名师原声课堂
主讲人:黄冈中学高级教师 付 军
一、第八单元内容提要
1通过日常生活广泛使用金属材料等具体事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2了解常见金属的物理性质,知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
3认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金,知道生铁和钢等重要合金以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
4知道铁铝铜等常见金属与氧气的反应。
5初步认识常见金属与盐酸稀硫酸的置换反应,以及与某些化合物溶液的置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
6能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
二、重点难点内容讲解
1、金属物理性质的相似性和差异性
根据生活经验和对课本表8-1中所列出的一些金属物理性质的比较,我们可以发现,金属的物理性质特征与非金属不同,金属具有一些共同的物理性质:常温下金属都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数金属是电和热的良导体,有延展性,密度较大,熔点较高。但各种金属的颜色、硬度、密度、熔点、导电性和导热性等物理性质差别也较大。
物理性质 物理性质比较
导电性 Ag Cu Au Al Zn Fe Pb
导电性逐渐减弱
密 度 Au Pb Ag Cu Fe Zn Al
密度逐渐减小
熔 点 W Fe Cu Au Ag Al Sn
熔点由高到低
硬 度 Cr Fe Ag Cu Au Al Pb
硬度由大到小
2、如何考虑物质的用途
根据生活经验和对课本表8-1所提供的信息,分析我们熟悉的金属制品所选用的特定金属材料,我们就能知道,物质的性质在很大程度上决定了它们的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
3、合金
合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的物质,属于混合物。金属制成合金后,由于组成的改变,使得合金性能也随之发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好,因此,合金具有更广泛的用途。我们常见的生铁和钢,都是铁的合金。
4、金属的化学性质
我们可以将金属的化学性质归纳为下表:
金属的化学性质 实 例 说 明
(1)金属与氧气的反应 2Mg+O22MgO
4Al+3O2=2Al2O3
3Fe+2O2 Fe3O4
2Cu+O2 2CuO 大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应;Fe、Cu等在常温时几乎不与氧气反应,金在高温时也不与氧气反应。
(2)金属与盐酸、稀硫酸的反应 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,而位于氢后面的金属则不能。
(3)金属与某些化合物溶液的反应 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。
铝具有很好的抗腐蚀性,是因为铝的表面在空气中与氧气反应,生成一层致密的化学性质稳定的氧化膜,可阻止铝进一步被氧化。
5、置换反应
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应。金属活动性顺序排在氢前的金属与盐酸或稀硫酸等酸的反应,以及类似铁与硫酸铜溶液的反应(金属活动性顺序里前面的金属与后面的金属盐溶液的反应)等都属于置换反应。
铁跟酸(盐酸、稀硫酸)及某些化合物溶液(如CuSO4)发生置换反应时,其化合价由0 → +2,而不是0 → +3,即生成低价铁的化合物而不是高价铁的化合物。
归纳已学过的反应类型,有以下三类:
化合反应:A+B+… AB…
分解反应:AB… A+B+…
置换反应:A+BC AC+B
6、金属活动性顺序
经过大量的实验探究和去伪存真的分析,人们归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,即“钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金”。金属活动性顺序可以作为金属能否与某些化合物的溶液发生置换反应的一种判断依据。
7、几种常见的金属矿物
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外,其余都以化合物的形式存在。几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表。
金属矿物 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要成分 Fe2O3 FeS2 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S
8、铁的冶炼
在实验室按照课本图8-22进行一氧化碳还原氧化铁的实验时,可以观察到的现象为:红色的氧化铁粉末逐渐变成黑色粉末(铁粉),生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊(CO2)。多余的一氧化碳气体有毒,尾气必须处理(如烧掉)。
工业上冶炼铁的原料、反应原理及主要设备见下表。
原 料 铁矿石、焦炭、石灰石等
主要反应原理 在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。其主要反应原理为:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
主要设备 高 炉
9、根据化学方程式对反应物或生成物中含有某些杂质进行有关计算
化学方程式表示各种反应物和生成物纯物质之间的质量关系。在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在根据化学方程式计算用料或产量时,对于含杂质的物质(不管是反应物还是生成物),必须换算成纯物质的质量,才能根据化学方程式进行计算。
10、铁制品生锈的条件及防锈方法
设计证明铁制品在什么条件下容易锈蚀的实验,首先要根据生活经验对铁制品生锈的条件进行假设。铁制品在干燥的空气中不容易生锈,而在潮湿的空气中容易生锈,说明铁制品生锈可能与空气(氧气)和水都有关。再控制条件,设计以下三个对比实验进行证明:
①常温下,在干燥的空气中铁钉不易生锈;
②在隔绝空气的条件下,铁钉与水接触也不易生锈;
③铁钉只有在潮湿的空气中(既有、又有氧气存在的条件下)容易生锈。
通过以上的实验可以得出结论:铁生锈的条件是必须要有水和氧气。铁锈(主要成分是Fe2O3·xH2O)很疏松,不能阻止里层的铁继续与氧气、水等反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。
依据铁制品生锈的条件,防止铁生锈的基本思路是破坏铁制品锈蚀的条件,使铁制品隔绝空气和水。具体措施有:在铁的表面涂油、刷漆、镀耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金等。
11 、金属资源的保护
金属资源有限。废旧金属随意丢弃,不仅造成资源浪费,还会造成环境污染。保护金属资源的有效途径有:
(1)防止金属锈蚀;
(2)金属的回收利用,既可节约金属资源和能源,还可减少对环境的污染;
(3)有计划、合理地开采矿物;
(4)寻找金属的代用品(塑料)。
三 中考链接
【例1】下列物质中,属于金属材料的是( )
A.钢 B.铝 C.氧化铁 D.金刚石
【解析】 金属材料包括纯金属和合金:A是铁的合金;B是纯金属,都属于金属材料;C是金属氧化物,而D为非金属,都不是金属材料。【答案】 A、B
【例2】 (2003·吉林省)日常生活中所用的自来水管,你认为选用哪种管子既经济又耐用( )
A.普通钢管 B.塑料管
C.不锈钢管 D.镀锌管
【解析】 要从既经济又耐用的角度考虑,并要认真观察生活中常见的自来水管。
【答案】 B
【例3】(2003·南京市)世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一。铝的下列应用必须加以控制的是( )
A.用铝合金制门窗
B.用铝合金做飞机材料
C.用金属铝制装碳酸饮料的易拉罐
D.用金属铝制电线
【解析】 审题时应注意题中的前半部分。经排查,只有饮料属于食品,而其余均不属于食品类。故铝的四项应用中,必须控制的为C。
【答案】 C
【例4】 下列关于合金的说法正确的是( )
A.合金不能导电、传热
B.合金属于纯净物
C.合金没有延展性
D.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
【解析】 合金是混合物,不是纯净物;合金具有金属的性质,如导热性、传热性、延展性;由于组成的改变使得合金的很多性能与组成它们的金属不同。
【答案】 D
【例5】(2003·江苏苏州)我国劳动人民在3000年前的商代就会制造出精美的青铜器。青铜器是铜锡合金,它具有良好的铸造性、耐磨性和耐腐蚀性。取某青铜样品8.1g,经分析其中含锡0.9g,则此青铜中铜与锡的质量比是( )
A.9∶2 B.9∶1 C.8∶1 D.4∶1
【解析】 本题以我国古代的青铜器为载体,考查了合金为混合物,其总质量等于各组分质之和这一知识点。样品中锡的质量为0.9g,则铜的质量为8.1g-0.9g =7.2g,铜、锡质量比为:7.2g∶0 .9g = 8∶1。
【答案】 B
【例1】 (2003·山东济南)中华民族在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章,下图即为我国东汉晚期所铸的青铜奔马(马踏飞燕)。早在2000多年前的西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载,从现代化学的观点理解,这句话的涵义是( )
图
A.木炭还原氧化铜生成单质铜
B.氧化铜在单质铁的催化作用下分解生成铜
C.氢氧化铜和铁的化合物反应生成铜
D.单质铁从铜盐溶液中置换出铜
【解析】 这里的曾青即铜的化合物,指的是铁与硫酸铜的反应。
【答案】 D
【例7】 (2004·佛山市)有X、Y、Z三种金属,只有Z能与稀H2SO4反应,当把Y放入X的盐溶液,Y表面有X析出,则这三种金属的活动性顺序是( )
A.Z > Y > X B.X > Z > y
C.Y > x > Z D.Y > Z > x
【解析】 在金属活动性顺序里,排在前面的金属能将排在它后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。只有Z能与稀H2SO4反应,说明Z>H,而Y能与X的盐溶液反应,说明Y>X,故Z>Y>X。
【答案】 A
【例8】(2004·河北省)某化学兴趣小组,为验证Fe、Cu、Ag3种金属活动性顺序,设计了如图所示的4种实验方案。其中不能达到目的的是( )
【解析】 在金属活动性顺序里排在前面的金属能将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来,C中Fe、Cu都能将Ag置换出来,故无法排出顺序,故C错。
【答案】 C
【例9】 如图所示,在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球,这时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在稀H2SO4和CuSO4溶液中片刻,下列说法中正确的是( )
A.只有左边烧杯中溶液的质量增加
B.只有右边烧杯中溶液的质量增加
C.两边烧杯中的溶液质量都增加
D.取掉烧杯后,杠杆仍然保持平衡
【解析】 先分别考虑左右两边的反应情况及引起的溶液质量和金属质量的变化,再对照选项综合考虑。
左边铜与稀硫酸不发生反应,因此没有任何变化,右边锌与硫酸铜反应并置换出铜覆盖在锌表面,使溶液质量增加,金属质量减小。
【答案】 B
例10 足量的镁、锌、铁与含等质量HCl的稀盐酸反应,下列图像正确的是( )
解析:
镁、锌、铁的金属活动性依次减弱,因此与盐酸反应的速率也依次减小,反映在图像中斜线的斜率也依次减小,也就是在反应的一段时间内,镁与盐酸反应产生的氢气的质量最多,锌次之,铁与盐酸反应产生的氢气最少。而由于金属是足量的,金属与盐酸反应会随着盐酸逐渐耗尽而反应停止,因此,最终产生氢气质量取决于盐酸质量。所以与含等质量HCl的盐酸反应的金属镁、锌、铁,最终生成氢气的质量是相等的。
答案:D
【例11】 实验室要除去细碎铜屑中的少量细碎铁屑。某学生设计了两个方案:
① Cu,Fe 过滤→洗涤
② Cu,Fe 过滤→洗涤
两个方案中,较好的是_______(填序号),理由是:_________________________________________。
你是否有更简单的方法?若有,请写出做法:
______________________________________。
【解析】题目中的两种方案均可以去掉铜屑中的铁屑,①种方案消耗了盐酸除去了铁,没有增加铜;②种方案除去铁,同时增加了铜。
【答案】 ①;铁屑易溶于稀盐酸,反应较彻底,易于分离出铜;用磁铁吸去铁屑。
【例12】(2004·南昌市)请你参与某学习小组的探究活动,并回答相关问题:
发现问题小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部分最易生锈;
小茜发现自己的铜制镜框表面出现了绿色的铜锈;
小玲发现苹果切开不久,果肉上产生一层咖啡色物质,好像生了“锈”一般。
提出问题
这三种物质“生锈”的原因是什么?
收集证据
(1)回忆已有知识:铁生锈的条件是___________。
(2)查阅有关资料:“铜锈”主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿);苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应,生成咖啡色物质。
(3)实验探究:将四小块铜片分别按下图所示放置一个月,观察现象如下表所示。由实验可知:铜生锈是铜与水_________、_________等物质共同作用的结果。
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重
得出结论
经过交流讨论,三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外,还可能都与__________(填物质名称)有关。
反思与应用
(1)写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法___________________;
(2)请你提出一条延长食品保质期的建议_______。
【解析】 本题是一道具有研究性学习性质的科学探究题,很好地考查了学生的科学素养。铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触。答题时要认真分析探究铜生锈的四个实验装置。实验一中的铜片只与空气中氧气、二氧化碳接触,实验二中的铜片只与氧气、水接触(NaOH溶液吸收了空气中CO2)。实验三中的铜片只与二氧化碳、水接触。实验四中的铜片与氧气、水、二氧化碳都接触。前三个实验中铜片都不生锈,只有实验四中铜片生锈。说明铜生锈是铜与水、二氧化碳、氧气等物质共同作用的结果,其化学方程式为:2Cu+O2+H2O+CO2 ===== Cu2(OH)2CO3,由此得出结论,物质生锈除可能与水有关外,还可能都与氧气、二氧化碳有关。根据生锈的条件可提出防锈措施及延长食品保质期的建议,只要合理即可。
【答案】 收集证据:(1)铁与氧气和水同时接触
(3)氧气 二氧化硫
得出结论 氧气
反思与应用 (1)保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面形成保护膜)
(2)将食品进行真空包装(或充入氮气等)
名师同步点拨
1
2生铁和钢的比较
类 别 生 铁 钢
分 类 白口铁、灰口铁、球墨铸铁 碳素钢、合金钢
含碳量 2%~4.3% 0.03%~2%
机械性能 硬而脆 硬而韧、弹性好
冶 炼 主要设备 高炉 转炉、电炉、平炉
主要原料 铁矿石、焦炭、石灰石 生铁、氧气
主要原理 在高温下,用还原剂CO从铁的氧化物中将铁还原出来。 在高温下,用氧气或铁的氧化物把生铁中所含的过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去。
3铝、铁、铜等金属及其合金,都是生产、生活中应用广泛的金属材料。这几种常用的重要金属除有共性之外,更值得注意的是它们有各自不同的特性。考查的目的就是要求学生比较清楚地了解这几种重要金属的性质与性能差异,并能根据其性质选择确定用途,或由其用途推知该金属的主要特性。因此,这些常用金属的性质以及性质特点,它们的应用范围,还有如何区别它们等都是值得注意的考查热点。
4、金属与酸、盐溶液的反应规律与金属活动性顺序以及它们之间的关系是非常重要的化学知识,这些知识所涉及到的内容都是考查的热点,具体有:
(1)通过一些反应事实、现象分析判断未知金属的活动性顺序,并作出相应的解释。
(2)根据金属与酸、盐溶液反应中的各种物质质量的变化趋势进行分析判断。
(3)不同金属与酸、盐溶液能否反应的判断以及反应先后(速率快慢)的分析。
(4)一定量的金属与酸、盐溶液反应后,对所得滤渣、滤液组成(构成)的分析判断。
(5)金属与酸、盐溶液反应中所涉及到的相关因素用函数图象表示或与物理学中力学、电学等知识结合。
5、金属资源与金属材料及其合金,都是人类生产、生活等各方面应用最广的物质材料。作为资源我们应该加以保护,合理的开发利用;作为材料它的用途与其特性有关,特性又与其组成结构有关。不同特性的金属,在应用上有着不同的选择、不同的范围。因此,金属及其合金的性能与组成结构的关系;性能与用途的关系;还有在这些内容里反映出的量变引起质变的辩证关系;金属材料的防锈蚀保护及相关验证或探究实验等都是考查热点。
例题分析
例1、将一定量铝粉和氧化铜混合加热,反应的化学方程式为3CuO+2Al 3Cu+Al2O3。反应结束后,为了检验氧化铜是否完全反应,取少量反应后的固体,加入足量稀硫酸,充分反应后,将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中,能够说明氧化铜没有完全反应的是( )
①加入稀硫酸后,有气泡生成
②加入稀硫酸后,没有气泡生成
③加入稀硫酸后,溶液中有红色不溶物质
④插入溶液中的铁片表面有红色物质析出
A. 只有④
B. ②③
C. ③④
D. ①③④
解析:
题中利用铝和氧化铜在强热下能发生反应的事实,设计问题,考查了学生综合利用所学知识解决相关问题的能力。同时也让学生认识到判断一个反应是否进行完全,除了直接观察分析本身这一反应外,还可以用间接的方法进行。解题的关键是注意题目要求:能够说明氧化铜没有完全反应的事实。另外分析如果CuO没有完全反应,那以后的反应事实应该是怎样的。CuO没有完全反应就是有剩余,那么加入稀H2SO4就有CuO+H2SO4=CuSO4+H2O反应发生,该反应生成的CuSO4溶液中插入铁片就将有CuSO4+Fe=FeSO4+Cu反应进行,该反应有一明显的现象是铁片表面有红色物质析出。
答案:A
例2、放在手心里就能熔化的稀有金属镓,其沸点为2403℃,更奇妙的是镓熔化后在-120℃仍不易凝固;在常温下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;与其它金属融合可改善合金性能;与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的用途的叙述错误的是( )
A. 与硝酸反应制氢气
B. 制作高温温度计
C. 制晶体管材料
D. 金与镓的合金用于镶牙
解析:
这是一道信息给予题,考查了学生学习利用信息以及根据已有的金属方面的知识解决问题的能力。解题的关键在于学习好题中信息知识,特别是金属镓的性质,另外利用性质决定用途的原理与其它一些知识思考确定答案。很显然,金属一般不会与氧化性酸(如硝酸、浓硫酸)反应产生氢气的。
答案:A
例3、钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料,但全世界每年都有约四分之一的钢铁因生锈损失。某化学课外活动小组,对钢铁制品锈蚀的条件进行如下探究,设计了如图所示的实验,据此回答下列有关问题:
(1)一周后,观察到编号为______的试管中的铁钉锈蚀严重。
(2)常温下,铁生锈的条件是铁跟_________________和________________等物质相互作用的结果,铁锈的主要成分是___________________________________(用化学式表示)。
(3)欲除去铁锈,同学们提出了三种不同的实验方法:①用砂布擦;②用稀盐酸洗;③用稀碱液泡。你认为最有效的方法是____________(填序号)。
(4)如何防止家庭中常用的铁制品生锈,简单易行的方法有(列举一种方法_____________________。
解析:
金属资源及金属材料是人类很早就认识到并加以利用的,当今应用更为广泛,其中钢铁是需求量最大的金属材料。金属不同,性质有差异。钢铁应用广泛是因为它有着良好的特性,但它也有一个严重不足:在常温下的自然环境里易锈蚀。钢铁锈蚀不仅影响其构件的美观,而且影响其性能和质量,还会造成金属资源的浪费。这就要求我们研究钢铁生锈的原理,了解后才能更好、更有效地防止钢铁生锈。考查的目的是培养和提高学生根据实际需要,设计实验、分析实验现象、利用实验研究问题的能力。解题的关键是能依据实验目的,用比较的方法和用控制变量的思维方法得出钢铁生锈的条件:同时有水和空气。由此出发,联系所学的基础知识即可解答本题。
答案:
(1)B
(2)水(或H2O) 氧气(或O2) Fe2O3
(3)②
(4)保持铁制品的洁净和干燥;擦干后涂油等(其他合理的方法均可)
例4 怎样用简单的方法鉴别铁粉和石墨粉?
解析:
虽然铁粉和石墨粉都是黑色的粉末,但是它们的其他物理性质有很大的差别。例如,铁粉能被磁铁吸引而石墨却不能,石墨粉有滑腻感,石墨粉的密度比铁粉小等。利用这些物理性质的差别可以区分铁粉和石墨粉。
答案:
取两种粉末少许,用手触摸,有滑腻感的是石墨粉,没有的是铁粉;或分别用磁铁接近两种粉末,能够被磁铁吸引的是铁粉,不能被吸引的是石墨粉。
例5 小兰家中收藏一件清末的铝制佛像,该佛像至今仍保存完好。该佛像仍未锈蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物容易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用
解析:
铝制品在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的而且很稳定的氧化铝(Al2O3)薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
答案:D
例5.全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界年产量的1/4。某同学想弄清楚铁生锈是否必须同时有空气和水。他将干净的铁钉放入A、B、C三支试管中,进行研究。
(1)在图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品。
(2)—周后,编号为 的试管中铁钉最易生锈。
(3)比较吐鲁番盆地和海南岛两地,铁生锈相对较慢的地区是 ,理由是 。
分析:
本题不仅考查了铁生锈的条件,也考查了研究铁生锈的过程。铁生锈与氧气、水有关,可以控制条件,设计以下三个对比试验进行证明:(1)铁钉只与干燥空气接触;(2)铁钉只与水接触;(3)铁钉既与水又与空气接触。本题还结合地理知识考查了不同地理位置、环境对铁生锈快慢的影响,体现了研究铁锈蚀条件的实际价值。
答案:
(1)如图
(2)B
(3)吐鲁番 吐鲁番盆地气候干燥。
名师同步选题
一、选择题
1.下列化学反应中,与实验事实不符的是( )
A.铁和硫酸铜溶液反应得到铜
B.铁和稀硫酸反应放出氢气
C.铁和稀盐酸反应得到氯化铁
D.铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁
2.铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的说法中,正确的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
B.铁在干燥的空气中容易生锈
C.铁是地壳里含量最多的金属元素
D.用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素
3.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具。并向全世界推广。其主要原因是( )
A.价格便宜,不易生锈
B.铁锅含有碳元素
C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D.传热慢,保温性能好
4.被雨水淋湿的自行车必须先用干布擦净后,再用带油的布擦,其理由是( )
A.使自行车更加润滑、运转灵活
B.防止铁在干燥空气中被氧化
C.擦油保持自行车的光亮
D.防止铁与水分接触在空气中生锈
5.今年5月24日中央电视台报道,继“食盐加碘”后,我国又将启动“酱油加铁”工程。“酱油加铁”的意义是( )
① 补充人体需要的铁元素
② 预防缺铁性贫血病
③ 改善酱油的味道
④ 增加黑色素
⑤ 减少厨房污染物
⑥ 提高人们健康水平
A.①②③ B.④⑤⑥ C.③④⑤ D.①②⑥
6.钢铁厂冶炼生铁的主要反应原理是。该反应中被还原的物质是( )
A.CO B.Fe2O3 C.Fe D.CO2
7.据估计,全世界每年因生锈损失的钢铁,约占世界年产量的四分之一,为探究钢铁锈蚀的原因,某探究性学习小组进行如图所示实验:数天后,只有试管(I)中铁在水面处生锈明显。如下列结论错误的是( )
A.常温下,铁和氧气不易发生反应
B.常温下,铁和水不易发生反应
C.常温下,铁跟水、氧气不易发生反应
D.铁的防锈原理是使铁隔绝空气和水
8.金属钛(Ti)是航空、宇航、军工、电子等方面的必须原料。在生产钛的过程中可用镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛,反应的化学方程式为:。该反应属于( )
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
9.将一洁净的铁片放入下列溶液中,片刻后取出,溶液的质量明显减少的是( )
A.食盐溶液 B.硫酸锌溶液 C.稀硫酸 D.硫酸铜溶液
10.生铁和足量的稀盐酸充分反应后总会有残渣,残渣的成分是( )
A.铁 B.氯化铁 C.氯化亚铁 D.碳和一些杂质
二、填空题
11.金属铜长时间放置在潮湿的空气中,能与氧气等物质发生化合反应生成铜绿,铜绿受热后可以分解。根据所学知识回答下列问题:
(1)写出铜绿受热分解的化学方程式:___________________________;
(2)铜变成铜绿,除了铜、空气中的氧气参加反应外,还有哪些物质参加了反应 并说明理由。
________________________________________________。
12.钢铁是人类生活和生产中非常重要的材料,但全世界每年都有约占产量四分之一的钢铁生锈损失。通过查阅资料、进行实验对上述问题进行研究。
请回答下列问题:
(1)我国在春秋战国时期钢铁生产就处于世界领先地位。工业上用一氧化碳和赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的化学方程式是:_______________________________;
(2)常温下,铁生锈的条件是铁接触空气中的_________和________;
请设计一个化学实验证明上述结论:________________________;
(3)防止钢铁制品生锈常用的方法是(举一个实例):_________________;
(4)多数食品容易吸收空气中的水分而潮湿,并吸收空气中的氧气而腐败。生产上多在食品中放入一小包CaO粉末,可使食品保持干燥;现已研究成功在食品中放入一小包铁粉(包裹在多孔泡沫塑料袋中),铁粉吸收水分和氧气,变为铁锈。用铁粉代替CaO粉末的优点是:______________________。
13.黄金是一种贵重金属。在人类漫长的历史中,素有“沙里淘金”、“真金不怕火炼”之说。这说明黄金在自然界中主要以________形式存在,也说明黄金的化学性质在自然条件下非常_________。
14.根据下列图示的转化关系,回答有关问题。
(1)若A为气体,B为红色固体,则化合物乙为(填化学式。下同)___________;
(2)若B为气体,乙的水溶液呈浅绿色,则A为___________。
15.将质量相等的A、B两种金属,同时分别放入两份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据图中所提供的信息,写出能从中得出的正确结论。(已知:A、B在生成物中均为+2价)
参考答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D C D D B C C D D
二、填空题
11.
(1)
(2) CO2和H2O;因 Cu2(OH)2CO3中含有C、H两种元素,根据质量守恒定律,反应物中也必须含有C、H两种元素,所以CO2和H2O应参加反应。
12.
(1)
(2) H2O(水) O2(氧气);把一支铁钉的一半浸入试管的蒸馏水中,观察生锈情况;
(3) 在钢铁表面涂上油漆,或在钢铁表面涂油,或在钢铁表面镀其他金属,或在钢铁表面烤蓝;
(4) 不但能吸水,使食品保持干燥,而且能吸收氧气(防止食品腐败)。
13.
单质,稳定。
14.
(1) H2O;
(2) Fe。
15.
① 生成H2的质量A>B
② 相对原子质量B>A
③ 反应速率A>B
④ 在金属活动性顺序表中A、B均排在氢前面 (答对三点内容即可)
A
Fe
Ag
CuSO4
溶液
CuSO4
溶液
B
Cu
Cu
FeSO4
溶液
AgNO3
溶液
C
Fe
Cu
AgNO3
溶液
AgNO3
溶液
D
Cu
Fe
稀HCl
稀HCl
Cu
AgNO3
溶液
稀H2SO4
CuSO4溶液
Cu
Zn
干燥的
空气
铜片
二氧化碳
铜片
蒸馏水
铜片
蒸馏水名师面授主讲人:黄冈中学高级教师 王学兵一、第三单元内容提要1. 认识水的组成,认识电解水的实验装置,记住实验的现象和反应产物。2. 了解单质、化合物的区别。3. 认识物质是由分子、原子等微小粒子构成的。4. 认识分子、原子的特征,并能解释一些生活中的现象。5.认识分子是保持物质化学性质的最小粒子,原子是化学变化中的最小粒子。 6. 了解纯水与自然水、硬水与软水的区别。 7、了解吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法。 8、初步掌握过滤、蒸馏等混合物分离的实验操作技能。 9、了解水体污染的成因及其防治措施 10、了解氢气的性质,初步学会实验室制取氢气。了解氢气的用途。 二、重点难点内容讲解(一) 水的组成 [实验3—1]接通电源,观察电极上和试管内发生的现象。水的电解实验 现象:通电后,电极上出现气泡,一段时间后,试管1和试管2收集到的气体体积比:约1:2。 试管1的气体(与电源+极相连),可使带火星的木条复燃,说明是氧气。 试管2的气体(与电源-极相连),被点燃产生淡蓝色火焰,说明是氢气。氢气难溶于水。 水在通直流电条件下,发生了分解反应,生成氢气和氧气,发生了化学变化。 这说明水中含有氢(H)、氧(O)两种元素。 *氢气的验证方法: 气体能够燃烧,火焰呈淡蓝色,(如气体量少,可能发出爆鸣声),这是氢气。(二) 单质和化合物 举例学过的由同种元素组成的纯净物,如: 等都是单质。 单质:由同种元素组成的纯净物为单质。 举例学过的: 等这种组成中含有不同元素的纯净物叫化合物。 物质分类: (三) 水的物理性质 纯水(H2O)是无色、无嗅、清澈透明的液体。 自然界中的天然水,由于含有许多可溶性和不溶性杂质,因此常呈混浊。(四) 净化水的方法: 沉淀、吸附、过滤、蒸馏。 自然界的水都不是纯水,通过多种途径可以使水得到不同程度的净化。 1. 静置沉淀法: 利用明矾溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质沉降,来达到净水的目的。 2. 吸附沉淀法: 用具有吸附作用的固体过滤液体,可以滤去液体中的不溶性物质,还可以吸附一些溶解的杂质,除去臭味。如:净水器,有些就是利用活性炭来吸附、过滤水中的杂质的。但是经过净化后的水虽然变澄清了,但所得的水仍然不是纯水。活性炭净水器示意图 3. 过滤: 把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。 操作要点:一贴、二低、三靠 一贴:滤纸紧贴漏斗壁,且无气泡。 二低:滤纸边缘低于漏斗边缘,漏斗里液面低于滤纸边缘。 三靠:烧杯靠紧引流的玻璃棒,玻璃棒的一端斜靠在三层滤纸的一边,漏斗下端紧靠烧杯内壁。过滤液体 4. 蒸馏: 把相互溶解的液体物质,根据沸点不同的原理进行分离的方法。 操作要点: (1)加沸石防爆沸。 (2)装置要检查气密性。 (3)沸腾不能太剧烈。 (4)开始馏出的液体弃去。 *制取蒸馏水的过程是物理变化。 蒸馏水是纯度较高的水。制取蒸馏水的简易装置(五) 软水和硬水 1. 硬水:水壶长时间烧水后,内壁形成一层水垢,这是因为水中溶有较多的可溶性钨和镁的化合物,这样的水叫硬水。 2. 软水:不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫做软水。 3. 如何鉴别软水、硬水? 肥皂水加到软水中产生较多的泡沫,加到硬水中产生的泡沫很少,但有较多的浮渣。 4. 使用硬水会给生活带来哪些麻烦? (1)洗衣服时,不但浪费肥皂,也洗不净衣服,长时间使衣服变硬。 (2)锅炉用硬水形成锅垢,浪费燃料,使锅炉局部过热,引起变形,甚至引起爆炸。 5.怎样使硬水软化: (1)加入化学试剂,除去钙、镁离子。 (2)加热煮沸。 天然水都不是纯净水,通过沉淀、吸附、过滤、蒸馏等方法可以使水不同程度地得到净化。 小结:对于水的净化方法,单一操作相对净化程度由低到高的顺序是:静置沉淀、过滤、吸附沉淀、蒸馏,综合运用上述四项操作效果更好,其先后顺序是相反的。 (六) 人类拥有的水资源 1. 地球上哪些地方有水? 江、河、湖、海约占地球表面积的3/4,地球又称为水球,从遥远的太空看地球,地球是一个蔚蓝的美丽的水球,地层、大气、动植物体内都含有大量的水。水的总量很大。但大部分是海水,海水含盐量高,淡化海水成本高。 海洋也有利用价值,蕴藏着丰富的化学资源,富含80多种元素。其中还含有陆地上没有的一些元素。如:溴、碘、金、银、钛等,水是人类宝贵的自然资源。 可利用的淡水资源有限,只占全球水储量的2.5%,其中大部分是难以利用的两极冰川与积雪。 2、水污染的成因: (1)、工业污水的任意排放 (2)、农业上农药、化肥的任意施用 (3)、生活污水的任意排放 以上这些原因都造成的水体的污染,污染的水如饮用则对人体和动物产生巨大的损害。3、防止水体污染的措施: (1)、加强水质监测
(2)、工业污水处理后达标再排放 (3)、农业上合理使用农药和化肥。(七) 分子 1. 分子的质量和体积都很小。 1个水分子质量为: 1滴水大约有: 个水分子 2. 分子在不断地运动 实验:碘的扩散碘的扩散 (1)淀粉溶液跟碘直接接触时立即变蓝。 (2)稍待,湿润的浸有淀粉溶液的滤纸,自下而上逐渐变蓝。 碘使淀粉变为蓝色。利用碘的这个特性,可以鉴定碘的存在。 实验:氨水的挥发A、B烧杯中的溶液会发生变化吗 烧杯A中的酚酞溶液变红,B中的酚酞溶液不变色。 以上两个实验说明分子总是在不断运动着。氨气在空气中的扩散,水在常温下的挥发,碘的扩散等都是分子运动的结果,在受热情况下,分子能量增大,运动速率增大, 就是水受热蒸发快的原因。 3. 分子间是有间隔的 为什么混合后水和酒精的总体积明显减小呢? 水跟酒精混合前 水跟酒精混合后证实分子之间有一定空隙的实验可看到,水和无水酒精充分混合后,总体积明显缩 这是由于分子间相互穿插和相互作用所致。可知分子间有一定的空隙。如果分子间的空隙大,分子间作用力小,所占体积大,物质小呈气态,所以气态物质分子间的空隙大,而液态和固体物质的分子间空隙都很小。 物质的三态变化,主要是分子间的空隙发生变化。(十) 分子与原子的区别与联系 分子是由原子构成的,例如: 氧分子 氧化汞分子 分子是由同种或不同种原子构成的。 从分子的角度看,水的蒸发与电解水,水的分解两种变化有什么不同呢? 水的蒸发仅是水分子运动而不断扩散到空气中,并没有生成其他物质,是物理变化。而水的分解是水分子破裂成氢原子和氧原子,然后每两个氢原子组合成一个氢分子,许多氢分子聚集成氢气。每两个氧原子结合成一个氧分子,许多氧分子聚集成氧气,生成了其他物质,是化学变化。 可用下图表示:水分子 氢气分子 氧气分子水分子分解示意图 水在电解时,水分子破裂变成了氢分子和氧分子,不再保持水的化学性质,可见分子是保持物质化学性质的最小微粒。 在化学变化中,分子分成更小的粒子–––––原子,原子又重新组合成新的分子。在化学变化中,发生变化的是分子,原子没有发生变化。可见,原子在化学反应中不能再分成更小的粒子。因此,原子是化学变化中的最小微粒。 化学变化中 不断运动,质量 不可再分 体积小(十一)氢气的性质、用途与制取氢气的性质与用途:氢气的物理性质 在通常状况下,氢气是无色、无味所气体,极难溶于水,是密度最小的气体。氢气的化学性质 ①可燃性:氢气能在氧气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放热有水珠生成。点燃不纯的氢气可能发生爆炸,因此点燃氢气等可燃性前都要验纯。②还原性:氢气还原氧化铜 现象:黑色的氧化铜变成光亮红色,试管口有水珠生成。 步骤:氢气早出晚归,酒精灯迟到早退。 原因:实验前:先灯后氢会爆炸,实验后,先氢后灯会氧化。氢气的用途: 性质 用途密度最小的气体 充灌探空气球燃烧产生大量的热 作高能燃料;用于焊接、切割金属还原性 冶炼金属;用作保护气和多种物质直接反应 作化工原料。氢气的制取;(1)原理:锌(Zn)+硫酸(H2SO4) 硫酸锌(ZnSO4)+氢气(H2)(2)装置:固液反应不需加热的类型
三、中考链接
例1:英国科学家道尔顿于19世纪初提出了近代原子学说,他认为①物质都是由原子构成;②这些原子是微小的不可分割的实心球体。如果从现代科学的角度看,你认为上述哪几点存在明显的不足。
(A) ① (B) ② (C) ① ② (D) ① ②都正确
提示:随着科学技术的迅速发展,人们的认识也会逐步深入。从有关原子的组成、性质,及物质组成的知识考虑本题答案。
标准答案:(C)。
说明:我们生活在物质的世界里,物质是由分子或原子等微粒构成的。也就是说有的物质是由分子构成的,有的物质是由原子直接构成的。例如:氧气就是由氧分子构成的。而硫就是由硫原子直接构成的。显然“物质都是由原子构成”的说法是不对的。原子虽小,但它还可以再分,原子是由原子核和核外电子构成的。原子核还可以再分。原子弹的爆炸,不就是利用原子核变化时所放出的巨大能量 吗?
