高中化学笔记

继续留遗产…

UPD2019.06.15: PDF版本链接

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高考完继续留遗产…

整理了一下笔记,也许是面向后来要补文化课的竞赛选手的。本来想高考前发出来的,结果本地Markdown语法和博客的Markdown语法解析不兼容,高考前不想浪费时间,现在花了较长时间调整可以放出来了。也是由于语法解析不兼容的缘故,已经尽可能修正了,最后Markdown排版还是有点小问题~~,凑合看吧~~。而且公式比较多,网页解析可能比较慢,稍等一会儿即可。

虽然自己挺菜的,不过感觉整理的比较全面,除了一些特别简单和特别超纲的知识点就没有涉及,可能存在少部分超纲内容,仅供参考(面向对象也许是全国I卷570 ~ 640吧,这个说不好~~,主要是高考之前也不敢乱说~~)。

免责声明: 文章中存在错误是难免的~~,后果自负~~,欢迎大佬联系指正或默默走开。且据目前统计来看有较大概率出现错别字。

化学选修只整理了物质结构与性质。

对于化学学科来说,对于记忆背诵的内容、规律性内容涉及较多。不过虽然化学题目题型和考察知识点相对固定,但例如26题对于实验操作的考察比较灵活,这些方面的概括和总结较少。建议…没啥建议,主要靠时间积累~~,或者听天由命~~吧。

高考加油!!!

UPD2019.06.24: 高考667分。所以面向对象也许是570 ~ 667(雾)。


化学常识

  1. 石油工业

    石油的主要成分: 烷烃、环烷烃、芳香烃。

    石油的常压分馏(物理变化): 石油气、直馏汽油、煤油、柴油、蜡油、润滑油、重油。

    重油的减压分馏(物理变化): 重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。

    重油的裂化(物理、化学变化): 辛烷(C8H18C_8H_{18})、辛烯(C8H16C_8H_{16})等相对分子质量较小的烃、裂化汽油。

    直馏汽油与石油气的裂解(物理、化学变化): 甲烷(CH4CH_4)、乙烯(C2H4C_2H_4)、丙烯(C3H6C_3H_6)等气态烃。乙烯是主要产物。

    直馏汽油的重整(化学变化): 芳香烃。

  2. 煤工业

    煤: 含CHONSOSiAlCaFe等元素的多种有机物与无机物的混合物。

    煤的干馏(物理、化学变化):

    {{:(H2)(CH4)(C2H4)(CO):(NH3)(NH4+):::(C)干馏产物 \begin{cases} 炉煤气 \begin{cases} 焦炉气: 氢气(H_2)、甲烷(CH_4)、乙烯(C_2H_4)、一氧化碳(CO)\\ 粗氨水: 氨气(NH_3)、铵(NH_4^+)\\ 粗苯: 苯、甲苯、二甲苯\\ \end{cases}\\ 煤焦油: 苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘\\ 焦炭: 沥青、炭(C)\\ \end{cases}\\

    煤的气化(物理、化学变化): 产生水煤气。 C+H2O(g)CO+H2C+H_2O(g) \xrightarrow{高温} CO+H_2

    煤的液化(物理、化学变化): 加H2H_2直接液化产生液体燃料,先气化再高温产生甲醇。 CO+H2CH3OHCO+H_2\xrightarrow[催化剂]{高温}CH_3OH

  3. 硅物质

    制玻璃: 石灰石(CaCO3CaCO_3)、纯碱(Na2CO3Na_2CO_3)、石英(SiO2SiO_2)。

    制钢化玻璃: 与玻璃原材料、成分完全相同,只是制造方法不同。

    制水泥: 石灰石(CaCO3CaCO_3)、黏土(主要是Al2O32SiO22H2OAl_2O_3 \cdot 2SiO_2 \cdot 2H_2O)。

    制陶瓷: 黏土(主要是Al2O32SiO22H2OAl_2O_3 \cdot 2SiO_2 \cdot 2H_2O)。

    产品: 石英、脉石、水晶、玛瑙、光导纤维(SiO2SiO_2);半导体芯片、太阳能电池(晶体SiSi);泡花碱(Na2SiO3Na_2SiO_3);水玻璃(Na2SiO3(aq)Na_2SiO_3(aq));硅胶(SiO2xH2OSiO_2 \cdot xH_2O);耐高温陶瓷(Si3N4Si_3N_4)。

  4. 碳物质

    {()()()(C60)()(C)(C)(C)碳的同素异形体 \begin{cases} 钻石、金刚石(金刚石立方晶体结构)\\ 石墨烯(单层平面六边形网状结构)\\ 石墨(多层平面六边形网状结构)\\ 富勒烯(C_{60})\\ 碳纳米管(环状石墨烯)\\ 石墨炔\\ 炭黑(无定形C)\\ 炭(无定形C)\\ 活性炭(晶体或无定形C) \end{cases}

  5. 能源:

    • 一次能源: 直接从自然界获取。太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等。

      二次能源: 人工改造。电能、氢能、石油加工、煤加工等。

    • 常规能源: 化石燃料、石油加工、煤加工、水力。

      新能源: 太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能、氢能、生物质能、乙醇汽油、可燃冰等。

    • 可再生能源: 太阳能、风能、氢能、生物质能、乙醇汽油等。

      不可再生能源: 化石燃料、核能等。

    • 绿色能源: 不污染。氢能、潮汐能、太阳能等。

      清洁能源: 污染小。核能、天然气、可燃冰等。

      不清洁能源: 污染大。化石燃料。

  6. 纤维

    {{::{:():{(C99%)(SiO2)纤维 \begin{cases} 天然纤维 \begin{cases} 纤维素制品: 棉、麻\\ 蛋白质制品: 丝、毛\\ \end{cases}\\ 化学纤维 \begin{cases} 人造纤维: 人造棉、人造丝\\ (石油产物)合成纤维: 锦纶、腈纶\\ \end{cases}\\ 碳纤维 \begin{cases} 普通碳纤维\\ 石墨纤维(含C量高于99\%)\\ \end{cases}\\ 光导纤维(SiO_2) \end{cases}\\

