化学必背知识手册分类第二章 海水中的重要元素——钠和氯-【知识手册】(人教版必修第一册)(教师版)3
展开一、活泼的金属单质——钠
1、钠与非金属单质的反应
(1)钠是一种 银白 色的固体,密度比煤油 大 ;硬度 小 ,在空气中很快 变暗 ,钠与氧气发生反应生成 Na2O ,反应的化学方程式为 4Na+O2===2Na2O 。
(2)将钠加热,观察到钠先熔化成小球,然后剧烈反应,火焰呈 黄 色,生成了 淡黄 色固体,该固体物质是 Na2O2 ,反应的化学方程式为 2Na+O2eq \(=====,\s\up7(△))Na2O2 。
(1)钠是非常活泼的金属,与O2反应时,反应条件不同,现象 不同 ,产物 不同 。
2、钠与水的反应
实验结论:
(1)钠与水剧烈反应生成NaOH和H2,反应中氧化剂是 H2O ,还原剂是 Na ,反应的实质是钠与水电离出的H+ 反应。
(2)反应方程式
①化学方程式:①2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ ;
②离子方程式:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑ 。
3、钠露置于空气中的变化
(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象:
(2)发生主要变化的化学方程式为
①4Na+O2===2Na2O
②Na2O+H2O===2NaOH
④2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O, Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O
⑤Na2CO3·10H2O===Na2CO3+10H2O
二、钠的几种化合物
1、氧化钠和过氧化钠的比较
2、Na2CO3与NaHCO3性质的比较
3、侯氏制碱法
(1)原料:氨、氯化钠。
(3)生产原理流程
(4)优点:①提高了食盐的转化率 ;②缩短了生产流程 ;③减少了对环境的污染等 。
三、焰色试验
1、焰色试验
根据火焰呈现的特征 颜色 ,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为 焰色试验 。
2、操作步骤
3、几种常见金属元素的焰色
4、应用
(1)检验金属元素的存在,如鉴别 NaCl和 KCl 溶液。
(2)利用焰色试验制节日 烟火 。
四、纯碱的生产历史
1、路布兰制碱法——首次实现了碳酸钠的工业生产
(1)原料:食盐、焦炭和石灰石等。
2、索尔维制碱法(氨碱法)
(1)原料:食盐、 氨 、二氧化碳 等。
(3)生产原理流程
(4)索尔维制碱法具有原料易获取, 价格便宜,损失少 ,实现了连续性生产等优点。
第二节 氯钠及其化合物
一、氯气的性质
1、氯元素的存在形式: 化合物
2、氯的原子结构
氯的原子结构示意图为,氯原子的最外层上有7个电子,在化学反应中很容易得到1个电子,使最外层达到8个电子的稳定结构。因此,氯气是很活泼的非金属单质,具有强氧化性。
2、氯气的物理性质
2、氯气与金属单质的反应
3、氯气与非金属单质(如H2)的反应
4、氯气与H2O的反应
(1)在25 ℃时,1体积的水可溶解约 2 体积的氯气,氯气的水溶液称为 氯水 。Cl2溶于水同时与水发生反应,化学方程式为 Cl2+H2O===HCl+HClO 。氯气不具有漂白性,氯水具有漂白性,是因为氯水中含有HClO。
(2)氯水的性质
5、氯气与碱溶液的反应
(1)与NaOH溶液的反应: Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O ,利用此反应原理可以吸收尾气中的有毒气体Cl2,也可以制取漂白液,这种液体的主要成分是NaCl和 NaClO ,有效成分是 NaClO 。
(2)与石灰乳反应: 2Cl2+2Ca(OH)2===CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ,利用此反应原理可以制取漂白粉,其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2,有效成分是 Ca(ClO)2 。如果Cl2与Ca(OH)2反应充分,并使 Ca(ClO)2 成为主要成分,则得到 漂粉精 。
6、氯气的用途
(1)用于工业制盐酸;
(2)制漂白液、漂白粉和漂粉精;
(3)用于自来水的杀菌、消毒;
(4)用作制取其他含氯工业产品的原料。
7、液氯、新制氯水和久置氯水的比较
二、氯气的实验制法
1、实验原理
