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. -必修一第一章 一、物质的量：1、物质的量是国际单位制中的根本的物理量之一，用n表示2、意义：把一定数目的微观粒子与宏观可称量的物质联系起来，它表示的是物质中所含粒子的多少-分子、原子、离子、质子、电子。3注意：物质的量是一个物理量的全称，是一个专有名词，不能当成物质的数量或质量来理解，不得随意增减。二、摩尔物质的量的单位1、摩尔是物质的量的单位。1摩尔：含有与0.012Kg12C中所含的碳原子数一样的粒子数，该物质的物质的量为1mol。它表示的是物质中微粒的个数与阿伏加德罗常数的比值。2、阿伏加德罗常数NA单位：mol1/ mol数值：0.012kg12C中所含12C原子的个数近似值：6.021023mol16.021023/ mol3、适用围：只适用于微观粒子，不能应用于宏观物质。分子、原子、离子、质子、中子、电子，在使用时必须标明微观粒子的种类，如1molH、1molH+。不能用摩尔数代替物质的量。三、摩尔质量如何由物体质量求出微观粒子个数呢.物质质量物质的量粒子个数单个粒子质量很难称量，但大量粒子总质量可称量。分子质量约10261025kg，假设有阿伏加德罗常数个粒子总质量约为103102kg，即1g10g1、摩尔质量：单位物质的量的物质所具有的质量。即每摩尔粒子所具有的质量，用M表示2、单位：3、摩尔质量的数值，等于该粒子的相对质量。即：H2O分子量为18，H2O的摩尔质量为18g/mol4、相关计算例题1.1 mol 水分子中含有约个水分子6.0210230.5mol O2中含有约个O2分子3.0110232 mol H+中含有约个H+1.20410242. 在反响*+2Y=R+2M中，R和M的摩尔质量之比为22：9，当1.6克*与Y完全反响后，生成4.4克R，则在此反响中Y和M的质量之比为 A、16：9B、23：9C、32：9D、46：93. 以下说法中不正确的选项是：A、摩尔是根本物理量之一B、1mol氯分子的质量是71gC、0.5mol硫酸的质量是49gD、0.006kg碳原子的物质的量是0.5mol4. 以下说确的是：A、6.021023就是阿伏加德罗常数B、1mol Cl2含有2NA个氯原子C、摩尔既可表示质量，又可以表示数量D、32g O2所含O2的摩尔数是1mol第二章 元素与物质世界第一节 元素与物质的分类1、元素与物质的关系元素：是含有一样核电荷数或质子数一类原子的总称。元素是物质的根本组成成分，物质都是由元素组成的。元素在物质中一般以两种形态存在：一种是游离态单质，另一种是化合态化合物。物 质混合物溶液：分散质粒度小于1 nm胶体：分散质粒度大于 1 nm小于100 nm浊液：分散质粒度大于100 nm纯洁物单质金属单质非金属单质稀有气体化合物有机化合物无机化合物氧化物：由氧元素与其他元素形成的二元化合物。酸：电离时产生的阳离子全都是H+的化合物。碱：电离时产生的阴离子全都是OH-的化合物盐：电离时产生的阳离子都是金属离子铵根离子，阴离子都是酸根离子的化合物2、物质的分类分散系：由一种或几种物质以粒子的形式分散到另一种物质里形成的体系叫做分散系。溶液、胶体、浊液都属于分散系。分散系分散质：被分散成粒子的物质分散剂：粒子分散在其中的物质胶体性质性质现象应用布朗运动胶粒在不停地作无规则运动丁达尔现象当可见光通过胶体时，在入射光侧面观察到时亮的光区区别胶体和溶液电泳胶粒在电场的作用下发生定向移动电镀聚沉破坏胶粒外层电荷，使分散质聚集成较大微粒因重力作用形成沉定析出渗析由于胶体的分散质微粒粒度介于1100nm之间，这样的微粒能够透过滤纸，而不能穿过半透膜别离精制胶体别离胶体和溶液第二节 电解质一、 电解质化合物电解质在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质非电解质在水溶液里或熔融状态下都不能导电的化合物称为非电解质注意：电解质是本身在溶于水或熔融状态能导电，有些物质虽然溶于水后也能导电，但是已于水发生了化学反响。如：CO2、SO2、NH3等溶于水后形成H2CO3、H2SO3、NH3H2O，虽然能导电，但并不是CO2、SO2、NH3本身能导电。电解质强电解质在水深液中能完全电离的电解质。如：强酸、强碱、盐弱电解质在溶液中只有局部电离的电解质。如：弱酸、弱碱二、电解质的电离电离：溶解于水或受热熔化时，离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。电离可用电离方程式表示：书写电离方程式时本卷须知Na2SO4=2Na+ + SO42-1、 左边是化学式，右边为离子式。