CES化学知识点课业指导

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第一章 CES基本概念和原理的学习方法与技巧
一、清理基础知识的方法
(一)物质的组成
混合物 几种物质组成
纯净物 1、元素2、构成物质的基本粒子、分子、原子、离子
(二)物质的结构
原子的构成 离子化合物与共价化合物
核外电子排布
(三)物质的分类
混合物 大多数天然物质 如空气、石灰石等
溶液 如石灰水、碘酒等
纯净物 单质(按性质) 金属单质(如Na、Cu、Ag等); 非金属单质(如H2、S、He等)
化合物 无机物 氧化物(按跟酸碱反应分):碱性氧化物(如CuO等);酸性氧化物(如CO2等)
酸(按是否含氧分):含氧酸(如HNO3等);无氧酸(如HCL等)酸(按电离出H+数目分):一元酸(如HCL等);二元酸(如H2SO4等);三元酸(如H3PO4等)
碱(按溶解性分):可溶性碱(如NaOH等);难溶性碱(如Cu(OH)2等)
盐(如NaCL、NaHCO3、Cu2(OH)2CO3等)
有机物:如甲烷、乙醇、醋酸等
(四)物质的性质、变化及化学反应类型
物质的性质 物理性质化学性质
物质的变化 化学变化 从反应形式上分类基本反应类型 化合反应分解反应置换反应复分解反应
从得氧、失氧分类 还原反应
氧化反应:缓慢氧化(达到着火点)自燃(燃烧、爆炸)剧烈氧化
物理变化
(五)化学用语
1、元素符号
2、化学式
3、化学方程式
(六)质量守恒定律和化学中的常用计量
1、质量守恒定律
2、化学中常用计量
1)相对原子质量
2)相对分子质量
(七)溶液
组成 溶质、溶剂
特征 均一性、稳定性
分类 根据溶质相对多少 浓溶液、稀溶液
根据溶质是否还能溶解 饱和溶液不饱和溶液
固体物质的溶解度 概念影响溶解度的因素溶解度曲线
溶液组成的表示方法 溶质的质量分数
混合物的分离 过滤、结晶
酸碱盐溶液 物质的电离:如NaCL溶于水,可用NaCL=Na++Cl-表示溶液的酸碱度——pH
二、如何掌握知能要点
(一)物质的组成
1、构成物质的基本粒子——分子、原子、离子
1)分子
概念:保持物质化学性质的最小粒子。
理解:①分子只能保持物质的化学性质,不能保持物质的物理性质。②由分子构成的物质在化学变化中分子种类、个数发生变化,原子种类、个数不变。
特性:①分子有不一定的大小和质量。
②分子在一定的间隔。如同种物质有“三态”的变化。
③分子在不停运动着。如蒸发、溶解、扩散等。
④同种物质分子性质相同,不同种物质分子性质各异。
2)原子
概念:原子是化学变化中的最小粒子。
理解:①由原子直接构成的物质,原子是保持化学性质的最小粒子。
②原子在不停地运动。
③而非化学变化条件下,原子可分为原子核(由质子、中子构成)和核外电子构成。
特性:①原子有一定的大小和质量。
②原子在不停地运动。
③原子间有一定的间隔。
④同种原子性质相同,不同种原子性质各异。
3)离子
概念:离子是带电的原子或原子团。
理解:①离子由原子得失电子而得到。原子失去几个电子就带几个单位正电荷。原子得到几个电子就带几个单位负电荷。
②离子也是构成物质的一种粒子,由离子构成的物质,离子是保持其化学性质的最小粒子(包括阴、阳离子)
2、元素
概念:元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
理解:①核电荷数决定元素种类。
②这里的原子既包括原子也包括离子。
③元素是一个宏观概念用于描述物质,只分种类,而不计个数。
3、小结
1)原子与离子之间的区别联系
原 子 离 子
阳 离 子 阴 离 子
结构 核内质子数=核外质子数 核内质子数>核外质子数 核内质子数<核外质子数
电子层结构的稳定性 相对不稳定 相对比较稳定 相对比较稳定
电性 不显电性 带正电 带负电
相互间的转化关系 阳离子得电子成原子;原子失电子成阳离子;原子得电子成阴离子;阴离子失电子成原子
2)原子与元素之间的区别
原 子 元 素
概 念 化学变化中的最小粒子。 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。
区 别 1、既有种类之分,又有数量、个数的含义;2、是微观粒子,用于表示物质的微观结构。 1、只分种类,没有个数的含义。2、用于描述物质的宏观组成。
联系 具有相同核电荷数的同一类原子称为一种元素,原子是体现元素性质的最小粒子。
(二)物质的结构
1、原子的结构
1)构成原子的三种粒子及其性质
①质子——1个质子带1个单位正电荷,相对质量为1;
②中子——不显电性,相对质量为1;
③电子——1个电子带1个单位负电荷,相对质量为
2)相互关系
①原子中,核电荷=质子数=核外电子数;
②原子核带电量和核外电子所带电量相等、电性相反。
2、原子核外电子的排布
1)电子层
①在含有多个电子的原子里,电子是分层运动的;
②离核最近的为第一层;离核稍远的为第二层;这样,由里向外依次为一、二、三、四、五、六、七层;
③内层电子的能量较低,外层电子的能量较高。
2)原子结构示意图所表示的意义(以氯原子为例)
3、离子化合物和共价化合物
1)离子化合物
概念:由阴、阳离子相互作用而构成的化合物,
典型实例:NaCl、KCl、CaF2等。
2)共价化合物
概念:以共用电子对形成分子的化合物。
典型实例:HCl、H2S、H2O等
3)化合物
概念:①元素的原子相互化合时的数目,决定这种元素的化合价。
②化合物中元素化合价的规定
元素化合价数值 确定正负 实 例
离子化合物 该元素的一个原子得失电子的数目。 失电子为正价,得电子为负价。
共价化合物 该元素的一个原子跟其它元素的原子形成共用电子对的数目。 共用电子对偏向为负价,偏离正价。
在化合物时,正负化合价的代数和为零。
因为化合价是不同元素原子之间相互化合时的数目,所以,在单质分子里,元素的化合价为零。
③不同物质中元素化合价规律:
在化合物里,金属元素通常显正价,非金属元素通常显负价;
在非金属氧化物里,氧显负价,另一非金属显正价;
在含氧或氢的化合物里,氧通常显-2价,氢通常显+1价。
④可变化合价
许多元素的化合价不是固定不变的。在不同条件下,同一原子既可失去电子(或电子偏离),也可得到电子(或电子偏向)。另外同一原子在不同条件下得失电子的数目也可以不同,因此元素就显出可变化合价来。
⑤常见原子团的根价
名 称 铵 根 氢氧根 硝酸根 硫酸根 碳酸根 磷酸根
离子符号 NH4+ OH- NO3- SO42- CO32- PO43-
根 价 +1 -1 -1 -2 -2 -3
各元素的化合价
⑥化合价的应用
化合价与化学式关系密切。根据化合价可写出已知物质的化学式;也可以根据化学式判断元素化合价。
(三)物质的分类
1、纯净物与混合物
1)从宏观的角度来认识,纯净物是由一种成分(即一种物质)组成的,混合物是由多种成分(即多种物质)组成的。从微观角度来认识,在由分子构成的物质中,由同种分子构成的物质是纯净物,由不同分子构成的物质是混合物。
2)纯净物有着固定的组成和性质。由于各种分子都保持着本身原有的性,所以混合物既没有固定的组成,也没有固定的性质。
3)制取纯净物或者分离出纯净物中的某些成分,必须通过化学反应来实现,但要制得混合物或分离出混合物中的某成分,只须通过物理变化即可实现。
2、单质与化合物
从宏观的角度来认识,由同种元素组成的纯净物是单质,由两种或两种以上不同元素组成的纯净物是化合物,值得注意的是,由同种元素组成的物质不一定都是纯净的。例如:由金刚石和石墨组成的物质虽然只含有一种元素,却是由两种不同物质组成的混合物,所以只有同种元素组成的纯净物才属于单质。
从微观的角度来认识,直接由同种原子按同一种方式结合成的物质是单质,如铁、铜、金刚石等。由分子构成的物质中,若其分子是同种原子构成的,这种物质也是单质。如氧气、氢气等。但物质的分子由不同种原子构成,这种物质属于化合物,例如二氧化碳、五氧化二磷等。
3、有机物和无机物
有机物和无机物是人们根据化合物的成分中是否含有碳元素,对化合物的一种分类。含碳的化合物叫有机物,不含碳的化合物叫无机物。有机物和无机物没有严格的界限,碳的氧化物、碳酸和碳酸盐,都含有碳元素,但它们的组成和性质跟无机物相似,因此,通常把它们作为无机物来研究。
4、氧化物、酸、碱、盐
1)由两种元素组成的化合物中,其中一种元素是氧,这种化合物叫氧化物。根据氧化物的性质,可以把它们分为碱性氧化物(如Na2O、CaO等)和酸性氧化物(如SO3、CO2等)两大类。
2)电离时所生成的阳离子全部是氢氧离子的化合物叫酸。根据酸的组成中是否含氧元素,可以把酸分为含氧酸和无氧酸两大类;也可以按酸电离时能生成氢离子的数目,把酸分为一元酸、二元酸、多元酸三类;还可以根据酸的溶解性,把酸分为可溶性酸和不溶性酸;根据酸是否具有挥发性,把酸分为挥发酸和不挥发酸;根据酸性的强弱把酸分为强酸和弱酸等等。
3)电离时所生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫碱。除氨水外,常见碱都由金属阳离子和氢氧根离子组成。根据碱的溶解性,可以把碱分为可溶性碱和不溶碱两类,常见的可溶性碱有KHO、NaOH、Ba(OH)2和氨水,Ca(OH)2是微溶性碱,常见的不溶性碱是Cu(OH)2和Fe(OH)3等。也可以根据碱性的强弱,把碱分为强碱和弱碱,常见的强碱是KHO、NaOH和Ba(OH)2
4)由金属离子和酸根离子组成的代合物叫盐(铵盐由铵根离子和酸根离子组成)。可以按盐的组成把盐分为正盐、酸式盐、碱式盐三类;也可按酸根中是否含氧,把盐分为含氧酸盐和无氧酸盐两类;还可以按盐中相同的阳离子或阴离子分为某金属盐(如钾盐、钠盐等)和某酸盐(硝酸盐、硫酸盐等)。值得注意的是,像碳酸钠晶体(NaCO3.10H2O)、胆矾(CuSO4.5H2O)、绿矾(FeSO4.7 H2O)、明矾[KAI (SO4)2.12H2O]等物质,虽然含有结晶水,仍属于盐类。
(四)物质的性质
1)物理性质
概念:物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质。
如:颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等。
理解:①一般只与物质聚集状态有关的一些性质,是物质组成不改变时呈现的性质(没有生成新物质)
②可直接感知(色、态、光泽、晶形、气味、味道)或测知(熔点、沸点、溶解性、导电性、传热性、密度)的性质。
2)化学性质
概念:物质在化学变化中表现出来的性质。
理解:在些性质是在物质组成发生变化时才能呈现出来的。如氧化性、还原性、稳定性、物质间相互反应等性质。
2、物质的变化
1)物理变化
概念:没有产生新物质的变化。
理解:①物质的外形变了,而组成(分子组成)不变。
②分子间隔变而分子本身不变(状态变化)。
2)化学变化
概念:生成了新物质的变化。
