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文檔簡介
第一章從實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)
1-1化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本方法
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)安全
1.化學(xué)實(shí)驗(yàn)(設(shè)計)基本思路
實(shí)驗(yàn)?zāi)康膢__)實(shí)驗(yàn)原理(反應(yīng)式、計算式等)=>儀器、藥品的選擇
I——儀器的安裝與連接(發(fā)生裝置一凈化裝置一干燥裝置一目標(biāo)實(shí)驗(yàn)裝置一尾氣處
理裝置)
操作步驟
2.實(shí)驗(yàn)安全措施
(1)防著火和燙傷
酒精燈小面積失火用濕抹布或沙子蓋滅;大面積火災(zāi)撥打“H9”;燙傷找醫(yī)生處理。
(2)防有毒氣體污染一尾氣處理
在制備或使用有毒氣體(如C12、H2s.SO2、NO2、CO、NO等)時應(yīng)該在通風(fēng)櫥中進(jìn)行,
并且尾氣要進(jìn)行吸收或燃燒或收集處理:
a.吸收法一水溶解如HC1、眼等;藥劑(堿液)吸收如。2、H2S.CO2、助、NO2等;
燃燒法如OUH2.CO等。
b.常見尾氣處理裝置:
吸收大
灼燒式收集式
(3)防爆炸
實(shí)驗(yàn)室中防爆炸主要是在點(diǎn)燃易燃、易爆氣體以前要驗(yàn)純,如在做用用或CO還原CuO
實(shí)驗(yàn)時先通氣一會兒,將裝置內(nèi)空氣除盡后再加熱,防止”或CO與空氣混合受熱爆炸
(4)防倒吸
在吸收一些在水(或溶液)中溶解性較大的氣體(如NH3、HC1等)時要防倒吸。如用
排水法收集氧氣實(shí)驗(yàn)結(jié)束時,要先移導(dǎo)氣管,后熄滅酒精燈。
常見防倒吸的裝置:
離式
(5)防暴沸
a.濃硫酸的稀釋:將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入燒杯中,邊倒邊用玻璃棒不斷地攪拌,
b.加熱液體時:若在燒杯中或者蒸發(fā)皿等敞口容器中加熱可采用攪拌;若在燒瓶或蒸儲
燒瓶等小口容器中加熱液體要加入沸石或碎瓷片防液體暴沸。
(6)常見意外事故的緊急處理方法
①眼睛的化學(xué)灼傷,應(yīng)立即用大量水沖洗,邊洗邊眨眼睛。
②濃酸灑落在實(shí)驗(yàn)臺上,應(yīng)用堿中和,再用水沖洗;若濃硫酸滴在皮膚上,迅速先用干
布小心拭去,再用大量的水沖洗。
③濃堿灑落在實(shí)驗(yàn)臺上可以先用抹布擦,再用醋酸和水洗;若滴在皮膚上,迅速用布擦
去后再用水洗,最后涂上硼酸。
二、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作方法
(-)基本操作
1、藥品的存放
細(xì)口
廣口瓶
盛瓶不用玻璃塞而用軟木不用膠
棕色瓶塑料瓶
放容器塞或膠塞塞
盛
放藥品與易與磨口反應(yīng)
塊狀或粉液見光腐
玻璃反
末狀固體體易分解蝕橡膠
性應(yīng)或黏合
質(zhì)
鹽有機(jī)
鋅粒、酸、溶劑、
例硝酸、氫氟
氫氧化鈉、硅酸鈉
子硝酸銀酸
大理石氨強(qiáng)氧
水化劑
?常用的危險化學(xué)品存放
盛有危險化學(xué)藥品的容器須貼上適當(dāng)?shù)奈kU警告標(biāo)簽,了解教材P4中“常用危險化學(xué)
品的標(biāo)志”
2、藥品的取用
a.不能用手接觸藥品,不要把鼻孔湊到容器口去聞藥品(特別是氣體),不得嘗任何
藥品的味道。
b.嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)規(guī)定的用量取藥品,若無用量說明,一般按照卜列量取用:液體l-2mL,
固體蓋滿試管底部
c.實(shí)驗(yàn)剩余的藥品,既不能放回原瓶,也不要隨意丟棄,要放入指定的容器內(nèi)。
3、酒精燈的使用
2.常見儀器的使用:
(1)容器與反應(yīng)器
可直接加熱:試管、用煙、蒸發(fā)皿;隔石棉網(wǎng)加熱:燒杯、燒瓶、錐形瓶;
不能加加熱:集氣瓶、試劑瓶、啟普發(fā)生器、滴瓶蒸發(fā)等。
(2)計量儀器:量簡、容量瓶、滴定管、天平、溫度計。