2、满足质量守恒与电荷守恒。3、有原子团的不能拆离 4、完全电离的物质用=连接。电解质强电解质在水溶液中完全电离的电解质称为强电解质弱电解质在水溶液中局部电离的电解质称为弱电解质强电解质一般有：强酸H2SO4、HCl、HNO3等 强碱NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2等。所有盐都为强电解质。弱电解质一般有：弱酸H2CO3、CH3COOH (乙酸)、HClO、H2S等 弱碱NH3H2O注：弱电解质电离时使用可逆符号 二、电解质在水溶液中的反响1、电解质在水溶液中反响的实质反响实质：是离子间的反响。如：稀硫酸与氢氧化钡溶液反响的实质是溶液中的H+与OH-结合生成水、Ba2+与SO42-结合生成硫酸钡沉淀。Ba2+ + SO42- + 2OH- + 2H+=BaSO4+2H2O离子反响：有离子参加的化学反响称为离子反响。电解质溶液之间发生的反响都是离子反响。2、离子方程式离子方程式：表述离子反响的式子。现以NaOH与H2SO4反响为例子讲解离子方程式的写法，通常分为四步： 一写；写出化学反响方程式。2NaOH + H2SO4 = Na2S04 + 2H2O 二改；改写化学方程式。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O 注：如果有难溶物质沉淀、难电离物质弱电解质、挥发性物质气体和非电解质，则用化学式表示，其余的则用离子符号表示。 三删；删除不参加反响的离子。2Na+ + 2OH- + 2H+ + SO42- = 2Na+ + SO42- + 2H2O OH- + H+ = H2O 四查；检查是否符合质量守恒与电荷守恒定律。注意：在书写离子方程式时，难溶物质、难电离物质弱电解质、挥发性的物质气体书写化学式表示。第三节 氧化剂和复原剂1、氧化复原反响我们根据化学反响中元素是否有化合价的变化，将反响分所化复原反响和非氧化复原反响。氧化反响和复原反响是两个相反响的过程，它们统一于一个氧化复原反响中，是一个整体。化学反响氧化复原反响在反响过程中有元素化合价变化的化学反响氧化反响：反响物所含元素化合价升高复原反响：反响物所含元素化合价降低非氧化复原反响在反响过程中无元素化合价变化的化学反响2e-失去2e- 化合价升高氧化复原反响的实质：电子的转移，如：H2 + CuO = Cu + H2O Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4得到2e- 化合价降低2 氧化剂复原剂在氧化复原反响中，所含元素的化合价降低的反响物，称为氧化剂；所今元素的化合价升高的反响物，称为复原剂。一般可记为升还降氧失电子 化合价升高 为复原剂被氧化得电子 化合价降低 为氧化剂被复原在氧化复原反响中，氧化剂和复原剂都是反响物中的物质。其产物一般称作氧化产物和复原产物在氧化复原反响中，被氧化而生成的物质为氧化产物，被复原而生成的物质为复原产物如：复原产物氧化产物氧化剂被复原复原剂被氧化Fe + 4HNO3(稀) = Fe(NO3)3 + 2H2O + NO *补充说明：氧化性和复原性强弱的比较：一种物质在氧化复原反响中是做氧化剂还是复原剂，要通过具体化学反响具体分析。但是不同的氧化剂或复原剂，因其得失电子的能力不同，其氧化能力或复原能力不同。我们可以借助氧化复原反响的相关性质加以比较。如：1、在同一个氧化复原反响中；氧化性：氧化剂氧化产物；复原性：复原剂复原产物如上述反响 中，Fe的复原性比NO要强，HNO3的氧化性比Fe(NO3)3要强。2、对同一种元素来说，一般情况下是逐着化合价的升高，氧化性越强，化合价降低，复原性增强。如：Fe复原性 Fe2+既有复原性又有氧化性 Fe3+氧化性3、金属活泼性；金属单质越活泼，其单质复原性越强；反响其离子的氧化性越强。如：Fe比Cu活泼，Fe的复原性比Cu强；反响Cu2+的氧化性比Fe2+强。4、氧化复原反响的条件。与同种物质反响生成的氧化产物或复原产物一样时，条件越溶易，其复原性或氧化性就越强。如：2KMnO4 + 16HCl (浓)= 2MnCl2 + 2KCl + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl(浓) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O因KMnO4与浓盐酸反响比MnO2与浓盐酸反响条件较为溶易，固其氧化性是：KMnO4 MnO23、铁及其化合物的氧化性和复原性：单质铁的物理性质：铁，元素符号为Fe，有银白色金属光泽的金属单质、质硬、密硬较大、有良好的导电、导热能力和良好的延展性。