理解:①物质的外形变了,化学组成也发生了变化。
②原子进行重新组合。
③可根据变化的现象,不帮助判断有无化学变化发生,如:燃烧、发光、变色等。
3)相互关系
①化学变化过程中同时发生物理变化。
②判断物理变化和化学变化要抓住它们本质区别,即有无新物质生成。
3、着火点、燃烧、爆炸、自燃
1)概念
着火点:使物质着火燃烧所需要的最低温度。
燃烧:通常是指可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。
爆炸:可燃物在有限的空间里发生的急速燃烧,短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀,即发生爆炸。
自燃:可燃物由于缓慢氧化而引起的自发燃烧。
2)相互关系
区别:燃烧是指可燃物中空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应,燃烧的条件不:一是可燃物要与氧气接触,二是可燃物要达到着火点。
爆炸是指发生在有限空间内的急速燃烧,由于短时间内聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。
自燃是由于缓慢氧化而引起的自发燃烧。
缓慢氧化是指进行得很慢,甚至不容易被察觉的氧化过程。
联系:燃烧、爆炸、自燃、缓慢氧化均属于氧化反应。
平静燃烧
剧烈氧化反应 在无限空间中
急速燃烧
在有限空间中爆炸
缓慢氧化反应 一般情况下:如呼吸、金属生锈
热量聚集达到着火点自燃
3、化学反应类型
1)基本反应类型
根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质种类多少对化学反应进行分类。
①化合反应:由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应。
表达式:A+B=AB
②分解反应:由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。
表达式:AB=A+B
③转换反应:由一种单质和一种化合物起反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应
表达式:A+BC=AD+B
④复分解反应:由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应
表达式AB+CD=AD+CB
2)氧化反应、还原反应
从得氧、失氧角度对化学反应进行分类。
①氧化反应:物质与氧发生的化学反应
②还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应。
(五)化学用语
1、元素符号
1)意义:表示一种元素;表示这种元素的一个原子。
2)书写要求:用该元素的拉丁文名称的第一个大写字母来表示。
2、化学式
1)概念:用元素符号表示物质(单质或化合物)组成的式子。一种物质只用一个化学式来表示。
2)意义:表示一种物质;表示组成该物质的各种元素;表示组成该物质的各元素的原子个数比。
3)书写要求:①单质的化学式的书写:金属单质和固态非金属单质的化学式习惯上用元素符号来表示。稀有气体是由单个原子构成的,元素符号即可表示它们的化学式;常见的非金属气体单质大多数为双原子分子。
②化合物化学式的书写:一般将组成化合物的正价元素(或原子团)的符号写在左方,负价元素(或原子团)写在右方,且在元素(原子团)符号右下角用数字标明组成该化合物的各元素的原子(原子团)的个数,一般为简单的整数比。
3、化学方程式
1)概念:用化学式表示化学应的式子。
2)意义:①表示反应物在什么条件下发生反应,结果生成了什么物质。
②表示反应物、生成物各物质之间的质量比。
3)书写原则
①以客观事实为根据,不能随便臆造不存在的物质和化学反应。
②要遵循质量守恒定律,等号两边各种原子的数目必须相等。
4)读法:如4P+5O2 2P2O2 磷与氧气在点燃的条件下反应生成五氧化二磷。
5)书写步骤:
①写出反应物与生成物的化学式;②配平;③注明必要的反应条件;④标明生成物中的沉淀符号“”或气体符号“”。
(六)质量守恒定律和化学中常用计量
1)质量守恒定律
①定律的内容: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。
②化学反应实质上参加反应的各物质的原子,重新组合成新的物质的过程。也就是说,在一切化学反应里,反应前后原子的种类没有改变,原子的数目也没有增减,原子的质量也没有改变,所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。
③化学反应前后原子的种类和数目都不改变这一实验事实,是正确书写和配平化学议程式的依据。反应前后各物质的质量总和相等这一事实,是进行有关化学方程式计算的基础。应该注意的是,参加化学反应的物质总质量和提供用于反应的原料的总质量不一定是一致的;反应中往往生成了状态不同的生成物,例如计算生成物的总量时除了溶液中的溶质,可能还有反应中产生的气体和沉淀,在应用中不注意这些问题,就会产生错误。
2)化学中常用计量
①相对原子质量:以碳12原子质量的作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的值,就是该种原子的相对原子质量。
②相对分子质量:化学式中各原子的相对原子质量的总和就是相对分子质量。
③相对原子质量和相对分子质量都只是一个比,它的国际单位(SI)单位为1。
(七)溶液
1、溶液
1)溶液的概念
①一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。溶液由溶质和溶剂组成。所谓“均一”是指溶液各部分的组成成份和性质完全相同;所谓“稳定”是指当条件不变时,长时间放置也不会出现溶质与溶液分离的现象。
②溶液是透明的,但必须注意,透明不等于无色,许多溶液都是有颜色的,例如高锰酸钾溶液是紫色的,硫酸铜溶液是蓝色的等。
2)溶液的组成
溶液由溶质和溶剂组成
溶质:被溶解的物质。
溶剂:能溶解其他物质的物质。
3)饱和溶液和不饱和溶液
①根据在一定温度下,一定时的溶剂里溶质是否还能溶解,把溶液分为饱和溶液和不饱和溶液两类。不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的饱和溶液,还能溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。
②一定条件下,饱和溶液和不饱和溶液可以相互转化:
饱和溶液不饱和溶液
一定温度下的某饱和溶液,在另一温度下就可能是不饱和溶液,或增加溶剂后就成为不饱和溶液,所以只有在一定温度下,一定量的溶剂中,“饱和”和“不饱和”才有确定的意义。
③在一定温度下,一定量的溶剂里,溶质能溶解的最大量(即达到饱和时的质量)是一个定值,不同溶质的这个最大量是不相同的。
在20℃时,在100g水里达到饱和时几种溶质的质量(克):
蔗糖:203.9;NaCl:36;KClO:7.4;Ca(OH)2:0.165。由此可以看出:饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液,但对同一种溶质而言,某温度下的饱和溶液,是这个温度下,这种溶质的最浓溶液。
2、溶解性与溶解度
1)溶解性:一种物质溶解在另一种物质里的能力叫溶解性。溶解性的大小跟溶质和溶剂的性质有关。
通常用易溶、可溶、微溶、难溶(或不溶)等概念粗略地、定性地表示。
2)溶解度
①固体的溶解度是指在一定温度下,某固态物质在100g溶剂里,达到饱和状态时所溶解的溶质质量。用S表示溶解度,计算公式为:
S=溶质质量(克)÷溶剂质量(克)×100%
②固体溶解度的大小由物质本性决定,但也受外界因素的影响,大多数固体的溶解度因温度的升高而增大,少数固体的溶解度在温度变时变化不大,极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小。
③溶解度是物质溶解性的定性表示。利用溶解度的数值,可以判断物质溶解性的大小,判断溶液是否饱和,也可利用溶解度的数值计算饱和溶液中溶质、溶剂的质量和溶质的质量分数。由于饱和溶液与温度有关,所以应用溶解度时,也须注意温度。
④溶解度随温度的变化用溶解曲线表示。利用溶解度曲线可以查出某温度时某物质的溶解度的数值,可以判断物质的溶解度随温度变化的趋势,确定从混合物中分离出这种物质的方法,还可以判断在同一温度下,几种不同物质溶解度的大小,判断某温度下的溶液是否饱和等等。
⑤气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。
3、混合物的分离。
1)过滤:适用于分离固体混合物
2)结晶
①冷却结晶:分离溶解度随温度变化差异大的不同种溶质。
②蒸发溶剂结晶:溶解度受温度影响不大的溶质与溶剂。
4、物质的结晶
1)晶体和结晶:
具有规则的几何外形的固体叫做晶体。形成晶体的过程叫做结晶。
固体溶质溶液里的溶质
2)结晶水和结晶水合物
有些物质从溶液中结晶析出时,结合一定数目的水分子,这样的水分子叫结晶水,含有结晶水的物质叫做结晶水合物。结晶水合物属于化合物而非混合物。
5、溶液组成的表示方法
1)溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。溶质B质量分数通常可以表示为:
B%=溶质质量÷溶液的质量×100%=溶质质量÷(溶质的质量+溶剂的质量)×100%
2)体积分数:体积分数是混合物中某一组物质的体积与混合物的体积之比。
3)溶质的质量分数与溶解度的区别和联系
与溶解度不同,溶质的质量分数与溶液是否饱和无关。根据溶质的质量分数,可以计算溶液中溶质、溶剂和溶液的质量。若此溶液为一定温度下的饱和溶液时,根据溶质的质量分数还可以换算这个温度下,该溶质的溶解度:
B%=S÷(100+S)×100%
温度一定时,饱和溶液中溶质的溶解度和溶质的质量分数的数值比较,S>B。
6、酸、碱、盐溶液
1)物质的电离:物质溶于水时离解成自由移动的离子过程叫电离。
表示电离的式子叫电离方程式。
2)酸、碱、盐溶液里,所有阳离子所带的正电荷总数和所有阴离子所带负电荷总数相等,所以整个溶液不显电性。
3)溶液的酸碱度与PH:
溶液的酸性或碱性的强弱程度叫溶液的酸碱度。
溶液的酸碱度用PH表示,通常PH在0~14之间。PH=7时,溶液为中性;pH<7时,溶液呈酸性;pH>7时,溶液呈碱性。
三、易错点、难点引导与解析
(一)化学基本概念中相似而又有区别的概念很多,在应用时.必须掌握概念的本质特,区别不同概念。例如下列概念的区别与联系列表小结如下:
1、元素与原子:从定义、概念的范围,在化学反应中的变化三方面小结:
原子 元素
