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初中化学 - 下

金属的物理性质

金属:铁、汞……

金属都有的物理性质:

  1. 导电性
  2. 导热性
  3. 延展性(压扁,拉长,不易破裂)
  4. 有金属光泽

其它:

常温下大多数金属都是固态的,除了汞。

大多数金属都是银白色的,但金时金黄色的,铜是紫红色的。

铁是有磁性的。

合金

定义:一种金属和其他的金属(或非金属)经过熔化、混合、冷却得到的一种有金属特征的混合物。

比如刚,是铁和 C 的混合物(硬而韧);

生铁,也是铁和 C 的混合物(C 含量比刚高,所以太硬太脆)。

黄铜:黄色的,是铜和锌 Zn 的合金。

不锈钢:铁、碳、镍、铬的合金。

青铜:铜、锡合金。

合金物理特点:

  1. 硬度大
  2. 熔点低

化学性质保持各成分性质。

金属的化学性质

4Al+3O2=    2Al2O3 生成致密的氧化膜,抗腐蚀。

金属可以和 O2,HCl,H2SO4 发生反应。

置换反应

Zn+HA2SOA4 =     ZnSOA4+HA2

Mg+HA2SOA4 =     MgSOA4+HA2

Fe+HA2SOA4 =     FeSOA4+HA2

像这样,单质和一个化合物反应,然后生成了新的单质和化合物的反应,我们称之为置换反应

置换反应

A+BC=    B+AC

置换反应也是一个基本的反应类型。基本反应类型:置换、分解、化合。

金属活动顺序

金属活动顺序(还原性强弱顺序,从大到小排序):

K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

结论:

  1. 越往前金属越活泼(还原性越强),越往后越稳定(还原性越弱)
  2. H 前的金属单质能与酸(盐酸/稀硫酸)反应置换出 H2(还原性:Fe>H2
  3. 前面的金属单质能将后面的金属元素从它的化合物溶液中置换出来

比如 Fe+CuSOA4 =     Cu+FeSOA4

注意从它的化合物溶液中置换出来,比如

不会发生 Cu+AgCl Ag+CuClA2

金属的冶炼

工业冶炼铁

TIP

  • 赤铁矿的主要成分是 Fe2O3,红棕色固体,含有杂质。

  • 磁铁矿的主要成分是 Fe3O4,黑色固体,含有杂质。

  • 焦炭主要成分是 C,用来和氧气生成 CO

  • CaCO3 用来除杂

最主要的三个方程:

C+OA2 = COA2

COA2+C = 2CO

最重要:3CO+FeA2OA3 = 2Fe+3COA2

冶炼磁铁矿 FeA3OA4 = Fe+COA2

实验室冶炼铁

TIP

在在块状固体时是银白色,在粉末状时是黑色。

TIP

采用酒精喷灯加热。

防止生锈

铁生锈的文字表达式:

Fe++FeA2OA3xHA2O(x)

铁锈是红棕色,蓬松结构。

防止生锈方法:

  1. 隔绝空气
  2. 隔绝水
  3. 改变结构

溶液

定义:一种或多种物质溶解在另一种万物之中形成的均一、稳定的混合物。

比如矿泉水(各种矿物质溶解在水中)、糖水、盐水。

  • 均一:各处的成分一样
  • 稳定:不管放置多久,溶液都不会分层。
  • 是混合物

反例:

  • 泥水(会分层)
  • 油水混合物
  • 冰水(不是混合物)

溶液还可以这样来表示:溶质 + 溶剂(常见溶剂有水、酒精、汽油)。

  1. 固体、气体溶解在液体中:一般认为液体是溶剂
  2. 液体 + 液体,一般认为水是溶剂,无水的话,谁量多就是溶剂

浊液 与 溶解

浊液:互不相溶的物质混合。它不稳定,放置一段时间后会分层。

悬浊液:固体 + 液体。(比如泥水混合物)

