有哪些是矿物资源?那些矿物资源可以再生,哪些不可以再生?
目前我国已发现矿种171个。可分为能源矿产(如煤、石油、地热)、金属矿产(如铁、锰、铜)、非金属矿产(如金刚石、石灰岩、粘土)和水气矿产(如地下水、矿泉水、二氧化碳气)四大类。
再生资源包括两种:可再生资源和不可再生资源 人类开发利用后,在相当长的时间内,不可能再生的自然资源叫不可再生资源。主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭 、煤 、石油天然气、金属矿产 有色金属
、非金属矿产等。这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成非常缓慢,与其它资源相比,再生速度很慢,或几乎不能再生。人类对不可再生资源的开发和利用,只会消耗,而不可能保持其原有储量或再生。其中,一些资源可重新利用,如金、银、铜、铁、铅、锌等金属资源;另一些是不能重复利 用的资源,如煤、石油、天然气等化石燃料,当它们作为能源利用而被燃烧后,尽管能量可以由一种形式转换为另一种形式,但作为原有的物质形态已不复存在,其形式已发生变化。 通过天然作用或人工活动能再生更新,而为人类反复利用的自然资源叫可再生资源,又称为更新自然资源,如土壤、植物、动物、微生物和各种自然生物群落、森林、草原、水生生物等。 可再生自然资源在现阶段自然界的特定时空条件下,能持续再生更新、繁衍增长,保持或扩大其储量,依靠种源而再生。 一旦种源消失,该资源就不能再生,从而要求科学的合理利用和保护物种种源,才可能再生,才可能“取之不尽,用之不竭”。土壤属可再生资源,是因为土壤肥力可以通过人工措施和自然过程而不断更新。但土壤又有不可再生的一面,因为水土流失和土壤侵蚀可以比再生的土壤自然更新过程快得多,在一定时间和一定条件下也就成为不能再生的资源。 可再生能源泛指多种取之不竭的能源,严谨来说,是人类有生之年都不会耗尽的能源。可再生能源不包含现时有限的能源,如化石燃料和核能。 大部分的可再生能源其实都是太阳能的储存。可再生的意思并非提供十年的能源,而是百年甚至千年的。 随着能源危机的出现,人们开始发现可再生能源的重要性。
主要再生能源
太阳能
太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源利用方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能,化学能,水的势能等等。 利用太阳能的方法主要有:通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能 使用太阳能热水器,利用太阳光的热量加热水 ,并利用热水发电 利用太阳能进行海水淡化。
地热能
地热能是由地壳抽取的天然热能,这种能量来自地球内部的熔岩,并以热力形式存在,是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度,而在 80至100公哩的深度处,温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1 至5公哩的地壳,热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热,这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法,就是直接取用这些热源,并抽取其能量。
水能
磨坊就是采用水力的好例子。而水力发电更是现代的重要能源,尤其是中国等满是河流的国家。此外,中国有很长的海岸线,也很适合用来作潮汐发电。
风能
风能资源(Wind Energy Resources)因风力 做功而提供给人类的一种可利用的能量。风具有的动能称风能。风速越高,动能越大。
生物质能
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。 依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
从矿物的分类及矿物成分来看,矿物分成单质和化合物两种。单质是由一种元素组成的矿物,如金刚石成分是碳,自然金成分是Au。化合物则是由阴阳离子组成的,根据阴离子成分不同分为若干类: 化合物类型 阴离子成分 硫化物 S-2 氧化物 O-2 氢氧化物 (OH)-1 卤化物 F-1、Cl-1、Br-1、I-1 碳酸盐 [CO3]-2 硫酸盐 [SO4]-2 硝酸盐 [NO3]-1 铬酸盐 [CrO4]-2 钨、钼酸盐 [WO4]-2 、[MoO4]-2 磷、砷、钒酸盐 [PO4]-3 、[AsO4]-3、[VO4]-3 硅酸盐 [SiO4]-4 硼酸盐 [BO3]-3 亚硒、亚碲酸盐 [SeO3]-2、[TeO3]-2 硒、碲酸盐 [SeO4]-2、[TeO4]-2 碘酸盐 [IO3]-2 氧、氢氧卤化物 [O2Cl2]-6 、[(OH)3Cl]-4 硫卤化物 S2Cl2 以上各类化合物加上单质矿物共十八类。这些矿物中硅酸盐矿物种数最多,占整个矿物种类的24%,占地壳总重量75%,硫卤化物最少,只有一种。 矿物分为下列大类:自然元素矿物、硫化物及其类似化合物矿物、卤化物矿物、氧化物及氢氧化物矿物、含氧盐矿物(包括硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、磷酸盐、砷酸盐、钒酸盐、硫酸盐、钨酸盐、钼酸盐、硝酸盐、铬酸盐矿物等)。 新矿物。世界上已知矿物约3000种。随著研究手段的改进,新矿物种的发现逐年增多。若以20年为一个计算单位,则新矿物的发现,1880~1899年为87种,1900~1919年为185种,1920~1939年为256种,1940~1959年为347种。80年代平均每年发现新矿物约 40~50种。中国从1958年发现香花石开始,至1989年已发现新矿物约70种。
将生物质加工成成型燃料是利用CFB锅炉燃烧生物质的重要方式。成型燃料代替原生物质燃料进行燃烧,可以减少大量的化学不完全燃烧热损失与排烟热损失。而且燃烧速度均匀适中,燃烧相对稳定。 在生物质压缩成型的过程中,一般都会加入一些添加剂(石灰石等)和其他辅助燃料(煤、污泥等)。这种方式充分发挥了生物质燃料易着火和其他辅助燃料燃烧稳定的优点,是当前生物质燃料进行燃烧利用的重点,各国学者的研究也大都集中于此。西方发达国家、泰国、印尼等国已投入使用,中国和土耳其等国也正在推广。
将秸秆、稻壳、木屑等农林废弃物经过粉碎后,其长度50mm以下,含水率控制在10~25%范围内,经上料输送机将物料送入进料口,通过主轴转动,带动压辊转动,并经过压辊的自转,物料被强制从模型孔中成块状挤出,压缩成截面尺寸为30-40毫米、长度10-100毫米一种可以直接燃烧的固体颗粒燃料,并从出料口落下,回凉后(含水率不能超过14%),装袋包装。
学习我们最主要的是掌握并熟悉基础内容,下面是我给大家带来的 九年级化学 上册第六章知识点 总结 ,希望能够帮助到大家!
九年级化学上册第六章知识点总结
第六单元 碳和碳的氧化物
课题1 金刚石、石墨和C60
一、碳的几种单质(金刚石、石墨、C60)
1、金刚石(C)是自然界中最硬的物质,无色透明,正八面体。可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头(体现了它的硬度大)等。
2、石墨(C)是最软的矿物之一,深灰色,具有金属光泽,细鳞片状的固体,有优良的导电性,润滑性。可用于制铅笔芯(体现了它深灰色、质软)、干电池的电极(体现了它的导电性)、电车的电刷(体现了它的导电性,润滑性、常温下化学性质稳定)、做固体润滑剂(体现它具有润滑性)等
金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是:碳原子的排列不同。
3、无定形碳:由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等.
