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文檔簡介
1、第1章 認識化學學科第1節(jié) 認識化學科學一、化學的含義和特征 1、化學的含義:在原子、分子水平上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化、制備和應用的自然科學。 2、特征:認識分子和制造分子。 3、物質(zhì)的變化分為兩種:物理變化和化學變化。二、化學的形成和發(fā)展 1661年,英國,波義耳提出化學元素的概念,標志著近代化學誕生。 1771年,法國,拉瓦錫建立燃燒現(xiàn)象的氧化學說。 1803年,英國,道爾頓提出了原子學說。 1869年,俄國,門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表。三、元素與物質(zhì)的關系 1、元素的存在狀態(tài):物質(zhì)都是有元素組成的,元素在物質(zhì)中以游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式存在,在這兩種狀態(tài)下,分別形成單質(zhì)和化合物。 2
2、、研究物質(zhì)的順序:金屬 非金屬氫化物 金屬氧化物 非金屬氧化物 堿 含氧酸 鹽 鹽3、氧化物的酸堿性:第1章 認識化學學科第2節(jié) 研究物質(zhì)性質(zhì)的方法和程序一、研究物質(zhì)的基本方法:觀察、實驗、分類、比較等方法。(一)na的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):鈉是一種銀白色金屬,熔點為97.8,沸點為882.9,密度為0.97g/cm3。點燃點燃2、化學性質(zhì):容易失去一個電子,形成na+(穩(wěn)定結(jié)構(gòu)),還原性極強。點燃(1)與非金屬反應:4na+o2=2na2o 2na+o2=na2o2 2na+cl2=2nacl 2na+s= na2s (2)與水反應:2na+2h2o=2naoh+h2現(xiàn)象:?。簄a浮在水面上;
3、熔:融化成一個小球;游:四處游動;響:發(fā)出咝咝響聲;紅:試液變紅。 (3)與酸反應:2na+2hcl=2nacl+h2 (4)與鹽反應:2na+2h2o+cuso4=cu(oh)2+na2so4+h2 6na+6h2o+2fecl3=2fe(oh)3+6nacl+3h2 4na+ticl4(熔融狀)ti+4nacl (5)na在空氣中的一系列變化: nana2onaohna2co310h2ona2co34na+o2=2na2o na2o+h2o=2naoh 2naoh+9h2o+co2=na2co310h2o na2co310h2ona2co3+10h2o 3、na的保存:鈉通常保存在煤油或石
4、蠟油中。 4、na的用途:鈉和鉀的合金可用作原子反應堆的導熱劑;高壓鈉燈;金屬冶煉。(二)na2o的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):白色固體,不可燃。 2、化學性質(zhì): (1)與水反應:na2o+h2o=2naoh (2)與酸反應:na2o+2hcl=2nacl+h2o (3)與非金屬反應:na2o+co2=na2co3 3、na2o的用途:制naoh,na2co3(三)na2o2的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):淡黃色固體。 2、化學性質(zhì): (1)與水反應:2na2o2+2h2o=4naoh+o2(放出大量的熱) (2)與非金屬反應:2na2o2+2co2=2na2co3+o2(放出大量的熱) (3)與酸反應:2na
5、2o2+4hcl=4nacl+2h2o+o2 3、na2o2的用途:作供氧劑、漂白劑、強氧化劑【向naoh溶液中通入co2氣體至過量】:無明顯現(xiàn)象,加熱溶液后生成氣體。2naoh+co2=na2co3+h2o+o2 2nahco3na2co3+h2o+co2【向ca(oh)2溶液中通入co2氣體至過量】:先生成沉淀,后沉淀消失,加熱溶液后生成沉淀和氣體。 ca(oh)2+co2=caco3+h2o caco3+h2o+co2=ca(hco3)2 ca(hco3)2caco3+h2o+co2二、研究物質(zhì)的基本程序:進一步研究觀察物質(zhì)外觀 預測物質(zhì)性質(zhì) 實驗和觀察 解釋和結(jié)論 發(fā)現(xiàn)特殊現(xiàn)象,提出新
