資源簡介
基本概念和理論
(一)物質分類及其他
1、物質分類的基本內容
溶液
混合物 膠體
烴
濁液
有機化合物
物質 化合物
烴的衍生物
純凈物 無機化合物:酸、堿、鹽、氧化物、氫化物、氯化物等
非金屬
單質
金屬
2、電解質:在水溶液中或者熔化狀態(tài)下能導電的化合物。酸、堿、鹽、水等
3、非電解質:在水溶液中或熔化狀態(tài)下都不能導電的化合物。蔗糖、酒精、SO2、CO2、NH3等
4、強電解質:在水溶液中能全部電離的電解質
強酸HCl、H2SO4、HNO3
強堿NaOH、KOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2
大多數(shù)的鹽
弱酸
弱電解質:在水溶液中能部分電離的電解質 弱堿
水
5、分散系
(1)分散系分類實質依據(jù):
溶 液 膠體 濁液
分散系分散質大?。╪m) <10-9 10-9 ~10-7 >10-7
(2)區(qū)分溶液與膠體最簡單方法:丁達爾現(xiàn)象(光亮的通路 )。
(二)化學反應的類型
1、四種基本反應類型 :化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應。
2、四種基本反應類型與氧化還原反應的關系:
置換反應一定是氧化還原反應,復分解反應一定不是氧化還原反應,化合反應、分解反應可能是氧化還原反應
請將“化合反應”、“置換反應”、“分解反應”、“復分解反應”與“氧化還原反應”分別填入右圖中的圓內或橢圓內。
3、氧化還原反應本質:電子的轉移(得失或者偏移)。
特征:化合價的升降(判斷氧化還原反應的依據(jù))。
4、離子反應
(1)離子反應發(fā)生的條件:①生成難溶物②生成揮發(fā)性的物質③生成難電離物質
(2)常見離子反應回顧:☆☆☆☆☆
①鈉和水的反應:2Na+2H2O=2Na++2OH—+H2↑
②碳酸鈣與鹽酸的反應:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
③澄清的石灰水跟鹽酸的反應:OH—+H+=H2O
④碳酸氫鈉與氫氧化鈉溶液的反應: HCO3—+OH—=CO32—+ H2O
⑤氯氣與水反應:Cl2+H2O H++Cl—+HclO (Cl2不會全部參與反應)
⑥實驗室制取氯氣的尾氣吸收的反應:Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O
⑦AlCl3溶液中加入足量的氨水的反應: Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
⑧氯化鋁溶液中加過量的氫氧化鈉的反應: A13++4OH—=A1O2—+2H2O
⑨Cl2與FeCl2的反應:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—(另:H+、Fe2+、NO3-不能共存)
⑩FeCl3 與鐵、銅的反應:2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
⑩硫酸與氫氧化鋇的反應:2H++SO42—+ Ba2++2OH—=BaSO4↓+2H2O
⑩硫酸銅與氫氧化鋇的反應:Cu2++SO42—+Ba2++2OH—=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
5、化學反應中的能量
(1)化學反應從能量的角度分類
①放熱反應:化學上有熱量放出的化學反應。放熱反應反應物的總能量>生成物的總能量 。常見的放熱反應:燃燒、酸堿中和反應、金屬與酸的反應、氧化鈣與水。
②吸熱反應:化學上吸收熱量的化學反應。吸熱反應生成物的總能量>反應物的總能量。常見的放熱反應:通常需要高溫或者持續(xù)加熱的反應(C+CO2和C+H2O)、碳酸鈣分解、氫氧化鈣與氯化銨晶體反應。
(2)化學能與電能的轉化----原電池----將化學能轉化為電能的裝置
①原理:氧化還原反應的應用。
②電極反應:負極上(較活潑的金屬)-----氧化反應
正極上(較不活潑的金屬)-----還原反應
③原電池的負極可從以下面方面判斷:相對活潑的金屬,電子流出的電極,元素化合價升高的電極,發(fā)生氧化反應的電極,溶解的電極,通燃料的電極。
(三)物質的量及其計算
1、了解物質的量、物質的摩爾質量、物質的微粒數(shù)、氣體摩爾體積、阿伏加德羅定律、物質的量濃度等物理量的內涵,并能進行熟練計算。重點相關原子守恒計算。
2、阿伏加德羅常數(shù),一般用NA表示,其數(shù)值約為6.02×1023mol-1。
阿伏加德羅常數(shù)計算中對錯辨析舉例:☆☆☆☆☆
(1)1mol/L Na2CO3溶液中所含Na+數(shù)為2NA (錯,無溶液體積)
(2)常溫常壓下,3.2克O3所含的氧原子數(shù)為0.2NA (對)
(3)標準狀況下, 2.24L苯所含分子數(shù)為0.1NA (錯,S.P.T下苯為液體)
(4)標準狀況下,2.24L Cl2完全溶于水轉移電子數(shù)為0.1NA
(錯,溶于水不等于與水完全反應)
(5)標準狀況下,2.24L Cl2與氫氧化鈉完全反應轉移電子0.2NA (錯,0.1NA )
(6)5.6g Fe與Cl2 完全反應,轉移電子0.2NA (錯,0.3NA )
(四)化學反應速率和化學限度
1、化學反應速率:常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。
(1)各物質表示的速率比等于該反應方程式中相應的計量系數(shù)比。
(2)影響化學反應速率的因素
①內因:反應物的性質(主要)。
②外因:主要有濃度、溫度、壓強和催化劑等。其他如:反應接觸面積的大小、固體反應物的顆粒大小、光照、超聲波、電磁波、溶劑等對反應速率也有影響。
2、化學反應限度:
(1)化學反應限度的研究對象是可逆反應。
(2)化學反應限度也就是在一定條件下的可逆反應里,當正反應速率等于逆反應速率,反應物和生成物的濃度不再變化的狀態(tài)。此時,化學反應達到最大限度。
(五)原子結構與元素周期律
1、原子結構
質子 Z
原子核
(1)原子 AZX 中子 N= A-Z
核外電子 Z
(2)質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)。
(3)核電荷數(shù)=質子數(shù)=原子核外電子數(shù)=原子序數(shù)。
(4)同位素:有相同質子數(shù)不同中子數(shù)的不同原子互稱。
例:氕11H、氘21H(重氫)、氚31H(超重氫)。重氫、超重氫常用于制造氫彈。
2、核外電子排布
(1)原子核外電子是分層排布的,稱電子層。電子層數(shù)=元素周期數(shù)。
(2)原子核外電子排布是能量高低從里到外從低到高分層依次排布的。
(3)熟練掌握1-20元素的核外電子排布情況及原子結構示意圖。
3、元素周期律和元素周期表
(1)元素周期律:每一周期從左向右,原子半徑逐漸減??;主要化合價從 +1~+7(F、O無正價),金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強。
每一主族從上到下右,原子半徑逐漸增大;金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱。
(2)元素周期表。用一句話來概括元素周期表的結構:三短三長一不完全;七主七副Ⅷ和零。
(3)金屬性、非金屬性強弱判斷方法:☆☆☆☆☆
