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绪言 化学使世界变得更加绚丽多彩
1、 化学是研究物质的组成、结构、性质及变化规律的科学。
2、 原子论(道尔顿)和分子学说(阿伏加德罗)的创立,奠定了近代化学的基础。——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。
3、 1869年,俄国的化学家门捷列夫发现元素周期律和元素周期表。物质的种类繁多(达2000多万种),但组成它们的基本成分——元素只有100多种。水、氧气、二氧化碳的一个共同点:都含有氧元素。
4、 我国的三大化学工艺:造纸、制火药、烧瓷器。
5、 用高分子薄膜做的鸟笼:隔水、透气
6、 用纳米技术制造出具有特定功能的产品(直径6mm的尼龙绳能吊起2t的汽车)(1nm=10-9m)
物质的变化和性质
一、物质的变化和物质的性质
化学变化伴随现象:放热、吸热、发光、变色、放出气体和生成沉淀。但有这些现象不一定发生化学变化。放热(溶解)、吸热(溶解)、发光(白炽灯)、变色(氧气液化由无色变成淡蓝色)、放出气体(蒸发)和生成沉淀(饱和溶液不能继续溶解的固体)
二、物理变化、化学变化、物理性质、化学性质之间的区别与联系。
联系: 在变化语句中加“能”或“可以”或“易”“会”“难于”等词语,
变成了相应的性质。
物理变化 化学变化
概念 没有生成其他物质的变化 生成其他物质的变化
伴随现象 物质的形状、状态等发生变化 常伴随有放热、发光、变色,放出气体、生成沉淀等
本质区别 变化时是否有其他物质生成
实例 石蜡熔化、水结成冰、汽油挥发 煤燃烧、铁生锈、食物腐败、呼吸
相互关系 物质在发生化学变化的过程中一定伴随物理变化,如石蜡燃烧时先发生石蜡熔化现象。在发生物理变化时不一定伴随化学变化。
物理性质 化学性质
概念 物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质 物质在化学变化中表现出来的性质
实质 物质的微粒组成结构不变所呈现出的性质。 物质的微粒组成结构改变时所呈现出的性质。
实例 颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、挥发性、吸附性、导电性、导热性、延展性等 可燃性、氧化性、稳定性、助燃性、还原性、酸性、碱性等
确定 由感官直接感知或由仪器测定 通过化学变化方可知
区别 是否需要通过化学反应表现出来
课题2 化学是一门实验为基础的科学
一、 化学研究的对象是物质,以实验为基础。学习化学的途径是科学探究,实验是科学探究的重要手段。
二、对蜡烛及其燃烧的探究
1、现象:蜡烛逐渐熔化,燃烧,发出红光,火焰分为三层(外焰、内焰、焰心)。
2、产物:二氧化碳和水
检验:二氧化碳——在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水的烧杯(变浑浊)
水——在火焰上方罩冷而干燥的烧杯(变模糊或有水珠出现)
水的验证:用无水硫酸铜CuSO4(白色)+ 5H2O === CuSO4•5H2O(蓝色)
3、物理性质:白色的固体,密度比水小,质软
结论:⑴ 燃烧前:蜡烛通常为黄白色的固体,密度比水小,不溶于水
⑵ 燃烧时:① 蜡烛发出黄白色的火焰,放热、发光,蜡烛逐渐变短,受热时熔化,冷却后又凝固。② 木条处于外焰的部分最先变黑,外焰温度最高。③ 烧杯内壁有水雾出现,说明蜡烛燃烧生成了水,其中含有H元素;蜡烛燃烧后还生成CO2,该气体能使澄清石灰水变浑浊 ,说明蜡烛中含有C元素。④ 白瓷板上有黑色粉末出现,更说明蜡烛中含有C元素。
⑶ 燃烧后:有一股白烟,能重新被燃。说明蜡烛燃烧是蜡烛气化后的蜡烛蒸气被点燃。
二、对人体吸入的空气和呼出气体的探究
