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文檔簡(jiǎn)介
1、一、 拉瓦錫測(cè)定空氣成分的實(shí)驗(yàn)二百多年前,法國(guó)化學(xué)家拉瓦錫通過(guò)實(shí)驗(yàn),得出了空氣由氧氣和氮?dú)饨M成,其中氧氣約占空氣總體積的1/5的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中涉及的化學(xué)方程式有:2Hg+O22HgO和2HgO2Hg+O2。二、 測(cè)定空氣中氧氣含量的實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)原理】4P+5O22P2O5【實(shí)驗(yàn)裝置】如右圖所示。彈簧夾關(guān)閉。集氣瓶?jī)?nèi)加入少量水,并做上記號(hào)。【實(shí)驗(yàn)步驟】 連接裝置,并檢查裝置的氣密性。 點(diǎn)燃燃燒匙內(nèi)的紅磷,立即伸入集氣瓶中,并塞緊塞子。 待紅磷熄滅并冷卻后,打開(kāi)彈簧夾?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 紅磷燃燒,產(chǎn)生大量白煙; 放熱; 冷卻后打開(kāi)彈簧夾,水沿著導(dǎo)管進(jìn)入集氣瓶中,進(jìn)入集氣瓶?jī)?nèi)水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1
2、/5。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣,生成五氧化二磷固體; 空氣中氧氣的體積約占空氣總體積的1/5。【注意事項(xiàng)】1. 紅磷必須過(guò)量。如果紅磷的量不足,集氣瓶?jī)?nèi)的氧氣沒(méi)有被完全消耗,測(cè)量結(jié)果會(huì)偏小。2. 裝置氣密性要好。如果裝置的氣密性不好,集氣瓶外的空氣進(jìn)入集氣瓶,測(cè)量結(jié)果會(huì)偏小。3. 導(dǎo)管中要注滿水。否則當(dāng)紅磷燃燒并冷卻后,進(jìn)入的水會(huì)有一部分殘留在試管中,導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏小。4. 冷卻后再打開(kāi)彈簧夾,否則測(cè)量結(jié)果偏小。5. 如果彈簧夾未夾緊,或者塞塞子的動(dòng)作太慢,測(cè)量結(jié)果會(huì)偏大。6. 在集氣瓶底加水的目的:吸收有毒的五氧化二磷。7. 不要用木炭或硫代替紅磷!原因:木炭和硫燃燒盡管消耗氣
3、體,但是產(chǎn)生了新的氣體,氣體體積不變,容器內(nèi)壓強(qiáng)幾乎不變,水面不會(huì)有變化。8. 如果預(yù)先在集氣瓶?jī)?nèi)放入氫氧化鈉溶液,就可以用木炭或硫代替紅磷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。9. 不要用鎂代替紅磷!原因:鎂在空氣中燃燒時(shí)能與氮?dú)夂投趸及l(fā)生反應(yīng),這樣不僅消耗氧氣,還消耗了氮?dú)夂投趸?,使測(cè)量結(jié)果偏大。一、 氧氣的性質(zhì)【物理性質(zhì)】密度略大于空氣的密度。不易溶于水。氣態(tài)的氧是無(wú)色無(wú)味的,液態(tài)氧和固態(tài)氧是淡藍(lán)色的。【化學(xué)性質(zhì)】氧氣化學(xué)性質(zhì)比較活潑。氧氣具有助燃性和氧化性。二、 氧氣的檢驗(yàn)方法:把一根帶火星的木條伸入集氣瓶中,如果帶火星的木條復(fù)燃,證明是氧氣。三、 氧氣與常見(jiàn)物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象化學(xué)方程式(表達(dá)式)
4、磷產(chǎn)生大量白煙、放熱4P+5O22P2O5木炭 木炭在空氣中燃燒時(shí)持續(xù)紅熱,無(wú)煙無(wú)焰;木炭在氧氣中劇烈燃燒,并發(fā)出白光 放熱、生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體C+O2CO2硫 在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍(lán)紫色火焰 放熱、生成有刺激性氣味的氣體S+ O2SO2氫氣 純凈的氫氣在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰 放熱、生成能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)的液體2H2+O22H2O鐵鐵在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放熱,生成黑色固體3Fe+2O2Fe3O4鎂鎂在空氣中燃燒,發(fā)出耀眼的白光、放熱、生成白色粉末2Mg+O22MgO銅紅色的固體逐漸變成黑色2Cu+O22CuO一氧化碳產(chǎn)生藍(lán)色火焰,放熱,生成能使
5、澄清石灰水變渾濁的氣體2CO+O22CO2甲烷產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰,放熱,產(chǎn)生能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)的液體,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體CH4+2O2CO2+2H2O蠟燭火焰發(fā)出白光,放熱,產(chǎn)生能使無(wú)水硫酸銅變藍(lán)的液體,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體石蠟氧氣水二氧化碳四、 探究實(shí)驗(yàn)1. 木炭燃燒實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)操作】用坩堝鉗夾取一小塊木炭,在酒精燈上加熱到發(fā)紅,插入到盛有集氣瓶的氧氣中(由瓶口向下緩慢插入),觀察木炭在氧氣里燃燒的現(xiàn)象。燃燒停止后,取出坩堝鉗,向集氣瓶中加入少量澄清的石灰水,振蕩,觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】木炭在空氣中燃燒時(shí)持續(xù)紅熱,無(wú)煙無(wú)焰;在氧氣中燃燒更旺,發(fā)出白光。向集氣瓶中加入少量澄
6、清的石灰水后,澄清的石灰水變渾濁。【化學(xué)方程式】C+O2CO2【注意事項(xiàng)】木炭應(yīng)該由上向下緩慢伸進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶中,原因:為了保證有充足的氧氣支持木炭燃燒,防止木炭燃燒生成的二氧化碳使木炭熄滅,確保實(shí)驗(yàn)成功。2. 硫燃燒實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)操作】在燃燒匙里放少量硫,在酒精燈上點(diǎn)燃,然后把盛有燃著硫的燃燒匙由上向下緩慢伸進(jìn)盛有氧氣的集氣瓶中,分別觀察硫在空氣中和在氧氣中燃燒的現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍(lán)色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍(lán)紫色火焰。生成一種有刺激性氣味的氣體?!净瘜W(xué)方程式】S+ O2SO2【注意事項(xiàng)】在集氣瓶中加入少量的氫氧化鈉溶液,可以吸收有毒的二氧化硫,防止造成空氣污染。3. 細(xì)鐵
