高中化学基础知识归纳与总结.docx
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高中化学基础知识归纳与总结
高中化学基础知识归纳与总结
一、重要物质的用途
1.干冰、AgI晶体——人工降雨剂2.AgBr——照相感光剂
3.K、Na合金(l)——原子反应堆导热剂4.铷、铯——光电效应
5.钠——很强的还原剂,制高压钠灯
6.NaHCO3、Al(OH)3——治疗胃酸过多,NaHCO3还是发酵粉的主要成分之一
7.Na2CO3——广泛用于玻璃、制皂、造纸、纺织等工业,也可以用来制造其他钠的化合物
8.皓矾——防腐剂、收敛剂、媒染剂09.明矾——净水剂
10.重晶石——“钡餐”11.波尔多液——农药、消毒杀菌剂
12.SO2——漂白剂、防腐剂、制H2SO413.白磷——制高纯度磷酸、燃烧弹
14.红磷——制安全火柴、农药等15.氯气——漂白(HClO)、消毒杀菌等16.Na2O2——漂白剂、供氧剂、氧化剂等
17.H2O2——氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂、火箭燃料等
18.O3——漂白剂(脱色剂)、消毒杀菌剂、吸收紫外线(地球保护伞)
19.石膏——制模型、水泥硬化调节剂、做豆腐中用它使蛋白质凝聚(盐析);
20.苯酚——环境、医疗器械的消毒剂、重要化工原料
21.乙烯——果实催熟剂、有机合成基础原料
22.甲醛——重要的有机合成原料;农业上用作农药,用于制缓效肥料;杀菌、防腐,0.1%~0.5%的甲醛溶液用于浸制生物标本等
23.苯甲酸及其钠盐、丙酸钙等——防腐剂24.维生素C、E等——抗氧化剂
25.葡萄糖——用于制镜业、糖果业、医药工业等
26.SiO2纤维——光导纤维(光纤),广泛用于通讯、医疗、信息处理、传能传像、遥测遥控、照明等方面。
27.高分子分离膜——有选择性地让某些物质通过,而把另外一些物质分离掉。
广泛应用于废液的处理及废液中用成分的回收、海水和苦咸水的淡化、食品工业、氯碱工业等物质的分离上,而且还能用在各种能量的转换上等等。
28.硅聚合物、聚氨酯等高分子材料——用于制各种人造器官
29.氧化铝陶瓷(人造刚玉)——高级耐火材料,如制坩埚、高温炉管等;制刚玉球磨机、高压钠灯的灯管等。
30.氮化硅陶瓷——超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损;除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时也能抗氧化,而且也能抗冷热冲击。
常用来制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件;也可以用来制造柴油机。
31.碳化硼陶瓷——广泛应用在工农业生产、原子能工业、宇航事业等方面。
二、化学实验
1.化学实验中的先与后
(1)加热试管时,应先均匀加热后局部加热。
(2)用排水法收集气体结束时,先移出导管后撤酒精灯。
(3)制取气体时,先检查装置气密性后装药品。
(4)稀释浓硫酸时,应将浓硫酸慢慢注入水中,边加边搅拌。
(5)点燃H2、CH4、C2H4、C2H2等可燃气体时,先检验气体的纯度。
(6)检验卤化烃分子的卤元素时,在水解后的溶液中先加稀HNO3中和碱液再加AgNO3溶液。
(7)检验NH3(用红色石蕊试纸)、Cl2(用淀粉KI试纸)等气体时,先用蒸馏水润湿试纸后再与气体接触。
(8)中和滴定实验时,用蒸馏水洗过的滴定管、移液管先用待装液润洗。
(9)焰色反应实验时,每做一次,铂丝应先沾上稀盐酸放在火焰上灼烧到无色时,再做下一次实验。
(10)H2还原CuO时,先通H2后加热,反应完毕后先撤酒精灯,冷却后再停止通H2。
