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文檔簡介
1、高中化學(xué)必修一作者 鄭先暉四大專題 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì) 從礦物到根底材料 硫、氮和可持續(xù)開展專題一 化學(xué)家眼中的物質(zhì)世界 豐富多彩的化學(xué)物質(zhì) 研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法 人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識豐富多彩的化學(xué)物質(zhì) 物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化 物質(zhì)的量 物質(zhì)的聚集狀態(tài) 物質(zhì)的分散系 物質(zhì)的分類 為了更好地認(rèn)識和研究物質(zhì),人們常根據(jù)物質(zhì)的組成、狀態(tài)、性能等對物質(zhì)進(jìn)行分類。1根據(jù)物質(zhì)的聚集狀態(tài),將物質(zhì)分為氣態(tài)物質(zhì)、 液態(tài)物質(zhì)和固態(tài)物質(zhì)。2根據(jù)物質(zhì)的導(dǎo)電性,將物質(zhì)分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。 3根據(jù)物質(zhì)在水中的溶解性,將物質(zhì)分為可溶性 物質(zhì)、微溶性物質(zhì)和難溶性物質(zhì)。4根據(jù)物質(zhì)的組成對物質(zhì)進(jìn)行分類5根
2、據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分類 例如,對于能與酸或堿反響的氧化物來說,可將其分為酸性氧化物和堿性氧化物。通常把能與酸反響生成鹽和水的氧化物稱為堿性氧化物,如CaO、Na2O,把能與堿反響生成鹽和水的氧化物稱為酸性氧化物,如CO2、SO2。物質(zhì)的轉(zhuǎn)化 同一類物質(zhì)在組成及性能方面往往具有一定的相似性。一定條件下,不同類別的物質(zhì)之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。研究物質(zhì)的轉(zhuǎn)化,不僅可以揭示物質(zhì)轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律,更重要的是利用物質(zhì)的轉(zhuǎn)化可以進(jìn)一步制造人類需要的新物質(zhì)。 為了更好地研究物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)化學(xué)反響的特征,將化學(xué)反響分為化合反響、分解反響、置換反響和復(fù)分解反響等,現(xiàn)列表如下:表達(dá)形式反應(yīng)類型實(shí)例(化學(xué)方程式)
3、AB=AB化合反應(yīng)CaOH2O=Ca(OH)2AB=AB分解反應(yīng)CaCO3=CaO+CO2 ABC=ACB置換反應(yīng)Fe2HCl=FeCl2H2ABCD=ADCB復(fù)分解反應(yīng)CaO2HCl=CaCl2H2O溫高典例分析1、經(jīng)分析,某種物質(zhì)只含有一種元素,那么該物質(zhì)A 一定是一種單質(zhì)B 一定是純潔物C 一定是混合物D 可能是純潔物,可能是混合物解析:只含一種元素,一定是單質(zhì)而不是化合物,但可能是一種單質(zhì),如H2,為純潔物;也可能不是一種單質(zhì),而是兩種單質(zhì)的混合物,如金剛石和石墨,或O2和O3等。答案:D2以下反響不屬于四種根本反響的類型,但屬于氧化復(fù)原反響的是()AFeCuSO4=FeSO4CuB3
4、COFe2O3=2Fe3CO2CAgNO3NaCl=NaNO3AgClD2KMnO4=K2MnO4MnO2O2解析A屬置換反響,C屬復(fù)分解反響,D屬分解反響,故答案為B。答案B溫高熱加物質(zhì)的量一、物質(zhì)的量及其單位1物質(zhì)的量國際單位制中7個(gè)根本物理量之一,它表示含有一定數(shù)目的粒子的集合體,符號為n。2物質(zhì)的量的單位摩爾(1)標(biāo)準(zhǔn):1 mol粒子集體所含的粒子數(shù)與0.012kg 12C中所含的碳原子相同,約為23。(2)符號:mol (3)計(jì)量對象:原子、分子、離子、原子團(tuán)、電子、質(zhì)子、中子等所有微觀粒子。3阿伏加德羅常數(shù)把1mol任何粒子的粒子數(shù)叫做阿伏加德羅常數(shù),用23mol-1表示,符號為N
5、A。4物質(zhì)的量、阿伏加德羅常數(shù)與粒子數(shù)(N)的關(guān)系 nN/NA5. 摩爾質(zhì)量1概念:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量。符號:M。單位:g/mol。 2物質(zhì)的量(n)、質(zhì)量(m)、摩爾質(zhì)量(M)的關(guān)系nm/M。 典例分析以下關(guān)于物質(zhì)的量的表達(dá)中,錯誤的選項(xiàng)是()A1 mol任何物質(zhì)中都含有6.021023個(gè)分子B中約含有6.021023個(gè)碳原子C1 molH2O中含有2 mol氫和1 mol氧D1 molNe約含有6.021024個(gè)電子解析A項(xiàng)錯在“都含有6.021023個(gè)分子上,其一,物質(zhì)不一定都是分子構(gòu)成的;其二,應(yīng)該是“約含有。C項(xiàng)錯在“含有2 mol氫和1 mol氧上,H2O分子中含有氫原
6、子和氧原子,該項(xiàng)沒有表達(dá)清楚氫原子和氧原子。答案AC物質(zhì)的聚集狀態(tài)1、物質(zhì)的聚集狀態(tài)主要有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種。不同和聚集狀態(tài)的特性如下:物質(zhì)的聚集狀態(tài)微觀結(jié)構(gòu)微粒運(yùn)動宏觀性質(zhì)固態(tài)微粒緊密排列,微粒間的空隙很小在固定位置上振動有固定形狀,幾乎不能被壓縮液態(tài)微粒排列較緊密,微粒間空隙較小可以自由移動沒有固定形狀, 不易被壓縮氣態(tài)微粒之間的距離較大可以自由移動沒有固定形狀,容易被壓縮二、氣體摩爾體積(1)定義:單位物質(zhì)的量的氣體所占有的體積。 符號: Vm ,單位L/mol或m3/mol。(2)計(jì)算公式:Vm=V/n。(3)影響氣體摩爾體積的因素 氣體摩爾體積的數(shù)值取決于氣體所處的溫度和壓強(qiáng)。 標(biāo)
7、準(zhǔn)狀況下,氣體摩爾體積為。典例分析以下說法正確的選項(xiàng)是()A標(biāo)準(zhǔn)狀況下,6.021023個(gè)分子所占的體積約是B2所占的體積是C標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1molH2O的體積為D標(biāo)準(zhǔn)狀況下,28gCO與N2的混合氣體的體積約為解析 有6.021023個(gè)分子的物質(zhì)的物質(zhì)的量是1mol,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol氣體物質(zhì)的體積約是,但A選項(xiàng)中的1mol分子不一定是氣體,錯誤;B選項(xiàng)氫氣雖是氣體,但沒有指明氣體所處的狀況,因此,0.5mol H2的體積也不一定就是;C選項(xiàng)中的水在標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣體而是固液混合物,所以也錯誤;D選項(xiàng)中,雖是混合氣體,但是N2和CO的摩爾質(zhì)量相等,兩者以任意比例混合,其摩爾質(zhì)量數(shù)值不變,
