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第七讲 简单的配位化合物
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．熟记常见的配位化合物
黄血盐：K4[Fe(CN)6]
赤血盐：K3[Fe(CN)6]
普鲁士蓝：Fe4[Fe(CN)6]
滕士蓝：Fe3[Fe(CN)6]2
普鲁士蓝和滕士蓝是同一种物质。
2．配位化合物的组成
由一种离子跟一种分子，或由两种不同的离子所形成的一类复杂离子，叫做配离子。如硫酸铜氨[Cu(NH3)4]SO4这样含有配离子的化合物，就属于配合物。在[Cu(NH3)4]SO4这种配合物里，Cu2+就是核心，叫做中心离子，4个NH3分子均匀地分布在它的周围，叫做配合物的配位体。中心离子和配位体结合在一起就构成配离子。SO42-距中心离子比较远，跟中心离子的关系不像配位体那么密切。人们把中心离子和配位体一起构成的配离子叫做配合物的内界（在化学式里常用方括号把它们括起来）；把其他部分如SO42-离子叫做配合物的外界。
内界 外界
配合物的中心离子，一般都是阳离子。配合物的配位体可以是分子、也可以是阴离子。如在[Cu(NH3)4]SO4里，配位体NH3是中性分子，在Na3AIF6里，配位体F-是阴离子。配离子是带电荷的，而配合物呈电中性。因此，组成配合物的外界离子、中心离子和配位体离子电荷的代数和必定为零。
一个中心离子所能结合的配位体的总数，叫做中心离子的配位数。
3．配合物的命名
配合物的命名一般服从于无机化合物的命名原则，主要不同点是配离子的特征部分（即配合物的内界）。在配合物的内界里，既有阴离子，又有中性分子。那末它的命名顺序应先阴离子、后中性分子，再写“合”字（表示配位结合），然后说明形成体（中心离子）的名称和价态。如：
［Cu(NH3)4］2+ [Co(NH3)4Cl2]+
对于整个配合物的命名，则按一般无机物命名原则。如NaCl（氯化钠）；[Co(NH3)4Cl2]Cl（氯化二氯四氨合钴(III)）；［Cr(H2O)5Cl］Cl2·H2O（一水二氯化一氯五水合铬(III)）；K2SO4（硫酸钾）；K2[PtCl6]（六氯合铂(IV)酸钾）；K[Pt(NH3)Cl5]（五氯一氨合铂(IV)酸钾）
4．配合物中的化学键
配合物的外界离子跟配离子之间以离子键相结合，中心离子跟配位体之间以配位键相结合。
配离子中中心离子提供空轨道，配原子提供孤对电子。
5．配合物的应用
（1）应用于冶金冶炼
（2）照相底片和感光纸定影
（3）某些离子的检验
在化学实验里，还可以利用形成显色的配离子或配合物来鉴定离子。
二、考试真题：
（2007厦大）今有二种异构体，其组成为：CoBrSO4·5NH3，在第一种异构体中能得到钡盐沉淀，却得不到银盐沉淀；而在第二种异构体中正相反，得到银盐沉淀，却得不到钡盐沉淀。写出二种异构体配合物的化学式和名称。
（2005年交大）两位同学分别做了下面的实验：向AgNO3溶液中先加入KCN和NaCl，结果看到的现象却不同。甲同学的实验有白色沉淀；乙同学的实验得到澄清的透明溶液。试解释出现不同现象的原因。
（2007武大）由A、D、E、G四种元素组成的化合物的分子式为AxDy(E2G4)z。已知：
①x、y、z为整数，且x+y+z=7。
②取8.74克该化合物溶于水，加入酸和强氧化剂。化合物中的E、G元素完全转化成气态化合物EG2 2.688升(标准状况下)，其密度为1.965g/L，EG2能使澄清石灰水变浑浊。
③发生上述反应后，A、D以阳离子存在于溶液中。往溶液里加入过量的铁粉，其中使D离子全部还原所消耗的铁粉质量为0.56g。
④化合物中D元素的百分含量为12.8%。
试通过计算和推理确定E、G、D、A各是什么元素，求出x、y、z的值，并写出该化合物的分子式。
（1）确定E和G：E是_________；G是_________。
（2）确定x、y、z和D
x=_________；y=_________；z=_________；D是_________。
（3）确定A并写出化合物的分子式：
A是_________；该化合物的分子式是_________。
三、仿真训练：
1．PtCl2(NH3)2成平面四边形结构，它可以形成二种固体：一种为淡黄色，在水中溶解度小，另一种为黄绿色，在水中溶解度较大。请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图_________、____________。黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是______________________。
2．将KCr(SO4)2·12H2O溶于水，溶液呈深蓝紫色。将该溶液加热，颜色转为鲜绿色。试设计一个定量分析实验证实颜色的变化是由于Cr(H2O)63+离子转化为[Cr(H2O)4SO4]+离子。
3．过氧化氢可使Fe(CN)63-和Fe(CN)64-发生相互转化，即在酸性溶液中H2O2把Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-，而在碱性溶液中H2O2把Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。
（1）写出配平的离子方程式。
（2）该过程实际上是一个什么过程？
4．在[Cu(NH3)4]2+溶液中滴加1mol·dm-3中滴加1mol·dm-3 H2SO4时，可观察到逐渐出现天蓝色沉淀（一种碱式盐），继续滴加H2SO4，沉淀逐渐溶解形成浅蓝色溶液。试用方程式解释观察到的现象。
5．黑白照片也可调成有色照片，其原理是：借助化学反应将银的图像变成有色化合物，使照片色泽鲜艳美观或防止变色。一种红色调色液的主要成分为CuSO4和K3[Fe(CN)6]的混合液。调色时将黑白照片放入调色液中，其色调主要是靠亚铁氰化铜的红色产生的。当认为色调合适时，取出照片，洗净、晾干即可。请用化学方程式表示调色原理。
6．若把原来的厕所或马厩改为贮存弹药的仓库，经过一段时间后，炮弹发生锈蚀。经化验锈蚀的主要成份是[Cu(NH3)4]2(OH)2CO3。炮弹发生锈蚀的反应是什么？
7．氰化物是一种剧毒物。国家规定：以木薯为原料生产的饮料中，氰化物的含量≤5mg·dm-3酒。我国南方盛产木薯，利用木薯发酵生产饮料酒（包括饮料酒精）是木薯利用的一个重要途径，但普遍遇到酒中氰化物超标的难题，有人提出两种方法以降低酒中的氰化物：
①在蒸馏塔上部加入NaOH溶液；
②在蒸馏之前向物料中加入CuSO4溶液。
问：此两种方案是否可行？
8．把干燥的氯化银粉末盛在试管中，通入干燥的氨气和它充分反应。把产物改盛入一端封闭并弯成直角的玻璃管底，再把这玻璃管的开口融封，待冷却后把玻璃管空的一端浸入冰水中，加热另一端经氨气处理过的氯化银。问：在冷却的空端将得到什么物质？
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第三讲：物质结构及其性质
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．记住常见物质的俗名
2．记住常见物质的熔沸点等特性
判断熔沸点的方法：
（1）根据作用力类型和大小比较熔沸点
（2）同种晶体类型
（3）熔沸点的应用
3．路易斯结构式
4．氢键
二、考试真题：
162．（2006复旦）下列关于物质性质比较的描述中正确的是______。
A、原子半径：N＜P＞As B、相对原子质量：Cl＜Ar＞K
C、熔点：Be＜Mg＞Ca D、沸点：HF＜HCl＞HBr
144．（2008复旦）下列化合物中含有极性共价键的是
A、NaCl B、KOH C、BaO2 D．CaC2
（2004交大）碘的含氧酸根有很多，如IO3-和IO-。试回答下列问题：
（1）画出IO3-的结构简式。
（2）从共价键的成键及结构稳定性等角度解释IO3-和IO-的稳定性。
（2008年北大）简述为何H2O的比热容比较大？微波炉的原理是什么？
三、仿真训练：
1．下列各组物质气化或熔化时，所克服的微粒间的作用力，属于同种类型的是
A、碘和干冰的升华 B、二氧化硅和生石灰的熔化
C、氯化钠和铁的熔化 D、苯和乙烷的蒸发
2．最近国外科学家把一个条形磁铁置于长方形水槽的底部中央，磁场强度达4特斯拉。结果，水被推往两壁直至露出水底的磁铁，该实验说明了水分子
A、分子量比较小 B、是非极性分子 C、是极性分子 D、分子间作用力很弱
3．硫氰酸分子有两种构型，这两种构型中，各组成元素的原子个数及化合价数均相同。正硫氰酸的结构式是H-S-C≡N，异硫氰酸的结构式是____________________。硫氰酸与KOH反应的化学方程式是_____________________________。
4．自然界中往往存在许多有趣也十分有意义的现象，下面列出了若干化合物的结构、分子式、分子量和沸点。
结 构 式 分子式 分子量 沸点/0C
①H-O-H H2O 18 100
②CH3OH CH4O 32 64
③CH3CH2OH C2H6O 46 78
④CH3COOH C2H4O2 60 118
⑤CH3COCH3 C3H6O 58 56
⑥CH3CH2CH2OH C3H8O 60 97
⑦CH3CH2OCH3 C3H8O 60 11
（1）写出①~⑦各种化合物的化学名称。
（2）从它们的沸点看，可以说明哪些问题？
5．科学家经过数年计算后，认为可能存在H3分子。假定这3个氢原子成键情况完全相同，则H3的几何形状是__________________________；若只有2个氢原子的成键情况相同，则H3的几何形状是___________________________。请根据所学知识对此结构进行评价。
6．(SN)2是最早发现的无机高分子化合物，n是一个数值颇大的整数。由许多(SN)n分子组成的晶体，有各向异性的特点，最典型的是，从晶体两个相互垂直的方向上，室温下测定其导电率，其相差竟在2个数量级以上。回答下列问题：
（1）已知(SN)n由S2N2聚合而成，在S2N2中，S和N的化合价在数值上视为相同。请画出S2N2分子结构。
（2）上述晶体属于何种类型的晶体？简述理由。
（3）(SN)n分子的几何形状是平面型、立体型还是线型？为什么？
（4）试根据(SN)n分子的几何形状和成键特点推测其有什么用途？
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第十三讲 有机化合物
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．有机化合物常见的反应类型
有机化学反应主要有加成反应、取代反应、缩合反应三种反应类型，其他化学反应类型均可以从这三种反应类型得到。比如：水解反应、氯代反应、硝化反应等等都应属于取代反应范畴；消去反应应属于“广义”上的脱水反应等。
（1）加成反应
加成反应具有如下特点：①只有含不饱和键的物质才能发生加成反应；②含不饱和键物质可与某些单质或化合物反应；含多个不饱和键的物质加成，条件不同，产物不同，属于竞争反应。③加成产物可能是链状化合物，也可能是环状化合物。
不对称加成具有选择性，加成反应的本质为异性电荷相吸：
，其中，A2=H2、X2……；A—B=H—OH、NH2—H、C2H5O—H、CH3CO—OH等。如：
（加成反应具有选择性）
（加成反应具有竞争性）
（含不饱和键的无机物的加成反应）
；；
；
（2）取代反应
取代反应就是带正电基团替换另一反应物中带正电的基团，反应物之间相互交换成分。我们可以把它写成AB型式，AB的水解反应就是它和H2O发生取代反应：AB+H-OHAOH+HB等。
①烷烃的取代反应
②具有α-H的烯烃在加热约5000C左右时发生取代反应
③苯环上的取代反应
④卤代烃的水解反应
⑤醇与氢卤酸的反应
⑥醇与酸的酯化反应
⑦酯的水解反应
（3）缩合反应
如果把脱去小分子，H2O，HCl，NH3等叫做缩合反应，那么酯化、消去、硝化等均具有缩合特征。缩合的前提是分（离）子中含有可缩去小分子的“基团”，分（离）子中所含这些“基团”的数目，表明它有几次缩合的机会。缩合反应最为常见的就是脱水反应。
如：乙醇在浓硫酸中于1700C脱水：CH3CH2OHCH2=CH2+H2O
2．常见的官能团的化学性质
要很熟悉常见官能团的化学性质。如烯烃、炔烃易发生加成反应和氧化反应；卤代烃易发生取代反应和消去反应等；具有酸性的基团有羧基、酚羟基、醇羟基和部分具有α-H的有机物。
