高中化学物质背诵知识整理
upd 03.14:很惊喜有这么多人看,我准备用周末修改完善框架,另外也整理一下生物需要强记的实验考点和科学史。作者能力有限,暂时只准备整理需要强行记忆的知识。欢迎留言补充。
本文使用 AI 生成,已经让 AI 依据网络资料校验知识准确性,文末附核对表。
高中化学常见物质别名、用途与性质
一、石灰系列
:::info[生石灰、熟石灰 / 消石灰、碱石灰、石灰石、石灰乳]
- 生石灰:
\text{CaO} (氧化钙)
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 用作干燥剂 | 能与水发生剧烈反应,具有吸水性 | |
| 食品保温剂/自热火锅 | 与水反应剧烈,并放出大量的热 | (同上) |
| 燃煤脱硫(环保) | 具有碱性,能与酸性氧化物 |
- 熟石灰 / 消石灰:
\text{Ca(OH)}_2 (氢氧化钙)
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学/离子反应方程式 |
|---|---|---|
| 配制波尔多液 | 能与 |
|
| 改良酸性土壤 | 具有碱性,能与土壤中的酸( |
|
| 建筑砌墙/制三合土 | 能吸收空气中的 |
|
| 制漂白粉 | 能与氯气( |
- 碱石灰:
\text{CaO} 与\text{NaOH} 的混合物
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 干燥中性或碱性气体 | ||
| 吸收酸性气体(如 |
- 石灰石 / 大理石 / 白垩 / 汉白玉:
\text{CaCO}_3 (碳酸钙)
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 工业上煅烧制生石灰 | 高温下能分解 | |
| 实验室制 |
能与强酸(如盐酸)反应放出气体 | |
| 工业上制取电石的原料 | 高温下与碳反应 |
(电石是实验室制乙炔的原料:
- 石灰乳 / 石灰浆:
\text{Ca(OH)}_2 悬浊液
- 石灰乳与澄清石灰水:前者是悬浊液,后者是稀溶液;前者在书写离子方程式时不能拆,后者在书写离子方程式时要拆。
-
- 少量:$\text{CO}_2 + \text{Ca}^{2+} + 2\text{OH}^- = \text{CaCO}_3↓ + \text{H}_2\text{O}$,澄清石灰水变浑浊,用于检验 $\text{CO}_2$。 - 过量:$\text{CO}_2 + \text{OH}^- = \text{HCO}_3^-$,沉淀溶解,溶液变澄清。 - $\text{SO}_2$ 通入澄清石灰水也发生先变浑浊、再澄清的反应,检验 $\text{CO}_2$ 时要注意。
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 制漂白粉 | 能与氯气发生歧化反应 | |
| 涂刷墙面(建筑) | 吸收空气中 |
:::
二、硫酸盐系列
::::info[胆矾、绿矾、明矾、石膏]
- 胆矾 / 蓝矾:
\text{CuSO}_4·5\text{H}_2\text{O} (五水硫酸铜)
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 配制波尔多液 | 提供 |
——(物理变性过程) |
| 检验水的存在 | 无水硫酸铜(白色)遇水结合生成胆矾(蓝色) | |
| 电镀 | 作为主盐,提供 |
阴极: |
| 印染 | 作为媒染剂, |
——(配位反应) |
- 绿矾 / 皂矾 / 青矾:
\text{FeSO}_4·7\text{H}_2\text{O} (七水硫酸亚铁)
- 还原剂:
\text{Fe}^{2+} 具有还原性(易被空气中氧气氧化为\text{Fe}^{3+} ,因此绿矾晶体在空气中易变黄) - 净水剂:
\text{Fe}^{3+} 水解生成\text{Fe(OH)}_3 胶体。
:::[info]高铁酸钾(
- 第一步:杀菌消毒(氧化性):
\text{Fe} 为正六价,具有极强氧化性 - 第二步:絮凝净水(胶体吸附):还原产物
\text{Fe}^{3+} 水解形成\text{Fe(OH)}_3 ,该胶体能吸附水中悬浮颗粒并聚沉,从而达到净水效果 - 反应方程式:
4\text{FeO}_4^{2-} + 10\text{H}_2\text{O} = 4\text{Fe(OH)}_3(\text{胶体}) + 3\text{O}_2↑ + 8\text{OH}^- :::
- 明矾:
\text{KAl(SO}_4\text{)}_2·12\text{H}_2\text{O} (十二水硫酸铝钾)
- 净水剂:
\text{Al}^{3+} 水解生成\text{Al(OH)}_3 胶体**,胶体能吸附水中悬浮颗粒并沉降 。
