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第一章

一、物质的量:

1、“物质的量”是国际单位制中的基本的物理量之一,用 n 表示

2、意义:把一定数目的微观粒子与宏观可称量的物质联系起来,它表示的是物质中所含粒子的多少-分子、原子、离子、质子、电子。

3. 注意:“物质的量”是一个物理量的全称,是一个专有名词,不能当成物质的数量或质量来理解, 不得随意增减。

二、摩尔——物质的量的单位

1、摩尔是“物质的量”的单位。

1 摩尔:含有与 0.012Kg 12C 中所含的碳原子数相同的粒子数,该物质的物质的量为 1mol 。它表示的是物质中微粒的个数与阿伏加德罗常数的比值。

物质的量= 粒子数目 阿伏加德罗常数

2

、阿伏加德罗常数(N A )

单位:mol -1(/ mol ) n = N

N A

0.012kg

数值:0.012kg 12C 中所含 12

C 原子的个数 (

) 1.993 ?10-26 kg 近似值:6.02×1023mol -1 (6.02×1023/ mol )

3、适用范围:只适用于微观粒子,不能应用于宏观物质。(分子、原子、离子、质子、中子、电子),在使用时必须标明微观粒子的种类,如 1molH 、1molH+。不能用摩尔数代替物质的量。 三、摩尔质量

如何由物体质量求出微观粒子个数呢?

物质质量 ?

→ 物质的量 ? N A 粒子个数

单个粒子质量很难称量,但大量粒子总质量可称量。(分子质量约 10-26~10-25kg ,若有阿伏加德罗常数个粒子总质量约为 10-3~10-2kg ,即 1g ~10g ) 1、摩尔质量:单位物质的量的物质所具有的质量。即每摩尔粒子所具有的质量,用 M 表示

摩尔质量= 物质质量

粒子物质的量 M = m n 2、单位: g ? mol -1, (g / mol )或kg ? mol -1 (kg / mol )

3、摩尔质量的数值,等于该粒子的相对质量。 即:H 2O 分子量为 18,H 2O 的摩尔质量为 18g/mol

4、相关计算

例题 1. 1 mol 水分子中含有约 个水分子(6.02×1023) 0.5mol O 2 中含有约 个 O 2 分子(3.01×1023) 2 mol H +中含有约 个 H +(1.204×1024) 2. 在反应 X+2Y=R+2M 中,已知 R 和 M 的摩尔质量之比为 22:9,当 1.6 克 X 与 Y 完全反应后, 生成 4.4 克 R ,则在此反应中 Y 和 M 的质量之比为( ) A 、16:9 B 、23:9 C 、32:9 D 、46:9 3. 下列说法中不正确的是: A 、摩尔是基本物理量之一 B 、1mol 氯分子的质量是 71g C 、0.5mol 硫酸的质量是 49g D 、0.006kg 碳原子的物质的量是 0.5mol 4. 下列说法正确的是:

A 、6.02×1023 就是阿伏加德罗常数

B 、1mol Cl 2 含有 2N A 个氯原子

C 、摩尔既可表示质量,又可以表示数量

D 、32g O 2 所含 O 2 的摩尔数是 1mol

第二章 元素与物质世界第一节 元素与物质的分类 §1、元素与物质的关系

元素:是含有相同核电荷数或质子数一类原子的总称。元素是物质的基本组成成分,物质都是由元素组成的。元素在物质中一般以两种形态存在:一种是游离态(单质),另一种是化合态(化合物)。

§2、物质的分类

溶液:分散质粒度小于 1 nm

混合物

胶体:分散质粒度大于 1 nm 小于 100 nm 浊液:分散质粒度大于 100 nm

金属单质

单质

非金属单质 稀有气体

纯净物

化合物

无机

化合物 氧化物:由氧元素与其他元素形成的二元化合物。

酸:电离时产生的阳离子全都是 H +的化合物。碱:

