第一章 從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)

第一節(jié) 化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法

一、熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作

危險(xiǎn)化學(xué)品標(biāo)志，如酒精、汽油??易燃液體；

濃H2SO4、NaOH（酸堿）??腐蝕品

二、混合物的分離和提純：

1、分離的方法：

①過濾：固體(不溶)和液體的分離。

②蒸發(fā)：固體(可溶)和液體分離。

③蒸餾：沸點(diǎn)不同的液體混合物的分離。

④分液：互不相溶的液體混合物。

⑤萃�。豪�用混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解性的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來。

2、粗鹽的提純：

（1）粗鹽的成分：主要是NaCl，還含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等雜質(zhì)

（2）步驟：

①將粗鹽溶解后過濾；

②在過濾后得到粗鹽溶液中加過量試劑BaCl2(除SO42－)、Na2CO3(除Ca2＋、過量的Ba2＋)、NaOH(除Mg2＋)溶液后過濾；

③得到濾液加鹽酸(除過量的CO32－、OH－)調(diào)pH=7得到NaCl溶液；

④蒸發(fā)、結(jié)晶得到精鹽。

加試劑順序關(guān)鍵：

（1）Na2CO3在BaCl2之后；

（2）鹽酸放最后。

3、蒸餾裝置注意事項(xiàng)：

①加熱燒瓶要墊上石棉網(wǎng)；

②溫度計(jì)的水銀球應(yīng)位于蒸餾燒瓶的支管口處；

③加碎瓷片的目的是防止暴沸；

④冷凝水由下口進(jìn)，上口出。

4、從碘水中提取碘的實(shí)驗(yàn)時(shí)，選用萃取劑應(yīng)符合原則：

①被萃取的物質(zhì)在萃取劑溶解度比在原溶劑中的大得多；

②萃取劑與原溶液溶劑互不相溶;

③萃取劑不能與被萃取的物質(zhì)反應(yīng)。

三、離子的檢驗(yàn)：

①SO42－：先加稀鹽酸，再加BaCl2溶液有白色沉淀，原溶液中一定含有SO42－。Ba2＋＋SO42－＝BaSO4↓

②Cl－（用AgNO3溶液、稀硝酸檢驗(yàn)）加AgNO3溶液有白色沉淀生成，再加稀硝酸沉淀不溶解，原溶液中一定含有Cl－；或先加稀硝酸酸化，再加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，則原溶液中一定含有Cl－。Ag＋＋Cl－＝AgCl↓。

③CO32－：（用BaCl2溶液、稀鹽酸檢驗(yàn)）先加BaCl2溶液生成白色沉淀，再加稀鹽酸，沉淀溶解，并生成無色無味、能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則原溶液中一定含有CO32－。

第二節(jié) 化學(xué)計(jì)量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

1、物質(zhì)的量（n）是國際單位制中7個(gè)基本物理量之一。

2、五個(gè)新的化學(xué)符號(hào)：

3、各個(gè)量之間的關(guān)系：

4、溶液稀釋公式：（根據(jù)溶液稀釋前后，溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變）

C濃溶液V濃溶液＝C稀溶液V稀溶液 （注意單位統(tǒng)一性，一定要將mL化為L來計(jì)算）。

5、溶液中溶質(zhì)濃度可以用兩種方法表示：

①質(zhì)量分?jǐn)?shù)W

②物質(zhì)的量濃度C

質(zhì)量分?jǐn)?shù)W與物質(zhì)的量濃度C的關(guān)系：C=1000ρW/M（其中ρ單位為g/cm3）

已知某溶液溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為W，溶液密度為ρ（g/cm3），溶液體積為V，溶質(zhì)摩爾質(zhì)量為M，求溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度C。

【 推斷：根據(jù)C=n(溶質(zhì))/V(溶液) ，而n(溶質(zhì))=m（溶質(zhì)）/M(溶質(zhì))= ρ V(溶液) W/M，考慮密度ρ的單位g/cm3化為g/L，所以有C=1000ρW/M 】。（公式記不清，可設(shè)體積1L計(jì)算）。

6、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制

（1）配制使用的儀器：托盤天平(固體溶質(zhì))、量筒(液體溶質(zhì))、容量瓶（強(qiáng)調(diào)：在具體實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)寫規(guī)格，否則錯(cuò)�。�、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管。

（2）配制的步驟：

①計(jì)算溶質(zhì)的量（若為固體溶質(zhì)計(jì)算所需質(zhì)量，若為溶液計(jì)算所需溶液的體積）②稱�。ɑ蛄咳。�③溶解（靜置冷卻）④轉(zhuǎn)移 ⑤洗滌⑥定容⑦搖勻。（如果儀器中有試劑瓶，就要加一個(gè)步驟：裝瓶）。

例如：配制400mL0.1mol／L的Na 2 CO 3 溶液：

（1）計(jì)算：需無水Na 2 CO 3 5.3g。

（2）稱量：用托盤天平稱量無水Na 2 CO 3 5.3 g。

（3）溶解：所需儀器燒杯、玻璃棒。

（4）轉(zhuǎn)移：將燒杯中的溶液沿玻璃棒小心地引流到500mL容量瓶中。

（5）定容：當(dāng)往容量瓶里加蒸餾水時(shí)，距刻度線1－2cm處停止，為避免加水的體積過多，改用膠頭滴管加蒸餾水到溶液的凹液面正好與刻度線相切，這個(gè)操作叫做定容。