6、問題(一)氯氣的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):黃綠色氣體,有刺激性氣味,有毒,能溶于水,易液化,密度大與空氣。 2、化學性質(zhì): (1)與金屬反應:與鈉反應:2na+cl22nacl 劇烈燃燒,黃色火焰、生成白煙。與鐵反應:2fe+3cl22fecl3 劇烈燃燒,生成棕褐色/紅褐色煙。與銅反應:cu+cl2cucl2 劇烈燃燒,生成棕黃色煙。規(guī)律:變價金屬與cl2反應一般生成高價金屬的氧化物。 (2)與非金屬反應:氫氣在氯氣中燃燒:h2+cl22hcl 蒼白色火焰,瓶口內(nèi)壁出現(xiàn)白霧。氫氣與氯氣混合光照:h2+cl22hcl 發(fā)生爆炸。 (3)與水反應:cl2+h2o=hcl+hclo新制氯水中的微粒 (4
7、)與堿反應:2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o2cl2+2h2o=2hcl+2hclo2hcl+ca(oh)2=cacl2+2h2o2hclo+ca(oh)2=ca(clo)2+2h2o cl2+2naoh=nacl+naclo+h2ocl2+h2o=hcl+hclohcl+naoh=nacl+h2ohclo+naoh=naclo+h2o (5)與鹽反應:cl2+2ki=2kcl+i2 cl2+2nabr=nacl+br2 3、氯氣的用途:用來制造鹽酸、有機溶解劑和殺菌消毒劑。(二)hclo的性質(zhì) 1、不穩(wěn)定性:2hclo2hcl+o2 2、強氧化性:漂白粉和消
8、毒劑的主要成分:ca(clo)2+h2o+co2=caco3+2hclo ca(clo)2+2hcl=cacl2+2hclo2naclo+h2o+co2=na2co3+2hclo 【制漂白劑:2cl2+2ca(oh)2=cacl2+ca(clo)2+2h2o】 3、弱酸性:hclo的酸性比h2co3還弱?!竟I(yè)上電解nacl溶液制取cl2、naoh、h2:2nacl+2h2o2naoh+h2+cl2】【實驗室制氯氣:mno2+4hcl(濃)mncl2+cl2+2h2o】第1章 認識化學學科第3節(jié) 化學中常用的物理量物質(zhì)的量一、物質(zhì)的量(n) 1、定義:它是一個描述宏觀物質(zhì)中所含有的微粒數(shù)目的多
9、少的一個物理量。 2、單位:摩爾,簡稱摩,符號是mol。 3、阿伏伽德羅常數(shù)(na):0.012kg 12c所含的碳原子數(shù)目叫做阿伏伽德羅常數(shù)。 1mol任何微粒所含的微粒數(shù)均為na個。 na =6.021023 mol-14、公式:n = n:微粒數(shù)。二、摩爾質(zhì)量(m) 1、定義:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量叫做摩爾質(zhì)量。 1mol的任何物質(zhì)的質(zhì)量,以g為單位時,它在數(shù)值上等于該物質(zhì)的相對原子/分子質(zhì)量。 2、單位:g mol-1(g/mol)或kg mol-1(kg/mol)。 3、公式:n =三、摩爾體積(vm) 1、定義:一定溫度和壓強下,單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體的摩爾體
10、積。 2、單位:l mol-1(l/mol)或m3 mol-1(m3/mol) 3、標準狀況下,氣體摩爾體積約為22.4 l mol-1。(標準狀況:指溫度為0、壓強為101kpa的狀況,簡稱stp。) 4、公式:n = 5、書寫規(guī)律:在相同條件下,1mol氣體所占的體積比1mol固體或液體所占的體積大得多。在相同條件下,1mol固體或液體的體積不同,而1mol氣體的體積卻幾乎完全相同。在相同條件下,決定物質(zhì)的體積的微觀因素:氣體體積大小 1、粒子數(shù)目 固、液體體積大小的主要因素 2、粒子(半徑)大小 的主要因素 3、粒子間的平均距離【阿伏伽德羅定律:在同溫同壓下,相同體積的任何氣體都含有相同