例2、分子和原子的主要区别是( )
A、分子质量大,原子质量小
B、分子能直接构成物质,原子不能直接构成物质
C、分子间有空隙,原子间无空隙
D、在化学反应中,分子可分、原子不可分
提示:从分子和原子的概念及两者的区别与联系考虑正确答案。
标准答案:D
说明:分子和原子虽都是肉眼看不到的微观粒子,但都具有一定的大小和质量。物质的分子之间,原子之间都有一定空隙。分子和原子作为两种不同的微观粒子,分子是保持物质化学性质的一种微粒。物质在发生化学变化生成新物质时,构成该物质的分子一定会被破坏分裂成原子,这些原子再重新组合,即原子在化学反应中不能再分。
例3、利用所学习过的氢气实验室制法的有关知识解决以下问题:
实验室常利用石灰石(主要化学成份为CaCO3)固体与稀盐酸溶液混合发生反应来制取二氧化碳气体(化学成份为CO2);又知道二氧化碳气体是一种无色无味能溶于水,且密度大于空气的气体。请你依据上而后 信息来分析一下:
(1) 实验室制备二氧化碳气体时,应该选用下列哪套装置?为什么?它与你学过的哪种气体的发生装置类似?
(2) 若想收集一瓶纯净的二氧化碳气体,应采用下列中种收集方法?为什么?
提示:
这是一道信息给予题,要求我们根据题目所给的二氧化碳气体制取的发生原理及其物理性质,选择适
宜的发生装置和收集方法。解这类题,首先要将重要的信息提练出来,如实验室制取二氧化碳用的药品是固体和液体,反应条件是常温等;然后在已学知识中搜索相关信息,如有关实验室制取气体的知识;再后要将已知知识、给予信息及未和问题三者联系起来,找到解题的突破口;最后,根据题目所提供的实验装置,再结合以上分析结果,选择出适宜的发生装置和收集方法。解这道题的关键是,要较熟练地掌握已学过的实验室制取氧气和氢气的原理、装置及方法,并且能总结出实验室制备气体的一般原则,再加以灵活应用。
标准答案:
(1)应选择装置(B)。因为实验室制二氧化碳采用固体石灰石和盐酸溶液,在不用国热的条件下进行反应,所以可用锥形瓶做反应容器,不需要用酒精灯。这套装置类似于实验室制备氢气的发生装置。(2)应选择瓶口向上排空气取气法收集(B)。因为二氧化碳气体能溶于水,所以不能用排水取气法收集;又因为其密度大于空气,所以可以采用向上排空气法收集。
说明:
(1)实验室制备气体的发生装置的选择,要依据的反应物的状态和反应条件。由于二氧化碳是用固体与
液体在不加热的条件下制得,与制氢气所需的反应物的状态和条件一致,所以可以采用大试管、锥形瓶等仪器做反应容器,且容器一般竖直,口向上,不需要酒精灯等热源。
2)实验室收集气体方法的选择,主要依据制取气体的物理性质,其中水溶解性决定了是否可采用排水取气法,二氧化碳能溶于水,所以不能采用排水取气法;与空气的密度比决定是采用哪种排空气取气法,二氧化碳比空气密度大,所以可采用口向上排空气取气法。
例4(1)实验室制取氢气时,一般选用的药品是 和 ;反应 加热。
(2)利用铁架台、试管、单孔塞、导气管组装发生装置制取氢气时,还存在一些缺限,请你指出这些缺限,并写出解决方法(可以用装置图表示)。
①
②
提示:
这道题是关于氢气实验室制法的习题,内容涉及药品、发生条件和发生装置。第二小题考查了学生的实验能力,可以通过仔细观察,总结得出课本中用铁架台、试管、单孔塞和导气管组装的这套装置的主要特点:优点是仪器组装方便,缺点是不能随时加酸和无法随意终止反应。关于解决方法,可以参考教材选学内容“启普发生器”,得出相对合理的设计方案。
标准答案:
(1)稀硫酸 锌粒 不需要
(2)不能随时加酸 用双孔塞,加一个长颈漏斗,漏斗底端要伸入液面下
不能随时停止反应 在橡胶管处夹一个止水夹,试客内用筛板,将锌粒放在筛板上
(其它合理答案均可,提供以下设计方案供参考)
说明:
(1)实验室制备氢气可以采用金属与酸的反应,但考虑到成本和反应速率等因素,一般采用锌粒与稀硫酸;由于反应在常温下可进行,所以不需要加热;发生氢气的最简单装置是以大试管为反应容器,利用单孔塞和导气管可以把气体导出,再配上铁架台固定大试管。
(2)以上这套装置的特点是组装和操作都比较简便,比较适合于氢气需要量少,使用时间较短的情况。如果要求氢气量较大,而且装置使用时间较长的时候,这套装置就有了较大缺限。①需要氢气量大,酸反应完后,无法加酸。如果加酸,就要拔出塞子,又要重新检查气密性。解决方法之一是国一个可以随时加酸的漏斗,一般采用长颈漏斗。在使用长颈漏斗时,一定要将漏斗底端插入液面下,否则气体会从漏斗口逸出。②药品比较多时,要想在反应进行过程中暂停反应无法实现。要想使反应停止,必须使锌粒和稀盐酸分离开,利用筛板可以将二者隔开。筛板是中间带孔的塑料板,加酸前将锌粒放在筛板上。同时,要在橡胶导气管上加一个止水夹,打开止水夹时,加入稀硫酸,酸与锌粒接触可以产生氢气。关闭止水夹时,试管内氢气压强加大,把酸又压回长颈漏斗中,使酸液与锌粒脱离,反应即自行停止。
归纳起来,就是启普发生器的原理。
例5自然界中水污染主要来自:
①生产中废渣、废液的任意排放
②雨水和土壤接触
③农业生产中农药、化肥的过量施用
④城市生活污水的任意排放
(A)① (B)① ② ④ (C)① ③ ④ (D)① ② ③ ④
提示:
水对于人类生活、工家业生产都具有重要意义。水可以造福人类,但水被污染后却会造成灾难。造成水污染的原因很多,阅读教材,并结合生活常识,我们可以得出正确答案。
标准答案:C
说明:人类活动会给水资源造成一定程度的污染,主要包括工业生产中的废渣、废气;生活污水的任意排放;农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中等。洁净的雨水与土壤接触不会造成水污染。所以① ③ ④是水污染的主要来源,选项(C)正确。
例6从人类长远的角度考虑,未来最理想的燃料是( )
A、煤 B、氢气 C、天然气 D、酒精
分析: 煤、天然气、酒精等都是含碳元素的物质。当它们不充分燃烧时都会产生一氧化碳而造成环境污染,且这些燃料有限,H2与它们相比较具有来源广,热值高,燃烧产物是水,不污染环境等优点。因此氢气是未来最理想的燃料。
答案:B
例7利用氢气还原灼热氧化铜的实验测定水的组成。
实验记录如下:
CuO+玻璃管的总质量 CaCl2+U型管的总质量
实验之前 65.6 100.8
实验之后 59.2 108.0
请你根据实验前后的实验数据确定水由哪些元素组成,水中各元素的质量比。
提示:
这是一个利用氢气还原氧化铜测定水的组成的实验。首先,我们必须掌握氢气还原氧化铜的实验原理,即有水生成。然后,分析实验记录的数据。虽然我们已经知道了水的组成和水中各元素的质量比,但解本题时不能把它当做已知
条件,要学会利用实验数据分析确定未知物组成的方法。先由反应物的变化推断水由哪些元素组成,然后由氧化铜减轻的质量和生成水的质量推断出生成的水中氢、氧元素的质量,计算出水中氢、氧元素质量比。
标准答案:
(1)氢气+氧化铜铜+水,说明水是由氢元素、氧元素组成的。
(2)生成的水中氧的质量=65.6克-59.2克=6.4克
生成水的质量=108.0克-100.8克=7.2克
则生成水中氢的质量=7.2克-6.4克=0.8克
水中氢元素和氧元素的质量比=0.8克:6.4克=1:8
说明:
(1)实验结果是氧化铜与氢气发生反应,生成了铜和水,可见水是氧化铜中氧化元素被氢气夺取后生成的,证明了水是由氢元素和氧元素组成。
(2)氧化铜中所含氧元素全部被氢夺取而形成水,所以氧化铜在反应前后减轻的质量就是氧元素的质量,即氧化铜加玻璃管总质量在反应前后减轻的数值就是生成的水中所含氧元素的质量(65.6克-59.2克=6.4克)。
(3)在U型管中盛放的是氯化钙(CaCl2)固体,它是一种常用的干燥剂。生成的水全部被干燥剂吸收,所以氯化钙加U型管在反应前后增加的质量就是生成水的质量(7.2克-6.4克=0.8克)
(4)已分析得知水是由氢和氧两种元素组成,又通过计算得出水的质量和氧元素的质量,二者的差即是水中氢元素的质量(7.2克-6.4克=0.8克)。
(5)根据以上得出的水中氢元素和氧元素的质量,二者的比值即是质量比(0.8克:6.4克=1:8)。
例7根据近日“shon.com”网上新闻上报道一则信息:“2月5日,宜宾市商业街橄榄树歌舞厅传来一声沉闷的巨响,该歌舞厅二楼一个包间临街的墙被巨大的气浪冲垮,砖头、水泥块、玻璃飞到了街上。据警方调查,该歌舞厅爆炸的原因是包间内的客人将携带来的100余个氢气球拍破,火星引燃气球中的氢气造成的。”
我们根据这则新闻报道,可以得到哪些启示。
提示:
这是一道信息给予题,信息内容与我们的生活实际密切相关。通过仔细阅读,可以得到以下信息:引燃氢气球易发生爆炸。根据我们已学的氢气的化学性质,可以很清楚地明白事故发生的原因。所以,由于氢气可燃性带来危险,限制了氢气在日常娱乐中充灌气球方面的用途。
标准答案:
氢气是密度最小的气体,所以广泛用来充灌气球,但同时氢气又具有可燃性,在与空气混合时容易发生爆炸,所以使用氢气球时一定要注意安全,远离火源。
说明:
氢气是一种无色、无味的气体,在相同条件下氢气是密度最小的气体,人们常用氢气填充气球。同时,氢气具有可燃性。实验测定,空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4%-74.2%,点燃时就会发生爆炸。因此,当可燃性气体(如氢气、液化石油气、煤气等)发生泄漏时,应杜绝一切火源、火星,以防发生爆炸。正因为使用氢气有一定的危险性,人们逐渐使用的高空探测气球。当然,氢气还具有成本低,易获得等优越性,所以在人类生活实践中还广泛应用。
单元小结:
几个概念间的区别与联系:
分子与原子
混合物与纯净物
水
物理性质:没有颜色、没有气味、没有味道的液体
水的组成——电解水(原理、现象、结论)
水的净化:沉淀、吸咐、过滤、煮沸法、蒸馏
爱护水资源:水的应用:工业、农业、生活
水的污染的原因
防治水污染的措施
氢气
性质、制备、用途
同步测试
一、选择题:
1、1993年8月,我国科学家利用超高真空扫描隧道显微镜,在一块晶体硅的表面通过探针的作用搬走原子,写下了“中国”两个字。下列说法中不正确的是( )
A. 上述操作中发生了化学变化
B. 上述操作中只发生了物理变化
C. 这两个汉字是目前世界上最小的汉字
D. 这标志着我国科学家已进入操作原子的阶段
2、品红在水中的扩散实验证明了( )
A.分子在不断地运动着
B.分子本身发生了改变
C.分子的质量发生了改变
D.分子中的原子发生变化
3、城市中的生活用水是经自来水厂净化处理的,其过程可表示为:取水→沉降→过滤→吸附→消毒→配水。下列过程属于化学变化的是( )
A. 取水 B. 过滤 C. 吸附 D. 消毒
4、以下生活、学习经验,不能说明分子间有空隙的是( )
A.打气筒能将气体压缩
B.酒精和水混合后,总体积变小
C.物质有热胀冷缩的现象
D.海绵能吸水
5、科学研究发现:氮气不活泼,在3000℃时仅有0.1%的分子分裂。在0℃常压下,向密闭容器M中充入一定量的氮气,而后升高温度(不超过3000℃,压强不变),若该密闭容器的体积增大了一倍,则M内分子变化的示意图合理的是( )
6、上海市是缺水最严重的地区之一,因此,我们不仅要节约每一滴水,同时还应防止水的污染。在以下列举的防治水污染的措施中,你认为合理的是( )
①禁止使用农药和洗衣粉,②工业废水经处理达标后再排放,③抑制水中所有动植物的生长,④生活污水净化后再排放
A. ②④ B. ②③ C. ①②④ D. ①③②
7、下列说法中不正确的是( )
A.纯净物只由一种物质组成
B.由同种分子构成的物质是纯净物
C.含有两种或两种以上元素的物质是混合物
D.由不同种分子构成的物质是混合物
8、 氢能源是一种应用前景十分诱人的新能源,但目前仍处在研究、试验阶段,还未能进入实用阶段,不是其主要原因是( )
A. 氢气燃烧时对环境影响的评价问题尚未定论
B. 氢气的制备耗能巨大,廉价制氢的技术尚未成熟
C. 氢气的贮存、运输等安全问题尚未解决
D. 氢气燃烧放出的热量低于相同质量的矿物燃料,经济效益欠佳
9、鉴于我国目前淡水资源状况,我们在生产生活中应采取的措施和策略是( )
A. 减少饮水量
B. 将用过的废水直接排放到江河湖海中重复使用
C. 既需要预防和消除对水的污染,又要节约用水
D. 不需要保护水资源,因为水有巨大的自净能力
10、分子与原子的本质区别是( )
A.分子大,而原子小
B.分子是构成物质的粒子,而原子则不是
C.分子能保持物质的化学性质,而原子则不能
D.在化学反应中,分子可以再分,而原子却不能再分
11、 环境污染已对人类造成重大威胁。下列名词与环境污染无关的是( )
A. 潮汐 B. 酸雨 C. 臭氧层空洞 D. 工业三废
12、下列物质属于纯净物的是( )
A. 洁净的空气
B. 精制的食盐水
C. 冰水混合物
D. 澄清石灰水
13、氧化汞受热时的变化可用下图表示(图中大圆圈表示汞原子小圆圈表示氧原子)。据图得出的下列结论错误的是( )
A.氧化汞受热时能分解成汞和氧气
B.原子是化学变化中的最小粒子
C.分子在化学变化中可以再分
D.所有的物质都是由分子构成的
14、在日常生活中,如果将深颜色的衣服和浅颜色的衣服泡在一块洗,可能会是浅色衣服染上深颜色,其主要原因是因为( )
A. 分子本身发生了改变
B. 分子在不断运动
C. 分子间有一定间隔
D. 染料发生了化学变化
15、1999年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔开创了“飞秒化学”的新领域,使运用激光光谱技术观察化学反应的分子中原子的运动成为可能。你认为该技术不能观察到的是( )
A.化学变化中反应物分子的分解
B.反应中原子的运动
C.化学变化中生成物分子的形成
D.原子核的内部构成
16、地球上可以直接利用的淡水不足总水量的1%,节约用水、保护水资源是每个公民应尽的义务。下列作法中,不正确的是( )
A.建议并提倡居民使用节水龙头
B.用喷灌、滴灌的方法浇灌园林或农田
C.将工业废水处理达标后排放
D.将生活污水任意排放
二、简答题:
17、调查了解你生活周围有哪些水的污染源,请将提出防治的设想或建议填写下表(上栏举两例,下栏举三例)。
污染源 防治建议
生活中 含磷洗衣粉 少用或不用
生产中
18.2003年世界环境日的主题是“水——20亿人生命之所系”。据统计世界上有80多个国家约20多亿人口面临淡水危机,其中26个国家的三亿多人口生活在缺水状态中。请你回答下列有关问题:
(1)请举出一例你在生活中合理用水的具体做法________。
(2)研究表明,一节含汞、镉、铅等金属的电池所造成的污染可使600吨水无法饮用,相当于一个人一生的饮水量。为了避免水资源受到污染,防止废旧电池的危害,作为一名中学生,你应怎样做
三、实验探究发现题:
19、有一种含有碎菜叶、碎塑料薄膜、泥沙,还具有一定臭味的生活污水(生活污水的成分十分复杂,此处已作了简化),将其经除渣去臭处理后可转化为厕所的清洗用水。问:
①采取何种操作,可除去污水中的碎菜叶、碎塑料薄膜及泥沙?
②用什么物质,可除去臭味?
③把生活污水回收处理,进行再利用的目的是什么?
参考答案
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A A D D B C C D C D
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
A C D B D D
二、简答题
17、
生活污水→处理排放 人畜粪便→集中处理 农药化肥→合理施用
工厂废水→达标排放 实验室废液→集中处理
18、
(1)
使用节水龙头;洗菜水、淘米水浇花;洗衣水拖地、冲厕等。(只要举出一个能达到合理节水、提高水的利用率的具体做法均可得分)
(2)
①不乱扔废旧电池;
②废旧电池放入指定的回收箱;
③探究治理废旧电池造成危害的方法;
④建立防治废旧电池污染的研究机构。等(只要写出一种合理答案均可)
19、
(1)过滤(或捞去碎菜叶、碎塑料薄膜等);
(2)活性炭(或木炭、吸附剂、除臭剂、微生物等);
(3)减少污水排放,减少水源污染;节约水资源;降低生活用水成本;变废为宝;等等。
盐、化肥
黄冈中学教师:王学兵
名师原声课堂
一、第十一单元内容提要
1.了解氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙的组成及其在生活中的主要用途。
2.能根据复分解反应发生的条件判断酸、碱、盐之间的反应能否发生。
3.掌握碳酸根离子检验的方法。
4.学习蒸发操作技能并综合运用相关操作分离、提纯固体混合物
5.了解化学元素对植物生长的重要性及常见化肥的种类和作用。
5.了解化肥、农药对环境的影响。
6.能运用所学知识和技能解决实际问题的能力
二、重点难点内容讲解
1、几种生活中常见盐的组成及主要用途(掌握它们的名称、化学式、俗名、主要用途)
我们可以通过列表归纳氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙的组成及其主要用途。
名 称 化学式 说 明 主要用途
氯化钠 NaCl 食盐的主要成分 作调味品,腌制食品。能维持人体正常生理机能,医疗上用来配制生理盐水,工业上用来作原料制取碳酸钠、氢氧化钠、氯气和盐酸等,农业上用氯化钠溶液来选种。
碳酸钠 Na2CO3 俗称纯碱、苏打 用于生产玻璃、造纸、纺织、洗涤剂。
碳酸氢钠 NaHCO3 小苏打 发酵粉的主要成分,治疗胃酸过多的药剂。
碳酸钙 CaCO3 石灰石、大理石的主要成分 可用作补钙剂。石灰石、大理石用作建筑材料,也用于实验室制取二氧化碳。
2、粗盐提纯
这里的粗盐,指的是含有较多杂质的氯化钠晶体。通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水而得到的粗盐中含有较多的可溶性杂质(氯化镁、氯化钙、硫酸镁等)和不溶性杂质(泥沙等)。可以通过溶解、过滤、蒸发、结晶等步骤来制取精盐。
3、碳酸根离子的检验方法
原理:组成里含有CO32-(或HCO3-)离子的盐,都能跟盐酸反应生成二氧化碳气体,利用此反应可以检验盐的组成中是否含有CO32-离子(或HCO3-)。
例如:
CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑
Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl====NaCl+H2O+CO2↑
实验操作:取样,加入盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水中,如澄清石灰水变浑浊,则样品中含有碳酸根。
[探究] 实验室制取二氧化碳的药品的选择
实验室里利用此反应,常用易得、廉价的大理石(或石灰石,主要成分都是碳酸钙)跟稀盐酸反应来制得二氧化碳。实验室制二氧化碳不用纯碳酸钙、碳酸钠或碳酸氢钠的原因是相对成本较高;不用浓盐酸的原因是浓盐酸有挥发性,将使生成的二氧化碳气体中含有较多的氯化氢;不用硫酸的原因是硫酸与块状碳酸钙反应,生成的硫酸钙微溶于水(见书后附录I),会覆盖在石灰石表面,阻止硫酸与碳酸钙进一步反应。
4、复分解反应及其发生的条件
我们已经知道,两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应,叫做复分解反应,复分解反应只有当有沉淀或有气体或有水生成时,才能发生。
可见记住酸、碱、盐在水中的溶解性,对判断复分解反应能否发生是非常重要的。酸、碱、盐的溶解性可以查阅书后的附录I。
一般来说,钠盐、钾盐、铵盐、硝酸盐在水中都是可溶的;氯化物中除氯化银难溶于水(也不溶于硝酸)外,多数是可溶的;硫酸盐中除硫酸钡难溶于水(也不溶于硝酸),硫酸钙、硫酸银微溶外,其余多数是可溶的;碳酸盐中除钾盐、钠盐、铵盐可溶,碳酸镁微溶外,其余都难溶。常见的碱中,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氨水易溶,氢氧化钙微溶,其余都难溶。
可以将常见的复分解反应归纳如下表:
反应物→生成物 复分解反应的实例
盐+酸→新盐+新酸 Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2CO3
H2O+CO2↑
盐+碱→新盐+新碱 Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH
盐+盐→新盐+新盐 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3
酸+碱→盐+水 HCl+NaOH====NaCl+H2O
酸+酸性氧化物→盐+水 Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O
要注意,碱+酸性氧化物→盐+水,此反应不属于复分解反应,例如:2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O
5、盐的化学性质
(1) 盐+金属→新盐+新金属 2AgNO3+Cu ====2Ag+Cu(NO3)2
规律:反应物中盐要可溶,在金属活动性顺序表中前面的金属将后面的金属从其盐溶液中转换出来(钾、钙、钠除外)
(2) 盐+酸→新盐+新酸 Na2CO3+2HCl====2NaCl+H2O+CO2↑
规律:反应物初中阶段酸一般指盐酸、硫酸、硝酸。盐是碳酸盐时可不溶,若不是碳酸盐,则要求可溶。
(3) 盐+碱→新盐+新碱 Na2CO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+2NaOH
规律: 反应物都可溶,若反应物中盐不为铵盐,生成物中其中之一为沉淀。
若反应物中盐为铵盐。则生成物中可无沉淀。
(4) 盐+盐→新盐+新盐 AgNO3+NaCl====AgCl↓+NaNO3
规律:反应物都可溶,生成物到少有一种不溶于水。
6、常见化肥的种类与作用
化肥种类 物 质 在植物生活中的作用 缺乏时的表现
氮 肥 尿素[CO(NH2)2]
氨水(NH3·H2O)
铵盐:NH4HCO3、NH4Cl
硝酸盐:NH4NO3、NaNO3 氮是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成元素。氮肥能促进作物的茎叶生长茂盛,叶色浓绿。 植株矮小瘦弱,叶片发黄,严重时叶脉呈淡棕色。
磷 肥 磷矿粉[Ca3(PO4)2]
钙镁磷粉(钙和镁的磷酸盐)
过磷酸钙[Ca(H2PO4)2和CaSO4] 磷肥能促进作物根系发达,增强抗寒抗旱能力,还能促进作物提早成熟,穗粒增多,籽粒饱满。 植株特别矮小,叶片呈暗绿色,并出现紫色。
钾 肥 硫酸钾(K2SO4)
氯化钾(KCl) 钾肥能保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力。 茎秆软弱,容易倒伏,叶片的边缘和尖端呈褐色,并逐渐焦枯。
复合肥料 磷酸二氢铵(NH4H2PO4)
磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]
硝酸钾(KNO3) 同时含有两种或两种以上的营养元素,能同时均匀地供给作物几种养分,充分发挥营养元素间的相互作用,有效成分高。
三、中考链接
例1、我国某地曾发生过把外形和食盐相似,有咸味的工业用盐误作食盐,食用后发生中毒的事件,这种工业用盐可能含有的有毒物质是( )
A.KMnO4 B.Na2CO3 C.NaNO2 D.CuSO4
分析: 本题考查几种盐的性质。KMnO4是紫黑色晶体,CuSO4遇水呈蓝色,不会误作食盐使用。Na2CO3没有和食盐相似的咸味,不会使人中毒。工业用盐NaNO2的外观与食盐相似,而且有毒,容易误作食盐而发生中毒事件。
答案:C
例2、厨房里的两支调料瓶中都放有白色固体,只知道它们分别是精盐和碱面(Na2CO3)中的某一种。请你利用家中现有的条件将它们区分开来,简要叙述实验步骤、现象和结论。
分析: 精盐和碱面从外观上看都是白色固体,都能溶于水。因此,通过颜色、溶解性等物理性质无法将它们区分,但NaCl溶液有咸味,Na2CO3溶液有涩味,呈碱性,在厨房中可通过品尝味道的方法将它们区分开(在实验室里不能品尝味道);还可利用Na2CO3中含有CO32-离子,能与某些酸反应放出气体;而NaCl则不能的方法来加以区分,但所有试剂必须为家中常用的,如食醋等。
答案:
实验步骤 现 象 结 论
分别取两种固体各少许放入两支洁净的试管中,分别倒入少量的 。 如果白色的固体逐渐溶解并有 产生。
如果白色固体溶解,但无其他现象。 该固体为Na2CO3
该固体为NaCl
例3、下列各组物质中,不能发生复分解反应的是( )
A.碳酸钙和稀盐酸 B.硝酸钾溶液和氯化钠溶液
C.氢氧化铜和盐酸 D.氯化铁溶液和氢氧化钠溶液
分析:
复分解反应发生的条件是:两种物质(酸、碱或盐)在溶液中相互交换离子,生成物中如果有沉淀析出、或有气体放出、或有水生成(严格地说,指有难电离的物质生成),那么复分解反应就可以发生,否则就不能发生。
A选项是酸与盐之间的反应,反应后有气体放出(CaCO3+2HCl====CaCl2+H2O+CO2↑),CaCO3与HCl能够发生复分解反应。B选项是盐与盐之间的反应,KNO3和NaCl相互交换离子后,既无沉淀生成(KCl、NaNO3均易溶于水),也无气体放出,也无水生成,故KNO3和NaCl不能发生复分解反应。C选项是碱与酸的反应,生成物中有水,Cu(OH)2和HCl(Cu(OH)2+2HCl====CuCl2+2H2O)能发生复分解反应。D选项是盐和碱的反应,生成物中有Fe(OH)3沉淀(FeCl3+3NaOH====Fe(OH)3↓+3NaCl),FeCl3与NaOH在溶液中也可发生复分解反应
B
例4、有A~F六种物质,它们能发生如下反应:
(1)A+B C+H2O
(2)C+NaOH D↓+E(D为蓝色沉淀)
(3)D A+H2O
(4)E+Ba(NO3)2 F↓+NaNO3 (F为白色沉淀)
写出各物质的化学式:A ,B ,C ,D ,E ,F 。
分析:
选择一个最熟悉的反应或一种最熟悉的物质为突破口,然后扩展开来,将其他各物质一一推导出来。由题给D为蓝色沉淀,可知D为Cu(OH)2。由反应(3)可知A为CuO。由反应(4)和题给F为白色沉淀可知F为BaSO4,E为Na2SO4。至此,反应(2)可写成C+NaOH Cu(OH)2+Na2SO4,故可推知C为CuSO4,则反应(2)的化学方程式为CuSO4+2NaOH====Na2SO4+Cu(OH)2↓。最后分析反应(1),CuO+B CuSO4+H2O,可知B为H2SO4,则反应(1)的化学方程式为CuO+H2SO4====CuSO4+H2O。
推断题的一般思路:估计可能,缩小范围,试探求解,精心验证
答案:
A为CuO;B为H2SO4;C为CuSO4;D为Cu(OH)2;E为Na2SO4;F为BaSO4。
例5、除去下列物质中的少量杂质,将所用试剂、主要操作方法填在横线上:
(1)硫酸亚铁溶液中混有少量硫酸铜 。
(2)硝酸钾中混有少量氯化钠 。
(3)氯化钾中混有少量MnO2 。
分析: 除杂质时可根据混合物中各物质的物理性质、化学性质,选择适当的试剂和操作方法,把杂质转化为沉淀或气体,从而除去。
(1)中可利用CuSO4与Fe反应生成FeSO4和Cu的性质:Fe+CuSO4====FeSO4+Cu。因此可往混合物的溶液中加入足量铁粉,反应后过滤,滤去新生成的Cu和剩余的Fe,所得滤液就是FeSO4溶液。
(2)可利用KNO3、NaCl两种物质的溶解度受温度影响大小不同,采用结晶法除去NaCl。在较高温度下制成饱和溶液,然后降温便会有KNO3晶体析出,NaCl则留在溶液中,过滤后可得到KNO3晶体。
(3)中可利用KCl溶于水,而MnO2不溶于水,用过滤法除去MnO2,再将滤液蒸发可得KCl晶体。
答案:
(1)加入足量铁粉;过滤。
(2)采用结晶法;溶解、降温析晶、过滤。
(3)采用过滤法;溶解、过滤、蒸发。
归纳:
除杂的基本原则:(不增、不减、易分离)
①选用的试剂只与杂质反应,与主体物质不反应;
②不能带入新的杂质;
③操作方法要简便易行。
例6、某学生为了证明白色固体是硫酸铵,他设计了两步程序:
第一步:为了证明铵根离子的存在,必须的操作是____________________,当观察到_____________的现象时,证明铵根离子的存在。
第二步:为了证明硫酸根离子的存在,该学生设计了三种方案:①加入BaCl2溶液,再加入稀盐酸 ②加入过量盐酸酸化了的BaCl2溶液 ③先加入过量的稀盐酸酸化,再加入BaCl2溶液。你认为上述三种方案中最合理的一种是 ,简述你的理由。
分析: 本实验的目的是证明NH4+和SO42-的存在,证明NH4+需要的试剂和用品为碱溶液和红色石蕊试纸;证明SO42-需要用BaCl2溶液和稀盐酸。
答案: 第一步:取样品少许,加入氢氧化钠溶液,微热;用湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝。
第二步:先用过量的盐酸酸化,目的是排除其他离子如Ag+、CO32-的干扰,再加BaCl2溶液,就能确定溶液中是否有SO42-。
单元小结:1、常见的、生活中盐的有关内容;
2、盐的化学性质;
3、复分解反应的判断;
4、化学肥料的有关知识。
名师同步点拨
例1:下列反应能够发生的是( )
(A)Cu+AgCl (B)硝酸钾溶液与氯化钠溶液
(C)氢氧化铜与碳酸钠溶液 (D)氯化钡溶液与硫酸钠溶液
点拨:首先分清每组物质属于哪类物质,再根据物质间反应的规律来判断反应能否发生。酸、碱、盐之间的反应属于复分解反应。复分解反应的发生是有条件的。要求两种物质在溶液中"相互交换离子,生成物中如果有沉淀、气体或水生成反应就可以发生。
参考答案:(D)
说明:由于AgCl不溶于水,虽然金属活动顺序表中Cu在Ag的前面,但Cu与AgCl不发生反应。(B)、(C)、(D)、如果能发生反应都属复分解反应。(B)中硝酸钾溶液与氯化钠溶液混合,既无沉淀,又无气体生成,也没有水生成,所以复分解反应没有发生。(C)中氢氧化铜不溶于水,所以该反应不能发生。氯化钡、硫酸钠都溶于水,在"水溶液中"可以变换离子,生成物中BaSO4是沉淀,所以该反应能发生。
例2:粗盐A中混有CaCl2,为分离食盐(NaCl)和CaCl2某学生设计了如下的实验方案。
回答:
(1)B物质的名称是 。
(2)将此实验方法分离得到的NaCl,经分析含杂质,原因是上述方法中某一步设计有误,写出该步正
确的设计方案 。
点拨:这是一道物质分离的题目。解这类题必须把混合物中的各组成分一一分离,每组成分是纯净物,不能混有杂质。
参考答案:
(1)碳酸钙 (2)滤液蒸发结晶之前加盐酸,至不再产生气体为止。
说明:
混合物中NaCl、CaCl2所含金属阳离子不同,要分开应将其中一种转化为沉淀物,再利用过滤方法分开,最后将转化后的物质通过化学变化再转化成原物质。 加入过量的Na2CO3溶液其中的CaCl2转化成CaCO2↓,NaCl则不反应。Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl过滤,沉淀是CaCO3,滤液是NaCl溶液。由于加入过量的Na2CO3,Na2CO3也同时存在于滤液中,因此在蒸发滤液之前应将Na2CO3除掉(或说把Na2CO3转成NaCl),可以加入盐酸到不再产生气泡为止。反应方程式是: Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑CaCO3通过加入盐酸转化成CaCl2溶液。再将CaCl2溶液与NaCl溶液分别蒸发、结晶,而使NaCl、CaCl2成为固体,达到分离NaCl与CaCl2的目的。
例3:只用水,不用其它试剂将四种白色粉末鉴别出来:①NaCl ②BaCl2 ③CuSO4 ④Na2SO4 正确的鉴别顺序是( )
(A)③②④①(B)③④① ② (C)③④ ②① (D)①②③④
点拨:只能用水不能用其它试剂,提示我们应将四种物质加水溶解成为溶液,再观察色态进行区别,然后根据化学反应现象进行区别。
参考答案:(A)
说明:四种物质都是盐,并且都能溶于水。白色CuSO4溶于水成为蓝色溶液,其它溶液为无色,先确定出CuSO4然后用CuSO4为已知试剂,与其它试剂一一相对应,能反应并有现象的先区分出来。SO42-与Ba2+相结全生成白色沉淀,因此,反应现象是白色沉淀的原试剂是BaCl2。
BaCl2+CuSO4=BaSO4↓+CuCl2再用BaCl2溶液加入到余下的两种无色溶液中,出现白色沉淀的是Na2SO4溶液。 Na2SO4+BaCO2=2NaCl+BaSO4↓剩下的溶液是NaCl溶液,鉴别出的顺序是CuSO4、BaCl2、Na2SO4、NaCl。
例4:如图中A、B、C、D、E、F各代表碳酸钠溶液、硫酸锌溶液、氯化钡溶液、硝酸铜溶液、稀硫酸、铁中的一种物质。凡用直线连接的相邻两种物质均能发生化学反应。推断并写出化学式:
A: B: C:
C: E: F:
点拨: 先将物质的名称改写成化学式,将物质进行分类,按各类物质的性质进行分析。金属单质可以与酸反应,与盐溶液反应。酸、碱、盐之间的复分解反应需考虑到复分解反应发生的条件,生成物有沉淀、气体或水生成,反应才能发生。
分析的方法是:找出连线最多的物质作为突破口,其次找到连线最少的,用排除法,分析推理得出结论。
参考答案:
A:ZnSO4 B:BaCl2 C:Na2CO3
D:H2SO4 E:Cu(NO3)2 F:Fe
说明:
如下图,将每种物质与其后面能反应的物质画出连线,Na2CO3有四条"线"应填入"C"框中。
Na2CO3与其它四种物质反应的化学方程式如下:
Na2CO3+ZnSO4=ZnCO3↓+Na2SO4 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
Na2CO3+Cu(NO3)2=CuCO3↓+2NaNO3 Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
该题目中有两条线的是A、E、F,它们可能是Fe、Cu(NO3)2、ZnSO4,从中看出,只有Fe不与Na2CO3反应,而与稀H2SO4、Cu(NO3)2溶液发生置换反应。反应化学方程式如下:
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Fe+Cu(NO3)2=Cu+Fe(NO3)2 由此确定F是Fe,与Fe 相反应的D、E应是H2SO4、Cu(NO3)2而E是两条"线",由此确定E是Cu(NO3)2,则D是H2SO4,而A也是两条"线",应是ZnSO4、E参加的反应表示为:Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
Na2CO3+Cu(NO3)2=2NaNO3+CuCO3↓ 剩下B为BaCl2
例5:检查胃部疾病时,方法之一是让病人口服硫酸钡。若服碳酸钡就会中毒。已知可溶性钡盐有毒,试解释钡餐用硫酸钡而不用碳酸钡的原因是(用化学方程式回答) 。误服碳酸钡后,可立即服用硫酸镁(泻药)解毒,原因是(用化学方程式回答) 。
点拨:本题要求用酸、碱、盐的性质及相互反应来解决具体问题,解释碳酸钡中毒原因。想一想人的胃液里含有少量什么酸?硫酸钡、碳酸钡的溶解性如何?
