無機及分析化學(第3版)

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商少明主編劉瑛,汪雲,黃麗紅副主編 著
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出版社: 化学工业出版社
ISBN:9787122290168
商品编码:26993174550
包装:平装-胶订
开本:16
出版时间:2017-07-01
页数:312
字数:537

具体描述


內容介紹
《無機及分析化學》(D三版)是在倪靜安、商少明、翟濱主編的《無機及分析化學》(D二版)的基礎上修訂而成的。《無機及分析化學》(D三版)重點對四大化學平衡重新進行瞭梳理,既做到瞭無機化學與分析化學平衡部分的有機統一,又體現瞭不同學科對同一問題處理方法的不同、要求的不同。每章內容後增添瞭“視窗”,讓感興趣的學生通過網絡鏈接擴充知識視野。緒論以及主要課外閱讀文獻中引入瞭相關的視頻公開課以及MOOC網址,充分發揮數字化優質教學資源的輔助作用,體現瞭現代的學習已經是網絡化、立體化的學習。《無機及分析化學》(D三版)適用於高等學校工科近化學類專業,如化學工程與工藝、輕化工程、高分子材料與工程、環境工程、製藥工程、生物工程、生物技術、食品科學與工程、食品質量與安全、動物科學,以及農、林、醫等院校,也可作為相關專業網絡教育的教學參考書。

目錄
緒論 1 0.1 化學科學研究的對象與內容 1 0.2 “無機及分析化學”課程的基本內容及其與學科之間的關係 4 0.3 無機及分析化學課程的學習方法 4 D1章 定量化學分析概述 6 1.1 定量分析概述 6 1.1.1 定量分析的一般過程與方法的選擇 6

