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文档介绍
中考科学总复习化学部分知识点整理汇编
中考总复习物质科学(二)知识点汇编 一、 物质的构成 (1) 分子是构成物质的一种微粒 (2) 据估算,一滴水中含有的分子数大约为1000000000000000000000(一共有21个零)【重点:分子个数的计算(用科学计数法)】 (3) 分子之间有空隙,一般来说,固态分子之间空隙较小 (4) 分子处于不停的无规则的运动之中 (5) 从一处到另一处的现象叫做扩散 (6) 扩散现象说明了物质的分子都在不停的做无规则运动。由于分子的运动跟温度有关,所以,分子的这种无规则运动又叫做分子的热运动(thermal movement) (7) 汽化现象的解释:从分子的角度看液体沸腾时,一方面,处于液面的分子要离开液体,另一方面,液体内部气泡壁上的分子也要离开液体。所以我们说沸腾是比蒸发剧烈的多的汽化现象,同时我们也认识到沸腾和蒸发在本质上是相同的。【物质的沸腾、蒸发以及熔化和凝固等物态变化,都可以用物质的构成和分子的运动来解释】 蒸发是一种缓慢进行的汽化方式,从分子的角度看,蒸发实际上是处于液体表面的分子由于运动离开液面的过程。温度越高,分子运动越剧烈,越容易离开液体表面。所以,我们说蒸发是在液体表面进行的汽化现象,同时也容易理解,液体温度越高,蒸发越快 一、 物质的溶解性 (1) 在一定条件下,物质能够溶解的数量是有限的 (2) 相同的条件下,不同的物质溶解能力不同 (3) 物质的溶解能力并不是固定不变的,它会随着外界条件(如:温度)的变化而变化 (4) 气体也可以溶解在液体中,液体温度越高,气体的溶解能力越弱 二、 物理性质和化学性质 (1) 物质只是从一种状态变成另一种状态,而没有产生新物质,我们把这种变化叫做物理变化(physical change) (2) 在有些变化中,参与变化过程的物质从一种物质变成了另一种新的物质,我们把这种变化叫做化学变化(chemical change) (3) 物理变化和化学变化的事例: 物理变化 化学变化 冰山消融 钢铁生锈 物体受热后膨胀 木炭在燃烧 水的三态变化 炸药爆炸 (4) 化学变化时同时会伴有物理变化,物理变化的同时不可能会伴有化学变化 (5) 物理变化和化学变化的主要观察步骤: 变化前 物质的色、态、味 变化时 物质发生的主要现象 变化后 物质的色、态、味和变化前对比 (6) 物理性质是物质不需要发生化学变化就可以表现出来的性质;化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质 (7) 物理性质和化学性质的事例: 物理性质 化学性质 颜色 酸性 状态 碱性 气味 可燃性 熔点 氧化性 沸点 还原性 可塑性 毒性 延展性 ··· 导电性 ··· 导热性 ··· (8) 我们平时遇到的物质,有的具有酸性,有的具有碱性。食醋是一种酸溶液,具有酸性。盐酸、硫酸、硝酸等都是酸。不同的酸性物质的酸性强度时不同的 (1) 常见的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水等 【碱和酸都具有很强的腐蚀性,使用它们时千万不要直接接触】 (2) 物质的酸碱性的测定: a. 石蕊试液: ① 石蕊试液可以测定物质的酸碱性,但不能够反映酸碱性的强弱 ② 实验表明:酸溶液能是紫色石蕊试液变红色,碱性溶液能使紫色石蕊试液变蓝色 b. pH试纸: ① 测定物质酸碱性最常用、最简单的方法就是使用pH试纸。这种试纸在酸碱性强弱不同的溶液里会显出不同的颜色。 ② 测定的方法:用洁净的玻璃棒蘸取被测试的溶液,滴在pH试纸上。将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,看一看与那一种颜色最接近,从而确定被测溶液的pH。根据pH便可以判断溶液的酸碱性强弱 ③ pH的数值反映的是物质酸碱性强弱的标志,它的范围通常在0~14之间。pH数值越低,酸性越强;pH数值越高,碱性越强;pH数值等于7的物质呈中性 一、 水的组成 (1) 电解水的实验 a. 在水电解器的玻璃管里注满水,接通直流电; b. 可以观察到:两个电极上出现 气泡 ,两玻璃管内液面 下降 ; c. 用点燃的火柴接触液面下降较多(即产生气体体积较多 )的玻璃管尖嘴,慢慢打开活塞,观察到气体能燃烧(火焰呈 淡蓝色 ,点燃时发出一声轻微的爆鸣声),这个玻璃管中产生的是 氢 气;用带火星木条接近液面下降较少的玻璃管尖端,慢慢打开活塞,观察到 带火星的木条复燃 ,这是 氧 气; d. 产生氢气的那个电极是 阴(负) 极,产生氧气的那个电极是 阳(正) 极; e. 通过精确实验测得电解水时,产生的氢气和氧气的体积比是 2:1 。 (2) 电解水的实验说明水在通电条件下,生成 氢气 和 氧气 , 这个过程的文字表达式为 水 氢气+氧气 。 (3) 实验结论:氢气中的 氢 和氧气中的 氧 是从水中产生的,所以水是由氢和氧组成的。 二、 物质在水中的分散状况 (1) 溶质、溶剂和溶液 a. 被溶解 的物质称为溶质; b. 能溶解其他物质 的物质称为溶剂; c. 溶液是由一种或一种以上物质分散到另一种物质中形成的均一、稳定的混合物。溶液的特征是均一、稳定。 均一性是指溶液内部各处性质 相同 ;稳定性是指外界条件不变,溶质和溶剂不会分离; 溶液由 溶质 和 溶剂 组成,所以溶液一定是混合物 。 溶液中溶质和溶剂的判定。 a. 固体、气体溶于液体时,溶质是 固体、气体 ,溶剂是 液体 ; b. 两种液体互溶时,一般情况下量多者为溶剂,量少者为 溶质 ;但有水时,不论水的多少,水是溶剂 。 水是最常见的、也是较好的溶剂。日常生活中除水外,常用的溶剂有酒精、汽油等。 (1) 悬浊液和乳浊液 a. 悬浊液是 固体小颗粒 悬浮在液体里而形成的物质,如 泥水 就是悬浊液。 b. 乳浊液是 小液滴 分散到液体里形成的物质,如 牛奶 就是乳浊液。 c. 悬浊液和乳浊液合称浊液,它们的特点是不均一、不稳定。 (2) 溶液与悬浊液、乳浊液的比较 名称 特征 溶液 悬浊液 乳浊液 形成过程 固、液、气溶解在液体中 固体颗粒分散在液体中 小液滴分散在液体里 稳定性 稳定 不稳定 不稳定 长期放置 均一 不均一,分层 不均一,分层 一、 物质在水中的溶解 (1) 饱和溶液和不饱和溶液 a. 涵义:在一定 温度 下,在一定量的 溶剂 里不能再溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的 饱和溶液;还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的 不饱和 溶液。 b. 在描述饱和溶液和不饱和溶液的时候,一定要强调:(1)一定温度; (2)一定量的溶剂 ;(3) 某种溶质。 c. 饱和溶液和不饱和溶液间的相互转化。(对大多数固体物质而言,) 不饱和溶液 饱和溶液 对熟石灰这类物质而言:在不饱和溶液和饱和溶液间的相互转化中,改变温度则与上述物质相反。 (2) 浓溶液和稀溶液 a. 人们常把 溶有较多溶质 的溶液称为浓溶液, 溶有较少溶质 的溶液称为稀溶液。 b. 溶液的浓和稀是溶质在溶液中含量的多少,它与温度的变化、溶剂量的多少无关,不受条件的限制。饱和溶液和不饱和溶液则是指溶质的溶解是否达到最大程度,要受温度和溶剂量两个条件的制约。 ① 浓溶液 不一定 是饱和溶液,稀溶液 不一定 是不饱和溶液; ② 对于同一种溶质和溶剂的溶液来说,在一定温度下的饱和溶液 一定 比不饱和溶液浓一些。 (1) 溶解性 a. 一种物质溶解在另一种物质里的能力大小叫溶解性。溶解性是物质的一种特性。 b. 一般地,不同溶质在同一种溶剂里的溶解能力是不同的;同种溶质在不同溶剂里的溶解能力也是不同的。可见一种物质在另一种物质里的溶解能力的大小主要是由 溶质 和 溶剂的性质决定的。例如,食盐容易溶解在 水中,而不易溶解在汽油中;而油脂容易溶解在 汽油 中,而不易溶解在 水 中。 (2) 溶解度——物质溶解能力的定量表示方法 a. 固体溶解度的涵义。 在 一定温度 下,某(固体)物质在 100 克溶剂里达到 饱和 状态时所溶解的质量为该物质在这种溶剂里的溶解度。溶解度数值越大,表明该温度下,物质的溶解能力 越强 。如20℃时食盐的溶解度是36克,就表示在 20℃ 时, 100克 水中最多(即达到 饱和 状态)能溶解食盐 36克 。 b. 对固体溶解度涵义理解时,应注意以下几点:( 温度 100克溶剂 饱和状态 克) ① 要强调在一定的温度下,因为 温度变化对溶解度大小有一定影响; ② 各种固体物质的溶解度需要对溶剂量制定一个统一的标准,涵义中以 100克溶剂 作为标准; ③ 因为每一种溶质,在一定量溶剂里达到饱和和不饱和状态时溶解溶质的量是不同的,所以应规定 达到饱和 状态; ④ 这里指的质量用 克 作单位,与溶剂单位一致。 c. 溶解性等级的划分。 ① 溶解性等级的划分依据: 室温(20℃)时的溶解度 。 ② 等级的划分。(溶解性等级的划分是相对的) 溶解性等级 易溶 可溶 微溶 难溶 溶解度 >10克 1~10克 0.01~1克 <0.01克 举例 食盐 硝酸钾 蔗糖 氯酸钾 氢氧化钙 碳酸钙 (3) 探究影响固体溶解度大小的因素(以硝酸钾为例) a. 提出探究的问题: 影响硝酸钾溶解度大小的因素有哪些?(等) b. 建立假设: 温度可能是影响硝酸钾溶解度大小的因素(等) 。 c. 设计实验: ① 在室温下配制硝酸钾的饱和溶液; ② 给饱和溶液加热后再加入硝酸钾,现象: 硝酸钾又溶解了 ,一直加到硝酸钾不能再溶解为止; ③ 将上述饱和溶液冷却到室温,现象: 有较多的硝酸钾固体析出 。 d. 得出结论: 硝酸钾的溶解度随温度升高而增大,随温度的降低而减小,温度是影响硝酸钾溶解度大小的因素 。 a. 合作交流。 (1) 溶解度曲线 a. 通过实验测出物质在各个不同温度的溶解度,运用数学方法可以绘制出溶解度曲线。溶解度曲线表示物质溶解度随温度改变而变化的曲线。 溶解度曲线表示以下几方面的意义: ① 曲线上每个点表示某温度下某溶质的 溶解度 ; ② 溶解度曲线表示同一物质在不同温度时的不同 溶解度 数值; ③ 曲线表示不同物质在同一温度时的 溶解度 数值; ④ 曲线表示物质的溶解度受 温度 变化影响大小的情况; ⑤ 两条曲线的交点,表示在该 温度 下两种物质的 溶解度 相等; ⑥ 曲线上每个点所配制的溶液是该温度下这种溶质的 饱和 溶液,曲线下方的点表示对应温度下该溶质的 不饱和 溶液。(100克溶剂) b. 从p.35固体物质溶解度曲线图中可以看出: ① 大多数固体物质的溶解度,随温度升高而增大,如 硝酸钾 ; ② 少数固体物质的溶解度,受温度影响不大,如 氯化钠 ; ③ 极少数固体物质的溶解度,随温度升高而减小,如 氢氧化钙 。 (2) 根据溶解度的计算 a. 根据溶解度的概念可知,要计算物质的溶解度,溶液一定要是 饱和 的。 b. 由于在饱和溶液中,溶液、溶剂和饱和溶液的质量比是确定的,因此溶解度跟饱和溶液中的溶质、溶剂和溶液质量之间存在着对应的定量关系: = 或 S=×100克; (3) 溶质质量分数 a. 涵义:溶液中溶质的质量分数是指 溶质 质量与 溶液 质量的比值。 b. 溶质的质量分数的计算公式: 溶质的质量分数a== ① 溶质的质量分数只是一个比值, 没有 单位; ② 溶质的质量分数可以用小数或 百分数表示; 计算时溶液不一定饱和 ③ 公式的变换形式:m质=m液×溶质的质量分数(a%) 。或:m质 = V ρa% (1) 一定温度下饱和溶液中溶质质量分数与溶解度的关系 a. 溶质的质量分数与固体溶解度的比较。 ① 固体的溶解度是在 一定的温度下 ,100克溶剂中达到 饱和 状态时所溶解溶质的质量。它有单位,单位是 克 。大小主要由溶质和溶剂本身的性质决定,与外界 温度等条件有关,与溶质、溶剂的多少 无关 ,溶液一定要 饱和 。 ② 溶质的质量分数,是溶质质量在整个溶液质量中所占的比例,无单位,大小由溶质、溶剂的多少决定,与溶质、溶剂的性质无关 ,与外界温度等条件 无关 ,溶液不一定饱和。 ③ 溶液的稀释问题(浓缩) 关键是:稀释前后溶液中溶质质量保持不变。 m浓 a1% = (m浓+ m水) a 2% m1 a 1%+ m2 a 2% = (m1+ m2) a 3% b. 