人教版高中化学必修1.pdf
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1、目 录2笫一节化学实验基本方法 1第二行化学计地在实验中的应用 II日纳与整理19第 二 章 化 学 物 质 及 其 变 化第一节物质的分类 24第二节隅了反应 30第三节依化还原反应 35归纳与整理4()II第一节金属的化学性质 46第二节几种爪要的金加化合物 55第三节用途广泛的金属材料 64归纳、整理6872第一节无机出金属材料的主角 硅 74第二方富集在海水中的元素 氯 82第三节破和弧的辄化物 89第 四 力 飒 硝 酸 硫 酸 97打纳与整理105附录【相时原子质情表附乘H部分限、融和盐的溶解性去(室温)附小III-%常见元索中英文名称对照发元素周期丧109110111第一章从实验
2、学化学化学是一门以实验为基础的自然科学.人们对科学规律的发现是通过对自然现象的反复观察,探究和验证逐步完成的.化学研究主要用的是实验方法,所以,学习化学也离不开实缝。掌握实验方法以及完成化学实晚所必需的技能,是学好化学的关键。.v.;一 w化学实照用本方法做好化学实验.并保证实脸的帕利进彳r 和实验者的安全.要拿握 人桩本的实验方法和操作技能.我们在初中曾经学习过一些基本的化学实验搽作.如固体和液体药品的取用、物质的加热以及一些基本仪器的使用等 为 完成更多的实脸.我们需要住娱仃基础上进一步提高还饕避一步学习 供新的实验方法和越本操作.一、化学实验安全学习 和 研 究 化 学.经 常 要 进
3、行 实 脸 无 论 是 在 化 学 实聆室还是在家中进彳了 实验或探究活动,安全是独利进行实验及避免伤害和事故的保障.为此.应注意以卜问题:i .遵 守 实 验 室 规 则+你 走 进 化 学 实 验 室 时 泞 先嬖认区阅读并牢出实验空的安全规则2.解安全措施 解危险化学药品在存放和使用时的注意W项、存火和烫伤的处理.化学灼伤的处理.如何防止中掰、意外事故的紧急处 理 方 法 以 及 次 火 器 材、煤 气、电网等的位置和使用方法、报警电话等.3.掌 握 正 确 的 操 作 方 法.包 括 仪 器 和 药 品 的 使 用、加热、气体收集等.4.也 视 并 逐 步 熟 悉 污 染 物 和 废
4、弃 物 的 处 理 方 法.包括 仃 寓 气 体.废 液、固 体 废 弃 物(如破损破璃、反应后剩余的金属等)的处理,资 料 卡 片常用危险化学品的分类第1矣爆炸品第2 类压热气体和液化气体第3 奥B燃液体第4 奥多燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品第5 臭箕化削和有机过氧化物第6 奥有毒品第7 具放射性物品第8 类庸性品i 标W中的效%常州危险化学品按K 主山危险竹性的分类.4 M-a 从实脸学化学围 者 与 交 滞根辘你做化学实聆和探究活动的经验.想 一 想 在 进 行 化 学 实 监和探究时应注 急 啷 些 安全 问 跑,将 注 意 事 项 写 在 不 同 的 卡 片 上.与 小 组 闷 学
5、 讨 论.并 归 是 总 结.在 班 上 交 流 选择 使 你 留 下 深 刻 印 象 的 事 故 作 为 例 子,分 析 引 发 安 全 事 故 的 主 要总因 你 认 为 王 妥 的 故 训是什么?二、混 合 物 的 分离和提 维B!善 与 交 潦你知道沙里淘金吗?淘 金 并 是 利 用 什 么 性 质 和 方 法 将 金 子 从 沙 里 分 出 来 的?如来有扶屑 和 沙 的 那 合 物.你 能 用 哪 些 方 法 将 我 增 分 焉 出 来?I I然 界 山 的 物 侦 绝 大 多 数 以 混 仆 物 的 形 式 打 在 单 纯 的 混 合 虽 然 不 会 改 变 其 中 某 组 分的
