高一化学必修一知识点总结
新课标化学必修一
1. 学习方法
2. 研究一种物质的性质的程序
3. 观察法
4. 金属钠的物理性质 5、金属与水的反应
第三章 金属及其化合物-1-金属的化学性质
观察物理性质 预测化学性质 验证或探究预测的性质 分析现象并解释 分类、比较、归纳、概括同类物质的性质
(1)含义:是一种有计划、有目的地用感官考察研究对象的方法 (2)内容:可以直接用肉眼观察物质的颜色、状态,用鼻子闻物质的气味,也可以借助一些仪器来进行观察,提高观察的灵敏度。人们既在观察过程中,不仅要用感官去搜集信息,还要积极地进行思考,及时储存和处理所搜集的信息。观察要有明确而具体的目的,要对观察到的现象进行分析和综合。
金属钠是一种银白色的金属;熔点低、密度小、硬度小、展性好。查表或看书可知金属
钠熔点为97.81。C, 沸点为882.9。C ;密度为0.97g ·cm —
3
2Na +2H 2O ====2NaOH + H2
6. 分类法 7. 比较法
8. 实验法
9、金属和氧气的反应
10、Na 2O 2与
H 2O 反应的化学原理:
11.钠的保存12、铝与氢氧
化钠溶液的
反应
1、钠的盐—碳酸钠、碳酸
氢钠
在研究物质性质时,运用分类的方法,分门别类地对物质及其变化进行研究,可以总结出各类物质的通性和特性;反之,知道某物质的类别,我们就可推知该物质的一般性质。 运用比较的方法,可以找出物质性质间的异同,认识物质性质间的内在联系,对物质的性质进行归纳和概括。
(1)含义: 通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知的性质的方法。 (2)注意的问题:在进行实验时,要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件,这是因为同样的反应物质在不同的条件下可能会发生不同的反应。
(3)实验法的步骤:实验前,要明确实验的目的要求、实验用品和实验步骤等;实验中,要仔细研究实验现象,并做好实验记录;实验后,要写好实验报告,并对实验结果进行分析。
4Na +O 2 ==== 2Na2O 2Na +O 2 ==== 2Na2O 2
属于自身氧化还原反应;-1价的氧元素具有强氧化性,所以能使色质褪色。表现漂白性。
4. 铝箔熔化,失去光泽,但熔化的铝箔并不滴落,好像有一层膜兜着。这是因为铝表面
的氧化膜保护了铝,构成薄膜的氧化铝的熔点(2050℃)高于铝的熔点(660℃),包在铝的外面,所以熔化了的液态铝不会滴落下来。
熔化的铝仍不会滴落,因为铝很活泼,磨去原来的氧化膜后,在空气中又会很快的生成一层新的氧化膜。这也正是性质活泼的铝在空气中能稳定存在的原因。
由于钠的化学性质非常活泼,易与空气中的O 2和H 2O 等反应,所以金属钠保存在煤油之中。金属钠在空气中变质的过程可以表示为:银白色的金属钠 表面变暗(生成Na 2O ) 出现白色固体(NaOH ) 表面变成粘稠状(NaOH 潮解) 白色块状固体(Na 2CO 3·10H 2O ) 风化为白色粉未状物质(Na 2CO 3)
铝和强碱溶液反应,不是铝直接和碱反应,而是铝先和强碱溶液中的水反应生成氢氧化铝,然后再和强碱反应生成偏铝酸盐:
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑ Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
总反应:
(标电子转移时就必须清楚地理解铝和NaOH 溶液反应的实质) 简写为:2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑
第二节 几种重要的金属化合物
碳酸钠 (Na 2CO 3) 碳酸氢钠 (NaHCO 3) 分类 正盐 酸式盐
俗称 纯碱、苏打 小苏打
色态 白色粉末 细小的白色晶体
化学性质 与酸反应
二.铝的化合物
Na 2CO 3+HCl=NaCl+NaHCO3 (CO32-+H+=HCO3-)
NaHCO 3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑
(HCO3-+H+=H2O+CO2↑)
开始无外观现象(因为首先生成HCO 3-),随后出现气泡。
(若向足量HCl 中分别滴入Na 2CO 3或NaHCO 3,则均会立刻出现气泡。) NaHCO 3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ (HCO3-+H+=H2O+CO2↑) 滴入盐酸后,即刻出现气泡。
与碱反应
Na 2CO 3不反应 :NaHCO 3+ NaOH=H2O+ Na2CO 3 与Ca(OH)2反应:Na 2CO 3+ Ca(OH)2= CaCO3↓+ 2NaOH 反应的本质是:
CO 32- + Ca2+= CaCO3↓ NaHCO 3与少量石灰水的反应为: 2NaHCO 3+Ca(OH)2=CaCO3↓+Na2CO 3+2H2O 2HCO 3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+CO32-+2H2O
