一、钠及其化合物的性质
金属钠:(自然界中无钠单质)银白色固体、有金属光泽、密度比煤油大比水小、质软、熔点低,保存于煤油中。 1.钠在空气中缓慢氧化:4Na + O2 == 2Na2O(白色) 钠在空气中燃烧:2Na + O2 2.钠与水反应:2Na + 2H2O == 2NaOH + H2↑ 实质:钠与水中的H+反应
现象:① 钠浮在水面上(密度小于水); ② 熔化为银白色小球(熔点低、放热); ③ 在水面上四处游动;
④ 伴有嘶嘶响声(放出气体—H2); ⑤ 滴有酚酞的水变红色(产生碱性物质—NaOH)
钠与酸反应:2Na + 2HCl == 2NaCl + H2↑ 3.钠的化合物性质比较: 物质 颜色 化合物类型 生成条件 氧的化合价 与水反应 与CO2 用途 二、氯及其化合物的性质
1.工业制法(氯碱工业)——电解饱和食盐水 2NaCl + 2H2O 2.实验室制法: (1)反应原理:MnO2 + 4HCl (浓) 离子反应:MnO2 + 4H+ + 2Cl
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Na2O2(淡黄色)
氧化钠(Na2O) 白色 碱性氧化物 常温和氧气反应 -2 Na2O + H2O = 2NaOH Na2O + CO2 = Na2CO3 制NaOH 过氧化钠(Na2O2) 淡黄色 过氧化物 加热和氧气反应 -1 2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2↑ 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 供氧剂、氧化剂、漂白剂 2NaOH + H2↑ + Cl2↑
MnCl2 + 2H2O + Cl2↑
Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
(2)反应仪器:圆底烧瓶、分液漏斗。实验装置如图:
①装置中所盛试剂及其作用:
饱和食盐水:除去氯气中的氯化氢气体; 浓硫酸:除去氯气中的水蒸气(或干燥氯气) 氢氧化钠溶液:吸收尾气中的氯气。 ①验满方法
可在瓶口用湿润的淀粉碘化钾试纸(变蓝)来检验,也可以用湿润的有色布条(褪色)来检验。 3.工业制氯气的反应原理(电解饱和食盐水):4.氯气的性质
物理性质:黄绿色、刺激性气味、有毒、密度比空气大、可溶于水(1:2) 化学性质:
(1)Cl2与金属反应(一般将金属氧化成高价态) 2Fe + 3Cl2 (2)Cl2与非金属反应 氢气在氯气中点燃:H2 + Cl2 氢气和氯气混合、光照:H2 + Cl2
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2FeCl3
2HCl 现象:苍白色火焰,生成大量白雾
2HCl 现象:爆炸
(3)Cl2与碱的反应
氯气与氢氧化钠的反应:Cl2 + 2NaOH == NaCl + NaClO + H2O NaClO为84消毒液主要成分; 制取漂白粉(氯气能通入石灰浆):2Cl2 + 2Ca(OH)2 == CaCl2 + Ca(ClO)2 + 2H2O CaCl2、Ca(ClO)2为漂白粉的主要成分、Ca(ClO)2为漂白粉的有效成分。 氯气的用途:自来水的消毒、农药的生产、药物的合成等。 (4)次氯酸钠在空气中变质:NaClO + CO2 + H2O == NaHCO3 + HClO (5)次氯酸钙在空气中变质:Ca(ClO)2 + CO2 + H2O == CaCO3↓ + 2HClO 5.氯水:氯气与水反应生成的混合物。 Cl2 + H2O == HClO + HCl
成分:三分子(H2O、Cl2、HClO) 四离子(H+、Cl、ClO、OH)
实验内容 滴入AgNO3 加入镁条 滴到红色纸条上 滴到蓝色石蕊试纸上 实验现象 生成白色沉淀 镁条上有细小气泡产生 红色纸条退色 溶液显红色,又慢慢变为无色 结论 氯水中含有Cl 氯水中含有H+ 氯水中含有漂白性物质 氯水中含有H+和漂白性的物质 2HCl + O2↑
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氯水性质:① 酸性(H+);① 氧化性(Cl2);① 漂白性(HClO);① 不稳定性:2HClO 6.氯水、新制氯水、久置氯水比较: 物质 物质类别 颜色 所含微粒 主要性质 保存 三、物质的量
1.物质的量是一个物理量,符号为n,单位为摩尔(mol)。
液氯 单质 黄绿色 Cl2 有氧化性无漂白性 低温密封 新制氯水 混合物 黄绿色 分子:H2O、Cl2、HClO ---离子:H+、ClO、Cl、OH 久置氯水 混合物 无色 H2O、H+、Cl、OH 有酸性,无强氧化性和漂白性 —— --有酸性、强氧化性、漂白性、能杀菌、消毒 棕色瓶盛装,置阴凉处 2.阿伏伽德罗常数:物理量,符号为NA,NA = 6.02 × 1023 mol1。1mol任何微粒所含微粒数为6.02 × 1023。 3.使用摩尔做单位时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子等,不能是宏观物质,如大米。 4.数学表达式 :N = n × NA 公式变形:n = N / NA 四、摩尔质量
1.定义:单位物质的量(1mol)的物质所具有的质量叫做摩尔质量,符号:M,单位:g/mol。 2.数学表达式:m = n × M 公式变形:n = m / M N = ( m / M ) × NA
3.摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量(但是两个不同的概念)。 五、气体摩尔体积