3．常见氧化反应
①烯烃、炔烃的氧化反应
a、与酸性KMnO4反应
b、与O3反应后，还原条件下水解
②炔烃的氧化反应
a、与酸性KMnO4反应：R1C≡CR2
b、O3氧化：R1C≡CR2
c、中性KMnO4氧化：R1C≡CR2
③芳香烃的氧化：
4．常见重要的加成反应
①不对称烯烃与不对称试剂的加成反应
+HCl
②D-A反应：二烯烃与单烯烃的加成反应：+
其中，双烯体要有给电子基团，亲双烯体要有拉电子基团，有利于反应。
5．金属有机试剂
常见的是金属镁试剂。其制备方法是：卤代烃与Mg在无水乙醚中反应得到。
RCl+MgRMgCl，其中R带负电荷，即R-；MgCl带负电荷，即MgCl+。很多化学反应都以此电荷进行反应，一般先发生加成反应，后发生取代反应。如：
O=C=O+RMgCl+Mg(OH)Cl
6．常见的碳正离子和碳负离子
（1）C+产生途径
①+H+Cl-+Cl-；②
③R-OHR++OH-；④
⑤（重氮盐）R++N2↑；
（2）C-产生途径
①R-X+MgR-MgBr；②R-X+LiRLiR2CuLi
③
二、考试真题：
（2007北大）有机物A的分子式为C2H5NO2，能和NaOH反应生成相应的钠盐，在酸性溶液中易发生氮原子的质子化反应。
（1）写出A的结构简式。
（2）两个A分子脱水得B。请写出B的结构式及其所含官能团。
（3）请写出含有B中官能团（A中没有）、且有工业意义的一种环状化合物。
（2004年交大）用化学方法鉴别下列各组化合物
（1）、、
（2）CH3CH2CHO、CH3CHO、CH3CH2COCH2CH3
（2005交大）已知卤代烃（R-X）与Mg反应生成R-MgX（Grignard）试剂，该试剂与含有活泼氢的化合物（H2O、NH3、HOR等）反应，生成R-H（烃）。要求通过上面的性质合成下列化合物：
（2008交大）简答题：
（1）在一般的有机化合物中烯醇式是不稳定的，要转变成酮式：，而下列的烯醇式却能稳定存在：
请说明该烯醇式稳定存在的理由。
①_____________；②____________；③_________。
并用三种简便方法鉴别下列一组有机化合物。
、
①___________；②____________；③______________。
（2）碳正离子是有机合成的重要中间体，欧拉因在此领域中的卓越研究而荣获诺贝尔奖。例（）当烯烃及低碳环烃与HX反应时都形成碳正离子中间体。它们的稳定性大小为：叔C+＞仲C+＞伯C+＞CH3+。请写出HBr与反应的产物并应用碳正离子中间体说明反应的趋向。
三、仿真训练：
1．用CO和H2在443K~473K温度下，并用钻（Co）作催化剂，可以反应生成n=5~8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
（1）写出用CnH2n＋2表示的人工合成汽油的配平的化学方程式；
（2）如果向密闭的合成塔内通入恰好能完全反应的CO和H2，当完全反应后，合成塔内温度不变，而塔内气体压强降低到原来的2/5，通过计算说明这时有无汽油生成。
（3）要达到上述合成汽油的要求，CO和H2的体积比的取值范围为多少？
2．阳离子交换树脂有很多，如磺酸型阳离子交换树脂，它是由交联的聚苯乙烯磺化而得，磺酸基为强酸性。其H+可以与水中的阳离子发生交换作用而除去水中的阳离子。又知：高分子化合物分线型和体型两种，其中体型分子时交联的。
（1）交联的聚苯乙烯中高分子链之间由某种结构以化学键相联。请你选择一种合适的化学物与苯乙烯共聚合（不需溶剂），以得到交联的聚苯乙烯，这种化合物是什么？
（2）不同用途要求交联的程度不同，如何控制交联的程度？
（3）用离子交换树脂可以制备纯水（去离子水）。自来水与磺酸型离子交换树脂交换作用后显什么性？是中性，碱性还是酸性？为什么？
（4）与此类似，季铵碱（—NR3OH）型离子交换树脂可以交换水中的阴离子，中性的自来水经交换除去阴、阳离子后显什么性？是酸性、中性，还是碱性？
3．类似于卤素X2与苯的同系物的反应，卤代烃亦可进行类似反应，如1,3,5－三甲苯与氟乙烷的反应。它们的反应经历了中间体(I)这一步，中间体(I)为橙色固体，熔点-150C，它是由负离子BF4-与一个六元环的正离子组成的，正离子中正电荷平均分配在除划*号碳原子以外的另五个成环的碳原子上，见下图(II)虚线。
＋CH3CH2F＋BF3(I)(II)＋HF＋BF3
（1）从反应类型看，反应A属于_______，反应B属于________，全过程属于_________。
（2）中间体(I)中画*号的碳原子的立体构型与下列化合物中画*号碳原子接近的是
A、*CH≡CH B、CH3*CH2CH3 C、 D、
（3）模仿上题，完成下列反应（不必写中间体，不考虑反应条件，但要求配平）。
①＋CH3COCl
②（过量）＋CHCl3
③＋＋HBr
4．卤代烷可以跟金属镁反应得到有机合成很有用的格氏试剂。
RX＋MgRMgX（格氏试剂，黏稠液体）
格氏试剂可以跟醛酮的羰基起加成反应，羰基加在碳基碳原子上，得到的镁盐水解后生成相应的醇。
RMgX+
（1）某化合物A的分子式为C10H14O，具有水果香型，它由下列合成路线（下图）制得，请填写方框中化合物的结构式。
化合物A（C10H14O）
（2）设计一个合理路线，实现由正丙醇制备正丁醇，写出各步反应的条件和产物。
（3）制备3-甲基-3-己醇可以选用3种不同的格氏试剂和3种不同的醛或酮作反应物，试写出这3对反应物。
5．醛类（R-CHO）分子中羰基上氧原子吸引电子能力强于碳原子，使羰基碳上带有部分正电荷，从而表现出以下两方面的性质：
①碳基碳接受带负电荷或带部分负电荷的原子或原子团进攻，而发生加成反应，称为亲核加成反应。
②α-氢（R-CH2-CHO）表现出一定酸性，能与碱作用，产生碳负离子：R--CH-CHO。
（1）醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下：
+（I）（II）
为什么（I）会转化成（II）？
（2）已知R-CH2-CHO＋NH2-NH2AR-CH2-CH=N-NH2，写出A的结构简式。
（3）乙醛与乙醇在催化剂作用下，可生成半缩醛（C4H10O2）和缩醛（C6H14O2）。试写出半缩醛的结构简式和缩醛的结构简式。
（4）乙醛与OH－作用可产生的碳负离子，该碳负离子又可进攻另一分子乙醛，而发生加成反应：
2CH3CHOC（分子式：C4H8O2）D
试写出该碳负离子的电子式和C、D的结构简式。
6．含有C＝C的有机物与O3作用形成不稳定的臭氧化物，臭氧化物在还原剂存在下，与水作用分解为羰基化合物，总反应为：+（R1、R2、R3、R4为H或烷基）。以下四种物质发生上述反应，所得产物为纯净物且能发生银镜反应的是
A、(CH3)2C=C(CH3)2 B、 C、 D、(环辛四烯)
7．传统上我们把糖类叫做碳水化合物，其通式可以写成Ca(H2O)b。
（1）现有一种技术，可将糖发酵进行无氧分解，生成两种化合物，其中一种物质是沼气的主要成分。请写出化学反应方程式，并指出a、b之间的关系。
（2）请写出不是糖类的C6(H2O)3化合物可能的5种结构简式（任意5种）。
（3）简要说明不存在b>a的Ca(H2O)b的化合物的原因。
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第九讲 电解质溶液
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．沉淀溶解平衡
任何难溶的电解质在水中总是或多或少溶解的，绝对不溶的物质是不存在的。难溶电解质在水中所溶的那部分一般是完全电离的。
在一定条件下，难溶强电解质AmBn溶于水形成饱和溶液时，溶质的离子与该固态物质之间建立动态平衡，叫做沉淀—溶解平衡。这时，离子浓度的乘积为一常数，叫做溶度积常数Ksp。
AmBnmAn++nBm-。质量作用定律适用于这个平衡，可得溶度积常数表达式：Ksp=[An+]m[Bm-]n。溶度积常数和溶解度（s）的值都可用来表示物质的溶解能力。但用溶度积常数直接比较时，物质的类型必须相同。
①AB型物质：Ksp=[A+][B-]=s2；
②AB2（或A2B）型物质：Ksp=[A2+][B-]2=s·(2s)2=4s3；
③A2B3型物质：Ksp=[A3+]2[B2-]3=(2s)2·(3s)3=108s5
根据Ksp可以判断沉淀的生成、溶解或是维持原状，这叫溶度积规则。其内容是：
①当Qc=[An+]m[Bm-]n＝Ksp时，体系处于平衡状态，是饱和溶液。
②当Qc=[An+]m[Bm-]n＞Ksp时，会生成沉淀，溶液处于过饱和状态。
③当Qc=[An+]m[Bm-]n＜Ksp时，沉淀会溶解，溶液为未饱和。
注意：
①Ksp与温度有关。温度升高，Ksp增大。
②溶度积Ksp与溶解度s都可以用来表示物质的溶解能力，它们之间可以互换。同类型（指组成比）难溶电解质，Ksp越小，则s（以物质的量浓度表示）愈小；不同类型的难溶电解质，不能根据Ksp大小来比较s的大小。
③沉淀剂能使被沉淀的离子沉淀完全，但也不是沉淀剂愈多愈好，一般按化学计量比过量20~50%为宜，过量太多，反而使溶解度增大。
④有时沉淀完全的标准是：剩余离子浓度≤10-6mol·dm-3。
【例1】在某酸性溶液中含有Fe3+和Fe2+，它们的浓度均为1.00mol L-1 向溶液中加碱（忽略体积变化），使其pH=3.00，该溶液中残存的Fe3+和Fe2+离子浓度各为多少？
【例2】在Cl-和CrO42-离子浓度都是0.100mol L-1的混合溶液中逐滴加入AgNO3溶液（忽略体积变化），问AgCl和Ag2CrO4哪一种先沉淀？当Ag2CrO4开始沉淀时，溶液中Cl-离子浓度是多少？
2．缓冲溶液
缓冲溶液是一类能够抵制外界加入少量酸和碱的影响，仍能维持pH值基本不变的溶液。该溶液的这种抗pH变化的作用称为缓冲作用。缓冲溶液通常是由一或两种化合物溶于溶剂（即纯水）所得的溶液，溶液内所溶解的溶质（化合物）称之为缓冲剂，调节缓冲剂的配比即可制得不同pH的缓冲液。
下表列出某些人体体液的pH值：
体 液 pH 体 液 pH
血 清 7.35~7.45 大肠液 8.3~8.4
成人胃液 0.9~1.5 泪 6.6~6.9
唾 液 6.3~7.1 尿 4.8~7.5
胰 液 7.5~8.0 脑脊液 7.35~7.45
缓冲溶液是由共轭酸碱对组成，所谓共轭酸碱对是指两种缓冲剂相差一个质子。缓冲溶液可以由浓度较大的弱酸及其相应的盐溶液组成，其溶液能够保持稳定的pH值，溶液pH的计算公式为：pH=pKa+lg，其中Ka为弱酸的电离常数。相应的，由弱碱及其相应的盐溶液组成的缓冲溶液，其溶液pOH=pKb+lg
【例3】（1）含有HAc和NaAc各为0.1mol·L-1的缓冲溶液的pH是多少？
（2）在1L上述缓冲溶液中加入0.01mol HCl后，溶液的pH是多少？
（3）在这1L缓冲溶液中加入0.01mol NaOH后，溶液的pH是多少？
（4）将上述溶液加水稀释100倍时，pH是多少？
通过计算，我们得出结论：
①外加少量强酸、强碱或加水稀释时，缓冲溶液的pH值基本不变。
②缓冲溶液pH首先决定于pKa或pKb，即决定于弱酸或弱碱的平衡常数的大小，其次决定于ca/cb的比值。对于某一确定的缓冲对，由于pKa和pKb是一个常数，改变ca/cb的值，可以配制不同pH值的缓冲溶液。
二、考试真题：
（2007交大）缓冲溶液可以由浓度较大的弱酸及其相应的盐溶液组成，其溶液能够保持稳定的pH值，溶液pH的计算公式为：pH=pKa+lg，其中Ka为弱酸的电离常数。相应的，由弱碱及其相应的盐溶液组成的缓冲溶液，其溶液pOH=pKb+lg。试就HAc-NaAc缓冲体系，回答：
1．上述缓冲溶液呈__________性（填“酸性、中性或碱性”）
2．决定体系pH值的最主要因素是______________；
3．影响上述体系pH变动0.1~0.2个单位的因素是______________；
4．外加酸时保持pH值没有显著变化的最主要因素是______________。
（2006年复旦）已知H2CO3的二级电离常数为K2，a mol·L-1 NaHCO3溶液（pH=8.3）中CO32-的为
A、10-8.3aK2 mol·L-1 B、108.3aK2 mol·L-1
C、10-8.3a/K2 mol·L-1 D、108.3a/K2 mol·L-1