1、原理:A、二氧化碳——能使澄清石灰水变浑浊(特性),不燃烧也不支持燃烧,不能供给呼吸。
B、氧气——支持燃烧(使带火星的木条复燃、燃着的木条烧得更旺),供给呼吸。
2、结论:“两多一少”——人呼出的气体中二氧化碳和水蒸气比空气多,氧气的含量比空气少。
即:A.用澄清的石灰水证明呼出的气体比空气中CO2的含量高。
B.用燃着的木条证明空气中氧气的含量比呼出的气体中氧气的含量高。
C.用对着玻璃片呼气证明呼出气体中水的含量比空气中水的含量高。
3、鉴别氧气、二氧化碳、甲烷、空气、氢气、氮气、一氧化碳:
用燃着的木条分别伸入五个集气瓶瓶内:木条燃烧的更旺的是氧气;木条没有变化的是空气;木条熄灭的是氮气和二氧化碳;气体被点燃的是甲烷、氢气和一氧化碳。将木条熄灭的集气瓶中注入澄清的石灰水振荡,石灰水浑浊的是二氧化碳;没有变化的是氧气。在点燃的气体的火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,烧杯内没有水雾出现的是一氧化碳;烧杯内有水雾出现的是甲烷和氢气,再将烧杯迅速倒转过来倒入石灰水,石灰水变浑浊的是甲烷,没有变浑浊的是氢气。
课题3 走进化学实验室
一、 常用的仪器(仪器名称不能写错别字)
(一)初中化学实验常用仪器
①反应容器 可直接受热的:试管、蒸发皿、燃烧匙、坩埚等
能间接受热的:烧杯、烧瓶、锥形瓶(加热时,需加石棉网)
②存放药品的仪器:广口瓶(固体)、细口瓶(液体)、滴瓶(少量液体)、集气瓶(气体)
③加热仪器:酒精灯、酒精喷灯
④计量仪器:托盘天平(称固体质量)、量筒(量液体体积)
⑤分离仪器:漏斗
⑥取用仪器:药匙(粉末或小晶粒状)、镊子(块状或较大颗粒)、胶头滴管(少量液体)
⑦夹持仪器:试管夹、铁架台(带铁夹、铁圈)、坩埚钳、烧杯夹
⑧其他仪器:长颈漏斗、石棉网、玻璃棒、试管刷、水槽
⑨不能加热:量筒、集气瓶、漏斗、温度计、滴瓶、表面皿、广口瓶、细口瓶等
1、 试管
(1)、用途:①在常温或加热时,用作少量试剂的反应容器。②溶解少量固体。③收集少量气体的容器 ④用于装置成小型气体的发生器。
(2)、注意事项:①加热时外壁必须干燥,不能骤热骤冷,一般要先均匀受热, 然后才能集中受热,
防止试管受热不均而破裂。②加热时,试管要先用铁夹夹持固定在铁架台上(短时间加热也可用试管夹夹持)。试管夹应夹在的中上部(或铁夹应夹在离试管口的1/3处)。③加热固体时,试管口要略向下倾斜,且未冷前试管不能直立,避免管口冷凝水倒流使试管炸裂。④加热液体时,盛液量一般不超过试管容积的1/3(防止液体受热溢出),使试管与桌面约成45°的角度(增大受热面积,防止暴沸),⑤管口不能对着自己或别人(防止液体喷出伤人)。
2、烧杯 用途:① 溶解固体物质、配制溶液,以及溶液的稀释、浓缩
② 也可用做较大量的物质间的反应
注意事项:受热时外壁要干燥,并放在石棉网上使其受热均匀(防止受热不均使烧杯炸裂),加液量一般不超过容积的1/3(防止加热沸腾使液体外溢)。
3、蒸发皿 通常用于溶液的浓缩或蒸干。
注意事项:① 盛液量不能超过2/3,防止加热时液体沸腾外溅② 均匀加热,不可骤冷(防止破裂)
③ 热的蒸发皿要用坩埚钳夹取。
4、胶头滴管 ①胶头滴管用于吸取和滴加少量液体。②滴瓶用于盛放少量液体药品
注意: ① 先排空再吸液 ② 悬空垂直放在容器口上方,以免污染滴管,(防止滴管沾上其他试剂)
③ 吸取液体后,应保持橡胶胶帽在上,不能倒放或平放,防止液体倒流,沾污试剂或腐蚀橡胶胶帽;④ 除吸同一试剂外,用过后应立即洗净,再去吸取其他药品(防止试剂相互污染。)⑤ 滴瓶上的滴管与瓶配套使用,滴液后应立即插入原瓶内,不得弄脏,也不必用水冲冼。
5、量筒 用于量取一定量体积液体的仪器。 (一般与胶头滴管配套使用)
注意:① 不能在量筒内稀释或配制溶液,决不能对量筒加热 。② 也不能在量筒里进行化学反应
