人教版九年级下册化学(教案)单元集8-12单元(5单元教案打包)

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名称 人教版九年级下册化学(教案)单元集8-12单元(5单元教案打包)
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文件大小 614.2KB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 化学
更新时间 2020-11-27 14:41:19

文档简介

人教版九年级上册化学(教案)第八单元金属和金属材料
课题一
金属材料
教学目标:
过日常生活中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联系。
2、了解常见金属的物理性质,知道物质的性质很大程度上决定物质的用途,但还需考虑价格等因素。
3、认识合金,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。
重点:1、知道物质的性质很大程度上决定物质的用途,但还需考虑价格等因素。
2、认识合金。
难点:采用活动与探究的方式来研究金属及合金的物理性质上的差异
教学过程:
教师先展示一些物品,然后设问:这些物品是由什么材料制成?教师引导学生,如何根据金属的一些用途,推断金属的物理性质。使学生明白:物质的性质、资源、价格、美观等决定其用途
引导学生查询资料解决实际问题。教会学生如何获取新的知识。
通过实物引入合金的概念。
举例说明合金与纯金属的区别。
动手实验:比较黄铜与铜、焊锡与锡在光泽、颜色、硬度等方面的区别。
实验操作:比较锡、铅、焊锡的熔点。
引导学生通过实验,探究一些合金与纯金属物理性质上的差异。
引导学生用自己的语言描述金属及合金的性质和用途。
在日常生活中,铝、钛、锌、铜等金属的应用非常广泛,如:铝合金的门窗、铜线、铜火锅、铜电器,以及锌在常见干电池的应用等。
一些金属牛物理性质比较
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密度逐渐减少
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
合金:合金是由一种金属跟其它一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
【讲述】合金的简单命名。
【引入】我们在日常生活中接触到的钢铁都是铁碳合金。根据含碳量的不同,铁碳合金又分为生铁和钢。
一些合金和组成它们的纯金属性质比较
性质比较
现象
黄铜

焊锡

光泽和颜色
硬度
结论
实验8-2比较焊锡、锡和铅的熔化温度
现象
结论
最近一些学者研究发现,古罗马人的遗骸中含有大量铅,古罗马帝国的灭亡竟与铅中毒有关。原来古罗马贵族惯用铅制器皿(瓶、杯、壶等)和含铅化合物的化妆品,甚至输送饮水的水管也是用铅做的,从而导致慢性铅中毒死亡。根据上述材料回答下列问题:
(1)人们日常接触的哪些物质中含铅?
(2)铅对人体有哪些危害?
(3)为防止铅中毒,请你提出几条合理建议。
(4)以小组的形式组织一项调查活动:到附近的加油站,调查汽油的种类,是否还在使用含铅汽油?是什么时候停止使用含铅汽油的?并进行环保宣传。
铁片与铁粉颜色不同的原因
问题:铝粉具有银白色的光泽,常用来做涂料(俗称银粉、银漆),保护铁制品不被腐蚀,而且美观、但一般金属的粉未的颜色多为黑色。为什么金属在粉未状时的颜色是黑色呢?
实验:
实验一:取一块铁片,用细砂纸打磨表面,用滤纸(或软布)擦拭后,观察铁片的颜色;观察实验室里的铁屑样品颜色。
实验二:取一小块玻璃残片,观察其颜色。将玻璃小心敲碎(注意保护好眼睛),观察玻璃屑的颜色。
根据以上实验探究,结合你学过的物理光学知识,解释玻璃屑颜色不同于玻璃片的原因。推测铁粉颜色与铁片颜色不同的原因。
铁合金的抗锈蚀性能
问题:建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢?
实验:班上的同学集体协作,选派代表到小五金商店购买少量普通铁钉和不锈钢钉,并购买一张细砂纸。利用这些材料进行如下家庭小实验。
用细砂纸打磨普通铁钉和不锈钢钉表面。
将两枚铁钉分别浸在食盐水中,食盐水不要全部浸没铁钉。几天后观察两枚铁钉锈蚀的情况,并与同学们进行交流。
(1)普通铁钉与不锈钢钉哪个更能抗锈蚀?
(2)查找课本,比较生铁、钢及不锈钢的成分有何不同。
铁的历史
人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前,不过那时的铁是从太空掉下的陨铁(其中含铁90%以上)。我国在商代就开始用铁,在河北、北京、河南的某些地区出土过用陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国已掌握了冶铁技术。
铁是人体健康、植物生长所必需的元素之一。一个成年人的身体里约含3
g~5
g铁元素,其中70%以上在血红蛋白里。人体必须保证足够的铁的摄入,如果每天膳食中含铁量太低,长时间供铁不足,就会患缺铁性贫血。这类病人往往面色苍白,并有头昏、无力、心悸、气急等症状。因此,应多吃一些含铁丰富的食物,含铁较多的食物有动物的肝脏、芹菜、番茄等。
植物生长也离不开铁,铁是植物制造叶绿素时不可缺少的催化剂。如果植物叶子发黄枯萎,就是土壤中缺铁的特征,就应施加如硫酸亚铁等予以补充。
铝从比黄金还贵的金属变为廉价金属
铝是一种“年轻的金属”,它的发现和工业生产的历史很短。1827年德国化学家维勒,用他独创的一种复杂的方法制得了粉未状金属铝,并首次指出了铝的化学性质,他被科学界公认为铝的发现者。30年后,法国化学家得维尔用金属钠还原氯化铝,得到了有金属光泽的铝球,但用这种方法制得的铝比黄金还贵好几倍,使铝成为当时颇受羡慕的“贵金属”——门捷列夫于1889年接受了英国皇家协会的最高奖赏——一架用金和铝制成的天平。至1886年,英国奥柏林学院化学系的青年学生霍尔,在实验中偶然发现冰晶石可大大降低炼铝成本。他将氧化铝与冰晶石混合熔化然后电解,结果在阴极得到了铝。几乎同时,法国青年大学生埃罗也成功地用电解法制得了铝。从此,铝变成
金属分类
黑色金属
通常指铁,锰、铬及它们的合金(主要指钢铁)。
锰和铬主要应用于制合金钢,而钢铁表面常覆盖着一层黑色的四氧化三铁,所以把铁、锰、铬及它们的合金叫做黑色金属。这样分类,主要是从钢铁在国民经济中占有极重要的地位出发的。
有色金属
通常是指除黑色金属以外的其他金属。
有色金属可分为四类:(1)重金属,如铜、锌、铅、镍等;(2)轻金属,如钠、钙、镁、铝等;(3)贵金属,如金、银、铂、铱等;(4)稀有金属,如锗、铍、镧、铀等。
轻金属
密度在4.5
g·cm-3以下的金属叫轻金属。例如钠、钾、镁、钙、铝等。周期系中第ⅠA、ⅡA族均为轻金属。
重金属
一般是指密度在4.5
g·cm-3以上的金属叫重金属。例如铜、锌、钻、镍、钨、钼、锑、铋、铅、锡、镉、汞等,过渡元素大都属于重金属。
贵金属
贵金属通常是指金、银和铂族元素。这些金属在地壳中含量较少,不易开采,价格较贵,所以叫贵金属。这些金属对氧和其他试剂较稳定,金、银常用来制造装饰品和硬币。
稀有金属
稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。它们难于从原料中提取,在工业上制备及应用较晚。
稀有金属跟普通金属没有严格的界限,如有的稀有金属在地壳中的含量比铜、汞、镉等金属还要多。稀有金属在现代工业中具有重要的意义。
往往把黑色金属、有色金属和稀有金属并列为三大类。
有人将铜、铁、铝分别称为第一、二、三代金属,它们的接班人,即第四代金属,就是后起之秀——钛了。钛的拉丁文名称“Tanium”是希腊神话中的大力神“泰但”之意。
钛具有不寻常的综合优点。在航空工业中称霸已久的铝,面对钛只能是自愧不如了。钛比铝重一些,比钢轻一倍,而强度和硬度可与钢媲美,同时又具有良好的可塑性、超凡的韧性、惊人的抗腐蚀性,并能在-253
℃~500
℃的温度范围内保持高强度,可以说是性能极其优越。当飞机的速度超过音速的2.2倍时,飞机和空气的剧烈摩擦产生的温度会超过300
℃,铝合金的强度会急剧下降,而钛却泰然自若。难怪在美国的新式战斗机中钛用量达全机重量的90%以上。从20世纪60年代起,钛就成了卫星、火箭、宇宙飞船的重要材料。目前每年用于航天工业的钛已超过千吨。
钛除有“空间金属”的美称外,同时又兼有“深海金属”的美名。因为,一般舰船是用钢铁制成的,会因海水腐蚀而锈损。虽然人们想了许多诸如涂上防腐漆之类的办法,还是不能从根本上解决问题,使得舰船要定期大修,而钛有惊人的抗腐蚀性能。另一方面,海水中深度每增加10
m,压力就会增加一个大气压,因此潜水艇的船体材料就要求高强度、耐腐蚀,钛恰好可以从容胜任。钛不仅强度高,且表面有致密的氧化膜,长期在海水中也不会被腐蚀。
1977年,前苏联用3
500多吨钛建造了当时世界上航行速度最快的核潜艇。美国海军也制成了以钛合金为材料的深海潜艇,能在4
500
m的深海中航行。
钛还有一个奇特的性能,即是一种“亲生物金属”。植入人体后不会引起过敏反应,加之它与骨骼密度相仿,因此可用来制造人造骨。
总之,在原来使用钢材、铝材的地方,几乎都能用钛取而代之。而一些钢材、铝材难以胜任的地方,钛也能应付自如。故人们称钛为“未来的钢铁,21世纪的金属”。
钛,在地壳中的含量并不太少。钛矿分布很广,仅次于铝、铁、钙、钠钾、镁,而比铜、锡、锰、锌多得多,约占地壳重的0.6%。
1910年人们首次得到纯钛。1947年才开始在工厂里炼钛,当年产量仅2吨。到1972年,钛的年产量即达20万吨。直到目前,大规模生产高纯度的钛,仍是冶金工业追求的目标。相信随着这一目标的实现,钛将很快脱颖而出,成为金属材料界居于统治地位的金属。
金属铝在现代工业中大显身手的同时,也渗入到了我们的家庭。为此有人开始研究铝对人体健康的影响。
长期以来,人们一直认为铝是一种对人体无害的金属元素,治疗胃酸过多的药——胃舒平的主要成分就是氢氧化铝。然而,近代科技的发展,对“铝无害论”提出了异议。l975年,美国佛蒙特医院雷弗教授等用电子显微镜和X射线衍射光谱测定法分析了多名老年痴呆症患者的神经元,结果发现这些人的神经元中,铝的含量比正常人多了2~4倍。
后来,美国科学家达伦用原子吸收光谱分析了老年痴呆症人的大脑,发现他们脑中铝的含量竟是正常人的5倍。美国的一个医疗小组到世界上饮水含铝量最高的关岛调查,最后发现那里患老年痴呆症的人数比正常地区多了3~5倍。这些都证实铝是老年痴呆症的罪魁祸首。
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能,因而铝有着极为广泛的用途。
(1)铝的密度很小,仅为2.7
g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
(2)铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
(3)铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
?(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100
℃~150
℃时可制成薄于0.01?mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
?(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉未状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂,铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温炽烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。
(9)铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
(10)铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。
那么,铝为什么会导致老年痴呆症呢?这个问题还在争论中。一般的观点认为由于三价铝离子有空的电子轨道,易与碱基对中含未成对电子的原子结合,并进入神经元细胞中,使神经细胞释放的传递物质如乙酚胆碱等不能顺利通过,从而导致神经传递系统受阻,引起铝的过量摄入往往是由于不正确使用铝制品引起的。大家知道,铝在空气中会形成一层致密的氧化铝,可保护它免受进一步的腐蚀,但这层保护膜并非坚不可摧,在酸性或碱性溶液中易被破坏。因此我们平时应养成科学使用铝制品的习惯,如不用铝制品存放酸、碱食物,尽量缩短食物在铝制品中的存放时间,尽量不用铝锅炒菜,让比铝硬的金属制品(如铁勺)与铝制品接触,不用硬质抹布如百洁布擦洗铝制品,等等。当然,平时加强体育锻炼,增强身体活力,也是防止铝元素在体内存积的好办法。
铜的再生性能极好,这一性质非常珍贵,废铜经过熔化回收能发挥很多的作用。而且铜腐蚀的很慢,这些性质对环境非常有益。我们在长期的生活中会注意到这样一个事实:铜在环境中的浓度一直处于安全界限之内。铜的使用从未造成严重的后果,铜以不同的浓度分布在各处,顺应着大自然。人类已经知道,完全能够把铜应用到各个领域而不会危害大自然的安全,长期以来,铜就向人类显示出了它的绿色面孔,它有利于生态平衡。
制首饰的黄金有哪几种
人类早在6
000年以前已经知道有黄金,并用黄金作装饰品。当今国际及国内市场上流行的黄金首饰主要有纯金、K金、镀金、包金、仿金和变色金等制品。
纯金首饰是由纯金制成的。俗话说“金无足赤”,就是说纯金的含量也达不到100%,实际上金含量达到99%、99.9%的都称为纯金制品。这种纯金首饰质地柔软,色泽赤黄,永不泛色。但容易变形,容易磨损,不能镶嵌各种精美的宝石。
K金是在黄金中添加少量银、铜、锌等金属,以增强黄金的强度和韧性。为了表示K金中的黄金含量,常用K值来表示。1K的含金量约为4.166%。24K的含金量约为99.99%所以就是纯金。用作金首饰的材料一般为22K(含金量约为91.65%),20K(含金量约为83.32%)、18K(含金量约为74.98%)和14K(含金量约为58.2%)等几种。K金首饰款式易翻新,能够镶嵌各种钻、翠、珠、宝和雕锯凿搂出各种精美的图案。镶嵌钻石的钻戒,多用18K金的。金笔的笔尖上写着“14K”或“14开”,是指这种金笔笔尖是14K金的。
镀金首饰是在铜、银或合金制成的首饰表面上镀一层24K金,其外表和纯金首饰一样。但镀的金属不耐久,佩戴时间长了就会被磨损。
包金首饰是用金箔包在由铝、锌、铅的合金制成的首饰表面,然后加温,用工具把金箔牢牢地压在产品上制得的。包金首饰的质地比纯金首饰要硬,不易变形,耐磨性强。从表面上看能与24K金的首饰相媲美。
仿金首饰是选用特殊的镀层工艺,制成的近似K金的首饰。这种首饰是以铜,锌或铝等金属为原料,制成半成品,然后放入一种特殊镀液中,经过处理,在表面镀上一层象黄金一样赤黄光亮的镀层。虽然这种首饰不含一点黄金,但却酷似纯金制品。目前在国内外已有许多精致的仿金首饰代替纯金首饰做装饰品。
变色金首饰是用一种新颖的、经过特殊加工后的K金材料制成的首饰。如在K金表面注入钻原子,可呈现出一层美丽的蓝色;把一种很细的金属微粒电镀在K金表面,可显示出黑色。日本还研制出含金量为78%、含铝量为22%的光采夺目的紫色合金首饰。现在,红、黄、白、紫等色彩都进入了K金家族。目前,这种神奇变幻的变色金首沛已经在国内外流行,并且颇受青睐。
铝制品的表面虽然有致密的保护膜,不易被氧化,但是当有较活泼的元素(如卤素)的离子存在时,氧化膜将这些离子吸附在表面,取代了膜中氧形成新的化合物。例如,有氯离子存在时,就会使一部分保护膜变成氯化铝,氯化铝易溶于水,因而使保护膜的结构遭到破坏,产生了孔隙,有害物质就可能渗入内部,加速铝制品的腐蚀。
食盐的成分是氯化钠,其中还含有少量氯化镁,在水中溶解后能电离生成氯离子,因此会破坏保护膜。氯化镁在溶解时会发生水解,使溶液呈酸性,使铝制品腐蚀的更快。因此不能用铝制品盛含盐的蔬菜及食品。
记忆合金
有记忆功能的合金材料是在一次试验中被偶然发现的。1963年,美国海军军械实验室奉命研制一种新式装备。在一次试验中他们需要一些镍-钛合金丝,他们领回来的镍-钛合金丝是弯曲的,使用不方便。于是他们就将这些细丝拉直。试验中,当温度升到一定值的时候,这些已经被拉直的镍-钛合金丝,突然又全部恢复到原来弯曲的形状,而且和原来一模一样。他们反复作了多次试验,结果都一样。
科学家们进行深入研究和试验后发现很多合金都有这种本领,他们把这种现象叫做"形状记忆效应"。目前发现的有"记忆"能力的金属都是合金,在这种金属里,金属原子按一定的方式排列起来,这些金属原子受到一定的外力时,可以离开自己原来的位置而到另一个地方去。将这些金属加温后,由于获得了一定的能量,这种金属里的原子又会回到原来的地方。这就是这种金属在加热到一定的温度后又恢复原状的原因。
形状记忆合金的最早应用是在管接头和紧固件上。用形状记忆合金加工成内径比欲连接管的外径小4%的套管,然后在液氮温度下将套管扩径约8%,装配时将这种套管从液氮取出,把欲连接的管子从两端插入。当温度升高至常温时,套管收缩即形成紧固密封。这种连接方式接触紧密能防渗漏,远胜于焊接,特别适合用于航空、航天、核工业及海底输油管道等危险场合。
记忆合金最令人鼓舞的应用是在航天技术中。1969年7月20日,“阿波罗”Ⅱ号登月舱在月球着陆,实现了人类第一次登月旅行的梦想。宇航员登月后,在月球上放置了一个半球形的直径数米大的天线,用以向地球发送和接受信息。数米大的天线装在小小的登月舱里送上了太空。天线就是用当时刚刚发明不久的记忆合金制成的。用极薄的记忆合金材料先在正常情况下按预定要求做好,然后降低温度把它压成一团,装进登月舱带上天去。放到月面上以后,在阳光照射下温度升高,当达到转变温度时,天线又“记”起了自己的本来面貌,变成一个巨大的半球形。
目前,形状记忆效应和超弹性已广泛用于医学和生活各个领域。如制造血栓过滤器、脊柱矫形棒、接骨板、人工关节、妇女胸罩、人造心脏等等。还可以广泛地应用于各种自动调节和控制装置。形状记忆薄膜和细丝可能成为未来超微型机械手和机器人的理想材料。特别是它的质轻、高强度和耐蚀性使它备受各个领域青睐。
Cu与Zu的合金称黄铜,其中Cu占60%~90%、Zn占40%~10%,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。再如在黄铜中加入少量Sn,称为海军黄铜,具有很好的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的有润滑作用的Pb,可用作滑动轴承材料。
青铜是人类使用历史最久的金属材料,它是Cu-Sn合金。锡的加入明显地提高了铜的强度,并使其塑性得到改善,抗腐蚀性增强,因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。Sn较贵,目前已大量用A1、Si、Mn来代替Sn而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜合金,它无磁性又有优异的抗腐蚀性能,是可与钢相竞争的弹簧材料。
白铜是Cu-Ni合金,有优异的耐蚀性和高的电阻,故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。
钛是周期表中第ⅣB类元素,外观似钢,熔点达1
672
℃,属难熔金属。钛在地壳中含量较丰富,远高于Cu、Zn、Sn、Pb等常见金属。我国钛的资源极为丰富,仅四川攀枝花地区发现的特大型钒钛磁铁矿中,伴生钛金属储量约达4.2亿吨,接近国外探明钛储量的总和。
纯钛机械性能强,可塑性好,易于加工,如有杂质,特别是0、N、C等元素存在,会提高钛的强度和硬度,但会降低其塑性,增加脆性。
钛是容易钝化的金属,且在含氧环境中,其钝化膜在受到破坏后还能自行愈合。因此,钛对空气、水和若干腐蚀介质都是稳定的。钛和钛合金有优异的耐蚀性,只能被氢氟酸和中等浓度的强碱溶液所侵蚀。特别是钛对海水很稳定,将钛或钛合金放入海水中数年,取出后,仍光亮如初,远优于不锈钢。
钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍,铝合金的1.3倍,是目前所有工业金属材料中最高的。
液态的钛几乎能溶解所有的金属,形成固溶体或金属化合物等各种合金。合金元素如A1、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善钛的性能,以适应不同部门的需要。例如,Ti-A1-Sn合金有很高的热稳定性,可在相当高的温度下长时间工作;以Ti-Al-V合金为代表的超塑性合金,可以50%~150%地伸长加工成型,其最大伸长可达到2
000%。而一般合金的塑性加工的伸长率最大不超过30%。
由于上述优异性能,钛享有“未来的金属”的美称,钛合金已广泛用于国民经济各部门,它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金,只是目前钛的价格较昂贵,限制了它的广泛使用。
铜是人类认识并应用最早的金属之一。我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止,发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期,相当于中原夏代的一些文化遗址中。在商代早期遗址中出土了较大型的青铜器。
中国商代早期的大型青铜器还很粗陋,器壁厚,外形多模仿陶器,花纹多为线条的兽面纹。1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青铜器的代表作,是商王为其母铸造的,重达875
kg,高133
cm,横长110
cm,宽78
cm。经检测,铜占84.11%,锡占11.64%,铅占2.79%,是世界上最大的出土青铜器。
又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”,造型逼真,结构复杂,分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角,还有突出的龙头,楼空的扉边。重34.5
kg,身高58.3
cm,口边长52.4
cm。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺,充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。
青铜器除了礼器等外,更多是用于制造兵器,此外也有一些青铜农具出土。
战国时期,齐国工匠已了解到随着用途不同,青铜器材料的性能也应有所变化,为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。
我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代,从而发明了“水法炼铜”的新途径,这一方法以我国为最早,是湿法冶金技术的起源,在世界化学史上是一项重大贡献。
在现代,铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银,居金属中的第二位,大量用于电气工业。
铜易与其他金属形成合金,铜合金种类很多,例如,青铜质坚韧,硬度高,易铸造;黄铜广泛用于制作仪器零件;白铜主要用作刀具。
铜和铁、锰、铝、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的,它可以提高酶的活性,促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成,有利于植物的生长。
铜在生命系统中有重要作用,人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素,现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白,它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力,增强某些药物的治疗效果。铜虽然是生命攸关的元素,但如果摄入过多,会引起多种疾病。