1、Fe2+和Fe3+ 的鉴别：Fe3+的鉴别在Fe3+溶液中滴加KS溶液，如显血红色，说明存在Fe3+滴入NaOH溶液，出现红褐色的沉淀，说明溶液中存在Fe3+Fe2+的鉴别滴入NaOH溶液，先生成白色的Fe(OH)2沉淀，随后变为灰绿色，最后变成红褐色先滴入KS溶液，无血红色。再参加HNO3后滴入KS溶液，显血红色含Fe3+的溶液一般为黄色，含Fe2+的溶液一般为浅绿色。Fe、Fe2+、Fe3+的氧化性与复原性化学方程式离子方程式Fe的复原性Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2Fe + 4HNO3 =Fe(NO3)3 + 2H2O +NOFe + 4 H+ +NO3= Fe3+2H2O+NO在以上反响中，Fe元素的化合价升高，在反响中做复原剂，表现为复原性Fe2+的复原性6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3 + 2FeCl36Fe2+3Cl2 = 6Fe3+ 6Cl2FeCl2 + Cl2 = 2FeCl32Fe2+ Cl2 =2Fe3+ + 2 Cl3 FeSO4+4HNO3=Fe2(SO4)3+ Fe(NO3)3 +2H2O + NO在以上反响中，Fe元素的化合价由 +2升到 +3，Fe2+表现为复原性Fe2+的氧化性FeO + H2 = Fe + H2OZn + FeSO4 = ZnSO4 + FeZn + Fe2+ = Zn2+ + Fe在以上反响中，Fe元素的化合价由+2降到0，Fe2+表现为氧化性Fe3+的氧化性2FeCl3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl22 Fe3+ + Cu =2 Fe2+ + Cu2+2FeCl3 + Fe = 3FeCl22 Fe3+ + Fe =3 Fe2+2FeCl3 + 2HI = 2FeCl2 + 2HCl + I22Fe3+ + 2I = 2Fe3+ + I2在以上反响中，Fe元素的化合价降低，Fe3+表现为氧化性根据以上关系绘制铁三角关系图：不同价态铁元素之间的转换请同学们自己完成Fe 复原性Fe2+既有氧化性又有复原性Fe3+氧化性例题：第三章 自然界中的元素第1节、碳的多样性1、多种多样的碳单质 金刚石：是硬度极高，无色透明晶体；在金刚石中，每个碳原子都与相邻的四个碳原子以强的相互作用直接连接，形成四面体构造。 石墨： 是一种深灰色、质软、不透明、易导电的片状固体；在石墨中，碳原子呈层状排列；第一层上的碳原子以强的作用形成平面六边形构造；层与层之间的相互作用较弱，容易发生相对滑动。 C60： 是灰黑色固体；C60分子是由60个碳原子构成的分子，形似足球，碳原子位于球的外表，呈正六边形和正五边形排列，球是空的。 利用金刚石的硬做切割刀、钻头等。利用石墨的导电性作电极或导体、滑动性作润滑剂，等些材料。由同一种元素组成的性质不同的几种单质，叫做该元素的同素异形体。如：O2与O3、红磷与白磷2、广泛存在的含碳化合物尽管碳元素有多种同素异形体，但它在自然界中主以化合物的形式存在的；有无机含碳物和有机物。现以碳酸钠和碳酸氢钠为例子介绍无机含碳化合物。物理性质名称碳酸钠Na2CO3碳酸氢钠NaHCO3俗名打小打色态白色固体水溶性都易溶于水 但溶解度S碳酸钠S碳酸氢钠Na2CO3与NaHCO3的化学性质比较实验容实验现象结论与酸H+的反响产生气泡CO32-+2H+= CO2 + H2OHCO3-+H+= CO2 +H2O与碱OH-的反响无明显现象Na2CO3不反响HCO3-+OH-= CO32- +H2O与Ca(OH)2反响产生白色沉淀CO32-+Ca2+= Ca CO3Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 +H2O与CaCl2反响Na2CO3产生白色沉淀NaHCO3无明显现象CO32-+Ca2+= Ca CO3NaHCO3不反响加热Na2CO3无明显现象NaHCO3分解产生CO2Na2CO3不分解2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONa2CO3与NaHCO3的相互转变Na2CO3转变成NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3NaHCO3转变成Na2CO32NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O碳酸加热、加碱 碳酸盐 碳酸氢盐1、如何鉴别Na2CO3与NaHCO3 . 