若石灰水过量,则新生成的Na 2CO 3可与Ca(OH)2继续反应,即: Ca(OH)2+Na2CO 3=CaCO3↓+2NaOH
∴过量石灰水中NaHCO 3与Ca(OH)2的反应为: NaHCO 3+Ca(OH)2=CaCO3↓+NaOH+H2O HCO 3-+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O 热稳定性
(运用此性质可除去Na 2CO 3中的NaHCO 3) 很稳定受热不分解 (分解温度851℃,酒精灯温度达不到) 不很稳定,受热易分解。 2NaHCO 加热
3
Na 2CO 3+H2O+CO2↑
(分解温度150℃) 二者之间相互转化
注意:将以上知识要灵活应用于识别、除杂及计算中。 (一)氧化铝(Al 2O 3)
1、物理性质:白色难熔固体、不溶于水。
2、化学性质:Al 2O 3是典型的两性氧化物,既能与酸反应又能与强碱溶液反应。 与强酸:Al 2O 3+6H+=2Al3++3H2O 与强碱:Al 2O 3+2OH-=2AlO2-+H2O
3、用途:耐火材料、制取铝的原料
(二)氢氧化铝[Al(OH)3] 1、Al(OH)3的物理性质:Al(OH)3是不溶于水的白色胶状沉淀,是典型的两性氢氧化物,能凝聚水中的悬浮物,又有吸附色素的性能。
2、Al(OH)3的两性:
H ++AlO2-+H2O=Al(OH)3 Al 3++3OH-= Al(OH)3
一.铁的化合物
酸式电离 碱式电离 当与强酸反应:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O
当与强碱溶液作用:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 3、Al(OH)3的制取: (1)铝盐与碱反应:
用铝盐与可溶性弱碱氨水反应制Al(OH)3:Al 3++3NH3·H 2O= Al(OH)3↓+3NH4+ 说明:制取 Al(OH)3也可用铝盐与强碱作用,但应严格控制加入碱的量,因为强碱过量会使制得的 Al(OH)3转化为偏铝酸盐:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 。所以,实验室一般不采用这种方法制Al(OH)3 4、Al(OH)3的用途:净水。
Al(OH)3胶体中胶粒有吸附水中悬浮杂质的作用,使其质量增大,沉降水底,达到净化水的目的。
第三节 用途广泛的金属材料
(一)铁的氧化物 名 称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 俗 称 ————— 铁 红 磁性氧化铁 化学式 FeO Fe2O 3 Fe3O 4 色 态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 化合价 + 2还原性为主 + 3只有氧化性 + 2,+ 3 水溶性 不 溶 不 溶 不 溶
类 型 碱 性 氧 化 物 ————
共 性 与酸 都能与酸反应 如 Fe 2O 3 + 6H+=2Fe3+ + 3H2O
与还原剂 都能被还原 如 Fe 2O 3 + 3CO=2Fe + 3CO2(高温条件下反应) (二)氢氧化物
名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 分 类 碱 碱 性
质 色 态 白色固体 红褐色固体 水溶性 不溶于水 不溶于水
与酸反应 Fe(OH)2+2H+= Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3+3H+==Fe3++3H2O 还原性
稳定性 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O == 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 =Fe2O 3+ 3H 2O (受热分解)
制法 原 理 Fe 2+ +2OH- = Fe(OH)2↓ Fe 3+ +3OH- = Fe(OH)3↓ 现 象 白色絮状沉淀 红褐色沉淀 (三)铁盐与亚铁盐
铁盐(Fe 3+) 亚铁盐(Fe 2+) 颜色 黄色 淡绿色
与碱反应 Fe 3++3OH—
==Fe(OH )3↓, Fe 2++2OH—
=Fe(OH )2↓
合金: 合金的特点
1. 硅元素:
2、二氧化硅(SiO 2)
3、硅酸(H 2SiO 3)
4、硅酸盐
氧化性、还原性 氧化性
2Fe 3++Fe=3Fe2+ 氧化性:Fe 2++Zn==Zn2++Fe 还原性:2Fe 2++Cl—
2=2Fe3++2Cl (四)Fe 2+、Fe3+的检验 鉴 别 方 法 Fe 2+ Fe 3+
直 接 观 色: 淡 绿 色 , 黄 色 与KSCN :不显红色 ,血 红 色
与 OH - 作用 :白色↓→灰绿↓→红褐色↓ 红褐色沉淀