活性炭、木炭具有强烈的吸附性(因为具有疏松多孔的结构),木炭可用于食品、工业产品中除去色素、异味等,活性炭可用于防毒面具中除去毒气、制糖业中脱色以制白糖焦炭用于冶铁,炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。
注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性质而不是化学性质
4、C60(也叫“ 足球 碳”):C60分子是由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同
1、常温下碳的化学性质比较稳定。因此古代用墨书画的字画保存时间很久仍不变色。
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C + O2 CO2
不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO:2C + O2 2CO
3、还原性:C + 2CuO 2Cu + CO2↑ (置换反应)
现象:黑色粉末逐渐变成光亮的红色,生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应。C具有还原性。
应用:冶金工业:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ C+CO2 2CO
课题2 二氧化碳制取的研究
一、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
①若反应物是固体,需加热,则制气体时用高锰酸钾制O2的发生装置。
②若反应物是固体与液体,不需加热,则制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集 方法 :气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水的气体用排水法收集。 CO只能用排水法(因为密度约等于空气,且有毒)
②密度比空气大(或相对分子质量>29)的气体用向上排空气法收集。 CO2只能用向上排空气法(因为能溶于水)
③密度比空气小(或相对分子质量<29)的气体用向下排空气法收集。
二、实验室制取二氧化碳的方法
1、药品:石灰石(或大理石)与稀盐酸
①不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用浓盐酸与CaCO3反应的原因:浓盐酸易挥发成HCl气体混入生成的CO2中。
③不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利收集。
注意:吸附性是活性炭、木炭的物理性质而不是化学性质
4、C60(也叫“足球碳”):C60分子是由60个碳原子构成的分子,形似足球,结构稳定。
二、.单质碳的化学性质:
单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同
1、常温下碳的化学性质比较稳定。因此古代用墨书画的字画保存时间很久仍不变色。
2、可燃性:
完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C + O2 CO2
不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO:2C + O2 2CO
3、还原性:C + 2CuO 2Cu + CO2↑ (置换反应)
现象:黑色粉末逐渐变成光亮的红色,生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
CuO在反应中失去氧元素,发生还原反应。C具有还原性。
应用:冶金工业:2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ C+CO2 2CO
课题2 二氧化碳制取的研究
一、实验室制取气体的思路:(原理、装置、检验)
(1)发生装置:由反应物状态及反应条件决定:
①若反应物是固体,需加热,则制气体时用高锰酸钾制O2的发生装置。
②若反应物是固体与液体,不需加热,则制气体时则用制CO2的发生装置。
(2)收集方法:气体的密度及溶解性决定:
①难溶于水的气体用排水法收集。 CO只能用排水法(因为密度约等于空气,且有毒)
②密度比空气大(或相对分子质量>29)的气体用向上排空气法收集。 CO2只能用向上排空气法(因为能溶于水)
③密度比空气小(或相对分子质量<29)的气体用向下排空气法收集。
二、实验室制取二氧化碳的方法
1、药品:石灰石(或大理石)与稀盐酸
①不能用H2SO4 与CaCO3反应的原因:生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在CaCO3表面,阻止反应的进行。
②不能用浓盐酸与CaCO3反应的原因:浓盐酸易挥发成HCl气体混入生成的CO2中。
③不能用HCl与Na2CO3反应的原因:Na2CO3易溶于水,与盐酸反应速率快,不利收集。
1、 二氧化碳对环境的影响:⑴过多排放引起温室效应。
①造成温室效应的原因:人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏
②减轻温室效应的 措施 :减少化石燃料的燃烧植树造林使用清洁能源
⑵由于二氧化碳不能供给呼吸但无毒,因此在人群密集的地方注意通风换气
二、一氧化碳
1、物理性质:无色,无味的气体,密度比空气略小,难溶于水
2、有毒:吸进肺里与血液中的血红蛋白结合,使人体缺少氧气而中毒。因此在冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。
3、化学性质:
1)可燃性:2CO+O2 2CO2(可燃性气体点燃前一定要检验纯度)发出蓝色火焰
H2和O2的燃烧火焰是:淡蓝色的火焰。
CO和O2的燃烧火焰是:蓝色的火焰。
CH4和O2的燃烧火焰是:明亮的蓝色火焰。
鉴别:H2、CO、CH4可燃性的气体:看燃烧产物(不可根据火焰颜色)
(水煤气:H2与CO 的混合气体。制法: C + H2O H2 ↑+ CO↑)
2)还原性: CO+CuO Cu+CO2 (还原反应) 应用:冶金工业
现象:黑色的氧化铜逐渐变成光亮的红色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
现象:红棕色粉末逐渐变成黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
H2、CO、C具有相似的化学性质:
A可燃性 C + O2 CO2 2CO+O2 2CO2 2H2 + O2 2H2O
B还原性 :H2 + CuO Cu + H2O CO+CuO Cu+CO2
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
除杂的方法:①除去CO中混入的CO2杂质:通入石灰水: CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ②除去CO2中混入的CO杂质: 通过灼热的氧化铜: CO+CuO Cu+CO2
4、一氧化碳与二氧化碳性质不同的根本原因是:1个二氧化碳分子比1个一氧化碳分子多1个氧原子
本章知识间的联系:
①C→CO :2C+O2 2CO C+CO2 2CO
②C→CO2 :C+O2 CO2 C+2CuO 2Cu+CO2↑
3C+Fe2O3 3CO2↑+2Fe
③CO→CO2 :2CO+O2 2CO2 CO+CuO Cu+CO2
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
④CO2→H2CO3: CO2+H2O ===H2CO3
⑤H2CO3 →CO2 :H2CO3 ===CO2↑+H2O
⑥CO2 →CaCO3 :CO2+Ca(OH)2 ===CaCO3↓+H2O
⑦CaCO3 →CO2 :CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑ CaCO3 CO2↑+CaO
第七单元 燃烧及其利用
课题1 燃烧和灭火
一、 燃烧
1、概念:可燃物与空气中氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。
2、条件:(1)可燃物(2)氧气(或空气)(3)温度达到着火点(三者缺一不可,否则不能燃烧)
如右图所示:A、薄铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧,说明了燃烧需要温度达到着火点
B、薄铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧,说明了燃烧需要氧气