  7. 物质俗名:

    生石灰:CaOCaO; 石灰乳/石灰水/消石灰/熟石灰:Ca(OH)2Ca(OH)_2; 石灰石/大理石:CaCO3CaCO_3; 草木灰:K2CO3K_2CO_3; 苏打/纯碱:Na2CO3Na_2CO_3; 小苏打:NaHCO3NaHCO_3; 烧碱:NaOHNaOH; 胆矾:CuSO45H2OCuSO_4 \cdot 5H_2O; 绿矾:FeSO47H2OFeSO_4 \cdot 7H_2O; 明矾:KAl(SO4)212H2OKAl(SO_4)_2 \cdot 12H_2O; 石膏:CaSO42H2OCaSO_4 \cdot 2H_2O; 热石膏:2CaSO4H2O2CaSO_4 \cdot H_2O; 重晶石:BaSO4BaSO_4; 芒硝/朴硝:Na2SO410H2ONa_2SO_4 \cdot 10H_2O; 石英/脉石:SiO2SiO_2; 硅胶:SiO2xH2OSiO_2 \cdot xH_2O; 泡花碱:Na2SiO3Na_2SiO_3; 水玻璃:Na2SiO3(aq)Na_2SiO_3(aq); 刚玉:Al2O3Al_2O_3; 漂白粉:(Ca(ClO)2+CaCl2)(Ca(ClO)_2+CaCl_2); 84消毒液:(NaClO+NaCl)(aq)(NaClO+NaCl)(aq); 碱石灰:CaO+NaOH)(CaO+NaOH); 电石:CaC2CaC_2; 冰晶石:Na3AlF6Na_3AlF_6; 铁锈:Fe2O3xH2OFe_2O_3 \cdot xH_2O; 铜锈/铜绿:Cu2(OH)2CO3Cu_2(OH)_2CO_3; 王水:(3HNO3+H2SO4)(3HNO_3+H_2SO_4); 可燃冰:(CH4+H2O)(CH_4+H_2O); 水煤气:(CO+H2)(CO+H_2); 合成气:(2H2+CO)(2H_2+CO); 黄铜矿:CuFeS2CuFeS_2; 倭铅:ZnZn; 朱砂:HgSHgS; 脂水:石油; 硝石:KNO3KNO_3; 硇水:HNO3HNO_3; 黑火药:(S+2KNO3+3C)(S+2KNO_3+3C); 石蜜:蔗糖;

  8. 胶体: 分散质粒子直径在 10910710^{-9} \sim 10^{-7} 之间的分散系。

    常见胶体有: Fe(OH)3Fe(OH)_3胶体、Al(OH)3Al(OH)_3胶体、淀粉溶液、蛋白质溶液、豆浆、鸡蛋清、血液等。

    PM2.5PM2.5为直径 2.5×106\le 2.5\times10^{-6} 的粒子,不一定是胶体。

  9. 自然界中不存在单质的元素: K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,SiK,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Si

  10. 地壳中含量最高的元素: O,Si,Al,Fe,CaO,Si,Al,Fe,Ca


NAN_A与反应方程

  1. STP:0°C,101kPaSTP: 0°C,101\text{kPa},常温20°C20°C,室温25°C25°C
  2. 反应方程:
    • 拆不拆
    • 可逆号
    • 溶液颜色
    • 离子反应比,EBE,MBE
    • 氧化性顺序和是否过量
    • 溶液酸碱性条件,产物和环境、反应物、产物之间是否反应
    • 弱酸电离分步,强酸不分步,碱不分步,固体、非水溶液不电离
  3. NAN_A
    • STPSTP及物质状态
    • 可逆反应、不彻底反应、暗含反应
    • 溶剂分子
    • 普通氧化还原与归中歧化
    • 氧化还原顺序

