氧化剂的氧化能力(还原剂的还原能力)强弱的判定依据
1、根据反应条件来判断:是否加热,温度高低,有无催化剂
不同的氧化剂与同种还原剂(或不同的还原剂与同种氧化剂)的反应可依据以上条件来判断。 例如,由 2H2SO3+O2=2H2SO4 (快) 2Na2SO3+O2=2Na2SO4(慢) 2SO2+O2 2SO3
可知还原性:H2SO3>Na2SO3>SO2 2、根据反应的剧烈程度来判定:
如 Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (较剧烈) 3Cu +8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O (较微弱) 可知氧化性:浓HNO3>稀HNO3
3、根据氧化—还原反应的传递关系来判断: 氧化剂氧化能力大于氧化产物的氧化能力;
还原剂的还原能力大于还原产物的还原能力。 ※一般来说,判断氧化剂的氧化能力时不能简单地看氧化剂被还原成的价态高低,应看氧化剂氧化其它物质的能力。
比如 硝酸越稀,其氧化性越弱,跟同一还原剂反应时,化合价降得越多。KMnO4溶液酸性越强,氧化性越强,跟同一还原剂反应时,化合价降得越多 Na2SO3+KMnO4(H+)→无色的Mn2+ Na2SO3+KMnO4(H2O)→褐色的MnO2 Na2SO3+KMnO4(OH -)→绿色的MnO 氧化性:F2>Cl2>Br2>I2>SO2>S
还原性:S 2->SO >I ->Fe2+>Br ->Cl ->F -
基本的定律、原理 1、质量守恒定律
参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。 又名“物质不灭定律” 2、阿佛加德罗定律
在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的分子 每有“三同”,必有第四同,此定律又叫“四同定律” 阿佛加德罗定律的推论
同温同压同体积的不同气体,质量比等于分子量之比,等于密度之比,等于相对密度 同温同压不同体积的气体,体积之比等于物质的量之比
同温同压同质量的气体,体积之比等于相对分子质量比的反比 3、勒沙特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、温度或压强等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 外界条件改变对反应速度和化学平衡的影响
催化剂”“>”“:
右左简记作
①泡利不相容原理——
在同一个原子里,没有运动状态四个方面完全相同的电子存在 电子层(层) 电子亚层(形) 电子云的空间伸展方向(伸) 电子的自旋(旋) ②能量最低原理
在核外电子的排布中,通常状况下电子总是尽先占有能量最低的轨道,只有当这些轨道占满后,电子才依次进入能量较高的轨道 ③洪特规则
在同一电子层的某个电子亚层中的各个轨道上,电子的排布尽可能分占不同的轨道,而且自旋方向相同,这样排布整个原子的能量最低。
※注:离子晶体熔化时需克服离子键,原子晶体熔化时破坏了共价键,分子晶体熔化时只消弱分子间作用力,而不破坏化学键。
物质熔沸点规律
1、不同晶体:原子晶体>离子晶体>分子晶体(金属晶体较复杂) 原子晶体:原子半径越小,键能越大,熔沸点越高。如金刚石>单晶硅 离子晶体:组成相似的离子晶体,离子键越强,熔沸点越高 如:NaCl >KCl
金属晶体:金属键越强(半径小、价电子多),熔沸点越高 同种晶体
、2个方面核外电子运动状态的四
如:Na <Mg <Al
分子晶体:组成和结构相似的分子晶体,分子量越大,熔沸点越高 如:F2<Cl2<Br2<I2
3、在比较不同晶体的熔沸点时,有时需借助常识或记忆有关数据 例:熔点 Na >CH3COOH >H2O
比较金属性强弱的依据
金属性——金属气态原子失去电子能力的性质
金属活动性——水溶液中,金属原子失去电子能力的性质 1、同周期中,从左向右,随着核电荷数的增加,金属性减弱 同主族中,由上到下,随着核电荷数的增加,金属性增强 2、依据最高价氧化物的水化物碱性的强弱 碱性愈强,其元素的金属性也愈强 依据金属活动顺序表(极少数例外) 常温下与酸反应的剧烈程度 常温下与水反应的剧烈程度 与盐溶液之间的置换反应
高温下与金属氧化物间的置换反应; 用电化学的方法
比较非金属性强弱的依据
1、同周期中,由左到右,随核电荷数的增加,非金属性增强 同主族中,由上到下,随核电荷数的增加,非金属性减弱
2、依据最高价氧化物的水化物酸性的强弱 酸性愈强,其元素的非金属性也愈强
3、依据其气态氢化物的稳定性 稳定性愈强,非金属性愈强
4、与H2化合的条件
5、与盐溶液之间的置换反应
6、其它 例:2Cu +S Cu2S Cu +Cl2 CuCl2
所以,Cl 的非金属性强于S
关于NO2和N2O4平衡移动的讨论 一、结论:
将NO2装入注射器内,进行下列操作,现象如下: 缓慢压缩,气体颜色逐渐加深 缓慢扩大体积,气体颜色逐渐变浅
突然压缩,气体颜色先变深,但最终比起如深
突然扩大体积,气体颜色选变浅,后变深,但最终比起始浅。 二、证明:以①为例推论如下:
设原平衡混和气中NO2、N2O4浓度分别为 a 摩/升、b 摩/升。压缩至某体积时,NO2、N2O4在新平衡下
点燃=]
NO []O N [2
2422
2
c d =a
b
浓度分别为c摩/升和d摩/升
慢慢压缩,可以认为气体温度不变,此温度下常数,则
当体积缩小时,平衡2NO2 N2O4右移,[N2O4]增大,即d>b,则得c2>a2,所以c>a,气体颜色加深。