电离时产生的阴离子全都是 OH -的化合物

盐:电离时产生的阳离子都是金属离子(铵根离子),

阴离子都是酸根离子的化合物

有机化合物

分散系:由一种或几种物质以粒子的形式分散到另一种物质里形成的体系叫做分散系。

溶液、胶体、浊液都属于分散系。

分散系

分散质:被分散成粒子的物质

分散剂:粒子分散在其中的物质

一、 电解质 物 质

生了化学反应。如:CO 2、SO 2、NH 3 等溶于水后形成 H 2CO 3、H 2SO 3、NH 3·H 2O ,虽然能导电,但并不

电离:溶解于水或受热熔化时,离解成能够自由移动的离子的过程称为电离。电离可用电离方程式表示:(书写电离方程式时注意事项)

Na 2SO 4===2Na + + 4SO

2- 1、左边是化学式,右边为离子式。

2、满足质量守恒与电荷守恒。 24322 等)。所有盐都为强电解质。

弱电解质一般有:弱酸(H 2CO 3、CH 3COOH (乙酸)、HClO 、H 2S 等) 弱碱 (NH 3·H 2O ) 注:弱电解质电离时使用可逆符号( ) 二、电解质在水溶液中的反应 §1、电解质在水溶液中反应的实质

反应实质:是离子间的反应。如:稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的实质是溶液中的 H +与 OH-结合生成水、 Ba 2+与 SO 42-结合生成硫酸钡沉淀。Ba 2+ + SO 42- + 2OH - + 2H+==BaSO 4↓+2H 2O

离子反应:有离子参加的化学反应称为离子反应。电解质溶液之间发生的反应都是离子反应。 §2、离子方程式

离子方程式:表述离子反应的式子。现以 NaOH 与 H 2SO 4 反应为例子讲解离子方程式的写法, 通常分为四步:

一写;写出化学反应方程式。2NaOH + H 2SO 4 == Na 2S04 + 2H 2O

二改;改写化学方程式。2Na + + 2OH - + 2H+ + SO 42- == 2Na + + SO 42- + 2H 2O 注:如果有难溶物质(沉淀)、难电离物质(弱电解质)、挥发性物质(气体)和非电解质,则用化学式表示,其余的则用离子符号表示。

三删;删除不参加反应的离子。2Na + + 2OH- + 2H+ + SO 42- == 2Na + + S O 42-

+ 2H 2O OH - + H+ == H 2O

四查;检查是否符合质量守恒与电荷守恒定律。

注意:在书写离子方程式时,难溶物质、难电离物质(弱电解质)、挥发性的物质(气体)书写化学式表示。

第三节 氧化剂和还原剂 §1、氧化还原反应

我们根据化学反应中元素是否有化合价的变化,将反应分所化还原反应和非氧化还原反应。氧化反

氧化还原反应的实质:电子的转移,如:

H 2+ H 2O

4 == Cu + ZnSO 4

得到 2×e - 化合价降低

§2 氧化剂还原剂

在氧化还原反应中,所含元素的化合价降低的反应物,称为氧化剂;所今元素的化合价升高的反应物,称为还原剂。 失电子 化合价升高 为还原剂(被得电子 化合价降低 为氧化剂(被在氧化还原反应中,氧化剂和还原剂都是反应物中的物质。其产物一般称作氧化产物和还原产物 (在氧化还原反应中,被氧化而生成的物质为氧化产物,被还原而生成的物质为还原产物)如:

Fe + 4HNO 3( 稀 ) === Fe(NO 3)3 + 2H 2O + NO ↑… ......................... ※

还原剂被氧化

氧化剂被还原

氧化产物

还原产物

★补充说明:氧化性和还原性强弱的比较:一种物质在氧化还原反应中是做氧化剂还是还原剂,要通过具体化学反应具体分析。但是不同的氧化剂或还原剂,因其得失电子的能力不同,其氧化能力或还原能力不同。我们可以借助氧化还原反应的相关性质加以比较。如:

1、在同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>还原产物如上述反应 中,Fe 的还原性比 NO 要强,HNO 3 的氧化性比 Fe(NO 3)3 要强。

2、对同一种元素来说,一般情况下是逐着化合价的升高,氧化性越强,化合价降低,还原性增强。如:Fe (还原性) Fe 2+(既有还原性又有氧化性) Fe 3+(氧化性)

3、金属活泼性;金属单质越活泼,其单质还原性越强;反应其离子的氧化性越强。如: Fe 比 Cu 活泼,Fe 的还原性比 Cu 强;反应 Cu 2+的氧化性比 Fe 2+强。