- 石膏(生石膏):
\text{CaSO}_4·2\text{H}_2\text{O} (二水硫酸钙)
- 制水泥:见第二大点“高中化学常见混合物成分与考点全解析”中第一部分。石膏加热失去大部分结晶水变成熟石膏(
2\text{CaSO}_4·\text{H}_2\text{O} ),熟石膏与水混合后又凝固成生石膏,利用这一性质塑形 。-
$(2\text{CaSO}_4·\text{H}_2\text{O})+ 3\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{CaSO}_4·2\text{H}_2\text{O}$(凝固) ::::
-
三、钠盐系列
::::info[苏打 / 纯碱、小苏打、大苏打、烧碱]
- 苏打 / 纯碱(
\text{Na}_2\text{CO}_3 )
-
制肥皂:油脂在碱性条件下发生皂化反应生成可溶性高级脂肪酸盐(肥皂)和甘油:
\text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^- 。- 皂化反应通式:
(\text{RCOO})_3\text{C}_3\text{H}_5 + 3\text{NaOH} \to 3\text{RCOONa} + \text{C}_3\text{H}_5(\text{OH})_3 ,纯碱提供\text{OH}^- 相当于\text{NaOH} 的作用
- 皂化反应通式:
-
制玻璃 : 高温下与
\text{SiO}_2 反应(\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{SiO}_2 \xrightarrow{\text{高温}} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{CO}_2↑ )
- 小苏打(
\text{NaHCO}_3 )
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学/离子反应方程式 |
|---|---|---|
| 发酵粉/焙制糕点 | 受热易分解,产生 |
|
| 治疗胃酸过多 | 能与酸( |
|
| 泡沫灭火器原料 | 与 |
|
| 去油污(辅助去污) | 水溶液显弱碱性(比 |
- 大苏打 / 海波:
\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3·5\text{H}_2\text{O} (硫代硫酸钠)
| 常考用途 | 依赖的具体性质 | 化学反应方程式 |
|---|---|---|
| 定影剂 | 具有还原性,能与未曝光的 |
|
| 除氯剂 | 具有强还原性,能被强氧化剂 |
|
| 碘量法滴定 | 具有还原性,能被弱氧化剂 |
|
| 遇酸发生歧化分解(实验室鉴别) | 在酸性溶液中不稳定,发生歧化反应生成硫单质和二氧化硫气体 |
:::info[定影过程中的化学反应:]
- 背景知识: 照相底片曝光后,感光部分的
\text{AgBr} 被还原为黑色的银单质(显影后形成影像),未感光部分的\text{AgBr} 仍留在底片上 - 定影目的: 除去未感光的
\text{AgBr} ,使影像固定下来,防止其见光继续分解破坏影像 - 操作过程:
- 将曝光并显影后的底片浸入大苏打溶液(定影液)中
- 大苏打与未感光的
\text{AgBr} 发生上述配位反应 - 生成的可溶性配合物
[\text{Ag}(\text{S}_2\text{O}_3)_2]^{3-} 溶于水被洗去 - 底片上只留下被还原的黑色银粒构成的影像 :::
:::info[硫代硫酸根的特殊结构:]
- 硫代硫酸根 (
\text{S}_2\text{O}_3^{2-} ) 中的两个硫原子是不等价的:一个是中心硫原子(氧化态+5 ),一个是配位硫原子(氧化态-1 ) 。 - 与碘反应时,只是两个配位硫原子(
-1 价)之间形成二硫键,生成连四硫酸根,中心硫原子(+5 价)保持不变 。 - 与氯气反应时,强氧化环境破坏了整个结构,将所有硫原子都氧化为
+6 价。 :::
- 烧碱 / 火碱 / 苛性钠
- 化学成分:
\text{NaOH} (氢氧化钠) - 性质: 强碱性,易潮解,强腐蚀性。不能用玻璃塞保存,要用塑料瓶或橡胶塞。
- 工业用途: 造纸、纺织、制皂
- 实验室做干燥剂: 干燥中性或碱性气体(如
\text{NH}_3 、\text{H}_2 、\text{O}_2 ),不能干燥酸性气体(如\text{CO}_2 、\text{SO}_2 、\text{Cl}_2 、\text{HCl} ),会反应。 -