何时考虑盐的水解
1、判断盐溶液酸碱性及能否使指示剂变色时,要考虑到盐的水解。
如CH3COONa溶液呈碱性,因为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
2、配制某些盐的溶液时,为了防止溶液变浑浊(水解),需加入酸抑制其水解,此时考虑盐的水解。例:配制CuSO4溶液时需加少量H2SO4,配制FeCl3溶液时需加入少量盐酸(加相应的酸)
3、比较盐溶液中离子浓度大小时,要考虑到水解。
如Na3PO4溶液中[Na+]>3[PO ]
4、说明盐溶液中离子种类及多少时要考虑到水解。
例Na2S溶液中含有Na+、H+、S2-、HS-、OH-,其浓度关系是[Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-]
5、某些活泼金属与强酸弱碱盐溶液反应时,需考虑水解。
如镁插入CuSO4溶液中有H2放出。因为Cu2++2H2O Cu(OH)2+2H+
Mg+2H+=Mg2++H2↑
6、强酸弱碱盐与强碱弱酸盐溶液相混合,其现象不能复分解反应规律来解释时,要考虑到双水解。
例:泡沫灭火器的原理是:3HCO +Al3+ =3CO2↑+Al(OH)3↓;
7、判断溶液中有关离子能否大量共存时要考虑盐的水解(主要是双水解问题),
如Fe3+和HCO 不能大量共存;
8、施用化肥时需考虑到水解。
如:草木灰(K2CO3)不能与铵态氮肥相混用。
因为CO +H2O HCO +OH-NH +OH-NH3·H2O,
随NH3的挥发,氮肥失效。
9、分析某些化学现象时要考虑盐的水解。
如:制备Fe(OH)3胶体、明矾净水及丁达尔现象、FeCl3等溶液长期存放变浑浊,等。
10、判断中和滴定终点时溶液酸碱性,选用酸碱滴定时的指示剂以及当pH=7时酸(碱)过量情况的判断等问题,要考虑到盐的水解。
如:CH3COOH 与NaOH 刚好反应时pH>7,若二者反应后溶液pH=7,则CH3COOH过量,因为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,为此CH3COOH与NaOH互相滴定时,选用酚酞作指示剂。
11、试剂的贮存要考虑到盐的水解。
如贮存Na2CO3溶液不能玻璃塞,因为Na2CO3水解后溶液碱性较强,这样
SiO2 +2OH-=SiO +H2O,Na2SiO3具有粘性,使瓶颈与瓶塞粘结在一起;
NH4F溶液不能用玻璃瓶盛装,因为水解时产生的氢氟酸腐蚀玻璃,
F-+H2O HF+OH-4HF+SiO2=SiF4↑+2H2O;
12、制取无水盐晶体时要考虑到盐的水解。
例:不能利用蒸干溶液的办法制FeCl3和AlCl3,也不能在空气中加热FeCl3·6H2O和AlCl3·6H2O制无水FeCl3和AlCl3,就是因为水解的缘故。
13、解释某些生活现象应考虑到盐的水解。
例:炸油条时利用了Fe3+与HCO (CO )双水解的道理;ZnCl2和NH4Cl可作焊药是利用了它们在水溶
液中水解显弱酸性的道理;家庭中可用热的Na2CO3溶液洗涤餐具或涮便池,利用的是加热可促进CO 的水解使碱性增强,去污能力加大的道理。
原电池七种
1、普通锌锰电池(“干电池”)
“干电池”是用锌制圆筒形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl 和淀粉糊作电解质,还填有MnO2作去极剂(吸收正极放出的H2,防止产生极化现象)。 电极反应为:负极——Zn -2e -=Zn2+
正极——2NH +2e -=2NH3+H2 H2+MnO2 =Mn2O3+H2O
正极产生的NH3又和ZnCl2作用:Zn2++4 NH3=[Zn(NH3)4]2+ 淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速度。
电池总反应式:2Zn +4NH4Cl +2MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+Mn2O3+H2O “干电池”的电压通常约为1.5伏,不能充电再生。 2、铅蓄电池
铅蓄电池可放电亦可充电,具双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成的长方形外壳,在正极板上有一层棕褐色PbO2,负极板是海绵状金属铅,两极均浸在一定浓度的硫酸溶液中,且两极间用微孔胶或微孔塑料隔开。
蓄电池放电时的电极反应为:负极——Pb +SO -2e -=PbSO4
正极——PbO2+4H++SO +2e -=PbSO4+2H2O 当放电进行到硫酸浓度降低,溶液密度达1.18时即停止放电,而需将蓄电池进行充电; 阳极——PbSO4 +2H2O -2e -=PbO2+4H++SO 阴极—— PbSO4 +2e -= Pb +SO 当溶液密度增加至1.28时,应停止充电
蓄电池充电和放电的总反应式为:PbO2+Pb +
PbSO4+2H2O
目前,有一种形似于“干电池”的充电电池,它实际是一种银锌蓄电池(电解液为KOH )。电池反应为Zn +Ag2O +H2O Zn(OH)2+2Ag
3、纽扣式电池
常见的钮扣式电池为银锌电池,它用不锈钢制成一个正极壳和负极盖组成的小圆盒,盒内靠正极壳一端填充由Ag2O 和少量石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料,电解质溶液为浓KOH ,溶液两边用羧甲基纤维素作隔膜,将电极与电解质溶液隔开。 电极反应为:负极——Zn +2OH --2e -=ZnO +H2O 正极——Ag2O +H2O +2e -=2Ag +2OH - 电池总反应式为:Ag2O +Zn =2Ag +ZnO
