第一单元 走进化学世界
1、化学研究的对象:研究物质的组成、结构、性质以及变化规律; 2、化学的发展过程
⑴古代——发现利用了火,发现矿石制造出生产工具和生活资料。我国古代对化学的贡献:陶瓷、青铜器、造纸、火药等。 (2)、近代——原子论分子学说奠定了近代化学的基础。①道尔顿和阿伏加德罗创立的原子论分子学说奠定了近代化学的基础。重要结论:物质是由原子和分子构成的,分子的破裂和原子的重新组合是化学变化的基础。即在化学变化中分子会破裂,而原子不会破裂,但可重新组合成新的分子。②1869年,俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律和元素周期表,使化学学习和研究变得有规律可循。 (3)现代——利用先进仪器和分析技术探索微观世界;绿色化学。纳米技术的运用使化学的研究进入微观阶段 3、物质的变化:
(1) 化学变化:有新物质生成的变化叫做化学变化。 ? 本质特征:有新物质生成。
? 伴随的现象:发光、放热、颜色变化、放出气体、生成沉淀等。 ? 如:燃烧、腐蚀、生锈、酿酒、酿醋、食物腐烂(变质)、呼吸作用、光
合作用、燃烧引起的爆炸等。
(2) 物理变化:没有新物质生成的变化叫物理变化。
? 如:物质的三态变化、溶解、结晶、挥发、粉碎、变形、压强增大引起
的爆炸等。
? 物理变化与化学变化的本质区别:是否有新物质生成。 ? 判断化学变化的依据:看是否有新物质生成。
? 化学变化中一定伴随物理变化,物理变化中一定不伴随化学变化。 4、物质的性质:
(1) 化学性质:需要通过化学变化才能表现出来的性质。
? 如:可燃性、助燃性、氧化性、还原性、稳定性、酸碱性、腐蚀性等。 (2) 物理性质:不需要通过化学变化就表现出来的性质。
? 如:颜色、状态、气味、硬度、密度、熔点、沸点、凝固点、着火点、
溶解性、导电导热性等。
5、性质与变化的区别:变化是一个过程,而性质是物质本身所固有的属性。在语言描述上,性质通常用“能、可以、会、容易、是、具有”等词描述,变化通常用“生成了、变成了”等词描述。 6、实验观察的内容:
? 变化前:观察物质的颜色、状态、气味、硬度、密度等。
? 变化中:观察是否发光、放热、颜色是否变化、是否有气体、水或沉淀
生成。
? 变化后:生成物的颜色、状态、气味等。 7、药品取用的原则:
? 三不原则:不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口闻药品气味;不
得尝任何药品味道;节约原则:按实验规定用量取药,不要浪费。若没说明,应取最少量(液体取1—2ml,固体只需盖满试管底部)。
? 剩药处理原则:不能放回原试剂瓶,不能随意丢掉,更不能带出实验室。
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应放在指定的容器里。
8、基本实验操作及注意事项: ? 药品的取用:
(1)块状固体的取用:一横,二放,三慢竖。
粉末状固体的取用:一斜,二送,三直立。 (2) 液体的取用:“一倒二对三紧贴” ①瓶盖倒放在桌面上,防止药液
污染;②标签向着手心,防止药液流下腐蚀标签;③瓶口紧靠试管口,防止药液溅出浪费。
? 用酒精灯给物质加热:
? (1)①酒精灯的火焰分外焰、内焰、焰心三部分,其中外焰温度最高,
因此,加热时应用外焰部分加热;酒精灯内的酒精为酒精灯容积的1/4~2/3;绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精;绝对禁止用一只酒精灯引燃另一只酒精灯;使用完毕,必须用灯帽盖灭,不可用嘴吹灭。 ? ②可以直接加热的仪器有:试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等;可以加热
但必须垫上石棉网的仪器有:烧杯、烧瓶、锥形瓶等;不能加热的仪器有:量筒、集气瓶、漏斗、水槽等。
