第四节 自然界中的水
名师导航
知识梳理
一、水的物理性质
纯净的水是______、______、______的液体。在压强为101千帕时，水的凝固点是0 ℃，沸点是100 ℃。4 ℃时水的密度最大，为1 g·cm－3。水结冰时体积膨胀，所以冰的密度比水的______。
答案:无色 无味 透明 小
二、水的组成(利用水的电解探究水的组成)
1.实验装置
通电分解水的简易装置
图2-22
2.实验现象：与电源相连的两极上都有______产生，且与电源正极相连的一端产生气体体积少，与负极相连的一端产生气体体积多，体积比约为______。
3.气体检验：用______检验乙管中的气体，发现木条复燃，说明是氧气；用______检验甲管中的气体，能燃烧，火焰是淡蓝色，是氢气。
4.实验结论：水在通电条件下，发生分解反应产生氢气和氧气。注意：电源要用直流电。
水 ______+ ______
H2O ______+ ______
做完电解水实验可以得出的结论是：
水是由______元素组成的，物质可分。
答案:2.气泡 1∶2 3.带火星的木条 燃着的木条 4.氢气 氧气 H2 O2 氢、氧
三、氢气
1.物理性质
氢气是一种没有______、没有______的气体，______溶于水，密度比空气______，是相同条件下密度最______的气体，所以命名为氢气。
2.化学性质
氢气具有______性，在空气（或氧气）中燃烧时，放出大量的______，产生______火焰，在其火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有______出现。需要注意的是，混有一定量空气或氧气的氢气遇明火会发生爆炸，因此，点燃氢气前，一定要______。
3.验纯方法
用排水法或向下排空气法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，靠近火焰，然后移开拇指点火，如果发出尖锐的______，表明氢气不纯，声音很小则表明氢气较纯。
答案:1.颜色 气味 难 小 小
2.可燃 热量 淡蓝色 水珠 验纯 3.爆鸣声
四、水净化的一般办法
利用______、______、______和等方法可以净化水。
（1）吸附：明矾可用于净水，是因为明矾溶于水生成的胶状物可以______悬浮于水中的杂质，使之从水中______出来。用具有吸附作用的固体还可以吸附掉一些______的杂质，除去异味。
（2）沉淀：对于静置沉淀和吸附沉淀，单一操作相对净化程度较高的是____________。
（3）过滤
过滤是分离不溶性______和______的一种方法。
①过滤所需仪器
漏斗、______、______、铁架台（带铁圈）。
②过滤操作要点
一贴：将滤纸折叠成圆锥形，用水湿润使其紧贴在漏斗内壁上，中间不要留有气泡。
二低：滤纸要低于______的边缘，漏斗里的液面应低于______的边缘。
三靠：过滤时玻璃棒的末端要轻轻靠在______滤纸的一边；盛过滤液的烧杯口要紧靠在玻璃棒的中上端，倾倒过滤液时沿玻璃棒流进过滤器；漏斗的最下端要紧贴在烧杯内壁上，以免滤液飞溅。
（4）蒸馏：给液体加热，使它变成______，再使______冷却凝聚成液体，这种方法叫做蒸馏。通过蒸馏，可以利用物质的______不同来分离和提纯液态混合物，也可以把混在液体中的不挥发性杂质除去。
答案:沉淀 过滤 吸附 蒸馏
（1）吸附 沉淀 可溶性 （2）吸附沉淀 （3）固体 液体 ①玻璃棒 烧杯 ②漏斗 滤纸 三层 （4）蒸气 蒸气 沸点
五、硬水和软水
1.硬水和软水
含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水，不含或含有较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。河水多是硬水，雪水、雨水是软水。
2.硬水和软水的检验
把肥皂水倒入水中搅拌，若水易起浮渣的为硬水，反之是软水。
3.软化硬水的方法
（1）生活中煮沸，可使部分可溶性钙、镁化合物沉淀析出，以降低水的硬度。
（2）实验室根据水和杂质的沸点不同，用蒸馏法获取蒸馏水。
蒸馏：利用液体的沸点不同分离混合物的方法。
疑难突破
1.凡是无色透明的水都能喝吗？
剖析：无色透明的水不一定是纯净的水，无色透明的水只能说明水中不含不溶性杂质，有可能有一些对人体健康不利的可溶性杂质。
答案:不一定能饮用。
2.为什么烧水的水壶内时间长了会有水垢？
剖析：因为水中可溶性的钙、镁化合物在加热时变成难溶性物质，于是形成水垢。
答案:因为水中含有可溶性的钙、镁化合物，在烧水的过程中，温度升高，发生化学变化，形成不溶性的物质，即形成了水垢。
问题探究
问题1:家中的水壶使用较长一段时间后，在壶底会结上一层厚厚的水垢（它的主要成分是碳酸钙与氢氧化镁，能溶于酸）。试利用家中现有的物质和用品设计一个实验来除去铝壶中的水垢。
探究：水垢能溶于酸，家中常见的酸，就是醋酸。
先用机械刮擦的方法除去壶帮和壶嘴里比较松软的水垢，这样可以减少食醋的用量，然后把食醋倒入壶里。为了加快反应，还应该把水壶加热，温度维持在60—70 ℃。这样，水垢就可以慢慢变得疏松，容易去除。
问题2:设计实验区分蒸馏水和自来水。
探究：取这两种水各少许放于两个烧杯中，加热蒸发至完全没有，观察烧杯底部，如果出现少量的固体物质则是自来水，另一种水则为蒸馏水。
典题精讲
例1:在电解水的实验中，正确的实验现象是( )
A.通电后，两个电极上都有气泡产生；过一段时间后，发现两个玻璃管内气体的体积比约为2∶1
B.负、正两极分别有氢气和氧气，而且体积比约为2∶1
C.水是由氢、氧两元素组成的
D.水发生分解反应，在插入正极的玻璃管内产生的是氢气
思路解析
实验现象是凭我们的感官感觉到的。如眼看、鼻闻、触摸等。而选项A所描述的，确实是我们通过眼睛看到的，并做了直接描写，所以是题目所要求的答案。而B选项所描述为负、正两极分别有氢气和氧气，且它们的体积分别是2∶1，只能通过我们进一步的实验，得出的结论，而不应算作实验现象，所以不能是题目的答案。而C、D选项都是通过实验现象得出的结论，所以它们都不是本题的答案。
答案:A
例2:图2-23A是电解水的简易装置，图B为电解水生成气体与时间关系图，试完成下列问题：
图2-23
（1）若甲管生成气体A，则b应接电源______极。
（2）气体B以带火星的木条检验，产生的现象是______，说明气体具有的性质是______。
（3）实验室可用什么方法收集氢气和氧气？这是根据气体的什么性质？
（4）4分钟后，甲、乙排除管内水的体积比各为多少？
思路解析
本题考点是学生对电解水实验现象的理解和记忆。考查方式较灵活，有简答、填空、识图等形式。既考查了相关化学知识，又将数学、物理知识运用于化学中，因此综合性较强。本题应从图B着眼，在横坐标上取一点，发现相同时间内A气体体积大于B气体体积，故A为氢气，B为氧气。其他各问就可顺利作答了。
答案:（1）负 （2）带火星木条复燃 助燃性 （３）都可用排水集气法；氢气难溶于水，氧气不易溶于水 （4）?V?(甲)∶V(乙)=2∶1
知识导航
自然界中存在的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多可溶性和不溶性杂质。
在压强为101千帕时，加热到100 ℃水就烧开了。冬天，到了0 ℃就要结冰。冰浮在水面上。
正极得氧，负极得氢。若将图中正、负极反接，左边试管得氧，右边试管得氢。
实验技巧：
水的导电能力较弱，反应较慢。电解水时在水里加入少量的硫酸或氢氧化钠溶液，能增强水的导电性。
水的电解需要通直流电，干电池就是一种直流电源。
氢气的体积是氧气体积的2倍，但质量却是氧气的1/8。
氧气的检验是利用带火星的木条，即利用氧气的助燃性；氢气的检验是利用氢气的可燃性。
水在通电的情况下，分解可以得到氢气和氧气。由于氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成。所以得出水是由氢元素和氧元素组成的，而且知道物质是可以再分的。
氢气是最轻的气体，氢意即“轻”。因此氢气可以用来填充气球，气球可以高高飘扬。
一切可燃性气体或可燃性粉尘与空气或氧气充分混合后，遇明火均可能发生爆炸。各物质都有一定的爆炸极限（能引起爆炸的浓度范围）。氢气的爆炸极限是4%～74.2%。
对于任何可燃性气体，燃烧之前都需要检验纯度。
用向下排空气法收集氢气进行二次验纯时，必须用拇指堵住试管口待一会儿，防止残留在试管内的氢气火焰引爆不纯的氢气。
利用明矾等絮凝剂，这些絮凝剂溶于水后，生成的胶状物对杂质进行吸附，使杂质沉降来达到净水的目的。
除去不溶性杂质 除去可溶性杂质 降低水的硬度
静置沉淀 可以 否
过滤 可以 否
吸附 可以 可以
蒸馏 可以 可以 可以
过滤是分离混合物的一种常用的方法。若两种物质混合，需进行过滤分离，则必须符合一种可溶、一种不溶。过滤时一定严格按照“一贴”“二低”“三靠”进行操作。否则，容易导致实验失败。
蒸馏操作时要注意的要点是：
①在烧瓶中加入约1/3体积的硬水，再加入少量防暴沸沸石或碎瓷片。
②蒸馏时注意保持温度缓慢上升，同时通入冷水进行冷却。
③当蒸馏烧瓶中只有少量液体或已达到规定要求时即停止蒸馏。
使用硬水对生活、生产的危害：
①用硬水洗涤衣物既浪费肥皂，又不易洗净，时间长了还会使衣物变硬。
②锅炉用硬水，易使炉内结垢，不仅浪费燃料，且易使炉内管道变形、损坏，严重者可引起爆炸。
③人们长期饮用硬水有害人体的健康。
人们在煮沸硬水的过程中，可以看到形成水垢，水垢的形成主要是因为某种原来可溶性的钙、镁化合物经过加热后，形成了不溶性的化合物。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。
蒸馏水是净化程度较高的水。
疑难导析
需说明水中的杂质除了不溶性的杂质，还有可溶性的杂质，无色透明的水只能保证不含不溶性杂质，但可能有一些我们肉眼看不见的，对人体健康不利的可溶性杂质。
要强调硬水中含有较多的可溶性的钙、镁化合物，在加热时，发生化学变化，形成不溶性的物质，即形成了水垢。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。这个过程实际上是把硬水变成软水的过程。
问题导思
要先知道水垢的成分。在喝自来水时，我们通常把水煮沸，这时水中溶解的部分钙和镁的化合物的主要成分是Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2，受热以后，就会分解，形成难溶于水的碳酸钙和微溶的碳酸镁，碳酸镁与水反应进一步转变为难溶的氢氧化镁。这样一来，水质提高了，水中的杂质变成了沉淀物，也就形成了水壶中的水垢。我们设法除去这些杂质即可。
先要知道蒸馏水是纯度较高的水，不仅没有不溶性杂质，而且没有可溶性杂质。而自来水中虽然没有不溶性杂质，但是有可溶性杂质，把水蒸发除去，可溶性杂质即可暴露出来。然后根据蒸馏水和自来水的组成特点设计实验。
典题导考
绿色通道
在水的电解过程中，正极产生氧气，负极产生氢气，氢气的体积是氧气体积的2倍，但质量却是氧气的1/8。
典题变式
下列关于水在通电情况下的实验描述正确的是( )
A.通电后，电极上出现气泡，与正极相连的试管中可收集到一种可燃性气体
B.通电后，电极上出现气泡，与正极相连的试管中的气体能使带火星的木条复燃
C.正极上产生的气体与负极上产生的气体的体积比为1∶2
D.正极上产生的气体与负极上产生的气体的体积比为1∶8
答案:B
绿色通道
本题考点是学生对电解水实验现象的理解和记忆。考查方式较灵活，有简答、填空、识图等形式。既考查了相关化学知识，又将数学、物理知识运用于化学中，因此综合性较强。
典题变式
图2-24是电解水的简易装置：
图2-24
（1）电源的A为______极，B ______为极。
（2）C试管中收集到的气体是______，可以用______检验；D试管中收集到的气体是______，可以用______检验。
该反应的文字表达式为___________。
（3）根据以上实验事实得出，水是由______组成的。
答案:（1）负 正
（2）氢气 点燃的木条 氧气 带火星的木条 水氢气+氧气
（3）氢、氧元素第三节 组成物质的化学元素
名师导航
知识梳理
一、元素与元素符号
1.氧气是由_________元素组成的，水是由_________元素和_________元素组成的，二氧化碳是由___________元素和___________元素组成的，它们都含有相同的元素是__________________________。
答案:氧 氢 氧 碳 氧 氧元素
2.质子数为__________________的同一类原子总称为氧元素；质子数为________________的同一类原子总称为钠元素。由此可见，_________不同，原子种类也不同，质子数决定原子的种类。
答案: 8 11 质子数
3.元素符号的书写，第一个字母要_________，如果第一个字母相同，再加第二个字母，第二字母要_____________。
答案: 大写 小写
4.元素符号的意义：(1)__________________；
(2)___________________________。例如：O可以表示 ___________________________，也可以表示__________________；2O只表示__________________。
答案: 表示一种元素 表示该元素的一个原子 氧元素 一个氧原子 两个氧原子
5.离子符号的表示：先写出元素符号，在元素符号的右上角标注离子的电荷数目和电性，电荷数目（数字）在前，电性（正负号）在后，如果离子带一个单位的电荷，则电荷数目“1”省略不写。
6.由_________构成的纯净物为单质，由___________________________构成的纯净物为化合物，它们的相同点：__________________，不同点__________________。
答案: 同种元素 不同种元素 都是纯净物 组成物质的元素的种类多少不同
二、自然界中元素的存在
在地壳中含量最多的元素是_________，含量为第二的元素是__________________，含量最多的金属元素是_________，含量为第二的金属元素是_________。
答案: 氧元素 硅元素 铝元素 铁元素
三、元素与人体健康
人体内的化学元素过多或不足，都不利于身体健康。
疑难突破
1.元素与原子的关系如何？
剖析：
元素 原子
联系 同一类原子的总称 化学变化中的最小粒子。原子是组成元素的基本单元
区别 只表示种类，没有个数之分 既表示种类，又可表示个数
应用举例 应用于描述物质的宏观组成。如：水是由氢元素和氧元素组成的，但不能说“水是两个氢元素和一个氧元素组成的” 应用于描述物质的微观结构。如：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子所构成的，但不能说“一个水分子是由氢元素和氧元素组成”
2.蜡烛燃烧后生成二氧化碳和水。由此你可以推测出蜡烛中肯定含有哪些元素？
剖析：我们可以从电解水的例子看出，在反应前后，原子的种类没有改变，不难得出，在反应前后，元素的种类也没有改变。蜡烛燃烧，其实质是与空气中的氧气发生反应，生成了二氧化碳和水，在生成物中，共有碳、氢、氧三种元素，那么在反应物中也有这三种元素，氧气中只含有氧元素，没有碳元素和氢元素，那碳元素和氢元素只能来自于蜡烛中，对于蜡烛中是否含有氧，不能确定。所以蜡烛中一定含有的元素是碳元素和氢元素。
问题探究
问题：请你仿照检验氢气燃烧生成水的实验方法，设计实验证明甲烷中含有氢元素和碳元素。
探究：实验操作：1.点燃甲烷；2.把冷而干燥的烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上，观察现象；3.过一会儿，将烧杯迅速倒过来，注入少量的澄清石灰水，振荡，观察现象。
实验现象：1.烧杯内壁有水珠出现；2.澄清石灰水变浑浊。
结论：有水生成，说明甲烷中含有氢元素；有二氧化碳生成，说明甲烷中含有碳元素。
典题精讲
例1:①海水 ②碘 ③氯酸钾 ④四氧化三铁 ⑤空气 ⑥氧化铜 ⑦胆矾 ⑧镁 ⑨氯化钠 ⑩液氧，属于混合物的是：___________；属于纯净物的是：___________；属于单质的是：_________；属于化合物的是：_________；属于氧化物的是：_________。
思路解析
对于物质的分类，首先要搞清楚物质分类的标准。混合物与纯净物的根本区别是所含物质的种类不同；单质与化合物的根本区别是所含元素的种类不同。在做题的过程中，不要把含多种元素的化合物当作混合物来处理。在做题时，首先把混合物选出来，①海水 ⑤空气都是由多种物质组成的是混合物；其他的物质都属于纯净物，含一种元素的是单质，如②碘 ⑧镁 ⑩液氧，其余的为化合物，③氯酸钾 ④四氧化三铁 ⑥碱式碳酸铜⑦胆矾 ⑨氯化钠，由两种元素组成的，一种是氧元素的化合物是氧化物，如④四氧化三铁 ⑥氧化铜。
答案:①⑤ ②③④⑥⑦⑧⑨⑩ ②⑧⑩ ③④⑥⑦⑨ ④⑥
例2:下列说法中正确的是（ ）
A.二氧化碳是由氧气和碳两种单质组成的
B.二氧化碳分子是由一个碳元素和两个氧元素构成的
C.二氧化碳是由碳原子和氧原子构成的
D.二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的
思路解析
物质的组成要用元素来描述。A中二氧化碳是不会含有其他物质的；分子不能用元素来描述，只能用原子来描述；二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，二氧化碳分子是由碳原子和氧原子构成的。
答案:D
知识导学
在对元素的理解中，一定要强调“同一类原子的总称”中的“一类”指的是核电荷数（或质子数）相同的一类原子。从而体会到元素是一个描述某一类原子的种类概念。
元素符号是国际通用的化学用语，是学习化学的重要工具，是重点。
宏观意义表示一种元素，微观意义表示该元素的一个原子。如果在元素符号前面加上适当的数字，则一般只有微观意义。
看到一种元素的名称就应想到这种元素的符号，看到一种元素符号就应想到这种元素的名称。
单质与化合物的根本区别是组成物质的元素种类不同，共同点是它们都不是混合物。不要把化合物当作混合物。
元素影响人体健康，在人体内哪种元素的含量过多或不足，都不利于身体的健康，所以要合理膳食，均衡营养，不要偏食，不要挑食。
疑难导析
事实上，掌握概念并不难，困难是在应用的时候，元素和原子两者之间经常发生混淆。当讨论物质的组成时，应该用“物质是由元素组成”来描述，其中只涉及种类而没有数量多少的含义。当讨论物质的微观结构时，就应该用原子来描述，不仅要讲种类而且要讲个数。
要注意区别元素与原子哪个表示种类，哪个表示个数；哪个描述物质宏观组成，哪个描述物质微观组成。
根据化学反应前后元素的种类不变，对于一些物质的组成，我们可以通过这种方法来测出物质中含有哪些元素，有时还可以把一种物质隔绝空气加强热，分析产物的成分，来得出该物质中含有哪些元素。
问题导思
本题是利用反应前后元素的种类不变来证明物质中是否含有某元素。要想证明甲烷中含有氢元素和碳元素，只要证明甲烷与氧气反应的生成物中含有氢元素和碳元素即可。
典题导考
黑色陷阱
不要误认为化合物中只能含有铁离子，大多数是以亚铁离子或其他形式存在。不要误认为化合物是混合物。
绿色通道
对于物质的分类，要明确分类的标准。只含有一种物质的是纯净物，含有多种物质的是混合物；在纯净物中，含有一种元素的是单质，含有多种元素的是化合物，含有两种元素且含有氧元素的化合物是氧化物。
典题变式
下列物质是我们日常生活中常接触的物质，请指出其中属于混合物的是：_________；属于金属单质的是：_________；属于化合物的是：_________。
①铜 ②食盐 ③空气 ④二氧化碳 ⑤牛奶
答案:③⑤ ① ②④
黑色陷阱
要正确理解符号中2的意义：2H2表示2个氢分子；2H表示两个氢原子；H2O表示一个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子；H2表示一个氢分子。
典题变式
(2010福建厦门中考)在元素周期表中，应用于计算机的是硅元素，下列有关硅的说法正确的是（ ）
A.原子序数是14 B.原子个数是14
C.相对原子质量是14 D.质子数是28
答案:A第一节 燃烧与灭火
名师导航
知识梳理
一、燃烧的条件
燃烧是一种____________________________________化学反应。
根据下列对比实验，探究物质燃烧的条件
探究实验 你的结论
用镊子依次夹取分别蘸有酒精和水的棉球，放到蜡烛火焰上灼烧片刻
分别点燃两支蜡烛，将其中一支蜡烛用玻璃杯罩住
用镊子分别夹取一小根木条和一小块煤，在蜡烛火焰上点燃
答案: 发光、发热的剧烈的
探究实验 你的结论
用镊子依次夹取分别蘸有酒精和水的棉球，放到蜡烛火焰上灼烧片刻 物质要燃烧必须具有可燃性
分别点燃两支蜡烛，将其中一支蜡烛用玻璃杯罩住 物质要燃烧必须与氧气接触
用镊子分别夹取一小根木条和一小块煤，在蜡烛火焰上点燃 可燃物的温度必须达到着火点
二、完全燃烧与不完全燃烧
1.当氧气充足时，可燃物__________________，燃烧得快，放出的热量，可燃物中的碳、氢元素分别生成_________和_________；当氧气不充足时，可燃物_________，燃烧得慢，放出的热量，可燃物中的碳、氢元素分别生成_________、_________等有毒气体和小的_________等物质。
答案: 完全燃烧 多 二氧化碳 水 不完全燃烧 少 一氧化碳 碳氢化合物 炭黑
2.在氧气充足时，碳燃烧生成_________；在氧气不充足时，碳燃烧生成_________。写出这两个反应的表达式：___________________________；___________________________。
答案:二氧化碳 一氧化碳 略 略
3.一氧化碳是无______无______的_________气体，能与人体内的_________结合，血液中的_________便丧失了输氧的功能，人体就会因缺氧而中毒，甚至死亡。
答案:色 味 有毒 血红蛋白 血红蛋白
三、爆炸
1.在________内，如果发生__________________，短时间聚积___________________________，使气体的体积__________________，就会发生爆炸。
答案:有限的空间 急速的燃烧 大量的热 迅速膨胀
2.通常在一些场所如_________、_________、_________和_________都要备有防爆器材和设立安全措施。
