绪 言
1.化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。它不仅研究已有的物质,还要制造出世上没有的物质。
2.化学的迅速发展运用,对促进社会发展起着重要作用,表现在:
1)为工业发展提供原材料和动力; 2)为农业生产提供高效的农药和化肥; 3)为人类战胜疾病提供药物保证; 4)为人类改善生存条件提供新能源和新材料; 5)为人类拥有美好的生存环境而保护环境。
3.我国古代的化学成就有:造纸,制火药,烧陶瓷,制青铜器,冶炼铁和钢等,其中前三项在世界上享有盛名。 4.绿色化学-----环境友好化学:利用化学原理从源头消除污染,是无污染的化学。 5.“白色污染”是指由放弃塑料造成的污染。 6.1)从宏观上讲,世间万物是由100多重元素组成的,有的物质由一种元素组成;如:铁,氧气;硫等。有的物质由多种元素组成;如:水由氢,氧两种元素组成;碳酸氢铵由碳,氢,氧,氮四种元素组成。
2)从微观上讲,各种物质都是由肉眼看不见的微粒(原子,分子或离子)构成的,各种物质都有一定的组成与结构。 3)物质的性质分为物理性质和化学性质。物质的变化分为物理变化和化学变化
4)物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途,物质的用途反映了物质的性质,物质的性质反映了物质的结构。
第一单元 走进化学世界 课题1 物质的变化和性质
1.物质的变化
1)物质的变化分为物理变化和化学变化,没有生成其他物质的变化叫物理变化(三态的变化,溶解,破碎,形变,脱色等一定是物理变化。)如:水结冰,玻璃破碎,蜡烛融化,碘升华,木材制成桌椅等。变化时生成其他物质的变化叫化学变化。(燃烧,生锈,发酵,腐败,中毒,呼吸作用,光合作用一定是化学变化。)如:蜡烛燃烧(有二氧化碳和水生成),火药爆炸,烧陶瓷,铁生锈等。 2)物理变化和化学变化的本质区别在于:是否有新的物质生成。 3)化学变化常伴随一些现象的发生,如发热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等。但不是一有上述现象就发生了化学变化,一定要以是否有新的物质生成来判断。如灯泡发光,放热,但没有发生化学变化。
4)化学变化常伴随能量的变化(吸收或放出:达到某一条件就能自发发生的反应是放热反应,需持续加热的反应是吸热反应):蜡烛燃烧时,化学能转化为热能和光能;电池放电时化学能转化为电能,冲电时电能转化为化学能;植物进行光合作用时光能转化为化学能。 2.物质的性质
1)物质的性质分为物理性质和化学性质。物质不需要经过化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。如物质的颜色、状态、气味、味道、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、导电性、导热性、挥发性、延展性等。物质在发生化学变化时才表现出来的性质叫做化学性质。如可燃性、稳定性、酸性、碱性、氧化性、还原性、毒性,跟某些物质起反应呈现的现象等。一般用“能”、“易”、“可以”、 “会”、 “活泼”、“具有”等词描述。例如“镁带燃烧” 是化学变化;“镁带能燃烧” 是化学性质;“汽油燃烧” 是化学变化; “汽油易燃烧” 是化学性质等。 2)物理性质与化学性质的区别在于表现这种性质时是否需要发生化学变化。 3.区别氧气和二氧化碳的方法: 1)用燃着的木条伸入两个集气瓶中,能使木条燃烧更旺的是氧气,使燃着的木条熄灭的是二氧化碳; 2)将两种气体分别通入澄清的石灰水中,能使石灰水变浑浊的是二氧化碳,不能使石灰水变浑浊的是氧气。 4.温度升高,物质的熔化温度叫熔点,物质的沸腾温度叫沸点,沸点与大气压有关,气压高,沸点高。 5.物质单位体积的质量叫物质的密度。体积大,质量小的密度小;体积小,质量大的密度大。 6.氧气能支持燃烧,供给呼吸;二氧化碳不支持燃烧,能使澄清石灰水变浑浊。 1
课题2 化学是一门以试验为基础的科学
1.蜡烛燃烧实验 1)实验步骤:
(1)取一支蜡烛,观察其颜色、状态、气味;用小刀切下一片蜡烛,将其放入水中,观察它是否溶解、是否下沉。 (2)用火柴点燃蜡烛。观察蜡烛外部形态的变化。
(3)将干而冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上方,观察其内壁;然后将其迅速倒转过来,注入少量澄清的石灰水,震荡,观察石灰水是否变化。
(4)用白瓷板压在火焰上,观察现象;
(5)用一个小玻璃管从蜡烛火焰中引出一缕白烟,并用火柴在导管的另一端点燃,你又发现什么? (6)吹灭蜡烛,观察现象;吹灭蜡烛时,试用火柴去点白烟,看有什么惊喜? (7)取一根火柴放入蜡烛火焰中一秒后取出,观察现象。 2)实验现象和结论:
(1)蜡烛是由石蜡和棉线做的灯心组成的,一般外观为圆柱形、固体、乳白色,不管何种蜡烛都手感滑腻,难溶于水,密度比水小。
(2)燃烧时,火焰上方罩的干而冷的烧杯内壁有无色液滴生成,取下烧杯迅速倒转过来,倒入的清石灰水变浑浊,说明蜡烛燃烧生成水和二氧化碳。
(3)压在火焰上方的白瓷板上有黑色粉末状物质生成;在导管另一端的白烟可被点燃。 (4)白烟可以燃烧并再次点燃蜡烛。
(5)放入蜡烛火焰中的火柴,处于火焰最外层的部位最先变黑,说明外层火焰温度最高,第二层次之,最里层温度最低。
3)结论:蜡烛能燃烧,蜡烛燃烧生成二氧化碳和水。蜡烛刚熄灭时,烛芯会冒出由蜡烛蒸气冷凝成固体小颗粒而形成的白烟。 石蜡 加热 二氧化碳+水
2.“烟”是飘在空气中的固体小颗粒;“雾”是飘在空气中的液体小液滴。 3.排水集气法适用于:不与水反应,难溶或不易溶于水的气体的收集,但要注意,往集气瓶中加水时必须排尽所有的空气,否则收集到的气体不纯。 4.对人吸入的空气和呼出的气体的探究:
1)实验步骤:取一瓶已收集好的空气,再取一瓶收集好的人呼出的气体,分别滴入澄清石灰水,振荡,观察现象。
实验现象:人呼出的气体能使澄清石灰水变浑浊,滴入空气中的石灰水无明显变化。 实验结论:人呼出的气体中含有较多的二氧化碳。
2)实验步骤:取一瓶已收集好空气。再取一瓶收集好的人呼出的气体,分别向其中插入燃着的木条,观察现象。
实验现象:人呼出的气体能使木条熄灭,插入空气中的木条仍然燃烧。 实验结论:人呼出的气体中氧气含量较少,空气中氧气含量较多。 3)实验步骤:取两块干燥的玻璃片,对着其中一块呼气,与另一块比较。
实验现象:人呼出的气体能在玻璃片上形成水雾,一会儿消失了。放在空气中的玻璃片无明显变化。 实验结论:人呼出的气体中水蒸气含量较多,空气中水蒸气含量较少。
课题3 走进化学实验室
1.怎样学习和研究化学?1)需要进行化学实验;2)需要进行科学探究;3)要使用化学符号
2.如何进行化学实验?进行化学实验需要遵守实验规则,注意实验安全,规范操作,正确客观地记录实验现象和数据,合理地推导。
3.以观察、实验、实践为主的探究活动是学习化学的重要方法。它包括以下几个主要环节: 提出问题→猜想与假设→设计实验→进行实验→收集证据→解释结论→反思与评价→表达与交流 4.为什么学习化学要使用化学符号?
