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(5)Na在空气中的一系列变化:
Na
O
2
Na2O
H2ONaOHCOHO
2,Na2CO3·
10H2O
风化
Na2CO3
4Na+O2====2Na2O→Na2O+H2O====2NaOH→
2NaOH+9H2O+CO2====Na2CO3·
10H2O→Na2CO3·
10H2O风化Na
2CO3+10H2O↑
3、Na的保存:
钠通常保存在煤油或石蜡油中。
4、Na的用途:
钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂;
高压钠灯;
金属冶炼。
(二)Na2O的性质
白色固体,不可燃。
(1)与水反应:
Na2O+H2O====2NaOH
(2)与酸反应:
Na2O+2HCl====2NaCl+H2O
(3)与非金属反应:
Na2O+CO2====Na2CO3
3、Na2O的用途:
制NaOH,Na2CO3
(三)Na2O2的性质
淡黄色固体。
2Na2O2+2H2O====4NaOH+O2↑(放出大量的热)
(2)与非金属反应:
2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2↑(放出大量的热)
2Na2O2+4HCl====4NaCl+2H2O+O2↑
3、Na2O2的用途:
作供氧剂、漂白剂、强氧化剂
【向NaOH溶液中通入CO2气体至过量】:
无明显现象,加热溶液后生成气体。
2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O+O2↑→2NaHCO3加热Na2CO3+H2O+CO2↑
【向Ca(OH)2溶液中通入CO2气体至过量】:
先生成沉淀,后沉淀消失,加热溶液后生成沉淀和气
体。
Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O→CaCO3+H2O+CO2===Ca(HCO3)2→
Ca(HCO3)2加热CaCO3↓+H2O+CO2↑
-3-
二、研究物质的基本程序:
观察物质外观→预测物质性质实验和观察→解释和结论
↓↑
进一步研究
发现特殊现象,提出新问题
(一)氯气的性质
黄绿色气体,有刺激性气味,有毒,能溶于水,易液化,密度大与空气。
(1)与金属反应:
①与钠反应:
2Na+Cl2点燃2NaCl剧烈燃烧,黄色火焰、生成白烟。
②与铁反应:
2Fe+3Cl2点燃2FeCl3剧烈燃烧,生成棕褐色/红褐色烟。
③与铜反应:
Cu+Cl2点燃CuCl2剧烈燃烧,生成棕黄色烟。
规律:
变价金属与Cl2反应一般生成高价金属的氧化物。
①氢气在氯气中燃烧:
H2+Cl2点燃2HCl苍白色火焰,瓶口内壁出现白雾。
②氢气与氯气混合光照:
H2+Cl2光照2HCl发生爆炸。
(3)与水反应:
Cl2+H2O===HCl+HClO
分子:
Cl
H2O,HClO
(弱酸
)
氯水呈黄绿色氯水有漂白性新制氯水中的微粒
离子:
H,Cl,ClO,(OH)
呈酸性生成AgCl
沉淀
(4)与碱反应:
①2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
2Cl2+2H2O====2HCL+2HClO
2HCl+Ca(OH)2====CaCl2+2H2O
2HClO+Ca(OH)2====Ca(ClO)2+2H2O
②Cl2+2NaOH====NaCl+NaClO+H2O
Cl2+H2O====HCl+HClO
HCl+NaOH====NaCl+H2O
HClO+NaOH====NaClO+H2O
(5)与盐反应:
Cl2+2KI====2KCl+I2
Cl2+2NaBr====NaCl+Br2
3、氯气的用途:
用来制造盐酸、有机溶解剂和杀菌消毒剂。
(二)HClO的性质
1、不稳定性:
2HClO光照2HCl+O
2↑
2、强氧化性:
漂白粉和消毒剂的主要成分:
Ca(ClO)2+H2O+CO2====CaCO3↓+2HClO
Ca(ClO)2+2HCl====CaCl2+2HClO
2NaClO+H2O+CO2====Na2CO3+2HClO
【制漂白剂:
2Cl2+2Ca(OH)2====CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O】
3、弱酸性:
HClO的酸性比H2CO3还弱。
【工业上电解NaCl溶液制取Cl2、NaOH、H2:
