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第一节化学给我们带来什么
知识导学
化学和生活的联系非常密切。生活中的常见现象,可以从化学的角度进行解读。
水、钢铁、空气、煤炭、石油和天然气等,都是我们生活中主要的资源。资源的有限性决定我们必须节约资源、保护资源。钢铁的腐蚀,水源、大气的污染、矿石资源的过度开采,使得人类面临严峻的环境危机、资源匮乏等严重问题。如何合理开发和利用资源,是人类面临的一个重要课题。环境的污染也给人类的生存带来灾难性后果。
“科学技术是第一生产力。”化学与前沿科学密不可分。
第二节化学研究些什么
知识导学
物理性质是从物质的密度、熔点、沸点、硬度等角度描述物质的基本性质;而化学性质则从物质生成新物质的过程中所表现出来的性质中描述物质的基本性质的。而物理变化和化学变化的根本区别在于变化前后的物质是否是同一物质,即变化过程是否有新物质的生成。
自然界中所有物质都是由多种元素组成的。有些物质只由一种元素组成,有些物质不同但组成元素却相同,多数物质是由两种或两种以上元素组成的。
如果我们只把煤炭、石油和天然气作为燃料使用,会使得有限的宝贵的石油资源白白浪费掉,因为经过石油化工,煤炭、石油能够综合利用,制造与合成出价值更高的化工产品。能够更有效利用煤炭、石油和天然气资源。
第二章我们身边的物质
第一节由多种物质组成的空气
知识导学
本实验的原理是在一定量的空气中,利用过量红磷的燃烧完全消耗其中的氧气而又不产生其他气体,导致压强减小,减小的体积即为空气中氧气的体积,即上升水的体积就是氧气的体积。
本实验成功的关键:①装置不漏气。因为若装置漏气,虽然装置内气体压强减小,但是从外界又进入一些气体,并不能使压强减小很明显,因而水并不能上升到集气瓶中。
②燃烧匙里要放入过量的红磷,目的是使红磷燃烧,尽可能消耗尽钟罩内的氧气。
③应该到温度冷却到室温时才可以观察,因为如果温度较高时,虽然气体减少,但是压强并不能减少很明显,因而也不能上升到集气瓶体积的1/5。
红磷燃烧时生成无氧化二磷固体小颗粒,因此描述为白烟。烟指的是固体小颗粒。
空气的主要成分是氮气和氧气。
该数值是体积分数,不是质量分数。
空气中各成分体积分数一般是比较固定的。
物质可以分为纯净物和混合物。
纯净物可以用化学式来表示,绝对纯净的物质是没有的,纯净物是相对而言的。
 混合物中各成分保持各自的性质。
根据氮气的性质得知其用途广泛,有:
***和化肥的重要原料;
,如焊接金属时常用氮气作保护气,灯泡中充氮气以延长使用寿命,食品包装里充氮气用来防腐;
;
。
稀有气体的用途有:
,如焊接金属是用稀有气体来隔绝空气,灯泡中充入稀有气以使灯泡经久耐用。
,稀有气体在通电时发出不同的光。灯管里充入氩气,通电时发出蓝紫色光;充入氦气发出粉红色光;充入氦气发出红光。
。
。
。
当进入大气中的某些有害成分的量超过了大气的自净能力,就会对人类和生物产生不良的影响,这就是大气污染。利用压强差,使水进入,测出氧气的体积,或利用压强差,使密闭系统的活塞移动,根据活塞移动的体积测出氧气的体积。
 
第二节性质活泼的氧气
知识导学
学****氧气时注意
由于氧气的密度比空气大,所以氧气在收集时可用向上排空气法;又由于氧气不易溶于水,所以氧气可用排水法收集。
水中的生物是依靠溶解在水中的氧气生存的。
氧气在气态时是无色的,在固态和液态时是淡蓝色。
重点会描述木炭、硫、铝、磷、铁等在氧气中燃烧的实验现象,知道做实验时的注意事项,并会写有关反应的文字表达式。描述物质在氧气中燃烧的现象时,一般从四方面来描述:
①物质原来的颜色;
②对产生的光(火焰或火星)加以描述;
③放出热量;
④对生成物加以描述。
夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中,如果很早伸入集气瓶的底部,集气瓶中的氧气被热的气体赶出来,木炭燃烧会不旺。
硫的用量不能过多,防止对空气造成污染,实验时应在通风橱中进行。
光一般指固体燃烧产生的现象,如镁条燃烧、木炭燃烧等只产生光,不产生火焰;火焰是指气体燃烧或达到沸点的固体或液体的蒸气燃烧产生的现象,如硫、酒精、气体燃烧等产生的现象。
无氧化二磷是固体,现象应描述为产生白烟。烟是指固体小颗粒,雾是指液体小液滴。
铝在空气中不燃烧,在氧气中燃烧时,把铝箔的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。
