科粤版九年级化学讲义

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科粤版九年级化学讲义

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九年级化学讲义
第一章
大家都来学化学
一、化学实验基本操作
1、常见仪器的用途和使用规则


用 途
使用规则
试管
少量试剂的反应容器,在加热或常温时使用
①加热时外壁不能有水(防止炸裂);②加热时要先预热,然后固定在药品部位加热,加热后不能骤冷,防止炸裂;③可直接加热,但加热液体时不能超过容积的1/3;④加热固体时试管口一般略向下倾斜(防止产生的冷凝水或生成的水倒流,使试管炸裂)
烧杯
用作配制溶液或较大量试剂的反应容器。加热或常温时使用
①只能给液体加热,不能给固体加热;②加热时要垫石棉网(以使烧杯受热均匀,防止炸裂)
量筒
量取液体体积
量液时,量筒必须放平,倒入液体到接近刻度线时,改用胶头滴管逐滴滴入到刻度线,读数时,视线与量筒内凹液面的最低处保持水平,再读液体的体积(注意:俯视读数时偏大,仰视读数时偏小)。量筒不能加热,不能作反应容器,不能配制溶液;精确度为0.1
mL,无“0”刻度,下面刻度小,上面刻度大
胶头滴管
用于吸取和滴加少量试剂
①吸取:用拇指和食指捏紧胶帽,赶出滴管内的空气,再吸取;②滴加:在容器口上方悬空滴加(不能伸入容器内滴加,以免沾污滴管,污染试剂);③取液后的滴管应保持橡胶胶帽在上,不要平放或倒置(以免药液倒流,污染试剂或腐蚀胶帽);④不要把滴管放在实验台上(防止污染滴管或腐蚀实验台);⑤用过的滴管立即用清水冲洗干净(防止再使用时残留药液污染试剂)
集气瓶
收集或贮存少量气体,也可作反应容器
不能加热,收集完气体的集气瓶,要用玻璃片盖好
蒸发皿
用于液体的蒸发
可直接加热,加热完毕用坩埚钳取下放到石棉网上冷却(防止烫坏实验台)
酒精灯
用于给药品加热,提供热源
①使用前做到两检查:检查灯芯是否烧焦或不平(会影响火焰大小);检查酒精灯内有无酒精(如少于1/4时,需添加至不超过酒精灯容积的2/3);②使用时的“两禁止”、“一不可”:绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精,以免引起火灾;绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯,以免引起火灾;熄灭酒精灯,应用灯帽盖灭,不能用嘴吹,以免酒精外溢引起火灾甚至造成酒精在灯体内燃烧而引起爆炸的危险;③如果不小心将酒精洒出,在桌上燃烧起来,应立刻用湿抹布扑盖(可以使酒精因隔绝氧气而熄灭);④加热仪器时,要用酒精灯的外焰(因为外焰的温度最高)
2、仪器的连接
把玻璃管插入带孔橡皮塞:先把要插入塞子的玻璃的一端用水润湿,然后稍稍用力转动,使它插入。
连接玻璃管和胶皮管:先把玻璃管口用水润湿,然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。
在容器口塞橡皮塞:应把橡皮塞慢慢转动塞进容器口。切不可把容器放在桌上再使劲塞进塞子,以免压破容器。
需要用力的事情都要由右手来做。
3、实验室药品取用规则
不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味,不得尝任何药品的味道。
注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应该按最少量(1~2mL)取用液体。固体只需盖满试管底部。
实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内。
4、固体药品的取用
固体药品通常保存在广口瓶里。
固体粉末一般用药匙或纸槽取用。操作时先使试管倾斜,把药匙小心地送至试管底部,然后使试管直立。(“一倾、二送、三直立”)
块状药品一般用镊子夹取。操作时先横放容器,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容器慢慢竖立起来,使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部,以免打破容器。(“一横、二放、三慢竖”)
用过的药匙或镊子要立刻用干净的纸擦拭干净。
5、液体药品的取用
液体药品通常盛放在细口瓶中。广口瓶、细口瓶等都经过磨砂处理,目的是增大容器的气密性。
取用不定量(较多)液体——直接倾倒
使用时的注意事项(括号内为操作的目的):
a.
细口瓶的瓶塞必须倒放在桌面上【防止药品腐蚀实验台或污染药品】;
b.
瓶口必须紧挨试管口,并且缓缓地倒【防止药液损失】;
c.
细口瓶贴标签的一面必须朝向手心处【防止药液洒出腐蚀标签】;
d.
倒完液体后,要立即盖紧瓶塞,并把瓶子放回原处,标签朝向外面【防止药品潮解、变质】。
取用不定量(较少)液体——使用胶头滴管
使用时的注意事项(括号内为操作的目的):
a.
应在容器的正上方垂直滴入;胶头滴管不要接触容器壁【防止沾污试管或污染试剂】;
b.
取液后的滴管,应保持橡胶胶帽在上,不要平放或倒置【防止液体倒流,沾污试剂或腐蚀橡胶胶帽】;
c.
用过的试管要立即用清水冲洗干净;但滴瓶上的滴管不能用水冲洗,也不能交叉使用。
取用一定量的液体——使用量筒
使用时的注意事项:
a.
当向量筒中倾倒液体接近所需刻度时,停止倾倒,余下部分用胶头滴管滴加药液至所需刻度线;
b.
读数时量筒必须放平稳,视线与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平【读数时若仰视,则读数偏低;读数时若俯视,则读数偏高——倒液体时仰视,则量取的液体偏多;倒液体时俯视,则量取的液体偏少】。
6、物质的称量
托盘天平的精确度是0.1g,即用天平测量出的物体质量只能精确到小数点后一位。
托盘天平由托盘、指针、游码、标尺、分度盘和平衡螺母组成。
物理使用方法(给物体测质量):
将天平水平放置,游码放在标尺的零刻度处,调节平衡螺母,使天平平衡。
将物放在左盘,砝码放在右盘。砝码必须用镊子夹取(防止砝码生锈造成称量的误差),先加质量大的砝码,后加质量小的砝码,最后移动游码,直到天平平衡为止。
记录所加砝码和游码的质量。
称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回0处。
化学使用方法(给质量取物体):
将天平水平放置,游码放在标尺的零刻度处,调节平衡螺母,使天平平衡。
如果药品是粉末,在天平左右盘各放一张大小、质量相同的纸。如果药品易潮解或具有腐蚀性,在天平上放玻璃器皿。(可以先放后调平衡,这样就不用记录它们的质量)
用镊子夹取砝码并放在右盘,移动游码,使天平的读数等于要称量的药品的质量。
在左盘上添加药品,使天平平衡。如果天平不平衡,只能在左盘添加或减少药品,不能动砝码或游码。
称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回0处。
“左物右码”时,物质的质量=砝码的质量+游码的示数;“左码右物”,物质的质量=砝码的质量-游码的示数。“左码右物”的做法虽然也能称出物质的质量,但是这种做法是错误的。
称量干燥的固体物品时,在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸,在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),放在加盖的玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)中称量。
7、物质的加热
使用酒精灯时的注意事项(括号内为操作的目的)
a.
绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精【防止失火】;
b.
绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯,应该用火柴点燃【防止失火】;
c.
用完酒精灯后,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹【以免引起灯内酒精燃烧,发生危险】;
d.
如果洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立刻用湿抹布扑盖。
e.
酒精灯内酒精含量不能少于酒精灯容量的1/4,也不能多于酒精灯容量的2/3。
用于加热的仪器
液体:试管、蒸发皿、锥形瓶、烧杯、烧瓶(使用后三者加热时需要石棉网)。
固体:试管、蒸发皿、燃烧匙。
给试管加热的注意事项(括号内为操作的目的)
a.
试管外壁不能有水【防止试管炸裂】;
b.
加热时要有试管夹。夹持试管时,应将试管夹从试管底部往上套,夹持部位在距试管口近1/3处,握住试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上;
c.
如果加热固体,试管口应略向下倾斜【防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂】;如果加热液体,试管口要向上倾斜,与桌面成45°角。
d.
如果加热液体,液体体积不能超过试管容积的1/3【防止液体沸腾时溅出伤人】;
e.
加热时先预热,使试管在火焰上移动,待试管均匀受热后,再将火焰固定在盛放药品的部位加热【防止试管炸裂】。
f.
试管底部不能和酒精灯的灯芯接触【防止试管炸裂】;
g.
烧得很热的试管不能用冷水立即冲洗【防止试管炸裂】;
h.
加热时试管不要对着有人的方向【防止液体沸腾时溅出伤人】。
i.
加热完毕时要将试管夹从试管口取出;
8、洗涤仪器
洗涤方法:先将试管内的废液倒入废液缸中,再注入试管容积的1/2的水,振荡后把水倒掉,这样连洗几次。如果内壁附有不易洗掉的物质,要用试管刷刷洗。
试管刷:刷洗时须转动或上下移动试管刷,但用力不能过猛,以防试管损坏。
仪器洗干净的标准:洗过的玻璃仪器内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流下时,表示仪器已洗干净。
仪器洗干净后,不能乱放,要倒插在试管架上晾干。
特殊情况
如果玻璃仪器中附有油脂,先用热的纯碱溶液或洗衣粉洗涤,再用水冲洗。
如果玻璃仪器中附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐,先用稀盐酸溶解,再用水冲洗。
9、闻气体的方法:用手在瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体进入鼻孔。
10、几种药品的存放
浓硫酸、浓盐酸用磨口瓶盖严。浓硝酸用棕色磨口瓶盖严。
浓硫酸具有吸水性,浓盐酸、浓硝酸具有挥发性,浓硝酸见光易分解。
硝酸银溶液存放在棕色试剂瓶中。(硝酸银溶液见光易分解。)
固体氢氧化钠、氢氧化钾应密封于干燥容器中,并用橡胶塞密封,不能用玻璃塞。
固体氢氧化钠、氢氧化钾具有吸水性,容易潮解。碱能与玻璃反应,使带有玻璃塞的瓶子难以打开。
金属钾、钠、钙存放在煤油中。(金属钾、钠、钙非常活泼,能与空气中的氧气反应)
11、意外事故的处理
失火:用湿抹布或沙子盖灭。
如果不慎将浓硫酸沾到衣服或皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
稀硫酸沾到衣服或皮肤上也要处理,否则稀硫酸的水分蒸发,会变成浓硫酸。
如果不慎将碱液滴到皮肤上,要用较多的水冲洗,然后再涂上硼酸溶液。
生石灰沾在皮肤上,要先用布擦去,再用大量水冲洗。
考点二、物质的变化及性质
1、物质的变化:
物理变化
化学变化
概念
没有生成其他物质的变化
生成其他物质的变化
伴随现象
物质的形状、状态等发生变化
常伴随有放热、发光、变色,放出气体、生成沉淀等
本质区别
变化时是否有其他物质生成
实例
折断火柴梗、水的三态变化、石蜡熔化、玻璃破碎、食盐溶解、汽油挥发
镁条燃烧、煤燃烧、铁生锈、食物腐败、呼吸
相互关系
物质在发生化学变化的过程中一定伴随物理变化,如石蜡燃烧时先发生石蜡熔化现象。在发生物理变化时不一定伴随化学变化。
【注意】 化学变化常伴随能量的变化、发光、放热、颜色改变、放出气体、产生沉淀等现象,可以帮助我们判断化学反应是否已经发生,而不能作为判断化学变化的依据。例如灯泡通电发光、发热,是物理变化而不是化学变化。
2、物质性质
物理性质
化学性质
概念
物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质
物质在化学变化中表现出来的性质
实质
物质的微粒组成结构不变所呈现出的性质。
物质的微粒组成结构改变时所呈现出的性质。
实例
颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、挥发性、吸附性、导电性、导热性、延展性等
可燃性、氧化性、稳定性、助燃性、还原性、酸性、碱性等
确定
由感官直接感知或由仪器测定
通过化学变化方可知
区别
是否需要通过化学反应表现出来
【注意】
物质的性质决定用途。例如:酒精具有可燃性,可作燃料;易挥发,可用来降温。石墨具有质软的性质,可作铅笔芯等。
考点三、学习化学的重要途径——科学探究
一般步骤:
观察与问题→猜想与假设→实验与事实→解释与结论→表达与交流→拓展与迁移
第二章
空气、物质的构成
考点一、空气的成分
1、空气中氧气含量的测定的实验
实验原理:
4P
+
5O2
2P2O5
实验装置:
实验步骤
1.检验装置气密性2.集气瓶内装入少量水,并作记号3.点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中,并把塞子塞紧4.红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察实验现象及水面变化情况
实验现象
1.红磷燃烧,产生大量白烟,放出热量2.打开止水夹后,集气瓶内液面上升约1/53.实验结束后,将燃着的木条伸进到集气瓶中,火焰立即熄灭,说明集气瓶中不含氧气
实验说明
1.其反应物必须是易燃物,且反应没有气体生成2.反应物必须足量,且容器的气密性良好3.装置不能漏气;集气瓶中预先要加入少量的水;红磷点燃后要立即伸入集气瓶中,并塞紧胶塞;待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹4.进入瓶中水的体积一般小于瓶内空间的1/5,可能原因是:a.红磷的量不足,使瓶内氧气未消耗尽;b.胶塞未塞紧,使外界空气进入瓶内;c.未冷却至室温就打开瓶塞,使进入瓶内水的体积减小;d有部分水留在导管中
2、空气的成分和组成
气体成分
体积比%




