資源簡介 目 錄化學(xué)與傳統(tǒng)文化及STSE 1物質(zhì)俗稱與用途歸納 11離子反應(yīng) 14氧化還原反應(yīng) 17電化學(xué) 19化學(xué)能與熱能 26金屬化合物及其應(yīng)用 29非金屬化合物及其應(yīng)用 34化學(xué)平衡 42水溶液中的離子平衡 49物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 62原子、分子和晶體結(jié)構(gòu) 71有機(jī)物及其應(yīng)用 87實驗基本操作 107化學(xué)考前答題模板歸納 114回歸教材重難點:“9種”物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用 126回歸教材重難點:“六氣體”制備實驗、“兩定量”測定實驗 129化學(xué)與傳統(tǒng)文化及 STSE一 、化學(xué)與環(huán)境1.空氣質(zhì)量日報目前計入空氣污染指數(shù)的項目暫定為: 可吸入顆粒物、氮氧化物、二氧化硫。2.PM2.5與霧霾(1)PM2.5: 指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。PM2.5 粒 徑小,富含大量的有毒、有害物質(zhì)且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn),因而對人體健康和 大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。(2)霧霾:顧名思義是霧和霾。但是霧和霾的區(qū)別很大,霧是由大量懸浮在近地面空氣中的 微小水滴或冰晶組成的氣溶膠系統(tǒng),是近地面層空氣中水汽凝結(jié)(或凝華)的產(chǎn)物。空氣中的灰 塵、硫酸、硝酸等顆粒物組成的氣溶膠系統(tǒng)造成視覺障礙的叫霾。PW2.5 被認(rèn)為是造成霧霾天 氣的“元兇”。3.酸雨(1)定義:指被大氣中存在的酸性氣體污染,pH 小于5.6的雨霧或其他形式的大氣降水,它 是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化而成的,絕大部分是硫酸型和硝酸型酸雨。(4)、我國主要為硫酸型酸雨,成因:由于燃燒煤、石油、天然氣等,不斷向大氣中排放二 氧化硫和氮氧化物酸性氣體所致。(5)、酸雨的危害①受酸雨刺激,易導(dǎo)致紅眼癥和支氣管炎。②酸性粒子也會沉積在建筑物 和雕像上,造成侵蝕和文化資產(chǎn)的破壞。③硫酸隨著降雨落到地球而造成嚴(yán)重?fù)p害,土壤中的養(yǎng) 分也會流失,因此樹木會因為維持生命所必須的鈣和鎂的流失而枯死,阻礙葉子的氣孔進(jìn)行光合 作用,破壞森林,減產(chǎn)農(nóng)業(yè)。4.溫室效應(yīng)與厄爾尼諾現(xiàn)象二者都屬于氣候異常,全球變暖一定程度上可以加劇厄爾尼諾的出現(xiàn)頻率和負(fù)面影響。(1)溫室效應(yīng):指由于煤、石油、天然氣等化石燃料的大量使用,排放到大氣中的CO、CH 等氣體的大量增加,致使地表溫度上升的現(xiàn)象a、 溫室氣體:二氧化碳(CO )、氧化亞氮(NO)、 甲烷(CH)、 氟氯烴化物(CFCs)和水氣 等。b、溫室氣體來源:主要是燃燒石化燃料(例如:石油、煤)所產(chǎn)生的。CH: 增長很快;CFC: 原來在大氣中不存在,完全來自人為排放。c 、全球變暖的危害:①地球表面溫度增加②海平面上升③全球氣候轉(zhuǎn)變④農(nóng)業(yè)減產(chǎn)、糧食 危機(jī)⑤動物大遷徙和物種滅絕⑥海洋生態(tài)的影響⑦傷害人體抗病能力(2)厄爾尼諾:指由于全球溫室效應(yīng)逐漸增強(qiáng),海洋溫度不斷上升,使得冰川、冰山融化, 海平面上升,從而形成強(qiáng)烈的熱帶風(fēng)暴以及引起大陸氣候變化無常的現(xiàn)象。15.臭氧層空洞(1)臭氧層分布在:平流層(2)概念:家用電冰箱中使用的制冷劑“氟利昂”以及汽車排放的廢氣中的氮氧化物在臭氧 轉(zhuǎn)化成氧氣中起到催化作用,從而使大氣中的臭氧層形成空洞。(3)破壞臭氧層的物質(zhì):氟氯烴(CFCs)、哈龍、氮氧化物、四氯化碳以及甲烷。(4)危害:①損害人的免疫系統(tǒng)、眼角膜及人體皮膚,尤其使患皮膚癌患者增加;②破壞地 球上的生態(tài)系統(tǒng);③引起新的環(huán)境問題,加劇光化學(xué)煙霧的形成增強(qiáng)大氣溫室效應(yīng),加速材料的 老化、分解、破壞。6.光化學(xué)煙霧(1)概念:指汽車、工廠等污染源排入大氣的碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏纫淮挝廴疚铮陉?光(紫外線)作用下會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物,參與光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二 次污染物的混合物所形成的有毒煙霧污染現(xiàn)象。(2)形成條件:①充足的陽光,無風(fēng):②出現(xiàn)逆溫:③大氣含有一定濃度的 NO 和碳?xì)浠?物。7.水體富營養(yǎng)化在人類活動的影響下,生物所需的N、P等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河流、海灣等緩流水體, 引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧氣量下降,水質(zhì)惡化,魚類及其它生物大量死 亡的現(xiàn)象。因優(yōu)勢浮游生物的顏色不同水面往往呈現(xiàn)蘭色、紅色、棕色、乳白色等,主要類型 有水華、赤潮。(1)限制因素:氮、磷(2)富營養(yǎng)化關(guān)鍵:源源不斷流入水體中的營養(yǎng)物質(zhì)N 、P的負(fù)荷量(3)關(guān)鍵因素:溶解氧、溫度、水體的形態(tài)。8.赤潮和水華(1)赤潮:海水中的紅藻、褐藻由于吸收較多的營養(yǎng)物質(zhì)(N、P 等)而過度繁殖,引起海潮 呈赤色的現(xiàn)象。它會造成海水的嚴(yán)重缺氧。(2)水華; 人為向淡水中投入(或排入)生物需要的營養(yǎng)物質(zhì)(N、P 等)后,導(dǎo)致水面上的藻 類瘋長、繁殖,并使水質(zhì)惡化而產(chǎn)生腥臭味,造成魚類及其它生物大量死亡的現(xiàn)象。9.白色污染指各種塑料垃圾對環(huán)境所造成的污染。它們很難降解,會破壞土壤結(jié)構(gòu),10.綠色化學(xué)(1)定義:即環(huán)境友好化學(xué),主要指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用原料,消除廢物和 避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。(2)核心:核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染,因而過程和終 端均為“零排放”或零污染。2(3)理解:綠色化學(xué)是從源頭制止污染,而不是在末端治理污染,在合成方法上應(yīng)具“原子 經(jīng)濟(jì)性”,即盡量使參加過程的原子都進(jìn)入最終產(chǎn)物。(4)應(yīng)用:① 開發(fā)綠色反應(yīng),將原子利用率提高到100%;②使用無毒無害的原料:③選用無毒無害的催化劑:④使用無毒無害的溶劑:⑤發(fā)展“綠色工藝”:⑥開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。二 .化學(xué)與材料1.有機(jī)高分子材料(1)塑料:塑料的主要成分是合成樹脂。常見的有熱塑性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯。 熱固性塑料,如酚醛樹脂。(2)纖維:天然纖維包括纖維素(棉花、麻)、蛋白質(zhì)(蠶絲、羊毛)等。合成纖維包括腈綸、 滌綸、錦綸、尼龍等。(3)橡膠:天然橡膠是異戊二烯的聚合物,是線型高分子,合成橡膠有丁苯橡膠、氯丁橡膠 等。2.無機(jī)非金屬材料(1)玻璃:普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英,其成分為 NaSiO 、CaSiO 、SiO 等熔化在一起得到的物質(zhì),是混合物。(2)水泥:硅酸鹽水泥原料為石灰石和黏土,成分為硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣。(3)陶瓷:陶瓷材料是人類應(yīng)用最早的硅酸鹽材料,制備原料為黏土。(4)硅材料:晶體硅是重要的半導(dǎo)體材料,光導(dǎo)纖維的主要成分是二氧化硅,3.金屬材料:金屬材料通常分為黑色金屬、有色金屬和特種金屬材料。(1)黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括雜質(zhì)總含量<0.2%及含碳量不超過0.0218%的工業(yè)純鐵, 含碳0.0218%~2.11%的鋼,含碳大于2.11%的鑄鐵。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。(2)有色金屬是指除鐵、鉻、錳以外的所有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金 屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等,有色合金的強(qiáng)度和硬度一般比純金屬高,并且電阻大、 電阻溫度系數(shù)小。(3)特種金屬材料包括不同用途的結(jié)構(gòu)金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝 獲得的非晶態(tài)金屬材料,以及準(zhǔn)晶、微晶、納米晶金屬材料等:還有隱身、抗氫、超導(dǎo)、形狀 記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復(fù)合材料等。4. 半導(dǎo)體材料(1)傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料(Si): 光感電池、太陽能電路板、計算機(jī)芯片等。3(2)新型半導(dǎo)體材料: GaN、GaAs、InSb、InN 等等。三.化學(xué)與能源1.從使用程度分(1)常規(guī)能源:指已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源,如煤、石油、天然氣(礦物燃料)、水力。(2)新型能源:利用先進(jìn)技術(shù)所獲得的能源,如太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮堋⒑四艿?2.從能源再生性分(1)可再生能源:在短時間內(nèi)可連續(xù)再生利用的一次能源。例如:水能、風(fēng)能。(2)不可再生能源:經(jīng)過億萬年形成的,短期內(nèi)無法恢復(fù)的能源。例如:煤、石油、天然氣 等。3.從能源的原有形態(tài)是否改變分(1)一次能源:指在自然界中能以現(xiàn)成形式提供的能源,例如:天然氣、煤、石油、水能、 太陽能、風(fēng)能。(2)二次能源:指需要依靠其他能源(也就是一次能源)的能量間接制取的能源,例如:電能、 煤氣、沼氣等。4.從對環(huán)境的影響分(1)綠色能源:在釋放能量的過程中對環(huán)境不造成化學(xué)污染的能源。如氫能、潮汐能、太陽 能。(2)清潔能源:對環(huán)境污染小的能源,如核能、天然氣。(3)不清潔能源:對環(huán)境污染大的能源,如煤直接燃燒。四.化學(xué)資源的開發(fā)利用1.石油(1)石油的分餾:物理變化,得到石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等。(2)石油的裂化:化學(xué)變化,獲得更多的輕質(zhì)油,特別是汽油。(3)石油的裂解:化學(xué)變化,獲得主要有機(jī)化工原料,如乙烯、丙烯、甲烷等。2.煤(1)煤的干餾:化學(xué)變化,隔絕空氣加強(qiáng)熱,得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等。2)煤的氣化:將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程主要是C(s)+HO(g) 離溫co(g)+H.(g)。(3)煤的液化:把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程,如甲醇。五.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、醫(yī)藥1.飲食中的有機(jī)物(1)糖類(C、H、O): 如葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、淀粉,葡萄糖和果糖屬于單糖不能水解;4淀粉和纖維素(CH O )。中的n 值不同,不屬于同分異構(gòu)體。(2)油脂(C 、H 、0): 包含植物油、動物脂肪,油脂水解的產(chǎn)物是高級脂肪酸和甘油,油脂不屬于高分子化合物。(3)蛋白質(zhì)(C、H、0、N等):如雞蛋、牛奶、魚、肉,蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸。(4)維生素:如維生素A、C、D, 維生素A屬于脂溶性維生素,維生素C易溶于水,維生素D可促進(jìn)人體對鈣的吸收。(5)微量元素:如鐵、鋅、硒、碘,缺鐵造成貧血:缺鋅導(dǎo)致發(fā)育不良、抵抗力差:缺碘造成大脖子病;硒是人體必需的微量元素,但不宜攝入過多。2.物質(zhì)在生產(chǎn)、生活、醫(yī)藥中的用途(1)醫(yī)用酒精中乙醇的體積分?jǐn)?shù)為75%,醫(yī)用酒精可使蛋白質(zhì)變性,因而用于消毒。(2)福爾馬林是35%~40%的甲醛水溶液,可以使蛋白質(zhì)變性,是良好的殺菌劑,常作為浸制生物標(biāo) 本的溶液(不可用于食品保鮮)。(3)蛋白質(zhì)受熱變性,所以加熱能殺死病毒。(4)生理鹽水指的是0.90%的氯化鈉溶液, 一般用于靜脈注射、沖洗隱形眼鏡和鼻腔等。(5)硅膠能吸收水分,可用作袋裝食品干燥劑。(6)硅是常用的半導(dǎo)體材料,可用作太陽能電池板。(7)二氧化硅導(dǎo)光能力強(qiáng),并且有硬度和柔韌度,可制作光導(dǎo)纖維。(8)氫氟酸4HF+SiO=2HLO+SiF ↑, 用于氫氟酸雕刻玻璃。