①元素的金屬性越強△與水反應越容易△與酸反應越容易△最高價氧化物對應的水化物(氫氧化物)堿性越強△能把相對不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。
金屬性:Na>Mg>Al;
氫氧化物堿性強弱:NaOH > Mg(OH)2> Al(OH)3
(NaOH強堿,Mg(OH)2是中強堿,Al(OH)3是兩性氫氧化物)
②元素的非金屬性越強△越容易形成氣態(tài)氫化物△氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性越好△最高價氧化物對應的水化物(含氧酸)酸性越強△能把相對不活潑的非金屬從其化合物中置換出來。
非金屬性:Si <P< S< Cl;
酸性強弱:H3PO4 <H2SO4<HClO4;
(H3PO4是中強酸,H2SO4是強酸, HClO4是最強酸)
氫化物的穩(wěn)定性:SiH4<PH3<H2S<HCl
(元素的非金屬性越強,形成的氫化物越穩(wěn)定)
(4)熟練掌握常見10電子,了解18常見電子微粒?!睢睢睢睢?br/>①常見的10電子微粒中,分子有:Ne、CH4、NH3、H2O。
陽離子有:Na+ 、Mg2+ 、Al3+、NH4+ 、H3O+。
陰離子有:F—、O2—、N3—、OH—
②常見的18電子微粒中,分子有:H2S 、HCl、H2O2 、C2H6(略講)
陽離子有:K+、Ca2+ 陰離子有:S2—、Cl—
4、化學鍵
(1)化學鍵可分為離子鍵和共價鍵,共價鍵可分為極性鍵和非極性鍵。
(3)常見電子式的書寫☆☆☆☆☆
①寫出下列物質的電子式:H2 Cl2 N2 HCl H2O CO2 NH3 CH4
NaCl MgCl2 NaOH Na+
②用電子式表示下列物質的形成過程:
HCl : ;
H2O: ;
NaCl: ;
MgCl2: ?;A實驗與基本實驗操作
(一)物質的分離與提純的基本實驗方法
1、過濾:適用于分離一種組分可溶,另一種不溶的固態(tài)混合物的分離。如:粗鹽與泥沙的分離提純。主要儀器:漏斗、玻璃棒、燒杯。
2、蒸發(fā)結晶:適用于混合物中各組分物質在溶劑中溶解性的差異的分離提純 如:NaCl中混有KNO3分離提純。主要儀器:蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈。
3、蒸餾法:適用于分離各組分互溶,但沸點不同的液態(tài)混合物。如:酒精與水的分離。主要儀器:蒸餾燒瓶、冷凝器。
4、分液:分離互不相容的兩種液體。主要儀器:分液漏斗、鐵架臺、鐵圈。
5、萃?。喝苜|在互不相溶的溶劑里溶解度不同,利用萃取劑將溶質從另一溶液中分離出來。主要儀器:分液漏斗。
附:溴和碘在水溶液和有機溶劑(苯或四氯化碳)中的顏色
單質 水溶液 有機溶劑(苯或四氯化碳)
溴 深紅棕色液體 淺黃色→黃色 橙色→橙紅色
碘 紫黑色固體 黃色→棕黃色 淺紫色→紫色
(二)離子的檢驗與鑒別
1、Na+ 焰色反應-黃色
2、K+ 焰色反應-透過藍色鈷玻璃為紫色
3、NH4+ 加入強堿,加熱可產生可使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍色的氣體
NH4++OH-NH3↑+H2O
4、Fe3+檢驗:加入KSCN 溶液后溶液變成紅色溶液(非沉淀) Fe3++3SCN―=Fe(SCN)3
5、Cl- 加入用稀HNO3酸化(排除CO32-等離子的干擾)的AgNO3,有白色沉淀產生。
Ag++Cl―=AgCl↓
6、SO42- 加入足量稀HCl酸化(排除CO32-和SO32-等離子的干擾),然后加入BaCl2溶液,有白色沉淀產生。2H++CO32-= CO2↑+H2O
Ba2++SO42-=BaSO4↓
7、CO32- 加入H+,產生能無色無氣味(排除SO32-離子的干擾)且能使澄清石灰水變混濁的氣體。2H++CO32-=CO2↑+H2O
CO2+Ca2++2OH-=CaCO3↓+H2O
(三)定量實驗——物質的量濃度溶液的配制
1、物質的量濃度的配制所需的儀器:
燒杯、容量瓶、玻璃棒、膠頭滴管、托盤天平、藥匙、量筒。
配制前要檢查容量瓶是否漏水
2、配制步驟:①. 計算 m=c×v×M ②.稱量③. 溶解 ④.轉移⑤. 洗滌(2-3次 洗滌液轉入容量瓶)⑥.定容⑦.搖勻⑧.裝瓶貼簽
3、仰視、俯視對溶液濃度有何影響?
(1)俯視刻度線,實際加水量未到刻度線,使溶液的物質的量濃度增大;
(2)仰視刻度線,實際加水量超過刻度線,使溶液的物質的量濃度減小。
4、容量瓶的使用六忌:
(1)忌用容量瓶進行溶解(體積不準確)
(2)忌直接往容量瓶倒液(灑到外面)
(3)忌加水超過刻度線(濃度偏低)
(4)忌讀數(shù)仰視或俯視(仰視濃度偏低,俯視濃度偏高)
(5)忌不洗滌玻璃棒和燒杯(濃度偏低)
(6)忌標準液存放于容量瓶(容量瓶是量器,不是容器)
(四)實驗小常識
1、儀器的使用
(1)可以直接加熱儀器有試管、坩鍋、蒸發(fā)皿。必須墊石棉網加熱的有燒杯、燒瓶。標明使用溫度的儀器有:容量瓶、量筒。0刻度在中間的儀器有溫度計,沒有0刻度的量器有量筒。
(2)選擇儀器時要考慮儀器的量程。如量取3.0mL液體用10mL,配置100mL15%的氫氧化鈉溶液用200mL燒杯。
(3)使用前必須檢查是否漏水的儀器有:容量瓶、分液漏斗。
(4)試管上的油污可用熱的氫氧化鈉溶液洗。用其它試劑洗過后都必須用蒸餾水洗滌至既不聚集成滴又不成股流下。
2、基本實驗操作
(5)藥品的取用:Na、K保存于煤油中,用多的鈉、鉀、白磷必須放回原試劑瓶中。其他藥品用多一般不回放。
(6)沉淀沉淀完全、洗滌、洗凈檢驗的一般方法:☆☆☆☆☆
欲檢驗NaOH溶液中含有Na2CO3的量,在該此溶液中加入過量的氯化鋇溶液,然后過濾、洗滌、干燥,稱量所得沉淀的質量,經數(shù)據(jù)處理后即可得到。其中,檢驗所加試劑是否過量的操作是:靜置后,向上層清液中繼續(xù)加氯化鈣溶液,若沒有白色沉淀生成,則氯化鈣過量。洗滌沉淀的操作是:向漏斗中加水,至水面浸過沉淀物,待水慮出后,再重復1-2次。檢驗沉淀洗滌干浄的操作是:取最后的濾出液加入硝酸銀,若沒有沉淀產生,則洗滌干凈。
(7)試紙試用:
用PH試紙測PH值時,試紙不濕潤。用試紙檢驗氣體性質時試紙要濕潤,其中檢驗
NH3 -----用紅色石蕊試紙 NH3+ H2O=NH4++OH-
Cl2 -----用淀粉碘化鉀試紙 Cl2+2I-=2Cl-+I2
(8)焰色反應操作:做焰色反應時,鉑絲必須先用稀鹽酸洗凈,再放在酒精燈火焰上灼燒至無色。
3、實驗安全
(9)氫氣還原氧化銅實驗加熱前一般應先通原料氣趕走空氣再加熱,目的有的是防止氫氧混合氣體爆炸?!睢睢睢睢?br/>(10)酒精燈失火用濕布蓋滅。活潑金屬或有機油類著火都可用沙子蓋滅。
(11)濃硫酸濺在皮膚上應立即大量水沖洗。酸、堿濺到眼睛中應用大量水沖洗眼睛,邊洗邊眨眼睛。大量酸(或堿)流到桌子上,先加碳酸氫鈉溶液(或醋酸)中和,再水洗,最后用布擦。
(12)尾氣有毒(如CO),不能直接排空,必須點燃或用塑料袋接受。元素及其化合物
1、鈉及其化合物:
(1)鈉的物理性質:銀白色固體,導熱、電導,質軟、密度小、熔點低。
(2)鈉與水反應:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)鈉保存在煤油中,空氣中的變化過程:最終變?yōu)镹a2CO3☆☆☆☆☆
Na → Na2O →NaOH → Na2CO3·12H2O →Na2CO3
(4)碳酸鈉與碳酸氫鈉的性質比較:☆☆☆☆☆
名稱 碳酸鈉 碳酸氫鈉
化學式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 純堿、蘇打 小蘇打
溶解性 溶解度比碳酸鈉小