7、絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)操作】把光亮的細(xì)鐵絲盤成螺旋狀,下端系一根火柴,點(diǎn)燃火柴,待火柴快燃盡時(shí),由上向下緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中(集氣瓶底部要先放少量水或鋪一薄層細(xì)沙)?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】細(xì)鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,生成一種黑色固體?!净瘜W(xué)方程式】3Fe+2O2Fe3O4【注意事項(xiàng)】 用砂紙把細(xì)鐵絲磨成光亮的銀白色,是為了除去細(xì)鐵絲表面的雜質(zhì)。 將細(xì)鐵絲盤成螺旋狀,是為了增大細(xì)鐵絲與氧氣的接觸面積。 把細(xì)鐵絲繞在火柴上,是為了引燃細(xì)鐵絲,使細(xì)鐵絲的溫度達(dá)到著火點(diǎn)。 待火柴快燃盡時(shí)才緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中,是為了防止火柴燃燒時(shí)消耗氧氣,保證有充足的氧氣與細(xì)鐵絲反應(yīng)。 由上向下緩慢伸進(jìn)盛
8、有氧氣的集氣瓶中是為了防止細(xì)鐵絲燃燒時(shí)放熱使氧氣從集氣瓶口逸出,保證有充足的氧氣與細(xì)鐵絲反應(yīng)。 集氣瓶里要預(yù)先裝少量水或在瓶底鋪上一薄層細(xì)沙,是為了防止灼熱的生成物濺落使集氣瓶瓶底炸裂。一、 實(shí)驗(yàn)室制取氧氣1. 加熱高錳酸鉀制取氧氣l 反應(yīng)原理:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2l 發(fā)生裝置:由于反應(yīng)物是固體,反應(yīng)需要加熱,所以選擇加熱固體制備氣體的裝置。l 收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。由于氧氣的密度比空氣大,且不與空氣中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。l 步驟: 查:檢查裝置的氣密性。 裝:將高錳酸鉀
9、裝入干燥的試管,并在試管口放一團(tuán)棉花,并用帶導(dǎo)管的橡皮塞塞緊試管。 定:將試管固定在鐵架臺(tái)上。 點(diǎn):點(diǎn)燃酒精燈,試管均勻受熱后,就使酒精燈固定在試管底部加熱。 收:根據(jù)所選的收集裝置來(lái)確定氣體的收集方法。 移:把導(dǎo)管移出水槽。 熄:熄滅酒精燈。l 驗(yàn)滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說(shuō)明氣體收集滿了。(用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明氧氣收集滿了。l 檢驗(yàn):將帶火星的木條伸入到集氣瓶?jī)?nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明是氧氣。l 注意事項(xiàng): 停止反應(yīng)時(shí),應(yīng)先把導(dǎo)管從水槽中移出,再熄滅酒精燈,防止水槽中的水被倒吸入熱的試管中,使試管炸裂。 加熱高錳酸
10、鉀時(shí),試管口要放一團(tuán)棉花,防止高錳酸鉀被吹入導(dǎo)管,使導(dǎo)管堵塞。 棉花不要離高錳酸鉀太近,否則會(huì)導(dǎo)致發(fā)生裝置爆炸。2. 分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣l 反應(yīng)原理:2H2O22H2O+O2(催化劑可換成硫酸銅溶液)l 發(fā)生裝置:由于反應(yīng)物是固體和液體,反應(yīng)不需要加熱,所以選擇固液混合在常溫下制取氣體的裝置。l 收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇排水法收集氣體的裝置。由于氧氣的密度比空氣大,且不與空氣中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。l 驗(yàn)滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說(shuō)明氣體收集滿了。(用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶
11、口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明氧氣收集滿了。l 檢驗(yàn):將帶火星的木條伸入到集氣瓶?jī)?nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明是氧氣。l 不能用加熱過(guò)氧化氫溶液的方法制取氧氣!因?yàn)榧訜徇^(guò)氧化氫溶液時(shí),過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣和水蒸氣一起逸出,水蒸氣的干擾會(huì)使帶火星的木條不能復(fù)燃。3. 加熱氯酸鉀制取氧氣l 反應(yīng)原理:2KClO32KCl+3O2l 發(fā)生裝置和收集裝置:和加熱高錳酸鉀制取氧氣的裝置相同。l 驗(yàn)滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說(shuō)明氣體收集滿了。(用向上排空氣法收集)將帶火星的木條放在集氣瓶口,如果帶火星的木條復(fù)燃,說(shuō)明氧氣收集滿了。l 檢驗(yàn):將帶火星的木條伸入到集氣瓶?jī)?nèi),如果帶火星的木條
12、復(fù)燃,說(shuō)明是氧氣。二、 氧氣的工業(yè)制法 分離液態(tài)空氣法實(shí)驗(yàn)室制取氧氣屬于化學(xué)變化,工業(yè)制取氧氣屬于物理變化,這是二者的根本區(qū)別??諝庵屑s含21%的氧氣,是制取氧氣的廉價(jià)易得的原料。制法(分離液態(tài)空氣法):在低溫、加壓的條件下,氣態(tài)空氣變?yōu)橐簯B(tài)。由于液態(tài)氮的沸點(diǎn)比液態(tài)氧的沸點(diǎn)低,在-196的情況下,液態(tài)氮蒸發(fā),剩下的就是液態(tài)氧。通常我們把氧氣貯存在藍(lán)色的鋼瓶里。一、 水的電解實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置如右圖)【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 通電后,電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時(shí)間后,兩個(gè)試管內(nèi)匯集了一些氣體,與正極相連的試管內(nèi)的氣體體積小,與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體體積大,體積比約為1:2,質(zhì)量比約為8:1。 與正極相連的試管內(nèi)
