二、《第一章_从实验学化学》的知识点 知识点,按照教材上的顺序、四章分别解读。第一章——化学实验基本方法,化学计量。(一)化学实验基本方法 分为两部分:化学实验安全,混合物的分离和提纯。 一、化学实验安全 化学实验安全,包括具体实验和操作的安全、化学实验室安全两部分。
1.1 化学实验室须知
进入化学实验室,要注意一下三个问题:
(1)遵守实验室规则(化学药品的几个“不”,操作的几个“不”,8类、10个安全标志的识别);
(2)了解安全措施(预防措施,补救措施);
(3)掌握正确的操作方法()。
1.2 化学实验安全知识
化学实验安全,重在“预防”二字。进入化学实验室之前,要了解“三防”——防中毒、防火灾、防意外事故。
(1)防中毒:化学药品可通过人的呼吸道和消化道、五官及皮肤的伤口而引起中毒。防中毒注意——①通风、②禁放食品、③有伤口不接触有毒物质、④不品尝药品。
(2)防火灾事故:①小火迅速用湿抹布扑盖;②钠、磷等失火宜用沙土扑盖;③会用灭火器;④电话119,120,110;⑤电器失火先切断电源。
(3)防意外事故:①割伤、机械伤,先除伤口的杂物,再擦洗消毒敷药包扎;②烫伤找医生;③浓酸沾在皮肤上、撒在实验台上,先用Na2CO3(皮肤,5%NaHCO3)中和,后用水冲擦干净;沾在皮肤上,宜先用干抹布拭去,再用水冲净;溅在眼中应先用稀NaHCO3淋洗,然后请医生处理。④浓碱撒在皮肤上、实验台上,先用稀醋酸中和,然后用水冲擦干净;沾在皮肤上,宜先用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液(皮肤,硼酸膏);溅在眼中,用水洗净后再用硼酸溶液淋洗。
(4)任何毒物质落在皮肤上,要立即用棉花或纱布擦掉,再用大量水冲洗。
(5)实验应该安全操作:防爆炸、防暴沸、防失火、防中毒、防倒吸,注意废液处理。
二、混合物的分离和提纯
分离和提纯,是两个概念。先分离,再提纯。
混合物,生活和生产上,绝大多数物质是混合物。化学上,主要研究纯净物,化学研究的少数几类混合物包括空气、溶液、胶体、合金、化学平衡体系,其余几乎都是纯净物。
混合物,包括至少两种物质,一般把其中的几种叫做杂质。要是从化学角度研究,往往需要先和混合物的杂质分离掉,再把得到的物质提纯,合称“混合物的分离和提纯”。
2.1 物质的分离
把混合物中的各种物质分开的过程。
分离的原则:分开后,各物质尽量减少损失,比较纯净。教材设计的分离方法有:过滤、蒸发、蒸馏(分馏)、萃取四种。
2.2 物质的提纯
采用物理方法或化学方法,将物质中的杂质除掉的过程。它和分离的主要区别在于除掉后的杂质可以不进行恢复。
物质提纯的原则:不增(提纯后不增加新物质)、不变(提纯后的物质没有改变)、易分。
提纯的方法:“杂转纯,杂变沉,化为气,溶剂分。”
2.3 分离和提纯的方法
模块考试要考到四种方法:过滤、蒸发、蒸馏和萃取,分馏是更精细的蒸馏方法,一般不考。
(1).过滤和蒸发
方法
适用范围
主要仪器
举 例
注意事项
过滤
固体与液体分离
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸
粗盐提纯时,粗盐溶于水,过滤,把不溶于水的固体杂质除去
①要“一贴二低三靠”;
②必要时要洗涤沉淀物;
③定量实验的过滤要“无损”。
蒸发
分离溶于溶剂中的溶质
蒸发皿、三角架、酒精灯、玻璃棒
从食盐水溶液中提取食盐晶体
①溶质须不易分解、不易水解、不易被氧气氧化
②蒸发过程应不断搅拌
③近干时停止加热,余热蒸干
(2).萃取和分液
方法
适用范围
主要仪器
举 例
注意事项
萃取
利用溶质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液里提取出来
可在烧杯、试管等中进行,一般在分液漏斗中(为便于萃取后分液)
CCl4把溶于水里的Br2萃取出来
①萃取后要再进行分液