一定温度下,饱和溶液中的溶质的质量分数(a%)与溶解度(S)的关系: 溶解度 溶质的质量分数 涵义 定量表示物质溶解能力的大小 表示溶质质量占溶液质量的比例 条件 ①与温度有关 ②必须是饱和溶液 ③溶剂量一定是100克 ①与温度无关 ②不一定是饱和溶液 ③溶剂量不一定 单位 克 无单位 联系 前提是饱和溶液中: 溶解度=×100克 (S=×100克) 质量分数= ( P%=) 一、 物质在水中的结晶 从饱和溶液中析出固态溶质的过程叫结晶。具有规则几何外形的固体叫晶体。 获得晶体有两种方法: ① 冷热饱和溶液(降温结晶)——适用于溶解度受温度变化影响大的固态溶质 ② 蒸发溶剂——常用于溶解度受温度变化影响不大的固态溶质 即“夏天晒盐,冬天捞碱”。 二、 水的利用和保护 (1) 防止水污染 a. 在工农业生产和生活中会产生大量的污水。 ① 工业废水中常含有许多 有毒物质 ; ② 农业废水中常含有 农药 、 化肥等; ③ 生活污水中常含有 微生物 或有利于 微生物 生长的物质。 b. 污水排放流人湖泊和河流中会造成 水污染 。 a. 污水的作用会导致生活在河流和湖泊中的水生生物难以生存,甚至死亡,同时还会污染地下水源。 b. 被污水污染的水不能直接饮用和使用,必须经过污水的处理,除去水中的有毒有害物质。 (1) 污水的处理 a. 沉淀法: [实验] 在一杯浑浊的泥浆水中加入明矾或活性炭(作凝聚剂),静置5分钟,可以观察到泥沙 沉到杯底 ,水 变清了 。 b. 过滤法: ① 过滤时应注意“一贴、二低、三靠”。 “一贴”指: 滤纸紧贴漏斗内壁 ; “二低”指: 滤纸低于漏斗口 、 液体低于滤纸上沿 “三靠”指: 漏斗下端紧靠接受器内壁 、 玻璃棒末端轻轻斜靠在有三层滤纸的一侧 、 上面烧杯嘴紧靠玻璃棒中下部 。 ② 过滤时,玻璃棒的作用是 引流 。 c. 蒸馏法: ① 熟悉书p.48蒸馏装置中的仪器; ② 用蒸馏法制蒸馏水。 d. 沉淀法、过滤法、蒸馏法的比较: 方法 原理 适用范围 基本操作 所起作用 沉淀法 根据物质的溶解性不同 用于分离液体中混有的不溶性固体杂质 加入明矾等凝聚剂,搅拌后静置 使水中的悬浮微粒凝聚成较大颗粒而沉淀下来 过滤法 根据物质的溶解性不同 用于除去液体中混有的不溶性固体杂质 溶解、过滤 可除去水中的悬浮微粒 蒸馏法 根据液体物质的沸点不同 用于分离或提纯液态混合物 加热、蒸馏、冷凝 可除去水中溶解的物质 (2) 纯净物的含义:由 一种物质组成的 物质,叫纯净物,如蒸馏水。 一、 模型、符号的建立与作用 (1) 模型 a. 模型的概念:模型是依照实物的形状和结构按比例制成的物品,是用来显示复杂事物或过程的表现手段,如图画、图表、计算机图像等。 a. 模型的分类: ① 物体的复制品 ② 事物变化的过程 ③ 图片 ④ 数学公式、表达式或特定的词 b. 模型的作用:建立模型能帮助人们理解他们无法直接观察到的事物,如科学家们经常用模型来代表非常庞大或极其微小的事物(太阳系中的行星、细胞的细微结构等)。 [说明]一个模型可以是一幅图、一张表或计算机图像,也可以是一个复杂的对象或过程的示意。 (1) 符号 a. 符号的概念:符号是代表事物的标记。 b. 符号的作用: ① 能简单明了地表示事物。 ② 可以避免由于事物外形不同而引起的混乱。 ③ 可以避免由于表达事物的文字语言不同而引起的混乱。 [说明]在某种意义上说符号也是一种模型。 (2) 化学模型的建立 模型可以是实物的模型,一可以是事件的模型,模型能表达出研究对象的基本的特征。如: a. 人们用水分子结构模型来了解水分子的构成:两个氢原子成104.5°角附在氧原子上: b. 分子聚集成物质 一、 物质与微观粒子模型 (1) 分子的构成 a. 分子是由原子构成的。 b. 分子构成的描述:以分子AmBn为例,1个AmBn分子由m个A原子和n个B原子构成。如1个H2分子由2个H原子构成;1个O2分子由2个O原子构成;1个H2O分子由2个H原子和1个O原子构成。 (2) 物质的构成 [说明](1)分子是构成物质的一种基本粒子,有的物质是由原子直接构成的,如金属、金刚石、石墨等。由分子构成的物质在发生物理变化时,物质的分子本身没有变化;由分子构成的物质在发生化学变化时,它的分子起了变化,变成了别的物质的分子。所以,分子是保持物质化学性质的最小粒子。同种物质的分子,化学性质相同;不同种物质的分子,化学性质不同,分子不能保持物质的物理性质。 (2)同种原子构成的物质,由于原子排列不同,可以构成不同的物质。如金刚石、石墨是由碳原子构成的,足球烯(C60)是由C60分子构成的。 金刚石 石墨 C60 (1) 粒子的大小与质量 分子和原子都有一定的质量和体积。 a. 原子的体积很小,原子半径一般在10-10m数量级。 b. 分子和原子的质量也非常小。氢分子是最轻的分子,其分子质量的数量级是10-27kg。 c. 不同种类的分子和原子质量不同,体积也不同。 [说明]组成某个分子的原子,肯定比分子更小,如氢分子由2个氢原子构成,氢原子比氢分子小。但并不能说原子一定比分子小,某些原子比某些分子大,如铁原子比氢分子大。 d. 分子的特性:①分子在不断运动;② 分子间有间隔。热胀冷缩就是分子间间隔发生改变的结果。 (1) 分子和原子的区别 [说明]物质由什么粒子直接构成,其化学性质就由该种粒子保持。 (2) 区分不同的分子 分子是构成物质的一种基本粒子,不同的分子构成不同的物质。由原子构成分子时: a. 相同的原子种类,不同的原子个数,能够成不同的分子。如O2分子与O3分子、CO分子与CO2分子、SO2分子与SO3分子等。 b. 相同的原子个数,不同的原子种类,也能构成不同的分子。如H2与O2、N2,H2O与CO2、SO2,CO与N2,SO3与NH3等。 [说明]构成分子的原子可以是同种原子(如H2、O2、N2等),也可以是不同种原子(如CO、H2O等)。 (3) 化学反应实质、模型的建立 当水分子分解时,生成氢原子和氧原子,每两个氢原子又结合成一个氢分子,每两个氧原子结合成一个氧分子。 结论:(1)分子是由原子构成的;(2)物质在发生化学变化时,分子分解成原子,原子重新组合形成新的分子。在化学变化中,分子是可以再分的,原子是不能再分的,原子是化学变化中的最小粒子。 一、 原子结构的模型 (1) 原子的构成 [说明] ① 原子是“空心球体”,原子里有“很大”的空间,电子在绕核做高速运动。 ② 原子核所带的电量和核外电子的电量相等,但电性相反,因此整个原子不显电性。对原子而言,核电荷数=质子数=核外电子数。 ① 一般地,原子核内质子数小于或等于中子数。 ② 原子的质量主要集中在原子核上。 ③ 质子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。 ④ 原子符号()中X——原子种类,Z——质子数,A——质子数与中子数之和。 (1) 元素的概念 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为元素。 元素概念中的“一类原子”包括: ① 质子数相同、中子数不同的同位素原子,如、、。 ② 质子数相同、化合价不同的元素,如0、+1、+3、+5、+7、-1价的氯元素。 ③ 质子数相同的单核粒子,如Cl-与Cl原子都属于氯元素。 ④ 元素只论种类,不讲个数。 (2) 同位素 原子中核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素。 [说明]元素是同位素原子的总称,同位素原子是一种元素的不同种原子,即原子的“孪生兄弟”。同位素原子有“三相同三不同”,三相同是:质子数相同、电子数相同、化学性质相同;三不同是:中子数不同、原子质量不同、物理性质不同。 (3) 元素、同位素的比较 元素 同位素 概念 具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子称为元素 具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素 研究范围 核电荷数(即质子数)相同的一类原子 同一种元素中,中子数不相同的原子 特性 具有相同质子数,其带的电荷数可以不同,具有的化合价可以不同,所以具有的性质也不同 原子的质子数相同而中子数不同,所以质量数不同,但同价态的同位素化学性质几乎完全相同 实例 如:Fe、Fe2+、Fe3+为铁元素,为氮元素,其物理性质和化学性质都不同 如:——氢元素三种同位素化学性质几乎相同 (4) 离子 a. 概念:离子是带电荷的原子或原子团。 原子团是“原子的集团”,由几个原子组成,在许多化学反应里作为一个整体参加反应。 a. 分类: ① 阳离子:带正电荷;质子数大于电子数。 ② 阴离子:带负电荷;质子数小于电子数。 b. 离子也是构成物质的一种基本粒子。 (1) 元素与原子的比较 元素 原子 概念 具有相同核电荷数(质子数)的一类原子的总称。一种元素可含几种原子,如氢元素包含三种原子 化学变化中的最小粒子 种类确定 由核内质子数确定 由质子数和中子数确定 区别 宏观概念:只讲种类,不讲个数,没有数量多少的含义 微观概念:既讲种类,又讲个数,有数量多少的含义 使用范围 用于描述物质的宏观组成,如水由氢、氧两种元素组成 用于描述物质的微观构成,如1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成 联系 元素与原子是总体与个体的关系,原子是元素的个体,是构成和体现元素性质的最小粒子。在化学反应中,元素种类、原子种类和原子个数均不发生变化 (2) 原子和离子的比较 粒子种类 原子 离子 阳离子 阴离子 区别 粒子结构 核内质子数=核外电子数 核内质子数>核外电子数 核内质子数<核外电子数 粒子电性 中性 正电 负电 联系 (3) 应用“四数一量”分析原子结构 a.“四数一量” 原子:核电荷数=质子数=核外电子数;近似相对原子质量=质子数+中子数。 核电荷数”指原子核所带的电荷数,即质子所带电荷数之和。 并非所有原子核中都含有中子,如没有中子。一般地:质子数≤中子数。 化学变化过程中,原子核不发生变化,即质子数和中子数不发生变化。 b.分析同位素 原子种类 质子数 中子数 电子书 相对原子质量 1 0 1 1 1 1 1 2 1 2 1 3 6 6 6 12 6 7 6 13 6 8 6 14 一、 组成物质的元素 (1) 元素的存在形式 元素的存在形式有两种,即存在于单质或化合物中。 单质:只由同种元素组成的纯净物叫做单质,如氧气、氢气、铜等。 化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物叫做化合物。如水、二氧化碳等。 氧化物:由两种元素组成,其中一种元素是氧元素的化合物。 [说明]区分单质和化合物是在“纯净物”的前提下,以所含元素是一种或一种以上作为标准去辨识的。由同种元素形成的不同种单质互称为同素异形体。如O2和O3等。 (2) 元素的种类和分布 a. 已知的元素有110多种,其中有十几种是人造元素。 元素在地壳里的分布量: 元素在生物细胞中的分布量: 海水中的元素分布:O(85.5%)、H(10.7%),两者约占总量的96.5%;Cl(2.0%),Na、Mg等占1.5%。(海水中溶解着近80种元素,不仅陆地上的天然元素在海水中几乎都存在,而且有17种元素在陆地上很稀少) a. 人造元素和放射性元素 人造元素:以自然元素为基础,利用核反应的方法,通过用粒子、氘核、质子或中子对原子核产生作用而人工制造出来的。 放射性元素:元素周期表中元素符号是红色的是放射性元素,放射性元素对人体有害,但可以用来检查和治疗一些疾病,如用“放疗”治癌症,用X射线检查肺部。 b. 元素的分类:按元素的性质来分,元素可分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素,其中金属元素有80多种,占全部元素的4/5。 [说明]通过元素的中文名称可对元素进行简单的分类。一般有“气”字头(表示单质在常温下是气体),“氵”字旁(表示单质在常温下为液体),“石”字旁(表示单质在常温下为固态)的元素属于非金属元素,而有“钅”字旁的元素属于金属元素(汞也为金属元素)。 (1) 单质与化合物概念的区别和联系 单质 化合物 宏观组成 同种元素 不同种元素 微观构成 同种原子或同种原子构成的同种分子 由不同种原子构成的同种分子 化学性质 不能发生分解反应 一定条件下发生分解反应 联系 均属于纯净物。单质发生化合反应可生成化合物,化合物发生分解反应可生成单质 (2) 描述物质组成的方法与规律 物质、元素、分子、原子之间的关系可用图表示。 元素是宏观概念,只有种类之分,没有数量之别。在讨论物质的组成时,应该用“……由某元素组成”来描述,其中只涉及种类而没有数量多少的含义。原子、分子、离子是微观的概念,当讨论物质的微观结构时,就应该用原子(或分子、离子)来描述,不仅要讲种类而且要讲个数。故在讨论物质的组成和结构时,应注意规范地运用这些概念,在具体描述过程中,一般是元素与“组成”匹配,而分子、原子与“构成”匹配。现举例如下: a. 由分子构成的物质,有三种说法(以二氧化碳为例):①二氧化碳是由氧元素和碳元素组成的;②二氧化碳是由二氧化碳分子构成的;③每个二氧化碳分子是由2个氧原子和1个碳原子构成的。 b. 由原子(或离子)直接构成的物质(如汞、食盐),有两种说法:①汞是由汞元素组成的,食盐是由钠元素和氯元素组成的;②汞是由汞原子构成的,食盐是由钠离子和氯离子构成的。 一、 表示元素的符号 (1) 元素符号及其表示的意义 元素符号是表示元素的一种专用符号,国际上采用元素拉丁文名称的第一个字母大写来表示。当两种元素的第一个大写字母相同时,写上该元素名称的第二个字母(小写)以示区别。如:Ne(氖)、Na(钠);Mg(镁)、Mn(锰);Cu(铜)、Ca(钙)、Co(钴)。 元素符号表示的意义: ① 表示一种元素; ② 表示这种元素的一个原子; ③ 若是由原子直接构成的物质,则表示这种物质。如: (2) 元素周期表 根据元素的原子结构和性质,把现在已知的110多种元素按原子序数(核电荷数)科学有序地排列起来,得到的表叫做元素周期表。 a. 在元素周期表中,每一种元素均占据一格。对于每一格,均包含元素的原子序数(核电荷数)、元素符号、元素名称、相对原子质量等内容。此外,在周期表中还用不同的颜色对金属元素、非金属元素做了分区。 a. 周期表每一横行叫做一个周期,共有7个横行,即7个周期。 b. 周期表有18个纵行,除第8、9、10三个纵行共同组成一个族外,其余15个纵行,每一个纵行叫做一族,共有16个族。 (1) 正确书写元素符号并理解其意义 正确书写元素符号,熟记27种元素符号。 a. 由一格字母表示的元素符号要大写。 b. 由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写。 如锰的元素符号为Mn,不能写成MN。 c. 正确理解并使用元素符号。 ① 宏观意义:表示一种元素或一种物质;微观意义:表示一种原子或一个原子。 ② 当元素符号前加一个数字,就只有微观意义,只能表示原子的个数。如2H表示两个氢原子。 ③ 化学上规定:B(硼)、C(碳)、Si(硅)、P(磷)、S(硫)、As(砷)、Se(硒)、Te(碲)、稀有气体和所有金属的元素符号可表示三种意义:一种元素;一个原子;一种物质。(在不同的场合有不同的含义,不要混淆) (2) 元素周期律 元素周期表中,每周期(除第一周期外)开头是金属元素,靠近尾部的是非金属元素,结尾的是稀有气体元素。说明自然界各元素间存在着元素性质等方面的周期性变化。我们可以根据这种周期性变化掌握元素的性质。如判断元素的活动性:在同一周期中越靠左金属性越强,从左到右非金属性逐渐增强;同一族中越向下金属性越强,所以金属活动性Na>Mg>Al;K>Na。 一、 表示物质的符号 (1) 化学式及其意义 a. 定义 用元素符号表示物质组成的式子叫做化学式。包括分子式、实验式、最简式等。 b. 化学式的含义 化学式的含义 以CO2为例说明 宏观上 表示一种物质 表示二氧化碳这种物质 表示该物质由哪些元素组成 表示二氧化碳由碳元素和氧元素组成,碳、氧元素的质量比:m(C):m(O)=3:8 微观上 表示该物质的1个分子 表示1个二氧化碳分子 各元素的原子个数比:N(C):N(O)=1:2 表示物质的分子组成 [说明] 每种纯净物都有固定的组成,所以表示每种物质组成的化学式只有一种。混合物的组成不固定,所以无化学式。 由分子构成的物质的化学式,不仅表示物质的组成,也表示分子的构成,所以也叫分子式。 物质的组成是通过实验测定的,化学式的书写必须依据实验结果来推求,不能写不合实际的式子。 (1) 化学式的书写方法 a. 单质化学式的写法 ① 单原子构成的单质:稀有气体、金属以及一些非金属单质,如碳、硅等,其化学式用元素符号表示。 ② 多原子构成分子的单质:在元素符号右下角写上构成分子的原子数目,如氧气:O2,臭氧:O3。 b. 化合物化学式的写法 ① 氧化物:氧元素在右,其他元素在左,如CO2、Fe2O3等。 ② 金属元素与非金属元素形成的化合物:一般金属元素在左,非金属元素在右,如NaCl等。 ③ 非金属元素的氢化物的化学式:氢在左,其他非金属元素在右,如HCl、H2S、H2O等,但氨(NH3)则相反。 [说明]书写化学式应注意如下几个方面: 一般正价元素在前,负价元素在后[氨(NH3)除外],每种元素的原子数目写在符号右下角,而读时与书写顺序相反; 化学式中原子团的数目≥2时,原子团必须加“( )”,表示原子团数目的数字标在“( )”的右下方,数目为1时,不写“( )”和数字。如Al2(SO4)3、NaOH等。 (2) 化合物化学式的读法 a. 由两种元素组成的化合物的化学式名称,一般读作“某化某”,其顺序与化学式的书写恰好相反,即从后向前读。在读化合物的化学式时,有时要出各元素的原子个数,但“1”一般不读出,如Fe3O4读作“四氧化三铁”。若两种元素组成多种不同的物质,在其化学式中,某元素的原子个数不同且在这一化学式中该元素的原子个数为1,此时“1”要读出,如CO2读作“二氧化碳”,CO读作“一氧化碳”。 b. 某些具有可变化合价的元素,在显高价时读作“某化某”,在显低价时读作“某化亚某”,如FeCl3与FeCl2分别读作“氯化铁”与“氯化亚铁”。 (3) 化合价 a. 定义 一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目原子化合的性质,叫做这种元素的化合价。 a. 含义 化合物均有固定的组成,即形成化合物的元素有固定的原子个数比,化合价是元素的一种性质,用来表示原子之间相互化合的数目。 b. 原子团 常作为一个整体参加反应的原子集团叫原子团,也叫根,如、、、等。根也有化合价。 c. 化合价的表示方法 通常在元素符号或原子团的正上方用+n或-n表示,如、、、等。 (1) 化合价规律 a. 氢元素通常显+1价,氧元素显-2价。例如:、、等。 b. 金属元素一般显正价。例如:、、。 c. 非金属与氢或金属化合时,非金属显负价;非金属与氧元素化合时,非金属显正价。例如:在H2S、MgCl2、P2O5中,硫、氯、磷三种元素的化合价分别为-2、-1和+5价。 d. 许多元素具有可变化合价。例如:Fe有+2、+3价;Cl有-1、+1、+3、+5、+7价。 e. 原子团的化合价一般不等于零,其数值由组成元素的正负化合价的代数和确定。 常见原子团的化合价如下: 原子团 离子符号 化合价 氢氧根 -1 硝酸根 -1 碳酸氢根 -1 铵 根 +1 硫酸根 -2 碳酸根 -2 亚硫酸根 -2 磷酸根 -3 f. 元素的化合价是在形成化合物时表现出来的一种性质,在单质中元素的化合价为零。 (1) 化合价规律的应用 化合价规律在以下方面有广泛的应用: a. 判断化学式书写正误; b. 根据化学式判断某种元素的化合价; c. 根据元素化合价推求实际存在的化合物的化学式:排列元素符号(一般正价在前,负价在后)→确定元素原子个数(根据化合物中化合价代数和为零)→写出化学式→检查正误。 一、 元素符号表示的量 (1) 相对原子质量 a. 定义:以碳-12原子(含有6个质子和6个中子,也可以表示为)质量的1/12(1.661×10-27kg)作为标准,其他原子的质量跟它相比较所得的比值,就是这种原子的相对原子质量,用符号Ar表示。 b. 原子的质量与相对原子质量的区别于联系 原子的质量 相对原子质量 来源与性质 测定出来、绝对的 比较得出、相对的 数值与单位 非常小,单位为“kg” 大于或等于1,单位为“1” 联系 某原子的相对原子质量= c. A、B两原子的相对原子质量之比等于A、B两原子的质量之比。 (2) 相对分子质量 化学式中各原子的相对原子质量的总和叫做相对分子质量(它的国际单位制单位为“1”)。相对分子质量也是以碳-12原子质量的1/12作为标准的一种相对质量(用符号Mr表示)。 [说明](1)相对分子质量越大,分子的质量也越大; (2)质量相同、由不同分子构成的纯净物,相对分子质量越小的物质所含的分子个数越多。 (3) 质量数与相对原子质量 原子的质量主要集中在原子核上,质子和中子的相对质量都约为1,所以原子的相对原子质量的整数数值与质子数和中子数之和相等。人们把质子数与中子数之和叫做质量数,即相对原子质量(取整数)=质子数+中子数(在原子符号中X是元素符号,Z表示质子数,A表示质量数)。 (4) 有关化学式的计算的四种基本类型 a. 计算物质的相对分子质量 计算化学式中各原子的相对原子质量之和,要注意将各元素的相对原子质量乘以其原子个数,再进行求和。结晶水化合物中的结晶水的相对分子质量必须计算在内,如的相对分子质量为160+5×18=250。 a. 计算物质中各元素的质量比(以AmBn为例) b. 计算物质中某一元素的质量分数 c. 确定物质化学式 在AmBn中,。 、分别为AmBn中A、B的质量。 一、 空气 (1) 空气的主要成分和组成 空气成分 氮气 氧气 稀有气体 二氧化碳 其他气体和杂质 体积分数 78% 21% 0.94 0.03% 0.03% 特点 相对固定 可变 [说明]绿色植物的光合作用吸收二氧化碳、放出氧气,燃料的燃烧、动植物的呼吸作用均消耗氧气、放出二氧化碳,这一系列的活动保证了空气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。 (2) 氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、稀有气体的主要性质和用途 成分 主要性质 主要用途 氧气 化学性质:用于动植物呼吸,支持燃烧 物理性质:无色、无味、不溶于水 潜水、医疗急救、炼钢、气焊以及化工生产和宇宙航行等 氮气 化学性质:不活泼 物理性质:无色、无味、不溶于水 制硝酸和化肥、炸药的重要原料,因其化学性质不活泼,常用作保护气,医疗上用于冷冻麻醉,还可用作超导材料 二氧化碳 化学性质:能与澄清石灰水反应产生沉淀;不能燃烧,一般不支持燃烧 物理性质:无色、无味气体,密度比空气大 干冰用于人工降雨,保藏食品;工业原料,用于制纯碱、尿素和汽水;可用于灭火;参与植物光合作用,生成淀粉等糖类 稀有气体 化学性质:很不活泼(惰性) 物理性质:无色、无味,通电时能发出不同颜色的光 用作保护气,用于航标灯、闪光灯、霓虹灯的电光源,用于激光技术,氦气制造低温环境作冷却剂,氙气用于医疗麻醉 一、 测定空气中氧气体积分数 (1) 实验原理 空气是由氧气和氮气等多种气体组成的,为了测定空气中氧气的体积分数,可以选择某种能与空气中氧气反应而不与空气中氮气及其他气体反应的固体物质(如红磷、汞、铁、铝),利用氧气与该物质反应后生成固体物质,使密闭容器中气体体积减小(减小的体积即为氧气的体积),气体压强减小,引起水面发生变化,从而确定空气中氧气的体积分数。 (2) 实验步骤 a. 连接装置:在集气瓶口连接一个双孔胶塞,一孔插燃烧匙,另一孔插导管(配有弹簧夹),导管另一端伸入盛有水的烧杯中,如图所示。 b. 检查气密性:把导管的一端放入水中,两手紧握集气瓶外壁,如果在导管口有气泡冒出,松开两手,使它冷却,导管中形成一段水柱,则证明气密性良好。 c. 在集气瓶内加少量水,并做上记号,把剩余的容积用记号划分成5等份。 d. 点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并把塞子塞紧。 e. 待红磷熄灭并冷却至室温后,振荡集气瓶,打开弹簧夹。 (3) 实验现象 ① 红磷燃烧,有大量白烟生成。 ② 集气瓶内的水面上升。 (4) 实验结论 ① 红磷燃烧的文字表达式: ② 集气瓶内的水面上升,说明空气中的氧气被消耗掉了。 (5) 测定空气中氧气体积分数的实验分析与评价 a. 红磷燃烧消耗完氧气后,不能继续燃烧,说明氮气不能支持燃烧;集气瓶中水面上升1/5后不再上升,说明氮气不溶于水;空气是无色无味的气体,说明氮气、氧气都是无色无味的气体。 b. 实验成功关键: ① 装置不能漏气; ② 集气瓶中预先要加少量水(防止高温熔融物落入瓶底使瓶底炸裂); ③ 红磷点燃后要立即伸入集气瓶中,并塞紧胶塞; ① 待红磷熄灭并冷却后,再打开弹簧夹。 a. 不能用木炭代替红磷做上述实验,原因是木炭燃烧产生的二氧化碳是气体,集气瓶内气体压强基本没有变化(二氧化碳在水中极少量溶解),不能很好地测出氧气的体积。二氧化碳易被氢氧化钠溶液吸收,所以若用氢氧化钠浓溶液代替水时,可用木炭、硫粉代替红磷做该实验。 b. 进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的1/5的可能原因是: 红磷量不足,使瓶内氧气未耗尽; 胶塞未塞紧,使外界空气进入瓶内; 未冷却至室温就打开弹簧夹,使进入瓶内水的体积减小; 本实验条件下,氧气浓度过低时,红磷不能继续燃烧,瓶内仍残余少量氧气。 一、 氧气和氧化 (1) 氧气的物理性质 通常情况下,氧气是一种无色无味的气体;在标准状况下(273K,101kPa),其密度为1.429g/L,比空气的密度(1.293g/L)略大;不易溶于水。 氧气的三态变化为:。 工业生产的氧气,一般贮存在蓝色钢瓶里。 (2) 氧气的化学性质 氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定条件下能跟许多物质发生化学反应,同时放出热量。在化学反应中,氧气提供氧,是一种常用的氧化剂。 下表列出了一些物质在氧气中燃烧的现象、反应文字表达式及注意事项。 物质(颜色、状态) 反应现象 反应文字表达式 注意事项 硫 (淡黄色固体) 发出蓝紫色火焰,放出热量,有刺激性气味的气体产生 硫的用量不能过多,防止对空气造成污染。实验应在通风橱中进行 木炭 (灰黑色固体) 发出白光,放出热量,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 夹木炭用的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中 红磷 (暗红色固体) 燃烧产生大量白烟,发出白光,放出热量 五氧化二磷是固体,现象应描述为产生白烟 铝箔 (银白色固体) 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,有白色固体产生 把铝箔的一端固定在粗铁丝上,另一端缠一根火柴,引燃铝箔 集气瓶底部先铺一层薄细沙 铁色 (银白色固体) 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,有黑色固体生成 细铁丝绕成螺旋状; 铁丝一端系一根火柴 集气瓶内预先装少量水或铺一层薄细沙 蜡烛 (白色固体) 火焰明亮发出白光,放出热量,瓶壁上有水雾出现,生成的气体能使澄清石灰水变浑浊 要想观察到水雾,盛氧气的集气瓶必须预先干燥 (1) 呼吸作用与氧化 人体细胞内的有机物与氧反应,最终产生CO2、H2O或其他产物,同时把有机物中的能量释放出来,供生命活动的需要。这一过程叫做呼吸作用。如: [说明](1)植物和微生物等其他生物也有呼吸作用;(2)呼吸作用释放能量,供生物体各种活动所需。 (2) 氧化反应 物质跟氧发生的反应叫做氧化反应。 a. 对于氧化反应的概念“物质跟氧发生的反应叫做氧化反应”,这里的氧既指氧气,又指含氧的其他物质。不要叙述为“物质跟氧气的反应”。氧气具有氧化性,是指氧气能使别的物质得到氧,发生氧化反应,故氧气具有使别的物质发生氧化反应的作用,所以说氧气是一种氧化剂,具有氧化性。例如: b. 可燃物在被空气中的氧气缓慢氧化过程中所产生的热量如果不能及时散失,就会产生自然发热的情况。如果热量越积越多,当温度升高到可燃物的着火点时,再遇有充足的氧气,就会引起自发燃烧——自燃。 (3) 燃烧与灭火 a. 燃烧的条件 ① 燃烧:可燃物跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应叫做燃烧。 ② 燃烧的条件: 要有可燃物; 可燃物要与氧气(空气)接粗; 达到燃烧所需的最低温度。(三个条件缺一不可) b. 灭火的原理和方法 ① 隔绝氧气(或空气)。 ② 使温度降到着火点以下。 ③ 清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离。(只取其一即可) [说明]着火点是使可燃物燃烧所需要的最低温度。着火点时物质本身固有的属性(一个定值),不会随意改变。灭火时,可以降低可燃物的温度至着火点以下,但不能降低可燃物的着火点。 a. 几种常用灭火器 ① 泡沫灭火器:用来扑灭因木材、棉布等燃烧引起的失火。 ② 干粉灭火器:除用来扑灭一般火灾外,还可用来扑灭油、气等燃烧引起的失火。 ③ 液态二氧化碳灭火器:用来扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等的失火。使用时,手一定要握在钢瓶的木柄上,否则会把手冻伤。 (1) 氧气的工业制法 a. 原料:空气。 b. 制取方法 ① 液化蒸发空气法:利用氮气(沸点-196℃)、氧气(沸点-183℃)沸点不同,用液化空气分离法制取: ② 膜分离技术法:将空气通过富集氧气功能的薄膜,即可得到含氧量较高的空气,用该膜进行多级分离,可得到含氧气90%以上的富氧空气。 [说明]实验室制取氧气是制取我们实验时所需的少量氧气,它属于化学变化;而工业上制取氧气则是大量制取氧气,利用空气分离的方法,原料来源广泛,所制得的氧气价格较低,它属于物理变化。 (2) 燃烧、爆炸、自燃的区别与联系 燃烧 爆炸 自燃 区别 可燃物和氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应 在有限的空间里发生的急速燃烧 缓慢氧化引起的自发燃烧 发生条件 ① 可燃物与氧气接触 ② 可燃物温度达到着火点 由于急速燃烧发生在有限的空间里,聚积大量的热,使气体体积急剧地膨胀而引起爆炸 由于缓慢氧化过程中产生的热量得不到及时散失,聚积的热量使可燃物温度达到着火点而发生自燃 联系 ① 燃烧、爆炸、自燃均属于氧化反应 ① 一、 化学反应与质量守恒 (1) 化合反应和分解反应 a. 概念 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应叫做化合反应。由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应叫做分解反应。 b. 化合反应与分解反应的比较 反应类型 化合反应 分解反应 概念 由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 形式 (多变一) (一变多) 参加反应的 物质种类 两种或两种以上 一种 生成物质 的种类 一种 两种或两种以上 (2) 质量守恒定律 a. 定义 在化学反应中,参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,这个规律叫做质量守恒定律。 b. 质量守恒定律的实质 在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,所以原子的数目没有增减,原子的质量没有变化,反应前后各物质的质量总和必然相等。 c. 质量守恒定律使用时应注意的事项 ① 运用范围:解释化学变化而不是物理变化。 ② 强调“质量”守恒,不包括其他方面的守恒,如气体体积。 ③ 强调“参加化学反应的”各物质的质量总和,是指真正参加反应的那一部分质量,反应物中可能有一部分没有参加反应(有剩余)。 ④ 很多化学反应有气体或沉淀生成,生成的各物质的质量总和包括固、液、气三种状态物质的质量总和。 (3) 化学方程式 a. 概念 化学方程式是用化学式来表示化学反应的式子。 b. 化学方程式的读法 化学方程式的读法是从左到右,先读反应物,后读生成物。如反应物和生成物不止一种,反应物之间的“+”号独坐“跟”“与”或“和”,生成物之间的“+”读作“和”,“”读作“生成”。若反应是在一定条件下发生的,还应读出反应条件。 例如:。 读作:高锰酸钾在加热的条件下反应,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。 又如:。 读作:磷跟氧气在点燃的条件下发生化学反应,生成五氧化二磷。 c. 化学方程式的意义 ① 表示反应物、生成物以及反应条件。 ② 表示反应物、生成物之间的质量关系(即质量比)。 ③ 化学方程式也能说明反应物、生成物各粒子的相对数量关系。 例如:。 其意义: ① 质的方面:硫与氧气在点燃的条件下生成二氧化硫。 ② 量的方面:每32份质量的硫跟32份质量的氧气完全反应生成64份质量的二氧化硫。 ③ 粒子方面:1个硫原子与1个氧气分子反应生成1个二氧化硫分子。 (1) 如何正确书写化学方程式 a. 书写化学方程式应遵循的原则 ① 必须以客观事实为基础,决不能凭空想象、编造事实上不存在的物质和化学反应。 错例:;。 ② 要遵守质量守恒定律,等号两边各原子的种类与数目必须相等。 错例:;。 b. 化学方程式的书写步骤 书写化学方程式的步骤为:一写、二配、三注。下面以铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁的反应为例,说明书写化学方程式的具体步骤。 写:书写正确的化学式,左边写反应物,右边写生成物,反应物与生成物之间用短线连接,反应物与反应物之间、生成物与生成物之间用“+”连接。 配:配平化学方程式,并检查。使式子左、右两边的铁原子和氧原子的总数分别相等,同时将短线改成等号。 注:表明化学反应发生的条件和生成物状态。一般加热用“△”,温度较高时写“高温”,需要点燃时写“点燃”。 [注意]在书写化学方程式时,有时要在生成物后标出“”或“”。“”和“”在化学方程式中使用规则如下: I. 因为“”和“”是生成物的状态符号,所以,无论反应物是气体还是固体,都不应该标出“”或“”。 II. 若反应物是固体与固体、固体与液体、液体与液体,即反应物中无气态物质,则反应生成的气态物质必须标出“”。例如: III. 若反应物中有气体,则反应生成的其他气体就不应标出“”。例如: IV. 若反应在液体中进行,当生成物中有沉淀析出时,要在该物质化学式的后面标出“”。例如: V. 若反应不在液体中进行,不论生成物有无难溶物质,都不应标出“”。 (1) 书写化学方程式的注意事项 a. 不能无根据地类推不存在的化学反应式。如,不能推出。 b. 不能把反应方程式中反应物和生成物颠倒来写。如,不能写成。 c. 化学方程式等号两边不能有相同的化学式。如制O2的反应:,不能写成。 d. 正确掌握“”和“”的使用范围,不能出现如下类似的错误: ,。 e. 化学方程式等号两边化学式前面的化学计量数应当取最简整数比(仅限于初中),不能是分数。如: 应写成; 应写成。 一、 实验室制氧气 (1) 实验室制法 a. 原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 2KClO32KCl+3O2 2H2O22H2O+O2 b. 装置:固体加热制气体,常用下列装置为氧气的收集装置。 c. 实验操作步骤(以KMnO4受热分解为例):a.组装仪器;b.检查装置气密性;c.装药品;d.把试管固定在铁架台上;e.点燃酒精灯加热;f.收集气体;g.从水槽中移出导管;g.熄灭酒精灯。(查装定点收移熄,谐音“茶庄定点收利息”) d. 收集方法:a.排水集气法(氧气不易溶于水);b.向上排空气法(氧气密度比空气略大)。 e. 检验方法:将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条立即复燃,证明是氧气。 f. 验满方法:a.用排水集气法时,如果集气瓶口有大量气泡冒出,证明瓶中没有水,即已集满;b.用向上排空气法时,用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃证明集满。 