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文檔簡介
1、必修一第一章 一、物質的量:1、“物質的量”是國際單位制中的基本的物理量之一,用n表示2、意義:把一定數(shù)目的微觀粒子與宏觀可稱量的物質聯(lián)系起來,它表示的是物質中所含粒子的多少-分子、原子、離子、質子、電子。3注意:“物質的量”是一個物理量的全稱,是一個專有名詞,不能當成物質的數(shù)量或質量來理解,不得隨意增減。二、摩爾物質的量的單位1、摩爾是“物質的量”的單位。1摩爾:含有與0.012Kg12C中所含的碳原子數(shù)相同的粒子數(shù),該物質的物質的量為1mol。它表示的是物質中微粒的個數(shù)與阿伏加德羅常數(shù)的比值。 2、阿伏加德羅常數(shù)(NA)單位:mol1(/ mol)數(shù)值:0.012kg12C中所含12C原子
2、的個數(shù)()近似值:6.021023mol1(6.021023/ mol)3、適用范圍:只適用于微觀粒子,不能應用于宏觀物質。(分子、原子、離子、質子、中子、電子),在使用時必須標明微觀粒子的種類,如1molH、1molH+。不能用摩爾數(shù)代替物質的量。三、摩爾質量如何由物體質量求出微觀粒子個數(shù)呢?物質質量物質的量粒子個數(shù)單個粒子質量很難稱量,但大量粒子總質量可稱量。(分子質量約10261025kg,若有阿伏加德羅常數(shù)個粒子總質量約為103102kg,即1g10g)1、摩爾質量:單位物質的量的物質所具有的質量。即每摩爾粒子所具有的質量,用M表示2、單位:3、摩爾質量的數(shù)值,等于該粒子的相對質量。即
3、:H2O分子量為18,H2O的摩爾質量為18g/mol4、相關計算例題1.1 mol 水分子中含有約個水分子(6.021023)0.5mol O2中含有約個O2分子(3.011023)2 mol H+中含有約個H+(1.2041024)2. 在反應X+2Y=R+2M中,已知R和M的摩爾質量之比為22:9,當1.6克X與Y完全反應后,生成4.4克R,則在此反應中Y和M的質量之比為( )A、16:9B、23:9C、32:9D、46:93. 下列說法中不正確的是:A、摩爾是基本物理量之一B、1mol氯分子的質量是71gC、0.5mol硫酸的質量是49g D、0.006kg碳原子的物質的量是0.5mo
4、l 4. 下列說法正確的是:A、6.021023就是阿伏加德羅常數(shù)B、1mol Cl2含有2NA個氯原子C、摩爾既可表示質量,又可以表示數(shù)量D、32g O2所含O2的摩爾數(shù)是1mol第二章 元素與物質世界第一節(jié) 元素與物質的分類1、元素與物質的關系元素:是含有相同核電荷數(shù)或質子數(shù)一類原子的總稱。元素是物質的基本組成成分,物質都是由元素組成的。元素在物質中一般以兩種形態(tài)存在:一種是游離態(tài)(單質),另一種是化合態(tài)(化合物)。物 質混合物溶液:分散質粒度小于1 nm膠體:分散質粒度大于 1 nm小于100 nm濁液:分散質粒度大于100 nm純凈物單質金屬單質非金屬單質稀有氣體化合物有機化合物無機化
5、合物氧化物:由氧元素與其他元素形成的二元化合物。酸:電離時產(chǎn)生的陽離子全都是H+的化合物。堿:電離時產(chǎn)生的陰離子全都是OH-的化合物鹽:電離時產(chǎn)生的陽離子都是金屬離子(銨根離子),陰離子都是酸根離子的化合物2、物質的分類分散系:由一種或幾種物質以粒子的形式分散到另一種物質里形成的體系叫做分散系。溶液、膠體、濁液都屬于分散系。分散系分散質:被分散成粒子的物質分散劑:粒子分散在其中的物質膠體性質性質現(xiàn)象應用布朗運動膠粒在不停地作無規(guī)則運動丁達爾現(xiàn)象當可見光通過膠體時,在入射光側面觀察到時亮的光區(qū)區(qū)別膠體和溶液電泳膠粒在電場的作用下發(fā)生定向移動電鍍聚沉破壞膠粒外層電荷,使分散質聚集成較大微粒因重力作
6、用形成沉定析出滲析由于膠體的分散質微粒粒度介于1100nm之間,這樣的微粒能夠透過濾紙,而不能穿過半透膜分離精制膠體(分離膠體和溶液)第二節(jié) 電解質一、 電解質化合物電解質在水溶液里或熔融狀態(tài)下能夠導電的化合物稱為電解質非電解質在水溶液里或熔融狀態(tài)下都不能導電的化合物稱為非電解質注意:電解質是本身在溶于水或熔融狀態(tài)能導電,有些物質雖然溶于水后也能導電,但是已于水發(fā)生了化學反應。如:CO2、SO2、NH3等溶于水后形成H2CO3、H2SO3、NH3H2O,雖然能導電,但并不是CO2、SO2、NH3本身能導電。電解質強電解質在水深液中能完全電離的電解質。如:強酸、強堿、鹽弱電解質在溶液中只有部分電