白磷的着火点低,应贮存在装有水的试剂瓶中
3、 燃烧与缓慢氧化的比较:
相同点:都是氧化反应、都放热
不同点:前者发光、反应剧烈后者不发光、反应缓慢
二、灭火的原理和方法
1、燃烧的条件决定着灭火的原理,只要破坏燃烧的任何一个条件, 就可以达到灭火的目的
2、灭火的原理:(1)消除可燃物(2)隔绝氧气(或空气)(3)降温到着火点以下。
3、泡沫灭火器:扑灭木材、棉布等燃烧引起的失火。
干粉灭火器:扑灭一般的失火外,还可以扑灭电器、油、气等燃烧引起的失火。
液态二氧化碳灭火器:扑灭图书、档案、贵重设备、精密仪器等处的失火
4、泡沫灭火器的反应原理:利用碳酸钠与浓盐酸迅速反应产生大量的二氧化碳来灭火
化学反应方程式:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
一、 爆炸
概 念 发生条件 防范措施
燃 烧 可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应 可燃物与空气或氧气接触温度达到着火点 可燃物与其他物品隔离与空气隔离降低温度至着火点以下
爆 炸 可燃物在有限的空间内发生急剧燃烧,短时间内积聚大量的热,使气体体积迅速膨胀而引起爆炸 剧烈燃烧有限空间 严禁烟火
缓慢氧化 反应进行得很慢,甚至不易察觉的氧化反应 与空气或氧接触
① 爆炸可能是化学变化(如:火药爆炸)也可能是物理变化(如:车胎爆炸)
② 化学变化的爆炸:可燃物在有限空间内急速燃烧,放出的热使气体的体积迅速膨胀
③ 可燃性气体(氢气、一氧化碳、甲烷)或粉尘(面粉、煤粉)与空气或氧气混合,遇到明火可能会发生爆炸可燃性气体在点燃或加热前都要验纯,以防止发生爆炸。
④ 油库、面粉加工厂门口贴有“严禁烟火”的标志:空气中常混有可燃性气体或粉尘,接触到明火,就有发生爆炸的危险
⑤ 可燃物与氧气的接触面积越大,燃烧越剧烈
常见灭火的方法 ① 油锅着火,用锅盖盖灭
② 电器着火,先应切断电源
③ 煤气泄漏,先应关闭阀门,再轻轻打开门窗,切忌产生火花
④ 酒精在桌面上燃烧,用湿抹布扑盖
⑤ 扑灭森林火灾,将大火蔓延前的一片树木砍掉
其它 :A、生煤炉火时,需先引燃纸和木材,因为纸和木材的着火点比煤低,容易点燃
B、室内起火,如果打开门窗,会增加空气的流通,增加氧气的浓度,反应剧烈,燃烧更旺
C、用扇子扇煤炉火,虽然降低了温度,但没有降至着火点以下,反而增加了空气的流通,所以越扇越旺。用扇子扇蜡烛火焰,虽然增加了空气的流通,但却降低了温度至着火点以下,所以一扇就灭。
课题2 燃料和热量
一、化石燃料
① 包括煤、石油、天然气(都是混合物)
② 是古代生物遗骸经一系列复杂变化而形成的
③ 属于不可再生能源
④ 合理开采,综合利用,节约使用
1、煤
① 称为“工业的粮食”
② 组成:主要含碳元素,还含少量的氢、氮、氧、硫等元素
③ 将煤隔绝空气加热,发生化学变化,得到焦炭(冶炼金属)、煤焦油(化工原料)、煤气(主要含氢气、一氧化碳、甲烷),用作燃料煤气泄漏,会使人中毒,有可能发生爆炸)
④ 煤燃烧会产生SO2、NO2等,会形成酸雨
2、石油
① 称为“工业的血液”
② 从油井开采出来的石油叫原油,它不是产品
③ 组成:主要含碳、氢元素
④ 炼制原理:利用石油各成分的沸点不同,通过蒸馏使之分离(此分离过程是物理变化)
⑤ 石油各产品:汽油、煤油、柴油(作燃料)沥青(筑路)石蜡(作蜡烛)等
⑥ 石油不可以直接作燃料,会浪费资源
3、天然气
(1)、有石油的地方一般有天然气,主要成分是甲烷(CH4)
①甲烷的物理性质:无色、无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。
②甲烷的化学性质:可燃性: CH4+2O2 CO2+ 2H2O (发出蓝色火焰)
注意:(1)点燃甲烷前要检验纯度
(2)、检验某可燃物是否含碳、氢元素的方法:点燃,在可燃物上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明含有氢元素把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,变浑浊,说明生成了二氧化碳,证明含有碳元素。(如果某可燃物燃烧生成了二氧化碳和水,只能证明一定含碳、氢元素,可能含氧元素)。
(3)、鉴别氢气、一氧化碳、甲烷:检验燃烧的产物(导出点燃,在火焰上方分别罩一个冷而干燥的烧杯,看烧杯内壁是否出现水雾现象把烧杯迅速倒过来,立即注入澄清石灰水,看是否变浑浊。
4、沼气的主要成分是甲烷,把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。在农村,沼气可解决生活用燃料问题和改善环境卫生
5、可燃冰:埋藏于海底,可以燃烧,主要成分是甲烷水合物,储量是化石燃料总和的两倍将成为替代化石燃料的新能源,开采时如果甲烷气体大量泄漏于大气中,造成的温室效应将比二氧化碳更严重
6、西气东输:输的是天然气
7、在化石燃料中,天然气是比较清洁的燃料
二、化学变化中常伴随着能量的变化,能量的变化通常表现为热量的变化。
1、放出热量:如燃料燃烧放热(如化石燃料的燃烧)
C+O2 CO
2、吸收热量: CO 2+C 2CO
可以利用化学反应产生的能量做饭、取暖、发电、冶炼金属、发射火箭、开山炸石、拆除危旧建筑
三、使燃料充分燃烧注意两点:燃烧时要有足够多的空气,燃料与空气有足够大的接触面。燃料不充分燃烧的后果:产生的热量减少,浪费资源,产生大量的CO等物质污染空气
四、燃气泄漏报警器安装的位置应根据燃气的密度决定,如果燃气的密度比空气的大,则安装在墙壁下方,反之,则安装在上方。
课题3 使用燃料对环境的影响
一、 燃料燃烧对空气的影响
1、 煤的燃烧。煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。溶于水,当溶解在 雨水 中时,就形成了酸雨。
2、 酸雨的危害:破坏森林、腐蚀建筑物、使水体酸化影响水生生物的生长等
防止酸雨的措施:使用脱硫煤、使用清洁能源等
3、 汽车用燃料的燃烧。汽油和柴油作为多数汽车的燃料,它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物。
减少汽车尾气对空气污染的措施:改进发动机的燃烧方式,使燃料充分燃烧使用催化净化装置使用无铅汽油使用车用乙醇汽油汽车用压缩天然气(主要成分是甲烷)作燃料禁止没有达到环保标准的汽车上路
二、使用和开发新的燃料及能源
1、乙醇
① 属于绿色能源中的一种,属于可再生能源。
② 由高粱、玉米、薯类等经发酵、蒸馏而得,俗称酒精
③ 可燃性:C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O
④ 被用作酒精灯、火锅、内燃机的燃料。
⑤ 乙醇汽油是混合物,其优点:节省石油资源,减少汽车尾气的污染,促进农业生产
2、氢气
① 最清洁、最理想的燃料:A、原材料资源丰富,B、放热量多,C、产物无污染。
② 有可燃性 2H2 + O2 2 H2O
③ 有还原性H2+CuO Cu+ H2O 用于冶炼金属
④ 电解水可得到氢气2 H2O 2H2↑+ O2↑,但耗用电能
⑤不能广泛使用的原因:制取氢气成本太高且贮存困难
3、氢气的实验室制法
①药品:锌粒和稀硫酸(或稀盐酸)
②原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2↑
③收集方法:向下排空法(密度比空气小)、排水法(难溶于水)
4、正在推广或使用的新能源:太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
附:初中要求掌握的两种实验室制取气体的装置:
一、 固 + 固 气体 发生装置图:
制取氧气:反应原理:2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑
2KClO3 2KCl+3O2↑
二、固 + 液 气体 发生装置图:
①制取氧气: 反应原理:2H2O2 2H2O + O2↑
②制取二氧化碳:反应原理: CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑
③制取氢气: 反应原理:Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
石灰石主要成分碳酸钙(CaCO3)。石灰石可以直接加工成石料和烧制成生石灰。生石灰CaO吸潮或加水就成为熟石灰,熟石灰主要成分是Ca(OH)2,可以称之为氢氧化钙,熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏等,用作涂装材料和砖瓦粘合剂。
①色,味,态:无色无味气体(标准状况)
②熔点:-218.4℃(变为淡蓝色雪花状的固体) 沸点:-182.9℃(变为淡蓝色液体)
③密度:1.429克/升(气),1.419克/厘米3(液),1.426克/厘米3(固)
