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- 2021-11-11 发布
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2020年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
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
近代:炼钢、炼铝、建筑、联合制碱法(侯德榜)、人工合成蛋白质
现代:塑料、合成纤维(光纤)、半导体(电脑)、药物
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
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。
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
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
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)
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
不能用手接触药品
点燃气体前先要验纯
着小火用湿布/沙土覆盖
滴瓶内胶头滴管不可洗
三、伤害处理
割伤:酒精棉球→红药水
烫烧伤:75%酒精→蓝油烃
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
直接:试管、蒸发皿、燃烧匙
垫石棉网:烧杯、烧瓶、锥形瓶
2、过滤
原理:分离难溶性固体与液体
仪器:漏斗、铁架台、烧杯、玻璃棒
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
粉末:药匙、纸槽
块状:镊子
一横二放三慢竖:粉末送至管底,块状送在管口即可
2、液体
倾倒法
(1)瓶塞倒放
(2)标签对手心
滴加法:滴管竖直悬空
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
无零刻度
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
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
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
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
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↑
锰酸钾可溶,二氧化锰难溶
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)
身边绝大多数的物质处于混合状态中
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
作用:分离溶剂和不挥发的可溶性固体
仪器:铁架台、酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
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
作用:分离沸点不同的液体混合物
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
地壳:氧,硅,铝,铁
人体:氧,碳,氢,氮,钙
大气:氮,氧
宇宙:氢,氦
有毒:铅,镉,汞
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
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
表示一种元素
表示某种元素的一个原子
当某物质由原子构直接成时,可以表示该物质
直接由原子构成的物质主要指金属、稀有气体
2、化合价
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)
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
定义:用元素符号表示纯净物组成的式子
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)
基本用语:“化”“合”“正”“亚”“过”“高”
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
现象:剧烈燃烧,产生浓厚白烟
文字表达式:磷+氧气(点燃→)五氧化二磷
化学反应式:4P+5O2(点燃→)2P2O5
原理:反应后集气瓶内气体减小少,压强减小
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)
性质很稳定,在一般情况下几乎不与其它物质反应
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
性质:无色无味的气体,难溶于水,常温下性质较稳定
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
定义:保持物质化学性质的一种微粒
阿伏加德罗——分子学说
特点
分子很小
分子之间存在间隙
分子在不断运动
物质的三态变化,实质是分子间隙的变化
2、原子
定义:化学变化中最小的微粒
道尔顿——原子论
特点
原子很小
原子之间有间隙
原子在不断运动
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
不可以说原子比分子小
原子构成分子再构成物质,原子也可直接构成物质
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
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)
相对分子质量(式量)=各原子相对质量ⅹ原子数量
无单位
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
供给呼吸
支持燃烧(助燃性)
高压氧舱抢救病人
富氧炼钢
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
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。
化学方程式
2、实验二:硫与氧气反应(硫磺:黄色固体粉末)
现象:明亮的蓝紫色火焰,生成有刺激性气味气体
化学方程式
3、实验三:铁丝和氧气反应
现象:剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
化学方程式
4、实验四:氢气与氧气反应
化学方程式
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