g. 放置方法:盖玻璃片并正放(依据:氧气密度比空气大)。 (2) 催化剂 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质都没有变化的物质叫做催化剂。 注意: ① 改变速率包括加快或减慢,不能片面地理解为加快。 ② MnO2不是专用催化剂。 ③ 催化剂不能增多或减小生成物的质量。 ④ 对于指定的化学反应,没有催化剂,并不意味着反应不能发生,只是反应速率较小。 ⑤ 催化剂要纯净以免影响催化效果或引起事故。 (3) 气体发生装置的综合探究 研究气体的实验室制法,必须从以下三个方面进行:(1)研究气体实验室制法的化学反应原理,即在实验室条件下(如常温、加热、加催化剂等),可用什么药品、通过什么反应来制取这种气体;(2)研究制取这种气体所应采用的实验装置;(3)研究如果验证制得的气体就是所要制的气体。 我们可以根据反应物的状态和反应所需的条件设计发生装置。气体发生装置一般分为三类: ① 固+固,可制取O2、NH3、CH4等气体。 ② 固+液,可制取H2、CO2、H2S等气体。 ③ 固(或液)+液,可制取Cl2、HCl、CO等气体。(浙教版一般不涉及) (1) 气体发生装置的气密性检查 在初中化学实验及有关实验设计习题中,经常涉及装置的气密性检查问题。一般来说,无论采用哪种装置制备气体,在成套装置组装完毕装入反应物之前,必须检查装置的气密性,以确保实验的顺利进行。 气密性检查的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭系统,依据改变系统内压强时产生的现象(如:气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置的气密性是否良好。 如图所示装置的气密性检查方法是:把导管b的下端浸入水中,用双手紧握试管a,若导管口有气泡冒出,松开手至试管冷却后,水又回升到导管b中形成一段水柱,则证明装置气密性良好。 此外,还可采用抽气法或注水法,通过观察气泡的产生或液面的变化来判断装置的气密性是否良好。 (2) 实验室制取氧气应注意的问题 a. 根据酒精灯和水槽的高度固定试管,使酒精灯的外焰正对着试管里有药品的部位。 b. 试管口应略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,到达管口冷却成水滴,再回流到管底,是试管破裂。 c. 铁夹应夹在离试管口处,且不要夹得太紧,以免夹破试管。 d. 药品应斜铺在试管底部,以增大药品的受热面积,同时便于氧气逸出。 e. 伸入试管内的导管,应只稍伸出橡皮塞即可,便于气体排出。 a. 导管上应套上一段橡皮管,便于操作,以免折断导管。 b. 如果以高锰酸钾制氧气时,试管口应塞一团棉花,防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。 c. 如果用氯酸钾为原料制氧气时,试管口不能塞棉花。这是因为棉花是易燃物,而氯酸钾又具有强氧化性,放氧速率快,很容易着火燃烧,甚至发生爆炸。 d. 导管口开始有气泡放出时不宜立即收集,而是当气泡连续均匀放出时,才能收集,这样收集的氧气会更纯净些。 e. 用排水法收集时应把导管放在集气瓶口,目的是加快氧气收集速率。 f. 如果用排空气法收集氧气时,应该把导管伸到集气瓶底,便于排尽空气。 g. 收集氧气完毕后,应将导管移出水面,再熄灭酒精灯。防止试管温度低,不产生氧气,试管内部压强更小,水会倒吸入试管中,使试管炸裂。 h. 收集完的集气瓶,应盖玻璃片正放。 一、 二氧化碳 (1) 二氧化碳的制取 实验——实验室制取二氧化碳的方法 (2) 二氧化碳的性质 二氧化碳在通常状态下是一种无色、无味的气体,二氧化碳的密度比空气的密度大。 常温常压下,二氧化碳能溶于水,二氧化碳在水中的溶解度比氮气、氧气大。 化学性质 在0℃时,一个大气压下,1升的水中可以溶解1.713升二氧化碳,其中一部分与水反应生成碳酸。 碳酸很不稳定,很容易分解,当加热时,碳酸会分解,逸出二氧化碳。 二氧化碳不可燃、不自燃、不助燃。 适量的二氧化碳通入澄清石灰水中可产生白色的碳酸钙沉淀,使石灰水变浑浊,以此来检验二氧化碳。 植物的光合作用可将二氧化碳和水转变成淀粉等。 (3) 二氧化碳的用途 ① 二氧化碳可做灭火剂、制冷剂、制汽水、制碳酸钠和碳酸氢钠的原料。 ② 利用固体二氧化碳在舞台上制造烟幕效果 ③ 二氧化碳是光合作用的原料。 二、 自然界中的氧和碳的循环 (1) 自然界中的氧循环 a. 产生氧气——植物的光合作用 对于“植物光合作用产生氧气的实验”应注意以下几点: ① 放入玻璃钟罩内的植物要求是枝叶繁茂、生长旺盛的植株,以保证进行光合作用时释放出更多的氧气 ② 要把两个玻璃钟罩放在阳光充足的环境中,而且这两个玻璃钟罩必须放在同样的环境中,以控制单一变量。 ③ 玻璃钟罩必须用凡士林等物质完全封闭,否则会影响实验效果。 ④ 能将这个实验的结论迁移到“鱼缸里养的水草所起的重要作用”这个问题上来。 b. 消耗氧气的途径 在自然界中,消耗氧气的途径主要有呼吸作用和化石燃料的燃烧。 (1) 保护臭氧层 a. 臭氧层的形成 臭氧是一种蓝色的、带有腥臭气味的气体,是氧分子在紫外线照射下分解为氧原子,氧原子再跟氧分子结合而形成的。 b. 臭氧层的作用 臭氧层能阻挡和削弱过强的紫外线,对生物有保护作用 c. 臭氧层的保护 (2) 自然界中的碳循环 碳是构成生物的基本元素之一,它占机体总干重的49%。生态系统中碳的循环过程是这样的:大气中的二氧化碳首先通过绿色植物的光和作用固定,合成碳水化合物,供动物和其他异养生物所消耗,同时,消费者和生产者本身的细胞呼吸、动植物遗体被分解者分解、燃烧(包括泥炭、煤、石油的燃烧)、碳酸岩的溶解和风化、火山活动等不断释放出大量的二氧化碳送回大气中的二氧化碳库里。 (3) 温室效应 a. 温室效应的原因 地球大气中的一些气体,如二氧化碳、甲烷等像玻璃、塑料薄膜一样,能让太阳光辐射的能量穿过大气层到达地面并被地面吸收,同时防止地面辐射的能量逸散到宇宙空间去,使地面的气温升高,产生类似温室的保温侠影,故称为大气的温室效应,这些气体被称为温室气体。 b. 温室效应的利弊 适度的温室效应能保证地球上的气温恒定,适于动植物生存,但大气中二氧化碳等温室气体的增加较快,致使大气温室效应增强,从而导致全球气候变暖并引起一系列的后果。如:海平面上升,直接淹没沿海城市和良田;破坏食物和淡水资源;造成农作物蛋白质含量下降,病虫害增加,粮食大幅度减产等。 c. 温室效应的防治 改变现行的能源结构和工农业生产的方式,减少煤、石油等化石燃料的使用,提高能源利用率,积极开发新能源等。 一、 物质的变化 (1) 物质的变化 a. 物理变化:物质发生变化时没有生成新物质,这种变化叫做物理变化。如:水的三态变化、玻璃破碎、石蜡熔化、铁丝绕成各种形状、铁在高炉里熔成铁水、酒精挥发、硫酸铜晶体溶解在水等都是物理变化。 b. 化学变化:物质发生变化时生成新物质,这种变化叫做化学变化,又叫化学反应。如:火柴燃烧、植物的光合作用、绿叶变黄等都是化学变化。还有下列变化也是化学变化: ① 硝酸铅和碘化钾反应 ② 硫酸铜晶体加热变成无水硫酸铜 ③ 硫酸铜与氢氧化钠反应 ④ 电解水 (2) 物理变化与化学变化的区别和联系 物理变化 化学变化 概念 没有生成新物质的变化 变化时生成了新物质的变化 本质区别 宏观:没有新物质生成 微观:构成物质的粒子不变,只是粒子间间隔可能改变 宏观:有新物质生成 微观:构成物质分子的原子重新组合,形成新的分子 外观特征 状态、形状、大小的改变 常伴随发光、放热、变色、产生气体、生成沉淀等 距离 水的三态变化、汽油挥发等 镁条燃烧、硫酸铜晶体脱水等 区分依据 有没有新物质生成 联系 化学变化与物理变化往往同时发生,在化学变化中,同时发生物理变化;在物理变化中,不一定发生化学变化 发光、放热、变色、气体的放出、沉淀的析出等现象能帮助我们判断是否发生化学变化,但不一定是充分的依据,有的物理变化也有发光放热现象,如电灯发光放热属于物理变化。判断是否发生化学变化的依据是看有没有新物质生成。 (3) 观察化学实验的基本方法(三阶段) a. 变化前:记录物质的名称,观察并记录物质的形态、颜色等。 b. 变化中:观察并记录物质的形态、颜色、能量变化等现象。如:蓝色硫酸铜溶液中滴入无色氢氧化钠溶液,生成蓝色沉淀。 c. 变化后:记录生成物质的形态和颜色等。 (1) 推理(推测) 我们可通过物质的变化推测物质的性质,通过物质的性质推测物质所发生的化学变化。 观察硫酸铜晶体实验活动中的变化可推测归纳硫酸铜晶体的性质: a. 物理性质:硫酸铜晶体呈蓝色,易溶于水,水溶液呈蓝色 b. 化学性质: ① 硫酸铜晶体加热脱水生成白色粉末 ② 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色沉淀 ③ 无水硫酸铜与水反应生成蓝色硫酸铜水合物 一、 探索酸的性质 (1) 酸的概念 在水中电离出的阳离子全部都是氢离子的化合物叫做酸。如盐酸、硫酸、硝酸等。 注意概念中的“全部”二字,因为有的物质也电离出氢离子,但还电离出其他阳离子,则该物质不是酸,如。 (2) 酸碱指示剂、pH a. 酸碱指示剂 酸碱指示剂是指在酸性或碱性溶液里显示出不同颜色的物质,通常简称指示剂,常用的酸碱指示剂是紫色石蕊试液和无色酚酞试液。 酸碱指示剂在不同性质的溶液中变色的情况如下表: 指示剂 酸性溶液 (pH<7) 中性溶液 (pH=7) 碱性溶液 (pH>7) 紫色石蕊试液 红色 紫色 蓝色 无色酚酞试液 无色 无色 红色 蓝色石蕊试液 红色 不变色 不变色 红色石蕊试液 不变色 不变色 蓝色 注意:指示剂与酸或碱溶液混合后,是指示剂变色,而不是酸或碱的溶液变色。例如:不能说酸遇到紫色石蕊试液变红,也不能说碱遇到无色酚酞试液变红。 b. 酸碱性和酸碱度 ① 酸碱性:溶液的酸碱性指的是溶液呈酸性、碱性还是中性,通常用酸碱指示剂来测定(只是较为粗略地测定)。 ② 酸碱度:是定量地表示溶液酸碱性强弱程度的一种方法,可用pH来表示。 I. pH与溶液酸碱性的关系(25℃时): pH=7,溶液呈中性;pH<7,溶液呈酸性;pH>7,溶液呈碱性。 II. 测定pH的最简便方法:使用pH试纸。用胶头滴管或玻璃棒蘸取待测溶液,滴在pH试纸上,然后将试纸显示的颜色跟标准比色卡对照,便可知道溶液的pH。这种方法只能测得pH的整数值。 (1) 酸的通性(共性) a. 跟指示剂反应能使紫色石蕊试液变成红色,不能使无色酚酞试液变色。 b. 酸能与多种活泼金属反应生成氢气。 c. 酸能与某些金属氧化物反应生成水。 d. 酸能与碱反应生成盐和水。 e. 酸能与盐反应生成新盐、新酸。 (2) 几种常见的酸 a. 盐酸(HCl) 纯净浓盐酸是无色的液体,有刺激性气味,具有挥发性,在空气中形成白雾(工业盐酸中因含Fe3+而呈黄色)。 b. 硫酸(H2SO4) 纯硫酸是无色、粘稠、油状的液体,难挥发。 ① 浓硫酸具有以下特性(三性): I. 吸水性。能直接吸收空气中的水分,所以常作某些气体的干燥剂。 II. 脱水性。能把由C、H、O等元素组成的化合物里的H、O元素按原子个数比2:1的比例从上述化合物中夺取过来,使之发生炭化现象,浓硫酸对皮肤、衣服等有强烈的腐蚀作用。 III. 强氧化性。浓硫酸的氧化性很强,它跟金属起反应时,一般生成水而不生成氢气。 ① 浓硫酸的稀释。由于浓硫酸溶于水时放出大量的热,因而在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里,并不断搅动,使产生的热量迅速地扩散,切不可把水倒入浓硫酸里。 注意:浓硫酸具有“三性”,但稀硫酸不具有“三性”。 a. 硝酸(HNO3) 硝酸具有酸的通性,但硝酸与金属反应的情况有所不同。硝酸不仅能与活泼金属反应,还能与一些不活泼的金属(如Cu、Ag)反应,但生成物没有氢气(高中化学中学习)。 b. 醋酸(CH3COOH) 醋酸具有酸的一般通性,食醋中含有3%-5%的醋酸。醋酸是一元有机酸。 c. 酸的分类和命名 分类方法 类别 命名 实例 根据组成中是否含氧元素 含氧酸 某酸 H2SO4 无氧酸 氢某酸 H2S 按1个酸分子电离时生成的H+个数 一元酸 HNO3、HCl 二元酸 H2SO4 H2S 三元酸 H3PO4 (1) 溶液酸碱性的检验和酸碱度的测定 a. 