九年級化學教師用書

九年級化學教師用書九年級化學教師用書九年級化學教師用書資料僅供參考文件編號：2022年4月九年級化學教師用書版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：說明第八單元金屬和金屬材料課題1金屬材料課題2金屬的化學性質課題3金屬資源的利用和保護第九單元溶液課題1溶液的形成課題2溶解度課題3溶質的質量分數(shù)第十單元酸和堿課題1常見的酸和堿課題2酸和堿之間會發(fā)生什么反應第十一單元鹽化肥課題1生活中常見的鹽課題2化學肥料第十二單元化學與生活課題1人類重要的營養(yǎng)物質課題2化學元素與人體健康課題3有機合成材料本單元說明本單元主要介紹了鐵、鋁、銅等重要金屬和合金。內容包括金屬的物理性質(如導電性、導熱性等)，金屬的化學性質(如與氧氣、鹽酸等反應)以及反應的規(guī)律性知識(如金屬活動性順序)，金屬資源的利用(如鐵的冶煉以及冶煉時有關雜質問題的計算)，金屬資源的保護(如金屬的腐蝕和防護、廢舊金屬的回收利用)等。從教學目標來講，涉及到鐵、鋁、銅等純金屬以及合金的基礎知識，金屬活動性順序和金屬腐蝕條件初步探究活動的過程、方法和技能，以及合理利用金屬資源、金屬材料與人類進步和社會發(fā)展的關系等情感、態(tài)度和價值觀等方面的教育。本單元具有以下特點：1.金屬和金屬材料與生活和社會發(fā)展的關系非常密切，本單元比較集中地介紹了金屬和金屬材料的有關內容，涉及的范圍很廣，包括了它們的性質、用途和資源保護等多方面的內容，與以往的初中教材相比，體現(xiàn)了義務教育階段化學學習的全面性。2.本單元注意從學生的生活經(jīng)驗和實驗事實出發(fā)，采用對比的方法，引導學生親自感受純金屬與合金的性質、金屬與氧氣以及鹽酸等反應的不同，以加深學生對物質的性質與物質用途的關系的了解，認識到金屬既有通性，又有各自的特性。3.本單元注重對學生學習能力的培養(yǎng)，尤其注意對一些重點內容(如置換反應、金屬活動性順序、金屬腐蝕的條件等)采用探究的方式，通過實驗，層層引導，深入討論，并歸納得出結論。在活動與探究的過程中，注意激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學習能力，同時使他們獲得新知識。4.本單元注意對學生進行金屬資源保護意識的教育，注意介紹一些新科技成果如形狀記憶合金等，以事實來說明化學學習的價值。本單元教學重點：鐵、鋁、銅等金屬和合金的重要性質和用途，金屬活動性順序，有關化學方程式計算中的雜質問題計算，鐵銹蝕的條件及其防護，合理利用金屬資源的意識。本單元教學難點：對金屬活動性順序的初步探究，對鐵銹蝕條件及其防護措施的初步探究，有關化學方程式計算中的雜質問題計算。一、教學目的要求1.通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關系。2.了解常見金屬的物理性質，知道物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但同時還需考慮如價格、資源以及廢料是否易于回收等其他因素。3.認識在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。二、本課題分析本課題分為兩部分。第一部分從日常生活用品很多是用金屬材料制成的入手，說明金屬材料包括純金屬和合金兩類，并從社會發(fā)展的歷史說明鐵、銅、鋁及其合金是人類使用最多的金屬材料。教材注意聯(lián)系學生的生活經(jīng)驗，配合實物照片介紹了金屬具有金屬光澤，能傳熱、導電，有延展性等重要物理性質，同時采用列表的方式，給出了一些常見金屬物理性質的數(shù)據(jù)，為如何利用金屬的物理性質提供了重要依據(jù)。教材把重點放在“討論”及對物質的性質與用途關系的了解上，注意培養(yǎng)學生綜合分析問題的能力。第二部分重點介紹合金。教材用廚師在炒菜時常會在菜里加入各種調料以改善菜的色、香、味的事實作比喻，說明在純金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，可以制得與純金屬性質不同的合金，如生鐵和鋼等，這些合金具有某些比純金屬更好的性能。教材接著通過實驗讓學生親身體驗合金與純金屬性質的不同，了解為什么合金比純金屬具有更廣泛用途的原因。教材以列表的方式簡略地介紹了一些常見合金的主要成分、性能和用途。教材還介紹了21世紀的重要金屬材料──鈦和鈦合金，連同在“化學技術社會”中介紹的高新科技的內容──形狀記憶合金，在一定程度上體現(xiàn)了21世紀金屬材料的發(fā)展趨勢，有利于拓寬學生的眼界。教學建議如下：1.課前可以由學生收集一些常見的金屬材料，由實物或事實入手，使學生認識金屬材料與日常生活以及社會發(fā)展的關系，并進而引入到對金屬的物理性質的教學。2.重點組織好教材中的“討論”，要引導學生從多個角度思考問題，對有些討論題應說出不止一個理由。也可以結合當?shù)氐膶嶋H情況提出一些學生感興趣的討論題。通過討論引導學生形成以下認識：物質的性質在很大程度上決定了物質的用途，但這不是唯一的決定因素，在考慮物質的用途時，還需考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。3.認真做好【實驗8-1】和【實驗8-2】，這是使學生認識物質組成的改變會使其性能發(fā)生改變的重要依據(jù)，也是為什么目前純金屬只有90余種，但由這些純金屬按一定組成和質量比制得的合金已達幾千種的原因。4.常見合金的主要成分、性能和用途表，以及鈦和鈦合金等屬于常識性介紹內容，學生只需留有大致印象即可。教師應使學生了解如何查閱這些資料的途徑，以培養(yǎng)學生獨立獲取知識的能力。5.資料“金屬之最”以及“形狀記憶合金”具有較強的趣味性，可以結合這些內容引導學生進一步查閱有關資料，辦一期化學小報或墻報等。鋼的淬火和回火實驗同樣具有很強的趣味性，且簡單易做，應鼓勵學生做。三、實驗說明和建議1.【實驗8-1】可以結合當?shù)氐那闆r，適當補充或更換合金及其組分金屬。2.【實驗8-2】由于鉛蒸氣有毒，該實驗應該在通風櫥中進行。四、部分習題參考答案及說明第4題和第5題都為開放性習題，可以有多種答案，只要理由充分即可，不追求統(tǒng)一的答案。6.1000kg鐵紅中最多含鐵700kg。五、資料1.鉑金和白金白金全稱為“白色K金”，是將黃金與銅、鎳、鋅等金屬熔合在一起后所制成的一種白色合金。其中，黃金的質量分數(shù)最多為75%。鉑是稀有的貴金屬，在首飾行業(yè)又叫做鉑金，開采量只有黃金的5%。鉑金的強度和韌性都比其他貴金屬高得多，1g鉑金可以拉成1.6km長的細絲而不斷裂，因此用鉑金制作的首飾堅韌，如鉆石鑲嵌其中會很牢固，不易脫落。鉑金的白色光澤是天然的，經(jīng)久不會改變，而白金的色澤不是天然的，時間長了就可能會褪色。2000年全球鉑金的消費接近100t，其中，亞洲的消費超過65t。按照國家技術監(jiān)督局的規(guī)定，我國國內生產(chǎn)的所有鉑金首飾都應標上鉑的元素符號Pt的專有標志。通常所說的“Pt900”或“Pt950”表示首飾材料中鉑的質量分數(shù)分別為90%或95%。2.常用合金(1)鋼鐵鋼鐵是鐵與C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所組成的合金。其中除Fe外，C的含量對鋼鐵的機械性能起著主要作用，故統(tǒng)稱為鐵碳合金。它是工程技術中最重要、用量最大的金屬材料。按含碳量不同，鐵碳合金分為鋼與生鐵兩大類，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵碳合金。碳鋼是最常用的普通鋼，冶煉方便、加工容易、價格低廉，而且在多數(shù)情況下能滿足使用要求，所以應用十分普遍。按含碳量不同，碳鋼又分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。合金鋼又叫特種鋼，在碳鋼的基礎上加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結構和性能發(fā)生變化，從而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕性，等等。經(jīng)常加入鋼中的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我國合金鋼的資源相當豐富，除Cr、Co不足，Mn品位較低外，W、Mo、V、Ti和稀土金屬儲量都很高。21世紀初，合金鋼在鋼的總產(chǎn)量中的比例將有大幅度增長。含碳量2%～4.3%的鐵碳合金稱生鐵。生鐵硬而脆，但耐壓耐磨。根據(jù)生鐵中碳存在的形態(tài)不同又可分為白口鐵、灰口鐵和球墨鑄鐵。白口鐵中碳以Fe3C形態(tài)分布，斷口呈銀白色，質硬而脆，不能進行機械加工，是煉鋼的原料，故又稱煉鋼生鐵。碳以片狀石墨形態(tài)分布的稱灰口鐵，斷口呈銀灰色，易切削，易鑄，耐磨。若碳以球狀石墨分布則稱球墨鑄鐵，其機械性能、加工性能接近于鋼。在鑄鐵中加入特種合金元素可得特種鑄鐵，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高，在特種條件下有十分重要的應用。(2)鋁合金鋁是分布較廣的元素，在地殼中含量僅次于氧和硅，是金屬中含量最高的。純鋁密度較低，為2.7g/cm3，有良好的導熱、導電性(僅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可進行各種機械加工。鋁的化學性質活潑，在空氣中迅速氧化形成一層致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蝕性。但純鋁的強度低，只有通過合金化才能得到可作結構材料使用的各種鋁合金。鋁合金的突出特點是密度小、強度高。鋁中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蝕性，良好的塑性和較高的強度，稱為防銹鋁合金，用于制造油箱、容器、管道、鉚釘?shù)?。硬鋁合金的強度較防銹鋁合金高，但防蝕性能有所下降，這類合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn系。新近開發(fā)的高強度硬鋁，強度進一步提高，而密度比普通硬鋁減小15%，且能擠壓成型，可用作摩托車骨架和輪圈等構件。Al-Li合金可制作飛機零件和承受載重的高級運動器材。目前高強度鋁合金廣泛應用于制造飛機、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，并具有抗海水侵蝕，避磁性等特點。