從實驗學化學
一、化學實驗安全
1、(1)做有毒氣體的實驗時，應在通風廚中進行，並注意對尾氣進行適當處理(吸收或點燃等)。進行易燃易爆氣體的實驗時應注意驗純，尾氣應燃燒掉或作適當處理。
(2)燙傷宜找醫生處理。
(3)濃酸撒在實驗臺上，先用Na2CO3 (或NaHCO3)中和，後用水衝擦乾淨。濃酸沾在面板上，宜先用幹抹布拭去，再用水衝淨。濃酸濺在眼中應先用稀NaHCO3溶液淋洗，然後請醫生處理。
(4)濃鹼撒在實驗臺上，先用稀醋酸中和，然後用水衝擦乾淨。濃鹼沾在面板上，宜先用大量水沖洗，再塗上硼酸溶液。濃鹼濺在眼中，用水洗淨後再用硼酸溶液淋洗。
(5)鈉、磷等失火宜用沙土撲蓋。
(6)酒精及其他易燃有機物小面積失火，應迅速用溼抹布撲蓋。
二.混合物的分離和提純
分離和提純的方法 分離的物質 應注意的事項 應用舉例
過濾 用於固液混合的分離 一貼、二低、三靠 如粗鹽的提純
蒸餾 提純或分離沸點不同的液體混合物 防止液體暴沸，溫度計水銀球的位置，如石油的蒸餾中冷凝管中水的流向 如石油的蒸餾
萃取 利用溶質在互不相溶的溶劑裡的溶解度不同，用一種溶劑把溶質從它與另一種溶劑所組成的溶液中提取出來的方法 選擇的萃取劑應符合下列要求：和原溶液中的溶劑互不相溶;對溶質的溶解度要遠大於原溶劑 用四氯化碳萃取溴水裡的溴、碘
分液 分離互不相溶的液體 開啟上端活塞或使活塞上的凹槽與漏斗上的水孔，使漏斗內外空氣相通。開啟活塞，使下層液體慢慢流出，及時關閉活塞，上層液體由上端倒出 如用四氯化碳萃取溴水裡的溴、碘後再分液
蒸發和結晶 用來分離和提純幾種可溶性固體的混合物 加熱蒸發皿使溶液蒸發時，要用玻璃棒不斷攪動溶液;當蒸發皿中出現較多的固體時，即停止加熱 分離NaCl和KNO3混合物
三、離子檢驗
離子 所加試劑 現象 離子方程式
Cl- AgNO3、稀HNO3 產生白色沉澱 Cl-+Ag+=AgCl↓
SO42- 稀HCl、BaCl2 白色沉澱 SO42-+Ba2+=BaSO4↓
四.除雜
注意事項：為了使雜質除盡，加入的試劑不能是“適量”，而應是“過量”;但過量的試劑必須在後續操作中便於除去。
五、物質的量的單位――摩爾
1.物質的量(n)是表示含有一定數目粒子的集體的物理量。
2.摩爾(mol): 把含有6.02 ×1023個粒子的任何粒子集體計量為1摩爾。
3.阿伏加德羅常數：把6.02 X1023mol-1叫作阿伏加德羅常數。
4.物質的量 = 物質所含微粒數目/阿伏加德羅常數 n =N/NA
5.摩爾質量(M)(1) 定義：單位物質的量的物質所具有的質量叫摩爾質量.(2)單位：g/mol 或 -1(3) 數值：等於該粒子的相對原子質量或相對分子質量.
6.物質的量=物質的質量/摩爾質量 ( n = m/M )
六、氣體摩爾體積
1.氣體摩爾體積(Vm)(1)定義：單位物質的量的氣體所佔的體積叫做氣體摩爾體積.(2)單位：L/mol
2.物質的量=氣體的體積/氣體摩爾體積n=V/Vm
3.標準狀況下, Vm = 22.4 L/mol
七、物質的量在化學實驗中的應用
1.物質的量濃度.