参考答案:
BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑
BaCl2+MgSO4=BaSO4↓+MgCl2
说明:
硫酸钡既不溶于水,也不溶于酸,所以服用它,可排出人体外,作造影剂不会引起中毒。碳酸钡不溶于水,但可溶于酸。胃酸中有少量盐酸,碳酸钡与胃酸中的盐酸反应生成可溶性的氯化钡,引起人体中毒。服用碳酸钡后,立即服用硫酸镁,硫酸镁与氯化钡反应转化为不溶于酸的硫酸钡,可以解毒。
名师同步选题
1、鉴别碳酸盐常用的试剂是( )
A.硝酸银溶液 B.盐酸和澄清的石灰水
C.氯化钡溶液 D.氢氧化钠溶液
2、粗盐提纯的实验中,主要操作顺序正确的是( )
A.过滤、溶解、蒸发 B.溶解、蒸发、过滤
C.蒸发、溶解、过滤 D.溶解、过滤、蒸发
3、下列盐不溶于水但能溶于稀硝酸的是( )
A.硫酸钡 B.硝酸钾 C.碳酸钠 D.碳酸钙
4、下列各组物质不能发生复分解反应的是( )
A.氢氧化钠溶液和氯化铜溶液
B.硝酸银溶液和稀盐酸
C.碳酸钙和氯化钡溶液
D.氢氧化钠溶液和稀硫酸
5、分别将下列各组物质同时放入足量的水中,一定有不溶物生成的是( )
A.CuSO4,KOH,HCl B.Fe,CuSO4,H2SO4
C.MgCl2,HCl,NaOH D.Na2CO3,H2SO4,KNO3
6、从你最熟悉的酸、碱、盐中,任意选出四种物质,使其符合下图中的关系,图中连线的物质间均能发生反应,请将物质的化学式填在相应的方框内。
7、人体血液的pH为7.35~7.45,血液中含有一对物质能抵抗外来少量酸或碱,而保持pH基本稳定,这对物质可能是( )。
A.NaCl~HCl B.Na2CO3~NaOH
C.NaOH~HCl D.NaHCO3~H2CO3
8、向盛有一种固态物质的试管中加入一种无色溶液,有气泡产生,试根据你学过的知识推测固态物质可能是哪几种?相应加入的无色溶液分别是什么?(写出三种推测)
推 测 固态物质 无色溶液
推测一
推测二
推测三
9、为了证明长期暴露在空气中的氢氧化钠溶液已经部分变质,请分别选用三种不同类别的试剂完成三种实验方案的设计,并填写实验报告。
方 案 结 论 你对实验方案和结论的评价
方案一 样品溶于蒸馏水,把pH试纸投入溶液中,若pH大于7 混有Na2CO3
方案二 取少量样品溶于蒸馏水,再滴入硫酸铜溶液,有蓝色沉淀出现 混有Na2CO3
方案三 取少量样品溶于蒸馏水后,滴入足量氯化钡溶液,有白色沉淀 混有Na2CO3
10某江入海口的两条水道分布着A、B、C、D、E、F、G七家小化工厂和造纸厂,每家工厂分别向江中排放含BaCl2、MgCl2、FeCl3、Na2CO3、NaOH、Ba(OH)2、H2SO4等物质中的一种物质的废水,环保部门检测情况如图所示,试推断:
(1)其中三家化工厂的排放物的化学式分别为:A 、E 、G 。
(2)甲处不溶物的化学式为 。
11、某河道两旁有甲、乙两工厂,它们排放的工业废水含有CaSO4、KOH、Ba(NO3)2、K2SO4、Mg(NO3)2五种物质,且甲、乙两厂排放的废水中所含的物质各不相同。
(1)已知甲厂的废水中含有三种物质,则乙厂废水中所含物质应该是 和 。
(2)将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合,可以使废水中的某些有害离子转化为沉淀,经过滤后的废水中含有能作复合肥料的物质是 ,可用来浇灌农田。
12、某碳酸氢铵的外包装袋上部分说明如图所示,请仔细阅读并回答下列问题:
(1)保存该化肥时应注意______________________________________。
(2)这袋化肥中氮元素的质量为__________kg。
(3)该化肥中含杂质的质量分数为___________。
(4)如果产品中含碳酸氢铵的质量分数为95%以上为一等品,试根据计算推断该产品是否为一等品?
13、某钾肥溶液中的阴离子为NO3-、Cl-、SO42-、CO32-中的一种或几种,现在进行如下鉴别实验:
通过以上实验可知,此钾肥溶液中一定含有 ,可能含有 。
参考答案:
1、B 2、D 3、D 4、C 5、B
6、①H2SO4;②NaOH;③CuSO4;④BaCl2
7、D
8
推 测 固态物质 无色溶液
推测一 锌粒 稀硫酸
推测二 石灰石(大理石) 稀盐酸
推测三 碳酸钡 稀硝酸
9、
你对实验方案和结论的评价
方案一 不正确。氢氧化钠本身和Na2CO3均显碱性,pH>7,不能说明碳酸钠的存在,pH试纸的使用方法也不对。
方案二 不正确。硫酸铜与氢氧化钠溶液反应也能生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
方案三 正确。氯化钡溶液与碳酸钠溶液反应能生成白色的BaCO3沉淀,与NaOH溶液不能反应生成沉淀。
10、 (1)FeCl3;H2SO4;BaCl2 (2)Fe(OH)3、Mg(OH)2、BaSO4
11、(1)KOH;Ba(NO3)2 (2)KNO3
12、、(1)防雨、防晒 ;
(2)8.4(50kg×16.8%=8.4kg);
(3)5.2%;
(4)不是一等品
13、、CO32-、SO42-;NO3-、Cl-
名师原声课堂
主讲人:黄冈中学高级教师 付 军
第九单元内容提要
1. 理解饱和溶液与不饱和溶液的概念以及二者的转化。
2. 了解饱和溶液和不饱和溶液与浓溶液、稀溶液的关系。
3. 对学生进行矛盾双方在一定条件中相互转化的辨证唯物主义教育。
4. 了解溶解度的概念。
5. 了解固体的溶解度及曲线,并能查出某温度下某物质的溶解度。
6. 常识性介绍温度,压强对气体溶解度的影响。
7 能进行有关溶质的质量分数的计算
二、重点难点内容讲解
1. 可溶物在一定量的水中能无限溶解吗?
二. 溶液是怎样分类的呢?
饱和溶液:在一定温度、一定量的溶剂中,溶质不能无限溶解的溶液。
不饱和溶液:在一定温度、一定量的溶剂中,溶质可以继续溶解的溶液。
1. 饱和溶液的前提条件是什么?
一定温度、一定量的溶剂。
2. 在上面的前提条件下,关键看什么?
溶质是否能继续溶解。
3. 为什么必须说明是“这种溶质”的饱和溶液。
4. 溶解度
(1). 定义:在一定温度下,某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
(2)溶解性:是定性的表示物质溶解能力的大小,常用易溶、可溶、微溶、难溶来表示。
(3)溶解度:是用具体的数值定量的表示物质在一定温度下,在100g溶剂中的最大溶解能力。
(4) 溶解性和溶解度的关系:
5. 溶解度曲线
溶解度与温度有关,可用直角坐标系作图表示。
书中溶解度曲线
根据溶解度曲线所获取的信息
(1). 固体物质溶解度随温度的变化趋势
(2). 同一物质在不同温度下的溶解度
(3). 不同物质在同一温度下的溶解度
(4). 同一温度,不同物质不同溶解度比较
(5). 溶解度曲线上交点的含义
(6). 溶解度曲线上点的含义,曲线外点的含义
6. 气体溶解度
(1) 气体溶解度概念:压强为101kPa和一定温度时,气体溶解在一定体积水里达到饱和状态时的气体体积。
(2)气体溶解度在生活中的应用:
鱼缸中为什么通入空气?
(3) 气体溶解度在生产中的应用:鱼池增氧
7 (1)、溶质的质量分数
溶液中溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比。溶液中溶质的质量分数可以用下式计算:
应该注意:
①溶质的质量分数只表示溶质质量与溶液质量之比,并不代表具体的溶液质量和溶质质量。
②溶质的质量分数一般用百分数表示。
③溶质的质量分数计算式中溶质质量与溶液质量的单位必须统一。
④计算式中溶质质量是指被溶解的那部分溶质的质量,没有被溶解的那部分溶质质量不能计算在内。
8、饱和溶液、不饱和溶液与溶质的质量分数的关系
①浓溶液中溶质的质量分数大,但不一定是饱和溶液,稀溶液中溶质的质量分数小,但不一定是不饱和溶液。
②对溶质与溶剂均相同的溶液来说,在相同状况(同温、同压)下,饱和溶液总比不饱和溶液要浓,即溶质的质量分数要大
9溶质的质量分数与溶解度的区别与联系
溶解度是用来表示一定温度下,某物质在某溶剂中溶解性的大小。溶质的质量分数用来表示溶液组成,它们之间的区别和联系如下表:
比较项目 溶解度 溶质的质量分数
意 义 表示物质溶解性的大小,受外界温度、压强影响 表示溶液中溶质质量的多少,一般不受外界条件限制
对温度、压强的要求 一定温度、一定压强(溶质为固态物质时通常与压强无关) 一般与温度无关
溶液是否饱和 一定达到饱和 不一定
单 位 g(严格地说应为g/100g溶剂) 无单位(是比值)
关系式 溶解度= ×100g 溶质的质量分数= ×100%
饱和溶液中溶质的质量分数(ω)和溶解度(S g)的关系为:
ω= ×100%
10配制一定质量、溶质质量分数一定的溶液
实验目的:
①练习配制50g溶质质量分数为5%的蔗糖溶液。
②加深对溶质质量分数概念的理解。
实验用品:
托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、量筒(10mL、100mL)、蔗糖。
实验步骤:
①计算
根据溶质质量分数的公式,计算配制50g溶质质量分数为5%的蔗糖溶液所需要的:Ⅰ蔗糖质量:50g×5%=2.5g,Ⅱ水的质量:50g-2.5g=47.5g
②称量(量取)
用托盘天平称量2.5g蔗糖倒入烧杯中,把水的密度近似地看作1g/cm3,用量筒量取47.5mL水。(思考:为什么不选用10mL的量筒呢?如果选用10mL的量筒,需要量取5次才能量取到所需的水,这样将会导致误差偏大。)
③溶解
把量好的水倒入盛有蔗糖的烧杯中,用玻琉棒搅拌,加速蔗糖的溶解。
④贮存
把配好的溶液装入试剂瓶中,盖好瓶塞并贴上标签,放到试剂柜中。
关于溶液稀释或增浓的计算
①关于溶液稀释的计算
因为溶液稀释前后,溶质的质量不变,所以若设浓溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加水稀释成溶质的质量分数为b%的稀溶液B g,则A g×a%=Bg×b%(其中B=A+m水)
②关于溶液增浓(无溶质析出)的计算
溶液增浓通常有几种情况:
a、向原溶液中添加溶质:
因为溶液增加溶质前后,溶剂的质量不变。增加溶质后,溶液中溶质的质量=原溶液中溶质的质量+增加的溶质的质量,而溶液的质量=原溶液的质量+增加的溶质的质量。所以,若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,加溶质Bg后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则Ag×a%+Bg=(A g+Bg)×b%。
b、将原溶液蒸发去部分溶剂
因为溶液蒸发溶剂前后,溶质的质量不变。所以,若设原溶液质量为A g,溶质的质量分数为a%,蒸发Bg水后变成溶质的质量分数为b%的溶液,则:Ag×a%=(Ag-Bg)×b%。
c、与浓溶液混合
因为混合后的溶液的总质量等于两混合组分溶液的质量之和,混合后的溶液中溶质质量等于两混合组分的溶质质量之和。所以,设原溶液质量为 A g,溶质的质量分数为a%,浓溶液质量为B g,溶质的质量分数为b%,两溶液混合后得到溶质的质量分数为c%的溶液,则:Ag×a%+B g× b%=(Ag+Bg)×c%。
11、关于溶质质量分数运用于化学方程式的计算
解这类问题时要注意:
①化学方程式下相对应的物质质量不能直接写溶液质量,而要写参加化学反应的溶质实际质量。
②若已知溶液的体积或求溶液的体积,要用m=ρV这个公式进行换算。
③单位要统一。
12、关于溶液中溶质的质量分数计算的具体情况
①若溶质全部溶于水,且不与水发生化学反应,直接利用上述计算公式进行计算。
②若溶质虽不与水反应,但没有全部溶解,则溶质质量只计算溶解部分,未溶解部分不能参与计算。
③若溶质溶于水时与水发生了化学反应,则溶液中的溶质就为反应后的生成物了。
④若溶质为结晶水合物,溶于水后,其溶质的质量就不包括结晶水的质量。因为结晶水合物溶于水时,结晶水就转化为溶液中的溶剂了。
⑤关于酸、碱、盐溶液间发生1~2个化学反应,求反应后所得溶液——溶质质量分数问题的计算。首先要明确生成的溶液中溶质是什么,其次再通过化学反应计算溶质质量是多少,(往往溶质质量由几个部分组成)最后分析各量间关系求出溶液总质量,再运用公式计算出反应后溶液中溶质的质量分数。
⑥给定溶液中某种元素的质量分数或溶液中某种离子与水分子的个数比等形式,计算溶质的质量分数。如某NaCl溶液中,Na+︰H2O(数目)=1︰100,计算NaCl的质量分数。
三 中考链接
【例1】 (2004·四川)将下列物质分别放入或通入水中,不能形成溶液的是( )
A.食用盐 B.酒精 C.食盐 D.氯化氢气体
【解析】 该题考查了溶液的形成。一种或一种以上的物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物才是溶液。食用油难溶于水,不能形成均一、稳定的混合物,不能形成溶液;酒精能与水以任意比例互溶,能形成溶液;食盐易溶于水形成食盐溶液;氯化氢气体溶于水得盐酸,也是一种溶液。
【答案】 A
【例2】 下列有关溶液的说法,正确的是( )
A.溶液是无色透明的液体。
B.凡是均一、稳定的液体都是溶液
C.溶液是一种均一、稳定的混合物
D.溶液中的溶质一定是固体,溶剂一定是水
【解析】 本题主要考查的是对溶液概念的认识。溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。其基本特征是均一性、稳定性。存在形式:混合物。此题易错选B,误认为B和C说法一样,但其区别在于B中没有说明液体是混合物还是纯净物,如蒸馏水是均一、稳定的液体,但属于纯净物,而不属于溶液。故正确答案为C。
【答案】 C
【例3】 (2004·佛山市)甲、乙、丙三种固体物质的溶解度曲线如下图所示,下列有关说法中正确的是( )
A.t1℃时甲物质的溶解度最大
B.乙物质的溶解度不随温度升降而变化
C.丙物质的溶解度随温度升高而降低
D.t2℃时甲、乙、丙三种物质的溶解度相等
【解析】 t1℃时丙的溶解度最大,故A错;乙的溶解度随温度的升高而增大,故B错;t2℃时,甲、乙两种物质的溶解度相等,故D错。
【例4】 (2004·山东济南)甲、乙两种不含结晶水的固体物质在不同温度下的溶解度如下:
温度物质 0℃ 20℃ 30℃ 50℃ 80℃
甲 13.3g 31.6g 36.2g 85.8g 169g
乙 35.7g 36.0g 36.2g 36.5g 37.1g
根据上表中的数据进行判断,下列有关说法正确的是( )
A.甲的溶解度大于乙的溶解度
B.30℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液中溶质的质量分数相等
C.使乙物质从它的一定温度下的饱和溶液中析出,一般采用冷却的方法
D.升高温度即可使甲的不饱和溶液转变为饱和溶液
【解析】 该题考查学生阅读表格信息、综合分析信息、思考问题的能力。根据表中数据可得到以下信息:(1)甲物质的溶解度随温度升高而增大,且受温度影响较大。(2)乙物质的溶解度随温升高而增大,但受温度影响较小。(3)30℃时,甲、乙两种物质的溶解度相等。由以上信息推理出的结论是:(1)要使甲从它的一定温度下的饱和溶液中析出,一般采用冷却的方法,要使乙从它的一定温度下的饱和溶液中析出,一般采用蒸发溶剂的方法。(2)30℃时,甲、乙两种物质的饱和溶液中溶质的质量分数相等。故四个选项中只有B正确。A没指明温度;C 应采用蒸发溶剂的方法;D应说成降低温度。
【答案】 B
【例5】 如图所示,在室温下的饱和食盐水中放了一个塑料小球。(1)现加入不少量食盐晶体,充分搅拌和静置后,在温度不变的情况下,小球的液面沉浮情况有何变化,并简单叙述原因:_____________________。
(2)若要在不用外力的情况下使小球的略上浮,你准备采取的具体方法是:________________________。
【解析】 此题为跨学科开放性试题。在温度不变的情况下,在NaCl饱和溶液中再加入食盐晶体,不能再溶解,溶液的密度不变,小球沉浮情况不变。若要使小球上浮,可增大溶液的密度,应从影响饱和溶液组成的因素去思考,即溶度、溶质和溶剂的改变。
【答案】 (1)沉浮情况不变;因为将氯化钠晶体投入氯化钠饱和溶液中,不会继续溶解,溶液密度不变,小球排开水的体积不变。
【例6】 (2004·江苏南通)化学中有许多概念是相对的,又是统一的。下图所映了饱和溶液、不饱和溶液、浓溶液以及稀溶液的关系。
(1)从上图可以看出,饱和溶液与浓溶液、稀溶液的关系是____________________________________。
(2)0.9%的医用生理盐水可归于上图中_____区域(选填“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”);现有一瓶接近饱和的NaCl溶液,若要使它变为饱和溶液,一般采用的方法是_____________或_____________。
(3)生产上要配制5000g10%的盐酸来清洗钢材,需38%的盐酸(密度为1.19g/cm3)________mL(计算结果保留小数点后一位)
【解析】 本题形式新颖,解题的关键是明确题型要求,掌握四个概念的特征、联系。(1)从关系图中可以找到四个概念的多种关系。如饱和溶液既可能是浓溶液,也可能是稀溶液;不饱和溶液可能是浓溶液,也可能是稀溶液;浓溶液可能是饱和溶液,也可能是不饮和溶液;稀溶液可能是饱和溶液,也可能是不饱和溶液。(2)0.9%的生理盐水属于稀溶液,此溶液肯定不饱和,应归于图中Ⅲ区域。要使接近饱和的NaCl溶液变为饮和溶液,可采取加入NaCl固体搅拌至不能完全溶解或蒸发水分至刚好有晶体析出的方法。(3)设需38%的盐酸的体积为x,5000g×10%=x×1.19g/cm3×38%,x=1105.7mL。
【答案】 (1)饱和溶液既可能是浓溶液,也可能是稀溶液。
(2)Ⅲ;加入NaCl固体至不能继续溶解;蒸发溶剂至刚好有晶体析出;
(3)1105.7。
名师同步点拨
单元小结
1、溶液
溶液有均一性和稳定性,由溶质和溶剂组成,是混合物。溶质可以是固、液、气体,液液互溶,有水,水是溶剂;无水,量多的是溶剂。溶液不一定是液体,也不一定是无色的,有些溶液可以导电。
本专题中关于溶液知识的重点是溶液、饱和溶液、溶解度的概念。中考主要采用选择、填空和简答题型。
2、饱和溶液与不饱和溶液
(1)讨论溶液是否饱和只有指明“一定温度”、“一定量溶剂”、“对某种溶质而言”才有意义。
(2)饱和溶液与不饱和溶液的转化:
一般规律:(适用于绝大多数固体物质)
饱和溶液 不饱和溶液
特殊规律:(适用于氢氧化钙)
饱和溶液 不饱和溶液
(3)判断溶液是否饱和的依据:
a、看一定温度下,有没有不能继续溶解的剩余溶质存在。有,则是饱和溶液,反之是不饱和溶液。
b、在一定温度下,有溶质析出的剩余溶液一定是饱和溶液。
c、在一定温度下的溶液中,若既没有未溶解的固体也没有析出的固体,可向溶液中再加入少量溶质,若溶解表明溶液不饱和,反之溶液饱和。
3、固体溶解度与气体溶解度
(1)初中阶段一般是指物质在水中的溶解度。固体溶解度概念的三个前提是:
a、一定温度;
b、100g溶剂;
c、达到饱和状态。
其实质是溶解的溶质质量,单位是g(克)。即溶解度指一定温度下,100g溶剂中最多溶解的溶质的质量。
(2)影响固体溶解度的因素
固体溶解度的大小与溶质和溶剂的性质有关,与溶质和溶剂量的多少无关。不同物质在同一溶剂中的溶解能力不同,同一物质在不同溶剂中的溶解能力也不同。影响固体溶解度的外因只有温度,与是否搅拌、振荡无关。
(3)气体溶解度
定义:
气体在1.01×105Pa、一定温度时溶解在一定体积水中达到饱和状态时的气体体积数。
影响因素:
除与气体本身因素有关外,还受温度、压强影响。一般气体溶解度随温度的升高而减小,随压强的增大而增大。
(4)溶解度曲线
4、混合物分离
常见的混合物分离的方法有:过滤和结晶。
(1)过滤:
适用于固体和液体的分离。如除去液体中混有的不溶性固体杂质或分离结晶析出的晶体和溶液等。
(2)结晶:
适用于分离几种可溶性固体物质。结晶的方法有两种:蒸发结晶法和冷却热饱和溶液结晶法。前者适用于溶解度受温度变化影响不大的物质,后者适用于溶解度受温度变化影响较大的物质。
5、溶质的质量分数
溶质质量分数=
溶质质量分数= (适用于饱和溶液)
(1)下列变化对饱和溶液的溶质质量分数的影响(判断溶质质量分数的变化关键是看溶质质量与溶液质量的变化)
①增加溶质:溶质不再溶解,溶质质量分数不变。
②增加溶剂:溶质质量分数减小。
③降温:晶体析出,对大多数固体物质而言溶质质量减少,溶剂质量不变,溶质质量分数减小。
④升温:溶质质量、溶剂质量均不变,溶质质量分数不变。
⑤恒温蒸发水:溶剂减少,晶体析出,溶液仍为饱和,溶质质量分数不变。
(2)溶质质量分数计算时应注意:
①溶质质量是指已溶解的质量,不一定等于加入溶剂中的物质质量。
②当溶剂中所溶解的溶质不止一种时,其中某溶质的质量分数,应是这种溶质质量占全部溶液质量的百分比。
③溶质质量分数只有在溶解度的范围内才有意义
例题分析
例1、下列有关溶液的说法中,正确的是 ( )
A.不饱和溶液转化为饱和溶液,溶液中溶质的质量分数一定增大
B.将一定质量某物质的饱和溶液降温析出晶体后,所得溶液中溶质的质量分数一定减小
C.饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液
D.将5g某物质完全溶解于95g水中,所得溶液中溶质的质量分数不一定是5%
解析:
A不饱和溶液转化为饱和溶液若采取增加溶质法,溶质质量分数会增大。但若通过改变温度让溶液恰好饱和,溶质、溶剂的质量均未改变,则溶质质量分数不变。B饱和溶液降温析出晶体后,溶质质量减少,溶剂质量不变,则溶质质量分数减小。C饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液,D物质溶于水有以下几种情况:
(1)物质不含结晶水,在溶解时也不发生化学变化,溶质为物质本身,如KNO3。所得溶质质量分数为:5%。
(2)物质溶解时发生化学变化,则溶质为其生成物,如Na2O、CaO。Na2O+H2O=2NaOH,根据Na2O计算NaOH质量大于5g,所得NaOH溶液溶质质量分数大于5%。CaO+H2O=Ca(OH)2,根据CaO计算Ca(OH)2质量为大于5g,但由于Ca(OH)2是一种微溶于水的物质,故所得Ca(OH)2溶液溶质质量分数远远小于5%。
(3)结晶水合物溶于水,溶质为无水物,结晶水成为溶剂,如CuSO4·5H2O。由CuSO4·5H2O5g计算CuSO4质量为小于5g,所得溶液溶质质量分数小于5%。
答案:B、D
例2、我们已经知道这样的事实:
(1)食盐易溶于水,难溶于植物油;
(2)硝酸钾易溶于水,碳酸钙难溶于水;
(3)蔗糖在热水中溶解的质量比在等质量的冷水中溶解的质量多。请你回答下列问题:
(4)以上事实表明,固体物质的溶解能力与__________,__________,__________三个因素有关。
(5)请你举出上述三个因素中的一个应用实例(要求与上面所列事实不同)。
解析:
此题给定生活中的实例,归纳总结影响固体物质溶解能力的相关因素。
由(1)知:同种溶质在不同溶剂中溶解能力不同;
由(2)知:在同种溶剂中,不同溶质的溶解能力也不同;
由(3)知:溶解能力受温度的影响。一种物质的溶解能力,其溶质的性质是决定因素,还与溶剂的性质、温度、压强(气体)相关。
答案:
(4)溶剂的性质 溶质的性质 温度
(5)衣服上的油渍用水很难洗去,用汽油却很容易洗去。(其他合理答案也可)
例3、20℃时,向50g碳酸钠饱和溶液中加入少量碳酸钠粉末,下列量不会发生变化的是( )
A.溶液质量
B.溶剂质量
C.溶质质量
D.溶质质量分数
解析:
此题将化学反应引入对饱和溶液中各种量变化的分析,难度较大。解题的关键在于分析发生的化学反应对原溶液中各种量的影响。保持温度不变,向饱和的碳酸钠溶液中加入少量碳酸钠粉末,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O,溶剂(水)的质量将减少,又由于原溶液为饱和溶液,则溶质(Na2CO3)将会以Na2CO3·10H2O晶体形式析出,但因为变化过程前后的温度保持不变,反应后的溶液仍未饱和溶液,溶质的质量分数保持不变。
答案:D
例4、甲、乙两种固体的溶解度曲线如图所示。现将两支分别装有甲、乙两种物质饱和溶液(底部均有未溶解的固体)的试管浸入盛有水的烧杯里,然后向烧杯中加入一定量的浓硫酸,则对相关变化判断正确的是( )
A.甲溶液中溶质的质量分数减小
B.乙溶液中未溶解的固体减少
C.甲、乙物质的溶解度都增大
D.乙溶液中溶质的质量分数减小
解析:
此图要求理解溶解度曲线的意义以及温度对溶液中各种量的影响。由溶解度曲线知,随温度的升高,甲物质的溶解度逐渐减小,而乙物质的溶解度逐渐增大。将浓硫酸加入水中,稀释放出大量热量,温度上升,使得固体乙继续溶解,溶质的质量分数增大,而甲从饱和溶液中析出,溶质的质量分数减小。
答案:A、B
例5、某酒精中乙醇所含的氢原子数与水所含的氢原子数相等,则该酒精溶液中溶质的质量分数为 。
分析:
此题给定氢原子个数,计算溶液中溶质的质量分数,解题关键在于氢原子数相等为桥梁,寻求C2H5OH和H2O之间的质量关系。若所含氢原子个数相等,则所含氢元素质量相等。
设该溶质C2H5OH的质量为x,溶剂H2O的质量为y,则 ,
则溶质的质量分数为 ×100%= ×100%= ×100%=46%。
答案:46%
例6、侯德榜是我国著名的化学家。由他发明的侯氏制碱法制得的纯碱中可能含有少量氯化钠。现取仅含氯化钠杂质的纯碱样品33.2g,加入130g稀盐酸中,恰好完全反应,得氯化钠溶液150g。求:
(1)该纯碱样品中Na2CO3的质量;
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数。
分析:
本题综合性较强,运用质量守恒定律(质量守恒法)求得生成CO2的质量是解题的关键。
答案:
设样品中含Na2CO3质量为x,生成NaCl的质量为y,依题意知产生CO2的质量为33.2g+130g-150g=13.2g。则:
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
106 117 44
x y 13.2g
原样品中含NaCl:33.2g-31.8g=1.4g
答:
该纯碱样品中Na2CO3为31.8g,所得溶液中溶质的质量分数为24.3%。
名师同步选题
1、 选择题
1、某温度下把100g10%KNO3溶液的溶质质量分数增加到20%,可以采用的方法是(B )
A.蒸发掉45g水,温度维持不变
B.蒸发掉50g水,温度维持不变
C.加入10gKNO3固体
D.加入15gKNO3固体
2、在常温下向100g5%的氯化钠溶液里加入5g氯化钾粉末完全溶解后,氯化钠溶液的溶质的质量分数将( B )
A.增大
B.减小
C.不变
D.无法判断
3、在一定温度下,某固态溶质(不含结晶水)的水溶液甲,经历如下变化:
下列结论中,正确的是( CD )
A.溶液甲可能是饱和溶液
B.溶液乙一定是不饱和溶液
C.溶液乙和溶液丙中的溶质质量分数可能相等
D.溶液丙若再蒸发5g水,析出的晶体可能大于2g
4、在a、b两烧杯内盛有等质量且等质量分数的稀硫酸。现有两片质量相等的锌片,将其中一片放入a烧杯内,另一片先煅烧成氧化锌后再放入b烧杯内。过一会儿两烧杯内的固体都完全溶解,此时( AB )
A.a、b两烧杯中硫酸锌的质量相等
B.a烧杯溶液中硫酸锌的质量分数大
C.b烧杯溶液中硫酸锌的质量大
D.b烧杯溶液中硫酸锌的质量分数大
5下列说法中正确的是( A )
A、不饱和溶液降温不一定会变成饱和溶液
B、饱和溶液一定是浓溶液
C、溶液中溶质质量分数的大小只由溶质质量决定
D、相同温度下,饱和溶液一定比不饱和溶液浓
6、向一瓶接近饱和的氯化铵溶液中,逐渐加入氯化铵晶体,下列图像符合溶液中溶质质量变化规律的是( C )
7、农业上常用饱和食盐水进行选种。饱和食盐水露置在空气中一段时间后,有少量固体析出(设温度保持不变)。下列推测正确的是(C )
A、氯化钠溶解度变小
B、食盐水在空气中变质而不能继续使用
C、溶液依然饱和,溶质的质量分数不变
D、水分蒸发,溶质的质量分数变大
8、某溶液甲,经过若干操作,析出10g晶体后变成溶液乙(甲、乙两溶液为同种溶质),下列说法正确的是( D )
A、溶液的溶质质量分数:乙一定小于甲
B、溶液的溶质质量分数:乙一定等于甲
C、溶液的溶质质量分数:乙一定大于甲
D、乙溶液一定是饱和溶液
9、a、b、c三种物质的溶解度曲线如下图所示。现有t1℃时的a、b、c三种物质的饱和溶液,将其都升温至t2℃时,下列说法错误的是(A )
A、a溶液中的溶质质量分数最大
B、c溶液中的溶质质量分数最小
C、a、b溶液均为不饱和溶液
D、c溶液中有晶体析出
10、根据溶解度曲线,判断下列说法不正确的是( B )
A、在t1℃时,甲的溶解度小于乙的溶解度
B、在t2℃时,甲、乙的饱和溶液中含甲、乙两种物质的质量相等
C、在t3℃时,甲、乙两物质的饱和溶液降温至t2℃,都会析出晶体
D、当甲中含有少量乙时,可采用冷却热饱和溶液的方法提纯甲
二 填空题
11、下图是某同学配制一定质量的0.9%生理盐水的全过程:
(1)请找出上图中的错误(至少举出两点):
① ;② 。
(2)如果配制的生理盐水中NaCl的质量分数小于0.9%,则可能造成误差的原因有(至少举出三点):
① ;② ;③ 。
12、溶液与人类的生活息息相关,溶液的配制是日常生活和化学实验中的常见操作。下表是硫酸溶液和氨水的密度与其溶质的质量分数对照表(20℃)。
溶液中溶质质量分数/(%) 4 12 16 24 28
硫酸溶液的密度/(g/mL) 1.02 1.08 1.11 1.17 1.20
氨水的密度/(g/mL) 0.98 0.95 0.94 0.91 0.90
请仔细分析后回答下列问题:
(1)20℃时,随着溶液中溶质的质量分数逐渐增大,硫酸溶液的密度逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”);氨水的密度逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)取12%的硫酸溶液100g配制成6%的溶液,向100g12%的硫酸溶液中加水的质量应 100g。(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)向100g24%的氨水中加入100g水,摇匀,溶液体积是 mL。(保留到0.1)
13 天然气水合物是一种在高压低温条件下由水和天然气形成的冰态物,主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中。经勘探发现天然气水合物存储量巨大,有望成为主要能源。请回答下列问题:
(1)天然气水合物中,水分子形成一种空间笼状结构,CH4和少量的N2、CO2等分子填入笼内的空隙中,无固定的化学计量关系,因此天然气水合物属于__________(选填“纯净物”或“混合物”)。若某种天然气水合物中甲烷存在的形式是CH4·5.75H2O,则两者质量比为m (CH4) :m (H2O)=___________________。
(2)若将天然气从其冰态物中分离出来,有三种方法:
①在一定温度下,___________________使气体从水合物中分离出来;
②在一定压力下,___________________使气体从水合物中分离出来;
③通过加入甲醇或盐类等物质,可降低水合物的凝固点。
14、如图是固体物质甲的溶解度曲线。
(1)图中A点代表甲的____________溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
(2)请填写下表剩余空格。(在表中的第1、2、3栏内选填“变大”、“变小”或“不变”;在第4栏内选填“饱和”或“不饱和”。)
1 2 3 4
降低温度 溶剂质量 溶质质量 溶质质量分数 溶液状态
A→B 不变 B点:
B→C 不变 C点:
15、氯化钠和碳酸钠晶体的溶解度(0℃~30℃)如下表所示:
0℃ 10℃ 20℃ 30℃
NaCl 35.7g 35.8g 36.0g 36.3g
Na2CO3·10H2O 7g 12.5g 21.5g 38.8g
(1)从溶解度表中,我获取的信息有:________________________,________________________;
(2)要分离氯化钠和碳酸钠晶体的混合物,我设计的实验操作步骤是________________________。
参考答案
1B 2B 3CD 4AB 5A 6C 7C 8D 9A 10B
11(1)
①广口瓶塞放反了(或瓶塞放反了);
②砝码和药品放反了;
③温度计用来搅拌
(2) 提示:
这是一道开放性试题,可以从不同的侧面来回答
计算错误如:①水算多了;②氯化钠算少了;
称量氯化钠操作错误如:
③天平读数有误;④氯化钠和砝码放反了;⑤左盘放了纸片,右盘未放纸片;⑥天平未调零等;
用量筒量取水时错误如:
⑦水量多了(或量取水读数时仰视);⑧氯化钠中混有杂质;⑨烧杯中有水等。
12、(1)增大;减小
(2)等于
(3)210.5
13、(1)混合物 32 : 207
(2)①减小压强
②升高温度
14、(1)不饱和
(2)填写表格
1 2 3 4
降低温度 溶剂质量 溶质质量 溶质质量分数 溶液状态
A→B 不变 不变 变大 B点:饱和
B→C 不变 变小 变小 C点:饱和
15、(1)氯化钠溶解度受温度变化的影响较小;碳酸钠晶体的溶解度受温度变化的影响较大。
(2)①降温结晶法
②蒸发溶剂法
温度/℃
溶解度/g
甲
乙
丙
t1
t2
饱和溶液
不饱和溶液
浓溶液
稀溶液
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ黄冈中学网校 版本:
第4单元:物质构成的奥秘
学 科 化学 编 码 HX_13_01_004
内容简介
教学目标
作 者 付 军 日 期 2005/05/4 审 定 日 期
正 文 说 明