(9)二氧化氯具有較強(qiáng)的氧化性,可用于自來水的殺菌消毒。(10)次氯酸鹽具有強(qiáng)氧化性,可作殺菌消毒劑,還可作漂白劑。(11)碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定,加碘食鹽中的含碘物質(zhì)。(12)氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,可用作保護(hù)氣。(13)濃氨水具有揮發(fā)性和還原性,用濃氨水檢驗輸送氯氣的管道是否漏氣。(14)草木灰和硫酸銨反應(yīng)生成氨氣,使肥效降低草木灰和硫酸銨不能混合施用。(15)二氧化硫與氧氣反應(yīng)二氧化硫,可用作葡萄酒的食品添加劑。(16)氦氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、密度小,可用于填充飛艇、氣球。(17)鈉具有較強(qiáng)的還原性,可用于冶煉鈦、鋯、鈮等金屬。(18)NaHCO 受熱分解生成CO , 能與酸反應(yīng)可用作焙制糕點的膨松劑、胃酸中和劑。(19)Na CO 水解使溶液顯堿性,用熱的純堿溶液洗去油污。(20)Na O 與HO、CO 反應(yīng)均生成O , 可用作供氧劑。(21)肥皂水顯堿性,肥皂水作蚊蟲叮咬處的清洗劑。(22)水玻璃不燃不爆,可用作耐火材料。(23)硅酸鈉的水溶液是一種無機(jī)黏合劑,盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞。(24)鋰質(zhì)量輕、比能量大,可用作電池負(fù)極材料。5(25)A1 具有良好的延展性和抗腐蝕性,常用鋁箔包裝物品。(26)鋁有還原性、與氧化鐵反應(yīng)放出大量的熱,可用于焊接鐵軌。(27)MgO、Al O 的熔點很高,作耐高溫材料。(28)明礬水解生成氫氧化鋁膠體,具有吸附性,明礬作凈水劑(混凝劑)。(29)小蘇打溶液和明礬溶液反應(yīng)生成二氧化碳,可以作泡沫滅火器,(30)明礬溶液顯酸性,中國古代利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅銹。(31)AI(OH) 有弱堿性,可用于中和胃酸。(32)鎂鋁合金質(zhì)量輕、強(qiáng)度大,可用作高鐵車廂材料。(33)Fe 具有還原性,可用于防止食品氧化變質(zhì)。(34)Fe O 是紅棕色粉末,可用作紅色顏料。(35)Fe (SO ) 水解生成氫氧化鐵膠體,具有吸附性,可用作凈水劑(混凝劑)。(36)K FeO 是強(qiáng)氧化劑,還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體,可用作新型凈水劑。 (37)CuSO 使蛋白質(zhì)變性誤服CuSO 溶液,喝蛋清或豆?jié){解毒。(38)鐵與電源負(fù)極相連,鐵被保護(hù)鐵閘門與外接電源負(fù)極相連,保護(hù)鐵閘門。(39)BaSO 不溶于水,不與胃酸反應(yīng),在醫(yī)療上進(jìn)行胃部造影前,BaSO 用作患者服用的“鋇餐”。(40)蠶絲(或羊毛)灼燒時有燒焦羽毛的氣味,灼燒法可以區(qū)別蠶絲(或羊毛)和人造纖維 (41)聚乙烯性質(zhì)穩(wěn)定、無毒,聚氯乙烯有毒,則聚乙烯可作食品包裝袋,聚氯乙烯不能 (42)植物油中含有碳碳雙鍵,能發(fā)生加成反應(yīng),植物油氫化制人造奶油(43)聚四氟乙烯具有抗酸、抗堿、抗各種有機(jī)溶劑的特點,可用于廚具表面涂層(44)甘油具有吸水性,可作護(hù)膚保濕劑(45)淀粉遇碘顯藍(lán)色,可以用于鑒別淀粉與其他物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、木纖維等)(46)食醋與碳酸鈣反應(yīng)生成可溶于水的醋酸鈣,可以用食醋除水垢(47)阿司匹林顯酸性,服用阿司匹林出現(xiàn)水楊酸反應(yīng)時,用 NaHCO3 溶液解毒(48)乙烯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,可用高錳酸鉀溶液鑒別乙烯和甲烷(49)乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯,燒菜時加入醋和料酒可提香(50)油脂在堿性條件下水解為高級脂肪酸鹽和甘油,可制肥皂六.化學(xué)與傳統(tǒng)文化1.經(jīng)典史料中的化學(xué)物質(zhì)(1)《漢書》中“高奴縣有洧水可燃”,這里的“洧水”指的是石油。(2)《黃白第十六》中“曾青涂鐵,鐵赤如銅”,其中“曾青”是可溶性銅鹽。(3)《本草綱目》中“冬月灶中所燒薪柴之灰,令人以灰淋汁,取堿浣衣”中的堿是KCO。 (4)《天工開物》中“凡石灰經(jīng)火焚煉為用”里的“石灰”指的是 CaCO 。(5)《神農(nóng)本草經(jīng)》中“水銀……熔化(加熱)還復(fù)為丹”里的“丹”是HgO。(6)《夢溪筆談·器用》中“古人以劑鋼為刃,柔鐵為莖干,不爾則多斷折”的“劑鋼”是指鐵6的合金。(7)唐代劉禹錫撰于818年的《傳信方》中有這樣一段描述“治氣痢巴石丸,取白礬一大斤,以炭火凈地?zé)钪M,則其色如雪,謂之巴石”,巴石主要化學(xué)成分為KAl(SO) ·12H O。(8)戰(zhàn)國所著《周禮》中記載沿海古人“煤餅燒蠣房成灰”(“蠣房”即牡蠣殼),并把這種灰稱為“蜃”,“蜃”的主要成分為CaO。(9)《詠煤炭》(明·于謙)中“鑿開混沌得烏金……不辭辛苦出山林”其中“烏金”的主要成分是煤炭。(10)《天工開物》中有如下描述:“世間絲、麻、裘、褐皆具素質(zhì)……”文中的“裘”主要成分是蛋白質(zhì)。(11)《本草綱目拾遺》中在藥物名“鼻沖水”條目下寫到:貯以玻璃瓶,緊塞其口,勿使泄氣,則藥力不減.氣甚辛烈,觸人腦,非有病不可嗅。鼻沖水指的是氨水。(12)古代科學(xué)家方以智在其《物理小識》卷七《金石類》中指出:“有硒水者,剪銀塊投之,則旋而為水”,“硒水”指的是硝酸;(13)《易經(jīng)》記載:“澤中有火”,“上火下澤”。“澤中有火”是石油蒸氣在湖泊池沼水面上起火現(xiàn)象的描述。石油蒸氣是指沼氣,即甲烷氣體。(14)《天工開物》記載“人賤者短褐、臬裳,冬以御寒,夏以蔽體,其質(zhì)造物之所具也。屬草木者,為臬、麻、茼、葛……”文中的“臬、麻、茼、葛”屬于纖維素。(15)《本草綱目》中“采蒿蓼之屬,曬干燒灰,以水淋汁, ……洗衣發(fā)面,亦去垢發(fā)面。”文中所描述之物為KCO 。(16)傅鶉觚集·太子少傅箴》中寫道:“夫金木無常,方園應(yīng)行,亦有隱括,習(xí)與性形。故近朱者赤,近墨者黑。”這里的“朱”指的是 HgS。(17)《本草綱目》如下敘述:“本作頗黎。頗黎,國名也。其瑩如水,其堅如玉,故名水玉,與水精同名……有酒色、紫色、白色,瑩澈與水精相似”——指玻璃。(18)《清嘉錄》中記載:“研雄黃末,屑蒲根,和酒以飲,謂之雄黃酒”,其中“雄黃”的主要成分是AsS 。(19)《集注》“雞屎礬不入藥用,惟堪鍍作,以合熟銅;投苦酒(醋)中,涂鐵皆作銅色,外雖銅色,內(nèi)質(zhì)不變”中雞屎礬指堿式硫酸銅或堿式碳酸銅。(20)《新修本草》是我國古代中藥學(xué)著作之一,記載844種,其中關(guān)于“青礬”的描述為:“本來綠色,新出窟未見風(fēng)者,正如琉璃……,燒之赤色……”“青礬”的主要成分為 FeSO ·7H O。 2.經(jīng)典史料中的化學(xué)工藝(1)鋅的冶煉:明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi), ……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅, ……冷淀,毀罐取出, ……,即倭鉛也”(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,泥罐中摻有煤炭)。其冶煉Zn的方程式為ZnCO +2c畫溫Zn+73C0t。(2)青銅的冶煉:冶煉青銅的過程較復(fù)雜,大概為先把選好的礦石加入熔劑,再放在煉爐內(nèi),燃 木炭熔煉,等火候成熟,取精煉銅液,棄去煉渣,即得初銅。初銅仍比較粗,需再經(jīng)提煉才 能獲得純凈的紅銅。 紅銅加錫、鉛熔成合金,即是青銅。鑄造青銅必須解決采礦、熔煉、銅、 錫、鉛合金成分的比例配制、熔爐和坩堝爐的制造等一系列技術(shù)問題。(3)膽銅法煉銅:用膽水煉銅是中國古代冶金化學(xué)中的一項重要發(fā)明。這種工藝是利用金屬鐵將 膽礬溶液中的銅離子置換出來,還原為金屬銅,再熔煉成錠。早在西漢時就已有人覺察到這一 化學(xué)反應(yīng),《淮南萬畢術(shù)》、《神農(nóng)本草經(jīng)》就提到:“白青(堿式碳酸銅)得鐵化為銅”,“石膽…… 能化鐵為銅”。(4)淘冶黃金:黃金都是以游離狀態(tài)存在于自然界,分沙金和脈金(小金)兩種。歷史上的早期采 金技術(shù)都是“沙里淘金”。例如,《韓非子·內(nèi)儲說上》提到“麗水之中生金”。(5)銀的冶煉:銀雖有以游離狀態(tài)或銀金合金狀態(tài)(黃銀)存在于自然界的,但很少,主要以硫化 礦形式存在,并多 與鉛礦共生。中國大約在春秋初期才開始采集銀, 東漢時期發(fā)明了以 黑錫(鉛)結(jié)金銀的“灰吹法”。明代著作《菽園雜記》、《天工開物》中有翔實記載。(6)汞的冶煉: 在自然界中雖有游離態(tài)汞存在,但量很少,主要以丹砂(硫化汞)狀態(tài)存在。方 士們在密閉的設(shè)備中升煉水銀,先后利用過石灰石、黃礬、赤銅、黑鉛、鐵和炭末來促進(jìn)硫 化汞的分解。南宋時期發(fā)明了蒸餾水銀的工藝,設(shè)計了專用的裝置,《天工開物》中也有類 似記載。在中國的醫(yī)藥化學(xué)中還曾利用過鉛汞齊、錫汞齊。唐代已開始用銀錫汞齊作為補(bǔ)牙 劑。(7)黃銅的冶煉:明代以前,這種合金是利用爐甘石(碳酸鋅礦)和金屬銅、木炭合煉而成的。這 個煉制方法的記載最早見于五代末期的“日華子點庚法”,是一個煉金術(shù)的配方。(8)鎳白銅的冶煉:鎳白銅自古是中國云南的特產(chǎn)。東晉常球《華陽國志》就已記載:“螳螂縣 因山名也,出銀、鉛、白銅、雜藥。”明代云南已大量生產(chǎn)似銀的鋅鎳銅合金,含銅40%~ 58%,鎳7.7%~31.6%,鋅25.4%~45%,稱為“中國白銅”。(9)《新修本草》對“青礬”的描述:“本來綠色, ……正如瑙璃……燒之赤色……”,“燒之赤 色”指的是“煅燒”。(10)《徐光啟手記》中記載了“造強(qiáng)水法”:“綠礬(FeSO4·7H20)五斤(多少任意),硝五斤。將 礬炒去,約折五分之一。將二味同研細(xì),聽用。次用鐵作鍋……鍋下起火……取起冷定, 開壇則藥化為水,而鍋亦壞矣。用水入五金皆成水,惟黃金不化水中,加鹽則化……強(qiáng)水用 過無力……”。相當(dāng)于“王水”的配制。(11)《呂氏春秋》中有關(guān)于青銅的記載:“金(銅)柔錫柔,合兩柔則為剛,燔(燒)之則為淖(液 體)”。相當(dāng)于“合金”的制備。(12)造紙:《天工開物》記載,竹紙制造分為六個步驟:以我國古書《天工開物》卷中所記載的 竹紙制造方法為例,步驟如下:8①斬竹漂塘:將新砍下的嫩竹放入池塘中,浸泡一百日以上,利用天然微生物分解并洗去竹子的青皮:② 煮徨足火:放入“徨”桶內(nèi)與石灰一道蒸煮,利用石灰的堿性脫脂、殺死微生物等;③ 春白:把上述處理的竹子,放入石白中打爛,形同泥面;④蕩料入簾:將被打爛的竹料倒入水槽內(nèi),并以竹簾在水中蕩料,竹料成為薄層附于竹簾上面:⑤ 覆簾壓紙:將竹簾反過來,使?jié)窦埪溆诎迳稀V貜?fù)蕩料與覆簾步驟,疊積上千張濕紙后,加 木板重壓以擠去大部分的水;⑥ 透火焙干:將濕紙逐張揚(yáng)起,生火焙干。(13)燒制陶器:陶瓷釉料中主要含有一些金屬及其化合物,在高溫?zé)茣r金屬及其化合物發(fā)生 不同的氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生不同顏色的物質(zhì)。(14)釀酒:據(jù)《禮記》記載,西周已有相當(dāng)豐富的釀酒經(jīng)驗和完整的釀酒技術(shù)規(guī)程,其中“月 令篇”敘述了負(fù)責(zé)釀酒事宜的官“大酋”在仲冬釀酒時必須監(jiān)管好的6個環(huán)節(jié):“秫稻必齊, 曲蘗必時,湛熾必潔、水泉必香,陶器必良,火齊必得,兼用六物。”方法:先用米曲霉、黃 曲霉等將淀粉水解為葡萄糖,稱為糖化:再用酵母菌將葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生酒精,發(fā)酵后的混合 料經(jīng)過蒸餾,得到白酒和酒糟。3.傳統(tǒng)文化涉及“變化”的判斷由古代文獻(xiàn)記載的內(nèi)容,聯(lián)系化學(xué)反應(yīng),判斷是否為化學(xué)變化、物理變化:判斷化學(xué)反應(yīng) 的類型,如置換反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。(1)“烈火焚燒若等閑”,該過程涉及化學(xué)變化——碳酸鈣的分解。(2)“熬膽礬(CuSO4·5H2O)鐵釜,久之亦化為銅”,涉及的反應(yīng)類型為置換反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)。(3)北宋《千里江山圖》中的顏料來自于礦物質(zhì),并經(jīng)研磨、溶解、過濾這三道工序獲得,這三 道工序涉及的均是物理變化。(4)《本草圖經(jīng)》中“綠礬形似樸消(Na SO 10H O)而綠色,取此物置于鐵板上,聚炭,封之囊袋, 吹令火熾只,, 其礬即沸,流出,色赤如融金汁者是真也”里的“綠礬”是FeSO 7H O, 描述 了綠礬受熱分解的現(xiàn)象。4.傳統(tǒng)文化涉及“分離”方法的判斷根據(jù)過程判斷分離和提純的常見方法,如蒸餾、蒸發(fā)、升華、萃取等。(1)“自元時始創(chuàng)其法,用濃酒和槽入甄,蒸令氣上……其清如水,味極濃烈,蓋酒露也。”該過程涉及蒸餾操作;(2)《本草綱目》中記載:“此即地霜也,所在山澤,冬月地上有霜,掃取以水淋汁,后乃煎煉而成”。“煎煉”涉及蒸發(fā)、結(jié)晶操作;(3)《本草綱目》中對堿式碳酸鉛制備過程有如下敘述:“每鉛百斤,熔化,削成薄片,卷作筒,安木甑內(nèi)。甑下甑中各安醋一瓶,外以鹽泥固濟(jì),紙封甑縫。風(fēng)爐安火四周,養(yǎng)一七,便掃入水缸內(nèi)。依舊封養(yǎng),次次如此,鉛盡為度。”文中涉及的操作方法是蒸餾:(4)“凡酸壞之酒,皆可蒸燒”,這種分離方法是蒸餾;(5)《天工開物》中對“海水鹽”有如下描述:“凡煎鹽鍋古謂之牢盆, ……其下列灶燃薪,多者十二三眼,少者七八眼,共煎此盤, ……火燃釜底,滾沸延及成鹽。”文中涉及的操作有9加熱、蒸發(fā)、結(jié)晶。