初中化学-基础知识-全册讲义

基础知识．知识精讲Page1of39第一部分身边的化学物质一、空气与氧气考点一空气的成分与用途成分含量主要用途氮气78%1.工业原料，用于生产硝酸和氮肥；2.性质稳定，作保护气，用于食物防腐和延长灯泡寿命；3.液氮，做制冷剂，冷冻麻醉，还用于超导试验；氧气21%1.供给呼吸，如：潜水，医疗急救，宇宙航行等；2.做助燃剂，如：化工生产，钢铁冶炼，，金属焊接，燃烧，宇宙航行；稀有气体0.94%1.用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡中充入稀有气体使灯泡耐用）；2.用作光源（如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等）；3.用于激光技术；4.氦气可作冷却剂；二氧化碳0.03%1.光合作用原料，气体肥料；2.固态CO2，俗称干冰，做制冷剂，人工降雨（利用其物理性质）；3.工业上用于制碱、尿素、汽水等；4.不支持燃烧，做灭火剂（密度比空气大，不支持燃烧，自身不燃烧）。其他气体和杂质占0.03%考点二测定空气中氧气含量的实验【实验原理】完全消耗一定量的空气中的氧气，导致气体的压强变小，恢复原状态后减少的体积即为氧气的体积。4P+5O22P2O5【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。并在集气瓶体积的1/5处做上记号。【实验步骤】基础知识知识精讲基础知识．知识精讲Page2of39①连接装置，并检查装置的气密性。②点燃燃烧匙内的红磷，立即伸入集气瓶中，并塞紧塞子。③待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹。【实验现象】①红磷燃烧，产生大量白烟；②放热；③冷却后打开弹簧夹，水沿着导管进入集气瓶中，进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。【实验结论】空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。【注意事项】a)红磷必须过量。如果红磷的量不足，集气瓶内的氧气没有被完全消耗，测量结果会偏小。b)装置气密性要好。如果装置的气密性不好，集气瓶外的空气进入集气瓶，测量结果会偏小。c)导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后，进入的水会有一部分残留在试管中，导致测量结果偏小。d)冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。e)如果弹簧夹未夹紧，或者塞塞子的动作太慢，测量结果会偏大。考点三空气污染和防治1.空气污染的污染物是有害气体和烟尘。污染源包括煤、石油等化石燃料燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳（三大有害气体），还包括工业废气等方面。2.计入空气污染指数的项目为：二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物和臭氧等。3.空气污染的危害：造成世界三大环境问题（温室效应、臭氧层破坏、酸雨）、损害人体健康、破坏生态平衡、影响作物生长、破坏生态平衡等。4.防治空气污染：加强大气质量监测；改善环境状况；减少使用化石燃料；使用清洁能源；积极植树、造林、种草；禁止露天焚烧垃圾等。考点四氧气的性质1.物理性质氧气通常是无色、无味的气体，密度比空气大,不易溶于水，液态、固态时呈淡蓝色。2.化学性质氧气的化学性质活泼，在一定条件下可与很多物质发生氧化反应。氧气具有助燃性，能够支持燃烧。常见物质在空气和氧气中的燃烧现象如下表：物质反应现象化学方程式（表达式）磷产生大量白烟、放热4P+5O22P2O5木炭①木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；木炭在氧气中剧烈燃烧，并发出白光②放热、生成能使澄清石灰水变浑浊的气体C+O2CO2硫①在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰②放热、生成有刺激性气味的气体S+O2SO2基础知识．