4、氧化还原反应的条件。与同种物质反应生成的氧化产物或还原产物相同时,条件越溶易,其还原性或氧化性就越强。如:

2KMnO 4 + 16HCl (浓)== 2MnCl 2 + 2KCl + 5Cl 2 + 8H 2O MnO 2 + △4HCl(浓) == MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2O 因 KMnO 4 与浓盐酸反应比 MnO 2 与浓盐酸反应条件较为溶易,固其氧化性是:KMnO 4 >MnO 2 §3、铁及其化合物的氧化性和还原性:

单质铁的物理性质:铁,元素符号为 Fe ,有银白色金属光泽的金属单质、质硬、密硬较大、有良好的导电、导热能力和良好的延展性。

2+3+

2+3+

Fe (还原性)例题:

既有氧化性又有还原性Fe3+ (氧化性)

3 FeSO4+4HNO3==Fe

2(SO4)3+ Fe(NO

3

)

3

+ 2H

2

O + NO↑

在以上反应中,Fe 元素的化合价由 +2 升到 +3,Fe2+表现为还原性

Fe2+的氧

化性FeO + H

2

== Fe + H

2

O

Zn + FeSO

4

== ZnSO

4

+ Fe Zn + Fe2+ == Zn2+ + Fe 在以上反应中,Fe 元素的化合价由+2 降到 0,Fe2+表现为氧化性

Fe3+的氧

化性2FeCl

3

+ Cu == 2FeCl

2

+ CuCl

2

2 Fe3+ + Cu ==2 Fe2+ + Cu2+

2FeCl

3

+ Fe == 3FeCl

2

2 Fe3+ + Fe ==

3 Fe2+

2FeCl

3

+ 2HI == 2FeCl

2

+ 2HCl +

I

2

2Fe3+ + 2I— == 2Fe3+ + I

2在以上反应中,Fe 元素的化合价降低,Fe3+表现为氧化性

第三章自然界中的元素

第 1 节、碳的多样性

§1、多种多样的碳单质

金刚石:是硬度极高,无色透明晶体;在金刚石中,每个碳原子都与相邻的四个碳原子以强的相互作用直接连接,形成四面体结构。

石墨:是一种深灰色、质软、不透明、易导电的片状固体;在石墨中,碳原子呈层状排列;第一层上的碳原子以强的作用形成平面六边形结构;层与层之间的相互作用较弱,容易

发生相对滑动。

C

60:是灰黑色固体;C

60

分子是由 60 个碳原子构成的分子,形似足球,碳原子位于球的表面,呈正六边形和正五边形排列,球内是空的。

利用金刚石的硬做切割刀、钻头等。利用石墨的导电性作电极或导体、滑动性作润滑剂,等些材料。

由同一种元素组成的性质不同的几种单质,叫做该元素的同素异形体。如:O

2与 O

3

、红磷与白磷

§2、广泛存在的含碳化合物

尽管碳元素有多种同素异形体,但它在自然界中主以化合物的形式存在的;有无机含碳物和有机物。

物理性质名称碳酸钠

(Na

2

CO

3

碳酸氢钠

(NaHCO

3

俗名苏打小苏打

色态白色固体

水溶

都易溶于水但溶解度S

碳酸钠>S

Na2CO3 与NaHCO3 的化学性质比较

实验内容实验现象结论

与酸(H+)的反

产生气泡

CO32-+2H+= CO2↑ + H2O

HCO3-+H+= CO2↑ +H2O

与碱(OH-)的

反应

无明显现象

Na2CO3 不反应

HCO3-+OH-= CO32- +H2O

与 Ca(OH)