②两种溶剂不互溶、不反应;溶质在其中的溶解度比在原溶剂中大;溶质不反应;两溶剂密度差
③萃取后得到的仍是溶液,一般再通过分馏等方法进一步分离
分液
两种互不相溶的液体的分离
分液漏斗(有圆筒形、圆球形、圆锥形)
除溴乙烷中乙醇(先水洗),水、苯的分离,除乙酸乙酯中乙酸(加饱和Na2CO3洗)
上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出
这里的选择题,一般只要出现有酒精(或者乙醇),基本不可以用萃取的方法。
(3).蒸馏和分馏
方法
适用范围
主要仪器
举 例
注意事项
蒸馏
分馏
利用沸点不同以分离互溶液体混合物
蒸馏烧瓶、水冷凝管、酒精灯、锥形瓶、牛角管、温度计、铁架台(带铁圈、铁夹)、石棉网等
制蒸馏水,除水中杂质。除酒精中水(加生石灰),乙醇和乙酸(先加NaOH蒸馏,后加浓H2SO4蒸馏);石油分馏
①温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口处
②加沸石(碎瓷片)
③冷凝管水流应下进上出
④不可蒸干
(二)化学计量 化学计量,是中学化学的基础。从九年级开始,已经无意识地使用了化学计量。到了高一,才开始系统地学习化学计量的方法,内容有三部分——物质的量、气体摩尔体积、物质的量浓度。 一、物质的量——摩尔
同学们从学物理开始,就习惯了长度、体积、质量这样的单位,所以转到“物质的量”的时候,有极大的不适应。而在九年级含含糊糊学过的“相对原子质量”、“相对分子质量”,更容易与物质的量相混淆,学习上增加了难度。
记住一个顺口溜吧!
原子个数碳单位
摩尔克
摩尔质量克摩尔
一摩尔是NA个
1.1 物质的量(摩尔)
物质的量(n),是以粒子个数为计量单位的一个单位,单位是 mol。6.02×10 23那么多个粒子,叫做1 mol。把这个数简单写为NA,称为阿伏加德罗常数。
这是一个新的定义,新的概念,是规定。同学们要记住这个名词“物质的量”,它的单位是“摩尔、摩、mol”,就和“长度”与“米、m”、“质量”与“克、g”等等的关系那样。规定,不论原子还是分子,都把6.02×10那么多个,叫做一摩尔,写作 1 mol。含有多少摩尔,叫做物质的量(符号是n)。
写出几个国际单位,大家一比较就知道了。
物理量(符号) 单位 单位符号.
-----------------------------------------------
长度(L) 厘米 cm
体积(V) 毫升 mL
质量(m) 克 g
物质的量(n) 摩尔 mol
-----------------------------------------------
这样可以清楚地认识到物质的量、摩尔在化学中的地位、重要性。
按照元素周期表计算得到的相对原子质量、相对分子质量,都是都是一个粒子的质量,要是NA那么多个例子,就是一摩尔粒子,含有的原子(分子)个数都是阿伏加德罗常数那么多个。
例如,碳元素C的相对原子质量是12,氢元素H的相对原子质量是1,氧分子O2的相对分子质量是32。
一摩尔碳原子的质量是 12 g,含有NA个碳原子;
一摩尔氢原子的质量是 1 g,含有NA个氢原子;
一摩尔氧分子的质量是 32 g,含有NA个氧分子。
这个关系就是物质的量、阿伏加德罗常数的精髓所在。
1.2 摩尔质量和气体摩尔体积
摩尔质量就是1摩尔任何物质所具有的质量。摩尔质量在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量相等。摩尔质量的单位是:g/mol或克/摩,符号为M。
气体的摩尔体积:气体的质量不方便称量,通常都用体积来表示,单位物质的量气体所占的体积叫做气体摩尔体积,也就是1mol气体的体积。气体摩尔体积的常用单位有L/mol、m3/mol等,其符号为Vm。
①相同物质的量(如 1mol)的不同固态物质具有不同的体积。
②相同物质的量(如1mol)的不同液态物质具有不同的体积。