7、離的電解質。如:弱酸、弱堿二、電解質的電離電離:溶解于水或受熱熔化時,離解成能夠自由移動的離子的過程稱為電離。電離可用電離方程式表示:(書寫電離方程式時注意事項)Na2SO4=2Na+ + SO42-1、 左邊是化學式,右邊為離子式。2、滿足質量守恒與電荷守恒。3、有原子團的不能拆離 4、完全電離的物質用“=”連接。電解質強電解質在水溶液中完全電離的電解質稱為強電解質弱電解質在水溶液中部分電離的電解質稱為弱電解質強電解質一般有:強酸(H2SO4、HCl、HNO3等) 強堿(NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等)。所有鹽都為強電解質。弱電解質一般有:弱酸(H2CO3、CH3COOH
8、 (乙酸)、HClO、H2S等) 弱堿(NH3H2O)注:弱電解質電離時使用可逆符號( )二、電解質在水溶液中的反應1、電解質在水溶液中反應的實質反應實質:是離子間的反應。如:稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應的實質是溶液中的H+與OH-結合生成水、Ba2+與SO42-結合生成硫酸鋇沉淀。Ba2+ + SO42- + 2OH- + 2H+=BaSO4+2H2O離子反應:有離子參加的化學反應稱為離子反應。電解質溶液之間發(fā)生的反應都是離子反應。2、離子方程式離子方程式:表述離子反應的式子?,F(xiàn)以NaOH與H2SO4反應為例子講解離子方程式的寫法,通常分為四步: 一寫;寫出化學反應方程式。2NaOH + H2S
9、O4 = Na2S04 + 2H2O 二改;改寫化學方程式。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O 注:如果有難溶物質(沉淀)、難電離物質(弱電解質)、揮發(fā)性物質(氣體)和非電解質,則用化學式表示,其余的則用離子符號表示。 三刪;刪除不參加反應的離子。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O OH- + H+ = H2O 四查;檢查是否符合質量守恒與電荷守恒定律。注意:在書寫離子方程式時,難溶物質、難電離物質(弱電解質)、揮發(fā)性的物質(氣體)書寫化學式表示。第三節(jié) 氧化劑和還原劑1、氧
10、化還原反應我們根據(jù)化學反應中元素是否有化合價的變化,將反應分所化還原反應和非氧化還原反應。氧化反應和還原反應是兩個相反應的過程,它們統(tǒng)一于一個氧化還原反應中,是一個整體?;瘜W反應氧化還原反應在反應過程中有元素化合價變化的化學反應氧化反應:反應物所含元素化合價升高還原反應:反應物所含元素化合價降低非氧化還原反應在反應過程中無元素化合價變化的化學反應2e-失去2e- 化合價升高氧化還原反應的實質:電子的轉移,如: H2 + CuO = Cu + H2O Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4得到2e- 化合價降低2 氧化劑還原劑在氧化還原反應中,所含元素的化合價降低的反應物,稱為氧化劑;所
11、今元素的化合價升高的反應物,稱為還原劑。一般可記為“升還降氧”失電子 化合價升高 為還原劑(被氧化)得電子 化合價降低 為氧化劑(被還原)在氧化還原反應中,氧化劑和還原劑都是反應物中的物質。其產(chǎn)物一般稱作氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物(在氧化還原反應中,被氧化而生成的物質為氧化產(chǎn)物,被還原而生成的物質為還原產(chǎn)物)如:還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物氧化劑被還原還原劑被氧化Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + 2H2O + NO 補充說明:氧化性和還原性強弱的比較:一種物質在氧化還原反應中是做氧化劑還是還原劑,要通過具體化學反應具體分析。但是不同的氧化劑或還原劑,因其得失電子的能力不同,其氧化能力或還原能力
