总览:四条主线,一张地图先把网织起来
高中化学不是一堆零散反应,而是被四条思想主线反复串联的同一门学问。看懂这四条线,任何新知识都能"挂"到网上——这就是串联记忆法的全部秘密。
结构决定性质
原子结构 → 周期律 → 化学键 → 晶体 → 物质性质。第二章是"因",第四、五章的现象全部是"果"。
02 → 04 / 05氧化还原主线
电子转移贯穿全书:变价元素、电化学电极反应、有机氧化、方程式配平与守恒计算。
01 → 03 / 04 / 05 / 07动态平衡思想
化学平衡、电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡——同一套"勒夏特列"语言通吃。
03 → 04 / 06守恒思想
质量守恒、电荷守恒、电子守恒,是配平、离子方程式、电解与滴定计算的总钥匙。
01 → 03 / 07化学基本概念与用语一切计算的量尺 · 一切反应的语言
本章是化学的"字母表":分类告诉你物质是谁,计量告诉你有多少,氧化还原与离子方程式则是贯穿全书的两套"通用语法"。
1.1物质的分类网络必背
- 纯净物
- 单质:金属单质(Na、Fe、Cu)、非金属单质(O₂、S、C)、稀有气体
- 化合物
- 无机物:氧化物、酸、碱、盐
- 有机物:烃、烃的衍生物、糖类、蛋白质(见模块 05)
- 混合物:空气、盐酸、氨水、氯水、漂白粉、玻璃、水泥、钢、石油、煤、天然气、铝热剂、溶液与胶体
- 酸性氧化物:CO₂、SO₂、SO₃ —— 能与碱反应生成盐和水;不一定会与水化合(如 SiO₂ 不溶于水)。
- 碱性氧化物:Na₂O、CaO、CuO、Fe₂O₃ —— 一定是金属氧化物;但金属氧化物不一定是碱性氧化物(Al₂O₃ 两性、Mn₂O₇ 酸性、Na₂O₂ 过氧化物)。
- 两性氧化物:Al₂O₃;过氧化物:Na₂O₂(不属于碱性氧化物);不成盐氧化物:CO、NO。
1.2分散系与胶体高频
| 分散系 | 粒子直径 | 外观 | 稳定性 | 透过滤纸 | 透过半透膜 | 丁达尔效应 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 溶液 | <1 nm | 均一透明 | 稳定 | ✔ | ✔ | ✘ |
| 胶体 | 1~100 nm | 均一较透明 | 较稳定 | ✔ | ✘ | ✔(鉴别法) |
| 浊液 | >100 nm | 浑浊 | 不稳定 | ✘ | ✘ | ✘ |
- Fe(OH)₃ 胶体制备:饱和 FeCl₃ 溶液逐滴加入沸水中,继续加热至液体呈红褐色即停止(不能搅拌、不能一直煮沸)。
- 常见胶体:云、雾、烟、豆浆、墨水、淀粉溶液、鸡蛋清、血液、有色玻璃、烟水晶。
- 胶体提纯用渗析(分离小分子/离子);聚沉:加热、加电解质、加带相反电荷的胶体(豆浆→豆腐、江河入海口三角洲)。
1.3物质的量:以 n 为中心的"立交桥"必背
- 阿伏加德罗定律:同温同压下,相同体积的任何气体含相同分子数;推论:同温同压下气体密度之比 = 摩尔质量之比(ρ₁/ρ₂ = M₁/M₂)。
- 浓度换算:c = 1000ρw / M(ρ 单位 g/mL,w 为质量分数);稀释/混合守恒:c₁V₁ = c₂V₂(稀释前后溶质不变)。
- 质量分数、溶解度互算:溶解度 S(g/100 g 水)→ 饱和溶液质量分数 w = S/(100+S)×100%。
1.4阿伏加德罗常数(NA)选择题陷阱清单高频易错
- 状态陷阱:标况下 H₂O、SO₃、HF、CCl₄、CHCl₃ 等非气态——"22.4 L"一律不成立。
- 条件陷阱:非标况的气体未必不能用 22.4(若恰为 25 ℃、压强对应体积也可能是),但命题常设"常温常压"诱错。
- 可逆陷阱:2SO₂+O₂⇌2SO₃、N₂+3H₂⇌2NH₃、Cl₂ 溶于水等不能进行完全,生成物分子数需按小于计算。
- 电子转移陷阱:1 mol Na₂O₂ 与足量 CO₂/H₂O 反应转移 1 mol e⁻(歧化反应自身既是氧化剂又是还原剂)。
- 单原子陷阱:稀有气体 He、Ne、Ar 是单原子分子,1 mol He 含 NA 个原子(无"分子拆原子"翻倍)。
- 水解/电离陷阱:1 mol FeCl₃ 溶液中 Fe³⁺ 小于 1 mol(水解);1 mol CH₃COOH 溶液中分子数 < 1 mol(部分电离)。
- 取代分步陷阱:CH₄ 与 Cl₂ 光照取代是逐步进行的,产物是 CH₃Cl/CH₂Cl₂/CHCl₃/CCl₄ 的混合物。
- 浓变稀陷阱:浓盐酸与 MnO₂ 共热,随反应变稀而停止,参加反应的 HCl 只有约一半被氧化(另一半作还原产物中的 Cl⁻)。
1.5氧化还原反应:概念四角图必背高频
- 置换反应一定是氧化还原反应(有单质参加与生成)。
- 复分解反应一定不是(只是离子交换,无价态变化)。
- 化合、分解反应:有单质参加(或生成单质)的才是氧化还原。
1.6常见氧化剂与还原剂清单必背
常见氧化剂(被还原,价态降低)
- 活泼非金属单质:Cl₂、O₂、O₃
- 高价含氧酸及盐:KMnO₄(H⁺)(紫→无色)、K₂Cr₂O₇、浓 H₂SO₄、HNO₃(稀→NO,浓→NO₂)
- 高价金属离子:Fe³⁺(遇足量还原剂→Fe²⁺)
- 过氧化物:Na₂O₂、H₂O₂;还有 ClO⁻、NO₃⁻(H⁺)
常见还原剂(被氧化,价态升高)
- 活泼金属单质:Na、Mg、Al、Zn、Fe
- 某些非金属单质:C、H₂(高温还原金属氧化物)
- 低价化合物:CO、SO₂、H₂SO₃、Na₂SO₃
- 低价离子:Fe²⁺、S²⁻、I⁻、Br⁻、Cl⁻(被 F₂/浓硫酸等强氧化剂氧化)
1.7离子反应发生的条件与共存高频
- 生成沉淀(结合溶解性表判断);
- 生成气体或挥发性物质(H₂CO₃→CO₂↑、H₂SO₃→SO₂↑、NH₃·H₂O→NH₃↑);
- 生成难电离物质(弱酸、弱碱、水;由强酸制弱酸:盐酸+醋酸钠等)。
- 无色溶液:排除 Cu²⁺(蓝)、Fe²⁺(浅绿)、Fe³⁺(黄)、MnO₄⁻(紫)。
- 强碱性:不能含 H⁺、Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺、HCO₃⁻ 等。
- 强酸性:不能含 OH⁻、弱酸根(CO₃²⁻、S²⁻、SO₃²⁻、AlO₂⁻、CH₃COO⁻)。
- 氧化性环境(NO₃⁻+H⁺、ClO⁻ 任何 pH):不能含 Fe²⁺、I⁻、S²⁻、SO₃²⁻。
- "与 Al 反应放出 H₂":溶液为强酸或强碱(两性)。
1.8化学用语的书写规范易错
- 化学方程式配平:质量守恒(观察法、奇偶法、待定系数法);氧化还原方程优先用电子守恒配平。