(3)銅合金純銅呈紫紅色，故又稱紫銅，有極好的導熱、導電性，其導電性僅次于銀而居金屬的第二位。銅具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性和耐蝕性能，是優(yōu)良的電工用金屬材料。工業(yè)中廣泛使用的銅合金有黃銅、青銅和白銅等。Cu與Zu的合金稱黃銅，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有優(yōu)良的導熱性和耐腐蝕性，可用作各種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn，稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量的有潤滑作用的Pb，可用作滑動軸承材料。青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是CuSn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強度，并使其塑性得到改善，抗腐蝕性增強，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴，目前已大量用Al、Si、Mn來代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。鈹青銅是強度最高的銅合金，它無磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕性能，是可與鋼相競爭的彈簧材料。白銅是Cu-Ni合金，有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材料。3.特種合金目前工業(yè)上應用的合金種類數(shù)以千計，現(xiàn)只簡要地介紹其中幾大類。(1)耐蝕合金金屬材料在腐蝕性介質中所具有的抵抗介質侵蝕的能力，稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個條件之一：①熱力學穩(wěn)定性高的金屬。通?？捎闷錁藴孰姌O電勢來判斷，其數(shù)值較正者穩(wěn)定性較高；較負者則穩(wěn)定性較低。耐蝕性好的貴金屬，如Pt、Au、Ag、Cu等就屬于這一類。②易于鈍化的金屬。不少金屬可在氧化性介質中形成具有保護作用的致密氧化膜，這種現(xiàn)象稱為鈍化。金屬中最容易鈍化的是Ti、Zr、Ta、Nb、Cr和Al等。③表面能生成難溶的和保護性能良好的腐蝕產(chǎn)物膜的金屬。這種情況只有在金屬處于特定的腐蝕介質中才出現(xiàn)，例如，Pb和Al在H2SO4溶液中，F(xiàn)e在H3PO4溶液中，Mo在鹽酸中以及Zn在大氣中等。因此，工業(yè)上根據(jù)上述原理，采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金，一般有相應的三種方法：①提高金屬或合金的熱力學穩(wěn)定性，即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學穩(wěn)定性高的合金元素，使形成固溶體以及提高合金的電極電勢，增強其耐蝕性。例如在Cu中加Au，在Ni中加入Cu、Cr等，即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法，在工業(yè)結構材料中的應用是有限的。②加入易鈍化合金元素，如Cr、Ni、Mo等，可提高基體金屬的耐蝕性。在鋼中加入適量的Cr，即可制得鉻系不銹鋼。實驗證明，在不銹鋼中，含Cr量一般應大于13%時才能起抗蝕作用，Cr含量越高，其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介質中有很好的抗蝕性，但在非氧化性介質如稀硫酸和鹽酸中，耐蝕性較差。這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜，同時對氧化膜還有溶解作用。③加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物保護膜的合金元素，是制取耐蝕合金的又一途徑。例如，鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結構致密的化合物羥基氧化鐵［FeOx·(OH)23-2x］，它能起保護作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進這種保護膜的生成，由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。金屬腐蝕是工業(yè)上危害最大的自發(fā)過程，因此耐蝕合金的開發(fā)與應用，有重大的社會意義和經(jīng)濟價值。(2)耐熱合金這類合金又稱高溫合金，它對于在高溫條件下的工業(yè)部門和應用技術領域有著重大的意義。一般說，金屬材料的熔點越高，其可使用的溫度限度越高。這是因為隨著溫度的升高，金屬材料的機械性能顯著下降，氧化腐蝕的趨勢相應增大，因此，一般的金屬材料都只能在500℃～600℃下長期工作。能在高于700℃的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金?！澳蜔帷笔侵钙湓诟邷叵履鼙３肿銐驈姸群土己玫目寡趸浴Ｌ岣咪撹F抗氧化性的途徑有兩條：一是在鋼中加入Cr、Si、Al等合金元素，或者在鋼的表面進行Cr、Si、Al合金化處理。它們在氧化性氣氛中可很快生成一層致密的氧化膜，并牢固地附在鋼的表面，從而有效地阻止氧化的繼續(xù)進行。二是用各種方法在鋼鐵表面形成高熔點的氧化物、碳化物、氮化物等耐高溫涂層。提高鋼鐵高溫強度的方法很多，從結構、性質的化學觀點看，大致有兩種主要方法：一是增加鋼中原子間在高溫下的結合力。研究指出，金屬中結合力，即金屬鍵強度大小，主要與原子中未成對的電子數(shù)有關。從周期表中看，ⅥB元素金屬鍵在同一周期內最強。因此，在鋼中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。二是加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素，以使鋼基體強化。由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物，它們在金屬鍵的基礎上，又增加了共價鍵的成分，因此硬度極大，熔點很高。例如，加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物，從而增加了鋼鐵的高溫強度。利用合金方法，除鐵基耐熱合金外，還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金，它們在高溫下具有良好的機械性能和化學穩(wěn)定性。其中鎳基合金是最優(yōu)的超耐熱金屬材料，組織中基體是NiCrCo的固溶體和Ni3Al金屬化合物，經(jīng)處理后，其使用溫度可達1000℃～1100℃。(3)鈦合金鈦是周期表中第IVB類元素，外觀似鋼，熔點達1672℃，屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富，遠高于Cu、Zn、Sn、Pb等常見金屬。我國鈦的資源極為豐富，僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型釩鈦磁鐵礦中，伴生鈦金屬儲量約達4.2億噸，接近國外探明鈦儲量的總和。純鈦機械性能強，可塑性好，易于加工，如有雜質，特別是O、N、C等元素存在，會提高鈦的強度和硬度，但會降低其塑性，增加脆性。鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環(huán)境中，其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此，鈦對空氣、水和若干腐蝕介質都是穩(wěn)定的。鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中等濃度的強堿溶液所侵蝕。特別是鈦對海水很穩(wěn)定，將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年，取出后，仍光亮如初，遠優(yōu)于不銹鋼。鈦的另一重要特性是密度小。其強度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有工業(yè)金屬材料中最高的。液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入，可改善鈦的性能，以適應不同部門的需要。例如，Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，可在相當高的溫度下長時間工作；以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金，可以50%～150%地伸長加工成型，其最大伸長可達到2000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟各部門，它是火箭、導彈和航天飛機不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應用鈦合金，只是目前鈦的價格較昂貴，限制了它的廣泛使用。(4)磁性合金材料在外加磁場中，可表現(xiàn)出三種情況：①不被磁場所吸引的，叫反磁性材料；②微弱地被磁場所吸引的，叫順磁性材料；③強烈地被磁場吸引的，稱鐵磁性材料，其磁性隨外磁場的加強而急劇增高，并在外磁場移走后，仍能保留磁性。金屬材料中，大多數(shù)過渡金屬具有順磁性；只有Fe、Co、Ni等少數(shù)金屬是鐵磁性的。金屬中組成永磁材料的主要元素是Fe、Co、Ni和某些稀土元素。目前使用的永磁合金有稀土鈷系、鐵鉻鈷系和錳鋁碳系合金。磁性合金在電力、電子、計算機、自動控制和電光學等新興技術領域中，有著日益廣泛的應用。4.鋁的性質和用途物質的用途在很大程度上取決于物質的性質。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。(1)鋁的密度很小，僅為2.7g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機約由70%的鋁及其合金構成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達幾千噸。