(11)检验蔗糖、淀粉水解产物时,先加NaOH中和催化作用的硫酸,再加新制Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液。
2.中学化学实验中的温度计
(1)测液体的温度:
如测物质溶解度;实验室制乙烯等。
(2)测蒸气的温度:
如实验室蒸馏石油;测定乙醇的沸点等。
(3)测水浴温度:
如温度对反应速率影响的反应;苯的硝化反应;苯的磺化反应;制酚醛树脂;银镜反应;酯的水解等。
3.常见实验装置
(1)气体发生装置:
固、固加热型;固、液不加热型;固(液)、液加热型。
(2)各种防倒吸装置——用于防止液体的倒吸。
(3)常见的净化装置和尾气吸收装置
①常见的净化装置——用于除去气体中的杂质气体。
②常见的尾气吸收装置——用于吸收尾气。
(4)常见的量气装置——通过排液法测量气体的体积。
(5)过滤、蒸馏、分液装置
4.物质的分离和提纯
(1)物质分离提纯的常用方法
方法
适用范围
举例
过滤
分离不溶性固体和液体混合物
粗盐提纯时,将粗盐溶于水,过滤除去不溶性杂质
结晶
分离溶解度随温度变化差别大的固体混合物
分离KNO3和NaCl的混合物
蒸发
除去溶液中的挥发性溶剂
从食盐水中提取食盐
蒸馏
分离沸点差别大的液体混合物
由普通酒精制取无水酒精
萃取
提取易溶于某种溶剂的物质
用CCl4提取I2水中的I2
分液
分离互不相溶的液体混合物
分离水和苯的混合物
(2)物质分离提纯的常用化学方法
①溶解法:
利用特殊的溶剂(或试剂)把杂质溶解而除去,或提取出被提纯物质的一种方法。
②沉淀法:
利用沉淀反应将杂质转化为沉淀而除去,或将被提纯物质转化为沉淀而分离出来。
③转化法:
将杂质转化为被提纯物质而除去的一种方法。
④加热分解法:
通过加热将杂质转化成气体而除去的一种方法。
⑤酸碱法:
通过加酸、碱调节溶液的pH,从而使杂质转化为沉淀而除去。
⑥氧化还原法:
通过加氧化剂或还原剂,将杂质转化为气体、沉淀或其它物质而除去。
⑦离子交换法:
通过离子交换树脂除去溶液中的特定离子。
5.常见离子的检验方法
离子
检验方法
主要现象
H+
酸碱指示剂;活泼金属Zn;碳酸盐等
变色,产生氢气,产生CO2气体
Na+、K+
焰色反应
钠“黄”钾“紫”
Al3+
OH–
先生成白色沉淀,后白色沉淀溶解形成无色溶液
Fe3+
KSCN溶液,NaOH溶液
溶液变红色,生成红褐色沉淀
NH4+
NaOH溶液、加热
生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
OH–
酚酞溶液
溶液变红色
Cl–
AgNO3、稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
SO42–
稀HCl、BaCl2溶液
生成不溶于HCl的白色沉淀
CO32–
盐酸、澄清石灰水
生成使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
三、元素周期表中构、位、性的规律与例外
1.一般原子的原子核是由质子和中子构成,但氕原子(1H)中无中子。
2.元素周期表中的每个周期不一定从金属元素开始,如第一周期是从氢元素开始。
3.大多数元素在自然界中有稳定的同位素,但Na、F、P、Al等20种元素到目前为却未发现稳定的同位素。
4.一般认为碳元素形成的化合物种类最多,且ⅣA族中元素组成的晶体常常属于原子晶体,如金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅等。
5.元素的原子序数增大,元素的相对原子质量不一定增大,如18Ar的相对原子质量反而大于19K的相对原子质量。
6.质量数相同的原子,不一定属于同种元素的原子,如18O与18F、40K与40Ca
7.ⅣA~ⅦA族中只有ⅦA族元素没有同素异形体,且其单质不能与氧气直接化合。
8.
