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1、第一章 从实验学化学 第一节 化学实验基本方法一、熟悉化学实验基本操作危险化学品标志，如酒精、汽油易燃液体；浓H2SO4、NaOH（酸碱）腐蚀品二、混合物的分离和提纯：1、分离的方法：分离和提纯的方法分离的物质应注意的事项应用举例过滤用于固液混合的分离一贴、二低、三靠如粗盐的提纯蒸馏提纯或分离沸点不同的液体混合物防止液体暴沸，温度计水银球的位置，如石油的蒸馏中冷凝管中水的流向如石油的蒸馏萃取利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同，用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法选择的萃取剂应符合下列要求：和原溶液中的溶剂互不相溶；对溶质的溶解度要远大于原溶剂用四氯化碳萃取溴水里的溴
2、、碘分液分离互不相溶的液体打开上端活塞或使活塞上的凹槽与漏斗上的水孔，使漏斗内外空气相通。打开活塞，使下层液体慢慢流出，及时关闭活塞，上层液体由上端倒出如用四氯化碳萃取溴水里的溴、碘后再分液蒸发和结晶用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物加热蒸发皿使溶液蒸发时，要用玻璃棒不断搅动溶液；当蒸发皿中出现较多的固体时，即停止加热分离NaCl和KNO3混合物2、粗盐的提纯：（1）粗盐的成分：主要是NaCl，还含有MgCl2、CaCl2、Na2SO4、泥沙等杂质。（2）步骤：将粗盐溶解后过滤；在过滤后得到粗盐溶液中加过量试剂BaCl2(除SO42)、Na2CO3(除Ca2、过量的Ba2)、NaOH(除Mg
3、2)溶液后过滤；得到滤液加盐酸(除过量CO32、OH)调pH=7得到NaCl溶液；蒸发、结晶得到精盐。加试剂顺序关键：（）Na2CO3在BaCl2之后；（）盐酸放最后。3、蒸馏装置注意事项：加热烧瓶要垫上石棉网；温度计的水银球应位于蒸馏烧瓶的支管口处；加碎瓷片的目的是防止暴沸；冷凝水由下口进，上口出。4、从碘水中提取碘的实验时，选用萃取剂应符合原则：萃取剂不能与被萃取的物质反应；萃取剂与原溶液溶剂互不相溶。 （密度：水 NaHCO3溶液酸碱性碱性碱性与酸反应剧烈程度较慢（二步反应）较快（一步反应）与酸反应Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2CO32+2H+=CO2+H2ONaHC
4、O3+HCl=NaCl+H2O+CO2HCO3+H+=H2O+CO2热稳定性加热不分解加热分解2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2与CO2反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3不反应与NaOH溶液反应不反应（不能发生离子交换）NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3+OH=H2O+CO32与Ca(OH)2溶液反应Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOHCa2+CO32=CaCO3也能反应生成CaCO3沉淀与CaCl2溶液反应有CaCO3沉淀不反应用途洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用）相互转化Na2CO3
5、 NaHCO3四、焰色反应1、定义：金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊颜色的性质。2、操作步骤：洗烧蘸烧洗。洗的溶液为盐酸。3、 重要元素的焰色：钠元素黄色、 钾元素紫色（透过蓝色的钴玻璃观察，以排除钠的焰色的干扰）焰色反应属物理变化。是元素的性质。第三节 用途广泛的金属材料1、合金的概念：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。2、合金的特性：合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械的性能。合金的硬度一般比它的各成分金属的大 合金的熔点一般比它的各成分金属的低第四章 非金属及其化合物一、硅及其化合物硅的原子结构示意图为 ，硅元素位于元素周期表第