(2)鋁的導電性僅次于銀、銅，雖然它的導電率只有銅的2/3，但密度只有銅的1/3，所以輸送同量的電，鋁線的質量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。(3)鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。(4)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀)，在100℃～150℃時可制成薄于0.01mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學反應器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色)，常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護鐵制品不被腐蝕，而且美觀。(7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)、燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋇68%、鋁粉28%、蟲膠4%)。(8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑。鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫煅燒而制成耐高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導彈技術上有重要應用。(9)鋁板對光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。(10)鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內的天花板等也采用鋁。5.銅是人類應用最早的金屬銅是人類認識并應用最早的金屬之一。我國是最早使用銅器的國家之一。到目前為止，發(fā)現(xiàn)的中國最早的青銅器出自新石器時代后期，相當于中原夏代的一些文化遺址中。在商代早期遺址中出土了較大型的青銅器。中國商代早期的大型青銅器還很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花紋多為線條的獸面紋。1939年在安陽市出土的禮器“司母戊鼎”是殷代前期青銅器的代表作，是商王為其母鑄造的，重達875kg，高133cm，橫長110cm，寬78cm。經(jīng)檢測，銅占84.11%，錫占11.64%，鉛占2.79%，是世界上最大的出土青銅器。又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，結構復雜，分布在四角的四支羊頭上長著卷曲的羊角，還有突出的龍頭，鏤空的扉邊。重34.5kg，身高58.3cm，口邊長52.4cm。它采用分鑄和嵌鑄等復雜的鑄造工藝，充分反映出了殷代青銅器的高超熔鑄技藝。青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。戰(zhàn)國時期，齊國工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應有所變化，為此可以改變青銅中各種金屬成分的比例。我國古代很早就認識到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑，這一方法以我國為最早，是濕法冶金技術的起源，在世界化學史上是一項重大貢獻。在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導電性僅次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)。銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類很多，例如，青銅質堅韌，硬度高，易鑄造；黃銅廣泛用于制作儀器零件；白銅主要用作刀具。銅和鐵、錳、鉬、硼、鋅、鈷等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活動所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促進糖、淀粉、蛋白質、核酸、維生素和酶的合成，有利于植物的生長。銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有30多種蛋白質和酶含有銅元素，現(xiàn)已知銅的最重要生理功能是人血清中的銅藍蛋白，它有催化鐵的生理代謝過程功能。銅還可以提高白細胞消滅細菌的能力，增強某些藥物的治療效果。銅雖然是生命攸關的元素，但如果攝入過多，會引起多種疾病。一、教學目的要求1.知道鐵、鋁、銅等常見金屬與氧氣的反應。2.初步認識常見金屬與鹽酸、硫酸的置換反應，以及與鹽溶液的置換反應，能用置換反應解釋一些與日常生活有關的化學問題。3.能用金屬活動性順序對有關的置換反應進行簡單的判斷，并能利用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。二、本課題分析在課題1介紹金屬的物理性質的基礎上，本課題側重介紹金屬的化學性質，重點介紹金屬與氧氣的反應，以及金屬活動性順序。學生在前一階段的學習中已經(jīng)做過鎂條、鋁箔、鐵絲等在氧氣中反應的實驗，基于學生已有的知識基礎，教材采用實驗事實→歸納的編寫方法，重點說明大多數(shù)金屬都能與氧氣反應，但反應的難易和劇烈程度不同，由此也可在一定意義上反映金屬的活潑程度：如鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑。教材的重點放在對金屬活動性順序的探究上，采用實驗—討論的探究模式，通過對實驗事實的分析，層層誘導，由學生自己歸納得出置換反應的特點，并通過對某些金屬的活動性的比較，進而引出金屬活動性順序。通過練習，使學生能應用置換反應和金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。教學建議如下：1.對于金屬與氧氣反應的教學，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應的實驗，以加深學生的感性認識。要引導學生對觀察到的實驗現(xiàn)象進行認真的對比和分析，從中得出金屬與氧氣反應的一些規(guī)律性知識。2.本課題的教學重點應放在對金屬活動性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動性順序的知識，更重要的是要引導學生主動參與知識的獲取過程，學習科學探究的方法。在這個活動與探究中，結論的可靠性是很重要的，因此，控制相似的實驗條件，以及對實驗現(xiàn)象的正確對比和分析，是該探究活動獲得可靠結論的重要保證。3.置換反應的概念是在實驗的基礎上通過歸納得出的，即通過對鎂、鋅、鐵與鹽酸反應的化學方程式的分析，從反應物和生成物類別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，學生容易接受。置換反應在日常生活中的應用主要是通過練習來感受的。教師也可以補充一些有關這方面的聯(lián)系實際的習題，以培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。4.金屬活動性順序是通過實驗，并在置換反應概念和其他一些實驗事實的基礎上分析得到的。探究分三步進行：(1)從金屬與鹽酸或硫酸反應是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類，能生成氫氣的金屬其活動性比較強，不能生成氫氣的金屬其活動性比較弱。(2)從一種金屬能否把另一種金屬從它的化合物的溶液中置換出來，可以比較出這兩種金屬的活動性強弱，能置換出來的，則這種金屬比另一種金屬活潑。(3)經(jīng)過了很多類似實驗的探究過程，人們歸納和總結出了常見金屬的活動性順序：在整個探究過程中，教師的組織和引導作用非常重要。尤其要注意在實驗的基礎上組織好討論，這是有關金屬活動性順序探究活動能否成功的重要保證。由于學生還沒有鹽的概念，因此教材中只能說“位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液中置換出來”。教師要根據(jù)學生的實際情況利用具體例子來進行教學。5.可以通過對一些實例和習題的討論和分析，讓學生感受金屬活動性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要應用，并認識金屬活動性順序可以作為有關金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應等的判斷依據(jù)。這部分的教學也可以結合本課題的復習和小結進行。三、實驗說明和建議鎂、鋅、鐵等與鹽酸的反應比與硫酸的反應快，但兩者反應的趨勢是一致的?；趯W生的知識基礎，應注意引導學生討論問題的主要方面即反應的趨勢。四、部分習題參考答案及說明6.混合物除去雜質的化學方程式主要操作步驟Cu粉(Fe)Fe+2HCl==FeCl2+H2↑加適量鹽酸至無氣泡產(chǎn)生，過濾，洗滌，干燥FeCl2溶液(CuCl2)Fe+CuCl2==FeCl2+Cu加適量無銹鐵釘或鐵粉，過濾7.8.生成氫氣的質量：Mg：2.5g；Zn：0.92g；Fe：1.07g。需要金屬的質量：Mg：360g；Zn：975g；Fe：840g。五、資料1.在金屬活動性順序里為什么包括氫1865年，貝開托夫在實驗的基礎上，根據(jù)金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以及金屬跟酸、跟水等反應的劇烈程度，首先確定了金屬活動性順序，在這個順序里就已包括了氫。因為氫可以被位于它前面的金屬從稀酸里置換出來，而氫也可以把位于它后面的金屬，從它們的鹽溶液里置換出來，而氫后面的金屬不能從酸中置換出氫。這就是說，貝開托夫當時區(qū)分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標準的。當然，早期的化學家把金屬跟酸、跟水等反應的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標志是不嚴格的。準確的方法是以金屬的標準電極電勢來比較金屬的活動性大小，而標準電極電勢也是以氫電極定為零作為標準來測定的。