从电离角度看, 电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸; 电离时生成的阴离 子全部是氢氧根离子的化合物叫做碱;盐电离则产生金属阳离子[或铵根(NH4+)]和酸根阴 离子。 四、离子反应及其发生的条件 1.离子反应 电解质在溶液中的反应实质上是离子之间的反应,这样的反应称作离子反应。 2.离子方程式 用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫做离子方程式, Na2SO4 溶液与 BaCl2 如 2+ 2- 溶液反应可用:Ba +SO4 = BaSO4↓来表示。 书写离子方程式可按①写、②拆、③删、④查四步进行 3.离子方程式的意义 不仅表示某一个具体的化学反应, 而且表示同一类型的离子反应。 如所有的强酸溶液和 - + 所有的强碱溶液反应生成可溶性盐和水都可用 H +OH =H2O 来表示。 4.离子反应发生的条件及离子共存问题 下列几种情况离子反应能够发生,那么这些离子就不能大量共存。 - - ①生成难溶物质。如:Cu2+和 OH 不能大量共存: Cu2++2OH =Cu(OH)2↓ - - ②生成挥发性的物质。如:CO32 和 H+不能大量共存:CO32 +2H+=H2O+CO2↑ - - ③生成水(难电离的物质) 。如:H+和 OH 不能大量共存: H++OH =H2O 9 五、氧化还原反应 1.本质:反应中有电子转移(得失或偏移) 2.表现:反应前后某些元素的化合价发生变化 3.有关概念之间的关系 具有 氧化剂 氧化性 氧化反应 物质 (反应物) 还原剂 具有 性质 还原性 发 生 反应 还原反应 被氧化 过程 被还原 4.电子转移(得失或偏移)和元素化合价改变的关系 化合价升高→失去电子→是还原剂→被氧化。 化合价降低→得到电子→是氧化剂→被还原。 5.电子转移方向和数目的表示方法 双桥式:箭头由反应物指向生成物中化合价有变化的同一种元素,标出“得到” “失去” - 失去 2×e 及电子总数: △ CuO+H2 - Cu+H2O 得到 2e 单桥式:在反应物间用箭头由失去电子的原子指向得到电子的原子,只标出电子总数: 2e - △ CuO + H2 Cu+H2O 6.氧化还原反应和四种基本反应类型的关系 置换反应全部属于氧化还原反应。 复分解反应全部属于非氧化反原反应。 有单质参加的化合反应和有单质生成的分解反应属于氧化还原反应。 7.常见的氧化剂和还原剂 氧化剂:反应中元素化合价降低的物质(或得到电子的物质) 。主要指活泼的非金属单 质(如 Cl2、O2 等)和元素处于高价时的化合物[如 MnO2、H2SO4(浓)、FeCl3 等]。 还原剂:反应中元素化合价升高的物质(或失去电子的物质) 。主要包括活泼的金属单 质(如 Na、Al、Fe 等) 、某些非金属单质(如 H2、C 等)及元素处于低价时的化合物(如 CO、H2S、FeCl2 等)等。 8.日常生活中常见的氧化还原反应 有利的:①制备某些物质;②用 Cl2、ClO2 进行的消毒、杀毒;③燃料的燃烧、提供热 能等;④化学电源的开发及利用;⑤电镀及防止金属的腐蚀;?? 有害的:①易燃物的自燃性;②食品的腐败;③钢铁的绣蚀;?? 学法指导 【例 1】 “纳米材料”是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料。如将“纳米材料” 分散到液体分散剂中,所得混合物具有的性质是: A.不能透过滤纸 B.有丁达尔效应产生 C.所得液体一定无色透明 D.不稳定、很快会分层 解析:本题能力层次为 B。纳米材料粒子的直径在 1nm~100nm 之间,因此所形成的分 10 散系属于胶体,具有胶体的特性,如产生丁达尔效应,粒子可以透过滤纸等。液态胶体在外 观上和溶液相似,比较稳定、透明,但不一定无色。答案是 B。 学法指导:有些液态胶体是透明的,用肉眼很难与溶液相区别,属于介稳体系。利用丁 达尔效应区分它们。 纳米粒子的尺寸和胶体粒子的大小相当, 所以胶体化学原理和方法有助 于纳米科技的发展。 【例 2】对下列化学反应从不同的角度进行分类: ①碳在氧气中燃烧;②硫在氧气中燃烧;③铁丝在氧气中燃烧;④铝粉在氧气中燃烧; ⑤蜡烛在氧气中燃烧。 解析:本题能力层次为 C。