④水溶性:不易溶于水,标准情况下,1L水中可以溶解约30mL的氧气
⑤贮存:天蓝色钢瓶
2.化学性质:
总体来说,氧气的化学性质比较活泼。
用途:1.冶金工业 在炼钢过程中吹以高纯度氧气,氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应,这不但降低了钢的含碳量,还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度,因此,吹氧不但缩短了冶炼时间,同时提高了钢的质量。高炉炼铁时,提高鼓风中的氧浓度可以降焦比,提高产量。在有色金属冶炼中,采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。
2.化学工业 在生产合成氨时,氧气主要用于原料气的氧化,例如,重油的高温裂化,以及煤粉的气化等,以强化工艺过程,提高化肥产量。
3.国防工业 液氧是现代火箭最好的助燃剂,在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂,可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性,可制作液氧炸药。
4,医疗保健方面:供给呼吸:用于缺氧、低氧或无
氧环境,例如:潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。
此外氧气在金属切割及焊接等方面也有着广泛的用途。
化学式:O2
稀有气体:稀有气体元素指氦、氖、氩、氪、氙、氡以及不久前发现的Uuo7种元素
物理性质:空气中约含1%(体积百分)稀有气体,其中绝大部分是氩。稀有气体都是无色、无臭、无味的,微溶于水,溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的,它们的熔点和沸点都很低,随着原子量的增加,熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。
化学性质:稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6(氦为 1s2),是最稳定的结构,因此,在通常条件下不与其他元素作用,长期以来被认为是化学性质极不活泼,不能形成化合物的惰性元素。除氦以外,稀有气体原子的最外电子层都是由充满的ns和np轨道组成的,它们都具有稳定的8电子构型。稀有气体的电子亲合势都接近于零,与其它元素相比较,它们都有很高的电离势。因此,稀有气体原子在一般条件下不容易得到或失去电子而形成化学键。表现出化学性质很不活泼,不仅很难与其它元素化合,而且自身也是以单原子分子的形式存在,原子之间仅存在着微弱的范德华力(主要是色散力)。直到1962年,英国化学家N.巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用,制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6],以后又陆续合成了其他惰性气体化合物,并将它的名称改为稀有气体。空气是制取稀有气体的主要原料,通过液态空气分级蒸馏,可得稀有气体混合物,再用活性炭低温选择吸附法,就可以将稀有气体分离开来。
用途:稀有气体被电流击穿,会发出彩色荧光,因此可做彩灯。
利用稀有气体极不活动的化学性质,有的生产部门常用它们来作保护气。
俗名:无
化学式:He,Ne,Ar,Kr,Xe,Rn
氢气:物理性质:
氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在101千帕压强下,温度-252.87℃时,氢气可转变成无色的液体;-259.1℃时,变成雪状固体。常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。
化学性质:在常温下,氢气的化学性质是稳定的。在点燃或加热的条件下,氢气很容易和多种物质发生化学反应。纯净的氢气在点燃时,可安静燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量,有水生成。若在火焰上罩一干冷的烧杯,可以烧杯壁上见到水珠。
用途:氢气的用途之一
氢气的用途是由氢气的性质决定的。例如,氢气密度是所有气体中最小的,可将氢气充入探空气球。氢气跟氧气反应时放出大量的热,氢氧焰可达3000℃的高温,用于焊接或切割金属;做高能燃料。利用氢气的还原性,可以冶炼重要的金属。
氢气的用途之二
氢气可充气球或气艇,用做双氢内冷发电机中导热材料,冶炼有色金属和高纯锗、硅,合成氨、盐酸,石油加氢,制硬化油,高效能燃料,氢氧焰。
氢气的用途之三
氢气是最轻的气体,最常见的用途是充填氢气球和氢气飞艇。其实氢气是重要的化工原料。如:氢气和氮气在高温、高压、催化剂存在下可直接合成氨气,目前,全世界生产的氢气约有2/3用于合成氨工业。在石油工业上许多工艺过程需用氢气,如加氢裂化,加氢精制、加氢脱硫、催化加氢等。氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,用水吸收得到重要的化工原料枣盐酸。氢气在氧气中燃烧的火焰枣氢氧焰可达3000℃高温,可用于熔融和切割金属。氢气和一氧化碳的合成气,净化后经加压和催化可以合成甲醇。在食品工业上,氢气用于动植物油脂的硬化,制人造奶油和脆化奶油等。在冶金工业中,利用氢气的还原性提炼贵重金属。氢气还可以提供防止氧化的还原气氛。随着新技术的发展,氢气的应用将更为广泛和重要。氢气是最理想的无污染燃料,液氢还有希望成为动力火箭的推进剂。
俗称:轻气
化学式:H2
二氧化碳:物理性质:
【相对分子量或原子量】44.01
【密度】1.977g/L(相对密度1.53(以空气的平均密度(1.29g/L)为基准)
【熔点(℃)】-56.6(5270帕)
【沸点(℃)】-78.48(升华)
【性状】
无色无味气体。
【溶解情况】
溶于水(体积比1:1),部分生成碳酸。
化学性质:
【用途】二氧化碳是酸性氧化物,可跟碱或碱性氧化物反应生成碳酸盐。跟氨水反应生成碳酸氢铵。无毒、但空气中二氧化碳含量过高时,也会使人因缺氧而发生窒息。绿色植物能将二氧化碳跟水在光合作用下合成有机物。二氧化碳可用于制造碳酸氢铵、小苏打、纯碱、尿素、铅白颜料、饮料、灭火器以及铸钢件的淬火
气体二氧化碳用于制碱工业、制糖工业,并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。
固态二氧化碳俗称干冰
化学式:CO2
一氧化碳的物理性质
在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的气体,熔点-199℃,沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为l.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。
分子结构:一氧化碳分子为极性分子,分子形状为直线形。
一氧化碳的化学性质
一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能进一步被氧化成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳
用途:作燃料。
酒精
主要成分:乙醇
乙醇的化学式:C2H5OH
外观与性状: 无色液体,有酒香。
燃点(℃):75
熔点(℃): -114.1
沸点(℃): 78.3
相对密度(水=1): 0.79
相对蒸气密度(空气=1): 1.59
饱和蒸气压(kPa): 5.33(19℃)
燃烧热(kJ/mol): 1365.5
临界温度(℃): 243.1
临界压力(MPa): 6.38
辛醇/水分配系数的对数值: 0.32
闪点(℃): 12
引燃温度(℃): 363
爆炸上限%(V/V): 19.0
爆炸下限%(V/V): 3.3
酒精是一种无色透明、易挥发,易燃烧,不导电的液体。有酒的气味和刺激的辛辣滋味,微甘。学名是乙醇, 分子式C2H6O,(酒精燃烧C2H6O+3O2→2CO2+3H2O)因为它的化学分子式中含有羟基,所以叫做乙醇,比重0.7893(20/4°)。凝固点-117.3℃。沸点78.2℃。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物,共沸点78.15℃。乙醇蒸气与空气混合能引起爆炸,爆炸极限浓度3.5-18.0%(W)。酒精在70%(V)时,对于细菌具有强列的杀伤作用.也可以作防腐剂,溶剂等。处于临界状态(243℃、60kg/CM·CM)时的乙醇,有极强烈的溶解能力,可实现超临界淬取。由于它的溶液凝固点下降,因此,一定浓度的酒精溶液,可以作防冻剂和冷媒。酒精可以代替汽油作燃料,是一种可再生能源。
物理性质:黑体.化学性质:斜体.