標準電極電勢為負值的金屬比氫活潑；標準電極電勢為正值的金屬活動性小于氫。另外，氫的原子結構決定它在化學反應中表現(xiàn)出與堿金屬具有相似的化學性質。例如，氫具有還原性，能和大多數(shù)非金屬反應顯示+1價；等等。由于以上幾個方面的原因，因此把氫排進了金屬活動性順序里。2.金屬性和金屬活動性的區(qū)別和聯(lián)系金屬元素的原子在化學反應中，通常表現(xiàn)出失去電子成為陽離子的傾向。金屬性的強弱通常用金屬元素原子的最外層電子的電離能(氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽離子時所需要的能量)大小來衡量。金屬的活動性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶液里起氧化反應的難易，它是以金屬的標準電極電勢為依據(jù)的。從能量角度來看，金屬的標準電極電勢除了與金屬元素原子的電離能有關外，同時還與金屬的升華能(固態(tài)單質變?yōu)闅鈶B(tài)原子時所需的能量)、水合能(金屬陽離子與水化合時所放出的能量)等多種因素有關。金屬性強的元素，一般來說它的活動性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電離能比鈣的第一電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強。但是鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大，即鈣的標準電極電勢比鈉要負，所以鈣的金屬活動性比鈉大。銅和銀也有類似上述的情況。由此可見，金屬性與金屬活動性兩者概念是有區(qū)別的。一、教學目的要求1.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。2.會根據(jù)化學方程式對含有某些雜質的反應物或生成物進行有關計算。3.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。4.知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。二、本課題分析本課題涉及面很廣，包括地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關化學方程式計算中的雜質問題計算、金屬的腐蝕和防護，以及金屬資源的保護等，既有知識、技能方面的內容，又有環(huán)境意識和資源意識等情感領域的內容。本課題由常見金屬礦物的照片以及資料“金屬元素在地殼中的含量”表引入，簡單介紹了地球上及我國的金屬資源情況。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是用來冶煉金屬，而其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材很自然地轉入到對鐵的冶煉的討論。第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學的重點。教材除簡要地介紹了我國冶煉鐵的歷史外，主要是通過實驗，說明從鐵礦石中將鐵還原出來的化學反應原理，并結合煉鐵的實際情況，以例題的方式介紹了化學方程式計算中有關雜質問題的計算。這樣，把化學原理、計算和生產(chǎn)實際緊密地結合在一起，使學習活動成為有機的整體，有利于學生主動參與學習。第二部分“金屬資源的保護”，重點是有關鐵的銹蝕以及防護的“活動與探究”內容。該活動與探究內容包括提出問題、設計實驗并實施、討論、得出結論、對結論進行應用等多個步驟，對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力具有較大的價值。關于金屬資源的保護，教材中首先以圖示的方法給出了一些礦物可供開采的年限，形象地說明了金屬礦物資源是有限的，以及金屬資源保護的重要性。教材中簡要地介紹了廢舊金屬的回收利用、合理開采礦物等保護金屬資源的措施。教學建議如下：1.關于地球上及我國的金屬資源情況的教學，可以結合地理課的有關內容，利用礦物標本或實物照片、圖表等進行教學。應鼓勵學生主動查找有關資料，并在課內外進行交流。我國冶煉鐵的歷史及解放前后我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展等內容的教學，也可以采用相似的教學方法。2.做好【實驗8-3】，并將它與煉鐵生產(chǎn)的主要化學反應原理結合起來，使學生認識化學原理對實際生產(chǎn)的指導作用。3.化學方程式計算中的雜質問題計算是一類在實際生產(chǎn)中具有重要意義的計算，應使學生了解它的價值，主動參與學習。討論這一類計算題的解法時，關鍵是歸納出解題思路：即有關化學方程式的計算都是純物質的計算，要把含雜質物質的質量換算成純物質的質量?？梢砸暻闆r進行課堂練習，當堂討論和評析一些錯誤的解法以及出現(xiàn)錯誤的原因，以加深學生的理解。4.精心策劃和組織好有關金屬的腐蝕和防護的“活動與探究”內容。教材中的圖823提示了鐵釘銹蝕條件探究實驗的設計思路，在一個星期前就應引導學生結合生活經(jīng)驗來探討該實驗的設計方案，并鼓勵學生開動腦筋設計出多種方案，允許多種方案同時試驗，以小組或個人等多種方式活動，同時要認真做好觀察記錄。在實驗的基礎上，可以由各小組或個人展示他們的實驗情況，并匯報探究的結果。討論是在各組或個人已有初步結論的基礎上進行的，因此對這些結論的辨析、歸納是很重要的。從反應物的角度分析，鐵釘銹蝕的條件需有水蒸氣和氧氣等。教材中給了思考金屬腐蝕條件的思路：要有能夠發(fā)生反應的物質，反應物要能互相接觸，生成物不會對反應起阻礙作用，等等。同時給出了防止金屬腐蝕的思路：如果破壞金屬腐蝕的條件，使它們不再具備腐蝕的基礎，就能防止金屬腐蝕。利用這些思路組織好討論，由學生自己提出鐵制品的防銹建議，并將它應用于自行車構件防銹措施等實例上。5.關于金屬資源保護的教學，可以利用電化教學手段，將教材中的一些礦物可供開采的年限圖制成投影片或計算機軟件等，并配合其他資料，使學生強烈感受礦物資源是有限的，以及保護金屬資源的重要性。廢舊金屬的回收利用是每個學生都隨手可做的事情，可結合本課題末的“調查與研究”，使學生了解廢舊金屬回收的意義，并積極主動地去做。6.可以按照教材中所給的思路，采用討論、填表和填空等方式進行本單元小結。也可以結合實例分析，通過對知識的綜合應用來進行本單元小結。三、實驗說明和建議1.【實驗8-3】本實驗對溫度的要求較高，最好用噴燈做，并相應配套用硬質試管裝藥品。一定要提醒學生注意實驗安全，先通一氧化碳以趕走試管內的空氣，防止爆炸。2.鐵釘銹蝕條件的探究實驗設計思路之一：將三根潔凈無銹的鐵釘分別放入三支試管中，在第一支試管中倒入蒸餾水至浸沒1/2的鐵釘，使鐵釘既與水接觸，又與空氣接觸；在第二支試管中倒入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，使蒸餾水浸沒鐵釘，并再倒入適量植物油以隔絕空氣，使鐵釘只與水接觸而不與空氣接觸；在第三支試管中放入棉花和干燥劑，并塞上塞子，使鐵釘只與空氣接觸而不與水接觸(見教材圖8-23)。實驗設計思路之二：鐵絲在一定體積潮濕的空氣中發(fā)生銹蝕以及空氣體積減少的情況。取一段光亮無銹的細鐵絲，繞成螺旋狀，放入一支干燥潔凈的試管底部。將試管固定在鐵架臺上，并倒立于盛有清水的燒杯里(如圖81所示)。注意試管里的鐵絲要高出水面，且穩(wěn)定不下落。觀察鐵絲表面是否發(fā)生變化，試管中的水面高度是否有變化。實驗設計思路之三：鐵片在一定體積潮濕的空氣中發(fā)生銹蝕以及空氣體積減少的情況。取一小塊用酸洗凈的鐵片(或鋼片)，再用食鹽水浸泡一下，放入具支試管(如圖8-2所示)。觀察鐵片表面變化情況，以及玻璃導管中水位變化情況。圖8-1鐵絲生銹實驗圖8-2鐵片生銹實驗實驗設計思路之四：將(潮濕的試管內底部)粘有鐵屑與沒有粘有鐵屑的兩支試管分別倒置于盛有水的燒杯里，對比情況。在一支潮濕的試管里加入少量鐵屑，搖動試管使鐵屑粘附在試管壁上(如圖8-3所示)。將試管倒放在一個盛有水的燒杯里。再取一支沒有放入鐵屑的試管做對照實驗。將兩套裝置靜置，觀察試管中鐵屑是否生銹、試管中的水位是否升高。圖8-3鐵屑生銹實驗說明：思路一：約一周后可觀察到明顯的變化。第一支試管里的鐵釘表面生成了一層紅褐色的鐵銹，而在鐵釘位于水面和空氣交界面的部分，生成的鐵銹最厚。第二支試管里鐵釘表面有明顯的銹斑。第三支試管里的鐵釘仍光亮完好。思路二：當時間足夠長，試管里空氣中的氧氣完全與鐵反應生成鐵銹時，試管內水位高度能達到試管高度的約1/5。思路三：能觀察到因具支試管里空氣中的氧氣與鐵釘反應生成鐵銹，使具支試管內的氣壓下降，試管里的清水壓入與具支試管相通的導管里，形成水柱。思路四：鐵屑生銹，同時試管中的水位上升至試管的約1/5處。而對照試管里的水位沒有上升。四、部分習題參考答案及說明1.應通過實驗事實來解答。3.提醒學生注意本題的提示：ZnCO3加熱分解為ZnO，ZnO再與C反應生成Zn。4.2714t5.2977t五、資料1.我國礦產(chǎn)資源供需狀況當今世界上的國家很少有僅靠自身的礦產(chǎn)資源來發(fā)展本國經(jīng)濟的，但是擁有豐富的礦產(chǎn)資源無疑是本國社會經(jīng)濟發(fā)展的優(yōu)勢。由于多種因素的影響，我國主要礦產(chǎn)品進口量逐年上升。1987年我國礦產(chǎn)品及初級加工制品出口創(chuàng)匯62億美元，而進口則達98億美元；1988年出口85.75億美元，進口116.8億美元，逆差達31.1億美元?？梢哉f我國已逐漸成為礦產(chǎn)資源進口大國。隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源需求增長很快，主要礦產(chǎn)資源短缺的態(tài)勢日益明顯。1989年我國鐵礦石原礦的產(chǎn)量為1.7145億噸，進口鐵礦砂1259萬噸。2000年現(xiàn)有鐵礦的生產(chǎn)能力將減少10%～20%，因而2000年我國鐵礦石產(chǎn)量基本穩(wěn)定在目前水平。資源缺口增加，每年需進口鐵礦砂2000萬噸～3000萬噸。預計2020年鐵礦石產(chǎn)量可達2.8億噸～3.0億噸，每年需進口4500萬噸～5000萬噸鐵礦砂。現(xiàn)有銅、鉛、鋅生產(chǎn)能力2000年減少30%～40%，三分之二有色金屬統(tǒng)配礦山主要金屬生產(chǎn)也到了中晚期。如果地質勘探無重大突破，21世紀初，我國金屬礦產(chǎn)資源將出現(xiàn)全面緊缺的局面。我國主要原材料供需預測材料年份供需低方案(單位：萬噸)中方案(單位：萬噸)高方案(單位：萬噸)鋼2020需求