緒論 1

0.1 化學科學研究的對象與內容 1

0.2 “無機及分析化學”課程的基本內容及其與學科之間的關係 4

0.3 無機及分析化學課程的學習方法 4

D1章 定量化學分析概述 6

1.1 定量分析概述 6

1.1.1 定量分析的一般過程與方法的選擇 6

1.1.2 測定結果的錶示與物質組成的量度 8

1.1.3 滴定分析法概述 11

1.2 誤差與數據處理 13

1.2.1 誤差的分類 13

1.2.2 誤差的錶示方法 14

1.2.3 誤差的減免 17

1.2.4 實驗數據的處理 18

1.3 有效數字 23

1.3.1 有效數字的位數 23

1.3.2 有效數字的修約規則 24

1.3.3 有效數字的運算規則 24

習題 25

D2章 化學反應基本原理初步 28

2.1 化學反應中的能量關係 28

2.1.1 熱力學基本概念 28

2.1.2 化學反應中的能量變化 29

2.1.3 化學反應熱的計算 32

2.2 化學反應的方嚮 33

2.2.1 化學反應的自發過程和熵變 33

2.2.2 吉布斯(Gibbs)自由能 35

2.3 化學反應速率 38

2.3.1 化學反應速率的基本概念 38

2.3.2 影響化學反應速率的因素 40

2.3.3 反應速率理論 43

2.4 化學平衡 45

2.4.1 可逆反應與化學平衡 45

2.4.2 標準平衡常數K  45

2.4.3 多重平衡規則 47

2.4.4 有關化學平衡的計算 47

2.4.5 標準平衡常數與標準摩爾Gibbs自由能變 48

2.4.6 化學平衡的移動 49

習題 54

D3章 酸、堿與酸堿平衡 57

3.1 酸堿質子理論與酸堿平衡 57

3.1.1 酸、堿與酸堿反應的實質 57

3.1.2 酸堿平衡與酸、堿的相對強度 59

3.2 酸堿平衡的移動 61

3.2.1 稀釋定律 61

3.2.2 同離子效應 62

3.2.3 其他因素 62

3.3 組分的分布與濃度的計算 63

3.3.1 分布分數與分布麯綫 63

3.3.2 組分平衡濃度計算的基本方法 65

3.4 溶液酸度的計算 67

3.4.1 溶液酸度計算的一般方法 67

3.4.2 酸堿質子理論中的代數法 68

3.5 溶液酸度的控製與酸堿指示劑 73

3.5.1 酸堿緩衝溶液 73

3.5.2 酸度的測試與酸堿指示劑 76

3.6 酸堿滴定法 79

3.6.1 強堿滴定強酸 79

3.6.2 強堿滴定一元弱酸 80

3.6.3 多元酸(或多元堿)、混酸的滴定 81

3.6.4 酸堿滴定法的應用 82

習題 84

D4章 沉澱的生成與溶解平衡 87

4.1 沉澱-溶解平衡及其影響因素 87

4.1.1 溶度積與溶解度 87

4.1.2 影響沉澱-溶解平衡的主要因素 89

4.2 分步沉澱、沉澱的轉化 95

4.2.1 分步沉澱 95

4.2.2 物質的分離 97

4.2.3 沉澱的轉化 98

4.3 沉澱的形成與純度 99

4.3.1 沉澱的類型與沉澱的形成 99

4.3.2 影響沉澱純度的主要因素 101

4.3.3 獲得良好、純淨沉澱的主要措施 102

4.4 沉澱分析法 103

4.4.1 稱量分析法 103

4.4.2 沉澱滴定法 105

習題 106

D5章 氧化還原反應與電化學基礎 108

5.1 氧化還原反應與電J電勢 108

5.1.1 氧化數與氧化還原反應 108

5.1.2 氧化還原反應方程式的配平 110

5.1.3 原電池與電J電勢 113

5.2 影響電J電勢的主要因素 117

5.2.1 能斯特方程式 117

5.2.2 條件電J電勢 119

5.3 電J電勢的應用 121

5.3.1 判斷原電池的正、負J,計算原電池的電動勢 121

5.3.2 判斷氧化還原反應的方嚮與次序 122

5.3.3 確定氧化還原反應進行的限度 124

5.3.4 計算有關平衡常數和pH 值 126

5.3.5 元素電勢圖 127

5.4 氧化還原滴定法 129

5.4.1 對滴定反應的要求及被測組分的預處理 129

5.4.2 氧化還原滴定法的基本原理 129

5.4.3 常用氧化還原滴定法 132

5.4.4 氧化還原滴定結果的計算 136

習題 137

D6章 配閤物與配位平衡 141

6.1 配閤物與螯閤物 141

6.1.1 配閤物及其組成 141

6.1.2 螯閤物 143

6.1.3 配閤物的命名 145

6.2 配位平衡及其影響因素 146

6.2.1 配位平衡及配閤物的穩定常數 146

6.2.2 配閤物的穩定性以及影響配位平衡的主要因素 151

6.3 配位滴定法 154

6.3.1 滴定麯綫和滴定條件 154

6.3.2 金屬指示劑的作用原理 157

6.3.3 提高混閤體係配位滴定選擇性的方法 158

6.3.4 配位滴定方式及其應用 161

習題 162

D7章 原子結構 164

7.1 原子結構的基本模型 164

7.1.1 原子的玻爾模型 164

7.1.2 原子的量子力學模型 167

7.2 核外電子運動狀態 168

7.2.1 薛定諤方程和原子軌道 168

7.2.2 四個量子數 169

7.2.3 原子軌道和電子雲的角度分布圖 170

7.3 原子電子層結構和元素周期係 172

7.3.1 多電子原子的核外電子排布 172

7.3.2 元素周期係 177

7.3.3 元素基本性質的周期性變化規律 179

習題 183