化学实验

  1. 物质的检验
物质 试剂(+有顺序,《》括号内为排除物质) 现象
I2(Br2)I_2(Br_2) CCl4CCl_4 下层显紫色(橙红色)
I2I_2 淀粉 变蓝
I(Br)I^-(Br^-) HNO3+AgNO3CO32稀HNO_3+AgNO_3《CO_3^{2-}》 产生黄色(淡黄色)沉淀,不溶解
CCl4+Cl2I2(Br2)CCl_4+Cl_2《I_2(Br_2)》 起初无现象,加入Cl2Cl_2后显紫色(橙红色)
ClCl^- HNO3+AgNO3稀HNO_3+AgNO_3 产生白色沉淀,不溶解
Fe3+Fe^{3+} KSCNKSCN 溶液变为血红色
K4[Fe(CN)6]K_4[Fe(CN)_6] 普鲁士蓝沉淀
苯酚 溶液变为紫色
Fe2+Fe^{2+} KSCN+Cl2Fe3+KSCN+Cl_2《Fe^{3+}》 起初无现象,加入Cl2Cl_2后溶液变为血红色
K3[Fe(CN)6]K_3[Fe(CN)_6] 滕氏蓝沉淀
KMnO4酸性KMnO_4 紫红色褪色
NH4+NH_4^+ NaOH+湿浓NaOH+湿润的蓝色石蕊试纸 红色试纸变蓝
SO42SO_4^{2-} HClAg+,SO32+BaCl2+HNO3CO32HCl《Ag^+,SO_3^{2-}》+BaCl_2+稀HNO_3《CO_3^{2-}》 起初无现象,加入BaCl2BaCl_2后产生白色沉淀,不溶解
CO32CO_3^{2-} CaCl2HCO3+HCl+CaCl_2《HCO_3^-》+HCl+澄清石灰水 起初产生白色沉淀,加入HClHCl后产生无色无味气体《SO32SO_3^{2-}》,能使澄清石灰水变浑浊
SO32SO_3^{2-} BaCl2HSO3+HCl+BaCl_2《HSO_3^-》+HCl+品红溶液 起初产生白色沉淀,加入HClHCl后产生有刺激性气味气体,能使品红溶液褪色《CO32CO_3^{2-}
Al3+Al^{3+} NaOHNaOH溶液 先产生白色沉淀,一段时间后溶解
Ag+Ag^+ HCl/NaCl/NaBr/...稀HCl/NaCl/NaBr/... 产生白色(或淡黄色、黄色)沉淀,不溶解
Na+Na^+ HClHCl清洗的洁净PtPt丝蘸取溶液酒精灯外焰加热,黄色火焰
K+K^+ HClHCl清洗的洁净PtPt丝蘸取溶液酒精灯外焰加热,透过蓝色CoCo玻璃片观察,紫色火焰
H2H_2 点燃,蓝色火焰,干冷烧杯内出现液滴《SO2SO_2》,内壁石灰水变浑浊《CH4CH_4
COCO NaOHCO2+CuO+NaOH溶液《CO_2》+灼热CuO+澄清石灰水 黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊《H2H_2等其他还原性气体》
H2SH_2S CuSO4CuSO_4溶液 产生黑色沉淀
湿润的PbAcPbAc试纸 试纸变黑
  1. 化学仪器:

    • 烧瓶: 圆底烧瓶(承装液体不超过2/3)、平底烧瓶(不能加热,不用铁架台)、蒸馏烧瓶(有支管、用于蒸馏制气体)、三颈烧瓶(用于反应、混合)。

    • 冷凝管: 直形冷凝管(必须斜用或平用)、球形冷凝管(可以竖用,用于冷凝回流一般气体)、蛇形冷凝管(一般竖用,用于冷凝回流沸点很低的有机物或冷凝有毒气体)。

    • 直接加热: 试管(倾斜45°45°,加热时液体不超过1/3)、蒸发皿(玻璃棒搅拌,用坩埚钳夹取)、坩埚(在泥三角上加热,用坩埚钳夹取)。

      石棉网加热: 圆底烧瓶、锥形瓶等大型玻璃仪器。

    • 漏斗: 普通漏斗、球形分液漏斗、梨形分液漏斗(可用于萃取)、长颈漏斗(可用于平衡气压,使用时必须伸到液面以下)。

    • 瓶: 集气瓶(盛装气体)、细口瓶(盛装液体)、广口瓶(盛装固体)。

      玻璃塞: 不能用于碱性物质。橡胶塞: 不能用于强氧化性物质和有机溶剂。

    • 干燥管: 球形干燥管(固体)、U形干燥管(液体或固体)。

      常见干燥剂: 浓H2SO4H_2SO_4(酸性干燥剂)、P2O5P_2O_5固体(酸性干燥剂)、碱石灰(碱性干燥剂)、无水CaCl2CaCl_2(中性干燥剂,不能干燥NH3NH_3)、无水CuSO4CuSO_4(中性干燥剂,万能干燥剂)、无水MgSO4MgSO_4(中性干燥剂、有机干燥剂)、无水Na2SO4Na_2SO_4(中性干燥剂、有机干燥剂)。

    • 滴定管: 酸式滴定管(玻璃旋钮): 不能用于碱性物质。碱式滴定管(橡胶管): 不能用于强氧化性物质和有机溶剂。

      注意滴定管读数下大上小,精确到0.01mL0.01\text{mL}

    • 表面皿: 加大液体表面积,从而加快蒸发,不能加热。常用于放置pHpH试纸。

    • 干燥器:

    • 需要验漏的仪器: 容量瓶、分液漏斗、滴定管。

    • 书写时要写规格(1/2.5/5×10nmL1/2.5/5 \times 10^n \text{mL})的仪器: 量筒、容量瓶。

  2. 容量瓶

    容量瓶注意书写规格: 1/2.5/5×10nmL1/2.5/5 \times 10^n \text{mL}

    操作流程:

    • 验漏: 加水,塞好瓶塞,倒立瓶塞周围无水漏出,将瓶正立并将瓶塞旋转180°180°后塞紧,再倒立检查无水漏出。

    • 计算

    • 称量(天平、药匙)或量取(量筒)

    • 溶解或稀释: 在烧杯中加适量水溶解或稀释,玻璃棒搅拌,冷却。

    • 移液: 溶液转移到容量瓶内,玻璃棒引流。

    • 洗涤: 洗涤烧杯,洗涤液也转移到容量瓶内,232 \sim 3次。

    • 定容: 先玻璃棒引流加水至刻度线下12cm1 \sim 2 \text{cm}处,然后用胶头滴管滴加至平视凹液面最低处与刻度线相平。

    • 摇匀: 左手顶在瓶塞,右手五指轻托平底,反复颠倒上下摇匀。

  3. 酸碱中和滴定

    滴定管注意书写酸式还是碱式,读数精确到0.01mL0.01\text{mL}

    操作流程:

    • 验漏: (关闭活塞)装水至水零刻度线,直立静置不漏水(,将旋钮旋转180°180°后再直立静置不漏水)。

    • 洗涤、润洗、装液: 先至零刻度线上,再排除部分溶液以排出气泡,排出后液体液面可以在零刻度线下任何位置。

    • 锥形瓶洗涤、装液、加入指示剂: 石蕊(68红 \sim 6 \sim 紫 \sim 8 \sim 蓝),甲基橙(3.14.4红 \sim 3.1 \sim 橙 \sim 4.4 \sim 黄),酚酞(810无 \sim 8 \sim 浅红 \sim 10 \sim 红)。滴定终点生成盐时溶液呈酸性条件就选择甲基橙,呈碱性条件就选择酚酞,呈中性条件都可以选择,但是一般不使用石蕊(变色不明显)。

    • 滴定: 左手控制活塞,右手不断摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色及滴定流速,接近滴定终点时一滴一摇。

      滴定终点: 中和生成盐。此时pH\text{pH}不一定等于7。滴入最后一滴标准液后锥形瓶中发生变色,且半分钟内不恢复。

    • 重复试验3次取平均值,要去掉差距特别大的数据。

  4. 萃取

    萃取分液条件: 萃取物质在两种溶剂中溶解度不同,萃取剂和原溶剂不相容,萃取剂和原溶质、原溶剂均不发生反应。

    萃取后先将下层液体从分液漏斗中放出,再将上层液体从上口放出。

    注意使瓶塞上的凹槽对准小孔以平衡气压。

  5. 启普发生器

    使用条件: 固体与液体反应产生气体,无需加热,固体与液体不剧烈反应,固体不溶,固体保持块状。

    常见: HCl+FeSHCl+FeSH2SH_2SHCl+CaCO3HCl+CaCO_3CO2CO_2H2SO4+H_2SO_4+金属H2H_2

  6. 注意检查装置是否通气(内外气压是否平衡)。

  7. 注意检查是否有尾气处理装置。

  8. 先通气再点燃酒精灯(排出空气);先熄灭酒精灯再停止通气(防止降温倒吸)。

  9. 饱和NaClNaCl作用

  • 去除Cl2Cl_2HClHCl(ClCl^-可以抑制Cl2Cl_2H2OH_2O可逆反应,而Ka(HCl)K_a(HCl)极大,不受ClCl^-浓度影响)。
  • C2H2C_2H_2时做缓冲液减缓反应速率。
  • CH4CH_4Cl2Cl_2在光照条件下发生取代(ClCl^-可以抑制Cl2Cl_2H2OH_2O可逆反应,减少Cl2Cl_2损耗,促进Cl2Cl_2CH4CH_4反应)。
  • 降低酯类、蛋白质的溶解度,增大水层密度,有利于萃取分液。
  1. 结晶
  • 蒸发结晶: 加热至大量晶体析出,余热蒸干。适用于析出溶解度随温度变化不大的纯净固体。
  • 冷却结晶: 蒸发浓缩至少量晶体析出(或形成晶膜),冷却结晶过滤。适用于析出结晶水合物、易水解、高温易分解、溶解度随温度变化大的固体(如提纯混有NaClNaCl杂质的KNO3KNO_3)。
  • 趁热过滤: 加热至大量晶体析出,保温过滤。适用于析出Ca(OH)2Ca(OH)_2类物质,或区分不同溶解度的混合固体(如提纯混有KNO3KNO_3杂质的NaClNaCl)。
  1. 洗涤
  • 冷水: 适用于不溶于水物质。可以去除固体表面杂质,低温降低物质溶解损失。

  • 热水: 适用于不溶于水物质,溶解度类Ca(OH)2Ca(OH)_2。可以去除固体表面杂质,高温降低物质溶解损失。

  • 有机溶剂: 适用于易溶于水而微溶或难溶于有机溶剂的物质。可以去除固体表面杂质,去除H2OH_2O,方便干燥,减少物质溶解损失。

  • 同离子饱和溶液: 适用于对产率要求高而对纯度要求不高的物质。可以提高产率,减少物质溶解损失。

  • 酸/碱溶液: 适用于不溶于酸/碱的物质。可以去除固体表面易溶于酸/碱的杂质,抑制水解。


周期律与物质性质

  1. 周期律性质:

    • 原子半径: 向左下方向增大。(层数多半径大、同层质子多半径小)。原子半径一般不考虑稀有元素,所以原子半径最小的原子是HH

    • 离子半径: 层数多半径大;层数相同,质子多半径小;同一元素电子多半径大。例: O2>F>Na+>Mg2+>Al3+O^{2-} \gt F^- \gt Na^+ \gt Mg^{2+} \gt Al^{3+}Fe>Fe2+>Fe3+Fe \gt Fe^{2+} \gt Fe^{3+}S2>S>S4+>S6+S^{2-} \gt S \gt S^{4+} \gt S^{6+}

    • 金属性: 向左下方向增大。(左下方失电子能力增强)。

    • 非金属性: 向右上方向增大。(右上方得电子能力增强)。

    • 金属单质还原性: 向左下方向增大。(左下方失电子能力增强)。

    • 金属离子氧化性: 向右上方向增大。(右上方失电子能力减弱)。

    • 金属还原性顺序:

      K>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>  Fe>Ni>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>  Pt>Au\begin{aligned} & K \gt Ca \gt Na \gt Mg \gt Al \gt Mn \gt Zn \gt Cr \\ \gt\;& Fe \gt Ni \gt Sn \gt Pb \gt (H) \gt Cu \gt Hg \gt Ag \\ \gt\;& Pt \gt Au \end{aligned}

    • 非金属单质氧化性: 向右上方向增大。(右上方得电子能力增强)。

    • 非金属离子还原性: 向左下方向增大。(左下方得电子能力减弱)。

    • 非金属氧化性顺序:

      F>O>Cl>N>Br>I>S>C>  Se>Te>At>H>P>As>B>Si\begin{aligned} & F \gt O \gt Cl \gt N \gt Br \gt I \gt S \gt C \\ \gt\;& Se \gt Te \gt At \gt H \gt P \gt As \gt B \gt Si \end{aligned}

    • 金属单质熔沸点: 向右上方向增大。(右上方原子半径小,键长短,金属键键能大)。例: Li>Na>K>Rb>CsLi \gt Na \gt K \gt Rb \gt CsNa<Mg<AlNa \lt Mg \lt Al

    • 非金属单质熔沸点: 首先判断晶体类型,相同类型向下方增大。(下方相对分子质量增大)。例: I2>Br2>Cl2>F2I_2 \gt Br_2 \gt Cl_2 \gt F_2

    • 非金属氢化物熔沸点: 首先判断氢键,相同情况向下方增大。(氢键提高熔沸点,下方相对分子质量增大)。氢键影响: 沸点: H2O(2mol)>HF(1mol)>NH3H_2O(2\text{mol}) \gt HF(1\text{mol}) \gt NH_3;熔点: H2O>NH3>HFH_2O \gt NH_3 \gt HF。其余例: HI>HBr>HClHI \gt HBr \gt HCl

    • 金属氢化物稳定性: 向左上方向增大。(同周期左侧金属性强,但同主族向下时原子半径大,键长长,键能小,分子稳定性低,因此左上方稳定)。NaH>MgH2>AlH3NaH \gt MgH_2 \gt AlH_3LiH>NaH>KHLiH \gt NaH \gt KH

    • 非金属氢化物稳定性: 向右上方向增大。(右上方原子半径小,键长短,键能大,分子稳定性高)。例: HF>HCl>HBr>HIHF \gt HCl \gt HBr \gt HIHF>H2O>NH3>CH4HF \gt H_2O \gt NH_3 \gt CH_4

    • 非金属氢化物酸性: 向右下方向增大。(同周期右侧非金属性强,酸性增强,但同主族向上时原子半径小,键长短,键能大,难电离,因此右下方酸性强)。例: HI>HBr>HCl>HF()HI \gt HBr \gt HCl \gt HF(弱酸)HCl>H2S()>PH3()HCl \gt H_2S(弱酸) \gt PH_3(弱碱)HF()>H2O>NH3()>CH4()HF(弱酸) \gt H_2O \gt NH_3(弱碱) \gt CH_4(不溶)

    • 金属最高价水化物碱性: 向左下方向增大。(左下方金属性强,碱性增强)。例: CsOH>RbOH>KOH>NaOH>LiOHCsOH \gt RbOH \gt KOH \gt NaOH \gt LiOHNaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3()NaOH \gt Mg(OH)_2 \gt Al(OH)_3(弱碱)

    • 非金属最高价含氧酸酸性: 向右上方向增大。(右上方非金属性强,酸性增强)。例: HClO4>HBrO4>HIO4HClO_4 \gt HBrO_4 \gt HIO_4HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3HClO_4 \gt H_2SO_4 \gt H_3PO_4 \gt H_2SiO_3

  2. 金属活动性

K,Ca,Na Mg Al Zn,Fe,Sn,Pb Cu Ag Pt,Ag
H2OH_2O反应 Δ\Delta (g) (g)
碱性 强碱 弱碱 两性 弱碱 弱碱
工业冶炼 电解氯化物 电解氯化物 电解氧化物 热还原法 热还原法 热分解法 天然
与普通稀酸反应 H2H_2 H2H_2 H2H_2 H2H_2PbPb不与HCl,H2SO4HCl,H_2SO_4反应
与稀HNO3HNO_3反应 H2H_2 NONO NONO NONOFe3+Fe^{3+} NONO NONO
与浓HNO3HNO_3反应 H2H_2 NO2NO_2 钝化,Δ\Delta FeFe钝化,Δ\Delta NO2NO_2 NO2NO_2
与浓H2SO4H_2SO_4反应 H2H_2 SO2SO_2 钝化,Δ\Delta FeFe钝化,Δ\Delta SO2SO_2 SO2SO_2 .
  1. 元素与物质的分类

    {{(){{{()(H2O)(NO,NO2,CO)物质 \begin{cases} 混合物 \begin{cases} 溶液 \\ 胶体(丁达尔效应、电泳、聚沉) \\ 浊液 \\ 其他 \\ \end{cases} \\ 纯净物 \begin{cases} 单质 \\ 化合物 \begin{cases} 酸 \\ 碱 \\ 盐 \\ 氧化物 \begin{cases} 酸性 \\ 碱性(一定是金属氧化物) \\ 两性 \\ 中性(如H_2O) \\ 不成盐(如NO,NO_2,CO) \\ \end{cases} \\ 其他 \end{cases} \\ \end{cases} \\ \end{cases} \\

  2. 强酸: H2SO4,HClO4,HBrO4,HIO4,HNO3,HCl,HBr,HIH_2SO_4,HClO_4,HBrO_4,HIO_4,HNO_3,HCl,HBr,HI

    强碱: LiOH,NaOH,KOH,Ba(OH)2,Ca(OH)2LiOH,NaOH,KOH,Ba(OH)_2,Ca(OH)_2

  3. 简易氧化性顺序: MnO4>F2>Cl2>O2>Br2>H2O2>Fe3+>I2>SO3>SMnO_4^- \gt F_2 \gt Cl_2 \gt O_2 \gt Br_2 \gt H_2O_2 \gt Fe^{3+} \gt I_2 \gt SO_3 \gt S