活泼金属与活泼非金属一般形成离子化合物,但AlCl3却是共价化合物(熔沸点很低,易升华,为双聚分子,结构式为所有原子都达到了最外层为8个电子的稳定结构)。
9.一般元素性质越活泼,其单质的性质也活泼,但N和P相反。
10.非金属元素之间一般形成共价化合物,但NH4Cl、NH4NO3等却是离子化合物。
11.离子化合物在一般条件下不存在单个分子,但在气态时却是以单个分子存在。
12.含有非极性键的化合物不一定都是共价化合物,如Na2O2、FeS2、CaC2等是离子化合物。
13.单质分子不一定是非极性分子,如O3是极性分子。
14.一般氢化物中氢为+1价,但在金属氢化物中氢为-1价,如NaH、CaH2等。
15.非金属单质一般不导电,但石墨可以导电。
16.非金属氧化物一般为酸性氧化物,但CO、NO等不是酸性氧化物,而属于不成盐氧化物。
17.金属氧化物一般为碱性氧化物,但一些高价金属的氧化物反而是酸性氧化物,如:
Mn2O7、CrO3等反而属于酸性氧物,2KOH+Mn2O7==2KMnO4+H2O2KOH+CrO3==K2CrO4+H2O;Na2O2、MnO2等也不属于碱性氧化物,它们与酸反应时显出氧化性。
18.组成和结构相似的物质(分子晶体),一般分子量越大,熔沸点越高,但也有例外,如HF>HCl,H2O>H2S,NH3>PH3,因为液态及固态HF、H2O、NH3分子间存在氢键,增大了分子间作用力。
19.非金属元素的最高正价和它的负价绝对值之和等于8,但氟无正价,氧在OF2中为+2价。
20.含有阳离子的晶体不一定都含有阴离子,如金属晶体中有金属阳离子而无阴离子。
21.一般元素的化合价越高,其氧化性越强,但HClO4、HClO3、HClO2、HClO的氧化性逐渐增强。
22.离子晶体不一定只含有离子键,如NaOH、Na2O2、NH4Cl、CH3COONa等中还含有共价键。
四、微粒半径大小的比较方法
1.原子半径的大小比较,一般依据元素周期表判断。
若是同周期的,从左到右,随着核电荷数的递增,半径逐渐减小;若是同主族的,从上到下,随着电子层数增多,半径依次增大。
2.若几种微粒的核外电子排布相同,则核电荷数越多,半径越小。
3.同周期元素形成的离子中阴离子半径一定大于阳离子半径,因为同周期元素阳离子的核外电子层数一定比阴离子少一层。
4.同种金属元素形成的不同金属离子,其所带正电荷数越多(失电子越多),半径越小。
☆判断微粒半径大小的总原则是:
1.电子层数不同时,看电子层数,层数越多,半径越大;
2.电子层数相同时,看核电荷数,核电荷数越多,半径越小;
3.电子层数和核电荷数均相同时,看电子数,电子数越多,半径越大;如r(Fe2+)>r(Fe3+)
五、离子方程式的书写
1、离子符号的正确书写①酸式盐的电离情况:
NaHSO4(水溶液)==Na++H++SO42—NaHSO4(熔融)==Na++HSO4—
NaHCO3==Na++HCO3—NH4HSO3==NH4++HSO3—NaH2PO4==Na++H2PO4—
②对微溶物的处理:
在澄清的溶液中能写成离子,在浑浊时不能写成离子。
如Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3等。
③对浓强酸的处理:
浓H2SO4参加的反应,对H2SO4一般不写成离子,例如,浓H2SO4与Cu的反应,起强氧化性作用的是H2SO4分子,而不是SO42—,且浓H2SO4中水很少(硫酸能与水以任意比例互溶),绝大多数是H2SO4分子,未发生电离。
浓盐酸、浓硝酸参加的反应,一般都写成离子,因为它们受其溶解度的限制,溶质质量分数不是很大,其中水的量足以使它们完全电离。
④是离子反应的不一定都能写成离子方程式。
例如实验室制取氨气的反应是NH4Cl与Ca(OH)2之间的离子交换反应,但它们是固体之间的反应。
2、配平要符合三个“守恒”——质量守恒和电荷守恒以及氧化还原反应中的得失电子守恒
