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文檔簡介

1、一、 拉瓦錫測定空氣成分的實驗二百多年前,法國化學家拉瓦錫通過實驗,得出了空氣由氧氣和氮氣組成,其中氧氣約占空氣總體積的1/5 的結(jié)論。實驗中涉及的化學方程式有:2Hg+O2HgO和 2HgO2Hg+O。二、 測定空氣中氧氣含量的實驗【實驗原理】 4P+5O 22P2O5【實驗裝置】如右圖所示。彈簧夾關(guān)閉。集氣瓶內(nèi)加入少量水,并做上記號?!緦嶒灢襟E】 連接裝置,并檢查裝置的氣密性。 點燃燃燒匙內(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,打開彈簧夾。【實驗現(xiàn)象】紅磷燃燒,產(chǎn)生大量白煙;放熱;冷卻后打開彈簧夾,水沿著導管進入集氣瓶中,進入集氣瓶內(nèi)水的體積約占集氣瓶空氣總體積的1/

2、5?!緦嶒灲Y(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】1. 紅磷必須過量。如果紅磷的量不足,集氣瓶內(nèi)的氧氣沒有被完全消耗,測量結(jié)果會偏小。2. 裝置氣密性要好。如果裝置的氣密性不好,集氣瓶外的空氣進入集氣瓶,測量結(jié)果會偏小。3. 導管中要注滿水。否則當紅磷燃燒并冷卻后,進入的水會有一部分殘留在試管中,導致測量結(jié)果偏小。4. 冷卻后再打開彈簧夾,否則測量結(jié)果偏小。5. 如果彈簧夾未夾緊,或者塞塞子的動作太慢,測量結(jié)果會偏大。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體,但

3、是產(chǎn)生了新的氣體,氣體體積不變,容器內(nèi)壓強幾乎不變,水面不會有變化。8. 如果預(yù)先在集氣瓶內(nèi)放入氫氧化鈉溶液,就可以用木炭或硫代替紅磷進行實驗。9. 不要用鎂代替紅磷!原因:鎂在空氣中燃燒時能與氮氣和二氧化碳發(fā)生反應(yīng),這樣不僅消耗氧氣,還消耗了氮氣和二氧化碳,使測量結(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)的氧是無色無味的,液態(tài)氧和固態(tài)氧是淡藍色的。【化學性質(zhì)】氧氣化學性質(zhì)比較活潑。氧氣具有助燃性和氧化性。二、 氧氣的檢驗方法: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、 氧氣與常見物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)物質(zhì)反應(yīng)現(xiàn)象化學方程式(表達式)磷產(chǎn)生

4、大量白煙、放熱4P+5O22P2O5 木炭在空氣中燃燒時持續(xù)紅熱,無煙無焰;木炭在氧氣中劇木炭烈燃燒,并發(fā)出白光C+O 2CO2 放熱、生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體 在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰硫S+ O2SO2 放熱、生成有刺激性氣味的氣體 純凈的氫氣在空氣中燃燒,產(chǎn)生淡藍色火焰氫氣2H2 +O22H 2O 放熱、生成能使無水硫酸銅變藍的液體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+O 22MgO銅紅色的固體逐漸變成黑色2Cu+O 22CuO一氧化碳 產(chǎn)生藍色火焰,放熱,生

5、成能使澄清石灰水變渾濁的氣體2CO+O 22CO2甲烷產(chǎn)生明亮的藍色火焰,放熱,產(chǎn)生能使無水硫酸銅變藍的液體,生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體CH 4+2O2CO2+2H 2O蠟燭火焰發(fā)出白光,放熱,產(chǎn)生能使無水硫酸銅變藍的液體,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、 探究實驗1. 木炭燃燒實驗【實驗操作】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?!緦嶒灛F(xiàn)象】木炭在空氣中燃燒時持續(xù)紅熱,無煙無焰;在氧氣中燃燒更旺,發(fā)出白光。向集氣瓶

6、中加入少量澄清的石灰水后,澄清的石灰水變渾濁。【化學方程式】 C+O2CO2【注意事項】木炭應(yīng)該由上向下緩慢伸進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,確保實驗成功。2. 硫燃燒實驗【實驗操作】在燃燒匙里放少量硫,在酒精燈上點燃,然后把盛有燃著硫的燃燒匙由上向下緩慢伸進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?!緦嶒灛F(xiàn)象】硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,在氧氣中燃燒發(fā)出藍紫色火焰。生成一種有刺激性氣味的氣體?!净瘜W方程式】S+ O2SO2【注意事項】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

