目录

绪言 1

第一单元 走进化学世界 1

第二单元 我们周围的空气 4

第三单元 自然界的水 10

第四单元 物质构成的奥秘 14

第五单元 化学方程式 18

第六单元 碳和碳的氧化物 21

第七单元 燃料及其应用 25

第八单元 金属和金属材料 28

第九单元 溶液 32

第十单元 酸和碱 35

第十一单元 盐 化肥 40

第十二单元 化学与生活 44

常见物质的化学式 46

常见物质的俗名 48

常见的化学方程式 48

常见反应的现象 51

常见物质的颜色、气味 54

多功能瓶 55

除杂 55

鉴定 56

绪言

l 化学的概念：化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的科学。

l 目前人类发现的元素只有一百多种，但人类发现和合成的物质已超过3000万种。

l 到了近代，英国科学家道尔顿提出了近代原子学说；意大利物理学家、化学家阿伏伽德罗提出了分子的概念。

l 原子论和分子学说的创立，奠定了近代化学的基础。

l 1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律并编制出元素周期表。

第一单元 走进化学世界

第一节 物质的变化和性质

一、物理变化和化学变化

物理变化

化学变化

定 义

没有生成其他物质的变化叫物理变化

生成其他物质的变化叫化学变化

常见现象

物质的状态、形状可能发生变化，可能有发光、放热等现象出现

颜色改变、放出气体、生成沉淀等，并吸热、放热、发光等

本质区别

是否有新物质生成

实 质

构成物质的分子是否发生变化

联 系

发生化学变化时一定同时发生物理变化，而发生物理变化时不一定同时发生化学变化。

l 石墨变金刚石的变化是化学变化。

l “日照香炉生紫烟，遥看瀑布挂前川”指的是物理变化。

二、物理性质和化学性质

物理性质

化学性质

定 义

物质不需要发生化学变化就可以表现出来的性质

物质在化学变化中表现出来的性质

实 例

颜色、状态、气味；硬度、密度、燃点、沸点、熔点、溶解性、挥发性、导电性等

可燃性、氧化性、还原性、稳定性、活泼性、酸性、碱性、毒性等

区 别

这种性质是否需要经过化学变化才能表现出来

l 氮气和稀有气体可以做保护气。这虽然不包含化学变化，但利用了它们的化学性质（稳定性）。

第二节 化学是一门以实验为基础的科学

一、蜡烛

l 石蜡不溶于水，石蜡密度小于水。

l 蜡烛燃烧时的火焰分三层，包括外焰、中焰和内焰。

用一火柴梗平放入火焰中发现两端先碳化，说明外焰温度最高。

l 点燃蜡烛后，用干冷烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛燃烧产生水；向烧杯中倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明蜡烛燃烧产生二氧化碳。