13、的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃;與負(fù)極相連的試管內(nèi)的氣體移近火焰時(shí),氣體能夠燃燒,火焰呈淡藍(lán)色?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】 水在通電的條件下,發(fā)生了分解反應(yīng),生成氫氣和氧氣:2H2O2H2+O2; 水是由氫、氧兩種元素組成的(在反應(yīng)前后,參與反應(yīng)的元素種類沒(méi)有變化); 化學(xué)反應(yīng)中,分子可分,原子不可分。【注意事項(xiàng)】 通電時(shí),必須使用直流電。 預(yù)先在水中加入少量氫氧化鈉溶液或稀硫酸可以增強(qiáng)水的導(dǎo)電性。 負(fù)極產(chǎn)生的是氫氣,正極產(chǎn)生的是氧氣。一、 水的凈化方法1. 過(guò)濾:把不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離。具體操作見(jiàn)“二、過(guò)濾”。2. 吸附沉降:常用明礬、活性炭對(duì)水中的雜質(zhì)吸附而沉降。n 明礬是一種常用的凈水劑,它溶
14、于水后生成的膠狀物可以對(duì)懸浮雜質(zhì)吸附沉降,以達(dá)到凈水的目的。n 活性炭具有疏松多孔的結(jié)構(gòu),可以吸附水中的懸浮物,也可以吸附溶于水的色素和異味。但需要注意的是,活性炭不能吸附鈣、鎂化合物,活性炭不能降低水的硬度。n 活性炭?jī)羲鞯娜胨谠趦羲鞯南旅妫梢允箖羲Ч谩?. 蒸餾:除去水中可溶性雜質(zhì)的方法,凈化程度相對(duì)較高,得到的蒸餾水可以看成是純凈物。4. 殺菌:在水中加入適量的藥物進(jìn)行殺菌、消毒。如漂白粉、氯氣(Cl2)、二氧化氯(ClO2)等。凈化方法除去不溶于水的雜質(zhì)除去可溶于水的雜質(zhì)降低水的硬度凈化程度靜置沉淀低高過(guò)濾吸附蒸餾5. 自來(lái)水廠凈水時(shí),需要經(jīng)過(guò)沉淀、過(guò)濾、吸附、投藥消毒的
15、步驟,但是沒(méi)有蒸餾和煮沸的步驟。在凈化水的方法中,只有投藥消毒屬于化學(xué)變化,其余都屬于物理變化。二、 過(guò)濾(見(jiàn)下圖)【實(shí)驗(yàn)器材】帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、玻璃棒、燒杯【注意事項(xiàng)】1. 操作時(shí)注意“一貼、二低、三靠”?!耙毁N”:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁,用少量水潤(rùn)濕濾紙并使濾紙與漏斗壁之間沒(méi)有氣泡(保證過(guò)濾效率)?!岸汀保簽V紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣(否則被過(guò)濾的液體會(huì)直接從濾紙與漏斗之間的間隙流到漏斗下的接受器中,使濾液渾濁)?!叭俊保簾o靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液體沿玻璃棒流進(jìn)過(guò)濾器)、玻璃棒緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁(使濾液沿?zé)诹飨?,防止滴下的液滴四處迸濺)。過(guò)濾時(shí)
16、先過(guò)濾上層清液,后過(guò)濾下層濁液。若先過(guò)濾下層濁液,濾紙上將會(huì)殘留著大量不溶性雜質(zhì),再過(guò)濾上層清液時(shí),不溶物會(huì)阻礙清液的通過(guò),影響過(guò)濾速度。2. 如果兩次過(guò)濾之后濾液仍然渾濁,原因可能是濾紙破損或過(guò)濾時(shí)液面高于濾紙邊緣。三、 硬水的軟化1. 硬水:含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫做硬水。軟水:不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。2. 硬水和軟水的區(qū)分方法:分別取少量的軟水和硬水于試管中,滴加等量的肥皂水,振蕩。有較多泡沫產(chǎn)生的水是軟水;泡沫很少,產(chǎn)生浮渣的水是硬水。3. 硬水在加熱或長(zhǎng)久放置時(shí)會(huì)有水垢生成,化學(xué)方程式為:Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO24. 硬水的危害: 用硬
17、水洗滌衣物,既浪費(fèi)肥皂又洗不干凈衣物,時(shí)間長(zhǎng)了還會(huì)使衣物變硬。 鍋爐用水硬度高了十分危險(xiǎn),因?yàn)殄仩t內(nèi)結(jié)垢之后不僅浪費(fèi)燃料,而且會(huì)使鍋爐內(nèi)管道局部過(guò)熱,易引起管道變形或損壞,嚴(yán)重時(shí)還可能引起爆炸。 長(zhǎng)時(shí)間飲用硬水有害健康。5. 硬水的軟化方法:煮沸和蒸餾。制取蒸餾水的裝置如右圖所示。注意: 在燒瓶底部要加幾粒沸石(或碎瓷片)以防加熱時(shí)出現(xiàn)暴沸。 加熱前按照?qǐng)D3連接好裝置,使各連接部分嚴(yán)密不透氣。 加熱燒瓶時(shí)不要使液體沸騰得太劇烈,以防液體通過(guò)導(dǎo)管直接流到試管里。 棄去開(kāi)始餾出的部分液體,收集到10mL左右蒸餾水時(shí),停止加熱。第五節(jié) 氫氣1. 物理性質(zhì):無(wú)色無(wú)味的氣體,難溶于水。密度比空氣小,是相
18、同條件下密度最小的氣體。2. 化學(xué)性質(zhì):a) 可燃性:2H2+O22H2O氫氣燃燒時(shí)發(fā)出淡藍(lán)色火焰,放出熱量,并有水珠產(chǎn)生。b) 還原性:H2+CuOCu+H2O黑色的氧化銅在氫氣中加熱逐漸變成紅色,并有水珠產(chǎn)生。3. 實(shí)驗(yàn)室制取氫氣n 反應(yīng)原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2n 反應(yīng)物的選擇:選用鋅粒和稀硫酸。 不使用稀鹽酸,因?yàn)椋蝴}酸易揮發(fā),使制得的氫氣中含有氯化氫氣體。 不用鎂是因?yàn)榉磻?yīng)速度太快,不用鐵是因?yàn)榉磻?yīng)速度太慢。n 發(fā)生裝置和收集裝置:發(fā)生裝置同分解過(guò)氧化氫制取氧氣的發(fā)生裝置;收集裝置可選擇排水法收集氣體的裝置或向下排空氣法收集氣體的裝置。n 用排空氣法收集氫氣時(shí),不能驗(yàn)滿
19、!用排水法收集氫氣時(shí),如果集氣瓶口出現(xiàn)氣泡,說(shuō)明氫氣收集滿。n 在點(diǎn)燃?xì)錃馇?,一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。n 可燃性氣體的驗(yàn)純方法:用排水法收集一試管可燃?xì)怏w,用拇指堵住試管口移近火焰點(diǎn)燃。如果氣體較純,氣體將會(huì)安靜地燃燒,并發(fā)出“噗”聲;如果氣體不純,會(huì)發(fā)出尖銳爆鳴聲。n 如果驗(yàn)純時(shí)發(fā)現(xiàn)氣體不純,需要再收集再檢驗(yàn)時(shí),必須對(duì)試管進(jìn)行處理(用拇指在試管口堵住一會(huì)或更換試管),以免發(fā)生爆炸。n 檢驗(yàn):點(diǎn)燃。純凈的氫氣能夠安靜地燃燒,發(fā)出淡藍(lán)色火焰;而不純的氫氣在燃燒時(shí)會(huì)發(fā)出尖銳的爆鳴聲。4. 氫氣能源的優(yōu)點(diǎn): 以水為原料,來(lái)源廣泛; 熱值高,放熱多; 生成物是水,毫無(wú)污染; 可以再生。5. 目前氫能源存