1867年的冬天,俄国彼得堡十分寒冷,达零下38摄氏度。这一年冬天俄国彼得堡海军仓库里发生了一件怪事:堆在仓库内的大批锡砖,一夜之间突然不翼而飞,留下来的却是一堆堆像泥土一样的灰色粉末。同一年的冬天,从仓库里取出军大衣发给俄国士兵穿时,发现纽扣都不见了,再仔细看看,原来纽扣处也有着一些灰色粉末。
无独有偶,几十年过去了,在1912年,英国探险家斯科特率领一支探险队带了大量给养,包括液体燃料去南极探险,一去就杳无音信。后来发现他们都冻死在南极。带了那么多的燃料为什么还无济于事呢?
原来,斯科特一行在返回的路上发现,他们的第一个储藏库里的煤油已经不翼而飞。说明一点,盛煤油的铁筒是用锡焊的。没有煤油就无法取暖,也无法热点东西吃。好不容易克服千难万险,又找到了另一个储藏库,可是那儿的煤油筒同样是空空的,铁筒同样有裂缝,显然煤油都是由于铁筒漏了而流失掉的。
锡砖怎么会变成粉末?用锡焊的铁筒怎么又会有裂缝呢?经过分析,科学家们终于发现了其中的奥妙。原来,锡有3种同素异形体,即白锡、脆锡和灰锡。白锡在气温下降到13.2
摄氏度以下时,体积骤然膨胀,原子之间的空间加大,于是变成了另一种结晶形态的灰锡。如果温度急剧下降到零下33摄氏度时,就会产生“锡瘟”,晶体锡会变成粉末锡。
现在科学家已经找到了一种预防“锡瘟”的“注射剂”,其中一种就是铋。铋原子中有多余的电子可供锡的结晶重新排列,使锡的状态稳定,所以消除了“锡瘟”。锡不但怕冷,而且怕热。将白锡加热到161摄氏度以上时,它会变成具有斜方晶系的斜方锡,斜方锡很脆,敲打时也会变成粉末。
任何事情都是一分为二的,铁筒缝上的锡变成粉末这当然不是好事,但是如果将锡粉末加到铁粉或铜粉中,然后混合,通过成型和烧结的方法就可直接制造出产品,这就是一门新兴的粉末冶金技术,它是目前生产硬质合金和难熔金属的唯一方法。
课题2
金属的化学性质
课程目标:通过实验探究金属与氧气,金属与稀盐酸、稀硫酸以及与盐溶液的置换反应,认识金属的化学性质和金属的活动性顺序,并且能用金属活动顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
重点:通过实验探究认识金属活动性顺序
难点:运用金属活动性顺序对置换反应作出判断
教学过程:
1.对于金属与氧气反应的教学,可以再次做镁条、铝箔、铁丝、铜丝等与氧气反应的实验,以加深学生的感性认识。要引导学生对观察到的实验现象进行认真的对比和分析,从中得出金属与氧气反应的一些规律性知识
2.本课题的教学重点应放在对金属活动性顺序的探讨上,不仅仅是为了获得金属活动性顺序的知识,更重要的是要引导学生主动参与知识的获取过程,学习科学探究的方法。在这个活动与探究中,结论的可靠性是很重要的,因此,控制相似的实验条件,以及对实验现象的正确对比和分析,是该探究活动获得可靠结论的重要保证。
3.置换反应的概念是在实验的基础上通过归纳得出的,即通过对镁、锌、铁与盐酸反应的化学方程式的分析,从反应物和生成物类别的角度归纳得出的。这样的方法比较直观,学生容易接受。置换反应在日常生活中的应用主要是通过练习来感受的。教师也可以补充一些有关这方面的联系实际的习题,以培养学生解决实际问题的能力。
4.金属活动性顺序是通过实验,并在置换反应概念和其他一些实验事实的基础上分析得到的。探究分三步进行:(1)从金属与盐酸或硫酸反应是否有氢气生成,可以把金属分为两类,能生成氢气的金属其活动性比较强,不能生成氢气的金属其活动性比较弱。
(2)从一种金属能否把另一种金属从它的化合物的溶液中置换出来,可以比较出这两种金属的活动性强弱,能置换出来的,则这种金属比另一种金属活泼。
(3)经过了很多类似实验的探究过程,人们归纳和总结出了常见金属的活动性顺序。
钝化 
金属表面形成氧化膜保护层而使金属不易腐蚀或与其他物质反应;或经化学、电化学方法处理使金属由活泼变为不活泼状态的过程叫钝化。钝化的金属活动性大减,叫钝态或钝化态。例如用冷浓硝酸处理铝而生成坚密的氧化膜保护层即铝钝化的一种方法。
铁与浓硫酸、浓硝酸接触,表面生成致密的氧化膜,阻止反应的进一步进行,称为铁的钝化。
在整个探究过程中,教师的组织和引导作用非常重要。尤其要注意在实验的基础上组织好讨论,这是有关金属活动性顺序探究活动能否成功的重要保证。
由于学生还没有盐的概念,因此教材中只能说“位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来”。教师要根据学生的实际情况利用具体例子来进行教学。
5.可以通过对一些实例和习题的讨论和分析,让学生感受金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要应用,并认识金属活动性顺序可以作为有关金属能否在溶液中发生置
换反应。
铝与铁常温下和氧气反应的难易
取一块铝片,用细砂纸打磨其部分位置,观察没有打磨及打磨部分的色泽。发现打磨后铝的色泽比没有打磨的色泽更光亮。过一段时间,两者色泽又变得一样。
同样方法,用铁片重复上述实验,观察打磨前后的铁的不同及变化,则发现打磨后的铁不会变得与打磨前的铁一样。
(1)从上述实验事实推测:铝和铁哪种物质更容易与氧气发生化学反应?
(2)铝的化学性质比铁活泼,为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈?
(3)在清洗铝制品时应注意些什么?
(4)根据铝的这种抗锈蚀“特性”,试推测防止金属锈蚀可采用的一种方法。
铝的性质和用途
物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能,因而铝有着极为广泛的用途。
(1)铝的密度很小,仅为2.7
g/cm3,虽然它比较软,但可制成各种铝合金,如硬铝、超硬铝、防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外,宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如,一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝,一艘大型客船的用铝量常达几千吨。
(2)铝的导电性仅次于银、铜,虽然它的导电率只有铜的2/3,但密度只有铜的1/3,所以输送同量的电,铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力,而且有一定的绝缘性,所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。
(3)铝是热的良导体,它的导热能力比铁大3倍,工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。
(4)铝有较好的延展性(它的延展性仅次于金和银),在100
℃~150
℃时可制成薄于0.01
mm的铝箔。这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等,还可制成铝丝、铝条,并能轧制各种铝制品。
(5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜,不易受到腐蚀,常被用来制造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精炼装置、石油和天然气管道等。
(6)铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉未状时的颜色多为黑色),常用来做涂料,俗称银粉、银漆,以保护铁制品不被腐蚀,而且美观。
(7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光,常用于制造爆炸混合物,如铵铝炸药(由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其他可燃性有机物混合而成)、燃烧混合物(如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%)。
(8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂,铝粉和石墨、二氧化钛(或其他高熔点金属的氧化物)按一定比率均匀混合后,涂在金属上,经高温炽烧而制成耐高温的金属陶瓷,它在火箭及导弹技术上有重要应用。
(9)铝板对光的反射性能也很好,反射紫外线比银强,铝越纯,其反射能力越好,因此常用来制造高质量的反射镜,如太阳灶反射镜等。
(10)铝具有吸音性能,音响效果也较好,所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也采用铝。
“水”中长“铜树”
取一支大试管,内装硫酸铜溶液。
把一根用砂纸打磨过的铝丝稍加弯曲后,立即浸入硫酸铜溶液中。
过一段时间后,剩余的铝丝上附着有大量的红色铜,就好像铜树,同时溶液的颜色由蓝色变为无色。
(1)解释上述变化的原因:
(2)该实验说明铝和铜的化学性质哪种更活泼?
(3)若一根质量为m1的铝丝浸入硫酸铜溶液,过一段时间取出附有铜的铝丝,其质量为m2,试比较m1与m2的大小(相对原子质量请查课本)。
(4)m1与m2的质量之差是不是生成的铜的质量,为什么?
(5)溶液的颜色由蓝色变为无色,溶液的质量会发生什么变化?
判断金属的活动性顺序方法之一
问题:如何判断金属的活动性顺序?
请你回忆:将铁丝浸入硫酸铜溶液中,产生的实验现象。
实验:在一支试管中加入少量浅绿色氯化亚铁溶液,把用砂纸打磨、擦亮的铝丝插入溶液中,观察实验现象,发现溶液由浅绿色逐渐变为无色。
把一根光亮的铜丝插入硫酸亚铁溶液中,观察实验现象,没有发现任何变化。
(1)写出上述反应的化学方程式。
(2)根据实验事实推测:铝、铜和铁的化学活动性强弱顺序。
判断全属的活动性顺序方法之二
问题:把铝片、铁片、铜片分别跟稀硫酸反应,哪种金属反应最快?
实验:在三支试管中分别放入两小块打磨光洁的铝片、铁片、铜片,加入5
mL稀硫酸,观察实验现象。发现铝跟酸反应剧烈,产生大量气泡。铁跟酸反应缓慢,铁片表面产生少量气泡。而铜片表面无任何变化。
(1)写出本实验中反应的化学方程式。
(2)试推测铝、铁、铜的金属活动性强弱顺序。
在金属活动性顺序里为什么包括氢
1865年,贝开托夫在实验的基础上,根据金属和金属离子间互相置换能力的大小,以及金属跟酸、跟水等反应的剧烈程度,首先确定了金属活动性顺序,在这个顺序里就已包括了氢。因为氢可以被位于它前面的金属从稀酸里置换出来,而氢也可以把位于它后面的金属,从它们的盐溶液里置换出来,而氢后面的金属不能从酸中置换出氢。这就是说,贝开托夫当时区分金属的活泼与不活泼,是以氢作为标准的。
当然,早期的化学家把金属跟酸、跟水等反应的剧烈程度作为衡量金属活动性大小的标志是不严格的。准确的方法是以金属的标准电极电势来比较金属的活动性大小,而标准电极电势也是以氢电极定为零作为标准来测定的。标准电极电势为负值的金属比氢活泼;标准电极电势为正值的金属活动性小于氢。
另外,氢的原子结构决定它在化学反应中表现出与碱金属具有相似的化学性质。例如,氢具有还原性,能和大多数非金属反应显示+1价;等等。
由于以上几个方面的原因,因此把氢排进了金属活动性顺序里。
金属性和金属活动性的区别和联系
金属元素的原子在化学反应中,通常表现出失去电子成为阳离子的倾向。金属性的强弱通常用金属元素原子的最外层电子的电离能(气态原子失去电子成为气态阳离子时所需要的能量)大小来衡量。
金属的活动性是反映金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小,也就是反映金属在水溶液里起氧化反应的难易,它是以金属的标准电极电势为依据的,从能量角度来看,金属的标准电极电势除了与金属元素原子的电离能有关外,同时还与金属的升华能(固态单质变为气态原子时所需的能量)、水合能(金属阳离子与水化合时所放出的能量)等多种因素有关。
金属性强的元素,一般来说它的活动性也大,但也有不一致的情况。例如,钠的第一电离能比钙的第一电离能要小,因此钠的金属性要比钙强。但是钙在水溶液中形成水合离子的倾向比钠大,即钙的标准电极电势比钠要负,所以钙的金属活动性比钠大。铜和银也有类似上述的情况。由此可见,金属性与金属活动性两者概念是有区别的。
铁生锈的条件
问题:铁在什么情况下容易生锈呢?
实验:
(1)如右图所示,在试管①中把铁钉放在一团湿棉花球上,使铁钉与空气和水接触;
(2)在试管②中放入铁钉,注入经煮沸迅速冷却的蒸馏水,蒸馏水要浸没铁钉,然后在水面上注入一层植物油,使铁钉只与水接触;
(3)在试管③中加入少量干燥剂(袋装饼干等食品中放的小袋中有氯化钙干燥剂),再放一团干棉球,把铁钉放在干棉球上,塞紧橡皮塞,使铁钉只与空气接触。
注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
(1)通过探究,你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论?
(2)通过上面对铁制品锈蚀条件的探究,你对防止铁制品锈蚀有什么建议?与同学们交流你所知道的各种防锈方法。
课题
3
金属资源的利用和保护
教学目的要求:1.知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
2.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
3.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
4.知道废旧金属对环境的污染,认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。
重点:铁的冶炼,根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
难点:铁的冶炼,根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。
教学过程:
本课题涉及面很广,包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护,以及金属资源的保护等,既有知识、技能方面的内容,又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。
本课题由常见金属矿物的照片以及资料“金属元素在地壳中的含量”表引入,简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属,而其中冶炼量最大的是铁。因此,教材很自然地转入到对铁的冶炼的讨论。
第一部分“铁的冶炼”是本课题教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外,主要是通过实验,说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理,并结合炼铁的实际情况,以例题的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样,把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起,使学习活动成为有机的整体,有利于学生主动参与学习。
第二部分“金属资源的保护”,重点是有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”内容。该活动与探究内容包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论、对结论进行应用等多个步骤,对培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。关于金属资源的保护,教材中首先以图示的方法给出了一些矿物可供开采的年限,形象他说明了金属矿物资源是有限的,以及金属资源保护的重要性。教材中简要地介绍了废旧金属的回收利用、合理开采矿物等保护金属资源的措施。
1.关于地球上及我国的金属资源情况的教学,可以结合地理课的有关内容,利用矿物标本或实物照片、图表等进行教学,应鼓励学生主动查找有关资料,并在课内外进行交流。我国冶炼铁的历史及解放前后我国钢铁工业的发展等内容的教学,也可以采用相似的教学方法。
2.做好【实验8-23】,并将它与炼铁生产的主要化学反应原理结合起来,使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。
生铁的冶炼
原料:铁矿石、焦炭、石灰石
设备:高炉
【提问】
炼铁的原料主要有哪些?这些原料属于哪类物质?写出炼铁的反应原理.
【讲解】
我们知识铁矿石是混石物,而其主要成分-铁的氧化物才是能炼出铁的物质,根据:纯净物的质量分数=纯净物的质量/不纯净物的质量,可知纯净物的质量=不纯物的质量×纯净物的质量分数合可以计算出一定质量的铁矿石中含铁的氧化物的质量.
3.化学方程式计算中的杂质问题计算是一类在实际生产中具有重要意义的计算,应使学生了解它的价值,主动参与学习。讨论这一类计算题的解法时,关键是归纳出解题思路:即有关化学方程式的计算都是纯物质的计算,要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。可以视情况进行课堂练习,当堂讨论和评析一些错误的解法以及出现错误的原因,以加深学生的理解。
例1.现有含Fe2O335%的赤铁矿1000吨,其中含Fe2O多少吨?
【提问】根据一氧化碳还原氧化铁的化学方程式,说明化学方程式的意义?
强调化学方程式所表示的都是纯净物间发生化学变化时的相互关系,各化学式所规定的化学量是反映纯物挂帅
间的数量关系.在现实生活中,物质里或多或少都含有杂质,像炼铁用的铁矿石.那么当参加反应的物质含有杂质时,应如何进行计算呢?
例2.
含Fe2O385%的赤铁矿1000吨,可以炼出多少吨铁?
分析:根据前面分析,要根据化学议程式进行计算.要将赤铁矿石中Fe2O3的质量(即纯物质的质量)计算出来,
【小结】通过学习,我们初步掌握了含杂质物质的计算。实际上,除了铁矿石以外,很多都是不纯的物质参与反应,前面我们接触到的制二氧化碳的原料石灰石,以及后面要学习的溶液在计算中都会遇到这个问题,请大家在学习中给予足够的注意。
课堂练习
(1).
某赤铁矿含杂质25%,那么400吨赤铁矿中含三氧化二铁多少吨?
(2).含碳酸钙75%的石灰石100吨,高温煅烧后,可得氧化钙多少吨。
(3).实验室欲制6克氢气,需含锌97.5%的不纯锌多少克?
(4).含三氧化二铁的质量分数为80%的铁矿石1000吨,可炼出含杂质5%的生铁多少吨?
(5):要生产5.6吨氧化钙,需含杂质20%的石灰石多少吨?
4.精心策划和组织好有关金属的腐蚀和防护的“活动与探究”内容。教材中的图8-23提示了铁钉锈蚀条件探究实验的设计思路,在一个星期前就应引导学生结合生活经验来探讨该实验的设计方案,并鼓励学生开动脑筋设计出多种方案,允许多种方案同时试验,以小组或个人等多种方式活动,同时要认真做好观察记录。在实验的基础上,可以由各小组或个人展示他们的实验情况,并汇报探究的结果。讨论是在各组或个人已有初步结论的基础上进行的,因此对这些结论的辨析、归纳是很重要的。从反应物的角度分析,铁钉锈蚀的条件需有水蒸气和氧气等,教材中给了思考金属腐蚀条件的思路:要有能够发生反应的物质,反应物要能互相接触,生成物不会对反应起阻碍作用,等等。同时给出了防止金属腐蚀的思路:如果破坏金属腐蚀的条件,使它们不再具备腐蚀的基础,就能防止金属腐蚀。利用这些思路组织好讨论,由学生自己提出铁制品的防锈建议,并将它应用于自行车构件防锈措施等实例上。
常用的防止铁生锈的方法有:
A.组成合金,以改变铁内部的组织结构。例如,把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢,就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力。
B.在铁制品表面覆盖保护层是防止铁制品生锈普遍而重要的方法。根据保护层的成分不同,可分为如下几种:
(1)在铁制品表面涂矿物性油、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。例如,车厢、水桶等常涂油漆;机器常涂矿物性油等。
(2)在钢铁制品表面用电镀、热镀等方法镀上一层不易生锈的金属。如锌、锡、铬、镍等。这些金属表面都能形成一层致密的氧化物薄膜,从而防止铁制品和水、空气等物质接触而生锈。
(3)用化学方法使铁制品表面生成一层致密而稳定的氧化膜以防止铁制品生锈。
C.保持铁制品表面的洁净和干燥也是防止铁制品生锈的一种很好方法。
5.关于金属资源保护的教学,可以利用电化教学手段,将教材中的一些矿物可供开采的年限图制成投影片或计算机软件等,并配合其他资料,使学生强烈感受矿物资源是有限的,以及保护金属资源的重要性。废旧金属的回收利用是每个学生都随手可做的事情,可结合本课题未的“调查与研究”,使学生了解废旧金属回收的意义,并积极主动地去做。
6.可以按照教材中所给的思路,采用讨论、填表和填空等方式进行本单元小结。也可以结合实例分析,通过对知识的综合应用来进行本单元小结。
我国的矿产资源
矿产资源是自然资源的一部分,我国生产所需的80%左右的原材料来自矿产资源。
我国矿产资源总量多,但人均占有量少。我国矿产的总量居世界第6位。在我国已发现的矿产有168种,其中已探明储量的有152种,己开发利用的有132种,在世界45种主要矿产储藏量价值比较中,我国矿产总值约占世界总数的14.6%,居世界第3位。但由于人口众多,人均拥有量约为世界人均水平的1/3,居世界第80位。
我国矿产资源种类较多,但生产所需的大宗矿产较少。如在金属矿产资源上,钨、锑、钛、稀土、菱镁矿居世界第一位,钒居第二位,锌、铝居第三位。金属矿产储量相对不足的有银、铁、铅、铜、金、镍等,储量相对短缺的有钾、铂、铬等。
我国矿产资源分布不平衡,布局不够理想。沿海发达地区生产力发展水平较高,但资源紧缺。大西北、西南等地区原料、资源丰富但经济发达程度很低。这就形成了原料、半成品长途调运的不良状况,增加了生产成本。另外,一些小矿乱采滥挖,对环境的保护意识较差,植被破坏严重,固体废弃物处理不当,屡屡出现严重的环境问题。
我国矿产资源供需状况
当今世界上的国家很少有仅靠自身的矿产资源来发展本国经济的,但是拥有丰富的矿产资源无疑是本国社会经济发展的优势。由于多种因素的影响,我国主要矿产品进口量逐年上升。1987年我国矿产品及初级加工制品出口创汇62亿美元,而进口则达98亿美元;1988年出口850.75亿美元,进口116.8亿美元,逆差达31.1亿美元。可以说我国已逐渐成为矿产资源进口大国。
随着我国经济高速发展,对矿产资源需求增长很快,主要矿产资源短缺的态势日益明显。1989年我国铁矿石原矿的产量为1.714
5亿吨,进口铁矿砂1
259万吨。2000年现有铁矿的生产能力将减少10%~20%,因而2000年我国铁矿石产量基本稳定在目前水平。资源缺口增加,每年需进口铁矿砂2000万吨~3000万吨。预计2020年铁矿石产量可达2.8亿吨~3.0亿吨,每年需进口4
500万吨~5
000万吨铁矿砂。
现有铜、铅、锌生产能力2000年减少30%~40%,三分之二有色金属统配矿山主要金属生产也到了中晚期。如果地质勘探无重大突破,21世纪初,我国金属矿产资源将出现全面紧缺的局面。
金属的存在和冶炼
地球上的金属资源十分丰富,除蕴藏在地壳中的外,还有数量很大的海滨沙矿和海底金属矿藏(如锰结核和重金属矿床等),它们为人类的生活和生产提供了丰厚的物质基础。陆地上可用来制取金属的矿石大约有以下八大类:
(
1)天然金属矿,如金、银、铂、汞等贵金属,常以单质形式存在;
???(2)氧化物矿,如铝矾Al2O3·nH2O、赤铁矿Fe2O3和锡石SnO2等;
???(3)碳酸盐矿,如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等;
(4)硅酸盐矿,如绿柱石Be3A12Si6O18、高岭石(A12Si2O7·2H2O)等;
???(5)硫酸盐矿,如重晶石BaSO4、石膏CaSO4·2H20等;
????(6)磷酸盐矿,如磷酸钙Ca3(PO4)2,和磷酸稀土矿等;
????(7)卤化物矿,如岩盐NaC1、光卤石KCl·MgC12·6H2O等;
????(8)硫化物矿,如闪银矿Ag2S、硫铁矿FeS2、辉钼矿MoS2等。
从矿石中制取金属单质的过程叫做冶金。金属作为材料,其价值不仅取决于它在地壳中的含量和独特的性能,在很大程度上还取决于其冶炼的难易程度。例如,铝已是人们熟悉的工业金属,其蕴藏量居金属的首位,应用也很广,但在1886年以前,它比黄金还贵重。因为那时的铝是用金属钠还原氧化铝来制取的,成本极高。直到电解铝法实际用于生产后,铝才得以广泛使用。
铁矿石的种类和特征
?
铁矿石的种类很多,最重要的铁矿石有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿和菱铁矿等。铁矿石常按其含铁量的高低分为富矿(含铁量高于50%以上)和贫矿(含铁量在45%~50%以下),在评定铁矿石的品位和质量时,除看这种铁矿石里的含铁量以外,还要看它的脉石的成分和有害杂质(硫、磷)的含量的多少。
????我们可以根据铁矿石的颜色、光泽、密度、磁性、条痕等性质来识别它们。
金属的腐蚀与防护
金属和周围介质接触时,由于发生化学和电化学作用而引起的破坏叫做金属的腐蚀。从热力学观点看,除少数贵金属(如Au、Pt)外,各种金属都有转变成离子的趋势,就是说金属腐蚀是自发的普遍存在的现象。金属被腐蚀后,在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化,造成设备破坏、管道泄漏、产品污染,酿成燃烧或爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费,使国民经济受到巨大的损失。据估计,世界各发达国家每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占其国民生产总值3.5%~4.2%,超过每年各项大灾(火灾、风灾及地震等)损失的总和。有人甚至估计每年全世界腐蚀报废和损耗的金属约为1亿吨!因此,研究腐蚀机理,采取防护措施,对经济建设有着十分重大的意义。
???
金属防腐蚀的方法很多,主要有改善金属的本质,把被保护金属与腐蚀介质隔开,或对金属进行表面处理,改善腐蚀环境以及电化学保护等。
(1)改善金属的本质
????根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。例如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
(2)形成保护层
????在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属与腐蚀性介质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法,物理方法和电化学方法实现的。
①金属的磷化处理
????钢铁制品去油、除锈后,放人特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。
???
磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5
μm~20?μm,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
?②金属的氧化处理
????将钢铁制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.5
μm~1.5
μm的蓝色氧化膜(主要成分为Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
???③非金属涂层
????用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物性油脂等涂覆在金属表面上形成保护层,称为非金属涂层,也可达到防腐蚀的目的。例如,船身、车厢、水桶等常涂抽漆,汽车外壳常喷漆,枪炮、机器常涂矿物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)
喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料这种覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。
???
搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
?④金属保护层
???
它是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。前一金属常称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
热浸镀是将金属制件浸入熔融的金属中以获得金属涂层的方法,作为浸涂层的金属是低熔点金属,如Zn、Sn、Pb和A1等,热镀锌主要用于钢管、钢板、钢带和钢丝,应用最广;热镀锡用于薄钢板和食品加工等的贮存容器;热镀铅主要用于化工防蚀和包覆电缆;热镀铝则主要用于钢铁零件的抗高温氧化等。
3)改善腐蚀环境
????改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如,减少腐蚀介质的浓度,除去介质中的氧,控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质(称缓蚀剂)来减少和防止金属腐蚀。
4)电化学保护法
????电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施,使之成为腐蚀电池中的阴极,从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
①牺牲阳极保护法
????牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极,固定在被保护金属上,形成腐蚀电池,被保护金属作为阴极而得到保护。
????牺牲阳极一般常用的材料有铝、锌及其合金。此法常用于保护海轮外壳,海水中的各种金属设备、构件和防止巨型设备(如贮油罐)以及石油管路的腐蚀。
??②外加电流法
????将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极,使被保护的金属作为阴极,在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金属设备的腐蚀。
金属的腐蚀虽然对生产带来很大危害,但也可以利用腐蚀的原理为生产服务,发展为腐蚀加工技术。例如,在电子工业上,广泛采用印刷电路。其制作方法及原理是用照相复印的方法将线路印在铜箔上,然后将图形以外不受感光胶保护的铜用三氯化铁溶液腐蚀,就可以得到线条清晰的印刷电路板。三氯化铁腐蚀铜的反应如下:
2FeCl3
+
Cu==2FeC12
+
CuCl2
此外,还有电化学刻蚀、等离子体刻蚀新技术,比用三氯化铁腐蚀铜的湿化学刻蚀的方法更好,分辨率更高。
氧化碳还原氧化铁的问题研究
根据右下图所示的实验,回答下列问题。
一氧化碳还原氧化铁的实验(1)请你写出有关化学反应方程式:
(2)将产物通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。说明生成了什么气体?
(3)把得到的黑色粉未倒在白纸上观察,用磁铁试验它,黑色粉未能被磁铁吸起。判断固体是什么物质?
(4)一氧化碳与木炭有相似之处,都有还原性。能否用木炭还原氧化铁?请推测出反应的产物?
(5)分别写出一氧化碳还原四氧化三铁、氧化铜的化学方程式,分析一氧化碳是怎样变成二氧化碳的,并由此推测出一氧化碳还原金属氧化物的配平方法。
(6)一氧化碳还原氧化铁和木炭还原氧化铁,这两个化学反应的基本类型是否都是置换反应?为什么?请举出几个置换反应的实例。人教版九年级上册化学(教案)第十单元酸和碱
课题1常见的酸和碱
教学目标:初步了解什么是酸、碱、盐;能完成简单的探究实验。过程与方法:在学习了什么是酸后,完成对碱的模拟自主探究,运用实验的方法获取信息,运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工。情感态度与价值观:增强对化学现象的探究欲,发展善于合作,勤于思考的科学精神。
重点:从离子观点了解什么是酸、碱、盐。
难点:运用酸碱指示剂检验酸溶液和碱溶液。
教学过程:
本课题在知识结构上可分为三部分。
首先,从酸碱指示剂的实验,简单地反映酸和碱能与指示剂反应并显示不同的颜色,从而说明酸和碱作为不同类物质具有不同的性质,使学生对酸和碱有一些初步的认识。在此基础上,具体介绍了几种常见酸和碱的性质、用途等,并通过学生总结的方式,简单归纳几种酸和碱各自相似的化学性质。关于酸和碱的腐蚀性是结合具体物质来介绍的;最后,在学生对酸和碱的性质有了一些认识以后,通过酸和碱溶液的导电实验,来说明酸和碱为什么会具有一些共同的性质。
本课题在介绍酸和碱的化学性质时,采用了探究式的写法,目的是使学生能积极参与学习,能根据学过的知识来主动探究未知,从而对这部分内容有更深的认识。
课题
1
常见的酸和碱
教学建议
1.在介绍常见的酸和碱之前,可以启发学生列举出见过或知道的酸和碱。然后再用指示剂进行实验,实验用的酸和碱也可根据实际情况选择。
2.关于用植物的花等做指示剂的探究活动,可事先让学生准备一些花或果实;应叮嘱学生不要随意采摘公共场所等地的花。
3.关于酸和碱的化学性质,有些反应学生已经学过,如酸与金属的反应、氢氧化钙与二氧化碳的反应、酸碱与指示剂的反应等。教学中可利用教材提供的活动与探究,引导学生回忆、类推,井指导学生进行简单的归纳和小结。
4.对于酸和碱,教材最初介绍酸类物质和碱类物质对没有给出定义,在介绍酸碱溶液导电实验后,也没有直接给酸和碱下严格的定义,只是解释酸和碱为什么具有相似的化学性质,帮助学生认识酸和碱。所以,教学中不要过分强调死记定义,可根据学生的具体情况,从解离的角度介绍酸和碱的定义,但不宜加深和拓宽。
5.关于酸和碱的通性,课程标准没有作出具体的要求,教材只是以讨论的形式让学生从学过的几种物质来进行简单归纳,教师可在教学中进行指导,并在课题小结对做适当总结。
[提问]:试管中的紫色石蕊试液,在不借助任何化学药品的情况下,能否使之变成红色学生演示:向试管中吹气。紫色石蕊试液变成红色。
[追问]:为什么会变色?学生回答:二氧化碳与水反应生成碳酸。
[提问]:除了碳酸,还有其他物质能使紫色石蕊试液变色吗?
探究实验:分别在下表溶液中滴加紫色石蕊试液或酚酞。
加入紫色石蕊试液后溶液的颜色变化
加入无色酚酞试液后溶液的颜色变化
食醋
石灰水
盐酸
氢氧化钠溶液
石蕊和酚酞溶液叫酸碱指示剂,它们能跟酸或碱反应而显示不同颜色,
用花卉或果实加酒精浸泡自制指示剂
自制指示剂
在不同溶液中颜色的变化
食醋
石灰水
盐酸
氢氧化钠溶液
一:常见的酸
1:观察盐酸、硫酸的物理性质及主要用途
盐酸
硫酸
颜色、状态
打开瓶盖现象
气味
用途
盐酸的颜色和白雾
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。盐酸所含的杂质通常是H2SO4、AsC13、FeC13等。这些杂质有的是由原料不纯而带入的,有的是因设备受腐蚀,如铁制设备被酸侵蚀而带入Fe3+,盐酸的黄色主要就是由Fe3+引起的。
观察浓盐酸的挥发性时会看到白雾,学生往往把它叫白烟,这是错误的。雾是液滴悬浮在空气中的现象;烟是固体颗粒悬浮在空气中的现象。
盐酸的用途
盐酸能用于制造氯化锌等氯化物(氯化锌是一种焊药),也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属,制成氯化物。
随着有机合成工业的发展,盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛,如制聚氯乙烯、塑料,用于合成多种有机氯化物,用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。
胃液里的盐酸
在人的胃液里HCl的质量分数大约是0.45%~0.6%。胃液里的盐酸由胃底腺的壁细胞所分泌,它具有以下的功用:
(1)促进胃蛋白酶的作用,使蛋白质容易水解被人体吸收;
(2)使二糖类物质如蔗糖、麦芽糖水解;
(3)杀菌。
硫酸的用途:
硫酸大量用于清洗钢铁的表面。在钢铁进行冷轧、冷拔和冲压等加工之前,必须清除钢铁表面的氧化铁,否则,在冷轧、冷拔和冲压时氧化铁就可能被压入钢铁中,使钢铁的表面很粗糙,甚至造成废品。氧化铁的存在也会使轧辊或冲模等工具很快被磨损。在金属表面镀镍或镀铬时,也要用硫酸清洗金属表面,否则镀层很容易脱落下来。硫酸还是生产化肥的原料。把氨通入75%硫酸中,可以生成硫酸铵。这个反应放出大量的热,这些热量用来将水分蒸发,便可得到硫酸铵晶体。硫酸铵和尿素都是重要的氮肥。硫酸也是生产过磷酸钙肥料的原料。在石油精炼中,要用浓硫酸除去汽油和润滑油中的杂质──硫化物和不饱和碳氢化合物,每精炼1t石油要用24kg浓硫酸。在有机化工中,硫酸是生产农药敌百虫、以及合成洗涤剂烷基苯磺酸钠的原料。很多基本有机化工原料如甲酸、草酸、柠檬酸、苯酚、乙酸乙酯也要用硫酸做原料
在无机化工生产中,硫酸用于生产氢氟酸、铬酸、磷酸、硫酸铜、硫酸铝、硫酸锌、硫酸镍以及钛白粉、立德粉等颜料。总而言之,在肥料、冶金、石油精炼、农药、炸药、纺织、染料、塑料、油漆、电池、制革、颜料、药品和洗涤剂等工业中,处处都离不开硫酸。
浓硫酸的吸水性
浓硫酸具有吸水性,是由于它能跟水结合生成不同组成的水合物,同时放出热。硫酸的水合物有H2SO4·H2O、H2SO4·2H2O、H2SO4·4H2O等,当降低硫酸溶液的温度时,这些水合物便以晶体形式析出。
稀释浓硫酸时会放出大量的热,正是由于硫酸跟水结合形成水合物时放出的热量多于它的分子扩散时所吸收的热量之故。
浓硫酸的脱水性
浓硫酸能使蔗糖、淀粉、纤维素等物质失水碳化,并不是因为浓硫酸吸取了有机物内部所含有的水分(结晶水),而是把组成有机物成分里的氢、氧元素的原子按2:1的比率(水的组成比)从有机物里夺取出来,形成硫酸的水合物,同时剩下有机物组成中的碳。对浓硫酸来说,它起了脱水作用,对有机物来说,则发生了碳化现象。
浓硫酸的氧化性
在浓硫酸中,硫酸大都是以分子状态存在的。分子中两个氢原子的半径很小,极化能力很强,很容易钻入硫酸根内部,它们对氧有较强的极化作用,削弱了硫和氧之间的作用,从而大大减弱硫酸根的稳定性。所以硫易被还原,浓硫酸有氧化性。这种氧化性是未电离的硫酸分子的特征。稀硫酸中的硫元素不表现氧化性,这是由于硫酸溶于水后完全电离,硫元素完全是以SO42-形式存在的,SO42-的空间构型近似为正四面体,而且硫原子居于正四面体的中心,2个单位的负电荷属于整个SO42-。这样对称的结构不易受外界作用而极化,所以性质稳定。
2:浓硫酸和腐蚀性
实验
放置一会儿后的现象
用玻璃棒蘸浓硫酸在纸上写字
用小木条蘸浓硫酸
将浓硫酸滴到一小块布上
浓硫酸溶于水的实验:
浓硫酸溶于水时,溶液的温度会升高。
提问】 
实验室中常用稀H2SO4,如何将浓硫酸稀释呢?
【演示】 
实验“稀释浓硫酸”(可请同学用手接触烧杯外壁)。
[讲解] 
浓H2SO4溶于水放出大量热。
【提问】 
为什么切不可将水倒入浓H2SO4中?(请同学参考课有关内容回答)
【板书】 浓H2SO4的稀释:酸入水、沿内壁、慢慢搅动。
【提问】浓硫酸为什么可做干燥剂?如果不慎在皮肤或衣服上沾上浓硫酸应如何处理?
3:酸的化学性质:
加入物质
稀盐酸中发生的现象和反应式
稀硫酸中发生的现象和反应式
滴入紫色石蕊试液
滴入无色酚酞试液

