁铁反复吸引
除去***化钠中少量的***钾:蒸发溶剂结晶法(蒸发溶剂)
除去***钾中少量的***化钠:冷却热饱和溶液结晶法(高温溶解、降温、过滤)
(结晶:热的溶液冷却后,已溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫结晶)
后两者往往应用在分离两种可溶于水的物质,并且其中一种的溶解度受温度影响大,另一种受温度影响小。我们希望析出的晶体是量多的一种,所以选用的方法要适合量多的那种。
蒸发溶剂时溶液浓度不变,冷却热饱和溶液时溶液浓度变小。
在一定温度和溶质相同的条件下,100g的饱和溶液和200g的饱和溶液,二者都蒸发10***,析出晶体的质量相等。
在60℃和溶质相同的条件下,把100g的饱和溶液和200g的饱和溶液降低到20℃,若前者析出晶体的质量为M,后者析出晶体的质量为N,那么N=2M。
固体的溶解度
定义:在一定温度下,某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
80
·
·
0
t1
t2
t3
N
t/℃
s/g
P
A
B
C
四要素:
温度——必须指明具体的温度,溶解性才有意义。
溶剂的质量是100g。
固体在溶解在溶液中,必须达到饱和状态。
溶解度的单位通常是g。
影响固体溶解度的因素:(内因)溶质性质、溶剂性质;(外因)温度。
一般来说,温度越高,固体的溶解度越大。
溶解度的相对大小:温度是20℃,并且溶剂的质量是100g。
在20℃下,,被称为难溶(或不溶);~1g之间,被称为微溶;
溶解度介于1~10g之间,被称为可溶;溶解度大于10g,被称为易溶。
有关溶解度曲线的常见试题(见右上图)
t3℃时A的溶解度为80g。
P点的的含义是:在该温度时,A和C的溶解度相同。
N点为t3℃时A的不饱和溶液,可通过加入A物质,降温,蒸发溶剂的方法使它变为饱和。
曲线上的点代表对应温度的饱和溶液,曲线以下的点代表对应温度的不饱和溶液。
加溶质相当于把点向正上方移动(但是点不能被移动到图象上方),加溶质相当于向下竖直移动,降温相当于向左水平移动,升温相当于向右水平移动。
t1℃时A、B、C、溶解度由大到小的顺序C>B>A。
从A溶液中获取A晶体可用降温结晶的方法获取晶体。
从B的溶液中获取晶体,适宜采用蒸发结晶的方法获取晶体。
t2℃时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃会析出晶体的有A和B,无晶体析出的有C,所得溶液中溶质的质量分数由小到大依次为A<C<B。
除去A中的泥沙用过滤法;分离A与少量B的混合物,用结晶法。
***化钠等物质的溶解度受温度变化的影响较小;***钾等物质的溶解度受温度变化的影响较大。
它们的溶解度都随着温度的升高而变大。
氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小。
气体的溶解度
定义:在压强为101kPa和一定温度时,气体溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。
气体的溶解度没有单位。
气体溶解度的影响因素:
(内因)气体的性质、水的性质;(外因)温度、压强。
一般来说,温度越高,气体的溶解度越小;压强越大,气体的溶解度越大。
第三节溶质的质量分数
牢记下面的公式:
使用该公式时的注意事项:
溶质的质量是指形成溶液的那部分溶质,没有进入溶液的溶质不应考虑。(计算溶质质量时要考虑溶解度)
溶液的质量包括溶液中所有溶质的质量。
上下的单位要统一。
***化钠溶液的质量分数为16%,“16%”的意义:每100份质量的***化钠溶液中含16份质量的***化钠。
配制一定溶质质量分数的溶液
用固体配制溶液
仪器:天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。
步骤:计算、称量、溶解、装瓶贴标签。
用浓溶液稀释
仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。
步骤:计算、量取、稀释、装瓶贴标签。
标签一般包括药品的名称(化学式)和浓度。
溶液的稀释计算
稀释的方法:加入溶剂或加入低浓度溶液。
依据:稀释前后溶液中的溶质的质量不变。
关系式
①加水稀释:浓溶液液质量×浓溶液溶质质量分数%=稀释后溶液质量×稀释后溶液质量分数%
浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数%=(溶液质量+加入水的质量)×稀释后溶液质量分数%
②加入低浓度溶液稀释:浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数%+稀溶液质量×稀溶液溶质质量分数%=(浓溶液质量+稀溶液质量)×混合后所得溶液溶质的质量分数
溶液的混合计算
依据:混合前各溶液溶质的质量之和,等于混合后溶液中溶质的总质量。
已知的问题
①如果用固体配制溶液时,固体带有结晶水(例如硫酸铜晶体),那么所得溶液的溶质质量分数会偏小。
②量取液体时,如果仰视读数,量取的液体会偏少;如果俯视读数,量取的液体会偏多。
③用固体配制溶液时,天平未配平、物码颠倒等情况会影响溶液的溶质质量分数。
有关化学方程式与溶质的质量分数相结合的计算
【例题】,恰好完全反应,求:
①原盐酸溶液中溶质的质量分数。