3、注意离子间量的比例关系:
不足物质中参加反应的阴、阳离子的个数比一定符合其化学式中阴、阳离子的个数比。
[练习]
1.CO2通入苯酚钠溶液中:
__________________________________________
2.苯酚溶于饱和碳酸钠溶液中:
3.Fe(OH)3与氢碘酸反应:
___________________________
4.向溴化亚铁溶液中通入氯气
(1)溴化亚铁过量:
_______________________________________
(2)氯气过量:
(3)两者的物质的量之比为1:
1
(4)两者的物质的量之比为5:
7
5.向碘化亚铁溶液中通入氯气
(1)碘化亚铁过量:
_______________________________________
(2)氯气过量:
(3)两者的物质的量之比为5:
7
6.Ca(HCO3)2溶液与
(1)少量NaOH:
________________________________
(2)过量NaOH:
(3)少量石灰水反应:
(4)过量石灰水反应:
7.
(1)将H2S气体通入FeCl3溶液中:
(2)少量Na2S溶液与FeCl3的反应:
(3)过量Na2S溶液与FeCl3的反应:
(4)Na2S溶液与AlCl3的反应:
8.
(1)向水玻璃中通入过量的CO2:
___________________________________________
(2)向漂粉精溶液中通入少量的CO2:
_______________________________________
(3)向漂粉精溶液中通入过量的CO2:
_______________________________________
(4)向苯酚钠溶液中通入过量的SO2:
_______________________________________
(5)向偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2:
_____________________________________
(6)向饱和碳酸钠溶液中通入过量的CO2:
___________________________________
9.
(1)氯化铁溶液的水解反应:
(2)将饱和氯化铁溶液滴入沸水中:
10.向NH4HSO3溶液中逐渐滴加稀NaOH溶液
先
后
11.向稀NaHSO4溶液中逐滴滴加稀Ba(OH)2溶液
(1)至溶液呈中性:
(2)至SO42—沉淀完全:
12.向稀Ba(OH)2溶液中逐滴滴加稀NaHSO4溶液
(1)至Ba2+沉淀完全:
(2)至溶液呈中性:
13.向明矾溶液中逐滴滴加氢氧化钡溶液
(1)至沉淀物质的量最多
(2)至沉淀质量最多
14.向硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2]溶液中逐滴加入稀NaOH溶液,
(1)依次发生的反应为
(2)生成沉淀最多时的反应为
(3)生成的沉淀恰好完全溶解时的反应为
15.将NaH2PO4溶液与Ba(OH)2溶液按下列物质的量之比反应,写出其离子方程式。
(1)2:
1
(2)4:
3
(3)2:
3
(4)1:
2
16.银铵溶液的制备
先_____________________________________
后_____________________________________
17.向银铵溶液中
(1)滴加稀硝酸
(2)滴加稀盐酸
18.铝盐溶液与偏铝酸盐溶液的反应
19.泡沫灭火器中的反应原理
20.
(1)工业上用阳离子交换膜法电解饱和食盐水
(2)用铁电极电解饱和食盐水
(3)用惰性电极电解熔融氯化钠
(4)用铜电极电解稀硫酸
(5)用惰性电极电解氢氧化钠溶液
(6)用惰性电极电解硫酸铜溶液
(7)工业上冶炼金属铝
(8)用惰性电极电解锰酸钾溶液
21.