名师面授主讲人:黄冈中学高级教师 付 军一、第四单元内容提要1. 了解原子是由质子、中子和电子构成的。2. 初步了解相对原子质量的概念,并会查相对原子质量表。3. 进行世界的物质性、物质的可分性的辨证唯物主义观点教育4. 了解元素的概念,将物质的宏观组成与微观结构认识统一起来。5. 了解元素符号所表示的意义,学会元素符号的正确写法,逐步记住一些常见的元素符号。6. 初步认识元素周期表,知道它是学习和研究化学的工具,能根据原子序数在元素周期表中找到指定元素和有关该元素的一些其他的信息。7. 初步了解核外电子是分层排布的8. 了解离子形成的过程,认识离子是构成物质的一种粒子9. 了解化学式的涵义10. 知道一些常见元素和根的化合价11. 能用化学式表示某种物质的组成,并能利用化合价推求化学式12. 了解相对分子质量的函义,并能运用相对原子质量和相对分子质量计算物质的组成13. 能看懂商品标签或说明书上标示的物质成分和含量二、重点难点内容讲解(一)。原子1. 原子的基本性质 (1)原子个体小、质量小;(2)原子在不断地运动;(3)原子之间有一定的间隔。2. 原子结构 (1)在原子中:一个质子带一个单位的正电荷,一个电子带一个单位的负电荷,中子不带电。原子核所带电荷由质子提供,所以原子核所带正电荷的数目(简称为核电荷数)等于核内质子数。(2)在原子中:原子核所带正电荷的总数(即核内质子数)和核外电子所带负电荷的总数相等,电量相等,电性相反,因而整个原子对外不显电性。可概括为:在原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。(3)原子中电子的质量很小,只有质子或中子质量的1/1836。故原子的质量主要集中在原子核上。原子核的体积很小,因此原子核的密度很大。(4)每个原子只有一个原子核,核电荷数(核内质子数)的多少,决定了原子的种类,所以同一种类的原子中,其核内的质子数相同,不同种类的原子中,核内的质子数不同。(5)原子核内的中子数不一定等于质子数,如铁原子中质子数为26,中子数为30;同一种类的原子中,因中子数的多少不同,就形成了同一种类原子中的不同原子,如质子数为6的碳原子中,有中子数为6、7、8三种不同碳原子。并非所有原子中都存在中子。普通氢原子的原子核内只有1个质子,没有中子。下表是几种原子的构成 3. 相对原子质量 国际上以一种碳原子(原子核内有6个质子和6个中子)的质量的1/12作为标准,其它原子的质量跟它比较所得的值,就是这种原子的相对原子质量。用公式可表示为: (1). 相对原子质量是一个比值,它的国际单位制(SI)单位为1(一般不写出) (2). 质子和中子的质量大致相等,都约等于碳原子质量的1/12,电子的质量很小,仅相当于质子或中子质量的1/1836。因此质子和中子的相对质量都约为1,电子的相对质量为1/1836。由于原子的质量主要集中在原子核上,所以,相对原子质量≈质子数+中子数。 (3). 原子的质量和相对原子质量的区别和联系 (二). 元素1. 元素的概念:元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。 理解元素的概念请把握“同质子,类原子”六个字。(1)“同质子”是指元素在原子的基础上,以核电荷数(即核内质子数)为标准进行种类划分的,与原子中的中子数、电子数无关。即元素的种类是由核电荷数(即核内质子数)决定的。同种元素的原子质子数一定相同,不同种元素的原子质子数一定不相同。(2)“类原子”是指一种元素可能有不止一种原子。它包括质子数相同,中子数不同的原子(例如:高中将要学习到氢元素有3种质子数相同而中子数分别为0、1、2的氢原子:氕、氘、氚);也包括质子数相同,而电子数不同的原子和离子(例如:Fe、 、 均属于铁元素)2. 元素的存在和分类 目前已发现的元素有一百余种,其中有十几种是人造元素。元素在地壳中的含量由多到少的顺序是:氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛等。掌握地壳中含量排前五位的元素次序、名称及类别。 根据元素性质的不同,可把元素分为金属元素(如钠、铁、汞)、非金属元素(如碳、氢、溴)和稀有气体元素(氦、氖、氩、氪、氙、氡)。3. 元素符号 每种元素都用一个国际通用的符号来表示,这种符号叫做元素符号。 (1). 书写元素符号时应注意: ①由一个字母表示的元素符号要大写 ②由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写 (2). 元素符号表示的含义 ①元素符号表示一种元素 ②表示这种元素的一个原子(三). 离子1.核外电子的分层排布在多电子的原子中,原子的能量不相同,能量低的电子通常在离核近的区域运动,能量高的电子通常在离核远的区域运动。为了便于说明问题,通常用电子层形象化地表明运动着的电子离核的远近。实际上,原子核外根本无“层”,我们仅仅用“层”来代表离核远近的区域。所以多电子原子中电子在原子核外不同区域运动可简单而形象地称为分层运动,又叫核外电子的分层排布。这样,电子就可以看作是在能量不同的电子层上运动。 2. 原子结构示意图(1). 画法,画圆圈,标核电,弧线呈扇形,数字一条线。(2). 分析1~18号元素的分类及原子结构示意图,可以得出以下结论:①稀有气体元素原子的最外层都有8个电子(氦是2个),稀有气体元素化学性质比较稳定,一般不跟其他物质发生化学反应。性质是由结构决定的。因此,通常我们把这种最外层有8个电子(最外层是第一层时有2个电子)的结构,称为稳定结构。 注意:这里所说的稳定是相对稳定,而不是绝对的稳定。②金属元素原子最外层电子数一般少于4个,在化学反应中比较容易失去最外层电子,而使次外层变成最外层,通常达到8个电子的稳定结构,而且最外层电子数越少,越容易失去电子,化学性质越活泼。③非金属元素原子最外层电子数一般多于或等于4个,在化学反应中比较容易获得电子,而使最外层达到8个电子的稳定结构,而且最外层电子数越多,越易得到电子,化学性质越活泼。所以,元素的性质,特别是化学性质,跟它的原子最外层电子数目关系非常密切。3. 离子的形成因为钠原子的最外电子层上只有1个电子,很容易失去;氯原子的最外电子层上有7个电子,容易得到1个电子。即当钠和氯化合时,钠原子最外层上的1个电子转移到氯原子的最外电子层上去(如图),使它们的最外电子层都达到8个电子的稳定结构。 形成氯化钠的示意图钠原子因失去1个电子而变成带有1个单位正电荷的钠微粒(用Na+表示)。 氯原子因得到1个电子而变成带有1个单位负电荷的氯微粒(用 表示)。定义及分类:带电的原子或原子团叫做离子。分为: 阳离子,例如: 、 、 、 、 ; 阴离子,例如: 、 、 、 、 、 。(四)化学式与化合价 1.化学式(1). 定义:用元素符号表示物质组成的式子。(2). 意义:①表示一种物质 ②表示物质的组成元素 ③表示组成元素的原子个数比 ④表示该物质的一个分子例: 表示:(1)氢气;(2)氢气由氢元素组成;(3)一个氢分子;(4)一个氢分子由两个氢原子构成表示:2个氢分子说明: ①纯净物都有固定不变的组成,一种纯净物只用一个化学式表示。 ②各种物质的化学式,都是通过实验测知的。所以化学式中元素符号右下角的数字不能随意改动。 ③物质的化学式不因发生物理变化而改变,只有发生化学变化,生成了其他物质时,物质的化学式才能发生改变。2.化合价(1). 实验测知,化合物均有固定的组成,即形成化合物的元素有固定的原子个数比。例如: 化学上用“化合价”来表示原子之间相互化合的数目在上述化合物中,规定: , 而且,在化合物中元素化合价的代数和为零 由此可推知: , , 为了便于确定化合物中元素的化合价,需要注意以下几点:<1>化合价有正价和负价①氧元素通常显-2价②氢元素通常显+1价③金属元素跟非金属元素化合时,金属元素显正价,非金属元素显负价。④一些元素在不同物质中可显不同的化合价<2>在化合物里正负化合价的代数和为0。<3>元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质,因此,在单质分子里,元素的化合价为0。3. 有关相对分子质量的计算(1). 计算相对分子质量 的相对分子质量=16×2=32 的相对分子质量=1×2+16=18的相对分子质量=64+32+16×4+5×(1×2+16)=250(2). 计算物质组成元素的质量比 例: 中锰元素和氧元素的质量比等于 (3). 计算物质中某元素的质量分数 物质中某元素的质量分数就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。例如:计算化肥硝酸铵( )中氮元素的质量分数解: 的相对分子质量 氮元素的质量分数: 三 中考链接例1.甲原子与乙原子的质量比为a:b,而乙原子与 原子的质量比为c:d,则甲原子的相对原子质量为( )A. B. C. D. 提示:根据题意: 甲原子的质量 原子的质量 甲原子的相对原子质量 参考答案: D例2.在二氧化硫,二氧化碳,二氧化氮的分子中( ) (A)均含有一个氧分子 (B)含氧原子的个数相等 (C)都含有两个氧元素 (D)都含有相同的核电荷提示:化学概念中相似而又有区别的概念比较多,对于易混淆的概念要注意分析,搞清相似概念间的区别与联系。例如本题涉及的分子、原子、元素的概念。参考答案:(B)说明:分子、原子是描述微观的概念;物质元素是描述宏观的概念。叙述物质组成,要注意宏观和微观。宏观元素只表示原子的种类,不表示个数。由分子构成的纯净的物质,一种物质只含有一种分子,不可能含有两种分子。在二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮的分子中,由于碳原子、硫原子、氮原子的核电荷数不同,所以它们不含有相同的核电荷。例3、说出下列符号中“2”的涵义。 +2 (1)2H (2)2H2 (3)H2O (4)2H2O (5)Mg2+ (6)2Mg2+ (7)Mg提示:对于符号前的系数,符号中的小数字的涵义,往往会因不理解符号表示的意义而难以回答,因此,在回答这类问题之前必须对已学过的化学元素符号、化学式、离子符号的意义理解透彻,元素符号的意义有两点,即表示一种元素,还表示该元素的一个原子。在元素符号前或化学式前有系数,则表示的只有微观意义,即微粒的个数,化学式中的小数则表示该物质的一个分子中含有某元素的原子个数,元素符号右上角的小数字表示离子带电荷数,元素符号正上方的小数字则表示元素的化合价。参考答案:(1)2H中的“2”表示2个氢原子。 (2)2H2中前“2”表示2个氢分子,后“2”表示每个氢分子中有2个氢原子。 (3)H2O中“2”表示每个水分子中含有2个氢原子。 (4)2H2O中前“2”表示2个水分子,后“2”同(3)。 (5)Mg2+中“2”表示每个镁离子带两个单位正电荷。 (6)2Mg2+中前“2”表示2个镁离子,后“2”同(5)。 +2 (7 Mg中“2”表示镁元素显+2价。例4、下列计算化合物中某元素质量分数的计算式,正确的是( ) (A)H2O中氢元素的质量分数: (B)NH4NO3中氮元素的质量分数是 (C)CO(NH2)2中氮元素的质量分数: (D)CO2中氧元素的质量分数:提示:求化合物中某元素的质量分数,就是化合物的化学式中,某元素原子的原子量之和与该化合物式量的比值。参考答案:(A)(D)说明:化合物中某元素的质量分数 (B)选项:NH4NO3的一个分子中含有2个氮原子,计算时只考虑了一个氮原子,所以是错误的; (C)选项:CO(NH2)2的一个分子中含有2个氮原子,计算时只考虑1个氮原子,且式量的计算错误。例5:如果用字母R表示一种元素,已知R元素的原子核外最外电子层上有3个电子,在它的氧化物中,R的质量分数为52.9%,R的原子核里所含的质子数比中子数少1个。则
(1)R的元素符号是 名称是
(2)R的氧化物的化学式是 名称是 ;
(3)R的离子结构示意图是 。
提示:
这是一道涉及核外电子排布、元素质量分数计算、根据化合价写化学式、离子结构示意图等多方面知识的综合题,解本题必须明确题目中每个条件的作用。要推断元素名称、元素符号、离子结构示意图,就必须已知原子核内的质子数,质子数与中子数之和约等于相对原子质量。R在其氧化物中的质量分数这一条件是计算相对原子质量用的;质子数与中子数关系的条件是推算质子数用的。要写出R的氧化物的化学式,必须已知R的化合价,R最外层上电子数这一条件是推断R的化合价时用的。推断质子数就要已知相对原子质量,要计算相对原子质量就应该已知化学式。所以解题应该从分析R的化合价,写出其氧化物的学式开始。标准答案:(1)Al 铝 (2)Al2O3 氧化铝 (3)
说明:R的最外层上只有3上电子,在化学反应中易失去3个电子而显示+3价,所以它的氧化物的化学式应为R2O3。设R的相对原子质量为x,则
根据质子数与中子数之和约等于相对原子质量的规律,可以得出R元素的核电荷数(即质子数)为13。不太可能是14,因为R元素原子的最外层电子数是3个,核外电子总数应为奇数,原子中质子数等于核外电子数为13。
(1)核电荷数为13的元素是铝,其元素符号为Al。
(2)铝元素的化合价为+3价,氧元素的化合价为-2价,可以得出铝的氧化物的化学式为Al2O3,名称是氧化铝或三氧化二铝。
(3)R是铝元素,铝原子最外层有3个电子,易失去成为带三个正电荷的铝离子,铝离子核内仍有13个带
正电荷的质子,核外应有13-3个电子,离子结构示意图为例6、在硫与氧形成的氧化物中,硫与氧的质量比为2:3,则此氧化物中硫元素的化合价是( ) A、+4 B、+6 C、-2 D、+2提示:我们已经知道了氧元素在化合物中的化合价为-2价,则硫元素一定显正价,又知在化合物中硫、氧元素质量比为2:3,所以只要写出化学了可同化合价。因此设该氧化物化学式为:SxOy, 则有32x:16y=2:3 ∴x:y=1:3 ∴化学式为SO3 根据化合价代数和为零的原则,硫元素化合价为+6价。参考答案:B。例7、元素R的单质10.5克,在氧气中燃烧后生成氧化物(R 3O4)14.5克,计算R的原子量。如果R原子中有30个中子,R是什么元素?写出该氧化物的化学式。提示:有关化合物中各元素质量比的逆运算。参考答案:R元素为铁元素。其化学式为Fe3O4说明:解设:R元素的原子量为x在R 3O4中R元素与氧元素的质量比为: 根据:质子数+中子数≈原子量 质子数=56.30=26 ∴R为铁元素。其化学式为Fe3O4单元小结1.原子。离子。元素(1)原子是化学变化中的最小微粒,这是指在化学变化中原子的种类保持不变。但它不是一个简单的,不可分割的实心球体。它是由质子、中子、电子三种粒子构成的。(2)元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。(3)离子是带电的原子或原子团(4)原子和元素的区别和联系(5)离子与原子的联系与区别: 2. 根据化合价写化学式 写法:正价左、负价右,标化合价,求原子个数 例题:已知P为+5价,O为-2价,写出磷的这种化合物的化学式 解:(1)正价左、负价右:PO (2)标化合价: (3)求原子个数: P:10/5=2;O:10/2=5 (4)即得化学式: (5)检查化学式,正价总数与负价总数代数和等于03.化合价表示方法跟离子所带正、负电荷表示方法的区别: 同步测试1、下列关于原子的说法不正确的是( ) A.原子不能再分 B.原子核是由质子和电子构成 C.原子由原子核和核外电子构成 D.原子的质量主要集中在原子核上2 、下列微粒能决定元素种类的是( ) A. 电子数 B. 中子数 C. 最外层电子数 D. 质子数3、若用“ ”表示氢原子,用“ ”表示氧原子,则保持水的化学性质的粒子可表示为( ) A. B. C. D. 4、与 中数字“1”关系密切的是( ) A.元素的化学性质、化合价 B.元素的种类、原子的质量 C.元素的核电荷数、原子的数目 D.物质的状态、原子的稳定性5、下列五种物质中均含有碘元素,它们按下列顺序排列:①KI ②I2 ③HIO ④X ⑤NaIO4根据这种排列规律,X不可能是( )A.I2O4 B.I(IO3)3 C.AgI D.I2O56、下列对于氮气、一氧化二氮、三氧化二氮、五氧化二氮的四种说法中,正确的是( )
A.都含有氮分子
B.含氮元素的质量分数都相同
C.每个分子所含氮原子数相同
D.所含元素种类都相同7、我国在1993年成功制取了由相对原子质量为18、核电荷数为8的氧原子构成的双原子分子的气体,下列说法中正确的是( ) A.这种气体的相对分子质量为32 B.这种氧原子的核内质子数为10 C.这种氧原子的核外电子数为10D.这种氧原子和氢原子构成的水分子的相对分子质量约为208、“博士伦”隐形眼镜液的主要成分是H2O2,下列说法正确的是( ) A.H2O2是由氢气和氧气组成的 B.H2O2是由氢元素和氧元素组成的 C.H2O2是由氢分子和氧分子构成的 D.H2O2是由两个氢元素和两个氧元素组成的9、某化学学习兴趣小组对 粒子进行探究,下列结论中,错误的是( )
A.当x=6时且该粒子为原子时,核电荷数n应为8
B.当x=8时且该粒子为阴离子时,核电荷数n应为12
C.当n=11时且该粒子为阳离子时,x应为8
D.当x=8时,粒子中n越大,原子核对电子吸引力越大,粒子体积越小10、不沾锅的内壁有一薄层聚四氟乙烯的涂料,它的化学式可以表示为(CF2CF2)m(m为正整数)。下列关于聚四氟乙烯的说法中,错误的是( )
A.该物质是由碳和氟气(F2)组成的混合物
B.该物质分子中碳、氟(F)原子个数比为1∶2
C.该物质中含有氟的质量分数为76%
D.该物质的化学性质应当很稳定11、某硝酸铵(NH4NO3)样品(杂质不含氮)中氮元素的质量分数为28%,则其中硝酸铵的质量分数是( )
A.20% B.70% C.80% D.无法确定12、要比较CuSO4、FeSO4、CaSO4相对分子质量的大小,最简单的方法是( ) A.分别计算它们的相对分子质量 B.计算所含SO42—质量分数 C.比较Cu、Fe、Ca相对原子质量D.计算所含金属元素的质量分数13、微观模拟题:通过以下反应示意图回答下列问题: (1)丙物质属于纯净物中的_____________(填物质分类)。
(2)该反应的基本反应类型为____________反应。
(1)用分子和原子的观点来解释化学反应的实质__________________________________________。14、(1)新型大脑营养学发现,大脑生长发育与不饱和脂肪酸有关。从深海鱼油中提取出来的一种不饱和脂肪酸被称为“脑黄金”,它的化学式为C26H40O2,含氢元素的质量分数为 。
(2)科学家在合成超导材料时,偶然制得了在自然界中尚未发现的紫色化学合成物质BaCuSi2O6,它由 种元素组成,其中Si呈 价。写出相同价态硅元素的氧化物的化学式 。15、下表列出了四种金属元素的原子结构及单质的性质等具体情况:元素名称元素符号原子结构示意图密度g/cm3熔点/℃沸点/℃与冷水反应锂Li0.534180.51347剧烈钠Na0.9797.81882.9剧烈钾K0.8663.65774剧烈
轻微爆炸铷Rb1.53238.39688剧烈
轻微爆炸
根据以上资料分析,你发现了那些规律?
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4)上表所列规律中,有一种规律是决定其他规律的,该规律是: 。参考答案:123456789101112ABDCACCDBBACC13.(1)单质 (2)分解 (3)在化学反应中分子发生了变化,生成了新的分子,而原子仍然是原来的原子。14. (1)10.42% (2)4 +4 SiO215. (1)对同一族元素随着核电荷数的增大,电子层数逐渐增加
(2)对同一族元素随着核电荷数的增大,一般说来单质的密度逐渐增大, 溶、沸点逐渐降低
(3)对同一族元素随着核电荷数的增大,单质的化学活泼性逐渐增强
(4)随着核电荷数的增大,电子层数逐渐增加
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主讲人:黄冈中学高级教师 付 军
1、 第十单元内容提要
(1)认识几种常见的酸和碱,知道酸和碱各自都具有相似的化学性质。
(2)知道酸和碱的腐蚀性,能熟练取用酸和碱及其溶液。
(3)会用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性。
(4)知道酸和碱发生中和反应并且体会中和反应的实质
二、重点难点内容讲解
1、酸碱指示剂:
遇到酸或碱的溶液,本身可显示不同颜色的物质,叫酸碱指示剂,简称指示剂,像常见的石蕊、酚酞这类物质。
石蕊指示剂是从石蕊地衣中提取的紫色浸液,是化学上最早广泛用来鉴别溶液酸碱性的一种试剂。它是在17世纪被英国化学家波义耳首先发现的。还有许多植物色素也可以作酸碱指示剂。
2、酸的通性(酸溶液的相似性)
①酸溶于水时都能解离(又称离解或电离)出H+(阳离子)和酸根离子(阴离子),即不同的酸溶液中都含有相同的阳离子——H+,所以酸溶液有一些相似性——通性。
②酸溶液能使酸碱指示剂显示一定的颜色
酸的溶液能使酸碱指示剂变色,也就是只有可溶性的酸才能使指示剂变色,其实质是H+使指示剂变色。
③稀酸溶液能与排在金属活动性顺序中氢前面的金属发生置换反应,如置换出盐酸、稀硫酸中的氢。但是浓硫酸和浓、稀硝酸与金属反应的情况复杂,初中化学不讨论;单质铁跟稀酸溶液发生置换反应时,生成的盐为亚铁盐,例如:Fe+2HCl(稀)=FeCl2+H2↑
④酸溶液能与某些金属氧化物(如氧化铁、氧化铜等)反应,生成水和盐和水。如:
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
常用稀盐酸(或稀硫酸)除去铁器表面的铁锈,如将表面生锈的铁钉放在盐酸中,一段时间后,铁钉表面的锈没有了,溶液由无色变为黄色。这是由于盐酸跟铁锈起反应,生成氯化铁溶液的缘故。如果铁钉放在盐酸里久了,表面的铁锈被盐酸溶解后,盐酸又可与铁发生反应,生成氢气,因此可看到有气泡产生。
3、常见的几种酸的特性及主要用途
①盐酸和硫酸的物理性质:
物 质 颜 色 状 态 挥发性
盐酸(HCl的水溶液) 无 色 液 态 易挥发
硫酸(H2SO4) 无 色 粘稠、油状、液态 难挥发
纯净的盐酸是无色的,但工业品盐酸常因含有杂质而带黄色(主要由Fe3+引起)。观察浓盐酸时常会看到白雾,这是由于浓盐酸挥发出来的氯化氢气体与空气里的水蒸气接触,重新结合为盐酸小液滴,许多盐酸小液滴散布在空气中,就形成了白雾(雾是液滴分散悬浮在气体中的现象)。
②浓硫酸及浓硫酸的稀释
浓硫酸能将纸张、木材、棉布、皮肤(由含碳、氢、氧等元素的化合物组成)里的氢、氧元素按水的组成脱去,这种作用叫做脱水作用,因而浓硫酸能使皮肤脱水碳化造成严重的灼伤,此外浓硫酸具有强烈的腐蚀性,如不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。
硫酸能与水以任意比例相混溶,溶解时放出大量的热。稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸沿耐温度变化的容器的器壁慢慢注入水中,并不断搅拌,切不可将水倒进浓硫酸里。如果将水倒进浓硫酸里,由于水的密度小,浮在硫酸的上面,溶解时放出的热不易散失,使水暴沸,带着酸液向四处飞溅。
因为浓硫酸能吸收空气中的水蒸气,而导致溶液变稀,所以浓硫酸一定要密封保存。利用这一性质,浓硫酸可作干燥剂。
4、碱的通性
①碱溶于水时都能解离出金属阳离子与OH-,即不同的碱溶液中,都含有相同的OH-,所以碱有一些相似性——通性。
②碱溶液能使酸碱指示剂显示一定的颜色。
与酸一样,只有可溶性的碱的溶液,才能使指示剂变色,不溶于水的碱是不能使指示剂变色的。
③碱能与某些非金属氧化物反应生成盐和水,例如:
足量氢氧化钙溶液能与二氧化碳反应生成难溶于水的碳酸钙和水,而足量氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠(溶于水)和水。
5、常见的碱的特性及用途
①氢氧化钠和氢氧化钙
氢氧化钠 氢氧化钙
颜色、状态 白色块状固体 白色粉末状固体
溶解性 易溶,且放出大量的热 微溶
腐蚀性 强腐蚀性 较强腐蚀性
俗 名 苛性钠 熟石灰、消石灰
②氢氧化钠固体易吸收空气中的水分而潮解,所以氢氧化钠固体要密封保存。利用这一性质,可使用固体氢氧化钠作干燥剂。
③熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应而制得,反应中放出大量的热。熟石灰是重要的建筑材料。
6、中和反应:
酸和碱作用生成盐和水的反应叫做中和反应。例如,盐酸、稀硫酸等酸与氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液的反应,其反应的实质是酸溶液中的H+与碱溶液中的OH-结合生成水的过程。中和反应在工农业生产及日常生活中有极其广泛的应用。如:
①改良土壤。用熟石灰来中和土壤的酸性。
②处理废水。用熟石灰中和硫酸厂的污水(含有硫酸等杂质)等。
③用于医疗和日常生活中。如用胃舒平(含氢氧化铝)等药物来医治胃酸过多的病人;再如,当我们不小心被黄蜂蛰了(黄蜂的刺中毒液是碱性的)就可以用食醋涂在皮肤上以减轻痛痒。
7、酸、碱、盐三类物质的比较
①酸与碱之间发生中和反应除生成水外,还有一类物质生成,那就是盐。盐是在水溶液中能解离出金属离子和酸根离子的一类化合物,如NaCl、CaCl2、Na2CO3、NaHCO3、Cu2(OH)2CO3等。
②酸、碱、盐三类物质的水溶液比较
名 称 解离出的离子 导电性
酸溶液 H+和酸根离子 能导电
碱溶液 OH-和金属离子 能导电
盐溶液 金属离子和酸根离子等 能导电
酸、碱、盐三类物质都是化合物,可溶性的酸、碱、盐在溶于水时都能解离出自由移动的离子,水溶液均能导电。酸、碱、盐的水溶液是电中性的,故溶液中阳离子所带正电荷总数与阴离子所带负电荷总数相等;但是每个阳离子与每个阴离子所带电荷数不一定相等,所以溶液中阴、阳离子数目不一定相等。
8、溶液酸碱度的表示法——pH
①溶液的酸碱性和酸碱度
我们知道,盐酸、硫酸等酸类物质的溶液显酸性,氢氧化钠、氢氧化钙等碱类物质的溶液显碱性,而像食盐、蔗糖等物质的水溶液,既不显酸性,也不显碱性,我们将这样的溶液称为中性溶液。溶液的酸碱性指的是溶液呈酸性、碱性还是中性,通常用酸碱指示剂来测定。但很多情况下,我们仅仅知道溶液的酸碱性是不够的,比如,正常雨水略显酸性,为何不叫酸雨呢?什么样的雨水才是酸雨呢?这就需要知道溶液酸碱性的强弱程度——酸碱度,即酸碱度是定量地表示溶液酸碱性强弱程度的一种方法。稀溶液的酸碱度可用pH表示,常使用pH试纸来测定。
②pH和溶液酸碱性的关系以及溶液pH的测定方法
a. 稀溶液的pH范围通常在0~14之间,可以是整数,也可以是小数。常温下,pH<7时,溶液呈酸性,pH越小,酸性越强;pH=7时,溶液呈中性;pH>7时,溶液呈碱性,pH越大,碱性越强。
b. 用pH试纸测定溶液pH的方法:将少量待测液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,便可粗略知道溶液的pH。不能用pH试纸直接蘸待测液,也不能先用蒸馏水将pH试纸润湿,再向试纸上滴待测液。因为用试纸直接蘸待测液,会使待测液受到污染;如果将试纸先用蒸馏水润湿,则待测液就被稀释了,所测的pH就不准确了。
c. 要使酸性溶液的pH升高,可向该溶液中加入碱性溶液(能否加水?),要使碱性溶液的pH降低,可向该溶液中加入酸性溶液(能否加水?)。
三 中考链接
【例1】(2004·江苏南京)下图是盐酸滴入氢氧化钠溶液中,有关粒子之间反应的示意图。下列说法错误的是( )
A.盐酸溶液中含有氢离子和氯离子
B.氢氧化钠溶液中含有钠离子和氢氧根离子
C.两种溶液混合时,氢离子与氢氧根离子结合生成了水分子
D.两种溶液混合时,钠离子与氯离子结合生成了氯化钠分子
【解析】 本题结合酸、碱在水溶液中的电离,考查酸、碱中和的实质。解题时要认真阅读图示。从示意图看出,盐酸溶液中含H+与Cl-,氢氧化钠溶液中含Na+和OH-。两种溶液混合后,H+与OH-结合成H2O,而Na+和Cl-仍是自由移动的离子。故D叙述错误。
【答案】 D
【例2】 (2004·北京海淀)下列物质长期放置在敞口容器中,质量减少的是( )
A.氢氧化钠固体 B.大理石
C.浓硫酸 D.浓盐酸
【解析】 A中氢氧化钠固体在空气中易吸收水分而潮解,还易和空气中CO2反应生成Na2CO3,质量会增大;B中大理石在空气中不发生任何变化,质量不变;C中浓硫酸有吸水性,在空气中质量增大;D中浓盐酸有挥发性,在空气中质量减小。
【答案】 D
【例3】 下列试剂中,能将Na2CO3、NaCl、BaCl2三种物质的溶液一次鉴别出来的是( )
A.盐酸 B.稀硫酸
C.石蕊试液 D.澄清石灰水
【解析】 本题考查了物质的鉴别。要注意将三种溶液一次鉴别出来,要求应产生三种不同现象。利用选项给出的信息逐一淘汰,盐酸只与Na2CO3反应有气体生成,不能鉴别;稀硫酸与Na2CO3反应生成气体,与BaCl2溶液反应生成白色沉淀,与NaCl溶液不反应,可一次鉴别;石蕊试液只在Na2CO3溶液中显蓝色,另两种溶液中不变色,不可取;澄清石灰水只与Na2CO3溶液反应生成白色沉淀,与另两种物质不反应,不可取。
【答案】 B
【例4】(2004·江苏南京)下图为喷墨打印机工作原理示意图。溶解在打印墨水(pH:7.5~9.0)中的染料,从喷嘴喷到打印纸(pH:4.5~6.5)上,变为不溶于水的固体。下列说法正确的是( )
A.打印墨水偏酸性 B.打印墨水显中性
C.打印纸偏酸性 D.打印纸偏碱性
【解析】 本题属于信息给予题。不仅考查了pH与溶液酸碱性的关系,还让学生了解到喷墨打印机的工作原理,质量较高。打印墨水的pH为:7.5~9.0,打印墨水显碱性;打印纸pH为:4.5~6.5,打印纸显酸性。说法正确的为C。
【答案】 C
【例5】 (2004·山东淄博)两种溶液混合后,所得混合液pH = 4,这两种溶液可能是下列哪一组( )
A.pH为5和10的溶液
B.pH为1和7的溶液
C.pH为1和3的溶液
D.pH为7和12的溶液
【解析】 pH不同的两种溶液混合,所得混合液的pH在两种溶液的pH之间。现在混合液的pH为4,则混合前的两种溶液pH,有一种小于4,有一种大于4。正确答案为B。
【答案】 B
【例6】 已知NaOH与CO2反应,但无现象产生。实验室现给你提供下图所列实验用品,尽可能地设计实验证明CO2与NaOH溶液反应,并按要求填写表格。
方法 操作过程 实验现象
1
2
3
4
【解析】 CO2气体与NaOH溶液反应,反应后气体被吸收,气体压强减小,由此来设计实验,才能观察到较明显的现象。
【答案】
将盛满CO2的集气瓶倒扣在盛NaOH溶液的水槽中 集气瓶内液面上升
向盛满CO2的集气瓶中倒入少量NaOH溶液,立即盖上玻璃片,振荡后,倒置 玻璃片不掉下来
向盛满CO2的饮料瓶中倒入少量NaOH溶液,立即塞紧瓶塞,振荡 饮料瓶瘪了
向盛满CO2的饮料瓶中倒入少量NaOH溶液,立即用带导管的单孔胶塞塞紧,振荡后把导管插入盛水的烧杯中,打开弹簧夹 饮料瓶瘪了,打开弹簧夹,饮料瓶内进入较多量水
【例7】(2004·佛山市)某化学兴趣小组按以下步骤探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。
猜想或假设:
溶液的pH可能为(请将你的假设填入空格中)
①pH < 7,②__________, ③__________。
设计和实验:
要测定该溶液的酸碱度,除有正确的操作步骤外,其中不能采用下列物质中的__________(填序号)来进行实验。
①pH试纸 ②紫色石蕊试液 ③酚酞试液
组内同学进行了如下实验:
甲同学:取pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯化钠溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH = 7。
乙同学:取pH试纸放在玻璃片上,先用蒸馏水将pH试纸湿润,然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液滴在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH = 7。
丙同学:将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH = 7。
评价:三位同学中操作规范的是_________同学。指出其余同学操作上的错误____________________。
结论和分析:丙同学得出:“凡是盐溶液的pH都等于7”,你认为该结论是否正确?_____________,如不正确请举一例说明(如正确,此空不用填)。___________。
【解析】 pH > 7溶液呈碱性,pH < 7溶液呈酸性,pH = 7溶液呈中性,能运用正确的方法测定溶液的pH。
【答案】pH = 7 pH > 7;②③;甲;乙同学用水润湿pH试纸了,丙同学将pH试纸浸入待测液中了;不正确;因为Na2CO3溶液呈碱性;pH > 7。
【例8】 小明和小华进行盐酸与锌反应制取氢气的实验研究,小明用较稀的盐酸,小华用较浓的盐酸。他们分别取等质量的锌粒与足量盐酸在烧杯中反应,并将烧杯中物质的总质量随反应时间的变化情况绘制成下图。
试回答下列问题:
(1)烧杯中物质总质量减小的原因是__________。,
(2)表示小明实验结果的是图中的曲线________(填①或②);
(3)请说明图中的曲线②与曲线①不同的原因:
【解析】 浓HCl有挥发性,且与金属反应速率快,生成H2放到空气中,故烧杯中物质总质量减小。
【答案】(1)反应放出H2,氯化氢气体逸出,反应放热导致水蒸气蒸发 (2)① (3)曲线②的盐酸浓度较大,反应速率较快,所以开始时下降较快并且曲线②的盐酸浓度较大,逸出的HCl较多,所以最后的位置较低。
名师同步点拨
有关酸的知识
1、酸的命名和分类
(1)按酸中是否含氧
(2)按酸电离的H+
(3)按性质
2、酸的通性(酸溶液中的阳离子全部是氢离子)
(1)酸跟指示剂作用,酸可使紫色石蕊试液变红色,无色的酚酞试液不变色。
(2)酸跟活泼金属反应生成盐和氢气。
(3)酸跟碱性氧化物反应生成盐和水(不属中和反应)。
(4)酸跟碱反应生成盐和水(中和反应属复分解反应)。
(5)酸跟某些盐反应一般生成另一种酸和另一种盐。
3、金属活动性顺序
(1)在金属活动性顺序表中,排在氢前面的金属能置换出酸中的氢。注意不是酸中的氢气。
(2)浓硫酸、硝酸有强氧化性与金属反应不产生氢气,而生成水。
(3)钾、钙、钠与酸反应极为剧烈,不易控制,有时会发生危险,因此在一般情况下不用钾、钙、钠与酸反应。
氢氧化钙的性质和用途
氢氧化钙具有碱的通性。它的碱性或腐蚀性都比氢氧化钠弱,这些性质决定了氢氧化钙有广泛的应用。农业上用它降低土壤酸性,改良土壤结构,很明显在这种场合用氢氧化钠是不可能的。农药波尔多液是用石灰乳和硫酸铜水溶液按一定比例配制的。因1885年首先用于法国波尔多城而得名。这种用于果树和蔬菜的天蓝色粘稠的悬浊液农药,是通过其中的铜元素来消灭病虫害的。其中不仅利用了氢氧化钙能与硫酸铜反应的性质,也利用了氢氧化钙微溶于水的特点使药液成粘稠性,有利于药液在植物枝叶上附着。另外氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成难溶于水的碳酸钙,也有利于药液附着于植物表面一段时间不被雨水冲掉。
氢氧化钙和二氧化碳的反应不论在化学实验室还是在工农业生产中,或者在自然界都经常发生,经常被利用着,石灰沙浆砌砖抹墙的事实熟为人知。鲜为人知的是制糖工业中也发生这个反应:在制糖过程中要用氢氧化钙来中和糖浆里的酸,然后再通入二氧化碳使剩余的氢氧化钙变成沉淀过滤出去,这样才能减少糖的酸味。
氢氧化钙溶液和饱和碳酸钠溶液反应能够生成氢氧化钠:
Ca(OH)2 + Na2CO3=2NaOH+CaCO3↓,这个反应可以用来制取少量烧碱。
例题分析
例1:欲将含盐酸的氯化钙溶液中和至中性,在不用指示剂的条件下,应当选用的试剂是( )
A.石灰石粉末
B.生石灰
C.熟石灰
D.纯碱
分析:
CaCl2溶液显中性(pH=7),盐酸是一种强酸,显酸性(pH<7)。本题目的是除去CaCl2溶液中的盐酸,但要求不用指示剂,因此加入的试剂与盐酸反应时须有明显的现象。题给四种物质均可与盐酸发生反应,生石灰和熟石灰与盐酸反应(CaO+2HCl==CaCl2+H2O、Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O)时都没有明显现象,无法判断盐酸是否除净,故B、C不符合题意。
纯碱与盐酸反应(Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑)时有大量气泡产生,现象明显,很容易判断出盐酸是否除净。但反应后CaCl2溶液中又混入了新的杂质——NaCl;同时CaCl2也会与纯碱发生反应(CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl),而被消耗。所以选项D也不符合题意。
石灰石粉末与盐酸反应(CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑)时有大量气泡产生,继续加入石灰石粉末至不再产生气泡时,说明盐酸已被中和完毕(此时溶液中只有CaCl2,pH=7,呈中性),过量的石灰石粉末既不溶于水,也不与CaCl2反应,可用过滤法除去石灰石粉末。
答案:A
例2:甲、乙两位同学经常展开互帮互学活动,为了检查乙同学对本课题内容的掌握情况,甲同学问乙同学,以下说法,哪个是正确的( )