二氧化锰(软锰矿的主要成分)和浓盐酸在加热条件下反应:MnO2+4HCl(浓)eq \(=====,\s\up7(△))MnCl2+Cl2↑+2H2O。
2、仪器装置
二、氯离子的检验
1、原理及过程:在Ⅰ~Ⅳ四支试管中分别加入2~3 mL稀盐酸、NaCl溶液、Na2CO3溶液、蒸馏水,然后各滴入几滴AgNO3溶液,观察现象,再分别加入少量稀硝酸,观察现象。
(1)试管Ⅰ、试管Ⅱ中均产生了不溶于稀硝酸的白色沉淀,说明反应生成了 AgCl ;反应的离子方程式为 Ag++Cl-===AgCl↓ 。
(2)试管Ⅲ中产生的白色沉淀是 Ag2CO3 ,写出该沉淀溶于稀硝酸的离子方程式: Ag2CO3+2H+===2Ag++H2O+CO2↑ 。
2、氯离子的检验及答题规范
(1)检验时要加稀硝酸,以排除COeq \\al(2-,3)等离子的干扰,不能用稀硫酸,因为Ag2SO4微溶,会干扰实验,更不能用盐酸,因为盐酸中含有Cl-。
(2)若被检液中含有SOeq \\al(2-,4),需先用 Ba(NO3)2 溶液除去SOeq \\al(2-,4),然后再加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液,检验Cl-的存在。
第三节 物质的量
一、物质的量的单位——摩尔
1、物质的量:物质的量是一个物理量,它表示含有一定数目粒子的集合体,符号为 n 。
2、物质的量的单位为 摩尔 ,简称摩,符号为 ml 。
3、阿伏加德罗常数
(1)1 ml任何粒子的粒子数叫作阿伏加德罗常数,符号为 NA ,通常用 6.02×1023 ml-1 表示。
(2)物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)之间的关系为n=eq \f(N,NA)。
4、摩尔质量
5、物质的量、物质的质量、粒子数目之间的相关计算
N eq \(,\s\up7(÷NA),\s\d5(×NA)) n eq \(,\s\up7(×M),\s\d5(÷M)) m
(粒子数) (物质的量) (质量)
(1)n=eq \f(N,NA)
①n、N、NA三个量中,已知任意两项可求第三项。
②求N时,概念性问题用NA,数字性问题用 6.02×1023 ml-1 。
③N与n成正比,判断粒子数多少时只判断其n的大小即可。
(2)n=eq \f(m,M)
①m、n、M三个量中,已知任意两项可求第三项。
②由M可求相对分子质量。
(3)eq \f(N,NA)=eq \f(m,M)
①N、NA、m、M四个量中,已知任意三项可求第四项。
②该等式中一般NA、M为已知,则N与m可互求。
二、气体摩尔体积
1、概念:单位物质的量的气体所占的体积叫作 气体摩尔体积 ,符号为eq \a\vs4\al(Vm),常用的单位有 L/ml (或L·ml-1)和m3/ml(或m3·ml-1)。
2、公式:Vm=eq \f(V,n)。
3、标准状况下气体摩尔体积
4、标准状况下气体摩尔体积的有关计算
①气体的物质的量n=eq \f(V,22.4 L·ml-1);
②气体的摩尔质量M=eq \f(m,n)=eq \f(ρV,\f(V,22.4 L·ml-1))= 22.4 L·ml-1 ·ρ(ρ的单位是g·L-1);
③气体的分子数N=n·NA=eq \f(V,22.4 L·ml-1)·NA;
④气体的质量m=n·M=eq \f(V,22.4 L·ml-1)·M。
5、阿伏加德罗定律的推论
注:利用理想气体状态方程pV=nRT和万能恒等式n=eq \f(N,NA)=eq \f(m,M)=eq \f(Vg,Vm)之间的关系就可以推导阿伏加德罗定律及其推论(其中p为压强,V为气体的体积,R为常数,T为温度)
例如,同温同压下,两种气体的密度之比等于其摩尔质量之比,推导如下:
①pV1=n1RT=eq \f(m1,M1)RT; ②pV2=n2RT=eq \f(m2,M2)RT;
由①和②可得eq \f(V1,V2)=eq \f(m1M2,m2M1), 则eq \f(M1,M2)=eq \f(\f(m1,V1),\f(m2,V2))=eq \f(ρ1,ρ2)。
三、物质的量浓度
1、物质的量浓度
2、配制一定物质的量浓度溶液
(1)一定物质的量浓度溶液配制的步骤和仪器
(2)配制示例——配制100 mL 1.00 ml/L NaCl溶液
(3)配制一定物质的量浓度溶液的误差分析
四、解题方法
1、已知一定体积溶液中溶质的某物理量,求c
2、已知标准状况下V L气体溶于水后形成溶液,求c
(2)若已知溶液的密度为ρ g/cm3,该气体溶于1 L水形成的溶液中溶质的物质的量浓度c=eq \f(n,V溶液)=eq \f(\f(V,22.4),\f(\f(MV,22.4)+1 000,ρ×1 000)) ml/L=eq \f(\f(V,22.4),\f(MV+22 400,22 400ρ)) ml/L=eq \f(1 000ρV,MV+22 400) ml/L。
