电化学除废水中的酚
写完整论文给你不太可能,只好提供一些素材给你,请你再适当编辑(我想也不难)。
有《电化学降解含酚焦化废水的研究》一篇供参考:
摘 要:选用Ti/Ir2O3/RuO2为阳极,C—PTFE气体扩散电极为阴极降解模拟含酚焦化废水。利用正交实验,求出最佳操作条件。考察了苯酚浓度、电流密度、电解质浓度、pH值等因素对苯酚去除效率的影响。对电化学降解苯酚进行动力学分析,结果证明了其反应为一级动力学反应。关键词:正交实验;焦化废水;降解处理;电化学方法;苯酚
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含有酚类物质的废水来源广泛,危害较大。焦化厂、煤气厂、煤气发生站产生大量含酚废水,酚浓度达1000~3000 毫克/升,还含有油、悬浮物、硫化物、氨氮、氰化物等污染物。石油炼制厂、页岩炼油厂、木材防腐厂、木材干馏厂,以及用酚作原料或合成酚的各种工业,如树脂、合成纤维、染料、医药、香料、农药、炸药、玻璃纤维、油漆、消毒剂、上浮剂、化学试剂等工业生产过程中都可产生不同数量和性质的含酚废水。
含酚废水不经处理排入水体,会危害水生生物的繁殖和生存。水体含酚0.1~0.2毫克/升,鱼肉就有酚味;含酚1毫克/升,会影响鱼产卵和回游,含酚5~10毫克/升,鱼类就会大量死亡。饮用水含酚,能影响人体健康。即使酚浓度只有0.002毫克/升,用氯消毒也会产生氯酚恶臭。农作物经高浓度含酚废水灌溉,会枯萎死亡。
世界上有许多水体遭到含酚废水的污染,例如密西西比河、莱茵河、伏尔加河、松花江等。防止含酚废水对环境的污染已引起普遍重视。关于含酚废水处理技术的研究,英国、苏联早在20世纪30年代就开始进行,中国是从50年代开始的。一些国家兴建了处理含酚废水的构筑物,广泛开展了各种研究工作。解决含酚废水问题,目前有两个基本途径。一是改革工艺,降低废水含酚浓度,或将废水循环重复使用,减少排出量。如中国的一些煤气站采用闭路循环系统后,消除了对江河的酚污染;苏联把焦化厂含酚废水掺入其他工业冷却循环用水系统;美国道氏化学公司把酚和氯碱的生产合为一个“闭路生产圈”,不排出废水。二是对废水进行回收利用。酚是重要的化工原料。从废水中提酚,是酚的一个重要来源。德意志联邦共和国每年从焦化厂、煤气厂含酚废水中回收的酚达1万吨。
对高浓度含酚(酚大于1000毫克/升)废水通常先进行回收,再进行无害化处理。
从废水中回收酚的方法以往主要有:
萃取法 这种方法脱酚效率高,萃取剂来源广泛,得到广泛应用。中国已有几十座萃取脱酚装置在运行。美国约有三分之一、波兰约有四分之一的焦化厂采用溶剂萃取法脱酚。常用的萃取剂为苯、重苯、醋酸丁酯、轻油等。脉冲筛板萃取塔的设备不甚复杂,脱酚效率一般为93~97%,在中国普遍使用。图2为中国某煤气厂含酚废水的萃取脱酚和生物处理的流程图。这家工厂产生的高浓度含酚蒸氨废液(含酚2500~3000毫克/升)经除油、沉淀、冷却后送入脉冲萃取塔,脱酚后的出水(含酚100~150毫克/升)进入中间水罐,与低浓度的含酚终冷废水混合,用泵送入曝气池,池入口废水的含酚浓度如为50毫克/升,池出水含酚浓度一般可降到0.5毫克/升。萃取剂中的酚在碱洗塔中和碱液结合为酚钠盐,进入酚钠槽进行脱钠,回收酚。萃取剂经碱洗、再生、循环使用。
离心萃取机是一种萃取效率高、体积小、溶剂用量小的装置,脱酚率可达99%。美国、日本、德意志联邦共和国已用于生产。
蒸汽脱酚法 采用较早的脱酚方法,操作简单,适用于处理含挥发酚为主的废水。此法的实质在于酚与水蒸汽形成的共沸的混合物,水中的酚转入蒸汽中而使废水得到净化,再用碱液洗涤含酚蒸汽以回收酚。脱酚率约80% 左右。美国有的工厂用此法处理来自焦油提取、对异丙基苯-酚生产等废水,曾获得97%的脱酚效率。此法不用有机溶剂,回收酚的质量好,处理水量较大,操作较简单;但只能回收挥发酚,蒸汽用量大,脱酚塔塔体庞大,废水中剩余酚浓度较高。
吸附法 应用较多的是活性炭吸附。美国、英国用此法从水质较单纯的化工厂、农药厂废水中回收酚。英国菲逊·比斯特农业化学公司的废水经活性炭吸附处理,酚含量由800毫克/升降为8毫克/升,脱酚效率达99%。用活性炭滤器作为炼油厂废水高度净化设备,已在中国湖南长岭炼油厂、北京东方红炼油厂使用。捷克斯洛伐克相当普遍地用廉价的吸附剂炉渣处理焦化厂含酚废水,除酚效率可达75%。美国用大孔吸附树脂从含酚废水中回收酚获得成功。
离子交换法 用离子交换剂脱酚,以弱碱性阴离子交换树脂吸附和再生回收酚的效果为最好。德意志联邦共和国早在50年代就用弱碱型阴离子交换树脂从煤气厂、焦化厂等废水中回收大量的酚。中国在医药工业中已广泛应用磺化煤滤器脱酚,上海第六制药厂的磺化煤吸附脱酚效率可达98%以上。
化学沉淀法 投加化学药剂使废水中的酚生成沉淀物而分离回收,如树脂厂中的高浓度含酚和甲醛的废水经进一步蒸发浓缩后使酚与甲醛缩合成酚醛树脂;用氧化钙使泥煤煤气站废水中的酚、脂肪酸转变为钙盐再进一步回收。
生物法 浓度较低没有回收价值的含酚废水,或经回收处理后每升含酚数十至数百毫克的废水需进行净化处理,然后排放或回用。常用的净化处理方法有:①活性污泥法:处理效果好,费用较低。随活性污泥生物学研究的进展,活性污泥培育技术的提高,特别是高效破酚菌种的驯化和应用,以及新型高效能装置的出现,使此法成为处理各种含酚废水的主要方法。除酚效率可达到95~99%。②生物滤池法:对负荷变动的适应性强,操作管理简单。近年来出现了塑料滤料滤池、塔式生物滤池、生物转盘等,克服了普通滤池占地面积大、处理效率低的缺点,已应用于焦化厂、煤气厂、化学纤维厂的含酚废水处理。③氧化塘法:利用自然生物作用进行净化。美国使用较多,用于处理炼油厂、焦化厂等的含酚废水。此法处理费用低,但占地面积大,如具备土地条件,可考虑采用。
近年来,。随着电力工业的发展,特别是近代大力发展水力发电和核电,电能成本降低,为电化学在治理废水方面的应用开辟里很好的前景。
用于废水处理的电化学方法有电解法(氧化或还原),电气俘法,电凝聚法和电渗析法等。电化学方法已用于电镀废水,化工废水,染料废水,造纸废水,皮革废水,生化废水和制药废水等废水治理。以及用于水处理剂的电化学合成。
电解絮凝法处理有机废水 电解絮凝法实验用石墨做阴极,阳极分别用不锈钢,铝板和铁板实验,发现用铝电极效果好,槽电压为10V,电流密度12.5/Am2 ,电解12 h.原水COD2458mg/L ,BOD5355.80mg/ L ,TP 7078mg/ L , TN 37.59mg/L, 悬浮物670 mg/ L ,色度160,电凝聚后,悬浮物去除率100%,COD去除率94.62%,BOD5去除率90.83%,tp去除率为100%,TN去除率为77.76%,色度去除率为100%,表明有明显的处理效果,具有设备简单,操作容易,处理费用很低等优点。
间接氧化法处理污水 间接氧化法是在阳极反应过程中,先生成具有较强氧化性质的化学活性物质,再利用这些物质对难降解物质进行分解,氯气、次氯酸跟等均可作为有机物的氧化中介,其还原电势越弱,氧化中介效果越好。间接氧化已经在苯、苯酚、油和氯化物的氧化过程中得到验证。由硝基氯苯生产对硝基酚的废水,进沉淀、萃取分离后,酚的质量浓度仍有数百毫克每升 ,并含有大量的氯化钠,可用电解法生产氯与次氯酸根氧化废水中的有机物,氧化后尾液中仍含有次氯酸根,再与原水混合作进一步氧化,脱酚率达99%。
专项4-温度条件的控制
一.升高温度
1.促进某些离子的水解,如高价金属阳离子,易水解的阴离子
【练习1】目前世界上新建的金矿中约有80%都采用氧化法提金。某工厂利用锌冶炼渣回收金、银等贵金属的流程如下图所示:
已知HCN有剧毒,其Ka(HCN)=5×10-10,Au++2CN-=[Au(CN)2]-平衡常数KB=1×1038
“氰化”环节中,金的溶解速率在80℃时达到最大值,但生产中控制反应液的温度在10-20℃,原因是:___________________________(答一点即可)。
【答案】温度的升高,促进了氰化物的水解,增加了HCN的挥发速度;温度的升高,Ca(OH)2的溶解度减小,部分碱从溶液中析出。
【练习2】某化工厂“用含NiO的废料(杂质为Fe2O3、 CaO、 CuO等)制备羟基氧化镍(2NiOOH·H2O)的工艺流程如图:
如图是酸浸时镍的浸出率与温度的关系,则酸浸时合适的浸出温度是____________℃,若酸浸时将温度控制在80℃左右,则滤渣1中会含有一定量的Ni(OH)2,其原因可能是_________________________。
【答案】70 随着温度的升高,Ni2+水解程度增大,从而形成一定量的Ni(OH)2沉淀
【解析】由图可知当温度在70°左右时镍的浸出率较高,故酸浸时适宜的温度为70°C;Ni2+能水解,生成Ni(OH)2,升温能促进水解,所以80℃左右滤渣1中会含有一定量的Ni(OH)2。
【练习3】氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料、防腐等工业,它不溶于H2SO4、HNO3和醇,微溶于水,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl]。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:
(1)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却密封包装。70℃真空干燥、密封包装的原因是____________________________________________________________。
(2)如图是各反应物在最佳配比条件下,反应温度对CuCl产率影响.由图可知,溶液温度控制在60℃时,CuCl产率能达到94%,当温度高于65℃时,CuCl产率会下降,其原因可能是______________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)真空干燥可以加快乙醇和水的挥发,密封包装可以防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化;
(2)因在60℃时CuCl产率最大,根据信息可知,随温度升高,促进了CuCl的水解,CuCl被氧化的速度加快。
【练习4】TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因_____________________。
【答案】40℃时TiO2•xH2O转化率最高,因低于40℃,TiO2•xH2O转化反应速率随温度升高而增加,超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2•xH2O转化反应速率下降
【解析】40℃时TiO2•xH2O转化率最高,因低于40℃,TiO2•xH2O转化反应速率随温度升高而增加,超过40℃,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2•xH2O转化反应速率下降。