②反应后所得溶液中溶质的质量分数。
解:设参加反应的HCl的质量为x,生成的FeCl2的质量为y,生成H2的质量为z。
①盐酸溶液中溶质的质量分数为
②反应后所得溶液中溶质的质量分数为
答:%,%。
【注意事项】
①铁片放入盐酸中,发生了化学反应。溶液中的溶质不是铁,而是***化亚铁。
②不要设“盐酸的质量为x”,因为盐酸是混合物,而溶解到盐酸中的***化氢才是纯净物。
③在第二题中,反应后溶液的质量一般通过质量守恒定律来计算。
第十单元酸和碱
第一节预备
一、酸碱指示剂
定义:能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂。
常见的酸碱指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。
某些植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜等)也可用作酸碱指示剂。
紫色石蕊溶液遇酸溶液(含H+的溶液)变红,遇碱溶液(含OH-的溶液)变蓝,在中性溶液中呈紫色。
无色酚酞溶液遇酸溶液不变色,在中性溶液中不变色,遇碱溶液变红。
并非所有的盐溶液都是中性的。
水溶液呈碱性的盐:纯碱、小苏打等。
水溶液呈酸性的盐:硫酸铜、硫酸氢钠等。s
二、干燥剂
使用干燥剂的目的是除去气体中混有的水蒸气。
我们学过的干燥剂有氢氧化钠、浓硫酸、氧化钙、***化钙等。
氢氧化钠易潮解;浓硫酸具有吸水性;而氧化钙可以与水反应:CaO+H2O=Ca(OH)2
氢氧化钠
氢氧化钠等碱性干燥剂不能干燥***化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。
浓硫酸
浓硫酸等酸性干燥剂不能干燥氨气等碱性气体。
三、复分解反应
定义:两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应叫复分解反应。
特点:交换成分,价态不变。
反应发生的条件:生成难电离的物质(水、气体或沉淀)。
置换反应和复分解反应没有先后顺序,可同时发生。
第二节酸
一、酸的定义和分类
酸:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
由于酸、碱、盐溶于水时会电离出阴、阳离子,所以酸、碱、盐的水溶液具有导电性。
酸
含氧酸(命名“某酸”) H2SO4(硫酸)、H2CO3(碳酸)、HNO3(***)、H2SO3(亚硫酸)……
无氧酸(命名“氢某酸”) HCl(盐酸,学名氢***酸)、HF(氢***酸)、H2S(氢硫酸)……
特殊的有机酸:CH3COOH(醋酸,又名乙酸)有刺激性气味,易挥发
酸的电离:HCl=H++Cl-,H2SO4=2H++SO42-
二、常见的酸
盐酸(氢***酸)
硫酸
化学式
HCl
H2SO4
形成
H2+Cl2HCl
SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4
(酸雨形成的原理)
状态
无色液体、具有酸味、刺激性气味
(浓硫酸)无色粘稠的油状液体
(稀硫酸)无色液体
特点
浓盐酸具有强挥发性
①浓硫酸具有吸水性(物理性质)
②浓硫酸具有强腐蚀性(化学性质)
③浓硫酸溶于水时会放出大量热
用途
重要化工产品,用于金属表面除锈、制药
人体胃液中含有盐酸,可以帮助消化
重要化工原料,用于生产化肥、农药、***、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等
在实验室中常用浓硫酸作干燥剂
敞口放置的变化
质量减小,溶质质量分数减小(挥发性)
质量变大,溶质质量分数减小(吸水性)
注意事项
①工业生产的盐酸偏黄,是因为含有Fe3+,可用蒸馏法提纯。
②打开浓盐酸的瓶塞,会有白雾出现,是因为:挥发的***化氢气体极易溶于水,挥发时溶解的***化氢与水蒸气形成了盐酸的小液滴。
①浓硫酸的稀释:把浓硫酸沿器壁慢慢注入,并不断用玻璃棒搅拌(目的:加快溶解、散热)。
②如果把水倒进浓硫酸里,由于水的密度小,浮在硫酸上面,硫酸溶解时放出的热不易散失,使水暴沸,使硫酸液滴向四周飞溅,导致危险。
浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去,这种作用通常叫做脱水作用。
盐酸、***、醋酸具有挥发性;碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水。
***、***银见光易分解,所以它们要放在棕色试剂瓶中。
浓硫酸的稀释操作
三、酸的化学性质
酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为能电离出的酸根离子不同。
酸溶液能使酸碱指示剂变色:使紫色石蕊溶液变红。
酸+活泼金属→盐+氢气(置换反应)
这里不包括浓硫酸和***。
示例:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑和Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【现象】铁表面有气泡产生;溶液由无色逐渐变为浅绿色(Fe2+的盐溶液呈浅绿色)。
酸+金属氧化物→盐+水(复分解反应)
金属氧化物可以是活泼金属的氧化物和不活泼金属的氧化物。因为生成物有水,符合复分解反应的发生条件,所以反应一定发生。
