資源簡介 九年級化學講義第一章大家都來學化學一、化學實驗基本操作1、常見儀器的用途和使用規則儀器用 途使用規則試管少量試劑的反應容器,在加熱或常溫時使用①加熱時外壁不能有水(防止炸裂);②加熱時要先預熱,然后固定在藥品部位加熱,加熱后不能驟冷,防止炸裂;③可直接加熱,但加熱液體時不能超過容積的1/3;④加熱固體時試管口一般略向下傾斜(防止產生的冷凝水或生成的水倒流,使試管炸裂)燒杯用作配制溶液或較大量試劑的反應容器。加熱或常溫時使用①只能給液體加熱,不能給固體加熱;②加熱時要墊石棉網(以使燒杯受熱均勻,防止炸裂)量筒量取液體體積量液時,量筒必須放平,倒入液體到接近刻度線時,改用膠頭滴管逐滴滴入到刻度線,讀數時,視線與量筒內凹液面的最低處保持水平,再讀液體的體積(注意:俯視讀數時偏大,仰視讀數時偏小)。量筒不能加熱,不能作反應容器,不能配制溶液;精確度為0.1mL,無“0”刻度,下面刻度小,上面刻度大膠頭滴管用于吸取和滴加少量試劑①吸取:用拇指和食指捏緊膠帽,趕出滴管內的空氣,再吸取;②滴加:在容器口上方懸空滴加(不能伸入容器內滴加,以免沾污滴管,污染試劑);③取液后的滴管應保持橡膠膠帽在上,不要平放或倒置(以免藥液倒流,污染試劑或腐蝕膠帽);④不要把滴管放在實驗臺上(防止污染滴管或腐蝕實驗臺);⑤用過的滴管立即用清水沖洗干凈(防止再使用時殘留藥液污染試劑)集氣瓶收集或貯存少量氣體,也可作反應容器不能加熱,收集完氣體的集氣瓶,要用玻璃片蓋好蒸發皿用于液體的蒸發可直接加熱,加熱完畢用坩堝鉗取下放到石棉網上冷卻(防止燙壞實驗臺)酒精燈用于給藥品加熱,提供熱源①使用前做到兩檢查:檢查燈芯是否燒焦或不平(會影響火焰大小);檢查酒精燈內有無酒精(如少于1/4時,需添加至不超過酒精燈容積的2/3);②使用時的“兩禁止”、“一不可”:絕對禁止向燃著的酒精燈內添加酒精,以免引起火災;絕對禁止用酒精燈引燃另一只酒精燈,以免引起火災;熄滅酒精燈,應用燈帽蓋滅,不能用嘴吹,以免酒精外溢引起火災甚至造成酒精在燈體內燃燒而引起爆炸的危險;③如果不小心將酒精灑出,在桌上燃燒起來,應立刻用濕抹布撲蓋(可以使酒精因隔絕氧氣而熄滅);④加熱儀器時,要用酒精燈的外焰(因為外焰的溫度最高)2、儀器的連接把玻璃管插入帶孔橡皮塞:先把要插入塞子的玻璃的一端用水潤濕,然后稍稍用力轉動,使它插入。連接玻璃管和膠皮管:先把玻璃管口用水潤濕,然后稍稍用力即可把玻璃管插入膠皮管。在容器口塞橡皮塞:應把橡皮塞慢慢轉動塞進容器口。切不可把容器放在桌上再使勁塞進塞子,以免壓破容器。需要用力的事情都要由右手來做。3、實驗室藥品取用規則不能用手接觸藥品,不要把鼻孔湊到容器口去聞藥品的氣味,不得嘗任何藥品的味道。注意節約藥品。應該嚴格按照實驗規定的用量取用藥品。如果沒有說明用量,一般應該按最少量(1~2mL)取用液體。固體只需蓋滿試管底部。實驗剩余的藥品既不能放回原瓶,也不要隨意丟棄,更不要拿出實驗室,要放入指定的容器內。4、固體藥品的取用固體藥品通常保存在廣口瓶里。固體粉末一般用藥匙或紙槽取用。操作時先使試管傾斜,把藥匙小心地送至試管底部,然后使試管直立。(“一傾、二送、三直立”)塊狀藥品一般用鑷子夾取。操作時先橫放容器,把藥品或金屬顆粒放入容器口以后,再把容器慢慢豎立起來,使藥品或金屬顆粒緩緩地滑到容器的底部,以免打破容器。(“一橫、二放、三慢豎”)用過的藥匙或鑷子要立刻用干凈的紙擦拭干凈。5、液體藥品的取用液體藥品通常盛放在細口瓶中。廣口瓶、細口瓶等都經過磨砂處理,目的是增大容器的氣密性。取用不定量(較多)液體——直接傾倒使用時的注意事項(括號內為操作的目的):a.細口瓶的瓶塞必須倒放在桌面上【防止藥品腐蝕實驗臺或污染藥品】;b.瓶口必須緊挨試管口,并且緩緩地倒【防止藥液損失】;c.細口瓶貼標簽的一面必須朝向手心處【防止藥液灑出腐蝕標簽】;d.倒完液體后,要立即蓋緊瓶塞,并把瓶子放回原處,標簽朝向外面【防止藥品潮解、變質】。取用不定量(較少)液體——使用膠頭滴管使用時的注意事項(括號內為操作的目的):a.應在容器的正上方垂直滴入;膠頭滴管不要接觸容器壁【防止沾污試管或污染試劑】;b.取液后的滴管,應保持橡膠膠帽在上,不要平放或倒置【防止液體倒流,沾污試劑或腐蝕橡膠膠帽】;c.用過的試管要立即用清水沖洗干凈;但滴瓶上的滴管不能用水沖洗,也不能交叉使用。取用一定量的液體——使用量筒使用時的注意事項:a.當向量筒中傾倒液體接近所需刻度時,停止傾倒,余下部分用膠頭滴管滴加藥液至所需刻度線;b.讀數時量筒必須放平穩,視線與量筒內液體的凹液面的最低處保持水平【讀數時若仰視,則讀數偏低;讀數時若俯視,則讀數偏高——倒液體時仰視,則量取的液體偏多;倒液體時俯視,則量取的液體偏少】。6、物質的稱量托盤天平的精確度是0.1g,即用天平測量出的物體質量只能精確到小數點后一位。托盤天平由托盤、指針、游碼、標尺、分度盤和平衡螺母組成。物理使用方法(給物體測質量):將天平水平放置,游碼放在標尺的零刻度處,調節平衡螺母,使天平平衡。將物放在左盤,砝碼放在右盤。砝碼必須用鑷子夾取(防止砝碼生銹造成稱量的誤差),先加質量大的砝碼,后加質量小的砝碼,最后移動游碼,直到天平平衡為止。記錄所加砝碼和游碼的質量。稱量完畢后,應把砝碼放回砝碼盒中,把游碼移回0處。化學使用方法(給質量取物體):將天平水平放置,游碼放在標尺的零刻度處,調節平衡螺母,使天平平衡。如果藥品是粉末,在天平左右盤各放一張大小、質量相同的紙。如果藥品易潮解或具有腐蝕性,在天平上放玻璃器皿。(可以先放后調平衡,這樣就不用記錄它們的質量)用鑷子夾取砝碼并放在右盤,移動游碼,使天平的讀數等于要稱量的藥品的質量。在左盤上添加藥品,使天平平衡。如果天平不平衡,只能在左盤添加或減少藥品,不能動砝碼或游碼。稱量完畢后,應把砝碼放回砝碼盒中,把游碼移回0處。“左物右碼”時,物質的質量=砝碼的質量+游碼的示數;“左碼右物”,物質的質量=砝碼的質量-游碼的示數。“左碼右物”的做法雖然也能稱出物質的質量,但是這種做法是錯誤的。稱量干燥的固體物品時,在兩邊托盤中各放一張大小、質量相同的紙,在紙上稱量。潮濕的或具有腐蝕性的藥品(如氫氧化鈉),放在加蓋的玻璃器皿(如小燒杯、表面皿)中稱量。7、物質的加熱使用酒精燈時的注意事項(括號內為操作的目的)a.絕對禁止向燃著的酒精燈里添加酒精【防止失火】;b.絕對禁止用酒精燈引燃另一只酒精燈,應該用火柴點燃【防止失火】;c.用完酒精燈后,必須用燈帽蓋滅,不可用嘴去吹【以免引起燈內酒精燃燒,發生危險】;d.如果灑出的酒精在桌上燃燒起來,應立刻用濕抹布撲蓋。e.酒精燈內酒精含量不能少于酒精燈容量的1/4,也不能多于酒精燈容量的2/3。用于加熱的儀器液體:試管、蒸發皿、錐形瓶、燒杯、燒瓶(使用后三者加熱時需要石棉網)。固體:試管、蒸發皿、燃燒匙。給試管加熱的注意事項(括號內為操作的目的)a.試管外壁不能有水【防止試管炸裂】;b.加熱時要有試管夾。夾持試管時,應將試管夾從試管底部往上套,夾持部位在距試管口近1/3處,握住試管夾的長柄,不要把拇指按在短柄上;c.如果加熱固體,試管口應略向下傾斜【防止冷凝水回流到熱的試管底部使試管炸裂】;如果加熱液體,試管口要向上傾斜,與桌面成45°角。d.如果加熱液體,液體體積不能超過試管容積的1/3【防止液體沸騰時濺出傷人】;e.加熱時先預熱,使試管在火焰上移動,待試管均勻受熱后,再將火焰固定在盛放藥品的部位加熱【防止試管炸裂】。f.試管底部不能和酒精燈的燈芯接觸【防止試管炸裂】;g.燒得很熱的試管不能用冷水立即沖洗【防止試管炸裂】;h.加熱時試管不要對著有人的方向【防止液體沸騰時濺出傷人】。i.加熱完畢時要將試管夾從試管口取出;8、洗滌儀器洗滌方法:先將試管內的廢液倒入廢液缸中,再注入試管容積的1/2的水,振蕩后把水倒掉,這樣連洗幾次。如果內壁附有不易洗掉的物質,要用試管刷刷洗。試管刷:刷洗時須轉動或上下移動試管刷,但用力不能過猛,以防試管損壞。儀器洗干凈的標準:洗過的玻璃儀器內壁附著的水既不聚成水滴,也不成股流下時,表示儀器已洗干凈。儀器洗干凈后,不能亂放,要倒插在試管架上晾干。特殊情況如果玻璃儀器中附有油脂,先用熱的純堿溶液或洗衣粉洗滌,再用水沖洗。如果玻璃儀器中附有難溶于水的堿、堿性氧化物、碳酸鹽,先用稀鹽酸溶解,再用水沖洗。9、聞氣體的方法:用手在瓶口輕輕扇動,僅使極少量的氣體進入鼻孔。10、幾種藥品的存放濃硫酸、濃鹽酸用磨口瓶蓋嚴。濃硝酸用棕色磨口瓶蓋嚴。濃硫酸具有吸水性,濃鹽酸、濃硝酸具有揮發性,濃硝酸見光易分解。硝酸銀溶液存放在棕色試劑瓶中。(硝酸銀溶液見光易分解。)固體氫氧化鈉、氫氧化鉀應密封于干燥容器中,并用橡膠塞密封,不能用玻璃塞。固體氫氧化鈉、氫氧化鉀具有吸水性,容易潮解。堿能與玻璃反應,使帶有玻璃塞的瓶子難以打開。金屬鉀、鈉、鈣存放在煤油中。(金屬鉀、鈉、鈣非常活潑,能與空氣中的氧氣反應)11、意外事故的處理失火:用濕抹布或沙子蓋滅。如果不慎將濃硫酸沾到衣服或皮膚上,應立即用大量水沖洗,然后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液。稀硫酸沾到衣服或皮膚上也要處理,否則稀硫酸的水分蒸發,會變成濃硫酸。如果不慎將堿液滴到皮膚上,要用較多的水沖洗,然后再涂上硼酸溶液。生石灰沾在皮膚上,要先用布擦去,再用大量水沖洗。考點二、物質的變化及性質1、物質的變化:物理變化化學變化概念沒有生成其他物質的變化生成其他物質的變化伴隨現象物質的形狀、狀態等發生變化常伴隨有放熱、發光、變色,放出氣體、生成沉淀等本質區別變化時是否有其他物質生成實例折斷火柴梗、水的三態變化、石蠟熔化、玻璃破碎、食鹽溶解、汽油揮發鎂條燃燒、煤燃燒、鐵生銹、食物腐敗、呼吸相互關系物質在發生化學變化的過程中一定伴隨物理變化,如石蠟燃燒時先發生石蠟熔化現象。在發生物理變化時不一定伴隨化學變化。【注意】 化學變化常伴隨能量的變化、發光、放熱、顏色改變、放出氣體、產生沉淀等現象,可以幫助我們判斷化學反應是否已經發生,而不能作為判斷化學變化的依據。例如燈泡通電發光、發熱,是物理變化而不是化學變化。2、物質性質物理性質化學性質概念物質不需要發生化學變化就能表現出來的性質物質在化學變化中表現出來的性質實質物質的微粒組成結構不變所呈現出的性質。物質的微粒組成結構改變時所呈現出的性質。實例顏色、狀態、氣味、熔點、沸點、硬度、密度、溶解性、揮發性、吸附性、導電性、導熱性、延展性等可燃性、氧化性、穩定性、助燃性、還原性、酸性、堿性等確定由感官直接感知或由儀器測定通過化學變化方可知區別是否需要通過化學反應表現出來【注意】物質的性質決定用途。例如:酒精具有可燃性,可作燃料;易揮發,可用來降溫。石墨具有質軟的性質,可作鉛筆芯等。考點三、學習化學的重要途徑——科學探究一般步驟:觀察與問題→猜想與假設→實驗與事實→解釋與結論→表達與交流→拓展與遷移第二章空氣、物質的構成考點一、空氣的成分1、空氣中氧氣含量的測定的實驗實驗原理:4P+5O22P2O5實驗裝置:實驗步驟1.