供應15000

1400015800

1500016800

16000銅2020需求

供應114

80119

90121

100鉛2020需求

供應300

250331

275370

300水

泥2020需求

供應78000

6000088000

7000098000

800002.金屬的存在和冶煉地球上的金屬資源十分豐富，除蘊藏在地殼中的外，還有數(shù)量很大的海濱沙礦和海底金屬礦藏(如錳結核和重金屬礦床等)，它們?yōu)槿祟惖纳詈蜕a(chǎn)提供了豐厚的物質基礎。陸地上可用來制取金屬的礦石大約有以下八大類：(1)天然金屬礦，如金、銀、鉑、汞等貴金屬，常以單質形式存在；(2)氧化物礦，如鋁礬土Al2O3·nH2O、赤鐵礦Fe2O3和錫石SnO2等；(3)碳酸鹽礦，如石灰石CaCO3、孔雀石Cu2(OH)2CO3等；(4)硅酸鹽礦，如綠柱石Be3Al2Si6O18、高嶺石(Al2Si2O7·2H2O)等；(5)硫酸鹽礦，如重晶石BaSO4、石膏CaSO4·2H2O等；(6)磷酸鹽礦，如磷酸鈣Ca3(PO4)2和磷酸稀土礦等；(7)鹵化物礦，如巖鹽NaCl、光鹵石KCl·MgCl2·6H2O等；(8)硫化物礦，如閃銀礦Ag2S、硫鐵礦FeS2、輝鉬礦MoS2等。從礦石中制取金屬單質的過程叫做冶金。金屬作為材料，其價值不僅取決于它在地殼中的含量和獨特的性能，在很大程度上還取決于其冶煉的難易程度。例如，鋁已是人們熟悉的工業(yè)金屬，其蘊藏量居金屬的首位，應用也很廣，但在1886年以前，它比黃金還貴重。因為那時的鋁是用金屬鈉還原氧化鋁來制取的，成本極高。直到電解鋁法實際用于生產(chǎn)后，鋁才得以廣泛使用。2.鐵礦石的種類和特征鐵礦石的種類很多，最重要的鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。鐵礦石常按其含鐵量的高低分為富礦(含鐵量高于50%以上)和貧礦(含鐵量在45%～50%以下)。在評定鐵礦石的品位和質量時，除看這種鐵礦石里的含鐵量以外，還要看它的脈石的成分和有害雜質(硫、磷)的含量的多少。我們可以根據(jù)鐵礦石的顏色、光澤、密度、磁性、條痕等性質來識別它們。(1)磁鐵礦主要成分是Fe3O4，鐵黑色，有時晶體帶淺藍色，具有金屬光澤或無光澤，不透明，在粗瓷器上刻劃，它的條痕為黑色，硬度5.5～6.5，密度4.9g/cm3～5.2g/cm3，具有強磁性，能吸引小鐵釘，是良好的導電體。(2)赤鐵礦主要成分是Fe2O3，顏色暗紅，含鐵量越高的顏色就越深，甚至接近黑色，但是它的條痕仍然是紅色。它的硬度介于5～6之間，密度5.0g/cm3～5.3g/cm3，不具有磁性，通常成致密塊狀產(chǎn)出，表面呈魚子狀或腎狀；有時也成結晶的塊狀(稱為鏡鐵礦)或土狀產(chǎn)出。(3)褐鐵礦主要成分為含水氧化鐵(mFe2O3·nH2O)，隨所含雜質的不同，礦石的顏色呈黃褐色、褐色或黑褐色，條痕都為黃褐色。它的硬度5～5.5，可用小刀劃動，密度3.3g/cm3～4.0g/cm3，無磁性。(4)菱鐵礦主要成分為FeCO3，有黃白色、淺褐色或深褐色，條痕是白色或淺黃色。它的硬度3.5～4.5，小刀易劃動，密度3.8g/cm3～3.9g/cm3，性脆，無磁性。遇熱濃鹽酸能溶解，同時產(chǎn)生二氧化碳。4.金屬的腐蝕與防護當金屬和周圍介質接觸時，由于發(fā)生化學和電化學作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學觀點看，除少數(shù)貴金屬(如Au、Pt)外，各種金屬都有轉變成離子的趨勢，就是說金屬腐蝕是自發(fā)的普遍存在的現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能方面都將發(fā)生變化，造成設備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴重浪費，使國民經(jīng)濟受到巨大的損失。據(jù)估計，世界各發(fā)達國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟損失約占其國民生產(chǎn)總值3.5%～4.2%，超過每年各項天災(火災、風災及地震等)損失的總和。有人甚至估計每年全世界腐蝕報廢和損耗的金屬約為1億噸!因此，研究腐蝕機理，采取防護措施，對經(jīng)濟建設有著十分重大的意義。金屬防腐蝕的方法很多，主要有改善金屬的本質，把被保護金屬與腐蝕介質隔開，或對金屬進行表面處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學保護等。(1)改善金屬的本質根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強防腐蝕能力。(2)形成保護層在金屬表面覆蓋各種保護層，把被保護金屬與腐蝕性介質隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學方法，物理方法和電化學方法實現(xiàn)的。①金屬的磷化處理鋼鐵制品去油、除銹后，放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬表面形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜，這種過程叫做磷化處理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般為5μm～20μm，在大氣中有較好的耐蝕性。膜是微孔結構，對油漆等的吸附能力強，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進一步提高。②金屬的氧化處理將鋼鐵制品加到NaOH和NaNO2的混合溶液中，加熱處理，其表面即可形成一層厚度約為0.5μm～1.5μm的藍色氧化膜(主要成分為Fe3O4)，以達到鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍處理，簡稱發(fā)藍。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性，不影響零件的精度。故精密儀器和光學儀器的部件，彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發(fā)藍處理。③非金屬涂層用非金屬物質如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護層，稱為非金屬涂層，也可達到防腐蝕的目的。例如，船身、車廂、水桶等常涂油漆，汽車外殼常噴漆，槍炮、機器常涂礦物性油脂等。用塑料(如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等)噴涂金屬表面，比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔、色澤艷麗，兼具防蝕與裝飾的雙重功能。搪瓷是含SiO2量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性能，因此作為耐腐蝕非金屬涂層，廣泛用于石油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。④金屬保護層它是以一種金屬鍍在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成，除電鍍、化學鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法，作為浸涂層的金屬是低熔點金屬，如Zn、Sn、Pb和Al等。熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲，應用最廣；熱鍍錫用于薄鋼板和食品加工等的貯存容器；熱鍍鉛主要用于化工防蝕和包覆電纜；熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化等。(3)改善腐蝕環(huán)境改善環(huán)境對減少和防止腐蝕有重要意義。例如，減少腐蝕介質的濃度，除去介質中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質(稱緩蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。(4)電化學保護法電化學保護法是根據(jù)電化學原理在金屬設備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。①犧牲陽極保護法犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作為陰極而得到保護。犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用于保護海輪外殼，海水中的各種金屬設備、構件和防止巨型設備(如貯油罐)以及石油管路的腐蝕。②外加電流法將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設備的腐蝕。金屬的腐蝕雖然對生產(chǎn)帶來很大危害，但也可以利用腐蝕的原理為生產(chǎn)服務，發(fā)展為腐蝕加工技術。例如，在電子工業(yè)上，廣泛采用印刷電路。其制作方法及原理是用照相復印的方法將線路印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護的銅用三氯化鐵溶液腐蝕，就可以得到線條清晰的印刷電路板。三氯化鐵腐蝕銅的反應如下：2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2此外，還有電化學刻蝕、等離子體刻蝕新技術，比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學刻蝕的方法更好，分辨率更高。本單元說明本單元分三個課題，這三個課題存在著內在的聯(lián)系。第一課題是關于溶液的一些初步知識，其中涉及到溶解過程，包括溶液的形成，溶質、溶劑、溶液的概念，溶解過程中的吸熱和放熱現(xiàn)象等。這一課題主要是使學生從宏觀上認識溶液的特征，從微觀上認識溶液是溶質以分子或離子形式分散到溶劑中形成的均一體系。在此基礎上幫助學生建立一個有關溶液的較為科學的概念，為下面的教學做準備。第二課題是以物質的溶解度為核心展開的，主要從定量的角度介紹物質在水中溶解的限度。學生通過活動與探究，了解飽和溶液和溶解度的概念，可以加深對溶解現(xiàn)象的理解。第三課題主要圍繞溶液的濃、稀，即一定量的溶液中含有多少溶質這一問題展開，引出溶液中溶質的質量分數(shù)的概念，并結合這一概念進行一些簡單計算，初步學習配制溶質質量分數(shù)一定的溶液。本單元的三個課題中，第一課題從定性的角度初步認識溶液，第二課題從定量的角度研究物質溶解的限度，第三課題進一步從定量的角度認識一定量溶液中究竟含有多少溶質。三個課題密切相關，逐步深入，這樣的編排設計是本書的一個特點，比較符合學生的認識規(guī)律。本單元具有以下特點：1.溶液是最常見的一大類物質，本單元的教學內容與學生的生活實際有密切聯(lián)系。除了正文外，在“資料”、“拓展性課題”等欄目中還補充了一些內容，以擴展學生的知識視野。2.鼓勵學生參與，引導學生加強思維訓練。本單元中編排了較多學生參與的活動，教材中也留出較多的空白，供學生觀察、思考后填寫，有些內容則完全以學生活動展開。3.加強科學方法教育。教學的許多內容是由學生在活動與探究中完成的，并在“討論”、“調查與研究”、“習題”、“家庭小實驗”等活動中引導學生學習和運用科學方法。本單元教材重點：1.溶液、溶質、溶劑的概念。2.飽和溶液和溶解度的概念。3.溶液中溶質的質量分數(shù)。4.在學習化學的過程中，對科學探究方法的體驗。本單元教材難點：1.從微觀角度理解溶解過程。2.對溶解度概念的認識。3.溶液中溶質的質量分數(shù)的簡單計算。一、教學目的要求1.認識溶解現(xiàn)象，知道溶液、溶劑、溶質等概念。2.探究幾種物質在水中溶解時溶液的溫度變化。3.知道一些常見的乳化現(xiàn)象。4.知道溶液是一類重要的物質，在生產(chǎn)和生活中有重要應用。5.學習科學探究和科學實驗的方法，練習觀察、記錄、分析實驗現(xiàn)象。二、本課題分析本課題包含兩部分內容，即“溶液”和“溶解時的吸熱或放熱現(xiàn)象”。兩種互不相溶的液體，加入乳化劑時，能夠形成一種叫做乳濁液的混合物。在生活中時常遇到“乳化”現(xiàn)象，乳化并不是溶解，但因其內容很少，要求也較低，因此把其附在溶液的后邊讓學生通過實驗對其有初步了解。本課題內容容易引起學生的學習興趣，但是使其從微觀角度理解溶質在水分子作用下向溶液里擴散、溶質分子與水分子發(fā)生水合這兩個過程有一定的難度，有條件的學校在教學中應充分利用多種教學手段，幫助學生理解。本課題的重點是建立溶液的概念并認識溶液、溶質、溶劑三者的關系。教學建議如下：1.在上課前，教師應了解學生有哪些有關溶液的知識，盡量從學生熟悉的事物引入。本章的章圖及圖9-1為引入溶液的教學提供了廣闊的空間，教師可以充分利用。2.【實驗9-1】十分簡單，學生也有這方面的生活經(jīng)歷，因此可以把重點放在對實驗現(xiàn)象的微觀解釋和溶液、溶質、溶劑概念的建立上。糖溶于水的過程是糖的分子擴散的過程，食鹽溶于水的過程則是離子的擴散過程。在處理這一問題時不必展開，只要求學生了解，無論是分子還是離子，它們都是極其微小的粒子，它們均勻地分散在水分子中間，以此來理解溶液的本質。對于溶液的基本特征，要抓住均一性和穩(wěn)定性。所謂均一，是指溶液各處都完全一樣；所謂穩(wěn)定，是指條件不變時溶質和溶劑長期不會分離。但要注意，這是指溶液形成以后，而不是指在溶解過程中。在蔗糖溶解過程中，杯底部溶液當然要濃一些，上層要稀一些，但這僅僅是分子擴散尚未達成均一時的情況，形成溶液后，各處就一樣了。另外，還應啟發(fā)學生多從微觀的角度去想象，分散在溶劑中的分子或離子達到均一狀態(tài)之后，仍然處于不停的無規(guī)則運動狀態(tài)之中。3.對于溶液的廣泛用途，學生有許多生活經(jīng)驗，要通過討論促使學生積極思考，并體會化學對生活和生產(chǎn)的作用。在討論中，如學生提出了獨特的見解，教師應予以鼓勵。4.“乳化”現(xiàn)象是通過實驗引出的，學生也有這方面的生活經(jīng)驗。洗滌劑是一種最常見的乳化劑。應該注意的是，“乳化”并不是溶解，只是使植物油分散成無數(shù)細小的液滴存在于水中，而不聚集成大的油珠，這與物質溶解在水中是完全不同的。對于溶液和乳濁液，只從定性的角度描述它們的特征，沒有提出分散質顆粒直徑大小的問題，因此是一種粗略的說法。5.活動與探究──溶解時的吸熱或放熱現(xiàn)象，應由學生通過思考，自己設計實驗方案并繪制簡圖。教材中提供的實驗用品及記錄表對學生設計實驗有提示作用。實驗后教師可引導學生閱讀教材，認識溶解過程中的放熱和吸熱現(xiàn)象。學生通過活動與探究，一方面可以認識物質在溶解過程中常常伴隨有吸熱或放熱現(xiàn)象，同時又能體驗研究的樂趣、探討研究問題的方法并檢驗自己設計的方法。6.對于調查與研究，建議學生選的題目不要太大，提示中提供了幾個具體題目，學生可任選。也可把學生分成幾個小組，選不同的題目，調查研究后，通過討論等形式在班上交流。小論文由學生在課后完成，完成后可在教室開辟專欄展示，也可到人教網(wǎng)的化學教育論壇進行交流。三、實驗說明和建議1.【實驗9-2】和【實驗9-3】是固—液、液—液溶解的幾個例子，建議結合生活經(jīng)驗并充分利用書中提供的圖片分析溶解情況。實驗中有的物質溶解，也有的物質不溶解，學生會產(chǎn)生疑問，有問題是一件好事，對下一單元學習飽和溶液和溶解度概念會有幫助。2.【實驗9-4】應注意使學生看清楚每一步實驗。實驗過程中可引導學生觀察乳化現(xiàn)象，可與溶解現(xiàn)象對比。分析時應注意乳化與溶解是完全不同的。3.【家庭小實驗】該實驗很簡單，學生可能早已有實踐經(jīng)驗，做這個實驗，主要目的在于引導學生觀察、思考及體驗研究問題的方法，同時，也促使學生參加一定的家務勞動。四、部分習題參考答案及說明1.此題屬于開放式的習題，學生答案可有多種，不強求一致。2.溶質在溶液中以分子或離子的形式均一地分散在溶劑分子中間。兩種或多種溶液混合時，發(fā)生反應的分子或離子直接相互接觸，因此反應比較快。在化學實驗室里或化工生產(chǎn)中，常常把反應物配制成溶液，當溶液混合(或把固體反應物放入溶液中)時，就立即發(fā)生化學反應。例如，當鋁與硫酸銅均為固態(tài)時，不容易反應，但把鋁絲浸入在硫酸銅溶液中時，立即有紅色的銅出現(xiàn)。又如在硝酸銀溶液中滴入氯化鈉溶液時，立即產(chǎn)生白色沉淀。(說明：學生目前關于具體化學反應的知識不多，選擇合適的反應可能會有一定的困難，但在學完酸、堿、鹽后，就能體會此題的含義了。)3.此題屬于開放式的習題，牛奶中一般含有蛋白質、脂肪、固形物等，還有的加入維生素A、維生素D或增鈣劑等。(說明：可能學生還不認識或不知道標簽上所介紹的成分，會產(chǎn)生一些疑問，但沒有關系，等他們學習了第十二單元后，就會對營養(yǎng)物質有更深的認識了。)4.汽油溶解油污時形成溶液；但用洗滌劑溶液清洗油污是把油污分散成細小的液滴，使其形成乳濁液，再隨著水漂走。這兩者的原理是不相同的。五、資料1.分散體系一種物質(稱為分散相)的粒子分散到另一種物質(稱為分散介質)中所形成的體系叫做分散體系。按照分散相和分散介質的存在狀態(tài)不同，分散系可分成九種類型。分散相分散介質實例氣液泡沫