（2008武大）人体的血液pH值维持在7.4左右，这一pH值范围最适合于细胞代谢及整个机体的生存。人体进行新陈代谢所产生的酸或碱进入血液内并不能显著的改变血液的pH值，这是因为人体的血液是缓冲溶液，在血液中存在着许多缓冲对，主要有H2CO3—NaHCO3、NaH2PO4—Na2HPO4、血浆蛋白—血浆蛋白盐、血红蛋白—血红蛋白盐等等。其中以H2CO3—NaHCO3缓冲对起主要缓冲作用。若H2CO3的Ka1=4.30×10-7，则血液中HCO3-/H2CO3的比值应维持在多少？
（2008复旦）1.0L 0.10 mol·L-1 H2SO4水溶液中，其[H+]浓度最接近于_________。
A、0.22mol·L-1 B、0.20mol·L-1 C、0.11mol·L-1 D、0.10mol·L-1
三、仿真训练：
1．已知硫酸铅难溶于水，也难溶于硝酸，但可溶于醋酸铵（NH4Ac）溶液形成无色溶液，其化学方程式为：PbSO4+2NH4AcPb(Ac)2+(NH4)2SO4。当在Pb(Ac)2溶液中通入H2S时，有黑色PbS生成。表示这个反应的有关反应离子方程式正确的是
A、Pb(Ac)2+H2SPbS↓+2HAc
B、Pb2++H2SPbS↓+2H+
C、Pb2++2Ac-+H2SPbS↓+2HAc
D、Pb2++2Ac-+2H++S2-PbS↓+2HAc
2．人体血浆中正常的pH值为7.35~7.42，如果pH值高于7.50或低于7.20分别表现出代谢性碱中毒或酸中毒。为纠正酸碱失调，临床上一般给患者补给化学药物（即可口服又可静脉注射）来纠正。试分别指出补给的药物名称及纠正的过程。
3．在下列问题中：
（1）把体积为2V的HCl加到等浓度(mol/L)、体积为V的NaOH中；
（2）把体积为2V的HCl加到等浓度(mol/L)、体积为V的NH3·H2O中；
（3）把体积为2V的CH3COOH加到等浓度(mol/L)、体积为V的NH3·H2O中；
请按下列要求作图：
4．已知重水（D2O）和乙酸之间会发生氢交换：
D2O+CH3COOHCH3COOD+HDO
又知次磷酸（H3PO2）与D2O之间也能发生氢交换，但次磷酸钠（NaH2PO2）等次磷酸盐与D2O之间不能发生氢交换。据此，请写出次磷酸的结构式，并简述理由。
5．一定温度下，由水电离的H+和OH-的物质的量浓度之间存在如下关系：[H+][OH-]=Kw。同样，对于难溶的盐MA，其饱和溶液中的M+和A-的物质的量浓度之间也存在着类似关系：[M+][A-]=Ksp。Ksp和Kw是不同的常数。现将足量的AgCl分别放在5mL水、10mL 0.2mol·L-1 MgCl2、20mL 0.5mol·L-1 NaCl和40mL 0.3mol·L-1 HCl溶液中溶解达到饱和，各溶液中Ag+离子浓度的数值，依次为a、b、c、d，它们由大到小的排列顺序为__________________。
6．解释下列反应中沉淀的生成或溶解的道理：
（1）Mg(OH)2能溶于盐酸也能溶于氯化铵溶液；
（2）MnS在盐酸和醋酸中都能溶解；
（3）AgCl能溶于氨水，加硝酸沉淀又重新出现。
7．若在1.0L Na2CO3 溶液中溶解 0.010mol的BaSO4，问Na2CO3的最初浓度是多少？
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第三讲：原子核外电子排布及其元素周期系
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．核外电子排布
要分清楚核外的填充式和核外电子的排布式。核外电子的排布式是根据主量子数和角量子数的大小确定的。主量子数即电子层数或周期数，角量子数即电子亚层。而电子填充式要考虑能级交错。所谓能级交错现象就是某些亚层电子（如s电子）钻穿能力很强，能钻穿到离核较近的区域。从第四周期开始，一些元素原子的电子就开始发生能级交错。如：Sc的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2；Sc的核外电子填充式：1s22s22p63s23p64s23d1。
2．元素的性质
元素性质牵涉到元素的电负性、电离能和电子亲合能。
（1）电负性
元素的电负性是指周期表中各元素的原子在分子中对成键电子的吸引能力的一种相对标度。元素的电负性愈大，表明原子在形成化学键时对成键电子的吸引力越强，非金属性也愈强。
（2）电离能
电离能（I）是指基态的气态原子失去电子形成气态阳离子时所吸收的能量。由于原子失去电子必须消耗能量克服核对外层电子的引力，所以电离能总为正值，单位常用kJ mol-1。
电离能可以定量比较气态原子失去电子的难易，电离能越大，原子越难失去电子，其金属性越弱；反之金属性越强。影响电离能大小的因素是：有效核电荷、原子半径和原子的电子构型。
（3）电子亲合能
元素的气态基态原子获得电子成为气态阴离子所释放的能量称为该元素的电子亲合能，简称电子亲合能（E）。电子亲合能的大小反映了原子获得电子的难易。亲合能数值越大，则气态原子结合电子释放的能量越多，与电子的结合越稳定，表明该元素的原子越易获得电子，故非金属性越强。反之亦然。
二、考试真题：
（2006年北大）已知某元素的原子序数是50，试推测该元素
（1）原子的电子层结构；
（2）处在哪一周期哪一族？
（3）是金属还是非金属？
（4）最高氧化态及其氧化物的酸碱性。
（2006年交大）以前三周期元素为例，说明其常见非金属单质的存在形态与原子核外电子结构的关系。
（2008交大）具有单电子的微粒（原子、离子或原子团）都具有顺磁性，可用磁矩来量度。若单电子数目越多，其磁矩就越大。下列原子N、O、Cl和Mn原子中哪一个磁矩最大？
（2006复旦）165．元素氯的相对原子质量35.45，氯有35Cl、37Cl两种稳定同位素。相对原子质量35Cl=34.97，37Cl=36.97。35Cl的自然丰度约为_______。
A、22% B、24% C、76% D、78%
三、仿真训练：
1．若短周期中的两种元素可以形成原子个数比为2:3的化合物，则这两种元素的原子序数之差不可能是
A、1 B、3 C、5 D、6
2．在二维空间里，Na原子的核外电子排布式应表示为____________。
3．电离能（I）是指基态的气态原子失去电子形成气态阳离子时所吸收的能量。下图表示某主族元素X的头五级电离能的对数值，试推测X可能是哪些元素？
4．五种元素的原子电子层结构如下：
A：1s22s22p63s23p63d54s2
B：1s22s22p63s2
C：1s22s22p6
D：1s22s22p63s23p2
E：1s22s1
试问：
（1）哪种元素是稀有气体？
（2）哪种元素最可能生成具有催化性质的氧化物？
（3）哪种元素的原子的第一电离能最大？
5．比较下列各对物质的性质，并扼要说明理由。
（1）离子半径：Li+与Be2+
（2）稳定性：Fe2+与Fe3+
（3）第一电离能：N与O
6．回答下列问题：
（1）闪锌矿中为什么常含有锗，辉钼矿中为什么常含有铼？
（2）在自然界的化合物中，氧为什么总是以-2价的形式出现？
（3）为什么锗、锡呈现的化合价，+4价比+2价稳定，而铅呈现的化合价相反，+2价比+4价稳定？
7．有些元素在元素周期表中虽然既不同周期也不同主族，但它的化学性质和它在周期里的左上方或右下方的另一主族元素相似，这称为对角线规则。请回答下列问题：
（1）简述对角线元素化学性质之所以相似的原因（以Li、Mg为例）。
（2）锂在空气燃烧时，除生成_______外，也能生成微量的_____________。
（3）铍的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物，写出证明这一结论的有关反应的离子方程式。
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第一讲：近年自主招生化学试题解读及应试策略
授课讲师：施华
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一、常考化学基础知识：
二、化学知识补充
三、应试对策
四、考试真题：
153．（2006复旦）2005年11月一度造成松花江水污染的化学物质是_______。
A、苯 B、甲苯 C、氯苯 D、硝基苯
137．（2007复旦）液化石油气的主要成份是_______________。
A、甲烷 B、乙烷 C、丙烷 D、丁烷
138．（2007复旦）以下对pH=6.7水溶液的酸碱性判断准确无误的是_______________。
A、酸性 B、中性 C、碱性 D、不确定
139．（2007复旦）光纤材料的化学组成是_______________。
A、Si B、SiO2 C、SiCl4 D、Si3N4
166．（2008复旦）明矾在净水过程中发生的变化是
A、氧化 B、还原 C、水解 D、中和
五、仿真训练：
仿真训练一
某人坐在带空调的车内跟在一辆卡车后面。此人根据何种现象可知前面这辆卡车是以汽油或柴油为燃料的。简述原因。
仿真训练二
胃舒平是一种常服的胃痛药，其主要成份是Al(OH)3。胃酸过多或过少的病人均可服用。为什么？
仿真训练三
血红蛋白结合氧时，结合第一个氧非常困难，一旦与第一个氧结合后，其结合能力大大增强，很容易便可以结合第二个、第三个氧……这种现象称为正合作效应，反之则称为负合作效应。试举一符合负合作效应的化学实例。
仿真训练四
水玻璃是_________的水溶液。在铸造工业中常常将它和石英砂混合搅拌后制成模具，然后将模具浸泡在NH4Cl溶液中使之定型。用离子方程式表示其工艺原理：__________________。
仿真训练五
实验室如何储存NH4F？为什么？
仿真训练六
现代建筑广泛使用钢筋、水泥、彩色玻璃、彩色陶瓷等建材。
（1）炼铁所用的原料为（______、______、______、______）。
（2）写出炉中造渣的反应方程式_________________________。
（3）炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是………
A、纯碱 B、石灰石 C、石英 D、粘土
（4）作门窗用的钠玻璃Na2CaSi6O14是用______、______、______作原料，在高温下熔融而制得的。蓝色窗玻璃含有______颜料。
（5）彩色水泥是在白色水泥中，加入5～10%颜料，共磨均匀而成的。红色道路含有______颜料。
（6）唐三彩釉陶是以______粘上为胎，彩绘釉色以白、绿、黄三色为基色。
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第八讲 化学反应速率和化学平衡
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．质量作用定律
在基元反应中，或在非基元反应的基元步骤中，反应速率和反应物浓度之间，有严格的数量关系，即遵循质量作用定律。基元反应aA+bB=gG+hH，则：Vi=ki[A]a[B]b
2．阿累尼乌斯公式
温度对反应速率的影响，主要体现在对速率常数k的影响上。Arrhenius总结了k与T的经验公式：指数式。取自然对数，得：对数式。常用对数：。
式中：k速率常数，Ea活化能，R气体常数，T绝对温度。e自然对数底，e=2.71828……，lge=0.4343=1/2.303，A指前因子，单位同k。应用阿仑尼乌斯公式讨论问题，可以认为Ea，A不随温度变化。由于T在指数上，故对k的影响较大。
根据Arrhenius公式，知道了反应的Ea，A和某温度T1时的k1，即可求出任意温度T2时的k2。由对数式， ① ②
②-①得:，或用指数形式：。
3．化学平衡常数
对于气相反应，平衡时各物质的分压不变，仍有类似的关系式：平衡时，，Kp也是一种经验平衡常数，称为分压平衡常数。而用浓度表示的经验平衡常数，则称为浓度平衡常数Kc。
对于气相反应，既有Kc，也有Kp，表达的是同一平衡态，但数值可以不同。Kc和Kp之间可以相互换算，相关的式子有：pV=nRT，p=(n/V)RT，p=CRT，C为浓度（换算时，要注意各物理量的单位。）
在书写Kc或Kp表达式时，只写浓度或分压可变的溶液相和气压，固态和纯液态物质，不写入。
对于同一可逆反应而言，K只与温度有关。
二、考试真题：
（2007厦大）人体中某种酶的催化反应活化能是50.0kJ·mol-1，正常人的体温是37.00C，问发烧至400C的病人体中，该反应的速率增加了百分之几？