(6)《泉州府志》中有:“元時南安有黃長者為宅煮糖,宅垣忽壞,去土而糖白,后人遂效之。”其原理是泥土具有吸附作用,能將紅糖變白糖(7)《本草綱目》中記載:“近時惟以糯米或粳米或黍或秫或大麥蒸熟,和曲釀甕中七日,以甑蒸取”。文中涉及的操作為蒸餾。(8)《本草綱目》對輕粉(HgCl) 的制法作如下記載:“用水銀一兩,白礬二兩,食鹽一兩,同 研不見星,鋪于鐵器內(nèi),以小烏盆覆之。篩灶灰,鹽水和,封固盆口。以炭打二炷香取開, 則粉升于盆上矣。其白如雪,輕盈可愛。 一兩汞,可升粉八錢。”文中涉及的操作為升華。(9)《茶疏》中對泡茶過程有如下記載:“治壺、投茶、出浴、淋壺、燙杯、畫茶、品茶……”, 泡茶過程涉及的操作有溶解、過濾。(10)《物理小識》中“以汞和金涂銀器上,成白色,入火則汞去而金存,數(shù)次即黃”,該過程為 汽化。(11)《游宦紀(jì)聞》中記載了民間制取花露水的方法:“錫為小甑,實花一重,香骨一重,常使花 多于香。竅甑之傍,以泄汗液,以器貯之”。文中涉及的操作氣體的冷凝過程。(12)《本草衍義》中對精制砒霜過程有如下敘述:“取砒之法,將生砒就置火上,以器覆之,令 砒煙上飛著覆器,遂凝結(jié)累然下垂如乳,尖長者為勝,平短者次之。”文中涉及的操作方法 是升華。5. 傳統(tǒng)文化涉及化學(xué)反應(yīng)原理(1)《天工開物》中記載:“金黃色(櫨木煎水染,復(fù)用麻稿灰淋,堿水漂)……象牙色(櫨木煎水 薄染,或用黃土)”。涉及化學(xué)平衡的移動(櫨木中的黃木素在酸性介質(zhì)中呈淡黃色,而在堿 性介質(zhì)中呈金黃色,這是因為植物染料色素一般是有機(jī)弱酸或有機(jī)弱堿,具有酸堿指示劑的 性質(zhì),在不同的酸、堿性介質(zhì)中能發(fā)生化學(xué)平衡的移動)。(2)《本草經(jīng)集注》中“強(qiáng)燒之,紫青煙起,仍成灰。不停沸如樸硝,云是真硝石也”。涉及焰 色反應(yīng)(硝石的主要成分為硝酸鉀,鉀元素焰色反應(yīng)為紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃),利用焰色反 應(yīng)來辨別“硝石”真假)。(3)《過江州岸,回望廬山》 中“廬山山南刷銅綠”。粗銅發(fā)生電化腐蝕。10物質(zhì)俗稱與用途歸納1、識記常見混合物的成分與俗名(1)硫酸鹽類:1、皓礬:ZnSO 7H O 2、鋇餐,重晶石: BaSO 3、綠礬,皂礬,青礬: FeSO 7H O 4、芒硝,樸硝,皮硝:Na SO -10H O5、明礬: KAl(SO ) -I2H O7、膽礬、藍(lán)礬: CuSO ·5H O(2)礦石類:1、瑩石: CaF 6、生石膏: CaSO 2H O; 熟石膏:2CaSO H O8、莫爾鹽:(NH4)2SOxFeSO 6H O2、 光鹵石:KClMgCl 6H O3、黃銅礦: CuFeS 4、礬土: Al O H O-A O ·3H O 和少量Fe O ·SiO 5、磁鐵礦石: Fe O (俗稱磁性氧化鐵 6、赤鐵礦石: Fe O (俗稱鐵紅)7、石英: SiO 8、硼砂: Na B O 10H O9、剛玉(藍(lán)寶石、紅寶石):天然產(chǎn)的無色氧化鋁晶體10、黃鐵礦、硫鐵礦(愚人金): FeS 11、爐甘石: ZnCO 12、 智利硝石: NaNO 13、滑石:3MgO-4SiO -H O14、大理石(方解石、石灰石): CaCO 15、孔雀石或銅綠: Cu (OH) CO 16、白云石: MgCO CaCO 28、錫石: SnO;(3)氣體類:(等混合氣體)1、高爐煤氣: CO,CO 3、天然氣(沼氣): CH 5、焦?fàn)t氣: CH ,CO,H ,C H 為主7、爆鳴氣: H 和O 9、裂化氣: C ~C 的烷烴、烯烴17、冰晶石:Na AlF 19、輝銅礦: Cu S 20.電石:CaC 2、水煤氣: CO,H 的混合氣體4、液化石油氣:CHg,C H 為主6、裂解氣: CH 、C H 等8、笑氣:N O10、電石氣: C H (通常含H S 、PH 等)**注:標(biāo)況下不是氣態(tài)的物質(zhì)常考的有SO 、H 0、HF、酒精、苯、二氯甲烷、三氯甲烷、、四氯化碳。(3)有機(jī)類:1、福爾馬林: HCHO (蟻醛)的水溶液 2、蟻酸: HCOOH3、尿素: (NH CNO) 或 CO(NH ) 4、氯仿: CHCl 5、木精(工業(yè)酒精): CH OH 6、甘油: CH OH-CHOH-CH OH7、硬脂酸 :C H COOH 8、軟脂酸: CisH COOH9、油酸: CrH OH 10、肥皂: CrH sCOONa11、銀氨溶液: [Ag(NH ) 12、乳酸: CH CHOH-COOH1113、 葡萄糖: C H O 14、 蔗糖: C H O 15、 核糖: CH OH(CHOH) CHO 16、 脫氧核糖: CH OH(CHOH) CH -CH 17、 淀粉: (C H oO )。 18、 銀氨溶液: [Ag(NH ) JOH(4)其他類:1、 石灰乳、熟石灰、消石灰、白灰: Ca(OH) 2、 足球烯: Co3、 銅綠: Cu (OH) CO 5、 碳酸氫鈉、小蘇打: NaHCO 7、 水玻璃:Na SiO (泡火堿)的水溶液4、 碳酸鈉、純堿、蘇打: Na CO 6、王水:HCl,HNO (3:1 體積比)8、大蘇打(海波):Na S O 9、 鹽鹵: MgCl 6H O 12、 朱砂、辰砂:HgS10、雌黃: As S 13、砒霜: As O 11、雄黃: As S 14、瀉鹽:MgSO 7H O15、波爾多液:CuSO +Ca(OH) 17、 氫氧化鈉:燒堿、火堿、苛性鈉、NaOH 19、 氟化鈣:螢石、氟石、CaF 16、鈦白粉: TiO 18、氫氧化鉀:苛性鉀、KOH20、 硝酸鉀:智利硝石、火硝、KNO 21、 過磷酸鈣(普鈣):硫酸鈣和硫酸二氫鈣、Ca(H PO ) 和 2CaSO 22、 重過磷酸鈣:磷酸二氫鈣、重鈣、Ca(H PO ) 23、 二氧化碳(固體):干冰、CO 24、 碳酸鈣:石灰石、方解石、大理石、白堊、CaCO 23、 碳化硅:金剛砂、SiC 24 、 二氧化硅:石英、水晶、SiO 25、 硅酸鈉溶液:水玻璃、泡花堿、Na SiO 26、 氧化鋁:剛玉、AL O 27、 亞鐵青化鉀:黃血鹽、K (Fe(CN)o) 亞鐵氫化鉀:普魯士藍(lán)、K Fe(CN) 31、 堿石灰: CaO 和NaOH的混合物28、鐵氫化鉀:赤血鹽、k (Fe(CN) ) 29、30、漂白粉: Ca(CIO) 和CaCl 32、鋁熱劑:鋁和其他金屬混合物2、 識記常見物質(zhì)的用途1. 干冰、AgI 晶體——人工降雨劑2.AgBr—— 照相感光劑3.K、Na 合金(I)——原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱4. 銣、銫——光電效應(yīng)5. 鈉——很強(qiáng)的還原劑,制高壓鈉燈6.NaHCO 、AI(OH)s ——治療胃酸過多, NaHCO 還是發(fā)酵粉的主要成分之一7.Na CO —— 廣泛用于玻璃、制皂、造紙、紡織等工業(yè),也可以用來制造其他鈉的化合物 8. 皓礬——防腐劑、收斂劑、媒染劑9. 明礬——凈水劑10. 重晶石—— “鋇餐”11. 波爾多液——農(nóng)藥、消毒殺菌劑1212.SO —— 漂白劑、防腐劑、制H SO 13. 白磷——制高純度磷酸、燃燒彈14. 紅磷——制安全火柴、農(nóng)藥等15. 氯氣——漂白(HCIO)、消毒殺菌等16.Na O —— 漂白劑、供氧劑、氧化劑等17. H O —— 氧化劑、漂白劑、消毒劑、脫氯劑、火箭燃料等18.O —— 漂白劑(脫色劑)、消毒殺菌劑、吸收紫外線(地球保護(hù)傘)19. 石膏——制模型、水泥硬化調(diào)節(jié)劑、做豆腐中用它使蛋白質(zhì)凝聚(鹽析);20. 苯酚——環(huán)境、醫(yī)療器械的消毒劑、重要化工原料21. 乙烯——果實催熟劑、有機(jī)合成基礎(chǔ)原料22. 甲醛——重要的有機(jī)合成原料:農(nóng)業(yè)上用作農(nóng)藥,用于制緩效肥料:殺菌、防腐,35%~40%的甲醛溶液用于浸制生物23. 苯甲酸及其鈉鹽、丙酸鈣等——防腐劑24. 維生素C、E 等——抗氧化劑25. 葡萄糖——用于制鏡業(yè)、糖果業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等26.SiO 纖維——光導(dǎo)纖維(光纖),廣泛用于通訊、醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控、照明等方 面。27. 高分子分離膜——有選擇性地讓某些物質(zhì)通過,而把另外一些物質(zhì)分離掉。廣泛應(yīng)用于廢 液的處理及廢液中用成分的回收、海水和苦咸水的淡化、食品工業(yè)、氯 堿工業(yè)等物質(zhì)的分離上,而且還能用在各種能量的轉(zhuǎn)換上等等。28. 硅聚合物、聚氨酯等高分子材料——用于制各種人造器官29. 氧化鋁陶瓷(人造剛玉)——高級耐火材料,如制坩堝、高溫爐管等;制剛玉球磨機(jī)、高壓 鈉燈的燈管等。30. 氮化硅陶瓷——超硬物質(zhì),本身具有潤滑性,并且耐磨損:除氫氟酸外,它不與其他無機(jī)酸反 應(yīng),抗腐蝕能力強(qiáng),高溫時也能抗氧化,而且也能抗冷熱沖擊。常用來制造軸承、汽輪機(jī)葉片、 機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件:也可以用來制造柴油機(jī)。31. 碳化硼陶瓷——廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、原子能工業(yè)、宇航事業(yè)等方面,13離子反應(yīng)(一)離子方程式的書寫1.“少定多變”法突破酸式鹽與堿反應(yīng)離子方程式的書寫(1)“少定”就是把相對量較少的物質(zhì)定為“1mol”, 若少量物質(zhì)有兩種或兩種以上離子參 加反應(yīng),則參加反應(yīng)的離子的物質(zhì)的量之比與原物質(zhì)組成比相符。(2)“多變”就是過量的反應(yīng)物,其離子的化學(xué)計量數(shù)根據(jù)反應(yīng)實際需求量來確定,不受化 學(xué)式中的比例制約,是可變的。如少量NaHCO 與足量Ca(OH)z溶液的反應(yīng):“少定”——即定HCOF的物質(zhì)的量為1 mol,“多變”——1molHCOZ能與1 molOH發(fā)生反應(yīng),得到1 mol HO和1 mol C0-,1 mol C 再與1 mol Ca *結(jié)合生成CaCO 沉淀。離子方程式為HCO5+Ca +0H~=CaCO ↓+H O.2. 競爭型反應(yīng)離子方程式的書寫——競爭反應(yīng),強(qiáng)者優(yōu)先(1)氧化還原反應(yīng)與非氧化還原反應(yīng)的競爭, 一般是氧化還原反應(yīng)優(yōu)先。(2)氧化還原反應(yīng)中氧化性(還原性)強(qiáng)的優(yōu)先,如還原性 I->Fe *>Br~, 則與 Cl 反應(yīng)的順 序為I>Fe >Br~。(3)非氧化還原反應(yīng)中性質(zhì)強(qiáng)者優(yōu)先,如向含OH~、CO ~、A10Z的溶液中滴加鹽酸,反應(yīng)順 序為OH->A10Z>C05-。3.離子方程式書寫的基本規(guī)律要求(1)合事實:離子反應(yīng)要符合客觀事實,不可臆造產(chǎn)物及反應(yīng)。(2)式正確:化學(xué)式與離子符號書寫正確合理。(3)號實際:“==”“↑”“!”等符號符合實際。(4)三守恒:兩邊各元素原子數(shù)、電荷數(shù)必須守恒,氧化還原反應(yīng)離子方程式中氧化劑得電子 總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)要相等。(5)明類型:依據(jù)離子反應(yīng)原理,分清類型,總結(jié)方法技巧。(6)細(xì)檢查:結(jié)合書寫離子方程式過程中易出現(xiàn)的錯誤,細(xì)心檢查。(二)離子方程式的正誤判斷1、判斷離子方程式正誤的四個關(guān)鍵點審清題意 “ 三 注 意 ” 注意反應(yīng)環(huán)境注意操作順序注意反應(yīng)物之間量的關(guān)系化學(xué)式拆寫 “ 四 原 則 ” 易溶強(qiáng)電解質(zhì)拆,弱電解質(zhì)、難溶物不拆微溶物清拆濁不拆單質(zhì)、氧化物不拆濃硫酸不拆,濃鹽酸、濃硝酸、稀硫酸拆14反應(yīng)產(chǎn)物 “ 三 分 析 ” 分析量不同時的產(chǎn)物分析是否漏掉同步反應(yīng)分析變價元素的產(chǎn)物方程式遵循 “ 三守恒 ” 原子是否守恒電荷是否守恒電子轉(zhuǎn)移是否守恒(三)離子共存1.正確判斷離子大量共存的前提——常見離子的性質(zhì)顏色 MnO7(紫紅)、Cu *(藍(lán))、Fe+(淺綠)、Fe*(黃)氧化性 C10~、MnO 、NO (H+)、Fe 、Cr:0 ~還原性 S -(HS~)、SO~(HSOE)、I~、Br~、Fe水解顯酸性 A1 +、Mg +、NH、Cu *、Fe *、Fe *、Zn +水解顯堿性 A10Z、S -、S0-、CO、SiO-、C1O~、CHCOO~兩性離子 HCO=、HS~、HSOZ、HPO~、HPO 注:“兩性離子”指既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的離子, 一般為多元弱酸的酸式酸根離子。2. 突破離子共存判斷中的常設(shè)“陷阱”(1)警惕“顏色”陷阱:若限定溶液無色,則Cu*、Fe *、Fe *、MnO7等有色離子不能大量 存在。(2)警惕溶液酸堿性的幾種表示方法①表示酸性的溶液a.pHK7 或 c(H)>c(OH-) 的溶液:b. 能使紫色石蕊試液或甲基橙顯紅色的溶液;c. 能使pH試紙顯紅色的溶液。②表示堿性的溶液a.pH>7 或 c(H+)b. 能使酚酞試液顯紅色或紫色石蕊試液顯藍(lán)色的溶液:c. 能使pH試紙顯藍(lán)色的溶液。③表示既可能為酸性溶液又可能為堿性溶液a. 與 Al 反應(yīng)放出H的溶液;b. 由水電離的 c(H)=1×10~°mol·L- '或由水電離的 c(OH-)=1×10~°mol·L- '的溶液(常溫下 n≠7, 若 n>7 表示加酸或堿抑制水的電離, K7 表示水解呈酸性或堿性的鹽溶液)。 (3)警惕相互促進(jìn)水解的兩種情況①NI 與 CHCOO~、CO ,Mg* 與HCO7等組合中,雖然存在相互促進(jìn)水解情況,但水解程度 較小,在溶液中仍能大量共存。②Al*與 C05-、HCOZ、A10Z、S -、HS~相互促進(jìn)水解,生成沉淀和氣體,不能大量共存。 Fe *與CO 、HCO5、Al0Z相互促進(jìn)水解,不能大量共存(Fe *與S ~、HS-發(fā)生氧化還原反應(yīng)不能 大量共存)。