答案:油库 面粉加工厂 化工厂 煤矿
3.在生活中你注意到吗？
在加油站一般要设置什么标志：__________________。
在医院一般要设置什么标志：____________________。
你还在生活中注意到哪些地方设置安全标志，设置什么样的安全标志，试举一例。______________________________________________________
答案:禁止烟火 禁止吸烟 在面粉加工厂的车间 严禁烟火
四、灭火的原理与方法
灭火的原理和方法
(1)_____________________________________________。
(2)_____________________________________________。
(3)_____________________________________________。
一旦失火，不要惊慌，要沉着应付。当烟很大时，用___________________________捂着嘴和鼻子，防止_________，有烟雾的地方要_________或_________。
答案:(1)移走可燃物
(2)隔绝氧气
(3)降低可燃物的温度到着火点以下
湿毛巾 烟尘 蹲下 匍匐前进
疑难突破
在什么情况下会发生爆炸？
剖析：可燃物在有限的空间内急速地燃烧，就会在短时间内聚集大量的热，使气体体积急速膨胀而引起爆炸。可燃性气体或粉尘跟氧气(或空气)混合，由于可燃物与氧气接触的表面积很大，遇到明火就有发生爆炸的危险。因此，加油站、面粉厂、煤矿矿井等处要严禁烟火。
问题探究
问题:燃烧需要哪些条件？试设计实验进行探究。
探究：实验仪器和药品：
烧杯、铜片、镊子、药匙、导管、滤纸、白磷、红磷、开水、气球（内充有氧气）
实验步骤：
（1）在大烧杯中注入开水，在烧杯上盖一铜片
（2）取一小块白磷，用滤纸吸干，放在铜片的一端，在另一端放相同质量的红磷，观察现象。
（3）向烧杯中的白磷通入氧气，观察现象。
实验现象：
①水中的白磷没有燃烧，铜片上的红磷也没有燃烧，铜片上的白磷燃烧，放出大量的白烟。
②向水中的白磷通入氧气，水中的白磷燃烧。
结论：可燃物燃烧必须同时满足：与氧气接触，可燃物的温度达到着火点。
典题精讲
例1:酒精灯火焰用灯帽可盖灭,其原理主要是( )
A.灯帽能降温
B.灯帽盖上后,使可燃物与空气隔绝了
C.盖上灯帽后酒精灯芯上没有酒精了
D.灯帽是灭火剂
思路解析
灭火的原理是移走可燃物；隔绝氧气；降低可燃物的温度到着火点以下。从题意中不难分析得出用灯帽盖灭是把可燃物与氧气隔离。
答案:B
例2:供家用煤炉燃烧的煤制成蜂窝状，这是为了（ ）
A.增加空气中氧气的体积分数
B.使煤燃烧产生的热量不易散失
C.增加煤与氧气的接触面积
D.延缓煤的燃烧时间，节约能源
思路解析
把煤做成蜂窝状，最大的不同就是与氧气的接触面积不同，蜂窝状的煤与氧气的接触面积大，燃烧更充分，放出的热量多，产生的一氧化碳也少。
答案:C
知识导学
通常所说的燃烧，是指可燃物与氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应。
燃烧现象是发光、发热并有新物质生成，是化学反应，但发光、发热的未必都是燃烧。如灯泡通电发光、发热并没有新物质生成，是物理变化。
可燃物不完全燃烧不仅带来环境污染而且造成燃料浪费。所以要促进可燃物充分燃烧，促进可燃物燃烧的方法有如下三种情况：
1.增大可燃物与氧气的接触面积，有利于可燃物的充分燃烧，如工厂烧锅炉用的煤往往加工成粉末状。
2.可以鼓入足量的空气使可燃物充分燃烧。
3.可燃物燃烧与氧气的浓度有关，氧气浓度越大，可燃物燃烧越剧烈，例如在空气中加热铁丝时，铁丝不会发生燃烧，如果在纯氧中加热铁丝，它就会火星四射，剧烈燃烧。
爆炸可分为：化学爆炸，物理爆炸
(1)由燃烧引起的爆炸是可燃物与氧气发生氧化反应生成的气体在有限空间急剧膨胀，引起爆炸，是化学变化。
(2)有限空间内，气体受热膨胀引起爆炸，没有新物质生成，是物理变化，如车胎爆炸，气球受挤压爆炸。
任何可燃性气体只要与空气或氧气混合，遇到明火都有可能发生爆炸。
即满足三个方面就会发生爆炸：一是可燃性气体或粉尘与空气或氧气混合；二是遇到明火；三是在爆炸极限内。
灭火的原理与燃烧的条件是相对应的，要想灭火，只要让物质不满足燃烧的条件即可。
疑难导析
欲分析在什么情况下会发生爆炸先要知道爆炸产生的原因，可燃物在有限的空间内，短时间内聚集大量的热，是否会发生爆炸。所以可燃物与氧气接触的表面积很大是很危险的。
问题导思
在设计实验时，要充分考虑燃烧的条件和灭火的原理，控制只满足一个因素，看是否能够燃烧，若不能燃烧，说明这不是一个因素作用的结果；再做一个同时满足两个因素的实验，若能燃烧，则说明燃烧必须同时具备这两个因素。
向盛有开水的烧杯里放入一小块白磷，看白磷是否燃烧，说明在开水中，白磷的温度是否已达到了着火点；红磷与氧气接触，但没有达到着火点，观察是否燃烧；铜上的白磷的温度既达到了着火点，又与氧气接触，观察是否燃烧。
典题导考
绿色通道
这一类题主要考查对灭火原理的理解程度，只要能认真分析，和灭火原理的三个方面对号入座，不难得出正确的答案。
典题变式
蜡烛火焰用扇子一扇就灭,其灭火的原理主要是( )
A.用扇子一扇产生了能灭火的气体
B.用扇子一扇后使空气与可燃物隔绝了
C.扇子一扇,空气流动,带走了热量,使可燃物的温度降到了其自身的着火点以下
D.扇子一扇后,可燃物被扇跑了
答案:C
绿色通道
促进可燃物充分燃烧，可以增大可燃物与氧气的接触面积，也可以增加氧气的浓度，或者通入更多的氧气。
典题变式
将带火星的木条伸入到盛氧气的集气瓶中，立即发出火焰，其原因可能是（ ）
A.氧气浓度加大，促进了燃烧
B.空气中的氧分子与集气瓶内的氧分子不同
C.集气瓶内温度升高
D.木条伸入瓶内后可燃物达到了着火点
答案:A第四节 石灰石的利用
名师导航
知识梳理
一、石灰石的主要成分
石灰石的主要成分是_________，化学式为_________，自然界中_________、_________、_________、_________、_________等物质都含碳酸钙；锅炉和水壶的水垢主要成分也是_________。石灰石加入稀盐酸中，可以观察到__________________现象，把产生的_________通入澄清的石灰水中，产生_________，说明生成了气体_________。
写出下列物质的化学式：纯碱_________ 、碳铵_________、草木灰的主要成分_________。
答案:碳酸钙 CaCO3? 大理石 白垩 汉白玉 花岗石 贝壳 碳酸钙 白色固体溶解，有无色气体产生 无色气体 白色沉淀 二氧化碳 Na2CO3? NH4HCO3? K2CO 3
二、生石灰的烧制
石灰石经过高温灼烧，其中的_________会转化为疏松的_________和_________气体，反应方程式为_________，所以火烧圆明园之后，很多汉白玉石材裂成碎片。
答案:碳酸钙 氧化钙 二氧化碳 CaCO3CaO＋CO2↑
三、生石灰、熟石灰的性质和用途
从海水中提取镁，常采用把贝壳灼烧后加入海水贮水池中，使海水中的Mg2＋生成Mg(OH)2白色沉淀。灼烧贝壳的方程式为__________________，产生?Mg(OH)2?沉淀的反应方程式为_________，生石灰与水反应生成_________，反应方程式为__________________，该反应能够_________，可以煮熟鸡蛋；生石灰常用作黏合剂，可以把细纱、黏土等牢牢黏合在一起，自身变成__________________，化学方程式为_________________。
答案:CaCO3CaO＋CO2↑ Ca(OH)2＋MgCl2====CaCl2＋Mg(OH)2 Ca(OH)2 CaO＋H2O====Ca(OH)2? 放出热量 碳酸钙 Ca(OH)2＋CO2====CaCO3＋H2O
疑难突破
为什么炼铁过程中加入石灰石？其作用是什么？
剖析：炼铁过程中加入石灰石，能够与铁矿石中的熔点很高的脉石（二氧化硅）反应，生成硅酸盐而除去。从而降低了生铁中的杂质含量。
问题探究
问题:现有一块孔雀石样品，如何证明孔雀石中含碳酸根离子？
探究：碳酸根离子能够与盐酸反应，生成无色无味的气体，该气体通入澄清的石灰水使之变浑浊，生成白色沉淀。
向孔雀石中加入稀盐酸，产生无色无味的气体，该气体通入澄清的石灰水，产生白色沉淀，证明孔雀石中含有碳酸根离子。
典题精讲
例1: 图5-6是石灰石的利用关系图，请写出主要的化学反应方程式。（任写五个）
反应方程式：
(1)______________________________________。
(2)______________________________________。
(3)______________________________________。
(4)______________________________________。
(5)______________________________________。
图5-6
思路解析
本题考查石灰石的利用，以及各物质之间的转化关系。
答案:(1)CaO＋H2OCa(OH)2
(2)CaCO3＋2HCl====CaCl2＋CO2↑＋H2O
(3)Ca(OH)2＋CO2====CaCO3↓＋H2O
（4）CaCO3＋CO2＋H2O====Ca(HCO3)2
（5）CaCO3CaO＋CO2↑
例2: 分析某一物质成分时，知道它是含钠的化合物，将稀盐酸滴入此化合物时，放出一种无色无味气体，这种气体能使石灰水变浑浊，这种化合物是( )
A.Na2CO3 B.NaCl
C.Na2SO4 D.NaOH
思路解析
能够产生一种无色无味气体，这种气体能使石灰水变浑浊，说明这种物质是二氧化碳；含有钠元素，说明该物质为碳酸钠。
答案:C
知识导学
石灰石在自然界中分布很广。主要成分是碳酸钙。自然界中大理石、青石、花岗岩、贝壳等中主要成分都是石灰石。锅炉使用时间长了，会产生一层“水垢”，“水垢”是由于自然界中的水中含有“碳酸氢钙”，碳酸氢钙受热分解，生成碳酸钙、水和二氧化碳。沉淀后形成“水垢”。水垢能够阻碍热的传导，降低锅炉效率，严重时可能导致锅炉爆炸，产生危险。
碳酸钙受热灼烧，生成生石灰和二氧化碳。生石灰很疏松，所以大火焚烧后的圆明园的许多石头破裂了，成了残垣断壁。汉白玉石头则成了碎片。
生石灰可以作干燥剂、可以与水反应，生成熟石灰并放出大量的热；熟石灰是常见的建筑材料，能够和空气中的水和二氧化碳反应，生成石灰石，增强了它的硬度。
从海水中提取镁盐，加入生石灰，与海水中的镁离子作用生成白色沉淀氢氧化镁。氢氧化镁溶于盐酸，生成氯化镁，然后制得干燥的氯化镁（无水氯化镁），然后电解氯化镁得到金属镁。
疑难导析
要说明炼铁时常加入石灰石，主要作用是什么，二氧化硅的熔点与石灰石作用生成的硅酸钙的熔点差别。还要说明加入石灰石可达到什么目的。
问题导思
物质的检验主要依据物质的性质。检验孔雀石中碳酸根离子，要用到碳酸根离子能与盐酸反应生成二氧化碳气体，该气体与澄清的石灰水反应生成白色沉淀的性质。所以，应该向孔雀石中加入稀盐酸以产生二氧化碳气体,再把气体通入澄清的石灰水，根据是否产生白色沉淀判断是否含有碳酸根离子。
典题导考
熟悉物质的性质，是处理这类问题的关键。每一步处理的结果，消耗了哪些物质，每步反应又能够产生哪些物质，这是正确处理这类问题的根本。此题考查的是Ca(OH)2、CaCO3、CaCl2之间的转化关系，Ca(OH)2?转化为CaCO3，需通入CO2；CaCO3转化为CaCl2，需加入稀盐酸。
典题变式
长期存放石灰水的试剂瓶壁有一层白色的固体物质，它是_________，形成白色固体的化学方程式为___________________________；清洗时，最好选用_______________，因为反应后生成____________，然后用水冲洗干净，反应的化学方程式为____________________________。
答案:碳酸钙 Ca(OH)2＋CO2====CaCO3↓＋H2O 稀盐酸 CaCl2 CaCO3＋2HCl====CaCl2＋H2O＋CO2↑
典题变式
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，若使其变成无壳蛋，应将其泡在( )
A.酒中 B.醋中
C.食盐水中 D.蒸馏水中
答案:B
绿色通道
紧紧围绕盐酸可以与碳酸盐作用，生成二氧化碳和水，即“碳酸盐能够溶于盐酸”这一性质，利用盐酸来溶解碳酸钠，或者清洗沾在玻璃容器内壁的碳酸钙，是我们常用的方法。
典题变式
已知珍珠粉的主要成分含碳酸钙，试设计实验检验样品中含有碳酸盐。
答案:取少量珍珠粉样品，向样品上加入适量稀盐酸，产生少量气泡，把气泡通入澄清的石灰水，产生白色沉淀。
结论：珍珠粉中含有碳酸盐。第二节 构成物质的基本微粒
名师导航
知识梳理
一、分子
1.构成物质的微粒有___________、___________、___________。有的物质是由分子构成的，例如，氢气是由___________构成的，氧气是由___________构成的，水是由___________构成的，干冰是由___________构成的。
2.不同物质的分子性质___________，同种物质的分子性质___________。
3.一个水分子___________体现水的状态，水的密度、熔点、沸点等物理性质，___________体现水的化学性质。（填“能”或“不能”）
答案:分子 原子 离子 氢分子 氧分子 水分子 二氧化碳分子
2.不同 相同 3.能 不能
二、原子
1.有的物质是由原子构成的，我们常见的金属（如铁、铜、铝、汞等）、稀有气体（如氦、氖等）和某些非金属固体是由原子构成的。例如：金属铜是由___________构成的，氦气是由___________构成的，金刚石是由___________构成的。
2.当水分子分解时，每个水分子分解成两个氢原子和一个氧原子，每两个氢原子又结合成一个氢分子，每两个氧原子重新结合成一个氧分子。在此过程中，可以再分的是___________，不可再分的___________是，由此可见，原子是化学变化中的___________的微粒；分子与原子的根本区别___________是。
3.原子是由居于原子中心的带正电的___________和核外带负电的___________构成的，两者所带电量大小___________，电性___________，因而整个原子呈电中性。
4.原子核是___________由___________和构成的（但并不是所有的原子都含有中子，例如___________原子中就没有中子），一个_______带一个单位的正电荷，________不带电。
5.在原子中，存在着一个相等关系：___________＝___________＝___________ 。
6.近似相对原子质量＝___________ ＋___________。
7.计算下列物质的相对分子质量：
(1)H2：___________；(2)O2：___________；
(3)H2O：__________；(4)CO2：___________。
答案:1.铜原子 氦原子 碳原子
2.水分子 氢原子和氧原子 最小 在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分
3.原子核 电子 相等 相反
4.质子 中子氢 质子 中子
5.核电荷数 质子数 核外电子数
6.质子数 中子数
7.(1)2 (2)32 (3)18 (4)44
三、离子
1.原子__________电子变成阳离子，原子__________电子变成阴离子，离子所带的电荷数与 __________有关。
2.阳离子__________电子变成原子，阴离子__________电子变成原子。
疑难突破
1.怎样比较分子与原子？
剖析：
分子 原子 备注
相似点 分子很小，分子之间有间隔，总是在不停地运动着 原子很小，原子之间也有间隔，也总是在不停地运动 分子与构成分子的原子相比，原子更小，但并不是说原子都一定比分子小
不同点 在化学变化中分子可以再分 在化学变化中原子不能再分
联系 分子是由原子构成的，分子和原子都是构成物质的一种微粒
2.怎样比较原子与离子？
剖析：
原子 离子
阳离子 阴离子
核电荷数与核外电子数的关系 核电荷数等于核外电子数 核电荷数大于核外电子数 核电荷数小于核外电子数
电性 不显电性 正电 负电
符号举例 Na、Cl Na+ Cl-
相互转化 原子得电子变为阳离子原子失电子变为阴离子
问题探究
问题1:请你设计一个实验来证明分子总是在不停地运动着。
探究：实验仪器和用品：一瓶溴蒸气和一瓶空气。
实验操作：把红棕色的溴蒸气放在下面，盛空气的集气瓶口对口地放在盛有溴蒸气的集气瓶的上面，把中间的玻璃片抽出。
实验现象：有色气体由下瓶扩散到上瓶，下瓶由于浓度变小颜色变浅，最后达到两瓶气体的颜色一致。
结论：分子总是在不停地运动着。
问题2:α粒子是带两个单位正电荷的氦原子。1911年，科学家用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔（金原子，核电荷数为79，相对原子质量为197）探究原子结构，请模仿科学家进行实验探究。
探究：发生三种实验现象：
(1)有一小部分α粒子改变了原来的运动路径。原因是α粒子途经金原子核附近时，受到斥力而稍微改变了运动方向。
(2)大多数α粒子不会改变原来的运动方向，原因是α粒子通过时，原子内、原子间有空隙。
(3)极少数α粒子被弹回来，原因是α粒子撞击了金原子核而被弹回或撞击了带正电荷、质量大、体积小的金原子核而被弹回。
典题精讲
例1:下列叙述中正确的是( )
A.物质都有是由分子构成的
B.原子是不能再分的微粒
C.保持水的化学性质的最小微粒是氢原子和氧原子
D.由电解水实验可知，化学反应前后原子的种类不变
思路解析
构成物质的微粒有分子、原子和离子，分子只是其中的一种，故A错；原子在化学变化中不能再分，而离开“化学变化”这个前提，原子仍然可分，原子内还有比较复杂的结构，故B错；水是由水分子构成的，保持水的化学性质的最小微粒是水分子，只有由原子构成的
物质才由其原子来保持物质的化学性质，故C错；水是由H、O两种元素构成的，水电解产生了氢气（由氢元素组成）和氧气（由氧元素组成），所以化学变化前后元素种类不变。
答案:D
例2:某些花岗岩石材中含有放射性元素氡。一种氡原子的质子数为86，中子数为136，这种氡原子核外电子数为( )
A.50 B.86
C.136 D.222
思路解析
此题考查对原子结构以及原子结构中微粒数之间等量关系的理解程度，解此题的关键在于掌握原子结构中的等量关系。即核电荷数 =质子数 =电子数（电荷等量关系），相对原子质量=质子数+中子数（质量等量关系）。由题意，氡元素的质子数为86，则原子核外电子数为86；又由于中子数为136，则相对原子质量为222。
答案:B
知识导学
要知道哪些常见的物质是由分子构成的，如氢气、氧气、水、二氧化碳等物质是由分子构成的。
分子很小，体积很小，质量也很小，我们肉眼看不见，也摸不着。一个分子是不能体现物质的密度、熔点、沸点、状态等物理性质的，物质的物理性质是该物质大量分子的聚集体共同表现出来的。一个水分子可以体现水的化学性质，在体现水的化学性质时是不可再分的，再分就不是水的分子了，也就不能体现水的化学性质了。
要知道哪些常见的物质是由原子构成的，如金属（铁、铜、铝等）、稀有气体和金刚石等物质是由原子构成的。
从电解水的过程中，可以看出水分子在这个化学变化中是可再分的，而氢原子和氧原子没有再分。可以体现出原子是化学变化中的最小粒子；分子与原子的根本区别在于在化学变化中，分子可以再分而原子不能再分。
就目前的实验手段来说，很难看到原子的内部结构。
一个电子的质量很小，约等于一个质子或一个中子的1/1 836，电子的质量在一定程度上可以忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上。一个质子和一个中子的质量大约相等，都约等于一个碳原子质量的1/12，所以近似相对原子质量等于质子数与中子数之和。
根据原子不显电性和原子内粒子的带电情况不难得出这个关系。
正确计算相对分子质量，一定要理解这种分子的构成。
离子是原子得到或失去电子的产物。
疑难导析
比较分子与原子，要比较他们的相似点、不同点及他们之间的联系。相似点要比较分子与原子的大小、分子之间的间隔及原子之间的间隔、分子与原子是否是不停地运动着；不同点要比较在化学变化中分子是否可以再分，原子是否可以再分；他们之间的联系要说明原子构成分子、分子和原子都可以构成物质，只不过有的物质是由原子构成的，有的物质是由分子构成的。
比较原子与离子要比较他们的核电荷数与核外电子数的关系、电性、相互转化等，而离子还要分阳离子和阴离子进行比较。他们的核电荷数与核外电子数的关系要比较原子与离子核电荷数是等于、大于或小于核外电子数；电性的比较要比较原子与离子是否显电性，显正电还是负电；相互转化关系要比较原子变为阳离子是得还是失电子，原子变为阴离子是得还是失电子。
问题导思
本实验把两个装有不同颜色气体的瓶子放到一起，观察上、下两瓶气体的颜色是否变化，如果变化，且两瓶气体的颜色最后达到一致则说明分子总是在不停地运动着的，如果上、下两瓶气体的颜色没有变化则说明分子不是运动着的。
用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔（金原子，核电荷数为79，相对原子质量为197），如果一小部分α粒子改变了原来的运动路径，可说明原子有原子核；大多数α粒子不会改变原来的运动方向，可说明原子内、原子间有空隙，原子内有相对较大的空间；极少数α粒子被弹回来，可说明原子核带正电荷、质量大、体积小。
典题导考
绿色通道
这类题主要考查对物质的构成、原子的认识以及分子与原子的根本区别的掌握。
典题变式
氧化汞受热的变化可用图表示3-5，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( )
图3-5
A.氧化汞受热能分解成汞原子和氧原子
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解
D.所有的物质都是由分子构成的
答案:D
绿色通道
原子中各粒子的两个相等关系是：核电荷数=质子数=核外电子数，相对原子质量=质子数+中子数。
典题变式
原子R核外有26个电子，核内有30个中子，它的质子数为______，相对原子质量约为_________.