一粒钮扣电池的电压达1.59伏,安装在电子表里可使用两年之久。 4、氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。它的电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性炭电极等。电解质溶液一般为40%的KOH 溶液。 电极反应式为:负极:2H2 4H 4H +4OH --4e -=2H2O
正极:O2+2H2O +4e -=4OH -
催化剂
电池总反应式为:2H2+O2=2H2O
5、微型电池
常用于心脏起博器和火箭的一种微型电池叫锂电池,它是用金属锂作负极、石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOCl2)中组成
电池总反应式为:8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S
这种电池容量大,电压很稳,能在—56.7℃~71.1℃温度范围内工作。
6、海水电池
1991年,我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池,用作水标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液,靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。
电极反应式为:负极:4Al-12e-=4Al3+
正极:3O2+6H2O+12 e-=12OH-
电池总反应式为:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
这种电池的能量比“干电池”高20~50倍
7、燃料电池
该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷和氧气
电极反应式为:负极:CH4+10 OH--8 e-=CO +7H2O
正极:2O2+4H2O+8 e-=8OH-
电池总反应式为:CH4+O2+2KOH=K2CO3+3H2O
酸、碱、盐的电解规律表
※首先应熟记“阴、阳离子的放电顺序”
阴离子的放电顺序:S2->I->Br->OH->NO3->SO42->F-
阳离子的放电顺序:金属单质>Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Ni2+>Fe2+>Zn2+>
元素化合物知识
生成氧气的方程式小结
⑴2KClO3 2KCl +3O2↑
⑵2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ ⑶2H2O 2H2↑+O2↑ ⑷2HgO 2Hg +O2↑ ⑸4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O ⑹2KNO3 2KNO2+O2↑ ⑺2Cu(NO3)2 CuO +4NO2↑+O2↑ ⑻2AgNO3 2Ag +2NO2↑+O2↑ ⑼2HClO 2HCl +O2↑
⑽2Al2O3(熔融) 4Al +3O2↑
⑾2F2 +2H2O =4HF +O2↑ ⑿2Na2O2+2H2O =4NaOH +O2↑ ⒀2H2O2 2 H2O +O2↑
⒁2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 ⒂4NaOH (熔融) 4Na +O2↑+2H2O ? ? ? ? ? 光照 电解2
MnO 通电
?光照或?2MnO 冰晶石作熔剂
电解
能被活性炭吸附的物质
有毒气体(NO2、Cl2、NO 等)——有毒 色素——漂白
水中有臭味的物质——净化
生成氢气的方程式小结
⑴Fe (活泼金属)+2HCl =FeCl2+H2↑ ⑵2Al +2NaOH +2H2O =2NaAlO2+3H2↑ ⑶Si +2NaOH +H2O =Na2SiO3+2H2↑ ⑷3Fe +4H2O(气) Fe3O4+4H2 ⑸C+ H2O(气) CO +H2 ⑹CO+ H2O(气) CO2+H2 ⑺2Na +2H2O =2NaOH +H2↑ ⑻Mg +2H2O Mg(OH)2+H2↑
⑼2NaCl +2H2O 2NaOH +Cl2↑+H2↑
⑽H2S H2+S ⑾2HI H2+I2
⑿2H2O 2H2↑+O2↑
⒀2C2H5OH +2Na (K 、Mg 、Al ) 2C2H5ONa +H2↑
⒁CH4 C (炭黑)+2H2↑
⒂原电池的析氢腐蚀
水参与的反应小结
1、水的电离:H2O H++OH - 或 2H2O H3O++OH -
2、水与氧化—还原的关系
2Na +2H2O =2NaOH +H2↑ 水作氧化剂 3Fe +4H2O(气) Fe3O4+4H2
C+ H2O(气) CO +H2
水作还原剂 2F2+2H2O =4HF +O2
水既作氧化剂,又作还原剂 2H2O 2H2↑+O2↑ Cl2+H2O =HCl +HclO
水既不作氧化剂,又不作还原剂 2Na2O2+2H2O =4NaOH +O2↑ 3NO2+H2O =2HNO3+NO
3、水化:CH2=CH2+2H2O CH3CH2OH CO(NH2)2+2H2O (NH4)2CO3
4、水合:NH3+H2O NH3·H2O CuSO4+5H2O =CuSO4·5 H2O
5、水解
? ? ? ?
