零下30度穿什么鞋:初三化学笔记2
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初三第一学期化学笔记整理
第一章 化学的魅力
1.1 化学使世界更美好
化学:一门研究物质的组成、结构、变化、性质、制法的自然科学。
一、化学促进社会发展
Ø 古代:火药、造纸、冶炼青铜(商)、冶炼刚体(春秋战国)、瓷器、酿酒、制药
Ø 近代:炼钢、炼铝、建筑、联合制碱法(侯德榜)、人工合成蛋白质
Ø 现代:塑料、合成纤维(光纤)、半导体(电脑)、药物
Ø 未来:绿色化学、多学科应用
二、物质的变化
1、物理变化——没有其它物质生成的变化(形状、状态的变化,例如:水的三态变化、折纸)
2、化学变化——有其它物质生成的变化(例如:呼吸作用、食物的变质、燃烧)
3、两种变化的区别与联系
Ø 联系:化学变化中往往伴随着物理变化,而物理变化中不一定有化学变化。
Ø 区别(判断依据):有无新物质生成
· 判断以下变化属于物理变化还是化学变化
吹制玻璃器皿、蜡烛燃烧、铁在2000摄氏度时化成铁水、铁生锈、电灯通电变亮、煤气燃烧、火药爆炸、轮胎爆炸、植物的光合作用、橡胶老化
物理变化:1、3、5、8
化学变化:2、4、6、7、9、10
· 爆炸可为物理/化学变化
三、体验化学变化
Ø 实验一
· 步骤:取一支试管,加入少量(1~2mL)的澄清石灰水,通过吸管向石灰水吹气。
· 现象:石灰水变浑浊(产生了白色的沉淀)
· 化学反应式
· 注解:Ca(OH)2俗称熟石灰、消石灰;碳酸钙俗称大理石、石灰石
Ø 实验二
· 步骤:取一支试管,放入少量大理石碎块,逐滴滴入盐酸溶液。
· 现象:大理石表面产生大量气泡,大理石逐渐溶解。
· 文字表达式:碳酸钙+盐酸→二氧化碳+水+氯化钙
· 化学反应式(复分解反应)
Ø 实验三
· 步骤:取一小段镁带,用砂纸擦亮,再用坩埚钳夹住放在酒精灯上点燃。
· 现象:镁带剧烈燃烧,发现耀眼白光,产生白色固体。
· 文字表达式:镁+氧气→氧化镁
· 化学反应式
四、物理性质和化学性质
1、物理性质——不需要通过化学变化就能表现出的性质
e.g. 颜色、状态、气味、熔沸点、硬度、密度、溶解性、挥发性、吸附性 等
2、化学性质——只有通过化学变化才能表现出的性质
e.g. 可燃性、助燃性、酸碱性、氧化还原性、(不)稳定性 等
3.18.2010
1.2 走进化学实验室
一、实验室守则
二、实验室安全要求
Ø 不能用手接触药品
Ø 点燃气体前先要验纯
Ø 着小火用湿布/沙土覆盖
Ø 滴瓶内胶头滴管不可洗
三、伤害处理
Ø 割伤:酒精棉球→红药水
Ø 烫烧伤:75%酒精→蓝油烃
Ø 化学灼伤
· 浓酸:干抹布轻轻拭干→大量水冲洗→涂上3%~5%小苏打(碱性)
· 碱:大量水冲洗→2%硼酸、醋酸(弱酸性)
· 眼:蒸馏水→5%小苏打
四、实验操作
1、仪器加热
Ø 直接:试管、蒸发皿、燃烧匙
Ø 垫石棉网:烧杯、烧瓶、锥形瓶
2、过滤
Ø 原理:分离难溶性固体与液体
Ø 仪器:漏斗、铁架台、烧杯、玻璃棒
Ø 操作要点:一贴二低三靠
· 一贴:滤纸紧贴漏斗
· 二低:滤纸低于漏斗、液面低于滤纸
· 三靠:小烧杯紧靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸、漏斗尖嘴靠大烧杯壁
3、气密性检查
五、药品取用
1、固体
Ø 粉末:药匙、纸槽
Ø 块状:镊子
è 一横二放三慢竖:粉末送至管底,块状送在管口即可
2、液体
Ø 倾倒法
(1)瓶塞倒放
(2)标签对手心
Ø 滴加法:滴管竖直悬空
è 如没有说明具体用量
· 液体:1——2ml
· 块状、颗粒状:1——2粒
· 粉末:以盖满试管底部为宜
六、实验器材
1、量筒
Ø 无零刻度
Ø 用法、操作
(1)放水平
(2)用倾倒法倒入液体至接近刻度(标签对手心、瓶塞倒放)
(3)改用滴加法
Ø 误差分析
· 读数
仰视:V偏小 俯视:V偏大
量取:V偏大 俯视:V偏小
七、体验实验操作
Ø 实验一
· 现象:溶液由无色变为红色。溶液由红色变为无色。
· 结论:酚酞遇碱变红。酸碱中和,酚酞在中性溶液呈无色。
· 文字表达式:氢氧化钠+盐酸→氯化钠+水
· 化学反应式:NaOH+HCl→NaCl+H2O
Ø 实验二
· 现象:产生蓝色沉淀。沉淀消失,溶液变回蓝色。
· 文字表达式
硫酸铜+氢氧化钠→氢氧化铜+硫酸钠
氢氧化铜+硫酸→硫酸铜+水
· 化学反应式
CuSO4+NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4
Cu(OH)2+H2SO4→CuSO4+H2O
Ø 实验三
· 现象:固体变为黑褐色,生成能使带火星木条复燃的气体。
· 文字表达式:高锰酸钾(△→)锰酸钾+二氧化锰+氧气
· 化学反应式:2KMnO4(△→)K2MnO4+MnO2+O2↑
è 锰酸钾可溶,二氧化锰难溶
Ø 实验四
· 现象:固体溶解,放出大量热
· 文字表达式:氧化钙+水→氢氧化钙
· 化学反应式:CaO+H2O→Ca(OH)2
1.3 物质的提纯
一、物质的分类
1、混合物——两种或多种物质组成的物质体系(例如:空气、海水)
2、纯净物——只有一种物质的物质体系(例如:蒸馏水、氧气)
è 身边绝大多数的物质处于混合状态中
è 判断下列物质属于纯净物的有哪些
消毒酒精、石油、汽水、蒸馏水、矿泉水、洁净的空气、冰水混合物、液氧、牛奶、碘酒、澄清石灰水、镁带燃烧后的残留物(填编号)
