高一化学（上学期）核心知识思维导图

中心主题：高一化学（上学期）—— 探索物质的奥秘

化学实验基础 (化学的“手”与“眼”)

• 核心思想：化学是一门以实验为基础的科学。
• 实验安全
  • “三不”原则：不闻、不摸、不尝。
  • 常见危险品处理：
    • 酸液沾到皮肤：先用大量水冲洗，再涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液。
    • 碱液沾到皮肤：先用大量水冲洗，再涂上硼酸溶液。
    • 酒精灯失火：用湿抹布或沙土扑盖。
  • 着装要求：护目镜、实验服。
• 常用仪器与使用
  • 反应容器：
    • 试管：少量反应，可直接加热。
    • 烧杯：大量反应，溶解、稀释，需垫石棉网加热。
    • 烧瓶：平底烧瓶（可垫网）、圆底烧瓶（需垫网）、蒸馏烧瓶（用于蒸馏）。
    • 锥形瓶：滴定反应，需垫网加热。
  • 计量仪器：
    • 量筒：量取液体体积，不能加热，不能用作反应容器。
    • 容量瓶：精确配制一定物质的量浓度的溶液，只能用于配制，不能加热或溶解。
    • 托盘天平：称量物质质量（精确到0.1g）。
    • 滴定管：精确量放出液体体积（酸式、碱式）。
  • 加热仪器：
    • 酒精灯：外焰温度最高。
    • 酒精喷灯：高温。
  • 分离与提纯仪器：
    • 漏斗：过滤、向小口容器中转移液体。
    • 分液漏斗：萃取、分液。
    • 蒸馏烧瓶、冷凝管、牛角管：蒸馏。
• 基本操作
  • 药品取用：
    • 固体：药匙或镊子。“一倾、二送、三直立”（块状）；“一斜、二送、三直立”（粉末状）。
    • 液体：倾倒法、胶头滴管法。
  • 物质加热：
    • 液体：不超过容积的1/3，试管倾斜45°，外焰加热。
    • 固体：试管口略向下倾斜。
  • 物质分离与提纯：
    • 过滤：分离固体和液体。“一贴、二低、三靠”。
    • 蒸发：从溶液中提取固体或浓缩溶液，玻璃棒搅拌，防止飞溅。
    • 蒸馏：分离沸点不同的互溶液体。
    • 萃取：利用溶质在互不相溶的溶剂中溶解度不同进行分离。
    • 分液：分离互不相溶的液体。
  • 溶液配制：
    • 步骤：计算 → 称量/量取 → 溶解/稀释 → 转移 → 洗涤 → 定容 → 摇匀。
    • 仪器：容量瓶（关键）、托盘天平、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。

化学物质及其变化 (化学的“骨架”)

• 核心思想：分类、分散系、离子反应、氧化还原反应是研究化学变化的基础。
• 物质的分类
  • 按组成分：
    • 混合物：空气、溶液、胶体。
    • 纯净物：
      • 单质：金属（Fe, Cu）、非金属（C, S, O₂）。
      • 化合物：
        • 氧化物：酸性氧化物（CO₂, SO₂）、碱性氧化物（CaO, Na₂O）、两性氧化物（Al₂O₃）。
        • 酸：含氧酸（H₂SO₄）、无氧酸（HCl）。
        • 碱：可溶性碱（NaOH）、难溶性碱[Fe(OH)₃]。
        • 盐：正盐（NaCl）、酸式盐（NaHCO₃）、碱式盐[Cu₂(OH)₂CO₃]。
  • 按分散质粒子大小分：
    • 溶液：<1 nm，均一、稳定，丁达尔效应无。
    • 胶体：1-100 nm，均一、较稳定，丁达尔效应有。（应用：净水、涂料、血液）
    • 浊液：>100 nm，不均一、不稳定，丁达尔效应无。
• 离子反应
  • 本质：溶液中离子浓度的减小。
  • 电解质与非电解质：
    • 电解质：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。（酸、碱、盐、大多数氧化物）
    • 非电解质：在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物。（非金属氧化物、大多数有机物）
  • 电离方程式：表示电解质电离成自由移动的离子的式子。（例：Na₂SO₄ = 2Na⁺ + SO₄²⁻）
  • 离子方程式：
    • 定义：用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子。
    • 书写步骤：“写（化学方程式）→ 拆（易溶强电解质）→ 删（删去不反应的离子）→ 查（电荷守恒、原子守恒）”。
    • 意义：不仅表示某一个具体的反应，还表示同一类型的离子反应。
• 氧化还原反应
  • 特征：化合价的升降（判断依据）。
  • 本质：电子的转移（得失或偏移）。
  • 基本概念：
    • 氧化剂：所含元素化合价降低的物质，得电子，被还原，发生还原反应。
    • 还原剂：所含元素化合价升高的物质，失电子，被氧化，发生氧化反应。
  • 口诀记忆：
    • 升失氧（被氧化），降得还（被还原）
    • 剂性相反（氧化剂具有氧化性）
  • 基本规律：
    • 升价被氧化，还原剂产物；降价被还原，氧化剂产物。
    • 电子得失守恒：氧化剂得电子总数 = 还原剂失电子总数。

