2020年中考化學(xué)輔導(dǎo)：用分類(lèi)的方法研究化合物

　　由兩種或兩種以上元素組成的純凈物稱(chēng)為化合物。酸、堿、鹽、氧化物是最常見(jiàn)的化合物。酸在水中能產(chǎn)生H＋，能與堿、堿性氧化物、活潑金屬、某些鹽反應(yīng)；堿在水中能產(chǎn)生OH－，能與酸、酸性氧化物、某些鹽反應(yīng)；鹽在水中能產(chǎn)生金屬陽(yáng)離子(或銨根離子)和酸根離子，酸、堿、鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了人類(lèi)文明的進(jìn)步和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

 

　　地球上含碳的化合物非常多，在已發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)中含碳的化合物占絕大部分，人們把像葡萄糖這類(lèi)含碳的化合物叫做有機(jī)化合物，簡(jiǎn)稱(chēng)有機(jī)物；組成中不含碳的化合物一般叫做無(wú)機(jī)化合物，如水、氧化銅、氫氧化鈉、硫酸、氯酸鉀、氯化鈉、硝酸銨等都屬于無(wú)機(jī)化合物。我們熟悉的一氧化碳、二氧化碳、碳酸鈣等少數(shù)含碳化合物，由于它們的組成和性質(zhì)與無(wú)機(jī)化合物很相似，人們就將它們歸入無(wú)機(jī)化合物來(lái)研究。

 

　　我們知道活潑金屬(如K、Ca、Na、Mg等)原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)較少，有失去電子達(dá)到8電子相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)型的傾向；而活潑非金屬(如F、O、Cl等)原子結(jié)構(gòu)最外層電子數(shù)較多，有得到電子達(dá)到8電子相對(duì)穩(wěn)定構(gòu)型的傾向。因此，當(dāng)活潑金屬與活潑非金屬化合時(shí)，活潑金屬原子失去最外層上的電子形成陽(yáng)離子，活潑非金屬原子結(jié)合電子形成陰離子，陰、陽(yáng)離子間通過(guò)物理靜電作用形成了穩(wěn)定化合物，我們把這種由陰陽(yáng)離子構(gòu)成的化合物稱(chēng)為離子化合物。

 

　　除活潑金屬與活潑非金屬會(huì)形成離子化合物外，帶正電荷的原子團(tuán)(如銨根)與帶負(fù)電荷的酸根離子(如Cl－、NO3－、SO42－、CO32－)也會(huì)形成離子化合物。大部分堿和鹽、活潑金屬氧化物等都是離子化合物，在固體狀態(tài)下，陰、陽(yáng)離子間因?yàn)橛休^強(qiáng)的靜電作用，這些離子均不能自由移動(dòng)。

 

 

　　在目前已知化合物中，許多化合物并不存在金屬元素，而是全部由非金屬元素組成的。當(dāng)非金屬元素與非金屬元素相化合時(shí)，因?yàn)榉墙饘僭�子都有得到電子的傾向，不容易失去電子，也就不會(huì)形成陰、陽(yáng)離子，它們構(gòu)成的化合物一般被稱(chēng)為共價(jià)化合物，如HCl、H2O、CH4、CO2、HClO(次氯酸)、C2H5OH(乙醇)。一般來(lái)說(shuō)，酸、非金屬氧化物、大部分有機(jī)物等都屬于共價(jià)化合物。共價(jià)化合物大都是由分子構(gòu)成的，如HCl、HClO，也有極少部分是由原子構(gòu)成的，如石英SiO2、金剛砂SiC。

 

　　[想一想]　1.非金屬元素形成的化合物一定是共價(jià)化合物嗎？

 

　　[試一試]　1.下列物質(zhì)中，哪些是離子化合物，哪些是共價(jià)化合物？

 