纯净物:4、7、8、12 (关于镁带燃烧后的残留物可能含有C,2Mg+CO2(点燃)→2MgO + C <2008年上海高考倒数第3题中考查了这一知识点>)
3、纯净物的相对性:世界上没有绝对纯净的物质
二、物质的纯度
1、定义:混合物中某一成份的含量的高低
2、公式:纯度=某一成份的质量/总物质的质量ⅹ100%
3、常用化学试剂的纯度:优级纯、分析纯、化学纯、实验试剂
三、物质的提纯
1、分离提纯方法:过滤、蒸发、蒸馏、洗气、结晶、分液 等
2、过滤
3、蒸发
Ø 作用:分离溶剂和不挥发的可溶性固体
Ø 仪器:铁架台、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
Ø 要点
· 边加热边用玻璃棒搅拌,防止局部液体过热引起飞溅。
· 加热至有大量晶体析出时停止加热,利用余热使蒸发皿内液体蒸干。
· 用坩埚钳拿下蒸发皿并放在石棉网上
4、蒸馏
Ø 作用:分离沸点不同的液体混合物
è 粗盐提纯
· 粗盐成份:食盐等可溶性物质,泥沙等不可溶的物质
· 提纯过程
1.4 世界通用的化学语言
一、原子结构
1、原子核所带的电荷数称为核电荷数
2、对于任意原子:核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
二、元素
1、定义:具有相同核电荷数的同一类原子的总称。(只讲种类,不讲个数)
2、元素的种类和分布
Ø 地壳:氧,硅,铝,铁
Ø 人体:氧,碳,氢,氮,钙
Ø 大气:氮,氧
Ø 宇宙:氢,氦
Ø 有毒:铅,镉,汞
è 缺铁性贫血,缺碘甲状腺肿大,缺钙骨殖疏松,缺锌智力低下,缺磷大脑发育不良
三、单质和化合物
1、单质
Ø 定义:由同种元素组成的纯净物(游离态)
2、化合物:由不同元素组成的纯净物(化合态)
四、元素符号和化学式
1、元素符号的意义
Ø 表示一种元素
Ø 表示某种元素的一个原子
Ø 当某物质由原子构直接成时,可以表示该物质
è 直接由原子构成的物质主要指金属、稀有气体
2、化合价
Ø 定义:元素一定数目的原子与其它元素一定数目的原子化合的性质(指元素)
Ø 特点
· 正价和负价(一般金属元素显正价)
· 某些元素有多个化合价
· 化合物中各元素的化合价代数和为零
· 单质中元素化合价为零
3、原子团:常见元素(原子团)的化合价
4、化学式
Ø 定义:用元素符号表示纯净物组成的式子
Ø 意义:物质组成和构成的客观反映
· 表示某物质的元素组成
· 表示某物质一个分子中各元素原子的个数比
· 表示这种物质的一个分子
· 表示这种物质
4、分子式的读法(中文命名)
Ø 基本用语:“化”“合”“正”“亚”“过”“高”
Ø 命名方法
第二章 浩瀚的大气
2.1 人类赖以生存的空气
平流层:臭氧吸收紫外线
拉瓦锡发现空气组成
普利斯特里,舍勒最早发现了氧气
1、实验:红磷燃烧
Ø 现象:剧烈燃烧,产生浓厚白烟
Ø 文字表达式:磷+氧气(点燃→)五氧化二磷
Ø 化学反应式:4P+5O2(点燃→)2P2O5
Ø 原理:反应后集气瓶内气体减小少,压强减小
Ø 分析
· 若烧杯中的水不倒流:气密性不好
· 若烧杯中的水倒流但不足五分之一:红磷量过少/未等到冷却到室温就打开了止水夹
二、空气的组成(体积分数)
N2 78%
O2 21%
稀有气体 0.94%
水蒸气、二氧化碳 0.06%
1、稀有气体 He,Ne,Ar,Kr,Xe (惰性气体)
Ø 性质很稳定,在一般情况下几乎不与其它物质反应
Ø 用途
· He代替H2填充气球、飞艇
· 通电时会发出不同颜色的光,用作霓虹灯
· Ne通电发红光,用作指示灯
· 用作保护气
2、氮气
Ø 性质:无色无味的气体,难溶于水,常温下性质较稳定
Ø 用途:保护气(防腐),制硝酸和化肥、医疗冷冻剂(液氮)
三、人类需要洁净的空气
1、大气污染来源:汽车尾气、工业废气
2、空气质量预报指数:可吸入颗粒(飘尘)、SO2、氮氧化物
3、防止大气污染:工业原料脱硫处理
四、构成物质的微粒
1、分子
Ø 定义:保持物质化学性质的一种微粒
阿伏加德罗——分子学说
Ø 特点
· 分子很小
· 分子之间存在间隙
· 分子在不断运动
è 物质的三态变化,实质是分子间隙的变化
2、原子
Ø 定义:化学变化中最小的微粒
道尔顿——原子论
Ø 特点
· 原子很小
· 原子之间有间隙
· 原子在不断运动
Ø 由原子构成的物质
· 稀有气体
· 金属:Cu、Fe、Ca 等
· 非金属:P、S、Si、C
è 不可以说原子比分子小
è 原子构成分子再构成物质,原子也可直接构成物质
è 物质宏观组成和微观构成(e.g. H2O)
组成:水由氢元素和氧元素组成
构成:水由水分子构成,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成
3、相对质量
Ø 相对原子质量=某原子的(真实)质量/(C原子的质量的12分之一)
Ø 相对分子质量(式量)=各原子相对质量ⅹ原子数量
è 无单位
Ø 原子质量与相对原子质量的区别
2.2 神奇的氧气
一、人类离不开氧气
1、氧气的物理性质:无色无味气体,密度略大于空气,微溶于水,熔沸点低(液氧:淡蓝色;固氧:雪花状淡蓝色)
2、氧气的用途
Ø 供给呼吸
Ø 支持燃烧(助燃性)
Ø 高压氧舱抢救病人
Ø 富氧炼钢
Ø 氧炔焰用于焊接、切割金属
3、臭氧
二、氧气能与许多物质发生反应
1、实验一:氧气与木炭反应