熱穩(wěn)定性 ——— 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑
與鹽酸反應 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 比Na2CO3劇烈NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
與NaOH反應 ——— NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
相互轉化
①除雜:Na2CO3固體(混有少量NaHCO3)-----充分 加熱
Na2CO3溶液(混有少量NaHCO3)-----加適量NaOH溶液
②鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種物質的方法:
固體:加熱有氣體出現(xiàn)的是碳酸氫鈉;溶液:加氯化鈣溶液有沉淀的是碳酸鈉
2、鋁及其化合物:
(1)鋁的存在:鋁是地殼中最多的金屬元素,主要是以化合態(tài)存在,鋁土礦主要成分是Al2O3。
(2)鋁單質
①鋁常溫下鋁與濃硫酸、濃硝酸鈍化。鈍化強調三個“兩”,即:兩種金屬(鋁和鐵),兩種酸(濃硫酸和濃硝酸),兩個字(“冷即常溫”和“濃”)。
②鋁與強酸、強堿反應:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
2Al+2 NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
③鋁熱反應要重點掌握:2Al+ Fe2O3 2 Fe + Al 2O3 ☆☆☆☆☆
鋁熱反應可用于焊接鐵軌,制取難熔金屬等(利用了鋁的還原性)。
(3)典型的兩性氧化物:Al2O3
①與硫酸反應:Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O
②與氫氧化鈉反應:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O
離子方程式:Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O
(4)典型的兩性氫氧化物:Al(OH)3
①與酸反應:Al(OH)3+3HCl=3AlCl3+3H2O
②與氫氧化鈉反應:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
離子反應:Al(OH)3+OH—=AlO2—+2H2O
③ Al(OH)3實驗室制取方法: 常用鋁鹽與足量氨水反應
化學方程:AlCl3+3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3 NH4Cl
離子方程:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3 NH4+
(5)明礬(十二水合硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2·12H2O])常用作凈水劑,是因為鋁離子與水反應生成氫氧化鋁具有 吸附性 吸收了水中懸浮物而下沉凈水。
(6)鋁土礦制備金屬鋁的原理:
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3
2Al(OH)3 ===Al2O3+3H2O 2Al2O3(熔融) ===4Al+3O2↑
3、鐵及其化合物:
(1)能被磁鐵吸引鐵質:鐵和四氧化三鐵(四氧化三鐵也叫磁性氧化鐵)。
(2)鐵的化學性質
①與氧氣反應:3Fe+2O2Fe3O4
②與非金屬反應:2Fe+3Cl2 2FeCl3 Fe+S FeS
(注意:鐵與強氧化劑反應為高價,與弱氧化劑反應為低價;銅也一樣。)
③與水反應:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2↑
④與酸反應:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
⑤與鹽反應:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(4)高、低價鐵之間的常見轉化關系的反應有:
①化學反應為:2FeCl2+Cl2=2FeCl3 離子反應為:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—
②化學反應為:2FeCl3 +Fe=3FeCl2 離子反應為:2Fe3++Fe=3Fe2+
Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 離子反應為:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(5)氫氧化亞鐵的制備與變化:
FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2↓+2NaCl
(此實驗長滴管可以伸入試管底部以減少生成的Fe(OH)2被氧化)
在空氣中氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
顏色變化為:白色→灰綠色→紅褐色。
(6)鋼鐵的腐蝕: 鋼鐵與周圍物質接觸發(fā)生反應而被侵蝕損耗。
鋼鐵的腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕,后者類似形成鐵-碳原電池。
4、硅及其化合物:
(1)硅單質的用途及制?。汗鑶钨|可以作半導體,芯片,太陽能電池。
用氧化還原反應分析硅單質制?。篠iO2+2C 2CO↑+Si(粗硅)
Si+2Cl2 SiCl4
SiCl4+2H2 Si(純硅或稱精硅)+4HCl
(2)SiO2的用途及性質:純SiO2可以作光導纖維的材料。
SiO2化學性質: 不活潑,耐腐蝕
不與水酸(除HF)反應:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(玻璃瓶不能裝HF酸)
SiO2中含CaCO3雜質除去:加足量鹽酸,然后過濾、洗滌即可。
②與堿反應:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O(實驗室裝NaOH的試劑瓶用橡皮塞)
離子反應:SiO2+2OH—=SiO32—+H2O
(3)硅酸鹽
①水玻璃溶液在空氣中變質(變渾濁)的離子反應:
SiO32—+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32—
②硅酸鹽工業(yè):水泥、陶瓷、玻璃、磚瓦等都為硅酸鹽工業(yè)產品。
5、氯及其化合物:
(1)氯氣:黃綠色、有刺激性氣味、能溶于水的有毒氣體。
氯氣具有強氧化性,能與多種金屬、非金屬反應。與變價金屬生成高價態(tài)化合物。氫氣在氯氣中燃燒火焰為蒼白色,瓶口有白霧(HCl酸霧)產生。潮濕的氯氣有漂白性(HClO)。
(2)新制氯水成分:“三分子、四離子”。如何保存?久置氯水成分?各成分都有其性質。
(3)漂白液(主要指NaClO,例市場上的“84”消毒液)
2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O
(4)漂白粉制取和漂白原理:☆☆☆☆☆
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O漂白粉主要成分和有效成分各為什么?