7、染。3. 細鐵絲在氧氣中燃燒的實驗【實驗操作】把光亮的細鐵絲盤成螺旋狀,下端系一根火柴,點燃火柴,待火柴快燃盡時,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沙)?!緦嶒灛F(xiàn)象】細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方程式】3Fe+2O2Fe3O4【注意事項】 用砂紙把細鐵絲磨成光亮的銀白色,是為了除去細鐵絲表面的雜質(zhì)。 將細鐵絲盤成螺旋狀,是為了增大細鐵絲與氧氣的接觸面積。 把細鐵絲繞在火柴上,是為了引燃細鐵絲,使細鐵絲的溫度達到著火點。 待火柴快燃盡時才緩慢插入盛有氧氣的集氣瓶中,是為了防止火柴燃燒時消耗氧氣,保證有充足的氧氣與細鐵絲反應(yīng)。 由上

8、向下緩慢伸進盛有氧氣的集氣瓶中是為了防止細鐵絲燃燒時放熱使氧氣從集氣瓶口逸出,保證有充足的氧氣與細鐵絲反應(yīng)。 集氣瓶里要預(yù)先裝少量水或在瓶底鋪上一薄層細沙,是為了防止灼熱的生成物濺落使集氣瓶瓶底炸裂。一、 實驗室制取氧氣1. 加熱高錳酸鉀制取氧氣反應(yīng)原理: 2KMnO4K2MnO4 +MnO 2+O2 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。收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學反應(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)生化學反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。步驟: 查:檢查裝置的氣密性。 裝:將高

9、錳酸鉀裝入干燥的試管,并在試管口放一團棉花,并用帶導管的橡皮塞塞緊試管。 定:將試管固定在鐵架臺上。 點:點燃酒精燈,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)所選的收集裝置來確定氣體的收集方法。 移:把導管移出水槽。 熄:熄滅酒精燈。驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。(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,說明氧氣收集滿了。檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。注意事項:停止反應(yīng)時,應(yīng)先把導管從水槽中移出,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。加熱高錳酸鉀時,試管

10、口要放一團棉花,防止高錳酸鉀被吹入導管,使導管堵塞。棉花不要離高錳酸鉀太近,否則會導致發(fā)生裝置爆炸。2. 分解過氧化氫溶液制取氧氣反應(yīng)原理: 2H2O22H2O+O2(催化劑可換成硫酸銅溶液)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。收集裝置:由于氧氣不易溶于水,且不與水發(fā)生化學反應(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)生化學反應(yīng),所以可以選擇向上排空氣法收集氣體的裝置。驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。(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,

11、說明氧氣收集滿了。檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。不能用加熱過氧化氫溶液的方法制取氧氣!因為加熱過氧化氫溶液時,過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣和水蒸氣一起逸出,水蒸氣的干擾會使帶火星的木條不能復(fù)燃。3. 加熱氯酸鉀制取氧氣反應(yīng)原理: 2KClO32KCl+3O2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。驗滿:(用排水法收集)如果集氣瓶口有氣泡出現(xiàn),說明氣體收集滿了。(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,說明氧氣收集滿了。檢驗:將帶火星的木條伸入到集氣瓶內(nèi),如果帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣。二、 氧氣的工業(yè)制法分離液態(tài)空

12、氣法實驗室制取氧氣屬于化學變化,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)氮的沸點比液態(tài)氧的沸點低,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色的鋼瓶里。一、 水的電解實驗(實驗裝置如右圖)【實驗現(xiàn)象】 通電后,電極上有氣泡產(chǎn)生。通電一段時間后,兩個試管內(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)的氣體可以使帶火星的木條復(fù)燃;火焰時,