氮气
78
化学性质稳定,在一般条件下不易与其他物质反应
电焊的保护气、食品袋中的防腐剂等
氧气
21
不易溶于水,密度比空气略大,化学性质活泼
供给呼吸,常做氧化剂
稀有气体
0.94
化学性质稳定,通电时会发出不同颜色的光
作保护气,充制霓虹灯,用于激光技术,氦气密度小,用作填充气球
二氧化碳
0.03
参与植物的光合作用
作温室气肥
其他
0.03
3、对人体吸入的空气和呼出的气体的探究
步 骤
现 象
结论
用排水法收集一瓶呼出的气体
瓶内充满无色气体
空气和呼出的气体都是无颜色的
向一瓶空气和一瓶呼出的气体中分别加入等量澄清石灰水
呼出的气体使澄清石灰水变浑浊,空气中的澄清石灰水无变化
呼出的气体中二氧化碳的浓度比空气中大
将燃着的木条分别插入盛有空气和呼出气体的集气瓶
呼出的气体使燃着的木条熄灭,空气中的木条继续燃烧
呼出的气体中氧气的浓度很小,二氧化碳含量很大
考点二、混合物、混合物
混合物:是由两种或两种以上的物质混合而成(或由不同种物质组成)。
例如,空气,溶液(盐酸、澄清的石灰水、碘酒、矿泉水),
矿物(煤、石
油、天然气、铁矿石、石灰石),合金(生铁、钢)
注意:氧气和臭氧混合而成的物质是混合物,红磷和白磷混合也是混合物。
纯净物:由一种物质组成的。
例如:水、
水银、
蓝矾(CuSO4
·5H2O)都是纯净物;冰与水混合是纯净物。
考点三、保护空气
大气污染引发的三大环境问题
①温室效应——使全球变暖②酸雨——使土壤酸化、建筑物破坏③臭氧层空洞——使紫外线危害人类和动植物
空气污染物及来源
①污染物:烟尘、有害气体(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮)②污染源:工业废气、汽车尾气、化石燃料的燃烧
防治措施
①加强空气质量检测:空气质量日报②消除污染源:减少化石燃料的使用,利用清洁能源;革新工艺,减少废气的排放③治理废气:汽车安装尾气净化装置;工业废气处理后再排放④植树造林、种树、改善环境
考点四、单质、化合物、氧化物
单质:有同种元素组成的纯净物。(金属单质,非金属单质)
化合物:有不同种元素组成的纯净物。(酸、碱、盐、氧化物)
氧化物:如果化合物仅由两种元素组成,且其中一种元素是氧元素。
构成物质的微粒
1、概述
微观的粒子有:原子、离子、分子、电子、质子等,它们都是微观概念,既表示种类又可表示个数。
分子、原子、离子都是构成物质的粒子。
A、金属单质和稀有气体由原子直接构成;
B、非金属单质、非金属与非金属形成的化合物由分子构成。
C、化合物中既有金属元素又有非金属元素的离子化合物是由离子构成。
2、分子
分子是保持物质化学性质的最小粒子。分子由原子构成。
A、分子是构成物质的一种微粒,常见由分子构成的物质:水、氢气、氧气、氮气、二氧化硫、二氧化碳等。【由分子构成的物质,在物理变化中,分子本身不发生改变;在化学变化中,分子本身发生改变,生成新的分子。】
B、分子的微观特性:分子总是在不断地运动着;分子之间存在间隔;分子的质量很小。
3、原子
原子是构成物质的另一种微粒。原子构成分子,原子也可直接构成物质,如金属汞、稀有气体等。
1.
分子与原子的比较
分子
原子
定义
分子是保持物质化学性质最小的微粒
原子是化学变化中的最小微粒。
性质
体积小、质量小;不断运动;有间隙
联系
分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。
区别
化学变化中,分子可分,原子不可分。物质发生物理变化时只是分子间的间隔发生变化,而分子本身没有发生变化;发生化学变化时,分子被破坏,分子本身发生变化。
2.
原子的构成
原子的的构成:原子由核外带负电的电子和带正电的原子核构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子构成。
原子结构示意图:
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
核外电子排布的规律:核外电子按能量由低到高从里往外排,第一层最多容纳2个电子,第二、三层最多容纳8个电子。
3.
相对原子质量:以一种碳原子(碳-12)质量的1/12作为标准,其他原子的质量跟它相比较所得的数值,是该种原子的相对原子质量。
相对原子质量=×12
(相对原子质量是个比,单位为1)
相对原子质量≈质子数
+中子数
4、元素
1.
含义:具有相同质子数(或核电荷数)的一类原子的总称。
注意:元素是一类原子的总称;这类原子的质子数相同
因此:元素的种类由原子的质子数决定,质子数不同,元素种类不同。
2.
元素与原子的比较:




区别
含义
宏观概念,只分种类不计个数
微观概念,既分种类又分个数
适用范围
从宏观描述物质的组成。常用来表示物质由哪几种元素组成。如水由氢元素和氧元素组成
从微观描述物质(或分子)的构成。常用来表示物质由哪些原子构成或分子由哪些原子构成,如水分子由氢原子和氧原子构成;铁由铁原子构成。
联系
元素是同类原子的总称,原子是元素的基本单元
3.
元素的分类:元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素三种
4.
元素的分布:
①地壳中含量前四位的元素:O、Si、Al、Fe
②生物细胞中含量前四位的元素:O、C、H、N
③空气中前二位的元素:N、O
注意:在化学反应前后元素种类不变
5.
元素符号
书写原则:第一个字母大写,第二个字母小写。
表示的意义;表示某种元素、表示某种元素的一个原子。例如:O:表示氧元素;表示一个氧原子。
原子个数的表示方法:在元素符号前面加系数。因此当元素符号前面有了系数后,这个符号就只能表示原子的个数。例如:表示2个氢原子:2H;2H:表示2个氢原子。
元素符号前面的数字的含义;表示原子的个数。例如:6N:6表示6个氮原子。
5、离子
1.
元素的种类

金属元素:原子的最外层电子数一般少于4个(是不稳定结构),在化学变化中易失去最外层电子,而使次外层成为最外层,形成稳定结构。这种性质叫做金属性。

非金属元素:原子的最外层电子数一般多于或等于4个(是不稳定结构),在化学变化中易获得电子,而使最外层达到8电子的稳定结构。这种性质叫做非金属性。

稀有气体元素:原子的最外层有8个电子(He为2个),为相对稳定结构。
元素类别
最外层电子数
得失电子趋势
性质
结论
金属元素
<4
易失去最外层电子(形成阳离子)
易发生化学反应
元素的化学性质由最外层电子数决定。
非金属元素
≥4(H:1)
易获得电子使最外层达到8电子的稳定结构(形成阴离子)
稀有气体元素
=8(He:2)
难得失电子(为相对稳定结构)
极难发生化学反应
2.
离子的形成:带电的原子或原子团叫做离子。
在化学反应中,金属元素原子失去最外层电子,非金属元素原子得到电子,从而使参加反应的原子带上电荷。
带电荷的原子叫做离子。带正电荷的原子叫做阳离子,带负电荷的原子叫做阴离子。
3.
阴、阳离子由于静电作用互相吸引,结合形成稳定的、不带电性的化合物。
离子内质子数不等于核外电子数,离子的最外层电子一般是8(氢是0)个电子的稳定结构。
原子通过得失电子变成离子,离子也可以通过得失电子变回原子。
4.
离子符号
离子用离子符号表示:在原子团或元素符号的右上角标出离子所带的电荷的多少及电荷的正负(数字在前,符号在后),当离子所带电荷数为1时,1可以不写。如Na+(钠离子)、Ca2+(钙离子)、H+(氢离子)、Cl-(氯离子)、O2-(氧离子)、OH-(氢氧根离子)等。
离子符号表示的意义:Mg2+表示1个镁离子带2个单位的负电荷。2O2-表示2个氧离子。
6、化学式与化合价
1.
化学式:用元素符号和数字组合来表示物质组成的式子。
2.
化学式(如H2O)的意义:
表示一种物质(宏观意义)——表示水这种物质;
表示一个分子(微观意义)——表示1个水分子;
表示某物质是由什么元素组成的(宏观意义)——表示水是由氢元素、氧元素组成;
表示某物质是由什么粒子构成(微观意义)——表示水由水分子构成;
表示某物质的分子由什么粒子构成(微观意义)——表示1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成;
3.
化学式的写法:
书写化合物的化学式时,首先要弄清以下两点:

这种物质由哪种物质组成;

化合物中各元素的原子个数比是多少。
4.
化合价:元素化合价是一个原子在化合时表现出来的性质。在元素符号或原子团的上方标出化合价,“+”、“-”写在前,数字写在后。
5.
化合价的一般规律:
金属元素跟非金属元素化合时,金属元素显正价,非金属元素显负价。氧元素通常显-2价,氢元素通常显+1价。在化合物里正负化合价的代数和为0。在单质中元素的化合价为0。
同一元素在不同物质里可显不同的化合价。在同一种物质里,同一元素也可显不同的化合价(如NH4NO3)。
6.
根据化合价写化学式:“正价前,负价后,十字交叉右下处,化简才是原子数”。如
P2O5
7.
数字的意义:

元素符号前的数字表示几个某原子。如2H中的“2”表示2个氢原子。

化学式前的数字表示几个某分子。如2H2O中的“2”表示2个水分子。

元素符号右下角数字表示一个某分子或离子中有几个某原子。如CO2中的“2”表示1个二氧化碳分子中有2个氧原子。

元素符号右上角的数字表示一个某离子中带几个单位的正或负电荷。如Fe3+中的“3”表示1个铁离子带3个单位的正电荷。

元素符号正上方数字表示某元素的化合价。如FeCl3表示铁元素的化合价是+3。
8.
根据化学式进行计算(计算时要注意式子的化学意义)
1)相对分子质量=(相对原子质量×原子个数)之和
2)组成元素的质量比=(相对原子质量×原子个数)之比
3)原子个数之比=(元素质量÷相对原子质量)之比
4)化合物中某元素的质量分数=
5)某元素的质量=某化合物的质量×某元素质量分数
附表1
一些常见元素的名称、符号和相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量
元素名称
元素符号
相对原子质量

H
1

Al
27

Fe
56

He
4

Si
28

Cu
63.5

C
12

P
31

Zn
65

N
14

S
32

Ag
108

O
16

Cl
35.5

Ba
137

F
19

Ar
40

Pt
195

Ne
20

K
39

Au
197

Na
23

Ca
40

Hg
201

Mg
24

Mn
35

I
127
附表2
一些常见元素、根的化合价和离子符号
元素和根的名称
元素和根的符号
常见的化合价
离子符号
元素和根的名称
元素和根的符号
常见的化合价
离子符号

K
+1
K+

F
-1
F-

Na
+1
Na+

Cl
-1、+1、+5、+7
Cl-

Ag
+1
Ag+

Br
-1
Br-

Cu
+1、+2
Cu+、Cu2+

N
-3、+2、+3、+4、+5

Ca
+2
Ca2+

O
-2

Mg
+2
Mg2+

S
-2、+4、+6
S2-

Ba
+2
Ba2+

P
-3、+3、+5

Zn
+2
Zn2+

C
+2、+4

Hg
+2
Hg2+

Si
+4

Fe
+2
、+3
Fe2+、Fe3+
氢氧根
OH
-1
OH-

Mn
+2、+4、+6、+7
Mn2+
硝酸根
NO3
-1
NO3-

Al
+3
Al3+
硫酸根
SO4
-2
SO42-

H
+1
H+
碳酸根
CO3
-2
CO32-
铵根
NH4
+1
NH4+
磷酸根
PO4
-3
PO43-
亚铁指化合价为+2的铁元素,亚铜指化合价为+1的铜元素。
7、质量守恒定律
1、含义
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。
说明:①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;
②没有参加反应的物质质量及不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中;
③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质(如气体)有无遗漏。
2、微观解释
在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。
3、化学反应前后
(1)一定不变
宏观:反应物、生成物的总质量不变;元素种类、质量不变
微观:原子的种类、数目、质量不变
(2)一定改变
宏观:物质的种类一定变
微观:分子种类一定变
(3)可能改变:
分子总数可能变
8、化学反应方程式
1、化学方程式
1、含义:
化学方程式——用化学式表示化学反应的式子。
反应物——参加反应的物质。
生成物——化学反应后产生的物质。
2、表示的意义:
⑴表示反应物、生成物和反应条件
⑵表示各物质间的质量比(质量比=各物质的相对分子质量×各化学式前面的系数的积的比)
⑶表示各物质的微粒个数比(即各化学式前面的系数比)
例如:以2H2+O2
2H2O为例
①表示氢气与氧气在点燃条件下生成水
②表示氢气、氧气与水的质量比为4:32:36
③表示氢分子、氧分子与水分子的个数比为2:1:2
3、化学方程式的读法
以2H2+O2
2H2O为例
①从反应物、生成物和反应条件角度:氢气与氧气在点燃条件下生成水
②从各物质的质量比角度:每4份质量的氢气与32份质量的氧气在点燃条件下生成36份质量的水
③从各物质的微粒个数比角度:每2个氢分子与1个氧分子在点燃条件下生成2个水分子。
2、如何正确书写化学方程式
一、书写原则:
1、以客观事实为基础
2、遵守质量守恒定律(标准:两边原子的种类和数目相等)
二、方程式的配平
1、标准:方程式两边原子种类和数目相等即配平了
2、配平的原则:在化学式前面加上适当的系数来保证方程式两边原子种类和数目相等。
3、方法:最小公倍数法
最小公倍数法配平化学方程式的步骤
⑴.确定配平的起点元素:横线两边出现次数最少,且原子个数的最小公倍数最大的元素作为起点元素。
⑵.确定起点元素原子个数的最小公倍数。
⑶.确定含有起点元素的化学式的系数:用最小公倍数除以化学式中起点元素原子的个数的商作为该化学式前面的系数。
⑷.确定其它化学式前面的系数的顺序:依次确定含有除起点元素以外,横线两边出现次数由少到多的元素的化学式前面的系数。
⑸.最后将各系数调整为最简整数比。
举例:配平化学方程式:
FeS2

O2
Fe2O3

SO2
⑴确定起点元素:由于Fe、S
元素在横线两边只出现了一次,且最小公倍数都为2,因此Fe、S元素都可作为起点元素。
⑵若选择Fe作为起点元素,则原子个数的最小公倍数为2。
⑶确定FeS2
、SO2前面的系数:用最小公倍数2除以FeS2中Fe元素的原子个数1的商2作为的FeS2系数;用最小公倍数2除以Fe2O3中Fe元素的原子个数2的商1作为Fe2O3的系数;
2FeS2

O2
1Fe2O3

SO2
⑷确定O2
、SO2的系数:
①由于O2
、SO2中只含有O、S两种元素,S元素在方程式两边只出现了一次,因此先确定SO2
的系数,再确定O2的系数。由于方程式左边S原子的个数已确定为4,所以右边S原子的个数也为4。因此SO2的系数为4除以SO2中S元素的原子个数1的商4作为SO2。的系数。
2FeS2

O2
1Fe2O3

4SO2
②由于方程式右边O原子的个数已确定为11,因此左边O原子的个数也为11。所以O2的系数为11除以O2中O元素的原子个数2的商11/2作为SO2。的系数。
2FeS2

11/2O2
1Fe2O3

4SO2
⑸再将各系数调整为最简整数比:即在方程式两边同时乘以2就可以。
4FeS2

11O2
2Fe2O3

8SO2
三、书写的步骤
1、写
写出反应物、生成物的化学式
2、配
配平方程式
3、注
注明反应条件和生成物的状态
4、等
将横线改为等号
3、利用化学方程式的简单计算
1、依据:利用化学方程式能反映物质间的质量比,且质量比呈正比例关系。
2、步骤:①设未知数;②根据题意写出方程式;③根据化学方程式找出已知量与未知量的质量比;④列出比例式;⑤求出未知数;答
注意:
①由于方程式只能反应物质间的质量比,因此代入方程式中的各个量必须是质量。
②由于方程式中各物质是纯净物,因此代入方程式中的量必须是纯净物的质量。
③单位必须统一。
第三章
维持生命之气——氧气
一、氧气的性质和用途
一、氧气的物理性质
1、色、味、态:通常情况下,是无色无味的气体;
2、密度:标准状况下,密度为1.429g/L,略大于空气(1.293g/L)。(可用向上排空法)
3、溶解性:氧气不易溶于水(1L水只能溶解30mL氧气)。(可用排水法收集),
4、三态变化:降温后,氧气可以变为淡蓝色的液体(-183℃),甚至淡蓝色雪花状固体(-218℃)。
二、氧气的化学性质
(一)与非金属(碳、硫、磷)的反应
1、木炭(黑色固体)燃烧
实验现象:在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成一种无色无味气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
文字表达式:碳(C)+
氧气(O2)二氧化碳(CO2)
化学方程式
C
+
O2
CO2
做木炭燃烧实验时,燃烧匙应慢慢从瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶内的氧气)。
2、硫粉(淡黄色)燃烧:
实验现象:在空气中:发出微弱的淡蓝色火焰;放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
在氧气中:
发出明亮的蓝紫色的火焰,
放出热量、生成一种带有刺激性气味的气体。
文字表达式
硫(S)
+
氧气(O2)
二氧化硫(SO2)
化学方程式
S
+
O2
SO2
实验时,要在瓶底装少量水(吸收二氧化硫,防止污染空气)。
3、红磷(暗红色固体)的燃烧
实验现象:在空气中:发出黄白色火焰,放出热量,生成大量白烟
在氧气中:剧烈燃烧,发出白光,放出热量,生成大量的白烟
文字表达式:磷(P)+
氧气(O2)五氧化二磷(P2O5)
化学方程式:4P
+
5O2
2P2O5
注意:五氧化二磷(P2O5)是固体,不是气体
(二)与金属(镁、铁)的反应
1、镁带(银白色固体)在空气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体。
文字表达式:镁(Mg)+
氧气(O2)氧化镁(MgO)
化学方程式:2Mg
+
O2
2MgO
2铁丝(银白色固体)在氧气中燃烧
实验现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体。
文字表达式:铁(Fe)
+
氧气(O2)四氧化三铁(Fe3O4)
化学方程式:3Fe
+
2O2
Fe3O4
注意:集气瓶底部铺少量的细沙或加少量的水,防止生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂。铁丝在空气中不能燃烧。
(三)与某些化合物(蜡烛、甲烷)的反应——产物均为:二氧化碳和水
实验现象:比空气中燃烧剧烈,发出白光,集气瓶内壁出现水珠,有使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体产生。
文字表达式:石蜡+
氧气(O2)二氧化碳(CO2)+
水(H2O)
空气中燃烧情况:燃烧产生黄色火焰,放热,稍有黑烟。
(四)其他物质与氧气的反应
某些物质在一些条件下,与氧气发生缓慢的氧化反应,成为缓慢氧化。缓慢氧化也放热。
如:动植物新陈代谢,金属的锈蚀,食物的腐烂、酒醋的酿造、农家肥的腐熟等等。
总结:
1、氧气是一种化学性质比较活泼的气体,在一定的条件下,能与许多物质发生反应并放出大量的热。在这些反应中,氧气提供氧,称为氧化反应。氧气便是常见的氧化剂;具有氧化性。
2、物质在纯氧气中燃烧程度比空气中燃烧要剧烈。说明物质燃烧程度,与氧气的浓度大小成正比;
3、物质燃烧时有的有火焰,有的会发光,有的会冒烟。一般来说,气体燃烧会有火焰产生,固体直接燃烧,产生光或者火星。生成物有固体,一般都会产生烟,即固体小颗粒;
4、物质与氧气反应不一定是燃烧现象,如缓慢氧化。
三、氧气的用途
(1)、供给呼吸:医疗上急救病人,登山、潜水、航空、宇航提供呼吸;
(2)、支持燃烧:炼钢、气焊与气接、液氧炸弹、火箭助燃剂
二、制取氧气
一、工业制法(分离液态空气法)
原理:利用液态氧和液态氮的沸点不同。
注意:该过程是物理变化
二、氧气的实验室制法(化学变化)
1、双氧水(过氧化氢)制取氧气
A、药品:过氧化氢(H2O2)和二氧化锰(黑色粉末
MnO2)
B实验原理:
表达式:过氧化氢(H2O2)
水(H2O)
+
氧气(O2)
化学方程式:
2H2O2
MnO2
2H2O+
O2

注:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
C、装置:
固体与液体反应,不需加热(双氧水的为一类)
注意事项:
①、分液漏斗可以用长颈漏斗代替,但其下端应该伸入液面以下,防止生成的气体从长颈漏斗中逸出;
②、导管只需略微伸入试管塞
③、气密性检查:用止水夹关闭,打开分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持续下降,就说明气密性良好。
④、装药品时,先装固体后装液体
⑤、该装置的优点:可以控制反应的开始与结束,可以随时添加液体。
D、步骤:连、查、装(二氧化锰)、定、倒(过氧化氢溶液)、收
2、用高锰酸钾、氯酸钾制取氧气
A、药品:、高锰酸钾(暗紫色固体)、氯酸钾(白色固体)与二氧化锰(黑色粉末)
B、原理:
①加热氯酸钾(有少量的二氧化锰):
表达式:氯酸钾(KClO3)氯化钾(KCl)
+
氧气(O2)
方程式:2KClO3
2KCl
+
3O2

注意:MnO2在该反应中是催化剂,起催化作用
② 加热高锰酸钾:
表达式:高锰酸钾(KMnO4)锰酸钾(K2MnO4)+
二氧化锰(MnO2)+
氧气(O2)
方程式:2KMnO4
K2MnO4
+
MnO2
+
O2↑
C、装置:加热固体制气体
D、操作步骤:(连)查、装、定、点、收、离、熄。
注意事项:

连接装置:先下后上,从左到右的顺序。

检查装置的气密性
:将导管的一端浸入水槽中,用手紧握试管外壁,若水中导管口有气泡冒出,证明装置不漏气。松开手后,导管口出现一段水柱。

装入药品:按粉末状固体取用的方法(药匙或纸槽)
④固定装置
:固定试管时,试管口应略向下倾斜;铁夹应夹在试管的中上部
⑤加热药品:先使试管均匀受热,后在反应物部位用酒精灯外焰由前向后加热。
⑥收集气体:
a、若用排水集气法收集气体,当气泡均匀冒出时再收集,刚排出的是空气;水排完后,应用玻璃片盖住瓶口,小心地移出水槽,正放在桌面上(密度比空气大)(防止气体逸出)
b、用向上排空法。收集时导管应伸入集气瓶底部(为了排尽瓶内空气)
用排水法收集时,导管放在集气瓶口
⑦先将导管移出水面
⑧再停止加热
E、易错事项:
a).
试管口要略微向下倾斜:防止生成的水回流,使试管底部破裂。药品应平铺在试管底部
b).
导气管伸入发生装置内要稍露出橡皮塞:有利于产生的气体排出。
c).
用高锰酸钾制取氧气时,试管口塞一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导气管,污染制取的气体和水槽中的水。
d).
排气法收集气体时,导气管要伸入接近集气瓶底部:有利于集气瓶内空气排出,使收集的气体更纯。
e).
实验结束后,先将导气管移出水面,然后熄灭酒精灯:防止水槽中的水倒流,炸裂试管。
F、收集方法:

排水法(不易溶于水)

向上排空法(密度比空气大)
G、检验、验满
检验:用带火星的木条伸入集气瓶内,发现木条复燃,说明是氧气;
验满:用带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,证明已满。
三、催化剂:
概念:在化学反应中能改变其他物质的反应速率(加快或变慢),但本身的化学性质和质量在反应前后没有发生变化的物质。
特点:两不变(质量、化学性质)、一改变(反应速率)
注意:
①催化剂不能改变生成物的质量,不能决定反应的进行
②催化剂不是反应物、又不是生成物
③催化剂仅针对某一反应,并不是所有反应的催化剂
④某一反应的催化剂可能不只一种
3、二氧化锰在一些反应中不只作催化剂,催化剂不一定就只有二氧化锰。(在过氧化氢溶液制取氧气中,催化剂可以用硫酸铜溶液、氧化铁、氧化铜、红砖粉末)。在氯酸钾制取氧气中,二氧化锰的质量和化学性质不变,但质量分数变大。
四、反应类型:
①:化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应。
可表示为:A+B+……

E
(简称“多合一”)
②:分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应。
可表示为:AB→A+B+……。(简称:“一变多”)
③:氧化反应:物质与氧发生的化学反应。有氧气参加的反应一定属于氧化反应。
剧烈氧化:燃烧
缓慢氧化:铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造
氧化反应不一定是化合反应(石蜡的燃烧生成了水和二氧化碳两种物质),化合反应不一定是氧化反应。
三、燃烧条件与灭火原理
一、燃烧
1、概念:可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
2、条件:(1)可燃物(2)氧气(或空气)(3)温度达到着火点(三者缺一不可,否则不能燃烧)
如右图所示:
A、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明了燃烧需要温度达到着火点
B、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧,说明了燃烧需要氧气
注:白磷的着火点低,应贮存在装有水的试剂瓶中
燃烧与缓慢氧化的比较
相同点:都是氧化反应、都放热;
不同点:前者发光、反应剧烈,后者不发光、反应缓慢
二、灭火的原理和方法
1、燃烧的条件决定着灭火的原理,只要破坏燃烧的任何一个条件,
就可以达到灭火的目的
2、灭火的原理:(1)消除可燃物(2)隔绝氧气(或空气)(3)降温到着火点以下。
3、灭火器
泡沫灭火器:可扑灭木材、棉布及可燃油等燃烧引起的失火。
干粉灭火器:可扑灭一般的失火外,还可以扑灭电器、油、气等燃烧引起的失火。
液态二氧化碳灭火器:可扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火
4、泡沫灭火器的反应原理,利用碳酸钠与浓盐酸迅速反应产生大量的二氧化碳来灭火
化学反应方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
三、爆炸


发生条件
防范措施


可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应
可燃物;与空气或氧气接触;温度达到着火点
可燃物与其他物品隔离;与空气隔离;降低温度至着火点以下


可燃物在有限的空间内发生急剧燃烧,短时间内积聚大量的热,使气体体积迅速膨胀而引起爆炸
剧烈燃烧;有限空间
严禁烟火
缓慢氧化
反应进行得很慢,甚至不易察觉的氧化反应
与空气或氧接触

可能是化学变化(火药爆炸)也可能是物理变化(车胎爆炸)

化学变化的爆炸:可燃物在有限空间内急速燃烧,放出的热使气体的体积迅速膨胀

可燃性气体(氢气、一氧化碳、甲烷)或粉尘(面粉、煤粉)与空气或氧气混合,遇到明火可能会发生爆炸;可燃性气体在点燃或加热前都要检验纯度,以防止发生爆炸的危险

油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火”的标志:空气中常混有可燃性气体或粉尘,接触到明火,就有发生爆炸的危险

可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈
四、常见灭火的方法

油锅着火,用锅盖盖灭

电器着火,先应切断电源

煤气泄漏,先应关闭阀门,再轻轻打开门窗,切忌产生火花

酒精在桌面上燃烧,用湿抹布扑盖

扑灭森林火灾,将大火蔓延前的一片树木砍掉
其它:
A、生煤炉火时,需先引燃纸和木材,因为纸和木材的着火点比煤低,容易点燃
B、室内起火,如果打开门窗,会增加空气的流通,增加氧气的浓度,反应剧烈,燃烧更旺
C、用扇子扇煤炉火,虽然降低了温度,但没有降至着火点以下,反而增加了空气的流通,所以越扇越旺。用扇子扇蜡烛火焰,虽然增加了空气的流通,但却降低了温度至着火点以下,所以一扇就灭。
第四章
生命之源——水
一、我们的水资源
1、水资源:
1、地球表面71%被水覆盖,但供人类利用的淡水小于
1%
2、我国水资源的状况分布不均,人均量少

2、水污染
1、水污染物:工业“三废”(废渣、废液、废气);农药、化肥的不合理施用;生活污水的任意排放
2、防止水污染:工业三废要经处理达标排放、提倡零排放;生活污水要集中处理达标
排放,提倡零排放;合理施用农药、化肥,提倡使用农家肥;加强水质监测。
3、爱护水资源:节约用水,防止水体污染
3、水的净化和纯化
1、水、纯净水、蒸馏水、冰水混合物都是纯净物;自然界的水、矿泉水、盐水、糖水、雪碧饮料等都是混合物。
2、净化水的方法:沉淀、过滤、吸附、蒸馏
(1)沉淀(吸附沉淀):
试剂:明矾
净水原理:利用明矾溶于水形成的胶状物对水的杂质进行吸附,从而达到净化的目的。
(2)过滤