1)使用化学符号,可以方便化学研究;2)化学符号是拉丁文,用它可以表示物质的组成,结构和变化。
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5.常用仪器的使用:
1)试管:该仪器是化学实验中使用最广泛的仪器。 (1)主要用于少量物质的溶解或发生反应的仪器,也常用于制取或收集少量气体。 (2)实验时盛放液体量不能超过试管容积的1/3,以防振荡或加热时溅出。 (3)用试管夹或者铁夹固定时,要从试管底部向上套入,并夹持在离管口1/3的部位。 (4)试管是可用灯焰直接加热的仪器,加热时试管口不能对着人,以防液体喷出烫伤人。 (5)加热前应先擦干试管壁上水珠,预热,结束后不可骤冷,否则可使试管破裂; 2)酒精灯:是实验室中最常用的加热仪器。 (1)实验所盛酒精量不能超过容积的2/3,也不能少于1/3; (2)使用时要用燃着的火柴点燃酒精灯,严禁用燃着的酒精灯去点燃另一酒精灯,以防发生火灾; (3)禁止向燃着的酒精灯内添加酒精,以防发生火灾; (4)加热时要用外焰加热,外焰温度最高,加热效果好; (5)加热完毕要用灯帽盖灭火焰,不可用嘴吹灭,以防发生火灾; (6)火焰可分为外焰、内焰、焰心。外焰温度最高; (7)加热时不能将灯芯与玻璃仪器接触;否则会使玻璃仪器炸裂; (8)使用酒精灯时,不慎而引起酒精燃烧,应立即用湿抹布扑灭; 3)试剂瓶:主要是称放固体、液体试剂,气体
(1)广口瓶:盛放固体试剂。配上双孔橡皮塞后,配成洗气、除杂、检验装置; (2)细口瓶:盛放液体试剂。存放碱溶液应用橡皮塞;棕色试剂瓶盛放避光试剂; (3)集气瓶:用于收集或贮存少量气体。
4)试管夹:用于夹持试管,给试管加热时从试管底部套入,撤出时也从试管底部撤出。 5)托盘天平和砝码:
(1)托盘天平一般用于粗略量取固体物质质量,它的精确度为0.1g; (2)使用托盘天平前,先调零,然后在左右两盘放大小相同的纸,如果称量的物体易潮解或有腐蚀性,应该用玻璃器皿称量,如小烧杯,表面皿等; (3)称量时候要遵循“左物右码”的原则:m物=m砝码+m游码; (4)取用砝码的时候,绝对不能用手拿放,应该用镊子夹取,防止砝码沾污腐蚀变质。【托盘天平须放平,游码旋螺针对中;左放物来右放码,镊子夹大后夹小】
(5)砝码与称量物放颠倒时m物=m砝码-m游码。 6)量筒: (1)量筒一般用于粗略量取一定体积液体(只能精确到0.1毫升) (2)选取量筒时,量筒的容积应该大于并且尽量接近于所要量取液体的体积,以尽量减少误差; (3)量筒读数应该使视线与液体的凹液面最低点保持水平;在量取液体时,若俯视量筒则读出数据大于实际液体体积,即取用液体的体积偏小,若仰视量筒,则读出的数据小于实际液体的体积,即取用的液体的体积偏大;(读数要与切面平,仰视偏低俯视高) (4)量筒不能加热,不能量取温度过高的液体,也不能作为化学反应和配制溶液的容器;
7)烧杯:烧杯用作较大量试剂的反应、蒸发部分液体和配制溶液,可在常温或加热时使用。烧杯外壁擦干后方可用于加热;加热时应放置在石棉网上,盛放液体的容量通常不超过容积的1/3。 8)胶头滴管:滴管是用来吸取少量试剂的一种仪器。取液后的滴管,应保持橡胶乳头在上,不要平放或倒置,防止试液倒流,腐蚀橡胶乳头;不要把滴管放在试验台上。以免沾污滴管;用过的滴管要立即冲洗干净;严禁用未经清洗的滴管再取别的液体,以免污染试剂。(滴管滴加捏胶头,垂直悬空不玷污;不平不倒不乱放,用完清洗莫忘记)
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9)蒸发皿:用于蒸发、浓缩液体或干燥固体。蒸发皿可直接加热;待液体接近蒸发完时,停止加热,利用余热蒸干,放在实验台上时需垫石棉网;虽耐高温,但不宜骤冷。 10)玻璃棒:用于搅拌,引流。 6.几种基本操作规范: 1)固体药品的取用:
(1)取用粉末状固体或者颗粒小的固体时,一般使用药匙或纸槽,把试管倾斜,把盛有药品的药匙(或者纸槽)小心的送到试管底部,然后使试管慢慢竖直起来,让药品全部落到底部,以避免药品沾到管口和管壁上;(固体需匙或纸槽,一送二竖三弹弹;块固还是镊子好,一横二放三慢竖)
(2)取用块状固体或者颗粒较大的固体时,一般使用镊子,把容器横放,把药品放入容器口后,再把容器慢慢地竖立起来,让固体缓缓滑入试管底部,以免打破容器;
(3)如果没有指明具体取用量,固体药品一般取用盖满试管底部即可。 2)液体药品的取用:
(1)取用较大量液体时,可以用倾倒法,具体方法是:取下瓶塞,倒放在桌子上,倾倒液体时,瓶口要紧挨着试管口,缓慢地倒入液体,拿细口瓶倾倒液体时,细口瓶的标签要靠手心,以防液体腐蚀标签,倒完液体后,应立即盖紧瓶塞,并把瓶子放回原处;(液体应盛细口瓶,手贴标签再倾倒)
(2)取用少量的液体,还可以用胶头滴管;使用滴管时应把它悬空放在容器口上方滴加。勿让滴管的尖嘴触及容器内壁,以免玷污滴管,将杂质带回试剂瓶中。[滴管滴加捏胶头,垂直悬空不玷污;不平不倒不乱放,用完清洗莫忘记] (3)向试管中倾倒液体药品的量以不超过试管总容积的1/3为度。 3)固体加热方法:
(1)为了防止生成的水(或冷凝水)倒流而使试管底部破裂,在加热固体时候,一般试管口向下倾斜; (2)在加热固体时,一定要预热(在火焰上左右移动试管),然后将外焰固定在固体下方加热。 4)药品的处理
(1)化学实验过程中的废液,应该倒入指定的容器中集中处理;
(2)取用过多而剩余的药品,不能放回原试剂瓶,应该放入回收瓶中,集中处理。 5)仪器的洗涤干净的标准是: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(即形成水膜),则表明仪器已经洗涤干净。 6)取药“三不”原则:不准用手接触药品;不准将鼻孔凑到容器口去闻药品的气味;不准品尝药品的味道。 7)取药“节约”原则:没有说明用量时,固体只需铺满试管底部;液体取1-2毫升即可。 8)处理“三不”原则:剩余的药品不能放回原瓶;不要随意丢弃;不能带出实验室,要放入指定的容器中。 9)连接仪器时,应边转动边插入,难连接时可用水或液态石蜡湿润后再连接。 12、实验中的规律: ①凡用固体加热制取气体的都选用高锰酸钾制O2装置(固固加热型);凡用固体与液体反应且不需加热制气体的都选用双氧水制O2装置(固液不加热型)。 ②凡是给试管固体加热,都要先预热,试管口都应略向下倾斜。 ③凡是生成的气体难溶于水(不与水反应)的,都可用排水法收集;凡是生成的气体密度比空气大(不与空气反应)的,都可用向上排空气法收集;凡是生成的气体密度比空气小(不与空气反应)的,都可用向下排空气法收集。 ④凡是制气体实验时,先要检查装置的气密性,导管应露出橡皮塞1-2ml,铁夹应夹在距管口1/3处。 ⑤凡是用长颈漏斗制气体实验时,长颈漏斗的末端管口应插入液面下。防止气体从漏斗中遗出,收集不到气体。 ⑥凡是点燃可燃性气体前,一定先要检验它的纯度。 ⑦凡是使用有毒气体做实验时,最后一定要处理尾气。 ⑧凡是使用还原性气体还原金属氧化物时,一定是“一通、二点、三灭、四停”
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第二单元 我们周围的空气
课题1 空气
1.空气的成分:
氮气 空气的成分(按体积氧气 稀有气体 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03% 99%的主要成分 分数计算) 二氧化碳 其他气体和杂质 2.物质的初步分类: 物1% 纯净物:只由一种物质组成的物质。如:氧气、氮气、二氧化碳、高锰酸钾,酒精,铁,碳,硫 质 混合物:由两种或两种以上物质混合而成的物质。如:空气,海水,糖水,雨水,盐水,盐酸 注意:同学们易错把二氧化碳这样的物质看作混合物,它只是一种物质,因此是纯净物,名为“某化某”的都是纯净物。 3.氮气