11、數(shù)目的分子?!繜崃W溫度pv =n rt氣體常數(shù)四、物質(zhì)的量濃度(cb) 1、定義:單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。 2、單位:mol l-1(mol/l)或mol m-3(mol/m-3)。 3、公式:n b=c bv 4、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配置: (1)主要儀器:容量瓶、燒杯、膠頭滴管、玻璃棒、托盤天平(砝碼)、藥匙、量筒。 容量瓶:常用于配置一定體積的、濃度準確的溶液。 規(guī)格:100ml、250ml、500ml、1000ml 瓶上通常標注有溫度、容量、刻度線。 (2)配置步驟:計算 稱量(量取) 溶解(冷卻至室溫20) 轉(zhuǎn)移 洗滌:2-3次。 搖勻 定容:加水至刻度線下1-2cm處
12、,在用膠頭滴管加水至刻度線。 搖勻 裝瓶貼標簽五、化學中的一些定量關系 1、化學方程式中的定量關系 h2 + cl2 = 2hcl 1 : 1 : 2 (分子數(shù)之比) 2g : 71g : 73g (質(zhì)量之比) 1mol : 1mol : 2mol (物質(zhì)的量之比) 1 : 1 : 2 (體積之比) 1mol : 22.4l : 44.8l (標況下,物質(zhì)的量與氣體體積關系) 22.4l : 71g : 2mol (標況下,物質(zhì)的量與氣體體積、質(zhì)量的關系)氣體密度(g/l) 2、物質(zhì)的量與各種物理量之間的關系物質(zhì)的質(zhì)量m(g)氣體的體積l(stp)氣體密度(g/l)mmvmvmnana物質(zhì)的量
13、n (mol)物質(zhì)的微粒數(shù)氣體物質(zhì)的分子數(shù)nanamna溶質(zhì)的質(zhì)量m(g)溶質(zhì)的微粒數(shù)溶質(zhì)的物質(zhì)的量n (mol)mna溶液體積v(l)溶液體積v(l)物質(zhì)的量濃度cb溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)第2章 元素與物質(zhì)世界第1節(jié) 元素與物質(zhì)的分類一、元素在自然界中的存在狀態(tài) 1、游離態(tài):元素以單質(zhì)形式存在的狀態(tài)。 2、化合態(tài):元素以化合物形式存在的狀態(tài)。二、研究物質(zhì)的順序金屬金屬氧化物堿鹽非金屬非金屬氧化物含氧酸鹽 氫化物三、物質(zhì)的分類四、物質(zhì)的分散體系1、定義:一種或幾種物質(zhì)(稱為分散質(zhì))分散到另一種物質(zhì)(成為分散劑)中形成分散系。2、分類: 3、膠體的性質(zhì) (1)丁達爾效應(現(xiàn)象):可見光束通過膠體時,在入射
14、光側(cè)面可觀察到明亮的光區(qū)。 此性質(zhì)可用于膠體與溶液的區(qū)別。 (2)聚沉:膠體形成沉淀析出的現(xiàn)象。加鹽、加熱和攪拌均能引起膠體的聚沉。 (3)電泳:在通電情況下,膠體微粒向直流電源的某一極移動,這種現(xiàn)象稱為電泳。 (4)滲析:利用半透膜分離膠體中的雜質(zhì)分子或離子,提純、精制膠體的操作稱為滲析。4、膠體的制備:fecl3+3h2ofe(oh)3+3h2o 將飽和的fecl3溶液滴加到沸水中,加熱至呈紅褐色。5、膠體的應用:(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn):土壤的保肥作用(2)醫(yī)療衛(wèi)生:血液透析、血清紙上電泳、利用電泳分離蛋白質(zhì)(3)日常生活:制豆腐原理(膠體的聚沉)和豆?jié){、牛奶、明礬凈水,都跟膠體有關。第2章 元素
15、與物質(zhì)世界第2節(jié) 電解質(zhì)一、電解質(zhì)及其電離 1、電解質(zhì):在溶液中或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔铩?非電解質(zhì):在溶液中或熔融狀態(tài)下不能夠?qū)щ姷幕衔铩?2、電解質(zhì)的電離:電解質(zhì)溶于水或受熱熔化時,離解成能夠自由移動的離子的過程稱為電離。 3、強電解質(zhì)與弱電解質(zhì): 4、電離方程式:hcl=h+cl+ naoh=na+oh- nacl=na+cl- nahso4=na+h+so42- h2co3h+hco3- hco3-h+co32- ch3coohch3coo-+h+ nh3 h2onh4+oh- h2oh+oh-二、電解質(zhì)在水溶液中的反映 1、離子反應:溶液中有離子參加的反應稱為離子反應。 2、離