现象
现象
反应式
反应式

现象
现象
反应式
反应式

现象
现象
反应式
反应式

现象
现象
反应式
反应式
铁锈
现象
现象
反应式
反应式
氧化铜
现象
现象
反应式
反应式
盐酸和硫酸的检验
检验盐酸和电离时产生Cl-的化合物的试剂是AgNO3溶液和硝酸溶液。其反应原理可用下列化学方程式表示
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3???
NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
两个反应中生成的AgCl是既不溶于水又不溶于硝酸的白色沉淀
若给某一溶液中加入AgNO3溶液后,得到白色沉淀,再给其中加入硝酸溶液,此白色沉淀又不溶解,则该溶液中一定会有Cl-离子,该溶液不是盐酸就是电离时能产生Cl-的化合物溶液检验硫酸或电离时产生SO42-的化合物的试剂是BaCl2[或Ba(NO3)2或Ba(OH)2]溶液和硝酸。
其反应原理可用下列化学方程式表示:
H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HNO3?
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
两个反应中生成的BaSO4是既不溶于水又不溶于硝酸的白色沉淀。
其实用这样的方法只能检验出SO42-离子,但还不能确定溶液一定就是硫酸溶液,要进一步确定是否是硫酸溶液,还要检验H+是否存在。检验H+可用石蕊试液。另取试样溶液,加入石蕊试液后溶液变红,即可证明是硫酸溶液
[小结过渡]:碳酸、稀盐酸、稀硫酸都能使紫色石蕊试液变红色,它们还有其他的共性吗?探究实验:稀盐酸、稀硫酸与锌粒及氧化铜粉末的反应。[小结过渡]:稀盐酸、稀硫酸都能与锌粒及氧化铜粉末反应,由此可见,它们在性质上是有了些共性的。为什么它们会具有一些相似的性质呢?探究实验:氯化钠导电性实验。[提问]:氯化钠溶液为什么会导电?回忆物理中学习的导电的原理,推测氯化钠溶液导电的原因。
酸的通性:酸有相似化学性质的原因:
a:酸溶液能跟酸碱指示剂起反应。
酸能使
色石蕊试液变
色,
色酚酞试液

b:酸能跟多种活泼金属起反应,通常生成盐和氢气。金属+硫酸
盐+氢气(置换反应)
Zn+H2SO4--
Fe+HCl—
金属活动性顺序(要背熟)排在氢前面的
c:酸能跟某些金属氧化物(碱性氧化物)起反应,生成盐和水。
金属氧化物+硫酸
盐+水(复分解反应)
Fe2O3+H2SO4--
CuO
+
HCl---
碱性氧化物:
d:酸能跟某些盐起反应,生成另一种酸和另一种盐。
Na2CO3+H2SO4--
HCl
+
MgCO3

碱+硫酸
盐+水(复分解反应)
e:酸能跟碱起中和反应反应,生成盐和水。
H2SO4
+
NaOH

H2SO4
+
Cu(OH)2-
日常生活里的酸
人们在购买葡萄、柑桔等水果时,常习惯地问问“酸不酸?”的确,许多未成熟的水果是很酸的,这是因为它含有许多有机酸,如苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、酒石酸等。随着水果的成熟,有些酸会逐渐分解,酸味也就随之减轻。有的同学说:“新摘下来的柿子并不酸,倒是涩得舌头发麻。”其实,这也是酸在作怪,这种酸叫鞣酸。可见,酸不一定都有酸味。我们判定一种物质是不是属于酸类,主要是看它的组成和性质。酸也不一定都是液态。例如上面说的鞣酸是淡黄色粉末,硅酸则像白色浆糊,硼酸是白色小片,硬脂酸类似石蜡,纯净的醋酸能形成冰块一样的晶体,故称“冰醋酸”。苦味酸有苦味,甘氨酸、水杨酸有甜味,羊肉的膻气则是挥发性很强的癸酸引起的……。生活中遇到的酸很多。比如食醋,因含有乙酸(俗称醋酸)而具有酸味。醋是常用的调味品。做鱼时,放点儿黄酒和醋,能解鱼腥,味道也更鲜美。烧菜时放点醋,可以使维生素C不受或少受破坏。吃凉拌菜时放点醋,既可调味,又能杀菌;同时还可降低致癌物亚硝酸盐的含量。用浸过醋的布将肉包起来,可使鲜肉不易变质。夏天多吃点醋,有预防肠道传染病的作用。把醋煮沸喷洒在房间中,可以预防感冒。据记载,有一个生产醋的工厂,几十年来只有一两个工人患感冒,原因是车间里的醋酸蒸气保护了工人们的身体健康。日常生活中另一种重要的酸是乳酸。面团发酵时能产生乳酸,加点儿碱(Na2CO3)或起子(NaHCO3),能中和掉乳酸,并产生二氧化碳气体。二氧化碳从面团里钻出来,留下许多小窟窿,使面团蓬松胀大。这就是蒸馒头、烤面包的道理。许多人喜欢吃酸奶、酸菜、泡菜,也都要靠乳酸帮忙。久不活动,偶尔参加一次体力劳动或剧烈运动,常感到腰酸腿疼,这就是因为肌肉中的葡萄糖在新陈代谢中分解成了乳酸,剧烈的活动使肌肉里蓄积了较多的乳酸,故有酸痛之感。酸跟人们的日常生活息息相关。制汽水时加点儿柠檬酸,能起到利尿作用。鸡汤的味道既鲜美,又富有营养,因为里面含有丰富的氨基酸。草酸能帮助你洗掉衣服上的蓝墨水或铁锈。蚊子、蚂蚁叮咬了人的皮肤,因分泌了少量甲酸而使人发痒。口腔里的细菌能产生酸性物质,腐蚀牙齿,造成龋洞。而胃液里极稀的盐酸又有帮助消化和杀灭细菌的作用,但当胃酸过多时,它又使人“烧心”和“返酸水”。总之,日常生活中能接触到各种各样的酸。它们的性质不同,形态各异,有的造福人类,有的也危及人体健康。只有充分认识它们的特性,才能扬长避短,化害为利。
为什么通常用铁桶盛装和运输浓硫酸
浓硫酸的化学性质和稀硫酸不一样,它具有强氧化性、吸水性和脱水性。吸水性是指浓硫酸极易吸收水分,所以可用来作为某些气体的干燥剂。脱水性是指浓硫酸将某些含碳、氢、氧元素的化合物按个数比2:1将氢氧元素脱去(可认为脱H2O)。强氧化性是指金属和浓硫酸反应时不能置换出氢气,而是生成二氧化硫和水等。铁和浓硫酸在常温下接触时,在表面反应形成一层致密的氧化物保护膜,防止浓硫酸继续和铁反应,故常用铁桶来运装浓酸酸。实际上,铁和浓硫酸在加热的条件下反应速度较快。反应方程式为:
2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+2SO2↑+6H2O
盐酸
盐酸是氯化氢气体溶于水生成的酸。在工业上,曾经用氯化钠和浓硫酸作用来生产盐酸。这种方法不但产量低,而且用浓硫酸制取浓盐酸也是不太经济的。因此,从19世纪开始,便建立了电解氯化钠水溶液的工厂。在电解时,阳极上产生氯气,阴极上产生氢气。把氯气和氢气混合起来,便产生氯化氢气体。把氯化氢气体溶解在水中,就可制造盐酸。电解时还产生有用的氢氧化钠,所以这是一种大规模生产盐酸的方法。盐酸也是一种强酸,是无色透明的液体,工业产品中因为含有氯化铁和氯气而带黄色。盐酸中所含的氯化氢容易挥发,当氯化氢气体挥发后遇到空气中的水蒸气时,就会结合成盐酸小液滴而形成酸雾。因此,打开盛盐酸的玻璃瓶的瓶盖时,会冒白烟,而且有强烈的刺激性气味。盐酸的用处不比硫酸少,例如用锡进行焊接时,也要在焊接处涂点焊药,焊锡才能牢固地把金属焊住。把锌片溶解在稀盐酸里,便生成了氯化锌和稀盐酸溶液,它便是最简单的焊药。把焊药涂在要焊接的地方,焊药便与金属表面的锈层(金属氧化物)相互作用,生成溶解于水的氯化物,这样就把锈层除去,金属表面被清理干净,保证焊锡和金属表面牢固地结合在一起。盐酸能使木材变成葡萄糖。木材由纤维素、半纤维素和木质素构成。纤维素是由千万个葡萄糖基用“氧桥”连接而成的物质。如果能找到一把“剪刀”,把“氧桥”剪断,葡萄糖基便会和水结合,生成葡萄糖。这个反应叫做水解反应,盐酸便是剪断“氧桥”的“剪刀”。于是工业上可以用木屑和盐酸制造葡萄糖,进一步还可以通过葡萄糖发酵,分解为酒精和二氧化碳,这种方法可以大大节约粮食。在人体内的胃液里也含有一定量的盐酸,叫做胃酸,它能促进食物消化,并能杀死某些病菌。如果人喝水太多,就会把胃酸冲淡,减弱了杀菌能力,这时病菌侵入人体,就有可能患病。如果胃酸过多,就容易得胃痛病。
硫酸
最早制得的酸和被古代利用的酸大概要算醋了。古人利用空气将发酵的水果汁(实际上就是一种果子酒)氧化来制造醋,即酒被氧化便得到了醋。不过这种醋不是纯的醋酸,而是一种不纯的很稀的醋酸溶液。现在,醋酸并不是最重要的酸,最有用的是硫酸、盐酸和硝酸。实验室一般用石蕊试纸检验酸的存在,酸能将试纸由蓝色变为红色。古时候制造硫酸的方法是,将硫酸铁放在蒸馏器中蒸馏,得到一种油状物的产品,就是硫酸。随着对硫酸需要量的增加,开始用铅室法生产硫酸。所用的原料是硫铁矿,让硫铁矿在铅室中燃烧,与空气反应生成二氧化硫,再用一氧化氮做催化剂(能改变化学反应速率而本身的量和化学性质并不改变的物质),使二氧化硫转化为三氧化硫,三氧化硫溶于水生成硫酸。由于铅不与硫酸发生反应,因此铅不会被腐蚀,所以当时考虑用铅室做反应器。但是生产中所用的铅室很大,需要用很多金属铅建造,成本很高,而且产品硫酸的溶质的质量分数只有82%,不是浓硫酸溶质的质量分数98%,因此铅室法不久就彼淘汰了。现在生产硫酸的方法是接触法,原料仍然是硫铁矿。将硫铁矿在空气中氧化生成二氧化硫,再用五氧化二钒、氧化铁和氧化亚铜做催化剂,将二氧化硫氧化为三氧化硫,三氧化硫与水反应生成硫酸。所得的硫酸为98%,称为浓硫酸。浓硫酸是一种强酸,是无色透明的液体,具有很强的腐蚀性。如果不小心将浓硫酸溅到衣服上,它会立即使衣服的纤维素碳化,在衣服上出现小洞。浓硫酸有很强的脱水性,把它加到白糖中,糖中的氢原子和氧原子按2∶1的比例(水分子的组成比)脱掉,剩下的是黑色的炭。硫酸大量用于清洗钢铁的表面。在钢铁进行冷轧、冷拔和冲压等加工之前,必须清除钢铁表面的氧化铁,否则,在冷轧、冷拔和冲压时氧化铁就可能被压入钢铁中,使钢铁的表面很粗糙,甚至造成废品。氧化铁的存在也会使轧辊或冲模等工具很快被磨损。在金属表面镀镍或镀铬时,也要用硫酸清洗金属表面,否则镀层很容易脱落下来。硫酸还是生产化肥的原料。把氨通入75%硫酸中,可以生成硫酸铵。这个反应放出大量的热,这些热量用来将水分蒸发,便可得到硫酸铵晶体。硫酸铵和尿素都是重要的氮肥。硫酸也是生产过磷酸钙肥料的原料。在石油精炼中,要用浓硫酸除去汽油和润滑油中的杂质──硫化物和不饱和碳氢化合物,每精炼1t石油要用24kg浓硫酸。在有机化工中,硫酸是生产农药敌百虫、以及合成洗涤剂烷基苯磺酸钠的原料。很多基本有机化工原料如甲酸、草酸、柠檬酸、苯酚、乙酸乙酯也要用硫酸做原料。在无机化工生产中,硫酸用于生产氢氟酸、铬酸、磷酸、硫酸铜、硫酸铝、硫酸锌、硫酸镍以及钛白粉、立德粉等颜料。总而言之,在肥料、冶金、石油精炼、农药、炸药、纺织、染料、塑料、油漆、电池、制革、颜料、药品和洗涤剂等工业中,处处都离不开硫酸。
干燥剂
能除去物质(固体、液体、气体)中水分的物质称为干燥剂。实验室中干燥气体常用的干燥剂有无水氯化钙、氧化钙、五氧化二磷、碱石灰、浓硫酸、分子筛等,适合干燥有机化合物的干燥剂除上所述,还有无水硫酸钙、无水硫酸铜,无水硫酸镁、无水硫酸钠等。对干燥剂的要求有:
(1)和被干燥物质不发生任何化学反应,例如酸性物质不能用碱性干燥剂,碱性物质不能用酸性干燥剂。
(2)干燥速度快,干燥力强。
(3)不溶于被干燥的液体中,例如固体氢氧化钠能溶解于低级醇中。
(4)对有机溶质或溶剂无催化作用,例如强碱性干燥剂氧化钙、氢氧化钠能催化某些醛类或酮类发生缩合、自动氧化等反应。
(5)价格经济,以少量干燥剂即可干燥大量物质。
二:常见的碱:
1:几种常见的碱
物质性质、用途
氢氧化钠(化学式
)俗名:
氢氧化钙(化学式
)俗名:
物理性质
观察颜色、状态
白色
固体 
白色粉末
放在表面皿上一会儿
各取少量加入有水的试管中,并用手摸试管外壁,并观察溶解情况
易溶于水 
微溶于水
化学性质
分别滴入紫色石蕊试液或无色的酚酞试液观察
通入CO2后观察
现象
现象
反应式
反应式
滴入无色的酚酞后再滴入盐酸
现象
现象
反应式
反应式
在CuSO4溶液中滴入NaOH,在石灰水中滴入Na2CO3溶液
现象
现象
反应式
反应式
用途
(1)氢氧化钠的物理性质。(l)白色固体,能吸收空气中水分而潮解。(2)极易溶于水,溶解时放出大量热。(3)水溶液有涩味和滑腻感。(4)有强烈的腐蚀性。
NaOH俗称苛性钠、火碱、烧碱的原因,氢氧化钠为何可做干燥剂?
氢氧化钙:由生石灰(CaO)制取熟石灰[Ca(OH)2]
CaO+H2O=Ca(OH)2
注意:水要少量滴加,到块状固体刚好成为粉末为止。
用熟石灰制取水溶液。加蒸馏水,不断搅拌得乳状悬浊液、静置、上层清液即为氢氧化钙水溶液,俗称石灰水
氢氧化钙的物理性质。
白色固体(粉末)微溶于水(在水中溶解度随温度升高而减小)有腐蚀性水溶液有滑腻感
(2)碱的通性:
碱有相似化学性质原因:
a:碱溶液能使紫色石蕊试液变成蓝色,无色酚酞试液变成红色。
b:碱和非金属氧化物(酸性氧化物)反应,生成
Ca(OH)2+CO2-
2NaOH+CO2-
2NaOH+SO2

酸性氧化物:
c:碱和酸发生中和反应,生成
2NaOH+H2SO4-
Ca(OH)2+2HNO3-
d:碱与某些盐反应,生成
注意:两种反应物必须是溶液,生成物必须要有一种是难溶的。如:NaOH+CuSO4-
NaOH+FeCl3-
Ca(OH)2+Na2CO3-
氢氧化钠的用途
(1)制造肥皂。肥皂的主要成分是高级脂肪酸的钠盐,通常用油脂和氢氧化钠为原料经过皂化反应而制成。
(2)精炼石油。石油产品经硫酸洗涤后还含有一些酸性物质,必须用氢氧化钠溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制产品。
(3)造纸。造纸的原料是木材或草类植物,这些植物里除含纤维素外,还含有相当多的非纤维素(木质素、树胶等)。加入稀的氢氧化钠溶液可将非纤维素成分溶解而分离,从而制得以纤维素为主要成分的纸浆。
(4)纺织。人造纤维如人造棉、人造毛、人造丝等,大都是粘胶纤维,它们是用纤维素(如纸浆)、氢氧化钠、二硫化碳(CS2)为原料制成粘胶液,经喷丝、凝结而制得。
(5)印染。棉织品用烧碱溶液处理后,能除去覆盖在棉织品上的蜡质、油脂、淀粉等物质,同时能增加织物的丝光色泽,使染色更均匀。
用石灰改良土壤
在土壤里,由于有机物在分解过程中会生成有机酸,矿物的风化也可能产生酸性物质。另外,使用无机肥料如硫酸铵、氯化铵等,也会使土壤呈酸性。施用适量石灰能中和土壤里的酸性物质,使土壤适合作物生长,并促进微生物的繁殖。土壤中Ca2+增加后,能促使土壤胶体凝结,有利于形成团粒,同时又可供给植物生长所需的钙素。
氢氧化钠的保存方法
氢氧化钠在保存过程中一定要注意密封。因为氢氧化钠容易潮解,更重要的是氢氧化钠容易跟空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,这样氢氧化钠就变质了。所以保存固体氢氧化钠或氢氧化钠溶液都要密封。还要注意存放氢氧化钠溶液的玻璃瓶不能用玻璃塞,因为普通玻璃的组成中含有较多的二氧化硅,氢氧化钠能和二氧化硅反应:
2NaOH
+
SiO2=Na2SiO3
+
H2O
当水分蒸发后,Na2SiO3(硅酸钠)能使玻璃瓶与瓶塞牢固地粘连在一起,所以实验室中盛放氢氧化钠溶液的试剂瓶都用胶塞或软木塞。
书写碱的化学式应该注意什么
碱是由金属元素和氢氧根所组成。这是书写碱的化学式的依据。其命名是“氢氧化某”或“氢氧化亚某”。这决定碱的化学式的书写顺序。
具体方法要注意两点:(1)顺序问题:先读的后写;后读的先写。如氢氧化铜,先写金属铜元素后写氢氧根,氢氧根写成OH,而不能写成HO且符号均为大写。
(2)括号问题:如果碱的组成中有一个氢氧根,则不必用括号,用了不仅多余,而且是错误。在碱的组成中有两个以上的氢氧根,则必须用括号,如果不用便是错误。如氢氧化钙的化学式写成Ca(OH)2。
漂白粉
CaCl2与Ca(ClO)2混合物,有效成分为次氯酸钙Ca(ClO)2有效氯约35%,高级品可达70%。是白色粉末,微溶于水,有氯的气味。暴露在空气里会潮解失效。遇水或酒精会分解。在漂白时因稀酸或二氧化碳的作用,使漂白粉生成次氯酸而氧化掉有色有机物。工业上用熟石灰吸收氯气制取。用为漂白、消毒和杀菌剂。
主要成分是次氯酸钙Ca(ClO)2和碱式氯化钙CaCl2·Ca(OH)2·H2O。漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,它水解后产生次氯酸,因此有漂白作用:
Ca(ClO)2+2H2O→Ca(OH)2+2HClO?
2HClO→2HCl+O2
HClO+HCl→H2O+Cl2
漂白粉可被二氧化碳分解;在潮湿空气中,会逐渐分解,不易保存。漂白粉的有效氯含量为35%左右。氯气作用于消石灰即得漂白粉。它除作漂白剂外,还可作水的杀菌剂和野外作业中用于制备氯气。商品名称为漂粉精,高级漂白粉的有效氯含量可达70%,由氯气通入氢氧化钙溶液制得,主要成分是Ca(ClO)2,它比普通漂白粉易溶于水,其漂白能力接近纯氯。
溶液的导电性:
实验(注意实验现象)
物质(化合物)
能否导电
溶液
能否导电
熔化状态物质
能否导电
食盐晶体
食盐溶液
熔化的食盐
硝酸钾晶体
硝酸钾溶液
熔化的硝酸钾
氢氧化钠晶体
氢氧化钠溶液
熔化的氢氧化钠
蔗糖晶体
蔗糖溶液
熔化的蔗糖
酒精溶液