12、不同。我們可以借助氧化還原反應的相關性質加以比較。如:1、在同一個氧化還原反應中;氧化性:氧化劑氧化產(chǎn)物;還原性:還原劑還原產(chǎn)物如上述反應 中,F(xiàn)e的還原性比NO要強,HNO3的氧化性比Fe(NO3)3要強。2、對同一種元素來說,一般情況下是逐著化合價的升高,氧化性越強,化合價降低,還原性增強。如:Fe(還原性) Fe2+(既有還原性又有氧化性) Fe3+(氧化性)3、金屬活潑性;金屬單質越活潑,其單質還原性越強;反應其離子的氧化性越強。如:Fe比Cu活潑,F(xiàn)e的還原性比Cu強;反應Cu2+的氧化性比Fe2+強。4、氧化還原反應的條件。與同種物質反應生成的氧化產(chǎn)物或還原產(chǎn)物相同時,條件越溶易,
13、其還原性或氧化性就越強。如:2KMnO4 + 16HCl (濃)= 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl(濃) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O因KMnO4與濃鹽酸反應比MnO2與濃鹽酸反應條件較為溶易,固其氧化性是:KMnO4 MnO23、鐵及其化合物的氧化性和還原性:單質鐵的物理性質:鐵,元素符號為Fe,有銀白色金屬光澤的金屬單質、質硬、密硬較大、有良好的導電、導熱能力和良好的延展性。1、Fe2+和Fe3+ 的鑒別:Fe3+的鑒別在Fe3+溶液中滴加KSCN溶液,如顯血紅色,說明存在Fe3+滴入NaOH溶液,出現(xiàn)紅褐色的沉淀,說明溶液中存在
14、Fe3+Fe2+的鑒別滴入NaOH溶液,先生成白色的Fe(OH)2沉淀,隨后變?yōu)榛揖G色,最后變成紅褐色先滴入KSCN溶液,無血紅色。再加入HNO3后滴入KSCN溶液,顯血紅色含F(xiàn)e3+的溶液一般為黃色,含F(xiàn)e2+的溶液一般為淺綠色。Fe、Fe2+、Fe3+的氧化性與還原性化學方程式離子方程式Fe的還原性Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 Fe + 4HNO3 =Fe(NO3)3 + 2H2O +NOFe + 4 H+ +NO3= Fe3+2H2O+NO在以
15、上反應中,F(xiàn)e元素的化合價升高,在反應中做還原劑,表現(xiàn)為還原性Fe2+的還原性6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3 + 2FeCl36Fe2+3Cl2 = 6Fe3+ 6Cl2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl3 2Fe2+ + Cl2 =2Fe3+ + 2 Cl3 FeSO4+4HNO3=Fe2(SO4)3+ Fe(NO3)3 + 2H2O + NO在以上反應中,F(xiàn)e元素的化合價由 +2升到 +3,F(xiàn)e2+表現(xiàn)為還原性Fe2+的氧化性FeO + H2 = Fe + H2OZn + FeSO4 = ZnSO4 + FeZn + Fe2+ = Zn2+ + Fe在以上反應中,F(xiàn)e元素
16、的化合價由+2降到0,F(xiàn)e2+表現(xiàn)為氧化性Fe3+的氧化性2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl22 Fe3+ + Cu =2 Fe2+ + Cu2+2FeCl3 + Fe = 3FeCl22 Fe3+ + Fe =3 Fe2+ 2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I22Fe3+ + 2I = 2Fe3+ + I2在以上反應中,F(xiàn)e元素的化合價降低,F(xiàn)e3+表現(xiàn)為氧化性根據(jù)以上關系繪制鐵三角關系圖:(不同價態(tài)鐵元素之間的轉換請同學們自己完成)Fe (還原性)Fe2+既有氧化性又有還原性Fe3+(氧化性)例題:第三章 自然界中的元素第1節(jié)、碳的多樣性1、
17、多種多樣的碳單質 金剛石:是硬度極高,無色透明晶體;在金剛石中,每個碳原子都與相鄰的四個碳原子以強的相互作用直接連接,形成四面體結構。 石墨: 是一種深灰色、質軟、不透明、易導電的片狀固體;在石墨中,碳原子呈層狀排列;第一層上的碳原子以強的作用形成平面六邊形結構;層與層之間的相互作用較弱,容易發(fā)生相對滑動。 C60: 是灰黑色固體;C60分子是由60個碳原子構成的分子,形似足球,碳原子位于球的表面,呈正六邊形和正五邊形排列,球內是空的。 利用金剛石的硬做切割刀、鉆頭等。利用石墨的導電性作電極或導體、滑動性作潤滑劑,等些材料。由同一種元素組成的性質不同的幾種單質,叫做該元素的同素異形體。如:O2