2\text{NaOH} + \text{SO}_2 = \text{Na}_2\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O}$,$2\text{NaOH} + \text{CO}_2 = \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} ::::
- 化学成分:
四、漂白剂系列
::::info[氧化漂白(次氯酸盐、过氧化氢、臭氧)、化合漂白(二氧化硫)、吸附漂白(活性炭、
氧化漂白剂、化合漂白剂、吸附漂白剂
- 氧化型漂白剂
-
代表物质:
\text{HClO} (次氯酸)、\text{NaClO} (次氯酸钠)、\text{Ca(ClO)}_2 (次氯酸钙)、氯水、\text{H}_2\text{O}_2 (过氧化氢)、\text{Na}_2\text{O}_2 (过氧化钠)、\text{O}_3 (臭氧)、\text{KMnO}_4 (高锰酸钾) -
漂白原理:利用自身的强氧化性,将有色物质分子中的发色团(如不饱和键)氧化破坏,使其失去颜色。属于不可逆的化学变化,加热不能恢复原色。
-
次氯酸(
\text{HClO} )- 来源: 氯气与水反应:
\text{Cl}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCl} + \text{HClO} - 性质: 不稳定,见光易分解:
2\text{HClO} \xrightarrow{\text{光}} 2\text{HCl} + \text{O}_2\uparrow - 用途:自来水消毒、漂白剂
- 鉴别反应:氯水能使湿润的红色布条褪色,将红色布条放入干燥氯气中不褪色,证明起漂白作用的是
\text{HClO} 而非\text{Cl}_2 。 - 书写电子式时,
\text{O} 是中心原子。 - 干燥
\text{Cl}_2 时不能用碱性干燥剂(碱石灰、生石灰)
- 来源: 氯气与水反应:
-
次氯酸盐(
\text{NaClO} 、\text{Ca(ClO)}_2 )- 制备: 氯气通入石灰乳,
2\text{Cl}_2 + 2\text{Ca(OH)}_2 = \text{Ca(ClO)}_2 + \text{CaCl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} (漂白粉:\text{Ca(ClO)}_2 、\text{CaCl}_2 、\text{Ca(OH)}_2 的混合物),漂白粉提纯得到漂粉精(高纯度\text{Ca(ClO)}_2 )。 - 有效成分:
\text{Ca(ClO)}_2 (漂白粉、漂粉精) - 漂白原理: 与酸或空气中
\text{CO}_2 反应生成\text{HClO} 才起漂白作用 -
\text{Ca(ClO)}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} = \text{CaCO}_3\downarrow + 2\text{HClO} -
- 失效原理: 露置空气中与
\text{CO}_2 反应生成\text{HClO} ,\text{HClO} 见光分解 - 用途: 84 消毒液(
\text{NaClO} )、漂白粉、漂粉精
- 制备: 氯气通入石灰乳,
-
\text{H}_2\text{O}_2 (过氧化氢)- 性质: 无色液体,弱酸性,不稳定,遇催化剂(
\text{MnO}_2 )剧烈分解 - 漂白原理: 强氧化性破坏有色物质,不可逆
- 特点: 还原产物为水,无污染,被称为"绿色氧化剂"
- 用途: 漂白剂、消毒剂、实验室制氧气
- 性质: 无色液体,弱酸性,不稳定,遇催化剂(
-
\text{Na}_2\text{O}_2 (过氧化钠)- 性质: 淡黄色固体,与水剧烈反应:
2\text{Na}_2\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = 4\text{NaOH} + \text{O}_2\uparrow - 漂白原理: 与水反应生成的
\text{H}_2\text{O}_2 和\text{O}_2 具有强氧化性 - 用途: 漂白剂、供氧剂(潜水艇、防毒面具)
- 性质: 淡黄色固体,与水剧烈反应:
-
\text{O}_3 (臭氧)- 性质: 淡蓝色气体,有特殊臭味,强氧化性
- 用途: 水的消毒、空气净化、漂白。
:::info[为什么臭氧是含极性键的极性分子]
臭氧(
这个结论可能会颠覆一些同学的直觉——同种原子之间形成的共价键应该是非极性键才对。但由于臭氧独特的三中心四电子离域 π 键结构,两个成键氧原子并非完全等价的,因此
一、为什么是极性键?
| 观点类型 | 核心论据 | 结论 |
|---|---|---|
| 初级观点(不准确) | 两个原子都是 O,电负性相同,共用电子对不偏移,所以是非极性键 | 非极性键 |
| 高级观点(准确) | 由于存在 |
极性键 |
二、详细解释:大 π 键如何导致键的极性?