两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起而形成的具有金属特性的物质 硬度一般比成分金属大而熔点比成分金属低,用途比纯金属要广泛。
第四章 非金属及其化合物 第一节 无机非金属材料的主角——硅
无机非金属材料中的主角,在地壳中含量26.3%,次于氧。是一种亲氧元
素,以熔点很高的氧化物及硅酸盐形式存在于岩石、沙子和土壤中,占地壳质量90%以上。位于第3周期,第ⅣA 族碳的下方。
天然存在的二氧化硅称为硅石,包括结晶形和无定形。石英是常见的结晶形二氧化硅,其中无色透明的就是水晶,具有彩色环带状或层状的是玛瑙。二氧化硅晶体为立体网状结构,基本单元是[SiO4],因此有良好的物理和化学性质被广泛应用。(玛瑙饰物,石英坩埚,光导纤维)
物理:熔点高、硬度大、不溶于水、洁净的SiO2无色透光性好
化学:化学稳定性好、除HF 外一般不与其他酸反应,可以与强碱(NaOH )反应,是酸性氧化物,在一定的条件下能与碱性氧化物反应 SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O SiO2+CaO ===(高温) CaSiO3 SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶装HF ,装碱性溶液的试剂瓶应用木塞或胶塞。
酸性很弱(弱于碳酸)溶解度很小,由于SiO2不溶于水,硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。
Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl
硅胶多孔疏松,可作干燥剂,催化剂的载体。
硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称,分布广,结构复杂化学性质稳定。一般不溶于水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 :可溶,其水溶液称作水玻璃和泡花碱,可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。 常用硅酸盐产品:玻璃、陶瓷、水泥
5、硅单质
1、氯元素:
2. 氯气
1、二氧化硫 与碳相似,有晶体和无定形两种。晶体硅结构类似于金刚石,有金属光泽的灰黑色固体,熔点高(1410℃),硬度大,较脆,常温下化学性质不活泼。是良好的半导体,应用:半导体晶体管及芯片、光电池 第二节 富集在海水中的元素——氯 位于第三周期第ⅦA 族,原子结构: 容易得到一个电子形成 氯离子Cl -, 为典型的非金属元素,在自然界中以化合态存在。 物理性质:黄绿色气体,有刺激性气味、可溶于水、加压和降温条件下可变为液态(液氯) 和固态。 制法:MnO2+4HCl (浓) MnCl2+2H2O +Cl2 闻法:用手在瓶口轻轻扇动, 使少量氯气进入鼻孔。 化学性质:很活泼,有毒,有氧化性, 能与大多数金属化合生成金属氯化物(盐)。也能与非金属反应: 2Na +Cl2 ===(点燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(点燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(点燃) CuCl2 Cl2+H2 ===(点燃) 2HCl 现象:发出苍白色火焰,生成大量白雾。 燃烧不一定有氧气参加,物质并不是只有在氧气中才可以燃烧。燃烧的本质是剧烈的氧化还原反应,所有发光放热的剧烈化学反应都称为燃烧。 Cl2的用途: ①自来水杀菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑ 1体积的水溶解2体积的氯气形成的溶液为氯水,为浅黄绿色。其中次氯酸HClO 有强氧化性和漂泊性,起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性,不稳定,光照或加热分解,因此久置氯水会失效。 ②制漂白液、漂白粉和漂粉精 制漂白液 Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO +H2O ,其有效成分NaClO 比HClO 稳定多, 可长期存放制漂白粉(有效氯35%) 和漂粉精(充分反应有效氯70%) 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ③与有机物反应,是重要的化学工业物质。 ④用于提纯Si 、Ge 、Ti 等半导体和钛 ⑤有机化工:合成塑料、橡胶、人造纤维、农药、染料和药品 氯离子的检验 使用硝酸银溶液,并用稀硝酸排除干扰离子(CO32-、SO32-) HCl +AgNO3 == AgCl ↓+HNO3 NaCl +AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3 Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3 Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O Cl -+Ag + == AgCl ↓ 第三节 硫和氮的氧化物 制法(形成):硫黄或含硫的燃料燃烧得到(硫俗称硫磺,是黄色粉末) S +O2 ===(点燃) SO2 物理性质:无色、刺激性气味、容易液化,易溶于水(1:40体积比) 化学性质:有毒,溶于水与水反应生成亚硫酸H2SO3,形成的溶液酸性,有漂白作用,