漂白原理:Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO 2HClO=2HCl+O2↑
(5)氯氣的實驗室制法:☆☆☆☆☆
?、俜磻恚篗nO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2↑+2H2O;
②發(fā)生裝置:圓底燒瓶、分液漏斗等;
?、鄢s:用飽和食鹽水吸收HCl氣體;用濃H2SO4吸收水;
④收集:向上排空氣法收集(密度比空氣大);
⑤檢驗:使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{;(反應為:2KI+C12 =2KCl+I2)
⑥尾氣處理:用氫氧化鈉溶液吸收尾氣。(反應為:Cl2+2OH—=Cl—+ClO—+H2O)
(6)胃酸的成分是鹽酸,NaHCO3、Al(OH)3、CaCO3都可用于治療胃酸過多。
6、硫及其化合物:
(1)二氧化硫的性質與作用
①物理性質:無色有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大。相似
②化學性質:△SO2+H2OH2SO3 (H2SO3的不穩(wěn)定性,與H2CO3很相似)
△還原性:2SO2+O2 2SO3
△漂白性:SO2 能與有色物質結合生成不穩(wěn)定的無色物質。
物理性漂白---吸附作用-----活性炭(例:紅糖→白糖)
漂白 永久性漂白----強氧化性----- HClO、NaClO、Na2O2、H2O2等等。
化學性漂白
暫時性漂白---結合成不穩(wěn)定物質---SO2---加熱、光照會復原。
(2)酸雨:PH<5.6 正常性雨水PH值大約為6 ,是因為水中溶解有CO2的緣故。
硫酸性酸雨的形成原因: SO2 。SO2是首要大氣污染物之一。
(主要)化石燃料及其產品的燃燒。
(次要)含硫金屬礦物的冶煉、硫酸廠產生的廢氣
防治:開發(fā)新能源,對含硫燃料進行脫硫處理,提高環(huán)境保護的意識。
△三大環(huán)境問題:酸雨、溫室效應、臭氧空洞。
△空氣質量日報的主要內容包括“空氣污染指數(shù)”、“空氣質量級別”、“首要污染物”,目前計入空氣污染指數(shù)的物質暫定為:二氧化硫、氮的氧化物和可吸入顆粒等。
△常見的環(huán)境保護問題:①酸雨:SO2;②溫室效應:CO2;③光化學煙霧:氮的氧化物;④臭氧層空洞:氯氟烴;⑤白色垃圾:塑料垃圾;⑥假酒:CH3OH;⑦室內污染:甲醛;⑧赤潮:含磷洗衣粉;⑨CO 與NO有毒:與血紅蛋白結合;⑩電池:重金屬離子污染?!睢睢睢睢?br/>(3)濃硫酸
濃硫酸的特性
吸水性:作干燥劑,不能干燥堿性氣體NH3。
堿性干燥劑---堿石灰、氧化鈣等---干燥堿性氣體、中性氣體例NH3、H2等
干燥劑總結 中性干燥劑---無水氯化鈣等---干燥堿性、酸性、中性氣體。例H2、N2等
酸性干燥劑---濃硫酸等---干燥酸性氣體、中性氣體。例Cl2、HCl、N2等
△脫水性:蔗糖的脫水炭化-----注意“黑面包”實驗,要重點掌握。
△濃硫酸的強氧化性(普通酸的氧化性是指酸中的H+的氧化性,其還原產物為H2)
與銅反應:2H2SO4(濃)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O
(被還原的硫酸占反應硫酸的1/2,若2mol濃H2SO4與足量Cu反應則被還原的硫酸不滿1mol,為什么?同樣,4mol濃鹽酸與足量MnO2反應,也有類似情況。)
與碳反應:C+2H2SO4(濃) SO2↑+ CO2↑+2H2O(特別要注意此實驗的產物檢驗)
(4)除去CO2中的SO2可用酸性高錳酸鉀、溴水、飽和碳酸氫鈉溶液。SO2使酸性KMnO4溶液褪色,是其還原性的體現(xiàn);SO2使溴水褪色,也是其還原性的體現(xiàn)而不是漂泊性?!睢睢睢睢?br/>(5)理清硫及其化合物的轉化關系:☆☆☆☆☆
O2 O2 H2O NaOH
O2 BaCl2
7、氮及其化合物:
(1)N2含有三鍵所以常溫下比較穩(wěn)定,高溫或放電的情況下N2→NO。
(2)氨
①氨水溶液的堿性:NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH—
氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。
②氨水成分:氨水中有 分子:NH3、H2O、NH3·H2O;離子:NH4+、OH—即“三分子、二離子”。
③實驗室制氨氣及NH4+的檢驗:☆☆☆☆☆
△實驗室制氨氣:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O
△NH4+的檢驗:加入NaOH、加熱,產生的氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。
NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
④氨用途之一-----工業(yè)制取硝酸
△氨在催化劑的作用下與氧氣發(fā)生反應,生成NO
4NH3+5O2 4NO+6H2O(能進行氧化還原反應分析。)
△NO與氧氣反應生成NO2 2NO+O2=2NO2
△用水吸收NO2生成硝酸 3NO2+H2O=2HNO3+NO
(3)硝酸的性質-----強氧化性
Cu+4HNO3(濃) =Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀) =Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
C(紅熱)+4HNO3(濃) =CO2↑+2NO2↑+2H2O
(4)氧化后再氧化的總結:(推斷題中常用到,切記?。睢睢睢睢?br/>①C→CO→CO2;②N2→NO→NO2;③S→SO2→SO3;④Na→Na2O→Na2O2;⑤醇→醛→酸。
(5)理清氮及其化合物的轉化關系:☆☆☆☆☆
加熱
通電
Na2SO4
H2SO3
BaSO4
H2SO4
SO3
SO2
S
NH3
NO
HNO3
NO2
N2
NH4NO3化學與生活
(一)維生素和微量元素
1、維生素是參與生物生長發(fā)育和新陳代謝所必需的一類小分子有機化合物,習慣上按照不同的溶解性,把它們分為脂溶性維生素(主要包括維生素A、D、E、K)和水溶性維生素(主要包括維生素C、維生素B族)
2、維生素C是一種無色晶體,是一種水溶性維生素,溶液顯酸性,其廣泛存在于新鮮水果和綠色蔬菜中,人體不能合成,必須從食物中補充。維生素C也稱抗壞血酸,在人體內有重要的功能。維生素C的化學特性是容易失去電子,是一種較強的還原劑,在水中或受熱時很溶液被氧化,在堿性溶液中更容易被氧化。因此,生吃新鮮蔬菜比熟吃時維生素C損失小