檢驗裝置氣密性2.集氣瓶內裝入少量水,并作記號3.點燃燃燒匙內的紅磷,立即伸入瓶中,并把塞子塞緊4.紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾,觀察實驗現象及水面變化情況實驗現象1.紅磷燃燒,產生大量白煙,放出熱量2.打開止水夾后,集氣瓶內液面上升約1/53.實驗結束后,將燃著的木條伸進到集氣瓶中,火焰立即熄滅,說明集氣瓶中不含氧氣實驗說明1.其反應物必須是易燃物,且反應沒有氣體生成2.反應物必須足量,且容器的氣密性良好3.裝置不能漏氣;集氣瓶中預先要加入少量的水;紅磷點燃后要立即伸入集氣瓶中,并塞緊膠塞;待紅磷熄滅并冷卻后,打開彈簧夾4.進入瓶中水的體積一般小于瓶內空間的1/5,可能原因是:a.紅磷的量不足,使瓶內氧氣未消耗盡;b.膠塞未塞緊,使外界空氣進入瓶內;c.未冷卻至室溫就打開瓶塞,使進入瓶內水的體積減小;d有部分水留在導管中2、空氣的成分和組成氣體成分體積比%性質用途氮氣78化學性質穩定,在一般條件下不易與其他物質反應電焊的保護氣、食品袋中的防腐劑等氧氣21不易溶于水,密度比空氣略大,化學性質活潑供給呼吸,常做氧化劑稀有氣體0.94化學性質穩定,通電時會發出不同顏色的光作保護氣,充制霓虹燈,用于激光技術,氦氣密度小,用作填充氣球二氧化碳0.03參與植物的光合作用作溫室氣肥其他0.033、對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究步 驟現 象結論用排水法收集一瓶呼出的氣體瓶內充滿無色氣體空氣和呼出的氣體都是無顏色的向一瓶空氣和一瓶呼出的氣體中分別加入等量澄清石灰水呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁,空氣中的澄清石灰水無變化呼出的氣體中二氧化碳的濃度比空氣中大將燃著的木條分別插入盛有空氣和呼出氣體的集氣瓶呼出的氣體使燃著的木條熄滅,空氣中的木條繼續燃燒呼出的氣體中氧氣的濃度很小,二氧化碳含量很大考點二、混合物、混合物混合物:是由兩種或兩種以上的物質混合而成(或由不同種物質組成)。例如,空氣,溶液(鹽酸、澄清的石灰水、碘酒、礦泉水),礦物(煤、石油、天然氣、鐵礦石、石灰石),合金(生鐵、鋼)注意:氧氣和臭氧混合而成的物質是混合物,紅磷和白磷混合也是混合物。純凈物:由一種物質組成的。例如:水、水銀、藍礬(CuSO4·5H2O)都是純凈物;冰與水混合是純凈物。考點三、保護空氣大氣污染引發的三大環境問題①溫室效應——使全球變暖②酸雨——使土壤酸化、建筑物破壞③臭氧層空洞——使紫外線危害人類和動植物空氣污染物及來源①污染物:煙塵、有害氣體(二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮)②污染源:工業廢氣、汽車尾氣、化石燃料的燃燒防治措施①加強空氣質量檢測:空氣質量日報②消除污染源:減少化石燃料的使用,利用清潔能源;革新工藝,減少廢氣的排放③治理廢氣:汽車安裝尾氣凈化裝置;工業廢氣處理后再排放④植樹造林、種樹、改善環境考點四、單質、化合物、氧化物單質:有同種元素組成的純凈物。(金屬單質,非金屬單質)化合物:有不同種元素組成的純凈物。(酸、堿、鹽、氧化物)氧化物:如果化合物僅由兩種元素組成,且其中一種元素是氧元素。構成物質的微粒1、概述微觀的粒子有:原子、離子、分子、電子、質子等,它們都是微觀概念,既表示種類又可表示個數。分子、原子、離子都是構成物質的粒子。A、金屬單質和稀有氣體由原子直接構成;B、非金屬單質、非金屬與非金屬形成的化合物由分子構成。C、化合物中既有金屬元素又有非金屬元素的離子化合物是由離子構成。2、分子分子是保持物質化學性質的最小粒子。分子由原子構成。A、分子是構成物質的一種微粒,常見由分子構成的物質:水、氫氣、氧氣、氮氣、二氧化硫、二氧化碳等。【由分子構成的物質,在物理變化中,分子本身不發生改變;在化學變化中,分子本身發生改變,生成新的分子。】B、分子的微觀特性:分子總是在不斷地運動著;分子之間存在間隔;分子的質量很小。3、原子原子是構成物質的另一種微粒。原子構成分子,原子也可直接構成物質,如金屬汞、稀有氣體等。1.分子與原子的比較分子原子定義分子是保持物質化學性質最小的微粒原子是化學變化中的最小微粒。性質體積小、質量小;不斷運動;有間隙聯系分子是由原子構成的。分子、原子都是構成物質的微粒。區別化學變化中,分子可分,原子不可分。物質發生物理變化時只是分子間的間隔發生變化,而分子本身沒有發生變化;發生化學變化時,分子被破壞,分子本身發生變化。2.原子的構成原子的的構成:原子由核外帶負電的電子和帶正電的原子核構成,原子核由帶正電的質子和不帶電的中子構成。原子結構示意圖:核電荷數=質子數=核外電子數=原子序數核外電子排布的規律:核外電子按能量由低到高從里往外排,第一層最多容納2個電子,第二、三層最多容納8個電子。3.相對原子質量:以一種碳原子(碳-12)質量的1/12作為標準,其他原子的質量跟它相比較所得的數值,是該種原子的相對原子質量。相對原子質量=×12(相對原子質量是個比,單位為1)相對原子質量≈質子數+中子數4、元素1.含義:具有相同質子數(或核電荷數)的一類原子的總稱。注意:元素是一類原子的總稱;這類原子的質子數相同因此:元素的種類由原子的質子數決定,質子數不同,元素種類不同。2.元素與原子的比較:元素原子區別含義宏觀概念,只分種類不計個數微觀概念,既分種類又分個數適用范圍從宏觀描述物質的組成。常用來表示物質由哪幾種元素組成。如水由氫元素和氧元素組成從微觀描述物質(或分子)的構成。常用來表示物質由哪些原子構成或分子由哪些原子構成,如水分子由氫原子和氧原子構成;鐵由鐵原子構成。聯系元素是同類原子的總稱,原子是元素的基本單元3.元素的分類:元素分為金屬元素、非金屬元素和稀有氣體元素三種4.元素的分布:①地殼中含量前四位的元素:O、Si、Al、Fe②生物細胞中含量前四位的元素:O、C、H、N③空氣中前二位的元素:N、O注意:在化學反應前后元素種類不變5.元素符號書寫原則:第一個字母大寫,第二個字母小寫。表示的意義;表示某種元素、表示某種元素的一個原子。例如:O:表示氧元素;表示一個氧原子。原子個數的表示方法:在元素符號前面加系數。因此當元素符號前面有了系數后,這個符號就只能表示原子的個數。例如:表示2個氫原子:2H;2H:表示2個氫原子。元素符號前面的數字的含義;表示原子的個數。例如:6N:6表示6個氮原子。5、離子1.元素的種類①金屬元素:原子的最外層電子數一般少于4個(是不穩定結構),在化學變化中易失去最外層電子,而使次外層成為最外層,形成穩定結構。這種性質叫做金屬性。②非金屬元素:原子的最外層電子數一般多于或等于4個(是不穩定結構),在化學變化中易獲得電子,而使最外層達到8電子的穩定結構。這種性質叫做非金屬性。③稀有氣體元素:原子的最外層有8個電子(He為2個),為相對穩定結構。元素類別最外層電子數得失電子趨勢性質結論金屬元素<4易失去最外層電子(形成陽離子)易發生化學反應元素的化學性質由最外層電子數決定。非金屬元素≥4(H:1)易獲得電子使最外層達到8電子的穩定結構(形成陰離子)稀有氣體元素=8(He:2)難得失電子(為相對穩定結構)極難發生化學反應2.離子的形成:帶電的原子或原子團叫做離子。在化學反應中,金屬元素原子失去最外層電子,非金屬元素原子得到電子,從而使參加反應的原子帶上電荷。帶電荷的原子叫做離子。帶正電荷的原子叫做陽離子,帶負電荷的原子叫做陰離子。3.陰、陽離子由于靜電作用互相吸引,結合形成穩定的、不帶電性的化合物。離子內質子數不等于核外電子數,離子的最外層電子一般是8(氫是0)個電子的穩定結構。原子通過得失電子變成離子,離子也可以通過得失電子變回原子。4.離子符號離子用離子符號表示:在原子團或元素符號的右上角標出離子所帶的電荷的多少及電荷的正負(數字在前,符號在后),當離子所帶電荷數為1時,1可以不寫。如Na+(鈉離子)、Ca2+(鈣離子)、H+(氫離子)、Cl-(氯離子)、O2-(氧離子)、OH-(氫氧根離子)等。離子符號表示的意義:Mg2+表示1個鎂離子帶2個單位的負電荷。2O2-表示2個氧離子。6、化學式與化合價1.化學式:用元素符號和數字組合來表示物質組成的式子。2.化學式(如H2O)的意義:表示一種物質(宏觀意義)——表示水這種物質;表示一個分子(微觀意義)——表示1個水分子;表示某物質是由什么元素組成的(宏觀意義)——表示水是由氫元素、氧元素組成;表示某物質是由什么粒子構成(微觀意義)——表示水由水分子構成;表示某物質的分子由什么粒子構成(微觀意義)——表示1個水分子由2個氫原子和1個氧原子構成;3.化學式的寫法:書寫化合物的化學式時,首先要弄清以下兩點:①這種物質由哪種物質組成;②化合物中各元素的原子個數比是多少。4.化合價:元素化合價是一個原子在化合時表現出來的性質。在元素符號或原子團的上方標出化合價,“+”、“-”寫在前,數字寫在后。5.化合價的一般規律:金屬元素跟非金屬元素化合時,金屬元素顯正價,非金屬元素顯負價。氧元素通常顯-2價,氫元素通常顯+1價。在化合物里正負化合價的代數和為0。在單質中元素的化合價為0。同一元素在不同物質里可顯不同的化合價。在同一種物質里,同一元素也可顯不同的化合價(如NH4NO3)。6.根據化合價寫化學式:“正價前,負價后,十字交叉右下處,化簡才是原子數”。如P2O57.數字的意義:①元素符號前的數字表示幾個某原子。如2H中的“2”表示2個氫原子。②化學式前的數字表示幾個某分子。如2H2O中的“2”表示2個水分子。③元素符號右下角數字表示一個某分子或離子中有幾個某原子。如CO2中的“2”表示1個二氧化碳分子中有2個氧原子。④元素符號右上角的數字表示一個某離子中帶幾個單位的正或負電荷。如Fe3+中的“3”表示1個鐵離子帶3個單位的正電荷。⑤元素符號正上方數字表示某元素的化合價。如FeCl3表示鐵元素的化合價是+3。8.根據化學式進行計算(計算時要注意式子的化學意義)1)相對分子質量=(相對原子質量×原子個數)之和2)組成元素的質量比=(相對原子質量×原子個數)之比3)原子個數之比=(元素質量÷相對原子質量)之比4)化合物中某元素的質量分數=5)某元素的質量=某化合物的質量×某元素質量分數附表1一些常見元素的名稱、符號和相對原子質量元素名稱元素符號相對原子質量元素名稱元素符號相對原子質量元素名稱元素符號相對原子質量氫H1鋁Al27鐵Fe56氦He4硅Si28銅Cu63.5碳C12磷P31鋅Zn65氮N14硫S32銀Ag108氧O16氯Cl35.5鋇Ba137氟F19氬Ar40鉑Pt195氖Ne20鉀K39金Au197鈉Na23鈣Ca40汞Hg201鎂Mg24錳Mn35碘I127附表2一些常見元素、根的化合價和離子符號元素和根的名稱元素和根的符號常見的化合價離子符號元素和根的名稱元素和根的符號常見的化合價離子符號鉀K+1K+氟F-1F-鈉Na+1Na+氯Cl-1、+1、+5、+7Cl-銀Ag+1Ag+溴Br-1Br-銅Cu+1、+2Cu+、Cu2+氮N-3、+2、+3、+4、+5鈣Ca+2Ca2+氧O-2鎂Mg+2Mg2+硫S-2、+4、+6S2-鋇Ba+2Ba2+磷P-3、+3、+5鋅Zn+2Zn2+碳C+2、+4汞Hg+2Hg2+硅Si+4鐵Fe+2、+3Fe2+、Fe3+氫氧根OH-1OH-錳Mn+2、+4、+6、+7Mn2+硝酸根NO3-1NO3-鋁Al+3Al3+硫酸根SO4-2SO42-氫H+1H+碳酸根CO3-2CO32-銨根NH4+1NH4+磷酸根PO4-3PO43-亞鐵指化合價為+2的鐵元素,亞銅指化合價為+1的銅元素。