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
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)
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
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
电解水:化学方程式
2、实验室制法
加热高锰酸钾:化学方程式
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)
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
获取KCl:溶解、过滤、蒸发
获取MnO2 :溶解、过滤、洗涤、烘干
对于涉及气体的反应,要将开放体系转换为封闭体系
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
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
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
分液漏斗的优点:能控制反应速度、开始、停止(液封)
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
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
改变:分子的种类、个数,物质的种类
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
定义:用元素符号和分子式来表示化学反应的式子
原则
遵循质量守恒定律
遵循客观事实
生成物标气体↑和沉淀↓(如果反应物有气体,则不用标↑)
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
工业废水:印刷业
农业废水:农药
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)
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
(3)(4)去除悬浮小颗粒
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)
3.22 世界水日
3.22——3.28 全国水法宣传周
二、水的组成
1、实验:2H2O (通电→) 2H2↑+O2↑
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)
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)
加快水的电解:加少许酸/碱
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)
缔合性
熔点、沸点较高
反常膨胀
比热容较大
分散性:水有极高的溶解、分散物质的能力
分散体系
浊液
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
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
CO2与水反应:化学方程式
CaO与水反应:化学方程式
Ca(OH)2水溶液:澄清石灰水
Ca(OH)2悬浊液:石灰乳、石灰浆
硫酸铜粉末与水反应:化学方程式(用来检验有无水)
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)
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
溶质:被溶解的物质
溶剂:能溶解其它物质的物质
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
定义:一种物质在另一种物质中溶解的能力
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
饱和→不饱和:加溶剂、改变温度
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。
符号:S
单位:g/100g水
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
内因:溶质(剂)本身性质
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)
少数固体溶解度随温度升高变化不大:NaCl
极少数固体溶解度随温度升高而变小:Ca(OH)2
夏日夜晚鱼、虾浮在水面换气
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)
0—0.01g:难溶
0.01—1g:微溶
1—10g:可(能)溶
10g以上:易溶
溶解是绝对的,不溶解是相对的
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
原则
温度一定
饱和状态
公式
s/100 = m质/m剂
s/100+s = m质/m液
四、溶质从溶液中析出
晶体:具有规则几何形状的固体
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
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
质量百分比浓度:c%=m质/m液 ⅹ 100%
体积比浓度:1:4的硫酸溶液(1——V质;4——V剂)
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
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
紫色石蕊:酸红碱蓝
五色酚酞:酸无碱红
石蕊试纸
红色:只检验碱性溶液
蓝色:只检验酸性溶液
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
酸碱性与浓度有关
二、常见溶液的酸碱性与生活的联系
血液 7.35—7.45
胃液 0.8—1.5 (胃酸的主要成分:盐酸)
治疗胃酸过多:Al(OH)2,Mg(OH)2
三、常见溶液的酸碱性
酸 H2SO4,HCl,HNO3,H2CO3
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)
碱 Na(OH)2,Ca(OH)2,Cu(OH)2
碱性溶液不一定是碱的溶液,例如:Na2CO3,NaHCO3溶液(溶质均不为碱)
盐 NaCl,NaNO3,KCl
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
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
可燃物与氧气/空气充分接触