俗称:酒精
双氧水:外观与性状: 水溶液为无色透明液体,有微弱的特殊气味。纯过氧化氢是淡蓝色的油状液体。
主要成分: 工业级 分为27.5%、35%两种。熔点(℃): -0.89℃(无水)
沸点(℃): 152.1℃(无水)
折射率:1.4067(25℃)
相对密度(水=1): 1.46(无水)
饱和蒸气压(kPa): 0.13(15.3℃)
溶解性:能与水、乙醇或乙醚以任何比例混合。不溶于苯、石油醚。
结构:H-O-O-H 没有手性,由于-O-O-中O不是最低氧化态,故不稳定,容易断开
溶液中含有氢离子,而过氧根在氢离子的作用下会生成氢氧根离子,其中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度。
毒性LD50(mg/kg):大鼠皮下700
燃爆危险: 本品助燃,具强刺激性。
1.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,将带火星的木条伸入试管中,木条没有复燃。
2.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,加热,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。
3.取5ML5%的过氧化氢溶液于试管中,加入少量二氧化锰,再将带火星的木条伸入试管中,木条复燃。二氧化锰做催化剂,和过氧化氢反应生成氧气和水。
主要用途
在不同的情况下可有氧化作用或还原作用。可用氧化剂、漂白剂、消毒剂、脱氯剂,并供火箭燃料、有机或无机过氧化物、泡沫塑料和其他多孔物质等。
医用双氧水(3%左右或更低)是很好的消毒剂 。
工业用是10%左右用于漂白,作强氧化剂,脱氯剂,燃料等。
实验用做制O2原料。
高锰酸钾KMnO4
性状与稳定性:深紫色细长斜方柱状结晶,带蓝色的金属光泽。味甜而涩。密度2.703克/立方厘米。高于240℃分解,易溶于水、甲醇、丙酮,但与甘油、蔗糖、樟脑、松节油、乙二醇、乙醚、羟胺等有机物或易的物质混合发生强烈的燃烧或爆炸。水溶液不稳定。遇光发生分解,生成灰黑色二氧化锰沉淀并附着于器皿上。属强氧化剂,在酸性条件下氧化性更强,可以用做消毒剂和漂白剂 ,和强还原性物质反应会褪色,如SO2 不饱和烃
中文俗称:灰锰氧
氯酸钾KCLO3
主要成分: 含量:工业级 一级≥99.5%二级≥99.2%。
外观与性状: 无色片状结晶或白色颗粒粉末,味咸而凉。
pH:
熔点(℃): 368.4
沸点(℃): 400
相对密度(水=1): 2.32
相对蒸气密度(空气=1): 无资料
饱和蒸气压(kPa): 无资料
燃烧热(kJ/mol): 无意义
临界温度(℃): 无意义
临界压力(MPa): 无意义
辛醇/水分配系数的对数值: 无资料
闪点(℃): 无意义
引燃温度(℃): 无意义
爆炸上限%(V/V): 无意义
爆炸下限%(V/V): 无意义
溶解性: 溶于水,不溶于醇、甘油。
主要用途: 用于火柴、烟花、炸药的制造,以及合成印染、医药,也用作分析试剂。
其它理化性质: 400(约)
稳定性:
禁配物: 强还原剂、易燃或可燃物、醇类、强酸、硫、磷、铝、镁。
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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2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:
a.制硝酸和化肥的重要原料;
b.用作保护气,如焊接金属时常用氮气作保护气,灯泡中充氮气以延长使用寿命,食品包装里充氮气用来防腐;
c.医疗上用液氮治疗一些皮肤病和在液氮冷冻麻醉条件下做手术;
d.超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。
稀有气体的用途有:
a.保护气,如焊接金属是用稀有气体来隔绝空气,灯泡中充入稀有气以使灯泡经久耐用。
b.电光源,稀有气体在通电时发出不同的光。灯管里充入氩气,通电时发出蓝紫色光;充入氦气发出粉红色光;充入氦气发出红光。
c.用于激光技术。
d.氦气可作冷却剂。
e.氙气可作麻醉剂。
<img src=c:\全科学习\初三\化学\2.1由多种物质组成的空气\1.bmp>
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
学习氧气时注意
由于氧气的密度比空气大,所以氧气在收集时可用向上排空气法;又由于氧气不易溶于水,所以氧气可用排水法收集。
水中的生物是依靠溶解在水中的氧气生存的。
氧气在气态时是无色的,在固态和液态时是淡蓝色。
重点会描述木炭、硫、铝、磷、铁等在氧气中燃烧的实验现象,知道做实验时的注意事项,并会写有关反应的文字表达式。描述物质在氧气中燃烧的现象时,一般从四方面来描述:①物质原来的颜色;②对产生的光(火焰或火星)加以描述;③放出热量;④对生成物加以描述。
夹木炭的坩埚钳应由上而下慢慢伸入瓶中,如果很早伸入集气瓶的底部,集气瓶中的氧气被热的气体赶出来,木炭燃烧会不旺。
硫的用量不能过多,防止对空气造成污染,实验时应在通风橱中进行。
光一般指固体燃烧产生的现象,如镁条燃烧、木炭燃烧等只产生光,不产生火焰;火焰是指气体燃烧或达到沸点的固体或液体的蒸气燃烧产生的现象,如硫、酒精、气体燃烧等产生的现象。
无氧化二磷是固体,现象应描述为产生白烟。烟是指固体小颗粒,雾是指液体小液滴。
铝在空气中不燃烧,在氧气中燃烧时,把铝箔的一端固定在粗铁丝上,另一端裹一根火柴。
为了防止生成物把集气瓶炸裂,在集气瓶底部先放一些沙子,放少量凉水。
细铁丝绕成螺旋状;铁丝一端系一根火柴;集气瓶内预先装少量水或铺一层细砂。
蜡烛燃烧时盛氧气的集气瓶要干燥,可观察到水雾。
缓慢氧化是指进行很缓慢的氧化反应,也要放出热量。如果放出的热量使温度达到可燃物的着火点,就可以引起自发燃烧,也就是自燃。缓慢氧化也可以向剧烈氧化反应转化。
供给呼吸主要用于:医疗、登山、潜水、宇航。
支持燃烧主要用于氧炔焰用于焊接和切割,炼钢,作火箭助燃剂。
植物的光合作用吸收二氧化碳,放出氧气。
工业上根据氧气和氮气的沸点不同分离出氧气。