6、 性0b 但 对 于 研 究 其 中 某 物 质 的 性 质 或 将 其 应 用 于 生 产 和 生 活 中 时.就 会 受 到 影 响.例如 由 粗 盐 中 含 仃 泥 土 和 一 些 其 他 化 学 物 质.使 我 们 不 但 无 法 观 察 到 食 盐 品 喂 剔 透 的 外观.而JL也 不 能 将 戊 作 为 两 味 品 来 使 州.乂 如.饮 用 水 中 混 入 有 异 味 的 杂 质A 7.不仅影响11感.也 不 能 达 到I!米标油 在 牛.产 中.某 些 技 术 的 实 现 也 要 求 使 用 纯 净 的 材 料.如 计 第机 芯 片 就 要 求 使 川 鬲 纯 度 的 单 晶
7、 硅 等 所 以.从 化 学 学 科 本 号 以 及 社 会 牛.活 和 牛.产 的 需 要考 虑 混介物的分离和提纯足作后必要:的 为 此.研 究 出r许 多 分 肉 和 提 纯 物 质 的 方 法.川 丁 实 验 研 究 和 生 产,在 化 工 生 产 中1 2形 成 多 种 仃 效 的 分 离 技 术.并 发 展 成 为 专 用 的 过程 和 设 备。学与向分 离 和 提 纯 物 质 就 是 要 除 件 杂 质 化 学 上 所 指 的 柒 质 都 是 有 害 和 无 价 值 的 吗?你怎样看 待这个问融?能 举 出 一 些 例 子 吗?I.过滤和蒸发 过 滤f i l l r a t i
8、 o n蒸发 e v a p o r a t i o n量1星型=罂-袅。.EE相盐的提纯 1)用海 水、盐 井 水.盐 湖 水 直 接 制 盐.只 能 得 到 粗 拉.其 中 含 有 较 多 的 杂 质.如 不溶 性 的 泥 沙.可 溶 性 的(、;4 1 .MKC I以 及 一 些 成 陂 拉 等.下 面 我 们 先 利 用 初 中 学 过 的 方法来提纯粗盐.第 一 节 化 学 实 喊 基 本 方 法5(2)燥a M t(:(i t:步 骤现 象1.溶解:(称取为 g w i t加到约1 2 m l.水中)2.过谑:3.蒸发:IW I 2过址(3)思考:你认为通过上述操作得到的是比较纯的
9、象化钠吗?可能还有什么杂质没有除去?用什么方法可以检脸出它们呢?“匕可溶件物质作水溶液中以离尸的形式疗作.如N a CI在:水溶液中以a和 C l的形式存在我们可以通过检验溶液中的离广来确定某些物质的成分,卜血我们利用化学方法来检验 实验1 口得到的盐中是否含仃S O?.m 13薨发取I实验11 1 得到的注约0.5*放入试管中.向试管中加入约2mL水配成溶液.先丁入几滴奶生酸便溶液酸化.然后向试管中滴入几滴Ba(l(以化例)溶液.砚,察现象.作溶液中解离能产生S(,的化合物与Ba Cl 溶液反应.生成不溶于稀物酸的白色l i a SO,(硫酸创)沉淀 利川这一反应可以检脸磕酸和可溶性硫酸盐
10、例 如.7 a s(),溶液(j l i a Cl 溶液反应的化学方程式为:6第 一 章 从 实 验 学 化 学a SOI+BJ ICI BJISO,1-2NaCl实 验I 2表明,经过溶解、过滤和蒸发操作得到的盐中仍然含仃可溶性杂质硫酸盐,实 际I.除硫酸盐外,还 含 行(Ml、M gQ 等其他可溶性杂质,所以 实 验I I 除去的只是不溶于水的杂质并没有得到较纯的食盐.时于可溶性杂质中的盐类.可以利用化学方法检验出而旦可以用化学方法除去。实际的粗盐提纯过程.就是将不溶性杂质过泄兀再进步除去可溶性杂质左 检 股 试 打 我4好 的 试 徉或 液 中 是 否 含 有 某 种 物 质 时.每次应