-
大 π 键的形成:臭氧分子中,中心氧原子采用
sp^2 杂化,除了形成两个 σ 键外,还剩余一个未参与杂化的 p 轨道(有 2 个电子)。两个端基氧原子各有一个单电子的 p 轨道。这三个 p 轨道从侧面重叠,形成一个\Pi_3^4 (三中心四电子)离域 π 键。 -
电子云的偏移:在形成大π键时,中心氧原子提供了 2 个电子,而每个端基氧原子各提供 1 个电子。这 4 个电子在三个原子间离域。为了达到更稳定的结构,电子云会向端基氧原子方向偏移。结果是:
- 中心氧原子失去部分负电荷,带部分正电荷(
\delta^+ )。 - 端基氧原子得到部分负电荷,带部分负电荷(
\delta^- )。
- 中心氧原子失去部分负电荷,带部分正电荷(
-
结论:因此,尽管两个原子都是氧,但中心氧(
\delta^+ )和端基氧(\delta^- )之间由于电荷分布不同,形成了具有极性的共价键。
三、总结
- 键的极性:由于大 π 键导致电荷分布不均,臭氧中的
\text{O}-\text{O} 键是极性键。 - 分子的极性:臭氧分子是 V 型结构,两个极性键的向量和不等于零,因此臭氧分子是极性分子,这也是已知单质中唯一的极性分子 。 :::
- 化合型漂白剂
-
代表物质:
\text{SO}_2 (二氧化硫) -
漂白原理:
\text{SO}_2 与某些有色物质(如品红)化合生成不稳定的无色加成物,使其失去颜色。这是可逆的化学变化,加热或久置后无色物质分解,恢复原色。- 特点: 有选择性,只能使特定有色物质(如品红)褪色
-
物理性质: 无色、有刺激性气味的有毒气体
-
化学性质: 酸性氧化物、还原性、氧化性、漂白性
-
用途: 漂白纸浆、草帽辫、织物;杀菌消毒;制硫酸
鉴别反应——
| 反应类型 | 现象 | 体现性质 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 品红溶液 | 褪色,加热后恢复红色 | 漂白性 | |
| 溴水/氯水/碘水 | 褪色 | 还原性 | |
| 酸性 |
紫红色褪去 | 还原性 | |
| 滴有酚酞的 |
红色褪去 | 酸性氧化物 | |
| 紫色石蕊试液 | 变红,不褪色 | 酸性 |
- 吸附型漂白剂
-
代表物质: 活性炭、
\text{Al(OH)}_3 胶体 -
漂白原理: 利用疏松多孔的结构,通过物理吸附作用将色素吸附在表面,从而脱色。这是物理变化,部分吸附剂可重复使用(加热解析)
-
活性炭
- 性质: 黑色固体,疏松多孔,比表面积大
- 用途: 脱色制糖、净水器滤芯、防毒面具、吸附有害气体
- 鉴别: 投入有色溶液中,振荡后褪色,但物质本身不溶于水,无化学变化特征
-
\text{Al(OH)}_3 胶体- 来源: 明矾净水:
\text{Al}^{3+} + 3\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{Al(OH)}_3\text{(胶体)} + 3\text{H}^+ - 原理: 胶体吸附色素和悬浮颗粒
- 用途: 净水剂
- 来源: 明矾净水:
漂白物质对照总表
| 类型 | 代表物质 | 漂白原理 | 变化类型 | 是否可逆 | 选择性 | 特点与鉴别 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 氧化型 | 强氧化性破坏发色团 | 化学变化 | 不可逆 | 无选择性 | 使石蕊先变红后褪色;次氯酸盐需与酸或 |
|
| 化合型 | 与有色物质化合生成无色物质 | 化学变化 | 可逆(加热复原) | 有选择性 | 只使品红褪色(加热复原),不漂白石蕊(只变红) | |
| 吸附型 | 活性炭、 |
物理吸附色素 | 物理变化 | 可重复使用 | 无选择性 | 物理变化,无化学特征;活性炭不溶于水 |
\text{SO}_2 与 \text{Cl}_2 漂白性对比(核心考点)
| 对比项 | ||
|---|---|---|
| 漂白原理 | 化合反应,生成无色物质 | 氧化反应,破坏有色物质 |
| 是否可逆 | 可逆(加热恢复颜色) | 不可逆(加热不恢复) |
| 漂白效果 | 暂时性,日久恢复 | 永久性,彻底漂白 |
| 与石蕊作用 | 只变红,不褪色(酸性) | 先变红后褪色(酸性和氧化漂白) |
| 与品红作用 | 褪色,加热复原 | 褪色,加热不复原 |
| 特征检验 | 品红褪色→加热恢复红色 | 品红褪色,加热不复原 |
重要拓展——
- 将等物质的量的
\text{SO}_2 和\text{Cl}_2 混合后通入品红溶液:- 现象: 品红不褪色(失去漂白作用),同时出现白色沉淀(若溶液中有
\text{BaCl}_2 ) - 反应:
\text{SO}_2 + \text{Cl}_2 + 2\text{H}_2\text{O} = \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\text{HCl} - 原理:
\text{SO}_2 和\text{Cl}_2 发生氧化还原反应,生成无漂白性的硫酸和盐酸,二者相互抵消
- 现象: 品红不褪色(失去漂白作用),同时出现白色沉淀(若溶液中有
- 变式分析:
-
-
---
-
84 消毒液与洁厕灵混用反应
84 消毒液主要成分:
洁厕灵主要成分: 稀盐酸(
混合反应方程式:
离子方程式:
原理分析:
-
-
氯气为黄绿色刺激性气体,吸入会损伤呼吸道,严重可致命
各类漂白剂通入石蕊试液与品红溶液的现象对比
| 漂白剂类型 | 代表物质 | 石蕊试液现象 | 品红溶液现象 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 氧化型 | 氯水( |
先变红后褪色 | 褪色,加热不复原 | 氯水中 |
| 次氯酸钠溶液( |
先变蓝后褪色 | 褪色,加热不复原 | ||
| 过氧化钠( |
先变蓝后褪色 | 褪色,加热不复原 | 生成 |
|
| 过氧化氢溶液( |
先变红后褪色(或直接褪色) | 褪色,加热不复原 | 弱酸性,氧化漂白(浓度高时直接褪色) | |
| 臭氧( |
褪色(无变色过程) | 褪色,加热不复原 | 强氧化性直接漂白,溶液不显酸性 | |
| 化合型 | 二氧化硫( |
变红,不褪色 | 褪色,加热恢复红色 | |
| 吸附型 | 活性炭(固体,加入溶液) | 褪色(物理吸附) | 褪色(物理吸附,加热一般不恢复) | 依靠多孔结构吸附色素,无化学变化 |
核心考点提示:
- 氧化型漂白剂使石蕊褪色前常有酸碱指示过程(酸色或碱色),而
\text{SO}_2 只显酸色不漂白石蕊。 - 品红溶液是鉴别
\text{SO}_2 的特征试剂:\text{SO}_2 使其褪色且加热恢复,氧化型漂白剂则加热不复原。 - 活性炭的漂白是物理变化,与化学漂白本质不同。
\text{SO}_2 使品红褪色:漂白性;使溴水/酸性\text{KMnO}_4 褪色:还原性;使含酚酞的\text{NaOH} 褪色:酸性氧化物性质。- 次氯酸盐不直接起漂白作用,次氯酸盐(如漂白粉)需与酸或空气中
\text{CO}_2 反应生成\text{HClO} 后才起漂白作用。 - 漂白粉露置空气中失效:
\text{Ca(ClO)}_2 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} = \text{CaCO}_3 + 2\text{HClO} ,\text{HClO} 见光分解:2\text{HClO} \xrightarrow{\text{光}} 2\text{HCl} + \text{O}_2\uparrow 。 -
氯水中使品红褪色的不是
\text{Cl}_2 ,干燥\text{Cl}_2 无漂白性。
鉴别反应速记表
| 待鉴别物质 | 试剂/方法 | 现象 | 结论 |
|---|---|---|---|
| 品红溶液 | 褪色→加热恢复红色 | 化合型漂白, |
|
| 氯水 | 石蕊试液 | 先变红后褪色 | 氧化型漂白(含 |
| 活性炭 | 红墨水 | 褪色(无加热复原现象) | 物理吸附 |
| 漂白粉(固体) | 加稀盐酸 | 产生黄绿色气体( |
次氯酸盐与酸反应 |
| 漂白粉溶液 | 通入 |
溶液变浑浊( |
生成 |
::::
五、其他常考重要物质
:::info[波尔多液、重晶石(钡餐)、水玻璃、双氧水、王水]
-
波尔多液
- 有效成分:
\text{CuSO}_4·x\text{Cu(OH)}_2·y\text{Ca(OH)}_2 (碱式硫酸铜为主要有效成分,由\text{CuSO}_4 和\text{Ca(OH)}_2 配制而成)。 - 常考用途: 农用杀菌剂,防治果树、蔬菜病害(如葡萄霜霉病)。
- 依赖性质: 难溶于水,粘附在植物表面,经空气、水分、病菌分泌物等作用,缓慢释放出
\text{Cu}^{2+} ,\text{Cu}^{2+} 能使病菌蛋白质变性凝固而死亡 。
- 有效成分:
-
重晶石
- 化学成分:
\text{BaSO}_4 (硫酸钡) - 常考用途: 医疗“钡餐”。
- 依赖性质: 难溶于水,也难溶于酸(不被胃酸溶解),且能阻挡 X 射线 。
- 化学成分:
-
水玻璃 / 泡花碱
- 化学成分:
\text{Na}_2\text{SiO}_3 (硅酸钠)的水溶液(凡是溶液,都是混合物) - 常考用途: ①矿物胶;②防火剂(涂在木材表面);③制硅胶。
- 依赖性质: 粘稠液体,不燃不爆,硅酸盐性质 。
- 水玻璃是一种粘合剂,易与空气中的
\text{CO}_2 、\text{H}_2\text{O} 反应,要密封保存。\text{SiO}_3^{2-} 水解呈碱性,保存可溶性碳酸盐、硅酸盐的试剂瓶不能用玻璃塞,应用橡胶塞或塑料瓶。