(4)警惕幾種隱含情況①含有大量Fe 艸的溶液,隱含是酸性溶液,并具有強(qiáng)氧化性。15②含有大量 NOZ的溶液,隱含是酸性條件下具有強(qiáng)氧化性。③含有大量 A107的溶液,隱含是堿性溶液。④含大量 S~ 、SG~的溶液,隱含不是酸性溶液。3.離子不能大量共存的原因(1)離子之間相互結(jié)合生成難溶物質(zhì)。如Ca*和CO 生成CaCO ,H和 SiO ~生成 H.SiO ,Cu” 和OH生成Cu(OH)z等。AlOZ與HCO7不能大量共存:AlOZ+HCO5+H O=Al(OH)↓+CO。(2)離子之間相互結(jié)合生成氣態(tài)物質(zhì)。如H和S 生成HS,H 和HCO 生成CO 等。(3)離子之間相互結(jié)合生成弱電解質(zhì)。如 H與 CH COO、OH、PO等分別結(jié)合生成弱電解質(zhì) CHCOOH 、HO 、HPO 等 。(4)離子之間彼此促進(jìn)水解。如 Al* 、Fe*分別與AlO 、HCO 、COZ~、S 等發(fā)生相互促進(jìn)的 水解反應(yīng)生成沉淀或氣體。(5)離子之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如Fe” 、S~ 、I 、SO 分別與NO (H) 、C10因發(fā)生氧化還 原反應(yīng)而不能大量共存;Fe”與S° 、I 等因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。(6)離子之間能發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)。如 Fe*和SCN不能大量共存。(四)離子推斷1.解答離子推斷題的原則(1)肯定性原則:根據(jù)實驗現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子(記住幾種常見的 有色離子:Fe*、Fe* 、Cu 、MnO 、CrO 、CrO ~等)。(2)互斥性原則:在肯定某些離子存在的同時,結(jié)合離子共存規(guī)律,否定一些離子的存在(要 注意題目中的隱含條件,如:酸性、堿性、指示劑的顏色變化、與鋁反應(yīng)產(chǎn)生H、 水的電離情況 等)。(3)電中性原則:溶液呈電中性, 一定既有陽離子,又有陰離子,且溶液中正電荷總數(shù)與負(fù)電 荷總數(shù)相等(這一原則可幫助我們確定一些隱含的離子)。(4)進(jìn)出性原則:通常是在實驗過程中使用,是指在實驗過程中反應(yīng)生成的離子或引入的離 子對后續(xù)實驗的干擾。2.離子推斷常見解題思路離子推斷題將離子共存、離子檢驗設(shè)定在一個可能的離子組中,要求通過多重推斷,確定某 些離子肯定存在,某些離子肯定不存在,某些離子不能確定是否存在,有的最后還設(shè)置一個探究 問題或者一個計算題。其一般解題思路如下所示:根據(jù)實驗操作和反應(yīng)現(xiàn) 根據(jù)能否共存,判 根據(jù)電荷守恒,判斷還含有象,判斷一定含有的離子 斷一定不含的離子 的離子或可能含有的離子3. 電荷守恒在定量型離子推斷試題中的應(yīng)用離子定量推斷試題常根據(jù)離子的物質(zhì)的量(或濃度)定量推斷最后一種離子的存在:如果多種離 子共存,且只有一種離子的物質(zhì)的量未知,可以用電荷守恒來確定最后一種離子是否存在,即 陽離子所帶的正電荷總數(shù)等于陰離子所帶的負(fù)電荷總數(shù)。16氧化還原反應(yīng)( 一 )氧化還原反應(yīng)的基本概念1. 氧化還原反應(yīng)的概念之間的關(guān)系(化合價降紙得到電子,發(fā)生還原反度生成氧 化劑+還原劑—→還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物生成化合價升高失去電子。發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑具有。氧化性發(fā)生!還原反應(yīng) 被還原生成[還原產(chǎn)物物質(zhì)(都是反應(yīng)物)還原劑氧化反應(yīng)被氧化氧化產(chǎn)物還原性具有。發(fā)生」生成[性質(zhì)反應(yīng)應(yīng)過程產(chǎn)物)概括為“升失氧、降得還,劑性一致、其他相反”。2.電子轉(zhuǎn)移的表示方法:雙線橋法、單線橋法。(二)氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用1. 氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷1)根據(jù)方程式:氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物(>還原劑),還原性:還原劑>還原產(chǎn)物(>氧 化劑)。2)根據(jù)元素周期表:①同主族元素從上到下原子還原性增強(qiáng)(氧化性減弱),離子氧化性減 弱(還原性增強(qiáng))②同周期元素,從左向右原子還原性減弱,氧化性增強(qiáng)。3)物質(zhì)活動順序表:①按照金屬活動性順序,排在前面的金屬元素其原子的還原性強(qiáng),排在后面的金屬元素其陽離子的氧化性強(qiáng)。例如,還原性Na>Mg>AI, 氧 化 性Cu >H>Zn ②根據(jù)非金屬活動性順序比較。按 F 、0 、CI 、B 、I 、S 的順序從左向右原子氧化性 減弱,而陰離子還原性增強(qiáng)。4)根據(jù)反應(yīng)條件:從是否加熱、溫度高低、濃度大小、有無催化劑等來比較。5)根據(jù)氧化產(chǎn)物的價態(tài)高低判斷:不同氧化劑與同 一 還原劑反應(yīng),看還原劑被氧化的程度。 使其呈高價態(tài)者氧化性強(qiáng)。同理可得:不同還原劑與同一氧化劑反應(yīng),看氧化劑被還原的程度。 使其呈低價態(tài)者還原性強(qiáng)。6)電化學(xué)原理:氧化性還原性可以根據(jù)電化學(xué)原理來判斷:(1)①原電池:作為負(fù)極的物質(zhì) 的還原性強(qiáng)于正極的物質(zhì)。②電解池:先在陰極放電的陽離子的氧化性較強(qiáng),先在陽極放電的陰離子的還原性較強(qiáng)。7)根據(jù)物質(zhì)的濃度大小比較判斷:如MnO 只能與濃鹽酸反應(yīng),與稀鹽酸不反應(yīng),說明濃鹽 酸的還原性比稀鹽酸強(qiáng)。故濃度越大,氧化性(或還原性)越強(qiáng)。8)根據(jù)反應(yīng)的劇烈程度:反應(yīng)越劇烈,對應(yīng)物質(zhì)的氧化性或還原性越強(qiáng)。9)根據(jù)溶液酸堿性的判斷:溶液得酸堿度。 一 般在酸性環(huán)境下,氧化性較強(qiáng),如酸性KMO 17或酸性 KCrO 2. 氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律及應(yīng)用1)守恒規(guī)律:(1)內(nèi)容:化合價有升必有降,電子有得必有失。氧化還原反應(yīng)中,化合價升高守恒、電子 的是守恒。(2)應(yīng)用:①用于氧化還原反應(yīng)的某些量的計算;②用于氧化還原反應(yīng)方程式的配平; ③ 判斷反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)。2)價態(tài)規(guī)律:(1)內(nèi)容:元素最高價只有氧化性:最低價只有還原性:中間價態(tài)既有氧化性又有還原性,但主要呈現(xiàn)一種性質(zhì)。如 SO 有較強(qiáng)的還原性和較弱的氧化性。(2)應(yīng)用:判斷元素或物質(zhì)氧化性或還原性的有無。3)強(qiáng)弱規(guī)律:(1)內(nèi)容:強(qiáng)制弱,同一反應(yīng)中氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物:還原性:還原劑>還原產(chǎn)物. (2)應(yīng)用:①在適宜條件下,用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性較弱的物質(zhì),或用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性較弱的物質(zhì):; ②判斷氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行:③比較微粒氧化性或還原性強(qiáng)弱應(yīng)用:A.比較物質(zhì)間氧化性或還原性的強(qiáng)弱: B.在適宜條件下,用氧化性強(qiáng)的物質(zhì)制備氧化性弱的物質(zhì)或用還原性強(qiáng)的物質(zhì)制備還原性弱的物質(zhì)。4)轉(zhuǎn)化規(guī)律(鄰位規(guī)則或不交叉規(guī)則)(1)內(nèi)容:在一般情況下,氧化還原反應(yīng)中,以元素相鄰價態(tài)間的轉(zhuǎn)化最容易;常見有歸中反應(yīng)和歧化反應(yīng)。(2)應(yīng)用:①分析判斷氧化還原反應(yīng)能否發(fā)生。②判斷氧化還原反應(yīng)的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物。 5)先后規(guī)律(先強(qiáng)后弱)(1)內(nèi)容:越易失電子的物質(zhì),失去電子后就越難得電子,越易得電子的物質(zhì),得到后就越 難失電子, 一種氧化劑同時和幾種還原劑相遇時,還原性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng);同理, 一種還 原劑同時和幾種氧化劑相遇時,氧化性最強(qiáng)的優(yōu)先發(fā)生反應(yīng)。即強(qiáng)的先反應(yīng),(2)應(yīng)用:①判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性:②判斷物質(zhì)反應(yīng)的先后順序,即左上方的一種氧化劑可氧 化它右下方的還原性微粒.若有多種,則優(yōu)先氧化較右下方的微粒;③選擇合適的氧化劑或還 原劑,如要氧化Fe° 而Br~ 不被氧化,則可選擇Brz:④ 判斷氧化性微粒、還原性微粒能否共 存。18(十_鋅粉和KOH的混合物-MnO 金屬外殼)電化學(xué)(電子流出的極陰離子移向的極負(fù)極失電子的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極較活潑的金屬(個別反常)電子流入的極陽離子移向的極正極得電子的極發(fā)生還原反應(yīng)的極電極增重或有氣體生成的極電勢高低:①原電池:正極>負(fù)極: ②電解池:陽極>陰極與電源正極相連陰離子移向的極失去電子的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極有氧化產(chǎn)物生成的極與電源負(fù)極相連陽離子移向的極得到電子的極發(fā)生還原反應(yīng)的極有還原產(chǎn)物生成的極電極的判斷電解池原電池陰極陽極)(一)原電池(一)、常見化學(xué)電源及工作原理(電子流出電子流入電流流入電流流出電解質(zhì)溶液中陰離子移向電解質(zhì)溶液中陽離子移向發(fā)生氧化反應(yīng)發(fā)生還原反應(yīng)質(zhì)量減小質(zhì)量增大或有氣泡冒出/原電泡負(fù)極—慰料失電子O+4e+4HF=2H.O酸作介質(zhì)還原反應(yīng):陰極*—充電氧化反應(yīng):陽極—O+4k+2CO =2CO}熔融碳酸鹽作介質(zhì)新型化學(xué)電源LiMO (M:Co.Ni,Mn等)。 (M:Co,.Ni,MnLiMPO (M:Fe等)負(fù)極材料石墨(能吸附鋰原子)藏作介質(zhì)熔融金屬氧化物作介質(zhì)→負(fù)極:氧化反應(yīng)正極:還原反應(yīng)O-+k+2H.O-40H0 +4k=20 可充電放電」電池化學(xué)電瀾·燃料電池外接電源正極 同一電極常見鋰離子電池《正極材料工作原理個正極≤負(fù)極長等)、正極)1.概念和反應(yīng)本質(zhì):原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,其反應(yīng)本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。2.構(gòu)成條件(1)一看反應(yīng):看是否有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生(一般是活潑性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng))。(2)二看兩電極: 一般是活潑性不同的兩電極。(3)三看是否形成閉合回路,形成閉合回路需三個條件:①電解質(zhì)溶液: ②兩電極直接或間接接觸: ③兩電極插入電解質(zhì)溶液中。193.工作原理(以鋅銅原電池為例)1Zaso,溶液 Cuso,溶液ll(1)正、負(fù)電極的判斷①從電極材料看: 一般情況,更活潑的一極為負(fù)極。(特例:鎂鋁+NaOH 溶液形成的原電池) ② 從反應(yīng)看:失電子,化合價升高,發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極③從現(xiàn)象看:溶解或質(zhì)量減少的一極為負(fù)極:質(zhì)量增加或者有氣體放出的一極為正極 ④從電子流向看:負(fù)極——導(dǎo)線--正極(電子不入水)⑤從離子移向看:陽離子移向正極,陰離子移向負(fù)極(離子不上岸)(2)鹽橋的組成和作用①鹽橋中裝有飽和的KCl、KNO 等溶液和瓊膠制成的膠凍。②鹽橋的三個作用: a.隔絕正負(fù)極反應(yīng)物,避免直接接觸,導(dǎo)致電流不穩(wěn)定: b.連接內(nèi)電 路,通過離子的定向移動,構(gòu)成閉合回路: c.平衡電極區(qū)的電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流。4.原電池原理的應(yīng)用(1)比較金屬的活動性強(qiáng)弱:原電池中,負(fù)極一般是活動性較強(qiáng)的金屬,正極一般是活動性 較弱的金屬(或非金屬)。(2)加快化學(xué)反應(yīng)速率:氧化還原反應(yīng)形成原電池時,反應(yīng)速率加快。(3)用于金屬的防護(hù):將需要保護(hù)的金屬制品作原電池的正極而受到保護(hù)。(二)、常見化學(xué)電源及工作原理1.