18、與O3、紅磷與白磷2、廣泛存在的含碳化合物盡管碳元素有多種同素異形體,但它在自然界中主以化合物的形式存在的;有無機含碳物和有機物?,F(xiàn)以碳酸鈉和碳酸氫鈉為例子介紹無機含碳化合物。物理性質名稱碳酸鈉(Na2CO3)碳酸氫鈉(NaHCO3)俗名蘇打小蘇打色態(tài)白色固體水溶性都易溶于水 但溶解度S碳酸鈉S碳酸氫鈉Na2CO3與NaHCO3的化學性質比較實驗內容實驗現(xiàn)象結論與酸(H+)的反應產(chǎn)生氣泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O與堿(OH-)的反應無明顯現(xiàn)象Na2CO3不反應HCO3-+OH-= CO32- +H2O與Ca(OH)2反應產(chǎn)生白色沉淀CO32-+
19、Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2O與CaCl2反應Na2CO3產(chǎn)生白色沉淀NaHCO3無明顯現(xiàn)象CO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反應加熱Na2CO3無明顯現(xiàn)象NaHCO3分解產(chǎn)生CO2Na2CO3不分解2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3與NaHCO3的相互轉變Na2CO3轉變成NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3轉變成Na2CO3 2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O碳酸加熱、加堿 碳酸鹽 碳酸氫鹽1、如何鑒
20、別Na2CO3與NaHCO3 ? 如是溶液則加入CaCl2溶液;如是固體則加熱 2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3?加熱則可。一定條件時也可加入適當?shù)腘aOH溶液。3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3?通入中量CO2 3、碳及其化合物間的轉化自然界中碳及其化合物間的轉化;在自然界中,碳及其化合物間進物著永不停息的轉化,這些轉化是非常重要的。也是非常美妙的。詳情請閱讀課本第6364頁,現(xiàn)以溶洞的形成為例假以說明;石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用轉化為微溶性的碳酸氫鈣。( CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 ).溶有碳酸氫鈣的水,當從洞頂向洞底滴落時,水分的
21、蒸發(fā)、壓強的減小及溫度的升高都會使其析出碳酸鈣沉淀。( Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O )實驗內容實驗現(xiàn)象結論向澄清石灰水中續(xù)通入CO2開時出現(xiàn)白色沉淀當CO2過量時,沉淀開始溶解Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca CO3+ H2OCa CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H CO3-澄清溶液加熱出現(xiàn)白色沉淀Ca2+ + 2 H CO3- =Ca CO3 +CO2+ H2O NaOHNa2CO3NaHCO3CCO2CO生活生產(chǎn)中碳及其化合物間的轉化;以“碳三角”的形式以例。第二節(jié)、氮的循環(huán)1、氮在自然界中的循環(huán)氮是地球含量豐富的一種元素。除了以單質的形式
22、存在于大氣中外,氮元素也以化合態(tài)的形式存在于自然界中的各個地方。氮在自然界中的循環(huán)的重要性。詳情見課本第7071頁。2、氮循環(huán)中的重要物質及其變化(1) 氮氣與氮的固定在通常狀況下,氮氣的化學性質不活潑,很難與其他物質發(fā)生反應。密度比空氣小,不溶于水。放電使空氣中游離態(tài)的氮轉化為含氮的化合物的方法叫做氮的固定 高能固氮:N2 + O2=2NO 自然固氮高溫 高壓氮的固定 生物固氮:微生物種群將空氣的氮氣通過生物化學過程轉化為含氮化合物。催化劑人工固氮: N2 + 3H2 2NH3 (了解可逆符號)放電N2 + O2=2NO (氮氣與氧氣可以直接化合生成無色、難溶于水易氧化的一氧化氮氣體,有劇毒