6、三周期第A族，硅原子最外层有4个电子，既不易失去电子又不易得到电子，主要形成四价的化合物。1、单质硅（Si）：（1）物理性质：有金属光泽的灰黑色固体，熔点高，硬度大。（2）化学性质：常温下化学性质不活泼，只能跟F2、HF和NaOH溶液反应。Si2F2SiF4 Si4HFSiF42H2 Si2NaOHH2ONa2SiO32H2在高温条件下，单质硅能与O2和Cl2等非金属单质反应。SiO2SiO2 Si2Cl2SiCl4（3）用途：太阳能电池、计算机芯片以及半导体材料等。（4）硅的制备：工业上，用C在高温下还原SiO2可制得粗硅。SiO22CSi(粗)2CO Si(粗)2Cl2SiCl4 SiCl
7、42H2Si(纯)4HCl2、二氧化硅（SiO2）：（1）SiO2的空间结构：立体网状结构，SiO2直接由原子构成，不存在单个SiO2分子。（2）物理性质：熔点高，硬度大，不溶于水。（3）化学性质：SiO2常温下化学性质很不活泼，不与水、酸反应（氢氟酸除外），能与强碱溶液、氢氟酸反应，高温条件下可以与碱性氧化物反应：与强碱反应：SiO22NaOHNa2SiO3H2O（生成的硅酸钠具有粘性，所以不能用带磨口玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液和Na2SiO3溶液，避免Na2SiO3将瓶塞和试剂瓶粘住，打不开，应用橡皮塞）。与氢氟酸反应SiO2的特性：SiO24HFSiF4+2H2O（利用此反应，氢氟酸能
8、雕刻玻璃；氢氟酸不能用玻璃试剂瓶存放，应用塑料瓶）。高温下与碱性氧化物反应：SiO2CaOCaSiO3（4）用途：光导纤维、玛瑙饰物、石英坩埚、水晶镜片、石英钟、仪器轴承、玻璃和建筑材料等。3、硅酸（H2SiO3）：（1）物理性质：不溶于水的白色胶状物，能形成硅胶，吸附水分能力强。（2）化学性质：H2SiO3是一种弱酸，酸性比碳酸还要弱， SiO2不溶于水，故不能直接由SiO2溶于水制得，而用可溶性硅酸盐与酸反应制取：（强酸制弱酸原理）Na2SiO32HCl2NaClH2SiO3 Na2SiO3CO2H2OH2SiO3Na2CO3（此方程式证明酸性：H2SiO3H2CO3）（3）用途：硅胶作干
9、燥剂、催化剂的载体。4、硅酸盐硅酸盐：硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称。硅酸盐种类很多，大多数难溶于水，最常见的可溶性硅酸盐是Na2SiO3，Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，又称泡花碱，是一种无色粘稠的液体，可以作黏胶剂和木材防火剂。硅酸钠水溶液久置在空气中容易变质：Na2SiO3CO2H2ONa2CO3H2SiO3（有白色沉淀生成）传统硅酸盐工业三大产品有：玻璃、陶瓷、水泥。二、氯及其化合物氯原子结构示意图为 ，氯元素位于元素周期表中第三周期第A族，氯原子最外电子层上有7个电子，在化学反应中很容易得到1个电子形成Cl，化学性质活泼，在自然界中没游离态的氯，氯只以化合态存在（主要
10、以氯化物和氯酸盐）。1、氯气（Cl2）：（1）物理性质：黄绿色有刺激性气味有毒的气体，密度比空气大，易液化成液氯，易溶于水。（氯气收集方法向上排空气法或者排饱和食盐水；液氯为纯净物）（2）化学性质：氯气化学性质非常活泼，很容易得电子，常做作强氧化剂：与金属反应（将金属氧化成最高正价）NaCl2=(点燃)2NaCl CuCl2=(点燃)CuCl22Fe3Cl2=(点燃)2FeCl3（变价金属与氯气反应生成高价氯化物。）与非金属反应Cl2H2 =(点燃) 2HCl（氢气在氯气中燃烧现象：安静地燃烧，发出苍白色火焰）将H2和Cl2混合后在点燃或光照条件下发生爆炸。燃烧定义：所有发光发热的剧烈化学反应
11、都叫做燃烧，不一定要有氧气参加。Cl2与水反应Cl2H2OHClHClO 离子方程式：Cl2H2OHClHClO将氯气溶于水得到氯水（浅黄绿色），氯水含多种微粒，其中有H2O、Cl2、HClO、Cl、H+、OH(极少量，水微弱电离出来的)。漂白性是由于其氯水中的HClO。Cl2与碱液反应：与NaOH反应（制漂白液）：Cl22NaOHNaClNaClOH2O 有效成分：NaClO与Ca(OH)2溶液反应（制漂白粉）：2Cl22Ca(OH)2Ca(ClO)2CaCl22H2O 有效成分：Ca(ClO)2漂白粉的漂白原理：Ca(ClO)2CO2H2O=CaCO3+2HClO生成的HClO具有漂白性。