A. 碱类物质一定能使酚酞试液变红
B. 有盐和水生成的反应不一定是中和反应
C. 酸雨就是指呈酸性的雨水
D. pH=0的溶液既不显酸性,也不显碱性,呈中性。你的判断呢?
分析:
这是一道检测对酸碱性质、中和反应以及pH掌握情况的测试题,甲同学能编出这个题目,说明该生对以上内容的掌握已经非常透彻。碱溶液(实质是溶液中的OH-)能使酚酞试液变红,因此不溶性的碱类物质不能使酚酞试液变红,,故A错。我们知道,酸溶液与金属氧化物、碱溶液与非金属氧化物等类的反应产物也是盐和水,但它们不属于中和反应,故B正确。正常的雨水中由于溶解了一定量的二氧化碳而显酸性,酸雨是指pH小于5.6的雨水、雪、雹、露等大气降水,故C错。pH=0的溶液为强酸性,中性溶液的pH=7,故D也错。
答案:B
例3:下图以横坐标表示加入物质的质量,纵坐标表示溶液的pH变化。试分析哪个图像与哪项实验可能相对应?将其标号填在所列实验后面的括号内。(每个括号只能填一个标号)
(1)向稀硫酸中逐滴加稀氢氧化钠溶液 ( )
(2)向氢氧化钠溶液中逐滴加水稀释 ( )
(3)向水中不断通二氧化碳 ( )
(4)向水中加熟石灰 ( )
分析:
通过对题意的分析,我们可知这是一道有关溶液酸碱度在各种情况下变化的综合题,需要我们对知识进行整合和加工。(1)原硫酸溶液呈酸性,pH<7,逐滴加入氢氧化钠溶液,溶液的pH逐渐增大,当完全反应时,溶液呈中性,曲线与pH=7的虚线相交;继续滴加氢氧化钠溶液,pH>7,溶液呈碱性,pH逐渐增大;故选C。(2)氢氧化钠溶液呈碱性,pH>7,逐渐加水,溶液逐渐接近中性,pH接近7,故选D。(3)纯水的pH=7,不断通入二氧化碳,二氧化碳与水反应,生成碳酸,故溶液呈酸性,溶液的pH<7,随着二氧化碳的不断通入,pH逐渐减小,溶液饱和状态后,pH保持恒定,故选A。(4)水呈中性,逐渐加入熟石灰,氢氧化钙溶液呈碱性,pH>7,所以pH逐渐增大,溶液饱和后,pH保持恒定,故选B。
答案:C、D、A、B
例4、在混有少量氧化铜的铁粉中加入盐酸,反应停止后过滤,取少量滤渣,加入盐酸,仍有气泡产生,则滤渣中肯定含有的物质是 ,滤液中肯定含有的物质的化学式是 。
分析:
在CuO和Fe的混合物中加入盐酸,发生的反应有
CuO+2HCl=CuCl2+H2O
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
CuCl2+Fe=FeCl2+Cu
在滤渣中加入盐酸有气泡产生,说明铁过量,滤渣中含有铁粉。
答案:铁粉、铜;FeCl2
例5、如图所示,分别向试管内加入下列物质之一,能使U形管右侧液面显著升高的是( )
A.浓盐酸
B.浓硫酸
C.食盐
D.石灰石
分析:
按图装置,只有当集气瓶内压强增大时,U形管内的右臂液面才会显著升高。石灰石难溶于水,不会对集气瓶内的空气产生任何作用;浓盐酸和食盐可溶于水但放热效应不明显,对集气瓶内的空气压强不会产生很大的影响;浓硫酸易溶于水,且溶解时放出大量的热,热量使集气瓶内空气中的分子运动加快,压强增大,故U形管内左侧液面显著下降,右侧液面显著上升。
答案:B
例6、浓硫酸和铜在加热的条件下能发生如下反应:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+2H2O+SO2↑
有人设计了两种用铜屑制硫酸铜的方案:
①Cu CuSO4
②Cu CuO CuSO4
这两种方案中 较好,该方案较好的理由是 。
分析:
化学是建立在实验基础上的科学,通过化学实验方案的设计及评价可以很好地培养我们的综合能力。实验设计应遵循目的明确、科学合理、简便易行、安全可靠(包括环保)、节约快捷、效果显著等原则。实验方案的最优化就是对实验方案的评价。本题就是一道关于方案优劣的评价型实验题。从反应原理可知,方案①中产生SO2,对环境造成污染;从消耗的原料来看,制备一定量的硫酸铜,方案①中消耗的硫酸量是方案②的两倍。
答案:②,无污染,节约硫酸。
例7、已知+3价铁盐能与铁单质在溶液中发生化合反应生成亚铁盐。现往生锈的铁屑中加入足量的稀盐酸,开始时观察到的现象是 ,过一会儿观察到的现象是 。反应停止后铁屑有剩余,最终得到一种 色的溶液。写出整个试验过程中所发生的有关反应的化学方程式: 。
分析:
铁锈的主要成分是Fe2O3,这些铁锈全都附着在铁屑的表面。将足量的盐酸加入生锈的铁屑中,首先是铁锈(Fe2O3)与盐酸发生反应生成FeCl3和水,从而使溶液呈黄色。当铁锈反应完毕后,内部的铁便暴露在盐酸中,于是铁便与盐酸反应生成FeCl2和氢气。由题目提供的信息“+3价铁盐能与铁单质在溶液中发生化合反应生成亚铁盐”,可知还会有FeCl3与Fe化合生成FeCl2的反应。由于铁屑有剩余,故所有的FeCl3和盐酸最终都会转化成FeCl2,溶液也就由黄色逐渐变成浅绿色了。
答案:
铁锈逐渐溶解,溶液变为黄色;有气泡产生;浅绿;
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,Fe+2FeCl3=3FeCl2。
归纳:
常见有颜色的溶液:FeCl3溶液呈黄色(FeCl3溶液较稀时呈黄色、较浓时呈棕黄色),FeCl2溶液呈浅绿色(FeSO4溶液亦呈浅绿色,实际是Fe2+的颜色),CuSO4[或CuCl2、Cu(NO3)2]溶液呈蓝色,KMnO4溶液呈紫色。
名师同步选题
1、用pH试纸测定溶液酸碱度的正确操作是( )
A.把试纸浸在待测液里与标准比色卡比色
B.将少量待测液滴在试纸上与标准比色卡比色
C.把待测液倒在试纸上与标准比色卡比色
D.把试纸放在待测液上方,让待测液蒸气熏试纸与标准比色卡比色
2、人的胃液正常pH为1.5~0.9,酸度再高就会患胃酸过多症,下列物质中,不宜作为治疗胃酸过多症的药物的是( )
A.纯碳酸钙粉末
B.氢氧化铝粉末
C.氧化钙粉末
D.碳酸氢钠粉末
3、下图表示用盐酸中和氢氧化钠溶液时,溶液pH与滴加盐酸质量的关系,能正确表示pH随质量变化的图象是( )
4、下表为家庭中一些常见物质的pH:
物质 食醋 牙膏 食盐水 肥皂水 火碱液
pH 3 9 7 10 13
蚊子、蜂、蚂蚁等昆虫叮咬人时,会向人体射入一种蚁酸(具有酸性的物质),使皮肤红肿、瘙痒,甚至疼痛。要消除这种症状,可在叮咬处涂抹下列物质中的( )
A.牙膏或肥皂水
B.食盐水
C.火碱液
D.食醋
5、下图是验证绿色植物进行光合作用的实验装置图,锥形瓶中放入天然水和新鲜水草,瓶口用带有导管的橡皮塞塞紧。一段时间后,U型管左侧管内液面的高度变化和锥形瓶中液体的pH变化分别是( )
A.升高、升高
B.升高、降低
C.降低、升高
D.降低、降低
6、下列实验室制取气体的方法中,可行的是( )
A.燃烧木炭制取二氧化碳
B.加热高锰酸钾制取氧气
C.稀硫酸跟石灰石块反应制取二氧化碳
D.稀硫酸与铜反应制取氢气
7、苯甲酸(C6H5COOH)是常见的食品防腐剂,某同学准备进行实验验证苯甲酸具有酸的某一通性,他选择了下列物质,其中不能达到目的的是( )
A.铜
B.大理石
C.铁钉
D.紫色石蕊试液
8、为探究植物光合作用的实质,某同学设计了如图所示的实验装置(透明、密闭)。在阳光下数天后植物生长最茂盛的是( )
9、由两种金属组成的混合物13g,投入足量的稀硫酸中,充分反应后,产生1g氢气,则该金属混合物组成可能是( )
A.Zn、Al
B.Cu、Ag
C.Fe、Zn
D.Al、Mg
10、向氢氧化钡溶液中逐滴加入稀硫酸直至过量,溶液的导电性变化情况符合下图中的( )
11、以氧化铜、铁、稀硫酸三种物质为原料,设计两种不同的方法制取铜,写出有关的化学方程式。
方法一: 。
方法二: 。
12、某些食品的包装袋内有一个装有白色颗粒状固体的小纸袋,上面写有“干燥剂 主要成分为生石灰 请勿食用”等字样。回答下列问题:
(1)生石灰可作干燥剂的理由是(用化学方程式表示) 。
(2)“请勿食用”是因为干燥剂食用后对人体有 作用。
13、在实验室中有两瓶失去标签的无色溶液,只知它们分别是稀硫酸和氢氧化钠溶液。请你用四种方法将它们鉴别出来。(只写出鉴别所用试剂的名称即可)
(1) (2) (3) (4) 。
14、据报道,2001年5月26日中午,广东湛江发生一起浓硫酸泄漏事件,防化兵采取的有效措施是:首先挖坑疏导浓硫酸液体,同时紧急调用10t烧碱与浓硫酸发生 反应,其反应的化学方程式为 。防化兵当时能否调用熟石灰来代替烧碱,试述原因 。
15、某化学试剂厂A、B、C、D四个车间排放的污水中,分别含有污染物CuCl2、HCl、Na2CO3、NaOH中的一种,现将污水作如下处理:
(1)将A的污水与B的蓝色污水通入第一反应池,产生蓝色沉淀。
(2)将C的污水与D的污水(显酸性)通入第二反应池,产生大量气泡。
(3)将第一反应池上层的碱性污水与第二反应池流出的酸性污水通入第三反应池,最终污水显中性,再向外排放。
(1)试推断各车间污水中的污染物分别是:A B C D 。
(2)最终向外排放的水中含有的溶质是 。
(3)写出各反应池中反应的化学方程式。
第一反应池 ;第二反应池 ;第三反应池 。
参考答案:
1、B 2、C 3、B 4、A 5、C 6、B 7、A 8、A 9、A 10、B
11、方法一:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
方法二:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ H2+CuO Cu+H2O
12、(1)CaO+H2O=Ca(OH)2
(2)腐蚀
13、(1)紫色石蕊试液
(2)pH试纸
(3)碳酸钙
(4)氯化钡
14、中和;不能用熟石灰来代替,若用熟石灰则会生成硫酸钙,而硫酸钙微溶于水,覆盖在浓硫酸表面,阻止反应进一步进行。
15、(1)NaOH;CuCl2;Na2CO3;HCl
(2)NaCl
(3)2NaOH+CuCl2==Cu(OH)2↓+2NaCl ;
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑;
NaOH+HCl==NaCl+H2O
Cl-
H+
H+
Cl-
OH-
Na+
Na+
OH-
H2O
Na+
Cl-
H2O
Na+
Cl-
盐酸
氢氧化钠溶液
墨水
墨水
PH7.5-9.0
喷嘴
墨水滴
打印纸
PH 4.5-6.5
盛满CO2
的集气瓶
盛满CO2
的饮料瓶
盛水的
烧杯
带导管的
单孔胶塞
盛NaOH的水槽
NaOH溶液
O
物质总质量/g
反应时间/min
①
②名师面授
第一单元 走进化学世界
主讲人:黄冈中学高级教师 付 军
一、第一单元内容提要
1. 认识化学研究的对象,明确学习化学的目的,初步了解学习化学的方法。
2. 通过对蜡烛及其燃烧的探究以及对空气和呼出气体成份的探究,了解和学习科学探究的方法,并获得化学知识。
3. 了解常用仪器的名称、使用范围和操作要求,练习并初步学会一些实验基本操作技能。
二、重点难点内容讲解
(一)化学使世界变得更加绚丽多彩
1 .学习化学的重要意义
(1) 学习化学,可以认识物质性质及变化规律,弄清生活和生产中的一些化学现象,并且可以有效地控制和利用物质的好象变化,使其向人类有利的方向发展。
(2) 学习化学,可以使人们更好的认识和利用自然界中的物质,并合成新物质。
(3) 应用化学,促进科学技术的发展。
(4) 研究新物质,新能燃,生命现象,环境保护,人体健康等前沿科学。
2.化学研究的对象
(1)研究自然界已存在的物质及其变化
(2)创造自然界不存在的新物质,如半导体,超导体,有记忆能力的新材料,纳米材料等。
(3)研究文章内部组成、结构以及变化规律。
3. 怎样才能学好化学
(1) 保持并增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲,培养学习化学的兴趣。
(2) 强化对化学理论知识的理解。要学好化学,理解是关键。初中化学作为起点学科,要认识和理解的新东西较多,如:分子和原子`元素符号`元素的化合价`物质的化学式`基本定律等。不能仅满足听懂,要在理解的基础上牢固记忆,同时通过勤复习`勤记忆更进一步加深理解。
(3) 勤于动手。化学是一门以实验为基础的学科,要学好化学,必须认真做好实验,仔细观察,并记录和分析实验现象,还要注意观察生活中的化学现象,思考生活中的化学问题。
(4) 养成良好的学习习惯。化学学习中,学习习惯很重要,对遇到的现象`问题要善于动脑筋,多问几个为什么。要学会对知识的概括和总结,逐渐培养自己的分析推理能力,找出适合自己的学习方式。
(5) 重视化学学科与其他学科的联系和区别。学好化学,除要注意化学的学科特点外,更要注意多学科间的渗透与联系,学好数学`物理`生物等是学好化学的重要保证。当今世界是科学技术高速发展的时代,科学技术是第一生产力,要想在化学这门科学中有所发现,有所创新,有所突破,除做好化学实验外,还要利用先进的测试手段和测试思想,同时通过了解世界上关于环境、生命、科学、材料、能源等方面的知识,从而深入理解化学与其他学科的联系。
(6) 关注现代化学科学的新进展,立志为化学科学做出自己的贡献。时刻注意浏览有关化学发展的前沿信息,深入了解现代化学的研究进展情况,选择自己感兴趣、`对社会有益的方向进行深入研究。
(7) 规范使用化学用语:化学用语是化学独特的语言符号,要学好化学,就要规范使用化学用语,要逐步积累,对元素符号、化学式、离子符号、化合价符号、化学方程式的熟悉和应用。
4.绿色化学 (特点)
(1) 充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
(2) 在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境的排放;
(3) 提高原子利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”
(4) 生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
(二)化学是一门以实验为基础的科学
(一)对蜡烛及其燃烧的探究
活动与探究:点燃蜡烛,仔细观察蜡烛在点燃前后有什么变化。
提供资料:澄清的石灰水遇二氧化碳气变浑浊。所以,可以用澄清石灰水检验二氧化碳气体的存在。
蜡烛的组成:石蜡、棉线烛芯。
填表
问题和讨论
1. 对探究活动如何观察和描述?
(1)关注物质的性质
(2)关注物质的变化
光、热、颜色、状态、气味、沉淀、气体等现象的发生,都可以帮助判断物质发生的变化。
(3)关注物质变化的过程。
(二)对人体吸入的空气和呼出的气体的探究
活动与探究:我们吸入的空气和呼出的气体有什么不同?
提供资料:
(1)二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,白色浑浊越多,说明气体中二氧化碳越多。
(2)氧气可以使带有火星的木条复燃,木条燃烧越旺,说明氧气越多。(3)二氧化碳可以使燃着的木条熄灭。
探究过程:填表
结论:
①人呼出的气体中的二氧化碳含量明显高于吸入空气中的含量。
②呼出气体中氧气含量远远的小于吸入空气中的含量。
③呼出气体中的水蒸气含量明显高于吸入空气中的含量。
走进化学实验室
一. 化学实验常用仪器的使用:
名称 仪器示意图 主要用途 使用时注意事项
试管 1. 少量物质间相互反应的容器 2. 盛放溶液 盛放溶液不超过试管容积的1/2,加热时不超过1/3加热液体时应使试管受热均匀,试管倾斜与桌面成45°,试管口不要对着有人的地方
烧杯 1. 溶解物质,配制溶液 2. 反应容器 用于溶解时,所加液体不超过容积的1/3,并用玻璃棒不断轻轻搅拌 2. 加热前外壁要干燥,加热时要垫石棉网
量筒 用于量取一定体积的液体 1. 不能用作反应容器,不能加热量液时应竖直放置,使视线与凹形液面的最低处保持水平,读数取凹液面最低点刻度
(带铁夹铁圈)铁架台 1. 固定各种反应器和其它仪器 2. 铁圈可代替漏斗架使用 装置要稳,要使铁圈、铁夹与铁架台底盘位于同一侧方向夹持玻璃仪器不能太紧,应在铁夹内侧衬石棉绳
酒精灯 实验室常用热源 酒精量不超过容积2/3,不少于容积1/4 2. 外焰温度最高,加热时使用外焰3.不可用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯;不可向燃着的酒精灯中添加酒精;使用完毕用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。
蒸发皿 用于液体的蒸发、浓缩和物质的结晶 盛放液体不超过容积的2/3,可直接加热加热过程中要用玻璃棒不断搅拌液体;当蒸发皿中出现较多量固体时即停止加热 3. 高温下不宜骤冷
漏斗 1. 过滤液体 2. 倾注液体 过滤时漏斗下端管口应紧靠接收容器的器壁
集气瓶 1. 收集气体,贮存少量气体 2. 进行气体与其它物质间的反应 3. 用于组装少量气体发生装置 1. 不能用来加热2.固体和气体反应剧烈时(如铁和氧气的反应),瓶底要放少量水或细沙 3. 收集气体时,应用玻璃片盖住瓶口
燃烧匙 用于固体物质在气体中燃烧 一般为铁或铜制品,遇有能够与铁、铜反应的物质时,应在燃烧匙底部放一层细沙或垫石棉绒
胶头滴管 滴加液体药品 使用前先捏紧胶头,再放入液体中吸收液体滴加药品时,滴管不要插入或接触容器口及内壁
锥形瓶 用作反应容器易使反应物摇匀;常用于中和滴定、接收蒸馏液体等 1. 盛液体不要太多 2. 加热时应垫石棉网
平底烧瓶 1. 保存溶液 2. 用于组装简易气体发生装置 1. 加热时需垫石棉网 2. 一般应固定在铁架台上使用
圆底烧瓶 1. 用于蒸馏煮沸或在加热情况下的反应 2. 组装简易气体发生装置 1. 加热时需垫石棉网 2. 使用时要固定在铁架台上
试管夹 用来夹持试管给试管加热 试管夹从试管底部往上套,夹在试管的中上部加热时,用手握住试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上 3. 防止锈蚀和烧损
药匙 用于取用粉末状固体药品(药匙的两端分别为大小两个匙) 取粉末状固体量较多时用大匙,较小时用小匙药匙用过后要立即用干净的纸擦拭干净,以备下次使用。
玻璃棒 用于搅拌、过滤或转移液体时引流 用后要冲洗干净
二. 化学实验基本操作:
1. 药品的取用:
(1)取用原则:
①不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味
道。
②应严格按规定的用量取药品;若无说明用量,一般应按最少量取用:液体
1ml~2ml,固体只需盖满试管底部。
③用剩的药品不能放回原瓶,不要随意丢弃,不能拿出实验室,要放入指定容器内。
(2)固体药品的取用:
1 粉末状:试管横放(倾斜)→盛满药品的药匙伸入试管底部→试管直立(注意
防沾)。
②块状(密度较大的颗粒):试管横放→块状固体放在试管口部→试管缓缓竖起(注意防破)。
(3)液体药品的取用:
①倾倒:取下瓶塞,倒放→试管倾斜→与瓶口紧挨(手心向着标签)→缓缓倒入。
②量取:量筒倾斜且与瓶口紧挨→缓缓倒入接近所量刻度→量筒放平稳,视线平视所量刻度→改用胶
头滴管逐滴加入直到达到所要量取的体积(注意视线要与量筒内凹液面的最低点保持水平)。
③吸取或滴加:捏紧橡胶乳头,排出空气→滴管伸入所吸液体中→放开手指,即被吸入→取出滴管悬
空放置在被滴入的容器口上方→拇指、食指捏挤橡胶乳头,滴入容器中(注意胶头滴管不能平放倒置;及
时清洗;不要乱放;专管专用)。
2. 物质的加热:
(1)酒精灯的使用:
①检:a. 检查灯蕊是否平整;
b. 检查灯里是否有酒精(酒精不能超过酒精灯容积的2/3)。
②点:用火柴点燃,绝对禁止用燃着酒精灯引燃另一只酒精灯。
③熄:用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。
④火焰结构:酒精灯分为焰心、内焰、外焰三部分,其中外焰温度最高,应用外焰加热。
注意:①碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿抹布扑盖。
②酒精添加:应借助漏斗。绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。
(2)给物质加热:
①加热所用仪器:
a. 盛液体加热仪器:试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿。
b. 盛固体加热仪器:试管、蒸发皿等。
c. 直接加热仪器:试管、蒸发皿。
d. 不能直接加热的仪器:烧杯、烧瓶。(需垫石棉网)
e. 不能加热仪器:集气瓶、水槽、量筒。
②加热操作及注意事项:
a. 玻璃仪器外壁有水,加热前先擦干再加热,以免容器炸裂。
b. 加热时玻璃仪器底部不能接触灯芯,否则易破裂。
c. 烧的很热的玻璃仪器,不能立即用冷水冲洗,否则可能破裂。
d. 加热时应先要均匀加热,然后再集中加热,否则易破裂。
e. 给试管中的固体加热,试管口必须略微向下倾斜、防止产生的水倒流,试管破裂。
f. 给试管中的液体加热,液体不能超过试管容积的1/3,试管倾斜(与桌面约成45°角),试管口不
要对着自己或别人。
g. 试管夹夹持试管时,应打开试管夹,然后从试管的底部往上套,夹在试管的中上部。
(3)洗涤仪器:
①洗涤原因:不干净会影响实验效果。
②洗涤方法:
a. 振荡:用手腕的力量。
b. 试管刷刷洗:上下移动或转动试管刷,不要用力过猛。
③洗涤干净标准:玻璃仪器内壁附着水既不聚成水滴也不成股流下。
④放置:洗涤完的玻璃仪器应倒放在试管架上或指定的地
三 中考链接
例1 (2004·贵阳)“绿色化学”是指( )
A.颜色为绿色的无害化工产品
B.采用无毒无害的原料,生产出有利环保的产品
C.绝对不含任何化学元素的无害产品
D.只能使用不能再生的化学产品
【解析】 绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:1、充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;2、在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放;3、提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”;4、生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。根据“绿色化学”的特点,可知答案为B。
【答案】 B
【例2】 下列各项内容中,属于化学科学研究内容的是( )
A.培育新品种,增加农作物产量
B.利用指南针确定航海方向
C.综合利用石油,生产优良人造纤维
D.设计新程序,开发电脑新功能
【解析】 化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。A项培育农作物新品种属于生物研究的范围;B项指南针则是物理学中磁铁的应用;D项设计电脑新程序属于电脑软件的开发,与物质无关。
【答案】 C
【例3】 (2003·大连)化学研究物质的变化,能研究和创造自然界不存在的物质,如:①新型半导体;②电阻几乎为零的超导体;③有记忆能力的新材料;④能骤冷骤热又轻又透气的特殊衣料,下列选项属于新型研究项目的是( )
A.①② B.③④ C.②③ D.①②③④
【解析】 本题体现的是化学与社会密不可分的关系。题中所给材料均是近几十年来科学高度发展所研究出来的新材料。
【答案】 D
例5 某同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行如下探究,请你填写下列空格。
(1)取一支蜡烛,用小刀切下一小块,把它入水中,蜡烛浮在水面。
结论:石蜡的密度比水______________。
(2)点燃蜡烛,观察到蜡烛的火焰分为外焰、内焰和焰心三层。把一根火柴梗放在蜡烛的火焰中(如图)约1s后取出,可以看到火柴梗的____________处最先碳化。(变黑)。
结论:蜡烛火焰的___________层温度最高。
(3)再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,烧杯内壁出现水雾。取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清石灰水,振荡。澄清的石灰水变浑浊。
结论:石蜡烧燃后的生成物有________和________。
【解析】 蜡烛是生活中常见的物质,对蜡烛燃烧的观察可以按照点燃前、点燃中、熄灭后的顺序进行观察和叙述,观察到的现象越多,描叙越详尽越准确就越好,得出的结论也越多。蜡烛的颜色、状态,燃烧时火焰的颜色以及放热等平时见过,但它的密度、硬度、在燃烧时火焰的温度检测方法、生成物的检验等平时忽略了或者不知道如何进行,学习化学时要认真观察实验。
【答案】 (1)小;(2)处于火焰最外层;外焰;(3)水;二氧化碳。
例6 (2003·天津) 下图所示是实验室常用的10种仪器,请用图中仪器的名称按要求填空。
(1)常用于给物质加热的是____________,既可用作反应容器又能直接受热的是_____________,常用作溶解固体物质的仪器是_________________。
(2)涉及量的问题的仪器是______________。
(3)测水的沸点必须用的仪器是___________。
【解析】 题中所给10种仪器从左至右分别是:漏斗、酒精灯、集气瓶、水槽、烧杯、试管、量筒、玻璃棒、托盘天平、铁架台(带铁夹、铁圈)。常用于给物质加热的仪器是酒精灯;试管、烧杯可用作反应容器,固体物质溶解时在烧杯中进行,同时用玻璃棒不断搅拌;测定水的沸点时,应在烧杯中盛水,用酒精灯隔石棉网加热。量筒和托盘天平是涉及量的仪器。
【答案】 酒精灯,试管,烧杯。(2)量筒、托盘天平。(3)烧杯、铁架台、酒精灯。
单元小结
1 学习化学的重要意义
(二)化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。
1. 道尔顿——原子论,阿佛加德罗——分子学说
物质是由原子和分子构成的。分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。
门捷列夫发现了元素周期律和元素周期表。
2. 物质的性质:
3. 物质的变化:(二)化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。
1. 道尔顿——原子论,阿佛加德罗——分子学说
物质是由原子和分子构成的。分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。
门捷列夫发现了元素周期律和元素周期表。
2. 物质的性质:
3. 物质的变化:
4. 变化规律:
变化前——变化过程中——变化以后(生成物)
(三)学习化学的一个重要途径是科学探究,实验是科学探究的重要手段。
1. 对蜡烛及其燃烧的探究
结论:
(1)石蜡是白色、有轻微气味、硬度较小的固体。
(2)石蜡难溶于水,且密度比水小。
(3)石蜡熔点低、受热易熔化成蜡油。
(4)石蜡可燃,燃烧时放热产生火焰,火焰分为外焰、内焰、焰心三层,外焰温度最高,焰心温度最
低。
(5)蜡烛燃烧生成水和二氧化碳气体。
2. 对人体吸入的空气和呼出的气体的探究。
结论:
(1)人呼出的气体比吸入的空气,二氧化碳含量高。
(2)人呼出的气体比吸入的空气,氧气含量低。
(3)人呼出的气体比吸入的空气,水蒸气含量高。
(四)严谨的科学态度、合理的实验步骤和正确的操作方法是实验成功的关键。
1. 化学实验常用仪器和有关用品
重点了解试管、试管夹、玻璃棒、酒精灯、烧杯、量筒、漏斗、集气瓶、胶头滴管(滴瓶)、铁架台
等仪器的名称、图形、用途、操作原理,并初步学会其操作技能。
2. 化学实验基本操作
(1)实验室药品取用规则
(2)基本操作
①药品的取用 ②物质的称量 ③液体的量取
④给物质加热 ⑤仪器的装拆 ⑥仪器的洗涤
化学实验室是进行实验的重要场所,要遵守实验室规则,特别要注意安全,并学习一些最基本的实验操作方法,这是你实验成功的重要保证。
同步测试
1、能使正常燃烧着的木条熄灭的气体是( )
A.空气 B.二氧化碳
C.水蒸气 D.氧气
2、蜡烛在空气中燃烧生成了( )
A.水 B.一氧化碳
C.二氧化碳和水 D.碳
3、下列物质,可用于检验二氧化碳气体的是( )
A.久置在空气中的石灰水
B.食盐水
C.新制的澄清石灰水
D.肥皂水
4、下列仪器中,能用作较大量的试剂反应和配制溶液的容器,且只能间接加热的是( )
A.试管 B.烧杯 C.集气瓶 D.水槽
5、按下列的实验方法能达到要求的是( )
A.用托盘天平称取食盐25.31g
B.用100mL量筒可量取98mL水
C.用10mL的量筒量取8.5mL水
D.用100mL的量筒量取8.5mL水
6、下列各仪器中,不可以加热的是( )
A.试管 B.量筒
C.燃烧匙 D.蒸发皿
7、酒精灯的火焰温度最高的部分是( )
A.焰心 B.内焰
C.外焰 D.内焰和外焰
8、下列化学实验操作中,不正确的是( )
A.实验若没有说明用量,液体药品一般取1mL~2mL
B.手持试管用酒精灯内焰给试管里的物质加热
C.用滴管滴加液体时,滴管不能触及内壁
D.实验剩余的化学药品不应放回原试剂瓶
9、给试管里的液体加热时,液体体积与试管体积的关系及试管跟桌面的角度应该是( )
A.不超过,45° B.不超过,45°
C.不超过,60° D.不超过,30°
10、实验室用试管盛放固体物质并加热,将试管固定在铁架台上时,应该( )
A.试管竖直放置 B.试管水平放置
C.试管口应略向下倾斜 D.试管口略向上倾斜
11、(2004·上海) 科技文献中经常出现下列词汇,其中与相关物质的颜色无联系的是( )
A.赤色的海潮 B.绿色食品
C.白色污染 D.棕色烟气
12、(2002·河南)当前,我国亟待解决的“白色污染”通常是指( )
A.冶炼厂的白色烟尘 B.石灰窑的白色粉尘
C.聚乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑材料
13根据你在日常生活中得到的知识,简单写出区别以下各组物质的方法。
(1)木头和铜片:_________________________
(2)食盐和白糖:_________________________
(3)氧气和二氧化碳:_____________________
(4)白酒和白糖:_________________________
14据报载,某酒店一名服务员在顾客就餐过程中,向酒精炉内添加酒精时,引起火灾,造成该服务员及多名顾客面部严重烧伤。请你说明引起酒精失火的原因。
15当前,我国所面临的挑战有健康问题、环境问题、能源问题、资源与可持续发展问题、粮食问题等,化学家们希望从化学角度,通过化学方法解决问题,为我国的民族振兴和经济发展做出更大的贡献。化学界研究的课题很多,其中有:①高效化肥的合成;②新型药品的开发;③在低耗情况下分解水得到氢气作为燃料;④寻找快速降解材料、橡胶等化工产品再利用的途径;⑤研制人造血管;⑥在无毒、无害的条件下进行反应;⑦研制开发超导材料;⑧研制高效无磷洗衣粉。
(1)把有助于上述问题解决的课题序号填在相应的横线上。
①健康问题_______________________;
②环境问题_______________________;
③能源问题_______________________;
④粮食问题_______________________。
(2)若你是一名化学家,针对我国所面临的挑战,你想通过什么样的化学方法来解决?研究哪几方面的课题?