16、子方程式: (1)離子方程式:用實際參加反應的離子來表示反應的式子。 (2)離子反應發(fā)生的條件:復分解式的離子反應只要滿足下列3個條件之一則發(fā)生反應: 生成了難溶物 生成了難電離物質(zhì)生成了氣體 (3)書寫時的注意事項: 兩守恒:a、電荷守恒 b、質(zhì)量守恒 書寫時用分子式表示:a、難溶物質(zhì) b、難電離物質(zhì)(包括弱酸、弱堿、水,如ch3cooh, nh3 h2o) c、氣體 d、單質(zhì) e、氧化物 f、ca(oh)2 :在反應中寫離子式;在生成物中寫化學式; 澄清石灰水時寫離子式;石灰乳或消石灰石寫化學式。 g、濃硫酸、濃磷酸、硝酸鉛(ch3coo)2pb第2章 元素與物質(zhì)世界第3節(jié) 氧化劑和還原劑
17、一、氧化還原反應 1、定義:在化學反應過程中有電子轉(zhuǎn)移的化學反應叫做氧化還原反應; 在化學反應過程中沒有電子轉(zhuǎn)移的化學反應叫做非氧化還原反應。 2、氧化還原反應的實質(zhì):有電子轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。 3、特征(標志):反應前后元素的化合價有升降。 4、氧化反應及還原反應: 氧化劑(氧化性)得電子化合價降低發(fā)生還原反應還原產(chǎn)物反 生應 同時存在 數(shù)目相等 數(shù)目相等 同時存在 同時產(chǎn)生 成物 物 還原劑(還原性)失電子化合價升高發(fā)生氧化反應氧化產(chǎn)物 5、氧化還原反應表示方法: 雙線橋法: 得e -,還原反應氧化劑+還原劑 氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 失e -,氧化反應 失2 e -,氧化反應 失12 e -,
18、氧化反應mno2點燃加熱2na+cl2= 2nacl 2kclo3= 2kcl+3o2 得e -,還原反應 得12 e -,還原反應單線橋法: e -氧化劑+還原劑 氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物 6、氧化還原反應與化合、分解、置換、復分解反應的關系:復分解反應 氧化還原反應置換反應分解反應化合反應二、氧化劑和還原劑 1、定義:氧化劑:在氧化還原反應中,所含的某種元素的化合價降低的反應物,稱為氧化劑; 還原劑:在氧化還原反應中,所含的某種元素的化合價升高的反應物,稱為還原劑。 2、氧化性、還原性與化合價的關系:元素處于高價態(tài)時,應具有氧化性; 元素處于最高價態(tài)時,只具有氧化性; 元素處于低價態(tài)時,應具有還
19、原性; 元素處于最低價態(tài)時,只具有還原性。 常見的氧化劑:o2,o3,cl2,br2,hno3,濃h2so4,hclo,h2o2,kmno4,fe3+ 常見的還原劑:金屬單質(zhì),c,co,h2,ki,h2s,fe2+,s2-,i- 3、氧化性與還原性的比較 方程式法 得e -強氧化劑+強還原劑=還原產(chǎn)物(弱還原性)+氧化產(chǎn)物(弱氧化性) 失e -氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物 ; 還原性:還原劑還原產(chǎn)物【特例:cuso4+h2s=cus+h2so4】 反應條件:是否加熱 活動性順序:氧化性減弱 單質(zhì)的還原性減弱f,o,cl,br,i,s k,ca,na,mg,al,zn,fe,sn,pd,(h),cu,
20、hg,ag,pt,ag 對應陰離子的還原性減弱 對應陽離子的氧化性減弱 失去nh+ 【 得h+能力:弱酸鹽強酸鹽 】【拓展:強酸+弱酸鹽=強酸鹽+弱酸 】 【 失h+能力:強酸弱酸 】 得到nh+ 3、反應的先后順序:一種氧化劑與多種還原劑反應,還原性強的先反應; 一種還原劑與多種氧化劑反應,氧化性強的先反應。三、鐵及其化合物的氧化性或還原性常見價態(tài)0價+2價+3價元素fefefe相關物質(zhì)fefecl2淺綠色fe(oh)2白色feo黑色fecl3紅棕色fe(oh)3紅褐色fe2o3紅棕色(一)fe的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):固體,純鐵具有銀白色金屬光澤,密度為7.8g/cm3,延展性良好。 2、化學