根据反应的特点及反应物质的类别等进行分类。答案是:分 类标准 1:是不是化合反应。反应①②③④是一类,都是化合反应;反应⑤为一类。分类标 准 2:反应物的特点。反应①②为一类,都是非金属跟氧气反应,反应③④为一类,都是金 属跟氧气反应,反应⑤为一类;分类标准 3:反应物的特点。反应①②③④为一类,都是无 机物(或单质)跟氧气反应,反应⑤为一类;?? 学法指导:分类法是学习科学知识和从事科学研究行之有效、简单易行的科学方法。对 给定的物质、反应等,根据需要可以有不同的分类方法,如交叉分类法、树状分类法等。对 物质或反应进行分类时,关键是选择分类的“标准” ,标准的选择是否恰当取决于对物质或 反应的认识是否正确和全面。 【例 3】有下列物质 A.CO2;B.稀盐酸;C.BaCO3;D.NaOH; E.铜。 是电解质的有: ; 写出 B 和 C 反应的离子方程式: ; 解析:本题能力层次为 C,稀盐酸是混合物,铜是金属单质,CO2 是非金属氧化物,它 们都不属于电解质,答案是 C、D; BaCO3+2H+=Ba2++H2O+CO2↑; 学法指导:电解质在溶液中能够发生电离。有些物质如 CO2、NH3 等,它的水溶液导电 是因为它和 H2O 反应生成了电解质 H2CO3、NH3·H2O 等,本身没有电离,不属于电解质, 有些难溶物如 BaCO3、Mg(OH)2 等,它们熔融状态时可以发生电离(其实它们极少量溶于 水的部分也是电离的) ,它们是电解质,但在写离子反应方程式时不能把它们拆成离子。 【例 4】写出符合下列条件的氧化还原反应方程式 A.一种单质氧化另一种单质 B.一种单质氧化一种化合物 C.一种化合物氧化另一种化合物 D.一种化合物氧化一种单质 解析:本题能力层次为 C。甲物质氧化乙物质时,甲物质得到电子,有元素的化合价降 低 , 乙 物 质 失 去 电 子 , 有 元 素 的 化 合 价 升 高 。 参 考 答 案 是 A . C+O2 B . 2CO+O2 △ 点燃 点燃 CO2 , 2CO2 , C . MnO2+4HCl( 浓 ) △ MnCl2+Cl2 ↑ +2H2O , D . CuO + H2 Cu+H2O。 学法指导:氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移) 。表现为反应前后元素的 化合价发生改变,故化合价是分析氧化还原反应的基础。氧化剂具有氧化性,能氧化其他物 质,含有化合价降低的元素。 梯度练习 A组 1.Na2CO3 俗名纯碱,下面是对纯碱采用不同分类法的分类。不正确的是( ... 11 ) A.Na2CO3 是碱 B.Na2CO3 是盐 C.Na2CO3 是钠盐 D.Na2CO3 是正盐 2.对电解质的叙述正确的是( ) A.溶于水后得到的溶液能导电的物质是电解质 B.熔化状态不能导电的化合物一定不是电解质 C.在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物是电解质 D.能溶于水的物质是电解质 3.下列各组离子,能在溶液中大量共存的是( ) - + 2+ + 2- 2- A.Na 、Mg 、OH B.H 、SO4 、CO3 - - - 2+ 2- C.Cu 、SO4 、Cl D.Ca2+、Cl 、CO32 4.从硫元素的化合价判断,含硫元素的下列物质只做还原剂的是( A.Na2S B.S C.SO2 D.H2SO4 5.酸、碱、盐在水溶液中发生复分解反应,实质上是 离子反应发生的条件是 述条件之一,反应就能发生。 ) 。这类 ,只要具备上 高温 6.在高温时,水蒸气与灼热的炭发生氧化还原反应的化学方程式是 H2O+C H2+CO, 剂。 其中水是 剂。硫在氧气中燃烧的化学方程式是 ,其中硫是 7.在下列氧化还原反应的双线桥的括号内填上电子的得失情况。 ( ) Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ B组 8.FeCl3 溶液和 Fe(OH)3 胶体共同具备的特性是( ) A.分散质粒子的直径小于 1nm。 B.都是红褐色 C.都有丁达尔效应 D.都比较稳定 9.下列物质中,不能电离出酸根离子的是( ) A.Na2SO4 B.Ba(OH)2 C.KMnO4 D.Na2CO3 10.