- 电子式:离子键物质要加"[ ]"并注明电荷(如 NaCl 写作 Na⁺[Cl]⁻,阴离子周围标出 8 个电子);共价键物质不能加中括号、不能标电荷;未成键电子对不能漏。
- 结构式 / 结构简式:有机物必须用结构简式(如 CH₃CH₂OH),分子式不能体现同分异构体。
- 热化学方程式:必须注明聚集状态、ΔH 及正负号,系数可以是分数(见 3.1)。
Na₂O₂ 的电子式既有离子键又有共价键([Na]⁺[—O—O—]²⁻[Na]⁺);NH₄Cl 中含离子键与共价键;AlCl₃ 是共价化合物(熔融不导电)。
1.9离子方程式:拆与不拆 + 正误判断五查高频
- 拆:强酸(HCl、H₂SO₄、HNO₃)、强碱(NaOH、KOH、Ba(OH)₂、Ca(OH)₂澄清)、可溶性盐。
- 不拆:弱酸(H₂CO₃、CH₃COOH)、弱碱(NH₃·H₂O)、水、气体、氧化物、单质、难溶物、浓硫酸(特定反应中)。微溶物(CaSO₄、Ca(OH)₂):澄清稀溶液拆,浑浊/悬浊液不拆。
- 一查事实:是否符合反应实际(Fe + 稀盐酸 → Fe²⁺ 而非 Fe³⁺;Fe + Cl₂ → FeCl₃)。
- 二查拆写:上表规则;CaCO₃ 不拆、醋酸不拆。
- 三查守恒:原子守恒 + 电荷守恒(两边电荷代数和相等)。
- 四查完整:生成物比例,如 NaHCO₃ 溶液与足量 Ca(OH)₂:Ca²⁺ + HCO₃⁻ + OH⁻ = CaCO₃↓ + H₂O;若 HCO₃⁻ 足量:Ca²⁺ + 2HCO₃⁻ + 2OH⁻ = CaCO₃↓ + CO₃²⁻ + 2H₂O。
- 五查符号:↑↓、可逆号、条件、等号。
物质结构与元素周期律微观世界决定宏观性质
化学的"因果律"所在地:原子结构与化学键解释"为什么结合",周期律预测"性质怎么变"。位—构—性三角是推断题的万能钥匙。
2.1原子的构成与同位素必背
- 同位素:质子数相同、中子数(质量数)不同的同种元素的不同核素。物理性质不同,化学性质几乎相同。
- 常见:氕(H)、氘(D)、氚(T);¹²C 与 ¹⁴C;²³⁵U 与 ²³⁸U。H₂、D₂O、HD 等是化合物/单质,不是"同位素"关系。
- 核素:具有一定数目质子和中子的一种原子。
2.2核外电子排布(1~20 号)与规律必背
| H 1 | He 2 | Li 2,1 | Be 2,2 | B 2,3 | C 2,4 | N 2,5 | O 2,6 | F 2,7 | Ne 2,8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Na 2,8,1 | Mg 2,8,2 | Al 2,8,3 | Si 2,8,4 | P 2,8,5 | S 2,8,6 | Cl 2,8,7 | Ar 2,8,8 | K 2,8,8,1 | Ca 2,8,8,2 |
- 排布规律:能量最低由内向外;每层最多 2n² 个;最外层 ≤ 8(K 层为最外层时 ≤ 2);次外层 ≤ 18。
- 周期数 = 电子层数;主族序数 = 最外层电子数——这是"位置↔结构"互推的桥。
分子:CH₄、NH₃、H₂O、HF、Ne;阳离子:Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、H₃O⁺;阴离子:F⁻、O²⁻、N³⁻、OH⁻。18 电子:H₂O₂、CH₃CH₃、CH₃F、SiH₄、PH₃、H₂S、HCl、Ar、K⁺、Ca²⁺ 等。
2.3化学键:三种键的判断高频
| 类型 | 本质 | 形成微粒 | 常见实例 | 存在证据 |
|---|---|---|---|---|
| 离子键 | 阴、阳离子静电作用 | 活泼金属 + 活泼非金属 | NaCl、CaO、MgCl₂、Na₂O₂ | 熔融态导电 |
| 共价键 | 共用电子对 | 非金属之间 | HCl、H₂、CO₂、H₂O、NaOH(O—H) | 熔融不导电 |
| 金属键 | 金属阳离子与自由电子 | 金属内部 | 一切金属 | 导电、导热、延展 |
- 共价键细分:非极性键(同种元素:H₂、Cl₂、H₂O₂、C₂H₂、Na₂O₂ 中的 O—O);极性键(不同元素:HCl、H₂O)。
- 共存的物质:NaOH(离子+极性)、Na₂O₂(离子+非极性)、NH₄Cl(离子+极性)、Na₂CO₃(离子+极性)。
- 化学反应的本质:旧键断裂 + 新键生成(断键吸热、成键放热 → 3.1 能量主线)。
AlCl₃ 是共价化合物(熔融不导电);判断"离子化合物"看是否含离子键(可含共价键),判断"共价化合物"则是只含共价键。
2.4分子间作用力与氢键必背
- 分子间作用力(范德华力):影响分子晶体的熔沸点、溶解性;组成结构相似时,相对分子质量越大越强(F₂ < Cl₂ < Br₂ < I₂)。
- 氢键:存在于 H—F、H—O、H—N 之间,使熔沸点反常偏高:HF > HCl、H₂O > H₂S、NH₃ > PH₃;还解释 H₂O 与醇互溶、DNA 双螺旋等。
- 氢键属于分子间作用力的范畴,不是化学键。
2.5四大晶体类型对比高频
| 晶体 | 构成微粒 | 微粒间作用 | 熔沸点 | 导电性 | 典型实例 |
|---|---|---|---|---|---|
| 离子晶体 | 阴、阳离子 | 离子键 | 较高 | 熔融/水溶液导电 | NaCl、CsCl、CaO、BaSO₄ |
| 共价(原子)晶体 | 原子 | 共价键 | 很高 | 一般不导电(Si 半导体) | 金刚石、SiO₂、SiC、Si、晶体硼 |
| 分子晶体 | 分子 | 分子间作用力 | 低 | 不导电(部分水溶液导电) | 冰、干冰、HCl、I₂、S₈ |
| 金属晶体 | 金属阳离子、自由电子 | 金属键 | 差别大 | 固态即导电 | Na、Mg、Al、Cu、W |
2.6元素周期表的结构必背
- 7 个横行 = 7 个周期:一二三是短周期(2、8、8 种元素),四五六是长周期,七周期不完全。周期数 = 电子层数。
- 18 纵列 16 族:7 个主族(ⅠA~ⅦA)、7 个副族(ⅠB~ⅦB)、第 Ⅷ 族(3 列)、0 族(稀有气体)。主族序数 = 最外层电子数。
- 位置速记:ⅠA 碱金属(Li Na K Rb Cs)、ⅦA 卤族(F Cl Br I At)、0 族稀有气体(He Ne Ar Kr Xe);第二周期:C N O F;第三周期:"Na Mg Al Si P S Cl Ar"。
- 镧系、锕系在第六、七周期第ⅢB 族(15 种元素占一格)。
2.7周期律:两大方向的递变高频
| 性质 | 同周期 左→右 | 同主族 上→下 |
|---|---|---|
