化学基础知识思维导图.docx

化学 基础知识思维导图鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 极其微弱，水中含极少量离子，几乎不导电 特点 吸热：升温电离程度增大 表达式：Kw=H+·OH- 单位：mol2·L-2 水的离子积 适合于任何稀水溶液 影响因素 只与温度有关，升温，Kw增大 加酸碱盐，只影响平衡和电离程度，不改变Kw 水的电离强电解质 电解质 弱电解质 强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI 强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 盐：NaCl、BaSO4、CaCO3、AgCl、NH4HCO3 活泼金属氧化物：K2O、CaO、Na2O、MgO、Al2O3 弱酸：CH3COOH、H2CO3、H2SO3、H2S、H3PO4、HClO 弱碱：NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2 水 络合物：Fe(SCN)3 电解质与非电解质非金属氧化物：SO2、NO2、CO2 非电解质 气态氢化物：CH4、NH3 大多有机物：蔗糖、酒精、CCl4 本质 电解质和非电解质区别 所属化合物 强电解质： =、一步 电离方程式书写 电解质能电离 非电解质不能电离 电解质是离子化合物或共价化合物 非电解质是共价化合物 判断方法：熔融状态是否导电 弱电解质：可逆号、多元弱酸分步，其他一步 形态：水合离子或水和分子 决定因素：与离子浓度有关，与离子多少无关 导电性： 向盐酸中加少量NaOH固体导电性几乎不变 向醋酸中通NH3导电性增强 1 鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” H+=OH-中性 本质 H+>OH-酸性，H+越大，酸性越强 H+<OH-碱性，OH-越大，碱性越强 判断：直接比较n(H+)与n(OH-)，或判断n(H+)/n(OH-) 石蕊：红色-酸性，紫色-中性，蓝色-碱性 酸碱指示剂 表示 酚酞：无色-酸性，无色-中性，红色-碱性 定义：pH = -lgH+ 溶液的酸碱性pH 范围：1pH14 关系：若pH = a，则H+=10-a，OH-=10a-14 用pH试纸测定 方法：把小块pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡对比确定溶液的pH 注意：事先不能用水湿润PH试纸 广泛pH试纸只能读取整数值或范围 强酸溶液：H+pH 强酸溶液：OH-H+pH pH计算 混合溶液 lg2=0.3 lg5=0.7 lg3=0.5 强酸与强碱 每稀释10n倍 稀释 2 中性溶液：25，pH = 7；99，pH = 6 强酸+强酸：H+总pH 强碱+强碱：OH-总H+pH 强酸+强碱：OH-总H+pH 恰好：pH = 7 酸过量：H+余pH 碱过量：OH-余H+pH 强酸：H+变为原来的1/10n，pH增大n个单位 强碱：OH-变为原来的1/10n，pH减小n个单位 弱酸：还要电离，pH增大<n个单位 弱碱：还要电离，pH减小<n个单位 弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢， 强酸、强碱变化得快。 无限稀释：只能无限靠近7，但不能超过7 鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 表达式 意义 电离常数 影响因素 多元弱酸 电离度 弱酸用Ka，弱碱用Kb 酸性：HF > CH3COOH > HCN K值越大，越易电离 电离程度：CH3COOH NH3·H2O 只与温度有关，电离吸热，升温利于电离，Ka变大 分步电离，逐级减弱，相差很大，第一步为主：Ka1 >> Ka2 >> Ka3 表达式：=C/C0 ×100% 意义：越大，电离程度越大，酸性或碱性越强 影响因素 升温，变大，Ka变大，酸性变强。 