Ø 现象:剧烈燃烧,发出白光,生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。
Ø 化学方程式
2、实验二:硫与氧气反应(硫磺:黄色固体粉末)
Ø 现象:明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味气体
Ø 化学方程式
3、实验三:铁丝和氧气反应
Ø 现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
Ø 化学方程式
4、实验四:氢气与氧气反应
Ø 化学方程式
Ø 注意点
· 铁丝绕成螺旋状,使热量更集中
· 铁丝末端系一根火柴杆:引燃铁丝
· 集气瓶底留少许水:防止灼热的Fe3O4直接掉落瓶底导致集气瓶破裂
è 纯净的H2会安静地燃烧
5、氧化反应:有氧元素参与的反应这个定义有严重的错误,有氧元素参与的反应很多不是氧化反应,比如水和氧化钙生成氢氧化钙,有氧元素参与,但是不是氧化反应。关键在于有化合价变化的反应,在初中阶段可以简单说成是“有得氧失氧现象的反应”
6、氧化物:物质由2中元素组成,其中一种为氧元素 c.f. 含氧化合物
7、反应类型
Ø 化合反应:两种或两种物质以上生成一种物质的反应(A+B+C → D)
Ø 分解反应:一种物质反应生成多种物质(A → B+C+D)
三、氧气的制法
1、工业制法
Ø 分离液态空气法:空气(降温、加压→)液态空气(升温→)N2先逸出,留下液氧(升温→)氧气
Ø 电解水:化学方程式
2、实验室制法
Ø 加热高锰酸钾:化学方程式
Ø 加热氯酸钾
· 化学方程式
· 催化剂:改变(加快)反应速度,以循环方式参与反应
特点:选择性、化学反应前后质量不变,化学性质不变(物理性质可能变)
Ø 实验装置
· 试管口略向下倾斜
· 铁夹夹在离管口三分之一处
· 药品尽可能平铺在管底,增大受热面积
· 导管伸入橡皮塞少许,防止药品粉末阻塞导管
è 获取KCl:溶解、过滤、蒸发
è 获取MnO2 :溶解、过滤、洗涤、烘干
è 对于涉及气体的反应,要将开放体系转换为封闭体系
Ø 操作步骤
(1)检验装置气密性
(2)加药品(m氯酸钾:m二氧化锰 = 1:3,此时催化效果最好)
(3)搭建装置
(4)加热(先均匀加热,再集中加热)
(5)收集氧气:有均匀、迅速的气泡冒出时收集,排水集气法更优(发生装置中的空气先逸出,氧气为生成物,将空气挤出瓶)
(6)移出水槽中的导管:防止气体收缩使水槽中的水倒流,导致试管破裂
(7)熄灭酒精灯
Ø 氧气的检验
· 检验这是一瓶氧气:将带火星的木条伸入瓶中
· 验满一瓶氧气:将带火星的木条放在瓶口
Ø 气体收集装置
· 排气法
向上排气法:密度大于空气的气体
向下排气法:密度小于空气的气体
· 排水集气法:难溶、微溶的气体
将集气瓶装满水,用毛玻璃片盖住倒扣在水槽中。
开始的气体不收集(空气),待气体均匀快速冒出,开始收集。
气体溢出集气瓶,说明已经收集满
3、双氧水制氧气
Ø 分液漏斗的优点:能控制反应速度、开始、停止(液封)
è 气体发生装置
· 反应物的状态
· 反应条件
2.3 化学变化中的质量守恒
一、物质的量(n)
1、定义:用来描述微粒的集合形式的物理量。1mol任何物质中含有6.021023个微粒;这个数被称为阿伏加德罗常数NA
2、符号:n,单位:摩尔mol
二、摩尔质量(M)
1、定义
2、摩尔质量与式量在数值上相等,摩尔质量有单位,式量无单位
è 计算:微粒个数(N)/ 阿伏加德罗常数 = 物质的量(n)/摩尔质量(M)= 实际质量(m)
三、质量守恒定律
1、化学反应的实质
Ø 改变:分子的种类、个数,物质的种类
Ø 不变:原子的种类、个数,元素的种类
2、质量守恒定律:参与化学反应的质量和=反应生成物的质量和(包括气体、沉淀)
3、化学方程式
Ø 定义:用元素符号和分子式来表示化学反应的式子
Ø 原则
· 遵循质量守恒定律
· 遵循客观事实
Ø 生成物标气体↑和沉淀↓(如果反应物有气体,则不用标↑)
Ø 配平方法
· 观察法
· 最小公倍数法:某原子左右各出现一次,且原子数较大
· 奇数配偶法:出现了好几次,且一边为奇一边偶
第三章 走进溶液世界
3.1 水
一、天然水与自来水
1、自然界中的水:四分之三,淡水资源占总量的26%,每1kg水含盐不过1g
2、水体污染
Ø 工业废水:印刷业
Ø 农业废水:农药
Ø 生活污水
3、水体的自净:蒸发、挥发、过滤、氧化
4、人工净水(自来水加工)
Ø 物理变化
(1)挥发(曝气):除去挥发性杂质
(2)沉降:除去大颗粒杂质
(3)吸附:加入明矾,起凝聚作用(KAl(SO4)2·10H2O)
(4)过滤
è (3)(4)去除悬浮小颗粒
Ø 化学变化
(5)杀菌消毒:通入Cl2(液氯,挥发性极强)Cl2+H2O → HCl+HClO(次氯酸)
è 3.22 世界水日
è 3.22——3.28 全国水法宣传周
二、水的组成
1、实验:2H2O (通电→) 2H2↑+O2↑
Ø 现象:正负极都产生大量气泡
V+:V- = 1:2 正极:氧气 负极:氢气(不助燃,可燃)
Ø 结论:水是由氢元素和氧元素组成的化合物
V-:V+ ? 2:1 (氧气微溶,氢气难溶)
è 加快水的电解:加少许酸/碱
è 点燃可燃物前要验纯(爆鸣实验):纯度高,发出轻微爆鸣声
纯度低,发出尖锐爆鸣声
三、水的性质
1、物理性质:无色无味液体,标准大气压下沸点100摄氏度,熔点0摄氏度。4摄氏度时,密度最大为1g/cm3。纯水的导电性很差。
2、水的特性(物理性质)