| 原子半径 | 减小(电子层数不变,核电荷数增大) | 增大(电子层数增多) |
| 金属性 | 减弱 | 增强 |
| 非金属性 | 增强 | 减弱 |
| 最高正价 | +1 → +7(O、F 无正价) | = 主族序数(不变) |
| 最高价氧化物水化物 | 碱性减弱、酸性增强 | 碱性增强、酸性减弱 |
| 气态氢化物 | 更易生成、更稳定 | 更难生成、更不稳定 |
- 最高正价 + |最低负价| = 8;最高正价 = 主族序数(O、F 除外)。
- 极值记忆:金属性最强 Cs(Fr 有放射性),非金属性最强 F;最外层电子数最多(主族)F;原子半径最小 H。
2.8金属性 / 非金属性强弱的实验判据高频
金属性强的判据
- 与水(或酸)反应更剧烈、放 H₂ 更快
- 最高价氧化物对应水化物碱性强(NaOH > Mg(OH)₂ > Al(OH)₃)
- 置换反应:活泼金属置换不活泼金属(水溶液中,如 Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu)
- 阳离子氧化性弱:Fe²⁺ 比 Cu²⁺ 难被还原
非金属性强的判据
- 与 H₂ 化合更易、氢化物更稳定(HF > HCl > HBr > HI)
- 最高价含氧酸酸性强(HClO₄ > H₂SO₄ > H₃PO₄ > H₂CO₃)
- 置换:Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂;Cl₂ + 2KI → 2KCl + I₂
- 阴离子还原性弱
2.9位—构—性三角:推断题万能钥匙高频
三者知一推二:给"位置"(第 X 周期第 Y 族)→ 定结构 → 预测性质;给性质(如"最高价氧化物是两性")→ 定元素(Al);给结构(如"最外层 6 个电子")→ 定族(ⅥA)。
- 地壳中含量前四:O、Si、Al、Fe(Al 是含量最多的金属)。
- 形成化合物种类最多 / 有机物骨架:C;最轻原子:H;最轻金属:Li。
- 最高正价与最低负价绝对值相等(+4/−4):C、Si;两性元素代表:Al("铝后硅前"分界线)。
- 短周期相邻"三角"(周 B 与 C、Si 三角等)常出"A、B 相邻且……"推断题:先画 10 列 3 行短周期表再标条件。
- 气态氢化物最稳定:F;最高价含氧酸最强:HClO₄;密度最小气体:H₂。
2.10周期表中的"之最"与特殊记忆必背
- 原子半径最小:H;第三周期中半径最大:Na(稀有气体按范德华半径另论)。
- 密度最小金属:Li;熔点最高金属:W;导电最好金属:Ag。
- 同主族气态氢化物稳定性:HF > HCl > HBr > HI(可用于检验非金属性递变)。
- 稀有气体"零族":氦氖氩氪氙氡(He Ne Ar Kr Xe Rn)——谐音连读"害你呀,克先冻"。
化学反应原理方向 · 速率 · 限度 · 电的化学
一切"为什么"的总答案库:反应放热还是吸热(能量)、快还是慢(速率)、进行到哪一步(平衡)、溶液里谁多谁少(电离与水解)、电子往哪流(电化学)。
3.1反应热与键能必背
- 放热反应不一定自发/不需加热(中和反应、活泼金属与酸);吸热反应不一定需要持续加热(Ba(OH)₂·8H₂O 与 NH₄Cl 晶体混合即吸热)。
- 常见的放热:燃烧、中和、活泼金属与酸、铝热反应、大多数化合;吸热:大多数分解、C 与 CO₂、C 与 H₂O(高温)、Ba(OH)₂·8H₂O+NH₄Cl、NH₄NO₃ 溶解。
3.2热化学方程式与三种"热"高频易错
- 书写规范:注明各物质状态(s/l/g);ΔH 注明正负号与单位 kJ/mol;系数与 ΔH 对应(系数可为分数)。
- 燃烧热:25 ℃、101 kPa,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物(C→CO₂,H→H₂O(l),S→SO₂)时的反应热。
- 中和热:稀强酸与稀强碱中和生成 1 mol H₂O 放热 57.3 kJ/mol(弱酸弱碱参与则偏小,因电离吸热)。
- 盖斯定律:反应热只与始态、终态有关,与途径无关——"方程式像代数式一样加减,ΔH 同步加减"。
① 热化学方程式系数加倍,ΔH 随之加倍;② ΔH 为负时"放热为负"别写反;③ 中和热测定中弱酸参与偏小、隔热差偏低、温度计读数要取最高值。
3.3化学反应速率高频
- 同一反应中各物质速率之比 = 化学计量数之比:v(N₂):v(H₂):v(NH₃) = 1:3:2——换算不用重算。
- 影响因素:浓度(单位体积内活化分子总数增多)、压强(有气体参与时相当于增大浓度)、温度(升温使活化分子百分数增大,一般每升 10 ℃ 速率增 2~4 倍)、催化剂(降低活化能、成倍改变,正逆同倍)、接触面积。
- 催化剂同等程度改变正逆速率,故不影响平衡。
3.4化学平衡的建立与判断标志高频
平衡特征五字诀:逆(可逆反应)、等(v正 = v逆)、动(动态)、定(各组分浓度恒定)、变(条件改变则移动)。
- 能判断:颜色不变(有色的 NO₂/Br₂ 体系);总压强不变(恒温恒容且气体分子数改变的反应);平均摩尔质量不变(气体分子数改变的反应);密度不变(恒压且气体分子数改变的反应)。
- 不能判断:正反应速率不变(可能未平衡,需 v正 = v逆);分子数不变的反应中总压不变(如 H₂+I₂⇌2HI,压强恒定不能判平衡);各物质浓度按系数比存在。
恒容容器中气体总质量不变,密度 m/V 始终不变——"密度不变"在恒容体系不是平衡标志;只有恒压、气体分子数改变时才有效。
3.5平衡移动:勒夏特列原理与工业条件高频
- 浓度:增大反应物浓度/减小生成物浓度 → 正向移动。
- 压强(对有气体且分子数改变的反应):加压 → 向气体分子数减小的方向移动。
- 温度:升温 → 向吸热方向移动(正反应吸热则正移)。
- 催化剂:不移动。
N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃(正反应放热、气体分子数减小):选较高压(促进正移但受设备限制)、中等温度 400~500 ℃(兼顾速率与催化剂活性)、铁触媒、及时分离液氨(减小生成物浓度促正移)。
3.6平衡常数 K 与"三段式"高频
3.7弱电解质的电离平衡
- 强弱电解质:强酸、强碱、大部分盐是强电解质;弱酸(CH₃COOH、H₂CO₃、HF)、弱碱(NH₃·H₂O)和水是弱电解质。强弱与溶解性无关(BaSO₄ 难溶但已溶部分全部电离)。
- 电离平衡:CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺。加水 → 促进电离(电离度增大),但 c(CH₃COOH)、c(H⁺)、c(CH₃COO⁻) 减小;加冰醋酸 → 平衡右移但电离度减小。