8、故28gN2和CO的混合氣體的物質(zhì)的量是1mol,標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積約為,正確。答案D物質(zhì)的分散系一、分散系1分散系的定義一種或幾種物質(zhì)(稱為分散質(zhì))分散到另一種物質(zhì)(稱為分散劑)中形成的體系稱為分散系。2.分散系的分類3膠體(1)定義:分散質(zhì)粒子的直徑在1-100nm之間的分散系叫做膠體。 (2)膠體的性質(zhì)丁達(dá)爾效應(yīng):當(dāng)光束通過膠體時(shí),在垂直于光線的方向可以看到一條光亮的通路,該現(xiàn)象稱為丁達(dá)爾效應(yīng)。丁達(dá)爾效應(yīng)是物理變化。膠體的分散質(zhì)能通過濾紙孔隙,但不能透過半透膜。聚沉現(xiàn)象膠體粒子在適當(dāng)?shù)臈l件下相互結(jié)合成直徑大于100nm的顆粒而沉降下來的過程,叫膠體的聚沉。二、電解質(zhì)和非電解質(zhì)1定義電解質(zhì):
9、在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物。非電解質(zhì):無論是在水溶液中還是在熔融狀態(tài)下均以分子形式存在,而不能導(dǎo)電的化合物。2常見的電解質(zhì)、非電解質(zhì)(1)常見的酸、堿、鹽類、活潑金屬氧化物、H2O等均為電解質(zhì)。例如酸:H2SO4、HNO3、HCl、H2CO3、H3PO4、H2SiO3、H2SO3等。堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2、NH3H2O、Ca(OH)2等。鹽:NaCl、KNO3、MgCl2、BaSO4、CaCO3等。局部氧化物:H2O、Na2O、Al2O3等。(2)大多數(shù)非金屬氧化物(如CO2、SO2、CO等)、大局部有機(jī)物(如酒精、蔗糖等)為非電解質(zhì)。三、電離1定義:電解質(zhì)在水溶液中或
10、熔融狀態(tài)下產(chǎn)生自由移動的離子的過程稱為電離。2電離方程式的書寫(1)離子電荷數(shù)等于它對應(yīng)的化合價(jià)數(shù)值,離子電荷的正負(fù)取決于化合價(jià)的正負(fù)。(2)原子團(tuán)不能拆開,例如Ax(ROn)y=xAyy(ROn)x-(3)要遵循質(zhì)量守恒定律和電荷守恒定律。3酸、堿、鹽的定義(從電離的角度)(1)酸:電離時(shí)生成的陽離子全是H+的化合物叫做酸。酸的電離通式一般為:酸H酸根離子,如HCl=H+Cl+,H2SO4=2H+SO42-。 (2)堿:電離時(shí)生成的陰離子全是OH-的化合物叫做堿。堿的電離通式一般為:堿金屬離子(或NH4)OH,如NaOH=Na+OH-。 3)鹽:電離時(shí)生成金屬陽離子或NH4和酸根陰離子的化合
11、物叫做鹽。鹽的電離通式一般為:鹽金屬陽離子(或NH4)酸根陰離子。典例分析1.“納米材料是粒子直徑為1100 nm(納米)的材料,納米碳就是其中的一種。假設(shè)將納米碳均勻地分散到蒸餾水中,所形成的物質(zhì)()是溶液是膠體能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)能透過濾紙不能透過濾紙靜置后,會析出黑色沉淀A B C D解析分散質(zhì)的直徑為1100 nm的粒子的分散系為膠體,膠體能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng);微粒能透過濾紙,不能透過半透膜。答案B2.以下說法是否正確?食鹽水是電解質(zhì)。氯化氫是電解質(zhì),所以液態(tài)氯化氫導(dǎo)電,氣態(tài)氯化氫不導(dǎo)電。CuSO4是電解質(zhì),CuSO45H2O不是電解質(zhì)。Na2O溶于水導(dǎo)電,是因?yàn)樯闪薔aOH,NaOH是電解
12、質(zhì),Na2O不是電解質(zhì)。蔗糖、乙醇等多數(shù)有機(jī)化合物和非金屬氧化物都是非電解質(zhì)。答案正確,錯誤。研究物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法物質(zhì)的別離和提純常見物質(zhì)的檢驗(yàn)溶液的配制與分析物質(zhì)的別離和提純一、物質(zhì)的別離與提純1物質(zhì)的別離:將混合物中各物質(zhì)通過物理變化或化學(xué)變化把各成分彼此分開的過程。2物質(zhì)的提純:把混合物中的雜質(zhì)除去,得到純潔物的過程。二、別離和提純的常用方法1過濾過濾是別離液體和不溶性固體混合物最常用的方法之一,主要是除去液體中難溶性組分的。(1)過濾時(shí)用到的玻璃儀器有:燒杯、漏斗、玻璃棒。(2)過濾的操作要點(diǎn)一貼:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁;二低:濾紙邊緣應(yīng)略低于漏斗邊緣,濾液液面應(yīng)略低于濾紙的邊緣;三靠:向漏斗
13、中傾倒液體時(shí),燒杯的尖嘴應(yīng)與玻璃棒接觸;玻璃棒的底端應(yīng)和漏斗的三層濾紙?zhí)庉p輕接觸;漏斗頸的末端應(yīng)與燒杯內(nèi)壁相接觸。2蒸發(fā)蒸發(fā)是將溶液加熱,使溶液受熱汽化,從溶液中別離出固體物質(zhì)的方法。蒸發(fā)可得晶體,也用于濃縮溶液。(1)蒸發(fā)時(shí)用到的儀器有:蒸發(fā)皿、玻璃棒、酒精燈、 鐵架臺。(2)在進(jìn)行蒸發(fā)操作時(shí)要注意以下問題:實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,不能將蒸發(fā)皿直接放在實(shí)驗(yàn)臺桌上,以免燙壞桌子 或遇實(shí)驗(yàn)臺上的冷水引起蒸發(fā)皿炸裂;當(dāng)蒸發(fā)到析出大量晶體、剩余少量溶液時(shí),應(yīng)停止加熱,利用 余熱蒸干,以防止晶體過熱迸濺。3結(jié)晶和重結(jié)晶(1)冷卻法將熱的飽和溶液慢慢冷卻后析出晶體,此法適用于溶解度隨溫度變化較大的物質(zhì),如KNO3。
14、(2)蒸發(fā)法此法適用于溶解度變化不大的溶質(zhì),如NaCl。(3)重結(jié)晶將已得到的晶體用蒸餾水溶解,經(jīng)過濾、加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等步驟,得到更純潔的晶體的過程。4萃取和分液(1)定義萃?。豪梦镔|(zhì)在互不相溶的溶劑中溶解度的不同,將物質(zhì)從一種溶劑轉(zhuǎn)移到另一種溶劑中,從而實(shí)現(xiàn)別離的方法。分液:將萃取后兩種互不相溶的液體分開的操作。(2)萃取與分液所用的主要儀器:燒杯、分液漏斗、鐵架臺(帶鐵圈)。5蒸餾(1)蒸餾原理利用物質(zhì)沸點(diǎn)的不同,加熱液體混合物,使沸點(diǎn)低的液體變?yōu)闅怏w揮發(fā)出來,再冷卻為液體,以除去易揮發(fā)、難揮發(fā)或不揮發(fā)雜質(zhì)的方法。2儀器:酒精燈、蒸餾燒瓶、石棉網(wǎng)、鐵架臺(帶鐵圈)、溫度計(jì)、 冷