  4. 酸性表

    >H+>H2C2O4>H2SO3>H3PO4>Fe3+>Al3+>HF>HNO2>  HC2O4>HAc>H2CO3>H2S>HSO3>H2PO4>HClO>NH4+>H2SiO3>  HCO3>HSiO3>HPO42>HS>Al(OH)3>Mg2+>H2O>\begin{aligned} & 强酸分子 \gt H^+ \gt H_2C_2O_4 \gt H_2SO_3 \gt H_3PO_4 \gt Fe^{3+} \gt Al^{3+} \gt HF \gt HNO_2 \\ \gt\;& HC_2O_4^- \gt HAc \gt H_2CO_3 \gt H_2S \gt HSO_3^- \gt H_2PO_4^- \gt HClO \gt NH_4^+ \gt H_2SiO_3 \\ \gt\;& HCO_3^- \gt HSiO_3^- \gt HPO_4^{2-} \gt HS^- \gt Al(OH)_3 \gt Mg^{2+} \gt H_2O \gt 强碱阳离子 \end{aligned}

    酸性表靠前的 KaK_a 较大,酸性一般较强。前面的物质可以给后一个物质的根离子提供H+H^+

    例如,由于H2CO3>HClO>HCO3H_2CO_3 \gt HClO \gt HCO_3^-,所以 H2CO3+ClO=HCO3+HClOH_2CO_3+ClO^- = HCO_3^-+HClOHClO+CO32=ClO+HCO3HClO+CO_3^{2-} = ClO^-+HCO_3^-

    对于非酸根出现在酸性表中: 前面的物质可以给后一个物质的根离子提供H+H^+,或从后一个物质的根离子中直接或间接获得OHOH^-,类似于氧化性顺序中一个物质下降一个价态。当然,这只表示这种反应很可能发生,与它是否发生和进行程度大小无确定关系。

    Al3+>H2CO3Al^{3+} \gt H_2CO_3代表了Al3+Al^{3+}可以从HCO3HCO_3^-中获得OHOH^-,故反应 Al3++3HCO3=Al(OH)3+3CO2Al^{3+} + 3HCO_3^- = Al(OH)_3 + 3CO_2 可以发生。

    对于H+H^+H2OH_2O,强酸分子如H2SO4>H+H_2SO_4 \gt H^+说明H2SO4H_2SO_4可以给H2OH_2O提供H+H^+,即 H2SO4=2H++SO42H_2SO_4 = 2H^+ + SO_4^{2-} ,说明H2SO4H_2SO_4属于强酸。

    Mg2+>H2OMg^{2+} \gt H_2O说明Mg2+Mg^{2+}可以从OHOH^-中获得OHOH^-(或给OHOH^-提供H+H^+),即 Mg2++2OH=Mg(OH)2+H2OMg^{2+} + 2OH^- = Mg(OH)_2 + H_2O 可以发生,说明Mg(OH)2Mg(OH)_2属于弱碱(实际是中强碱,总之不是强碱)。

    但是由于其他原因,例如因为H2SiO3H_2SiO_3溶解度较小,虽然有H2CO3>H2SiO3>HCO3H_2CO_3 \gt H_2SiO_3 \gt HCO_3^-,但是 H2CO3+SiO32=H2SiO3+CO32H_2CO_3+SiO_3^{2-} = H_2SiO_3\downarrow+CO_3^{2-} 。再例如虽然Al3+Al^{3+}虽然在HFHF前面,但是比起AlF3AlF_3水解,更容易发生的是一个特殊的络合反应 AlF3+3FAlF63AlF_3 + 3F^- \leftrightharpoons AlF_6^{3-} ,故实际上水解程度不大。

  5. 溶解度

    易溶离子: K+,Na+,NH4+,NO3,Ac,HCO3,H2PO4,HSO3,ClOK^+,Na^+,NH_4^+,NO_3^-,Ac^-,HCO_3^-,H_2PO_4^-,HSO_3^-,ClO^-等。

    沉淀物质: BaCO3,CaCO3,MgCO3,MnCO3,FeCO3,CuCO3BaCO_3,CaCO_3,MgCO_3,MnCO_3,FeCO_3,CuCO_3Mg(OH)2,Al(OH3),Zn(OH)2,Fe(OH)2,Fe(OH)3,Cu(OH)2Mg(OH)_2,Al(OH_3),Zn(OH)_2,Fe(OH)_2,Fe(OH)_3,Cu(OH)_2BaSO3,CaSO3,BaSO4,CaSO4BaSO_3,CaSO_3,BaSO_4,CaSO_4ZnS,FeS,PbS,CuSZnS,FeS,PbS,CuSAgX,Ag2SO4,Ag2CO3AgX,Ag_2SO_4,Ag_2CO_3PbCl2,PbSO4PbCl_2,PbSO_4H2SiO3,MnO2,SiO2,Ag2OH_2SiO_3,MnO_2,SiO_2,Ag_2O

    根据浓度讨论物质: Ca(OH)2Ca(OH)_2

    易混淆易溶物质: MgSO4,MnSO4MgSO_4,MnSO_4

    彻底水解物质: Fe3+,Al3+Fe^{3+},Al^{3+}CO32,HCO3,[Al(OH)4]CO_3^{2-},HCO_3^-,[Al(OH)_4]^-组合,AgOHAgOH

  6. CC

    • Na2CO3Na_2CO_3NaHCO3NaHCO_3

      2NaHCO3ΔNa2CO3+H2O+CO22NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2

      Na2CO3+H2O+CO2        2NaHCO3Na_2CO_3 + H_2O + CO_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NaHCO_3

      2NaHCO3()+Ca(OH)2        CaCO3+Na2CO3+2H2O2NaHCO_3(过量) + Ca(OH)_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} CaCO_3 + Na_2CO_3 + 2H_2O

