化学方程式

石蜡的燃烧

文字表达式

$$ \text{石蜡 + 氧气} \xrightarrow{\text{点燃}} \text{水 + 二氧化碳} $$

加热氧化汞

文字表达式

$$ \text{氧化汞} \xrightarrow{\text{加热}} \text{汞 + 氧气} $$

化学方程式

$$ \mathrm{HgO} \xlongequal{\Delta} \mathrm{Hg + O_2 \uparrow} $$

氧化反应

文字表达式

$$ \text{红磷 + 氧气} \xrightarrow[]{\text{点燃}} \text{五氧化二磷} $$

$$ \text{碳 + 氧气} \xrightarrow[]{\text{点燃}} \text{二氧化碳} $$

$$ \text{硫 + 氧气} \xrightarrow[]{\text{点燃}} \text{二氧化硫} $$

$$ \text{铁 + 氧气} \xrightarrow[]{\text{点燃}} \text{四氧化三铁} $$

化学方程式

$$ \mathrm{4P + 5O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{2P_2O_5} $$

$$ \mathrm{C + O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{CO_2} $$

$$ \mathrm{S + O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{SO_2} $$

$$ \mathrm{3Fe + 2O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{Fe_3O_4} $$

实验室制备氧气的方法

文字表达式

$$ \text{高锰酸钾} \xrightarrow[]{\text{加热}} \text{锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气} $$

$$ \text{氯酸钾} \xrightarrow[\text{加热}]{\text{二氧化锰}} \text{氯化钾 + 氧气} $$

$$ \text{过氧化氢} \xrightarrow[]{\text{二氧化锰}} \text{水 + 氧气} $$

化学方程式

$$ \mathrm{2KMnO_4} \xlongequal{\Delta} \mathrm{K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{2KClO_3} \xlongequal[\Delta]{\mathrm{MnO_2}} \mathrm{2KCl + 3O_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{2H_2O_2} \xlongequal{\mathrm{MnO_2}} \mathrm{2H_2O + O_2 \uparrow} $$

带电的原子团

带电的原子团名称	带电的原子团化学式	带电的原子团组成物质的名称	带电的原子团组成物质的化学式
氢氧根离子	$\mathrm{OH^-}$	氢氧化钠	$\mathrm{NaOH}$
硝酸根离子	$\mathrm{NO^-_3}$	硝酸	$\mathrm{HNO_3}$
硫酸根离子	$\mathrm{SO^{2-}_4}$	硫酸	$\mathrm{H_2SO_4}$
碳酸根离子	$\mathrm{CO^{2-}_3}$	碳酸钠	$\mathrm{Na_2CO_3}$
铵根离子	$\mathrm{NH^+_4}$	氯化铵	$\mathrm{NH_4Cl}$
磷酸根离子	$\mathrm{PO^{3-}_4}$	磷酸	$\mathrm{H_3PO_4}$
亚硝酸根离子	$\mathrm{NO^-_2}$	亚硝酸钠	$\mathrm{NaNO_2}$
亚硫酸根离子	$\mathrm{SO^{2-}_3}$	亚硫酸钠	$\mathrm{Na_2SO_3}$
锰酸根离子	$\mathrm{MnO_4^{2-}}$	锰酸钾	$\mathrm{K_2MnO_4}$
高锰酸根离子	$\mathrm{MnO^-_4}$	高锰酸钾	$\mathrm{KMnO_4}$

水的反应

文字表达式

$$ \text{水} \xrightarrow{\text{通电}} \text{氢气 + 氧气} $$

$$ \text{氢气 + 氧气} \xrightarrow{\text{点燃}} \text{水} $$

化学方程式

$$ \mathrm{2H_2O} \xlongequal{\text{通电}} \mathrm{2H_2 \uparrow + O_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{2H_2 + O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{2H_2O} $$

质量守恒定律

文字表达式

$$ \text{铁 + 硫酸铜} \rightarrow \text{铜 + 硫酸亚铁} $$

$$ \text{碳酸钠 + 盐酸} \rightarrow \text{氯化钠 + 水 + 二氧化碳} $$

化学方程式

$$ \mathrm{Fe + CuSO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{Cu + FeSO_4} $$

$$ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow} $$

碳的还原性

化学方程式

$$ \mathrm{2CuO + C} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{2Cu + CO_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{2Fe_2O_3 + 3C} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{2Fe + 3CO_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{CO_2 + C} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{2CO} $$