15、凝管、牛角管(也叫尾接管)、錐形瓶、橡膠塞。典例分析1.物質(zhì)別離與提純的原那么是什么?2.以下別離混合物的方法中不正確的選項(xiàng)是()A從酒精和水的混合物中別離出酒精蒸餾法B使渾濁的食鹽水變澄清過濾法C從溴水中別離出溴分液法D把硝酸鉀和氯化鉀從同一溶液中別離開來蒸發(fā)結(jié)晶法常見物質(zhì)的檢驗(yàn)一、常見離子的檢驗(yàn)人們通常根據(jù)不同原子、分子或離子的某些特征反響對物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn),以確定物質(zhì)的組成。1NH4檢驗(yàn)(1)原理:NH4OH=NH3H2O,NH3可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。(2)實(shí)驗(yàn):氯化銨、硫酸銨溶液分別與氫氧化鈉溶液加熱反響。2Cl檢驗(yàn)(1)原理:Ag+Cl-=AgCl ,AgCl為不溶于水也不溶于稀H
16、NO3的白色沉淀。(2)實(shí)驗(yàn):氯化銨溶液與硝酸銀溶液的反響。3SO42檢驗(yàn)(1)原理: Ba2SO42=BaSO4 ,BaSO4為不溶于水也不溶于稀HNO3的白色沉淀。(2)實(shí)驗(yàn):硫酸銨溶液與氯化鋇溶液的反響。4焰色反響(1)定義:某些金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)使火焰呈特殊顏色的現(xiàn)象,在化學(xué)上叫做焰色反響??梢娧嫔错懖⒉皇腔瘜W(xué)反響,而應(yīng)是一種物理現(xiàn)象,主要用于鈉、鉀等堿金屬及其離子的檢驗(yàn)。(2)焰色:鈉:黃色;鉀:紫色(隔藍(lán)色鈷玻璃,目的是濾去鈉產(chǎn)生的黃色火焰干擾)。(3)實(shí)驗(yàn):焰色反響器通常可用鉑絲或光潔無銹的鐵絲或鎳、鉻、鎢絲制成。每次焰色反響操作之后,都要用稀鹽酸洗凈金屬絲。用稀鹽酸的
17、原因是:生成金屬氯化物,而金屬氯化物在高溫時(shí)可揮發(fā)。二、化學(xué)物質(zhì)組成的現(xiàn)代分析方法利用組成物質(zhì)的原子、離子和分子的一些特征性質(zhì),檢驗(yàn)組成化學(xué)物質(zhì)的元素,的是研究物質(zhì)組成的常用方法?,F(xiàn)代化學(xué)分析測試中,常借助一些儀器來分析化學(xué)物質(zhì)的組成。(1)原子分析儀確定物質(zhì)中是否含有C、H、O、N、S等元素;(2)紅外光譜儀確定物質(zhì)中是否存在某些有機(jī)原子團(tuán);(3)原子吸收光譜確定物質(zhì)中含有哪些金屬元素。典例分析有四瓶常用的溶液:BaCl2溶液,NaCl溶液,Na2SO4溶液,CuSO4溶液。不用其他試劑,可通過實(shí)驗(yàn)的方法將它們一一鑒別開來,鑒別出來的先后順序可能是()A BC D解析不用其他試劑鑒別物質(zhì)的程
18、序是:觀察有無顏色;兩兩混合。CuSO4溶液呈藍(lán)色,故首先鑒別出來,然后用CuSO4溶液再與其他少許未知液混合,根據(jù)產(chǎn)生的現(xiàn)象鑒別之。答案CD溶液的配制與分析一、物質(zhì)的量濃度1含義用來表示單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量的物理量。符號為 CB,常用單位為molL1(或mol/L 。2表達(dá)式:CBnB/V。如1L溶液中含有1mol溶質(zhì),溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度就是1mol/L。二、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制配制2CO3溶液1主要儀器電子天平或托盤天平、100ml容量瓶、量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管等。2配制步驟(1)計(jì)算:根據(jù)nBCBV可知n(Na2CO3,那么m(Na2CO3) g。 (2)稱量:
19、假設(shè)用托盤天平可準(zhǔn)確稱取Na2CO3固體g。(3)溶解:將稱好的Na2CO3固體放燒杯中入,用適量蒸餾水溶解,用 玻璃棒攪拌,并冷卻至室溫。(4)移液:將燒杯中的溶液用玻璃棒引流轉(zhuǎn)移到100ml容量瓶中。(5)洗滌:用蒸餾水洗滌燒杯內(nèi)壁2-3次,并將洗滌液都注入容量瓶 中,輕輕搖動容量瓶,使溶液混合均勻。(6)定容:將蒸餾水注入容量瓶,當(dāng)液面離容量瓶頸刻度12cm時(shí),改用膠頭滴管滴加蒸餾水至液面與刻度線相切。(7)搖勻:蓋好瓶塞,反復(fù)上下顛倒,搖勻。(8)裝瓶:將容量瓶內(nèi)的溶液倒入潔凈、枯燥的試劑瓶中,在瓶體上貼好注明溶液名稱、濃度的標(biāo)簽,備用。典例分析1.配制溶液250mL,在以下儀器中:托
20、盤天平量筒燒杯玻璃棒漏斗500 mL容量瓶藥匙250 mL容量瓶膠頭滴管,需要用到的儀器有()A BC D解析稱量NaOH時(shí)需要托盤天平、藥匙;溶解時(shí)需要燒杯、玻璃棒;定容時(shí)需要250 mL容量瓶和膠頭滴管。答案C2.使用膽礬配制的CuSO4溶液,正確的做法是()A將膽礬加熱除去結(jié)晶水后,稱取16g溶于1L水中B稱取膽礬25g溶于1L水中C將25g膽礬溶于少量水,然后將溶液稀釋到1LD將16g膽礬溶于少量水,然后將此溶液稀釋至1L解析的CuSO4溶液,溶質(zhì)是,溶液的體積是1L,25g膽礬的物質(zhì)的量為,只有C項(xiàng)符合。答案C人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)模型的演變原子核外電子排布原子核的組成一、原子
21、結(jié)構(gòu)模型的演變原子核核外原子2元素的化學(xué)性質(zhì)與原子核外電子排布的關(guān)系(1)稀有氣體元素原子最外層電子數(shù)為8(氦為2),是穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不易得失電子,因此化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,一般不跟其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響。(2)金屬元素原子最外層電子數(shù)一般少于4,在化學(xué)反響中容易失去電子。例如,要使該原子到達(dá)8個(gè)電子(最外層是一層時(shí)為2個(gè)電子)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),通常是失去電子變?yōu)閹д姾傻年栯x子,陽離子所帶正電荷的數(shù)目等于原子失去電子的數(shù)目。(3)非金屬元素原子最外層電子數(shù)一般大于4小于7,在化學(xué)反響中容易得到電子;要使該原子的最外層到達(dá)8個(gè)電子(最外層是一層時(shí)為2個(gè)電子)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),通常是得到電子變?yōu)閹ж?fù)電荷的陰離子,陰離子所