（2007年武大）某抗菌素在人体血液中呈现一级反应。已知一级反应公式为。式中c0为起始浓度，c为t时刻时的浓度，k为速率常数。如果在上午8时给病人注射一针抗菌素，然后在不同时刻后测定抗菌素在血压中的质量浓度，得到如下数据：
T / h 4 8 12 16
c/mgdm-3 4.80 3.26 2.22 1.51
若抗菌素在血液中的质量浓度不低于3.7mgdm-3才有效。问何时注射第二针？
（2008武大）对于一气体可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定温度下达到化学平衡后，体系中各物质的平衡浓度有如下关系：Kc=，Kc为浓度平衡常数；达平衡时，平衡常数也可用各气体的分压表示：Kp=。Kp称为压力平衡常数。Kc和Kp均只是温度的函数。
（1）根据理想气体状态方程和分压定律可求出Kc和Kp的关系为Kp=Kc(RT)Δn，其中R为气体常数，T为绝对温度。则Δn=___________________。
（2）在250C时将固体NH4HS放在真空容器中，由于部分分解成NH3和H2S，产生的压力为500mmHg柱，分解率为x；若将NH4HS放入一已含有H2S气体，且其压力为300mmHg柱，分解率为y，则压力应该增加多少？x与y的关系：x__________y（填“大于、等于、小于”）
三、仿真训练：
1．制备HI(aq)的一种简便方法是：通H2S入I2的悬浮液中，产物HI(aq)的浓度可高达50%。
（1）写出反应方程式。
（2）H2S、I2的溶解度都不大。为什么HI(aq)浓度可高达50%？
2．丙酮与碘在酸性介质中发生如下的反应：CH3COCH3+I2CH3COCH2I+H++I-
实验证明，在250C时，该反应的速度与物质量的浓度之间存在着如下关系：v=k[CH3COCH3][H+]。该式中k为速度常数，在该温度下，k=2.23×10-3dm3/mol·s，试推测开始时反应速度和反应后期反应速度的变化情况？
3．亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应：
___Na2SO3＋___KIO3＋___H2SO4___Na2SO4＋___K2SO4＋___I2＋___H2O
（1）配平上面的氧化还原反应方程式，将系数填入方框中。
（2）其中氧化剂是___，若反应中有5mol电子转移，则生成的碘是___mol。
（3）该反应的过程和机理较复杂，一般认为发生以下①~④反应：
①IO3-＋SO32-IO2-＋SO42- （反应速率慢）
②IO2-＋2SO32-I-＋2SO42- （反应速率快）
③5I-＋6H+＋IO3-3I2＋3H2O （反应速率快）
④I2＋SO32-＋H2O2I-＋SO42-＋2H+ （反应速率快）
根据上述步骤推测该反应总的反应速率由___应应决定（填写上述四步反应的序号）。
（4）若预先加入淀粉溶液，由上述四步反应可以看出必须在___离子消耗完全时，才会有使淀粉变蓝的现象产生。
4．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化一还原反应生成Cl（-1价）和S（+6价）的反应速率如右图所示，已知这个反应的速率随着溶液的[H＋]增大而加快，则：
（1）反应开始时，速度加快的原因为_______________。
（2）后期反应速度下降的原因为__________________。
5．在敞开容器中，高锰酸钾溶液跟草酸反应时，当把两稀溶液混合后，一小段时间内溶液颜色变化不大，但不久突然褪色。反应的化学方程式：
2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑＋8H2O。
据你分析，高锰酸钾溶液紫色突然褪色的原因是什么？
6．某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的，但煤气泄露能致人中毒。煤气中毒就是CO中毒，其原因是CO与血红蛋白（Hb）结合成Hb·CO，使血红蛋白失去输送O2功能的缘故。CO进入血液后有如下平衡：CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO，已知该反应平衡时，的比值是一个不受浓度影响的常数，在人体体温370C下，该常数为220。试回答：
（1）生产水煤气的化学反应方程式是______________________。
（2）燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。如果该城市管道气改通液化石油气（C4H10），则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下，通风口直径应怎样改变？________（增大or减小），原因是________________________。
（3）门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏，极容易发生爆炸。当你从室外进入厨房嗅到极浓的煤气异味时，在下列操作中，你认为合适的是________（可以多选）
A、立即开启抽油烟机排出煤气，关闭煤气源
B、立即打开门和窗，关闭煤气源
C、立即打开电灯，寻找泄漏处
（4）煤气中毒病人，可以通过进入高压氧舱的方法来救治，请用化学平衡的原理加以说明。
（5）已知当血液中的比值大于0.02时，人的智力会受到损伤，此时c(CO)与c(O2)的比值应________（＜、＞or＝）________。
（6）抽烟时，进入肺部的空气中c(CO)＝10-6mol/L，c(O2)＝10-2mol/L，则c(Hb·CO)为c(Hb·O2)的________倍，因此长期抽烟对人智力________（有or无）影响。
7．如图所示装置，车厢质量M，长为L。质量为m的活塞开始时处于车厢中间，活塞与车厢壁间不漏气，不计一切摩擦。B内充满体积比1:2的A2与B2CD3气体（温度为T0），对B内气体加热，发生可逆反应A2+B2CD3ACD+B2+D2(未配平)，反应物及生成物均为气体。反应平衡后B内温度为T，已知小车向右平移了距离d，求A2的转化率。（设活塞未滑出）
8．甲乙两同学分别作了按中学化学教科书描述的用注射器说明压强对化学平衡影响的实验，但稍作改进：他们不约而同地按如图所示的装置，同时用两个注射器做实验。一个装溴蒸气，另一个装NO2（和N2O4的混合），并且体积相等、颜色相同，把NO2装在I部位，然后压缩到II部位，溴管不压缩。
甲的实验结果：平衡时混合气体颜色比溴管深；
乙的实验结果：平衡时混合气体颜色比溴管浅；
两人争论不休。分别作了重复实验。实验结果：两人原来的记录都没有错。
试解释上述情况。
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第六讲 气体和稀溶液依数性
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．理想气体状态方程
理想气体又称“完全气体”(perfect gas)，是理论上假想的一种把实际气体性质加以简化的气体。人们把假想在任何情况下都严格遵守气体三定律的气体称为理想气体。理想气体具有如下特点：
①分子体积与气体体积相比可以忽略不计
②分子之间没有相互吸引力
③分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞不造成动能损失
一切实际气体并不严格遵循这些定律，只有在温度不太低，压强不太高时可将真实气体视为理想气体。换言之，理想气体是一种理想化的模型，实际并不存在。理想气体是一切实际气体压强趋于零的极限。这是因为p→0时，V→∞，即分子间距很大。此时分子本身体积和分子间引力均可忽略不计。实际气体中，凡是本身不易被液化的气体，它们的性质很近似理想气体，其中最接近理想气体的是氢气和氦气。
在各种温度、压强的条件下，其状态皆服从方程pV=nRT的气体，称为理想气体状态方程 ( http: / / baike. / view / 150172.htm" \t "_blank )，或称理想气体定律。式中p是气体分压，V是气体体积，n是气体物质的量，T是气体的绝对温度，R是气体通用常数，它随其他物理量的单位不同而不同。
物理量 p V n T R
国际单位 Pa m3 mol K 8.314
kPa dm3 mol K 8.314
常用单位 atm dm3 mol K 0.082
2．稀溶液的依数性
包括三个方面的内容：①溶液的饱和蒸气压下降；②沸点升高和凝固点下降；③渗透压。
（1）溶液的饱和蒸气压下降
单位时间内由液面蒸发出的分子数和由气相回到液体内的分子数相等时，气、液两相处于平衡状态，这时蒸汽的压强叫做该液体的饱和蒸汽压，通常称为蒸汽压。
（2）溶液沸点升高
含有非挥发性溶质的溶液其沸点总是高于纯溶剂的沸点。对稀溶液来说，蒸汽压随温度升高而增加，当它的蒸汽压等于大气压强时，液态开始沸腾，这时的温度成为该液体的沸点。
（3）溶液凝固点下降
水溶液的凝固点是指溶液中的水与冰达成平衡的温度，难挥发的非电解质稀溶液的凝固点下降与溶液的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的的性质无关。
（4）渗透压
具有渗透压是溶液的依数性质，它产生的根本原因也是相变界面上可发生变化的分子个数不同引起的。经过长期研究，人们发现：①温度相同时，渗透压和溶液的体积摩尔浓度成正比；②浓度相同时，和温度T成正比，即：=，即V=nRT
二、考试真题：
（2007清华）下图是273K时CH3F蒸汽的~p图。试根据图求出CH3F摩尔质量。
（2005年交大）试解释：
（1）为什么海鱼不能生活在淡水中？
（2）在淡水中游泳时眼睛会红肿，并有疼痛感觉，而在海水中就不会有这种不适。为什么？
（3）为什么临床常采用质量分数为0.9%生理盐水和质量分数为5%葡萄糖溶液作输液？
（4）普通水和海水在相同条件下，哪一种蒸发的比较快？为什么？
（2006厦大）有两杯新配制的蒸馏水，其中一杯通入纯净的空气使之饱和，这两杯蒸馏水在通常条件下，沸腾的温度与开始结冰的温度有何差别？为什么？
若要配制饱和H2S水溶液，该用哪一杯蒸馏水较好，为什么样？（可用反应方程式表达）
三、仿真训练：
1．相对湿度的定义为：在某一温度下，空气中水蒸气的分压与同温度下的饱和水蒸气压之比。试计算：
（1）303K时相对湿度为100%时1dm3空气中含水汽的质量。
（2）323K时相对湿度为80%时1dm3空气中含水汽的质量。
已知：水的饱和蒸汽压：303K为4239.6Pa；323K为12332.3Pa。
2．潜水员进行水下作业和作业后，如果不采取对应措施，就会因血浆中溶氮量增多而发生“潜涵病”。所以现今已采用以氦代氮的作业后逐步减压等安全措施。如果某潜水员在温度为180C的40.0m深的水下作业，并以纯氧和空气1:4体积比的富氧空气供他呼吸。如作业完毕后迅速升到水面，试计算：
（1）潜水员的血浆中将释放多少升氮气？已知此时设血浆总量是4.00dm3。氮气在血浆中的溶解度和在水中相同。
（2）说明上述操作条件是否安全。
3．由于各种物理、化学和生物过程，从大洋中可析出含碳酸钙等的沉淀物。沉淀物中碳酸钙含量受许多因素影响，在同一纬度随深度增加而变化。例如：在北太平洋中部某处测得在2000m深处碳酸钙占沉积物80%以上，由2000~4500m几乎直线下降，4500m以下的沉积物中几乎没有碳酸钙成分，而且表层水中的碳酸钙沉积物下沉时就会溶解。
（1）这种现象说明了什么问题？
（2）在高纬度地区比在低纬度地区大洋沉积物中碳酸钙是多还是少？为什么？
4．将等体积的纯水和糖水各一杯，放在密闭的玻璃钟罩内，一段时间后，会发现什么现象？为什么？
5．在严寒的冬天，为什么要在汽车散热水箱中加入甘油或乙二醇等物质？
6．在相同的温度和压力下，相同质量摩尔浓度的葡萄糖和食盐水溶液的渗透压是否相同。为什么？所谓质量摩尔浓度是指1000g溶剂中所含溶质的物质的量。
7．若同时打开二瓶同一厂家于同一日期生产的啤酒，其中A瓶温度为300C，B瓶温度为00C。问：
（1）打开并倒出时，哪瓶啤酒的泡沫多？
a、A比B多 b、A比B少 c、两瓶一样多 d、无法判断
（2）B瓶啤酒在00C时为什么是液体？
8．小明做NaCl的渗透压实验：将4.9g NaCl加到一半透膜中，然后加水到1L后置于装满水的大容器中，在270C时他测定其渗透压是4.0atm。小明再根据渗透压公式π=CRT（其中π表示渗透压，C表示溶质粒子（分子或离子）浓度（mol/L），T为绝对温度）很快算出了渗透压理论值，小明经过多次实验后，发现实验值和理论值相差较大，小明百思不得其解。请你帮小明分析一下原因。