- 证明弱电解质的实验思路:① 导电性对比(同浓度);② 测 pH(0.1 mol/L CH₃COOH 的 pH > 1);③ 稀释时 pH 变化缓慢;④ 形成盐后水解显性。
3.8水的电离与 pH必背
- 抑制水的电离:酸、碱(提供 H⁺ 或 OH⁻);促进:可水解的盐(如 CH₃COONa、NH₄Cl)。
- pH = −lg c(H⁺);25 ℃ 时中性 pH=7;pH 与 c(H⁺) 是对数关系:pH 每降 1,c(H⁺) ×10。
- 强酸/强碱稀释:无限稀释 pH 趋近 7(不会"越稀释越酸碱");弱酸稀释时电离度增大,pH 降幅比强酸慢。
- pH 试纸只能读整数、不能先润湿(测气体除外);精确测定用 pH 计。
3.9盐类水解:规律与应用高频
- 规律:强酸弱碱盐(NH₄Cl、FeCl₃、Al₂(SO₄)₃)显酸性;强碱弱酸盐(CH₃COONa、Na₂CO₃、NaHCO₃)显碱性;强强不水解显中性(NaCl)。
- 程度一般微弱,书写时用 ⇌、不标 ↑↓(双水解彻底的除外,如泡沫灭火器)。
- 配制 FeCl₃ / AlCl₃ 溶液:溶于少量浓盐酸再稀释(抑制水解)。
- 泡沫灭火器:Al₂(SO₄)₃ 与 NaHCO₃ 双水解。
- 明矾净水 / 热纯碱去油污 / 草木灰不能与铵态氮肥混用(双水解互促)。
- 比较离子浓度大小(见 3.10)与"离子共存"(Al³⁺ 与 AlO₂⁻、HCO₃⁻ 不共存)。
3.10三大守恒与离子浓度大小比较高频
以 Na₂CO₃ 溶液为例(c 为平衡浓度):
- 比较排序模板:先"大量"(不参与主反应的离子 > 主离子)→ 再看水解方向 → 最后补 H⁺/OH⁻。例 CH₃COONa:c(Na⁺) > c(CH₃COO⁻) > c(OH⁻) > c(CH₃COOH) > c(H⁺)。
- 酸碱混合型:先按"过量"定产物(中和为主、水解为辅),如 NaOH + CH₃COOH 恰好反应:c(Na⁺) > c(CH₃COO⁻) > c(OH⁻) > c(H⁺)。
3.11沉淀溶解平衡 Ksp
- 应用:锅炉除水垢 CaSO₄ 用 Na₂CO₃ 溶液转化为更难溶的 CaCO₃(再用酸除)。
- 沉淀转化链:AgCl(白)→ AgI(黄)→ Ag₂S(黑),Ksp 依次减小。
- Ksp 只与温度有关;同类型(AB / A₂B)才能直接用 Ksp 比大小。
3.12原电池:负失氧 · 正得还高频
- 电子:外电路从负极 → 正极;电流:正极 → 负极;溶液中阳离子移向正极、阴离子移向负极。
- 盐桥:沟通电路、平衡电荷(内电路),常用 KCl/琼脂。
- 负极材料判断特例:Mg—Al 电极在 NaOH 溶液中 Al 为负极(Al 与 NaOH 反应)。
- 常见电极反应(铜锌稀硫酸电池):
3.13常见化学电源必背
| 电池 | 电极反应(放电) | 特点 |
|---|---|---|
| 锌锰干电池 | 负:Zn − 2e⁻ = Zn²⁺(正极 MnO₂ 得电子) | 一次电池,电解质糊状 |
| 铅蓄电池 | Pb + PbO₂ + 2H₂SO₄ ⇌ 2PbSO₄ + 2H₂O(放电正向、充电逆向) | 二次电池,可充放电 |
| 氢氧燃料电池 | 见 3.12 模板 | 清洁、能量转化率高 |
3.14电解原理:阳氧阴还高频
- 阳极(惰性电极):活性电极(金属阳极本身) > S²⁻ > I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > OH⁻ > 含氧酸根 > F⁻。
- 阴极:Ag⁺ > Hg²⁺ > Fe³⁺ > Cu²⁺ > H⁺(酸中)> Pb²⁺ > Sn²⁺ > Fe²⁺ > Zn²⁺(大致为金属活动性顺序的逆序)。
3.15金属腐蚀与防护高频
| 类型 | 条件 | 负极(Fe) | 正极(杂质/C) |
|---|---|---|---|
| 吸氧腐蚀 | 中性或弱酸性、有 O₂ | Fe − 2e⁻ = Fe²⁺ | O₂ + 2H₂O + 4e⁻ = 4OH⁻ |
| 析氢腐蚀 | 较强酸性 | Fe − 2e⁻ = Fe²⁺ | 2H⁺ + 2e⁻ = H₂↑ |
后续:Fe²⁺ → Fe(OH)₂ → Fe(OH)₃(红褐) → 铁锈(Fe₂O₃·xH₂O)。
- 牺牲阳极法:被保护金属 + 更活泼金属(Zn/Mg)构成原电池,活泼金属作负极被腐蚀(船体镶锌块)。
- 外加电流法:被保护金属接电源负极作阴极(地下管道、闸门)。
- 其他:刷漆、镀层(镀锌铁"白铁"——镀层破损仍保护铁;镀锡铁"马口铁"——破损时铁反而先腐蚀)。
元素化合物金属与非金属的转化网络
知识最"碎"的一章,串联的诀窍只有两个:价类二维图(同一元素按化合价与物质类别排成转化网)与主线记忆(每族认准一条主线反应链)。
4.1金属通性与活动性顺序必背
- 冶炼方法按活动性分层:Hg/Ag 热分解;Zn/Fe/Cu(C) 热还原(C、CO、H₂、Al);Na/Mg/Al 电解熔融盐/氧化物;Au/Pt 物理富集。
- 与水反应剧烈程度:K(爆炸)> Na(剧烈)> Mg(沸水)> Fe(高温水蒸气生成 Fe₃O₄ + H₂)。
- 碱液特殊性:Al、Zn 与 NaOH 溶液反应放 H₂("两性"思想)。
4.2钠及其化合物转化网络高频
- 钠与水:"浮(密度小于水)、熔(熔点低反应放热)、游(生成 H₂ 推动)、响(剧烈)、红(滴酚酞变红)"。
- Na₂O₂(过氧化钠):与 H₂O、CO₂ 都放出 O₂,作呼吸面具、潜艇供氧剂;歧化反应,1 mol Na₂O₂ 转移 1 mol e⁻。
- 焰色试验:Na 黄色;K 紫色(透过蓝色钴玻璃滤去黄光)。焰色是物理变化。
Na₂O₂ 中氧为 −1 价;"1 mol Na₂O₂ 与足量水反应转移 2 mol e⁻"是错的(转移 1 mol,歧化一半升一半降)。
4.3Na₂CO₃ 与 NaHCO₃ 对比(必考五要素)高频
| 项目 | Na₂CO₃ | NaHCO₃ |
|---|---|---|
| 俗名/水溶性 | 纯碱、苏打;易溶 | 小苏打;溶解度较小(苏打>小苏打) |
| 热稳定性 | 稳定(不分解) | 受热分解:2NaHCO₃ —Δ→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑ |
| 与盐酸反应 | 较快(分步:先 CO₃²⁻+H⁺) | 更剧烈(HCO₃⁻+H⁺一步出气)——鉴别法 |