(1)定義：以單位體積溶液裡所含溶質B的物質的量來表示溶液組成的物理量，叫做溶質B的物質的濃度。(2)單位：mol/L(3)物質的量濃度 = 溶質的物質的量/溶液的體積 CB = nB/V
2.一定物質的量濃度的配製
(1)基本原理:根據欲配製溶液的體積和溶質的物質的量濃度，用有關物質的量濃度計算的方法，求出所需溶質的質量或體積，在容器內將溶質用溶劑稀釋為規定的體積,就得欲配製得溶液.
(2)主要操作
a.檢驗是否漏水.b.配製溶液 1計算.2稱量.3溶解.4轉移.5洗滌.6定容.7搖勻8貯存溶液. 注意事項：A 選用與欲配製溶液體積相同的容量瓶. B 使用前必須檢查是否漏水. C 不能在容量瓶內直接溶解. D 溶解完的溶液等冷卻至室溫時再轉移. E 定容時，當液麵離刻度線1―2cm時改用滴管，以平視法觀察加水至液麵最低處與刻度相切為止.
3.溶液稀釋：C(濃溶液)?V(濃溶液) =C(稀溶液)?V(稀溶液)
一、物質的分類
把一種(或多種)物質分散在另一種(或多種)物質中所得到的體系，叫分散系。被分散的物質稱作分散質(可以是氣體、液體、固體)，起容納分散質作用的物質稱作分散劑(可以是氣體、液體、固體)。溶液、膠體、濁液三種分散系的比較
分散質粒子大小/nm 外觀特徵 能否通過濾紙 有否丁達爾效應 例項
溶液 小於1 均勻、透明、穩定 能 沒有 NaCl、蔗糖溶液
膠體 在1—100之間 均勻、有的透明、較穩定 能 有 Fe(OH)3膠體
濁液 大於100 不均勻、不透明、不穩定 不能 沒有 泥水
二、物質的化學變化
1、物質之間可以發生各種各樣的化學變化，依據一定的標準可以對化學變化進行分類。
(1)根據反應物和生成物的類別以及反應前後物質種類的多少可以分為：
A、化合反應(A+B=AB)B、分解反應(AB=A+B)
C、置換反應(A+BC=AC+B)
D、複分解反應(AB+CD=AD+CB)
(2)根據反應中是否有離子參加可將反應分為：
A、離子反應：有離子參加的一類反應。主要包括複分解反應和有離子參加的氧化還原反應。
B、分子反應(非離子反應)
(3)根據反應中是否有電子轉移可將反應分為：
A、氧化還原反應：反應中有電子轉移(得失或偏移)的反應
實質：有電子轉移(得失或偏移)
特徵：反應前後元素的化合價有變化
B、非氧化還原反應
2、離子反應
(1)、電解質：在水溶液中或熔化狀態下能導電的化合物,叫電解質。酸、鹼、鹽都是電解質。在水溶液中或熔化狀態下都不能導電的化合物，叫非電解質。
注意：①電解質、非電解質都是化合物，不同之處是在水溶液中或融化狀態下能否導電。②電解質的導電是有條件的：電解質必須在水溶液中或熔化狀態下才能導電。③能導電的物質並不全部是電解質：如銅、鋁、石墨等。④非金屬氧化物(SO2、SO3、CO2)、大部分的有機物為非電解質。
(2)、離子方程式：用實際參加反應的離子符號來表示反應的式子。它不僅表示一個具體的化學反應，而且表示同一型別的離子反應。
複分解反應這類離子反應發生的條件是：生成沉澱、氣體或水。書寫方法：
寫：寫出反應的化學方程式
拆：把易溶於水、易電離的物質拆寫成離子形式
刪：將不參加反應的離子從方程式兩端刪去
查：查方程式兩端原子個數和電荷數是否相等
(3)、離子共存問題
所謂離子在同一溶液中能大量共存，就是指離子之間不發生任何反應;若離子之間能發生反應，則不能大量共存。
A、結合生成難溶物質的離子不能大量共存:如Ba2+和SO42-、Ag+和Cl-、Ca2+和CO32-、Mg2+和OH-等
B、結合生成氣體或易揮發性物質的離子不能大量共存：如H+和C O 32-,HCO3-,SO32-，OH-和NH4+等
C、結合生成難電離物質(水)的離子不能大量共存：如H+和OH-、CH3COO-，OH-和HCO3-等。
D、發生氧化還原反應、水解反應的離子不能大量共存(待學)