23、。)2NO + O2 =2NO2(一氧化氮易氧化生成紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化氮,能與水反應)3NO2 + H2O=2HNO3 + NO(二氧化氮溶于水時與水發(fā)生反應生成硝酸和一氧化氮。)4NO + 3O2 + 2H2O= 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3(2) 氨及其銨鹽的性質氨(NH3)無顏色、有刺激性氣味的氣體,在標準狀況下,密度比空氣小,極易溶于水。氨的性質實驗實 驗 現(xiàn) 象結 論1噴泉實驗,在燒瓶內看到噴泉現(xiàn)象溶液顯紅色(燒杯中的水有酚酞)NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-氨氣極易溶于水,且與水發(fā)生反應顯堿性2迅速反應、出現(xiàn)大量白煙NH3+
24、HCl=NH4Cl 能與酸反應3實驗室氨氣的制取2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O如何檢驗、驗滿?大多數(shù)銨鹽都易分解,生成氨氣。銨鹽性質實驗實 驗 現(xiàn) 象結 論1試管底部的固體分解有白色固體附在試管內壁上NH4Cl=NH3+HClNH3+HCl=NH4Cl (白色固體顆粒)2白色固體分解,生成無色氣體使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍、石灰水變渾濁NH4HCO3=NH3+CO2+H2O有NH3產(chǎn)生CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O3試管內有氣泡冒出、有刺激性氣體產(chǎn)生把濕潤的紅色石蕊試紙放在試管口,變藍NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3+H2O有NH3產(chǎn)生 用這種方法
25、檢驗NH4+點燃高溫 高壓催化劑由于氨中氮元素的化合價處于低價,因此氨具有還原性,能與某些氧化性物質發(fā)生反應。4NH3+5O2=4NO+6H2O 4NH3+3O2(純)=2N2+6H2O (氨氣能在純氧中燃燒)氮肥的介紹(3) 硝酸及其應用硝酸的物理性質:純硝酸是無色、易揮發(fā)、有刺激性氣味,能以任意比溶于水的液體硝酸的化學性質:酸性顯色反應遇酚酞不變色、遇石蕊變紅色與堿反應NaOH+HNO3=NaNO3+H2O與金屬反應在氧化性性質里面做詳細介紹與金屬氧化物CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O (酸性、氧化性)受熱、見光與
26、鹽的反應CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O不穩(wěn)定性: 4HNO3=2H2O+4NO2+O2氧化性金屬Fe+4HNO3(稀)= Fe(NO3)3+NO+2H2O (鐵溶解,有氣體放出,溶液顯黃色)3Cu+8HNO3(稀)=3 Cu(NO3)2+2NO+4H2O(銅溶解,有氣體放出,溶液顯藍色)Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(銅溶解,有紅棕色氣體放出,溶液顯藍色)注:冷、濃HNO3使Fe、Al純化。即常溫下,濃硝酸可使鐵、鋁表面形成致密的氧化膜而純化保護內部的金屬不再與酸反應,所以可以用鋁質或鐵質容器盛濃硝酸。非金屬4HNO3(濃)+C=CO2+4
27、NO2+2H2OS+2HNO3(濃)=2NO2+SO2+H2O氧化物3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2OSO2+2HNO3(濃)=H2SO4+2NO2特別注意:硝酸與金屬反應產(chǎn)生的是氮氧化物而硫酸與活潑金屬反應產(chǎn)生的氣體是氫氣。3、人類活動對自然界氮循環(huán)和環(huán)境的影響光化學煙霧酸雨光化學煙霧和酸雨的危害,大家可以參照課本第7778頁。第三節(jié) 硫的轉化1、自然界中的硫自然界中不同價態(tài)硫元素間的轉化游離態(tài):單質硫(S)俗稱硫黃,為黃色或淡黃色固體;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳(CS2)