| 与 NaOH/Ca(OH)₂ | 不反应(与石灰水生成沉淀) | 都反应(与 NaOH:NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O) |
| 相互转化 | Na₂CO₃ —CO₂+H₂O(过量)→ NaHCO₃;NaHCO₃ —Δ / NaOH→ Na₂CO₃ | |
4.4铝:两性金属与"铝三角"高频
- Al 与酸、与 NaOH 都放 H₂(2Al + 2NaOH + 2H₂O = 2NaAlO₂ + 3H₂↑)。
- Al₂O₃、Al(OH)₃ 均两性:既溶盐酸又溶强碱;Al(OH)₃ 不溶于氨水(弱碱)→ 实验室用铝盐 + 氨水制备。
- 铝热反应:2Al + Fe₂O₃ —高温→ Al₂O₃ + 2Fe(放热大,冶炼难熔金属 V、Cr、Mn 及焊接钢轨)。
- 明矾 KAl(SO₄)₂·12H₂O 净水:Al³⁺ 水解生成氢氧化铝胶体吸附悬浮物。
4.5铁:变价金属与"铁三角"高频
- 弱氧化剂生成低价:Fe + S —Δ→ FeS;Fe + I₂ → FeI₂;强氧化剂生成高价:2Fe + 3Cl₂ —Δ→ 2FeCl₃。
- Fe³⁺ 检验:滴 KSCN 溶液变红;Fe²⁺ 检验:先加 KSCN 无现象,再加氯水变红。
- Fe(OH)₂ 制备现象:白色沉淀 →(迅速变灰绿)→ 红褐色 Fe(OH)₃(防氧化:煮沸除氧、液面加油封)。
- 黑色物质速记:Fe、Fe₃O₄、FeS、CuO、MnO₂、C;红棕色:Fe₂O₃、Fe(OH)₃;红:Cu、红磷;黄:Fe³⁺ 溶液、S、AgI。
4.6氯及其化合物高频
- Cl₂:黄绿色、刺激味、有毒(尾气 NaOH 吸收);密度大于空气,能溶于水(1:2)。
- 与变价金属生成高价盐:2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃;Cu + Cl₂(点燃/灼热)= CuCl₂(棕黄色烟)。
- 氯水成分:"三分子四离子":Cl₂、HClO、H₂O 分子;H⁺、Cl⁻、ClO⁻、OH⁻(微量)。漂白性来自 HClO(强氧化、漂白不可逆、还能杀菌);光照分解:2HClO —光照→ 2HCl + O₂↑(久置氯水漂白性减弱、酸性增强)。
- 漂白粉:2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = Ca(ClO)₂ + CaCl₂ + 2H₂O,有效成分 Ca(ClO)₂;失效:Ca(ClO)₂ + CO₂ + H₂O = CaCO₃↓ + 2HClO(再分解)。漂白液为 NaClO。
- 实验室制氯气:MnO₂ + 4HCl(浓) —Δ→ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O;净化:饱和食盐水(除 HCl)→ 浓硫酸(干燥);收集:向上排空气;尾气 NaOH。
4.7卤素:一族看懂递变规律
| 性质 | 递变规律 |
|---|---|
| 颜色/状态 | 淡黄气 → 黄绿气 → 深红液 → 紫黑固 |
| 密度/熔沸点 | 逐渐增大/升高(分子间力增大 → 分子晶体规律) |
| 氧化性(非金属性) | 逐渐减弱:F₂ > Cl₂ > Br₂ > I₂ |
| 对应阴离子还原性 | I⁻ > Br⁻ > Cl⁻ > F⁻ |
| 与 H₂ 化合 | F₂ 暗处爆炸 → I₂ 加热缓慢且可逆 |
- 置换:Cl₂ + 2NaBr / 2KI(Cl₂ 通入溴化钾/碘化钾溶液)→ 证明氧化性顺序。
- 萃取:用 CCl₄(下层橙红/紫红)或汽油、苯(上层)萃取溴水、碘水中的 Br₂/I₂;酒精因互溶不能作萃取剂。
- 卤离子检验:滴稀硝酸酸化的 AgNO₃:白(AgCl)→ 浅黄(AgBr)→ 黄(AgI)。AgNO₃ 检验 Cl⁻ 时需加稀硝酸排除 CO₃²⁻ 干扰。
- 碘遇淀粉变蓝(互相检验);I₂ 受热易升华(可用于分离提纯)。
4.8硫及其化合物高频
- SO₂ 四重身份:① 酸性氧化物(与碱/水);② 还原性(使酸性 KMnO₄ 褪色,可被催化氧化为 SO₃——酸雨成因之一);③ 弱氧化性(与 H₂S 归中出 S);④ 漂白性(使品红褪色,加热恢复——区别于氯漂白)。SO₂ 不能漂白酸碱指示剂。
- 浓硫酸三大特性:吸水(干燥剂)、脱水(炭化蔗糖)、强氧化性(与 Cu 共热:Cu + 2H₂SO₄(浓) —Δ→ CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O;常温使 Fe、Al 钝化)。稀释:酸入水沿器壁缓慢注入并搅拌。
- SO₂ 检验:通品红褪色 + 加热复色;区别 CO₂ 用此法。SO₂ 与 CO₂ 混合时先用品红除 SO₂ 再检验 CO₂。
- 酸雨:SO₂ → H₂SO₃ 被氧化 → H₂SO₄(pH < 5.6)。
4.9氮及其化合物高频
- NO:无色不溶于水、遇 O₂ 立即变红棕(检验法);NO₂:红棕、刺激味、与水反应 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO。氮的固定:N₂ → 含氮化合物(人工固氮合成氨 / 雷电 / 生物固氮)。
- NH₃:无色刺激味、极易溶于水(喷泉实验)、密度小于空气;催化氧化:4NH₃ + 5O₂ —催化剂Δ→ 4NO + 6H₂O(硝酸工业第一步);喷泉红色(酚酞)证明碱性与易溶。
- 铵盐:受热易分解(NH₄HCO₃ → NH₃↑ + H₂O + CO₂↑);与碱共热放 NH₃(检验 NH₄⁺:湿润红色石蕊试纸变蓝)。
- HNO₃:强氧化性、不稳定性(见光分解,棕色瓶保存)、强酸性。与金属反应不生成 H₂:浓硝酸出 NO₂(Cu + 4HNO₃(浓)),稀硝酸出 NO(3Cu + 8HNO₃(稀) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O);常温下 Fe、Al 钝化(可运输浓硝酸)。
- NH₃ 实验室制法:2NH₄Cl + Ca(OH)₂ —Δ→ CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O(固固加热,与制 O₂ 装置通用;碱石灰干燥;向下排空气收集)。
NO 只能排水收集(遇空气变 NO₂);NO₂ 只能向上排空气(与水反应不能排水);NH₃ 只能向下排空气(不能用排水法、不能用浓硫酸/无水 CaCl₂ 干燥)。
4.10硅与无机非金属材料必背
- Si:良好半导体;粗硅冶炼:SiO₂ + 2C —高温→ Si + 2CO↑(注意产物是 CO 不是 CO₂)。