如是溶液则参加CaCl2溶液；如是固体则加热 2、如何除去Na2CO3中少量的NaHCO3.加热则可。一定条件时也可参加适当的NaOH溶液。3、如何除去NaHCO3中少量的Na2CO3.通入中量CO23、碳及其化合物间的转化自然界中碳及其化合物间的转化；在自然界中，碳及其化合物间进物着永不停息的转化，这些转化是非常重要的。也是非常美妙的。详情请阅读课本第6364页，现以溶洞的形成为例假以说明；石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙。 CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 .溶有碳酸氢钙的水,当从洞顶向洞底滴落时,水分的蒸发、压强的减小及温度的升高都会使其析出碳酸钙沉淀。 Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O 实验容实验现象结论向澄清石灰水中续通入CO2开时出现白色沉淀当CO2过量时，沉淀开场溶解Ca2+ + 2OH- + CO2= Ca CO3+ H2OCa CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H CO3-澄清溶液加热出现白色沉淀Ca2+ + 2 H CO3- =Ca CO3 +CO2+ H2O NaOHNa2CO3NaHCO3CCO2CO生活生产中碳及其化合物间的转化；以碳三角的形式以例。第二节、氮的循环1、氮在自然界中的循环氮是地球含量丰富的一种元素。除了以单质的形式存在于大气中外，氮元素也以化合态的形式存在于自然界中的各个地方。氮在自然界中的循环的重要性。详情见课本第7071页。2、氮循环中的重要物质及其变化(1) 氮气与氮的固定在通常状况下，氮气的化学性质不活泼，很难与其他物质发生反响。密度比空气小，不溶于水。放电使空气中游离态的氮转化为含氮的化合物的方法叫做氮的固定 高能固氮：N2 + O2=2NO 自然固氮高温 高压氮的固定 生物固氮：微生物种群将空气的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合物。催化剂人工固氮： N2 + 3H2 2NH3 了解可逆符号放电N2 + O2=2NO 氮气与氧气可以直接化合生成无色、难溶于水易氧化的一氧化氮气体，有剧毒。2NO + O2 =2NO2一氧化氮易氧化生成红棕色、有刺激性气味的有毒气体二氧化氮，能与水反响3NO2 + H2O=2HNO3 + NO二氧化氮溶于水时与水发生反响生成硝酸和一氧化氮。4NO + 3O2 + 2H2O= 4HNO3 4NO2 + O2 + 2H2O=4HNO3(2) 氨及其铵盐的性质氨NH3无颜色、有刺激性气味的气体，在标准状况下，密度比空气小，极易溶于水。氨的性质实验实 验 现 象结 论1喷泉实验，在烧瓶看到喷泉现象溶液显红色烧杯中的水有酚酞NH3+H2O NH3H2O NH4+OH-氨气极易溶于水，且与水发生反响显碱性2迅速反响、出现大量白烟NH3+HCl=NH4Cl 能与酸反响3实验室氨气的制取2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O如何检验、验满.大多数铵盐都易分解，生成氨气。铵盐性质实验实 验 现 象结 论1试管底部的固体分解有白色固体附在试管壁上NH4Cl=NH3+HClNH3+HCl=NH4Cl 白色固体颗粒2白色固体分解，生成无色气体使湿润的红色石蕊试纸变蓝、石灰水变浑浊NH4HCO3=NH3+CO2+H2O有NH3产生CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O3试管有气泡冒出、有刺激性气体产生把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，变蓝NH4Cl+NaOH=NaCl+NH3+H2O有NH3产生 用这种方法检验NH4+点燃高温 高压催化剂由于氨中氮元素的化合价处于低价，因此氨具有复原性，能与*些氧化性物质发生反响。