22、帶負(fù)電荷的數(shù)目等于原子得到電子的數(shù)目。三、原子核的組成1原子的構(gòu)成原子是由居于中心的原子核和核外電子構(gòu)成的,而原子核是由更小的微粒質(zhì)子和中子構(gòu)成的,1個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位正電荷,1個(gè)電子帶1個(gè)單位負(fù)電荷,中子不顯電性。2質(zhì)量數(shù)(1)質(zhì)量數(shù)如果忽略電子的質(zhì)量,將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值加起來所得數(shù)值,叫做質(zhì)量數(shù),質(zhì)量數(shù)用符號A表示。(2)數(shù)量關(guān)系:中子數(shù)用符號N示,質(zhì)子數(shù)用符號Z來表示,那么質(zhì)量數(shù)(A)NZ。(3)原子的質(zhì)量數(shù)等于該原子相對原子質(zhì)量的近似整數(shù)值。(4)原子組成的表示及含義原子ZAX的含義:代表一個(gè)質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的原子。 如1735Cl表示一個(gè)質(zhì)量數(shù)為35,
23、質(zhì)子數(shù)為17、中子數(shù)為18 的氯原子。3元素、核素和同位素(1)元素具有相同核電核數(shù)的同一類原子的總稱叫做元素。決定元素種類的因素:核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))與中子數(shù)和電子數(shù)無關(guān)。元素定義中的原子既包括中性原子,又包括帶電的原子(即陰、陽離子)。例如,11H、12H、13H、H等都稱為氫元素。元素是一個(gè)種類概念,因此只能說人類到目前為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了近120種元素,而不能說120個(gè)元素。典例分析1.以下表達(dá)錯誤的選項(xiàng)是()A13C和14C屬于同一種元素,它們互為同位素B1H和2H是不同的核素,它們的質(zhì)子數(shù)相等C14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等,它們的中子數(shù)不等D6Li和7Li的電子數(shù)相等,中子數(shù)也相等解析13
24、C與14C、11H與12H分別互為同位素,故A、B兩項(xiàng)正確;14C的質(zhì)量數(shù)為14,中子數(shù)為1468,14N的質(zhì)量數(shù)為14,中子數(shù)為1477,故C項(xiàng)正確;6Li與7Li互為同位素,二者的質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)都相等,中子數(shù)不相等,故D項(xiàng)錯誤。2.用A.質(zhì)子數(shù),B.中子數(shù),C.核外電子數(shù),D.最外層電子數(shù),E.電子層數(shù),填寫以下空格。(1)原子種類由_決定。(2)元素種類由_決定。(3)元素有無同位素由_決定。(4)118號元素的化合價(jià)主要由_決定。(5)元素的化學(xué)性質(zhì)由_決定。解析依據(jù)元素、原子、同位素的概念確定答案。答案(1)AB(2)A(3)B(4)D(5)AD專題二 從海水中獲得的化學(xué)物質(zhì)氯、溴、
25、碘及其化合物鈉鎂及其化合物氯、溴、碘及其化合物氯氣的生產(chǎn)原理氯氣的性質(zhì)氧化復(fù)原反響溴、碘的提取氯氣的生產(chǎn)原理 一、氯氣的生產(chǎn)原理 1氯氣的工業(yè)制法電解飽和食鹽水 (1)制取原理 (2)電解裝置:見教材 (3)電解特點(diǎn):電解氯化鈉溶液時(shí),與電源正級相連的電極產(chǎn)生氯氣,與電源負(fù)級相連的電極產(chǎn)生氫氣,在溶液中生成氫氧化鈉。 (4)“氯堿工業(yè):人們把以電解食鹽水為根底制取氯氣等產(chǎn)品工業(yè)稱為“氯堿工業(yè)。2氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法(1)反響的原理 (2)制取裝置氯氣的性質(zhì)1氯氣的物理性質(zhì) Cl2在通常情況下呈黃綠色,是一種有強(qiáng)烈有刺激性氣味的有毒氣體。在低溫和加壓的條件下可轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)(稱為液氯)和固態(tài)。25 時(shí),
26、1體積的水可溶解約2體積的氯氣。2氯氣的化學(xué)性質(zhì)(1)氯氣能與金屬反響。除了像金(Au)、鉑(Pt)這樣的極不活潑的金屬以外,其他的金屬幾乎都能在常溫或加熱的條件下與氯氣發(fā)生化合反響生成金屬氯化物,像鐵這樣具有可變化合價(jià)的金屬與氯氣反響時(shí),金屬一般顯較高或最高化合價(jià)?;瘜W(xué)方程式為:(2)氯氣能與非金屬反響。氫氣、磷、硅等許多非金屬單質(zhì)都能在一定條件下與氯氣發(fā)生化合反響。化學(xué)方程式為:注意氯氣和氫氣反響時(shí),條件不同,現(xiàn)象不同,但產(chǎn)物相同。純潔的H2在Cl2中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色火焰,并生成大量白煙;H2和Cl2混合后,在強(qiáng)光照射下,能迅速化合而發(fā)生爆炸。3)氯氣能與堿反響。在常溫下,氯氣與堿溶
27、液發(fā)生反響,除了生成水以外,一般還生成金屬氯化物(鹽酸鹽)和金屬次氯化物(次氯酸鹽)?;瘜W(xué)方程式為:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O2Cl22Ca(OH)2=CaCl2Ca(ClO)22H2O另外 “84消毒液的消毒劑的有效成分是NaClO ,漂白粉有效成分是Ca(ClO)2。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,剩余的氯氣可以用氫氧化鈉溶液吸收,防止氯氣污染環(huán)境。 (4)Cl2和水的反響氯水a(chǎn)氯氣的水溶液叫氯水。溶于水中的局部Cl2與水反響,化學(xué)反響方程式為: Cl2H2O=HClHClO b氯水的成分:三種分子: Cl2、H2O、HClO 四種離子: H、Cl、OH、ClOc氯水的酸性:次氯酸的酸性弱于碳
28、酸。漂白粉漂白原理:Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO3H2O2HClO。d氯水的強(qiáng)氧化性(HClO,Cl2):氯水的漂白殺菌都是HClO的強(qiáng)氧化性 所致。如:氯水中參加紫色石蕊試液變紅(H)后褪色(HClO能使有機(jī)色素褪色。e氯水的不穩(wěn)定性(HClO):次氯酸不穩(wěn)定,見光可分解: 2HClO =2HClO2,所以氯水用棕色瓶保存,假設(shè)長期存放氯水, 氯水的氧化性減弱,酸性增強(qiáng)。光次氯酸(HClO)a弱酸性:比碳酸酸性弱。b不穩(wěn)定性:只存在于水溶液中,在光照下易分解釋放出O2,反響方程式2HClO=2HClO2c強(qiáng)氧化性:能殺菌、消毒,具有漂白作用。光實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論有色布條褪色. 氯
29、水有 漂白作用有色布條不褪色. 干燥的氯氣 沒有漂白作用典例分析氯水中含有Cl2、H、Cl、HClO、ClO、H2O、OH等多種微粒,從而決定了氯水性質(zhì)的多樣性。(1)試指出以下各現(xiàn)象主要是何種微粒所表現(xiàn)出來的性質(zhì):使?jié)駶櫟淖仙镌嚰埾茸兗t后褪色_;使?jié)駶櫟挠猩紬l褪色_;參加石灰石粉末逐漸溶解,并放出氣體_;滴加AgNO3溶液后生成白色沉淀_。(2)氯水不能長久放置,暫時(shí)存放的方法是_,新制氯水在久置過程中,顏色逐漸變淺,漂白性逐漸減弱,酸性逐漸增強(qiáng)的原因是_(寫出反響的化學(xué)方程式)。解析氯水的成分與性質(zhì)的關(guān)系是酸性HCl,漂白性: HClO ,氧化性Cl2、HClO。答案(1)H、HCl