D8章 分子結構與晶體結構 186

8.1 共價化閤物 186

8.1.1 價鍵理論 186

8.1.2 雜化軌道理論與分子的幾何構型 189

8.1.3 分子軌道理論 192

8.2 配位化閤物 196

8.2.1 配位化閤物價鍵理論的基本要點 196

8.2.2 配位化閤物的形成和空間構型 196

8.2.3 外軌型配閤物與內軌型配閤物 198

8.2.4 配位化閤物的穩定性和磁性 199

8.3 分子間作用力和氫鍵 200

8.3.1 分子的J性和變形性 200

8.3.2 分子間作用力 201

8.3.3 氫鍵 202

8.4 離子化閤物和晶體結構 204

8.4.1 離子鍵的形成及特徵 204

8.4.2 離子晶體 205

8.4.3 離子J化 208

8.4.4 其他晶體 210

習題 213

D9章 p 區重要元素及其化閤物 216

9.1 氟、氯、溴、碘及其化閤物 216

9.1.1 通性 216

9.1.2 鹵素單質 217

9.1.3 鹵化氫和氫鹵酸 218

9.1.4 鹵化物 219

9.1.5 含氧酸及含氧酸鹽 219

9.1.6 鹵素離子的鑒定 223

9.2 氧、硫及其化閤物 224

9.2.1 通性 224

9.2.2 氫化物 224

9.2.3 硫的重要含氧化閤物 226

9.2.4 微量元素——硒 228

9.3 氮、磷、砷、銻、鉍及其化閤物 228

9.3.1 通性 228

9.3.2 氮及其重要化閤物 229

9.3.3 磷及其重要化閤物 232

9.3.4 砷、銻、鉍的重要化閤物 234

9.4 碳、矽、锡、鉛及其化閤物 236

9.4.1 通性 236

9.4.2 碳的重要化閤物 237

9.4.3 矽的含氧化閤物 238

9.4.4 锡、鉛的重要化閤物 239

9.5 硼、鋁及其化閤物 240

9.5.1 硼的重要化閤物 241

9.5.2 鋁的重要化閤物 242

習題 243

D10章 s 區、d 區、ds 區重要元素及其化閤物 246

10.1 s區元素 246

10.1.1 通性 246

10.1.2 s區元素的重要化閤物 247

10.2 d區元素 252

10.2.1 通性 252

10.2.2 鈦的重要化閤物 254

10.2.3 鉻的重要化閤物 255

10.2.4 錳的重要化閤物 257

10.2.5 鐵、鈷、鎳的重要化閤物 260

10.3 ds區元素 264

10.3.1 通性 264

10.3.2 銅族元素 265

10.3.3 鋅族元素 269

10.4 鈉、鎂、鈣、鋅、鐵等金屬元素在生物界的作用 272

習題 274

D11章 可見光分光光度法 277

11.1 可見光分光光度法基本原理 277

11.1.1 物質對光的選擇性吸收與物質顔色的關係 277

11.1.2 光吸收的基本定律 279

11.1.3 偏離朗伯-比爾定律的原因 280

11.2 可見光分光光度法 281

11.2.1 分光光度計的基本部件 281

11.2.2 顯色反應及其影響因素 282

11.2.3 吸光度測量條件的選擇 284

11.3 可見光分光光度法的應用 286

11.3.1 標準麯綫法 286

11.3.2 高含量組分的測定——示差法 286

11.3.3 多組分分析 287

習題 288

D12章 常用分離方法 290

12.1 萃取分離法 290

12.1.1 分配係數和分配比 290

12.1.2 萃取效率和分離因數 291

12.1.3 萃取體係的分類和萃取條件的選擇 292

12.1.4 萃取分離法在無機及分析化學中的應用 293

12.2 色譜分離法 294

12.2.1 柱色譜 294

12.2.2 薄層色譜 295

12.3 其他分離方法 296

12.3.1 沉澱分離法 296

12.3.2 離子交換分離法 297

12.3.3 揮發和蒸餾分離法 298

12.2.4 氣浮分離法 298

12.3.5 膜分離法 299

習題 300

附錄 301

附錄1 常見標準熱力學數據(298.15K)  301

附錄2 常見弱電解質的標準解離常數(298.15K)  303

附錄3 常見難溶電解質的溶度積(298.15K,離子強度I=0)  305

附錄4 常見氧化還原電對的標準電J電勢E  305

附錄5 一些氧化還原電對的條件電J電勢E  308

附錄6 常見配離子的穩定常數 308

附錄7 分子量 309

參考文獻 312

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在綫試讀
D5章 氧化還原反應與電化學基礎(Redox Equilibrium and Titration)化學反應可以分成氧化還原反應(redox reaction)和非氧化還原反應兩大類。自然界中的燃燒,呼吸作用,光閤作用,生産生活中的化學電池,金屬冶煉,火箭發射等等都與氧化還原反應息息相關。這類反應對製備新的化閤物、獲取化學熱能和電能、金屬的腐蝕與防腐蝕、生命活動過程中能量的獲得都有重要的意義。電化學J是研究電能與化學能相互轉化及轉化規律的科學。5.1 氧化還原反應與電J電勢5.1.1 氧化數與氧化還原反應⑴氧化數為瞭便於討論氧化還原反應,人們人為地引入瞭元素氧化數(oxidation number,又稱氧化值)的概念。1970年GJ純粹和應用化學聯閤會(IUPAC)定義氧化數是某元素一個原子的荷電數,這種荷電數可由假設把每個化學鍵中的電子指定給電負性更大的原子而求得。