第一章化学实验基本方法
一.化学实验基本方法
1、易燃易爆试剂应单独保存,防置在远离电源和火源的地方。
2、酒精小面积着火,应迅速用湿抹布扑盖;烫伤用药棉浸75%-95%的酒精轻涂伤处;眼睛的化学灼伤应立即用大量水清洗,边洗边眨眼睛。浓硫酸沾在皮肤上,立即用大量水清洗,最后涂上3%-5%的NaHCO3溶液。碱沾皮肤,用大量水清洗,涂上5%的硼酸溶液。
3、产生有毒气体的实验应在通风橱中进行。
4、防暴沸的方法是在液体中加入碎瓷片或沸石。
5、过滤是把难溶固体和水分离的方法;蒸发是把易挥发液体分离出来,一般都是为了浓缩结晶溶质。
6、粗盐含杂质主要有泥沙,CaCl2、MgCl2、Na2SO4等,需用的分离提纯方法是“钡碳先,碱随便,接过滤,后盐酸”的方法。
7、溶液中SO42-检验法是先加盐酸酸化,后加BaCl2溶液,如有白色沉淀产生,证明含有SO42-。
8、Cl-检验法是用AgNO3溶液和稀HNO3溶液,如有白色沉淀生成,则证明含Cl-;酸化的目的是防止碳酸银等沉淀的生成。
9、蒸馏是分离液液互溶物的方法,常见主要仪器是蒸馏烧瓶和冷凝器。温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口附近,冷凝水流方向要注意逆流。
10、萃取是用某种物质在互不相溶的溶剂中溶解度的不同,从溶解度小的溶剂中转移到溶解度大的溶剂中的过程。一般萃取后都要分液,需用在分液漏斗中进行,后者操作时下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出。
11、常见的有机萃取剂是CCl4和苯,和水混合后分层,分别在下层和上层。
二、化学计量在实验中的应用
1、注意“同种微粒公式算”的途径
2、微粒互变按摩换(个数之比等于物质的量之比)
3、CB误差分析法
①俯、仰视必会画图才行(量筒、容量瓶画法不一样)
②偏大偏小看公式:CB=mB/V
4、稀释或浓缩定律
C浓B•V浓体=C稀B•V稀体
5、CB、ω、S之间换算式:
CB=(1000ρω)/M;ω=S/(100+S)
6、CB配制一般操作
计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀
第二章化学物质及其变化
一、物质的分类
1、常见的物质分类法是树状分类法和交叉分类法。
2、混合物按分散系大小分为溶液、胶体和浊液三种,中间大小分散质直径大小为1nm—100nm之间,这种分散系处于介稳状态,胶粒带电荷是该分散系较稳定的主要原因。
3、浊液用静置观察法先鉴别出来,溶液和胶体用丁达尔现象鉴别。
当光束通过胶体时,垂直方向可以看到一条光亮的通路,这是由于胶体粒子对光线散射形成的。
4、胶体粒子能通过滤纸,不能通过半透膜,所以用半透膜可以分离提纯出胶体,这种方法叫做渗析。
5、在25ml沸水中滴加5—6滴FeCl3饱和溶液,煮沸至红褐色,即制得Fe(OH)3胶体溶液。该胶体粒子带正电荷,在电场力作用下向阴极移动,从而该极颜色变深,另一极颜色变浅,这种现象叫做电泳。
二、离子反应
1、常见的电解质指酸、碱、盐、水和金属氧化物,它们在溶于水或熔融时都能电离出自由移动的离子,从而可以导电。
2、非电解质指电解质以外的化合物(如非金属氧化物,氮化物、有机物等);单质和溶液既不是电解质也不是非电解质。
3、在水溶液或熔融状态下有电解质参与的反应叫离子反应。
4、强酸(HCl、H2SO4、HNO3)、强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)2)和大多数盐(NaCl、BaSO4、Na2CO3、NaHSO4)溶于水都完全电离,所以电离方程式中间用“==”。
5、用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。
在正确书写化学方程式基础上可以把强酸、强碱、可溶性盐写成离子方程式,其他不能写成离子形式。
6、复分解反应进行的条件是至少有沉淀、气体和水之一生成。
7、离子方程式正误判断主要含
①符合事实
②满足守恒(质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒)
③拆分正确(强酸、强碱、可溶盐可拆)
④配比正确(量的多少比例不同)。
8、常见不能大量共存的离子:
①发生复分解反应(沉淀、气体、水或难电离的酸或碱生成)
②发生氧化还原反应(MnO4-、ClO-、H++NO3-、Fe3+与S2-、HS-、SO32-、Fe2+、I-)
③络合反应(Fe3+、Fe2+与SCN-)
④注意隐含条件的限制(颜色、酸碱性等)。
三、氧化还原反应
1、氧化还原反应的本质是有电子的转移,氧化还原反应的特征是有化合价的升降。