30、OHClOHCl (2)用棕色瓶存放,并置于陰暗處 Cl2H2O=HClHClO,2HClO=2HClO2氧化復(fù)原反響1概念與實(shí)質(zhì)(1)氧化復(fù)原反響與非氧化復(fù)原反響有電子轉(zhuǎn)移發(fā)生的化學(xué)反響稱為氧化復(fù)原反響,沒有電子轉(zhuǎn)移的化學(xué)反響稱為非氧化復(fù)原反響。(2)氧化反響與復(fù)原反響失去電子,化合價(jià)升高的反響叫氧化反響。得到電子,化合價(jià)降低的反響叫復(fù)原反響。(3)氧化劑與復(fù)原劑氧化劑:反響中得到電子的物質(zhì),元素化合價(jià)降低,具有氧化性。復(fù)原劑:反響中失去電子的物質(zhì),元素化合價(jià)升高,具有復(fù)原性(4)氧化產(chǎn)物與復(fù)原產(chǎn)物復(fù)原產(chǎn)物:氧化劑被復(fù)原所得到的產(chǎn)物叫復(fù)原產(chǎn)物。氧化產(chǎn)物:復(fù)原劑被氧化所得到的產(chǎn)物叫氧化產(chǎn)物。(
31、5)實(shí)質(zhì)氧化復(fù)原反響的實(shí)質(zhì)是反響過程中有電子的轉(zhuǎn)移,其特征是反響過程中有元素化合價(jià)的變化。3氧化復(fù)原反響的表示方法(1)雙線橋法雙線橋法表示同一種元素從反響物到生成物的電子得失情況,箭頭是從反響物中的變價(jià)元素開始,指向生成物中的同一種元素。(2)單線橋法單線橋法表示反響物中同種元素或不同種元素之間的電子轉(zhuǎn)移情況,即表示原子或離子之間電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。(3)單、雙線橋法中的本卷須知使用雙線橋法表示氧化復(fù)原反響時(shí),箭頭由反響物中變價(jià)元素指向生成物中同一元素,單線橋法箭頭是在反響物中由失電子的元素指向得電子的元素。使用雙線橋法表示氧化復(fù)原反響時(shí)要標(biāo)出“得到或“失去及電子數(shù)目;使用單線橋法表示氧化
32、復(fù)原反響時(shí)只標(biāo)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目。表示電子的符號時(shí)不要漏掉“e右上角的“。典例分析從以下事實(shí)中你可以總結(jié)出有關(guān)規(guī)律嗎?例如:氧化性:H2SO4(濃)SO2S,Na2FeO4FeCl3FeCl2復(fù)原性:H2SSSO2,F(xiàn)eFeCl2。濃H2SO4、濃HNO3、KMnO4中的S、N、Mn只表現(xiàn)氧化性;Na、Cu及H2S、HCl中的Na、Cu、S、Cl只表現(xiàn)復(fù)原性;S、SO2、FeCl2、NO、NO2中的S、Fe、N元素既有氧化性又有復(fù)原性。提示a一般來說,元素化合價(jià)越高,其降低的可能性就越大,其氧化性就越強(qiáng)。b.元素的化合價(jià)越低,其升高的可能性就越大,物質(zhì)的復(fù)原性就越強(qiáng)。c.元素的化合價(jià)為最高值,由該
33、元素所決定的物質(zhì)只有氧化性;假設(shè)元素的化合價(jià)為最低值,由該元素所決定的物質(zhì)只有復(fù)原性。d.元素的化合價(jià)為中間價(jià),該元素所決定的物質(zhì)既有氧化性,又有復(fù)原性。本規(guī)律具有一般性,稱“價(jià)態(tài)律。溴、碘的提取二、溴、碘的提取1反響原理利用氧化復(fù)原反響,人們可以把海水中的溴離子(Br)、海帶等海產(chǎn)品浸出液中的碘離子(I)氧化成溴、碘單質(zhì)。(1)KBr溶液與氯水反響:2KBrCl2=2KClBr2(2)KI溶液分別與溴水、氯水反響: 2KIBr2=2KBrI2;2KICl2=2KClI22從海帶中提取碘的流程3溴、碘的用途 溴可用于生產(chǎn)多種藥劑,如熏蒸劑、殺蟲劑、抗爆劑等。AgBr是一種重要的感光材料,是膠卷
34、中必不可少的成分。碘是一種重要的藥用元素,AgI可用于人工降雨。典例分析1從海水中可以提取溴單質(zhì),其主要反響為:2BrCl2=2ClBr2,以下說法正確的選項(xiàng)是()A溴離子具有氧化性 B氯氣是復(fù)原劑C該反響屬于復(fù)分解反響 D氯氣的氧化性比溴單質(zhì)強(qiáng)2甲、乙、丙三種溶液各含有一種X(X為Cl、Br或I)離子,向甲中加淀粉溶液和氯水,那么溶液變?yōu)槌壬?,再加丙溶液,顏色無明顯變化。那么甲、乙、丙溶液依次含有()ABr、Cl、I BBr、I、ClCI、Br、Cl DCl、I、Br解析由于氧化性Cl2Br2I2且知溴水呈橙色,碘通淀粉變藍(lán)等可容易判斷出甲、乙、丙。答案B鈉、鎂及其化合物金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用碳
35、酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用離子反響鎂的提取及應(yīng)用金屬鈉的性質(zhì)與應(yīng)用一、金屬鈉的物理性質(zhì)1亮:銀白色、有金屬光澤的固體。2輕:密度較小,(Na)0.97gcm3,比水的密度小。3低:熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高,熔點(diǎn)為97.81,沸點(diǎn)為882.9。4軟:硬度很小,可以用小刀切割。5導(dǎo):鈉是熱和電的良導(dǎo)體。二、金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)1鈉的原子結(jié)構(gòu) 鈉原子核外有11個(gè)電子,最外層只有1個(gè)電子。在化學(xué)反響中,鈉容易失去最外層的一個(gè)電子,形成鈉離子。因此金屬鈉的化學(xué)性質(zhì)非?;顫姡谧匀唤缰兄灰曰蠎B(tài)形式存在。2鈉的化學(xué)性質(zhì)(1)鈉與O2的反響金屬鈉露置在空氣中緩慢氧化,生成白色的氧化鈉,化學(xué)方程式為:4Na+O2=2Na2O 鈉在空
36、氣中燃燒,生成淡黃色的過氧化鈉,化學(xué)方程式為:2NaO2=Na2O2。Na2O與Na2O2的化學(xué)性質(zhì)aNa2O是堿性氧化物,它可以發(fā)生如下反響:與水反響生成堿,Na2OH2O=2NaOH。與酸性氧化物反響生成鹽Na2OCO2=Na2CO3。與酸反響生成鹽和水Na2OH2SO4=Na2SO4H2O。bNa2O2可以與H2O和CO2反響產(chǎn)生O2,故Na2O2可用作供氧劑:2Na2O22H2O=4NaOHO2;2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。燃點(diǎn) (2)鈉與水的反響鈉的性質(zhì)非?;顫姡诔叵戮湍芘c水迅速劇烈反響,生成氫氧化鈉, 并放出氫氣?;瘜W(xué)方程式為: 2Na2H2O=2NaOHH2 (
