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高中化學(xué)人教版(2019)必修1知識(shí)點(diǎn)第一章物質(zhì)及其變化第一節(jié)物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化一、物質(zhì)的分類1.根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)分類任何物質(zhì)都是由元素組成的,每一種元素都可以形成單質(zhì),有的單質(zhì)有多種形態(tài),如金剛石、石墨和C60都屬于碳單質(zhì),像這樣,由同一種元素形成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì),叫做這種元素的同素異形體。2.樹狀分類法物質(zhì)物質(zhì)混合物:溶液(混合物可以理解為無法書寫化學(xué)式的物質(zhì))純凈物單質(zhì)金屬單質(zhì)非金屬單質(zhì)稀有氣體化合物有機(jī)化合物無機(jī)化合物氧化物酸堿鹽金屬氧化物金屬氧化物非金屬非金屬氧化物一元酸(如H一元酸(如HNO3、H3BO3、H3PO2(次磷酸))二元酸(如H2SO4、H3PO3(亞磷酸))多元酸(如H3PO4)3.分散系及其分類(1)由一種或幾種物質(zhì)以粒子的形式分散到另一種物質(zhì)里形成的體系叫做分散系。(2)分散系中被分散成粒子的物質(zhì)叫分散質(zhì);粒子分散在其中的物質(zhì)叫分散劑。例如:在NaCl溶液中,溶質(zhì)NaCl是分散質(zhì),溶劑水是分散劑。根據(jù)分散質(zhì)粒子直徑大小分為以下幾種:分散系分散系溶液:分散質(zhì)粒子直徑小于1nm膠體:分散質(zhì)粒子直徑大于1nm小于100nm濁液:分散質(zhì)粒子直徑大于100nm氣溶膠:以氣體作為分散劑的分散體系(如,煙、云、霧)氣溶膠:以氣體作為分散劑的分散體系(如,煙、云、霧)液溶膠:以液體作為分散劑的分散體系(如,F(xiàn)液溶膠:以液體作為分散劑的分散體系(如,F(xiàn)e(OH)3膠體、Al(OH)3膠體、硅酸膠體、豆?jié){、牛奶,血液、淀粉膠體)固溶膠:以固體作為分散劑的分散體系(如,有色玻璃、瑪瑙)膠體固溶膠:以固體作為分散劑的分散體系(如,有色玻璃、瑪瑙)4.膠體的性質(zhì)①介穩(wěn)定(穩(wěn)定性:濁液<膠體<溶液)②丁達(dá)爾效應(yīng):由于膠體粒子對(duì)光線散射(光波偏離原來的方向而分散傳播)形成光亮的“通路”的現(xiàn)象。(區(qū)別膠體和溶液的方法)鑒別膠體的步驟:把該鑒別物置于暗處,用激光筆照射,在與光束垂直的方向觀察是否有光亮的“通路”。③電泳:由于膠體粒子帶有電荷,在電場(chǎng)的作用下,膠體粒子在分散劑里作定向移動(dòng),這種現(xiàn)象叫做電泳。應(yīng)用:電泳除塵④聚沉向膠體中加入少量電解質(zhì)溶液時(shí),由于加入的陽(yáng)離子(或陰離子)中和了膠體粒子所帶的電荷,使膠體粒子聚集成為較大的顆粒,從而形成沉淀從分散劑里析出,這個(gè)過程叫做聚沉。(“三角洲”的形成)聚沉的方法:加入電解質(zhì);與帶相反電荷的膠體粒子混合;加熱應(yīng)用:FeCl3溶液止血;“鹵水點(diǎn)豆腐”二、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化1.酸、堿、鹽的性質(zhì)酸:電離時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子全都是H+的化合物。堿:電離時(shí)產(chǎn)生的陰離子全都是OH-的化合物。鹽:電離時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)離子都是金屬離子(銨根離子),陰離子都是酸根離子的化合物氧化物:由氧元素與其他元素形成的二元化合物金屬氧化物:由氧元素與金屬元素形成的二元化合物非金屬氧化物:由氧元素與非金屬元素形成的二元化合物酸性氧化物:能與水作用生成酸或與堿作用只生成一種鹽和水(除了鹽和水以外不包括其它物質(zhì))的氧化物,非金屬氧化物大多是酸性氧化物。(如,Mn2O7、N2O5為酸性氧化物;NO2不是酸性氧化物)堿性氧化物:溶于水而只生成一種堿或與酸反應(yīng)只成一種鹽和水(除了鹽和水以外不包括其它物質(zhì))的氧化物。(如,Na2O為堿性氧化物;Na2O2為過氧化物,非堿性氧化物,Al2O3為兩性氧化物,非堿性氧化物)2.物質(zhì)的轉(zhuǎn)化根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì),通過化學(xué)變化可以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化。第二節(jié)離子反應(yīng)一、電解質(zhì)的電離1.電解質(zhì)和非電解質(zhì)電解質(zhì):在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,如HNO3,NaOH,CH3COOH,NaCl等;非電解質(zhì):在水溶液里和熔融狀態(tài)下都不導(dǎo)電的化合物,如C2H5OH,蔗糖,NH3,CO2等。2.強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì):在水溶液中完全電離的電解質(zhì),如HNO3,NaOH,NaCl等;弱電解質(zhì):在水溶液中部分電離的電解質(zhì),如H2CO3,NH3·H2O,H2O等。2.電離方程式的書寫電離:電解質(zhì)溶于水或受熱熔化,形成自由移動(dòng)的離子的過程。電離的過程可以用電離方程式表示出來。強(qiáng)酸:①HCl=H++Cl-②H2SO4=2H++SO42-強(qiáng)堿:③NaOH=Na++OH-鹽類:④NaHCO3=Na++HCO3-⑤NaHSO4在水溶液中的電離方程式:NaHSO4=Na++H++SO42-NaHSO4在熔融狀態(tài)中的電離方程式:NaHSO4=Na++HSO4-水:⑥H2O?H++OH-弱酸:⑦CH3COOH?CH3COO-+H+⑧H2CO3?HCO3-+H+HCO3-?CO32-+H+弱堿:⑨NH3?H2O?NH4++OH-⑩Fe(OH)3?Fe3++3OH-二、離子反應(yīng)1.離子反應(yīng)發(fā)生的條件(1)定義:在水溶液中有離子參加或生成的化學(xué)反應(yīng)。如酸、堿、鹽之間的復(fù)分解反應(yīng),溶液中的置換反應(yīng)等。(2)發(fā)生條件①發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成沉淀,如CaCO3、BaSO4、AgCl等;生成氣體,如CO2等;生成弱電解質(zhì),如H2O、弱酸、弱堿等。②發(fā)生氧化還原反應(yīng)氧還性離子與還原性離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)后導(dǎo)致溶液中離子濃度改變2.離子方程式(1)定義:用實(shí)際參加反應(yīng)的離子符號(hào)表示反應(yīng)的式子。(2)離子方程式的書寫方法一:以Na2SO4溶液與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)為例,說明離子方程式的書寫步驟。第一步,寫:寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式第二步,拆:把易溶于水、易電離的物質(zhì)寫成離子形式,難溶或難電離的物質(zhì)以及氣體等仍用化學(xué)式表示。上述化學(xué)方程式可改寫成第三步,刪:刪去方程式兩邊不參加反應(yīng)的離子第四步,查:檢查離子方程式兩邊各元素的原子個(gè)數(shù)和電荷數(shù)是否相等方法二:根據(jù)離子反應(yīng)的實(shí)質(zhì)直接寫出離子反應(yīng)方程式。以Na2SO4溶液與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)為例說明。第一步:分析物質(zhì)在水溶液中的電離程度,如果是強(qiáng)電解質(zhì)就以離子書寫。所以Na2SO4溶液與Ba(OH)2溶液對(duì)應(yīng)電離為Na+、SO42-、Ba2+、OH-。第二步:按離子反應(yīng)條件找到反應(yīng)的離子。Ba2+與SO42-能生成沉淀,所以這組離子反應(yīng)離子反應(yīng)。第三步:書寫離子方程式。要符合電荷守恒、原子守恒。如果是氧化還原反應(yīng)的話也要符合電子守恒。離子方程式寫成:三、離子共存問題溶液中的離子若發(fā)生反應(yīng)或違背題目限制條件則不能大量共存,否則能大量共存。常見離子不能相互共存的原因有以下幾種:發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)不共存(1)有氣體生成=1\*GB3①H+與、生成CO2不能大量共存;=2\*GB3②H+與、生成SO2不能大量共存;=3\*GB3③H+與、生成H2S不能大量共存。(2)有沉淀生成①Ca2+與生成CaCO3不能大量共存;②Ag+與生成AgCl不能大量共存;=3\*GB3③Ba2+與生成BaSO4不能大量共存;=4\*GB3④Ba2+與生成BaCO3不能大量共存;=5\*GB3⑤Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+與生成Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2不能大量共存。(3)有弱電解質(zhì)(弱酸、弱堿、水)生成①與H+生成H2O不能大量共存;②與生成H2O不能大量共存。