注意事項(xiàng)：

①不能配制任意體積的一定物質(zhì)的量濃度的溶液，這是因?yàn)槿萘科康娜莘e是固定的，沒有任意體積規(guī)格的容量瓶。

②溶液注入容量瓶前需恢復(fù)到室溫，這是因?yàn)槿萘科渴軣嵋渍�裂，同時(shí)溶液溫度過高會(huì)使容量瓶膨脹影響溶液配制的精確度。

③用膠頭滴管定容后再振蕩，出現(xiàn)液面低于刻度線時(shí)不要再加水，這是因?yàn)檎袷帟r(shí)有少量溶液粘在瓶頸上還沒完全回流，故液面暫時(shí)低于刻度線，若此時(shí)又加水會(huì)使所配制溶液的濃度偏低。

④如果加水定容時(shí)超出了刻度線，不能將超出部分再吸走，須應(yīng)重新配制。

⑤如果搖勻時(shí)不小心灑出幾滴，不能再加水至刻度，必須重新配制，這是因?yàn)樗鶠⒊龅膸椎稳芤褐泻�有溶質(zhì)，會(huì)使所配制溶液的濃度偏低。

⑥溶質(zhì)溶解后轉(zhuǎn)移至容量瓶時(shí)，必須用少量蒸餾水將燒杯及玻璃棒洗滌2?3次，并將洗滌液一并倒入容量瓶，這是因?yàn)闊�杯及玻璃棒�?huì)粘有少量溶質(zhì)，只有這樣才能盡可能地把溶質(zhì)全部轉(zhuǎn)移到容量瓶中。

第二章 化學(xué)物質(zhì)及其變化

第一節(jié) 物質(zhì)的分類

1、掌握兩種常見的分類方法：交叉分類法和樹狀分類法。

2、分散系及其分類：

（1）分散系組成：分散劑和分散質(zhì)，按照分散質(zhì)和分散劑所處的狀態(tài)，分散系可以有9種組合方式。

（2）當(dāng)分散劑為液體時(shí)，根據(jù)分散質(zhì)粒子大小可以將分散系分為溶液、膠體、濁液。

3、膠體：

（1）常見膠體：Fe(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、血液、豆?jié){、淀粉溶液、蛋白質(zhì)溶液、有色玻璃、墨水等。

（2）膠體的特性：能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)。區(qū)別膠體與其他分散系常用方法丁達(dá)爾效應(yīng)。

膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子大小。

（3）Fe(OH)3膠體的制備方法：將飽和FeCl3溶液滴入沸水中，繼續(xù)加熱至體系呈紅褐色，停止加熱，得Fe(OH)3膠體。

第二節(jié) 離子反應(yīng)

一、電解質(zhì)和非電解質(zhì)

電解質(zhì)：在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。

1、化合物

非電解質(zhì)：在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物。（如：酒精[乙醇]、蔗糖、SO 2 、SO 3 、NH 3 、CO 2 等是非電解質(zhì)。）

（1）電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物，單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。

（2）酸、堿、鹽和水都是電解質(zhì)（特殊：鹽酸(混合物)電解質(zhì)溶液）。

（3）能導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì)。能導(dǎo)電的物質(zhì)：電解質(zhì)溶液、熔融的堿和鹽、金屬單質(zhì)和石墨。

電解質(zhì)需在水溶液里或熔融狀態(tài)下才能導(dǎo)電。固態(tài)電解質(zhì)(如：NaCl晶體)不導(dǎo)電，液態(tài)酸(如：液態(tài)HCl)不導(dǎo)電。

2、溶液能夠?qū)щ姷脑�因：有能夠自由移�?dòng)的離子。

3、電離方程式：要注意配平，原子個(gè)數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。如：Al2(SO4)3＝2Al3＋＋3SO42－

二、離子反應(yīng)：

1、離子反應(yīng)發(fā)生的條件：生成沉淀、生成氣體、水。

2、離子方程式的書寫：（寫、拆、刪、查）

①寫：寫出正確的化學(xué)方程式。（要注意配平。）

②拆：把易溶的強(qiáng)電解質(zhì)（易容的鹽、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿）寫成離子形式。

常見易溶的強(qiáng)電解質(zhì)有：

三大強(qiáng)酸（H2SO4、HCl、HNO3），四大強(qiáng)堿[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 （澄清石灰水拆，石灰乳不拆）]，可溶性鹽，這些物質(zhì)拆成離子形式，其他物質(zhì)一律保留化學(xué)式。

③刪：刪除不參加反應(yīng)的離子（價(jià)態(tài)不變和存在形式不變的離子）。

④查：檢查書寫離子方程式等式兩邊是否原子個(gè)數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。

3、離子方程式正誤判斷：（看幾看）

①看是否符合反應(yīng)事實(shí)(能不能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)物、生成物對不對)。

②看是否可拆。

③看是否配平（原子個(gè)數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒）。

④看“＝”“ ”“↑”“↓”是否應(yīng)用恰當(dāng)。

4、離子共存問題

（1）由于發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)（生成沉淀或氣體或水）的離子不能大量共存。

生成沉淀：AgCl、BaSO4、BaSO3、BaCO3、CaCO3、Mg(OH)2、Cu(OH)2等。

生成氣體：CO32－、HCO3－等易揮發(fā)的弱酸的酸根與H＋不能大量共存。

生成H2O：①H＋和OH－生成H2O。②酸式酸根離子如：HCO3－既不能和H＋共存，也不能和OH－共存。如：HCO3－＋H＋＝H2O＋CO2↑， HCO3－＋OH－＝H2O＋CO32－