物理性质:难溶于水。 化学性质:化学性质不活泼,常温难与其他物质反应。 用途:制氮肥,作保护气。 4.稀有气体 物理性质:无色无味的气体,难溶于水,通电条件下能发出不同颜色的光等。 化学性质:稳定,一般不跟其他物质反应,在一定条件下也能跟某些物质反应。 用途:用于霓虹灯,作焊接金属保护气等,氦气密度小,常用于填充气球。 注意:1)稀有气体是氦、氖、氩、氪、氙等气体的总称,不是一种气体。2)稀有气体是空气中性质最稳定的气体。 5.大气的主要污染物及其来源: 1)主要污染物:烟尘(可吸入颗粒物)和有害气体(主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等) 2)来源:矿物燃料(煤和石油)的燃烧、工厂排放的废气、机动车排放的尾气等。 5.防治和减少空气污染的方法: (1)监测空气质量 (2)研制和开发洁净能源 (3)处理工业生产中产生的有害气体 (4)在汽车上安装尾气净化装置,将有害气体转化为无害气体 (5)植树造林 (6)煤脱硫燃烧
6.目前环境污染问题: 臭氧层被破坏(氟里昂、氮的氧化物等):紫外线伤害生物; 温室效应(CO2、CH4等):气温上升,气候异常,极地冰川融化,海平面上升淹没海边城市;酸雨(NO2、SO2等):酸化土壤,破坏森林,腐蚀建筑物 ; 白色污染(塑料垃圾等) :土壤污染,水污染 7.探究空气成分的实验 1)实验步骤:
⑴将集气瓶的容积划分为5等分,作标记。 ⑵用弹簧夹夹紧胶皮管。 ⑶点燃燃烧匙中的红磷。 ⑷将燃烧匙伸入集气瓶中,塞上塞子。 ⑸燃烧完全、冷却后,松开弹簧夹。 2)实验现象:
⑴红磷燃烧产生大量白烟; ⑵白烟消失后,打开弹簧夹,水沿着导管进入集气瓶,流入集气瓶的水约占集气瓶容积的1/5。
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3)实验结论:
⑴空气不是一种单一的气体,是由多种气体组成的; ⑵红磷能在空气中燃烧,消耗的是空气中的氧气; ⑶氧气约占空气总体积的1/5,且支持燃烧; ⑷剩余4/5的气体(氮气)难溶于水,不支持燃烧。 ⑸红磷能燃烧。磷+氧气 点燃 五氧化二磷 【4P +5 O2 点燃 2 P2O5】 4)注意事项: ⑴药品的选择:不能用铁、木炭、硫等代替红磷;因铁在空气中不燃,木炭、硫燃烧生成的气体会弥补消耗掉的氧气的空间,致使瓶内压强不降低,水不能进入集气瓶。 ⑵红磷要过量,用以消耗掉全部的氧气,否则测定结果会低于1/5; ⑶装置气密性要好,如气密性不好,即使红磷耗尽了氧气,外界空气也会进入集气瓶,使测定结果低于1/5; ⑷待白烟消失,集气瓶温度降至室温后,再打开弹簧夹。避免因温度高,气体膨胀,使测定结果低于1/5。 ⑸原理是:红磷燃烧消耗了多少体积的氧气,就能进入多少体积的水。 课题2 氧气
1.氧气的物理性质:无色、无味的气体;不易溶于水;密度比空气的大 2.氧气的化学性质:氧气化学性质比较活泼,能和多种物质反应。 1)木炭在氧气中燃烧: (1)现象:剧烈燃烧、发白光,放热 (2)结论:碳在氧气中燃烧生成二氧化碳。碳+氧气 点燃 二氧化碳 【C + O2 点燃 CO2】 2)铁丝在氧气中燃烧 (1)现象:火星四射、生成黑色固体。 (2)结论:铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁;铁+氧气 点燃 四氧化三铁 【3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4】 (3)注意:集气瓶底要放少量的细沙(或水),防止高温溅落物炸裂集气瓶。细铁丝绕成螺旋状是为了增大加热时的受热面积,方便加热,还可使现象明显。 3)硫在氧气中燃烧 (1)现象:剧烈燃烧。发出明亮的蓝紫色火焰,产生一种带刺激性气味的气体。 (2)结论:硫在氧气中燃烧生成二氧化硫。硫+氧气 点燃 二氧化硫 【S + O2 点燃 SO2】 (3)注意:硫在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰;在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰。 4)蜡烛在氧气中燃烧
(1)现象:剧烈燃烧,火焰苍白明亮,集气瓶内壁有小水珠;在集气瓶中加入少量澄清的石灰水、振荡。可观察到石灰水变浑浊。
(2)结论:蜡烛(石蜡)在氧气中燃烧生成水和二氧化碳。石蜡+氧气 点燃 二氧化碳+水(石蜡是混合物) 3.如何证明一集气瓶中装的是氧气?答:将带火星的木条抻入气体中,若木条燃烧复燃,则证明此气体为氧气。 4.氧气的用途:供给呼吸;支持燃烧(助燃) 课题3 制取氧气
1.氧气的获得
1)工业制法:(分离液态空气法)先将空气除尘净化,然后在低温下加压使空气液化,据氧气和氮气的沸点不同,控温蒸发,沸点较低的氮气先被蒸发出来,余下的便是氧气。工业制取氧气是物理变化,因为没有新物质生成。 2)实验室制法
(1)加热高锰酸钾制取氧气
实验步骤:按图装配好仪器,检查气密性;在试管中装入少量高锰酸钾,并在试管口放一团棉花,用带有导管
化合反应:【多变一】由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应; 分解反应:【一变多】由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 ; 6
的塞子塞紧管口。把试管口略向下倾斜固定在铁架台上。将两个集气瓶分别盛满水,并用玻璃片盖住瓶口。然后把盛满水的瓶子连同玻璃片一起倒立在盛水的水槽内。给试管加热。先使酒精灯火焰在试管下方来回移动,让试管均匀受热(预热),然后对高锰酸钾所在的部位加热。导管口开始有气泡放出时,不宜立即收集,当气泡连续地并比较均匀地放出时,再把导管口伸入盛满水的集气瓶里。等瓶子里的水排完以后,在水面下用玻璃片盖住瓶口。小心地把瓶子移出水槽,正放在桌子上。用同样的方法再收集一瓶氧气(瓶中留有少量水)停止加热时,先要把导管移出水面,然后再熄灭酒精。(查—装—定—点—收—移—熄) (2)原理:高锰酸钾 加热 锰酸钾+二氧化锰+氧气 【2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑】 (3)注意事项
①试管口略向下倾斜:防止冷凝水倒流引起试管破裂 ②药品平铺在试管的底部:以便均匀受热 ③铁夹夹在离管口约1/3处
④导管应稍露出橡皮塞即可:便于气体排出
⑤试管口应放一团棉花:防止高锰酸钾粉末进入导管
⑥排水法收集时,待气泡均匀连续冒出时再收集,否则,收集到的气体不纯(刚开始排出的是试管中的空气) ⑦实验结束时,先移导管再熄灭酒精灯:防止水倒吸引起试管破裂 ⑧用排空气法收集气体时,导管伸到集气瓶底部 (4)氧气的验满:用带火星的木条靠近集气瓶口 ,如果木条复燃,说明氧气已经集满; 氧气的检验:用带火星的木条伸入集气瓶内 ,如果木条复燃,说明该气体是氧气。 (5)氧气不易溶于水,可用排水集气法收集;密度比空气的大,也可用向上排空气法收集 3)加热氯酸钾和二氧化锰的混合物制取氧气 : 步骤和、装置与加热高锰酸钾制取氧气的相同,只是不需放棉花团。 氯酸钾 加热,二氧化锰 氯化钾+氧气 【2KClO3加热, MnO2 2KCl+3O2↑ 】 4)分解双氧水制取氧气 双氧水 二氧化锰 水+氧气 【2H2O2 MnO2 2H2O + O2↑】 用双氧水制取氧气时要用到二氧化锰作催化剂。装置中分液漏斗的作用有: (1)控制滴加液体的总量,获得所需气体的总量,能最大限度的节约药品; (2)控制滴加液体速率,从而实现控制反应速率; (3)可控制反应随时开始,随时停止 2.催化剂:在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化 学性质在反应前后都没有发生变化的物质。(一变两不变) ;催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 3.氧化反应:物质与氧气发生的化学反应。 燃烧是剧烈的氧化反应; 铁生锈、呼吸作用、食物腐败、发酵是缓慢氧化。它们的共同点是:①都是氧化反应; ②都放热。