- SiO₂:原子晶体(硬度大、熔点高);光导纤维原料;性质"酸性氧化物"但不溶于水;与 HF 反应被雕刻玻璃:SiO₂ + 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O;高温下与 Na₂CO₃/CaCO₃ 反应制玻璃。
- 水玻璃:Na₂SiO₃ 溶液,矿物胶(防火材料、木材防腐);硅酸盐工业三件套:玻璃(Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂)、水泥、陶瓷。
- SiO₂ 与 CO₂ 比较:都是酸性氧化物,但 SiO₂ 为原子晶体高熔点、CO₂ 分子晶体气体——晶体类型不同(结构决定性质的经典对照)。
4.11三大化工流程速览高频
| 流程 | 核心反应 | 条件选择(原理串联点) |
|---|---|---|
| 氯碱工业 | 2NaCl + 2H₂O —电解→ 2NaOH + H₂↑ + Cl₂↑ | 离子交换膜防止 H₂ 与 Cl₂ 混合爆炸 |
| 接触法制硫酸 | 4FeS₂ + 11O₂ —Δ→ 2Fe₂O₃ + 8SO₂;2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃;SO₃ + H₂O | 接触室常压(常压下 SO₂ 转化率已很高)、催化剂、98.3% 硫酸吸收 |
| 合成氨 | N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ | 高压促正移、400~500 ℃兼顾速率与催化剂、分离液氨 |
4.12常见离子与物质检验汇总高频
| 对象 | 试剂 | 现象与结论 |
|---|---|---|
| K⁺ / Na⁺ | 焰色试验 | 黄(Na)/ 紫(K,钴玻璃) |
| NH₄⁺ | NaOH 浓溶液,加热 | 湿润红色石蕊试纸变蓝 |
| Fe³⁺ | KSCN 溶液 | 变红 |
| Fe²⁺ | 先 KSCN,后氯水 | 先无现象,加氯水变红 |
| Cl⁻ / Br⁻ / I⁻ | 稀硝酸 + AgNO₃ | 白 / 浅黄 / 黄沉淀 |
| SO₄²⁻ | 先足量稀盐酸,后 BaCl₂ | 无沉淀后再加 BaCl₂ 出白沉淀(先酸化排除 CO₃²⁻/Ag⁺ 干扰) |
| CO₃²⁻ | 盐酸 + 澄清石灰水 | 气体使石灰水浑浊 |
| SO₂(气体) | 品红 | 褪色、加热复色 |
| NH₃(气体) | 湿润红色石蕊试纸 | 变蓝(或蘸浓盐酸玻璃棒生白烟) |
有机化学碳骨架上的官能团化学
有机题只有一种解法:认官能团 → 写性质 → 连转化主线。烃 → 卤代烃 → 醇 → 醛 → 羧酸 → 酯,一条线贯穿整章,所有推断题都是这条线的"变形"。
5.1碳原子成键与同分异构体高频
- 碳四键:碳原子 4 个共价键(单、双、叁键组合);有机物种类繁多的两个原因:碳的成键方式多 + 同分异构现象普遍。
- 同系物:结构相似、分子式相差 n 个 CH₂(通式相同)——性质递变有规律。
- 同分异构体:分子式相同、结构不同。三大类:碳链异构(正丁烷/异丁烷)、位置异构(1-丙醇/2-丙醇)、官能团异构(丙烯/环丙烷;乙酸/甲酸甲酯;葡萄糖/果糖)。
- 书写方法(以 C₅H₁₂ 三种为例):"主链由长到短、支链由整到散、位置由心到边"。
- 通式速记:烷 CₙH₂ₙ₊₂;烯/环烷 CₙH₂ₙ;炔/二烯 CₙH₂ₙ₋₂;苯的同系物 CₙH₂ₙ₋₆。
5.2烷烃:取代与系统命名必背
- 甲烷:正四面体(键角 109°28′);光照取代(与 Cl₂ 逐步取代,产物为混合物);不能使酸性 KMnO₄/溴水褪色(饱和)。
- 稳定性:通常状况下稳定,点燃燃烧(CH₄ + 2O₂ —点燃→ CO₂ + 2H₂O)。
- 命名四步:① 选最长碳链定母体;② 从距取代基最近一端编号;③ 取代基写在前、简单先写;④ 相同取代基合并(二、三)。例:CH₃CH(CH₃)CH₂CH₂CH₃ = 2-甲基戊烷。
5.3乙烯:加成与加聚高频
- 结构:平面分子,含 C=C 双键(其中一键易断裂 → 活泼);乙烯是植物生长调节剂(催熟果实)。
- 加成:使溴水/溴的 CCl₄ 褪色(CH₂=CH₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br);与 H₂、HCl、H₂O(工业制乙醇)加成。
- 加聚:nCH₂=CH₂ —催化剂→ 加聚生成聚乙烯(PE);聚合材料"单体—链节"互推是高频题。
- 鉴别烷/烯:溴水或酸性 KMnO₄(烯使两者褪色,烷不反应)。
- 实验室制乙烯:乙醇 + 浓硫酸 170 ℃(浓硫酸作催化剂和脱水剂)。
5.4苯与苯的同系物高频易错
- 结构:平面正六边形,12 个原子共面;碳碳键介于单键与双键之间的独特结构(不与溴水加成褪色、能发生取代与加成)。
- 取代:硝化(浓硫酸、55 ℃ 水浴:生成硝基苯 + 水);溴代(液溴 + 铁屑催化生成溴苯 + HBr)。注意:苯不与溴水反应,只萃取(分层,上层橙红)。
- 加成:与 H₂(Ni 催化生成环己烷);不能使酸性 KMnO₄ 褪色——但甲苯可以(侧链被氧化,鉴别苯与苯的同系物)。
- 芳香烃中苯的同系物通式 CₙH₂ₙ₋₆(n ≥ 6)。
5.5卤代烃:水解与消去的条件对比高频
| 反应 | 试剂/条件 | 产物 |
|---|---|---|
| 水解(取代) | NaOH 水溶液、加热 | 乙醇 + NaBr |
| 消去 | NaOH 乙醇溶液、加热 | 乙烯 + NaBr + H₂O |
5.6醇:乙醇的四大反应高频
- 与 Na:2CH₃CH₂OH + 2Na → 2CH₃CH₂ONa + H₂↑(羟基 H 活泼,比水缓和)——也证明分子中有"活泼氢"。
- 催化氧化(Cu/Ag,Δ):2CH₃CH₂OH + O₂ —Cu,Δ→ 2CH₃CHO + 2H₂O(断 O—H 与 C—H)——前提:−OH 所在碳必须有 2 个 H。
- 消去(浓硫酸、170 ℃)→ 乙烯;取代(分子间脱水)140 ℃ → 乙醚(了解)。
- 酯化:与羧酸在浓硫酸加热下成酯(5.8)。
5.7苯酚与醛高频
苯酚(酚羟基)
- 弱酸性(介于 H₂CO₃ 一级与二级电离之间):与 NaOH 反应;与 Na₂CO₃ 生成 NaHCO₃(不生成 CO₂)
- 遇 FeCl₃ 显紫色(检验)
- 浓溴水白色沉淀(三溴苯酚,定量位)
醛基(−CHO)两大"照妖镜"
- 银镜反应:Ag(NH₃)₂OH 水浴加热 → 光亮银镜
- 新制 Cu(OH)₂:加热至沸腾 → 砖红色 Cu₂O 沉淀
- 两者均检验"醛基"(还原性);氧化产物为羧酸(铵盐)