20、在的問(wèn)題:制取成本高、貯存和運(yùn)輸困難。6. 氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料。7. 任何可燃?xì)怏w或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合,遇火時(shí)都有可能發(fā)生爆炸。第六單元 碳和碳的氧化物第一節(jié) 金剛石、石墨和C60一、 “碳”和“炭”的區(qū)別:“碳”指碳元素,不是具體指某種物質(zhì);而“炭”指具體的、由碳元素組成的單質(zhì)。二、 金剛石、石墨、C60是由碳元素組成的三種不同的單質(zhì)。所以,在一定條件下,將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的變化是化學(xué)變化。三、 金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途化學(xué)式顏色形狀硬度導(dǎo)電性導(dǎo)熱性潤(rùn)滑性熔點(diǎn)用途金剛石C無(wú)色透明正八面體最硬無(wú)無(wú)無(wú)高劃玻璃、切割金屬、鉆探機(jī)鉆頭、制裝飾品等石墨深灰色、有金屬光澤、不透明細(xì)鱗
21、片狀最軟之一優(yōu)良良好良好電極、鉛筆芯、潤(rùn)滑劑等n 金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。n 無(wú)定形碳:由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成,沒(méi)有固定形狀。常見(jiàn)的無(wú)定形碳:木炭、活性炭、焦炭、炭黑。顏色、狀態(tài)制法用途木炭灰黑色的多孔性固體木材隔絕空氣加強(qiáng)熱燃料、黑火藥、制活性炭、冶煉金屬活性炭灰黑色多孔顆粒狀固體木炭在高溫下用水蒸氣處理凈化多種氣體和液體、作防毒面具焦炭淺灰色多孔性固體煙煤隔絕空氣加強(qiáng)熱冶煉金屬炭黑極細(xì)的黑色粉末含碳物質(zhì)不完全燃燒墨、油墨、油漆、鞋油、燃料等,作橡膠制品的填料n 木炭、活性炭具有吸附性(物理性質(zhì))?;钚蕴康奈叫愿鼜?qiáng)。四、 C60分子是一種由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子,它形似足球,
22、這種足球結(jié)構(gòu)的碳分子很穩(wěn)定。五、 金剛石、石墨、C60性質(zhì)不同的原因:碳原子的排列方式不同。六、 碳的化學(xué)性質(zhì)n 單質(zhì)碳的物理性質(zhì)各異,而各種單質(zhì)碳的化學(xué)性質(zhì)卻完全相同n 在常溫下,碳的化學(xué)性質(zhì)不活潑。n 碳具有可燃性:C+O2CO2(充分燃燒)2C+O22CO(不充分燃燒)碳在氧氣中燃燒的現(xiàn)象:燃燒劇烈,發(fā)出白光;放熱;生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。n 碳具有還原性:C+2CuO2Cu+CO22Fe2O3+3C4Fe+3CO2單質(zhì)碳的還原性可用于冶金工業(yè)。七、 木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)右圖)【實(shí)驗(yàn)操作】 把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,小心地鋪放進(jìn)試管; 將試管固定在鐵架臺(tái)上。試管
23、口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管; 集中加熱; 過(guò)幾分鐘后,先撤出導(dǎo)氣管,待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】澄清的石灰水變渾濁;黑色固體逐漸變成紅色。【化學(xué)方程式】C+2CuO2Cu+CO2n 反應(yīng)開(kāi)始的標(biāo)志:澄清的石灰水變渾濁。n 在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的:使火焰集中并提高溫度。n 配制混合物時(shí)木炭粉應(yīng)稍過(guò)量的目的:防止已經(jīng)還原的銅被氧氣重新氧化。n 實(shí)驗(yàn)完畢后先熄滅酒精燈的后果:石灰水倒吸入熱的試管中使試管炸裂。八、 還原反應(yīng):含氧化合物里的氧被奪去的反應(yīng),叫做還原反應(yīng)。木炭是使氧化銅還原為銅的物質(zhì),具有還原性。木炭在反應(yīng)C+2CuO2Cu+CO2中作還原劑。第二節(jié)
24、 二氧化碳制取的研究一、 實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳n 原料:大理石或石灰石、稀鹽酸。u 不用稀硫酸代替稀鹽酸的原因:稀硫酸與大理石反應(yīng)生成微溶于水的硫酸鈣,阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行。u 不用濃鹽酸代替稀鹽酸的原因:濃鹽酸易揮發(fā),使生成的二氧化碳中混有氯化氫氣體而不純。u 不用純碳酸鈣或碳酸鈉等代替大理石、石灰石的原因:它們與稀鹽酸反應(yīng)速率太快,不容易控制和收集,且成本較高。n 反應(yīng)原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2n 發(fā)生裝置:同分解過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的發(fā)生裝置(原因:固體和液體混合,在常溫下反應(yīng)生成氣體)n 收集裝置:向上排空氣法收集氣體的裝置(原因:二氧化碳能溶于水,且密度比空氣
25、密度大)n 檢查裝置的氣密性:用長(zhǎng)頸漏斗插入液面內(nèi)的氣體發(fā)生裝置,緊閉導(dǎo)氣管出口,從漏斗中加水。如果液面穩(wěn)定后水面下降,則表明漏氣;若水面不下降,則表明不漏氣。n 驗(yàn)滿:把燃著的木條放在集氣瓶口(不要伸入瓶?jī)?nèi)),如果火焰熄滅,證明二氧化碳已經(jīng)收集滿了。n 檢驗(yàn):把氣體通入澄清的石灰水中,如果澄清的石灰水變渾濁,就證明收集的氣體是二氧化碳。n 凈化:如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氫氣體和水蒸氣時(shí),可先將氣體通過(guò)盛有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶(除去氯化氫),再通過(guò)盛有濃硫酸的洗氣瓶(除去水蒸氣并進(jìn)行干燥)。n 注意事項(xiàng)見(jiàn)第二單元。二、 二氧化碳和氧化鈣的工業(yè)制法:CaCO3CaO+CO2(2)第三節(jié)
26、一氧化碳和二氧化碳一、 二氧化碳的物理性質(zhì)及對(duì)應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn):(1)n 無(wú)色無(wú)味,常溫常壓下為氣體。n 一般情況下,二氧化碳的密度比空氣的密度大。【實(shí)驗(yàn)操作】如右圖(1),將CO2氣體慢慢倒入杯中?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】蠟燭自下而上依次熄滅?!緦?shí)驗(yàn)分析】二氧化碳?xì)怏w沿?zé)瓋?nèi)壁流下,先聚集在底部,然后逐漸上升,把杯內(nèi)的空氣自下而上排出?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】 一般情況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒; 一般情況下,二氧化碳的密度比空氣的密度大。n 二氧化碳能溶于水。【實(shí)驗(yàn)操作】如右上圖(2)向一個(gè)收集滿二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水,立即旋緊瓶蓋,振蕩。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】瓶體變癟?!緦?shí)驗(yàn)分析】二
