?高考化学补充笔记(必修一)
?专题一·钠及其重要化合物 丨补充一丨碱金属的性质 1.碱金属的物理性质
①相同点:碱金属除Cs略带金色光泽外,都呈银白色,有金属光泽的固体,密度都比较小,硬度也都较小,熔沸点低,导电、导热性较强。
碱金属须保存在煤油中,隔绝空气和水(但Li的密度小于煤油,只能密封在石蜡中)
②递变性:随原子序数的递增,其密度逐渐增大,但钾的密度反而比钠的密度小。出现这一反常现象是由于从钠到钾,相对原子质量增大的幅度小于原子体积增大的幅度。 随原子序数的递增熔沸点逐渐降低。 2.碱金属的化学性质 ①与氧气等非金属的反应:
碱金属在空气中或在中燃烧时,由于其活泼性不同,其产物也不同。锂只能生成氧化锂(Li2O),钠燃烧生成Na2O2,钾、铷、铯等燃烧时主要生成超氧化物,即KO2、RbO2、CsO2。 ②与水的反应:
随原子序数的递增,反应越来越剧烈,证明他们的金属性逐渐增强。(Li与水反应却比较慢,这是因为产物LiOH的溶解度较小,覆盖在Li表面,组织了反应的进行;此外Li的熔点较高,反应时Li不如Na球与水的接触面积大。 3.焰色反应
①概念:有些金属或它们的化合物在灼烧时会使火眼呈现出特殊焰色的现象。焰色反应是金属元素的一中物理性质,常用于鉴别某些金属元素的存在。 ②操作
洗:用盐酸洗去铂丝表面的杂质;
烧:将铂丝在酒精灯火焰上灼烧至酒精灯火焰的颜色一致; 蘸:用铂丝蘸取待测物; 烧:在火焰上灼烧;
观:透过蓝色钴玻璃观察焰色的颜色。 ③常见的焰色反应:Na(黄色)、K(紫色) 丨补充二丨氢氧化钠的性质 1.物理性质
俗名烧碱、火碱、苛性钠,是一种白色固体,易吸收空气中的水分而潮解,易溶于水并放热,水溶液有涩味,有强腐蚀性。 2.化学性质
①氢氧化钠溶于水后完全电离,与酸碱指示剂或试纸作用。 ②与酸和酚发生中和反应。 ③与酸酐发生反应:如2NaOH+CO2
Na2CO3 +H2O等。
④与某些非金属单质的反应:如Cl2+2NaOH NaCl+NaClO+H2O等。
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⑤与两性氧化物、氢氧化物反应:如Al2O3+ 2NaOH+3H2O 2Na[Al(OH)4]
⑥与盐发生复分解反应:如CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+NaSO4
⑦提供碱性环境发生无机和有机反应:如卤代烃的水解反应和消去反应,脂类的水解、油脂的皂化。
丨补充三丨过氧化钠的特性及计算 1.过氧化钠的强氧化性P5
2.过氧化钠与某些反应的规律与特例P5 丨补充四丨碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠和碳酸氢钠的区别 名称 俗名 颜色、状态 溶解性 与H+反应 与NaOH反应 与石灰水反应 与BaCl2反应 与CO2反应 热稳定性 用途 转化 碳酸钠 纯碱、苏打 白色粉末 易溶于水 CO32+2H-+碳酸氢钠 小苏打 细小白色晶体 溶解度比碳酸钠小 CO↑+HO 22 CO↑+HO 22 ---HCO3+OH H2O+CO32 -+HCO3+H不反应 CO32+Ca2-+ CaCO↓ 3-+ CO32+Ba2 BaCO3↓ -CO32+CO2+H2O 2HCO3 -生成CaCO3沉淀 不反应 不反应 加热分解 多 稳定 制玻璃、肥皂、造纸、纺织等 发酵剂、医疗上用于治胃酸过 (1)CO2+H2O(2) 少量H + 溶液NaOH 2NaHCO3 Na2(CO3)(1)固体加热(2)2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法P6
3.设计实验:用氢氧化钠溶液知趣纯净的碳酸钠溶液
因为二氧化碳和氢氧化钠溶液无法做到恰好完全反应,可把氢氧化钠溶液等分为两份,进行下列实验:
将氢氧化钠溶液等分后一份通入过量的二氧化碳生成碳酸氢钠,接着与另一份氢氧化钠混合生成碳酸钠。
混合时发生的反应:NaHCO3+NaOH Na2CO3+H2O
4.纯碱的工业生产
无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
①氨碱法(又称索尔维法)
化学反应应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2 NaHCO3↓+NH4Cl
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含有氯化铵的滤液与石灰乳混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。 化学方程式是:CaO+H2O Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3↑+2H2O 氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。 其工业生产的简单流程如图:
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
②联合制碱法(又称侯氏制碱法)
联合制碱法是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。
第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和
干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液,已基本上被氯化钠饱和,可回收循环使用。