概念 化学变化中的最小粒子。 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。
区别 1、既有种类之分,又有数量、个数的含义。 2、是微观粒子,用于表示物质的微观结构。 1、只分种类,没有个数的含义; 2、用于描述物质的宏观组成。
联系 具有相同核电荷数的同一类原子称为一种元素,原子是体现元素性质的最小粒子。
2、原子与分子
分子 原子
概念 保持物质化学性质的最小粒子。 化学变化中的最小粒子。
区别 由原子构成,在化学变化中被打破重新组成新的分子。 在化学变化中不可分,种类个数均不变。
联系 都可直接构成物质,直接构成物质时均保持物质的化学性质,均不显电性。
3、原子与离子
原子 离子
阳离子 阴离子
相同 都是直接构成物质的一种粒子,同种元素的原子和离子核电荷数相同。
区别 电中性 带正电荷 带负电荷
除稀有气体原子都是不稳定结构。 许多离子都是稳定结构
比相应原子少一个电子层 与相应原子电子层数相同。
联系 阳离子原子阴离子
4、元素与单质
元 素 单 质
区别 是一种粒子的总称 指一类物质
指核电荷数相同的一类原子的集合体。 微观上看,是其分子由同种元素的原子构成的或直接由同种原子构成的纯净物;宏观上看,是由同种元素组成的纯净物。
联系 单质同种元素的原子
5、化合物与混合物;从组成成分,性质和分离方法三方面去区别
化 合 物 混 合 物
区别 从宏观上看由一种物质组成,从微观上看,是由同种分子构成的纯净物,其分子由不同种原子构成。 从宏观上看由多种物质组成,从微观上看,是由多种不同分子构成。
有固定的组成,组成各元素有一定质量比和原子个数比。 成分不固定,也没有固定的质量比。
有固定的性质。 各成分保持自己性质。
必须通过化学变化才能分离出其成分。 用物质方法即可分离出各成分。
联系 不同的化合物或单质混合物
6、物质的变化和性质
变化 化学变化 是有新物质生成的变化。在变化中原分子被破坏,所形成的原子重新组成新分子。 联系 发生化学变化的同时一定有物理变化发生。但发生物理变化时,不一定发生化学变化。
物理变化 是无新物质生成的变化。物质的形态和聚集状态发生变化。
性质 化学性质 物质在化学变化中表现出来的性质。 如氧化性、还原性、稳定性等。
物理性质 不需要化学变化即可表现出来的性质。 如颜色、状态、气味、熔沸点等。
联系 物质的性质决定了它能发生的变化,而物质的变化是物质性质的具体体现。
(二)化学基本概念的应用中,要注意概念适用的范围和条件,不注意这一点,往往会发生错误。
1、饱和溶液和不饱和溶液是相对的,判断某一溶液是否饱和,就是要看在一定温度下,在一定量溶剂中,溶质的溶解是否达到了最大量,改变了温度或溶剂质量,溶液就可能由饱和变为不饱和(由由不饱和变为饱和),所以没不“一定温度,一定量溶剂”这个前提,就谈不上溶液是否饱和。
溶液的稀和浓也是相对的,判断溶液的稀和浓,就是要看一定量溶液中含溶质的多少。与上边的叙述相联系,在一定温度下,一定量的溶剂里,溶解溶质的量达到“最大量时为饱和溶液,但各种溶质的“最大量”的数值不相同,“最大量”的数值也不一定是一个很大的数值,这是由不同物质的溶解性决定的,显然不能笼统地讲,饱和溶液一定是浓溶液。
2、在用元素符号和化学式表示粒子或物质时要注意,不同的写法就会表示不同的涵义。
例如:H表示氢元素,也表示一个氢原子,可是一旦元素符号前边写有数字后,就不再具有宏观涵义而只有微观涵义了。因为元素是宏观概念,只能用于形容宏观物质的组成,没有数量概念。如2H只表示两个单独的氢原子。同样CO2表示二氧化碳这种物质,也表示一个二氧化碳分子,而2CO2表示两个单独存在的二氧化碳分子。
第二章 CES元素及化合物的学习方法及技巧
(一)对于初中化学学到的元素化合物的复习,若能掌握归纳知识的方法,将零碎的知识条理化、系统化、网络化,定能起到事半功倍的效果。
1、“对比列表”归纳
对易混淆的或不同物质具有相同掌握内容的知识,可进行对比归纳。如氢气、碳、一氧化碳的化学性质都具有可燃性和还原性,我们可以列表对比这三种物质在这两点化学性质上的相同点与不同点。再如氧气、氢气、二氧化碳三种气体的物理性质、化学性质、实验室制法等均可以进行对比以加深记忆忆。
H2 C CO
可燃性 化学方程式 2H2+O22H2O 2C+O22COC+ O2 CO2 2CO+ O22 CO2
反应现象 淡蓝色火焰,放热,火焰上所罩干冷烧杯壁上有水雾生成。 无火焰,发出白光,生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体。 蓝色火焰,放热,生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体。
还原性 化学反应方程式 CuO+H2Cu+H2O 2CuO+C2Cu+CO2 CuO+COCu+CO2
反应现象 黑色粉末变为红色,试管壁上有水珠生成。 黑色粉末变为红色,生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体。 黑色粉末变为红色,生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体。
2、“系统分类”归纳
根据物质的特性及化学反应的类型等,可以进行条理化归纳。常用物质的颜色、一些物质的俗称与主要化学成分。化学反应汇集可按照化合反应、分解反应、置换反应、复合分解反应分类归纳。某些物质可发生的燃烧反应也能将它们的反应方程式与反应现象归纳在一起加强记忆。
例如:常见物质的颜色(固体物质一般为白色,一般物质的液体为无色)
1)黑色:CuO、Fe3O4、MnO2、碳粉等
2)红色:Cu、Fe2O3、Fe(OH)3(红褐色)
3)蓝色:Cu(OH)2、CuSO45H2O、含Ca2+盐溶液。
4)紫黑色:KMnO4
5) 黄色:硫粉、含Fe3+盐溶液
6) 浅绿色:含Fe2+盐溶液
3、“相关知识”归纳
对于某一知识点相关的知识可以联系归纳。这样可以使知识网络化,同时可以使发散思维能力得以提高。如果一元素或一物质的化学性质,可以其为中心,把与其有联系的变化组成一个知识网,以利于知识的掌握。
例如有关碳的知识,以CO2为中心,串成以下网络。
H2CO3 CH4 Cu2(OH)2CO3
C CO2 CaCO3
CO
(二)物质性质的一些规律
1、凡是物质发生氧化反应,无论燃烧或缓慢氧化均放热。
2、凡是点燃可燃性气体前都要检验气体的纯度,因为任何可燃性气体与空气或氧气的混合物,点燃时都不可能发生爆炸。
3、凡是铁单质参加置换反应,反应后铁元素都是+2价。
4、凡是有气体参加的化学反应,其化学方程式的生成物中的气体化学式后都不标气体符号“”。
5、凡是用碳单质做还原剂还原氧化物时,反应条件都是“高温”。
6、凡是有晶体析出的溶液一定是这种物质该温度下的饱和溶液。
(三)初中化学中的一般和特殊
1、一般原子核都由质子和中子构成,但氢原子核内只有质子没有中子。
2、不同元素形成化合物的化学式一般都是正价在前,负价在后;但氨气(NH3)与甲烷(CH4)的化学式例外。
3、在一般化学式中,各元素正负化合价的代数和都等于零,但Fe3O4的化学式中化合价的代数和在形式上不等于零。
4、金属单质一般都是固体,但汞是液体。
5、稀有气体元素,它们的原子最外层一般都是8个电子,但氦是2个。
6、一般含碳元素的化合物都属于有机化合物,但CO、CO2、碳酸及碳酸盐都作为无机化合物来研究。
7、固体物质的溶解度一般随温度的升高而增大,但熟石灰的溶解度却随温度的升高而减少。
8、一般溶液中溶剂是水,但碘酒中的溶剂是酒精。
9、一般盐的水溶液为中性,但碳酸钠的水溶液显碱性。
10、一般化学反应都伴随发光、发热、变色、生成沉淀或产生气体等反应现象,但盐酸与氢氧化钠的反应、二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应等都无反应现象发生。
11、一般复分解反应生成的都是两种化合物,但在碳酸盐与酸的反应中生成物是三种化合物。
12、一般灭火用水,但电器或油类着火不能用水来灭火。
13、一般盐的组成中含金属元素,但铵盐组成中无金属元素。
14、一般正盐的组成中无氢元素,但铵盐组成中含氢元素。
15、一般碱的组成中含金属元素和氢氧根原子团,但氨水(NH3H2O)中不含金属元素也不含氢氧根(氨在水中能电离出OH-)
(四)初中化学之最
1、化学变化中最小粒子是原子。
2、地壳中含量最多的元素是氧、金属元素是铝。
3、空气中含量最多的气体是氮气。
4、形成化合物最多的元素是碳。
5、相对原子质量最小的元素是氢。
6、同温、同压下密度最小的气体是氢气。
7、天然物质中硬度最大的物质是金刚石。
8、自然界中最简单的有机物是甲烷。
9、含氮量最高的氮肥是尿素。
10、最重要的三大化石燃料是:天然气、石油和煤。
11、相对分子质量最小的氧化物是水。
12、人体内最多的元素是氧,最多的金属元素是钙。
13、熔点最低的金属是汞,熔点最高的金属是钨。
(五)知识结构
元素及其化合物元素及其化合物 空气 空气的成分、污染及防治
氮气的性质及用途
稀有气体的性质及用途
氧气 性质、制法及用途
水 组成、性质及污染与防治
氢气 性质、制法及用途
碳 碳的同素异形体:金刚石、石墨
碳单质的化学性质
碳的化合物:一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸钙及有机物
酸 常见的酸:盐酸、硫酸、硝酸的性质及用途。
酸的分类、命名及酸的通性
碱 常见的碱:氢氧化钠、氢氧化钠的性质及用途。
碱的分类、命名及碱的通性
盐 常见的盐:氯化钠、碳酸钠、硫酸铜的性质及用途
盐的分类、命名及盐的通性
氧化物 酸性氧化物的定义、性质及制法
碱性氧化物的定义、性质及制法
二、如何掌握知能要点
(一)知识要点分析
1、氮气、稀有气体的性质、用途比较
内容项目 氮气(N2) 稀有气体
主要物理性质 通常状况下:无色、无味的气体,约占空气总体积的78%,难溶于水。 通常状况下:无色、无味的气体,有氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe),约占空气总体积的0.94%,难溶于水。
主要化学性质 1、常温下稳定。 2、一定条件下,可以与氢气、氧气等物质反应。 稳定、很难跟其他物质反应,故称惰性气体。
用途 制造氮肥、炸药等 作光源的填充气及保护气等。
2、氧气的性质、制法及用途
主 要 物 理 性 质 通常状况下:1、无色、无味气体 2、比空气重 3、难溶于水 4、有三态变化氧气液氧固态氧(无色、无味) (淡蓝色) (淡蓝色雪花状)