l 熄灭蜡烛时产生的白烟是凝固的石蜡蒸气。

l 蜡烛燃烧的表达式：石蜡 氧气二氧化碳 水 C25H32 33O225CO2 16H2O

二、做“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”实验时，最重要的是做对比实验。

第三节 走进化学实验室

一、 托盘天平的使用

1. 托盘天平的精确度是0.1g，即用天平测量出的物体质量只能精确到小数点后一位。

2. 托盘天平由托盘、指针、游码、标尺、分度盘和平衡螺母组成。

3. 物理使用方法（给物体测质量）：

a) 将天平水平放置，游码放在标尺的零刻度处，调节平衡螺母，使天平平衡。

b) 将物放在左盘，砝码放在右盘。砝码必须用镊子夹取（防止砝码生锈造成称量的误差），先加质量大的砝码，后加质量小的砝码，最后移动游码，直到天平平衡为止。

c) 记录所加砝码和游码的质量。

d) 称量完毕后，应把砝码放回砝码盒中，把游码移回0处。

4. 化学使用方法（给质量取物体）：

a) 将天平水平放置，游码放在标尺的零刻度处，调节平衡螺母，使天平平衡。

b) 如果药品是粉末，在天平左右盘各放一张大小、质量相同的纸。如果药品易潮解或具有腐蚀性，在天平上放玻璃器皿。（可以先放后调平衡，这样就不用记录它们的质量）

c) 用镊子夹取砝码并放在右盘，移动游码，使天平的读数等于要称量的药品的质量。

d) 在左盘上添加药品，使天平平衡。如果天平不平衡，只能在左盘添加或减少药品，不能动砝码或游码。

e) 称量完毕后，应把砝码放回砝码盒中，把游码移回0处。

5. “左物右码”时，物质的质量＝砝码的质量＋游码的示数；“左码右物”，物质的质量＝砝码的质量－游码的示数。“左码右物”的做法虽然也能称出物质的质量，但是这种做法是错误的。

6. 称量干燥的固体物品时，在两边托盘中各放一张大小、质量相同的纸，在纸上称量。潮湿的或具有腐蚀性的药品（如氢氧化钠），放在加盖的玻璃器皿（如小烧杯、表面皿）中称量。

二、 仪器的连接

1. 把玻璃管插入带孔橡皮塞：先把要插入塞子的玻璃的一端用水润湿，然后稍稍用力转动，使它插入。

2. 连接玻璃管和胶皮管：先把玻璃管口用水润湿，然后稍稍用力即可把玻璃管插入胶皮管。

3. 在容器口塞橡皮塞：应把橡皮塞慢慢转动塞进容器口。切不可把容器放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破容器。

4. 需要用力的事情都要由右手来做。

三、 实验室药品取用规则

1. 不能用手接触药品，不要把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味，不得尝任何药品的味道。

2. 注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量，一般应该按最少量（1~2mL）取用液体。固体只需盖满试管底部。

3. 实验剩余的药品既不能放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。

四、 固体药品的取用

1. 固体药品通常保存在广口瓶里。

2. 固体粉末一般用药匙或纸槽取用。操作时先使试管倾斜，把药匙小心地送至试管底部，然后使试管直立。（“一倾、二送、三直立”）

3. 块状药品一般用镊子夹取。操作时先横放容器，把药品或金属颗粒放入容器口以后，再把容器慢慢竖立起来，使药品或金属颗粒缓缓地滑到容器的底部，以免打破容器。（“一横、二放、三慢竖”）

4. 用过的药匙或镊子要立刻用干净的纸擦拭干净。

五、 液体药品的取用

液体药品通常盛放在细口瓶中。广口瓶、细口瓶等都经过磨砂处理，目的是增大容器的气密性。

1. 取用不定量（较多）液体——直接倾倒

使用时的注意事项（括号内为操作的目的）：

a. 细口瓶的瓶塞必须倒放在桌面上【防止药品腐蚀实验台或污染药品】；

b. 瓶口必须紧挨试管口，并且缓缓地倒【防止药液损失】；

c. 细口瓶贴标签的一面必须朝向手心处【防止药液洒出腐蚀标签】；

d. 倒完液体后，要立即盖紧瓶塞，并把瓶子放回原处，标签朝向外面【防止药品潮解、变质】。

2. 取用不定量（较少）液体——使用胶头滴管

使用时的注意事项（括号内为操作的目的）：

a. 应在容器的正上方垂直滴入；胶头滴管不要接触容器壁【防止沾污试管或污染试剂】；

b. 取液后的滴管，应保持橡胶胶帽在上，不要平放或倒置【防止液体倒流，沾污试剂或腐蚀橡胶胶帽】；

c. 用过的试管要立即用清水冲洗干净；但滴瓶上的滴管不能用水冲洗，也不能交叉使用。

3. 取用一定量的液体——使用量筒

使用时的注意事项：

a. 当向量筒中倾倒液体接近所需刻度时，停止倾倒，余下部分用胶头滴管滴加药液至所需刻度线；

b. 读数时量筒必须放平稳，视线与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平【读数时若仰视，则读数偏低；读数时若俯视，则读数偏高——倒液体时仰视，则量取的液体偏多；倒液体时俯视，则量取的液体偏少】。

