化学模块I主要知识及化学方程式
一、 研究物质性质的方法和程序
1. 基本方法:观察法、实验法、分类法、比较法
2. 基本程序:用比较的方法对观察到的现象进行分析、综合、推论,最后概括出结论。
二、 钠及其化合物的性质(Na)
银白色金属,柔软而富有延展性,常温时是蜡状,低温时变脆。可用于还原四氯化钛以制取钛。另外钠可用作有机合成和某些金属冶炼的还原剂、合成橡胶的催化剂、石油的脱硫剂、核反应堆的热载体,并用于制氢化钠、过氧化钠、氨基钠等。钠光灯可用作单色光源。
密度:0.971g/cm3 熔点:97.82℃ 沸点:882.9℃
1. 钠在空气中缓慢氧化:4Na+O2==2Na2O
2. 钠在空气中燃烧:2Na+O2 ==Na2O2 (点燃)
3. 钠与水反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
现象:①钠浮在水面上;②熔化为银白色小球;③在水面上四处游动;④伴有嗞嗞响声;⑤滴有酚酞的水变红色。
4. 过氧化钠与水反应:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
5. 过氧化钠与二氧化碳反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
6. 碳酸氢钠受热分解:2NaHCO3==Na2CO3+H2O+CO2↑ (加热)
7. 氢氧化钠与碳酸氢钠反应:NaOH+NaHCO3=Na2CO3+H2O
8. 在碳酸钠溶液中通入二氧化碳:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3
三、 氯及其化合物的性质 (Cl)
黄绿色气体,有刺激性气味,有毒。氯气可用于纸浆和棉布的漂白,也可用于饮水的消毒。大量的氯用于制取盐酸、农药、染料以及对碳氢化合物的氯化,如制取氯仿、聚氯乙烯等聚合物。
沸点:-34.6℃ 熔点:-101℃ 标况下氯气密度:3.21g/L
1. 氯气与氢氧化钠的反应:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
2. 铁丝在氯气中燃烧:2Fe+3Cl2 ==2FeCl3(点燃)
3. 制取漂白粉(把氯气通入石灰浆)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
4. 氯气与水的反应:Cl2+H2O=HClO+HCl
5. 次氯酸钠在空气中变质:NaClO+CO2+H2O=NaHCO3+HClO
6. 次氯酸钙在空气中变质:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
四、 以物质的量为中心的物理量关系 (NA=6.02×1023mol-1)
1. 物质的量n(mol)= N/NA = m/M
2.气体的物质的量n(mol)= V/Vm (标况:Vm=22.4L/mol)
3. 溶液中溶质的物质的量n(mol)=c•V
五、 胶体:
1. 定义:分散质粒子直径介于1—100nm之间的分散系。
2. 胶体性质: ① 丁达尔现象(散射) ② 聚沉 ③ 电泳(带电颗粒在电场作用下,向着与其电性相反的电极移动的现象)④ 布朗运动(悬浮微粒不停地做无规则运动的现象)
3. 胶体提纯:渗析 (与过滤相比较)
4.代表物:Fe(OH)3胶体,淀粉胶体
六、 电解质和非电解质
1. 定义:①判断标准:水溶液或熔融状态能否导电;②物质类别:化合物。
2. 强电解质:强酸、强碱、大多数盐; 弱电解质:弱酸、弱碱、水等。
注意:判断强弱电解质的标准并不是水溶性的强弱,而是电解能力的强弱,即溶解的部分是以离子形式还是分子形式存在于溶液中。
3. 离子方程式的书写:
① 写:写出化学方程式
② 拆:将易溶、易电离的物质改写成离子形式,其它以化学式形式出现。
下列情况不拆:难溶物质、难电离物质(弱酸、弱碱、水等)、氧化物、HCO3- 等。
③ 删:将反应前后没有变化的离子符号删去。
④ 查:检查元素是否守恒、电荷是否守恒。
4. 离子反应、离子共存问题:下列离子不能共存在同一溶液中:
① 生成难溶物质的离子:如Ba2+与SO42-;Ag+与Cl-等
② 生成气体或易挥发物质:如H+与CO32-、HCO3-、SO32-、S2-等;OH-与NH4+等。
③ 生成难电离的物质(弱电解质)
④ 发生氧化还原反应:如:MnO4-与I-;H+、NO3-与Fe2+等
七、 氧化还原反应
1. (某元素)降价——得到电子——被还原——作氧化剂——产物为还原产物
2. (某元素)升价——失去电子——被氧化——作还原剂——产物为氧化产物
3. 氧化性:氧化剂>氧化产物
还原性:还原剂>还原产物
4. 元素金属性越强,单质还原性越强;元素非金属性越强,单质氧化性越强。
金属单质活动顺序表:
K→Ca→Na→Mg→Al→Zn→Fe→Sn→(H) →Cu→Hg→Ag→Pt→Au
同一元素价态越高,氧化性越强还原性越弱,反之亦然。
八、 铁及其化合物性质 (Fe)