主 要 化 学 性 质 化学性质活泼,能跟多种物质反应。1、跟非金属反应C+O2CO2 现象:发出白光,放出热量,产生的气体可使澄清石灰水变浑浊。S+O2SO2 现象:在空气中,产生微弱的淡蓝色火焰;在氧气中产生明亮的蓝紫色火焰,均放出热量,并产生有刺激性气味的气体二氧化硫。4P+5O22P2O5 现象:发出黄光,同时产生大量白烟,并放出热量。2、跟金属反应2Mg+O22 Mg O 现象:产生耀眼白光,放出大量热,生成白色固体氧化物。3Fe+2O2Fe3O4 现象:剧烈燃烧、火星四射,放出大量热,并生成黑色固体四氧化三铁。3、跟化合物反应CH4+2O2CO2+2H2O 现象:产生明亮的蓝色火焰,放出热量,并有水和二氧化碳气体生成。
制 法 1、工业制法:(分离液态空气法)空气液态空气氮气氧气 (先气化) (物理变化)2、实验室制法:加热高锰酸钾或氯化钾及二氧化锰混合物①反应原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 2KClO3 2KCl+3O2 ②装置及收集气体的方法: (1) (2)③操作步骤:组装仪器;检查装置的气密性;加入药品;收集气体;撤去导管;撤去酒精灯;拆除装置。④验满方法:带火星的木条放在瓶口,若木条复燃,则表明氧气已收集满。⑤注意事项:试管口向下倾斜;铁夹夹持试管中上部;导气管稍伸进管口;排气法收集气体,导气管刚过集气瓶口;排空气法则需插入集气瓶底;实验结束时,一定要先将导管移出水面,后熄来酒精灯。
用 途 1、供给呼吸;2、气割气焊;3、炼钢;4、液氧炸药等。
(二)氢气的性质、制法和用途
主 要 物 理 性 质 通常状况下:1、无色、无味气体;2、比空气轻;3、难溶于水;4、有三态变化氢气液氢固态氢(无色、无味) (无色) (雪花状)
主 要 化 学 性 质 化学性质稳定,在加热和高温下:1、可燃烧:2H2+O22H2O 现象:1)纯净的氢气在空气中安静地燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热,并生成水。2)不纯的氢气(混有空气、氧气等)点燃爆炸,爆炸极限为4%~74.2%,点燃前应验纯。3)在氯气中燃烧产生苍白色火焰,放出热量,并生成刺激性气味气体氯化氢。有关反应方程式为:H2+Cl22HCl2、还原性:H2+CuOCu+H2O 现象:黑色氧化铜逐渐变成光亮红色,且试管壁有水珠生成。3H2+WO3W+3H2O4H2+Fe3O43Fe+4 H2O
制 法 1、工业制法1)电解水:2H2O2H2+O22)分离水煤气:C+ H2O H2+CO3)天然气等在催化剂作用下受热分解。2、实验室制法:加热高锰酸钾或氯化钾及二氧化锰混合物①方法和药品:采用活泼金属和稀酸反应,制得常见药品锌粒和稀硫酸或稀盐酸。②反应原理:Zn+2HClZnCl+ H2Zn+H2SO4(稀)Zn SO4+ H2③装置及收集气体的方法: (1) (2) (3)④操作步骤:组装仪器;检查装置的气密性;加入药品;收集气体;拆除装置;验纯:收集一试管气体,拇指堵住试管口,移动酒精灯火焰,松下拇指,点燃,若听到很响的爆鸣声,则表示不纯,需再行验纯。(切记:氢气需经验纯后方可点燃)⑤注意事项:长颈漏斗下端需伸入液面以下;导气管要求同氧气相同;收集到的氢气应盖好玻璃片,瓶口向下放置。
用 途 1、充灌气球;2、作高能燃料;3、生产盐酸;4、冶炼金属等。
(三)碳的性质
内容项 目 碳(C)
碳的单质 碳有多种同素导形体,常见的有金刚石、石墨等,其原子排列不同,物理性质差异较大;常见的碳的单质有金刚石、石墨还有无定形碳,如木炭、活性炭、焦炭、炭黑等。常温下碳的化学性质不活泼,在高温或点燃条件下能跟多种物质发生化学反应。
化学性质 1、可燃性:在氧气中 C+O2 CO2(氧气充足,发生充分燃烧)2C+O2 2CO(氧气不充足,发生不充分燃烧)实际反应中,二者往往同时发生。2、还原性:①还原金属氧化物:2CuO+ C2Cu+CO2现象:黑色粉末逐渐变成光变红色,并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。②还原非金属氧化物:CO2+C2CO 现象:炭粉不断减少,且生成气体具有可燃性
碳单质化合物的相互转化 CCO2COCO2
(四)一氧化碳的性质、制法及用途
内容项 目 一氧化碳(CO)
主要物理性质 通常状况下:1、无色、无味气体;2、比空气略轻;3、难溶于水;
化 学 性 质 1、可燃烧:CO2+O22CO2 现象:产生淡蓝色火焰,放出大量的热,并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2、还原性:CuO+COCu+ CO2 现象:黑色粉末逐渐变成光变红色,并生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。其他:3CO +Fe2O3 2Fe+ 3CO2 4CO +Fe3O4 3Fe+ 4CO24、毒性:极易与人体血红蛋白相结合,使血红蛋白失去输送氧的能力,造成人体因缺氧而死亡。
制 法 1、工业制法:CO2+C2 CO C+ H2O CO+ H22、实验室制法:甲酸脱水的方法:HCOOH H2O+ CO
用 途 1、作气体燃料;2、冶炼金属等。
(五)二氧化碳的性质、制法及用途
内容项 目 二氧化碳(CO2)
主 要 物 理 性 质 通常状况下:1、无色、无味气体;2、比空气重;3、能溶于水;4、有三态变化气体 液体 固体(干冰)(无色、无味) (无色) (雪花状) 1大气压 -78.5℃ 升华
主 要 化 学 性 质 1、一般情况下:不支持燃烧,不能燃烧,且不助呼吸。2、跟水反应:H2O+CO2 H2(弱酸、不稳定);H2CO3 H2O+CO2因此CO2能使紫色石蕊试液变红,稍加热则又由红色变成紫色。3、跟碱液反应:CO2+Ca(OH)2Ca CO3+ H2OCO2通入澄清石灰水后可使其变浑浊,实验室用此法鉴别CO2的存在。其他:CO2+2NaOHNa2CO3+ H2O
制 法 1、工业制法:高温煅烧石灰石CaCO3CaO+CO22、实验室制法: ①药品:大理石或石灰石和稀盐酸。②反应原理:CaCO3+2HClCaCl2+ H2O+ CO2③装置及收集气体的方法: (1) (2) ④操作步骤:同氢气⑤注意事项:不能使用浓盐酸、浓硝酸,否则收集气体不纯;不能使用硫酸,因生成物硫酸钙微溶于水,覆在大理石、石灰石表面,阻碍反应进行。⑥验满:燃着木条放在瓶口,若木条熄灭,则表明气体已收集满。
用 途 1、灭火剂;2、制冷剂;3、人工降雨;4、化工原料等。
6、酸性氧化物、碱性氧化物的性质及制法等比较
内 容项 目 酸性氧化物(酸酐) 碱性氧化物
定 义 能跟碱起作用生成盐和水的氧化物。 能跟酸起作用生成盐和水的氧化物。
范 围 大多数非金属氧化物都是酸性氧化物。 大多数金属氧化物都是酸性氧化物。
举 例 SO2、SO3、P2O5、CO2等 Na2O、K2O、CuO、Fe2O3等
主要化学性质 1、跟水反应,生成含氧酸H2O+CO2 H2CO3 SO3 + H2SO4注意:并非所有的酸性氧化物都能进行上面反应,如SiO2等。2、跟碱反应生成盐和水2NaOH+CO2 Na2CO3+ H2O2NaOH+SO3 Na2SO4+ H2O3、跟碱性氧化物反应生成含氧酸盐CaO+SiO2CaSiO3 1、跟水反应,生成相应碱。Na2O+ H2O2NaOHK2O+ H2O 2KOH注意:通常只有钾、钠、钙、钡的氧化物能直接跟水作用生成相应的碱。2、跟酸作用生成盐和水MgO+2HClMgCl2+ H2OCuO+H2SO4Cu SO4+ H2O3、跟酸性氧化物反应生成含氧酸盐。CaO+SO2 CaSO3
制作的一般方法 1、非金属单质跟氧反应S+O2 SO22、含氧酸受热分解H2SO4 H2O+SO33、含氧酸盐受热分解MgCO3MgO+ CO2 1、金属单质跟氧反应Mg+ O22MgO2、碱受热分解(仅难溶性碱具备这一性质)Cu(OH)2CuO+ H2O3、含氧酸盐受热分解CaCO3CaO+CO2
7、盐酸、硫酸、硝酸的性质、用途及酸的通性
盐酸(HCl)
物理性质 氯化氢气体的水溶液,学名氢氯酸,较纯浓盐酸具有:1、无色有刺激性气味的液体;2、易挥发,挥发出氯化氢气体而形成白雾;3、有酸味和腐蚀性。工业品:因含杂质而呈黄色(主要含Fe3+)
化学性质 1、跟酸、碱指示剂反应:HClH++Cl- 能使紫色石蕊试液变红色,但不能使酚酞溶液变红。2、跟活泼金属反应:Zn+2HClZnCl2+H2现象:有大量气泡生成。Fe+2HClFeCl2+ H2现象:有大量气泡生成,溶液由无色变成浅绿色。3、跟金属氧化物反应:Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O(除铁锈)现象:铁锈不断溶解,溶液由无色变黄色。CuO+2HClCuCl2+2H2O现象:黑色粉末不断溶解,溶液由无色变绿色。4、跟碱反应:Cu(OH)2+2HClCuCl2+2H2O现象:蓝色氢氧化铜溶解,溶液呈绿色。NaOH+HClNaCl+H2O5、跟盐反应:AgNO3+HClAgCl+HNO3现象:有白色凝乳状沉淀,加稀硝酸不溶解。CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 现象:碳酸钙溶解,且生成大量气泡。
用途 1、化工原料;2、医药;3、冶金、4、除锈等。
硫酸(H2SO4)
物理性质 纯净的浓硫酸具有1、无色、粘稠、油状液体;2、有吸水性,脱水性,难挥发性及强腐蚀性。
化学性质 1、跟酸、碱指示剂反应:H2SO42H++SO42- 能使紫色石蕊试液变红色,但不能使酚酞溶液变色。2、跟活泼金属反应:Zn+ H2SO4Zn SO4+H2现象:有大量气泡生成。Fe+ H2SO4Fe SO4+ H2现象:有大量气泡生成,溶液由无色变成浅绿色。3、跟金属氧化物反应:Fe2O3+ H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O (除铁锈)现象:铁锈不断溶解,溶液由无色变黄色。CuO+ H2SO4Cu SO4+H2O现象:黑色粉末不断溶解,溶液由无色变蓝色。4、跟碱反应:Cu(OH)2+ H2SO4Cu SO4+2H2O现象:蓝色氢氧化铜溶解,溶液呈蓝色。2NaOH+ H2SO4Na2SO4+2H2O5、跟盐反应:BaCl2+ H2SO4Ag SO4+2HCl现象:有白色沉淀生成,加稀硝酸不溶解。Na2CO3+ H2SO4NaSO4+H2O+CO2 现象:迅速反应,放出能使澄清石灰水变浑浊的气体。
用途 1、化工原料;2、染料;3、化肥;4、除锈等;5、农药;6、冶金;7、精炼石油等。
硝酸(HNO3)
物理性质 纯净的浓硝酸具有1、无色有刺激性气味的液体;2、有挥发性,易挥发出硝酸气体而产生白雾;3、有强腐蚀性。