2、失去电子(偏离电子)→化合价升高→被氧化→是还原剂;升价后生成氧化产物。还原剂具有还原性。
得到电子(偏向电子)→化合价降低→被还原→是氧化剂;降价后生成还原产物,氧化剂具有氧化性。
3、常见氧化剂有:Cl2、O2、浓H2SO4、HNO3、KMnO4(H+)、H2O2、ClO-、FeCl3等,
常见还原剂有:Al、Zn、Fe;C、H2、CO、SO2、H2S;SO32-、S2-、I-、Fe2+等
4、氧化还原强弱判断法
①知反应方向就知道“一组强弱”
②金属或非金属单质越活泼对应的离子越不活泼(即金属离子氧化性越弱、非金属离子还原性越弱)
③浓度、温度、氧化或还原程度等也可以判断(越容易氧化或还原则对应能力越强)。
第三章金属及其化合物
一、金属的化学性质
1、5000年前使用的青铜器,3000年前进入铁器时代,20世纪进入铝合金时代。
2、金属的物理通性是:不透明,有金属光泽,导电,导热,延展性好。
3、钠在空气中加热,可观察如下现象:熔成小球,剧烈燃烧,黄色火焰生成淡黄色固体。
4、铝箔加热,发现熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着。这层不易熔化的薄膜是高熔点的Al2O3。
5、固体钠怎么保存?浸在煤油中。
怎么取用金属钠?镊子夹出后用滤纸吸干煤油,然后放在玻璃片上用小刀切,剩下的钠再放入煤油中。
6、小块钠丢入水中的现象是浮在水面,熔成小球,四处游动,溶液变红(加入酚酞)。分别反映了钠密度小于水,反应放热且钠熔点低,产生气体迅速,生成NaOH的性质。
7、银白色的钠放入空气中,会逐渐变为Na2O、NaOH、Na2CO3•10H2O、Na2CO3白色粉末。
二、几种重要的金属化合物
1、Na2O2是淡黄色固体,与水反应放出使带火星的木条复燃的气体,离子方程式是2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+2H2↑。反应后溶液中滴入酚酞的现象是先变红后褪色。
2、Na2CO3、NaHCO3的鉴别除了观察是否细小,加水是否结块的物理方法外,还可以
①加热固体质量减轻或放出气体能使澄清的石灰水变浑浊的是NaHCO3。
②在其溶液中滴入CaCl2或BaCl2溶液由白色沉淀的是Na2CO3。
③加等浓度的HCl放出气体快的是NaHCO3。
3、焰色反应是物理性质,钠元素为黄色,钾元素为紫色(透过蓝色的钴玻璃观察的原因是滤去黄色焰色);钠单质或其化合物焰色均为黄色。
4、焰色反应的操作为,先用盐酸洗净铂丝或无锈的铁丝,然后在火焰外焰上灼烧至与原来的火焰焰色相同为止,再蘸取溶液灼烧并观察焰色。
5、由可溶性可溶性铝盐制Al(OH)3沉淀选用试剂是氨水,离子方程式为:Al3++3NH3▪H2O=Al(OH)3↓+3NH4+。
6、铝片放入NaOH溶液开始无现象是因为表面氧化铝先与氢氧化钠溶液反应、然后有气体逸出且逐渐加快是因为铝与碱溶液反应使溶液温度升高,加快了反应速度,最后生成气体的速度又慢下来(仍有铝片)原因是OH-浓度逐渐减小,速度变慢。
2mol Al完全反应放出标况下气体是67.2 L。
7、明矾和FeCl3都可净水,原理是:溶于水后生成的胶体微粒能吸附水中悬浮的杂质一起沉淀。
8、Al3+溶液中渐渐加入NaOH溶液或AlO2-溶液中渐渐加入HCl溶液的现象都是:白色沉淀渐多又渐少至澄清;NaOH溶液渐渐加入Al3+溶液或H+溶液渐渐加入NaAlO2溶液的现象都是:开始无沉淀,后来沉淀迅速增加至定值。
9、铁的三种氧化物化学式分别是FeO、Fe2O3、Fe3O4。其中磁性氧化铁和盐酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。
10、FeSO4加入NaOH溶液的现象是有白色沉淀生成,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。化学反应方程式为FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓、4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓
第四章非金属及其化合物
一、无机非金属材料的主角——硅
1、构成有机物的最不可缺少的元素是碳,硅是构成岩石和矿物的基本元素。
2、SiO2是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体,是光纤的基本原料。
3、凡是立体网状结构的晶体(如金刚石、晶体硅、SiC、SiO2等)都具有熔点高、硬度大的物理性质,且一般溶剂中都不溶解。
4、SiO2和强碱、氢氟酸都能反应。前者解释碱溶液不能盛在玻璃塞试剂瓶中;后者解释雕刻玻璃的原因。