答案:26 56第二节 化学研究些什么
名师导航
知识梳理
一、化学研究物质的性质与变化
1.物质在物理变化中__________________________________________________，例如物质 、 、 、 、 、 、 等性质都属于物理性质。
答案:不需要通过化学变化就能表现出来的性质 颜色 状态 熔点 沸点 硬度 密度 气味
2.在化学变化中 ，常伴随着 、 、 、 、 等，这些现象有助于我们判断物质是否发生了化学变化。在物质发生化学变化时，伴随着能量的 或 ，能量的释放常以 、 、 的形式放出能量。
答案:表现出来的性质 放热 发光 变色 放出气体 生成沉淀 吸收 释放 热能 光能 电能
二、化学研究物质的组成和结构
各种物质都是由肉眼看不到的极小_______构成的，组成人间万物的仅由_______元素组成；有的物质是由一种元素组成的，例如_______、_______等。科学研究表明各种物质都有一定的_______与_______。
答案:原子 100多种 氢气 氧气 组成、结构
三、化学研究物质的用途和制法
1.煤炭、石油和天然气，长期以来作为_______使用，其实煤炭、石油和天然气可以综合利用、制造与合成出价值更高的_______、_______、_______、_______、_______、_______等产品。
答案:燃料 药物 染料 化肥 化学纤维 塑料 合成橡胶
2.1772年，法国科学家_______，研究了_______成分，确定空气中含有_______；1965年，我国科学家率先人工合成了_______；1898年，居里夫人从沥青中发现了放射性的_______，知名化学家诺贝尔发明了_______，改进了引爆装置。
答案:拉瓦锡 空气 氧气 结晶牛胰岛素 镭 炸药
疑难突破
1.物质燃烧过程产生的能量是否只是以热能的形式释放？
剖析：物质燃烧过程中，能量的释放不只以热能形式，还伴随着光，有的还存在一定的声能等。
2.石墨和金刚石，无论从结构还是外观，都存在很大的差距，为什么它们都是只由碳元素组成的呢？
剖析：金刚石和石墨，在一定温度下燃烧，都只生成二氧化碳。说明它们的组成元素都只是碳元素。外观和物理性质（硬度、熔点、沸点等）的差异，是由于碳原子的排列顺序不同导致的。
3.判断物理变化和化学变化的关键是什么？
剖析：本题考查物理变化和化学变化的差别和判断依据。物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成。如果有新物质生成，则属于化学变化；反之，则是物理变化。而判断是否有新物质的关键是比较变化前后物质的差别：是只限于物质的状态变化，还是物质发生了根本变化。
问题探究
问题:小丽发现盛水的铁锅在与水接触的部位最容易生锈；小亮发现自己的铜制眼睛框表面出现了绿色铜锈。请参与他们的探究活动。
探究：问题是科学探究的起点，没有问题就没有科学的发展，善于从熟悉的生活现象中发现问题，是一种良好的科学素质。本题从学生熟悉的铁、铜生锈现象作为切入点，培养学生的科学素养，培养学生的探究习惯。
典题精进
例1::（2010广东中考）如图1-1所示，金丝鸟与金鱼生活在一起，是因为鸟笼使用了一种特殊的高分子薄膜，请您推测制作鸟笼的高分子薄膜必须具备的性质是( )
图1-1
A.绝热 B.透气 C.导电 D.隔水
思路解析
我们知道，鸟必须生存在空气中，鱼必须生活在水中。鸟能在水中与鱼一起生存，鸟笼所用材料必须具备隔水性和透气性。
答案:BD
例2:物质的变化过程中伴随着能量的变化。化学变化中通常伴随着能量转化，这是因为不同的物质包含不同的化学能，在化学变化中物质具有的化学能转变为热能、光能或电能等。
(1)举出一个从环境中吸收热能的物理变化的例子：_____________________。
(2)蜡烛燃烧时，化学能转化为____能和____能。
思路解析
物质变化中伴随着能量变化。如果一个过程是吸热的，变化后周围环境的热量减少，即温度降低；反之，则温度升高。生活中的各类燃烧和爆炸都是释放热量的，但这都是化学变化；而物理过程则主要表现在物质的三态变化。
答案:(1)冰的融化（其他合理答案也可以）
(2)热 光
知识导学
物理性质是从物质的密度、熔点、沸点、硬度等角度描述物质的基本性质；而化学性质则从物质生成新物质的过程中所表现出来的性质中描述物质的基本性质的。而物理变化和化学变化的根本区别在于变化前后的物质是否是同一物质，即变化过程是否有新物质的生成。
自然界中所有物质都是由多种元素组成的。有些物质只由一种元素组成，有些物质不同但组成元素却相同，多数物质是由两种或两种以上元素组成的。
如果我们只把煤炭、石油和天然气作为燃料使用，会使得有限的宝贵的石油资源白白浪费掉，因为经过石油化工，煤炭、石油能够综合利用，制造与合成出价值更高的化工产品。能够更有效利用煤炭、石油和天然气资源。
疑难导析
能量存在多种形式，如声音、光、电、磁场等形式，分析一种变化过程存在哪些能量变化形式，关键是分析该过程中可能存在哪些形式的能量变化。
要说明物质的结构决定物质的性质。原子排列顺序的差异，决定了物质性质的不同。石墨和金刚石都是只由碳元素组成的证明，可以用燃烧的方法。
要判断物理变化和化学变化的关键，先要明确物理变化和化学变化的差别，准确判断变化后是否有新物质生成，是判断物理变化和化学变化的基本依据。而物质状态的变化不是新物质产生。
问题导思
紧紧抓住关键词“铁锅与水接触部位”这一关键，说明水对于铁锅生锈的关键作用；“铜绿”常出现在“铜制眼睛框表面”，也是常与水和空气接触的地方。抓住这些关键词语，是判断反应条件以及可能出现哪些物质间相互作用，为下一步问题的解决提供了依据。
典题导考
绿色通道
物质的性质决定物质的用途。根据所需要的用途选择适当的物质来制造相应的材料。
典题变式
已知二氧化碳与石灰反应，生成碳酸钙和水，而碳酸钙是石头的主要成分。在新盖房屋的墙壁上,常常抹一层白灰〔主要成分是Ca(OH)2〕,刚抹好时是比较软的,随着时间的增长,这层灰会变得越来越硬,试说明为什么。
答案:本题依据石灰〔主要成分是Ca(OH)2〕的性质确定石灰的用途。由于石灰与空气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙，质地很硬。所以用石灰涂刷墙壁，能够美观耐用。
绿色通道
物质的状态变化一般伴随着能量变化。物理变化中不一定存在能量变化，但物质的化学变化过程一定伴随能量变化。
典题变式
下列变化属于化学变化的是（ ），伴随着能量变化的过程是（ ）
A.蜡烛熔化
B.冷水变热水
C.白磷自燃
D.衣服晾干
答案:C ABCD第二节 铁的冶炼 合金
名师导航
知识梳理
一、铁的冶炼
1.工业冶铁的主要设备是_________。把_________、_________、_________一起加入高炉，从_________通入热风，_________在炉内与O2反应生成_________，_________和氧化铁在高温下反应生成_________，尾气中主要含有________、________、________。炼铁原理方程式为_________。
答案:高炉 铁矿石 焦炭 石灰石 通风口 焦炭 CO CO Fe N2 CO2 CO 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
2.用焦炭或_________、_________等，可以把金属_________、_________、_________、_________、_________等，从它们的矿石中提取出来；而金属铝一般采用电解方法得到，反应方程式为_________。还可以从含Cu2+的溶液中用铁等提取铜，方程式为___________________________，叫湿法炼铜。
答案:CO H2 锰 锌 铁 镍 铅 2Al2O34Al＋3O2↑ Cu2+＋Fe====Fe2+＋Cu
二、生铁和钢
生铁的含碳量为_________，还含有较多的_________、_________、_________、_________等；把生铁进一步冶炼，除去过多的_________、_________、_________、_________等，可以得到钢。
答案:2%—4.3% 硅 磷 硫 碳 碳 硅 磷 硫
三、合金
_________叫合金。合金具有许多良好的_________、________或________。硬度一般比各成分金属_________，熔点一般比各成分金属低。
答案:由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合在一起形成的具有金属特性的物质 物理的 化学的 机械性能 大
疑难突破
金属冶炼有哪些方法？
剖析：金属冶炼方法很多，在金属活动顺序表中，位于前面的金属，如：K、Ca、Na、Mg、Al等较为活泼，常采用电解法获得金属；中间的如：Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等一般采用CO、H2或焦炭反应；Hg和Ag等可采用直接加热金属氧化物的方法获得。
问题探究
问题:小亮在实验室用一小块生铁与稀盐酸反应，发现反应后的液体中有少量黑色不溶物，这种黑色不溶物是什么？
探究：设计方案：将黑色固体灼烧。
解释与结论：(1)生铁中含碳。
(2)碳与稀盐酸不能反应，铁与稀盐酸能反应。
生铁与盐酸反应，产生氢气，剩余黑色固体碳，即黑色不溶物；用澄清石灰水实验可以证明灼烧后生成的气体为二氧化碳。
典题精讲
例 我国最早人工冶炼铁的制品是甘肃灵台出土的秦国铜柄钢剑，这说明在春秋战国时期我国已经掌握了冶炼铁的技术。经过分析测试该钢剑属于铁的合金，铁的合金有生铁和钢，钢是含碳量在_________之间的铁合金，钢的含碳量越高，钢的硬度越_________（填“大”或“小”）。钢剑由于年代久远，表面出现一层铁锈，铁锈的主要成分是_________（填化学式），铁锈是由于铁跟__________（填化学式或名称均可）发生反应而生成的。
思路解析
钢和生铁都属于铁合金，铁合金含碳量越高，硬度越大；钢铁由于与空气中的氧气和水反应而生锈；表面的铁锈的主要成分是氧化铁。
答案:0.03%—2% 大 Fe2O3 氧气和水
知识导学
加入石灰石的目的是除去矿石中难以熔化的脉石，加入焦炭的目的是提供产生一氧化碳气体的原材料。
实验室中采用把尾气中的CO气体燃烧除去的方法。
工业生产上，则可以回收作为燃料，否则会造成很大浪费。
湿法炼铜在古代就已使用，其实质是金属单质间的置换反应。
生铁和钢本质都是铁合金，区别主要是含碳量，含碳量越高，硬而脆，机械性能差，炼钢的主要目的是降低生铁中的含碳量，提高合金韧性和可加工性。
合金与各成分金属相比，有很多良好的性能。
疑难导析
金属冶炼的方法主要依据金属的活泼性的不同进行划分。
在金属活动顺序表中，把金属分为前面的金属、中间的金属、后面的金属三种。因为这些金属的活泼性不同，采用的方法有差异，可以分别讨论。
问题导思
探究一小块生铁与稀盐酸反应，反应后的液体中的少量黑色不溶物，可以将黑色固体灼烧，如果黑色固体中含有碳，就会有二氧化碳气体生成，要想进一步确定这种气体，可以用澄清石灰水来检验，澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，从而证明黑色固体中含有碳，生铁的主要成分是铁，主要杂质是碳。
典题导考
绿色通道
钢铁生锈的关键是与空气中的氧气和水反应，生成铁的氧化物；钢铁的硬度随含碳量的增大而增大。把生铁炼成钢，主要目的就是降低生铁的含碳量；钢铁生锈的速度与含碳量有关，含碳量越高，腐蚀越快。
典题变式
下列说法正确的是（ ）
A.铁的合金的韧性和硬度主要由其碳元素的质量分数决定
B.把生铁炼成钢就是把生铁中的杂质全部除去，使其变为纯铁
C.在地壳中铁元素含量在所有元素中占第二位
D.金属铁、铝、铜均具有银白色的金属光泽
答案:A第三节 奇妙的二氧化碳
名师导航
知识梳理
一、自然界中的二氧化碳
大气中二氧化碳的产生途径 大气中二氧化碳的消耗途径
人和动植物的呼吸；化石燃料的燃烧；人和动植物尸体的分解 绿色植物的光合作用以及水和矿物质对二氧化碳的溶解
大气中二氧化碳增多的原因：①人类消耗的_______急剧增加，排放到空气中的二氧化碳增多。②_______遭到破坏，自然界消耗二氧化碳的能力减弱。
大气中二氧化碳含量的增加会导致全球变暖，这种现象叫做_______，对人类的生存环境会产生不良影响。
答案:含碳燃料 植被 温室效应
二、二氧化碳的物理性质
标准状况下二氧化碳是一种_______、_______、密度比空气_______、_______溶于水的气体。加大压强、降低温度能变成固体，俗称“_______”。干冰_______时吸收大量的热。
二氧化碳灭火器中装的_______是二氧化碳。
答案:无色 无味 大 能 干冰 升华 液态
三、二氧化碳的化学性质
1.不能，______也不支持_______,也不支持_______。
二氧化碳能使燃着的木条_______，说明它既不能燃烧也不支持燃烧。
2.与水反应生成_______。
若把二氧化碳通入紫色石蕊试液中，发生的现象为______________，发生反应的文字表达式为：______________，符号表达式为：______________。若把上述溶液加热，可以观察到的现象为_______，说明碳酸_______分解，所以，实验室里没有碳酸存在。
3.与澄清石灰水反应
若把二氧化碳通入澄清石灰水中，可以观察到的现象为______________。
发生反应的符号表达式为：_______ +Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
答案:1.燃烧 燃烧 呼吸 熄灭
2.碳酸 紫色石蕊试液变成红色 水+二氧化碳碳酸 H2O+CO2H2CO3 溶液由红色变成紫色 易
3.澄清石灰水变浑浊 CO2
四、二氧化碳的用途
因为它不支持_______，不能_______，而且密度比空气的密度_______，所以可用来_______；能参与_______，可用来作气体肥料；能与水、食盐等生成纯碱等物质，可作化工原料；干冰升华吸收大量热量，可作_______，冷藏食物或人工降雨、制造云雾等。
答案:燃烧 燃烧 大 灭火 光合作用 制冷剂
五、二氧化碳的实验室制法
1.药品
实验室制取二氧化碳所需要的药品是_______。
2.反应原理
文字表达式可表示为：_____________。
符号表达式为：
CaCO3+HClCaCl2+H2O+CO2↑
3.实验装置
制二氧化碳时反应物都是_______体和_______体，反应_______加热，所以用过氧化氢和二氧化锰制氧气的发生装置。需要的仪器可以是：大试管、铁架台、带导管的单孔塞。
也可以用下列仪器：锥形瓶、长颈漏斗、带导管的双孔塞。
因为二氧化碳的密度比空气_______，且_______溶于水，还和水发生化学反应，故只能采用_______收集。
图2-13
4.二氧化碳的检验与验满方法
(1)检验：可用澄清的石灰水检验。方法是将被检验气体通入澄清石灰水中，若澄清的石灰水变_______，证明是二氧化碳，否则不是。
(2)验满：把燃着的木条伸到集气瓶口，若木条_______，证明已收集满；否则，未满。
5.一般采取的操作步骤
(1)连接仪器，检查装置的气密性；(2)装入块状的大理石或石灰石；(3)倒入稀盐酸；(4)用向上排空气法收集二氧化碳。
答案:1.石灰石（或大理石）和稀盐酸
2.碳酸钙+盐酸氯化钙+水+二氧化碳
3.固 液 不 大 能 向上排空气法
4.(1)浑浊 (2)熄灭
六、二氧化碳的工业制法
原理：高温煅烧石灰石，生产生石灰，副产品是二氧化碳。
碳酸钙氧化钙+二氧化碳
七、化合反应和分解反应
化合反应是______________。
分解反应是______________。
答案:两种或两种以上物质反应生成另一种物质的反应 一种物质反应生成两种或两种以上其他物质的反应
疑难突破
实验室能够产生二氧化碳的途径有多种，如：碳的燃烧、木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、高温分解石灰石、含碳化合物的燃烧、碳酸钠与稀盐酸的反应，以及大理石与稀硫酸的反应等等，为什么单单选用大理石（或石灰石）与稀盐酸反应呢？
剖析：碳的燃烧，木炭还原氧化铜，一氧化碳还原氧化铜，高温分解石灰石制二氧化碳成本高、操作麻烦、纯度低，不适宜于实验室制取二氧化碳。而碳酸钠与稀盐酸的反应速率太快，不易收集。大理石（或石灰石）是块状固体，碳酸钙与稀硫酸反应生成的硫酸钙，不易溶于水，覆盖在碳酸钙表面，阻隔了硫酸与碳酸钙的接触，所以反应很快停止了。
选用大理石（或石灰石）与稀盐酸的反应制取二氧化碳的理由是：石灰石（或大理石）与稀盐酸反应不需加热，而且反应速率适中，易于收集。
问题探究
问题1:石蕊是一种色素，遇酸变成红色。为了验证二氧化碳不仅能溶于水，而且能与水反应生成碳酸(CO2+H2OH2CO3),你可设计什么实验来证明该反应的发生呢？
探究：如图所示，取四朵用紫色石蕊试液染成紫色的干燥的小纸花，进行实验。
图2-14
①用装有稀醋酸的喷水器向第一朵花喷稀醋酸。现象：紫色石蕊纸花变成红色。结论：紫色石蕊遇酸变红色。
②用装有蒸馏水的喷水器向第二朵花喷蒸馏水。现象：紫色石蕊纸花没有发生变化。结论：水不能使石蕊变颜色。
③将第三朵花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中。现象：紫色石蕊纸花没有发生变化。结论：二氧化碳不能使石蕊变颜色。
④用装有蒸馏水的喷水器向第四朵花喷水后，再将喷有水的花放入另盛有二氧化碳的集气瓶内。现象：紫色石蕊纸花变成红色。结论：二氧化碳与水反应生成碳酸。
问题2:设计一个化学实验，证明二氧化碳的温室效应。
图2-15
探究：方案一：如上图所示，取两个完全相同的塑料瓶，瓶口加塞子，插入玻璃管（红墨水封在管中），其中一个瓶为空气，另一瓶中充入高浓度二氧化碳，同时放在阳光中照射，一段时间后，盛高浓度二氧化碳瓶中的红墨水比另一瓶上升得快，表明其温度升高快，气体受热膨胀。证明二氧化碳对太阳光热量吸收率比空气高。
方案二：如下图所示的两个瓶共用一根玻璃管，一滴水滴（红墨水），在阳光下照射观察水滴移动情况。
图2-16
典题精讲
例1:如图2-17所示是证实植物进行光合作用的实验装置。取一个大烧杯装入大半杯水，烧杯内放入一些金鱼藻，并通入一定量的气体a，静止一段时间后，用漏斗罩住金鱼藻，然后将盛满水的试管倒置于漏斗上，过一会儿，试管内有许多气泡产生，管内液面下降，根据这一实验，完成下列问题：
图2-17
（1）写出实验室制取气体a的化学方程式__________________________。
（2）通入气体a的目的是_____________。
（3）当试管内的液面处于图示位置时，则试管内的气体压强_____________外界大气压强（选填“大于”“等于”或“小于”）。
（4）试管内的气体可用_____________来检验。
（5）欲达到该实验目的，装置必须置于有_____________环境中。
思路解析
植物进行光合作用的条件是要有二氧化碳气体和光照，故通入的气体a应为二氧化碳气体；实验室通常用石灰石和盐酸反应来制取CO2气体，通入气体a的目的是让植物吸收CO2气体以进行光合作用；光合作用的结果产生了氧气，而氧气不易溶于水，故试管内的气体为氧气，其压强小于外界大气压强；试管内的气体是氧气，可用带火星的木条检验；植物进行光合作用的另一条件是要有光照，所以必须在有阳光的环境中。
答案:（1） CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
（2）让植物吸收二氧化碳进行光合作用 （3）小于
（4）带火星的木条 （5）阳光（光照）
例2:某兴趣小组用图2-19所示的装置做有关二氧化碳气体的实验。某同学将收集满二氧化碳气体的试管倒插入盛有紫色石蕊试液的水槽中，并轻轻振荡试管。
图2-19
（1）描述产生的现象：_____________。
（2）写出反应的符号表达式：______________。
思路解析
二氧化碳与水发生反应，生成碳酸，使紫色石蕊试液变红；试管中气体体积减小，气体压强减小，外界大气压把水压入试管中，形成一段水柱。
答案:（1）试管内形成一段红色水柱
（2）CO2+H2OH2CO3
知识导学
在学习这节课之前，需要复习氧气的实验室制法和性质。