化学性质 1、跟酸、碱指示剂反应:HNO3H++NO3- 能使紫色石蕊试液变红色,但不能使酚酞溶液变色。2、跟活泼金属反应:浓、稀硝酸具有氧化性,故金属跟硝酸反应不能得到氢气而生成水。3、跟金属氧化物反应:MgO+2HNO3Mg2(NO3)2+H2O CuO+ 2HNO3Cu(NO3)2+H2O4、跟碱反应:Mg(OH)2+ 2HNO3Mg(NO3)2+2H2O NaOH+ HNO3NaNO3+H2O5、跟盐反应:Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2 现象:迅速反应,放出能使澄清石灰水变浑浊的气体。
用途 1、化工原料;2、炸药;3、农药;4、染料等。
酸的通性
物理性质 不同的酸具有不同的物理性质,但所有的酸在溶液中都能电离出相同的氢离子,故有着相似的化学性质。
化学性质 1、跟酸、碱指示剂反应:酸H++酸根离子。 能使紫色石蕊试液变红色,但不能使酚酞溶液变色。2、跟金属反应:酸+金属盐+氢气。1)排在金属活动性顺序中氢前面的金属可置换出酸中的氢,而得到氢气。2)浓、稀硝酸和浓硫酸皆具有氧化性,不具备这一性质。3)金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au3、跟碱性氧化物反应:酸+碱性化合物盐+水。1)碱性氧化物指能跟酸作用生成盐和水的氧化物。2)大多数金属氧化物都是碱性氧化物。4、跟碱反应:酸+碱盐+水。1)酸和碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。2)中和反应属于复分解反应。5、跟盐反应:酸+盐新酸+新盐。 需符合复分解反应发生的条件,即有沉淀或气体或水生成。
(八)氢氧化钠、氢氧化钙的性质、用途及碱的通性
氢氧化钠(NaOH)
主要物理性 质 纯净的氢氧化钠具有:1)白色颗粒状固体;2)极易溶于水且溶解时放出大量热;3)易吸收空气中的水而潮解;4)强腐蚀性,故俗称:火碱、烧碱、苛性碱;5)水溶液有涩味和滑腻感。
1、跟酸、碱指示剂反应:NaOHNa++OH- 能使紫色石蕊试液变蓝色,使酚酞溶液变红色。2、跟非金属氧化物反应:2NaOH+ CO2Na2CO3+H2O 注意:NaOH应密封保存。2NaOH+ SO2Na2SO3+H2O 注意:工业中可除尾气中的SO22NaOH+ SO3Na2SO4+H2O3、跟酸反应:NaOH+HClNaCl+H2O 2NaOH+ H2SO4Na2SO4+2H2ONaOH+2HNO3NaNO3+H2O4、跟盐反应:2NaOH+CuSO4Cu(OH)2+Na2SO4现象:有蓝色Cu(OH)2沉淀生成,溶液颜色变浅。3NaOH+FeCl3Fe(OH)3+3Na2Cl现象:有红褐色Fe(OH)3沉淀生成,溶液颜色变浅。2NaOH+MgCl2Mg(OH)3+2NaCl现象:有白色Mg(OH)3沉淀生成。
用途 1)应用于石油、纺织、造纸工业;2)制肥皂及合成洗涤剂;3)化工原料等。
氢氧化钙[Ca(OH)2]
主要物理性 质 纯净的氢氧化钙具有:1)白色粉末状固体;2)微溶于水3)有腐蚀,俗称:熟石灰、消石灰。
1、跟酸、碱指示剂反应:Ca(OH)2Ca2++2OH- 能使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞溶液变红色。2、跟非金属氧化物反应:Ca(OH)2+ CO2NaCO3+H2O 现象:澄清石灰水变浑浊,该反应用于鉴别CO2气体的存在。3、跟酸反应:Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O Ca(OH)2+ H2SO4Ca2SO4+2H2O4、跟盐反应:Ca(OH)2+2NH4ClCa Cl2+2H2O+2NH3现象:有刺激性气味且能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体生成,该反应可用于制备氨气。
用途 1)生产漂白粉;2)农业上配制:石硫合剂和波尔多液;3)改良酸性土壤等。
碱的通性
主要物理性质 不同的碱溶解性不同,大多数碱不溶于水,可溶于水的碱有:NaOH KOH Ba(OH) Ca(OH)2 NHH2O
化 学 性 质 1、跟酸、碱指示剂反应:碱金属离子+OH-。 能使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色,但不溶性碱不具备这一性质。2、跟酸性氧化物反应:碱+酸性氧化物盐+水。1)酸性氧化物:能跟碱作用生成盐和水的氧化物又叫酸酐。2)大多数非金属氧化物都是酸性氧化物。3、跟酸反应:酸+碱盐+水(中和反应)。4、跟盐反应:碱+盐新碱+新盐。注意:1)可溶性碱具备这一性质;2)难溶性碱易受热分解;如:2Fe(OH)2Fe2O3+3 H2O Cu(OH)2CuO+ H2O
9、常见的盐(氯化钠、碳酸钠、硫酸铜)的性质、用途及盐的通性
氯化钠(NaCl)
主要物理性质 纯净的氯化钠具有:1)无色晶体;2)易溶于水;3)有咸味;4)有较高熔点、沸点等。含杂质CaCl、MgCl时易潮解。
化学性质 具有盐的通性
用 途 1)合成有机产品;2)农药、化肥;3)化工原料4)调味品等。
碳酸钠NaCO3
主要物理性质 纯净的碳酸钠是:1)白色粉末状固体;2)易溶于水3)俗称纯碱;4)其晶体是Na2CO310H2O。
化学性质 1、具备盐的通性;2、其水溶液显碱性,俗称纯碱;3、跟水结合成结晶水合物:Na2CO3+10H2ONa2CO310H2O注意:风化指常温干燥的空气中失去部分或全部结晶水现象。
用 途 1)化工原料;2)玻璃、纺织、制药及精炼石油等。
硫酸铜CuSO4
主要物理性质 纯净的硫酸铜是:1)白色粉末状固体;2)易溶于水;其水溶液量蓝色;3)其晶体为蓝色 CuSO45 H2O:俗称胆矾、蓝矾。
化学性质 1、具备盐的通性;2、跟水结合成结晶水合物:CuSO4+5H2OCuSO45H2O现象:白色粉末变蓝色晶体 CuSO45H2O受热失水。CuSO45H2O CuSO4+5H2O现象:蓝色晶体变白色粉末,且试管壁上有水珠出出。
用 途 1)农业上配制波而多液;2)电镀;3)印染等。
盐的性质
主要物理性质 1)大多数盐都是晶体;2)不同的盐溶解性不同。钾盐、钠盐、铵盐及硝酸盐都易溶于水,碳酸盐、磷酸盐多不易溶于水。
化学性质 1、金属反应:盐+金属新盐+新金属注意:1)在溶液中进行;2)在金属活动性顺序中,前面金属置换出后面盐溶液中的金属;3)很活泼金属K Ca Na除外。4)反应实例:Cu+Hg(NO3)2Hg+Cu(NO3)2 Fe+CuSO4FeSO4+Cu2、跟碱反应:盐+碱新盐+新碱CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2 SO42NH4Cl+Ca(OH)22NaCl2+2NH3+2H2O3、跟酸反应:盐+酸新盐+新酸CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2 Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO24、跟盐反应:盐+盐新盐+新盐AgNO3+NaClAgCl+NaNO3BaCl2+Na2SO4BaSO4+2NaCl5、某些盐受热易分解Cu2(OH)2CO32CuO+ H2O+CO2MgCO3MgO+CO2
十、六大衍变关系及十大成盐规律
1、六大衍变关系
1)金属+氧气碱性氧化物
2)碱性氧化物+水碱
3)碱+酸盐+水
4)非金属+氧气酸性氧化物
5)酸性氧化物+水酸
6)酸+碱盐+水
2、十大成盐规律
1)金属+非金属盐
2)碱性氧化物+酸性氧化物含氧酸盐
3)碱性氧化物+酸盐+水
4)酸性氧化物+碱盐+水
5)碱+酸盐+水
6)碱+盐新盐+新碱
7)酸+盐新盐+新酸
8)盐+盐新盐+新盐
9)金属+酸盐+氢气
10)金属+盐新盐+新金属。
第三章 CES化学实验的方法与技巧
一、清理基础知识的方法
初中化学实验包括一些重要的基本操作:了解常用仪器的名称、用途、操作原理和注意事项,初步学会使用仪器的技能;几种气体物质的制备;常见的、重要的几种物质(包括酸、碱、盐)的检验及鉴别。
初中化学实验中重要的实验操作技能有:药品的取用;物质的称量和量取;物质的加热(包括如何使用酒精灯);洗涤玻璃仪器;连接仪器装置;检查装置(指气体发生装置)的气密性;气体的收集方法;过滤;蒸发;配制一定溶质质量分数的溶液等。
在使用仪器技能方面要初步学会试管;试管夹、玻璃棒、酒精灯、烧杯、量筒、胶头滴管(滴瓶)、铁架台等的使用。
几种气体物质的制备主要是指氧气、氢气、二氧化碳等三种气体的实验室制法。
常见的、重要的物质的检验及鉴别包括会检验氧气、氢气、二氧化碳等,会鉴别酸中的盐酸和稀硫酸,碱中的氢氧化钠和氢氧化钙,会鉴别碳酸盐并初步学会用指示剂鉴别酸溶液和碱溶液。
综合实验包含的内容丰富、涉及的范围广、综合性强。它是实验基础知识和实验基本操作的相结合;是定性实验和定量实验的相结合,它要求能根据所掌握的化学实验知识进行迁移和创新,从而能进行实验设计,将其用于解决日常生产生活中所涉及的化学实验。
二、如何掌握知能要点
(一)重要的基本操作技能
1、药品的取用:要求初步学会固体药品和液体药品的取用。
固体药品如何取用呢?
1)取用粉末状或小颗粒状的固体一般用药匙;块状药品一般用镊子夹取;
2)取用粉末状或小颗粒的药品时,应先将度管倾斜或横放,用药匙或纸槽把药品送入管底后,再将度管竖起,使药品滑落到试管底部;
3)取用块状药品时,先使试管横放,将药品放入试管口后,再慢慢竖起。
液体药品如何取用呢?
1)由细口瓶倾倒液体药品时,先将瓶塞取下,倒放在桌面上;
2)瓶上的标签要向着手心(为避免药液流下而腐蚀标签),瓶口紧挨着容器口缓缓倒入;
3)倾到完液体后,立即盖紧瓶塞,将试剂放回原处。
2、物质的称量和量取
固体药品的称量一般使用托盘天平,托盘天平只能称准确0.1g。使用托盘天平时应注意:1)使用前要调节平衡螺母使托盘天平保持平衡;2)取用砝码要用砝码盒中的镊子;3)加砝码的顺序为;先大后小再游码;4)称量时应注意左物右码;5)称量物不能直接放在托盘上,应在两个托盘上各放一张大小相同的、同种的纸,然后在纸上称量(有腐蚀性的或易潮解的药品应放在玻璃器皿中称量)6)称量后,砝码应放回砝码盒,游砝移回零处。
而液体不宜称量,应用量筒取。1)根据所需液体的体积,选择适当量程的量筒,不能用大量筒量少量液体,也不能用小量筒分多次量取多量液体;2)量筒要放平衡,先向量筒中倒入液体,当液体体积接近所需刻度时,必须改用胶头滴管滴加液体至刻度;3)读体积数时,应使视线与量筒内液体凹液面最低处保持水平。
3、物质的加热
加热物质分为加热固体和加热液体
如何给试管里的固体物质加热呢?
1)加热前,必须擦干试管外壁(即试管外壁不能有水,避免试管加热时破裂)
2)使试管先均匀受热,再集中加热放药品的部位;
3)加热时,试管口要略向下倾斜;
4)加热完毕,使试管冷却后再进行处理或洗刷。
如何给试管里的液体物质加热呢?