(3)分離儀器:普通漏斗、長頸漏斗、分液漏斗、干燥管、洗氣瓶。
(1)a.禁止用燃著的酒精燈引燃另一盞酒精燈。
b.禁止向燃著的酒精燈里添加酒精。
C.用完酒精燈,必須用酒精燈帽蓋熄,不能用嘴吹滅。
d.萬一灑出的酒精著火,應(yīng)該立即用濕抹布蓋滅
e.實(shí)驗(yàn)前檢查燈內(nèi)是否有酒精,酒精占容積不超過2/3
(2)用酒精燈給物質(zhì)加熱的安全注意事項(xiàng):
a.如果被加熱的容器外壁有水,應(yīng)在加熱前擦拭干凈,然后加熱;對燒瓶、燒杯、鏈形
瓶等加熱還要墊石棉網(wǎng),以免容器炸裂。試管、蒸發(fā)皿、卅煙、燃燒匙可直接加熱。
b.給試管里的藥品加熱,先進(jìn)行預(yù)熱,以免試管炸裂,若為液體時,則不超過1/3;若
為固體,應(yīng)平鋪底部,管口略向下,以免水蒸氣冷凝倒流炸裂試管。
c.燒得很熱的玻璃容器不能立即用冷水沖洗,不能直接放在實(shí)驗(yàn)臺上,更不能直接用手
拿。
4、膠頭滴管的使用
膠頭滴管正常使用時,應(yīng)該垂直懸空于試管正上方。
5、氣體的收集、凈化一“一瓶多用”
常見裝置如右圖所示,有多種用途:
①用作洗氣裝置(氣體從a進(jìn)b出,瓶內(nèi)盛放液體)。
②與量筒合起來測量氣體的體積(氣體從b進(jìn)a同,瓶中?般充滿水或某
種飽和溶液)。
③氣體發(fā)生裝置(a改為漏斗,瓶內(nèi)放固體藥品)。
④排空集氣裝置(氣體從a進(jìn)b出,可收集密度比空氣大的氣體;氣體從b進(jìn)a出,可
收集密度比空氣小的氣體)。
吸收和收集氣體時,下列裝置用于防止倒吸:
6、裝置氣密性檢查
(1)原理:氣壓差
(2)裝置的氣密性檢查方法:“加熱法”、“液封法”
(二)混合物的分離和
‘加熱法:雜質(zhì)易分解、易升華時,如Na2c。3中混有
NaHCO3;食鹽中碘單質(zhì)。
,固體與固體<過濾法:一種易溶,一種難溶,如NaCl中混有泥砂
的混和物結(jié)晶法:二者均易溶,但其溶解度隨溫度的影響不同,如
、KNd中海有NaCl.
吊見
-蒸僧法:沸點(diǎn)相差較大時,如石油的分鐳
分禺《液體與液體的一
萃取法:在溶劑中的溶解度不同時,如用CCL萃取碘
方法合物
'水中的碘。
氣體與氣體的混和物:洗氣法。
1、兩個概念
混合物的分陶膈混合物中各物質(zhì)通過物理變化或化學(xué)變化,把各成分彼此分開的過程。
物質(zhì)的提純:把混合物中的雜質(zhì)除去,以得到純凈物的過程。
2、分離、提純的化學(xué)方法
通過選擇合適的化學(xué)試劑,將雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為沉淀或氣體,以除去粗鹽中可溶性雜質(zhì)為例:
(1)粗鹽的成分:主要為NaCl、并有CaC12、MgC-以及帆毀等。
(2)除雜試劑及反應(yīng)原理:
根據(jù)溶解性表,除去5("-?般用BaCl2,;除去Mg?+一般選擇NaOH,使之生成沉淀而除
去;
加入的除雜試劑往往是過量的,而過量的試劑又引入了新的雜質(zhì)離子,這就要求除雜劑
在除去雜質(zhì)離子的同時,又要除去新引入的雜質(zhì)離子,故試劑的加入具有一定的先后順序。
滴加試劑的順序可以是BaC以NaOH、Na2cO3、HC1或NaOH、BaCL、Na2cO3、HC1
雜加入的試化學(xué)方程式
質(zhì)劑
硫BaCI?aqBaCU+Na2s04==BaS()41+2NaCl
酸鹽
MgCNaOHaqMgCl2+2NaOH==Mg(OH)2I+2NaC1
I2
CaCNa2cO3aqCaCl2+Na2cO3==CaC()3I+2NaCl
I2
注:鹽的溶解性“規(guī)律”
鉀、鈉、俊、硝全可溶,酸式鹽類也全溶;
鹽酸鹽除銀(亞汞),硫酸鹽除鋼(和鉛);
碳酸、磷酸、亞硫酸,可溶只有鉀、鈉、錢。
3、分離、提純常見操作
3-1過濾
(1)原理:利用物質(zhì)的溶解性差異,將液體和不溶于液體的固體分離開來的方法。適
于固液混合物的分離,即從液體中分離出不溶性固體。
(2)主要儀器:漏斗、燒杯、玻璃棒、鐵架臺、濾紙等。
(3)裝置連接如圖:
燒杯
玻璃棒
海上氏
漏斗舞(鐵圈)
漏斗
鐵栗臺
(4)操作要點(diǎn):
①“一貼”:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁。
