文档文本内容
HUAXUE 义
义务教育教科书
务
教
育
教
科
书
化学
化学 化
学
九年级 下册
九
年
级
九年级
下册
HUAXUE
下
册
定 价：8.47元义务教育教科书
化学
主编 王祖浩
九年级
下册主 编：王祖浩
责任编辑：李玉婷 成 俊
装帧设计：周 吉
插图绘制：包健身 朱泽宇 陈杰旸 张勇钢
插图拍摄：王 会
本册教材部分图片由图虫·创意、视觉中国、壹图网提供
义务教育教科书 化学 九年级下册
王祖浩 主编
出 版 上海教育出版社（上海市闵行区号景路159弄C座）
发 行 江苏新华书店
印 刷 上海四维数字图文有限公司
版 次 2024年11月第1版
印 次 2024年11月第1次印刷
开 本 787 毫米×1092 毫米 1/16
印 张 8
插 页 1
字 数 143 千字
书 号 ISBN 978-7-5720-2764-2/G·2444
定 价 8.47 元
审批号：苏费核（2024年）0555号
版权所有·未经许可不得采用任何方式擅自复制或使用本产品任何部分·违者必究
如发现内容质量问题，请拨打 021-64319241；
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声明 按照《中华人民共和国著作权法》第二十五条有关规定，我们已尽量寻找著作权人支付稿酬。著作
权人若有关于支付稿酬事宜可及时与出版社联系。写给同学们的话
亲爱的同学，你已经步入了化学世界的大门，初步认识了一些化学现象及
其规律，多年来使你感到疑惑的某些问题可能有了答案。但是，自然界的难题
实在多，我们学习和探索的步伐不能停息……当你打开下册教材，你将会有新
的发现和收获。
我们的衣食住行都与化学有着密切的联系。如合成的新药，可以帮助人类
战胜疾病；燃烧某些石油产品，可以为各种现代化的交通工具提供动力；生产
的洗涤剂、化纤衣料和各种材料，能美化我们的生活。学习化学能帮助你认识
化学在治理日趋严重的环境问题中发挥的巨大作用，如怎样控制工业污染，怎
样开发新的清洁能源……今天，你努力地探寻，用知识、智慧和行动去保护环
境；明天，地球会还你一片绿色，大自然将以更美好的姿态展现在你的眼前。
为使你喜欢化学，帮助你学好化学，我们进行了精心的编排：
一是广泛收集你熟悉的生活素材，结合你已有的经验和疑问展开讨论。你
会发现：其实，化学就在我们身边，化学有趣易学。
二是选用大量精美的图片，情景交融，帮助你领悟更多的化学道理，使你
的学习多些生动、少些枯燥。
三是设计了丰富的化学实验，希望你能勤动手，学习操作、观察和记录的
技能，提高思考和分析实验现象的能力，熟悉常见物质的化学变化。在“玩实
验”的同时，你会发现更多新的化学知识。
四是期待你思考的问题多。教材设计时注重引导你积极思考，期待你主动参
与讨论教材问题，充分探索并发表自己的见解，使化学知识学习的过程更有意义。
五是注重对学习过程的引导。教材设计了多个栏目，帮助你确定学习目
标，掌握学习方法，增进对化学观念和本质规律的认识，并引导你逐渐养成复
习、整理、反思、自我评价的习惯。
希望同学们能一如既往地交流学习方法，努力学好化学，在实践探索中不
断取得进步，并增长自己的聪明才智。主要栏目介绍
在同学们学习每节内容前所预设的应达 提示同学们在实验过程中必须注意的操
到的知识和核心素养目标 作事项及安全要点
在新旧知识间架设“桥梁”，引导同学们 启迪同学们运用所学化学知识解决实际
回顾已有知识和经验，促进新知识学习 问题，强化知识的迁移能力
课程标准要求的“学生必做实验”，在学 结合具体内容介绍相关的研究方法，帮助
习过程中同学们要理解原理、学会操作 同学们形成解决化学问题的正确思路
老师展示实验现象、模型等，提出相关问 用简洁的文字提炼化学观念，增进对化学
题，激发思考，帮助同学们开启化学思维 学科特征和本质规律的认识
引领同学们积极投身实验探究活动，提出
介绍为我国科技事业发展和人才培养作
问题、设计方案、独立或合作完成实验、
出卓越贡献的化学家及其先进事迹
收集证据进行推理
设置一系列问题，引导同学们展开讨论， 以查阅资料、实地调研等形式研究和解决
为理解知识和深化思维提供基础 生产、生活中的化学问题
将化学原理与工程技术思想融合，呈现化 通过对教材中学科问题的分析，提升同学
学学科的应用价值 们质疑批判能力和开放性思维的品质
跨学科实践活动 5
立足化学知识，从多学科视角考察真实的社会生活议题，运用文献分析、实验探究、社
会调查和简单的技术与工程方法解决实际问题
金属废弃物作为可回收垃圾，通过合理的回收处理后，可以实现循环再生，
从而节约资源，缓解金属资源不足的问题。
活动任务一 了解日常生活中常见的金属废弃物
我们在日常生活中会接触到许多金属废弃物。为了回收废金属，我们需要
了解生活中常见的金属废弃物及其所含的金属成分。请你通过调查了解几种常
见金属废弃物及其所含的金属元素，并填写在表6-11中。
表6-11 常见金属废弃物及其所含的金属元素
金属废弃物 主要所含的金属元素
厨房用品 铁锅
农具
活动任务二 调查废金属的去向及再生产工业
通过上述调查总结，我们已经知道常见的金属废弃物中含有哪些金属元
素。回收的废金属又会被送往何处？通过怎样的再加工技术可以使其重新作
为可利用的金属资源继续在生产生活中使用？请你通过查阅资料并实地调查
当地垃圾回收处理企业处理废金属的方式，了解含有不同金属元素的废金属是
如何进行回收处理的，回收处理后的金属将如何被再利用。将调查结果填入表
6-12中。
192目录
探索溶解现象
第7章
第1节 物质在水中的溶解 2
第2节 溶液组成的表示 10
第3节 饱和溶液和不饱和溶液 18
第4节 物质的溶解性 24
基础实验6 配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液 32
基础实验7 粗盐的初步提纯 34
跨学科实践活动6 发热袋的模拟制作 36
整理与归纳 38
本章作业 39
酸、碱、盐及其应用
第8章
第1节 溶液的酸碱性 42
第2节 常见的酸和碱 49
第3节 中和反应 61
第4节 几种重要的盐 67
基础实验8 常见酸、碱的化学性质 75
跨学科实践活动7 探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色
的影响 78
整理与归纳 80
本章作业 81目录
化学与社会可持续发展
第9章
第1节 化学与人类健康 84
第2节 能源的综合利用 92
第3节 新型材料的研制 102
第4节 环境污染的防治 110
整理与归纳 119
本章作业 120
附 录 122第 7 章
探索溶解现象
溶解是自然界和生产生活中常见的现象。
溶液能为许多物质发生化学反应提供必要的环
境，在生命活动、药剂配制、作物培育、物质分
离与提纯等许多方面具有重要的应用。本章将
结合实验讨论溶解现象；认识水溶液具有的重
要性质和溶液组成的表示；学习配制一定溶质
质量分数的溶液；认识水溶液在生产生活中的
应用价值。第 1 节 物质在水中的溶解
在生产生活中，人们经常需要将一种物质溶解到另一种物质中，如将食盐
溶解到水中配制成食盐的水溶液；将碘溶解到酒精中配制成碘的酒精溶液。溶
液是一些物质发生化学反应的载体。那么，一种物质是怎样溶解到另一种物质
中的？溶解过程中会有哪些现象？溶液的性质与纯水的性质有什么不同？本节
我们将讨论这些问题。
目标预览
能认识溶液是物质溶解后所形成的均一、稳定的混合物；能通过实验
认识不同物质溶解过程中的能量变化；能体会溶解和溶液在生产生活和化
学活动中的重要意义。
温故知新
在日常生活中，你还知道哪些物质溶解到水中形成溶液的重要应用？
请把你所知道的事例填写在表7-1中，并与同学交流、讨论。
表7-1 物质溶解到水中的事例和应用
事例 应用
葡萄糖溶解到水中 配制医用葡萄糖溶液
2第1节 物质在水中的溶解
一、 溶液的形成
氯化钠、葡萄糖溶解到水中分别形成氯化钠的水溶液、葡萄糖的水溶液。
那么，不同物质与水混合都能形成溶液吗？
观察思考
1. 取少量高锰酸钾、氯化钠、蔗糖、泥土（或粉笔灰）和食用油，分别
放入烧杯中，加入适量水，搅拌，静置，观察实验现象。放置一段时间后，
再观察实验现象。将两次观察到的现象记录在表 7-2中。
图7-1 高锰酸钾、泥土、食用油在水中的分散
表7-2 几种物质在水中的分散现象
实验内容 实验现象
高锰酸钾加入水中
氯化钠加入水中
蔗糖加入水中
泥土（或粉笔灰）加入水中
食用油加入水中
2. 依据实验现象，哪些物质与水混合形成均匀、透明的体系？哪些物质
以细小的固体颗粒形式分散到水中？哪些物质以小液滴形式分散到水中？
3. 你能解释高锰酸钾、氯化钠、蔗糖在水中逐渐消失的原因吗？
3第7章 探索溶解现象
高锰酸钾、氯化钠和蔗糖等物质加入水中，构成这些物质的离子（如构成
氯化钠的钠离子和氯离子）或分子（如构成蔗糖的蔗糖分子）不断向水中扩散
（图 7-2），最终均匀分散到水中，放置一段时间后也不发生明显变化。物质以
分子或离子形式分散到另一种物质中的过程，称为物质的溶解（dissolve）。像
这样一种或几种物质分散到另一种物质中形成的均一、稳定的混合物称为溶液
（solution）。
水分子
水分子
Cl- 蔗糖分子
氯化钠晶体
蔗糖晶体
Na+
图7-2 物质的溶解过程示意图
在日常生活中，水溶液最为常见，矿泉水就是溶有多种矿物质的水溶液。
有时我们还会使用其他溶液，如碘溶解在酒精中形成的溶液可用于皮肤消毒。
泥土（或粉笔灰）加入水中，会以细小的固体颗粒形式分散于水中，形成悬
浊液。食用油加入水中经搅拌后，会以小液滴形式分散于水中，形成乳浊液。
悬浊液、乳浊液放置较长时间后，分散在水中的物质会与水发生分离，有些物
质（如泥土）沉于水底，有些物质（如食用油）则浮于水面。
衣服上的污垢、头发上的油脂难溶于水，通常需要使用洗衣粉、洗发剂清
洗，这与乳化作用有关。
4第1节 物质在水中的溶解
拓展视野
乳化与乳化作用
根据生活经验，如果在油与水的混合物中加入一些洗洁精，振荡后，
油能以很小的液滴的形式均匀悬浮在水中形成乳浊液，这种现象称为乳
化。能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的物质称为乳化剂， 乳化
剂所起的作用称为乳化作用（图 7-3）。洗洁精中就含有乳化剂。
图7-3 乳化作用示意图
乳化现象在工农业生产和日常生活中广泛存在。例如，金属表面油污
的清洗，日用洗涤剂、化妆品及乳制饮品的生产，农药、医药制剂的合成，
纺织印染，石油开采以及污水处理等都与乳化作用有关。
二、 物质溶解过程的能量变化
溶解过程中，除了物质在水中的分散外，还伴随着能量变化；对于能量变
化，除用手触摸获得感觉外，还可以用温度计进行测量。
5第7章 探索溶解现象
实验探究
现要研究硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠分
别溶于水过程中的能量变化。
1. 请设计具体的实验方案，指明实验
目的、实验仪器及实验过程。
2. 请将你所设计的方案与以下方案进
行比较，分析存在的差异，并对你的方案进
图7-4 物质溶解时的温度变化
行评价。
3. 按以下方案比较硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠溶于水过程中的能量变
化，将相关数据记录在表 7-3中，分析并得出结论。
（1） 取3个烧杯，各加入约30mL水，用温度计测量水的温度。
（2） 分别将一药匙硝酸铵、氯化钠和氢氧化钠加入上述 3 个烧杯中，
用玻璃棒搅拌至固体完全溶解，测量溶液的温度。
（注意：氢氧化钠有腐蚀性，取用时要小心）
表7-3 物质溶解时的温度变化
温度的变化
测量的温度/ ℃ 结论
（与水相比）/ ℃
水
溶解硝酸铵
溶解氯化钠
溶解氢氧化钠
6第1节 物质在水中的溶解
有些物质（如氢氧化钠）溶于水时能使溶液温度升高；有些物质（如硝酸
铵）溶于水时能使溶液温度降低；有些物质（如氯化钠）溶于水时，溶液温度没
有明显变化。
拓展视野
冷 却 剂
在生产生活中常用冰做冷却剂，但冰只能提供 0℃左右的低温。在
医疗、科研、食品冷藏等领域常需要更低的温度，使用冷冻混合物可较方
便地提供低温。表 7-4 是几种常见冷冻混合物的组成及所能达到的最低
温度。
表7-4 几种常见冷冻混合物的组成及所能达到的最低温度
冷冻混合物的组成 所能达到的最低温度/ ℃
41g NH NO 和100g冰 -17
4 3
19g NH Cl和100g冰 -16
4
23g NaCl和100g冰 -21
20g KCl 和100g冰 -11
三、 水溶液的某些性质
一些物质的水溶液能够导电。要了解物质的水溶液能否导电，可以设计简
单的实验来检验。选择几种常见的溶液，分别将其接入一个带有小灯泡的简单
电路，通过观察小灯泡的亮度，即可以比较不同溶液的导电性差异。
7第7章 探索溶解现象
观察思考
1. 在 5 个烧杯中分别加入一定量的水、
氯化钠溶液、蔗糖溶液、稀硫酸和稀氢氧化钠
溶液，按图 7-5 所示装置进行实验。闭合开
关，观察实验现象。在上述实验中，能导电的
是 ；几乎不
能导电的是 。
2. 结合上述溶液的导电性实验现象和 图7-5 溶液导电性实验装置
图 7-2 氯化钠和蔗糖溶于水的过程示意图，分析氯化钠溶液能够导电的原
因。你还能推断出其他溶液能导电的原因吗？
从实验可知，水和蔗糖溶液几乎不导电。氯化钠溶液、稀硫酸和稀氢氧化
钠溶液可以导电。进一步研究表明，这些物质在水中溶解时能生成自由移动
的离子，使得溶液能够导电。例如，氯化钠溶于水产生自由移动的 Na+ 和 Cl-，
氢氧化钠溶于水产生自由移动的 Na+ 和 OH-，稀硫酸中含有自由移动的 H+ 和
SO2-，所以氯化钠溶液、氢氧化钠溶液及稀硫酸都能够导电。蔗糖溶于水后以
4
分子的形式存在于水中，不能形成自由移动的离子，因此蔗糖水溶液很难导电。
观念建构
从宏微结合的视角分析化学实验现象
实验中观察到溶液的导电性，其本质与溶液中有自由移动的离子有
关。因此，观察和分析化学实验现象，要透过现象看本质，从微观层面来
认识化学变化宏观现象产生的原因。为构建起研究化学问题的宏观视角与
微观视角之间的连接，我们可以借助有关的仪器进行实验探究或基于科学
家建构的模型进行思考。
8第1节 物质在水中的溶解
练习与实践
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号内打“ ”，错误的打“×”）
（1） 溶液一定是无色透明的。 （ ）
（2） 溶液是均一、稳定的混合物。 （ ）
（3） 溶液中至少有两种物质。 （ ）
（4） 碘酒是纯净物。 （ ）
（5） 均一、稳定的液体都是溶液。 （ ）
（6） 将蔗糖溶于水形成蔗糖溶液，上半部分溶液的甜度要低于下半部分溶
液的甜度。 （ ）
2. 向右图实验装置的试管中加入某种固体，观察到 U 形管
内红墨水左侧液面上升。该固体可能是（ ）。
A. NaOH
B. NaCl
C. NH NO
4 3
D. CaCO
3
3. 将少量下列物质分别放入盛有水的烧杯中，用玻璃棒不断搅拌，哪些物质在
水中能形成溶液？
面粉、煤油、酒精、食用碱（主要成分为碳酸钠）、食用油、白砂糖、冰块。
4. 某同学进行溶液导电性实验时，发现氢氧化钠溶于水后溶液能导电，而酒精
溶于水后溶液却不能导电。请分析其中的原因。
5. 实验室中有氯化钠、氢氧化钠、硝酸铵三种固体。在密闭、隔热的条件下，
向装有水的保温瓶中加入其中某种固体，溶液温度上升，该固体是哪种
物质？
6. 查阅资料，举例说明生命现象与溶液的密切联系。
9第 2 节 溶液组成的表示
人类的生产生活离不开溶液。配制和使用溶液时，往往需要知道溶液的组
成、溶液的浓度和溶液中各种物质之间的质量关系。
目标预览
能认识溶液是由溶质和溶剂组成的；能用溶质质量分数表示溶液的浓
度并进行简单的计算；能运用实验方法配制一定溶质质量分数的溶液。
一、 溶液的组成和浓度
我们已经知道，蔗糖水溶液是蔗糖和水的混合物，医用酒精是酒精和水的
混合物，碘可溶于酒精形成溶液。溶液中，被溶解的物质称为溶质（solute），溶
解溶质的物质称为溶剂（solvent）。所有的溶液都是由溶质和溶剂组成的。在
蔗糖水溶液中，蔗糖是溶质，水是溶剂。在碘的酒精溶液中，碘是溶质，酒精
是溶剂。
溶质可以是固体、液体，也可以是气体。例如，盐酸就是氯化氢气体溶于
水后得到的。水是最常用的溶剂。除特别说明外，一般人们所说的溶液都是指
水溶液，如氯化钠溶液就是指氯化钠的水溶液。
交流讨论
写出你在生活中或实验室里见过的溶液，指出溶质在溶解之前的状
态，与同学交流分享，并将讨论结果填入表 7-5中。
10第2节 溶液组成的表示
表7-5 常见溶液的组成
溶液 溶质 溶剂
酒精溶液 酒精（液态） 水
氢氧化钠溶液 氢氧化钠（固态） 水
根据溶液的组成可知，溶液的质量与溶质、溶剂的质量之间存在以下关系：
溶液质量 = 溶质质量 + 溶剂质量
在日常生活中，人们常常根据有色溶液颜色的深浅大致判断溶液的浓或
稀，但这种判断往往是粗略的。在生产和研究中要准确分析溶液的组成，需要
定量表示溶液的浓稀程度。
基础实验
在常温下，按图7-6方法配制蔗糖溶液。
图7-6 配制蔗糖溶液
11第7章 探索溶解现象
某小组同学配制了两种蔗糖溶液，部分实验
数据记录在表 7-6 中，请填入相关计算结果，判
断两个实验所得的蔗糖溶液哪个更甜一些。你能
根据下列数据给出判断的依据吗？
【实验 1】称取 3g 蔗糖加入烧杯中，再用量
图7-7 读取液体
筒量取 47mL 水（图 7-7）加入烧杯中，搅拌使
体积的方法
蔗糖完全溶解。（水的密度以1g·mL-1 计）
【实验 2】称取 5g蔗糖加入烧杯中，再用量筒量取 95mL 水加入烧杯
中，搅拌使蔗糖完全溶解。
表7-6 蔗糖溶液的质量关系
溶质质量/ g
溶液 溶质质量/ g 溶剂质量/ g 溶液质量/ g
溶液质量/ g
实验 1蔗糖溶液 3 47
实验 2蔗糖溶液 5 95
人们把一定量溶液中所含溶质的量称为溶液的浓度（concentration）。浓度
可以用多种方法来表示。在化学中常用溶质质量分数（mass fraction of solute）
来表示浓度。溶质质量分数常用百分数表示。
溶质质量
溶质质量分数 = ×100%
溶液质量
溶质质量分数越大，说明溶液中溶质的相对含量越高。
12第2节 溶液组成的表示
拓展视野
浓度的表示
浓度除了用溶质质量分数来表示外，还有其他表示方法。例如：
（1） 用溶质的体积分数来表示浓度。如 75% 医用酒精即采用体积分
数来表示酒精溶液的浓度，指每100体积的溶液中含75 体积的酒精。
（2） 用溶质质量与溶液体积之比来表示浓度，可以用 g· mL-1、g·L-1
或 mg·L-1 等为单位。如临床生物化学检测中生理盐水浓度为 9g·L-1，相
当于 1L生理盐水中含有9g氯化钠。
二、 溶质质量分数的计算
进行定量分析时，人们可以依据溶质质量分数表达式进行计算，以确定溶
质在溶液中的相对含量大小。