示例1:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O和Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【现象】铁锈逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成黄色(Fe3+的盐溶液呈黄色)。
示例2:CuO+2HCl=CuCl2+H2O和CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【现象】黑色粉末逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成蓝色(Cu2+的盐溶液呈蓝色)
酸+碱→盐+水(复分解反应、中和反应)
酸+盐→新酸+新盐(复分解反应)
反应发生的条件:①新酸是碳酸;②如果新酸不是碳酸,新盐必须是沉淀。
碳酸盐都能与酸反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
除硫酸钡以外的钡盐都能与硫酸反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl(注意:HCl是稀盐酸,不写↑)
***银能与盐酸反应:AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓
第三节碱
一、碱的定义和分类
碱:物质溶于水时,形成的阳离子全部是OH-的化合物。
金属的氢氧化物
(“氢氧化某”)
四大强碱:KOH(氢氧化钾)、NaOH(氢氧化钠)、Ca(OH)2(氢氧化钙)、Ba(OH)2(氢氧化钡)
碱
NH3·H2O(氨水)
弱碱
白色沉淀:Mg(OH)2(氢氧化镁)、Al(OH)3(氢氧化铝)、Zn(OH)2(氢氧化锌)、Mn(OH)2(氢氧化锰)……
有色沉淀:蓝色沉淀Cu(OH)2(氢氧化铜)、红褐色沉淀Fe(OH)3(氢氧化铁)
四大强碱都可以溶于水,但弱碱不能溶于水。氨水是氨气溶于水形成的液体。
在初中化学范围内,只有氢氧化铜是蓝色沉淀,氢氧化铁是红褐色沉淀。
氨水的电离是NH3·H2O=NH4++OH-,所以氨水也是碱。
钾、钠、钙的氧化物能与水反应生成相应的碱。如:CaO+H2O=Ca(OH)2
二、常见的碱
氢氧化钠(烧碱、火碱、苛性钠)
氢氧化钙(消石灰、熟石灰)
化学式
NaOH
Ca(OH)2
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2
状态
白色块状固体
白色粉末状固体
腐蚀性
强腐蚀性
较强腐蚀性
特点
极易溶于水,溶于水时放出大量的热。
氢氧化钠固体易吸水而潮解。
微溶于水,溶于水时放热不明显。
用途
用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等行业(除玻璃方面外,用途与纯碱类似)。
氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污。
漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波尔多液
在实验室中可以证明二氧化碳。
酸、碱包括其溶液都要密封。
澄清的石灰水就是氢氧化钙的水溶液。
氢氧化钠必须密封有两个原因:①吸水性;②能与空气中的二氧化碳反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
三、碱的化学性质
碱有相同的化学性质是因为不同的碱溶液中都含有相同的OH-。
碱溶液(四大强碱的溶液、氨水)能使指示剂变色:使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红。
由于弱碱不溶于水,所以弱碱不能使指示剂变色。
碱+非金属氧化物→盐+水(复分解反应)
反应发生的条件:①碱是四大强碱;②非金属氧化物是二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫。
根据条件我们可以写出十二个化学方程式,但必须掌握的四个化学方程式是:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”)
碱+酸→盐+水(复分解反应、中和反应)
在碱的通性中,弱碱只有该性质。
碱+盐→新碱+新盐(复分解反应)
反应发生的条件:①反应物能溶于水(包括氢氧化钙,不包括其他微溶于水的物质);②新碱是氨水;③若新碱不是氨水,新碱和新盐中至少有一个沉淀。
铵盐一定能与四大强碱反应。
新碱是沉淀:
蓝色沉淀–2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
红褐色沉淀–3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓
白色沉淀–2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
新盐是沉淀:
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓
波尔多液(注:波尔多液不是溶液):Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