一次電池:只能使用一次,不能充電復(fù)原繼續(xù)使用(1)堿性鋅錳干電池總反應(yīng): Zn+2MnO +2H O==2MnOOH+Zn(OH)。負(fù)極材料: Zn 。 電極反應(yīng): Zn+2OH~-2e-=Zn(OH) ,正極材料:碳棒。 電極反應(yīng):2MnO +2H O+2e-=2MnOOH+2OH(2)紐扣式鋅銀電池總反應(yīng): Zn+AgO+HO==Zn(OH)+2Ag 。 電解質(zhì)是 KOH 。負(fù)極材料: Zn : 電極反應(yīng): Zn+2OH~-2e-=Zn(OH)z 。正極材料: Ag Q 。 電極反應(yīng): Ag O+H O+2c =2Ag+2OH 。2.二次電池:放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用U著地選總反的1)放電時——原電池負(fù)極反應(yīng): Pb(s)+SO = (aq)-2e-=PbSO (S) ;正極反應(yīng): PbO (S)+4H*(ag)+SO =(aq)+2c-=PbSO(S)+2H O(I) , 浸有KOH溶液的隔板2)充電時 電解池20陰極反應(yīng): PbSO (s)+2e-=Pb(s)+SO =(aq)((aq)。)陽極反應(yīng):PbSO(s)+2H O(I)-2e~=PbO (s)+4H*(aq)+SO=(2)圖解二次電池的充放電(外接電源負(fù)極同一電極/T還原反應(yīng):陰極←氧化反應(yīng):陽極-外接電源正極同一電極(3)二次電池的充放電規(guī)律-負(fù)極:氧化反應(yīng)正極:還原反應(yīng)充電可充電放電電池)1)充電時電極的連接:充電的目的是使電池恢復(fù)其供電能力,因此負(fù)極應(yīng)與電源的負(fù)極相 連以獲得電子, 可簡記為負(fù)接負(fù)后作陰極,正接正后作陽極。2)工作時的電極反應(yīng)式:同一電極上的電極反應(yīng)式,在充電與放電時,形式上恰好是相反 的;同一電極周圍的溶液,充電與放電時pH 的變化趨勢也恰好相反。3. “高效、環(huán)境友好”的燃料電池電池類型 導(dǎo)電介質(zhì) 反應(yīng)式酸性燃料電池 H+ 總反應(yīng):2CH OH+3O ==2CO +4H O正極 O +4e~+4H ==2H O負(fù)極 CH OH-6e~+H O==CO ↑+6H 堿性燃料電池 OH 總反應(yīng):2CH OH+3O +40H~=2CO3~+6H O正極 O +4e +2H O=4OH-負(fù)極 CH OH-6e~+8OH~=CO+6H O熔融碳酸鹽燃料 電池 co- 總反應(yīng):2CH OH+3O =2CO +4H O正極 O +4e-+2CO =2CO 負(fù)極 CH OH-6e~+3CO}=4CO ↑+ 2H O固態(tài)氧化物燃料 電池 o - 總反應(yīng):2CH OH+3O ==2CO +4H O正極 O +4e =2O -負(fù)極 CH OH-6e+30==CO ↑+2H O質(zhì)子交換膜燃料 電池 H+ 總反應(yīng):2CH OH+3O =2CO +4H O正極 O +4e+4H ==2H O負(fù)極 CH OH-6e~+H O=CO 1+6H*21((二)電解池與電源正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)電解質(zhì)溶液中陰離子移向陽極活性電極,電極材料失電子惰性電極,陰離子放電順序為S>I>Br>CT>OH(水)電解類型放氫生堿型放氧生酸型圓損陰極產(chǎn)物的判斷直接根據(jù)陽離子的放電順序進(jìn)行判斷:Ag>Hg >Fe >Cu >H >Pb >Fe>Zn >H(水)發(fā)生還原反應(yīng)與電源負(fù)極相連陽極產(chǎn)物判斷首先看電極電解池電極產(chǎn)物的判斷)工作原理(陽極為惰性電極)電解水電解電解質(zhì)電解質(zhì)溶液中陽離子移向陰極陽極)1.電解和電解池(1)電解:在電流作用下,電解質(zhì)在兩個電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。 (2)電解池: 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。(3)電解池的構(gòu)成①有 與電 源相連的兩個電極。 ②電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì) )。 ③ 形 成閉 合 回 路。2.電解池的工作原理模型圖(+陽極陰離子電[解質(zhì)還原反應(yīng)陽離子得電子R**+ne~-R金屬電極M-ner-Me*惰性電極R*~-ne~=R氧化反應(yīng)陰極陽離子)1)陽極陰離子放電次序:非惰性電極(除 Au、Pt 外)>S >I>Br>C1>0HF>高價含氧酸根離 子>F2)陰極陽離子放電次序一般為:Ag>Hg >Cu *>H>Pb*>Sn >Fe >Zn >Al*>Mg >Na°當(dāng)然,微粒的放電順序受溫度、濃度、電壓、電極材料等因素的影響。微粒的濃度也會影 響放電的順序,如電鍍鋅時,溶液中C(Zn2)>C(H), 放電次序 Zn *>H。注意:①陰極不管是什么材料,電極本身都不反應(yīng), 一定是溶液(或熔融電解質(zhì))中的陽離 子放電。陰極電極只起傳導(dǎo)電子的作用。②最常用、最重要的放電順序為陽極: C1->0H'; 陰 極 :Ag >Cu *>H*。③ 電 解 水 溶 液 時 ,K+~Al+ 不可能在陰極放電,即不可能用電解水溶液的方 法得到 K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等 金 屬 。3.電解池陰、陽極的判斷1)根據(jù)外加電源判斷:與直流電源正極相連的為陽極,與直流電源負(fù)極相連的為陰極。2)根據(jù)電子流動方向判斷:電子流動方向為從電源負(fù)極流向陰極,從陽極流向電源正極。3)根據(jù)電解池里電解質(zhì)溶液中離子的移動方向判斷:陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移22動。4)根據(jù)電解池兩極產(chǎn)物判斷(一般情況下)(1)陰極上現(xiàn)象是析出金屬(質(zhì)量增加)或有無色氣體(H)放出。(2)陽極上現(xiàn)象是有非金屬單質(zhì)生成,呈氣態(tài)的有Cl 、O 或電極質(zhì)量減小(活性電極作陽極)。4.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律類型 電極反應(yīng)特點 實例 電解 物質(zhì) 電解液濃 度 pH 電解液復(fù) 原方法電解 水型 陰極:4H++4e~=2H ↑ 陽極:40H~ - 4e~=2H O +O ↑ NaOH H O 增大 增大 加 H OH SO 減小Na SO 不變電解電 解質(zhì)型 電解質(zhì)的陰、陽離子分別在 兩極放電 HCI 電解 質(zhì) 減小 增大 通入HCl氣 體CuCl —— 加CuCl 放 H 生 堿型 陰極:放H 生成堿 陽極:電解質(zhì)陰離子放電 NaCl 電解 質(zhì)和 水 生成新電 解質(zhì) 增大 通入HCI氣 體放 O 生 酸型 陰極:電解質(zhì)陽離子放電陽 極:放O 生成酸 CuSO 小 卻 C u O NaOH(溶液) (談鹽)(四)電解原理的應(yīng)用1.氯堿工業(yè)(陽離子交換膜)陽極反應(yīng)式: 2CI--2e~—Cl t(氧化反應(yīng))(精制飽和NaCl溶液)H O((含少量NaOH))陰極反應(yīng)式: 2H++2e~==H ↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)方程式: :2NaCI+2H O- 電 - 2NaOH+H t+Ck t2.電鍍與電解精煉電鍍 電解精煉銅示意圖 銅片 CuSO 溶液 待鉍鐵件 (純銅CuSO溶液)電極反應(yīng) 陽極 Cu-2e~=Cu + Zn-2e~=Zn +,Cu-2e~=Cu 陰極 Cu ++2e~=Cu Cu +2e-=Cu電解質(zhì)溶液的濃度變化 CuSO 溶液的濃度不變 CuSO 溶液的濃度變小3.電冶金電解冶煉 冶煉鈉 冶煉鋁電極反應(yīng) 陽極: 2CI--2e三12 陰極:2Na++2e~=2Na 陽 極 :60~-12e~=30 陰極:4Al ++12e~=4A!總反應(yīng) 2NaCl(熔融 電鮮 2Na+Cl 2Al O(熔融)蟲解 4Al+30 ↑23(五)金屬的腐蝕與防護(hù)1.金屬腐蝕的本質(zhì)金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇栯x子,金屬發(fā)生氧化反應(yīng)。2.金屬腐蝕的類型(1)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕(2)電化學(xué)腐蝕:析氫腐蝕與吸氧腐蝕以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分析:類型 析氫腐蝕 吸氧腐蝕條件 水膜酸性較強(qiáng)(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性電極反應(yīng) 負(fù)極 Fe-2e~=Fe正極 2H*+2e~=H t O +2H O+4e~==4OH總反應(yīng)式 Fe+2H =Fe *+H 2Fe+O +2HO==2Fe(OH)聯(lián)系 吸氧腐蝕更普遍3.金屬的防護(hù)(1)電化學(xué)防護(hù)①犧牲陽極法——原電池原理a.負(fù)極:比被保護(hù)金屬活潑的金屬; b. 正極:被保護(hù)的金屬設(shè)備。②外加電流法——電解原理a.阻極:被保護(hù)的金屬設(shè)備: b. 阻極:惰性金屬或石墨。(2)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),如制成合金、不銹鋼等。(3)加防護(hù)層,如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。4.金屬腐蝕快慢的三個規(guī)律(1)金屬腐蝕類型的差異:電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護(hù) 腐蝕措施的腐蝕。(2)電解質(zhì)溶液的影響①對同一金屬來說,腐蝕的快慢(濃度相同的電解質(zhì)溶液):強(qiáng)電解質(zhì)溶液>弱電解質(zhì)溶液> 非電解質(zhì)溶液。②對同一種電解質(zhì)溶液來說,電解質(zhì)濃度越大,腐蝕越快。(3)活潑性不同的兩金屬,活潑性差別越大,腐蝕越快。(六)電化學(xué)中的離子交換膜24(圈陽離子交換膜「陰離子交換膜質(zhì)子交換膜只允許陽離子通過,阻止陰離子和氣體通過只允許陰離子通過,阻止陽離子和氣體通過只允許質(zhì)子(H')通過起到平衡電荷、形成閉合回路的作用。物質(zhì)分離、提純1.定量關(guān)系隔離某些物質(zhì),防止發(fā)生反應(yīng)用于物質(zhì)的制備使離子選擇性定向移動,平衡整個溶液的離子濃度或電荷能選擇性地通過離子,離子交換膜類型作用)外電路電子轉(zhuǎn)移數(shù)=通過隔膜的陰、陽離子帶的負(fù)或正電荷數(shù)。注意:同種交換膜,如果轉(zhuǎn)移相同的電子數(shù),離子所帶電荷數(shù)不同,則遷移離子數(shù)不同。 2. 離子交換膜類型的選擇思路電中性先分析兩極離子的變化— → 確定離子移動方向 → 確定交換膜的類型3. 電解有關(guān)計算方法:(1)串聯(lián)電路中各電極得失電子數(shù)相等,即電路中通過的電量(電子總數(shù))相等求解。通常存 在下列物質(zhì)的量關(guān)系(2)根據(jù)電極反應(yīng)式或電解方程式列比例求解25化學(xué)能與熱能(一)焓變、熱化學(xué)方程式1.反應(yīng)熱(始變)(1)概念:在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)的熱效應(yīng)。 符號:△H。 單位:kJmol-' 或 kJ/mol。(2)表示方法。 吸熱反應(yīng):△H20: 放熱反應(yīng):△/K0。(3)對于反應(yīng)熱和焓變的理解,應(yīng)抓住概念的本質(zhì)。常見的易錯易誤點有以下幾點:1)誤認(rèn)為放熱反應(yīng)不需加熱,吸熱反應(yīng)必須加熱。如鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng),但條件需要高 溫。2)混淆能量(物質(zhì)的焓)與鍵能的關(guān)系,誤認(rèn)為鍵能越大,能量越高,其實是鍵能越大,物 質(zhì)越穩(wěn)定,能量越低。3)誤認(rèn)為反應(yīng)條件不同時,△H 也不同,其實并非如此。如同溫同壓下, H(g) 和 Clz(g)的 總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點燃條件的影響,故該反應(yīng)的△H相同。4)誤認(rèn)為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率有關(guān),其實不是這樣。如2S0 (g)+0 (g)2SO (g) △H=-197 kJ·mol-',指2 molSO (g) 和 1 molO (g) 完全反應(yīng)生成2 mol SO (g) 時放出的熱量為197 kJ。5)燃燒熱是指101kPa 時,1mol 純物質(zhì)完全燃燒生成指定物質(zhì)時放出的熱量,并不是1mol 可燃物燃燒時放出的熱量就是燃燒熱。6)中和熱不是指1mol 酸與1mol 堿中和生成1mol 液態(tài)水的熱效應(yīng),而是指“生成1mol H O(1)”的熱效應(yīng)。稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)生成1mol 液態(tài)水時的中和熱為57.3KJ/mol, 該中和反應(yīng)的反應(yīng)熱為-57.3 KJ/mol 。 注意比較中和熱、燃燒熱時不帶符號比較大小,但比 較反應(yīng)熱、中和反應(yīng)的反應(yīng)熱、燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱時要帶符號比較大小。7)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,任何化學(xué)反應(yīng)都具有熱效應(yīng)。