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第三单元 自然界的水 课题1 水的组成
1.电解水实验 1)原理:水 通电 氢气+氧气 【2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑】 2)正极得到的气体能使带火星的木条复燃,它是氧气;负极得到的气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰,它是氢气,它们的体积比为1:2(氧正氢负,氧一氢二),质量比为8:1。 3)加入硫酸或氢氧化钠的目的:增强水的导电性;电源种类是:直流电 4)由电解水实验可知:水是由氢元素、氧元素组成的。 5)发生化学变化时,元素的种类不变。
2.氢气(H2)难溶于水的气体,是密度最小的气体。 3.氢气具有可燃性(用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属) 氢气+氧气 点燃 水 【2H2+O2点燃2H2O 】 点燃氢气前,要验纯(原因是:点燃混有氧气或空气的可燃性气体都可能会发生爆炸;方法是:用排水法收集一试管气体并用拇指堵住,移近酒精灯火焰,移开拇指点燃气体,如果气体燃烧发出尖锐的爆鸣声则表明气体不纯,若发出的声音很小则气体较纯)
4.氢气燃烧的现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,罩在火焰上方的干冷烧杯中有无色液滴产生。 5.物质的分类
混合物:由两种或多种物质混合而成。自来水,石灰水,空气,高锰酸钾加热分解后的剩余固体,盐酸 物 质 纯净物: 只由一种物质组成
课题2 分子和原子
1.探究性实验
(1)探究物质的可分性。 提出问题 实验 现象 结论 单质:由同种元素组成的纯净物。K Ca Na Mg Al Zn C S P H2 O2 N2 He Ne 化合物:由两种或两种以上元素组成的纯净物。 氧化物:由两种元素组成的化合物,其中有一种元素是氧元素。CO2 H2O2 Fe3O4 酸:HCl H2SO4 HNO3 H3PO4 碱:NaOH KOH Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3.H2O 盐:KNO3 Ag NO3 NaCl Na2SO4 K2SO4 KMnO4 ZnSO4 (NH4)2SO4 单质:同种元素组成的纯净物: Mg Al C S P H2 O2 N2 He Ne 化合物:有不同种元素组成的纯净物:HCl NaCl H2O2 KMnO4 Ca(OH)2 NaOH 氧化物:有两种元素组成,其中一种是氧元素的化合物。CO2 H2O H2O2 Fe3O4 高锰酸钾的颗粒是否可以再在研钵中用杵研碎高锰酸钾小高锰酸钾的小颗粒已呈高锰酸钾的微粒可以再分 分 颗粒 粉末状的细小颗粒 已呈粉末状的细小高锰酸钾取高锰酸钾的细小颗粒一颗,试管中的液体全部变为一颗高锰酸钾的细小颗粒,在水颗粒是否还可以再分 放入10mL水中,振荡 红色 中被分散成更小的颗粒 说明高锰酸钾的微粒仍然存在 在水中分散的更小的高锰酸将试管中变成红色的液体倒入溶液变为浅紫红色 钾颗粒是否可以再分 装有50mL水的烧杯中 以上实验说明:物质可以再分;物质是由极其微小的微粒构成的。 8
(2)探究微粒的运动。
实验 现象 结论 向蒸镏水中滴加酚酞无明显现象, 再滴加浓氨水,烧杯中的液体变为红色 蒸馏水不能使酚酞变色 构成氨水的微粒扩散到整个烧杯中,使其中的酚酞变红 过一会儿,装有蒸馏水和酚酞的烧杯中的液体变为红色 以上实验(溶解,挥发等扩散现象)说明:构成物质的微粒在不断地运动。 (3)探究微粒之间的空隙。
实 验 现 象 氨水中的微粒扩散到装有蒸馏水和酚酞的烧杯中,使其中的酚酞变为红色 结 论 将100mL酒精与100mL水混合均匀 总体积小于200mL 构成物质的微粒间有空隙,不同种物质的微粒间的空隙不同 压缩注射器中的水 压缩注射器中的空气 很难被压缩 很容易被压缩 构成水的微粒间空隙小 构成空气的微粒间空隙大 以上实验说明:构成物质的微粒间都有一定的空隙;不同物质微粒间的空隙大小不同;在固体和液体中,微粒之间距离比较小,在气体物质中,微粒之间的距离比较大。对于同种物质来说,固体微粒间的空隙<液体微粒间的空隙<气体微粒间的空隙。另外,微粒的运动速率与温度有关,温度越高,运动速率越大。 2.分子:分子是保持物质化学性质的最小微粒。由分子构成的物质,发生物理变化时分子本身没变,发生化学变化时,分子本身变了,变成了其他物质的分子。水发生电解时,水分子破裂成氢原子和氧原子,每2个氢原子结合成1个氢分子;每2个氧原子结合成1个氧分子;大量的氢分子聚集成氢气;大量的氧分子聚集成氧气;最后因为水分子变成了氢分子和氧分子,所以氧气、氢气不再具有水的性质了。当氢气在氧气中燃烧时,氢分子和氧分子化合成水分子,水分子不再具有氢分子和氧分子的性质。保持水的化学性质的微粒是水分子;保持氢气的化学性质的微粒是氢分子;保持氧气的化学性质的微粒是氧分子。 氢分子 氯分子 氯化氢分子
3.原子:原子是化学变化中的最小微粒。在化学反应中分子可以再分,分解成原子。原子重新组合生成了新的分子,而原子还是原来的原子,即原子在化学反应中不能再分,而分子可以再分。分子、原子的比较: 相似点 相异点 构成 实例 分子 化学变化中,分子可分 分子由原子构成 氧气由氧分子构成,氧分子由氧原子构成 原子 化学变化中,原子不可再分 原子由原子核(质子和中子)和电子构成 铁由铁原子构成 质量、体积很小,在不停地运动,微粒间有空隙,都是构成物质的微粒 9
相互联系 原子可构成分子,原子和分子都可构成物质 课题3 水的净化
1.自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是纯水,都含有许多可溶性和不溶性杂质,都属于混合物。 2.天然水通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等不同途径可以得到不同程度的净化水。自来水生产时,使用明矾的作用是吸附悬浮小颗粒物,使之结集沉降而除去;消毒用漂白粉,主要成分为次氯酸钙【Ca(ClO)2】,消毒是化学变化。 3.过滤:是分离不溶性固体与液体的一种方法(即一种溶,一种不溶)如粗盐提纯、氯化钾和二氧化锰的分离。 1)操作要点:“一贴”、“二低”、“三靠” “一贴”指:用水润湿后的滤纸应紧贴漏斗内壁。 “二低”指:①滤纸边缘稍低于漏斗边缘;②滤液液面稍低于滤纸边缘。 “三靠”指:①烧杯紧靠玻璃棒;②玻璃棒紧靠三层滤纸一边;③漏斗末端紧靠烧杯内壁。 2)滤液混浊的原因有:滤纸破损;液面高于滤纸边缘等。 4.水有硬水、软水之分。
①含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水;不含或少含可溶性钙、镁化合物的水叫软水。
②硬水和软水的区分:加入肥皂水搅拌,产生泡沫较多的水是软水,产生泡沫较少、易起浮渣的水是硬水。 ③使用硬水弊端:洗衣服不净、变硬,锅炉不仅浪费燃料,还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。
④硬水软化的方法有:(生活上)煮沸、(实验室里)蒸馏,其中蒸馏净化程度最高,可得到纯净的水。 5.活性炭具有吸附性,能吸附除去水(或空气)中的色素,杂质,异味物质。 6.制取蒸馏水时为了提高冷却效果,冷却水要从冷凝管的下端通入,
课题4 爱护水资源
1.地球上的水储量是丰富的,但可供人类利用的淡水少于1%。