通常在配制一定溶质质量分数的溶液之前，应根据溶液质量和溶质质量分
数之间的关系，确定实验所需溶质与溶剂的量。
例 1 在做电解水的实验时，为了增强水的导电性，可在水中加入少量氢
氧化钠。现要配制 50 g 溶质质量分数为 4% 的氢氧化钠溶液，应将多少克氢氧
化钠固体溶解在多少体积的水中？（水的密度以 1g·mL-1 计）
溶质质量
解：溶质质量分数 = ×100%
溶液质量
溶液中溶质氢氧化钠的质量 = 50g × 4% = 2g
溶液中水的质量 = 50g – 2g = 48g
48g
水的体积 = = 48mL
1g·mL-1
答：应将2g氢氧化钠固体溶解在48mL水中。
13第7章 探索溶解现象
有时，稀溶液可由浓溶液加水稀释配制而成。稀释得到的溶液的质量等于
所用的浓溶液的质量与稀释所用的水的质量之和，而稀释前后溶质的质量不变。
溶液的质量也可以通过溶液的体积和密度进行计算：
溶液的质量= 溶液的体积× 溶液的密度
例 2 实验室需配制 10% 的稀硫酸 200g，需要溶质质量分数为 98%、
密度是 1.84g·mL-1 的浓硫酸多少毫升？需要加多少毫升水？（水的密度以
1g·mL-1 计，结果保留一位小数）
解：设需要浓硫酸的体积为 V ，需要加水的体积为 V ，根据稀释前后溶质
1 2
硫酸的质量不变，可以列出如下关系：
200g × 10% = V × 1.84g·mL-1 × 98%
1
V ≈ 11.1mL
1
需要加水的质量：m = 200g – 11.1mL×1.84g·mL-1 ≈ 179.6 g
179.6g
需要加水的体积：V = = 179.6mL
2 1g·mL-1
答：需要98%浓硫酸的体积为11.1mL，需要加水的体积为 179.6mL。
学以致用
1. 查看浓盐酸试剂瓶上的标签部分内容的图示
（图 7-8），说明标签上文字的含义。
盐 酸
2. 某市售浓盐酸的溶质质量分数约为 37%，密 HCl
相对分子质量：36.5
度约为 1.18g·mL-1。如何配制 50g 溶质质量分数为
密度：1.18g·mL-1
5% 的盐酸？观察老师的操作，并将有关步骤简要地
填写在下面的空格中。
图7-8 浓盐酸试剂瓶
计算： 。
标签图示（部分）
量取浓盐酸和水： 。
配制溶液： 。
14第2节 溶液组成的表示
配制一定溶质质量分数的溶液不仅是实验室中的基本技能，也是生产生活
实践中的必备操作。在农业生产中，不同的作物或作物的不同生长时期常常对
不同营养元素的含量有特定的需求，因此需要配制某种溶质特定浓度的植物营
养液。
拓展视野
无土栽培技术与营养液的配制
无土栽培是利用营养液栽培作物的
一种方法。无土栽培的作物从营养液中
吸取养料和水分。这种栽培方法突破了
土壤、气候条件的限制，在沙漠、戈壁、
山区、工矿区以及其他缺乏耕地且水资
源有限的地区都可以实施。无土栽培节 图7-9 作物的无土栽培
水、省肥，可以显著提高农产品的产量和
质量。
无土栽培营养液是多种化合物的水溶液。这些化合物中含有作物生长
所需要的营养元素。为适应不同作物生长的需要，作物无土栽培营养液的
组成有所不同（见表 7-7）。
表7-7 几种作物无土栽培营养液中各溶质的质量分数
作物种类
营养成分
番茄 甜瓜 茄子
硝酸钙［Ca（ NO） ］ 0.0246% 0.0574% 0.0246%
3 2
硝酸钾（KNO ） 0.0404% 0.0607% 0.0708%
3
磷酸二氢铵（NH H PO ） 0.0077% 0.0153% 0.0115%
4 2 4
硫酸镁（MgSO ） 0.0120% 0.0181% 0.0120%
4
15第7章 探索溶解现象
练习与实践
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号中打“ ”，错误的打“×”）
（1） 100g水中溶解 20g氯化钠，所得溶液的溶质质量分数为20%。 （ ）
（2） 100g 硝酸钾溶液中含有 17g 硝酸钾，若再往其中加入 1g 硝酸钾，并
使其完全溶解，则溶质质量分数变为 18%。 （ ）
（3） 从溶质质量分数为 5% 的 100g 碳酸钠溶液中取出 10g 溶液，则取出的
溶液的溶质质量分数为0.5%。 （ ）
（4） 向 100g 溶质质量分数为 15% 的硝酸钾溶液中加入 50mL 水，溶液的
溶质质量分数变为10%。 （ ）
2. 配制下列溶液时，所用的溶质是固体的有（ ），所用的溶质是液体的有
（ ）。
A. 75% 的消毒酒精 B. 医用葡萄糖溶液
C. 4% 的氢氧化钠溶液 D. 10% 的硫酸溶液
3. 下列关于溶液组成的说法中不正确的是（ ）。
A. 溶液是由溶质和溶剂组成的混合物
B. 溶液的溶质质量分数是溶质质量与溶剂质量之比
C. 溶 质质量分数为 20% 的蔗糖溶液的浓度比溶质质量分数为 10% 的蔗糖
溶液大
D. 溶液加水稀释前后，溶质的质量不变
4. 农业生产中，有时用溶质质量分数为10% ~20% 的氯化钠溶液选种。若要配
制 100kg溶质质量分数为16%的氯化钠溶液，需要氯化钠和水各多少千克？
5. 用 10mL 98% 的浓硫酸（密度为 1.84g·mL-1）配制 10% 的硫酸溶液，需要
水多少毫升？（水的密度以1g·mL-1 计）
6. 实 验室需要配制溶质质量分数为 8%的硝酸钾溶液。
（1） 现有16g 硝酸钾固体，可配制该硝酸钾溶液 g，需水 mL。
（水的密度以1g·mL-1计）
16第2节 溶液组成的表示
（2） 配制硝酸钾溶液的步骤为
。
在此过程中需要用到的仪器有 。
7. 有一瓶未开封的浓盐酸，标签部分内容如右图所示，
则该浓盐酸的溶质是 ，溶剂是 ， 盐 酸
溶液的质量是 g，溶质的质量是 g，
含HCl 37%
溶剂的质量是 g。 密度：1.18g·mL-1
容量：500mL
8. 为测定某石灰石样品中碳酸钙的纯度，小黄同学向 12 g
样品中加入 100g 某种稀盐酸时，恰好完全反应（假设
石灰石中的杂质不参加反应 )，称得剩余物质质量为107.6g。试求：
（1） 生成二氧化碳的质量。
（2） 所用稀盐酸的溶质质量分数。
（3） 石灰石样品中碳酸钙的纯度。
9. 配制一定浓度的溶液是一项重要的实验技能。实验室中提供 100g 溶质质
量分数为 20% 的氯化钠溶液、100g 溶质质量分数为 15% 的氯化钠溶液、
足量的氯化钠固体和蒸馏水，要配制 50g 溶质质量分数为 10% 的氯化钠溶
液。请你选用上述化学试剂，设计两种配制方案。
17第 3 节 饱和溶液和不饱和溶液
在一定量水中加入少量蔗糖，蔗糖能全部溶解，继续多次加入蔗糖，最终
发现加入的蔗糖不能全部溶解。为什么会出现这一现象？本节将结合实验进行
探索。
目标预览
能认识绝大多数物质在一定量某种溶剂中的溶解是有限度的；能通过
实验了解饱和溶液和不饱和溶液，探究同一物质的饱和溶液和不饱和溶液
相互转化的条件；能完成粗盐提纯的实验，体会结晶在生产生活中的重要
应用。
一、 溶质在水中的溶解有一定的限度
温故知新
在烧杯中加入少量的水。取少量氯化钠加入烧杯中后充分搅拌，重复
多次，你能观察到什么现象？为什么？
各种物质在水中的溶解是否和食盐、蔗糖相似，在一定条件下都有一定的
限度？若改变条件，溶解的限度是否会发生改变？
18第3节 饱和溶液和不饱和溶液
实验探究
进行以下实验，观察实验现象。
【实验 1】取一瓶底部留有不能再溶解的硝酸钾晶体的硝酸钾溶液，分
别取出 20mL 上层清液加入 A、B 两个烧杯中，再向两个烧杯中分别加入
1g 左右硝酸钾晶体，用玻璃棒搅拌，观察固体是否还会溶解。
【实验 2】在 A 烧杯中再加入 5mL 水，观察未溶解的硝酸钾是否继续
溶解。
【实验3】用酒精灯加热B烧杯，观察未溶解的硝酸钾是否继续溶解。
【实验4】用冰水浴冷却B烧杯，观察烧杯中溶液是否有变化。
分析上述实验现象，你能得出什么结论？
以上实验说明，一定条件下硝酸钾在水中的溶解具有一定的限度。配制硝
酸钾溶液时，水的量越多，可以溶解的硝酸钾越多。温度升高时，硝酸钾在一
定量的水中所能溶解的量增大。
一定温度下，大多数物质在一定量溶剂中可溶解的量是有一定限度的。人
们把在一定温度下、一定量的溶剂里，不能再溶解某种溶质的溶液，称为这种
溶质的饱和溶液（saturated solution）；还能继续溶解某种溶质的溶液，称为这
种溶质的不饱和溶液（unsaturated solution）。
交流讨论
同一种物质的饱和溶液与不饱和溶液是可以相互转化的。请你总结、
归纳饱和溶液与不饱和溶液相互转化的方法。
饱和溶液 不饱和溶液
图7-10 饱和溶液与不饱和溶液的相互转化
19第7章 探索溶解现象
1. 将饱和溶液变成不饱和溶液的方法：
。
2. 将不饱和溶液变成饱和溶液的方法：
。
二、 结晶方法及其应用
在工业生产中，合理地利用各类资源，使资源转化为所需的产品， 才能创
造更大的价值。例如，海水富含盐分，是食盐的重要来源。那么，怎样从海水
中提取食盐？
实验探究
在下面的活动中，我们将学习从氯化钠溶液中获取氯化钠固体的
方法。
（1） 按照图7-11组装蒸发装置。
（2） 取 10mL 浓氯化钠溶液于蒸发皿中，用酒精
灯加热，用玻璃棒搅拌直至出现较多固体时停止加热，
利用蒸发皿的余热使滤液蒸干。
（3） 待蒸发皿冷却后，将固体转移至试剂瓶中，贴
图7-11 蒸发结晶
上标签。
加热氯化钠溶液时，随着溶液中水分不断蒸发，氯化钠以固体物质形式析
出。人们通常把从溶液中析出晶体的过程称为结晶（crystallization）。通过蒸发
溶剂使溶质析出是结晶的方法之一，称为蒸发结晶。
工业上许多化工原料和产品的生产也常用冷却热的饱和溶液的方法，使溶
质从溶液中结晶出来。
20第3节 饱和溶液和不饱和溶液
观察思考
在一个盛有 30mL 沸水的烧杯中加入适量硝酸钾，配制成硝酸钾饱和
溶液，再将烧杯放在冷水中降温（图 7-12），观察实验现象。
图7-12 降温结晶实验
上述实验说明了什么？
对于硝酸钾这样的物质，将热的硝酸钾饱和溶液降温，其中的溶质就会很
快结晶。这种方法称为降温结晶。
晶体通常呈现规则的几何形状（图 7-13）。
硫酸铜晶体 硝酸钾晶体 硫酸亚铁晶体 明矾晶体
图7-13 几种晶体
方法导引
蒸发结晶操作要点
1. 蒸发皿中的溶液体积不宜超过蒸发皿容积的三分之二。
2. 加热时，应不断用玻璃棒搅拌溶液，防止因液体局部温度过高造成
液滴飞溅。
3. 加热至蒸发皿中出现较多量固体时，停止加热，并用玻璃棒不断搅
拌，利用余热将溶液蒸干。
4. 热的蒸发皿应用坩埚钳夹持，小心地放在陶土网上。
21第7章 探索溶解现象
民以食为天，盐为百味之首，人们自古以来就对食盐有着大量的需求。我
国古代劳动人民凭借自己的智慧，很早就学会利用“淋煎”的方法来制取海盐。
拓展视野
我国古代制盐法
《天工开物》作咸卷中记载了
海盐制取之法：“凡淋煎法，掘坑二
个，一浅一深。浅者尺许，以竹木
架芦席于上，将帚来盐料（不论有
灰无灰，淋法皆同），铺于席上。四
周隆起，作一堤垱形，中以海水灌
淋，渗下浅坑中。深者深七、八尺，
受浅坑所淋之汁，然后入锅煎炼。” 图7-14 《天工开物》记载的制盐法
食盐的生产始终与社会经济与文化等多方面有着密切联系，人们不断探索
新的食盐制法工艺，以满足生产生活需要。
批判性思维
在人类历史发展的长河中，人们不断对制盐工艺作出革新。山西运城
盐池一带保留的“五步产盐法”对传统自然产盐的生产方式进行了技术变
革，经“集卤蒸发、过箩调配、储卤、结晶、铲出”五个步骤，加快了成盐速
度，提升了食盐品质，该技术已被列入国家级非物质文化遗产名录。
随着食盐生产工艺的现代化，传统制盐工艺正逐渐失去竞争优势。请
你查阅食盐生产工艺的有关资料，对现代与传统制盐工艺进行比较分析，
并就如何保护与传承传统制盐技艺提出你的看法。
22第3节 饱和溶液和不饱和溶液
练习与实践
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号中打“ ”，错误的打“×”）
（1） 某硝酸钾溶液在 20℃时是饱和的，当其他条件不变，温度升高到
100℃时，该溶液也一定是饱和溶液。 （ ）
（2） 浓溶液不一定是饱和溶液，稀溶液一定是不饱和溶液。 （ ）
（3） 在一定温度下，同一种溶质的饱和溶液的溶质质量分数比不饱和溶液
的大。 （ ）
2. 下列有关饱和溶液的说法中，不正确的是（ ）。
A. 饱和溶液就是不能再溶解任何溶质的溶液
B. 饱和溶液蒸发析出晶体后的溶液仍然是该温度下的饱和溶液
C. 可以通过恒温蒸发饱和溶液来获得溶质
D. 饱和溶液在一定条件下可以转化为不饱和溶液
3. 蒸发结晶操作中不需要用到的仪器是（ ）。
A. B. C. D.
4. 粗盐初步提纯步骤为：称量、溶解、过滤、蒸发结晶等，下列操作中规范的是
（ ）。
A. 称量 B. 溶解 C. 过滤 D. 蒸发结晶
5. 将接近饱和的硝酸钾溶液变为饱和溶液的方法有
；将饱和的硝酸钾溶液降温，现象是
。
6. 如何判断某种溶质的溶液是否为该温度下的饱和溶液？
23第 4 节 物质的溶解性
在我国某些盐碱湖可“冬天捞碱，夏天晒盐”，这里的碱是指碳酸钠，盐是
指氯化钠。人们在冬天可以直接从湖中捞出碱，夏天可以取湖水晒盐。为什么
可以“冬天捞碱，夏天晒盐”？又可以用什么方法提纯得到的物质？这些问题
都和物质的溶解性有关。
目标预览
能列举生活中反映不同物质溶解的实例，设计实验探究影响物质溶解
性的因素；能用溶解度对物质溶解性进行定量描述，利用物质的溶解度曲
线解决实际问题。
一、 影响物质溶解性的因素
一种物质（溶质）溶解在某种溶剂中的能力，称为该物质的溶解性。影响
物质溶解性的因素有哪些呢？
观察思考
分别进行以下实验。
【实验 1】取 2 支试管，分别加入氯化钠、氢氧化钙各 1g，再用量筒各
量取 5mL水，加入2支试管中。充分振荡后静置，观察物质的溶解情况。
24第4节 物质的溶解性
【实验 2】取 2 支试管，各加入少量固体碘，往试
管中分别加入等体积的少量水和少量酒精，振荡，观
察现象。
【实验 3】取 1 支试管，加入 3g 硝酸钾，然后加
入5mL 水，充分振荡，硝酸钾是否能完全溶解？如不
图7-15 碘在水、
能完全溶解，将试管加热，观察发生的变化。
酒精中的溶解性
分析以上实验现象，你能得出哪些实验结论？
众多实验事实都表明：
（1） 不同的物质在同一溶剂中的溶解性不同。如氯化钠可溶于水，而氢氧
化钙则微溶于水。
（2） 同一种物质在不同溶剂中的溶解性不同。如碘较难溶于水，却易溶于
酒精。
（3） 同一种物质在同一溶剂中的溶解性与温度有关。对于硝酸钾等多数物
质，温度越高，其在水中的溶解能力越强。
观念建构
影响物质溶解性的内因与外因
溶质在溶剂中的溶解性受到诸多因素的影响，通常这些影响可从内因
和外因两方面去分析。内因，即溶质和溶剂的自身性质，如食用油难溶于
水，但易溶于有机溶剂；外因，即外界条件的影响，如升高温度可使硝酸钾
溶解能力增强。对内因与外因的综合分析有助于全面认识影响物质溶解性
的复杂因素。
一些固体物质（如硝酸钾）在水中的溶解性受温度的影响变化较大，而对
于气体，除温度外，其他因素也会影响其在水中的溶解。
25第7章 探索溶解现象
拓展视野
影响气体溶解性的因素
气体在水中的溶解性不仅跟气体的性质有关，还跟压强和温度有关。
当温度不变时，随着压强的增大，气体的溶解能力增强；反之，气体的溶
解能力减弱。如生产汽水时，常增大二氧化碳气体的压强，使之易于溶解。
而当打开瓶盖时，压强减小，大量二氧化碳气体逸出。
当压强不变时，随着温度的升高，气体的溶解能力减弱。如夏天水温
有所上升，水中溶解的氧气减少，因此鱼类有时会上浮到水面进行呼吸。
二、 物质溶解性的定量表示
人们常用溶解度（solubility）来定量描述物质的溶解性强弱。固体物质的
溶解度是指在一定温度下，该物质在 100 g 溶剂（通常溶剂为水）中达到饱和
状态时所溶解的质量。溶解度一般用符号S表示。
表7-8 20℃时几种固体物质在水中的溶解度
氢氧化钙 碳酸钠 氯化钠 硝酸钠 硝酸铵 蔗糖
物质
Ca（ OH） Na CO NaCl NaNO NH NO C H O
2 2 3 3 4 3 12 22 11
溶解度 / g 0.173 21.5 35.9 87.6 192 204
人们根据常温下（20℃）物质在水中溶解度的不同，将物质分为易溶物、
可溶物、微溶物和难溶物等。
表7-9 常温下（20℃）物质溶解度和溶解性的关系
溶解度 S≥ 10g 1g≤S＜10g 0.01g≤S＜1g S＜0.01g
溶解性 易溶 可溶 微溶 难溶
26第4节 物质的溶解性
同一种物质在水中的溶解度随温度的变化而变化，我们常用溶解度曲线来
表示这种关系。
实验探究
在下面的活动中，我们将以硝酸钾为例，学习物质溶解度曲线的绘制
方法。
1. 用实验方法测定不同温度时硝酸钾在水中的溶解度，并将实验数据
记录下来，如表 7-10。
表7-10 硝酸钾在不同温度时的溶解度
温度/ ℃ 0 20 40 60 80
溶解度/ g 13.9 31.6 61.3 106 167
2. 以温度为横坐标，以物质
的溶解度为纵坐标，在坐标纸（图
7-16）上标出不同温度下相应溶
解度的点，再用光滑的曲线将这些
点连接起来，即为该物质的溶解度
曲线。
3. 根据硝酸钾的溶解度曲线，
你能得到哪些信息？能否找到硝酸
钾在50℃、70℃时的溶解度？
图7-16 绘制硝酸钾的溶解度曲线
27第7章 探索溶解现象
图 7-17 是几种固体物质的溶解度曲线，图
7-18 是氢氧化钙的溶解度曲线。利用溶解度曲
线可以推测物质在不同温度下的溶解度数据，
硝酸铵
如 70℃时硝酸钾的溶解度约为 138g；也可以
发现溶解度随温度变化的趋势，如硝酸钾的溶
解度随温度升高而增大，氢氧化钙的溶解度则
随温度升高而减小，而氯化钠的溶解度随温度
硝酸钾
的升高变化不大；还可以比较同一温度下不同
硝酸钠
物质的溶解度，如 60℃时硝酸钠的溶解度大于
氯化铵 硝酸钾的溶解度，80℃时则相反。
氯化钾
氯化钠
图7-17 几种固体物质的溶解度曲线 图7-18 氢氧化钙的溶解度曲线
学以致用
根据固体物质的溶解度曲线，回答以下问题。
1. 多数固体物质的溶解度随温度变化具有怎样的变化规律？
2. 图7-17中溶解度受温度影响最大与最小的物质分别是什么？
3. 在 0℃时，图 7-17 中几种物质的溶解度由小到大的顺序是怎
样的？
4. 30℃时 , 硝酸钾的溶解度大约是多少？ 80℃时，140g 硝酸钠溶于
100g水中形成的溶液是否为饱和溶液？
在生产和科研中，人们可以利用溶解度曲线找到有利于物质溶解和结晶的
温度区域，分析不同温度下溶液是否饱和，还能依据曲线变化计算溶解和结晶
的量。
28第4节 物质的溶解性
观察思考
硝酸钾是溶解度随温度变化较大的物质，如何结合其溶解度曲线（如
图7-19）分析其降温结晶过程中所经历的不同阶段？
如图7-19，配制不饱和溶液①。随着温度下降，溶质的溶解度减小，至
60℃时形成饱和溶液②。当温度继续下降时，溶解度也进一步减小，晶体
不断析出，依次经历状态③ 和④。
② ①