①适用范围:用于分离难溶性固体与液体(或可溶性固体)
②操作注意事项:“一贴二低三靠”
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁
“二低”:(1)滤纸的边缘低于漏斗口
(2)漏斗内的液面低于滤纸的边缘
“三靠”:(1)漏斗下端的管口紧靠烧杯内壁
(2)用玻璃棒引流时,玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边
(3)用玻璃棒引流时,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部
③仪器:铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗
玻璃棒的作用:引流作用
④过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因有:
A.承接滤液的烧杯不干净
B.倾倒液体时液面高于滤纸边缘
C.滤纸破损
(3)吸附

常用的吸附剂:活性炭(具有吸附性)
活性炭除去水的难溶性杂质、色素和异味。
(4)蒸馏:
净水原理:利用液体沸点不同将液体分离的方法
蒸馏的装置:
4、硬水与软水
1.定义
硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水。例:井水
软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。例:开水
2.鉴别方法:用肥皂水,有浮渣产生或泡沫较少的是硬水,泡沫较多的是软水。
3.硬水软化的方法:蒸馏、煮沸
4.长期使用硬水的坏处:浪费肥皂,洗不干净衣服;锅炉容易结成水垢,不仅浪费燃料,
还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
各种净化方法除去的杂质的种类
难溶性杂质
可溶性杂质
降低水的硬度
沉淀

过滤

吸附


蒸馏



水的净化效果由低到高的是
沉淀、过滤、吸附、蒸馏(均为
物理
方法),其中净化效果最好的操作是
蒸馏;既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。
二、水的组成
1、水的物理性质
无色无味的透明液体;40C时密度最大,为1g/cm3;压强为101.3kPa时,水的凝固点是0℃;沸点是100℃。
2、水的化学性质
通电分解
化学方程式:
2H2O
2H2↑+O2↑
3、水的组成
(1)电解水的实验
A.装置―――水电解器
B.电源种类---直流电
C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性
D.化学反应:文字表达式::水(H2O)氢气(H2)
+
氧气(O2)
化学方程式:
2H2O
2H2↑
+
O2↑
产生位置
负极
正极
体积比
2

1
质量比
1

8
E.检验:O2---出气口置一根带火星的木条----木条复燃
H2---出气口置一根燃着的木条------气体燃烧,发出淡蓝色的火焰
(2)结论:
①水是由氢、氧元素组成的。
②一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
③化学变化中,分子可分而原子不可分。
质量守恒定律
1、含义
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。
说明:①质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化;
②没有参加反应的物质质量及不是反应生成的物质质量不能计入“总和”中;
③要考虑空气中的物质是否参加反应或物质(如气体)有无遗漏。
2、微观解释
在化学反应前后,原子的种类、数目、质量均保持不变(原子的“三不变”)。
3、化学反应前后
(1)一定不变
宏观:反应物、生成物的总质量不变;元素种类、质量不变
微观:原子的种类、数目、质量不变
(2)一定改变
宏观:物质的种类一定变
微观:分子种类一定变
(3)可能改变:
分子总数可能变
燃料
一、氢气
1、物理性质
密度最小的气体(向下排空气法);难溶于水(排水法)、无色无味的气体。
证明氢气密度比空气小的方法:用氢气吹肥皂泡,若肥皂泡上升,则密度比空气小。
2、化学性质
可燃性  
化学方程式:2H2
+
O2
2H2O
现象:纯净的氢气在空气里安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量

不纯的氢气点燃会爆炸,所以点燃氢气前一定要先检验氢气的纯度。
3、实验室制法
反应原理:
Zn+H2SO4
===
ZnSO4+H2↑
收集方法:向下排空法(密度比空气下)、排水法(难溶于水)
不可用浓盐酸的原因
浓盐酸有强挥发性

不可用浓硫酸或硝酸的原因
浓硫酸和硝酸有强氧化性。
4、用途:
充气球,冶炼金属,高能燃料,化工原料
二、碳
一、碳的几种单质
1、金刚石(C)
是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体。可用于制钻石;刻划玻璃、钻探机的钻头(体现了它的硬度大)等。
石墨(C)
是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯(体现它深灰色、质软)、干电池的电极(体现了它的导电性)、电车的电刷(体现了它的导电性,滑腻感、常温下化学性质稳定)、做润滑剂(体现它具有滑腻感)等。
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同。
无定形碳:
由石墨的微小晶体和少量杂质构成。主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。
活性炭、木炭具有强烈的吸附性(因为具有疏松多孔的结构),木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖;焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性质
C60:
C60分子由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。
二、单质碳的化学性质
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同!
1、常温下的化学性质比较稳定。因此古代用墨书写、绘画的字画保存时间很久,仍不变色。
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2
:
C
+
O2
CO2
不完全燃烧
(氧气不充足),生成CO:2C
+
O2
2CO
3、还原性:C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
(置换反应)
现象:黑色粉末逐渐变成光亮红色,产生的的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
应用:冶金工业:2Fe2O3+3C
4Fe+3CO2↑
C+CO2
2CO
三、一氧化碳的性质
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。
3、化学性质:
1)可燃性:2CO+O2
2CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)发出蓝色火焰
H2和O2的燃烧火焰是:发出淡蓝色的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是:发出蓝色的火焰。
CH4和O2的燃烧火焰是:发出明亮的蓝色火焰。
鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:H2与CO
的混合气体
C
+
H2O
H2
↑+
CO↑)
2)还原性:
CO+CuO

Cu+CO2
(非置换反应)
应用:冶金工业
现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2(现象:红色粉末逐渐变成黑色,产生的气体能使澄清的
石灰水变浑浊。)
H2、CO、C具有相似的化学性质:
A可燃性
C
+
O2
CO2
2CO+O2
2CO2
2H2
+
O2
2H2O
B还原性
:H2

CuO
Cu
+
H2O 
CO+CuO
Cu+CO2
C
+
2CuO
2Cu
+
CO2↑
C、H2、CO:在反应中得到氧元素,发生氧化反应,是还原剂,具有还原性
CuO:在反应中失去氧元素,发生还原反应,是氧化剂,具有氧化性
除杂:①CO[CO2]
通入石灰水
或氢氧化钠溶液:
CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O
②CO2[CO]
通过灼热的氧化铜
CO+CuO

Cu+CO2
③CaO[CaCO3]只能煅烧(不可加盐酸)
CaCO3
CaO+CO2↑
注意:检验CaO是否含CaCO3加盐酸
:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
(CO32-的检验:先加盐酸,然后将产生的气体通入澄清石灰水。)
4、一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子。
二氧化碳的性质和制法
一、二氧化碳的性质
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体----干冰。
2、化学性质:
1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸
2)与水反应生成碳酸:
CO2+H2O==H2CO3
生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红,
碳酸不稳定,易分解H2CO3
==
H2O+
CO2↑
3)能使澄清的石灰水变浑浊:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
用于检验二氧化碳;这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层白膜的原因。要除去这白膜,用稀盐酸。其原理是
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
4)与灼热的碳反应:
C
+
CO22CO
(吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO2是氧化剂,C是还原剂)
3、用途:
①灭火(灭火器原理:Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)既利用其物理性质(密度比
空气大),又利用其化学性质(不能燃烧,也不支持燃烧)
②干冰用于人工降雨、制冷剂(利用干冰升华时要吸收大量的热)
③温室肥料
④做碳酸型饮料(利用二氧化碳能溶于水)
4、二氧化碳对环境的影响:过多排放引起温室效应。
二、二氧化碳的实验室制法
1、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
①反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。
②反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水用排水法收集
CO只能用排水法
②密度比空气大(或相对分子质量>29)用向上排空气法
CO2只能用向上排空气法
③密度比空气小(或相对分子质量<29)用向下排空气法
2、实验室制取二氧化碳的方法
1、药品:石灰石与稀盐酸
①不能用H2SO4
与CaCO3反应的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利于收集。
2、原理:用石灰石和稀盐酸反应:
CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
3、装置图
装置的注意事项:(1)若用长颈漏斗来注入盐酸,长颈漏斗下端必须伸入液面以下
(2)若用试管来装药品,固定试管时,试管口竖直向上,试管底部与铁架台面接触。
4、气体收集方法:向上排空气法(密度比空气大,能溶于水)
5、检验方法:将制得的气体通入澄清的石灰水,如能浑浊,则是二氧化碳。
验满方法:用点燃的木条,放在集气瓶口,木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。
6、二氧化碳的工业制法:
煅烧石灰石:
CaCO3
CaO+CO2↑
三、自然界中碳的循环
(1)大气中二氧化碳产生的主要途径
化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸
(2)大气中二氧化碳的消耗
二氧化碳溶于水、植物的光合作用
四、化石燃料
一、化石燃料
包括煤、石油、天然气(都是混合物)
是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的
属于不可再生能源

合理开采,综合利用,节约使用
1、煤
称为“工业的粮食”
组成:主要含碳元素,还含少量的氢、氮、氧、硫等元素
将煤隔绝空气加热,发生化学变化,得到焦炭(冶炼金属)、煤焦油(化工原料)、煤气(主要含氢气、一氧化碳、甲烷),用作燃料;煤气泄漏,会使人中毒,有可能发生爆炸)
煤燃烧会产生SO2、NO2等,会形成酸雨
2、石油
称为“工业的血液”
从油井开采出来的石油叫原油,它不是产品
组成:主要含碳、氢元素
炼制原理:利用石油各成分的沸点不同,通过蒸馏使之分离(此分离过程是物理变化)
石油各产品:汽油、煤油、柴油(作燃料);沥青(筑路);石蜡(作蜡烛)等
石油不可以直接作燃料,会浪费资源
3、天然气
主要成分是甲烷CH4,最简单的有机物,相对分子质量最小有机物
A、甲烷的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
B、甲烷的化学性质:可燃性CH4+2O2
CO2+
2H2O
(发出蓝色火焰)
注意:
(1)点燃甲烷前要检验纯度
(2)检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法:点燃,在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氢元素;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,变浑浊,说明生成了二氧化碳,证明含有碳元素。(如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水,只能证明一定含碳、氢元素,可能含氧元素)
(3)鉴别氢气、一氧化碳、甲烷:检验燃烧的产物(导出点燃,在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象;把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,看是否变浑浊
(4)沼气的主要成分是甲烷,把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。在农村,沼气可解决生活用燃料问题和改善环境卫生
(5)西气东输:输的是天然气
(6)在化石燃料中,天然气是比较清洁的燃料
二、燃料燃烧对空气的影响
煤的燃烧。煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。溶于水,当溶解在雨水中时,就形成了酸雨。
酸雨的危害:破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等。
防止酸雨的措施:使用脱硫煤、使用清洁能源等。
汽车用燃料的燃烧。汽油和柴油作为多数汽车的燃料,它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。
减少汽车尾气对空气污染的措施:改进发动机的燃烧方式,使燃料充分燃烧;使用催化净化装置;使用无铅汽油;使用车用乙醇汽油;汽车用压缩天然气(主要成分是甲烷)作燃料;禁止没有达到环保标准的汽车上路。
三、使用和开发新的燃料及能源
1、乙醇

