第二章    化学物质及变化

1-物质的分类  
 1 元素分类： 金属和非金属元素
 2 化合物分类： 有机物（含C）和无机物
 氧化物 酸性氧化物（与碱反应生成盐和水） SiO2、SO2、CO2、SO3、N2O5、(多数为非金属氧化物）
 碱性氧化物（与酸反应生成盐和水） Fe2O3、CuO 、 MgO                     (多数为金属氧化物）、
 两性氧化物（与酸、碱反应生成盐和水） Al2O3、ZnO
 不成盐氧化物 NO2、NO、CO、  (盐中的N的化合价无+2、+3、C无+2）
 分散系 溶液（很稳定） 分散质粒子小于1nm，透明、稳定、均一
 胶体（介稳定状态） 分散质粒子1nm-100nm，较透明、稳定、均一
 浊液（分悬、乳浊液） 分散质粒子大于100nm，不透明、不稳定、不均一
化学反应的分类 四大基本反应类型
 化合：2SO2+ O2             2SO3
 分解：2NaHCO3           Na2CO3 +CO2↑+ H2O
 置换：Cl2 +2KI ===2KCl+I2
 复分解：2NH4Cl＋Ca(OH)2      CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
 是否有离子参加反应（电解质在水溶液中） 离子反应：Cl2＋H2O = HCl＋HClO
  非离子反应：2Fe＋3Cl2 =2FeCl3
 是否有元素电子得失或偏移（有升降价）
  氧化还原反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑  
  非氧化还原反应：Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O
 热量的放出或吸收
  放热反应：3Fe＋2O2         Fe3O4
  吸热反应：C+CO2       2CO

2-离子反应  
 电解质（酸、碱、盐、水） 在水溶液里或熔融状态下本身能够导电的化合物
 非电解质（包括CO2、SO2） 在水溶液里或熔融状态下不能够导电的化合物
 碳酸的电离方程式 H2CO3     H＋＋HCO3－  （弱电解质用“     ”
 NaHCO3的电离方程式 NaHCO3＝Na＋＋HCO3－    （强电解质用“ = ”
 离子反应式 用实际参加反应的离子所表示的式子
 离子反应式写法 一写、二改、三删、四查
  单质、氧化物、气体、难溶、难电离的物质要保留分子式
离子共存 有颜色的离子 MnO4-紫红、Fe3+棕黄、Fe2+浅绿、Cu2+蓝色
 与H+不共存（弱酸根） OH-、CO32-、SO32-、SiO32-、AlO2-、S2-、F-      等
 与OH-不共存（弱碱金属阳离子） H+、Fe3+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Mg2+、NH4+   等
 与H+和OH-都不共存 HCO3-、HSO3-、HS-、                                     等
 常见生成沉淀 Ba2+、Ca2+与SO42-、CO32-           Ag+与Cl-
胶体 胶体的性质（介稳定） 丁达尔现象、布朗运动、电泳、聚沉
 判断胶体最简单的方法 丁达尔现象
 胶体提纯 渗析（胶体微粒不能透过半透膜）
 Fe(OH)3胶体制备的方法 取烧杯盛20mL蒸馏水，加热至沸腾，然后逐滴加入饱和FeCl3溶液1mL～2mL。继续煮沸至溶液呈红褐色。观察所得红褐色液体Fe(OH)3胶体。
 Fe(OH)3胶体制备方程式  FeCl3+3H2O =Fe(OH)3(胶体) +3HCl
 胶体凝聚的条件  加热、加电解质、加相反电性的胶体