（2）審題時(shí)應(yīng)注意題中給出的附加條件。

①無色溶液中不存在有色離子：Cu2＋、Fe3＋、Fe2＋、MnO4－（常見這四種有色離子）。

②注意挖掘某些隱含離子：酸性溶液(或pH＜7)中隱含有H＋，堿性溶液(或pH＞7)中隱含有OH－。

③注意題目要求“大量共存”還是“不能大量共存”。

第三節(jié) 氧化還原反應(yīng)

一、氧化還原反應(yīng)

1、氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)：有電子轉(zhuǎn)移（包括電子的得失或偏移）。

2、氧化還原反應(yīng)的特征：有元素化合價(jià)升降。

3、判斷氧化還原反應(yīng)的依據(jù)：凡是有元素化合價(jià)升降或有電子的轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)都屬于氧化還原反應(yīng)。

4、氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念：

還原劑（具有還原性）：失(失電子)→升(化合價(jià)升高)→氧(被氧化或發(fā)生氧化反應(yīng))→生成氧化產(chǎn)物。

氧化劑（具有氧化性）：得(得電子)→降(化合價(jià)降低)→還(被還原或發(fā)生還原反應(yīng))→生成還原產(chǎn)物。

【注】一定要熟記以上內(nèi)容，以便能正確判斷出一個(gè)氧化還原反應(yīng)中的氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物；氧化劑、還原劑在反應(yīng)物中找；氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物在生成物中找。

二、氧化性、還原性強(qiáng)弱的判斷

（1）根據(jù)氧化還原反應(yīng)方程式在同一氧化還原反應(yīng)中，

氧化性：氧化劑＞氧化產(chǎn)物

還原性：還原劑＞還原產(chǎn)物

三、如果使元素化合價(jià)升高，即要使它被氧化，要加入氧化劑才能實(shí)現(xiàn)；如果使元素化合價(jià)降低，即要使它被還原，要加入還原劑才能實(shí)現(xiàn)；

第三章 金屬及其化合物

第一節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)

一、鈉 Na

1、單質(zhì)鈉的物理性質(zhì)：鈉質(zhì)軟、銀白色、熔點(diǎn)低、密度比水的小但比煤油的大。

2、單質(zhì)鈉的化學(xué)性質(zhì)：

①鈉與O2反應(yīng)

常溫下：4Na + O2＝2Na2O （新切開的鈉放在空氣中容易變暗）

加熱時(shí)：2Na + O2＝＝Na2O2 （鈉先熔化后燃燒，發(fā)出黃色火焰，生成淡黃色固體Na2O2。）

Na2O2中氧元素為－1價(jià)，Na2O2既有氧化性又有還原性。

2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑

2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2

Na2O2是呼吸面具、潛水艇的供氧劑，Na2O2具有強(qiáng)氧化性能漂白。

②鈉與H2O反應(yīng)

2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

離子方程式：2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平）

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：“浮??鈉密度比水��；游??生成氫氣；響??反應(yīng)劇烈；

熔??鈉熔點(diǎn)低；紅??生成的NaOH遇酚酞變紅”。

③鈉與鹽溶液反應(yīng)

如鈉與CuSO4溶液反應(yīng)，應(yīng)該先是鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH與H2，再和CuSO4溶液反應(yīng)，有關(guān)化學(xué)方程式：

2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

CuSO4＋2NaOH＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4

總的方程式：2Na＋2H2O＋CuSO4＝Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有藍(lán)色沉淀生成，有氣泡放出

K、Ca、Na三種單質(zhì)與鹽溶液反應(yīng)時(shí)，先與水反應(yīng)生成相應(yīng)的堿，堿再和鹽溶液反應(yīng)

④鈉與酸反應(yīng)：

2Na＋2HCl＝2NaCl＋H2↑（反應(yīng)劇烈）

離子方程式：2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑

3、鈉的存在：以化合態(tài)存在。

4、鈉的保存：保存在煤油或石蠟中。

5、鈉在空氣中的變化過程：Na→Na2O→NaOH→Na2CO3→Na2CO3?10H2O（結(jié)晶）→Na2CO3（風(fēng)化），最終得到是一種白色粉末。

一小塊鈉置露在空氣中的現(xiàn)象：銀白色的鈉很快變暗（生成Na2O），跟著變成白色固體(NaOH)，然后在固體表面出現(xiàn)小液滴（NaOH易潮解），最終變成白色粉未（最終產(chǎn)物是Na2CO3）。

二、鋁 Al

1、單質(zhì)鋁的物理性質(zhì)：銀白色金屬、密度�。▽佥p金屬）、硬度小、熔沸點(diǎn)低。

2、單質(zhì)鋁的化學(xué)性質(zhì)

①鋁與O2反應(yīng)：常溫下鋁能與O2反應(yīng)生成致密氧化膜，保護(hù)內(nèi)層金屬。加熱條件下鋁能與O2反應(yīng)生成氧化鋁：4Al＋3O2＝＝2Al2O3

②常溫下Al既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)，均有H2生成，也能與不活潑的金屬鹽溶液反應(yīng)：

2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑

（2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑ ）

2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑

（2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ ）

2Al＋3Cu(NO3)2＝2Al(NO3) 3＋3Cu

（2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu）

注意：鋁制餐具不能用來長時(shí)間存放酸性、堿性和咸的食品。

③鋁與某些金屬氧化物的反應(yīng)（如V、Cr、Mn、Fe的氧化物）叫做鋁熱反應(yīng)

Fe2O3＋2Al ＝＝ 2Fe＋Al2O3，Al 和 Fe2O3的混合物叫做鋁熱劑。利用鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌。