属于绿色能源中的一种,属于可再生能源

由高粱、玉米、薯类等经发酵、蒸馏而得,俗称酒精

可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O

被用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料

乙醇汽油是混合物,其优点:节省石油资源,减少汽车尾气的污染,促进农业生产
2、氢气

最清洁、最理想的燃料:A、原材料资源丰富,B、放热量多,C、产物无污染。

有可燃性
2H2
+
O22
H2O

有还原性H2+CuOCu+
H2O
用于冶炼金属

电解水可得到氢气2
H2O2H2↑+
O2↑,但耗用电能
⑤不能广泛使用的原因:制取氢气成本太高且贮存困难
正在推广或使用的新能源:太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
第六章
金属
一、金属材料
纯金属(90多种)
合金
(几千种)
(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)
(3)有良好的导热性、导电性、延展性、一定的韧性
3、金属之最:
(1)铝:地壳中含量最多的金属元素
(2)钙:人体中含量最多的金属元素
(3)铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
(4)银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
(5)铬:硬度最高的金属
(6)钨:熔点最高的金属
(7)汞:熔点最低的金属
(8)锇:密度最大的金属
(9)锂
:密度最小的金属
二、合金
合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属
特性的物质。(注:混合物)
★:一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆金属
生铁

黄铜
青铜:
成分
含碳量2%~4.3%
含碳量0.03%~2%
铜锌合金
铜锡合金
铅锡合金
钛镍合金
备注
不锈钢:含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能
紫铜为纯铜
熔点低
注:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,
因此可用来制造人造骨等。
(1)熔点低、密度小
优点
(2)可塑性好、易于加工、机械性能好
(3)抗腐蚀性能好
三、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
金属
在空气中
在氧气中

常温下逐渐变暗。点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色的固体
点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色的固体
2Mg
+
O2
点燃
2MgO

常温下表面变暗,生成一种致密的氧化膜
点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色的固体
4Al
+
3O2
点燃
2Al2O3

持续加热变红
点燃,剧烈燃烧,火星四射,生成黑色的固体
3Fe
+
2O2
点燃
Fe3O4

加热,生成黑色物质;在潮湿的空气中,生成铜绿而被腐蚀
加热生成黑色物质
2Cu
+
O2
加热
2CuO
银金
即使在高温时也不与氧气发生反应
注意:①、虽然铝在常温下能与氧气反应,但是在铝表面生成了一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止了反应的进行,所以铝在常温下不会锈蚀。
②、“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不能与氧气反应,金的化学性质极不活泼。
2、金属
+



+
H2↑
置换反应(条件:活动性:金属>H

镁和稀硫酸:
Mg
+
H2SO4
=
MgSO4
+
H2↑
镁和稀盐酸:
Mg+
2HCl
===
MgCl2
+
H2↑
现象:反应剧烈,有大量气泡产生,液体仍为无色
铝和稀硫酸:
2Al
+3H2SO4
=
Al2(SO4)3
+3H2↑
铝和稀盐酸:
2Al
+
6HCl
==
2AlCl3
+
3H2↑
现象:反应剧烈,有大量气泡产生,液体仍为无色
锌和稀硫酸:
Zn
+
H2SO4
=
ZnSO4
+
H2↑
锌和稀盐酸:
Zn
+
2HCl
===
ZnCl2
+
H2↑
现象:反应比较剧烈,有大量气泡产生,液体仍为无色
铁和稀硫酸:
Fe
+
H2SO4
=
FeSO4
+
H2↑
铁和稀盐酸:
Fe
+
2HCl
===
FeCl2
+
H2↑
现象:反应比较缓慢,有气泡产生,液体由无色变为浅绿色
3、金属
+


新金属
+
新盐
置换反应(条件:参加反应的金属>化合物中金属元素)
铁与硫酸铜反应:
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4
(“湿法冶金”原理)
现象:铁条表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成浅绿色。
铝片放入硫酸铜溶液中:
3CuSO4+2Al==Al2(SO4)3+3Cu
现象:铝片表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色变成无色。
铜片放入硝酸银溶液中:
2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag
现象:铜片表面覆盖一层银白色的物质,溶液由无色变成蓝色。
注意:①CuSO4溶液:蓝色
FeSO4
、FeCl2溶液:浅绿色
②Fe在参加置换反应时,生成+2价的亚铁盐。
四、置换反应
1、概念:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应
2、特点:反应物、生成物都两种;物质种类是单质与化合物
五、常见金属活动性顺序
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)Cu
Hg
Ag
Pt
Au
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强
(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素(不可用浓硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)
六、铁的冶炼
1、原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO
+
Fe2O3
2Fe
+
3CO2
2、现象:红色粉末逐渐变为黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
3、注意事项:
①先通CO再加热的目的:排出装置内的空气,以免加热时CO与空气混合,可能会发生爆炸。
②实验完毕后继续通入CO的目的;防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化
③尾气的处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO气体要经过处理,变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。
氢气还原氧化铜实验注意事项:“酒精灯迟到早退”,即
开始时要先通入氢气后加热(目的是排净管内空气,防止氢气与管内空气混合受热发生爆炸);
实验结束时要先停止加热,继续通入氢气至试管冷却(防止生成的铜受热被氧化成CuO)
4、原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4
)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3

石灰石的作用:除去铁矿石中的二氧化硅
七、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3·XH2O)
(铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止铁制品生锈的措施:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③改变铁的单一结构,制成不锈钢
(3)铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
(4)铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
八、金属资源的保护和利用
①防止金属腐蚀
1、保护金属资源的途径:
②回收利用废旧金属
③合理开采矿物
④寻找金属的代用
2、意义:节约金属资源,减少环境污染
第七章
溶液
一、溶液的形成
溶液
定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。
基本特征
均一性——指溶液中各部分的浓度和性质都相同。
稳定性——外界条件不变(温度、压强不改变,溶剂不蒸发)时,溶质、溶剂不分层,也不会析出固体。
溶液具有均一性、稳定性的原因:溶质以分子或离子的形式分散到水分子中。
溶液由两部分组成——溶剂和溶质。
溶剂的定义:能溶解其他物质的物质叫做溶剂。
溶质的定义:被溶解的物质叫做溶质。
常见的溶剂有水、酒精、汽油。
溶质可以有一种或多种,但溶剂只能有一种。
溶质和溶剂在被分散前可以是固体、液体或气体。
溶液、溶质、溶剂的质量关系:溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量
(溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积)
区分溶剂和溶质
固体(或气体)与液体混合——固体(或气体)是溶质,液体是溶剂。
液体和液体混合——质量小的为溶质,质量大的为溶剂。如果其中一种液体是水,那么水是溶剂。
当两种物质完全反应后,新生成的物质是溶质,而析出的沉淀或产生的气体不是溶质,溶剂仍是水。
例如锌溶于稀硫酸后,所得到的溶液中的溶质是硫酸锌。
溶液的命名:“[溶质]的[溶剂]溶液”。如果没有指明溶剂,我们就认为水是溶剂。
水和酒精能以任意体积互溶。
探究水与乙醇能否互溶时,要先滴入红墨水(目的:为了显色,利于观察)。
悬浊液、乳浊液与乳化作用
悬浊液:由固体小颗粒分散到液体里形成的混合物叫做悬浊液。
例如钡餐(硫酸钡的悬浊液)、粉刷墙壁用的涂料、黄河水都是悬浊液。
乳浊液:由小液滴分散到液体里形成的混合物叫做乳浊液。
例如在农业上,一般把不溶于水的液体农药配制成乳浊液。
悬浊液和乳浊液都不是溶液,不具备均一、稳定的特征。
洗涤剂具有乳化作用。用洗涤剂洗衣服时,油污没有溶解在水中,没有形成均一、稳定的溶液。
用洗涤剂和汽油洗衣服的区别:
汽油——用汽油洗衣服时,油污能溶解在汽油里,形成溶液,随着汽油挥发油污就能被带走。
洗涤剂——洗涤剂具有乳化作用,它能使油污分散成无数细小的液滴,随水流去。
溶解时的吸热或放热现象
扩散过程——溶质的分子(或离子)向水中扩散——吸收热量。
水合过程——溶质的分子(或离子)和水分子作用,生成水合分子(或水合离子)——放出热量。
如果扩散过程吸收的热量小于水合过程放出的热量,溶液的温度就会升高。(例如氢氧化钠固体、浓硫酸)
如果扩散过程吸收的热量大于水合过程放出的热量,溶液的温度就会降低。(例如硝酸铵)
氯化钠等溶于水时,不会有明显的吸热、放热现象。
氧化钙与水反应放出大量的热。有的实验为了节省能源,可以采用氧化钙和水反应来提高温度。

、溶解度
饱和溶液与不饱和溶液
定义:在一定温度下,向一定量溶剂里加入某种溶质,当溶质不能继续溶解时,所得到的溶液叫做饱和溶液;还能继续溶解的溶液,叫做不饱和溶液。
判断溶液是否饱和的方法:继续加入该种溶质,如果该物质的质量减少,那么溶液是不饱和溶液;如果该物质的质量不变,那么溶液是饱和溶液。
由于水可以和酒精以任意比例互溶,所以水和酒精不可以形成饱和溶液。
不饱和溶液与饱和溶液的转化

氢氧化钙和气体的溶解度随着温度升高而降低。所以若把氢氧化钙和气体的不饱和溶液变成饱和溶液,在改变温度时要升高温度。

最可靠的方法是蒸发溶剂、加溶质、加溶剂。

若想把氢氧化钙的饱和溶液变成不饱和溶液,可以通入适量的二氧化碳并过滤。

若想把氢氧化钙的不饱和溶液变成饱和溶液,也可以加入CaO并冷却。

氢氧化钙不是晶体,从氢氧化钙溶液也不会析出晶体,所以只能称作“澄清的石灰水变浑浊”。
浓、稀溶液与饱和、不饱和溶液之间的关系:

饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液不一定是稀溶液。

在一定温度时,同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓。
混合物的分离和提纯
分离可溶物和不溶物:过滤法(溶解、过滤、蒸发或溶解、过滤、洗涤、干燥)
铁屑和其他固体:用磁铁反复吸引
除去氯化钠中少量的硝酸钾:蒸发溶剂结晶法(蒸发溶剂)
除去硝酸钾中少量的氯化钠:冷却热饱和溶液结晶法(高温溶解、降温、过滤)
(结晶:热的溶液冷却后,已溶解在溶液中的溶质从溶液中以晶体的形式析出,这一过程叫结晶)
后两者往往应用在分离两种可溶于水的物质,并且其中一种的溶解度受温度影响大,另一种受温度影响小。我们希望析出的晶体是量多的一种,所以选用的方法要适合量多的那种。
蒸发溶剂时溶液浓度不变,冷却热饱和溶液时溶液浓度变小。
在一定温度和溶质相同的条件下,100g的饱和溶液和200g的饱和溶液,二者都蒸发10g水,析出晶体的质量相等。
在60℃和溶质相同的条件下,把100g的饱和溶液和200g的饱和溶液降低到20℃,若前者析出晶体的质量为M,后者析出晶体的质量为N,那么N=2M。
固体的溶解度
定义:在一定温度下,某固体物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。
四要素:
温度——必须指明具体的温度,溶解性才有意义。
溶剂的质量是100g。
固体在溶解在溶液中,必须达到饱和状态。
溶解度的单位通常是g。
影响固体溶解度的因素:(内因)溶质性质、溶剂性质;(外因)温度。
一般来说,温度越高,固体的溶解度越大。
溶解度的相对大小:温度是20℃,并且溶剂的质量是100g。
在20℃下,溶解度小于0.01g,被称为难溶(或不溶);溶解度介于0.01~1g之间,被称为微溶;
溶解度介于1~10g之间,被称为可溶;溶解度大于10g,被称为易溶。
有关溶解度曲线的常见试题(见右上图)
t3℃时A的溶解度为
80g

P点的的含义是:
在该温度时,A和C的溶解度相同

N点为
t3℃时A的不饱和溶液
,可通过
加入A物质,降温,蒸发溶剂
的方法使它变为饱和。
曲线上的点代表对应温度的饱和溶液,曲线以下的点代表对应温度的不饱和溶液。
加溶质相当于把点向正上方移动(但是点不能被移动到图象上方),加溶质相当于向下竖直移动,降温相当于向左水平移动,升温相当于向右水平移动。
t1℃时A、B、C、溶解度由大到小的顺序
C>B>A

从A溶液中获取A晶体可用
降温结晶
的方法获取晶体。
从B的溶液中获取晶体,适宜采用
蒸发结晶
的方法获取晶体。
t2℃
时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃会析出晶体的有
A和B
,无晶体析出的有
C
,所得溶液中溶质的质量分数由小到大依次为
A
除去A中的泥沙用
过滤
法;分离A与少量B的混合物,用
结晶
法。
氯化钠等物质的溶解度受温度变化的影响较小;硝酸钾等物质的溶解度受温度变化的影响较大。
它们的溶解度都随着温度的升高而变大。
氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小。
气体的溶解度
定义:在压强为101kPa和一定温度时,气体溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。
气体的溶解度没有单位。
气体溶解度的影响因素:
(内因)气体的性质、水的性质;(外因)温度、压强。
一般来说,温度越高,气体的溶解度越小;压强越大,气体的溶解度越大。
三、溶质的质量分数
1.
溶质的质量分数:
使用该公式时的注意事项:
溶质的质量是指形成溶液的那部分溶质,没有进入溶液的溶质不应考虑。(计算溶质质量时要考虑溶解度)
溶液的质量包括溶液中所有溶质的质量。
上下的单位要统一。
氯化钠溶液的质量分数为16%,“16%”的意义:每100份质量的氯化钠溶液中含16份质量的氯化钠。
配制一定溶质质量分数的溶液
用固体配制溶液
仪器:天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。
步骤:计算、称量、溶解、装瓶贴标签。
用浓溶液稀释
仪器:量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。
步骤:计算、量取、稀释、装瓶贴标签。
标签一般包括药品的名称(化学式)和浓度。
溶液的稀释计算
稀释的方法:加入溶剂或加入低浓度溶液。
依据:稀释前后溶液中的溶质的质量不变。
关系式

加水稀释:浓溶液液质量×浓溶液溶质质量分数%=稀释后溶液质量×稀释后溶液质量分数%
浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数%=(溶液质量+加入水的质量)×稀释后溶液质量分数%

加入低浓度溶液稀释:浓溶液质量×浓溶液溶质质量分数%+稀溶液质量×稀溶液溶质质量分数%=(浓溶液质量+稀溶液质量)×混合后所得溶液溶质的质量分数
溶液的混合计算
依据:混合前各溶液溶质的质量之和,等于混合后溶液中溶质的总质量。
已知的问题

如果用固体配制溶液时,固体带有结晶水(例如硫酸铜晶体),那么所得溶液的溶质质量分数会偏小。

量取液体时,如果仰视读数,量取的液体会偏少;如果俯视读数,量取的液体会偏多。

用固体配制溶液时,天平未配平、物码颠倒等情况会影响溶液的溶质质量分数。
第八章
常见的酸碱盐


基础知识
一、酸碱指示剂
定义:能跟酸或碱的溶液起作用而显示不同颜色的物质叫做酸碱指示剂。
常见的酸碱指示剂有紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液。
某些植物的花瓣或果实(如牵牛花、月季花、紫卷心菜等)也可用作酸碱指示剂。
紫色石蕊溶液遇酸溶液(含H+的溶液)变红,遇碱溶液(含OH-的溶液)变蓝,在中性溶液中呈紫色。
无色酚酞溶液遇酸溶液不变色,在中性溶液中不变色,遇碱溶液变红。
并非所有的盐溶液都是中性的。
水溶液呈碱性的盐:纯碱、小苏打等。
水溶液呈酸性的盐:硫酸铜、硫酸氢钠等。s
二、干燥剂
使用干燥剂的目的是除去气体中混有的水蒸气。
我们学过的干燥剂有氢氧化钠、浓硫酸、氧化钙、氯化钙等。
氢氧化钠易潮解;浓硫酸具有吸水性;而氧化钙可以与水反应:CaO+H2O=Ca(OH)2
氢氧化钠
氢氧化钠等碱性干燥剂不能干燥氯化氢、二氧化碳、二氧化硫等酸性气体。
浓硫酸
浓硫酸等酸性干燥剂不能干燥氨气等碱性气体。
三、复分解反应
定义:两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应叫复分解反应。
特点:交换成分,价态不变。
反应发生的条件:生成难电离的物质(水、气体或沉淀)。
二、酸
一、酸的定义和分类
酸:物质溶于水时,形成的阳离子全部是H+的化合物。
由于酸、碱、盐溶于水时会电离出阴、阳离子,所以酸、碱、盐的水溶液具有导电性。
酸的电离:HCl=H++Cl-,H2SO4=2H++SO42-
二、常见的酸
盐酸(氢氯酸)
硫酸
化学式
HCl
H2SO4
形成
H2+Cl2HCl
SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4(酸雨形成的原理)
状态
无色液体、具有酸味、刺激性气味
(浓硫酸)无色粘稠的油状液体(稀硫酸)无色液体
特点
浓盐酸具有强挥发性

浓硫酸具有吸水性(物理性质)②
浓硫酸具有强腐蚀性(化学性质)③
浓硫酸溶于水时会放出大量热
用途
重要化工产品,用于金属表面除锈、制药人体胃液中含有盐酸,可以帮助消化
重要化工原料,用于生产化肥、农药、火药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属除锈等在实验室中常用浓硫酸作干燥剂
敞口放置的变化
质量减小,溶质质量分数减小(挥发性)
质量变大,溶质质量分数减小(吸水性)
注意事项

工业生产的盐酸偏黄,是因为含有Fe3
+,可用蒸馏法提纯。②
打开浓盐酸的瓶塞,会有白雾出现,是因为:挥发的氯化氢气体极易溶于水,挥发时溶解的氯化氢与水蒸气形成了盐酸的小液滴。

浓硫酸的稀释:把浓硫酸沿器壁慢慢注入,并不断用玻璃棒搅拌(目的:加快溶解、散热)。②
如果把水倒进浓硫酸里,由于水的密度小,浮在硫酸上面,硫酸溶解时放出的热不易散失,使水暴沸,使硫酸液滴向四周飞溅,导致危险。
浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去,这种作用通常叫做脱水作用。
盐酸、硝酸、醋酸具有挥发性;碳酸不稳定,容易分解成二氧化碳和水。
硝酸、硝酸银见光易分解,所以它们要放在棕色试剂瓶中。
浓硫酸的稀释操作
三、酸的化学性质
酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+,有不同的化学性质是因为能电离出的酸根离子不同。
酸溶液能使酸碱指示剂变色:使紫色石蕊溶液变红。
酸+活泼金属

盐+氢气(置换反应)
这里不包括浓硫酸和硝酸。
示例:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【现象】铁表面有气泡产生;溶液由无色逐渐变为浅绿色(Fe2+的盐溶液呈浅绿色)。
酸+金属氧化物

盐+水(复分解反应)
金属氧化物可以是活泼金属的氧化物和不活泼金属的氧化物。因为生成物有水,符合复分解反应的发生条件,所以反应一定发生。
示例1:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
【现象】铁锈逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成黄色(Fe3+的盐溶液呈黄色)。
示例2:CuO+2HCl=CuCl2+H2O

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
【现象】黑色粉末逐渐溶解消失;溶液由无色逐渐变成蓝色(Cu2+的盐溶液呈蓝色)
酸+碱

盐+水(复分解反应、中和反应)
酸+盐

新酸+新盐(复分解反应)
反应发生的条件:①
新酸是碳酸;