27、氧化碳溶于水時(shí),使瓶?jī)?nèi)的氣體體積減小,因而壓強(qiáng)減小,外界大氣壓把瓶子壓癟了?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】二氧化碳能溶于水。二、 二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)n 一般情況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒。n 二氧化碳不能供給呼吸。(注意:二氧化碳沒(méi)有毒性)n 二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸?!緦?shí)驗(yàn)操作】取四朵用石蕊溶液染成紫色的干燥的紙花。第一朵紙花噴上稀醋酸,第二朵紙花噴上水,第三朵紙花直接放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,第四朵紙花噴上水之后,再放入盛滿二氧化碳的集氣瓶中,觀察四朵紙花的顏色變化。然后將第四朵紙花取出,小心烘烤,觀察現(xiàn)象?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】 第一朵小花變紅; 第二朵小花不變色; 第三朵小花不變色; 第四朵小花變
28、紅; 第四朵小花被烘烤后由紅色變成紫色?!緦?shí)驗(yàn)分析】 醋酸能使紫色小花變紅,說(shuō)明酸(溶液)可以使紫色石蕊變紅; 水不能使紫色石蕊變紅; 二氧化碳不能使紫色石蕊變紅; 二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊變紅; 說(shuō)明碳酸被分解了?!净瘜W(xué)方程式】CO2+H2O=H2CO3和H2CO3=H2O+CO2【注意事項(xiàng)】 第二朵、第三朵紙花可以說(shuō)明:水不能使紫色石蕊變紅,二氧化碳不能使紫色石蕊變紅,二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊變紅。 紙花必須是干燥的。如果紙花不是干燥的,那么在把第三朵紙花放入水中時(shí),CO2會(huì)與紙花里的水分反應(yīng)生成碳酸使紙花變紅,這樣就起不到對(duì)照的作用。 二氧化碳不能使紫
29、色石蕊變紅,但二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅。n 二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁:CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2On 二氧化碳能與灼熱的碳反應(yīng)生成一氧化碳:CO2+C2CO該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。該反應(yīng)既是化合反應(yīng),又是氧化還原反應(yīng)(CO2是氧化劑,C是還原劑)。該反應(yīng)是二氧化碳變?yōu)橐谎趸嫉囊环N方法。三、 二氧化碳的用途n 滅火(既利用了二氧化碳的物理性質(zhì),又利用了二氧化碳的化學(xué)性質(zhì))原因: 二氧化碳的密度比空氣大; 一般情況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒。滅火器原理:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2n 干冰(固體二氧化碳):干冰升華吸收大量的熱,因此干冰可用于人
30、工降雨、制冷劑。n 光合作用:作氣體肥料,可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。四、 二氧化碳對(duì)環(huán)境的影響:造成溫室效應(yīng)【能導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體】二氧化碳、臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷等。五、 一氧化碳的物理性質(zhì):無(wú)色、無(wú)味的氣體,難溶于水,密度比空氣略小。一氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空氣法收集。六、 一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)n 一氧化碳具有可燃性:2CO+O22CO2【燃燒的現(xiàn)象】 發(fā)出藍(lán)色火焰; 放熱; 生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。煤爐從上至下,常發(fā)生的三個(gè)反應(yīng):2CO+O22CO2、CO2+C2CO、C+O2CO2n 一氧化碳具有毒性。原因:一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合,造成生物體
31、內(nèi)缺氧,嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及生命。正常的血液呈深紅色,當(dāng)通入一氧化碳后,血液由深紅色變成淺紅色。n 一氧化碳具有還原性。七、 一氧化碳的用途:n 可燃性:作氣體燃料(2CO+O22CO2)。n 還原性:冶煉金屬(3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+CuOCu+CO2)。八、 一氧化碳的還原性n 一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn):【實(shí)驗(yàn)裝置】見(jiàn)下圖(這是整套裝置,但只需掌握虛線框中內(nèi)容,并且下文的操作、現(xiàn)象、結(jié)論僅針對(duì)虛線框內(nèi)的實(shí)驗(yàn)裝置)。1-稀鹽酸2-大理石3-碳酸氫鈉溶液4-濃硫酸5-木炭6-氧化銅7-氫氧化鈣溶液【實(shí)驗(yàn)操作】 先通入一氧化碳,在加熱前必須先檢驗(yàn)一氧化碳的純度; 點(diǎn)燃酒精燈給玻璃管內(nèi)的
32、物質(zhì)加熱; 實(shí)驗(yàn)完畢,先熄滅酒精燈; 再通入一會(huì)兒一氧化碳直到試管冷卻?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】黑色粉末變成紅色,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】一氧化碳能使氧化銅還原成銅,同時(shí)生成二氧化碳?!净瘜W(xué)方程式】CO+CuOCu+CO2【注意事項(xiàng)】 檢驗(yàn)一氧化碳純度的目的:防止加熱空氣和一氧化碳的混合氣體引起爆炸。 一氧化碳“早來(lái)晚走”,酒精燈“遲到早退”。 一氧化碳“早來(lái)”,酒精燈“遲到”的目的:排凈裝置內(nèi)的空氣,防止加熱空氣和一氧化碳的混合氣體引起爆炸。 一氧化碳“晚走”,酒精燈“早退”的目的:防止灼熱的銅重新被空氣中的氧氣氧化(2Cu+O22CuO)。 因?yàn)橐谎趸加袆《荆S意排放會(huì)造成空氣污