(1)铅蓄电池中
Ⅰ放电时:
正极反应
负极反应
总反应
Ⅱ充电时:
正极反应
负极反应
总反应
(2)干电池中(用MnO2作为吸H2剂,Zn2+易与NH3形成难电离的Zn(NH3)42+复杂离子)
正极反应
负极反应
总反应
六、证明某酸(如醋酸)是弱酸的实验原理
1测定0.01mol/L醋酸溶液的pH,发现大于2。
[说明c(H+) 2用pH试纸或酸碱指示剂测定0.1mol/LCH3COONa溶液的酸碱性,发现呈碱性。 [说明CH3COO—发生了水解,即CH3COOH是弱酸](该方案亦简单可行) 3向滴有石蕊试液的醋酸溶液中,加入适量的CH3COONH4晶体后振荡,发现红色变浅。 [CH3COONH4晶体中由于NH4+、CH3COO—对应的NH3·H2O和CH3COOH在常温时电离常数几乎相同,故它们的水解程度相同,所得溶液呈中性,但在醋酸溶液中增加了醋酸根浓度,石蕊试液的红色变浅,酸性减弱,说明醋酸溶液中存在电离平衡,且逆向移动了,亦即说明醋酸是弱酸](该方案亦简单易行) 4取等体积、pH都等于2的醋酸和盐酸与同浓度的NaOH溶液中和,前者中和NaOH多。 (该方案的缺点是: 难以配得pH等于2的醋酸) 5取等体积、pH都等于2的醋酸和盐酸与足量的Zn粒反应,并将产生的氢气分别收集起来,发现醋酸生成的H2多。 该方案的缺点是: 难以配得pH等于2的醋酸,且操作较繁) 6将10mLpH=2的醋酸溶液用蒸馏水稀释成1L,再测定其pH,发现小于4。 (该方案的缺点是: 难以配得pH等于2的醋酸) 7在相同条件下,将表面积相同的锌粒分别跟物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应,前者反应速率快,后者反应速率慢。 [说明醋酸电离产生的c(H+)小于同浓度盐酸的,即醋酸末完全电离](该方案的缺点是: 锌粒的表面积难以做到完全相同) 七、环境污染 1.臭氧层空洞——大气平流层中的臭氧层被氟里昂等氟氯烃的破坏而减少或消失,使地球生物遭受紫外线的伤害。 2.温室效应——大气中二氧化碳、甲烷等温室气体增多,造成地球平均气温上升,加速了水的循环,致使自然灾害频繁发生。 3.光化学烟雾——空气中的污染性气体氮的氧化物在紫外线照射下,发生一系列光化学反应而生成有毒的光化学烟雾。 空气中氮的氧化物主要来自石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及制硝酸工厂的废气等。 4.赤潮——海水富营养化(含N、P、K等污水的任意排放)污染,使海藻大量繁殖,水质恶化。 5.水华——淡水富营养化(含N、P、K等污水的任意排放)污染,使水藻大量繁殖,水质恶化。 6.酸雨——空气中硫、氮的氧化物在氧气和水的共同作用下形成酸雾随雨水下降,其pH通常小于5.6。 空气中SO2主要来自化石燃料的燃烧,以及含硫矿石的冶炼和硫酸、磷肥、纸浆生产的工业废气。 7.汽车尾气——主要是由汽油不完全燃烧产生的CO、气态烃等以及气缸中的空气在放电条件下产生的氮的氧化物等,它是城市大气污染或造成光化学烟雾的主要原因。 8.室内污染——由化工产品如油漆、涂料、板材等释放出的甲醛(HCHO)气体;建筑材料产生的放射性同位素氡(Rn);家用电器产生的电磁幅射等。 9.食品污染——指蔬菜、粮食、副食品等在生产、贮存、运输、加工的过程中,农药、化肥、激素、防腐剂(苯甲酸及其钠盐等)、色素、增白剂(“吊白块”、大苏打、漂粉精)、调味剂等,以及转基因技术的不恰当使用所造成的污染。 八、有关置换反应的总结 1、金属置换金属 (1)较活泼金属单质与不活泼金属阳离子间的置换 nM+mNn+==nMm++mN (2)铝热反应 一些高熔点金属氧化物(如Fe3O4、Fe2O3、FeO、WO3、V2O5、MnO2、CrO3等等)与铝粉的混合物称为铝热剂,需高温条件才能引发反应的发生,通常用来冶炼一些高熔点金属。 