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第二讲：化学反应
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．化学反应的本质
2．氧化还原方程式的配平方法及其产物预测
3．热化学反应
二、考试真题：
162．（2006复旦）KMnO4和H2O2之间的化学反应：MnO4-+H2O2+H+→Mn2++O2+H2O。配平后方程式左边系数应该是_______。
A、2，3，6 B、2，5，6 C、2，7，6 D、2，9，6
144．（2007复旦）臭氧和双氧水之间的化学反应：O3+H2O2→O2+H2O，该方程式配平后的系数应该是_______________。
A、1，5，4，5 B、1，3，3，3
C、3，1，5，1 D、1，1，2，1
（2004交大）已知硫酸锰（MnSO4）和过硫酸钾（K2S2O8）两种盐溶液在银离子催化下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。
（1）请写出并配平上述反应的化学方程式：______________________。
（2）此反应的还原剂是_________，它的氧化产物是_________________。
（3）此反应的离子反应方程式可表示为：__________________________。
（4）若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰，当它跟过量的过硫酸钾反应时，除有高锰酸钾、硫酸钾、硫酸生成外，其他的生成物还有_________________。
（2007年北大）制备KMnO4的方法是先合成K2MnO4，MnO2和KOH在O2的作用下生成K2MnO4的反应方程式为_______________________________________；K2MnO4转化为KMnO4的两种方法是①通入Cl2；②电解。请写出反应式。
（2007年北大）称取16g CuSO4（160g·mol-1）、25g CuSO4·5H2O（250g·mol-1）各一份，分别溶于相同量水时，一种是溶解吸热，另一种是溶解放热。溶解放热的（溶质）是________。若测得放热量和吸热量的差值Q，由此可以得到的数据是_________________。
三、仿真训练：
1．人体血红蛋白中含有Fe2+离子，如果误食亚硝酸盐，会使人中毒，因为亚硝酸盐会使Fe2+离子转变成Fe3+离子，生成高铁血红蛋白而丧失与O2结合的能力。服用维生素C可缓解亚硝酸盐的中毒，这说明维生素C具有
A、酸性 B、碱性 C、氧化性 D、还原性
2．苹果汁是人们喜爱的饮料，由于此饮料中含有Fe2+，现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。若榨汁时加入维生素C，可有效防止这种现象发生。这说明维生素C具有
A、氧化牲 B、还原性 C、碱性 D、酸性
3．以油类为溶剂的防锈漆称为油基防锈漆，由于环保方面的原因，目前要推广使用水基防锈漆，但水基漆较易溶解O2，在干燥之前易导致金属表面产生锈斑，为此要在水基漆中加入缓蚀剂，以下可作为缓蚀剂添加的是
A、KMnO4 B、NaNO2 C、FeCl3 D、HNO3
4．有A、B、C、D四种金属，将A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中，A上放出氢气，B逐渐溶解生成B2+；电解含A2+和C2+的混合溶液时，阴极上先析出C；将D放入含B2+的硝酸溶液中，D表面有B析出，同时生成D2+。则这四种金属阳离子的氧化性由强到弱的顺序是__________。
5．已知硫酸锰（MnSO4）和铋酸钠（NaBiO3，难电离）两种盐溶液在硫酸介质中可发生氧化还原反应，生成高锰酸钠、硫酸铋和硫酸钠。
（1）请写出并配平上述反应的化学方程式：_____________________。
（2）此反应的氧化剂是______________，它的还原产物是_______________。
（3）此反应的离子反应方程式可表示为：________________________。
（4）若该反应所用的硫酸锰改为氯化锰，当它跟过量的铋酸钠反应时，除有上述产物生成外，其它的生成物还有___________。
6．（1）在酸性溶液中PbO2、NaBiO3是强氧化剂，都能把Cl－氧化成Cl2。写出反应的方程式。
（2）应在什么介质中制备PbO2、NaBiO3？写出反应方程式。
7．在233g水中溶解10g NH4Cl时，温度降低2.80K。确定NH4Cl的溶解焓。
8．质量为10kg的火箭从地面竖直向上发射，点燃后火箭以a=5m·s-2的加速度匀加速上升，经过10s时间，燃料烧完．该火箭所使用的燃料是N2H4（肼）．氧化剂是NO2，其相关的热反应方程式为：
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+66.7kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534kJ·mol-1
??设相对于火箭燃料的质量可以忽略，为了简便，空气阻力可以不计，取g=10m·s-2，并设燃料完全燃烧所放出的热量中有70%转化为火箭的机械能。求：
??①火箭从发射到落回地面所经历的时间。
??②火箭燃料N2H4的质量。
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第五讲：溶液及其溶液中的酸碱反应
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．物质溶解过程
物质的溶解包括两个过程
2．影响物质溶解性大小的因素
主要与物质的本性有关。
3．酸和碱的定义
人们对酸和碱的认识经历了漫长的过程。最早是阿累尼乌斯酸碱理论，后来发展出了质子酸碱理论；后来又发展了路易斯酸碱理论，最后是软硬酸碱理论。软硬酸碱理论对物质之间的反应认识比较全面。有关软硬酸碱理论，同学们可以看一下相关的参考书。
二、考试真题：
168．（2006年复旦）KNO3溶解度：100C 20g/100g H2O。800C KNO3 溶解度170g/100g水。将800C时的饱和KNO3溶液104g蒸发掉20g水并冷却到100C，析出KNO3晶体质量为______。
A、56g B、62g C、88g D、100g
（2006年北大）试解释为什么浓硫酸用水稀释时放出大量的热，而NH4NO3溶于水却吸收大量的热？用什么常见化学物质可以得到-500C左右的温度，从而达到致冷的目的？
（2007清华）在某温度下，当蔗糖的溶解达成平衡后，杯底还剩有大量蔗糖。试分析这种溶液是否为过饱和溶液？
（2006北大）液态SO2是一种似水溶剂，它依下式微弱的电离：SO2+SO2SO2++SO32-。问：纯液态二氧化硫的导电性能如何？为什么？
许多在水溶液中进行的化学反应也可以在液态SO2体系中完成。在液态SO2中，视氯化亚硫酰（SOCl2）为酸，Cs2SO3为碱。试写出二者在SO2体系中发生酸碱反应的化学方程式。
三、仿真训练：
1．试提出从粗盐饱和溶液中大量提取纯的NaCl的方法。
2．碘在不同溶剂中呈现紫色、棕色……一般认为溶液呈紫色的表明溶解了的“碘分子”并未和溶剂发生很强的结合。
已知不同温度下，碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色。请回答
温度低时溶液呈________色，温度高时溶液呈________色，因为________。
3．在熔体体系中有人提出了酸碱的氧离子理论，它将碱定义为O2-离子的给予者，而酸定义为O2-离子的接受者。这时的酸碱反应就是氧离子的转移反应。请判断如下化学反应中的反应物，何者是酸，何者是碱？
①BaO(s)+SO3(l)BaSO4(s)；酸是_____________；碱是_______________。
②CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)；酸是_____________；碱是_______________。
③3TiO2(s)+4AlCl3(s)3TiCl4(g)+2Al2O3(s)；酸是_____________；碱是____________。
4．在某种意义上说，水具有两性。例如：H2O+HClH3O++Cl-
水接受了H+，显示出碱性。醇也具有两性。例如（R、R’均代表烃基，X是卤素）
（1）ROH+HCl__________________________________。
ROH + R’MgXR’H + Mg(OH)X
较强的酸 较强的碱 较弱的酸 较弱的碱
（2）HC≡CNa + ROH_________ + ___________。
较强的碱 较强的酸 （ ） （ ）
5．酸碱质子理论认为：凡能给出质子的分子或离子都叫做酸；凡能结合质子的分子或离子都叫做碱。试根据这种理论，用合适的方程式表明下列物质：NH4+、H2O、H2PO4-、CH3COO-、HCN、NH3哪些是酸？哪些是碱？那些既是酸，又是碱？
6．抗坏血酸（VC）的分子式C6H8O6，其结构简式为：。问：
（1）它是如何显示酸性的？
（2）VC易被氧化成C6H6O6，其产物的结构式为______________。
（3）C6H6O6与H2S反应生成VC。其反应方程式为___________________。
（4）在硫酸溶液中，K2Cr2O7氧化VC成C6H6O6的反应方程式为__________________。
7．芒硝是重要的化工原料，具有广泛的用途。试回答：
（1）我国广西某地蕴藏着一大型芒硝矿。从广西的地理环境看，该大型芒硝矿床应存在于地下浅层，还是地下深层？为什么？
（2）芒硝可调节室内温度，科学家利用太阳能的方法之一，是将装有芒硝的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙内，当太阳照射时，它能将太阳能转化为化学能，达到蓄热效果，使室内温度保持较低温度；晚上，它能将化学能转化为热能放出，使室内保持温暖。请问这是为什么？请用方程式回答。从这个意义上讲，芒硝可作什么材料？
（3）为测定Na2SO4和NaCl混合物中Na2SO4的质量分数，甲、乙两位同学按下列实验步骤进行实验：称量样品溶解加过量试剂A过滤出沉淀B洗涤沉淀烘干称量处理实验数据并得出结果。
a、实验时，甲同学选用AgNO3作试剂A，乙同学选用BaCl2溶液作试剂A。问哪一位同学所选用的试剂A不合理，为什么？
b、以下都是在试剂A选择正确时进行的实验：检验加入的试剂A是否已过量的方法是_______________；若实验中测得样品质量为Wg，沉淀物质量为m g，请列出实验测定结果的计算式：Na2SO4的质量分数为___________。
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第十讲 电化学
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．原电池和电解池
原电池的负极是电极材料较活泼的金属，正极是电极材料较不活泼的金属。注意：这里的“活泼或不活泼”是相对的，判断时要与电解质溶液联系起来。同时，要注意的是：正极材料不一定要是金属，有是其他材料也可以。如酸性解质中，Mg比Al活泼，因此Mg为负极，Al为正极；而在碱性介质中，Al比Mg活泼，因此Al为负极，Mg为正极。
电解池要注意阳极材料。若阳极材料是石墨或Pt，则为惰性电极，因此阳极反应肯定是电解质溶液中的阴离子迁移到阳极放电。若阳极材料为石墨和Pt以外的金属，则该金属一定失去电子，发生氧化反应。我们不必理会该金属是排在氢元素前的金属还是排在氢元素后的金属。若阳极是铁，失去电子得Fe2+。
注意：书写电极反应时，最好是正极和负极得失电子数相等。
2．燃料电池
燃料电池的能量转化率（化学能转化为电能）较高。在燃料电池中，电解质可以是固体电解质，也可以是液体电解质。在通常的情况下，电解质为碱性溶液，且参与负极反应。一般情况下，燃料电池的电池反应与该燃料燃烧的化学反应有时相同，有时不同。如：
①氢氧燃料电池（电解质为KOH溶液）
负极反应：
正极反应：