为了防止生成物把集气瓶炸裂,在集气瓶底部先放一些沙子,放少量凉水。
细铁丝绕成螺旋状;铁丝一端系一根火柴;集气瓶内预先装少量水或铺一层细砂。
蜡烛燃烧时盛氧气的集气瓶要干燥,可观察到水雾。
缓慢氧化是指进行很缓慢的氧化反应,也要放出热量。如果放出的热量使温度达到可燃物的着火点,就可以引起自发燃烧,也就是自燃。缓慢氧化也可以向剧烈氧化反应转化。
供给呼吸主要用于:医疗、登山、潜水、宇航。
支持燃烧主要用于氧炔焰用于焊接和切割,炼钢,作火箭助燃剂。
植物的光合作用吸收二氧化碳,放出氧气。
工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离出氧气。
在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
重点掌握氧气的实验室制法的反应原理和仪器装置,能够按照操作步骤制取氧气。
二氧化锰作催化剂,是反应条件之一,故写在箭头的上方。
学****催化剂时注意:
①能改变其他物质的化学反应速率,这里的“改变”包括加快或减慢两种含义。
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变,但是物理性质可能改变。
③催化剂是针对具体的反应而言的,如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时,能够起催化作用,是催化剂;但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。
④在某个化学反应中,可以选择不同的物质作为催化剂。如利用过氧化氢分解制取氧气时,既可以选择二氧化锰作为催化剂,也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。
⑤催化剂并不能增加产物的质量
⑥催化剂可简单地理解为“一变二不变”。一变是指能改变其他物质的化学反应速率,这里的“改变”包括加快或减慢两种含义;二不变是指本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变,但是物理性质可能改变。
实验时要注意:
长颈漏斗下端管口要插入液面以下;导气管伸入锥形瓶内不要太长,只要露出橡皮塞少许即可;加药品时先加固体药品再加液体药品。
收集装置的选择主要依据生成物的性质,如密度是否比空气大,是否溶于水等。
①排水集气法:适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净;当有大气泡从集气瓶口边缘冒出时,表明气体已收集满。
②向上排空气法:适用于相同状况下,密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气尽快地排尽。同时应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片,以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥,但纯度较差,需要验满。
③向下排空气法:适用于相同状况下,密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥,但纯度较差,需要验满。
利用高锰酸钾制氧气时注意问题:
①试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气,再冷凝成水珠倒流回试管底部,使试管炸裂。
②导气管伸入试管内不要太长,只要露出橡皮塞少许即可,这样便于气体导出。
③药品不能聚集在试管底部,应平铺在试管底部,使之均匀受热。
④铁夹应夹在距离试管口约1/3处。
⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热。加热时先进行预热,即先将酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准药品部位加热。
⑥用排水法收集氧气时,导管口有气泡冒出时,不宜立即收集。因为刚开始排出的是空气,当气泡均匀连续地冒出时,才能收集。
⑦加热高锰酸钾制取氧气时,不要忘掉在试管口处放上一团松软的棉花,以免高锰酸钾小颗粒进入导气管,堵塞导气管。
⑧实验开始前,不要忘记检查装置的气密性。
⑨实验结束时,先把导气管从水槽中取出,再移走酒精灯,防止水倒流入试管底部炸裂试管。