7、質量守恒定律1、含義參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和。說明:①質量守恒定律只適用于化學變化,不適用于物理變化;②沒有參加反應的物質質量及不是反應生成的物質質量不能計入“總和”中;③要考慮空氣中的物質是否參加反應或物質(如氣體)有無遺漏。2、微觀解釋在化學反應前后,原子的種類、數目、質量均保持不變(原子的“三不變”)。3、化學反應前后(1)一定不變宏觀:反應物、生成物的總質量不變;元素種類、質量不變微觀:原子的種類、數目、質量不變(2)一定改變宏觀:物質的種類一定變微觀:分子種類一定變(3)可能改變:分子總數可能變8、化學反應方程式1、化學方程式1、含義:化學方程式——用化學式表示化學反應的式子。反應物——參加反應的物質。生成物——化學反應后產生的物質。2、表示的意義:⑴表示反應物、生成物和反應條件⑵表示各物質間的質量比(質量比=各物質的相對分子質量×各化學式前面的系數的積的比)⑶表示各物質的微粒個數比(即各化學式前面的系數比)例如:以2H2+O22H2O為例①表示氫氣與氧氣在點燃條件下生成水②表示氫氣、氧氣與水的質量比為4:32:36③表示氫分子、氧分子與水分子的個數比為2:1:23、化學方程式的讀法以2H2+O22H2O為例①從反應物、生成物和反應條件角度:氫氣與氧氣在點燃條件下生成水②從各物質的質量比角度:每4份質量的氫氣與32份質量的氧氣在點燃條件下生成36份質量的水③從各物質的微粒個數比角度:每2個氫分子與1個氧分子在點燃條件下生成2個水分子。2、如何正確書寫化學方程式一、書寫原則:1、以客觀事實為基礎2、遵守質量守恒定律(標準:兩邊原子的種類和數目相等)二、方程式的配平1、標準:方程式兩邊原子種類和數目相等即配平了2、配平的原則:在化學式前面加上適當的系數來保證方程式兩邊原子種類和數目相等。3、方法:最小公倍數法最小公倍數法配平化學方程式的步驟⑴.確定配平的起點元素:橫線兩邊出現次數最少,且原子個數的最小公倍數最大的元素作為起點元素。⑵.確定起點元素原子個數的最小公倍數。⑶.確定含有起點元素的化學式的系數:用最小公倍數除以化學式中起點元素原子的個數的商作為該化學式前面的系數。⑷.確定其它化學式前面的系數的順序:依次確定含有除起點元素以外,橫線兩邊出現次數由少到多的元素的化學式前面的系數。⑸.最后將各系數調整為最簡整數比。舉例:配平化學方程式:FeS2+O2Fe2O3+SO2⑴確定起點元素:由于Fe、S元素在橫線兩邊只出現了一次,且最小公倍數都為2,因此Fe、S元素都可作為起點元素。⑵若選擇Fe作為起點元素,則原子個數的最小公倍數為2。⑶確定FeS2、SO2前面的系數:用最小公倍數2除以FeS2中Fe元素的原子個數1的商2作為的FeS2系數;用最小公倍數2除以Fe2O3中Fe元素的原子個數2的商1作為Fe2O3的系數;2FeS2+O21Fe2O3+SO2⑷確定O2、SO2的系數:①由于O2、SO2中只含有O、S兩種元素,S元素在方程式兩邊只出現了一次,因此先確定SO2的系數,再確定O2的系數。由于方程式左邊S原子的個數已確定為4,所以右邊S原子的個數也為4。因此SO2的系數為4除以SO2中S元素的原子個數1的商4作為SO2。的系數。2FeS2+O21Fe2O3+4SO2②由于方程式右邊O原子的個數已確定為11,因此左邊O原子的個數也為11。所以O2的系數為11除以O2中O元素的原子個數2的商11/2作為SO2。的系數。2FeS2+11/2O21Fe2O3+4SO2⑸再將各系數調整為最簡整數比:即在方程式兩邊同時乘以2就可以。4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2三、書寫的步驟1、寫寫出反應物、生成物的化學式2、配配平方程式3、注注明反應條件和生成物的狀態4、等將橫線改為等號3、利用化學方程式的簡單計算1、依據:利用化學方程式能反映物質間的質量比,且質量比呈正比例關系。2、步驟:①設未知數;②根據題意寫出方程式;③根據化學方程式找出已知量與未知量的質量比;④列出比例式;⑤求出未知數;答注意:①由于方程式只能反應物質間的質量比,因此代入方程式中的各個量必須是質量。②由于方程式中各物質是純凈物,因此代入方程式中的量必須是純凈物的質量。③單位必須統一。第三章維持生命之氣——氧氣一、氧氣的性質和用途一、氧氣的物理性質1、色、味、態:通常情況下,是無色無味的氣體;2、密度:標準狀況下,密度為1.429g/L,略大于空氣(1.293g/L)。(可用向上排空法)3、溶解性:氧氣不易溶于水(1L水只能溶解30mL氧氣)。(可用排水法收集),4、三態變化:降溫后,氧氣可以變為淡藍色的液體(-183℃),甚至淡藍色雪花狀固體(-218℃)。二、氧氣的化學性質(一)與非金屬(碳、硫、磷)的反應1、木炭(黑色固體)燃燒實驗現象:在氧氣中:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成一種無色無味氣體,該氣體能使澄清石灰水變渾濁。文字表達式:碳(C)+氧氣(O2)二氧化碳(CO2)化學方程式C+O2CO2做木炭燃燒實驗時,燃燒匙應慢慢從瓶口向瓶底伸入(充分利用瓶內的氧氣)。2、硫粉(淡黃色)燃燒:實驗現象:在空氣中:發出微弱的淡藍色火焰;放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。在氧氣中:發出明亮的藍紫色的火焰,放出熱量、生成一種帶有刺激性氣味的氣體。文字表達式硫(S)+氧氣(O2)二氧化硫(SO2)化學方程式S+O2SO2實驗時,要在瓶底裝少量水(吸收二氧化硫,防止污染空氣)。3、紅磷(暗紅色固體)的燃燒實驗現象:在空氣中:發出黃白色火焰,放出熱量,生成大量白煙在氧氣中:劇烈燃燒,發出白光,放出熱量,生成大量的白煙文字表達式:磷(P)+氧氣(O2)五氧化二磷(P2O5)化學方程式:4P+5O22P2O5注意:五氧化二磷(P2O5)是固體,不是氣體(二)與金屬(鎂、鐵)的反應1、鎂帶(銀白色固體)在空氣中燃燒實驗現象:劇烈燃燒,發出耀眼的白光,放出熱量,生成白色粉末狀固體。文字表達式:鎂(Mg)+氧氣(O2)氧化鎂(MgO)化學方程式:2Mg+O22MgO2鐵絲(銀白色固體)在氧氣中燃燒實驗現象:劇烈燃燒,火星四射,放出熱量,生成一種黑色固體。文字表達式:鐵(Fe)+氧氣(O2)四氧化三鐵(Fe3O4)化學方程式:3Fe+2O2Fe3O4注意:集氣瓶底部鋪少量的細沙或加少量的水,防止生成的固體物質濺落瓶底,致使集氣瓶炸裂。鐵絲在空氣中不能燃燒。(三)與某些化合物(蠟燭、甲烷)的反應——產物均為:二氧化碳和水實驗現象:比空氣中燃燒劇烈,發出白光,集氣瓶內壁出現水珠,有使澄清石灰水變渾濁的無色無味氣體產生。文字表達式:石蠟+氧氣(O2)二氧化碳(CO2)+水(H2O)空氣中燃燒情況:燃燒產生黃色火焰,放熱,稍有黑煙。(四)其他物質與氧氣的反應某些物質在一些條件下,與氧氣發生緩慢的氧化反應,成為緩慢氧化。緩慢氧化也放熱。如:動植物新陳代謝,金屬的銹蝕,食物的腐爛、酒醋的釀造、農家肥的腐熟等等。總結:1、氧氣是一種化學性質比較活潑的氣體,在一定的條件下,能與許多物質發生反應并放出大量的熱。在這些反應中,氧氣提供氧,稱為氧化反應。氧氣便是常見的氧化劑;具有氧化性。2、物質在純氧氣中燃燒程度比空氣中燃燒要劇烈。說明物質燃燒程度,與氧氣的濃度大小成正比;3、物質燃燒時有的有火焰,有的會發光,有的會冒煙。一般來說,氣體燃燒會有火焰產生,固體直接燃燒,產生光或者火星。生成物有固體,一般都會產生煙,即固體小顆粒;4、物質與氧氣反應不一定是燃燒現象,如緩慢氧化。三、氧氣的用途(1)、供給呼吸:醫療上急救病人,登山、潛水、航空、宇航提供呼吸;(2)、支持燃燒:煉鋼、氣焊與氣接、液氧炸彈、火箭助燃劑二、制取氧氣一、工業制法(分離液態空氣法)原理:利用液態氧和液態氮的沸點不同。注意:該過程是物理變化二、氧氣的實驗室制法(化學變化)1、雙氧水(過氧化氫)制取氧氣A、藥品:過氧化氫(H2O2)和二氧化錳(黑色粉末MnO2)B實驗原理:表達式:過氧化氫(H2O2)水(H2O)+氧氣(O2)化學方程式:2H2O2MnO22H2O+O2↑注:MnO2在該反應中是催化劑,起催化作用C、裝置:固體與液體反應,不需加熱(雙氧水的為一類)注意事項:①、分液漏斗可以用長頸漏斗代替,但其下端應該伸入液面以下,防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出;②、導管只需略微伸入試管塞③、氣密性檢查:用止水夾關閉,打開分液漏斗活塞,向漏斗中加入水,水面不持續下降,就說明氣密性良好。④、裝藥品時,先裝固體后裝液體⑤、該裝置的優點:可以控制反應的開始與結束,可以隨時添加液體。D、步驟:連、查、裝(二氧化錳)、定、倒(過氧化氫溶液)、收2、用高錳酸鉀、氯酸鉀制取氧氣A、藥品:、高錳酸鉀(暗紫色固體)、氯酸鉀(白色固體)與二氧化錳(黑色粉末)B、原理: ①加熱氯酸鉀(有少量的二氧化錳):表達式:氯酸鉀(KClO3)氯化鉀(KCl)+氧氣(O2)方程式:2KClO32KCl+3O2↑注意:MnO2在該反應中是催化劑,起催化作用② 加熱高錳酸鉀:表達式:高錳酸鉀(KMnO4)錳酸鉀(K2MnO4)+二氧化錳(MnO2)+氧氣(O2)方程式:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑C、裝置:加熱固體制氣體D、操作步驟:(連)查、裝、定、點、收、離、熄。注意事項:①連接裝置:先下后上,從左到右的順序。②檢查裝置的氣密性:將導管的一端浸入水槽中,用手緊握試管外壁,若水中導管口有氣泡冒出,證明裝置不漏氣。松開手后,導管口出現一段水柱。③裝入藥品:按粉末狀固體取用的方法(藥匙或紙槽)④固定裝置:固定試管時,試管口應略向下傾斜;鐵夾應夾在試管的中上部⑤加熱藥品:先使試管均勻受熱,后在反應物部位用酒精燈外焰由前向后加熱。⑥收集氣體:a、若用排水集氣法收集氣體,當氣泡均勻冒出時再收集,剛排出的是空氣;水排完后,應用玻璃片蓋住瓶口,小心地移出水槽,正放在桌面上(密度比空氣大)(防止氣體逸出)b、用向上排空法。