电池反应：
②甲烷燃料电池（电解质KOH溶液）
负极反应：
正极反应：
电池反应：
③熔融盐燃料电池具有高的发电效率，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，制得在6500C下工作的燃料电池。
负极反应：
正极反应：
电池反应：
3．法拉第电解定律
法拉第电解定律反映了通电电量与电解析出物质的质量的相互关系。其公式为：，变形得：。其中，n为金属的化合价，m为电解时溶解或析出的质量；M为金属的摩尔质量；F为法拉第常数（即1mol电子电量）；Q为电解过程中所通的电量，即Q=It（I为电路的电流强度，t为通电时间）。
4．原电池的应用
（1）制造各种各样的电池：
在现代生活、生产和科学技术的发展中，电池发挥着越来越重要的作用，如大至宇宙火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船，小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等，都离不开各式各样的电池。
（2）应用于金属的防腐—电化学保护法
①外加电流的阴极保护法
金属氧化生成的电子流跟外加电流的方向是相反的。只要外加足够强的电压，金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送，因而腐蚀也就不能发生。根据这种防护原理，要保护的金属是在阴极。因此，这种方法叫做外加电流的阴极保护法。例如，对钢闸门采取涂料和外加电流的联合防腐的新方法，就可以收到明显的效果。
②牺牲阳极的阴极保护法
牺牲阳极的阴极保护法是在要保护的钢铁设备上联结一种更易失去电子的金属或合金。如右图所示，钢闸门的保护，有的就应用这种方法。它是用一种比铁更为活泼的金属，如锌等，联结在钢闸门上。这样，当发生电化腐蚀时，被腐蚀的是那种比铁活泼的金属，而铁被保护了。通常在轮船的尾部和在船壳的水线以下部分，装上一定数量的锌决，来防止船壳等的腐蚀，就是应用的这种方法。
（3）应用原电池原理，可以加快化学反应
如纯锌与硫酸反应较慢，可以往反应体系中加入几滴CuSO4溶液，以加快反应。其原理是：Zn与CuSO4溶液反应：Zn+CuSO4Cu+ZnSO4，这样Zn与Cu在电解质溶液中组成了Cu-Zn原电池，加快了反应。请同学们思考：如何降低粗锌与硫酸的反应速率呢？
二、考试真题：
（2008复旦）铅蓄电池放电反应Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
下列判断正确的是
A、PbO2是氧化剂 B、Pb是氧化剂
C、Pb是正极 D、PbO2是负极
（2004年交大）试写出Cu2+与I-反应离子方程式。从氧化还原反应的原理和原电池的概念出发，该反应中可以充当原电池正极的物质是___________，充当负极的物质是_______________；
（2008武大）家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是
A、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3↓ B、2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2↓
C、2H2O+O2+4e4OH－ D、Fe－3eFe3+
（2008厦大）某学校设计了一节实验活动课，让学生从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。整个实验过程如下，请回答有关问题：
（1）干电池的基本构造和工作原理。
干电池的外壳是金属锌，作负极，中心碳棒（石墨）是正极，碳棒周围由一层纸质包裹的黑色物质，这是石墨粉和二氧化锰的混合物，纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液，其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。
右图为干电池的基本构造图。干电池工作时负极上的电极反应式是______________。
正极上的电极反应式是__________________（已知NH4+的得电子能力大于Zn2+）。MnO2作去极剂（吸收正极放出的H2，防止产生极化现象），该反应方程式为：H2+2MnO2Mn2O3＋H2O。而淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
正极产生的NH3又和ZnCl2溶液作用：Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+
（2）锌皮和碳棒的回收。
用钳子和剪刀剪开回收的干电池的锌铜，将锌皮和碳棒取出，并用毛刷刷干净，将电池内的黑色粉末移入小烧杯中。
（3）氯化铵、氯化锌的提取、检验和分离。
①如何从黑色粉末中提取NH4Cl和ZnCl2等晶体的混合物？写出简要的实验步骤。
②设计简单的实验证明所得晶体中含有NH4+。
实验步骤：______________。实验现象：______________。有关的离子方程式：______________。
③用什么方法可将NH4Cl和ZnCl2的晶体混合物分离开？
（4）最后剩余的黑色残渣的主要成分是MnO2，还有炭黑和有机物等。可用灼烧的方法除去杂质，该实验中需要用到的主要仪器有______________。
三、仿真训练：
1．如图所示：
若容器中盛有稀硫酸溶液，则原电池的正极是_____________，负极是______；其电极反应为：_____________；电池反应为_______________；若容器中加入NaOH溶液，则原电池的正极是__________，负极是____________；其电极反应为_______________________；电池反应为__________________________；由此得出的判断原电池正、负极的结论是______________。如何用实验方法论证你的结论？
2．下列叙述正确的是
①锌跟稀硫酸反应制取氢气，加入少量硫酸铜能加快反应速率
②锌层破损后，白铁（镀锌的铁）比马口铁（镀锡的铁）更易腐蚀
③电镀时，应把镀件置于电镀槽的阴极
④冶炼铝时，把氧化铝加入液态冰晶石中成为熔融体后电解
⑤钢铁表面常易锈蚀生成Fe2O3·nH2O
A ①②③④⑤ B ①③④⑤ C ①③⑤ D ②④
3．如右图所示，杠杆AB两端分别挂有体积相同、质量相等的空心铜球和空心铁球，调节杠杆并使其在水中保持平衡，然后小心地向烧杯中央滴入浓CuSO4溶液，一段时间后，下列有关杠杆的偏向判断正确的是（实验过程中，不考虑铁丝氧化及两球的浮力变化）
A、杠杆为导体和绝缘体时，均为A端高B端低
B、杠杆为导体和绝缘体时，均为A端低B端高
C、当杠杆为绝缘体时，A端低，B端高；为导体时，A端高，B端低
D、当杠杆为绝缘体时，A端高，B端低；为导体时，A端低，B端高
4．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上导管塞子，定时间测定生成H2的体积。甲加入50mL、pH＝3的盐酸，乙加入50mL、pH＝3的醋酸，丙加入50mL、pH＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成的H2一样多，且无剩余的锌。请用“＞”、“＝”、“＜”回答：
（1）开始时反应速率的大小为____________；
（2）三支试管中参加反应的锌的质量为____________；
（3）反应终了，所需的时间为____________；
（4）在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是____________。
5．市场上出售的一种热敷袋中的主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量食盐水等。热敷袋在启用之前在包袋的透气材料袋外用一个不透气的塑料袋密封。使用时打开外边的塑料袋的口部，用手轻揉，不久就发热，即可进行热敷。使用后会发现袋里的物质出现大量的铁锈。试回答：
（1）这种热敷袋中有关发出热量的原理是什么？
（2）写出有关的致热的电极反应方程式，并标明在何处发生这些反应。
6．把两个用导线联接的铁电极放入到没有空气的溶液中，当在其中一个电极上通入氧气则发现另一个电极开始溶解，且导线上有电流通过，而通氧气的电极周围的溶液变成了碱性。试解释这一现象，写出电极反应式，画出电池图并标出阴极、阳极及电子流动的方向。
7．科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。因为燃料电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；按电解液的性质不同，可分为碱性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。
以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%~50%KOH为电解液，天然气和空气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出：
负极反应：___________；正极反应：___________；电池总反应式：___________。
用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li2CO3 52%、Na2CO3 48%，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2的空气为阴极燃气，在6500C电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。
负极反应：___________；正极反应：___________；电池总反应式：___________。
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第十二讲 常见元素的单质及其化合物
授课讲师：施华
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一、知识补充：
一、单质的性质
1．单质的物理性质
单质的物理性质有状态、颜色、气味、味道、导热性、导电性、延展性；以及熔点、沸点、溶解度、密度、硬度等。其中前者不能用物理量描述，后者则可以。
金属单质与非金属单质在金属光泽、导热性、导电性和延展性上一般各有明显的特征；但在熔沸点和硬度等性质上却有着较复杂的情况。这是因为不同单质的晶体在晶体类型及其组成晶体粒子有所不同。
2．单质化学性质
化学性质主要指活泼性。其活泼性的表现是在空气中的稳定性，同水、卤素、硫、酸（氧化性酸和非氧化性酸）、碱和盐等的特征反应。
对金属单质而言，活泼性是指其还原性；对非金属单质而言，是指其氧化性。这些性质的变化，基本上可用元素周期律的递变规律解释。
二、无机化合物的性质
无机化合物包括酸碱盐。由于盐种类多，考查也多。我们主要论述盐。
1．物理性质
（1）颜色
无机化合物的颜色取决于组成化合物的阳离子颜色（一般情况下，大多数阴离子是无色的）。而离子的颜色又取决于离子的电子构型。
此外，极化能力很强的不显色阳离子与变形性很大的阴离子所形成的化合物，由于有很强的相互极化作用，这类化合物也显色。
（2）熔沸点
主要取决于物质的晶体结构。晶格能越大，熔沸点越高。离子晶体、原子晶体熔沸点高，分子晶体熔沸点低。
（3）溶解性
相似相溶原理。即极性溶质易溶于极性溶剂；非极性溶质易溶于非极性溶剂。
对于8e构型金属离子所生成盐的溶解性有如下经验规律：
离子电荷少，半径大的盐往往易溶，如IA和IIA氟化物易溶；阴离子半径较大时，盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而减小；相反，阴离子半径较小时，盐的溶解度随金属原子序数增大而增大。
酸式盐一般比正盐在水中溶解度大（除NaHCO3、KHCO3和NH4HCO3外，因为HCO3-离子通过氢键形成了双聚离子）。
2．化学性质
主要包括稳定性（对热、光和歧化）、氧化还原性、水解性、氧化物的水化物的酸碱性。
（1）盐的热分解
①含水盐的分解