三、鐵

1、單質(zhì)鐵的物理性質(zhì)：鐵片是銀白色的，鐵粉呈黑色，純鐵不易生銹，但生鐵（含碳雜質(zhì)的鐵）在潮濕的空氣中易生銹。（原因：形成了鐵碳原電池。鐵銹的主要成分是Fe2O3）。

2、單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)：

①鐵與氧氣反應(yīng)：3Fe＋2O2＝＝＝Fe3O4（現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色的固體）

②與非氧化性酸反應(yīng)：Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑（Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑）

常溫下鋁、鐵遇濃硫酸或濃硝酸鈍化。加熱能反應(yīng)但無氫氣放出。

③與鹽溶液反應(yīng)：Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu（Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu）

④與水蒸氣反應(yīng)：3Fe＋4H2O(g)＝＝Fe3O4＋4H2

第二節(jié) 幾種重要的金屬化合物

一、氧化物

1、Al2O3的性質(zhì)：氧化鋁是一種白色難溶物，其熔點(diǎn)很高，可用來制造耐火材料如坩鍋、耐火管、耐高溫的實(shí)驗(yàn)儀器等。

Al2O3是兩性氧化物：既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)：

Al2O3+ 6HCl ＝ 2AlCl3 + 3H2O（Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O）

Al2O3+ 2NaOH == 2NaAlO2 +H2O（Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O）

2、鐵的氧化物的性質(zhì)：FeO、Fe2O3都為堿性氧化物，能與強(qiáng)酸反應(yīng)生成鹽和水。

FeO＋2HCl =FeCl2 +H2O

Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O

二、氫氧化物

1、氫氧化鋁 Al(OH)3

①Al(OH)3是兩性氫氧化物，在常溫下它既能與強(qiáng)酸，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)：

Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O（Al(OH)3＋3H＋＝Al3＋＋3H2O）

Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O（Al(OH)3＋OH－＝AlO2－＋2H2O）

②Al(OH)3受熱易分解成Al2O3：2Al(OH)3＝＝Al2O3＋3H2O（規(guī)律：不溶性堿受熱均會(huì)分解）

③Al(OH)3的制備：實(shí)驗(yàn)室用可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)來制備Al(OH)3

Al2(SO4)3＋6NH3?H2O＝2 Al(OH)3↓＋3(NH4)2SO4

（Al3＋＋3NH3?H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4＋）

因?yàn)閺?qiáng)堿(如NaOH)易與Al(OH)3反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)室不用強(qiáng)堿制備Al(OH)3，而用氨水。

2、鐵的氫氧化物：氫氧化亞鐵Fe(OH)2（白色）和氫氧化鐵Fe(OH)3（紅褐色）

①都能與酸反應(yīng)生成鹽和水：

Fe(OH)2＋2HCl＝FeCl2＋2H2O（Fe(OH)2＋2H＋＝Fe2＋＋2H2O）

Fe（OH）3+3HCl=FeCl3+3H2O（Fe(OH)3 + 3H＋= Fe3＋+ 3H2O）

②Fe(OH)2可以被空氣中的氧氣氧化成Fe(OH)3

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3（現(xiàn)象：白色沉淀→灰綠色→紅褐色）

③Fe(OH)3受熱易分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3＝＝Fe2O3＋3H2O

3、氫氧化鈉NaOH：俗稱燒堿、火堿、苛性鈉，易潮解，有強(qiáng)腐蝕性，具有堿的通性。

三、鹽

1、鐵鹽（鐵為+3價(jià)）、亞鐵鹽（鐵為+2價(jià)）的性質(zhì)：

①鐵鹽（鐵為+3價(jià)）具有氧化性，可以被還原劑（如鐵、銅等）還原成亞鐵鹽：

2FeCl3＋Fe＝3FeCl2（2Fe3＋＋Fe＝3Fe2＋）(價(jià)態(tài)歸中規(guī)律)

2FeCl3＋Cu＝2FeCl2＋CuCl2（2Fe3＋＋Cu＝2Fe2＋＋Cu2＋）（制印刷電路板的反應(yīng)原理）

亞鐵鹽（鐵為+2價(jià)）具有還原性，能被氧化劑（如氯氣、氧氣、硝酸等）氧化成鐵鹽：

2FeCl2＋Cl2＝2FeCl3（2Fe2＋＋Cl2＝2Fe3＋＋2Cl－）

②Fe3＋離子的檢驗(yàn)：

a.溶液呈黃色；

b.加入KSCN(硫氰化鉀)溶液變紅色；

c.加入NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色沉淀[Fe(OH)3]。

Fe2+離子的檢驗(yàn)：

a.溶液呈淺綠色；

b.先在溶液中加入KSCN溶液，不變色，再加入氯水，溶液變紅色；

c.加入NaOH溶液反應(yīng)先生成白色沉淀，迅速變成灰綠色沉淀，最后變成紅褐色沉淀。

2、鈉鹽：Na2CO3與NaHCO3的性質(zhì)比較

四、焰色反應(yīng)

1、定義：金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)使火焰呈現(xiàn)特殊顏色的性質(zhì)。

2、操作步驟：鉑絲（或鐵絲）用鹽酸浸洗后灼燒至無色，沾取試樣（單質(zhì)、化合物、氣、液、固均可）在火焰上灼燒，觀察顏色。

3、重要元素的焰色：鈉元素黃色、鉀元素紫色（透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察，以排除鈉的焰色的干擾）

焰色反應(yīng)屬物理變化。與元素存在狀態(tài)（單質(zhì)、化合物）、物質(zhì)的聚集狀態(tài)（氣、液、固）等無關(guān)，只有少數(shù)金屬元素有焰色反應(yīng)。