③在标准状况下,1mol的任何气体所占的体积都约是22.4L。
④同温同压下,同体积的任何气体都含有相同数目的分子(阿伏加德罗定律)。
1.3 物质的量浓度C
单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量,叫做溶质B的物质的量浓度,物质的量浓度的符号为cB,常用单位为mol/L或mol/m3。说白了,就是1L溶液中含有多少摩尔溶质,就是物质的量浓度C。
物质的量浓度,是高中化学的一个重点,主要知识点有两个,一是计算C的大小(配制、稀释、浓缩),二是配制一定C的溶液的操作。
配制物质的量浓度溶液,必须用容量瓶,要掌握容量瓶的使用方法。
配制物质的量浓度溶液步骤如下:
(1)计算:所需溶质的质量(固体溶质)或体积(液体溶质、浓溶液);
(2)称量(或量取):固体溶质(或液体体积);
(3)溶解:溶质放入烧杯中加适量蒸馏水溶解(搅拌散热,可能);
(4)转移:溶液静置到室温,倒入容量瓶(容量瓶的规格);
(5)洗涤:洗涤烧杯2~3次,洗涤液倒入容量瓶(注意勿超过容量瓶刻度);
(6)定容:容量瓶中加水直至液面刻度,瓶塞盖好,摇匀。
1.4 溶液的物质的量浓度C的变化
溶液的稀释和混合:掌握一个原则,就是判断溶质的量是否改变。
(1)物质的量浓度不变:通常在不变的情况下,根据物质的量浓度的公式
n = CB·V,则有 CB1·V1 = CB2·V2 = ……
(2)物质的量浓度改变:则要找到不变的量,建立等式关系。
例如过氧化氢分解,溶质H2O2的量也发生了改变,此时不变的量是溶液的总体积,则建立另外的等式关系进行相应的计算。
三、《第二章_化学物质及其变化》的知识点
高中化学必修一的第一章比较凌乱,第二章的第一节《物质的分类》比较琐碎,后面的知识就容易梳理了。
(一)物质的分类
分类和实验,是现在这套人教的课标版化学教材的两大支柱。分类,把化学中学到的所有物质进行分类学习和梳理,有一定的好处。教材提到的分类方法,交叉分类法、树状分类法,后者是常用的,物质分类不重复,前者的分类则互相重复较多,各有利弊。
1.1 分散系
溶液:溶质和溶剂,都是在液态。现在扩充到整个固态、液态、气态三态的话,就叫做分散系。
溶液——分散系
溶剂——分散剂
溶质——分散质
这样就比较容易理解了。
分散系在选择题中可能出一道题,也可能不出题。无非是按照树状分类法(图1),或者按照交叉分类法(图2)那样的题型。
图1、树状分类法举例 图2、交叉分类法举例 1.2 胶体 胶体这个只是点,几乎是必有一道题。
考点就在胶体的制备(三要素:沸水,饱和三氯化铁溶液,滴加)、性质(丁达尔效应、胶粒和胶体的区别、胶粒的尺寸)、胶体的应用(电泳,聚沉)。
(二)、离子反应
知识点两个,离子方程式的写法,离子共存。
2.1 离子方程式的写法
电离方程式和离子方程式的区别;离子方程式书写时的电荷相等、原子种类和个数相等。
电离方程式:方程式右边以电离的方式书写(一定有离子),而左边却以电离之前的形态存在(可能有离子,也可能没有离子)。
离子方程式:方程式两边都以电离之后的形态存在,相同的物质消掉。
2.2 离子共存
尤其在学习了后面的八种元素之后,离子共存变得复杂起来,要利用好金属活动性顺序表(还原剂)、非金属氧化性顺序表(氧化剂的氧化性顺序:氟 > 锰MnO4- > 氯 > 溴> 银Ag+ > 铁Fe3+ > 碘),判断①氧化剂和还原剂能否共存,②能否生成沉淀,③能否生成气体,④能否生成水等弱电解质,是关键。
判断的时候,注意两点:
1)溶液的酸碱性的影响:金属还原性顺序、非金属氧化性顺序,都是在酸性条件下成立的。
2)溶液的浓度:教材所指的,都是在稀溶液的状态下成立的。
如果是碱性条件下,很多氧化剂、还原剂的性质都变了,例如硝酸根在碱性中没有氧化性,过氧化氢在酸性是强氧化剂,在碱性中却是弱还原剂;如果在浓溶液中,强电解质也不会完全电离,性质也不对了。
离子反应,是模块考试的一个重点。