答案
1BC 2 C 3C 4 B 5BC 6 B 7 C 8 B 9 A 10 C 11 B 12 C 13 (1)把木头和铜片放在水里,浮在水面上的是木头,沉在水底的是铜片。
(2)用品尝法,有甜味的是白糖,有咸味的是食盐。
(3)用燃着的木条检验,使燃着的木条熄灭的是二氧化碳,使燃着的木条火焰更旺(4)用闻气味法,有酸醋味的是白醋,有酒精味的是白酒。
14 在酒精炉内有火焰时添加酒精时,酒精蒸气遇明火而引发燃烧。
15(1) ①②⑤;④⑥⑧;③⑦;①。
(2)略。
外焰
焰心
内焰名师面授
第六单元 碳和碳的氧化物
主讲:黄州中学高级教师 陈保立
一、第六单元内容提要
1.了解金刚石、石墨和C60都是由碳元素形成的单质和木炭、活性炭的吸附性;
2.知道碳单质的化学性质和二氧化碳的性质、用途和一氧化碳的性质;
3.了解了解实验室中制取气体的思路和方法和实验室中制取二氧化碳的反应原理、装置并能制取CO2;
4.关注温室效应,注意环保的有关知识;认识一氧化碳还原氧化铜的原理及使人中毒的原因。
二、第六单元重点、难点内容讲解
(一)金刚石、石墨、C60
1.物理性质和用途
①金刚石
金刚石的物理性质和用途
物理性质 无色透明,正八面体形状的固体,硬度大,不导电,熔点高
用途 裁玻璃、做钻头等
强调:金刚石是自然界中硬度最大的物质。
②石墨
石墨的物理性质和用途
物理性质 深灰色由金属光泽而不透明的细鳞片状状的固体,硬度小,有良好的导电性,熔点高
用 途 制铅笔芯、做电极材料、润滑剂等
注意:铅笔芯中不含铅,而是含石墨。
无定形炭
木炭等的类别 混合物(由石墨微小晶体和少量杂质构成)
木炭等的结构 疏松多孔
木炭和活性炭的性质 吸附性
木炭和活性炭的用途 去怪味、吸附毒气、脱色等
说明:①活性炭的吸附性强于木炭。
②具有酥松多孔结构的物质,就有吸附性, 是属于物理性质。
③C60
C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,这种足球结构的碳分子很稳定,属于单质。
归纳:
2.碳的化学性质
①碳常温下性质稳定←--碳原子最外层电子数为4个,要达到 8电子稳定结构,得或失4个电子都不容易。
说明:古代一些书法家、画家用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色。
②温度升高,碳的化学性质活泼
a.可燃性
C+O2CO2(氧气充足) (放热)
2C+O22CO(氧气不充足) (放热)
明确:冬天木炭取暖易发生人体中毒的事故,主要是碳燃烧生成一氧化碳。
拓展:碳的质量为ag,氧气的质量为bg,发生反应时:
①若a/b>3:8时,生成CO2,O2有剩余。
②若a/b=3:8时,生成CO2,C和O2恰好反应完。
③若a/b>3:4时,生成CO,C有剩余。
④若a/b=3:4时,生成CO,C和O2恰好反应完。
⑤若3/4>a/b>3:8时,生成CO2和CO。
b.还原性
木炭还原氧化铜
①现象:黑色固体变红,石灰水变浑浊。
点拨:黑色固体变红:氧化铜变为铜;石灰水变混浊:生成二氧化碳。
②C+2CuO2Cu+CO2↑
点拨:酒精灯上加网罩作用: 火焰,提高 。
③试验完毕后,要 撤出导气管, 移走酒精灯。
提示:其目的是防止石灰水沿导管 到热的试管中,使试管炸裂。
④ 还原反应:含氧化合物里的氧被夺去的反应,
还原剂:夺取含氧化合物里的氧的物质
还原性:能夺取含氧化合物里的氧的性质
点拨:C+2CuO2Cu+CO2↑这一反应:在这个反应里,氧化铜失去氧而变成单质铜,碳得到氧而变成二氧化碳。
明确:碳具有还原性,因而单质碳可用于冶金工业。
金属氧化物+ C 金属+CO2↑
(二)二氧化碳制取的探究
1.实验室制取二氧化碳的原理
①原料:用大理石或石灰石和稀盐酸
点拨:a.不能用浓盐酸:因为它易挥发
b.大理石或石灰石的主要成分为碳酸钙(CaCO3)
②反应原理:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
点拨:碳酸不稳定,易分解
明确: a.稀盐酸与碳酸钠反应速度非常快,Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑
b.稀硫酸与石灰石的反应进行一会儿时反应停止,无气泡产生
点拨:CaCO3+H2SO4=CaSO4++H2O+CO2↑,生成的CaSO4微 溶于水,因而大部分硫酸钙以沉淀形式覆盖在石灰石表面,阻止反应进行。
拓展:若实验室中若只有大理石和稀硫酸,要大量制取二氧化碳可将块状石灰石碾成 状。
提示:这样做增大石灰石与稀盐酸的接触面积。
2.实验室制取CO2的装置
①实验室里制取气体的装置的确定
提示:实验室制气装置由气体发生装置和收集装置两部分构成。
点拨:气体收集方法的确定由气体的密度和溶解性决定。
②二氧化碳和氧气制取实验及相关性质比较
反应物的状态 反应条件 气体密度比空气的大或小 是否与水反应
二氧化碳 固--液 不加热 大 能
氧气 固体或固--液 加热或不加热 大 不能
3.①设计的装置
点拨:a.长颈漏斗末端应伸入液面以下(以免生成的气体从漏斗逸出)。
b.伸入集气瓶中导管应伸至瓶底(便于排尽空气)。
②检验原理:通入澄清石灰水中看石灰水是否变浑浊。
验满方法:用燃着的木条置于瓶口,看木条是否熄灭。
③实验室制取二氧化碳的操作步骤:检查装置气密性--→加入药品(先加固体,后加液体)--→收集。
归纳:实验室制取气体的思路和方法
①确定实验室制取气体的原理(原料、化学反应、反应条件)。
②确定气体的实验室制取装置(发生装置和收集方法)。
③确定气体的检验原理和验满方法。
(三)二氧化碳和一氧化碳
1.二氧化碳的物理性质
①通常情况下,二氧化碳是一种无色,无味的气体。
②二氧化碳 能溶于水。
明确:1体积水能溶解1体积二氧化碳,压强增大,溶解会更多。
点拨:收集二氧化碳能用向上排空气法收集。
③二氧化碳的密度比空气大。
明确:通常情况下,二氧化碳的密度为1.977g/l
点拨:转移二氧化碳可采用倾倒法。
④二氧化碳的固体叫做干冰,易发生升华现象。
2.二氧化碳的化学性质
①通常情况下,二氧化碳气体不能燃烧,不助燃,也不能供人呼吸。
注意:二氧化碳无毒但进入地下深洞之前,应先做灯火实验。
提示:镁带能在二氧化碳中燃烧,因而二氧化碳不支持任何物质燃烧的说法错误。
②二氧化碳能与水反应,生成碳酸。
化学方程式:CO2+H2O=H2CO3
点拨:碳酸不稳定,受热或浓度高时易分解。
化学方程式: H2CO3= CO2↑+H2O
提示:证实二氧化碳与水反应,应借助石蕊试液,石蕊试液是一种色素,遇酸有紫色变为红色。
③二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
化学方程式: CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
强调:常用该原理检验二氧化碳气体。
明确:久置石灰水的瓶壁上常有一层白膜物质,该物质就是碳酸钙,产生此现象的原因:大气中二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙;除去这层白沫物质常先用稀盐酸清洗,然后用水冲洗。
3.二氧化碳的用途
①常用来灭火。
点拨:用于灭火的气体应具备:①不可燃;②不助燃;③密度比空气大的性质。
②作温室肥料。
提示:绿色植物的光合作用需要二氧化碳,产生氧气。
③二氧化碳的固体“干冰”常用来作制冷剂、人工降雨等。
点拨:“干冰”升华,吸收大量热量。
提示:“干冰”作制冷剂比冰效果好,因为“干冰”升华后不留下物质,而冰作制冷剂常使物质处于潮湿环境中。
4.二氧化碳是一种重要的自然资源,对自然界生命活动取着非常重要的作用。
大气中二氧化碳含量基本维持在0.03%不变。
①大气中二氧化碳的主要来源:人、动植物的呼吸作用和含碳燃料的燃烧。
②自然界消耗二氧化碳的主要途径: 绿色植物的光合作用和海水的溶解。
防止温室效应的有效措施:大力提倡提倡植树造林,禁止烂砍滥;减少含碳燃料的燃烧,积极开发新能源,如太阳能、风能等。
5.一氧化碳的毒性
①CO的毒性:CO更易与人体内的血红蛋白结合,从而使血液失去携氧功能,造成人体缺O2而中毒。
明确:CO能使血液由深红色变为鲜红色。
①预防煤气中毒:室内通风,确保氧气充足。
6.一氧化碳的物理性质
①一氧化碳是一种无色无味的气体。
提示:人在受CO的毒害时不易察觉。而煤气中认为加入了一种有特殊气味的物质,起到 作用。
②密度和空气接近。
点拨:CO不能像CO2一样从一个容器倒入另一个容器。
提示:收集CO不能用排空气法。
③难溶于水
点拨:放一壶水不能防止CO中毒。
明确:收集CO只能用排水法收集。
7.一氧化碳的化学性质
①一氧化碳的可燃性
2CO+O22CO2(产生蓝色火焰,放热)
点拨:点燃或加热一氧化碳之前,必须先验纯。
拓展:煤炉中发生的变化:
2CO+O22CO2, 2C+O22CO, CO2+C2CO,C+O22CO2。
(上部) (中部) (下部)
提示:二次进风炉提供了更多氧气,煤燃烧充分,因而可节约燃料。
②一氧化碳的还原性
CO还原CuO:CuO+COCu+CO2
该实验的操作步骤:验纯-→通CO→加热→停止加热→停止通气。
明确:实验前先通CO再加热目的是:排空气,以免加热发生爆炸。
实验后通CO至管冷却目的是:以免生成的铜又被空气中氧气氧化为氧化铜。
现象:黑色氧化铜固体变为红色粉末,澄清石灰水变浑浊。
提示:该现象说明反应生成铜和二氧化碳。
石灰水的作用:验证和吸收生成物中有二氧化碳。
点拨:CO有毒,会污染环境。
8.一氧化碳的用途
①做燃料←-具有可燃性 。
②冶炼金属←-具有还原性(CO+金属氧化物金属+CO2)
三、中考链接
例1:由同种元素组成的物质不可能的是( )
A.单质 B.化合物 C.纯净物 D.混合物
【解析】单质是由同种元素组成的纯净物,故A、C都有可能;化合物由不同元素组成的,因而同种元素不可能组成化合物,B选项符合题意;同种元素可组成多种单质,如碳元素可组成金刚石、石墨等,若把它们放在一起,就组成了混合物,故D有可能。
【答案】B
例2:在相同温度和相同体积的条件下,气体的压强(p)与气体分子数目(n)成正比例关系(p=kn)。若a g碳和b g氧气放入一密闭容器中,测得容器压强为p,然后,提供一定条件使容器内的物质发生充分反应,待温度复原时,测得容内仍压强为p。则a与b的关系应为 。
【解析】从题意知:相同温度和相同体积的条件下,气体的压强(p)与气体分子数目(n)成正比例关系即相同温度和相同体积的条件下,压强相等则不同气体体积和分子数相等。碳燃烧可能发生的反应有:①C+O2CO2,①2C+O22CO,则满足题意条件是碳只能发生①反应,因为①中前后气体体积相等即分子数相等;②中反应前气体体积是反应后气体体积的1/2。要发生此反应,碳与氧气质量比应为;小于或等于3/8。
【答案】a/b≤8/3。
例3:下图是某同学设计的实验室制取二氧化碳的装置图。请指出:
(1)图中编号仪器名称:① ;② ;③ ;④ 。
(2)指出图中错误并说明缘由:
① ;
② ;
③ 。
(3)若用改正后的装置完成实验,现提供以下用品:木炭、氧气、铁粉、氧化铜、浓盐酸、大理石、碳酸钙粉末、稀盐酸,你认为仪器①中应选用的试剂是 ,化学方程式为 。
【解析】本题主要解决常用仪器的识别、仪器的安装和使用、药品的选择等特点,在选择药品时,既要考虑到实验的可行性,又要考虑适合本装置的特点。
【答案】(1)长颈漏斗、锥形瓶、导管、水槽。
(2)长颈漏斗未伸入到液面以下,将导致生成第气体从漏斗中逸出;导管伸入到液面以下,将无法导出气体;不能用排水法收集二氧化碳,因为二氧化碳能溶于水。
(3)大理石和稀盐酸;CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O。
例4:下图装置有多种用途,请回答下列问题:
(1)若用排空气法收集二氧化碳,则二氧化碳应从装
置 端通入。(填A或B,下同)。
(2)若用排空气法收集氢气,则氢气应从装置 端
通入。
(3)若用排水法收集氧气,现将瓶内装满水,然后氧
气从装置 端通入。
(4)若用水将装置内氧气排出,水应从装置 端通入。
【解析】此类题目要求学生在原有基础上,去探索,发现知识的新应用。解答本题需从排空气法和排水法的原理去思考,关键是考虑空气的排出条件。CO2密度比空气大,从长管进,聚集在瓶底,将空气从短导管排出;氢气恰好与二氧化碳相反;用排水法收集氧气时,氧气进入瓶内,聚集在水的上方,故从短管进;用水将氧气排出,水进入后在瓶底,故水应从长管进。
【答案】A;B;B;A 。
例5:除去CO气体中混入的少量C02,可采用的方法是
A.把混合气体点燃 B.把混合气体通过水中
C.把混合气体通过灼热的CuO粉末 D.把混合气体通过足量的澄清石灰水
【解析】CO和CO2都是无色无味的气体,因而要除去CO气体中混入的少量C02,必须依据二者化学性质的差异。B选项原理上可行,但二氧化碳溶于水生成碳酸,不稳定,因而不能把二氧化碳除尽。
【答案】D
例6:现有含杂质的氧化铁样品(杂质不参加反应),为了测定该样品中氧化铁的质量分数,某同学称取该样品10g,并用右图所示的装置进行实验,得到如下两组数据:
反应前 氧化铁完全反应
A组 玻璃管和氧化铁样品的质量43.7g 玻璃管和固体物质的质量41.3g
B组 烧杯和澄清石灰水的质量180g 烧杯和烧杯中物质的质量186.2g
试回答:
(1)你认为,应当选择 组的实验数据来计
算样品中氧化铁的质量分数,计算的结果为 。
(2)这位同学所用实验装置的不足之处是 。
【解析】因为反应生成的CO2气体不一定能被石灰水完全吸收,且烧杯敞口,可能有水分随气流挥发掉,故B组数据测得不正确;气体与固体反应时,气体不可能完全反应,因而尾气中含有CO,它有毒,污染空气。
【答案】A;80%;缺少尾气处理装置。
单元小结
同步测试
1、下列变化不属于物理变化的是( )
A.木炭制成活性炭 B.金刚石制成石墨 C.石墨制铅笔芯 D.木炭使红墨水褪色
2、下列物质中硬度最大的是( )
A.石墨 B.金刚石 C.生石灰 D.大理石
3、下列物质一定不属于混合物的是( )
A.冰、水的“混合物” B.金刚石和石墨的“混合物”
C.由同种元素组成的物质 D.由不同种原子构成的物质
4、 有下列实验现象推断,黑色粉末可能是 ( )
A.CuO和C B.Fe3O4和C C.MnO2和CuO D.Fe和CuO
5、中国科学技术大学钱逸泰教授等CCl4和金属钠为原料,在特定条件下制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界最权威的《科学》杂志上,立即被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列说法中不正确的是 ( )
A.金刚石属于非金属单质 B.制造金刚石过程中碳元素的化合价没有改变
C.CCl4是一种化合物 D.制造金刚石的变化属于化学变化
6、实验室制二氧化碳气体应选用的仪器是( )。
A.长颈漏斗、集气瓶、水槽、导气管
B.集气瓶、试管、水槽、导气管
C.酒精灯、广口瓶、集气瓶、长颈漏斗
D.广口瓶、集气瓶、长颈漏斗、带导管的橡皮塞
7、实验室常用生石灰和稀盐酸反应制取CO2,并用排水法收集气体,从备选答案中选出可以代替划线部分 ( )
A.石灰石和稀盐酸反应 B.大理石和稀硫酸反应
C.电解水制取氢气 D.加热KClO3和MnO2的混合物制O2
8、S02和CO2的大量排放分别是造成酸雨和温室效应的直接原因。S02与CO2比较,在性质上有一些共同点,如:密度都比空气大,均能使澄清石灰水变浑浊等;也有不同点,如:SO2有强烈的刺激性气味,且有毒,S02可使品红溶液褪色。下列有关说法不正确的是( )
A.可用品红溶液区别S02和CO2
B.S02和CO2分子中氧元素的质量分数不相同
C.某无色气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该气体一定是C02
D.某无色气体通人澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该气体不一定是CO2
9、下列有关C02的实验中,只能证明CO2物理性质的实验是( )
10、有关CO和H2的叙述正确的是 ( )
A.都是单质 B.都有毒性 C.都具有可燃性、还原性 D.都难溶于水,密度比空气小
11、除去CO2气体中混入的少量C0,可采用的方法是 ( )
A.把混合气体点燃 B.把混合气体通过水中
C.把混合气体通过灼热的CuO粉末 D.把混合气体通过足量的澄清石灰水
12、液态二氧化碳灭火器是将液态二氧化碳压缩在小钢瓶中,灭火时使其喷出,有降温和隔绝空气的作用,请你根据所学过的知识解释其为什么有降温和隔绝空气的作用
13、如图所示,向盛有少量固体X的试管内持续通入气体Y,
过一会儿在W导管口点火(假设点着的火焰可以达到高温),一
定时间后,试管中的固体变成光亮的红色,而澄清的石灰水变
浑浊。
(1)若X是CuO、Fe203和Cu2(OH)2C03中的一种,而Y是O2、H2和CO
中的一种,试推断X和Y的组合可能有哪几种 。
(2)若X是C和CuO的混合物,Y是C02,这种组合行不行 为什么
。
14、1985年科学家发现的C60分子是由60个碳原子构成的,它的形状像足球(图C),因此又叫足球烯(音希)。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管,它是由六边形的碳原子构成的管状大分子(图D)。图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点均代表碳原子。用你所学到的化学知识回答下列问题。
(1)金刚石、石墨、足球烯、碳纳米管物理性质有较大差异的原因是 。
(2)常温下足球烯和碳纳米管的化学性质是否活泼 简要说明理由。
答:
(3)试设计一方案,证明足球烯和碳纳米管都是由碳元素组成的(以足球烯为例,用文字简要叙述)。
答:
15、下列四个大小完全相同的装置,
同时放在阳光下,过一段时间我们观察到
。
16、将氧化铜与足量炭粉均匀混合,隔绝空气加热,充分反应后,所得固体的质量比原混合物减少了2.64g。求原混合物中氧化铜的质量。
17、现在C0和CO2的混合气体20g,其中氧元素质量分数为64%。先使该混合气体通过足量灼热氧化铁,再通人足量的澄清石灰水中,生成沉淀的质量为 g。(假设各步均完全反应)
18.石灰石是我省的主要矿产之一。学校研究性学习小组为了测定当地矿山石灰石中碳酸钙的质量分数。取来了一些矿石样品,并取稀盐酸200g,平均分成4份,进行实验,结果如下:
实验 1 2 3 4
加入样品质量/g 5 10 15 20
生成CO2的质量/g 1.76 3.52 4.4 M
(1)哪几次反应中矿石有剩余?
(2)试计算这种石灰石矿中碳酸钙的质量分数。
(3)上表中m的值是
答案:1.D;2.B;3.A;4.B;5.B;6.D;7.D;8.AD;9.D;10.C;11.C;
12.液态二氧化碳气化吸热,使温度降低;二氧化碳便可染、不助燃且密度比空气大,因而能覆盖在物体表面,隔绝空气。
13.CuO、CO;Cu2(OH)2CO3、H2;Cu2(OH)2CO3、CO;不能,管内物质发生反应的条件不能达到。
14.碳原子排列方式不同;不活泼,碳原子的最外层电子数为4,既不易得也不易失电子;(略)。
15.从A—D,a处液面下降,b处液面上升,且液面差逐渐增大,原因是二氧化碳引起温室效应的缘故。
16.9.6g。
17.60g。
18.3、4;80%;4.4g。化学与生活
黄冈中学教师:王学兵
名师原声课堂
一、第十二单元内容提要
1.了解对生命活动具有重要意义的有机物。
2.了解某些元素对人体健康的重要作用。
3.认识掌握化学知识能帮助人们抵御有害物质的侵害。
4.了解使用合成材料对人和环境的影响。
5.认识新材料的开发与社会发展的密切关系。
6.初步认识化学科学的发展在帮助人类战胜疾病与营养保健方面的重大贡献。
二、重点难点内容讲解
(一)人类重要的营养物质 化学元素与人体健康
1、蛋白质
蛋白质是生物体内一切组织的基本组成部分,一切重要的生命现象和生理功能都离不开蛋白质,可以说没有蛋白质就没有生命。
①蛋白质的功能:
A构成和修补人体组织
B维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。
C维持机体内的体液平衡;渗透压的平衡和酸碱平衡
D免疫球蛋白可维持肌体正常的免疫功能。
E构成人体必需的催化和调节功能的各种酶和激素的主要原料。
酶的催化作用具有以下特点:a.条件温和,不需加热;b.具有高效催化作用。酶催化的化学反应速率比普通催化剂高107~1013倍。c.具有高度的专一性。
F维持神经系统的正常功能,味觉、视觉和记忆。
G提供热能
② 蛋白质的变质
当蛋白质分子受某些物理因素(如高温、紫外线、超声波、高电压等)和化学因素(如酸、碱、有机溶剂、重金属盐等)的影响时,其结构会被破坏,导致其失去生物活性(称为蛋白质的变性)。甲醛(防腐剂福尔马林的主要成分)会与蛋白质中的氨基反应,使蛋白质分子结构发生变化,从而失去生物活性并发生凝固。
2、糖类
淀粉、纤维素、葡萄糖等广泛分布于动物、植物和微生物体内,尤其以植物中所含的糖类最多。糖类是一种高能量的物质,是由碳、氢、氧元素组成的化合物,是生物生命活动中的主要能源,如淀粉、葡萄糖等。
糖类主要的生理功能:
①构成机体的重要物质
②提供热能
③调节食品风味
④维持大脑功能必须的能源
⑤调节脂肪代谢
⑥提供膳食纤维
3、油脂
油脂的主要用途是提供食用,是人体能量的重要来源,植物油脂通常呈液态,叫做油,动物油脂通常呈固态,叫做脂肪。
4、维生素
维生素是维持生命的要素,是动物体和人类生命活动所必需的一类物质。
5、人体的组成元素
一些元素在人体内的含量
常量元素(含量超过0.01%)
元素符号 Ca P K S Na Cl Mg
质量分数/% 2.0 1.0 0.35 0.25 0.15 0.15 0.05
微量元素(含量低于0.01%)
元素符号 Fe Zn Se I F
质 量 4g~5g 2.5g 14mg~21mg 25mg~50mg 1.4mg
6、人体中的常量元素
① 钙:
人体中所含的钙绝大部分都集中在骨骼和牙齿中。
缺钙的主要症状是过敏、肌肉抽搐、痉挛,缺钙会引起高血压,造成动脉硬化,甚至会促成肠癌的发生。因此,人体必须每日摄入足量的钙,才能保证正常的生长发育及新陈代谢。。
② 钠和钾:
7、人体内的微量元素
(二)有机化合物的初步知识
有机化合物就是含碳元素的化合物。组成有机物的元素除碳外,通常还有氢、氧、氯、氮和磷等元素。有机物的主要特点是:①大多数有机物难溶于水;②绝大多数有机物受热易分解,而且容易燃烧;③绝大多数有机物不易导电,熔点低。
化合物主要有两大类,除有机物外,还有一类组成里不含碳元素的化合物——无机化合物,如CaO、NaOH、H2SO4、NaCl等。但CO、CO2、H2CO3以及碳酸盐等物质虽然也含碳元素,但由于它们的组成和性质跟无机物相似,因此仍把它们作为无机物。
1、有机高分子化合物简介
①有机物分子中的碳原子可以互相连接起来,形成碳链或碳环。由于碳原子的排列方式不同,所表现出来的性质就不同。同一分子式往往表示多种结构不同的有机化合物,如C2H6O既可以表示C2H5OH(乙醇),又可以表示CH3-O-CH3(甲醚)。因此,有机物的数目非常庞大,其种类远远超过了无机物。
我们根据有机化合物的相对分子质量的大小,把它分为高分子和小分子。
当小分子连接构成高分子时,有的形成很长的链状,有的由链状结成网状。结构不同,呈现出的性质也不同。
2、有机高分子材料
①有机高分子材料
有机高分子材料有天然的(如棉花、羊毛和天然橡胶等)和人工合成的(如塑料、合成纤维和合成橡胶,就是我们通常所说的三大合成材料)。
②合成有机高分子材料的基本性质
A、热塑性和热固性。
B、强度大。
C、电绝缘性好。
D、有的高分子材料还具有耐化学腐蚀、耐热、耐磨、耐油、不透水等性能,可用于某些有特殊需要的领域。
3、三大合成材料
①塑料。塑料的品种很多,用途也各不相同。
下表列出几种常见塑料的性能和用途。
名 称 性 能 用 途
聚乙烯 耐水和大多数化学试剂,有热塑性,电绝缘性强,质轻,无毒
耐热性差,易老化 可制包装薄膜、容器、管道、日用品、电绝缘材料、金属涂层等
聚氯乙烯 耐化学腐蚀性极好,耐水,电绝缘性优良
140℃开始分解放出氯化氢,热稳定性、耐光性较差 制雨衣、台布、包装材料、农用薄膜、人造革、电线套层、管道和阀门等
聚丙烯 机械强度好,电绝缘性好,耐化学腐蚀,质轻,无毒
耐油性差,低温发脆,容易老化 可制薄膜、日常用品、管道、包装材料等
聚苯乙烯 电绝缘性好,透光性好,耐水、耐化学腐蚀,无毒
室温下硬、脆,温度较高时变软,耐溶剂性差 可制高频绝缘材料,电视、雷达部件,医疗卫生用具,还可制成泡沫塑料用于防震、防湿、隔音、包装垫材等
聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃) 透光性好,质轻,耐水,耐酸、碱,抗霉,易加工
耐磨性较差,能溶于有机溶剂 可制飞机、汽车用玻璃,光学仪器,医疗器械等
酚醛塑料
(电木) 绝缘性好,耐热,抗水 可制电工器材、汽车部件、涂料、日常用品等
聚四氟乙烯(塑料王) 耐低温、高温,耐化学腐蚀,耐溶剂性好,电绝缘性好
加工困难 可制电气、航空、化学、医药、冷冻等工业的耐腐蚀、耐高温、耐低温的制品
②合成纤维。
合成橡胶。
4、“白色污染”及环境保护
合成材料废弃物的急剧增加,特别是一些塑料制品的废弃物所带来的环境污染称为“白色污染”。“白色污染”最严重的是食品包装袋、原料包装袋的废弃物。
三、中考链接
例1、1997年,第一只“克隆羊”在英国诞生,“克隆羊”的关键技术之一是找到一些特殊的酶,它们能激活普通体细胞,使之像生殖细胞一样发育成个体。下列有关酶的叙述错误的是( )
A.酶是具有催化功能的蛋白质
B.酶的催化作用具有选择性和专一性
C.酶通常在强酸或强碱的条件下发挥作用
D.高温或紫外线的照射会降低酶的活性
分析: 酶是一种生物催化剂,也是一类重要的蛋白质,故A对;一种酶只能催化一种反应,因此酶具有单一性和选择性,B对;酶的催化作用是在接近中性和体温的条件下进行,故C错;蛋白质受某些物理或化学因素的影响时会降低或失去活性。
答案:C
例2、黄瓜中含有丰富的维生素C,已知高温时维生素C会被破坏,维生素C在酸性条件下比较稳定。根据以上所述,你认为如何合理地食用黄瓜?___________________________________________。
分析: 题目中给出的重要信息是:“高温时维生素C会被破坏”、“维生素C在酸性条件下比较稳定”。要求回答“如何食用黄瓜”,其实就是如何保护维生素C不受破坏。食用黄瓜时应尽量避免造成维生素C破坏的高温,并提供一个酸性环境。
答案:
食用新鲜黄瓜,尽量凉拌,并加入适量的食醋。
例3、科技文献中经常出现下列词汇,其中与相关物质的颜色并无联系的是( )
A.赤色海潮
B.绿色食品
C.白色污染
D.棕色烟气
分析:本题主要考察以上词汇的内涵及相关的化学知识,提高对环境保护的认识。赤色海潮是海潮中存在着大量的藻类物质,形成暗红色的色带;绿色食品是指生产食品所用的原料在生产过程中不使用农药、化肥,并且是在环境污染程度小的地域生产的;白色污染是指废弃的塑料制品的污染,常见的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,产品通常呈白色或无色;棕色烟气是指炼钢厂的废气,其中含有Fe2O3小颗粒和CO,因Fe2O3是红色而使废气呈棕色。
答案:B
例4、下列物质中,不属于有机物的是( )
A.葡萄糖
B.蔗糖
C.醋酸
D.二氧化碳
分析:有机化合物中都含有碳元素,上述四种物质中都含有碳元素,无法区分;由于CO、CO2、H2CO3及碳酸盐的组成中尽管含有碳元素,但它们的组成和性质具有无机化合物的特点,因此把它们看作无机化合物,所以CO2中尽管含有碳元素,但仍是无机化合物。
答案:D
例5、电线外面的塑料层是有聚氯乙烯(PVC)制作的,其化学式可表示为(CH2CHCl)n( n为正整数)。下列关于聚氯乙烯的说法中错误的是( )
A.该物质是由碳、氢、氯组成的纯净物
B.该物质燃烧时,有刺激性气味产生
C.该物质有较好的绝缘性能
D.该物质的薄膜可用于包装食品
分析: 由于聚氯乙烯是有机高分子化合物,属于聚合物,化学式中的n值并不确定,分子内部的聚合度并不完全一致,所以应当是混合物,故A错;由于组成中含有H、Cl元素,燃烧后的产物中有氯化氢气体产生,该气体有刺激性气味;它不导电,能包裹金属,故B、C都对,聚氯乙烯塑料对人体有毒害作用,因此不能用于包装食品。
答案:A、D
名师同步点拨
例1、人体缺碘时会影响正常的生命活动,为提高人体素质,通过饮食补碘已引起人们的高度重视,这里的碘是指______________。成年人体内缺碘时,易发生的病症是___________________。已知一个成年人每天需食盐3g~5g,碘的适宜摄入量每天为100μg~200μg,假如碘的摄取有80%来自于“加碘盐”,请你计算一下每千克食盐中应该加入多少克碘可满足上述要求?然后做一个社会调查,确定市场上销售的“加碘盐”的含碘量是否符合要求。
点拨:碘在人体内的含量虽然很少(25mg~50mg),但其作用却很重要,碘的主要功能是参与甲状腺素的构成。如果体内长期缺碘,会给甲状腺素的合成带来困难,使甲状腺组织代偿性增生,出现甲状腺肿大。幼儿缺碘会影响生长发育,造成思维迟钝。预防甲状腺肿大,应经常吃含碘量高的海带、紫菜等海产品,或食用加碘食盐。但是必须注意,若碘摄入过量时也会引起甲状腺肿大。可见,即使是人体必需的营养元素,也有一个合理摄入量的问题,摄入不足或过量均不利于人体健康。
关于“加碘盐”中含碘量的问题,可按下列方法计算:
根据题给条件,一个成年人按每天需食盐平均为4g,碘的适宜摄入量每天平均为150μg,即0.15mg。
设每千克食盐中应加入碘的质量为x
由于按每天平均摄入量计算,与最高值或最低值都存在一定误差,故应有一个范围校正值。0.15mg与0.1mg的误差为“+0.05mg”,0.15mg与0.2mg的误差为“-0.05mg”,则其校正值为:
答案:
碘元素;甲状腺肿大。每千克食盐应加入碘的质量为30mg±10mg。
据调查,北京市场上销售的食盐主要是北京市盐业公司生产的“京晶牌”精制盐,其外包装上标明含碘(I)量为“35±15(20~50)mg/kg”,这一数值大于上述计算量,故其含碘量符合要求。
例2、长期以来,铝一直被认为是无毒元素,因而铝制炊具、含铝膨松剂、发酵粉、净水剂等被大量使用。但近几年来的研究表明,铝可扰乱人体的代谢作用,造成长期缓慢的对人体健康的危害。在日常生活中,你认为应采取哪些策略防止铝中毒?