②“二低”:濾紙邊緣略低于漏斗邊緣;漏斗中液體的液面略低于濾紙的邊緣。
③“三靠”:漏斗頸末端與承接濾液的燒杯內(nèi)壁相靠;向漏斗中傾倒液體時使玻璃棒一
端與濾紙三折部分輕輕相靠;燒杯尖嘴和玻璃棒相靠。
注:①洗滌沉淀物的操作:向漏斗里加入適量蒸儲水至水面浸沒沉淀物,待水濾去后,
再加水洗滌,連續(xù)幾次,直至沉淀物洗凈為止。
②判斷沉淀物洗凈與否的操作:取少量洗滌液于試管中,加入試劑,根據(jù)現(xiàn)象判斷沉
淀物上是否還附有雜質(zhì)離子
3-2蒸發(fā)結(jié)晶
(1)原理:
①蒸發(fā):通過加熱使溶劑氣化而減少溶劑或者至溶質(zhì)全部析出的過程.適于分離溶于溶
劑中的固體溶質(zhì),
②結(jié)晶:利用溶劑對被提純物質(zhì)及雜質(zhì)的溶解度不同,通過蒸發(fā)溶劑后使被提純物質(zhì)從
過飽和溶液中析出,而讓雜質(zhì)全部或大部分仍留在溶液中而達(dá)到提純的日過程。分為蒸發(fā)結(jié)
晶和冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)結(jié)晶:通過蒸發(fā)減少一部分溶劑使溶液達(dá)到飽和而析出晶體的過程。用于溶解度隨
溫度變化不大的物質(zhì)。
冷卻結(jié)晶:通過降低溫度,使溶液冷卻達(dá)到飽和而析出晶體。用于溶解度隨溫度變化明
顯的物質(zhì)。
(2)主要儀器:蒸發(fā)皿、帶鐵圈的鐵架臺或三角架、酒精燈、玻璃棒。
(3)操作要點(diǎn):
a.在加熱蒸發(fā)過程中,應(yīng)用玻璃棒不斷攪拌,防止由于局部過熱造成液滴飛濺;
b.加熱到蒸發(fā)皿中剩余少量溶劑時(或出現(xiàn)較多晶體)時應(yīng)停止加熱,用余熱蒸干;
c.熱的蒸發(fā)皿應(yīng)用用蝸鉗取下,不能直接放在實(shí)驗(yàn)臺上,以免燙壞實(shí)驗(yàn)臺。如果確要立
即放在實(shí)驗(yàn)臺上,則要墊在石棉網(wǎng)上。
3-3蒸儲
(1)原理:利用互溶的液體混合物中各組分的沸點(diǎn)不同,給液體混合物加熱,使其中
的某一組分變成蒸氣再冷凝成液體的操作。用于分離互溶的液體混合物
(2)儀器:蒸儲燒瓶(或者圓底燒瓶)、溫度計、冷凝管、酒精燈、錐形瓶、接受器(牛
角管)
(3)裝置:
(4)操作要點(diǎn):
a.燒瓶內(nèi)液體的容積不超過2/3,燒瓶中還要加入沸石(碎瓷片)防止暴沸。
b.溫度計下端水銀泡置于燒瓶支管口處(測量逸出氣體的溫度)。
c.冷凝水下口進(jìn),上口出。
3-4萃取與分液
1、原理
巷取是利用某溶質(zhì)在互不相溶的溶劑中的溶解度不同,用?種溶劑(羊取劑)把溶質(zhì)從
它與另一種溶劑組成的溶液中提取出來的操作分液是把兩種互不相溶的液體(且密度不同)
分開的操作
(1)萃取劑的選擇
a.溶質(zhì)在萃取劑的溶解度要比在原溶劑(水)大。
b.萃取劑與原溶劑(水)不互溶。
c.萃取劑與溶液不發(fā)生發(fā)應(yīng)。
注:溟和碘在常見萃取劑中的顏色
水四氯化碳(比水重)苯或汽油(比水輕)
溟黃一橙橙一橙紅橙一橙紅
碘深黃一褐紫一紫褐淡紫T紫褐(紅)
(2)主要儀器:分液漏斗、鐵架臺(帶鐵圈)、燒杯
(3)操作步驟:
查漏、裝液、振蕩、靜置、分液:
(4)操作要點(diǎn):
a.振蕩時須不斷放氣,以減小分液漏斗內(nèi)壓強(qiáng)。
b.分液時,下層液體從卜口流出,上層液體從上口倒出;且分液時須將分液漏斗
上的玻璃塞取下,或使玻璃塞上的凹槽(或小孔)對準(zhǔn)漏斗上的小孔;漏斗頸的下端要
緊貼燒杯的內(nèi)壁。
混合物的分離、提純方法小結(jié)
「加熱法:雜質(zhì)易分解或升華時,如NazC。:
(NaHCO)s食鹽<I>?
過濾法=一3種易溶,一神2難溶,
固體與固J如ZaCl(泥砂)
筋的混和蒸發(fā)結(jié)晶法:二者均易溶,但其溶解度隨
物溫度的影響不同,如KZC>3CNaCl)o
常見
分離,液體與液體「蒸磨法:沸點(diǎn)相差較大時,如石油的分儲
方法
的混合”■萃取法:在溶劑中的溶解度不同時,如用
ICCL萃取碘水中的碘
氣體與氣體的混和物:洗氣法。如CO?(HC1)
1-2化學(xué)計量在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
化學(xué)計算答題思路
(1)根據(jù)定義、公式’
<
(2)根據(jù)守恒
X.