3-氧化还原反应  
 氧化还原反应的本质 有电子转移(得失或偏移)
 氧化还原反应的特征 元素化合价的升降（不一定有氧的得失）
升失氧 还原剂、还原性、失电子、（升价）、 被氧化、发生氧化反应成氧化产物
降得还 氧化剂、氧化性、得电子、 （降价）、 被还原、发生还原反应成还原产物
 化合反应 不一定是氧化还原反应，一般有单质参加的化合反应或有单质生成的分解反应才属氧化还原反应
 分解反应
 置换反应 一定是氧化还原反应
 复分解反应 一定不是氧化还原反应
气体的检验 NH3的检验 用湿润的红色石蕊试纸变蓝
 SO2的检验 用品红溶液褪色
 SO2的吸收 用KMnO4溶液  (强氧化性)
 CO2的检验 用澄清石灰水变浊
 Cl2的检验 用湿润的KI 淀粉试纸变蓝
 NO的检验 打开瓶盖后遇空气变红棕色
离子的检验 NH4+的检验 加NaOH溶液加热后放出气体用湿润的红色石蕊试纸变蓝
 Fe3+的检验 ①加NaOH溶液有红褐色沉淀②加KSCN溶液出现血红色
 Fe2+的检验 ①加NaOH溶液有白色沉淀马上变灰绿色,最终变红褐色②加KSCN溶液无现象,再加氯水后出现血红色
 SO42-的检验 先加HCl无现象后加BaCl2溶液有不溶于酸的白色沉淀
 Cl-、(Br-、I -)的检验 先加AgNO3后加HNO3溶液有不溶于酸的白色沉淀AgCl  (淡黄色沉淀AgBr、黄色沉淀AgI）
 NO3 - 的检验 加浓缩后加入少量浓硫酸和几块铜片加热有红棕色的气体放出（NO2）
物质的保存 K、Na 保存在煤油中（防水、防O2）
 见光易分解的物质 用棕色瓶（HNO3、AgNO3、氯水、HClO 等）
 碱性物质 用橡胶塞不能用玻璃塞（Na2SiO3、NaOH、Na2CO3)
 酸性、强氧化性物质 用玻璃塞不能用橡胶塞（HSO4、HNO3、KMnO4)
物质的保存 F2、HF（氢氟酸） 用塑料瓶不能用玻璃瓶（与SiO2反应腐蚀玻璃)
 保存在水中 白磷（防在空气中自燃）、Br2（防止挥发）
 地壳中含量最多的元素 氧O、硅Si、铝Al、铁Fe
 地壳有游离态存在的元素 金、铁（陨石）、硫（火山口附近）
 金属共同的物理性质 有金属光泽、不透明、易导电、导热、延展性
 能与HCl和NaOH都能反应的物质 两性：Al、Al2O3、Al(OH)3
  弱酸的酸式盐：NaHCO3、NaHSO3、NaHS
  弱酸的铵盐：（NH4）2CO3、(NH4)2S  
 两性金属 锌Zn、铝Al（与酸和碱都放H2）
 钝化金属 铁Fe、铝Al（被冷的浓H2SO4、浓HNO3）
酸化学性质 稀、浓硫酸的通性 1强酸性----反应生成盐
  2高沸点酸，难挥发性——制备易挥发性酸
 浓硫酸的特性 1、吸水性—做干燥，不能干燥NH3、H2S
  2、脱水性—使有机物脱水炭化
  3、强氧化性——与不活泼金属、非金属、还原性物质反应
 硝酸 HNO3 1、强酸性  2、强氧化性 3、不稳定性  （见光、受热）
 次氯酸 HClO 1、弱酸性  2、强氧化性 3、不稳定性  （见光、受热）
 硅酸 H2SiO3 1、弱酸性  2、难溶性     3、不稳定性   （热)
漂白 氧化型（永久） 强氧化性：HClO、Na2O2、O3、浓H2SO4、浓 HNO3
 加合型（暂时） SO2       （使品红褪色，不能使石蕊变红后褪色）
 吸附型（物理） 活性碳             明矾溶液生成的Al(OH)3胶体
水溶液 氯水主要成分 分子： Cl2、 H2O、 HClO     
  离子： H＋、Cl－、ClO－
 氨水主要成分
   分子：NH3    H2O    NH3·H2O  
  离子：NH4+   OHˉ
氯水与液氯、氨水与液氨的区别  氯水、氨水属混合物、液氯与液氨属纯净物
氯原子Cl与氯离子Cl-的区别  最外层电子数不同，化学性质不同，氯离子Cl-达稳定结构
气体 极易溶于水（喷泉） NH3（1：700） HCl (1:500)
 只能用排气法收集 NO2    NH3   HCl  
 只能用排气法收集 NO      N2    CO  
钠与水的反应 现象:  ①浮、②熔、③游、④咝、⑤红 ①钠浮在水面上——密度小于水；②水蒸气——放热；③熔化成一个小球——溶点低；④在水面上游动——生成气体；咝咝发出响声——反应剧烈；⑤变色——生成碱
俗名 苏打Na2CO3、小苏打NaHCO3   水玻璃：Na2SiO3的水溶液   漂白粉主要成分：Ca(ClO)2、CaCl2，有效成分Ca(ClO)2
用途 Na2O2(淡黄色)用作呼吸面具，  Al(OH)3和NaHCO3 (小苏打）可中和胃酸
 明矾用作净水剂，次氯酸HClO杀菌、消毒、永久性漂白、SO2暂时性漂白
 自来水常用Cl2来消毒、杀菌但产生致癌的有机氯,改用广谱高效消毒剂二氧化氯(ClO2)
 Fe2O3—红色油漆和涂料；Al2O3—耐火材料,NH3可用于氮肥、制冷剂。
 晶体硅Si作半导体、太阳能电池;   SiO2可作光导纤维；硅胶是常用的干燥剂及催化剂的载体。水玻璃可做肥皂填料、木材防腐防火剂及黏胶