舊 化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時進(jìn)行的,缺少任何一個過程都不是化學(xué)變化。8)等量的同種物質(zhì)的能量不一定相同,氣態(tài)時最高,液態(tài)次之,固態(tài)時最低。2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷(1)宏觀:從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析,如圖所示。吸熱反應(yīng)(反應(yīng)過程)放熱反應(yīng)(2)微觀:從反應(yīng)熱的量化參數(shù) 鍵能的角度分析26(吸熱反應(yīng)E>E ,AH>0舊化學(xué)鍵斷裂新化學(xué)鍵形成E △H放熱反應(yīng)放出能量E 吸收能量E 反應(yīng)物生成物)(3)記住常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng):①可燃物的燃燒;②酸堿中和反應(yīng);③大多數(shù)化合反應(yīng):④金屬跟酸的置換反 應(yīng):⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。吸熱反應(yīng):①大多數(shù)分解反應(yīng);②鹽的水解:③Ba(OH) 8H O與NH,Cl 反應(yīng): ④碳和水 蒸氣、C 和CO 的反應(yīng)等。3.理解反應(yīng)歷程與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)無催化劑反應(yīng)歷程與反應(yīng)熱的關(guān)系圖示 能量1 反應(yīng)物 的總能量 生成物 的總能量 b c 反應(yīng)過程 (能量生成物b:的總能量反應(yīng)物的總能量反應(yīng)過程) 圖2圖 1意義 a表示正反應(yīng)的活化能;b表示逆反應(yīng)的活化能。c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱。△H 圖1:△H=(a-b)kJ·mol~ =-c kJ-mol-|,表示放熱反應(yīng) 圖2:AH=(a-b)kJ·mol~ =c kJ-mol-|,表示吸熱反應(yīng)(2)催化劑改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)活化能示意圖反應(yīng)過程說明:①E 、E 是非催化反應(yīng)的正、逆反應(yīng)的活化能, E 、E”2 是催化反應(yīng)的正、逆反應(yīng) 活化能。②使用催化劑改變了反應(yīng)歷程,同時降低了正逆反應(yīng)活化能,加快了正逆反應(yīng)速率, 但不影響焓變△H和化學(xué)平衡。4.熱化學(xué)方程式(1)概念:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和 反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義:表明了化學(xué)反應(yīng)中的物 質(zhì)變 化 和能 量變化。如:2H (g)+O (g)=2H O(I) AH=-571.6 kJ-mol-l表示:2mol 氫 氣 和 1mol 氧 氣 反 應(yīng) 生 成 2mol 液態(tài)水時放出571 .6kJ 的熱量。27(3)書寫要求① 注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25 ℃、101 kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明),②注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(J)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。③熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,而不表示分子個數(shù)(或原子 個數(shù)),因此可以寫成分?jǐn)?shù)。④熱化學(xué)方程式中不用“1”和“↓”。⑤由于 AH 與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)必須與 AH 相對應(yīng),如果化學(xué)計量數(shù)加倍,則AH 也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時,其反應(yīng)熱與正 反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。⑥ 對于具有同素異形體的物質(zhì),除了要注明聚集狀態(tài)外,還要注明物質(zhì)的名稱。如:S(單斜, s)+O (g)==SO (g)AH=-297.16kJ-mol- S(正交,s)+O (g)=SO (g)△H =-296.83 kJ-mol- S(單斜,s)——S(正交, s) AH=-0.33 kJ.mol-15.反應(yīng)熱常用的計算方法(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計算:計算過程中熱化學(xué)方程式可以移項同時改變正負(fù)號,各項的化學(xué)計量數(shù)包括△H 的數(shù)值可以同時擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)(2)根據(jù)蓋斯定律計算:根據(jù)蓋斯定律,可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其△H相加或相減,得到一個新的熱化學(xué)方程式。(3)根據(jù)燃燒熱計算:可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量=可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱(4)根據(jù)中和熱計算:中和反應(yīng)放出的熱量=n(H O)×|AH|(5)根據(jù)化學(xué)鍵鍵能計算:△H= 反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的能量之和一生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量之和。(6)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算:△H=E 生成物一E反應(yīng)物(7)根據(jù)活化能:△H= 正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能,即△H=Ea(正)-Ea(逆)28金屬化合物及其應(yīng)用(一)鈉及其化合物鈉是“極其活潑”金屬的代表,學(xué)習(xí)鈉的性質(zhì)可類比知道第IA 族、第ⅡA 族活潑金屬的 一般性質(zhì):1.理清知識主線Na→Na O→Na O →NaOH→Na CO →NaHCO 2.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)3.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)實驗室怎樣處理鈉屑 : 2CHCH OH+2Na→2CH CH ONa+H t 。(2)寫出Na 與CuSO 溶液反應(yīng)的離子方程式:2Na+2H O+Cu *=Cu(OH) ↓+H ↑+2Na ±。(3)用化學(xué)方程式表示呼吸面具中產(chǎn)生O 的原理: 2NaO +2H O=4NaOH+O t;2Na-O +2CO =2NaCO +O:4.易錯易混①鈉與鹽溶液反應(yīng),不能置換出鹽中的金屬,與熔融的鹽反應(yīng)才能置換出鹽中的金屬。②1 mol Na O 參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol, 如 1 mol NaO 與足量的 SO 的反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子應(yīng)為2 mol。③除去 CO 中的 HC1氣體,應(yīng)選用飽和的NaHCO 溶液。④向飽和的Na CO 溶液中通入過量CO , 有 NaHCO 白色晶體析出。⑤焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì),無論游離態(tài)還是化合態(tài),均具有相同的焰色反應(yīng),它不是化學(xué) 變化,在觀察鉀元素的焰色反應(yīng)時,應(yīng)透過藍(lán)色的鈷玻璃片。⑥堿金屬的密度隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)增大的趨勢,但K反常。⑦NaH 是離子化合物,是一種強(qiáng)還原劑,其電子式為Na [:H]~。⑧ Na O、Na O 陰 陽 離 子 個 數(shù) 比 均 為 1 : 2 , 其 電 子 式 依 次 為(二)鋁及其化合物鋁是“氫前”且氧化物、氫氧化物均具有兩性的金屬代表,它是典型的輕金屬。1.理清知識主線292.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)3.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(。)(1)用化學(xué)方程式表示除去鐵粉中的鋁粉:2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H,↑(2)用離子方程式表示除去Fe O 中的Al O : Al O +2OH~=2AIOF+HO 。(。)(3)用離子方程式表示除去Mg(OH) 中的Al(OH)3: Al(OH)+OH~=AlO=+2H O(6)用離子方程式表示泡沫滅火器的原理:A ++3HCOF=Al(OH);↓+3CO ↑ 。(7)用離子方程式分別表示① Al +、AlO 不能大量共存的原理: Al ++3AIO=+6H,O=4AI(OH);↓ :②AlOZ、HCO 不能大量共存的原理: AlOF+H O+HCOF=Al(OH) ↓+CO =。(8)用離子方程式表示KAl(SO ) 和 Ba(OH) 的反應(yīng)。①沉淀的物質(zhì)的量最大: 2A ++3SO=±60H-+3Ba ==2AI(OH);↓+3BaSO;②沉淀的質(zhì)量最大: Al ++2SO = +2Ba ++4OH~=AlOF+2HO+2BaSO ↓。(9)銨明礬[NH Al(SO ) ·12H O] 是常見的食品添加劑,用于焙烤食品,向銨明礬溶液中逐 滴滴入 NaOH 溶液,試寫出反應(yīng)的離子方程式。A +3OH~==Al(OH) 」:NHF±OH~=NH H O : Al(OH) +OH~=AlOF±2H Q 。4.易錯易混① 鋁是活潑金屬,但因為鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜,鋁抗腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)。由于AlzO 的熔點高于A1的熔點,故在酒精燈上加熱鋁箔直至熔化,發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。②Al、Fe在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化,但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。③鋁熱反應(yīng)是典型金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下發(fā)生的置換反應(yīng)。④ Al O 、Al(OH) 與NaOH溶液的反應(yīng)常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH), 不溶于氨水,所以實 驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。⑤ 利用偏鋁酸鹽制備Al(CH), 一般不用強(qiáng)酸,因為強(qiáng)酸的量控制不當(dāng)會使制得的Al(OH) 溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO , 生成的Al(OH) 不溶于碳酸, CO 過量時生成 HCO5,不過 量時生成CO-。⑥Mg、MgO、Mg(OH) 只溶于 H*不溶于OH-溶液。⑦Al、Al O 、A1(OH) 既溶于H*又溶于OHT溶液,且每生成1 mol Al *均消耗3 mol H:30每生成1 mol A107均消耗1 mol CH~。⑧由 Al(OH) 的兩式電離: A10Z+H +H O< A1(OH) A1*+30HT可知,Al(OH)3可以看成HAlO ·HO是一種極弱的一元酸,與酸反應(yīng)時相當(dāng)于三元弱堿,但 Al(OH) 不溶于CO 水溶液和氨水。⑨A1*只存在于強(qiáng)酸性溶液中,A10Z只存在于強(qiáng)堿性溶液中,Al* 與A10Z不能共存。制備 A1(OH) 一般用Al *+NH·HO 或 A1OE+CO +HO。⑩鋁熱反應(yīng):鋁粉與某些金屬氧化物(FeeO 、V O、Cr3O 、MnO 等)在較高溫度下發(fā)生劇烈反 應(yīng)并放出大量的熱,這些化學(xué)反應(yīng)叫做鋁熱反應(yīng)。在鋁與氧化鐵的反應(yīng)中,鎂條、氯酸鉀分別 起引燃劑、助燃劑的作用。配平鋁熱反應(yīng)方程式時可根據(jù)氧原子守恒,如:(三)鐵及其重要化合物鐵是“氫前”且是“變價”金屬的代表,它是典型的黑色金屬,也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用途最 廣的金屬。1.知識主線2.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)3.重要反應(yīng)方程式的規(guī)范書寫(1)高溫下鐵和 H O(g) 的反應(yīng):(2)用離子方程式表示將鐵粉逐漸加入稀 HNO; 中的反應(yīng)過程: Fe+4H++NOF=Fe ++ NO↑+2H Q :2Fe ++Fe==3Fe + 。