第二章化学物质及其变化.docx
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第二章化学物质及其变化
第二章化学物质及其变化
第一节物质的分类
一、简单分类法
1.交叉分类法
(1)含义:
根据的分类标准,对同一事物进行多种分类的一种分类方法。
(2)举例:
Na2CO3
2.树状分类法
(1)含义:
对事物按照某种属性进行的分类法。
(2)举例:
二、分散系及其分类
1.分散系:
把一种(或多种)分散在(或多种)物质中所得到的体系。
分散系中,被分散的物质(可以是固体、液体或气体)称作;分散质分散于其中的物质(可以是固体、液体或气体)称作。
例如,泥水混合物中:
泥土是分散质,而水是分散剂。
2.分类
1.按照分散系组成部分的状态分类
以分散质或分散剂所处的状态为标准,共有种组合。
(2)按照分散质粒子大小分类
三、胶体
1.概念:
分散质颗粒的直径介于之间的分散系。
2.制备:
Fe(OH)3胶体的制备
向中逐滴加入5—6滴,继续煮沸至溶液呈色,停止加热,得到的分散系即为Fe(OH)3胶体。
注意事项:
①用蒸馏水而不能用自来水;
②用饱和FeCl3溶液而不用稀溶液;
③蒸馏水要加热至沸腾;
④生成红褐色Fe(OH)3胶体后不能长时间煮沸。
3.性质
(1)介稳性:
胶体的稳定性介于和之间,在一定条件下能稳定存在,属于体系。
(2)丁达尔效应:
当光束通过胶体时,可以看到,这是由于胶体粒子对光线形成的。
(3)布朗运动:
胶体稳定的原因之一。
四、核心要点导悟
要点一:
简单分类法及其应用
1.交叉分类法
(1)某些盐交叉分类法
2.某些碱的交叉分类
3.某些氧化物的交叉分类
[特别提醒]金属氧化物不一定是碱性氧化物,如Al2O3是两性氧化物;非金属氧化物不一定是酸性氧化物,如CO、NO等是不成盐氧化物。
2.树状分类法:
对同类事物按照某种属性进行再分类
(1)化合物树状分类举例
(2)化学反应的树状分类
例1下列10种物质:
①水②空气③铁④二氧化碳⑤硫酸⑥熟石灰[Ca(OH)2]⑦胆矾(CuSO4·5H2O)⑧Fe(OH)3胶体⑨碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]⑩硫酸氢钠(NaHSO4)中,属于混合物的是;属于氧化物的是;属于碱的是;属于酸的是;属于盐的是。
(以上空格填物质的序号)
练习1下列物质的分类正确组合是()
碱
酸
盐
酸性氧化物
A
纯碱
盐酸
烧碱
二氧化硫
B
烧碱
硫酸
食盐
一氧化碳
C
苛性钠
醋酸
石灰石
水
D
苛性钾
碳酸
苏打
三氧化硫
要点二:
胶体
1.胶体
(1)胶体的分类
按分散剂分类:
液溶胶[如Fe(OH)3等胶体]
固溶胶(如烟水晶、有色玻璃等)
气溶胶(如烟、云、雾等);
按分散质分类:
分子胶体(如蛋白质胶体、淀粉胶体)
粒子胶体[如Fe(OH)3等胶体]
(2)胶体的性质及应用
性质
定义
解释
应用
丁达尔效应
光束通过胶体时,从与入射光线垂直的方向观察,可以看到一条光亮的“通路”
可见光的波长在400nm—700nm之间,胶体粒子的直径在1nm—100nm之间,后者小于可见波的波长,能使光波发生散射
区别溶液和胶体
布朗运动
胶体粒子不停地做无秩序地运动
分散剂分子从各方向撞击胶体粒子,而每一瞬间胶体粒子在不同方向受到的力不同,故胶体粒子运动的方向每一瞬间都在改变
是胶体具有介稳性的原因之一,在涂料、颜料、墨水、洗涤剂、喷雾剂的生产等领域有着重要应用
电泳现象
在外加电场的作用下,胶体粒子在分散剂中间向阴极(或阳极)做定向移动
胶体粒子具有较强的吸附能力,吸附阴离子或阳离子而带有电荷;同种胶体粒子带有同种电荷是胶体具有介稳性的主要原因,胶粒在电场的作用下,发生了定向运动,产生电泳现象