2

反应产生白色沉淀

CO32-+Ca2+= Ca CO3↓

Ca2+ +HCO3-+OH- = Ca CO3 ↓

+H2O

与 CaCl

2

反应

Na

2

CO

3

产生白

色沉淀

NaHCO

3

无明显现

CO32-+Ca2+= Ca CO3↓

NaHCO3 不反应

加热

Na

2

CO

3

无明显

现象

NaHCO

3

分解产生

CO

2

Na

2

CO

3

不分解

2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O

Na2CO33

⒈Na

2

CO

3

转变成NaHCO

3

Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3

⒉NaHCO3 转变成Na2CO3 2NaHCO3===Na2CO3+CO2↑+H2O 2NaHCO3+NaOH = Na2CO3+H2O

碳酸

碳酸盐碳酸氢盐

加热、加碱

1、如何鉴别Na2CO3 与NaHCO3 ?如是溶液则加入CaCl2 溶液;如是固体则加热

2、如何除去 Na2CO3 中少量的 NaHCO3?加热则可。一定条件时也可加入适当的 NaOH 溶液。

3、如何除去 NaHCO3 中少量的 Na2CO3?通入中量 CO

2

§3、碳及其化合物间的转化

自然界中碳及其化合物间的转化;在自然界中,碳及其化合物间进物着永不停息的转化,这些转化是非常重要的。也是非常美妙的。详情请阅读课本第 63~64 页,现以溶洞的形成为例假以说明;石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用转化为微溶性的碳酸氢钙。

(CaCO

3

+CO

2

+H

2

O==Ca(HCO

3

)

2

).溶有碳酸氢钙的水,当从洞顶向洞底滴落时,水分的蒸发、压强的减

△2

生活生产中碳及其化合物间的转化;以“碳三角”的形式以例。

C

CO2CO

NaOH

Na2CO3 NaHCO

3实验内容实验现象结论

向澄清石灰水

续通入 CO

2

开时出现白色沉淀

当 CO

2

过量时,沉淀开始

溶解

Ca2+ + 2OH- + CO2 = Ca CO3↓+ H2O

Ca CO3 +CO2+ H2O = Ca2+ + 2 H

CO3-

澄清溶液加热出现白色沉淀Ca2+ + 2 H CO

3- ===Ca CO3 ↓

+CO2+ H2O

2

第二节、氮的循环

§1、氮在自然界中的循环

氮是地球含量丰富的一种元素。除了以单质的形式存在于大气中外,氮元素也以化合态的形式存在于自然界中的各个地方。氮在自然界中的循环的重要性。详情见课本第 70~71 页。 §2、氮循环中的重要物质及其变化

(1)氮气与氮的固定

在通常状况下,氮气的化学性质不活泼,很难与其他物质发生反应。密度比空气小,不溶于水。使空气中游离态的氮转化为含氮的化合物的方法叫做氮的固定 高能固氮:N 放+电

O ====2NO

2

2

自然固氮

氮的固定

生物固氮:微生物种群将空气的氮气通过生物化学过程转化为含氮化合

高温物。高压

人工固氮:

N 2 + 3H 2

2NH 3 (了解可逆符号)

催化剂

N 2 + O 放=电===2NO (氮气与氧气可以直接化合生成无色、难溶于水易氧化的一氧化氮气体,有剧毒。 )

2NO + O 2 ====2NO 2(一氧化氮易氧化生成红棕色、有刺激性气味的有毒气体二氧化氮,能与水反应)

3NO 2 + H 2O===2HNO 3 + NO (二氧化氮溶于水时与水发生反应生成硝酸和一氧化氮。) 4NO + 3O 2 + 2H 2O=== 4HNO 3 4NO 2 + O 2 + 2H 2O===4HNO 3

(2) 氨及其铵盐的性质

氨(NH 3

氨的性

实 验 现 象 结 论

1 喷泉实验,在烧瓶内看到喷泉现象 溶液显红色(烧杯中的水有酚酞) NH 3+H 2O

NH 3·H 2 O NH 4 ++OH -

氨气极易溶于水,且与水发生反应 显碱性 2 迅速反应、出现大量白烟 NH 3+HCl===NH 4Cl 能与酸反应

3

实验室氨气的制取 2NH 4Cl+Ca(OH)2=△===2NH 3↑+CaCl 2+2

H 2O 如何检验、验满?