讀題一求什么一設(shè)未知數(shù)一列方程式(3)根據(jù)建立的對應(yīng)比例關(guān)系式
(初中多設(shè)為質(zhì)量)(4)根據(jù)差量關(guān)系
(5)其他:如極值法、平均值法等
一解方程
一、“物質(zhì)的量”的單位一“摩爾”
1、物質(zhì)的量(符號:n)
(1)含義:表示物質(zhì)含有一定數(shù)目粒子的集合體(即衡量物質(zhì)所含微粒多少)的物理
2-
量。如n(C03)=kmol表示CO3”離子數(shù)為kmol
(2)單位:mol
2、摩爾(符號:mol)
(1)含義:是物質(zhì)的量的單位(類似于長度的單位“米”),用以計量原子(原子團(tuán))、
分子、離子、質(zhì)子、中子和電子等微觀粒子,不能描述宏觀物質(zhì);使用時必須指明具體微粒
2-
的名稱、符號或化學(xué)式。如:11(%0)=lmol、5molH*.、n(C03)=3mol
(2)1摩爾的標(biāo)準(zhǔn):lmol任何微粒所含的微粒的個數(shù)為0.012kgi2c中所含碳原子數(shù)即
阿伏加德羅常數(shù)
3、阿伏加德羅常數(shù)(符號:NA)
(1)含義:0.012kg12C中所含碳原子數(shù)或lmol任何粒子的粒子數(shù)稱為阿伏加德羅
常數(shù),其近似值等于6.02x1023,即:
lmol任何粒子所含的粒子數(shù)目
=0.012kg'2C中所含的碳原子的數(shù)目
=阿伏加德羅常數(shù)(NA)
^6.02xl023mor1
注意:lmol任何粒子集體中含有的粒子數(shù)目都約為6.02X1()23個
1
(2)單位:個.mol-0
4、摩爾質(zhì)量(符號:M)
(1)定義:單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量即:
lmol任何物質(zhì)的質(zhì)量
=該物質(zhì)的式量(g)
==相對原子(分子)質(zhì)量(g)
-1-1
(2)單位:g-mol,如M(H2)=2g-mol
注:相對原子質(zhì)量一式量
以碳-12原子質(zhì)量的1/12為標(biāo)準(zhǔn),其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的值。
、…、一個A原子的質(zhì)量
M(A)=--------------------
一個原子的質(zhì)量
5、物質(zhì)的量(n),質(zhì)量(m)和粒子數(shù)(N)之間的計算關(guān)系
._MXXZ-
<E>-5_M<c>2人<z:
推論1:各粒子的物質(zhì)的量之比等于粒子數(shù)之比,即由:n2=Ni:N2
如在化學(xué)式中H20中有:
H20—2H—0
1個2個1個
Imol2molImol
推論2:任一物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于其質(zhì)量之比,即m:出』1拋
二、氣體摩爾體積
1、物質(zhì)體積大小的決定因素
(1)物質(zhì)體積大小的決定因素
①物質(zhì)所含微粒數(shù)多少;
②微粒本身的大??;
③微粒間的距離
(2)氣體的體積大小的決定因素:與微粒種類即粒子本身的大小無關(guān),與粒子數(shù)和粒
子間的距離即溫度(T)、壓強(qiáng)(P)有關(guān)
(3)固體和液體的體積大小的決定因素:與粒子間距離無關(guān),與粒子數(shù)和粒子本身的
大小有關(guān)
2、氣體摩爾體積(Vm)
(1)定義:單位物質(zhì)的量氣體所占的體積
(2)符號:Vm
(3)單位:L?mol-1
3、Vm=22.4L/mol的理解
?條件:標(biāo)準(zhǔn)狀況(S.T.P)指溫度(0℃即273K);壓強(qiáng)(lOlKPa即1.01
x105Pa)
?對象:任何氣體(可以是混合氣體)
?物質(zhì)的量:lmol
4、物質(zhì)的量、質(zhì)量、粒子數(shù)、氣體體積之間的計算關(guān)系(公式)
5-4-KI牛勿hJl白勺/Z半立亍數(shù)
mXXI
X、-m
111
5、氣體定律及氣體密度、式量的計算
(1)氣體定律及其推論
氣體的體積與鳥粒大a無關(guān),只與粒子數(shù)和粒子間的距離(而距離又只與溫度T、壓強(qiáng)
P有關(guān))有關(guān)V8(正比)n.T.l/p
PV=nRT及V=『i言
同T、坪:股/圾=111/m;P1/P2=M1/M2;
同T、V(恒溫恒容):Pi/P2=n,n2
(2)氣體的相對分子質(zhì)量求算方法
①標(biāo)態(tài)密度法:M=22.4Xp標(biāo)(密度單位:g/1)
②摩爾質(zhì)量法:M=m/n
③相對密度法:同T、P:M1、=M已XPi/P2=M已XD卡
④阿佛加德羅常數(shù)法:M=NAXm(m為一個粒子質(zhì)量)
⑤混合氣體平均相對分子質(zhì)量:M=m(總)/n(總)
三、物質(zhì)的量濃度一物質(zhì)的量在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
1、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度、溶解度(計算公式及相互換算關(guān)系)
(1)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度3
m<5m)資>
<,>=--------------------------X1OO?N>
<5-1夜〉
(2)溶解度S
S/100=m(溶質(zhì))/m(溶劑);
s
W<不11)=----x1oo%
1cc+a
2、物質(zhì)的量濃度
(1)定義:單位體積溶液里所含溶質(zhì)B的物質(zhì)的量來表示的溶液組成的物理量,叫做
溶質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度。
(2)符號:c
(3)單位:mol/L或mo「廣1
n(B)
(4)數(shù)學(xué)表達(dá)式式:c(B)=
V(aq)
(5)運(yùn)用關(guān)鍵:
①體積是溶液不是溶劑的,溶質(zhì)是物質(zhì)的量不是質(zhì)量
②B可以表示溶液中所含溶質(zhì)的分子,還可表示溶液中所含溶質(zhì)電離出的離子,如1
+-1
mol,「HSOq溶液中,可有三種表示:C(H2SO4)=1mot「1;C(H)=2mol.L;
2--1
C(S04)=1mol-L
3、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制
(1)需要儀器
①容量瓶:使用前必須檢查是否漏水.;選用與欲配制溶液體積相同的容量瓶.