(一)二氧化碳与镁带的反应
反应方程式:2Mg+CO2 (点燃→) C+2MgO
现象
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
反应方程式:2Na+Cl2 (点燃→) 2NaCl
现象
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
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
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)
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
降低火场温度
隔绝可燃物与氧气的接触
2、常用灭火器
水
酸碱灭火器:化学方程式
干粉灭火器:化学方程式
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
节约资源
减少有毒有害气体
2、燃料充分燃烧的措施
供应充足氧气:使用鼓风机
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
金刚石:自然界中最硬,不导电,用于饰品、切割玻璃和金属
石墨:质的柔软,导电性好,用作铅笔芯或电极
C60(富勒烯):书P107页
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)
常见的几种同素异形体:氧气与臭氧,红磷与白磷
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
通常情况下性质非常稳定
可燃性:2个点燃炭的化学方程式
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
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:
CO2不可燃,不助燃(大部分情况下)
CO2与水反应:化学方程式
CO2与炭反应:化学方程式(工业上制焦炉煤气)
CO2与Ca(OH)2反应:化学方程式
CO2与NaOH反应:化学方程式(吸收CO2)
3、CO2的用途
灭火
制冷剂、人工降雨
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:
可燃性:点燃一氧化碳的化学方程式(产生淡蓝色火焰)
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
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)
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)
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)
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)
除HCl:
AgNO3+HCl → HNO3+AgCl
加水
滴加饱和的NaHCO3溶液
除H2O: 滴加浓硫酸(有吸水性)
2、CO2(CO)
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
CO(CO2): NaOH溶液
O2(H2O): 浓硫酸
CaCl2(CaCO3):
溶解、过滤(蒸发)
滴加稀盐酸
4、常用干燥剂
CaO:可干燥H2、O2、N2(酸性气体除外,例如:HCl,CO2,SO2)
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)
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
CH4俗称:沼气、坑气、瓦斯
CH4的物理性质:无色、无味气体,难溶于水,密度比空气小
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)
焦炉煤气:H2,CH4,CO
水煤气:CO,H2,化学方程式
液化气:由多种低沸点化合物组成
二、绿色能源
太阳能、风能、潮汐能、地热能、氢能
1、氢气 H2
物理性质:密度极小,难溶于水,无色无味气体
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)
氢气的实验室制法:锌粒+稀硫酸/稀盐酸,化学方程式
多功能瓶
洗气:A进B出
收集气体
排气法
密度大于空气:A进B出
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
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
向固体滴加酸溶液,有气泡产生
将生成的气体通入澄清石灰水,发现成清石灰水边混浊
第五章 初识酸和碱
5.1 生活中的酸和碱
一、常见的酸和碱
酸:H2SO4、HNO3、HCL(胃酸)、H2CO3、H2S(氢硫酸)、H3PO4、CH3COOH(HAc,乙酸、醋酸)
:工业三大强酸
碱:Ca(OH)2、NaOH、KOH、NH3.H2O(易分解,易挥发)
二、酸的组成和分类
组成:由氢元素和酸根组成的化合物
分类
物质类别:无机酸、有机酸
是否含有氧元素:含氧酸(某酸)、无氧酸(某化氢/氢某酸)
氧原子个数:一元酸(HCL)、二元酸(H2S)、三元酸(H3PO4)
可结合(如:HCL一元无氧无机酸)
三、碱的组成和分类
组成:金属元素(或铵根)与氢氧根组成的化合物
分类
可溶性
可溶:KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3.H2O
微溶:Ca(OH)2
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
酸的溶液才有酸性
H2SiO3硅酸难溶
盐酸
物理性质
为混合物:HCL气体+水
纯净的盐酸为无色液体
工业盐酸不纯净,黄色,含铁的化合物
3、有很强挥发性
浓盐酸(36%--37%),有刺激性气味
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)
一瓶浓盐酸敞口放置一会后,M质、M液、浓度均变小
化学性质
与酸碱指示剂反应
与金属反应(方程式)
单质铁在置换反应中一律生成亚铁,亚铁溶液呈浅绿色
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
与碱反应
HCL+NaOH==NaCL+H2O 放热
中和反应
定义:酸和碱反应生成盐和水并放热的反应
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。
3化学方程式
应用
处理废水废气
改良酸性土壤:Ca(OH)2
治疗胃酸过多:Al(OH)3、Mg(OH)2、NaHCO3、轻质CaCO3
与碱性氧化物反应
定义:能和酸反应生成盐和水的氧化物(大多数金属氧化物)
3化学方程式
生锈的铁钉放入足量稀盐酸中,会有何反应发生?有何现象?