硫酸溶液
课题2
酸和碱之间会发生什么反应
教学目标:1.知道酸和碱之间发生的中和反应。
2.
了解酸碱性对生命活动和农作物的影响,以及中和反应在实际中的应用。
3.会用pH试纸检验溶液的酸碱性,了解溶液的酸碱度在实际中的意义。
重点:中和反应、用pH试纸检验溶液的酸碱。
难点:中和反应、中和反应在实际中的应用
教学过程:
酸和碱之间能发生中和反应,而且,中和反应在实际中有广泛的应用,所以,教材没有简单将它作为酸或碱的性质来介绍,而是专门编成一个课题来说明。
本课题从实验入手来介绍中和反应。为了说明中和反应的产物,简单介绍了盐的概念。关于中和反应的应用,教材从酸碱性的角度说明了它在实际中的应用价值,并引出了溶液的酸碱度一pH及其应用。
本课题内容与实际生活和生产有密切的联系,教材安排了3个活动与探究,目的是通过学生的亲身体验,增强对这部分知识的认识。
一:中和反应
1:活动与探究
现象
有关反应方程式
在氢氧化钠溶液中滴入二滴酚酞,再逐滴滴入盐酸再把生成物蒸发。
在石灰水中滴入二滴酚酞,再逐滴滴入盐酸
2:盐
形形色色的“盐” 
说起“盐”,你可能马上就会想到食盐,的确,在物质的分类中,食盐属于“盐”类,然而化学上所说的盐具有更广泛的涵义。“盐”是指一大类化合物说的:凡是由金属离子(或铵离子NH4+)和酸根离子构成的化合物都叫盐。
“盐”不一定都有咸味,许多盐有其它味道,例如,醋酸铅是甜的(有毒!不能食用),氯化镁是苦的,碳酸钠是涩的,硫酸亚铁是酸的,而谷氨酸钠,就是大家所熟悉的味精,味道却十分鲜美!
如同食盐那样,许多盐都能溶于水,其水溶液有的是无色的,有的则呈现不同的美丽的颜色。你看,高锰酸钾溶液是紫色的,硫酸铜溶液是蓝色的,硫酸亚铁溶液是浅绿色的,铬酸钾溶液是黄色的。
在初中化学里,我们学过许多化学反应都能生成“盐”,其中主要有:
1.金属与非金属化合生成无氧酸盐。如:2Na+Cl2===2NaCl
2.金属与盐反应生成另一种盐。如:Cu+Hg(NO3)2===Cu(NO3)2+Hg
3.金属与酸反应。
如:Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
4.碱性氧化物与酸性氧化物化合生成含氧酸盐。如CaO+SO3=CaSO4
5.碱性氧化物与酸反应。如:Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O
6.酸性氧化物与碱反应。如:SO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
7.碱和酸反应。如:Cu(OH)2+2HNO3===Cu(NO3)2+2H2O
8.碱和盐反应。如:Ba(OH)2+CuSO4===BaSO4↓+Cu(OH)2↓
9.酸和盐反应。如:AgNO3+HCl===AgCl↓+HNO3
10.盐和盐反应,如:Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl
除以上这些类型的反应能生成盐外,还有许多反应也能生成盐。如:
1.某些含氧酸盐加热分解能转化成另一种盐。如:
?
2.酸式盐加热分解转化成正盐。如2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
3.正盐跟酸作用转化成酸式盐,Ca3(PO4)2+2H2SO4===Ca(H2PO4)2+2CaSO4
4.氨跟酸化合成铵盐。如:NH3+HCl===NH4Cl考考你:
?
答:
?
正盐、酸式盐和碱式盐 
酸跟碱完全中和生成的盐中,不会有酸中的氢离子,也不会有碱中的氢氧根离子,只有金属阳离子和酸根离于,这样的盐为正盐。生成正盐的反应,如:HCl+NaOH=NaCl+H2O
H2SO4
+
Cu(OH)2
=
CuSO4
+
2H2O
H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O等酸跟碱反应时,若酸中的氢离子部分被中和,生成的盐中除了金属阳离子和酸根离子外,还有氢离子存在,这样的盐为酸式盐。如NaHSO4、KHCO3、KH2PO4、K2HPO4、Ca(HCO3)2等都属于酸式盐。一元酸不能形成酸式盐,二元酸或多元酸才能形成酸式盐。酸式盐的种类很多,性质各不相同。酸式盐的水溶液有的呈酸性,如NaHSO4、KHSO4、KH2PO4等;有的却呈碱性,如NaHSO3、KHCO3、K2HPO4等。酸跟碱反应时,若碱中的氢氧根离子部分被中和,生成的盐为碱式盐。一元碱不能形成碱式盐,二元碱或多元碱才有可能形成碱式盐。碱式盐的组成及性质复杂多样。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3和碱式氯化镁Mg(OH)Cl等都属于碱式盐。
关于结晶水合物 
某些盐从溶液中析出晶体时,往往带有不同数目的结晶水。如从饱和硫酸铜溶液中析出的硫酸铜晶体为CuSO4·5H2O(胆矾)、从自然界某些盐湖中析出的碳酸钠晶体为Na2CO3·10H2O。常见的结晶水合物有:明矾KAl(SO4)2·12H2O(十二水合硫酸铝钾)、绿矾FeSO4·7H2O(七水合硫酸亚铁)、生石膏CaSO4·2H2O(二水合硫酸钙)、芒硝Na2SO4·10H2O(十水合硫酸钠)、皓矾ZnSO4·7H2O(七水合硫酸锌)等。
结晶水合物的结构较复杂,其内部不是分为无水化合物和水两个独立部分,它们已相互结合成统一整体,表现在结晶水合物是有固定组成的,因而结晶水合物属于纯净物,不属于混合物。上述几种结晶水合物都属于无机化合物中的盐类。
在一定条件下,结晶水合物可以失去部分或全部结晶水;无水化合物可以与一定量水化合成结晶水合物。例如:加热胆矾可以使其转化为无水硫酸铜,而无水硫酸铜遇水生成胆矾。胆矾为蓝色晶体,无水硫酸铜为白色粉末,二者的式量及性质不同,它们不是同一种物质,故上述的结晶水合物与相应无水物之间的转化属于化学变化,可以用化学方程式表示出:CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O,CuSO4
+
5H2O
=
CuSO4·5H2O。由于无水硫酸铜容易吸收空气中或通过它的气体中的水蒸气而生成胆矾,从白色粉末变为蓝色,所以无水硫酸铜常用作检验气体或液态物质(如酒清)中是否含有水分的试剂。碳酸钠晶体风化成无水碳酸钠,也属于化学变化:Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O
盐的命名 
1.正盐:其中无氧酸盐的命名是在非金属元素和金属元素名称中间加一“化”字,叫做“某化某”,如NaCl叫做氯化钠,K2S叫做硫化钾等等。含氧酸盐的命名是在酸的名称后面加上金属的名称,叫做“某酸某”,
如Na2CO3叫做碳酸钠,CuSO4叫做硫酸铜等等。如果一种金属元素具有多种化合价,对于含低化合价金属元素的盐的命名,可以在金属名称的前面加个“亚”字;对含有高化合价金属元素的盐,可仍按原来方法命名。例如,Fe2(SO4)3叫做硫酸铁,FeSO4叫做硫酸亚铁;CuCl2叫做氯化铜,CuCl叫做氯化亚铜。
2.酸式盐:酸式盐的命名是在酸名称的后面加个“氢”字,然后再读金属的名称。例如,NaHCO3叫做碳酸氢钠(也叫酸式碳酸钠),电离生成的如果酸式盐中含有两个可以电离的氢原子,命名时可标明数字,如NaH2PO4叫做磷酸二氢钠,Ca(H2PO4)2叫做磷酸二氢钙等等。
3.碱式盐碱式盐的命名是在正盐的名称前边加“碱式”二字。例如,Cu2(OH)2CO3叫做碱式碳酸铜。在化学上,对于含有相同酸根离子或相同金属离子的盐,常给它们统称硫酸盐,含有K+的盐(像KCl、K2SO4等)统称钾盐等等。
中和反应:酸和碱作用而生成盐和水的反应,叫做中和反应。
【思考】 
下列说法是否正确?1.有盐和水生成的反应,一定是中和反应。
2.中和反应一定是复分解反应,复分解反应一定是中和反应。
二:中和反应在实际中的应用:
1:改良酸性土壤
:由于空气污染造成酸雨,导致土壤呈酸性,必须在土壤中加入适量熟石灰,中和土壤的酸性。
2:处理工厂的废水:硫酸厂的污水可用熟石灰中和:
化学方程式:
3:用于医药:胃酸过量,可用氢氧化铝中和。
化学方程式:
三:溶液酸碱度的表示法--pH   
pH是溶液酸碱性强弱的简单表示方法。我们都知道,用石蕊、酚酞试液可以检验出溶液的酸碱性。例如,要知道某溶液是酸性溶液还是碱性溶液,可用一支试管取少量待测液,滴入2滴~3滴紫色石蕊试液,若变红,为酸性溶液;变蓝,为碱性溶液;若仍然保持紫色则为中性溶液。这种检验溶液酸碱性的方法,简便易行,现象明显,结果可靠,是实验室里常用的方法。
但是,石蕊、酚酞只能帮助我们了解溶液的酸碱性,却不能知道溶液酸碱性强弱的程度,要进一步知道溶液酸碱性强弱的程度,必须测定溶液的pH。用pH试纸测定溶液的pH,方法是很简便的,但要注意操作正确:取一支洁净的玻璃棒蘸取少量待测液,滴在pH试纸上,在半分钟的时间内,将pH试纸变化的颜色与标准比色卡比较,便可知道溶液的pH。为什么要强调“半分钟”这样短的时间?因为时间长了,pH试纸可能会与待测液发生其他化学反应,颜色就不真实了,测定的pH也就不准确了。有的同学为了省事,不用玻璃棒蘸取待测液,而是把pH试纸直接浸入到待测液中,这种操作是错误的,会把待测液污染。
溶液酸碱性的强弱程度,即溶液pH的大小,取决于溶液中氢离子和氢氧根离子的相对浓度:
H+浓度=OH-浓度时,pH=7,溶液呈中性;
H+浓度>OH-浓度时,pH<7,溶液呈酸性;
H+浓度<OH-浓度时,pH>7,溶液呈碱性。
pH越大,碱性越强;pH越小,酸性越强。但必须明确,pH是在0~14这个范围内变化的,不能小于0或大于14,而且pH只用于表示稀溶液的酸碱度,浓溶液的酸碱度不能用pH表示(这方面的道理将在高中化学里学到)。
书写pH符号时要注意规范化,即“p”要小写,“H”要大写,不可写成“PH”或“ph”。
人体内物质的pH值
人类在生命活动中,总要不断地摄入或排出许多酸性或碱性物质,因而人体的血液是一种含有多种物质的混合液体。一个健康人的血液的pH能够稳定地维持在7.35~7.45之间。
身体内不同部分的物质具有不同的pH值。唾液的pH=6.6,胃液含有盐酸,胃部的酸性环境(pH=1.5)和小肠的碱性环境(pH=8.4)对消化不同的食物是必需的。另外血液本身是中性的,但是,当血液进入心脏和肺后,会携带大量溶解的二氧化碳,使血液偏弱酸性(pH=6.5)。
下面叙述中,错误的是
①含H+的溶液是酸,含OH-的溶液是碱,既不含H+又不含OH-的溶液呈中性;
②pH=0时,溶液中H+浓度等于零;
③pH是溶液酸碱性的表示方法;
④pH越大,溶液碱性越强;pH越小,溶液酸性越强;
⑤用石蕊试液或酚酞试液可以检验溶液的酸碱度。
答:①②③⑤四种说法不对。
请你将合适答案的序号填入括号内:
溶液呈中性时(   
),溶液呈酸性时(   
),溶液呈碱性时(   
)。
①H+离子浓度>OH-离子浓度;
②H+离子浓度=OH-离子浓度;
③H+离子浓度<OH-离子浓度;
④pH=7;⑤pH>7;⑥pH<7.
答:(②④);(①⑥);(③⑤)。
PH---酸碱度的表示方法
溶液的酸碱度常用
表示,范围:
-------0----------------------------7--------------------------14---
中性
PH
酸碱性
滴入紫色石蕊
滴入无色酚酞
PH<7
PH=7
PH>7
测定溶液PH的最简便的方法是使用
;测定时,把
滴在
上,然后把

对照,可知溶液的PH。
活动与探究
1:测定几种酸和碱的pH
pH
pH
pH
稀硫酸
稀盐酸
氢氧化钠溶液
2:测定生活中一些物质的pH
物质
pH
酸碱性
物质
pH
酸碱性
橘汁
汽水
糖水
自来水
牛奶
蒸馏水
番茄汁
草木灰水
肥皂水
洗洁精
3:溶液酸碱度的重要意义
(1):许多化学反应必须在一定
溶液中才能进行。(2):农作物一般迨宜在
的土壤中生长。(3):正常雨水pH约为
,酸雨pH人教版九年级上册化学(教案)第九单元溶液
课题1溶液的形成
目的要求:1.
认识溶解现象,知道溶液、溶剂、溶质等概念。
2.
探究几种物质在水中溶解时溶液的温度变化。
3.
知道一些常见的乳化现象。
4.
知道溶液是一类重要的物质,在生产和生活中有重要应用。
5.
学习科学探究和科学实验的方法,练习观察、记录、分析实验现象
重点:溶液、溶质、溶剂的概念。
难点:物质在水中溶解溶液温度变化的实质
教学过程:
1.在上课前,教师应了解学生有哪些有关溶液的知识,尽量从学生熟悉的事物引入。本章的章图及图9-1为引入溶液的教学提供了广阔的空间,教师可以充分利用。
2.【实验9-1】对于溶液的基本特征,要抓住均一性和稳定性。所谓均一,是指溶液各处都完全一样;所谓稳定,是指条件不变时溶质和溶剂长期不会分离。但要注意,这是指溶液形成以后,而不是指在溶解过程中。在蔗糖溶解过程中,杯底部溶液当然要浓一些,上层要稀一些,但这仅仅是分子扩散尚未达成均一时的情况,形成溶液后,各处就一样了。另外,还应启发学生多从微观的角度去想象,分散在溶剂中的分子或离子达到均一状态之后,仍然处于不停的无规则运动状态之中。
3.对于溶液的广泛用途,学生有许多生活经验,要通过讨论促使学生积极思考,并体会化学对生活和生产的作用。在讨论中,如学生提出了独特的见解,教师应予以鼓励。
4.“乳化”现象是通过实验引出的,学生也有这方面的生活经验。洗涤剂是一种最常见的乳化剂。应该注意的是,“乳化”并不是溶解,只是使植物油分散成无数细小的液滴存在于水中,而不聚集成大的油珠,这与物质溶解在水中是完全不同的。对于溶液和乳浊液,只从定性的角度描述它们的特征,没有提出分散质颗粒直径大小的问题,因此是一种粗略的说法。
.溶液、溶质、溶剂
一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液(实质上溶质分散在溶剂中的粒子的线性直径小于1
nm);被分散的物质叫做溶质;能分散其他物质的物质叫溶剂。
对溶液的认识要注意以下几点:
①溶质在被分散前的状态可以是固体、液体、气体。
②某溶液中溶质或溶剂的种类可以是一种,也可以是两种或两种以上;在初中阶段讨论的溶液中溶质或溶剂的种类一般是一种。
③水是最常用的溶剂,酒精(乙醇)、汽油等物质也可以作溶剂,当溶液中有水存在时,不论水的量有多少,习惯上把水看作溶剂,通常不指明溶剂的溶液,一般指的是水溶液。溶液不一定都是无色的,其颜色由溶质、溶剂的性质而决定。
④溶液的质量等于溶质、溶剂的质量之和(溶质的质量是指被分散的那部分物质的质量,没有分散进溶剂内的物质,就不能计算在内)。溶液体积不一定等于溶质和溶剂体积之和,如100
mL酒精和100
mL水混合后体积小于200
mL。这是因为分子间有间隔的缘故。
2.溶液的特征:均一性、稳定性
均一性:是指溶液各部分的溶质浓度和性质都相同。但溶液中分散在溶剂中的分子或离子达到均一状态之后,仍然处于不停地无规则运动状态之中。
稳定性:是指外界条件(温度、压强等)不变时,溶液长期放置不会分层,也不会析出固体或放出气体。
一:溶液
利用烧杯和玻璃棒,分别取少量面粉、植物油、食盐、蔗糖、味精、纯碱、酒精、粉笔灰、泥土等物质加入水中并搅拌,将观察到的现象填入下表的空格处。
(1)比较溶液、悬浊液或乳浊液中物质能否被水溶解。
(2)溶液与悬浊液、乳浊液在外观上有何不同?
1:几种物质在水中的分散现象(有现象的打√)
物质名称
实?
验?
现?

溶解
外观透明 
均一 
稳定 
不溶解
外观混浊 
不均一
不稳定 
纯碱
√ 
√ 
√ 
√ 
 
 
 
 
 食盐
 
 
 
 
 
 
 
 
 味精
 
 
 
 
 
 
 
 
酒精
面粉
粉笔
汽油
 
 
 
 
 
 
 
 
 植物油
 
 
 
 
 
 
 
 
结论
形成的混合物属溶液 
形成的混合物是悬浊液或乳浊液 
2:比较碘和高锰酸钾溶于水或汽油中的现象
溶剂
溶质
现象

高锰酸钾


汽油
高锰酸钾
汽油

3:溶液与悬浊液、乳浊液有何本质区别?
溶液
悬浊液
乳浊液
分散物质原来的状态
固、液、气


分散在水里的粒子
分子或离子
许多分子的集合体
许多分子的集合体
特征
均一、稳定
不均一、不稳定
不均一、不稳定
实例
食盐水、糖水
泥浆
乳白鱼肝油
一种或几种以上的物质高度分散(以分子、离子或原子)到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物叫做溶液。我们把能溶解其他物质的物质叫溶剂;被溶解的物质叫溶质。通常所说的溶液指的是液态溶液。
同学们要掌握和理解溶液定义中所包含的三层意义:
第一,均一和稳定是溶液的特征。
第二,分散两字体现溶液的形成。
第三,溶液是混合物,它由溶质和溶剂组成,即一种或一种以上的物质叫做溶质,另一种物质叫做溶剂。
根据溶液的聚集态,可分为固态溶液(简称固溶体,如某些成分的合金等);液态溶液(简称溶液,如食盐水、碘酒等);气态溶液(亦称气溶体或气体混合物,如空气等)。通常所说的溶液,其中最常见的是水溶液。
问题:如果在水中滴入数滴洗洁精或涂些肥皂,这时清除油迹就比较容易,这是什么原因呢?
实验:在一只玻璃杯或瓷碗中加入约10
mL水,用筷子蘸食用油滴入数滴,观察现象;振荡片刻,静置一段时间,观察实验现象。然后向其中加入几滴洗洁精或肥皂水,振荡片刻,再静置一段时间,观察这次的实验现象跟上一次的有何不同。
阅读课本,看一看书上是怎样解释“乳化”的,然后试着解释衣服、餐具上的油污可以用加入洗涤剂的水洗掉的原因
二:溶解时的吸热和放热现象
物质的溶解(活动与探究)
水中加入的溶质
NaNO3
NH4
NO3
NaOH
加入溶质前水的温度
溶解现象
溶质溶解后的温度
结论
什么是溶解
一种物质(溶质)均匀地分散在另一种物质(溶剂)中形成溶液的过程叫溶解。
溶解是一种物理化学过程,包含物理的机械扩散和化学的溶剂化。一种物质(溶质)溶解于溶剂中,常有热效应发生(吸热或放热)。例如氢氧化钠溶解于水中时放热,硝酸铵溶于水中要从环境中吸收热量。两种液体互溶时,液体的总体积可能缩小(如酒精跟水互溶),也可能增大(如苯跟醋酸互溶),或可能基本不变(如正己烷和正庚烷互溶)
溶质分散到溶剂中形成溶液的过程,叫做物质的溶解。在物质溶解形成溶液的过程中,所发生的溶质的分子(或离子)向溶剂中扩散的过程吸收热量,而溶质的分子(或离子)与溶剂作用生成溶剂合物的过程放出热量,所以物质溶解通常伴随着热量的变化。
课题2
溶解度
目的要求:1.了解饱和溶液的涵义。掌握饱和溶液与不饱和溶液相互转化的外界条件。
2.了解溶解度的涵义,初步学习绘制和查阅溶解度曲线。
重点:溶解度的概念,固体溶解度曲线的含义与应用
难点:溶解度的概念,固体溶解度曲线的含义与应用
教学过程:
[引言]通过前面的学习我们已经知道,酒精可以任意比例与水互溶,那么,在一定温度下,一定量的溶剂所能溶解的溶质的质量有没有一个限度呢?我们用什么方法来表示这种限度呢?
一:饱和溶液
活动与探究
操作
现象
结论
加入氯化钠
加入5g食盐、搅拌
再加入5g食盐、搅拌
再加入5ml水、搅拌
在水中加入硝酸钾
加入5g硝酸钾、搅拌
再加入5g硝酸钾、搅拌
加热
再加入5g硝酸钾、搅拌
冷却
1.饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。
  2.不饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,还能继续溶解某种溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液。
讲述〕在讲饱和溶液和不饱和溶液时,为什么要指明“一定温度”和“一定量溶剂”呢?
在升高温度或增加溶剂的量的情况下,原来的饱和溶液可以变成不饱和溶液。因此只有指明“在一定温度下”和“一定量溶剂里”,溶液的“饱和”或“不饱和”才有确定的意义。
加热(硝酸钾晶体溶解)
硝酸钾饱和溶液
硝酸钾不饱和溶液
降温(硝酸钾晶体折出)
加水(氯化钠固体溶解)
氯化钠饱和溶液
氯化钠不饱和溶液
蒸发溶剂(氯化钠固体折出)
定性特征,一般说,要确定某一溶液是否饱和,只要看在一定温度下,有没有不能继续溶解的剩余溶质存在,如有,且溶质的量不再减少,那么这种溶液就是饱和溶液。
〔练习〕现有一瓶接近饱和的硝酸钾溶液,试举出使它变成饱和溶液的方法。
增加溶质或降低温度
不饱和溶液
饱和溶液
增加溶剂或升高温度
总之:利用改变“温度”或改变“溶质”或“溶剂”相对量的方法。
〔讲述〕为了粗略地表示溶液里溶质含量的多少,人们还常常把溶液分成浓溶液和稀溶液。饱和溶液是否一定是浓溶液,而不饱和溶液是否一定是稀溶液呢?
结论:浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液也不一定是不饱和溶液。同一种溶质的溶液,在一定温度下,饱和溶液比不饱和溶液要浓。
我们已经知道,物质在水中有的是可溶的,有的是不溶的。那么,对于可溶物质来说,[教师边讲边板书以下两个问题]
(l)溶质在一定条件(温度一定、溶剂的量一定)下,能否无限制地溶解呢?
(2)不同溶质,在相同条件(温度相同、溶剂的量相同)下,溶解的量是否相同?
以上两个问题,请同学们先进行讨论,提出实验方法,然后通过实验得出结论。
[学生进行讨论,教师巡视,不时地参加同学间的议论]
生丙:溶质不能无限制地溶解在水里。实验的方法是:取一定量的水,把溶质(可以用食盐)加到水中,观察它是不是无限制地溶解。
生辛:要保持一定的温度,才能够满足第一个问题中所需要的条件。
师:对。要注意条件。我们可以取室温下的一定体积的水,进行实验。那么,怎样证明在一定条件(温度相同、溶剂的量相同)下,不同溶质溶解的量是否相同呢?
生丁:可以把不同的溶质,分别加到相同温度、相同质量的水中,比较它们溶解的量是不是相同。
生戊:应该先称量出相同质量的不同溶质的质量,然后把它们分别溶解在相同温度、相同质量的水中,就可以比较它们溶解的量是不是相同。
师:根据大家的意见,我们可做一个对比实验,同时说明以上两个问题。即:称量两种(硝酸钾和硝酸铵)不同溶质的质量(各20g),分别加入到相同温度(室温)、相同体积(10mL水)的水中,观察溶质在一定条件下,能否无限制地溶解;同时比较两种溶质溶解的质量是否相同。但是,怎样判断溶质在溶剂中是否能继续溶解呢?
生丙:把溶质加入溶剂中,经搅拌或振荡后,有剩余的固体时,说明溶质不能再溶解了。
师:回答得很好。那么,应该怎样操作呢?是把溶质全部加入到溶剂中,还是要分数次,逐渐加入呢?
生[齐]:分数次,逐渐加入。
下面,请同学再考虑一个问题:通常人们根据溶液中含溶质的多少,把溶液分为“浓溶液”和“稀溶液”。今天我们又学习了“饱和溶液和不饱和溶液”,它们之间有什么联系和区别?有人说:饱和溶液一定是浓溶液,不饱和溶液一定是稀溶液。这种说法是否正确?下面大家先讨论,然后再回答。[学生进行讨论,教师巡视,不时参加学生的讨论]
生甲:饱和溶液不一定是浓溶液。例如,上面实验中得到的硝酸钾溶液和硝酸铵溶液都是饱和溶液,但是硝酸铵溶液中含溶质多、浓度大。而硝酸钾溶液中含溶质少。浓度小。因此这两种溶液相比较,硝酸铵是浓溶液,硝酸钾是稀溶液。
师:回答得很好。对于不同溶质来说,饱和溶液不一定是浓溶液,不饱和溶液也不一定是稀溶液。对于同一种溶质来说,饱和溶液和浓溶液,不饱和溶液和稀溶液有什么关系呢?
生乙:对于同一种溶质的溶液,在同一温度时,饱和溶液是浓溶液,不饱和溶液是稀溶液。
师:请你举例说明。
生乙:例如,上面实验中,开始加入少量硝酸钾时,得到的是硝酸钾的不饱和溶液;最后制得的是硝酸钾饱和溶液。这两种溶液相比较,不饱和溶液含溶质少,是稀溶液;饱和溶液含溶质多,是浓溶液。
师:[小结]今天我们通过实验和讨论,学习了饱和溶液和不饱和溶液、物质的溶解性,以及饱和溶液和浓溶液、不饱和溶液和稀溶液之间的区别和联系等概念。这些概念为我们学习“固体物质的溶解度”打下基础。课后,请同学们预习“固体物质的溶解度”。
二:溶解度
学生虽然对于一般物质溶解后形成溶液的现象比较熟悉,但是对从定量的角度去认识物质的溶解性以及溶液的种种状态却很少思考。在上一课题中,己从定性的角度研究了溶质放到溶剂中时的一些情况。但是不是所有物质都能溶解于水呢?在一定量水中是不是能大量溶解某一物质呢?本课题就要研究物质在一定量水中溶解的限度的问题。
 问:不同物质在水中溶解能力是否相同?举例说明。  
答:不同。例如食盐能溶于水,而沙子却极难溶于水。  
问:那么,同种物质在不同溶剂中溶解能力是否相同?  
答:不同。例如油易溶于汽油而难溶于水。  
教师总结: 物质溶解能力不仅与溶质有关,也与溶剂性质有关。通常我们将
一种物质在另一种物质中的溶解能力叫溶解性。
影响溶解度的外因
自然界中的某些现象都跟物质的溶解度有关。请根据下列事实推测外界因素如何影响物质的溶解度。
(1)
1999年我国科考队首次在西藏羌北无人区发现,当地进入严冬时,广大冰冻湖泊中析出十分壮观的多面体的碳酸钠晶体。
(2)夏天,贮存自来水的瓶子内壁挂满一层气泡。
(3)打开汽水瓶盖时,常常有大量气泡涌出。
(4)利用蒸发的方法从海水中提取食盐。
1.:固体物质的溶解度
【提问】阅读教材中有关溶解度的定义,影响固体物质溶解度的定义有哪几个方面的因素?
(回答略。)
【讲解】固体物质在某一种溶剂里的溶解度,涉及一定温度、100g溶剂、达到饱和溶液和溶解的溶质克数四个因素。
以下四句话错在哪里?
1.l00g水中最多溶解38g氯化钠,所以氯化钠在水中的溶解度是38g。
2.在10℃时,烧杯内水中最多溶有140g硝酸铵,所以硝酸铵在水中的溶解度是140g。
3.在60℃,100g水中溶有75g硝酸钾,所以60℃时硝酸钾的溶解度为75g。
4.60℃,100g水中最多溶解124g硝酸钾,所以硝酸钾在这温度下的溶解度是124。
【讨论】学生讨论、辨析、纠正错误,认识固体物质溶解度的完整意义。
关键词:一定温度(指条件);100
g溶剂;饱和溶液;克(单位)。  
[布置讨论题]“20
℃时食盐溶解度是36
g”的含义是什么?
2.溶解度曲线  
[讲解]在平面直角坐标系中溶解度的大小与温度有关。可以以横坐标表示温度,以纵坐标表示溶解度,画出物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。  
[板书]溶解度随温度变化的曲线叫做溶解度曲线。  [
展示教学挂图]
  
问:影响固体溶解度的主要因素是什么?表现在哪些方面?  
答:温度。大多数固体溶解度随温度升高而增大,例如硝酸钠;少数固体
溶解度受温度影响不大,例如氯化钠;极少数固体随温度升高溶解度反而减小,例如氢氧化钙。
[布置学生讨论]从溶解度曲线中我们可以获取什么信息?
归纳:
a:溶解度曲线从溶解度曲线中可以查到有关物质在一定温度下的溶解度;可以比较相同温度下不同物质的溶解度以及各物质溶解度随温度变化的趋势等等。  
B:从溶解度曲线可以看出,大多数固体物质的溶解度随温度的升高而增大,如硝酸铵、硝酸钾等;有些与温度的变化关系不大,如氯化钠。利用溶解度曲线提供的信息,可以对某些物质组成的混合物进行分离。  
[讲解]对大多数物质来说,其溶解度都是随温度的升高而增大的,也有些固体物质,其溶解度是随着温度的升高而减小,氢氧化钙就是这样一种物质。  
[展示教学挂图]氢氧化钙溶解度曲线
  
[板书]气体的溶解度:
通常用“1体积水中所能溶解气体的体积”来表示气体的溶解度。  
气体的溶解度随温度的升高而减小,随压强的升高而增大。
[扩展资料]
固体物质的溶解度
  1.概念在一定温度下,某固态物质在100g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。如果不指明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水里的溶解度。例如,NaCl在20℃的溶解度为36g,表示的意义就是:在20℃时,100g水中溶解36g氯化钠时溶液达到饱和状态。或者说,在20℃时,100g水最多能溶解36g氯化钠。
  2.在理解固体溶解度概念时,要抓住的四个要点①“在一定温度下”:因为每种固体物质的溶解度在一定温度下有一个对应的值,或者说固体物质的溶解度随温度变化而变化。所以给出某固体物质的溶解度时,必须标明温度。②“在100g溶剂里”:溶解度的概念中,规定溶剂的质量为100g。③“饱和状态”:所谓饱和状态,可以理解为在一定温度下,在100g溶剂里,溶质的溶解量的最大值。④“所溶解的质量”:表明溶解度的单位是“克”。
  3.影响溶解度的因素①溶质的性质;②溶剂的性质(见溶解性部分);③温度。在溶质和溶剂一定的情况下,温度是影响固体溶解度的重要因素。一般规律如下:大部分固体物质的溶解度随着温度的升高而增大(如硝酸钾);少数固体物质的溶解度受温度变化影响较小(如氯化钠);极少数固体物质的溶解度随着温度的升高而减小(如氢氧化钙)。
  4.溶解度的表示方法溶解度随温度变化有两种表示方法:①列表法;②溶解度曲线。
气体物质的溶解度
  气体溶解度是指该气体在压强为101kPa,一定温度时溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。例如在0℃时,氧气的溶解度为0.049,就是指在0℃,氧气压强为101kPa时,1体积水最多能溶解0.049体积氧气。
  气体溶解度与温度和压强有关,随温度升高而减小,随压强增大而增大。
溶解度曲线
  1.溶解度曲线由于固体物质的溶解度随温度变化而变化,随温度一定而一定,这种变化可以用溶解度曲线来表示。我们用纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度,绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线,这种曲线叫做溶解度曲线。
  2.溶解度曲线的意义①表示同一种物质在不同温度时的溶解度;③表示不同物质在同一温度时的溶解度,可以比较同一温度时,不同物质的溶解度的大小。若两种物质的溶解度曲线相交,则在该温度下两种物质的溶解度相等;③根据溶解度曲线可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法;④根据溶解度曲线能进行有关的计算。
溶解度曲线知识归纳
  一、点的意义
  1.溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶解度,溶液所处的状态是饱和溶液。
  2.溶解度曲线下面的面积上的点,表示溶液所处的状态是不饱和状态,依其数据配制的溶液为对应温度时的不饱和溶液。
  3.溶解度曲线上面的面积上的点,依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液,且该溶质有剩余。
  4.两条溶解度曲线的交点,表示在该点所示的温度下,两种物质的溶解度相等。
  二、变化规律
  1.大多数固体物质的溶解度随温度升高而增大,曲线为"陡升型",如硝酸钾。
  2.少数固体物质的溶解度受温度的影响很小,曲线为"缓升型",如氯化钠。
  3.极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小,曲线为"下降型",如氢氧化钙。
  4.气体物质的溶解度均随温度的升高而减小(纵坐标表示体积),曲线也为"下降型",如氧气。
  三、应用
  1.查找指定温度时物质的溶解度,并根据溶解度判断溶解性。
  2.比较相同温度时(或一定湿度范围内)不同物质溶解度的大小。
3.比较和确定物质的溶解度受温度影响的程度,并据此确定物质结晶或混合物分离提纯的方法。
  4.确定溶液的状态(饱和与不饱和)。
[探究活动]
  1.下表列出一些物质在不同温度下的溶解度。请你根据表中数据,在图中画出这两种物质的曲线。
物质
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
硝酸钾
13.3
31.6
63.9
110
169
246
氯化钠
36
36
36
37
39
40
 
2.现有10g硝酸钾和2g食盐的混合物,如何将它们分离开?
实验内容
可行性论证
实验记录
结??