13、氣體能夠燃燒,火焰呈淡藍色?!緦嶒灲Y(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:與負極相連的試管內(nèi)的氣體移近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)的元素種類沒有變化); 化學反應(yīng)中,分子可分,原子不可分?!咀⒁馐马棥?通電時,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水的導電性。 負極產(chǎn)生的是氫氣,正極產(chǎn)生的是氧氣。一、 水的凈化方法1. 過濾:把不溶于液體的固體物質(zhì)與液體分離。具體操作見“二、過濾”。2. 吸附沉降:常用明礬、活性炭對水中的雜質(zhì)吸附而沉降。明礬是一種常用的凈水劑,它溶于水后生成的膠狀物可以對懸浮雜質(zhì)吸附沉降

14、,以達到凈水的目的。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。活性炭凈水器的入水口在凈水器的下面,可以使凈水效果更好。3. 蒸餾:除去水中可溶性雜質(zhì)的方法,凈化程度相對較高,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行殺菌、消毒。如漂白粉、氯氣(Cl 2)、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××低過濾××吸附×蒸餾高5. 自來水廠凈水時,需要經(jīng)過沉淀、

15、過濾、吸附、投藥消毒的步驟,但是沒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變化,其余都屬于物理變化。二、 過濾(見下圖)【實驗器材】帶鐵圈的鐵架臺、漏斗、玻璃棒、燒杯【注意事項】1. 操作時注意“一貼、二低、三靠”?!?一貼 ”:濾紙緊貼漏斗內(nèi)壁,用少量水潤濕濾紙并使濾紙與漏斗壁之間沒有氣泡(保證過濾效率)?!?二低 ”:濾紙低于漏斗邊緣、濾液低于濾紙邊緣(否則被過濾的液體會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)?!?三靠 ” :燒杯緊靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液體沿玻璃棒流進過濾器)、玻璃棒緊靠三層濾紙、漏斗下端管口緊靠燒杯內(nèi)壁(使濾液沿燒杯壁流

16、下,防止滴下的液滴四處迸濺)。過濾時先過濾上層清液,后過濾下層濁液。若先過濾下層濁液,濾紙上將會殘留著大量不溶性雜質(zhì),再過濾上層清液時,不溶物會阻礙清液的通過,影響過濾速度。2. 如果兩次過濾之后濾液仍然渾濁,原因可能是濾紙破損或過濾時液面高于濾紙邊緣。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.硬水在加熱或長久放置時會有水垢生成,化學方程式為:Ca(HCO 3 )2=CaCO3+

17、H 2O+CO 24. 硬水的危害: 用硬水洗滌衣物,既浪費肥皂又洗不干凈衣物,時間長了還會使衣物變硬。 鍋爐用水硬度高了十分危險,因為鍋爐內(nèi)結(jié)垢之后不僅浪費燃料,而且會使鍋爐內(nèi)管道局部過熱,易引起管道變形或損壞,嚴重時還可能引起爆炸。 長時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)以防加熱時出現(xiàn)暴沸。 加熱前按照圖 3 連接好裝置,使各連接部分嚴密不透氣。 加熱燒瓶時不要使液體沸騰得太劇烈,以防液體通過導管直接流到試管里。 棄去開始餾出的部分液體,收集到10mL 左右蒸餾水時,停止加熱。第五節(jié)氫氣1. 物理性質(zhì)

18、:無色無味的氣體,難溶于水。密度比空氣小,是相同條件下密度最小的氣體。2. 化學性質(zhì):a)可燃性: 2H2+O 22H2O氫氣燃燒時發(fā)出淡藍色火焰,放出熱量,并有水珠產(chǎn)生。b)還原性: H2+CuOCu+H 2O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. 實驗室制取氫氣反應(yīng)原理: Zn+H2SO4=ZnSO4+H2反應(yīng)物的選擇:選用鋅粒和稀硫酸。不使用稀鹽酸,因為:鹽酸易揮發(fā),使制得的氫氣中含有氯化氫氣體。不用鎂是因為反應(yīng)速度太快,不用鐵是因為反應(yīng)速度太慢。發(fā)生裝置和收集裝置:發(fā)生裝置同分解過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

