化学物质及其变化知识点总结
思维导图
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知识要点
一、物质的分类
1由组成分类:
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2、由是否发生电离分类:
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二、分散系相关概念
1、分散系:一种物质(或几种物质)以粒子形式分散到另一种物质里所形成的混合物,统称为分散系。
2、分散质:分散系中分散成粒子的物质。
3、分散剂:分散质分散在其中的物质。
4、分散系的分类:当分散剂是水或其他液体时,如果按照分散质粒子的大小来分类,可以把分散系分为:溶液、胶体和浊液。分散质粒子直径小于1nm的分散系叫溶液,在1nm-100nm之间的分散系称为胶体,而分散质粒子直径大于100nm的分散系叫做浊液。
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下面比较几种分散系的不同:
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注意:三种分散系的本质区别:分散质粒子的大小不同。
三、胶体
1、胶体的定义:分散质粒子直径大小在10-9~10-7m之间的分散系。
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①根据分散质微粒组成的状况分类:
如:Fe(OH)3胶体胶粒是由许多Fe(OH)3等小分子聚集一起形成的微粒,其直径在1nm100nm之间,这样的胶体叫粒子胶体。  
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如:烟、云、雾等的分散剂为气体,这样的胶体叫做气溶胶;AgI溶胶、Fe(OH)3溶胶Al(OH)3溶胶,其分散剂为水,分散剂为液体的胶体叫做液溶胶;有色玻璃、烟水晶均以固体为分散剂,这样的胶体叫做固溶胶。
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3、胶体的制备
A、物理方法
机械法:利用机械磨碎法将固体颗粒直接磨成胶粒的大小
溶解法:利用高分子化合物分散在合适的溶剂中形成胶体,如蛋白质溶于水,淀粉溶于水、聚乙烯熔于某有机溶剂等。
B、化学方法
水解促进法:FeCl3+3H2O(沸)= Fe(OH)3(胶体)+3HCl
复分解反应法:KI+AgNO3=AgI(胶体)+KNO3Na2SiO3+2HCl=H2SiO3(胶体)+2NaCl
思考:若上述两种反应物的量均为大量,则可观察到什么现象?如何表达对应的两个反应方程式?
提示:KI+AgNO3=AgI↓+KNO3(黄色↓),Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl(白色↓)
4、胶体的性质:
丁达尔效应――丁达尔效应是粒子对光散射作用的结果,是一种物理现象。丁达尔现象产生的原因,是因为胶体微粒直径大小恰当,当光照射胶粒上时,胶粒将光从各个方面全部反射,胶粒即成一小光源(这一现象叫光的散射),故可明显地看到由无数小光源形成的光亮“通路”。当光照在比较大或小的颗粒或微粒上则无此现象,只发生反射或将光全部吸收的现象,而以溶液和浊液无丁达尔现象,所以丁达尔效应常用于鉴别胶体和其他分散系。
布朗运动――在胶体中,由于胶粒在各个方向所受的力不能相互平衡而产生的无规则的运动,称为布朗运动。是胶体稳定的原因之一。
电泳――在外加电场的作用下,胶体的微粒在分散剂里向阴极(或阳极)作定向移动的现象。胶体具有稳定性的重要原因是同一种胶粒带有同种电荷,相互排斥,另外,胶粒在分散力作用下作不停的无规则运动,使其受重力的影响有较大减弱,两者都使其不易聚集,从而使胶体较稳定。
说明:A、电泳现象表明胶粒带电荷,但胶体都是电中性的。胶粒带电的原因:胶体中单个胶粒的体积小,因而胶体中胶粒的表面积大,因而具备吸附能力。有的胶体中的胶粒吸附溶液中的阳离子而带正电;有的则吸附阴离子而带负电胶体的提纯,可采用渗析法来提纯胶体。使分子或离子通过半透膜从胶体里分离出去的操作方法叫渗析法。其原理是胶体粒子不能透过半透膜,而分子和离子可以透过半透膜。但胶体粒子可以透过滤纸,故不能用滤纸提纯胶体。
B、在此要熟悉常见胶体的胶粒所带电性,便于判断和分析一些实际问题。
带正电的胶粒胶体:金属氢氧化物如Al(OH)3Fe(OH)3胶体、金属氧化物。
带负电的胶粒胶体:非金属氧化物、金属硫化物As2S3胶体、硅酸胶体、土壤胶体
C、同种胶体的胶粒带相同的电荷。
D、固溶胶不发生电泳现象。凡是胶粒带电荷的液溶胶,通常都可发生电泳现象。气溶胶在高压电的条件也能发生电泳现象。
胶体根据分散质微粒组成可分为粒子胶体(如Fe(OH)3胶体,AgI胶体等)和分子胶体,蛋白质溶液(习惯仍称其溶液,其实分散质微粒直径已达胶体范围),只有粒子胶体的胶粒带电荷,故可产生电泳现象。整个胶体仍呈电中性,所以在外电场作用下作定向移动的是胶粒而非胶体。