知识精讲Page3of39氢气①纯净的氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰②放热、生成能使无水硫酸铜变蓝的液体2H2+O22H2O铁铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4铝铝在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体4Al+3O22Al2O3铝在空气中与氧气反应，表面形成致密的氧化膜4Al+3O2=2Al2O3镁镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光、放热、生成白色粉末2Mg+O22MgO铜红色的固体逐渐变成黑色2Cu+O22CuO一氧化碳产生蓝色火焰，放热，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体2CO+O22CO2甲烷产生明亮的蓝色火焰，放热，产生能使无水硫酸铜变蓝的液体，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体CH4+2O2CO2+2H2O三大可燃性气体及燃烧时的火焰颜色：H2（淡蓝色）、CO（蓝色）、CH4（明亮的蓝色）硫燃烧实验【实验操作】在燃烧匙里放少量硫，在酒精灯上点燃，然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成一种有刺激性气味的气体。【化学方程式】S+O2SO2【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液，可以吸收有毒的二氧化硫，防止造成空气污染。细铁丝在氧气中燃烧的实验【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状，下端系一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中（集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙）。【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体。【化学方程式】3Fe+2O2Fe3O4【注意事项】①用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色，是为了除去细铁丝表面的杂质。②将细铁丝盘成螺旋状，是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。③把细铁丝绕在火柴上，是为了引燃细铁丝，使细铁丝的温度达到着火点。④待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中，是为了防止火柴燃烧时消耗氧气，保证有充足的氧气与铁丝反应。⑤由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出，保证有充足的氧气与细铁丝反应。⑥集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙，是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸基础知识．知识精讲Page4of39裂。考点五氧气的制备1．实验室制法（1）加热高锰酸钾制取氧气【反应原理】2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑【发生装置】由于反应物是固体，反应需要加热，所以选择加热固体制备气体的装置。【收集装置】由于氧气不易溶于水，且不与水发生化学反应，所以可以选择排水法收集气体的装置。由于氧气的密度比空气大，且不与空气中的成分发生化学反应，所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。【步骤】记忆技巧：茶（查）、庄（装）、定、点、收、利（离）、息（熄）①查：检查装置的气密性。②装：将高锰酸钾装入干燥的试管，并在试管口放一团棉花，并用带导管的橡皮塞塞紧试管。③定：将试管固定在铁架台上。④点：点燃酒精灯，试管均匀受热后，就使酒精灯固定在试管底部加热。⑤收：根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。⑥离：把导管移出水槽。⑦熄：熄灭酒精灯。【验满】（用排水法收集）如果集气瓶口有气泡出现，说明气体收集满了。（用向上排空气法收集）将带火星的木条放在集气瓶口，如果带火星的木条复燃，说明氧气收集满了。【检验】将带火星的木条伸入到集气瓶内，如果带火星的木条复燃，说明是氧气。【注意事项】①停止反应时，应先把导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯，防止水槽中的水被倒吸入热的试管中，使试管炸裂。②加热高锰酸钾时，试管口要放一团棉花，防止高锰酸钾被吹入导管，使导管堵塞。③棉花不要离高锰酸钾太近，否则会导致发生装置爆炸。（2）分解过氧化氢溶液制取氧气【反应原理】2H2O22H2O+O2↑（催化剂可换成硫酸铜溶液）【发生装置】由于反应物是固体和液体，反应不需要加热，所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。（3）加热氯酸钾制取氧气【反应原理】：2KClO32KCl+3O2↑基础知识．知识精讲Page5of39【发生装置和收集装置】和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。