2.水污染的来源:(1)工业上:工业三废“废气、废水、废渣”的任意排放;(2)农业上:大量或滥用及不合理使用农药、化肥;(3)居民上:生活污水的任意排放 3.水污染的危害:(1)危害人体健康:被污染的水体通过食物链进入人体中;(2)造成水体富营养化:当含有大量的氮、磷、钾等营养物质,会造成“水华”、“赤潮”等现象;(3)破坏水环境生态平衡: 4.防治水污染的措施: (1)工业三废(废渣、废液、废气)要经处理达标再排放;(2)农业上合理施用农药、化肥; (3)生活污水要集中处理达标再排放;不随意向河道中丢弃垃圾,增强人们的环保意识;(4)使用无磷洗涤剂。 5.节约用水:工业上,提高水的重复利用率;农业上,使用喷灌和滴灌;生活上,一水多用。 第四单元 物质构成的奥秘
课题1 原子的构成
1.原子的构成: 核外电子 每个电子带一个单位的负电荷 原子 质子 每个质子带一个单位的正电荷 原子核 中子 不显电性 (核电荷数=质子数=核外电子数) 由于原子由原子核和核外电子构成,两者所带电量相等,电性相反,所以整个原子不显电性(或呈电中性)
2.相对原子质量:以碳-12原子的实际质量的l/12作为基准,其他原子
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的实际质量与这一基准的比值,叫这种原子的相对原子质量,单位为1。
某原子的实际质量 相对原子质量== 碳—12原子实际质量的十二分之一 说明: ①相对原子质量只是一个比值,不是原子的实际质量,单位为1。 ②在相对原子质量计算中,选用的碳原子是碳-12,是含6个质子和6个中子的碳原子,它的质量的1/12约
等于1.66×10-27 kg(相当于一个质子或一个中子的质量)。
③原子的质量主要集中在原子核(即质子和中子)上,故:相对原子质量≈质子数+中子数。 ④相对分子质量等于构成分子的各原子的相对原子质量的总和。
3.由于原子是由质子和核外电子构成的两者所带电量相等,电性相反,所以原子不显电性。 概念 区别 联系 使用范围 元 素 原 子 具有相同核电荷数即质子数的一类原子的总称,为宏观概念。 化学变化中的最小粒子,为微观概念。 只讲种类,不讲个数 元素是同一类原子的总称 用来表示物质的宏观组成 课题2 元素
用来表示物质的微观构成 既讲种类,又讲个数 1.元素:把原子分类时,将所有质子数为1的原子归为一类,叫氢元素,将所有质子数为2的原子归为一类,叫氦氢元素等。所以元素是具有相同核电荷数(或质子数)的原子的总称。即质子数相同的原子是同一种元素的原子。 2.元素与原子的关系:“同一类原子”指的是具有相同核电荷数或质子数的原子。它们的中子数可以不同。所以说核电荷数(或质子数)决定元素的种类。 3.元素符号: 1)写法:用1个或2个拉丁字母表示,一大二小。 2)单独的一个元素符号表示的意义:(1)表示一种元素(宏观);(2)表示这种元素的一个原子(微观);(3)如果某种单质是由原子构成的,那么单独的一个元素符号还可表示由这种元素组成的单质。如: P可表示磷元素,也可表示一个磷原子,又因为磷是由原子构成的,所以P还可表示磷这种物质。H可表示氢元素,也可表示一个氢原子,但因为氢气是由氢分子构成的,所以不能表示氢气,氢气应该用H2表示。 4.元素的分类 1)金属元素:汉字用“钅”旁表示(汞除外),如铁元素; 2)非金属元素:通常非金属有三种状态:①“气”字头的表示是气态非金属,如氧元素;②有“氵”旁的是液态非金属,如溴元素;③有“石”字旁的表示固态非金属元素,如硫元素。 5.自然界元素的存在 1)地壳中含有最多的元素:氧,其次依次为硅、铝、铁、钙等; 2)海洋中元素含量最多的是氧,其次是氢; 3)人体中元素含量最多的是氧,其次依次为碳、氢、氮; 4)太阳中最丰富的元素是氢,其次是氦; 6.元素与人体健康
1)人体中含有的微量元素起了不可缺少的作用。如:缺钙可能造成骨骼疏松,畸形;缺锌可能造成发育停滞,智力低下,甚至侏儒症;缺碘会的甲状腺肿大;缺铁、钴易得缺铁性贫血症等。
2)人体中的微量元素也不可过多摄入。如:吸收过多的钙,可能造成白内障、动脉硬化、结石。 3)人体有害的元素主要是铅、汞、砷等
7.元素周期表是按核电荷数(即质子数)从小倒大地排列的,其序号叫原子系数,因此,在原子中:原子系数=核电荷数=核内质子数=核外电子数 9.元素周期表中,右上角的是非金属元素,左下角的是金属元素。 10.元素周期表中,每一行叫一个周期,同一周期元素的原子电子层数相同,从左到右最外层电子数依次增加;每 11
一列叫一族,同一族元素的原子从上到下最外层电子数相同,电子层数依次增加。 课题3 离子
1.离子:带电的原子或原子团称为离子,离子也是构成物质的微粒之一。 (1)离子是由原子失去或得到电子形成的带电原子或原子团。 (2)离子的形成:①离子分为阳离子和阴离子,一般金属元素容易失去电子而带正电,形成阳离子;而非金属元素容易得到电子而带负电,形成阴离子。如钠离子(Na+)和氯离子(Cl-) ②阳离子 失电子 原子 得电子 阴离子 2.原子核外电子结构与元素化学性质的关系:
1)原子最外层电子数为8个(除He外)时,化学性质很稳定。
2)最外层电子数少于或等于4个(大多数是金属元素)的原子,容易失去电子达到稳定结构,最外层电子数越少,越容易失去电子。最外层电子数多于4个(大多数是非金属元素)的原子,容易获得电子而达到稳定结构,最外层电子数越多,越容易得到电子。故元素的化学性质是由该原子的最外层电子数决定的。
原子结构 铝原子的核外电子排布 氯化钠的形成
B:钠离子
C:镁离子
A :氧原子 D:氯离子
规律:⑴ 里多,带正电,是阳离子,外多,带负电,是阴离子 ⑵ 据圈里核电荷数,可推知是哪种元素的微粒。 钠原子
3.原子、离子的比较 区 别 粒子结构 带电情况 符号 原子 质子数=电子数 不显电性 H、O 联系 离子 阳离子 质子数>电子数 带正电 H+ 阴离子 质子数<电子数 带负电 O2— 得电子 得电子 阳离子 原子 阴离子 失电子 失电子
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课题4 化学式与化合价
1、化学式:用元素符号和数字的组合来表示纯净物组成的式子。化学式反映物质的组成;提出的依据:任何纯净物都有固定的组成,不同的物质组成(分子)不同。 2、化学式所表示的含义(一般包括宏观和微观角度) 宏观上:1)表示某物质;2)表示该物质由哪些元素组成的。
微观上:1)表示该物质的一个分子或者一个原子;2)由分子构成的物质,3)还可以表示一个分子的构成情况。 我们以水(H2O)为例说明: 宏观 化学式的涵义 表示一种物质 表示该物质有哪些元素组成的 表示该物质的一个分子 表示一个分子里有多少个原子 表示物质的相对分子质量 质量 表示物质中各种元素的原子个数比 表示物质中各种元素的质量比 以H2O为例 H2O表示水这种物质 H2O表示水由氧元素和氢元素组成的 H2O表示一个水分子 H2O表示一个水分子中由2个氧原子和1个原子构成 H2O:Mr(H2O)=2Ar(H)+Ar(O)=2+16=18 H2O中氢元素和氧元素的原子个数比为2:1 H2O中氢元素和氧元素的质量比为1:8 微观 3、化学式中元素符号周围的数字的意义,如 aRbc a 在前面:表示有a个这样的微粒 b 右下角:表示一个微粒中有b个原子或原子团 c 右上方:表示一个该离子中带有c个正(负)电荷 d 正上方:化合价写在元素符号正上方,表示该元素的化合价,如+6 Mg2表示镁元素的化合价是+2价 如:3H2SO4 :“3”表示3个硫酸分子;“2”表示一个硫酸分子中含有2个氢原子; “4”表示一个硫酸分子中含有4个氧原子;“+6”表示硫酸中硫元素的化合价是+6价 ;“Ca2+:表示钙离子,“2+”一个钙离子带2个单位的正电荷 注意:在化学式前有数字后,就不能表示宏观含义,只能表示微观含义 4.