丨补充五丨过氧化钠与碳酸氢钠一起受热产物的判断 本反应的方程式有: 2NaHCO3 Na2 CO3+CO2↑+H2O ① 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 ②
2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2↑ ③
①当混合物中Na2O2恰好与NaHCO3分解产生的CO2完全反应时,由方程式①和②得总方程式:
2Na2O2+4NaHCO3 4Na2CO3+O2↑+2H2O ④
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②当混合物中的Na2O2恰好与NaHCO3分解产生的CO2和H2O完全反应时,由方程式①②③得总方程式: 2Na2O2+2NaHCO3 2Na2CO3+O2↑+2NaOH ⑤ 综上所述,过氧化钠与碳酸氢钠共热所得产物总结为下表: Na2O2 :NaHCO3 <1/2 1/2 1/2<m/n<1 1 >1 剩余固体成分 Na2CO3 Na2CO3 Na2CO3,NaOH Na2CO3,NaOH Na2CO3,NaOH,Na2O2 ?专题二·氯气及其重要化合物 丨补充一丨卤素元素的性质 1.卤素元素的物理性质
①卤素单质按原子序数的递增,颜色变深,密度渐大,熔沸点依次升高,在水中的溶解度依次减少(注意F2与水发生剧烈反应)。
②Br2是常温下唯一呈液态的非金属单质,易挥发,蒸汽有毒。保存液溴要采用水封法。 ③随着相对分子量的逐渐增大,HCl、HBr、HI的熔沸点升高。然而,HF的相对分子质量虽比HCl小,其熔沸点却比HCl高,因为HCl高,因为HF分子间有氢键存在。 2.卤素元素的物理性质
①卤素单质按原子序数的递增,氧化性减弱;卤素离子的还原性增强;气态氢化物的稳定性减弱;气态氢化物的还原性增强;氢卤酸的酸性增强(除了HF外均为强酸),最高价氧化物对应的水化物酸性减弱。
②HClO4是常见含氧酸中最强的酸,HClO是氯的含氧酸氧化性最强的酸。
③氯气、溴、碘的实验室制法均可用MnO2与相应的浓的氢卤酸反应制得,但氟气不能用上述方法从实验室制得。
④卤素单质与水反应,其中氯气、溴、碘在反应中既是氧化剂又是还原剂,而氟气只作氧化剂。
⑤卤素单质只能与强碱溶液反应,一般可表示为X2+2OH稀NaOH溶液中则生成OF2。 ⑥卤素单质与Fe作用时,除Fe+I2
加热
排出气体成分 O2,CO2,H2O O2,H2O O2,H2O O2 O2 -
X-+XO-+H2O;而氟气通入
FeI2外,其他均生成+3价铁盐。常温下,干燥的
液氯不与Fe作用,故工业上可用钢瓶装液氯。 须在铅皿中进行。 3.卤离子检验 离子 检验试剂 F - ⑦在氢卤酸中,只有氢氧酸能与玻璃反应:SiO2+4HF SiF4↓+2H2O,实验室制取HF必
主要实验现象 产生的气体能腐蚀玻璃片。 有关反应的方程式 HF↑ SiO2+4HF SiF4↓+加入H2SO4、玻璃片 F+H-+ 4
2H2O Cl Br --AgNO3溶液、稀硝酸 生成白色沉淀,此沉淀不溶于稀硝酸。 +Ag+Cl- AgCl↓ 方法1:AgNO3溶液、稀硝酸 生成浅黄色沉淀,此沉淀 方法2:加氯水和CCl4 不溶于稀硝酸。 CCl层呈橙红色 不溶于稀硝酸。 淀粉溶液变蓝 +Ag+Br- AgBr↓ Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 +Ag+I- AgI↓ I -方法1:AgNO3溶液、稀硝酸 生成浅黄色沉淀,此沉淀 方法2:滴入淀粉溶液后滴入氯水 Cl2+2I- 2Cl-+I2 4.卤素单质在不同溶剂中的颜色 F2 Cl2 Br2 I2 常温下 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色 水溶液颜色 强烈反应 黄绿色 黄色→橙色 深黄色→褐色 有机溶剂颜色 反应 黄绿色 橙红色 紫红色 丨补充二丨次氯酸盐及其漂白作用 1.Ca(ClO)2的主要化学性质 2Cl2+2Ca(OH)2 CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
工业上用氯气和石灰乳制得漂白粉,漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2。漂白粉的漂白原理: Ca(ClO)2+2HCl CaCl 2+2HClO Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3↓+2HClO 由于上述反应生成的HClO不稳定,2HClO2置失效,所以漂白粉应密封保存。
在可逆反应Cl2+H2O HCl+HClO中,加入浓盐酸,平衡左移,因此可用次氯酸盐和浓盐酸作用来制取氯气或测定漂白粉中的“有效氯”,反应方程式如下: Ca(ClO)2+4HCl(浓) CaCl2+2Cl2↑+2H2O 2.能用于漂白的物质及漂白原理 能用于漂白的物质 活性炭 氯气 次氯酸盐 次氯酸 过氧化钠 过氧化氢
光照
HCl+O2↑,故漂白粉露置在空气中,久
实在参与漂白物质 活性炭 次氯酸 漂白原理 漂白对象 利用活性炭的吸附作用,物理漂白。 一般用于溶液漂白 次氯酸具有强氧化性,把有机色素氧化成无色物质,属于化学变化,具有不可逆性、彻底性。 有机颜料等有机色素,不能漂白Fe3、Cu2无机++离子 过氧化氢 过氧化氢具有强氧化性 使品红褪色、使酚酞先变红后褪5
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