下列反应中铁元素发生氧化反应的是( ) A.FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑ B.Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑ C.Fe2O3+3CO 高温 ( ) 2Fe+3CO2 D.2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 11.写出下列物质的电离方程式 HNO3—— Al2(SO4)3—— Ba(OH)2—— 12.亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐,但它是一种有毒的物质。误食亚硝酸钠会使人体血 液中的 Fe2+转化为 Fe3+而引起中毒, 服用维生素 C 可使 Fe3+转化为 Fe2+, 从而达到解毒的目 1. NaNO2 ???? ? ???? Fe3+ ? 的。转化过程可表示为:Fe 2.维生素C 2+ (1)转化 1 中,氧化剂是 (2)转化 2 中,Fe3+作 ,还原剂是 。 剂,维生素 C 表现 性。 C组 13.G、Q、X、Y、Z 均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的化学式,但知道它们在一定 条件下具有如下的转化关系(未配平) 12 ①G→Q+NaCl ②Q+H2O ??? X+H2↑ ? 电解 ③Y+NaOH→G+Q+H2O ④Z+NaOH→Q+X+H2O 这五种化合物中氯元素的化合价由低到高的顺序是( .... A.XZQYG B.ZXGYQ C.GYZQX 14.写出下列反应的离子方程式 (1)用稀硫酸清洗铁锈(Fe2O3) (2)碳酸钠溶液与盐酸混合 (3)硫酸铜溶液和氢氧化钡溶液混合 (4)向足量澄清石灰水中通入二氧化碳 15.由 A 和 B 两种盐组成的混合物,进行了下列实验: 混合物 加水溶解,过滤 ) D.GYQZX 无色滤液 加硝酸钡溶液过滤 硝酸钾溶液 硫酸钡沉淀 CO2 沉淀 加稀硫酸 硫酸铜溶液 试判断,A、B 分别是 写出加水溶解时发生反应的离子方程式: 13 第三章 学习目标 内容 金属及其化合物 学习目标 1.能说出钠的主要物理性质,认识钠的还原性,并书写钠分别与 氧气、水等反应的方程式 2.了解铝的还原性及铝的氧化膜的保护作用,了解铝与氢氧化钠 溶液的反应 3.认识铁的重要性质 1.全面了解过氧化钠的性质及重要应用 2.认识碳酸钠和碳酸氢钠的重要性质(与强酸、强碱反应,加热 分解反应) 3.知道焰色反应 4.了解氧化铝、氢氧化铝的两性及它的重要用途 5.认识铁的氧化物、铁的氢氧化物及铁盐和亚铁盐的性质,知道 检验 Fe3+的方法。 6. 结合其他元素及化合物性质的学习, 了解 CuO、 Cu(OH)2、 CuSO4 主要性质 了解常用的合金材料 能力层次 B B C ⒈金属的化学 性质 ⒉几种重要的 金属化合物 C C A C B B ⒊用途广泛的 金属材料 A 要点解读 一、金属的性质 1.金属共同的物理特性 不透明,有金属光泽,导电、导热性强,有延展性。 2.金属共同的化学性质 金属活动顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活泼性依次减弱 ①绝大部分金属能和氧气等非金属单质反应 △ 4Al+3O2====2Al2O3 2Cu+O2 2CuO 镁、铝的氧化膜致密可以保护内层金属不能继续被氧化,铁表面的铁锈比较疏松,不能 保护内层金属。 ②通常情况下金属活动顺序表氢之前的金属能和酸反应。浓 H2SO4、HNO3 还能和不太 活泼的金属反应: Fe+2H+=Fe2++H2↑ △ Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O ③较活泼的金属和水反应: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ 3Fe+4H2O(气) 高温 Fe3O4+4H2 ④和某些盐溶液反应:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 3.