Ø 缔合性
· 熔点、沸点较高
· 反常膨胀
· 比热容较大
Ø 分散性:水有极高的溶解、分散物质的能力
è 分散体系
· 浊液
ü 悬浊液:固体小颗粒分散到水中形成不均一、不稳定的混合物,久置会沉降
ü 乳浊液:液体小液滴分散到水中形成不均一、不稳定的混合物,久置会分层
· 溶液:均一、稳定
3、水的化学性质
Ø CO2与水反应:化学方程式
Ø CaO与水反应:化学方程式
è Ca(OH)2水溶液:澄清石灰水
è Ca(OH)2悬浊液:石灰乳、石灰浆
Ø 硫酸铜粉末与水反应:化学方程式(用来检验有无水)
è 结晶水合物:含有结晶水的晶体(纯净物)
· CuSO4?5H2O:蓝矾
· Na2CO3?10H2O:石碱
· CaSO4?2H2O:石膏
· 2CaSO4?H2O:熟石膏
· FeSO4?7H2O:绿矾
Na2CO3?10H2O (风化→)Na2CO3+10H2O (干燥环境)
è 晶体:具有空间点阵结构的固体
3.2 溶液
一、溶液
1、定义:由一种或一种以上物质分散到另一种物质中形成均一、稳定的混合物
2、溶液的组成
Ø 溶质:被溶解的物质
Ø 溶剂:能溶解其它物质的物质
è 判断溶质、溶剂
· 固、气体与液体混合,液体为溶剂,固、气体为溶质
· 两种液体混合时,一般量多的作为溶剂
· 两种液体混合且有水时,无论水多少,水一般作为溶剂(98%浓硫酸)
3、溶液的特点:均一性、稳定性(溶液各处密度相等)
4、物质的溶解性
Ø 定义:一种物质在另一种物质中溶解的能力
Ø 影响因素
· 内因:溶质、溶剂本身性质
· 外因:温度(对大多数固体而言,升高温度,物质的溶解性提高)
二、饱和溶液、不饱和溶液
1、饱和溶液:在一定温度下,一定量的溶剂中,不能再继续溶解某种物质的溶液。
不饱和溶液:在一定温度下,一定量的溶剂中,能再继续溶解某种物质的溶液。
2、转换
Ø 饱和→不饱和:加溶剂、改变温度
Ø 不饱和→饱和:加溶质、蒸发水、改变温度
三、溶解度
1、定义:在定温下,物质在100g溶剂(水)中,达到饱和状态时所溶解的克数。
Ø 符号:S
Ø 单位:g/100g水
è 气体的溶解度:在标准大气压、一定温度下,溶解在一体积水中达到饱和状态时所溶解的气体体积数
2、影响溶解度的因素
Ø 内因:溶质(剂)本身性质
Ø 外因
· 固体:温度(大多数固体溶解度随温度升高而增大)
· 气体:压强、温度(大多数气体溶解度随温度升高而减小,随气压升高而增大)
è 少数固体溶解度随温度升高变化不大:NaCl
è 极少数固体溶解度随温度升高而变小:Ca(OH)2
è 夏日夜晚鱼、虾浮在水面换气
è 煮沸的水冷却后不可再养鱼
3、物质溶解能力大小分类(20摄氏度时每一百克水中)
Ø 0—0.01g:难溶
Ø 0.01—1g:微溶
Ø 1—10g:可(能)溶
Ø 10g以上:易溶
è 溶解是绝对的,不溶解是相对的
è CO2溶于水:制汽水时必须加压并保持低温
4、根据溶解度的计算
Ø 原则
· 温度一定
· 饱和状态
Ø 公式
· s/100 = m质/m剂
· s/100+s = m质/m液
四、溶质从溶液中析出
Ø 晶体:具有规则几何形状的固体
Ø 结晶:形成晶体的过程
· 蒸发结晶(蒸发溶剂):适用于溶解度随温度变化不大的固体
· 降温结晶( (点燃→ 冷却热饱和溶液)::适用于溶解度随温度变化较大的固体
五、溶液的组成和溶质质量分数
1、溶液的组成:溶质、溶剂
Ø m液=m质+m剂 (体积不可加减)
2、溶质的浓度:溶质的量与溶液的量的比值
Ø 质量百分比浓度:c%=m质/m液 ⅹ 100%
Ø 体积比浓度:1:4的硫酸溶液(1——V质;4——V剂)
Ø 对于饱和溶液:c%=s/s+100 ⅹ 100%
3、配置一定浓度的溶液
(1)计算
(2)称量、量取
(3)溶解
è 稀释浓溶液则只需量取不称量
3.3 溶液的酸碱性
一、溶液的酸碱性和PH值
1、酸碱指示剂
Ø 紫色石蕊:酸红碱蓝
Ø 五色酚酞:酸无碱红
Ø 石蕊试纸
· 红色:只检验碱性溶液
· 蓝色:只检验酸性溶液
Ø PH试纸
· 使用:用洁净的玻璃棒蘸取试液滴在干燥的PH试纸上,再与比色卡对照检验酸碱度
è 酸碱性与浓度有关
二、常见溶液的酸碱性与生活的联系
Ø 血液 7.35—7.45
Ø 胃液 0.8—1.5 (胃酸的主要成分:盐酸)
è 治疗胃酸过多:Al(OH)2,Mg(OH)2
三、常见溶液的酸碱性
Ø 酸 H2SO4,HCl,HNO3,H2CO3
è 酸性溶液不一定是酸的溶液,例如:NH4Cl,CuSO4,FeCl3溶液(溶质均不为酸)
Ø 碱 Na(OH)2,Ca(OH)2,Cu(OH)2
è 碱性溶液不一定是碱的溶液,例如:Na2CO3,NaHCO3溶液(溶质均不为碱)
Ø 盐 NaCl,NaNO3,KCl
è 大多数盐溶液呈中性
第四章 燃料及其燃烧
一、燃烧的条件
1、燃烧的定义:燃烧通常指可燃物与氧气发生发光发热的剧烈的氧化反应
2、燃烧的条件
Ø 可燃物达到着火点(该物质着火燃烧所需的最低温度)的温度
Ø 可燃物与氧气/空气充分接触
(一)二氧化碳与镁带的反应
Ø 反应方程式:2Mg+CO2 (点燃→) C+2MgO
Ø 现象
Ø 结论:具有剧烈发光发热现象的化学反应都是燃烧
(二)金属钠与氯气的反应
Ø 反应方程式:2Na+Cl2 (点燃→) 2NaCl
Ø 现象
Ø 置换反应:一种单质与一种化合物反应生成另一种化合物和另一种单质的反应
即 A+BC → B+AC
è 火柴杆竖直之后为何会逐渐熄灭?