减少大气中二氧化碳增多的措施：①改善燃料的结构：减少使用化石燃料，更多使用清洁能源。如太阳能、核能、风能、潮汐能。②增强大自然的自净能力，如大力植树造林，禁止乱砍滥伐森林等。
其密度通过倾倒二氧化碳熄灭蜡烛的实验来认识，其溶解性结合课本小实验和制汽水等生活实例理解。
干冰不是冰，而是固态二氧化碳。
不支持燃烧是相对的，指它不支持非还原性物质燃烧，却能支持一些还原性很强的（如活泼金属镁）物质燃烧。
把二氧化碳通入紫色石蕊试液中，紫色石蕊试液变成红色，不是二氧化碳的作用，而是生成的碳酸的作用。这地方比较容易出错。
碳酸不稳定容易分解。
CO2能使澄清石灰水变浑浊可用来检验二氧化碳的存在。
二氧化碳能参与光合作用，是自然界中消耗二氧化碳的主要方式。
药品的选用要注意：
(1)不能选用浓盐酸，因浓盐酸挥发性太强，能挥发出大量的氯化氢气体，使制得的二氧化碳不纯。
(2)不能选用硫酸，因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀包在碳酸钙的表面，会阻止反应继续进行。
(3)不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石，因为它们易溶于水，反应速率大，难以收集。
确定气体发生装置应考虑的因素是反应物的状态和反应条件。据此，气体发生装置可分为以下两种类型：
一类是：固体与固体需加热制取气体的发生装置。如用高锰酸钾加热制氧气，需要的仪器有：大试管、酒精灯、铁架台、带导管的单孔塞等。
另一类是：固体与液体不需要加热制取气体的发生装置。如用过氧化氢和二氧化锰制氧气，需要的仪器可以是：大试管、铁架台、带导管的单孔塞。也可以用下列仪器：锥形瓶、长颈漏斗、带导管的双孔塞。
用排空气法收集气体时还应注意三点：
第一，所收集气体若有毒性，能用排水法就不要用排空气法，以防污染空气。
第二，导管必须伸到集气瓶底部，这样才能把集气瓶内的气体充分排净。
第三，如果不知道所收集气体的密度，可计算其相对分子质量，再与空气的平均相对分子质量29比较，比29大的密度就比空气的大，比29小的密度就比空气的小。
二氧化碳的检验与验满方法不同。检验是验证这种气体是否是二氧化碳，需通入澄清的石灰水中，看是否变浑浊。而验满是将燃着的木条伸到集气瓶口，若木条熄灭，证明已收集满；否则，未满。
制取气体时，一般要先检查装置气密性；装药品时，一般先装固体药品，再装液体药品。
氧化钙俗称生石灰。
化合反应和分解反应都属于化学反应，而且属于基本反应类型。
化合反应要求多变一，分解反应要求一变多。
疑难导析
实验室制取气体选择药品的原则一般遵循：①药品来源广、价廉 ②条件：装置、操作简单 ③产气速率适中、纯度高 ④安全，副产物污染小或零污染。
要说明碳的燃烧，木炭还原氧化铜，一氧化碳还原氧化铜，高温分解石灰石制二氧化碳不符合原则①②③；碳酸钠与稀盐酸的反应不符合原则②；碳酸钙与稀硫酸反应不能进行。分析清楚产生二氧化碳的各种途径：碳的燃烧、木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、高温分解石灰石、含碳化合物的燃烧、碳酸钠与稀盐酸的反应，以及大理石与稀硫酸的反应等等是否符合实验室制取气体的原则即可。
问题导思
这是一道验证二氧化碳与水反应生成酸性物质的探究题目。我们可以采用排除的方法。
利用大家都比较熟悉的知识点，向石蕊试液中通入二氧化碳以后，石蕊试液也可变成红色。我们首先通过实验（Ⅰ）说明酸可以使石蕊试液变成红色；又通过实验（Ⅱ）证明水不能使紫色石蕊试液变成红色；在实验（Ⅲ）中又证明了干燥的二氧化碳也不能使紫色石蕊变成红色。因此我们可以推断，既然水和二氧化碳都不能使紫色石蕊试液变红色，那么二氧化碳的溶液中除了水和二氧化碳以外，还应有其他新物质。由于酸能使紫色石蕊试液变成红色，所以我们可以推断有碳酸生成。
因为我们已经知道，在二氧化碳溶液中存在二氧化碳和水，只要排除了这两种物质可以使紫色石蕊变成红色，就可以说明二氧化碳与水反应生成酸性物质。
有比较容易出错的地方：把实验设计成直接将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，这样并不能证明二氧化碳与水发生了反应。
二氧化碳吸收太阳光的热量不散失，使体系温度升高。设计实验要与普通空气对比验证二氧化碳有温室效应，此实验是人们研究地球温室效应的实验基础。
方案一的设计思路是利用在阳光照射下充入高浓度二氧化碳的塑料瓶比充入空气的的塑料瓶的温度高，使得封在管中的红墨水发生移动，通过移动的方向是向上还是向下可以验证二氧化碳有温室效应。
方案二的设计思路是利用在阳光照射下充入高浓度二氧化碳的塑料瓶比充入空气的的塑料瓶的温度高，使得封在管中的红墨水发生移动，通过移动的方向是向左还是向右可以验证二氧化碳有温室效应。
典题导考
绿色通道
这是一道化学与生物相结合的题目，应用生物学科上的光合作用知识解答化学问题，是解决此类题目的关键。光合作用需要吸收二氧化碳，释放出氧气。
黑色陷阱
要知道植物进行呼吸作用时，吸收氧气，呼出二氧化碳，正好与光合作用相反。
典题变式
如图2-18所示装置，可用来证明绿色植物在呼吸过程中有二氧化碳生成。试完成下列问题：
图2-18
(1)A处锥形瓶所起的作用是______________。
(2)B处锥形瓶内石灰水的作用是__________。
(3)C处玻璃罩为什么不能透光？__________。
（4）能表示这个实验获得成功的两个主要现象是和_______。_______
（5）D处锥形瓶内发生反应的符号表达式：_____________________。
答案:（1）吸收空气中的二氧化碳
（2）证明通入的空气中已经没有二氧化碳
（3）让绿色植物在暗处只能进行作用
（4）B中的澄清石灰水不变浑浊 D中的澄清石灰水变浑浊
(5)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
黑色陷阱
解此类题时往往不一定想得那么全面，有的同学只想到紫色石蕊试液变成红色，而忽略了液面的上升。
典题变式
将一充满干燥、纯净二氧化碳的试管倒置于饱和氢氧化钙溶液中，观察到的现象是_______；写出反应的符号表达式______________。
图2-20
答案:溶液进入试管，且最终充满整个试管，进入试管的溶液变浑浊 CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O第一节 金属与金属矿物
名师导航
知识梳理
一、常见金属的物理性质
1.日常生活中，我们常见的金属如：_____________、_____________（写元素名称），它们共同的物理性质是具有_____________性，_____________性，_____________性和具有_____________。
答案:铜 铁 导电 导热 延展 金属光泽
2.常温下，_________是液体，_________是熔点最高的金属，通常用_________做电缆线。白炽灯泡用的灯丝是用钨制备的；日光灯内则充入了低压汞蒸气。
答案:汞 钨 铝
二、常见金属的化学性质
1.铝在常温下与空气中的_____________反应，生成_____________；铁在空气中_________，生成_________色_________固体，俗称_________；铜在空气中加热，由 色变成_________色固体。
答案:氧气 氧化铝保护膜 生锈 红褐 粉末状 铁红 紫红 黑
2.完成下列方程式：
（1）_________Fe＋_________O2_________
（2）H2SO4＋_________====FeSO4＋_________
（3）_________Al＋_________====AlCl3＋_________
（4）_________Cu＋__________________CuO_________
_________叫做置换反应，上述反应属于置换反应的是_________（填序号）。
答案:（1）3Fe＋2O2Fe3O4
（2）H2SO4＋Fe====FeSO4＋H2↑
（3）2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑
（4）2Cu＋O22CuO
一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物 (2)(3)
3.金属锌常见的化合价为＋2，铁可与CuSO4发生置换反应，试根据上述信息完成下列方程式：
（1）_________Zn＋_________H2SO4====_________＋_________ 现象：_________
（2）CuSO4＋ Fe_________ ＋_________ 现象：_________
答案:(1)1 1 ZnSO4 H2 有气体生成
（2）Fe3O4 Cu 有红色金属生成
三、常见的金属矿物
含铁的矿石有_________、_________、_________ 等；含铜的矿石有、_________、_________；铝主要来源于_________，用_________可以冶炼金属单质。
答案:磁铁矿 菱铁矿 赤铁矿 孔雀石 辉铜矿 黄铜矿 铝土矿 氧化铝
疑难突破
1.Al、Fe可以与稀H2SO4反应，而Cu能与稀H2SO4反应吗？
剖析：很多金属都能与稀H2SO4、稀盐酸反应生成氢气，如Mg、Fe、Al、Zn等，这些金属是性质活泼的金属单质；也有很多金属不与稀H2SO4?、稀盐酸反应生成氢气，如：Cu、Ag、Hg、Pt（铂）、Au（金）等。
2.Al在常温下，即可与O2反应生成Al2O3?，而Fe在纯氧中才能燃烧，常温下在干燥的空气中不反应，加热可生成Fe3O4，为什么在潮湿的空气中却能够被完全腐蚀，生成铁锈呢？
剖析：铝在常温下，生成Al2O3，Al2O3结构很致密，是一层保护膜，阻碍了空气中氧气进一步与内部金属铝的反应；铁在常温下不与氧气反应，在潮湿空气中，可与氧气反应，生成铁锈，但铁锈结构很疏松，不能阻碍外界空气继续与氧气反应，所以最终可完全被腐蚀生成铁锈。
问题探究
问题1: 你能否由以下内容归纳出金的物理性质？
资料：黄金在地球上分布较广，但稀少，自然界常以游离态存在，绝大部分金是从岩脉金和冲积金矿中提取的，素有“沙里淘金”之说。 金单质是金黄色金属，熔点为?1 064.43 ℃?，沸点为3 080 ℃，密度为19.3×103 kg·m-3，有光泽，质软，延展性大，能拉成5×10-4g·m-1的丝，碾成1×10-5mm厚的半透明箔片。导电性仅次于银、铜，列第三位，是化学性质稳定的金属之一，在空气中不被氧化，亦不变暗，古人云“真金不怕火炼”。
黄金是一种贵重金属，黄金饰品中的假货常常鱼目混珠，单纯从颜色外形看与黄金无多大差异，因为一些不法分子选择的是黄铜(铜锌合金，金黄色)假冒黄金进行诈骗活动。
探究：金的物理性质是：金单质是金黄色金属，熔点为1 064.43 ℃，沸点为3 080 ℃?，密度为19.3×103 kg·m-3，有光泽，质软，延展性大，能拉成5×10-4 g·m-1的丝，碾成1×10-5mm厚的半透明箔片。导电性仅次于银、铜，列第三位。
问题2: 有一天，小刚回家后，母亲高兴地告诉他：“我在一个小贩那儿买了一只便宜的金戒指，小刚做了一下实验，发现它是黄铜（锌铜混合物）做成的。你知道小刚是怎么做的实验吗？
探究：①可以测定该金属的密度，然后与黄金的密度进行比较。方法是：用托盘天平测出戒指的质量。把戒指放入一盛满水的烧杯中，把溢出的水收集起来，用量筒量出液体的体积，即为该戒指的体积。然后计算出该金属的密度。
②可以把金属戒指投入稀硫酸（或盐酸）中，观察是否反应，黄金与稀酸不反应，而金属锌铜混合物中的金属锌与稀酸反应，产生气泡。
典题精讲
例1:你认为下面说法哪一种是错误的，并举例说明。
(1)有单质和化合物参加的反应一定是置换反应。
(2)有单质和化合物生成的反应一定是置换反应。
(3)有单质和化合物参加并有单质和化合物生成的反应一定是置换反应。
（4）一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，这种反应才是置换反应。
解答：前三种是错的，只有第四种正确。
(1)有单质和化合物参加的反应不一定就是置换反应，例如：2CO＋O22CO2
(2)有单质和化合物生成的反应也不一定就是置换反应，例如：2KClO3MnO22KCl＋3O2↑
(3)有单质和化合物参加并有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应。例如黑火药的爆炸反应：
2KNO3＋3C＋SK2S＋3CO2↑＋N2↑
例2: 根据你的生活经验和下表提供的信息，分析并完成下列问题。
物理性质 物理性质比较
导电性（以银的导电性为100） 银 铜 金 铝 铝
优 100 99 74 61 7.9 良
密度（g·cm-3） 金 铅 铜 铝
大 19.3 11.3 8.92 2.70 小
熔点 铁 铜 金 银 铅
高 1.535 1083 1064 962 660 低
硬度（以金刚石的硬度为10作标准） 铬 铁 铜 金 铅
大 9 4—5 2.5—3 2.5-3 1.5 小
(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？
(2)银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，为什么导线一般用铜、铝而不用银、金？远距离输电多用铝而少用铜？
解答：(1)制作菜刀、锤子所用的金属硬度要大，铁比铅的硬度大。且制造菜刀，应该选择无毒的金属，这是首先要考虑的。故菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制。
(2)银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，但它们的导电性相差不大而价格却差距太大。且金属导线对金属的需求量很大，银、金储量较少，因此不能大量使用金银。虽然铝的导电性比铜、银差，但铝的密度只有铜的三分之一，同时铜的价格也高于铝，故我们在远距离输电时多用铝而少用铜。
知识导学
物理性质取决于物质的结构。
金属通常是固体，但不是所有的金属都是固体。
金属通常很活泼，容易与空气中的氧气、酸和某些盐反应，生成氧化物和其他化合物。如金属铁在潮湿的空气中容易被腐蚀，生成铁锈；金属铜容易产生铜绿等。
金属通常很活泼，但有的金属性质很稳定，一般不与物质反应。
置换反应的根本特征：
单质＋化合物====化合物＋单质
金属常见化合价有：＋1、＋2、＋3。常见＋1价金属有：Na＋、K＋、Ag＋等；＋2价金属有：Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋等；＋3价金属如Al3＋、Fe3＋?等。
疑难导析
要说明同是金属单质，活泼性差别如何，金属在空气中被氧化的情况如何，金属单质的活泼性强弱决定了金属的性质，而金属的活泼性又取决于金属元素的原子结构。
要说明有些金属能够形成一层致密的氧化膜，能够有效保护自身，如Al、Mg等。
能否有效保护金属不被继续腐蚀，关键取决于形成的氧化膜的结构是疏松还是致密。
要强调有些金属虽然能够形成氧化膜，但氧化膜很疏松，不能起到有效保护作用，如铁锈等；但铁如果在高温下形成Fe3O4保护膜，却能够起到很好的保护作用。
问题导思
物理性质应该包括物质的颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性等。我们应该从上述材料中提取相关信息。
颜色：金单质是金黄色金属，描述的是金单质的颜色。
密度：材料中直接给出密度为19.3×103 kg·m-3。
熔点：材料中直接给出熔点为1 064.43 ℃。
沸点：材料中直接给出沸点为3 080 ℃。
硬度：材料中所说的质软描述的是金的硬度。
延展性：材料中所说的延展性大，直接给出能拉成5×10-4 g·m-1的丝，碾成1×10-5 mm厚的半透明箔片，描述的是金的延展性。
导电性：材料中所说的导电性仅次于银、铜，列第三位，描述的是金的导电性。
“假黄金”与“真黄金”的本质区别在于化学性质。“假黄金”的化学性质活泼，“真黄金”则性质很稳定，一般不与物质反应。
对于金属锌铜混合物，外观上类似于黄金，但密度比黄金的小，可以溶解于稀硫酸但黄金不能。可以依据上述性质，鉴别金属锌铜混合物还是黄金。
除了以上鉴别方法外，还可以采用灼烧的方法。俗话说“真金不怕火炼”，“假黄金”灼烧时会与空气中的氧气反应，生成金属氧化物，颜色发生较大变化；而“真黄金”则不与空气中氧起反应，颜色不变。
绿色通道
紧紧抓住置换反应的根本特征：单质＋化合物====化合物＋单质；进行反应类型的判断。可见，置换反应的特征是：不仅是单质和化合物反应生成单质和化合物，且反应物、生成物中的单质和化合物都必须各是一种。
典题变式
下列反应中,属于置换反应的是( )
A.BaCl2＋Na2SO4BaSO4↓＋2NaCl
B.CO＋CuOCu＋CO2
C.Cu(NO3)2====＋Cu(NO3)2＋Hg
D.2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑
答案:CD
绿色通道
区别物质的金属性和非金属性要学会运用比较分析，寻找异同的方法。金属和非金属性质的主要区别在于金属易失去电子成为阳离子，而非金属易得到电子成为阴离子。在日常生活中，金属的物理性质决定了金属的用途。了解金属的熔点、硬度、密度、导电能力等对于判断或选择物质的用途是必需的。在选择使用的金属时，还必须考虑金属的价格、储量等多种要素。综合考虑选择金属。
典题变式
下列性质中，属于金属物理性质的是（ ）
①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④有光泽?⑤不易导电? ⑥导热性
A.①②⑤ B.①③⑥
C.②⑤⑥ D.②④⑤
答案:B
典题变式
下列性质中，不属于金属物理性质的是（ ）
A.导电性 B.导热性
C.有光泽 D.延展性
答案:C第一节 化学给我们带来什么
名师导航
知识梳理
一、化学帮我们正确认识物质
人类的生存，离不开 、 和 ；为了御寒，人类需要 和 ，合成新材料如 、 的使用，大大提高了人类的生活质量。
答案:水 空气 食品 燃料 衣物 合成橡胶 合成塑料
二、化学指导人类合理利用资源
1. 可以溶解多种物质，溶解了其他物质的 外观上无明显 但已不再是 ；生产和生活用水的任意排放，造成水源 和环境 。海水
或污水 后可重新使用。
答案:水 水 变化 纯净水 污染 污染 淡化 净化
2. 是大气的主要污染物质， 火柴取代了 火柴是科学工作者为环境保护作出的不懈努力。 造成全球变暖。 可以变废为宝。
答案:二氧化硫 无硫 含硫 二氧化碳 废品回收
三、化学促进科学技术的发展
1. 发现了 ，挽救了许多垂危病人的生命； 结构的发现，打开了_____的大门，促进了基因工程的发展， 成功克隆，标志着生物克隆技术日趋成熟。
答案:弗来明 青霉素 脱氧核糖核酸（DNA） 分子生物学 克隆绵羊多利
2. 可以推进火箭发射升空，2010年，我国成功发射 ，标志着中国载人航天技术步入新的历史发展时期。
答案:高能燃料 “神舟”六号
疑难突破
1.“绿色食品”就是“绿”的吗？
剖析：“绿色食品”这个词的使用频率越来越高。绿色食品营养、健康、无污染，少病菌等，最大的特点是有益于人类健康长寿。但现在有很多人以为“绿色食品”都是绿色的，或者看到绿色的食物便曰“绿色食品”，其实这是由于对“绿色食品”这个科学界定不熟悉造成的。“绿色食品”科学的界定和准确的概念是“安全、营养、无公害食品”。
2.液化气灶的液化气出气口是否越大越好？
剖析：液化气灶的液化气出口，与空气的出口是相匹配的。如果出口越大，需要的空气量就越大。但空气中含有约80%的氮气。如果液化气供应太多，容易造成液化气燃烧不充分，产生黑烟。造成资源浪费和环境污染。因此，液化气出口不是越大越好，而是应该大小适中，与空气的通入量相匹配（即能够使得液化气充分燃烧）最合适。
3.为什么我们提倡使用铁锅而限制铝制厨具的使用？
剖析：在烹调过程中，使用铁锅能够使食物中铁的含量增加，补充人体必需的铁元素，促进人体健康。而铝制厨具会使得人体过多吸收铝元素，铝元素容易在人体内产生积累，提高老年性痴呆病的发病率。
问题探究
问题1:为什么白炽灯的灯丝选用钨丝？