2.促进平衡向吸热方向移动
【练习1】二硫化钼是重要的固体润滑剂,被誉为“高级固体润滑油之王”。利用低品相的辉钼矿(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如图:
(4)由图分析可知产生MoS3沉淀的流程中选择的最优温度和时间是___________,利用化学平衡原理分析低于或高于最优温度时,MoS3的产率均下降的原因_______________________________________。
(5)利用低品相的原料制备高纯产品是工业生产中的普遍原则。如图所示,反应[Ni(s)+4CO(g)
【答案】(4)40℃、30min 温度太低,反应MoS42-+2H+
【解析】(4)根据图象可知,40℃、30min MoS3沉淀率达到最大,所以最优温度和时间是40℃、30min;温度太低,反应MoS42-+2H+
(5)[Ni(s)+4CO(g)
3.加快反应速率或溶解速率
【2020新课标Ⅰ】钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
“酸浸氧化”需要加热,其原因是_________________________________________。
【答案】加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
【解析】“酸浸氧化”需要加热,其原因是:升高温度,加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全),故答案为:加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全);
(1)研究温度对“降解”过程中有机物去除率的影响,实验在如图1所示的装置中进行。
①在不同温度下反应相同时间,发现温度从60℃升高到95℃时,有机物去除率从29%增大到58%,其可能的原因是:MnO2的氧化能力随温度升高而增强;______________________________________。
【答案】温度升高,反应速率加快
【解析】①升高温度,反应速率加快,在相同时间内有机物反应的更多,去除率增加。
【练习3】“浸取”步骤中,能加快浸取速率的方法有___________(任写两种)。
【答案】将橄榄石尾矿粉碎、适当增大盐酸的浓度、适当提高反应的温度等
【解析】“浸取”步骤中,能加快浸取速率的方法有将橄榄石尾矿粉碎、适当增大盐酸的浓度、适当提高反应的温度等。
4.使沸点相对低的原料气化,或者降低在溶液中的气体溶解度
【练习1】实验室用如图所示的装置模拟燃煤烟气脱硫实验:
研究发现石灰石浆液的脱硫效率受pH和温度的影响。燃煤烟气流速一定时,脱硫效率与石灰石浆液pH的关系如图所示,在pH为5.6时脱硫效果最佳,石灰石浆液
【答案】石灰石的溶解度减小,与
【解析】由脱硫效率与石灰石浆液pH的关系图知,在pH为5.6时脱硫效果最佳,pH增大,石灰石的溶解度减小,与
【练习2】以甲酸和碳酸钾为原料生产二甲酸钾,实验测得反应条件对产品回收率的影响如下:
表1 反应温度对产品回收率的影响
反应温度(℃)
20
30
40
50
60
70
80
产品回收率(%)
75.6
78.4
80.6
82.6
83.1
82.1
73.7
②实际生产二甲酸钾时应选择的最佳反应条件是反应温度应控制在____________℃~____________℃,由表1可知反应温度过高,反应回收率反而会降低,其原因可能是___________________________________________。
【答案】温度过高,甲酸挥发
【解析】从表1可看出,温度控制在50℃~60℃二甲酸钾的产率较高,温度过高,反应回收率反而会降低,其原因可能是:甲酸易挥发,温度太高甲酸挥发了。
【练习3】实验室中用FeSO4溶液与NaOH溶液制备Fe(OH)2,装置如图,请回答下列问题:
配制NaOH溶液时使用的蒸馏水通常要煮沸,其目的是__________________________________。
【答案】除去水中溶解的氧气
【解析】硫酸亚铁易被氧化而变质,因此配制NaOH溶液时,应排除溶液中的氧气,可用加热溶液的方法除去溶解的氧气。
【练习4】四氯化锡用作媒染剂和有机合成上的氯化催化剂,实验室制备四氯化锡的反应、装置示意图和有关信息数据如下:
②无水四氯化锡是无色易流动的液体,熔点-33℃,沸点114.1℃。
实验制得的SnCl4中因溶解了C12而略显黄色,提纯SnCl4的方法是________________。
【答案】加热蒸馏
【解析】由于SnCl4的沸点114.1℃,因此如果实验制得的SnCl4中因溶解了C12而略显黄色,提纯SnCl4的方法是加热蒸馏。
【练习5】白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3,在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物,再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应,化学方程式如下:Ca(OH)2+Mg(OH)2+3CO2
碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应,原因是__________________、__________________。温度偏低也不利于碳化反应,原因是___________________________。
【答案】二氧化碳的溶解度小;碳酸氢镁分解,反应速率较小。
【解析】该反应为放热反应,而且是可逆的,当温度过高时,平衡逆反应方向移动,二氧化碳的溶解度减小,导致钙镁离子的分离减弱,Mg(HCO3)2是易分解,温度过高就分解了,温度过低,反应速率太小,导致得到产物消耗的时间太长,不利于碳化反应,故答案为:二氧化碳的溶解度小、碳酸氢镁分解;反应速率较小。
5.除去热不稳定的杂质,如NH 4 HCO 3 、NH4(CO 3 ) 2 、 KMnO 4 、NH 4 C1等物质
【练习1】物质的分离与提纯是化学的重点,请根据下列实验目的,分别选择相应的操作和实验装置。下列为操作:
a.蒸馏 b.结晶法 c.加适量水,过滤 d.加热(或灼烧) e.加适量盐酸,蒸发 f.萃取分液 g.分液 h.升华
下列为实验装置:
(1)除去氯化钠晶体中的碳酸钠:______、______(分别填操作序号及实验装置图编号,下同)。
(2)除去碳酸钙中的氯化钠:_______、______。
(3)分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合液(两者互溶):______、______。
(4)从溴水中提取溴:_______、_______。
(5)除去氧化钙中的碳酸钙:_______、_______。
(6)分离固体食盐和碘的方法:_______、_______。
【答案】e 2 c 1 a 5 f 4 d 3 h 6
【解析】
(1)碳酸钠与盐酸反应生成NaCl,则加适量盐酸,蒸发可分离,对应于装置2,故答案为e;2;
(2)碳酸钙不溶于水,氯化钠晶体溶于水,则选择过滤法可分离,对应于装置1,故答案为c;1;
(3)二者互溶,但沸点不同,则选择蒸馏法分离,对应于装置5,故答案为a;5;
(4)溴不易溶于水,易溶于有机溶剂,则选择萃取、分液法分离,对应于装置4,故答案为f;4;
(5)碳酸钙高温分解生成氧化钙,则选择加热分解法除杂,对应于装置3,故答案为d;3;
(6)碘容易升华,则选择升华法分离固体食盐和碘,对应于装置6,故答案为h;6。
二.降低温度
1.防止某物质在高温时会分解(或溶解)
【练习1】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图:
铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_______ ______________。
【答案】低温焙烧时,Ag与氧气转化为Ag2O,高温时,氧化银分解又生成Ag和氧气;故答案为:高温焙烧时,生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O
【练习2】【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________。
【答案】图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同
【练习3】一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:
“分铜”时,如果反应温度过高,会有明显的放出气体现象,原因是____________________________。
【答案】温度过高,H2O2分解放出氧气。
【练习5】钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质),Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿来制备,工艺流程如下:
过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示,反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是___________________________________________________。
【答案】温度过高,双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降。
【练习6】工业上以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对“浸锰”反应的影响如右图所示,为减少 MnS2O6 的生成,“浸锰”的适宜温度是___________________________。
(2)向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3 溶液时温度控制在30-35℃,温度不宜太高的原因是___________________________________________________________________。
【答案】(1)90℃。(2)铵盐受热分解,向过滤所得的滤液中加入碳酸氢铵溶液,温度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受热分解,提高原料的利用率;
2.使化学平衡向着放热方向移动
【练习1】乙酸苯酚酯制备: 将
①用碎冰块代替水可能的原因是:______________________________________ .
