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./mb/1/ReadNews.asp?NewsID=147179 http://www./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
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
检验碳酸盐的方法 Ø 向固体滴加酸溶液,有气泡产生 Ø 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 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 |
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