六、 物质的加热

1. 使用酒精灯时的注意事项（括号内为操作的目的）

a. 绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精【防止失火】；

b. 绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯，应该用火柴点燃【防止失火】；

c. 用完酒精灯后，必须用灯帽盖灭，不可用嘴去吹【以免引起灯内酒精燃烧，发生危险】；

d. 如果洒出的酒精在桌上燃烧起来，应立刻用湿抹布扑盖。

e. 酒精灯内酒精含量不能少于酒精灯容量的1/4，也不能多于酒精灯容量的2/3。

2. 用于加热的仪器

液体：试管、蒸发皿、锥形瓶、烧杯、烧瓶（使用后三者加热时需要石棉网）。

固体：试管、蒸发皿、燃烧匙。

3. 给试管加热的注意事项（括号内为操作的目的）

a. 试管外壁不能有水【防止试管炸裂】；

b. 加热时要有试管夹。夹持试管时，应将试管夹从试管底部往上套，夹持部位在距试管口近1/3处，握住试管夹的长柄，不要把拇指按在短柄上；

c. 如果加热固体，试管口应略向下倾斜【防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂】；如果加热液体，试管口要向上倾斜，与桌面成45°角。

d. 如果加热液体，液体体积不能超过试管容积的1/3【防止液体沸腾时溅出伤人】；

e. 加热时先预热，使试管在火焰上移动，待试管均匀受热后，再将火焰固定在盛放药品的部位加热【防止试管炸裂】。

f. 试管底部不能和酒精灯的灯芯接触【防止试管炸裂】；

g. 烧得很热的试管不能用冷水立即冲洗【防止试管炸裂】；

h. 加热时试管不要对着有人的方向【防止液体沸腾时溅出伤人】。

i. 加热完毕时要将试管夹从试管口取出；

七、 洗涤仪器

1. 洗涤方法：先将试管内的废液倒入废液缸中，再注入试管容积的1/2的水，振荡后把水倒掉，这样连洗几次。如果内壁附有不易洗掉的物质，要用试管刷刷洗。

2. 试管刷：刷洗时须转动或上下移动试管刷，但用力不能过猛，以防试管损坏。

3. 仪器洗干净的标准：洗过的玻璃仪器内壁附着的水既不聚成水滴，也不成股流下时，表示仪器已洗干净。

4. 仪器洗干净后，不能乱放，要倒插在试管架上晾干。

5. 特殊情况

n 如果玻璃仪器中附有油脂，先用热的纯碱溶液或洗衣粉洗涤，再用水冲洗。

n 如果玻璃仪器中附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐，先用稀盐酸溶解，再用水冲洗。

八、 闻气体的方法：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体进入鼻孔。

九、 几种药品的存放

1. 白磷放在水中。

有人说因为有水，所以白磷要放在细口瓶中，这是错误的说法。

2. 浓硫酸、浓盐酸用磨口瓶盖严。浓硝酸用棕色磨口瓶盖严。

浓硫酸具有吸水性，浓盐酸、浓硝酸具有挥发性，浓硝酸见光易分解。

3. 硝酸银溶液存放在棕色试剂瓶中。（硝酸银溶液见光易分解。）

4. 固体氢氧化钠、氢氧化钾应密封于干燥容器中，并用橡胶塞密封，不能用玻璃塞。

固体氢氧化钠、氢氧化钾具有吸水性，容易潮解。碱能与玻璃反应，使带有玻璃塞的瓶子难以打开。

5. 金属钾、钠、钙存放在煤油中。（金属钾、钠、钙非常活泼，能与空气中的氧气反应）

十、 意外事故的处理

1. 失火：用湿抹布或沙子盖灭。

2. 如果不慎将浓硫酸沾到衣服或皮肤上，应立即用大量水冲洗，然后涂上3%~5%的碳酸氢钠溶液。

稀硫酸沾到衣服或皮肤上也要处理，否则稀硫酸的水分蒸发，会变成浓硫酸。

3. 如果不慎将碱液滴到皮肤上，要用较多的水冲洗，然后再涂上硼酸溶液。

4. 生石灰沾在皮肤上，要先用布擦去，再用大量水冲洗。

十一、 留心实验的具体操作和注意事项！考试总有这样一道题：给出几个实验操作的图片，然后辨别正误。

第二单元 我们周围的空气

第一节 空气

一、 拉瓦锡测定空气成分的实验

二百多年前，法国化学家拉瓦锡通过实验，得出了空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。实验中涉及的化学方程式有：2Hg O22HgO和2HgO2Hg O2↑。

二、 测定空气中氧气含量的实验

【实验原理】4P 5O22P2O5

【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水，并做上记号。

【实验步骤】

① 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】① 红磷燃烧消耗空气中的氧气，生成五氧化二磷固体；② 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。

【注意事项】