(2)、给固体加热:①加热前先预热,使试管受热均匀,防止试管破裂; ②用外焰加热,因为外焰温度最高;
③试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流炸裂试管; (3)、给液体加热:①预热、用外焰加热;
②试管与桌面成45O角向上倾斜;
③试管口不能对着有人的地方,防止液体溅出伤人; ④试管外壁不能有水,防止水流下使试管破裂。
⑤加热时,试管内液体的体积不能超过试管容积的1/3
? 量筒与托盘天平的使用:
(1) 量筒的使用:①选择量程合适的量筒(在一次量完的前提下尽可能
选用量程小的量筒);②量筒必须放平稳;③读数时,试线应与量筒内凹液面最低处保持水平;④不能仰视和俯视,仰视使读数比实际偏高,俯视使读数偏低,即“高看偏高,低看偏低”。
(2) 天平的使用:①调零,调节天平平衡螺母,使天平平衡;②干燥药
品应放在纸上称量,潮湿或有腐蚀性药品应放在玻璃器皿(小烧杯或表面皿)里称量;③称量时,要注意:左物右码,先大后小,后调游码;④记录计算:药品质量=砝码示数+游码示数。注意:若砝码跟物体的位置放反了,则药品质量=砝码示数-游码示数
? 胶头滴管的使用:①“垂直悬空”滴加,不能碰到烧杯壁,以免沾污滴
管;②不能平放和倒置,防止药液倒流,沾污试剂,腐蚀橡胶帽;③用后就立即冲洗,以备再用。 ? 仪器的连接和洗涤:
(1) 连接:左定右动,用水润湿,缓慢转动。
(2) 洗涤:注半管水,振荡,反复多次。污渍可用试管刷刷洗。
(3) 洗涤干净的标志:试管内壁附着的水既不聚成水滴,也不成股流
下。
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实验指导:
? 验证酒精灯外焰温度最高的实验: 实验操作步骤 实验现象 实验结论 取一根火柴梗放置在火柴梗靠近外焰部酒精灯外焰温度最高,酒精灯火焰上方,约1分最先变黑,而焰内焰温度较低,而焰心秒后取出 心部分没什么变化 温度最低
第二单元 我们周围的空气
一、空气
1.空气的成分
第一个对空气组成进行探究的化学家:拉瓦锡(法国)(第一个用天平进行定量分析) 空气成分 氮气 N2 氧气 O2 稀有气体 二氧化碳 其它气体及杂质 体积分数 78% 21% 0.94% 0.03% 0.03%
★2.探究空气中氧气的含量。
用实验证明空气中氧气体积约占1/5,氮气约占4/5 。 【实验方法】用燃烧红磷的方法测空气中氧气的体积分数 现象:红磷燃烧产生大量白烟,冷却后打开弹簧夹,有水 进入集气瓶内,且水的体积约占集气瓶内空气总体积的1/5
反应原理:磷 + 氧气 点燃 五氧化二磷
消耗氧气,集气瓶压强减小,大气压把水从烧杯压入集气瓶 【实验注意事项】:
(1)红磷要过量,确保空气中的氧气被完全消耗,否则会导致测量结果偏低。 (2)此实验开始前应先检查装置的气密性,否则会导致测量结果偏低。 (3)待集气瓶冷却至室温再打开弹簧夹,否则会导致测量结果偏低。 (4)导管内事先注满水,否则会导致测量结果偏低
(5)点燃红磷插入集气瓶的动作要快,否则会使瓶内部分空气受热逸出,导致测量结果偏高。
(6)弹簧夹要夹紧,否则红磷燃烧时,气体膨胀,部分空气从导管中逸出,导致测量结果偏高。 3.空气的用途 氧气 O2 氮气 N2 稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡) 主要性质 无色无味的气体,不易无色无味、难溶于水的无色无味的气体,溶于水能支持燃烧、供气体;性质稳定(化学难溶于水,性质极呼吸。 性质很不活泼) 稳定(惰性) 用途 富氧用于炼钢、潜水、制硝酸、化肥、作保护保护气、电光源、登山、宇宙飞行、急救、气、防腐、液氮冷冻麻激光技术、氙可用燃料燃烧、气焊、气割 醉、超导材料在液氮环于医疗中的麻醉境中显示超导性 剂
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4.保护空气