2NaCl+2H2O通电2NaOH+H2↑+Cl2↑】
【实验室制氯气:
MnO2+4HCl(浓)加热MnCl
2+Cl2↑+2H2O】
-4-
第3节化学中常用的物理量——物质的量
一、物质的量(n)
1、定义:
它是一个描述宏观物质中所含有的微粒数目的多少的一个物理量。
2、单位:
摩尔,简称摩,符号是mol。
3、阿伏伽德罗常数(NA):
0.012kg
C所含的碳原子数目叫做阿伏伽德罗常数。
12
1mol任何微粒所含的微粒数均为N
A个。
NA=6.02×
10
23mol-1
4、公式:
n=
N
A
N:
微粒数。
二、摩尔质量(M)
单位物质的量的物质所具有的质量叫做摩尔质量。
1mol的任何物质的质量,以g为单位时,它在数值上等于该物质的相对原子/分子质量。
-1(g/mol)或kg·
mol-1(kg/mol)。
g·
mol
m
3、公式:
n=M
三、摩尔体积(Vm)
一定温度和压强下,单位物质的量的气体所占的体积叫做气体的摩尔体积。
-1(L/mol)或m3·
mol-1(m3/mol)2、单位:
L·
3、标准状况下,气体摩尔体积约为22.4L·
mol-1。
(标准状况:
指温度为0℃、压强为101kPa的
状况,简称STP。
V
5、书写规律:
①在相同条件下,1mol气体所占的体积比1mol固体或液体所占的体积大得多。
②在相同条件下,1mol固体或液体的体积不同,而1mol气体的体积却几乎完全相同。
③在相同条件下,决定物质的体积的微观因素:
气体体积大小1、粒子数目固、液体体积大小
的主要因素2、粒子(半径)大小的主要因素
3、粒子间的平均距离
【阿伏伽德罗定律:
在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
】
pV=nRT
热力学温度气体常数
四、物质的量浓度(c
B)
单位体积溶液中所含溶质的物质的量。
-1(mol/L)或mol·
m-3(mol/m-3)。
mol·
L
n
B=c
B×
4、一定物质的量浓度溶液的配置:
4
-5-
(1)主要仪器:
容量瓶、烧杯、胶头滴管、玻璃棒、托盘天平(砝码)、药匙、量筒。
容量瓶:
①常用于配置一定体积的、浓度准确的溶液。
②规格:
100mL、250mL、500mL、1000mL
瓶上通常标注有温度、容量、刻度线。
(2)配置步骤:
①计算②称量(量取)
③溶解(冷却至室温20℃)④转移
⑤洗涤:
2-3次。
⑥摇匀
⑦定容:
加水至刻度线下1-2cm处,在用胶头滴管加水至刻度线。
⑧摇匀⑨装瓶贴标签
五、化学中的一些定量关系
1、化学方程式中的定量关系
H2+Cl2====2HCl
1:
2(分子数之比)
2g:
71g:
73g(质量之比)
1mol:
2mol(物质的量之比)
2(体积之比)
22.4L:
44.8L(标况下,物质的量与气体体积关系)
2mol(标况下,物质的量与气体体积、质量的关系)
2、物质的量与各种物理量之间的关系
÷
气体密度ρ(g/L)
物质的质量气体的体积
m(g)L(STP)×
×
M
M÷
Vm
物质的微粒数
NA
物质的量
n(mol)
气体物质的
分子数
溶质的质量
m(g)
溶质的物质
的量n(mol)
溶质的微粒数
溶液体积V(L)×
溶液体积V(L)
物质的量浓度cB
1000
溶质质量分数
5
-6-
第2章元素与物质世界
第1节元素与物质的分类
一、元素在自然界中的存在状态
1、游离态:
元素以单质形式存在的状态。
2、化合态:
元素以化合物形式存在的状态。
二、研究物质的顺序
金属→金属氧化物→碱→盐
非金属→非金属氧化物→含氧酸→盐
氢化物
三、物质的分类
单质
金属单质
非金属单质
有机化合物
酸性氧化物
(
SO
P
氧化物
碱性氧化物
两性氧化物
(Na
(AlO
O,CaO,
Fe
不成盐氧化物(CONO)
,
一元酸
(HCl,HNO
按电离出的氢原子数二元酸
(H
SO,
24
H
三元酸
PO
酸按是否含氧元素
无氧酸
含氧酸
(HCL)
)4
纯净物
按照在水里是否完全电离
强酸
弱酸
Cl,HNO,H
CO,HClO
23
HClO
H
HClO
化合物
无机化合物
物质一元碱(NaOH)
按电离出的氢氧根离子数目二元碱[Ba(OH)]
碱[Fe(OH
三元碱
)]
强碱
弱碱
(K
、
(NH
·
Ca
、Ba碱)
按酸根离子分:
碳酸盐,硫酸盐,氯化物等
盐按阳离子分:
铜盐、铁盐、铵盐等
正盐
CO
根据酸与碱是否完全被中和酸式盐(NaHCO,
NaHSO
碱式盐
