第一章基 本 概 念
(二) 复习要点
1 物质的组成、分类和通性
(1) 物质的组成
从微观粒子的角度看，物质是由原子、离子、分子组成。这些微观粒子通过不同的作用进而形成宏观的具体物质即金属、非金属的单质及其化合物，如表1－1所示。
表1－1
| 类型 | 构成的微粒 | 固态时的晶型 | 实例 |
| (1)由分子构成的物质 | 分子：保持物质化学性质的一种微粒 | 分子晶体 | 氧气、氢气、卤素、硫、白磷、气态氢化物、部分酸酐、酸类和有机物等 |
| (2)由离子构成的物质 | 离子：带有电荷的原子或原子团 | 离子晶体 | 多数盐类、强碱类和低价金属的氧化物等 |
| (3)由原子构成的物质 | 原子：是化学变化中的最小微粒 | 原子晶体 | 金刚石、石墨、晶体硅和二氧化硅等 |
| (4)由金属离子和自由电子构成的物质 | 金属离子和自由电子 | 金属晶体 | 钠、镁、铝、铁、铜等 |
(2) 物质的分类
① 混合物：由几种互不发生化学反应的物质混合而成，也没有固定的熔点与沸点，因此可根据它们各自的物理性质进行分离，如：
溶解性不同的物质，可用溶解过滤的方法分离。
液态混合物中各成分的沸点不同，可用分馏的方法分离。
如混合物中各成分在不同的溶剂中溶解性不同，可用萃取的方法分离。
依据混合物中微粒大小的不同，可用渗析的方法分离。
②
纯净物：除去金属、非金属、稀有气体等单质外，主要的无机化合物见表1－2。
(3) 物质的变化
物理变化与化学变化的根本区别是：化学变化中有新物质生成，同时伴随有能量的变化，如同素异形体间的相互转化；结晶水化物与无水物间的相互转化仍属化学变化。
胶体的凝结：如向Fe(OH)3胶体溶液中加入MgSO4时，SO42-中和Fe(OH)３所带的正电荷，才发生胶体粒子凝结现象，没有新物质生成，则属物理变化。
(4) 物质的通性
物质的通性是在物质间相互反应的情况下确定的，所以图1－1的八点图，既能反映出物质间相互反应的基本规律，又能指出各类物质的通性，在使用八点图时应该注意一般性中的特殊性。
如：① 碱金属和盐溶液反应不会置换出新金属
2Na+CuSO4+2H2O=Na2SO4+Cu(OH)2↓＋H２↑
② 不是非金属都能和碱反应生成盐和水。常见的是：
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O
③ 具有混合价态的氧化物也可溶于强酸，但反应产物不同。
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2+4H2O
④ 活泼金属与稀HNO3反应不会产生氢气
4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
⑤ 稳定酸的酸式盐与弱酸的酸式盐也可发生反应：
NaHSO4+NaHCO3=Na2SO4+H2O+CO2↑
⑥ 非金属和盐溶液反应通常是在卤素和卤化物间进行的。
这些个别问题，将从离子反应与氧化－还原反应的规律中得到解决。
2 常用的重要化学量
主要是指物质的量、物质的摩尔质量、气体的摩尔体积和溶液的物质的量浓度。
(1) 物质的量。物质的量是指构成物质的微观粒子(可以是原子、分子、离子)的堆量，堆量的特定数值为阿佛加德罗常数，通常指602×1013个粒子的集合体的量，单位为摩尔(mol)，当具体的指明是哪种物质的微粒时，自然导出摩尔质量的概念(g/mol)。
(2) 1mol任何气体在标准状况下占有的体积约为224L，1L气体的质量即气体密度(g/L)，而224L质量在数值上即该气体分子的相对质量即相对分子质量。
依同温同压下同体积的气体含有相同数目的分子，此时气体间的质量之比即气体的分子量之比，因而导出气体的相对密度，也可用于确定气体分子的相对质量。