③HCO3-與H+生成H2CO3不能大量共存;④與NH4+生成NH3·H2O不能大量共存。2.發(fā)生氧化還原反應(yīng)不共存:(1)溶液有()/Cr2O72﹣()不能與、、、、、共存。(2)溶液有不能與、、、共存。(3)溶液有()不能與、、、共存。(4)溶液有不能與、、共存。3.形成絡(luò)合物不共存與、、;和等形成絡(luò)合物而不共存4.發(fā)生雙水解反應(yīng)不共存該不共存類型是發(fā)生了雙水解,而且反應(yīng)發(fā)生的比較徹底,所以不能共存。并不是只要發(fā)生了雙水解就一定不共存,如NH4+與CO32-能發(fā)生雙水解,但反應(yīng)是不完全的,反應(yīng)后仍有離子剩余,則二者可以認(rèn)為共存。復(fù)合條件當(dāng)題目中出現(xiàn)以下物質(zhì)時(shí),要注意該物質(zhì)進(jìn)入水溶液后體現(xiàn)什么性質(zhì),與水反生反應(yīng)的產(chǎn)物體現(xiàn)什么性質(zhì)。因避免這些性質(zhì)導(dǎo)致的不共存。以下總結(jié)了常見的添加物質(zhì)所引入的性質(zhì)。加入物質(zhì)體現(xiàn)性質(zhì)Na2O2氧化性堿性氯水氧化性酸性Cl﹣SO2/H2SO3酸性氧化性還原性6.限定條件題目中會(huì)給出限定條件下的離子反應(yīng),所以除了考慮給出的離子是否共存外,也應(yīng)注意限定條件的影響。限制溶液酸性的條件:pH<7的溶液;使紫色石蕊變紅;加鎂粉放氫氣;(2)限制溶液堿性的條件:pH>7的溶液;使紅色石蕊變藍(lán);使酚酞呈紅色;(3)可酸可堿的條件:離子不能大量存在的溶液。(4)有色離子:Fe2+(淺綠色)、Fe3+(黃色)、Cu2+(藍(lán)色)、(紫紅色)等。四、常見的離子檢驗(yàn)1.常見的陽(yáng)離子的檢驗(yàn)(1)Na+、K+的檢驗(yàn)采用試劑:鉑絲、HCl溶液操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:用稀鹽酸洗凈鉑絲,放在酒精燈外焰上灼燒,直到與原來火焰顏色相同,然后用鉑絲蘸取少許待測(cè)溶液在酒精燈外焰上灼燒,若火焰呈黃色則證明溶液中含有Na+;若火焰不呈黃色則證明溶液中不含有Na+;透過藍(lán)色鈷玻璃觀察若有紫色火焰則證明溶液中含有K+,若沒有觀察到紫色火焰則證明溶液中不含有K+。(2)NH4+的檢驗(yàn)采用試劑及用品:NaOH溶液、紅色石蕊試紙操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取待測(cè)液少許于試管中,加入過量的濃氫氧化鈉溶液,加熱,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體,若試紙變藍(lán)則證明溶液里含有NHeq\o\al(+,4),反之則溶液里不含NHeq\o\al(+,4)。(3)Mg2+的檢驗(yàn)采用試劑:NaOH溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取可能含有Mg2+、Al3+待測(cè)液少許于試管中,向其中加入NaOH溶液時(shí)生成白色沉淀,若再加入過量的NaOH溶液時(shí)白色沉淀不溶解或不完全溶解則證明溶液里含有Mg2+,反之則溶液里不含Mg2+。(4)Al3+的檢驗(yàn)采用試劑:NaOH溶液;操作步聚和反應(yīng)現(xiàn)象:取可能含有Mg2+、Al3+待測(cè)液少許于試管中,向其中滴加少量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加入過量NaOH溶液若沉淀溶解則證明溶液里含有Al3+,反之則溶液里不含Al3+(5)Ag+的檢驗(yàn)采用試劑:HNO3酸化的NaCl溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,加入HNO3酸化的NaCl溶液,若白色沉淀生成,則證明溶液里含有Ag+,反之則溶液里不含Ag+。(6)Fe2+的檢驗(yàn)①采用試劑:K3[Fe(CN)6]溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,滴加K3[Fe(CN)6]溶液若有藍(lán)色沉淀生成則證明溶液里含有Fe2+,反之則證明溶液里不含F(xiàn)e2+。②采用試劑:KSCN溶液、氯水;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先滴加幾滴KSCN溶液無明顯現(xiàn)象;再滴加新制的氯水,若溶液變成血紅色則證明溶液里含有Fe2+,反之,則證明溶液里不含F(xiàn)e2+。(7)Fe3+的檢驗(yàn)采用試劑:KSCN溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變成血紅色,則證明溶液里含有Fe3+,反之則證明溶液里不含F(xiàn)e3+。(8)Cu2+的檢驗(yàn)采用試劑:NaOH溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,加入NaOH溶液,若藍(lán)色絮狀沉淀生成,則證明溶液里含有Cu2+,反之則溶液里不含Cu2+。2.常見的陰離子的檢驗(yàn)(1)Cl﹣的檢驗(yàn)采用試劑:稀硝酸、AgNO3溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加稀硝酸無明顯現(xiàn)象;再滴加AgNO3溶液若產(chǎn)生白色沉淀則證明溶液里含有Cl-,反之則證明溶液里不含Cl-。(2)Br﹣的檢驗(yàn)①采用試劑:AgNO3溶液、稀硝酸;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加AgNO3溶液產(chǎn)生淡黃色沉淀,再滴加稀硝酸,若產(chǎn)生淡黃色沉淀不溶解則證明溶液里含有Br﹣,反之則證明溶液里不含Br﹣。②采用試劑:CCl4溶液、氯水;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加CCl4溶液,溶液分層,下層溶液無色;再滴加氯水,振蕩、靜置,若下層溶液變?yōu)槌燃t色則證明溶液里含有Br﹣,反之則證明溶液里不含Br﹣。(3)I﹣的檢驗(yàn)①采用試劑:AgNO3溶液、稀硝酸;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加AgNO3溶液產(chǎn)生黃色沉淀,再滴加稀硝酸,若產(chǎn)生黃色沉淀不溶解則證明溶液里含有I﹣,反之則證明溶液里不含I﹣。②采用試劑:CCl4溶液、氯水;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加CCl4溶液,溶液分層,下層溶液無色;再滴加氯水,振蕩、靜置,若下層溶液變?yōu)樽霞t色,則證明溶液里含有I﹣,反之則證明溶液里不含I﹣。③采用試劑:淀粉、氯水;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加淀粉,溶液無明顯現(xiàn)象;再滴加氯水,若溶液變成藍(lán)色則證明溶液里含有I﹣,反之則證明溶液里不含I﹣。(4)CO32﹣的檢驗(yàn)采用試劑:氯化鋇溶液、稀鹽酸、澄清石灰水;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加入氯化鋇溶液有沉淀生成;過濾,向?yàn)V渣中加入稀鹽酸,濾渣溶解同時(shí)生成無色無味氣體,再將氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,則證明溶液里含有CO32﹣,反之則證明溶液里不含CO32﹣。(5)SO42﹣的檢驗(yàn)采用試劑:稀鹽酸、氯化鋇溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加過量稀鹽酸無明顯現(xiàn)象(若有沉淀)則靜置后取上層清液繼續(xù)實(shí)驗(yàn));再加入氯化鋇溶液,若產(chǎn)生白色沉淀則證明溶液里含有SOeq\o\al(2-,4),反之則證明溶液里不含SOeq\o\al(2-,4)。(6)NO3﹣的檢驗(yàn)采用試劑:稀硫酸、Cu屑;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,先加稀硫酸無明顯現(xiàn)象;再加入銅屑,若先產(chǎn)生無色無味氣體,后氣體變成紅棕色則證明溶液里含有NO3﹣,反之則證明溶液里不含NO3﹣。(7)S2﹣的檢驗(yàn):采用試劑:CuSO4溶液;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,加入CuSO4溶液,有黑色沉淀產(chǎn)生;再加入稀H2SO4溶液,若沉淀不溶解則證明溶液里含有S2﹣,反之則證明溶液里不含S2﹣。(8)S2O32﹣的檢驗(yàn):采用試劑:稀鹽酸;操作步驟和反應(yīng)現(xiàn)象:取少許待測(cè)液于試管中,加入稀鹽酸,若有黃色沉淀析出,同時(shí)有刺激性氣體產(chǎn)生則證明溶液里含有S2O32﹣,反之則證明溶液里不含S2O32﹣。第三節(jié)氧化還原反應(yīng) 一、氧化還原反應(yīng)1.基本概念氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)氧化反應(yīng):物質(zhì)所含元素化合價(jià)升高,失電子的反應(yīng);還原反應(yīng):物質(zhì)所含元素化合價(jià)降低,得電子的反應(yīng)。氧化還原反應(yīng):氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在一個(gè)反應(yīng)中同時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。