操作注意: 在量液体时,选择合适的量筒(否则会造成较大的误差),读数时应将量筒垂直平稳放在桌面上,并与量筒内的液体凹液面的最低点保持水平。
6、托盘天平:称量仪器,一般精确到0.1克。
注意:应该左物右码,砝码按由大到小的顺序放在右盘,取用砝码要用镊子,不能直接用手,被称物体要在两边先放上等质量的纸,易潮解的药品或有腐蚀性的药品(如氢氧化钠固体)必须放在玻璃器皿中称量。不能称液体的质量。
7、集气瓶:(瓶口上边缘磨砂,无塞 )
用途:①用于收集或短时间贮存少量气体。②也可用于进行某些物质和气体燃烧的反应器。③ 在瓶内作物质燃烧反应时,若固体生成,瓶底应加少量水或铺少量细沙。(防止高温生成物坠落炸裂瓶底)
8、细口瓶 用于盛放液体试剂 。棕色的细口瓶用于盛装需要避光保存的物质(即这些物质见光可能发生化学变化),存放碱溶液时试剂瓶应用橡皮塞,不能用玻璃塞。
9、长颈漏斗:使用时长颈漏斗的下端管口要形成“液封”,(防止气体从长颈斗中逸出)
10、分液漏斗:可通过控制活塞来控制液体的滴加速度。
11、试管夹 不要把拇指按在试管夹短柄上。
12、酒精灯 ① 使用时先将灯放稳,灯帽取下直立在灯的右侧,以防止滚动和便于取用。②灯体内的酒精不可超过灯容积的2/3,也不应少于1/4。(酒精过多,在加热或移动时易溢出;太少,加热酒精蒸气易引起爆炸)。③禁止向燃着的酒精灯内添加酒精(防止酒精洒出引起火灾)④禁止用燃着的酒精灯直接点燃另一酒精灯,应用火柴从侧面点燃酒精灯(防止酒精洒出引起火灾)。⑤用外焰部分加热,先预热后集中加热。⑥用完酒精灯后,必须用灯帽盖灭,不可用嘴吹熄。(防止将火焰沿着灯颈吹入灯内)⑦不用时,应用灯帽盖灭。(以免灯内酒精挥发而使灯心留有过多的水分,不仅浪费酒精而且不易点燃)⑧若有酒精洒到桌面并燃烧起来,应立即用湿布扑盖或撒沙土扑灭火焰,不能用水冲,以免火势蔓延。
13、玻璃棒 用途:搅拌(加速溶解)、引流(过滤或转移液体)。
二、药品的取用规则
1、原则: ① 不准用手接触药品 ② 不准用口尝药品的味道 ③ 不准把鼻孔凑到容器口去闻气味。
2、用量原则:严格按规定用量取用;无说明的——液体取1-2ml,固体盖满试管底部即可。
3、剩余药品:不放回原瓶、不随意丢弃、不带出实验室,要放入指定容器。废弃的药品放入废液缸。
三、固体药品的取用 工具:块状的用镊子;粉末状的用药匙或纸槽。
1、取用块状固体用镊子。(一横二放口三慢竖)
2、取用粉末状或小颗粒状的药品时要用药匙或纸槽。(一横二送底三直立)
四、液体药品的取用:“多倒少滴”。 工具——量筒和滴管。
1、取用大量液体时可直接从试剂瓶中倾倒。(一倒二向三挨四靠)
注意点:①瓶塞倒放在实验台(防止桌面上的杂物污染瓶塞,从而污染药品);②倾倒液体时,应使标签向着手心(防止残留的液体流下腐蚀标签),③瓶口紧挨试管口(防止液体洒落在外);④倾注完毕后,瓶口在试管口靠两下。并立即盖上瓶塞(防止液体的挥发或污染),标签向外放回原处。
2、取用少量液体时可用胶头滴管。
3、使用量筒视线与凹液面的最低处保持水平。若仰视则读数偏低,液体的实际体积>读数,俯视则读数偏高,液体的实际体积<读数
五、 固体试剂的称量
① 左物右码:添加砝码要用镊子不能用手直接拿砝码,并先大后小;物质质量 = 砝码质量 + 游码质量,若左码右物则:物质质量 = 砝码质量 - 游码质量
②称量Xg的药品应先放砝码,再移动游码,最后放药品(过程中不可以改变砝码);称量一袋药品则应先放药品,再放砝码,最后移动游码(过程中不可以改变药品的质量)。
六、加热1、液体:①用外焰加热②管口不能对着自己和旁人,③试管夹夹在试管中上部④试管与桌面成45度⑤先预热后在药品部位上下移动加热。2、固体:试管口应略向下(防止冷凝水倒流炸裂试管),先预热后集中药品加热。①被加热的仪器外壁不能有水,加热前擦干,以免容器炸裂;②加热时玻璃仪器的底部不能触及酒精灯的灯芯,以免容器破裂。③不能骤冷,也不能立即放在桌面上,应放在石棉网上。