电解 ? ?
电解??→
? ℃以上
1000 ? ?
电解?????→
? 一定条件下???→
? 微生物{
⑴盐类的水解 AlO2-+2 H2O Al(OH)3+OH - ⑵氮化镁的水解 Mg3N2+6H2O =3Mg(OH)2↓+2NH3↑ ⑶醇钠的水解 C2H5ONa +H2O C2H5OH +NaOH ⑷酚钠的水解 C6H5ONa +H2O C6H5OH +NaOH 卤化烃的水解 C2H5Cl +H2O C2H5OH +HCl
⑹酯的水解:CH3COOC2H5+H2O C2H5OH +CH3COOH
⑺油脂的水解:
(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6 淀粉 葡萄糖
(C6H10O5)n +nH2O nC6H12O6 纤维素 葡萄糖 2(C6H10O5)n +nH2O nC12H22O11 淀粉 麦芽糖
C12H22O11+nH2O C6H12O6+C6H12O6 蔗糖 葡萄糖 果糖
C12H22O11+nH2O 2C6H12O6 麦芽糖 葡萄糖 ⑼蛋白质的水解:蛋白质 各种α—氨基酸 6、双水解:
此类反应发生的条件:
a 、必有一盐水解呈碱性,另一盐水解显酸性;
b 、水解生成的酸、碱相互之间不反应(或按复分解模式发生,有一盐不存在)。 ——AlO 跟几乎所有水解显酸性的阳离子(Fe3+、Fe2+、Al3+、Cu2+、、NH4+ 等)均可发生双水解反应
关于气体的全面总结
1、常见气体的制取和检验 ⑴氧气
制取原理——含氧化合物自身分解
制取方程式——2KClO3 2KCl +3O2↑ 装置——略微向下倾斜的大试管、加热
检验——带火星木条,复燃 收集——排水法或向上排气法 ⑵氢气
制取原理——活泼金属与弱氧化性酸的置换
MnO 2△???→
?NaOH ???
→?4
2SO H ???→
?42SO H ???→
?淀粉酶???
→?4
2SO H ?
??→?4
2SO H ?????????→?胃蛋白酶或胰蛋白酶CH 2-O -C 17H 35 CH 2-OH CH -O -C -C 17H 35 +3NaOH CH -OH +3C 17H 35COONa CH 2-O -C 17H 352-OH
△
制取方程式——Zn+H2SO4 ===H2SO4+H2↑装置——启普发生器
检验——点燃,淡蓝色火焰,在容器壁上有水珠收集——排水法或向下排气法
⑶氯气
制取原理——强氧化剂氧化含氧化合物
制取方程式——MnO2+4HCl(浓)△
MnCl2+Cl2↑+2H2O
装置——分液漏斗、圆底烧瓶、加热
检验——能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后褪色;
除杂质——先通入饱和食盐水(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)
收集——排饱和食盐水法或向上排气法
尾气回收——Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
⑷硫化氢
①制取原理——强酸与强碱的复分解反应
②制取方程式——FeS+2HCl===FeCl2+H2S↑
③装置——启普发生器
④检验——能使湿润的醋酸铅试纸变黑
⑤除杂质——先通入饱和NaHS溶液(除HCl),再通入固体CaCl2(或P2O5)(除水蒸气)
⑥收集——向上排气法
⑦尾气回收——H2S+2NaOH===Na2S+H2O或H2S+NaOH===NaHS+H2O
⑸二氧化硫
①制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解
②制取方程式——Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O
③装置——分液漏斗、圆底烧瓶
④检验——先通入品红试液,褪色,后加热又恢复原红色;
⑤除杂质——通入浓H2SO4(除水蒸气)
⑥收集——向上排气法
⑦尾气回收——SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
⑹二氧化碳
①制取原理——稳定性强酸与不稳定性弱酸盐的复分解
②制取方程式——CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
③装置——启普发生器
④检验——通入澄清石灰水,变浑浊