稀释，利于电离，变大，但H+变小，酸性变弱。 酸浓度越大，酸性越强，但越小。 电离平衡通HCl，变小。 加CH3COONa，变小 加NaOH，变大。 等V等C的 盐酸与醋酸 强酸与弱酸对比 H+前者大，pH前者小 n(酸)相等，消耗n(NaOH)相等 与足量Zn反应，0前者大，前者大，产生H2一样多 H+相等，但C后者大 n(酸)后者大，故后者消耗n(NaOH)多 等V等pH的 盐酸与醋酸 与足量Zn反应，0相等，后者大，产生H2后者多 稀释相同倍数，盐酸的pH大 稀释后pH仍相同，醋酸需要的水多 已知Ka=1.69×10-5mol·L-1，求0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中H+及电离度。 用到近似，电离程度很微弱，醋酸的变化量忽略掉，H+=1.3×10-3mol·L-1，=1.3% pH=8的NaOH溶液和Na2CO3溶液中H+水分别是10-8mol·L-1和10-6mol·L-1 计算 水的电离平衡 浓度相同的盐酸、硫酸、醋酸溶液中H+水由大到小的是：醋酸>盐酸=硫酸 酸碱都抑制，盐类水解促进 pH=8的NaOH溶液和氨水、pH=6的盐酸和醋酸溶液中H+水相等，都是是10-8mol·L-1 3 鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 阳离子结合水电离出的OH-生成弱碱 盐电离出的 原理 盐类的水解酸根离子结合水电离出的H+生成弱酸 特点：中和反应的逆反应 微弱、吸热 CH3COO-、CO32-、HCO3-、SO32-、HSO3-、含弱酸酸根 有弱才水解 S2-、HS-、PO43-、ClO-、SiO32-、Al(OH)4- 无弱不水解 NH4+、Mg2-、Fe3+、Al3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ 含弱碱的阳离子 都弱都水解 谁强显谁性 都强显中性 越弱越水解 CH3COOH和NH3·H2O的电离程度相同， 故CH3COONH4溶液呈中性。 电离程度：CH3COOH > H2CO3 > HCN > HCO3- 水解程度：CH3COO- < HCO3- < CN- < CO32- 加酚酞的CH3COONa溶液加热后，红色加深 稀溶液水解程度大，浓溶液水解程度小 水解显酸性的，加酸抑制，加碱促进。 促进水的电离， 使H+OH-。 规律 影响 升温利于水解 稀释利于水解 加入强酸或强碱 加入水解后酸碱性相反的盐相互促进 写可逆号、不写和。 水解方程式 双水解彻底的，写等号、和。 多元弱酸酸根水解，要分步写，以第一步为主。 应用 配制FeCl3溶液时常加入少量盐酸Fe3+3H2O 明矾净水 Al3+3H2O MgCl2·6H2O晶体得到无水MgCl2，需要在干燥的HCl气流中加热。 Al(OH)3(胶体)+3H+ Fe(OH)3+3H+ ZnCl2和NH4Cl溶液做除锈剂 热的纯碱溶液去油污CO32-+H2O HCO3-+OH-、升温促进水解 镁粉放到NH4Cl溶液中有刺激性气味 Mg + 2NH4+ = Mg2+ + NH3+ H2 泡沫灭火器用Al2(SO4)3与NaHCO3溶液混合 Al3+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2 不用复分解法制Al2S3 2Al3+3S2-+6H2O =2Al(OH)3+3H2S 草木灰与铵态氮肥不混用NH4+H2ONH3·H2O+H+，CO32-+H2O HCO3-+OH-，H+OH-= H2O，二者相互促进，NH4+转化成NH3·H2O，NH3·H2O 分解成NH3，损失氮肥。 除杂质 KNO3(Fe3+) 加热、过滤 加热促进Fe3+水解 MgCl2(Fe3+) 加MgO、过滤 调节pH，使pH升高，Fe3+变为Fe(OH)3。 