一般难挥发性含氧酸盐的水合物；碱金属、碱土金属、稀土金属的含氧酸盐的水合物，受热总是脱水变成无水盐。
②分解成碱性氧化物和酸性氧化物
具有单一氧化态的金属硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐等受热都发生此类分解。
③缩聚反应
无水的酸式含氧酸盐，受热后失水缩合，进一步聚合成多酸盐。
④自身氧化还原反应
如果组成盐的金属离子或酸根离子不稳定，加热时由于电子的转移而引起含氧酸盐的分解。
此类反应中，有阴离子氧化阳离子，阳离子氧化阴离子和阴离子的自身氧化还原。
⑤歧化反应
即发生在同一元素上的氧化还原反应。有阴离子的歧化，也有阳离子的歧化。
（2）氧化还原性
影响因素和变化规律比较复杂。若中心原子得电子能力强（电负性大），越易获得电子而被还原，即氧化性越强。而R-O键的强度与中心原子的电子层构型和成键情况、以及H+和Mn+的反极化作用和温度有关。
总的说来，若物质的结构对称，则物质的氧化还原性弱；若物质的结构很不对称，则物质的氧化还原性很强。物质有一由不对称到对称的过程，这个过程一般表现形式为氧化还原过程。
在水溶液中，酸有如下经验规律：
①同一氧化性酸，在酸性介质中的氧化性比在碱性中的强。
②同一元素的弱酸（如HNO2）的氧化性强于稀的强酸（如稀HNO3）
③酸的氧化性比其盐的氧化性强（与H+的反极化作用有关）。
（3）水解性
①离子化合物的水解
水解强弱取决于离子电荷、离子半径、离子构型。电荷高、半径小的离子，极化能力强；电荷相同、半径相近时，主要取决于离子构型，其强弱是：18e构型（或18+2e构型）＞9~17e构型＞8e构型。
②共价化合物的水解
必要条件是电正性原子的价层要有空轨道。如：CCl4不水解，但SiCl4可以水解：
SiCl4+4H2OH4SiO4+4HCl
外界温度对水解的影响也较大，因为水解反应是吸热的。
③水解产物
离子化合物：低价金属离子水解产物一般是碱式盐；高价金属离子水解产物一般是氢氧化物或含水氧化物。
共价化合物：首先要准确判断元素的正负化合价（可用电负性判断），然后按照取代反应的特点进行。负价非金属元素的水解产物一般为氢化物，正价非金属元素的水解产物一般为含氧酸。
三、几种常见物质的化学性质
1．主族元素
非金属：要重点弄清楚卤素、硫、氮、磷单质的化学性质，以及相关的化合物，如H2O2、碘酸盐等性质。
金属：要重点弄清楚Na、Ca、Mg、Al的单质及其化合物的性质。如Al及其化合物的两性、Mg2+、Al3+的水解问题等，应用有硬水的软化等相关知识。
2．副族元素
要重点弄清楚Fe、Cu单质及其重要化合物，要弄清楚MnO4-、Cr2O72-等物质的性质。
二、考试真题：
（2007北大）NH4+的化合价、半径均和K+相同（近），因此铵盐溶解度和相应钾盐相近。请各举一例说明铵盐和钾盐两种不同的性质。
（2006交大）法医常用马氏试砷法检验是否砷中毒。这种方法是用锌、盐酸和试样混合，将产生的气体导入热玻璃管，如试样中含有砷的化合物，将在玻璃管中形成亮黑色的砷镜。有关反应是①____________________；②____________________。确证亮黑色物质是砷镜而不是锑镜，可用NaClO溶液检验，锑镜不溶而砷镜能溶于NaClO溶液，反应方程式是__________________________。
（2007东北大学）将一小块吸干表面上煤油的金属钠，放在坩埚中，加热至钠开始燃烧。燃烧毕，发现其产物为黄色固体物质。待冷却至室温，向坩埚内加入少量去离子水，黄色物质立即溶解成无色透明的溶液，同时有少量气体放出；向该溶液中加入少量1mol·dm-3 H2SO4，然后再加一滴KMnO4溶液，发现KMnO4紫色褪去。解释上述现象，写出相关反应。
三、仿真训练：
1．简述单质的化学性质
2．简述氧化物及其水合物的酸碱性的一般规律及其分类原则
3．简述含氧酸盐热稳定性的规律
4．简述含氧酸盐的氧化还原反应规律。
5．有四瓶试剂：Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3、Na2S，其标签已脱落。试设计一简便方法鉴别它们。
6．（1）食盐加碘剂—碘酸钾的制备可以采用二条工艺路线：
第一条：利用碘与氯酸钾反应来制备。试回答：
①该制备法的主要反应为______________________。
②可能的副反应有__________________________。
第二条：碘与过氧化氢在催化剂作用下反应生成碘酸，再与碳酸钾作用生成碘酸钾，请写出以上二步的反应方程式：
③一步：________________________。
④二步：________________________。
（2）在传统的加碘盐中，使用的加碘剂的主要成分为碘化钾。为减少碘元素的损失，需加入一定量的硫代酸钠，为什么？
7．过量Na2SO3的酸性溶液与碘酸溶液反应，以淀粉为指示剂，该反应可以出现周期性的颜色变化，被称为“化学钟”。
（1）写出离子反应方程式，并对反应过程（颜色变化等）加以说明。
（2）如只将上述的Na2SO3换成H2O2 ，又会发生什么情况，写出反应方程式，并对反应过程（颜色变化等）加以说明。
8．在酸性溶液中，NaNO2与KI反应可得到NO，现有两种操作步骤：
（1）先将NaNO2酸化后再滴加KI；
（2）先将KI酸化后再滴加NaNO2。
哪种方法制得的NO纯？为什么？
9．两位同学做实验：他们分别在一个托盘天平两盘中各放一个内盘20cm3 1mol·dm-3盐酸的等重的小烧杯，然后，他们分别向左右两边的小烧杯中加入等质量的Na2SO3和Na2S2O3。反应完毕后，发现一个同学的天平仍保持平衡，另一个同学的天平却倾斜了。老师说：“因为他们有一个地方做法不同，所以现象也不同”。试问：他们哪个地方做法不同？
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第十四讲 综合与运用
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．综合题主要来源于生活、生产与科研的实践，有实际应用价值
2．试题具有开放性特点
3．关注化学和相关学科知识的结合部
二、考试真题：
（2007北大）大气中CO2等气体含量增加会导致温室效应已引起广泛关注。请回答下列问题：
（1）用酿造C2H5OH作燃料，不会增加大气中CO2含量。为什么？
（2）请解释为何天然气（主要成分：CH4，燃烧热892kJ·mol-1）与煤（主要成份：C，燃烧热394kJ·mol-1）相比是“清洁燃料”？
（2008年交大）可燃冰又叫“天然气水合物”，是天然气在00C和30atm作用下结晶而成的“冰块”。它是一种由水分子和碳氢气体分子组成的结晶状固体简单的化合物。通常是由甲烷分子进入冰晶体的结构中形成的。“冰块”中的甲烷占80%~99.9%，可直接点燃，有学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”，从上述的描述中你得到了怎样的启示（从可燃冰的形成和利用角度考虑）。
（2007交大）请用勒沙特列原理举两个例子解释生活或工业生产中常见的化学现象。
三、仿真训练：
1．粗食盐的杂质主要是MgCl2。工业上常把粗盐粉碎后用饱和食盐水浸洗，再过滤出食盐。对此，下面的评论正确的是
A、浸洗前后，被浸洗的食盐中MgCl2的含量基本不变。
B、浸洗前后，食盐水中NaCl的浓度基本不变
C、浸洗用过的饱和食盐水可以无限次地使用下去
D、粉碎颗粒的大小影响浸洗后盐中MgCl2的含量
2．仅由硼氢两种元素组成的化合物称硼烷，它的物理性质与碳烷相似。下列说法中正确的是
A、乙硼烷B2H6，丁硼烷B4H10的密度，分别比乙烷、丁烷的密度小（均为气态）
B、乙硼烷的熔点、沸点分别比丁硼烷的熔点、沸点高
C、硼烷容易燃烧
D、与乙烷、丁烷相比，乙硼烷、丁硼烷的热稳定性更高
3．液氨能溶解碱金属，形成的稀溶液是蓝色的导电性很强的溶液，颜色来自于生成了电子氨合物e(NH3)n，放置一段时间后，蓝色会逐渐褪去。蒸发褪色后的溶液，可得白色的氨基钠NaNH2，反应是：2Na+2NH32NaNH2+H2↑，以下说法中不正确的是
A、溶液褪色的速率与氢气逸出的速率相关
B、溶液中存在如下电离平衡2NH3NH4+NH2-
C、碱金属的液氨溶液是强还原剂
D、液氨是一种非电解质，只有溶解于水中才能电离
4．糖厂在生产过程中需要使用SO2气体，为此，需要在燃硫炉中燃烧硫磺。在生产中发现如下情况：当燃硫炉中液态硫表面上方3mm左右空间的温度为360~3800C时，硫磺燃烧的火焰呈蓝色。温度超过4500C，火焰呈白色，此时硫磺消耗的速率加快，但SO2产率却明显下降。同时，在输送SO2气体的管道中也随之出现较严重的堵塞。试对上述现象进行解释。
5．向某一旱地施用磷肥，磷与土壤中的物质作用，逐渐被转变为难溶的磷酸铝、磷酸铁，肥效明显降低。把旱地改作水田后，磷肥的肥效却又会显著增高。把水田改作旱地，往往作物显示出缺磷症状。已知磷酸亚铁的溶解度高于磷酸铁。试解释以上事实。
6．某工厂以普通水泥建筑贮池，池内壁涂上耐酸涂料。由于施工质量不佳，导致出现如下现象：用池子贮存30%HCl，若干时间后发现，涂料膜与水泥壁之间部分剥落，并充满气体，该气体的主要成分是__________________；该气体来源___________。抽取池内的盐酸测定其浓度，降低至18%，但密度却升高了。向该盐酸加入硫酸，会出现大量白色沉淀，该沉淀物是________________，密度升高的原因是___________________。
7．橡胶、塑料和造纸工业需要大量的填料，对填料的要求是有较好的强度与白度（无杂色）。硫酸铝工业要求的矿物原料含铝量相对较高，含酸溶性杂质尽可能低。请在以下几种矿物原料中选择，哪几种可以作填料？哪几种可以作生产硫酸铝的原料？简述理由。
（1）SiO2 62.53% Al2O3 23.18% Fe2O3 0.36% K2O 0.18%
（2）SiO2 38.01% Al2O3 36.32% Fe2O3 6.01% K2O 1.08%
（3）SiO2 32.11% Al2O3 45.82% Fe2O3 1.05% K2O 0.92%
（4）SiO2 40.31% Al2O3 38.11% Fe2O3 0.85% K2O 0.10%
8．我国南方某些地区的井水取来久置后，井水由澄清透明变成少量棕红色絮状沉淀积于缸底，水面浮着一层“锈皮”，当地居民常采用加明矾的方法处理。
（1）井水久置后，水面浮着的一层“锈皮”的主要成分是（写化学式）___________。
（2）用化学方法鉴别该井水的步骤是________；离子方程式是_________。
（3）用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是________；离子方程式是_______。
9．某厂干燥塔发生严重的爆炸事故。经调查，获得如下信息：干燥塔是利用浓硫酸对空气进行干燥的设备。在塔内，空气自下而上，浓硫酸自上而下呈逆流相遇。为提高气液接触面积，塔内填入耐酸陶瓷。支撑陶瓷的是铸铁，酸的导管也是铸铁构成。事故之前，该厂对塔进行停产检修。先用空气对塔内进行吹扫，再把瓷环卸下，送出塔外用清水洗后即装回塔内原有位置上，随之对塔重新密封好。经过若干时间，准备重新生产时发现了一节硫酸进口铸铁管因腐蚀而穿孔，即用氧炬（含过量氧气的乙炔火焰）切割，以便更换。此时发生爆炸。塔顶连同上面的人被炸飞。
问：为什么会发生爆炸？整个维修过程中哪些操作是错误的？如何证实你的观点是正确的？
10．葡萄酒现在成为热销商品，中老年人适量饮用葡萄酒有益健康。它的制造可以采用两种方法：
法一：把葡萄榨汁与水、食用酒精及各种调料混合而制成
法二：把葡萄通过生物发酵，产生酒精，各种有机酸等多种物质而酿成
用这两种方法制成的葡萄酒，后者比较昂贵，前者比较便宜。即使从化学分析的手段来鉴定，所含的主要成分的量（包括所含酒精的量）基本一样的这两种酒，我们仅需用鼻子嗅一嗅，就立即能加以区分。问：这是根据什么原理？
11．柴油是一种重要燃料，平均含碳约85%，含氢14%。目前社会上（包括部分报刊）宣传如下一个发明：把25%的柴油和75%的水混合，加少量“膨化剂”，就可以变成柴油了，称之为“膨化柴油”，简称“水变油”。据说，它与天然的柴油有相同的热值。此发明得到了很多专家、学者的肯定，并通过了所谓的“鉴定”。但同时被许多专家教授否定。问：“水变油”是否可能？请你设计一个实验思路（不必详细实验过程操作过程），证明水是否变成油？