- 化学成分:
-
双氧水
- 化学成分:
\text{H}_2\text{O}_2 (过氧化氢) - 常考用途: ①氧化剂、漂白剂;②消毒剂(医用);③实验室制氧气。
- 依赖性质: 不稳定,易分解(
2\text{H}_2\text{O}_2 \xrightarrow{\text{MnO}_2} 2\text{H}_2\text{O} + \text{O}_2↑ );具有氧化性和还原性 。
- 化学成分:
-
王水
- 组成成分: 浓硝酸 (
\text{HNO}_3 ) 和 浓盐酸 (\text{HCl} ) 的混合物,体积比 1 : 3 - 性质: 具有极强的氧化性和腐蚀性,能溶解金、铂等不活泼金属。
- 原理: 硝酸氧化金属,氯离子提供配合能力(生成
[\text{AuCl}_4]^- 或[\text{PtCl}_6]^{2-} ),降低金属的电极电位。
- 组成成分: 浓硝酸 (
:::
高中化学常见材料成分与考点
一、无机非金属材料
:::info[水泥、玻璃、陶瓷]
-
普通水泥
- 主要成分: 硅酸三钙 (
3 \text{CaO} \cdot \text{SiO}_2 )、硅酸二钙 (2\text{CaO}\cdot \text{SiO}_2 )、铝酸三钙 (3\text{CaO}\cdot\text{Al}_2\text{O}_3 ) - 原料: 石灰石(主要提供
\text{CaO} )、粘土(主要提供\text{SiO}_2 、\text{Al}_2\text{O}_3 )、少量石膏(调节凝结时间)。 - 制备原理: 原料磨细混合后,在高温回转窑中煅烧,发生复杂的固相反应,生成上述硅酸盐和铝酸盐。石膏的作用是调节水泥的硬化速度,防止急凝。
- 常考设错点:
- ❌ 误以为水泥的主要成分是石灰石或粘土。(原料 ≠ 成分)
- ❌ 忽略石膏的作用。(题目说“水泥中加石膏是为了增加强度”,其实是调节凝结时间)
- 主要成分: 硅酸三钙 (
-
普通玻璃(钠玻璃)
- 主要成分: 硅酸钠 (
\text{Na}_2\text{SiO}_3 )、硅酸钙 (\text{CaSiO}_3 )、二氧化硅 (\text{SiO}_2 )(过量) - 原料: 纯碱 (
\text{Na}_2\text{CO}_3 )、石灰石 (\text{CaCO}_3 )、石英砂 (\text{SiO}_2 )。 - 制备原理: 高温下发生复杂的反应,总反应可表示为:
\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CaCO}_3 + 6\text{SiO}_2 \xrightarrow{\text{高温}} \text{Na}_2\text{SiO}_3 + \text{CaSiO}_3 + 6\text{SiO}_2 (注:最后多余的
\text{SiO}_2 以网络结构存在) - 常考设错点:
- ❌ 误以为玻璃是纯净物。(它是玻璃态物质,属于混合物)
- ❌ 误以为玻璃的主要成分是
\text{Na}_2\text{CO}_3 和\text{CaCO}_3 。(高温下已分解反应)
- 主要成分: 硅酸钠 (
-
陶瓷
- 主要成分: 硅酸盐(种类繁多,如高岭石
\text{Al}_2\text{O}_3·2\text{SiO}_2·2\text{H}_2\text{O} ) - 原料: 粘土(主要成分为高岭土)。
- 制备原理: 粘土加水成可塑形,干燥后高温烧结,发生复杂的物理化学变化,生成坚硬的硅酸盐材料。
- 常考设错点:
- ❌ 误以为陶瓷的主要成分是二氧化硅。(它是硅酸盐产品,不是单纯的氧化物)
- 主要成分: 硅酸盐(种类繁多,如高岭石
-
新型无机非金属材料
- 光导纤维(主要成分
\text{SiO}_2 ) - 高温结构陶瓷(氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷)
- 压电陶瓷(钛酸钡)
- 半导体材料(硅
\text{Si} 、砷化镓\text{GaAs} ) - 碳材料(石墨烯、碳纳米管、富勒烯
\text{C}_{60} )(与有机材料区分!这些材料是单质) :::
- 光导纤维(主要成分
二、有机高分子:塑料、合成纤维、橡胶
:::info[有机高分子材料常考考点总结]
- 高分子基本概念
- 单体: 能合成高分子的小分子化合物
- 链节: 高分子中重复的结构单元
- 聚合度((n)): 高分子链中链节的重复次数
- 相对分子质量: 高分子由聚合度不同的同系物组成,因此高分子是混合物(区别于小分子纯净物)
- 合成反应类型对比
| 对比项 | 加聚反应 | 缩聚反应 |
|---|---|---|
| 定义 | 不饱和单体通过加成反应相互结合 | 单体间相互作用,同时析出小分子 |