1.定义:单位物质的量(1mol)的气体所占的体积叫做气体摩尔体积,符号:Vm,单位:L/mol。
2.在标准状况(0 oC,101 kPa)下,1 mol任何气体的体积都约为22.4 L,此时,气体摩尔体积Vm = 22.4 L/mol。 3.数学表达式:V = n × Vm 公式变形:n = V / Vm N = ( V / Vm ) × NA 4.阿伏伽德罗定律:在同温同压下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。
公式:PV = nRT,其中,P:压强,V:体积,n:物质的量,R:常数,T:热力学温标。 推论1:同温同压下,任何气体的体积之比等于物质的量(分子数)之比。 推论2:同温同体积下,任何气体的压强之比等于物质的量(分子数)之比。 推论3:同温同压下,任何气体的密度之比等于摩尔质量(相对分子质量)之比。 推论4:同温同压同质量下,任何气体的体积之比等于摩尔质量之比的倒数。
2
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六、物质的量浓度
定义:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量,叫做溶质B的物质的量浓度。 1.CB = nB / V溶液,单位:mol/L 公式变形:nB = CB × V溶液 注意点:①溶液物质的量浓度与其溶液的体积没有任何关系;
②溶液稀释:C浓溶液 • V浓溶液 = C稀溶液 • V稀溶液,简化:C1 • V1 = C2 • V2
2.物质的量浓度与质量分数之间的转化:
公式1:CB = ρω / MB C:mol/L,M: g/mol,ρ:g/L 公式2:CB =1000 ρω / MB C:mol/L,M: g/mol,ρ:g/mL 3.一定物质的量浓度的配制
(1)主要操作:计算:m = n × M = C × V × M;称量;溶解;转移;洗涤;定容;摇匀;贮存溶液。 (2)所需仪器:托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶 容量瓶上标有:温度、容量、刻度线 注意事项:①选用与欲配制溶液体积相同的容量瓶; ②使用前必须检查是否漏水; ③不能在容量瓶内直接溶解;④溶解完的溶液等冷却至室温时再转移; ⑤定容时,当液面离刻度线1―2cm时改用滴管,以平视法观察加水至液面最低处与刻度相切为止。 (3)误差分析:
操作 称量NaOH时间过长或用纸片称取 移液前容量瓶内有少量的水 向容量瓶转移液体时少量流出 未洗涤烧杯、玻璃棒 未冷却至室温就移液
七、分散系
分散系:分散质分散到分散剂中形成的混合物。分为溶液、胶体、浊液(本质区别:微粒大小不同) 胶体:
1.定义:分散质粒子直径介于1~100nm之间的分散系。 特点:透明、均匀、稳定 2.胶体性质:① 丁达尔现象(鉴别溶液和胶体);② 聚沉;③ 电泳;④ 布朗运动
3.胶体提纯:渗析(半透膜) 胶体应用:如卤水点豆腐、明矾净水、血液透析、三角洲的形成等。
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对溶液浓度影响 偏低 不变 偏低 偏低 偏高 操作 定容时,水加多后用滴管吸出 定容摇匀时液面下降再加水 定容时俯视读数 定容时仰视读数 对溶液浓度影响 偏低 偏低 偏高 偏低 八、物质的分类(按组成)
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九、电解质和非电解质
1.电解质:水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,如:酸、碱、盐、绝大部分金属氧化物。
非电解质:在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物,如:SO2、SO3、CO2、NH3、大部分的有机物。 注意:电解质、非电解质都是化合物,不能是单质和混合物; 2.电解质电离:
(1)定义:电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动离子的过程。 (2)电离方程式书写步骤(以MgCl2电离为例) ① 写:写出化学式。 MgCl2
② 拆:拆成阳离子和阴离子。 MgCl2 — Mg2+ + Cl−
注意:原子团和弱酸的酸式酸根离子不能拆,如:ClO−、SO42−、OH−、NH4+;HCO3−、HSO3−。
③ 配:配上系数。 MgCl2 — Mg2+ + 2Cl−
④ 查:检查“=”或“⇌”两边原子数、电荷数是否守恒。 MgCl2 == Mg2+ + 2Cl− 3、电离方程式正误判断:
(1)看符号(拆分、离子形式);(2)看守恒(即是否配平,原子数、电荷数)。 4.离子方程式写法:
(1)写:写出反应的化学方程式 (2)拆:把易溶于水、易电离的物质拆成离子形式 (3)删:将不参加反应的离子从方程式两端删去 (4)查:查方程式两端原子个数和电荷数是否相等 5.离子方程式正误判断:
(1)看事实:看反应能否进行或反应产物是否正确; (2)看符号:看物质是否可拆,拆分是否正确; (3)看守恒:看原子个数、电荷数是否守恒; (4)看完整:看是否书写完整。 6.离子共存问题:能反应的离子不能共存
(1)无色溶液应排除有色离子:Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、Cu2(蓝色)、MnO4(紫色); 注意区分澄清透明!