【答案】该反应是放热反应,碎冰温度低有利于酯的生成
【解析】①碎冰温度低有利于酯的生成,故答案为:该反应是放热反应,碎冰温度低有利于酯的生成。
3.使某个沸点高的产物液化,使其与其他物质分离
【练习1】石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用流程如下:
(注:SiCl4的沸点是57.6ºC,金属氯化物的沸点均高于150ºC)
向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2。高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应氯化物。80℃冷凝的目的是:_____________________。②由活性炭得到气体Ⅱ的化学反应方程式为:_____________________。
【答案】高温下,Si元素转化成SiCl4,铁元素转化成FeCl3,Mg元素转化成MgCl2,Al元素转化成AlCl3,SiCl4沸点是57.6℃,MgCl2、FeCl3、AlCl3沸点均高于150℃,加热到1500℃,MgCl2、FeCl3、AlCl3、SiCl4全部转化成气体I,80℃冷凝,SiCl4还是气体,而MgCl2、FeCl3、AlCl3状态是固体,便于与SiCl4分开。
4.降低晶体的溶解度,减少损失。
【练习1】碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业.工业上利用锂辉石(Li2Al2Si4Ox)制备碳酸锂的流程如图:
已知:碳酸锂的溶解度为(g/L)
温度
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO3
1. 54
1. 43
1. 33
1. 25
1. 17
1. 08
1. 01
0. 85
0. 72
(1)硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间,主要原因是__________________________________;焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右,硫酸加入过多的副作用是_________________________。
(2)“沉锂”需要在95℃以上进行,主要原因是_______________________,过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有_____________和______________。
【答案】(1)硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间,主要原因是温度低于250℃,反应速率较慢,温度高于300℃,硫酸挥发较多;焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右,硫酸加入过多的副作用是后续中还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担。
(2)温度越高,碳酸锂溶解度降低,减少碳酸锂溶解,可以增加产率;溶液中硫酸钠不反应,使用碳酸钠要过量,少量碳酸锂溶解在溶液中,过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂。所以“沉锂”需要在95℃以上进行,主要原因是温度越高,碳酸锂溶解度降低,可以增加产率;过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂。
【练习2】某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。
已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解。
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因________________________。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是_______________________________________________________________________________________________。
【答案】①过量的C2O42-与Co2+反应生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解 ②它的溶解度随温度升高而逐渐增大
【解析】①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,过量的C2O42-与Co2+反应生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小;
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,溶解度随温度升高而逐渐增大。
5.减少能源成本,降低对设备的要求
【练习1】目前常用的工业生产纯碱的方法是“联合制碱法(侯氏制碱法)”
世界上最早工业生产碳酸钠的方法是“路布兰法”,其流程如下:
与“路布兰法”相比,“联合制碱法’的优点之一是_________________________。
【答案】原料利用率高,反应所需温度低,耗能少
【解析】据流程可知:路布兰法是利用食盐晶体和浓硫酸在600°C到700°C下反应生成硫酸钠和氯化氢,再利用C与石灰石和硫酸钠在1000°C生成碳酸钠;侯德榜研究出联合制碱法为在饱和的氯化钠溶液中直接通入氨气和CO2,得到氯化铵和碳酸氢钠晶体,并利用碳酸氢钠的分解制得纯碱,
三.控制温度(用水浴或油浴控温)
1 . 防止某种物质温度过高时会分解或挥发
【2019江苏】实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有 。
【答案】由于铵盐具有不稳定性,受热易分解,所以温度过高,(NH4)2CO3分解,从而使CaSO4转化率下降;由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化),保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率)。
2 . 控制固体的溶解与结晶
【习题1】【2017新课标3卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:
有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加
1.颜色的规律
(1)常见物质颜色
① 以红色为基色的物质
红色:难溶于水的Cu,Cu2O,Fe2O3,HgO等。
碱液中的酚酞、酸液中甲基橙、石蕊及pH试纸遇到较强酸时及品红溶液。
橙红色:浓溴水、甲基橙溶液、氧化汞等。
棕红色:Fe(OH)3固体、Fe(OH)3水溶胶体等。
② 以黄色为基色的物质
黄色:难溶于水的金、碘化银、磷酸银、硫磺、黄铁矿、黄铜矿(CuFeS2)等。
溶于水的FeCl3、甲基橙在碱液中、钠离子焰色及TNT等。
浅黄色:溴化银、碳酦银、硫沉淀、硫在CS2中的溶液,还有黄磷、Na2O2、氟气。
棕黄色:铜在氯气中燃烧生成CuCl2的烟。
③ 以棕或褐色为基色的物质
碘水浅棕色、碘酒棕褐色、铁在氯气中燃烧生成FeCl3的烟等
④ 以蓝色为基色的物质
蓝色:新制Cu(OH)2固体、胆矾、硝酸铜、溶液中淀粉与碘变蓝、石蕊试液碱变蓝、pH试纸与弱碱变蓝等。
浅蓝色:臭氧、液氧等
蓝色火焰:硫、硫化氢、一氧化碳的火焰。甲烷、氢气火焰(蓝色易受干扰)。
⑤ 以绿色为色的物质
浅绿色:Cu2(OH)2CO3,FeCl2,FeSO4•7H2O。
绿色:浓CuCl2溶液、pH试纸在约pH=8时的颜色。
深黑绿色:K2MnO4。
黄绿色:Cl2及其CCl4的萃取液。
⑥ 以紫色为基色的物质
KMnO4为深紫色、其溶液为红紫色、碘在CCl4萃取液、碘蒸气、中性pH试纸的颜色、K+离子的焰色等。
⑦ 以黑色为基色的物质
黑色:碳粉、活性碳、木碳、烟怠、氧化 铜、四氧化三铁、硫化亚铜(Cu2S)、硫化铅、硫化汞、硫化银、硫化亚铁、氧化银(Ag2O)。
浅黑色:铁粉。
棕黑色:二氧化锰。
⑧ 白色物质
★ 无色晶体的粉末或烟尘;
★ 与水强烈反应的P2O5;
★ 难溶于水和稀酸的:AgCl,BaSO3,PbSO4;
★ 难溶于水的但易溶于稀酸:BaSO3,Ba3(PO4)2,BaCO3,CaCO3,Ca3(PO4)2,CaHPO4,Al(OH)3,Al2O3,ZnO,Zn(OH)2,ZnS,Fe(OH)2,Ag2SO3,CaSO3等;
★ 微溶于水的:CaSO4,Ca(OH)2,PbCl2,MgCO3,Ag2SO4;
★ 与水反应的氧化物:完全反应的:BaO,CaO,Na2O;
不完全反应的:MgO。
⑨ 灰色物质
石墨灰色鳞片状、砷、硒(有时灰红色)、锗等。
(2)离子在水溶液或水合晶体的颜色
① 水合离子带色的:
Fe2+:浅绿色;
Cu2+:蓝色;
Fe3+:浅紫色 呈黄色因有[FeCl4(H2O)2] 2-;
MnO4-:紫色
:血红色;
:苯酚与FeCl3的反应开成的紫色。
②主族元素在水溶液中的离子(包括含氧酸根)无色。
运用上述规律便于记忆溶液或结晶水合物的颜色。
(3)主族金属单质颜色的特殊性
ⅠA,ⅡA,ⅣA,ⅤA的金属大多数是银白色。
铯:带微黄色钡:带微黄色
铅:带蓝白色铋:带微红色
(4)其他金属单质的颜色
铜呈紫红色(或红),金为黄色,其他金属多为银白色,少数为灰白色(如锗)。
(5)非金属单质的颜色
卤素均有色;氧族除氧外,均有色;氮族除氮外,均有色;碳族除某些同素异形体(金钢石)外,均有色。
2.物质气味的规律(常见气体、挥发物气味)
