物质及元素推断¶
定义¶
性质¶
性质本身是能力、本领、也可以说是对外所起的作用，是物质或体系呈现给客观世界的一种形象或状态。
对于化学性质有哪些，没有确定的结论，一般认为发生化学变化中才表现出来的性质就是化学性质；没有发生化学变化就表现出来的性质是物理性质。
物质的分类¶
分类标准¶
纯净物注意：
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化学式相同，并不一定就是纯净物。
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高聚物，又称高分子化合物，由于其分子中的链节数目不同，相对分子质量也不同，因此高聚物一定是混合物。
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水合盐又称结晶水合物，组成确定、性质确定，属于纯净物。
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均匀不能成为判定是否为纯净物的依据，例如气体和互溶的液体。
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同一物质、不同状态的物质混在一起，仍然属于化学上的纯净物。
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除高聚物之外，凡是使用化学式表示的物质都是按照纯净物来对待和使用的。
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一般不认为光或热为能量，不属于物质，就像单质不属于电解质和非电解质范畴一样。
混合物中对应的不同成分一定具有不同的性质，特别是物理性质，可以用物理方法鉴别和分离。有时物理状态相同，不便分离。但因化学性质明显不同，可以先行化学方法转化成为不同状态，再用物理方法分离。高考中的化工流程题多数都是考查利用化学性质转化为不同状态而分离的。
氧化物¶
氧化物相关：
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氧化物：一种元素和氧元素组成的化合物。
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金属氧化物：一种金属和氧元素组成的化合物。
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非金属氧化物：一种非金属和氧元素组成的化合物。
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酸性氧化物：与碱反应只生成一种盐的氧化物。
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碱性氧化物：与碱反应只生成一种酸的氧化物。
辨析：
- 碱性氧化物一定是金属氧化物，酸性氧化物主要是非金属氧化物。
- 金属氧化物主要是碱性氧化物，非金属氧化物主要是酸性氧化物。
经典特例：
| 金属氧化物 | 非金属氧化物 | |
|---|---|---|
| 酸性氧化物 | 特例：\(\ce{Mn2O7}\) 七氧化二锰 | 通常 |
| 碱性氧化物 | 通常 | 不存在 |
此外，还有：
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特殊氧化物：与酸和碱反应不只生成一种盐的，例如 \(\ce{Na2O2,Fe3O4}\)。
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不成盐氧化物：不与酸和碱（通性）反应的，例如 \(\ce{NO,CO}\)。
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两性氧化物：两性金属对应的氧化物。
氧化物形式表达：
- 咕咕咕。
酸概述¶
非氧化性酸通性：
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与酸碱指示剂作用。
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与氢前金属反应生成氢气和盐。
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与金属氧化物反应生成水和盐。
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与部分盐发生复分解反应。
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本质：电离出的氢离子。
酸的特征：
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强制弱：强酸制弱酸。
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难挥发性酸制易挥发性酸：
-
常见难挥发性酸：硫酸、磷酸。
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常见易挥发性酸：卤化氢、硝酸。
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\(\ce{NaCl + H2SO4 -> HCl}\)。
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\(\ce{NaBr + H3PO4 -> HBr}\)。
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氧化性：浓硫酸、浓硝酸等具有强氧化性。
碱概述¶
碱的通性：
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与酸碱指示剂作用。