21、性質(zhì): (1)與弱氧化劑反應:fe+2h+=fe2+h2 fe+sfes fe+2fecl3=3fecl2 fe+cu2+=fe2+cu (2)與強氧化劑反應:fe(少量)+4hno3=fe(no)3+no+2h2o 3fe(過量)+8hno3=3fe(no3)2+2no+4h2o 2fe+6h2so4(濃) fe2(so4)3+3so2+6h2o 2fe+3cl22fecl3 【fe遇冷的濃硝酸、濃硫酸鈍化,生成致密的氧化膜】 (3)與水反應:3fe+4h2o(g)fe3o4+4h2 (4)與氧氣反應:3fe+2o2fe3o4(二)亞鐵鹽和鐵鹽的轉(zhuǎn)化1、fe2+ fe3+2fe2+cl2=2
22、fe3+2cl- 4fe2+o2+4h+=4fe3+2h2o 4fe(oh)3+o2+h2o=4fe(oh)3 白色灰綠色紅褐色 2、fe3+ fe2+ 2fe3+fe=3fe2+ 2fe3+cu=2fe2+cu2+ 2fe3+2i-=2fe2+i2(三)fe2+、fe3+的檢驗 1、fe2+的檢驗:加naoh溶液:fe2+2oh-=fe(oh)2 4fe(oh)2+o2+h2o=4fe(oh)3 先生成白色沉淀,迅速變成灰綠色,最終變?yōu)榧t褐色沉淀 加kscn(硫氰化鉀)cl2(強氧化劑等): 2fe2+cl2=2fe3+2cl- fe3+3scn-=fe(scn)3(血紅色) 2、fe3+的
23、檢驗:加kscn溶液:fe3+3scn-=fe(scn)3(血紅色) 加naoh溶液:fe3+3oh-=fe(oh)3fecl2fe(四)鐵和鐵的化合物相互轉(zhuǎn)化關系稀h2so4hclcu fe zno2(過量)高溫co,高溫;al粉,點燃o2,高溫(fe過量)cl2,加熱cl2co,高溫co,高溫o2,點燃fecl3h2so4feso4feoscn-fe3o4fe2o3fe(scn)3oh-oh-h2so4加熱hclh2o,o2fe(oh)3fe(oh)2第3章 自然界中的元素第1節(jié) 碳的多樣性一、多種多樣的碳單質(zhì) 1、同素異形體:有同一種元素組成的性質(zhì)不同的單質(zhì)。 2、碳單質(zhì)的物理性質(zhì)與用途
24、:碳的單質(zhì)物理性質(zhì)用途金剛石無色透明,不到點,硬度很大,是天然存在的最硬物質(zhì),a、雕琢做裝飾品;b、玻璃刀;c、鉆頭。石墨深灰色,有金屬光澤,不透明,質(zhì)軟,有滑膩感,導電。鉛筆芯、電極、潤滑劑等。c60形似足球,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,灰黑色固體。用于材料科學、超導體等方面。無定形碳木炭他們都是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成,成黑色或灰黑色;疏松多孔結(jié)構(gòu),吸附性強。燃料活性炭吸附劑二、廣泛存在的含碳化合物 1、含碳的化合物: 2、碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質(zhì):化學名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學組成(化學式)無水物結(jié)晶水合物nahco3na2co3na2co3 10h2o俗稱純堿、蘇打小蘇打晶體顏色無水物結(jié)晶水合物白色晶體
25、白色粉末無色晶體溶解性(水中)大較大與鹽酸反應na2co3+2hcl=2nacl+caco3nahco3+hcl=nacl+co2+h2o與鹽(cacl2)反應na2co3+cacls=2nacl+caco3不反應與naoh反應不反應nahco3+naoh=na2co3+h2o與ca(oh)2完全反應na2co3+ca(oh)2= caco3+2naoh2nahco3+ca(oh)2=caco3+na2co3+2h2o熱穩(wěn)定性受熱不分解2nahco3na2co3+co2+h2o鑒別方法加熱固體,產(chǎn)生能使澄清的石灰水變渾濁的無色氣體的是碳酸氫鈉。溶解,加入cacl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀的是碳酸鈉。