3、人體中微量元素含量極少,質量不到體重的萬分之一,如Fe、I、Se等共16種,而常量元素是指含量在0.01%以上的元素,如C、H、O等共11種
4、碘是人體必需的微量元素之一,有智力元素之稱。碘在人體內的含量僅約為30mg,其中一半集中在甲狀腺內,其余則分布在其他組織??啥喑院?、海魚、紫菜來補充;也可吃加碘食鹽(含有KIO3),但在食用時要注意:存放時密封、防潮、防曬,菜出鍋時再放以防分解
5、鐵在人體中的含量約為4-5g,是人體必需的微量元素中最多的一種。人體內的含鐵化合物主要分為兩類,即功能性鐵和儲存性鐵,它們一起參與O2的運輸,缺鐵可通過鐵強化醬油來補充,之所以選用醬油作為鐵強化食物的載體,這主要是因為醬油可以促進鐵吸收,而且具有廣泛的群眾食用基礎,另外,人們對醬油的日攝入量穩(wěn)定在相對合理的數(shù)值范圍內
6、中國有句名言:藥補不如食補。人體有自我調節(jié)能力,只要養(yǎng)成科學的飲食習慣、不偏食、不挑食、全面攝取各種營養(yǎng),保持膳食平衡,食物中所提供的維生素和微量元素就足夠了
(二)合理選擇飲食
1、水是人體的重要組成成分,約占人體體重的三分之二,其主要作用是良好溶劑、反應介質和反應物、調節(jié)體溫。
2、食物的酸堿性與化學上所指的溶液的酸堿性不相同,他是指食物的成酸性或成堿性,是按食物在體內代謝的最終產物的性質來分類的。例如,由C、N、S、P等元素組成的蛋白質,在體內經過消化、吸收后,最后氧化成對應的的酸:C變成碳酸,N變成尿酸,S變成硫酸,P變成磷酸,這些最終產物是酸,使體液呈弱酸性。又如某些蔬菜、水果多含K、Na、Ca、Mg等鹽類,在人體內代謝后生成堿,使體液呈弱堿性。而人體血液的pH總保持堿性環(huán)境(7.35-7.45)。
3、常見的食品添加劑的分類為著色劑、防腐劑、調味劑、營養(yǎng)添加劑。著色劑主要包括:胡蘿卜素、胭脂紅、莧菜紅、檸檬黃。早期采用的防腐劑主要是食鹽、食醋、糖等,現(xiàn)在常用的防腐劑有苯甲酸鈉、硝酸鹽、亞硝酸鹽、二氧化硫。 調味劑主要有:食鹽、食醋、味精。營養(yǎng)強化劑加碘食鹽、鐵強化醬油……
(三) 正確使用藥物
1、人工合成藥物主要有解熱鎮(zhèn)痛藥、抗生素和抗酸藥等
2、阿司匹林是人們熟知的治感冒藥,具有解熱鎮(zhèn)痛的作用,其化學名是乙酰水楊酸,是第一個重要的人工合成藥物,結構式為(略,重點)。阿司匹林是一種有機酸,白色晶體,難于水以水楊酸為原料,使之與乙酸酐直接反應制備阿司匹林的化學反應方程式為: (參照教材,重點);可溶性阿司匹林的療效更好,寫出制備的化學反應方程式: (參照教材,重點)。但長期大量服用阿司匹林會有不良反應如水楊酸反應、胃腸道反應,出現(xiàn)水楊酸反應這種情況是中毒的表現(xiàn),應立即停藥并靜脈滴注NaHCO3溶液
3、青霉素是重要的抗生素即消炎藥,有阻止多種細菌生長的優(yōu)異功能,在使用之前要進行皮膚敏感性試驗(簡稱“皮試”),以防止過敏反應的發(fā)生
4、抗酸藥作用是中和胃酸,緩解胃部不適,其主要成分時能中和鹽酸的化學物質,如 氫氧化鋁、碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鎂、碳酸鈣等。
5、天然藥物麻黃堿具有止咳平喘的作用,但服用麻黃堿有時會出現(xiàn)中樞興奮所導致的不安、失眠等,晚間服用最好同服鎮(zhèn)靜催眠藥以防止失眠,運動員不能服用麻黃堿。
(四) 合金 金屬的腐蝕和防護
1、合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有具有金屬特性的物質,與各成分的金屬相比,其特點為硬度比各組成成分大, 熔點比各組成成分低。
2、我們經常使用的合金有鐵合金、鋁合金、銅合金和新型合金。
3、生鐵和鋼是含碳量不同的的兩種鐵碳合金。
4、鋼一般分為碳素鋼和合金鋼兩大類。根據(jù)含碳量不同,前者可以分為高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼。含碳量高,硬度大,韌性差、延展性差,含碳量低,硬度小,韌性好、延展性好。后者最常見的一種是不銹鋼,其合金元素主要是Cr和Ni,它在大氣中比較穩(wěn)定,不容易生銹,具有很強的抗腐蝕能力;但不銹鋼的不銹是相對的,在海水中會被腐蝕。
5、Al是地殼中含量最多的金屬元素,純鋁的硬度和強度較小,不適于制造機器零件
6、常見的銅合金有黃銅(Cu-Zn合金,含Zn20%~36%)和青銅(Cu-Sn合金,含Sn10%~30%)
7、金屬的腐蝕是指金屬或者合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程,其本質是M-ne-=Mn+。一般可以分為化學腐蝕和電化學腐蝕,前者指的是金屬跟接觸到的氣體或液體直接發(fā)生氧化還原反應而被腐蝕的過程,后者指的是不純的金屬或合金跟接觸到的氣體或液體發(fā)生的間接氧化還原反應的過程,一般情況下,著兩種腐蝕同時存在,只是電化學腐蝕比化學腐蝕要普遍得多。
8、以不純的鋼鐵為例分析鋼鐵的腐蝕情況:
①吸氧腐蝕的實質是鐵在電解質的存在下被O2氧化,這一腐蝕過程因吸收了氧氣而被稱為吸氧腐蝕。發(fā)生吸氧腐蝕的條件是中性或弱酸性環(huán)境,正極反應是,負極反應是②析氫腐蝕條件是強酸性環(huán)境,正極反應是,負極反應是
9、影響金屬腐蝕的因素包括金屬本性和外部介質兩個方面。就前者而言,金屬越活潑,就越容易被腐蝕;后者包括溫度、反應物濃度、接觸面積、環(huán)境濕度等方面
10、防止金屬腐蝕的方法有改變金屬內部結構、外加保護膜、電化學保護法。
(五) 玻璃、陶瓷和水泥
1、普通玻璃是Na2SiO3、Ca2SiO3、SiO2熔化在一起得到的物質,主要成分是SiO2。這種物質稱作玻璃態(tài)物質,沒有一定的熔點,而是在某個范圍內逐漸軟化
2、在生產過程中加入不同的物質,調整玻璃的化學組成,可制成具有不同性能和用途的玻璃。如:提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃的化學穩(wěn)定性和降低它的熱膨脹系數(shù),從而使其更耐高溫和抗化學腐蝕,可用于制造高級的化學器皿;加入PbO后制得的光學玻璃折光率;加入某些金屬氧化物可制成彩色玻璃:加入Co2O3玻璃呈藍色,加入Cu2O玻璃呈紅色,加入Fe2+玻璃呈綠色
3、制造陶瓷的主要原料是黏土(主要成分可表示為Al2O3.2SiO2.2H2O)。
4、以石灰石和黏土為主要原料,經研磨、混合后在水泥回轉窯中煅燒,然后加入適量的石膏,并研成細粉就得到普通的硅酸鹽水泥。這種水泥的主要成份是硅酸二鈣2CaO·SiO2、硅酸三鈣3CaO·SiO2、鋁酸三鈣3CaO·Al2O3 ,加入石膏的目的是為了延緩水泥的硬化。
5、水泥的吸水性很強,能吸收空氣中的水份并與之發(fā)生化學反應,所以不能長期存放,即使短期存放也要注意防潮。一般水泥的保質期是三個月