聚沉――胶体分散系中,分散系微粒相互聚集而下沉的现象称为胶体的聚沉。能促使溶胶聚沉的外因有加电解质(酸、碱及盐)、加热、溶胶浓度增大、加胶粒带相反电荷的胶体等。有时胶体在凝聚时,会连同分散剂一道凝结成冻状物质,这种冻状物质叫凝胶。
胶体稳定存在的原因:(1)胶粒小,可被溶剂分子冲击不停地运动,不易下沉或上浮(2)胶粒带同性电荷,同性排斥,不易聚大,因而不下沉或上浮
胶体凝聚的方法:
(1)加入电解质:电解质电离出的阴、阳离子与胶粒所带的电荷发生电性中和,使胶粒间的排斥力下降,胶粒相互结合,导致颗粒直径>10-7m,从而沉降。
能力:离子电荷数,离子半径
阳离子使带负电荷胶粒的胶体凝聚的能力顺序为:Al3+Fe3+H+Mg2+Na+
阴离子使带正电荷胶粒的胶体凝聚的能力顺序为:SO42-NO3-Cl
(2)加入带异性电荷胶粒的胶体
(3)加热、光照或射线等:加热可加快胶粒运动速率,增大胶粒之间的碰撞机会。如蛋白质溶液加热,较长时间光照都可使其凝聚甚至变性。
5、胶体的应用
胶体的知识在生活、生产和科研等方面有着重要用途,如常见的有:
盐卤点豆腐:将盐卤(MgCl2·2H2O)或石膏(CaSO4·2H2O)溶液加入豆浆中,使豆腐中的蛋白质和水等物质一起凝聚形成凝胶。
肥皂的制取分离
③ 明矾[KAl (SO4)2·12H2O]溶液净水
④ FeCl3溶液用于伤口止血
⑤ 江河入海口形成的沙洲
水泥硬化
冶金厂大量烟尘用高压电除去
土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥作用
⑨ 硅胶的制备:NaSiO3 +2HCl=H2SiO3+2NaCl   
⑩ 用同一钢笔灌不同牌号墨水易发生堵塞
6、胶体的提纯净化
利用渗析的方法,将胶体中的杂质离子或小分子除去。
实验步骤
(1)把10mL淀粉胶体和5mLNaCl溶液的混合液体,加入用半透膜制成的袋内,将此袋浸入蒸馏水中(如图)(半透膜可用鸡蛋壳膜、牛皮纸、胶棉薄膜、玻璃纸等制成,它有非常细小的孔,只能允许较小的离子、分子透过)。
2)2min后,用两支试管各取烧杯中的液体5mL,向其中一支试管里滴加少量AgNO3溶液,向另一支试管里滴加少量碘水,观察现象。
② 实验现象:可以看到在加入AgNO3溶液的试管里出现了白色沉淀;在加入碘水的试管里并没有发生变化。
③ 实验结论:Cl能透过半透膜,从半透膜袋中扩散到了蒸馏水中,淀粉不能透过半透膜,没有扩散到蒸馏水中。胶体分散质的粒子比溶液分散质的粒子大。
注意事项:半透膜袋要经检验未破损,否则,淀粉粒子也会进入蒸馏水。不能用自来水代替蒸馏水,否则,实验结论不可靠。一般要在2min以后再作Cl的检验,否则,Cl出来的太少,现象不明显。
四、离子反应
1、电离:电解质溶于水或受热熔化时解离成自由离子的过程。
酸、碱、盐的水溶液可以导电,说明他们可以电离出自由移动的离子。不仅如此,酸、碱、盐等在熔融状态下也能电离而导电,于是我们依据这个性质把能够在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物统称为电解质。
2、电离方程式
硫酸在水中电离生成了两个氢离子和一个硫酸根离子。盐酸,电离出一个氢离子和一个氯离子。硝酸则电离出一个氢离子和一个硝酸根离子。电离时生成的阳离子全部都是氢离子的化合物我们就称之为酸。从电离的角度,我们可以对酸的本质有一个新的认识。
在水溶液里,电离出的阴离子全部是氢氧根离子的电解质叫
在水溶液里一般可电离出金属离子或(铵根离子)和酸根离子。
3离子反应有离子参加或生成的反应。
离子方程式书写四步:
一写:写出正确的化学方程式
二拆:把易溶于水、易电离的物质拆写成离子形式,难溶于水、难电离的物质(如水)以及气体、单质、氧化物等用化学式表示
三删:删去方程式两边不参加反应的离子
四查:是否符合质量守恒、是否符合电荷守恒、是否符合客观事实、离子的改写是否正确
书写离子方程式应注意的问题:
凡是不在溶液中进行的反应一般不能写离子方程式。
如:NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热,只能写化学方程式。
2NH4Cl()+Ca(OH)2()=CaCl2+2NH3↑+2H2O
(2) 把该拆的物质一定要写成离子形式。
可以拆写成离子形式的是: 易溶且易电离的物质:
强酸: H2SO4 HCl HNO3
强碱: NaOH  KOH  Ba(OH)2
说明:Ca(OH)2微溶于水,当其做反应物时拆成离子形式,当其做生成物时写成沉淀。
可溶性盐:钾盐,钠盐,氨盐,硝酸盐(熟记溶解度表)
不可以拆写的是难溶或难电离物质:
a、难溶的物质:Cu(OH)2BaSO4AgCl
b、难电离的物质:弱酸、弱碱、水。
c、气体:H2SCO2SO2
d、单质:H2NaI2
e、氧化物:Na2OFe2O3
3)弱酸的酸式盐的酸根离子不能拆开写。
例:NaHCO3溶液和稀盐酸反应:HCO3- + H+ = CO2↑+ H2O
HSO4- 是强酸的酸根离子,要拆开。
例:NaHSO4溶液和NaOH溶液反应:H+ OH-=H2O