收集時導管應伸入集氣瓶底部(為了排盡瓶內空氣)用排水法收集時,導管放在集氣瓶口⑦先將導管移出水面⑧再停止加熱E、易錯事項:a).試管口要略微向下傾斜:防止生成的水回流,使試管底部破裂。藥品應平鋪在試管底部b).導氣管伸入發生裝置內要稍露出橡皮塞:有利于產生的氣體排出。c).用高錳酸鉀制取氧氣時,試管口塞一團棉花:防止高錳酸鉀粉末進入導氣管,污染制取的氣體和水槽中的水。d).排氣法收集氣體時,導氣管要伸入接近集氣瓶底部:有利于集氣瓶內空氣排出,使收集的氣體更純。e).實驗結束后,先將導氣管移出水面,然后熄滅酒精燈:防止水槽中的水倒流,炸裂試管。F、收集方法:①排水法(不易溶于水)②向上排空法(密度比空氣大)G、檢驗、驗滿檢驗:用帶火星的木條伸入集氣瓶內,發現木條復燃,說明是氧氣;驗滿:用帶火星的木條放在集氣瓶口,若木條復燃,證明已滿。三、催化劑:概念:在化學反應中能改變其他物質的反應速率(加快或變慢),但本身的化學性質和質量在反應前后沒有發生變化的物質。特點:兩不變(質量、化學性質)、一改變(反應速率)注意:①催化劑不能改變生成物的質量,不能決定反應的進行②催化劑不是反應物、又不是生成物③催化劑僅針對某一反應,并不是所有反應的催化劑④某一反應的催化劑可能不只一種3、二氧化錳在一些反應中不只作催化劑,催化劑不一定就只有二氧化錳。(在過氧化氫溶液制取氧氣中,催化劑可以用硫酸銅溶液、氧化鐵、氧化銅、紅磚粉末)。在氯酸鉀制取氧氣中,二氧化錳的質量和化學性質不變,但質量分數變大。四、反應類型:①:化合反應:由兩種或兩種以上的物質生成另一種物質的反應。可表示為:A+B+……→E(簡稱“多合一”)②:分解反應:由一種反應物生成兩種或兩種以上其他物質的反應。可表示為:AB→A+B+……。(簡稱:“一變多”)③:氧化反應:物質與氧發生的化學反應。有氧氣參加的反應一定屬于氧化反應。劇烈氧化:燃燒緩慢氧化:鐵生銹、人的呼吸、事物腐爛、酒的釀造氧化反應不一定是化合反應(石蠟的燃燒生成了水和二氧化碳兩種物質),化合反應不一定是氧化反應。三、燃燒條件與滅火原理一、燃燒1、概念:可燃物與空氣中氧氣發生的一種發光、放熱的劇烈的氧化反應。2、條件:(1)可燃物(2)氧氣(或空氣)(3)溫度達到著火點(三者缺一不可,否則不能燃燒)如右圖所示:A、薄銅片上的白磷燃燒而紅磷不燃燒,說明了燃燒需要溫度達到著火點B、薄銅片的白磷燃燒而水中的白磷不燃燒,說明了燃燒需要氧氣注:白磷的著火點低,應貯存在裝有水的試劑瓶中燃燒與緩慢氧化的比較相同點:都是氧化反應、都放熱;不同點:前者發光、反應劇烈,后者不發光、反應緩慢二、滅火的原理和方法1、燃燒的條件決定著滅火的原理,只要破壞燃燒的任何一個條件,就可以達到滅火的目的2、滅火的原理:(1)消除可燃物(2)隔絕氧氣(或空氣)(3)降溫到著火點以下。3、滅火器泡沫滅火器:可撲滅木材、棉布及可燃油等燃燒引起的失火。干粉滅火器:可撲滅一般的失火外,還可以撲滅電器、油、氣等燃燒引起的失火。液態二氧化碳滅火器:可撲滅圖書、檔案、貴重設備、精密儀器等處的失火4、泡沫滅火器的反應原理,利用碳酸鈉與濃鹽酸迅速反應產生大量的二氧化碳來滅火化學反應方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑三、爆炸概念發生條件防范措施燃燒可燃物與氧氣發生的一種發光、發熱的劇烈的氧化反應可燃物;與空氣或氧氣接觸;溫度達到著火點可燃物與其他物品隔離;與空氣隔離;降低溫度至著火點以下爆炸可燃物在有限的空間內發生急劇燃燒,短時間內積聚大量的熱,使氣體體積迅速膨脹而引起爆炸劇烈燃燒;有限空間嚴禁煙火緩慢氧化反應進行得很慢,甚至不易察覺的氧化反應與空氣或氧接觸①可能是化學變化(火藥爆炸)也可能是物理變化(車胎爆炸)②化學變化的爆炸:可燃物在有限空間內急速燃燒,放出的熱使氣體的體積迅速膨脹③可燃性氣體(氫氣、一氧化碳、甲烷)或粉塵(面粉、煤粉)與空氣或氧氣混合,遇到明火可能會發生爆炸;可燃性氣體在點燃或加熱前都要檢驗純度,以防止發生爆炸的危險④油庫、面粉加工廠門口貼有“嚴禁煙火”的標志:空氣中常混有可燃性氣體或粉塵,接觸到明火,就有發生爆炸的危險⑤可燃物與氧氣的接觸面積越大,燃燒越劇烈四、常見滅火的方法①油鍋著火,用鍋蓋蓋滅②電器著火,先應切斷電源③煤氣泄漏,先應關閉閥門,再輕輕打開門窗,切忌產生火花④酒精在桌面上燃燒,用濕抹布撲蓋⑤撲滅森林火災,將大火蔓延前的一片樹木砍掉其它:A、生煤爐火時,需先引燃紙和木材,因為紙和木材的著火點比煤低,容易點燃B、室內起火,如果打開門窗,會增加空氣的流通,增加氧氣的濃度,反應劇烈,燃燒更旺C、用扇子扇煤爐火,雖然降低了溫度,但沒有降至著火點以下,反而增加了空氣的流通,所以越扇越旺。用扇子扇蠟燭火焰,雖然增加了空氣的流通,但卻降低了溫度至著火點以下,所以一扇就滅。第四章生命之源——水一、我們的水資源1、水資源:1、地球表面71%被水覆蓋,但供人類利用的淡水小于1%2、我國水資源的狀況分布不均,人均量少。2、水污染1、水污染物:工業“三廢”(廢渣、廢液、廢氣);農藥、化肥的不合理施用;生活污水的任意排放2、防止水污染:工業三廢要經處理達標排放、提倡零排放;生活污水要集中處理達標排放,提倡零排放;合理施用農藥、化肥,提倡使用農家肥;加強水質監測。3、愛護水資源:節約用水,防止水體污染3、水的凈化和純化1、水、純凈水、蒸餾水、冰水混合物都是純凈物;自然界的水、礦泉水、鹽水、糖水、雪碧飲料等都是混合物。2、凈化水的方法:沉淀、過濾、吸附、蒸餾(1)沉淀(吸附沉淀):試劑:明礬凈水原理:利用明礬溶于水形成的膠狀物對水的雜質進行吸附,從而達到凈化的目的。(2)過濾:①適用范圍:用于分離難溶性固體與液體(或可溶性固體)②操作注意事項:“一貼二低三靠”“一貼”:濾紙緊貼漏斗的內壁“二低”:(1)濾紙的邊緣低于漏斗口(2)漏斗內的液面低于濾紙的邊緣“三靠”:(1)漏斗下端的管口緊靠燒杯內壁(2)用玻璃棒引流時,玻璃棒下端輕靠在三層濾紙的一邊(3)用玻璃棒引流時,燒杯尖嘴緊靠玻璃棒中部③儀器:鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗玻璃棒的作用:引流作用④過濾后,濾液仍然渾濁的可能原因有:A.承接濾液的燒杯不干凈B.傾倒液體時液面高于濾紙邊緣C.濾紙破損(3)吸附:常用的吸附劑:活性炭(具有吸附性)活性炭除去水的難溶性雜質、色素和異味。(4)蒸餾:凈水原理:利用液體沸點不同將液體分離的方法蒸餾的裝置:4、硬水與軟水1.定義硬水是含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。例:井水軟水是不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水。例:開水2.鑒別方法:用肥皂水,有浮渣產生或泡沫較少的是硬水,泡沫較多的是軟水。3.硬水軟化的方法:蒸餾、煮沸4.長期使用硬水的壞處:浪費肥皂,洗不干凈衣服;鍋爐容易結成水垢,不僅浪費燃料,還易使管道變形甚至引起鍋爐爆炸。各種凈化方法除去的雜質的種類難溶性雜質可溶性雜質降低水的硬度沉淀√過濾√吸附√√蒸餾√√√水的凈化效果由低到高的是沉淀、過濾、吸附、蒸餾(均為物理方法),其中凈化效果最好的操作是蒸餾;既有過濾作用又有吸附作用的凈水劑是活性炭。二、水的組成1、水的物理性質無色無味的透明液體;40C時密度最大,為1g/cm3;壓強為101.3kPa時,水的凝固點是0℃;沸點是100℃。2、水的化學性質通電分解化學方程式:2H2O2H2↑+O2↑3、水的組成(1)電解水的實驗A.裝置―――水電解器B.電源種類---直流電C.加入硫酸或氫氧化鈉的目的----增強水的導電性D.化學反應:文字表達式::水(H2O)氫氣(H2)+氧氣(O2)化學方程式:2H2O2H2↑+O2↑產生位置負極正極體積比2:1質量比1:8E.檢驗:O2---出氣口置一根帶火星的木條----木條復燃H2---出氣口置一根燃著的木條------氣體燃燒,發出淡藍色的火焰(2)結論:①水是由氫、氧元素組成的。②一個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的。③化學變化中,分子可分而原子不可分。質量守恒定律1、含義參加化學反應的各物質的質量總和,等于反應后生成的各物質的質量總和。說明:①質量守恒定律只適用于化學變化,不適用于物理變化;②沒有參加反應的物質質量及不是反應生成的物質質量不能計入“總和”中;③要考慮空氣中的物質是否參加反應或物質(如氣體)有無遺漏。2、微觀解釋在化學反應前后,原子的種類、數目、質量均保持不變(原子的“三不變”)。3、化學反應前后(1)一定不變宏觀:反應物、生成物的總質量不變;元素種類、質量不變微觀:原子的種類、數目、質量不變(2)一定改變宏觀:物質的種類一定變微觀:分子種類一定變(3)可能改變:分子總數可能變燃料一、氫氣1、物理性質密度最小的氣體(向下排空氣法);難溶于水(排水法)、無色無味的氣體。證明氫氣密度比空氣小的方法:用氫氣吹肥皂泡,若肥皂泡上升,則密度比空氣小。2、化學性質可燃性 化學方程式:2H2+O22H2O現象:純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒,發出淡藍色火焰,放出熱量。不純的氫氣點燃會爆炸,所以點燃氫氣前一定要先檢驗氫氣的純度。3、實驗室制法反應原理:Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑收集方法:向下排空法(密度比空氣下)、排水法(難溶于水)不可用濃鹽酸的原因濃鹽酸有強揮發性;不可用濃硫酸或硝酸的原因濃硫酸和硝酸有強氧化性。4、用途:充氣球,冶煉金屬,高能燃料,化工原料二、碳一、碳的幾種單質1、金剛石(C)是自然界中最硬的物質,無色透明,正八面體。可用于制鉆石;刻劃玻璃、鉆探機的鉆頭(體現了它的硬度大)等。石墨(C)是最軟的礦物之一,深灰色,具有金屬光澤,細鱗片狀的固體,有優良的導電性,潤滑性。可用于制鉛筆芯(體現它深灰色、質軟)、干電池的電極(體現了它的導電性)、電車的電刷(體現了它的導電性,滑膩感、常溫下化學性質穩定)、做潤滑劑(體現它具有滑膩感)等。金剛石和石墨的物理性質有很大差異的原因是:碳原子的排列不同。無定形碳:由石墨的微小晶體和少量雜質構成。主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等。活性炭、木炭具有強烈的吸附性(因為具有疏松多孔的結構),木炭可用于食品、工業產品中除去色素、異味等,活性炭可用于防毒面具中除去毒氣、制糖業中脫色以制白糖;焦炭用于冶鐵,炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性質C60:C60分子由60個碳原子構成的分子,形似足球,結構穩定。