19、。用排空氣法收集氫氣時,不能驗滿!用排水法收集氫氣時,如果集氣瓶口出現(xiàn)氣泡,說明氫氣收集滿。在點燃氫氣前,一定要檢驗氫氣的純度。可燃性氣體的驗純方法: 用排水法收集一試管可燃氣體, 用拇指堵住試管口移近火焰點燃。 如果氣體較純,氣體將會安靜地燃燒,并發(fā)出“噗”聲;如果氣體不純,會發(fā)出尖銳爆鳴聲。如果驗純時發(fā)現(xiàn)氣體不純,需要再收集再檢驗時,必須對試管進行處理(用拇指在試管口堵住一會或更換試管),以免發(fā)生爆炸。檢驗:點燃。純凈的氫氣能夠安靜地燃燒,發(fā)出淡藍色火焰;而不純的氫氣在燃燒時會發(fā)出尖銳的爆鳴聲。4. 氫氣能源的優(yōu)點: 以水為原料,來源廣泛;熱值高,放熱多;生成物是水,毫無污染;可以再生。5

20、. 目前氫能源存在的問題:制取成本高、貯存和運輸困難。6. 氫氣被認為是最清潔的燃料。7. 任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合,遇火時都有可能發(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變化。三、 金剛石、石墨的物理性質(zhì)和用途化學式顏色形狀硬度導電性導熱性潤滑性熔點用途金剛石無色透明正八面體最硬無無無劃玻璃、切割金屬、鉆探機鉆頭、 制裝飾品等C高深灰色、有金屬

21、最軟石墨細鱗片狀優(yōu)良良好良好電極、鉛筆芯、潤滑劑等光澤、不透明之一金剛石是天然存在的最硬的物質(zhì)。無定形碳:由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成,沒有固定形狀。常見的無定形碳: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熱冶煉金屬炭黑極細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,作橡膠制品的填料木炭、活性炭具有吸附性(物理性質(zhì))?;钚蕴康奈叫愿鼜姟K?、 C60 分子 是一種由 60 個碳原子構(gòu)成的分

22、子,它形似足球,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、 碳的化學性質(zhì)單質(zhì)碳的物理性質(zhì)各異,而各種單質(zhì)碳的化學性質(zhì)卻完全相同在常溫下,碳的化學性質(zhì)不活潑。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。碳具有還原性:木炭 +氧化銅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驗(見右圖)【實驗操作】把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,小心地鋪放進試管; 將試管固定在

23、鐵架臺上。試管口裝有通入澄清石灰水的導管; 集中加熱; 過幾分鐘后,先撤出導氣管,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?!緦嶒灛F(xiàn)象】澄清的石灰水變渾濁;黑色固體逐漸變成紅色?!净瘜W方程式】C+2CuO2Cu+CO2反應(yīng)開始的標志:澄清的石灰水變渾濁。在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的:使火焰集中并提高溫度。配制混合物時木炭粉應(yīng)稍過量的目的:防止已經(jīng)還原的銅被氧氣重新氧化。實驗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、 實驗室制取二氧化碳原料:大理石或石灰石、稀鹽酸。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)進行。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。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。反應(yīng)原理: CaCO3+2HCl=CaCl+H2O+CO2發(fā)生裝置:同分解過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)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,且密度比空氣密度大)檢查裝置的氣密性:用長

25、頸漏斗插入液面內(nèi)的氣體發(fā)生裝置,緊閉導氣管出口,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。驗滿:把燃著的木條放在集氣瓶口(不要伸入瓶內(nèi)),如果火焰熄滅,證明二氧化碳已經(jīng)收集滿了。檢驗: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。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,可先將氣體通過盛有碳酸氫鈉溶液的洗氣瓶(除去氯化氫) ,再通過盛有濃硫酸的洗氣瓶(除去水蒸氣并進行干燥)。注意事項見第二單元。二、 二氧化碳和氧化鈣的工業(yè)制法:CaCO3CaO+CO2第三節(jié)一氧化碳和二氧化碳一、 二氧化碳的物理性質(zhì)及對應(yīng)的探究實

26、驗:無色無味,常溫常壓下為氣體。一般情況下,二氧化碳的密度比空氣的密度大?!緦嶒灢僮鳌咳缬覉D(1),將 CO2 氣體慢慢倒入杯中?!緦嶒灛F(xiàn)象】蠟燭自下而上依次熄滅?!緦嶒灧治觥慷趸細怏w沿燒杯內(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?!緦嶒灲Y(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。二氧化碳能溶于水?!緦嶒灢僮鳌咳缬疑蠄D( 2)向一個收集滿二氧化碳氣體的質(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?!緦嶒灛F(xiàn)象】瓶體變癟?!緦嶒灧治觥慷趸既苡谒畷r,使瓶內(nèi)的氣體體積減小,因而壓強減小,外界大氣壓把瓶