液液酒、醋、煤油在水中形成的乳濁液

固液糖水，粘土在水中形成懸濁液

氣固木炭、磚塊

液固濕磚塊、珍珠

固固合金、有色玻璃

氣氣空氣、爆鳴氣

液氣云、霧

固氣煙、塵如果分散介質是液態(tài)的，叫液態(tài)分散體系，在化學反應中此類分散體系最為常見和重要，水溶液、懸濁液和乳濁液都屬液態(tài)分散體系。溶液、懸濁液和乳濁液中分散相粒子的線性大小(近似其直徑大小)沒有絕對的界限。一般地說，分散相的粒子的線性大小小于10-9m時是溶液，溶液里的粒子實際上處于分子、離子或水合分子、水合離子的狀態(tài)。分散相的粒子的線性大小在10-9m～10-7m之間的是膠體。分散相的粒子的線性大小在10-7m～10-3m之間的是懸濁液或乳濁液。在分散體系中，分散相的顆粒大小有所不同，分散體系的性質也隨之改變，溶液、膠體和濁液各具有不同的特性。2.可濕性粉劑可濕性粉劑是農(nóng)藥的一種劑型，可制成懸濁液，進行噴霧。它是用農(nóng)藥原粉加入一定量的潤濕劑和填充料，通過機械碾磨、過篩制成。其規(guī)格要求99.5%的粉粒通過200號篩目，即粉粒直徑應在7.4×10-5m以下。3.乳濁液在自然界、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活里常遇到乳濁液，如牛奶、石油原油、橡膠的乳膠、油漆等都是乳濁液。我們常把乳濁液分為兩種類型，即油—水型，以O/W表示；水—油型，以W/O表示(O表示所有不溶于水的液態(tài)物質，W表示水)。例如，植物油分散到水里，這個分散體系是油內水外，用O/W表示；由地下開采出來的石油原油里含有少量分散的水，這個分散體系是水內油外，用W/O表示。有的乳濁液比較復雜，例如，牛奶就是一種復雜的液態(tài)分散體系。經(jīng)過分析，一般牛奶里平均含有酪素3%，乳蛋白0.53%，脂肪3.64%，乳糖4.88%，其余是水分。脂肪和水形成乳濁液，酪素和乳蛋白均形成膠體，乳糖形成溶液。一般地說，一個多相液態(tài)體系，其中有一種不溶于水的液體以小液滴(直徑在10-7m～10-3m)的形式存在的，就叫乳濁液。因此，牛奶仍可稱乳濁液，屬于O/W型。4.乳化劑乳化劑是乳濁液的穩(wěn)定劑，是一類表面活性劑。乳化劑的作用是：當它分散在分散質的表面時，形成薄膜或雙電層，可使分散相帶有電荷，這樣就能阻止分散相的小液滴互相凝結，使形成的乳濁液比較穩(wěn)定。例如，在農(nóng)藥的原藥(固態(tài))或原油(液態(tài))中加入一定量的乳化劑，再把它們溶解在有機溶劑里，混合均勻后可制成透明液體，叫乳油。常用的乳化劑有肥皂、阿拉伯膠、烷基苯磺酸鈉等。20世紀60年代以來，人們開始重視表面活性劑使用的安全性，加強了對無毒、生物降解性好的非離子乳化劑的研究。在食品、化妝品、醫(yī)藥等行業(yè)限制某些乳化劑的使用，開發(fā)出山梨酸醇脂肪酸酯類、磷脂類、糖脂類乳化劑等新型乳化劑。20世紀80年代以來，人們對乳化劑提出多功能、高純度、低刺激、高效率的更高要求，開發(fā)出更多的新型乳化劑。目前乳濁液的種類已從傳統(tǒng)的水包油型和油包水型擴大到多重乳濁液、非水乳濁液、液晶乳濁液、發(fā)色乳濁液、凝膠乳濁液、磷脂乳濁液和脂質體乳濁液等多種形式。5.污水的處理人類在生產(chǎn)和生活中排放的污染物，有些會進入水體，溶入水中或混入水中，會造成水污染。例如，工業(yè)排放的廢水、生活污水、農(nóng)田排水、降雨淋洗大氣中的污染物以及堆積在大地上的垃圾經(jīng)降雨淋洗流入水體的污染物，都會造成水污染。污水經(jīng)過處理可以變清，達到水質標準以后可以再作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、漁業(yè)、市政、城市園林澆灌用水，成為城市的二次水源，緩解用水的緊張狀況。這樣做既消除了污染，又節(jié)約了寶貴的水資源。污水實際上是一類溶液或懸浮著一些雜質的復雜混合物。污水處理說到底就是除去溶解或混在水中的雜質。城市污水處理廠以處理生活污水為主，也接納一部分可處理的工業(yè)廢水。按處理的程度不同，可以分為一級、二級、三級處理。一級處理叫初級處理或機械處理，主要目的是除去污水中的泥塊、菜葉、果皮、碎布、草棍等懸浮固體污染物、油類污染物和寄生蟲卵，以及部分有機物。主要采取格柵、沉砂池、沉淀池等構筑物進行處理。二級處理叫生物化學處理，是在一級處理的基礎上，再大幅度地除去廢水中可以被生物分解或氧化的膠體、可溶性有機污染物及部分懸浮物質。二級處理的主要裝置是曝氣池或生物濾池。經(jīng)過二次處理的水已經(jīng)變得很澄清了，有害物質也已絕大部分被除掉。三級處理又叫深度處理，主要是處理氮、磷等營養(yǎng)物質和不能被生物分解的有機污染物，使水質達到回用標準。由于三級處理投資大，管理費用高，目前世界各國應用情況不完全相同，一般城市污水處理廠以達到二級處理為目標。工業(yè)廢水由于含有特殊的雜質，因此常常要經(jīng)過特殊處理。一、教學目的要求1.了解飽和溶液的涵義。2.了解溶解度的涵義，初步學習繪制和查閱溶解度曲線。二、本課題分析學生雖然對于一般物質溶解后形成溶液的現(xiàn)象比較熟悉，但是對從定量的角度去認識物質的溶解性以及溶液的種種狀態(tài)卻很少思考。在上一課題中，已從定性的角度研究了溶質放到溶劑中時的一些情況。但是不是所有物質都能溶解于水呢在一定量水中是不是能大量溶解某一物質呢本課題就要研究物質在一定量水中溶解的限度的問題。

本課題分為飽和溶液和溶解度兩部分。以學生親身參與的兩個“活動與探究”和兩個“討論”為線索組織教學過程。第一個活動后通過討論引入溶解度概念，再以一個活動鞏固和應用溶解度概念。最后通過討論又引出氣體溶解度的概念。本課題的重點是建立飽和溶液和溶解度的概念。教學建議如下：1.學生通過對氯化鈉溶于水和硝酸鉀溶于水的活動與探究，應該了解：(1)要判斷物質的溶解是否有限度，必須確定“一定量溶劑”和“一定溫度”這兩個條件；(2)當這兩個條件不變時，多數(shù)物質的溶解有一定的限度。學生有了這兩點認識之后，就比較容易理解：當溶質溶解達到它的限度時，如果條件不變，溶液就處于一種特殊的狀態(tài)即飽和狀態(tài)，這時的溶液就是飽和溶液。如果條件發(fā)生變化，如溶劑量或溫度發(fā)生變化，飽和溶液就有可能變成不飽和溶液。2.要引導學生結合海水制鹽，利用下式認識飽和溶液和不飽和溶液的關系：3.在建立溶解度的概念時，學生對于溫度對物質溶解度的影響有一定的生活經(jīng)驗，對于規(guī)定“一定的溫度”比較容易理解。但是對于為什么要規(guī)定“在100g溶劑里”，常常缺乏感性的思考依據(jù)，對此教師可以用形象的比喻來幫助學生思考。例如，用一杯水和一盆水分別溶解糖和食鹽，你能判斷糖和食鹽的溶解度哪個大嗎如果都用一杯水，你能判斷嗎當學生理解應對溶劑量作規(guī)定后，教師就可以明確指出，固體物質的溶解度通常用100g溶劑為依據(jù)，這是人為規(guī)定的。用學生所能接受的事實來比較，可以幫助學生對一些科學規(guī)定的意義加深理解。