3、溶液稀释或混合时,求c
(1)溶质的物质的量不变
c1V1=c2V2 (c1、c2为稀释前后溶液中溶质的物质的量浓度,V1、V2为稀释前后溶液的体积)。
(2)不同物质的量浓度溶液混合
溶质相同,溶质物质的量浓度不同的溶液,溶质的物质的量在混合前后不变, c1V1+c2V2=c混·V混 (c混为混合后溶液中溶质的物质的量浓度,V混为混合后溶液的体积)。
4.质量分数w与物质的量浓度c之间的换算
c=eq \f(1 000ρ·w,M)
(1)公式的推导方法:体积为V(L)的某溶液的密度为ρ(g/cm3),其溶质的质量分数为w、摩尔质量为M(g/ml),则其物质的量浓度c=eq \f(n,V)=eq \f(\f(m溶质,M),V)=eq \f(\f(m溶液·w,M),V)=eq \f(\f(1 000V·ρ·w,M),V)=eq \f(1 000ρ·w,M)。
注意:计算m(溶液)时要使体积V与密度ρ的单位相对应。实验操作
实验现象
原因解释
钠浮在水面上(浮)
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球(熔)
钠的熔点低 ,反应放热
小球在水面上四处游动,最后完全消失(游)
反应产生的气体(H2) 推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声(响)
钠与水反应剧烈
反应后溶液的颜色逐渐变红色(红)
反应生成碱(NaOH)
物质
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
组成结构
由Na+与O2-构成,Na+与O2-数目比为 2∶1
由Na+与Oeq \\al(2-,2)构成,Na+与Oeq \\al(2-,2)数目比为2∶1
氧元素化合价
-2
-1
类别
碱性氧化物
过氧化物
色、态
白色固体
淡黄色固体
生成条件
Na与O2在常温下反应
Na与O2在加热条件下反应
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O===2NaOH
2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2===Na2CO3
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
与H+反应
Na2O+2H+===2Na++H2O
2Na2O2+4H+===4Na++2H2O+O2↑
用途
用于制备NaOH等
可作漂白剂(漂白织物等)、强氧化剂、供氧剂(用于呼吸面具和潜水艇中氧气的来源)
联系
加热时可发生反应:2Na2O+O2eq \(=====,\s\up7(△))2Na2O2
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
色、态
白色粉末(Na2CO3·10H2O为晶体)
细小、白色粉末
溶解性
易溶于水
在水中溶解度比Na2CO3小
溶液的酸碱性
显碱性
显碱性
热稳定性
稳定,受热难分解;但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
不稳定,受热易分解:2NaHCO3eq \(=====,\s\up7(△))Na2CO3+H2O+CO2↑
与酸反应(与HCl)
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑(反应速率比Na2CO3快)
与碱反应[与Ca(OH)2、NaOH]
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH (Na2CO3与NaOH不反应)
2NaHCO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与可溶性钙盐、钡盐反应(与CaCl2、BaCl2)
Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
不反应
相互转化
Na2CO3eq \(,\s\up7(CO2+H2O),\s\d5(①固加热,②液NaOH))NaHCO3
用途
用于玻璃、肥皂、洗涤剂、造纸、纺织等工业
制发酵剂、灭火器、医疗上用于治疗胃酸过多
金属元素
锂
钠
钾
钙
锶
钡
铜
颜色
紫红色
黄色
紫色(透过蓝色钴玻璃)
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