2化学方程式(铁、三氧化二铁分别与盐酸反应)
CuO只有一个(金属铜活动性在氢后)
与某些盐反应
6化学方程式(包括检验盐酸)
复分解反应
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
形式:AB+CD==AD+BC(酸碱中和反应必为复分解反应)
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
物质的溶解性
酸:除H2SiO3微溶,其余均可溶
HNO3、HCL易挥发,H2SO4、H3PO4难挥发,H2CO3易分解
碱:K、Na、Ba、NH4均可溶,Ca微溶,其余都不
盐
Na、K、NH4、NO3盐均可溶
盐酸盐中,AgCl难溶水、酸
硫酸盐中,BaSO4难溶水、酸,CaSO4、AgSO4微溶(CaSO3难溶)
碳酸盐中,Na、K、NH4、均可溶,MgCO3微溶,其余均难溶。
4化学方程式
用途
制药、制氧化物
除铁锈:1化学方程式
制食品,帮助消化
硫酸(H2SO4)
浓:H2SO4(浓) 稀:H2SO4
物理性质
纯净H2SO4是无色、粘稠状液体,难混发(纯H3PO4是无色晶体)
特性
吸水性(物理性质):用于干燥O2、H2、CO2(碱性气体除外,如:NH3)
敞口放置:M质不变,M液增加,浓度减小
脱水性(化学性质):使物质碳化
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
强氧化性(化学性质):与不活泼金属反应
1化学方程式
化学性质
与酸碱指示剂反应(PH< 7)
与某些金属反应
4化学反应式
与碱性氧化物反应
3化学方程式
与碱反应
4化学方程式
与某些盐反应
4化学方程式
检验
H2SO4:酸化的硝酸钡溶液(碳酸钡遇酸溶解)
HCL:酸化的硝酸银(碳酸银遇酸溶解)
H2SO4(HCL):Ba(NO3)2
加入足量Ba(NO3)2,过滤(不用BaCL2,会生成HCL)
往滤液中滴加AgNO3溶液
AgNO3与硫酸反应的化学方程式
HCL(H2SO4):Ba(NO3)2
酸的通性
与酸碱指示剂反应
酸+碱==盐+水
酸+碱性氧化物==盐+水
酸+金属==盐+氢气(HNO3除外)
酸+盐==酸’+盐’
金属氧化物不全是酸性氧化物
两性氧化物
ZnO、Al2O3
酸性氧化物
Mn2O7
二、碱的性质探究
氢氧化钠 NaOH
俗称:烧碱、火碱、苛性钠
物理性质
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
NaOH固体用于干燥H2、O2、NH3(CO2、SO2、HCL等酸性气体除外)
化学性质
与酸碱指示剂反应:石蕊变蓝(PH>7)遇难溶性碱不变色
与酸性氧化物反应(大多数非金属氧化物)
CO、NO、H2O为不成盐氧化物
CO2+2NaOH==Na2CO3(碱性)+H2O
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
SO2+2NaOH==Na2SO3+H2O :工业上用碱性溶液吸收SO2
SO3+2NaOH==Na2SO4+H2O
SiO2+NaOH==Na2SiO3(硅酸钠,水玻璃)+H2O
存放NaOH试剂瓶不用玻璃塞,用橡皮塞
与酸反应
3化学方程式
与盐溶液反应(盐、碱必须都可溶)
3化学方程式
判断依据
是否均溶解
复分解反应是否发生
用途
用于化工原料,制肥皂,纺织工业
用于干燥气体
氢氧化钙 Ca(OH)2
俗称:熟石灰,消石灰
物理性质
白色粉末状固体,微溶于水
Ca(OH)2溶液:澄清石灰水
Ca(OH)2悬浊液:石灰乳,石灰浆
化学性质
与酸碱指示剂反应
与酸性氧化物反应
4化学方程式
与酸反应
4化学方程式
与盐溶液反应
3化学方程式
用途
用作建筑材料
配置农药:波尔多液(蓝色悬浊液)
化学方程式
调节酸性土壤
制漂白粉,制烧碱
2化学方程式
鉴别NaOH和Ca(OH)2溶液
通入CO2,变浑浊的是Ca(OH)2,无明显现象的是NaOH
滴加Na2CO3溶液,变浑浊的是Ca(OH)2, 无明显现象的是NaOH
碱的通性
与酸碱指示剂反应
碱+酸性氧化物==盐+水(2化学方程式)
碱+酸==盐+水
碱溶液+盐溶液==碱’+盐’
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)
2化学方程式
难溶性碱受热分解成相对应(价态一致)的氧化物和水
3化学方程式
鉴别NaOH 5%H2SO4 10%H2SO4
酚酞
滴加酚酞,变色者为NaOH
取等量滴有酚酞的NaOH