在低温条件下加压,使空气转变为液态空气,然后蒸发。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低,因此氮气首先从液态空气中蒸发出来,剩下的主要是液态氧。
重点掌握氧气的实验室制法的反应原理和仪器装置,能够按照操作步骤制取氧气。
二氧化锰作催化剂,是反应条件之一,故写在箭头的上方。
学习催化剂时注意:
①能改变其他物质的化学反应速率,这里的“改变”包括加快或减慢两种含义。
②催化剂的化学性质在化学反应前后没有改变,但是物理性质可能改变。
③催化剂是针对具体的反应而言的,如二氧化锰在过氧化氢分解制取氧气时,能够起催化作用,是催化剂;但二氧化锰不是所有化学反应的催化剂。
④在某个化学反应中,可以选择不同的物质作为催化剂。如利用过氧化氢分解制取氧气时,既可以选择二氧化锰作为催化剂,也可以选择氧化铁、硫酸铜溶液作催化剂。
⑤催化剂并不能增加产物的质量
⑥催化剂可简单地理解为“一变二不变”。一变是指能改变其他物质的化学反应速率,这里的“改变”包括加快或减慢两种含义;二不变是指本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变,但是物理性质可能改变。
实验时要注意:长颈漏斗下端管口要插入液面以下;导气管伸入锥形瓶内不要太长,只要露出橡皮塞少许即可;加药品时先加固体药品再加液体药品。
收集装置的选择主要依据生成物的性质,如密度是否比空气大,是否溶于水等。
①排水集气法:适用于难溶于水或不易溶于水且不与水发生化学反应的气体。此法收集的气体较为纯净;当有大气泡从集气瓶口边缘冒出时,表明气体已收集满。
②向上排空气法:适用于相同状况下,密度比空气大且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气尽快地排尽。同时应在集气瓶的瓶口处盖上玻璃片,以便稳定气流。此法收集的气体较为干燥,但纯度较差,需要验满。
③向下排空气法:适用于相同状况下,密度比空气小且不与空气中任何成分反应的气体。操作时应注意将导管口伸到接近集气瓶底处,便于将集气瓶内的空气排尽。此法收集的气体较为干燥,但纯度较差,需要验满。
利用高锰酸钾制氧气时注意问题:
①试管口要略向下倾斜,防止药品中的水分受热后变成水蒸气,再冷凝成水珠倒流回试管底部,使试管炸裂。
②导气管伸入试管内不要太长,只要露出橡皮塞少许即可,这样便于气体导出。
③药品不能聚集在试管底部,应平铺在试管底部,使之均匀受热。
④铁夹应夹在距离试管口约1/3处。
⑤要用酒精灯的外焰对准药品部位加热。加热时先进行预热,即先将酒精灯在试管下方来回移动,让试管均匀受热,然后对准药品部位加热。
⑥用排水法收集氧气时,导管口有气泡冒出时,不宜立即收集。因为刚开始排出的是空气,当气泡均匀连续地冒出时,才能收集。
⑦加热高锰酸钾制取氧气时,不要忘掉在试管口处放上一团松软的棉花,以免高锰酸钾小颗粒进入导气管,堵塞导气管。
⑧实验开始前,不要忘记检查装置的气密性。
⑨实验结束时,先把导气管从水槽中取出,再移走酒精灯,防止水倒流入试管底部炸裂试管。
⑩收集满氧气的集气瓶要盖好玻璃片,正放在桌子上(因为氧气的密度比空气大)。
第三节 奇妙的二氧化碳
知识导学
在学习这节课之前,需要复习氧气的实验室制法和性质。
减少大气中二氧化碳增多的措施:①改善燃料的结构:减少使用化石燃料,更多使用清洁能源。如太阳能、核能、风能、潮汐能。②增强大自然的自净能力,如大力植树造林,禁止乱砍滥伐森林等。
其密度通过倾倒二氧化碳熄灭蜡烛的实验来认识,其溶解性结合课本小实验和制汽水等生活实例理解。
干冰不是冰,而是固态二氧化碳。
不支持燃烧是相对的,指它不支持非还原性物质燃烧,却能支持一些还原性很强的(如活泼金属镁)物质燃烧。
把二氧化碳通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液变成红色,不是二氧化碳的作用,而是生成的碳酸的作用。这地方比较容易出错。
碳酸不稳定容易分解。
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,能挥发出大量的氯化氢气体,使制得的二氧化碳不纯。
(2)不能选用硫酸,因硫酸与碳酸钙反应生成微溶性的硫酸钙沉淀包在碳酸钙的表面,会阻止反应继续进行。
(3)不能用碳酸钠、碳酸钾代替大理石或石灰石,因为它们易溶于水,反应速率大,难以收集。
确定气体发生装置应考虑的因素是反应物的状态和反应条件。据此,气体发生装置可分为以下两种类型:
一类是:固体与固体需加热制取气体的发生装置。如用高锰酸钾加热制氧气,需要的仪器有:大试管、酒精灯、铁架台、带导管的单孔塞等。
另一类是:固体与液体不需要加热制取气体的发生装置。如用过氧化氢和二氧化锰制氧气,需要的仪器可以是:大试管、铁架台、带导管的单孔塞。也可以用下列仪器:锥形瓶、长颈漏斗、带导管的双孔塞。
用排空气法收集气体时还应注意三点:
第一,所收集气体若有毒性,能用排水法就不要用排空气法,以防污染空气。
第二,导管必须伸到集气瓶底部,这样才能把集气瓶内的气体充分排净。
第三,如果不知道所收集气体的密度,可计算其相对分子质量,再与空气的平均相对分子质量29比较,比29大的密度就比空气的大,比29小的密度就比空气的小。
二氧化碳的检验与验满方法不同。检验是验证这种气体是否是二氧化碳,需通入澄清的石灰水中,看是否变浑浊。而验满是将燃着的木条伸到集气瓶口,若木条熄灭,证明已收集满;否则,未满。
制取气体时,一般要先检查装置气密性;装药品时,一般先装固体药品,再装液体药品。
氧化钙俗称生石灰。
化合反应和分解反应都属于化学反应,而且属于基本反应类型。
化合反应要求多变一,分解反应要求一变多。
第四节 自然界中的水
知识导航
自然界中存在的河水、湖水、井水、海水等天然水里含有许多可溶性和不溶性杂质。
在压强为101千帕时,加热到100 ℃水就烧开了。冬天,到了0 ℃就要结冰。冰浮在水面上。
正极得氧,负极得氢。若将图中正、负极反接,左边试管得氧,右边试管得氢。
实验技巧:
水的导电能力较弱,反应较慢。电解水时在水里加入少量的硫酸或氢氧化钠溶液,能增强水的导电性。
水的电解需要通直流电,干电池就是一种直流电源。
氢气的体积是氧气体积的2倍,但质量却是氧气的1/8。