探究：灯泡之所以能够发光,是因为电流经过钨的金属丝(又称钨丝)时产生高热。之所以选用钨丝,是因为它是熔点最高的金属(其熔点为3422 ℃),在1000 ℃的环境下仍旧保持不变,而其他金属在这种环境下早已熔化掉了。
问题2:现在中小学生使用的涂改液，里面含有大量的有毒物质，对学生身体健康造成很大损害。请查阅资料，对这一问题做出解释。
探究：涂改液是一种化学合成物，其中含有二甲苯成分，二甲苯易于挥发，长期使用可能对人体的肝、肾等脏器造成慢性伤害。其次，涂改液中还含有二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷等在内的各种卤化烃。这些化合物会对眼睛产生刺激。有些中学生喜欢购买涂改液，是因为它干得快。其实，涂改液强烈的挥发性恰恰会增加其毒性的渗透力，对人体危害很大。
典题精讲
例1::能源有一级能源和二级能源。自然界以现成形式提供的能源为一级能源;靠其他能源提供能量间接制取的能源为二级能源。下列叙述正确的是( )
A.电能是一级能源
B.天然气是二级能源
C.水力是二级能源
D.酒精(绿色能源)为二级能源
思路解析
本题是一种信息给予迁移应用的题型。要解决这类题目,关键在于利用题目所给的信息分析、判断解决新问题。题中所述一级能源是自然界以现成形式提供的能源,根据这个定义可知,水力、风力、天然气、煤、石油等不需要其他能源制取,是一级能源。而电能是以水力、火力、风力等能源间接制取的;乙醇是以粮食发酵或以石油等物质为原料用工业方法制取的,它们都是二级能源。
答案:D
例2:1989年世界卫生组织确认，长期或大量摄入铝元素会对人体的大脑和神经系将造成损害，建议限制导致人体摄入铝元素的各种应用。如在生活中尽量少用铝锅，根据你的生活经验，这些受限制的应用还可能包括：
（1） 。
（2） 。
（3）__________________________________。
思路解析
本题考查生活中的铝污染产生的途径。了解铝污染产生的几种可能。如食品包装使用铝箔；水源的净化使用明矾；炸油条使用明矾作为食品添加剂等。
答案:(1)限制使用铝箔作为食品包装材料；
(2)限制使用明矾等含铝试剂作为水源净化剂；
(3)限制使用含铝试剂作为食品添加剂等。
知识导学
化学和生活的联系非常密切。生活中的常见现象，可以从化学的角度进行解读。
水、钢铁、空气、煤炭、石油和天然气等，都是我们生活中主要的资源。资源的有限性决定我们必须节约资源、保护资源。钢铁的腐蚀，水源、大气的污染、矿石资源的过度开采，使得人类面临严峻的环境危机、资源匮乏等严重问题。如何合理开发和利用资源，是人类面临的一个重要课题。环境的污染也给人类的生存带来灾难性后果。
“科学技术是第一生产力。”化学与前沿科学密不可分。
疑难导析
我们通常认为“绿色食品”就是“绿”颜色的食品，即以蔬菜为主的食品。这种观点是错误。
要说清楚什么是“绿色食品”，绿色食品的特点，与人类健康长寿的关系。
从液化气灶的液化气出口与空气的出口的匹配入手分析，即出口与需要的空气量有关，而空气量的多少与液化气燃烧得是否充分有关，这关系到对环境的影响。按以上思路即可说明液化气灶的液化气出气口是否越大越好。
分析铁锅和铝制厨具的成分，可知铁锅含铁元素，铝制厨具含铝元素；然后描述铁元素对人体健康有利，铝元素对人体健康有害，即可说明我们为什么提倡使用铁锅而限制铝制厨具的使用。
问题导思
先描述清楚为什么白炽灯的灯丝必须选择高熔点的金属，关于这一点要说明在使用的过程中产生很高的温度，远远超出了一般金属的熔点。然后描述钨丝的熔点是否符合作白炽灯的灯丝的材料。
通过查阅资料,知道了涂改液中含有哪些物质，涂改液含有的各成分的性质对人体是否有危害，有哪些危害，通过分析即可说明涂改液里面含有的大量有毒物质，对学生身体健康会造成很大损害。
阐述过程中，要强调涂改液强烈的挥发性会增加其毒性的渗透力，长期使用可能对人体造成慢性伤害。
典题导考
绿色通道
解决信息给予题目的关键是如何找到新信息中与教材知识的结合点，并运用教材知识进行合理迁移。找到最佳的解决问题的方法。
典题变式
氢气是一种很有前途的能源。以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是( )
A.由热电站提供电力电解水
B.改进用焦炭和水制水煤气
C.利用太阳能分解水
D.使赤热的铁与水反应生成氢气
答案:C
绿色通道
人体对铝的摄入主要通过食物，只要与食品或食品工业相关的铝的摄入，都会引起铝的污染。
典题变式
氢氧化铝凝胶能够与胃液中的胃酸作用，消耗盐酸，从而减轻胃痛。试分析该药能否长期服用？能否引起铝的污染？
答案:不能长期服用；因为氢氧化铝能够与盐酸作用，生成铝离子被胃吸收，造成人体对铝的摄入量过大，产生铝中毒。第三节 化石燃料的利用
名师导航
知识梳理
一、化石燃料
1.世界上最重要的三大化石燃料是：_______________________、_____________________、__________________。
答案:煤 石油 天然气
2.__________被人们称为“工业的粮食”；_________被人们称为“工业的血液”，它不仅是重要的化石燃料，还是重要的__________________。
答案:煤 石油 化工原料
二、化石燃料燃烧与环境污染
化石燃料的燃烧对环境的污染有如下三个方面：
1._____________________________________________________________________________
燃料中的碳燃烧后转变为二氧化碳等气体进入大气，使大气中二氧化碳的浓度增大，从而导致_________。
答案:全球气候变化 温室效应
2. _____________________________________________________________________________
火力发电厂的“余热”会使附近的一些水域水温上升，严重时会导致鱼类等水生生物大量死亡。
答案:热污染
3. _____________________________________________________________________________
化石燃烧会放出一些有害物质如________________________、__________________________、___________________________。
答案:大气污染 二氧化硫 一氧化碳 粉尘
三、化石燃料的综合利用
1.煤的综合利用
把烟煤隔绝空气加强热就可以分解得到____________、____________、____________；煤在特殊设备里，在高温下能生成_____________，它的成分中含有____________，有剧毒。
答案:焦炭 煤焦油 焦炉煤气 煤气 一氧化碳
2.石油的综合利用
在日常生活中，人们一般不直接用石油作燃料。石油经加工后可以得到_________、_________、_____________、_____________等。
答案:汽油 煤油 航空煤油 柴油
疑难突破
为什么化石燃料燃烧对环境有污染？
剖析：(1)煤的燃烧
因煤中含有少量的硫、氮等元素，在燃烧时会排出二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)等污染物，它们溶于水会形成酸雨。酸雨不仅影响人的健康和植物生长，还会造成对自然资源以及建筑物等的破坏。煤若不充分燃烧还会产生有毒气体一氧化碳(CO)污染空气。因此，应尽量减少使用原煤作燃料。
(2)汽车用燃料的燃烧
汽车用燃料是汽油或柴油。它们燃烧会产生一氧化碳、氮的氧化物和未燃烧的碳氢化合物、含铅化合物、烟尘等，合称尾气。排到空气中，会对空气造成污染，损害人体健康。
问题探究
问题:酸雨有哪些危害呢？请设计实验进行探究。
探究：1.仪器和药品
集气瓶（内装满氧气）、药匙、玻璃片、镊子、燃烧匙、酒精灯、火柴、硫粉、树叶、镁条、大理石。
2.步骤
(1)将硫粉放入燃烧匙，在酒精灯上点燃后放入装满氧气的集气瓶；
(2)向集气瓶加入少量水；
(3)分别将树叶、镁条、大理石放入，分别观察现象。
3.探究结论：
①污染湖泊、江河，导致鱼类死亡，影响水中动植物生长和繁殖；②使土壤酸化，破坏农作物和森林的生长；③酸雨腐蚀金属、建筑材料等；④直接危害人体健康。引起人类肺水肿等疾病；引起河流、湖泊水体酸化。
典题精讲
例下列说法正确的是（ ）
A.天然气就是甲烷，所以它是纯净物
B.煤和石油中，含量最多的元素是碳元素
C.煤不可再生，而石油可再生
D.天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物
思路解析
化石燃料是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，它们都是混合物，也都是不可再生资源，煤中主要含碳元素，而石油中主要含碳、氢两种元素。
答案:D
知识导学
三大化石燃料都是混合物，是不可再生的能源，它们燃烧后能够提供某种形式的能量，如热能、光能、电能等。
化石不仅给我们带来了巨大的效益，也带来了一定的危害，所以我们要合理开发和使用这些化石能源。
燃料燃烧对空气造成的危害主要有两点：①形成酸雨(主要由二氧化硫等气体造成)；②形成温室效应(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烃、一氧化二氮等造成)。
煤的干馏是化学变化
煤中含有少量的硫、氮等元素，在燃烧时排出污染物，它们溶于水会形成酸雨。因此为了保护环境，应该使用脱硫煤。
石油的分馏是物理变化
疑难导析
燃料燃烧对环境造成的影响可从以下几个方面考虑：
①煤、汽车用燃料的成分；完全燃烧产生什么物质；排到环境中产生什么影响，对人的健康、植物生长、自然资源以及建筑物等造成怎样的危害。
②煤、汽车用燃料不完全燃烧产生什么物质；排到环境中产生什么影响等，对人的健康、植物生长、自然资源以及建筑物等造成怎样的危害。
问题导思
设计实验前先了解酸雨的组成，是哪些物质造成酸雨的形成，然后思考制造这些物质需要哪些仪器、药品，最后设计实验用这些物质（本次探究制造的物质是SO2，所用的药品是硫粉和氧气）与树叶、镁条、大理石等物质接触，观察有何变化，根据实验现象并查阅资料，可总结出硫燃烧后产物对环境会造成哪些方面的破坏。
用树叶、镁条、大理石等物质实验可以推断出酸雨对农作物、金属、建筑材料等的危害。
绿色通道
通过一些题目来告诫大家煤、石油等能源并不是无限的，要珍惜并合理利用这些能源，并开发利用新能源。
典题变式
煤、石油在地球上的蕴藏量是有限的，因此人类?必须?（ ）
A.用电解水的方法制得氢气作燃料
B.大量砍伐树木作燃料
C.用高粱、玉米酿造酒精作能源
D.开发太阳能、核能、风能等新能源
答案:D第二节 性质活泼的氧气
名师导航
知识梳理
一、认识氧气的性质
1.氧气的物理性质
通常状况下，氧气是一种______、________的气体，密度稍_______空气，氧气_______溶于水，通常状况下，1 L水中能溶解30 mL氧气。
氧气有三态变化，在加压降温时，氧气可变成_________色的液体，甚至可变成雪花状________色的固体。
答案:无色 无味 大于 难 淡蓝 淡蓝
2.氧气的化学性质
反应物 在氧气中的燃烧现象 反应表达式
木炭（灰黑色固体） ①在空气中燃烧发出红光②在氧气中燃烧发出_____③放出_____④生成的气体能使_____ 碳+氧气_____C+O2 CO2
硫（淡黄色固体） ①在空气中燃烧发出_____②在氧气中燃烧发出明亮的_____③放出_____④生成有_____气味的气体 硫+氧气_____S+O2SO2
磷（暗红色） ①磷燃烧产生浓厚_____②在空气中燃烧产生黄色光③在氧气中燃烧发出耀眼的_____④放出_____ 磷+氧气_____P+O2P2O5
铝（银白色） ①剧烈燃烧②发出耀眼的_____③放出大量的_____ ④生成 _____ 铝+氧气_____Al+O2Al2O3
铁（银白色） ①剧烈燃烧②_____③放出_____④生成_____ 铁+氧气_____Fe+O2Fe3O4
蜡烛（白色固体） ①火焰明亮发出_____②放出_____③瓶壁上有_____出现④生成能使_____气体 石蜡+氧气_____+_____
小结：氧气是一种化学性质比较_____的气体，许多物质可与氧气发生反应。在某些条件下，物质与氧气的反应比较剧烈；而在另一些条件下，物质与氧气会发生缓慢的氧化反应，如动植物的新陈代谢、金属器皿的锈蚀、食物的腐烂、有机肥的腐熟等变化过程都包含有_____作用。
答案:呼吸 燃烧 分离液态空气
二、氧气的用途
1.供给______。
2.支持______。
3.空气中的氧气来自植物的光合作用。
4.工业上采用______的方法获得。
答案:呼吸 燃烧 分离液态空气
三、实验室制氧气
在试验室里可用______溶液来制取氧气
1.用过氧化氢制氧气
(1)原理：（用文字表达式来表示）
过氧化氢______+______
实验探究二氧化锰的作用：
实验编号 实验步骤 实验现象 实验结论
Ⅰ 在试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，用带火星的木条伸入试管中 不复燃 在常温下过氧化氢溶液分解很慢
Ⅱ 加热上述试管，用带火星的木条伸入试管中 有气泡冒出，木条复燃 温度升高，过氧化氢分解速度加快
Ⅲ 在另一只试管中加入5 mL 5%的过氧化氢溶液，并加入少量二氧化锰，用带火星的木条伸入试管中 木条复燃 二氧化锰使过氧化氢分解速度加快
若在实验前准确称出二氧化锰的质量，试验后将二氧化锰回收、干燥、再称量，会发现它的质量改变_______。
结论：二氧化锰可使过氧化氢溶液在常温下迅速分解，作催化剂。
催化剂：在化学反应中能改变反应速率，但本身的______和______在反应前后都没有发生变化的物质。
答案:氧气 水 没有 质量 性质
(2)实验装置（发生装置、收集装置）：
①发生装置的选择：由于过氧化氢_______是，二氧化锰是________，且反应不需要______，故采用锥形瓶作为反应容器，配双孔胶塞，一孔插入分液漏斗，另一孔插入导管。
②收集装置的选择：由于氧气不易溶于水且不和水反应，故要制取较纯净的气体，需采用________法，又由于氧气的密度比空气的平均密度大，故要制取较干燥的气体时，需采用________排空气法。
图2-4
答案:液体 固体 加热 排水 向上
（3）检验方法：
将带火星的木条伸入集气瓶中，如果_______，说明该瓶内的气体是氧气。
答案:木条复燃
（4）验满方法：
用排水法收集时，当气泡从_________冒出时，说明该瓶内的气体已满。
②用向上排空气法收集时，将带火星的木条放在处_________，如果木条复燃，说明该瓶内的气体已满。
答案:集气瓶 集气瓶口
（5）实验步骤：
①检查装置的________；
②加药品（先加固体，后加液体）；
③组装装置；
④收集氧气。
答案:气密性
2.在实验室中也可以用高锰酸钾来制取氧气
（1）原理：高锰酸钾______+______+氧气
答案:二氧化锰 锰酸钾
（2）实验装置（发生装置、收集装置）：
图2-5
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集的步骤。
实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集，其步骤可总结为“三先三后”（即①先检查装置_______，后装入________；②先预热，后集中在药品的部位加热；③先将导管从_______，后熄灭酒精灯），也可缩记为：“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”，再利用谐音来理解记忆为：茶荘定点收利息。
答案:气密性 药品 水槽中取出
疑难突破
1.怎样选择制取气体的发生装置？
剖析：确定实验的发生装置主要依据反应物的状态和反应条件。①利用固体物质加热制取气体的发生装置用如下图中左图所示。②如果反应物是液体和固体而且不需加热制取气体时发生装置可采如下图中右图所示。
图2-6
2.利用高锰酸钾制氧气时怎样检查装置的气密性？
剖析：先把导气管的一端放入水里，然后两手紧贴容器外壁，如果装置不漏气，里面的空气受热膨胀，导管口有气泡冒出。松开两手，使它冷却，导管中就会形成一段水柱。
问题探究
问题:通常状况下，氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，形成的溶液是氨水。实验室常用加热氯化铵和消石灰的固体混合物制取氨气，请回答：(1)实验室制取氨气的发生装置应选择什么发生装置？(2)收集氨气，应采用的装置是什么？
探究：确定实验的发生装置主要依据反应物的状态和反应条件。若反应物是固体和固体，而且需要加热，就采用和利用高锰酸钾制氧气的发生装置；若反应物是固体和液体而且不需加热，就采用和利用过氧化氢溶液制氧气的发生装置。
而收集装置的选择主要依据生成物的性质，如密度是否比空气大，是否溶于水等。难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体适用于排水集气法；密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体适用于向上排空气法；密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体适用于向下排空气法。
典题精讲
例1::下列关于催化剂的叙述正确的是( )
A.能加快物质的化学反应速率的是催化剂，减慢化学反应速率的不是催化剂
B.加入二氧化锰可以使过氧化氢产生更多的氧气
C.催化剂在催化过程中所有的性质不变
D.同一个反应可以选用不同的催化剂
思路解析
对催化剂概念的理解是出错率最多的地方，很多同学往往把握不住催化剂定义的实质。根据催化剂的定义可知：“改变其他物质的化学反应速率”，“改变”既包括“加快”，也包括“减慢”之意，故A不对；在化学反应中，催化剂只能“改变其他物质的化学反应速率”，而对生成物的质量多少没有关系，故B错误；“二不变”是指催化剂在化学反应的过程中，质量和化学性质不变，而不是“性质”不变，因为物理性质可能改变，所以C不正确；同一个反应可以选用不同的催化剂，分解过氧化氢时还可以选用氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。
答案:D
例2:过氧化氢（化学式H2O2）溶液在二氧化锰作催化剂的条件下能迅速分解生成氧气和水。分液漏斗可以通过调节活塞控制液体的滴加速度。
图2-7
完成下列问题：
（1）分液漏斗中应放入的物质是_____，锥形瓶中应放入的物质是_____。
（2）写出该方法制取氧气的文字表达式__________，要收集一瓶纯净的氧气，应选择装置_____（填字母）。
（3）某同学在观察到锥形瓶内有大量气泡时，开始用B装置收集O2，过一段时间后，用带火星的木条伸入瓶口、瓶中、瓶底，都未见木条复燃。其原因是_________。
（4）若实验时用以代替高锰酸钾加热制取氧气，优点是_____（填编号）。
①生成物只有氧气 ②不需加热 ③需加热
（5）装置A中反应很剧烈，据此提出实验安全注意事项是_____（填编号）。
①控制液体的滴加速度 ②用体积较小的锥形瓶 ③加热反应物
思路解析
该题考查在掌握理解气体制备原理和操作的基础上，根据所给材料及要求进行实验的操作能力。解此题的关键是理解气体制备原理和操作方法、步骤。
答案:（1）过氧化氢溶液 二氧化锰
（2）过氧水＋氧气 D（或AD）
（3）实验装置气密性不好
（4）② （5）①
知识导学
学习氧气时注意
由于氧气的密度比空气大，所以氧气在收集时可用向上排空气法；又由于氧气不易溶于水，所以氧气可用排水法收集。
水中的生物是依靠溶解在水中的氧气生存的。
氧气在气态时是无色的，在固态和液态时是淡蓝色。
重点会描述木炭、硫、铝、磷、铁等在氧气中燃烧的实验现象，知道做实验时的注意事项，并会写有关反应的文字表达式。描述物质在氧气中燃烧的现象时，一般从四方面来描述：①物质原来的颜色；②对产生的光（火焰或火星）加以描述；③放出热量；④对生成物加以描述。
夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中，如果很早伸入集气瓶的底部，集气瓶中的氧气被热的气体赶出来，木炭燃烧会不旺。
硫的用量不能过多，防止对空气造成污染，实验时应在通风橱中进行。