状态
颜色
气味
溶解性
密度
气态
黄绿色
刺激性
能溶于水
大于空气
实验
实验现象
化学方程式
剧烈燃烧,产生 白色 的烟
2Na+Cl2eq \(=====,\s\up7(△))2NaCl
剧烈燃烧,产生 棕褐 色的烟
2Fe+3Cl2eq \(=====,\s\up7(△)) 2FeCl3
剧烈燃烧,产生 棕黄 色的烟
Cu+Cl2eq \(=====,\s\up7(△)) CuCl2
实验装置
实验操作
实验现象
化学方程式
在空气中点燃纯净的氢气,然后把导管缓慢伸入盛满氯气的集气瓶中
纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,发出 苍白 色火焰,集气瓶口有 白雾 产生
H2+Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))2HCl
物质
液氯
新制氯水
久置氯水
成分
Cl2
Cl2、HClO、H2O、H+、Cl-、ClO-、OH-
H+、Cl-、OH-、H2O
分类
纯净物
混合物
混合物
颜色
黄绿色
浅黄绿色
无色
性质
氧化性
酸性、氧化性、漂白性
酸性
保存方法
特制钢瓶
棕色试剂瓶盛装,置于阴凉处,一般现配现用
置于普通试剂瓶,玻璃塞即可(会腐蚀橡胶)
发生装置
固体(液体)+液体eq \(――→,\s\up7(△))气体
净化装置
(洗气瓶)
先通过饱和食盐水除去 HCl ,再通过浓H2SO4除去 水蒸气
收集装置
用 向上 排空气法收集
验满方法
观察法(黄绿色);湿润的淀粉KI试纸,其原理是 Cl2+2KI===2KCl+I2 ,置换出的I2遇淀粉变蓝色;湿润的蓝色石蕊试纸(先变红后褪色)
尾气吸收装置
盛有NaOH溶液的烧杯
试管
试剂
实验现象
加入AgNO3溶液
加入稀硝酸
Ⅰ
稀盐酸
白色沉淀
沉淀不溶解
Ⅱ
NaCl溶液
白色沉淀
沉淀不溶解
Ⅲ
Na2CO3溶液
白色沉淀
沉淀溶解
Ⅳ
蒸馏水
无明显现象
无明显现象
相同条件
结论
公式
语言叙述
同温同压
eq \f(V1,V2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同压下,体积之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同容
eq \f(p1,p2)=eq \f(n1,n2)=eq \f(N1,N2)
同温同容下,压强之比等于物质的量之比,等于分子数之比
同温同压
eq \f(ρ1,ρ2)=eq \f(M1,M2)
同温同压下,密度之比等于摩尔质量之比
同温同压同体积
eq \f(m1,m2)=eq \f(M1,M2)
同温同压下,体积相同的气体,其摩尔质量与质量成正比
操作步骤
引起误差的原因
对结果的影响
n
V
c
称量
物质、砝码位置颠倒且需要使用游码
偏小
/
偏低
称量NaOH时使用滤纸
偏小
/
偏低
量取
用量筒量取浓硫酸时仰视
偏大
/
偏高
用量筒量取浓硫酸时俯视
偏小
/
偏低
将量取浓溶液所用量筒洗涤,并将洗涤液注入容量瓶中
偏大
/
偏高
溶解
不慎将溶液溅到烧杯外面
偏小
/
偏低
冷却、转移
未冷却至室温就转入容量瓶中
/
偏小
偏高
转移前,容量瓶内有少量蒸馏水
/
/
无影响
转移时有少量溶液流到容量瓶外
偏小
/
偏低
洗涤
未洗涤或只洗涤了1次烧杯和玻璃棒
偏小
/
偏低
定容
定容时仰视刻度线
/
偏大
偏低
定容时俯视刻度线
/
偏小
偏高
定容时液面超过刻度线,立即用胶头滴管吸出
偏小
/
偏低
定容摇匀后液面低于刻度线,又加蒸馏水至刻度线
/
偏大
偏低
化学必背知识手册分类第四章 生物大分子-【知识手册】(人教版选择性必修3)(教师版)15: 这是一份化学必背知识手册分类第四章 生物大分子-【知识手册】(人教版选择性必修3)(教师版)15,共10页。学案主要包含了糖类的组成和分类,蛋白质等内容,欢迎下载使用。
化学必背知识手册分类第二章 化学反应速率与化学平衡-【知识手册】(人教版选择性必修1)(教师版)4: 这是一份化学必背知识手册分类第二章 化学反应速率与化学平衡-【知识手册】(人教版选择性必修1)(教师版)4,共9页。学案主要包含了化学反应速率,影响化学反应速率的因素,活化能等内容,欢迎下载使用。
化学必背知识手册分类第二章 分子结构与性质-【知识手册】(人教版选择性必修2)(教师版)5: 这是一份化学必背知识手册分类第二章 分子结构与性质-【知识手册】(人教版选择性必修2)(教师版)5,共10页。学案主要包含了共价键,键参数——键能,价层电子对互斥模型,杂化轨道理论简介等内容,欢迎下载使用。