二、單質碳的化學性質單質碳的物理性質各異,而各種單質碳的化學性質卻完全相同!1、常溫下的化學性質比較穩定。因此古代用墨書寫、繪畫的字畫保存時間很久,仍不變色。2、可燃性:完全燃燒(氧氣充足),生成CO2:C+O2CO2不完全燃燒(氧氣不充足),生成CO:2C+O22CO3、還原性:C+2CuO2Cu+CO2↑(置換反應)現象:黑色粉末逐漸變成光亮紅色,產生的的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。應用:冶金工業:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑C+CO22CO三、一氧化碳的性質1、物理性質:無色,無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水2、有毒:吸進肺里與血液中的血紅蛋白結合,使人體缺少氧氣而中毒。因此在冬季用煤爐來取暖時,要注意房間的通風和換氣。3、化學性質:1)可燃性:2CO+O22CO2(可燃性氣體點燃前一定要檢驗純度)發出藍色火焰H2和O2的燃燒火焰是:發出淡藍色的火焰。CO和O2的燃燒火焰是:發出藍色的火焰。CH4和O2的燃燒火焰是:發出明亮的藍色火焰。鑒別:H2、CO、CH4可燃性的氣體:看燃燒產物(不可根據火焰顏色)(水煤氣:H2與CO的混合氣體C+H2OH2↑+CO↑)2)還原性:CO+CuO△Cu+CO2(非置換反應)應用:冶金工業現象:黑色的氧化銅逐漸變成光亮紅色,產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(現象:紅色粉末逐漸變成黑色,產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。)H2、CO、C具有相似的化學性質:A可燃性C+O2CO22CO+O22CO22H2+O22H2OB還原性:H2+CuOCu+H2O CO+CuOCu+CO2C+2CuO2Cu+CO2↑C、H2、CO:在反應中得到氧元素,發生氧化反應,是還原劑,具有還原性CuO:在反應中失去氧元素,發生還原反應,是氧化劑,具有氧化性除雜:①CO[CO2]通入石灰水或氫氧化鈉溶液:CO2+2NaOH==Na2CO3+H2O②CO2[CO]通過灼熱的氧化銅CO+CuO△Cu+CO2③CaO[CaCO3]只能煅燒(不可加鹽酸)CaCO3CaO+CO2↑注意:檢驗CaO是否含CaCO3加鹽酸:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(CO32-的檢驗:先加鹽酸,然后將產生的氣體通入澄清石灰水。)4、一氧化碳與二氧化碳性質不同的根本原因是1個二氧化碳分子比1個一氧化碳分子多1個氧原子。二氧化碳的性質和制法一、二氧化碳的性質1、物理性質:無色,無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水,高壓低溫下可得固體----干冰。2、化學性質:1)一般情況下不能燃燒,也不支持燃燒,不能供給呼吸2)與水反應生成碳酸:CO2+H2O==H2CO3生成的碳酸能使紫色的石蕊試液變紅,碳酸不穩定,易分解H2CO3==H2O+CO2↑3)能使澄清的石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O用于檢驗二氧化碳;這也是久置裝石灰水的試劑瓶壁有一層白膜的原因。要除去這白膜,用稀鹽酸。其原理是CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑4)與灼熱的碳反應:C+CO22CO(吸熱反應,既是化合反應又是氧化還原反應,CO2是氧化劑,C是還原劑)3、用途:①滅火(滅火器原理:Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)既利用其物理性質(密度比空氣大),又利用其化學性質(不能燃燒,也不支持燃燒)②干冰用于人工降雨、制冷劑(利用干冰升華時要吸收大量的熱)③溫室肥料④做碳酸型飲料(利用二氧化碳能溶于水)4、二氧化碳對環境的影響:過多排放引起溫室效應。二、二氧化碳的實驗室制法1、實驗室制取氣體的思路:(原理、裝置、檢驗)(1)發生裝置:由反應物狀態及反應條件決定:①反應物是固體,需加熱,制氣體時則用高錳酸鉀制O2的發生裝置。②反應物是固體與液體,不需要加熱,制氣體時則用制CO2的發生裝置。(2)收集方法:氣體的密度及溶解性決定:①難溶于水用排水法收集CO只能用排水法②密度比空氣大(或相對分子質量>29)用向上排空氣法CO2只能用向上排空氣法③密度比空氣小(或相對分子質量<29)用向下排空氣法2、實驗室制取二氧化碳的方法1、藥品:石灰石與稀鹽酸①不能用H2SO4與CaCO3反應的原因:生成的CaSO4微溶于水,會覆蓋在CaCO3表面,阻止反應的進行。②不能用HCl與Na2CO3反應的原因:Na2CO3易溶于水,與鹽酸反應速率快,不利于收集。2、原理:用石灰石和稀鹽酸反應:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑3、裝置圖裝置的注意事項:(1)若用長頸漏斗來注入鹽酸,長頸漏斗下端必須伸入液面以下(2)若用試管來裝藥品,固定試管時,試管口豎直向上,試管底部與鐵架臺面接觸。4、氣體收集方法:向上排空氣法(密度比空氣大,能溶于水)5、檢驗方法:將制得的氣體通入澄清的石灰水,如能渾濁,則是二氧化碳。驗滿方法:用點燃的木條,放在集氣瓶口,木條熄滅。證明已集滿二氧化碳氣體。6、二氧化碳的工業制法:煅燒石灰石:CaCO3CaO+CO2↑三、自然界中碳的循環(1)大氣中二氧化碳產生的主要途徑化石燃料的燃燒、動植物遺骸被生物分解、動植物呼吸(2)大氣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、天然氣(都是混合物)是古代生物遺骸經一系列復雜變化而形成的屬于不可再生能源④合理開采,綜合利用,節約使用1、煤稱為“工業的糧食”組成:主要含碳元素,還含少量的氫、氮、氧、硫等元素將煤隔絕空氣加熱,發生化學變化,得到焦炭(冶煉金屬)、煤焦油(化工原料)、煤氣(主要含氫氣、一氧化碳、甲烷),用作燃料;煤氣泄漏,會使人中毒,有可能發生爆炸)煤燃燒會產生SO2、NO2等,會形成酸雨2、石油稱為“工業的血液”從油井開采出來的石油叫原油,它不是產品組成:主要含碳、氫元素煉制原理:利用石油各成分的沸點不同,通過蒸餾使之分離(此分離過程是物理變化)石油各產品:汽油、煤油、柴油(作燃料);瀝青(筑路);石蠟(作蠟燭)等石油不可以直接作燃料,會浪費資源3、天然氣主要成分是甲烷CH4,最簡單的有機物,相對分子質量最小有機物A、甲烷的物理性質:無色、無味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。B、甲烷的化學性質:可燃性CH4+2O2CO2+2H2O(發出藍色火焰)注意:(1)點燃甲烷前要檢驗純度(2)檢驗某可燃物是否含碳、氫元素的方法:點燃,在可燃物上方罩一個冷而干燥的燒杯,燒杯內壁出現水霧,說明生成了水,證明含有氫元素;把燒杯迅速倒過來,立即注入澄清石灰水,變渾濁,說明生成了二氧化碳,證明含有碳元素。(如果某可燃物燃燒生成了二氧化碳和水,只能證明一定含碳、氫元素,可能含氧元素)(3)鑒別氫氣、一氧化碳、甲烷:檢驗燃燒的產物(導出點燃,在火焰上方分別罩一個冷而干燥的燒杯,看燒杯內壁是否出現水霧現象;把燒杯迅速倒過來,立即注入澄清石灰水,看是否變渾濁(4)沼氣的主要成分是甲烷,把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發酵,就可產生甲烷。在農村,沼氣可解決生活用燃料問題和改善環境衛生(5)西氣東輸:輸的是天然氣(6)在化石燃料中,天然氣是比較清潔的燃料二、燃料燃燒對空氣的影響煤的燃燒。煤燃燒時會產生二氧化硫、二氧化氮等污染物。溶于水,當溶解在雨水中時,就形成了酸雨。酸雨的危害:破壞森林、腐蝕建筑物、使水體酸化影響水生生物的生長等。防止酸雨的措施:使用脫硫煤、使用清潔能源等。汽車用燃料的燃燒。汽油和柴油作為多數汽車的燃料,它們燃燒時產生的尾氣中主要含有一氧化碳、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等大氣污染物。減少汽車尾氣對空氣污染的措施:改進發動機的燃燒方式,使燃料充分燃燒;使用催化凈化裝置;使用無鉛汽油;使用車用乙醇汽油;汽車用壓縮天然氣(主要成分是甲烷)作燃料;禁止沒有達到環保標準的汽車上路。三、使用和開發新的燃料及能源1、乙醇①屬于綠色能源中的一種,屬于可再生能源②由高粱、玉米、薯類等經發酵、蒸餾而得,俗稱酒精③可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O④被用作酒精燈、火鍋、內燃機的燃料⑤乙醇汽油是混合物,其優點:節省石油資源,減少汽車尾氣的污染,促進農業生產2、氫氣①最清潔、最理想的燃料:A、原材料資源豐富,B、放熱量多,C、產物無污染。②有可燃性2H2+O22H2O③有還原性H2+CuOCu+H2O用于冶煉金屬④電解水可得到氫氣2H2O2H2↑+O2↑,但耗用電能⑤不能廣泛使用的原因:制取氫氣成本太高且貯存困難正在推廣或使用的新能源:太陽能、風能、地熱能、核能、潮汐能第六章金屬一、金屬材料純金屬(90多種)合金(幾千種)(1)常溫下一般為固態(汞為液態),有金屬光澤。(2)大多數呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色)(3)有良好的導熱性、導電性、延展性、一定的韌性3、金屬之最:(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素(2)鈣:人體中含量最多的金屬元素(3)鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)(4)銀:導電、導熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)(5)鉻:硬度最高的金屬(6)鎢:熔點最高的金屬(7)汞:熔點最低的金屬(8)鋨:密度最大的金屬(9)鋰:密度最小的金屬二、合金合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質。