28、;熔沸點都不高。有同素異形體(斜方硫、單斜硫)化合態(tài):主要有氧化物、硫化氫和地下礦物。同種元素: 隨著化合價升高, 氧化性越強還原性 既有還原性 既有還原性 氧化性 又有氧化性 又有氧化生 硫黃具有廣泛的用途,主要用于制造硫酸、化肥、火柴及殺蟲劑等,還用于制造火藥、煙花爆竹等?;瘜W性質實驗現(xiàn) 象點燃結 論1硫燃燒,發(fā)光、發(fā)熱生成有刺激性氣味氣體在空氣中為淡藍色,在純氧中為藍紫色火焰S+O2=SO2硫元素化合價升高,還原性2劇烈燃燒發(fā)光、發(fā)熱,生成黑色固體Fe+S=FeS 硫元素化合價降低,氧化性 2、實驗室研究不同價態(tài)硫元素間的轉化本小節(jié)主要以介紹含硫化合物的性質來介紹在實驗室含硫化合物間的轉
29、化。H2S的性質點燃點燃物理性質:無色有臭雞蛋氣味的有劇毒氣體。密度比空氣略大,稍溶于水,其水溶液叫氫硫酸可燃性2H2S+3O2=2H2O+2SO2(氧氣充足) 2H2S+O2=2H2O+2S(氧氣不足)還原性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黃色小顆粒生成) H2S+Cl2=2HCl+S (氯水退色,有黃色沉淀生成)H2S+H2SO4(濃)=S+SO2+2H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O (注意現(xiàn)象)制法FeS+2HCl=FeCl2+H2S FeS+H2SO4=FeSO4+H2S(可用醋酸鉛試紙檢驗)SO2的性質物理性質俗稱亞硫酸酐、在通常情況下,SO2是沒有顏
30、色有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水與水反應SO2+H2O H2SO3(SO2不僅易溶于水,還能與水反應,生成亞硫酸,但不穩(wěn)定)氧化性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黃色小顆粒生成)還原性2SO2+O22SO32KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4(高錳酸鉀溶液褪色)Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4(氯水褪色)2HNO3+SO2=H2SO4+2NO2(有紅棕色氣體生成)漂白性SO2于水生成的亞硫酸能與有色物質結合,生成一種無色且不穩(wěn)定的化合物。制法Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O(常用亞硫酸鹽跟硫酸起反應應制得二氧化硫)
31、CO2、SO2都能使澄清石灰水變渾濁,故在鑒別時采用氣味和漂白性(如與品紅反應)。SO3的性質物理性質俗稱硫酸酐、是一種沒有顏色易揮發(fā)的晶體,有一定的刺激性氣味與水反應SO3+H2O=H2SO4三氧化硫遇水劇烈反應,放出大量的熱。氧化性2H2SO4(濃)+Cu=CuSO4+2H2O+SO22H2SO4(濃)+C=CO2+2H2O+2SO2高溫硫酸的工業(yè)制法: 4FeS2 +11O2=2Fe2O3 +8SO2 2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4 (工業(yè)上不用水或稀硫酸作為吸收劑吸收SO3,因為用水吸收容易酸霧,吸收收速率慢,常用98.3%的硫酸來吸收SO3。)3、酸雨及其防治除氮氧
32、化物外,硫的氧化物也是形成酸雨的主要物質。二氧化硫進入空氣中的主要反應:2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4酸雨的災害:嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境。酸雨會使湖泊的水質變酸,導致水生物死亡;酸雨浸漬土壤,會使土壤變得貧瘠;長期的酸雨侵蝕會造成森林大面積死亡;酸雨對人體健康也有直接影響。酸雨的防治:一、從實際情況出發(fā),對酸性物質的排放加以控制;二、改變能源結構,開發(fā)利用氫能、風能、太陽能等清潔能源,從根本上解決問題。補充:對煤然燒產(chǎn)生的廢氣進行常溫脫硫處理的基本流程圖。煤燃燒產(chǎn)生的廢氣:O2 CO2 N2 SO2CaCO3 + H