(3) 溶液的物质的量浓度是指单位体积即1L溶液中所含溶质的物质的量的多少(mol／L)，其优点在于反应物的物质的量之比符合反应物的系数比时，可以完全反应，而溶质的物质的量等于溶液的体积乘以溶液的物质的量浓度。
总之，在化学计算中由于反应物与生成物的系数比即它们的物质的量之比，因此可依反应中的关系式与关系量进行计算，使解题过程化繁为简。
物质的量(mol)与一些基本量的相互关系见表1－3。
3 重要的化学反应
(1) 离子反应
离子反应通常是指碱、酸、盐溶液间的复分解反应(在氧化－还原反应中有离子参加的也可以说是离子反应)，其发生的条件是：
当反应产生难溶的电解质、弱电解质或生成气体时，都能使溶液中某些离子的浓度减小，使反应向正方向进行。
离子反应以离子方程式表示，既可以看出反应的实质，又可表示出反应的规律，书写时应注意对难溶的电解质、弱电解质、气态物质无论是反应物或生成物，都要用化学式表示。
只有固体盐和固体碱或固体盐与浓H2SO4反应时用化学方程式表示；微溶的电解质，只有在浓溶液中反应，才出现浑浊或沉淀，如：
(2) 盐类水解
盐类水解也是离子反应，是盐的离子和水分子反应使水的电离平衡发生了移动，改变了溶液中H+或OH-的浓度，使溶液呈酸性、碱性，也有呈中性的，如CN3COONH4水解出的CH3COOH和NH3·H2O的酸碱性的强弱相近而呈中性。
对于以下常见离子的水解必需非常熟悉：
阳离子：NH4＋、Cu2+、Al3+、Fe3+
阴离子：CO32-、HCO3-、S2-、AlO2-
水解是中和的逆过程，是吸热反应，一般水解的程度都很小，看不到有气泡或沉淀，说明水解是可逆反应，存在水解平衡，所以水解方程式应用"
"表示，只有促进水解达到完全时才用"="表示，如：
值得注意的是当两种水解情况相反的盐溶液混合时，常出现完全水解，如：Al2(SO4)3和NaHCO3溶液混合。
Al2(SO4)3+6NaHCO3=3Na2SO4+2Al(OH)3↓+3CO2↑
即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO２↑
AlCl3和NaAlO2溶液混合，
AlCl3+3NaAlO2+6H2O=4Al(OH)3↓+3NaCl
即Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓
对于碱、酸、盐间的复分解反应和盐类水解情况小结见表1－4。
表1－4
| 反应物 | 反应物 | 生成物 |
| 要求 | ||
| 酸与碱 | 最普遍*，有一种可溶 | 极弱电解质--H２O |
| 酸与盐 | 高沸点酸(浓)与低沸点酸的盐(固体) 强酸与弱酸盐 盐酸与可溶性银盐；硫酸与可溶性钡盐；硫化氢与可溶性铜盐、银盐、铅盐 |
低沸点酸↑(HCl,HBr,HNO3) 弱酸(H２S，CH３COOH)、 不稳定酸(H2CO3，H2SO3) 既不溶于水，也不溶于稀强酸的AgCl↓、BaSO4↓、CuS↓、Ag2S↓、PbS↓ |
| 碱与盐 | 均可溶 | 难溶碱Fe(OH)３，Cu(OH)２，… 弱碱(NH3·H2O) 难溶盐(CaCO3,BaSO4,…) |
| 盐与盐 | 均可溶 | 难溶盐(CaCO3,BaSO4,AgCl,…) 双方水解生成弱碱［Al(OH)3↓］ 和弱酸(H2S↑，CO2↑，…) |
| 盐与水 | 可溶性盐、且是弱碱(或弱酸)盐 | 弱酸(或弱碱) |
*极弱的碱［Al(OH)3、Fe(OH)3］与极弱的酸(H２S、H２CO３、…不发生中和反应，因所生成的对应盐(如Al2S3)在水溶液中强烈，完全水解而不存在。中和反应与盐类水解互为逆反应，均为复分解反应。
(3) 氧化－还原反应
氧化－还原反应直接关系到元素及其化合物的性质、制法，又能揭示非金属元素不同价态间相互转化的规律，并应用于重要的化工生产中。
① 氧化－还原反应的特征与配平