37、3)與熔融鹽的反響:三、金屬鈉的用途和制取1鈉的用途(1)工業(yè)上用Na作強(qiáng)復(fù)原劑,用于冶煉金屬,如:(2)NaK合金(液態(tài))用做原子反響堆的導(dǎo)熱劑。(3)在電光源上,用鈉制造高壓鈉燈。(4)制取Na2O2等鈉化合物。2鈉的制取1.取一塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱,以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:金屬熔化在空氣中燃燒,放出黃色火花燃燒后得白色固體燃燒時(shí)火焰為黃色燃燒后生成淺黃色固體物質(zhì)。描述正確的選項(xiàng)是()A BC D解析鈉的熔點(diǎn)只有97.81,受熱時(shí)立即熔化。鈉是一種很活潑的金屬,受熱時(shí)與氧氣化合生成過氧化鈉,呈淡黃色。由于鈉的沸點(diǎn)較低,為882.9,汽化后有火焰發(fā)生。答案C 和H2的混合氣體,與足量O2反響后,通
38、過足量Na2O2,固體質(zhì)量增加()A21.2 g B14 gC6.78 g D不能確定【思路指引】注意Na2O2與CO、H2反響的化學(xué)方程式,并與CO、H2的燃燒反響比照,得出相關(guān)關(guān)系。解析 有關(guān)反響:2H2O2=2H2O 2COO2=2CO2 2Na2O22H2O=4NaOHO2 2Na2O22CO2=2Na2CO3O2將上述化學(xué)方程式合并可得:Na2O2H2=2NaOH;Na2O2 CO =Na2CO3即反響結(jié)果相當(dāng)于CO、H2恰好被Na2O2吸收,固體增加的質(zhì)量就是CO和H2的總質(zhì)量。答案A碳酸鈉的性質(zhì)與應(yīng)用一、碳酸鈉的性質(zhì)碳酸鈉俗稱純堿或蘇打,易溶于水,白色粉末,能與許多物質(zhì)發(fā)生反響,
39、在日常生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。1探究碳酸鈉的性質(zhì)(1)與某些堿的反響,如:Ca(OH)2、Ba(OH)2等?,F(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀化學(xué)方程式:Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH(2)與某些鹽的反響,如:CaCl2、Ba(NO3)2現(xiàn)象:產(chǎn)生白色沉淀化學(xué)方程式:CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl(3)與酸(H)的反響現(xiàn)象:假設(shè)將鹽酸逐滴參加到Na2CO3溶液中,開始階段,無明顯現(xiàn)象,繼續(xù)滴加,那么產(chǎn)生氣泡?;瘜W(xué)方程式:Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O(4)其水溶液呈堿性現(xiàn)象:用pH試紙測高溫下0.1 molL1 Na2
40、CO3溶液的pH,其pH約為12。應(yīng)用:除油污。(5)與碳酸氫鈉可以相互轉(zhuǎn)化化學(xué)方程式:Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3 2NaHCO3=Na2CO3CO2H2O二、碳酸鈉的制備與應(yīng)用1由氯化鈉制備碳酸鈉將二氧化碳通入氨水的氯化鈉飽和溶液中,使溶解度小的碳酸氫鈉 從溶液中析出?;瘜W(xué)方程式:NaClNH3CO2H2O=NaHCO3NH4Cl過濾得到碳酸氫鈉晶體,碳酸氫鈉受熱分解生成碳酸鈉。2碳酸鈉與碳酸氫鈉用途(1)純堿是一種非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金、食品等工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。(2)碳酸氫鈉是焙制糕點(diǎn)所用的發(fā)酵粉的主要成分之一;在醫(yī)療上,它是
41、治療胃酸過多的一種藥劑。典例分析1.在Na2CO3溶液中加稀鹽酸和在稀鹽酸中參加Na2CO3溶液產(chǎn)生的現(xiàn)象相同嗎?答案 不相同。向Na2CO3溶液中滴加鹽酸開始沒有氣泡,后來有氣體生成。分析 Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl NaHCO3HCl=NaClCO2H2O。 但是向鹽酸中滴入Na2CO3溶液馬上有氣泡冒出: Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O 因此可利用相互滴加的方法來區(qū)別鹽酸和Na2CO3溶液。2. 能否用澄清石灰水來鑒別Na2CO3溶液和NaHCO3溶液?答案 碳酸鈉與碳酸氫鈉都與石灰水反響,雖然反響的離子方程式不同,但都能生成碳酸鈣沉淀,故不能用石灰水鑒別它們
42、。離子反響一、強(qiáng)、弱電解質(zhì)1、強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)酸(如硫酸、鹽酸、硝酸等)、強(qiáng)堿(如NaOH、KOH等)以及絕大多數(shù)鹽在水溶液中完全電離, 這樣的電解質(zhì)稱為強(qiáng)電解質(zhì)。2、弱電解質(zhì)弱酸(如碳酸、醋酸等)、弱堿(如NH3H2O等)等在水溶液中局部電離,這樣的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)。二、離子反響1概念:但凡有離子參加的化學(xué)反響稱為離子反響。2實(shí)質(zhì)以Na2CO3溶液與Ca(OH)2溶液反響為例(1)反響過程分析:Na2CO3、Ca(OH)2在水溶液中分別發(fā)生如下電離:Na2CO3=2NaCO32;Ca(OH)2=Ca22OH;即Na2CO3溶液中存在大量的Na、CO32,澄清石灰水中存在大量的Ca2、OH,兩者混
43、合后,Ca2與CO32結(jié)合生成CaCO3沉淀,使溶液中Ca2和CO32的濃度減小。(2)反響實(shí)質(zhì),Ca2和CO32結(jié)合生成CaCO3的反響,即反響都是向著某些離子濃度減小的方向進(jìn)行。3離子反響發(fā)生的條件(1)生成難溶性物質(zhì),如生成BaSO4、AgCl、CaCO3等沉淀。(2)生成揮發(fā)性物質(zhì),如生成CO2、SO2、H2S等氣體。(3)生成難電離的物質(zhì),如生成H2O等。(4)絡(luò)合反響(以后學(xué)習(xí))只要具備上述條件中的一個(gè),離子反響即可發(fā)生。三、離子方程式1概念用實(shí)際參加反響的離子的符號來表示反響的式子叫做離子方程式。2書寫步驟離子方程式的書寫可按“寫、“拆、“刪、“查進(jìn)行。其中“寫是根底,“拆是關(guān)鍵
44、,“刪是途徑,“查是保證。(1)“寫:寫出反響的正確的化學(xué)方程式。(2)“拆:將易溶于水、且易電離的物質(zhì)(如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及可溶性鹽)的化學(xué)式拆開,改寫成離子形式,其他物質(zhì)如單質(zhì)、沉淀、氣體、難溶物、氧化物及難電離物質(zhì)(如弱酸、弱堿、水等)仍用化學(xué)式表示。(3)“刪:將方程式兩邊相同的離子符號(未參加反響)刪去,并將化學(xué)計(jì)量數(shù)約成最簡。(4)“查:看方程式兩邊是否符合質(zhì)量守恒和電荷守恒。3離子方程式的意義(1)表示出了實(shí)際參加的離子間反響;(2)能表示同一類化學(xué)反響,如HOH=H2O那么可以表示所有強(qiáng)酸與強(qiáng)堿作用生成可溶性且完全電離的鹽和水的中和反響。典例分析 1.以下狀態(tài)下能導(dǎo)電的物質(zhì)是_,是弱