1)加热前,也要先擦干试管外壁的水珠;
2)试管应与桌面倾斜成450角;
3)先使试管均匀受热,然后再持续加热,但应注意不时地移动试管;
4)试管内液体体积不得超过试管容积的,避免因液体受热沸腾而喷出伤人;
5)试管口不可对着自己或别人。
4、连接装置和仪器
要在分组实验时学会连接玻璃导管和乳胶管;学会连接玻璃导管与橡皮塞等
5、检查装置的气密性
若要想检查装置是否漏气,先把导管的一端浸入水中,再用手掌紧贴容器的外壁,如果装置不漏气,就会由于容器中空气受热膨胀,片刻后导管口处就有气泡冒出。如图
6、气体的收集方法
气体的收集方法有排水法、向下排空气法、向上排空气法等三种。难溶于水的且不需要干燥的气体用排水法收集。如图:
初中化学中能用排水法收集的常见气体有:氧气、氢气、一氧化碳、甲烷等。
能用向上排空气法收集的(如图)常见气体有:氧气、二氧化碳、氯化氢、二氧化硫等。
能用向下排空气法收集的(如图)常见气体有:氢气、氨气、甲烷等。
7、过滤(如图)
过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。首先要准备好过滤器(过滤器由漏斗和滤纸组成),并放在铁架台的铁圈上。滤纸的边缘应略低于漏斗的边缘。用水浸湿滤纸并使之紧贴于漏斗内壁,中间不能留有气泡。过滤时,漏斗下端管口要紧靠烧杯内壁;玻璃棒下端要轻轻靠在有三层滤纸的一侧;滤液要沿着玻璃棱流进过滤器;滤液的液面要低于滤纸的边缘。
8、蒸发(如图)
蒸发是指把稀溶液浓缩或蒸干(初中化学中一般是蒸干),须在蒸发皿中进行。液体在蒸发皿中的体积一般不超过蒸发皿容积的,加热时要不断用玻璃棒搅拌。当蒸发至有较多量固体出现时应停止加热,利用余热蒸发至干。
9、配制溶质质量分数一定的溶液
配制的步骤一般分为三步:1)计算,即计算出溶质、溶剂的用量;2)称量或量取:要用托盘天平称量出所需溶质的质量,再用量筒量出溶剂的体积(当配制溶液中的溶质也为液体时,则不能用托盘天平称量,均应用量筒量取);3)溶解:将固体溶质(或液体溶质)倒入烧杯中,加入溶剂后,要用玻璃棒搅拌,直至烧杯内的溶质全部溶解为止。
(二)使用仪器的技能
1、试管:学会正确持拿试和振荡试管。持拿试管是用拇指、食指、中指三个手指持试管的中上部;振荡试管在正确持试管的基础上用手腕稍用力甩动试管(但不能用力过猛也不要让试管外壁有水,否则试管易脱落)。
2、试管夹:学会用试管夹夹持试管进行加热。用试管夹夹持试管时要从试管底部往上套,夹持在试管的中上部。并且用手握住试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上。
3、玻璃棒:学会搅拌操作。用玻璃棒搅拌烧杯或蒸发皿内的液体时,玻璃棒应在容器的底部作圆周运动,切忌用玻璃棒撞击容器壁,即在搅拌时不能听到撞击的声音。
4、酒精灯:学会点燃和熄灭酒精灯,能正确地、安全地使用酒精灯加热。
点燃酒精灯时需用火柴点燃,熄灭酒精灯时不可用嘴吹,应用灯帽盖灭。加热时,应用酒精灯的外焰部分进行加热。
5、烧杯:学会用烧杯盛放液体和溶解固体药品。在用烧杯溶解固体药品时,一般都要先放固体,后倒入液体,然后用玻璃棒搅拌到固体药品完全溶解。
6、量筒:学会用量筒取一定体积的液体。量筒是实验室中常用的、重要的量具,只用来量取液体(不能量取热的液体),而不能在量筒中溶解物质或稀释溶液等。
7、胶头滴管:学会用滴管吸取、滴加少量试液。滴瓶上的滴管为专用滴管,该滴管只能吸取、滴加该滴瓶内的液体,切不可用此滴管吸取、滴加其他的液体,以防止滴瓶内的液体被污染。
8、铁架台:练习使用铁夹和铁圈束固定仪器装置。要学会调节铁架台上铁夹和铁圈的高度。
(三)几种气体物质的制备
氧气(O2) 氢气(H2) 二氧化碳(CO2)
药品 1、固体氯化钾(KClO3)二氧化锰(MnO2)的混合物 2、固体高锰酸钾(KMnO4) 1、锌粒(Zn)和稀硫酸(H2SO4) 2、锌粒(Zn)和稀盐酸(HCl) 大理石、石灰石(CaCO3)和稀盐酸(HCl)
反应原理 2KClO32KCl+3O2 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 Zn+2HClZnCl+ H2Zn+H2SO4(稀)Zn SO4+ H2 CaCO3+2HClCaCl2+ H2O+ CO2
仪器装置
装置适用范围 固+固气 固+液气 固+液气
收集方法 1、排水集气法2、向上排空气法 1、排水集气法2、向上排空气法 向上排空气法
注意事项 1、检查装置的气密性;2、试管口向下倾斜,铁夹夹持试管中上部或距口部处;3、先使用外焰预热,再集中药品部位加热;4、导气管稍伸进管口;5、排气法收集气体,导气管刚过集气瓶口;排空气法则需插入集气瓶底;实验结束时,一定要先将导管移出水面,后熄来酒精灯。 1、检查装置的气密性;2、长颈漏斗必须浸入液面以下;3、导气管不可伸入试管太长;4、收集到的氢气应盖好玻璃片,瓶口向下放置。5、点燃氢气前一定要验纯。 1、检查装置的气密性;2、长颈漏斗必须浸入液面以下;3、导气管不可伸入试管太长;4、不能使用浓盐酸、浓硝酸,否则收集气体不纯;不能使用硫酸,因生成物硫酸钙微溶于水,覆在大理石、石灰石表面,阻碍反应进行。5、验满方法:燃着木条放在瓶口,若木条熄灭,则表明气体已收集满。
备注 可跟制取二氧化碳气体装置互相代用。 可跟制取氢气装置互相代用。
(四)几种重要物质的检验及一些物质的鉴别
表一
物 质 检验的方法及 步 骤 现 象 化学反应原理 备注
氧气(O2) 带火星的木条伸入瓶中 木条复燃 C+O2 CO2
氢气(H2) 1、点燃。 2、火焰上方罩一冷而干燥的烧杯。 1、产生淡蓝色火焰。 2、烧杯壁上有水雾或水珠生成。 2H2+O22H2O 不纯时,有爆鸣声。
二氧化碳(CO2) 1、燃着的木条伸入集气瓶;。 2、加入澄清石灰水。 1、木条熄灭。 2、石灰水变浑浊。 CaCO3+2HClCaCl2+ H2O+ CO2
一氧化碳(CO) 1、点燃。2、火焰上方罩一冷而干燥的烧杯。3、加入澄清石灰水。 1、产生淡蓝色火焰。2、烧杯壁无水雾或水珠生成。3、石灰水变浑浊。 2CO+O22CO2CO2+Ca(OH)2Ca CO3+ H2O 不纯时,有爆鸣声。
甲烷(CH4) 1、点燃。2、火焰上方罩一冷而干燥的烧杯。3、加入澄清石灰水。 1、产生淡蓝色火焰。2、烧杯壁有水雾或水珠生成。3、石灰水变浑浊。 CH4+2O2CO2+2H2OCO2+Ca(OH)2Ca CO3+ H2O 不纯时,有爆鸣声。
氨气(NH3) 1、有特殊刺激性气味。 2、利用湿润的红色石蕊试纸 湿润石蕊试纸由红色变蓝色。 NH3H2ONH3+ H2ONH3H2ONH4++OH-
氮气(N2) 1、燃着的木条伸入集气瓶;。 2、加入澄清石灰水。 1、木条熄灭。 2、石灰水依然澄清。
表二
物 质 所用试剂 检验的方法、步骤 现 象 化学反应实例
酸(H+) 1、石蕊试剂 取少量酸于试管并加入几滴石蕊试剂。 石蕊试剂由紫色变红色。
2、蓝色石蕊试纸 蘸取少量酸滴在蓝色石蕊试纸上。 蓝色石蕊试纸变红色。
3、pH试纸 蘸取少量酸滴在pH试纸上。 pH<7
碱(OH-) 1、酚酞试剂 取少量碱液于试管并加入几滴酚酞试 酚酞试剂由无色变红色。
2、红色石蕊试纸 蘸取少量碱滴在红色石蕊试纸上。 红色石蕊试纸变蓝。
3、pH试纸 蘸取少量碱滴在pH试纸上。 pH>7
盐酸及可溶性氯化物 AgNO3溶液和稀HNO3 1、取少量待测液于试管;滴入几滴AgNO3溶液并加稀HNO3 1、有白色凝乳状沉淀生成;2、沉淀不溶于稀HNO3 HCl+AgNO3AgCl+HNO3NaCl+AgNO3AgCl+NaNO3
硫酸及可溶性硫酸盐 BaCl2溶液和稀HNO3 1、取少量待测液于试管;滴入几滴BaCl2溶液并加稀HNO3 2、生成气体通入澄清石灰水。 1、有白色凝乳状沉淀生成;2、沉淀不溶于稀HNO3 H2SO4+BaCl2BaSO4+2HClNa2SO4+BaCl2BaSO4+2NaCl
碳酸盐 盐酸或稀HNO3 1、取少量待测液于试管;滴入几滴稀盐酸或稀HNO3; 2、生成气体通入澄清石灰水。 1、有气体生成。 2、该气体使澄清石灰水变浑浊。 CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2ONaCO3+2HCl2NaCl+CO2+H2OCa(OH)2+CO2CaCO3+H2O
第四章 CES化学计算的学习方法与技巧
一、清理基础知识的方法
(一)有关化学式的计算
“有关化学式的计算”主要包括:计算相对分子质量;计算化合物中各元素的质量比;计算化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数等。
1、计算相对分子质量
相对分子质量的计算是化学计算中最基本的计算,其基础是相对原子质量和物质的化学式。作为初次接触化学计算的人,要在学习的过程中注意理解相对分子质量的定义和熟练、准确地掌握好常见单质、化合物等物质的化学式书写。
基础知识的清理
1)相对原子质量:相对原子质量并不是一个原子的实际质量。而是以一种碳原子(即原子核内有6个质子和6个中子的一种碳原子,通常叫做碳12原子)的质量的(约为1.66×10-27kg)作为标准,其他原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位(SI)单位为1(一般不写出)。
2)相对分子质量:与相对原子质量一样,相对分子质量也不是某一个分子的实际质量。相对分子质量是化学式中各原子的相对原子质量的总和。因此,相对分子质量的国际单位制单位也为1(一般也不需要写出)。相对分子质量的计算是建立在物质的化学式的基础之上的。那么,物质化学式的正确与否就是决定相对分子质量的计算是否正确的主要因素。
3)物质的化学式,用元素符号来表示物质组成的式子叫做化学式。
任何纯净物都有固定不变的组成,化学式则从宏观、微观及量的方面反映了物质的组成和构成。物质的化学式一旦确定,它的相对分子质量即可得到确定。
物质的化学式又分为单质的化学式和化合物的化学式。单质是由同种元素组成的纯净物。初中化学中常见的单质有几种为双原子分子,它们的化学式是在元素符号右下角用数2来表示。如:H2、O2、N2、Cl2等,特殊一些的有臭氧,化学式为O3,其余的都可以认为是用元素符号来表示它们的化学式。化合物是由不同种元素组成的纯净物。书写化合物的化学式必须要知道它是由几种元素组成并且每种元素的原子个数是多少。
2、计算化合物中各元素的质量比
计算化合物中各元素的质量比的基础是化合物的化学式。因此,在计算化合物中各元素的质量比时,必须要注意这种化合物的化学式中各种元素的原子个数(或离子个数)。同时应该清楚,既然各种原子的相对原子质量都是以一个相对的标准(即碳12原子实际质量的作为标准)测定出来的。因此,以各种元素的相对原子质量计算出来的相对质量的比就是实际质量的比。
在平时学习和练习计算化合物中各元素的质量比时,要注意理解各种化合物化学式的涵义,特别要注意化学式中元素符号右下角的角码数(也称“角数”)。自己应该不断进行分析和研究,加深体会,及时强化训练,同时注意克服粗心大意的毛病。
