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、汽油易然液体浓 H2SO4、NaOH强酸碱腐蚀品 化学实验安全 1、1做有毒气体的实验时应在通风厨中进行并注意对尾气进行适当处理吸收或点燃等。进行易燃易爆气体的实验时应注意验纯尾气应燃烧掉或作适当处理。 2烫伤宜找医生处理。 3浓酸撒在实验台上先用 Na2CO3 或 NaHCO3中和后用水冲擦干净。浓酸沾在皮肤上宜先用干抹布拭去再用水冲净。浓酸溅在眼中应先用稀 NaHCO3 溶液淋洗然后请医生处理。 4浓碱撒在实验台上先用稀醋酸中和然后用水冲擦干净。浓碱沾在皮肤上宜先用大量水冲洗再涂上硼酸溶液。浓碱溅在眼中用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。 5钠、磷等失火宜用沙土扑盖。 6酒精及其他易燃有机物小面积失火应迅速用湿抹布扑盖。 二、混合物的分离和提纯 1、分离的方法过滤固体(不溶)和液体的分离。蒸发固体(可溶)和液体分离。 蒸馏沸点不同的液体混合物的分离。 分液互不相溶的液体混合物。 萃取利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同 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。 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)、Na 2CO3(除 Ca2、过量的 Ba2)、NaOH(除 Mg2)溶液后过滤得到滤液加盐酸(除过量的 CO 32、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、蒸馏装臵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、选用萃取剂应符合原则萃取剂不能与被萃取的物质及原溶剂反应 萃取剂与原溶液溶剂互不相溶。 被萃取的物质在原溶剂中的溶解度小于在萃取剂中的溶解度 用 CCl4萃取碘水中的碘时溶液分为两层上层液体显无色或淡黄色没有萃取完全 下层液体显紫红色。 密 度水 氧化产物的氧化性 还原剂的还原性 还原产物的还原性 例根据反应I2+SO2+2H2O=H2SO4+2HI 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2FeCl3+2HI=2FeCl2+I2+2HCl 可知I-、Fe2+、Cl-、SO 2的还原性由强到弱的顺序是 解析还原性还原剂 SO2 还原产物 I-还原性还原剂 Fe2+ 还原产物 Cl- 还原性还原剂 I- 还原产物 Fe2+还原性由强到弱的顺序SO 2 I- Fe2+ Cl- 。 2根据金属活动顺序 3根据元素的价态。 同种元素价态越高 一般氧化性越强如 Fe3+Fe2+ 。但例外的氧化性HClOHClO 2HClO3HClO4 。 同种元素价态越低还原性越强如 S2-SSO 2 。 最高价态只有氧化性最低价态只有还原性中间价态兼具氧化性和还原性。 4反应条件、反应剧烈程度和同一反应物发生氧化还原时条件越容易、程度越剧烈则得或失电子能力越强氧化性或还原性相对越强。 5浓度、温度、酸碱性等 例如浓 HNO3的氧化性 稀 HNO3加热时浓 H2SO4 的氧化性增强 KMnO4溶液在酸性条件下氧化增强等。 6注意比较氧化性和还原性强弱的根本依据在于得失电子能力的大小即得失电子的难易而绝不能以得失电子的数目多少判断。 例如 又例如 13 三、应用 1氧化还原反应方程式的配平 一般用“化合价升降法”或“电子得失法”配平。配平原则是“化合价升降总数相等”或“得失电子总数相等” 。下面以硫与浓硝酸反应为例说明配平的一般步骤 1标变化标出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物中价变元素的化合价 2列变化列出电子转移的方向和数目 3求倍数求得失电子数的最小公倍数以确定氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物四大物质前的系数 4配系数观察配平两边其他物质的系数并进行检查最后改“”为“=”号 2有关氧化还原反应计算 1氧化还原反应的计算常见的有两个方面一是关于氧化剂、还原剂在反应前后化合价数值变化升降的计算二是关于氧化剂、还原剂用量的计算。 2计算的原则是氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数。即常说的“电子得失守恒” 。 3题型部分氧化还原计算 推断产物化合价 求氧化剂、还原剂或氧化产物、还原产物质量比。 四、如果使元素化合价升高即要使它被氧化要加入氧化剂才能实现 如果使元素化合价降低即要使它被还原要加入还原剂才能实现 例如下列变化中必须加入氧化剂才能发生的是 C A. SO2S B. SO32SO 2 C. II 2 D. HCO3CO 32 14 第三章 金属及其化合物 第一节 金属的化学性质 一、钠 Na 1单质钠的物理性质钠质软、银白色、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。 