光一般指固体燃烧产生的现象，如镁条燃烧、木炭燃烧等只产生光，不产生火焰；火焰是指气体燃烧或达到沸点的固体或液体的蒸气燃烧产生的现象，如硫、酒精、气体燃烧等产生的现象。
无氧化二磷是固体，现象应描述为产生白烟。烟是指固体小颗粒，雾是指液体小液滴。
铝在空气中不燃烧，在氧气中燃烧时，把铝箔的一端固定在粗铁丝上，另一端裹一根火柴。
为了防止生成物把集气瓶炸裂，在集气瓶底部先放一些沙子，放少量凉水。
细铁丝绕成螺旋状；铁丝一端系一根火柴；集气瓶内预先装少量水或铺一层细砂。
蜡烛燃烧时盛氧气的集气瓶要干燥，可观察到水雾。
缓慢氧化是指进行很缓慢的氧化反应，也要放出热量。如果放出的热量使温度达到可燃物的着火点，就可以引起自发燃烧，也就是自燃。缓慢氧化也可以向剧烈氧化反应转化。
供给呼吸主要用于：医疗、登山、潜水、宇航。
支持燃烧主要用于氧炔焰用于焊接和切割，炼钢，作火箭助燃剂。
植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧气。
工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离出氧气。
在低温条件下加压，使空气转变为液态空气，然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，因此氮气首先从液态空气中蒸发出来，剩下的主要是液态氧。
重点掌握氧气的实验室制法的反应原理和仪器装置，能够按照操作步骤制取氧气。
二氧化锰作催化剂，是反应条件之一，故写在箭头的上方。
学习催化剂时注意：
①能改变其他物质的化学反应速率，这里的“改变”包括加快或减慢两种含义。
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变，但是物理性质可能改变。
③催化剂是针对具体的反应而言的，如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时，能够起催化作用，是催化剂；但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。
④在某个化学反应中，可以选择不同的物质作为催化剂。如利用过氧化氢分解制取氧气时，既可以选择二氧化锰作为催化剂，也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。
⑤催化剂并不能增加产物的质量
⑥催化剂可简单地理解为“一变二不变”。一变是指能改变其他物质的化学反应速率，这里的“改变”包括加快或减慢两种含义；二不变是指本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变，但是物理性质可能改变。
实验时要注意：长颈漏斗下端管口要插入液面以下；导气管伸入锥形瓶内不要太长，只要露出橡皮塞少许即可；加药品时先加固体药品再加液体药品。
收集装置的选择主要依据生成物的性质，如密度是否比空气大，是否溶于水等。
①排水集气法：适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净；当有大气泡从集气瓶口边缘冒出时，表明气体已收集满。
②向上排空气法：适用于相同状况下，密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处，便于将集气瓶内的空气尽快地排尽。同时应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片，以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差，需要验满。
③向下排空气法：适用于相同状况下，密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处，便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥，但纯度较差，需要验满。
利用高锰酸钾制氧气时注意问题：
①试管口要略向下倾斜，防止药品中的水分受热后变成水蒸气，再冷凝成水珠倒流回试管底部，使试管炸裂。
②导气管伸入试管内不要太长，只要露出橡皮塞少许即可，这样便于气体导出。
③药品不能聚集在试管底部，应平铺在试管底部，使之均匀受热。
④铁夹应夹在距离试管口约1/3处。
⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热。加热时先进行预热，即先将酒精灯在试管下方来回移动，让试管均匀受热，然后对准药品部位加热。
⑥用排水法收集氧气时，导管口有气泡冒出时，不宜立即收集。因为刚开始排出的是空气，当气泡均匀连续地冒出时，才能收集。
⑦加热高锰酸钾制取氧气时，不要忘掉在试管口处放上一团松软的棉花，以免高锰酸钾小颗粒进入导气管，堵塞导气管。
⑧实验开始前，不要忘记检查装置的气密性。
⑨实验结束时，先把导气管从水槽中取出，再移走酒精灯，防止水倒流入试管底部炸裂试管。
⑩收集满氧气的集气瓶要盖好玻璃片，正放在桌子上（因为氧气的密度比空气大）。
疑难导析
要知道在初中阶段，制取气体的发生装置主要有哪些，确定实验的发生装置主要依据什么。
先要确定加热固体物质来制取气体，一般用什么反应容器，怎样连接，用什么仪器来加热，怎样固定反应容器。
然后确定反应物是液体和固体而且不需加热，一般用什么反应容器，怎样连接。
要说明检查装置的气密性关键是先后顺序一定不能颠倒；然后说明怎样连接仪器，如何操作；最后说明要注意什么问题，否则会造成怎样的结果。
问题导思
关于确定实验的发生装置，要说明主要依据什么确定，分以下两种情况描述：
一是若反应物是固体和固体而且需要加热，要用什么发生装置。
二是反应物是固体和液体而且不需加热，要用什么发生装置。
关于收集装置的选择，要说明主要依据什么确定，分以下三种情况描述：
一是难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体适用于什么方法。
二是密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体适用于什么方法。
三是密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体适用于什么方法。
典题导考
黑色陷阱
催化剂有的可加快化学反应，有的可减慢化学反应，这个地方比较容易出错；在化学反应中，催化剂只能“改变其他物质的化学反应速率”，而对生成物的质量多少没有关系；同一个反应可以选用不同的催化剂。
典题变式
下列有关催化剂的叙述正确的是( )
A.在化学反应里能加快其他物质的化学反应速率，而本身质量和性质在反应前后都没改变的物质叫催化剂
B.二氧化锰是一切化学反应的催化剂
C.在过氧化氢的分解反应前后，二氧化锰的质量和化学性质都没有发生改变
D.要使过氧化氢分解放出氧气，必须要加入二氧化锰，否则就不能发生反应
答案:C
绿色通道
氧气的实验室制法，是初中化学制取气体的典型代表，考查内容包括选用药品、化学反应原理、所属反应类型、仪器、实验装置的选择、操作注意事项、收集方法及检验方法等。
典题变式
根据图2-8完成下列问题：
（1）用H2O2和MnO2制取氧气时采用的装置组合是_____，反应的文字表达式为：_____，其中二氧化锰所起的作用是_____。
（2）用KMnO4制取氧气的文字表达式：__________，用A装置进行实验时，试管口应放_____,以防止加热时高锰酸钾粉末进入导管。
（3）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳适应采用的发生装置是_____。
图2-8
答案:（1）B、C或B、D
过氧化氢水＋氧气 催化作用
（2）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气一团棉花
（3）B第二节 定量认识化学变化
名师导航
知识梳理
一、质量守恒定律
1.硫酸铜溶液是___________色的，与氢氧化钠溶液混合会生成__________色的_____________________________________。这个反应为什么需要在密封的锥形瓶中进行？______________________________________________________。
答案:蓝 蓝 沉淀 氢氧化钠会吸收空气中的二氧化碳
2.向大理石上滴入盐酸，会冒出大量的_________，同时还可看到澄清的石灰水________________________。这个反应也需要密封吗？_________。
答案:气泡 变浑浊 需要
3.质量守恒定律的内容：________________________。
答案:参加化学反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和
4.在化学反应中，从微观的角度来看，______________不变，_________不变和_________不变，所以宏观上物质的总质量在反应前后不变。
答案:原子的种类 原子的个数 原子本身的质量
二、化学方程式的书写
1.书写化学方程式要遵守两个原则：①_________；②_________。
答案:以客观事实为基础 遵循质量守恒定律
2.比较表示铁在氧气中燃烧的三种方式，指出化学方程式与其他两种方式相比，它的优点是：_________。
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁
铁＋氧气四氧化三铁
3Fe＋2O2Fe3O4
答案:化学方程式不仅能表示反应物、生成物、反应条件，而且能体现质量守恒定律
3.根据反应前后_________和_________的原理，在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数，使反应前后各种元素的原子_________，这个过程称为配平。
答案:原子的种类 数目不变 相等
4.将化学反应中的条件放在等号上面注明。如反应中有_________放出或在溶液中有_________生成，就在生成的气体或沉淀物化学式的后面分别注明__________或___________。
答案:气体 沉淀 ↑ ↓
三、根据化学方程式的计算
1.在2H2＋O22H2O反应中，_________份质量的氢气与_________份质量的氧气反应生成_________份质量的水，这三种物质之间的质量之比为：_________。
答案:4 32 36 1∶8∶9
2.根据化学方程式的计算一般分为五步：
第一步：设未知数
第二步：写出化学方程式
第三步：写出相关物质的质量关系，写出已知量和未知量
第四步：列比例式，求解
第五步：写出简明的答案
疑难突破
怎样理解质量守恒定律？
剖析：（1）质量守恒定律：
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。这个规律叫做质量守恒定律。一切化学反应都遵循质量守恒定律。
（2）质量守恒的原因（微观解释）：
因为化学反应的过程，就是参加反应的各物质（反应物）的原子，重新组合而生成其他物质（生成物）的过程。也就是说，在化学反应中，反应前后原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有改变。所以，反应前后各物质的质量总和相等。
(3)需注意的问题
①该定律只适用于化学变化，如果不是化学变化，则不适合该定律。如5克水在加热的条件下变成5克水蒸气符合质量守恒定律，这句话是不对的。因为水变成水蒸气是物理变化。
②质量守恒定律一定是指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。即不能将没有参加反应的质量和反应后剩余的质量计算在内。
③要注意是“各物质”的质量总和，不能遗漏任一反应物或生成物，尤其是气体。
④反应前后，元素种类不变，同种元素质量相等。
⑤反应前后，原子种类不变，原子质量也不变。
⑥反应前后，分子种类一定改变，分子数目不一定改变。
问题探究
问题:某同学根据课堂演示实验受到启示，想自己实践探究物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变，是增加，减少，还是不变
探究：该同学按下面的步骤对以上问题进行探究：
(1)提出假设：物质发生化学变化后，生成物的总质量与反应物的总质量相等。
图4-1
(2)设计实验方案并实践操作：设置如图4-1所示的操作，胶头滴管里盛稀盐酸，小试管中盛锌粒。观察反应结束后天平指针的位置；若该实验在敞口的锥形瓶中进行，情况如何
观察到的现象：设置如上图所示的操作，反应结束后天平指针的位置在刻度盘的中央；若该实验在敞口的锥形瓶中进行，指针向右偏转。
结论：参加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。
典题精讲
例1:化学反应前后，下列各项中肯定没有变化的是（ ）
①原子的数目 ②分子的数目 ③元素的种类? ④物质的总质量? ⑤物质的种类 ⑥原子的种类
A.①③④⑤⑥ B.①③④⑥
C.①②④⑥ D.①③⑤
思路解析
本题涉及质量守恒定律以及化学反应的实质。化学反应的实质是：在化学变化中，分子分解成原子，原子重新组合成新的分子。在重新组合的过程中，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量也没有变化。因此，元素的种类也不改变，反应前后各物质的质量总和必然相等。但是，物质种类（分子种类）一定要改变，分子的数目可能改变，也可能不变。
答案:B
例2:配平下列化学方程式：
（1） Fe＋Cl2FeCl3
（2）FeS2＋O2Fe2O3＋SO2
思路解析
（1）可用最小公倍数法配平。式子两边各出现一次且原子个数相差较多的元素是氯，氯原子的最小公倍数是6，则Cl2前面的化学计量数是3，FeCl3前面的化学计量数是2，Fe前面的化学计量数是2。
化学方程式可变为：
2Fe＋3Cl22FeCl3?
（2）可用奇数配偶法配平。式子两边出现次数最多且原子总数是一奇一偶的元素是氧，在Fe2O3的前面配上最小的偶数2，这样FeS2的化学计量数就要变成4，随之发生改变的是SO2，它的化学计量数就要变成8，最后确定O2前面的化学计量数为11，使氧原子的个数相等。
化学方程式可变为：
4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
也可用待定系数法配平。先在化学式FeS2前加化学计量数2，使左、右两边铁原子的个数相等，在2FeS2中含有4个S原子，为使左、右两边S原子的个数相等，需在化学式SO2前加化学计量数4，此时生成物中共有11个氧原子，需要在化学式O2前加化学计量数11/2，但半个氧分子不存在，必须扩大2倍变成整数。若化学式O2前的化学计量数扩大2倍，其他化学式前的化学计量数也必须扩大2倍，这样，化学方程式就变为：
4FeS2＋ 11O22Fe2O3＋ 8SO2
答案:（1）2Fe＋3Cl22FeCl3
（2）4FeS2＋11O2点燃2Fe2O3＋8SO2
知识导学
此化学反应前后溶液颜色改变。
化学反应中有气体生成，物质状态发生变化。
理解质量守恒定律的涵义：在这个概念中，要重点理解几个关键词：“参加”、“化学反应”、“各”、“质量总和”、“生成的”、“各”。
绝对不能写事实不存在的反应的化学方程式。
如果反应物和生成物中都有气体，气体生成物就不需要注明气体符号。同样，对于溶液中的反应，如果反应物和生成物中都有固体，固体生成物也不需注明沉淀符号。
化学方程式的优点：不仅能表示反应物、生成物和反应条件，还能体现各物质之间的质量关系，体现在反应前后，每种原子的个数都相等，原子的种类也不变。这是配平化学方程式的依据。
化学方程式的书写要领：
左写反应物，右写生成物；
写对化学式，系数来配平；
中间连等号，条件要注清；
生成沉淀气，箭头来标明。
根据化学方程式计算的每一步都需要注意：
在设未知数时，一定要体现出设的是“物质的质量为x”。
正确书写化学方程式，注意配平，是计算正确的前提。
已知量要带上单位，未知量不能带上单位。
在列比例式时，已知量要带上单位，未知量不能带上单位。
最后写出简明的答案。
在整个过程要注意书写的规范化。
疑难导析
对质量守恒定律的理解要从三方面阐述：一是什么是质量守恒定律；二是为什么化学反应前后质量守恒；三是理解质量守恒定律需注意的问题。
有关质量守恒定律的定义，要说明化学反应前后反应物的质量与生成物的质量的关系。
有关质量守恒的原因，要从微观解释说明化学反应过程中，组成反应物的微观粒子是否变化，也就是说分子、原子是否变化。
有关理解质量守恒定律需注意的问题要说清楚以下几个问题：
①该定律适用于什么变化；
②质量守恒定律中所说的质量的含义，没有参加反应的质量和反应后剩余的质量能否计算在内；
③气体的质量往往忽视，质量守恒定律中所说的质量强调的是质量总和；
④反应前后同种元素质量是否相等；
⑤反应前后，原子种类和原子质量有无变化；
⑥反应前后，分子种类和分子数目是否改变。
问题导思
此题是一道科学探究性的实验题。科学探究的一般步骤为：提出假设、设计实验方案、实施实验方案获取信息、加工处理信息获取结论。
在设计实验探究化学反应前后质量守恒，要控制好整个实验装置不能漏气，把所有的反应物都要考虑进去，不反应的不能计算在内，也要把生成的各物质都要计算进去。
设计的实验方案分两种情况：一种是实验在密闭的锥形瓶中进行，此时反应装置不漏气；另一种是实验在敞口的锥形瓶中进行，此反应产生的气体跑到空气中，使反应装置中生成物质量减少。通过观察两种情况下反应结束后天平指针的位置在刻度盘的中央，判断物质发生化学变化的前后，总质量是否发生改变。
黑色陷阱
原子是化学变化中的最小粒子；在化学变化中，分子的种类肯定变化，数目有可能变化；有气体参加的化学反应，反应前后的体积有可能发生变化。
典题变式
参加反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，是因为（ ）
A.反应后物质的种类没有变化
B.反应后元素的种类没有变化
C.反应后原子的种类、数目和质量没有变化
D.反应后分子的种类、数目和质量没有变化
答案:C
绿色通道
化学方程式的配平是指根据质量守恒定律，在化学式前面配上适当的化学计量数，使式子左、右两边的每种元素的原子数目相等。常见的化学方程式的配平方法有三种，即观察法、最小公倍数法和奇数配偶法。
典题变式
配平下列化学方程式：
（1）___Cu＋___O2___CuO
（2）___C3H8＋___O2___CO2＋ ___H2O
（3）___FeS2＋___O2___Fe2O3＋___SO2
（4）Cu2（OH）2CO3___CuO＋___H2O＋___CO2
答案:（1） 2 1 2 （2）1 5 3 4
（3）4 11 2 8 （4）2 1 1
典题变式
下列化学方程式书写完全正确的是（ ）
A.Mg＋O2MgO2
B.C＋O2CO2
C.S＋O2SO2↑
D.4P＋5O22P2O5
答案:D
典题变式
下列化学方程式书写有错误的是（ ）
A.2NaOH＋CuSO4====Na2SO4＋Cu(OH)2↓
B.2Mg＋O22MgO
C.S＋O2SO2
D.KClO3KCl＋O3↑
答案:D第一节 由多种物质组成的空气
名师导航
知识梳理
一、探究空气的成分
1.测定空气里氧气含量（装置如图所示）
图2-1
(1)实验步骤：
①连接装置：在集气瓶口连接一个双孔胶塞，一孔插燃烧匙，另一孔插导管，并配上弹簧夹。
②检查气密性：把导管的一端放入水中，用手紧握集气瓶外壁，如果在导管口有气泡冒出，则证明气密性良好。
③在集气瓶内加少量水，并做上记号。
④点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并把塞子塞紧。
⑤待红磷燃烧，有大量白烟生成。
(2)实验现象：
①红磷燃烧，有大量______生成。
②集气瓶内的水面上升，而且上升至集气瓶体积的_________。
(3)实验结论：
①红磷燃烧的文字表达式：_______________。
②空气中氧气的体积大约占空气体积的_____。
答案:1.白烟 1/5 磷+氧气点燃五氧化二磷 1/5
2.空气的成分及各成分的体积分数
空气的成分按体积计算，大约是：_________占78%，氧气占_________，_________占0.94%，二氧化碳占_________，其他气体和杂质占0.03%。
