1、必修 1 全册基本内容梳理 从实验学化学 一、化学实验安全 1、( 1)做有毒气体的实验时,应在通风厨中进行,并注意对尾气进行适当处理(吸收或点燃等)。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯,尾气应燃烧掉或作适当处理。 ( 2)烫伤宜找医生处理。 ( 3)浓酸撒在实验台上,先用 Na2CO3 (或 NaHCO3)中和,后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀 NaHCO3 溶液淋洗,然后请医生处理。 ( 4)浓碱撒在实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上,宜先 用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。 (
2、 5)钠、磷等失火宜用沙土扑盖。 ( 6)酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖。 二混合物的分离和提纯 分离和提纯的方法 分离的物质 应注意的事项 应用举例 过滤 用于固液混合的分离 一贴、二低、三靠 如粗盐的提纯 蒸馏 提纯或分离沸点不同的液体混合物 防止液体暴沸,温度计水银球的位置,如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向 如石油的蒸馏 萃取 利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶 剂所组成的溶液中提取出来的方法 选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂 用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘 分液 分离互不相溶的液体 打
3、开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔,使漏斗内外空气相通。打开活塞,使下层液体慢慢流出,及时关闭活塞,上层液体由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液 蒸发和结晶 用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物 加热蒸发皿使溶液蒸发时,要用玻璃棒不断搅动溶液;当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热 分离 NaCl 和 KNO3 混合物 三、离子检验 离子 所加试剂 现象 离子方程式 Cl AgNO3、稀 HNO3 产生白色沉淀 Cl Ag AgCl SO42- 稀 HCl、 BaCl2 白色沉淀 SO42-+Ba2 =BaSO4 四 .除杂 注意事项:为了使杂质除尽,加入的试剂不能是 “适
4、量 ”,而应是 “过量 ”;但过量的试剂必须在后续操作中便于除去。 五、物质的量的单位 摩尔 1.物质的量( n)是表示含有一定数目粒子的集体的物理量。 2.摩尔( mol) : 把含有 6.02 1023 个粒子的任何粒子集体计量为 1 摩尔。 3.阿伏加德罗常数:把 6.02 X1023mol-1 叫作阿伏加德罗常数。 4.物质的量 物质所含微粒数目 /阿伏加德罗常数 n =N/NA 5.摩尔质量( M) (1) 定义:单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量 .( 2)单位: g/mol 或 g.mol-1(3) 数值:等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量 . 6.物质的量 =物质的质
5、量 /摩尔质量 ( n = m/M ) 六、气体摩尔体积 1.气体摩尔体积( Vm)( 1)定义:单位物质的量的气体所占的体积叫做气体摩尔体积 .( 2)单位: L/mol 2.物质的量 =气体的体积 /气体摩尔体积 n=V/Vm 3.标准状况下 , Vm = 22.4 L/mol 七、物质的量在化学实验中的应用 1.物质的量浓度 . ( 1)定义:以单位体积溶液里所含溶质 B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的浓度。( 2)单位: mol/L( 3)物质的量浓度 溶质的物质的量 /溶液的体积 CB = nB/V 2.一定物质的量浓度的配制 ( 1)基本原理 :根据欲配制溶液的
6、体积和溶质的物质的量浓度,用有关物质的量浓度计算的方法,求出所需溶质的质量或体积,在容器内将溶质 用溶剂稀释为规定的体积 ,就得欲配制得溶液 . ( 2)主要操作 a.检验是否漏水 .b.配制溶液 1 计算 .2 称量 .3 溶解 .4 转移 .5洗涤 .6 定容 .7摇匀 8 贮存溶液 . 注意事项: A 选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶 . B 使用前必须检查是否漏水 . C 不能在容量瓶内直接溶解 . D 溶解完的溶液等冷却至室温时再转移 . E 定容时,当液面离刻度线12cm 时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止 . 3.溶液稀释: C(浓溶液 )?V(浓溶液 ) =