金属钠的性质 14 ①主要的物理性质:银白色金属光泽、硬度小(用小刀可以切割) 、密度小(可以浮在 水面) 、熔点低(稍受热即可熔化) ②主要的化学性质 钠和氧气反应:钠块切割后的表面呈银白色金属光泽,接触到空气后很快变暗。 4Na+O2==2Na2O 点燃后钠在空气中剧烈燃烧产生黄色火焰,生成淡黄色固体: 2Na+O2 点燃 Na2O2 钠和水的反应:将一小块钠投入滴有酚酞的水中,产生的现象:钠浮在水面上,熔化成 小球且逐步变小,在水面上不断游动,发生“嘶嘶”的响声,溶液变红色。 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 实验室把钠保存在石蜡或煤油中。 4.金属铝的主要化学性质 既能和酸反应,又能和强碱反应: 2Al+6H+==2Al3++3H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ 酸、碱、盐等可以直接侵蚀铝的保护膜(氧化铝也能与酸或碱反应)以及铝制品本身。 因此铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性或咸的食物。 5.铁的主要的化学性质 潮湿空气中 O2 点燃 铁锈(Fe2O3.xH2O) Fe3O4 Fe H2O(气) Fe3O4 高温 HCl、H2SO4(稀) Fe2+ CuSO4 Cl2 Fe2+ FeCl3 二、几种重要的金属化合物 1.钠的氧化物 化学式 颜色、状态 氧的化合价 生成条件 物质类别 化学 反应 与 H2O 反应 与 CO2 反应 用途 Na2O2 淡黄色固体 -1 加热或点燃 过氧化物 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 强氧化性,漂白剂、供氧剂 Na2O 白色固体 -2 常温 碱性氧化物 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 15 ⒉碳酸钠和碳酸氢钠 名称 化学式 俗名 颜色状态 物理性质 溶解性 与盐酸反应 与 CO2 反应 与 NaOH 反应 热稳定性 用途 碳酸钠 Na2CO3 碳酸氢钠 NaHCO3 化学性质 纯 碱、苏 打 小苏打 白色粉末 细 小 的 白 色 晶体 易溶于水 能溶于水 相同温度下,溶解度:碳酸钠>碳酸氢钠 CO32-+2H+==H2O+CO2↑较快 HCO3-+H+==H2O+CO2↑剧烈 2CO3 + H2O +CO2==2 HCO3 不反应 不反应 HCO3 +OH-==H2O+CO32不稳定 △ 很稳定 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 用于玻璃、肥皂、造纸、纺织 等工业 发酵剂、灭火器,医疗上用于治疗胃 酸过多 CO2+H2O 相互转化 Na2CO3 固体、加热;液体、NaOH NaHCO3 鉴别 1、固 体加热:产生气体,并使澄清的石灰水变浑浊的为 NaHCO3 2、与同浓度稀盐酸反应,产生气体速度较快的为 NaHCO3 3、与 CaCl2 溶液反应生成白色沉淀的为 Na2CO3 3.铝和铁的氧化物 氧化物 Al2O3 主要性质及化学反应 白色粉末,不溶于水。是两性氧化物,能溶于酸或强碱溶液中, 都生成盐(铝盐和偏铝酸盐) 2O3+6H+===2Al3++3H2O :Al - - Al2O3+2OH ===2Al O2 +H2O 黑色粉末,不溶于水,是碱性氧化物,有还原性 FeO+2HCl==FeCl2+H2O 红棕色粉末,不溶于水,是碱性氧化物。 △ FeO Fe2O3 Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O ⒋铝和铁的氢氧化物 氢氧化物 主要性质及化学反应 Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 制取 Al(OH)3 白色,不溶于水,是两性氢氧化物,在酸 或强碱溶液里溶解生成盐(铝盐和偏铝酸盐) Al2 (SO4)3+6NH3·H2O= 和水,医用的胃酸中和剂中的一种,受热分解。 