氧气的检验是利用带火星的木条,即利用氧气的助燃性;氢气的检验是利用氢气的可燃性。
水在通电的情况下,分解可以得到氢气和氧气。由于氢气是由氢元素组成,氧气是由氧元素组成。所以得出水是由氢元素和氧元素组成的,而且知道物质是可以再分的。
氢气是最轻的气体,氢意即“轻”。因此氢气可以用来填充气球,气球可以高高飘扬。
一切可燃性气体或可燃性粉尘与空气或氧气充分混合后,遇明火均可能发生爆炸。各物质都有一定的爆炸极限(能引起爆炸的浓度范围)。氢气的爆炸极限是4%~74.2%。
对于任何可燃性气体,燃烧之前都需要检验纯度。
用向下排空气法收集氢气进行二次验纯时,必须用拇指堵住试管口待一会儿,防止残留在试管内的氢气火焰引爆不纯的氢气。
利用明矾等絮凝剂,这些絮凝剂溶于水后,生成的胶状物对杂质进行吸附,使杂质沉降来达到净水的目的。
过滤是分离混合物的一种常用的方法。若两种物质混合,需进行过滤分离,则必须符合一种可溶、一种不溶。过滤时一定严格按照“一贴”“二低”“三靠”进行操作。否则,容易导致实验失败。
蒸馏操作时要注意的要点是:
①在烧瓶中加入约1/3体积的硬水,再加入少量防暴沸沸石或碎瓷片。
②蒸馏时注意保持温度缓慢上升,同时通入冷水进行冷却。
③当蒸馏烧瓶中只有少量液体或已达到规定要求时即停止蒸馏。
使用硬水对生活、生产的危害:
①用硬水洗涤衣物既浪费肥皂,又不易洗净,时间长了还会使衣物变硬。
②锅炉用硬水,易使炉内结垢,不仅浪费燃料,且易使炉内管道变形、损坏,严重者可引起爆炸。
③人们长期饮用硬水有害人体的健康。
人们在煮沸硬水的过程中,可以看到形成水垢,水垢的形成主要是因为某种原来可溶性的钙、镁化合物经过加热后,形成了不溶性的化合物。水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。
蒸馏水是净化程度较高的水。
第3章 物质构成的奥秘
第一节 用微粒的观点看物质
知识导学
水是由大量的这样的水的微粒聚集而成的。同样的,其他的物质也是由本身的微粒聚集而成的。
在生活中,我们可以感知微粒的存在,例如,当你走近花园时会闻到花的香味,是因为构成花香的微粒运动到我们鼻孔中去了;湿衣服晾干,是一个个的水微粒不断地从湿衣服上扩散到空气中去了,所以衣服干了;在家里倒一杯开水,你仔细观察会发现水面上的水花在不断地运动,这是许许多多的水的微粒相互运动的结果。所有上述现象都体现了微粒都是在不停地运动着。
水和酒精的混合一定要注意,应先向量筒加入水,再加入酒精,因为水的密度比酒精大,如果先加酒精后加入水,很容易混合比较充分,就不会出现体积变小的现象或现象不明显。
对一般的物质来说,固体、液体的微粒间的间隔小,不易被压缩;气体微粒间的间隔比较大,容易被压缩。
第二节 构成物质的基本微粒
知识导学
要知道哪些常见的物质是由分子构成的,如氢气、氧气、水、二氧化碳等物质是由分子构成的。
分子很小,体积很小,质量也很小,我们肉眼看不见,也摸不着。一个分子是不能体现物质的密度、熔点、沸点、状态等物理性质的,物质的物理性质是该物质大量分子的聚集体共同表现出来的。一个水分子可以体现水的化学性质,在体现水的化学性质时是不可再分的,再分就不是水的分子了,也就不能体现水的化学性质了。
要知道哪些常见的物质是由原子构成的,如金属(铁、铜、铝等)、稀有气体和金刚石等物质是由原子构成的。
从电解水的过程中,可以看出水分子在这个化学变化中是可再分的,而氢原子和氧原子没有再分。可以体现出原子是化学变化中的最小粒子;分子与原子的根本区别在于在化学变化中,分子可以再分而原子不能再分。
就目前的实验手段来说,很难看到原子的内部结构。
一个电子的质量很小,约等于一个质子或一个中子的1/1 836,电子的质量在一定程度上可以忽略不计,原子的质量主要集中在原子核上。一个质子和一个中子的质量大约相等,都约等于一个碳原子质量的1/12,所以近似相对原子质量等于质子数与中子数之和。
根据原子不显电性和原子内粒子的带电情况不难得出这个关系。
正确计算相对分子质量,一定要理解这种分子的构成。
离子是原子得到或失去电子的产物。
第三节 组成物质的化学元素
知识导学
在对元素的理解中,一定要强调“同一类原子的总称”中的“一类”指的是核电荷数(或质子数)相同的一类原子。从而体会到元素是一个描述某一类原子的种类概念。
元素符号是国际通用的化学用语,是学习化学的重要工具,是重点。
宏观意义表示一种元素,微观意义表示该元素的一个原子。如果在元素符号前面加上适当的数字,则一般只有微观意义。
看到一种元素的名称就应想到这种元素的符号,看到一种元素符号就应想到这种元素的名称。
单质与化合物的根本区别是组成物质的元素种类不同,共同点是它们都不是混合物。不要把化合物当作混合物。
元素影响人体健康,在人体内哪种元素的含量过多或不足,都不利于身体的健康,所以要合理膳食,均衡营养,不要偏食,不要挑食
第四节 物质组成的表示方法
知识导学
任何纯净物都有固定的组成,一种物质只能有一个化学式。
一般说来,有的单质是由原子构成的,例如金属、稀有气体、金刚石等。凡是由原子构成的单质,它们的化学式用元素符号直接去表示。
有的单质由分子构成,如氢气、氮气、氧气、氯气,它们的每一个分子中都含有2个原子,称为双原子分子,它们的化学式:先写出元素符号,在元素符号的右下角加上数字“2”。例如氢气:H2。
元素在相互化合形成化合物时,所含的原子或离子个数比是固定不变的,这种个数比就体现了元素的性质——化合价。
会根据化合物中化合价的代数和等于零的原则书写化学式即可。
记忆常见元素或原子团的化合价可采用口诀:
一价钾钠氢氯银,二价钙镁钡锌氧
三价铝,四价硅,二三铁,二四碳
二四六硫都齐全,铜汞二价最常见
常见原子团的化合价:
负一硝酸氢氧根
负二硫酸碳酸根
正一价的是铵根
原子团:在化学反应中并不是所有的时候都是作为一个整体参加反应;原子团不能单独存在,这必须与其他的原子或原子团结合才能成为物质的化学式。
化合价只有在元素之间形成化合物时才能表现出来的,当元素以单质的形式存在时,其化合价一定为零。
根据化合价书写化学式,正确书写化学式是学习化学的基础,若不能熟练书写化学式,后面要学的化学方程式就无从写起,其重要性是不言而喻的,书写化学式是一种技能,技能的养成在于多练,要反复练习,熟能生巧。
一般来说,书写化学式的正确顺序是:正价前,负价后;金属左,非金右,氧化物中氧在后。