饱和 不饱和
溶液 溶液
③
饱和溶液
和晶体
饱和溶液
④
和晶体
图7-19 使溶液降温析出晶体
通过对溶解度曲线的分析，人们可以选择科学、合理的方法控制晶体的析
出。氯化钠的溶解度随温度变化不大，因此采用蒸发结晶的方法进行粗盐的提
纯。对于溶解能力受温度变化影响较大的固态物质（如硝酸钾），还可以用冷却
热的饱和溶液的方法，使溶质从溶液中结晶析出。
29第7章 探索溶解现象
观念建构
物质的分离与提纯
为了从混合物中获取所需的纯净物质，人们通常依据混合物中各组成物
质性质的差异，选用相应的操作方法，如可以利用物质溶解性的差异进行混
合物的分离、提纯。生产实践中，要除去水中混有的泥沙颗粒，常采用过滤的
方法；为了从氯化钠溶液中提取氯化钠，可采用蒸发结晶的方法；在制药行业
中，降温结晶被广泛用于药物成分的提纯和分离。
练习与实践
1. 固体物质溶解度曲线上的任意一点表示（ ）。
A. 溶 液达到饱和时溶解的溶质的质量
B. 一 定温度和一定质量的溶剂里溶解的溶质的质量
C. 相 应温度下，100g溶剂里溶解的溶质的质量
D. 相 应温度下达到饱和时，100g溶剂里溶解的溶质的质量
2. 右图为硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线，下列说
法中正确的是（ ）。
A. 氯 化钠和硝酸钾的溶解度相等
B. 20℃时，氯化钠饱和溶液中溶质和溶剂的
质量比为35.9∶100
C. 将 t℃时两种物质的饱和溶液升温至
40℃，硝酸钾溶液的浓度大于氯化钠溶液
的浓度
D. 分 别将 10℃时硝酸钾和氯化钠的饱和溶液蒸发掉等质量的水后恢复至
10℃，析出晶体的质量相等
30第4节 物质的溶解性
3. 依据以下事实回答问题。
① 氯化钠易溶于水，难溶于植物油；
② 硝酸钾易溶于水，碳酸钙难溶于水；
③ 蔗糖在热水中溶解的质量比在等质量的冷水中溶解的质量大。
（1） 以上事实表明，固体物质的溶解能力与 、 和
等三个因素有关。
（2） 在上述三个因素中选择一个，另外列举一个相应的实例： 。
4. 某温度下 NaCl 的溶解度是 36g。该温度下，将 15g NaCl 加入 50g 水中，
充分溶解，溶液的溶质质量分数为 。若将 20g NaCl 加入 50g 水
中， 充分溶解，溶液的溶质质量分数为 ，形成的溶液是 （填
“饱和”或“不饱和”）溶液。
5. 根据第28页图7-17中几种物质的溶解度曲线，回答下列问题。
（1） 随着温度的变化溶解度变化较大的物质是 。
这类物质常采取 的方法从溶液中获得晶体。
（2） 随着温度的变化溶解度变化最小的物质是 。 这种物
质常采取 的方法从溶液中获得晶体。
（3） 图中硝酸钠和硝酸钾两种物质的溶解度曲线有一个交点，此交点的含
义是 。
6. 根据第 27 页表 7-10 提供的硝酸钾固体在不同温度时的溶解度，回答下列
问题。
（1） 硝酸钾溶液中的溶质是 ，溶剂是 。
（2） 由表7-10可以总结出硝酸钾的溶解度随温度变化的趋势是
。
（3） 20℃时向 100 g 水中加入 40g 硝酸钾，要使硝酸钾完全溶解，可以采取
的措施是 。
（4） 现有60℃时的硝酸钾饱和溶液210g，其溶质质量分数为 。
7. 设计实验方案，从硝酸钾和氯化钠（少量）的混合物中分离出硝酸钾。
31基 础 实 验 6
配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液
实验目的
1. 学习配制一定溶质质量分数的溶液的方法。
2. 通过实验，掌握一定溶质质量分数的溶液配制的基本操作。
实验用品
氯化钠、蒸馏水等；
托盘天平（含砝码）、纸片、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒等。
实验过程
按以下步骤进行实验，配制 50g 溶质质量分数为 16% 的氯化钠溶液，并
填写相应空格。
1. 计算
需要氯化钠的质量为 g，需要水的体积为 mL
（水的密度以 1g·mL-1计）。
2. 称取氯化钠
使用托盘天平称取氯化钠之前，先要 ；然后在天平两端分别放上
质量相同的纸片，用镊子夹取 g 的砝码，置于天平 （填“左”或
“右”）托盘中，并将游码移到 刻度。用药匙向天平 （填“左”或
“右”）托盘的纸片上加氯化钠，待天平平衡后，将称好的氯化钠倒入烧杯中。
3. 量取水
用 50mL量筒量取所需体积的蒸馏水，并将其倒入烧杯中。
324. 溶解
用玻璃棒不断搅拌，使氯化钠完全溶解。
5. 转移
将氯化钠溶液转移到指定的容器中，贴上标签备用。
问题讨论
1. 在溶液配制过程中，使用玻璃棒的作用是什么？
2. 若要增大氯化钠的溶解速率，可以采取哪些措施？
3. 用量筒量取一定体积的液体，读数时应注意什么？
4. 若配制的氯化钠溶液浓度偏小，分析可能的原因。
5. 使用浓溶液配制一定溶质质量分数的稀溶液，与配制上述氯化钠溶液进
行比较，操作上应作哪些改变？
33基 础 实 验 7
粗盐的初步提纯
实验目的
1. 学习除去粗盐中难溶性杂质的方法。
2. 掌握溶解、过滤、蒸发等实验操作技能。
实验用品
粗盐（含难溶性杂质）、蒸馏水；
托盘天平（含砝码）、研钵、漏斗、纸片、药匙、烧杯、量筒、胶头滴管、玻
璃棒、铁架台（带铁圈）、滤纸、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、陶土网、火柴、剪
刀等。
实验过程
按以下步骤与要求进行实验，观察实验现象。
1. 称量与溶解
用托盘天平称取 3g 左右粗盐，放入研钵中研碎。用量筒
量取 10mL 蒸馏水。将粗盐和蒸馏水转移到烧杯中，用玻璃
棒搅拌，使粗盐充分溶解。
2. 过滤
制作过滤器，并进行过滤操作。仔细观察滤纸上的剩余物
及滤液的颜色。若滤液浑浊，则必须重新过滤。 图7-20 过滤
343. 蒸发
将过滤后所得溶液转移至蒸发皿中，将蒸发皿放在铁架台
的铁圈上，用酒精灯加热，同时用玻璃棒不断搅拌滤液。待蒸
发皿中出现较多量固体时，停止加热，继续搅拌，利用余热将
滤液蒸干。
蒸发操作结束后，用玻璃棒将固体转移到纸片上，比较食
图7-21 蒸发
盐提纯前后的外观。
问题讨论
1. 实验中多次用到玻璃棒，其作用分别是什么？
2. 如果过滤后溶液仍浑浊，其原因可能有哪些？
3. 本实验提取得到的精盐是否为纯净的氯化钠？说出你判断的理由。
35跨 学 科 实 践 活 动 6
发热袋的模拟制作
经过本章的学习，我们已经对溶质、溶剂、溶解度、饱和溶液、结晶等重要
概念有了一定理解。溶液与我们的日常生活有着密切关联，人们常利用不同溶
液的特殊性质，发挥其独特功能以满足生产生活需要。比如，市面上有一款发
热袋，袋中充满了醋酸钠溶液。醋酸钠溶液是怎样发挥其神奇的发热功能的？
活动任务一 研究发热袋的发热原理及使用方法
资料收集
发热袋的组成：
发热袋的发热原理：
发热袋的使用方法：
分析有关资料，思考以下问题：
1. 常温下发热袋内的醋酸钠溶液与醋酸钠饱和溶液有何区别？
2. 发热袋中放置的金属铁片起什么作用？
3. 发热时醋酸钠溶液发生了什么变化？
4. 请从溶解度的角度讨论发热袋是怎样实现重复使用的。
活动任务二 简易发热袋的模拟制作
已知醋酸钠的溶解度与温度的关系如表 7-11 所示。请结合醋酸钠的溶解
度，自行选择实验所需的药品与器材，与你的小组成员合作自制一款发热袋。
36表7-11 醋酸钠在不同温度时的溶解度
温度 / ℃ 0 10 20 30 40 60 80 90 100
溶解度 / g 36.2 40.8 46.4 54.6 65.6 139 153 161 170
实验药品与器材（参考）
实验药品：无水醋酸钠、蒸馏水等
实验器材：铁架台、陶土网、酒精灯、温度计、天平、玻璃棒、烧杯、量
筒等
请从材料使用、产品外观、产品性能等方面对你们小组所设计的发热袋进
行评价，把评价的结果填入下表中。
表7-12 小组自评表
自评维度 评价内容
是否价廉易得、操作简便等：
材料使用
是否简约美观、便于携带等：
产品外观
是否快速发热、持续供热等：
产品性能
各小组将制作的发热袋进行展示，并从上述三个方面对产品进行评价。最
后，你可以为小组的产品提供一份完整的说明书，并撰写一篇科技小论文。
37整 理 与 归 纳
学完本章内容，你可以参考如下的问题或线索，与同学交流、讨论，
并整理和归纳本章的学习内容。
● 用事实说明物质分散到水中可能出现的不同情况。说说溶液的
特征。
● 要计算溶液的溶质质量分数，需要哪些条件，怎样计算？
● 怎样配制一定溶质质量分数的溶液？举例说明操作步骤和需要注
意的问题。
● 怎样实现同一种物质的饱和溶液与不饱和溶液之间的转化？用什
么方法可将固体溶质从它的溶液中结晶出来？
● 粗盐的初步提纯有哪些主要的实验步骤？在操作中要注意哪些
问题？
● 固体物质溶解性与哪些因素有关？联系事实加以说明。
● 怎样表示固体物质的溶解性强弱？如何表示溶解度与温度的关
系？运用溶解度曲线可以帮助我们解决哪些问题？
● 举例说明溶液在工农业生产和日常生活中的广泛应用。
38本 章 作 业
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号中打“ ”，错误的打“×”）
（1） 饱和石灰水放置较长时间后表面形成了一层白膜（若水没有减少），该
溶液仍是氢氧化钙的饱和溶液。 （ ）
（2） 饱和溶液析出溶质晶体后就变成不饱和溶液。 （ ）
（3） 在一定温度下，向某蔗糖溶液中加入少量蔗糖，蔗糖逐渐消失，说明原
溶液是该温度下蔗糖的不饱和溶液。 （ ）
2. 下列措施中能使硝酸钾在水中的溶解度增大的是（ ）。
A. 增加水的质量
B. 把硝酸钾粉碎，在溶解过程中不断搅拌
C. 增加硝酸钾的质量
D. 升高溶液的温度
3. 将 80℃的硝酸钾饱和溶液冷却到20℃，下列说法中正确的是（ ）。
A. 溶液的溶质质量分数不变 B. 溶剂质量减小
C. 溶液中溶质的溶解度减小 D. 20℃时溶液变为不饱和溶液
4. 下列有关叙述中，正确的是（ ）。
A. 20℃时，100g NaCl 溶液中含 26.5g 氯化钠，所以 20℃时 NaCl 的溶解
度是26.5g
B. NaCl 饱和溶液中加入大量水后，溶液中溶质的质量减小了
C. 饱和溶液降温后，都有溶质结晶析出
D. 在同一温度下，NaCl的饱和溶液一定比不饱和溶液浓
5. 常温下，按下列方法配制的溶液，其溶质质量分数为 5% 的是（ ）。（水
的密度以 1g·mL-1 计）
A. 称取5.0g氯化钾，溶解在95mL 水中，充分搅拌
B. 量取5.0mL 浓盐酸，倒入95mL水中，充分搅拌
39C. 称取5.0g氢氧化钙，放入95mL水中，充分搅拌
D. 量取5.0mL 98% 浓硫酸，倒入95mL水中，充分搅拌
6. 实验室用浓盐酸（溶质质量分数为 37%，密度为 1.18g·mL-1）配制 110g 溶
质质量分数为10%的稀盐酸。
（1） 计算：需要浓盐酸 mL，水 mL。
（2） 量取：用规格为 mL 的量筒（从 50mL、100mL 中选择）量
取浓盐酸，倒入烧杯中，再用规格为 mL 的量筒（从 50mL、
100mL中选择）量取水。
（3） 稀释： 。
7. 根据右图所示，试着编写两道计算题。
情景 1：已知某种固体物质的质量，若要把
它配制成一定溶质质量分数的溶液，应该怎
么操作？ 15%
？
溶质15g
情景 2：要配制一定质量某种溶质的一定溶
溶质质量？
质质量分数的溶液，应该怎么操作？
水的质量？
15%
溶液200g
40第 8 章
酸、碱、盐及其应用
醋酸、熟石灰、氯化钠都是我们熟悉的物
质，在化学上，它们分别属于酸、碱、盐。酸、
碱、盐种类繁多，用途广泛，与人类日常的生活
和工农业生产关系十分密切。这一章将学习：
溶液酸碱性的检验；常见酸、碱、盐的性质；酸、
碱、盐在生产生活中的应用；酸、碱、盐对社会
发展的重要意义等。第 1 节 溶液的酸碱性
在生活中我们已经知道，汽水含有碳酸等酸性物质而呈酸性，食盐水是中
性的，石灰水则是碱性溶液，不同酸碱性的溶液在生活中十分常见。那么，如
何检验溶液的酸碱性？
目标预览
能识别生活中常见溶液的酸碱性，举例说明酸碱性对人体健康和植物
生长的影响；能列举常见的酸碱指示剂，通过实验检验溶液的酸碱性，使
用试纸或仪器检测溶液酸碱性的强弱。
一、 酸性溶液和碱性溶液
我们已经知道，碳酸能使紫色石蕊溶液变红，氨水能使酚酞溶液变红。我
们熟悉的其他溶液，如白醋、石灰水、氨水、食盐水、蔗糖水等是否也能使紫色
石蕊溶液或酚酞溶液变色呢？
实验探究
在白色点滴板的空穴里分别滴入几滴水（作空白对照用）、白醋、稀盐
酸、石灰水、氨水、食盐水和蔗糖水，再分别滴加 1 滴紫色石蕊溶液或酚酞
溶液，观察溶液颜色的变化。你能得出什么结论？
42第1节 溶液的酸碱性
图8-1 检验溶液的酸碱性 图8-2 紫色石蕊溶液和酚酞溶液
表8-1 实验记录
水 白醋 稀盐酸 石灰水 氨水 食盐水 蔗糖水
滴加紫色
石蕊溶液
滴加酚酞
溶液
与碳酸相似，白醋、稀盐酸等物质能使紫色石蕊溶液变红，表现出酸性
（acidity）。
石灰水、氨水等溶液能使紫色石蕊溶液变蓝，这些溶液显碱性
（alkalinity）。
食盐水、蔗糖水等溶液，既不具有酸性，也不具有碱性，呈中性
（neutrality），不能使紫色石蕊溶液变色。
像石蕊这样能检验水溶液酸碱性的试剂，称为酸碱指示剂（acid-base
indicator）。酸碱指示剂有多种，常用的酸碱指示剂包括紫色石蕊溶液、酚酞
溶液等（图 8-2）。不同的酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中呈现的颜色不一样。
酚酞溶液在碱性溶液中呈红色，在酸性或中性溶液中为无色。
通常还可使用蓝色或红色石蕊试纸来检验溶液的酸碱性。酸性溶液使蓝
色石蕊试纸变红，碱性溶液使红色石蕊试纸变蓝（图 8-3）。
43第8章 酸、碱、盐及其应用
稀硫酸 食盐水石灰水
图8-3 用石蕊试纸检验溶液的酸碱性
拓展视野
酸碱指示剂的发现
英国化学家波义耳在一次实验中不小心将浓盐酸溅到一束紫罗兰上，
为了洗掉花瓣上的酸，他把花浸泡在水中，过了一会儿，他惊奇地发现紫罗
兰变成了红色。他请助手把紫罗兰的花瓣分成小片，投到其他的酸溶液中，
结果花瓣都变成了红色。波义耳敏锐地觉察到，把紫罗兰的花瓣投进一种
溶液中，就能确定这种溶液是否为酸性。波义耳从一些植物中提取汁液，
并对酸性溶液和碱性溶液进行多次试验，制成了人们现在还在使用的酸碱
指示剂。
植物的花瓣中含有植物色素，这些色素在不同酸碱性的溶液中呈现不同的
颜色。提取花瓣的汁液，可制成简易酸碱指示剂。
二、 溶液酸碱性的强弱
实验证实，白醋和稀盐酸都能使紫色石蕊溶液变红，它们都呈酸性，但它
们的酸性强弱程度不同；石灰水和氨水都能使酚酞溶液变红，它们都呈碱性，
44第1节 溶液的酸碱性
但它们的碱性强弱程度不同。用 pH 试纸可以粗略测定溶液酸碱性的强弱（图
8-4）。
pH试纸和标准比色卡
中性
酸性增强 碱性增强
图8-4 溶液pH大小与酸碱性强弱的关系
实验探究
用 pH 试纸检测某些液体的 pH，记录检测结果，并与同学交流。如果
实验结果差异较大，请分析原因。
建议从以下所列物质中选择几种待检测的试样：土壤溶液、河水（或
湖水、海水、井水等）、纯净水、汽水、食盐水、明矾溶液、碳酸钠溶液、洗
发剂、护发剂、果汁和唾液等。
检验方法：使用 pH 试纸检测某种溶液的 pH 时，用玻璃棒蘸取试样滴
在 pH 试纸上，待试纸颜色稳定后，立即把试纸呈现的颜色与标准比色卡
对照，可以粗略测定溶液的酸碱度。
思考：为什么测定溶液pH时，pH试纸不能预先用水湿润？
观察图8-4和图8-5，并结合用pH试纸测定溶液酸碱度的实验可知：
室温下，pH=7，溶液呈中性；pH<7，溶液呈酸性；pH>7，溶液呈碱性。溶
液酸性越强，pH越小；溶液碱性越强，pH越大。
45第8章 酸、碱、盐及其应用
图8-5 一些常见液体的pH
pH 试纸使用简便，在工农业生产、科学研究和医疗保健等领域可用于粗略
测定溶液的酸碱度。在实验室中也常用 pH 计或 pH 传感器精确测定某些溶液
的酸碱度。
拓展视野
用 pH 计和 pH 传感器测定溶液酸碱度
pH 计又称酸度计，是一种用于测定液体 pH 的电子仪器，可以较准确
地测定溶液的 pH。一些小型 pH 计也称 pH 测试笔，具有体积小、读数方
便、测量便捷等优势，在卫生防疫、环境监测、安全防护等方面有非常广泛
的应用。
pH 传感器具有动态、数字化、实时记录等特点，用 pH 传感器测定溶
液 pH 时，将测定装置与数据采集器、计算机相连，可在计算机的配套软件
上实时读取溶液的 pH。实验结束后，通过软件导出实验数据，可分析不同
时段溶液pH的变化情况。
图8-6 pH测试笔 图8-7 pH传感器
46第1节 溶液的酸碱性
pH 传感器在环境监测、废水处理等领域中可用于动态监测水体的
pH，为健康生活保驾护航。
三、 溶液酸碱性与生命活动的关系
健康人的体液 pH 必须维持在一定的范围内。如果体液 pH 超越正常范围，
就会导致生理功能失调或发生疾病，甚至出现酸中毒或碱中毒。例如，如果胃
酸分泌过多，胃液pH降到正常水平以下，胃部容易出现不适。
表8-2 几种人体体液的pH范围
体液 胃液 尿液 乳汁 唾液 胆汁 血液
pH 0.9～1.5 5.0～7.0 6.4～6.7 6.6～7.1 6.8～7.4 7.35～7.45
pH 的变化对植物生长和生态系统也有较大影响。大多数农作物适宜在接
近中性（pH 在 6.5～7.5 之间）的土壤中生长，酸性太强（pH ＜ 4）或碱性太强
（pH＞8）的土壤都不适宜作物的生长。
表8-3 几种作物生长最适宜的pH范围
作物 pH 作物 pH
水稻、小麦、玉米 6.0～7.0 甘蔗、桑树、苹果树 6.0～8.0
番茄、西瓜 6.0～7.0 松树 5.0～6.0
棉花 6.0～6.8 柑橘树 5.0～7.0
大豆 6.5～7.5 茶树 5.0～5.5
人们通常把 pH 小于 5.6 的降水称为酸雨。酸雨的治理是一项全球性的课
题。某些地区因工业生产排放酸性气体而导致雨水酸性增强。因此，减少酸性
气体的排放是防治酸雨的一项有效手段。
47第8章 酸、碱、盐及其应用
练习与实践
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号中打“ ”，错误的打“×”）
（1） pH小于5.6的降水是酸雨。 （ ）
（2） 所有作物都适宜在pH为6.5～7.5的土壤中生长。 （ ）
（3） 稀盐酸能使紫色石蕊溶液变红色。 （ ）
（4） 有一种无色溶液能使酚酞溶液变红，则该溶液呈碱性。 （ ）
2. 向2mL稀氨水中滴入2～3滴紫色石蕊溶液，充分振荡后溶液颜色为（ ）。
A. 红色 B. 蓝色 C. 无色 D. 紫色
3. 下列物质加入水中，所得溶液pH可能为11的是（ ）。
A. 二氧化碳 B. 稀硫酸 C. 氧化钙 D. 氯化钠
4. 下列物质溶于水，所得溶液的pH小于7的是（ ）。
A. 二氧化碳 B. 熟石灰 C. 蔗糖 D. 纯碱