      NaHCO3+Ca(OH)2()        CaCO3+NaOH+H2ONaHCO_3 + Ca(OH)_2(过量) \xrightarrow{\;\;\;\;} CaCO_3 \downarrow + NaOH + H_2O

      Na2CO3()+HCl        NaHCO3+HClNa_2CO_3(过量) + HCl \xrightarrow{\;\;\;\;} NaHCO_3 + HCl

      NaCl+H2O+NH3+CO2        NaHCO3+NH4ClNaCl + H_2O + NH_3 + CO_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} NaHCO_3 + NH_4Cl (侯氏制碱法,S(NaHCO3)<12S(Na2CO3)S(NaHCO_3) \lt \frac{1}{2}S(Na_2CO_3))

    • 电石CaC2CaC_2

      CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2 \uparrow

  7. NN

    • N2N_2单质: 无色无味气体,常温下不与任何物质反应。

      N2+O2/2NON_2 + O_2 \xrightarrow{通电/电火花} 2NO

      N2+3H22NH3N_2 + 3H_2 \leftrightharpoons 2NH_3 (高温高压催化剂)

      N2+3MgMg3N2N_2 + 3Mg \xrightarrow{高温} Mg_3N_2 (Mg3N2Mg_3N_2淡黄色固体)

      N2+3CaCa3N2N_2 + 3Ca \xrightarrow{高温} Ca_3N_2 (Ca3N2Ca_3N_2棕色固体)

    • NONONO2NO_2

      2NO+O2        2NO22NO + O_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NO_2

      3NO2+H2O        2HNO3+NO3NO_2 + H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2HNO_3 + NO

      4NO+3O2+2H2O        4HNO34NO2+O2+2H2O        4HNO34NO + 3O_2 + 2H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 4HNO_3 \\4NO_2 + O_2 + 2H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 4HNO_3 (总反应,不能一步发生)

      2NO2+2NaOH        NaNO3+NaNO2+H2O2NO_2 + 2NaOH \xrightarrow{\;\;\;\;} NaNO_3 + NaNO_2 + H_2O

      NO+NO2+2NaOH        2NaNO2+H2ONO + NO_2 + 2NaOH \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NaNO_2 + H_2O (NONO单独与NaOHNaOH不反应)

      2NO2N2O42NO_2 \leftrightharpoons N_2O_4

    • NH3NH_3: 无色有刺激性气味气体,1:7001:700溶于水。

      NH3+HCl        NH4ClNH_3 + HCl \xrightarrow{\;\;\;\;} NH_4Cl (产生大量白烟)

      2NH3+3Cl2        N2+6HCl2NH_3 + 3Cl_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} N_2 + 6HCl (产生大量白雾)

      8NH3+3Cl2        N2+6NH4Cl8NH_3 + 3Cl_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} N_2 + 6NH_4Cl (检验Cl2Cl_2泄露)

      4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2        2NO23NO2+H2O        2HNO3+NOHNO3+NH3        NH4NO34NH_3 + 5O_2 \xrightarrow[催化剂]{高温} 4NO + 6H_2O \\2NO + O_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NO_2 \\ 3NO_2 + H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2HNO_3 + NO \\HNO_3 + NH_3 \xrightarrow{\;\;\;\;} NH_4NO_3 (红热铂丝催化通空气下,产生红棕色气体和白烟)

      2NH4Cl+Ca(OH)2Δ2NH3+CaCl2+2H2O2NH_4Cl + Ca(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} 2NH_3 \uparrow + CaCl_2 + 2H_2O (实验室制NH3NH_3)

    • NO3NO_3^-: HNO3HNO_3为易挥发无色液体,浓硝酸具有氧化性、漂白性。硝酸盐大多不稳定,易分解。

      4HNO3Δ4NO2+O2+2H2O4HNO_3 \xrightarrow{\Delta} 4NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow + 2H_2O

      Cu+4HNO3()        Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu + 4HNO_3(浓) \xrightarrow{\;\;\;\;} Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O

      3Cu+8HNO3()        3Cu(NO3)2+2NO+4H2O3Cu + 8HNO_3(稀) \xrightarrow{\;\;\;\;} 3Cu(NO_3)_2 + 2NO \uparrow + 4H_2O

      3Fe()+8HNO3()        3Fe(NO3)2+2NO+4H2O3Fe(过量) + 8HNO_3(稀) \xrightarrow{\;\;\;\;} 3Fe(NO_3)_2 + 2NO \uparrow + 4H_2O

      Fe+4HNO3()        Fe(NO3)3+NO+2H2OFe + 4HNO_3(稀) \xrightarrow{\;\;\;\;} Fe(NO_3)_3 + NO \uparrow + 2H_2O

      Fe+4HNO3()ΔFe(NO3)2+2NO2+2H2OFe + 4HNO_3(浓) \xrightarrow{\Delta} Fe(NO_3)_2 + 2NO_2 \uparrow + 2H_2O (常温钝化)

      C+4HNO3()ΔCO2+4NO2+2H2OC + 4HNO_3(浓) \xrightarrow{\Delta} CO_2 \uparrow + 4NO_2 \uparrow + 2H_2O

      S+6HNO3()ΔH2SO4+6NO2+2H2OS + 6HNO_3(浓) \xrightarrow{\Delta} H_2SO_4 + 6NO_2 + 2H_2O

      P+5HNO3()ΔH3PO4+5NO2+H2OP + 5HNO_3(浓) \xrightarrow{\Delta} H_3PO_4 + 5NO_2 \uparrow + H_2O