① 没有气味的气体:H2,O2,N2,CO2,CO,稀有气体,甲烷,乙炔。
② 有刺激性气味:HCl,HBr,HI,HF,SO2,NO2,NH3•HNO3(浓液)、乙醛(液)。
③ 具有强烈刺激性气味气体和挥发物:Cl2,Br2,甲醛,冰醋酸。
④ 稀有气味:C2H2。
⑤ 臭鸡蛋味:H2S。
⑥ 特殊气味:苯(液)、甲苯(液)、苯酚(液)、石油(液)、煤焦油(液)、白磷。
⑦ 特殊气味:乙醇(液)、低级酯。
⑧ 芳香(果香)气味:低级酯(液)。
⑨ 特殊难闻气味:不纯的C2H2(混有H2S,PH3等)。
3.熔点、沸点的规律
晶体纯物质有固定熔点;不纯物质凝固点与成分有关(凝固点不固定)。
非晶体物质,如玻璃、水泥、石蜡、塑料等,受热变软,渐变流动性(软化过程)直至液体,没有熔点。
沸点指液体饱和蒸气压与外界压强相同时的温度,外压力为标准压(1.01×105Pa)时,称正常沸点。外界压强越低,沸点也越低,因此减压可降低沸点。沸点时呈气、液平衡状态。
(1)由周期表看主族单质的熔、沸点
同一主族单质的熔点基本上是越向下金属熔点渐低;而非金属单质熔点、沸点渐高。但碳族元素特殊,即C,Si,Ge,Sn越向下,熔点越低,与金属族相似。还有ⅢA族的镓熔点比铟、铊低,ⅣA族的锡熔点比铅低。
(2)同周期中的几个区域的熔点规律
① 高熔点单质
C,Si,B三角形小区域,因其为原子晶体,熔点高。金刚石和石墨的熔点最高大于3550℃,金属元素的高熔点区在过渡元素的中部和中下部,其最高熔点为钨(3410℃)。
② 低熔点单质
非金属低熔点单质集中于周期表的右和右上方,另有IA的氢气。其中稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者,而氦是熔点(-272.2℃,26×105Pa)、沸点(268.9℃)最低。
金属的低熔点区有两处:IA、ⅡB族Zn,Cd,Hg及ⅢA族中Al,Ge,Th;ⅣA族的Sn,Pb;ⅤA族的Sb,Bi,呈三角形分布。最低熔点是Hg(-38.87℃),近常温呈液态的镓(29.78℃)铯(28.4℃),体温即能使其熔化。
(3)从晶体类型看熔、沸点规律
原子晶体的熔、沸点高于离子晶体,又高于分子晶体。金属单质和合金属于金属晶体,其中熔、沸点高的比例数很大(但也有低的)。
在原子晶体中成键元素之间共价键越短的键能越大,则熔点越高。判断时可由原子半径推导出键长、键能再比较。如熔点:
金刚石>碳化硅>晶体硅
分子晶体由分子间作用力而定,其判断思路是:
① 结构性质相似的物质,相对分子质量大,范德华力大,则熔、沸点也相应高。如烃的同系物、卤素单质、稀有气体等。
② 相对分子质量相同,化学式也相同的物质(同分异构体),一般烃中支链越多,熔沸点越低。烃的衍生物中醇的沸点高于醚;羧酸沸点高于酯;油脂中不饱和程度越大,则熔点越低。如:油酸甘油酯常温时为液体,而硬脂酸甘油酯呈固态。
上述情况的特殊性最主要的是相对分子质量小而沸点高的三种气态氢化物:NH3,H2O,HF比同族绝大多数气态氢化物的沸点高得多(主要因为有氢键)。
(4)某些物质熔沸点高、低的规律性
① 同周期主族(短周期)金属熔点。如
Li<Be,Na<Mg<Al
② 碱土金属氧化物的熔点均在2000℃以上,比其他族氧化物显著高,所以氧化镁、氧化铝是常用的耐火材料。
③ 卤化钠(离子型卤化物)熔点随卤素的非金属性渐弱而降低。如:NaF>NaCl>NaBr>NaI。
4.物质溶解性规律
(1)气体的溶解性
① 常温极易溶解的
NH3[1(水):700(气)] HCl(1:500)
还有HF,HBr,HI,甲醛(40%水溶液—福尔马林)。
② 常温溶于水的
CO2(1:1) Cl2(1:2)
H2S(1:2.6) SO2(1:40)
③ 微溶于水的
O2,O3,C2H2等
④ 难溶于水的
H2,N2,CH4,C2H2,NO,CO等。
(2)液体的溶解性
① 易溶于水或与水互溶的
如:酒精、丙酮、醋酸、硝酸、硫酸。
② 微溶于水的
如:乙酸乙酯等用为香精的低级酯。
③ 难溶于水的
如:液态烃、醚和卤代烃。
(3)固体的水溶性(无机物略)
有机物中羟基和羧基具有亲水性,烃基具有憎水性,烃基越大,则水溶性越差,反而易I溶于有机溶剂中。如:甲酸、乙酸与水互溶,但硬脂酸、油酸分子中因—COOH比例过少反而不溶于水而溶于CCl4,汽油等有机溶剂。苯酚、三溴苯酚、苯甲酸均溶于苯。
(4)从碘、溴、氯的水溶液中萃取卤素的有机溶剂
如:苯、汽油、乙醚、乙酸乙酯、CCl4、CS2等。
(5)白磷、硫易溶于CS2
(6)常见水溶性很大的无机物
如:KOH,NaOH,AgNO3溶解度在常温超过100g(AgNO3超过200g)。KNO3在20℃溶解度为31.6g,在100℃溶解度为246g。溶解度随温度变化甚少的物质常见的只有NaCl。
(7)难溶于水和一般溶剂的物质
① 原子晶体(与溶剂不相似)。如:C,Si,SiO2,SiC等。其中,少量碳溶于熔化的铁。
② 有机高分子:纤维素仅溶于冷浓H2SO4、铜氨溶液和CS2跟NaOH作用后的溶液中,已热固化的酚醛树脂不溶于水或一般溶剂。
5.常见的有毒物质
(1)剧毒物质
白磷、偏磷酸、氰化氢(HCN)及氰化物(NaCN,KCN等)砒霜(As2O3)、硝基苯等。
CO(与血红蛋白结合),Cl2,Br2(气),F2(气),HF,氢氟酸等。
(2)毒性物质
NO(与血红蛋白结合),NO2,CH3OH,H2S。
苯酚、甲醛、二氧化硫、重铬酸盐、汞盐、可溶性钡盐、可溶性铅盐、可溶性铜盐等。
这些物质的毒性,主要是使蛋白质变性,其中常见的无机盐如:HgCl2,BaCl2,Pb(CHCOO)2;铜盐也使蛋白质凝固变性,但毒性较小,此外铍化合物也有相当的毒性。
钦酒过多也有一定毒性。汞蒸气毒性严重。有些塑料如聚氯乙烯制品(含增塑剂)不宜盛放食品等。
一、常见物质的组成和结构
1、常见分子(或物质)的形状及键角
(1)形状:V型:H2O、H2S 直线型:CO2、CS2 、C2H2 平面三角型:BF3、SO3 三角锥型:NH3 正四面体型:CH4、CCl4、白磷、NH4+
平面结构:C2H4、C6H6
(2)键角:H2O:104.5°;BF3、C2H4、C6H6、石墨:120°白磷:60°
NH3:107°18′ CH4、CCl4、NH4+、金刚石:109°28′
CO2、CS2、C2H2:180°
2、常见粒子的饱和结构:
①具有氦结构的粒子(2):H-、He、Li+、Be2+;
②具有氖结构的粒子(2、8):N3-、O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+;
③具有氩结构的粒子(2、8、8):S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+;
④核外电子总数为10的粒子:
阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+;
阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、NH2-;[来源:高考%资源网 KS%5U]
分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4
⑤核外电子总数为18的粒子:
阳离子:K+、Ca 2+;
阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-;
分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4。
3、常见物质的构型:
AB2型的化合物(化合价一般为+2、-1或+4、-2):CO2、NO2、SO2、SiO2、CS2、ClO2、CaC2、MgX2、CaX2、BeCl2、BaX2、KO2等
A2B2型的化合物:H2O2、Na2O2、C2H2等
A2B型的化合物:H2O、H2S、Na2O、Na2S、Li2O等
AB型的化合物:CO、NO、HX、NaX、MgO、CaO、MgS、CaS、SiC等
能形成A2B和A2B2型化合物的元素:H、Na与O,其中属于共价化合物(液体)的是H和O[H2O和H2O2];属于离子化合物(固体)的是Na和O[Na2O和Na2O2]。
4、常见分子的极性:
常见的非极性分子:CO2、CS2、BF3、CH4、CCl4、、SF6、C2H4、C2H2、C6H6等
常见的极性分子:双原子化合物分子、H2O、H2S、NH3、H2O2、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3等
5、一些物质的组成特征:
(1)不含金属元素的离子化合物:铵盐
(2)含有金属元素的阴离子:MnO4-、AlO2-、Cr2O72-
(3)只含阳离子不含阴离子的物质:金属晶体
二、物质的溶解性规律
1、常见酸、碱、盐的溶解性规律:(限于中学常见范围内,不全面)
①酸:只有硅酸(H2SiO3或原硅酸H4SiO4)难溶,其他均可溶;
②碱:只有NaOH、KOH、Ba(OH)2可溶,Ca(OH)2微溶,其它均难溶。
③盐:钠盐、钾盐、铵盐、硝酸盐均可溶;
硫酸盐:仅硫酸钡、硫酸铅难溶、硫酸钙、硫酸银微溶,其它均可溶;
氯化物:仅氯化银难溶,其它均可溶;
碳酸盐、亚硫酸盐、硫化物:仅它们的钾、钠、铵盐可溶。
④磷酸二氢盐几乎都可溶,磷酸氢盐和磷酸的正盐则仅有钾、钠、铵可溶。
⑤碳酸盐的溶解性规律:正盐若易溶,则其碳酸氢盐的溶解度小于正盐(如碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠);正盐若难溶,则其碳酸氢盐的溶解度大于正盐(如碳酸氢钙的溶解度大于碳酸钙)。
2、气体的溶解性:
①极易溶于水的气体:HX、NH3
②能溶于水,但溶解度不大的气体:O2(微溶)、CO2(1:1)、Cl2(1:2)、
H2S(1:2.6)、SO2(1:40)
③常见的难溶于水的气体:H2、N2、NO、CO、CH4、C2H4、C2H2
④氯气难溶于饱和NaCl溶液,因此可用排饱和NaCl溶液收集氯气,也可用饱和NaCl溶液吸收氯气中的氯化氢杂质。