4NH3+5O2=4NO+6H2O 4NH3+3O2(纯)=2N2+6H2O 氨气能在纯氧中燃烧氮肥的介绍(3) 硝酸及其应用硝酸的物理性质：纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味，能以任意比溶于水的液体硝酸的化学性质：酸性显色反响遇酚酞不变色、遇石蕊变红色与碱反响NaOH+HNO3=NaNO3+H2O与金属反响在氧化性性质里面做详细介绍与金属氧化物CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O (酸性、氧化性)受热、见光与盐的反响CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O不稳定性： 4HNO3=2H2O+4NO2+O2氧化性金属Fe+4HNO3(稀)= Fe(NO3)3+NO+2H2O (铁溶解，有气体放出，溶液显黄色)3Cu+8HNO3(稀)=3 Cu(NO3)2+2NO+4H2O铜溶解，有气体放出，溶液显蓝色Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O铜溶解，有红棕色气体放出，溶液显蓝色注：冷、浓HNO3使Fe、Al纯化。即常温下，浓硝酸可使铁、铝外表形成致密的氧化膜而纯化保护部的金属不再与酸反响，所以可以用铝质或铁质容器盛浓硝酸。非金属4HNO3(浓)+C=CO2+4NO2+2H2OS+2HNO3(浓)=2NO2+SO2+H2O氧化物3FeO+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO+5H2O3Cu2O+14HNO3=6Cu(NO3)2+2NO+7H2OSO2+2HNO3(浓)=H2SO4+2NO2特别注意：硝酸与金属反响产生的是氮氧化物而硫酸与活泼金属反响产生的气体是氢气。3、人类活动对自然界氮循环和环境的影响光化学烟雾酸雨光化学烟雾和酸雨的危害，大家可以参照课本第7778页。第三节 硫的转化1、自然界中的硫自然界中不同价态硫元素间的转化游离态：单质硫S俗称硫黄，为黄色或淡黄色固体；很脆，易研成粉末；不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳CS2；熔沸点都不高。有同素异形体斜方硫、单斜硫化合态：主要有氧化物、硫化氢和地下矿物。同种元素： 随着化合价升高， 氧化性越强复原性 既有复原性 既有复原性 氧化性 又有氧化性 又有氧化生硫黄具有广泛的用途，主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。化学性质实验现 象点燃结 论1硫燃烧，发光、发热生成有刺激性气味气体在空气中为淡蓝色，在纯氧中为蓝紫色火焰S+O2=SO2硫元素化合价升高，复原性2剧烈燃烧发光、发热，生成黑色固体Fe+S=FeS 硫元素化合价降低，氧化性 2、实验室研究不同价态硫元素间的转化本小节主要以介绍含硫化合物的性质来介绍在实验室含硫化合物间的转化。H2S的性质点燃点燃物理性质：无色有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。密度比空气略大，稍溶于水，其水溶液叫氢硫酸可燃性2H2S+3O2=2H2O+2SO2氧气充足 2H2S+O2=2H2O+2S氧气缺乏复原性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黄色小颗粒生成) H2S+Cl2=2HCl+S (氯水退色,有黄色沉淀生成)H2S+H2SO4(浓)=S+SO2+2H2O 3H2S+2HNO3(稀)=3S+2NO+4H2O (注意现象)制法FeS+2HCl=FeCl2+H2S FeS+H2SO4=FeSO4+H2S(可用醋酸铅试纸检验)SO2的性质物理性质俗称亚硫酸酐、在通常情况下，SO2是没有颜色有刺激性气味的有毒气体，易溶于水与水反响SO2+H2O H2SO3SO2不仅易溶于水，还能与水反响，生成亚硫酸，但不稳定氧化性2H2S+SO2=3S+2H2O (有黄色小颗粒生成)复原性2SO2+O22SO32KMnO4+5SO2+2H2O=K2SO4+2MnSO4+2H2SO4高锰酸钾溶液褪色Cl2+2H2O+SO2=2HCl+H2SO4氯水褪色2HNO3+SO2=H2SO4+2NO2有红棕色气体生成漂白性SO2于水生成的亚硫酸能与有色物质结合，生成一种无色且不稳定的化合物。制法Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2+H2O常用亚硫酸盐跟硫酸起反响应制得二氧化硫CO2、SO2都能使澄清石灰水变浑浊，故在鉴别时采用气味和漂白性(如与品红反响)。SO3的性质物理性质俗称硫酸酐、是一种没有颜色易挥发的晶体，有一定的刺激性气味与水反响SO3+H2O=H2SO4三氧化硫遇水剧烈反响，放出大量的热。氧化性2H2SO4(浓)+Cu=CuSO4+2H2O+SO22H2SO4(浓)+C=CO2+2H2O+2SO2高温硫酸的工业制法: 4FeS2 +11O2=2Fe2O3 +8SO2 2SO2+O22SO3SO3+H2O=H2SO4 (工业上不用水或稀硫酸作为吸收剂吸收SO3，因为用水吸收容易酸雾，吸收收速率慢，常用98.3%的硫酸来吸收SO3。)