高中化学必修一 第一章
物质及其变化 | 学习笔记
第一节 物质的分类及转化
一、 物质的分类
1. 分类方法
- 树状分类法：对同类事物进行再分类（如：纯净物 → 单质/化合物）。
- 交叉分类法：从不同角度分类（如：\(Na_2CO_3\) 既是钠盐，又是碳酸盐）。
2. 关键概念
- 同素异形体：由同一种元素形成的几种性质不同的单质（如石墨与金刚石）。
- 酸性氧化物：与碱反应生成盐和水（如 \(CO_2, SO_3\)）。
- 碱性氧化物：与酸反应生成盐和水（如 \(CaO, Fe_2O_3\)）。
二、 分散系及其分类
| 分类 | 溶液 | 胶体 | 浊液 |
|---|---|---|---|
| 粒子直径 | < 1 nm | 1 ~ 100 nm | > 100 nm |
| 稳定性 | 稳定 | 介稳定 | 不稳定 |
| 特征性质 | 均一透明 | 丁达尔效应 | 静置分层/沉淀 |
重点实验：\(Fe(OH)_3\) 胶体的制备
- 操作：向沸腾的蒸馏水中逐滴加入饱和 \(FeCl_3\) 溶液。
- 现象：液体变为红褐色。
- 方程式：
$$FeCl_3 + 3H_2O \xrightarrow{\Delta} Fe(OH)_3(\text{胶体}) + 3HCl$$
- 注意：不可过度加热，不可搅拌（防止聚沉）。
三、 物质的转化
单质到盐的转化链（钙系列）：
$$Ca \xrightarrow{O_2} CaO \xrightarrow{H_2O} Ca(OH)_2 \xrightarrow{HCl} CaCl_2$$
非金属转化链（碳系列）：
$$C \xrightarrow{O_2} CO_2 \xrightarrow{H_2O} H_2CO_3 \xrightarrow{Ca(OH)_2} CaCO_3$$
第二节 离子反应
一、 电解质与电离
- 电解质：在水溶液或熔融状态下能导电的化合物（如酸、碱、盐）。
- 电离：产生自由移动离子的过程。
$$Na_2SO_4 = 2Na^+ + SO_4^{2-}$$
二、 离子反应与方程式
1. 发生条件（复分解型）： 生成沉淀、放出气体、或生成水。
2. 离子方程式的书写步骤（拆分规则是核心）：
拆分口诀： 强酸、强碱、可溶盐，拆成离子向天看；单质、氧化、难溶、水，保留化学式写在反。
- 例： \(Na_2SO_4\) 与 \(BaCl_2\) 反应
$$Ba^{2+} + SO_4^{2-} = BaSO_4\downarrow$$
- 例： \(CaCO_3\) 与 盐酸 反应（\(CaCO_3\) 难溶，不拆）
$$CaCO_3 + 2H^+ = Ca^{2+} + H_2O + CO_2\uparrow$$
第三节 氧化还原反应
一、 本质与特征
- 特征： 元素化合价发生变化。
- 本质： 电子的转移（得失或偏移）。
二、 氧化剂与还原剂
四字真言（必背）：
升 — 失 — 氧 — 还 （化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂）
降 — 得 — 还 — 氧 （化合价降低，得电子，被还原，作氧化剂）
常见物质：
- 常见氧化剂：\(O_2, Cl_2\), 浓 \(H_2SO_4, HNO_3, KMnO_4, FeCl_3\)。
- 常见还原剂：活泼金属 (Fe, Al), \(H_2, C, CO\)。
⚗️ 实验总结 (必考)
1. 胶体的鉴别：
- 利用丁达尔效应：用激光笔照射液体，若有光亮通路则为胶体。
2. 离子共存判断：
- 凡是能发生反应（生成沉淀、气体、水、或氧化还原）的离子不能大量共存。
- 注意溶液颜色（如 \(Fe^{3+}\) 黄色，\(Cu^{2+}\) 蓝色）和酸碱性环境。