3、硫和白磷(P4)不溶于水,微溶于酒精,易溶于二硫化碳。
4、卤素单质(Cl2、Br2、I2)在水中溶解度不大,但易溶于酒精、汽油、苯、四氯化碳等有机溶剂,故常用有机溶剂来萃取水溶液中的卤素单质(注意萃取剂的选用原则:不互溶、不反应,从难溶向易溶;酒精和裂化汽油不可做萃取剂)。
5、有机化合物中多数不易溶于水,而易溶于有机溶剂。在水中的溶解性不大:烃、卤代烃、酯、多糖不溶于水;醇、醛、羧酸、低聚糖可溶于水(乙醇、乙醛、乙酸等和水以任意比例互溶),但随着分子中烃基的增大,其溶解度减小(憎水基和亲水基的作用);苯酚低温下在水中不易溶解,但随温度高,溶解度增大,高于70℃时与水以任意比例互溶。
6、相似相溶原理:极性溶质易溶于极性溶剂,非极性溶质易溶于非极性溶剂。
三、常见物质的颜色:
1、有色气体单质:F2(浅黄绿色)、Cl2(黄绿色)¬、O3(淡蓝色)
2、其他有色单质:Br2(深红色液体)、I2(紫黑色固体)、S(淡黄色固体)、Cu(紫红色固体)、Au(金黄色固体)、P(白磷是白色固体,红磷是赤红色固体)、Si(灰黑色晶体)、C(黑色粉未)
3、无色气体单质:N2、O2、H2、希有气体单质
4、有色气体化合物:NO2
5、黄色固体:S、FeS2(愚人金,金黄色)、、Na2O2、Ag3PO4、AgBr、AgI
6、黑色固体:FeO、Fe3O4、MnO2、C、CuS、PbS、CuO(最常见的黑色粉末为MnO2和C)
7、红色固体:Fe(OH)3、Fe2O3、Cu2O、Cu
8、蓝色固体:五水合硫酸铜(胆矾或蓝矾)化学式:
9、绿色固体:七水合硫酸亚铁(绿矾)化学式:
10、紫黑色固体:KMnO4、碘单质。
11、白色沉淀: Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3、Mg(OH)2、Al(OH)3
12、有色离子(溶液)Cu2+(浓溶液为绿色,稀溶液为蓝色)、Fe2+(浅绿色)、Fe3+(棕黄色)、MnO4-(紫红色)、Fe(SCN)2+(血红色)
13、不溶于稀酸的白色沉淀:AgCl、BaSO4
14、不溶于稀酸的黄色沉淀:S、AgBr、AgI[来源:高考%资源网 KS%5U]
四、常见物质的状态
1、常温下为气体的单质只有H2、N2、O2(O3)、F2、Cl2(稀有气体单质除外)
2、常温下为液体的单质:Br2、Hg
3、常温下常见的无色液体化合物:H2O H2O2
4、常见的气体化合物: NH3、HX(F、Cl、Br、I)、H2S、CO、CO2、NO、NO2、SO2
5、有机物中的气态烃CxHy(x≤4);含氧有机化合物中只有甲醛(HCHO)常温下是气态,卤代烃中一氯甲烷和一氯乙烷为气体。
6、常见的固体单质:I2、S、P、C、Si、金属单质;
7、白色胶状沉淀[Al(OH)3、H4SiO4]
五、常见物质的气味
1、有臭鸡蛋气味的气体:H2S
2、有刺激性气味的气体:Cl2、SO2、NO2、HX、NH3
3、有刺激性气味的液体:浓盐酸、浓硝酸、浓氨水、氯水、溴水
4、许多有机物都有气味(如苯、汽油、醇、醛、羧酸、酯等)
六、常见的有毒物质
1、非金属单质有毒的:Cl2、Br2、I2、F2、S、P4,金属单质中的汞为剧毒。
2、常见的有毒化合物:CO、NO、NO2、SO2、H2S、偏磷酸(HPO3)、氰化物(CN-)、亚硝酸盐(NO2-);重金属盐(Cu、Hg、Cr、Ba、Co、Pb等);
3、能与血红蛋白结合的是CO和NO
4、常见的有毒有机物:甲醇(CH3OH)俗称工业酒精;苯酚;甲醛(HCHO)和苯(致癌物,是家庭装修的主污染物);硝基苯。
七、常见的污染物
1、大气污染物:Cl2、CO、H2S、氮的氧化物、SO2、氟利昂、固体粉尘等;
2、水污染:酸、碱、化肥、农药、有机磷、重金属离子等。
3、土壤污染:化肥、农药、塑料制品、废电池、重金属盐、无机阴离子(NO2-、F-、CN-等)
4、几种常见的环境污染现象及引起污染的物质:
①煤气中毒—— 一氧化碳(CO)
②光化学污染(光化学烟雾)——氮的氧化物
③酸雨——主要由SO2引起
④温室效应——主要是二氧化碳,另外甲烷、氟氯烃、N2O也是温室效应气体。
⑤臭氧层破坏——氟利昂(氟氯代烃的总称)、氮的氧化物(NO和NO2)
⑥水的富养化(绿藻、蓝藻、赤潮、水华等)——有机磷化合物、氮化合物等。
⑦白色污染——塑料。
八、常见的漂白剂:
1、强氧化型漂白剂:利用自身的强氧化性破坏有色物质使它们变为无色物质,这种漂白一般是不可逆的、彻底的。
(1)次氧酸(HClO):一般可由氯气与水反应生成,但由于它不稳定,见光易分解,不能长期保存。因此工业上一般是用氯气与石灰乳反应制成漂粉精:
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
漂粉精的组成可用式子:Ca(OH)2•3CaCl(ClO)•nH2O来表示,可看作是CaCl2、Ca(ClO)2、Ca(OH)2以及结晶水的混合物,其中的有效成分是Ca(ClO)2,它是一种稳定的化合物,可以长期保存,使用时加入水和酸(或通入CO2),即可以产生次氯酸;Ca(ClO)2+2HCl=CaCl2+2HClO,Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3+2HClO。漂粉精露置于空气中久了会失效,因此应密封保存。
(2)过氧化氢(H2O2):也是一种强氧化剂,可氧化破坏有色物质。其特点是还原产物是水,不会造成污染。
(3)臭氧(O3)具有极强的氧化性,可以氧化有色物质使其褪色。
(4)浓硝酸(HNO3):也是一种强氧化剂,但由于其强酸性,一般不用于漂白。
(5)过氧化钠(Na2O2):本身具有强氧化性,特别是与水反应时新生成的氧气氧化性更强,可以使有机物褪色。
2、加合型漂白剂:以二氧化硫为典型例子,这类物质能与一些有色物质化合产生不稳定的无色物质,从而达到漂白的目的,但这种化合是不稳定的,是可逆的。如SO2可以使品红试褪色,但加热排出二氧化硫后会重新变为红色。另外,此类漂白剂具有较强的选择性,只能使某些有色物质褪色。[中学只讲二氧化硫使品红褪色,别的没有,注意它不能使石蕊褪色,而是变红。]
3、吸附型漂白剂:这类物质一般是一些具有疏松多孔型的物质,表面积较大,因此具有较强的吸附能力,能够吸附一些色素,从而达到漂白的目的,它的原理与前两者不同,只是一种物理过程而不是化学变化,常见的这类物质如活性炭、胶体等。
[注意]所谓漂白,指的是使有机色素褪色。无机有色物质褪色不可称为漂白。
九、常见的化学公式:
1、原子的相对原子质量的计算公式:
2、溶液中溶质的质量分数:
3、固体的溶解度: (单位为克)
4、物质的量计算公式(万能恒等式): (注意单位)
5、求物质摩尔质量的计算公式:
①由标准状况下气体的密度求气体的摩尔质量:M=ρ×22.4L/mol
②由气体的相对密度求气体的摩尔质量:M(A)=D×M(B)
③由单个粒子的质量求摩尔质量:M=NA×ma
④摩尔质量的基本计算公式: [来源:高考%资源网 KS%5U]
⑤混合物的平均摩尔质量:
(M1、M2……为各成分的摩尔质量,a1、a2为各成分的物质的量分数,若是气体,也 可以是体积分数)
6、由溶质的质量分数换算溶液的物质的量浓度:
7、由溶解度计算饱和溶液中溶质的质量分数:
8、克拉贝龙方程:PV=nRTPM=ρRT
9、溶液稀释定律:
溶液稀释过程中,溶质的质量保持不变:m1×w1=m2×w2
溶液稀释过程中,溶质的物质的量保持不变:c1V1=c2V2
10、化学反应速率的计算公式: (单位:mol/L•s)
11、水的离子积:Kw=c(H+)×c(OH-),常温下等于1×10-14
12、溶液的PH计算公式:PH=一lgc(H+)(aq)
十、化学的基本守恒关系:
1、质量守恒:
①在任何化学反应中,参加反应的各物质的质量之和一定等于生成的各物质的质量总和。
②任何化学反应前后,各元素的种类和原子个数一定不改变。
2、化合价守恒:
①任何化合物中,正负化合价代数和一定等于0
②任何氧化还原反应中,化合价升高总数和降低总数一定相等。
3、电子守恒:
①任何氧化还原反应中,电子得、失总数一定相等。
②原电池和电解池的串联电路中,通过各电极的电量一定相等(即各电极得失电子数一定相等)。
4、能量守恒:任何化学反应在一个绝热的环境中进行时,反应前后体系的总能量一定相等。
反应释放(或吸收)的能量=生成物总能量-反应物总能量
(为负则为放热反应,为正则为吸热反应)
5、电荷守恒:
①任何电解质溶液中阳离子所带的正电荷总数一定等于阴离子所带的负电荷总数。
②任何离子方程式中,等号两边正负电荷数值相等,符号相同。
十一、熟记重要的实验现象:
1、燃烧时火焰的颜色:
①火焰为蓝色或淡蓝色的是:H2、CO、CH4、H2S、C2H5OH;
②火焰为苍白色的为H2与Cl2;
③钠单质及其化合物灼烧时火焰都呈黄色。钾则呈浅紫色。
2、沉淀现象:
①溶液中反应有黄色沉淀生成的有:AgNO3与Br-、I-;S2O32-与H+;H2S溶液与一些氧化性物质(Cl2、O2、SO2等);Ag+与PO43-;
②向一溶液中滴入碱液,先生成白色沉淀,进而变为灰绿色,最后变为红褐色沉淀,则溶液中一定含有Fe2+;
③与碱产生红褐色沉淀的必是Fe3+;生成蓝色沉淀的一般溶液中含有Cu2+
④产生黑色沉淀的有Fe2+、Cu2+、Pb2+与S2-;
⑤与碱反应生成白色沉淀的一般是Mg2+和Al3+,若加过量NaOH沉淀不溶解,则是Mg2+,溶解则是Al3+;若是部分溶解,则说明两者都存在。
⑥加入过量硝酸从溶液中析出的白色沉淀:可能是硅酸沉淀(原来的溶液是可溶解的硅酸盐溶液)。若生成淡黄色的沉淀,原来的溶液中可能含有S2-或S2O32-。
⑦加入浓溴水生成白色沉淀的往往是含有苯酚的溶液,产物是三溴苯酚。
⑧有砖红色沉淀的往往是含醛其的物质与Cu(OH)2悬浊液的反应生成了Cu2O。
⑨加入过量的硝酸不能观察到白色沉淀溶解的有AgCl、BaSO4、BaSO3(转化成为BaSO4) ;AgBr和AgI也不溶解,但是它们的颜色是淡黄色、黄色。