45、電解質(zhì)的是_。鹽酸;NaCl(s);熔融的MgCl2;醋酸;氨水;Cl2水;Cu答案 以下離子方程式書寫是否正確?鐵跟稀硫酸反響:2Fe6H=2Fe33H2碳酸氫鈣溶液跟鹽酸反響:Ca(HCO3)22H=Ca22H2O2CO2醋酸跟氫氧化鉀溶液反響:CH3COOHOH=CH3COOH2O碳酸鎂跟稀硫酸溶液反響:MgCO32H=Mg2H2OCO2銅與硝酸銀溶液反響:CuAg=Cu2Ag氫氧化鋇溶液中參加稀H2SO4:Ba2SO42=BaSO4答案正確,錯誤。鎂的提取及應(yīng)用一、鎂的提取1鎂的存在:自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中。海水中鎂的總儲量約為1.81015噸。2鎂的提取從海
46、水中提取鎂,步驟如下:(1)煅燒海邊貝殼石灰石,制成石灰乳?;瘜W(xué)方程式:CaCO3= CaOCO2,CaOH2O=Ca(OH)2。(2)將石灰乳參加到海水沉淀池中,得到氫氧化鎂沉淀?;瘜W(xué)方程式:MgCl2Ca(OH)2= Mg(OH)2 + CaCl2。(3)將氫氧化鎂與鹽酸反響,化學(xué)方程式:Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O。所得溶液蒸發(fā)結(jié)晶可獲得六水合氯化鎂晶體(MgCl26H2O),然后在氯化氫氣流中加熱,轉(zhuǎn)化成氯化鎂?;瘜W(xué)方程式:MgCl26H2O= MgCl26H2O(4)電解熔融氯化鎂制得金屬鎂?;瘜W(xué)方程式:MgCl2= Mg+ Cl2溫高二、鎂的性質(zhì)1鎂的物理性質(zhì)鎂是銀白
47、色的金屬,密度較小(1.74 g/cm3),有較強(qiáng)的韌性、延展性、是電和熱的良導(dǎo)體。硬度、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)介于鈉、鋁之間。2鎂的原子結(jié)構(gòu)鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。由其結(jié)構(gòu)可知,鎂原子容易 最外層兩個(gè)電子,形成鎂離子。因此,鎂是活潑的金屬,在自然界中主要以化合態(tài)存在。3鎂的化學(xué)性質(zhì)鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑,可與活潑非金屬、酸等發(fā)生反響。(1)鎂與非金屬單質(zhì)反響鎂與氧氣的反響:2MgO2=2MgO 鎂與氯氣、氮?dú)獾姆错?,化學(xué)方程式分別為:MgCl2=MgCl2,3MgN2= Mg3N2(2)鎂與酸的反響把一小段擦去氧化膜的鎂條放入一定量的稀硫酸中,鎂條上有氣泡產(chǎn)生,這是因?yàn)殒V與酸所電離的H發(fā)生氧化復(fù)原反響,把H復(fù)
48、原成氫氣。化學(xué)方程式:MgH2SO4(稀)=MgSO4H2。燃點(diǎn) (3)鎂與某些氧化物的反響 將燃著的鎂條伸入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,鎂條劇烈燃燒, 發(fā)生耀眼的白光,瓶內(nèi)壁上有黑色物質(zhì)生成。化學(xué)方程式:2MgCO2= 2MgOC三、鎂及其化合物的重要用途1鎂的用途(1)鎂能與銅、鋁、錫、錳、鈦等形成許多合金(約含鎂80%)。雖然鎂合金的密度只有1.8 gcm-3左右,但硬度和強(qiáng)度都較大,因此被大量用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件等。因此,鎂被譽(yù)為“國防金屬。(2)由于鎂燃燒發(fā)出耀眼的白光,因此常用來制造信號彈和焰火 2氧化鎂的用途:氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800 ,是優(yōu)質(zhì)的耐高溫材料。典例分析1.鋁鎂
49、合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料,主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。以下與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A不易生銹 B導(dǎo)電性好C密度小 D強(qiáng)度高2以下關(guān)于鎂元素及其單質(zhì)的說法中,不正確的選項(xiàng)是()A鎂在常溫下能與氧氣反響,生成氧化鎂保護(hù)膜B鎂在自然界中只有化合態(tài),沒有游離態(tài)C鎂能在氯氣、二氧化碳中燃燒,這說明不只是氧氣才有助燃性D鎂的化學(xué)性質(zhì)很活潑,能與O2、Cl2、N2及酸、堿發(fā)生反響專題三 從礦物到根底材料從鋁土礦到鋁合金鐵、銅的獲取及應(yīng)用含硅礦物與信息材料從鋁土礦到鋁合金 從鋁土礦中提取鋁 鋁的氧化物和氫氧化物 鋁及鋁合金從鋁土礦中提取鋁一、從鋁土礦中提取鋁1鋁的
50、存在鋁元素占地殼總量的7.73%,是地殼中含量最多的金屬元素。鋁土礦(主要成分為Al2O3,還有少量的雜質(zhì))是鋁元素在地殼中的主要存在形式之一。2鋁的冶煉以鋁土礦為原料,冶煉鋁包括兩個(gè)過程:由鋁土礦提取氧化鋁和由氧化鋁電解制取金屬鋁。(1)Al2O3的提取鋁土礦與NaOH溶液反響,生成NaAlO2和水,化學(xué)方程式為Al2O32NaOH= 2NaAlO2H2O;在NaAlO2溶液中通入過量CO2,生成氫氧化鋁沉淀和NaHCO3,化學(xué)方程式為NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3。灼燒Al(OH)3得到Al2O3,化學(xué)方程式: 2Al(OH)3+3H2O 2Al2O3 (2)Al2
51、O3的電解工業(yè)上采用電解熔融氧化鋁制得金屬鋁,化學(xué)方程式為:2Al2O3=4Al+3O23鋁的用途(1)鋁合金主要用于建筑業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)以及電子行業(yè)。(2)鋁由其優(yōu)良的物理性質(zhì)所決定的重要用途,主要有:延展性制作鋁線、鋁箔、多種容器。導(dǎo)電性電的良導(dǎo)體。鋁的導(dǎo)電性僅次于銅,是優(yōu)良的導(dǎo)體之一。導(dǎo)熱性熱的良導(dǎo)體。不透明作忌光物(如膠卷)的包裝材料。銀白色、有金屬光澤作涂料(俗稱銀粉、銀漆)。(3)鋁易與許多金屬或非金屬元素形成多種性能優(yōu)良的合金。Al與Mg、Cu、Si、Zn、Li等金屬能形成各種性能優(yōu)良的鋁合金。鋁合金的特點(diǎn):密度小,強(qiáng)度高,塑性好,易成型,制造工藝簡單,本錢低廉等。電通鋁的氧化物和
52、氫氧化物一、氧化鋁1兩性氧化物:既能與酸反響又能與堿反響的氧化物。 2Al2O3分別與HCl、燒堿反響的化學(xué)方程式:1 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 2 Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O3Al2O3的物理性質(zhì)白色固體,熔點(diǎn)高,難溶于水。4用途1做耐火材料2冶煉鋁的原料二、氫氧化鋁1.物理性質(zhì):白色膠狀物,不溶于水,具有吸附性,能凝聚水中的懸浮物并沉淀。2.化學(xué)性質(zhì)易溶于強(qiáng)酸HCl或強(qiáng)堿NaOH,難溶于弱酸碳酸或弱堿氨水。與強(qiáng)酸反響:Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O與強(qiáng)堿反響:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O3.兩性氫氧化物:既能與酸反響又能與堿