金属及其化合物 (化学的“主角”之一)

• 核心思想：以钠、铝、铁为代表，掌握典型金属及其化合物的性质和转化。
• 钠及其化合物
  • 钠：
    • 物理性质：银白色金属，质软，比水小。
    • 化学性质：
      • 与O₂反应：常温生成Na₂O（白色），加热生成Na₂O₂（淡黄色）。
      • 与H₂O反应：2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑ (现象：浮、熔、游、响、红)。
  • 钠的氧化物：
    • 氧化钠：碱性氧化物，Na₂O + H₂O = 2NaOH。
    • 过氧化钠：供氧剂，2Na₂O₂ + 2H₂O = 4NaOH + O₂↑；2Na₂O₂ + 2CO₂ = 2Na₂CO₃ + O₂↑。
  • 钠的盐：
    • 碳酸钠（纯碱/苏打）：Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑。
    • 碳酸氢钠（小苏打）：加热分解：2NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑；与酸反应更剧烈。
• 铝及其化合物
  • 铝：
    • 物理性质：银白色金属，有良好导电导热性，延展性好。
    • 化学性质：
      • 与O₂反应：常温形成致密氧化膜（保护作用），点燃生成Al₂O₃。
      • 与酸反应：2Al + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂↑。
      • 与强碱反应：2Al + 2OH⁻ + 2H₂O = 2AlO₂⁻ + 3H₂↑。
  • 氧化铝：两性氧化物，Al₂O₃ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂O；Al₂O₃ + 2OH⁻ = 2AlO₂⁻ + H₂O。
  • 氢氧化铝：两性氢氧化物，Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O；Al(OH)₃ + OH⁻ = AlO₂⁻ + 2H₂O，受热分解：2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O。
• 铁及其化合物
  • 铁：
    • 物理性质：银白色金属（铁粉为黑色），有磁性。
    • 化学性质：
      • 与非金属反应：3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄（黑色）。
      • 与酸反应：Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑（非氧化性酸）。
      • 与盐溶液反应：Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu。
      • 与强氧化性酸（如浓H₂SO₄, HNO₃）反应，常温钝化，加热反应不生成H₂。
  • 铁的氧化物：
    • 氧化亚铁：黑色，碱性氧化物。
    • 氧化铁：红棕色（铁锈主要成分），碱性氧化物。
    • 四氧化三铁：黑色，磁性，可看作FeO·Fe₂O₃。
  • 铁的氢氧化物：
    • 氢氧化亚铁：白色，易被氧化：4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃。
    • 氢氧化铁：红褐色，受热分解：2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O。
  • 铁盐与亚铁盐的转化：
    • Fe²⁺ → Fe³⁺：加氧化剂（如Cl₂, Br₂, HNO₃, H₂O₂）。
    • Fe³⁺ → Fe²⁺：加还原剂（如Fe, Cu, I⁻, SO₂）。
    • 检验：
      • Fe³⁺：加KSCN溶液，变血红色。
      • Fe²⁺：加KSCN溶液，无现象，再加氯水，变血红色。

非金属及其化合物 (化学的“主角”之二)