3、酸雨及其防治除氮氧化物外，硫的氧化物也是形成酸雨的主要物质。二氧化硫进入空气中的主要反响：2SO2+O22SO3 SO3+H2O=H2SO4 SO2+H2O H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4酸雨的灾害：严重威胁着生态环境。酸雨会使湖泊的水质变酸，导致水生物死亡；酸雨浸渍土壤，会使土壤变得贫瘠；长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡；酸雨对人体安康也有直接影响。酸雨的防治：一、从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制；二、改变能源构造，开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源，从根本上解决问题。补充：对煤然烧产生的废气进展常温脱硫处理的根本流程图。煤燃烧产生的废气：O2 CO2 N2 SO2CaCO3 + H2O浆状物主要产生：CaSO3 CaSO4化学反响：SO2+CaCO3=CaSO3+CO2 2CaSO3+O2=2CaSO4第四节 海水中的化学元素1 海水化学元素的宝库元素周期表列出的110多种元素，有80多种能在海水中找到。可见海水中含元素种类之多。世界平均每年由陆地和大气进入海洋的物质除水外总量约为2.51010吨。海水含量之多其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟这11种元素称为海水中的常量元素。但海水中所含元素大局部以盐的形式存在。 氯碱工业通电工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气，其反响原理为： 2NaCl + 2H2O=2NaOH + H2 + Cl2氢氧化钠、氯气和氢气都是重要的化工原料，可用于制取多种代工产品，这样，就形成了一个重要的化学工业分支氯碱工业。氢气利用其复原性用于冶炼金属等氯气用于合成农药盐酸氢氧化钠造纸、玻璃、肥皂、纺织等饱和食盐水从海水中提炼碘，碘可用于制药。在食盐中必须参加一定量的碘酸钾KIO3，以确保人体对碘的摄入量。2 镁和海水提镁海水中镁的含量一般为1.28gL-1，总储量约为21015吨。目前，世界上生产的镁有60%来自海水。引入海水Mg2+贝壳CaCO3CaOCa(OH)2Mg(OH)2MgCl2MgCl2 = Mg + Cl2高温H2OHCl通电 通电氯气回收用来制取盐酸海水提镁，最根本的方法就是往海水里加碱，得到氢氧化镁沉淀，将沉淀别离出来后再参加盐酸把它变成氯化镁；之后，经过滤、枯燥、电解，就可得到金属镁。工业流程：镁的物理、化学性质：银白色、在空气中易被氧化而生成灰色的氧化镁。质软，密度较小，镁合金的强度高、机械性能好。有国防金属的美誉。在冶金工业上，金属镁常用做复原剂和脱氧剂。镁的化学性质：实验容实验现象结论镁与氧气反响点燃2Mg + O2=2MgO剧烈反响，发出耀眼的强光、有白色固体(MgO)反成镁与二氧化碳反响点燃2Mg + CO2=2MgO + C剧烈反响，发出耀眼的强光、有白色固体(MgO)反成，在集气瓶壁有黑色固体(C)生成3 溴和海水提溴溴是海水中重要的非金属元素。地球上99%的溴元素以Br的形式存在于海水中。溴和氯、碘等元素在原子构造和元素性质方面具有一定的相似性，化学上常把它们放在一起研究。氯、溴和碘这三种元素都属于卤族元素简称卤素。它们在元素周期表中排在同一纵列第主族溴单质和碘单质的物理性质：物理性质溴单质碘单质颜色棕红色紫黑晶体碘蒸气显紫色状态液体固体溶解性和溶液颜色水中橙色淡棕色(黄褐色)酒精中橙红色棕色(紫红色)四氯化碳中橙红紫、深紫色通过以上可知，溴、碘在有机溶剂中的溶解性要大。可用于萃取。萃取与物质别离：溴单质和碘单质在四氯化碳中的溶解度比它们在水中的溶解度要大得多，而水与四氯化碳又不互溶。据此可以用四氯化碳将溴或碘单质从它们的水溶液中提取出来，这种操作属于萃取。萃取：利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同，用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的别离方法叫做萃取。