②托盤天平:A、稱量前先把游碼撥到標(biāo)尺的零刻度處,檢查天平
左右擺動是否平
衡。若未達(dá)到平衡,可調(diào)節(jié)左右平衡螺母,使天平平衡;
B、左物右碼(左=右+游碼讀數(shù))。
C、藥品不可直接放在托盤里。祛碼用鏡子夾取。
③量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管
(2)配制步驟(以配制lOOmll.OOmol/lNaCl溶液為例):
①計算一固體:計算質(zhì)量(精確到0.1g);
液體:計算體積(精確到0.1ml)
②稱量或量取一固體用托盤天平稱;液體用量筒量
③溶解或稀釋一水的用量大約為實(shí)驗(yàn)要求總體積的1/3,用玻璃棒攪
拌。
④轉(zhuǎn)移一用玻璃棒引流,避免液體灑在瓶外。
⑤洗滌一用蒸儲水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次
⑥定容一先加水,至距離刻度1~2cm時,改用膠頭滴管滴加蒸儲水至刻度線。
⑦搖勻一一手壓住瓶塞,一手托住瓶底,反復(fù)上下顛倒
⑧裝瓶貼簽
(3)誤差分析
①誤差分析依據(jù)的原理:
nm
CB=—=--由m、V決定實(shí)驗(yàn)誤差
VMV
②常見誤差分析
溶液配制的常見誤差分析
引起誤差的一些操作溶質(zhì)質(zhì)量溶液體積溶液濃度
向容量瓶中移液時少量流出減小不變偏小
未洗燒杯和玻璃棒減小不變偏小
未冷卻到室溫就注入容量瓶不變減小偏大
定容時加水多,用滴管吸出減小不變偏小
定容時仰視讀數(shù)不變增大偏小
定容時俯視讀數(shù)不變減小偏大
容量瓶或燒杯中未干燥不變不變無影響
4、溶液中多種離子濃度計算的規(guī)律
(1)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量濃度的換算關(guān)系
1000wp
c=(密度單位:g/ml)
M(B)
(2)電荷守恒定律
電解質(zhì)溶液總是呈電中性,即溶液中陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)一定等于陽離子所帶正電荷
總數(shù)
(3)溶液的稀釋與混合
稀釋一溶質(zhì)質(zhì)量或者溶質(zhì)物質(zhì)的量不變:
叫Wi=ffl2W2CM=C2V2
混合一溶質(zhì)的質(zhì)量(或者物質(zhì)的量)、溶液質(zhì)量可相加;體積不能相加(除非說明可不
考慮相加后體積的變化)
miWi+m2W2=ni(混)w(混)C1V1+c2V2=c(混)V(混)
第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化
2-1物質(zhì)的分類
一、簡單分類法及其應(yīng)用
(-)常用的分類方法
分類法是一種科學(xué)研究方法。把大量事物按照事先設(shè)定的“標(biāo)準(zhǔn)”進(jìn)行分類,是
人們最熟悉、也是最方便的一種.匚作方法。人們通過分類進(jìn)行學(xué)習(xí),從而認(rèn)識他們的
性質(zhì);同類事物可以使人的認(rèn)識舉一反三,不同類的事物可以使人的認(rèn)識由此及彼。
1、交叉分類法:同一種物質(zhì)按不同的標(biāo)準(zhǔn)分類,如Na2s可歸類為:含氧酸鹽或鈉
鹽或硫酸鹽等
2、樹狀分類法:同類物質(zhì)按某種標(biāo)準(zhǔn)(屬性)進(jìn)行再分類,如對“化合物”根據(jù)分
子組成可分類為:
(-)常見化學(xué)物質(zhì)的分類
根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn),將有多種分類,如:
酸性氧化物:與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。如:C02,SO2>SO3等
,堿性氧化物:與酸反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。如:CaO、CuO、Fe2()3.等
氧化物兩性氧化物:與酸和堿都能反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。如:A12O3
不成鹽氧化物:與酸和堿都不反應(yīng)生成鹽和水的氧化物。如:CO、NO
“非金屬氫化物:HCkHS.NH3
Y2
氫化物
金屬氫化物:LiH、NaH、CaH2
強(qiáng)酸
「按電離程度一
「弱酸
f崔芳忤酷
按沸點(diǎn)二難揮發(fā)酸
無氧酸
按元素組成
5含氧酸
一元酸、二元酸
按電離出的氫離子數(shù)一
5多元酸