氧化－还原反应中一定有元素价态的变化，即发生了元素间电子的得失或共用电子对的偏移，而且得失电子的总数一定相等，这就是氧化还原方程式配平的原则。
如KMnO4的酸性溶液遇FeSO4溶液，紫色立即褪去，原因是发生了以下反应。
使得失电子总数相等故配平后的化学方程式为：
10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4=5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+8H2O
由于是有离子参加的氧化还原反应，其离子方程式为：
5Fe2++MnO4-+8H＋=5Fe3++Mn2++4H2O
② 氧化剂和还原剂
氧化剂是指反应中可以得电子的原子、离子或含有它们的物质。氧化剂必然有氧化性，可以起氧化作用，总之凡能使电子化合价降低易被还原的物质都是氧化剂。
可作氧化剂的有：典型非金属、金属阳离子、H＋以及含有高价元素的化合物如MnO2、PbO2、HNO3，热浓H2SO4、KMnO4等。
还原剂与氧化剂的概念是对立的，凡在反应中能失去电子，化合价升高而被氧化的物质都是还原剂，可作还原剂的有：金属、非金属阴离子、H2，以及含有低价元素的化合物如：CO、NO等。
值得注意的是：具有中间价态的元素，在不同条件下既可作氧化剂又可作还原剂，如非金属单质及其中间价态的氧化物，以氮元素为例：
其中NH3只有还原性，HNO3只有氧化性、
都有双重性，下例可以看出：
③ 氧化性与还原性的强弱
氧化性、还原性的强弱不决定于得失电子数目的多少而决定于得失电子的难易，如Cu和浓HNO3反应常温就很激烈，HNO3被还原为NO2↑，Cu和稀HNO3反应则在加热时进行，HNO3则被还原为NO↑，可知浓HNO3的氧化性大于稀HNO3。
氧化性、还原性强弱的判断，可依元素周期表，金属活动顺序为依据，同一周期元素自左而右金属的还原性减弱，非金属的氧化性增强；同一主族元素自上而下金属的还原性增强，非金属的氧化性减弱。
位于金属活动顺序靠前的金属还原性强，其阳离子的氧化性则弱；活动顺序靠后的金属还原性弱，其阳离子的氧化性则强。
④ 影响氧化－还原反应的因素
a. 取决于氧化剂和还原剂的相对强弱
在金属活动顺序表中，位于前面的金属可以还原位于后面金属阳离子。例如，还原性较弱的银原子，不能跟氧化性较弱的Cu2+反应，而还原性较强的铁原子则可跟Cu2+发生氧化－还原反应。
相邻价态的同种元素间不发生氧化－还原反应，只有相间隔价态之间才有可能反应。例如，
铁原子具有还原性，跟氧化性很弱的Fe2+不反应，跟氧化性稍强的Fe3+
(与
是相间隔的价态)就能发生反应。
2FeCl3+Fe=3FeCl2
又如，
的价态相邻。
因此可以用强氧化性的浓H2SO4去干燥以还原性为主的SO2。C与CO或CO与CO2它们不反应，而C与CO2(价态有间隔)在高温下能反应而生成CO。
b. 浓度对氧化－还原反应的影响
Cu跟浓HNO３反应生成物之一是NO2；而Cu跟稀HNO３反应生成物之一是NO。
浓度大时氧化剂的氧化性强，还原剂的还原性也强。如高锰酸钾是强氧化剂，它与浓盐酸能反应生成Cl２，但MnO２的氧化性不如KMnO４，所以它要和浓ＨＣｌ共热才能反应生成Ｃｌ２。
c. 酸、碱条件的影响
当MnO4-氧化Fe2+，往往需在酸性介质中进行，因为氧化剂中的氧常需要跟H+相结合。
MnO4-+8H＋+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
又如S2-与SO32-在盐溶液相遇，可视为不发生反应，但在加入酸之后，它们立即反应而析出硫。Fe2+与NO3-能组成Fe(NO３)２，但加酸则NO3-的氧化性加强，立即将Fe2+氧化成Fe3+。用FeCl３腐蚀铜板，酸化的浓ＦｅＣｌ３效果更好。