酸碱性的检验 紫色石蕊试液和无色酚酞试液是检验溶液酸碱性常用试剂,其方法是:取少量待测液,向待测液中滴入1滴-2滴指示剂,观察其颜色变化。 b. 酸碱度的测定 pH试纸能粗略测出溶液的酸碱度即pH(准确测定用pH计),其方法是:用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,待1min后与标准比色卡对比颜色确定pH。操作时注意不能将pH试纸伸入试剂瓶中,以免污染瓶中的试剂。当然测出溶液的酸碱度也就确定了溶液的酸碱性。 注意:溶液显酸性不一定是酸溶液,有些盐溶液也显酸性。如NaHSO4溶液,硫酸铁溶液等也显酸性(高中化学学习)。 (2) 盐酸、硫酸溶液的检验 利用酸碱指示剂和pH试纸能检验出盐酸、硫酸等酸性溶液,但不能检验出具体是哪种酸。鉴别盐酸和硫酸要检验其酸根部分,即检验Cl-和SO42-。 (1) 检验Cl-和SO42- 检验Cl-和SO42-时,向试样溶液中加溶液或溶液后,滴加稀硝酸可以防止可能干扰的酸根离子,如、等,它们都能跟、生成沉淀,但这些沉淀都能被硝酸溶解。如果溶液里存在,就不能用硝酸,因为硝酸是氧化剂,会把氧化成,干扰对的检验。这是要用溶液和盐酸作为检验的试剂。 溶液中可能同时存在和时,先检验哪种离子?应该先检验,而且用溶液和稀硝酸代替溶液和盐酸作试剂。且需将沉淀滤去,再往滤液中加溶液和稀硝酸检验。因为硫酸银微溶于水,如果溶液中的的浓度较大,先检验,加入溶液时,会生成硫酸银沉淀,而干扰的检验。 一、 探索碱的性质 (1) 碱的概念 在溶解或熔化状态下电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物叫碱。 (2) 碱的通性(共性) a. 碱的水溶液能使指示剂变色。能使紫色石蕊试液变为蓝色,使无色酚酞试液变为红色(pH试纸变蓝色)。 b. 碱能与酸性氧化物反应生成盐和水 [注意]中性氧化物如CO、NO不与酸和碱反应。 c. 碱能与酸发生中和反应生成盐和水 d. 碱能与盐反应生成新盐、新碱 (3) 中和反应的本质 中和反应的实质是酸溶液中的氢离子与碱溶液中的氢氧根离子结合生成水。 中和反应是放热反应。 (1) 氢氧化钠与氢氧化钙的比较 氢氧化钠 氢氧化钙 俗名 烧碱、火碱、苛性钠 熟石灰、消石灰 物理性质 颜色状态 白色固体 白色粉末状固体 溶解性 易溶于水,并放出大量的热 微溶于水,溶解度随温度升高而减小 潮解 在空气中吸收水分,潮解 能吸收少量水分 腐蚀性 强烈腐蚀性 强烈腐蚀性 电离方程式 化学性质 酸碱指示剂 使紫色石蕊试液变蓝色,使无色酚酞试液变红色 与非金属 氧化物反应 与酸反应 与某些 盐反应 用途 化工原料,用于肥皂、石油、造纸、纺织、印染等工业 建筑业:制三合土、抹墙;农业上:改良酸性土壤、配置波尔多液;工业上:制取NaOH、漂白粉 制取 [说明] I. NaOH固体放在空气中,能吸收空气中的水分,在表面逐渐形成溶液,这种现象叫做潮解。利用这一性质,可用NaOH固体作干燥剂,但不能干燥CO2、HCl等酸性气体。 II. NaOH在空气中易吸收水分而潮解;同时还能与空气中的CO2反应使NaOH转变成而变质,所以NaOH必须密封保存。也要密封保存。由于NaOH、等碱类物质能与玻璃成分中的SiO2反应生成黏性的等物质使玻璃相互黏结,不易打开,因此盛装碱液的试剂瓶不能用玻璃塞而应用橡胶塞。 III. NaOH与的鉴别 方法一:向两种溶液(少许)中通入CO2气体,生成白色沉淀的为,没有沉淀生成的是NaOH。 方法二:向少许上述两种溶液中滴加可溶性的碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钾)溶液,生成白色沉淀的是,没有白色沉淀生成的是NaOH。 方程式: (1) 中和反应 实验用品:胶头滴管、烧杯、玻璃棒、玻璃片、酚酞试液、稀盐酸溶液、稀氢氧化钠溶液。 实验步骤如下图所示: 实验结果分析:滴入酚酞后变成了红色,是因为酚酞遇碱变成红色;中图向变红的溶液中慢慢加入稀盐酸并搅拌,红色逐渐变浅,最后消失,当红色刚好消失时停止滴入稀盐酸;反应后的溶液为无色;将反应后的溶液滴在干净的玻璃片上,将玻璃片放在阳光下;一段时间后玻璃片上有警惕析出,此晶体为晶体。 (1) 用pH试纸测定一些液体的pH 实验用品:稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、澄清石灰水、pH试纸、头发、橘汁、糖水、汽水、番茄汁等。 实验步骤:用玻璃棒蘸取少量的待测液于pH试纸上,再与标准比色卡进行比较,从而判断溶液的酸碱度。酸碱度对头发的影响;可以将头发浸入不同酸碱度的溶液中,一定时间后观察其光泽和判断其拉断的难易程度。 实验结果分析:结果发现,稀盐酸、稀硫酸的pH<7,氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液(澄清的石灰水)的pH>7,同时橘汁的pH为3,汽水和番茄汁的pH为5和6,显酸性;糖水、鲜牛奶、自来水、唾液和洗洁精的pH为7,显中性;而肥皂水和草木灰水的pH为9,显碱性;另外,通过头发浸泡的实验证明,酸性溶液会使头发变得柔软光滑,而碱性溶液会使头发韧性减弱,更粗糙,更易拉断。 (2) 土壤酸碱性测定 a. 测定土壤pH的操作过程 按取样编号,取1g左右土样放入试管中,加入5ml蒸馏水,振荡30s后静置。等土壤微粒下沉后,用玻璃棒蘸取上层清液,滴在精密pH试纸上,将试纸上呈现的颜色与标准比色卡比色,记下相应的pH数值。 b. 土壤酸碱性的分级表 pH <4.5 4.5-5.5 5.5-6.5 6.5-7.5 7.5-8.5 土壤酸碱性 强酸性 酸性 弱酸性 中性 弱碱性 pH 8.5-9.5 >9.5 土壤酸碱性 碱性 强碱性 (3) 几种碱的颜色及溶解性 碱 颜色 溶解性 、、 白色 易溶 白色 微溶 、、 白色 难溶 蓝色 难溶 无色 易溶 红褐色 难溶 (4) 碱性氧化物和酸性氧化物 a. 凡能跟酸反应,生成盐和水的氧化物,叫做碱性氧化物。活动性强的金属形成的碱性氧化物(如:、、等)可直接与水化合生成碱,其他金属氧化物在常温下不能与水直接化合生成碱(如:、、等)。如 ,因此常用作干燥剂和加热剂。 a. 凡能跟碱反应,生成盐和水的氧化物,叫做酸性氧化物。非金属氧化物大多是酸性氧化物,如、、、等。、等非金属氧化物不与碱反应,不是酸性氧化物。、、可直接与水反应生成对应的酸。 不能直接与水反应。 工业上常用、溶液作吸收剂,处理工业尾气,减少、氮的氧化物、等对空气的污染。 (1) 物质的检验 a. 鉴定、鉴别、推断的异同 物质的检验在中学学习中通常有鉴定、鉴别和推断三类。 共同点:根据特征反应现象判定物质。 不同点:鉴定是根据物质的化学特性,分别检验出构成物质的粒子(如阴离子、阳离子)。 鉴别通常是指对两种或两种以上的物质进行定性辨认。 推断是通过已知实验事实,根据性质分析、推理出被检验物质的成分。 b. 检验物质的特定试剂 ① 和是相互检验的一对离子,实验中通常用氯化物的水溶液检验溶液,出现白色沉淀,加稀,白色沉淀不溶解,证明白色沉淀是,说明自来水中有,同理可用盐酸或溶液检验洗相液中是否有。 ② ③ ④ [说明] a.为了避免产生鉴别失误,对于和、的相互鉴别应加入稀硝酸排除干扰,如在无色溶液水中滴入 溶液由白色沉淀,如果不加稀硝酸就不能肯定白色沉淀是,因为也是白色沉淀,如果加稀,白色沉淀不溶解,便可肯定白色沉淀是。 b.检验溶液中是否有不应用,如果溶液中不含,而是含,加入后产生不溶于的白色沉淀,所以为了避免干扰最好用溶液。 一、 几种重要的盐 (1) 盐的概念 在溶液和熔化状态下能电离出金属离子和酸根离子的化合物叫做盐。如: [注意] 电离出的阳离子是,尽管没金属元素,但可以把看成类金属离子。还有可电离出,称作酸式盐;而成为碱式盐;、、、属于正盐。 (2) 几种常见的盐 盐 存在及性质 用途 (1) 氯化钠 () 海水中:40g/L,死海水中:300g/L,还有湖盐、井盐中都存在,它是白色固体,易溶于水,有咸味,电解溶液可得到、、,电解熔融可得到金属钠和氯气 炒菜的调味品、生理活动的必需物质,生产、、纯碱、盐酸等,农业选种、生活中腌渍蔬菜、鱼、肉、蛋等 (2) 硫酸铜 () 不含结晶水呈白色,含结晶水呈蓝色(),属重金属盐,有毒,易溶于水,水溶液呈蓝色,能与活泼金属发生置换反应,能与可溶性钡盐反应生成 冶炼金属铜,生产农药如波尔多液,游泳池用作消毒剂 白色沉淀。在实验中常用作检验水的试剂 (1) 高锰酸钾 () 紫黑色晶体,溶液呈红色,其固体加热易分解,生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,其溶液也有较强的氧化性 实验室制取氧气,实验室、医疗上常用作消毒剂,有机合成中常用作氧化剂 (2) 碳酸钠 () 含结晶水的成为块碱,在干燥的空气里失去结晶水而成为碳酸钠粉末,水溶液显碱性,所以碳酸钠又称纯碱 食品、造纸等工业中常用作发泡剂、中和剂、洗涤剂 (3) 碳酸钙 () 白色固体,难溶于水,大理石、石灰石的主要成分是。能与酸反应产生,高温煅烧生成和 建筑材料,烧制生石灰、生产水泥的原料 (1) 盐的化学性质 盐的性质 有关化学方程式举例 反应发生的条件 盐跟某些金属反应生成另一种金属和另一种盐 ① 盐必须溶于水 ② 金属单质必须比盐中的金属元素活动性更强 盐和碱反应生成另一种盐和另一种碱 ① 碱和盐必需均溶于水 ② 生成物中有一种是沉淀才能发生 盐跟某些酸反应生成新酸和新盐 一般酸与盐均溶于水,只要符合复分解反应条件,则反应可以发生。碳酸盐等弱酸盐可与强酸反应 盐和盐反应生成另外两种新盐 ① 两种盐必须均溶于水 ② 生成物中有沉淀反应才能发生 (1) 复分解反应及发生的条件 两种化合物相互交换成分,生成新化合物的反应叫复分解反应。 复分解反应发生的条件是:生成物中有沉淀或气体或水。 可以将常见的复分解反应归纳如下表: 反应物→生成物 复分解反应的实例 盐+酸→新盐+新酸 (可溶)盐+(可溶)碱→新盐+新碱 (可溶)盐+(可溶)盐→新盐+新盐 酸+碱→盐+水 酸+(某些)金属氧化物→盐+水 [说明] 复分解反应:一般是指酸、碱、盐之间在溶液里进行的反应。对反应物而言,还要注意:(1)酸和盐反应中盐可以不溶于水,但一定要溶于酸;(2)碱和盐、盐和盐反应中,参加反应的碱和盐一般都要可溶;(3)酸和碱的反应中,一般强酸(盐酸、硫酸、硝酸)与所有的碱(可溶碱、不溶碱)都能反应,因为有水生成。 (2) 常见化肥的种类和作用 化肥种类 物质 在植物生长 中的作用 缺乏时的表现 氮肥 尿素 氨水() 铵盐() 硝酸盐() 氮是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成元素。氮肥能促使农作物的茎叶生长茂盛,叶色浓绿 植株矮小瘦弱,叶片发黄,严重时叶脉呈淡棕色 磷肥 磷矿粉 钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐) 过磷酸钙() 磷肥能促进农作物根系发达,增强抗旱抗寒能力,还能促进作物穗数增多,籽粒饱满 植株特别矮小,叶片呈暗绿色,并出现紫色 钾肥 硫酸钾() 氯化钾() 钾肥能保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力 茎秆软弱,容易倒伏,叶片的边缘和尖端呈褐色,并逐渐焦枯 复合肥料 磷酸二氢铵() 磷酸氢二铵 硝酸钾() 同时含有两种或两种以上主要营养元素,能同时均与地供给作物几种养分,充分发挥营养元素间的相互作用,有效成分高 [说明] (1)化肥对提高农作物的产量具有重要的作用,但不合理使用会带来很多环境问题。(2)肥效:利用化学式计算营养元素的质量分数,质量分数高,肥效高。 (1) 物质的检验方法与技巧 物质的检验包括鉴定、鉴别和推断等类型。鉴定是根据一种物质的特性,用化学方法检验它是不是这种物质,若是离子化合物,必须检验出它的阳离子和阴离子;鉴别是根据几种物质的不同特性,区别它们各是什么物质;推断是根据已知实验步骤和实验现象,运用物质特性进行分析,通过推断,判断被检验的样品是什么物质,或样品中含有什么物质,不含什么物质等。 a. 