第三節(jié) 用途廣泛的金屬材料

1、合金的概念：由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

2、合金的特性：合金與各成分金屬相比，具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械的性能。

①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大

②合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的低

第四章 非金屬及其化合物

一、硅及其化合物Si

硅元素在地殼中的含量排第二，在自然界中沒有游離態(tài)的硅，只有以化合態(tài)存在的硅，常見的是二氧化硅、硅酸鹽等。

硅的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

，

硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，硅原子最外層有4個(gè)電子，既不易失去電子又不易得到電子，主要形成四價(jià)的化合物。

1、單質(zhì)硅（Si）：

（1）物理性質(zhì)：有金屬光澤的灰黑色固體，熔點(diǎn)高，硬度大。

（2）化學(xué)性質(zhì)：

①常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑，只能跟F2、HF和NaOH溶液反應(yīng)。

Si＋2F2＝SiF4

Si＋4HF＝SiF4↑＋2H2↑

Si＋2NaOH＋H2O＝Na2SiO3＋2H2↑

②在高溫條件下，單質(zhì)硅能與O2和Cl2等非金屬單質(zhì)反應(yīng)。

（3）用途：太陽能電池、計(jì)算機(jī)芯片以及半導(dǎo)體材料等。

（4）硅的制備：工業(yè)上，用C在高溫下還原SiO2可制得粗硅。

SiO2＋2C＝Si(粗)＋2CO↑

Si(粗)＋2Cl2＝SiCl4

SiCl4＋2H2＝Si(純)＋4HCl

2、二氧化硅（SiO2）：

（1）SiO2的空間結(jié)構(gòu)：立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，SiO2直接由原子構(gòu)成，不存在單個(gè)SiO2分子。

（2）物理性質(zhì)：熔點(diǎn)高，硬度大，不溶于水。

（3）化學(xué)性質(zhì)：SiO2常溫下化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不與水、酸反應(yīng)（氫氟酸除外），能與強(qiáng)堿溶液、氫氟酸反應(yīng)，高溫條件下可以與堿性氧化物反應(yīng)：

①與強(qiáng)堿反應(yīng)：SiO2＋2NaOH＝Na2SiO3＋H2O（生成的硅酸鈉具有粘性，所以不能用帶磨口玻璃塞試劑瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3將瓶塞和試劑瓶粘住，打不開，應(yīng)用橡皮塞）。

②與氫氟酸反應(yīng)[SiO2的特性]：SiO2＋4HF＝SiF4↑+2H2O（利用此反應(yīng)，氫氟酸能雕刻玻璃；氫氟酸不能用玻璃試劑瓶存放，應(yīng)用塑料瓶）。

③高溫下與堿性氧化物反應(yīng)：SiO2＋CaOCaSiO3

（4）用途：光導(dǎo)纖維、瑪瑙飾物、石英坩堝、水晶鏡片、石英鐘、儀器軸承、玻璃和建筑材料等。

3、硅酸（H2SiO3）：

（1）物理性質(zhì)：不溶于水的白色膠狀物，能形成硅膠，吸附水分能力強(qiáng)。

（2）化學(xué)性質(zhì)：H2SiO3是一種弱酸，酸性比碳酸還要弱，其酸酐為SiO2，但SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸鹽與酸反應(yīng)制�。海◤�(qiáng)酸制弱酸原理）

Na2SiO3＋2HCl＝2NaCl＋H2SiO3↓

Na2SiO3＋CO2＋H2O＝H2SiO3↓＋Na2CO3（此方程式證明酸性：H2SiO3＜H2CO3）

（3）用途：硅膠作干燥劑、催化劑的載體。

4、硅酸鹽

硅酸鹽：硅酸鹽是由硅、氧、金屬元素組成的化合物的總稱。硅酸鹽種類很多，大多數(shù)難溶于水，最常見的可溶性硅酸鹽是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗稱水玻璃，又稱泡花堿，是一種無色粘稠的液體，可以作黏膠劑和木材防火劑。硅酸鈉水溶液久置在空氣中容易變質(zhì)：

Na2SiO3＋CO2＋H2O＝Na2CO3＋H2SiO3↓（有白色沉淀生成）

傳統(tǒng)硅酸鹽工業(yè)三大產(chǎn)品有：玻璃、陶瓷、水泥。

硅酸鹽由于組成比較復(fù)雜，常用氧化物的形式表示：活潑金屬氧化物→較活潑金屬氧化物→二氧化硅→水。氧化物前系數(shù)配置原則：除氧元素外，其他元素按配置前后原子個(gè)數(shù)守恒原則配置系數(shù)。

硅酸鈉：Na2SiO3 Na2O?SiO2

硅酸鈣：CaSiO3 CaO?SiO2

高嶺石：Al2(Si2O5)(OH)4 Al2O3?2SiO2?2H2O

正長石：KAlSiO3不能寫成 K2O? Al2O3?3SiO2，應(yīng)寫成K2O?Al2O3?6SiO2

二、氯及其化合物

氯原子結(jié)構(gòu)示意圖為

，

氯元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，氯原子最外電子層上有7個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中很容易得到1個(gè)電子形成Cl－，化學(xué)性質(zhì)活潑，在自然界中沒游離態(tài)的氯，氯只以化合態(tài)存在（主要以氯化物和氯酸鹽）。