氧化劑和還原劑氧化劑:得到電子(或電子對(duì)偏向)的物質(zhì),在反應(yīng)時(shí)所含元素化合價(jià)降低;還原劑:失去電子(或電子對(duì)偏離)的物質(zhì),在反應(yīng)時(shí)所含元素化合價(jià)升高。氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物氧化產(chǎn)物:還原劑失去電子(或電子對(duì)偏離)后的產(chǎn)物,表現(xiàn)為化合價(jià)升高;還原產(chǎn)物:氧化劑得到電子(或電子對(duì)偏向)后的產(chǎn)物,表現(xiàn)為化合價(jià)降低。氧化性和還原性氧化性:氧化劑在反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì),是物質(zhì)得電子的能力。越容易得電子的物質(zhì),氧化性越強(qiáng),氧化劑和氧化產(chǎn)物都具有氧化性;還原性:還原劑在反應(yīng)中表現(xiàn)出來的性質(zhì),是物質(zhì)失電子的能力。越容易失電子的物質(zhì),還原性越強(qiáng),還原劑和還原產(chǎn)物都具有還原性。2.氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)和判斷依據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移(電子的得失或共用電子對(duì)的偏移)。氧化還原反應(yīng)的特征是元素的化合價(jià)是否發(fā)生改變(升高或降低)。3.電子轉(zhuǎn)移表示方法①雙線橋法表示同一元素反應(yīng)前后電子轉(zhuǎn)移情況時(shí),分別將氧化劑與其還原產(chǎn)物、還原劑與其氧化產(chǎn)物中相應(yīng)的變價(jià)元素用直線連接起來,箭頭從反應(yīng)物指向產(chǎn)物,線上標(biāo)出得失電子總數(shù),該方法稱為“雙線橋法”。FeFe+CuSO4==FeSO4+Cu得2e-失222e-②單線橋法 單線橋法在表示氧化劑和還原劑之間元素的電子轉(zhuǎn)移情況時(shí),將氧化劑中降價(jià)元素與還原劑中升價(jià)元素用直線連接起來,箭頭從還原劑指向氧化劑,線上標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移總數(shù),該方法稱為“單線橋法”。FeFe+CuSO4==FeSO4+Cu2e-4.氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)化合反應(yīng)分解反應(yīng)置換反應(yīng)復(fù)分解反應(yīng)二、氧化劑和還原劑1.常見的氧化劑和還原劑常見的氧化劑活潑非金屬單質(zhì)F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3元素處于高價(jià)態(tài)時(shí)候的離子Fe3+、Cu2+、Ag+、H+、ClO-(H+)、(H+)MnO4-、Cr2O72-金屬氧化物CuO、Fe2O3含氧酸濃H2SO4、HNO3、HClO過氧化物Na2O2、H2O2常見的還原劑非金屬單質(zhì)H2、C、S金屬單質(zhì)Na、Mg、Al、Zn、Fe元素處于低價(jià)態(tài)時(shí)候的離子Fe非金屬氧化物SO2、CO低價(jià)態(tài)的化合物H2S、HBr、HI、NH3三、氧化還原反應(yīng)的配平1.配平原則電子守恒原則:反應(yīng)中還原劑失去電子的總數(shù)與氧化劑得到電子的總數(shù)相等;(2)電荷守恒原則:若為離子反應(yīng),反應(yīng)前后離子所帶正負(fù)電荷總數(shù)相等;(3)質(zhì)量守恒原則:反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)數(shù)相等。2.配平步驟化合價(jià)升降法是最重要也是最基本的配平方法,以為例配平:標(biāo)變價(jià):找出變價(jià)元素。變價(jià)元素為Mn,C1找升降:找到變價(jià)元素化合價(jià)的升降Mn下降2,Cl上升1定總數(shù):調(diào)整系數(shù),使化合價(jià)升降總數(shù)相等,也就是找到得、失電子數(shù)的最小公倍數(shù)。Mn得2e-×1=2e-,Cl失e-×2=2e-配系數(shù):根據(jù)得失電子總數(shù)確定發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù),進(jìn)而利用元素守恒,配平?jīng)]有參加氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)的系數(shù)。查相等:檢查方程式兩邊各原子的個(gè)數(shù)是否相等,離子方程式還要檢查方程式兩邊的離子所帶的電荷數(shù)是否相等。四、常見的氧化還原反應(yīng)1.普通氧化還原還原劑+氧化劑氧化產(chǎn)物+還原產(chǎn)物例如:2.部分氧化還原反應(yīng)參加反應(yīng)的還原劑(氧化劑)只有部分被氧化(被還原),有關(guān)元素的化合價(jià)只有部分發(fā)生變化。除氧化還原反應(yīng)外,還伴隨著非氧化還原反應(yīng)的發(fā)生。例如:3.自身氧化還原反應(yīng)在該類反應(yīng)中,電子的轉(zhuǎn)移可以發(fā)生在同種物質(zhì)中的不同元素或同種元素不同價(jià)態(tài)之間。例如:4.歸中反應(yīng)此類反應(yīng)的特點(diǎn)是同一種元素在不同的反應(yīng)物中有兩種不同的價(jià)態(tài),反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為中間價(jià)態(tài)。5.歧化反應(yīng)在反應(yīng)中,若氧化作用和還原作用發(fā)生在同一分子中的同一元素上,使該元素的原子(或離子)一部分被氧化,另一部分被還原。這種自身的氧化還原反應(yīng)稱為歧化反應(yīng)。例如:Cl2+H2O?HClO+HCl五、氧化還原反應(yīng)的一般規(guī)律1.價(jià)態(tài)律最高價(jià)元素只有氧化性,最低價(jià)元素只有還原性。價(jià)態(tài)在中間的元素既有氧化性又有還原性。2.強(qiáng)弱律被還原,發(fā)生還原反應(yīng)被還原,發(fā)生還原反應(yīng)得e-,化合價(jià)降低被氧化,發(fā)生氧化反應(yīng)失e-,化合價(jià)升高還原劑氧化劑+氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物+氧化性:氧化劑>氧化產(chǎn)物 還原性:還原劑>還原產(chǎn)物例如:氧化性:Cl2>Fe3+還原性:Fe2+>Cl-氧化性:Fe3+>Fe2+還原性:Fe>Fe2+3.難易律越易失電子的物質(zhì),失電子后就越難得電子;越易得電子的物質(zhì),得電子后就越難失去電子。KK>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au金屬活動(dòng)性逐漸減弱(還原性逐漸減弱)K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<H+<Cu2+<Fe3+<Hg2+<Ag+(氧化性逐漸增強(qiáng))4.化合價(jià)不交叉若同種元素不同價(jià)態(tài)之間發(fā)生反應(yīng),元素的化合價(jià)只靠近不交叉;得得2e-,化合價(jià)降低,被還原

失2e-,化合價(jià)升高,被氧化5.守恒律氧化還原反應(yīng)中,化合價(jià)有升必有降,電子有得必有失。對(duì)于一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng),化合價(jià)升高總數(shù)與降低總數(shù)相等,失電子總數(shù)與得電子總數(shù)相等。第二章海水中的重要元素-鈉和氯第一節(jié)鈉及其化合物一、活潑的金屬單質(zhì)-鈉的性質(zhì)1.鈉的物理性質(zhì)顏色熔點(diǎn)硬度密度導(dǎo)電導(dǎo)熱性銀白色低(98℃)小比水的小比煤油的大良好2.金屬鈉的存放金屬鈉保存在煤油或石蠟中,使之隔絕空氣與水。由此可推知鈉的密度大于煤油和石蠟油。3.鈉的化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)O2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常溫:4Na+O2===2Na2O白色,點(diǎn)燃:2Na+O2\o(=====,\s\up15(點(diǎn)燃))Na2O2淡黃色))Cl2:2Na+Cl2=2NaCl(黃色火焰、白煙)(2)與H2O反應(yīng) 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑現(xiàn)象:(3)與酸溶液反應(yīng)(如HCl)2Na+2HCl=2NaCl+H2↑(4)與鹽反應(yīng)a.與熔融鹽反應(yīng)如:4Na+TiCl4(熔融)eq\o(=====,\s\up15(高溫))4NaCl+TiNa+KClNaCl+K↑(制取金屬鉀,因?yàn)殁浀姆悬c(diǎn)比鈉的低,使鉀成為蒸氣而逸出)b.與鹽溶液反應(yīng)如:2Na+2NH4Cl==2NaCl+H2↑+2NH3↑2Na+CuSO4+2H2O==Na2SO4+H2↑+Cu(OH)2↓4.鈉的用途(1)制取Na2O2等化合物。