⑩收集满氧气的集气瓶要盖好玻璃片,正放在桌子上(因为氧气的密度比空气大)。
第三节奇妙的二氧化碳
知识导学
在学****这节课之前,需要复****氧气的实验室制法和性质。
减少大气中二氧化碳增多的措施:
①改善燃料的结构:减少使用化石燃料,更多使用清洁能源。如太阳能、核能、风能、潮汐能。
②增强大自然的自净能力,如大力植树造林,禁止乱砍滥伐森林等。
其密度通过倾倒二氧化碳熄灭蜡烛的实验来认识,其溶解性结合课本小实验和制汽水等生活实例理解。
干冰不是冰,而是固态二氧化碳。
不支持燃烧是相对的,指它不支持非还原性物质燃烧,却能支持一些还原性很强的(如活泼金属镁)物质燃烧。
把二氧化碳通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液变成红色,不是二氧化碳的作用,而是生成的碳酸的作用。这地方比较容易出错。
碳酸不稳定容易分解。
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊可用来检验二氧化碳的存在。
二氧化碳能参与光合作用,是自然界中消耗二氧化碳的主要方式。
药品的选用要注意:
(1)不能选用浓盐酸,因浓盐酸挥发性太强,能挥发出大量的***化氢气体,使制得的二氧化碳不纯。
(2)不能选用硫酸,因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀包在碳酸钙的表面,会阻止反应继续进行。
(3)不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石,因为它们易溶于水,反应速率大,难以收集。
确定气体发生装置应考虑的因素是反应物的状态和反应条件。据此,气体发生装置可分为以下两种类型:
一类是:固体与固体需加热制取气体的发生装置。如用高锰酸钾加热制氧气,需要的仪器有:大试管、酒精灯、铁架台、带导管的单孔塞等。
另一类是:固体与液体不需要加热制取气体的发生装置。如用过氧化氢和二氧化锰制氧气,需要的仪器可以是:大试管、铁架台、带导管的单孔塞。也可以用下列仪器:锥形瓶、长颈漏斗、带导管的双孔塞。
用排空气法收集气体时还应注意三点:
第一,所收集气体若有毒性,能用排水法就不要用排空气法,以防污染空气。
第二,导管必须伸到集气瓶底部,这样才能把集气瓶内的气体充分排净。
第三,如果不知道所收集气体的密度,可计算其相对分子质量,再与空气的平均相对分子质量29比较,比29大的密度就比空气的大,比29小的密度就比空气的小。
二氧化碳的检验与验满方法不同。检验是验证这种气体是否是二氧化碳,需通入澄清的石灰水中,看是否变浑浊。而验满是将燃着的木条伸到集气瓶口,若木条熄灭,证明已收集满;否则,未满。
制取气体时,一般要先检查装置气密性;装药品时,一般先装固体药品,再装液体药品。
氧化钙俗称生石灰。
化合反应和分解反应都属于化学反应,而且属于基本反应类型。
化合反应要求多变一,分解反应要求一变多。
第四节自然界中的水
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自然界中存在的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多可溶性和不溶性杂质。
在压强为101千帕时,加热到100℃水就烧开了。冬天,到了0℃就要结冰。冰浮在水面上。
正极得氧,负极得氢。若将图中正、负极反接,左边试管得氧,右边试管得氢。
实验技巧:
水的导电能力较弱,反应较慢。电解水时在水里加入少量的硫酸或氢氧化钠溶液,能增强水的导电性。
水的电解需要通直流电,干电池就是一种直流电源。
氢气的体积是氧气体积的2倍,但质量却是氧气的1/8。
氧气的检验是利用带火星的木条,即利用氧气的助燃性;氢气的检验是利用氢气的可燃性。
水在通电的情况下,分解可以得到氢气和氧气。由于氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成。所以得出水是由氢元素和氧元素组成的,而且知道物质是可以再分的。
氢气是最轻的气体,氢意即“轻”。因此氢气可以用来填充气球,气球可以高高飘扬。
一切可燃性气体或可燃性粉尘与空气或氧气充分混合后,遇明火均可能发生爆炸。各物质都有一定的爆炸极限(能引起爆炸的浓度范围)。氢气的爆炸极限是4%~%。
对于任何可燃性气体,燃烧之前都需要检验纯度。
用向下排空气法收集氢气进行二次验纯时,必须用拇指堵住试管口待一会儿,防止残留在试管内的氢气火焰引爆不纯的氢气。