1、氯氣（Cl2）：

（1）物理性質(zhì)：黃綠色有刺激性氣味有毒的氣體，密度比空氣大，易液化成液氯，易溶于水。（氯氣收集方法?向上排空氣法或者排飽和食鹽水；液氯為純凈物）

（2）化學(xué)性質(zhì)：氯氣化學(xué)性質(zhì)非�；顫姡�很容易得到電子，作強(qiáng)氧化劑，能與金屬、非金屬、水以及堿反應(yīng)。

①與金屬反應(yīng)（將金屬氧化成最高正價(jià)）

Na＋Cl2===點(diǎn)燃2NaCl

Cu＋Cl2===點(diǎn)燃CuCl2

2Fe＋3Cl2===點(diǎn)燃2FeCl3

（氯氣與金屬鐵反應(yīng)只生成FeCl3，而不生成FeCl2。）

（思考：怎樣制備FeCl2？Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑，鐵跟鹽酸反應(yīng)生成FeCl2，而鐵跟氯氣反應(yīng)生成FeCl3，這說明Cl2的氧化性強(qiáng)于鹽酸，是強(qiáng)氧化劑。）

②與非金屬反應(yīng)

Cl2＋H2===點(diǎn)燃2HCl（氫氣在氯氣中燃燒現(xiàn)象：安靜地燃燒，發(fā)出蒼白色火焰）

將H2和Cl2混合后在點(diǎn)燃或光照條件下發(fā)生爆炸。

燃燒：所有發(fā)光發(fā)熱的劇烈化學(xué)反應(yīng)都叫做燃燒，不一定要有氧氣參加。

③Cl2與水反應(yīng)

Cl2＋H2O＝HCl＋HClO

離子方程式：Cl2＋H2O＝H＋＋Cl?＋HClO

將氯氣溶于水得到氯水（淺黃綠色），氯水含多種微粒，其中有H2O、Cl2、HClO、Cl－、H+、OH－(極少量，水微弱電離出來的)。

氯水的性質(zhì)取決于其組成的微粒：

（1）強(qiáng)氧化性：Cl2是新制氯水的主要成分，實(shí)驗(yàn)室常用氯水代替氯氣，如氯水中的氯氣能與KI，KBr、FeCl2、SO2、Na2SO3等物質(zhì)反應(yīng)。

（2）漂白、消毒性：氯水中的Cl2和HClO均有強(qiáng)氧化性，一般在應(yīng)用其漂白和消毒時(shí)，應(yīng)考慮HClO，HClO的強(qiáng)氧化性將有色物質(zhì)氧化成無色物質(zhì)，不可逆。

（3）酸性：氯水中含有HCl和HClO，故可被NaOH中和，鹽酸還可與NaHCO3，CaCO3等反應(yīng)。

（4）不穩(wěn)定性：HClO不穩(wěn)定光照易分解。，因此久置氯水(淺黃綠色)會(huì)變成稀鹽酸(無色)失去漂白性。

（5）沉淀反應(yīng)：加入AgNO3溶液有白色沉淀生成（氯水中有Cl－）。自來水也用氯水殺菌消毒，所以用自來水配制以下溶液如KI、KBr、FeCl2、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3、AgNO3、NaOH等溶液會(huì)變質(zhì)。

④Cl2與堿液反應(yīng)：

與NaOH反應(yīng)：Cl2＋2NaOH＝NaCl＋NaClO＋H2O（Cl2＋2OH－＝Cl－＋ClO－＋H2O）

與Ca(OH)2溶液反應(yīng)：2Cl2＋2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O

此反應(yīng)用來制漂白粉，漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2和CaCl2，有效成分為Ca(ClO)2。

漂白粉之所以具有漂白性，原因是：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O=CaCO3↓+2HClO生成的HClO具有漂白性；同樣，氯水也具有漂白性，因?yàn)槁人�含HClO；NaClO同樣具有漂白性，發(fā)生反應(yīng)2NaClO＋CO2＋H2O==Na2CO3+2HClO；

干燥的氯氣不能使紅紙褪色，因?yàn)椴荒苌�成HClO，濕的氯氣能使紅紙褪色，因?yàn)槁葰獍l(fā)生下列反應(yīng)Cl2＋H2O＝HCl＋HClO。

漂白粉久置空氣會(huì)失效（涉及兩個(gè)反應(yīng)）：Ca(ClO)2＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2HClO，，漂白粉變質(zhì)會(huì)有CaCO3存在，外觀上會(huì)結(jié)塊，久置空氣中的漂白粉加入濃鹽酸會(huì)有CO2氣體生成，含CO2和HCl雜質(zhì)氣體。

⑤氯氣的用途：制漂白粉、自來水殺菌消毒、農(nóng)藥和某些有機(jī)物的原料等。

2、Cl－的檢驗(yàn)：

原理：根據(jù)Cl－與Ag＋反應(yīng)生成不溶于酸的AgCl沉淀來檢驗(yàn)Cl－存在。

方法：先加稀硝酸酸化溶液（排除CO32－干擾）再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀生成，則說明有Cl－存在。

三、硫及其化合物

1、硫元素的存在：硫元素最外層電子數(shù)為6個(gè)，化學(xué)性質(zhì)較活潑，容易得到2個(gè)電子呈－2價(jià)或者與其他非金屬元素結(jié)合成呈＋4價(jià)、＋6價(jià)化合物。硫元素在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)。（如火山口中的硫就以單質(zhì)存在）