3、计算化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数
化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数的计算是初中化学的基本计算之一。
由于任何物质都是由元素组成的。而任何一种化合物又都有固定不变的组成,那么,化合物的化学式一旦确定,其中的某一元素(或某一组分)的质量分数即可得到确定。学会化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数的计算,会使我们对于化合物的组成有更进一步的理解。
基础知识的清理:
计算化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数的根据是化合物的化学式和各种元素的相对原子质量。
在计算化合物中某种元素的质量分数时,要注意在化学式中该元素的原子个数(但不一定只是角数)是多少。如计算水中氢元素的质量时,注意到水的的化学式?(H2O)和氢元素的角数“2”,就可以进行计算了。但像硝酸铵(NH4NO3)这样的物质中,计算氮元素的质量分数时,就应注意到氮元素是分别出现在该化合物的两个组成部分中:铵根(NH4)和硝酸根(NO3),因此就要把两次出现的氮原子合在一起计算。
在计算化合物中某一组分的质量分数时,则要注意计算的是哪一部分的质量分数。如在计算硫酸铜晶体(CuSO45H2O)中结晶水的质量分数时,首先应该清楚:“CuSO4”和“5H2O”是硫酸晶体的两个不同组成部分。当计算其中结晶水的质量分数时就不能变成计算CuSO4的质量分数。
(二)有关化学方程式的计算
有关化学方程式的计算包括:反应物、生成物都是纯物质的计算;含一定量杂质的反应物或生成物质量的计算。
1、有关反应物、生成物都是纯物质的计算
有关化学方程式的计算,就是通过有关化学反应的计算,使我们从定量的角度理解化学反应。
基础知识的清理:
根据化学方程式的计算主要包括:用一定量的反应物最多可以制得多少生成物;要制取一定量的生成物最小需要多少反应物。无论哪一种类型的计算都是以化学方程式为依据进行的。所以我们应该熟悉和加深理解化学方程式的涵义。应该十分明确地认识到:化学方程式不仅表示什么物质发生反应、生成什么物质,而且还有表示反应物、生成物等各物质间的质量比。
化学计算是从“量”的方面来反映物质及其变化规律的,它和侧重于从性质角度去研究和理解物质及其变化规律是相辅相成的。可以说化学计算包括了化学和数学两个因素,其中的化学知识是进行化学计算的基础,而数学则是化学计算的工具。因此一定要对计算里的化学知识有一个清晰的认识,对有关的化学方程式一定要能十分熟练地进行书写和应用。不能错写反应物和生成物的化学式,不能不注意配平,否则在计算中必然会得到错误的结果。
有关化学方程式计算的理论基础是质量守恒定律。质量守恒定律说的是:参加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。这里的“参加反应”是指实际参加反应的物质,不包括未反应的物质、未被消耗的物质(如催化剂等)。每一个化学反应都遵循质量守恒定律。每一个化学反应中各物质都是按一定的质量比的关系进行反应的。
2、含一定量杂质的反应物或生成物质量的计算
初中化学中的此类计算,一般是指含有不参加反应的杂质的反应物或生成物质量的计算。
基础知识的清理
任何一个化学瓜在进行时,各物质都要依据一定的质量比的关系进行反应与产生的,所以代入质量比关系进行计算的物质质量必须是完全参加反应的纯物质的质量,或此反应中生成的纯物质的质量。也就是说,如果某种物质并不是全部参加了化学反应,或者是不纯物质的质量,都不允许代入化学方程中进行计算。在根据化学方程式的计算中,必须运用确实参加化学反应的纯物质的质量或生成的纯物质的质量进行计算,千万不要误将混合物的质量作为纯净物的质量去进行计算。这就需要将不纯物质的质量换算成纯净物的质量。因此,把不纯物质的质量换算成化学反应中纯物质的质量是该类计算的重要环节。
(三)有关溶液的计算
“有关溶液的计算”包括:溶液中溶质质量分数的计算;溶液稀释的计算;溶质的质量分数与化学方程式的综合计算等。
1、溶液中溶质质量分数的计算
这是特别需要掌握的一种溶液方面的计算。
基础知识的清理
我们平时所说的溶液浓与稀,是指溶液中溶质含量的多少,但不能准确地表明一定量的溶液里含有多少质量的溶质。在工农业生产和科学实验中,在医药配制和其他有关方面涉及到溶液的配制中,都需要确切地知道溶液的组成。表示溶液组成的方法很多,溶质的质量分数是最常用的、最重要的表示溶液组成的方法。溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比,并且用质量百分数的形式表示出来。
若要掌握有关溶质质量分数的计算,其关键是要正确理解和运用溶液有关概念,掌握溶液、溶质和溶剂的质量分数等概念的区别和联系,要从量的角度理解和掌握它们的相互关系。溶液是溶质和溶剂组成的,溶液的质量等于溶质和溶剂的质量之和。需要注意的是:当溶质为固体时,溶质必须完全地溶解在溶剂之中,若溶质没有完全溶解,未溶解的溶质的质量是不能计算在溶液的质量之中的。还需要注意到的是,因为在一定温度下某物质的饱和溶液是该物质最浓的溶液,即溶质的质量分数已达最大值,所以该温度下,含这种溶质的溶液中溶质的质量分数一定不会超过这个界限。
另外,当溶液的量是用体积表示时的计算,都应通过密度换算成质量,我们应该注意到,溶质的质量分数概念的关系式中的各种量都是用质量来表示的,是不能用体积的数据来代替的;其次,无论是用水稀释溶液,还是两种不同质量分数的溶液混合配制一种中间质量分数的溶液,所得溶液的体积一般都不等于所用溶液的体积之和。
2、容质的质量分数与化学方程式的综合计算
溶质的质量分数与化学方程式的综合计算历来是考核的一大热点,应引起足够的重视。
基础知识的清理
溶液中溶质质量分数与化学方程式的综合计算就是把溶液中溶质质量分数和根据化学方程式的计算融为一体的综合性的计算。在此类计算中,首先要认识和确定整个过程中的化学反应,然后再根据所发生的化学反应确定反应后溶液中的溶质和溶剂,特别是溶质是什么,它们的质量分别是多少,最的再根据溶质质量分数的计算关系最终确定某种溶质的质量分数。
二、如何掌握知能要点
(一)有关化学式计算的知能要点
1、计算相对分子质量
根据化学式计算相对分子质量有两种情况,即计算单质和化合物的相对分子质量。
1)设单质的化学式为A或Am,A元素的相对原子量a。前者的相对分子质量就是其相对原子质量a;后者的相对分子质量则是A元素的相对原子质量a与其角数m的乘积,即Am的相对分子质量=am。
由于相对分子质量的国际单位制单位也为1,一般不予写出,因此不要误以为相对分子质量没有单位。
另外,在实际应用中,化学式前常常带有系数,如3O2、2H2O、3H2SO4等,这便是计算相对分子质量的总和,计算时要将系数作为被乘数乘进去。
此外,在化合物中还有结晶水合物的形式,如蓝矾的化学式为CuSO45 H2O,在计算其相对分子质量时,上述化学式中的“”不能作为数学中的乘号,而前后两个部分相对分子质量的和,具体的计算过程为:CuSO45 H2O的相对分子质量=(64+32+16×4)+5×(1×2+16)=250。
2、计算化合物中各元素的质量比
计算化合物中各元素的质量比时,首先应确定该化合物中的元素种类数,然后需注意到化学式中各种元素的原子个数,即角数,这也是此类计算的关键之处。
设某化合物的化学式为AmBn,A元素和B元素的相对原子质量分别为a和b,则该化合物中A与B的质量比=am:bn,若计算时能够化简,则要化为最简质量比。
另一个值得注意的问题是含有原子团的化合物中,当计算各元素的质量比时,要充分注意到该原子团中各元素的原子个数。如某金属元素M与硫酸根构成的化合物Mn(SO4)n,设其中M的相对原子质量为a。则该化合物中各元素的质量比,即M元素:硫元素=am :32:16×4n,若能化简,则要计算至最简质量比。
3、计算化合物中某一元素(或某一组分)的质量分数
1)设某化合物的化学式为AmBn(A、B元素的相对原子质量分别用a、b表示)。若计算其中A元素的质量分数,具体的计算过程为:A元素的质量分数=100%。
若计算较为复杂的化合物中某一元素的质量分数时也参考上式进行计算。
2)计算化合物中某一组分的质量分数
在初中化学里计算化合物中某一组分的质量分数主要指的是结晶水合物里结晶水的质量分数。如某结晶水合物的通式为,则其中结晶水的质量分数=×100%=(18n÷结晶水合物的相对分子质量)×100%。
这里需要提醒的是,不管是计算化合物中某一元素的质量分数,还是计算化合物中某一组分的质量分数,在列式计算时千万不要忘记乘以100%。
(二)有关化学方程式计算的知能要点
这部分的计算非常值得注意的是根据化学方程式计算的应用题。具体的计算步骤是:1)依题意设出未知量;2)依题意写出正确的化学方程式;3)写出有关物质的相对分子质量、已知量和求知量;4)列出比例式;5)计算求解;6)简明地写出答话。
经验告诉我们,在解题的实际中,当写有关物质的相对分子质量时,一定要注意该物质化学式前的系数,这是在做题时最易出问题的地方。列比例式时均是两种物质间的比例关系。这“两种物质”,或是一种反应物和一种生成生;或是两种反应物间;或是两种生成物间,反正是“两种物质、两个数”,而且都是正比例的关系,列横比、竖比均能成立。计算求解时要细心、准确,不可大意。最后应简明地写出答话。即做到有始有终,体现出解答化学应用题的规范性、完整性。
在此类计算中,还有一部分是“字母”题,即用字母或其他特定符号来表示某个化学反应,主要是用来考查我们对质量守恒定律的理解和应用。
另外,近年来的考试中在根据化学方程计算的应用题中出现了多步反应的题目。所谓的多步反应就是根据多个化学反应的方程式(一般是2个或3个)来进行有关计算的题型。在此类题目中,应注意的问题是要认真审题,看清题目中化学反应的顺序,不要遗漏反应的化学方程式,并搞清各个反应之间的关系。这样才不至于出现错误。
在根据化学方程式进行计算时,反应物和生成物必须是纯净物之间质量比的关系。因此,不纯物质的量必须换算成纯物质的量才能代入化学方程式中进行有关的计算:
关于不纯物的质量与纯净物之间的换算,一般可以进行如下的计算:
物质的纯度=(纯净物的质量/含杂质的不纯物的质量)×100%
以上是物质纯度的计算式。所谓的纯度,就是纯净物在不纯物中的质量分数。上述计算式也可变形为:纯净物的质量=不纯物的质量×纯度
=不纯物的质量×(1-杂质的质量分数)
不纯物的总质量=纯净物的质量/纯度
在此类计算中,需要同学们注意和搞清楚的是什么时候乘以质量分数、什么时候除以质量分数。
(三)有关溶液计算的知能要点
在掌握有关溶质的质量分数计算的时候,一定要注意理解溶液组成的意义。
例如:若溶质的量不变化,而溶剂的量减少,则溶液的量如何变化?(减少)。溶液的组成又如何变化?(溶质的质量分数会变大)