33、染,所以必須進(jìn)行尾氣處理。 7溶液的目的: 證明反應(yīng)生成二氧化碳; 除去裝置內(nèi)的二氧化碳。n 一氧化碳還原氧化鐵【實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作】與上面的實(shí)驗(yàn)類似( 下的酒精燈要換成酒精噴燈)【實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象】紅色粉末逐漸變黑,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁。【化學(xué)方程式】3CO+Fe2O32Fe+3CO2【注意事項(xiàng)】鐵塊是銀白色的,但鐵粉是黑色的。n 水煤氣(一氧化碳和氫氣的混合氣體):C+H2OCO+H2n 在我們學(xué)過(guò)的還原劑還原金屬氧化物的反應(yīng)中,只有兩個(gè)反應(yīng)的條件是“加熱”,其他的都是“高溫”:H2+CuOCu+H2O和CO+CuOCu+CO2九、 一氧化碳和二氧化碳的性質(zhì)比較一氧化碳二氧化碳物理性質(zhì)無(wú)
34、色無(wú)味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水無(wú)色無(wú)味的氣體,密度比空氣大,能溶于水化學(xué)性質(zhì)可燃性、還原性、毒性 二氧化碳能和水反應(yīng)生成碳酸 二氧化碳可以和四大強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和水 二氧化碳能和碳單質(zhì)反應(yīng) 二氧化碳能參與光合作用檢驗(yàn)方法通過(guò)灼熱的氧化銅粉末,粉末由黑色逐漸變成紅色,產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁主要用途做燃料、冶煉金屬滅火、制汽水、人工降雨十、 三大還原劑:H2、C、CO共同性質(zhì):可燃性、還原性。十一、 三大可燃性氣體及燃燒時(shí)的火焰顏色:H2(淡藍(lán)色)、CO(藍(lán)色)、CH4(明亮的藍(lán))十二、 當(dāng)碳與氧化劑不充分反應(yīng)時(shí),會(huì)生成一氧化碳。第七單元 燃料及其應(yīng)
35、用第一節(jié) 燃燒和滅火(2)一、 燃燒n 定義:通常的燃燒是指可燃物跟氧氣發(fā)生的一種發(fā)光、放熱的劇烈的氧化反應(yīng)。n 探究燃燒的條件(本實(shí)驗(yàn)要在通風(fēng)櫥或抽風(fēng)設(shè)備下進(jìn)行):【實(shí)驗(yàn)操作】a. 如右圖(1),在500mL的燒杯中注入400mL熱水,并放入用硬紙圈圈住的一小塊白磷。在燒杯上蓋一片薄銅片,銅片上一端放一小堆干燥的紅磷,另一端放一小塊已用濾紙吸去表面上水的白磷,觀察現(xiàn)象。b. 如右圖(2),用導(dǎo)管對(duì)準(zhǔn)上述燒杯中的白磷,通入少量氧氣(或空氣),觀察現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】a. 銅片上的白磷燃燒,銅片上的紅磷和水中的白磷沒(méi)有燃燒。b. 白磷在水下燃燒。【實(shí)驗(yàn)分析】如右圖(1)。與對(duì)比,說(shuō)明:物質(zhì)是否發(fā)生
36、燃燒與可燃物燃燒所需要的溫度有關(guān)。與對(duì)比,說(shuō)明:物質(zhì)是否發(fā)生燃燒與是否與氧氣(空氣)接觸有關(guān)。與圖(2)對(duì)比,再次說(shuō)明:燃燒必須有氧氣(空氣)?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】燃燒的條件:可燃物、與氧氣(或空氣)接觸、溫度達(dá)到著火點(diǎn)n 通風(fēng)櫥是一種不完善的尾氣處理裝置,若改進(jìn)上述實(shí)驗(yàn),可將紅磷和白磷裝入密閉的容器內(nèi)(還要套一個(gè)氣球),這樣便于進(jìn)行尾氣處理。n 燃燒的條件: 可燃物; 與氧氣(或空氣)接觸; 溫度達(dá)到著火點(diǎn)?!咀⒁馐马?xiàng)】 著火點(diǎn)不是固定不變的。對(duì)固體燃料來(lái)說(shuō),著火點(diǎn)的高低跟表面積的大小、顆粒可惜的粗細(xì)、導(dǎo)熱系數(shù)的大小等都有關(guān)系。 并非所有的燃燒都需要氧氣,如氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫。 只有三個(gè)條件
37、全部滿足,燃燒才能發(fā)生。n 自燃:由緩慢氧化引起的自發(fā)燃燒。二、 滅火n 滅火的原理: 清除可燃物或使可燃物與其他物品隔離; 隔絕氧氣(空氣); 降低可燃物的溫度,使其降低到著火點(diǎn)以下。【注意事項(xiàng)】 著火點(diǎn)是可燃物著火燃燒時(shí)所需的最低溫度,是物質(zhì)的一種性質(zhì),不隨外界條件的變化而變化。 在燃燒的三個(gè)條件中,只需破壞一個(gè)條件就可以使燃燒停止。三、 爆炸鼓氣n 定義:可燃物在有限的空間內(nèi)急劇地燃燒,就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)聚積大量的熱,使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。u 爆炸還包括物理爆炸,它們是物理變化。u 除了可燃性氣體能發(fā)生爆炸外,可燃性粉塵如面粉、煤粉等也能發(fā)生爆炸。n 粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)操作】取一空
38、金屬罐和小塑料瓶,剪去金屬罐和小塑料瓶的上部,并在金屬罐和小塑料瓶的底側(cè)各打一個(gè)比橡皮管外徑略小的小孔。像右圖那樣連接好裝置,在小塑料瓶中放入干燥的面粉,點(diǎn)燃蠟燭,用塑料蓋蓋住罐。從橡皮管一端快速鼓入大量的空氣,使面粉充滿罐,觀察現(xiàn)象并分析原因。【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】“砰”地一聲響,伴隨一團(tuán)火光產(chǎn)生;放熱;塑料蓋被掀起?!緦?shí)驗(yàn)分析】面粉被吹起后與空氣充分接觸,又被蠟燭點(diǎn)燃。在有限的空間內(nèi)發(fā)生急劇燃燒并放出大量熱,產(chǎn)生的氣浪將塑料蓋掀起,說(shuō)明可燃性的粉塵在有限的空間內(nèi)急劇燃燒能發(fā)生爆炸?!咀⒁馐马?xiàng)】 面粉應(yīng)該是干燥的; 氣囊的作用:使面粉與空氣充分混合。 鼓氣球與金屬罐之間的連接管可稍長(zhǎng)一些,人距離該裝置
39、遠(yuǎn)一些,以防危險(xiǎn)。n 油庫(kù)、面粉加工廠、紡織廠和煤礦的礦井內(nèi)等地方必須做的安全措施:通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火。第二節(jié) 燃料和熱量一、 三大化石燃料:煤、石油、天然氣(均為混合物,并且均為不可再生能源)n 煤“工業(yè)的糧食”u 煤中主要含碳元素。u 煤燃燒排放的污染物:SO2、NO2、CO、煙塵等。(SO2、NO2可導(dǎo)致酸雨)u 為了使煤得到綜合利用,可以將煤干餾,即隔絕空氣加強(qiáng)熱,使煤分解為焦炭、煤焦油、煤氣等有用的物質(zhì)。(干餾是化學(xué)變化)n 石油“工業(yè)的血液”u 石油中主要含碳、氫元素。u 汽車尾氣中的污染物:CO、未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒌难趸?、含鉛化合物和煙塵。u 利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同,可以將