答:因为火柴杆的温度会达不到着火点
3、特殊的燃烧
Ø 自燃
白磷:少量白磷保存在冷水中(隔绝氧气)
缓慢氧化:积聚热量引发自然(缓慢氧化,不一定引发自燃例如:铁生锈、食物变质、人类衰老、橡胶老化)
Ø 爆炸:可燃性气体、液体的蒸发或粉尘在空气中(必定有氧气)浓度达到爆炸极限时,点火或遇火星会爆炸
H2,CO,CH4,C2H5OH,面粉
二、灭火与防火
1、灭火原理
Ø 降低火场温度
Ø 隔绝可燃物与氧气的接触
2、常用灭火器
Ø 水
Ø 酸碱灭火器:化学方程式
Ø 干粉灭火器:化学方程式
Ø STOP30灭火器:价格昂贵
附:STOP30有多项优点胜过传统灭火器,它能彻底扑灭不同类型的火灾(例如因纸、油、溶剂和 燃料引起的火灾),且可以安全地使用在最高达380伏特的电器用品上。它是高度耐热的。
STOP30尺寸小巧,重量只725公克,高26公分(厘米),直径73公厘(毫米)。
STOP30于数秒内立即生效,使用者只需要摇晃罐子,取下卡笋,再按下去喷出泡沫。STOP30 主要由含多价添加剂(阴离子及酸硷性兼备的张力活性剂、甘油及防腐剂)的水组成,以氮气推进, 该成分会形成快速覆盖火焰的泡沫。泡沫产生一层薄膜,阻绝氧气,防止死灰复燃,令火焰在几秒 钟内熄灭。
STOP30不危害健康,不刺激眼睛或皮肤,不含毒性,符合环保原则,它百分之90的成份可于 5天后作生物分解。
三、燃料的充分燃烧
煤的主要成分:CO,会与人体血液中的血红蛋白结合
1、燃料充分燃烧的意义
Ø 节约资源
Ø 减少有毒有害气体
2、燃料充分燃烧的措施
Ø 供应充足氧气:使用鼓风机
Ø 增大可燃物与氧气的接触面积:矿石捣碎,液体制成喷雾状
4.1 碳
一、碳 同素异形体
1、碳元素组成的几种单质
Ø 金刚石:自然界中最硬,不导电,用于饰品、切割玻璃和金属
Ø 石墨:质的柔软,导电性好,用作铅笔芯或电极
Ø C60(富勒烯):书P107页
è 同素异形体物理性质不同,化学性质相似(原子排列组合不同)
è 常见的几种同素异形体:氧气与臭氧,红磷与白磷
è 木炭、炭黑、活性炭统称为无定形碳
· 活性炭有较强吸附性,用于除色除味,表面疏松多孔
2、碳的化学性质
Ø 通常情况下性质非常稳定
Ø 可燃性:2个点燃炭的化学方程式
è 问:12g炭粉与20g氧气充分混合反应后,容器中的组成?
注意有2个反应:C+O2 (点燃→) CO
2CO+O2 (点燃→) CO2
Ø 还原性:木炭还原氧化铜
现象:黑色粉末部分变红,澄清石灰水变混浊
原理:化学方程式(置换反应)
· 氧化还原反应:元素化合价在化学反应前后改变的反应
· 非氧化还原反应:元素化合价在化学反应前后不变的反应
4.2 炭
一、二氧化碳 一氧化碳
(一)二氧化碳 CO2
温室气体,俗称碳酸气,固态CO2为干冰,可用于人工降雨(CO2升华使周围空气降温水汽凝结, 空气尘埃作为凝结核,于是降雨)
1、CO2的物理性质:无色无味气体,可溶于水,密度大于空气
2、CO2的化学性质:
Ø CO2不可燃,不助燃(大部分情况下)
Ø CO2与水反应:化学方程式
Ø CO2与炭反应:化学方程式(工业上制焦炉煤气)
Ø CO2与Ca(OH)2反应:化学方程式
Ø CO2与NaOH反应:化学方程式(吸收CO2)
3、CO2的用途
Ø 灭火
Ø 制冷剂、人工降雨
Ø 温室肥料(促进农作物光和作用)
(二)一氧化碳 CO
1、CO的物理性质:无色无味气体,难溶于水
2、CO的化学性质:
Ø 可燃性:点燃一氧化碳的化学方程式(产生淡蓝色火焰)
Ø 还原性:CO还原CuO的化学方程式及现象(加热)
· 操作要点 (1)先通入CO再加热(防止CO与空气供热导致爆炸)
(2)尾气处理:CO有毒须点燃,防止大气污染
(3)结束后先停止加热,继续通入CO直到冷却(防止灼热的铜再次被氧化的化学 方程式)
4.3 二氧化碳的实验室制法
一、反应原理
1、药品:大理石、稀盐酸(因为必须非纯净所以只能用中文)
2、原理:化学方程式
Ø 注意点(1)不能用稀硫酸代替稀盐酸,因为生成物CaSO4微溶,覆盖在大理石表面,阻止反应 进一步发生
(2)不能用碳酸钠代替大理石,因为反应相当剧烈,不易收集
(3)稀盐酸浓度不宜过高:盐酸有挥发性,所以必须避免二氧化碳中存在大量HCl气体 杂质
3、装置:启普发生器(书P116页)
Ø 原理(优点):利用压强差控制反应开始、停止(参见:http://xzc.2000y.net/mb/1/ReadNews.asp?NewsID=147179
http://www.aqyz.net/zhuye/teaweb/chemfly/kj/qpfsq.swf)
Ø 适用范围:块状固体与液体反应,不需加热,生成的气体难溶或仅仅可溶(MnO2与H2O2的反应不可使用此装置,因为MnO2为粉末)
Ø 组成:球形漏斗 + 容器 + 导管
4、操作步骤
(1)检验气密性:往球形漏斗中加液体发现液面不下降,说明装置气密性良好