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 冷却后再打开弹簧夹，否则测量结果偏小。

5. 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。

6. 在集气瓶底加水的目的：吸收有毒的五氧化二磷。

7. 不要用木炭或硫代替红磷！原因：木炭和硫燃烧尽管消耗气体，但是产生了新的气体，气体体积不变，容器内压强几乎不变，水面不会有变化。

8. 如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液，就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。

9. 不要用镁代替红磷！原因：镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应，这样不仅消耗氧气，还消耗了氮气和二氧化碳，使测量结果偏大。

三、 空气的成分

气体

氮气

氧气

稀有气体

二氧化碳

其他气体和杂质

体积分数

78%

21%

0.94%

0.03%

0.03%

四、 混合物和纯净物

混合物

纯净物

定义

两种或多种物质混合而成的物质叫混合物。

只由一种物质组成的物质叫纯净物。

特点

组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应，它们各自保持着原来的性质。

纯净物可以用化学式来表示。但是，绝对纯净的物质是没有的。

常见实例

空气、溶液、合金、铁锈、加碘盐、天然气、自来水、矿泉水等

能用化学式表示的所有物质

冰水混合物、水蒸气、铜锈也是纯净物

五、 空气是一种宝贵的资源

1. 氮气

【物理性质】无色无味的气体，不易溶于水，密度比空气的密度略小。

【化学性质】化学性质不活泼，一般情况下不能支持燃烧，不能供给动植物呼吸。

【用途】① 制硝酸和化肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）；

② 用作保护气（焊接金属时作保护气、灯泡充氮延长使用寿命、食物充氮防腐）；

③ 医疗上在液氮冷冻麻醉条件下做手术；

④ 超导材料在液氮的低温条件下显示超导性能。

2. 稀有气体（氦、氖、氩、氪、氙的总称）

【物理性质】没有颜色，没有气味的气体，难溶于水。通电时能发出不同颜色的光。

【化学性质】化学性质很不活泼。所以稀有气体又叫做惰性气体。

【用途】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；⑤ 氙气可作麻醉剂。

六、 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。

七、 绿色化学

绿色化学又称环境友好化学，其核心是利用化学原理从源头上消除污染。

绿色化学的主要特点是：

① 充分利用资源和能源，采用无毒、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，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；

④ 生产有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

第二节 氧气

一、 氧气的性质

【物理性质】密度略大于空气的密度。不易溶于水。气态的氧是无色无味的，液态氧和固态氧是淡蓝色的。

【化学性质】氧气化学性质比较活泼。氧气具有助燃性和氧化性。

二、 氧气的检验方法：把一根带火星的木条伸入集气瓶中，如果带火星的木条复燃，证明是氧气。

三、 氧气与常见物质发生的反应

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

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

汞

银白色液体逐渐变成红色

2Hg O22HgO

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

蜡烛

火焰发出白光，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

石蜡＋氧气水＋二氧化碳

四、 探究实验

1. 木炭燃烧实验

【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭，在酒精灯上加热到发红，插入到盛有集气瓶的氧气中（由瓶口向下缓慢插入），观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后，取出坩埚钳，向集气瓶中加入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。