①原子团的个数是1时,1省略不写,不需要加括号;如果原子团的个数是2或3时,原子团加括号,在括号的右下角标上数字。
②+2价的铁称亚铁。
③绝不能根据化合价随意乱造事实上不存在的物质的化学式。
由两种元素组成的化学式的名称,一般从后向前读作“某化某”。在化合物中,有时要读出元素的原子个数,但“1”一般不读,如
<img src=c:\全科学习\初三\化学\3.4物质组成的表示方法\1.bmp>
在计算的过程中,如果告诉你这种物质的化学式,则该物质某元素的质量分数就可以认为间接地告诉你了。
第4章 燃烧 燃料
第一节 燃烧与灭火
知识导学
通常所说的燃烧,是指可燃物与氧气发生的剧烈的发光、发热的氧化反应。
燃烧现象是发光、发热并有新物质生成,是化学反应,但发光、发热的未必都是燃烧。如灯泡通电发光、发热并没有新物质生成,是物理变化。
可燃物不完全燃烧不仅带来环境污染而且造成燃料浪费。所以要促进可燃物充分燃烧,促进可燃物燃烧的方法有如下三种情况:
1.增大可燃物与氧气的接触面积,有利于可燃物的充分燃烧,如工厂烧锅炉用的煤往往加工成粉末状。
2.可以鼓入足量的空气使可燃物充分燃烧。
3.可燃物燃烧与氧气的浓度有关,氧气浓度越大,可燃物燃烧越剧烈,例如在空气中加热铁丝时,铁丝不会发生燃烧,如果在纯氧中加热铁丝,它就会火星四射,剧烈燃烧。
爆炸可分为:化学爆炸,物理爆炸
(1)由燃烧引起的爆炸是可燃物与氧气发生氧化反应生成的气体在有限空间急剧膨胀,引起爆炸,是化学变化。
(2)有限空间内,气体受热膨胀引起爆炸,没有新物质生成,是物理变化,如车胎爆炸,气球受挤压爆炸。
任何可燃性气体只要与空气或氧气混合,遇到明火都有可能发生爆炸。
即满足三个方面就会发生爆炸:一是可燃性气体或粉尘与空气或氧气混合;二是遇到明火;三是在爆炸极限内。
灭火的原理与燃烧的条件是相对应的,要想灭火,只要让物质不满足燃烧的条件即可。
第二节 定量认识化学变化
知识导学
此化学反应前后溶液颜色改变。
化学反应中有气体生成,物质状态发生变化。
理解质量守恒定律的涵义:在这个概念中,要重点理解几个关键词:“参加”、“化学反应”、“各”、“质量总和”、“生成的”、“各”。
绝对不能写事实不存在的反应的化学方程式。
如果反应物和生成物中都有气体,气体生成物就不需要注明气体符号。同样,对于溶液中的反应,如果反应物和生成物中都有固体,固体生成物也不需注明沉淀符号。
化学方程式的优点:不仅能表示反应物、生成物和反应条件,还能体现各物质之间的质量关系,体现在反应前后,每种原子的个数都相等,原子的种类也不变。这是配平化学方程式的依据。
化学方程式的书写要领:
左写反应物,右写生成物;
写对化学式,系数来配平;
中间连等号,条件要注清;
生成沉淀气,箭头来标明。
根据化学方程式计算的每一步都需要注意:
在设未知数时,一定要体现出设的是“物质的质量为x”。
正确书写化学方程式,注意配平,是计算正确的前提。
已知量要带上单位,未知量不能带上单位。
在列比例式时,已知量要带上单位,未知量不能带上单位。
最后写出简明的答案。
在整个过程要注意书写的规范化。
第三节 化石燃料的利用
知识导学
三大化石燃料都是混合物,是不可再生的能源,它们燃烧后能够提供某种形式的能量,如热能、光能、电能等。
化石不仅给我们带来了巨大的效益,也带来了一定的危害,所以我们要合理开发和使用这些化石能源。
燃料燃烧对空气造成的危害主要有两点:①形成酸雨(主要由二氧化硫等气体造成);②形成温室效应(主要由二氧化碳、甲烷、氟氯烃、一氧化二氮等造成)。
煤的干馏是化学变化
煤中含有少量的硫、氮等元素,在燃烧时排出污染物,它们溶于水会形成酸雨。因此为了保护环境,应该使用脱硫煤。
石油的分馏是物理变化
第5章 金属与矿物
第一节 金属与金属矿物
知识导学
物理性质取决于物质的结构。
金属通常是固体,但不是所有的金属都是固体。
金属通常很活泼,容易与空气中的氧气、酸和某些盐反应,生成氧化物和其他化合物。如金属铁在潮湿的空气中容易被腐蚀,生成铁锈;金属铜容易产生铜绿等。
金属通常很活泼,但有的金属性质很稳定,一般不与物质反应。
置换反应的根本特征:
单质+化合物====化合物+单质
金属常见化合价有:+1、+2、+3。常见+1价金属有:Na+、K+、Ag+等;
<img src=c:\全科学习\初三\化学\5.1金属与金属矿物\1.bmp>
难点精讲
<img src=c:\全科学习\初三\化学\5.1金属与金属矿物\2.bmp>铁在常温下不与氧气反应,在潮湿空气中,可与氧气反应,生成铁锈,但铁锈结构很疏松,不能阻碍外界空气继续与氧气反应,所以最终可完全被腐蚀生成铁锈。
2.你能否由以下内容归纳出金的物理性质?
资料:黄金在地球上分布较广,但稀少,自然界常以游离态存在,绝大部分金是从岩脉金和冲积金矿中提取的,素有“沙里淘金”之说。
导电性仅次于银、铜,列第三位,是化学性质稳定的金属之一,在空气中不被氧化,亦不变暗,古人云“真金不怕火炼”。
黄金是一种贵重金属,黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,单纯从颜色外形看与黄金无多大差异,因为一些不法分子选择的是黄铜(铜锌合金,金黄色)假冒黄金进行诈骗活动。
分析:金的物理性质是:金单质是金黄色金属,熔点为1 064.43 ℃,沸点为3 080 ℃,
第二节 铁的冶炼 合金
知识导学
加入石灰石的目的是除去矿石中难以熔化的脉石,加入焦炭的目的是提供产生一氧化碳气体的原材料。
实验室中采用把尾气中的CO气体燃烧除去的方法。
工业生产上,则可以回收作为燃料,否则会造成很大浪费。
湿法炼铜在古代就已使用,其实质是金属单质间的置换反应。
生铁和钢本质都是铁合金,区别主要是含碳量,含碳量越高,硬而脆,机械性能差,炼钢的主要目的是降低生铁中的含碳量,提高合金韧性和可加工性。
合金与各成分金属相比,有很多良好的性能。
第三节 金属的防护和回收
知识导学
钢铁防腐的主要措施,是防止空气中氧气和水蒸气对钢铁同时作用。所以关键是如何隔绝空气和如何隔绝水分。
废弃金属中含有丰富的金属元素,是富集的金属宝藏。废弃金属造成资源的严重浪费,并会污染水源和土壤。回收废弃金属,并对废弃金属加以利用,变废为宝,是合理利用资源、保护环境的有力措施。
参考资料: 初中化学三年级上册-精英音像电器发展有限公司日志-网易博客