3:溶解度与溶解性
溶解度
>10克
>1克
<1克
<0.01克
溶解性
易溶
可溶
微溶
难溶(不溶)
课题3
溶质的质量分数
教学目的:1.掌握一种溶液组成的表示方法——溶质的质量分数,能进行溶质质量分数的简单计算。
2.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液。
重点:有关溶液中溶质的质量分数的计算。
难点:溶质的质量分数的计算中,涉及溶液体积时的计算
教学过程:
1.教材从配制三种组成不同的硫酸铜溶液的实验入手,引导学生观察和思考,并根据溶液的颜色深浅区分有色溶液是浓还是稀。在这个基础上来阐明溶液组成的含义,使感性认识上升到理性认识,学生容易接受。接着介绍了一种表示溶液组成的方法,提出一个关系式,并让学生以实验中配制的三种溶液为例,通过简单计算,巩固对溶质的质量分数的认识。
2.在建立溶质的质量分数的概念之后,应让学生了解,化学计算不等于纯数学计算,在计算时要依据化学概念,要尊重化学事实,明确溶液的组成是指溶质在溶解度范围内,溶液各成分在量方面的关系。某溶质的质量分数只能在一定范围内有意义。例如,在20
℃时,氯化钠的水溶液最大质量分数不能超过26.5%。离开实际可能性,讨论更大质量分数的氯化钠溶液是没有意义的。
3.关于溶质的质量分数的计算,大致包括以下四种类型:
(1)已知溶质和溶剂的量,求溶质的质量分数;
(2)要配制一定量的溶质的质量分数一定的溶液,计算所需溶质和溶剂的量;
(3)溶液稀释和配制问题的计算;
(4)把溶质的质量分数运用于化学方程式的计算。
  教材从学生最熟悉的“咸”、“淡”谈起,直接引出“浓”和“稀”的问题。继而以糖水为例把宏观的“甜”跟微观糖分子的多少联系起来,使“浓”、“稀”形象化。在这个基础上来阐明溶液组成的含义,使感性的认识上升为理性知识,学生易于接受。
  例如:若溶质的量不变,溶剂的量减少,溶液的量如何变化?溶液的组成如何变化?
若溶质的量不变,溶剂量增加,则溶液量的变化如何?溶液组成变化如何?若溶质量增加且完全溶解,溶剂量不变,则溶液量的变化如何?溶液组成变化如何?若溶质质量减少,溶剂量不变,则溶液量的变化如何?组成怎样变化?等等。这些判断并不困难,然而是否有意识地进行过这些训练,会在做溶液中溶质的质量分数的计算题时,效果是大不一样的。
关于溶质的质量分数的计算的教学建议
溶解度与溶质的质量分数的比较
比较项目
溶解度
溶质的质量分数
意义
表示物质溶解性的度量,受到外界温度、压强等影响。
表示溶液中溶质质量的多少,不受外界条件限制。
温度要求
一定
不一定
溶剂量要求
100g
不一定
溶液是否饱和
一定达到饱和
不一定
单位
g

关系式
活动与探究(在分别装10ml水的试管中,分别加入下列物质)
实验步骤
现象
溶剂质量
溶质质量
溶液质量
溶质质量分数
0.5g硫酸铜
1g硫酸铜
1.5g硫酸铜
按下表配制改氯化钠溶液
溶质质量
溶剂质量
溶质质量
溶质质量分数
10g
90g
20g
80g
【讲解】1.溶质的质量分数的定义式的意义。
2.定义式中各质量的单位以及溶质的质量分数的单位。
【讨论】⑴在不饱和溶液中增加溶质的质量将引起哪些量的变化?怎样变?
⑵在不饱和溶液中增加溶剂的质量将引起哪些量的变化?怎样变?
⑶如何使原有溶液中溶质的质量分数增大或减小?
【讲解】⑴在不饱和溶液中增加溶质的质量将使溶液的质量和溶质的质量分数增大。
⑵在不饱和溶液中增加溶剂的质量将使溶液的质量增大,使溶质的质量分数减小。
⑶增加溶质的质量,可以使溶质的质量分数增大;增加溶剂的质量,可以使溶质的质量分数减小。反之,减少溶质的质量,可以使溶质的质量分数减小;减少溶剂的质量,可以使溶质的质量分数增大。
溶液稀释的计算
将浓度大的溶液变成浓度小的溶液叫溶液的稀释。
【提问】将1克蔗糖放入烧杯中,加入9毫升水,用玻璃棒搅拌至溶解。所得糖水中溶质的质量分数是多少?再向上述糖水中加入10毫升水,搅匀后的糖水中溶质的质量是多少?糖水中溶质的质量分数又是多少?
【讲解】根据学生的回答讲解溶液在稀释时溶质的质量是不变的。
【板书】
溶液在稀释时溶质的质量是不变的。
【讲述】溶液的稀释有加水稀释和加浓度小的溶液稀释。有关的计算如下:
【板书】
浓溶液的质量×浓溶液中溶质的质量分数==稀溶液的质量×稀溶液中溶质的质量分数
【讲解】稀溶液的质量等于浓溶液的质量和所加水的质量之和。
例:把50克质量分数为98%的硫酸溶液,稀释成质量分数为20%的硫酸溶液,需要加多少水?
解:设稀释后硫酸的质量为x
需要加水的质量是:
答:需要加水195克。
例:要配制20%的NaOH溶液300
g,需NaOH和水各多少克?
溶质质量(NaOH)=300
g×20%=60
g。
溶剂质量(水)=300g
-60
g=240
g。
配制步骤:计算、称量、溶解。
农业生产上,有时用质量分数为10%~20%食盐溶液来选种,如配制150
kg质量分数为16%的食盐溶液,需要食盐和水各多少千克?
解:需要食盐的质量为:150
kg×16%=24
kg
需要水的质量为:150
kg-24
kg=126
kg
答:配制150
kg16%食盐溶液需食盐24
kg和水126
kg。
【讲解】在进行溶质的质量分数的计算时,需要用有关的质量来进行计算,不能用溶液的体积直接进行计算。
溶液的配制步骤
a.计算
b.称取或量取溶质
c.溶解
d.装瓶、贴标签
实验9-7:配制50g溶质质量分数6%的氯化钠溶液。
步骤
具体作法
计算
氯化钠
g,水
ml
称量
用托盘天平称取
g氯化钠,倒入烧杯中
量取
用量筒量取
ml的水倒入烧杯中
溶解

搅拌,使氯化钠溶解
装瓶、贴标签
把氯化钠溶液装入试剂瓶,盖好

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10人教版九年级上册化学(教案)第十一单元

化肥
本单元的盐、化学肥料两个课题从学生身边的事物出发,通过生活中常见的盐和农业生产中化肥的作用、用途展规化学的句力。考虑到这一单元是初中阶段无机化学知识的最后部分,在介绍常见的盐和化肥的组成、用途和作用的同时,结合相关内容对前面所学知识和技能进行了适当归纳、提高或延伸,如介绍了酸、碱、盐的复分解反应及其发生的条件、碳酸根离子的检验、分离提纯物质及化合物的分类(供选学)等。
本单元的特点是寓化学知识的学习与化学实验操作技能的训练于实际应用中,学用结合融为一体。
课题1生活中常见的盐
目的要求:1.了解氯化钠、碳酸钠、碳酸氢铀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。
重点: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。
难点: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。碳酸根离子检验的方法
教学过程:
食盐是生活中最常见、人们最熟悉的盐,也是学生最早认识的盐。把盐等同于食盐是较常见的误解。本课题一开始就在上一单元所学盐的概念的基础上,提醒学生注意这二者的区别,既有警示作用,说明学习化学知识提高国民素质的重要性,也可加深学生对盐类概念的理解。教材接着指出即使在生活中,人们常见的盐也不止食盐一种,进一步印证上述盐类的概念,同时引出本课题主题──生活中常见的盐。
本课题主要介绍了氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙四种盐。考虑到后三种盐在组成上的共性及相关内容量的平衡,将四种盐分为两部分:一是氯化钠,简介氯化钠的用途、在自然界的存在及晒制,并由此引出粗盐提纯的活动与探究──学习蒸发操作,进一步训练溶解、过滤等操作技能。二是碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙,在简要介绍了这三种盐在生产、生活中的用途之后,通过前面已学的碳酸钙与盐酸的反应及含碳酸钙的建材被盐酸腐蚀的照片,自然地引出碳酸钠、碳酸氢钢相关性质的探讨实验,意在让学生认识到含碳酸根和碳酸氢根的盐具有与盐酸反应放出二氧化碳的共性。至此,在酸、碱、盐的反应中,从生成物情况来说,学生已接触过生成水的反应(中和)和生成气体的反应,尚缺生成沉淀的反应,因此教材列举了碳酸钠与氢氧化钙生成沉淀的反应,并由此概括出复分解反应的概念,进而由讨论得出复分解反应发生的条件。
[引言]日常生活中我们经常接触到的物质,有许多是盐,如我们每天吃的食盐、净化水用的明矾、做豆腐用的石膏等。食盐是一种物质,盐是一类化合物,其含义不同。形形色色的“盐” 
说起“盐”,你可能马上就会想到食盐,的确,在物质的分类中,食盐属于“盐”类,然而化学上所说的盐具有更广泛的涵义。“盐”是指一大类化合物说的:凡是由金属离子(或铵离子NH4+)和酸根离子构成的化合物都叫盐。
“盐”不一定都有咸味,许多盐有其它味道,例如,醋酸铅是甜的(有毒!不能食用),氯化镁是苦的,碳酸钠是涩的,硫酸亚铁是酸的,而谷氨酸钠,就是大家所熟悉的味精,味道却十分鲜美!
如同食盐那样,许多盐都能溶于水,其水溶液有的是无色的,有的则呈现不同的美丽的颜色。你看,高锰酸钾溶液是紫色的,硫酸铜溶液是蓝色的,硫酸亚铁溶液是浅绿色的,铬酸钾溶液是黄色的。
今天,我来给同学们介绍四种常见的盐。
[讲述]首先给同学们介绍NaCl。
[板书]一、NaCl
[讲述]在盐这类物质中,有的有腐蚀性、有的有毒,而NaCl却是可以吃的盐,故它俗称食盐。
化学式NaCl,食盐和石盐的主要成分,离子型化合物。无色透明的立方晶体,熔点为801
℃,沸点为1413
℃,相对密度为2.165。有咸味,含杂质时易潮解;溶于水或甘油难溶于乙醇,不溶于盐酸,水溶液中性。在水中的溶解度随着温度的升高略有增大。当温度低于0.15
℃时可获得二水合物NaCl·2H2O。氯化钠大量存在于海水和天然盐湖中,可用来制取氯气、氢气、盐酸、氢氧化钠、氯酸盐、次氯酸盐、漂白粉及金属钠等,是重要的化工原料;可用于食品调味和腌鱼肉蔬菜,以及供盐析肥皂和鞣制皮革等;经高度精制的氯化钠可用来制生理食盐水,用于临床治疗和生理实验,如失钠、失水、失血等情况。可通过浓缩结晶海水或天然的盐湖或盐井水来制取氯化钠。
食盐的生理作用
食盐是人们生活中所不可缺少的。成人体内所含钠离子的总量约为60
g,其中
80%存在于细胞外液,即在血浆和细胞间液中。氯离子也主要存在于细胞外液。钠离子和氯离子的生理功能主要有下列几点。
(1)维持细胞外液的渗透压
Na+和Cl-是维持细胞外液渗透压的主要离子;K+和HPO42-是维持细胞内液渗透压的主要离子。在细胞外液的阳离子总量中,Na+占90%以上,在阴离子总量中,Cl-占70%左右。所以,食盐在维持渗透压方面起着重要作用,影响着人体内水的动向。
(2)参与体内酸碱平衡的调节
由Na+和HCO3-形成的碳酸氢钠,在血液中有缓冲作用。Cl-与HCO3-在血浆和血红细胞之间也有一种平衡,当HCO3--从血红细胞渗透出来的时候,血红细胞中阴离子减少,Cl-就进入血红细胞中,以维持电性的平衡。反之,也是这样。
(3)氯离子在体内参与胃酸的生成
胃液呈强酸性,PH约为0.9~1.5,它的主要成分有胃蛋白酶、盐酸和粘液。胃体腺中的壁细胞能够分泌盐酸。壁细胞把HCO3-输入血液,而分泌出H+输入胃液。这时Cl-从血液中经壁细胞进入胃液,以保持电性平衡。这样强的盐酸在胃里为什么能够不侵蚀胃壁呢?因为胃体腺里有一种粘液细胞,分泌出来的粘液在胃粘膜表面形成一层约l
mm~1.5
mm厚的粘液层,这粘液层常被称为胃粘膜的屏障,在酸的侵袭下,胃粘膜不致被消化酶所消化而形成溃疡。但饮酒会削弱胃粘膜的屏障作用,往往增大引起胃溃疡的可能性。此外,食盐在维持神经和肌肉的正常兴奋性上也有作用。
当细胞外液大量损失(如流血过多、出汗过多)或食物里缺乏食盐时,体内钠离子的含量减少,钾离子从细胞进入血液,会发生血液变浓、尿少、皮肤变黄等病症。
教材中提到人体对食盐的需要量一般为每人每天3
g~5
g。由于生活习惯和口味的不同,实际食盐摄入量因人因地有较大差别,我国一般人每天约进食食盐10
g~15
g。
针对20世纪40年代关于食盐摄入过量是高血压发病率高的一种说法,最近出现了质疑。有研究指出,易引起高血压的因素是饮食中的钙和钾过低,而不是钠摄入量过多。并认为,为预防高血压而采取的低盐饮食,可能会影响其他营养元素的摄入,因此低盐饮食不是无区别地对所有人都适合。
食盐的其他应用
食盐在食品工业上用作调味品,因为人类在生理上对食盐有强烈的需要,而且氯化钠也是维持人体内渗透压平衡的主要成分。没有糖人还可以活,没有盐活着就很困难,四肢无力,还会出现消化不良,精神失常,以致于死亡。
此外,在食品加工中,食盐可做防腐剂。腌鱼、腌肉、腌菜是我国的传统食品加工方法之一,既防止了腐败,又制得了美味食品。因为食盐有渗透作用,可使肉类、蔬菜脱水,还可使细菌细胞内的水分渗出而死亡,因而起到防腐作用。
畜牧业也离不开食盐,一头牛每天需要30~40
g食盐,一匹马每天需要10~15
g食盐。牲畜吃了盐可以膘肥体壮、耐寒耐劳、防止疾病发生。
食盐在制皂和染料工业常作盐析之用,矿业的氯化、焙烧;钢铁的表面处理;皮革业的皮毛保存;窑业的彩釉配制;酸性白土变活性白土;或利用石英砂和焦炭制金刚砂等均要使用食盐。
食盐用途之广难以尽述,而随着科技的发展,新用途还将不断出现。因此,食盐在国民经济上有着特别重要的意义。
我国食盐产地
我国食盐的产地分布很广,从东北到海南、台湾,从新疆、青海、川藏到内蒙,出产着种类繁多的盐:海盐、井盐、岩盐、池盐等。其中辽宁、山东、两淮、长芦各盐场盛产海盐,自古闻名。井盐则以己有一千多年历史的四川自贡市的自流井最为有名,岩盐产于四川、云南、湖北、湖南、新疆、青海等地。在陕西、山西、甘肃、青海、新疆、内蒙古、黑龙江等地有很多咸水湖,盛产池盐,其中最大的是柴达木盆地的察尔汗盐池,据统计,仅这一盐池开采出来的油盐,足够我国十二亿人口食用四千多年。其他如青海茶卡盐池、甘肃吉兰泰盐池、山西解池都是著名的油盐产地
什么是原盐
在盐田晒制的海盐及在天然盐湖或盐矿开采出的未经人工处理的湖盐或岩盐等统称为原盐。主要组分是氯化钠,夹杂有不溶性泥沙和可溶性的多种盐类。食盐在人类的发展史上起了重要的作用,中国早在周朝(约公元前11世纪~前256年)就有煮海水制食盐的记载,秦朝(公元前221~前206)时四川成都、华阳等地已开凿卤井,汲取地下卤水熬制食盐,在1637年写成的《天工开物》中已收有“凿井图”。生产原盐有四种方法:①用露天开采法或地下溶浸法开采岩盐。②由盐湖开采自沉积湖盐。③海水和盐湖水经盐田日晒制取海盐和湖盐。④用人工熬煮或真空蒸发从天然卤水中制取。中国原盐资源丰富,有海盐、四川自贡的井盐,青海茶卡的湖盐,贵州、云南的岩盐。世界各国根据本国的资源情况生产原盐,1982年世界原盐产量约165
Mt。原盐作为化学工业用的原料,必须进行处理。处理方法是将原盐加水配制一定浓度的盐水,其中不溶性杂质可用澄清和过滤的方法除去,可溶性杂质则根据要求用化学的方法除去。例如纯碱工业中的盐水精制,用石灰、纯碱法或石灰、氨、二氧化碳法除去Ca2+和Mg2+等杂质;氯碱工业用烧碱、氯化钡、纯碱的方法除去盐水中Ca2+
、Mg2+和硫酸根离子等杂质。原盐除提供人们生活必需的食盐外,又可作为基本的化工原料,主要用于生产纯碱、烧碱、氯酸钠、氯气、漂白粉、金属钠等。在陶瓷、医药、饲料方面也有广泛用途。
食盐是维持生命代谢。保证身体健康必不可少的物质之一。在古罗马表示富有与贫穷,不看拥有黄金的多少,而是比藏有盐粒的数量,被历史上称为食盐货币时代。我国的西藏过去也使用过盐巴货币。为了换取生活必需的一小块盐巴,需要付出昂贵的代价。贵州解放前只有少数人家吃得起吊盐(吃完饭以后,用舌头在吊挂着的盐块上舔一下)可见食盐的贵重。经勘测报导,我国储盐量很丰富。尽察尔汗湖的食盐就可供全人类食用上千年呐!那里盐层达30—60m厚,形状千姿百态,煞是壮观。人们用盐盖房子,修公路,淹卤菜随便在地上挖个坑埋在里面就可以了。过去西藏、贵州缺盐,是交通落后造成的。
亚硝酸钠
亚硝酸钠是工业用盐,它是一种白色不透明晶体,形状很像食盐。亚硝酸盐对人体有害,可使血液中的低铁血红蛋白氧化成高铁血红蛋白,失去运输氧的能力而引起组织缺氧性损害。亚硝酸盐不仅是致癌物质,而且摄入0.2~0.5
g即可引起食物中毒,3
g可致死。而亚硝酸盐是食品添加剂的一种,起着色、防腐作用,广泛用于熟肉类、灌肠类和罐头等动物性食品。鉴于亚硝酸盐对肉类脆制具有多种有益的功能,现在世界各国仍允许用它来腌制肉类,但用量严加限制。
形形色色的“盐” 
说起“盐”,你可能马上就会想到食盐,的确,在物质的分类中,食盐属于“盐”类,然而化学上所说的盐具有更广泛的涵义。“盐”是指一大类化合物说的:凡是由金属离子(或铵离子NH4+)和酸根离子构成的化合物都叫盐。
“盐”不一定都有咸味,许多盐有其它味道,例如,醋酸铅是甜的(有毒!不能食用),氯化镁是苦的,碳酸钠是涩的,硫酸亚铁是酸的,而谷氨酸钠,就是大家所熟悉的味精,味道却十分鲜美!如同食盐那样,许多盐都能溶于水,其水溶液有的是无色的,有的则呈现不同的美丽的颜色。你看,高锰酸钾溶液是紫色的,硫酸铜溶液是蓝色的,硫酸亚铁溶液是浅绿色的,铬酸钾溶液是黄色的。
食盐的应用 
食盐不仅是生活中的必需品,也是化学工业的基本原料之一。重要化工产品如纯碱、烧碱、盐酸等都是以食盐为原料的,制造化学肥料氯化铵也离不开食盐。化工合成上的重要原料氯气和金属钠也是取之于食盐。由氯加工制得的有机氯产品,象聚氯乙烯塑料(PVC),氯丁橡胶等等更是多种多样。所以化工用盐大大超过了生活用盐,因此,可以说盐化工的发展完全依赖于制盐业的发展。
1.食盐在化工上的利用途径基本化工原料“三酸”(硫酸、硝酸、盐酸)“两碱”(纯碱、烧碱)中有两碱一酸都是通过食盐而制得。食盐的利用途径大概分为两条:一条是将食盐电解,可制得三种物质:烧碱、氯气和氢气。另一条是将食盐与碳酸氢铵反应得到小苏打(NaHCO3),煅烧后制得纯碱(如图所示)。 
石灰弟兄的功劳
先让我们认识一下“石灰”弟兄:老大石灰石、老二大理石是一对孪生兄弟,它们的化学成分主要都是碳酸钙CaCO3;老三叫生石灰,主要化学成分是氧化钙CaO;老四叫熟石灰,又叫消石灰,主要化学成分是氢氧化钙Ca(OH)2。石灰石是一种青灰色的石头,在自然界里分布甚广。工人们把它从矿山上开采出来,装在石灰窑里高温煅烧,就制成了生石灰。CaCO3CaO+CO2↑生石灰是一种白色块状或粉末状的固体,俗称“白灰”。
你看见过工人“滤灰”吗?他们把生石灰放进灰池,浇上水,顿时便会蒸汽四起,生石灰跟水剧烈反应,并放出大量热量。CaO+H2OCa(OH)2+热量
你若把鸡蛋放进去,过一会儿,就能把鸡蛋烧熟。这个过程,好像把生石灰煮熟了,于是把生成的氢氧化钙叫“熟石灰”;氢氧化钙性情温柔,不像生石灰那样能跟水剧烈的反应放出大量的热。即生石灰跟水反应后生成的氢氧化钙,消除了生石灰原来那种“暴烈的性格”,所以氢氧化钙又叫“消石灰”。
反应生成的熟石灰随水流进一个大池子里,经过沉淀,上面的澄清液体是熟石灰的水溶液,叫石灰水;下面的粘稠状物质叫石灰膏。工人师傅在石灰浆里掺入细砂,调成石灰砂浆,用来砌砖、抹墙,于是,一个化学变化便在墙壁上悄悄地发生了:熟石灰吸收空气中的二氧化碳,生成了坚硬的碳酸钙。CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
如果把这种石灰砂浆抹在墙壁上,就能给墙壁穿上一层坚固平整的“盔甲”。在灰膏里掺上玻璃纤维或碎,拌匀,细心地在砂浆表面薄薄地抹上一层,干了以后,墙壁就会变得格外洁白光滑。用来打地基的“三七土”是由熟石灰和黄土按3:7的比例混合而成的,它们之所以能形成坚实的地基也是应用了熟石灰吸收空气中的二氧化碳而硬化的特性。
石灰一家充满活力,它们除了能够帮助我们建造高楼大厦、工厂矿山、居民住宅外,还以它们的特殊才能装点着美丽的大自然。桂林山水,驰名中外。云南石林,景色异常。石灰石的孪生兄弟大理石是那样尊贵高雅,我国许多古老庙宇、宫廷建筑乃至许多现代建筑中,都有不少大理石的杰作。工业上,石灰石是制造水泥必不可少的原料。熟石灰是制造漂白粉的原料。农业上,用熟石灰改良酸性土壤,配制农药波尔多液和石硫合剂。日常生活中,人们用生石灰加工制作松花蛋。夏末秋初,在我国北方,人们把新采摘下来的柿子埋在石灰里,去掉柿子的涩味
碳酸钙
化学式CaCO3。自然界广泛存在的石灰石、大理石、方解石、冰州石、白垩以及珍珠、珊瑚等主要成分都是碳酸钙。将二氧化碳通入石灰水中,用可溶性碳碳酸盐与石灰水反应,或用可溶性碳酸盐溶液与可溶性钙盐溶液反应,都可以得到碳酸钙的沉淀。
?CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
碳酸钙是一种白色晶体或粉末状固体,难溶于水(25℃溶解度为6.9×10-4g/100g水),易溶于酸。实验室常常利用碳酸钙跟酸反应制取二氢化碳:
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑十H2O
把碳酸钙加热到825℃左右可发生分解反应,生成氧化钙和二氧化碳。工业上就是利用这一反应将石灰石转化为生石灰(氧化钙):CaCO3CaO+CO2↑
碳酸钙能溶于含有二氧化碳的水中,生成可溶性的CaCO3+CO3十H2O=Ca(HCO3)2
石灰岩地区长期被含有二氧化碳的雨水侵蚀,就形成了溶洞,碳酸氢钙水溶液受热或压强突然变小时,溶解的碳酸氢钙就会分解,放出二氧化碳,重新形成碳酸钙:
Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O
石灰岩溶洞里奇特的钟乳石、石笋、石柱等就是这样形成的。
大理石、石灰石、白垩
这三种岩石都属于方解石类碳酸盐,它们的化学成分主要是CaCO3。此外,还常含少量的镁、铁、锰、锌、铝、铜的化合物等杂质。大理石是方解石的粒状致密块体,呈白色或青灰色,也有夹黑色或其他颜色条纹的。
石灰和石灰石的用途
石灰和石灰石大量用做建筑材料,也是许多工业的重要原料。石灰石可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO,一般呈块状,纯的为白色,含有杂质时为淡灰色或淡黄色。生石灰吸潮或加水就成为消石灰,消石灰也叫熟石灰,它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等,用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合,经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱等混合,经高温熔融制得。炼铁用石灰石作熔剂,除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料,除去硫、磷等有害杂质。电石(主要成分是CaC2)是生石灰与焦碳在电炉里反应制得。纯碱是用石灰石、食盐、氨等原料经过多步反应制得(索尔维法)。利用消石灰和纯碱反应制成烧碱(苛化法)。利用纯净的消石灰和氯气反应制得漂白的。利用石灰石的化学加工制成氯化钙、硝酸钙、亚硫酸钙等重要钙盐。消石灰能除去水的暂时硬性,用作硬水软化剂。石灰石烧加工制成较纯的粉状碳酸钙,用做橡胶、塑料、纸张、牙膏、化妆品等的填充料。石灰与烧碱制成的碱石灰,用作二氧化碳的吸收剂。生石灰用作干燥剂和消毒剂。农业上,用生石灰配制石灰硫黄合剂、波尔多液等农药。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的结构、供给植物所需的钙素。用石灰浆刷树干,可保护树木。
?2.食盐的电解:食盐的电解是借助直流电流来进行化学反应的过程。当直流电通过电解槽中的食盐溶液时,就产生了化学变化:氯化钠中的氯离子在阳极上产生氯气,水电离成的氢离子,在阴极上产生氢气,在阴阳极间用石棉做成的多孔隔膜把它们隔开。氯化钠中余下的钠离子与水电离后的氢氧根离子结合形成烧碱(NaOH),随未电解的食盐水流出电解槽,称之为电解液,含NaOH11%~12%,其余为食盐水。电解液经蒸发后析出固体食盐,可得到30%~40%的液体烧碱,如果继续熬煮,最后可得到固体烧碱。总的化学方程式如下:
2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH
阳极反应:NaCl=Cl-+Na+
2Cl-Cl2↑
H2OH++OH-
阴极反应:2H++2e-=H2↑
电解液:Na++OH-=NaOH
3.氯化氢气的合成与聚氯乙烯的生产氯化氢气是由氢气与氯气混合后燃烧而制得。由它就可制得盐酸和聚氯乙烯及氯丁橡胶。氯化氢气体极易溶于水,但在溶解过程中大量放出热量,使溶液温度升高,妨碍了氯化氢气的继续溶解,为了得到浓度为35%~38%的浓盐酸,必须用耐腐蚀的石墨冷却器将水溶液温度降下来,才能使氯化氢气更多地溶解而得到浓盐酸。制造聚氯乙烯所用原料除了氯化氢气外,尚需乙炔。乙炔是由电石水解而得:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
合成用的原料要求纯度都很高,所以,氯化氢气和乙炔气都必须经过严格的提纯才能合乎要求。因而,在工业上提纯的工序是很多的。
经过提纯后的氯化氢和乙炔气经过一个转化器,内装有浸过氯化汞的活性炭填料,在氯化汞的催化下,乙炔与氯化氢发生加成反应,生成氯乙烯:
二:碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙
我国内蒙古盐湖盛产天然碱、俗称口碱,尤其在冬季更是捞碱的大忙季节,这是因为寒冷把它的溶解度大大降低了。
天然“碱”产于“盐”湖,这是怎么回事?它到底是碱还是盐?只要看它的化学式就知道了,它是Na2CO3·10H3O是碳酸钠的含水晶体,是金属离子和酸根离子组成的,所以属于盐类而不是碱。叫它口碱是名不符实的,那么为什么这样称呼它?原来石蕊试液遇到它的水溶液就变成美丽的蓝色;酚酞试液一碰上它立刻变红,报告它的碱性。盐溶液显碱性说起来也不奇怪——Na2CO3跟水有微弱反应而生成少量的NaOH,它的溶液就显碱性。家庭里用它的碱性蒸馒头,洗涤衣物等。
纯碱(碳酸钠)的制造与发展
纯碱是基本化工原料之一,制碱是消耗食盐最多的一个部门。生产方法大都是氨碱法,又叫索尔维法,是比利时工业化学家E·索尔维于1866年发明的。
氨碱法是把氨溶于食盐水后,通入二氧化碳,结果生成了碳酸氢钠。分离后加热分解,即得到纯碱(碳酸钠)。NaCl+NH3·H2O+CO2=NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3
Na2CO3+H2O
+
CO2↑
反应生成的氯化铵可与熟石灰(Ca(OH)2)作用,生成氨气而回收,剩下残渣氯化钙。而由NaHCO3热分解,放出的CO2又可从新与食盐水、氨作用而碳化,原料的利用率较高。又能循环连续生产,因而淘汰了落后的路布兰法。
索尔维1838年生于比利时的勒贝克。儿时体弱多病,未受过正式教育。他18岁时就在其伯父的化工厂里干活,感到科学知识的重要,于是,他就利用业余时间自学了化学和物理,为他以后发明氨碱法奠定了基础。
1863年,年仅25岁的索尔维决心施展自己的才华,实现自己的抱负,于是他和弟弟合作,共同创办了一家化工厂。他走的是一条研制——生产的办厂道路,经过三年艰苦奋斗,终于发明了氨碱法。实现了生产连续化,降低了生产成本,提高了食盐利用率,在提高产品质量方面更为显著,他们生产的产品外观洁白而又纯净,被誉之为“纯碱”,从此,碳酸钠又有了一个新名——“纯碱”。
索尔维的氨碱法的优越性得到世界的公认,并很快在英、法、德、美等国推广普及。1920年,范旭东与著名化工专家侯德榜合作,在天津塘沽创办了我国第一家制碱厂——永利碱厂,历时9年,克服了西方的技术封锁,生产出了在国际博览会上获金奖的三角牌纯碱。侯德榜同时也看到索尔维法的缺点是产生了大量废渣——氯化钙。为此,他终于发明了著名的侯氏制碱法,为制碱工业作出了巨大贡献。
根据盐的组成和结构的不同,一般有如下的分类
(1)根据盐组成中是否含有酸式酸根或氢氧根,可分为正盐、酸式盐和碱式盐。正盐:组成中不含酸式酸根或氢氧根的盐,如NaCl、Na2CO3、KNO3等。
酸式盐:组成中含酸式酸根的盐,如NaHCO3、KHSO4、Ca(H2PO4)2等。
碱式盐:组成中含氢氧根的盐,如Mg(OH)Cl、Cu2(OH)2CO3等。
(2)按盐组成中的阳离子或阴离子的名称而定名的,
钠盐:NaCl、Na2CO3、Na2SO4、Na2S等。
钾盐:K2CO3、KNO3、KCl等。
硫酸盐:CuSO4、K2SO4、(NH4)2SO4等。
碳酸盐:Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3等。
盐的命名 
1.正盐其中无氧酸盐的命名是在非金属元素和金属元素名称中间加一“化”字,叫做“某化某”,如NaCl叫做氯化钠,K2S叫做硫化钾等等。含氧酸盐的命名是在酸的名称后面加上金属的名称,叫做“某酸某”,
如Na2CO3叫做碳酸钠,CuSO4叫做硫酸铜等等。如果一种金属元素具有多种化合价,对于含低化合价金属元素的盐的命名,可以在金属名称的前面加个“亚”字;对含有高化合价金属元素的盐,可仍按原来方法命名。例如,Fe2(SO4)3叫做硫酸铁,FeSO4叫做硫酸亚铁;CuCl2叫做氯化铜,CuCl叫做氯化亚铜。
2.酸式盐:酸式盐的命名是在酸名称的后面加个“氢”字,然后再读金属的名称。例如,NaHCO3叫做碳酸氢钠(也叫酸式碳酸钠),电离生成的HCO3-叫酸式碳酸根离子,如果酸式盐中含有两个可以电离的氢原子,命名时可标明数字,如NaH2PO4叫做磷酸二氢钠,Ca(H2PO4)2叫做磷酸二氢钙等等。
3.碱式盐碱式盐的命名是在正盐的名称前边加“碱式”二字。例如,Cu2(OH)2CO3叫做碱式碳酸铜。在化学上,对于含有相同酸根离子或相同金属离子的盐,常给它们一个统称,例如,含有SO42-的盐(象FeSO4
ZnSO4等)
酸式盐和碱式盐的生成:酸式盐可由多元酸跟金属起置换反应,或者跟碱、跟盐起复分解反应而制得。因为只有多元酸才含有几个可供电离的氢离子,并且它们都是分步电离的。因此,当酸中的部分氢离子被取代时便生成酸式盐。例如:
Zn+H3PO4==ZnHPO4+H2↑
Ca(OH)2
+H3PO4==CaHPO4+2H2O
NaCl+H2SO4(浓)==NaHSO4+HCl↑
酸式盐还可由某些盐水解而得到。例如:Na2CO3+H2O==NaHCO3+NaOH
碱式盐可由多元碱跟酸反应来制取,例如:Ba(OH)2+HCl=Ba(OH)Cl+H2O
某些高价金属的盐起水解反应,或者跟某些强碱弱酸盐起反应都能生成碱式盐。例如:Fe2(SO4)3+2H20==2Fe(OH)SO4+H2SO4
2CuSO4+2Na2CO3+H2O==Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+CO2↑
在溶液中发生的复分解反应大多是在酸、碱、盐之间进行的,而酸、碱、盐都是电解质,在溶液中都能电离出离子。因此,复分解反应的实质,实际上是电解质在溶液中发生的离子间的互换反应。当溶液中存在的某些离子能互相结合而使其浓度迅速减小的话,那么反应就向减小离子浓度的方向进行。如果用离子方程式来表示发生的复分解反应,就更能反映出它的实质。例如酸和碱发生的中和反应,其实质就是H+-和OH-结合生成了难电离的水,而使溶液中H+-和OH-的浓度迅速减小,反应便瞬时完成了:H+
+
OH-
==
H2O
如果几种离子混合后,离子的浓度不发生变化,那么,反应也就没有发生。
在复分解反应中,能使溶液中离子浓度减小的情况大致有三种:
(1)在反应里有溶解度极小(产生沉淀)的物质生成;
(2)在反应中有气体放出;
(3)在反应中有弱电解质(包括水、弱酸、弱碱等)生成。这也就是复分解反应可以发生的条件。只要符合其中一个条件,反应就能发生。
盐的分类和命名
分类
定义、举例
命名
备注
正盐
酸与碱完全中和的产物(NaCl;Na2SO4)
“某化某”氯化钠、
“某酸某”硫酸钠
化学式中只有酸根离子和金属离子,氢离子和氢氧根离子无剩余
酸式盐
酸中氢部分酸中和的产物
(NaHSO4、
NaH2PO4、Na2HPO4)
“某酸(几)某”
硫酸氢钠
磷酸氢钠
磷酸二氢钠
化学式中,除了酸根离子和金属离子外,还有剩余的氢。要可能氢剩余,则此酸至少是二元酸。即一元酸,如HCl、HNO3等无酸式盐。对于磷酸(H3PO4)这种三元酸,则可以形成两种酸式盐(剩一个氢,或剩两个氢)和一种正盐。