33、2O(漿狀物)主要產(chǎn)生:CaSO3 CaSO4化學反應:SO2+CaCO3=CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4第四節(jié) 海水中的化學元素1 海水化學元素的寶庫元素周期表列出的110多種元素,有80多種能在海水中找到??梢姾K泻胤N類之多。世界平均每年由陸地和大氣進入海洋的物質(除水外)總量約為2.51010噸。(海水含量之多)其中氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴、硼、氟這11種元素稱為海水中的常量元素。但海水中所含元素大部分以鹽的形式存在。 氯堿工業(yè)通電工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣,其反應原理為: 2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 +
34、 Cl2氫氧化鈉、氯氣和氫氣都是重要的化工原料,可用于制取多種代工產(chǎn)品,這樣,就形成了一個重要的化學工業(yè)分支氯堿工業(yè)。氫氣利用其還原性用于冶煉金屬等氯氣用于合成農藥鹽酸氫氧化鈉造紙、玻璃、肥皂、紡織等飽和食鹽水 從海水中提煉碘,碘可用于制藥。在食鹽中必須加入一定量的碘酸鉀(KIO3),以確保人體對碘的攝入量。2 鎂和海水提鎂海水中鎂的含量一般為1.28gL-1,總儲量約為21015噸。目前,世界上生產(chǎn)的鎂有60%來自海水。引入海水(Mg2+)貝殼(CaCO3)CaOCa(OH)2Mg(OH)2MgCl2MgCl2 = Mg + Cl2高溫H2OHCl通電 通電氯氣回收用來制取鹽酸海水提鎂,最基
35、本的方法就是往海水里加堿,得到氫氧化鎂沉淀,將沉淀分離出來后再加入鹽酸把它變成氯化鎂;之后,經(jīng)過濾、干燥、電解,就可得到金屬鎂。工業(yè)流程:鎂的物理、化學性質:銀白色、在空氣中易被氧化而生成灰色的氧化鎂。質軟,密度較小,鎂合金的強度高、機械性能好。有“國防金屬”的美譽。在冶金工業(yè)上,金屬鎂常用做還原劑和脫氧劑。鎂的化學性質:實驗內容實驗現(xiàn)象結論鎂與氧氣反應點燃2Mg + O2=2MgO劇烈反應,發(fā)出耀眼的強光、有白色固體(MgO)反成鎂與二氧化碳反應點燃2Mg + CO2=2MgO + C劇烈反應,發(fā)出耀眼的強光、有白色固體(MgO)反成,在集氣瓶內壁有黑色固體(C)生成3 溴和海水提溴溴是海水
36、中重要的非金屬元素。地球上99%的溴元素以Br的形式存在于海水中。溴和氯、碘等元素在原子結構和元素性質方面具有一定的相似性,化學上常把它們放在一起研究。氯、溴和碘這三種元素都屬于鹵族元素(簡稱鹵素)。它們在元素周期表中排在同一縱列(第主族)溴單質和碘單質的物理性質:物理性質溴單質碘單質顏色棕紅色紫黑晶體(碘蒸氣顯紫色)狀態(tài)液體固體溶解性和溶液顏色水中橙色淡棕色(黃褐色)酒精中橙紅色棕色(紫紅色)四氯化碳中橙紅紫、深紫色通過以上可知,溴、碘在有機溶劑中的溶解性要大??捎糜谳腿?。萃取與物質分離:溴單質和碘單質在四氯化碳中的溶解度比它們在水中的溶解度要大得多,而水與四氯化碳又不互溶。據(jù)此可以用四氯化
37、碳將溴或碘單質從它們的水溶液中提取出來,這種操作屬于萃取。萃?。豪没旌衔镏幸环N溶質在互不相溶的溶劑里溶解性的不同,用一種溶劑把溶質從它與另一溶劑所組成的溶液中提取出來的分離方法叫做萃取。氯、溴和碘的氧化性強弱的比較:實驗內容實驗現(xiàn)象結論Cl2水、NaBr溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯橙色(說明有Br2生成)Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2Br=2Cl+Br2Br2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯紫色(說明有I2生成)Br2+2KI=2KBr+I2Br2+2I=2Br+I2Cl2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分層、CCl4層顯紫色(說明有I2生成)Cl