使用静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘,以及微细的固体颗粒物;分离蛋白质、氨基酸;血清电泳用于诊断疾病
胶体的聚沉
在胶体中加入少量的电解质,使胶体粒子形成沉淀,从分散剂中棉出的过程
电解质电离生成的阳离子或阴离子中和了胶体粒子所带的电荷,使胶体粒子聚焦成较大的颗粒形成了沉淀;别外加热或把两种带有相反电荷的胶体粒子混合,也可以使胶体发生凝聚现象
制豆腐、果冻、明矾净水等
[特别提醒]
(1)电泳现象表明胶粒带电荷,同种胶粒带同种电荷,但胶体是电中性的;
(2)一般来说,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷;非金属氧化物、非金属硫化物的胶体粒子带负电荷;
(3)胶体粒子因带有同种电荷,相互排斥,不易聚成大颗粒,这是胶体具有介稳性的主要原因。
(4)Fe(OH)3胶体粒子带正电荷,在电流作用下,向阴极移动,因此阴极附近的颜色变深,阳极附近的颜色变浅。
(3)胶体的分离或净化——渗析
胶体的分散质粒子直径介于1—100nm,这样的粒子能够透过滤纸,而不能穿过半透膜(如动物肠衣、羊皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等)。
半透膜具有比滤纸更细的孔隙,只有分子、离子能够通过,因而可以用它将胶体粒子与分子或离子分离开。
利用半透膜分离胶体中的杂质或离子,提纯、精制胶体的操作称为渗析。
2.溶液、胶体、浊液三类分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
悬浊液
乳浊液
分散质粒子大小
<1nm
1nm—100nm
>100nm
>100nm
分散质粒子结构
分子、离子
少量分子的集合体或大分子
大量分子聚集成的固体小颗粒
大量分子聚集成的液体小液滴
特点
均一透明
多数均一透明,较稳定
不均一、不透明,久置沉淀
不均一、不透明,久置分层
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
不能
实例
食盐水、蔗糖溶液
Fe(OH)3胶体、淀粉溶液
泥水、石灰乳
牛奶、油漆
[特别提醒]
(1)分散质粒子大小不同是各种分散系的本质区别。
(2)胶体可透过滤纸但不能透过半透膜,因此可用过滤法分离胶体和浊液,用渗析法分离和提纯胶体。
(3)胶体具有介稳性的主要原因是分散质粒子带同种电荷而相互排斥,从而无法聚集成较大颗粒而聚沉。
布朗运动也是胶体具有介稳性的原因之一。
例2下列事实与胶体性质无关的是()
A.在豆浆里加入盐卤做豆腐
B.在河流入海处易形成三角洲
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可以看到一束光亮的通路
D.三氯化铁溶液中滴入氢氧化钠溶液时,出现红褐色沉淀
练习2“纳米材料”是粒子直径为1nm—100nm(纳米)的材料,纳米碳就是其中的一种。
若将纳米碳均匀地分散到蒸馏水中,所形成的物质()
①是溶液②是胶体③能产生丁达尔效应④能透过滤纸⑤不能透过滤纸⑥静置后,会析出黑色沉淀
A.①④⑥B.②③④C.②③⑤D.①③④⑥
随堂练习
1.按照物质的树状分类和交叉发类,HNO3应属于()
①酸②氢化物③氧化物④含氧酸⑤难挥发性酸⑥一元酸⑦化合物⑧混合物
A.①②③④⑤⑥⑦B.①④⑥⑦C.①⑧D.①⑤⑥⑦
2.歌手那英在歌曲中唱“雾里看花,水中望月”,其中“雾”属于下列分散系中的()
A.溶液B.悬瀑液C.乳浊液D.胶体
3.符合如图中阴影部分的物质是()
A.Na2CO3B.Cu2(OH)2CO3
C.NaClD.NaHCO3
4.下列有关胶体的叙述中不正确的是()
A.实验室可用丁达尔效应鉴别胶体与溶液