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与酸性氧化物反应生成盐。
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与酸反应生成水和盐。
-
与部分盐发生复分解反应。
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本质：电离出的氢氧根离子。
碱的特征：
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强制弱：强碱制弱碱，通常倾向于沉淀。
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很多碱都易潮解，这与其结构有关。
盐概述¶
碱的通性：
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与某些酸、碱发生复分解反应。
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与某些金属单质发生置换反应。
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与某些盐发生复分解反应。
离子和沉淀颜色：
CrO4^2- 黄色
Cr2O7^2- 橙红色
分散系¶
分散系的定义¶
若干种物质，分散在另外若干种物质中所得到的体系（混合物），称为分散系。
| 溶液 | 胶体 | 浊液 | |
|---|---|---|---|
| 粒子直径 | \(\pu{0\sim1nm}\) | \(\pu{1\sim100nm}\) | \(\pu{100\sim nm}\) |
| 外观表现 | 均一、稳定 | 较均一、较稳定 | 不均一、不稳定 |
| 粒子种类 | 分子、粒子 | 大分子、小分子集合体 | 固体粒、小液滴 |
胶体的性质¶
胶体根据其分散剂的状态，分为：
-
气溶胶：云、雾、烟等。
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液溶胶：蛋白质溶液、淀粉溶液、氢氧化铁胶体等。
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固溶胶：有色玻璃、宝石等。
其性质有：
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丁达尔效应：
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现象：一束光通过胶体时，留下一条光亮的通路。
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原因：胶体粒子对光的散射。
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用途：鉴别溶液和胶体（非本质区别）。
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渗析：
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作用：分离胶体和溶液，提纯胶体。
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原因：半透膜可让溶液通过，不可让胶体通过。
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电泳：
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原因：胶体粒子吸附阴阳离子而带上电荷。
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现象：在电场中，胶粒会发生定向移动。
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距离：\(\ce{Fe(OH)3}\) 胶粒带正电（胶体不带电，电中性）。
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应用：静电除尘。
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介稳性与聚沉：
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介稳性：介于稳定与不稳定之间。
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聚沉：加电解质、加电性相反的胶粒、加热或搅拌。
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应用：点豆腐，三角洲的形成（淡水与海水的混合）。
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根据反应推断¶
焰色反应¶
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定义：某些金属元素（游离态或化合态）在灼烧时火焰呈现特殊的颜色。
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本质：电子的跃迁与回落，为元素的物理性质。
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用途：限制使用、用于鉴别，用铁丝或铂丝，使用稀盐酸洗净。
不同元素的焰色：
| 元素 | 颜色 |
|---|---|
| \(\ce{Li}\) | 紫红色 |
| \(\ce{Na}\) | 黄色 |
| \(\ce{K}\) | 紫色（透过蓝色钴玻璃，滤掉黄光） |
| \(\ce{Ca}\) | 砖红色 |
| \(\ce{Sr}\) | 洋红色 |
| \(\ce{Ba}\) | 黄绿色 |
| \(\ce{Cu}\) | 绿色 |
不同颜色的常见波长：