有光泽的银白色金属,硬而有延展性,有很强的铁磁性,并有良好的可塑性和导热性。铁的最大用途是用于炼钢、制造铸铁、煅铁和磁性材料,广泛应用于工农生产、建筑、武器等行业中。铁及其化合物可用作染料(墨水、蓝晒图纸、胭脂颜料)和磨料(红铁粉)。还原铁粉还用于冶金。
比热容:0.46×103 J/kg•℃ 熔点:1535℃ 沸点:3000℃ 纯铁密度:7.8g/cm3
1. Fe2+及Fe3+离子的检验:
① Fe2+的检验:(浅绿色溶液)
a) 加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,继而变灰绿色,最后变红褐色。
b) 加KSCN(硫氰化钾)溶液,不显红色,再滴加氯水,溶液显红色。
② Fe3+的检验:(黄色溶液)
a) 加氢氧化钠溶液,产生红褐色沉淀。
b) 加KSCN溶液,溶液显红色。
2. 主要反应的化学方程式:
① 铁与盐酸的反应:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
② 铁与硫酸铜反应(湿法炼铜):Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
③ 在氯化亚铁溶液中滴加氯水: 3FeCl2+Cl2=2FeCl3 (除去氯化铁中的氯化亚铁杂质)
④ 氢氧化亚铁在空气中变质:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
⑤ 在氯化铁溶液中加入铁粉:2FeCl3+Fe=3FeCl2
⑥ 铜与氯化铁反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 (用氯化铁腐蚀铜电路板)
⑦ 少量锌与氯化铁反应:Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2
⑧ 足量锌与氯化铁反应:3Zn+2FeCl3=2Fe+3ZnCl2
九、 氮及其化合物的性质 (N)
氮气为无色、无味的气体,熔点-209.86°C,沸点-195.8°C,气体密度1.25046g/L
1. “雷雨发庄稼”涉及反应原理:
① N2+O2 ==2NO(放电或高温)
② 2NO+O2=2NO2
③ 3NO2+H2O=2HNO3+NO
2. 氨的工业制法:N2+3H2== 2NH3
3. 氨的实验室制法:
① 原理:2NH4Cl+Ca(OH)2==2NH3↑+CaCl2+2H2O (加热)
② 装置:与制O2相同
③ 收集方法:向下排空气法
④ 检验方法:
a) 用湿润的红色石蕊试纸试验,试纸变蓝。
b) 用沾有浓盐酸的玻璃棒靠近瓶口,有大量白烟产生。NH3+HCl=NH4Cl
⑤ 干燥方法:可用碱石灰或氧化钙、氢氧化钠,不能用浓硫酸。
4. 氨与水的反应:NH3+H2O=NH3•H2O NH3•H2O =NH4++OH-
5. 氨的催化氧化:4NH3+5O2 =4NO+6H2O(制取硝酸的第一步)
6. 碳酸氢铵受热分解:NH4HCO3==NH3↑+H2O+CO2↑ (加热)
7. 铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
8. 铜与稀硝酸反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
9. 碳与浓硝酸反应:C+4HNO3=CO2↑+4NO2↑+2H2O
10. 氯化铵受热分解:NH4Cl =NH3↑+HCl↑
十、 硫及其化合物的性质 (S)
俗称硫磺,通常为淡黄色晶体,硫单质导热性和导电性都较差,性松脆,不溶于水,易溶于二硫化碳。可用于电池或溶液中的硫酸,以及制造火药;在橡胶工业中用作硫化剂;可杀真菌,用做化肥添加剂;硫化物在造纸业中用来漂白;硫酸盐可用于烟火;硫代硫酸钠和硫代硫酸氨在照相中做定影剂;硫酸镁可用做润滑剂,被加在肥皂中和轻柔磨砂膏中
1. 铁与硫蒸气反应:Fe+S=FeS (加热)
2. 铜与硫蒸气反应:2Cu+S△=Cu2S
3. 硫与浓硫酸反应:S+2H2SO4(浓)=3SO2↑+2H2O (加热)
4. 二氧化硫与硫化氢反应:SO2+2H2S=3S↓+2H2O
5. 铜与浓硫酸反应:Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O (加热)
6. 二氧化硫的催化氧化:2SO2+O2 = 2SO3
7. 二氧化硫与氯水的反应:SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
8. 二氧化硫与氢氧化钠反应:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
9. 硫化氢在充足的氧气中燃烧:2H2S+3O2 =2SO2+2H2O(点燃)
10. 硫化氢在不充足的氧气中燃烧:2H2S+O2 =2S+2H2O(点燃)
十一、 镁及其化合物的性质 (Mg)