七、仪器的装配: 装配时, 一般按从低到高,从左到右的顺序进行。
1、连接时要用水湿润便于插入。
2、简易装置气密性检查:①连接装置;②将导管的一端浸入水中;③用手紧握试管加热;④过一会儿导管中有气泡产生,当手离开后导管内形成一段水柱。
八、仪器的洗涤:
①不溶性的碱、碳酸盐、碱性氧化物等,可加稀盐酸洗涤,再用水冲洗。②附有油脂等可用热的纯碱溶液洗涤,也可用洗衣粉或去污粉刷洗。③清洗干净的标准是:仪器内壁上的水既不聚成水滴,也不成股流下,而均匀地附着一层水膜时,就表明已洗涤干净了。
九、气体的干燥(除去水)
中性干燥剂:都能干燥。如:无水氯化钙、无水硫酸铜
酸性干燥剂:不能干燥碱性气体(如NH3)。如氨气;浓硫酸、五氧化二磷、
碱性干燥剂;不能干燥酸性气体如SO2、CO2、SO3、HCl等。如:碱石灰、固体氢氧化钠、氧化钙
注意:证明时,一定要先证明水再证明其它物质,证明水一定要用无水硫酸铜;除去水时,先除去杂质,再除去水 。证明二氧化碳一定要用澄清石灰水。
十、气体的制取、收集
1、常用气体的发生装置
A:固体与固体之间反应,需要加热,用氯酸钾制O2装置;一定要用酒精灯。
B:固体与液体之间且不需要加热,用过氧化氢制O2装置;一定不需要酒精灯。
2、常用气体的收集方法:(一般有毒排水、无毒排空)
A:排水法 适用于难溶于水且与水不反应的气体,(CO、N2、NO只能用排水法)
B:向上排空气法 适用于密度比空气大的气体(CO2只能用向上排空气法)
C:向下排空气法 适用于密度比空气小的气体。如H2
第二单元我们周围的空气
1空气的成分按体积计算:N2 78%、O2 21%、稀有气体 0.94%、CO2 0.03%、其它气体和杂质 0.03%
2.空气成分的测定试验
1)科学家:拉瓦锡(法国),普利斯特里.
2)原理:
3)实验图:课本27页
现象:1、产生大量的白烟2、打开止水夹后,烧杯中的水进入集气瓶,约占集气瓶的1/5
4)红磷可以用 Mg 代替,不可用 C、S、Fe 代替.
用来消耗 O2 的物质要求:a、不与空气中其他物质反应b、反应后不生成气体c、能在空气中燃烧
5)该实验说明了N2 的性质 :a、不易溶于水b、不能燃烧也不支持燃烧c 、化学性质比较稳定
3.了解空气中各成分的作用:上册书P28-30
4.空气污染:1)有害气体:SO2、CO2、CO(主要来自于矿石燃料的燃烧及汽车尾气的排放)、2)粉尘
防止措施:a 加强质量监测,改善环境状况 b 使用清洁能源c 积极植树造林种草
d 控制废气的排放
5、绿色化学称环境友好化学,它的主要特点:1)充分利用资源和能源,采用无害的原料2)在无毒无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物3)提高原子的利用率,实现“零排放”4)生产有利于环境保护,社会安全和人体健康的环境友好的产品。
6、氧气的物理性质:无色无味的气体,密度比空气略大(收集方法向上排空气法),不易溶于水(收集方法排水法),在压强为101KPa,氧气在-183℃时,变为淡蓝色液体,在-218℃ 变成蓝色雪花状的固体.
7、氧气的化学性质:氧气能与许多物质反应,因此氧气的化学性质比较活泼.
8、实验室制 O2 的步骤(以KClO3 为原料制取氧气)
以KClO3、KMnO4制取氧气,两者的实验装置相似,而KMnO4制取时需在试管口加一团棉花.
步骤:查、装、定、点、收、移、熄。
注意::实验时移和熄不可颠倒,否则水会倒吸回试管导致试管炸裂
9、催化剂:化学反应中能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质.