| 颜色 | 波长 |
|---|---|
| 红 | \(\pu{620nm \sim760nm}\) |
| 橙 | \(\pu{592nm \sim620nm}\) |
| 黄 | \(\pu{578nm \sim592nm}\) |
| 绿 | \(\pu{500nm \sim578nm}\) |
| 青 | \(\pu{464nm \sim500nm}\) |
| 蓝 | \(\pu{446nm \sim464nm}\) |
| 紫 | \(\pu{400nm \sim446nm}\) |
非水溶液置换¶
Mg + CO2
Cl2 + HI(g)
Fe + H2O(g)
C + H2O -> CO + H2
根据结构推断¶
微粒的电子总数¶
十电子微粒：
十八电子微粒：
二电子微粒：
十四电子微粒：
常见配位数配合物¶
六配位：
| 名称 | 化学式 | 名称 | 化学式 |
|---|---|---|---|
| 亚铁(II)氰酸根 | \(\ce{[Fe(CN)6]^4-}\) | 铁(III)氰酸根 | \(\ce{[Fe(CN)6]^3-}\) |
| 六氟合钴(III)酸根 | \(\ce{[CoF6]^3-}\) | 六氟合铬(III)酸根 | \(\ce{[CrF6]^3-}\) |
| 六氟合锰(IV)酸根 | \(\ce{[MnF6]^2-}\) | 六氟合铂(IV)酸根 | \(\ce{[PtF6]^2-}\) |
| 六氟合锰(IV)酸根 | \(\ce{[MnF6]^2-}\) | 六氟合铂(IV)酸根 | \(\ce{[PtF6]^2-}\) |
| 六氟合磷(VI)酸根 | \(\ce{[PF6]^-}\) | 六氟合砷(VI)酸根 | \(\ce{[AsF6]^-}\) |
核反应方程式¶
根据反应前后质子、中子（及电子）守恒，即质量数（左上角）、质子数（左下角）加和相等，判断元素序数。
人们常采用较短小精简的符号描述核反应，许多质量轻的粒子常缩写，例如 p 代表质子，n 代表中子，d 代表氘（\(\ce{^2H}\) 核，一个中子一个质子），\(\alpha\) 代表 \(\alpha\) 粒子（\(\ce{^4He}\) 核，两个中子两个质子），\(\beta\) 代表 \(\beta\) 粒子（电子），\(\gamma\) 代表 \(\gamma\) 光子。
未成对电子个数¶
有 \(1\) 个未成对电子：
| 未成对轨道 | 价电子通式 | 对应元素 |
|---|---|---|
| \(\rm{s}\) | \(\el ns1\) | \(\ce{H,Li,Na,K}\) |
| \(\rm{p}\) | \(\el ns2\el np1\) | \(\ce{B,Al,Ga}\) |
| \(\el ns2\el np5\) | \(\ce{F,Cl,Br}\) | |
| \(\rm{d}\) | \(\el{(n-1)}d1\el ns2\) | \(\ce{Sc}\) |
| \(\el{(n-1)}d{10}\el ns1\) | \(\ce{Cu}\) |
有 \(2\) 个未成对电子：
| 未成对轨道 | 价电子通式 | 对应元素 |
|---|---|---|
| \(\rm{p}\) | \(\el ns2\el np2\) | \(\ce{C,Si,Ge}\) |
| \(\el ns2\el np4\) | \(\ce{O,S,Se}\) | |
| \(\rm{d}\) | \(\el{(n-1)}d2\el ns2\) | \(\ce{Ti}\) |
| \(\el{(n-1)}d8\el ns2\) | \(\ce{Ni}\) |
有 \(3\) 个未成对电子：
| 未成对轨道 | 价电子通式 | 对应元素 |
|---|---|---|
| \(\rm{p}\) | \(\el ns2\el np3\) | \(\ce{N,P,As}\) |
| \(\rm{d}\) | \(\el{(n-1)}d3\el ns2\) | \(\ce{V}\) |
| \(\el{(n-1)}d7\el ns2\) | \(\ce{Co}\) |
有 \(4\sim6\) 个未成对电子：
-
有 \(4\) 个未成对电子：\(\ce{Fe}\)。
-
有 \(5\) 个未成对电子：\(\ce{Mn}\)。
-
有 \(6\) 个未成对电子：\(\ce{Cr}\)（最多）。
有 \(0\) 个未成对电子：
-
\(\rm s\) 区：IIA。
-
\(\rm ds\) 区：IIB。
-
\(\rm p\) 区：〇族。
金属的分类¶
金属单质¶
金属的通性：
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与非金属单质（氧气、氯气）。
-
活泼金属和水的反应。
-
氢前金属和非氧化性酸的反应。
-
银前金属和硝酸等氧化性酸的反应。
-
金属和盐发生的置换反应。
金属的物理性质：
-
熔点：最低的 Hg 汞，最高的 W 钨（用于钨丝灯泡）。
-
延展性：延性最强 Pt 铂（铂丝），展性最强 Au 金（金箔）。
-
导电能力排序：\(\ce{Ag,Cu,Ag,Al}\)，其中银一般仅用于要求极高的场景。
-
室内导线常用铜，室外常用铝（致密氧化膜，防止进一步氧化）。
合金概述¶
合金的性质如下：
-
硬度高于任一成分。
-
熔点低于任一成分。
合金的分类如下：
-
黑色金属：铁、铬、锰及其合金。
-
有色金属。
金属冶炼¶
按照活动性顺序：
-
\(\ce{K,Ca,Na,Mg}\)：通常电解其熔融氯化物。
-
\(\ce{Al}\)：其氯化物不导电，通常电解氧化物（加入冰晶石）。
-
\(\ce{Zn,Fe,Cu}\)：通常用 \(\ce{C,CO,H2}\) 还原。
-
\(\ce{Hg}\)：氧化物高温分解，单质与氧气加热化合。
-
\(\ce{Au}\)：自然界多游离态，富集。
-
贵重金属、高熔点金属常用铝热反应或与钠单质熔融还原制得。
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