12、氯气的用途：制漂白粉、自来水杀菌消毒、农药和某些有机物的原料等。2、Cl的检验：原理：根据Cl与Ag反应生成不溶于酸的AgCl沉淀来检验Cl存在。方法：先加稀硝酸酸化溶液（排除CO32干扰）再滴加AgNO3溶液，如有白色沉淀，则说明有Cl存在。三、硫及其化合物1、硫元素的存在：硫元素在自然界中既有游离态又有化合态。（如火山口中的硫就以单质存在）2、硫单质：物质性质：俗称硫磺，淡黄色固体，不溶于水，熔点低。化学性质：S+O2 =(点燃) SO2（空气中点燃淡蓝色火焰，纯氧中蓝紫色）3、二氧化硫（SO2）（1）物理性质：无色、有刺激性气味有毒的气体，易溶于水（1:40），密度比空气大，易液化。（2
13、）SO2的制备：S+O2 =(点燃) SO2或Na2SO3H2SO4Na2SO4SO2H2O（3）化学性质：SO2能与水反应SO2+H2OH2SO3（亚硫酸，中强酸）此反应为可逆反应。可逆反应定义：在相同条件下，正逆方向同时进行的反应。（关键词：相同条件下）SO2为酸性氧化物，是亚硫酸（H2SO3）的酸酐，可与碱反应生成盐和水。a、与NaOH溶液反应：SO2(少量)2NaOHNa2SO3H2O SO22OHSO32H2OSO2(过量)NaOHNaHSO3 SO2OHHSO3b、与Ca(OH)2溶液反应：SO2(少量)Ca(OH)2CaSO3(白色)H2O 2SO2(过量)Ca(OH)2Ca(H
14、SO3) 2 (可溶) 对比CO2与碱反应：CO2(少量)Ca(OH)2CaCO3(白色)+H2O 2CO2(过量)Ca(OH)2Ca(HCO3) 2 (可溶)将SO2逐渐通入Ca(OH)2溶液中先有白色沉淀生成，后沉淀消失，与CO2逐渐通入Ca(OH)2溶液实验现象相同，所以不能用石灰水来鉴别SO2和CO2。能使石灰水变浑浊的无色无味的气体一定是二氧化碳，这说法是对的，因为SO2是有刺激性气味的气体。SO2具有强还原性，能与强氧化剂（如酸性高锰酸钾溶液、氯气、氧气等）反应。SO2能使酸性KMnO4溶液、新制氯水褪色，显示了SO2的强还原性（不是SO2的漂白性）。（催化剂：粉尘、五氧化二钒）S
15、O2Cl22H2OH2SO42HCl（将SO2气体和Cl2气体混合后作用于有色溶液，漂白效果将大大减弱。）SO2的弱氧化性：如2H2SSO23S2H2O（有黄色沉淀生成） SO2的漂白性：SO2能使品红溶液褪色，加热会恢复原来的颜色。用此可以检验SO2的存在。SO2Cl2漂白的物质漂白某些有色物质使湿润有色物质褪色原理与有色物质化合生成不稳定的无色物质与水生成HClO，HClO具有漂白性，将有色物质氧化成无色物质加热能恢复原色（无色物质分解）不能复原SO2的用途：漂白剂、杀菌消毒、生产硫酸等。4、硫酸（H2SO4）（1）浓硫酸的物理性质：纯的硫酸为无色油状粘稠液体，能与水以任意比互溶（稀释浓硫
16、酸要规范操作：注酸入水且不断搅拌）。质量分数为98%（或18.4mol/l）的硫酸为浓硫酸。不挥发，沸点高，密度比水大。（2）浓硫酸三大性质：吸水性、脱水性、强氧化性。吸水性：浓硫酸可吸收结晶水、湿存水和气体中的水蒸气，可作干燥剂，可干燥H2、O2、SO2、CO2等气体，但不可以用来干燥NH3、H2S、HBr、HI、C2H4五种气体。脱水性：能将有机物（蔗糖、棉花等）以水分子中H和O原子个数比21脱水，炭化变黑。强氧化性：浓硫酸在加热条件下显示强氧化性（6价硫体现了强氧化性），能与大多数金属反应（无H2产生），也能与非金属反应。()与大多数金属反应（如铜）：2H2SO4 (浓)Cu=()CuS
17、O42H2OSO2 （此反应浓硫酸表现出酸性和强氧化性 ）()与非金属反应（如C反应）：2H2SO4(浓)C=()CO2 2H2OSO2 （此反应浓硫酸表现出强氧化性 ）注意：常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化。3、硫酸的用途：干燥剂、化肥、炸药、蓄电池、农药、医药等。四、氮及其化合物1、氮的氧化物：NO2和NON2O2 =(高温或放电) 2NO，生成的一氧化氮很不稳定： 2NOO2 = 2NO2一氧化氮：无色气体，有毒，不溶于水。是空气中的污染物。二氧化氮：红棕色气体（与溴蒸气颜色相同）、有刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水，并与水反应：3NO2H2O2HNO3NO，此反应
