现象 联系 发热、发光 发热、发光 只放热、不发光 发热、发光 都是氧化反应,都有热量放出,只是反应的剧烈程度不同。 六.一氧化碳的性质
1.物理性质:无色,无味,难溶于水,密度比空气略小。 2.化学性质:
(1)可燃性:2CO+O2点燃 2CO2 燃烧时,有淡蓝色火焰,常用作燃料。
(2)还原性:3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2;CO+CuO加热Cu+CO2常用于冶炼金属
(3)毒性:CO和人体血红蛋白的结合能力比氧气与血红蛋白的结合能力强200—300倍。而解离速度比氧气缓慢约3600倍。人吸入CO,后,血液就失去了输氧能力,导致CO中毒。吸入较多会缺氧而窒息死亡。
所以应注意:①点燃CO前,要检验CO的纯度,以防CO中混有空气、氧气,而发生爆炸。②冬天用煤炉取暖时,要保持良好的的通风和有效的排气通道,以确保安全。③在作有关CO的试验时,要做好尾气处理(如用酒精灯火焰燃掉),以防污染环境。
(3)制法:①C+H2O高温CO+H2 ②C+CO2高温2CO 七.化石燃料
1.化石燃料是由古代动植物埋在地层下,经过漫长的、一系列非常复杂的变化而逐渐形成的混合物。三大化石燃料的比较:
所含元素 主要 次要 煤 C H、N、S、O、Si等 复杂有机物和无机物的混合物 CO2 石油 C、H S、O、N等 多种有机物的混合物 CO2、H2O 天燃气 C、H O、S、N等 主要成分是甲烷(CH4)。混合物 CO2、H2O 所含物质 及所属类别 燃烧 产物 主要 2.化石燃料的综合利用 工业 美称 加工及加工后的产物 煤 液化 气化煤 燃料气 (含CO、CH4、H2等) 燃料油 主要发生了物理变化 ①用做燃料;②可制成各种化工产品。如:塑石油 煤 工业的粮食 焦化 煤 焦炭 煤焦油 焦炉气 分馏 汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青等 石油 工业血液 加工实质 主要发生了化学变化 加工后产①焦炭用于金属冶炼;②做燃料;③煤焦油
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品的用途 等可制成各种化工产品。如:塑料、染料、医药、炸药、农药、化肥、涂料等。 3.燃料燃烧对环境的影响 (1).化石燃料的燃烧对空气的污染
料、合成纤维、合成橡胶、医药、炸药、农药、洗涤剂、染料等。 化石燃料燃烧后会生成SO2、NO2等污染物;燃料燃烧不充分,生成有毒的CO和粉尘等;汽车尾气污染。(①改进发动机,使燃料充分燃烧;②使用催化净化装置,使有害气体转化为无害气体;③使用无铅汽油,禁止含铅物质排放)。 (2)酸雨
①形成原因:煤等化石燃料里含有S、N等元素,燃烧后会生成SO2、NO2等污染物,溶于降水生成H2SO4、H2SO3、HNO3形成酸雨。
②酸雨的危害:①侵蚀植株,毁坏庄稼;②腐蚀大理石、石灰石等建筑(CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑);
③腐蚀金属,加快金属锈蚀。(Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑,此反应也用于实验室制H2)
③减少酸雨危害的措施:①减少煤、石油等化石燃料的使用,开发新能源;②对化石燃料进行生加工,或脱硫后再燃烧;③燃烧后的尾气净化后再排放。 八.二氧化碳与温室效应
1.大气中二氧化碳的来源和消耗:
(1)二氧化碳的主要来源:煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;动植物的呼吸作用 (2)二氧化碳的消耗途径:植物的光合作用。 2.二氧化碳与温室效应
(1)导致温室效应的气体:主要是二氧化碳,其它还有甲烷等
(2)温室效应的危害:
①导致全球气候变暖;②极地等冰川融化,使海平面上升;③土地沙漠化,农业减产等 (3)如何防止温室效应:
①减少煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧;②更多使用太阳能、风能、地热能、氢能等清洁能源;③大量植树造林,严禁乱砍滥伐。 九.二氧化碳的制取
1.二氧化碳的工业制法:
(1)原理:高温煅烧石灰石 CaCO3高温 CaO + CO2↑ (2)主要产品:生石灰(CaO) CaO + H2O==Ca(OH)2 (熟Ca(OH)2)
(3)副产品:CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O 注意:CaCO3
①高温
石灰、消石灰:
→CaO
②H2O
→Ca(OH)2
③CO2
→CaCO3
2.二氧化碳实验室制法:
(1)药品:石灰石(或大理石)和稀盐酸 (2)原理:CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ (3)实验装置:
(1)发生装置:同实验室用双氧水在二氧化锰催化作用下制取氧气的装置相同。(固液不加热型) (2)收集方法:向上排空气法收集(因为CO2密度比空气大,又由于CO2溶于水,所以不能用排水法收集)。 (4)验满的方法:将燃着的木条靠近集气瓶口,如果木条的火焰熄灭,则证明已集满CO2。 (5)检验的方法:将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,则该气体是CO2。
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(6)有关药品选择
①不用碳酸钠(NaCO3)的原因:反应太快;
②不用稀硫酸的原因:反应生成的硫酸钙微溶于水,会形成沉淀,覆盖在大理石(或石灰石)表面,阻碍反应进一步进行。但是,用大理石(或石灰石)与稀硫酸反应,能制取到二氧化碳。 ③不用浓盐酸的原因:因为浓盐酸易挥发,生成的二氧化碳气体中含有HCl气体而不纯。 十.二氧化碳的性质
1.物理性质:通常状态下,二氧化碳无色无味的气体,密度比空气大,能溶于水,固体CO2俗称干冰。 2.化学性质:
(1)不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸,无毒。 (2)CO2能与水反应生成碳酸:H2O + CO2=H2CO3
H2CO3不稳定易分解生成水和二氧化碳:H2CO3 = H2O + CO2 ↑
因此,把CO2通入到滴有紫色的石蕊试液的水中,溶液由紫色变为红色。加热,会有大量的气泡产生,溶液又由红色变为紫色。
注意:CO2不能使紫色石蕊试液变色,实验中,是CO2水化合生成的H2CO3使紫色石蕊试液变为了红色。 (3)CO2能使澄清的石灰水变浑浊:CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O
此反应原理的应用: a.检验CO2
b.敞口放置的澄清石灰水,表面有一层白膜,或盛装成清石灰水的试剂瓶壁,有一层白色固体物质: 原因是澄清的石灰水中的Ca(OH)2与空气中的CO2反应生成了不溶性固体CaCO3。 c.用石灰浆粉墙,墙壁变得十分坚硬:
原因是石灰浆中的Ca(OH)2与空气中的CO2反应在墙壁表面覆盖了一层坚硬的CaCO3。 d.把鸡蛋在澄清的石灰水中浸泡后,晾干,可以使鸡蛋保鲜:
澄清的石灰水中的Ca(OH)2与鸡蛋呼吸作用生成的CO2反应,生成了一层坚硬的CaCO3,堵塞了蛋壳上的气孔,使鸡蛋与空气隔绝而不变质。
注意:NaOH与Ca(OH)2有相似的化学性质:CO2 + 2NaOH= Na2CO3 + H2O(无明显现象)
此反应原理的应用:
①氢氧化钠固体或溶液暴露在空气中会变质:原因是NaOH吸收了空气中的CO2。 ②除去气体中的CO2。例如,除去氢气中的二氧化碳:
其中:a的作用是检验混合气体中是否混有CO2。b的作用是用NaOH溶液除去H2中的CO2。c的作用是检验CO2是否除净。
(4)CO2能与H2O和CaCO3反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2 ] CO2 + H2O + CaCO3 == Ca(HCO3)2 此反应原理的应用:
a.向澄清的石灰水中通入二氧化碳,澄清的石灰水先变浑浊,如果继续通入二氧化碳,石灰水又会由混浊变得澄清;
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b.在自然界中,该反应,能使使石灰石溶解,形成溶洞。水中的Ca(HCO3)2 在受热或压强降低时,又会分解生成CaCO3而沉积,形成钟乳石。Ca(HCO3)2 == CaCO3+ H2O + CO2 ↑
(5)CO2在高温时,能与C单质反应生成CO:C+CO2高温2CO 应用:高炉炼铁,通过该反应,获得用于还原铁矿石的CO 十一.二氧化碳的用途
1.用于灭火。(镁带着火不能用二氧化碳来扑灭:2Mg+CO2点燃C+2MgO) 2.干冰用作制冷剂,用于人工降雨,制造舞台云雾效果等。
3.制碳汽水等酸饮料。二氧化碳从人体排出,可带走体内的热量,起到降低体温的作用。4.可用作温室的气体肥料:二氧化碳是植物光合作用的原料。 5.重要的化工原料,用于制纯碱(Na2CO3)、尿素等。
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第七单元 常见的酸和碱
第一节 生活中的酸和碱 一.溶液酸碱性
1.酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物。H2SO4=2 H++SO42-;HCl= H++Cl-;HNO3= H++NO3-。一般命名为“某酸”
2.碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。NaOH=Na++OH-; Ca(OH)2=Ca2++2OH-。一般命名为“氢氧化某”。
3.酸性溶液:含有大量的氢离子(H+)的溶液,有酸味。如食醋、柠檬汁、西红柿等
4.碱性溶液:含有大量的氢氧根离子(OH-)的溶液,有滑腻感和涩味。如肥皂、洗衣粉等洗涤剂 5.中性溶液:〔H+〕浓度和〔OH-〕浓度相等(都为10-7),溶液既不显酸性也不显碱性。如食盐氯化钠溶液,蔗糖溶液等 【知识解读】
(1)酸:①电离出的阳离子只有H+,电离出的阴离子叫做酸根,氯离子(Cl-)又叫盐酸根;②酸是由H+和酸根阴离子构成的;③酸一般命名为“xx酸”:H2SO4----硫酸;HCl----盐酸;HNO3---硝酸。
(2)碱:①电离出的阴离子只有OH-,叫做氢氧根离子;②碱是由金属阳离子和OH-离子构成的;③碱一般命名为“氢氧化x” 。NaOH----氢氧化钠;Ca(OH)2----氢氧化钙;Cu(OH)2---氢氧化铜。
(3)酸(碱)的溶液,一定显酸(碱)性;但是,显酸(碱)性的溶液不一定是酸(碱)的溶液。如纯碱碳酸氢钠的溶液显碱性,但是纯碱不是碱而是盐。
(4)酸性溶液中,也含有OH-;碱性溶液中,也含有H+。因为:水自身也能发生微弱的电离:H2O H++ OH-,电离出的H+与OH-浓度之积:〔H+〕·〔OH-〕=10-14。由于水自身电离的关系,任何物质的水溶液中,H+与OH-浓度之积都保持10-14不变,即H+与OH-浓度成反比。如:硫酸溶于水要电离出氢离子:H2SO4=2 H++SO42-,破坏了水的自身电离平衡-----使溶液中〔H+〕浓度增加,则溶液中〔OH-〕浓度就要减少,从而保证〔H+〕浓度和〔OH-〕浓度之积始终保持为10-14。所以,
①酸性溶液中,含有大量的氢离子(H+):〔H+〕浓度高,〔OH-〕浓度低; ②碱性溶液中,含有大量的氢氧离子(OH-):〔OH-〕浓度高,〔H+〕浓度低。
③当溶液中,〔H+〕浓度和〔OH-〕浓度相等(都为10-7)时,溶液既不显酸性也不显碱性,为中性。
二.溶液酸碱性的检验
1.尝味道:有酸味的溶液显酸性;有滑腻感和涩味的溶液显碱性。 注意:只能用于鉴别生活中的可食用的物质, 2.酸碱指示剂
(1)酸碱指示剂:能检验溶液酸碱性的试液。常用的酸碱指示剂有石蕊和酚酞。
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