27、子壓癟了?!緦嶒灲Y(jié)論】二氧化碳能溶于水。二、 二氧化碳的化學性質(zhì)一般情況下,二氧化碳既不能燃燒,也不能支持燃燒。二氧化碳不能供給呼吸。(注意:二氧化碳沒有毒性)二氧化碳能與水反應(yīng)生成碳酸。【實驗操作】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?!緦嶒灛F(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; 第四朵小花變紅; 第四朵小花被烘烤后由紅色變成紫色。【實驗分析】 醋酸能使紫色小花變紅,說

28、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; 說明碳酸被分解了?!净瘜W方程式】CO2+H2O=H2CO3 和 H2CO3=H2O+CO2【注意事項】 第二朵、第三朵紙花可以說明: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, CO2 會與紙花里的水分反應(yīng)生成碳酸使紙花變紅,這樣就起不到對照的作用。 二氧化碳不能使紫色石蕊變紅,但二氧化碳能使紫色石蕊溶液變紅。二氧化碳能使澄清的石灰水

29、變渾濁:CO2+Ca(OH)2=CaCO3 +H2O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+CO2干冰(固體二氧化碳) :干冰升華吸收大量的熱,因此干冰可用于人工降雨、制冷劑。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

30、碳對環(huán)境的影響:造成溫室效應(yīng)【能導致溫室效應(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):無色、無味的氣體,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、 一氧化碳的化學性質(zhì)一氧化碳具有可燃性:2CO+O22CO2【燃燒的現(xiàn)象】發(fā)出藍色火焰; 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)生的三個反應(yīng):2CO+O22CO2、 CO2+C2CO、 C+O2CO2一氧化碳具有毒性。原因:一氧化碳極易與血液中的血紅蛋白結(jié)合,造成生物體內(nèi)缺氧,嚴重時會危及生命。正常的血液呈深紅色,當通入一氧化碳后,血液由深紅色變成

31、淺紅色。一氧化碳具有還原性。七、 一氧化碳的用途:可燃性:作氣體燃料(2CO+O22CO2)。還原性:冶煉金屬(3CO+Fe2O32Fe+3CO2、 CO+CuOCu+CO2)。八、 一氧化碳的還原性一氧化碳還原氧化銅的實驗:【實驗裝置】見下圖(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)論僅針對虛線框內(nèi)的實驗裝置) 。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【實驗操作】 先通入一氧化碳,在加熱前必須先檢驗一氧化碳的純度; 點燃酒精燈給玻璃管內(nèi)的物質(zhì)加熱; 實驗完畢,先熄滅酒精燈; 再通入一會兒一氧化碳直到試管冷卻?!緦嶒灛F(xiàn)象】黑色粉末

32、變成紅色,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁?!緦嶒灲Y(jié)論】一氧化碳能使氧化銅還原成銅,同時生成二氧化碳。【化學方程式】CO+CuOCu+CO2【注意事項】 檢驗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“早來晚走”,酒精燈“遲到早退”。 一氧化碳“早來”,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)。 因為一氧化碳有劇毒,隨意排放會造成空氣污染,所以必須進行尾氣處理。 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。

33、一氧化碳還原氧化鐵【實驗裝置和實驗操作】與上面的實驗類似(下的酒精燈要換成酒精噴燈)【實現(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。【化學方程式】 3CO+Fe2Fe+3CO2O3【注意事項】鐵塊是銀白色的,但鐵粉是黑色的。水煤氣(一氧化碳和氫氣的混合氣體):C+H2OCO+H2在我們學過的還原劑還原金屬氧化物的反應(yīng)中,只有兩個反應(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)無色無味的氣體,密度比空氣略小,難溶于水無色無味的氣體,密度比空氣大,能溶于水 二氧化碳能和水反應(yīng)生成碳酸

34、 二氧化碳可以和四大強堿反應(yīng)生成鹽和水化學性質(zhì)可燃性、還原性、毒性 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方法通過灼熱的氧化銅粉末, 粉末由黑色逐漸變成紅通入澄清石灰水中,澄清石灰水變渾濁色,產(chǎn)生的氣體能使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的火焰顏色:H2 (淡藍色)、 CO(藍色)、 CH4(明亮的藍)十二、當碳與氧化劑不充分反應(yīng)時,會生成一氧化碳。第七單元燃料及其應(yīng)用第一節(jié)燃燒和滅火一、 燃燒定義: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)