4.關于物質溶解度大小的習慣分類，應該與定量的概念相聯(lián)系，教材中以資料的形式給出一個表格，教學中不必對此花費過多時間。5.固體溶解度隨溫度變化有兩種表示方法，一種是列表法，如教材表9-1；另一種是坐標法，即在直角坐標系上畫出溶解度隨溫度變化的曲線，如教材圖9-13。在進行活動與探究之前，教師可以先向學生說明溶解度曲線繪制原理，提供必要的物品，把學生分成若干組后由學生繪制。固體的溶解度曲線可以表示如下信息或關系：(1)某一物質在某溫度時的溶解度；(2)同一物質在不同溫度時的溶解度；(3)不同物質在同一溫度時的溶解度；(4)物質的溶解度受溫度變化影響的大?。弧?.由于氣體的溶解度受壓強的影響很大，所以對于壓強作出規(guī)定──指在壓強為101kPa的條件下，這一點從教材上關于汽水的討論中可以說明。氣體溶解度在實際測定時比較復雜，非標準狀況下的數(shù)據(jù)還應該換算成標準狀況下的值。對這部分內容不必作過多要求，只要知道如何表示就可以了。7.本課題與日常生活有豐富的聯(lián)系，應鼓勵學生把化學知識與日常生活中遇到的實際問題聯(lián)系起來考慮并提出問題。8.本課題的家庭小實驗比較復雜，要求的操作技巧也較高，教師應加強指導，提供一些必需品，鼓勵學生動手試一試。三、部分習題參考答案及說明1.該題可從改變溶劑(或溶質)量或改變溫度兩個角度來考慮。2.60，110，1003.因為溶解度與溫度有關，不同溫度下同一物質的溶解度不同。4.分析圖9-12和9-13可以看出，多數(shù)固體的溶解度隨著溫度的升高而增大，如硝酸銨、硝酸鉀、氯化銨等；少數(shù)固體的溶解度受溫度影響不大，如氯化鈉；但也有少數(shù)固體的溶解度隨著溫度的升高反而減小，如熟石灰。5.汗水中含有一些鹽分，因此有咸味。被汗水浸濕的衣服晾干后，水分蒸發(fā)了，但鹽分仍留在衣服上，就形成白色斑跡。6.此題屬于開放式的習題，辦法有多種。最簡單的辦法是把一滴試樣滴在玻璃片上，晾干或烘干，有白色痕跡出現(xiàn)的，原試樣是氯化鉀溶液。蒸餾水是純水，晾干后沒有痕跡。7.在水中總是溶解有一些空氣等氣體，冷水受熱時，溫度升高，氣體的溶解度減小，因此即使尚未達到沸點，也常有氣泡冒出。天氣悶熱時，水溫高，水中氧氣的溶解度變小，溶解的氧氣少了，而水面與空氣接觸，溶解的氧氣相對多些，因此魚總是接近水面游動。8.氨水應密封保存在氨水罐中，氨水罐應放在陰涼處。四、資料1.關于固體溶解度的表示方法教材中對固體的溶解度敘述了一種方法，此外尚有摩爾溶解度，即在一定溫度下，一升溶液中所能溶解的溶質的最大的物質的量。2.溶解性和溶解度的區(qū)別溶解性只是一般地說明某種物質在某種溶劑里溶解能力的大小，是物質的一種物理性質。通常用易溶、可溶、微溶、難溶或不溶等粗略的概念表示。溶解度是衡量物質在某種溶劑里溶解性大小的尺度，是溶解性的定量的表示方法，是在一定的溫度、壓強下，在一定量的溶劑里制成飽和溶液時，所溶解的溶質的量。溶解性雖然是用易溶、可溶、微溶和難溶等較粗略的概念表示，但它也有在一定范圍內定量的意義。在學習物理性質或某些化學反應時是經(jīng)常應用的，因此，對這個概念不可忽視。3.溶解度的大小跟溶質和溶劑的本性的關系到現(xiàn)在為止，還沒有找到關于這個問題的普遍的規(guī)律。有一條應用較廣的經(jīng)驗規(guī)則是：物質在跟它結構相似的溶劑里容易溶解，稱為“相似相溶”。例如，極性強的物質容易溶解在強極性的溶劑里，極性弱的物質容易溶解在弱極性的溶劑里?！笆雏}容易溶解在水里，但是很難溶解在汽油里；油脂很難溶解在水里，但是很容易溶解在汽油里”。這因為食鹽和水都是強極性的物質，油脂和汽油是弱極性或非極性的物質。為什么強極性物質如食鹽等可溶于水呢?因為水是極性很強的物質，它的介電常數(shù)很大(約等于80)。當氯化鈉溶解于水時，陰、陽離子間的相互作用在水里可減小到約為原來的八十分之一。因此，使陰、陽離子因水的作用而互相分離，就形成溶液。相反地，水不會使非極性共價鍵或弱極性共價鍵的結合力減弱，所以，具有非極性鍵的化合物（包括大多數(shù)有機物和有些無機物的晶體）一般不溶解于水。無機化合物溶解度的大小與這種化合物里離子極化作用關系極大。離子晶體是由帶相反電荷的陰陽離子組成的，每個離子一方面作為帶電體使鄰近的離子發(fā)生變形，另一方面在周圍帶相反電荷的離子作用下，離子本身也發(fā)生變形，這叫做離子的極化。由于離子的極化使離子間的距離縮短，離子鍵逐步向共價鍵過渡，使離子化合物的溶解度減小。例如，Na+、K+對CO32-的極化能力較小，所以Na2CO3、K2C03均易溶于水；而Ca2+、Mg2+對CO32-極化能力較大，CaCO3、MgCO3難溶于水。因此，離子極化能力的大小，對這種物質在水里的溶解度影響很大。圖9-1離子的極化4.為什么有些固體物質溶解度隨溫度升高而下降大多數(shù)固體物質溶于水時吸收熱量，根據(jù)平衡移動原理，當溫度升高時，平衡有利于向吸熱的方向移動，所以，這些物質的溶解度隨溫度升高而增大，例如KNO3、NH4NO3等。有少數(shù)物質，溶解時有放熱現(xiàn)象，一般地說，它們的溶解度隨著溫度的升高而降低，例如Ca(OH)2等。對Ca(OH)2的溶解度隨著溫度升高而降低的問題，還有一種解釋，氫氧化鈣有兩種水合物〔Ca(OH)2·2H2O和〕。這兩種水合物的溶解度較大，無水氫氧化鈣的溶解度很小。隨著溫度的升高，這些結晶水合物逐漸變?yōu)闊o水氫氧化鈣，所以，氫氧化鈣的溶解度就隨著溫度的升高而減小。5.氣體的溶解度氣體的溶解度大小，首先決定于氣體的性質，同時也隨著氣體的壓強和溶劑的溫度的不同而變化。例如，在20℃時，氣體的壓強為101kPa，1L水可以溶解氣體的體積是：氨氣為702L，氫氣為0.01819L，氧氣為0.03102L。氨氣易溶于水，是因為氨氣是極性分子，水也是極性分子，而且氨氣分子跟水分子還能形成氫鍵，發(fā)生顯著的水合作用，所以，它的溶解度很大；而氫氣、氧氣是非極性分子，所以在水里的溶解度很小。當壓強一定時，氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小。這一點對氣體來說沒有例外，因為當溫度升高時，氣體分子運動速率加大，容易自水面逸出。當溫度一定時，氣體的溶解度隨著氣體的壓強的增大而增大。這是因為當壓強增大時，液面上的氣體的濃度增大，因此，進入液面的氣體分子比從液面逸出的分子多，從而使氣體的溶解度變大。而且，氣體的溶解度和該氣體的壓強(分壓)在一定范圍內成正比(在氣體不跟水發(fā)生化學變化的情況下)。例如，在20℃時，氫氣的壓強是101kPa，氫氣在1L水里的溶解度是0.01819L；同樣在20℃，在2×101kPa時，氫氣在1L水里的溶解度是0.01819L×2＝0.03638L。氣體的溶解度有兩種表示方法，一種是在一定溫度下，氣體的壓強(或稱該氣體的分壓，不包括水蒸氣的壓強)是101kPa時，溶解于1體積水里，達到飽和的氣體的體積(并需換算成在0℃時的體積)，即這種氣體在水里的溶解度。另一種氣體的溶解度的表示方法是，在一定溫度下，該氣體在100g水里，氣體的總壓強為101kＰa(氣體的分壓加上當時水蒸氣的壓強)所溶解的質量，用這種方法表示氣體的溶解度就可和教材中固體溶解度的定義統(tǒng)一起來。6.過飽和溶液有些物質的溶解度隨著溫度上升而增大，在較高的溫度下配制成它的飽和溶液，并細心地濾去過剩的未溶固體，然后使溶液的溫度慢慢地下降到室溫，這時的溶液中所溶解的溶質量已超過室溫時的溶解度，但還尚未析出晶體，此時的溶液就叫做過飽和溶液。過飽和溶液能存在的原因，是由于溶質不容易在溶液中形成結晶中心(即晶核)。因為每一晶體都有一定的排列規(guī)則，要有結晶中心，才能使原來作無秩序運動著的溶質質點集合起來，并且按照這種晶體所特有的次序排列起來。不同的物質，實現(xiàn)這種規(guī)則排列的難易程度不同，有些晶體要經(jīng)過相當長的時間才能自行產(chǎn)生結晶中心，因此，有些物質的過