4、离子共存问题
(1)由于发生复分解反应(生成沉淀或气体或水或难电离物)的离子不能大量共存。
生成沉淀:AgClBaSO4BaCO3CaCO3Mg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Cu(OH)2等。
生成气体:CO32-HCO3SO2 3HSO3等易挥发的弱酸的酸根与H不能大量共存。
生成难电离物:①HOH生成H2O
CH3COOH生成CH3COOH(弱酸)HClO生成HClO(弱酸)NH4OH生成NH3·H2O(弱碱)等。
③酸式酸根离子如HCO3HSO3等既不能和H共存,也不能和OH共存。如:HCO3H===H2OCO2HCO3OH===H2OCO32-
(2)审题时应注意题中给出的附加条件。
①无色溶液中不存在有色离子:Cu2Fe3Fe2MnO4(常见这四种有色离子)
②注意挖掘某些隐含离子:酸性溶液(pH7)中隐含有H,碱性溶液(pH7)中隐含有OH
③注意题目要求大量共存还是不能大量共存
五、氧化还原反应
1氧化还原反应基本概念
1.氧化反应和还原反应的实例与分类标准
氧化反应
C+O2=CO2    3Fe+2O2=Fe3O4    CH4+2O2=CO2+H2O
还原反应
H2+CuO=Cu+H2O    3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2    C+2CuO=Cu+CO2
分类标准:得氧失氧
2.氧化反应和还原反应是同时进行的
有氧化一定有还原,二者对立统一于同一个反应中,氧化反应和还原反应是同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
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得到氧,发生氧化反应
氧化反应和还原反应是同时发生的,两者统一在同一个化学反应中;
有得氧失氧的反应一定是氧化还原反应,无得失氧的反应不一定不是氧化还原反应。
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2氧化还原反应的特征
分析氧化还原反应中物质得到或失去氧原子后元素化合价的变化:
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氧原子得失引起了化合价升降,没有氧原子得失是否就没有化合价升降呢?
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结论:
无论有无氧原子的得失,只要元素的化合价发生了变化,就属于氧化还原反应。
化合价升降是氧化还原的基本特征,可用来判断一个化学反应是否为氧化还原反应。
3氧化还原反应的本质
化学反应过程中有的元素有化合价的升降,元素化合价为什么有升降?化合价升降的本质是什么?
从微观角度来分析反应:
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化学反应中元素化合价的升降是因为反应过程中有电子得失或偏移。
氧化还原反应的特征是::化合价的升降。
氧化还原反应的本质是:电子的转移(得失或偏移)。
氧化还原反应守恒规律:得失电子总数相等(化合价升降总数相等)。
总结:有电子转移可化合价升降的反应是氧化还原反应。
化合价升降是氧化还原反应的特征;电子得失或偏移是氧化还原的本质。
记忆:氧化反应:化合价升高,失去电子,被氧化升失氧
  还原反应:化合价降低,得到电子,被还原降得还
氧化反应与还原反应同时存在,相互对立,缺一不可,是既对立又统一的统一体。
4氧化剂与还原剂
氧化剂:得电子物质,所含元素化合价降低。
还原剂:失电子物质,所含元素化合价升高。
5氧化还原反应的规律
 (1)守恒律
化合价有升必有降,电子有得必有失。对于一个完整的氧化还原反应,化合价升高总数与降低总数相等,失电子总数与得电子总数相等。
(2)价态律
元素处于最高价,只有氧化性;元素处于最低价,只有还原性;元素处于中间价态,既有氧化性又有还原性,但主要呈现一种性质。物质若含有多种元素,其性质是这些元素性质的综合体现。如 HCl,既有氧化性(由氢元素表现出的性质),又有还原性(由氯元素表现出的性质)。
(3)强弱律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应,生成弱还原性的还原产物和弱氧化性的氧化产物。
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(4)转化律
氧化还原反应中,以元素相邻价态间的转化最容易;同种元素不同价态之间若发生反应,元素的化合价只靠近不交叉;同种元素相邻价态间不发生氧化还原反应。
(5)难易律
越易失电子的物质,失后就越难得电子,越易得电子的物质,得后就越难失去电子。
一种氧化剂同时和几种还原剂相遇时,还原性最强的先发生反应;一种还原剂遇多种氧化剂时,氧化性最强的先发生反应。

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