答案:氮气 21% 稀有气体 0.03
二、纯净物、混合物
纯净物：__________________。纯净物有固定的组成和性质。
混合物：__________________。混合物没有固定的组成和性质。
答案:由一种物质组成的物质 由多种物质组成的物质
三、氮气和稀有气体
1.氮气
(1)物理性质
通常状况下，氮气是一种_________的气体，_________溶于水，密度比空气的。
(2)化学性质
氮气的化学性质_________，一般情况下不能支持燃烧，不供给呼吸，_________与其他物质反应，但在一定条件下，氮气可以和某些物质反应，例如：合成氨、制氮肥、生物固氮等。
答案:无色、无味 难 略小 不活泼 很难
2.稀有气体
(1)物理性质
在通常状况下，稀有气体都是无色、无味的气体。
(2)化学性质
极不_________，过去人们认为这些气体不跟其他物质发生化学反应，曾把它们叫做惰性气体。但随着科学技术的发展，已经发现有些稀有气体在一定条件下也能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
答案:活泼
四、人类需要洁净的空气
1.空气中的污染源主要是_________和_________。
2.保护空气：加强大气质量监测；研制和开发洁净能源；采用化学方法处理工业生产中产生的有害气体；在汽车上安装尾气净化装置；积极植树造林，种草。
答案:烟尘 有害气体
疑难突破
1.测定空气中氧气含量的实验中，为什么采用过量红磷消耗氧气，而不采用木炭、硫磺、铁丝等物质？
剖析：红磷燃烧的产物为五氧化二磷固体，消耗了约占集气瓶体积1/5的氧气，瓶内压强减小，小于外界大气压，当冷却到室温时，打开弹簧夹，水便流入集气瓶内约1/5体积，从而说明空气中氧气的体积分数约占空气体积的1/5；不能改用木炭和硫磺，它们燃烧后的产物分别是二氧化碳和二氧化硫气体，使集气瓶内压强变化不大，因此水不会进入集气瓶。
2.在测定空气中氧气体积分数的实验中，实验结束时，发现水没上升到集气瓶体积的1/5，原因可能有哪些？
剖析：这道题主要从这些方面考虑：有哪些方面有可能使氧气没有消耗完，或有哪些方面虽使氧气消耗完但瓶内压强并没有减少那么多。
①未检查装置的气密性，装置漏气；②红磷量不足或燃烧不完全，使瓶内有剩余氧气；③未冷却到室温就打开弹簧夹，使进入瓶内水的体积减少。
问题探究
问题：请自己再另外设计实验测定空气中氧气的体积分数。
图2-2
探究：实验设计：在加热的情况下，铜能跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜。
在由两个注射器组成的密闭系统内留有30 mL空气。给装有细铜丝团的玻璃管加热，同时交替缓慢推动两个注射器活塞，观察发生的现象。停止加热后冷却至室温，将气体全部推至一只注射器中，读出注射器内气体的体积。
实验数据：
反应前注射器内气体的体积 反应后注射器内气体的体积 消耗掉的氧气体积
30 mL 24 mL 6 mL
实验结论：氧气的体积大约占空气体积的1/5。
典题精讲
例1:：（2010江苏南通中学模拟）下列是我们日常生活中接触到的物质，其中属于纯净物的是( )
A.碘酒 B.蒸馏水
C.可乐饮料 D.铝合金
思路解析
纯净物只含有一种物质，碘酒是在酒中加入了碘，是混合物；可乐饮料是在水中加入了其他物质，是混合物；铝合金是铝和其他物质组成的，不是纯净物。
答案:B
例2:有五种物质：①汽车尾气形成的烟雾；②石油化工厂排出的废气；③人体呼出的二氧化碳气体；④植物光合作用放出的气体；⑤煤燃烧产生的烟尘。其中能使空气严重污染，并对人类造成很大危害的是( )
A.①②⑤ B.②③⑤
C.②④⑤ D.①④⑤
思路解析
造成空气污染的气体有SO2、NO2、CO等，①②⑤排出的气体中分别含有上述气体中的一种或几种。
答案:A
知识导学
本实验的原理是在一定量的空气中，利用过量红磷的燃烧完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体，导致压强减小，减小的体积即为空气中氧气的体积，即上升水的体积就是氧气的体积。
本实验成功的关键： ①装置不漏气。因为若装置漏气，虽然装置内气体压强减小，但是从外界又进入一些气体，并不能使压强减小很明显，因而水并不能上升到集气瓶中。
②燃烧匙里要放入过量的红磷，目的是使红磷燃烧，尽可能消耗尽钟罩内的氧气。
③应该到温度冷却到室温时才可以观察，因为如果温度较高时，虽然气体减少，但是压强并不能减少很明显，因而也不能上升到集气瓶体积的1/5。
红磷燃烧时生成无氧化二磷固体小颗粒，因此描述为白烟。烟指的是固体小颗粒。
空气的主要成分是氮气和氧气。
该数值是体积分数，不是质量分数。
空气中各成分体积分数一般是比较固定的。
物质可以分为纯净物和混合物。
纯净物可以用化学式来表示，绝对纯净的物质是没有的，纯净物是相对而言的。
混合物中各成分保持各自的性质。
根据氮气的性质得知其用途广泛，有：
a.制硝酸和化肥的重要原料；
b.用作保护气，如焊接金属时常用氮气作保护气，灯泡中充氮气以延长使用寿命，食品包装里充氮气用来防腐；
c.医疗上用液氮治疗一些皮肤病和在液氮冷冻麻醉条件下做手术；
d.超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
稀有气体的用途有：
a.保护气，如焊接金属是用稀有气体来隔绝空气，灯泡中充入稀有气以使灯泡经久耐用。
b.电光源，稀有气体在通电时发出不同的光。灯管里充入氩气，通电时发出蓝紫色光；充入氦气发出粉红色光；充入氦气发出红光。
c.用于激光技术。
d.氦气可作冷却剂。
e.氙气可作麻醉剂。
有害气体主要是SO2、NO2 和CO，还有燃料的燃烧及汽车的尾气。其中SO2、NO2是造成酸雨的主要原因。
当进入大气中的某些有害成分的量超过了大气的自净能力，就会对人类和生物产生不良的影响，这就是大气污染。利用压强差，使水进入，测出氧气的体积，或利用压强差，使密闭系统的活塞移动，根据活塞移动的体积测出氧气的体积。
疑难导析
实验成功的关键之一是保证装置内气体压强减小很明显，使水能上升到集气瓶。
所以我们要分析红磷、木炭、硫磺、铁丝等物质燃烧前后能否保证装置内气体压强减小很明显，由此即可判断测定空气中氧气含量的实验中，应该选用哪些物质。
本题主要考查了测定空气中氧气体积分数实验的实验原理及实验误差分析。水上升体积的多少决定于瓶内压强减小的程度，而影响压强的因素有：①装置的气密性；②消耗氧气的量；③温度。既然水没能上升到集气瓶体积的1/5，那么是瓶内压强减少得较少造成的。所以主要从氧气可能没被消耗完的原因，或即使氧气被消耗完而又有其他气体进来的原因，或温度较高时压强也较大等方面分析。
问题导思
先弄清本实验的原理，就是用可燃物燃烧生成固体物质，除去氧气，减少密闭系统内的压强。再利用压强差，使水进入，测出氧气的体积，或利用压强差，使密闭系统的活塞移动，根据活塞移动的体积测出氧气的体积。由此选择与氧气发生反应的可燃物质就必须满足三个条件：①与空气中的氧气能发生反应；②只与空气中氧气发生反应；③与氧气反应后的生成物质状态不能是气态。对照这三个条件，我们除了可以选择红磷外，还可以选择铜丝。为了便于加热铜丝，我们把铜丝放在细的玻璃管内。铜丝消耗密闭系统内氧气，使压强减小，因而活塞向里移动，使密闭系统内的气体减少。所以通过测量密闭系统内气体体积的减少量，就是氧气的体积，从而测知空气中氧气的含量。
典题导考
绿色通道
纯净物只含一种物质，有固定的组成，能用化学式来表示；混合物含多种物质。
典题变式
（2010山东青岛中考）下列各组物质中，都属于混合物的是( )
A.海水、水银 B.干冰、冰水混合物
C.不锈钢菜刀、铁矿石 D.石墨、氧化铁
答案:C
绿色通道
空气污染的废气包括：①汽车尾气及石油燃烧后排放的气体；②化工厂排放的废气SO2、CO、NO2等；③煤燃烧产生的气体和烟尘；④其他粉尘和污染物。CO2一般不当作空气污染物，但浓度过大可导致“温室效应”。
典题变式
下列情况：①煤的燃烧；②工业废气的任意排放；③燃放鞭炮；④汽车尾气。可能造成污染的是( )
A.①② B.②④
C.①②③ D.①②③④
答案:D第四节 物质组成的表示方法
名师导航
知识梳理
一、化学式反映物质的组成
1.水的化学式是_________，它能表示水是由___________________________和_________组成的，还能体现出每个水分子是由_________和_________构成的。
答案: H2O 氢元素 氧元素 两个氢原子 一个氧原子
2.金属铁是由许许多多的铁构成，所以单质铁的化学式为_________。它既可以表示铁单质，也可以表示__________________________，还可以表示_________。
答案:Fe 铁元素 一个铁原子
3.氯化钠中钠离子和氯离子的个数比为_________，氯化钠的化学式为_________。
答案:1∶1 NaCl
二、如何书写化合物的化学式
1.请查出下列常见元素在化合物中表现出来的化合价
H ______,Cl ______,Na ______,K ______,Ag ______，Ca ______,Mg ______,Ba ______, Zn ______,O ______，Al ______,Si ______，Fe ______, ______，C ______，______，S ______，______，______,Cu ______。
答案:略
2.常见原子团的化合价
NO3__________,OH__________，SO4__________,CO3__________，NH4__________。
答案:略
3.化合价的一般规律
（1）一般来说，在化合物中金属元素显__________，非金属元素显__________，氧化物中氧元素显__________，另一种元素显__________。
（2）化合价原则：在化合物中，正负化合价的代数和为_________。
（3）在单质中，元素的化合价为_________。
（4）有些元素在化合物中表现出不同的化合价，即使在同一种化合物中也可能表现出不同的化合价，如NH4NO3,氮元素的化合价分别为-3和＋5。
答案:（1）正价 负价 负价 正价 （2）零 （3）零
4.正确书写化合物的化学式
（1）根据括号内元素的化合价写出下列元素的氧化物的化学式：
Cu（＋2）_________，Fe（＋3）________________，
S（＋4）_________，N（＋5）__________________。
（2）写出由地壳中含量最少的元素与地壳中含量最多的金属元素形成的化合物的化学式：______________。
（3）根据下列物质的名称，写出该物质的化学式。
氢氧化钠：______________，氢氧化钙：_________，
碳酸钠：__________________，碳酸钙：______________，
氯化亚铁：______________，硫酸铜：______________，
硝酸铵：__________________，硝酸银：______________。
答案:（1）CuO Fe2O3? SO2? N2O5 ?（2）Al2O3?
(3) NaOH Ca(OH)2 Na2CO3? CaCO3? FeCl2? CuSO4? NH4NO3? AgNO3?
三、化学式的命名
请根据下列物质的化学式写出该物质的化学名称。
CuO：__________________，CO2：__________________，
Fe3O4：_________________，P2O5：__________________，
NaOH：______________，Na2CO3：______________，
NH4Cl：_________，FeCl3：__________________，
NaNO3：_________，ZnSO4：__________________。
答案:氧化铜 二氧化碳 四氧化三铁 五氧化二磷 氢氧化钠 碳酸钠 氯化铵 氯化铁 硝酸钠 硫酸锌
四、纯净物中元素之间的质量关系
元素的质量=物质的质量×物质中该元素的质量分数
疑难突破
化学符号表示什么意义？
剖析：元素符号可以表示：(1)一个原子；(2)一种元素；(3)有些元素符号还可以表示由这种元素组成的单质。书写元素符号时要注意第一个字母大写，第二个字母小写。
化学式的含义
化学式的含义 以H2O为例
表示一种物质 表示水
表示该物质由哪些元素组成 表示水是由氢元素和氧元素组成的
表示1个分子（针对由分子构成的物质） 表示1个水分子
表示1个分子的构成 表示1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
问题探究
问题:如何计算化合物中某元素的质量分数？
探究：此类题目计算时，应注意解题格式要规范“100%”不能丢掉，原子个数要统计准确。
某元素的质量分数＝
×100%
例如：计算NH4NO3中氮元素的质量分数。
×100%
×100%=35%
典题精讲
例1:某硫的氧化物中，硫与氧的质量比为1∶1，则该氧化物中硫元素的化合价为( )
A.＋6 B.-2 C.＋2 D.＋4
思路解析
本题已知该化合物组成元素是硫和氧，可再依据两种元素的质量比求出原子个数比。即原子个数比 = 1/32∶1/16 = 1∶2，所以化学式为SO2。再根据化合物中化合价代数和一定为0的原则，得到硫的化合价为＋4，因而本题答案为D。
答案:D
例2:下列物质含氮量最高的是( )
A.NH4HCO3 B.（NH4）2SO4
C.NH4NO3 D.NaNO3
思路解析
此类题有一个巧解法：比较不同物质中含同一元素（或原子团）质量分数的大小时，可以换算成该元素（或原子团）的同一组成的含量，然后比较剩余组成的相对分子质量，根据剩余组成相对分子质量由小到大的顺序，就是对应质量分数由大到小的顺序。
在NH4HCO3中，其余相对式量是H5CO3=65；在（NH4)2SO4中，其余相对式量是H8SO4/2=52；在NH4NO3中，其余相对式量是H4O3/2=26；在NaNO3中，其余相对式量是71。故硝酸铵含氮量最高。
答案:C
知识导学
任何纯净物都有固定的组成，一种物质只能有一个化学式。
一般说来，有的单质是由原子构成的，例如金属、稀有气体、金刚石等。凡是由原子构成的单质，它们的化学式用元素符号直接去表示。
有的单质由分子构成，如氢气、氮气、氧气、氯气，它们的每一个分子中都含有2个原子，称为双原子分子，它们的化学式：先写出元素符号，在元素符号的右下角加上数字“2”。例如氢气：H2。
元素在相互化合形成化合物时，所含的原子或离子个数比是固定不变的，这种个数比就体现了元素的性质——化合价。
会根据化合物中化合价的代数和等于零的原则书写化学式即可。
记忆常见元素或原子团的化合价可采用口诀：
一价钾钠氢氯银，二价钙镁钡锌氧
三价铝，四价硅，二三铁，二四碳
二四六硫都齐全，铜汞二价最常见
常见原子团的化合价：
负一硝酸氢氧根
负二硫酸碳酸根
正一价的是铵根
原子团：在化学反应中并不是所有的时候都是作为一个整体参加反应；原子团不能单独存在，这必须与其他的原子或原子团结合才能成为物质的化学式。
化合价只有在元素之间形成化合物时才能表现出来的，当元素以单质的形式存在时，其化合价一定为零。
根据化合价书写化学式，正确书写化学式是学习化学的基础，若不能熟练书写化学式，后面要学的化学方程式就无从写起，其重要性是不言而喻的，书写化学式是一种技能，技能的养成在于多练，要反复练习，熟能生巧。
一般来说，书写化学式的正确顺序是：正价前，负价后；金属左，非金右，氧化物中氧在后。
①原子团的个数是1时，1省略不写，不需要加括号；如果原子团的个数是2或3时，原子团加括号，在括号的右下角标上数字。
②＋2价的铁称亚铁。
③绝不能根据化合价随意乱造事实上不存在的物质的化学式。
由两种元素组成的化学式的名称，一般从后向前读作“某化某”。在化合物中，有时要读出元素的原子个数，但“1”一般不读，如
MgO读作氧化镁，SO2读作二氧化硫
含有原子团的化学式也是从后向前读，一般不读个数，如：
NaOH读作氢氧化钠，Na2SO4读作硫酸钠
在计算的过程中，如果告诉你这种物质的化学式，则该物质某元素的质量分数就可以认为间接地告诉你了。
疑难导析
初中化学中主要接触到三种化学用语：(1)元素符号；(2)化学式；(3)化学方程式。对于化学用语，主要从两个方面掌握，一是化学用语的正确书写，二是化学用语表示的含义。
元素符号表示的意义可从原子、元素、组成的单质几方面说明；
化学式的含义可从表示一种物质、表示该物质由哪些元素组成、表示1个分子、表示1个分子的构成几方面阐述。
问题导思
在计算质量分数时，一定把所求元素的原子个数找清楚，不要漏掉，如例题中每个硝酸铵分子中含有2个氮原子。因此计算氮的质量分数时一定要注意用氮的相对原子质量乘以2。有时在进行此类题的计算时，通常用到物质中某元素的质量。
一定量的某物质中所含某元素的质量=该物质的质量×该元素在化合物中的质量分数。
典题导考
绿色通道
要求出元素化合价，必须先写出化学式。写化学式，必须知道两个条件，一是组成元素，二是各元素原子个数比。
典题变式
已知某硫的氧化物中硫元素的化合价为＋6，则硫与氧的质量比为( )
A.1∶1 B.2∶3
C.2∶1 D.1∶3
答案:B
绿色通道
常规解法是根据元素的质量分数=化合物中某元素的相对原子质量×该元素的原子个数/化合物的相对分子质量×100%。
典题变式
在铁的三种氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4中，铁元素的质量分数由大到小的排列顺序为（ ）
A.FeO＞Fe2O3＞Fe3O4 B.Fe2O3＞Fe3O4＞FeO
C.Fe3O4＞Fe2O3＞FeO D.FeO＞Fe3O4＞Fe2O3
答案:D第三节 金属的防护和回收
名师导航
知识梳理
一、钢铁的锈蚀及防护
使钢铁发生腐蚀的主要因素有_________、_________、_________、_________、_________。铝在空气中与_________反应，生成一层_________而_________的膜覆盖在铝表面，防止铝继续同_________反应，从而达到“_________”的作用，也可采用“_________”，采用特殊方法在铝的表面形成加厚的氧化铝保护层，我们通常采用_________、_________、_________、_________等形式防止钢铁制品生锈。
答案:空气（氧气） 水 钢铁的纯度 环境温度 酸碱度 氧气 致密 结实 氧气 自我保护 电化铝 保持铁制品表面的洁净和干燥 喷漆 烧搪瓷 镀一层金属
二、废金属的回收利用
废金属主要是指冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属_________、_________、_________、_________等，废金属不但造成_________，还会形成_________ 、_________?等对环境造成污染。目前，全球钢产量的_________和铜产量的_________是通过对废金属冶炼完成的。
答案:碎屑 碎块 锈蚀 报废的金属物品 资源浪费 镉 汞 45% 40%
疑难突破
从公元1世纪起，铁便成了我国主要的金属，历史上遗留下来的铜制品比比皆是，但铁制文物却很少，中国古代采用铜制成大量铜钱用于流通，却不用铁来铸币，试分析原因。
剖析：能够留下的古代艺术品多为金、银、铜制金属制品，因为它们活跃性差，不易被腐蚀。所以古代铸造钱币多用铜、银和金，而铁易于被腐蚀，虽然应用广泛，但却难以长期保存。
问题探究
问题1: 小强家的电线晚上出了问题，一处铜线和铝线的接头处“长满了灰色、绿色的粉末”。只有铝铜接头处易生锈吗？不同金属的接头处都易于生锈吗？
探究：小强找来了铜丝、铝丝、铁丝和锌条， 将四种不同金属两两相连，同种金属与同种金属间也相连，共组合成10组导线接头。把它们共同放置在室外某处，经过一段时间的风吹雨淋之后，再观察它们生锈的情况。
几个月后出现的现象应分别是：不同种金属的接口处锈蚀比较严重。
问题2:小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2(OH)2CO3。小林想知道铜在什么条件下锈蚀的 对此进行了探究。
探究：借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验（如图5-3）：