18、中NO2既是氧化剂又是还原剂。以上三个反应是“雷雨固氮”、“雷雨发庄稼”的反应。2、硝酸（HNO3）：（1）硝酸物理性质：纯硝酸是无色、有刺激性气味的油状液体。低沸点（83）、易挥发，在空气中遇水蒸气呈白雾状。98%以上的硝酸叫“发烟硝酸”，常用浓硝酸的质量分数为69%（2）硝酸的化学性质：具有一般酸的通性，稀硝酸遇紫色石蕊试液变红色，浓硝酸遇紫色石蕊试液先变红（H作用）后褪色（浓硝酸的强氧化性）。用此实验可证明浓硝酸的氧化性比稀硝酸强。浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂，能氧化大多数金属，但不放出氢气，通常浓硝酸产生NO2，稀硝酸产生NO，如：Cu4HNO3(浓)Cu(NO3)22NO22H2O3C
19、u8HNO3(稀)3Cu(NO3)22NO4H2O反应还原剂与氧化剂物质的量之比为12；反应还原剂与氧化剂物质的量之比为32。常温下，Fe、Al遇浓H2SO4或浓HNO3发生钝化，（说成不反应是不妥的），加热时能发生反应：Fe6HNO3(浓)Fe(NO3)33NO23H2O当溶液中有H和NO3时，相当于溶液中含HNO3，此时，因为硝酸具有强氧化性，使得在酸性条件下NO3与具有强还原性的离子如S2、Fe2、SO32、I、Br （通常是这几种）因发生氧化还原反应而不能大量共存。（有沉淀、气体、难电离物生成是因发生复分解反应而不能大量共存。）3、氨气（NH3）（1）氨气的物理性质：无色气体，有刺激性
20、气味、比空气轻，易液化，极易溶于水，1体积水可以溶解700体积的氨气（可做红色喷泉实验）。浓氨水易挥发出氨气。（2）氨气的化学性质：a.溶于水溶液呈弱碱性：NH3H2ONH3H2ONH4OH生成的一水合氨NH3H2O是一种弱碱，很不稳定，受热会分解：NH3H2ONH3 H2O氨气或液氨溶于水得氨水，氨水的密度比水小，并且氨水浓度越大密度越小，计算氨水浓度时，溶质是NH3，而不是NH3H2O。氨水中的微粒：H2O、NH3、NH3H2O、NH4、OH、H(极少量，水微弱电离出来)。喷泉实验的原理：是利用气体极易被一种液体吸收而形成压强差，使气体容器内压强降低，外界大气压把液体压入气体容器内，在玻璃
21、导管尖嘴处形成美丽的“喷泉”。喷泉实验成功的关键：（1）气体在吸收液中被吸收得既快又多，如NH3、HCl、HBr、HI、NO2用水吸收，CO2、SO2，Cl2、H2S等用NaOH溶液吸收等。（2）装置的气密性要好。（3）烧瓶内的气体纯度要大。b.氨气可以与酸反应生成盐：NH3HClNH4Cl NH3HNO3NH4NO3 2NH3H2SO4(NH4)2SO4因NH3溶于水呈碱性，所以可以用湿润的红色石蕊试纸检验氨气的存在，因浓盐酸有挥发性，所以也可以用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近集气瓶口，如果有大量白烟生成，可以证明有NH3存在。（3）氨气的实验室制法：（课本P88图433）1）原理：铵盐与碱共热产生
22、氨气2）装置特点：固固气体，与制O2相同。3）收集：向下排空气法。4）验满：a.湿润的红色石蕊试纸（NH3是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体）b.蘸浓盐酸的玻璃棒(产生白烟)5) 干燥：用碱石灰（NaOH与CaO的混合物）或生石灰在干燥管或U型管中干燥。不能用CaCl2、P2O5、浓硫酸作干燥剂，因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl28NH3。P2O5、浓硫酸均能与NH3反应，生成相应的盐。所以NH3通常用碱石灰干燥。6) 吸收：在试管口塞有一团湿的棉花其作用有两个：一是减小氨气与空气的对流，方便收集氨气；二是吸收多余的氨气，防止污染空气。（4）氨气的用途：液氨易挥发，汽化过程中会吸收热量，使得周围环境温度降低，因此，液氨可以作制冷剂。4、铵盐铵盐均易溶于水，且都为白色晶体（很多化肥都是铵盐）。(1)受热易分解，放出氨气：NH4ClNH3HCl NH4HCO3NH3H2OCO2(2)干燥的铵盐能与碱固体混合加热反应生成氨气，利用这个性质可以制备氨气：2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(3)NH4的检验：样品加碱混合加热，放出的气体能使湿的红色石蕊试纸变蓝，则证明该物质会有NH4。