酸中氢氧根离子部分被中和的产物。
Cu2(OH)2CO3
“碱式某酸某”碱式碳酸铜
化学式中,除了酸根离子和金属离子外,还有剩余的氢氧根
盐与金属反应
生成新的盐与新的金属(置换反应)
例:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
反应条件:
①此反应在溶液中才能进行,因此盐必须是可溶性盐。(参考酸、碱、盐溶解性口诀)。
口诀:
溶于水的碱有五位,氢氧化钾、氢氧化钠、氨水、氢氧化钙、氢氧化钡
都溶于水的盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐,
盐酸盐中不溶于水的有:氯化银
硫酸盐中不溶街水的有:硫酸钡、徵溶于水的有:硫酸钙、硫酸银。
②反应物的金属单质应比盐中的金属活泼,即金属活动性顺序表中排在前面的金属能把排在
?
后面的金属从盐溶液中置换出来。反之则不能发生。
例:ZnSO4+Fe
(因此Fe在Zn后)
③所用的金属单质不能太活泼。金属活动性顺序中排在最前面的几种金属:K、Ca、Na,由
于性质太活泼,在与盐溶液反应时,先与水反应,生成碱和氢气,然后生成碱再与盐进行反
应,因此无法生成新的金属单质。例:Na放入CuSO4溶液中。
反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2
2NaOH+CuSO4=Na2SO4+2H2O
④铁与盐溶液反应只能得到+2价亚铁盐,不能到+3价。(与酸反应相同)
盐和酸反应生成新酸和新盐。(见酸通性)(复分解反应)
盐和盐反应
盐和盐反应生成两种新盐。
其中盐与碱,盐与盐的反应条件为:反应物二者皆可溶,产物之一沉淀。
Cu(OH)2+NaCl
(原因是Cu(OH)2不溶于水)
AgCl+NaNO3
(原因是AgCl不溶于水)CaCO3+KCl
(原因是CaCO3不溶于水)KNO3+NaCl(原因是产物均可溶,而无一沉淀)
复分解反应的条件
复分解反应一般要在溶液中进行。复分解反应条件应从两方面去考虑。对反应物而言,酸和碱中只要有一个是溶液,盐和碱、盐和盐的反应要求二者均为溶液才能发生反应。对生成物而言,交换离子后,生成难电离的物质,如生成水或气体、沉淀,三者有其一,反应即可发生。此条件可概括为几句顺口溜:复分解,要发生,溶液当中来进行,生成水、气或沉淀,交换成份价不变。
初中化学要求掌握三种离子的鉴别方法:
离子
试剂
现象
Cl-
AgNO3溶液和稀硝酸
生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
SO42-
BaCl2溶液和稀硝酸
生成不溶于稀盐酸的白色沉淀
CO32-
稀盐酸与石灰水
生成无色使石灰水变浑的气体
在鉴别Cl-和SO42-时,必须使用稀硝酸或稀盐酸,因为其它一些离子也能与硝酸银、氧化钠等反应
生成白色沉淀,如:溶液中如果有CO32-,
加入
BaCl2也生成白色的BaCO3沉淀:Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3?