正鹽:電離時不生成M和0T的鹽,可看成酸、堿完全中和時的產(chǎn)物,如Na2c。3、
鹽酸式鹽:電離時生成V的鹽.可看成酸堿中和時酸過量、堿不足
得到的鹽。如:NaHC03,Ca(HC03)3、Ca(H2Po4)2、CaHPO,i等等。
堿式鹽:電離時生成OFT的鹽.可看成酸堿中和時堿過曷、
酸不足得到的鹽。如:堿式碳酸銅Cu2(0H)2c。3
(三)化學(xué)反應(yīng)的分類
化合反應(yīng)
分解反應(yīng)
r置換反應(yīng)
復(fù)分解反應(yīng)
,居反應(yīng)物和生成物的類別
化
學(xué)攵反應(yīng)前后物質(zhì)種類的多少
反
應(yīng)
類
氧化還原反應(yīng)
型
非氧化還原反應(yīng)
根據(jù)反應(yīng)中是否有電子一轉(zhuǎn)移
r離子反應(yīng)
1非離子反應(yīng)
L分子反應(yīng)
根據(jù)反應(yīng)中是否有圈子反應(yīng)
放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
根據(jù)反應(yīng)中能量的變化
f可逆反應(yīng)
I不可逆反應(yīng)
根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度
(四)分散系(混合物)的分類
分散系是指把一種(或多種)物質(zhì)(稱為分散質(zhì))分散在另一種(或多種)物質(zhì)(稱為分
散劑)中所得到的體系,根據(jù)分散質(zhì)粒子的大小分為:
溶液:<lnm
膠體
:1-IOOMMI
濁液
:>1OOnw
二、膠體
(-)膠體的分類
陶子膠住
1、根據(jù)分散質(zhì)微粒組成的狀況分為:1分子蛟住
容JBE
液苗脂£
2、根據(jù)分散劑的狀態(tài)分為:I國1君辰
(-)膠體的制備一Fe(0H)3膠體的制備
(1)化學(xué)分散法:FeC13飽和溶液加入沸水中
(了解)原理:FeC13+3H2(&e(0H)3(膠體)+3HC1
(2)物理分散法:(類似于家里調(diào)制淀粉)
(=)膠體的性質(zhì)
1.丁達(dá)爾效應(yīng):光束通過膠體,形成光亮的“通路”的現(xiàn)象。
2.布朗運(yùn)動:膠體分散質(zhì)粒子作不停的、無秩序的運(yùn)動。這是膠體穩(wěn)定的一個因素
3.電泳:在外加電場作用下,膠體粒子在分散劑里向電極作定向移動的現(xiàn)象(膠粒
帶有電荷)。這就是膠體穩(wěn)定的主要原因(同種膠粒帶同種電荷,它們之間相互排斥而
不易聚集沉降)
4.膠體的聚沉:分散質(zhì)粒子相互聚集而下沉的現(xiàn)象,稱為膠體的聚沉。(聚沉方法:加
電解質(zhì)溶液;加帶相反電荷的膠粒。他們使膠體聚沉都是通過中和膠粒帶有電荷)
(四)溶液、膠體、濁液三種分散系的殖,點(diǎn)
分散系溶液膠體濁液
實(shí)例C11SO4溶液Fe(0H)3膠體泥水
分散質(zhì)粒子大小<lnm1nm~100nm>100nm
穩(wěn)定性穩(wěn)定(介)穩(wěn)定不穩(wěn)定
均一性均一透明均一透明不均一
激光筆照射無光亮“通路”光亮“通路”無光亮“通路”
透過濾紙的情況能能不能
半透膜(了解)能不能不能
(五)膠體的應(yīng)用
1、工業(yè)除雜、除塵
2、豆腐的制作:豆?jié){煮沸過濾后加鹵鹽水得豆腐
3、k壤的保肥作用:上壤膠粒帶負(fù)電(在土壤里施用含氮量相等的NH4HC03和NH4N03,
后者肥效較差)
4、江河入??谔幮纬扇侵蓿海ê铀姓成系饶z粒,遇海水中電解質(zhì)而發(fā)生凝聚作用,
逐漸沉降為三角洲)
2-2離子反應(yīng)
一、酸、堿、鹽在水溶液中的電離
(-)物質(zhì)的導(dǎo)電性
1、通過自由電子:如石墨、金屬
2、通過自由離子:如鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液、熔融NaCl
注:(1)化合物(如酸、堿、鹽等)導(dǎo)電要滿足一定條件:水溶液或熔融態(tài)
(2)溶液導(dǎo)電性強(qiáng)弱與離子濃度、離子所帶電荷成正比;
(二)電解質(zhì)與非電解質(zhì)(化合物的重新分類)
1、電離:
化合物在溶于水或受熱熔化時,離解成自由移動的圈子的過程。
(1)離子型電解質(zhì)(由陰、陽離子構(gòu)成如金屬氧化物、強(qiáng)堿、鹽)的電離條件
水溶能電離即能在水分子作用下陰、陽離子脫離晶體表面,與水分子結(jié)合成自
由移動的水合離子;熔融能電離即能在受熱熔化時陰、陽離子克服靜電作用成為自由移
動的離子
(2)共價型電解質(zhì)(由分子構(gòu)成的如酸)的電離條件
水溶能電離;熔融不電離如各種酸