40、石油分餾,使石油中各成分分離。(分餾是物理變化)u 由石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途:溶劑油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、潤(rùn)滑油、石蠟、瀝青。n 天然氣u 天然氣的主要成分是甲烷(沼氣)。u 甲烷是最簡(jiǎn)單的有機(jī)物、相對(duì)分子質(zhì)量最小的有機(jī)物。u 甲烷的物理性質(zhì):無(wú)色無(wú)味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。u 甲烷的化學(xué)性質(zhì):可燃性。u 甲烷燃燒的化學(xué)方程式:CH4+2O2CO2+2H2O(甲烷燃燒會(huì)產(chǎn)生明亮的藍(lán)色火焰。)u 在我國(guó)農(nóng)村,使用沼氣的好處如下: 可以解決生活用燃料問(wèn)題; 改善農(nóng)村環(huán)境、衛(wèi)生狀況; 提高肥效。n 可燃冰:科學(xué)家們?cè)诤5装l(fā)現(xiàn)了大量可燃冰,它是一種甲烷水合物,是甲烷與水在低溫高
41、壓下形成的。u 可燃冰的優(yōu)點(diǎn):能量高、熱值大,是替代化石燃料的新能源。u 可燃冰的缺點(diǎn):如果在開(kāi)采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中,會(huì)造成更加嚴(yán)重的溫室效應(yīng)。n 酸雨的危害: 腐蝕大理石建筑、鋼鐵制品; 污染江河湖海,使土壤酸化; 影響水中動(dòng)植物生長(zhǎng),破壞森林、農(nóng)作物的生長(zhǎng)。 直接危害人體健康,甚至使人死亡。n 酸雨形成的反應(yīng)原理:SO2+H2O=H2SO3,2H2SO3+O2=2H2SO4來(lái)源:含硫煤的燃燒、工廠廢氣、汽車尾氣等排放的氮、硫的氧化物。n 乙醇u 乙醇俗稱酒精,化學(xué)式為C2H5OH。u 乙醇的物理性質(zhì):無(wú)色、有特殊氣味的液體,易揮發(fā),易溶于水(能與水以任意比例互溶),并能溶解多種有機(jī)
42、物。u 乙醇具有可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2Ou 乙醇的用途:用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料;重要的化工原料;制成車用乙醇汽油;制造消毒劑;制造醋酸、飲料、香精、染料等。第三節(jié) 金屬資源的利用和保護(hù)l 礦石:工業(yè)上把能用來(lái)提煉金屬的礦物叫做礦石。常見(jiàn)的礦石及主要成分:赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、黃鐵礦(FeS2)、菱鐵礦(FeCO3)、鋁土礦(Al2O3)、黃銅礦(CuFeS2)、輝銅礦(Cu2S)等。l 鐵的冶煉n 實(shí)驗(yàn)室一氧化碳還原氧化鐵n 工業(yè)高爐煉鐵u 設(shè)備:高爐。u 原料:鐵礦石(赤鐵礦或磁鐵礦)、焦炭、石灰石、(空氣)。u 反應(yīng)原理:C+O2CO2
43、、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。u 石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅(SiO2)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣(CaSiO3)。u 產(chǎn)品:生鐵(實(shí)驗(yàn)室中“煉”出的鐵不含碳,而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳)。l 鐵生銹的實(shí)驗(yàn)(見(jiàn)右圖)【實(shí)驗(yàn)器材】大試管、試管夾(帶鐵夾的鐵架臺(tái))、膠塞、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、潔凈無(wú)銹的鐵釘、棉花和干燥劑氯化鈣等?!緦?shí)驗(yàn)過(guò)程】取三根潔凈無(wú)銹的鐵釘,一根放在盛有蒸餾水的試管中,并使鐵釘外露一半;一根放在用植物油密封的蒸餾水中;一根放在干燥的空氣中,注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象,連續(xù)觀察約一周?!緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】第一個(gè)試管中的鐵釘生銹,而第二、三個(gè)試管中沒(méi)有明顯現(xiàn)象
44、。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵生銹實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果?!咀⒁馐马?xiàng)】第二個(gè)試管內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)象,證明了鐵釘生銹需要氧氣;第三個(gè)試管內(nèi)沒(méi)有現(xiàn)象,證明了鐵釘生銹需要水蒸氣。鐵銹很疏松,鐵制品可以全部被銹蝕。l 除去鐵銹的方法n 物理方法:刀刮、砂紙打磨。n 化學(xué)方法:少量、多次地滴加稀鹽酸或稀硫酸。l 防止鐵制品生銹的方法n 保持鐵制品的潔凈、干燥;n 擦干后涂一層保護(hù)膜(作用:隔絕空氣、防水)。具體方法如下:u 物理方法刷漆(油漆或銀粉)、涂油u 化學(xué)方法電鍍其它金屬(鉻或鋅)、烤藍(lán)n 制成不銹鋼。二、干燥劑1. 使用干燥劑的目的是除去氣體中混有的水蒸氣。2. 我們學(xué)過(guò)的干燥劑有氫氧化鈉、
45、濃硫酸、氧化鈣、氯化鈣等。氫氧化鈉易潮解;濃硫酸具有吸水性;而氧化鈣可以與水反應(yīng):CaO+H2O=Ca(OH)23. 氫氧化鈉氫氧化鈉等堿性干燥劑不能干燥氯化氫、二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體。4. 濃硫酸濃硫酸等酸性干燥劑不能干燥氨氣等堿性氣體。l 濃硫酸的稀釋操作五、氫氧化鈉和氫氧化鈣部分變質(zhì)1. 氫氧化鈉部分變質(zhì)的證明方法: 取樣,(如果是固體,就需要加適量水,使固體完全溶解),加過(guò)量的氯化鈣(或硝酸鈣)溶液,如果有白色沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明碳酸鈉存在:Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3 或 Na2CO3+Ca(NO3)2=2NaNO3+CaCO3 過(guò)濾,向?yàn)V液中滴加酚酞溶液,如果濾