(2)加药品,搭装置
(3)收集二氧化碳:向上排气法
二、气体的净化
洗气装置:广口瓶+木塞(长进短出,最后出去水汽,防止气体浸入溶液再次沾上水)
1、CO2(H2O、HCl)
Ø 除HCl:
· AgNO3+HCl → HNO3+AgCl
· 加水
· 滴加饱和的NaHCO3溶液
Ø 除H2O: 滴加浓硫酸(有吸水性)
2、CO2(CO)
Ø 除CO: CO+CuO (?→) Cu+CO2 (氧化还原方法,通过灼热的氧化铜)
3、其它例子
Ø CO(CO2): NaOH溶液
Ø O2(H2O): 浓硫酸
Ø CaCl2(CaCO3):
· 溶解、过滤(蒸发)
· 滴加稀盐酸
4、常用干燥剂
Ø CaO:可干燥H2、O2、N2(酸性气体除外,例如:HCl,CO2,SO2)
Ø 浓H2SO4:具有很强吸水性,可干燥H2、O2、N2、CO2、HCl(碱性气体除外,例如:NH3)
Ø 碱石灰(CaO、NaOH固体):可吸收水、酸性气体
4.4 化石燃料
一、化石燃料
1、3种重要的化石燃料
名称
主要成分
加工方式
煤
C
干馏(焦炭、煤焦油、焦炉气)
石油
C、H
分馏
天然气
CH4
2、天然气
Ø CH4俗称:沼气、坑气、瓦斯
Ø CH4的物理性质:无色、无味气体,难溶于水,密度比空气小
Ø CH4的化学性质
· 可燃性:化学方程式
· 工业上制炭黑:化学方程式
3、常用家用燃料(p121)
Ø 焦炉煤气:H2,CH4,CO
Ø 水煤气:CO,H2,化学方程式
Ø 液化气:由多种低沸点化合物组成
二、绿色能源
è 太阳能、风能、潮汐能、地热能、氢能
1、氢气 H2
Ø 物理性质:密度极小,难溶于水,无色无味气体
Ø 化学性质
· 可燃性:化学方程式
· 还原性:还原氧化铜方程式(先通氢气再加热)
Ø 氢气的实验室制法:锌粒+稀硫酸/稀盐酸,化学方程式
è 多功能瓶
Ø 洗气:A进B出
Ø 收集气体
· 排气法
u 密度大于空气:A进B出
u 密度小于空气:B进A出
· 排水法:先装水,B进A出
· 测气体体积:A处接量筒
è 补充1:盐
NaCl
KCl
盐酸盐
Na2SO4
K2SO4
硫酸盐
Na2CO3
K2CO3
碳酸盐
NaNO3
KNO3
硝酸盐
钠盐
钾盐
检验碳酸盐的方法
Ø 向固体滴加酸溶液,有气泡产生
第五章 初识酸和碱
5.1 生活中的酸和碱
一、常见的酸和碱
Ø 酸:H2SO4、HNO3、HCL(胃酸)、H2CO3、H2S(氢硫酸)、H3PO4、CH3COOH(HAc,乙酸、醋酸)
:工业三大强酸
Ø 碱:Ca(OH)2、NaOH、KOH、NH3.H2O(易分解,易挥发)
二、酸的组成和分类
Ø 组成:由氢元素和酸根组成的化合物
Ø 分类
l 物质类别:无机酸、有机酸
l 是否含有氧元素:含氧酸(某酸)、无氧酸(某化氢/氢某酸)
l 氧原子个数:一元酸(HCL)、二元酸(H2S)、三元酸(H3PO4)
² 可结合(如:HCL一元无氧无机酸)
三、碱的组成和分类
Ø 组成:金属元素(或铵根)与氢氧根组成的化合物
Ø 分类
l 可溶性
1、 可溶:KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3.H2O
2、 微溶:Ca(OH)2
3、 难溶:其余 Fe(OH)3 红褐色,Cu(OH)2 蓝色,Mg(OH)2 白色
5.2酸碱的性质研究
一、酸的性质研究
Ø 酸的溶液才有酸性
² H2SiO3硅酸难溶
Ø 盐酸
l 物理性质
4、 为混合物:HCL气体+水
5、 纯净的盐酸为无色液体
ü 工业盐酸不纯净,黄色,含铁的化合物
3、有很强挥发性
ü 浓盐酸(36%--37%),有刺激性气味
ü 打开浓盐酸瓶盖,瓶口产生白雾。挥发出的HCL气体与水蒸气形成了盐酸小液滴(浓HNO3类比)
ü 一瓶浓盐酸敞口放置一会后,M质、M液、浓度均变小
l 化学性质
1、 与酸碱指示剂反应
2、 与金属反应(方程式)
ü 单质铁在置换反应中一律生成亚铁,亚铁溶液呈浅绿色
² 金属活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
——————————————化学性质越稳定—————————————
能与水反应,H前能与酸反应
3、 与碱反应
HCL+NaOH==NaCL+H2O 放热
² 中和反应
ü 定义:酸和碱反应生成盐和水并放热的反应
ü 实质:碱中的OH与酸中的H结合生成水的过程。生成的水越多,放出热量越多。
ü 3化学方程式
ü 应用
u 处理废水废气
u 改良酸性土壤:Ca(OH)2
u 治疗胃酸过多:Al(OH)3、Mg(OH)2、NaHCO3、轻质CaCO3
4、 与碱性氧化物反应
ü 定义:能和酸反应生成盐和水的氧化物(大多数金属氧化物)
ü 3化学方程式
² 生锈的铁钉放入足量稀盐酸中,会有何反应发生?有何现象?