5. 测得生活中一些物质的pH如下表所示，下列说法中错误的是（ ）。
物质 肥皂水 食盐水 雨水 柠檬汁 油污净
pH 10.2 7.0 5.6 2.5 11.2
A. 食盐水是中性物质 B. 肥皂水能使蓝色石蕊试纸变红
C. 柠檬汁的酸性比雨水强 D. 油污净能使酚酞溶液变红
6. 某些植物的花汁在不同酸碱性条件下呈现出不同的颜色。现取三种植物的
花瓣汁液，分别用酸性、中性及碱性溶液检验，颜色如下表所示。
pH
种类
＜7 ＝7 ＞7
玫瑰花汁 粉红 粉红 绿
万寿菊花汁 黄 黄 黄
牵牛花汁 红 紫 蓝
（1） 取牵牛花的花汁少许，分别滴入无色汽水、食盐水和澄清石灰水中，所
显示的颜色依次为 、 、 。
（2） 若要判断某溶液是否显碱性，可选择的花汁是 。
48第 2 节 常见的酸和碱
化学研究表明，一些溶液中含有一类特殊的物质——酸（acid），溶液呈酸
性；一些溶液中含有另一类特殊的物质——碱（base），溶液呈碱性。酸和碱是
两类重要的化学物质。在前面的学习中，你已经知道哪些酸和碱？它们各有哪
些性质和用途？
目标预览
能列举生活中常见的酸和碱；能通过实验探究酸和碱的性质；能列举常
见的酸和碱的用途，感受酸和碱在生产生活中的重要作用；能遵守实验操作
规范，强化实验安全意识。
一、 酸的性质与应用
1. 常见的酸
人的胃液中有盐酸（hydrochloric acid），汽车常用的电瓶（铅蓄电池）中含
有硫酸（sulfuric acid），酸雨中溶有极少量的硫酸和硝酸（nitric acid），食醋中含
有一定量的醋酸（acetic acid）。盐酸、硫酸、硝酸和醋酸都是重要的酸。
图8-8 铅蓄电池和食醋中都含有酸
49第8章 酸、碱、盐及其应用
2. 酸的性质
通过实验，可以认识浓盐酸和浓硫酸的一些物理性质。
观察思考
观察浓盐酸和浓硫酸的状态、颜色，
比较它们与同体积水的质量大小。打开瓶
塞，观察发生的现象；闻一闻是否有气味。
把实验结果填入表8-4中。
图8-9 嗅闻物质气味的方法
表8-4 浓盐酸和浓硫酸的物理性质
浓盐酸 浓硫酸
溶质的化学式
颜色
密度
状态
气味
打开试剂瓶塞
后瓶口的现象
其他
盐酸是氯化氢与水的混合物，为无色液体。市售浓盐酸的溶质质量分数
为 36% ~ 38%。浓盐酸在空气中极易挥发，有刺激性气味，逸出的氯化氢气体
与空气中的水蒸气结合，形成盐酸小液滴，分散在空气中形成白色酸雾。浓盐
酸对皮肤和衣物有较强的腐蚀性。
50第2节 常见的酸和碱
浓硫酸是一种无色、黏稠的油状液体。市售浓硫酸的溶质质量分数为
95%～98%。浓硫酸有很强的吸水性，可以用来干燥一些气体，如 CO 、H 、O
2 2 2
等（图8-10A）。
浓硫酸滴到纸张、蔗糖上，会使其变黑炭化（图 8-10B、图 8-10C）。浓硫
酸对皮肤和衣物有强烈的腐蚀性，因此使用浓硫酸时一定要注意实验安全。
A B
C
图8-10 浓硫酸的性质
安全警示
浓硫酸有强腐蚀性，浓盐酸有较强的挥发性和腐蚀性。实验中要小心操作，
防止浓硫酸、浓盐酸溅到皮肤或衣服上。
若实验中皮肤不慎沾上少量浓硫酸或浓盐酸，应立即用大量清水冲洗，再用
碳酸氢钠溶液清洗，情况严重者应及时就诊。
不能把水直接倒入浓硫酸中，避免局部过热导致酸液飞溅造成事故。
在生产生活中和进行化学实验时，常需要用到稀盐酸、稀硫酸。在实验室
可将浓盐酸、浓硫酸稀释为稀盐酸、稀硫酸。
51第8章 酸、碱、盐及其应用
稀释浓硫酸时，要将浓硫酸用玻璃棒引流（或沿着烧杯内壁）缓缓注入盛
有水的烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌（图 8-11）。触摸烧杯外壁，可发现浓硫酸
与水混合产生大量热。因此稀释浓硫酸时要掌握正确的稀释方法。
图8-11 稀释浓硫酸的方法
我们已经知道，酸可以与一些金属发生反应，酸还能与哪些物质发生反
应？下面通过实验探究酸的化学性质。
基础实验
用稀硫酸和稀盐酸做如下实验，把实验现象填入表 8-5 中，并讨论
以下问题：
1. 镁、铝、铜三种金属中，哪些能从酸溶液中置换出氢，哪些不能？
写出有关的化学方程式。
2. 描述、比较酸溶液与上述金属反应的实验现象，讨论可能的原因。
表8-5 稀硫酸和稀盐酸的化学性质
实验操作 实验现象与结论 反应的化学方程式
将镁条、铝片、铜片分
别放入稀硫酸中
将镁条、铝片、铜片分
别放入稀盐酸中
52第2节 常见的酸和碱
镁条 铝片 铜片
稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸
图8-12 金属与酸的作用
镁、铝、锌、铁等活动性较强的金属能与稀硫酸、稀盐酸发生置换反应，放
出氢气，同时生成一类称为盐（salt）的化合物。如：
Mg + H SO （稀） = MgSO + H ↑
2 4 4 2
Zn + H SO （稀） = ZnSO + H ↑
2 4 4 2
2Al + 6HCl = 2AlCl + 3H ↑
3 2
铜不能与稀硫酸、稀盐酸发生置换反应。
金属单质与酸溶液能否发生置换反应、反应的难易程度如何，与金属的活
动性强弱有关。进一步研究表明，镁、铜、铁、锌的金属活动性由强到弱的顺序
如下：
金属活动性由强到弱
图8-13 镁、铜、铁、锌的金属活动性顺序
通过更进一步的实验和研究，可以总结出常见金属活动性顺序：
金属活动性由强到弱
图8-14 常见金属活动性顺序
53第8章 酸、碱、盐及其应用
观念建构
运用金属活动性顺序预测和解释化学反应
在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，排
在氢前面的金属能与稀盐酸（或稀硫酸）发生置换反应，排在氢后面的金
属不能与稀盐酸（或稀硫酸）发生置换反应。运用金属活动性顺序，可以
预测金属与酸的化学反应，解释有关的实验现象。
酸除了能与活动性较强的金属发生化学反应外，还能与一些金属氧化物发
生化学反应，生成盐和水。
基础实验
向氧化铜中加入稀硫酸，向氧化铁中加入稀盐酸，观察实验现象并书
写相应的化学方程式。对比两个实验的现象，结合化学方程式进行分析，
你发现了什么？
表8-6 酸与金属氧化物反应
实验操作 实验现象与结论 反应的化学方程式
向氧化铜中加入稀硫酸
向氧化铁中加入稀盐酸
CuO + H SO = CuSO + H O
2 4 4 2
Fe O + 6HCl = 2FeCl + 3H O
2 3 3 2
人们常用适量的稀盐酸或稀硫酸与金属表面的锈层发生反应，从而除去
锈层。
54第2节 常见的酸和碱
交流讨论
1. 盐酸（HCl）、硫酸（H SO ）、硝酸（HNO ）、碳酸（H CO ）都是酸，
2 4 3 2 3
它们在组成上的相同之处是什么？
2. 盐酸、硫酸在化学性质上有许多共同之处，请归纳它们的共同点，
并结合第 7 章有关溶液导电性的实验，对“酸的水溶液具有一些共同的化
学性质”作出解释。
酸在生产生活中有广泛应用。在工业上，盐酸常用于溶解矿石原料，也是
制备许多化合物所必需的试剂；硫酸和硝酸可用于制造肥料、药物和炸药；醋
酸在食品行业中常用作调味剂。
二、 碱的性质与应用
1. 常见的碱
石灰乳和石灰水中含有碱——氢氧化钙（calcium hydroxide），氢氧化钙俗
称熟石灰或消石灰。氢氧化钠（sodium hydroxide）俗称烧碱、火碱或苛性钠。
氢氧化钠和氢氧化钙都是重要的碱。
氢氧化钠 氢氧化钙
图8-15 氢氧化钠和氢氧化钙
55第8章 酸、碱、盐及其应用
2. 碱的性质
通过实验，可以认识氢氧化钠和氢氧化钙的一些性质。
基础实验
完成下列实验，把实验现象和结果填入表8-7中。
【实验 1】观察烧碱和熟石灰的颜色、状态。在表面皿中放一些烧碱，
露置在空气中一段时间，观察固体的变化。
图8-16 氢氧化钠固体在空气中的变化
【实验 2】在两支试管中分别加一些烧碱和熟石灰，加入水，振荡，观
察其溶解过程。
表8-7 氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质
氢氧化钠 氢氧化钙
颜色
状态
露置在空气中一段时间
溶解性
56第2节 常见的酸和碱
氢氧化钠和氢氧化钙都是白色固体。氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气，表
面潮湿并逐渐溶解，这种现象称为潮解。氢氧化钠易溶于水，溶解时放热；氢
氧化钙微溶于水。氢氧化钠和氢氧化钙的水溶液有滑腻感。
安全警示
在使用氢氧化钠等碱性溶液时，要避免溶液对仪器和物品的腐蚀，防止溶液
溅入眼睛或沾在皮肤上。
若实验中手不慎碰到氢氧化钠，应立即用大量清水冲洗，然后涂上低浓度的
硼酸溶液，情况严重者应及时就诊。
生石灰与水反应生成熟石灰，这是一个放热过程。生石灰具有强烈的吸水
性，易与水反应，放出大量热量。人们利用上述性质，常用生石灰作干燥剂或
发热剂。
图8-17 生石灰与水反应放出的热量可以煮熟鸡蛋
氢氧化钠溶液和石灰水都能吸收二氧化碳气体，发生如下反应：
CO + 2NaOH = Na CO + H O
2 2 3 2
CO + Ca（ OH） = CaCO↓+ H O
2 2 3 2
氢氧化钠在空气中能吸收二氧化碳和水蒸气，需密封保存。
57第8章 酸、碱、盐及其应用
实验探究
分别向盛有稀氢氧化钠溶液和澄清石灰水的试管中滴加适量硫酸铜溶
液，把实验现象和结论填入表8-8中。
表8-8 硫酸铜溶液与碱溶液反应
实验内容 现象与结论
向氢氧化钠溶液中滴加硫酸铜溶液
向澄清石灰水中滴加硫酸铜溶液
氢氧化钠溶液和澄清石灰水都能与硫酸铜溶液反应，生成蓝色的氢氧化铜
沉淀。
CuSO + 2NaOH = Cu（ OH） ↓+ Na SO
4 2 2 4
CuSO + C（a OH） = Cu（ OH） ↓+ CaSO
4 2 2 4
像这样由两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的化学反应称为
复分解反应（double decomposition reaction）。
交流讨论
1. 氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钙［Ca（ OH） ］都是碱，它们在组成上
2
的相同之处是什么？
2. 氢氧化钠、氢氧化钙在化学性质上也有许多共同之处。请你归纳它
们的共同点，并结合第 7 章有关溶液导电性的实验，对“碱的水溶液具有
一些共同的化学性质”作出解释。
3. 请你总结目前所学的化学反应类型，思考复分解反应与其他类型的
反应有何异同。
烧碱能与蛋白质和油脂作用，对皮肤、纸张、织物等有强腐蚀性。熟石灰
也有较强的腐蚀性。
58第2节 常见的酸和碱
生产生活中，烧碱常用于制造碱性清洁剂、肥皂、人造丝，广泛用于造纸、
炼油、纺织、印染与橡胶工业。熟石灰常用于建筑业、改良酸性土壤和配制农
药波尔多液等。
拓展视野
科学家认识酸和碱的过程
最初，人们简单地认为凡有酸味的物质都是酸。1663 年，英国化学
家波义耳首先提出识别酸的方法：酸是有酸味的，能使石蕊溶液由紫色变
为红色，并能溶解其他物质的液体。18 世纪，人们发
现酸能跟碱作用生成中性物质。1787 年，法国化学
家拉瓦锡在分析了硝酸、硫酸、磷酸等酸的成分后，
提出酸是“含氧的化合物”。1811 年，英国化学家戴
维（Humphry Davy，1778—1829）根据盐酸是不含氧
的酸，并结合其他含氧酸都含有氢，提出“氢才是酸
不可缺少的元素”。1887 年，瑞典化学家阿伦尼乌斯
图8-18 阿伦尼乌斯
（Svante August Arrhenius，1859—1927）认为凡在水溶
液中电离出的阳离子全部是氢离子（H+）的化合物就是酸，凡在水溶液中
电离出的阴离子全部是氢氧根（OH-）的化合物就是碱。酸碱反应的实质
是 H+ 与 OH- 结合生成水，同时生成盐。近代酸碱理论由此而诞生，并在
后续的100多年中得到了进一步发展。
在认识酸和碱的过程中，科学家通过实验总结出酸和碱的性质，不断拓宽、
加深对酸和碱的认识。科学家依据已有的实验事实提出猜想和假说，解释酸和
碱具有的化学性质，并设计实验证实或证伪猜想；再从实验中发现新的问题，
提出新的理论加以解释。酸碱理论在科学家的大胆假设和实验求证中不断发
展，结出了丰硕的果实。
59第8章 酸、碱、盐及其应用
练习与实践
1. 在两个烧杯中，分别装有质量相等的浓硫酸和浓盐酸。若将它们在空气中放
置一段时间，则（ ）。
A. 浓盐酸的溶液质量增大 B. 浓硫酸的溶液质量增大
C. 浓盐酸的溶质质量分数不变 D. 浓硫酸的溶质质量分数不变
2. 下列有关酸的性质说法正确的是（ ）。
A. 分别打开盛有浓盐酸和浓硫酸的试剂瓶，在瓶口都有白雾
B. 稀盐酸和稀硫酸都可用于除铁锈
C. 浓盐酸和浓硫酸都可用来干燥氧气
D. 浓盐酸和浓硫酸都能使纸张炭化
3． 写出下列反应的化学方程式。
（1） 用稀硫酸除去铁钉表面的锈。
（2） 用过量的稀盐酸除去铝壶中的水垢（水垢的主要成分是碳酸钙）。
4． 简述怎样用不同的方法区分下列各组中的两种物质。
氯化钠溶液、盐酸 烧碱固体、熟石灰固体
物理方法
化学方法
5. 依据如下方法自制叶脉书签：
取少量稀氢氧化钠溶液与碳酸钠溶液混合，放
入几片外形完整、叶脉清晰的干净叶片，煮沸
6～10min。当叶肉呈现黄色后取出叶片，用清
水漂洗除去碱液，然后把叶片平放在玻璃板上，
用柔软的毛刷（牙刷或试管刷）轻轻刷去叶肉。
若要保持叶脉本色，可将刷去叶肉的叶片在清水中漂洗干净后晾干、压平。
如要上色，可将叶片漂洗后晾至半干，着上你喜欢的颜色，再晾干压平；还
可以涂上清漆，以增加光泽和硬度。最后在叶柄上系一丝带即成叶脉书签。
（注意：药品有腐蚀性，防止溅入眼睛或沾在皮肤上）
60第 3 节 中和反应
工业生产中常用熟石灰处理含酸废水，其中蕴含什么化学原理？本节我们
将通过实验探究，学习酸碱中和反应的相关知识。
目标预览
能通过实验探究揭示酸碱中和反应的特点，收集相关实验证据，描述
中和反应中物质和能量的变化；能举例说明酸碱中和反应在生产生活中的
重要应用。
一、 酸碱中和反应
酸和碱是两类不同的物质，具有不同的性质。如果把酸溶液和碱溶液混
合，会发生什么变化？
实验探究
【实验 1】在烧杯中加入少量溶质质量分数为 1% 的稀氢氧化钠溶液，
滴加 1~2 滴酚酞溶液，插入一支温度计（也可使用温度传感器），测量溶液
的温度。用胶头滴管逐滴加入溶质质量分数为 8% 的稀盐酸，边滴加边用
玻璃棒搅拌，当烧杯中溶液刚好变成无色时，停止加入稀盐酸。记录实验
现象和实验数据。实验中，溶液的酸碱性发生了什么变化？溶液的温度有
什么变化？将实验现象和数据记录在表8-9中。
61第8章 酸、碱、盐及其应用
表8-9 实验记录
加入盐酸的量 溶液颜色 溶液的酸碱性 溶液温度/ ℃
【实验2】用玻璃棒蘸取实验1所得的溶液，加热至蒸干，观察现象。
由上述实验可知，氢氧化钠溶液能与盐酸反应，反应时放出热量。当滴入的
盐酸量较少时，溶液中氢氧化钠有剩余，溶液呈碱性；当滴入的盐酸与氢氧化钠
恰好完全反应时，溶液呈中性；当滴入的盐酸过量时，盐酸有剩余，溶液呈酸性。
盐酸与氢氧化钠溶液完全反应的结果是酸和碱各自的特性都消失，生成氯
化钠和水。
NaOH + HCl = NaCl + H O
2
这种酸与碱作用生成盐和水的反应称为中和反应（neutralization reaction）。
中和反应属于复分解反应。
酸 + 碱 盐 + 水
拓展视野
复分解反应的发生
酸、碱、盐在溶液中发生复分解反应常伴随着沉淀生成，或有气体放
出，或有水生成。例如：
1. 有沉淀生成
（1） CuSO 溶液和 NaOH 溶液混合，生成 Cu（ OH） 沉淀，同时得到
4 2
Na SO 溶液。
2 4
CuSO + 2NaOH = Cu（ OH） ↓+ Na SO
4 2 2 4
62第3节 中和反应
（2） 硝酸银溶液与氯化物溶液混合，生成不溶于稀硝酸的白色沉淀
（AgCl）。
AgNO + NaCl = AgCl↓+ NaNO
3 3
（3） 氯化钡溶液与硫酸或硫酸盐溶液混合，得到不溶于稀盐酸（或稀
硝酸）的白色沉淀（BaSO ）。
4
BaCl + K SO = BaSO ↓+ 2KCl
2 2 4 4
2. 有气体放出
碳酸盐和盐酸反应，放出CO 气体。
2
Na CO + 2HCl = 2NaCl + H O + CO ↑
2 3 2 2
3. 有水生成
盐酸和氢氧化钠发生中和反应，有水生成。
NaOH + HCl = NaCl + H O
2
下列各组的两种物质混合后，没有生成沉淀、气体或水，因此不发生
复分解反应：①NaOH和KCl；②HCl和K SO ；③NaCl和KNO 。
2 4 3
二、 中和反应的应用
科学研究中常常需要调控溶液的 pH，如向酸性溶液中加入碱中和溶液的
酸性；使用稀盐酸、稀硫酸或醋酸中和溶液的碱性等。
工业生产中的酸性和碱性废水不能随意
排放，需根据其成分、特点进行相应处理。
例如，在硫酸厂的酸性废水中加入熟石灰以
中和酸性；造纸厂、炼油厂的废水碱性较强，
可加入酸溶液进行中和。此外，利用酸与碱
的反应并通过化学沉淀、分离提纯等方法回 图8-19 工业废水处理
收废水并循环利用（图8-19），可实现更高的经济效益。
63第8章 酸、碱、盐及其应用
生活中，人们可用含碱的药物（如氢氧化铝）来中和胃酸，缓解胃酸过多引
起的不适；使用食醋或洁厕灵（主要成分是盐酸）可清理下水道的水垢，水垢中
含有氢氧化镁等难溶物，酸能与这些物质发生反应，从而去除水垢。
土壤酸化是农业生产中面临的问题。土壤酸化导致农作物吸收养分不充分，
影响生长；也会改变土壤的微生物环境，打破原有的生态系统平衡。因此，必须
采取有效手段（如加入熟石灰等）治理土壤酸化，保障农作物正常生长。
拓展视野
土壤酸化与改良
土壤酸化是一个较为缓慢的过程。但近几十年来，某些地区由于耕地
的不合理利用、污水的不当排放和化肥的大量使用，使得土壤的酸性不断
增强，解决土壤酸化的问题迫在眉睫。
传统方法可使用熟石灰改善土壤的酸度，但其碱性较强，一般用草木
灰（含 K CO ）等肥料代替；一些地区也使用磷石膏、农家肥等来改善土壤
2 3
酸度。
练习与实践
1. 下列反应中，属于中和反应的是（ ）。
A. CO + 2NaOH = Na CO + H O
2 2 3 2
B. CuO + H SO = CuSO + H O
2 4 4 2
C. NaOH + HNO = NaNO + H O
3 3 2
D. Zn + 2HCl = ZnCl + H ↑
2 2
2. 下列物质中，有一种物质与其他三种物质都能发生反应，它是（ ）。
A. 铁 B. 稀盐酸 C. 碳酸钙 D. 氢氧化钠
64第3节 中和反应
3. 下列反应，要借助酸碱指示剂才能判断两者是否发生反应的是（ ）。
A. 大理石和稀盐酸
B. 澄清石灰水和稀盐酸
C. 铁锈和稀硫酸
D. 镁和稀硫酸
4. 下列应用与中和反应原理无关的是（ ）。
A. 服用含有A（l OH） 的药物，缓解胃酸过多症状
3
B. 用稀硫酸除去铁钉表面的铁锈