[Cu(OH
]
溶液
混合物浊液
悬浊液
乳浊液
泥水混合物
(油水混合物
胶体[Fe(OH)]
胶体,淀粉溶液,烟雾,有色玻璃
6
-7-
四、物质的分散体系
一种或几种物质(称为分散质)分散到另一种物质(成为分散剂)中形成分散系。
2、分类:
浊液(悬浊液或乳浊液)——粒子直径大于
-7
97
分散系胶体——粒子直径在10~10m
溶液——粒子直径小于
9
3、胶体的性质
(1)丁达尔效应(现象):
可见光束通过胶体时,在入射光侧面可观察到明亮的光区。
此性质可用于胶体与溶液的区别。
(2)聚沉:
胶体形成沉淀析出的现象。
加盐、加热和搅拌均能引起胶体的聚沉。
(3)电泳:
在通电情况下,胶体微粒向直流电源的某一极移动,这种现象称为电泳。
(4)渗析:
利用半透膜分离胶体中的杂质分子或离子,提纯、精制胶体的操作称为渗析。
4、胶体的制备:
FeCl3+3H2O加热Fe(OH)
3+3H2O
将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中,加热至呈红褐色。
5、胶体的应用:
(1)农业生产:
土壤的保肥作用
(2)医疗卫生:
血液透析、血清纸上电泳、利用电泳分离蛋白质
(3)日常生活:
制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆、牛奶、明矾净水,都跟胶体有关。
7
-8-
第2节电解质
一、电解质及其电离
1、电解质:
在溶液中或熔融状态下能够导电的化合物。
非电解质:
在溶液中或熔融状态下不能够导电的化合物。
2、电解质的电离:
电解质溶于水或受热熔化时,离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。
3、强电解质与弱电解质:
强电解质(在水溶液中能完全电离)
绝大多数盐电解质
化合物弱酸
弱电解质(在水溶液中不能完全电)
离弱碱
极少数盐
非电解质
4、电离方程式:
HCl====H
+
+Cl
+NaOH====Na++OH-
NaCl====Na++Cl-NaHSO4====Na++H++SO42-
++HCO3-HCO3-H++CO32-
H2CO3H
-++
CH3COOHCH3COO
+HNH3·
H2ONH4+OH
-
H2OH
++OH-
二、电解质在水溶液中的反映
1、离子反应:
溶液中有离子参加的反应称为离子反应。
2、离子方程式:
(1)离子方程式:
用实际参加反应的离子来表示反应的式子。
(2)离子反应发生的条件:
复分解式的离子反应只要满足下列3个条件之一则发生反应:
①生成了难溶物
②生成了难电离物质
③生成了气体
(3)书写时的注意事项:
①两守恒:
a、电荷守恒b、质量守恒
②书写时用分子式表示:
a、难溶物质
b、难电离物质(包括弱酸、弱碱、水,如CH3COOH,NH3·
H2O)
c、气体
d、单质
e、氧化物
f、Ca(OH)2:
在反应中写离子式;
在生成物中写化学式;
澄清石灰水时写离子式;
石灰乳或消石灰石写化学式。
g、浓硫酸、浓磷酸、硝酸铅(CH3COO)2Pb
8
-9-
第3节氧化剂和还原剂
一、氧化还原反应
在化学反应过程中有电子转移的化学反应叫做氧化还原反应;
在化学反应过程中没有电子转移的化学反应叫做非氧化还原反应。
2、氧化还原反应的实质:
有电子转移(得失或偏移)。
3、特征(标志):
反应前后元素的化合价有升降。
4、氧化反应及还原反应:
氧化剂(氧化性)——得电子——化合价降低——发生还原反应——还原产物
反↓↓↓↓↓生
应同时存在数目相等数目相等同时存在同时产生成
物↑↑↑↑↑物
还原剂(还原性)——失电子——化合价升高——发生氧化反应——氧化产物
5、氧化还原反应表示方法:
①双线桥法:
得e
,还原反应
氧化剂+还原剂氧化产物+还原产物
-,氧化反应失e
--
失2e,氧化反应失12e
,氧化反应
点燃MnO2
2Na+Cl2====2NaCl2KClO3======2KCl+3O2↑
加热
-,还原反应得12e-,还原反应
②单线桥法:
e
6、氧化还原反应与化合、分解、置换、复分解反应的关系:
分解反应化合反应
氧化还原反应
复分解反应
置换反应
二、氧化剂和还原剂
氧化剂:
在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂;
还原剂:
在氧化还原反应中,所含的某种元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。