ü 2化学方程式(铁、三氧化二铁分别与盐酸反应)
ü CuO只有一个(金属铜活动性在氢后)
5、 与某些盐反应
ü 6化学方程式(包括检验盐酸)
ü 复分解反应
w 定义:两种化合物相互反应交换成分生成另外两种化合物的反应
w 形式:AB+CD==AD+BC(酸碱中和反应必为复分解反应)
w 条件:至少满足一条
(1)有气体生成
(2)有水生成
(3)有沉淀生成
ü 物质的溶解性
w 酸:除H2SiO3微溶,其余均可溶
HNO3、HCL易挥发,H2SO4、H3PO4难挥发,H2CO3易分解
w 碱:K、Na、Ba、NH4均可溶,Ca微溶,其余都不
w 盐
(1) Na、K、NH4、NO3盐均可溶
(2) 盐酸盐中,AgCl难溶水、酸
(3) 硫酸盐中,BaSO4难溶水、酸,CaSO4、AgSO4微溶(CaSO3难溶)
(4) 碳酸盐中,Na、K、NH4、均可溶,MgCO3微溶,其余均难溶。
² 4化学方程式
l 用途
1、 制药、制氧化物
2、 除铁锈:1化学方程式
3、 制食品,帮助消化
Ø 硫酸(H2SO4)
浓:H2SO4(浓) 稀:H2SO4
l 物理性质
1、 纯净H2SO4是无色、粘稠状液体,难混发(纯H3PO4是无色晶体)
2、 特性
ü 吸水性(物理性质):用于干燥O2、H2、CO2(碱性气体除外,如:NH3)
w 敞口放置:M质不变,M液增加,浓度减小
ü 脱水性(化学性质):使物质碳化
w 浓盐酸、浓硫酸分别滴在蓝色石蕊试纸上,前者变红,后者变黑
ü 强氧化性(化学性质):与不活泼金属反应
w 1化学方程式
l 化学性质
1、 与酸碱指示剂反应(PH< 7)
2、 与某些金属反应
ü 4化学反应式
3、 与碱性氧化物反应
ü 3化学方程式
4、 与碱反应
ü 4化学方程式
5、 与某些盐反应
ü 4化学方程式
ü 检验
w H2SO4:酸化的硝酸钡溶液(碳酸钡遇酸溶解)
w HCL:酸化的硝酸银(碳酸银遇酸溶解)
w H2SO4(HCL):Ba(NO3)2
(1) 加入足量Ba(NO3)2,过滤(不用BaCL2,会生成HCL)
(2) 往滤液中滴加AgNO3溶液
AgNO3与硫酸反应的化学方程式
w HCL(H2SO4):Ba(NO3)2
Ø 酸的通性
l 与酸碱指示剂反应
l 酸+碱==盐+水
l 酸+碱性氧化物==盐+水
l 酸+金属==盐+氢气(HNO3除外)
l 酸+盐==酸’+盐’
² 金属氧化物不全是酸性氧化物
l 两性氧化物
ü ZnO、Al2O3
l 酸性氧化物
ü Mn2O7
二、碱的性质探究
Ø 氢氧化钠 NaOH
俗称:烧碱、火碱、苛性钠
l 物理性质
1、 纯净的NaOH是白色固体,极易溶于水,易潮解
固体吸收空气中的水分,在其表面形成溶液的现象
2、 NaOH固体用于干燥H2、O2、NH3(CO2、SO2、HCL等酸性气体除外)
l 化学性质
1、 与酸碱指示剂反应:石蕊变蓝(PH>7)遇难溶性碱不变色
2、 与酸性氧化物反应(大多数非金属氧化物)
ü CO、NO、H2O为不成盐氧化物
ü CO2+2NaOH==Na2CO3(碱性)+H2O
w 如何证明反应发生
(1)证明新物质生成:往反应后的溶液中滴加稀盐酸(用于证明放在空气中的固体NaOH潮解、变质)
(2)反应前后的压强差:书P19、试管水上升、书P15
ü SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O :工业上用碱性溶液吸收SO2
ü SO3+2NaOH==Na2SO4+H2O
ü SiO2+NaOH==Na2SiO3(硅酸钠,水玻璃)+H2O
² 存放NaOH试剂瓶不用玻璃塞,用橡皮塞
3、 与酸反应
ü 3化学方程式
4、 与盐溶液反应(盐、碱必须都可溶)
ü 3化学方程式
ü 判断依据
w 是否均溶解
w 复分解反应是否发生
l 用途
1、 用于化工原料,制肥皂,纺织工业
2、 用于干燥气体
Ø 氢氧化钙 Ca(OH)2
俗称:熟石灰,消石灰
l 物理性质
1、 白色粉末状固体,微溶于水
2、 Ca(OH)2溶液:澄清石灰水
3、 Ca(OH)2悬浊液:石灰乳,石灰浆
l 化学性质
1、 与酸碱指示剂反应
2、 与酸性氧化物反应
ü 4化学方程式
3、 与酸反应
ü 4化学方程式
4、 与盐溶液反应
ü 3化学方程式
l 用途
1、 用作建筑材料
2、 配置农药:波尔多液(蓝色悬浊液)
ü 化学方程式
3、 调节酸性土壤
4、 制漂白粉,制烧碱
ü 2化学方程式
² 鉴别NaOH和Ca(OH)2溶液
l 通入CO2,变浑浊的是Ca(OH)2,无明显现象的是NaOH
l 滴加Na2CO3溶液,变浑浊的是Ca(OH)2, 无明显现象的是NaOH
Ø 碱的通性
l 与酸碱指示剂反应
l 碱+酸性氧化物==盐+水(2化学方程式)
l 碱+酸==盐+水
l 碱溶液+盐溶液==碱’+盐’
l 可溶性碱对应的氧化物能与水反应生成相应的碱(Na2O,K2O,BaO,CaO)
ü 2化学方程式
l 难溶性碱受热分解成相对应(价态一致)的氧化物和水
ü 3化学方程式
² 鉴别NaOH 5%H2SO4 10%H2SO4
l 酚酞
1、 滴加酚酞,变色者为NaOH