(注:混合物)★:一般說來,合金的熔點比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蝕性能更好合金鐵的合金銅合金焊錫鈦和鈦合金形狀記憶金屬生鐵鋼黃銅青銅:成分含碳量2%~4.3%含碳量0.03%~2%銅鋅合金銅錫合金鉛錫合金鈦鎳合金備注不銹鋼:含鉻、鎳的鋼具有抗腐蝕性能紫銅為純銅熔點低注:鈦和鈦合金:被認為是21世紀的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的“相容性”,因此可用來制造人造骨等。(1)熔點低、密度小優點(2)可塑性好、易于加工、機械性能好(3)抗腐蝕性能好三、金屬的化學性質1、大多數金屬可與氧氣的反應金屬在空氣中在氧氣中鎂常溫下逐漸變暗。點燃,劇烈燃燒,發出耀眼的白光,生成白色的固體點燃,劇烈燃燒,發出耀眼的白光,生成白色的固體2Mg+O2點燃2MgO鋁常溫下表面變暗,生成一種致密的氧化膜點燃,劇烈燃燒,發出耀眼的白光,生成白色的固體4Al+3O2點燃2Al2O3鐵持續加熱變紅點燃,劇烈燃燒,火星四射,生成黑色的固體3Fe+2O2點燃Fe3O4銅加熱,生成黑色物質;在潮濕的空氣中,生成銅綠而被腐蝕加熱生成黑色物質2Cu+O2加熱2CuO銀金即使在高溫時也不與氧氣發生反應注意:①、雖然鋁在常溫下能與氧氣反應,但是在鋁表面生成了一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻止了反應的進行,所以鋁在常溫下不會銹蝕。②、“真金不怕火煉”說明金即使在高溫時也不能與氧氣反應,金的化學性質極不活潑。2、金屬+酸→鹽+H2↑置換反應(條件:活動性:金屬>H)鎂和稀硫酸:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑鎂和稀鹽酸:Mg+2HCl===MgCl2+H2↑現象:反應劇烈,有大量氣泡產生,液體仍為無色鋁和稀硫酸:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑鋁和稀鹽酸:2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑現象:反應劇烈,有大量氣泡產生,液體仍為無色鋅和稀硫酸:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑鋅和稀鹽酸:Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑現象:反應比較劇烈,有大量氣泡產生,液體仍為無色鐵和稀硫酸:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑鐵和稀鹽酸:Fe+2HCl===FeCl2+H2↑現象:反應比較緩慢,有氣泡產生,液體由無色變為淺綠色3、金屬+鹽→新金屬+新鹽置換反應(條件:參加反應的金屬>化合物中金屬元素)鐵與硫酸銅反應:Fe+CuSO4==Cu+FeSO4(“濕法冶金”原理)現象:鐵條表面覆蓋一層紅色的物質,溶液由藍色變成淺綠色。鋁片放入硫酸銅溶液中:3CuSO4+2Al==Al2(SO4)3+3Cu現象:鋁片表面覆蓋一層紅色的物質,溶液由藍色變成無色。銅片放入硝酸銀溶液中:2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag現象:銅片表面覆蓋一層銀白色的物質,溶液由無色變成藍色。注意:①CuSO4溶液:藍色FeSO4、FeCl2溶液:淺綠色②Fe在參加置換反應時,生成+2價的亞鐵鹽。四、置換反應1、概念:由一種單質與一種化合物反應,生成另一種單質與另一種化合物的反應2、特點:反應物、生成物都兩種;物質種類是單質與化合物五、常見金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強逐漸減弱在金屬活動性順序里:(1)金屬的位置越靠前,它的活動性就越強(2)位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫元素(不可用濃硫酸、硝酸)(3)位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。(除K、Ca、Na)六、鐵的冶煉1、原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。3CO+Fe2O32Fe+3CO22、現象:紅色粉末逐漸變為黑色,產生的氣體能使澄清的石灰水變渾濁。3、注意事項:①先通CO再加熱的目的:排出裝置內的空氣,以免加熱時CO與空氣混合,可能會發生爆炸。②實驗完畢后繼續通入CO的目的;防止氧化鐵被還原成鐵后,在較高的溫度下重新被氧化③尾氣的處理:因為CO有毒,所以尾氣中的CO氣體要經過處理,變成無毒的氣體。可點燃使其生成無毒的二氧化碳氣體。氫氣還原氧化銅實驗注意事項:“酒精燈遲到早退”,即開始時要先通入氫氣后加熱(目的是排凈管內空氣,防止氫氣與管內空氣混合受熱發生爆炸);實驗結束時要先停止加熱,繼續通入氫氣至試管冷卻(防止生成的銅受熱被氧化成CuO)4、原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)石灰石的作用:除去鐵礦石中的二氧化硅七、鐵的銹蝕(1)鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3·XH2O)(銅生銅綠的條件:銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式:Cu2(OH)2CO3)(2)防止鐵制品生銹的措施:①保持鐵制品表面的清潔、干燥②表面涂保護膜:如涂油、刷漆、電鍍、烤藍等③改變鐵的單一結構,制成不銹鋼(3)鐵銹很疏松,不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應,因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應及時除去。(4)鋁與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能。八、金屬資源的保護和利用①防止金屬腐蝕1、保護金屬資源的途徑:②回收利用廢舊金屬③合理開采礦物④尋找金屬的代用2、意義:節約金屬資源,減少環境污染第七章溶液一、溶液的形成溶液定義:一種或幾種物質分散到另一種物質里,形成均一的、穩定的混合物,叫做溶液。基本特征均一性——指溶液中各部分的濃度和性質都相同。穩定性——外界條件不變(溫度、壓強不改變,溶劑不蒸發)時,溶質、溶劑不分層,也不會析出固體。溶液具有均一性、穩定性的原因:溶質以分子或離子的形式分散到水分子中。溶液由兩部分組成——溶劑和溶質。溶劑的定義:能溶解其他物質的物質叫做溶劑。溶質的定義:被溶解的物質叫做溶質。常見的溶劑有水、酒精、汽油。溶質可以有一種或多種,但溶劑只能有一種。溶質和溶劑在被分散前可以是固體、液體或氣體。溶液、溶質、溶劑的質量關系:溶液的質量=溶質的質量+溶劑的質量(溶液的體積≠溶質的體積+溶劑的體積)區分溶劑和溶質固體(或氣體)與液體混合——固體(或氣體)是溶質,液體是溶劑。液體和液體混合——質量小的為溶質,質量大的為溶劑。如果其中一種液體是水,那么水是溶劑。當兩種物質完全反應后,新生成的物質是溶質,而析出的沉淀或產生的氣體不是溶質,溶劑仍是水。例如鋅溶于稀硫酸后,所得到的溶液中的溶質是硫酸鋅。溶液的命名:“[溶質]的[溶劑]溶液”。如果沒有指明溶劑,我們就認為水是溶劑。水和酒精能以任意體積互溶。探究水與乙醇能否互溶時,要先滴入紅墨水(目的:為了顯色,利于觀察)。懸濁液、乳濁液與乳化作用懸濁液:由固體小顆粒分散到液體里形成的混合物叫做懸濁液。例如鋇餐(硫酸鋇的懸濁液)、粉刷墻壁用的涂料、黃河水都是懸濁液。乳濁液:由小液滴分散到液體里形成的混合物叫做乳濁液。例如在農業上,一般把不溶于水的液體農藥配制成乳濁液。懸濁液和乳濁液都不是溶液,不具備均一、穩定的特征。洗滌劑具有乳化作用。用洗滌劑洗衣服時,油污沒有溶解在水中,沒有形成均一、穩定的溶液。用洗滌劑和汽油洗衣服的區別:汽油——用汽油洗衣服時,油污能溶解在汽油里,形成溶液,隨著汽油揮發油污就能被帶走。洗滌劑——洗滌劑具有乳化作用,它能使油污分散成無數細小的液滴,隨水流去。溶解時的吸熱或放熱現象擴散過程——溶質的分子(或離子)向水中擴散——吸收熱量。水合過程——溶質的分子(或離子)和水分子作用,生成水合分子(或水合離子)——放出熱量。如果擴散過程吸收的熱量小于水合過程放出的熱量,溶液的溫度就會升高。(例如氫氧化鈉固體、濃硫酸)如果擴散過程吸收的熱量大于水合過程放出的熱量,溶液的溫度就會降低。(例如硝酸銨)氯化鈉等溶于水時,不會有明顯的吸熱、放熱現象。氧化鈣與水反應放出大量的熱。有的實驗為了節省能源,可以采用氧化鈣和水反應來提高溫度。二、溶解度飽和溶液與不飽和溶液定義:在一定溫度下,向一定量溶劑里加入某種溶質,當溶質不能繼續溶解時,所得到的溶液叫做飽和溶液;還能繼續溶解的溶液,叫做不飽和溶液。判斷溶液是否飽和的方法:繼續加入該種溶質,如果該物質的質量減少,那么溶液是不飽和溶液;如果該物質的質量不變,那么溶液是飽和溶液。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飽和溶液。不飽和溶液與飽和溶液的轉化①氫氧化鈣和氣體的溶解度隨著溫度升高而降低。所以若把氫氧化鈣和氣體的不飽和溶液變成飽和溶液,在改變溫度時要升高溫度。②最可靠的方法是蒸發溶劑、加溶質、加溶劑。③若想把氫氧化鈣的飽和溶液變成不飽和溶液,可以通入適量的二氧化碳并過濾。④若想把氫氧化鈣的不飽和溶液變成飽和溶液,也可以加入CaO并冷卻。⑤氫氧化鈣不是晶體,從氫氧化鈣溶液也不會析出晶體,所以只能稱作“澄清的石灰水變渾濁”。濃、稀溶液與飽和、不飽和溶液之間的關系:①飽和溶液不一定是濃溶液,不飽和溶液不一定是稀溶液。②在一定溫度時,同一種溶質的飽和溶液要比它的不飽和溶液濃。混合物的分離和提純分離可溶物和不溶物:過濾法(溶解、過濾、蒸發或溶解、過濾、洗滌、干燥)鐵屑和其他固體:用磁鐵反復吸引除去氯化鈉中少量的硝酸鉀:蒸發溶劑結晶法(蒸發溶劑)除去硝酸鉀中少量的氯化鈉:冷卻熱飽和溶液結晶法(高溫溶解、降溫、過濾)(結晶:熱的溶液冷卻后,已溶解在溶液中的溶質從溶液中以晶體的形式析出,這一過程叫結晶)后兩者往往應用在分離兩種可溶于水的物質,并且其中一種的溶解度受溫度影響大,另一種受溫度影響小。我們希望析出的晶體是量多的一種,所以選用的方法要適合量多的那種。蒸發溶劑時溶液濃度不變,冷卻熱飽和溶液時溶液濃度變小。在一定溫度和溶質相同的條件下,100g的飽和溶液和200g的飽和溶液,二者都蒸發10g水,析出晶體的質量相等。在60℃和溶質相同的條件下,把100g的飽和溶液和200g的飽和溶液降低到20℃,若前者析出晶體的質量為M,后者析出晶體的質量為N,那么N=2M。固體的溶解度定義:在一定溫度下,某固體物質在100g溶劑里達到飽和狀態時所溶解的質量。