11、取少量it行 检 验.不能析域测试,剂一次加入全部待检舲试样或配好的试并溶液中.&-&;为什么?围 参 与 交 滞资 料 卡 片(1)如我娶除去粗i t中含有的可溶性杂质CaCI.M g C I及一些破破按下表所示顺序.应加入什么试制?可多考资料卡片中相应物质的溶解性杂 质加入的试剂化学方程尤硫酸盐MgC,liCaCh一些物质的溶解性OHCIS(c(xH 港、樨漆浓,樨a*溶溶这Ca:微簿不1立*不不不浓M(2)加入你选择的试剂除荐杂质后.有没有引入其他离子?想一想可用什么方法再把它们除去?住实际进行方案设计时.除婴考虑所加试剂外.还要芍虑加入试剂的先后顺序.试剂川城.以及试剂过盘后如何处理等
12、.2.蒸ta和萃取从混合物中分离和提纯某些物质.除r可用过滤、蒸发等方法外,对于液态混合物.还可以利用混合物中各组分的沸点不同.川蒸招的方法除A易挥发、般挥发或不挥发的杂质例如.实验室通过蒸情的方法除去门束水中含仃的(”等杂质制取蒸慵水.实验窄制取蒸溜水常用的装竹如图1所小图I I实总空制取卷值水的义齐恭他 distillation 萃取 extraction第 一 节 化 学 实 验 基 本 方 法7实 脸象1.在试管中加入少量自来水.滴入几滴稀硝酸中和几滴A*。).(硝酸果)溶液。2.在100 m l.烧瓶中加入约1/3体积的自来水.再加入几粒沸石(或碎兖片),按图1 1连接好装置,向冷凝
13、管中通入冷却水:加热烧瓶.弃去开始缩出的部分液体.用锥形版收集约10 ml.液体.停止加热.3.里少量收集到的旗体加入票后涌入几滴怖硝龄和几满A,N()溶及。(得到的液体中还含有C I吗?叫能源比较I.而淡水短缺的国家.常利川旅-法大规模地将海水淡化为可饮川水.但这种方法的成本很离 J找淡化海水的其他方法是化学研究和应用中的重要课题Z阳海水淡化工厂图1-6分泄漏+此外,还可以利用物质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同.用一种溶剂把物质从它与力一种溶剂所组成的溶液甲提取出来.这种方法叫做落取,将单取储两种 不极溶的液体分开的操作.叫做分液分液常要使用分液漏斗(如 图I 6),莒取住大然香料、药物的提
14、取及核燃料的处理等技术中得到门“泛的应用 iiiK m w KN 济泄怕怜溶液中的SI离r8M-*从实聆学化学(1)用量筒量取I。m l.缺的检和水涔液*用人分成漏斗.”疗再注入1m l.四辄化碳 黄 好 玻 璃 塞.!.::.算液体充分接触(如图17):振荡后打开活塞使漏斗内、体放出.3)将分液海斗放在佚架台上,栉W (回图18)(I)性液体分层后.将分液需斗胡上的坡堵塞打开或使票上的凹博(戌小孔)时准#I上的小孔.再将分液漏斗下面的活塞拧开.使下层液体慢慢沿烧杯壁流下(如图19)。我们学习 混合物的分离和提纯.如过滤、蒸发、蒸懦和萃取.以及虑尸(如S O,)检验的化学方法.在化学实验及科学
15、研究中.还行许多分离和提纯的方法,如分溜等此外,利用物质的特殊性质来分肉和检验物质的方法也很多.如用试纸对血饿或尿糖的监测.农产品残余农药的快速检测、大气中污染物的泅定.以及法俣常川的D N A测序等.应刖L 1卜分广泛化学方法和技术的应川是我们作探索物质世界奥秘时仃力的助图I 1 0枚常城翰川的试纸r.并能给我们带来无穷的乐趣 种右机i不 利 木”不相溶密次比水的大 曾用件火火剂 但内,不鱼而溜卜收睛时公产T 外山物队.现已被培川第 一 节 化 学 实 验 基 本 方 法91下列各组混合物中.能用分液漏斗进行分寓的是().A.酒精和水 K骥和四氯化碳G水和四氨化碳 D.汽油和植物油2.在汽车