氯、溴和碘的氧化性强弱的比较：实验容实验现象结论Cl2水、NaBr溶液、CCl4溶液溶液分层、CCl4层显橙色说明有Br2生成Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2Br=2Cl+Br2Br2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分层、CCl4层显紫色说明有I2生成Br2+2KI=2KBr+I2Br2+2I=2Br+I2Cl2水、KI溶液、CCl4溶液溶液分层、CCl4层显紫色说明有I2生成Cl2+2KI=2KCl+I2Cl2+2I=2Cl+I2氯、溴和碘的氧化性强弱的比较Cl2 Br2 I2因为Cl2、Br2的氧化性都比I2要强，所以Cl2、Br2都能使淀粉碘化钾试纸变蓝，可以用来检验。浓缩：将海水浓缩，提高溴的含量一般使用晒盐后的母液氧化：参加氧化剂，一般使用氯。Cl2+2Br=2Cl+Br2提取：利用溴的挥发性，鼓入热空气将溴别离出来海水中提溴：第四章 元素与材料世界第1节 硅 无机非金属材料无机非金属材料主要包括瓷、玻璃、无机非金属涂层等。这类材料一般耐高温、硬度高、抗腐蚀，有些材料还有独特的光电特性。1 半导体材料与单质硅半导体材料特指导电能力介于导体与绝缘体之间的一类材料半导体材料有石墨、锗、硅。单质硅的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅非晶硅两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽，硬而脆的固体。单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。硅的化学性质化学性质与氧反响高温Si + O2=SiO2与碳反响Si+C=SiC与酸反响Si+4HF=SiF4+2H2注：硅一般不与弱氧化酸反响。与强碱反响高温Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2硅的工业制法高温SiO2 + 2C=Si + 2CO 制得粗硅高温Si + 2Cl2=SiCl4SiCl4 + 2H2=Si + 4HCl 制得精硅硅不但用于制造晶体管、集成电路，还用于制造硅整流器和太阳能电池等。此外，硅合金的用途也很广。例如：含硅4%的钢具有良好的导磁性，可用来制造变压器铁芯；含硅15%左右的钢具有良好的耐酸性，可用来制造耐酸设备等。2 二氧化硅与光导纤维SiO2的物理性质SiO2分为晶体和无定形两大类，它的熔点高，硬度大。透明的石英晶体是通常所说的水晶，一般用来制造成直接经济损失电子部件和光学仪器。二氧化硅的化学性质：化学性质与强碱反响高温SiO2 + 2NaOH=Na2SiO3 + H2O与碱性氧化物反响SiO2 + CaO=CaSiO3与HF反响高温SiO2 + 4HF=SiF4+ 2H2O与碳酸盐反响高温SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2二氧化硅用途广泛,常被用来制造石英表中的压电材料和高性能的现代通讯材料光导纤维。硅酸盐与无机非金属材料：硅酸：为白色粉末状固体，不溶于水，是酸性比碳酸还弱的弱酸，其化学式为H2SiO3。用可溶性硅酸盐与酸反响制得。 Na2SiO3 + 2HCl=2NaCl + H2SiO3硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。硅酸盐制品性质稳定，熔点较高，大都难溶于水。硅酸盐材料主要有水泥、玻璃和瓷水泥主要成分：硅酸三钙3CaOSiO2、硅酸二钙2CaOSiO2、铝酸三钙3CaOAl2O3玻璃高温主要成分：Na2SiO3、CaSiO3和SiO2等共同溶成的混合物；主要反响为高温SiO2 + CaCO3= CaSiO3 + CO2SiO2 + Na2CO3= Na2SiO3 + CO2瓷瓷种类很多，反响复杂；一般可分为高温构造瓷、生物瓷和压电瓷。第2节 铝 金属材料人类己经发现的110多种元素中，大约有4/5是金属元素，由此足以看出金属元素在元素世界中的重要地位。1 铝与铝合金(1) 认识铝及其化合物：铝的物理性质铝是银白色轻金属，熔点为660.37，沸点为2467，相对密度为2.702，富有延展性、展性以及韧性，可拉成丝、压成片、打成块，是热和电的良好导体。铝的化学性质：现象化学方程式与O2常温外表形成氧化膜失去光泽，铝具有抗腐蚀性。4Al + 3O2 = 2Al2O3加热剧烈反响，发光发热与Cl2剧烈反响、冒白烟2Al + 3Cl2 = 2AlCl3与S加热反响，生成白色固体2Al + 3S= Al2S3与Fe2O3发光、发热、反响剧烈，有小铁珠生成。2Al+Fe2O3=2Fe+ Al2O3铝粉作为复原剂和金属氧化物组成的混合物称为铝热剂。采用铝热剂复原出*些金属的方法称为铝热法，它是金属热复原法的一种。