      3Ag+4HNO3()Δ3AgNO3+NO+2H2O3Ag + 4HNO_3(稀) \xrightarrow{\Delta} 3AgNO_3 + NO \uparrow + 2H_2O

      HNO3HNO_3与蛋白质发生黄色反应(苯的硝化反应生成硝基苯C6H5NO2C_6H_5NO_2)

      4AgNO3+H2O        4Ag+4HNO3+O22AgNO3        2Ag+2NO2+O2()4AgNO_3 + H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 4Ag + 4HNO_3 \uparrow + O_2 \uparrow \\2AgNO_3 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2Ag + 2NO_2 \uparrow + O_2 \uparrow(不常见) (AgNO3AgNO_3溶液见光分解,用棕色细口瓶盛放)

  8. NaNa

    • NaNa单质: 银白色固体,熔点低,密度小,用煤油或石蜡保存。

      4Na+O2        2Na2O4Na + O_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2Na_2O (Na2ONa_2O白色固体)

      2Na+O2Na2O22Na + O_2 \xrightarrow{点燃} Na_2O_2 (Na2O2Na_2O_2淡黄色固体)

      2Na+SNa2S2Na + S \xrightarrow{点燃} Na_2S (Na2SNa_2S无色固体)

      2NaCl()2Na+Cl22NaCl(熔融) \xrightarrow{通电} 2Na + Cl_2\uparrow (工业制取NaNa)

      4Na()+TiCl4Ti+4NaCl4Na(熔融) + TiCl_4 \xrightarrow{高温} Ti + 4NaCl (NaNa冶炼TiTi)

      Na+KClK+NaClNa + KCl \leftrightharpoons K\uparrow + NaCl (NaNa冶炼KK,虽然反应可逆但是KK蒸汽逸出促进反映正向移动)

      4Na+O2        2Na2ONa2O+H2O        2NaOH2NaOH+CO2+9H2O        Na2CO310H2ONa2CO310H2O        Na2CO3+10H2O4Na + O_2 \xrightarrow{\;\;\;\;} 2Na_2O \\Na_2O + H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NaOH \\2NaOH+CO_2+9H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} Na_2CO_3 \cdot 10H_2O \\Na_2CO_3 \cdot 10H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} Na_2CO_3 + 10H_2O (NaNa在空气中的氧化)

  9. MgMg

  • MgMg单质: 密度小的银白色固体。

    2Mg+O2MgO2Mg + O_2 \xrightarrow{点燃} MgO (耀眼白光)

    2Mg+CO22MgO+C2Mg + CO_2 \xrightarrow{点燃} 2MgO + C (耀眼白光,黑色固体)

    Mg2++2OH        Mg(OH)2Mg(OH2)+2HCl        MgCl2+2H2OMgCl2Mg+Cl2Mg^{2+} + 2OH^- \xrightarrow{\;\;\;\;} Mg(OH)_2 \downarrow \\Mg(OH_2) + 2HCl \xrightarrow{\;\;\;\;} MgCl_2 + 2H_2O \\MgCl_2 \xrightarrow{通电} Mg + Cl_2 \uparrow (工业制取MgMg)

    Mg+H2OΔMgO+H2Mg + H_2O \xrightarrow{\Delta} MgO + H_2 \uparrow

    Mg+2NH4Cl+2H2O        MgCl2+2NH3H2O+H2Mg + 2NH_4Cl + 2H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} MgCl_2 + 2NH_3 \cdot H_2O + H_2 \uparrow

    Mg(OH)2ΔMgO+H2OMg(OH)_2 \xrightarrow{\Delta} MgO + H_2O

  1. AlAl
  • AlAl单质: 密度小、熔沸点低的银白色金属,导电性、延展性好。

    4Al+3O2Δ2Al2O34Al + 3O_2 \xrightarrow{\Delta} 2Al_2O_3 (AlAl在纯氧中燃烧,耀眼白光,放热)

    2Al+3Cl2Δ2AlCl32Al + 3Cl_2 \xrightarrow{\Delta} 2AlCl_3

    2Al+3SΔAl2S32Al + 3S \xrightarrow{\Delta} Al_2S_3

    2Al2O34Al+3O22Al_2O_3 \xrightarrow[冰晶石]{通电} 4Al + 3O_2 \uparrow (工业制AlAl)

    Al+Fe2O3Al2O3+FeAl + Fe_2O_3 \xrightarrow{高温} Al_2O_3 + Fe (KClO3,MgKClO_3,Mg助燃)

    4Al+3MnO23Mn+2Al2O34Al + 3MnO_2 \xrightarrow{高温} 3Mn + 2Al_2O_3 (冶炼贵重金属)

    2Al+6HCl        2AlCl3+3H22Al + 6HCl \xrightarrow{\;\;\;\;} 2AlCl_3 + 3H_2 \uparrow

    Al+4HNO3()        Al(NO3)3+NO+2H2OAl + 4HNO_3(稀) \xrightarrow{\;\;\;\;} Al(NO_3)_3 + NO \uparrow + 2H_2O

    2Al+2NaOH+6H2O        2Na[Al(OH)4]+3H22Al+2NaOH+2H2O        2NaAlO2+3H22Al + 2NaOH + 6H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2Na[Al(OH)_4] + 3H_2 \uparrow \\2Al + 2NaOH + 2H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2NaAlO_2 + 3H_2 \uparrow (溶液中用[Al(OH)4][Al(OH)_4]^-)

  • Al2O3Al_2O_3: 熔点高、硬度大、难溶于水的无色固体。

    Al2O3+2NaOH+3H2O        2Na[Al(OH)4]Al_2O_3 + 2NaOH + 3H_2O \xrightarrow{\;\;\;\;} 2Na[Al(OH)_4]