因此,氧化數是元素原子在化閤狀態時的錶觀電荷數(即原子所帶的淨電荷數)。確定元素氧化數的一般規則如下:① 在單質中,例如,Cu、H2、P4、S8等,元素的氧化數為零。② 在二元離子化閤物中,元素的氧化數J等於該元素離子的電荷數。例如,在氯化鈉中,Cl的氧化數為-1,Na的氧化數為+1。③ 在共價化閤物中,共用電子對偏嚮於電負性較大的元素的原子,原子的錶觀電荷數即為其氧化數。例如,在氯化氫中,H的氧化數為+1,Cl的氧化數為-1。④ O在一般化閤物中的氧化數為-2,在過氧化物(如H2O2、Na2O2等)中為-1,在超氧化閤物(如KO2)中為-1/2,在氟化物(如OF2)中為+2。H在化閤物中的氧化數一般為+1,僅在與活潑金屬生成的離子型氫化物(如NaH、CaH2等)中為-1。⑤ 在中性分子中,各元素原子氧化數的代數和為零。在多原子離子中,各元素原子氧化數的代數和等於離子的電荷數。根據這些規則,J可以方便地確定化閤物或離子中某元素原子的氧化數。例如:在NH4 中N的氧化數為-3,在S2O32-中S的氧化數為+2,在S4O62-中S的氧化數為+2.5,在Cr2O72-中Cr的氧化數為+6,同樣可以確定,Fe3O4中Fe的氧化數為+8/3。可見,氧化數可以是整數,也可以是小數或分數。必須指齣,在共價化閤物中,判斷元素原子的氧化數時,不要與共價數(某元素原子形成的共價鍵的數目)相混淆。例如,在H2和N2中,H和N的氧化數均為0,但H和N的共價數卻分彆為1和3。在CH4、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3和CCl4中,C的共價數均為4,但其氧化數卻分彆為-4、-2、0、+2和+4。因此,氧化數與共價數之間雖有一定聯係,但卻是互不相同的兩個概念。共價數總是為整數。另外,氧化數與化閤價也既有聯係又有區彆。化閤價是指各種元素的原子相互化閤的能力,錶示原子間的一種結閤力,而氧化數則是人為規定的。⑵氧化還原反應與氧化還原電對所謂的氧化還原反應J是指反應前後元素原子的氧化數發生瞭改變的一類反應。氧化數升高的過程稱為氧化,氧化數降低的過程稱為還原。反應中氧化數升高的物質是還原劑(reducing agent),該物質發生的是氧化反應,反應中氧化數降低的物質是氧化劑(oxidizing agent),該物質發生的是還原反應。例如實際應用中除鐵過程常用的一個氧化還原反應,H2O2 + Fe2 + 2H+ = 2H2O + Fe3 H2O2中每個O得到1個電子,反應後形成瞭H2O,O的氧化數從-1降低為-2。H2O2是H2O的氧化態,H2O是H2O2的一種還原態,反應中Fe失去一個電子,氧化數從 2升高到 3,Fe2 是Fe3 的還原態,Fe3 是Fe2 的氧化態。H2O2與H2O,Fe3 與Fe2 分彆構成瞭氧化劑電對與還原劑電對。所謂的氧化還原電對(oxidation-reduction couples)是指由同一元素的氧化態物質和其對應的還原態物質所構成的整體,可以用符號Ox/Red來錶示。因此本例的兩個電對可分彆錶示為H2O2/H2O,Fe3 /Fe2 。再比如Cu2 與Zn的反應,Cu2 + Zn = Cu + Zn2 反應中,Cu2 得到兩個電子,被還原為Cu,Cu2 是氧化劑,Cu2 與Cu構成瞭氧化劑電對(Cu2 /Cu),Zn失去兩個電子,被氧化為Zn2 ,Zn是還原劑,Zn2 與Zn構成瞭還原劑電對(Zn2 /Zn)。上述兩個反應可以看齣,氧化還原反應是由氧化劑電對與還原劑電對共同作用的結果,其實質是電子的轉移。這裏需提醒的是,氧化還原電對是相對的,由參加反應的兩電對氧化還原能力的相對強弱而定。例如H2O2在酸性條件下將Fe2 氧化為Fe3 的反應中,Fe3 /Fe2 中Fe3 的氧化能力弱於H2O2,是還原劑電對。但是,在Fe3 + 2I- = Fe3 + I2的反應中,Fe3 的氧化能力強於I2/I-中I2的氧化能力,Fe3 /Fe2 為氧化劑電對。⑶氧化還原反應的特殊性與反應速率氧化還原反應是電子轉移的反應,電子的轉移往往會遇到各種阻力,例如,來自溶液中溶劑分子的阻力,物質之間的靜電作用力等等。而氧化還原反應中由於價態的變化,也使原子或離子的電子層結構、化學鍵的性質以及物質組成發生瞭變化。例如,Cr2O72-被還原為Cr3+時, MnO4-被還原為Mn2+時,離子的結構都發生瞭很大的改變。此外,氧化還原反應的曆程也往往比較復雜,例如,MnO4-和Fe 2+的反應J很復雜。因此氧化還原反應較為特殊,一是反應許多是隻能嚮一個方嚮進行“到底”的不可逆反應。例如K2Cr2O7與Fe2+的反應:6Fe 2++Cr2O72-+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O以及KMnO4與H2O2的反應2MnO4-+5H2O2+6H+ = 2Mn2++5O2+8H2O,由於Cr2O72-以及MnO4-的氧化能力很強,Cr3+、Mn2+在酸性條件下很穩定,即使增大Cr3+、Mn2+以及反應式右側組分的濃度或改變反應的酸度條件也不可能嚮左進行。二是反應的速率較酸堿反應、沉澱反應來得慢。影響氧化還原反應速率的因素主要有:①濃度由於氧化還原反應的機理比較復雜,因此不能以總的氧化還原反應方程式來判斷濃度對反應速率的影響。但是一般來說,增加反應物濃度可以加速反應進行。②溫度溫度的影響比較復雜。對大多數反應來說,升高溫度可以加快反應速率。例如, MnO4-和C2O42-在酸性溶液中的反應:2MnO4-+5C2O42-+16H+ = 2Mn2++10CO2+8H2O在室溫下,該反應速率很慢,加熱則反應速率大為加快。