16、博油站见到的油窿车上.所贴的危险化学品标志是(兀3.下列操作中不正确的是().A.过淀时.玻璃样与三层滤纸的一边接触K过滤时,漏斗下娱紧贴烧杯内壁C加热试管内物质时.试管底部与酒精灯灯芯接触D.向试管中滴加液体时.胶头滴管紧贴试管内壁4.列举生活中混合物分离和提纯的例子.5.如果不慎将油汤洒到衣服上.可以用什么方法除去?说明你依据的原理”6.碳酸盐能与盐酸反应生成二氧化碳.利用这一性质可以检验C(.设计实验检聆家中的纯 碱(或碎大理石)中是否含有 (片,找一些碎的陶筑片或玻璃片.洗净并晾干后.检珍它们中是否含书。).7.某混合物中可能含有可溶性成酸盐、碳酸盐及硝酸盐.为了检验其中是否含有硫酸盐
17、.袈同学取少JB混合物溶于水后.向其中加入氯化锹溶液.发现有白色沉淀生成,并由此得出该混合物中含有破酸盐的结论.你认为这一结论可靠吗?为什么?应该怎样检睑?(提示:碳酸盐能溶于稀硝酸和稀盐酸。)10 第一章 从实喳学化学化学计量在实验中的应用作化学实验室做实验时.取用的药品无论是单质还是化合物.都是可以用器具称最的。而物质向发生的化学反应是原子、离子或分子之间按一定的数目关系进行的.对此.不仅我们用肉眼也接看不到.也难以称址 那么可称址物质,原孔 离子或分尸之间有什么联系呢?能否川-定数I I的粒子集介体来计疑它们之间的关系呢?为 此.国际科学界建议采用“物质的基”将一定数目的原子、再子或分了
18、等微观 仔与可称域物质联系起来.一、物质的量的单位一摩尔在11常牛活.生产和科学研究中.人们常常根据不同需要使用不同的计ht单位.例如.用米,网米等来计量长度,川T克,包克等米汁ht质祉;等等 同样,人们用厚尔作为iH f t K if、离子或分子等微观粒子的“物质的hT的单位物质的量 amount ofsubstance摩尔mole物质的收足一个物理依.它表示含有一定数目粒子的集合体.符号为物质的商的单 位 为 摩 尔.箍 称 库.符 号 为m o l.国际上规定.I m o l粒了集体所含的粒/数勺I nw l Al图1 1 1 1 mH初班的破收及所含箴子数I m“I I。的质粒是1 8
19、 g.约含有6.0 2 X 1(户个水分子:0.5 m H H,()的质状是!)g.约含仆3.0 1 X1 0 ,个水分子:I m o l A l的质M是2 7 g.约含有6.0 2 X I。个铝阴门2 m o l A l的质疑是5 1 g.约含有1.2 0 4 X 1 0 ,个铝政,ffl 1 J 2悔观粒了、可静献物质之同”花衣定的联系1 m o l任何粒(聚合体都含有6.0 2 X 1 0:个粒广;而1 m o l任何粒子或物质的质量以克为雅位时.儿数值都,该粒r的相对原 质收或相对分子质盘相等.单位物质的忖的物质所J 1 4的质h t叫做摩尔质.冷尔质代的符号为M常川的单位为*m o
20、l (或m3);例如:Mg的摩尔质。是2-1 g/m o hK l l的庠尔质l i t是7 4.5 g/m o h 厚尔质量m o l a r m a s sS O,的摩尔质址是6 4 /m d,C O的摩尔质水拈&)m“.12 M-从实验学化学3 4 2 g性弱图 1 1 3 I md的几种物防物质的依 人质!*,)和摩尔质电M)之间存在。下述关系:jrnn=M学 与 向2,L 5K H S O 1 的物质的量是多少?1.50 m o l N a.C():的质量是多少,?二、气体廉尔体积在科学研究或实际土产中.涉及到气态物质时.测体积往往比称劣质依更方便.所以.一般都是计依体枳.而不是称睛