2．工业制法工业上常用分离液态空气的方法制备氧气。首先通过降温加压，使空气液化，然后蒸发，利用各成分的沸点不同将其分离开，从而得到氧气。这个过程属于物理变化。考点六催化剂1．定义：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而自身的质量和化学性质都没有发生改变的物质。2．特点：“一变，二不变”3．注意：（1）催化剂的作用只是改变反应速率，可以加快也可以减慢，不能改变生成物的种类和数量；（2）反应前后催化剂本身的质量和化学性质不变，并非所有性质都不变。二、水、氢气及水资源考点一水1、水的组成：水的电解实验（实验装置如右图）【实验现象】①通电后，电极上有气泡产生。通电一段时间后，两个试管内汇集了一些气体，与正极相连的试管内产生的的气体和与负极相连的试管内产生的气体体积比约为1：2。②与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃；与负极相连的试管内的气体移近火焰时，气体能够燃烧，火焰呈淡蓝色。【实验结论】①水在通电的条件下，发生了分解反应，生成氢气和氧气：2H2O2H2↑+O2↑（反应方程式）；②水是由氢、氧两种元素组成的（在反应前后，参与反应的元素种类没有变化）；③化学反应中，分子可分，原子不可分。【注意事项】①通电时，必须使用直流电。②预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。③负极产生的是氢气，正极产生的是氧气。例：根据水的化学式H2O，你能读到的信息化学式的含义H2O基础知识．知识精讲Page6of39①表示一种物质水这种物质②表示这种物质的组成水是由氢元素和氧元素组成的③表示这种物质的一个分子一个水分子④表示这种物质的一个分子的构成一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成2、水的化学性质（1）通电分解2H2O2H2↑+O2↑（2）水可遇某些氧化物反应生成碱（可溶性碱），例如：H2O+CaO==Ca(OH)2（3）水可遇某些氧化物反应生成酸，例如：H2O+CO2==H2CO33、水的污染：（1）水资源①地球表面71%被水覆盖，但供人类利用的淡水小于1%②海洋是地球上最大的储水库。海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是H2O，最多的金属元素是Na，最多的元素是O。③我国水资源的状况分布不均，人均量少。（2）水污染①水污染物：工业“三废”（废渣、废液、废气）；农药、化肥的不合理施用;生活污水的任意排放②防止水污染：工业三废要经处理达标排放、提倡零排放；生活污水要集中处理达标排放、提倡零排放；合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥；加强水质监测。③爱护水资源：节约用水，防止水体污染4、水的净化：常用的四种净化水的方法是：吸附、沉淀、过滤、蒸馏净化方法除去不溶于水的杂质除去可溶于水的杂质降低水的硬度净化程度静置沉淀√××低↓↓高过滤√××吸附√√×蒸馏√√√过滤：把不溶于液体的固体物质与液体分离。具体操作见“二、过滤”。吸附沉降：常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。①明矾是一种常用的净水剂，它溶于水后生成的胶状物可以对悬浮杂质吸附沉降，以达到净水的目的。②活性炭具有疏松多孔的结构，可以吸附水中的悬浮物，也可以吸附溶于水的色素和异味。但需要注意的是，活性炭不能吸附钙、镁化合物，活性炭不能降低水的硬度。③活性炭净水器的入水口在净水器的下面，可以使净水效果更好。基础知识．知识精讲Page7of39蒸馏：除去水中可溶性杂质的方法，净化程度相对较高，得到的蒸馏水可以看成是纯净物。杀菌：在水中加入适量的药物进行杀菌、消毒。如漂白粉、氯气（Cl2）、二氧化氯（ClO2）等。注意：自来水厂净水时，需要经过沉淀、过滤、吸附、投药消毒的步骤，但是没有蒸馏和煮沸的步骤。在净化水的方法中，只有投药消毒属于化学变化，其余都属于物理变化。5、硬水与软水（1）定义：硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水；软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。（2）鉴别方法：分别取少量的软水和硬水于试管中，滴加等量的肥皂水，振荡。有较多泡沫产生的水是软水；泡沫很少，产生浮渣的水是硬水。（3）硬水软化的方法：蒸馏、煮沸制取蒸馏水的装置如右图所示。注意：①在烧瓶底部要加几粒沸石（或碎瓷片）以防加热时出现暴沸。②加热前按照图3连接好装置，使各连接部分严密不透气。③加热烧瓶时不要使液体沸腾得太剧烈，以防液体通过导管直接流到试管里。④弃去开始馏出的部分液体，收集到10mL左右蒸馏水时，停止加热。（4）长期使用硬水的坏处：浪费肥皂，洗不干净衣服；锅炉容易结成水垢，不仅浪费燃料，还易使