| 产物特征 | 链节与单体组成相同 | 链节组成与单体不同 |
| 副产物 | 无小分子副产物 | 有小分子副产物(水、氨、醇等) |
| 单体特征 | 含不饱和键(如双键、叁键) | 含两个或以上官能团(-OH、-COOH、-NH₂等) |
| 常见类型 | 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 | 酚醛树脂、聚酯(涤纶)、聚酰胺(尼龙) |
常考设错点:
- ❌ 误认为加聚反应也有副产物
- ❌ 混淆加聚与缩聚的单体特征
- 高分子结构类型对比
| 对比项 | 线型结构 | 体型结构(网状结构) |
|---|---|---|
| 结构特征 | 分子链呈长链状,链间无化学键 | 分子链间交联,形成三维网络 |
| 热行为 | 热塑性:加热软化,冷却硬化,可反复塑制 | 热固性:加热成型后固化,再加热不熔化,不可反复塑制 |
| 溶解性 | 可溶于适当溶剂 | 难溶于溶剂,只能溶胀 |
| 机械性能 | 有弹性、可塑性 | 硬度高、耐热性好 |
| 代表物质 | 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯 | 酚醛树脂、硫化橡胶、环氧树脂 |
常考设错点:
- ❌ 误认为所有塑料都是热塑性(酚醛树脂是热固性)
- ❌ 误认为热固性高分子可反复熔融加工
- ❌ 误认为线型高分子都不耐热(部分线型高分子熔点较高)
- 高分子材料鉴别方法
- 点燃鉴别法(常考)
| 材料类型 | 燃烧现象 | 气味 | 灰烬特征 |
|---|---|---|---|
| 合成纤维(涤纶、锦纶、腈纶) | 先熔化后燃烧,火焰明亮 | 特殊气味 | 灰烬硬块,不易压碎 |
| 蛋白质纤维(羊毛、蚕丝) | 燃烧时有收缩,火焰小 | 烧焦羽毛味 | 灰烬松脆,易压碎(蛋白质特征) |
| 纤维素纤维(棉、麻) | 燃烧迅速,火焰黄色 | 烧纸味 | 灰烬细软,呈粉末状 |
| 塑料(聚乙烯等) | 熔化滴落,火焰蓝色 | 石蜡味 | 无灰烬或少量黑烟 |
- 化学鉴别法
| 材料类型 | 鉴别试剂 | 现象 | 原理 |
|---|---|---|---|
| 蛋白质纤维 | 浓硝酸 | 变黄色(黄蛋白反应) | 蛋白质中苯环硝化 |
| 淀粉 | 碘水 | 变蓝色 | 淀粉与碘形成配合物 |
| 天然橡胶 | 溴水 | 褪色 | 橡胶中含不饱和键 |
- 橡胶的硫化
- 硫化定义: 在橡胶中加入硫磺等交联剂,使线型橡胶分子链间形成二硫键(-S-S-)交联,转变为体型结构的过程
- 硫化目的::提高弹性;增加强度;改善耐热性、耐磨性;消除黏性
- 硫化前后对比:
| 对比项 | 未硫化橡胶 | 硫化橡胶 |
|---|---|---|
| 结构 | 线型结构 | 体型(网状)结构 |
| 性质 | 弹性差,有黏性,易变形 | 弹性好,强度高,不易变形 |
| 溶解性 | 可溶于适当溶剂 | 难溶于溶剂,只能溶胀 |
| 热行为 | 热塑性 | 热固性 |
- 核心考点一句话总结
| 考点 | 一句话总结 |
|---|---|
| 加聚与缩聚 | 加聚无副产物,缩聚有小分子生成 |
| 线型与体型 | 线型热塑可溶,体型热固难溶 |
| 热塑与热固 | 热塑可反复熔融,热固一次成型 |
| 纤维鉴别 | 蛋白质纤维烧焦羽毛味,合成纤维熔融滴落 |
| 橡胶硫化 | 硫使线型变体型,弹性强度双提升 |
| 白色污染 | 难降解塑料是根源,可降解塑料是方向 |
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三、燃料与能源类
:::info[煤、石油、天然气]
按笔者粗浅的做题经验,除了“常考设错点”以外,其它部分考察极少。
- 煤
-
组成: 由有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含少量 H、O、N、S 等元素。
-
煤的加工方法对比表
| 加工方法 | 原理 | 条件 | 主要产物 | 变化类型 | 独有特点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 干馏(焦化) | 隔绝空气加强热,使煤分解 | 高温(约1000℃) | 焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气 | 化学变化 | 煤的化学加工,产物为固体、液体、气体 |
| 气化 | 将煤转化为可燃性气体 | 高温,通入气化剂(空气、水蒸气等) | 水煤气( |
化学变化 | 获得气体燃料或化工原料气 |
| 液化 | 将煤转化为液体燃料 | 高温高压,加氢或溶剂萃取 | 人造石油、燃料油 | 化学变化 | 直接液化(加氢)或间接液化(先气化再合成) |