(2)鈉、鉀合金(液態(tài))可用于原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。(利用鈉的良好導(dǎo)熱性)(3)用作電光源,制作高壓鈉燈。(4)冶煉某些金屬。金屬鈉具有強(qiáng)的還原性,熔融狀態(tài)下可以用于制取金屬,如4Na+TiCl4eq\o(=====,\s\up15(熔融))4NaCl+Ti。二、鈉的幾種化合物1.氧化鈉和過氧化鈉名稱氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2所屬類別氧化物過氧化物性狀白色固體淡黃色固體保存密封保存密封保存氧元素化合價(jià)-2-1陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比1∶21∶2化學(xué)性質(zhì)與H2ONa2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑與CO2Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑用途漂白、殺菌、消毒、供氧劑2.碳酸鈉和碳酸氫鈉名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿或蘇打小蘇打物理性質(zhì)色、態(tài)白色粉末白色細(xì)小晶體水溶性易溶于水(20℃,S=21.5g)可溶于水(20℃,S=9.6g)

名稱碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性穩(wěn)定,但碳酸鈉晶體(Na2CO3·10H2O)易風(fēng)化受熱易分解2NaHCO3eq\o(=====,\s\up15(△))Na2CO3+H2O+CO2↑與H+反應(yīng)酸滴入碳酸鈉溶液:CO32-+2H+=HCOeq\o\al(-,3)HCOeq\o\al(-,3)+H+=CO2↑+H2O碳酸鈉溶液滴入酸:CO32-+2H+=CO2↑+H2O(較快)HCOeq\o\al(-,3)+H+=CO2↑+H2O(更快)與NaOH反應(yīng)不反應(yīng)HCOeq\o\al(-,3)+OH-=COeq\o\al(2-,3)+H2O與Ca(OH)2反應(yīng)Ca2++COeq\o\al(2-,3)=CaCO3↓Ca2++2OH-+2HCOeq\o\al(-,3)=CaCO3↓+2H2O+COeq\o\al(2-,3)(堿不足)或Ca2++OH-+HCOeq\o\al(-,3)=CaCO3↓+H2O(堿過量)氫氧化鈣和碳酸氫鈉的比例介于1:2和1:1之間還可以寫出其他方程式,書寫這類離子方程式的要點(diǎn)是從離子角度分析,而不要把氫氧化鈣或碳酸氫鈉看作整體與CaCl2反應(yīng)Ca2++COeq\o\al(2-,3)==CaCO3↓不反應(yīng)水溶液水溶液堿性較強(qiáng)水溶液堿性較弱與酸互滴現(xiàn)象與滴加方式有關(guān)(反應(yīng)與量有關(guān))現(xiàn)象與滴加方式無關(guān)(反應(yīng)與量無關(guān))相互轉(zhuǎn)化通入CO2HClNa2CO3NaHCO3加熱NaOH主要用途用在玻璃、肥皂、合成洗滌劑、造紙、紡織、石油、冶金等工業(yè)中滅火器、治療胃酸過多(制藥)、發(fā)酵粉(做蛋糕)的主要成分之一

3.鈉及其化合物間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系三、焰色試驗(yàn)1.焰色試驗(yàn)(1)概念某些金屬或它們的化合物在灼燒時(shí)都會(huì)使火焰呈現(xiàn)出特殊的顏色,其屬于物理變化,屬于元素的性質(zhì)。(因?yàn)槭窃匦再|(zhì),所以以鈉為例,使用鈉單質(zhì)、鈉的氧化物或鈉鹽進(jìn)行顏色試驗(yàn)的結(jié)果都為黃色)(2)操作步驟(3)應(yīng)用a.用于檢測(cè)某種金屬元素是否存在。熟記:鈉元素黃色,鉀元素紫色(透過藍(lán)色鈷玻璃觀察)(因?yàn)楹浽氐臉悠穾缀醵蓟煊锈c元素,而鈉元素的焰色會(huì)遮蔽掉鉀元素的焰色現(xiàn)象)b.添加到煙花中,使焰火更加絢麗多彩。2.一些金屬的焰色金屬元素鋰鈉鉀銣鈣鍶鋇銅焰色紫紅色黃色紫色紫色磚紅洋紅黃綠色綠色第二節(jié)氯及其化合物一、氯氣的性質(zhì)1.氯氣的物理性質(zhì)顏色狀態(tài)氣味溶解性密度特性黃綠色氣體強(qiáng)烈刺激性能溶于水(1:2)大于空氣有毒2.氯氣的化學(xué)性質(zhì) 氯的原子結(jié)構(gòu)如圖所示:。氯原子的最外層有7個(gè)電子,容易得到1個(gè)電子形成,氯氣作為氯元素的單質(zhì)表現(xiàn)出氧化性。(1)與金屬單質(zhì)反應(yīng)(黃色火焰,伴有大量的白煙)(棕色煙)(棕黃色煙,溶于水后,溶液呈藍(lán)綠色)(2)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(火焰呈蒼白色,瓶口有白霧生成,生成有刺激性氣味的氣體)(白霧,生成的三氯化磷為液態(tài))(白煙,生成的五氯化磷為固態(tài))(3)與還原性離子的反應(yīng):氯氣與溶液中的還原性離子發(fā)生氧化還原反應(yīng),如氯氣氧化性較強(qiáng),大多數(shù)處于非最高價(jià)的元素均可被其氧化(O、F除外),最后一個(gè)反應(yīng)我們可以看成Cl2氧化H2SO3溶液中的,硫元素的化合價(jià)+4→+6。(4)與水反應(yīng)Cl2+H2O?HCl+HClOCl2溶于水后發(fā)生歧化反應(yīng)生成酸,其中HClO是一種名為次氯酸的弱酸。(5)與堿反應(yīng)(84消毒液主要成分)(漂白粉主要成分)上述反應(yīng)可以看成Cl2在水中先歧化成兩種酸,再中和的反應(yīng)。工業(yè)上常用Cl2和NaOH的反應(yīng)制取84消毒液,常用Cl2和石灰乳的反應(yīng)制取漂白粉或消毒粉。3.次氯酸的性質(zhì)(1)弱酸性:次氯酸的酸性比碳酸弱。(2)不穩(wěn)定性:次氯酸不穩(wěn)定,長(zhǎng)時(shí)間放置或見光易分解(3)強(qiáng)氧化性 觀察右圖所示的實(shí)驗(yàn),我們發(fā)現(xiàn)在通入氯氣后,干燥的彩色布條a無明顯的顏色變化,但是浸有水的布條b有明顯的褪色現(xiàn)象,布條中的顏料和干燥氯氣與潮濕氯氣接觸過程中有著不同的現(xiàn)象,原因在于HClO表現(xiàn)出很強(qiáng)的氧化性,對(duì)色素分子的破壞作用明顯,但是Cl2對(duì)色素分子沒有明顯的效果。因此,氯水的褪色效果是其中的HClO分子造成的。(4)應(yīng)用具有漂白、殺菌、消毒的作用,可用于自來水消毒。4.氯水成分成分性質(zhì)反應(yīng)實(shí)例Cl2強(qiáng)氧化性H+酸性pH<7滴入紫色石蕊試液,

先變紅,后褪色HClO弱酸性,強(qiáng)氧化性漂白性、殺菌性特征反應(yīng) 由于HClO的分解和Cl2的歧化,久置的氯水最終會(huì)變成稀鹽酸。因此,實(shí)驗(yàn)室中使用的氯水多是現(xiàn)配現(xiàn)用,并盛放在棕色試劑瓶中。氯水中包含Cl2和HClO兩種強(qiáng)氧化劑,且HClO氧化性更強(qiáng),但由于氯水的主要成分還是Cl2,因此在書寫氯水氧化其他物質(zhì)的方程式時(shí),反應(yīng)物一般寫Cl2而非HClO

5.次氯酸鹽的應(yīng)用HClO是一種很弱的酸,根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”的規(guī)律,次氯酸鹽可以和較強(qiáng)的酸反應(yīng)生成HClO。HClO有很好的漂白性,但是很容易分解而難以保存,于是漂白消毒用品通常是次氯酸鹽,而非次氯酸,生活中常見的有漂白粉和84消毒液。以下以漂白粉為例,說明次氯酸鹽的漂白原理。這就保證了漂白粉僅需溶于水就能發(fā)揮作用,原因在于CO2溶于水所生成的H2CO3的酸性比HClO強(qiáng)。同樣的為了加強(qiáng)效果可以使用少量鹽酸或醋酸來加強(qiáng)漂白效果。漂白液生效的方程式為:漂白粉和漂白液的生效雖然都是和空氣中的二氧化碳反應(yīng),但產(chǎn)物分別為碳酸鹽和碳酸酸式鹽,此處要尤其注意區(qū)別,其中原理較為復(fù)雜,在選擇性必修中會(huì)得到解釋,此處需要同學(xué)先把這個(gè)點(diǎn)記憶下來。漂白液、漂白粉和漂粉精即可做漂白棉、麻、紙張的漂白劑,又可用作游泳池等場(chǎng)所的消毒劑。二、氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.理解實(shí)驗(yàn)室制氯氣的反應(yīng)原理2.掌握生成氯氣中雜質(zhì)氣體的去除方式3.了解實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置、收集方法和尾氣處理方法及注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)原理:實(shí)驗(yàn)室利用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下反應(yīng)制備氯氣:在這個(gè)反應(yīng)中鹽酸必須用濃鹽酸,在反應(yīng)中體現(xiàn)了它的還原性和酸性。若沒有MnO2時(shí),也可用KMnO4、KClO3等氧化劑代替:(酸參與反應(yīng)后,產(chǎn)物中有該酸對(duì)應(yīng)的鹽,那么這個(gè)反應(yīng)就可以體現(xiàn)它的酸性)實(shí)驗(yàn)儀器:鐵架臺(tái)、酒精燈、分液漏斗、圓底燒瓶、導(dǎo)管、廣口瓶、燒杯實(shí)驗(yàn)裝置:實(shí)驗(yàn)藥品:濃HCl?