2、 取等量滴有酚酞的NaOH
3、 滴入2种酸,先褪色者为10%H2SO4
² 鉴别Ca(OH)2 KNO3 HCL
l 石蕊
l 酚酞
l CO2(CaCO3沉淀分两份加入另外2中溶液,产生气泡者为HCL)
l Na2CO3
六、常见的金属和盐
6.1奇光异彩的金属
一、应用广泛的金属材料
二、金属的分类和共性
Ø 分类
l 密度:重金属(密度>4.5g/cm3 Cu、Zn)、轻金属(密度<4.5g/cm3 Mg、Na)
l 颜色:黑色金属(Fe、Cr铬、Mn)、有色金属
Ø 共性
l 导电性、导热性良好(Ag导电性最好)
l 具有延展性(Au延展性最好)
l 具有金属光泽,大多数金属都是银白色的(Cu红色,Au金色)
² 金属之最
三、金属的化学性质
Ø 金属与非金属反应(O2、CL2、S)
l 5化学方程式
Ø 金属与酸反应
l 1化学方程式
Ø 金属与盐溶液反应
l 条件
1、 活泼金属置换不活泼金属
2、 反应必须在盐溶液中进行
l 4化学方程式
² 探究Fe、Cu活动性
l H2SO4 Fe Cu
l CuSO4 Fe
l FeSO4 Cu
² 探究Fe、Cu、Ag活动性
l Fe、Cu、Ag+酸 Cu+AgNO3
l CuSO4
l FeSO4 Cu AgNO3
l Fe Cu(NO3)2 Ag
² 探究Zn、Fe活动性
l Zn FeSO4
l Fe ZnSO4
² 随堂练P128(12)分析
Cu(NO3)2+Mg==Mg(NO3)2+Cu
2AgNO3+Mg==Mg(NO3)2+2Ag
l Mg过量
1、 滤渣Mg、Ag、Cu
2、 滤液Mg(NO3)2
l Mg少量
1、 滤渣Ag(可能有Cu)最不活泼的金属最先被置换出
2、 滤液Mg(NO3)2【可能有Cu(NO3)2、AgNO3】
四、氢气
Ø 物理性质:无色无味气体,密度小于空气,难溶于水
Ø 化学性质
l 可燃性:1化学方程式(点燃CO、CH4、H2均会有淡蓝色火焰,点燃前须先验纯)
l 还原性:2化学方程式
Ø 制法
l 工业法:电解水
l 实验室
1、 药材:锌粒+稀盐酸/稀硫酸
2、 装置
w H2O2制O2装置
w 启普发生器
Ø 用途
l 高能燃料
l 冶炼金属
五、金属的锈蚀与冶炼
Ø 锈蚀
l 原理:游离态转变为化合态
l 原因:O2、H2O
l 防护:油漆、电镀、搪瓷
l 1化学方程式
² Cu生锈:Cu(OH)2CO3 铜绿,碱式碳酸铜
Ø 冶炼:化合态转变为游离态
l 不活泼:加热分解法
1、2化学方程式
l 较活泼:还原剂法
1、4化学方程式
² 氧化剂与还原剂的关系
例子:点解水,水既是氧化剂又是还原剂
6.2 盐和化肥
一、中和反应的产物——盐
Ø 盐的定义:金属元素(或铵根)与酸根组成的一类化合物
Ø 盐的分类
l 正盐
1. 含氧酸盐:Na2SO4、NH4NO3、K2CO3
2. 无盐酸盐:NaCL、KCL、Na2S
l 酸式盐 NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3
l 碱式盐 Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸铜(铜锈,俗称铜绿)
l 复盐 KAL(SO4)2.12H2O 十二水硫酸铝钾
² 常见的结晶水合物:CuSO4.5H2O、Na2CO3.10H2O、FeSO4.7H2O
二、盐的化学性质
l 盐(溶液)+碱(可溶)==碱’+盐’(3化学方程式)
l 盐+酸==酸’+盐’(4化学方程式)
² 碳酸盐检验:取样滴加酸溶液,将生成的气体通入石灰水(有可能是金属与酸反应生成氢气)
l 盐(溶液)+金属==金属’+盐’ (2化学方程式)
l 盐(溶液)+盐(溶液)==盐’+盐’(2化学方程式)
² 鉴别Na2CO3、Na2SO4、NaCL
1、 滴加H2SO4/酚酞(Na2CO3),滴加Ba(OH)2(H2SO4)
2、 滴加BaCL2(Na2CO3、Na2SO4),滴加酸(硫酸不可,Na2SO4)
:H2SO4+BaCO3==BaSO4(沉淀)+CO2(气体)+H2O
三、盐的用途
l 食盐
1、 制取Na:1化学方程式
2、 制取烧碱:1化学方程式
² H2+CL2=点燃=2HCL
四、焰色反应:金属或它们的化合物在灼烧时火焰发出不同颜色的光(书P38实验)
五、化肥
l 氮(N)肥:促进茎叶生长,促进叶色浓绿
1、 铵态氮肥
ü 酸性:NH4CL 、NH4NO3(硝铵)、(NH4)2SO4(硫铵/肥田粉)
ü NH4HCO3:碳铵(受热易分解) 1化学方程式
ü 酸性铵态氮肥与碱反应:2化学方程式
2、 氨水(液态氮肥):NH3.H2O(易分解,易挥发)
3、 有机氨肥:尿素CO(NH2)2(N%量最高46.7%)
l 磷(P)肥:促进作物根系发达
1、Ca3(PO4)2:重过磷酸钙,磷矿粉中(难溶,须粉碎,吸收困难)
2、Ca(H2PO4)2:过磷酸钙,重磷矿粉中(可溶)
l 钾(K)肥:促使果实饱满
1、 草木灰:K2CO3(溶液呈碱性)
l 复合化肥
1、 定义:含有2种或2种以上营养元素的化学肥料
2、 如:KNO3、(NH3)3PO4