53、反響的氫氧化物。4.制備方法氯化鋁溶液中參加氨水偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳。5.應(yīng)用醫(yī)學(xué):中和胃酸生活:凈水典例分析1. 向以下溶液中滴加稀硫酸,生成白色沉淀,繼續(xù)滴加稀硫酸,沉淀又溶解的是 ANa2CO3 BBaCl2 CFeCl3 DNaAlO22.在無色溶液中可以大量共存的離子組是( ) A. Cu2+ K+ Cl- SO42- B. Mg2+ AlO2- NO3- H+ C. SO42- Al3+ K+ OH- D. Cl- Ca2+ NO3- Na+鋁及鋁合金1、鋁的物理性質(zhì)和用途鋁是銀白色有金屬光澤的金屬鋁的密度小2.7gcm3 -飛機(jī)制造良好的導(dǎo)電性 -用作導(dǎo)線良好的導(dǎo)熱性 -鋁
54、制炊具良好的延展性 -用作包裝2、鋁的化學(xué)性質(zhì)1與非金屬O2、S、Cl2等的反響鋁粉在氧氣中劇烈燃燒,放出大量的熱、發(fā)出耀眼的白光。 4Al+3O2= 2Al2O32鋁和鹽溶液反響:2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)33與堿反響: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H24與酸反響: 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2常溫下,鋁遇冷的濃硫酸、濃硝酸時(shí)在外表生成致密的氧化膜而發(fā)生鈍化5、鋁與某些氧化物反響鋁熱反響1反響放出大量的熱、發(fā)出耀眼的光輝、有熔融物生成 2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O32鋁熱劑: 鋁粉和某些金屬氧化物Fe2O3、Fe3O4、V
55、2O5、Cr2O3、MnO2組成的混合物。3用途:焊接鐵軌、冶煉金屬高溫典例分析1以下屬于堿性氧化物的是_,屬于酸性氧化物的是_,屬于兩性氧化物的是_。 ACO2 BNa2O CAl2O3 DCO2.兩份等質(zhì)量的鋁粉,一份投入足量的稀鹽酸中,另一份投入足量的氫氧化鈉溶液中,那么生成氫氣的質(zhì)量比為_。3以下有關(guān)鋁土礦中提煉鋁的說法不正確的選項(xiàng)是 A鋁土礦中的鋁元素是以化合態(tài)存在的,需用化學(xué)方法把鋁元素變成游離態(tài) B提煉過程中,先將鋁土礦凈化提取氧化鋁,再進(jìn)行冶煉 C可用常見的復(fù)原劑把氧化鋁中的鋁復(fù)原出來 D冶煉鋁的方法同工業(yè)冶煉鈉、鎂相似, 可用電解法鐵、銅的提取及應(yīng)用從自然界獲取鐵和銅鐵、銅及
56、其化合物的應(yīng)用從自然界中獲取鐵和銅一、鐵和銅在自然界中的存在 鐵和銅在自然界主要以化合態(tài)的形式存在。常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)等;常見的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石主要成分為CuCO3Cu(OH)2等。此外鐵在自然界中還以游離態(tài)的形式存在于隕鐵中。二、工業(yè)煉鐵 工業(yè)煉鐵的原理是利用氧化復(fù)原反響,用一氧化碳將鐵從鐵礦石中復(fù)原出來。1原料:鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等2設(shè)備:煉鐵高爐3反響原理:用復(fù)原劑將鐵從其化合物中復(fù)原出來。4工藝流程 從高爐下方鼓入空氣與焦炭反響產(chǎn)生二氧化碳,并放出大量的熱量;二氧化碳再與灼熱的焦炭反響,生成一
57、氧化碳;一氧化碳在高溫下將氧化鐵復(fù)原為鐵。有關(guān)反響的化學(xué)方程式: CO2=CO2;CO2C=2CO;Fe2O33CO=2Fe3CO25除去鐵礦石中含有的SiO2: 石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反響生成爐渣,有關(guān)反響的化學(xué)方程式: CaCO3=CaOCO2;CaOSiO2=CaSiO3 爐渣的密度比鐵水小,故浮在鐵水上面,別離可得鐵水。 三、工業(yè)煉銅1用黃銅礦煉銅 工業(yè)上用高溫分解黃銅礦的方法獲得銅。粗銅中銅的含量為99.5% 99.7%。含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。2粗銅的精煉 電解精煉銅的原理是讓粗銅作陽極,失電子變?yōu)镃u2,在陰極上用純銅作陰極
58、即可得精銅。電解精煉得到的銅,其含量高達(dá)99.95%99.97%。3生物煉銅 礦堆浸銅法是一種已被人們沿用了幾百年的生物煉銅方法,直到最近,生物工程學(xué)家才認(rèn)識到是微生物在幫助我們從礦石中提取銅。典例分析1.冶煉金屬常用以下幾種方法:復(fù)原法,電解法,熱分解法?,F(xiàn)冶煉以下金屬,試選擇適宜的冶煉方法(用序號)。Al_,Mg_,Cu_,Hg_,Mn_ 解析金屬的冶煉方法可以根據(jù)金屬的活動性歸納如下:(1)電解法:活潑金屬(KAl)的陽離子氧化性很弱,一般復(fù)原劑難以將它們復(fù)原為金屬單質(zhì),只能采用電解法。(2)復(fù)原劑法:常用的復(fù)原劑有C、CO、H2、Al、Na等。(3)熱分解法:不活潑金屬(Hg、Ag)的
59、氧化性強(qiáng),加熱時(shí)可從化合物內(nèi)部得電子被復(fù)原成單質(zhì)。(4)鋁熱法:當(dāng)鋁粉跟某些金屬氧化物反響時(shí),產(chǎn)生大量的熱量時(shí),被復(fù)原的金屬在較高溫度下,呈熔融狀態(tài)并跟形成的熔渣別離開來,從而獲得較純的金屬,如釩、鉻、錳、鐵等。答案鐵、銅及其化合物的應(yīng)用一、鐵、銅的物理性質(zhì) 鐵是一種有金屬光澤的銀白色金屬,質(zhì)軟,有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性。鐵屬于重金屬、黑色金屬、常見金屬。鐵能被磁鐵吸引。 銅是一種有金屬光澤的紫紅色金屬,有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性(僅次于銀,可用于制電纜),良好的延展性。粉末為紫紅色。銅屬于重金屬、有色金屬、常見金屬。二、鐵、銅的化學(xué)性質(zhì)1鐵的化學(xué)性質(zhì) 在常見金屬活動性順序中鐵位于分界點(diǎn)氫之
60、前的鋅和錫之間,是一種較為活潑的金屬,能與多種非金屬單質(zhì)及水、酸、局部鹽溶液反響,反響中鐵被氧化。2銅的化學(xué)性質(zhì)在常見金屬活動性順序中銅位于分界點(diǎn)氫之后,汞之前,屬于不活潑的金屬,復(fù)原性較弱,但在一定條件下也能被強(qiáng)氧化劑氧化。三、鐵及銅的化合物的應(yīng)用 鐵的化合物的應(yīng)用十分廣泛。如氧化鐵紅顏料跟某些油料混合,可以制成防銹油漆;堿式氯化鐵或堿式硫酸鐵是優(yōu)良的凈水劑;磁性材料大多數(shù)是含鐵的化合物;我國重點(diǎn)開發(fā)的透明氧化鐵系列顏料,屬于納米級材料,具有無毒、無味、高吸附性、高透明度、高著色力等優(yōu)點(diǎn)。 鐵元素是維持生命不可缺少的微量元素,雖然人體中鐵元素的量只有3-5g,但鐵元素在人體中卻發(fā)揮著重大的作
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