(3)用離子方程式表示FeO 、Fe;O 與稀 HNO 的反應(yīng): 3FcO+10H*+N05=3Fe ++NO↑ +5H O;3Fe;Q ±28H++NOF=9Fe ++NO↑+14H O:(4)用離子方程式表示①Fe(OH) 與稀HNO 反應(yīng): 3Fe(OH) +10H*+NO =3Fe ++NO↑+8H,O;②Fe(OH); 與氫碘酸反應(yīng): 2Fe(OH);+6H +2I~=2Fe ++I +6H O 。31(5)用化學(xué)方程式表示鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹的過程。負(fù)極:2Fe-4e-=2Fe +,正極:O +4e~+2H O=4OH~ ,Fe ++2OH-=Fe(OH) ,4Fe(OH) +O +2H O=4Fe(OH) ,Fe(OH) 脫去一部分水生成Fe O xH O。(6)怎樣除去Fe (SO ) 中的 FeSO(用適當(dāng)?shù)奈淖趾碗x子方程式說明)。答案 加入H SO 酸化的H O 2H +2Fe +H O =2Fe +2H O。(7)怎樣檢驗 Fe O 中的FeO(用適當(dāng)?shù)奈淖趾碗x子方程式說明)。答案 ①取少量樣品于試管中,加稀 H SO 使其溶解,離子方程式為Fe O +6H ==2Fe +3H O,FeO+2H ==Fe ++H O。②再加入少量酸性KMnO 溶液,若紫紅色褪去,證明溶液中含有Fe *,原樣品中含有FeO, 離子方程式為5Fe +MnO7+8H =5Fe +Mn +4H O.4.易錯易混①Fe 與O 、H O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都生成Fe O 而不是Fe O 。Fe與Cl 反應(yīng)時生成FeCl (與Cl 的量無關(guān)),與S 反應(yīng)時生成 FeS,說明Cl 的氧化能力大于S(注:Fe 與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)生成三價 鐵,與弱氧化劑反應(yīng)生成二價鐵)。常溫下, Fe 、Al 在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化,但加 熱后繼續(xù)反應(yīng)。②Fe *的檢驗方法較多,如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成紅色溶液),前面兩種方法需溶液中Fe* 濃度較大才適用,最好也最靈敏的方法是 KSCN 溶液法。Fe *的檢驗可采用先加入 KSCN 溶液再加入氧化劑的方法,也可用鐵氰化鉀溶液 檢驗Fe*, 現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe [Fe(CN)] )。③ 向含F(xiàn)e *的溶液中加入硝酸、KMnO 溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時,溶液會出現(xiàn)淺綠 色→棕黃色的顏色變化,該現(xiàn)象可用于Fe *的檢驗。④配制 FeCl 溶液既要防氧化(加入 Fe 粉),又要防水解(加入鹽酸):配制 FeCl 溶液要加 入濃鹽酸防止 Fe* 水解。[Fe * 必須在酸性條件下才能大量存在,當(dāng) pH=3~4 時 ,F(xiàn)e *幾乎完 全水解生成Fe(OH) 沉淀]⑤ 除去酸性ZnCl 溶液中的 FeCl , 應(yīng)先通入Cl 或加入H O , 再加入ZnO, 使Fe *水解生成 沉淀過濾除去。⑥制備 Fe(OH) 的方法很多,原則有兩點: 一是溶液中的溶解氧必須提前除去;二是反應(yīng) 過程中必須與O 隔絕。同時要牢記 Fe(OH)z轉(zhuǎn)化為Fe(OH) 時溶液的顏色變化(白色沉淀迅速變 成灰綠色,最后變成紅褐色)。⑦ Fe(OH) 膠體的制備方法是將飽和FeCl 溶液滴加到沸水中,加熱至紅褐色后立即停止加熱。膠體不帶電,帶電的是膠粒。⑧生成FeCl 除了用Fe 與鹽酸的置換反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):2FeCl +Fe=3FeC l : 生32成Fe(OH) 除了用Fe艸與堿的復(fù)分解反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):4Fe(OH) +O +2HO=4Fe(OH) , 其現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色。(四)銅及其重要化合物銅是“氫后”且是“變價”金屬的代表,它是典型的有色金屬,也是典型的重金屬。 1.理清知識主線2.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)3.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)用兩組方程式表示Cl 的氧化性大于 S。(2)銅在潮濕的空氣中生銹:2Cu+O +H O+CO =Cu (OH)CO,(3)將 Cu和濃H SO 混合加熱:Cu+2H SO (濃)===CuSO +SO ↑+2H O。(4)Cu和稀 HNO 反應(yīng)的離子方程式: 3Cu+8H +2NOF—3Cu *+2NO↑+4HzO 。 (5)常用FeCl 溶液腐蝕銅板(用離子方程式表示): Cu+2 Fe +==Cu *+2Fe +。(6)用離子方程式表示將氨水逐滴滴入到 CuSO 溶液的反應(yīng)過程: Cu +± 2NH;H O==Cu(OH) ↓+2NH;Cu(OH) +4NH H O=[Cu(NH) ] +2OH~+4HO。(7)用惰性電極電解 CuSO 溶液(用化學(xué)方程式表示):2CuSO ±2H O=電解 2Cu+O t+ 2H SO 。(8)用Cu 作電極電解H SO 溶液(用離子方程式表示): Cu+2 H- =Cu ++H,t,4.易錯易混①銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO, 而是銅綠[Cu (OH)zCO ]。②常用灼熱的銅粉除去N 中的O , 灼熱的CuO除去 CO 中的CO。③新制Cu(OH) 懸濁液常用來檢驗醛基。④Cu和一定量的濃HNO 反應(yīng),產(chǎn)生的是NO 和NO的混合氣體,當(dāng)Cu有剩余,再加入稀H SO , Cu 繼續(xù)溶解。⑤Cu: 紫紅色: CuO: 黑色: Cu S: 黑色;CuS: 黑色:Cu O: 磚紅色。33非金屬化合物及其應(yīng)用(一)碳、硅及其重要化合物硅元素具有“親氧”特性,使硅元素在自然界中沒有游離態(tài),只有化合態(tài),其主要以二氧 化硅和硅酸鹽的形式存在。1.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)2.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)Mg 在 CO 中燃燒:(2)“水滴石穿”的反應(yīng)原理(用離子方程式表示): CaCO +CO +H O=Ca ++2HCOF 。(3)“鐘乳石”的形成過程(用化學(xué)方程式表示):CaCO +CO +H O=Ca(HCO L , Ca(HCO b==CaCO !+CO ↑+H O 。(4)向飽和 Na CO 溶液中通入過量 CO 的離子方程式:2Na +COf=+CO +H O=2NaHCO ! 。(5)氫氟酸不能用玻璃瓶盛放,其原因是(用化學(xué)方程式表示): SiO +4HF==SiF ↑+2H O 。(6)盛放 NaOH 溶液的試劑瓶不能用玻璃塞,其原因是(用離子方程式表示):(7)侯氏制堿法的原理(用化學(xué)方程式表示): C02+NH3+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl。3.易錯易混①自然界中無游離態(tài)的硅,硅是很好的半導(dǎo)體材料,是制作光電池的材料。SiO 不導(dǎo)電, 是制作光導(dǎo)纖維的材料。②工業(yè)上制備粗硅,是用過量的C 和 SiO 在高溫下反應(yīng),由于C 過量,生成的是CO 而不 是CO , 該反應(yīng)必須在隔絕空氣的條件下進(jìn)行。③Si 的還原性大于C, 但C 在高溫下能還原出 Si:④SiO 是酸性氧化物卻能與氫氟酸反應(yīng): SiQ±4HF=SiF t±2HO , 故氫氟酸不能用玻璃 容器盛放; NaOH 溶液能用玻璃試劑瓶盛放,但不能用玻璃塞。⑤硅酸鹽大多難溶于水,常見可溶性硅酸鹽是硅酸鈉,其水溶液稱為泡花堿或水玻璃,但 卻是鹽溶液。⑥非金屬單質(zhì)與堿反應(yīng)一般既作氧化劑又作還原劑,且無氫氣放出,但硅與堿溶液反應(yīng)只34作還原劑,且放出氫氣: Si+2NaOH±HO=NaSiO ±2H t 。⑦H CO 的酸性強(qiáng)于HSiO , 所以Na SiO +CO +H O=NaCO +H SiO ↓, 但高溫下NaCO +sio, 高溫NaSiO +Ca ↑ (制玻璃的反應(yīng)之一)也能發(fā)生。(二)鹵素及其重要化合物“氯”是典型的活潑非金屬元素,在自然界中以化合態(tài)形式存在:1.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)2.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)實驗室用MnO 和濃鹽酸反應(yīng)制取Cl 的化學(xué)方程式:MnO +4HCl(濃)= ≌=MnCl +Cl ↑+2H O。(2)將濃鹽酸滴到 KMnO 固體上(用離子方程式表示):2MnO=+16H++10CI==2Mn ++5Cl,t+8H,O,(3)將 Cl 通入石灰乳中(用化學(xué)方程式表示): 2Cl +2Ca(OH)z=CaCl +Ca(ClO)+2H O ,(4)在空氣中漂白粉漂白的原理(用離子方程式表示):Ca ++2CIO~+CO +H O=CaCO; 」+2HCIO 。(5)向FeBr 溶液中通入少量Cl 的離子方程式: 2Fe ++Cl ==2Fe ++2C,(6)向 FeBr 溶液中通入等物質(zhì)的量Cl 的離子方程式:2Fe ++2Br~+2Cl ==2Fe +Br +4Cl- ·(7)向FeBr 溶液中通入過量Cl 的離子方程式: 2Fe ++4Br~+3Cl,=2Fe ++2Br +6CI (8)將 SO 和Cl 混合,漂白性減弱的原因(用離子方程式表示):SO +Cl +2HO=4H +SO =+2C 。3.易錯易混①液氯密封在鋼瓶中,而氯水、次氯酸應(yīng)保存在棕色試劑瓶中。②1 mol Cl 參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)可能為2NA, 也可能為N。③實驗室制Cl , 除了用MnO 與濃鹽酸反應(yīng)外,還可以用KMnO 、KClO 、NaClO 與濃 鹽酸反應(yīng)且都不需要加熱,如ClO~+CI-+ 2H =Cl t+H O。④酸性 KMnO 溶液,用的是H SO 酸化而不能是鹽酸,因為CI-與MnOz會發(fā)生氧化還原 反應(yīng)。⑤ClO~不論在酸性環(huán)境中還是在堿性環(huán)境中均能體現(xiàn)強(qiáng)氧化性,如ClO~與 SO~ 、I 、Fe *均不能大量共存: ClO~體現(xiàn)水解性,因HCIO 酸性很弱,ClO~ 水解顯堿性,如 Fe *+3Clo~ +3H O=Fe(OH)s↓+3HClO, 所以 ClO~與Fe*、Al *均不能大量共存。35⑥向Ca(C10)z溶液中通入 SO 氣體生成CaSO 而不是CaSO。⑦ “84”消毒液的主要成分為NaC10, 漂白粉的有效成分為Ca(C10)a 。“84” 消毒液和潔 廁靈不能混合使用,其原因是C10~+C1~+2H =Cl t+HO。⑧液溴需要用水封,溴蒸氣呈紅棕色,液溴呈深紅棕色,溴水呈橙色,溴的CCl 溶液呈橙 紅色。⑨由于電離常數(shù) E;(H CO )>K(HC1O)>Ke(HCO ), 所以向 NaC10 溶液通入 CO , 不論 CO 過量還是少量,均發(fā)生CO +HO+C10~=HC1O+HCOZ, 但CO (少)+Ca(C10)z+LO=CaCO ↓+ 2HC10。⑩當(dāng)Fe 和Cl 在點燃條件下反應(yīng)時,不論Fe 過量或不足,由于Clz的強(qiáng)氧化性,產(chǎn)物一定 是 FeCl 。(三)硫及其重要化合物硫是與化工生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)的元素,在自然界中既可以以化合態(tài)存在,又 可以以游離態(tài)存在。1.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)2.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)熱的燒堿溶液可以除硫,其原因是(用離子方程式表示):(2)將SO 氣體通入到FeCl 溶液中,溶液由棕黃色變?yōu)闇\綠色,其原因是(用離子方程式表 示):SO +2Fe +2HO=SO =+2Fe +4H.(3)S ~和SO 可以大量共存,但加入H SO 后,則不能大量共存,其原因是(用離子方程式 表示):2S -+SO =+6H*=3S↓+3H O:(4)將SO 通入到BaCl 溶液中無明顯現(xiàn)象,若加入KNO 則有白色沉淀生成,其原因是(用 離子方程式表示):3SO+3Ba ++2NO=+2H O=3BaSO !+2NOt+4H ,(5)書寫下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。①將 HS 氣體通入到CuSO 溶液中: H S+CuSO =CuS↓+H SO :②將 SO,通入H S溶液中: 2H S+SO,=3S↓+2H O 。③Cu 和濃H SO 混合加熱: Cu+2H SO 濃)A=CuSO +SO ↑+2H-O 。④C 和濃H SO 混合加熱: C+2H SO ( -CO,t+2SO t+2H O.36⑤實驗室利用Na,SO 和濃 H SO 制SO : Na SO +H SO 濃)=Na SO +H O+SO,↑3.易錯易混①除去附著在試管內(nèi)壁上的硫,除了用熱的NaOH溶液(化學(xué)反應(yīng))外,還可以用CS (溶解), 但不能用酒精。②SO 使含有酚酞的NaOH 溶液褪色,表現(xiàn) SO 酸性氧化物的性質(zhì):使品紅溶液褪色,表現(xiàn) SO 的漂白性:能使溴水、酸性 KMnO 溶液褪色,表現(xiàn)SO 的還原性: 將 SO 和Cl 等體積混合通 入溶液中,漂白性不但不增強(qiáng),反而消失。