26、相互轉(zhuǎn)化加熱或適量naohco2+h2onahco3 na2co32nahco3(固體)na2co3+co2+h2onahco3(溶液)+naoh=na2co3+h2ona2co3(溶液)+co2+h2o=2nahco3三、碳酸鹽和碳酸氫鹽的轉(zhuǎn)化 一般來說,碳酸鹽能與碳酸(二氧化碳和水)反應轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽,碳酸氫鹽在受熱分解時或與堿反應是能轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。四、c,co和co2之間的轉(zhuǎn)化c caco3 nahco3 co co2 na2co3五、煉鐵中的主要化學反應c+o2co2co2+c2coco+3fe2o32fe3o4+co2fe3o4+co3feo+co2feo+cofe+co2caco3
27、cao+co2cao+sio2casio3六、有機物和無機物之間的轉(zhuǎn)化 1828年,德國化學家維勒用無機化合物氰酸銨(nh4cno)合成出有機化合物尿素co(nh2)2,由此突破了無機化合物和有機化合物之間的界限。第3章自然界中的元素第2節(jié) 氮的循環(huán)一、自然界中氮的循環(huán) 1、氮的固定(簡稱固氮):將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物叫做氮的固定。氮的固定主要有自然固氮和人工固氮(或工業(yè)固氮)兩種方式。 人工固氮 自然固氮 2、氮的存在形式: (1)游離態(tài):氮氣 (2)化合態(tài):二、氮循環(huán)中的重要物質(zhì)(一)氮氣 1、n2的物理性質(zhì):純凈的氮氣是一種無色、無味、無毒的氣體,密度比空氣的稍小。氮氣在水中的溶解
28、度很小,通常狀況下,1體積水中只能溶解大約0.02體積的氮氣。在壓強為101kpa時,氮氣在-195.8時變成無色液體,在-209.9時變成雪花狀固體。高溫、高壓 2、n2的化學性質(zhì):2nh3催化劑n2+3h2 (1)氮氣的氧化性: 氨氣的工業(yè)制法 n2+3mgmg3n2【可逆反應:在相同條件下能同時向正反兩個方向進行的反應稱為可逆反應?!?(2)氮氣的還原性:n2+o22no 3、n2的用途:制冷劑,保護氣,冷藏食品,制氨氣、硝酸、化肥。(二)一氧化氮和二氧化氮的性質(zhì):名稱一氧化氮二氧化氮化學式nono2物理性質(zhì)無色氣體,難溶于水,有毒。紅棕色氣體,難溶于水,有刺激性氣味,有毒?;瘜W性質(zhì)與水
29、反應3no2+h2o=2hno3+no(工業(yè)制硝酸)與o2反應2no+o2=2no2綜合以上兩個方程式:4no+3o2+2h2o=4hno3(三)氨與氮肥 1、氨的物理性質(zhì):氨是沒有顏色、有刺激性氣味的氣體;在標準狀況下,密度為0.771g/l,比空氣輕;極易溶于水且能快速溶解,在常溫常壓下,1體積水能溶解700體積氨氣。 2、氨的化學性質(zhì): (1)與水反應:nh3+h2onh3 h2onh4+oh- (2)與酸反應:nh3+hcl=nh4cl(生成白煙) nh3+h2so4=(nh4)2so4 nh3+hno3=nh4no3 用途:可以檢驗氨氣的存在。 與其他酸反應:nh3 h2o+co2(
30、少量)=nh4hco3高溫 (3)與氧化劑反應:催化劑 與氧氣反應(nh3體現(xiàn)還原性):4nh3+5o2=4no+6h20(工業(yè)制硝酸的基礎) 與cl2反應:8nh3+3cl2=n2+6nh4cl(用于檢驗cl2是否泄漏) 與cuo反應:2nh3+3cuon2+3cu+3h2o (4)與還原劑反應:4nh3+6no=5n2+6h2o 3、化學氮肥:銨態(tài)氮肥(nh4+):硫銨(nh4)2so4、碳銨(nh4hco3)、氯化銨(nh4cl)、硝銨(nh4no3)。 硝態(tài)氮肥(nh3-):硝銨(nh4no3) 有機態(tài)氮肥:尿素co(nh2)2 注意:a、銨態(tài)氮肥不能與堿性物質(zhì)如草木灰等混合使用。 b
31、、碳銨儲存時,應密封包裝并放在陰涼通風處。(四)銨鹽 1、銨鹽的物理性質(zhì):白色晶體,易溶于水。 2、銨鹽的化學性質(zhì): (1)受熱分解:nh4hco3nh3+co2+h2o nh4clnh3+hcl,nh3+hcl=nh4cl(試管底部白色固體減少,試管壁上出現(xiàn)白色固體) (nh4)2co32nh3+co2+h2o (2)與堿反應:nh4+oh-nh3+h2o 氨的實驗室制法:2nh4cl+ca(oh)22nh3+cacl2+2h2o 裝置:固+固氣體。 原理:利用固體固體氯化銨與消石灰混合加熱制得。 干燥:堿石灰。 收集方法:向下排空氣法。 驗滿:用濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口,試紙變成藍色。