此种反响也称为铝热反响铝与酸反响2Al + 6HCl=2AlCl3 + 3H2铝能与酸反响,表现为活泼金属性又能与碱反响,表现出铝的两性.铝与碱反响2Al + 2NaOH + 6H2O=2NaAl(OH)4 + 3H2氧化铝与氢氧化铝的两性性质：实验容实验现象结论氯化铝与氨水反响有白色沉淀生成AlCl3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH4Cl氢氧化铝与盐酸反响沉淀溶解Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O氢氧化铝与NaOH溶液反响沉淀溶解Al(OH)3+NaOH =NaAl(OH)4NaOH溶液加到AlCl3溶液中先有沉淀生成后溶解AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaClAl(OH)3+NaOH =NaAl(OH)4AlCl3溶液加到NaOH溶液中因为NaOH一直都处在过量的,所以看不到有沉淀生成.离子方程式Al(OH)3 + 3HAl+ 3H2OAl(OH)3+OH = Al(OH)4氧化铝的性质：与酸反响Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OAl2O3+6H=2Al+3H2O与碱反响Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4Al2O3+2OH+3H2O=2 Al(OH)4像氢氧化铝既能与酸反响，又能与碱反响，叫做两性氢氧化物氧化铝既能与酸反响，又能与碱反响，叫做两性氧化物(2) 铝合金及其制品将金属制成合金，可以保持甚至强化单一金属的长处，抑制其缺乏，所以合金的性能一般优于纯金属铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、本钱低等优点，并且外表易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力，可用于制造能承受大载荷及强烈磨损的构件。金属与金属材料冶金工业上，人们常将金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料两大类。黑色金属包括铁、锰、铬以及它们的合金。除黑色金属以外的其他金属材料及其合金称为有色金属材料。(1) 重要的黑色金属材料钢铁钢铁为铁合金，包含多种类型。如碳钢：在铁中熔入碳，加强其强度。锰钢：在铁中熔有一定量锰，改善其韧性。不锈钢：在普通钢的根底上，参加铬、镍等多种元素炼砀钠材。(2) 几种有色金属材料金、银、铜金是质地柔软的黄色金属。银是具有金属光泽、质地柔软的银白色金属。铜是硬度较小的紫红色金属。它们都具有良好的延展性、导电性和导热性。金、银和铜都属于不活泼金属，其中金的化学性质尤为稳定。常温下，铜在枯燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其外表逐渐形成一层绿色的铜锈。高温 2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3铜与非金属反响2Cu+O2=2CuO 铜及其化合物间的转化4CuO = 2Cu2O + O22Cu+S=Cu2S CuSO45H2O=CuSO4 + 5H2O其他一些金属材料的用途及性质。第3节 复合材料金属材料、无机非金属材料以及各种有机合成材料各有其优热和缺陷。为了抑制单一材料存在的问题，满足人类的生产和生活对材料越来越多、越来越高的要求，人们尝试将不同类型的材料通过复合工艺组合成新型材料，使其既能保持或开展原来材料的长处，又能弥补它们的缺乏。迅猛开展的科学技术使这一努力变成现实，由此产生了复合材料。复合材料：将两种或两种以上的性质不同的材料经特殊加工而制成的的材料称为复合材料。复合材料既保持了原有材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。现在，材料的复合正向着精细化方向开展，出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法，使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。教育之通病是教用脑的人不用手，不教用手的人用脑，所以一无所能。教育革命的对策是手脑联盟，结果是手与脑的力量都可以大到不可思议。. 优选-
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