解答时,一般应包括取样、操作、现象、结论四个部分,要求做到: ① “先取样,后操作”,如果样品室固体,一般先用水溶解,配成溶液后再检验; ② 要“各取少量溶液分别放入几支试管中”进行检验,不得在原试剂瓶中进行检验; ③ 要“先现象,后结论”,如向溶液中滴加盐酸,所观察到的现象应记录为“有气泡产生”或“有无色气体放出”,不能说成“碳酸钠和盐酸反应,放出二氧化碳”或“有无色二氧化碳气体放出”。 b. 物质的检验最关键的是掌握有关阳离子、阴离子的检验(见下表)。 离子 鉴定方法 现象 化学方程式 ① 将少许紫色石蕊试液滴入被测试液 ② 取少许试液加入锌粒 ① 溶液变红 ② 产生气体() 加入少量碱液,加热,用湿润红色石蕊试纸检验产生的气体 有氨臭味气体放出,试纸变蓝 滴入氢氧化钠溶液 蓝色沉淀 滴入氢氧化钠溶液 红褐色沉淀 ① 滴入石蕊试液 ② 滴入酚酞试液 ① 变蓝 ② 变红 滴入溶液和稀硝酸 白色沉淀 滴入溶液,再加稀硝酸 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 滴入稀盐酸,放出的气体通入石灰水中 放出气体且使石灰水边浑浊 (1) 几种特殊的盐 盐 性质 用途与应用 氯化银 白色固体,难溶于水,不溶于酸,是可溶性银盐和可溶性氯化物反应的产物 判断溶液中的 硫酸钡 白色固体,难溶于水,不溶于酸,是可溶性钡盐与硫酸或可溶性硫酸盐反应的产物 判断溶液中的或 碳酸氢钠 (小苏打) 白色粉末,水溶液显碱性,固体粉末加热易分解生成 具有盐的一般性质 食品中的膨化剂,灭火器中的药品 亚硝酸钠 白色粉末,酷似,有咸味,水溶液显碱性,有毒,是致癌物 工业上用作生物制品的保鲜剂、氧化剂 碘酸钾 白色固体,易溶于水,固体加热易分解,所以加碘盐不能干炒以免损失碘元素 食盐中的加碘剂 (2) 化肥的鉴别 a. 简便方法鉴别氮肥、钾肥、磷肥 氮肥 钾肥 磷肥 看外观 白色晶体 灰白色粉状 加水 全部溶于水 大多不溶于水 或部分溶于水 灼烧 可燃烧,熔化气泡或冒白烟 不燃烧,跳动或有爆裂声 加熟石灰 放出具有刺激性气味的氨气 不放出氨气 小结:化肥简易鉴别法 一看:液态化肥,有刺激性气味的是氨水;像鱼卵的白色固体,一般是尿素;灰色粉末或颗粒,一般是过磷酸钙;黄褐色或灰褐色粉末,一般是磷矿粉;白色晶体可能是硫酸铵[]、碳酸氢铵、氯化铵等。 二闻:直接闻,有明显氨臭味的是碳酸铵(易分解放出氨气);用拇指和食指将石灰与白色晶体混合揉搓,有氨臭味的是硫酸铵或硝酸铵。 三溶:灰色粉末部分溶于水,且溶液有酸味的是过磷酸钙;黄褐色或灰褐色粉末不溶于水的是磷矿粉。 a. 化学方法鉴别氮肥 氮肥有四类:①氨水。②铵盐(也称铵态氮肥),如、、、等。③硝酸盐,如、等。④有机氮肥,如尿素等。除氨水外,其他三类氮肥都是白色固体,都易溶于水,在外观上没有明显的区别,我们可以用化学方法鉴别。 一、 寻找金属变化的规律 (1) 金属元素 a. 金属元素中文名称的特征 元素中文名称带有金字旁的元素都是金属元素(汞也是金属元素)。 b. 金属元素在周期表中的分布 见元素周期表。 (2) 几种金属的性质与用途 金属 主要性质 用途 金 有永恒而美丽的光泽,不易被氧化 打造饰品、奖品 银 有美丽的光泽,有最好的导电性 打造饰品、奖品, 制作精密仪器的导线 铜 紫红色,良好的延展性,导电性、导热性优于铝(冶炼适于商代) 制造导线、电器,各种铜器具 铁 有良好的传热性 (地壳中含量较高,冶炼适于春秋战国时期) 制造炊具、机械、工具等 锡 熔点最低 常用于制作焊锡和电器保险丝 铝 良好的导电性、导热性、延展性,表面易形成致密的氧化物保护薄膜,不易继续被氧化,密度较小 广泛用于制造导线、炊具、器具 和建筑材料 钨 熔点最高 常用于制作电灯丝 钛 良好的延展性,耐腐蚀性,熔点高 用于航空、造船共业 锌 表面形成致密的氧化物保护膜,活泼型较强 镀在铁器表面以保护铁不被氧 化腐蚀,是实验室常用来制取 氢气的金属 汞 熔点低,常温下呈液态 常用于制作温度计、气压计 (1) 金属的化学性质 a. 与氧气反应 金属 在空气中 在氧气中 化学方程式 镁 常温下表面逐渐变暗。点燃,剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体 点燃,剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体 铝 常温下,铝表面变暗,生成一层致密氧化膜,保护铝不再被腐蚀 点燃,剧烈燃烧火星四射,放出大量的热,生成白色固体 铁 持续加热发红,离火变冷 点燃,剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体 铜 加热,生成黑色物质;潮湿空气中,生成铜绿而被腐蚀 加热,生成黑色物质 金 即使在高温时也不与氧气反应 说明:①镁条、铝丝在空气中能燃烧。铁丝在空气中不能燃烧,但在氧气中能燃烧。②铁在空气中缓慢氧化生成的主要产物是(生锈)。铁在氧气中燃烧生成(暗红色,灰黑色)。 b. 金属与酸反应 说明:硫酸是指稀硫酸,因为浓和硝酸有很强的氧化性,与金属的反应不是置换反应,也不会生成氢气。(高中学习) c. 金属与盐溶液的反应 (1) 置换反应 a. 概念:一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 b. 置换反应的几个类型 金属与酸的置换反应: 金属与盐溶液的置换反应: 非金属单质与金属氧化物的置换反应: c. 置换反应的本质 置换反应的本质是电子转移。如: 小结:①从上述置换反应中可以看出,置换反应中的单质不一定是金属单质,化合物也不一定是酸和盐,反应也不一定在溶液中进行。②铁与酸和盐发生置换反应,生成铁的化合物中铁元素的化合价都是+2价,如、。③在反应物之间有电子发生转移的反应,又称为氧化还原反应。置换反应都是氧化还原反应。 (2) 金属活动性的探究方法 金属活动性探究通常用条件比较法、置换比较法、反应速率比较法。 a. 条件比较法 钾、钙、钠的单质在空气中迅速氧化;镁、铝在空气中能较快氧化;铁、铜在加热的条件下才能氧化(干燥空气);铂、金在高温条件下也不与氧气反应。 b. 金属与酸反应速率比较法 金属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 锌 反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 铁 反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰 铜 不反应 不反应 结论:镁、锌、铁三中金属都能与稀盐酸和稀硫酸发生置换反应,但反应的剧烈程度不同。反应越剧烈说明金属活动性越强。所以上表中四种金属的活动性由强到弱的顺序为:Mg>Zn>Fe>Cu。 a. 金属与盐溶液反应的比较法 实验操作 现象 反应的化学方程式 铁钉浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液中的铁钉表面覆盖着一层红色的铜,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 铝丝浸入硫酸铜溶液中 浸入溶液中的铝丝表面覆盖着一层红色的铜,溶液由蓝色逐渐变为无色 铜丝浸入硝酸银溶液中 浸入溶液中的铜丝表面覆盖着一层银白色的银,溶液由无色逐渐变为蓝色 铜丝浸入硫酸铝溶液中 不反应 结论:活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。活动性:Fe>Cu;Al>Cu;Cu>Ag。 b. 金属活动性顺序及其意义 意义: ① 在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它们的活动性越强。 ② 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 ③ 在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。 (1) 置换反应中固体反应物或溶液质量变化的讨论 a. 金属与酸反应,金属质量减少,溶液质量增加。 溶液质量增加 65-2=63 a. 金属与盐溶液反应质量变化分两种情形。 单质金属的相对原子质量<盐中金属相对原子质量,溶液质量减少。 溶液质量减少 64-56=8 注意:铜是固体,其质量不能计算在溶液中。 单质金属的相对原子质量<盐中金属相对原子质量,溶液质量增加。 溶液质量增加 65-64=1 (1) 金属与酸反应速率和氢气产量的讨论 相同质量镁、铝、铁与稀反应的比较 金属 质量 速率 产生氢气的质量 镁 m 快 铝 m 较快 铁 m 慢 相同质量镁、铝、铁与稀反应的比较 一、 有机物的存在和变化 (1) 几种常见有机物的性质和用途 有机物 存在和性质 用途 甲烷 (CH4) 天然气、沼气、瓦斯气的主要成分是甲烷,甲烷在有机物中含氢百分率最高。常温下是无色无味的气体。易燃,燃烧产生蓝色火焰 化工原料、生产、生活中的燃料 丁烷 (C4H10) 石油分馏产物,常温常压下为气体,加压变成液体,液化石油气中的主要成分,易燃 化工原料、溶剂、燃料 乙炔 (C2H2) 石油加工产品,电石与水反应也产生乙炔,燃烧产生大量热,温度可达3000℃ 化工原料,金属焊接和切割的燃料 乙醇 (C2H5OH) 粮食作物发酵酿制,酒的主要有机物成分,易燃,易溶于水 化工原料,有机溶剂,燃料 尿素 [CO(NH2)2] 白色固体,尿素肥料的主要成分。含氮量46%,水溶液呈中性 常用作化肥 乙酸(醋酸: CH3COOH) 白醋中主要有机物成分,有刺激性气味,易溶于水,水溶液呈酸性 化工原料、调味品 糖类、蛋白 质、脂肪 糖类是甘蔗、谷物的主要成分,蛋白质是动物体的主要成分,脂肪是油脂的主要成分 人体所需要的营养素 小结:(1)有机物通常含有C、H、O、N等元素(CO、CO2、碳酸不属于有机物);(2)多数有机物受热易分解,且容易燃烧,熔、沸点低,是理想的电热绝缘体和绝缘体;(3)有机物易溶于有机溶剂,如衣服上的油污用酒精、汽油洗比用水洗效果好。常见的有机溶剂油:酒精、汽油、氯仿。 (1) 燃烧法检验有机物 a. 燃烧法检验有机物的组成 有机物中元素的检验,通常用燃烧法。如某有机物燃烧,产物有H2O、CO2和NO2说明该有机物中含氢元素、碳元素和氮元素,是否含氧元素则要进行定量计算。把产物中碳、氢、氮元素质量加起来,如果小于原有机物的质量,则有机物中含氧元素;如果相等,说明原有机物不含氧元素,产物中氧元素都是来自于氧气。 b. 燃烧法检验棉织物和毛织物 棉花的主要成分是纤维素,棉织物燃烧产生棉花燃烧的气味。 毛发的主要成分是蛋白质,毛织物燃烧产生头发燃烧的焦臭味。 c. 有机可燃物的燃烧与爆炸 甲烷气、丁烷气、面粉尘、纤维素粉尘在空气中含量达到一定比例,遇火星可能发生爆炸。所以煤矿要经常通风以免发生瓦斯爆炸,面粉厂、棉花加工厂、油库要避免火星。 (2) 有机物与无机物相互转换 有机物与无机物在一定条件下可相互转换。 一、 物质的分类和利用 (1) 分类方法 分类法就是根据事物的特点把事物分别归类。分类时需要依据一定的标准,根据不同的标准可以把事物分为不同的类别。如: 以对氯化钠、硫酸、氧气、醋酸、氯气、氧化镁、高锰酸钾进行分类为例: a. 按颜色分类: b. 按状态分类: 此外对物质还可按照溶解性、导电性等不同的标准进行分类。 (1) 物质按组成的分类 a. 氧化物:由两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物,成为氧化物。氧化物分为金属氧化物和非金属氧化物。 b. 无机化合物:由除碳外的其他元素组成的化合物。CO、CO2、碳酸、碳酸盐的结构和性质跟无机化合物相似,也被列为无机化合物。 c. 有机化合物:指含碳的化合物(碳的氧化物、碳酸、碳酸盐除外)。 d. 物质分类图 (2) 金属与非金属物理特性的比较 物理 性质 金属 非金属 状态 在常温下,除汞是液体外,其余都是固体 在常温下,有些是气体,个别是液体,有些是固体 密度 差异较大,在0.54g·cm-3(锂)至19.3g·cm-3(金)之间 差异很大,气体密度很小。