要注意並非所有的情況下都允許用加熱的辦法來提高反應的速率。③催化劑與自動催化反應催化劑對反應速率的影響很大。例如在酸性介質中:2Mn2++5S2O82-+8H2O = 2MnO4-+10SO42-+16H+該反應必須有Ag+作催化劑纔能迅速進行。又如MnO4-與C2O42-的反應,Mn2+的存在也能催化該反應迅速進行。由於Mn2+是反應的産物之一,故把這種反應稱為自動催化反應(self-catalyzed reaction)。此反應在剛開始時,由於一般KMnO4溶液中Mn2+含量J少,反應進行的很緩慢。但反應開始後一旦溶液中生成瞭Mn2+,以後的反應J大為加快瞭。④誘導反應考慮如下在強酸性條件下進行的反應:MnO4-+5Fe2++8H+ = Mn2++5Fe3++4H2O如果在鹽酸溶液中進行該反應,J需要消耗較多的KMnO4溶液,這是由於同時發生瞭如下的反應:2MnO4-+10Cl-+16H+ = 2Mn2++5Cl2↑+8H2OD溶液中不含Fe2+而是含其他還原劑如Sn2+等時, MnO4-和Cl-之間的反應進行得FC緩慢,實際上可以忽略,但Fe2+和MnO4-之間發生的氧化還原反應可以加速此反應。這種在一般情況下自身進行很慢的反應,由於另一個反應的發生而使它加速進行,稱為誘導反應(induced reaction)。誘導反應與催化反應不同。在催化反應中,催化劑參加反應後恢復為其原來的狀態,而在誘導反應中,誘導體(上例中為Fe2+)參加反應後變成瞭其他物質。誘導反應的發生,是由於反應過程中形成的不穩定中間産物具有更強的氧化能力。本例中KMnO4氧化Fe2+誘導瞭Cl-的氧化,是由於MnO4-氧化Fe2+的過程中形成的一係列中間産物Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅴ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅲ)等能與Cl-反應,因而齣現誘導反應。5.1.2 氧化還原反應方程式的配平氧化還原反應往往比較復雜,配平這類反應方程式不像其他反應那樣容易。Z常用的配平方法有離子-電子法和氧化數法。(1)離子-電子法離子-電子法配平氧化還原反應方程式的原則是:①還原半反應和氧化半反應的得失電子總數必須相等,②反應前後各元素的原子總數必須相等。下麵以H2O2在酸性介質中氧化I-的反應為例,說明離子-電子法配平的具體步驟:①根據實驗事實或反應規律,寫齣一個沒有配平的離子反應式:H2O2 +I- → H2O+I2②將離子反應式拆為兩個半反應式:I- → I2 氧化反應H2O2 → H2O 還原反應③使每個半反應式左右兩邊的原子數相等。對於I-被氧化的半反應式,必須有2個I-被氧化為I2:2I- → I2對於H2O2被還原的半反應式,左邊多一個O原子。由於反應是在酸性介質中進行的,為此可在半反應式的左邊加上2個H+,生成H2O:H2O2 +2H+ → 2H2O④根據反應式兩邊不但原子數要相等,同時電荷數也要相等的原則,在半反應式左邊或右邊加減若乾個電子,使兩邊的電荷數相等:2I--2e = I2H2O2 +2H++2e = 2H2O⑤根據還原半反應和氧化半反應的得失電子總數必須相等的原則,將兩式分彆乘以適D係數,再將兩個半反應式相加,整理並核對方程式兩邊的原子數和電荷數,J得到配平的離子反應方程式:1×) H2O2+2H++2e = 2H2O+) 1×) 2I--2e = I2 H2O2 +2I-+2H+ = 2H2O+I2Z後,也可根據要求將離子反應方程式改寫為分子反應方程式。從該例可見,在配平半反應方程式的過程中,如果半反應式兩邊的氧原子數目不等,可以根據反應進行的介質的酸堿性條件,分彆在兩邊添加適D數目的H+或OH-或H2O,使反應式兩邊的O原子數目相等,添加的一般規律:①對酸性介質:多n個O, 2n個H ,另一邊 n個H2O,②對堿性介質:多n個O, n個H2O,另一邊 2n個OH-,③對中性介質:左邊多n個O, n個H2O,右邊 2n個OH-,左邊少n個O, n個H2O,右邊 2n個H 。但是要注意,在酸性介質條件下,方程式兩邊不應齣現OH-,在堿性介質條件下,方程式兩邊不應齣現H 。【例5-1】用離子-電子法配平下列反應式(在堿性介質中):ClO- CrO2- → Cl-+CrO42-解:① ClO- → Cl- CrO2- → CrO42-② ClO- H2O → Cl- 2OH-CrO2-+4OH- → CrO42-+2H2O③ ClO- H2O 2e → Cl- 2OH-CrO2-+4OH--3e → CrO42-+2H2O④ 3×) ClO- H2O 2e = Cl- 2OH-+) 2×) CrO2-+4OH--3e = CrO42-+2H2O 3ClO- 2CrO2-+2OH- = 3Cl-+2CrO42-+H2O*(2)氧化數法根據氧化還原反應中元素氧化數的增加總數與氧化數的降低總數必須相等的原則,確定氧化劑和還原劑分子式前麵的計量係數,再根據質量守恒定律,先配平氧化數有變化的元素的原子數,後配平氧化數沒有變化的元素的原子數,Z後配平氫原子,並找齣參加反應(或反應生成)的水分子數。下麵以KMnO4 和 H2S在稀H2SO4溶液中的反應為例加以說明。①寫齣反應物和生成物的分子式,標齣氧化數有變化的元素,計算齣反應前後氧化數的變化值: ②根據氧化數降低總數和氧化數升高總數必須相等的原則,在氧化劑和還原劑前麵分彆乘上適D的係數:2KMnO4+5H2S+H2SO4 → 2MnSO4+5S+K2SO4+H2O③配平方程式兩邊的原子數。要使方程式兩邊的SO42-數目相等,左邊需要3分子H2SO4。方程式左邊已有16個H原子,所以右邊還需有8個H2O纔能使方程式兩邊的H原子數相等。配平後的方程式為:2KMnO4+5H2S+3H2SO4 = 2MnSO4+5S+K2SO4+8H2O在某些氧化還原反應中,會齣現幾種原子同時被氧化的情況,用氧化數法J可以很方便地進行配平。 顯示全部信息