46、液變紅,說(shuō)明氫氧化鈉存在,氫氧化鈉部分變質(zhì)。2. 氫氧化鈣固體部分變質(zhì)的證明方法: 取樣,加適量水使固體完全溶解,加入過(guò)量的稀鹽酸,如果有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明碳酸鈣存在:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 另取少量固體,加氯化銨(或硫酸銨)研磨,如果聞到刺激性氨味,說(shuō)明氫氧化鈣存在,氫氧化鈣部分變質(zhì):Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3+2H2O 或 Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3+2H2O第四節(jié) 中和反應(yīng)l 定義:酸和堿作用生成鹽和水的反應(yīng)。配平時(shí)要注意H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)。如:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2Ol 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng),一
47、般沒(méi)有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(沉淀、氣泡、不溶物溶解消失、溶液顏色變化),所以為了觀察反應(yīng)是否發(fā)生,需要借助酸堿指示劑。如NaOH+HCl=NaCl+H2O,反應(yīng)的時(shí)候要進(jìn)行以下操作: 在燒杯中加入氫氧化鈉溶液; 滴入幾滴酚酞溶液; 用滴管慢慢地滴入稀鹽酸,并不斷用玻璃棒攪拌(如果容器是試管,就直接振蕩); 溶液由紅色剛剛褪成無(wú)色時(shí),說(shuō)明氫氧化鈉和鹽酸恰好完全反應(yīng)。(注意是先加堿溶液,再加指示劑,然后才加酸)l 做上述實(shí)驗(yàn)時(shí),如果在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中忘加酚酞,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后再加酚酞溶液,發(fā)現(xiàn)酚酞不變色,會(huì)有兩種情況:酸堿恰好完全反應(yīng)或者酸過(guò)量。這時(shí)加入碳酸鈣固體,如果有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明酸過(guò)量;如果沒(méi)有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)
48、明恰好完全反應(yīng)。l 雖然不能用酚酞溶液鑒別酸性溶液和中性溶液,但借助一種堿溶液,就能將酸性和中性溶液區(qū)分出來(lái)。l 在所有的復(fù)分解反應(yīng)中,中和反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生,并且反應(yīng)可以瞬時(shí)完成。l 中和反應(yīng)是放熱的反應(yīng)。l 中和反應(yīng)的應(yīng)用n 熟石灰改良酸性土壤(在缺少熟石灰的情況下,用生石灰也可以)。n 熟石灰改良酸性河流(處理硫酸廠的污水:H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O)。鐵粉、蛋殼(主要成分是碳酸鈣)也可改良酸性河流,但它們不屬于中和反應(yīng)。n 碳酸水改良?jí)A性土壤。n 用含氫氧化鋁或氫氧化鎂的藥物中和過(guò)多的胃酸:Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OMg(OH)2+2HCl=MgCl
49、2+2H2O小蘇打、墨魚骨粉(主要成分是碳酸鈣)也可以治療胃酸過(guò)多,但它們不屬于中和反應(yīng)。n 被蚊蟲叮咬時(shí)涂含氨水(或者是牙膏、肥皂水)的藥物。l 中和反應(yīng)同氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)一樣,是特征反應(yīng),不屬于四大基本反應(yīng)類型。第二節(jié) 粗鹽提純l 粗鹽的初步提純只是去除不溶性雜質(zhì),得到的精鹽中還含有氯化鎂、氯化鈣等可溶性雜質(zhì)。l 粗鹽中由于含有氯化鎂、氯化鈣等雜質(zhì),易吸收空氣中的水分而潮解。無(wú)水氯化鈣可用作干燥劑。l 實(shí)驗(yàn)步驟:溶解、過(guò)濾、蒸發(fā)、回收。l 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)儀器其中玻璃棒的作用溶解燒杯、玻璃棒攪拌,加速溶解過(guò)濾鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、漏斗、燒杯、玻璃棒引流蒸發(fā)鐵架臺(tái)(帶鐵圈)、蒸發(fā)皿、酒精燈
50、、玻璃棒防止由于局部溫度過(guò)高,造成液滴飛濺回收玻璃棒轉(zhuǎn)移固體的工具l 蒸發(fā)時(shí)要經(jīng)常用玻璃棒攪拌液體,防止由于局部溫度過(guò)高造成液滴飛濺。l 當(dāng)水接近全部蒸發(fā)時(shí)熄滅酒精燈,停止加熱,利用余熱使剩余水分蒸發(fā)。常見(jiàn)物質(zhì)的化學(xué)式單質(zhì)氫氣H2氦氣He氧氣O2氮?dú)釴2碳(石墨、金剛石)C氖氣Ne鈉Na硅Si鋁Al鎂Mg硫S氯氣Cl2鉀K氬氣Ar紅磷、白磷P鈦Ti鐵Fe銅Cu鋅Zn汞Hg氪氣Kr銀Ag鎘Cd錫Sn鉛Pb氙氣Xe鋇Ba鉑Pt金Au鈣Ca硒Se碘I2臭氧O3化合物氧化物水H2O過(guò)氧化氫H2O2一氧化碳CO二氧化碳CO2一氧化氮NO二氧化氮NO2氧化鈉Na2O氧化鎂MgO氧化鋁Al2O3二氧化硅Si
51、O2五氧化二磷P2O5二氧化硫SO2三氧化硫SO3二氧化氯ClO2氧化鈣CaO二氧化錳MnO2氧化亞鐵FeO氧化鐵Fe2O3四氧化三鐵Fe3O4氧化銅CuO氧化銀Ag2O氧化汞HgO一氧化二氮N2O酸硝酸HNO3鹽酸HCl硫酸H2SO4亞硫酸H2SO3碳酸H2CO3氫氟酸HF氫硫酸H2S乙酸(醋酸)CH3COOH堿氨水NH3H2O氫氧化鉀KOH氫氧化鈉NaOH氫氧化鋇Ba(OH)2氫氧化鈣Ca(OH)2氫氧化鎂Mg(OH)2氫氧化鋁Al(OH)3氫氧化銅Cu(OH)2氫氧化鐵Fe(OH)3鹽NO3-Cl-SO42-CO32-NH4+NH4NO3硝酸銨NH4Cl 氯化銨(NH4)2SO4 硫酸銨
52、(NH4)2CO3 碳酸銨K+KNO3硝酸鉀KCl 氯化鉀K2SO4 硫酸鉀K2CO3 碳酸鉀Na+NaNO3硝酸鈉NaCl 氯化鈉Na2SO4 硫酸鈉Na2CO3 碳酸鈉Ba2+Ba(NO3)2 硝酸鋇BaCl2 氯化鋇BaSO4 硫酸鋇BaCO3 碳酸鋇Ca2+Ca(NO3)2 硝酸鈣CaCl2 氯化鈣CaSO4 硫酸鈣CaCO3 碳酸鈣Mg2+Mg(NO3)2 硝酸鎂MgCl2 氯化鎂MgSO4 硫酸鎂MgCO3 碳酸鎂Al3+Al(NO3)3 硝酸鋁AlCl3 氯化鋁Al2(SO4)3 硫酸鋁Zn2+Zn(NO3)2 硝酸鋅ZnCl2 氯化鋅ZnSO4 硫酸鋅ZnCO3 碳酸鋅Fe2+Fe(NO3)2 硝酸亞鐵FeCl2 氯化亞鐵FeSO4 硫酸亞鐵FeCO3 碳酸亞鐵Fe3+Fe(NO3)3 硝酸鐵FeCl3 氯化鐵Fe2(SO4)3 硫酸鐵Cu2+Cu(NO3)2 硝酸銅CuCl2 氯化銅CuSO4 硫酸銅Ag+AgNO3 硝酸銀AgCl 氯化銀Ag2SO4 硫酸銀Ag2CO3 碳酸銀高錳酸鉀KMnO4氯酸鉀KClO3錳酸鉀K2MnO4碳酸氫鈣Ca(HCO3)2硫酸銅晶體CuSO45H2O碳酸鈉晶體Na2CO310H2O碳酸氫銨NH4HCO3磷酸鈣C
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