12．微粒的径度处于1~100nm之间的材料，称纳米材料。由于其比表面积很大（表面积与体积大小的比值），所以性质很活泼，是目前材料研究中的一大热点。目前市场上某些商家在大力推荐一种称为“纳米水”的饮品，据称比一般水有更好的效能。请你对此写出一篇80字以下的科技短评。
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第十一讲 化学实验（教师）
授课讲师：施华
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一、知识补充：
1．物质的分离和提纯
试样在进行测定（或检出）以前，常常需要使待测（或检出）物质与干扰物质彼此分离。样品中待测物质的含量极少，以致其在试液中的浓度仅接近或甚至低于分析方法的测定（检出）下限，此时就需要进行富集。富集可认为是提高浓度的分离方法；而提纯则可视为主体物质与所含杂质的分离。
（1）结晶和沉淀法
（2）蒸馏法
（3）过滤法
（4）升华法
（5）萃取法
（6）溶解法
（7）转化法
（8）吸收法
（9）离子交换法
（10）电渗析法
2．常见阴离子、阳离子的检验
（1）常见阳离子可通过焰色反应检验
（2）NH4+可通过气室法检验：
（3）Al3+可通过其两性进行检验：
（4）Fe3+、Fe2+检验：
（5）Cu2+检验：
（6）SO42-、X-、S2-、S2O32-等检验：
3．酸碱中和滴定
（1）熟记酸碱指示剂的在不同pH值时的颜色变化
（2）酸碱指示剂的选择：酸滴碱用甲基橙；碱滴酸用酚酞；强酸强碱互滴用甲基橙或酚酞均可。
（3）掌握双指示剂法。
如在NaOH、Na2CO3混合物中，若加入甲基橙，用酸滴定可得NaCl+CO2；若用酚酞作指示剂，可得NaCl、NaHCO3。先加甲基橙，后加酚酞或者是先加酚酞，后加甲基橙，其滴定过程完全不同。
4．沉淀滴定法和氧化还原滴定法
掌握其反应原理，如：
MnO4-+Fe2++H+
I2+S2O32-
Cu2++I-
Cr2O72-+I-+H+
BrO3-+I-+H+
MnO4-+C2O42-+H+
BrO3-+Br-+H+
5．物质的制备
物质的制备所选取的仪器取决于反应物的状态和反应条件。所谓反应状态就是三态变化，反应条件就是看反应是否加热。如气体的制备中，固体反应物一般放在圆底烧瓶中，液体一般放在分液漏斗；但若固体直接加热，则直接放在试管中加热即可。
中学制备实验中最重要的就是有关气体的制备。要掌握H2、O2、CO2、Cl2、SO2、NH3、NO、NO2、CH2=CH2等的实验室制法，所以在复习中不仅要明确这些气体制备的试剂、仪器、反应原理和收集方法，而且还要能够运用这些原理设计一些新气体的制备方法和方案。
此外还有一些无机物和有机物的制备，典型的有氢氧化铝、氢氧化亚铁、硫酸亚铁等的制备，有机物主要有乙酸乙酯、肥皂等的制备。
二、考试真题：
（2004交大）氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH的工艺流程示意图如下：
依据上图，完成下列填空。
（1）在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的化学方程式为：_______；与电源负极相连的电极附近，溶液pH值__________（选填：不变，升高或下降）。
（2）工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质。精制过程中发生反应的离子方程式为：______。
（3）如果粗盐中SO42-含量较高，必须添加钡试剂除去SO42-，该钡试剂可以是______（选填A、B、C，多选扣分）。
（A）Ba(OH)2 （B）Ba(NO3)2 （C）BaCl2
（4）为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-，加入试剂的合理顺序为_______________（选填A、B、C，多选扣分）
（A）先加NaOH溶液，后加Na2CO3溶液，再加钡试剂
（B）先加NaOH溶液，后加钡试剂，再加Na2CO3溶液
（C）先加钡试剂，后加NaOH溶液，再加Na2CO3溶液
（5）在脱盐工序中，利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过______、冷却、____（填写操作名称）除去NaCI。
（6）用隔膜法电解食盐水时，电解槽分隔为阳极区和阴极区，防止Cl2与NaOH反应；采用无隔膜法电解冷的食盐水时，Cl2与NaOH充分接触，产物仅是NaCIO和H2，相应的化学方程式为________________________。
（2007年武大）某光卤石（KCI·MgCl2·6H2O）样品中含有不与氢氧化钠和盐酸反应的杂质。为测定样品的纯度，可用滴定的方法测定该样品中镁的含量，从而计算样品的纯度。
某学生按以下步骤进行操作：
（1）称取一定质量的样品，放入经蒸馏水洗涤但未经干燥的锥形瓶中配成溶液。
（2）向锥形瓶中加入过量的0.1mol/L的氢氧化钠溶液。
（3）向锥形瓶中加入2~3滴甲基橙溶液。
（4）用0.1mol/L的盐酸滴定过量的氢氧化钠溶液至终点。
滴定时左手________，右手_______，眼睛注视__________，按上述步骤进行实验可观察到的现象有_______________________。
从上述实验结果测出样品纯度明显不合理，造成实验失败的关键一步是第_____步操作，改正的方法可以是__________或______________。
（2007北大）在有浓硫酸和加热条件下，C2H5OH和CH3COOH发生酯化反应。试剂用量、反应条件都相同，区别在于后处理时，一种方法是在水面上收集CH3COOCH3，另一种方法是在饱和Na2CO3液面上收集。结果是在水面上收集的产品少。请说明可能原因。
（2007清华）今用铝、稀H2SO4和NaOH溶液为原料，实验室制备一定量的Al(OH)3，可分别采用如下化学方程式所表示的两种方法：
①2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑；
Al2(SO4)3＋6NaOH2Al(OH)3↓＋3Na2SO4
②2Al＋2NaOH＋2H2O2NaAlO2＋3H2↑
2NaAlO2＋H2SO4＋2H2O2Al(OH)3↓＋Na2SO4
（1）上述哪一种方法更节约试剂？
（2）原料相同，请设计一种更为节约试剂的方法，写出制取的化学方程式。
三、仿真训练：
1．在NaCl提纯的实验中，为了除掉粗盐（NaCl）中的K+、Ca2+、Mg2+和SO42-，两名同学提出的实验方案中，实验原理相同，但实验步骤有所不同。
甲同学：将粗盐溶解过滤后，在不断搅拌下往溶液中滴加BaCl2溶液，至溶液不再生成沉淀为止，然后加入饱和Na2CO3溶液，至溶液不再生成沉淀，过滤，用盐酸中和溶液至微酸性。将溶液蒸发浓缩到原体积的1/3，冷却结晶，过滤，用少量蒸馏水洗涤晶体抽干，最后在水浴上将NaCl烘干。
乙同学：将粗盐溶解过滤后，在不断搅拌下往溶液中滴加Na2CO3溶液至沉淀完全后，再滴加BaCl2溶液至溶液不再生成沉淀，过滤，用盐酸中和溶液至微酸性。将溶液蒸发至干得到NaCl晶体。
你认为：哪个方案合理？说明理由。
2．为了打击市场上假冒含碘盐，请你设计一种试纸，可以方便地检验市场上出售的盐是否含碘, 简述用试纸检验的操作过程（设含碘盐为NaCl中加入了NaIO3）。
3．某学生作铜片和浓硝酸实验。他从实验台上取一瓶曾启用过的浓硝酸做实验。实验完毕后，他又重新取一瓶未开封、避光保存的浓硝酸（分析纯）作实验。结果发现：开始时铜和浓硝酸几乎不作用，较长时间后，二者才激烈反应。他对此迷惑不解。请你为他做出合理的解释，并设法验证你的解释。
4．喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。
（1）（图1）为化学教学中所用的喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体，下列物质组合中，不可能形成喷泉的是__________。
A．HCl和H2O B．O2和H2O
C．NH3和H2O D．CO2和NaOH溶液。
（2）某同学积极思考产生喷泉的其他办法，并设计了如（图2）所示的装置。
①在图2的锥形瓶中，分别加入足量的下列物质组，反应后也可以产生喷泉的是__________。
A．Cu与稀盐酸 B．NaHCO3和NaOH溶液
C．CaCO3与稀硫酸 D．NH4HCO3与稀盐酸
②将图2的锥形瓶浸入一水槽，瓶中加入酒精，水槽中加入冷水后，于水槽中加入足量的下列物质，同样也产生了喷泉。在水槽中加入的物质可以是__________。
A．浓硫酸 B．食盐 C．硝酸钾 D．硫酸铜。
（3）如果不用上面第（1）、（2）小题中已谈到的反应和物质，利用右图1或图2仪器，请你另外设计一种能进行喷泉实验的方法（简要说明要使用的试剂和原理，不必说操作方法）：__________。
5．将50mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液。为了防止通入的CO2气体过量，生成NaHCO3，他设计了如下实验步骤：（i）用25mL NaOH溶液吸收过量的CO2气体，至CO2气体不再溶解；（ii）小心煮沸溶液1~2分钟；（iii）在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使溶液充分混合。
（1）他能否制得较纯净的Na2CO3？________。理由是_______________________。
（2）按他的设计，第（i）步实验装置如下：
1 装置A使用的试剂是石灰石和盐酸溶
液。可否使用纯碱代替石灰石？________。
原因是____________________________。
②装置B使用的试剂是___________，
作用是____________________________。
③为了便于后续实验的煮沸、混合等操
作，装NaOH溶液的容器还可使用______。
（填实验仪器）
④有人认为实验步骤（ii）、（iii）的顺序对调， A B 25mL NaOH溶液
即先混合，再煮沸，更合理，你认为对吗？_________，为什么？__________________。
6．请你用最简单的方法证明一个鸡蛋是生鸡蛋还是熟鸡蛋。简述理由。
7．环境监测测定水中溶解O2的方法是：
量取a mL水样，迅速加入MnSO4溶液及含有NaOH的KI溶液，立即塞好塞子，震荡使反应均匀。开塞，迅速加入适量的硫酸，此时有I2生成。用Na2S2O3溶液（浓度为b mol/L）和I2反应，消耗了V mL（以淀粉为指示剂）。有关反应方程式为：
2Mn2++O2+4OH-2MnO(OH)2（反应很快）
MnO(OH)2+2I-+4H+Mn2++I2+3H2O
I2+2S2O32-2I-+S4O62-
（1）水中溶解氧的量（以mg/L O2为单位）为___________________。
（2）I2和S2O32-反应为淀粉指示剂，达到终点的颜色如何变化？
（3）加MnSO4及含有KI的NaOH溶液后震荡时，若塞子未塞紧（设振荡时未溅出溶液）测定结果将比（1）高或低或和（1）相同？说明理由。
（4）开塞到加硫酸前的时间间隔很长，结果比（1）高或低或和（1）相同？说明理由。
8．MgCl2·6CH3OH、CaCl2·4C2H5OH、CaCl2·4CH3OH之类的化合物称结晶醇。结晶醇易溶于水，不溶于有机溶剂。利用结晶醇的知识，设计一个在乙醚中除去混杂的少量乙醇的方法（指要求写过程和原理）。
9．水是生命之源。目前，我国人均用水量仅为世界人均用水量的30%，已被联合国列为世界上13个最缺水的国家之一，因此，我们既要节约用水，又要对污水进行必要的净化处理，以防污染环境。常用的无机类净水剂有：铁盐、亚铁盐、铝盐、锌盐。用于制造白纸的水，使用的净水剂不能是__________，原因是__________；为解决水危机，人们急需把海水转化为淡水，其中的一种方法是：使海水按顺序通过两种离子交换剂，其流程如图所示。现有氢型阳离子交换树脂HR（类似于磺化煤NaR）和羟型阴离子交换树脂ROH，A柱应装填__________交换树脂，B柱应装填__________交换树脂，原因是__________。
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