2Al (OH)3↓+3(NH4)2SO4 Al (OH)3+3H+= Al3++3 H2O 离子方程式为: - - 3+ Al (OH)3+OH = AlO2 +2H2O Al +3 NH3·H2O== Al (OH)3↓ +3NH4+ △ 2 Al (OH)3 Al2O3+3 H2O Al (OH)3 能凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。 白色, 不溶于水, 弱碱:Fe(OH)2+2HCl==FeCl2+2H2O 在空气中迅速氧化,有还原性: 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 现象: 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最终变为 Fe(OH)2 Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ 16 Fe(OH)3 红褐色沉淀。 红褐色,不溶于水,弱碱 ,不稳定性: Fe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2O △ Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓ 2Fe(OH)3 ⒌铁盐和亚铁盐 铁盐 Fe2O3+3H2O 主要性质及化学反应 Fe2+盐溶液常为浅绿色 氧化剂 Fe2+ Fe3+ 2FeCl2+Cl2==2FeCl3 检验 方法 1: 加碱生成白色絮状沉淀迅速变 成灰绿色,最终变为红褐色沉淀 Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 方法 2:加入 KSCN 无明显现象,再 加入氯水后溶液变成红色 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色) Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 (血红色) 亚铁盐 (三价)铁盐 Fe3+盐溶液常呈黄色 Fe3+ 还原剂 Fe2+ 2FeCl3+Fe==3FeCl2 6.铝盐和铁盐有净水作用 7.焰色反应 很多金属和它们的化合物在燃烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。 实验操作:洗、烧、蘸、烧。 钠的焰色反应呈黄色,钾的焰色反应(透过蓝色的钴玻璃片滤去黄色的光)呈紫色。 三、用途广泛的金属材料 合金名称 镁铝合金 硬铝 合金钢 锰钢 黄铜 青铜 钛合金 金合金 组成 含有 10%~30%的镁 含铜 4%、镁 0.5%、 锰 0.5%、硅 0.7% 加入硅、锰、铬、镍、 钼、钨、钒、钛、铜、 稀土元素等 含锰 9%~14% 含锌 20%~36%,常 加入少量锡、铅、铝 含锡 10%~30% 含铝 6%、钒 4% 加入银、铜、稀土元 素等 主要性质 强度和硬度都比纯铝 和纯镁大 强度和硬度都比纯铝 大 多种优良性能 硬度和强度很大 有良好的强度和塑 性、易加工、耐腐蚀 有良好的强度和塑 性、易加工、耐腐蚀 耐高温、耐腐蚀、高 强度 有光泽、易加工、耐 磨、耐腐蚀、易导电 主要用途 火箭、飞机、轮船等 制造业 火箭、飞机、轮船等 制造业 用途广泛 制造粉碎机、 球磨机、 钢轨 机器零件、仪表和日 用钢轨 机器零件如轴承、齿 轮等 用于宇航、飞机、造 船、化学工业 金饰品、电子元件、 钱币、笔尖 学法指导 【例 1】 实验室里钠保存在下列哪种液体中: A.煤油 B.水 C.汽油 D.四氯化碳 解析:本题能力层次为 B。钠的化学性质很活泼,与水、氧气均能发生反应,所以保存 时要隔绝空气和水。汽油易挥发、易燃。四氯化碳的密度较大,钠会浮在上面,不能起保护 作用。答案是 A; 17 学法指导: 选择保存物质的方法时, 要熟悉该物质的主要的物理性质 (如密度、 溶解性、 挥发性等)和化学性质(如见光、受热是否稳定,是否容易被氧化或易燃等) 。保存物质的 方法通常有密封、放在阴凉处、放在煤油里、放在水里、放在棕色试剂瓶里保存等。 【例 2】 欲使明矾溶液中的 Al3+完全沉淀下来,适宜的试剂是: A.NaOH 溶液 B.盐酸 C.氨水 D.氯化钡溶液 解析:本题能力层次为 B,Al(OH)3 是两性氢氧化物,能溶于酸和强碱溶液,用 NaOH 溶液和 Al3+反应时,NaOH 少量或过量都不能完全沉淀。