如果新酸不是碳酸,新盐必须是沉淀。
碳酸盐都能与酸反应:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
除硫酸钡以外的钡盐都能与硫酸反应:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+
2HCl(注意:HCl是稀盐酸,不写↑)
硝酸银能与盐酸反应:AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓
三、碱
一、碱的定义和分类
碱:物质溶于水时,形成的阳离子全部是OH-的化合物。
四大强碱都可以溶于水,但弱碱不能溶于水。氨水是氨气溶于水形成的液体。
在初中化学范围内,只有氢氧化铜是蓝色沉淀,氢氧化铁是红褐色沉淀。
氨水的电离是NH3·H2O=NH4++
OH-,所以氨水也是碱。
钾、钠、钙的氧化物能与水反应生成相应的碱。如:CaO+H2O=Ca(OH)2
二、常见的碱
氢氧化钠(烧碱、火碱、苛性钠)
氢氧化钙(消石灰、熟石灰)
化学式
NaOH
Ca(OH)2
工业制法
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2
状态
白色块状固体
白色粉末状固体
腐蚀性
强腐蚀性
较强腐蚀性
特点
极易溶于水,溶于水时放出大量的热。氢氧化钠固体易吸水而潮解。
微溶于水,溶于水时放热不明显。
用途
用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等行业(除玻璃方面外,用途与纯碱类似)。氢氧化钠能与油脂反应,所以可以除油污。
漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波尔多液在实验室中可以证明二氧化碳。
酸、碱包括其溶液都要密封。
澄清的石灰水就是氢氧化钙的水溶液。
氢氧化钠必须密封有两个原因:①
吸水性;②
能与空气中的二氧化碳反应:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
三、碱的化学性质
碱有相同的化学性质是因为不同的碱溶液中都含有相同的OH-。
碱溶液(四大强碱的溶液、氨水)能使指示剂变色:使紫色石蕊溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红。
由于弱碱不溶于水,所以弱碱不能使指示剂变色。
碱+非金属氧化物

盐+水(复分解反应)
反应发生的条件:①
碱是四大强碱;

非金属氧化物是二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫。
根据条件我们可以写出十二个化学方程式,但必须掌握的四个化学方程式是:
2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳)
2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
2NaOH+SO3=Na2SO4+H2O
Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+
H2O(检验二氧化碳;石灰墙“出汗”)
碱+酸

盐+水(复分解反应、中和反应)
在碱的通性中,弱碱只有该性质。
碱+盐

新碱+新盐(复分解反应)
反应发生的条件:①
反应物能溶于水(包括氢氧化钙,不包括其他微溶于水的物质);

新碱是氨水;

若新碱不是氨水,新碱和新盐中至少有一个沉淀。
铵盐一定能与四大强碱反应。
新碱是沉淀:
蓝色沉淀

2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓
红褐色沉淀

3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓
白色沉淀

2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓
新盐是沉淀:
Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+
2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
蓝白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+
Cu(OH)2↓
红白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+
2Fe(OH)3↓
波尔多液(注:波尔多液不是溶液):Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓
弱碱在加热的条件下会分解成金属氧化物和水。如Cu(OH)2CuO+H2O。
但需要注意的是,强碱没有该性质,该性质不属于碱的通性。
四、氢氧化钠和氢氧化钙变质
氢氧化钠变质
氢氧化钠变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠。
证明方法:
取样,加过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钠已经变质:
NaOH+HCl=NaCl+H2O

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
取样,加氢氧化钙溶液,如果有白色沉淀产生,说明氢氧化钠已经变质:
Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓
取样,加氯化钙(或硝酸钙)溶液,如果有白色沉淀产生,说明NaOH已经变质:
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓

Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓
氢氧化钙变质
氢氧化钙变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。
证明方法:取样,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明氢氧化钙已经变质:
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
氢氧化钠固体和氢氧化钙固体变质时,固体质量都会增加。
五、氢氧化钠和氢氧化钙部分变质
氢氧化钠部分变质的证明方法:

取样,(如果是固体,就需要加适量水,使固体完全溶解),加过量的氯化钙(或硝酸钙)溶液,如果有白色沉淀产生,说明碳酸钠存在:
Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓

Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓

过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,如果滤液变红,说明氢氧化钠存在,氢氧化钠部分变质。
氢氧化钙固体部分变质的证明方法:

取样,加适量水使固体完全溶解,加入过量的稀盐酸,如果有气泡产生,说明碳酸钙存在:
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

另取少量固体,加氯化铵(或硫酸铵)研磨,如果闻到刺激性氨味,说明氢氧化钙存在,氢氧化钙部分变质:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O

Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3↑+2H2O
四、中和反应
定义:酸和碱作用生成盐和水的反应。
配平时要注意H2O的化学计量数。如:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
强酸和强碱反应,一般没有明显的实验现象(沉淀、气泡、不溶物溶解消失、溶液颜色变化),所以为了观察反应是否发生,需要借助酸碱指示剂。
如NaOH+HCl=NaCl+H2O,反应的时候要进行以下操作:

在烧杯中加入氢氧化钠溶液;

滴入几滴酚酞溶液;

用滴管慢慢地滴入稀盐酸,并不断用玻璃棒搅拌(如果容器是试管,就直接振荡);

溶液由红色刚刚褪成无色时,说明氢氧化钠和盐酸恰好完全反应。
(注意是先加碱溶液,再加指示剂,然后才加酸)
做上述实验时,如果在实验过程中忘加酚酞,在实验结束后再加酚酞溶液,发现酚酞不变色,会有两种情况:酸碱恰好完全反应或者酸过量。这时加入碳酸钙固体,如果有气泡产生,说明酸过量;如果没有气泡产生,说明恰好完全反应。
虽然不能用酚酞溶液鉴别酸性溶液和中性溶液,但借助一种碱溶液,就能将酸性和中性溶液区分出来。
在所有的复分解反应中,中和反应优先发生,并且反应可以瞬时完成。
中和反应是放热的反应。
中和反应的应用
熟石灰改良酸性土壤(在缺少熟石灰的情况下,用生石灰也可以)。
熟石灰改良酸性河流(处理硫酸厂的污水:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O)。
铁粉、蛋壳(主要成分是碳酸钙)也可改良酸性河流,但它们不属于中和反应。
碳酸水改良碱性土壤。
用含氢氧化铝或氢氧化镁的药物中和过多的胃酸:
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O
小苏打、墨鱼骨粉(主要成分是碳酸钙)也可以治疗胃酸过多,但它们不属于中和反应。
被蚊虫叮咬时涂含氨水(或者是牙膏、肥皂水)的药物。
中和反应同氧化反应、还原反应一样,是特征反应,不属于四大基本反应类型。
第五节
酸碱度
溶液的酸碱度用pH表示。pH的范围通常在0~14之间。如下图所示:
0
酸性增强(由H+控制酸性)
7
碱性增强(由OH-控制碱性)
14
酸性溶液的pH
<
7,中性溶液的pH
=
7,碱性溶液的pH
>
7。
H+的浓度越大,溶液的酸性越强,pH越小;OH-的浓度越大,溶液的碱性越强,pH越大。
溶液中H+或OH-的浓度改变,则pH会相应改变。
一杯pH为5.6的溶液,怎样增大它的pH值?
物理方法:加水稀释。
化学方法:加入锌粒、氧化铜、氢氧化钠或碳酸钙等物质(因为pH小于5.6,溶液呈酸性,所以要考虑酸的通性)。
加水稀释只能使酸性或碱性溶液的pH无限靠近7,但不能改变溶液的酸碱性。
测定pH的最简单方法是使用pH试纸。
pH试纸的使用步骤:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒将待测液体滴到pH试纸上,将pH试纸显示的颜色与标准比色卡比较。
使用pH试纸时的注意事项:
不能把pH试纸浸在待测液体中。
pH试纸不能用水润湿。
pH试纸测出的pH值是整数。
在做习题时,使用pH试纸和使用酸碱指示剂是同一种方法。
常见物质的pH值:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
厕所清洁剂
柠檬醋
苹果
橘子
酱油
西瓜
牛奶
鸡蛋清
牙膏
肥皂
草木灰水
厨房清洁剂
了解溶液的酸碱度有重要的意义
化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行
在农业生产中,农作物一般适宜在pH为7或接近7的土壤中生长。
测定雨水的pH(因溶解有CO2,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空气的污染情况。
测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。
五、盐
一、常见的盐
盐的定义:由金属离子(或NH4+)和酸根离子形成的化合物。
几种常见的盐
物质
俗称
物理性质
用途
氯化钠
食盐
白色粉末,水溶液有咸味,溶解度受温度影响不大

作调味品,腌制咸菜;②
作防腐剂;③
消除积雪(长期过量使用融雪剂会破坏植被和道路,还会使土壤盐碱化)④
农业上用氯化钠溶液来选种⑤
制生理盐水(浓度为0.9%的氯化钠溶液)
碳酸钠
纯碱、苏打
白色粉末状固体,易溶于水
用于玻璃、造纸、纺织、洗涤、食品工业等(Na2CO3与NaOH用途很相似,但玻璃是个例外)
碳酸钙
白色固体,不溶于水
建筑材料、补钙剂实验室制取二氧化碳的原料的主要成分
碳酸氢钠
小苏打
白色晶体,易溶于水
制糕点所用的发酵粉(发酵粉不是碳酸钠,但没有碳酸氢钠时可用碳酸钠代替)医疗上,治疗胃酸过多(NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,胃溃疡者禁用)
备注
碳酸氢钠不稳定,受热能分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
区别碳酸钠和碳酸氢钠的方法就是分别加热,有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成的,就是碳酸氢钠,否则是碳酸钠。碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液都呈碱性。工业用盐亚硝酸钠有毒,不能食用!
消毒用盐
游泳池一般用硫酸铜消毒。
医疗上一般用高锰酸钾消毒。
过去习惯用氯气给自来水消毒,现在用二氧化氯消毒。
侯氏制碱法:又名联合制碱法。主要产物是碳酸钠,此外还有副产品是氯化铵。
钠离子可以维持细胞内外的水分分布,促进细胞内外物质交换;氯离子可以促生盐酸、帮助消化,增进食欲。
氯化钠等溶于水后,会使水的凝固点降低,以达到溶雪的目的。氯化钠作为融雪剂,对植物有害,会腐蚀桥梁等,所以现在逐渐被绿色融雪剂代替。

、粗盐提纯
粗盐的初步提纯只是去除不溶性杂质,得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。
粗盐中由于含有氯化镁、氯化钙等杂质,易吸收空气中的水分而潮解。无水氯化钙可用作干燥剂。
实验步骤:溶解、过滤、蒸发、回收。
实验仪器
实验步骤
实验仪器
其中玻璃棒的作用
溶解
烧杯、玻璃棒
搅拌,加速溶解
过滤
铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒
引流
蒸发
铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒
防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅
回收
玻璃棒
转移固体的工具
蒸发时要经常用玻璃棒搅拌液体,防止由于局部温度过高造成液滴飞溅。
当水接近全部蒸发时熄灭酒精灯,停止加热,利用余热使剩余水分蒸发。
三、盐的化学性质
盐(可溶)+
金属1

金属2
+
新盐(金属1比金属2活泼,金属不是钾、钙、钠)

+


新盐
+
新酸

+


新盐
+
新碱(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)

+


两种新盐(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)
氯化银、硫酸钡既不溶于水,也不溶于酸(不溶于酸就是不与酸反应)。
六、酸、碱、盐的溶解性(室温)
酸:大多数都可溶。
碱:只有氨水、氢氧化钠、氢氧化钾

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