《化學的維度:從原子到宇宙的探索》 在這本厚重的著作中,我們將踏上一段宏大而迷人的旅程,深入探索構成我們周圍世界的物質本質。本書並非簡單地羅列化學知識點,而是以一種更為宏觀和哲學的視角,將化學這一古老而又充滿活力的學科,置於更廣闊的科學圖景和人類文明進程中加以審視。我們試圖揭示化學的“維度”,這不僅僅是指物質的微觀結構和宏觀性質,更包括其在不同尺度上的錶現、在時空中的演變,以及它與生命、技術、環境乃至於宇宙的深刻聯係。 第一部分:物質的基石——微觀世界的奧秘 本書的開篇,將帶領讀者迴到化學的根源——原子。我們不再局限於枯燥的原子結構圖和電子排布,而是深入探討量子力學如何革命性地改變瞭我們對原子的認知。量子態的疊加與糾纏,並非隻是抽象的數學概念,而是構成瞭物質豐富多彩性的根本原因。我們將追溯早期化學傢們,如道爾頓、盧瑟福、玻爾等,如何一步步揭開原子神秘的麵紗,以及這些發現如何為後來的化學理論奠定瞭堅實的基礎。 隨後,我們將目光轉嚮原子如何組閤成分子。本書將詳細闡述化學鍵的形成與演變,不僅僅是離子鍵、共價鍵這些基礎概念,更會深入探討金屬鍵的集體行為、氫鍵在生命體係中的關鍵作用,以及範德華力在宏觀世界中的不可忽視的影響。我們不會止步於靜態的分子結構,而是會詳細分析分子的動態性,如振動、轉動,以及這些動態性如何影響物質的物理化學性質。通過對分子軌道理論的深入解析,我們將理解為何某些分子具有獨特的反應活性,為何它們能夠形成如此復雜而精妙的結構。 第二部分:物質的形態與轉化——宏觀世界的法則 從微觀的原子和分子,我們躍升至宏觀的物質世界。本書將係統地闡述物質的三大基本形態——固態、液態、氣態,以及它們之間的相變。然而,我們不會停留於簡單的描述,而是會深入挖掘相變背後的熱力學和統計力學原理。例如,我們將探討相圖的構建原理,理解在不同溫度和壓力下,物質如何展現齣截然不同的性質,以及臨界點、三相點等特殊狀態的意義。 本書還將重點關注溶液,這個我們生活中無處不在的物質形態。我們將深入研究溶液的構成、性質,以及溶液中的各種相互作用。從溶解度的本質,到依數性現象的解釋,再到膠體化學的奇妙世界,我們將展現溶液作為一種特殊的物質形態,其豐富的內涵和廣泛的應用。 化學反應是物質世界中最具活力的錶現形式。本書將從能量的角度,深刻剖析化學反應的驅動力——焓和熵。我們將詳細講解反應熱力學,理解為什麼有些反應自發進行,而有些則需要外界能量的輸入。同時,我們將深入研究反應動力學,探討反應速率的決定因素,如濃度、溫度、催化劑等,並介紹各種反應機理的研究方法。本書將特彆強調催化劑在現代化學工業中的關鍵作用,以及酶催化在生命過程中的高效與選擇性。 第三部分:分析的智慧——認識世界的工具 認識世界,離不開對物質進行精準的測量和分析。本書將帶領讀者走進分析化學的殿堂,但視角將超越傳統意義上的定性與定量分析。我們將從“大數據”時代的視角,審視分析化學在現代科技中的地位。 本書將詳細介紹各種經典的分析技術,如重量分析、體積分析,並追溯它們在化學發展史上的貢獻。然而,我們更會重點介紹現代分析技術,它們如何以前所未有的精度和效率,幫助我們認識物質的組成、結構和含量。從光譜分析的精妙,到色譜分離的細膩,再到質譜技術的震撼,我們將逐一展現這些技術背後的科學原理和實際應用。 本書還將探討化學傳感器和生物傳感器的發展,它們如何將化學信號轉化為易於讀取的信息,從而實現對環境、食品、生物體等的實時監測。我們還將觸及材料的錶徵技術,它們如何幫助我們理解新材料的微觀結構和性能,為材料科學的進步提供支撐。 第四部分:化學的延伸——跨越學科的邊界 化學並非孤立的學科,它深深地滲透到其他科學領域,並與之相互促進。本書將通過一係列生動的案例,展示化學與其他學科的交融與碰撞。 我們將深入探討有機化學的精妙世界,理解碳鏈的無限可能,以及由此衍生齣的生命化學。本書將聚焦於生物分子,如蛋白質、核酸、碳水化閤物等的結構與功能,以及它們在生命過程中的化學反應。我們將探討生命起源的化學基礎,以及現代生物技術,如基因工程、藥物設計等,如何建立在對生命化學深刻理解之上。 本書還將目光投嚮無機化學的廣闊天地。我們將探索元素周期錶背後的規律,以及過渡金屬配閤物的奇妙性質。本書將討論無機材料在現代科技中的應用,如半導體材料、催化材料、能源材料等。我們將審視無機化學在環境科學中的角色,如汙染物轉化、水處理等。 第五部分:化學的未來——挑戰與機遇 科學的進步永無止境,化學的未來充滿瞭無限的機遇與挑戰。本書的最後一部分,將展望化學學科的發展趨勢,以及它在解決人類麵臨的重大問題中所扮演的關鍵角色。 我們將探討綠色化學的理念,以及如何通過設計更環保的化學過程,減少汙染,實現可持續發展。本書將詳細介紹新能源技術的化學基礎,如太陽能電池、燃料電池、儲能技術等,以及化學在解決能源危機中的作用。 我們還將關注納米化學的興起,理解在納米尺度下物質呈現齣的獨特性質,以及它在醫療、材料、電子等領域的巨大潛力。同時,本書也將討論化學在人工智能、大數據等新興領域的交叉應用,以及如何利用計算化學和高通量實驗,加速科學發現的進程。 最後,本書將迴歸化學的哲學思考,探討化學在人類認識自然、改造自然過程中的作用,以及它所帶來的倫理與社會挑戰。我們希望通過這本書,激發讀者對化學的興趣,培養科學思維,並認識到化學作為一門基礎學科,其在塑造我們現在和未來世界中所扮演的不可替代的角色。這是一次對化學“維度”的全麵探索,一次對物質世界深度理解的邀請。

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剛拿到這本《無機及分析化學(第3版)》,第一感覺就是厚實,滿滿的知識感撲麵而來。翻開目錄,內容涵蓋範圍確實很廣,從基礎的元素周期律、原子結構,到復雜的配位化學、電化學,再到各種定性定量的分析方法,可以說是把無機化學和分析化學的精髓都囊括瞭。我尤其對裏麵關於金屬配閤物的章節很感興趣,裏麵詳細介紹瞭配閤物的成鍵理論、結構、性質以及它們在催化、材料等領域的應用,這對於我理解許多現代化學研究的前沿方嚮非常有幫助。而且,書中的例題和習題設計得也相當不錯,既有鞏固基礎的簡單題,也有啓發思考的綜閤題,非常適閤我這種需要通過大量練習來加深理解的學生。感覺這本教材雖然厚重,但內容組織得非常係統,邏輯性很強,從易到難,層層遞進,即使是初學者也能循序漸進地掌握。印刷質量也很好,紙張厚實,不易破損,排版清晰,圖片和圖錶的標注也很明確,閱讀體驗非常舒適。

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這本書最吸引我的地方在於它對分析化學部分的處理。不同於一些教材將分析方法簡單羅列,它在介紹每一種分析技術時,都深入淺齣地講解瞭其背後的原理,例如光譜分析中的吸收、發射、熒光等現象是如何産生的,質譜分析中離子的産生和分離機製。更讓我驚喜的是,它還花瞭相當大的篇幅介紹瞭一些現代分析技術,比如高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)以及各種質譜聯用技術,並且對這些技術的儀器結構、操作要點和應用範圍進行瞭詳細的闡述。這對於我們做實驗的學生來說,無疑是寶貴的指導。書中還穿插瞭一些實際案例分析,通過真實的研究數據來展示分析方法在解決實際問題中的重要性,例如環境監測、食品安全檢測等方麵,這讓我更加深刻地認識到分析化學的實踐價值。我還在書中找到瞭一些關於誤差分析和數據處理的章節,這對於提高實驗結果的準確性和可靠性至關重要。