注意：題幹中的條件：如無色溶液應排除有色離子：Fe2+、Fe3+、Cu2+、MnO4-等離子，酸性(或鹼性)則應考慮所給離子組外，還有大量的H+(或OH-)。(4)離子方程式正誤判斷(六看)
一、看反應是否符合事實：主要看反應能否進行或反應產物是否正確
二、看能否寫出離子方程式：純固體之間的反應不能寫離子方程式
三、看化學用語是否正確：化學式、離子符號、沉澱、氣體符號、等號等的書寫是否符合事實
四、看離子配比是否正確
五、看原子個數、電荷數是否守恆
六、看與量有關的反應表示式是否正確(過量、適量)
3、氧化還原反應中概念及其相互關係如下：
失去電子——化合價升高——被氧化(發生氧化反應)——是還原劑(有還原性) 得到電子——化合價降低——被還原(發生還原反應)——是氧化劑(有氧化性) 金屬及其化合物
一、
金屬活動性Na>Mg>Al>Fe。
二、金屬一般比較活潑，容易與O2反應而生成氧化物，可以與酸溶液反應而生成H2，特別活潑的如Na等可以與H2O發生反應置換出H2，特殊金屬如Al可以與鹼溶液反應而得到H2。
三、
A12O3為兩性氧化物，Al(OH)3為兩性氫氧化物，都既可以與強酸反應生成鹽和水，也可以與強鹼反應生成鹽和水。
四、
五、Na2CO3和NaHCO3比較
碳酸鈉 碳酸氫鈉
俗名 純鹼或蘇打 小蘇打
色態 白色晶體 細小白色晶體
水溶性 易溶於水，溶液呈鹼性使酚酞變紅 易溶於水(但比Na2CO3溶解度小)溶液呈鹼性(酚酞變淺紅)
熱穩定性 較穩定，受熱難分解 受熱易分解
2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O
與酸反應 CO32—+H+ H CO3—
H CO3—+H+
CO2↑+H2O
H CO3—+H+ CO2↑+H2O
相同條件下放出CO2的速度NaHCO3比Na2CO3快
與鹼反應 Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH
反應實質：CO32—與金屬陽離子的複分解反應 NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O 反應實質：H CO3—+OH- H2O+CO32—
與H2O和CO2的反應 Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3
CO32—+H2O+CO2 H CO3—
不反應
與鹽反應 CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl
Ca2++CO32— CaCO3↓
不反應
主要用途 玻璃、造紙、制皁、洗滌 發酵、醫藥、滅火器
轉化關係
六、.合金：兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合在一起而形成的具有金屬特性的物質。
合金的特點;硬度一般比成分金屬大而熔點比成分金屬低，用途比純金屬要廣泛。 非金屬及其化合物
一、矽元素：無機非金屬材料中的主角，在地殼中含量26.3%，次於氧。是一種親氧元 素，以熔點很高的氧化物及矽酸鹽形式存在於岩石、沙子和土壤中，佔地殼質量90%以上。位於第3週期，第ⅣA族碳的下方。
Si 對比 C
最外層有4個電子，主要形成四價的化合物。
二、二氧化矽(SiO2)
天然存在的二氧化矽稱為矽石，包括結晶形和無定形。石英是常見的`結晶形二氧化矽，其中無色透明的就是水晶，具有彩色環帶狀或層狀的是瑪瑙。二氧化矽晶體為立體網狀結構，基本單元是[SiO4]，因此有良好的物理和化學性質被廣泛應用。(瑪瑙飾物，石英坩堝，光導纖維)
物理：熔點高、硬度大、不溶於水、潔淨的SiO2無色透光性好
化學：化學穩定性好、除HF外一般不與其他酸反應，可以與強鹼(NaOH)反應，是酸性氧化物，在一定的條件下能與鹼性氧化物反應