① 银镜/新制氢氧化铜检验的是醛基而非"醛类"——甲酸、葡萄糖、甲酸某酯都能发生;② 苯酚与溴水生成沉淀无需催化剂,苯的溴代需要 FeBr₃。
5.8羧酸与酯化高频
- 乙酸:弱酸性,酸性比碳酸强(溶解碳酸钙、与 NaHCO₃ 放 CO₂);一切酸的通性(与活泼金属、碱、盐)。
- 酯化反应:酸 + 醇 ⇌ 酯 + 水(浓硫酸催化并吸水、加热)。
- 同位素示踪:用 ¹⁸O 标记乙醇,产物乙酸乙酯含 ¹⁸O——证明"酸脱羟基、醇脱氢"(羧酸脱去 −OH、醇脱去 H,结合成水)。
- 酯化与酯的水解互为可逆反应(联系平衡:加浓硫酸促酯化、加 NaOH 促水解——"移动平衡"思想的有机版)。
5.9官能团性质速查总表必背
| 官能团 | 名称 | 特征反应 | 现象/用途 |
|---|---|---|---|
| C=C / C≡C | 双键/叁键 | 加成、加聚;使溴水、酸性 KMnO₄ 褪色 | 鉴别烯炔 |
| —X | 卤素原子 | 水解(NaOH/水)、消去(NaOH/醇) | 桥梁官能团 |
| —OH(醇) | 羟基 | 与 Na、催化氧化、消去、酯化 | 遇钠放氢 |
| —OH(酚) | 酚羟基 | 弱酸性、FeCl₃ 紫色、溴水白色沉淀 | 检验酚 |
| —CHO | 醛基 | 银镜反应、新制 Cu(OH)₂(砖红) | 检验还原性 |
| —COOH | 羧基 | 酸的通性、酯化、与 NaHCO₃ 放气 | 酸性比碳酸强 |
| —COO— | 酯基 | 水解(酸可逆/碱彻底) | 香味、同分异构 |
5.10有机转化主线图(全书一图记)必背
- 相邻两站互推:醇 ⇌ 醛 ⇌ 羧酸(正向氧化、逆向还原);卤代烃 ⇌ 醇(水解成醇、取代回卤)。
- "增长碳链"三招:酯化、加聚、缩聚;"缩短/环化"在合成题中逆向思考。
- 合成路线设计:"正推"(从原料沿官能团变化)+"逆推"(从目标物断键倒推)。
5.11糖类、油脂、蛋白质必背
| 类别 | 代表物 | 关键性质 | 检验 |
|---|---|---|---|
| 单糖 | 葡萄糖 C₆H₁₂O₆ | 还原性(有醛基);供能 | 银镜 / 新制 Cu(OH)₂ |
| 二糖 | 蔗糖(无醛基)/ 麦芽糖(有) | 水解:蔗糖→葡萄糖+果糖;麦芽糖→2 葡萄糖 | 水解后检验产物 |
| 多糖 | 淀粉 / 纤维素 | 均水解最终生成葡萄糖;纤维素可用于制硝酸纤维/造纸 | 淀粉遇碘变蓝 |
| 油脂 | 植物油(不饱和)/ 动物脂肪 | 碱性水解 = 皂化(制肥皂,得高级脂肪酸钠 + 甘油) | — |
| 蛋白质 | 酶、丝、毛 | 盐析(可逆,活性不变,用于分离提纯)、变性(不可逆:加热/重金属/浓酸/酒精)、灼烧有烧焦羽毛味 | 浓硝酸变黄(颜色反应) |
5.12合成高分子材料必背
- 加聚:含 C=C 的单体自聚(乙烯→PE、氯乙烯→PVC),链节与单体组成相同。
- 缩聚:单体缩去小分子(如 H₂O)再成链(酚醛树脂、涤纶、聚乳酸),链节组成不同于单体。
- 三大材料:塑料(PE、PP、PVC、有机玻璃)、橡胶(硫化增强弹性)、纤维(天然:棉麻毛丝;化学:涤纶、腈纶"六大纶")。
- 白色污染与可降解材料:限塑的社会背景常作情境题。
化学实验让一切知识"落地"的科学方法
实验题的万能骨架只有一条流水线:发生 → 净化干燥 → 主体反应/性质验证 → 尾气处理。分离提纯记"五法一表",滴定记"一套流程 + 误差分析",安全记"事故速查"。
6.1仪器与基本操作规范必背
| 仪器 | 精度 | 关键规范 |
|---|---|---|
| 托盘天平 | 0.1 g | 左物右码;用镊子取砝码 |
| 量筒 | 0.1 mL(10 mL 规格) | 不能加热、不能反应、不能稀释浓溶液;读数不估读 |
| 酸碱滴定管 | 0.01 mL | 酸式装酸/氧化性,碱式装碱;读数估读一位;用前润洗 |
| 容量瓶 | 定容刻度(只有一个刻度) | 不能溶解、不能加热;俯视定容浓度偏高(视线与凹液面最低处相平) |
- 加热方式:试管直接加热(外壁干、预热);烧杯/烧瓶垫石棉网;坩埚直接(泥三角);容量瓶、量筒、滴定管禁加热。
- 试纸使用:pH 试纸用干燥玻璃棒蘸取待测液点在试纸上(不能先润湿,测湿润气体除外);红色石蕊/淀粉 KI 等润湿使用。
- 酒精灯:"两查两禁":查灯芯、查酒精量(1/4~2/3);禁止向燃着的灯添加酒精、禁止对点、用灯帽盖灭(不能吹)。
- 溶解/稀释浓硫酸:酸入水、沿壁缓慢、不断搅拌。
6.2分离与提纯五法高频
| 方法 | 适用对象 | 核心仪器 | 关键注意 |
|---|---|---|---|
| 过滤 | 不溶固体与液体 | 漏斗、滤纸 | "一贴二低三靠";沉淀洗涤至流下的滤液加检验剂无沉淀 |
| 蒸发结晶 | 可溶固体与溶液 | 蒸发皿、酒精灯 | 出现较多晶体时停止加热(余热蒸干),NaCl 适于蒸发结晶 |
| 蒸馏 | 沸点不同的互溶液体 | 蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管 | 温度计水银球位于支管口;冷凝水逆流(下进上出);加碎瓷片防爆沸 |
| 萃取 | 溶质在两溶剂中溶解度差异大 | 分液漏斗 | 萃取剂与原溶剂互不相溶(CCl₄、苯;酒精✘);Br₂/I₂ 萃取后分液 |
| 分液 | 互不相溶的两种液体 | 分液漏斗 | 下层下口放、上层上口倒;分液前放气 |
- 结晶二法:蒸发结晶(NaCl);降温结晶(溶解度受温度影响大的 KNO₃,含少量 NaCl 杂质时提纯)。
- 化学提纯原则:"不增、不减、易分离"——如除去 NaCl 中混有的 Na₂CO₃,加适量稀盐酸,引入的杂质随反应消失。
6.3气体制备:一套流程 + 五种气体高频
| 气体 | 药品 | 原理(方程式要点) | 收集 | 干燥剂 | 尾气 |
|---|---|---|---|---|---|
| O₂ | KMnO₄ 或 KClO₃(MnO₂) | 2KMnO₄ —Δ→ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑ | 排水 / 向上排空气 | 浓硫酸等均可 | 不需要 |
| Cl₂ | MnO₂ + 浓盐酸 | MnO₂ + 4HCl(浓) —Δ→ MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O | 向上排空气 | 浓硫酸(先饱和食盐水除 HCl) | NaOH 吸收 |