- 气化:
\text{C}\text{(s)}+\text{H}_2\text{O} \xrightarrow{\text{高温}} \text{CO}\text{(g)}+\text{H}_2\text{(g)} ,生成水煤气。 - 液化:将煤转化为可燃性气体的过程
- 直接液化:煤在高温高压下与氢气反应,直接生成液体烃类,
\text{煤} + \text{H}_2 \xrightarrow{\text{高温高压}} \text{液体烃类混合物} - 间接液化:
\text{C} + \text{H}_2\text{O(g)} \xrightarrow{\text{高温}} \text{CO} + \text{H}_2 ,n\text{CO} + 2n\text{H}_2 \xrightarrow{\text{催化剂}} (-\text{CH}_2-)_n + n\text{H}_2\text{O} (无需记忆)
- 直接液化:煤在高温高压下与氢气反应,直接生成液体烃类,
常考设错点: 干馏、气化、液化都是化学变化,与石油分馏的物理变化不同。
- 石油
-
组成: 多种烃(烷烃、环烷烃、芳香烃)的混合物,主要含碳、氢元素。
-
石油加工方法对比表
| 加工方法 | 原理 | 条件 | 反应物 | 主要产物 | 变化类型 | 目的/特点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 分馏 | 利用沸点不同分离各组分 | 常压或减压加热 | 原油 | 汽油、煤油、柴油、重油等(直馏汽油) | 物理变化 | 获得不同沸点范围的馏分 |
| 裂化 | 长链烃断裂为短链烃 | 高温(500℃)、加压、催化剂 | 重油 | 裂化汽油(含烯烃)、柴油 | 化学变化 | 提高轻质油(汽油)产量和质量 |
| 裂解 | 深度裂化,长链烃断裂为短链气态烃 | 更高温(700~1000℃) | 汽油等轻质油 | 乙烯、丙烯、丁二烯等短链气态烯烃 | 化学变化 | 获得有机化工原料,特别是乙烯 |
| 催化重整 | 结构调整,直链烃转化为芳香烃或支链烃 | 催化剂(铂、铼)、加热 | 链状烃 | 芳香烃(苯、甲苯、二甲苯)、氢气 | 化学变化 | 提高汽油辛烷值,生产芳香烃 |
常考设错点:
- 分馏是物理变化,裂化、裂解、重整是化学变化。
- 石油分馏的目的是得到各种轻质油,如汽油、煤油、柴油等
- 裂化汽油含烯烃,能使溴水褪色;直馏汽油不含烯烃。
- 裂解是深度裂化,目的是制乙烯,不是制汽油。
- 催化重整同时生成氢气。
- 衡量一个国家的石油化工水平的标志是乙烯产量
- 天然气
-
主要成分: 甲烷(
\text{CH}_4 ),含少量乙烷、丙烷等。 -
用途:
- 燃料:清洁能源,燃烧热值高,产物为
\text{CO}_2 和\text{H}_2\text{O} 。 - 化工原料:
- 制氢气:
\text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O(g)} \xrightarrow{\text{高温}} \text{CO} + 3\text{H}_2 (水蒸气重整) - 合成氨、甲醇、炭黑等。
- 天然气水合物(可燃冰):新型能源,主要成分为甲烷水合物。
- 燃料:清洁能源,燃烧热值高,产物为
常考设错点:
- 天然气是混合物,主要成分为甲烷。
- 甲烷是温室气体,温室效应比
\text{CO}_2 强。
附:化石能源综合辨析表
| 能源 | 主要成分 | 加工方法 | 变化类型 | 常考考点 |
|---|---|---|---|---|
| 煤 | 有机物+无机物 | 干馏、气化、液化 | 化学变化 | 干馏产物焦炉气含 |
| 石油 | 烃类混合物 | 分馏、裂化、裂解、重整 | 物理(分馏)、化学(其余) | 裂解制乙烯,催化重整制芳香烃和氢气 |
| 天然气 | —— | —— | 清洁燃料,化工原料,可燃冰 |
| 气体 | 主要成分 |
|---|---|
| 高炉煤气 | 炼铁高炉排出的尾气,主要成分 |
| 水煤气 | 由水蒸气通过炽热煤层制得,主要成分 |
| 天然气 | 古代生物遗骸经地质作用形成的可燃气体,主要成分 |
| 液化石油气 | 石油炼制或油田伴生的轻烃气体经液化而成,主要成分 |
| 焦炉气 | 煤在炼焦炉中干馏时产生的可燃气体,富含 |
| 裂解气 | 石油烃在高温下深度裂化(裂解)制乙烯时产生的混合气体,富含乙烯、丙烯等不饱和烃,是有机化工原料气 |
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四、金属材料类
to be continued
核对
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