注意:1)同一个反应可以有不同的催化剂(如: H2O2 分解可以用 MnO2可用CuO 催化)
2)同一物质可以是多个反应的催化剂(如:MnO2以作为 H2O2分解的催化剂,也可以作为KClO3分解的催化剂) 。
10、O2的验纯(如何检验 O2 ):用带火星的木条伸入集气瓶内,若木条复燃则为氧气
O2 的验满:排水法:集气瓶口有气泡。向上排空气法:用带火星的木条放在瓶口,木条复燃,则满了
11.工业制取氧气——分离液态空气法(物理变化)
原理:根据空气各成分的沸点不同,N2 比O2 沸点低,N2先出来,留下的就是不纯的氧气。
课题1 水的组成
一、水的组成
1、水的组成:(1)电解水的实验:A.装置―――水电解器 B.电源种类---直流电
C.加入硫酸或氢氧化钠的目的----增强水的导电性
D. 化学方程式:2H2O 2H2↑+ O2↑
产生位置 负极 正极
体积比 2 : 1
质量比 1 : 8
E.检验:正极:用带火星的木条----木条复燃
负极:用燃着的木条------气体被点燃,发出淡蓝色的火焰
(2)结论: ①水是由氢、氧元素组成的。②化学变化中,分子可分而原子不可分。
2、水的性质
物理性质:无色无味的液体、40C时密度最大,为1g/cm3 化学性质:水通电会分解
3、氢气
1、物理性质:密度最小的气体(向下排空气法);难溶于水(排水法)、无色无气味的气体
2、化学性质:(1)可燃性(用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属)
化学方程式:2H2 + O2 2H2O 点燃前,要验纯
现象:发出淡蓝色火焰,放出热量,有水珠产生
注意:任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合,遇火时都有可能发生爆炸。因此当可燃性气体发生泄漏时,应杜绝一切火源、火星,以防发生爆炸。应立即打开门窗、关闭阀门。
(2)还原性(用途:冶炼金属)
化学方程式:H2 + CuO Cu + H2O 氢气“早出晚归”
现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成 (小结:既有可燃性,又有还原性的物质 H2、C、CO)
3、验纯的方法:收集一试管的氢气用拇指堵住试管口,移近火焰,移开拇指点火。如果听到尖锐的爆鸣声,说明没有纯净;如果听到响声很小说明已经纯净。
4、氢能源 三大优点:产物无污染、放热量高、以水制取氢气来源广
不能推广使用的原因:制取氢气的成本太高,氢气的储存和运输比较困难
二、物质的分类
1、干燥剂①单质:由同种元素组成的纯净物 例:氢气、红磷等②化合物:由不同种元素组成的纯净物 例:水、高锰酸钾等③氧化物:由两种元素组成,且其中一种为氧元素的纯净物 例:二氧化硫、氧化铁等
课题2 分子和原子
一、构成物质的微粒:分子、原子、离子等微粒
1、由分子构成的物质:①由金属和非金属组成的化合物。例如水、二氧化碳。②由双原子构成的分子。记住:氢气( )、氧气( )、氯气( )、氮气( )碘( )等物质
2、由原子构成的物质:金属单质、稀有气体单质、固体非金属单质等物质
3、物质构成的描述:物质由××分子(或原子)构成。例如:铁由铁原子构成;氧气由氧分子构成。
二、分子
1、基本性质:⑴质量、体积都很小;⑵在不停地运动且与温度有关。温度越高,运动速率越快 例:水的挥发、品红的扩散;⑶分子间存在间隔。同一物质气态时分子间隔最大,固体时分子间隔最小 ;物体的热胀冷缩现象就是分子间的间隔受热时增大,遇冷时变小的缘故。⑷同种物质间分子的性质相同,不同物质间分子的性质不同。
2、分子的构成:分子由原子构成。
分子构成的描述:①××分子由××原子和××原子构成。例如:水分子由氢原子和氧原子构成
②一个×分子由几个××原子和几个××原子构成。例如:一个水分子由一个氧原子和二个氢原子构成
3、定义:分子是保持物质化学性质的最小微粒。例:氢分子是保持氢气化学性质的最小粒子
4、从分子和原子角度来区别下列几组概念
⑴物理变化与化学变化:由分子构成的物质,发生物理变化时,分子种类不变。发生化学变化时,分子种类发生了改变。
⑵纯净物与混合物:由分子构成的物质,纯净物由同种分子构成;混合物由不同种分子构成。
⑶单质与化合物:单质的分子由同种原子构成;化合物的分子由不同种原子构成。