⑩能够和盐溶液反应生成强酸和沉淀的极有可能是H2S气体与铜、银、铅、汞的盐溶液反应。
3、放气现象:
①与稀盐酸或稀硫酸反应生成刺激性气味的气体,且此气体可使澄清石灰水变混浊,可使品红溶液褪色,该气体一般是二氧化硫,原溶液中含有SO32-或HSO3-或者含有S2O32-离子。
②与稀盐酸或稀硫酸反应生成无色无味气体,且此气体可使澄清的石灰水变浑浊,此气体一般是CO2;原溶液可能含有CO32-或HCO3-。
③与稀盐酸或稀硫酸反应,生成无色有臭鸡蛋气味的气体,该气体应为H2S,原溶液中含有S2-或HS-,若是黑色固体一般是FeS。
④与碱溶液反应且加热时产生刺激性气味的气体,此气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,此气体是氨气,原溶液中一定含有NH4+离子;
⑤电解电解质溶液时,阳极产生的气体一般是Cl2或O2,阴极产生的气体一般是H2。
4、变色现象:
①Fe3+与SCN-、苯酚溶液、Fe、Cu反应时颜色的变化;
②遇空气迅速由无色变为红棕色的气体必为NO;
③Fe2+与Cl2、Br2等氧化性物质反应时溶液由浅绿色变为黄褐色。
④酸碱性溶液与指示剂的变化;
⑤品红溶液、石蕊试液与Cl2、SO2等漂白剂的作用;
石蕊试液遇Cl2是先变红后褪色,SO2则是只变红不褪色。
SO2和Cl2都可使品红溶液褪色,但褪色后若加热,则能恢复原色的是SO2,不能恢复的是Cl2。
⑥淀粉遇碘单质变蓝。
⑦卤素单质在水中和在有机溶剂中的颜色变化。
⑧不饱和烃使溴水和高锰酸钾酸性溶液的褪色。
5、与水能发生爆炸性反应的有:F2、K、Cs等。
十二、中学常见元素在自然界中的存在形态:
1、只以化合态存在的元素:
金属元素——碱金属、镁、铝、铁。
非金属元素——氢、卤素、硅、磷;[来源:高考%资源网 KS%5U]
2、既以化合态、又以游离态存在的元素:氧、硫、碳、氮。
十三、中学常见的工业生产反应:(自己写出相关的化学方程式)
1、煅烧石灰石制取生石灰:;
2、水煤汽的生产:; ;
3、盐酸的生产:氢气在氯气中燃烧 ;
4、漂白粉的生产:将氯气通入石灰乳中 ;
5、硫酸的生产(接触法): ;
; ;
6、晶体硅的生产: ;
7、玻璃的生产:工业上用纯碱、石灰石和石英为原料来生产普通玻璃。
;;
8、合成氨生产: ;
9、工业生产硝酸(氨氧化法):;
; 。
10、电解饱和食盐水: ;
11、金属的冶炼:①钠的冶炼: ;
②镁的冶炼: ;③铝的冶炼: ;
④铁的冶炼: ;⑤铝热反应: ;
十四、复分解反应中酸的转化规律:
1、强酸可以转化为弱酸:
例:工业上用磷酸钙与浓硫酸反应制磷酸: 。
但也有例外。例CuSO4溶液与H2S的反应: 。
2、难挥发性酸可以转化为挥发性酸:
例:实验室用NaCl固体与浓硫酸制氯化氢气体: 。
3、稳定酸可以制不稳定酸:
例:实验室用亚硫酸钠与浓硫酸反应制二氧化硫: 。
4、可溶性可以转化为不溶性酸:
例:可以用硅酸钠与稀盐酸反应制硅酸: 。
十五、常用试剂的保存:总的原则:一封(密封)三忌(光、热、露)。
1、还原性试剂:Fe2+盐、SO32-盐、S2-盐、苯酚等。---密封(避免被氧气氧化)。
2、易挥发的试剂:许多有机物、CS2、浓HCl、浓HNO3、浓氨水等---密封
3、易吸收水分的试剂:浓硫酸、NaOH固体、CaO、CaCl2、P2O5、碱石灰、MgCl2等---密封。
4、见光分解的试剂:氯水、浓硝酸、双氧水、卤化银等---棕色瓶、避光。
5、碱性溶液:NaOH、Na2SiO3 (水玻璃)、Ca(OH)2(石灰水)、Na2CO3等---胶塞、密封
6、强酸性、强氧化性溶液、有机溶剂---瓶口用玻璃塞而不用胶塞。
7、冷浓硫酸、硝酸---可用铝、铁制器皿。
8、特殊物品:白磷、液溴--水封;碱金属单质--煤油(锂用石蜡);氢氟酸-塑料瓶或铅皿。
9、具有氧化性的试剂(如溴水、氯水、HNO3、 KMnO4 )不能用橡胶管、橡胶塞(会腐蚀)。
十六、常见的干燥剂:
1、酸性干燥剂:常见的如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶,
2、碱性干燥剂:碱石灰(NaOH与CaO的混合物)、NaOH固体、生石灰。
3、中性干燥剂:CaCl2等。
[注意]使用干燥剂干燥气体时应本着“不吸收、不反应” 的原则来选择。酸性气体可用酸性干燥剂,碱性气体应用碱性干燥剂。还原性气体不可用浓硫酸干燥,CaCl2不可用来干燥NH3。
Cl2、HCl、CO2、NO2、CO、NO、SO2等气体常用浓硫酸干燥;而NH3、H2S、HBr、HI、C2H4、C2H2一般不能用浓硫酸干燥。
NH3一般用碱石灰干燥;
H2S、HBr、HI一般用五氧化二磷干燥。
十七、常用试纸及使用方法:
1、PH试纸:测定溶液酸碱性的强弱。使用时不可用水湿润。随溶液PH的升高,其颜色逐渐变化为:红、橙、黄、青、蓝、紫。
2、红色石蕊试纸:遇到碱性溶液或气体时试纸由红色变为蓝色。
3、蓝色石蕊试纸:遇到酸性溶液或气体时试纸由蓝色变为红色。
4、酚酞试纸:遇到碱性溶液或气体时试纸变为红色。
5、品红试纸:遇到SO2气体或Cl2时褪色。
6、淀粉碘化钾试纸:遇到强氧化剂(Cl2等)气体或碘水时会变蓝。
7、醋酸铅试纸:遇到H2S气体时变黑。
[注意]:除PH试纸外,用其余试纸测气体时均须先用水润湿。
十八、中学化学中的一般和例外:
[原子结构]:
1、金属的最外层电子数一般比4小,但是Pb、Sn 、Bi、Po等的最外层电子数却比4大。
2、具有相同核电荷数的粒子不一定是同种元素(如F-、OH-)。
3、核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层上,例如K层排满才排L层,L层排满才排M层,但M层没排满就该排N层。
4、元素的化学性质主要决定于核外电子排布,特别是最外层电子数。但核外电子排布相同的粒子化学性质不一定相同,(如Cl-和K+)。
5、主族元素的原子形成的简单离子一般具有邻近稀有气体的稳定结构,但副族元素的离子则不一定形成稳定结构,(如Fe2+、Fe3+等)。
6、最外电子层有两个电子的原子一般是金属原子,但氦则属于稀有气体元素。
7、一般的原子核是由质子和中子构成的,但核素氕(11H)只有质子,没有中子。
[元素周期律和元素周期表]:
1、最外层电子数是2,不一定是IIA族元素。
2、卤族元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性由上而下逐渐减弱,但卤族元素的氢化物的水溶液的酸性由上而下逐渐增强。
3、元素周期表中每一周期都是从金属元素开始,但第一周期例外,是从氢开始的。
4、元素周期表中每一主族最上面的元素都是非金属,但第ⅡA族最上面的是铍。
5、元素越活泼,其单质不一定越活泼。如氮元素的非金属性强于磷元素,但氮气却比白磷、红磷稳定得多。
[化学键和分子结构]:
1、正四面体构型的分子一般键角是109°28‘,但是白磷(P4)不是,因为它是空心四面体,键角应为60°。
2、一般的物质中都含化学键,但是稀有气体中却不含任何化学键,只存在范德华力。
3、一般非金属元素之间形成的化合物是共价化合物,但是铵盐却是离子化合物;一般含氧酸根的中心原子属于非金属,但是AlO2-、MnO4-等却是金属元素。
4、含有离子键的化合物一定是离子化合物,但含共价键的化合物则不一定是共价化合物,还可以是离子化合物,也可以是非金属单质。
5、活泼金属与活泼非金属形成的化合物不一定是离子化合物,如AlCl3是共价化合物。
6、离子化合物中一定含有离子键,可能含有极性键(如NaOH),也可能含有非极性键(如Na2O2);共价化合物中不可能含有离子键,一定含有极性键,还可能含有非极性键(如H2O2)。
7、极性分子一定含有极性键,可能还含有非极性键(如H2O2);非极性分子中可能只含极性键(如甲烷),也可能只含非极性键(如氧气),也可能两者都有(如乙烯)。
8、含金属元素的离子不一定都是阳离子。如AlO2-、MnO4-等都是阴离子。
9、单质分子不一定是非极性分子,如O3就是极性分子。
[晶体结构]:
1、同主族非金属元素的氢化物的熔沸点由上而下逐渐增大,但NH3、H2O、HF却例外,其熔沸点比下面的PH3、H2S、HCl大,原因是氢键的存在。
2、一般非金属氢化物常温下是气体(所以又叫气态氢化物),但水例外,常温下为液体。
3、金属晶体的熔点不一定都比分子晶体的高,例如水银和硫。
4、碱金属单质的密度随原子序数的增大而增大,但钾的密度却小于钠的密度。
5、含有阳离子的晶体不一定是离子晶体,,也可能是金属晶体;但含有阴离子的晶体一定是离子晶体。
6、一般原子晶体的熔沸点高于离子晶体,但也有例外,如氧化镁是离子晶体,但其熔点却高于原子晶体二氧化硅。
7、离子化合物一定属于离子晶体,而共价化合物却不一定是分子晶体。(如二氧化硅是原子晶体)。
8、含有分子的晶体不一定是分子晶体。如硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)是离子晶体,但却含有水分子。
[氧化还原反应]:
1、难失电子的物质,得电子不一定就容易。比如:稀有气体原子既不容易失电子也不容易得电子。
2、氧化剂和还原剂的强弱是指其得失电子的难易而不是多少(如Na能失一个电子,Al能失三个电子,但Na比Al还原性强)。
3、某元素从化合态变为游离态时,该元素可能被氧化,也可能被还原。[来源:高考%资源网 KS%5U]
4、金属阳离子被还原不一定变成金属单质(如Fe3+被还原可生成Fe2+)。
5、有单质参加或生成的反应不一定是氧化还原反应,例如O2与O3的相互转化。
6、一般物质中元素的化合价越高,其氧化性越强,但是有些物质却不一定,如HClO4中氯为+7价,高于HClO中的+1 价,但HClO4的氧化性却弱于HClO。因为物质的氧化性强弱不仅与化合价高低有关,而且与物质本身的稳定性有关。HClO4中氯元素化合价虽高,但其分子结构稳定,所以氧化性较弱。
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初中化学知识小辑
一:化学之最
1、地壳中含量最多的金属元素是铝。
2、地壳中含量最多的非金属元素是氧。
3、空气中含量最多的物质是氮气。
4、天然存在最硬的物质是金刚石。
5、最简单的有机物是甲烷。
6、金属活动顺序表中活动性最强的金属是钾。
7、相对分子质量最小的氧化物是水。 最简单的有机化合物CH4
8、相同条件下密度最小的气体是氢气。
9、导电性最强的金属是银。
10、相对原子质量最小的原子是氢。
11、熔点最小的金属是汞。
12、人体中含量最多的元素是氧。
13、组成化合物种类最多的元素是碳。
14、日常生活中应用最广泛的金属是铁
二:其它
1、构成物质的三种微粒是分子、原子、离子。
2、还原氧化铜常用的三种还原剂氢气、一氧化碳、碳。
3、氢气作为燃料有三大优点:资源丰富、发热量高、燃烧后的产物是水不污染环境。
4、构成原子一般有三种微粒:质子、中子、电子。
5、黑色金属只有三种:铁、锰、铬。
6、构成物质的元素可分为三类即(1)金属元素、(2)非金属元素、(3)稀有气体元素。
7,铁的氧化物有三种,其化学式为(1)FeO、(2)Fe2O3、(3) Fe3O4。
8、溶液的特征有三个(1)均一性;(2)稳定性;(3)混合物。
9、化学方程式有三个意义:(1)表示什么物质参加反应,结果生成什么物质;(2)表示反应物、生成物各物质问的分子或原子的微粒数比;(3)表示各反应物、生成物之间的质量比。
化学方程式有两个原则:以客观事实为依据;遵循质量守恒定律。
10、生铁一般分为三种:白口铁、灰口铁、球墨铸铁。
11、碳素钢可分为三种:高碳钢、中碳钢、低碳钢。
12、常用于炼铁的铁矿石有三种:(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3);(2)磁铁矿(Fe3O4);(3)菱铁矿(FeCO3)。
13、炼钢的主要设备有三种:转炉、电炉、平炉。
14、常与温度有关的三个反应条件是点燃、加热、高温。
15、饱和溶液变不饱和溶液有两种方法:(1)升温、(2)加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法:降温、加溶质、恒温蒸发溶剂。 (注意:溶解度随温度而变小的物质如:氢氧化钙溶液由饱和溶液变不饱和溶液:降温、加溶剂;不饱和溶液变饱和溶液有三种方法:升温、加溶质、恒温蒸发溶剂)。
16、收集气体一般有三种方法:排水法、向上排空法、向下排空法。
17、水污染的三个主要原因:(1)工业生产中的废渣、废气、废水;(2)生活污水的任意排放;(3)农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。
18、通常使用的灭火器有三种:泡沫灭火器;干粉灭火器;液态二氧化碳灭火器。
19、固体物质的溶解度随温度变化的情况可分为三类:(1)大部分固体物质溶解度随温度的升高而增大;(2)少数物质溶解度受温度的影响很小;(3)极少数物质溶解度随温度的升高而减小。
20、CO2可以灭火的原因有三个:不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气大。
21、单质可分为三类:金属单质;非金属单质;稀有气体单质。
22、当今世界上最重要的三大矿物燃料是:煤、石油、天然气。
23、应记住的三种黑色氧化物是:氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁。
24、氢气和碳单质有三个相似的化学性质:常温下的稳定性、可燃性、还原性。
25、教材中出现的三次淡蓝色:(1)液态氧气是淡蓝色(2)硫在空气中燃烧有微弱的淡蓝色火焰、(3)氢气在空气中燃烧有淡蓝色火焰。
26、与铜元素有关的三种蓝色:(1)硫酸铜晶体;(2)氢氧化铜沉淀;(3)硫酸铜溶液。
27、过滤操作中有“三靠”:(1)漏斗下端紧靠烧杯内壁;(2)玻璃棒的末端轻靠在滤纸三层处;(3)盛待过滤液的烧杯边缘紧靠在玻璃捧引流。
28、启普发生器由三部分组成:球形漏斗、容器、导气管。
29、酒精灯的火焰分为三部分:外焰、内焰、焰心,其中外焰温度最高。
30、取用药品有“三不”原则:(1)不用手接触药品;(2)不把鼻子凑到容器口闻气体的气味;(3)不尝药品的味道。
31、写出下列物质的颜色、状态
胆矾(蓝矾、五水硫酸铜CuSO4•5H2O):蓝色固体
碱式碳酸铜(铜绿):绿色固体 黑色固体:碳粉、氧化铜、二氧化锰、四氧化三铁 白色固体:无水硫酸铜(CuSO4)、氯酸钾、氯化钾、氧化镁、氯化钠、碳酸钙、碳酸钠、硫酸锌
紫黑色:高锰酸钾 浅绿色溶液:硫酸亚铁(FeSO4)
32、要使可燃物燃烧的条件:可燃物与氧气接触、要使可燃物的温度达到着火点。
33、由双原子构成分子的气体:H2、O2、N2、Cl2、F2
34、下列由原子结构中哪部分决定:①、元素的种类由质子数决定、
②、元素的分类由最外层电子数决定、③、元素的化学性质由最外层电子数决定、④、元素的化合价最外层电子数决定、⑤、相对原子量由质子数+中子数决定。
35、学过的有机化合物:CH4(甲烷)、C2H5OH(酒精、乙醇)、CH3OH(甲醇)、CH3COOH(醋酸、乙酸)
36、从宏观和微观上理解质量守恒定律可归纳为五个不变、两个一定改变,一个可能改变:
(1)五个不改变:认宏观看元素的种类和反应物和生成物的总质量不变,从微观看原子质量、原子的种类和原子数目不变;
(2)两个一定改变:认宏观看物质种类一定改变,从微观看分子种类一定改变;
(3)一个可能改变:分子的总和可能改变。
37、碳的两种单质:石墨、金刚石(形成的原因:碳原子的排列不同)。
38、写出下列物质的或主要成分的化学式
沼气:CH4、煤气:CO、水煤气:CO、H2、天然气:CH4、酒精:C2H5OH、
醋酸:CH3COOH、石灰浆、熟石灰、石灰水:Ca(OH)2、生石灰:CaO、
大理石、石灰石:CaCO3、干冰:CO2
初中化学知识点摘要
一、基本概念:
1、 化学变化:无新物质生成的变化。如:蒸发、挥发、溶解、潮解等。
物理变化:有新物质生成的变化。如:燃烧、生锈、腐败、风化等。
2 、单 质:由一种元素组成的纯净物。如:H2、O2、C、S、Fe 等。
化合物:由多种元素组成的纯净物。如:H2O、CO2、KClO3、H2SO4等。
氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。如:H2O、CO2 、 SO2、Fe2O3等。
酸性氧化物:与碱反应生成盐和水的化合物。通常是一些非金属氧化物,如:CO2 、SO2 、SO3 等。
碱性氧化物:与酸反应生成盐和水的氧化物。通常是一些金属氧化物,如:CuO、MgO、Fe2O3等。
酸:由H+、酸根离子组成的化合物。 如:HCl(盐酸)、H2SO4(硫酸)、HNO3(硝酸)
碱:一般由金属离子和OH— 组成的化合物。如:NaOH、Ca(OH)2、Fe(OH)3
盐:一般有金属离子和酸根离子组成的化合物。
盐分为三种: (1) 正盐,如:NaCl、Na2CO3、CuSO4 (2) 酸式盐, 如: NaHSO4
(3) 碱式盐, 如: Cu2(OH)2CO3
3、分子:保持物质化学性质的一种微粒。
原子:化学变化中的最小微粒。
离子:带电的原子或原子团。常见原子团如下:OH— (氢氧根)、 NO3— (硝酸根)、
SO42— (硫酸根)、CO32— (碳酸根)、 PO43— (磷酸根)、 NH4+(铵 根)
二、化学用语:
1、元素符号: 例 H:表示氢元素,也表示氢原子;3H:表示三个氢原子
2、离子符号: 例 氢离子: H+ (注意:1不写出) 镁离子:Mg2+三个硫酸根离子 :3 SO42—
3、化学式: 例 碳酸钠: Na2CO3 氢氧化钙: Ca (OH)2
4、电离方程式: 例 HNO3 === H+ + NO3–
Ca(OH)2 === Ca2+ + 2OH–
Na2CO3 === 2Na+ + CO32–
5、化学方程式: (要求熟练)
实验室制O2 :
实验室制H2 : Zn + H2SO4 ===== ZnSO4 +H2↑
实验室制CO2 :CaCO3 + 2HCl ===== CaCl2 + H2O + CO2↑
检验CO2 : CO2 + Ca(OH)2 ===== CaCO3↓+ H2O
检验H2O :CuSO4 + 5H2O ===== CuSO4 ? 5H2O (白色 蓝色)
湿法炼铜 : Fe + CuSO4 ===== Cu + FeSO4
要求熟记: (1)、1—18号原子顺序,并能画出结构示意图。 (P59)
(2)、常见元素化合价。 (P63)
作者: ☆幻儿☆ 2005-10-27 23:00 回复此发言
5 回复:考试前有必要记的初中化学基础概念
三、基本反应类型:
1、化合反应: A + B + … == C
2、分解反应: A == B + C + …
3、置换反应: A + BC == B + AC
(1)、金属 + 酸 ==== 盐 + H2
反应条件:金属必须是金属活动性顺序表中排在“H”前的金属, 酸一般用稀盐酸或稀硫酸,不用稀硝酸。
(2)、金属 + 盐 ==== 新金属 + 新盐
反应条件:金属活动性顺序表中排在前面的金属可置换后面的金属, (K、Ca、Na 除外)
盐必须是可溶性盐。
4、复分解反应: AC + BD ==== AD + BC
(1)、 酸 + 碱性氧化物 ==== 盐 + 水
(2)、 酸 + 碱 ==== 盐 + 水
(3)、 酸 + 盐 ==== 新酸 + 新盐
(4)、 碱 + 盐 ==== 新碱 + 新盐
(5)、 盐 + 盐 ==== 两种新盐
反应条件:反应物中无酸时要求反应物都可溶,有酸时要求是强酸,
生成物中必须有沉淀、气体或水。
要求熟记: (1)、 金属活动性顺序表。 (P162)
(2)、 常见酸、碱、盐的溶解性表。 (P228)
四、元素化合物知识:
1、常见气体及其性质: H2、 O2、 CO、 CO2、 CH4
可燃性:H2、CO、CH4 还原性:H2、CO 毒性:CO
密度比空气大:O2、CO2 可溶于水:CO2 最简单的有机物:CH4
2、常见物质的俗名:
纯 净 物: CO2 (干冰) C2H5OH (酒精) CH3COOH (醋酸) CaO (生石灰)Ca(OH)2 (熟石灰、消石灰) Na2CO3 (纯碱) NaOH (烧碱、火碱、苛性钠) CuSO4•5H2O (胆矾、蓝矾)
混 合 物: 煤( C ) 天然气、沼气(CH4)生铁、钢(Fe) 铁锈、赤铁矿(Fe2O3)
磁铁矿(Fe3O4) 石灰水、石灰浆[Ca(OH)2 ] 石灰石、大理石(CaCO3)盐酸( HCl )
3、与水可以反应的物质:
(1)、大多数酸性氧化物:如CO2、SO2、SO3 ,与水反应生成对应的酸H2CO3、 H2SO3 (亚硫酸)、 H2SO4 。
(2)、少数碱性氧化物: 如K2O、CaO、Na2O ,与水反应生成对应的碱 KOH、 Ca(OH)2、 NaOH 。
(3)、某些盐: (有结晶水合物的盐) 如:
CuSO4 + 5H2O === CuSO4•5H2O
Na2CO3 + 10H2O === Na2CO3•10H2O
4、常见的酸、碱、盐的特性:
挥发性:浓盐酸、 浓硝酸 吸水性: 浓硫酸、 固体氢氧化钠(潮解)
脱水性:浓硫酸 毒性: NaNO2(亚硝酸钠) 、CuSO4 (硫酸铜) CH3OH(甲醇)
遇水放热:浓硫酸(稀释时)、 固体氢氧化钠(溶解时)、 CaO(与水反应时)
紫色石蕊试液 无色酚酞试液 pH 值
酸 性 红 色 无 色 pH值<7
中 性 紫 色 无 色 pH值=7
碱 性 蓝 色 红 色 pH值>7
备注:盐不一定显中性,如 NaCl溶液显中性,但Na2CO3溶液显碱性,而强酸的酸式盐(如NaHSO4)溶液则显酸性。
5、常见酸、碱、盐的主要用途:
HCl、H2SO4 —— 用于金属除锈
NaOH —— 制肥皂、造纸 Al(OH)3 —— 治疗胃酸过多
Ca(OH)2 —— 制三合土、漂白粉、农药波尔多液;改良酸性土壤等
CuSO4 —— 配制农药波尔多液 Na2CO3 —— 制洗涤剂、蒸馒头等
CaCO3 —— 制水泥等建筑材料
6、环境污染方面:
(1)、大气污染:
主要分两种:A、有害气体,如:SO2、NO2、CO 等,其中CO主要来源于汽车尾气,而SO2、NO2 是形成酸雨的主要物质。
[另注:空气中CO2 浓度增大会导致温室效应 (P111);而含氟物质的排放会破坏O3 (臭氧) 层,使得地球表面受紫外线辐射加重 (P10)。]
B、粉尘,如:灰尘、粉煤灰 等。
一、化学计算
化学式子要配平,必须纯量代方程,
单位上下要统一,左右倍数要相等。
质量单位若用克,标况气体对应升,
遇到两个已知量,应照不足来进行。
含量损失与产量,乘除多少应分清。
二、气体制备
气体制备首至尾,操作步骤各有位,
发生装置位于头,洗涤装置紧随后,
除杂装置分干湿,干燥装置把水留;
集气要分气和水,性质实验分先后,
有毒气体必除尽,吸气试剂选对头。
有时装置少几个,基本顺序不可丢,
偶尔出现小变化,相对位置仔细求。
三、氢气还原氧化铜
试管被夹向下倾,实验开始先通氢,
空气排尽再点灯,冷至室温再停氢
先点灯,会爆炸,先停氢,会氧化
由黑变红即变化,云长脸上笑哈哈。
一、化合价口诀
一价钾钠氟氢银,
二价氧钙钡镁锌,
三铝四硅五价磷;
二三铁,二四碳。
二四六硫都齐全,
铜汞二价最常见。
二、溶解性口诀
钾钠铵盐溶水快, ①
硫酸盐除去钡铅钙。 ②
氯化物不溶氯化银,
硝酸盐溶液都透明。 ③
口诀中未有皆下沉。 ④
三、1—20号元素顺序口诀⑤
氢 氦 锂 铍 硼,
碳 氮 氧 氟 氖;
钠 镁 铝 硅 磷,
硫 氯 氩 钾 钙。
四、金属活动性口诀
钾 钙 钠 镁 铝。
锌 铁 锡 铅 氢,
铜 汞 银 铂 金。
注:①钾钠铵盐都溶于水;
②硫酸盐中只有硫酸钡、硫酸铅、硫酸钙不溶;
③硝酸盐都溶于水;
④口诀中没有涉及的盐类都不溶于水;
⑤1~20号元素顺序另有谐音打油诗可以帮助记忆:
青 孩 你 别 蹦,
炭 蛋 养 沸 奶,
那 妹 雨 归 淋,
牛 鹿 鸭 呷 莱。
制氧气口诀:
二氧化锰氯酸钾;混和均匀把热加。制氧装置有特点;底高口低略倾斜。
集气口诀:
与水作用用排气法;根据密度定上下。不溶微溶排水法; 所得气体纯度大。
电解水口诀:
正氧体小能助燃;负氢体大能燃烧。
化合价口诀:
常见元素的主要化合价:氟氯溴碘负一价;正一氢银与钾钠。氧的负二先记清;正二镁钙钡和锌。正三是铝正四硅;下面再把变价归。全部金属是正价;一二铜来二三铁。锰正二四与六七;碳的二四要牢记。非金属负主正不齐;氯的负一正一五七。氮磷负三与正五;不同磷三氮二四。有负二正四六;边记边用就会熟。
常见根价口诀
一价铵根硝酸根;氢卤酸根氢氧根。高锰酸根氯酸根;高氯酸根醋酸根。二价硫酸碳酸根;氢硫酸根锰酸根。暂记铵根为正价;负三有个磷酸根。
金属活动性顺序表:
(初中)钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金。(高中)钾钙钠镁铝锰锌、铬铁镍、锡铅氢;铜汞银铂金。
化合价口诀二:
一价氢氯钾钠银;二价氧钙钡镁锌,三铝四硅五氮磷;二三铁二四碳,二四六硫都齐全;铜以二价最常见。
盐的溶解性:
钾钠铵硝皆可溶、盐酸盐不溶银亚汞;硫酸盐不溶钡和铅、碳磷酸盐多不溶。多数酸溶碱少溶、只有钾钠铵钡溶。
制氧气口诀:
二氧化锰氯酸钾;混和均匀把热加。
制氧装置有特点;底高口低略倾斜。
集气口诀:
与水作用用排气法;根据密度定上下。
不溶微溶排水法; 所得气体纯度大。
电解水口诀:
正氧体小能助燃;负氢体大能燃烧。
化合价口诀:
常见元素的主要化合价
氟氯溴碘负一价;正一氢银与钾钠。
氧的负二先记清;正二镁钙钡和锌。
正三是铝正四硅;下面再把变价归。
全部金属是正价;一二铜来二三铁。
锰正二四与六七;碳的二四要牢记。
非金属负主正不齐;氯的负一正一五七。
氮磷负三与正五;不同磷三氮二四。
硫有负二正四六;边记边用就会熟。
常见根价口诀:
一价铵根硝酸根;氢卤酸根氢氧根。
高锰酸根氯酸根;高氯酸根醋酸根。
二价硫酸碳酸根;氢硫酸根锰酸根。
暂记铵根为正价;负三有个磷酸根。
金属活动性顺序表:
(初中)钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金。
(高中)钾钙钠镁铝锰锌、铬铁镍、锡铅氢;铜汞银铂金。
化合价口诀二
一价氢氯钾钠银;二价氧钙钡镁锌,
三铝四硅五氮磷;二三铁二四碳,
二四六硫都齐;全铜以二价最常见。
盐的溶解性:
钾钠铵硝皆可溶、盐酸盐不溶银亚汞;
硫酸盐不溶钡和铅、碳磷酸盐多不溶。
多数酸溶碱少溶、只有钾钠铵钡溶。
先拐先折,温度高,压强大!(化学平衡图象题目)
制取乙烯:
酒精硫酸一比三,催化脱水是硫酸。 温度速至一百七,不生乙醚生乙烯。
反应液体呈黑色, 酒精炭化硫酸致。
银镜反应
银镜反应很简单,生成羧酸铵,还有一水二银三个氨
过滤操作实验
斗架烧杯玻璃棒,滤纸漏斗角一样。
过滤之前要静置,三靠两低不要忘。
中和滴定:左手控制塞,右手摇动瓶,眼睛盯溶液,变色立即停。
越老越稀松,干啥啥不中,如有不妥处,请您多照应!
实验室制乙烯:硫酸酒精三比一。迅速升温一百七,为防暴沸加碎瓷,排水方法集乙烯
金属活动性顺序:贾盖那美驴,新蹄喜牵轻,统共一百斤
意思:有一条美驴的名字叫贾盖,换了新蹄子就喜欢驮(牵)轻的货物。统计一下,才100斤
有机化学并不难,记准通式是关键。
只含C、H称为烃,结构成链或成环。
双键为烯叁键炔,单键相连便是烷。
脂肪族的排成链,芳香族的带苯环。
异构共用分子式,通式通用同系间。
烯烃加成烷取代,衍生物看官能团。
羧酸羟基连烃基,称作醇醛及羧酸。
羰基醚键和氨基,衍生物是酮醚胺。
苯带羟基称苯酚,萘是双苯相并联。
去H加O叫氧化,去O加H叫还原。
醇类氧化变酮醛,醛类氧化变羧酸。
羧酸都比碳酸强,碳酸强于石碳酸。
光照卤代在侧链,催化卤代在苯环。
烃的卤代衍生物,卤素能被羟基换。
消去一个小分子,生成稀和氢卤酸。
钾钠能换醇中氢,银镜反应可辨醛。
氢氧化铜多元醇,溶液混合呈绛蓝。
醇加羧酸生成酯,酯类水解变醇酸。
苯酚遇溴沉淀白,淀粉遇碘色变蓝。
氨基酸兼酸碱性,甲酸是酸又像醛。
聚合单体变链节,断裂π键相串联。
千变万化多趣味,无限风光任登攀。
一般说燃烧、爆炸、自燃与缓慢氧化的本质都是氧化反应,只是由于条件不同而产生了不同的现象。
1.缓慢氧化是氧化反应的一种形式。反应过程中几乎不升温、不发光、现象很不显著,反应缓慢。例如,金属的锈蚀、呼吸作用、食物的腐败等都属于缓慢氧化
2.自燃是指可燃物由于缓慢氧化而引起的自发燃烧。可燃物在缓慢氧化过程中产生的热量,如果不易散失,以致于越积越多,温度逐渐升高,达到该可燃物的着火点,不经点火就能自发燃烧起来。例如:稻草、煤屑或沾有油的布等大量堆积在不通风的地方都有可能自燃。所以,缓慢氧化是否引起自燃,则决定于氧化所产生的热量扩散和进行缓慢氧化物质的着火点的高低。
3.燃烧是发光发热的剧烈的化学反应。物质在空气里起氧化反应的时候是否有燃烧现象,决定于温度是否达到这种物质的着火点;物质在空气里燃烧的急剧程度,取决于可燃物跟氧气的接触面的大小。
燃烧可分为完全燃烧和不完全燃烧。不完全的燃烧,其产物往往造成对大气的污染,还会降低热能的利用率,因此一般将固体燃料粉碎,液体燃料喷成雾状来增加和空气的接触机会,同时采用通风等措施,以提高燃料的利用率。
着火点是物质开始着火时的温度。纯气体燃料在常温下的着火点是一定的。例如,氢气的着火点为585℃,甲烷的着火点为537 ℃,一氧化碳的着火点为650 ℃。固体燃料的着火点不是固定不变的。
4.爆炸是指可燃物在有限的空间里发生的急速燃烧。一般有大量的气态生成物产生。反应瞬间完成,放热集中,来不及扩散,温度骤升,气体体积急剧膨胀,引起爆炸或爆鸣。若容器口大,则爆鸣,听到尖锐的口哨声;若容器密闭或口小,则爆炸,听到震耳欲聋的响声。
物质剧烈燃烧是否会发生爆炸,则取决于 可燃物与空气的接触面积的大小,以及可燃物所处空间的大小和是否有大量气态生成物骤然产生。
一般爆炸是由化学反应或核反应引起的。爆炸瞬间放出大量的能量,会产生爆破及推动作用。爆炸广泛应用于开矿筑路、推动发动机等。