• 核心思想：以硅、氯、硫、氮为代表，掌握典型非金属及其化合物的性质和转化。
• 无非金属及其化合物
  • 硅：
    • 二氧化硅（SiO₂）：
      • 物理性质：坚硬难熔的原子晶体。
      • 化学性质：
        • 酸性氧化物：SiO₂ + CaO = CaSiO₃（高温）；SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O（盛碱试剂瓶用橡皮塞）。
        • 特性：SiO₂ + 4HF = SiF₄↑ + 2H₂O（雕刻玻璃）。
  • 氯气（Cl₂）：
    • 物理性质：黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
    • 化学性质：
      • 与金属反应：2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃（生成三价铁盐）。
      • 与非金属反应：H₂ + Cl₂ = 2HCl（苍白色火焰，工业制盐酸）。
      • 与水反应：Cl₂ + H₂O ⇌ HCl + HClO（可逆反应），HClO具有强氧化性，能杀菌漂白，见光易分解。
      • 与碱反应：Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O（制漂白液）；2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O（制漂白粉）。
• 硫及其化合物
  • 二氧化硫（SO₂）：
    • 物理性质：有刺激性气味的有毒气体，易液化。
    • 化学性质：
      • 酸性氧化物：SO₂ + H₂O ⇌ H₂SO₃；SO₂ + 2NaOH = Na₂SO₃ + H₂O。
      • 还原性：2SO₂ + O₂ = 2SO₃（催化剂加热）。
      • 氧化性：SO₂ + 2H₂S = 3S + 2H₂O。
      • 特性：漂白性（品红褪色），但不可逆。
  • 浓硫酸（H₂SO₄）：
    • 特性：
      • 吸水性：作干燥剂（可干燥中性、酸性气体）。
      • 脱水性：使有机物炭化（如C₁₂H₂₂O₁₁ → 12C + 11H₂O）。
      • 强氧化性：
        • 与活泼金属反应：Zn + 2H₂SO₄(浓) = ZnSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O。
        • 与不活泼金属（Cu）反应：Cu + 2H₂SO₄(浓) = CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O（加热）。
        • 与非金属反应：C + 2H₂SO₄(浓) = CO₂↑ + 2SO₂↑ + 2H₂O（加热）。
• 氮及其化合物
  • 氨气（NH₃）：
    • 物理性质：无色、有刺激性气味，极易溶于水（1:700），水溶液显碱性。
    • 化学性质：
      • 与水反应：NH₃ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻。
      • 与酸反应：NH₃ + HCl = NH₄Cl（产生白烟，用于检验）。
      • 还原性：4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O（催化剂加热）。
  • 硝酸（HNO₃）：
    • 特性：不稳定性（见光分解）和强氧化性。
    • 与金属反应：与绝大多数金属反应，但不生成H₂。
      • 浓HNO₃ + Cu → NO₂↑（红棕色）
      • 稀HNO₃ + Cu → NO↑（无色，遇空气变红棕色）
  • 铵盐（NH₄⁺）：
    • 物理性质：均为白色晶体，易溶于水。
    • 化学性质：
      • 不稳定性：NH₄Cl = NH₃↑ + HCl↑（冷却又化合）。
      • 碱性反应：NH₄⁺ + OH⁻ = NH₃↑ + H₂O（实验室制氨气）。

如何使用这份思维导图

1. 构建框架：先看中心主题和一级标题，了解高一化学上学期学了哪几大块内容。
2. 填充细节：逐个展开二级、三级标题，回忆每个知识点的具体内容、定义、现象、方程式等。
3. 建立联系：思考不同模块之间的联系。
   • 实验安全是所有实验的基础。
   • 离子反应和氧化还原反应是贯穿所有物质变化的两条主线。
   • 金属和非金属的性质都可以用分类、离子反应、氧化还原等理论来解释。
4. 动手绘制：最好的方法是亲手绘制一份你自己的思维导图，在绘制过程中，你的大脑会进行主动的梳理和记忆，效果远胜于单纯地看。
5. 查漏补缺：对照导图，检查自己哪些知识点不熟悉，然后重点复习。

希望这份思维导图能帮助你更好地学习高一化学,祝你学习进步！