6、水泥、砂子和水的混合物叫水泥砂漿,使建筑用黏合劑,可把磚、石等黏合起來。水泥、砂子和碎石的混合物叫做混凝土。
8、從高純度的SiO2熔融體中,拉出直徑約為100μm的細絲,就得到石英玻璃纖維,其傳導光的能力非常強,所以又稱光導纖維,簡稱光纖。
9、利用光纜通信,能同時傳輸大量信息。光纜的抗干擾能力好、通信質量高、能防竊聽。光纜的質量小而且細,耐腐蝕,鋪設也很方便,因此是非常好的通信材料。光導纖維除了可以用于通信外,還用于醫(yī)療、信息處理、傳能傳像、遙測遙控盒照明等許多方面。
10、隨著科學技術的發(fā)展,人們研制出了許多有特殊功能的陶瓷,如超硬陶瓷、高溫結構陶瓷、生物陶瓷、超導陶瓷等,使陶瓷的用途不斷擴展
(六) 塑料、纖維和橡膠
1、通常所說的三大合成材料是指塑料、合成纖維和合成塑料。
2、塑料的主要成分是合成樹脂,除此外還根據(jù)需要加入某些特定用途的添加劑,比如能提高塑性的增塑劑,防止塑料老化的抗老化劑等。
3、熱塑性指的是塑料冷卻后又變成固體,加熱后又熔化,具有線性結構,常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯(可用作視頻、藥物的包裝袋)、聚丙烯。熱固性指的是在制造過程中受熱能變軟,但加工成型后受熱不能再軟化,具有體型網狀結構結構。
4、天然纖維如棉花、麻、蠶絲、羊毛等,而人造纖維如腈綸、滌綸、維綸、氯綸、丙綸、錦綸,稱為“六大綸”。
5、天然橡膠的化學組成是聚異戊二烯,結構式是(略,重點),寫出以異戊二烯為原料制備合成橡膠(異戊橡膠)的化學反應方程式(略,重點)。
6、合成橡膠分為通用橡膠和特種橡膠,常用的通用橡膠有氯丁橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠等。特種橡膠有耐熱和耐酸堿的氟橡膠,耐高溫和耐嚴寒的硅橡膠等
7、許多橡膠是線性結構,可塑性好,但強度和韌性差,為了克服這個缺點,工業(yè)上常用硫與橡膠分子作用,使橡膠硫化,形成體型網狀結構,使橡膠具有較高的強度、韌性、良好的彈性、化學穩(wěn)定性。
8、復合材料指的是將兩種或兩種以上不同性能的材料組合起來的具有優(yōu)良性能的材料。玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)就是玻璃纖維和合成樹脂組成的復合材料。將玻璃熔化并迅速拉成細絲得到異常柔軟的玻璃纖維,然后將其加到合成樹脂中就得到了玻璃鋼。玻璃鋼廣泛用于汽車車身、火車車廂、船體以及印制電路板等
(七) 改善大氣質量
1、大氣污染物根據(jù)組成成分,可以分為顆粒物、氮氧化物、硫氧化物、CO、碳氫化物、氟氯代烷(常用作制冷劑,商品名叫氟利昂)。
2、自然界中臭氧有90%集中在距離地面15—50km的大氣平流層中,也就是通常所說的臭氧層,雖然其中臭氧含量很少,但可以吸收來自太陽的大部分紫外線,使地球上的生物免遭傷害
3、正常雨水偏酸性,pH約為5.6,這是因為大氣中的CO2溶于雨水中的緣故。酸雨是指pH<5.6的降水,主要是人為排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性氣體轉化而成的。
4、我國是世界上耗煤量最大的國家之一,為了減少煤燃燒對大氣造成的污染,目前主要采取的措施有①改善燃煤質量②改進燃燒裝置和燃燒技術,改進排煙設備等(如調節(jié)燃燒時的空燃比和采用新型煤粉燃燒器,使煤燃燒充分,提高燃燒效率,減少污染,向煤中加入適量石灰石可大大減少燃燒產物中SO2的量)③發(fā)展?jié)崈裘杭夹g,開展煤的綜合利用。煤的汽化和液化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑。④調整和優(yōu)化能源結構。
7、減少汽車等機動車尾氣的污染是改善大氣質量的重要環(huán)節(jié),可采取:①推廣使用無鉛汽油。因為了減少汽油燃燒,減輕爆震現(xiàn)象,人們常向汽油中添加抗暴震劑,四乙基鉛就是最常用的抗爆劑,加有四乙基鉛的汽油通常稱為含鉛汽油,它的廣泛使用帶來了嚴重的鉛污染,對人體的許多系統(tǒng)都有嚴重的損害,尤其是神經系統(tǒng);②在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器。此舉可有效控制廢氣向大氣的排放,通常采用鉑等貴金屬作催化劑。前半部分發(fā)生的反應,后半部分發(fā)生的反應、
8、室內空氣污染的①廚房:燃料燃燒產生的CO、CO2、NO、SO2和尼古丁等造成污染;廚房油煙;②裝飾材料:主要來源甲苯、二甲苯、苯、黏合劑(如油漆)等;③室內吸煙:尼古丁、二噁英等
(八) 愛護水資源 垃圾資源化
1、由于水是一種很好的溶劑,水中的污染物種類繁多:①重金屬污染:水中的重金屬污染主要包括Cr、Hg、Cd、Pb……這些重金屬污染物主要來源于化工、冶金、電子、電鍍等行業(yè)排放的工業(yè)廢水,它們能在生物體內積累不易排出體外,危害很大;②植物營養(yǎng)物質污染:生活污水和工業(yè)廢水中,經常包括含N、P的化合物,它們是植物生長發(fā)育的養(yǎng)料,稱為植物營養(yǎng)素。含N的物質主要是蛋白質和工業(yè)廢水,含P的物質主要是洗滌劑和不合理使用化肥。
2、污水處理的方法有混凝法(如明礬的凈水)、中和法(如用Ca(OH)2中和酸性廢水,用H2SO4中和堿性廢水)、沉淀法(如用Na2S除去Hg2+)。
3、處理垃圾要遵循無害化、減量化、資源化的原則
4、我國處理垃圾的方法有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒。
5、所謂“白色污染”指的是聚乙烯、聚氯乙烯等引起的污染,主要包括四個方面的危害:①大部分塑料在自然環(huán)境中不能被微生物分解,埋在土里經久不爛,長此下去會破壞土壤結構、降低土壤肥效、污染地下水;②焚燒廢棄塑料產生有害氣體,對大氣產生污染;③制備發(fā)泡塑料時,常加入氟氯代烷作發(fā)泡劑;④廢棄塑料會危害動物。典型試題回顧
1、社會熱點性試題:
☆生活離不開化學,下列有關說法正確的是
A.乙醇和汽油都是可再生能源,應大力推廣使用“乙醇汽油”
B.二氧化硅可用于光導纖維和太陽能電池
C.明礬和漂白粉都可用于自來水的消毒
D.發(fā)展“低碳經濟”有利于緩解“溫室效應”。
2、基礎實驗性試題:
☆(1)玻璃棒是中學化學實驗中常用的儀器。下列實驗過程中,一般不需要用玻璃棒的是_______________(填寫編號)
①用pH試紙測定Na2CO3溶液的PH值②配制一定物質的量濃度的氯化鈉溶液③氯化鈉溶液的蒸發(fā)結晶④過濾⑤加快NaOH固體的溶解⑥四氯化碳萃取碘水中的碘⑦除去工業(yè)酒精中的水份⑧濃硫酸稀釋。
(2)用“大于”、“小于”、或“等于”填空:
①讀取量筒中液體體積時,視線偏高,讀取的體積數(shù)______________實際體積數(shù)。
②用托盤天平稱取10.4g食鹽,將砝碼和食鹽的位置顛倒,所稱取食鹽的質量______10.4g。
配制500mL0.1mol·L-1NaOH 溶液,定容時俯視刻度線,所得溶液的物質的量濃度_____ ___________0.1mol·L-1。
【參考答案】
(1)⑥⑦(每項1分,共2分)
(2)①大于 ②小于③大于(每空1分共3分)
3、重要考點性試題:
☆金屬鈦對體液無毒且惰性,能與肌肉和骨骼生長在一起,有“生物金屬”之稱。下列有關Ti和Ti的說法正確的是
A.Ti和Ti原子中均含有22個中子
B.Ti和Ti在周期表中位置相同,因為它們的質子數(shù)相同
C.分別由Ti和Ti組成的金屬鈦單質互稱同分異構體
D.Ti和Ti為同一核素
4、框圖推斷性試題:
☆下列框圖題中,已知A、E、F、H是單質,其中只有A是固體,其它都是氣體,且H是呈黃綠色;B是最常見液體,G的焰色反應呈黃色,L是白色沉淀,M是紅褐色沉淀。部分反應的某些產物未標出。
回答下列問題:
(1)寫出化學式:C 、I ;
(2)寫出離子方程式:①D+I溶液: ;
②K+H: ;
(3)寫出化學方程式:①B+C: ;
②L→M: ;
(4)檢驗J中的陽離子的最好方法是 。
【參考答案】(1)Na2O2、HCl;
(2)①Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++H2O; ②2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl—;
(3)①2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ②4Fe(OH)2+2O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)加入KSCN溶液,溶液呈血紅色,證明有Fe3+。
5、有關物質的量計算中守恒原理的試題:
☆一化學研究性學習小組對某工廠生產印刷電路板后所得廢液進行探究(生產原理:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+)。請按要求完成下列探究報告。
[探究目的]
從廢液中回收銅,并重新得到FeCl3溶液。
[資料獲悉]
①3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
②有關金屬離子從開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH:
Fe3+:2.7~3.7 Cu2+:5.2~6.4 Fe3+:7.6~9.6
[探究思路]
(1)先確定廢液的組成及各金屬離子的濃度;
(2)選擇合適試劑回收銅,并重新得到FeCl3溶液。
[實驗探究]
取幾滴廢液于試管中,加水稀釋后,滴加KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,可知廢液中除含有Fe2+、Cu2+外,還含有Fe3+。
甲同學取10 mL廢液,向其中加入足量的AgNO3溶液,得到的沉淀經過濾、洗滌、干燥,稱重得8.61 g ;乙同學另取10 mL廢液,加入某試劑將pH調至4.0,使其中Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,而Fe2+、Cu2+仍留在廢液中,沉淀經過濾、洗滌、灼燒,冷卻后稱重得0.32 g 。通過計算可知廢液中c(Fe3+)= mol/L,c(Fe2+)= mol/L,c(Cu2+)= mol/L。
[交流討論]
如何回收1 L廢液中含有的銅,并重新得到FeCl3溶液
丙同學認為應該先向廢液中加入w g鐵粉[w =c(Cu2+)×1 L ×56 g·mol-1],使之充分反應置換出銅,過濾,得金屬銅。再向濾液中加入適量的稀硝酸,將Fe2+全部氧化為Fe3+,并進行尾氣處理,即可達實驗目的。有些同學認為丙同學的方案不可行,請你評價丙同學的方案有哪些不妥之處 (不一定填滿)
(1) ;
(2) ;
(3) 。
該小組同學根據(jù)討論得到的合理方案進行操作,最終達到了預期目的。(方案內容略)
[拓展延伸]
請畫出1 L廢液中加入鐵粉的物質的量與廢液中銅離子的物質的量的關系曲線,并利用圖像計算,當銅離子的物質的量減少一半時,加入鐵粉的質量是 g 。
【解析】本題以化學研究性學習小組的一次探究活動為背景,引導學生通過搜集資料、實驗、分析、思考、評價、交流、計算等環(huán)節(jié),體驗知識的獲得過程,通過解決從廢液中回收銅,并重新得到FeCl3溶液這個問題,實現(xiàn)自身的主動建構與發(fā)展。此題滲透了“以實驗為基礎”、“定性與定量相結合”等化學學科的基本思想,強化了實驗的“簡約性”原則,涵蓋了多種探究要素和自主、合作、探究等新課程的多種學習方式,有利于引導中學加強實驗教學和有效地落實新課程理念。本題對學生的思維能力、理解能力、分析問題和解決問題的能力有較高層次的要求,旨在使試卷具有適當?shù)碾y度和區(qū)分度。本題屬于較難題。
[實驗探究]
Fe(OH)3沉淀經過過濾、洗滌、灼燒后變?yōu)镕e2O3,質量為0.32 g,其中Fe元素守恒,
n(Fe3+)==0.004 mol 廢液中c(Fe3+)==0.4 mol·L-1
Ag+ + Cl- = AgCl↓
1 mol 143.5 g n(Cl-)==0.06 mol
2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+ n(Fe3+)=2n(Cu2+)
廢液中陰、陽離子所帶電荷平衡:
n(Fe2+)×2+n(Cu2+)×2+n(Fe3+)×3=n(Cl-)
6n(Cu2+)+0.004 mol×3=0.06 mol
n(Cu2+)=0.008 mol,c(Cu2+)=0.8 mol·L-1
n(Fe2+)=0.016 mol,c(Fe2+)=1.6 mol·L-1
[交流討論]
加入w g鐵粉先與Fe3+反應,2Fe3++Fe==3Fe2+。
因此,加入鐵粉質量為:w=c(Cu2+)×1 L×56 g·mol-1,不能將廢液中的Cu2+全部置換出來。
此外,廢液中的陰離子是Cl-,加入的氧化劑不能帶進其他雜質。
[拓展延伸]
1 L廢液中含F(xiàn)e3+ 0.4 mol,含Cu2+ 0.8 mol。加入鐵粉先與Fe3+反應:
2Fe3+ + Fe == 3Fe2+
0.4 mol 0.2 mol
即:n(Fe)為0~2 mol時,廢液中的Cu2+保持0.8 mol不變。
當n(Fe)>0.2 mol時,發(fā)生如下反應:
Fe + Cu2+ == Fe2+
0.8 mol 0.8 mol