如: 10Al+3V2O5 5Al2O3+6V8Al+3Fe3O4 4Al2O3+9Fe (3)利用勒夏特列原理的金属置换金属Na+KCl==NaCl+K↑ 2、金属置换非金属 (1)金属与水反应置换出H2 2Na+2H2O==2Na++2OH—+H2↑Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑ 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ (2)金属与非氧化性酸反应置换出H2 2Al+6H+==2Al3++3H2↑Fe+2H+==Fe2++H2↑ Zn+2CH3COOH==Zn2++2CH3COO—+H2↑ (3)金属与醇反应置换出H2 如: 2Na+2C2H5OH→2C2H5ONa+H2↑ (4)金属与酚反应置换出H2 如: 2Na+(熔融)→+H2↑ (5)金属与碱溶液反应置换出H2 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑[Zn+2NaOH==Na2ZnO2+H2↑] (6)金属置换出其他非金属单质 如: 2Mg+CO2 2MgO+C(产生大量白烟,瓶壁上有少量黑色固体) 2Mg+SO2 2MgO+S或3Mg+SO2 2MgO+MgS 3、非金属置换非金属 (1)非金属单质作氧化剂的 如: I2+S2—==2I—+S↓2F2+2H2O==4HF+O2 2FeBr2+3Cl2==2FeCl3+2Br22FeI2+3Br2==2FeBr3+2I2 (Cl2过量)(Br2过量) [6FeBr2+3Cl2==2FeCl3+4FeBr3]FeI2+Br2==FeBr2+I2 (Cl2少量)(Br2少量) 说明: 还原性强弱顺序是: I—>Fe2+>Br—,故Cl2先氧化I—,再氧化Fe2+,最后氧化Br—。 X2+H2S==2H++2X—+S↓(X2=Cl2、Br2、I2) 2H2S+O2(不足) 2S+2H2O(H2S在空气中不完全燃烧) 2H2S+O2==2S↓+2H2O(氢硫酸久置于空气中变质) 3Cl2+2NH3==6HCl+N23Cl2+8NH3(过量)==6NH4Cl+N2 (2)非金属单质作还原剂的 如: C+H2O CO+H2(工业上生产水煤气的反应) Si+4HF==SiF4(易挥发)+2H2↑ SiO2+2C Si+2CO↑ [Si+2Cl2 SiCl4](工业上硅的冶炼和提纯反应) SiCl4+2H2 Si+4HCl 2KClO3+I2==2KIO3+Cl2 4、非金属置换金属 2CuO+C 2Cu+CO2↑ZnO+C Zn+CO↑WO3+3H2 3W+3H2O 九、阿伏加德罗常数与微粒 阿伏加德罗常数是近几年高考的“热点”问题。 命题者往往有意设置一些陷阱,增大试题的区分度,陷阱的设置主要有以下几个方面: ①状况条件: 考查气体时经常给非标准状况如常温常压下,1.01×105Pa、25℃时等。 ②物质状态: 考查气体摩尔体积时,常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生,如H2O(液)、SO3(固)、CS2(液)、己烷(液)、辛烷(液)、CHCl3(液)等。 但CH3Cl、CH2==CHCl、纯净的HCHO(甲醛)在标准状况下为气体。 ③物质结构: 考查一定物质的量的物质中含有多少微粒(分子、原子、电子、质子、中子等)时常涉及稀有气体He、Ne等为单原子组成,Cl2、O2、H2、N2为双原子分子,白磷P4为四原子分子(每个分子中有6个P—P共价键),SiO2为原子晶体(每mol该晶体中有4NA个Si—O键)等。 ④氧化还原反应: 考
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