21、忆那么.气体体积与物质的h h物质的质质之间仃什么关系呢?1 .(I)根据图1 M 所示的电第水原理进行实验,配察不同时间试管内的气体体积的变化.生成的(上和I L 的体积比各约是多少?(2)假设电解了 I.8R H:().根据电解水的化学方程式计算生成的()-I I 的晚小.根据(.H 的庠尔版业.计算物质的黄.并通过下表进行比较.质量 物质的量 小 和(方的物质的量之比%a根据实脸观察和推算能否初步得出下列结论:在相同温度和压强下.1 m o l(),和 H 的体枳相同.2 .下衣列出了 01、1 0 1 kP a (标准状况)时()和 通 的由度,请计算出I m o l .和 H,的体积
22、.It)I 11业蚓木实验麻耳小诲倒第 二 节 化 学 计 量 在 实 验 中 的 应 用 13(%凡密度/gl.I m ol物质的体积1.4290.089 9下表列出了 2 0七时几件固体和液体的宙度.谓计第出I m 3这几种物族的体积.FeAlH On so 1密度/Xcm 1 1 m ol物质的体枳7.862.700.9981.83根据上面两表政据及计算结果讨论,在相同条件下.I m o l。和I L的体职是否相同?I 固体和液体的体枳罡否相同?你还能得出什么结论?我们知道.物质体枳的大小取决于构成这种物质的粒干数目、粒子的大小和粒户之间的距离这.个因索I m ol任何物质中的粒子数口都
23、电相同的.即为6.0 2 X 2 .因此.住粒广数”相同的怙况E.物质体积的大小就主要取袂于构成物质的粒广的大小和粒r之间的距离1 m“不同的固态物质或液态物质含仃的粒子数相同,而粒子之间的距离是作常小的.返就使得固态物质或液态物质的体积主嬖决定于粒了的大小 俏.因为粒广大小是不相同的.所以 I m“不同的固态物质或液态物质的体枳是不相同的对于 I体来说.粒子之间的距离远远大于粒子本身的直径.所以.当粒子数相同时.气体的体枳主要决定J:气体粒干之间的距离 而在相同的温度和压力F.任何气体粒广之间的断隅可以看成是相等的因此粒f数相同的任何气体都具有相同的体积 这一规律在19世纪初就已经被发现在我
24、们也可以说 在相同的温度和压强下,相同体积的任何气体部含用相同数目的粒子.单位物质的量的气体所占的体枳叫做气体摩尔体积.符 号 为V,常 用 的 单 位 有L/mol(或I.mol 1)和rn mol(或rn mol)vm=vro n气体庠尔体积的数值不一固定不变的.它决定于气体所处的温度和压强.例如.住0 1和101 kPa(标准状况)的条件下气体犍尔体积约为22.4 L/n io k在25 X 和101 kPa的条件下.气体摩尔体积约为24.5气体摩尔体积molar volume of gasffi I I 5标准状况时的气体除尔体根示靠图14 第 一 从 实 验 学 化 学三、物质的 在
25、化学实嬲中的应用住化学实验中经常要用到溶液 我n有时用溶质的质心分数来丧示溶液的组成为了操作方便.一般取用溶液时并不是称h t它的质f i b而是地取它的体积在化学反应中.反应物。生成物之间的比例关系是也化学方程式中的化学计出数所决定的如果知道一定体积的溶液中溶质的物质的 临 时 计算化学反应中各物质之间多的关系是等常便利的.对生产和科学研究也有力要意义.我们使用物质的一浓度这个物理/来表示单位体枳溶液里所含溶质Ia的物质的壮,也称为H的物质的量浓度,符号为“、.物质的M浓度可&示为:N R II,1甬,蝶 Xgt 4H M IM Ia z。*a r i tiV It 1 1tut 1H 2t
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