5、硅酸是用水玻璃加盐酸得到的凝胶,离子方程式为SiO32-+2H+=H2SiO3。凝胶加热后的多孔状物质叫硅胶,能做干燥剂和催化剂载体。
6、正长石KAlSi3O8写成氧化物的形式为K2O•Al2O3•6SiO2
7、晶体硅是良好的半导体材料,还可以制造光电池和芯片。
二、富集在海水中的元素——氯
1、氯气是黄绿色气体,实验室制取的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O,这里MnO2是氧化剂,Cl2是氧化产物。
2、实验室制得的氯气一定含有HCl和水蒸气,必须先通过饱和食盐水溶液再通过浓硫酸,就可以得到干燥纯净的氯气。
3、铁和Cl2反应方程式为2Fe+3Cl2 2FeCl3,H2点燃后放入Cl2中,现象是:安静燃烧,苍白色火焰,瓶口有白雾,这是工业制盐酸的主反应。
4、Cl2溶于水发生反应为Cl2+H2O=HCl+HClO,氯水呈黄绿色是因为含Cl2,具有漂白杀菌作用是因为含有次氯酸,久置的氯水会变成稀盐酸。
5、氯水通入紫色石蕊试液现象是先变红后褪色,氯气通入NaOH溶液中可制漂白液,有效成分为NaClO,通入Ca(OH)2中可生成漂白粉或漂粉精。
6、检验溶液中的Cl-,需用到的试剂是,AgNO3溶液和稀HNO3。
三、硫和氮的氧化物
1.硫单质俗称硫黄,易溶于CS2,所以可用于洗去试管内壁上沾的单质硫。
2.SO2是无色有刺激性气味的气体,易溶于水生成亚硫酸,方程式为SO2+H2O H2SO3,该溶液能使紫色石蕊试液变红色,可使品红溶液褪色,所以亚硫酸溶液有酸性也有漂白性。
3.鉴定SO2气体主要用品红溶液,现象是品红褪色,加热后又恢复红色。
4.SO2和CO2混合气必先通过品红溶液(褪色),再通过酸性KMnO4溶液(紫红色变浅),最后再通过澄清石灰水(变浑浊),可同时证明二者都存在。
5.SO2具有氧化性的方程为:2H2S+SO2=3S↓+2H2O,与Cl2、H2O反应失去漂白性的方程为Cl2+SO2+2H2O=2HCl+H2SO4。
6.SO3标况下为无色晶体,遇水放出大量热,生成硫酸。
7、久置浓硝酸显黄色是因为含有分解生成的NO2;工业浓盐酸显黄色是因为含有Fe3+。保存浓硝酸方法是在棕色瓶中,放在冷暗处;紫色石蕊溶液滴入浓硝酸现象是先变红后褪色,滴入稀硝酸现象是溶液只变红。
有机物的概念
1、定义:含有碳元素的化合物为有机物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等除外)
2、特性:
①种类多
②大多难溶于水,易溶于有机溶剂
③易分解,易燃烧
④熔点低,难导电、大多是非电解质⑤反应慢,有副反应(故反应方程式中用“→”代替“=”)
甲烷
烃—碳氢化合物:仅有碳和氢两种元素组成(甲烷是分子组成最简单的烃)。
1、物理性质:无色、无味的气体,极难溶于水,密度小于空气,俗名:沼气、坑气。
2、分子结构:CH4:以碳原子为中心,四个氢原子为顶点的正四面体(键角:109度28分)。
3、化学性质:
①氧化反应:(产物气体如何检验?)
甲烷与KMnO4不发生反应,所以不能使紫色KMnO4溶液褪色。
②取代反应:(三氯甲烷又叫氯仿,四氯甲烷又叫四氯化碳,二氯甲烷只有一种结构,说明甲烷是正四面体结构)。
4、同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质(所有的烷烃都是同系物)。
5、同分异构体:化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式(结构不同导致性质不同)。
烷烃的溶沸点比较:碳原子数不同时,碳原子数越多,溶沸点越高;碳原子数相同时,支链数越多熔沸点越低,同分异构体书写:会写丁烷和戊烷的同分异构体。
乙烯
1、乙烯的制法:
工业制法:石油的裂解气(乙烯的产量是一个国家石油化工发展水平的标志之一)
2、物理性质:无色、稍有气味的气体,比空气略轻,难溶于水
3、结构:不饱和烃,分子中含碳碳双键,6个原子共平面,键角为120°
4、化学性质:
(1)氧化反应:C2H4+3O2=2CO2+2H2O(火焰明亮并伴有黑烟)
可以使酸性KMnO4溶液褪色,说明乙烯能被KMnO4氧化,化学性质比烷烃活泼。
(2)加成反应:乙烯可以使溴水褪色,利用此反应除乙烯
乙烯还可以和氢气、氯化氢、水等发生加成反应。
CH2=CH2+H2→CH3CH3CH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl(一氯乙烷)
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH(乙醇)
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