加热蒸干溶液 AlCl3Al(OH)3、FeCl3Fe (OH)3 Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Na2CO3、Na2SiO3原溶质 NaHCO3原溶质、Ca(HCO3)2CaCO3、Mg(HCO3)2Mg(OH)2 FeSO4、Na2SO3被氧化得不到原溶质 4 鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 本质 关键 H+ + OH- = H2O，即n(H+) = n(OH-)，C标V标 = C测V测， C测=C标V标/V测 准确测定酸液或碱液的体积 准确判断滴定终点 酸碱中和滴定特点：0刻度在上，往下刻度标数越来越大，下端有一部分没有刻度，全部容积大于它的最大刻度值，精确到0.01mL。 滴定管 不能混用：碱式滴定管碱性溶液，酸式滴定管酸性溶液和有氧化性的溶液 仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台、锥形瓶、烧杯 仪器药品 药品：标准液、待测液、指示剂、水。 检漏 洗涤 装液、赶气泡、调液面、读数 步骤 取放待测液、加酚酞 开始液面在0刻度线以上，调液面后，液面在0刻度或0刻度线一下 将待测液放入锥形瓶中，在下面垫白纸 滴定管：先用水洗，再用待盛溶液润洗 锥形瓶：只用水洗，不能润洗 误差 滴定 左手控制活塞，右手悬摇锥形瓶，眼镜看锥形瓶中液体颜色变化 滴定终点的判断：当加入最后一滴盐酸，锥形瓶内溶液颜色由红色刚好变为无色时，且半分钟内不恢复红色。 计算 重复做23次，求平均值。 方法：把所有操作可能产生的误差，全分析到V标的读数上 滴定中，滴定管漏液，偏高。 分析 滴定前仰视读数，滴定毕正确读数，偏低。 锥形瓶摇动时部分碱液溅出，偏低。 称固体配NaOHNaOH溶液时，混有Na2O，偏高。 滴定中向锥形瓶加入蒸馏水，无影响。 滴加接近终点时，退色后立刻读数，偏低。 变为范围大且不明显，不用做滴定的指示剂 放标准液的滴定管未用标准液润洗，偏高。 盛放待测液的锥形瓶使用前用待测液润洗，偏高。 滴定中，滴定管漏液，偏高。 滴定前滴定管尖嘴有气泡，完毕气泡消失，偏高。 甲基橙：红色-3.1-橙色-4.4-黄色 指示剂变色范围 石蕊：红色-5-紫色-8-蓝色 酚酞：无色-8-浅红-10-红色 5 鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 溶解平衡方程式 溶度积 AmBn(s) mAn+(aq) + nBm-(aq) KSP = c(An+)m c(Bm-)n 加水，正移，KSP不变 升温，多数正移 加入含有相同离子的电解质，逆移，KSP不变 沉淀溶解平衡影响因素 应用 判断溶解度 阴阳离子比相同的，KSP越大，溶解度越大 阴阳离子比不同的，进行计算，也可只看数量级进行估算。 判断沉淀的 生成与溶解 沉淀 转化 因为氧化还原 解释：为何用BaSO4作钡餐，而不用BaCO3。 Ba2+中毒，可用Na2SO4溶液解毒。 向NaCl、NaBr、KI溶液中逐滴加AgNO3溶液，现象是：先产生白色、再产生淡黄色、最后产生黄色沉淀。 Q > KSP，过饱和，生成 Q = KSP，饱和，平衡。 Q < KSP，不饱和，溶解 向AgNO3溶液中先加NaCl溶液、再加NaBr溶液、后加KI溶液、最后加K2S溶液，现象是：产生白色沉淀，然后沉淀先后变为淡黄色、黄色、黑色。 水垢主要成分不是MgCO3，而是Mg(OH)2 MgCO3 + H2O = Mg(OH)2 + CO2 除去污水中的重金属离子 FeS(s)+ Hg2+(aq) = HgS(s)+ Fe2+(aq) 因为生成沉淀、气体、弱电解质 Fe3+ Br-、Fe2+、I-、SO32-(HSO3-)、S2-(HS-) NO3- /H+、MnO4-/H+、ClO- Al3+ S2-(HS-)、SO32-(HSO3-)、CO32-(HCO3-)、Al(OH)4-、SiO32- Fe3+ 因为双水解 注：NH4+与CH3COO-、S2-(HS-)、SO32-(HSO3-)、CO32-(HCO3-)都是可以共存的，只能与水解能力很强的Al(OH)4-、SiO32-等不共存。 