2、硫單質(zhì)：

①物質(zhì)性質(zhì)：俗稱硫磺，淡黃色固體，不溶于水，熔點(diǎn)低。

②化學(xué)性質(zhì)：S+O2===點(diǎn)燃SO2（空氣中點(diǎn)燃淡藍(lán)色火焰，純氧中藍(lán)紫色）

3、二氧化硫（SO2）

（1）物理性質(zhì)：無色、有刺激性氣味有毒的氣體，易溶于水，密度比空氣大，易液化。

（2）SO2的制備：S+O2===點(diǎn)燃SO2或Na2SO3＋H2SO4＝Na2SO4＋SO2↑＋H2O

（3）化學(xué)性質(zhì)：①SO2能與水反應(yīng)SO2+H2OH2SO3（亞硫酸，中強(qiáng)酸）此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。

可逆反應(yīng)定義：在相同條件下，正逆方向同時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)。（關(guān)鍵詞：相同條件下）

②SO2為酸性氧化物，是亞硫酸（H2SO3）的酸酐，可與堿反應(yīng)生成鹽和水。

a、與NaOH溶液反應(yīng)：

SO2(少量)＋2NaOH＝Na2SO3＋H2O （SO2＋2OH－＝SO32－＋H2O）

SO2(過量)＋NaOH＝NaHSO3（SO2＋OH－＝HSO3－）

b、與Ca(OH)2溶液反應(yīng)：

SO2(少量)＋Ca(OH)2＝CaSO3↓(白色)＋H2O

2SO2(過量)＋Ca(OH)2＝Ca(HSO3) 2 (可溶)

對比CO2與堿反應(yīng)：

CO2(少量)＋Ca(OH)2＝CaCO3↓(白色)+H2O

2CO2(過量)＋Ca(OH)2＝Ca(HCO3) 2 (可溶)

將SO2逐漸通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成，后沉淀消失，與CO2逐漸通入Ca(OH)2溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相同，所以不能用石灰水來鑒別SO2和CO2。能使石灰水變渾濁的無色無味的氣體一定是二氧化碳，這說法是對的，因?yàn)镾O2是有刺激性氣味的氣體。

③SO2具有強(qiáng)還原性，能與強(qiáng)氧化劑（如酸性高錳酸鉀溶液、氯氣、氧氣等）反應(yīng)。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色，顯示了SO2的強(qiáng)還原性（不是SO2的漂白性）。

（催化劑：粉塵、五氧化二釩）

SO2＋Cl2＋2H2O＝H2SO4＋2HCl（將SO2氣體和Cl2氣體混合后作用于有色溶液，漂白效果將大大減弱。）

④SO2的弱氧化性：如2H2S＋SO2＝3S↓＋2H2O（有黃色沉淀生成）

⑤SO2的漂白性：SO2能使品紅溶液褪色，加熱會(huì)恢復(fù)原來的顏色。用此可以檢驗(yàn)SO2的存在。

⑥SO2的用途：漂白劑、殺菌消毒、生產(chǎn)硫酸等。

4、硫酸（H2SO4）

（1）濃硫酸的物理性質(zhì)：純的硫酸為無色油狀粘稠液體，能與水以任意比互溶（稀釋濃硫酸要規(guī)范操作：注酸入水且不斷攪拌）。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%（或18.4mol/l）的硫酸為濃硫酸。不揮發(fā)，沸點(diǎn)高，密度比水大。

（2）濃硫酸三大性質(zhì)：吸水性、脫水性、強(qiáng)氧化性。

①吸水性：濃硫酸可吸收結(jié)晶水、濕存水和氣體中的水蒸氣，可作干燥劑，可干燥H2、O2、SO2、CO2等氣體，但不可以用來干燥NH3、H2S、HBr、HI、C2H4五種氣體。

②脫水性：能將有機(jī)物（蔗糖、棉花等）以水分子中H和O原子個(gè)數(shù)比2?1脫水，炭化變黑。

③強(qiáng)氧化性：濃硫酸在加熱條件下顯示強(qiáng)氧化性（＋6價(jià)硫體現(xiàn)了強(qiáng)氧化性），能與大多數(shù)金屬反應(yīng)，也能與非金屬反應(yīng)。

a. 與大多數(shù)金屬反應(yīng)（如銅）：2H2SO4 (濃)＋Cu===△CuSO4＋2H2O＋SO2 ↑

（此反應(yīng)濃硫酸表現(xiàn)出酸性和強(qiáng)氧化性 ）

b. 與非金屬反應(yīng)（如C反應(yīng)）：2H2SO4(濃)＋C===△CO2 ↑＋2H2O＋SO2 ↑

（此反應(yīng)濃硫酸表現(xiàn)出強(qiáng)氧化性 ）

注意：常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃H2SO4或濃HNO3發(fā)生鈍化。

濃硫酸的強(qiáng)氧化性使許多金屬能與它反應(yīng)，但在常溫下，鋁和鐵遇濃硫酸時(shí)，因表面被濃硫酸氧化成一層致密氧化膜，這層氧化膜阻止了酸與內(nèi)層金屬的進(jìn)一步反應(yīng)。這種現(xiàn)象叫金屬的鈍化。鋁和鐵也能被濃硝酸鈍化，所以，常溫下可以用鐵制或鋁制容器盛放濃硫酸和濃硝酸。

（3）硫酸的用途：干燥劑、化肥、炸藥、蓄電池、農(nóng)藥、醫(yī)藥等。

四、氮及其化合物

1、氮的氧化物：NO2和NO

N2＋O2========高溫或放電2NO，生成的一氧化氮很不穩(wěn)定：2NO＋O2 == 2NO2

一氧化氮：無色氣體，有毒，能與人血液中的血紅蛋白結(jié)合而使人中毒（與CO中毒原理相同），不溶于水。是空氣中的污染物。

二氧化氮：紅棕色氣體（與溴蒸氣顏色相同）、有刺激性氣味、有毒、易液化、易溶于水，并與水反應(yīng)：

3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO，此反應(yīng)中NO2既是氧化劑又是還原劑。以上三個(gè)反應(yīng)是“雷雨固氮”、“雷雨發(fā)莊稼”的反應(yīng)。