B.豆浆制豆腐是利用了胶体聚沉的原理
C.氢氧化铁胶体粒子带正电,通电时胶体粒子向直流电源正极移动
D.分散质粒子大小介于1nm—10nm之间的分散系称为胶体
5.下列化合物中依次属于氧化物、碱、盐的一组是()
A.Na2CO3、KOH、CaOB.CO、NaOH、KCl
C.H2O、H2SO4、NaClD.CuO、Cu2(OH)2CO3、CaCO3
6.实验室制取Fe(OH)3胶体的化学方程式为:
。
所得胶体的色态为,将含1molFe3+的浓FeCl3溶液水解制得Fe(OH)3胶粒的数目NA(填“>”“=”或“<”,NA为阿伏加德罗常数),除去该胶体中的盐酸可用法。
第二节离子反应
一、酸、碱、盐在水溶液中的电离
(一)电解质和非电解质
1.电解质:
在或状态下能够导电的。
如、
、等。
2.非电解质:
在里和状态下都不能导电的。
如酒精、蔗糖等。
(二)电解质的电离
1.概念:
电解质在中或下离解成的过程。
2.电离方程式:
用化学式和离子符号来表示电解质电离过程的式子。
如:
硫酸:
;盐酸:
;
氢氧化钠:
;氢氧化钡:
;
硝酸铵:
。
【特别提醒】书写符号要规范,要遵循质量守恒定律和电荷守恒定律。
3.从电离角度认识酸、碱、盐
(三)核心要点导悟
要点一:
电解质的有关概念
1.电解质与非电解质的比较
电解质
非电解质
相同点
均为化合物
不同点
水溶液或熔融状态能导电
水溶液和熔融状态都不能导电
本质区别
在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离
在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离
所含物质类型
酸:
H2SO4、H2CO3
碱:
NaOH、NH3·H2O
盐:
NaCl、CaCO3
活泼金属氧化物:
Na2O水
非金属氧化物:
SO2、SO3、CO2、CO、P2O5
非酸性气态氢化物:
NH3
部分有机物:
蔗糖、酒精、CH4
2.电解质的判断
(1)电解质、非电解质都是化合物,单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质必须是化合物本身能电离出离子,否则不属于电解质。
如NH3、酸性氧化物CO2、SO2等,虽然溶于水后的水溶液均能导电,但并不是它们分子自身电离出的离子在导电,而是它们与H2O作用形成的NH3·H2O、H2CO3、H2SO3电离出的自由移动的离子导电。
所以,只能说NH3·H2O、H2CO3、H2SO3是电解质,而NH3、CO2、SO2并不是电解质,而是非电解质。
(3)化合物具备以下两个条件中的至少一个即为电解质:
①在水溶液里能导电;②在熔融状态下能导电。
应注意以上两个条件不一定全具备。
例如:
HCl是电解质,但它只在水溶液中能导电,而在熔融状态时则不导电。
CaO是电解质,但它只在熔融状态导电,其水溶液虽能导电,是因为CaO与H2O反应生成的Ca(OH)2电离而导电。
(4)能导电的物质并不全是电解质,如铜、铁、石墨、氯化钠水溶液等。
例1下列说法正确的是()
A.酸、碱、盐都是电解质B.电解质都是易溶于水的物质
C.氧化物都是电解质D.氢化物都不是电解质
练习1下列关于电解质的判断中,正确的观点是()
A.在熔融状态下能够导电的物质B.在熔融或水溶液中能够导电的物质
C.在熔融或水溶液中能够导电的化合物D.在熔融和水溶液中都能导电的化合物
要点二:
电解质的强弱和电解质的电离
1.强电解质和弱电解质
(1)强电解质:
在水溶液里完全电离的电解质。
如强酸(H2SO4、HCl、HNO3、HClO4、HBr、HI)、强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]、大多数盐[NaCl、(NH4)2SO4、CaCO3]。