38、2+2KI=2KCl+I2Cl2+2I=2Cl+I2氯、溴和碘的氧化性強弱的比較Cl2 Br2 I2因為Cl2、Br2的氧化性都比I2要強,所以Cl2、Br2都能使淀粉碘化鉀試紙變藍,可以用來檢驗。濃縮:將海水濃縮,提高溴的含量(一般使用曬鹽后的母液)氧化:加入氧化劑,一般使用氯。Cl2+2Br=2Cl+Br2提?。豪娩宓膿]發(fā)性,鼓入熱空氣將溴分離出來海水中提溴:第四章 元素與材料世界第1節(jié) 硅 無機非金屬材料無機非金屬材料主要包括陶瓷、玻璃、無機非金屬涂層等。這類材料一般耐高溫、硬度高、抗腐蝕,有些材料還有獨特的光電特性。1 半導體材料與單質硅半導體材料特指導電能力介于導體與絕緣體之間的一
39、類材料(半導體材料有石墨、鍺、硅)。單質硅的物理性質單質硅有晶體硅和無定形硅(非晶硅)兩種。晶體硅是灰黑色、有金屬光澤,硬而脆的固體。單質硅的導電性介于導體和絕緣體之間。硅的化學性質化學性質與氧反應高溫Si + O2=SiO2與碳反應Si+C=SiC與酸反應Si+4HF=SiF4+2H2注:硅一般不與弱氧化酸反應。與強堿反應高溫Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2硅的工業(yè)制法高溫SiO2 + 2C=Si + 2CO 制得粗硅高溫Si + 2Cl2=SiCl4SiCl4 + 2H2=Si + 4HCl 制得精硅硅不但用于制造晶體管、集成電路,還用于制造硅整流器和太陽能電池等。此外,硅
40、合金的用途也很廣。例如:含硅4%的鋼具有良好的導磁性,可用來制造變壓器鐵芯;含硅15%左右的鋼具有良好的耐酸性,可用來制造耐酸設備等。2 二氧化硅與光導纖維SiO2的物理性質SiO2分為晶體和無定形兩大類,它的熔點高,硬度大。透明的石英晶體是通常所說的水晶,一般用來制造成直接經(jīng)濟損失電子部件和光學儀器。二氧化硅的化學性質:化學性質與強堿反應高溫SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O與堿性氧化物反應SiO2 + CaO=CaSiO3與HF反應高溫SiO2 + 4HF=SiF4+ 2H2O與碳酸鹽反應高溫SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3=
41、 Na2SiO3 + CO2二氧化硅用途廣泛,常被用來制造石英表中的壓電材料和高性能的現(xiàn)代通訊材料光導纖維。硅酸鹽與無機非金屬材料:硅酸:為白色粉末狀固體,不溶于水,是酸性比碳酸還弱的弱酸,其化學式為H2SiO3。用可溶性硅酸鹽與酸反應制得。 Na2SiO3 + 2HCl=2NaCl + H2SiO3硅酸鹽材料是傳統(tǒng)的無機非金屬材料。硅酸鹽制品性質穩(wěn)定,熔點較高,大都難溶于水。硅酸鹽材料主要有水泥、玻璃和陶瓷水泥主要成分:硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣(2CaOSiO2)、鋁酸三鈣(3CaOAl2O3)玻璃高溫主要成分:Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等共同溶成的混合物;主要反應
42、為高溫SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2陶瓷陶瓷種類很多,反應復雜;一般可分為高溫結構陶瓷、生物陶瓷和壓電陶瓷。第2節(jié) 鋁 金屬材料人類己經(jīng)發(fā)現(xiàn)的110多種元素中,大約有4/5是金屬元素,由此足以看出金屬元素在元素世界中的重要地位。1 鋁與鋁合金(1) 認識鋁及其化合物:鋁的物理性質鋁是銀白色輕金屬,熔點為660.37,沸點為2467,相對密度為2.702,富有延展性、展性以及韌性,可拉成絲、壓成片、打成塊,是熱和電的良好導體。鋁的化學性質:現(xiàn)象化學方程式與O2常溫表面形成氧化膜失去光澤,鋁具有抗腐蝕性。4Al + 3O2 = 2Al2O3加熱劇烈反應,發(fā)光發(fā)熱與Cl2劇烈反應、冒白煙2Al + 3Cl2 = 2AlCl3與S加熱反應,生成白色固體2Al + 3S = Al2S3與Fe2O3發(fā)光、發(fā)熱、反應劇烈,有小鐵珠生成。2Al + Fe2O3=2Fe+ Al2O3 鋁粉作為還原劑和金屬氧化物組成的混合物稱為鋁熱劑。采用鋁熱劑還原出某些金屬的方法稱為鋁熱法,它是金屬熱還原法的一種。此種反應也稱為鋁熱反應鋁與酸反應2Al + 6HCl=2AlCl3 + 3H2鋁能與酸反應,表現(xiàn)為活潑金屬性又能與
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