【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热，无烟无焰；在氧气中燃烧更旺，发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊。

【化学方程式】C O2CO2

【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中，原因：为了保证有充足的氧气支持木炭燃烧，防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭，确保实验成功。

2. 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。

3. 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细铁丝反应。

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裂。

五、 化合反应和分解反应

1. 化合反应：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应。

2. 分解反应：由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应叫做分解反应。

3. 化合反应的特点是“多变一”，分解反应的特点是“一变多”。

六、 氧化反应

1. 氧化反应：物质跟氧发生的反应属于氧化反应。它不属于基本反应类型。

2. 氧化还原反应与四大基本反应的关系：

3. 氧化反应包括剧烈氧化和缓慢氧化。

剧烈氧化会发光、放热，如燃烧、爆炸；缓慢氧化放热较少，但不会发光，如动植物呼吸、食物的腐败、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等。

第三节 制取氧气

一、 气体制取装置

1. 气体发生装置

n 加热固体制备气体的装置（见上图①）

u 反应物和反应条件的特征：反应物都是固体，反应需要加热。

u 装置气密性的检查方法：将导气管的出口浸没在水中，双手紧握试管。如果水中出现气泡，说明装置气密性良好。（原理：气体的热胀冷缩）

u 加热时的注意事项：

l 绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。

l 绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。

l 禁止用嘴吹灭酒精灯。加热结束时，酒精灯的火焰应该用灯帽盖灭。

l 铁夹应夹在试管的中上部，大约是距试管口1/3处。

l 药品要斜铺在在试管底部，便于均匀受热。

l 试管口要略向下倾斜，防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。

l 试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长，不利于气体排出。

l 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。

u 选择装置时，要选择带有橡皮塞的弯管。

n 固液混合在常温下反应制备气体的装置（见上图②）

u 反应物和反应条件的特征：反应物中有固体和液体，反应不需要加热。

u 装置气密性的检查方法：在导管出口处套上橡皮塞，用弹簧夹夹紧橡皮塞，从漏斗中加水。如果液面稳定后水面不下降，则表明装置气密性良好。

u 要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。

l 装置(a)的特点：装置简单，适用于制取少量的气体；容易造成气体泄漏，增加药品不太方便。

l 装置(b)的特点：便于随时添加药品。

l 装置(c)的特点：可以控制反应速率。

l 装置(d)的特点：可以控制反应的发生和停止。（希望停止反应时，用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压，试管内的液面会下降）

u 如果使用长颈漏斗，注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出。使用分液漏斗时无需考虑这个问题。