　　氯化氫(HCl)、硝酸鈉(NaNO3)、氫氧化鉀(KOH)、葡萄糖(C6H12O6)、硫酸(H2SO4)、氯化銨(NH4Cl)、二氧化碳(CO2)、碳酸鈣(CaCO3)、氨氣(NH3)、生石灰(CaO)。

 

　　在離子化合物固體狀態(tài)中，陰陽(yáng)離子間因靜電作用而不能自由移動(dòng)。對(duì)可溶性離子化合物而言，將其溶于水中時(shí)，固體會(huì)溶解消失，其本質(zhì)是水分子在陰陽(yáng)離子間滲透，不斷拆散陰陽(yáng)離子，使它們形成能夠自由移動(dòng)的離子。水分子對(duì)離子化合物的這種破壞作用，尤如堤壩因洪水沖刷而倒塌，水是值得我們每個(gè)人都必須敬畏的一種物質(zhì)。

 

　　[想一想]　2.食鹽是一種典型的離子化合物，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明在食鹽固體中的離子不能自由移動(dòng)，而在食鹽水溶液中的離子可以自由移動(dòng)。(提示：可在家中選用電池、鉛筆芯、賀卡中的發(fā)光二極管和導(dǎo)線等設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))

 

　　由陰陽(yáng)離子構(gòu)成的化合物，除在水中可被拆散為自由移動(dòng)的離子外，用加熱熔融的方式，也可以破壞陰陽(yáng)離子間的靜電作用，使其成為自由移動(dòng)的離子。

 

　　在“火”的作用下，固體氯化鈉可被強(qiáng)拆為自由移動(dòng)的Na＋和Cl－，這一過(guò)程是工業(yè)電解熔融氯化鈉制備金屬鈉的前提；固體氧化鋁(加入冰晶石，降低氧化鋁的熔點(diǎn))可以被強(qiáng)拆為自由移動(dòng)的Al3＋和O2－，這一過(guò)程是工業(yè)電解熔融氧化鋁制備金屬鋁的前提�；鹗侨祟�(lèi)文明進(jìn)步的象征，也是引發(fā)化學(xué)變化的一種重要方法。

 

　　大部分共價(jià)化合物在水中和熔融狀態(tài)都不能被直接拆分為自由移動(dòng)的離子，只有極少部分的共價(jià)化合物如酸分子，可以在水中被拆分為自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子，如HCl分子可被水“拆散”為H＋和Cl－，H2SO4分子可被水“拆散”為H＋和SO42－。

 

　　在水中或熔融狀態(tài)下，化合物被拆散成自由移動(dòng)離子的過(guò)程，被稱(chēng)為電離。離子化合物既可以在水中發(fā)生電離，也可以在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離；共價(jià)化合物中一般只有酸分子可以直接在水中發(fā)生電離。也就是酸只在水中發(fā)生電離，而堿和鹽既可在水中，也可在熔融狀態(tài)下發(fā)生電離。電離過(guò)程可用電離方程式表示，不寫(xiě)條件一般就是指在水中發(fā)生電離。

 

　　H2SO4===2H＋＋SO42－

 

　　NaOH===Na＋＋OH－

 

　　NaCl===Na＋＋Cl－

 

　　[想一想]　3.判斷下列化合物是否可以發(fā)生電離，如果能夠電離，則用電離方程式表示電離過(guò)程。

 

　　氯化氫、氫氧化鋇、氫氧化鉀、硫酸鈉、碳酸鈉、二氧化碳、一氧化碳、乙醇、葡萄糖。

 

　　通常，我們把能發(fā)生電離的化合物稱(chēng)為電解質(zhì)，不能發(fā)生電離的化合物稱(chēng)為非電解質(zhì)，也就是酸、堿、鹽和金屬氧化物屬于電解質(zhì)，而非金屬氧化物、大部分有機(jī)物屬于非電解質(zhì)。

 