2、氧化性、还原性与化合价的关系:
元素处于高价态时,应具有氧化性;
元素处于最高价态时,只具有氧化性;
-10-
元素处于低价态时,应具有还原性;
元素处于最低价态时,只具有还原性。
3+
常见的氧化剂:
O2,O3,Cl2,Br2,HNO3,浓H2SO4,HClO,H2O2,KMnO4,Fe
2+,S2-,I-常见的还原剂:
金属单质,C,CO,H2,KI,H2S,Fe
3、氧化性与还原性的比较
-①方程式法得e
强氧化剂+强还原剂====还原产物(弱还原性)+氧化产物(弱氧化性)
失e
氧化性:
氧化剂>氧化产物;
还原性:
还原剂>还原产物
【特例:
CuSO4+H2S====CuS↓+H2SO4】
②反应条件:
是否加热
③活动性顺序:
氧化性减弱单质的还原性减弱
F,O,Cl,Br,I,SK,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pd,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Ag
对应阴离子的还原性减弱对应阳离子的氧化性减弱
失去nH
+能力:
弱酸盐>强酸盐】【得H
【拓展:
强酸+弱酸盐====强酸盐+弱酸】
【失H+能力:
强酸>弱酸】
得到nH+
3、反应的先后顺序:
一种氧化剂与多种还原剂反应,还原性强的先反应;
一种还原剂与多种氧化剂反应,氧化性强的先反应。
三、铁及其化合物的氧化性或还原性
常见价态0价+2价+3价
元素FeFeFe
相关FeFeCl2浅绿色FeCl3红棕色
物质Fe(OH)2白色Fe(OH)3红褐色
FeO黑色Fe2O3红棕色
(一)Fe的性质
固体,纯铁具有银白色金属光泽,密度为7.8g/cm3,延展性良好。
(1)与弱氧化剂反应:
Fe+2H+====Fe2++H2↑
Fe+S加热FeS
Fe+2FeCl3====3FeCl2
Fe+Cu2+====Fe2++Cu
(2)与强氧化剂反应:
Fe(少量)+4HNO3====Fe(NO)3+NO↑+2H2O
3Fe(过量)+8HNO3====3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
2Fe+6H2SO4(浓)加热Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
2Fe+3Cl2点燃2FeCl
-11-
【Fe遇冷的浓硝酸、浓硫酸钝化,生成致密的氧化膜】
3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2↑
(4)与氧气反应:
3Fe+2O2点燃Fe
3O4
(二)亚铁盐和铁盐的转化
2+
1、Fe
→Fe
2++Cl2====2Fe3++2Cl-①2Fe
②4Fe
+O2+4H
+3+
====4Fe+2H2O
③4Fe(OH)3+O2+H2O====4Fe(OH)3白色→灰绿色→红褐色
3+→Fe
2、Fe
3++Fe====3Fe2+①2Fe
3++Cu====2Fe2++Cu2+②2Fe
3++2I-====2Fe2++I2③2Fe
2+3+
(三)Fe、Fe
的检验
2+2++2OH-====Fe(OH)2↓1、Fe的检验:
①加NaOH溶液:
4Fe(OH)2+O2+H2O====4Fe(OH)3
先生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色沉淀
②加KSCN(硫氰化钾)—Cl2(强氧化剂等):
2++Cl2====2Fe3++2Cl-2Fe
Fe3++3SCN-====Fe(SCN)3(血红色)
3+3++3SCN-====Fe(SCN)3(血红色)2、Fe的检验:
①加KSCN溶液:
3++3OH-====Fe(OH)3↓②加NaOH溶液:
(四)铁和铁的化合物相互转化关系
稀H2SO4
HCl
FeCl2
O2,高温(Fe过量)
2(
过量
高温
高温;
Al
Cl2,加热
Cl2
Cu
Zn
CO,高温
O2,点燃
FeCl3
H2SO4
粉,点燃
FeSO4FeO
SCN
Fe2O3Fe3O4
OH
Fe(SCN)3
H2O,O2
Fe(OH)2Fe(OH)3
11
-12-
第3章元素与物质世界
第1节碳的多样性
一、多种多样的碳单质
1、同素异形体:
有同一种元素组成的性质不同的单质。
2、碳单质的物理性质与用途:
碳
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