、MnO2??、NaOH、飽和氯化鈉溶液、濃硫酸實(shí)驗(yàn)操作:1.根據(jù)裝置圖組裝實(shí)驗(yàn)儀器,并檢驗(yàn)裝置氣密性;2.在燒瓶中加入少量二氧化錳,從分液漏頭里慢慢地注入濃鹽酸;3.緩緩加熱,使反應(yīng)加快,有氯氣均勻放出;4.收集氯氣。三、氯離子的檢驗(yàn)在被檢測(cè)的溶液中先加入稀HNO3溶液,排除離子的干擾,如OH-,碳酸根等,再滴加硝酸銀溶液,有白色沉淀,說明有Cl-。原理:Ag++Cl-=AgCl↓第三節(jié)物質(zhì)的量一、物質(zhì)的量&阿伏加德羅常數(shù)1.物質(zhì)的量物質(zhì)的量是一個(gè)物理量,它表示含有一定數(shù)目粒子的集合體,符號(hào)為n。物質(zhì)的量的單位為摩爾,簡(jiǎn)稱摩,符號(hào)mol。國(guó)際上規(guī)定:1mol粒子集體所含的粒子數(shù)約為6.02×1023。2.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),符號(hào)為NA,通常用6.02×1023mol-1表示。物質(zhì)的量(n),阿伏加德羅常數(shù)(NA)與粒子數(shù)(N)之間存在下述關(guān)系:3.摩爾質(zhì)量摩爾質(zhì)量表示單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量,符號(hào)為M,常用單位為g/mol(或g·mol-1)。物質(zhì)的量(n)、質(zhì)量(m)和摩爾質(zhì)量(M)之間存在如下關(guān)系:二、理想氣體狀態(tài)方程&氣體摩爾體積1.理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程:pV=nRT,用于描述理想氣體的狀態(tài)。其中R=8.3145J/(K·mol),注意其它物理量的單位采用國(guó)際單位制。根據(jù)物質(zhì)的量與分子數(shù)目和摩爾質(zhì)量之間的關(guān)系,限制不同條件,可以得到pV=nRT的多種表現(xiàn)形式:阿伏加德羅定律推論(1)同溫同壓:,(2)同溫同體積:(3)同溫同壓同體積:(4)同溫同壓同質(zhì)量:2.氣體摩爾體積根據(jù)阿伏加德羅定律,在相同溫度和壓強(qiáng)下,相同體積的任何氣體都含有相同數(shù)目的粒子。于是我們稱單位物質(zhì)的量的氣體所占的體積叫做氣體摩爾體積(Molarvolumeofgas),符號(hào)為Vm,常用單位是L/mol(或L·mol-1)。根據(jù)氣體摩爾體積的定義其可以表示為根據(jù)pV=nRT,我們可以計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況(0℃和101.325kPa)下1mol氣體的體積:1.01325×105Pa×V=1mol×8.3145J/(K·mol)×273.15K,得出:V≈22.4L。在0℃和101kPa(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的條件下,任何氣體摩爾體積約為22.4L/mol,于是我們?cè)跇?biāo)準(zhǔn)狀況下有如下關(guān)系式3.有關(guān)氣體的幾個(gè)重要問題(1)氣體密度和氣體相對(duì)密度同溫同壓下,A氣體的密度(ρA)對(duì)B氣體的密度(ρB)之比叫A氣體對(duì)B氣體的相對(duì)密度。(2)平均摩爾質(zhì)量不同成分的物質(zhì)(通常是氣體)混合后,為計(jì)算的方便,引入平均摩爾質(zhì)量的概念,如下所示:另有如下推論 or :A的物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù):A的體積百分?jǐn)?shù)三、物質(zhì)的量濃度物質(zhì)的量濃度表示單位體積溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量。如果用B表示溶質(zhì),物質(zhì)的量濃度可以表示為,單位為mol/L(或mol·L-1)。如果1L溶液中含有1mol溶質(zhì),這種溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度就是1mol/L。溶質(zhì)B的物質(zhì)的量()、物質(zhì)的量濃度()與溶液的體積(V)之間存在如下關(guān)系:即四、一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制容量瓶:100mL、250mL、500mL和1000mL。在指定溫度下,當(dāng)凹液面與容量瓶頸部的刻度線相切時(shí),溶液的體積為容量瓶所標(biāo)注的容積。容量瓶容量瓶注意:①容量瓶只有一條刻度線,因此只能用于配制特定體積的溶液。容量瓶的規(guī)格選擇要大于或等于所配溶液的體積,如配制480mL溶液只能選用500mL容量瓶。②容量瓶需要在特定的溫度下使用,由于溶液稀釋時(shí)伴隨吸熱或放熱現(xiàn)象,不能將固體或液體藥品直接加入容量瓶中稀釋。③容量瓶只能用于配制溶液,不能進(jìn)行溶解或稀釋也不能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)以及長(zhǎng)期貯存溶液。容量瓶使用前要檢查是否漏水,具體做法是:向瓶?jī)?nèi)加水,塞好瓶塞(瓶口和瓶塞要干燥,且不涂任何油脂),用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶倒立過來,觀察瓶塞周圍是否有水漏出。如不漏水,將容量瓶正立并將瓶塞旋轉(zhuǎn)180°后塞緊,仍把瓶倒立起來,再檢查是否漏水。下面以配制氯化鈉(NaCl)溶液為例,說明利用容量瓶配制溶液的步驟。(1)計(jì)算:根據(jù)所需要的物質(zhì)的量濃度和溶液體積,計(jì)算需要稱取NaCl固體的質(zhì)量;(2)稱量:根據(jù)計(jì)算結(jié)果,稱取NaCl固體于燒杯中;(3)溶解:加適量蒸餾水溶解,用玻璃棒攪拌:(4)轉(zhuǎn)移:待溶液恢復(fù)至室溫,將溶液沿玻璃棒轉(zhuǎn)移到容量瓶中,玻璃棒下端應(yīng)在容量瓶刻度線以下;(5)洗滌:用蒸溜水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次,洗滌液一并轉(zhuǎn)移到容量瓶中;(6)振蕩:輕輕晃動(dòng)容量瓶,使溶液混合均勻;切忌將溶液搖至刻度線以上(7)定容:將蒸餾水注入容量瓶,液面離容量瓶頸刻度線下1~2cm時(shí),改用膠頭滴管滴加蒸溜水至液面與刻度線相切;(8)搖勻:塞好容量瓶瓶塞,反復(fù)上下顛倒,搖勻;(9)裝瓶:將配好的溶液轉(zhuǎn)移至適當(dāng)?shù)娜萜髦?,貼好標(biāo)簽。—100mL—100mL一定物質(zhì)的量溶液的配制說明:用液體配制溶液步驟類似,只需將計(jì)算固體質(zhì)量改為計(jì)算液體體積,稱量改為量取。注意:①稱量時(shí)一般用托盤天平,量取時(shí)一般用量筒,它們只能精確到小數(shù)點(diǎn)后一位,因此②在計(jì)算所用溶質(zhì)的質(zhì)量或體積時(shí),保留到小數(shù)點(diǎn)后一位;③稀釋濃硫酸時(shí),要將濃硫酸加入水中,邊加入邊攪拌而不是將水加入濃硫酸中;要待溶液恢復(fù)至室溫后再轉(zhuǎn)移,否則容量瓶受熱會(huì)造成容量不準(zhǔn);④定容時(shí)視線要與凹液面最低點(diǎn)保持水平,仰視或俯視都會(huì)導(dǎo)致配制的溶液濃度有偏差;⑤定容完畢,塞上瓶塞搖勻之后,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線屬正?,F(xiàn)象,此時(shí)不可再加入蒸餾水。一定物質(zhì)的量濃度溶液配制的誤差分析依據(jù):引起誤差的操作n溶質(zhì)V溶液c用量筒量取待稀釋的液體時(shí)仰視讀數(shù)偏大不變偏大定容時(shí)俯視容量瓶刻度不變偏小溶液未冷卻立即轉(zhuǎn)入容量瓶進(jìn)行定容不變偏小藥品和砝碼位置顛倒(使用游碼)偏小不變偏小沒有洗滌燒杯偏小不變定容時(shí)仰視容量瓶刻度不變偏大定容搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線又補(bǔ)加水不變偏大用量筒取待稀釋的液體時(shí)俯視讀數(shù)偏小不變定容時(shí)水加多了用膠頭滴管吸出偏小不變轉(zhuǎn)移時(shí)有少量液體灑出偏小不變第三章鐵金屬材料第一節(jié)鐵及其化合物一、鐵的單質(zhì)1.鐵的結(jié)構(gòu)、化合價(jià)①鐵元素位于元素周期表中第VIII族,其原子結(jié)構(gòu)示意圖:,核外電子排布式為:【Ar】3d64s2,價(jià)電子排布式為:3d64s2;②在參加化學(xué)反應(yīng)時(shí),鐵易失去最外層上的2個(gè)電子,有時(shí)它還失去次外層上的一個(gè)電子,所以鐵有+2、+3兩種價(jià)態(tài),且+3價(jià)穩(wěn)定。2.鐵的物理性質(zhì):純凈的鐵是銀白色的金屬,鐵的熔點(diǎn)較高。當(dāng)含有碳和其他元素時(shí),熔點(diǎn)將降低,導(dǎo)電性比銅、鋁差。鐵能被磁鐵吸引,在磁場(chǎng)作用下,鐵自身也能產(chǎn)生磁性。重要的鐵礦石有(填化學(xué)式):赤鐵礦Fe2O3,磁鐵礦Fe3O4,褐鐵礦2Fe2O3·3H2O,菱鐵礦FeCO3。3.鐵的化學(xué)性質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)O23Fe+2O2Fe3O4Cl22Fe+3Cl22FeCl3與非氧化性酸反應(yīng)HCl、H2SO4(?。