35、。探究燃燒的條件(本實驗要在通風櫥或抽風設(shè)備下進行):【實驗操作】 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),用導管對準上述燒杯中的白磷,通入少量氧氣(或空氣),觀察現(xiàn)象。【實驗現(xiàn)象】 a. 銅片上的白磷燃燒,銅片上的紅磷和水中的白磷沒有燃燒。b. 白磷在水下燃燒。【實驗分析】如右圖(1)。與對比,說明:物質(zhì)是否發(fā)生燃燒與可燃物燃燒所需要的溫度有關(guān)。與對比,說明: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

36、( 2)對比,再次說明:燃燒必須有氧氣(空氣)?!緦嶒灲Y(jié)論】燃燒的條件:可燃物、與氧氣(或空氣)接觸、溫度達到著火點通風櫥是一種不完善的尾氣處理裝置,若改進上述實驗,可將紅磷和白磷裝入密閉的容器內(nèi)(還要套一個氣球),這樣便于進行尾氣處理。燃燒的條件:可燃物;與氧氣(或空氣)接觸;溫度達到著火點?!咀⒁馐马棥?著火點不是固定不變的。對固體燃料來說,著火點的高低跟表面積的大小、顆??上У拇旨?、導熱系數(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。 只有三個條件全部滿足,燃燒才能發(fā)生。自燃:由緩慢氧化引起的自發(fā)燃燒。二、 滅火滅火的原理: 清除可燃物或使可燃物與其他物品

37、隔離; 隔絕氧氣(空氣) ; 降低可燃物的溫度,使其降低到著火點以下?!咀⒁馐马棥?著火點是可燃物著火燃燒時所需的最低溫度,是物質(zhì)的一種性質(zhì),不隨外界條件的變化而變化。 在燃燒的三個條件中,只需破壞一個條件就可以使燃燒停止。三、 爆炸定義:可燃物在有限的空間內(nèi)急劇地燃燒,就會在短時間內(nèi)聚積大量的熱,使氣體的體積迅速膨脹而引起爆炸。爆炸還包括物理爆炸,它們是物理變化。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。粉塵爆炸實驗【實驗操作】取一空金屬罐和小塑料瓶,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

38、中放入干燥的面粉,點燃蠟燭,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?!緦嶒灛F(xiàn)象】“砰”地一聲響,伴隨一團火光產(chǎn)生;放熱;塑料蓋被掀起?!緦嶒灧治觥?面粉被吹起后與空氣充分接觸, 又被蠟燭點燃。 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馐马棥?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一些,人距離該裝置遠一些,以防危險。油庫、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、嚴禁煙火。第二節(jié)燃料和熱量一、 三大化石燃料

39、:煤、石油、天然氣(均為混合物,并且均為不可再生能源)煤“工業(yè)的糧食”煤中主要含碳元素。煤燃燒排放的污染物:SO2、 NO2、 CO、煙塵等。( SO2、 NO2 可導致酸雨)為了使煤得到綜合利用,可以將煤干餾,即隔絕空氣加強熱,使煤分解為焦炭、煤焦油、煤氣等有用的物質(zhì)。(干餾是化學變化)石油 “工業(yè)的血液”石油中主要含碳、氫元素。汽車尾氣中的污染物:CO、未燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵。利用石油中各成分的沸點不同,可以將石油分餾,使石油中各成分分離。(分餾是物理變化)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、潤滑油、石蠟、瀝青。天然氣天然氣的主要成

40、分是甲烷(沼氣)。甲烷是最簡單的有機物、相對分子質(zhì)量最小的有機物。甲烷的物理性質(zhì):無色無味的氣體,密度比空氣小,極難溶于水。甲烷的化學性質(zhì):可燃性。甲烷燃燒的化學方程式:CH4+2O2CO2+2H2 O(甲烷燃燒會產(chǎn)生明亮的藍色火焰。)在我國農(nóng)村,使用沼氣的好處如下: 可以解決生活用燃料問題; 改善農(nóng)村環(huán)境、衛(wèi)生狀況; 提高肥效。可燃冰:科學家們在海底發(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壓下形成的??扇急膬?yōu)點:能量高、熱值大,是替代化石燃料的新能源??扇急娜秉c:如果在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中,會造成更加嚴重的溫室效應(yīng)。酸雨的危害: 腐蝕大理石建筑、鋼鐵制品; 污染