⑤除杂质——通入饱和NaHCO3溶液(除HCl),再通入浓H2SO4(除水蒸气)
⑥收集——排水法或向上排气法
⑺氨气
①制取原理——固体铵盐与固体强碱的复分解
②制取方程式——Ca(OH)2+2NH4Cl △
CaCl2+NH3↑+2H2O
③装置——略微向下倾斜的大试管、加热
④检验——湿润的红色石蕊试纸,变蓝 ⑤除杂质——通入碱石灰(除水蒸气) 收集——向下排气法 ⑻氯化氢
①制取原理——高沸点酸与金属氯化物的复分解 ②制取方程式——NaCl +H2SO4
△
Na2SO4+2HCl ↑
③装置——分液漏斗、圆底烧瓶、加热
④检验——通入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀HNO3沉淀不溶 ⑤除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气) ⑥收集——向上排气法 ⑼二氧化氮
①制取原理——不活泼金属与浓硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu +4HNO3===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ③装置——分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶)
④检验——红棕色气体,通入AgNO3溶液颜色变浅,但无沉淀生成 ⑤收集——向上排气法
⑥尾气处理——3NO2+H2O ===2HNO3+NO
NO +NO2+2NaOH ===2NaNO2+H2O ⑩一氧化氮
①制取原理——不活泼金属与稀硝酸的氧化—还原;
②制取方程式——Cu +8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O ③装置——分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶) ④检验——无色气体,暴露于空气中立即变红棕色 ⑤收集——排水法 ⑾一氧化碳
①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用 ②制取方程式——浓硫酸
↑+H2O
③装置——分液漏斗、圆底烧瓶
④检验——燃烧,蓝色火焰,无水珠,产生气体能使澄清石灰水变浑浊 ⑤除杂质——通入浓硫酸(除水蒸气) ⑥收集——排水法 ⑿甲烷
①制取方程式——CH3COONa +NaOH CH4↑+Na2CO3 ②装置——略微向下倾斜的大试管、加热 ③收集——排水法或向下排空气法 ⒀乙烯
①制取原理——浓硫酸对有机物的脱水作用 ②制取方程式——CH3CH2OH CH2↑+H2O
CaO
△170℃
浓硫酸
④除杂质——通入NaOH 溶液(除SO2、CO2)、通入浓硫酸(除水蒸气) 收集——排水法
⒁乙炔
①制取原理——电石强烈吸水作用 ②制取方程式——CaC2++CH CH ↑ ③装置——分液漏斗、圆底烧瓶(或用大试管、锥形瓶)
④检验——无色气体、能燃烧,产生明亮的火焰,并冒出浓的黑烟 ⑤除杂质——通入硫酸铜溶液(除H2S 、PH3),通入浓硫酸(除水蒸气) 收集——排水法或向下排气法
2、常见气体的溶解性
极易溶——NH3(1:700)
易 溶——HX 、HCHO 、SO2(1:40)
能溶或可溶——CO2(1:1)、Cl2(1:2)、H2S (1:2.6)
微溶——C2H2
难溶或不溶——O2、H2、、CO 、NO 、CH4、CH3Cl 、C2H4、C2H6 与水反应的——F2、NO2
常见气体的制取装置
固-液不加热型
能用启普发生器制取的——能用加略向下倾斜的大试管装置制取的——O2、NH3、CH4
能用分液漏斗、圆底烧瓶的装置制取的——Cl2、HCl 、SO2、CO 、NO 、NO2、C2H4
有颜色的——F2(淡黄绿色)、Cl2(黄绿色)、NO2(红棕色)、Br2(红棕色) 具有刺激性气味的——F2、Cl2、Br2(气)、HX 、SO2、NO2、NH3、HCHO 臭鸡蛋气味的——H2S 稍有甜味的——C2H4
能用排水法收集的——H2、O2、CO 、NO 、CH4、CH3Cl 、C2H6、C2H4、C2H2 不能用排气法收集的——CO 、N2、C2H4、NO 、C2H6
==
易液化的气体——Cl2、SO2、NH3
10、有毒的气体——Cl2、F2、H2S、SO2、NO2、CO、NO
10、能在空气中燃烧的——H2、CO、H2S、CH4、C2H6、C2H4、C2H2