| NH₃ | NH₄Cl + Ca(OH)₂ | 2NH₄Cl + Ca(OH)₂ —Δ→ CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O | 向下排空气 | 碱石灰(禁浓硫酸/CaCl₂) | 水(防倒吸:倒扣漏斗) |
| CO₂ | 大理石 + 稀盐酸 | CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ | 向上排空气 | 浓硫酸 | 不需要 |
| H₂ | Zn + 稀硫酸/盐酸 | Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑ | 排水 / 向下排空气 | 浓硫酸 | 点燃或收集 |
- 净化顺序:先除杂后干燥(防止水分重新带入);除杂"不引入新杂质"。
- 收集原则:难溶于水 → 排水法(NO 只能排水);密度大于空气 → 向上排空气(Cl₂、CO₂、SO₂、NO₂、HCl);小于空气 → 向下(H₂、NH₃)。
- 气密性检查通用话术:连接导管入水、微热(或双手捂热)试管,导管口有气泡冒出、冷却后形成一段稳定水柱,说明气密性良好。
6.4干燥剂与除杂匹配表易错
| 类别 | 代表 | 能干燥 | 不能干燥 |
|---|---|---|---|
| 酸性 | 浓硫酸、P₂O₅、硅胶 | H₂、O₂、Cl₂、CO₂、SO₂、HCl、N₂ | NH₃ 等碱性气体 |
| 碱性 | 碱石灰、生石灰、NaOH 固体 | NH₃、H₂、O₂ | CO₂、SO₂、HCl、Cl₂ 等酸性气体 |
| 中性 | 无水 CaCl₂(干燥快) | 大多数气体 | NH₃(形成 CaCl₂·8NH₃) |
6.5中和滴定:流程与误差分析高频
- 指示剂选择:强酸滴强碱用酚酞或甲基橙;强酸滴弱碱用甲基橙(终点酸性);强碱滴弱酸用酚酞(终点碱性)。石蕊因变色不灵敏不用。
- 终点判断:"最后一滴,溶液变色且半分钟不恢复"。
- 锥形瓶不能用待测液润洗(润洗则偏高);蒸馏水洗涤后残留水不影响结果(m 不变)。
| 操作失误 | V(标) | 结果 |
|---|---|---|
| 碱式滴定管未润洗即装标准酸 | 偏大(酸被稀释需更多) | 偏高 |
| 滴定前尖嘴有气泡、滴定后消失 | 偏大(读数含气泡) | 偏高 |
| 锥形瓶用待测液润洗 | 偏大 | 偏高 |
| 滴定过程中锥形瓶内溶液溅出 | 偏小 | 偏低 |
| 俯视读滴定后刻度(滴定管) | 偏小 | 偏低 |
| 滴定前俯视、滴定后仰视 | 偏大 | 偏高 |
6.6实验设计与答题模板必背
- 性质验证型:"取样 → 加试剂(条件) → 现象 → 结论",结论必须回扣"证明什么"。
- 对比实验型:单一变量原则——一个对照组只差一个条件(如"是否光照""是否有催化剂")。
- 定量型:书写"实验步骤 + 数据记录表 + 计算式",注意精度与装置误差。
- 常见设问套路:气密性检查、装置顺序排序、"洗气瓶里装的什么"、"为何防倒吸"、"沉淀是否洗涤干净(取最后一次洗涤液检验)"。
6.7安全事故速查易错
| 事故 | 处理(选择题高频) |
|---|---|
| 浓酸/浓碱溅皮肤 | 大量水冲洗,再涂 3%~5% NaHCO₃(酸)/ 硼酸(碱) |
| 钠、镁着火 | 干燥沙土覆盖(禁水、禁泡沫灭火器) |
| 酒精灯翻倒起火 | 湿抹布/沙土扑灭 |
| 液溴滴在皮肤上 | 立即用酒精/甘油擦拭稀释,再用水冲洗 |
| 汞洒落 | 撒硫粉覆盖(Hg + S = HgS) |
| 有毒气体(Cl₂/H₂S/NO₂) | 尾气 NaOH 吸收;实验在通风橱 |
化学计算守恒为魂 · 方法为刀
计算不是"数学题",而是守恒思想的四次变形:质量守恒配方程、电子守恒算氧还、电荷守恒定离子、三段式算平衡。方法记住"守恒、差量、极值、三段、关系式"五把刀。
7.1公式总网络(以 n 为中心)必背
7.2守恒法(电子守恒为主)高频
- 质量守恒:配平与"气体差量"的来源。
- 电子守恒:氧化剂得电子总数 = 还原剂失电子总数——不需要写方程式就能算。例:32 g Cu 与足量稀硝酸反应生成 NO:n(Cu) = 32/64 = 0.5 mol,转移电子 = 1 mol;每生成 1 个 NO 得 3 e⁻,故 n(NO) = 1/3 mol。
- 电荷守恒:电解质溶液、离子方程式配平、混合溶液计算。
- 多步连续反应(如 Cl₂ → ClO⁻ → Cl⁻ 循环)全程"电子账本"不乱。
7.3差量法高频
- 适用:反应前后有可测量(固体质量差、气体体积差、压强差)且与反应计量成比例的体系。
- 注意:差量要写清对应系数——CO + CuO —Δ→ Cu + CO₂ 中,固体每减少 16 g(1 mol O 原子)对应 1 mol CO 参加反应。
7.4极值法与平均值法高频
- 极值法:把混合物假设为"全是 A / 全是 B"算出上下界,实际值必在两界之间——判断混合物组成、守恒判断"过量谁"。
- 平均值法:混合物平均摩尔质量必介于两组分之间:若 M平均 < 24(Mg),则必含 Al 等轻金属。例:合金与足量盐酸,平均"每放出 1 mol H₂ 消耗金属质量"夹在两组分之间,可反推组成。
- 十字交叉(平均值的应用):浓度混合、同位素丰度、平均分子量——交叉"差"之比 = 两组分物质的量(或质量)之比。
7.5三段式(平衡计算固定格式)高频
起始 / 转化 / 平衡三行对齐;转化量按系数比书写;随后求转化率、产率、K 一气呵成(格式见 3.6)。设未知数 x 时优先"设平衡量"或"设转化量",避免负值解。
7.6关系式法(多步工业流程)高频
将多步反应"折叠"为始态与终态的计量关系(本质是守恒):
- 注意"最多"(损失为零)与"实际产率"(乘以各步产率连乘)的差别。
- 电子守恒也可以"折叠":多步电子转移总账不变。
7.7无机框图推断的六个"破口"高频
- 颜色:黄绿气体 Cl₂;红棕 NO₂、Fe(OH)₃、Fe₂O₃;棕黄 Fe³⁺ 溶液;蓝 Cu²⁺;浅绿 Fe²⁺;紫 MnO₄⁻;淡黄 S、Na₂O₂、AgBr;紫黑 I₂ 固体;黑色 Fe、Fe₃O₄、CuO、FeS、MnO₂。
- 特征现象:滴 KSCN 变红(Fe³⁺);遇淀粉变蓝(I₂);湿润红石蕊变蓝(NH₃);品红褪色(SO₂)。
- 特征转化:"三角循环"(铝三角、铁三角)、"连续双氧水→O₂""遇水变红棕(NO)"。
- 特征反应条件:光照(H₂+Cl₂、AgX)、放电(N₂+O₂)、高温(C 与 SiO₂、铝热)。
- 元素之最:地壳前四"氧硅铝铁"→ 框图中"含量最多的金属/元素"直接锁定 Al 或 O。
- 定量破口:给出相对分子质量、电子总数、质量分数"上下夹逼"确定化学式。