7、C(稀溶液 )?V(稀溶液 ) 一、物质的分类 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,叫分散系。被分散的物质称作分散质(可以是气体、液体、固体),起容纳分散质作用的物质称作分散剂(可以是气体、液体、固体)。溶液、胶体、浊液三种分散系的比较 分散质粒子大小 /nm 外观特征 能否通过滤纸 有否丁达尔效应 实例 溶液 小于 1 均匀、透明、稳定 能 没有 NaCl、蔗糖溶液 胶体 在 1100 之间 均匀、有的透明、较稳定 能 有 Fe(OH)3 胶体 浊液 大于 100 不均匀、不透明、不稳定 不能 没有 泥水 二、物质的化学变化 1、物 质之间可以发生各种各样的化学变
8、化,依据一定的标准可以对化学变化进行分类。 ( 1)根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类的多少可以分为: A、化合反应( A+B=AB) B、分解反应( AB=A+B) C、置换反应( A+BC=AC+B) D、复分解反应( AB+CD=AD+CB) ( 2)根据反应中是否有离子参加可将反应分为: A、离子反应:有离子参加的一类反应。主要包括复分解反应和有离子参加的氧化还原反应。 B、分子反应(非离子反应) ( 3)根据反应中是否有电子转移可将反应分为: A、氧化还原 反应:反应中有电子转移(得失或偏移)的反应 实质:有电子转移(得失或偏移) 特征:反应前后元素的化合价有变化 B、非氧
9、化还原反应 2、离子反应 ( 1)、电解质:在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物 ,叫电解质。酸、碱、盐都是电解质。在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,叫非电解质。 注意: 电解质、非电解质都是化合物,不同之处是在水溶液中或融化状态下能否导电。 电解质的导电是有条件的:电解质必须在水溶液中或熔化状态下才能导电。 能导电的物质并不全部是电解质:如铜、铝、石墨等。 非金属氧化物( SO2、 SO3、 CO2)、大部分的有机物为非电解质。 ( 2)、离子方程式:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。它不仅表示一个具体的化学反应,而且表示同一类型的离子反应。 复分解反应这类离子反应发生的条件
10、是:生成沉淀、气体或水。书写方法: 写:写出反应的化学方程式 拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式 删:将不参加反应的离子从方程式两端删去 查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等 ( 3)、离子共存问题 所谓离子在同一溶液中能大量共存,就是指离子之间不发生任何反应;若离子之间能发生反应,则不能大量共存。 A、结合生成难溶物质的离子不能大量共存 :如 Ba2和 SO42-、 Ag和 Cl-、 Ca2和 CO32-、Mg2和 OH-等 B、结合生成气体或易挥发性物质的离子不能大量共存:如 H和 C O 32-,HCO3-,SO32-,OH-和 NH4等 C、结合生成难电离物质(水)的离子不
11、能大量共存:如 H和 OH-、 CH3COO-, OH-和HCO3-等。 D、发生氧化还原反应、水解反应的离子不能大量共存(待学) 注意:题干中的条件:如无色溶液应排除有色离子: Fe2、 Fe3、 Cu2、 MnO4-等离子,酸性(或碱性)则应考虑所给离子组外,还有大量的 H(或 OH-)。( 4)离子方程式正误判断(六看) 一、看反应是否符合事实:主要看反应能否进行或反应产物是否正确 二、看能否写出离子方程式:纯固体之间的反应不能写离子方程式 三、看化学用语是否正确:化学式、离子符号、沉淀、气体符号、等号等的书写是否符合事实 四、看离子配比是否正确 五、看原子个数、电荷数是否守恒 六、看与
12、量有关的反应表达式是否正确(过量、适量) 3、氧化还原反应中概念及其相互关系如下: 失去电子 化合价升高 被 氧化(发生氧化反应) 是还原剂(有还原性) 得到电子 化合价降低 被还原(发生还原反应) 是氧化剂(有氧化性) 金属及其化合物 一、 金属活动性 Na Mg Al Fe。 二、金属一般比较活泼,容易与 O2 反应而生成氧化物,可以与酸溶液反应而生成 H2,特别活泼的如 Na 等可以与 H2O 发生反应置换出 H2,特殊金属如 Al 可以与碱溶液反应而得到 H2。 三、 A12O3 为两性氧化物, Al( OH) 3 为两性氢氧化物,都既可以与强酸反应生成盐和水,也可以与强碱反应生成盐和
13、水。 四、 五、 Na2CO3 和 NaHCO3 比较 碳酸钠 碳酸氢钠 俗名 纯碱或苏打 小苏打 色态 白色晶体 细小白色晶体 水溶性 易溶于水,溶液呈碱性使酚酞变红 易溶于水(但比 Na2CO3 溶解度小)溶液呈碱性(酚酞变浅红) 热稳定性 较稳定,受热难分解 受热易分解 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O 与酸反应 CO32 H H CO3 H CO3 H CO2 H2O H CO3 H CO2 H2O 相同条件下放出 CO2 的速度 NaHCO3 比 Na2CO3 快 与碱反应 Na2CO3 Ca( OH) 2 CaCO3 2NaOH 反应实质: CO32与金属阳离子的复分解