(2)弱电解质:
在水溶液里部分电离的电解质。
如弱酸(HF、CH3COOH、H2S、H2CO3)、弱碱[NH3·H2O、Cu(OH)2]、水(水是极弱的电解质)。
[特别提醒]某些化合物如BaSO4、CaCO3等在水中的溶解度太小,溶液几乎不导电,但它们不仅是电解质,而且是强电解质。
(3)电离方程式的书写
①强电解质,完全电离用“=”,如:
Al2(SO4)3=2Al3++3SO
CH3COONH4=CH3COO-+NH
②弱电解质,部分电离,“
”
CH3COOH
CH3COO-+H+
NH3·H2O
NH
+OH-
a.多元弱酸,分步电离,以第一步为主
H3PO4
H++H2PO
H2PO4
H++HPO
HPO
H++PO
b.多元弱碱一步电离
Cu(OH)2
Cu2++2OH-
③酸式盐:
硫酸的酸式盐完全电离,一步写出。
NaHSO4=Na++H++SO
弱酸的酸式盐强中有弱,分步写出。
NaHCO3=Na++HCO
HCO
H++CO
2.电解质的电离与导电的关系
(1)强碱和盐等离子化合物
在固态时,晶体内虽然存在阴阳离子,但没有自由移动的离子,所以不能够导电;在熔融状态或水溶液里能电离出自由移动的离子,故能导电。
(2)酸
酸在固态或液态(熔融状态)时只有分子,没有自由移动的离子,因而也不导电,如液态HCl、H2SO4、H3PO4等不能导电,在水溶液里受水分子的作用,电离产生自由移动的离子,而能够导电。
(3)活泼金属氧化物
活泼金属氧化物在熔融状态能自身电离出阴、阳离子,但在水溶液中和反应生成了新的电解质——碱。
如Na2O可以熔化时电离出Na+和O2-而导电,但在水中生成NaOH,导电的离子是Na+和OH-。
(4)电解质溶液导电能力的影响因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
(5)熔化状态下能否电离是离子化合物和共价化合物的重要区别,常用于证明一种化合物是离子化合物还是共价化合物。
离子化合物在熔化状态下均全部电离,而共价化合物在熔化状态下不能电离。
[特别提醒]判断电解质是否导电,关键要看电解质是否发生电离,产生了自由移动的离子,还要看电离产生的离子浓度的大小。
如CaCO3在水中的溶解度很小,溶于水电离产生的离子浓度很小,故认为其水溶液不导电。
例2下列物质的水溶液导电性最强的是()
A.0.50mol·L-1H2SO4溶液B.0.50mol·L-1KNO3溶液
C.0.50mol·L-1酒精溶液D.0.50mol·L-1NaOH溶液
练习2下列叙述正确的是()
A.氯化钠溶液在电流作用下电离成钠离子和氯离子
B.溶于水后能电离出氢离子的全部是酸
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质
D.二氧化碳溶于水能导电,故二氧化碳属于电解质
随堂练习
1.下列物质导电性最差的是()
A.熔融的氢氧化钠B.石墨棒C.盐酸D.固态氯化钾
2.下列物质属于非电解质的是()
A.NH3B.(NH4)2SO4C.Cl2D.CH3COOH
3.含有自由移动Cl-的有()
A.KClO3溶液B.液态氯化氢C.氯化钾溶液D.固体氯化钠
4.下列叙述正确的是()
A.固体氯化钠不导电,所以氯化钠不是电解质
B.铜丝能导电,所以铜是电解质
C.二氯化碳溶于水能导电,所以二氧化碳是电解质
D.氯化氢水溶液能导电,所以氯化氢是电解质
5.下列物质中,属于电解质的是()
A.CO2B.HClC.BaSO4D.NaOH溶液
6.写出下列物质在水中的电离方程式
(1)Al2(SO4)3
(2)H2CO3(3)NaHCO3(4)NaHSO4
(1)
(2)
(3)
(4)
二、离子反应和离子方程式
(一)基础回顾