③ 把 SO 氣體通入 BaCl 溶液中,沒有沉淀生成,但若再通入NH 或加入NaOH 溶液,或把 BaCl 溶液改成Ba(NO ) 溶液,均有白色沉淀生成,前兩者生成 BaSO 沉淀,后者生成BaSO 沉 淀。④濃硝酸和Cu(足量)、濃硫酸和Cu(足量)、濃鹽酸和MnO (足量)在反應(yīng)時,隨反應(yīng)進(jìn)行, 產(chǎn)物會發(fā)生變化或反應(yīng)停止。注意區(qū)分Zn和濃HSO 的反應(yīng)。⑤C 與濃硫酸反應(yīng)時,反應(yīng)產(chǎn)物的檢驗應(yīng)按以下流程進(jìn)行:無水CuSO 檢驗水→ 品紅溶液檢 驗 SO →酸性KMnO 溶液除去 SO →品紅溶液檢驗SO 是否除凈→澄清石灰水檢驗CO 。⑥濃硫酸能氧化(必要時加熱)除Au、Pt 以外的所有金屬,其還原產(chǎn)物是SO 而不是H。⑦常溫下,濃硫酸與 Fe 、Al并不是不反應(yīng),而是發(fā)生了鈍化,鈍化是濃硫酸將 Fe 、Al氧 化而在其表面形成一層致密的氧化物薄膜,防止?jié)饬蛩崤cFe、Al 的繼續(xù)反應(yīng),體現(xiàn)了濃硫酸的 強(qiáng)氧化性。⑧濃硫酸使藍(lán)礬(CuSO ·5HO)變成白色粉末,體現(xiàn)了濃硫酸的吸水性。⑨濃硫酸與金屬反應(yīng)時體現(xiàn)了濃硫酸的氧化性和酸性,而與碳等非金屬反應(yīng)時只體現(xiàn)了濃 硫酸的氧化性。⑩ S0{-的檢驗方法:先加入足量稀鹽酸酸化,若無現(xiàn)象,再滴加BaCl 溶液,觀察有無白色 沉淀,來判斷有無SGf-。(四)氮及其重要化合物“氮”是與化工生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境密切相關(guān)的另一重要元素,在自然界中既可以以游 離態(tài)存在,又可以以化合態(tài)存在。1.構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)2.重要反應(yīng)方程式規(guī)范書寫(1)書寫離子方程式。①將NH 通入到AICl 溶液中: 3NH +3H-O+AP+=Al(OH);↓+3NH 。②將NO 通入到NaOH 溶液中: 2NO +2OH~=NOF+NOF+H O。③將熾熱的炭放入濃 HNO 中: C+4H +4NOF =CO ↑+4NO ↑+2H-O,(2)書寫化學(xué)方程式。37(,)①實驗室用 Ca(OH) 和NH Cl 制氨氣: Ca(OH) +2NH Cl=≌=CaCl +2NH ↑+2H O: ②將NH 通到灼熱的CuO 中,固體由黑色變紅色: 2NH +3CuO=A=N +3Cu+3H O③用NH 可以檢驗Cl,管道是否漏氣,若漏氣則有白煙生成:8NH +3Cl=N +6NH Cl 3.易錯易混①NO 只能用排水法或氣囊法收集,NO 不能用排水法, 一般用向上排空氣法收集。 ②工業(yè)上制備的鹽酸顯黃色是因為溶有 Fe*, 而濃HNO 顯黃色是因為溶有NO ,③NO 能被NaOH 溶液吸收, NO 單獨不能被NaOH 溶液吸收,NO 與 NO 1:1 混合能被 NaCH 溶液吸收。④強(qiáng)氧化性酸(如 HNO 、濃 HSO )與金屬反應(yīng)不生成H: 金屬和濃HNO 反應(yīng)一般生成NO , 而金屬和稀 HNO 反應(yīng)一般生成NO。⑤實驗室制備NH, 除了用Ca(OH)z和NH C1反應(yīng)外,還可用濃氨水的分解(加 NaOH 固體或 CaO)制取,而檢驗N 須用濃NaOH 溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體,以確 定 N礦的存在。⑥收集 NH時,把一團(tuán)干燥的棉花放在試管口,以防止與空氣對流;收集完畢,尾氣處理 時,應(yīng)放一團(tuán)用稀硫酸浸濕的棉花在試管口,以吸收 NH。⑦濃鹽酸和濃氨水反應(yīng)有白煙生成,常用于 HC1和NH 的相互檢驗。⑧NO 或NO與O 通入水的計算中常用到:4NO +O +2HO=4HNO 、4NO+30 +2H O=4HNO 兩個方程式,也可以利用N元素化合價的變化,根據(jù)得失電子守恒進(jìn)行計算。⑨常見的氧化性酸氧化性酸:HNO 、濃 HSO 、HC10等,其發(fā)生氧化還原反應(yīng)時,中心原子被還原,其還原產(chǎn) 物為: HNO →NO 或NO(N、NO、NH等)、HSO (濃)→SO 、HC10→C1~(或Cl)。(五)物質(zhì)的特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系1.直線型轉(zhuǎn)化(DX 為 O Na→Na O→Na O N →NO→NO S→SO →SO C→CO→CO (2)X 為 CO 或NH →NO→NO 或 H S→SO -sO 或CH →CO→CO (3)X 為強(qiáng)酸,如 HCl(4)X 為強(qiáng)堿,如NaOH38注意:①SiO 不能通過一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為HSiO。②S 不能通過一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO 。③N 不能通過一步反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO 。④ Cl 不能通過一步反應(yīng)生成FeClz。(六)物質(zhì)推斷中的“三大”特征1.化學(xué)反應(yīng)與反應(yīng)條件多數(shù)化學(xué)反應(yīng)需要一定條件,條件不同化學(xué)反應(yīng)也不同。(1)“催化劑”:無機(jī)化學(xué)反應(yīng)需要的催化劑不同,但是根據(jù)“催化劑”這一條件,可將氯 酸鉀分解、雙氧水分解、工業(yè)合成氨、SO 催化氧化、氨催化氧化聯(lián)系起來,形成知識鏈。(2)“通電”或“電解”:可以鎖定在電解水、氯化鈉、氯化鎂、氯化銅、硫酸銅、硝酸鹽 等溶液,熔融氯化鈉和氧化鋁范圍內(nèi)。(3)“高溫”:常見的有碳酸鈣分解、SiO 和C 的置換反應(yīng)、制造普通玻璃的反應(yīng)、鋁熱反 應(yīng)等。2.物質(zhì)特征顏色和特殊狀態(tài)(1)(淡)黃(棕)色固體:Na O 、S、FeCl : 黑色固體: MnO 、C、CuO、FeO、Fe 0 : 紫(黑) 色固體: KMnO 、I : 紅色固體:Cu; 綠色固體:Cu (OH)zCO 。(2)有色氣體:NO (紅棕色)、F (淺黃綠色)、Cl (黃綠色):無色刺激性氣味氣體:SO、NH、 HX(X 為 F 、Cl 、Br 、I); 無色無味氣體: H、N 、O、CO 、CO、CH、NO。(3)常溫下呈液態(tài)的特殊物質(zhì): Br (非金屬單質(zhì))、Hg水銀(金屬單質(zhì))、H0、HO 等。(4)易升華的物質(zhì):Iz。(5)溶液中的有色離子: Cu *(藍(lán)色)、Fe +(淺綠色)、Fe *(黃色)、MnOT[紫(紅)色]。(6)Br 在水中顯黃(橙)色,在有機(jī)溶劑中顯橙(紅)色: I 在水中顯黃(褐)色,在有機(jī)溶劑 中顯紫(紅)色。(7)有色沉淀:①白色沉淀:HSiO 、AgCl、BaSO 、BaSO 、Mg(OH)、Fe(OH) 、Al(OH) 、BaCO 、 CaCO 、CaSO 、MgCO 等:②(淡)黃色沉淀:AgBr 、AgI 、S;③紅褐色沉淀:Fe(OH)a:④藍(lán)色沉 淀:Cu(OH)z:⑤紅色沉淀: Cu0。3.特征反應(yīng)現(xiàn)象(1)燃燒: H+Cl (蒼白色火焰),C(CH)+O (明亮火焰,大量黑煙),Al+0 ,Mg+0 (耀 眼白光,有白色固體生成),金屬焰色反應(yīng)。(2)淀粉遇碘變藍(lán),蛋白質(zhì)遇濃硝酸變黃。(3)使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體是NH, 使品紅溶液褪色的氣體是Cl 、SO 等。(4)在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色氣體的是 NO。(5)Fe* 遇 OH-生成紅褐色沉淀,遇苯酚顯紫色,遇SCN~顯紅色。(6)Fe +遇OH-生成白色沉淀,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色: Fe *遇 SCN-無 明顯現(xiàn)象,在通入Cl 后溶液顯紅色。(7)與堿反應(yīng)加熱產(chǎn)生氣體的溶液中一般含NH。(8)既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)并產(chǎn)生氣體的物質(zhì):A1、弱酸的銨鹽(碳酸銨、硫化銨等)、 弱酸的酸式銨鹽(碳酸氫銨、硫氫化銨等)。39(9)燃燒能生成煙: Na在氯氣中燃燒生成白煙,F(xiàn)e 在氯氣中燃燒生成紅棕色煙,Cu在氯氣 中燃燒生成棕黃色煙。(10)向FeCl 溶液中加幾滴 KSCN 溶液呈紅色:(11)FeCl 溶液與NaOH 溶液反應(yīng),生成紅褐色沉淀:(12)向 FeCl 溶液中通入HS 氣體,生成淡黃色沉淀,溶液由棕黃色變淺綠色:(13)向FeCl 溶液中加入幾滴NaS 溶液,生成淡黃色沉淀,溶液由棕黃色變淺綠色;當(dāng)加入的NasS 溶液過量時,又生成黑色沉淀:(14)向FeCl 溶液中加入過量Fe 粉時,溶液變淺綠色;(15)向 FeCl 溶液中加入過量Cu粉,溶液變藍(lán)綠色:(16)將FeCl 溶液滴入淀粉KI 溶液中,溶液變藍(lán)色;(17)向 FeCl 溶液中滴入苯酚溶液,溶液變紫色。4. 反應(yīng)物用量或條件不同,生成物則不同(1)4Na+O =2NazO (緩慢氧化)(2)8HNO (稀)+3Cu=2NO↑+3Cu(NO ) +4HO4HNO (濃)+Cu=2NO t+Cu(NO ) +2HO(3)A1Cl +3NaOH=Al(OH) ↓+3NaClAlCl +4NaOH(過量)=NaAlO +2H O+3NaCl(4)NaAlO +4HC1(過量)=NaCl+2HD+AlCl NaAlO +HCl (不足)+H O=NaCl+Al(OH)a↓(5)Fe+6HNO (熱、濃)=Fe(NO ) +3NO t+3HOFe+HNO (冷、濃) → (鈍化)(6)Fe(不足)+6HNO (熱、濃)==Fe(NO ) +3NO t+3HOFe(過量)+4HNO (熱、濃)=Fe(NO ) +2NO ↑+2HO(7)Fe(不足)+4HNO ( 稀 ) =Fe(NO) +NO↑+2H O3Fe(過量)+8HNO ( 稀 ) = 3Fe(NO ) +2NO↑+4H O(8)6FeBrz+3Cl (不足)=4FeBr +2FeCl 2FeBr +3Cl (過量)=2Brz+2FeCl 5. 常用反應(yīng)、特殊反應(yīng)①Al *+40H~=A10Z+2HO② 3A10Z+AI +6HLO=4A1(OH) ↓③2CO +2NaO ==2Na CO +0 ④2H O+2Na O =4NaOH+O t40⑤ A10Z+CO +2H O=A1(OH) ↓+HCO ⑥ 2A1+2NaOH+2H O=2NaA1O +3H t⑦固體!(無色)(A 可以是:堿金屬、Na O、CaC、Al S 、MgN.等)(七)常見物質(zhì)的重要用途1.鈉——制NaO 、冶煉Ti 等金屬、鈉鉀合金作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑.2.小蘇打(NaHCO )——治療胃酸過多、制發(fā)酵粉、膨松劑、作泡沫滅火器滅火劑, 3.純堿(Na CO )——去油污、制玻璃。4.過氧化鈉——呼吸面具或潛水艇中作為氧氣來源。5.氯化鈉——制取鈉、氯氣、氫氧化鈉、氨堿法制純堿、調(diào)味劑、配制生理鹽水(0.9%)。6.Al——常用鋁箔包裝物品、焊接鐵軌。7.氫氧化鋁[A1(OH) ]——中和胃酸。8.明礬[KAl(SO ) ·12HO]——凈水劑(混凝劑)、中國古代利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅 銹。9.MgO、Al O 的熔點很高,作耐高溫材料。10.鐵——鐵粉袋裝食品中的脫氧劑、鐵與電源負(fù)極相連,保護(hù)鐵閘門。11.氧化鐵(Fe O )——紅色涂料、冶煉鐵,12.Fe (SO ) ——用作凈水劑(混凝劑),13.高鐵酸鈉(Na FeO )——殺菌、消毒、凈水.14.硅——半導(dǎo)體材料、太陽能電池板、計算機(jī)芯片。15.活性炭——吸附劑、去除冰箱中的異味,16.二氧化碳——滅火劑、用于人工降雨、用作氣體肥料,17.二氧化硅——制石英玻璃、光導(dǎo)纖維、光學(xué)儀器等,18.硅膠——袋裝食品干燥劑及催化劑的載體。19.硅酸鈉——是優(yōu)良的木材防火劑,20.氫氟酸——蝕刻玻璃制品。21.漂白液(NaC10 溶液)——殺菌消毒劑、漂白劑,22.漂白粉[Ca(C10)z 、CaCl ]——殺菌消毒劑、漂白劑,23.碘化銀——人工降雨。24.碘酸鉀——加碘食鹽中的含碘物質(zhì)。25.C10 ——自來水的殺菌消毒劑.26.臭氧(Oa)——漂白劑、消毒劑。27.二氧化硫——可用作漂白劑:葡萄酒的食品添加劑:殺菌消毒、還原劑,28.雙氧水——漂白劑、消毒劑、脫氧劑,29.氨——制冷劑(液氨),制硝酸、銨鹽。30.生石灰(CaO)——袋裝食品中的干燥劑,31.肥皂水——作蚊蟲叮咬處的清洗劑。32.BaSO ——在醫(yī)療上進(jìn)行胃部造影前, BaSO 用作患者服用的“鋇餐”。41化學(xué)平衡一 、平街的判定與平衡移動原理1. 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志(1)速率標(biāo)志①同一物質(zhì)在同一時間內(nèi)生成速率與消耗速率相等。②不同物質(zhì)在相同時間內(nèi)代表反應(yīng)方向相反時的化學(xué)反應(yīng)速率比等于化學(xué)計量數(shù)之比。(2)物質(zhì)的數(shù)量標(biāo)志①平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、百分含量等保持不變。②反應(yīng)物消耗量達(dá)到最大值或生成物的量達(dá)到最大值(常用于圖像分析中)。③不同物質(zhì)在相同時間內(nèi)代表反應(yīng)方向相反的量(如物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體體積) 的變化值之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。(3) 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