C. 用NaOH溶液洗涤石油产品中的残余硫酸
D. 用熟石灰改良酸性土壤
5. 同学们借助 pH 传感器研究氢氧化钠溶液与稀硫酸的中和反应，测得实验过
程中溶液pH的变化如右图所示。下列分析正确的是（ ）。
A. 该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中
B. P点时的溶液能与镁条发生反应
C. M点对应溶液中的溶质是硫酸钠和硫酸
D. N→P过程中生成的硫酸钠的量不断增加
6. 向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸没有明显现象。为了判断两者是否恰好完全
反应，取少量反应后的溶液加入试管中，滴加几滴酚酞溶液，振荡后观察到
酚酞溶液不变色。
（1） 根据上述现象，能否得出“两种物质恰好完全反应”的结论？
（2） 再利用 pH 试纸测定反应后溶液的 pH，以确定两者是否恰好完全反应。
请你选用其他试剂再设计一个实验，以验证氢氧化钠和盐酸是否恰好完
全反应（写出选用的试剂、可能的现象和相应的结论）。
7. 室温下，在一定体积 10％的氢氧化钠溶液中滴加 10％的盐酸，测得反应中
溶液温度的变化如下页表所示（Δt 为溶液实时温度与初始温度差）。试绘
制溶液温度变化与加入盐酸体积之间的关系图，并根据曲线讨论溶液温度发
生变化的原因。
65第8章 酸、碱、盐及其应用
加入盐酸体积 溶液温度变化 加入盐酸体积 溶液温度变化
V / mL Δt / ℃ V / mL Δt / ℃
2 5.2 12 16.7
4 9.6 14 15.7
6 12 16 14.7
8 16 18 13.7
10 18.2 20 12.9
66第 4 节 几种重要的盐
盐与生产生活息息相关，除作为调味品的食盐外，建筑、雕塑用的大理
石、汉白玉的主要成分（碳酸钙）是盐；大多数无机化肥的主要成分（如硫酸
铵、碳酸氢铵等）也是盐。本节我们将从化学视角来认识盐的组成、性质及
应用。
目标预览
能识别生活中常见的盐，说明盐的性质与用途的关系；能依据实验事
实判断常见的复分解反应，正确书写相应的化学方程式；能列举常见的化
肥，解释合理施肥的重要性。
一、 盐的组成和分类
温故知新
从你所知道的盐酸与氢氧化钠或氢氧化钙发生中和反应生成盐和水的
事实中，总结盐的组成有何特点。
由金属离子（或铵根）与酸根组成的化合物属于盐。依据组成盐的阳离子
和酸根的种类不同，可以把盐分成钠盐、钾盐、钙盐等，也可以把盐分成盐酸
盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐等。
不同的盐在水中的溶解性不同，如氯化钠、氯化钾易溶于水，硫酸钙微溶
于水，而碳酸钙则难溶于水。常见盐的溶解性可查阅附录。
67第8章 酸、碱、盐及其应用
交流讨论
1. 氯化钠（NaCl）、氯化钙（CaCl ）、碳酸钠（Na CO ）、硫酸铜
2 2 3
（CuSO ）、硝酸铵（NH NO ）都是盐，它们在组成上有什么相同之处？
4 4 3
2. 根据附录，说明钾盐、钠盐、铵盐、钙盐、钡盐、硝酸盐、碳酸盐的
溶解性。
3. 写出下列反应的化学方程式，并判断它们的反应类型。
（1） 铁与硫酸铜溶液反应。
（2） 碳酸钠溶液、石灰石分别与足量稀盐酸反应，放出二氧化碳气体。
（3） 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合生成氢氧化铜沉淀。
人们在科学研究和生产实践中发现，某些盐溶液能与金属发生置换反应，
某些盐溶液在一定条件下能与酸或碱发生复分解反应。
在金属活动性顺序表中，除非常活泼的金属外，排在前面的金属一般可以
将位于该金属后面的、比它不活泼的金属从其盐溶液中置换出来。例如，锌能
从硫酸铜溶液中置换出铜，铜能从硝酸银溶液中置换出银。
Zn + CuSO = ZnSO + Cu
4 4
Cu + 2AgNO = Cu（ NO） + 2Ag
3 3 2
二、 几种常用的盐
人们不仅可以通过分离、提纯等方法从自然界中获取盐，也可以利用化学
方法制取具有较高纯度和经济价值的盐。
1. 氯化钠（NaCl）
氯化钠（sodium chloride）在自然界中分布较广。海水中含有大量的盐（平
均 1kg 海水约含有 35g 盐），其主要成分为氯化钠。氯化钠对于维持人体正常
的生命活动非常重要，每个人每天需合理摄入一定量的食盐。我国食盐来源广
泛，主要包括海盐、湖盐和井矿盐等。
68第4节 几种重要的盐
图8-20 海边的盐场 图8-21 察尔汗盐湖 图8-22 矿盐
氯化钠在生活中常用作调味剂和防腐剂，在工业上可用于生产烧碱。
2. 碳酸钠（Na CO ）
2 3
碳酸钠（sodium carbonate）俗称纯碱、苏打。纯碱有天然的（如从内陆
盐湖提取），也有用化学方法生产的。我国著名的化学化工专家侯德榜在纯
碱制造方面作出了重大贡献。纯碱常用于生产玻璃、造纸、纺织和日用化学
工业。
中国化学家
侯德榜（1890—1974），著名制碱专家，创立了制碱
新法——“联合制碱法”，同时生产纯碱和氯化铵两种
产品，提高了制碱原料的利用率，降低了成本，其方法
又被人们称为“侯氏联合制碱法”。侯德榜为中国化工
事业的发展作出了不可磨灭的贡献。
图8-23 侯德榜
化学工业上人们常说的“三酸两碱”就是指硫酸、盐酸、硝酸和烧碱、纯
碱，它们都是重要的化工原料。一个国家酸、碱、盐的产量，在一定程度上反映
了化学工业的发展水平。酸、碱、盐在工农业生产和日常生活中的广泛应用，
促进了社会的可持续发展和人类文明的进步。
69第8章 酸、碱、盐及其应用
碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾等物质在组成上有相似之处，统称为碳酸盐。含有
碳酸盐的物质都能与盐酸反应生成二氧化碳气体。这一原理可用于检验碳酸盐。
3. 碳酸氢钠（NaHCO ）
3
碳酸氢钠（sodium hydrogen carbonate）俗称小苏打。焙制糕点所用的发酵
粉的主要成分之一就是碳酸氢钠。它也是一种生活中常用的盐。
观察思考
1. 取少量碳酸氢钠，观察它的颜色和
状态。
2. 如图8-24所示，取一支试管，加入
0.5g碳酸氢钠，再加入2mL稀盐酸，迅速
用带导管的橡皮塞塞紧试管口，将导管伸
入盛有澄清石灰水的试管中，观察现象。
图8-24 碳酸氢钠与稀盐酸反应
碳酸氢钠和碳酸钠相似，也能和酸溶液反应，放出二氧化碳气体。
NaHCO + HCl = NaCl + H O + CO ↑
3 2 2
小苏打用途广泛。在生活中，小苏打可用作食品膨松剂，也可作为药物成
分缓解胃酸过多引起的症状。工业上，小苏打常在橡胶、海绵生产中作发泡剂，
也可作为印染工业的固色剂等。
三、 常用的化肥与使用
1. 化肥中的营养元素
农作物的生长需要 N、P、K 等营养元素。含有这些元素的某些物质可以作
为肥料。通过化学方法加工生产的肥料，称作化学肥料。化肥对促进农作物增
产、保障国家粮食安全起到了重要作用。
70第4节 几种重要的盐
依据化肥中含有的植物营养元素，可以把化肥分为氮肥（含 N）、磷肥（含
P）、钾肥（含 K）、复合肥料（含两种或两种以上主要营养元素）等。氮肥能促
进农作物枝叶生长，使植物更加枝繁叶茂；磷肥对植物根系生长较为重要，同
时也能增强植物的抗旱能力；钾肥则使植物茎秆更为粗壮，提高植物抗倒伏能
力。这些化肥中，大部分是盐类物质。
学以致用
1. 请说出你所知道的化肥的名称和作用，并与同学交流。
2. 观察分析下列化肥的组成，你认为它们各属于氮肥、磷肥、钾肥、
复合肥料中的哪一类？
碳酸氢铵（NH HCO ）、硫酸钾（K SO ）、磷矿粉［主要成分是磷酸钙
4 3 2 4
Ca（PO） ］、硫酸铵［（NH） SO ］、尿素［CO（ NH） ］、硝酸钾（KNO ）、磷
3 4 2 4 2 4 2 2 3
酸二氢铵（NH H PO ）、硝酸铵（NH NO ）。
4 2 4 4 3
2. 常用的氮肥
常用的氮肥除氨水、有机氮肥［如尿素 CO（NH） 等］，还有属于盐类的铵
2 2
态氮肥（如碳酸氢铵）和硝态氮肥［如硝酸钙Ca（ NO） 等］。
3 2
图8-25 尿素 图8-26 豆科植物的根瘤
自然界中，豆科植物根瘤内的根瘤菌可以吸收、利用氮气（图 8-26）。雷
雨天气时，氮气也可以转化为氮的化合物，供植物吸收利用。这些都属于自然
界中含氮物质的转化，是地球氮循环的重要组成部分（图8-27）。
71第8章 酸、碱、盐及其应用
图8-27 自然界中的氮循环
工业上用化学方法使氮气与氢气反应生成氨气，再由氨气制造铵盐、硝酸
盐。在农业生产中常使用铵态氮肥。
在实验室里可用简单的方法检验铵态氮肥。
实验探究
【实验 1】把少量硫酸铵放在研钵中，再加入一些熟石灰，用研杵混合
研磨，小心闻混合物的气味。
【实验 2】把少量硫酸铵放在试管中，加入 3mL 氢氧化钠溶液，在酒
精灯上微热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察试纸颜色变化。
大量实验证明，铵态氮肥与碱（氢氧化钠、氢氧化钙等）混合加热，都有氨
气放出。碳酸氢铵等化肥直接加热也会分解产生氨气。氨气有一定的刺激性气
味，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，这些方法可用于铵态氮肥的检验。
72第4节 几种重要的盐
△
（NH） SO + Ca（ OH） = CaSO + 2NH ↑+ 2H O
4 2 4 2 4 3 2
△
（NH） SO + 2NaOH = Na SO + 2NH ↑+ 2H O
4 2 4 2 4 3 2
△
NH HCO = CO ↑+ NH ↑+ H O
4 3 2 3 2
交流讨论
根据所学的知识，你认为铵态氮肥的保存和使用有哪些注意事项？
施肥时，要避免铵态氮肥与熟石灰、草木灰（含碳酸钾）等碱性物质混用，
否则会降低肥效。
调查研究
通过查阅文献或实地调查说明：为什么我国的氮肥使用量超过全球总
量的30%，但铵态氮肥的使用量却逐渐减少。
练习与实践
1. 下列物质不可作为钾肥在土壤中施用的是（ ）。
A. 氢氧化钾 B. 硫酸钾 C. 硝酸钾 D. 草木灰
2. 酸、碱、盐在工农业生产和日常生活中具有广泛应用。下列关于酸、碱、盐
的生产或应用的说法中不合理的是（ ）。
A. 将氯化铵与草木灰混合施用
B. 纯碱既可从内陆盐湖提取，又可用联合制碱法生产
C. 小苏打可与盐酸反应生成二氧化碳
D. 高温煅烧石灰石可制得生石灰
3. 厨房里有两种白色固体，它们分别是精盐（主要成分为 NaCl）和碱面（主要
73第8章 酸、碱、盐及其应用
成分为 Na CO ）。怎样用简单的化学方法区分它们？简述实验步骤、现象和
2 3
结论。
4. CaCO 、CO 、Na CO 在一定条件下可以发生转化，请
3 2 2 3
CaCO
3
你用化学方程式表示右图中的3个化学反应。
（1） 。
（2） 。 CO NaCO
2 2 3
（3） 。
5. 有三种氮肥：NH HCO 、NH NO 、CO（ NH） ，其中哪一种含氮量最高？
4 3 4 3 2 2
10kg尿素中含氮多少千克？
6. 实验室常用稀盐酸和大理石反应来制取二氧化碳气体。现需收集 500 mL 二
氧化碳气体，至少需要多少克大理石（含碳酸钙 80%）与足量的稀盐酸反应
才能制得？（实验条件下二氧化碳的密度为2g·L-1）
7. 某班学生在野炊时用石灰石堆成简易灶台做饭。野炊后有同学从灶台内壁
敲下几小块石块，打算带回实验室研究石灰石在灼烧过程中是否有新物质生
成。请你参与此项研究。
（1） 根据你的知识和经验提出假设：带回的石块中可能含有石灰石在灼烧
中生成的 ，支持这个假设的依据是
（用化学方程式表示）。
（2） 请你设计实验方案验证假设：
方法和步骤 实验现象 分析及有关化学方程式
74基 础 实 验 8
常见酸、碱的化学性质
实验目的
1. 学会使用酸碱指示剂与pH试纸检测溶液酸碱性的基本方法和实验操作。
2. 比较常见酸的一些化学性质，认识其特征。
3. 认识常见碱的一些化学性质。
4. 通过探究，认识酸碱中和反应。
实验用品
稀盐酸、稀硫酸、稀氢氧化钠溶液、石灰水、镁条、铝片、铜片、碳酸钠粉
末、石灰石（或大理石）、生锈铁钉、硫酸铜溶液、石蕊溶液、酚酞溶液、pH 试
纸、蒸馏水等；
点滴板、表面皿、试管、烧杯、胶头滴管、玻璃棒等。
实验过程
1. 溶液酸碱性的检测
表8-10 实验记录
滴加酸碱指示剂后
pH试纸呈现
溶液 溶液颜色变化 酸碱性
的颜色
石蕊溶液 酚酞溶液
稀硫酸
稀盐酸
石灰水
稀氢氧化钠溶液
752. 常见酸的化学性质
表8-11 实验记录
实验过程 实验现象 实验结论
（1） 取三支试管，分别放入
适量镁条、铝片和铜片，再
各加入适量稀硫酸（或稀盐
酸），观察实验现象
（2） 取一支试管，放入一枚
生锈铁钉，再加入适量稀硫
酸（或稀盐酸），观察实验
现象
（3） 取两支试管，分别加入
适量碳酸钠粉末、石灰石
（或大理石），再各加入适量
稀盐酸，观察实验现象
3. 常见碱的化学性质
表8-12 实验记录
实验过程 实验现象 实验结论
取一支试管，加入适量石
灰水（或稀氢氧化钠溶液），
再逐滴加入硫酸铜溶液，观
察实验现象
764. 酸碱中和反应
表8-13 实验记录
实验过程 实验现象 实验结论
（1） 在烧杯中加入适量
1% 的稀氢氧化钠溶液，滴
加 2~3 滴酚酞溶液，用温
度计测量溶液的温度
（2） 用胶头滴管吸取 8%
的稀盐酸，逐滴加入上述
烧杯中，边加边用玻璃棒
轻轻搅拌。当溶液刚好变
成无色时，停止滴加稀盐
酸，观察实验现象并测量
溶液的温度
（3） 取上述反应后的溶液
少许，转移到一支试管中，
再滴加 1 滴稀氢氧化钠溶
液，观察溶液的颜色变化
问题讨论
1. 用稀酸除去铁制品表面的铁锈，是否能将铁制品长期浸泡在酸溶液中？
为什么？写出相关反应的化学方程式。
2. 根据实验现象说明，在实验室中常用稀盐酸和大理石反应来制取 CO
2
气体的原因。
3. 酸碱中和反应实验中，步骤（3）的目的是什么？
77跨 学 科 实 践 活 动 7
探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响
花瓣具有颜色是因为其中含有色素，色素在不同的温度、不同的酸碱性环
境下呈现不同的颜色。一些植物花瓣或茎叶是“天然的酸碱指示剂”。生活中
常见的紫甘蓝能否在不同酸碱性的溶液中呈现不同的颜色？
活动任务一 探究溶液酸碱性对紫甘蓝颜色的影响
请你动手试一试，探究不同酸碱性溶液中紫甘蓝的颜色变化：
1. 收集一些紫甘蓝样品，研碎后加入适量酒精浸泡一段时间，过滤后得到
紫甘蓝提取液。将提取液装入试剂瓶中备用。
2. 将上述紫甘蓝提取液分别滴入盐酸、白醋、蒸馏水、纯碱溶液和澄清石
灰水中，观察颜色变化，记录实验现象。
结合实验现象和查阅文献说明：
（1） 同学们制备的紫甘蓝浸出液的紫色深浅不一，甚至还有蓝色的，其原
因可能是什么？
（2） 你认为实验过程中需要控制哪些变量？根据实验结果，简述溶液酸碱
性对紫甘蓝变色的影响。
活动任务二 自制紫甘蓝试纸
pH试纸能够检测液体的酸碱度。根据之前的实验结果，尝试自制紫甘蓝试
纸，根据标准液使试纸变色的情况绘制对应的色卡图，并将自制紫甘蓝试纸与市
78售pH试纸进行比较。
1. 制作试纸
2. 根据标准液使试纸变色的情况绘制色卡图
3. 比较自制紫甘蓝试纸与市售pH试纸
自制试纸的优点：
市售pH试纸的优点：
思考与讨论：
（1） 紫甘蓝提取液在不同酸碱性的溶液中呈现不同的颜色，能否通过改变
紫甘蓝生长环境的酸碱性，使紫甘蓝呈现不同的颜色？
（2） 你认为 pH 试纸应具备哪些特点？查阅相关资料，说一说还有哪些植
物的提取液适合制作试纸。
79整 理 与 归 纳
学完本章内容，你可以参考如下的问题或线索，与同学交流、讨论，
并整理和归纳本章的学习内容。
● 怎样检验溶液的酸碱性？怎样测定溶液的 pH？pH 与溶液的酸碱
性有什么关系？举例说明溶液酸碱性对生命活动有何意义。
● 什么是复分解反应、中和反应？列举一些应用实例加以说明。
● 什么是金属活动性顺序？金属活动性顺序对研究化学反应有什么
意义？
● 比较酸、碱、盐的组成、性质和特点，找出它们之间的差异和共同
点。学会读、写常见酸、碱、盐的化学式。
● 氯化钠、碳酸钠、碳酸氢钠和碳酸钙是四种重要的盐，梳理相关性
质，写出相应的化学方程式。
● 怎样用简单的化学方法鉴别碳酸盐和铵盐？
● 结合当地实际，谈谈使用化肥的利与弊，提出合理使用化肥的
建议。
● 从物质分类的角度列表说明混合物、纯净物、单质、化合物、氧化
物、酸、碱、盐之间的关系，列举几个利用各类物质相互转化关系的应用
实例。
80本 章 作 业
1. 下列说法是否正确？（正确的在括号中打“ ”，错误的打“×”）
（1） 能使紫色石蕊溶液变红的溶液是酸性溶液。 （ ）
（2） 许多酸和碱都有腐蚀性，使用时应特别小心。 （ ）
（3） 使用化肥只有利，没有弊。 （ ）
2. 将氯化氢、烧碱、食盐分别溶于水，向溶液中分别滴入紫色石蕊溶液，溶液
呈现的颜色依次是（ ）。
A. 红色、蓝色、无色 B. 红色、蓝色、紫色
C. 蓝色、红色、无色 D. 蓝色、红色、紫色
3. 下列物质的溶液长期放置在空气中，溶液质量因发生化学变化而减小的是
（ ）。
A. 氯化钾 B. 烧碱 C. 浓盐酸 D. 石灰水
4. 现有 X、Y、Z 三种金属，X、Y 分别与稀硫酸、与含 Z 元素的硝酸盐溶液作
用的现象如下表所示。
反应 X Y
与稀硫酸作用 无现象 溶解并放出气体
与含Z元素的硝酸盐溶液作用 表面析出Z单质 表面析出Z单质
根据表中的实验结果，判断这三种金属活动性由强到弱的顺序是（ ）。
A. Z、Y、X B. X、Y、Z C. Y、X、Z D. X、Z、Y
5. 下表列出了一些物质在常温下的近似pH，下列有关说法中正确的是（ ）。
物质 洁厕灵 柠檬汁 牛奶 肥皂水 厨房油污清洁剂
pH 0～1 2～3 6～7 10～11 11～12
A. 胃酸过多的人应多喝柠檬水
B. 人被蚊虫叮咬后，可用肥皂水中和叮咬处的酸性物质
81C. 用洁厕灵洗去水垢和用厨房清洁剂清洗油污原理相同
D. 常温下，向牛奶中加入足够多的水，可使pH＞7
6. 有下列物质：HNO 、KNO 、KOH、AgNO 、BaSO 、FeCl 、H PO 、Mg（ OH） 、
3 3 3 4 3 3 4 2
H CO 、MgCO ，其中哪些属于酸？哪些属于碱？哪些属于盐？
2 3 3
7. 用化学方程式表示下列变化。
（1） 用稀硫酸“酸洗”除去钢铁表面的铁锈。
（2） 用纯碱溶液与石灰水反应制取少量氢氧化钠。
（3） 用熟石灰中和含硫酸的废水。
8. 若将盛放浓硫酸和浓盐酸的试剂瓶敞口露置一段时间，两种酸的溶质质量分
数都会减小，请阐述原因。
9. 现有食盐水、澄清石灰水、稀盐酸、氢氧化钠溶液四种失去标签的无色溶液，
应该如何鉴别这四种溶液？
10. 锅炉经常烧煮含钙量较高的水，容易产生水垢（主要成分为CaCO ）。水垢