d. 温度对氧化－还原反应的影响
温度愈高，则氧化剂的氧化性愈强，还原剂的还原性也愈强。由此可理解许多氧化－还原反应的发生条件，需要加热。例如，CuO与H２反应需加热，因温度高时，CuO氧化性加强，H２的还原性也加强，故反应容易。升温除上述原因外还有使反应速度加快等效果。
4 溶液和胶体
(1) 溶液
溶液的特征：均匀、稳定、澄清，以其分散在溶液的微粒小于直径为10-9ｍ所致。
溶液的形成时既有物理过程即分子、离子的扩散，又有化学过程，指电解质的电离与离子的水化，所以溶液是介于混合物与化合物间的一种均一状态的混合物。
① 饱和溶液、溶解度和结晶
饱和溶液是指温度一定，溶剂量一定，所能溶解溶质达到最大限量的溶液，如规定溶剂水是100g，温度一定，溶解进行到饱和时，所含溶质的质量，即该溶质在此温度下的溶解度。应该指出盐类的溶解度是指无水盐。
从饱和溶液中析出晶体的条件有三：蒸发溶剂、降低温度、引入晶种，满足条件之一就可析出晶体，如果盐类溶解时，形成的水化物稳定，那么析出的晶体就含有一定量的结晶水。
② 风化和潮解
有的晶体常温在干燥的空气中，可缓慢地脱去结晶水，此种现象叫风化，有的晶体可以吸收空气中的水分而逐渐溶解，此种现象叫潮解。
③ 溶液的百分比浓度即溶质的质量分数与溶质的物质的量浓度间的换算，前者是溶液的质量，后者是溶液的体积，所以换算的桥梁应该是溶液的密度。
(2) 胶体
① 几种分散系的比较见表１－５。
表1－5
| 分散系 | 溶液 | 胶体 | 浊液 | |
| 比较 | 悬浊液 | 乳浊液 | ||
| 分散质微粒 | 分子、离子 | 分子集合体、高分子 | 巨大数目分子集合体 | |
| 微粒直径(ｍ) | 小于10-9 | 10-9～10-7 | 大于10-7 | |
| 主要特征均 | 一、透明、稳定，能通过滤纸与半透膜，无丁达尔现象 | 均匀、透明、较稳定，能通过滤纸不能通过半透膜，有丁达尔现象 | 浑浊、不透明，有丁达尔现象，不稳定久 置后固体沉降液体分层 | |
| 实例 | 糖水、盐水 | 氢氧化铁胶体 | 泥浆DDT乳剂 | |
② 胶体的重要性质及其应用
a. 丁达尔现象：一束强光通过胶体，在与光线垂直方向观察，可以看到一条光亮的"通路"，这叫丁达尔现象(光的散射现象)，这是胶体的光学特性，真溶液没有丁达尔现象。所以，可以用丁达尔现象区别胶体与真溶液。
b. 布朗运动：胶粒受到分散剂分子撞击，因瞬间受力不同，而作快速的"折线运动"，称为布朗运动。胶粒的布朗运动是胶体具有相对稳定性的原因之一。
c. 电泳：胶粒在外加电场作用下，会向与胶粒电性相反的电极方向移动，称为电泳，这属于物理现象。通常可以通过电泳现象确定胶粒的电性。由于胶体微粒直径小(10-9～10-7ｍ)，具有较大的表面积，有强的吸附性，在同一胶体中，同种胶粒吸附同种离子，带有相同电荷，这也是胶体具有相对稳定性的原因之二。通常金属氧化物和氢氧化物胶体微粒因吸附阳离子而带正电(如氢氧化铁胶粒吸附Fe3+而带正电)；非金属氧化物及其酸、硫化物的胶粒因吸附阴离子而带负电(如硅酸胶粒因吸附SiO32-离子而带负电)。
d. 渗析：胶体颗粒能通过滤纸，但不能通过半透膜(如肠衣、膀胱膜、玻璃纸、羊皮纸等)，而直径更小的分子、离子则可以自由通过。因此把混有离子、分子杂质的胶体放到半透膜的袋中，浸入流动的蒸馏水里，使离子、分子等杂质通过半透膜，使袋内的胶体提纯。所以，渗析可以精制胶体。
e. 凝聚：胶体的稳定性被破坏，胶粒集结变大产生沉降称为胶体的凝聚。其常用的方法有：
(a) 加电解质。电解质电离出的某种离子中和胶粒吸附的电荷，使胶粒碰撞集结发生凝聚。
(b) 加入带异性电荷的胶体。使两种带异性电荷的胶粒彼此中和其所带电荷，从而使胶粒集结发生凝聚。
(c) 加热。使胶粒及其所吸附的离子动能增大，减弱胶粒对离子的吸附能力，胶粒因碰撞集结发生凝聚。