32、 尾氣處理:塑料袋收集。 3、銨鹽的檢驗:因為銨鹽中存在nh4+,所以銨鹽的檢驗主要就是nh4+的檢驗。 (1)若試樣為固體,可用兩種方法來檢驗: 方法一:取少量樣品放入研缽中,加入固態(tài)堿進行研磨。若聞到有氨的刺激性氣味,說明樣品中含有nh4+。方法二:取少量樣品與堿混合于試管中,然后加熱,將濕潤的紅色石蕊試紙靠近管口試紙變藍,說明樣品中有nh4+;也可將蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近管口,若有白煙產(chǎn)生,說明樣品中含有nh4+。 (2)若試樣為液體,可取少量液體注入試管中,再加入堿液,微熱,然后用濕潤的紅色石蕊試紙或蘸有濃鹽酸的玻璃棒檢驗。(五)硝酸 1、硝酸的物理性質(zhì):純凈的硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺
33、激性氣味的液體,熔點為-42,沸點為83,密度為1.5g/cm3,質(zhì)量分數(shù)為95以上的濃硝酸在空氣中由于揮發(fā)出硝酸蒸汽會產(chǎn)生“發(fā)煙“現(xiàn)象,通常叫做發(fā)煙硝酸。 2、硝酸的化學性質(zhì): (1)強酸性:具有酸的通性。 (2)不穩(wěn)定性:濃硝酸受熱或見光分解成紅棕色的no2氣體。 4hno3(濃)4no2+o2+2h2o 硝酸越濃,越易分解。濃硝酸久置呈黃色,是由于硝酸分解產(chǎn)生的no2溶于稀硝酸。為了防止硝酸見光分解,一般將它保存在棕色試劑瓶里,放置在陰涼處。 (3)強氧化性:能與除金、鉑以外的大多數(shù)金屬反應,產(chǎn)物與硝酸的濃度有關,濃硝酸與金屬反應生成的氣體主要是二氧化氮,稀硝酸與金屬反應生成的氣體主要是
34、一氧化氮。 與金屬反應:4hno3(濃)+cu=cu(no3)2+2no2+2h2o 劇烈反應,銅不斷溶解,溶液先變綠后變藍,生成紅棕色氣體。 8hno3(稀)+3cu=3cu(no3)2+2no+4h2o 反應速度慢,銅不斷溶解,溶液變藍,生成無色氣體,遇空氣后變成紅褐色。 【常溫下,濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而鈍化?!?【濃硝酸與濃鹽酸的混合物(體積比3:1)叫王水,能使一些不溶于硝酸的金屬如鉑、金等溶解?!扛邷?與非金屬反應:4hno3(濃)+cco2+4no2+2h2o催化劑 3、硝酸的工業(yè)制法:4nh3+5o2=4no+6h2o 2no+o2=2no2 3no2+h2o=2
35、hno3+no 4、硝酸的用途:重要的化工原料,常用來制氮肥、染料、塑料、炸藥、硝酸鹽等。三、人類活動對氮循環(huán)和環(huán)境的影響 1、活化氮: (1)n2是惰性的,可被植物吸收的nh4+和no3-是活化氮的主要形態(tài)。 (2)人類的固氮活動使活化氮數(shù)量猛增,有利有弊。利是提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量;弊是引起了溫室效應、水體污染和酸雨等問題。 2、與氮有關的環(huán)境污染問題: (1)光化學煙霧:汽車尾氣中的氮氧化物與碳氫化合物經(jīng)紫外線照射發(fā)生反應形成的一種有毒的煙霧。 (2)酸雨:氮氧化物與空氣中的水反應生成的硝酸和亞硝酸,是酸雨的成分之一。 (3)水體的富營養(yǎng)化:水體中氮的含量增大,會導致藻類“瘋長”,迅速覆蓋在
36、水面上,造成水體富營養(yǎng)化。后果是使水中氧氣含量減少,造成大量魚蝦死亡。 3、污染的預防和控制:使用清潔能源,減少氮氧化物的排放,為汽車安裝尾氣轉(zhuǎn)化裝置對化肥、硝酸廠的尾氣進行處理,保護森林,植樹綠化等。第3章自然界中的元素第3節(jié) 硫的轉(zhuǎn)化一、自然界中的硫(一)自然界中不同價態(tài)得硫的轉(zhuǎn)化h2so3h2so4sh2sso2so3o2,h2o陽光h2s地表石膏(caso4 2h2o)等火山噴發(fā)fes2黃鐵礦地下(二)硫單質(zhì)的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):硫單質(zhì)俗稱硫磺。通常狀況下,它是一種黃色或淡黃色的固體;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶于酒精,易溶于cs2;熔點和沸點都不高。 2、化學性質(zhì): (1)與金屬