3
会使锅炉的传热性能变差，浪费燃料，严重时还会使锅炉发生爆炸。家中
的水壶中也易产生水垢，在家中如何除去水壶中的水垢？
11. 有一份铁粉与铜粉混合物样品，为了解其组成，某同学取 20g 样品加入足
量的稀硫酸中，待反应完全后过滤，称得不溶物的质量为6g。试计算：
（1） 金属混合物中铁的质量分数。
（2） 反应产生的氢气的质量。
12. 某小苏打中混有少量碳酸钠。为了测定该样品中碳酸氢钠的质量分数，
化学实验小组取 2.0g 样品加热到质量不再减小时，共收集到二氧化碳
0.44g。求该样品中碳酸氢钠的质量分数。
△
（ 碳酸氢钠受热分解：2NaHCO = Na CO ＋ H O + CO ↑，碳酸钠在该
3 2 3 2 2
温度下不分解）
82第 9 章
化学与社会可持续
发展
人们利用化学反应创造新物质、开发新能
源、研制新材料，满足了人民日益增长的美好
生活需要，使我们祖国的天更蓝、山更绿、水更
清……本章将结合更多的实例，帮助你进一步
认识化学学科的社会价值：化学如何促进人类
健康；化学在解决人类能源危机中发挥了哪些
作用；化学为人类提供了哪些有用的材料；化学
怎样保护和改善人类生存的环境。第 1 节 化学与人类健康
食物是人体获得各种营养物质和能量的主要来源。组成营养物质的元素主
要有哪些？从化学视角看，各类营养物质具有怎样的性质特点？人们如何利用
化学方法获得预防和治疗疾病的药物？怎样使用药物才更有利于健康？
目标预览
能结合生活实例认识人类需要的各类营养物质；能主动关注并参与讨
论健康与营养、食品安全、药物使用等实际问题，养成健康的生活方式，形
成安全用药的意识，体会化学科学在应对食品安全、药物短缺等人类面临
的重大挑战中的创造性价值。
一、 人体所需的营养物质
水、矿物质、糖类、蛋白质、油脂和维
生素是人体必需的营养物质，对维持人体
生命活动、促进人体健康具有重要作用。
食物是人们获取这些营养物质的主要来
源。大米、面粉中富含淀粉，淀粉属于糖
类；食用油中富含油脂；蛋、肉、鱼、牛奶
中富含蛋白质；蔬菜中富含维生素和纤维
素；水果中富含维生素和糖类。
像糖类、蛋白质、油脂和维生素这样
图9-1 各种各样的食物
84第1节 化学与人类健康
含碳元素的化合物称为有机化合物（organic compound），简称有机物。组成中
不含碳元素的化合物一般称为无机化合物（inorganic compound），简称无机物，
如水、硫酸、氢氧化钠、氯化钠等都属于无机化合物。我们熟悉的一氧化碳、二
氧化碳和碳酸钙等少数含碳元素的化合物，由于它们具有典型的无机物的性
质，人们仍将它们归入无机化合物来研究。
某些有机化合物的分子结构很简单，如甲烷
（CH）是最简单的有机物；而有些有机化合物的分子
4
结构很复杂，如淀粉、纤维素、蛋白质等，这些物质
的相对分子质量很大，可以达到几万，甚至几百万或
更大，这样的有机化合物通常称为有机高分子化合物
（简称有机高分子）。 图9-2 甲烷的结构模型
糖类又称碳水化合物，由碳、氢、氧三种元素组成。食物中的淀粉在人体
内可以转化为葡萄糖。葡萄糖是人体主要的供能物质。葡萄糖在酶的催化作用
下经缓慢氧化转化为二氧化碳和水，释放出热量，满足机体活动和维持恒定体
温的需要。
油脂由碳、氢、氧三种元素组成，也是重要的供能物质。通常把常温时呈
固态的油脂称为脂肪，如牛油等；常温时呈液态的油脂称为油，如花生油、豆
油和菜籽油等。当人进食量较小，摄入食物的能量不足以供给机体消耗的能量
时，就要消耗自身的脂肪来满足机体的需要。人体摄入过多的油脂和糖类，可
能会引起肥胖和心脑血管疾病等。
实验探究
请你设计实验，检验红薯、马铃薯和面包中是否含有淀粉，并通过分
析得出相应结论。
将红薯、马铃薯、面包切成薄片，在切开的表面上滴加碘水（或碘酒），
观察现象。
85第9章 化学与社会可持续发展
红薯、马铃薯和面包片滴加碘水变蓝，是因为淀粉与碘单质（I ）作用呈蓝
2
色。用含有碘单质的碘水（或碘酒）可以检验食物中是否含有淀粉。
拓展视野
碘酒显影——方志敏烈士的故事
方志敏烈士是中国共产党的优秀战士。《方志敏全集》中《可爱的中国》
《清贫》等一些重要的文稿是他被捕后在狱中所写。方志敏并没有因身陷囹
圄而停止战斗，他以惊人的毅力和顽强的意志，克服种种困难和折磨，在监
狱中用米汤写下书信，并通过相关人员将书信带出，费尽周折交给了党组
织。工作人员打开后看到的都是白纸，拿碘酒擦了以后显出字来。这里用
到了碘酒显影的原理，因为米汤中含有淀粉，淀粉遇碘会变成蓝色。用米汤
写密信是当时中国共产党地下组织用于传递信息的一种方法。
蛋白质是构成人体细胞的基础物质。蛋白质中含有碳、氢、氧、氮元素，有
些蛋白质还含有硫元素。人体通过摄入食物获取蛋白质，蛋白质在体内转化为
氨基酸。一部分氨基酸再重新组成人体所需的各种蛋白质，维持人体的生命活
动；另一部分氨基酸在体内转化为尿素、二氧化碳和水等排出体外，同时也放
出能量。
实验探究
用镊子夹一小块凝固的蛋白质，在酒精灯上灼烧，会产生什么气味？
灼烧一根头发或一根棉纱线，是否产生同样的气味?
人工合成具有生物活性的蛋白质是一项富有挑战性的工作。我国科学家团
结协作、迎难而上、勇攀高峰，在世界上首次实现人工合成蛋白质——结晶牛
胰岛素。这项成就标志着人类在探索生命奥秘的征途中迈出了重要一步。
86第1节 化学与人类健康
中国化学家
结晶牛胰岛素的全合成
1965年9月，在经历多次失败后，中国科学家通过200多步的化学反应，
在世界上首次人工合成蛋白质——结晶牛胰岛素，其与天然牛胰岛素具有相近
的生物活性与结晶形状，标志着人类在揭示生命本质的征途上实现了里程碑式
的飞跃。我国科学家克服了基础薄弱、设备简陋等不利条件，团结协作、反复
实验。为了准确调节合成时溶液的酸碱性，
汪猷院士所在小组滴加溶液所用的玻璃滴
管头拉得比发丝还细，每一次溶液的pH检
测结果都经过仔细比对。来自不同单位的
众多杰出科学家与科研工作者努力拼搏，经
过七年坚持不懈的实践探索，终于成功实现
图9-3 人工全合成结晶牛胰岛素
了结晶牛胰岛素的全合成。 五十周年纪念邮票
维生素虽然不能为生命活动提供能量，人体所需量也不多，但都是人体不
可缺少的物质。目前发现的维生素种类并不太多，但它们在维持人的生命活动
中所起的作用各不相同，对人体健康都极其重要。蔬菜、水果、动物肝脏等是
人体获取维生素的主要来源。
水果 蔬菜 复合维生素片
图9-4 富含维生素的食品和维生素制剂
87第9章 化学与社会可持续发展
人体内的一些元素主要以无机盐的形式存在，它们是构成人体组织的重要
材料，能调节人体的新陈代谢，维持细胞酸碱平衡，促进身体健康。
交流讨论
人在剧烈运动、大量出汗后应饮用一些含无机盐的水溶液。请你查阅
资料后解释其中的原因。
我们每天摄入的食物，不仅要保证充足的能量供应，还要注意合理搭配、
均衡膳食，以保证健康。
二、 药物的获得与合理使用
药物能预防、缓解和治疗疾病，调节机体生理功能。研究药物的成分，从
天然矿物、动植物中提取所含的有效成分，以及合成、生产药物，都离不开
化学。
交流讨论
东晋葛洪所著《肘后备急方》中记载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取
汁，尽服之。”我国著名药学家屠呦呦及其团队从中受到启发，将温度控制
在 60℃，用乙醚（一种有机化合物，化学式为 C H O，常用作溶剂）冷浸
4 10
法从黄花蒿中获得了提取物，并在其中发现了青蒿素，为人类带来了一种
全新结构的抗疟疾新药。这种提取方法应用了怎样的原理？
中医是中华文明的瑰宝。中药是中医所用
的药物，其中以植物居多，也包括动物和矿物。
具有药用价值的植物称为中草药。利用不同的
溶剂，从中药中提取、提纯各种天然化合物，是
人类获取药物的一种途径。
图9-5 常见的中草药
88第1节 化学与人类健康
中国化学家
屠呦呦，著名药学家，长期从事中西药结合研究。
1969 年，屠呦呦参与抗疟药的研究项目后，带领科研
团队整理典籍，走访名医，编写了以 640 种中药为主的
《疟疾单秘验方集》。1971 年，在历经近 200 次失败后，
抗疟药实验终于取得了突破，获得的青蒿乙醚中性提取
物对疟原虫的抑制率达到了 100%。屠呦呦及其团队创
图9-6 屠呦呦
制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素，有效降低疟疾患者
的死亡率，在药物研究上作出了突出贡献。2015 年 10 月，屠呦呦被授予诺
贝尔生理学或医学奖，成为第一位获该诺贝尔奖项的中国科学家。2016 年，
屠呦呦荣获国家最高科学技术奖。
阿司匹林已应用百年，成为医药史上三大经典药
物之一，是应用广泛的解热、镇痛和抗炎药，常用于
成人的普通感冒、流感等发热疾病的退热。近年来它
还被发现能抑制血小板的聚集，阻止血栓的形成，临
床上可用于预防心脑血管疾病的发作。 图9-7 阿司匹林
拓展视野
阿 司 匹 林
早在 1000 多年前，人们就发现柳树类植物提取物具有消炎镇痛作用。
19 世纪初，科学家发现具有消炎镇痛作用的柳树类植物提取物中含有有机
化合物水杨酸。随后，科学家用化学方法，以水杨酸为原料制得具有更好
药效、副作用更小的药物阿司匹林。
89第9章 化学与社会可持续发展
现在，化学家通过现代技术手段可以精确测定药物的分子结构，并采用人
工合成的方法进行生产，以满足人们健康的需求。
观念建构
科学合理用药才能守护健康
药物大都有二重性，既能对症治疗疾病，也可能产生毒副作用。若滥
用药物更可能延误、加重病情，如长期滥用青霉素、头孢菌素类等抗生素，
可能导致细菌出现耐药性，不利于人体康复。因此要遵循安全、有效、适
量等原则，科学合理使用药物，使药物真正守护人们的健康。
练习与实践
1. 下列关于糖类和油脂的说法中，不正确的是（ ）。
A. 都是有机化合物 B. 都不溶于水
C. 组成元素都是碳、氢、氧 D. 都是人体必不可少的营养物质
2. 屠呦呦研究小组采用乙醚（化学式是 C H O）低温浸取的方式，从黄花蒿中
4 10
成功分离出青蒿素（化学式是C H O ）。下列说法中正确的是（ ）。
15 22 5
A. 青蒿素是屠呦呦研究小组合成创造的新物质
B. 青蒿素从物质分类看属于氧化物
C. 乙醚与青蒿素的组成元素相同，所以化学性质相同
D. 乙醚低温浸取青蒿素的过程主要涉及物理变化
3. 化学促进了人体健康。下列说法中正确的是（ ）。
A. 只有糖类能为人体提供能量
B. 矿物质是富含能量的营养素
C. 补锌剂能促进人体健康，可以大量服用
D. 利用化学反应可以合成新型药物
90第1节 化学与人类健康
4. 葡萄糖（C H O ）是人体可以直接吸收的糖类物质。
6 12 6
（1） 葡萄糖由 种元素组成。
（2） 1个葡萄糖分子中含有 个原子。
（3） 葡萄糖的相对分子质量是 ，其中 元素质量分数最大。
5. 已知 3.2g 某有机物在氧气中完全燃烧生成 4.4g 二氧化碳和 3.6g 水。甲同
学认为，该有机物中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素；乙同学认为，该
有机物中只含有碳、氢元素，没有氧元素；丙同学认为，该有机物中一定含
有碳、氢、氧三种元素。你认为谁的观点是正确的？请说明理由。
6. 维生素C是人体必需的一种维生素。查阅资料可知下列信息：
名称与化学式 部分性质 生理作用
无色晶体，易溶于水；
可以抗疲劳，保护人体
维生素C 热稳定性差；在酸性溶
的心脑血管，增强人体
C H O 液中稳定，在中性或碱
6 8 6
对疾病的抵抗能力……
性溶液中易被氧化……
请参与下列问题的讨论。
兴趣小组同学对新鲜果汁中维生素C的含量进行测定，反应原理为：
CHO + I C H O + 2HI
6 8 6 2 6 6 6
实验过程：
兴趣小组同学快速移取 20.00mL 果汁样品置于锥形瓶中，用煮沸后迅速冷
却的蒸馏水稀释；在老师的指导下逐滴加入碘溶液，恰好完全反应时消耗碘
的质量为25.40mg。
（1） 有同学提出在测定时需要用醋酸溶液酸化果汁，其理由是 。
（2） 有些同学在测定时，用来稀释果汁的蒸馏水温度较高，测得维生素 C含
量明显低于其他同学。其原因是 。
（3） 计算1L该果汁中含维生素C的质量为多少毫克。（写出计算过程）
（4） 怎样烹调蔬菜才能减少维生素C的损失？请你给出合理的建议。
91第 2 节 能源的综合利用
能源是自然界给予人类的宝贵财富，它与人类进步和社会发展休戚相关。
能源安全是国家安全的重要组成部分。
目标预览
能从化学视角认识常见的能源；能认识能源的开发利用可能会对环境
造成的影响；能初步形成低碳节能、保护环境的态度，增强合理使用能源
的意识，逐步树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。
像化石燃料、太阳能、地热能、风能、电能、核能等能够提供能量的物质或
资源，都是能源。能源根据可否循环再生分为可再生能源和不可再生能源。
太阳能 核能 风能
地热能 电能 化石燃料
图9-8 几种能源
92第2节 能源的综合利用
交流讨论
图 9-8 展示的几种类型的能源中，可再生能源有哪些？不可再生能源
有哪些？你还知道的可再生能源有哪些？
一、 化石燃料的合理使用
日常生活和工农业生产中大量消耗的煤、石油和天然气等化石燃料，是人
类宝贵的自然资源，是不可再生能源。化石燃料是由被埋入地下的古代生物
体，长期在空气不足、高温高压下经过复杂的变化逐步形成的。
煤是成分复杂的固态混合物，主要含碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元
素。石油是成分复杂的液态混合物，主要含碳、氢元素，还含有氧、氮、硫等
元素。天然气含有多种由碳、氢元素组成的气态化合物，其中最主要的成分是
甲烷。
观察思考
观察甲烷的颜色、状态。在导管口点燃甲烷（点燃前须先验纯），在火
焰上方罩一个干燥的烧杯。过一会儿观察烧杯内壁上的现象。再迅速把烧
杯倒转过来，向烧杯内加入少量澄清石灰水，振荡。
在上述实验中，你观察到了什么现象？推测甲烷燃烧生成了哪些
产物。
甲烷完全燃烧的化学方程式是：
点燃
CH + 2O CO + 2H O
4 2 2 2
化石燃料既是重要的燃料，也是重要的化工原料，其储量有限，是不可再
生资源，必须综合利用。
93第9章 化学与社会可持续发展
拓展视野
石油气 石油的分馏
石油经分馏（图 9-9）、炼制等加工过
汽油
程，可以得到汽油、煤油和柴油等，它们都是
由含碳原子数不等的碳氢化合物组成的混合
煤油
物。不同的燃油有不同的沸点和着火点，是
生产和交通运输中的常用燃料。
柴油
煤的深加工
润滑油 把煤隔绝空气加强热，可以分解得到焦
炭、煤焦油和焦炉煤气等。焦炭是冶金工业的
石蜡 重要原料；煤焦油中含有多种有机化合物，是
原油
化工生产的重要原料；焦炉煤气则是重要的燃
沥青 料。煤还可以通过液化、气化等加工方法进行
综合利用，以减少污染和提高燃烧的效率。
图9-9 石油分馏示意图
图9-10 煤气生产装置 图9-11 炼焦炉
运用化学方法综合利用化石燃料，可以得到许多重要的化工产品。利用这
些化工产品可以制备许多有机化合物，并进一步制造性能优良的合成材料。
化石燃料及其炼制得到的燃油，在燃烧释放大量热的同时，也产生大量二
氧化碳气体，加剧了温室效应；煤直接燃烧时，还产生一些氮、硫的氧化物和粉
94第2节 能源的综合利用
尘，若不加以处理，将造成大气污染。怎样充分合理利用有限的化石燃料资源，
减少化石燃料燃烧造成的环境问题，寻找更好的替代能源，是人们需要不断探
索的课题。
拓展视野
可 燃 冰
可燃冰，外观像冰，是一种自然存在的天然气水合物，由天然气与水
在高压低温条件下形成。可燃冰极易燃烧，燃烧后仅生成二氧化碳和水，
污染小，热值高。
可燃冰全球储量极大，被视为石油的替代能源，主要分布于海洋、极
地中，勘探开采较为困难。如果开采时甲烷气体大量挥发，将引发比二氧
化碳过量排放更严重的温室效应。所以，开采可燃冰要攻克许多技术上的
难题。
我国拥有丰富的可燃冰资源，主要分布于南海海域和青藏高原等地
区。2017 年 5 月，我国首次海域可燃冰试采成功，目前已进入开发试生产
阶段。
图9-12 我国南海北部海域钻获的夹杂 图9-13 可用于钻探可燃冰的
着白色颗粒状可燃冰的海底沉积物 “蓝鲸1号”钻井平台
95第9章 化学与社会可持续发展
二、 清洁能源的开发利用
化石能源的大量使用使我们面临日益严峻的环境问题。为持续探索能源绿
色、低碳的高质量发展之路，我们需要加强传统能源与新能源的优化组合，开
发利用清洁、可再生能源。
1. 太阳能
目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳。太阳不断地向地球辐射能量。
绿色植物通过光合作用吸收太阳能，动物食用植物间接利用太阳能，化石燃料蕴
藏的能量也来自远古时期生物体所吸收和利用的太阳能。
图9-14 太阳能的转化及利用
交流讨论
尽管太阳辐射到地球的能量仅为其总辐射能量的 22 亿分之一，每秒
也已高达 1.73×1017J。太阳每秒照射到地球上的能量相当于燃烧 500 万吨
优质煤释放的能量。太阳能的开发和利用引起科学家的广泛关注。请你提
出可能的太阳能利用途径，并与同学讨论交流。
96第2节 能源的综合利用
被地球吸收的太阳能，可以通过多种形式的化学反应转化为化学能，物质
中的化学能又可以通过各种形式的化学反应转化为热能、光能或电能而释放出
来。利用太阳能可以加热物体，如用于温室、太阳能热水器等。还可以把太阳
能直接转换成电能，如光伏发电等。
2. 生物质能
生物质能是太阳能经过光合作用以有机物质的形式固定下来的能源，这些
有机物质通常称为生物质。开发利用生物质能是开源节流、保护环境的重要措
施。生物质能的应用有不同的形式，可以将生物质作为燃料燃烧，也可以借助
化学方法将生物质转化为沼气、乙醇等，作为燃料使用。
乙醇俗称酒精，化学式为 C H O，是一种无色透明、具有特殊香味的液
2 6
体。乙醇易挥发，能与水以任意比例互溶，是工业上重要的溶剂。乙醇在
空气中易燃烧，燃烧时产生淡蓝色火焰，生成二氧化碳和水，同时放出大量
的热。
乙醇燃烧的化学方程式是：
点燃
C H O + 3O 2CO + 3H O
2 6 2 2 2
拓展视野
乙 醇 汽 油
燃料乙醇指以粮食及各种植物纤维为原料，
通过生物发酵等途径获得的可作为燃料使用的乙
醇。将 10% 的燃料乙醇和 90% 的普通汽油调和
即可得到符合我国国家标准的乙醇汽油。它抗爆
性能好，能有效降低汽车尾气中有害物质的排放。
同时，由于生产乙醇的原料来源广泛，具有可再 图9-15 乙醇汽油加油站
生性，因此燃料乙醇具有较好的经济效益和社会效益。
97第9章 化学与社会可持续发展
3. 氢能
氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多（是等质量甲
烷完全燃烧放出热量的 2 倍多）；水可以作为制取氢气的原料（可分解水制取