〧e+2H+=Fe2++H2↑與鹽溶液反應(yīng)CuSO4Fe+Cu2+=Fe2++CuFeCl3Fe+2Fe3+=3Fe2+與稀硝酸反應(yīng)鐵少量Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O鐵過量3Fe+8H++2NO3-=3Fe2++2NO↑+4H2O與水蒸氣反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2濃硝酸、濃硫酸常溫下,F(xiàn)e、Al在濃硫酸、濃硝酸中被鈍化,即由于濃硫酸、濃硝酸的強(qiáng)氧化性,使Fe、Al的表面生成一層致密的氧化物薄膜,阻止了內(nèi)部的金屬繼續(xù)跟濃酸反應(yīng)。二、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物FeOFe2O3Fe3O4俗名—鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體價(jià)態(tài)+2+3+2,+3穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定與稀酸(稀硝酸除外)反應(yīng)FeO+2H+=Fe2++H2OFe2O3+6H+=2Fe3++3H2OFe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O共性高溫時(shí),都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原,最終都生成鐵2.鐵的氫氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3顏色白色紅褐色水溶性不溶不溶與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O受熱分解易被氧化,受熱分解,產(chǎn)物復(fù)雜2Fe(OH)3△Fe2O3+3H2O制備FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3↓+3NaCl轉(zhuǎn)化4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3常溫,白色沉淀先變成灰綠色,后成為紅褐色Fe(OH)2的制備實(shí)驗(yàn)Fe(OH)2易被氧化,在實(shí)驗(yàn)時(shí)常采用以下方法:圖A圖B圖C圖A:將煮沸NaOH溶液,滴加至新制的FeSO4溶液;圖B:采用油層覆蓋法,以便隔絕空氣;圖C:在試管上面先充滿氫氣,保持“還原氣氛”。3.鐵鹽和亞鐵鹽(1)亞鐵鹽——氧化性和還原性含有Fe2+的溶液呈淺綠色,既有氧化性,又有還原性。①氧化性:Fe2+與Zn反應(yīng)的離子方程式:Zn+Fe2+=Fe+Zn2+。②還原性:Fe2+與Cl2反應(yīng)的離子方程式:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。③特性:含有Fe2+的鹽溶液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色沉淀。(2)常見鐵鹽含F(xiàn)e3+的溶液呈黃色,F(xiàn)e3+具有較強(qiáng)的氧化性。①氧化性:(Fe3+可以氧化Cu、I-等)a.Fe3+與Cu反應(yīng)的離子方程式:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+。b.Fe3+與I-反應(yīng)的離子方程式:2Fe3++2I-2Fe2++I(xiàn)2。②特性:(用KSCN溶液鑒別Fe3+)含有Fe3+的鹽溶液遇KSCN溶液變成紅色。將鐵屑溶于鹽酸的FeCl2溶液通入Cl2,再經(jīng)濃縮、冷卻、結(jié)晶得到黃棕色的FeCl36H2O晶體。(3)高鐵酸鹽(FeO42-):在酸性條件下,F(xiàn)eO42-是一個(gè)非常強(qiáng)的氧化劑,所以,一般的氧化劑很難把Fe3+氧化成FeO42-;但在堿性條件下,F(xiàn)e(III)卻能被一些氧化劑如NaClO氧化成紫紅色的高鐵酸鹽:2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O工業(yè)上濕法制備K2FeO4的流程如下圖:也可以利用“化學(xué)-電解法”合成K2FeO4。其原理如下圖所示。接通電源,調(diào)節(jié)電壓,將一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含F(xiàn)e3+的溶液,控制溫度,可制得K2FeO4。(4)Fe2+與Fe3+的相互轉(zhuǎn)化(Fe2+可以被氧化劑如Cl2、HNO3、H2O2、KMnO4/H+等氧化為Fe3+)①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;②3Fe2++4H++NOeq\o\al(-,3)=3Fe3++2H2O+NO↑;③2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(工業(yè)生產(chǎn)中常用H2O2氧化Fe2+成Fe3+);④5Fe2++MnOeq\o\al(-,4)+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;(Fe3+可以被還原劑如Fe、Cu、H2S、I-等還原為Fe2+)⑤2Fe3++Fe=3Fe2+;⑥Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+;⑦2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;=8\*GB3⑧2Fe3++2I-=2Fe2++I2。(5)Fe2+與Fe3+的鑒別方法離子Fe2+Fe3+直接觀色淺綠色溶液棕黃色溶液顯色反應(yīng)/產(chǎn)生沉淀KSCN不顯紅色血紅色K3[Fe(CN)6]藍(lán)色沉淀無現(xiàn)象利用沉淀顏色(加OH-)白色沉淀迅速變灰綠色最后呈紅褐色立即產(chǎn)生紅褐色沉淀利用Fe3+的氧化性與銅片無明顯現(xiàn)象銅片逐漸溶解,溶液變藍(lán)色與淀粉KI試紙?jiān)嚰埐蛔兯{(lán)試紙變藍(lán)利用Fe2+的還原性與KMnO4溶液紫色褪去溶液紫色不褪與溴水溴水褪色溴水不褪色三、鐵及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系第二節(jié)金屬材料一、鐵合金1.合金定義:合金是由兩種或兩種以上金屬或(金屬跟非金屬)熔合而成的具有的金屬特性的物質(zhì)。2.合金的特點(diǎn):①合金的硬度一般比它的各成分金屬大②合金熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬低③合金的物理,化學(xué)機(jī)械能優(yōu)于各成分金屬3.生活中常見的鐵合金鐵合金主要成分元素主要特征主要用途生鐵鐵,碳(2%-4.3%)以及硅,猛,硫,磷等硬而脆,強(qiáng)度大,可鑄不可煅煉鋼,制各種鑄件鋼碳素鋼低碳鋼鐵,碳(低于0.3%)韌性,焊接性好,強(qiáng)度低制鋼板,鋼絲,鋼管中碳鋼鐵,碳(0.3%-0.6%)強(qiáng)度高,韌性以及加工性好制鋼軌,車輪和建材高碳鋼鐵,碳(高于0.6%)硬而脆,彈性好制器械,彈簧,刀具等合金鋼(特種鋼)錳鋼鐵,錳韌性好,強(qiáng)度大鋼軌,軸承,鋼磨,坦克裝甲硅鋼鐵,硅導(dǎo)磁性好變壓器,發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)中的鐵芯不銹鋼鐵,鉻,鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械,炊具,容器二、鋁和鋁合金1.鋁的物理性質(zhì)鋁元素在地殼中含量豐富,僅次于硅。自然界中的鋁全部以化合態(tài)存在。顏色熔點(diǎn)硬度導(dǎo)電導(dǎo)熱性延展性銀白色較高(660)較軟良好好2.鋁的化學(xué)性質(zhì)(1)鋁的結(jié)構(gòu)鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)化學(xué)性質(zhì)①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)(O2、Cl2)鋁與氧氣反應(yīng):4Al+3O2==2Al2O3現(xiàn)象:當(dāng)鋁箔受熱熔化時(shí),由于薄膜Al2O3的熔點(diǎn)(2050°C)比Al的熔點(diǎn)(660°C)高,包在鋁的外面,使熔化了的液態(tài)鋁不易滴落;②與強(qiáng)酸溶液反應(yīng):2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑③強(qiáng)堿溶液反應(yīng):2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑④與鹽反應(yīng):Al+3Ag+=Al3++3Ag⑤與氧化物反應(yīng)(鋁熱反應(yīng)) 2Al+Fe2O32Fe+Al2O33.鋁的化合物(1)氧化鋁:兩性氧化物,它既能跟酸反應(yīng)生成鋁鹽和水,又能跟堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和水。與強(qiáng)酸反應(yīng):Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O;與強(qiáng)堿反應(yīng):Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(2)氫氧化鋁:兩性氫氧化物,既能跟酸反應(yīng)生成鋁鹽和水,又能跟堿反應(yīng)生成偏鋁酸鹽和水。