37、反應(氧化性): 2cu+scu2s(銅絲在硫蒸氣中劇烈燃燒,發(fā)紅光,生成黑色固體。) fe+sfes(劇烈燃燒,發(fā)光,發(fā)熱,生成黑色固體。) hg+shgs 2na+sna2s(鈉燃燒,火星四射,并輕微爆炸。) 規(guī)律:硫與變價金屬反應,生成低價金屬硫化物。 (2)與非金屬反應(還原性): s+o2so2 s+h2h2s 2s+ccs2 3、硫的用途:可以制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等,還可用于制造火藥、煙花爆竹等。 黑火藥的主要成分是硫磺、硝石和木炭。 主要反應:s+2kno3+3ck2s+3co2+n2二、實驗室里研究不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化(一)硫元素間的轉(zhuǎn)化價態(tài):-2價0價+4價+6價性
38、質(zhì):只有還原性既有氧化性,又有還原性只有氧化性相關物質(zhì)h2s s so2 so3 氫硫酸 s h2so3 h2so4(二)二氧化硫的性質(zhì) 1、物理性質(zhì):無色、有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水。 2、化學性質(zhì): (1)酸性氧化物的通性: 與水反應:so2+h2oh2so3 與堿性氧化物反應:so2+caocaso3 與堿反應:so2(少量)+2naoh=na2so3+h2o so2(少量)+ca(oh)2=caso3+2h2o 2so2(過量)+ca(oh)2=ca(hso3)2 與某些鹽反應:so2+na2co3=naso3+co2加熱 (2)氧化性:2h2s+so2=3s+2h2o催化劑 (
39、3)還原性:2so2+o2 2so3加熱通入so2 so2+x2+2h2o=h2so4+2hx(x=cl、br、i) (4)漂白性:品紅 無色溶液 品紅+so2 so2與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無色物質(zhì),這些無色物質(zhì)容易分解而恢復原色。 【若cl2與so2等物質(zhì)的量混合,則二者都失去漂白作用:cl2+so2+h2o=2hcl+h2so4】(三)濃硫酸的性質(zhì) 1、濃硫酸的特性: (1)吸水性:是指濃h2so4吸收游離水的性能。 應用:濃h2so4是一種理想的干燥劑,但不能干燥的氣體有:nh3、h2s、hi、hbr等。 (2)脫水性:是指濃h2so4將有機物中氫氧元素按氫氧原子個數(shù)比2:1奪出。
40、應用:濃h2so4是很多有機反應的脫水劑。 (3)強氧化性:是指硫酸分子中+6價的硫易得電子,通常被還原為so2。 cu+2h2so4(濃)cuso4+so2+2h2o(酸性、強氧化性) c+2h2so4(濃)co2+2so2+2h2o(強氧化性) s+2h2so43so2+2h2o(強氧化性) na2so4(固體粉末)+h2so4=na2so4+h2o+so2(酸性)加熱 2、硫酸的工業(yè)制備:s+o2so2(或4fes2+11o28so2+2fe2o3)催化劑 so2+o2 2so3 so3+h2o=h2so4加bacl2 溶液加鹽酸 3、硫酸根離子的鑒別:(確認含so42- 離子)(排除了ag+,co32-,so32-等干擾) 溶液 無明顯現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀粉塵等催化三、酸雨及其防治 1、硫酸型酸雨的形成:2so2+o2 2so3;so3+h2o=h2so4 或so2+h2o h2so3;2h2so3+o2=2h2so4 2、酸雨的防治: (1)消除污染源,研究開發(fā)新能源。 (2)化學手段:對含硫燃料預先進行脫硫處理; 對釋放的so2廢氣處理或回收利用。第3章自然界中的元
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