制备二氧化碳的方法

化学方程式

$$ \mathrm{H_2CO_3} \xlongequal{\quad} \mathrm{H_2O +CO_2 \uparrow} $$

$$ \mathrm{CaCO_3 + 2HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow} $$

验证二氧化碳气体（即澄清石灰水）

化学方程式

$$ \mathrm{CO_2 + Ca(OH)_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{CaCO_3 \downarrow + H_2O} $$

一氧化碳的还原性

化学方程式

$$ \mathrm{CO + CuO} \xlongequal{\Delta} \mathrm{Cu + CO_2} $$

$$ \mathrm{3CO + Fe_2O_3} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{2Fe + 3CO_2} $$

$$ \mathrm{4CO + Fe_3O_4} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{3Fe + 4CO_2} $$

一氧化碳的可燃性

化学方程式

$$ \mathrm{2CO + O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{2CO_2} $$

澄清石灰水的配置

化学方程式

$$ \mathrm{CaO + H_2O} \xlongequal{\quad} \mathrm{Ca(OH)_2} $$

该反应会释放大量的热。

简易灭火器

反应速率极快制造 $\mathrm{CO_2}$。

化学方程式

$$ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{2NaCl + H_2O + CO_2 \uparrow} $$

燃料

化学方程式

$$ \mathrm{CH_4 + 2O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{2H_2O + CO_2} $$

$$ \mathrm{C_2H_5OH + 3O_2} \xlongequal{\text{点燃}} \mathrm{3H_2O + 2CO_2} $$

金属的活动性

$$ \xrightarrow[\text{金属的活动性从强到弱排序}]{\large\text{K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au}} $$

实验室制氢气

化学方程式

$$ \mathrm{Zn+H_2SO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{H_2 \uparrow + ZnSO_4} $$

常见的置换反应

氢前金属可以和酸置换出氢气，活动性较强的金属可以从酸中置换出活动性较弱的金属。

盐的定义：金属离子和酸根离子（包含 $\mathrm{Cl^-}$）组成的化合物。

化学方程式

$$ \mathrm{Cu + 2AgNO_3} \xlongequal{\quad} \mathrm{2Ag + Cu(NO_3)_2} $$

$$ \mathrm{Fe + CuSO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{Cu + FeSO_4} $$

酸的化学性质

酸具有相似化学性质的原因：酸在水中都能解离出 $\mathrm{H^+}$。

1. 酸与指示剂：使紫色石蕊溶液变红，无色酚酞溶液不变色。

2. 酸与活泼金属：$\text{酸 + 金属} \rightarrow \text{盐 + 氢气}$（置换反应，氢前金属）$$ \mathrm{Zn + H_2SO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{ZnSO_4 + H_2 \uparrow} $$

3. 酸与金属氧化物：$\text{酸 + 金属氧化物} \rightarrow \text{盐 + 水}$（元素化合价不变）$$ \mathrm{Fe_2O_3 + 6HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{2FeCl_3 + 3H_2O} $$$$ \mathrm{CuO + H_2SO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{CuSO_4 + H_2O} $$

4. 酸与碱：$\text{酸 + 碱} \rightarrow \text{盐 + 水}$

   $$ \mathrm{NaOH + HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{NaCl + H_2O} $$

5. 酸与盐：$\text{酸 + 盐} \rightarrow \text{新酸 + 新盐}$（要求：生成物中有气体或沉淀或水）$$ \mathrm{CaCO_3 + 2HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{CaCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow} $$

浓硫酸

浓硫酸（浓度为 $98\%$，密度约为 $1.84\mathrm{g/mL}$）的三条性质：吸水性（物理性质）、脱水性（化学性质）、强腐蚀性（化学性质）。

稀硫酸不具有以上三点。

如果浓硫酸沾到皮肤或衣服上，立即用大量水冲洗，再涂上 $3\% \sim 5\%$ 的碳酸氢钠（化学式 $\mathrm{NaHCO_3}$）溶液。

浓盐酸

化学方程式

浓盐酸可以给氧化铁除锈。$$ \mathrm{Fe_2O_3 + 6HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{2FeCl_3 + H_2O} $$

$$ \mathrm{CuO + 2HCl} \xlongequal{\quad} \mathrm{CuCl_2 + H_2O} $$

氢氧化钠

化学方程式

氢氧化钠会和吸水易潮解，且会与空气中的二氧化碳反应，所以需要密封保存。$$ \mathrm{2NaOH + CO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{Na_2CO_3 + H_2O} $$

