1. 化合价与常见原子团
(1)化合价口诀
一价钾钠氯氢银,二价氧钙钡镁锌,
三铝四硅五价磷,二三铁,二四碳
二四六硫都齐全。
2. 常见原子团(根)
氢氧根:OH⁻(-1价)
硝酸根:NO₃⁻(-1价)
碳酸根:CO₃²⁻(-2价)
硫酸根:SO₄²⁻(-2价)
铵根:NH₄⁺(+1价)
由原子直接构成的物质:金属(如铁、铜)、稀有气体(如氦、氖)、部分固态非金属(如金刚石、石墨)
(2)分子与原子的性质
物理变化中,分子本身不变;化学变化中,分子可分,原子不变。
分子是保持物质化学性质的最小微粒;原子是化学变化中的最小微粒。
(3)原子的结构
原子 = 原子核 + 核外电子
原子核 = 质子(+电) + 中子(不带电,氢原子无中子)
核外电子(带负电)
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 = 原子序数
(4)核外电子分层排布规律
1. 第一层最多排2个电子
2. 第二层最多排8个电子
3. 最外层不超过8个电子(只有1层时不超过2个)
4. 元素相关知识
(1)元素的定义
元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。质子数决定元素种类。
(2)物质分类
单质:由同种元素组成的纯净物
化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物 氧化物:由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物
混合物:由两种或多种物质混合而成(如空气、溶液)
(3)元素周期表基础规律
电子层数 = 周期数
最外层电子数 = 主族数(1~8)
同一纵行(族)元素化学性质相似,由最外层电子数决定
金属元素最外层电子数<4,易失电子;非金属元素最外层电子数≥4,易得电子
5. 化学反应基础
化合反应:多变一(A + B → AB)
分解反应:一变多(AB → A + B + ...)
6. 常见气体的性质
(1)氧气
物理性质:标准状况下密度为1.429g/L,不易溶于水
化学性质:助燃性,可使带火星的木条复燃
(2)二氧化碳
物理性质:密度比空气大,能溶于水
化学性质:不支持燃烧,也不能燃烧
【与水反应】
CO₂ + H₂O = H₂CO₃
(碳酸能使紫色石蕊溶液变红)
【与澄清石灰水反应】:
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O
(氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀)
(3)氢气
物理性质:密度比空气小,难溶于水
化学性质:可燃性,燃烧时产生淡蓝色火焰,放热,生成水
二、实验类
1. 空气成分测定实验(红磷燃烧)
(1)实验原理
4P + 5O₂ 点燃 2P₂O₅
红磷燃烧消耗集气瓶内的氧气,瓶内气体减少、压强降低,打开止水夹后,水进入集气瓶,进入水的体积即为消耗氧气的体积。
(2)实验关键步骤与注意事项
1. 装置气密性良好
2. 红磷需过量,确保氧气完全消耗
3. 实验前集气瓶中加少量水(降温、吸收五氧化二磷)
4. 点燃红磷后立即伸入集气瓶并塞紧瓶塞
(3)误差分析
测量值偏小(进入水的体积小于1/5):
① 装置气密性差;② 红磷量不足;③ 未冷却至室温就打开止水夹
测量值偏大(进入水的体积大于1/5):
① 止水夹未夹紧;② 燃烧匙伸入过慢,瓶内空气受热逸出
(4)空气的组成(体积分数)
氮气:78%
氧气:21%
稀有气体:0.94%
二氧化碳:0.03%
其他气体和杂质:0.03%
2. 水的组成探究实验
(1)氢气燃烧法
原理:2H₂ + O₂ 点燃 2H₂O
现象:产生淡蓝色火焰,放热,烧杯内壁有水珠生成
结论:水由氢元素和氧元素组成
(2)电解水实验
原理:2H₂O 通电 2H₂↑ + O₂↑
现象:
① 两极均产生无色气体;
② 正极产生的气体(氧气)使燃着的木条燃烧更旺
③ 负极产生的气体(氢气)燃烧,产生淡蓝色火焰
