化學基本概念
物質(zhì)的組成與分類
物質(zhì)是由元素組成的。元素是具有相同核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的一類原子的總稱。例如,氧氣()由氧元素組成,水()由氫元素和氧元素組成。
物質(zhì)可以分為純凈物和混合物。純凈物是由一種物質(zhì)組成的,有固定的組成和性質(zhì),比如氯化鈉()。混合物則是由兩種或多種物質(zhì)混合而成,沒有固定的組成,像空氣就是混合物,它包含氮氣、氧氣、二氧化碳等多種氣體。
純凈物又可細分為單質(zhì)和化合物。單質(zhì)是由同種元素組成的純凈物,如鐵()、氧氣()等。化合物是由不同種元素組成的純凈物,像二氧化碳()、硫酸()等。
化學計量
在化學中,我們常用物質(zhì)的量來衡量物質(zhì)所含微粒數(shù)目的多少。物質(zhì)的量的單位是摩爾()。任何粒子所含的粒子數(shù)與中所含的碳原子數(shù)相同,這個數(shù)約為,被稱為阿伏伽德羅常數(shù)()。
根據(jù)公式(是物質(zhì)的量,是微粒數(shù)目),我們可以在微粒數(shù)目和物質(zhì)的量之間進行換算。例如,如果有個水分子,那么水的物質(zhì)的量。
還有一個重要的公式是(是物質(zhì)的質(zhì)量,是摩爾質(zhì)量,單位是)。例如,水的物質(zhì)的量,因為水的摩爾質(zhì)量。
化學物質(zhì)及其變化
離子反應
有些化合物在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電,這些化合物被稱為電解質(zhì),像氯化鈉、硫酸等。而在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導電的化合物是非電解質(zhì),比如酒精、蔗糖等。
當電解質(zhì)在水溶液中發(fā)生電離,產(chǎn)生自由移動的離子。例如,氯化鈉在水中電離:。
離子反應是有離子參加或生成的反應。離子方程式則是用實際參加反應的離子符號來表示反應的式子。例如,鹽酸和氫氧化鈉反應的化學方程式是,其離子方程式為,因為、、在水溶液中都是以離子形式存在,而和在反應前后沒有變化,所以在離子方程式中省略。
氧化還原反應
氧化還原反應的特征是有元素化合價的升降。本質(zhì)是有電子的轉(zhuǎn)移(得失或偏移)。
在氧化還原反應中,化合價升高的元素被氧化,對應的物質(zhì)是還原劑;化合價降低的元素被還原,對應的物質(zhì)是氧化劑。例如,在反應中,氫元素的化合價從價升高到價,被氧化,是還原劑;銅元素的化合價從價降低到價,被還原,是氧化劑。
金屬及其化合物
鈉及其化合物
鈉()是一種非常活潑的金屬,具有銀白色金屬光澤,質(zhì)軟。鈉在空氣中容易被氧化,表面會迅速變暗,生成氧化鈉(),反應方程式為。
鈉與水反應劇烈,生成氫氧化鈉和氫氣,現(xiàn)象是鈉浮在水面上(密度比水小),熔成一個閃亮的小球(反應放熱,鈉的熔點低),在水面上四處游動(有氣體生成),發(fā)出 “嘶嘶” 的響聲,反應方程式為。
氫氧化鈉()是一種強堿,具有強腐蝕性,俗稱燒堿、火堿、苛性鈉。它能與酸、酸性氧化物、鹽等發(fā)生反應。例如,(與酸反應),(與酸性氧化物反應)。
碳酸鈉()和碳酸氫鈉()是鈉的重要化合物。碳酸鈉俗稱純堿或蘇打,碳酸氫鈉俗稱小蘇打。碳酸鈉的溶液呈堿性,能與酸反應,如。碳酸氫鈉也能與酸反應,反應更劇烈,。它們之間可以相互轉(zhuǎn)化,,。
鋁及其化合物
鋁()是一種比較活潑的金屬,但在空氣中,鋁表面會形成一層致密的氧化膜(氧化鋁,),這層氧化膜能保護鋁不被進一步氧化。
氧化鋁是兩性氧化物,既能與酸反應,如,又能與強堿反應,。
氫氧化鋁()是兩性氫氧化物,它的制備可以通過鋁鹽和氨水反應,如。氫氧化鋁能與酸反應,,也能與強堿反應,。
非金屬及其化合物
氯及其化合物
氯氣()是一種黃綠色、有刺激性氣味的有毒氣體。氯氣具有強氧化性。
氯氣與金屬反應,如
點
燃
(生成高價金屬氯化物)。氯氣與水反應生成鹽酸和次氯酸(),,次氯酸具有漂白性,能殺菌消毒。
漂白粉的主要成分是氯化鈣和次氯酸鈣,它是通過氯氣與石灰乳反應制得的,。漂白粉的漂白原理是次氯酸鈣與酸反應生成次氯酸,次氯酸發(fā)揮漂白作用。
硫及其化合物
硫()是一種黃色的固體,有多種同素異形體,如斜方硫、單斜硫等。
二氧化硫()是一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體,易溶于水。二氧化硫具有漂白性,但這種漂白是不穩(wěn)定的,它能使品紅溶液褪色,但加熱后溶液又會恢復紅色。二氧化硫是酸性氧化物,能與水反應生成亞硫酸(),,還能與堿反應,如。
硫酸()是一種強酸,具有吸水性、脫水性和強氧化性。濃硫酸能與金屬反應,但在常溫下,濃硫酸會使鐵、鋁等金屬鈍化。濃硫酸與銅在加熱條件下