即:n(Fe)為1.0 mol時,廢液中已不含Cu2+。
由上可得n(Fe)與n(Cu2+)的關系曲線(如下圖)。
由圖像可查得:當銅離子的物質的量減少一半時,加入鐵粉的物質的量為0.6 mol,其質量是:0.6 mol×56 g·mol-1=33.6 g
【參考答案】
有:
H
高溫
點燃
B
D
E
L
M
I
A
C
B
F
G
H
K
J
點燃
I溶液
A
F+B有機化合物
(一)重要轉化關系:☆☆☆☆☆
1、以淀粉為原料可制取香料乙酸乙酯,生產流程為:
2、自然界中的碳循環(huán):
C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O
(人體組織中的氧化反應,提供生命活動所需要的能量。)
C6H12O62C2H5OH+2CO2↑
CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O 乙醇是可再生性綠色能源。
6CO2+6H2O→ (光照,葉綠素)C6H12O6+6O2
nC6H12O6(葡萄糖)→(C6H10O5)n(淀粉)+nH2O
(二)常見有機反應:
1、取代反應:CH4+Cl2CH3Cl+HCl CH3Cl+Cl2 CH2Cl2+ HCl
CH2Cl2+Cl2 CHCl3+ HCl CHCl3+Cl2 CCl4+ HCl
2、加成反應: CH2=CH2+H2OCH3CH2OH CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
3、加聚反應:
4、氧化反應: 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O
5、酯化反應: CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O (實質取代反應)
(三)同分異構現(xiàn)象:
同分異構體:分子式相同結構式不同的化合物互稱。注意常見物質名稱。
1、C4H10 CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3
正丁烷
CH3
異丁烷
CH3
2、C5H12 CH3CH2CH2 CH2 CH3 CH3CHCH2 CH2 CH3C CH3
戊烷
CH3 CH3
2-甲基丁烷 2,2-二甲基丙烷
(四)典型有機物及其反應:
1、化石燃料: 煤、石油、天然氣
2、甲烷
(1)結構:分子式:CH4 結構式:
(2)電子式
(3)空間構形:正四面體
(4)甲烷存在:天然氣、沼氣、瓦斯、坑氣等的主要成分都為CH4
(5)飽和烴,化學性質穩(wěn)定,光照下能發(fā)生取代反應,不能使溴的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色。燃燒火焰淡藍色(類同H2),點燃前必須檢驗其純度(類同H2)。
3、乙烯(乙炔)
(1)結構:乙烯分子式:C2H4 結構簡式:CH2=CH2 結構式
6個原子在同一平面上。乙炔4個原子在同一直線上。
(2)化學性質:
①可燃性:CH2=CH2+3O22CO2+2H2O
現(xiàn)象:火焰較明亮,有黑煙(含碳量高)。
②加成、加聚反應,都能使溴的CCl4溶液或酸性KMnO4溶液褪色。
(3)用途:①石油化工基礎原料 (乙烯的產量是衡量一個國家石油化學工業(yè)的重要標志);②植物生長調節(jié)劑、催熟劑。
4、苯
(1)結構:沒有真正意義上的雙鍵,而是介于單鍵和雙鍵之間的一種獨特的鍵。
(2)化學性質:“易取代、難加成、難氧化”。 性質穩(wěn)定,不能酸性KMnO4溶液褪色。
(苯能使溴水褪色,但不是化學變化,是萃取。用酸性KMnO4溶液可鑒別苯及其同系物。)
①苯與液溴反應(需鐵作催化劑):(取代反應)
+ Br2 + HBr
②苯的硝化反應:(取代反應)
+ HNO3 +H2O
③苯與氫氣加成生成環(huán)己烷: + 3H2
5、乙醇
(1)結構:結構簡式:CH3CH2OH 官能團:醇-OH
(2)化學性質:
①可燃性:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
②催化氧化;2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
③與鈉反應:2CH3CH2OH+2Na2CH3CH2ONa+H2↑
(3)用途:燃料、溶劑、原料,75%(體積分數(shù))的酒精是消毒劑。
6、乙酸
(1)結構:結構簡式:CH3COOH
(2)化學性質:
①酸性:CH3COOHCH3COO—+H+ 酸性:CH3COOH>H2CO3
2CH3COOH+Na2CO32CH3COONa+H2O+CO2↑
②酯化反應:醇和酸起作用生成酯和水的反應叫酯化反應。注意這一個實驗內容和裝置。
CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O
反應類型:取代反應 反應實質:酸脫羥基醇脫氫
濃硫酸:催化劑 和吸水劑
飽和碳酸鈉溶液的作用:△中和揮發(fā)出來的乙酸(便于聞乙酸乙脂的氣味)△吸收揮發(fā)出來的乙醇△降低乙酸乙脂的溶解度。即可用“除、溶、降”三個字來概括。
7、油脂
油:植物油 (液態(tài))不飽和高級脂肪酸的甘油酯;
(1)分類:油脂
脂:動物脂肪(固態(tài))飽和高級脂肪酸的甘油酯。
(2)用途:(1)食用(2)制肥皂、甘油、人造奶油、脂肪酸等。
8、糖類
(1)分類
單糖:葡萄糖C6H12O6
糖類 二糖:蔗糖:C12H22O11
多糖:淀粉、纖維素(C6H10O5)n
(2)葡萄糖:結構簡式CH2OH─CHOH─CHOH─CHOH─CHOH─CHO
△氧化反應
葡萄糖能發(fā)生銀鏡反應 (光亮的銀鏡) 與新制Cu(OH)2反應 (紅色沉淀)
證明葡萄糖的存在 檢驗病人的尿液中葡萄糖的含量是否偏高
△人體組織中的氧化反應 提供生命活動所需要的能量
(3)淀粉
△水解
△顏色反應:與碘單質作用顯藍色
9、蛋白質
(1)組成元素:C、H、O、N等,有的有S、P
(2)性質
①蛋白質是高分子化合物,相對分子質量很大。
②鹽析:蛋白質溶液中加入濃的無機鹽溶液,使蛋白質的溶解度降低從而析出。
(用反復鹽析的方法可分離提純蛋白質。)
③變性:蛋白質發(fā)生化學變化凝聚成固態(tài)物質而析出。
④鑒別:蛋白質灼燒發(fā)出燒焦羽毛的特殊氣味。
⑤蛋白質水解生成氨基酸
蛋白質 氨基酸
氨基酸的結構通式:
10、四大天然有機高分子物質:淀粉、纖維素、蛋白質和天然橡膠?!睢睢睢睢?br/>酯化
氧化
發(fā)酵、蒸餾
乙醇
水解
淀粉
葡萄糖
乙酸
乙酸乙酯
Br
Fe
—NO2
濃H2SO4
55-60℃
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