四要素:溫度——必須指明具體的溫度,溶解性才有意義。溶劑的質量是100g。固體在溶解在溶液中,必須達到飽和狀態。溶解度的單位通常是g。影響固體溶解度的因素:(內因)溶質性質、溶劑性質;(外因)溫度。一般來說,溫度越高,固體的溶解度越大。溶解度的相對大小:溫度是20℃,并且溶劑的質量是100g。在20℃下,溶解度小于0.01g,被稱為難溶(或不溶);溶解度介于0.01~1g之間,被稱為微溶;溶解度介于1~10g之間,被稱為可溶;溶解度大于10g,被稱為易溶。有關溶解度曲線的常見試題(見右上圖)t3℃時A的溶解度為80g。P點的的含義是:在該溫度時,A和C的溶解度相同。N點為t3℃時A的不飽和溶液,可通過加入A物質,降溫,蒸發溶劑的方法使它變為飽和。曲線上的點代表對應溫度的飽和溶液,曲線以下的點代表對應溫度的不飽和溶液。加溶質相當于把點向正上方移動(但是點不能被移動到圖象上方),加溶質相當于向下豎直移動,降溫相當于向左水平移動,升溫相當于向右水平移動。t1℃時A、B、C、溶解度由大到小的順序C>B>A。從A溶液中獲取A晶體可用降溫結晶的方法獲取晶體。從B的溶液中獲取晶體,適宜采用蒸發結晶的方法獲取晶體。t2℃時A、B、C的飽和溶液各W克,降溫到t1℃會析出晶體的有A和B,無晶體析出的有C,所得溶液中溶質的質量分數由小到大依次為A。除去A中的泥沙用過濾法;分離A與少量B的混合物,用結晶法。氯化鈉等物質的溶解度受溫度變化的影響較小;硝酸鉀等物質的溶解度受溫度變化的影響較大。它們的溶解度都隨著溫度的升高而變大。氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而減小。氣體的溶解度定義:在壓強為101kPa和一定溫度時,氣體溶解在1體積水里達到飽和狀態時的氣體體積。氣體的溶解度沒有單位。氣體溶解度的影響因素:(內因)氣體的性質、水的性質;(外因)溫度、壓強。一般來說,溫度越高,氣體的溶解度越小;壓強越大,氣體的溶解度越大。三、溶質的質量分數1.溶質的質量分數:使用該公式時的注意事項:溶質的質量是指形成溶液的那部分溶質,沒有進入溶液的溶質不應考慮。(計算溶質質量時要考慮溶解度)溶液的質量包括溶液中所有溶質的質量。上下的單位要統一。氯化鈉溶液的質量分數為16%,“16%”的意義:每100份質量的氯化鈉溶液中含16份質量的氯化鈉。配制一定溶質質量分數的溶液用固體配制溶液儀器:天平、藥匙、量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。步驟:計算、稱量、溶解、裝瓶貼標簽。用濃溶液稀釋儀器:量筒、膠頭滴管、燒杯、玻璃棒。步驟:計算、量取、稀釋、裝瓶貼標簽。標簽一般包括藥品的名稱(化學式)和濃度。溶液的稀釋計算稀釋的方法:加入溶劑或加入低濃度溶液。依據:稀釋前后溶液中的溶質的質量不變。關系式①加水稀釋:濃溶液液質量×濃溶液溶質質量分數%=稀釋后溶液質量×稀釋后溶液質量分數%濃溶液質量×濃溶液溶質質量分數%=(溶液質量+加入水的質量)×稀釋后溶液質量分數%②加入低濃度溶液稀釋:濃溶液質量×濃溶液溶質質量分數%+稀溶液質量×稀溶液溶質質量分數%=(濃溶液質量+稀溶液質量)×混合后所得溶液溶質的質量分數溶液的混合計算依據:混合前各溶液溶質的質量之和,等于混合后溶液中溶質的總質量。已知的問題①如果用固體配制溶液時,固體帶有結晶水(例如硫酸銅晶體),那么所得溶液的溶質質量分數會偏小。②量取液體時,如果仰視讀數,量取的液體會偏少;如果俯視讀數,量取的液體會偏多。③用固體配制溶液時,天平未配平、物碼顛倒等情況會影響溶液的溶質質量分數。第八章常見的酸堿鹽一、基礎知識一、酸堿指示劑定義:能跟酸或堿的溶液起作用而顯示不同顏色的物質叫做酸堿指示劑。常見的酸堿指示劑有紫色石蕊溶液和無色酚酞溶液。某些植物的花瓣或果實(如牽牛花、月季花、紫卷心菜等)也可用作酸堿指示劑。紫色石蕊溶液遇酸溶液(含H+的溶液)變紅,遇堿溶液(含OH-的溶液)變藍,在中性溶液中呈紫色。無色酚酞溶液遇酸溶液不變色,在中性溶液中不變色,遇堿溶液變紅。并非所有的鹽溶液都是中性的。水溶液呈堿性的鹽:純堿、小蘇打等。水溶液呈酸性的鹽:硫酸銅、硫酸氫鈉等。s二、干燥劑使用干燥劑的目的是除去氣體中混有的水蒸氣。我們學過的干燥劑有氫氧化鈉、濃硫酸、氧化鈣、氯化鈣等。氫氧化鈉易潮解;濃硫酸具有吸水性;而氧化鈣可以與水反應:CaO+H2O=Ca(OH)2氫氧化鈉氫氧化鈉等堿性干燥劑不能干燥氯化氫、二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體。濃硫酸濃硫酸等酸性干燥劑不能干燥氨氣等堿性氣體。三、復分解反應定義:兩種化合物互相交換成分,生成另外兩種化合物的反應叫復分解反應。特點:交換成分,價態不變。反應發生的條件:生成難電離的物質(水、氣體或沉淀)。二、酸一、酸的定義和分類酸:物質溶于水時,形成的陽離子全部是H+的化合物。由于酸、堿、鹽溶于水時會電離出陰、陽離子,所以酸、堿、鹽的水溶液具有導電性。酸的電離:HCl=H++Cl-,H2SO4=2H++SO42-二、常見的酸鹽酸(氫氯酸)硫酸化學式HClH2SO4形成H2+Cl2HClSO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4(酸雨形成的原理)狀態無色液體、具有酸味、刺激性氣味(濃硫酸)無色粘稠的油狀液體(稀硫酸)無色液體特點濃鹽酸具有強揮發性①濃硫酸具有吸水性(物理性質)②濃硫酸具有強腐蝕性(化學性質)③濃硫酸溶于水時會放出大量熱用途重要化工產品,用于金屬表面除銹、制藥人體胃液中含有鹽酸,可以幫助消化重要化工原料,用于生產化肥、農藥、火藥、染料以及冶煉金屬、精煉石油和金屬除銹等在實驗室中常用濃硫酸作干燥劑敞口放置的變化質量減小,溶質質量分數減小(揮發性)質量變大,溶質質量分數減小(吸水性)注意事項①工業生產的鹽酸偏黃,是因為含有Fe3+,可用蒸餾法提純。②打開濃鹽酸的瓶塞,會有白霧出現,是因為:揮發的氯化氫氣體極易溶于水,揮發時溶解的氯化氫與水蒸氣形成了鹽酸的小液滴。①濃硫酸的稀釋:把濃硫酸沿器壁慢慢注入,并不斷用玻璃棒攪拌(目的:加快溶解、散熱)。②如果把水倒進濃硫酸里,由于水的密度小,浮在硫酸上面,硫酸溶解時放出的熱不易散失,使水暴沸,使硫酸液滴向四周飛濺,導致危險。濃硫酸能將紙張、木材、布料、皮膚中的氫、氧元素按水的組成比脫去,這種作用通常叫做脫水作用。鹽酸、硝酸、醋酸具有揮發性;碳酸不穩定,容易分解成二氧化碳和水。硝酸、硝酸銀見光易分解,所以它們要放在棕色試劑瓶中。濃硫酸的稀釋操作三、酸的化學性質酸有相同的化學性質是因為酸在水中都能電離出H+,有不同的化學性質是因為能電離出的酸根離子不同。酸溶液能使酸堿指示劑變色:使紫色石蕊溶液變紅。酸+活潑金屬→鹽+氫氣(置換反應)這里不包括濃硫酸和硝酸。示例:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑和Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑【現象】鐵表面有氣泡產生;溶液由無色逐漸變為淺綠色(Fe2+的鹽溶液呈淺綠色)。酸+金屬氧化物→鹽+水(復分解反應)金屬氧化物可以是活潑金屬的氧化物和不活潑金屬的氧化物。因為生成物有水,符合復分解反應的發生條件,所以反應一定發生。示例1:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O和Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O【現象】鐵銹逐漸溶解消失;溶液由無色逐漸變成黃色(Fe3+的鹽溶液呈黃色)。示例2:CuO+2HCl=CuCl2+H2O和CuO+H2SO4=CuSO4+H2O【現象】黑色粉末逐漸溶解消失;溶液由無色逐漸變成藍色(Cu2+的鹽溶液呈藍色)酸+堿→鹽+水(復分解反應、中和反應)酸+鹽→新酸+新鹽(復分解反應)反應發生的條件:①新酸是碳酸;②如果新酸不是碳酸,新鹽必須是沉淀。碳酸鹽都能與酸反應:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑除硫酸鋇以外的鋇鹽都能與硫酸反應:BaCl2+H2SO4=BaSO4↓+2HCl(注意:HCl是稀鹽酸,不寫↑)硝酸銀能與鹽酸反應:AgNO3+HCl=HNO3+AgCl↓三、堿一、堿的定義和分類堿:物質溶于水時,形成的陽離子全部是OH-的化合物。四大強堿都可以溶于水,但弱堿不能溶于水。氨水是氨氣溶于水形成的液體。在初中化學范圍內,只有氫氧化銅是藍色沉淀,氫氧化鐵是紅褐色沉淀。氨水的電離是NH3·H2O=NH4++OH-,所以氨水也是堿。鉀、鈉、鈣的氧化物能與水反應生成相應的堿。如:CaO+H2O=Ca(OH)2二、常見的堿氫氧化鈉(燒堿、火堿、苛性鈉)氫氧化鈣(消石灰、熟石灰)化學式NaOHCa(OH)2工業制法Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2O=Ca(OH)2狀態白色塊狀固體白色粉末狀固體腐蝕性強腐蝕性較強腐蝕性特點極易溶于水,溶于水時放出大量的熱。氫氧化鈉固體易吸水而潮解。微溶于水,溶于水時放熱不明顯。用途用于肥皂、石油、造紙、紡織和印染等行業(除玻璃方面外,用途與純堿類似)。氫氧化鈉能與油脂反應,所以可以除油污。漂白粉、建筑材料、改良酸性土壤和河流、配制波爾多液在實驗室中可以證明二氧化碳。酸、堿包括其溶液都要密封。澄清的石灰水就是氫氧化鈣的水溶液。氫氧化鈉必須密封有兩個原因:①吸水性;②能與空氣中的二氧化碳反應:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。三、堿的化學性質堿有相同的化學性質是因為不同的堿溶液中都含有相同的OH-。堿溶液(四大強堿的溶液、氨水)能使指示劑變色:使紫色石蕊溶液變藍,使無色酚酞溶液變紅。由于弱堿不溶于水,所以弱堿不能使指示劑變色。堿+非金屬氧化物→鹽+水(復分解反應)反應發生的條件:①堿是四大強堿;②非金屬氧化物是二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫。根據條件我們可以寫出十二個化學方程式,但必須掌握的四個化學方程式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O2NaOH+SO3=Na2SO4+H2OCa(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O(檢驗二氧化碳;石灰墻“出汗”)堿+酸→鹽+水(復分解反應、中和反應)在堿的通性中,弱堿只有該性質。堿+鹽→新堿+新鹽(復分解反應)反應發生的條件:①反應物能溶于水(包括氫氧化鈣,不包括其他微溶于水的物質);②新堿是氨水;③若新堿不是氨水,新堿和新鹽中至少有一個沉淀。