1)空气的成分一般是固定的,绿色植物的光合作吸收二氧化碳用释放出氧气,自然界的各种变化相互补偿使空气中的各种成分几乎不变。 2)空气污染
空气污染的危害:损害健康、影响作物生长、破坏生态平衡、全球气候变暖、臭氧层破坏、形成酸雨、光化学烟雾。 3)空气污染物
烟尘(矿物燃料的燃烧、地面扬尘、沙尘暴、焚烧秸杆等) 有害气体:二氧化硫(SO2)(燃烧含硫的煤、化工厂排放的废气) 二氧化氮(NO2)(矿物燃料的燃烧、化工厂排放的废气、汽车排放的尾气) 一氧化碳(CO)(矿物燃料的不完全燃烧、汽车排放的尾气) 臭氧(O3)(低空臭氧是一种气体污染物,主要由汽车排放的碳氢化合物和氮氧化物在太阳光下产生的) 4)改善空气质量的措施:
煤脱硫处理、使用清洁能源、植树造林种草(退耕还林还草、退耕还湖)、工厂产生的废气经处理达标排放、在汽车尾气系统安装催化转化装置等。 二、氧气(O2)
1.氧气的物理性质:
氧气是无色无气味的气体,密度比空气略大,不易溶于水。液态氧(淡蓝色),固态氧(雪花状淡蓝色) 收集氧气的方法:
氧气不易溶于水, 可用 排水法 收集氧气;
氧气的密度比空气大,可用 向上排空气法 收集氧气。 ★2.氧气的化学性质 (1)氧气能供呼吸 (2)氧气能支持燃烧 在空气中点点燃后伸入氧化学方程式及反应类型 燃 气中 带火星 带火星的木条 的木条 复燃 发红光、放热、 发白光、放热、 木炭 产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊 产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊 产生明亮的蓝紫色火焰、放热、 并生成有刺激性气味的气体 碳+氧气——→二氧化碳 点燃 C + O2 ====== CO2 点燃 硫+氧气——→二氧化硫 点燃 S + O2 ===== SO2 点燃 硫 产生微弱的淡蓝色的火焰、放热并生成有刺激性气味的气体 不燃烧 黄色火焰、放铁 磷
剧烈燃烧,火星四 点燃 射、放出大量的铁+氧气——→四氧化三铁 点燃 热、生成黑色固体 3Fe + 2O2 ===== Fe3O4 燃烧更剧烈、黄色 点燃 4
热、白烟 火焰、放热、白烟 磷+氧气——→五氧化二磷 点燃 4P + 5O2 ===== 2P2O5 发出耀眼的白光、 点燃 放出大量的热、生镁 + 氧气——→氧化镁 成白色固体。 点燃 2Mg + O2 ======2MgO 镁 不燃烧 物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关。 ※ 硫在氧气中燃烧,集气瓶中应放少量的水或氢氧化钠溶液,吸收生成的二氧化硫防止其污染空气。
※ 铁在氧气中燃烧,集气瓶中应放少量的水或放少量的沙,防止高温熔融物落下炸裂瓶底。
※ 石蜡燃烧的文字表达式是:石蜡 + 氧气 ——→ 水 +二氧化碳 (氧化反应) 氧气具有氧化性。是常用的氧化剂。 3.氧气的制法 1)工业制法
方法1:分离液态空气
氮气
减压蒸馏 加压降温
空气 液态空气
液氧
液态氧贮存于蓝色钢瓶中。
利用液态空气中各种气体的沸点不同,经过减压升温,沸点低的先气化,沸点高的后气化,将混合物中各种成分分离出来,这一过程为液态空气的蒸馏。是物理变化。
★2)氧气的实验室制法 药品 装置图 反应原理 二氧化锰 过氧化氢 水 + 氧气 Mn O2 2 H2O2 ======= 2 H2O + O2↑ 过氧化氢溶液 (过氧化氢溶液是无色液体,二氧化锰是黑色固体) 氯酸钾 (氯酸钾是白色的固体、二氧化锰是黑色固体) 二氧化锰 氯酸钾 氯化钾 + 氧气 加热 Mn O2 2KClO3 ========= 2KCl + 3O2↑ △
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