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作為一名初次接觸無機及分析化學的學生,我發現這本《無機及分析化學(第3版)》的學習麯綫設計得非常平緩。一開始,它從最基礎的原子模型、元素周期律入手,逐步引入化學鍵、分子結構等核心概念,每個概念都輔以豐富的圖示和通俗易懂的語言。等到進入分析化學部分,書中循序漸進地介紹瞭滴定分析、重量分析等經典方法,並詳細闡述瞭操作步驟和注意事項。讓我印象深刻的是,它在介紹每一種分析方法時,都會強調其適用範圍、優缺點以及可能遇到的問題,這為我們在實際操作中規避風險、提高效率提供瞭寶貴的經驗。此外,書中的一些“知識拓展”和“思考題”設計得非常有啓發性,能夠引導我們去思考更深層次的問題,而不是僅僅停留在記憶層麵。

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這本書的寫作風格嚴謹又不失靈活性。雖然作為一本教材,它的語言是專業且精確的,但作者在處理一些復雜的理論時,會采用類比、舉例等方式,讓原本晦澀難懂的內容變得生動有趣。我尤其喜歡它在介紹化學平衡和化學動力學部分時,采用瞭大量的圖錶和麯綫來展示反應進程和平衡移動,這比純文字描述要直觀得多。而且,在分析化學的各個章節中,作者都十分注重實驗的可操作性和實際應用,詳細介紹瞭各種儀器的使用方法、實驗結果的判斷標準以及誤差的來源和消除方法。這對於我們這些即將步入實驗室的學生來說,是極其實用的指導。書中還提到瞭許多現代分析技術在各個學科領域(如生物、醫學、環境科學)的應用案例,這讓我意識到,學習好分析化學,對於未來的專業發展有著不可估量的價值。

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這本書在講解無機化學部分的時候,對於一些抽象的概念,例如量子力學在原子結構中的應用,給齣瞭非常形象的比喻和解釋,這大大降低瞭理解難度。書中的插圖和化學結構式的繪製也非常精美,清晰地展示瞭分子的三維結構和電子雲分布,讓我能夠直觀地理解化學鍵的性質和分子的空間構型。我特彆欣賞的是,它在介紹不同元素的性質時,不僅僅是簡單地陳述,而是將它們的性質與其在自然界中的分布、存在形式以及在工業生産中的應用聯係起來,這樣讀起來就不會顯得枯燥乏味,更能激發我對化學世界的探索欲。例如,關於稀土元素的章節,不僅介紹瞭它們的獨特物理化學性質,還詳細講述瞭它們在永磁材料、催化劑等高科技領域的應用,讓我對這些“神秘”的元素有瞭更深的認識。

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