但BaCO3与稀硝酸反应:BaCO3+2HNO3=Ba(NO3)2+H2O+CO2?
,可以溶于稀硝
酸。若无稀硝酸,该沉淀与BaSO4无法区分,干扰离子鉴别
课题2
化学肥料
目的要求:1.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。
2.
了解化肥、农药对环境的影响。
3.培养运用所学知识和技能解决实际问题的能力
重点:常见化肥的种类和作用,了解化肥、农药对环境的影响
难点:常见化肥的种类和作用
教学过程:
本课题分为两部分,一是化肥简介,简要介绍化学肥料的种类和作用;二是化肥的简易鉴别,介绍利用物理和化学性质初步鉴别几种常见化肥的方法。
化学肥料的种类很多,所涉及的知识也很复杂,本课题只是简单地对化肥的作用和影响作一概要介绍。这部分内容可以分为两个方面:一方面讲使用化肥有利的一面,在课题的引言部分扼要说明化肥对农业增产的作用,并以常用的氮、磷、钾肥为例,进一步具体介绍氮、磷、钾在植物生长过程中所起的重要作用,为化肥的增产作用提供理论和事实例证,同时展现化学的价值。另一方面讲使用化肥所带来的问题──化肥对环境的污染,同时从环境角度简单提及了农业生产中的另一重要化工产品农药的使用。从而全面而真实地将人类在化肥、农药使用上所面临的问题呈现给学生,不仅让他们了解科学发展已经解决的问题,还让他们了解科学发展中尚待解决的问题。
关于化肥的简易鉴别,教材以活动与探究和资料的形式分别探索和介绍了氮、磷、钾肥的区分及不同氮肥的鉴别。前者利用氮、磷、钾肥物理和化学性质的不同,设计简单易行的实验,引导学生观察、分析、比较它们的不同,并归纳、总结出区分它们的方法。学生从中不仅能了解三种化肥的简易鉴别方法,更重要的是学习和体验如何应用所学知识解决实际问题;对于农村学生来说,更有一定的实用价值。资料中提供的氮肥的简易鉴别,实际上是一种简易的化学分析,其中涉及了一些学生尚未学过的镇盐的化学性质(以小注形式作出解释),这些并不影响实际操作,还可供有这方面兴趣的学生阅读和使用。
师:请举出含有氮元素的酸、碱、盐。
(学生在预习后能写出HNO3、NH3·H2O、NH4NO3、(NH4)2SO4、NH4HCO3、CO(NH2)2。如果学生写不出,可由教师写。)
【引言】在酸、碱、盐各类化合物中,特别是盐类中,有好多种含有农作物所需要的营养元素,因而可以用作肥料。这种以矿物、空气、水为原料,经化学或机械加工制成的肥料叫做化学肥料,简称化肥。化肥分氮肥、磷肥、钾肥、微量元素肥料和复合肥料等。(给学生看实物:氮肥、磷肥、钾肥等。)肥是农家宝,庄稼少不了。农家常用的肥料有绿肥、河泥、发酵的粪尿,但量少、使用不方便,且缺乏营养素。人们用化学方法制得的化肥,在农业上已广泛使用。解放前全国只有两个化肥厂,现在中国的化肥除了自用外,还能部分出口。
一、化肥简介
常用的化肥有哪些?
有氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料(如磷酸二氢钾)、微量元素肥料(如Cu、Fe)、钙素肥料(如硫酸钙)等,这节课主要讲氮肥、磷肥和钾肥。
【提问】植物为什么需要氮肥、磷肥和钾肥?看图表后小议
【小结】氮元素可使植物细胞加速分裂和生长,促进植物枝叶茂盛。磷元素使植物提早开花结果,增强抵抗力。钾元素有利光合作用,促进作物生长健壮。这三种元素都是植物生长不可缺少的成分。
1:氮肥
师:目前农业上常用的氮肥有哪些?主要作用是什么?
生:氨水、碳铵和尿素,供作物的茎和叶生长。
师:碳铵是铵盐中的一种,还有硫铵(肥田粉)、硝酸铵等。
【分析】各种氮肥的优缺点。
氨水 
它是氨的水溶液,浓度一般是20%左右。氨水是混合物,含有NH3、H2O、NH3·H2O、NH4+、OH?等微粒。它加工简单,使用方便,易分解,易挥发,使用时必须稀释。某学生在一次劳动时把氨水直接浇在作物上,没多久,茎叶顷刻变黄。
碳酸氢铵 
它长期使用也不会影响土质,受热易分解,所以要防潮和防曝晒。
硫酸铵 
硫酸铵性质较稳定,长期使用土壤易结块、硬化,要定期用熟石灰改良土壤(但熟石灰切勿和肥料同时使用)。
尿素 
尿素含氮量高,肥效持久,溶液呈中性。1kg尿素相当于100kg人粪尿或10kg菜子饼的含氮量,但成本较高,肥效缓慢。
硝酸铵和氯化铵 
这两种肥料主要用于工业生产(如炸药和焊接等)。
【实验】学生两人一组。
在玻片上放少量碳铵,再加一些消石灰,用玻棒搅拌后闻气味。
【结论】有刺激性气味的氨气逸出,这是快速检验铵盐的方法。例如,一农民为了检验某氨态化肥,先取极少量肥料放在手心,再加一点石灰,用手轻轻一搓,根据经验就可以得出结论。
我国最早使用的氮肥是硫酸铵(硫铵),俗名肥田粉。尿素的含氮量高,所以发展较迅速。无论施用哪种铵态氮肥,都不能跟碱性物质同时使用,否则会放出氨气,降低肥效。
2:磷肥
师:磷肥的作用是什么?
生: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。
作用于根系和籽粒(写在磷肥后面)
师:磷肥的主要成分是什么?它是含有磷酸根的盐。天然存在的磷酸盐是磷矿石(含磷酸钙),它不溶于水,怎么办?设法让它转化成可溶于水的磷酸盐。怎么转化?用硫酸跟磷矿石反应,生成能被植物吸收的磷酸二氢钙和硫酸钙(两者的混合物又叫过磷酸钙)。农村用得比较多的磷肥是什么?
生:过磷酸钙
【板书】(2)过磷酸钙——磷酸二氢钙和硫酸钙的混合物(普钙),能溶于水。
师:磷肥还有哪些?请看书。
生:看书,回答问题。
【板书】(1)磷矿粉——Ca3(PO4)2,难溶于水(写在过磷酸钙上面)。
(2)重过磷酸钙——Ca(H2PO4)2,能溶于水,简称重钙。Ca3(PO4)2+4H3PO4===3Ca(H2PO4)2(知识适当拓宽。)
(3)钙镁磷肥
师:强调普钙、重钙都不宜与碱性物质接触,制过磷酸钙或重钙的目的是使不溶性的磷矿石转化为易溶于水的磷酸盐,易被作物吸收。(可在学生看书、讨论基础上得出。)
【提问】
(1)把磷酸二氢钙施在碱性土壤中好吗?为什么?(它会转化成磷酸钙。)(2)如果把磷矿石粉末施在酸性很强的土壤中,怎么样?(它会转化成磷酸二氢钙。)
3:钾肥
【讲述】钾肥有碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等,农村中常用的钾肥是草木灰(主要成分是碳酸钾,它的水溶液呈碱性)。不少地区,尤其是在平原地区,当人们把粮食脱粒以后,将作物的杆、茎就地烧成草木灰,既节省劳动力,又增加土中大量的钾肥。
师:钾肥的作用是什么?
生:能促使作物生长健壮、茎杆粗硬,增强对病虫害和倒伏的抵抗能力,并能促进糖分和淀粉的生成。
【板书】作用于茎杆、块根、块茎(写在钾肥后面)。
师:引导学生看书,回答钾肥的性质及施用方法。目前农村常用的钾肥是什么?
【实物】草木灰
【提问】(1)铵盐能不能跟草木灰同时使用,为什么?(会放出氨气,损失肥效。)
(2)磷酸二氢钙能不能跟草木灰同时使用,为什么?(会生成难溶于水的磷酸钙。)
师:植物生长需要大量的氮、磷、钾营养元素,还需要微量元素。
【板书】4:微量元素肥料
师:请同学们找出微量元素。
生:铜、硼、锌、锰和钼。
师:在今天我们所学的内容中,找出含两种以上营养元素的化肥。
生:(NH4)3PO4、KNO3(答错可讨论、订正。)
微量元素肥料的由来
植物生活所需要的无机盐,主要有含氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、锰、锌、钼、硼的无机盐。其中,对含铁、铜、锰、锌、钼、硼的无机盐,需要量十分微小。含有这些无机盐的肥料,就叫作微量元素肥料。既然植物对它们的需要量十分微小,那么人们是怎样发现它们在植物生活中起着十分重要作用的呢?
几十年前,新西兰一个牧场的大片牧草长得又矮又小,有的甚至发黄枯萎,即使使用了大量的氮肥、磷肥、钾肥也无济于事。后来,人们偶然发现牧场内有一小片牧草长得十分茂盛。这是什么原因呢?经过科学家的分析和化验,秘密终于揭开了:原来,这小片“绿洲”的附近有一座钼矿。矿工下班后总想抄近路走,他们的靴子上粘有钼矿粉。正是矿工靴子踩过的地方,牧草才长得绿油油的。人们由此发现,钼能使牧草长得茂盛,而钼的这一微妙作用是氮、磷、钾等所不能代替的。牧草对钼的需要量十分微小,1公顷的牧草只要150
g的钼就足够了。从此,人们发现了微量元素肥料,并把微量元素肥料比作“植物生长的维生素”。
微量元素的增产效果
植物所需的微量元素主要来自土壤。不同肥力水平下的农作物对微量元素的反应是不相同的。低产土壤可能缺少微量元素,高产土壤由于产量提高,而使更多的微量元素被农作物从土壤中带走。因此,高产和低产土壤都会出现缺乏微量元素的现象。土壤中供给植物微量元素水平的标准之一是“可给态”微量元素的含量。能够保持植物正常生长的最低的微量元素含量称临界含量。当土壤中微量元素含量低于临界值时,作物就会出现缺乏性症状。硼:土壤中的有效硼常以水溶态存在,硼的临界含量约为0.5ppm。一般pH大于7的土壤以及大量施用石灰的酸性土和雨水大的潮湿地区,土壤中水溶性硼的含量都较低。实践证明,在缺硼的土壤上施用硼肥对水稻、棉花、小麦、玉米、果树、蔬菜等作物都有增产效果。通常,施硼后水稻的千粒重增加,增产率为10%以上,硼还可以减少棉花落花落铃,使皮棉的平均增产率达13%以上。而且,硼能防治油菜的“花而不实”症和甜菜的腐心病。苏联糖用甜菜大面积施硼后,块根含糖量提高了0.3~2.1%,平均每亩块根产量增加六百斤。锌:对植物的有效态锌主要是代换态锌,锌的临界含量因土壤类型和所用的提取剂而异。容易发生缺锌的土壤pH常大于6,在石灰性土壤和经常施用石灰的酸性土中有效锌的含量都比较低,如果土壤含磷高或施用了大量的氮和磷,也往往会引起植物缺锌。由于世界上很多地区的土壤缺锌,所以锌肥的应用较广。尤其对于主要产稻的国家,施锌不仅防治了水稻“坐秋”,而且能提高水稻抗低温、抗病害能力。湖南沅江地区,施锌肥后水稻赤枯病发病率减少51%,一般增产11%以上。另外,锌还能防治玉米的“白苗”病和果树的小叶病
微量元素使用特点和方法
一般说来,微肥用量只有常量化肥的万分之几到千分之几。由于作物中微量元素的缺乏、适量和过量之间的界限很小,施用不当会使作物中毒而导致减产,因此施用微肥时要特别注意根据土壤性质和作物种类采取适当用量及合理的使用方法。]
生产中常用的施用方法有下列几种:
(一)土壤施肥。土壤施肥常用的微肥除化学肥料外(如硼砂、硫酸锌、硫酸锰等),还有有机螯合肥料、玻璃肥料,矿渣或下脚料,通常都用作基肥或种肥,在播种前结合整地施入土中,或者与氮、磷、钾等化肥混合在一起均匀施入。施用量要根据作物和微肥种类而定,一般不易过大。如对于水稻,硫酸锌每亩施用两斤,硼砂一般每亩用一到两斤并要与厩肥等有机肥混合均匀基施,防止集中施用造成局部毒害。
(二)根外追肥。将可溶性微量元素化学肥料配成一定浓度的水溶液,对作物茎叶进行喷施。这种方法的优点是能避免土壤中肥料不均匀而造成的危害,同时也可以在作物的不同生育阶段,根据具体需要进行多次喷施,以提高肥效。有条件的地区在大面积施用时可采用机械操作或飞机喷洒,一般喷洒浓度为0.05%~0.1%。
(三)种子处理。播种前用微量元素溶液浸泡种子或拌种。这是一种最经济有效的使用方法,可大大节省用肥量。如硼酸或硼砂的浸种浓度为0.01~0.03%,每一千斤种子仅用5L这种溶液。大豆若用仲钼酸铵拌种,每亩只需10~20
g一般就可增产:十五至二十六斤。微肥在农业上应用的特点是用量少,成本低,经济效益大。如棉花施用硼肥每亩投资0.4—0.5元,可增收皮棉十四斤左右。1981年,湖北省天门县对四十五万亩棉田施用硼肥后,平均每亩增收皮棉十二点八斤,扣除成本后的净收入为836.2万元。随着我国农业生产责任制的不断完善,农业生产必将出现更大更快的发展,对微肥的使用也将有更多更高的要求,为了适应这一形势,就必须加速推广微肥的应用,使微肥在农业增产中发挥出更大作用。
5:【板书】复合肥料
复合肥料,有的还含有某些微量元素。制作过程中,注意调整适合作物生长需要的比例。随作物种类、气候、土壤特性的不同,配料比也不同,因此,复合肥料种类很多。复合肥料含杂质较少,是较为精制的肥料,对土壤性质影响较小,便于运输、贮存和施用。近年来,发达国家(美国、西欧和日本等)化肥总消耗量中40%~50%的氮、80%~85%的五氧化二磷、85%~90%的氯化钾是以复合肥料形式提供的。当前,复合肥料不仅由单肥复合,而用从低浓度向高浓度复合肥料方向发展。复合肥料依所含营养元素数分为二元复合肥料和三元复合肥料。二元复合肥料含两种营养元素,种类较多,磷酸铵类肥料是近20年发展最快、产量最多、有效成分高(正磷酸铵类含N10%~28%,P2O534%~62%;多磷酸铵类含N10%~15%,P2O534%~62%),适用于各类作物和各种土壤的氮、磷优质复合肥料。俗称安福粉的硫磷铵是另一常用的氮、磷复合肥料。硝酸钾、磷酸二氢钾,分别是氮钾、磷钾复合肥料,也都是易溶于水、易被作物吸收的速效性肥料。三元复合肥料通常由几种单肥按不同比例,通过机械混合,高温熔合和化学反应制成,大部分为灰白色和灰黑色颗粒,肥效范围较大。通常用N—P2O5—K2O的质量分数标记,如12—24—12的铵磷钾肥,即表示该复合肥料含N12%,P2O5
24%,K2O
12%。含有效成分总量大于30%的复合肥料称为高度化成肥料。反之,称为低度化成肥料。
师:除使用化肥外,我国农村大量使用的农家肥料还有哪些?
生:厩肥、绿肥、粪肥等。
师:请大家再看书,比较化肥、农家肥的特点,并小结本节课的重点。
【小结】合理使用肥料非常重要,施肥应当因地制宜,考虑肥料的性质、土质、土层深浅、气候、时间、肥料的用量和地区的实际情况,把所学的知识结合起来。科技兴农,让化肥更有效地为人类造福。
l.氨水见光后易挥发和分解,所以容器口必须密封,且放在棕色瓶中。
2.硝铵在高温或猛烈撞击时会爆炸,碳铵在受热时会全部分解成气体。尿素的含氮量最高,肥效持久。铵盐跟碱性物质反应,会放出氨气。
3.磷酸二氢钙是溶于水的磷肥,它是用磷酸钙跟硫酸反应制成的。
4.草木灰中的钾肥主要成分是碳酸钾,它的水溶液呈碱性。
5.磷酸二氢钾是含钾、磷元素的复合肥料,硝酸钾是含钾、氮元素的复合肥料。
肥料的分类和发展趋势
可直接或间接为作物提供养分的物料都叫做肥料。肥料的种类很多,它们的来源、成分、性质、肥效和施用方法各不相同。按肥料的作用可以把肥料分为直接肥料和间接肥料,直接肥料主要为作物提供必需营养成分,对作物具有直接营养作用;间接肥料是以调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质、生化性质和协调作物生长发育为主要功效的。
肥料的发展趋势与农业及整个社会的发展相一致。一方面为了提高肥料的利用率,节约能源,降低成本,方便贮运、施用和不污染环境,化学肥料的生产向高效化(即肥料所含有效养分浓度高)、复混化(所含养分种类多,含农药、激素、除草剂等)、长效化(肥料的肥效持续时间长)和液体化方向发展。另一方面为了有利于维持地力、降低农业成本,减少环境污染、维护营养元素在食物链中正常循环和保持农业生态平衡,在肥料施用和作物耕作制度上应建立和推进有机肥料和化学肥料配合施用的施肥体系,作物与牧草轮换耕作,秸秆还田及绿肥(由绿色植物体直接翻理或堆沤成的肥料)应用等也是农业生产中肥料发展的重要趋势。
光肥
科学家研究证明,利用特定波段的光波,也就是不同色彩的光线,对农作物进行特殊的照射,刺激农作物的内部组织,既可促进生长发育,又可提高营养成分的数量和质量。于是便利用彩色塑料薄膜使不同波长的太阳光照射作物,结果增产效果明显。如用红光定期地照射黄瓜和西红柿,果实成熟期可提早1个月,产量增加2倍,果实中的糖分、维生素C及某些微量元素均有明显提高;用黄光照射芹菜,芹菜长得茎粗叶茂;用蓝光照射大豆,成熟期可缩短1月,大豆蛋白质含量提高20%;用绿色薄膜覆盖菠菜,仅4天菠菜就能长到7
cm高;在黄瓜幼苗生成期间,用黑色薄膜蒙上几天,可促使黄瓜提前绽蕾开花;茄子经紫色光照射也能提高产量。太阳是取之不尽、用之不竭的光能来源,目前人类对它照射到地球上的部分,利用率仅4%,这种最经济最实惠的物理肥料已受到世界各国的重视,称它为“彩色农业”。
气肥
目前开发的气体肥料主要是二氧化碳,因为二氧化碳是植物进行光合作用必不可少的原料。在一定范围内,二氧化碳的浓度越高,植物的光合作用也越强,因此二氧化碳是最好的气肥。美国科学家在新泽西州的一家农场里,利用二氧化碳对不同作物的不同生长期进行了大量的试验研究,他们发现二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用,效果最显著。在这两个时期中,如果每周喷射两次二氧化碳气体,喷上4~5次后,蔬菜可增产90%,水稻增产70%,大豆增产60%,高粱甚至可以增产200%。气肥发展前途很大,但目前科学家还难以确定每种作物究竟吸收多少二氧化碳后效果最好。除了二氧化碳外,是否还有其他气体可作气体肥料?最近,德国地质学家埃伦斯特发现,凡是在有地下天然气冒出来的地方,植物都生长得特别茂盛。于是他将液化天然气通过专门管道送入土壤、结果在两年之中这种特殊的气体肥料都一直有效。原来是天然气中的主要成分甲烷起的作用,甲烷用于帮助土壤微生物的繁殖,而这些微生物可以改善土壤结构,帮助植物充分地吸收营养物质。
肥料的发展趋势应与农业及整个社会的发展相适应。为了提高肥料的利用率,节约能源,降低成本,方便运输及方便施用和不污染环境,化学肥料的生产要向高效化(即肥料所含有效养分浓度高)、复混化(所含养分种类多,含农药、激素、除草剂等)、长效化(肥料的肥效持续时间长)和液体化方向发展;为了有利于维持地力,降低农业成本,减少环境污染、维护营养元素在食物链中正常循环和保持农业生态平衡,应建立和推进有机肥料和化学肥料配合施用的施肥体系,推广作物和牧草轮换耕作,秸秆还田及绿肥(由绿色植物体直接翻埋或堆沤成的肥料)应用等耕作制度
二:化肥的简易监别
在农村,人们总结出以下鉴别化肥的简易方法。一看:液态化肥,有刺激性氨臭气味的是氨水;像鱼卵的白色固体,一般是尿素;灰色粉未或颗粒,一般是过磷酸钙;黄褐色或灰褐色粉未一般是磷矿粉;白色晶体可能是硫铵、碳铵、氯化钾等。
二闻:直接闻,有明显氨臭味的是碳铵(易分解放出氨气);用拇指和食指将石灰与白色晶体混合揉搓,有氨臭气味的是硫铵或硝铵。
三溶:灰色粉未部分溶于水,且溶液有酸味的是过磷酸钙;黄褐色或灰褐色粉未不溶于水的是磷矿粉。
1:比较氮肥、磷肥、钾肥的性质
氮肥
磷肥
钾肥
碳酸氢铵
氯化铵
磷矿粉
过磷酸钙
硫酸钾
氯化钾
外观
气味
溶解性
2:研磨、灼烧氮肥、钾肥
氮肥
钾肥
硫酸铵
氯化铵
硫酸钾
氯化钾
灼烧
加熟石灰后研磨人教版九年级上册化学(教案)第十二单元
化学与生活
本单元是一个涉及面很宽的课题,涉及初中教材许多单元的内容。本单元着重介绍了三方面的内容,即人类重要的营养物质、化学元素与人体健康和有机合成材料。按知识内容看,它们不是初中化学的核心内容,属于知识的扩展与应用的范畴。因此课程标准对它们的教学要求不高,多属于“知道”、“了解”的层次。但是这些知识有利于联系社会实际,丰富学生的生活常识,能引起学生的学习兴趣。
  教材编写了阅读资料以及调查研究、课堂讨论、家庭小实验等活动,可以让学生通过自学和参加活动的方式,认识吸烟、居室装修、污染和食物霉变等对人体健康的危害,以及“白色污染”对环境的破坏,从而提高抵御有害物质的侵害、保护环境的自觉性。
课题1人类重要的营养物质
目的要求:1.了解营养素是指蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水等六类物质。
2.了解蛋白质、糖类、油脂、维生素与人体健康的关系。
3.了解上述营养物质对人的生命活动的重要意义及合理安排饮食的重要性。
重点:蛋白质的学习
难点:了解蛋白质在人的生命活动中的作用及营养价值。
教学过程:
本课题简单介绍了蛋白质、糖类、油脂、维生素对人体的营养作用,目的是让学生初步了解这几类物质在人的生命活动中的重要意义,了解正常安排饮食和从体外摄取必需的营养物质对人的生长、发育等生命需求是至关重要的。
首先要让学生知道蛋白质是构成人体细胞的基本物质,是机体生长及修补受损组织的原料,也是人体不可缺少的营养物质。其次要让学生通过血红蛋白和酶的实例,知道蛋白质在人的生命活动中执行着各种功能,从而引导学生认识到:为了维持人的正常生命活动,必须注意防止有害物质(如甲醛、一氧化碳等),对人的肌体蛋白质的侵害。
在糖类的教学中,要让学生了解淀粉食物的主要功用是为机体提供能量,了解淀粉在酶的催化作用下,逐步水解为葡萄糖并在体内消化吸收的简单过程。
教学建议
1.紧密联系生活实际,结合日常生活实例让学生了解各营养素的作用和来源,使学生知道合理饮食的重要性。
2.要注意将切入点落在这些营养物质对生命活动的意义上,即给学生作一些常识性的介绍。教学中要回避结构问题,因为这几类物质的结构都比较复杂,尤其是蛋白质的结构。书中列出的血红素结构图和血红蛋白的结构示意图,只是让学生有一个印象──血红蛋白输氧功能与结构有关,而不要求理解这些图示。
3.引导学生开展阅读、调查、参观、讨论等活动,认识吸烟、居室装修污染和食物霉变等对人体健康的危害,并提出防止这些危害的建议。
一:蛋白质
师;蛋白质广泛存在于生物体内,是组成细胞的基础物质。请列举生物体内哪些器官含蛋白质较多?
生:动物的肌肉、皮肤、血液、乳汁、毛发、蹄、角等含蛋白质较多。
生:植物的各种器官,尤其是种子含蛋白质最多(例如麦粒中含18%)。
师:由此可见,生命是蛋白质存在的一种方式。这种跟生命现象密切相关的蛋白质,它的组成是怎样的呢?让我们先通过实验分析。
【实验】
1.分别抽取两根棉布条和毛料纤维,放在火焰上灼烧、闻味。
师:由上述实验现象能得出哪些结论?(经议论后回答。)
生:根据可燃且有焦臭味,说明棉布和毛料除含有碳、氢、氧元素外,还含有其它元素。
师:蛋白质里含有氮元素,还普遍含有硫元素。
蛋白质的相对分子质量很大,是天然有机高分子化合物,它的分子量可达几万、几十万乃至上千万。例如,核蛋白的分子量就超过两千万。我们在生物课上已经知道,如此庞大的高分子化合物,也是由基本结构单元构成的,即氨基酸。蛋白质水解的最终产物是α一氨基酸。请列举生物课中已熟悉的几种简单的氨基酸。
〔评注:利用学生已学过的生物学知识,不仅简捷自然,也有利于化学学科与其它相关学科的联系,开阔学生视野。〕
生;甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等。
(通过投影介绍几种重要的α-氨基酸,并对α-碳原子加以说明。)
师;现在从动植物体内蛋白质水解产物中分离出来的氨基酸有几百种。但是,构成主要蛋白质的氨基酸只有20多种。
师;2O多种氨基酸跟蛋白质的关系,好像字母跟单词的关系,它们可以形成无数种蛋白质。不同的蛋白质,组成的氨基酸种类和排列顺序各不相同,所以蛋白质的结构是很复杂的。研究蛋白质的合成和结构,从而进一步探索生命的本质,是科学研究的重要课题。1965年我国科学家在世界上第一次人工合成有生命活力的蛋白质——结晶牛胰岛素。1971年又合成猪胰岛素,在人类揭开生命奥秘的伟大历程中作出了重要的贡献。
师:蛋白质变性凝结后丧失可溶性,还失去生理活性。
生:(1)医疗上高温消毒杀菌,就是利用加热使蛋白质凝固,从而使细菌死亡。
(2)误服重金属盐,可以服用大量牛乳、蛋清或豆浆,以吸收重金属盐解毒,免使人体蛋白质变性中毒。
(3)用卫生酒精擦洗皮肤,能使皮肤表面附着的细菌(体内的蛋白质)凝固变性而死亡,达到消毒杀菌,避免感染的目的。
(4)甲醛使蛋白质凝固变性,使标本透明而不浑浊,说明甲醛溶液能长期保存标本,不影响展示效果。
蛋白质的应用
(1)重要的营养物质——生命的物质基础
(2)工业上的应用
①纺织工业——蚕丝、羊毛
②皮革工业——动物毛皮经鞣制后作原料
③感光材料工业——动物胶(白明胶)是制感光材料的片基
④塑料工业——制酪素塑料
酶是有生物活性(生物催化作用)的蛋白质。它有高效专一的催化活性。
蛋白质的组成
蛋白质是生命的物质基础,它存在于一切活细胞中,是细胞里最复杂、变化最大的一类分子。一切重要的生命现象和生理机能,就是由组成生物体的无数蛋白质分子活动来体现的。1839年德国化学家米尔德(G.T.Mulder)给这类化合物起名叫做蛋白质(protein),意思是“头等重要的”。
蛋白质是一种化学结构非常复杂的含氮的有机高分子化合物,主要由C、H、O、N等元素组成。有的蛋白质中还含有S、P(如牛奶中的奶酪蛋白)、Fe(血中的血红蛋白)、Mg(绿色蔬菜中的叶绿蛋白)、I(甲状腺中的甲状腺球蛋白)等其他元素。其中四种主要元素的质量分数为:C
5l%~55%,H
5.5%~7.7%,O
19%~24%,N
15%~18%。多数蛋白质的分子量范围在
l.2万至100万之间。含氮是蛋白质组成上的特征,且各种蛋白质的含氮量很接近、其平均值为
16%。
氨基酸是组成蛋白质的基本单位,也是蛋白质降解后的最终产物。几乎所有的蛋白质都是由不同数目的氨基酸以肽键(酰胺键)连接而成的生物大分子化合物。迄今从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种,但参与蛋白质组成的氨基酸只有20种。除脯氨酸外,这些氨基酸在结构上的共同特点是氨基均连在与羧基相邻的
α
碳原子上,因而称为
α-氨基酸。这20种氨基酸中,有一些是人体需要,但人体内不能合成或合成的速度远不能满足机体的需要,而必须从食物中摄取的氨基酸,称为必需氨基酸。成年人的必需氨基酸有8种,如苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和赖氨酸。对于儿童,组氨酸和精氨酸也是必需的,故共有10种儿童必需氨基酸。另一些是非必需氨基酸,是指能在人体内合成或可以由其他氨基酸转变而成的氨基酸。如人体内的酪氨酸可由苯丙氨酸转变而成。为了良好的营养,要在日常饮食中含有全部的必需氨基酸。不过对生命来说,非必需氨基酸和必需氨基酸同样需要,只是前者可以由人体从其他化合物制得。
蛋白质的生理功能
蛋白质是生命的基础,没有蛋白质就没有生命。人体最重要的组成成分是蛋白质。据估算,人体中的蛋白质分子多达10万种,蛋白质占人体重的15%~18%、干重的50%。肌肉、皮肤、血液、酶、乳汁以及毛发等都是由不同的蛋白质构成的。蛋白质是重要的营养素。人们从食物中摄取的蛋白质,在胃液中的胃蛋白酶和胰蛋白酶作用下,经过水解生成氨基酸。氨基酸被人体吸收后,重新结合成人体所需的各种蛋白质,或者以氨基酸的形式发挥各种生理机能,维持生命活动。它们供给肌体营养,执行保护功能,负责机械运动,控制代谢过程。
蛋白质的主要食物来源
人体主要通过食物摄取自己所需的蛋白质。食物蛋白质分为动物性蛋白质和植物性蛋白质。动物性蛋白质来源于鱼、畜禽肉、蛋、乳类等,因所含必需氨基酸种类齐全,数量充足,而且各种氨基酸的比例与人体需要基本符合,容易吸收利用。这类蛋白质属于完全蛋白质。植物性蛋白质主要来源于豆类、硬果类、薯类、蔬菜类等食物,它们所含的氨基酸人体可自行制造,属于不完全蛋白质。但含有丰富蛋白质的豆、硬壳果类等植物性食品也含有较多的人体不能合成的必需氨基酸。一些常见食物中蛋白质的含量见下表
100
g常用食物中的蛋白质含量
食物
蛋白质含量/g
食物
蛋白质含量/g
猪肉
13.3~18.5
玉米
8.6
牛肉
15.8~21.7
高梁
9.5
羊肉
14.3~18.7
小米
9.7
鸡肉
21.5
大豆
39.2
鲤鱼
17~18
豆腐
4.7
鸡蛋
13.4
花生
25.8
牛奶
3.3
白菜
1.1
大米
8.5
红薯
1.3
小麦
12.4
马铃薯
2.3
蛋白质所含氨基酸的品种、数量和比例,决定蛋白质的营养价值。食物蛋白质氨基酸含量和比例愈接近人体蛋白质,或说所含必需氨基酸品种齐全、比例适当,它的营养价值就愈高。若几种含有不同蛋白质的食物混合食用,可以取长补短。如谷类蛋白质缺乏赖氨酸,而色氨酸较多;大豆蛋白质中则赖氨酸较多,色氨酸较少。如混合食品,可以使蛋白质的利用率提高
10%~32%。因此,在日常膳食中要提倡荤素搭配,注意食物种类多样化,避免偏食。
酶:
酶是蛋白质,具有蛋白质的特性;
酶是生物产生的催化剂。
酶作催化剂的优点:
(1)脱离生物体不会失去催化能力;
(2)条件温和、不需要加热;
(3)反应速度快、效率高;
(4)具有专一性、无副反应。
二:糖类
糖类的主要代表物


结构特征




重要用途
单糖
葡萄糖(
)
果糖C6H12O6
葡萄糖的同分异构体
白色晶体,易溶于水,有甜味(比蔗糖甜)
食品
二糖
蔗糖C12H22O11
食品
麦芽糖C12H22O11
食品
多糖
淀粉(C6H12O5)n
由葡萄糖单元构成的天然高分子化合物
食品、制___________、乙醇
纤维素(C6H12O5)n
纺织、造纸、制_________、人造纤维
常见的葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素等均属于糖类。
糖类的组成和结构:糖类是由C、H、O三种元素组成的有机物,通式为Cn(H2O)m。所以糖类又称为碳水化合物。对通式的理解除应注意:
该通式只说明糖类由C、H、O三种元素组成,并不反映糖类的结构;
该通式的应用是有限度的,少数属于糖类的物质不一定符合通式,而少数物质符合通式又不是糖类(如甲醛、乙酸等)。
糖类可分为单糖、二糖、多糖,它们的相互转化关系为:
单糖
单糖(C6H12O6):
不能水解。如葡萄糖、果糖、核糖。
糖类
二糖(C12H22O11):能水解,一个分子的二糖水解生成二个分子的单糖。如蔗糖、麦芽糖等。
多糖[(C6H10O5)n]:
能水解,一个分子的多糖水解生成多个分子的单糖。如淀粉、纤维素
葡萄糖是白色晶体,有甜味,易溶于水。但不如蔗糖甜。
毒大米”的真凶──黄曲霉毒素
日前,一些媒体在显著版面报道,我国广东、广西、江西、湖南等地市场上查出"毒大米"数百吨,引起了公众的广泛关注。根据部分省公布的“毒大米”样本检验结果,所抽检样本的黄曲霉毒素B1的含量均严重超标。黄曲霉毒素具有很强的毒性,是强致癌物质,对此人们决不可掉以轻心。酷暑季节,空气湿热。大米、花生、大豆等粮食,弄不好常常要长霉。在霉菌中有一种菌,叫黄曲霉菌,这种菌会分泌出一种致癌毒素──黄曲霉素素。经过研究和鉴定,黄曲霉毒素是一类结构类似的微生物毒素混合物。目前已分离出的黄曲霉毒素有20多种。在紫外线照射下产生蓝紫色荧光的为黄曲霉毒素B1和黄曲霉毒素B2,产生黄绿色荧光的为黄曲霉毒素G1和黄曲霉毒素G2等。其中以黄曲霉毒素B1最常见、毒性最大,致癌性最强。黄曲霉毒素能在潮湿和8~46
℃的温度范围内繁殖,最适宜的温度是30~38
℃,相对湿度是80%~85%。黄曲霉毒素主要污染粮油及其制品,在发霉花生、玉米、谷类、豆类等中的含量最高。黄曲霉毒素在水中溶解度低,耐高温,在一般的烹调条件下不易被完全破坏,花生炒制后可使黄曲霉毒素的量减少40%~60%。当加热到280
℃以上时,黄曲霉毒素的毒性才能被破坏。在NaOH碱性溶液中黄曲霉毒素易于被降解。黄曲霉毒素的毒性被列为极毒。其毒性为人们熟知的剧毒药KCN的10倍,为砒霜的68倍。黄曲霉毒素也是目前发现的化学致癌物中最强的物质之一,国际癌症研究所将黄曲霉毒素确定为一级人类致癌物。黄曲霉毒素的毒性主要是对肝脏的损害,导致肝癌。调查发现在粮油、食品受黄曲霉毒素污染严重的地区,人类肝癌发病率也较高。我国江苏启东县和广西扶绥县是肝癌的高发地区,其原因就是那里的玉米、花生等容易霉变产生黄曲霉毒素所造成的。黄曲霉毒素还可以诱发骨癌、肾癌、直肠癌、乳腺癌、卵巢癌等。黄曲霉毒素对食品原料和成品的污染是一个广泛存在的问题。一般说来。热带和亚热带地区食品污染较为普遍,其中以花生和玉米的污染最为严重。目前,有60多个国家制订了食品和饲料中黄曲霉毒素限量标准和法规。我国对食品中黄曲霉毒素B1的最高允许量有严格规定(见下表)。
中国规定食品中黄曲霉霉素B1最高允许量
食品
最高允许量/μg·kg-1
玉米、花生及其制品
20
大米、食用油类(花生油除外)
10
其他粮食、豆类、发酵食品
5
婴儿食品
不得检出
黄曲霉毒素的发现
黄曲霉毒素是20世纪60年代才被发现的。当时,在美国东南部一些农场中,有大约
10万只火鸡不明原由地突然死亡,一时间造成了极度恐慌和不安,其震惊的程度不亚于二三年前的疯牛症!关于病因当时也弄不清,只得取名为X病,这就是英国有名的“火鸡X病”事件。后来经过食品、毒理和细菌学方面专家的通力合作,终于找出了引起火鸡大批死亡的原因:他们从饲料玉米粉中分离出一种前所未知的由黄曲霉菌产生的毒素,命名为“黄曲霉毒素”。
淀粉是白色、无气味、无味道的粉末状物质,不溶于冷水(在热水里淀粉颗粒会破裂,有一部分淀粉溶解在水里,另一部分悬浮在水里,形成胶状淀粉糊,这一过程称为糊化作用),糊化是淀粉食品加热烹制时的基本变化,也就是常说的食物由生变熟。(2)多咱植物的各部分
组织内均含有淀粉,但主要是储藏在种子及根内。考古学家发现几千年前的麦粒,仍然可以发芽,表明淀粉的结构在这样长的一段时间内,都没发生变化
三:油脂
油脂的概念:高级脂肪酸和甘油所生成的酯
说明:(1)油脂属于酯类,油脂只是甘油和高级脂肪酸所形成的酯。
(2)油脂是混合物,没有固定的溶沸点,液态的油通常认为是油酸和甘油所形成的酯,故态的脂通常认为是硬脂酸和软脂酸和甘油所形成的酯,甘油中的三个羟基可以完全被酯化,也可以部分的酯化,既可以是同种脂肪酸也可以是不同的脂肪酸。
油脂不溶于水,密度小于水,易溶于有机溶剂
师:由植物的种子榨出的油,动物的脂肪榨出的油就是我们今天学习的油脂类物质,虽然它与我们朝夕相处,大家对它的了解有多少呢?
[教师:展示油、脂肪实物,观察色、味、态]
生:观察回答
脂肪:白色、香味、固态。油:黄色(褐色)、香味、液态
[(增加实验)生甲:上讲台做油、脂肪溶解性实验。分别向盛有苯、汽油、水的三支试管中滴入少量的花生油观察,分别向盛有苯、汽油、水的三支试管中滴入少量的脂肪油观察]
生甲:(1)油脂比水轻(2)油脂易溶于有机溶剂、不溶于水。
油脂的消化与吸收
油脂进入小肠后即和胆盐混合,胆盐能使油脂乳化成微滴,还可以使脂肪酶的活力增强,因此,胆盐是处使油脂消化的一个重要因素。小肠内接近中性的环境,也有利于脂肪酶的作用。胰液中含有消化油脂的脂肪酶,在脂肪酶的作用下,油脂被水解为甘油和脂肪酸。小肠既能吸收完全被水解的脂肪,也可吸收部分被水解或未经水解的油脂微滴,吸收后,主要经淋巴系统进入血液循环,也有小部分经门静脉进入肝脏。未被小肠吸收的油脂进入大肠后,被细菌分解成甘油和脂肪酸再加以吸收。
由淋巴系统进入血液循环中的脂肪或由甘油与脂肪酸在肝脏内合成的脂肪是与脂蛋白结合在一起运送的。脂肪在脂肪组织中,经β-脂蛋白酶水解成游离的脂肪酸和甘油,然后再合成脂肪而储存起来
油——在室温下,植物油脂通常呈液态叫做油。
脂肪——在室温下,动物油脂通常呈固态,叫做脂肪。
油脂的合成:由多种高级脂肪酸和甘油生成的酯。
油脂的化学成分:高级脂肪酸甘油酯。
油脂的组成元素:C、H、O
油与脂肪状态不同的本质原因?
【回答】
因为“酯的熔点”的高低与其所含“烃基”饱和度的高低有关。烃基饱和度高则酯的熔点高;烃基饱和度低则酯的熔点低。(1)“油”所含“烃基”的饱和度低,则其熔点低,常温下呈液态。(2)“脂肪”所含“烃基”的饱和度高,则其熔点高,常温下呈固态。
平日家中做汤放油,油浮在水面上而不溶于水中。
衣服上的油渍能用汽油洗净。
用汽油擦洗布片上的油渍,观察现象。
振动盛有食用油的试剂瓶,观察现象。
用手摸食用油,可以感觉到_______。
【分组探索实验】分组进行有关“油脂的物理性质”的实验。
现象:油浮在水面上而不溶于水中。
结论:(1)食用油的密度比水的密度小。
(2)食用油不溶于水。
现象:布片上的油渍能用汽油擦洗干净。
结论:食用油易溶于汽油。
现象:食用油的粘度比较大。
结论:食用油的粘度比较大。
感觉到:食用油的油腻感明显。
油脂的物理性质
a.
油脂的密度比水的密度小。
b.
油脂不溶于水,易溶于有机溶剂(如汽油)。
用于:用有机溶剂提取植物种子里的油。
c.
油脂的粘度比较大。
d.
油脂的油腻感明显。
e.
油脂本身是一种较好的溶剂,能溶解一些脂溶性维生素。
应用:进食一定量的油脂能促进人体对食物中含有的维生素的吸收。
f.
熔点:油脂熔点的高低与其所含“烃基”饱和度的高低有关。烃基饱和度高则脂的熔点高;烃基饱和度低则脂的熔点低。
油脂是人类的主要食物之一。
我们在日常饮食中应该合理摄到油脂,而且应该少吃饱和度高的油脂,多吃油脂容易患高血脂症。
油脂是重要的化工原料
“硬化油”性质稳定,不易变质,便于运输;可用作制造肥皂、脂肪酸、甘油、人造奶油等的原料。
油脂中各种脂肪酸的质量分数
油脂
饱和脂肪酸的质量分数/%
不饱和脂肪酸的质量分数/%
多不饱和脂肪酸的质量分数/%
椰子油
93
6
1
玉米油
14
29
57
棉子油
26
22
52
猪?