11、只能在纯氧中燃烧的——NH3
12、制备过程中发生氧化—还原反应的——Cl2、H2、O2、NO、NO2
13、能用浓H2SO4制取的——HF、HCl、CO、C2H4
14、制备时不需加热的——H2S、CO2、H2、SO2、NO、C2H2
15、能使品红试液褪色的——Cl2、SO2、NO2
16、能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的是——HX、SO2、H2S、CO2
17、能使酸性KMnO4溶液褪色的是——H2S、SO2、HBr、HI、C2H4、C2H2
18、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的——NH3
19、能使湿润的醋酸铅试纸变黑的——H2S
20、不能用浓H2SO4干燥的——H2S、HBr、HI、NH3
21、不能用碱石灰干燥的——Cl2、HX、SO2、H2S、CO2、NO2
22、不能用CaCl2干燥的——NH3
有机代表物质的物理性质
1、状态
固态——饱和高级脂肪酸、脂肪、TNT、萘、蒽、葡萄糖、果糖、麦芽糖、淀粉、纤维素、醋酸(16.6℃以下)、针状的TNT;
气态——C4以下烷、烯、炔、甲醛、一氯甲烷
液态——油状——硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸
粘稠状——石油、乙二醇、丙三醇
2、气味
无味——甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而带有臭味);
稍有气味——乙烯
特殊气味——苯及同系物、萘、石油、苯酚
刺激性——甲醛、甲酸、乙酸、乙醛
甜味——乙二醇、丙三醇、蔗糖、葡萄糖、麦芽糖
香味——乙醇、低级酯
苦杏仁味——硝基苯
3、颜色
白色——葡萄糖、多糖
淡黄色——TNT、不纯的硝基苯
黑色或深棕色——石油
4、密度
比水轻的——苯及其同系物、一氯代烃、乙醇、乙醛、低级酯、汽油
比水重的——硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烃、碘代烃、二硫化碳
5、挥发性
乙醇、乙酸、乙醛
6、升华性
萘、蒽
7、水溶性
不溶:高级脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、甲烷、乙烯、苯及同系物、萘、蒽、石油、卤代烃、TNT 微溶:苯酚、乙炔、苯甲酸
易溶:甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸
与水混溶:乙醇、苯酚(70℃以上)、乙醛、甲酸、丙三醇
第四部分化学实验
(一)化学实验常用仪器
1、可加热的仪器
⑴可直接加热的仪器。试管、坩埚、蒸发皿、石棉网、燃烧匙、玻璃棒、铂丝。
⑵可间接加热(加垫石棉网加热、水浴加热等),但不能直接的仪器。烧杯、圆底烧瓶、平底烧瓶、蒸馏烧瓶、锥形瓶。
2、用于计量的仪器
⑴测量物质质量的仪器
A、粗测托盘天平(有砝码、镊子与之配套)。
B、精测分析天平、电子天平(中学化学实验不作要求)。
⑵测量液体体积的仪器
A、粗测量筒、量杯
B、精测滴定管(分酸式和碱式)、容量瓶(限用于配制一定体积浓度准确的溶液中)、移液管。
⑶用于物质分离的主要玻璃仪器
⑴分液分液漏斗、烧杯
⑵过滤过滤漏斗、滤纸、玻璃棒、烧杯
⑶液体蒸发蒸发皿(有玻璃质的,也有瓷质的)、玻璃棒、蒸馏烧瓶(必要时要配备温度计、冷凝管、牛角管)、酒精灯
4、物质储存仪器
⑴储存气体集气瓶、储气瓶
⑵储存固体广口试剂瓶,它又分为:无色玻璃瓶和棕色玻璃瓶;磨砂玻璃塞瓶和丝扣塑料塞瓶;塑料
瓶;水槽。
(二)仪器的装配和拆卸
装配仪器时,首先要根据仪器装置图,选择合适的仪器和附件,然后进行仪器和附件的连接和全套仪器的总装配。操作规律为:
1、“先后”规律
⑴“先下后上”:如制Cl2的发生装置组装顺序是:放铁架台→摆酒精灯→固定铁圈→放石棉网→固定圆底烧瓶。
⑵“先左后上”:如制Cl2:发生装置→洗气装置→干燥装置→收集装置→尾气处理装置。
⑶“先塞后定”:当被固定仪器上连有塞子时,应先塞好塞子,再行固定。
⑷“先固后液”:当反应物既有固体又有液体时,应向反应器中先加入固体,后加入液体。
⑸“先查后装”:先检查气密性,后装入药品和固定装置。
⑹“先吸后干”:先将气体通过溶液吸收非水杂质,再行干燥。
⑺“先组后燃”:先组装好整套装置并加入试剂,再点燃酒精灯。