乳浊液:液体 + 液体。(油水混合物,牛奶(平时我们喝的牛奶可能会感觉不会分成,因为有添加剂乳化剂,可以使浊液变得稳定))

TIP

乳化剂:是乳浊液变得更稳定、不易分层的物质。乳化剂的作用称为乳化作用。

对比:洗洁精洗涤油污:乳化原理。

汽油洗涤油污:溶解原理。

溶解

  • 溶解一定伴随能量变化。

且有两个过程:

  1. 这些微粒分散在水中,会吸热。

  2. 分散在水中的微粒与水分子结合,一定会放热。

所以物质溶解一定会伴随吸热和放热两个过程。

TIP

想象有 2 个非刚性小球,碰撞可以结合在一起。

2 个小球都有动能。

如果两个小球碰到一起,不分开了,那么肯定会有能力损失。

如果两个结合的小球分开,那么一定要吸收能量。

说以说:

  • 两个结合的分子分开,会吸收周围的热量。
  • 将气体液化,即将分子粘合在一起,会有能力损失,就会放热,是周围温度升高。

一些物质溶解的吸放热情况:

  1. 放热:NaOH, H2SO4
  2. 吸热:NH4NO3
  3. 不明显:NaCl,

溶液的饱和性

饱和溶液:一定温度下,某溶质溶解在一定量的溶剂中达到最大溶解度限度时形成的溶液,即不可再溶解该物质。

如 20℃,100g 水溶解了 36gNaCl 后不能再溶解该溶质,此时的溶液就是 NaCl 的饱和溶液。

不饱和溶液:一定温度下,仍然能够继续溶解该溶质的溶液。

溶液的饱和和不饱和转化

不饱和转化为饱和:

  1. 加入溶质
  2. 蒸发溶剂
  3. 降低温度(对于固体溶质,一般温度降低,会减小溶解性)

饱和转化为不饱和:

  1. 加入溶剂
  2. 升高温度

溶解度

大多数物质在溶剂中的溶解是有限度的,达到了限度,称为饱和溶液,没有达到限度称为不饱和溶液,不同的物质有不同的溶解限度,如 CaCO3 难溶于水,NaCl 易溶于水。

溶解度的定义:一定温度下,100g 水(溶剂)最多能溶解的某溶质的质量,就是该溶质的溶解度,单位:g。

比如,20 度是,100g 水能溶解 36gNaCl,达到饱和状态,就称 20 度时 NaCl 的溶解度为 36g。

难溶、微溶、可溶、易溶:

20 摄氏度下,溶解度 < 0.01g 称为难溶,溶解度处于 0.01g ~ 1g 之间称为微溶,1g ~ 10g 之间称为可溶,溶解度 > 10g 成为易溶

影响溶解度的因素:

内因:物质的种类。

外因:

  • 温度:大多固体溶质溶解度随温度升高而升高,但固体 Ca(OH)2 溶解度随温度升高而降低,固体 NaCl 溶解度受温度的影响不大。 气体的溶解度随温度的升高而减小,如 CO2

  • 压强:压强对固体的溶解度的影响不大,气体的溶解度随压强的增大而增大,如 CO2

例题

知道了溶解度,并不等于知道了质量分数,还要自己算质量分数。

结晶与过滤

蒸发结晶

  • 溶剂蒸发,溶质以晶体的形式析出
  • 仪器:蒸发皿,玻璃棒,酒精灯,铁架台
  • 蒸发皿:耐高温,可以直接加热
  • 玻璃棒的用途:使液体受热均匀,防止液体飞溅
  • 等到有大量晶体析出时停止加热,用余热蒸干,防止晶体受热飞溅
  • 大多的固体溶质都可以通过蒸发结晶析出,最常见的粒子:海水晒盐

降温结晶

冷却热饱和溶液结晶:适合溶解度随温度升高而升高的固体。

过滤

粗盐提纯

溶液的酸碱性

溶液酸碱性的测定

试剂:紫色石蕊溶液、酚酞溶液,这两者是常见的酸碱指示剂。

  • 紫色石蕊溶液:遇酸性溶液变红色,遇到碱性溶液变蓝色,遇到中性溶液不变色(还是紫色)

  • 无色酚酞溶液(无色):遇碱性溶液变红色,遇酸性溶液和中性溶液不变色(无色),因此酚酞溶液只能测定溶液的碱性,不能测定酸性和中性。

溶液酸碱度的测定

材料:pH 试纸,比色卡,玻璃棒或胶头滴管

测定:用玻璃棒沾取(或胶头滴管吸取)少量液体滴在 pH 试纸上,半分钟内与比色卡对比,读取 pH 值

pH 值:范围 0-14,若 pH=7 溶液为中性,pH<7 为酸性且越小越酸,pH>7 为碱性,且越大越碱。

一般 pH 试纸测定的值只有整数没有小数点。

溶液酸碱度的测定 - 注意事项

  • 不可用水湿润 pH 试纸
  • 不可将溶液倾倒在 pH 试纸上,太浪费
  • 不可将试纸直接伸入溶液中,会污染原溶液
  • 不可超过半分钟再读取 pH 值

复分解反应

定义:两种化合物交换成分,生成两种新的化合物的反应。

公式:AB+CD=    CB+AD

特点:没有单质参与,化合价不发生反应。

反应成立条件:生成物必须有沉淀、气体或水,三者占其一即可。

成立条件:

  • 气体:CO2,SO2,NH3

  • 沉淀:CaCO3,AgCl,BaCO3,Mg(OH)2,Al(OH)3,Fe(OH)3,Cu(OH)2

  • 水:H2O

碱的基本定义:(金属离子 + 氢氧根)或一水合氨 NH3H2O

如:KOH,Ca(OH)A2,NaOH,Mg(OH)A2,Al(OH)A3

常见的碱

TIP

CaO 的俗名叫生石灰,

Ca(OH)2 的俗名叫熟石灰、消石灰,

它们都是纯净物。

而碱石灰的主要成分:氧化钙(CaO,大约 75%),氢氧化钠(NaOH,大约 3%),和氢氧化钾(KOH,大约 1%),水(H2O,大约 20%)。 它是混合物。

石灰石的主要成分是碳酸钙 CaCO3,它是混合物。

石灰三角

碱的可溶性

  • 金属活动性顺序除去前 3 位,后面金属离子形成的碱(存在的话)都是难溶的,如:Mg(OH)A2,Al(OH)A3,Zn(OH)A2,Fe(OH)A2,Sn(OH)A2
    • Mg(OH)3 白色沉淀
    • Al(OH)3 白色沉淀,胃舒平的主要成分,治疗胃酸过多
    • Fe(OH)3 红褐色沉淀
    • Cu(OH)2 蓝色沉淀
    • KOH 可溶,Ca(OH)2 微溶、NaOH 可溶
    • 不在金属活动顺序中的金属钡形成的碱 Ba(OH)2 也是可溶的。

碱的通性

碱与指示剂反应

  • 与紫色石蕊溶液:紫色变蓝色
  • 与酚酞溶液:无色变红色
  • pH 试纸测定其溶液:pH 值大于 7

碱与酸反应

  • 所有的碱与酸都能反应,称为中和反应,属于复分解反应。

溶液由红色变为无色。

碱与非金属氧化物反应

并不能和所有的非金属氧化物反应,如与 H2O,CO 等不反应,可以与 CO2,SO2 反应

距离:

Ca(OH)A2+COA2 =   +HA2O

NaOH+COA2 =    NaA2COA3+2HA2O

  • 碱暴露在空气中常常与空气中的二氧化碳反应而变质
  • 碱与非金属氧化物反应不属于四大基本反应类型中的任何一个

碱和盐反应

  • 并不是所有的碱都与盐反应,要求生成物必须有沉淀,气体或水生成(复分解成立的条件之一),且反应物要求可溶

举例:

2NaOH+CuSOA4 =    Cu(OH)A2+NaA2SOA4(生成沉淀)

Ba(OH)A2+NaA2SOA4 =    2NaOH+BaSOA4

Fe(OH)A3+CuSOA4=   ,因为反应要求可溶。

盐的基本定义:

  • 金属离子(或铵根)与酸根结合(ClA,COA3A2,NOA3A,SOA4A2,HCOA3A 等)

  • NaCl,CaCOA3,NHA4NOA3,NaHCOA3,CuSOA4

常见的盐

盐的溶解性

  • 首先,KA+,NaA+,NHA4A+,NOA3A 盐皆可溶
  • 其次,Cl 只与 Ag+ 沉淀
  • 然后,SO42 只与 Ba2+ 难溶(CaSO4, Ag2SO4 微溶)
  • 再然后,CO32 盐大多难溶(Fe2(CO3)3, Al2(CO3)3 不存在,MgCO3 微溶,区别于难溶;Al2CO3 粉末状白色小颗粒,遇水分解为 Al(OH)3 沉淀和 CO2
  • 8 大沉淀:CaCOA3,BaCOA3,BaSOA4,AgCl,Mg(OH)A2,Fe(OH)A3,Cu(OH)A2,Al(OH)A3

一些可溶性盐的颜色(注意必须是在溶液里)

  • Fe3+:
  • Fe2+:绿
  • Cu2+:

盐的通性

盐与酸反应

复分解反应,要求生成物有沉淀、气体或者水。

NaA2COA3+2HCl =    2NaCl+HA2O+COA2

BaClA2+HA2SOA4 =    BaSOA4+2HCl

盐与碱反应

复分解反应,要求反应物难溶物质,生成物要求有沉淀气体或者水。

举例:

CuSOA4+2NaOH =    Cu(OH)A2+NaA2SOA4(反应物都是可溶的)

NaA2SOA4+Ba(OH)A2 =     BaSOA4+2NaOH(反应物都是可溶的)

MgCOA3+2KOH =    Mg(OH)A2+KA2COA3MgCO3 是微溶的物质,不算难溶,也符合条件)

盐和金属单质的反应(置换反应)

  • 金属活动顺序中前面的金属单质能将后面的金属从其盐类溶液中置换出来

CuSOA4+Fe =    FeSOA4+Cu

FeSOA4+Zn =    ZnSOA4+Fe

Cu+2AgNOA3 =    Cu(NOA3)A2+2Ag

盐与盐反应

复分解反应,反应物要求不为难溶物质(微溶、可溶、易溶都行),生成万物之要求是沉淀、气体或者水。

AgNOA3+NaCl =    AgCl vA+ NaNOA3

CaClA2+NaA2COA3 =    CaCOA3+2NaCl

Ba(NOA3)A2+KA2SOA4 =    BaSOA4+2KNOA3

化学肥料

常见的化肥

  • 氮肥:碳酸氢铵(NHA4HCOA3)、硫酸铵 (NHA4)A2SOA4、尿素 CO(NHA2)A2

  • 磷肥:重过磷酸钙 Ca(HA2POA4)A2,过磷酸钙 Ca(HA2POA4)A2CaSO4 混合物

  • 钾肥:氯化钾 KCl

  • 复合肥:含有氮、磷、钾中的两种或者三种要素的复合化肥,如磷酸氢二氨 (NHA4)A2HPOA4、磷酸钾 KA3POA4、硝酸钾 KNOA3

化肥的主要功效

  • 氮肥:壮叶
  • 磷肥:壮果
  • 钾肥:壮茎

铵态氮肥的鉴定

2NHA4Cl+Ca(OH)A2 =    CaClA2+2NHA3+2HA2O

NH4+OH 结合生成一水合氨 NH3H2O,不稳定易分解为水和氨气)

NHA4NOA3+NaOH =    NaNOA3+NHA3+HA2O

将铵态氮肥与碱混合,有刺激性气味的气体产生,且该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝色

由此我们也可以得出,铵态氮肥是不能和碱一起施肥的。

距离 2025 高考还有 -103 天。

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