與強(qiáng)酸反應(yīng):Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O與強(qiáng)堿反應(yīng):Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O加熱分解:氫氧化鋁是不溶于水的白色膠狀物質(zhì),加熱能分解2Al(OH)3Al2O3+3H2O實(shí)驗(yàn)室制?。河娩X鹽溶液和氨水反應(yīng)來制備氫氧化鋁Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4(3)鋁鹽:明礬KAl(SO4)2·12H2O十二水合硫酸鋁鉀明礬凈水原理:明礬和水反應(yīng)產(chǎn)生的Al(OH)3能吸附色素與水中的懸浮物而形成沉淀,從而使水澄清。4.鋁合金硬鋁(含2.2—4.9%Cu、0.2—1.8%Mg、0.3—0.9%Mn、少量的硅,其余是鋁),有良好的機(jī)械性能、強(qiáng)度大又便于加工,而且密度小,可作輕型結(jié)構(gòu)材料。一般的硬鋁中,鎂不超過2%。鋁合金門窗就是由硬鋁作為材料制成的,它的特點(diǎn)是輕而堅(jiān)韌。硬鋁還可用作汽車、船舶、飛機(jī)等材料。三、新型合金鈦和鈦合金鈦是一種銀白色金屬,熔點(diǎn)較高,密度較小,機(jī)械強(qiáng)度高,且容易加工成形,并具有優(yōu)異的抗腐蝕性能,在低溫和超低溫下,鈦和鈦合金仍能保持它們的良好的機(jī)械性能。在金屬加工工業(yè)中,鈦鎢硬質(zhì)合金用以制造刀具、切削鋼材。在航空工業(yè)中,鈦和鈦合金用以制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的機(jī)身.在火箭、導(dǎo)彈和宇航工業(yè)上主要用作壓力容器、燃料貯箱、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、人造衛(wèi)星外殼、宇宙飛船船艙等。在造船工業(yè)中,用以制造海輪和艦艇的外殼。在醫(yī)學(xué)上,由于鈦的密度小、強(qiáng)度大,由它制成的醫(yī)用補(bǔ)形材料裝入人體后易于為人體所適應(yīng),所以常用來制造代替人體內(nèi)被損壞的骨骼。此外,鈦在冶金工業(yè)、電子器件及通訊設(shè)備、造紙工業(yè)等方面,都有廣泛應(yīng)用。鈦雖然有許多優(yōu)良性能,但因冶煉困難,價(jià)格較貴,它的推廣使用目前還存在著一定的限制。四、物質(zhì)的量在化學(xué)方程式計(jì)算中的應(yīng)用在化學(xué)方程式中,各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比。應(yīng)用步驟:1.寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式;2.找出相關(guān)物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比;3.對(duì)應(yīng)計(jì)量數(shù),找出相關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的;4.根據(jù)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比進(jìn)行計(jì)算。第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表一、原子結(jié)構(gòu)1.原子結(jié)構(gòu)原子核原子核核外電子化學(xué)性質(zhì)

質(zhì)子(Z)同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

中子(N)原子決定元素種類同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

核電荷數(shù)同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

質(zhì)量數(shù)(A)同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

近似相對(duì)原子質(zhì)量同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

與質(zhì)子數(shù)一起決定原子種類同決定原子的相對(duì)原子質(zhì)量

電子數(shù)電子排布——電子層最外層電子數(shù)→決定主族元素的化學(xué)性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)示意圖各層電子數(shù)化學(xué)性質(zhì)

(1)核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子核外電子數(shù);(2)質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N);(3)陽(yáng)離子aWm+:核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)>核外電子數(shù),核外電子數(shù)=a-m(4)陰離子bYn-:核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)<核外電子數(shù),核外電子數(shù)=b+n2.核素(1)定義:核素:人們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。同位素:質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素(原子)互為同位素。(2)元素、核素、同位素元素核素同位素定義具有相同的核電荷數(shù)的同一類原子的總稱具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子。具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的同一元素的不同原子之間的互稱備注元素是宏觀概念,只表示種類。元素的種類由質(zhì)子數(shù)決定,而與中子數(shù)、核外電子數(shù)無關(guān),因此同種元素可以有若干種不同的同位素同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)不一定相同;穩(wěn)定同位素的原子個(gè)數(shù)百分比不變。實(shí)例、、中的H均為氫元素是一種核素、、三個(gè)核素互為同位素3.原子核外電子排布(1)由里到外,分為K、L、M、N、O、P、Q共7層,電子分層排布,且能量由低到高;(2)各電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)(n為層數(shù));(3)K為最外層時(shí),最多容納電子數(shù)是2,除K層外的其他各層為最外層時(shí),最多容納電子數(shù)是8個(gè);(4)次外層最多容納電子數(shù)18個(gè),倒數(shù)第三層電子數(shù)不得超過32個(gè)。4.原子結(jié)構(gòu)示意圖二、元素周期表1.元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期:元素周期表中有7個(gè)橫行,叫做周期。周期有短周期、長(zhǎng)周期之分。(2)族:元素周期表有18個(gè)縱行,除第8、9、10三個(gè)縱行叫做第VIII族外,其余每個(gè)縱行各為一族。族有主族和副族之分。稀有氣體單為一族,為0族。(3)元素周期表的結(jié)構(gòu)短周期:含有元素較少的第一、二、三周期叫短周期。短周期共有18種元素。長(zhǎng)周期:除短周期外的周期叫長(zhǎng)周期。鑭系:第6周期第=3\*ROMANIIIB族,共15種元素。錒系:第7周期第=3\*ROMANIIIB族,共15種元素。主族:由短周期元素和長(zhǎng)周期元素構(gòu)成的族。用族序數(shù)(羅馬數(shù)字)后加字母A表示,如第VIIA族。共7個(gè)(從IA到VIIA,分別位于1,2,13,14,15,16,17列)。副族:完全由長(zhǎng)周期元素構(gòu)成的族。用族序數(shù)后加字母B表示,如第IIB族。共7個(gè)(從ⅢB到VIIB,分別位于3、4、5、6、7列,ⅠB、IIB位于11、12列)。第VIII族:包括8、9、10三列。0族:稀有氣體元素所在的列即第18列為0族。2.元素位置的表示方法(1)周期數(shù)通常用中文數(shù)字表示,如Na在第三周期。(2)族數(shù)必須用羅馬數(shù)字表示,即:IIIIIIIVVVIVIIVIII,且必須注意用A、B分別表示主族和副族,如Na在第IA族。(3)另外要注意第VIII族沒有A、B之分;0族的0需要使用阿拉伯?dāng)?shù)字。3.位置和結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)(2)周期數(shù)=原子核外電子層數(shù) (3)主族序數(shù)=最外層電子數(shù)四、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1.堿金屬元素的遞變規(guī)律(1)堿金屬元素的原子結(jié)構(gòu)①相似性:最外層電子數(shù)相同,均為1個(gè)。②遞變性:從上到下,隨著核電核數(shù)的增大,電子層數(shù)增多,原子半徑逐漸增大。