⑻“先撤后灭”:实验完毕后,应先从水中撤出导管,后熄灭酒精灯。
⑼“先燃后灭”:有多个酒精灯的实验,开始应先点燃制气装置中的酒精灯,后点燃其他装置中的酒精灯,如用CO还原Fe2O3,应先点燃制CO的酒精灯,后点燃燃烧CO的酒精灯,再点燃热还原装置中的酒精灯,实验完毕后,应相反。
⑽“先通氢、后点灯、先灭灯、后停氢”:即用H2还原CuO的操作顺序。
2、“进出”规律
⑴“长进短出”:洗气瓶的安装。(或“深入浅出”)
⑵“短进长出”:量气瓶的安装
⑶“粗进细出”:球形干燥管干燥气体时的安装。
⑷“低进高出”:冷凝管中水流方向
3、性质实验和制备实验中操作顺序
⑴做Fe丝(在O2中)、Cu丝(在Cl2中)、Mg(在CO2中)等燃烧实验时,应先在集气瓶中铺一层薄细沙或加入少量水,以防熔物炸裂瓶底。
⑵制备胶体:如Fe(OH)3溶胶(沸水)滴入FeCl3饱和溶液加热至沸;制硅酸溶胶应向过量盐酸中加入水
玻璃。
⑶苯的硝化,先加入浓硝酸,再加浓硫酸,冷却,滴入苯。
⑷配银氨溶液:向AgNO3溶液中滴入稀氨水,产生白色沉淀后继续加氨水到沉淀刚好消失。
(三)物质的分离与提纯
1、物质的分离与提纯的含义
物质的分离是指将混合物中的物质一一分开;物质的提纯是指将物质中的其他物质(也叫杂质)除去,得到较为纯净的物质。
物质的提纯和分离应遵循以下几点:被提纯或分离物物质,最终不能再引入新的杂质(即除杂不加杂);尽量不减少被提纯和分离的物质;采用的方法应尽量使被提纯和分离的物质跟其他物质易分离开;如果在分离操作中,被分离的物质转变为其他物质,应采用适当方法将其恢复为原物质,可记作:不增;不减;易分;复原。
2、物质的分离与提纯的常用方法。
⑴过滤法
液体中混有不溶性固体物质时使用,要点:一角、二低、三接触。
⑵蒸发法
将溶液中的溶剂蒸发掉,得到溶质的分离方法
⑶结晶法
根据两种可溶性固体物质在同一溶剂中,其溶解度受温度影响大小的不同,将溶液蒸发溶剂或使高温饱和溶液降温得到一种晶体的方法,例如,分离NaCl和KNO3的混合物,结晶之后还要过滤。
⑷萃取和分液法
分液是把两种不相混溶的液体分开的操作,使用的主要仪器是分液漏斗
萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂组成的溶液里提取出来的方法,应注意,萃取剂跟另一种溶剂的密度应相差较大且互不相溶,以利于静置时分层。
⑸蒸馏法
把沸点不同的几种液体物质的混合物,通过控制温度加热再冷凝,先后得到一种或几种较纯净的物质的方法叫蒸馏,能先后得到几种分离产物的蒸馏又叫分馏,例如,石油的分馏。
⑹渗析法
把混有离子或小分子杂质的胶体溶液装入半透膜的袋里,并把这个袋放在溶剂中,从而使离子或小分子
从胶体溶液里分离出来的操作叫渗析。
⑺升华法
固体混合物中有某种物质具有升华特性时,可用加热升华再凝华的方法加以分离,如NaCl中混有I2,就可用升华法分离。
⑻洗气瓶内除杂法
此方法适应于气体的除杂,如将不干燥的H2通过洗气瓶中的浓H2SO4可除去H2O蒸气,将SO2、CO2的混合气体通过洗气瓶中的NaHCO3溶液可除去SO2等等,常用的洗气瓶为自制简易洗气瓶。
⑼干燥管内的除杂法
此方法适用于气体的除杂,如将不干燥的CH4通过干燥管中的碱石灰可使CH4干燥,将CO2、O2的混合气体通过干燥管中的Na2O2可除去CO2等等。
⑽直接加热法
混合物中混有热稳定性差的物质时,可直接加热,使热稳定性差的物质分解而分离出去,有时受热后转变为被提纯物质。例:食盐中混有氯化铵,氯化钾中混有氯酸钾,纯碱中混有小苏打等。
⑾高温管内转化法
该方法适合于气体的除杂,如将N2、O2的混和气体通过高温管中的Cu网时,可除去O2。
⑿酸化法
即使杂质与酸反应而转化为非杂质成分或转化为易挥发的气体而除杂的方法。如向Na2CO3与NaHCO3的混合溶液中通入过量的CO2气体,可使Na2CO3转化为NaHCO3。
(四)化学实验设计与评价
1、化学实验方案设计的基本要求
⑴科学性:所谓科学性是指实验原理、实验操作程序和方法必须正确。例如,鉴别Na2SO4和NaI,在试剂的选择上就不宜选用HNO3等具有氧化性的酸。在操作程序的设计上,应取少量固体先溶解,然后再取少量配成的溶液并再加入试剂,而不能将样品全部溶解或在溶解后的全部溶液中加入试剂。
⑵安全性:实验设计应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。