氢气），资源不受限制；氢气的燃烧产物是水，不会污染环境。因而，氢能被人
们看作是理想的“绿色能源”。
交流讨论
1. 我们已学过几种制取氢气的原理，
光分解水
如锌等活泼金属与稀硫酸反应制取氢气，电
解水制取氢气等。请写出上述制取氢气反
太阳能
应的化学方程式。
光电转换 电解水
2. 用电解方法可以使水分解为氢气和氧
图9-16 分解水的其他方法
气，但要消耗大量的电能。科学家致力于研
究用其他方法由水制取氢气（图9-16）。试说明利用太阳能获得氢气的优点。
氢能的开发与利用是当今全球瞩目的研究方向。利用太阳能分解水获得氢
气，其中最为关键的绿色催化技术已有重大突破。此外，高效、价廉的储氢材
料的研究也不断取得进展。
2010 年上海世博会就已使用氢燃料电池汽车作为观光车辆。2016 年，我
国首条氢能源城市公交车示范线路在广东佛山开通。2017 年 10 月，世界首列
使用氢燃料电池的有轨电车在河北唐山投入运营。2020 年，我国的氢能无人机
飞行续航时间刷新世界纪录。
图9-17 使用氢燃料电池的有轨电车 图9-18 氢能无人机
98第2节 能源的综合利用
批判性思维
氢能作为新能源有很多优点，被人们看作是理想的“绿色能源”。目前
氢能的开发利用还存在一些困难，难以得到广泛应用。
用辩证的观点对使用氢能源可能出现的利弊进行分析，从某一方面提
出解决问题的设想或方案。
三、 化学电池的广泛应用
长久以来，人们在生产和日常生活中使用的电能，大多是依靠燃烧化石燃
料，将化学能转化为热能、机械能，再转化成电能，转化的效率低，还存在环境
污染等问题。
化学电池是一种能量转化与储存的装置，可以将化学能转化为电能，具有
体积小、使用方便、能量转化效率高等许多优点。
拓展视野
常见的化学电池
生活中常见的化学电池有干电池、蓄电池、锂离子电池等。
干电池因填装的化学物质是不能流动的糊状物而得名，使用方便，广
泛应用于电筒、电子钟等，以及国防、科研、航空等各个领域。
蓄电池是一种能够通过化学反应实现再充电的装置。铅蓄电池较为常
见，常用于车辆电力系统、移动电源和照明系统等。
锂离子电池具有体积小、电压高、使用寿命长、相对环保等优点，主要
应用于电动汽车、智能设备等领域。
99第9章 化学与社会可持续发展
干电池 蓄电池 锂离子电池
图9-19 常见的化学电池
我们可以尝试通过简单装置将化学能转化成电能。
拓展视野
用砂纸擦去铜片和锌片表面的氧化
膜。用导线将铜片和锌片分别连接到电
流表的正极和负极，然后把铜片和锌片
一起插入盛有硫酸铜溶液的烧杯中（图
9-20）。
实验中，电流表的指针是否发生了
偏转？从能量转化角度分析，该现象说
明了什么？
图9-20 化学能转化为电能的实验
化学电池种类繁多，在生产生活、高新科技、国防等领域都有广泛的应
用。化学电池的广泛使用，提高了能量转化效率，使人们的生活更加便捷，促
进了社会的可持续发展。
100第2节 能源的综合利用
练习与实践
1. 下列关于煤、石油、天然气的说法中，正确的是（ ）。
A. 都是不可再生能源 B. 都属于纯净物
C. 都只含碳、氢两种元素 D. 完全燃烧都只有二氧化碳和水生成
2. 沼气是生物质能的一种，其主要成分是 CH 。管道煤气中的有效成分是
4
CO、H 和CH 。
2 4
（1） 分 别写出CO、H 和CH 完全燃烧的化学方程式：
2 4
；
；
。
（2） CO、H 和 CH 各 10g，完全燃烧时消耗氧气最多的是 ，最少
2 4
的是 。
（3） 用植物秸秆、牲畜粪便等可制沼气。简述推广使用沼气作燃料的意义。
3. 目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等化石燃料。氢气被认为是最
理想的燃料。为了提高煤的利用率，工业上可将煤气化，此反应可看做是碳
和水在高温条件下反应生成一氧化碳和氢气。请写出该反应的化学方程式。
你认为煤的综合利用的优点是什么？
4. 2008 年北京奥运会火炬使用丙烷（C H ）作为燃料，2023 年杭州亚运会火炬
3 8
使用甲醇（CH OH）作为燃料。
3
（1） 等质量的丙烷、甲醇完全燃烧，哪种物质产生的二氧化碳较少？
（2） 甲醇可以通过二氧化碳加氢来合成：
高温
CO + 3H = CH OH + H O
2 2 3 2
催化剂
如果合成3.2t甲醇，可以消耗多少吨二氧化碳？
5. 随着科技发展，电池成为生活中重要的能量来源。请你通过查阅资料、开展
社会调查等方式，了解身边各类电池的使用情况。
101第 3 节 新型材料的研制
材料是人类赖以生存和发展的重要物质。人们对材料的认识、制造和利
用，经历了从天然材料到人工合成材料，再到为特定需求设计材料的发展过程。
材料技术和应用的每一次重大进步，都与化学科学的发展密不可分。
目标预览
能结合实例，从物质的性质及其变化的视角，认识材料的科学利用与
新材料的研发；能感受无机材料、有机高分子材料、复合材料等在社会生
活中的广泛应用。
一、 无机材料更新换代
早在 3000 多年前，我国古代劳动人民已经能够制造和使用青铜、铁等金
属材料。随着近代工业的崛起，以钢铁为主体的金属材料被广泛应用于人们生
产生活的各个领域。随着冶炼技术进一步发展，人们用电解的方法生产铝等较
活泼的金属，并研制各种具有优异性能的合金。
调查研究
稀土材料指利用稀土元素及其化合物与其他元素的化合物结合形成
的材料。稀土元素是指钪（Sc）、钇（Y），以及镧系元素（从镧到镥 15 种元
素）。稀土元素的化学性质较为活泼，若与其他元素结合，便可形成种类繁
102第3节 新型材料的研制
多、功能多样、用途广泛的新型材料，且性能会有较大提高，被称作当代的
“工业味精”。请查阅文献，说明稀土元素在当代高新科技中的具体应用。
无论过去、现在还是未来，无机非金属材料在生产生活中都占有重要的地位。
玻璃、水泥、陶瓷都是人们熟悉的无机非金属材料。运用化学方法制成的具有特
殊性能的特种玻璃，如光致变色玻璃、钢化玻璃等，极大地提升了玻璃材料的性能
和应用价值。
图9-21 光致变色玻璃制成的变色镜 图9-22 汽车的钢化玻璃
20 世纪 60 年代以来，无机非金属材料发展迅猛，多种具有优异性能的材
料被相继开发出来，如半导体材料、光导纤维等，为现代通信技术和信息化奠
定了重要基础。
陶瓷也是一种重要的无机非金属材料。在古代，人们用陶土、瓷土烧制陶
器、瓷器。随着科学技术的发展，人们通过选择新的原料，改变制造工艺，生
产出许多结构、功能与传统陶瓷截然不同的新型陶瓷材料。例如，用氧化铝等
为原料生产的耐高温、高强度的陶瓷，可用来制造发动机零件；用羟基磷酸钙
［Ca（OH）（PO） ］为原料生产的陶瓷甚至能够用来制造假牙、人工骨、人工关
5 4 3
节等。这些无机非金属材料弥补了金属材料易腐蚀等不足。
图9-23 唐三彩 图9-24 陶瓷髋关节 图9-25 陶瓷假牙
103第9章 化学与社会可持续发展
二、 合成材料层出不穷
在日常生活中，用化学方法合成的有机高分子材料（简称合成材料）得到
广泛的应用。合成材料主要包括塑料（plastic）、合成纤维（synthetic fiber）、合
成橡胶（synthetic rubber）等，被人们称为三大有机合成材料。合成材料的诞
生，结束了人类只能依靠天然材料的历史。
塑料是指由人工合成的有机高分子物质为基本成分，在一定条件下塑造成
型的高分子材料。聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、有机玻璃
（PMMA）等都是目前大量使用的塑料，由它们制成的各种产品广泛应用于生
产生活中。塑料有很多优点，如质轻、比较坚固和耐磨、不导电、容易加工、价
格便宜等。通过一定的化学方法可以提高塑料的透光率、耐磨、耐压和抗老化
等性能，使其可以在更苛刻的环境中长期使用。2008 年北京奥运会主游泳馆
“水立方”，就使用了塑料作为外立面材料。
图9-26 生活中的塑料制品 图9-27 北京“水立方”夜景
实验探究
取聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料各一小块，分别点燃，观察燃烧情况，比
较产生的气味有什么不同。
聚乙烯组成中只含有 C、H 元素，而聚氯乙烯的组成中除含有 C、H 元素
外，还含有 Cl 元素。聚乙烯塑料薄膜无毒，可用于包装食品；聚氯乙烯塑料薄
膜在使用时会分解出对健康有害的物质而污染食品，不宜用于包装食品。利用
104第3节 新型材料的研制
塑料薄膜的燃烧现象和燃烧时放出气体气味的不同，
可以简易鉴别塑料薄膜是否可用于食品包装。
塑料的应用和发展方便了人们的生活，但大多数
塑料在自然条件下难以降解，长期堆积的塑料制品造
成了新的环境污染——“白色污染”。不能焚烧废弃塑
料制品，避免释放出含有二 英等有害物质的气体。
图9-28 塑料薄膜
调查研究
通过查阅文献，调查并分析目前常见塑料使用中的利与弊。
减少废弃塑料产生的环境问题，要促进废弃塑料的回收和利用，大力研制
在自然条件下容易降解的新型塑料。
拓展视野
可降解塑料
可降解塑料是指能满足使用需求，且
使用后在自然环境条件下能降解成对环境
无害的物质的一类塑料，一般可分为光降
解塑料、生物降解塑料、水降解塑料等。
生活中，可降解塑料主要用于制作垃
>PLA<
圾袋、购物袋、餐盒等。2022年6月1日， 可堆肥化降解；高固态厌氧消化
GB/T 18006.3—2020 生物降解勺
我国正式实施《生物降解塑料与制品降解
图9-29 生物降解塑料标识示例
性能及标识要求》《生物降解饮用吸管》
两项推荐性国家标准，这意味着可降解塑料制品在生活中得到更广泛的应
用，对于促进社会可持续发展有重要意义。
105第9章 化学与社会可持续发展
人类用棉、麻等植物纤维和动物的毛、蚕丝等动物纤维纺纱织布已有悠久的
历史。但天然纤维数量有限，远不能满足人们对纺织品的需求。用化学方法制
备的合成纤维，为工业生产提供了性能优越的材料，也丰富了人们的日常生活。
合成纤维是以石油产品、煤、
石灰石、水和空气等为原料，通过
一系列化学反应制造的。涤纶和锦
纶布料、人造羊毛、降落伞绳、渔网
等都是合成纤维制品。
图9-30 琳琅满目的纺织品
实验探究
取少许棉纱线、羊毛绒和化纤织物纤维（如尼龙丝线等），分别在酒精
灯火焰上灼烧，观察各种材料的燃烧情况，辨别其产生的气味。
棉花的主要成分是纤维素，燃烧时有烧纸气味，并残留有黑色灰烬。羊毛、
蚕丝的主要成分是动物蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛气味。化纤布料燃烧时有特
殊气味，趁热可以拉成丝。
一般来说，合成纤维强度高、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀，但吸水性和透气
性不如天然纤维优良。因此现代纺织业一般采用混纺的方式，即将天然纤维和
合成纤维按一定比例混合在一起纺纱，使其显示出各自的优点。
合成橡胶出现之前，人们从橡胶树、橡胶草等植物中获得天然橡胶。随着
工业的发展，对橡胶的需求不断增长，人们采用化学方法人工合成橡胶。与天
然橡胶相比，合成橡胶具有更优良的弹性、绝缘性和耐高温性，广泛应用于生
产生活中。
106第3节 新型材料的研制
图9-31 天然橡胶 图9-32 含有合成橡胶的制品
除上述三种合成材料外，随着科学技术的发展，具有光、电、磁等特殊性能
的功能高分子材料不断地被研制出来，新材料的发展将进一步推动人类社会的
进步。
三、 复合材料异军突起
复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。复合材料
集中了组成材料的优点，具有更优异的综合性能。复合材料的应用十分广泛，
如钢筋混凝土是钢筋和混凝土的复合材料，机动车的轮胎是用合金钢与橡胶的
复合材料制成的。
现代高科技的发展离不开复合材料。
为满足生产生活对特种材料的需求，科学
家运用化学等科学知识，研究合成形形色
色的具有特殊性能的复合材料。如在塑料
中嵌入玻璃纤维制成的玻璃纤维增强塑
料，可用于制造船体、汽车车身等；碳纤
图9-33 复合材料
维复合材料可用于制造飞机的机翼、飞行
器头锥等。
107第9章 化学与社会可持续发展
拓展视野
复合材料的组成及应用
复合材料通常是由起搭建作用的基体材料和分散于其中的增强材料两
部分组成。以金属为基体的金属基复合材料，由于金属和增强材料的共同
作用，因而具有强度高、密度小、耐摩擦和耐高温等性能，成为航天、航空
等尖端领域的常用材料之一。
表9-1 一些金属基复合材料及其用途
基体材料 增强材料 应用
铝、镁 石墨 卫星、导弹、飞机的结构部件
镁、钛 硼 天线结构、发动机叶片
铝、钴合金 碳化硅 高温发动机零件
2023 年 5 月，我国自行研制、具有完全自主知识产权的神舟十六号载
人飞船发射成功，3 名航天员顺利进驻中国空间站。载人飞船的众多新型
设备的制造都应用了多种具有特殊性能的复合材料。
练习与实践
l. 下列常见材料中，属于金属材料的是 ；属于无机非金属材料的
是 ；属于合成材料的是 （均填序号）。
① 陶瓷 ② 有机玻璃 ③ 铝合金 ④ 塑料 ⑤ 钢材
2. 钙元素和磷元素是人体牙齿和骨骼中的重要组成元素。如牙釉质中的主要
成分是羟基磷灰石，其化学式为 Ca（OH）（PO） 。它由 种元素组
5 4 3
成，其相对分子质量为 ，钙元素的质量分数为 （精确到
0.1％）。
108第3节 新型材料的研制
3. 生活中一次性塑料袋的大量使用，会造成严重的能源资源浪费和环境污染。
我国从 2008 年 6 月 1 日起，在全国范围内限制塑料购物袋的生产、销售和
使用。请回答下列问题。
（1） 聚氯乙烯完全燃烧生成CO 、H O、HCl，由此可知聚氯乙烯塑料中一定
2 2
含有 元素。
（2） 与同学交流你对限制生产、销售和使用塑料购物袋的看法。
4. 高温陶瓷材料可用于制造陶瓷发动机。陶瓷发动机的材料可选用氮化
硅（Si N ），它的机械强度高、硬度大、热膨胀系数低、导热性好、化学
3 4
稳定性高。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在 1300℃时反应制得氮化
硅。工业上生产氮化硅反应的化学方程式为 ，该反应属
于 （填基本反应类型）。
5. 超导材料具有在特定温度下电阻值等于零的特性。1987 年，中国科学家发
现超导体钇钡铜氧化物体系（Y—Ba—Cu—O）在温度达到 -183℃时，电
阻值为零。后来其他科学家研究发现铋锶钙铜氧化物体系（Bi—Sr—Ca—
Cu—O）也具有超导性，其电阻值为零时的温度为 -153℃。这些研究成果
使超导体应用研究向前迈进了一大步。
（1） 从元素周期表中查出钙、钡、铜、氧的原子序数。
（2） 超导体的工业化生产对高新科技发展有什么意义？请举例说明。
6. 请查阅资料，了解我国航天科技领域中使用的新型材料及其主要的优越
性能。
109第 4 节 环境污染的防治
长期以来，人们在发展工农业生产、交通运输的同
时，排放的废气、废液和废渣对空气、水源和土壤造成
了污染。为实现社会的可持续发展，我们必须积极治理
环境污染，以保护我们共同的家园——地球。
图9-34 中国环境标志
目标预览
能认识资源开发、能源利用和材料使用可能对环境产生的影响，强化
环保意识；能感受化学在解决环境问题中的作用，树立建设美丽中国、为
全球生态安全作贡献的信念；能主动践行环境友好的生活方式，树立人与
自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。
一、 打赢蓝天保卫战
空气的质量对于人类的生存至关重要。少量有害物质进入空气中，依靠大
自然的自我净化能力，空气仍能保持洁净。随着工业生产和交通运输业的迅速
发展，排放到空气中的有害气体和烟尘的量大大增加，超出了大自然的自净能
力，造成了空气污染。
在当今突出的环境问题中，酸雨（acid rain）、臭氧层（ozone layer）破坏等
全球性环境问题都与空气污染有关。
110第4节 环境污染的防治
图9-35 工厂排放的废气 图9-36 酸雨造成植物枯死
观察思考
煤、石油中均含有硫元素，点燃后均会产生
二氧化硫气体。
如图 9-37 所示，在烧杯 A 中加入少量浅
紫红色的稀高锰酸钾溶液。取一根木条，在一
头蘸一些硫粉，点燃后迅速伸入烧杯 B 中，片
稀高锰酸钾
刻后取出木条，振荡烧杯A，观察发生的现象。 溶液
图9-37 检验二氧化硫实验
这一实验说明了什么？
借助仪器和实验方法可以准确测定污染物的种类及含量。目前我国部分地
区空气中二氧化硫（SO ）、氮氧化合物（NO）、一氧化碳（CO）和颗粒物（尤其是
2 x
直径小于等于2.5μm的颗粒物，简称PM ）的含量偏高，这些物质是大气的主
2.5
要污染物。
拓展视野
空气质量指数
我们每天可以从电视或网络上看到空气质量报告。空气质量报告是根
据国家《环境空气质量标准》中规定的几种常见污染物例行监测的结果来
111第9章 化学与社会可持续发展
评价城市的空气质量。报告主要包括：空 2022-11-14 13：00
实时空气质量指数
气质量指数（AQI）、空气质量级别和首要
55 首要污染物：PM
10
污染物等。目前，我国采取的空气质量指 空气质量级别：2级
空气质量：良
数级别分为六级，等级越低，AQI 数值越
小，即空气质量越好，越有利于人体健康。 图9-38 实时空气质量指数示例
空气污染会对生物生存、人体健康以及正常的工农业生产造成严重危害。
因此，防治空气污染是事关人类生存、生态文明和社会可持续发展的重大问题。
交流讨论
空气四类主要污染物产生的途径有哪些？可以采取哪些方法进行治理？
表9-2 主要污染物来源及治理
污染物 主要来源 关于治理方法的建议
目前，人们正在采取多种措施防治空气污染。例如，制定环保法规；建立
空气质量监测系统；研制和开发清洁能源；采用化学等方法处理工业生产中产
生的有害气体；在汽车上安装尾气净化装置，将有害气体转化为无害气体等。
观察思考
1. 观察下面的实验，理解硫酸型酸雨的形成。
（1） 在燃烧匙中放入少量硫粉，将燃烧匙放在酒精灯火焰上加热，注
112第4节 环境污染的防治
意观察硫在空气中燃烧的现象，然后将燃烧匙伸入充满氧气的集气瓶中，
观察硫在氧气中燃烧的现象。待燃烧结束后，在瓶口盖上玻璃片。
图9-39 硫在空气和氧气中燃烧
（2） 观察硫在氧气中燃烧的产物二氧化硫的颜色、状态，并小心地嗅
闻二氧化硫的气味。
（3） 用一支 50mL 的注射器从集气瓶中抽取 40mL 二氧化硫，再从烧
杯中抽取 10mL 滴有紫色石蕊溶液的水，用橡皮塞堵住注射器的针孔，慢
慢压缩注射器栓塞，观察实验现象。
（4） 将适量水慢慢注入盛有二氧化硫的集气瓶中，轻轻振荡集气瓶。
用pH试纸粗略测定集气瓶中水溶液的pH。
（5） 将 pH 计（或 pH 传感器）置于集气瓶的水溶液中，用胶头滴管逐
滴加入石灰水，观察烧杯内溶液pH的变化。
2. 写出下列化学方程式。
（1） 硫在氧气中燃烧生成二氧化硫（SO ）： 。
2