铵盐性质

实验 实 验 现 象

试管底部的固体分解

NH 4Cl====NH 3↑+HCl↑

1 有白色固体附在试管内壁上

NH 3+HCl===NH 4Cl (白色固体

颗粒) △

白色固体分解,生成无色气体 NH 4HCO 3=====NH 3↑+CO 2↑+H 2O 2 使湿润的红色石蕊试纸变蓝、 有 NH 3 产生

石灰水变浑浊

CO 2+Ca(OH)2====CaCO 3↓+H 2O

试管内有气泡冒出、有刺激性气体

NH 4Cl+NaOH===△==NaCl+NH 3↑+H

3 产生 把湿润的红色石蕊试纸放在试管口, 变蓝

2

O 有

NH 3 产生 用这种方法检验 NH +

由于氨中氮元素的化合价处于低价,因此氨具有还原性,能与某些氧化性物质发生反应。 4NH +5O =高=温===高==压=4NO+6H O 4NH +3O (纯)=点=燃====2N +6H O (氨气能在纯氧中燃烧)

3

2

2

3

2

2

2

氮肥的介绍催化剂

(3) 硝酸及其应用

硝酸的物理性质:纯硝酸是无色、易挥发、有刺激性气味,能以任意比溶于水的液体

特别注意:硝酸与金属反应产生的是氮氧化物而硫酸与活泼金属反应产生的气体是氢气。 §3、人类活动对自然界氮循环和环境的影响

光化学烟雾酸雨

光化学烟雾和酸雨的危害,大家可以参照课本第 77~78 页。第三节 硫的转化 §1、自然界中的硫

自然界中不同价态硫元素间的转化

游离态:单质硫(S )俗称硫黄,为黄色或淡黄色固体;很脆,易研成粉末;不溶于水,微溶

于酒精,易溶于二硫化碳(CS 2);熔沸点都不高。有同素异形体(斜方硫、单斜硫)

化合态:主要有氧化物、硫化氢和地下矿物。

同种元素:

随着化合价升高,

氧化性越强

-2

+4

+6

+6

H 2 S

S

S O 2

S O 3 (H 2 S O 4 )

还原性

既有还原性 既有还原性 氧化性

又有氧化性

又有氧化生

硫黄具有广泛的用途,主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等,还用于制造火药、烟花爆竹等。

1 硫燃烧,发光、发热生成有刺激性气

味气体

在空气中为淡蓝色,在纯氧中为蓝紫

色火焰

S+O

2

=====SO

2

硫元素化合价升高,

还原性

2 剧烈燃烧发光、发热,生成黑色固体Fe+S=====FeS 硫元素化合价降低,

氧化性

H 2 S 的性质物理性质:无色有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。密度比空气略大,稍溶于水,其水溶液叫氢硫酸点燃点燃

可燃

2H

2

S+3O

2

====2H

2

O+2SO

2

(氧气充足)2H

2

S+O

2

====2H

2

O+2S(氧气不足)

还原

2H

2

S+SO

2

===3S↓+2H

2

O (有黄色小颗粒生成)

H

2

S+Cl

2

==2HCl+S↓ (氯水退色,有黄色沉淀生成)

H

2

S+H

2

SO

4

(浓)==S↓+SO

2

+2H

2

O 3H

2

S+2HNO

3

(稀)==3S↓+2NO+4H

2

O ( 注意现象)

制法FeS+2HCl==FeCl

2

+H

2

S↑ FeS+H

2

SO

4

==FeSO

4

+H

2

S↑(可用醋酸铅试纸检验)

物理性俗称亚硫酸酐、在通常情况下,SO

2

是没有颜色有刺激性气味的有毒气体,质易溶于水

与水反SO

2

+H

2

O H2SO3(SO2不仅易溶于水,还能与水反应,生成亚硫酸,

不稳定)

SO 应

2 氧化性2H2S+SO2===3S↓+2H2O (有黄色小颗粒生成) 的

性还原性

2SO

2

+O

2←?催化?剂→2SO3

2KMnO

4

+5SO

2

+2H

2

O===K

2

SO

4

+2MnSO

4

+2H

2

SO

4

(高锰酸钾溶液褪色)

Cl

2

+2H

2

O+SO

2

===2HCl+H

2

SO

4

(氯水褪色)

2HNO

3

+SO

2

===H

2

SO

4

+2NO

2

(有红棕色气体生成)

质漂白性SO

2

于水生成的亚硫酸能与有色物质结合,生成一种无色且不稳定的化合物。

制法Na

2

SO

3

+H

2

SO

4

===Na

2

SO

4

+SO

2

↑+H

2

O(常用亚硫酸盐跟硫酸起反应应制得二氧化硫)