④ 正负极气体体积比为1:2
结论:水由氢元素和氧元素组成;化学变化中分子可分,原子不可分
3. 气体的制备与收集
(1)选择发生装置
固固加热型:反应物为固体,需要加热
(如加热高锰酸钾/氯酸钾制氧气)
固液常温型:反应物为固体+液体,不需要加热
(如双氧水制氧气、大理石和稀盐酸制二氧化碳)
(3)二氧化碳的实验室制取
原料:石灰石/大理石(CaCO₃)和稀盐酸(不用浓盐酸:易挥发氯化氢气体,使CO₂不纯;不用硫酸:反应生成的硫酸钙CaSO₄微溶,覆盖在石灰石表面阻止反应继续)
【收集方法】:向上排空气法,CO₂ 密度比空气大,且能溶于水
【验满】:将燃着的木条放在集气瓶瓶口,木条熄灭,证明已收集满
【检验】:将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明是CO₂
(2)产率误差分析
产率偏低的原因:
① 粗盐未完全溶解;② 蒸发时液体飞溅;③ 精盐残留在蒸发皿/玻璃棒上未全部转移
产率偏高的原因:
① 精盐未完全蒸干,留有水分;② 滤纸破损,杂质进入滤液
三、实验题
1. 目的:明确实验要探究/制取/验证什么物质、什么性质或什么规律
2. 装置:分析发生装置、收集装置、除杂/检验装置的作用,结合气体性质判断合理性
3. 现象与结论:将现象与物质性质对应,如“使带火星木条复燃→氧气” “澄清石灰水变浑浊→二氧化碳”
2. “误差分析通用方法”
从“反应物是否足量、装置气密性、操作时机(如是否冷却、是否伸入过慢)、产物性质”四个角度分析
例:红磷燃烧实验误差,可以从装置漏气、红磷不足、未冷却、止水夹操作等角度排查
4. 化学符号的意义
如H₂O
宏观:
① 表示水这种物质
② 表示水由氢元素和氧元素组成
微观:
① 表示1个水分子
② 表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成
5.溶液与酸碱指示剂
溶液类型 |紫色石蕊溶液 |无色酚酞溶液
酸性 |变红 |不变色
碱性 |变蓝 | 变红
【误差分析】
测量值偏小:装置漏气、红磷不足、未冷却至室温就打开止水夹
测量值偏大:止水夹未夹紧、燃烧匙伸入过慢
(2)收集装置对比
排水法: O₂、H₂(难/不易溶于水)
优点:气体纯净 缺点:气体不干燥
向上排空气法: O₂、CO₂(密度比空气大)
优点:气体干燥 缺点: 气体不纯
向下排空气法:H₂、NH₃(密度比空气小)
优点:气体干燥 缺点:气体不纯
(3)二氧化碳的实验室制取
原料:石灰石/大理石(CaCO₃)+ 稀盐酸
收集:向上排空气法
验满:燃着的木条放在瓶口,木条熄灭则满
检验:通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
3. 粗盐提纯
步骤:溶解 → 过滤 → 蒸发 → 计算产率
产率偏低原因:粗盐未完全溶解、蒸发时飞溅、精盐残留
产率偏高原因:精盐未蒸干、滤纸破损
4. 实验题
1. 取样:取少量样品放入试管
2. 操作:加入试剂/加热/振荡等
3. 现象:描述颜色、沉淀、气泡等变化
4. 结论:根据现象得出结论
二、物质分类
单质:由同种元素组成的纯净物,如O₂、Fe
化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物,如H₂O、NaCl
氧化物:由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物,如CO₂、H₂O
混合物:由两种或多种物质混合而成,如空气、溶液
四、钙的化合物转化链
CaO + H₂O = Ca(OH)₂
Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + H₂O
CaCO₃ 高温 CaO + CO₂↑
【避坑指南】
1.制取CO₂ 时,不能用浓盐酸和硫酸
2.收集气体时,排水法的气体不干燥,排空气法的气体可能不纯,根据题目要求选择
3.电解水实验中,正负极气体体积比为1:2
(“正氧负氢,氢二氧一”)
4.酸碱指示剂变色规律:
酸使石蕊变红,碱使酚酞变红