41、江河湖海,使土壤酸化; 影響水中動植物生長,破壞森林、農(nóng)作物的生長。 直接危害人體健康,甚至使人死亡。酸雨形成的反應(yīng)原理:SO2+H2O=H2SO3, 2H2SO3+O2=2H2SO4來源:含硫煤的燃燒、工廠廢氣、汽車尾氣等排放的氮、硫的氧化物。乙醇乙醇俗稱酒精,化學式為C2H5OH。乙醇的物理性質(zhì):無色、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),并能溶解多種有機物。乙醇具有可燃性:C2H5OH+3O22CO2+3H2O乙醇的用途:用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機等的燃料;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礦石:工業(yè)

42、上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。常見的礦石及主要成分:赤鐵礦( Fe )、磁鐵礦( Fe)、黃鐵礦 ( FeS)、菱鐵礦( FeCO)、鋁土礦(Al2O3)、2O33O423黃銅礦( CuFeS)、輝銅礦( Cu22S)等。鐵的冶煉實驗室 一氧化碳還原氧化鐵工業(yè) 高爐煉鐵設(shè)備:高爐。原料:鐵礦石(赤鐵礦或磁鐵礦)、焦炭、石灰石、 (空氣)。反應(yīng)原理: C+O2CO2、 CO2 +C2CO、 3CO+Fe2 O32Fe+3CO。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)。產(chǎn)品:生鐵(實驗室中“煉”出的鐵不含碳,而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳)。鐵生銹的實驗(見右圖)【

43、實驗器材】大試管、試管夾(帶鐵夾的鐵架臺) 、膠塞、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、潔凈無銹的鐵釘、棉花和干燥劑氯化鈣等?!緦嶒炦^程】取三根潔凈無銹的鐵釘,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。【實驗現(xiàn)象】第一個試管中的鐵釘生銹,而第二、三個試管中沒有明顯現(xiàn)象?!緦嶒灲Y(jié)論】鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果?!咀⒁馐马棥康诙€試管內(nèi)沒有現(xiàn)象,證明了鐵釘生銹需要氧氣;第三個試管內(nèi)沒有現(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。除去鐵銹的方法物理方法:刀

44、刮、砂紙打磨?;瘜W方法:少量、多次地滴加稀鹽酸或稀硫酸。防止鐵制品生銹的方法保持鐵制品的潔凈、干燥;擦干后涂一層保護膜(作用:隔絕空氣、防水)。具體方法如下:物理方法 刷漆(油漆或銀粉) 、涂油化學方法 電鍍其它金屬(鉻或鋅)、烤藍制成不銹鋼。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. 我們學過的干燥劑有氫氧化鈉、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。濃硫酸的稀釋操作五

45、、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) ,加過量的氯化鈣(或硝酸鈣)溶液,如果有白色沉淀產(chǎn)生,說明碳酸鈉存在:Na2 CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3 或 Na2CO3+Ca(NO3)2 =2NaNO3+CaCO3 過濾,向濾液中滴加酚酞溶液,如果濾液變紅,說明氫氧化鈉存在,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,加入過量的稀鹽酸,如果有氣泡產(chǎn)生,說明碳酸鈣存在:CaCO3+2HCl=CaCl+H2O+CO2 另取少量固體,加氯化銨(或硫酸銨)研磨,如果聞到刺

46、激性氨味,說明氫氧化鈣存在,氫氧化鈣部分變質(zhì): Ca(OH)2 +2NH4Cl=CaCl2+2NH3 +2HO 或 Ca(OH)2+(NH4)2SO4=CaSO4+2NH3 +2H2O第四節(jié)中和反應(yīng)定義:酸和堿作用生成鹽和水的反應(yīng)。配平時要注意H2O的化學計量數(shù)。如:2NaOH+HSO4=Na2SO4+2H2O強酸和強堿反應(yīng),一般沒有明顯的實驗現(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+HO,反應(yīng)的時候要進行以下操作:2 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色時,說明氫

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