22

物理性俗称硫酸酐、是一种没有颜色易挥发的晶体,有一定的刺

SO

3的质激性气味

与水反

SO

3

+H

2

O===H

2

SO

4

三氧化硫遇水剧烈反应,放出大量的热。

性应

氧化性2H

2

SO

4

(浓)+Cu====CuSO

4

+2H

2

O+SO

2

2H

2

SO

4

(浓)+C====CO

2

+2H

2

O+2SO

2

硫酸的工业制法: 4FeS

2 +1高1温O

2

====2Fe

2

O

3

+8SO

2

2SO

2

+O

2←?催化?剂→2SO3

SO

3+H

2

O===H

2

SO

4

(工业上不用水或稀硫酸作为吸收剂吸收 SO

3

,因为用水吸收容易酸雾,吸收收速

率慢,常用 98.3%的硫酸来吸收 SO

3

。)

§3、酸雨及其防治

除氮氧化物外,硫的氧化物也是形成酸雨的主要物质。二氧化硫进入空气中的主要反应:

2SO

2+O

2←?催化?剂→2SO3SO3+H2O===H2SO4SO2+H2O H2SO32H2SO3+O2===2H2SO4

会使土壤变得贫瘠;长期的酸雨侵蚀会造成森林大面积死亡;酸雨对人体健康也有直接影响。

煤燃烧产生的废气:

CaCO 3 + H 2O (浆状物)

主要产生: CaSO 3

CaSO 4

氢氧化钠

造纸、玻璃、肥皂、纺织等

酸雨的防治:一、从实际情况出发,对酸性物质的排放加以控制;二、改变能源结构,开发利用氢能、风能、太阳能等清洁能源,从根本上解决问题。

补充:对煤然烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程图。

化学反应:

SO 2+CaCO 3==CaSO 3+CO 2 2CaSO 3+O 2==2CaSO 4 第四节 海水中的化学元素 §1 海水——化学元素的宝库

元素周期表列出的 110 多种元素,有 80 多种能在海水中找到。可见海水中含元素种类之多。世界平均每年由陆地和大气进入海洋的物质(除水外)总量约为 2.5×1010 吨。(海水含量之多) 其中氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟这 11 种元素称为海水中的常量元素。但海水中所含元素大部分以盐的形式存在。 ※ 氯碱工业

工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气,其反应原理为: 2NaCl + 2H 通O =电

====2NaOH + H ↑ + Cl ↑

2

2

2

氢氧化钠、氯气和氢气都是重要的化工原料,可用于制取多种代工产品,这样,就形成了一个重要

饱和食盐水

从海水中提炼碘,碘可用于制药。在食盐中必须加入一定量的碘酸钾(KIO 3),以确保人体对碘的摄入量。

§2 镁和海水提镁

海水中镁的含量一般为 1.28g·L -1,总储量约为 2×1015 吨。目前,世界上生产的镁有 60%来自海水。

海水提镁,最基本的方法就是往海水里加碱,得到氢氧化镁沉淀,将沉淀分离出来后再加入盐酸把工业流程:

银白色、在空气中易被氧化而生成灰色的氧化镁。质软,密度较小,镁合金的强度高、机械性能好。有“国防金属”的美誉。在冶金工业上,金属镁常用做还原剂和脱氧剂。 利用其还原性用于冶炼金属

贝壳

用于合成农药

浓缩:将海水浓缩,提高溴的含量(一般使用晒盐后的母液)

§3 溴和海水提溴

溴是海水中重要的非金属元素。地球上 99%的溴元素以 Br —的形式存在于海水中。

溴和氯、碘等元素在原子结构和元素性质方面具有一定的相似性,化学上常把它们放在一起研究。 氯、溴和碘这三种元素都属于卤族元素(简称卤素)。它们在元素周期表中排在同一纵列(第Ⅶ主族)

通过以上可知,溴、碘在有机溶剂中的溶解性要大。可用于萃取。

萃取与物质分离:

溴单质和碘单质在四氯化碳中的溶解度比它们在水中的溶解度要大得多,而水与四氯化碳又不互溶。据此可以用四氯化碳将溴或碘单质从它们的水溶液中提取出来,这种操作属于萃取。

萃取:利用混合物中一种溶质在互不相溶的溶剂里溶解性的不同,用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液中提取出来的分离方法叫做萃取。

海水中提溴:

来检验。

第四章 元素与材料世界第 1 节 硅 无机非金属材料

无机非金属材料主要包括陶瓷、玻璃、无机非金属涂层等。这类材料一般耐高温、硬度高、抗腐蚀, 有些材料还有独特的光电特性。 §1 半导体材料与单质硅

半导体材料特指导电能力介于导体与绝缘体之间的一类材料(半导体材料有石墨、锗、硅)。 单质硅有晶体硅和无定形硅(非晶硅)两种。晶体硅是灰黑色、有金属光泽,硬而脆的固体。单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间。 单质硅的物理性质 氧化:加入氧化剂,一般使

用氯。Cl 2+2Br -==2Cl -

+Br 2

提取:利用溴的挥发性,鼓入热空气将溴分离出来

途也很广。例如:含硅 4%的钢具有良好的导磁性,可用来制造变压器铁芯;含硅 15%左右的钢具有良好的耐酸性,可用来制造耐酸设备等。 §2 二氧化硅与光导纤维

§3 硅酸盐与无机非金属材料:

硅酸:为白色粉末状固体,不溶于水,是酸性比碳酸还弱的弱酸,其化学式为 H 2SiO 3。用可溶性硅酸盐与酸反应制得。 Na 2SiO 3 + 2HCl===2NaCl + H 2SiO 3↓

硅酸盐材料是传统的无机非金属材料。硅酸盐制品性质稳定,熔点较高,大都难溶于水。人类己经发现的 110 多种元素中,大约有 4/5 是金属元素,由此足以看出金属元素在元素世界中的重要地位。 §1 铝与铝合金

(1) 认识铝及其化合物:

铝是银白色轻金属,熔点为 660.37℃,沸点为 2467℃,相对密度为

2.702,富有延展性、展性以及韧性,可拉成丝、压成片、打成块,

是热和电的良好导体。 铝的物理性

SiO 2 分为晶体和无定形两大类,它的熔点高,硬度大。透明的石英晶体是通常所说的水晶,一般用来制造成直接经济损失电子部

件和光学仪器。

SiO 2 的物理性质

物.氧化铝既能与酸反应,又能与碱反应,叫做两性氧化物.

(2)铝合金及其制品

将金属制成合金,可以保持甚至强化单一金属的长处,克服其不足,所以合金的性能一般优于纯金属.

铝合金具有密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低等优点,并且表面易形成致密的氧化物保护膜而具有一定的抗腐蚀能力,可用于制造能承受大载荷及强烈磨损的构件。§2金属与金属材料

冶金工业上,人们常将金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料两大类。黑色金属包括铁、锰、铬以及它们的合金。除黑色金属以外的其他金属材料及其合金称为有色金属材料。

(1)重要的黑色金属材料――钢铁

钢铁为铁合金,包含多种类型。如

碳钢:在铁中熔入碳,加强其强度。

锰钢:在铁中熔有一定量锰,改善其韧性。

不锈钢:在普通钢的基础上,加入铬、镍等多种元素炼砀钠材。

(2)几种有色金属材料――金、银、铜

金是质地柔软的黄色金属。银是具有金属光泽、质地柔软的银白色金属。铜是硬度较小的紫红色金属。它们都具有良好的延展性、导电性和导热性。

金、银和铜都属于不活泼金属,其中金的化学性质尤为稳定。常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。

2Cu+O

2+H

2

O+CO

2

==Cu

2

(OH)

2

CO

3

△高温

第 3 节复合材料

金属材料、无机非金属材料以及各种有机合成材料各有其优热和缺陷。为了克服单一材料存在的问题,满足人类的生产和生活对材料越来越多、越来越高的要求,人们尝试将不同类型的材料通过复合工艺组合成新型材料,使其既能保持或发展原来材料的长处,又能弥补它们的不足。迅猛发展的科学技术使这一努力变成现实,由此产生了复合材料。

复合材料:将两种或两种以上的性质不同的材料经特殊加工而制成的的材料称为复合材料。

复合材料既保持了原有材料的特点,又使各组分之间协同作用,形成了优于原材料的特性。

现在,材料的复合正向着精细化方向发展,出现了诸如仿生复合、纳米复合、分子复合、智能复合等新方法,使得复合材料大家族中增添了许多性能优异、功能独特的新成员。

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