滴入2种酸,先褪色者为10%H2SO4
鉴别Ca(OH)2 KNO3 HCL
石蕊
酚酞
CO2(CaCO3沉淀分两份加入另外2中溶液,产生气泡者为HCL)
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
分类
密度:重金属(密度>4.5g/cm3 Cu、Zn)、轻金属(密度<4.5g/cm3 Mg、Na)
颜色:黑色金属(Fe、Cr铬、Mn)、有色金属
共性
导电性、导热性良好(Ag导电性最好)
具有延展性(Au延展性最好)
具有金属光泽,大多数金属都是银白色的(Cu红色,Au金色)
金属之最
三、金属的化学性质
金属与非金属反应(O2、CL2、S)
5化学方程式
金属与酸反应
1化学方程式
金属与盐溶液反应
条件
活泼金属置换不活泼金属
反应必须在盐溶液中进行
4化学方程式
探究Fe、Cu活动性
H2SO4 Fe Cu
CuSO4 Fe
FeSO4 Cu
探究Fe、Cu、Ag活动性
Fe、Cu、Ag+酸 Cu+AgNO3
CuSO4
FeSO4 Cu AgNO3
Fe Cu(NO3)2 Ag
探究Zn、Fe活动性
Zn FeSO4
Fe ZnSO4
随堂练P128(12)分析
Cu(NO3)2+Mg==Mg(NO3)2+Cu
2AgNO3+Mg==Mg(NO3)2+2Ag
Mg过量
滤渣Mg、Ag、Cu
滤液Mg(NO3)2
Mg少量
滤渣Ag(可能有Cu)最不活泼的金属最先被置换出
滤液Mg(NO3)2【可能有Cu(NO3)2、AgNO3】
四、氢气
物理性质:无色无味气体,密度小于空气,难溶于水
化学性质
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)
还原性:2化学方程式
制法
工业法:电解水
实验室
药材:锌粒+稀盐酸/稀硫酸
装置
H2O2制O2装置
启普发生器
用途
高能燃料
冶炼金属
五、金属的锈蚀与冶炼
锈蚀
原理:游离态转变为化合态
原因:O2、H2O
防护:油漆、电镀、搪瓷
1化学方程式
Cu生锈:Cu(OH)2CO3 铜绿,碱式碳酸铜
冶炼:化合态转变为游离态
不活泼:加热分解法
1、2化学方程式
较活泼:还原剂法
1、4化学方程式
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
盐的定义:金属元素(或铵根)与酸根组成的一类化合物
盐的分类
正盐
含氧酸盐:Na2SO4、NH4NO3、K2CO3
无盐酸盐:NaCL、KCL、Na2S
酸式盐 NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3
碱式盐 Cu2(OH)2CO3 碱式碳酸铜(铜锈,俗称铜绿)
复盐 KAL(SO4)2.12H2O 十二水硫酸铝钾
常见的结晶水合物:CuSO4.5H2O、Na2CO3.10H2O、FeSO4.7H2O
二、盐的化学性质
盐(溶液)+碱(可溶)==碱’+盐’(3化学方程式)
盐+酸==酸’+盐’(4化学方程式)
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)
盐(溶液)+金属==金属’+盐’ (2化学方程式)
盐(溶液)+盐(溶液)==盐’+盐’(2化学方程式)
鉴别Na2CO3、Na2SO4、NaCL
滴加H2SO4/酚酞(Na2CO3),滴加Ba(OH)2(H2SO4)
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
食盐
制取Na:1化学方程式
制取烧碱:1化学方程式
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
氮(N)肥:促进茎叶生长,促进叶色浓绿
铵态氮肥
酸性:NH4CL 、NH4NO3(硝铵)、(NH4)2SO4(硫铵/肥田粉)
NH4HCO3:碳铵(受热易分解) 1化学方程式
酸性铵态氮肥与碱反应:2化学方程式
氨水(液态氮肥):NH3.H2O(易分解,易挥发)
有机氨肥:尿素CO(NH2)2(N%量最高46.7%)
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)
钾(K)肥:促使果实饱满
草木灰:K2CO3(溶液呈碱性)
复合化肥
定义:含有2种或2种以上营养元素的化学肥料
如:KNO3、(NH3)3PO4
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