点拨:铝在人体内是慢慢蓄积起来的,其引起的毒性缓慢、且不易察觉,然而,一旦发生代谢紊乱的毒性反应,则后果严重。因此,必须引起我们的重视,在日常生活中要防止铝的吸收,减少铝制品的使用。
答案:
防止铝中毒的策略主要有:
①有节制地使用铝制品,避免食物或饮用水与铝制品之间的长时间接触。
②改良不合理的饮食习惯,尽量减少铝的入口途径,如丢掉传统油条膨松剂的使用,治疗胃病的药物尽量避免氢氧化铝药剂,改用胃动力药物等。
③引导人们合理开发和利用各种铝资源,从根本上减少铝的排放和流失。
④利用现代科技手段设法消除或减少铝毒危害,如改进水处理工艺,采用新型产品和高新技术等。
例3、下表是某食品包装袋上的说明,从表中的配料中分别选出一种物质填在相应的横线上。
品 名 ×××
配 料 鲜鸡蛋、精面粉、白砂糖、精炼植物油、奶油、奶粉、食盐、柠檬汁等
保质期 240天
生产日期 标于包装袋封口上
①富含蛋白质的是___________________。②富含糖类的是_______________________。
③富含油脂的是_____________________。④富含维生素的是_____________________。
点拨:
一般富含蛋白质的食物有:蛋、奶、肉、豆类等;富含糖类的食物有:大米、面粉、土豆等;富含油脂的食物有:各种动植物油;富含维生素的食物有:蔬菜、水果等。
答案:
①鲜鸡蛋(或奶粉);
②白砂糖(或精面粉);
③精炼植物油(或奶油);
④柠檬汁。
例4、某同学为了探究废弃塑料薄膜混杂在土壤中对植物生长的影响。设计了如下实验:取两个同样的花盆,找5~8个废旧塑料袋,剪成小碎片,再取约4kg的腐殖质,分为两等份,一份直接装入花盆中,另一份与塑料碎片混匀后,装入另一花盆,将两株生长状况相同的同种花草分别栽到两个花盆中,在同样条件下(温度、浇水、光照等)让其生长6~8个月后观察二者的生长状况。
(1)你估计,一个月后,二者的生长情况分别为:_________________________________________。
(2)在上述实验中,强调让两株植物在相同条件(温度、浇水、光照等)下生长,这样做的目的是________________________________________________________。
(3)你估计,在上述实验过程中,可能出现什么意外情况影响实验的正常进行? _______________________________________________________________________。
(4)通过该实验,你能得到什么启示?你认为应向使用塑料薄膜作大棚或地膜的农民提出建议为_________________________________________________________。
点拨:废旧塑料薄膜混杂在土壤中,会改变土壤结构,妨碍植物从土壤中对营养物质和水分的吸收,影响植物的生长,为观察到这一影响,两株植物生长的其他条件要相同。在移栽过程中稍有不慎就可能造成植物生长不良甚至死亡,使实验失败。
答案:
(1)栽在塑料薄膜碎片土壤的那株植物生长状况明显不如另一株;
(2)控制与实验无关的其他因素造成的影响,只研究植物生长与土壤中有无薄膜碎片的关系。
(3)植物在移栽过程中可能受损伤甚至死亡。
(4)“白色污染”对农业非常有害;建议农民将用过的薄膜回收,不丢弃在田野里。
名师同步选题
1.为了防止患甲状腺肿大病,市售食盐中常添加一定量的( )
A.葡萄糖
B.碘酸钾
C.碳酸钠
D.氯化钾
2.某矿泉水标签上印有的主要矿物质成分及含量如下(单位为mg/L):Ca—20、K—3、Zn—0.06、F—0.02等。这里的Ca、K、Zn、F是指( )
A.原子 B.分子 C.单质 D.元素
3.维生素在人体内起到调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康的作用。患夜盲症的人,缺乏的维生素是( )
A.维生素A B.维生素B C.维生素C D.维生素D
4.长期吸食或注射毒品会危及人体健康,下列各组中都属于毒品的是( )
A.冰毒、杜冷丁 B.海洛因、黄连素
C.大麻、摇头丸 D.黄曲霉素、尼古丁
5.蛋白质是人体必需的重要营养成分之一。下列食物中,富含蛋白质的是( )
A.豆腐 B.馒头 C.西红柿 D.豆油
6.微量元素摄入量的多少,会直接影响人体健康。导致成年人出现甲状腺肿大的原因是缺乏下列元素中的( )
A.铁 B.碘 C.钙 D.锌
7.食用下列食品,不会对人体健康造成危害的是( )
A.用甲醛溶液浸泡的海鲜品 B.用工业食盐腌制的泡菜
C.霉变的大米、花生 D.牛奶经工业发酵后得到的酸奶
8.下列物质只能为人提供一种营养素的是( )
A.盐水 B.牛奶 C.橙汁 D.水
9.吸烟有害健康,是因为香烟中含有尼古丁(化学式为C10H14N2)等有害物质,下列关于尼古丁的说法正确的是( )
A.尼古丁中含有碳元素,所以有害健康
B.尼古丁中碳、氢、氮三种元素的质量比为10∶14∶2
C.尼古丁的式量(相对分子质量)为162
D.尼古丁不属于有机物
10.四位同学上网学习,用连线方法对所学知识进行整理,其中完全正确的是( )
A.小静同学对“物质与粒子的关系”连线如下:
B.小于同学对“人体必需营养素通过食品摄入”连线如下:
C.小军同学对“世纪工程与工程作用”连线如下:
D.小芳对“污染源—污染物质—解决策略”连线如下:
新装修房屋——黄曲霉素——通风或使用无毒、无污染原料
长期吸烟——尼古丁、CO——戒烟
霉变食物——甲醛、苯等——不食用
11、不法商贩往往以制造假冒商品来牟取暴利,在市面上经常能看到①用铜戒指冒充金戒指;②用铝制工艺品冒充银制品;③用化纤毛线冒充纯毛线。怎样用化学方法来鉴别它们的真假。
(1)戒指:_____________________________________________________。
(2)工艺品:___________________________________________________。
(3)毛线:_____________________________________________________。
12、电工在连接电线的时候,需将电线要连接的一端的外皮(塑料护套)去掉。在身边没有小刀的情况下,你认为最快捷的方法是_____________________________________。请你实际操作一下,该实验说明用于导线护套的塑料具有哪些性质。
13、据网上报道,塑料袋荣获“人类最糟糕的发明”称号,至今几乎垄断了全球超市购物袋市场,仅英国,一年要用80亿个塑料袋。我国的人口众多,一年至少也要用800亿个塑料袋。这些塑料袋用完后被遗弃,由于不易分解,其严重的“白色污染”对环境造成不可估量的破坏,是重要的化学污染源。对此谈一下你的看法:____________________________________________________________。
14、啤酒、红酒、白酒中都含有乙醇(C2H5OH),饮酒后乙醇可进入人体血液中,科学实验表明,当乙醇在人体血液中的含量超过80mg/100mL血液(每100mL血液中含有80mg乙醇)时,便会影响人的驾车或操作机器的能力。已知饮用某啤酒1大杯(0.56L)会使血液中乙醇含量升高30mg/100mL血液,回答下列问题:
(1)乙醇中含有_________种元素。
(2)乙醇分子中碳、氢、氧原子的个数比是____________。
(3)李明饮用了3大杯上述啤酒,其体内每100mL血液中乙醇的含量(理论上)升高_______mg,______(填“影响”或“不影响”)其驾车或操作机器的能力。
15、没有蛋白质就没有生命。一些可溶性的重金属盐(如Cu2+、Ba2+、Ag+等可溶性盐)与蛋白质作用,会使蛋白质凝固变性从而丧失生理功能,危及生命。因此可溶性的重金属盐为有毒物质,试根据上述所给知识回答问题:
(1)CuSO4、AgNO3、Ba(NO3)2、AgCl、BaSO4中无毒的是___________________________。
(2)在医疗上用X射线检查肠胃病人,误服碳酸钡引起中毒的原因是____________________。
(3)若BaCl2中毒,下列方案中可作最佳解毒措施的是_______。
A.多饮糖水 B.饮用食盐水 C.饮用泻药MgSO4 D.多饮鲜牛奶
答案与解析
1.答案:B
分析:
在人体中以无机盐形式存在的元素含量在0.01%以下的,称为微量元素,如铁、锌、硒、碘等。碘元素是甲状腺素的重要成分,缺碘会引起甲状腺肿大。碘元素的食物来源为海产品、加碘食盐。加碘食盐是在食盐中加入碘酸钾。
2.答案:D
分析:
这里的矿物成分含量均指的是某元素的含量,所以是指元素。
3. 答案:A
分析:
缺乏某种维生素将使人患病,如缺乏维生素A,会引起夜盲症;缺乏维生素C,会引起坏血病。动物肝脏、禽蛋、乳制品、鱼虾贝类、芹菜、胡萝卜、番茄含有较多维生素A。
4. 答案:AC
分析:
冰毒、杜冷丁、海洛因、大麻、摇头丸等均为常见的毒品。毒品严重危害社会、家庭、健康。毒品致人意志扭曲、心理变态、思维混乱、人格丧失,能引起重度贫血、摧残中枢神经系统、破坏免疫力等等,贻害无穷。
5. 答案:A
分析:
蛋白质是重要的营养物质,成人每天需摄取60g~70g,处于生长发育期间的青少年需要量更大。黄豆中49.8%是蛋白质,豆制品中富含蛋白质;各种鱼肉中富含丰富蛋白质,牛奶、鸡蛋、瘦肉、禽类均含有丰富蛋白质。
馒头主要含有淀粉,西红柿富含丰富维生素,豆油主要成分是油脂。
6. 答案:B
分析:
缺碘元素会引起甲状腺肿大,幼儿缺碘会影响生长发育。碘元素适宜的摄入量是每天100μg~200μg。
7. 答案:D
分析:
甲醛是一种潜在的致癌物,工业用盐中常含有有毒的亚硝酸钠,霉变的大米、花生含有对人体有害的黄曲霉毒素,均不能食用。
8. 答案:D
分析:
盐水中除含有水外还含有无机盐,牛奶中含有脂肪、蛋白质、乳糖、无机盐、维生素等营养素,橙汁中含有蔗糖、维生素C、有机酸、矿物质等。
9. 答案:C
分析:
尼古丁有毒,一支香烟中含的尼古丁可以毒死一只小白鼠,其毒性是由其本身的性质决定的。尼古丁属于有机物。它的相对分子质量=12×10+1×14+14×2=162。
尼古丁中碳、氢、氮元素质量比=120∶14∶28=60∶7∶14。
10. 答案:A
分析:
B组中牛肉、鸡蛋富含蛋白质,大米、面粉富含淀粉(属于糖类);
C组中西气东输作用是对能源(天然气)合理利用,南水北调是对水资源合理利用,退耕还林有利于人与自然和谐发展。
D组中新装修房屋中建筑材料选择不当常含有甲醛、苯等有害的挥发性有机物,霉变食物中含有有毒的黄曲霉素。
11、 (1)将戒指放入火中烧,若变黑说明是铜的;
(2)在工艺品上滴盐酸,有气体产生是铝,无气体产生的是银;
(3)用火柴点燃线头,无焦臭味的不是纯毛制品。
12、用火焰(打火机或火柴)将要去掉的部位烧软至快要熔化,然后用手(带防护手套,以免烫伤)或用钳子迅速拽下即可。该实验说明用于电线护套的塑料具有易熔化、可燃烧、热塑性好等性质。
13、(1)使用可降解的塑料袋;
(2)尽快研制、生产替代产品;
(3)开发纸包装;
(4)研制可使塑料袋发生降解的催化剂;
(5)以法律的形式,限制或禁止生产塑料袋。
14、(1)三
(2)2:6:1
(3)90;影响(超过80mg/100mL的规定。)
15、(1)AgCl、BaSO4 (上述两种不溶于水,也不溶于酸,不会形成可溶性的Ag+或Ba2+。)
(2)BaCO3+2HCl====BaCl2+H2O+CO2↑,碳酸钡与人体胃酸(HCl)发生反应,产生可溶性的Ba2+,引起中毒。
(3)D(或CD)名师面授
第七单元 燃料及其利用
主讲:黄州中学高级教师 陈保立
一、第七单元内容提要
1.认识燃烧的条件和灭火的原理,了解易燃易爆物的安全知识;
2.知道化石燃料对人类生活起着重要作用,是人类重要的不可再生的自然资源和石油炼制出的几种主要产品及其用途;
3.了解化学反应中的能量变化,认识燃料充分燃烧的重要性,并了解化石燃料燃烧对环境的影响,意识到使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
二、第七单元重点、难点内容讲解
(一)燃烧与灭火
1.燃烧的条件
(1)燃烧:可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
【点拨】燃烧一定要氧气参加。
(2)燃烧的条件:
①可燃物;
②氧气(或空气);
③ 达到燃烧所需的最低 温度(也叫着火点)。
【点拨】物质的着火点一般不变,自然界中着火点最低的物质是白磷。
【提示】燃烧条件的探究实验:
①薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧;
②薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧;
③本来在热水中不燃烧的白磷,在通入氧气(或空气)后燃烧。
2.灭火的原理和方法
(1)灭火的原理:清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离,隔绝氧气(或空气),以及使温度降到着火点以下,都能达到灭火的目的。
【提示】点燃三支蜡烛,在其中一支蜡烛上扣一只烧杯;将另两支蜡烛放在烧杯中,然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸,观察现象为:第一个实验由于隔绝空气使蜡烛熄灭,第二个实验蜡烛继续燃烧,没有变化,第三个实验由于生成了二氧化碳而使蜡烛熄灭。
【注意】不能采取降低物质着火点的方法来灭火。
(2)日常生活中我们常采取的灭火方法:
①炒菜时油锅中的油不慎着火,可用锅盖盖灭;
②堆放杂物的纸箱着火时,可用水扑灭;
③扑灭森林火灾的有效方法之一,是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉。
(3)几种常用灭火器
3.易燃易爆物的安全知识
(1)爆炸:可燃物在有限空间发生急剧燃烧,使气体体积发生迅速膨胀而引起的。
【提示】罐内含有大量空气,鼓气时使塑料瓶中面粉充满金属罐,这是罐内就是空气和面粉的混合物,遇到蜡烛燃烧产生的火焰就剧烈燃烧,放出大量热,引起气体体积膨胀。
(2)可燃性气体能发生爆炸外,面粉、煤粉等粉尘也能发生爆炸。
(3)可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧就越剧烈。
【点拨】爆炸(化学上)其实质是氧化反应。
【提示】油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内,都标有“严禁烟火”字样或图标的原因:因为这些地方的空气中常混有可燃性的气体或粉尘,它们接触到明火,就有发生爆炸的危险。
【注意】在生产、运输、使用和贮存易燃物和易爆物时,必须严格遵守有关规定,绝不允许违章操作。
4.一些与燃烧和爆炸有关的图标。
(二)燃料与热量
1.化石燃料
(1)化石燃料:煤、石油、天然气。
(2)化石燃料都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。
【明确】化石燃料形成的周期非常长。
【点拨】化石燃料都是不再生的能源。
(3) ①煤是混合物,主要含碳元素,还含氢元素和少量氮、硫等元素。
②煤作为燃料利用的是碳元素与氧气反应放热。
③煤干馏可得煤焦油、煤气、焦炭,这一变化属于化学变化。
④煤气主要成分为:H2、CH4、CO等。
(4) ①石油属于混合物,主要含碳和氢元素。
②石油蒸馏可得:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。这一变化属于物理变化。
【点拨】石油蒸馏的原理:利用各成分的沸点不同加以分离。
【明确】 ①石油不能能直接用作燃料,汽油、航空煤油、煤油、柴油是常用的燃料。
②煤气泄漏会造成人体中毒,使用罐装液化石油气时,不能加热、不能猛烈撞击。
(5)天然气
①性质:无色无味的气体,密度比空气小,极难溶于水,易燃烧。
CH4+2O2CO2+2H2O
【点拨】收集甲烷可用排水法和向下排空气法。
【拓展】区分H2、CO、CH4:三种气体都具可燃性,可利用其燃烧产物来鉴别。
【注意】不能通过它们燃烧的火焰颜色来区分。
②沼池的底部即为沼气。把植物残体、动植物粪便等放在密闭沼气池中发酵制取。农村可用沼气解决生活用料、照明等问题,提高肥效。
2.化学变化中的能量变化
(1)化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化。既有的反应要放热,有的反应要吸热。如:
① 镁与稀盐酸的反应
现象 镁溶解,有气泡产生
手的感觉 试管壁发烫
分析 镁与稀盐酸反应,生成可溶于水的氯化镁和氢气。
结论 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑(放热)
② C+CO22CO(吸热)
(2)控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,对于节约能源非常重要。
【点拨】目前,人类通过化学反应获得的能量,大多来自化石燃料,而化石燃料是有限的,即具有不可再生性;且人们使用化石燃料的速度远远快于其产生速度。
(3)控制燃烧反应,使燃料充分燃烧的措施:一是燃烧时要有足够多的氧气;二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
(三)使用燃料对环境的影响
1.燃料燃烧对空气的影响
(1)煤的燃烧
①煤燃烧会排放出的有害气体: SO2、二氧化氮等污染物。
【点拨】煤中主要含碳元素,还含有硫和氮元素等。
【拓展】二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等气体溶于水,会形成酸雨。
②酸雨的危害:酸雨对植物、金属制品、大理石建筑等都有腐蚀破坏作用。
③酸雨防止和保护措施:尽量少用含含硫燃料;含硫燃料脱硫后再使用;尾气处理后再排放;开发新能源。
(2)汽车用燃料的燃烧
①多数汽车使用的燃料:汽油或柴油。
②汽油或柴油燃烧会产生的有毒气体:一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的化合物、含 化合物和烟尘等。
③为减少大气的污染,你认为可采取的措施:改进发动机结构,使燃料燃烧充分;使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质;使用无铅汽油,禁止含铅物质的排放;禁止没有达到环保标准的汽车上路;使用清洁燃料如压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)。
【点拨】采取的措施目的在于碳充分燃烧或减少污染物的产生。
④煤和石油等化石燃料燃烧时会造成空气的污染的原因: ①燃料中的一些杂质如硫等燃烧时,产生空气污染物如SO2等;燃料燃烧不充分,产生CO;未燃烧的碳氢化合物及碳粒、尘粒等排放到空气中。
2.使用和开发新的燃料及能源
(1)乙醇
①乙醇由高粱、玉米、薯类等经过发酵、蒸馏得的,属于可再生能源。
② 乙醇俗名酒精,化学式为:C2H5OH。
③ 能燃烧:C2H5OH+3022CO2+3H20。
【提示】乙醇燃烧放热,可作燃料。在汽油中加入适量乙醇作汽车燃料,可节省资源,减少汽车尾气的污染。
【点拨】乙醇中不含硫元素。
④乙醇作燃料的优缺点
优点:制取成本低,较易贮存。
缺点:燃烧时会产生对环境有负面影响的物质。
【提示】①乙醇可由高粱、玉米、薯类等制得,其组成中不含硫元素,常温为液态。
②乙醇中含碳元素,若燃烧不充分,会产生一氧化碳。
(2)氢气
①氢气作燃料的优缺点:
优点:氢气本身无毒,极易燃烧,燃烧值高,其燃烧产物为水。
缺点:氢气的制取成本高和贮存困难。
【点拨】氢气能燃烧(2H2+O22H2O),为最清洁的能源。
②经常使用的燃料有煤、煤气、液化石油气、天然气、汽油、柴油和酒精等,从资源、环境、经济等方面考虑,这些燃料各自的优缺点:煤、汽油、柴油的成本低,放热高,但污染大;煤气、液化石油气、天然气、酒精等燃料污染小,使用成本高;氢气无污染,但成本高,贮存困难。故相比酒精是较好的燃料,因为它是再生能源。
(3)可供人类开发利用的能源有:太阳能、地热能、核能、风能和潮汐能等。
【提示】这些能源对环境的负面影响小。
三、中考链接
例1: 炒菜锅的油开始着火时,灭火的最佳办法是 ( )
A.使用灭火器 B.撒上沙土 C.浇水 D.盖上锅盖
【解析】解答此题应根据燃烧条件,并结合实际情况选择最佳方法。A方法过于复杂,B方法造成浪费,C方法会造成液体溅起伤人。
【答】D
例2:以下是一些常用的危险图标,装运乙醇的箱子应贴的图标是( )
【解析】A为“当心爆炸-----爆炸性物质“的图标,B为“当心火灾-----易燃性物质“的图标,C为“有毒物质”图标,D为”有腐蚀性物质“图标。乙醇易燃。
【答】B
例3:下列变化属于化学变化的是( )
A.工业上分离液化空气制取氧气 B.分离石油制汽油
C.制糖工业中用活性炭脱色制白糖 D.将煤炼制成煤气
【解析】分离空气制氧气和分离石油制汽油都是根据混合物质各成分的沸点不同分离物质,活性炭具有吸附性,吸附一些食品和工业产品里的色素,该过程中没有生成新物质,而工业上将煤隔绝空气加强热是每分解,是以化学变化。
【答】D。
例4:几种有机物的熔、沸点如下表。气体打火机使用的有机燃料,要求稍加压降温即可液化,减压(打开阀门)易气化,遇火即燃烧,你认为符合这种条件的有机燃烧是( )。
序号 化学式 熔点 沸点
(1) C2H6 --183.3℃ --88.6℃
(2) C3H8 --189.7℃ --42.1℃
(3) C4H10 --138.4℃ --0.5℃
(4) C5H12 --129.7℃ --36.1℃
A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)
【解析】满足题意条件的物质应具备:稍加压液化,减压气化即该物的沸点不能太高,也不能太低。
【答】C。
例5:要使煤炉中的煤燃烧得更旺,可以将煤粉碎,也可以鼓人大量的空气。请你用学过的知识加以解释。
【解析】使燃料充分燃烧的措施:一是燃烧时要有足够多的氧气;二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
【答】(略)。
例6:天然气、液化石油汽燃烧的化学方程式分别为:CH4+202==C02+2H20;C3H8+502==3C02+4H2O。现有一套以天然气为燃料的灶具,要改为以液化石油气为燃料的灶具,应采取的措施是 ( )
A.燃料气和空气的进入量都减少 B.燃料气和空气的进入量都增大
C.减少燃料气进入量或增大空气进入量 D.增大燃料气进入量或减少空气进入量
【解析】由题给信息知:等体积天然气、液化石油汽燃烧耗氧气,前者比后者少。因而以天然气为燃料的灶具,要改为以液化石油气为燃料的灶具,若进风口不变,则要减小进气口;若进气口不变,则要增大进风口。
【答】C
例7:绿色能源是人类理想能源,不会造成环境污染,下列不属于绿色能源的是( )
A.风能 B.太阳能 C.氢能源 D.煤
【解析】绿色能源不会造成环境污染,而煤中主要含碳元素,还含有少量硫和氮元素,且煤燃烧产生二氧化碳会造成温室效应。
【答】D。
单元小结
同步测试
1、在灭火过程中所采取的措施不正确的是 ( )
A.将燃烧着的可燃物与空气隔绝 B.降低可燃物的着火点
C.将未燃烧的可燃物与火源隔离 D.使可燃物降温至着火点以下
2、用扇子一扇,燃着的蜡烛立即熄灭,其原因是 ( )
A.供给的氧气减少 B.供给的空气增加
C.使蜡烛着火点降低 D.温度低于蜡烛着火点
3、夜间家中的煤气泄露时,应采取的紧急措施是( )
A.打110报警,请维修人员检修 B.向室内洒水
C.为了便于检验,首先应拉亮电灯 D.打开所有门窗,注意通风
4、“西气东输”是我国西部大开发中的一项重点工程,输送的是当今世界上最重要的一种气体化石燃料,该气体的主要成分是( )
A.氢气 B.一氧化碳 C.甲烷 D.二氧化碳
5、能说明石油是混合物的依据是( )。
A.显黑色或深棕色 B.含有C、H、O等多种元素
C.不溶于水、且比水轻 D.没有固定的熔、沸点
6、在煤矿的矿井里为了防止瓦斯的爆炸,常采用的措施是( )。
A.准备灭火器 B.进矿井前用灯火试验是否有甲烷
C.戴防毒面具 D.通风并严禁烟火
7、液化石油气作为燃料,已普遍进入城市家庭,它是含有下列物质的混合物,在常压下,这些物质的沸点如下表所示:
物质名称 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷
沸点/℃ -88.6 - 42.2 -0.5 36.l 69.2
在常温下使用至无气体放出时,钢瓶中常剩余一些液态物质,这些液态物质最有可能是( )
A.乙烷、丙烷和丁烷 B.乙烷和丙烷 C.只有乙烷 D.戊烷和己烷
8、根据以下叙述回答下列各题:能源可划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源:需要依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可由自然界中大量存在的水来制取。
2H20(液)==2H2(气)+02(气)--517.6KJ
(1)已知CH4(气)+202(气)=2H20(液)+C02(气)+890.3KJ,1克氢气和1克甲烷分别燃烧后,放山的热量之比约为 ( )
A.1:3.4 B.1:1.7 C.2.3:1 D.4.6:1
(2)关于用水制二级能源氢气,以下研究方向不正确的是 ( )
A.设法将太阳能聚焦,产生高温,使水分解产生H2
B.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
C.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解情况下使氢成为二级能源
D.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取H2
(3)下列叙述正确的是 ( )
A.电能是二级能源 B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源 D.焦炉气是—级能源
9、自1999年初,北京市政府采取措施,强制各用煤单位使用低硫优质煤,主要是为了防止下列哪种气体对空气的污染 ( )。
A.SO2 B.CO C.C02 D.N02
10、在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船,熊熊燃烧
的战船借助东风直冲曹军的木船,使曹军的木船燃起大
火。根据右图所示燃烧的条件填写:曹军的木船是
,木船燃烧的条件是 、 。
11、火灾会给人类的生命或财产带来巨大的损失,如果我们的住房着火,是否要打开所有的门窗?为什么?从火灾中逃生时,常用湿毛巾捂住鼻子和嘴,其主要目的是什么?