2、電解質(zhì)與非電解質(zhì)判斷:
在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電
的化合物為電解質(zhì)。如金屬氧化物、
酸、堿、鹽等;
在水溶液里或熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電
的化合物為非電解質(zhì)。如徘金屬氧化物、
絕大
多數(shù)有機(jī)物、陽3等。
注:(1)電解質(zhì)與非電解質(zhì)是將化合物從另外的角度(水溶液里或熔融狀態(tài)下能否電離)
進(jìn)行分類,即電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物,而單質(zhì)和混合物既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)
(2)判斷某化合物是否是電解質(zhì)時關(guān)鍵看該化合物在一定條件(水溶液或熔融)下本
身能否產(chǎn)生自由離子而導(dǎo)電
(3)電解質(zhì)不一定導(dǎo)電,如NaCl固體;導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是電解質(zhì),如Cu、NaCl
溶液。電解質(zhì)(如酸、堿、鹽等)導(dǎo)電是有條件的:即水溶液或熔融狀態(tài)
(4)非電解質(zhì)肯定不導(dǎo)電,但不導(dǎo)電的物質(zhì)不一定是非電解質(zhì)如Cl2o
3、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)判斷
(1)在水溶液里全部電離的電解質(zhì)為強(qiáng)電解質(zhì):包括強(qiáng)酸[HC1、HNO3、H2so/、強(qiáng)堿[KOH、
NaOH、Ca(0H)2、Ba(0H)2].大多數(shù)鹽[NaCl、(NH4)2S04.CaCCh等]。
在水溶液里部分電離的電解質(zhì)為弱電解質(zhì):包括弱酸(HF、HC10;%S、H2sO3;H3PO4;
CH3COOH、H2cO3等)、弱堿[NH3?H20,A1(OH)3等]和時
(2)強(qiáng)電解質(zhì)在溶液中的粒子存在形式全部是離子,弱電解質(zhì)在溶液中的粒子存
在形式主要是分子。
(=)電離方程式
+2-
1、強(qiáng)電解質(zhì)完全電離,用“=",如:Na2s==2Na+SO4
(拓展了解:弱電解質(zhì)部分電離,用“一普如:燉?%0『中+0ID
2、多元弱酸酸式鹽的酸式酸根離子不能拆開(HSOJ例外),
+
如:NaHC03=Na+HC03-
二、離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件
(一)電解質(zhì)在溶液中的反應(yīng)實(shí)質(zhì):發(fā)生離子反應(yīng),即有離子參加或有離子生成
(二)離子反應(yīng)的表示一離子方程式
1、定義:用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號表示離子反應(yīng)的式子
2、書寫步驟
“一寫”:根據(jù)事實(shí)正確寫出化學(xué)方程式
“二改":
(1)將強(qiáng)酸(如HC1、H2s。4、城3),強(qiáng)堿(如KOH、NaOH、Ba(0H)2),可溶性鹽【鉀、
鈉、鐵、硝及酸式鹽全溶;鹽酸鹽除銀(亞汞),硫酸鹽除鋼(和鉛);碳酸、磷酸、亞硫酸
及硫化物,叮溶只有鉀、鈉、鐐】改寫成離子形式;
(2)單質(zhì)、氧化物、弱酸(如H2c。3、HF、ClfeCOOH等)、弱堿(如呵?%0等)、難溶
鹽不改寫仍寫化學(xué)式;弱酸的酸式酸根如11期、HS\HS0等不能拆開。
(3)微溶物(Ca(0H)2、CaS0,bAg2sO4):作為生成物或在反應(yīng)物中未指明是溶液
時不改寫;否則改寫成離子
“三刪":刪去兩邊相同的離子即未參加反應(yīng)的離子
“四查”:
標(biāo)準(zhǔn)一:看是否符合反應(yīng)事實(shí):反應(yīng)能否發(fā)生?若能,生成物是否正確?
標(biāo)準(zhǔn)二:看是否改寫正確(是否按規(guī)定對物質(zhì)進(jìn)行改寫)?
標(biāo)準(zhǔn)三:看是否守恒(方程式兩邊元素原子個數(shù)和電荷總數(shù)是否相等)?
標(biāo)準(zhǔn)四:看是否符合物質(zhì)定組成(電解質(zhì)全部參加反應(yīng)時,電離出的陰離子和陽離子配
數(shù)比是否符合電解質(zhì)的化學(xué)組成)?