如氢气是最轻的气体,碲的密度为6.25g·cm-3,是非金属中最大的 光泽 大多数有银白色金属光泽,少数有特殊颜色(如金呈黄色,铜呈紫红色) 大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色),少数气体有颜色(如氯气为黄绿色),很多气体为无色 熔点 差异很大,如汞熔点为-38.9℃ 一般较低,但金刚石、石墨的熔点很高 ,钨的熔点为3410℃ 导电、导热性 具有良好的导电、导热能力 除石墨易导电,硅、硒是半导体外,其他的不易导电 延展性 一般具有良好的延展性 一般没有延展性 人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质,如密度、外表、价格等来选择使用金属。如金具有光泽好、化学性质稳定等特点,可做金饰品;铜的导电性好,可用做导线。 (1) 分类的主要原则 a. 每一次分类必须按同一个标准进行,如果分类不依据统一的标准,容易犯分类重叠或分类过宽的错误,尤其是在连续分类的过程中,如果不遵守这一规则,将会使分类陷入混乱之中。 b. 分类的子项应当互不相容,把母项分为若干个子项,各子项必须有全异关系,不允许出现交叉或从属关系。 c. 各子项之和必须等于母项。如将单质划分为金属单质和非金属单质两类就错了,因为单质还有稀有气体单质。 (2) 物质的鉴别(Ⅰ) 物质的鉴别是根据几种物质的不同特性,区别它们各是什么物质。物质鉴别的方法有物理方法和化学方法。 a. 物理方法:物质的颜色、状态、气味、(厨房用品)味道、溶解性等均可作为物质的鉴别依据。 b. 化学方法:根据物质的特征、化学性质对物质进行鉴别的方法。如氧气能使带火星的木条复燃,碳酸盐与盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,Cl-与AgNO3反应生成不溶于稀硝酸的白色沉淀等。 c. 蔗糖、实验、冰醋酸、无水硫酸铜粉末、色拉油、高锰酸钾、碳酸钠溶液的鉴别步骤示例: ① 首先观察物质的颜色,紫红色的固体是高锰酸钾,亮黄色的液体是色拉油。另外有三种固体和两种无色液体。 ② 取三种固体各一匙,分别倒入烧杯中,每只烧杯里倒入20ml水,搅拌,出现蓝色溶液的,原固体是无水硫酸铜。 ③ 分别取另两种固体于蒸发皿中加热,易熔化的是蔗糖,不易熔化的是食盐(可用化学方法鉴别蔗糖溶液和NaCl溶液)。 ④ 取两种无色液体1mL-2mL于试管中,加入少量稀盐酸,有气泡产生的是碳酸钠溶液,无明显现象的是冰醋酸。 一、 物质转化的规律 (1) 非金属单质与其化合物的转化 a. 非金属单质与氧气反应 (硫磺是一种淡黄色粉末,在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,产生有刺激性气味的气味) 非金属单质在一定条件下可以转化为相应的化合物。 a. 非金属氧化物与水反应 、、与水化合生成、、,、、分别叫做、、的酸酐。 (1) 金属单质与其化合物的转化 a. 金属与非金属的反应 (铁粉与硫粉混合点燃后即可反应,放出大量的热,生成黑色固体) 金属单质和非金属单质在一定条件下可以相互反应,生成相应的盐: b. 金属与化合物反应 c. 金属氧化物与水的反应 活泼金属的氧化物与水反应生成相应的碱。MgO、FeO、Fe2O3、CuO等氧化物不溶于水,也不与水反应。 (1) 金属的冶炼 金属氧化物与还原剂(C、CO、H2等)在高温下反应,还原剂夺取金属氧化物中的氧,使其还原成金属单质。 a. b. (盛放CuO的试管口略向下倾斜;防止生成的水流入试管底部,使试管炸裂;先通H2,再加热,防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;实验停止后,继续通H2,直至试管冷却,防止灼热的铜被空气中的氧气氧化成CuO) (2) 有关纯度问题的计算 a. 纯净物质量=混合物质量×纯度 b. 某纯净物中组成元素的质量分数= c. 混合物质量= (3) 物质转化的规律 单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互关系历来是中考的重点。将它们的知识网络化、熟练掌握尤为重要。对其进行总结归纳的方法多种多样。 图中每一条线都表示各种物质间的相互关系。从一种物质出发就是这种物质的主要性质,箭头的指向就是这种物质的制备。 图中横向表明了不同类物质间的相互转化关系,这些反应都生成盐这类共同产物,由此可得出十种生成盐的方法: 图中纵向表明了由单质到盐的转化关系,如: (1) 物质的鉴别(Ⅱ) 解答物质的鉴别(或检验)问题,尤其是实验设计时,要按“取样-操作-步骤-结论”的顺序进行叙述。 常见离子的检验方法及现象 物质 检验试剂 反应现象 结论或化学方程式 酸() 紫色石蕊试液 紫色石蕊试液变成红色 加入锌粒 产生大量气泡,生成的气体能燃烧 碱() 无色酚酞试液 无色酚酞试液变成红色 盐酸及可溶性盐酸盐(即 和稀 白色沉淀 的检验) 硫酸及可溶性硫酸盐(即的检验) [或或]溶液和稀 白色沉淀 碳酸盐(即的检验) 稀盐酸 产生大量的气泡,生成的气体无刺激性气味 可溶性铜盐() 氢氧化钠溶液 蓝色沉淀 可溶性铁盐() 氢氧化钠溶液 红褐色沉淀 [注意] 可溶性碱是常用的试剂。如中的能使多种阳离子(如、、等)产生不同颜色的沉淀,并能使产生气体;能使、产生不同性质的沉淀,在鉴别、鉴定、推断中成为较为理想的试剂。碳酸盐和酸反应产生气体这一特性也常是推断的“关键”。 一、 常见的材料 (1) 金属材料 a. 合金 合金是一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。 ① 合金可以为金属与金属或金属与非金属的混合物。 ② 合金是几种成分熔合在一起,而不是像铝粉、铁粉简单地混合在一起。 ③ 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,合金的用途更加广泛。 ④ 钢是由碳和铁等元素形成的合金,质地坚硬,有弹性和延展性,机械性能好。 b. 铁的锈蚀及防护措施 ① 铁的锈蚀条件。纯净的铁在干燥的空气中是稳定的,铁在无氧条件下即便是与水接触也不易生锈。铁生锈的条件是铁与氧气和水等物质相互作用。铁锈的主要成分是Fe2O3。 ② 防止铁生锈的方法:根据铁的锈蚀条件不难推断防止铁生锈的方法是使铁制品隔绝空气或隔绝水。 a. 废弃金属对环境的影响 ① 污染源:含有镉、铜、镍、铅等有毒金属阳离子的工业废水。 ② 危害:污染土壤和地下水源,危害生态环境。 ③ 防护措施:分类回收金属(普遍回收的金属包括:铝、铅、铁、铜、锡、锌、银、金等),进行循环再生,对工业废水通过筛选、过滤、药剂清洗、沉淀和水洗等方法进行重金属除污。 (1) 无机非金属材料 a. 水泥 ① 生产原料:石灰石、黏土和其他材料。 ② 生产过程:将原料按一定比例混合,磨细成生料,在炉中烧至部分熔化,冷却成块状熟料,再加入适量石膏磨成细粉,即得普通水泥。 ③ 重要性质:水泥具有水硬性,而且在水中也可硬化,贮存时应注意防水。 ④ 主要用途:制成水泥砂浆、混凝土等建筑材料。 人们已发明了许多新式水泥:如矾土水泥、矿渣水泥、膨化水泥等。 b. 玻璃 ① 生产原料:石英砂、纯碱和石灰石。 ② 生产过程:把原料粉碎,按适当比例混合放入玻璃窑中加强热熔化,冷却后即得普通玻璃(即配料、熔化、成型、退火)。 ③ 主要成分:普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3和SiO2熔化在一起所得到的混合物。 ④ 重要性质:玻璃在常温下虽呈固态,但不是晶体,没有固定的熔沸点,受热时只能慢慢软化。 普通玻璃种加入一些金属化合物,可得到有色玻璃。 c. 陶瓷 ① 生产原料:粘土等(含硅酸盐)。 ② 陶瓷种类:土器、陶器、瓷器。 ③ 生成过程:混合→成型→干燥→烧结→冷却。 ④ 优良性能:耐水、耐酸碱、抗氧化、耐高温、绝缘性好、易加工成型等。 (2) 有机合成材料 a. 有机高分子材料 用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料。分为两类: ① 天然有机高分子材料:棉花、羊毛、天然橡胶等。 ① 合成有机高分子材料:塑料、合成纤维、合成橡胶等,简称有机合成材料。 a. 塑料 ① 热塑性和热固性:某些塑料加热时熔化,冷却后变成固体,再次加热后又可熔化,因而具有热塑性。某些塑料一经加工成型后就不会再受热熔化,因而具有热固性,如电木。 ② 塑料的特性 大多数塑料质轻,化学稳定性好,不易锈蚀,具有较好的透明性和耐磨性;绝缘性好,导热性低;一般成型性、着色性好,加工成本低。 ③ 塑料的广泛应用 塑料具有广泛的应用,按不同塑料的使用特性,通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 (1) 废弃塑料对环境的影响 a.“白色污染”的产生 白色污染即指塑料废弃物给环境带来的污染。日常生活中人们使用的塑料购物袋、塑料食品包装、聚苯乙烯一次性泡沫快餐饭盒,还有农村大量使用的农用地膜等,这些塑料以软塑料为主,它们使用后被废弃在环境中很难降解,长期堆积后会破坏土壤结构,污染地下水,危害海洋生物的生存。而且如果焚烧含氯塑料会产生有毒的氯化氢气体,从而对空气造成污染。 b.“白色污染”的危害 ② 破坏土壤结构,影响耕地质量和土壤的透气性、透水性; ③ 造成化学污染; ④ 影响农作物对水分、养分的吸收,抑制农作物的生长发育; ⑤ 对牲畜有害。牲畜吃了带有地膜的饲料后,会引发消化道疾病,甚至死亡。 b. 消除“白色污染”的措施 消除“白色污染”需要全社会的关心和参与,要解决“白色污染”应该从以下几个方面着手: 减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等; 重复使用某些塑料制品,如塑料袋、塑料盒等; 使用一些新型的、可降解的塑料,如微生物降解塑料和光解塑料等; 回收各种废弃塑料。 一、 材料的发展 (1) 材料的发展史 10000年 旧石器时代 新石器时代 4000年 铜器时代 3000年 青铜器时代 1000年 公元前 铁器时代 公元 新材料时代 2001年 说明: ① 旧石器时代:原始人利用石头制石斧、石刀、石箭,用兽骨、鱼刺制骨针。 ② 新石器时代:创造和使用陶器。 ③ 青铜器时代:商朝时期制造出青铜器和青铜武器。 ④ 铁器时代:春秋战国时期,开始冶铁和炼钢。 ⑤ 新材料时代:人们有目的地改进材料的性能。 人们利用金属的历史与金属的活动性和金属冶炼的水平有关。 (1) 新型材料 a. 材料发展史 旧石器时代→新石器时代→铜器时代→青铜器时代→铁器时代→新材料时代 b. 新型材料 新型材料是指新出现或正在发展中的、具有优异特性和功能并能满足技术进步所需的材料。新材料主要包括以下几种: 纳米材料:纳米材料是指由粒径1nm-100nm之间的粒子组成的材料。将宏观物体细分成纳米粒子后,它将有显著的不同。纳米材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的不同。1nm=10-9m。 (2) 材料制造与环境保护 在材料制造的过程中,为了减少或消除污染,需要探寻无污染或低排放的“绿色”新工艺,需要探索污染物的防治、转化和综合利用的途径,还要努力提高原料的利用率,增加产品的质量,从根本上降低生产对环境造成的污染。 例如: 炼钢的棕色烟气:氧化铁尘粒和高浓度的CO。回收氧化铁尘粒用来炼钢,回收CO可做化工原料和燃料。炼钢时生成炉渣可制矿渣水泥,含磷较多的炉渣可加工成磷肥等。 (3) 探究“以铜为主要原料制备硫酸铜” a. 设计制备方法 方法一:钢与浓在加热条件下反应生成。 方法二:将铜加热转化成,再利用与稀反应制取。 方法三:将铜和在加热条件下反应生成,然后将与反应生成,最后利用与稀反应制取。 a. 写出相关化学反应方程式 方法一: 方法二: 方法三: b. 讨论 方法一:与浓反应生成的同时又生成,既浪费了原料,又造成环境污染。 方法二:原料利用率高,无污染。 方法三:所选原料氯气有毒,不符合环保要求。 (1) 纳米材料 纳米材料是指材料的颗粒尺寸小于100的纳米且具有某些特殊性能的材料。 纳米材料的主要类型有:纳米粉末、纳米涂层、纳米薄膜、纳米丝、纳米棒、纳米管和纳米固体。 判断一种材料是否是纳米材料:一是看微粒尺寸是否小于100纳米,二是看是否具有不同于常规材料的性能,两者缺一不可。 纳米材料与普通材料相比,在机械强度、磁、光、声、热等方面都有很大的优势。查看更多