SiO2+4HF == SiF4 ↑+2H2O
SiO2+CaO ===(高溫) CaSiO3
SiO2+2NaOH == Na2SiO3+H2O
不能用玻璃瓶裝HF，裝鹼性溶液的試劑瓶應用木塞或膠塞。
三、矽酸(H2SiO3)
酸性很弱(弱於碳酸)溶解度很小，由於SiO2不溶於水，矽酸應用可溶性矽酸鹽和其他酸性比矽酸強的酸反應制得。
Na2SiO3+2HCl == H2SiO3↓+2NaCl
矽膠多孔疏鬆，可作乾燥劑，催化劑的載體。
四、矽酸鹽
矽酸鹽是由矽、氧、金屬元素組成的化合物的總稱，分佈廣，結構複雜化學性質穩定。一般不溶於水。(Na2SiO3 、K2SiO3除外)最典型的代表是矽酸鈉Na2SiO3 ：可溶，其水溶液稱作水玻璃和泡花鹼，可作肥皂填料、木材防火劑和黏膠劑。 常用矽酸鹽產品：玻璃、陶瓷、水泥
四、矽單質
與碳相似，有晶體和無定形兩種。晶體矽結構類似於金剛石，有金屬光澤的灰黑色固體，熔點高(1410℃)，硬度大，較脆，常溫下化學性質不活潑。是良好的半導體，應用：半導體電晶體及晶片、光電池、
五、氯元素：位於第三週期第ⅦA族，原子結構： 容易得到一個電子形成
氯離子Cl-,為典型的非金屬元素，在自然界中以化合態存在。
六、氯氣
物理性質：黃綠色氣體，有刺激性氣味、可溶於水、加壓和降溫條件下可變為液態(液氯)和固態。
製法:MnO2+4HCl (濃) MnCl2+2H2O+Cl2
聞法:用手在瓶口輕輕扇動,使少量氯氣進入鼻孔。
化學性質：很活潑，有毒，有氧化性， 能與大多數金屬化合生成金屬氯化物(鹽)。也能與非金屬反應：
2Na+Cl2 ===(點燃) 2NaCl 2Fe+3Cl2===(點燃) 2FeCl3 Cu+Cl2===(點燃) CuCl2 Cl2+H2 ===(點燃) 2HCl 現象：發出蒼白色火焰，生成大量白霧。
燃燒不一定有氧氣參加，物質並不是只有在氧氣中才可以燃燒。燃燒的本質是劇烈的氧化還原反應，所有發光放熱的劇烈化學反應都稱為燃燒。
Cl2的用途：
①自來水殺菌消毒Cl2+H2O == HCl+HClO 2HClO ===(光照) 2HCl+O2 ↑
1體積的水溶解2體積的氯氣形成的溶液為氯水，為淺黃綠色。其中次氯酸HClO有強氧化性和漂泊性，起主要的消毒漂白作用。次氯酸有弱酸性，不穩定，光照或加熱分解，因此久置氯水會失效。
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穩定多,可長期存放制漂白粉(有效氯35%)和漂粉精(充分反應有效氯70%) 2Cl2+2Ca
(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
③與有機物反應，是重要的化學工業物質。
④用於提純Si、Ge、Ti等半導體和鈦
⑤有機化工：合成塑料、橡膠、人造纖維、農藥、染料和藥品
七、氯離子的檢驗
使用硝酸銀溶液，並用稀硝酸排除干擾離子(CO32-、SO32-)
HCl+AgNO3 == AgCl ↓+HNO3
NaCl+AgNO3 == AgCl ↓+NaNO3
Na2CO3+2AgNO3 ==Ag2CO?3 ↓+2NaNO3
Ag2CO?3+2HNO3 == 2AgNO3+CO2 ↑+H2O
Cl-+Ag+ == AgCl ↓
八、二氧化硫
製法(形成)：硫黃或含硫的燃料燃燒得到(硫俗稱硫磺，是黃色粉末)
S+O2 ===(點燃) SO2
物理性質：無色、刺激性氣味、容易液化，易溶於水(1：40體積比)
化學性質：有毒，溶於水與水反應生成亞硫酸H2SO3，形成的溶液酸性，有漂白作用，遇熱會變回原來顏色。這是因為H2SO3不穩定，會分解回水和SO2
SO2+H2O H2SO3 因此這個化合和分解的過程可以同時進行，為可逆反應。