（2） 在空气中尘埃等的作用下，二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫
（SO ）： 。
3
（3） 二氧化硫溶于水生成亚硫酸（H SO ）： 。
2 3
（4） 亚硫酸和氧气作用生成硫酸： 。
（5） 三氧化硫溶于水生成硫酸： 。
（6） 硫酸与氢氧化钙反应： 。
3. 用自己的话总结酸雨的形成过程，并与同学讨论提出合理的酸雨防
治措施。
113第9章 化学与社会可持续发展
酸雨的危害很大：酸雨进入湖泊、江河会影响水生生物的生长和繁殖，甚
至会导致鱼类死亡；酸雨进入农田会使土壤酸化，导致矿物营养元素流失，破
坏农作物和森林的生长；酸雨还会使桥梁、雕塑、建筑物和机器等腐蚀损坏；酸
雨更会危害人体的健康。
图9-40 硫酸型酸雨形成示意图
化学科学的发展将为人类减少甚至消除大气污染、大力推进生态文明建设
作出更大的贡献。
二、 保护和治理水环境
虽然地球被称为太阳系行星中的“水星”，但可供给人类生产生活的水资源
却十分有限。人类生产生活造成的水体污染加剧了水资源的危机。1977 年联
合国召开的水利会议就向全人类提出警告：“水在不久以后，将成为一个深刻的
社会危机。”
治理前 治理后
图9-41 青海湖水生态环境保护修复典型案例
114第4节 环境污染的防治
水体污染主要来自工业废水、农业用水和生活污水的排放。水体被污染，
必将影响整个地球的自然环境，对人类产生严重的危害。
交流讨论
请查阅有关资料，回答下列问题，并与同学交流、讨论。
1. 为什么含有大量淀粉、蛋白质、脂肪等有机化合物的食物残渣或生
活污水排入水体，会导致水质恶化？
2. 我们经常看到或听到关于海洋“赤潮”和淡水湖“水华”的报道。
你知道“赤潮”或“水华”产生的原因吗？
3. 水体中的有毒物质［如金属铅（Pb）、镉（Cd）、汞（Hg）的离子以及
农药等］会对人体健康产生危害。你知道水体中的这些有毒物质会通过哪
些途径进入人体吗？
针对地区水污染产生的主要原因，运用相应的化学原理，可以更好地治理
和防止水污染。例如，研究化学反应条件和工艺，实现化工产品的无污染生
产；研制绿色化肥、绿色农药和无磷洗涤剂；开发高效率、低消耗的污水处理
技术。
三、 土壤污染源头防控
筑牢土壤安全防护墙，推动土壤资源永
续利用，事关广大人民群众身体健康和经济
社会可持续发展。固体废弃物（垃圾）是造
成土壤污染最主要的物质。一些有毒金属
会对土壤和水质造成严重的污染，不易降解
的塑料会造成“白色污染”等。固体废弃物
图9-42 固体废弃物
填埋进土壤中会破坏土壤结构；分解产生的
115第9章 化学与社会可持续发展
有毒气体会污染空气；倾倒入海洋会污染水体，危及
海洋生物生存。因此，防治土壤污染必须与大气、水、
固体废弃物的污染防治统筹部署、综合施策，才能取
得较好的效果。
图9-43 物品回收标志
图9-44 我国主要品种再生资源回收量（2021年）
交流讨论
你能见到的固体废弃物有哪些？这些固体废弃物对环境有哪些影响，
应如何处理？
表9-3 对固体废弃物的调查
固体废弃物 对环境的危害 处理建议
固体废弃物中含有人类生存和从事生产活动所需要的“半成品”或“原材
料”。对含可燃物较多的垃圾（主要含纸屑、纺织废料和废弃食物等），可以通
116第4节 环境污染的防治
过焚烧获得热能并用于供热、发电等。厨余垃圾可用于高温堆肥。对固体废
弃物进行分类回收，可实现再利用。
图9-45 生活垃圾分类标志
调查研究
1. 将你家一天所产生的固体废弃物分类收集在垃圾袋或垃圾桶中，然
后称其质量，以此推算你家一年中所产生的垃圾有多少。若全国按 4.9 亿
户计算，将会产生多少垃圾？
2. 调查学校或居住小区对垃圾分类投放的执行情况，提出改进
建议。
防治土壤污染重在源头防控，要做好固体废弃物的分类和回收利用，合理
使用农药和化肥，防止污水造成土壤污染。值得一提的是，在与国外进行技术
合作、资源开发的过程中，应依法全面禁止固体垃圾进口。
展望未来，化学科学必将助力精准治污、科学治污，在持续深入打好蓝天、
碧水、净土保卫战中发挥更大的作用。
练习与实践
1. 2015 年，《联合国气候变化框架公约》缔约方在巴黎气候变化大会上通过
《巴黎协定》，旨在控制温室气体排放。下列措施中不利于控制 CO 排放的
2
是（ ）。
A. 在安全可靠的前提下，提高核电在电力生产中的比例
117第9章 化学与社会可持续发展
B. 积极开发利用氢能、太阳能、地热能和潮汐能等新能源
C. 鼓励家庭购买轿车，适当限制公共交通的发展
D. 积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园
2. 我们提倡实行垃圾分类回收。下列生活垃圾中能够放入可回收物垃圾箱的
是 。
A. 旧书、旧报纸 B. 废铝线 C. 一次性塑料饭盒 D. 口香糖
E. 果皮 F. 空矿泉水瓶 G. 废铁锅 H. 易拉罐
3. “ 赤潮”“水华”主要是指水中某些植物营养元素含量过高，导致水面上的藻
类疯狂生长、繁殖，水质恶化，造成鱼类死亡。
（1） 已知某藻类含有化学式为 C H O N P 的物质，则组成该物质的元
106 263 106 16
素有 （填元素名称）。已知其相对分子质量为
3486，该物质中氮元素的质量分数为 。
（2） 由藻类所含物质的化学式可以确定工业和生活污水中导致藻类生长过
快的营养元素是 （填元素名称）。
（3） 解决水体污染，应从控制污染源头着手。下列措施中能防止“赤
潮”“水华”现象发生的是 （填序号）。
① 在水域沿岸建造的住宅小区、宾馆、饭店、医院等要使用生活污水
净化装置，从根本上解决生活污水和食物残渣排入水域的问题；
② 禁止使用含磷的洗衣粉；
③ 禁止用该水域的水灌溉农田，或者作为生活用水。
4. 二氧化碳是导致温室效应的主要气体，也是一种宝贵的碳资源。以 CO 和
2
NH 合成尿素［CO（ NH） ］是固定和利用 CO 的成功范例，写出以上途径合
3 2 2 2
成尿素的化学方程式（反应中还有水生成）： 。
若按上述方法生产100万吨尿素，理论上可固定的CO 将达 万吨。
2
5. 通过实地调查或查阅资料，了解化学在帮助人类认识环境污染的危害、防治
环境污染等方面的作用，写出报告并和同学交流。
118整 理 与 归 纳
学完本章内容，你可以参考如下的问题或线索，与同学交流、讨论，
并整理和归纳本章的学习内容。
● 什么是有机化合物？在组成上怎样区分有机化合物与无机化合物？
● 什么是有机高分子化合物？试举例说明。营养物质中有哪些是有
机化合物？说说这些物质的组成元素。
● 糖类、油脂、蛋白质和维生素对生命活动有什么重要意义？试举出
富含上述营养物质的食品。
● 怎样检验食品中含有淀粉？
● 什么是化石燃料？综合利用化石燃料的途径有哪些？
● 太阳能的利用主要有哪几种方式？太阳能开发利用的前景如何？
试举例说明。
● 以氢气为新能源，我们还要解决哪些问题？化学可为此做哪些工作？
● 材料是人类社会发展的重要物质，人类社会的进一步发展需要运
用化学原理去研制新型材料。你知道哪些实例能说明上述观点？
● 有机高分子材料主要包括哪几类？在生产生活中各有什么应用？
● 什么是复合材料？试举例说明其性能。
● 酸雨是如何产生的？酸雨会对生态环境造成哪些危害？人类应如
何防治酸雨？
● 水污染是怎样形成的？为什么说处理污水常用的是化学方法？
● 学完本章，你对“化学已经为人类生活水平的提高作出重大贡献，
化学必将使人类社会更加美好”有什么新的认识？
119本 章 作 业
1. 可降解塑料在自然条件下能自行分解，研制可降解塑料的主要目的是（ ）。
A. 节省制造塑料的原料 B. 便于加工塑料产品
C. 扩大塑料的使用范围 D. 解决“白色污染”问题
2. 下列举措不能改善空气质量的是（ ）。
A. 开发利用新能源 B. 推进低碳交通运输
C. 提高森林覆盖率 D. 增高炼铁厂的烟囱
3. 大气中 CO 的含量增大会加剧温室效应，使地球表面温度升高。低碳生活
2
倡导减少能源消耗，节约能源，从而减少CO 的排放。
2
（1） 造成大气中CO 含量增大的主要原因是 （填字母）。
2
A. 动植物的呼吸作用增强
B. 实验室逸出的CO 增多
2
C. 森林绿化面积减少，使自然界吸收CO 的能力降低
2
D. 大量使用化石燃料作为能源
（2） 下列生活方式不属于低碳生活的是 （填字母）。
A. 使用节能灯 B. 少用机动车 C. 多用塑料袋
（3） 自然界“消耗CO ”的主要途径是 。
2
（4） 你认为防止温室效应加剧可采取的措施是 。
4. 汽车尾气中含有 CO 和 NO 等有毒气体，其净化过程如下：（1）在催化剂的
作用下，CO 与 NO 发生化学反应，生成单质 A 和化合物 B。其中 A 为大气
中含量最多的一种成分；（2）再通入过量空气，使剩余的 CO 转化为化合物
B。试写出有关反应的化学方程式。
（1） 。
（2） 。
5. 硅（Si）是信息技术的关键材料，常用以下方法制得纯硅：
① ② ③
石英砂 粗硅 SiCl 纯硅
焦炭、高温 Cl、加热 4 H、高温
2 2
120（1） 图中过程①、③发生了置换反应，过程②发生了化合反应。请写出过程
②、③反应的化学方程式：
② 。
③ 。
（2） 完成一种表示置换反应的通式：
单质（Ⅰ） + 化合物（Ⅰ） 单质（Ⅱ） +
根据已学知识填表：
单质（Ⅰ） 单质（Ⅱ） 相应置换反应的化学方程式（各举一例）
金属 非金属
金属（Ⅰ） 金属（Ⅱ）
高温
SiO + 2C = Si + 2CO↑
2
6. 造纸术是我国古代四大发明之一，它极大地推动了人类文明的发展。
（1） 回收农田产生的秸秆作为造纸原料，可以减少焚烧秸秆带来的污染。
秸秆的主要成分是纤维素［（ C H O） ，n 为正整数］，纤维素中 C、H、
6 10 5 n
O三种元素的质量比为 （用最简整数比表示）。
（2） 造纸会产生大量含NaOH的碱性废水，需经处理至中性后排放。
① 检测废水呈碱性的简单方法是 。
② 若某造纸厂废水中 NaOH 的质量分数为 1.6%，现有废硫酸溶液
9.8t（H SO 的质量分数为20%），可以处理的废水质量是多少？
2 4
7. 调查人类对纤维使用的历史变迁，并尝试说明变迁的原因。
121附录
酸、碱、盐的溶解性表 (20℃)
氢氧根或酸根
氢离子、金属离子或铵根
OH- NO- Cl- SO2- CO2- PO3-
3 4 3 4
溶 溶 溶
H+ 溶 溶
挥 挥 挥
K+ 溶 溶 溶 溶 溶 溶
Na+ 溶 溶 溶 溶 溶 溶
溶
NH+ 溶 溶 溶 溶 溶
4
挥
Ba2+ 溶 溶 溶 不 不 不
Ca2+ 微 溶 溶 微 不 不
Mg2+ 不 溶 溶 溶 微 不
Al3+ 不 溶 溶 溶 — 不
Zn2+ 不 溶 溶 溶 不 不
Fe2+ 不 溶 溶 溶 不 不
Fe3+ 不 溶 溶 溶 — 不
Cu2+ 不 溶 溶 溶 — 不
Ag+ — 溶 不 微 不 不
说明：“溶”表示那种物质可溶于水，“不”表示不溶于水，“微”表示微溶于水，“挥”
表示挥发性，“—”表示那种物质不存在或遇到水就分解了。
122元素周期表
元素周期表
周期 Ⅰ A 0
1 18
1 H 2 He
1 氢 原子序数 8 O 元 红 素 色 符 指 号 放 ， 射性元素 非金属元素 稀有气体元素 氦
氧
Ⅱ A 元素名称 Ⅲ A Ⅳ A Ⅴ A Ⅵ A Ⅶ A
1.008 2 注*的是 13 14 15 16 17 4.003
人造元素 16.00 相对原子质量
3 Li 4 Be 金属元素 过渡元素 5 B 6 C 7 N 8 O 9 F 10 Ne
2 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖
6.94 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18
11 Na 12 Mg 13 Al 14 Si 15 P 16 S 17 Cl 18 Ar
3 钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩
Ⅲ B Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ⅷ Ⅰ B Ⅱ B
22.99 24.30 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 26.98 28.08 30.97 32.06 35.45 39.95
19 K 20 Ca 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 31 Ga 32 Ge 33 As 34 Se 35 Br 36 Kr
4 钾 钙 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌 镓 锗 砷 硒 溴 氪
39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.84 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.63 74.92 78.97 79.90 83.80
37 Rb 38 Sr 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 49 In 50 Sn 51 Sb 52 Te 53 I 54 Xe
5 铷 锶 钇 锆 铌 钼 锝 钌 铑 钯 银 镉 铟 锡 锑 碲 碘 氙
85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.95 [97] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3
55 Cs 56 Ba 57~71 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 81 Tl 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn
6 铯 钡 La~Lu 铪 钽 钨 铼 锇 铱 铂 金 汞 铊 铅 铋 钋 砹 氡
镧系
132.9 137.3 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [209] [210] [222]
87 Fr 88 Ra 89~103 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn 113 Nh 114 Fl 115 Mc 116 Lv 117 Ts 118 Og
7 钫 镭 Ac~Lr * * * * * * * * * * * 镆* * * 鿫*
锕系
[223] [226] [267] [268] [269] [270] [269] [277] [281] [282] [285] [286] [290] [290] [293] [294] [294]
57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu
镧
镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 钆 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥
系
138.9 140.1 140.9 144.2 [145] 150.4 152.0 157.2 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0
89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr
锕
锕 钍 镤 铀 镎 钚 镅* 锔* 锫* 锎* 锿* 镄* 钔* 锘* 铹*
系
[227] 232.0 231.0 238.0 [237] [244] [243] [247] [247] [251] [252] [257] [258] [259] [262]后 记
本教材根据教育部颁布的《义务教育化学课程标准（2022年版）》修订而成，分上、下
两册出版，供九年级学生使用。
2001年，《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》颁布，在我国基础教育课程改革的
浪潮中本教材创生，她以循循善诱的文字和图文并茂的版式将科学素养、科学探究、STSE
等新理念融入其中，在改变学生学习方式、培养学生创新精神和实践能力等方面率先进行了
实践，取得了很好的社会反响。2012年，编者依据《义务教育化学课程标准（2011年版）》和
教材使用十年的情况进行了修订，在首届全国优秀教材评选中获二等奖。2022年，我们根据
《义务教育化学课程标准（2022年版）》和化学启蒙学习的特点，重建了教材内容体系，通过
观念建构、实验探究、跨学科实践、批判性思维、调查研究、技术设计等一系列学生活动的
设计，以落实化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任的核心素养目标；创
设情境展现了化学、技术、社会和环境之间的密切联系，让学生感受化学对促进社会可持续
发展的重大意义，特别是结合我国优秀传统文化和现代科技成就使学生感悟化学对人类文
明的伟大贡献，激发学生探索创新的欲望，增强文化自信，推进化学学科育人任务的落实。
修订团队中有多名成员参与国家义务教育化学课程标准的研制、修订和核心素养测
试，他们带领其他编者深度研读课程标准，借鉴团队在教材国际比较方面的成果，从整体
到细节反复推敲；历时两年多的修订，数易其稿，字斟句酌，力求做到“易学好教”。修订
后的教材将以崭新的面貌呈现给每一位师生。
全套教材由博士生导师王祖浩教授任主编，庄晓松任下册主编，参与本册教材修订研
讨、执笔和初稿修改的有王祖浩、庄晓松、王云生、金惠文、李德前、吴良根、迟少辉、李
军、薛峰、周玉枝等同志，由王祖浩负责定稿。
本教材修订得到了各级领导和教材审查专家的悉心指导，以及国内化学教育界诸多前辈
和广大化学教师的关心和帮助；多个省市的教研室和学校老师参加了教材的试教试用，为教
材的完善提出了很好的建议；曹坤、马逸群、郭建虹、江昌标等同志仔细审读教材并提出了宝
贵意见；吴民生、邵川华、陶嘉逸、张海若、邓力克等同志承担了大量的文字整理工作；严岷、
李玉婷、成俊三位编辑为本教材的高质量出版付出了辛勤劳动；20多年来有不少专家和老师
为本教材的编写和修订作出过重要贡献，在新教材出版之际一并表示诚挚的感谢。
教材投入使用后，欢迎广大师生来电来函指出教材的差错和不足，提出宝贵意见。
电话：021-64319241。电子邮箱：jcjy@seph.com.cn。地址：上海市闵行区号景路159弄C座
上海教育出版社，邮政编码：201101。
化学教材编写组HUAXUE 义
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