1.中学常见的强酸有:
HBr、HI、、、。
2.强碱有:
、、和Ca(OH)2。
3.弱碱有:
NH3·H2O和从至Cu(OH)2、AgOH的难溶碱。
4.下列属于难溶于水的盐有。
A.K2CO3B.CaCO3C.BaSO4D.CuSO4
E.MgCO3F.MgSO4G.BaCO3
(二)离子反应
1.离子反应
电解质在溶液中的反应实质是之间的反应。
如CuSO4和BaCl2在溶液中的反应实质是和之间的反应。
2.离子反应的表示方法——离子方程式
(1)概念:
用实际参加反应的来表示反应的式子。
(2)书写步骤:
以大理石和盐酸反应为例
写——正确书写反应的化学方程式:
拆——把的物质拆成离子的形式,把溶的物质、和仍写分子式:
删——删去方程式两边不参加反应的离子:
查——检查方程式两边各元素的和是否相等。
(3)意义
①表示某一个具体的化学反应BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl
表示为:
②表示同一类型的离子反应,如可以表示NaOH和HCl、NaOH和H2SO4、KOH和H2SO4的反应。
(三)核心要点导悟
要点一:
离子反应和离子方程式的书写
1.离子反应的概念
离子反应的概念:
电解质在溶液中的反应(有自由离子参加或有自由离子生成的反应)叫离子反应。
[特别提醒]
(1)在中学化学中,离子反应是指有自由移动的离子参加的化学反应,这些反应主要是电解质在溶液中的复分解反应和在溶液里有电解质参加的氧化还原反应。
(2)在离子反应中,并不一定所有的反应物都以自由移动的离子参加反应,只要有自由离子参加或有自由离子生成即可。
2.正确书写离子方程式
(1)溶解性规律:
钾铵钠盐硝酸盐,都能溶于水中间;
盐酸除了银亚汞,硫酸难溶是钡铅;
碳酸磷酸亚硫酸,可溶只有钾钠铵;
银盐只溶硝酸银,溶碱钡和钾钠铵;
(2)抓住两易、两等、两查
①两易:
即易溶、易电离的物质拆开写成离子符号。
如:
强酸:
HCl、HNO3、稀H2SO4、HBr、HI等
强碱:
NaOH、KOH、Ba(OH)2、石灰水
多数可溶性盐
②不能拆开仍写化学式的
a.非电解质:
如C2H5OH(酒精)
b.弱电解质
弱酸:
H2SO3、H3PO4、CH3COOH、H2CO3、HClO、H2S
弱碱:
NH3·H2O、Mg(OH)2、Cu(OH)2
弱酸酸式酸根:
HCO
、HSO
、H2PO
、HS-
c.单质、氧化物、难溶物和气体:
如Cl2、CO2、Cu(OH)2、Fe2O3、BaCO3等
③两等:
离子方程式两边的原子个数、电荷总数均对应相等。
④两查:
检查各项是否都有公约数,是否漏写必要的反应条件。
(3)微溶物熟石灰[Ca(OH)2]的写法
①石灰水写成离子,如CO2气体通入澄清石灰水中:
CO2+Ca2++OH-=CaCO3↓+H2O
②当反应物理里有微溶物处于浊液或固态时,应写化学式。
如在石灰乳中加入Na2CO3溶液:
Ca(OH)2+CO
=CaCO3↓+2OH-
例1能用H++OH-=H2O表示的反应是()
A.氢氧化钡溶液与硫酸反应B.氢氧化铜和稀硫酸反应
C.氢氧化钾与硫酸反应D.氢氧化钠与醋酸反应
练习1离子方程式CO
+2H+=CO2↑+H2O表示()
A.碳酸盐与盐酸之间的反应B.一切碳酸盐与一切酸之间的反应
C.可溶性碳酸盐与强酸之间的反应D.可溶性碳酸盐与一切酸之间的反应
要点二:
离子方程式正误判断
1.判断正误的方法
(1)看反应原理是否正确,是否尊重客观事实。
如:
铁与稀盐酸反应:
2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑(错误),
正确的是:
Fe+2H+=Fe2++H2↑。
(2)看弱电解质、难溶物、氧化物、强电解质等物质化学式书写是否符合离子反应的要求。