(三)氧化还原反应
如果说“离子反应式模块考试的一个重点”的话,氧化还原反应就是“重点中的重点”,模块考试里是重点,高一到高三、期中、期末、高考中,氧化还原反应都是重点。
3.1 氧化还原反应的知识点
1)氧化还原原理:原因是一些元素的电子得失(电子对偏移),结果是这些元素的化合价升降。
2)反应判定:一看反应条件,二看氧化还原性强弱。
3)表达式:表达电子转移、化合价升降的两种表达式,双线桥、单线桥表示法。
教材上37页中间的《学与问》的两道题非常具有代表性,大家可以看一下(第1题,置换反应、有单质参加的反应、有单质生成的反应,是否一定是氧化还原反应?2、画出化合反应、分解反应、置换反应与氧化还原反应的交叉分类示意图,各举例说明)。
3.2 氧化剂和还原剂
通常情况下,典型的金属单质、低价化合物是还原剂,典型的非金属单质、高价化合物是氧化剂。
1)常见的还原剂:包括典型的金属单质Na、K、Mg、Al等(还包括氢气,虽然它不属于金属),低价化合物包括CO、Fe(II)(二价铁)等。
2)常见的氧化剂:包括典型的非金属单质F2、Cl2、Br2、O2等,高价化合物Mn(VII)、Mn(IV)、Cr(VI)等。
四、《第三章_金属及其化合物》的知识点
金属这一章,模块考试涉及的内容比较少,也比较容易掌握。
(一)金属的化学性质
金属,化学性质、物理性质同样重要。
1.1 金属的物理性质
通常是带有金属光泽的固体(唯一例外是汞Hg,常温下是液体),密度较大,容易导电、导热,具有良好的延展性。除金属铜表面是红色外,其余金属表面都是银白色,但是铝金属表面的暗白色是氧化铝的颜色。
铁、铬、锰属于黑色金属,其余都属于有色金属。
1.2 金属的化学性质
与水反应:最活泼的金属,可以与冷水反应(钠),活泼性较强的金属可以与水蒸气反应(铁);
与酸反应:位于金属活动性顺序表中“H”之前的金属可以与稀酸反应,生成氢气。
与氧气等氧化剂反应:金属在氧气(空气、氯气)中可以燃烧,生成相应的金属化合物。值得注意的是,钠与氧气的反应,在常温和加热条件下的产物不同,常温生成的是白色的氧化钠 Na2O 固体,加热时生成黄色的过氧化钠粉末 Na2O2。
(二)几种重要的金属化合物
金属化合物,包括的是钠、铝、铁、铜的一些氧化物(包括过氧化物)、氢氧化物、盐等。
2.1 金属氧化物的性质
氧化物的分类,在组成上分为金属氧化物、非金属氧化物;如果按照化学性质分类,则可以分为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物、不成盐氧化物、其他氧化物五类。
酸性氧化物——能够与碱反应,生成盐和水的氧化物,包括大部分非金属氧化物。
碱性氧化物——能够与酸反应,生成盐和水的氧化物,包括大部分金属氧化物。这里注意铁的三种氧化物,氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的形态,四氧化三铁包括在磁铁矿、铁在空气中燃烧产物两种形态。
两性氧化物——能与酸反应、也能与碱反应,生成盐和水的氧化物,氧化铝 Al2O3 是典型的两性氧化物。
不成盐氧化物——不能与酸反应、也不能与碱反应的氧化物,例如 CO、NO等。
其他氧化物——能与酸、或碱反应,但是产物不是盐和水的氧化物,例如过氧化钠 Na2O2。
2.2 金属氢氧化物(碱)的性质
碱的性质,在九年级开始接触了强碱 NaOH、KOH,弱碱Ca(OH)2,九年级教材强调的是“酸碱中和反应”,现在也开始引入一个概念——两性氢氧化物,就是能够溶于酸、也能够溶于碱,例如氢氧化铝 Al(OH)3。
注意的是氢氧化铁、氢氧化亚铁之间的变化,溶液中的二价铁离子见到空气就迅速被氧化为三价铁离子,从颜色可以看出变化,检验是用硫氰酸根(硫氰酸钾 KSCN),遇到三价铁离子变成红色。
(三)金属材料