u 选择装置时，要选择带有橡皮塞的直管。(a)装置使用单孔橡皮塞，(b)(c)(d)装置使用双孔橡皮塞。

u 固体药品通过锥形瓶口加入，液体药品通过分液漏斗加入。

2. 气体收集装置

n 排水法收集气体的装置（见右图）

u 适用情况：收集的气体不溶或难溶于水，且不与水反应。

u 注意事项：

l 集气瓶中不能留有气泡，否则收集到的气体不纯。

l 应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体，否则收集到的气体不纯。

l 在气泡连续均匀放出之前，导气管管口不应伸入到集气瓶口。

l 如果瓶口出现气泡，说明气体收集满。

l 如果需要较干燥的气体，请不要使用排水法。

l 气体收集完毕后，要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上，否则收集到的气体不纯。

l 收集完毕后，如果收集的气体的密度比空气大，集气瓶口应该朝上；如果收集的气体的密度比空气小，集气瓶口应该朝下。

n 向上排空气法收集气体的装置（见右图）

u 适用情况：气体密度大于空气（相对分子质量大于29），且不与空气中的成分反应。

u 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。

u 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。

u 暂存气体时，只需将集气瓶正放在桌面上，盖上毛玻璃片就可以了。

n 向下排空气法收集气体的装置（见右图）

u 适用情况：气体密度小于空气（相对分子质量小于29），且不与空气中的成分反应。

u 要求：导管伸入集气瓶底，以利于排净空气。

u 密度和空气接近的气体，不宜用排空气法收集。

u 暂存气体时，需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。

l 导气管属于发生装置。把导气管画在收集装置中，是为了更好地说明问题。

二、 实验室制取氧气

1. 加热高锰酸钾制取氧气

l 反应原理：2KMnO4K2MnO4 MnO2 O2↑

l 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。

l 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。

l 步骤：

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 移：把导管移出水槽。

⑦ 熄：熄灭酒精灯。

l 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。

l 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。

l 注意事项：

◆ 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。

◆ 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。

◆ 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

l 反应原理：2H2O22H2O O2↑（催化剂可换成硫酸铜溶液）

l 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。

l 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。

l 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。

l 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。

l 不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气！因为加热过氧化氢溶液时，过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出，水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。

3. 加热氯酸钾制取氧气

l 反应原理：2KClO32KCl 3O2↑

l 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。

l 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。

l 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。

三、 催化剂

在化学反应里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化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。

催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化学反应的产率。

催化剂在化学反应前后不改变，其反应过程中有可能改变。

不同的化学反应有不同的催化剂，同一化学反应也可能有几种催化剂。

生物体内的酶属于催化剂。

四、 氧气的工业制法

实验室制取氧气属于化学变化，工业制取氧气属于物理变化，这是二者的根本区别。

空气中约含21%的氧气，是制取氧气的廉价易得的原料。

第一种制法（分离液态空气法）：在低温、加压的条件下，气态空气变为液态。由于液态氮的沸点比液态氧的沸点低，在-196℃的情况下，液态氮蒸发，剩下的就是液态氧。通常我们把氧气贮存在蓝色的钢瓶里。

第二种制法：利用膜分离技术，在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气。

第三单元 自然界的水

第一节 水的组成

一、 水的物理性质

纯净的水是没有颜色、没有气味、没有味道的液体。在101kPa时，水的凝固点是0℃，沸点是100℃，4℃时密度最大，为1g/mL。

二、 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的气体体积小，与负极相连的试管内的气体体积大，体积比约为1：2，质量比约为8：1。

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↑；

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。

三、 物质的分类

第二节 分子和原子

一、 分子和原子的异同

分子

原子

定义

分子是保持物质化学性质的最小粒子。

原子是化学变化中的最小粒子。

性质

质量小、体积小；不断运动；有间隔；同种粒子的化学性质相同。

联系

分子是由原子构成的。分子、原子都是构成物质的微粒。

区别

在化学变化中，分子可以再分，而原子不可以再分。

备注

1. 所有金属、稀有气体、金刚石（石墨）和硅是由原子构成的，其他大多数物质是由分子构成的。

2. 在受热的情况下，粒子能量增大，运动速率加快。

3. 物体的热胀冷缩现象，原因是构成物质的粒子的间隔受热时增大，遇冷时缩小。

4. 气体容易压缩是因为构成气体的粒子的间隔较大。

5. 不同液体混合后总体积小于原体积的和，说明粒子间是有间隔的。

6. 一种物质如果由分子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是分子；如果它由原子构成，那么保持它化学性质的最小粒子是原子。

二、 验证分子运动的探究实验

【实验操作】如右图，取适量的酚酞溶液，分别倒入A、B两个小烧杯中，另取一个小烧杯C，加入约5mL浓氨水。用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯，烧杯B置于大烧杯外。观察现象。