无色溶液排除MnO4-、Fe2+、Fe3+、Cu2+ PH<7、加Mg放气体、石蕊变红、OH-=1×10-13mol·L-1酸性 附加条件 PH>7、H2SiO3溶解、酚酞变红、H+=1×10-13mol·L-1碱性 加Al放H2、H+水=1×10-13mol·L-1可能酸性也可能碱性 6 离子浓度<10-5 mol·L-1， 认为离子除干净 离子共存鲁科版化学反应原理 基础知识思维导图 第3章“物质在水溶液中的行为” 离子浓度大小 电荷守恒 物料守恒 质子守恒 NH4Cl Cl->NH4+>H+>OH- NH4+H+=OH-Cl- NH4+NH3·H2O=Cl- OH-+NH3·H2O=H+ CH3COONa Na+>CH3COO->OH->H+ Na+H+=OH-+CH3COO- CH3COOH+CH3COO-=Na+ H+CH3COOH=OH- CH3COONa、CH3COOH CH3COO->Na+>H+>OH- Na+H+=OH-+CH3COO- CH3COOH+CH3COO-=2Na+ CH3COOH+2H+=CH3COO-+2OH- NH4Cl、NaCl、NH3·H2O Cl->NH4+>Na+>OH->H+ NH4+Na+H+=OH-+Cl- NH4+NH3·H2O=Cl-=2Na+ NH4+2H+=NH3·H2O+2OH- HCN、NaCN Na+> CN->OH->H+ Na+H+=OH-+CN- HCN+CN-=2Na+ HCN+2H+=CN-+2OH- Na2CO3 Na+>CO32->OH->HCO3->H+ Na+ H+=2CO32-+ HCO3-+OH- 2(CO32-+HCO3-+H2CO3)=Na+ H+HCO3-+2H2CO3=OH- NaHCO3 Na+>HCO3-> OH->CO32->H+ Na+H+=2CO32-+HCO3-+OH- Na+=CO32-+HCO3-+H2CO3 H+-CO32-+H2CO3=OH- NaHSO3 Na+>HSO3-> H+>SO32-> OH- Na+H+=2SO32-+ HSO3- + OH- Na+=SO32-+ HSO3-+H2SO3 H+-SO32-+ H2SO3=OH- (NH4)SO4 NH4+>SO32->H+> OH- NH4+H+=2SO42-+ OH- NH4+NH3·H2O=2SO42- OH-+NH3·H2O=H+ 等浓度的Na2CO3和NaHCO3混合溶液 Na+>HCO3->CO32->OH->H+ Na+H+=2CO32-+HCO3-+OH- 2Na+=3(CO32-+HCO3-+H2CO3) 离子浓度关系采用“少定多变”的方法，使少量的反应物系数为1，过量反应物需要多少写多少。 NaHCO3和Ca(OH)2 石灰水少量：2HCO3-+Ca2+2OH-=CaCO3+CO32-+2H2O 石灰水过量：HCO3-+Ca2+OH- =CaCO3+H2O NaOH少量：Ca2+HCO3-+OH-= CaCO3+H2O NaOH过量：Ca2+2HCO3-+2OH-=CaCO3+CO32-+2H2O 溶液呈中性：2H+SO42-+Ba2+2OH-=2H2O+BaSO4 沉淀最多时：H+SO42-+Ba2+OH-=H2O+BaSO4 少量Cl2：2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- 过量Cl2：2Fe2+4Br-+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl- 沉淀物质的量最大：2Al3+3Ba2+3SO42-+6OH-=2Al(OH)3+3BaSO4 沉淀质量最大：Al3+2Ba2+2SO42-+4OH-=Al(OH)4-+2BaSO4 7 离子浓度关系Ca(HCO3)2和NaOH NaHSO4和Ba(OH)2 FeBr2溶液中通入Cl2 KAl(SO4)2和Ba(OH)2