金属材料,重点是铁、铝以及合金。合金属于混合物,最常见的合金是钢(含碳 0.03% - 2% 的铁),新型金属材料包括有钛、稀土材料。不容易出题,出的题也比较简单。
五、《第四章_非金属及其化合物》的知识点
非金属这一章,模块考试涉及的内容最多,也是必修一最难的地方,最不容易掌握。
学习非金属,要站在更高的位置上,把前面学过的三种非金属元素(碳氢氧)、四种金属元素(钠铝铁铜)都柔和进来,深刻领会这四种非金属元素的“氧化性、化合价的多变性、对环境的影响”等等物理性质、化学性质。
(一)非金属概况
元素周期表112种元素,非金属元素只有16种(稀有气体元素除外)。但是与人体的关系非常密切。
1.1 非金属分布和重要性
地壳中:O Si Al Fe Ca Na K (九年级)
人体内:O C H N Ca (选修一)
地壳前两位、人体内前四位,都是非金属。氧元素对生物、生命的重要性,碳元素乃至有机物对于科学技术发展的重要性。
九年级开始学习的三种四种元素,都是非金属元素:O C H N。高一,再系统学习主族的四种非金属元素,这是精选出来的,它们的最外层电子数分别为
最外层电子数 4 5 6 7
非金属元素 Si N S Cl
比较 C O, 相比较而言,硅的非金属性更弱。
1.2 金属失电子能力、还原性
比较而言,金属元素只有还原性,还原能力见金属活动性顺序表。只有Cu2+、Fe3+、Ag+等少数高价金属离子有弱氧化性。
1.3 非金属元素得电子能力、氧化性
非金属元素的氧化性顺序表。
I2 < Fe3+ < Br2 < Cl2 < Mn(VII) < F2
(氟、锰(VII)、氯、溴、银、铁(III)、碘)
典型非金属单质——强氧化性;非金属阴离子——强还原性(S2-、N(III)等)。
1.4 四种非金属元素形成化合物的能力
九年级学习了碳、氢、氧三种非金属元素。化合价很少变化。高一的四种非金属元素,除Si之外都是容易变价的元素。
变价元素口诀:
氮负三、正12345,氯负一、正1357;
二四六硫、23铁;三五磷,卤学氯。
这个口诀非常精辟:浓缩了氮元素形成NH3、NOX,氯元素形成氯化物、氯的各种含氧酸的精髓;指明了硫元素的三种化合价-2价、+4价、+6价,+2价和+3价的铁,+3价和+5价的磷,与氯一样变价的溴和碘。
(二)硅
硅在自然界中广泛存在,但是由于硅与氧强烈的亲和能力,硅只能以化合态形态存在于自然界,硅的氧化物SiO2、各种硅酸盐等。硅的性质,尤其是SiO2的性质是比较重要的。
2.1 硅单质
硅单质有晶体(结晶型)和无定形两种。晶体硅是带有金属光泽的灰黑色固体,硬度大,熔点高,结构与金刚石类似,化学性质稳定。
硅单质是良好的半导体材料。
碳和硅在自然界中存在形式有所不同的原因?碳和硅都是亲氧元素,但是硅的亲氧能力更强。
2.2 SiO2的性质(与CO2对比)
硅元素
元 素 H 2.1 C 2.6 O 3.4
电负性 Si 1.9
与CO2比:Si与O电负性差大,共价化合物SiO2更稳定,自然界存在的各种各样的硅,实质都是硅氧化物的不同形式。
与CH化合物比:Si吸电子能力弱,Si、H化合物不稳定。
物理性质:SiO2 是一种坚硬、难熔的固体,不溶于水,纯净的二氧化硅无色透明(色、味、态、密、溶)—— 密度大,硬度大,水不溶,熔沸点高。二氧化硅是良好的光纤传导材料。
化学性质:SiO2 化学性质非常稳定,可以溶于碱形成盐和水(非金属氧化物,酸性氧化物),还可以溶于氢氟酸(HF)生成四氟化硅和水。
回忆:A12O3比Al熔点高,氧化物热稳定性好。
规律:任何物质在高温下加热,氧元素充足时分解为氧化物最稳定,氧元素不充足时分解为单质较稳定。
二氧化硅溶于烧碱NaOH溶液形成硅酸钠,再加入稀盐酸(或通入CO2)可以形成凝胶状的沉淀——硅酸H2SiO3,硅酸的结构很复杂,一般认为是Si(OH)4脱去一个水之后的产物。从硅酸生成的这个化学反应,可以知道硅酸是比碳酸更弱的弱酸。
泥土、水泥、玻璃、陶瓷、石英、长石等等都是硅、二氧化硅、硅酸盐的各种存在形式。