银白色金属,延展性及热消散性良好。常用做还原剂,置换钛、锆、铀、铍等金属,主要用于制造轻金属合金、球墨铸铁、科学仪器脱硫剂脱氢和格氏试剂,也能用于制烟火、闪光粉、镁盐等。结构特性类似于铝,具有轻金属的各种用途,可作为飞机、导弹的合金材料。
密度:1.738 g/cm3 熔点:650.0 ℃ 沸点:1170.0 ℃
1. 在空气中(点燃)镁条:2Mg+O2 ==2MgO(点燃)
2. 在氮气中(点燃)镁条:3Mg+N2==Mg3N2 (点燃)
3. 在二氧化碳中(点燃)镁条:2Mg+CO2==2MgO+C(点燃)
4. 在氯气中(点燃)镁条:Mg+Cl2(点燃)==MgCl2
5. 海水中提取镁涉及反应:
① 贝壳煅烧制取熟石灰:CaCO3 ==CaO+CO2↑ CaO+H2O=Ca(OH)2(高温)
② 产生氢氧化镁沉淀:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
③ 氢氧化镁转化为氯化镁:Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
④ 电解熔融氯化镁:MgCl2 ==Mg+Cl2↑(通电)
十二、 Cl-、Br -、I-离子鉴别 (卤素阴离子)
1. 分别滴加AgNO3和稀硝酸,产生白色沉淀的为Cl-;产生浅黄色沉淀的为Br-;产生黄色沉淀的为I-
2. 分别滴加氯水,再加入少量四氯化碳,振荡,下层溶液为无色的是Cl-;下层溶液为橙红色的为Br-;下层溶液为紫红色的为I-。
十三、 常见物质俗名
①苏打、纯碱:Na2CO3;②小苏打:NaHCO3;③熟石灰:Ca(OH)2;④生石灰:CaO;⑤绿矾:FeSO4•7H2O;⑥硫磺:S;⑦大理石、石灰石主要成分:CaCO3;⑧胆矾:CuSO4•5H2O;⑨石膏:CaSO4•2H2O;⑩明矾:KAl(SO4)2•12H2O
十四、 铝及其化合物的性质 (Al)
银白色,有光泽,质地坚韧而轻,有延展性。可做日用器皿,因其具有致密氧化膜,一般不会锈蚀。铝的合金可作飞机、船舶、火箭的结构材料。纯铝可做超高压电缆。铝热反应用于冶炼高熔点金属。
密度:2.702g/cm3 熔点:660.37℃ 沸点:2467℃
1. 铝与盐酸的反应:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2. 铝与强碱的反应:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
3. 铝在空气中氧化:4Al+3O2==2Al2O3
4. 氧化铝与酸反应:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
5. 氧化铝与强碱反应:Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(OH)4]
6. 氢氧化铝与强酸反应:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
7. 氢氧化铝与强碱反应:Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]
8. 实验室制取氢氧化铝沉淀:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
9. 工业制铝:2Al2O3= 4Al+3O2↑(熔融、通电、加冰晶石Na3AlF6以降低Al2O3熔点)
注:Na[Al(OH)4也可表示为:NaAlO2+2H2O
十五、 硅及及其化合物性质 (Si)
晶体硅属于原子晶体,硬而有金属光泽,有半导体性质。不溶于水、硝酸和盐酸,溶于氢氟酸和碱液,用于制造合金如硅铁、硅钢等,高纯单晶硅是一种重要的半导体材料,用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等,是电子业不可缺少的材料。硅酸盐可用于烧制陶瓷,还可用于制造玻璃、混凝土、砖、耐火材料、硅氧烷、硅烷。纯二氧化硅透光性良好,用于制造光缆。
熔点:1414 °C 沸点:2900 °C 密度:2.33kg/cm3
1. 硅与氢氧化钠反应:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2. 硅与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4+H2↑
3. 二氧化硅与氢氧化钠反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O (强碱要用木塞瓶)
4. 二氧化硅与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O (不能用玻璃瓶装氢氟酸)
5.制造玻璃主要反应:SiO2+CaCO3=CaSiO3+CO2↑(高温) SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑(高温)
追问不能改最佳了~~