可逆反應——在同一條件下，既可以往正反應方向發生，又可以向逆反應方向發生的化學反應稱作可逆反應，用可逆箭頭符號 連線。
九、一氧化氮和二氧化氮
一氧化氮在自然界形成條件為高溫或放電：N2+O2 ========(高溫或放電) 2NO，生成的一氧化氮很不穩定，在常溫下遇氧氣即化合生成二氧化氮： 2NO+O2 == 2NO2 一氧化氮的介紹：無色氣體，是空氣中的汙染物，少量NO可以治療心血管疾病。
二氧化氮的介紹：紅棕色氣體、刺激性氣味、有毒、易液化、易溶於水，並與水反應： 3 NO2+H2O == 2HNO3+NO 這是工業制硝酸的方法。
十、大氣汙染
SO2 、NO2溶於雨水形成酸雨。防治措施：
① 從燃料燃燒入手。
② 從立法管理入手。
③從能源利用和開發入手。
④從廢氣回收利用，化害為利入手。
(2SO2+O2 2SO3 SO3+H2O= H2SO4)
十一、硫酸
物理性質：無色粘稠油狀液體，不揮發，沸點高，密度比水大。
化學性質：具有酸的通性，濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性。是強氧化劑。 C12H22O11 ======(濃H2SO4) 12C+11H2O放熱
2 H2SO4 (濃)+C CO2 ↑+2H2O+SO2 ↑
還能氧化排在氫後面的金屬，但不放出氫氣。
2 H2SO4 (濃)+Cu CuSO4+2H2O+SO2 ↑
稀硫酸：與活潑金屬反應放出H2 ，使酸鹼指示劑紫色石蕊變紅，與某些鹽反應，與鹼性氧化物反應，與鹼中和
十二、硝酸
物理性質：無色液體，易揮發，沸點較低，密度比水大。
化學性質：具有一般酸的通性，濃硝酸和稀硝酸都是強氧化劑。還能氧化排在氫後面的金屬，但不放出氫氣。
4HNO3(濃)+Cu == Cu(NO3)2+2NO2 ↑+4H2O
8HNO3(稀)+3Cu 3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O
反應條件不同，硝酸被還原得到的產物不同，可以有以下產
物:N(+4)O2,HN(+3)O2,N(+2)O,N(+1)2O,N(0)2, N(-3)H3△硫酸和硝酸：濃硫酸和濃硝酸都能鈍化某些金屬(如鐵和鋁)使表面生成一層緻密的氧化保護膜，隔絕內層金屬與酸，阻止反應進一步發生。因此，鐵鋁容器可以盛裝冷的濃硫酸和濃硝酸。硝酸和硫酸都是重要的化工原料和實驗室必備的重要試劑。可用於制化肥、農藥、炸藥、染料、鹽類等。硫酸還用於精煉石油、金屬加工前的酸洗及製取各種揮發性酸。
十三、氨氣及銨鹽
氨氣的性質：無色氣體，刺激性氣味、密度小於空氣、極易溶於水(且快)1：700體積比。溶於水發生以下反應使水溶液呈鹼性：NH3+H2O NH3?H2O NH4++OH- 可作紅色噴泉實驗。生成的一水合氨NH3?H2O是一種弱鹼，很不穩定，會分解，受熱更不穩定：NH3?H2O ===(△) NH3 ↑+H2O
濃氨水易揮發除氨氣，有刺激難聞的氣味。
氨氣能跟酸反應生成銨鹽：NH3+HCl == NH4Cl (晶體)
氨是重要的化工產品，氮肥工業、有機合成工業及製造硝酸、銨鹽和純鹼都離不開它。氨氣容易液化為液氨，液氨氣化時吸收大量的熱，因此還可以用作製冷劑。
銨鹽的性質：易溶於水(很多化肥都是銨鹽)，受熱易分解，放出氨氣：
NH4Cl NH3 ↑+HCl ↑
NH4HCO3 NH3 ↑+H2O ↑+CO2
↑
可以用於實驗室製取氨氣：(乾燥銨鹽與和鹼固體混合加熱)
NH4NO3+NaOH Na NO3+H2O+NH3 ↑
2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 ↑
用向下排空氣法收集，紅色石蕊試紙檢驗是否收集滿。
[ 結 束 ]
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