2单质钠的化学性质 1钠与 O2反应 常温下4Na + O22Na2O 新切开的钠放在空气中容易变暗 加热时2Na O2 Na2O2钠先熔化后燃烧发出黄色火焰生成淡黄色固体 Na2O2。 2钠与 H2O 反应 2Na2H2O2NaOHH2 离子方程式2Na2H 2O2Na2OHH 2注意配平 实验现象 “浮钠密度比水小游生成氢气响反应剧烈 熔钠熔点低红生成的 NaOH 遇酚酞变红” 。 3钠与盐溶液反应 如钠与 CuSO4溶液反应应是钠与 H2O 反应生成 NaOH 与 H2再和 CuSO4溶液反应 有关化学方程式2Na2H2O2NaOHH2 CuSO42NaOHCu(OH)2Na2SO4 总的方程式2Na2H2OCuSO4Cu(OH)2Na2SO4H2 实验现象有蓝色沉淀生成有气泡放出 K、Ca、Na 三种单质与盐溶液反应时先与水反应生成相应的碱碱再和盐溶液反应 4钠与酸反应2Na2HCl2NaClH2反应剧烈 离子方程式2Na2H2NaH 2 3钠的存在以化合态存在。 4钠的保存保存在煤油或石蜡中。 5钠在空气中的变化过程 NaNa2ONaOHNa2CO3Na2CO310H2O结晶Na2CO3风化 最终得到是一种白色粉末。一小块钠臵露在空气 中的现象银白色的钠很快变暗生成 Na2O 跟着变成白色固体(NaOH)然后在固体表面出现小液滴NaOH 易潮解 最终变成白色粉未最终产物是 Na2CO3 。 二、铝 Al 1单质铝的物理性质银白色金属、密度小属轻金属 、硬度小、熔沸点低。 2单质铝的化学性质 1铝与 O2反应常温下铝能与 O2反应生成致密氧化膜保护内层金属。 加热条件下铝能与 O2反应生成氧化铝4Al 3O2 2Al2O3 2常温下 Al 既能与强酸反应又能与强碱溶液反应均有 H2生成也能与不活泼的金属盐溶液反应 化学方程式2Al6HCl2AlCl33H2 离子方程式 2Al6H2Al33H 2 化学方程式2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H2 离子方程式 2Al2OH2H 2O2AlO23H 2 化学方程式2Al3Cu(NO3)22Al(NO3) 33Cu 离子方程式2Al3Cu22Al33Cu 注意铝制餐具不能用来长时间存放酸性、碱性和咸的食品。 3铝与某些金属氧化物的反应如 V、Cr、Mn、Fe 的氧化物叫做铝热反应 2Al Fe2O3 高温 2Fe Al2O3 15 Al 和 Fe2O3的混合物叫做铝热剂。利用铝热反应焊接钢轨。 三、铁 1单质铁的物理性质铁片是银白色的铁粉呈黑色纯铁不易生锈但生铁含碳杂质的铁在潮湿的空气中易生锈。 原因形成了铁碳原电池。铁锈的主要成分是 Fe2O3 。 2单质铁的化学性质 1铁与氧气反应3Fe2O2 Fe3O4现象剧烈燃烧火星四射生成黑色的固体 铁与硫加热反应 Fe S FeS 铁在氯气中加热反应 2Fe3Cl2 2FeCl3 2与非氧化性酸反应Fe2HClFeCl2H2 Fe2HFe2H 2 常温下铝、铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化。加热能反应但无氢气放出。 3与盐溶液反应 FeCuSO4FeSO4Cu FeCu2Fe2Cu 4与水蒸气反应3Fe 4H2Og 高温 Fe3O4 4H2 16 第二节 几种重要的金属化合物 一、 钠的化合物 1. Na2O 1Na2O 与水的反应 Na2OH2O2NaOH 2Na2O 与 CO2的反应 Na2O CO2 Na2CO3 3 Na2O SO2 Na2SO3 4Na2O 2HCl 2NaCl H2O 2. Na2O2 Na2O2中氧元素为1 价Na2O2既有氧化性又有还原性。 1过氧化钠与水的反应放热反应、Na2O2是强氧化剂可用于漂白 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 2Na2O2 2H2O 4Na4OH O 2 2过氧化钠可用在呼吸面具和潜水艇中作为氧气来源供氧剂 原因是 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 3 Na2O2 SO2 Na2SO4 42Na2O2 4 HCl 4 NaCl 2 H2O O2 3. 氢氧化钠 NaOH俗称烧碱、火碱、苛性钠易潮解有强腐蚀性具有碱的通性。 4. 钠盐Na2CO3与 NaHCO3的性质比较 Na2CO3 NaHCO3 俗称 纯碱、苏打 小苏打 水溶性比较 Na2CO3 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+CO2 CO32+2H+=CO 2+H2O NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 HCO3+H+=H 2O+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+H2O HCO3+OH=H 2O+CO32 与 Ca(OH)2溶液 反应 Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH Ca2+CO 32=CaCO 3 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 Na2CO