遇热会变回原来颜色。这是因为H2SO3不稳定,会分解回水和SO2
SO2+H2O H2SO3 因此这个化合和分解的过程可以同时进行,为可逆反应。
可逆反应——在同一条件下,既可以往正反应方向发生,又可以向逆反应方向发生的化学反应称作可逆反应,用可逆箭头符号 连接。
2. 一氧化氮
和二氧化氮
3. 大气污染
1. 硫酸
2. 硝酸
3. 氨气及铵
盐 一氧化氮在自然界形成条件为高温或放电:N2+O2 ========(高温或放电) 2NO,生成的一氧化氮很不稳定,在常温下遇氧气即化合生成二氧化氮: 2NO +O2 == 2NO2 一氧化氮的介绍:无色气体,是空气中的污染物,少量NO 可以治疗心血管疾病。 二氧化氮的介绍:红棕色气体、刺激性气味、有毒、易液化、易溶于水,并与水反应: 3 NO2+H2O == 2HNO3+NO 这是工业制硝酸的方法。 SO2 、NO2溶于雨水形成酸雨。防治措施: ① 从燃料燃烧入手。 ② 从立法管理入手。 ③从能源利用和开发入手。 ④从废气回收利用,化害为利入手。 (2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O= H2SO4) 第四节 氨 硝酸 硫酸 物理性质:无色粘稠油状液体,不挥发,沸点高,密度比水大。 化学性质:具有酸的通性,浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性。是强氧化剂。 C12H22O11 ======(浓H2SO4) 12C+11H2O 放热 2 H2SO4 (浓) +C CO2 ↑+2H2O +SO2 ↑ 还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。 2 H2SO4 (浓) +Cu CuSO4+2H2O +SO2 ↑ 稀硫酸:与活泼金属反应放出H2 ,使酸碱指示剂紫色石蕊变红,与某些盐反应,与碱性氧化物反应,与碱中和 物理性质:无色液体,易挥发,沸点较低,密度比水大。 化学性质:具有一般酸的通性,浓硝酸和稀硝酸都是强氧化剂。还能氧化排在氢后面的金属,但不放出氢气。 4HNO3(浓) +Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O 8HNO3(稀) +3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O 反应条件不同,硝酸被还原得到的产物不同,可以有以下产物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3△硫酸和硝酸:浓硫酸和浓硝酸都能钝化某些金属(如铁和铝)使表面生成一层致密的氧化保护膜,隔绝内层金属与酸,阻止反应进一步发生。因此,铁铝容器可以盛装冷的浓硫酸和浓硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和实验室必备的重要试剂。可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等。硫酸还用于精炼石油、金属加工前的酸洗及制取各种挥发性酸。 氨气的性质:无色气体,刺激性气味、密度小于空气、极易溶于水(且快)1:700体积比。溶于水发生以下反应使水溶液呈碱性:NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH - 可作红色喷泉实验。生成的一水合氨NH3?H2O 是一种弱碱,很不稳定,会分解,受热更不稳定:NH3?H2O ===(△) NH3 ↑+H2O
浓氨水易挥发除氨气,有刺激难闻的气味。
氨气能跟酸反应生成铵盐:NH3+HCl == NH4Cl (晶体)
氨是重要的化工产品,氮肥工业、有机合成工业及制造硝酸、铵盐和纯碱都离不开它。氨气容易液化为液氨,液氨气化时吸收大量的热,因此还可以用作制冷剂。 铵盐的性质:易溶于水(很多化肥都是铵盐),受热易分解,放出氨气: NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑
NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2 ↑
可以用于实验室制取氨气:(干燥铵盐与和碱固体混合加热)
NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O +NH3 ↑
2NH4Cl +Ca(OH)2 CaCl2+2H2O +2NH3 ↑
用向下排空气法收集,红色石蕊试纸检验是否收集满。