如何书写化合物的化学式 1)单质的化学式的写法 (1)金属单质、固体非金属单质、稀有气体单质是由原子构成的,用元素符号表示。如金属单质:Fe(铁)、Na(钠);固体非金属:S(硫)、P(磷)等;稀有气体:He(氦)、Ne(氖)等 (2)氧气等由分子构成的单质,在元素符号的右下角添上下标,表示一个分子含有多少个该原子。如:O2(氧气)、O3(臭氧),Cl2(氯气) 4、化合物的化学式的写法——根据化合价来写化学式 (1)一般是正价的元素(或原子团)写在左边,负价元素(或原子团)写在右边。 (2)在金属化合物中,金属元素一般呈正价,非金属呈负价;在化合物中,氧元素一般呈-2价,氢元素呈+1价。 (3)化合物中,各种元素化合价的代数和为零。 +2 注意:(1)标注某元素的化合价时,务必要写在该元素符号的正上方,先标电性,后标数目,如 CuO +2表示在氧化铜中铜元素呈+2价 (2)某些元素具有可变价态,它们表示在与其他元素化合形成化合物时,会出现多种可能。 (3)单质的化合价为0;原子团中各元素的化合价代数和等于该原子团的化合价而不等于0。 特别:Fe 在命名时,+3价就是“铁”,而在+2价时要被称为“亚铁” 5.化合物的命名 1、两种元素组成的化合物的命名:根据元素的名称,从右往左读作“某化某”。如NaCl读作“氯化钠”,ZnO读作“氧 13
化锌”,Fe3O4读作“四氧化三铁”。但要注意,H2O就是“水”,不能读成“氧化氢”,NH3就是“氨气”。 2、含有OH原子团的化合物的命名:一般命名为“氢氧化某” 如:NaOH读作“氢氧化钠”,Cu(OH)2读作“氢氧化铜” 3、含有其他原子团的化合物的命名:一般根据原子团和另一元素的名称从右到左的顺序读作“某酸某”。 如:CaCO3读作“碳酸钙”,Cu(NO3)2读作“硝酸铜” 。但注意:H2CO3就读作“碳酸”,H2SO4就读作“硫酸”等。 4、某些比较复杂物质的命名须单独记忆 如:Cu2(OH)2CO3读作“碱式碳酸铜”;H2O2读作“过氧化氢”等;K2MnO4读作“高锰酸钾”; C6H12O6读作“葡萄糖”; CH4 读作“甲烷”; C2H5OH 读作“乙醇”; CH3COOH 读作“乙酸”; NH4HCO3读作“碳酸氢铵”; 5.写出下列物质的名称
Cu H2O Ne SiO2 P2O5 K2O AgCl ZnO NaCl K2MnO4 Al2O3 SO2 NH4Cl CaCO3 Mg(NO3)2 6.纯净物中元素之间的质量关系
(1)某物质的相对分子质量的计算: 将化学式中所有的原子的相对原子质量相加,就是该物质的相对分子质量,如:Ca(OH)2 答:Mr[Ca(OH)2]= Ar(Ca)×1+2[Ar(O)×1+Ar(H)×1] =Ar(Ca)×1+Ar(O)×2+Ar(H)×1=40+2(16+1)=74 (2)计算化合物中的原子个数之比: 在化学式中,元素符号右下角的数字就是表示该元素原子的个数,因此这些数字的比值就是化合物中的原子个数。 如:Fe2O3中,铁原子与氧原子个数比是2:3,碳酸钙CaCO3中钙、碳、氧原子个数比为1:1:3
但注意某些物质的化学式中,同种元素并不写在一起的,这时要注意原子个数。 如:NH4NO3中,氮、氢、氧原子个数比应该为2:4:3 Cu2(OH)2CO3中,铜、碳、氢、氧原子个数比为2:1:2:5 (3)计算化合物中各元素质量之比 在化合物中,各元素质量之比就是各元素的原子个数与它的相对原子质量积之间的比值 如:氯酸钾(KClO3)中,m(K):m(Cl):m(O)=39:35.5:16×3=78:71:96 硝酸铵(NH4NO3)中,m(N):m(H):m(O)=14×2:1×4:16×3=7::1:12 (4)计算物质中某元素的质量分数 某元素的相对原子质量×分子中的原子化合物中某元素的质量分数 = ×100% 该化合物的相对分子质
(5)计算一定质量的物质中某元素的质量 某元素的质量=物质的质量×该元素在物质中的质量分数
如:求60gMgSO4中含有氧的质量 m(O)=m(MgSO4)×ω(O)=60g×53.3%≈32g 7.化合物化学式的书写方法:
【练习】写出下列物质的化学式: 氧化铜 氯化镁 氢氧化钙 硫酸钠 碳酸氢铵 硝酸钡 硫酸铝 氯化铁 氯化亚铁 氯化银 碳酸钙 碳酸钾 ②标上元素的化合价 AlO
③将化合价取绝对值化简 3,2 ④将化简后的原子个数交叉写在元素符号的右下方 Al 2O3
32『正价左,负价右,写符号,上标价,化简交叉写右下』 【示范】写出氧化铝的化学式
①写出组成该物质的元素符号,正价在前、负价在后。
硫化钠 硫酸钠 水银 +4价硫的氧化物 +6价硫的氧化物 14
检验:化合价代数和为零(+3)×2+(-2)×3=0
写出下列物质的化学式和名称
+1 H +1 NH4 +1 K +1 Na +1 Ag +2 Mg +2 Ca +2 Ba +2 Zn +2 Cu +3 Al +2 Fe +3 Fe +2 Hg -2 O -1 OH -1 Cl -2 SO4 -1 NO3 -2 CO3 -3 PO4 -2 S 、 第五单元 化学方程式 课题1 质量守恒定律
1.读图:
通电
+
15
水分子 氧原子和氢原子 氧分子 和 氢分子 上图说明: ⑴水是由氢元素、氧元素组成的; ⑵化学反应的实质是分子破裂成原子,原子又重新组合成新的分子的过程; ⑶原子是化学变化中的最小微粒; ⑷在化学反应中,元素的种类不变; ⑸一个水分子手由两个氢原子和一个氧原子构成的; ⑹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。 上图示不仅从微观的角度提示了化学变化的本质,也从微观的角度解释了质量守恒定律,即在化学反应前后原子种类、原子数目、原子质量保持不变。所以从宏观上看化学反应前后物质的种类一定发生变化,但各物质的质量总和必然相等,元素的种类不变 2.质量守恒定律成立的原因 (五不变) (1)化学反应的本质是原子的重组,即参加反应的各原子的种类、数目、质量不变 (2)在宏观上,元素的种类和质量不变 3.质量守恒定律的适用范围
(1)质量守恒定律只适用于化学变化,不适用于物理变化。如:100g酒精和100g水混合形成200g酒精溶液,并不能用质量守恒定律解释
(2)不参加反应的物质质量及不是生成物的物质质量不能计入“总和”中;一定要注意是参加反应的总质量和新生成物的总质量才相等。 (3)在利用质量守恒定律解释化学变化时,要考虑空气中的物质是否参加反应或生成的物质(如气体)有无遗漏。 如:酒精燃烧后,质量逐渐减少,用质量守恒定律来解释是:参加反应的酒精和氧气的质量总和应该与生成的二氧化碳及水的总质量相等,而二氧化碳和水散失在空气中,无法称得质量,所以质量减少。而铁钉生锈后质量会增加,则是因为参加反应的铁和氧气的质量总和等于生成的铁锈的质量,当然铁锈的质量就会大于原先金属铁的质量。
课题2 如何正确书写化学方程式
1.化学方程式的书写原则:(1)严格遵循质量守恒定律,即需要化学方程式配平 (2)严格尊重客观事实,不可主观臆造即正确书写化学式。 2.步骤:(1)正确写出反应物和生成物的化学式;(2)配平;(3)标上条件和箭头 2.化学方程式的意义:以磷燃烧为例 4P +5O2 点燃 2P2O5 4×31 5×32 2×142 (2)每4个磷原子在点燃条件下能与5个氧分子完全反应,生成2个五氧化二磷分子 (3)每124份质量的磷在点燃的情况下,能与160份质量氧气完全反应,生成284份质量五氧化二磷 3.常用的配平化学方程式的方法(一定要学会)有: (1)最小公倍数法: 在配平化学方程式时,观察反应前后出现“个数”较复杂的化合价记忆口决: 氢银钠钾铵+1, 钙镁钡锌价+2, 氟氯-1氧-2, 3铝4硅5价磷。 2,3铁,2,4碳,2,4,6,硫3,5氮,硝酸氢氧根-1,碳酸硫酸价-2。 (1)磷和氧气在点燃元素,先进行配平。先计算出反应前后该元素原子的最小公倍数,用填化学式前面化学计量数的方法,对该原子进行配平,然后观察配平其他元素的原子个数,致使化学反应中反应物与生成物的元素种类与原子个数都相等。 例如:教材介绍的配平方法,就是最小公倍数法。在P+O2―P2O5反应中先配氧:最小公倍数为10,得化学计量数为5与2,P+5O2―2P2O5;再配平磷原子,4P+5O2=2P2O5。 (2)观察法: 通过对某物质的化学式分析来判断配平时化学计量数的方法。 例如:配平Fe2O3+CO―Fe+CO2。在反应中,每一个CO结合一个氧原子生成CO2分子,而Fe2O3则一次性提供三个氧原子,因而必须由三个CO分子来接受这三个氧原子生成三个CO2分子,即Fe2O3+3CO―Fe+3CO2, 16