　　蔗糖、酒精、一氧化碳等化合物，無(wú)論是在水溶液中還是在熔融狀態(tài)下均以分子形式存在，因而不能導(dǎo)電；酸、堿、鹽和金屬氧化物可以在水中或熔融狀態(tài)下發(fā)生電離，可以導(dǎo)電。習(xí)慣上，在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物叫做電解質(zhì)，在水溶液和熔融狀態(tài)下都不能導(dǎo)電的化合物叫做非電解質(zhì)。

 

　　正確地分析和判斷物質(zhì)在水溶液中是否電離、電離生成哪些離子，有助于研究物質(zhì)在水溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。

 

　　[想一想]　4.金屬銅能導(dǎo)電，那么銅是不是屬于電解質(zhì)？

 

　　[試一試]　2.請(qǐng)用干電池、鉛筆芯、音樂(lè)賀卡中的發(fā)光二極管及導(dǎo)線等，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明食鹽、醋酸是電解質(zhì)，而蔗糖是非電解質(zhì)。

 

　　[試一試]　3.下列物質(zhì)中，哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)？

 

　　氯化氫(HCl)、硝酸銨(NH4NO3)、氫氧化鋇[Ba(OH)2]、葡萄糖(C6H12O6)、硫酸(H2SO4)、氯化鋇(BaCl2)、碳酸鈣(CaCO3)、明礬[KAl(SO4)2·12H2O](一種可溶性鹽)、Al2O3、CO2。

 

　　[試一試]　4.到目前為止，你能從哪些角度對(duì)化合物進(jìn)行分類(lèi)。

 

　　在相同條件下把相同濃度、相同體積的鹽酸溶液、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液和氨水分別倒入五只燒杯中，接通電源后燈泡亮度如圖所示(現(xiàn)象：接鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液的燈泡很明亮，而接CH3COOH溶液、氨水的燈泡相對(duì)較暗)。我們知道，燈泡亮度不同代表著溶液中存在的離子濃度不同，對(duì)于相同組成(AB型)的電解質(zhì)而言，表明水拆解這些化合物成為自由移動(dòng)離子的能力不同，燈泡亮度越大，被拆解成為自由移動(dòng)離子的程度越大，不同電解質(zhì)在水中的電離程度就不同。根據(jù)精確實(shí)驗(yàn)表明HCl、NaOH、NaCl等化合物在水中幾乎全部可以發(fā)生電離，而CH3COOH、氨水(NH3·H2O)在水中只能部分發(fā)生電離，大部分仍以分子的形式存在，存在離子數(shù)量很少，濃度很低。通常我們把在水中完全電離成離子的電解質(zhì)稱(chēng)為強(qiáng)電解質(zhì)，電離方程式用“===”表示；而在水中部分發(fā)生電離的電解質(zhì)稱(chēng)為弱電解質(zhì)，電離方程式用“??”表示。

 

	強(qiáng)電解質(zhì)	弱電解質(zhì)
相同點(diǎn)	都是化合物，在水溶液中都能電離、導(dǎo)電
電離
程度	完全	極小部分電離
溶質(zhì)
形式	離子	主要是分子，小部分為離子
物質(zhì)類(lèi)別	強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、大多數(shù)鹽類(lèi)	弱酸、弱堿、水等
實(shí)例	HCl、NaOH 、KCl、NaHSO4、NaHCO3、BaSO4	CH3COOH、H2CO3、NH3·H2O、H2O
電離表示	NaCl===Na＋＋Cl－	CH3COOH??CH3COO－＋H＋

　　[試一試]　5.在下列物質(zhì)中，哪些是電解質(zhì)，哪些是非電解質(zhì)，哪些是強(qiáng)電解質(zhì)，哪些是弱電解質(zhì)，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的電離方程式？

 

　�、貼aNO3�、贔e�、跦2SO4�、蹸O2　⑤Ba(OH)2

 

　�、轈H3COOH�、逳H3　⑧NH3·H2O�、酇gCl�、釮2CO3