如HCO
不能写成CO
+2H+;HSO
通常反应写成SO
+H+;
(3)查化学式能否拆成离子,如碳酸钙与醋酸反应的离子方程式不能写成:
CaCO3+2CH3COOH=Ca2++CO2↑+H2O,应写成CaCO3+2CH3COOH=Ca2++CO2↑+2CH3COO-+H2O。
(4)看是否漏掉离子反应
如Ba(OH)2溶液与硫酸铜溶液反应,既要写Ba2+与SO
的离子反应,又要写Cu2+或OH-的离子反应。
(5)查电荷守恒(这是高考考查重点),如Cl2+Fe2+=2Cl-+Fe3+是错误的,应写成Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。
(6)查离子的配比数是否正确,如硫酸和氢氧化钡溶液反应的离子方程式不能写成:
H++SO
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+H2O,应写成2H++SO
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O。
2.酸式盐参加的离子反应的书写
(1)强酸的酸式酸根离子易电离,应拆写成H+和酸根离子。
强酸的酸式盐只能与碱反应,不能与酸反应
如NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2OH++OH-=H2O
在NaHSO4溶液中加入Ba(OH)2溶液,离子方程式应为:
2H++SO
+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
(2)弱酸的酸式酸根离子不易电离,在离子方程式中不能拆开,应写成酸式酸根离子的形式。
弱酸的酸式盐既能与酸又能与碱反应,如:
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
离子方程式为:
HCO
+H+=CO2↑+H2OHCO
+OH-=CO
+H2O
例2下列反应的离子方程式书写正确的是()
A.盐酸和大理石:
CO
+2H+=H2O+CO2↑
B.CO2通入石灰水:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
C.碳酸氢钠和硫酸氢钠溶液:
HCO
+H+=H2O+CO2↑
D.锌和醋酸溶液:
Zn+2H+=Zn2++H2↑
练习2能正确表示下列反应的离子方程式是()
A.向碳酸氢钠溶液中加入盐酸:
HCO
+H+=CO2↑+H2O
B.氧化铜溶于盐酸:
O2-+2H+=H2O
C.铝与盐酸反应:
Al+2H+=Al3++H2↑
D.硫酸铜溶液跟氢氧化钡溶液反应:
Ba2++SO
=BaSO4↓
随堂练习
1.下列反应属于离子反应的是()
A.氢气还原氧化铜B.胆矾失去结晶水
C.酸碱中和反应D.二氧化硫与氧化钙的反应
2.下列离子方程式的书写正确的是()
A.铝与盐酸反应:
Al+6H+=Al3++3H2↑
B.稀盐酸与氨水反应:
H++OH-=H2O
C.澄清石灰水与盐酸反应:
Ca(OH)2+2H+=2H2O+Ca2+
D.碳酸钠与氯化钙混合:
CO
+Ca2+=CaCO3↓
3.BaCO3与稀HNO3反应,正确的离子方程式为()
A.Ba2++CO
+2H++2NO
=Ba(NO3)2+CO2↑+H2O
B.BaCO3+2H++2NO
=Ba(NO3)2+CO2↑+H2O
C.BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
D.CO
+2H+=CO2↑+H2O
4.与离子方程式H++OH-=H2O相对应的
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