⑶可行性:实验设计应切实可行,所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。
⑷简约性:实验设计应尽可能简单易行,应采用简单的实验装置,用较少的实验步骤和实验药品,并能在较短的时间内完成实验。
2、化学实验设计的基本思路
⑴明确目的的原理:首先必须认真审题,明确实验的目的要求,弄清题目有哪些新的信息,综合已学过的知识,通过类比、迁移、分析,从而明确实验原理。
⑵选择仪器药品:根据实验的目的和原理以及反应物和生成物的性质、反应条件,如反应和生成物的状态、能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热 及温度是否控制在一定范围等,从而选择合理的化学仪器和药品。
⑶设计装置步骤:根据上述实验目的和原理,以及所选用的实验仪器和药品,设计出合理的实验装置和实验操作步骤,学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力,实验步骤应完整而又简明。 ⑷记录现象数据:根据观察,全面准确地记录实验过程中的现象和数据。
⑸分析得出结论:根据实验观察的现象和记录的数据,通过分析、计算、图表、推理等处理,得出正确的结论。
3、评价确定最佳实验方案 ⑴优化思路
实验设计就是要求学生利用化学知识,设计实验完成预期目的。设计时一定要有目的性,设计周密、可行、优化的方案。
例如:如何以还原性铁粉为原料制备 Fe(OH)2,并观察它在空气中的氧化过程。 应分为三步:
⑴ Fe Fe 2+
①H 2SO 4
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⑵ Fe 2+ Fe(OH)2
①直接滴加②长导管伸入
⑶ Fe(OH)2 3
①加热
②倾斜
在⑴中,用②比①好,因过量铁防止 Fe 2+
被氧化;因⑵中,应减少O 2存在对Fe(OH)2生成的影响,最佳方案用刚好生成的FeSO 4与NaOH 反应,NaOH 溶液应煮沸,且用长滴管伸入FeSO 4溶液中。在⑶中应把试管倾斜使之与O 2接触。反应环境的选择对设计也有影响。 ⑵优化药品
在均能达到实验目的的前提下,考虑用价格便宜的原料,提高经济效益。如MgCl 2中含有FeCl 2,如何
除去?现提供信息如下:
前两者可除去Fe2+,考虑价格应选用漂液。其次要考虑所加药品不能引进新的杂质,否则也不能达到实验目的要求。
⑶优化装置
在设计装置中,要求仪器简单、操作方便、安全合理,突破思维定势,开发仪器功能。如洗气瓶的多种用途,组装一套简单的启普发生器等,需要学生在不违背仪器使用方法的前提下,大胆动脑,合理拓展思维,使实验设计方案在现有仪器前提下能得以实现。
⑷优化实验顺序
①仪器的安装顺序:先竖向:从下至上;后横向:从左至右
②装置图的连接:整套装置大体的连接顺序是:制取→除杂→干燥→主体实验→尾气处理。而就单个装置的连接要注意:“五进五出”:气体的流向通常是左进右出;洗气瓶作洗气用时长(管)进短(管)出;洗气瓶作量气(制出的气体从洗气瓶中把压到量筒中)用时短(管)进长(管)出;干燥管干燥气体粗(端)进细(端)出;冷凝管用的水下进上出(逆流原理)。
③气体的干燥顺序:需收集的气体,经过系列洗气除杂后再干燥、收集,不能干燥后又洗气。需要某气体进行加热反应(如CO、H2与CuO、Fe2O3的反应)时,先干燥再反应。
④加热的先后顺序:同一实验中有几处需要加热时,通常先加热制气装置,待产生的气体把系统内的空气排净后再加热反应的部分。停止加热时,先停反应的部分再停制气的部分,使产生的气体继续通一会儿使生成物冷却,防止又被氧化(如CO还原Fe2O3的实验)
⑤操作的一般顺序:程序设计→连接仪器→检查气密性→装入药品→实验及现象观察→装置拆除→仪器清洗。
⑸优化实验安全措施
为使实验安全可靠,要注意以下几个问题。
①有毒气体的尾气必须处理。通常将H2S、SO2、Cl2、HCl、NO2等用水或NaOH溶液吸改,将CO 点燃烧掉。
②易燃气体如H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等点燃这前必须要验纯。
③用H2、CO还原CuO、Fe2O3等实验,应先通气,等体系内的空气排净后再加热,若先加热后通气可能会发生爆炸事故。
④加热制取的气体用排气法收集完毕,应先将导气管移出水面,再熄灭酒精灯,防止水倒吸入热试管而使试管破裂。
第三部分有机化学基础
(一)同系物和同分异构体
1、同位素、同素异形体、同系物、同分异构和同一种物质的比较