【实验现象】烧杯A中的酚酞溶液由上至下逐渐变红。

【实验结论】分子是不断运动的。

【注意事项】浓氨水显碱性，能使酚酞溶液变红。浓氨水具有挥发性，能挥发出氨气。

三、 从微观角度解释问题

1. 用分子观点解释由分子构成的物质的物理变化和化学变化

物理变化：没有新分子生成的变化。（水蒸发时水分子的间隔变大，但水分子本身没有变化，故为物理变化）

化学变化：分子本身发生变化，有新分子生成的变化。（电解水时水分子变成了新物质的分子，故为化学变化）

2. 纯净物和混合物（由分子构成的物质）的区别：纯净物由同种分子构成，混合物由不同种分子构成。

3. 分子和原子的联系：分子是由原子构成的，同种原子结合成单质分子，不同种原子结合成化合物分子。

4. 分子和原子的本质区别：在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。

5. 化学变化的实质：在化学变化过程中，分子裂变成原子，原子重新组合，形成新物质的分子。

四、 物质的组成

1. 宏观角度：

水是由氢元素和氧元素组成的。

铁是由铁元素组成的。

2. 微观角度：

水是由水分子构成的（水的化学性质由水分子保持）。

水分子由氢原子和氧原子构成。

1个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。

铁是由铁原子构成的（铁的化学性质由铁原子保持）。

3. 水在化学变化中的最小粒子是氢原子和氧原子。

4. 物质、元素用于宏观角度分析问题，分子、原子、离子用于在微观角度分析问题。宏观和微观不可以混淆。

第三节 水的净化

一、 水的净化方法

1. 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”。

2. 吸附沉降：常用明矾、活性炭对水中的杂质吸附而沉降。

n 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。

n 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。

n 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。

3. 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。

4. 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。

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

√

√

√

5. 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。

二、 过滤（见下图）

【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯

【注意事项】

1. 操作时注意“一贴、二低、三靠”。

“一贴”：滤纸紧贴漏斗内壁，用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡（保证过滤效率）。

“二低”：滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘（否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中，使滤液浑浊）。

“三靠”：烧杯紧靠玻璃棒（玻璃棒的作用：引流，使液体沿玻璃棒流进过滤器）、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁（使滤液沿烧杯壁流下，防止滴下的液滴四处迸溅）。

过滤时先过滤上层清液，后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液，滤纸上将会残留着大量不溶性杂质，再过滤上层清液时，不溶物会阻碍清液的通过，影响过滤速度。

2. 如果两次过滤之后滤液仍然浑浊，原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。

三、 硬水的软化

1. 硬水：含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫做硬水。

软水：不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水叫软水。

2. 硬水和软水的区分方法：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. 硬水在加热或长久放置时会有水垢生成，化学方程式为：Ca(HCO3)2=CaCO3↓ H2O CO2↑

4. 硬水的危害：① 用硬水洗涤衣物，既浪费肥皂又洗不干净衣物，时间长了还会使衣物变硬。

② 锅炉用水硬度高了十分危险，因为锅炉内结垢之后不仅浪费燃料，而且会使锅炉内管道局部过热，易引起管道变形或损坏，严重时还可能引起爆炸。

③ 长时间饮用硬水有害健康。

5. 硬水的软化方法：煮沸和蒸馏。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。

第四节 爱护水资源

一、 水资源现状

1. 地球表面约71％被水覆盖着。但淡水只约占全球水储量的2.53％，其中大部分还分布在两极和高山的冰雪及永久冻土，难以利用；可利用的只约占其中的30.4％。

2. 海水中含量最多的物质是水（H2O），含量最多的元素是氧元素，最多的金属元素是钠元素。

3. 我国水资源的现状是分布不均，人均不足。

水资源紧张的原因：一方面人类生活、生产的用水量不断增加，另一方面未经处理的废水、废物和生活污水