注:a、不是溶液中進(jìn)行的反應(yīng)一般不寫離子方程式
b、相同反應(yīng)物當(dāng)操作順序或反應(yīng)物相對用量(如強(qiáng)堿溶液與C02)不同時離子方程式
可能不同。
3、離子方程式的意義
(1)揭示溶液中反應(yīng)的實(shí)質(zhì);(2)不僅表示一定物質(zhì)間的某一個反應(yīng),而且表示所有
同一類型的反應(yīng)。
(三)離子反應(yīng)發(fā)生的條件一離子共存與否判斷
1、復(fù)分解型離子反應(yīng)發(fā)生條件
(1)生成難溶物的離子不能大量共存,如OFT與Cu2+;Ag+與Cl-;Ca?+與SO:1等
(2)生成氣體(或易揮發(fā)性)的離子不能大量共存,如『與HC(¥、/與S(V-等
(3)生成難電離物質(zhì)的離子不能大量共存,如與HCO3,0/與HCC)3一等
注:①弱酸的酸式酸根離子既不能與不也不能與01「共存;
②其他類型離子反應(yīng)發(fā)牛.條件將在今后學(xué)習(xí)中介紹
2、離子共存判斷中常見的隱含條件
(1)溶液無色:隱含溶液中?定無有色離子。如C/+(藍(lán)色)、Fe:'+(黃色)、Fe?+(淺
綠色)、MnOJ(紫紅色)
(2)強(qiáng)堿性溶液:隱含除題給離子外,溶液中已有大量0T存在,故肯定不存在與
反應(yīng)的離子。如NHj、Fe3\HCO3一等
(3)強(qiáng)酸性溶液:隱含除題給離子外,溶液中已有大量『存在,故肯定不存在與不
反應(yīng)的離子。如:0H\HC(V、CH3COO一等
3、離子組成推斷中遵循的“四原則”
(1)電中性原則:溶液呈電中性,一定既有陽離子,又有陰離子,且溶液中正電荷總數(shù)
與負(fù)電荷總數(shù)相等;
(2)互斥性原則:在肯定某些離子的同時,結(jié)合離子共存規(guī)律,否定一些離子的存在;(要
注意題目中的隱含條件,如:酸性、堿性等)
(3)肯定性原則:根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出溶液中肯定存在或肯定不存在的離子;
(4)進(jìn)出性原則:注意在實(shí)驗(yàn)過程中反應(yīng)生成的離子或引入的離子對后續(xù)實(shí)驗(yàn)的干擾。
2-3氧化還原反應(yīng)
一、常見元素化合價的確定
1、在單質(zhì)中元素的化合價為“0”;在化合物中,金屬元素化合價一般為正價;非
金屬元素的化合價一般既有負(fù)價又有正價,且化合物書寫符合“正價左負(fù)價右,金屬前
非金屬后”的原則(氫化物中當(dāng)H原子數(shù)大于2時+1價的H習(xí)慣寫在右)
2、常見元素(指前20號元素和金屬活動順序表中元素)化合價:
HHe
LiBeBCN0FNe
NaMgAlSiPSClAr
KCa
(+1)(+2)(+3)(+4)(+5)(+6)(+7)
-3-2-1
注:①各元素最高正價=各元素原子最外層電子數(shù)
②非金屬元素一般有比最高正價低的多種正價,但0、F通常只顯負(fù)價
3、化合物中某種元素的化合價可以依據(jù)各元素的正、負(fù)化合價代數(shù)和為。進(jìn)行推算。
二、氧化還原反應(yīng)
1、判斷
(1)根據(jù)反應(yīng)特征:化合價升降(化合價升高發(fā)生氧化反
應(yīng)即被氧化,化合價降低
發(fā)生還原反應(yīng)即被還原)
(2)根據(jù)反應(yīng)本質(zhì):電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)
2.氧化劑和還原劑
(1)判斷
化合價降低,得電子,被還原(還原反應(yīng))
I
氧化劑+還原劑==還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物
I________;_______________________T
化合價升高,失電子,被氧化(氧化反應(yīng))
即:
還原劑(有還原性):元素化合價升高一失電子(或電子對偏離)一
發(fā)生氧化反應(yīng)(也稱被氧化)一生成氧化產(chǎn)物
氧化劑(有氧化性):元素化合價降低一得電子(或電子對偏向)
發(fā)生還原反應(yīng)(也稱被還原)一生成還原產(chǎn)物
簡記為:升T失一氧(化)一還(原劑)一氧(化產(chǎn)物)
降一得一還(原)一氧(化劑)一還(原產(chǎn)物)
(2)常見的氧化劑和還原劑
I、常見氧化劑(高價態(tài)物質(zhì)):
(1)活潑的非金屬單質(zhì):如。2、。2、Br2
(2)含某些較高化合價元素的化合物:C02x濃H2s。4、HNO3、FeCl3,KMnO4.Mn02
II、常見還原劑(低價態(tài)物質(zhì)):
(1)活潑或或較活潑的金屬:K、Ca、Na、Al、Mg、Zn(按金屬活動性順序,還原性遞
(2)某些非金屬單質(zhì):C、H2
2+
(3)含有較低化合價元素的化合物:CO、HC1、H2S.HkKI、Fe
3、氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系
宣化汪原反應(yīng))
4、反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的表示方法
(1)雙線橋法
①箭號由反應(yīng)物指向生成物中同種變價元素。
②橋上標(biāo)明“得、失”和“電子數(shù)”。
夫eX2
X-I-J
例:MnO4-4HC1MriCl-J-Clt-F2HO
I2T22Z
得Ne
(2)單線橋法
①箭號由反應(yīng)物中失電子元素指向得電子元素;
②橋上只標(biāo)“電子數(shù)”
eX2(或2e)
J+
例:MnO2+4HC1=^=MriCl2+C1t+2H20
三.氧化劑和還原劑間反應(yīng)的規(guī)律一反應(yīng)的條件與規(guī)律
1、強(qiáng)弱律一物質(zhì)的氧化性、還原性強(qiáng)弱判斷
氧化劑+還原劑一還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物
(強(qiáng)氧化性)(強(qiáng)還原性)
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