如果氢氧化钠溶液沾到皮肤或衣服上，立即用大量水冲洗，再涂上的硼酸（化学式 $\mathrm{H_3BO_3}$）溶液。

工业制取氢氧化钠：电解食盐水。$$ \mathrm{2NaCl + 2H_2O} \xlongequal{\text{通电}} \mathrm{2NaOH + Cl_2 \uparrow + H_2 \uparrow} $$ 实验室制取少量氢氧化钠。$$ \mathrm{Na_2CO_3 + Ca(OH)_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{2NaOH + CaCO_3 \downarrow} $$

氢氧化钙

氢氧化钙微溶于水，在水中的溶解度随着温度的升高而减小。

化学方程式

高温煅烧石灰石得到氧化钙。$$ \mathrm{CaCO_3} \xlongequal{\text{高温}} \mathrm{CaO + CO_2 \uparrow} $$

将氧化钙溶于水中。

$$ \mathrm{CaO + H_2O} \xlongequal{\quad} \mathrm{Ca(OH)_2} $$

该反应会大量放热，自热火锅发热包的原理。

碱的化学性质

碱具有相似化学性质的原因：碱在水中都能解离出 $\mathrm{OH^-}$。

1. 碱与指示剂：使紫色石蕊溶液变蓝，无色酚酞溶液变红。（难溶于水的碱无法使指示剂变色）

2. 碱与部分金属氧化物：$\text{碱 + 非金属氧化物} \rightarrow \text{盐 + 水}$（非基本反应类型）$$ \mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{CaCO_3 \downarrow + H_2O} $$ （用于检验二氧化碳）$$ \mathrm{2NaOH + CO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{Na_2CO_3 + H_2O} $$ （用于吸收二氧化碳）$$ \mathrm{2NaOH + SO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{Na_2SO_3 + H_2O} $$$$ \mathrm{2NaOH + SO_3} \xlongequal{\quad} \mathrm{Na_2SO_4 + H_2O} $$$$ \mathrm{2NaOH + SiO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{Na_2SiO_3 + H_2O} $$$$ \mathrm{Ba(OH)_2 + CO_2} \xlongequal{\quad} \mathrm{BaCO_3 \downarrow + H_2O} $$

   要求：碱可溶；非金属氧化物常为 $\mathrm{CO_2}$、$\mathrm{SO_2}$、$\mathrm{SO_3}$、$\mathrm{SiO_2}$ 等，不可为 $\mathrm{CO}$、$\mathrm{NO}$。

3. 碱与酸：$\text{酸 + 碱} \rightarrow \text{盐 + 水}$

4. 碱与盐：$\text{碱 + 盐} \rightarrow \text{新碱 + 新盐}$（要求：碱可溶；生成物中有气体或沉淀或水）

   	化学方程式	现象
   氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液	$\mathrm{2NaOH + CuSO_4} \xlongequal{\quad} \mathrm{Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4}$	产生蓝色沉淀
   氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液	$\mathrm{Ca(OH)_2 + Na_2CO_3} \xlongequal{\quad} \mathrm{2NaOH + CaCO_3 \downarrow}$	产生白色沉淀
   氢氧化钾溶液与氯化铁溶液	$\mathrm{KOH + FeCl_3} \xlongequal{\quad} \mathrm{Fe(OH)_3 \downarrow + 3KCl}$	产生红褐色沉淀

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高中部分。

分散质粒子直径小于 $1\ \mathrm{nm}$ 为溶液，$1 \sim 100\ \mathrm{nm}$ 为胶体，大于 $100\ \mathrm{nm}$ 为浊液。

制备氢氧化铁胶体

$$ \mathrm{FeCl_3 + 3H_2O} \xlongequal{\Delta} \mathrm{Fe(OH)_3 \text{（胶体）} + 3HCl} $$

注意不能用 $\mathrm{FeCl_3 + 3NaOH} \xlongequal{\quad} \mathrm{Fe(OH)_3 \downarrow + 3NaCl}$，因为会产生红褐色沉淀。