最后配平方程式Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2,这种配平方法是通过观察分析Fe2O3化学式中的氧原子个数来决定CO的化学计量数的,故称为观察法。 (3)奇数变偶数法: 选择反应前后化学式中原子个数为一奇一偶的元素作配平起点,将奇数变成偶数,然后再配平其他元素原子的方法称为奇数变偶数法。 例如:甲烷(CH4)燃烧方程式的配平,就可以采用奇数变偶数法:CH4+O2――H2O+CO2,反应前O2中氧原子为偶数,而反应后H2O中氧原子个数为奇数,先将H2O前配以2将氧原子个数由奇数变为偶数: CH4+O2――2H2O+CO2,再配平其他元素的原子:CH4+2O2=2H2O+CO2。 (4)归一法: 找到化学方程式中关键的化学式,定其化学式前计量数为1,然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法。 例如:甲醇(CH3OH)燃烧化学方程式配平可采用此法:CH3OH+O2―H2O+CO2,显然决定生成H2O与CO2的多少的关键是甲醇的组成,因而定其计量数为1,这样可得其燃烧后生成H2O与CO2的分子个数:CH3OH+O2―2H2O+CO2。然后配平氧原子:CH3OH+3/2O2=2H2O+CO2,将各计量数同乘以2化分为整数,并标上反应条件: 【2CH3OH+3O2点燃4H2O+2CO2】 需要注意的是,不论用何种方法配平化学方程式,只能改动化学式前面的化学计量数,而决不能改动化学式中元素右下角的数字。因为改动元素符号右下角的数字即意味着改动反应物与生成物的组成,就可能出现根本不存在的物质或改变了原有化学变化的反应物或生成物,出现根本不存在的化学变化。 4.许多化学反应需要一定的条件才能发生,因此,需要在化学方程式中注明反应发生的基本条件。如把点燃、加热(常用“△”号表示)、催化剂、通电等,写在“等号”的上方或下方。 5.如果化学反应时反应物中没有气体,生成物中有气体时,在该气体物质的化学式右边要注“↑”;如果化学反应时反应物中没有固体,生成物中有沉淀时,则在该沉淀物的化学式右边要注“↓”。 6.化学反应前后下列一定发生改变的是(①②)一定不变的是(③④⑤⑥)可能改变的是(⑦⑧) ① 分子的种类; ②物质的种类;③原子的种类;④原子的个数;⑤原子的质量;⑥物质的总质量; ⑦分子的个数; ⑧元素的化合价; 第六单元 碳和碳的氧化物 课题1 金刚石、石墨和C60
1.金刚石(C)是自然界中最硬的物质,可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。 2.石墨(C)是最软的矿物之一,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等。 3.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列方式不同。 CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是:分子的构成不同。 4.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。活性炭具有强烈的吸附性(物理性质),可用来净水,可除去冰箱里的异味。焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。 5.C60 分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,化学性质稳定,可运用于材料科学和超导体。类似的还有C72、 C100、 C120等,他们又叫足球烯或傅勒烯。
6.金刚石、石墨、C60等是由同种元素组成的不同单质,又叫同素异形体。
7.碳在常温下化学性质稳定(古代字画能保存至今),较高温度下能与多种物质发生化学反应: 1)完全燃烧(氧气充足) :【C + O2 点燃 CO2】 2)不完全燃烧 (氧气不充足):【2C + O2 点燃 2CO】; 3)还原性:木炭还原氧化铜,现象:黑色粉末逐渐变红,生成的气体使澄清石灰水变浑浊。木炭还原氧化铁(三氧化二铁),现象:红色粉末逐渐变黑,生成的气体使澄清石灰水变浑浊。 【C+2 CuO 加热2 Cu + CO2↑】 【3C+ 2Fe2O3 加热 4 Fe + 3CO2】 提供氧的是氧化剂,具有氧化性;夺取氧的是还原剂,具有还原性。
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课题2 二氧化碳制取的研究
1.二氧化碳的实验室制法 1)发生装置:【由反应物状态及反应条件决定: 反应物是固体,需加热,制气体时则用高锰酸钾制氧气的发生装置。 反应物是固体与液体,不需要加热,制气体时则】用双氧水制氧气的发生装置。(第7页有图) 2)收集方法:用向上排空气法 (二氧化碳的密度比空气的大,易溶于水,不能用排水法) 3)原理:用大理石(或石灰石)和稀盐酸反应:碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳 【CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑】 4)二氧化碳的检验与验满:
检验:把气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,则该气体是二氧化碳。能否用点燃的木条检验二氧化碳?不行,因为不只二氧化碳才能使火焰熄灭,氮气,稀有气体也能使火焰熄灭。
验满:把燃着的木条靠近集气瓶口,若木条熄灭,证明充满二氧化碳。 5)注意:不能用浓盐酸,浓盐酸有挥发性,得不到纯净的二氧化碳气体;不能用硫酸,因为硫酸与碳酸钙反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在石灰石表面,会阻止反应继续进行;也不能选用碳酸钠等粉末代替石灰石,因反应太剧烈,易爆炸,难以控制。
【H2SO4 + CaCO3 CaSO4 ↓+ H2O】 【Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2↑】 2.收集气体的规律: 凡是生成的气体难溶于水(不与水反应)的,都可用排水法收集;凡是生成的气体密度比空气大(不与空气反应)的,都可用向上排空气法收集;凡是生成的气体密度比空气小(不与空气反应)的,都可用向下排空气法收集。 课题3 二氧化碳和一氧化碳
1.二氧化碳的物理性质:常温下二氧化碳是无色无味的气体,密度比空气的大,能溶于水。固体二氧化碳叫做干冰,干冰可用于人工降雨,制造舞台云雾等。二氧化碳的用途:灭火;温室肥料 2.二氧化碳的化学性质: 1)能与水反应生成碳酸:二氧化碳+ 水—→ 碳酸,碳酸不稳定,受热易分解:碳酸 加热 水+二氧化碳 【CO2 + H2O = H2CO3】 【H2CO3 加热 H2O + CO2↑】 石蕊试液是一种酸碱指示剂,呈紫色,它遇酸变红,遇碱变蓝(酸红碱蓝),碳酸加热分解后不存在酸性的物质了,所以,红色石蕊试液变会了原来的紫色。 2)能使澄清石灰水变浑浊:二氧化碳+ 氢氧化钙—→ 碳酸钙+水 【CO2+ Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O】 利用这一性质可检验二氧化碳:若把气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊证明这种气体是二氧化碳;