14、反应 NaHCO3 NaOH Na2CO3 H2O 反应实质: H CO3 OH H2O CO32 与 H2O 和 CO2 的反应 Na2CO3 CO2 H2O 2NaHCO3 CO32 H2O CO2 H CO3 不反应 与盐反应 CaCl2 Na2CO3 CaCO3 2NaCl Ca2 CO32 CaCO3 不反应 主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器 转化关系 六、合金:两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质。 合金的特点;硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低,用途比纯金属要广泛。 非金属及其化合物 一、硅元素:无机非金属材料中的主角
15、,在地壳中含量 26.3,次于氧。是一种亲氧元 素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量 90以上。位于第 3 周期,第 A族碳的下方。 Si 对比 C 最外层有 4 个电子,主要形成四价的化合物。 二、二氧化硅( SiO2) 天然存在的二氧化硅称为硅石,包括 结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是 SiO4,因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维) 物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的 SiO2 无色透光性好 化学:化学稳定性好、除
16、HF 外一般不与其他酸反应,可以与强碱( NaOH)反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应 SiO2 4HF = SiF4 2H2O SiO2 CaO =(高温 ) CaSiO3 SiO2 2NaOH = Na2SiO3 H2O 不能用玻璃瓶装 HF,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。 三、硅酸( H2SiO3) 酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于 SiO2 不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。 Na2SiO3 2HCl = H2SiO3 2NaCl 硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。 四、硅酸盐 硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分
17、布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。( Na2SiO3 、 K2SiO3 除外)最典型的代表是 硅酸钠 Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥 四、硅单质 与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高( 1410 ),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池、 五、氯元素:位于第三周期第 A族,原子结构: 容易得到一个电子形成 氯离子 Cl ,为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。 六、氯气 物理性质:黄绿色气体,有刺
18、激性气味 、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态 (液氯 )和固态。 制法 :MnO2 4HCl (浓 ) MnCl2 2H2O Cl2 闻法 :用手在瓶口轻轻扇动 ,使少量氯气进入鼻孔。 化学性质:很活泼,有毒,有氧化性, 能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应: 2Na Cl2 =(点燃 ) 2NaCl 2Fe 3Cl2=(点燃 ) 2FeCl3 Cu Cl2=(点燃 ) CuCl2 Cl2 H2 =(点燃 ) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。 燃烧不一定有氧气参加,物质并 不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反
19、应都称为燃烧。 Cl2 的用途: 自来水杀菌消毒 Cl2 H2O = HCl HClO 2HClO =(光照 ) 2HCl O2 1 体积的水溶解 2 体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸 HClO 有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。 制漂白液、漂白粉和漂粉精 制漂白液 Cl2 2NaOH=NaCl NaClO H2O ,其有效成分 NaClO 比 HClO 稳定多 ,可长期存放制漂白粉 (有效氯 35 )和漂粉精 (充分反应有效氯 70 ) 2Cl2 2Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)2 2H2O 与有