(2)生成难溶物质的离子:如Ba2和SO42、Ag和Cl、Ca2和CO32、Mg2和OH等; (3)生成气体或易挥发性物质的离子:如H和CO32、HCO3、SO32,OH和NH4等; (4)结合生成难电离物质(水)的离子不能大量共存:如H和OH,OH和HCO3等; (5)发生氧化还原反应:如Fe3与S2、I,Fe2+与NO3(H+)等; (6)发生络合反应:如Fe3与SCN等。 十、常见物质的检验 离子 Cl -+
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检验试剂 AgNO3溶液,稀硝酸 ①BaCl2溶液、稀盐酸 ①盐酸、石灰水 ①无色酚酞;①紫色石蕊试液;①pH试纸 主要实验现象 生成的白色沉淀不溶于稀硝酸 ①生成的白色沉淀能溶于稀盐酸 ①生成能使石灰水变浑浊的无色气体 ①变红;①变蓝; ①显蓝色至深蓝色 -离子方程式及说明 Ag+ + Cl = AgCl↓ (白色) ① Ba2+ + CO32 = BaCO3↓ BaCO3 + 2H+ = Ba2+ + CO2↑ + H2O ① CO32 + 2H+ = CO2↑ + H2O CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ (白色) + H2O OH表现出碱性 Ba2+ + SO42 = BaSO4↓ (白色) H+表现出酸性 Fe3+ + 3SCN NH4+ + OH ------CO32- OH SO42 H+ Fe3+ NH4+ --可溶性钡盐溶液,稀盐酸 生成不溶于稀盐酸的白色沉淀 ①紫色石蕊试液 ①pH试纸 硫氰化钾溶液 氢氧化钠溶液、红色石蕊试纸 ①变红色 ①变红色 溶液变成血红色 加热有刺激性气味气体生成,使试纸变蓝 Fe(SCN)3 (血红色) NH3↑ + H2O NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝
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十一、氧化还原反应:有电子转移的反应 1.氧化还原反应
实质:电子发生转移(得失或偏移);
判断依据:元素化合价发生变化(单质:零价;化合物:整体为零原则)。 2.氧化还原反应中概念及其相互关系如下:
还原剂(高、失、氧):失去电子——化合价升高——被氧化(发生氧化反应)——有还原性 氧化剂(低、得、还):得到电子——化合价降低——被还原(发生还原反应)——有氧化性 注:得电子数 = 失电子数 = 电子转移数
3.氧化性:氧化剂 > 氧化产物(元素化合价升高的产物) 还原性:还原剂 > 还原产物(元素化合价降低的产物) 4.氧化还原反应的表示:
双线桥法:在反应物和生产物之间表示电子转移结果,该法侧重于表示同一元素的原子或离子间的电子转移。
注意:
b、线桥的起止应对应同一元素;
a、线桥从方程式的左端指向右端,即反应物指向生产物;
c、线桥上应标出电子得失情况,且两条线桥上标明的得到与失去的电子的总数应该相等。 5.常见氧化剂和还原剂
常见氧化剂:(1)非金属性较强的单质:F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3 (2)高价金属阳离子:Fe3+、Cu2+、Sn4+、Ag+
(3)变价元素中较高价态化合物:KMnO4、MnO2、KClO3、HClO、K2Cr2O7、浓H2SO4、HNO3 (4)其它:Na2O2、H2O2
常见还原剂:(1)金属性较强的单质:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe (2)低价金属阳离子:Fe2+、Cu+、Sn2+ (3)某些非金属单质:H2、C、Si、P、S
(4)变价元素中某些低价态化合物:H2S/S2-、HBr/Br-、HI/I-、NH3、CO、NO、SO2/SO32-、H2C2O4 十二、铁及其化合物性质 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,溶液显血红色。 2.主要反应的化学方程式:
① 铁与盐酸的反应:Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑ Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑
② 铁与硫酸铜反应(湿法炼铜):Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu Fe + Cu2+ == Fe2+ + Cu
③ 氯化亚铁溶液中滴加氯水(除去氯化铁中的氯化亚铁):2FeCl2 + Cl2 == 2FeCl3 2Fe2+ + Cl2 == 2Fe3+ + 2Cl ④ 氢氧化亚铁在空气中变质:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3
⑤ 氯化铁溶液中加入铁粉(除去氯化亚铁中的氯化铁):2FeCl3 + Fe == 3FeCl2 2Fe3+ + Fe == 3Fe2+ ⑥ 铜与氯化铁反应(用氯化铁腐蚀铜电路板):2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+
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