銨鹽一定能與四大強堿反應。新堿是沉淀:藍色沉淀–2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2↓紅褐色沉淀–3NaOH+FeCl3=3NaCl+Fe(OH)3↓白色沉淀–2NaOH+MgSO4=Na2SO4+Mg(OH)2↓新鹽是沉淀:Ba(OH)2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaOHCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH藍白沉淀:Ba(OH)2+CuSO4=BaSO4↓+Cu(OH)2↓紅白沉淀:3Ba(OH)2+Fe2(SO4)3=3BaSO4↓+2Fe(OH)3↓波爾多液(注:波爾多液不是溶液):Ca(OH)2+CuSO4=CaSO4+Cu(OH)2↓弱堿在加熱的條件下會分解成金屬氧化物和水。如Cu(OH)2CuO+H2O。但需要注意的是,強堿沒有該性質,該性質不屬于堿的通性。四、氫氧化鈉和氫氧化鈣變質氫氧化鈉變質氫氧化鈉變質是因為與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉。證明方法:取樣,加過量的稀鹽酸,如果有氣泡產生,說明氫氧化鈉已經變質:NaOH+HCl=NaCl+H2O和Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑取樣,加氫氧化鈣溶液,如果有白色沉淀產生,說明氫氧化鈉已經變質:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓取樣,加氯化鈣(或硝酸鈣)溶液,如果有白色沉淀產生,說明NaOH已經變質:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓或Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓氫氧化鈣變質氫氧化鈣變質是因為與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣。證明方法:取樣,加入過量的稀鹽酸,如果有氣泡產生,說明氫氧化鈣已經變質:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑氫氧化鈉固體和氫氧化鈣固體變質時,固體質量都會增加。五、氫氧化鈉和氫氧化鈣部分變質氫氧化鈉部分變質的證明方法:①取樣,(如果是固體,就需要加適量水,使固體完全溶解),加過量的氯化鈣(或硝酸鈣)溶液,如果有白色沉淀產生,說明碳酸鈉存在:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓或Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3↓②過濾,向濾液中滴加酚酞溶液,如果濾液變紅,說明氫氧化鈉存在,氫氧化鈉部分變質。氫氧化鈣固體部分變質的證明方法:①取樣,加適量水使固體完全溶解,加入過量的稀鹽酸,如果有氣泡產生,說明碳酸鈣存在:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑②另取少量固體,加氯化銨(或硫酸銨)研磨,如果聞到刺激性氨味,說明氫氧化鈣存在,氫氧化鈣部分變質:Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O或Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3↑+2H2O四、中和反應定義:酸和堿作用生成鹽和水的反應。配平時要注意H2O的化學計量數。如:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O強酸和強堿反應,一般沒有明顯的實驗現象(沉淀、氣泡、不溶物溶解消失、溶液顏色變化),所以為了觀察反應是否發生,需要借助酸堿指示劑。如NaOH+HCl=NaCl+H2O,反應的時候要進行以下操作:①在燒杯中加入氫氧化鈉溶液;②滴入幾滴酚酞溶液;③用滴管慢慢地滴入稀鹽酸,并不斷用玻璃棒攪拌(如果容器是試管,就直接振蕩);④溶液由紅色剛剛褪成無色時,說明氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應。(注意是先加堿溶液,再加指示劑,然后才加酸)做上述實驗時,如果在實驗過程中忘加酚酞,在實驗結束后再加酚酞溶液,發現酚酞不變色,會有兩種情況:酸堿恰好完全反應或者酸過量。這時加入碳酸鈣固體,如果有氣泡產生,說明酸過量;如果沒有氣泡產生,說明恰好完全反應。雖然不能用酚酞溶液鑒別酸性溶液和中性溶液,但借助一種堿溶液,就能將酸性和中性溶液區分出來。在所有的復分解反應中,中和反應優先發生,并且反應可以瞬時完成。中和反應是放熱的反應。中和反應的應用熟石灰改良酸性土壤(在缺少熟石灰的情況下,用生石灰也可以)。熟石灰改良酸性河流(處理硫酸廠的污水:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O)。鐵粉、蛋殼(主要成分是碳酸鈣)也可改良酸性河流,但它們不屬于中和反應。碳酸水改良堿性土壤。用含氫氧化鋁或氫氧化鎂的藥物中和過多的胃酸:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OMg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O小蘇打、墨魚骨粉(主要成分是碳酸鈣)也可以治療胃酸過多,但它們不屬于中和反應。被蚊蟲叮咬時涂含氨水(或者是牙膏、肥皂水)的藥物。中和反應同氧化反應、還原反應一樣,是特征反應,不屬于四大基本反應類型。第五節酸堿度溶液的酸堿度用pH表示。pH的范圍通常在0~14之間。如下圖所示:0酸性增強(由H+控制酸性)7堿性增強(由OH-控制堿性)14酸性溶液的pH<7,中性溶液的pH=7,堿性溶液的pH>7。H+的濃度越大,溶液的酸性越強,pH越小;OH-的濃度越大,溶液的堿性越強,pH越大。溶液中H+或OH-的濃度改變,則pH會相應改變。一杯pH為5.6的溶液,怎樣增大它的pH值?物理方法:加水稀釋。化學方法:加入鋅粒、氧化銅、氫氧化鈉或碳酸鈣等物質(因為pH小于5.6,溶液呈酸性,所以要考慮酸的通性)。加水稀釋只能使酸性或堿性溶液的pH無限靠近7,但不能改變溶液的酸堿性。測定pH的最簡單方法是使用pH試紙。pH試紙的使用步驟:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH試紙,用玻璃棒將待測液體滴到pH試紙上,將pH試紙顯示的顏色與標準比色卡比較。使用pH試紙時的注意事項:不能把pH試紙浸在待測液體中。pH試紙不能用水潤濕。pH試紙測出的pH值是整數。在做習題時,使用pH試紙和使用酸堿指示劑是同一種方法。常見物質的pH值:12345678910111213廁所清潔劑檸檬醋蘋果橘子醬油西瓜牛奶雞蛋清牙膏肥皂草木灰水廚房清潔劑了解溶液的酸堿度有重要的意義化工生產中許多反應必須在一定pH溶液里才能進行在農業生產中,農作物一般適宜在pH為7或接近7的土壤中生長。測定雨水的pH(因溶解有CO2,正常雨水的pH約為5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空氣的污染情況。測定人體內或排出的液體的pH,可以了解人體的健康狀況。五、鹽一、常見的鹽鹽的定義:由金屬離子(或NH4+)和酸根離子形成的化合物。幾種常見的鹽物質俗稱物理性質用途氯化鈉食鹽白色粉末,水溶液有咸味,溶解度受溫度影響不大①作調味品,腌制咸菜;②作防腐劑;③消除積雪(長期過量使用融雪劑會破壞植被和道路,還會使土壤鹽堿化)④農業上用氯化鈉溶液來選種⑤制生理鹽水(濃度為0.9%的氯化鈉溶液)碳酸鈉純堿、蘇打白色粉末狀固體,易溶于水用于玻璃、造紙、紡織、洗滌、食品工業等(Na2CO3與NaOH用途很相似,但玻璃是個例外)碳酸鈣白色固體,不溶于水建筑材料、補鈣劑實驗室制取二氧化碳的原料的主要成分碳酸氫鈉小蘇打白色晶體,易溶于水制糕點所用的發酵粉(發酵粉不是碳酸鈉,但沒有碳酸氫鈉時可用碳酸鈉代替)醫療上,治療胃酸過多(NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,胃潰瘍者禁用)備注碳酸氫鈉不穩定,受熱能分解:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑區別碳酸鈉和碳酸氫鈉的方法就是分別加熱,有能使澄清石灰水變渾濁的氣體生成的,就是碳酸氫鈉,否則是碳酸鈉。碳酸鈉和碳酸氫鈉的水溶液都呈堿性。工業用鹽亞硝酸鈉有毒,不能食用!消毒用鹽游泳池一般用硫酸銅消毒。醫療上一般用高錳酸鉀消毒。過去習慣用氯氣給自來水消毒,現在用二氧化氯消毒。侯氏制堿法:又名聯合制堿法。主要產物是碳酸鈉,此外還有副產品是氯化銨。鈉離子可以維持細胞內外的水分分布,促進細胞內外物質交換;氯離子可以促生鹽酸、幫助消化,增進食欲。氯化鈉等溶于水后,會使水的凝固點降低,以達到溶雪的目的。氯化鈉作為融雪劑,對植物有害,會腐蝕橋梁等,所以現在逐漸被綠色融雪劑代替。二、粗鹽提純粗鹽的初步提純只是去除不溶性雜質,得到的精鹽中還含有氯化鎂、氯化鈣等可溶性雜質。粗鹽中由于含有氯化鎂、氯化鈣等雜質,易吸收空氣中的水分而潮解。無水氯化鈣可用作干燥劑。實驗步驟:溶解、過濾、蒸發、回收。實驗儀器實驗步驟實驗儀器其中玻璃棒的作用溶解燒杯、玻璃棒攪拌,加速溶解過濾鐵架臺(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、玻璃棒引流蒸發鐵架臺(帶鐵圈)、蒸發皿、酒精燈、玻璃棒防止由于局部溫度過高,造成液滴飛濺回收玻璃棒轉移固體的工具蒸發時要經常用玻璃棒攪拌液體,防止由于局部溫度過高造成液滴飛濺。當水接近全部蒸發時熄滅酒精燈,停止加熱,利用余熱使剩余水分蒸發。三、鹽的化學性質鹽(可溶)+金屬1→金屬2+新鹽(金屬1比金屬2活潑,金屬不是鉀、鈣、鈉)鹽+酸→新鹽+新酸鹽+堿→新鹽+新堿(反應物需都可溶,且滿足復分解反應的條件)鹽+鹽→兩種新鹽(反應物需都可溶,且滿足復分解反應的條件)氯化銀、硫酸鋇既不溶于水,也不溶于酸(不溶于酸就是不與酸反應)。六、酸、堿、鹽的溶解性(室溫)酸:大多數都可溶。堿:只有氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀 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