图5-3
(1)实验较长时间后，发现B试管中的光亮铜片最先生锈。
(2)C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为CO2(或O2)。
(3)D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为CO2和O2；从D试管的实验中，获得的结论是水是铜生锈的必要条件之一(或缺少水这个条件，铜不能生锈)。
综合铜锈〔Cu2(OH)2CO3〕的组成元素与空气的成分等因素，铜生锈可能与水、氧气和二氧化碳等物质有关；由铁锈蚀条件的实验类推出与H2O、O2、CO2接触最充分的Cu片最易生锈。
典题精讲
例1:下列关于金属资源的说法中，不正确的是（ ）
A.自然界中除少数不活泼的金属如金银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在
B.自然界中的金属资源是取之不尽的
C.防治金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D.合理开发矿物、寻找金属代用品是保护金属资源的有效用途
思路解析
金、银等金属的活动性极弱，在常温或高温时不与氧气反应，它们以单质形式存在于地壳中，故A项正确。矿物的贮存有限，而且不能再生，故B项错误。防止金属腐蚀可以保护金属。废旧电池中含有汞等重金属，如果将废旧电池任意丢弃，汞等重金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等重金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故C项正确。随着科学技术的发展，新材料层出不穷，如用塑料袋来代替钢等，可以减少金属的使用，故D项正确。
答案:B
例2: (2010安徽中考)芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一支其葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的叙述不正确的是( )
A.生锈时主要生成四氧化三铁
B.悬挂于干燥的环境中
C.经常清扫表面的灰尘可以防锈
D.表面涂漆可以防止生锈
思路解析
铁锈的主要成分是氧化铁而不是四氧化三铁，故选项A不正确。
答案:A
知识导学
钢铁防腐的主要措施，是防止空气中氧气和水蒸气对钢铁同时作用。所以关键是如何隔绝空气和如何隔绝水分。
废弃金属中含有丰富的金属元素，是富集的金属宝藏。废弃金属造成资源的严重浪费，并会污染水源和土壤。回收废弃金属，并对废弃金属加以利用，变废为宝，是合理利用资源、保护环境的有力措施。
疑难导析
要从文物或钱币对材料金属的要求分析。
首先应该考虑不易腐蚀。
然后是该金属稀有、贵重。
如：货币天然是金、银，就是由于金、银的含量少且性质稳定，不易被腐蚀。
问题导思
在该题目中，通过对题目阅读，可筛选出有关提示信息即：“不同金属的接口处，易于生锈。”据此进行对比实验设计：让不同种金属相连接，同种金属相连接，必需设计放置在相同的条件下，比较现象的不同，从而验证假设中的相关结论。本题的关键是“设置在相同条件下不同组合产生的现象不同。”
设计实验时应该构造不同金属组合和“处于相同条件下”这一关键字眼。然后比较证明上述结论。
本题的关键是设置不同的情景，探究能够引起铜生锈的外界因素。设置对比实验组，在相同时间内观察各对比实验组的现象，得到相应的结论。
是否存在氧气和水，是普通金属能否锈蚀的关键。围绕金属锈蚀的两个基本要素：氧气和水。设置实验时一定要注意隔绝氧气（可采用植物油油封、蒸馏水去氧、密封隔绝空气、涂上油膜等方式），然后设置一组既有水分又有氧气的实验条件。对于铜而言，生锈的关键要素是水、二氧化碳和氧气。所以在进行实验设置时，考虑这三种要素是关键。如果缺乏任何一种要素，生锈是很困难的。故我们围绕这三种要素进行组合实验条件，进行对比实验组的设置。
设计铜片锈蚀条件的探究性实验，应做以下对比实验：
①Cu片接触
②Cu片只接触
③Cu片只接触
④Cu片只接触
一段时间后，观察①②③④装置中铜片的情况，从而得出铜锈蚀的条件。
典题导考
保护金属资源的有效途径，是依据金属活动顺序表，依据金属性质的活泼性不同，采取合适的保护措施，并且金属资源非常有限，让我们认识到保护金属资源的重要性，并结合废旧金属的回收，对大家进行环保意识教育。
典题变式
下列环境中的金属最容易生锈的是（ ）
A.干燥的空气中
B.浸没在水中
C.干燥不透气的土壤中
D.潮湿的酸性土壤中
答案:D
典题变式
（经典回放）取一团光亮无锈的铁丝绒，放入一支洁净试管的底部，将试管倒放在一个盛有水的烧杯里。数天后，能观察到的现象是____________________________________。
答案:铁丝绒表面生成一层红褐色的铁锈，试管内水面上升
黑色陷阱
把四氧化三铁当作氧化铁，是最常见的错误。由于初中学习铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，很多同学误以为四氧化三铁就是氧化铁，把铁的氧化物全部等同于四氧化三铁。这是错误的。
典题变式
要使三氧化二铁和四氧化三铁含有相同质量的铁元素，则三氧化二铁和四氧化三铁的质量比是（ ）
A.3∶2 B.1∶1
C.30∶29 D.29∶42
答案:C第一节 用微粒的观点看物质
名师导航
知识梳理
一、物质是由微粒构成的
世界是由物质组成的，物质是由_____________构成的。
取少量的食盐加到一杯水中，食盐会逐渐消失，蘸一点水尝尝，你会感觉到“水变咸了”，这说明每一点水中都含有_____________的微粒；再取少量的砂糖加到一杯水中，砂糖也会逐渐消失，蘸一点水尝尝，你会感觉到“水变甜了”，这说明每一点水中都含_____________有的微粒。
答案:微粒 食盐 蔗糖
二、微粒是不断运动的
1.当我们走近鲜花盛开的花园时，会闻到花的香味，这说明构成物质的微粒是在_____________，你还能举出生活中的两例吗？_____________。
2.向氨水中滴加几滴无色酚酞，液体会变成_____色。
3.浓氨水具有挥发性，构成氨的微粒从烧杯中跑出来，氨的微粒又极易被水吸收，所以你会看到盛有蒸馏水和无色酚酞的液体会变成_____色，这个实验也能说明构成物质的微粒是在_____________。
答案:1.不停地运动着 当我们打开酒精瓶时，会嗅到酒精的气味；做饭时，我们会闻到饭菜的香味 2.红 3.红 不停地运动着
三、微粒之间有空隙
1.水是由________的微粒构成的，酒精是由________构成的。如果将100 mL的水和100 mL的酒精充分混合，你会发现混合后液体的体积_____200 mL（填“等于”或“大于”或“小于”），这说明了构成物质的微粒之间_____。
2.用两支大小相同的注射器分别吸入相同体积的空气和水，用手指顶住注射器末端的小孔，将栓塞慢慢地推入，______________更容易被压缩，这说明________态物质的微粒间的间隙大。
答案:1.水 酒精的微粒 小于 有空隙
2.空气 气
疑难突破
1.实验一，高锰酸钾的溶解是如何体现物质是由微粒构成的？
剖析：在这个实验中也是从物质的可分性来认识的，颗粒状的高锰酸钾研磨成粉末状的，说明可以再分；把高锰酸钾加入水形成溶液，溶液变成红色，也说明高锰酸钾还可以再分；再把这些溶液放入更多的水中，也有一定的颜色，说明每一滴液体中也都含有高锰酸钾，这也说明高锰酸钾还可以再分。这样一直分下去，就得到了很小的高锰酸钾的微粒，高锰酸钾是由大量的高锰酸钾的微粒聚集而成的。
2.微粒间为什么不是紧密地靠在一起，而是存在着一定的间隔？
剖析：微粒间存在着一定的吸引力和排斥力，所以微粒之间总保持一定的距离。当距离太靠近时，排斥力大于吸引力，距离变大；当距离太远时，吸引力大于排斥力，距离就变小。
问题探究
问题:请利用家庭或生活现有的物品设计化学实验探究微粒不断运动。
探究：方案一：
实验 微粒的运动
实验用品 红墨水、自来水、玻璃杯
实验方法及现象 用钢笔将一滴红墨水滴入盛大量水的玻璃杯中，红墨水逐渐扩散，整杯水变为红色
分析原理 红墨水的微粒扩散到水的微粒中
结论 微粒不断运动
方案二：
实验 微粒的运动
实验用品 一瓶白酒
实验方法及现象 打开瓶盖，放在房间内，房间内充满酒精气味
分析原理 酒精的微粒运动到空气中去了
结论 微粒在不停地运动着
典题精讲
例1:水变成水蒸气是( )
A.水的微粒发生了变化
B.发生了化学变化
C.水的微粒间的间隔发生了变化
D.水的微粒由静止变成了运动
思路解析
水变成水蒸气，这是一个状态的改变，由液体变成气体，吸收热量，温度升高，体积变大，是物理变化，不是化学变化，B不对。从微粒的角度来看，温度升高，微粒的运动加快，微粒之间的间隔增大，所以体积才变大，本质是微粒间的间隔发生变化，水的微粒本身并没有发生变化，A不对。微粒总是在不停地运动着，不论是固体、液体还是气体，都在运动，D不对。
答案:C
例2:请你设计一个实验，来证明温度的高低对微粒运动的影响。
思路解析
本题和我们的生活实例或者是在学习中接触到例子相联系，如把糖放入不同温度的水中，看溶解得快慢，就可体现出温度对微粒运动的影响。或者把一滴红墨水滴入相同质量、不同温度的水中，看其扩散得快慢。
答案:实验操作：分别取相同质量的80 ℃的热水和20 ℃的水，向其中同时放入相同质量的蔗糖。
实验现象：在热水中，蔗糖溶解得快。
结论：温度越高，微粒的运动就越快。
知识导学
水是由大量的这样的水的微粒聚集而成的。同样的，其他的物质也是由本身的微粒聚集而成的。
在生活中，我们可以感知微粒的存在，例如，当你走近花园时会闻到花的香味，是因为构成花香的微粒运动到我们鼻孔中去了；湿衣服晾干，是一个个的水微粒不断地从湿衣服上扩散到空气中去了，所以衣服干了；在家里倒一杯开水，你仔细观察会发现水面上的水花在不断地运动，这是许许多多的水的微粒相互运动的结果。所有上述现象都体现了微粒都是在不停地运动着。
水和酒精的混合一定要注意，应先向量筒加入水，再加入酒精，因为水的密度比酒精大，如果先加酒精后加入水，很容易混合比较充分，就不会出现体积变小的现象或现象不明显。
对一般的物质来说，固体、液体的微粒间的间隔小，不易被压缩；气体微粒间的间隔比较大，容易被压缩。
疑难导析
这个实验实际上是从物质的可分性来认识的，每一步操作都是说明物质可以再分，最后要总结一下，分到一定程度就不能再分了，就得到了高锰酸钾的微粒。高锰酸钾就是由这样的很小的大量的高锰酸钾的微粒聚集而成的。
要想弄清原因，就必须知道微粒之间存在着一定的相互的作用力，彼此之间保持着一定的距离，当外界条件不变时，这个距离一般不变。
问题导思
本题是具有开放性的一道试题，做这道题应该联想到生活中一些与微粒的运动或微粒之间有间隔的事例。如湿衣服晾干就是水的微粒运动的结果；湿衣服在太阳光下，在温度高的地方比在阴暗的地方干得快，是因为温度高处水的微粒运动得快，所以干得快。
方案一：设计的依据是选取有颜色的溶液与无色的水混合，根据水中颜色的变化判断微粒是否是运动的。
方案二：设计的基本思想是选取有气味的白酒做实验，根据空气中气味的变化，可判断微粒是否是运动着的。
典题导考
绿色通道
这道题是考查学生是否真正理解了微粒之间存在着一定的间隔，物质不同的状态主要区别是微粒之间的间隔不同。
典题变式
物质在不同的条件下会发生三态变化，主要原因是( )
A.构成物质的微粒的大小发生了变化
B.构成物质的微粒间的间隔发生了变化
C.物质的物理性质发生了变化
D.物质的化学性质发生了变化
答案:B
绿色通道
微粒是在不停地运动着的，但温度对微粒的运动有怎样的影响，需要进行对比实验才能知道。在进行对比时要注意只有温度这一个量不同，其他的量都应该相同。
典题变式
请你设计一个实验，来证明温度的高低对微粒间的间隔有何影响。
答案:
实验操作：在室温下，用一注射器吸入5 mL的空气，封住口，对它升温至60 ℃，观察现象
实验现象：活塞的刻度向外移动，气体体积变大。
结论：温度升高，微粒间的间隔也变大。第三节 怎样学习和研究化学
名师导航
知识梳理
一、学习化学需要进行化学实验
1.化学是一门以________为基础的科学。学习化学的一个重要途径是实验，通过实验以及对________的观察、记录和分析等，可以验证________，________学习的方法并获得化学知识。
在进行化学实验时，我们要关注以下几个方面的内容：
答案:实验 实验现象 化学原理 科学分析
(1)关注物质________的，如________、________、________、________、________、________、________等物理性质以及________等等。
答案:性质 颜色 状态 气味 硬度 密度 熔点 沸点 物质在化学变化中表现出的化学性质
(2)关注物质的________，如________、________等等。
答案:变化 物理变化 化学变化
(3)关注物质的________，而不是孤立地关注物质的某一种性质或变化。
答案:变化过程及其现象
2.“铜绿”中加入少量________，铜绿不断________并有________，生成________溶液；另取一点铜绿在酒精灯上加热，铜绿由________色变成________色，试管壁上有________色液体生成，产生的气体通入澄清石灰水中产生白色沉淀。
答案:稀盐酸 溶解 气泡放出 蓝 绿 黑 无
二、学习化学需要进行科学探究
1.提出问题 →________→ 收集证据（实验方案设计）→________ →________ →交流评价 → 进行反思。
答案:作出假设 验证假设方案 证实假设
2.镁是________色________，在空气中可以________，在食醋中________（填现象），照明弹中含有________，利用镁粉________性质。
答案:银白 固体 与氧气反应生成氧化膜 溶解 镁粉 燃烧放出耀眼白光
三、学习化学要使用化学符号
利用化学符号，包括元素符号、分子式（化学式）和化学方程式等，能够更为直观便捷地表示物质的组成和变化过程，且便于国际交流。
疑难突破
1.如何进行实验现象的观察？
剖析：观察实验现象主要是指用眼睛看、鼻子闻、耳朵听、手触摸等方式得到实验的现象。记忆实验现象是不容易的，但若能找到实验现象存在的规律，则可变难为易。我们可以根据反应条件的不同将化学实验大致分为三种类型：第一种是物质燃烧实验；第二种是加热固体物质实验；第三种是在溶液中进行的化学实验。
2.如何取用药品？
剖析：药品的取用方法：
①固体药品的取用：
a.块状：装入试管时应做到“一横二放三滑”。密度大的金属颗粒，容易打破玻璃容器的底部。取用时应该特别注意。
b.粉末：取用时应注意“一斜二送三直立”。
②液体药品的取用：
液体药品的读数，读数时视线一定要与凹液面的最低点相平。仰视或俯视都不能准确读数，造成误差。
标签向着手心，以免流出的药液腐蚀标签；瓶塞要倒放到桌面上，防止受到污染而污染药品。
问题探究
问题:试设计实验探究蜡烛的组成成分及其燃烧产物。
探究：(1)蜡烛是由石蜡和棉线烛芯组成的，普通蜡烛的外观为圆柱形固体，乳白色，手感滑腻。从蜡烛上切下一块石蜡，把它放在水中，可以观察到漂浮在水中，这说明石蜡密度比水小。本题考查蜡烛的结构、组成成分。
(2)蜡烛燃烧时，用一干冷的烧杯罩在火焰上方，发现烧杯内壁有水珠生成，片刻后取下烧杯，迅速向烧杯中倒入少量澄清石灰水，振荡，发现澄清石灰水变浑浊，这说明蜡烛燃烧后生成了二氧化碳。
典题精讲
例1::下列实验操作正确的是( )
图1-2
思路解析
本题结合基本实验操作示意图，考查对基本实验操作的掌握。绝对禁止用酒精灯去引燃另一盏酒精灯；托盘天平的感量为0.1 g,无法准确称量至0.05 g；液体体积不要超过试管容积的1/3，试管夹应夹在试管口1/3处，试管要倾斜与桌面成45°角，管口不准对着有人的地方，要先预热再集中加热；量取9.5毫升的药品，不能使用100毫升量筒，因为会产生太大误差。
答案:C
例2:现有下列一些数据，将正确的序号填入下列空格中。
A.45° B.90° C.2/3 D.1/3 E.0.1 g F.0.01 g
(1)在初中化学实验中所用的托盘天平一般准确到_________。
(2)向酒精灯里添加酒精，不可超过酒精灯容积的_________。
(3)给试管里的液体加热时，应使用试管夹，试管夹应在距试管口大约________，试管里液体体积不超过试管容积_________的，试管要与桌面成________的角，试管口不要对着自己或旁人。
思路解析
化学实验基本操作的一些数据易记混，所以要注意：一是大容积（如酒精灯、烧杯、烧瓶等）盛液体一般不超过容积的2/3，小容积（如试管）盛放液体一般不超过容积的1/3；二是使用铁夹、试管夹时应夹在离试管口大约1/3处（或夹在试管的中上部）。
答案:（1）E （2）C （3）D D A
例3:小英同学用量筒量取液体，将量筒放好后，俯视量筒内液体凹液面的最低处，读数为20 mL；倒出部分液体后，仰视凹液面最低处，读数为5 mL。则该同学实际倒出液体的体积( )
A.等于15 mL B.大于15 mL
C.小于15 mL D.无法确定
思路解析
本题所述的两种读数方法均是错误的。俯视时，读数与实际体积相比偏大，即量筒内实际体积小于20 mL，仰视时，读数比实际体积小，即量筒内液体实际体积大于5 mL。故倒出的液体实际体积小于15 mL。
答案:C
知识导学
物质在化学实验中发生了各种变化，这些变化体现了物质的性质和规律，也可以测定物质的组成。
物质在变化过程中体现物质的物理性质和化学性质，并且体现出物质的各种规律。
加热固体物质的实验现象主要是状态、颜色、质量的变化及是否有水和气体产生。
实验是学习和研究化学规律和变化的基础。在实验观察中，通过对各种现象的描述、总结，得到相应的结论。从而获得化学知识和规律。
物质的颜色、状态、气味、硬度、密度、熔点、沸点等物理性质和物质在化学变化中表现出的化学性质，是我们关注的主要内容。
探究问题的过程：首先提出问题，作出假设（推测），然后制定方案，进行化学实验，查阅资料，进行证据的收集和占有，然后进行分析、归纳和论证。
镁是银白色的金属，在食醋中溶解并产生无色无味的气体，在空气中就可以剧烈燃烧，产生耀眼的白光。
利用元素符号,包括括元素符号、分子式（化学式）和化学方程式等，能够更为直观便捷地表示物质的组成和变化过程，且便于国际交流。
疑难导析
实验观察是我们的一项基本素质。物质的颜色、状态、气味等性质是观察的重点。特别是在化学变化的过程中产生的各种现象，更是我们研究物质规律的基本依据。
取药品的方法主要依据药品的状态。
根据药品的状态，分成固体药品和液体药品两类药品描述。
对于固体药品的取用方法，要说明密度大的金属颗粒固体药品和粉末固体药品的取用。
对于液体药品的取用方法，要先说明液体药品，的读数方法，然后说明刮目相看倾倒液体药品，注意什么等。
问题导思
探究蜡烛的组成成分,要观察普通蜡烛的外观是什么形状、颜色、手感如何；然后切下一块石蜡，放在水中，观察石蜡的溶解性、密度大小。
探究蜡烛燃烧产物，要用一干冷的烧杯检查是否有水生成；观察澄清石灰水是否变浑浊，说明是否有二氧化碳生成。
典题导考
绿色通道
牢牢掌握基本实验操作，正确运用基本实验知识解决这类基本问题。
典题变式
下列仪器中，能够在酒精灯火焰上直接加热的玻璃仪器是( )
A.量筒 B.燃烧匙
C.试管 D.烧杯
答案:C
典题变式
（2010天津中考）下列仪器中不能用作化学反应容器的是( )
A.烧杯 B.试管
C.量筒 D.集气瓶
答案:C
绿色通道
酒精灯是我们最常用的加热仪器。如何正确使用酒精灯，关系到实验安全。准确把握使用酒精灯的基本使用方法，是解决这类问题的基础。
典题变式
为了探究给物质加热方法，某同学做如下实验：取三支试管，各加入3 mL水。1号试管的底部放在酒精灯上方约3 cm处加热；2号试管的底部与酒精灯灯芯接触加热；3号试管的底部放在酒精灯外焰部分加热。你认为给物质加热时应该用酒精灯哪一层火焰？为什么？
答案:外焰部分，因为用外焰加热同样多的水至沸腾所用时间最短，说明外焰温度最高。
黑色陷阱
量取液体药品的常见读数情况是仰视或俯视。仰视时，视线与凹液面的最低点和刻度线相交，交点位置比平视时读数位置更低；俯视则相反。
典题变式
若用量筒量取5毫升稀盐酸，若开始仰视刻度线，后来俯视刻度线，则测量的结果________5毫升。
答案:大于