若溶质的量不变化,而溶剂的量增加,则溶液的量如何变化?(增大)。溶液的组成又如何变化?(溶质的质量分数会增大)
若溶质的量增加且完全溶解,而溶剂的量不变化,则溶液的量是如何变化?(增大)。溶液的组成又如何变化?(溶质的质量分数会变大)
若溶质的质量减少,而溶剂的量不变化,则溶液的量是如何变化?(减少)。溶液的组成又如何变化?(溶质的质量分数会变小)
关于溶质的质量分数的计算,大致包括以下类型:已知溶质和溶剂的量,求溶液的质量分数;计算配制一定量的、溶质质量分数一定的溶液,所需溶质和溶剂的量;溶液的稀释;溶质的质量分数与化学方程式的综合计算等。
溶液中溶质的质量分数最基本的计算式为:
溶质的质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%=(溶质质量/溶质质量+溶剂质量)×100%
当涉及到溶质、溶剂或溶液的体积时,要注意单位的换算。计算的依据是:溶液的质量=溶液体积×溶液密度,并且要注意体积单位的统一。
当涉及到溶液加水稀释的计算时,计算的依据是:稀释前后溶质的质量不变,其计算式为:稀释前溶液的质量×稀释前溶质的质量分数=稀释后溶液的质量×稀释后溶质的质量分数。
当涉及到含同种溶质的而不同质量分数的溶液相混合,计算法纪合后所得溶液中溶质的质量分数时,若用m1、m2表示不同溶液的质量;用P1%、P2%表示不同溶液中溶质的质量分数;用P%表示法混合后所得溶液中溶质的质量分数。则有下列计算式:m1P1%+m2P2=(m1+ m2)P%
当涉及到溶液中溶质的质量分数与化学方程式的综合计算时,则一般按以下步骤进行:1)首先确定发生的化学反应,并写出相应的化学方程式;2)根据化学方程式进行计算,并以此为依据确定溶质和溶剂以及它们的质量。由于绝大多数情况下的化学反应是在水溶液中进行的,因此确定反应后的溶质及其质量是解题的关键,对于反应后溶液质量的确定又是一个关键所在。对于第一个关键,则要分析所发生的化学反应的具体情况。当两种溶液进行反应时,若既没有气体生成,也没有沉淀生成,则化学反应的前后溶液的质量不变化;若反应后生成了气体或沉淀,则反应后溶液质量发生变化,要根据生成气体或沉淀的质量,用反应前溶液的质量减去所生成气体或沉淀的质量,才能算出反应后所得溶液的质量,进而就可计算出反应后所得溶液中溶质的质量分数。
四、解题技巧与方法
(一)守恒法
在物质的组成和变化中某一量值在变化的前后不发生改变,称之为“守恒”。
守恒在初中化学的知识范围内主要包括:
1、质量守恒:是指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。在宏观上表现为变化前后物质的质量相等,元素的种类相同,而在微观上则表现为变化前后原子的个数、原子的质量相等。
2、化合价守恒:是指在化合物里,元素的正价总数等于负价总数。因为在化合物里,元素的正、负化合价的代数和为零,通常称之为化合价法则,实质就是正、负化合价总数相等。
3、电荷守恒:电荷守恒是指酸、碱、盐溶液中阴、阳离子所带负电荷总数和正电荷总数相等。
4、溶质质量守恒:溶质质量守恒是指溶液在加水稀释、减水浓缩等过程中,溶质的质量在变化前后不发生变化。
(二)关系式法
在许多化学计算中,如果按常规的思维方法逐步计算,解题过程可能相当繁琐。但在计算时若能找到已知量和待求量之间的联系,直接建立起已知量和待求量之间的关系式,就可以省去中间步骤而直接求解。使计算大大得到简化,从而迅速、准确地获得结果。当应用关系式解题时,关键是要正确分析已知量和待求量之间的关系,得出正确的关系式。
例:48g金属镁与足量稀盐酸反应得到的氢气与多少克氯化钾完全分解制得的氧气恰好可以完全化合?
解析:此题涉及到三个化学反应
Mg+2HClMgCl2+H2 得关系Mg~ H2
2H2+O22H2+O22O 得关系H2~ O2
2KClO3 2KCl+3O2 得关系2KClO3~3O2
由上述三个关系式找出Mg与KClO3之间的关系:2KClO3~3O2~6H2~6Mg
设KClO3的质量为x时,完全分解产生的O2与48gMg与足量盐酸反应产生的H2恰好完全反应。可得:122.5÷x=(3×24)÷48
x=81.67g
(三)差量法
所谓“差量”是指在化学反应过程中某始态量与终态量的差值。差量法是利用差量与反应中各物质间存在的一定比例进行解题的方法。应用差量法解答题目,可使化学计算化繁为简,化难为易。解题的关键是找出化学方程式中的理论差值和发生反应的实际差量。这些差量往往是化学反应前后同一物态(固态、液态、气态)的差量。差量通常有质量差、体积差、质量分数差及溶解度差等等。初中化学中则主要利用的是质量差法进行计算。
例 把一块质量为5.6g的纯净铁片浸入到一定质量的硫酸铜溶液中,待反应完毕后,把附有铜的铁片从溶液中取出,洗净、干燥,再称重,为6.0g。求铁片上附着的铜的质量。
思路分析,当铁把CuSO4溶液里的铜置换出来以后,铜就附在铁片的表面了。由于铜的相对原子质量大于铁的相对原子质量。因此从质量上看,附有铜的铁片就增重了。介增重的部分并不是被置换的铜的质量,具体中见以下的解答过程。
解:设铁片附着的铜的质量为x
Fe+CuSO4FeSO4+Cu 增重的质量(△m)
56 64 64-56=8
x 6.0-5.6=0.4
64/x=8/0.4 x=3.2g
答:铁片上附着铜的质量为3.2g
解题技巧分析:这类题目中最不容易理解的地方就是增重的质量并不是全部被置换出的物质的质量。为什么呢?从本题看,假设铁片的质量为56g,若其全部参加了反应,则被置换出的铜就是64g,而从表面的质量变化情况看,只是增重8g。反之,该反应中只要是铁片质量增重8g,就意味着置换出了64g的铜。
(四)极值法
“极值法”是指题目中隐含着特殊值或其他特殊情况时能确定某个范围值的分界点,在解题时借其作为突破口,以简化计算。
例 把含有一种氯化物杂质的氯化镁粉末9.5g溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀30.0g,则该氯化镁中的杂质可能是:A、氯化钠 B、氯化铝 C、氯化钾 D、氯化钙
解析:本题可用极值法解答
假设9.5g全部为氯化镁,则AgNO3溶液反应后所生成的沉淀质量为x
MgCl2+2AgNO3Mg(NO3)2+2AgCl
95 287
9.5 x
95/9.5=287/x x=28.7
由于28.7<30.0
所以样品中杂质的含氯量一定高于MgCl2中的含氯量。
再经确定四种氯化合物中氯元素的质量分数,则为氯化铝
所以应选B
(五)十字交叉法
用十字交叉法解题,具有形象、直观的特点,运算简便,是运用较为广泛的速算式。凡可按a1x1+a2x2=(x1+x2)的计算,均可用十字交叉法计算。
十字交叉式为:
a2 - a2
=(x1组分份数)/(x2组分份数)
a1 a- a1
解题的具体步骤为:先写出两组分的对应的量a1、a2和交叉点的平均值,然后接斜线作差取绝对值即可得出相应物质的配比关系
例 有一样品中仅含CaCO3和CaO,经测知Ca的质量分数为50%,则样品中CaO的质量分数为多少?
解析:CaCO3中Ca的质量分数=×100%=40%
CaO中Ca的质量分数=×100%=71.4%
71.4 10
50 =(x1组分份数)/(x2组分份数)
40 21.4
则样品中CaO的质量分数==31.85%
第五章 CES应考策略
一、复习方法提示
初中化学的总复习一般应从五大方面入手,即:1、化学基本概念和原理;2、元素及化合物;3、酸、碱、盐;4、化学实验;5、化学计算
在复习化学基本概念和原理中,要能熟练掌握常用的元素符号、化学式、化学方程式等化学用语,确实达到会读、会写、会用,并了解它们的意义;理解物质的组成、分类、结构、性质、变化、相对原子质量和相对分子质量、质量守恒定律、四种基本化学反应类型等,并能运用它们分析和解决一些简单的化学问题;了角溶液、饱和溶液和溶液及固体溶解度等概念,并能掌握溶液中溶质的质量分数,了解固体溶解度曲线的意义,并会查出常见的几种固体物质在不同温度下的溶解度;以及了解溶液的酸碱度与pH等概念及其简单应用。
复习是对所学知识的强化、巩固的重要过程。因此在复习中要对有关的概念和原理记忆清晰,针对自己记忆不清的知识点随时予以强化,并通过系统的复习及练习加以巩固。
在复习元素及化合物的知识中,要注意掌握氧气、氢气、二氧化碳(简称“三气”)的化学性质和实验室中的制法。了解它们的物理性质和主要用途,掌握碳的化学性质,了解金刚石、石墨及无定形碳的性质和主要用途;了解一氧化碳的化学性质,了解一氧化碳的物理性质、毒性及对空气的污染;掌握铁的化学性质,了解铁的物理性质,了解生铁和钢的成分、机械性能及其主要用途;了解空气的成分,水的物理性质及其组成;了解石灰石的主要成分和用途;了解几种简单有机物的组成、性质及主要用途。
在这一部分知识的复习中,应以H2、O2、CO2三种气体的化学性质、实验室中的制取方法为主,但要会比较它们在实验室制法上的异同点。还要清楚H2、C、CO三种物质有相似的化学性质,即可燃性和还原性。应了解含C、H元素或含C、H、O元素的有机物在空气中完全燃烧时生成物为CO2和H2O,而当它们不完全燃烧时还会有CO生成。
在复习酸、碱、盐时,应注意了解酸、碱、盐的概念;掌握常见酸(以盐酸和稀硫酸为主)、碱(以氢氧化钠和氢氧化钙为主)、盐的性质,了解它们的主要用途;了解酸、碱、盐的分类和命名,特别要了解酸、碱的通性;掌握单质、氧化物、酸、碱、盐等各类物质相互反应的一般规律,能运用其解决一些简单的化学问题,并能正确熟练地书写有关的化学方程式。
酸、碱、盐的知识是考试的重要内容。因此在复习中一定要注意掌握常见酸、碱、盐的化学性质,会应用各类物质间的相互反应规律解决化学中的一些实际问题,如物质的制备、鉴别、除杂、判断化学反应能否发生等。作为能力的考查,经常把几种物质放在一起进行综合考查。其命题方式主要有1)完成给定反应的化学方程式;2)用化学方程式表示物质发生的化学变化;3)根据物质间发生变化的实验现象及规律,写出反应的化学方程式;4)根据给定的物质按化学反应的基本类型写出有关的化学方程式,化学方程式正误的判断等。
在复习化学实验时,要了解常用仪器的名称、用途、操作原理和使用时的注意事项,学会一些重要的基本操作;初步学会观察和记录实验现象,能够根据实验现象分析得出结论;学会验证一些重要物质的性质、气体的制法(包括收集方法)及检验方法等。
在复习该部分知识时,首先应重视化学实验的基本操作,如液体、固体药品的取用,给物质加热,配制溶液等。对常用仪器的外观形状、名称要熟悉,名称上不要写错别字;熟悉常见物质间的反应现象;熟悉常见物质及相关离子的鉴别、检验等。
在复习化学计算时,要掌握有关化学式,有关溶液的计算,特别是要重视有关化学方程,有关化学方程式和溶液的简单综合计算。
进行化学计算复习时,首先要认识到基本计算是综合计算的基础。在进行综合计算时,首先应注意判断题型的特征,分析清楚在综合计算中包含了哪些基本计算

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