氧化还原反应
  要点诠释：我们在初中化学中学过的木炭还原氧化铜，在这个反应中，铜失去氧变成了单质，发生了还原反应，碳得到氧变成CO2，发生了氧化反应。我们也可以从反应中，元素的化合价发生变化的角度来分析这个反应
  还有一些反应，虽然没有得氧、失氧的变化过程，但也伴随着化合价的变化，这样的反应也是氧化还原反应。
  由此我们知道，一个化学反应是否氧化还原反应，不在于有没有得氧失氧，而在于反应过程中有没有某些元素的化合价发生了变化。
  从反应物变为产物时，是否有元素的化合价发生变化的角度，可以把化学反应分为：氧化还原反应和非氧化还原反应。有化合价变化的化学反应就是氧化还原反应，没有化合价变化的化学反应就是非氧化还原反应，如CaCl2 + Na2CO3 == CaCO3↓ + 2NaCl就是非氧化还原反应。也就是说，氧化还原反应的特征是反应中元素的化合价发生变化。

知识点二：氧化还原反应的本质
  要点诠释：元素化合价的升降与电子转移密切相关。例如钠与氯气的反应：
  钠原子失去一个电子成为Na+，氯原子得到一个电子成为Cl-，这样双方的最外电子层都达到8电子稳定结构。在这个反应中，发生了电子的得失，金属钠失去电子发生了氧化反应，氯气得到电子发生了还原反应。
  氢气与氯气的反应属于非金属和非金属的反应。

  由于氢元素和氯元素的原子都倾向于获得电子而形成稳定结构，而且这两种元素的原子获取电子的能力相差不大，在反应时，双方各以最外层的一个电子组成共用电子对，使双方最外电子层都达到稳定结构。由于氯原子对共用电子对的吸引力比氢原子稍强，所以共用电子对偏向于氯原子而偏离氢原子。这样，氯元素的化合价降低被还原，氢元素的化合价升高被氧化。在这个氧化还原反应中，发生了共用电子对的偏移。
                 
  可见，有电子转移（得失或偏移）的反应，是氧化还原反应。氧化反应表现为被氧化的元素化合价升高，其实质是该元素的原子失去电子（或共用电子对偏离）的过程；还原反应表现为被还原的元素化合价降低，其实质是该元素的原子获得电子（或共用电子对偏向）的过程。
  氧化还原反应中，电子转移的情况也可以表示为：
                                  
知识点三：氧化剂和还原剂
  氧化剂和还原剂作为反应物共同参加氧化还原反应。在反应中，氧化剂是得到（或偏向）电子的物质，所含元素的化合价降低；还原剂是失去（或偏离）电子的物质，所含元素的化合价升高。即“升被氧化，降被还原”。
例如：
  碳还原氧化铜的反应中，氧化铜是氧化剂，碳是还原剂。
  铁和硫酸铜的反应中，硫酸铜是氧化剂，铁是还原剂。            
  氢气和氯气的反应中，氯气是氧化剂，氢气是还原剂。
                
  氧化剂具有氧化性，在反应中本身被还原生成还原产物；还原剂具有还原性，在反应中本身被氧化生成氧化产物。
  常见的氧化剂有O2、Cl2、浓硫酸、HNO3、KMnO4、FeCl3等；常见的还原剂有活泼的金属单质、H2、C、CO等。
  氧化剂和还原剂不是绝对不变的，要根据物质所含元素的化合价在氧化还原反应中的变化情况来确定，同一种物质可能在一个氧化还原反应中作氧化剂，在另一个氧化还原反应中作还原剂。例如在盐酸和铁的反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑中，盐酸中氢元素的化合价由+1降低为0，盐酸是氧化剂；而在盐酸和高锰酸钾的反应2KMnO4 +16HCl = 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O中，盐酸中氯元素有部分化合价由-1升高到0价，盐酸是还原剂。盐酸还可能发生非氧化还原反应，如HCl + NaOH = NaCl + H2O。
  总结起来，氧化还原反应可以用下面的式子表示：
        
[规律方法指导]
  比较物质的氧化性、还原性强弱的方法
  ①根据氧化还原反应的化学方程式进行判断
  在一个氧化还原反应中，氧化性：氧化剂>氧化产物；还原性：还原剂>还原产物。
  例如反应Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑中，铁是还原剂，H2是还原产物，故还原性：Fe>H2；HCl是氧化剂，FeCl2是氧化产物，氧化性：HCl>FeCl2。这个反应还可以用离子方程式表示：Fe+2H+ = Fe2+ +H2↑，根据上述氧化性、还原性强弱的判断方法，故还原性：Fe>H2；氧化性：H+ > Fe2+ 。
  ②根据金属活动性顺序判断
  金属活动性越强，其还原性越强，即：
  还原性：K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag
  金属的还原性越强，其失去电子后形成的金属离子的氧化性越弱，即
  氧化性：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+
  Fe3+可以和铜反应：2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+，因此氧化性：Fe3+> Cu2+。
  比较物质的氧化性和还原性还有其他方法，随着学习的深入，我们会逐渐掌握它们，从而加深对氧化还原反应的了解