2、硝酸（HNO3）：

（1）硝酸物理性質(zhì)：純硝酸是無色、有刺激性氣味的油狀液體。低沸點(diǎn)（83℃）、易揮發(fā)，在空氣中遇水蒸氣呈白霧狀。98%以上的硝酸叫“發(fā)煙硝酸”，常用濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為69%。

（2）硝酸的化學(xué)性質(zhì)：具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊試液變紅色，濃硝酸遇紫色石蕊試液先變紅（H＋作用）后褪色（濃硝酸的強(qiáng)氧化性）。用此實(shí)驗(yàn)可證明濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)。濃硝酸和稀硝酸都是強(qiáng)氧化劑，能氧化大多數(shù)金屬，但不放出氫氣，通常濃硝酸產(chǎn)生NO2，稀硝酸產(chǎn)生NO，如：

①Cu＋4HNO3(濃)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O

②3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O

反應(yīng)①還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為1?2；反應(yīng)②還原劑與氧化劑物質(zhì)的量之比為3?2。

常溫下，F(xiàn)e、Al遇濃H2SO4或濃HNO3發(fā)生鈍化，（說成不反應(yīng)是不妥的），加熱時(shí)能發(fā)生反應(yīng)：

當(dāng)溶液中有H＋和NO3－時(shí)，相當(dāng)于溶液中含HNO3，此時(shí)，因?yàn)橄跛峋哂袕?qiáng)氧化性，使得在酸性條件下NO3－與具有強(qiáng)還原性的離子如S2－、Fe2＋、SO32－、I－、Br－（通常是這幾種）因發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不能大量共存。（有沉淀、氣體、難電離物生成是因發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而不能大量共存。）

3、氨氣（NH3）

（1）氨氣的物理性質(zhì)：無色氣體，有刺激性氣味、比空氣輕，易液化，極易溶于水，1體積水可以溶解700體積的氨氣（可做紅色噴泉實(shí)驗(yàn)）。濃氨水易揮發(fā)出氨氣。

（2）氨氣的化學(xué)性質(zhì)：

a. 溶于水溶液呈弱堿性：

生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱堿，很不穩(wěn)定，受熱會(huì)分解：

氨氣或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水濃度越大密度越小，計(jì)算氨水濃度時(shí)，溶質(zhì)是NH3，而不是NH3?H2O。

氨水中的微粒：H2O、NH3、NH3?H2O、NH4＋、OH?、H＋(極少量，水微弱電離出來)。

噴泉實(shí)驗(yàn)的原理：是利用氣體極易被一種液體吸收而形成壓強(qiáng)差，使氣體容器內(nèi)壓強(qiáng)降低，外界大氣壓把液體壓入氣體容器內(nèi)，在玻璃導(dǎo)管尖嘴處形成美麗的“噴泉”。

噴泉實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵：

（1）氣體在吸收液中被吸收得既快又多，如NH3、HCl、HBr、HI、NO2用水吸收，CO2、SO2，Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等。

（2）裝置的氣密性要好。

（3）燒瓶內(nèi)的氣體純度要大。

b. 氨氣可以與酸反應(yīng)生成鹽：

①NH3＋HCl＝NH4Cl

②NH3＋HNO3＝NH4NO3

③ 2NH3＋H2SO4＝(NH4)2SO4

因NH3溶于水呈堿性，所以可以用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)氨氣的存在，因濃鹽酸有揮發(fā)性，所以也可以用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近集氣瓶口，如果有大量白煙生成，可以證明有NH3存在。

（3）氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法：

①原理：銨鹽與堿共熱產(chǎn)生氨氣

②裝置特點(diǎn)：固＋固氣體，與制O2相同。

③收集：向下排空氣法。

④驗(yàn)滿：

a. 濕潤的紅色石蕊試紙（NH3是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體）

b. 蘸濃鹽酸的玻璃棒(產(chǎn)生白煙)

⑤干燥：用堿石灰（NaOH與CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥。不能用CaCl2、P2O5、濃硫酸作干燥劑，因?yàn)镹H3能與CaCl2反應(yīng)生成CaCl2?8NH3。P2O5、濃硫酸均能與NH3反應(yīng)，生成相應(yīng)的鹽。所以NH3通常用堿石灰干燥。

⑥吸收：在試管口塞有一團(tuán)濕的棉花其作用有兩個(gè)：一是減小氨氣與空氣的對流，方便收集氨氣；二是吸收多余的氨氣，防止污染空氣。

（4）氨氣的用途：液氨易揮發(fā)，汽化過程中會(huì)吸收熱量，使得周圍環(huán)境溫度降低，因此，液氨可以作制冷劑。

4、銨鹽

銨鹽均易溶于水，且都為白色晶體（很多化肥都是銨鹽）。

（1）受熱易分解，放出氨氣：

（2）干燥的銨鹽能與堿固體混合加熱反應(yīng)生成氨氣，利用這個(gè)性質(zhì)可以制備氨氣：

（3）NH4＋的檢驗(yàn)：樣品加堿混合加熱，放出的氣體能使?jié)竦募t色石蕊試紙變藍(lán)，則證明該物質(zhì)會(huì)有NH4＋。

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