(2)堿金屬元素的物理性質(zhì)單質(zhì)顏色和狀態(tài)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及其變化規(guī)律密度(g/cm3)熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)變化規(guī)律Li銀白色,柔軟180.51347高低0.534小大鉀的密度是個(gè)特例Na銀白色,柔軟97.81882.90.97K銀白色,柔軟63.657740.86Rb銀白色,柔軟38.896881.532Cs略帶金色光澤,柔軟28.40678.41.879堿金屬元素的單質(zhì)大都是銀白色固體(銫稍顯金色光澤);隨著堿金屬元素的原子序數(shù)遞增,堿金屬單質(zhì)熔、沸點(diǎn)逐漸降低,密度逐漸增大(鉀為特例)。(3)堿金屬元素的化學(xué)性質(zhì)①堿金屬元素單質(zhì)的相似性a.堿金屬元素單質(zhì)能與O2反應(yīng)生成相應(yīng)的氧化物,如Li2O、Na2O等,反應(yīng)通式為b.堿金屬元素單質(zhì)能與H2O反應(yīng),并能置換出H2O中的氫,反應(yīng)通式為②堿金屬元素單質(zhì)的遞變性a.堿金屬元素單質(zhì)與O2的反應(yīng)越來越劇烈,產(chǎn)物更加復(fù)雜,如Li與O2反應(yīng)只能生成Li2O,Na與O2反應(yīng)還可以生成Na2O2,而K與O2反應(yīng)能夠生成超氧化鉀(KO2)等,Rb和Cs遇空氣立即燃燒生成更為復(fù)雜的氧化物。b.堿金屬元素單質(zhì)與H2O的反應(yīng)由Li~Cs越來越劇烈,如K與H2O反應(yīng)可能會(huì)發(fā)生輕微爆炸,Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。LiOH~CsOH的堿性也越來越強(qiáng)。隨著原子序數(shù)的遞增,堿金屬單質(zhì)的還原性依次增強(qiáng),即還原性:Li<Na<K<Rb<Cs。在元素化學(xué)中我們將元素原子失電子的能力,稱為金屬性。即從上到下,元素金屬性逐漸增強(qiáng)。2.鹵族元素的遞變規(guī)律(1)原子結(jié)構(gòu)①相似性:最外層電子數(shù)相同,均為7個(gè)。②遞變性:從上到下,隨著核電荷數(shù)的增大,電子層數(shù)增多,原子半徑逐漸增大。隨著鹵族元素原子序數(shù)的遞增,電子層數(shù)增多,原子半徑逐漸增大隨著鹵族元素原子序數(shù)的遞增,電子層數(shù)增多,原子半徑逐漸增大FClBrIAt(2)鹵族元素的物理性質(zhì)單質(zhì)單質(zhì)顏色狀態(tài)熔點(diǎn)、沸點(diǎn)及其變化規(guī)律溶解度(水中)熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)變化規(guī)律F2淺黃綠色淺深氣體-219.6-188.1低高大小和水反應(yīng)Cl2黃綠色氣體-101-34.6部分溶于水,并與水發(fā)生不同程度反應(yīng)Br2深紅棕色液體-7.258.78I2紫黑色固體113.5184.4隨著鹵族元素的原子序數(shù)遞增,鹵素單質(zhì)密度逐漸增大,顏色逐漸加深,熔沸點(diǎn)逐漸增大,水中溶解度逐漸減小。(3)鹵族元素的化學(xué)性質(zhì)①鹵素單質(zhì)的相似性鹵素單質(zhì)都可以和H2O反應(yīng):(X指Cl、Br、I);特例:②鹵素單質(zhì)的遞變性a.鹵素單質(zhì)與氫氣反應(yīng):鹵素和氫氣的反應(yīng)鹵素和氫氣的反應(yīng)現(xiàn)象描述在暗處能劇烈化合并發(fā)生爆炸,生成穩(wěn)定的氟化氫光照或點(diǎn)燃發(fā)生反應(yīng),生成較穩(wěn)定的氯化氫加熱到一定溫度才能反應(yīng),溴化氫不穩(wěn)定不斷加熱才能緩慢反應(yīng),碘化氫同一條件下分解為H2和I2,是可逆反應(yīng)注意:在同一條件下,既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng),叫做可逆反應(yīng)。隨著原子序數(shù)遞增,鹵素單質(zhì)與H2反應(yīng)越來越難,氫化物的穩(wěn)定性也越來越弱。b.鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng):;;鹵族元素從上到下,單質(zhì)的氧化性依次減弱,即鹵素原子得電子的能力越來越弱,在元素化學(xué)中,我們將元素原子得電子的能力,稱為非金屬性。即從上到下,非金屬性逐漸減弱。第二節(jié)元素周期律一、元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律1.第三周期元素的原子結(jié)構(gòu)(1)相似性:電子層數(shù)均為3層(2)遞變性:從左到右,隨著核電荷數(shù)的增大,原子半徑逐漸減小2.第三周期元素的化學(xué)性質(zhì)(1)鈉、鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)比較NaMgAl單質(zhì)和水反應(yīng)NaMgAl單質(zhì)和水反應(yīng)與冷水劇烈反應(yīng)與冷水緩慢反應(yīng),與熱水迅速反應(yīng)與冷水不反應(yīng),與熱水緩慢反應(yīng)隨著原子序數(shù)的遞增,和水反應(yīng)逐漸減緩單質(zhì)和酸反應(yīng)隨著原子序數(shù)的遞增,和酸反應(yīng)逐漸減緩最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性強(qiáng)弱NaOH強(qiáng)堿Mg(OH)2中強(qiáng)堿Al(OH)3兩性氫氧化物隨著原子序數(shù)的遞增,堿性逐漸減小結(jié)論:隨著第三周期原子序數(shù)的遞增,金屬單質(zhì)與水和酸反應(yīng)逐漸減緩,最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)的水化物堿性逐漸減弱。(2)硅、磷、硫、氯的化學(xué)性質(zhì)比較SiSiPSCl單質(zhì)和氫氣反應(yīng)的條件高溫磷蒸氣與氫氣能反應(yīng)加熱光照或點(diǎn)燃發(fā)生爆炸隨著原子序數(shù)的遞增,反應(yīng)條件逐漸減弱生成的氫化物穩(wěn)定性SiH4很不穩(wěn)定PH3不穩(wěn)定H2S較穩(wěn)定HCl穩(wěn)定隨著原子序數(shù)的遞增,穩(wěn)定性逐漸加強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性強(qiáng)弱H2SiO3弱酸H3PO4中強(qiáng)酸H2SO4強(qiáng)酸HClO4強(qiáng)酸,酸性大于硫酸隨著原子序數(shù)的遞增,酸性逐漸加強(qiáng)結(jié)論:隨著第三周期原子序數(shù)的遞增,非金屬單質(zhì)與氫氣反應(yīng)條件逐漸減弱,最高價(jià)氧化物所對(duì)應(yīng)的水化物酸性逐漸增強(qiáng)。(3)第三周期元素金屬性和非金屬性比較隨著原子序數(shù)的遞增,元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)隨著原子序數(shù)的遞增,元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)Na Mg Al Si P S Cl對(duì)其他周期元素性質(zhì)進(jìn)行研究,也得到了類似的結(jié)論。二、元素周期表和元素周期律的應(yīng)用1.元素周期律(1)從鋰(Li)到銫(Cs),隨著核電荷數(shù)的增加,堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸增多,原子核對(duì)核外電子的吸引能力逐漸減弱,失電子能力逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)從氟(F)到碘(I),隨著核電荷數(shù)的增加,鹵族元素原子的電子層數(shù)逐漸增多,原子核對(duì)核外電子的吸引能力逐漸減弱,得電子能力逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱。(3)從鈉(Na)到氯(Cl),隨著核電荷數(shù)的增加,第三周期元素原子的最外層電子數(shù)逐漸增多,原子核對(duì)核外電子的吸引能力逐漸增強(qiáng),原子的非金屬性逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸減弱。元素的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值的代數(shù)和為8。我們把元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而顯周期性的變化,叫元素周期律。2.元素周期律與金屬性、非金屬性的關(guān)系(1)元素金屬性指元素原子失電子的能力,非金屬性指元素原子得電子的能力。①同一周期從左到右,電子層數(shù)不變,核電荷數(shù)遞增,原子半徑減小,失電子越來越難,得電子越來越容易,元素金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng);②同一主族從上到下,電子層數(shù)遞增,核電荷數(shù)增加,原子半徑增大,失電子越來越容易,得電子越來越難,元素金屬性增強(qiáng),非金屬性減弱。(2)元素金

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