20、机物反应,是重要的化学工业物质。 用于提纯 Si、 Ge、 Ti等半导体和钛 有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品 七、氯离子的检验 使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子( CO32、 SO32) HCl AgNO3 = AgCl HNO3 NaCl AgNO3 = AgCl NaNO3 Na2CO3 2AgNO3 =Ag2CO?3 2NaNO3 Ag2CO?3 2HNO3 = 2AgNO3 CO2 H2O Cl Ag = AgCl 八、二氧化硫 制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末) S O2 =(点燃 ) SO2 物理性质:无色、刺激性气味、容易
21、液化,易溶于水( 1: 40 体积比) 化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸 H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,遇热会变回原来颜色。这是因为 H2SO3 不稳定,会分解回水和 SO2 SO2 H2O H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。 可逆反应 在同一条件下,既可以往正反应方向发生,又可以向逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应,用可逆箭头符号 连接。 九、一氧化氮和二氧化氮 一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电: N2 O2 =(高温或放电 ) 2NO,生成的一氧化氮很不稳定,在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮: 2NO O2 = 2NO2 一氧化氮的介绍:
22、无色气体,是空气中的污染物,少量 NO 可以治疗心血管疾病。 二氧化氮的介绍:红棕色气体、刺激性气 味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应: 3 NO2 H2O = 2HNO3 NO 这是工业制硝酸的方法。 十、大气污染 SO2 、 NO2 溶于雨水形成酸雨。防治措施: 从燃料燃烧入手。 从立法管理入手。 从能源利用和开发入手。 从废气回收利用,化害为利入手。 (2SO2 O2 2SO3 SO3 H2O= H2SO4) 十一、硫酸 物理性质:无色粘稠油状液体,不挥发,沸点高,密度比水大。 化学性质:具有酸的通性,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性。是强氧化剂。 C12H22O11 =(浓 H2
23、SO4) 12C 11H2O 放热 2 H2SO4 (浓 ) C CO2 2H2O SO2 还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。 2 H2SO4 (浓 ) Cu CuSO4 2H2O SO2 稀硫酸:与活泼金属反应放出 H2 ,使酸碱指示剂紫色石蕊变红,与某些盐反应,与碱性氧化物反应,与碱中和 十二、硝酸 物理性质:无色液体,易挥发,沸点较低,密度比水大。 化学性质:具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂。还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。 4HNO3(浓 ) Cu = Cu(NO3)2 2NO2 4H2O 8HNO3(稀 ) 3Cu 3Cu(NO3)2 2NO 4H2O 反应
24、条件不同,硝酸被还原得到的产物不同,可以有以下产物 :N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3 硫酸和硝酸:浓硫酸和浓硝酸都能钝化某些金属(如铁和铝)使表面生成一层致密的氧化保护膜,隔绝内层金属与酸,阻止反应进一步发生。因此,铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸和浓硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必备的重要试剂。 可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸。 十三、氨气及铵盐 氨气的性质:无色气体,刺激性气味、密度小于空气、极易溶于水(且快) 1: 700 体积比。溶于水发生以下反应使水溶液
25、呈碱性: NH3 H2O NH3?H2O NH4 OH 可作红色喷泉实验。生成的一水合氨 NH3?H2O 是一种弱碱,很不稳定,会分解,受热更不稳定:NH3?H2O =( ) NH3 H2O 浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味。 氨气能跟酸反应生成铵盐: NH3 HCl = NH4Cl (晶体 ) 氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它。氨气容易液化为液氨,液氨气化时吸收大量的热,因此还可以用作制冷剂。 铵盐的性质:易溶于水(很多化肥都是铵盐),受热易分解,放出氨气: NH4Cl NH3 HCl NH4HCO3 NH3 H2O CO2 可以用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热) NH4NO3 NaOH Na NO3 H2O NH3 2NH4Cl Ca(OH)2 CaCl2 2H2O 2NH3 用向下排空气法收集,红色石蕊试纸检验是否收集满。