12、下列成语与我们所学的化学知识有关。请你简述其中的化学原理。
釜底抽薪(釜:指古代炊具,相当于现在的锅;薪:指柴火。)
其中的化学原理 。
13、研究证明,高烟囱可以降低其周围地表面SO2的含量。某地区新建了火力发电厂,由于排放废气的烟囱较低,空气中SO2含量剧增。后来改建成高烟囱,烟囱周围地表面SO2的含量减少。请你从环保角度分析这种方法是否可取 ,你的理由是: 。
14、近年来出现的厄尔尼诺现象与大气中C02含量的增多有关,请回答以下问题:
(1)空气中二氧化碳主要来源是 ;
(2)自然界中能消耗二氧化碳的是 作用,写出反应的文字表达是 ;
(3)为减缓此现象,你认为最理想的燃料是 ,以水为原料,开发此燃料,你认为应研究的主要课题是 。
(4)汽车尾气(含有CO、S02与NO等物质)是城市空气污染物,治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个催化转换器,其特点是使CO和NO反应,生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO和NO反应的化学方程式 。
(5)控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法是 (填写序号)。
①开发新能源; ②使用电动车; ③植树造林; ④戴呼吸面具。
15、据中央电视台4月15日的报道,我国推广使用车用乙醇汽油的工作将全面启动。车用乙醇汽油是在汽油中加入适量的乙醇形成的混合燃料。使用这种汽油不但不影响汽车的行驶性能,而且可减少有害气体的排放,是一种改善环境的清洁能源。同时,燃料乙醇主要是以粮食作为原料,这对解决我国粮食过剩,促进农业生产良性循环也具有十分重要的意义。根据上述报道回答:
(1)乙醇能代替汽油作为燃料,是因为乙醇中含有 元素和 元素。
(2)燃烧乙醇比燃烧汽油减少了对大气的污染,是因为乙醇中不含有 元素。
(3)乙醇汽油是一种 (填物质类别)。
16、煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的,从人类目前利用这些能源的消耗速度估算,石油和天然气不过几十年,煤不过几百年就会消耗殆尽。因此,进一步开发利用新能源(核能、太阳能、风能、水能、地能、潮汐能等)已显得十分迫切。
氢气是一种高效而无污染的理想能源。下列(1)—(6)是某化学兴趣小组的学生查阅资料归纳的工业上制取氢气的方法,其中包括正在研究的方案。
如果将来人类广泛使用氢气作为能源,那么上述6种方法中你认为可行的,且很有发展前途的方法是哪几种 并逐条说明理由。
答案:1.B;2.D;3.D;4.C;5.D;6.D;7.D;8.C;B;AC;9.A;
10. 可燃物;与氧气接触,温度达到可燃物的着火点;
11.否;打开门窗,空气流通快,这样会加剧燃烧,造成火势增大;避免将灰尘吸入体内。
12.燃烧的条件之一:要有可燃物。
13.不可取;大气中总的二氧化硫含量没有减少。
14.(1)含碳燃料的燃烧和人、动植物的呼吸作用;(2)植物的光合作用 ;(略);(3)氢气;如何不耗电能,利用太阳能使水分解的氢气。(4)CO +N O CO 2 + N 2;(5)①②。
15.碳、氢;硫;混合物。
16.(1);将来电力充足,可用电能使水分解;(5);太阳能是取之不尽的廉价能源;(6);催化剂能够加快化学反应的发生。名师面授
第五单元 化学方程式
主讲:黄州中学高级教师 陈保立
一、第五单元内容提要
1.理解质量守恒定律和化学方程式的意义;
2.能正确书写简单的化学方程式;
3.了解书写化学方程式应遵守的两个原则,能正确书写化学方程式,掌握有关反应物、生成物的计算。
二、第五单元重点、难点内容讲解
(一)质量守恒定律
1.活动与探究:
化学反应前后物质的质量关系
探究步骤 实验现象 结论
实验一:在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一粒火柴头大的白磷。在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与白磷接触。将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。然后,取下锥形瓶。将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞紧,并将白磷引燃。待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。 白磷燃烧,冒白烟,气球先胀大,最后缩进瓶内。 反应前后质量相等。
实验二:在100 mL烧杯中加入30 mL稀硫酸铜溶液,将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量。 将铁钉浸到硫酸铜溶液中,观察实验现象。待溶液颜色不再改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量,记录所称的质量。比较反应前后的质量。 溶液由蓝色变为浅绿色,铁表面析出一层红色物质。 反应前后质量相等。
讨论:
①实验一中玻璃棒的作用:引燃
②实验一中如没有小气球对实验结果的影响:反应后物质的质量总和小于反应前物质质量总和。
③实验一成功的关键:瓶塞要塞紧,保证气密性良好。
④实验一中要注意的操作:待锥形瓶冷却后再称量,以免烫坏托盘。
⑤实验二中用砂纸打磨铁钉的目的是:去铁钉表面的铁锈。
探究步骤 实验现象 结论
实验三:取一支蜡烛粘在一小块玻璃片上,将玻璃片和蜡烛一起放在托盘天平上称量。点燃蜡烛,天平会发生什么变化 蜡烛逐渐变短。 反应后质量变小。
实验四:取一根用砂纸打磨干净的长镁条和一个石棉网,将它们一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量。 在石棉网上方将镁条点燃,将镁条燃烧后的产物与石棉网一起放在托盘天平上称量,比较反应前后的质量。 发出耀眼强光,产生大量白烟,放出大量热。 反应后质量变小。
分析:
①实验三为何反应后质量变小?蜡烛燃烧产生的气体等物质逸出。
②实验思为何反应后质量变大?镁燃烧时产生的烟为氧化镁,不分散逸到空气中。
启示:
探究化学反应前后物质质量关系实验成功的关键:保证装置气密性良好。
2.内容:
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。这个规律就叫做质量守恒定律。
理解:
①该规律揭示了化学反应中反应物和生成物之间的质量关系。
②反应前各物质质量总和大于或等于参加化学反应前后物质质量总和。
3.实质:
化学反应中有五个不变即元素的种类、相对原子质量、原子数目、反应物和生成物的总质量、原子的种类;两个一定改变即分子种类、物质种类;—个可能改变即分子的个数。
(二)如何正确书写化学方程式
1.化学方程式
是一种重要的化学用语,用化学式表示化学反应的式子。
2.意义:(以4P+5O22P2O5为例)
①质方面:表示一化学反应的反应物、生成物及反应条件。
如:磷和氧气在点燃条件下生成物氧化二磷。
②量方面:表示一化学反应中各物质间的质量比。
如:表示每124份质量的磷和160份质量氧气在点燃条件下生成284份质量的五氧化二磷。
强调:量方面的意义中“每”字不能省略。
3.书写原则:
①以客观事实为基础---不能凭空臆想、臆造客观上不存在的物质和化学反应。
②遵守质量守恒定律---配平化学方程式(使左右两边的各原子个数相等)。
4.配平方法---最小公倍数法
以:CH3OH+O2CO2+H2O为例
①找出化学方程式左右两边各出现一次的元素
[点拨]满足该条件的元素在左右两边中各只出现在一种化学式中。
C H
[提示]O在左右两边各出现2次,不满足。
②求出上步中找出的元素在左右两边的原子个数的差值。
左 右 差
C 1 1 0
H 4 2 2
③以差值最大的元素为配平起点即:
先求出起点元素的原子在左右两边原子个数的最小公倍数
4 与 2 → 4
后求出含起点元素的化学式前面的序数
序数==
CH3OH:4/4=1 H2O:4/2==2
④按照元素出现次数由少到多的顺序通过观察配平其它元素
由碳元素确定CO2:1(因为CH3OH序数为1,其中含碳原子为1)
由碳元素确定O2:3/2(因为生成物分子中氧为4个,CH3OH分子中含氧1个)
即 :CH3OH+3/2O2CO2+2H2O
⑤化为最简比
2CH3OH+3O22CO2+4H2O
5.书写步骤:(以实验室加热高锰酸钾制氧气为例)
①“写”:左为反应物化学式,有位生成物,中间“—”连。
KMnO4---K2Mn04+MnO2+O2
②“配”:配平化学方程式。
2KMnO4----K2Mn04+MnO2+O2↑
③“改”:“---”改为“==”。
2KMnO4==K2Mn04+MnO2+O2
④“注”:注明反应发生的条件。
2KMnO4K2Mn04+MnO2+O2
[点拨] 化学反应只有在一定条件下才能发生,因此,需要在化学方程式中注明反应发生的条件。如把点燃、加热(常用“△”号表示)、催化剂等,写在等号的上方。
⑤“标”:表明生成物的状态(“↑”:生成物为气体,“↓”:生成物为沉淀)。
2KMnO4K2Mn04+MnO2+O2↑
[注意]若反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需注“↑”号。同样,溶液中的反应如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注“↓”号。例如S+02SO2 ;Fe+CuSO4==Cu+FeSO4。
(三)利用化学方程式的简单计算
1.依据:任何化学方程式中各物质间的质量比为一定值。
2.步骤:
设:设未知量
方:书写正确的化学方程式
关:列出已知量、未知量
比:列出比例式
算:求解
答:写出简明答案
3.注意:
①化学式必须书写正确
②化学方程式必须配平
③找准题意中的已知量和未知量
④化学方程式下各数据应为纯净物的质量,若为体积应利用密度换算为质量,若是混合物的质量,应利用纯度换算为纯净物质量。
三、中考链接
例1:有人说,他发功能使铝发生化学反应,变为金和铜,使铝分子变为金分子和铜分子。是根据所学化学知识,指出这种说法违背科学之处。
【解析】构成物质的粒子有三种:分子、原子、离子,而金属由原子构成;由质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不发生改变,原子个数也不发生增减。
【答案】有两处错误:(1)铜、铝、金等金属是由原子构成而不是由分子构成,因而不存在“铝分子“、“金分子“和“铜分子”;(2)由质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类(元素种类)和数目不变,故铝元素不可能变为金元素和铜元素。
例2:根据4.6g某纯净物完全燃烧需要9.6g氧气,生成8.8gCO2和5.4gH20的事实,可以判断某有机物中 ( )
A.只含碳、氢两种元素 B.含有碳、氢两种元素,可能含氧元素
C.含碳、氢、氧三种元素 D.含有碳、氢两种元素,不含氧元素
【解析】根据题意知:某纯净物+O2--→CO2+H2O,而二氧化碳有碳和氧元素组成,水又清和氧元素组成,氧气只含氧元素,结合质量守恒定律可知该物质中肯定含有碳和氢元素,且与生成的二氧化碳中的碳元素和水中氢元素相等,这样便可根据化学式算出该物质中含有的碳元素质量(8.8××100%==2.4g)和氢元素质量(5.4××100%==0.6g),再与该化合物总质量4.6g相比(2.4g+0.6g==3.0g<4.6g=,即可知该物质中不含氧元素。
【答案】 C
例3:有A、B、C三种物质各15g,在一定条件下充分反应后只生成D30g。若增加10gC,A与C恰好完全反应。则参加反应的A与B的质量比为( )
A.2:3 B.3:2 C.5:2 D.5:3
【解析】由题意知有:A + B + C→ D
15g 25g
x 15g x=6g
由质量守恒定律知:生成30gD,耗A6g、B9g、C15g。
【答案】 B
例4:汽车尾气中含CO、NO和碳氢化合物等有害物质,可在汽车尾部安装一个催化转换器,将其转化为CO2、N2、H2O等无害物质,第一步转换是在催化作用下将CO和NO反应生成CO2和N2。第二步转化是通入过量空气,使剩余的碳和碳氢化合物(以C2H4为例)被完全氧化。根据以上叙述写出上述两步转化三个化学反应。
【解析】本题是一道根据生产、生活实际信息来抒写化学方程式的问题。关键在于弄清楚每一步的反应物和生成物以及反应条件。第一步的反应物为CO和NO,生成物为CO2和N2,反应条件为催化剂;第二步反应物为C、C2H4和O2,生成物为CO2或CO2和H2O。
【答案】CO+NOCO2+N2 ; C+O2CO2 ;C2H4+ 3O22CO2+ 2H2O。
例5:用氯酸钾和二氧化锰的混合物16g,加热制取氧气,待完全反应,冷却后称量,得到11.2 g共固体物质,计算原混合物中二氧化锰的质量(计算结果保留二位小数)。(答案:3.75g)
【解析】根据质量守恒定律得出该变化前后固体质量减少,减少值为氧气质量。
【答案】设原混合物中KClO3质量为x,依题意可知完全反应后生成氧气的质量为:
16g -- 11.2g==4.8g
由 2KClO32KCl + 3O2↑
245 96
x 4.8g
x=245/96×4.8==12.25(g)
则原混合物中二氧化锰的质量为:16g-12.25g=3.75g
答:(略)
例6:将CaO和CaC03混合物在高温下充分燃烧,所得固体质量是原混合物质量的67%,则原混合物中CaO与CaC03的质量比为多少 (CaCO3CaO+CO2↑)
【解析】由题意知CaO和CaC03混合物在高温下充分燃烧时只发生:CaCO3CaO+CO2↑,由质量守恒定律知混合物发生反应后质量减少,减少的质量为生成的二氧化碳质量;反应后固体质量是原混合物质量的67%,因而可设原混合物质量为100g,则反应后固体质量为67g,生成的二氧化碳质量为33g,再结合化学方程式可求出100g原混合物中CaO和CaC03的质量。
【答案】解:设原合物的质量为100g,则反应后固体质量为67g,生成的二氧化碳质量为33g。
设100g原混合物中含CaC03的质量为x
CaCO3CaO + CO2↑
100 44
x 33
100:44==x:33 x=75g
CaO的质量:100g–-75g==25g
则原混合物中CaO与CaC03的质量比:25/75=1:3。
单元小结
同步测试
1、下列说法能用质量守恒定律解释的是( )。
A.mg水受热形成mg水蒸气; B.煤燃烧后留下的煤灰比原煤的质量少
C.10g食盐溶于70g水中得到80g食盐水 D.湿衣服凉干后,质量变小
2、在反应3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+4H2O+2X↑中,X的化学式是 ( )
A.N2O B.NO C.N2 D.NO2
3、有X、Y两种物质在一定条件下可以化合生成一种物质Z。如果X、Y两物质的质量分别为ag和bg。则下列说法中正确的是( )。
A.生成Z物质的质量一定等于(a+b)g B.生成Z物质的质量一定小于(a+b)g
C.生成Z物质的质量一定大于(a+b)g D.生成Z物质的质量一定不超过(a+b)g
4、下列装置不能用做证明质量守恒定律实验的是( )
5、下列说法错误的是 ( )
A.细铁丝在氧气中燃烧后生成的黑色固体比细铁丝的质量大
B.酒精燃烧后只产生热量,没有生成物
C.在所有的化学反应中,反应物的总质量都等于生成物的总质量,
D.在有分子参加的化学反应中,反应前后分子的种类必然发生改变
6、化学方程式“2H202H2↑+O2↑”,正确读法是 ( )
A.两个水分子在通电的条件下生成两个氢分子和一个氧分子
B.水通电等于氢气和氧气
C.两个水在通电后生成两个氢分子和一个氧分子
D.每两个水分子在通电条件下生成两个氢分子和一个氧分子
7、巳知反应:3A+2B==2C+D,A、B两物质完全反应时的质量比为3:4,若生成C和D共105克,则该反应消耗B物质的质量为( )。
A.60克 B.50克 C.40克 D.30克
8、在一个密闭容器内有X、Y、Z、Q四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下:
物 质 X Y Z Q
反应前质量/g 2 2 84 5
反应后质量/g 待测 24 0 14
试推断该密闭容器中发生的化学反应基本类型为 ( )
A.分解反应 B.化合反应 C.置换反应 D.都不是
9、在反应 X + 2Y = R + 2M 中,当 1.6 g X 与 Y 完全反应后,生成 4.4 g R ,且反应生成的 R 和 M 的质量之比为 11∶9,则在此反应中 Y 和 M 的质量之比( )
A.23∶9 B.16∶9 C.32∶9 D.46∶9
10、实验室用16g高锰酸钾放在试管中加热,反应后称得剩余物质质量为14.4g,则剩余的物质是
( )
A.K2Mn04 B.MnO2和K2MnO4 C.KMn04和KMn04 D.Mn02、K2Mn04、KMnO4
11、完全电解X克水,能得到5毫升氧气,同时得到氢气的质量和体积分别是( )
A.8X/9克,5毫升 B.X/9克,10毫升 C.8X/9克,10毫升 D.X/9克,5毫升
12、配平和完成下列化学方程式
①______C2H2+______ O2 ----- _____ CO2+_____ H2O
②______ CH3OH+______ O2 ----- ______ CO2+_____ H2O
③______ FeS2+______ O2 ----- _____ Fe2O3+_____ SO2
④______Al+ ______Fe3O4 ------- ______Fe+ ______Al2O3
13、根据化学方程式的书写原则,分析下列化学方程式的书写违背了什么原则:
(1)Fe+O2FeO2,违背了 ;
(2)Fe+O2Fe3O4,违背了 。
14、(1)科学家预言未来最理想燃料为绿色植物,即①将绿色植物的秸秆[主要成分为(C6H10O5)n]在适当催化剂下与水反应生成葡萄糖(C6H12O6);②再将葡萄糖在一定条件下发酵生成乙醇(C2H5OH)和二氧化碳;③用乙醇作燃料,在空气中燃烧生成二氧化碳和水。试写出①②③设计的化学方程式。
15、某同学称取两份质量的磷(各3.1g),分别放在盛有不同氧气的密闭容器中燃烧,两次实验数据如下:
第一次 第二次
氧气的质量/g 2 4
生成P2O5的质量/g 3.55 7.1
(1)这两次实验是否符合质量守恒定律?
(2)第一次实验为何不生成5.1gP2O5 为什么第二次实验氧气的质量和磷的质量之和恰好等于P2O5的质量?
16、 实验室用高锰酸钾制取氧气:
(1)化学反应方程式为
(2)若要制得8克氧气最少需要高锰酸钾的质量为 克,
(3)该反应完全反应后混合物中氧化物的质量分数为 。
17、某学生称取12.25gKCl03制取氧气,他用少量高锰酸钾代替二氧化锰,待反应完毕后,制得氧气4.96g,问该生加了多少克高锰酸钾
答案:1.B;2.B;3.D;4.C;5.B;6.D;7.A;8.A;9.A;10.D;11.B;
12.2、5、4、2;2、3、2、4;4、11、2、8;8、3、9、4;
13.①以客观事实为基础;②遵守质量守恒定律。
14.(1)(C6H10O5)n+nH2On C6H12O6,C6H12O62C2H5OH+2CO2↑,C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
15.(1)符合质量守恒定律。(2)第一次实验时,磷有剩余,氧气反应完;该变化中磷和氧气的质量比为124:160。
16.(1)2KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑ ;(2)79 ; (3)30 . 6 %;
17.1.58g。黄冈中学网校 版本:
第2单元:我们周围的空气
学 科 化学 编 码 HX_13_01_002
内容简介
教学目标
作 者 付 军 日 期 2005/05/4 审 定 日 期
正 文 说 明
名师面授主讲人:黄冈中学高级教师 付 军一、第二单元内容提要1. 了解空气的主要成分。2. 了解氧气、氮气、稀有气体的主要物理性质和用途。3. 初步认识纯净物、混合物的概念。4. 初步了解空气污染的危害,知道空气是一种宝贵的自然资源,养成关5. 认识氧气能与许多物质发生化学反应,氧气的化学性质比较活泼。 6. 认识什么是化学变化,了解化学反应的基本特征,认识化合反应,氧化反应,缓慢氧化等概念之间的区别与联系。7、掌握氧气的实验室制法,了解氧气的工业制法。 8、理解分解反应,了解催化剂和催化作用。 9、了解燃烧和燃烧的条件,了解爆炸、缓慢氧化和自燃。 二、重点难点内容讲解(一)空气1 空气中氧气含量的测定。二百多年前,法国化学家拉瓦锡用定量的方法研究了空气的成分。曾把汞放在密闭容器中加热,得到了红色粉末氧化汞,又把这种红色粉末加热,得到了汞和氧气,这两个反应的文字表达式为: 2空气的主要成分及组成空气成分氮气氧气稀有气体二氧化碳其他气体和杂质体积分数78%21%0.94%0.03%0.03%特点相对固定成分可变成分(2)纯净物、混合物。 ①纯净物是由一种物质组成的。可用专门的化学符号来表示。具有固定的组成,有确定的性质。如氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)。 ②混合物是由两种或多种物质混合而成的。没有固定的组成,各成分都保持各自的性质,相互之间没有发生化学反应。如:空气是混合物,是由氧气、氮气、稀有气体、二氧化碳等多种成分组成。3空气是一种宝贵的资源1. 氧气的用途 主要是供给呼吸(医疗急救、登山、潜水、航空)和支持燃烧(炼钢、气焊、化工生产、宇宙航行)。 这些用途一般都是利用氧气易于跟其他物质起反应并放出热量的性质。 2. 氮气的性质和用途 氮气是一种无色、无味、熔点和沸点都很低的气体,不能支持燃烧,性质不活泼。常用作保护气,食品防腐,液氮冷冻麻醉,液氮低温环境下,超导材料显示超导性能。 3. 稀有气体的性质和用途 稀有气体都是无色、无味、性质不活泼的气体,曾被称做“惰性气体”。 用途有:①作为保护气;焊接金属时用来隔绝空气,灯泡中充稀有气体使灯泡耐用;②制成多种电光源,如航标灯、闪光灯、霓红灯;③用于激光技术,医疗麻醉;④用于制造低温环境。4空气污染及防治(1)空气中有害物质 (2)保护空气措施:加强大气质量监测,改善环境状况,使用清洁能源,积极植树造林等(3)空气质量日报 从1997年5月起,我国47个重点城市将陆续分批开展空气质量日报,周报工作。什么是空气质量日报呢?我国环境监测部门根据环境保护法规的要求,对国家空气质量标准中规定的几种主要污染物已经开展了长期的例行监测,以掌握和评价城市空气质量状况和污染变化趋势。开展空气质量日报就是对一日的空气质量进行回顾性的评价,并以空气污染指数的表征形式定期向社会发布,为公众提供及时、准确的环境信息。我国发布的空气质量日报目前采用空气污染指数 (API,Air Pollution Index) 的形式报告。所谓空气污染指数是一项可以定量和客观地评价空气环境质量的指标,是将若干项主要空气污染物的监测数据参照一定的分级标准,经过综合换算后得到的无量纲的相对数。它具有综合概括、简单直观的优点,有利于普通公众了解空气环境质量的优劣。根据国家环保局的有关技术规定,结合各市区特点,现在计入空气污染指数的项目有: 二氧化硫、 氮氧化物和总悬浮颗粒物 。今后,随着环保工作的深入和监测技术水平的提高,还将调整增加其它污染项目,以便更为客观地反映空气质量状况。我国目前采用的空气污染指数(API)分为五级,API值小于
等于50,说明空气质量为优,相当于达到国家空气质量一级标准,符合自然保护区、风景名胜区和其它需要特殊保护地区的空气质量要求。API值大于50且小于等于100,表明空气质量良好,相当于达到国家质量二级标准。API值大于100且小于等于200,表明空气质量为轻度污染,相当于达到国家空气质量三级标准;长期接触,易感人群病状有轻度加剧,健康人群出现刺激症状。API值大于200,表明空气质量较差,超过国家空气质量三级标准,一定时间接触后,对人体危害较大。
(二)氧气
1 氧气的性质
反应的文字表达式: (二)化学反应 1. 化学反应:生成新物质的变化叫做化学变化。也叫化学反应。 如:天然气燃烧,钢铁生锈等。 2. 物理变化:没有生成新物质的变化。 如:石蜡熔化,干冰升华。 *. 化学反应的本质特征是:有新物质生成。常表现为颜色改变,放出气体,生成沉淀等。还发生能量变化,如:放热、发光。在发生化学变化过程中同时发生物理变化。3. 化合反应:由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应,叫做化合反应。 4. 氧化反应:物质跟氧发生的反应。 以上三个反应中的生成物: 都是氧化物。 氧气具有氧化性,是常见的氧化剂。 5. 缓慢氧化: 有些氧化反应进行得很慢,甚至不易觉察,这种氧化叫缓慢氧化。如:呼吸作用,食物腐烂,钢铁生锈。6 物理性质与化学性质(三)氧气的制取
较好方法
三 中考链接例1 下列情况可能引起空气污染的是: ①煤和石油的燃烧; ②工业废气的任意排放; ③燃放鞭炮; ④飞机、汽车尾气的排放。 (A)只有①② (B)只有③④ (C)只有①②③ (D)①②③④提示: 随着现代化工业的发展,排放到空气中的有害物质改变了空气的成分,造成对空气的污染,造成对空气污染的有害物质大致可分为:粉尘和气体两大类。从世界范围看,排放到空气中的有害气体主要有二氧化硫,一氧化碳,二氧化氮。参考答案: D说明:①煤和石油的燃烧易产生烟尘,一氧化碳、二氧化硫;②工业废气一般是烟尘,一氧化碳,二氧化硫、二氧化氮;③燃放鞭炮易产生烟尘,二氧化硫,二氧化氮;④飞机、汽车尾气易产生一氮化碳、二氧化氮 例2:标准状况(0℃,1.01×105帕)下,某气体的密度是1.98克/升(标准状况下空气的密度为1.29克/升),该气体易溶于水,在实验室收集此气体时应用( ) A、排水集气法 B、向上排空气法 C、向下排空气法 D、以上方法均可以提示: 应根据气体的溶解性和密度确定气体的收集方法。(M为空气的平均相对分子质量)物理性质不(或不易、难)溶于水密度比空气大(M>29)密度比空气小(M<29)收集方法排水法向上排空气法向下排空气法 题中给出的气体密度大于空气,且易溶于水,故收集方法只能为B。参考答案: B【例3】 下列关于空气的有关叙述正确的是: (A)空气中大约含有21%的氧气是指100g空气中含有21g氧气。 (B)人类呼吸排放的二氧化碳是空气的最大的污染源。 (C)在通常状况下,无色无味的气体一定是空气。 (D)空气的主要成分比较固定,主要是由氮气和氧气组成。提示: 这是一道关于空气知识的综合问题,该题涉及到空气的成分,物理性质及空气污染等。解此题要有扎实的基础知识,平时应善于对生活中的相关知识的观察与了解。答案: D说明: 空气是混合物,一般说来成分比较固定。空气的成分按体积分数计算,大约氮气是78%,氧气是21%,而不是按质量计算。空气是无色无味的气体,但除空气外,还有一些气体也是无色无味的,如氢气、氧气、一氧化碳等,所以说无色无味的气体一定是空气是不确切的。随着工业的发展和燃料用量的增加,排放到空气中的有害气体和烟尘,对空气造成了污染,人类呼吸排放的二氧化碳并不是大气的污染源,所以答案选(D)。例4 下列物质的性质属于物理性质的是 A、镁条能在空气中燃烧 B、加热碱式碳酸铜生成了氧化铜、水和二氧化碳 C、氧气在通常情况下是无色无味的气体,它不易溶于水 D、白磷自燃提示: 物理性质主要包括物质的色、味、态、密度、硬度、溶解性、熔点、沸点等。而化学性质则主要包括物质的可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。参考答案: C说明: A是镁条的化学性质;B是碱式碳酸铜受热分解的化学变化;C是O2的物理性质;D是白磷自燃是化学变化例6 在通常状况下,氧气是没有颜色,没有气味的气体这句话是指氧气的: (A)物理性质 (B)物理变化 (C)化学性质 (D)化学变化提示:解答此类问题应从概念入手,物质的变化有物理变化和化学变化。物质在发生变化时生成了其它物质的变化叫化学变化,没有生成其它物质的变化叫物理变化。同样,物质的性质也分为物理性质和化学性质。物质在化学变化中表现出来的性质叫化学性质,物质不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度等是物理性质。说明:本题"在通常状况下,氧气是没有颜色、没有气味的气体"这句话,显然是氧气不需要发生化学变化就表现出来的性质,所以答案应选(A)例7 实验室制取氧气大至可分为下列步骤:a、点燃酒精灯,加热试管;b、检查装置气密性;c、将高 锰酸钾装入试管,用带导气管的塞子塞紧试管,并把它固定在铁架台上;d、用排水法收集氧气;e、熄 灭酒精灯;f、将导管从水槽中取出。 正确操作的顺序是( ) (A)b-c-a-d-e-f (B)c-b-a-d-e-f (C)b-c-a-d-f-e (D)c-b-a-d-f-e 提示:进行实验一定要以安全,不发生意外事故,现象明显,结果正确,且节约药品为原则。所以实验室制取气体应按照一定的正确步骤顺序进行。 参考答案:C 说明:在实验室制取氧气时,实验开始时的操作顺序尤为重要。首先应检验装置的气密性,再向试管中装入药品,用带导气管的塞子塞紧试管,并把试管固定在铁架台上,如果两者顺序颠倒,一旦仪器的气 密性不好,则造成药品的浪费。实验室完成时应先将导气管从水槽中取出,然后熄灭酒精灯,如果两者的顺序相反,则易使水槽中的水沿导气管进入热试管内,使试管发生炸裂事故。所以应选C。 参考答案: (A)例8 做家庭小实验:取2个石棉网,分别放上一小匙白糖,在其中的一小匙白糖上面洒满普通香烟的烟灰然后用燃着的木条分别点燃二处的白糖,观察现象并回答问题:哪一块石棉网上的白糖燃烧?火焰的焰色呈什么色?把燃烧后的剩余物质洒在另一块未燃烧的白糖上面,再用燃着的木条点燃,观察现象。请回答烟灰在这个反应中的作用 。 提示:这是一组对比实验,做实验时要仔细观察实验现象,要联想学过的知识进行分析、判断,运用化学知识理解一些简单化学问题。并在获取知识和技能的同时,提高实验能力,发扬探索精神 。参考答案: 未洒香烟灰的白糖点燃时不燃烧。洒满烟灰的白糖点燃能够燃烧,发出蓝色火焰。把燃烧后的剩余 物质,洒在另一块未燃烧的白糖上面,再用燃着的木条点燃,白糖燃烧,发出蓝色火焰。烟灰在这个反应中起催化作用,烟灰是这个反应中的催化剂。 说明:洒满烟灰的白糖能够被点燃,未洒烟灰的白糖不能点燃,这说明烟灰能改变白糖着火点。把燃烧后的剩余物质,洒在未燃烧的白糖上面,白糖依旧可以被点燃,这说明烟灰在白糖燃烧前后化学性质没有改变。所以说烟灰在这个反应中起催化作用,烟灰是这个反应的催化剂。 例9 天然气的主要成分是甲烷。甲烷是一种无色无味,密度比空气小,极难溶于水的气体。实验室常用加热醋酸钠与碱石灰的固体混合物来制取甲烷。试回答: (1)能否用制氧气的装置制甲烷,为什么? (2)可以用哪些方法收集甲烷,为什么?提示:实验室制取气体的装置是根据实验室制取气体的反应原理及被制取气体的物理性质来决定的。制取装置分为两部分:一是气体的发生装置,二是气体的收集装置。气体的发生装置根据反应物的状态和反应条件来确定。初中学习了两种,一种是反应物为固体,加热制取气体;一种是反应物为固体和液体反应在常温下进行。气体的收集装置是由气体的物理性质,主要是该气体的密度及溶解性来决定。密度比空气大的气体可采用瓶口向上排空气法收集,密度比空气小的气体可采用瓶口向下排空气法收集;难溶于水或不易溶于水的气体,可采用排水法收集参考答案:(1)能用制氧气的装置制甲烷。因为实验室制甲烷所用反应物的状态与反应条件都和实验室制氧气所用反应物的状态与反应条件相同。所以能用制氧气的装置制甲烷。(2)因为甲烷的密度比空气小,可以用口向下排空气法收集。又因为甲烷极难溶于水,还可以用排水集气法收集 说明:(1)实验室制氧气是用加热氯酸钾和二氧化锰的混合物或加热高锰酸钾。反应物的状态均为固态,反应条件为加热。实验室制甲烷用加热醋酸钠与碱石灰的固体混合物,其反应物状态与反应条件和制氧气相同,所以能用制氧气的装置制甲烷 。 (2)甲烷的密度比空气小,故可采用口向下排空气法收集;又因为甲烷极难溶于水,还可以采用排水法收集。单元小结1、空气 (1)空气的成分:氮气78%,氧气21%,稀有气体0.94%,二氧化碳0.03%,其他气体及杂质0.03%(体积分数)。 (2)空气污染:一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、粉尘等污染源以及温室效应,臭氧层被破坏都形成大气污染。 2、氧气3、有关实验 (1)空气中氧气含量的测量:可燃物在空气中燃烧,消耗氧气,容器内压强减小,使水进入容器,测定进入容器中水的体积即为氧气的体积。 (2)可燃物在氧气中燃烧:注意有无火焰,火焰的颜色,生成物的状态、颜色及气味。 (3)实验室制取氧气 ①根据反应物的状态及反应条件选择气体发生装置。②用高锰酸钾制氧气时,按“查、装、定、点、收、离、熄”的步骤进行操作。③有许多金属氧化物如氧化铜、氧化铁都能作过氧化氢分解的催化剂。方法总结 1、正确理解物质的性质和变化 物质的变化也叫物质的运动。物质运动有两种基本形成——物理变化和化学变化。没有新物质生成的变化叫做物理变化,如物质的状态、形状等的变化都属于物理变化。有新物质生成的变化叫做化学变化(也叫化学反应),如铁生锈、米饭烧焦等都属于化学变化。所谓新物质指的是与原物质组成和结构不同的物质。学习物理变化和化学变化时应注意它们的本质区别(即判断某个变化是物理变化还是化学变化的依据)在于前者不生成新物质,而后者有新物质生成。在化学变化过程中常伴随有放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。这些现象可以帮助我们判断有没有化学变化发生,但这些现象都不是化学变化的本质,也不是化学变化中所特有的。例如通电时灯丝的发光、放热,无色的氧气在约-183℃(90K)时变为淡蓝色液体,温度升高时溶解在水里的气体放出,石灰水受热时有白色固体(氢氧化钙)析出,在这些变化中虽然伴随有放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象,但在这些变化中并无新物质生成,故都是物理变化。 物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。如可燃性、还原性、氧化性、稳定性等。如镁能在空气中燃烧,铁钉在潮湿的空气中生锈等,就属于镁、铁的化学性质。而不需要发生化学变化就表现出来的性质,如颜色、气味、状态、熔点、沸点、硬度、密度等都属于物质的物理性质,这些性质是可以被感知和被测量的,如可用眼看,用仪器测量。总之,物理性质和化学性质的区别就在于是否通过化学变化表现出来。物质的化学性质一定要经过化学变化才能表现出来;物质的物理性质一定不经过化学变化就能表现出来。这里的不经过化学变化不能说是经过物理变化,因为物质的某些物理性质如颜色等用眼一看便知,并没有经过任何变化。 2、以氧气的性质和制备为本单元主线 以氧气的性质为核心,重点是氧气的化学性质和氧气的实验室制法,其中也穿插了一些基本概念和原理。 氧气是一种化学性质比较活泼的气体。碳、硫、磷、铁、镁、石蜡都能在空气或氧气中燃烧,产生不同的现象。这些物质与氧气的反应都属于氧化反应,氧气在反应中能提供氧,是一种常见的、重要的氧化剂。 实验室常用过氧化氢分解(二氧化锰作催化剂)或加热高锰酸钾的方法来制取氧气,可用排水法或向上排空气法收集氧气。氧气能使带火星的木条复燃,实验室常用这种方法鉴定氧气。同步测试1.食油在锅内过热引起燃烧,将火熄的最好方法是( ) A.向锅内加水 B.将锅内的油倒掉 C.向锅内撒沙土 D.立即盖严锅盖2.实验室制取氧气的装置中,有关几个"口"的位置错误的是( ) A.装药品的试管口应向下倾斜 B.进入试管的导气管口应露出胶塞少许 C.用排空气法收集氧气时,集气瓶口应向下 D.用排水法收集时,导气管口应伸入集气瓶的口部3、下列变化不属于缓慢氧化的是( ) A. 食物腐烂 B。呼吸作用 C。火药爆炸 D。蜡烛燃烧4.用扇子一扇,燃着的蜡烛立即熄灭,其原因是( ) A. 使蜡烛着火点降低 B。供给氧气减少 B. 供给氧气增加 D。温度低于蜡烛着火点5、我们生活在物质的世界里,而物质在不断地变化。以下属于物理变化的是( ) A. 大米酿酒 B. 生米煮成熟饭 C. 湿衣晾干 D. 食物腐败6、区别氧气、空气、二氧化碳三瓶气体最简单的方法是( ) A. 分别测量三瓶气体的密度 B. 将三种气体分别通入澄清的石灰水中 C. 将带余烬的木条分别伸到三瓶气体中 D. 将燃着的木条分别伸到三瓶气体中7. 下列反应中,既是化合反应又是氧化反应的是( ) A. B. C. D. 8. 蜡烛燃烧和铁生锈都是化学变化,其变化的共同特点是( ) A. 都需要达到着火点 B. 都有发光发热现象 C. 都与氧气发生化合反应 D. 都是氧化反应9. 下列有关稀有气体用途的说法中,不正确的是( ) A. 焊接金属时用稀有气体做保护气 B. 氦用于制造低温环境 C. 稀有气体用于潜水、登山 D. 氙用于医疗麻醉10. 下列情况,不会造成空气污染的是( ) A. 燃放烟花爆竹 B. 煤的燃烧 C. 植物的光合作用 D. 汽车排放的尾气11、某物质能在氧气中燃烧,却不能在空气中燃烧,是因为( ) A. 空气中含有水蒸气 B。空气中含有大量不支持燃烧的二氧化碳 B. 空气中含氧气量少 D。空气散热快,温度难达到其着火点12、下列物质属于氧化物的是( ) A. 空气 B. 氧化铝 C. 红磷 D. 铝箔 13某学生设计的实验室制取氧气的装置如下图所示,其中有四处明显错误,请指出。⑴ ⑵ ⑶ ⑷ 14下列事实说明空气中含有哪些成分? (1)小白鼠在装有空气的密闭容器中可存活一段时间,说明空气中含有____________; (2)空气是制造氮肥的主要原料说明空气中含有____________; (3)酥脆的饼干在空气中放置会逐渐变软说明空气中含有____________; (4)长期放置在空气中的石灰水表面有一层白色物质说明空气中含有____________;15下列物质在氧气中燃烧,请写出观察到的现象和有关反应的文字表达式:在氧气中燃烧的物质观察到的现象有关反应的文字表达式红磷 硫 铝箔 【试题答案】1D 2 C 3D 4 D 5C 6D 7 D 8 D 9 C 10 C 11 C 12 B 13 、⑴试管口向上倾斜 ⑵试管夹夹在试管中部⑶导气管进入试管太长⑷用焰心加热。14 (1)氧气;(2)氮气;(3)水蒸气;(4)二氧化碳15略。
物理性质
化学性质:铝、硫、磷、铁、镁、木炭、石蜡等在氧气中燃烧
用途:支持燃烧、供给呼吸
氧气
收集
高锰酸钾(固态)锰酸钾+二氧化锰+氧气
过氧化氢(液态)水+氧气
过氧化氢
水+氢气
二氧化锰
有害气体(二氧化硫(SO2)、一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)。
烟尘(可吸入颗粒物)
排水法
向上排空气法
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