3)稳定性:二氧化碳的密度比空气大,且不助燃,因此能灭火,二氧化碳灭火既用到物理性质又用到化学性质。 3.温室效应:二氧化碳等温室气体的过量排放(CO2不属于污染性气体),使大气气温上升,导致海平面上升,土地荒漠化,气候异常。解决途径:植树造林、减少使用化石燃料,积极开发新能源。
4.空气中二氧化碳含量过高对人体有害:进入久未开启的菜窖或下井之前,要先做灯火实验。 5.一氧化碳 : 1)物理性质: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。呼吸新鲜空气或吸氧可解毒。 3)化学性质: (H2、CO、C具有相似的化学性质:①可燃性 ②还原性) 可燃性:【CO + O2 点燃 2CO2】 (可燃性气体点燃前一定要检验纯度) 还原性:【3H2+ Fe2O3 加热 2Fe + 3H2O】 【CO+CuO 加热Cu + CO2】 【C+2 CuO 加热Cu + CO2↑】 18
【H2燃烧发出淡蓝色的火焰。 CO燃烧发出蓝色的火焰。 CH4燃烧发出明亮的蓝色火焰。】 因此鉴别H2、CO、CH4可燃性的气体要看燃烧产物,不可根据火焰颜色判断。 6.一氧化碳还原氧化铜实验: 1)实验原理:【CO+CuO 加热Cu + CO2】 2)实验步骤:①连接仪器;②检验装置的气密性;③装入药品并固定;④向玻璃管内通入一氧化碳气体;⑤给氧化铜加热;⑥停止加热;⑦停止通一氧化碳。
3)实验现象:黑色粉末(CuO)变成红色(Cu),石灰水变浑浊。 4)注意事项: ①实验中要先通一段时间CO,再加热CuO。:防止爆炸。 ②澄清石灰水的作用是验证否是有二氧化碳生成。 ③实验结束前应先停止加热直到玻璃管冷却;再停止通一氧化碳。防止石灰水倒吸,还防止空气进入使灼热的铜氧化成氧化铜。 ④CO有剧毒需要做尾气处理,可将尾气导入酒精灯火焰。 5)类似的反应有:【3H2+ Fe2O3 加热 2Fe + 3H2O】 【H2+ CuO 加热Cu + H2O】 【3CO+ Fe2O3 加热 2Fe + 3CO2】 第七单元 燃料及其利用 课题1 燃烧与灭火
1.燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的发光,放热的剧烈的化学反应,通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。 2.物质燃烧必须同时具备以下三个条件,即:1)物质可燃、2)与氧气接触、3)温度达到可燃物的着火点。只有这三个条件同时具备,才可能发生燃烧现象,无论缺少哪一个条件,燃烧都不能发生。 3.爆炸是指由于物质急剧氧化或分解反应,使温度、压力急剧增加或使两者同时急剧增加的现象。
4.爆炸极限:指可燃气体、蒸汽或粉尘与空气混合后,遇火产生爆炸的最高或最低浓度。通常以体积百分数表示。 5.灭火的原理及方法(破坏燃烧的条件):1)清除可燃物或隔离火源;2)隔绝氧气(或空气);3)使可燃物的温度降低到着火点以下。
课题2 燃料和热量
1.化石燃料:主要是指埋藏在地下不能再生的燃料资源,主要包括煤、石油、天然气、可燃冰等,它们都是混合物。 2.煤(工业的粮食)含硫,燃烧会产生二氧化硫污染环境;石油(工业的血液)不直接烧,要炼成汽油,煤油,柴油等以综合利用;天然气的主要成分是甲烷(CH4)。
3.化石燃料的综合利用
(1)煤的综合利用:煤——干馏——焦炭、煤焦油、焦炉煤气
(2)石油的综合利用:石油——蒸馏——汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青 (3)能源短缺的解决办法:①节约使用化石燃料;②积极研究开发新能源。 4.甲烷(CH4):俗名沼气 1)物理性质:极难溶于水(排水法),密度比空气的小(向下排空气法)。 2)化学性质:具有可燃性。甲烷燃烧的现象:产生明亮的蓝色火焰,放出热量。(点燃CH4前,一定要检验纯度)
【CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O】 5.充分燃烧的条件是:1)要有足够多的氧气(或空气);2)燃料和氧气要有足够大的接触面积。燃料充分燃烧可
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提高燃烧效率,节约资源。
6.燃料不充分燃烧的缺点是:产生的热量少,浪费资源,产生CO污染空气。
课题3使用燃料对环境的影响
1.化学燃料带来的环境问题:
(1)煤、石油、天然气的燃烧产物都会有二氧化碳,是温室气体,会造成全球气候变暖; (2)化石燃料中,特别是煤和石油,含有硫、氮等杂质,燃烧产物中含有SO2、NO2等,造成酸雨等大气污染物; 2.酸雨(由SO2、NO2引起)的危害:1)酸化土壤;2)破坏森林;3)腐蚀建筑物 3.新能源有:太阳能、风能、核能、地热能、潮汐能、水能等。 4.乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH) 化学性质: 可燃性【C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 +3H2O】 工业酒精中常含有有毒的甲醇(CH3OH),故不能用工业酒精配制饮用酒!
乙醇汽油(混合物):优点(1)节约石油资源 (2)减少汽车尾气 (3)促进农业发展 (4)乙醇可以再生 5.氢气(H2) 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) 2)化学性质: (1) 可燃性(用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属)【2H2+O2点燃2H2O 】 点燃前,要验纯(方法?) 现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,罩在火焰上方的干冷烧杯中有无色液滴产生 (2) 还原性(用途:冶炼金属) 【H2 + CuO 加热 Cu + H2O】 氢气“早出晚归” 现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成 (小结:既有可燃性,又有还原性的物质有H2、C、CO)
(3)氢气的实验室制法 原理:【Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑】 【Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2↑】
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)氢能源的三大优点:无污染、放热多、来源广;需解决问题:①如何大量廉价地制取氢气; ② 如何安全地贮运氢气。 6.大气的主要污染物及其来源: 1)主要污染物:烟尘(可吸入颗粒物)和有害气体(主要有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等) 2)来源:矿物燃料(煤和石油)的燃烧、工厂排放的废气、机动车排放的尾气等。 7.防治和减少空气污染的方法: (1)监测空气质量 (2)研制和开发洁净能源 (3)处理工业生产中产生的有害气体 (4)在汽车上安装尾气净化装置,将有害气体转化为无害气体 (5)植树造林 (6)煤脱硫燃烧
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