44
46
10
橄榄油
15
73
12
棕榈油
57
36
7
花生油
21
49
30
红花油
10
14
76
豆?

14
24
62
向日葵油
11
19
70
四:维生素
维生素的分类、功能和来源
维生素是维持人体正常生理机能所必需的一类低分子有机化合物,在天然食物中含量极少,在人体内含量甚微。与蛋白质、脂肪、碳水化合物不同,维生素在人体内不能产生热量,也不参与人体细胞、组织的构成,但却参与调节人体的新陈代谢,促进生长发育,预防某些疾病,并能提高人体抵抗疾病的能力。因此,维生素是人体生长和健康所必不可少的营养素。人体若缺少了维生素,新陈代谢就会发生紊乱,就会产生各种维生素缺乏病,如坏血病、脚气病、凝血病和夜盲症等。这些病看起来不是什么重症,但如不加治疗,对人体健康危害是很大的。因此,维生素既是营养品又是药品。维生素在人体内不能合成,必须从食物中摄取,但由于人体对各种维生素的需要量并不大(一般都在毫克级),只要注意平衡膳食,多吃新鲜蔬菜和水果,一般不会引起维生素缺乏症。若发生维生素缺乏症,可在医生指导下服用富含维生素的食品或维生素制剂(如鱼肝油、干酵母及维生素C、E、K等)。维生素种类多,化学性质与分子结构差异很大,其分类一般按其溶解性,分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素都溶于脂肪和脂溶剂,而不溶于水,可随脂肪为人体吸收并在体内储积,排泄率不高。水溶性维生素能溶于水而不溶于脂肪或脂溶剂,吸收后体内贮存很少,过量的多从尿中排出。
重要维生素的分类、功能和来源


名称
生理营养功能
来源
脂溶
性维
生素
VA(视黄醇)
合成视紫红质,防治干眼病、夜盲症、视神经萎缩,促进生长
鱼肝油、绿色蔬菜 
VD(抗佝偻病维生素)
调节Ca、P代谢,预防佝楼病和软骨病
鱼肝油、蛋黄、乳类、酵母
VE(生育酚)
预防不育症和习惯性流产,抗氧化剂
鸡蛋、肉、肝、鱼、植物油
VK(凝血维生素)
凝血酶原和辅酶Q的合成,促进血液凝固
菠菜、苜蓿、白菜、肝
水溶
性维
生素
VB1(硫胺素)
抗神经炎,预防脚气病
酵母、谷类、肝、豆、瘦肉
VB2(核黄素)
预防舌及口角炎,促进生长
酵母、肝、蛋、蔬菜
?VPP(尼克酸、烟酸)
预防癞皮病,形成辅酶Ⅰ、Ⅱ的成分
酵母、米糠、谷类、肝
VB6(砒哆醇)
预防皮炎,参与氨基酸代谢
酵母、五谷、肝、蛋、乳
VB11(叶酸)
预防恶性贫血
肝、植物的叶
VB12(钴胺素、辅酶B12)
预防恶性贫血
肝、肉、蛋、鱼
VH(生物素)
预防皮肤病,促进脂类代谢
肝、酵母
VC(抗坏血酸)
预防坏血病,还原剂,促进胆固醇代谢
新鲜蔬菜和水果
纤维是素是白色、无气味、无味道具有纤维状结构的物质。
不溶于水,也不溶于一般有机溶剂。
课题2化学元素与人体健康
目的要求:1:了解人体的元素组成;了解某些元素(如钙、铁、锌等)对人体健康的重要作用;懂得一些生活常识。
2:初步学会运用多种手段(特别是网络)查找资料,运用比较、分类、归纳、概括等方法获取有用信息;主动与他人进行交流和分享
重点:无机盐的生理功能,即一些元素与人体健康的关系。
难点:元素与人体健康的关系。
教学过程:
本课题包括人体的元素组成和一些元素对人体健康的影响两部分内容,较详细地叙述了组成无机盐的一些元素对人体健康的影响。
教材介绍了常量元素和微量元素的概念,并介绍了钙、钠、钾、铁、锌、硒、碘、氟几种元素的生理功能。为了正确理解元素对人体健康的影响,教材指出了微量元素分必需元素、非必需元素和有害元素三类,而必需元素也有一个合理摄入量问题,摄入过多、过少均不利于人体健康。这将使学生认识到,不经医生诊断,盲目食用某些元素的营养补剂是有害的
人体内主要物质的含量
化合物
质量分数/%
化合物
质量分数/%
蛋白质
糖类
脂肪
15~18
1~2
10~15
无机盐

其他
3~4
55~67
1
钙在人体中的存在
钙是人体含量较多的元素,仅次于氧、碳、氢、氮。成人体内含1
000g~1
200
g的钙,约占人体质量的2%,其中99%以上存在于骨骼中,1%存在于软组织、细胞外液和血液中。体液中的钙有3种形式,即离子钙、有机酸复合的扩散性钙复合物和蛋白质结合钙。
每日食中钙的供给量
组别
钙的供给量/mg
组别
钙的供给量/mg
婴幼儿
青少年
成年人
400~800
1
000~1
200
800
母乳期
绝经妇女
老年人
1
000~2
000
1
200~1
500
1
000~1
200
常见食物中的含钙量(mg/100
g)
名称
含钙量
名称
含钙量
名称
含钙量
名称
含钙量
标准米
标准粉
虾皮
瘦猪肉
瘦牛肉
豇豆
豌豆
核桃仁
10
24
200
11
6
100
84
119
瘦羊肉
瘦鸡肉
蛋黄
干酪
奶酪
腐竹
花生仁
油菜
15
11
134
900
590
280
67
140
牛奶
人奶
发菜
银耳
木耳
榛子仁
大白菜
120
34
767
380
357
316
61
紫菜
大豆
豆腐丝
青豆
黑豆
韭菜
蚕豆
343
367
284
240
250
105
93
绿色化学
绿色化学是针对传统化学提出来的一个新概念。传统化学工业在为人类创造巨大的物质财富的同时,消耗了大量的自然资源,向自然界排放了大量废气、废水和废渣,给人类赖以生存的环境造成了难以估计的破坏。绿色化学是在“废物最小化”概念指导下提出的,又称把污染消除在源头,对环境有益的化学,其特点为:(1)采用无毒、无害的原料。(2)反应在无毒、无害条件下进行。(3)化学产品应具有高度选择性,反应副产品极少,甚至实现零排放。(4)产品既满足物美价廉的传统标准,又对环境有益。
课题3
有机合成材料
目的要求:1:.了解有机化合物和有机高分子化合物的特点。
2:.知道塑料、合成纤维和合成橡胶的性能和用途。
3:.认识有机合成材料的发展对人类社会的进步所起的重要作用。
4.:了解学习化学的重要价值,培养学生关注社会和人类生存环境的情感。
重点:
难点:
教学过程:
本课题包括有机化合物和有机合成材料两部分内容。
第一部分有机化合物中的“活动与探究”是在学生已有知识的基础上设计的,学生通过填写并分析一些具体物质的化学式、组成元素和相对分子质量,自己归纳出有机化合物和无机化合物的区别。同时,教材从有机化合物中原子之间的结合方式的不同说明了其数目异常庞大的原因。
第二部分从学生的生活经验出发,主要介绍了常见的塑料、合成纤维和合成橡胶的性能和用途,以及一些新型有机合成材料。目的是使学生充分认识化学与生活、生产的密切联系,以及材料在人类社会的发展中所起到的巨大作用,提高学生的化学素养,这是本课题的重点。教材还从结构与性质的密切关系的角度介绍了有机高分子化合物的结构特点和主要性质(热塑性和热固性)。此外,教材还介绍了治理“白色污染”的途径和方法,以培养学生关注自然和社会的责任感。
有机合成材料与学生的生活实际紧密联系。因此,可以让学生课前收集样品,查阅资料,或进行社会调查,以使学生对合成材料在生产和生活中的应用有一个直接的认识。
.虽然教材中关于有机高分子化合物的结构、性质和用途之间的关系论述不多,但教学过程中应该注意培养学生建立结构决定性质、性质在很大程度上决定物质用途的基本观点。
.要使学生树立辩证地看问题的观点,认识到虽然合成材料在人类社会的进步中起着巨大作用,但是不合理使用也会给人类带来危害,如“白色污染”。
组织教材中的讨论“使用塑料的利与弊”要体现开放性。可在课前布置学生查阅有关资料,讨论时将学生分组,还可补充除教材以外的参考论点,以增强辩论性。要注重培养学生的表达能力、合作意识,以及珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。
应及时补充有机合成材料发展的新成就、新进展,以开阔学生的视野。
有机合成化学
这是有机化学中最重要的基础学科之一,它是创造新有机分子的主要手段和工具,发现新反应、新试剂、新方法和新理论是有机合成的创新所在。1828年德国化学家维勒(F.Whler)用无机物氰酸铵的热分解方法,成功地制备了有机物尿素,揭开了有机合成的帷幕。100多年来,有机合成化学的发展非常迅速。
有机合成发展的基础是各类基本合成反应,不论合成多么复杂的化合物,其全合成可用逆合成分析法(Retrosynthesis
Analysis)分解为若干基本反应,如加成反应、重排反应等。每个基本反应均有它特殊的反应功能。合成时可以设计和选择不同的起始原料,用不同的基本合成反应,获得同一个复杂有机分子目标物,起到异曲同工的作用,这在现代有机合成中称为“合成艺术”。在化学文献中经常可以看到某一有机化合物的全合成同时有多个工作组的报导,而其合成方法和路线是不同的。那么如何去评价这些不同的全合成路线呢?对一个全合成路线的评价包括:起始原料是否适宜,步骤路线是否简短易行,总收率高低以及合成的选择性高低等。这些对形成有工业前景的生产方法和工艺是至关重要的,也是现代有机合成的发展方向。
复合材料
将不同功能和性能的多种材料用化学方法使其结合成一体,将产生具有某些特殊性能并优点互补的新型复合材料。复合材料主要有以下几类:
(1)聚合物基复合材料主要是指纤维增强聚合物材料。如将碳纤维包埋在环氧树脂中使复合材料强度增加,用于制造网球拍、高尔夫球棍和滑雪橇等。玻璃纤维复合材料是玻璃纤维与聚酯的复合体,可以用于结构材料,如汽车和飞机中的某些部件、桥体的结构材料和船体等,其强度可与钢材相比。增强的聚酰亚胺树脂可用于汽车的塑料发动机,使发动机质量减小,节约燃料。
(2)陶瓷基复合材料为改变陶瓷的脆性,将石墨或聚合物纤维包埋在陶瓷中,制成的复合材料有一定的韧性,不易碎裂,而且可以在极高的温度下使用。这类陶瓷基复合材料可望成为汽车、火箭发动机的新型结构材料。金属网陶瓷基材料具有超强刚性,可作为防弹衣的材料。
(3)金属基复合材料在金属表面涂层,可以保护金属表面或赋予金属表面某种特殊功能,如金属表面涂油漆可以抗腐蚀;金属表面作搪瓷内衬可制造化学反应釜;金属表面镀铬可使表面光亮;金属表面涂以高分子弹性体赋予表面韧性,可作为抗气蚀材料用于水轮机、汽轮机的不锈钢叶片上,延长其使用年限;在纯的硅晶片上复合多层有专门功能的物质可用于计算机的集成电路片。近年来出现的铝?硼纤维,其比强度为铝合金的2倍,比模量为铝合金的3.5倍,用于飞机,质量可减小23%~40%。铜?钨纤维可耐1
100
℃~1
300
℃的高温。其他复合材料如在醋酸纤维片上涂上氯化银及多层不同的染料化学品便成了彩色胶片。在木材上浸渍高分子单体,经引发聚合后就可制成表面光洁、内部结构增强的木材?聚合物复合材料。混凝土高聚物复合材料可使混凝土增强和增韧。总之,不同材料的复合是研究新型材料的一个发展方向。
废弃塑料的资源化
利用回收的废塑料使之资源化的方法虽然很多,但主要有如下三种:
(1)直接作为材料:这种方法常称为材料再循环(Material
Recycle)。对于材料为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等废弃的热塑性塑料制品,可以在进行分类、清洗后再通过加热熔融,使其重新成为制品。然而收集到的废塑料制品,常常由于所用材料无法迅速辨认而给再利用带来困难。极性的聚氯乙烯与非极性的聚烯烃是不能很好混熔的,即或暂时熔在一起,也会很快破裂,而且即使是同一品种不同型号的塑料也不能发挥其应有特性,因而废塑料的分类成为再利用的关键。对于热固性塑料制品,由于它的不熔、不溶性,再利用的途径主要是把它粉碎后加入粘合剂作为加热成型产品的填料。
(2)制单体和燃料油:这是一种化学再循环(Chemical
Recycle)。把聚合体再转变成单体的操作被看成是一种绝对循环,但目前只有有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)的加热分解和聚酯的醇解比较容易实现。不过,由聚烯烃类制取乙烯、丙烯等单体的工艺也在研制中。
难制成单体的废塑料则可以用来制造燃料油,其方法是将它放入外热式加热炉内,以分子筛等硅铝酸盐为催化剂,在加热到430
℃~460
℃时,即裂解成低分子的石油烃,再通过分馏便得到汽油、煤油、柴油等有用的液体燃料。但这时不应使用含氯、含氮类废塑料,否则会产生氯化氢、氢氰酸等有害气体,腐蚀设备和污染环境。
(3)制燃料气这是一种热再循环(Thermal
Recycle),但严格地说它不是再循环,只是有效地利用了燃烧时产生的热能而已。所用的方法实际上是类似古老的烧木炭的热裂化工艺,通过内部直接加热的内热式反应器来制造燃料气体。热裂后得到的氢和C1~C4气体烃可直接供加热燃烧。
我国制定的塑料包装制品回收标志
(1)组成
塑料包装制品回收标志由图形、塑料代码与对应的缩写代号组成。其中图形为带三个箭头的等边三角形;0代表材质类别为塑料,塑料代码为0与阿拉伯数字顺序号组合的号码,位于图形中央,分别代表不同的塑料;塑料缩写代号位于图形下方,见下表和下图。
塑料名称、
代码与对应的
缩写代号
聚酯
01
PET
高密度聚乙烯
02
HDPE
聚氯乙烯
03
PVC
低密度聚乙烯
04
LDPE
聚丙烯
05
PP
聚苯乙烯
06
PS
其他塑料代码
07
Others
塑料包装制品回收标志示例
(2)颜色
一般为黑色,也可以用其他醒目的颜色,要求均不易褪色或脱落。模塑的可以与制品颜色相同。
(3)制作
可以采用模塑、印刷或喷涂等方法,但应不损害塑料包装制品的性能。
(4)设置的数量
每件制品一般为一个,如有必要还可增加。
(5)设置的位置
一般应位于塑料包装制品明显处,如袋的正面、箱的四个侧面、瓶(桶)体外侧或底部。
导电塑料为什么能导电
导电塑料为什么能导电?这是目前科学家们正在探讨的重要课题,并提出了一些观点和论据。比较多的科学家认为,导电塑料能导电,是由于其中掺杂了碘一类的元素起了决定作用。
聚乙炔是由碳原子和氢原子组成的,其中的碳原子利用两个电子与旁边的碳原子结合(双键结合),另一个电子与相反方向的碳原子结合(单键结合),剩下的一个电子与氢原子结合,聚乙炔就是由无数个这种结构组成的。与普通的塑料相比,碳原子由双键和单键交替组成的塑料,具有电子容易流动的性质,如果在其中加入碘等杂质,电子就会被杂质吸引,电子原来所在的位置就会出现空洞。于是,其他电子就会先后流动起来,以弥补这些空洞,从而产生了电流。
还有些科学家从电子能带的概念来解释塑料导电的原理。电子所处的能量状态称为能带,填满了电子的能带(称为满带)是不能导电的,没有电子的能带(称为空带)也不导电,塑料在没有掺杂碘时,其原子结构中要么是完全填满了电子的满带,要么是一个空带,所以都不能导电。但掺杂了某种元素之后,原子中有些电子被释放出来进入空带,使其部分地填充电子,而从满带中逃离一些电子则使满带部分地空缺,这样就使本来不能导电的塑料具有了导电性。还有一些科学家对掺杂了碘的聚合物为什么能导电提出了新的理论,但有些问题至今还解释不清。
导电塑料的前途
导电塑料的前途是广阔的,人们正在不断地研究和开发新产品。例如,人们期待开发通电后可以发光的导电塑料,这些材料在各种设备中有广泛的用途。再比如,科学家们开发出的聚乙炔,具有碳原子直线结合的链式结构,日本筑波大学的赤木教授则成功地合成了具有螺旋状链式结构的聚乙炔。如果使具有导电性的物质呈螺旋状,就可以制成电子零件中不可缺少的线圈和电磁铁,精密地加工螺旋状的聚乙炔,还可以制成分子大小的线圈和电磁铁。此外,研究人员正在利用导电性塑料制作分子大小的电路,进行作为计算机计算基础的二进制的研究,也许有一天笔记本电脑可以装入手表中。
化学为人类作出了巨大贡献。从人类生活到社会发展,无不与化学有关。据统计,世界上化工产品的种类已达7万种之多,化工总产值约为1万亿美元(中国约5
000亿人民币)。可以说,化学品极大地丰富了人类的物质生活,提高了人类的生活质量,改变了人类的生活方式。化学还在控制疾病、延长寿命、增加农作物品种和产量、食物的储存和防腐以及其他科学技术的发展和国防建设等方面起着不可替代的作用。
然而,化学品的生产、使用与处理,也给环境造成了较大的污染。起初人们试图通过减少废气、废水和固体废弃物的排放量来解决污染问题,而后又通过法规来对废物的处理进行管理。现在,人们已充分认识到:最佳的环境保护方法是在源头上防止污染的产生,而不是污染产生后再去治理。绿色化学作为从源头上防止环境污染的一种重要策略和手段,越来越受到人们的关注。
绿色化学是20世纪90年代出现的一个多学科交叉的研究领域。它可以诠释为环境友好化学(Environmentally
Benign
Chemistry),其核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和生产有害物质。
绿色化学的口号最早产生于化学工业非常发达的美国。1990年,美国通过了一个“防止污染行动”的法令。1991年后,“绿色化学”由美国化学会(ACS)提出并成为美国环保署(EPA)的中心口号。经过十多年的研究和探索,绿色化学的研究者们总结出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准:
·污染防止优于污染形成后处理;
·设计合成方法时应最大限度地使所用的全部材料均转化至最终产品中;
·尽可能使反应中使用和生成的物质对人类和环境无毒或毒性很小;
·设计化学产品时应尽量保持其功效而降低其毒性;
·尽量不用辅助剂,需要使用时应采用无毒物质;
·能量使用应最小,并考虑其对环境和经济的影响,合成方法应尽可能在常温、常压下操作;
·最大限度地使用可更新原料;
·尽量避免不必要的衍生步骤;
·催化试剂优于化学计量试剂;
·化学品应设计成使用后容易降解为无害物质的类型;
·分析方法应能真正实现在线监测,在有害物质形成前加以控制;
·化工生产过程中各种物质的选择与使用,应使化学事故的隐患最小。
综观以上12条,可以看出:绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染,而是要利用化学原理从源头消除污染。
绿色化学的研究领域十分广泛,它包括了原料和能源的选择和利用、试剂或溶剂的选择和利用、产品的选择与设计、催化剂与合成转换等等。
一个化学反应的类型或合成路径的特性在很大程度上是由初始原料的选择决定的。一旦选定初始原料,许多后续方案即已确定,成为这个初始方案的必然结果。可见,原料的选择是十分重要的。绿色化学在这一领域的主要任务就是寻找可替代的、对环境无害的原料。比如用生物质代替石油。目前,绝大多数有机化学品是用石油作原料合成的。石油的炼制需要大量的能量,同时,石油炼制中往往需要加氧,而氧化过程是所有化学合成中污染最严重的过程。生物质则可以避免上述的不利因素。生物质包括树木、草、农作物、藻类以及其他任何通过光合作用可以生成的物质。由于生物质含有较多的氧元素,在产品制造中可以避免或减少氧化步骤造成的污染。同时,用生物质作原料的合成过程比以石油作原料的过程的危害性小得多。而且,生物质炼制中产生的新物质,还可作为石油化学炼制中的原料,进一步用于制造其他产品。
从能源的选择上看,用生物质代替石油也是一种"绿色"的选择。石油与天然气、煤、原子能等一样,属于不可再生能源;生物质则与太阳能、水力和水热、风能、地热等一样,属于可再生能源。可再生能源的开发可以缓解或避免能源危机与环境污染给人们带来的不利影响。绿色化学不但关心原料的选择,而且还关心被选择的原料是否得到了充分利用,即是否实现了"原子经济化"或向着"原子经济化"方向努力。"原子经济化"的概念是美国化学家特劳斯特(B.M.Trost)于1991年提出的,其主要内容是化学反应应该最大限度地利用原料分子中的每一个原子,使它们都结合到目标分子(目标中的产物)中去,从而达到零排放(即没有副反应,不生成副产物,更不能产生废弃物)。原子经济化就好比我们要做一件衣服,既要完全合身,又要不出一点废料,虽然说起来容易,但想真正实现这一目标,还有很长的路要走,需要几代人的努力。
在全世界,每年都要抛弃几百万吨废旧塑料,大部分丢入海洋。有些没有抛入海洋的塑料垃圾,便在陆地上形成了白色污染。白色垃圾的分解需要50年之久,这是人们始料不及的。为了减轻白色垃圾的危害,人们首先想到的是用无污染能降解的包装材料代替塑料,用良性的和安全的餐具代替塑料餐具。纸制品虽然符合要求,但造纸需要消耗大量木材,使已经不多的森林被采伐,造成地球植被的破坏。另外,最令人头痛的是,现代造纸工业仍是污染大户,它给江河湖海造成的污染一点也不亚于塑料垃圾。那么,如何解决这个难题呢?
有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材料和餐具。淀粉的优势在于:无毒、来源丰富、价格低、易降解、降解产物无毒害等。当然,化学家仍没有放弃对塑料本身采取措施以减少环境污染。塑料是由高分子化合物制造的,而高分子化合物本身是由重复的基团组成的长链分子,化学家已经找到一些方法来改变高分子化合物的结构,使它们溶解。如在高分子化合物的分子链的一定距离之间添加光敏基团,这些光敏基团在阳光的暴晒下,可以吸收辐射而使高分子化合物在此断裂,断裂以后的碎片是比较容易被生物降解的;或者在高分子化合物中引入一些基团,使它适合某些微生物的口味,这些微生物能使高分子化合物的长链分子断裂为小碎片,小碎片进一步降解就比较容易了。
绿色化学不仅将为传统化学工业带来革命性的变化,而且必将推进绿色能源工业及绿色农业等的建立与发展。国际上对绿色化学十分重视。1995年,美国总统克林顿设立了一个新奖项"总统绿色化学挑战奖",从1996年开始,每年对在绿色化学方面做出重要贡献的化学家和企业颁奖。1999年世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。2000年,美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。绿色化学必将在全世界的重视下继续改变化学工业的面貌,这一趋势将在本世纪更加强劲,并将出现崭新的局面。
有机物与无机物的主要区别
性质和反应






溶解性
多数不溶于水,易溶于有机溶剂
有些溶于水,而不溶于有机溶剂
耐热性
多数不耐热,熔点较低,一般在400
℃以下
多数耐热,难熔化,熔点一般比较高
可燃性
多数可以燃烧
多数不能燃烧
电离性
多数是非电解质
多数是电解质
化学反应
一般比较复杂,副反应多,反应速率较慢
一般比较简单,副反应少,反应速率较快
问题:生活中使用最多的塑料是聚乙烯塑料(如食品袋)和聚氯乙烯塑料(如电线包皮),它们的用途各不相同。聚乙烯制成的薄膜,可作食品、药物的包装材料,而用聚氯乙烯制成的薄膜不宜用来包装食品。如何鉴别这两种塑料呢?
实验:把这两种塑料燃烧,请根据实验现象填写下表。
?
燃烧时难易程度
燃烧物离火后的情况
火焰特征
燃烧时的气味
燃烧时的状态
聚乙烯(食品袋)
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?
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聚氯乙烯(电线包皮)
结论:简易鉴别聚乙烯与聚氯乙烯的方法是:
无机物与有机物在性质及反应上的差别只是相对的、有条件的,不同的有机物有其特殊的性质。例如,乙醇、乙酸、乙醛、丙酮能与水以任意比互溶;四氯化碳、二氟二溴甲烷等有机物不但不能燃烧,反而可以用来灭火;乙酸及其金属盐能在水溶液中电离;三氯乙酸是一种强酸;有些反应,如烷烃的热裂解和三硝基甲苯的爆炸都是瞬间完成的,等等。
问题:家里如有一些青香蕉、绿橘子等尚未完全成熟的水果,要想把它们尽快催熟,我们怎么办呢?实验:在有机化合物中,有一种叫做乙烯(C2H4)的物质,它是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。有趣的是水果在成熟的过程中,自身能放出乙烯气体,因此,利用成熟水果放出的乙烯气体可以催熟生水果。具体操作如下:把青香蕉等水果和熟苹果放在同一个塑料袋里,系紧袋口。同样,在另一塑料袋中放相同水果过几天后再拿出来观察、品尝,两袋中的水果变化相同吗?两袋中的现象是: