夜雨聆风学习资料网 资料列表 开通 VIP 用登录 / 注册 ⌄
PDF

化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版

查看资料信息、公开预览和下载状态。

共 154 页PDF · 49.0MB
下载

文档在线预览

公开展示前 10 页
100%
1
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第1页预览
2
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第2页预览
3
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第3页预览
4
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第4页预览
5
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第5页预览
6
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第6页预览
7
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第7页预览
8
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第8页预览
9
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第9页预览
10
《化学九下科普版(2025春)_初中化学_科普版》第10页预览

本文档共 154 页 剩余 144 页未展示,请下载后查阅

文档文本内容

义
务 义 务 教 育 教 科 书
教
育
教
科
书
化化 学学
化
九年级 下册
学
九
年
级
下
册
定价:9.20元
绿色印刷产品 价格投诉举报电话:12315义 务 教 育 教 科 书
化 学
九年级 下册
科 学 普 及 出 版 社
·北 京·图书在版编目(CIP)数据
义务教育教科书. 化学九年级 下册 / 北京市仁爱教
育研究所编著. -- 北京:科学普及出版社,2024. 12.
ISBN 978-7-110-10848-2
Ⅰ. G634
中国国家版本馆CIP数据核字第2024XR6498号
北京市仁爱教育研究所 编著
周 青
主 编
吕 琳
副 主 编
(按姓氏笔画排列)
编 者
王 峰 王伟群 杨玉琴 汪定用 唐 敏 曹旭琴 景崤壁
王晓义
责任编辑
北京市仁爱教育研究所
装帧设计
徐 飞
责任印刷
科学普及出版社
出 版
中国科学技术出版社有限公司
发 行
北京市海淀区中关村南大街16号
地 址
100081
邮 编
010-62173865
发行电话
010-62173081
传 真
http://www.cspbooks.com.cn
网 址
787 mm×1092 mm 1/16
开 本
146千字
字 数
9.5 印张
印 张
2024 年 12 月第 1 版
版 次
2024 年 12 月第 1 次印刷
印 次
河北新华第二印刷有限责任公司
印 刷
ISBN 978-7-110-10848-2 / G·4417
书 号
9.20元
定 价
价格投诉举报电话:12315
(声明:我们已尽可能取得作品权利人的授权或许可,作品权利人如有关于报酬支付事宜可与我们联系。)
如有质量问题,影响阅读,请联系:
地址:北京市海淀区北四环西路68号左岸工社12层北京市仁爱教育研究所 邮编:100080
电话:4008100168 010-82676936 13911468415
邮箱:editor@renai-edu.com前前言言
亲爱的同学们:
通过一学期的化学学习,你一定感受到了化学的美妙与神奇,
且初步学会如何用化学眼光观察世界,用科学思维思考世界,用
化学语言表达世界。今天,当你打开化学下册课本,你将会有新
的发现和收获,你将会了解物质溶解和酸碱盐的奥秘,将会更进
一步认识化学在环境保护、材料应用和生命健康等领域的应用,
并学会综合应用化学知识解决生产生活中与化学相关的实际问题。
多样化的学习活动能帮助你学好化学。要在“观察思考”“实
验探究”中学习实验探究的方法;在“项目学习”“跨学科实践
活动”中进行“做中学、用中学、创中学”;在“情境问题”“阅
读理解”“化学史话”“拓展视野”“交流讨论”“方法引导”
中深入思考,学会合作交流;在“单元小结”中对化学知识进行
整理归纳;在“联系实际”“练习实践”“单元作业”中运用化
学知识解决实际问题。
与学习化学上册一样,学习化学下册同样需要对物质世界充
满好奇心和探究欲,需要细心观察、积极思考、动手实验,需要
联系生产、生活实际理解和解决与化学相关的问题。
我们深信,通过化学学习,你一定会增长智慧,增长为国家
作贡献的力量。目录
7
单元 探探究究水水和和溶溶液液
课题1 水的组成和性质………………………………… 2
课题2 物质的溶解与溶液的组成……………………… 8
课题3 物质的溶解性…………………………………… 15
课题4 水资源的保护…………………………………… 25
8
单元 再再识识金金属属与与金金属属材材料料
课题1 金属的性质与应用……………………………… 38
课题2 铁的锈蚀与防腐………………………………… 47
课题3 合金与金属材料………………………………… 53
9
单元 认认识识酸酸、、碱碱和和盐盐
课题1 溶液的酸碱性…………………………………… 64
课题2 常见的酸、碱和盐……………………………… 71
课题3 物质的转化与应用……………………………… 89
10
单元 体体悟悟化化学学与与生生活活、、社社会会
课题1 化学与健康生活………………………………… 102
课题2 生活中的常用材料……………………………… 108
课题3 化学与社会发展………………………………… 117学 生
实 验
实验5 水的组成及变化的探究…………………………………………………… 125
实验6 一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制………………………………… 127
实验7 常见金属的物理性质和化学性质………………………………………… 129
实验8 粗盐中难溶性杂质的去除………………………………………………… 132
实验9 常见酸、碱的化学性质…………………………………………………… 135
跨 学 科
实 践 活 动
三、探究土壤酸碱性对植物生长的影响 ……………………………………………138
四、自制净水器及水质检测………………………………………………………… 139
五、“生活垃圾的分类回收和利用”宣传海报的制作 …………………………… 140
附 录
附录1 化学实验规则……………………………………………………………… 142
附录2 中学化学实验常用仪器…………………………………………………… 143
附录3 部分酸、碱、盐的溶解性表(20 ℃)…………………………………… 144
附录4 相对原子质量表…………………………………………………………… 145
附录5 元素周期表………………………………………………………………… 146单元 7 探究水和溶液
课题 1 水的组成和性质
情境问题
关关于于水水,,你你了了解解多多少少??
提到水你想到了什么?是白居易《忆江南》中的
“日出江花红胜火,春来江水绿如蓝”?是老子《道
德经》中的“上善若水,水善利万物而不争”?是水
的密度与三态变化,还是水在动植物体内的作用?从
化学的视角,谈一谈你对水还有哪些认识?
请与同学合作探究下列问题: 图7-1-1 我们身边的物质——水
1.水是由什么元素组成的?什么样的实验可以帮助我们认识水的组成?
2.水有哪些用途?这些用途分别体现了水的哪些性质?
一、人类对水的组成的认识
人类对水的组成的认识经历了漫长的过程。用一般的加热方法很难使水分解,
因此,在历史上很长一段时间内,人们认为水是一种单质。直到 18 世纪末,科学
家通过实验才认识了水的组成。
阅读理解
人人类类认认识识水水的的组组成成的的历历史史
18世纪80年代,英国科学家普利
斯特里在研究氢气和氧气混合爆炸的实
验中发现,氢气与氧气反应后反应容器
玻璃瓶内壁上布满了晶莹的水珠。随
后,英国科学家卡文迪许精确测出了氢
气和氧气反应生成水时两种反应物的体
图7-1-2 普利斯特里 图7-1-3 卡文迪许
2 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 水的组成和性质
积比。但他们受到当时认识的束缚,没有能够由此推测出水的组成。后来,法国化学
家拉瓦锡基于他们的实验结果,提出了水是由氢、氧元素组成的假设,并利用如图7-1-5
所示的装置进行了实验探究:将水蒸气通过红热的铁管,使水中的氧元素与铁结合生
成四氧化三铁(Fe O ),将通过铁管的气体冷凝后,除去未参加反应的水蒸气,收集
3 4
到了氢气,由此证实了他对水的组成的假设。
图7-1-4 拉瓦锡 图7-1-5 拉瓦锡研究水组成的装置
阅读上述资料并思考下列问题:
1. 如何用化学方程式表示氢气与氧气的反应,以及红热的铁与水蒸气的反应?
2.几位科学家在研究水的组成时分别采用了什么样的方法?他们的思路有哪些
不同?
普利斯特里和卡文迪许分别用定性、定量的实验方法研究了氢气与氧气化合生
成水的反应,他们的研究为拉瓦锡研究水的组成提供了基础。拉瓦锡通过加热条件
下金属铁“固定”水中的氧元素并释放出氢的实验,得到了水是由氢元素和氧元素
组成的结论。由此可见,实验是研究物质组成的重要手段。
我们也可以通过电解水的方法研究水的组成。
实验探究
利利用用电电解解法法探探究究水水的的组组成成
1.在电解水的装置(图 7-1-6)中盛满水 [ 水中加入
少量稀硫酸(H SO )或氢氧化钠(NaOH)以增强导电
2 4
性 ],接通直流电源,观察现象并比较两侧玻璃管中产生
气体的体积。
图7-1-6 电解水装置
化化 学学 3
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
2.在通电条件下,很多物质会被分解。根据水的化学式(H O),你认为这两种
2
气体可能是什么?请设计实验方案对你的猜想进行检验。
猜想 实验方案 实验现象 实验结论
在电解水的实验中,两侧玻璃管中均有气体生成,负极和正极上方气体体积比
约为2∶1。
置于与电源负极相连的电极上方的玻璃管内所收集的,能在氧气中燃烧产生淡
蓝色火焰,放出大量的热并生成水的气体,是氢气;置于与电源正极相连的电极上
方的玻璃管内所收集的,能使带火星的木条复燃的气体,是氧气。
电解水生成氢气与氧气,进一步说明,水是由氢、氧两种元素组成的。
通电
2H O = 2H ↑+ O ↑
2 2 2
点燃
2H + O = 2H O
2 2 2
交流讨论
水水的的组组成成的的微微观观解解释释
探究水的组成的实验事实为:(1) 拉瓦锡将水蒸气(H O)通过红热的铁管(Fe),
2
生成四氧化三铁(Fe O )和氢气(H )。(2) 电解水(H O)生成氢气(H )和氧
3 4 2 2 2
气(O ),放出 H 与 O 的气体体积比约为2∶ 1。(3) 氢气(H )在氧气(O )中
2 2 2 2 2
燃烧生成水(H O),参与反应的 H 与 O 的气体体积比约为 2∶ 1。
2 2 2
请从原子、分子的视角解释上述实验事实,并与同学交流讨论你的想法。
随着技术水平的提高,如今的科学工作者可以利用各类现代分析仪器对不同物
质的组成进行检测,对组成物质的元素含量进行定量分析,这些现代分析仪器具有
操作简单、分析快速、结果准确等特点。
4 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 水的组成和性质
二、水的性质与用途
水是生命之源,在生产和生活中具有广泛应用,水的应用与水的性质有关。
交流讨论
水水的的性性质质与与应应用用
请列举生产和生活中水的应用实例,并说明水的应用与性质的关系。
水的应用实例 水的性质
常温、常压下,水是一种无色、无味的透明液体,水的凝固点为0 ℃,沸点为
100 ℃。水的比热容为 4.2 kJ/( kg ·· ℃ ),即 1 kg 的水温度升高或降低 1 ℃,需要吸
收或放出约4.2 kJ的热量。
水具有很强的溶解其他物质的能力,许多物质在水中都有不同程度的溶解,因
此,水是一种常见的溶剂。水的这一性质使水在生产和生活中具有广泛的应用。
实验探究
物物质质在在水水中中的的分分散散
各取少许植物油、土壤与蔗糖,分别放入盛有等量水的烧杯中,搅拌后静置,观
察现象,比较三种物质在水中分散后得到的混合物有哪些不同(图7-1-7)。
图7-1-7 植物油、土壤、蔗糖在水中的分散
化化 学学 5
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
物质能不同程度地分散到水中。有些物质,如泥土、植物油等,分散到水中形
成不均一、不稳定的混合物,静置后分散在水中的固体小颗粒或小液滴会逐渐沉降
或上浮,这种混合物称为浊液。其中,由固体小颗粒分散到液体里形成的混合物叫
做悬浊液;由小液滴分散到液体里形成的混合物叫做乳浊液。也有许多物质,如蔗
糖、食盐、酒精等,分散到水中形成均一、稳定的混合物,这种混合物称为水
溶液,简称溶液。
人体营养物质和代谢废物的运输、植物所需营养物质的吸收和运输,都利用了
水能溶解其他物质的性质。在生活中,我们也经常将食盐溶解于汤汁中调味,将蔗
糖溶解于水中饮用,将洗衣液溶解于水中清洗衣服。
阅读理解
熟熟悉悉而而陌陌生生的的水水
水具有较好的储存和释放能量的特性,是良好的载热体。例如,人体借助水调节
体温,在工业上和生活中常用水冷却或供热,沿海地区昼夜温差较小,都是水的这一
特性发挥的作用。
当水凝结成冰时会释放热量,冰融化成水时又会吸收热量。地球上液态水与固
态冰相互转化过程中伴随着大量能量的储存与释放,这对调节地球的气候起着重要
作用。
通常状况下,绝大多数纯净物固态的密度比其液态的密度大,但水凝结成冰时,
冰的密度却比相同温度下液态水的密度小,因而在寒冷的冬天,冰层浮在水面上,使
海洋、湖泊及河流中的生命体仍能够在冰层下具有适宜温度的水中生存。
阅读以上信息,思考并与同学讨论下列问题:
1.工业上常用水作为冷却剂,是利用了水的何种性质?
2.有一种观点认为,自然界没有“绝对纯净”的水。对此,你的看法是什么?
3.查阅资料,结合地理科学知识,阐述自然界中水的三态变化与循环过程对地球
上的物质迁移和能量转化的意义。
6 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 水的组成和性质
练习实践
1.1784 年,科学家卡文迪许演示了“人工空气”的燃烧,发现该气体的燃烧产物
只有水。“人工空气”是指( )。
A. 氢气 B. 氮气 C. 二氧化碳 D. 氧气
2.描述溶液的词语,如①无色;②混合物;③化合物;④均一;⑤稳定;⑥各部
分性质相同,用于描述溶液一定正确的是( )。
A. ①③④⑤ B. ②④⑤⑥ C. ①②④⑤ D. ①③⑤⑥
3.将适量下列家庭常用的调味品分别放入水中,不能形成溶液的是( )。
A. 食盐 B. 芝麻油 C. 味精 D. 蔗糖
4. 结合水的相关知识回答下列问题。
图1 图2
(1)图1装置中发生了水的蒸发与冷凝。这个过程中水发生了 (填“物
理”或“化学”)变化。
(2)图2装置用于电解水。电解水实验中的能量转化形式为 。
(3)电解水实验中产生氢气与氧气的体积比约为多少?向水中加入少量稀硫酸或
氢氧化钠的目的是什么?
(4)请写出氢气燃烧的化学方程式。
(5)从分子、原子的视角描述电解水前后物质发生的变化。
化化 学学 7
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
课题 2 物质的溶解与溶液的组成
情境问题
生生产产和和生生活活中中的的溶溶液液
溶液在生活中随处可见,在生产和生活中具有极其广泛的应用。例如,医疗上使
用0.9% 的氯化钠溶液作为注射液,生活中使用75% 的酒精作为消毒剂,机动车辆水
箱中加入乙二醇水溶液作为防冻冷却液,许多化学反应也是在溶液中进行的。
氯化钠溶液 酒精溶液 汽车防冻冷却液
图7-2-1 溶液在生活中的应用
请与同学合作探究下列问题:
1.溶液是如何形成的?
2.溶液具有哪些共同的性质?
3. 如何表示溶液的组成?
一、物质的溶解
物质溶于水的过程是物质在水中分散的过程。物质溶解过程中会伴随一些现象,
物质溶解形成的溶液具有特定的性质。
8 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 物质的溶解与溶液的组成
实验探究
物物质质溶溶解解的的过过程程
请与同学合作完成下列实验,记录物质溶解过程中的现象,并总结溶液具有的性质。
实实验验1
1.在5个烧杯中各加入 15 mL 水,用温度计测量水的温度。
2.向其中4个烧杯中分别加入2 g葡萄糖(C H O )、硝酸铵(NH NO )、氯化
6 12 6 4 3
钠(NaCl)和氢氧化钠(NaOH),用玻璃棒搅拌,使加入的物质全部溶解,用温度
计再次测量 5 个烧杯中液体的温度。
实实验验2
1.按图 7-2-2 所示连接好装置。
2.将两个电极分别插入实验1中的 5个烧杯中,接
通电源,观察装置中灯泡的明亮程度。
3.将实验后的溶液分别倒入贴有相应标签的试剂
瓶中。
将实验结果记录在下表中。 图7-2-2 溶液导电装置
实验1中的温度变化 实验2中灯泡的
物质
溶解前/℃ 溶解后/℃ 温度差/℃ 明亮程度
水 — — —
水+葡萄糖
水+硝酸铵
水+氯化钠
水+氢氧化钠
实实验验3
1.在2个烧杯中各加入半杯冰渣和少量水,用温度计测量水的温度。
2.向其中1个盛有冰水共存物的烧杯中加入一定量的固体NaCl,搅拌,观察现象,
用温度计测量溶液的温度。
思考与交流
1.为什么有些物质溶解过程中会有温度的变化?
2.为什么有些物质形成的溶液能够导电,有些物质形成的溶液不能导电?
化化 学学 9
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
物质在水中的溶解过程,本质上是物质在水分子的作用下,构成物质的离子或
分子脱离原物质,成为可自由移动的离子或分子向水中扩散的过程。构成物质的离
子或分子均匀地、稳定地分散在水中,就形成了溶液。
水分子
水分子
Cl-
蔗糖分子
蔗糖晶体
氯化钠晶体 Na+
图7-2-3 氯化钠溶液、蔗糖溶液的形成
物质溶解过程中往往伴随着能量的变化。如氢氧化钠、浓硫酸等溶于水时放出
热量,使溶液的温度升高;硝酸铵、氯化铵等溶于水时吸收热量,使溶液的温度降
低。而有些物质,如食盐、葡萄糖等,溶于水时放出或吸收热量较少,溶解过程中
溶液的温度变化不大。
溶液中构成物质的离子或分子均匀地、稳定地分散在水中,并可以自由移动。
在由离子构成的物质所形成的水溶液中,自由移动的阴阳离子在接通电源后能够定
向移动,形成电流,表现为溶液具有导电性。如氯化钠溶于水形成的溶液中存在大
量可自由移动的 Na+ 和 Cl-,因而氯化钠水溶液能导电。蔗糖、酒精等由分子构成
的物质溶于水所形成的溶液中,不存在大量可以移动的离子,因而这些物质溶于水
所形成的溶液很难导电。
二、溶液的组成
我们知道澄清石灰水是氢氧化钙溶解于水形成的混合物,酒精溶液是酒精溶解
于水形成的混合物,碘酒是碘溶解于酒精形成的混合物。
溶液是由一种或几种物质分散到另一种物质中形成的混合物,其中被溶解的物
质叫做溶质,能溶解溶质的物质叫做溶剂。溶质可以是固体,也可以是液体或气体。
如果是两种液体互相溶解,一般把量多的一种作为溶剂,量少的一种作为溶质。不
指明溶剂的溶液,一般指的是水溶液。水是最常用的溶剂。
10 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 物质的溶解与溶液的组成
在澄清石灰水中,氢氧化钙是溶质,水是溶剂;酒精溶液中,酒精是溶质,水
是溶剂;碘酒中,碘是溶质,酒精是溶剂。
固态氯化钠溶解在水中 液态酒精溶解在水中 气态氧气和二氧化碳
溶解在水中
图7-2-4 不同状态的溶质溶于水形成的溶液
交流讨论
生生活活中中常常见见溶溶液液的的组组成成
学习和生活中我们接触过许多溶液,如过氧化氢溶液、稀盐酸、食盐水和蔗糖
水等。请尽可能多地在表中写出你所接触过的溶液,指出溶液中的溶质和溶剂,并与
同学交流讨论你的结果。
溶液 溶质 溶剂
溶液具有广泛的应用。在使用溶液时,我们不仅需要知道溶液中溶质和溶剂是
什么,还需要知道溶液中溶质、溶剂的相对含量是多少。
如何表示溶液中溶质和溶剂的相对含量呢?人们用浓度来表示一定量溶液中所
含溶质的多少。浓度可以用多种方法表示,用溶质质量分数来表示溶液的浓度是化
学上常用的方法。溶质质量分数为溶质质量占溶液质量的百分数。溶质质量分数
越大,说明溶液中溶质的相对含量越高。
化化 学学 11
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
溶质质量
溶质质量分数= —————×100%
溶液质量
溶液质量=溶质质量+溶剂质量
方法引导
溶质质量分数的计算
【例题1】将40 g硝酸钾溶解在960 g水中,可配制无土栽培番茄的营养原液。
该营养原液中溶质质量分数是多少?
解:溶液质量=溶质质量+溶剂质量
= 40 g + 960 g
= 1 000 g
溶质质量
溶质质量分数= —————×100%
溶液质量
40 g
= —————×100%
1 000 g
= 4%
答:该营养原液中溶质质量分数是4%。
【例题2】医院需用1 000 g溶质质量分数为 0.5% 的过氧乙酸溶液对环境进行
消毒。现用溶质质量分数为 20%、密度为 1.026 g ·· cm-3的过氧乙酸溶液来配制。请
计算:
(1)需用20%的过氧乙酸溶液多少毫升?
(2)需加水多少毫升?(水的密度为1.0 g ·· cm-3)
解:(1)设需要20%的过氧乙酸溶液的体积为x。
浓溶液中的溶质质量=稀释后溶液中的溶质质量
x×1.026 g ·· cm-3×20% = 1 000 g×0.5%
x ≈ 24.4 cm3 = 24.4 mL
(2)需要加入水的质量= 稀溶液的质量-浓溶液的质量
= 1 000 g-24.4 cm3 ×1.026 g ·· cm-3
≈ 975.0 g
水的质量 975.0 g
需加水的体积= ————— = ————— = 975.0 cm3 = 975.0 mL
水的密度 1.0 g ·· cm-3
答:需用20%的过氧乙酸溶液为24.4 mL,需加水975.0 mL。
12 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 物质的溶解与溶液的组成
一定溶质质量分数的溶液在工农业生产、科学研究、医疗卫生和实验中有着广
泛的应用。例如,溶质质量分数为 5% ~ 10% 的过氧化氢溶液常用于实验室氧气的
制取;医用过氧化氢溶液中过氧化氢的溶质质量分数约为 3%;临床常用的葡萄糖
注射液有溶质质量分数为5%、10%等不同类型。
在实际应用中,我们不仅要知道如何计算溶液中溶质质量分数,还要学会配制
一定溶质质量分数的溶液。
实验探究
配配制制一一定定溶溶质质质质量量分分数数的的溶溶液液
现需要100 g 溶质质量分数为9%的NaCl溶液,在实验室中如何配制?
【交流讨论】在配制溶液前,与同学交流讨论下列问题:
1. 配制该溶液需要氯化钠与水的质量分别是多少?
2. 如何准确获取相应质量的氯化钠与水?
3. 如何使氯化钠快速溶解于水中?
4. 如何保存所配制的溶液?
【进行实验】按照图7-2-5所示步骤进行溶液配制:
① ② ③
准确称量溶质的质量 将溶质倒入烧杯中 用量筒量取所需溶剂
④ ⑤ ⑥
将量筒量取的溶剂倒入 用玻璃棒搅拌, 将配制好的溶液倒入贴有溶液名称
含有溶质的烧杯中 使溶质完全溶解 和溶质质量分数标签的试剂瓶中
图7-2-5 溶液的配制
化化 学学 13
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
练习实践
1.甘油溶液有着较好的护肤效果。现用30 g甘油配制15% 的甘油溶液,可得甘
油溶液的质量为( )。
A. 230 g B. 200 g C. 170 g D. 45 g
2.食盐溶于水得到的食盐水能导电的原因是( )。
A. 水本身能导电
B. 食盐晶体能导电
C. 食盐溶于水后氯化钠分子能导电
D. 食盐溶于水形成的自由移动的 Na+ 和 Cl-能导电
3.试分别指出下列几种溶液里的溶质和溶剂。
表1
溶液 溶质 溶剂
石灰水
碘酒
食盐水
盐酸
4.食醋中含有溶质质量分数为3% ~ 5% 的乙酸(CH COOH),因此又把乙酸称
3
为醋酸。试计算:
(1)乙酸的相对分子质量。
(2)200 g溶质质量分数为5%的食醋中乙酸的质量。
5.实验室用溶质质量分数为 37%(密度为 1.18 g ·· cm-3)的浓盐酸配制100 mL溶
质质量分数为 5% (密度近似为 1.00 g ·· cm-3 )的稀盐酸,试计算所需的浓盐酸和水
的体积(精确到0.1 mL)。
6.某同学要配制100 g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液来制作“叶脉书签”。
(1)设计溶液配制的实验方案(可用图示的方式进行描述)。
(2)氢氧化钠固体易潮解,有强腐蚀性,称量氢氧化钠固体时应如何进行操作?
14 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的溶解性
课题 3 物质的溶解性
情境问题
不不同同物物质质的的溶溶解解性性
我们知道,面粉难溶于水,食盐在水中则易溶解;衣服上沾有油污时,用水很难
洗掉,加入洗涤剂或用汽油则很容易清洗,这些都与物质的溶解性有关。
1.如何表示不同物质的溶解性?
2. 物质的溶解性随温度的变化是怎样的?还有哪些因素影响物质的溶解性?
图7-3-1 面粉在水中难以溶解 图7-3-2 碘微溶于水,易溶于酒精
一、物质的溶解性
一种物质(溶质)溶解在另一种物质(溶剂)中的能力称为物质(溶质)的溶
解性。在一定温度下,物质在一定量溶剂中溶解的质量越多,该溶质在这种溶剂中
的溶解性就越强。
实验探究
物物质质在在水水中中的的溶溶解解性性
实实验验1 在2支试管中各加入10 mL水,再分别加入2 g 硝酸钾(KNO )和熟石
3
灰[Ca(OH) ],振荡,观察它们的溶解情况。
2
实实验验2 向溶解有KNO 的试管中再加入2 g KNO ,振荡,观察溶解情况。
3 3
分析上述实验结果,你能得到哪些结论?
化化 学学 15
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
一定温度下,不同物质在水中的溶解性不同。例如,常温下,在相同量的水中,
KNO 溶解的质量比 Ca(OH) 溶解的质量多,说明常温下 KNO 在水中的溶解性比
3 2 3
Ca(OH) 的强。
2
大量实验研究表明:在一定温度下、一定量的水中,绝大多数物质不能无限地
溶解;在同一温度下,不同的物质在一定量水中最多可溶解的质量通常不同。
我们把在一定温度下、一定量的溶剂里,不能再继续溶解某种溶质的溶液叫做
该溶质的饱和溶液,还能继续溶解该溶质的溶液叫做该溶质的不饱和溶液。
阅读理解
海海水水晒晒盐盐
海水晒盐是指通过一系列工艺,将海水中的水分
蒸发后得到食盐的过程。“盐田法”是一种从海水中
提取食盐的传统方法。该方法先将海水引入蒸发池,
经日晒蒸发水分到一定程度时,再将其引入结晶池继
续日晒,就会逐渐析出食盐晶体。这种食盐晶体就是
我们常见的粗盐,析出食盐晶体后留下的液体称为母
图7-3-3 蒸发海水获取食盐
液,可从中提取多种化工原料。
海水 蒸发池 结晶池 粗盐
母液
图7-3-4 “盐田法”提取食盐的流程
阅读上述内容,思考下列问题:
1.海水蒸发过程中氯化钠的溶质质量分数如何变化?
2.海水晒盐过程中溶液何时由不饱和状态转化为饱和状态?
3.海水晒盐利用了哪些方法使不饱和溶液转化为饱和溶液?
通常情况下,饱和溶液与不饱和溶液可以相互转化。例如,温度不变时,向不
饱和溶液中继续加入溶质,直到不再溶解,或者将不饱和溶液蒸发掉多余的溶剂,
都可以使原来的不饱和溶液转化为饱和溶液。温度不变时增加溶剂或者升高温度,
也可以使饱和溶液转化为不饱和溶液。
16 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的溶解性
在一定温度下,某溶质在一定量溶剂中形成饱和溶液时,表明该物质的溶解
量已达到最大值。化学上用溶解度表示物质的溶解限度,固体物质的溶解度是指
在一定温度下,该物质在 100 g 溶剂中达到饱和状态时所溶解的质量。若没有指
明溶剂,通常所说的溶解度是指物质在水中的溶解度。例如,20 ℃时氯化钠的
溶解度是 36 g,表示在 20 ℃时,100 g 水中溶解 36 g 氯化钠时,溶液达到饱
和状态。
表7-3-1 20 ℃时几种固体在水中的溶解度
物质名称 蔗糖 食盐 硝酸钾 碳酸钠 硝酸钡 氢氧化钙 碳酸钙
化学式 C H O NaCl KNO Na CO Ba(NO ) Ca(OH) CaCO
12 22 11 3 2 3 3 2 2 3
溶解度/g 200.0 36.0 31.6 21.5 9.02 0.173 0.001 3
根据 20 ℃时物质在水中溶解度的大小可将物质分为易溶、可溶、微溶、难溶等
类型。
表7-3-2 根据物质的溶解度对物质进行分类
溶解度/g 大于10 1〜10 0.01〜1 小于0.01
物质的分类 易溶 可溶 微溶 难溶
气体在水中的溶解度可以用不同的方法表示。例如,可以用在一定温度下,气
体压强加上水蒸气压强为一个大气压时,气体在100 g 水中所溶解的质量表示气体
的溶解度。
表7-3-3 20 ℃时几种气体在水中的溶解度
物质名称 氧气 氢气 氯气 二氧化碳 氨气
化学式 O H Cl CO NH
2 2 2 2 3
溶解度/g 0.004 3 0.000 16 0.729 0.169 52.9
化化 学学 17
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
二、溶解度曲线
我们已经知道,一定温度下,在一定量的溶剂中,某溶质最多可溶解的量是一
定的。那么,改变温度后,溶质的溶解度会随之改变吗?
实验探究
物物质质的的溶溶解解度度与与温温度度的的关关系系
温度不同时,物质的溶解度是否不同?给出你的假设,并说明作出假设的理由,
然后通过下列实验获取证据加以验证。
实实验验1 取1支试管,加入10 mL水,向其中加入约2 g 硝酸钾晶体,振荡,直
到完全溶解。继续向其中加入约5 g 硝酸钾晶体,振荡,观察现象。将试管放在酒精
灯火焰上加热,观察硝酸钾晶体能否完全溶解。
实实验验2 取2支分别盛有60 ℃硝酸钾饱和溶液与60 ℃氯化钠饱和溶液的试管,
同时放入冰水浴中冷却,观察现象。
实实验验3 将盛有饱和澄清石灰水的试管放在酒精灯上稍加热(无需沸腾),观察
现象。
根据实验现象,分析温度对物质溶解度的影响,并与同学交流讨论你的想法。
物质的溶解度与温度有关,物质溶解度随温度变化的规律常用物质的溶解度曲
线来表示。图 7-3-5和图 7-3-6给出了几种固体物质在水中的溶解度曲线。
不同物质的溶解度随温度的变化情况是不同的。从物质的溶解度曲线可以
看出,绝大多数物质的溶解度随着温度的升高而增大,如硝酸钾、硝酸钠、
氯化铵等;有些物质的溶解度随温度变化不大,如氯化钠;也有物质的溶解
度随着温度的升高而减小,如氢氧化钙。
利用物质的溶解度曲线我们可以:
1.查找某种物质在不同温度下的溶解度;
2.比较不同物质在相同温度下溶解度的大小;
3.了解温度对物质溶解度影响的程度。
18 化化 学学
HHUUAAXXUUEE0.20
0.15
0.10
0.05
0 10 20 30 4050 60 70 80 90 100
温度/℃
图7-3-6 氢氧化钙的溶解度曲线
实验探究
硝硝酸酸钾钾的的溶溶解解度度测测定定和和溶溶解解度度曲曲线线绘绘制制
实验原理
采用降温结晶的方法可以测量固体物质在一定温度下的溶解度,通过测量不同温
度下物质的溶解度,可以绘制物质的溶解度曲线。
测测定定溶溶解解度度
1.取1个500 mL的烧杯,向其中加入250 mL的水,加热至80 ℃。
2.分别称取2 g、3 g、4 g和5 g的硝酸钾,置于4支试管中。
3.分别量取5 mL水加入4支试管中,振荡。
4.将4支试管放入烧杯中,水浴加热,观察试管内固体的溶解情况。
5.用试管夹取出固体已完全溶解的试管,将温度计置于试管中,让试管自然冷却,
观察并记录溶液中刚刚析出晶体时的温度。
6.将实验数据转化为一定温度下硝酸钾的溶解度,将结果填入下表中。
实验组别 硝酸钾的质量/g 水的质量/g 达到饱和状态时的温度/℃ 溶解度/g
①
②
g/度解溶
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0 10 20 30 4050 60 70 80 90 100
温度/℃
图7-3-5 几种物质的溶解度曲线
g/度解溶
课题 3 物质的溶解性
铵铵
酸酸
硝硝
钠钠
酸酸
硝硝
钾钾
酸酸
硝硝
氯氯
化化 铵铵 氯氯化化钾钾
氯氯化化钠钠
硼硼酸酸
化化 学学 19
HHUUAAXXUUEE绘绘制制溶溶解解度度曲曲线线
1. 以硝酸钾的溶解度为纵坐标,以温度为横坐标,将不同温度下硝酸钾的溶解度
在坐标系中用小黑点表示出来(图7-3-7)。
270
210
150
90
30
0
20 40 60 80 100
温度/℃
实验探究
从从溶溶液液中中获获取取溶溶质质
我国青海地区的人们常说“夏天晒盐,冬天捞碱”,通过这样的方法从盐湖中
获得氯化钠和碳酸钠。
实验与观察
实实验验 1 分别将 40 ℃的饱和氯化钠溶液和饱和碳酸钠溶液浸入冰水浴,观察
现象,比较两者的不同。
实实验验2 将饱和氯化钠溶液倒入蒸发皿中,加热蒸发,观察现象。
思考与交流
观察氯化钠和碳酸钠的溶解度曲线,解释实验中观察到的现象,并说明“夏天
晒盐,冬天捞碱”的原理。
g/度解溶
单元 7 探究水和溶液
③
④
图7-3-7 硝酸钾溶解度曲线的绘制
2. 用光滑的曲线将图中各点连接起来。
3.根据硝酸钾的溶解度曲线,描述硝酸钾的溶解度随温度的变化规律。
20 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的溶解性
方法引导
蒸发的操作
实验室中常使用蒸发皿进行蒸发操作(图7-3-8)。蒸发皿中
液体的量不得超过容积的2/3。蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,使液
体受热均匀,防止局部温度过高而使液体飞溅。待蒸发皿内剩余少
量溶液时,停止加热,利用余热蒸干溶液。
图7-3-8 溶液蒸发
由于温度影响物质的溶解度,改变温度也能实现饱和溶液与不饱和溶液之间的
转化。
增加溶质、降低温度或蒸发溶剂
不饱和溶液 饱和溶液
增加溶剂或升高温度
根据溶解度曲线,我们可以选择适当的方法获取溶液中的溶质。将溶质从溶液
里析出形成晶体的过程称为结晶。对溶解度随温度变化较大的固体物质,一般选择
冷却热饱和溶液的方法进行结晶。例如,硝酸钾的溶解度随温度的升高增大较多,
可以通过“加热浓缩、冷却结晶”的方法从溶液中获得硝酸钾固体。对于溶解度随
温度变化不大的固体物质,一般采用蒸发溶剂法进行结晶。不饱和溶液在加热蒸发
的过程中,较易挥发的溶剂不断汽化,较难挥发溶质的浓度不断增大。当溶液到达
饱和状态后继续蒸发溶剂,溶质就从溶液中结晶析出。例如,氯化钠的溶解度随温
度变化不大,可以通过“不断加热蒸发溶剂”的方法从溶液中获得氯化钠固体。
阅读理解
侯侯氏氏制制碱碱法法与与物物质质的的溶溶解解度度
侯德榜是中国近代化学工业的奠基人之一,其发明的侯氏制碱法是以CO 、NH 、
2 3
NaCl 与 H O 为原料制得NH Cl 和 NaHCO ,生成的 NaHCO 晶体从溶液中析出后,加
2 4 3 3
热分解即可得到纯碱(Na CO )。
2 3
思考与交流
1. 观察图 7-3-9 中四种物质的溶解度曲线,分析为什么从溶液中析出的是
化化 学学 21
HHUUAAXXUUEENaHCO 晶体? 50
3 NHCl
4
45
2.为了使溶液中尽可能多地析出NaHCO
3 40
NaCl
晶体,侯氏制碱法的工艺中使用的方法是向饱 35
30
和NaCl溶液中通入CO 2 和NH 3 。阐述使用饱和 25 NH 4 HCO 3
NaCl溶液的原因。 20
15
NaHCO
10 3
5
0 5 10 15 20 25 30 35 40
温度/℃
图7-3-9 四种物质的溶解度曲线
三、影响物质溶解度的因素
我们已经知道温度对固体物质的溶解度会产生影响,那么,温度对气体物
质的溶解度会产生影响吗?还有哪些因素影响物质的溶解度?
交流讨论
影影响响气气体体物物质质溶溶解解度度的的因因素素
结合下列生活中的现象,分析哪些外界因素影响气
体物质的溶解度,并与同学交流讨论你的想法。
1. 闷热的夏天,池塘中的鱼经常会出现“浮头”
现象,即鱼儿将头浮出水面呼吸(图7-3-10)。这说明
气体在水中的溶解度与什么因素有关?
2. 打开汽水瓶盖时,汽水会自动喷出,说明气体在 图7-3-10 闷热夏天池塘中的
鱼将头浮出水面
水中的溶解度与什么因素有关?
气体在水中的溶解度不仅与气体的性质有关,而且压强和温度等也会影响其溶
解度。当温度不变时,压强增大,气体的溶解度增大;压强减小,溶解度也会随之
减小。当压强不变时,随着温度的升高,气体的溶解度减小。因此,在炎热的夏季,
人们经常在鱼池中放置水泵,将水扬起,以增加水中氧气的溶解量。
g/度解溶
单元 7 探究水和溶液
45
22 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的溶解性
较高压强下溶液上方的CO 大气压下逸至空气中的CO
2 2
CO 气泡
溶解的CO 2 溶解的CO 2 2
图7-3-11 碳酸饮料中的二氧化碳
物质在不同溶剂中的溶解性是不同的。如食盐、蔗糖等在水中很容易溶解,
但在汽油中溶解性很差;碘在水中不易溶解,却能很好地溶解在酒精中。因此,溶
剂也是影响物质溶解度的一种因素。人们经常利用酒精和汽油等非水溶剂来溶解一
些难溶于水的物质。例如,中国科学家屠呦呦创造性地使用乙醚提取青蒿素,就是
利用的这一原理。
拓展视野
乳乳化化作作用用
如果一种物质在另一种物质中的溶解度很小,难以形成溶液,久置后会分层,
我们能否通过一定的方法将这些难溶于水的物质均匀地分散到水中呢?
油脂难溶于水,但加入洗涤剂后,油脂能以细小液滴的形式均匀分散到水中,
形成较为稳定的乳浊液。上述过程中,洗涤剂中的乳化剂发挥了作用。乳化剂微观
粒子一端亲油,能“插”到油脂中,另一端亲水,能“插”到水中,结果就成了水
和油的“纽带”,使油脂能均匀分散到水中。一些食品的制作、药剂和日用化妆品
的生产、污水的处理等都要用到乳化剂,乳化剂在工农业生产和日常生活中有着非
常广泛的应用。
图7-3-12 洗洁精中含有乳化剂 图7-3-13 乳化作用示意图
化化 学学 23
HHUUAAXXUUEE练习实践
1.能证明 KCl 溶液在 20 ℃时已经达到饱和的方法是( )。
A. 20 ℃时,向该溶液中加入少量水,溶液变稀
B. 取少量溶液,降温到 10 ℃时,有 KCl 固体析出
C. 取少量溶液升温,无 KCl 固体析出
D. 温度不变的情况下,向该溶液中加入少量 KCl 固体,固体不再溶解
2. 关于海水晒盐的原理,下列分析不正确的是( )。
A. 晒盐是利用阳光和风力将海水中的水分不断蒸发
B. 晒盐是利用海水中H O和NaCl挥发性的差异实现两者的分离
2
C. 在对海水蒸发水分的初期,NaCl的浓度不断增大直至饱和
D. 晒盐时,温度升高,NaCl因溶解度减小而析出
3. 利用化学知识解释下列生活和实验中的一些做法。
(1)用汽油清洗衣服上的油污,用洗涤剂清洗餐具上的油污。
(2)用酒精浸泡紫甘蓝以提取其中的色素。
(3)用温水溶解洗衣粉。
(4)养鱼池中安装小型空气泵向水中鼓入空气。
4. 图1为 KNO 与 NaCl 的溶解度曲线,据图回答:
3
(1)T ℃时,两种物质的溶解度由大到小的顺序是
1
。
(2)0 ℃时,将 30 g NaCl 固体放入 50 g 水中,充
分搅拌,所得溶液的质量为 g;该温度下, 35.7
饱和 NaCl 溶液中溶质质量分数为 (列出
算式即可)。 温度/℃
(3)将 T ℃时等质量的 KNO 的饱和溶液、 NaCl
2 3
的饱和溶液分别降温到 T ℃,析出晶体较多的是 。
1
g/度解溶
单元 7 探究水和溶液
KNO
3
NaCl
0 T T 1 2
图1
24 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 4 水资源的保护
课题 4 水资源的保护
情境问题
生生活活用用水水知知多多少少
估算一下自己一天的用水量,你就会明白水对我们有多重要!但你知道吗,这些
水只占我们生活实际用水量的10% 左右,还有 90% 是我们生活所需的各种产品在生
产、加工等过程中所消耗的。例如,每千克稻谷、牛肉、鸡蛋在生产过程中分别需要
消耗约 1.2 m3、12 m3、2.2 m3的水。可见,水是人类宝贵的自然资源。
图7-4-1 水在生活中的应用
对于水资源,我们还应该了解更多,请与同学合作探究下列问题:
1.水在地球上是如何分布和循环的?
2.如何从海水、河水中获得相对纯净的水?
3.如何保护水资源?
一、水在地球上的分布与循环
地球表面约 71% 的面积被水覆盖,总储量约为 1.39×1018 m3,其中约 96.53%
是海水。陆地储水中也有咸水,淡水储量仅占总水量的 2.53%。不仅如此,大部分
淡水还分布在地球两极的巨大冰川中,河流、湖泊等这些人类主要的用水来源只占
地球总水量的极少部分。
在自然界中,不同状态的水处于不断循环中,水循环使地球上各种形式的水以
不同的周期或速度进行更新。
化化 学学 25
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
阅读理解
自自然然界界的的水水循循环环
地球上的水会通过蒸发、降水、渗透、流动等一系列作用,由一个地方运动到另
一个地方。例如,地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气,水由江河流入海洋等。
水汽输送
植 海
河 降 物 降 洋
流 雨 蒸 雨 蒸
湖 腾 发
泊
蒸
发
地表径
流
地
下
水
流
图7-4-2 自然界的水循环
阅读上述资料后,与同学交流讨论下列问题:
1.观察图7-4-2,描述水的循环过程。
2.水循环的动力来自哪里?简述水循环中的能量变化与水的状态变化。
水以气态、液态和固态的形式在大气、海洋和陆地间不断循环着,形成了联系
地球各圈层和各种水体的“纽带”。形成水循环的外因是太阳能和重力作用,它们
为水循环提供了能量;内因是水具有易在气态、液态和固态三种状态中相互转化
的性质。水循环调节了地球上的冷暖气候,塑造出丰富多彩的地表形象,实现了自
然界多种物质的交换和运动,并不断更新、再生陆地上的淡水资源,使水具有一定
的自净能力。
二、水的净化和海水淡化
自然界中的河水、湖水中分散着很多有害物质,故不能直接饮用。
天然水在自来水厂通过沉降、过滤及吸附等一系列处理,再用药物杀菌消
毒后,才能由管道输送到千家万户(图 7-4-3)。
26 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 4 水资源的保护
取水口 水源
加絮凝剂
投药消毒
过滤池 活性炭
反应 吸附池 清水池
配水泵
沉淀池
图7-4-3 自来水厂净水过程示意图
在自来水生产中,较大的固体颗粒可以沉降到沉淀池的底部,但是小的泥土颗
粒能在水中保持分散状态,因此自来水厂会加入明矾,其产生的胶状氢氧化铝能吸
附水中的细小泥土颗粒使其凝聚、沉降。
方法引导
过滤
1.取一张圆形滤纸,对折两次,尖端向下放入漏斗中,使滤纸边缘低于漏斗口,
然后用水润湿滤纸,使之紧贴漏斗内壁(图7-4-4)。
2. 取一杯浑浊的河水,沿玻璃棒缓慢倒入漏斗(图7-4-5),观察过滤后的河水
与未过滤的河水有何不同。
图7-4-4 过滤装置的制作 图7-4-5 过滤操作
化化 学学 27
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
实验探究
难难溶溶性性杂杂质质的的去去除除
通过下列实验探究去除水溶液中难溶性杂质的方法。
1. 取两杯浑浊的河水,将明矾溶液加入其中一杯河水中,搅拌,静置一段时间,
观察两杯河水的区别。
2. 将上述两杯河水分别进行过滤,观察两杯河水经过滤得到的滤液的差异。
人们常用过滤的方法将难溶性固体杂质从天然水中分离出来而除去。过滤是一
种将液体和固体分离的方法。自来水厂是通过砂石层对沉降后的水过滤,实验室可
以使用滤纸进行过滤。砂石层或者滤纸有很多的小孔,含有不溶性固体颗粒杂质的
水通过砂石层或滤纸时,水能够通过,而颗粒较大的固体杂质会被留下,从而实现
固体不溶物与水的分离。
在天然水中还存在一些无法通过过滤方法去除的杂质,例如一些溶解在水中有颜
色、有异味的物质,这些杂质可以用吸附的方法去除。一些有吸附作用的固体物质,如
活性炭,既可以吸附天然水中的不溶物,实现天然水中固体杂质的分离与去除,还可以
吸附溶解在水中的有颜色、有异味的物质,进而实现天然水中色素、异味的分离与
去除。
拓展视野
硬硬水水与与软软水水
经过自来水厂一系列处理后获得的并不是纯水,水中依然存在许多可溶性杂质。
如水煮沸后水壶内壁易产生水垢,那是因为水中含有较多可溶性钙、镁化合物。通
常把含有较多可溶性钙、镁化合物的水称为硬水。有很多地方的河水、湖水、井水
和泉水等都属于硬水。不含或含有少量可溶性钙、镁化合物的水称为软水。
硬水会给我们的生活造成影响,例如,在用肥皂洗涤衣物时,硬水会导致肥皂
在水中产生浮渣,难以形成泡沫,不仅影响洗涤效果,还造成肥皂的浪费;硬水受
热后还易产生一些溶解度更小的含钙、镁的沉淀物,久而久之就成了水垢,导致水
壶传热不良,浪费能源,锅炉内壁产生水垢后甚至可能因传热不均匀而引起爆炸。
但硬水也有其优点,例如,一定硬度的水中的矿物质离子对人体有益,硬水中的矿
28 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 4 水资源的保护
物质离子还能起到一定的净水作用,帮助消除水中的细菌和病毒。
在日常生活中,我们可以通过煮沸的方法使水中的一些可溶性钙、镁化合物转
变为沉淀物从水中分离,进而降低水的硬度。
海水资源极其丰富,因此,海水淡化是解决
淡水短缺的重要途径。海水淡化是去除或减少海
水中所溶解的各类离子的过程。常用的海水淡化
方法有蒸馏法、海水冻结法、离子交换法等。
图7-4-6 海水淡化设备
交流讨论
蒸蒸馏馏法法淡淡化化海海水水
实验室用蒸馏法淡化海水时,首先
通过加热将海水中的水转变为水蒸气,
然后再将水蒸气冷凝,就得到较纯净的
水(图 7-4-7)。在用蒸馏法淡化海水
海水
的工厂,常常采取减压蒸馏的方法,使 冷却水
蒸馏水
海水的沸点降低,从而增加海水淡化的
产量。
对于海水淡化,你有什么好的设想与
图7-4-7 蒸馏法淡化海水的实验装置
建议吗?
三、保护水资源
全世界近半数的国家和地区严重缺水。我国目前人均水量约为世界人均水量的
1/4,属于贫水国家,且不少地区缺水严重,这不仅影响人们的生活,同时也制约着
当地经济的发展。
化化 学学 29
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
交流讨论
用用水水与与节节水水
观察我国用水情况统计图(图7-4-8), 生活用水
农业用水
15.1%
与同学交流讨论下列问题: 63.0%
工业用水
1.请你列举出生产和生活中用水的事例。
16.2%
2. 调查、统计你所在社区每人每天的平均
人工生态
生活用水量,与同学交流你所得到的数据,思
环境补水
考可以采取哪些节水措施,并动员你的家人共 5.7%
图7-4-8 我国用水情况统计图
同实施。
生产和生活中用水需求量很大,但我国淡水资源人均占有
量却较少且地域分布不均匀。所以,《中华人民共和国水法》
中明确要求“单位和个人有节约用水的义务”。
人类面临着淡水资源缺乏的问题,而水体污染进一步加剧
了水资源短缺的危机。
图7-4-9 国家节水标志
交流讨论
防防治治水水污污染染
水污染会使水资源质量下降,水环境恶化,造成不良的社会影响和一定的经济
损失,不利于社会的可持续发展和人类的生存。
请与同学交流讨论下列问题:
1. 你知道哪些有关水污染的事件?人们在工业、农业和日常生活中有哪些行为会
造成水污染?
2. 查阅资料,了解水体富营养化及其危害。
3. 联系生活实际,说说我们在生活中如何减少和防治水污染。
造成水污染的原因是多样的,工业废水、生活污水的排放是其中的主要因素。
除此之外,残留的农药、化肥,以及生活垃圾随雨水的渗透也会造成水体污染。
水体污染会影响工农业生产,破坏生态环境,影响人体健康。为此,我国颁布
30 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 4 水资源的保护
了《水污染防治法》。党的二十大报告明确提出,要“统筹水资源、水环境、水生
态治理,推动重要江河湖库生态保护治理,基本消除城市黑臭水体”。我们要
自觉遵守国家法令,爱护水资源,保护水资源,为建立节水型社会作出自己的
贡献。
练习实践
1.下列观点不正确的是( )。
A. 水能够溶解许多物质,因此自然界的水多数为水溶液
B. 水能够溶解许多物质,因而水易被污染
C. 自然界的水循环中存在不同物态的水
D. 地下水是重要的淡水资源,可持续大量开采
2.联合国将每年的3月22日定为“世界水日”,呼吁各国加快落实保护并合理利
用水资源的措施,以应对全球淡水资源匮乏的挑战。请了解近几年“世界水日”的主
题,并列出家庭中可采取的节水措施。
3.水是宝贵的自然资源。请根据水的组成和水的净化相关知识回答下列问题。
(1)海水淡化是解决水资源危机的重要途径之一。用图
太阳
1 所示的简易装置可从海水中获取淡水,其净水原理为
塑料膜
小石块
(填“吸附”“过滤”或“蒸馏”),装置中塑料膜上放
小石块的作用是 。
(2)直饮水机可将自来水净化为可直接饮用的水,其净 烧杯 海水
水原理如图 2 所示。步骤①中碳罐的作用是 ,
图1
步骤③的目的是 。
直饮水机
①碳罐 ③紫外灯
自来水 ②超滤膜 饮用水
(内含活性炭颗粒) 管照射
图2
4.图3所示的是简易净水器。
(1)其中纱布、小卵石、石英砂所起到的作用是 。
(2)该净水器能除去哪些物质,不能除去哪些物质?
化化 学学 31
HHUUAAXXUUEE单元 7 探究水和溶液
纱布
小卵石
纱布
石英砂
纱布
活性炭
纱布
蓬松棉
图3
5. 右图所示简易净水器,为使净水效果更好,水的流向
是自上而下还是自下而上?说明理由。
6. 人们早在几千年前就了解了用冷冻法提取海水中淡水
粒状活
的方法:当温度降低时,海水中形成冰晶体。将这些冰晶体
性炭层
分离、清洗后再融化可获得淡水。
(1)形成冰晶体后,剩余溶液中NaCl的浓度与原溶液 图4
相比变化如何?
(2)分离冰晶体与剩余溶液的实验方法是什么?
(3)简述冷冻法和蒸馏法提取海水中淡水时,水的物态分别发生的变化。
32 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元小结
单元小结
一、建构单元知识结构
充分分散 具有
溶剂 溶质 溶解度
例如 可分为 影响
形成
温度、溶剂
属于 组成
宝贵的资源 水 HO 易、可、微、难溶物
2
表示组成 具有
溶质质量分数 溶液 独特性质和广泛应用
可分为
不饱和溶液 饱和溶液
二、理解探究思路与方法
1.联系日常生活实际,认识水和溶液的性质及其广泛的应用。
2.通过化学实验探究水的组成、溶液的组成和性质,从定量视角揭示温度对物质
溶解度的影响。
3.从“形成水是宝贵资源的意识,养成节约用水、保护水资源的习惯”的视角,
在水和溶液的应用中,理解水资源保护的原理和方法。
三、形成单元大概念
水是宝贵的自然资源。水具有很强的溶解其他物质的能力,是最常见的溶剂。溶
液是物质充分分散到溶剂中得到的混合物,溶液具有独特的性质,溶液的性质与其组
成和微观粒子构成有关,可以从宏观与微观相融合的视角认识溶液及其性质;实验是
揭示水的组成、溶液性质的主要方法,通过实验可揭示温度等对物质溶解能力的影响;
水和溶液具有广泛应用,溶液的组成和性质决定溶液的用途。
化化 学学 33
HHUUAAXXUUEE单元作业
单元作业
1.下列说法中不正确的是( )。
A. 合理使用农药、化肥可减少水体污染
B. 净水过程中加入明矾的主要目的是杀菌消毒
C.通过过滤可去除难溶于水中的杂质
D. 生活中可通过将水煮沸的方法降低水的硬度
2.下列关于溶液的说法正确的是( )。
A. 溶液都是无色透明的 B. 水是一种常用的溶剂
C. 均一 、稳定的液体都是溶液 D. 只有固体能作溶质
3. 在一定温度下稀释某饱和溶液时,下列物理量中保持不变的是( )。
A. 溶质质量 B. 溶液的浓度 C. 溶液质量 D. 溶剂质量
4.实验室中只用水就能洗涤干净的是( )。
A. 结晶实验后试管中粘附的少量硝酸钾晶体
B. 盛放石灰水的试管内壁上的白色固体
C. 做溶解实验后留下的植物油
D. 一氧化碳还原氧化铁后试管壁上的黑色固体
5.判断下列说法是否正确。
(1)冬季向公路上的积雪撒融雪盐,使冰雪更易融化,是利用了溶液的凝固点较
低的原理。
(2)相同压强下,煮沸的汤比煮沸的水更烫,是因为溶液的沸点较高。
(3)物质溶解过程中往往伴随着能量的变化,是因为水能够吸收或者储存能量。
(4)电解水时加入少量稀硫酸,是因为稀硫酸中存在能够自由移动的离子。
6.硫酸是化学实验中常用的一种试剂,实验室常将溶质质量分数为 98% 的浓硫酸
稀释后使用。
(1)计算:实验室欲配制 600 mL 溶质质量分数为 24.5% 的硫酸溶液,需量取
98% 的浓硫酸的体积为 mL(已知: 24.5% 的硫酸密度约为 1.2 g ·· cm-3,98%
的硫酸密度约为 1.8 g ·· cm-3)。
(2)量取:量取水应选用量筒的规格为 (填“200”“500”或
“1 000”)mL。
(3)稀释:需要的仪器有烧杯和 (填仪器名称)。
34 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元作业
(4)转移贴标签:请在标签中正确标注所配溶液的相关必
要信息。
7. K CO 和 KNO 在不同温度时的溶解度及其溶解度曲线
2 3 3
如下,回答下列问题。
甲
乙
温度/℃
g/度解溶 表1
M
温度/℃ 20 30 50 60 80
K CO 110 114 121 126 139
2 3
溶解度/g
O t
KNO 31.6 45.8 85.5 110 169
3
图1
(1)图中能表示 KNO 溶解度曲线的是 (填“甲”或“乙”)。
3
(2)曲线上 M 点的含义是 。
(3) 20 ℃时,K CO 饱和溶液中溶质与溶剂的质量比为 (结果用最简
2 3
整数比表示)。
(4) 30 ℃时,向 114 g K CO 固体中加入 100 g 水,充分溶解后升温至 40 ℃,
2 3
升温过程中该溶液中溶质质量分数 (填“变大”“变小”或“不变”,不
考虑水的挥发)。
(5)欲从甲和乙的混合溶液中分离出甲,则可采用 的方法。
8. 自来水厂常用加消毒剂的方法去除水中的细菌等微生物。在微生物含量达标
后,国家标准规定自来水出厂时仍需留有一定浓度的消毒剂,原因是什么?
9.已知某市售加碘盐加入的是碘酸钾(KIO ,一种白色晶体粉末,能溶于水),
3
你认为该加碘盐生产过程中,可采用怎样的方法在氯化钠中均匀加入碘酸钾?查阅资
料,了解真实生产过程中在氯化钠中均匀加入补碘剂的方法。
化化 学学 35
HHUUAAXXUUEE项目学习
项目学习
居居民民水水足足迹迹调调查查
项目背景
居民水足迹是指居民生活用水情况,包括日常生活直接用水,以及食物消费等间
接的隐性用水。开展居民水足迹调查,能够有效了解居民消费习惯、节水意识与节水
行为,进而为加强区域的水资源管理、指导居民进行绿色消费、缓解水资源短缺等
问题提供依据。
项目建议方案
1.查阅资料。查阅相关资料,了解水足迹的含义,比较并确定水足迹计算
方法。
2.走访调查。设计问卷,以小组为单位,走访调查乡村(社区)与社区相关部
门,统计乡村(社区)居民的基本信息、用水习惯、实际用水量,以及日常基本食
物消费情况等。
3.统计分析。各小组基于调查数据,对“社区居民家庭用水量及用水习惯”
“社区居民节水意识和节水行为”“社区居民食物烹饪习惯和消费特点”等进行
统计,然后基于水足迹计算方法,以“社区居民一天的水足迹”为主题,对收集
到的数据进行处理,形成结论,并根据《中华人民共和国水法》第五章的相关要
求,提出社区节水措施。
4.成果展示。 撰写“社区居民水足迹”调查报告,在班级中进行交流,将调查报
告提交给相关部门,并在社区内对居民开展一次节约用水的宣传活动。
36 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
课题 1 金属的性质与应用
情境问题
应应用用广广泛泛的的金金属属
金、铁、铝、铜、镁、锌等金属的应用在日常生活中随处可见。
铜制导线 铝制炊具 黄金首饰 黄河铁桥
图8-1-1 金属在生活中的应用
请与同学合作探究下列问题:
1.金属在自然界以什么形式存在?如何冶炼金属?
2.金属具有哪些性质?如何通过实验探究金属的性质?
3.金属具有广泛的用途,金属的性质与用途之间存在什么关系?
一、金属矿物与金属冶炼
自然界的金属资源主要分布在地壳和海洋中,绝大多数金属(如镁、铝、铁等)
以化合物的形式(简称“化合态”)存在,少数不活泼金属(如金、银、铂等)以
单质形式(简称“游离态”)存在。金属矿物多数是氧化物和硫化物,也有氯化物、
硫酸盐、碳酸盐等。金属矿物和金属化合物是人类冶炼金属材料的主要原料。
我国的金属矿产资源比较丰富,钨、稀土等金属矿藏储量位居世界前列,但我
国人均金属矿产资源量并不高,因此,必须合理利用金属矿产资源。
将金属由化合态转变为游离态的过程称为金属冶炼。我国是世界上率先开始大
规模冶炼金属的国家之一,在相当长的历史时期内,冶金技术水平始终保持在世
界前列。
38 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 金属的性质与应用
天然金块 硫铁矿 赤铁矿
铝土矿 闪锌矿 蓝铜矿
图8-1-2 部分金属矿物
观察思考
铁铁的的冶冶炼炼原原理理
观察下列实验,将观察到的现象填入表中,尝试对现象进行解释,并总结归纳炼
铁的原理。
1. 取少量氧化铁(Fe O )放在滤纸上,观察其颜色、状态,再试验它能否被磁铁
2 3
吸引。
2.按照图8-1-3连接装置,检验装置气密性良好后,在硬质玻璃管中放入少量的
氧化铁。
氧化铁
一氧化碳
酒精喷灯
澄清石灰水
图8-1-3 一氧化碳与氧化铁的反应
3.点燃酒精灯,通入一氧化碳,排出玻璃管中的空气后点燃酒精喷灯,加热氧化
铁,当红棕色粉末变成黑色时,停止加热。待反应结束后,先停止酒精喷灯加热,待
玻璃管冷却到室温后停止通入一氧化碳,最后熄灭酒精灯。
4.将硬质玻璃管中的黑色粉末倒在白纸上,试验它能否被磁铁吸起;取少量黑色
粉末放入试管中,向试管中加入少量稀盐酸,观察实验现象。
化化 学学 39
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
实验现象 你的解释
上述实验表明,在高温条件下一氧化碳能将氧化铁还原成单质铁,工业上
是基于这一原理进行铁的冶炼的。
高温
Fe O + 3CO = 2Fe + 3CO
2 3 2
阅读理解
金金属属的的冶冶炼炼原原理理
多数金属采用热还原法进行冶炼,该方法的原理是:在高温下,用焦炭、一氧
化碳、氢气、活泼金属等,将金属从金属氧化物中还原出来。如用氢气还原氧化
钨可制取金属钨:
高温
WO + 3H = W + 3H O
3 2 2
工业冶炼铁采用的就是热还原法。工业炼铁的主 尾气处理
铁矿石、
要设备是高炉,将铁矿石和焦炭、石灰石一起投入高 焦炭、
石灰石
炉,从高炉下方通入热风,焦炭在炉内反应生成一氧
化碳,一氧化碳在高温下将氧化铁还原成铁。
高炉炼铁可得到含碳量为2% ~ 4.3% 的生铁。生
铁坚硬,韧性差,一般用于铸造。将生铁放在炼钢炉
中进一步冶炼,除去过多的碳、硅,以及硫和磷等
元素,得到含碳量为0.03% ~ 2%的钢。钢具有良好 热空气
的延展性,广泛应用于机械制造、交通工具制造等领域。 铁水
炉渣
许多活泼金属(如钠、镁、铝等),很难用热还
原法将其从矿物(或化合物)中提取出来,可用通电
图8-1-4 炼铁高炉剖面示意图
分解(电解)其熔融盐或氧化物的方法来冶炼。例如,电解氧化铝可制取金属铝:
40 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 金属的性质与应用
通电
2Al O = 4Al + 3O ↑
2 3 2
阅读上述材料并查阅相关资料,与同学讨论解决下列问题:
1.金属在自然界的存在形式、金属的冶炼方法可能与金属的哪些性质相关?
2.我国人民对金属冶炼作出了哪些贡献?
我国是最早进行炼铁的国家之一,中国国家博物馆里陈列的出土于南京市六合
区东周一号墓的生铁丸,是迄今为止世界上发现最早的生铁实物。明代宋应星所
著《天工开物》中详细记载了当时炼铁和炒钢的工艺过程。中华人民共和国成
立后,我国钢铁工业得到了飞速发展。1949 年,我国钢铁产量只有 15.8 万吨;
2000 年,我国钢铁总产量已达 1.285 亿吨,成为世界钢铁大国;2020 年,我国
钢铁年产量突破 10 亿吨,超过当年全球钢铁产量的 50%。
二、金属的性质与应用
金属具有广泛的用途,金属的用途是由金属的性质所决定的。
交流讨论
金金属属的的性性质质与与应应用用((一一))
请结合已有的生活经验,列举生活中金属应用的实例,分析金属应用与金属物理
性质的关系,并与同学交流讨论你的分析结果。
金属的物理性质 应用
导电性
导热性
延展性
机械强度
金属光泽
大多数金属具有一些共同的物理性质,如具有银白色金属光泽,具有良好的
化化 学学 41
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
导热性、导电性、延展性,机械强度较大等,但不同金属的物理性质也存在
差异。金属的许多应用是由金属的特殊性质所决定的。例如,铜具有优良的导
电性,常用于制作导线;钨的熔点高达 3 410 ℃,可用于制造电灯的灯丝;汞的
熔点很低,且常温下呈液态,可用于制造水银温度计;铬的硬度接近于金刚石,
且具有耐磨性,可用于制造高精度机械零件;铝、镁合金的密度小,机械强
度大,在汽车制造、航空航天等领域应用广泛。
交流讨论
金金属属的的性性质质与与应应用用((二二))
请查阅有关资料,结合已有的生活经验,举例说明金属应用与金属化学性质的关
系,并与同学交流你的分析结果。
镁粉、铝粉用于制作干扰弹 铁粉用于制作食品抗氧剂 铁制品表面镀锌防止铁生锈
图8-1-5 部分金属在生活中的应用
大多数金属都能与空气中的氧气反应,但反应的难易程度不同。如铝和镁在常
温下就能与空气中的氧气作用,生成致密的氧化膜。因此,在化学实验中使用铝箔
或镁条时要用砂纸打磨,以除去其表面的氧化膜。在点燃条件下,铝粉、镁粉在空
气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,照明弹就是利用了这一原理。铜在加热条件下能
与空气中氧气反应生成黑色的氧化铜。铁在常温下与空气中的氧气发生缓慢氧化并
释放出能量,生活中常利用这一性质制作食物脱氧保鲜剂和暖贴等;铁在高温下可
与氧气发生剧烈氧化,而金即使在高温下也很难与氧气发生反应。
点燃
2Mg + O = 2MgO
2
点燃
4Al + 3O = 2Al O
2 2 3
42 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 金属的性质与应用
△
2Cu + O = 2CuO
2
实验探究
探探究究金金属属的的化化学学性性质质
【提出问题】
1. 生产和生活中从不用铝、铁制品盛放食醋、稀硫酸和盐酸,为什么?
2. 晋代葛洪在《抱朴子内篇··黄白》中描述了古代炼铜的方法:以曾青涂铁,铁
赤色如铜(曾青是一种含铜的矿石,主要成分为硫酸铜)。该炼铜法的原理是什么?
【形成假设】铝、铁能与食醋、稀硫酸、盐酸发生化学反应,铁能与硫酸铜溶液
发生反应生成铜。
【实验探究】
实实验验1 在3支试管中各加入少量等体积和等质量分数的盐酸(或稀硫酸),分
别向试管中放入1根经砂纸打磨过的洁净的镁条、铜丝和铁丝(或铁钉),观察反应
现象,并比较其反应的剧烈程度。
实实验验2 在3支试管中分别加入少量CuSO 溶液、FeSO 溶液、AgNO 溶液,向
4 4 3
CuSO 溶液中放入1根经砂纸打磨过的铁钉,向 FeSO 溶液、AgNO 溶液中分别加
4 4 3
入 1 根经砂纸打磨过的铜丝,观察反应现象。
【形成结论】将实验现象记录于下表中。
实验 实验内容 实验现象 化学方程式
酸+镁条
1 酸+铜丝
酸+铁钉
铁钉+ CuSO 溶液
4
2 铜丝+ FeSO 溶液
4
铜丝 + AgNO 溶液
3
分析上述实验现象得到的结论是:
结论1 。
结论2 。
化化 学学 43
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
实验表明:(1)Mg、Fe 都能与盐酸(或稀硫酸)反应生成 H ,且 Mg 与盐酸
2
(或稀硫酸)的反应比 Fe 与盐酸(或稀硫酸)反应剧烈;Cu 不能与盐酸(或稀硫
酸)反应生成H 。(2)Fe能与CuSO 溶液反应生成 FeSO 和Cu,Cu能与AgNO
2 4 4 3
溶液反应生成Cu(NO ) 和Ag,Cu与FeSO 溶液不反应。
3 2 4
Mg + 2HCl = MgCl + H ↑
2 2
M g + H SO = MgSO + H ↑
2 4 4 2
F e + 2HCl = FeCl + H ↑
2 2
Fe + H SO = FeSO + H ↑
2 4 4 2
Fe + CuSO = FeSO + Cu
4 4
C u + 2AgNO = Cu(NO ) + 2Ag
3 3 2
像 Mg 和 Fe 分别与盐酸(或稀硫酸)的反应、Fe 与 CuSO 溶液的反应、Cu
4
与 AgNO 溶液的反应,都是一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种
3
化合物的反应,这一类反应称为置换反应。
根据金属与酸、金属与可溶性盐发生置换反应的大量实验事实,人们总结出了
金属活动性顺序。
金属的活动性逐渐减弱
图8-1-6 金属活动性顺序
在金属活动性顺序中,位置越靠前的金属,其金属活动性越强。一定条
件下,排在金属活动性顺序表中氢前的金属能置换出盐酸(或稀硫酸)中的氢;
金属活动性顺序表中位于前面的金属能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置
换出来。
44 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 金属的性质与应用
金属的化学性质,以及金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应
用。我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术,就利用了金属铁与铜盐能发生置
换反应的性质。
练习实践
1. 2019年,我国发行的人民币中伍角硬币材质为钢芯镀镍。选择铸造硬币的材料
不需要考虑的因素是( )。
A.金属的耐腐蚀性 B.金属的导热性 C.金属的硬度 D.金属的耐磨性
2.金可压成金箔,拉成金丝,说明金具有良好的( )。
A.导电性 B.延展性 C.导热性 D.抗腐蚀性
3.下列物质可以用铁制容器盛放的是( )。
A.稀盐酸 B.液氮 C.稀硫酸 D.硫酸铜溶液
4.下列金属能与稀硫酸反应制备氢气的是( )。
A. Zn B. Cu C. Ag D. Hg
5.金属材料在生活中应用广泛。写出下列物品中使用到金属的名称。
(1)制作导线的紫红色金属是 。
(2)制作高压线的金属是 。
(3)制作菜刀的金属是 。
(4)制作门框或窗框的金属有 。
(5)玻璃热水瓶内胆镀的银白色金属是 。
(6)体温计中填充的金属是 。
(7)制作白炽灯灯丝的金属是 。
6.用图1所示装置探究铁的金属活动性。
(1)若要证明Fe在金属活动性顺序中位于氢前,X溶液可选
用 ,实验现象为 。
(2)若X溶液为少量CuSO 溶液,该反应的化学方程式为
4
铁片
。待溶液由蓝色变为浅绿色,且保持不变后,
取出铁片,再放入金属M,观察到M表面有黑色固体析出。根据上 X溶液
述实验现象,得出Fe、Cu、M的金属活动性顺序为 。 图1
7.某兴趣小组尝试用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体,流程如下:
化化 学学 45
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
硫酸铜溶液
硫酸亚铁
铁屑 反应 操作I 硫酸亚铁溶液 操作II
晶体
固体X
图2
(1)用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁,该反应的基本类型为 。
(2)操作Ⅰ的名称是 。
(3)固体X的主要成分为 。
(4)设计从固体X中回收铜的实验方案。
(5)操作Ⅱ包括蒸发浓缩、降温结晶。实验室蒸发时需用到的玻璃仪器有
。
46 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 铁的锈蚀与防腐
课题 2 铁的锈蚀与防腐
情境问题
容容易易生生锈锈的的铁铁
钢铁在人类生产、生活和社会发展中发挥着重要作用。但全世界每年因为生锈废
掉的钢铁占当年钢铁产量的1/10,钢铁的锈蚀给人类带来了巨大的损失,防止钢铁锈
蚀成为钢铁使用中不可缺少的重要环节。
“乐威毅公祠”铁钟 大渡河铁索桥(泸定桥) 河北沧州铁狮子
图8-2-1 生锈的铁制品
请与同学合作探究下列问题:
1. 日常生活中,哪些情况下铁制品容易生锈?铁锈蚀的条件是什么?
2. 如何在生产和生活中防止铁制品锈蚀?
一、铁的锈蚀条件
防止钢铁锈蚀首先必须了解导致铁生锈的原因。
实验探究
探探究究铁铁锈锈蚀蚀的的条条件件
铁在什么情况下容易生锈?结合生活经验,查阅有关资料,形成你对“铁生锈
条件”的猜想,并思考如何证实你的猜想。
下列实验能帮助你探究铁锈蚀的条件。你可以在家中进行实验探究,也可以与同
化化 学学 47
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
学合作在实验室进行实验探究,并在课堂上与同学交流你的探究结果。
取4支试管和4根去油、去锈的铁钉,按照下列方案进行实验,并分析每一个实
验分别探究了哪种因素的影响。
实验 实验内容 探究的因素
将第1支试管在酒精灯火焰上烘干,放入少量吸收
1
水分的干燥剂,再放入 1 根铁钉,用橡胶塞塞紧试管
在第 2 支试管里放入 1 根铁钉,注入水使一半铁钉
2
浸没在水中,用橡胶塞塞紧试管
在第3支试管里放入 1 根铁钉,加入煮沸(以去除
3 水中溶解的氧气)并迅速冷却的蒸馏水至接近试管口
处,再注入少量食用油后,立即用橡胶塞塞紧试管
在第4支试管里放入 1 根铁钉,注入食盐水使一半
4
铁钉浸在食盐水中,用橡胶塞塞紧试管
① ② ③ ④
图8-2-2 铁钉锈蚀实验
在实验过程中,间隔一定的时间观察试管中铁钉生锈的情况,并将观察到的现象
填写到下表中。
实验 立即观察 1天后观察 3天后观察 1周后观察
1
2
48 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 铁的锈蚀与防腐
3
4
分析实验现象,归纳得到相关结论:
1.铁制品在空气中锈蚀的条件是 。
2.实验中铁钉锈蚀最快的是 。
铁是比较活泼的金属,铁暴露在空气中,会在有水存在的条件下与氧气发生复
杂的反应生成铁锈,铁锈是疏松多孔的红褐色固体,成分比较复杂,可简略表示为
Fe O ··nH O。由于铁表面的铁锈疏松多孔,空气中的氧气和水分穿过铁锈的空隙,
2 3 2
不断向里层渗透,继续与铁反应,直至铁完全被锈蚀。
在海水中(有氯化钠存在)或在酸性条件下(如酸雨、化工厂排出的酸雾等),
铁生锈的速度会加快。因此,我们要尽量避免铁制品与水、盐或酸性物质接触。
许多金属都易被空气中的氧气、酸性物质等腐蚀。在常温下铝与空气中的氧气
反应能在铝表面形成一层致密的氧化膜,阻止氧气进一步与铝反应,使铝具有很好
的抗腐蚀性能。
二、钢铁的防腐
钢铁等金属制品多数都暴露在空气中,甚至有些金属制品的使用环境比较
恶劣,因而需要对钢铁等金属制品采取防腐措施。
交流讨论
钢钢铁铁的的防防腐腐措措施施
1.生活中使用的钢铁制品一般都采用了防腐措施。请观察家庭、学校、社区和街
道所使用的钢铁制品,分析常用的防止钢铁生锈的方法,并与同学交流讨论。
化化 学学 49
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
搪瓷防锈
涂油防锈 刷漆防锈
镀锌防锈 合金防锈
图8-2-3 几种钢铁防锈的方法
金属防锈蚀方法 举例
在钢铁表面镀一层能起保
护作用的其他金属
2.总结钢铁防腐方法,并结合铁锈蚀的条件进行分类。
在钢铁表面覆盖各种保护层,使钢铁与水和空气隔绝,是防止钢铁锈蚀常用的
方法,如覆盖非金属涂层:各类油漆、塑料、玻璃钢、搪瓷等;覆盖金属涂层:在
金属表面镀上特定的金属(如锌、铜、铬等)或合金;覆盖化学涂层:采用化学或
电化学方法在钢铁表面形成稳定的化合物膜层,如形成氧化物膜、磷酸盐膜、铬酸
盐膜等。
改变钢铁的组成与结构,提高钢铁材料内在的防腐性能,也是防止钢铁锈蚀的
常用方法。如通过加入一定量的镍、铬、硅、锰、钒等元素制成不锈钢等合金钢。
采用科学方法防止钢铁锈蚀的意义重大,不仅能延长钢铁制品的使用寿命,减
少钢铁材料锈蚀导致的事故发生,还能使钢铁制品美观。
50 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 铁的锈蚀与防腐
拓展视野
我我国国高高铁铁中中的的金金属属制制品品防防腐腐技技术术
截至2022年末,我国高铁运营里程长度达到4.2万千米,稳居世界第一。我国高铁的
轨道全部采用无缝钢轨铺就,车厢主要采用铝合金材料制造,其他部位通常使用不
锈钢材料。铝合金和不锈钢均是通过改变金属的内部结构达到防腐的目的;一些金
属零部件通过表面涂层处理达到隔绝氧气的防腐目的;暴露在野外的无缝钢轨主要
通过表面氧化钝化技术达到持久防腐目的。
图8-2-4 和谐号动车组 图8-2-5 复兴号动车组 图8-2-6 高铁无缝钢轨
练习实践
1. 下列铁制品最容易生锈的是( )。
A. 潮湿的铁锅 B. 涂油漆的铁栏杆
C. 表面镀锌的铁 D. 不锈钢水杯
2. 下列对自行车的防锈蚀措施不合理的是( )。
A. 车架表面喷涂油漆 B. 钢圈表面镀防护金属
C. 经常用水擦洗金属车圈 D. 链条表面涂机油
3.两把材质和品牌相同的铁制菜刀,分别切猪肉和咸菜,结果切咸菜的菜刀比切
猪肉的菜刀更容易生锈。
(1)请解释产生上述现象的原因。
(2)防止家用铁制菜刀生锈,你有哪些方法?
4.导致铁腐蚀的因素有多种,化学兴趣小组同学对 氧气传感器
此开展以下探究:取4份相同的5 g生铁粉末分别放入如
生铁粉末
右图所示装置中,进行4次实验。内容记录如表1所示: 干燥空气
图1
化化 学学 51
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
表1
序号 实验操作 3分钟时氧气的含量/%
Ⅰ — 21
Ⅱ 打开分液漏斗活塞,滴加2 mL蒸馏水,关闭活塞 15
Ⅲ 打开分液漏斗活塞,滴加2 mL食盐水,关闭活塞 8
打开分液漏斗活塞,滴加2 mL溶质质量分数为5%
Ⅳ 13
的稀盐酸,关闭活塞
(1)由实验Ⅱ、Ⅲ可知,能加速铁锈蚀的物质有 。
(2)能说明铁生锈需要水的证据是 。
(3)实验Ⅳ中氧气含量下降的原因可能是 。
5.铝制易拉罐是生活中经常见到的铝制品。
(1)查阅资料了解铝制易拉罐的罐体、罐盖与拉环所用金属的成分。
(2)观察并分析铝制易拉罐采用了哪些防腐措施。
(3)铝制易拉罐内壁直接与食品接触易被腐蚀,用剪刀剪一块罐体,观察铝制易
拉罐是怎么解决这一问题的。
(4)将罐体剪下一块,将其中的一半用砂纸打磨,另一半不打磨,将其置于稀盐
酸中,观察现象并分析原因。
52 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 合金与金属材料
课题 3 合金与金属材料
情境问题
应应用用广广泛泛的的金金属属材材料料
除了纯金、银、铂等贵重金属用于制作首饰及纯铜用于制作导线,直接使用纯金
属制作各类生活用品的情况比较少见,人们常用的金属制品和金属材料都是合金。
青铜制成的越王勾践剑 多种合金制成的飞机 铝合金门窗 不锈钢厨具
图8-3-1 金属材料制品
通过交流讨论、查阅资料等,结合日常生活经验,与同学合作探究下列问题:
1.与纯金属相比,合金在性能上有哪些差异?具有哪些应用?
2. 为什么要回收利用金属材料?
一、合金及其应用
合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。
金属及其合金统称为金属材料。
阅读理解
铜铜及及其其合合金金材材料料
材材料料1:铜呈紫红色,铜表面形成氧化铜膜后呈紫色,因此人们常称铜为紫铜。
通常用电解法制备,因此又被称为电解铜。单质铜导电性很好,大量用于制造电线和
电缆等。单质铜具有良好的导电导热性,因此,铜是制造仪器和仪表的常用材料之一。
单质铜延展性极好,易于加工,可制成管、棒、板和箔等铜材料。
化化 学学 53
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
材材料料2:我国在公元前3000 ~公元前2300年就有了青铜制品,因而是世界上公认
较早进入青铜时代的人类文明之一。青铜是在金属铜中添加金属锡、铅等形成的
合金。这种合金材料因具有比铜单质更好的铸造性、耐磨性和稳定性而得到了广泛的
应用。
材材料料3:黄铜是铜锌合金,具有比单质铜更大的硬度和耐磨性。明代开始,我国
劳动人民已经掌握了制作黄铜的技术。在普通黄铜中加入铅、锡、铝等其他元素,可
以形成特殊黄铜,进一步提高抗拉强度以改善工艺性能。
紫铜导线 青铜何尊 黄铜器件
图8-3-2 铜及其合金制品
阅读上述材料,思考下列问题:
1.铜合金和单质铜之间的异同有哪些?
2.为什么铜合金比单质铜用途更为广泛?
与纯金属相比,合金的硬度一般比较大,熔点比较低,机械加工性能好。合金
大大增加了金属材料的使用价值和应用范围。
交流讨论
生生活活中中的的合合金金及及其其应应用用
目前,虽然人类发现的纯金属只有几十种,但人类制造的合金多达几千种,在生
产和生活中有着广泛的应用。根据下页表中所列的知识,结合生产和生活中的合金制
品,围绕下列问题与同学交流讨论。
54 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 合金与金属材料
名称 主要成分 主要特性 主要用途
强度及硬度比纯镁、
镁铝合金 镁、铝 制造火箭、飞机、轮船等
纯铝大
制造飞机、汽车,用作建
硬铝 铝、铜、镁、硅 质轻而坚硬
筑材料等
制造医疗器械、炊具、容
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好
器、反应釜等
黄铜 铜、锌 坚硬、耐腐蚀 制造机器、电器零件等
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接电子元件、金属片等
质轻、耐高温、耐腐 用于宇航、飞机、造船、
钛合金 钛、铝、钒
蚀、高强度 化学工业等
光泽好、耐磨、易加 制造饰品、钱币、电子元
18 K黄金 金、银、铜
工、硬度比纯金大 件等
思考与交流
1.为什么常用锰钢(铁、锰和碳等元素的合金)作为制造自行车的材料而不用
纯铁?
2.不锈钢(铁、镍、铬、碳等元素的合金)真的不会生锈吗?
3.纯金属与以该金属为主要成分的合金比较,性质上有哪些差异?
不锈钢水龙头 铝合金窗户 铜合金门把手 不锈钢茶杯
图8-3-3 常见的合金制品
合金不仅在生产和生活中有着广泛的应用,而且在火箭、导弹、航空,以及新
能源开发、通信设备制造等高新技术领域中也发挥着越来越重要的作用。
化化 学学 55
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
二、金属的回收和利用
随着科学技术的迅猛发展和人类生活水平的提高,废弃的汽车、计算机和电视
机等越来越多,废旧金属的数量急剧增加,随意丢弃废旧金属不仅造成金属资源浪
费,还会造成环境污染,如含铅、镉等有毒金属制品和废弃的电池会导致土壤和
地下水源受到重金属污染。
调查研究
金金属属回回收收的的调调查查研研究究
回收金属,人人有责,围绕下列问题展开调查。
1.生活中哪些金属制品需要回收?
2.走进废品回收站,了解不同金属的回收价格。
3.查阅资料,了解电子产品的回收方法,并撰写一
份金属回收调查报告。
图8-3-4 废旧金属制品
调查报告的内容包括但不限于以下内容:
(1)生活中常见的含有金属的物品种类。
(2)生活中可回收的金属种类。
(3)常见金属的回收价格。
(4)作为学生能为回收废旧金属制品作出哪些贡献。
我国的《再生资源回收管理办法》鼓励对包括废旧金属在内的再生资源进行回
收和加工处理,使其重新获得使用价值。回收的废旧金属,在取得生产经营许可的
工厂内,通过回炉熔炼、火法富集、湿法溶解、微生物吸附等方法,重新转化成可
供使用的金属材料。
对于没有使用价值的废旧电器,按金属、塑料、电路板、电子元件等进
行分类,并对废旧金属进行专业化处理,如熔炼或通过化学方法再加工等。
56 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 合金与金属材料
练习实践
1. 请分析下列金属制品分别利用了合金的什么优点?
(1)用不锈钢制作炊具。
(2)用镁铝合金制作飞机 。
(3)用铝合金制作门窗。
(4)用钛合金制作深潜器。
2. 我国古代书籍有许多关于金属的记载。
(1)《天工开物》记载“凡黄金为五金之长,熔化成形之后,住世永无变更”。
该描述说明黄金具有什么特性?
(2)《天工开物》记载,冶炼锡中有一步“点铅勾锡”,是指在生成的锡中加入
铅,能使其在较低温度熔化流出。“点铅勾锡”的原理是什么?
(3) 《梦溪笔谈》中记载,“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”(胆矾为硫酸铜晶体),
其原理是什么?
(4) 《周礼··考工记》中记载“金有六齐:六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐”,
是指铸造青铜器时,铜与锡配比约为5∶ 1。铸造青铜器时铜中加锡的目的是什么?
(5) 《天工开物》记载了锌的冶炼方法:“炉甘石十斤, 锌火 泥封
装载入一泥罐内 ……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发
火煅红……冷定,毁罐取出……”已知:炉甘石的主要成分为 炉甘石
和烟煤
ZnCO ,泥罐中掺有煤炭(主要成分为C),ZnCO 在高温下能
3 3
煤
发生类似CaCO 分解的反应;锌的熔点为 419 ℃,沸点为 907 ℃。
3
①“其底铺薪,发火煅红”的作用是什么?
图1
②“泥罐”中主要发生哪些反应?写出这些反应的化学方程式。
③“冷定,毁罐取出”需要冷却到什么温度范围?
④ 图1中所说“锌火”是什么物质燃烧产生的?
3. 用下列实验研究铜的性质。
稀盐酸 硝酸银溶液
黄铜
铜片 铜片
纯铜
实验1 实验2 实验3
图2
化化 学学 57
HHUUAAXXUUEE单元 8 再识金属与金属材料
(1)实验1:将纯铜片和黄铜片互相刻画,纯铜片上留下明显的划痕。由该实验
可得出什么结论?
(2)实验2:试管中无明显现象的原因是什么?
(3)实验3:可观察到什么现象?写出相关反应的化学方程式。
58 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元小结
单元小结
一、建构单元知识结构
金属通性 金属活动性 合金
属于
具有
通过 获得 形成 具有
金属矿物 金属冶炼 金属 金属材料 广泛应用
需要
属于
通过 获得 能够
铁矿石 铁的冶炼 铁 发生锈蚀 金属防腐 废旧金属回收
二、理解探究思路与方法
1.结合已有的知识和经验,联系日常生活实际,认识金属的性质及其应用。
2.通过基于变量控制的化学实验,探究金属活动性顺序、铁的锈蚀条件。
3.从材料在人类社会发展中的作用视角,认识金属材料对人类社会发展的贡献。
三、形成单元大概念
含有金属元素的物质是组成物质世界的重要部分,金属、合金的组成和结构,决
定金属材料具有独特的性质和广泛的应用;金属的冶炼、金属的防腐和废旧金属的回
收是综合利用金属资源的重要方式;通过实验探究可揭示金属冶炼原理、探究金属的
性质、认识金属锈蚀条件和防锈措施;金属材料在生产、生活,尤其是工业、农业、
国防、高新技术等领域具有重要应用。
化化 学学 59
HHUUAAXXUUEE单元作业
单元作业
1.下列事实中,能说明铁的金属活动性比铜强的是( )。
A. 铁的年产量比铜高
B. 铁能与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁
C. 铁的硬度比铜大
D. 铁比铜价格低
2.判断下列说法是否正确。
(1)铝表面能形成致密的保护膜,使用铝制品时不要划、擦铝制品的表面。
( )
(2)我国古代的青铜器是含有铜、锡等元素的合金。 ( )
(3)铁易锈蚀,且铁锈对铁制品无保护作用,所以古代铁制品完整保存至今的
很少。 ( )
3. 某校化学兴趣小组的同学们帮助老师整理化学试剂室时,发现两个未贴标签的
试剂瓶 A、B 中均存放着银白色金属片,老师只知道它们分别是锌和银。同学们设计
了实验方案对这两种金属的金属活动性进行了探究。
(1)请完成下列实验记录。
表1
实验步骤 实验现象 实验结论
A瓶中金属为
分别把这两种金 A瓶中金属表面无明显变化
B瓶中金属为
属放入稀硫酸中 B瓶中金属表面有大量气泡冒出
金属活动性顺序:
(2)一同学提出,还可以用其他方法证明这两种金属的活动性强弱,请你帮他
补充完整实验方案: ,该实验方案的原理
是 (用化学方程式表示)。
4.某学校有一扇铁制大门,为延长其使用寿命,请你提出采用何种防锈蚀措施的
建议,并与同学交流讨论。
5.某研究性学习小组对Al和CuSO 溶液的反应进行探究。
4
(1)甲同学预测Al能和CuSO 溶液反应,他的理由是什么?
4
(2)乙同学将一段铝丝浸入CuSO 溶液,发现短时间内铝丝表面未出现红色物
4
60 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元作业
质。原因是什么?
(3)丙同学用砂纸将铝丝表面打磨光亮,再将其浸入CuSO 溶液,观察现象:
4
铝丝表面有少量气泡产生,一段时间后,铝丝表面出现少量红色物质。
① 查阅资料发现CuSO 溶液呈弱酸性,则铝丝表面产生的气体成分是什么?
4
② 铝丝表面出现少量红色物质是什么?写出该反应的化学方程式。
6.一种制作金属蚀刻画的方法:将金属板贴膜(或覆盖涂层),刻画你想要的
图案,同时露出金属板,选用适当的溶液滴在露出的金属板上。
(1)若利用铜板和AgNO 溶液制作金属画,发生反应的化学方程式为
3
。
(2)若利用金属板和稀盐酸反应制作金属画,则可选用的金属板为
(填序号)。
A.铁板 B.锌板 C.铜板
(3)通过查阅资料,利用家中的金属材料,尝试制作一幅金属画,制作完成后思
考如何防止金属画被腐蚀,并与同学交流你的作品。
化化 学学 61
HHUUAAXXUUEE项目学习
项目学习
辨辨别别金金属属的的简简易易方方法法
项目背景
金属材料在生产和生活中被广泛应用。为了保护珍贵的金属资源,需要对废旧金
属进行回收。在金属制品回收利用时,需要根据金属的性质判断金属的种类,例如,
虽然颜色相近,但是黄铜的密度比黄金的密度小,通过测量未知金属制品的密度并与
黄金密度进行比较,就可以判断真假黄金。再如,铝、锌和铁等金属可以和盐酸反应
生成氢气,而铜、金和银则不能,因此利用简易的化学实验也可以鉴别不同种类的
金属。
项目建议方案
1. 走访调查。在老师的帮助下,通过实地走访或线上交流、电话采访等方式,了
解居民判断金属制品材质的方法,分析其方法的科学性。
2. 查阅资料。查阅生产和生活中常用金属的物理、化学性质,运用所学的知识,
针对常见的不同金属,设计鉴别方案。
3.实验探究。收集生活中能够获得的金属制品,运用所设计的鉴别方案展开废旧
金属的鉴别实验,根据实验探究过程进一步完善金属鉴别方案。
4. 成果展示。完成“常见金属鉴别方法”的探究报告,并在全班进行展示与交流。
62 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
课题 1 溶液的酸碱性
情境问题
生生活活中中的的酸酸性性溶溶液液和和碱碱性性溶溶液液
你一定有这样的体验:食醋、柠檬水、碳酸饮料等酸性溶液都有酸味,碱性溶液
苏打水有淡淡的涩味,用手触摸食用碱的溶液、肥皂水有滑腻感。
食醋 柠檬水 苏打水 肥皂水
图9-1-1 生活中常见的酸性溶液和碱性溶液
你是否知道:
1.如何用实验方法判别溶液是酸性、碱性还是中性的?
2.如何表示溶液的酸性或碱性强弱?
3.溶液呈现酸性或碱性的本质原因是什么?为什么要研究溶液的酸碱性?
一、溶液的酸碱性
我们每天都会使用或接触酸性溶液或碱性溶液。许多水果汁,如橙汁、柠
檬汁、苹果汁等,都呈酸性,调味品食醋也是酸性的。一些洗涤剂溶液,如肥皂水,
呈碱性,发面时添加的碳酸钠(俗名纯碱)溶液是碱性的,日常喝的苏打水是碱性
水溶液。人体胃液呈酸性,血液呈弱碱性。
生活中人们常常通过是否具有酸味、苦涩味来区分溶液的酸碱性。化学上常用
酸碱指示剂来检验溶液的酸碱性。酸碱指示剂是指能在酸性、碱性溶液中呈现不同
颜色的试剂,紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液是常用的酸碱指示剂。
64 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 溶液的酸碱性
实验探究
常常见见溶溶液液酸酸碱碱性性的的检检验验
1.在白色点滴板的孔穴中分别滴加下表中列出的溶
液,然后各滴加1~2滴紫色石蕊溶液,观察溶液颜色的
变化。用无色酚酞溶液重复上述实验,将观察到的颜色变
化填入下表中。
图9-1-2 检验溶液的酸碱性
溶液
酸碱指示剂
白醋 柠檬汁 稀盐酸 食盐水 蔗糖水 肥皂水 纯碱溶液 石灰水
紫色石蕊溶液
无色酚酞溶液
2.依据紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液的颜色变化,将上述溶液进行分类,与同学
交流讨论你通过该实验探究得到的结论。
在上述实验中,白醋、柠檬汁、稀盐酸溶液能使紫色石蕊溶液变红,不能使无
色酚酞溶液变色,这些溶液是酸性溶液。肥皂水、纯碱溶液、石灰水能使紫色石蕊
溶液变蓝,使无色酚酞溶液变红,这些溶液是碱性溶液。食盐水、蔗糖水溶液是中
性溶液,它们不能使紫色石蕊溶液和无色酚酞溶液变色。
化学史话
波波义义耳耳发发现现酸酸碱碱指指示示剂剂
300多年前,英国科学家罗伯特··波义耳在一次实验中,不慎将浓盐酸溅到了紫
罗兰花上,他急忙用水冲洗,一会儿,他发现深紫色的紫罗兰花变成了红色。这一奇
怪现象促使他进行了许多花草与酸性、碱性溶液相互作用的实验。他发现大部分花草
与酸性、碱性溶液相互作用都能改变颜色,其中一种从石蕊地衣植物中提取的紫色
溶液,遇酸变成红色,遇碱变成蓝色。波义耳用石蕊溶液将纸浸透,然后烤干,就制
成了实验室中常用的酸碱试纸——石蕊试纸。
石蕊试纸可用于溶液酸碱性的检验,分为红色和蓝色两种。酸性溶液能使蓝色
化化 学学 65
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
石蕊试纸变红,碱性溶液能使红色石蕊试纸变蓝。用石蕊试纸检验气体的酸碱性时,
应先用蒸馏水将石蕊试纸润湿。
图9-1-3 石蕊试纸
二、溶液的酸碱性强弱
在实际生产、生活和科研中,仅仅知道溶液呈酸性或碱性是不够的,通常还需
知道溶液酸碱性的强弱程度,如酸性饮料、碱性饮料在生产中就需要严格把控饮料
的酸碱性强度。
溶液酸碱性的强弱程度(又称溶液的酸碱度)可以用 pH 表示,pH 的数值通常
在0 ~ 14 。
室温下溶液的 pH = 7 为中性溶液;pH < 7 为酸性溶液,pH 越小,溶液酸性
越强;pH > 7 为碱性溶液,pH越大,溶液碱性越强。溶液的pH可以通过实验方法
测定。
图9-1-4 溶液pH与溶液酸碱度的关系
实验探究
测测定定溶溶液液ppHH
在5支试管中分别加入质量分数均为1%的不同溶液,见下页表。
1. 请预估表中五种溶液的pH范围。
66 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 溶液的酸碱性
2. 用广泛pH试纸测量表中五种溶液的pH,将测量结果与你所预测的结果进行比较。
3. 将五种溶液按pH由小到大顺序排列,并比较溶液酸性或碱性的强弱。
溶液 硫酸 醋酸 氯化钠 碳酸钠 氢氧化钠
pH
方法引导
ppHH 试纸使用方法
pH 试纸是由多种酸碱指示剂溶液按一定比例混合,形成混合试液后,把中性吸水
性白色试纸在混合试液中多次浸渍,晾干而制成。
pH 试纸有广泛 pH 试纸和精密 pH 试纸两大类。广泛 pH试纸测量范围广(pH =
1 ~ 14), 测量精度比较低;精密 pH 试纸测量范围较窄(例如:pH = 3.8 ~ 5.4、
5.5 ~ 9.0、9.0 ~ 14.0 等),测量精度比广泛 pH 试纸高。
图9-1-5 广泛pH试纸 图9-1-6 精密pH 试纸
用pH 试纸测量溶液pH的操作方法是:在白瓷板或玻璃片上放置一片 pH试纸,
用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测溶液滴于 pH 试纸上,待颜色稳定后,将试纸显示的颜
色与pH 试纸比色卡对照,以确定溶液的pH。
上述实验表明:溶质质量分数相同的硫酸溶液和醋酸溶液均呈酸性,前者酸性
强于后者。溶质质量分数相同的碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液均呈碱性,前者碱性弱
于后者。
测定溶液的 pH 有多种实验方法,其中用 pH 试纸测定最为方便。若对溶液 pH
测量精度要求较高,可用pH 计(酸度计)进行精确测量。
在生产和科学研究中,有时需要随时监控溶液的酸碱度,或者控制溶液的酸碱
度在一定的范围内。因此,精确测定溶液 pH的方法应用广泛。
化化 学学 67
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
观察思考
用用ppHH计计测测量量溶溶液液ppHH
1. 分别取 20 mL 质量分数为 0.4%、0.04%
的氢氧化钠溶液置于2个烧杯中,用pH试纸和
pH计测量溶液pH,记录测量结果并进行比较。
2. 分析两次测定所得的数据,比较两种溶液
的酸碱性强弱,思考溶液浓度与pH 之间的关系。
图9-1-7 用 pH 计测量溶液 pH
拓展视野
溶溶液液的的ppHH
溶液酸碱性强弱是由一定体积溶液中H+和OH-数目的相对多少决定的,一定体
积稀溶液中所含H+的数目,经过相关数学处理得到的数据称为溶液的 pH。
酸性溶液中H+数目大于溶液中OH-数目,室温下,溶液的pH < 7。
碱性溶液中H+数目小于溶液中OH-数目,室温下,溶液的pH > 7。
中性溶液中H+数目等于溶液中OH-数目,室温下,溶液的pH = 7。
三、溶液酸碱性的控制与应用
几乎所有生命活动都与溶液的酸碱性有直接的关系。如人的体液必须严格维持
在一定的pH范围内,植物生长也需要适宜的土壤酸碱度。
阅读理解
溶溶液液酸酸碱碱性性对对生生命命活活动动的的影影响响
人体的新陈代谢活动必须在适宜酸碱度环境中才能正常进行。如正常情况下人体
内胃酸(主要成分是盐酸)的pH约为0.9 ~ 1.5,如果胃酸分泌过多,就会伤害胃部黏
膜,引发胃溃疡等疾病。正常人的血液呈弱碱性,pH 约在 7.35 ~ 7.45。若血液 pH 低
68 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 溶液的酸碱性
于或高于正常值,就会导致生理功能失调或引发其他疾病。
胃液 唾液 小肠液
0.9~1.5 6.6~7.1 约7.6
尿液4.7~8.4 血浆
7.35~7.45
图9-1-8 人体中几种重要体液的正常pH范围
不同农作物最适宜生长的 pH 范围略有不同,但大部分农作物最适宜在接近中性
的土壤中生长。适宜的土壤酸碱度对植物生长有促进作用,如果土壤 pH 过低或过高,
会使土壤养分的有效性产生一定变化,影响植物的生长。
农作物名称 水稻 小麦 玉米 大豆 棉花
最适宜生长的pH范围 5.5 ~ 7.0 6.2 ~ 7.5 6.5 ~ 7.5 6.5 ~ 7.5 6.5 ~ 7.5
农作物名称 西瓜 茶 柑橘 马铃薯 烟叶
最适宜生长的pH范围 6.0 ~ 7.0 5.0 ~ 5.5 5.5 ~ 6.5 5.5 ~ 6.0 5.0 ~ 6.0
水体的酸碱度对水生生物的生长有着较大影响。鱼类生长的 pH 范围为 6.5 ~ 8.5,
pH 过高或过低都会威胁鱼的生存。随着大气中二氧化碳含量的增加,海洋吸收大气中
二氧化碳量增多,导致海洋表面海水的 pH下降,海洋的酸化直接影响珊瑚、贝类等
多种海洋生物的生长。
阅读上述资料,与同学交流讨论下列问题:
1. 举例说明溶液酸碱性对生命活动的影响。
2.请列举生活中调节溶液酸碱性的事例。
在生产和生活中,调节和控制溶液 pH 具有重要的意义。如通过化学方法可调
节工厂排放废水的 pH,以达到国家规定的排放标准;通过化学方法改良酸性土壤,
以促进植物的生长。
化化 学学 69
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
练习实践
1.白色点滴板的1 ~ 6号孔穴中分别滴加了如图1所示的六种溶液。
稀盐酸氢氧化钠溶液稀硫酸
(1)分别向1 ~ 5号孔穴中滴入2滴紫色石蕊溶液,
1 2 3
溶液中显红色的有 号,显蓝色的有 号,
仍显紫色的有 号。在6号孔穴中滴入几滴碳酸
钠溶液,显红色。碳酸钠溶液呈 (填“酸性” 4 5 6
氯化钠溶液 澄清石灰水 酚酞溶液
或“碱性”)。
图1
(2)除了酸碱指示剂,还有哪些方法可以检验上述溶液的酸碱性?
2.湿润的蓝色(或红色)石蕊试纸可用于检验某些气体的性质。
(1)氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明氨气的水溶液显酸性还是碱性?
(2)设计用石蕊试纸检验集气瓶中氯化氢气体是否集满的实验方案。
3.土壤的酸碱性对植物生长影响很大。
(1)适宜牡丹生长的土壤的pH为7.8 ~ 8.3,属于酸性土壤还是碱性土壤?
(2)绣球花在酸碱性不同的土壤中会开出不同颜色的花,一般在酸性土壤中开花
偏蓝色,在碱性土壤中开花则偏粉色。请查阅资料,说明想让绣球花开出粉色花有什
么办法。
4. 有些植物的花、叶、茎或果实中含有植物色素,这些色素遇到酸性或碱性溶液
呈现出不同的颜色。如可用月季花瓣、紫罗兰叶子、红萝卜皮、紫甘蓝叶、杨梅、葡
萄皮中提炼出的汁液制成酸碱指示剂。
(1)将收集到的植物切细研碎,加入适量水和酒精浸泡,过滤,得到其汁液。
(2)将提取的汁液分别滴入白醋、纯碱水、食盐水中,观察并记录溶液颜色的
变化。
表1
自制酸碱指示剂 白醋 纯碱水 食盐水
紫甘蓝水
……
(3)选择其中一种变色最为明显的指示剂,写出该指示剂的制作报告和使用说明。
70 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
课题 2 常见的酸、碱和盐
情境问题
应应用用广广泛泛的的酸酸碱碱盐盐
生产生活中我们经常用到酸、碱、盐,如人们常用稀酸来除去铁锈;用含氢氧化
铝 [Al(OH) ] 的药物来缓解胃酸过多的症状;用食用碱(Na CO )来消除面团发酵产
3 2 3
生的过多的酸等。
图9-2-1 广泛应用的酸碱盐
请与同学合作探究下列问题:
1. 什么是酸、碱、盐?酸、碱、盐在组成上有什么特点?
2. 酸、碱、盐具有哪些共同的性质?它们之间能发生反应吗?
3. 酸、碱、盐有哪些应用?
一、酸、碱、盐的组成
酸、碱、盐是三类重要的化合物,具有丰富的性质和广泛的应用。酸、碱、盐
的性质和应用都与其组成有关。
交流讨论
归归纳纳酸酸、、碱碱、、盐盐的的组组成成
下表给出了我们在以往学习和生活中接触到的一些酸、碱、盐的名称,请写出它
们的化学式,并总结归纳酸、碱、盐的组成特征,与同学交流讨论你的想法。
化化 学学 71
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
物质类别 酸 碱 盐
化学名称 硫酸 盐酸 氢氧化钠 氢氧化钙 氯化铵 碳酸钠
化学式
分析酸、碱、盐的组成可以发现,酸都含有氢原子,碱都含有OH- 原子团,盐
都含有金属阳离子(或铵根离子)和酸根离子。
实验探究
探探究究酸酸、、碱碱、、盐盐的的组组成成
完成下列实验,基于观察到的实验现象,分析酸、碱和盐
的组成特点。
实实验验1 在 4 支洁净的试管中分别加入少量稀盐酸、稀硫
酸、稀氢氧化钠溶液和稀氨水,再分别向试管中滴加1 ~ 2滴紫
色石蕊溶液,观察溶液颜色的变化。
实实验验2 在6个烧杯中分别加入一定量的稀盐酸、稀硫酸、
图9-2-2 酸、碱、盐
稀氢氧化钠溶液、稀氨水、氯化钠溶液和碳酸钠溶液,将盛有 溶液导电性实验
溶液的烧杯分别按图9-2-2所示的装置进行实验,观察并记录
实验现象。
由上述实验可知,稀盐酸、稀硫酸能使紫色石蕊溶液变成红色,稀氢氧化钠
溶液、稀氨水能使紫色石蕊溶液变成蓝色,说明酸的溶液具有酸性,碱的溶液具有
碱性。酸、碱、盐的溶液都能导电,说明酸、碱、盐在水中都能产生自由移动的离子。
从组成上看,酸都含有氢元素,在水溶液中都能产生自由
H Cl
移动的阳离子(H+)和阴离子(酸根离子)。如盐酸中存在H+ H Cl
H Cl
和 Cl-(图 9-2-3),硫酸溶液中存在 H+ 和 SO2 -,硝酸溶液中
4
存在 H+ 和 NO- 3 。像 HCl、H 2 SO 4 、HNO 3 这样,在水中产生的 Cl _ H+ Cl _
阳离子全部是氢离子的化合物称为酸。 H+ Cl _
H+
大多数的碱是由阳离子和氢氧根离子(OH-)构成的,它
图9-2-3 HCl在水中
们在水溶液中也会产生自由移动的阳离子和氢氧根离子。例 产生离子的示意图
72 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
如,氢氧化钙溶液中存在 Ca2+ 和 OH-,氢氧化钠溶液中存在
H
Na+ 和 OH-(图9-2-4)。也有一些碱的化学式中不含氢氧 O
Na
根离子,如氨水(主要成分为 NH ··H O),但其在溶液中会
3 2
产生 NH+ 和 OH-,因此也属于碱。像 Ca(OH) 、NaOH 这样,
4 2
Na+ _ Na+
OH
在水中产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物称为碱。 OH _ OH _
Na+
盐是指由阳离子(金属离子或铵根离子)和酸根离子构成
的化合物。例如,氯化钠溶液中存在 Na+ 与 Cl-,碳酸钠溶 图9-2-4 NaOH在水中
产生离子的示意图
液中存在Na+ 和CO2 -。
3
二、常见的酸
在生产和生活中我们会接触到各种酸,如实验室制取二氧化碳气体时会使用
到稀盐酸,胃液中也含有盐酸,汽车用的铅蓄电池中含有硫酸,酸雨中也含有少
量的硫酸或硝酸,食醋中含有 3% ~ 5% 的醋酸,碳酸饮料中含有碳酸。
柠檬酸
乳酸
碳酸
醋酸 苹果酸
图9-2-5 一些饮料、水果、调味品中含有的酸
实验探究
探探究究酸酸的的性性质质
【提出问题】酸的组成有共同的特点,这决定了酸具有哪些共同的化学性质?
【形成猜想】依据酸的组成,结合所学内容和已有经验,猜测酸可能具有的性
质,与同学交流讨论你的猜想和提出猜想的理由。
【实验探究】设计实验方案验证你的猜想。你也可以采用下页表中所列的实验方
案验证你的猜想。
化化 学学 73
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
实验内容 实验方案
在2支试管中分别放入用砂纸打磨除去氧化膜的1根铁
1.与金属反应 钉和1根镁条,各加入 2 ~ 3 mL 稀盐酸(或稀硫酸),观察
并记录实验现象
在试管中放入 1 根生锈的铁钉,再加入 2 ~ 3 mL 稀盐
2.与金属氧化物反应 酸(或稀硫酸),反应一段时间后取出铁钉,用蒸馏水冲
洗干净,观察并记录实验现象
在1支试管中加入少量氢氧化铜粉末,再滴加稀硫酸,
3.与碱反应
振荡,观察并记录实验现象
在1支试管中放入几颗大理石小颗粒,再加入2 ~ 3 mL
4.与碳酸盐反应 稀盐酸,将生成的气体通入澄清石灰水中,观察并记录实验
现象
【获取证据】 完成实验操作,将观察到的实验现象填入下表中。
实验内容 实验现象 化学方程式
1.与金属反应
2.与金属氧化物反应
3.与碱反应
4.与碳酸盐反应
【形成结论】 依据观察到的现象,分析归纳酸具有哪些共同的性质。
酸(如稀盐酸、稀硫酸等)有许多相似的化学性质,如能使紫色石蕊溶液
变红,能与较活泼的金属(铁、镁、铝、锌等)发生置换反应产生氢气,能与碳酸
钙反应放出二氧化碳气体。
Fe + 2HCl = FeCl + H ↑
2 2
CaCO + 2HCl = CaCl + H O + CO ↑
3 2 2 2
74 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
稀酸可以与金属氧化物反应,如稀盐酸或稀硫酸与铁锈(主要成分为 Fe O )
2 3
反应,生成可溶性的氯化铁或硫酸铁。工业上和生活中常利用酸的这一性质除去钢
铁制品表面的铁锈。
Fe O + 6HCl = 2FeCl + 3H O
2 3 3 2
Fe O + 3H SO = Fe (SO ) + 3H O
2 3 2 4 2 4 3 2
酸能与碱反应生成盐和水,如稀硫酸能与氢氧化铜反应生成可溶性的硫酸铜。
Cu(OH) + H SO = CuSO + 2H O
2 2 4 4 2
酸的这些性质是酸的溶液中大量存在的 H+ 所决定的。
盐酸、硫酸都是重要的化工原料。盐酸常用于金属表面除锈、除垢、制药等。
硫酸常用于生产化肥、农药、火药、染料、冶炼金属、精炼石油等领域。我国硫酸
生产量稳居世界第一。
观察思考
浓浓盐盐酸酸和和浓浓硫硫酸酸的的性性质质
1. 观察浓盐酸和浓硫酸的颜色、状态。打开瓶塞,观察现象,闻一闻是否有气味,
思考浓盐酸瓶口白雾的成分及成因。
2. 将湿润的蓝色石蕊试纸分别放在盛有浓盐酸与浓硫酸的试剂瓶上方,观察实验
现象,并分析两者现象不同的原因。
3. 在烧杯中加入 50 mL 水,沿烧杯内壁缓慢地加入少
不断搅拌
量浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌(图9-2-6)。用手触摸
烧杯外壁,感受溶液温度的变化。思考烧杯内液体温度发
生变化的原因及稀释浓硫酸操作的注意事项。实验完毕后
浓硫酸
将烧杯中的稀硫酸倒入贴有标签的指定容器内。
水
4. 将少量蔗糖(或火柴梗、纸片、布条)放在白瓷板上,
然后在其表面小心地滴加1 ~ 2滴浓硫酸,放置片刻,观察 图9-2-6 稀释浓硫酸
现象并分析原因,思考使用浓硫酸时的注意事项(图9-2-7)。
化化 学学 75
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
被浓硫酸腐蚀的蔗糖 被浓硫酸腐蚀的火柴梗 被浓硫酸腐蚀的纸片
图9-2-7 浓硫酸的腐蚀性
浓盐酸的溶质质量分数约为 36.5%,通常为无色液体,工业浓盐酸因含有少量
杂质而略带黄色。浓盐酸具有很强的挥发性,挥发出的氯化氢气体有刺激性
气味,能与空气中的水汽结合,形成盐酸小液滴而产生白雾。浓盐酸具有一定的
腐蚀性,使用时要注意安全。
质量分数约为 98%的浓硫酸为无色、黏稠的油状液体,密度约为1.84 g ·· cm-3。
浓硫酸具有较强的吸水性,常用作干燥剂。浓硫酸还会使纸张、木材、棉布及蔗糖
等物质脱水炭化。浓硫酸具有强烈的腐蚀性,在使用浓硫酸时要十分小心,若不慎
在皮肤或衣服上沾上少量浓硫酸,应立即用大量清水冲洗,然后涂抹质量分数为
3% ~ 5% 的碳酸氢钠溶液。
在生产或研究中往往需要使用稀硫酸。浓硫酸溶解于水时会放出大量的热,为
防止局部沸腾而导致液滴飞溅,在稀释浓硫酸时,一定要将浓硫酸沿着器壁慢慢注
入水中,同时不断搅拌,使产生的热量迅速扩散,切不可将水倒入浓硫酸中。
三、常见的碱
生活中许多情况下都会遇到或使用到碱,如石灰浆中的氢氧化钙、碱性电池中
的氢氧化钾、84消毒液中的氢氧化钠等,氨水也是常见的碱。
76 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
实验探究
探探究究碱碱的的性性质质
与同学合作完成下列探究实验,将实验目的、实验现象和实验结论等填写到表
中,并总结归纳碱的共同性质。
实实验验1 观察试剂瓶中氨水的颜色和状态,打开瓶塞,小心扇闻气味;将湿润的
红色石蕊试纸放在试剂瓶上方,观察并记录实验现象。
实实验验2 将少量氢氧化钠固体放在表面皿中,露置在
空气中一段时间,观察发生的变化(图9-2-8);向1支
试管中加入少量氢氧化钠固体,再加入少量水,振荡,用
手触摸试管外壁。
实实验验3 向2个充满二氧化碳的塑料瓶中分别加入等
图9-2-8 在空气中潮解的
体积的澄清石灰水和 0.4% 氢氧化钠溶液,迅速拧紧瓶塞,
氢氧化钠固体
振荡,观察比较实验现象。
实实验验4 取少量氢氧化钙固体于试管中,向其中滴加稀盐酸,振荡,观察并记
录实验现象。
实实验验5 向 1 支试管中加入 2 mL 0.4% 氢氧化钠溶液,再滴加少量硫酸铜溶
液,振荡,观察现象。
实验 实验目的 实验现象 实验结论或化学方程式
1
2
3
4
5
碱具有的共同性质有: 。
碱的水溶液中都存在自由移动的氢氧根离子(OH-),因此碱的溶液具有相似
的化学性质,含有碱的溶液能使紫色石蕊溶液显蓝色,使无色酚酞溶液显红色。大
多数碱都能够与二氧化碳、二氧化硫等非金属氧化物反应。利用碱能与非金属氧化
物反应的性质,人们常用氢氧化钠、石灰乳、氨水等吸收工厂废气中的二氧化碳、
化化 学学 77
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
二氧化硫和二氧化氮,以减少对大气的污染。
2NaOH + CO = Na CO + H O
2 2 3 2
碱能与酸反应生成盐和水。工厂中常利用碱的这一性质处理酸性废水。
Ca(OH) + 2HCl = CaCl + 2H O
2 2 2
氢氧化钠溶液能与硫酸铜溶液反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀。
2NaOH + CuSO = Na SO + Cu(OH) ↓
4 2 4 2
在生产和生活中最常见的碱有氢氧化钠、氢氧化钙和氨水等。
氢氧化钠俗名烧碱、火碱或苛性钠,具有强腐蚀性。固体氢氧化钠容易吸收空
气中的水蒸气,表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫做潮解。利用这一性质,固体氢
氧化钠可以用作干燥剂。氢氧化钠易溶于水,溶解时放出大量的热。氢氧化钠常用
于肥皂、造纸、炼油、纺织和印染等工业制造。
氢氧化钙俗名熟石灰或消石灰,可由生石灰(CaO)与水反应得到,有较强腐
蚀性。氢氧化钙微溶于水,其水溶液称为澄清石灰水,熟石灰的悬浊液称为石灰乳
或石灰浆。熟石灰常用于建筑业、改良酸性土壤和配制植物杀菌剂波尔多液等。
氨水是氨气(NH )溶于水得到的溶液,室温下氨水是无色液体,具有腐蚀性
3
和挥发性。氨气有刺激性气味。氨可用于生产化肥,氨在有机合成、纺织、制药等
领域也有广泛应用。
实验探究
探探究究盐盐酸酸与与氢氢氧氧化化钠钠的的反反应应
【提出问题】盐酸溶液与氢氧化钠溶液能发生反应,但通常难以观察到实验现象。
如何才能确定盐酸溶液与氢氧化钠溶液发生了反应?
【实验探究】通过下列实验验证氢氧化钠溶液与盐酸溶液发生了化学反应。
取 20 mL 0.4% 盐酸溶液放入烧杯中,按课本68页图 9-1-7搭建装置,按下表所
给数据分批加入 0.4% 氢氧化钠溶液,用 pH 计测量溶液的 pH。将所测 pH 记录在下
表中。
78 化化 学学
HHUUAAXXUUEE【数据处理】在图 9-2-9 中绘制溶液 pH 随加入氢氧化钠溶液总体积的变化
曲线。
14
7
2
0 10
图9-2-9 溶液pH随V (NaOH)变化的曲线
总
【形成结论】通过实验探究,你得到的结论是 。
【反思评价】当向盐酸中加入V (NaOH)= 20 mL时,溶液的pH不等于7,导
总
致这种现象可能的原因是什么?与同学交流讨论你的想法。
氢氧化钠溶液和盐酸的反应,可以借助 pH 计记录反应过程中溶液 pH 的变
化。在一定体积盐酸溶液中,H+ 数目越多,溶液 pH 越小;随着氢氧化钠溶液的
不断滴入,氢氧化钠与盐酸发生反应,溶液中H+ 数目不断减少,溶液pH增大;当
溶液pH = 7时,氢氧化钠与盐酸完全反应,溶液呈中性。
NaOH + HCl = NaCl + H O
2
Hp的液溶
课题 2 常见的酸、碱和盐
V(NaOH)/mL 0 1 4 5 5 4 0.5 0.5 0.5 4.5 5
V (NaOH)/mL 0 1 5 10 15 19 19.5 20 20.5 25 30
总
pH
20 30
V (NaOH)/mL
总
氢氧化钠溶液与盐酸的反应,本质上是氢氧化钠溶液中的 OH- 与盐酸溶液中的
H+结合生成水的反应。其他的酸和碱也能发生类似的反应。
H SO + 2NaOH = Na SO + 2H O
2 4 2 4 2
化化 学学 79
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
酸与碱作用生成盐和水的反应称为中和反应。利用中和反应可以改良酸性或碱
性土壤、进行酸性或碱性废水的处理、缓解过多的胃酸等。在化学实验研究中,可
以通过中和反应控制溶液的酸碱性。
化学史话
酸酸碱碱理理论论的的发发展展
人们对酸碱的认识是从酸碱所表现出来的性质开始的。1663年,波义耳根据化学
实验第一次提出酸和碱的概念:凡具有酸味、可以溶解某些金属、跟碱接触会失去原
有特性,并能使石蕊溶液变红的物质叫酸。凡具有苦涩味、水溶液有滑腻感、能腐蚀
皮肤、与酸接触后失去原有特性,而且能使石蕊溶液变蓝的物质叫碱。当把酸碱物质
混合时,它们能互相中和,生成的产物既不再具有酸的特征,也不再具有碱的特征,
而具有“盐味”,称为盐。
1887 年,瑞典化学家阿伦尼乌斯提出酸碱电离理论。 他认
为 :酸是在水中电离生成的阳离子全部是氢离子的化合物;碱
是在水中电离生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。该理
论使人们对酸碱的组成有了进一步的认识。
酸碱理论随着化学科学的发展不断发展,人们对酸碱的认
图9-2-10 阿伦尼乌斯
识越深刻,越能在科学研究和生产实践中更好地应用酸和碱。
四、常见的盐
盐是一类应用广泛的重要化合物,自然界中存在着各种类型的盐。
阅读理解
自自然然界界中中的的盐盐
自然界中的盐矿资源丰富,主要分布于海洋、盐湖、固体盐矿、地下卤水或盐碱
地中。海水中含有多种类型的盐,其中氯化钠的含量最高,占海水中盐类物质总量的
70% 以上,总储量约 4.8×1016 吨。从海水中能提取含钠、镁、钾、溴等元素的盐
类物质。
80 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
氯化物、硫酸盐和碳酸盐的盐湖在我国
Cl-- 55.06%
均有分布,盐湖中还含有钾、镁、锂、硼、 Na+ 30.61%
SO2-- 7.67%
铷、铯等元素,对国民经济发展和国家安全 4
Mg2+ 3.69%
具有重大的战略意义。中国最大的盐湖—— Ca2+ 1.15%
K+ 1.10%
察尔汗盐湖中钾、钠、镁、锂等各种盐类
其他 0.72%
资源储量达 6.0×1010 吨。其中,氯化钾、
图9-2-11 海水中可溶性盐的元素含量
氯化镁和氯化锂探明资源储量分别占全国的
50%、90% 和 50%,是我国目前探明最大的
钾镁盐矿。我国西部分布的大量盐湖可以生
产食盐、纯碱等化学产品。
阅读上述资料,与同学交流讨论下列
问题:
1.请在下列化合物中找出属于盐的化合
图9-2-12 中国最大的盐湖 —— 察尔汗盐湖
物,并根据盐的组成和性质(如溶解性等),
从多个角度进行分类。
Na SO H SO NaOH Na O NH Cl N H H CO Ca(OH)
2 4 2 4 2 4 3 2 3 2
CaO C O SO H Cl CaCO NH ··H O NH HCO NaHCO
2 3 3 3 2 4 3 3
2.结合已学知识和生活经验,举例说明盐在生产生活和化学实验中的应用。
依据组成盐的阳离子,可以把盐分成钠盐、钾盐、钙盐、铵盐等;也可依据阴
离子把盐分成盐酸盐(也称氯化物)、硫酸盐、硝酸盐和碳酸盐等。构成盐的阴离
子、阳离子不同,盐的性质会有差异。
实验探究
探探究究盐盐的的性性质质
通过下列实验探究常见盐的性质。
实实验验1 盐的颜色和水溶性
观察硫酸钠晶体、硫酸铜晶体、碳酸钙固体、氯化铵固体的颜色,各取少量分别
加入4支试管中,再加入等量水,振荡,观察它们的溶解情况及溶解后水溶液的颜色。
化化 学学 81
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
实实验验2 碳酸钠溶液的性质
在 4支试管中各加入少量碳酸钠溶液,分别向试管中滴加几滴无色酚酞溶液、稍
过量的稀盐酸、澄清石灰水和氯化钙溶液,观察并记录现象。
实验内容 实验现象 实验结论或化学方程式
碳酸钠溶液中滴加无色酚酞溶液
碳酸钠溶液+稀盐酸
碳酸钠溶液+ 氢氧化钙溶液
碳酸钠溶液+ 氯化钙溶液
通常状况下,绝大部分盐为无色透明晶体,粉末状时为白色固体,少数盐有特
殊的颜色。盐在水中的溶解性差异很大,如碳酸钠、氯化铵、硝酸钾和硫酸铜等盐
易溶于水,硫酸钙微溶于水,硫酸钡、氯化银和碳酸钙等盐难溶于水。
氯化钠(NaCl) 碳酸钙(CaCO) 胆矾(CuSO··5HO)
3 4 2
图9-2-13 几种常见的盐
碳酸钠溶液显碱性,碳酸钠溶液能分别与稀盐酸、澄清石灰水和氯化钙溶液
反应,反应的化学方程式分别为:
Na CO + 2HCl = 2NaCl + CO ↑+ H O
2 3 2 2
Na CO + Ca(OH) = 2NaOH + CaCO ↓
2 3 2 3
Na CO + CaCl = 2NaCl + CaCO ↓
2 3 2 3
82 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
实验探究
探探究究某某些些盐盐溶溶液液之之间间的的反反应应
完成下列实验,观察实验现象,基于实验现象书写化学方程式,并分析含有相同
离子的盐与某些物质发生反应时具有哪些共同的现象。
实实验验1 分别向2支试管中加入少量氯化钠、氯化钾溶液,再向试管中滴加少量
含有硝酸的硝酸银溶液,振荡,观察并记录实验现象(图9-2-14)。
实实验验2 分别向2支试管中加入少量硫酸钠、硫酸钾溶液,再向试管中滴加氯化钡
溶液,振荡,观察并记录实验现象(图9-2-15)。
实实验验3 向试管中加入少量氯化铁溶液,再向试管中滴加氢氧化钠溶液,振荡,
观察并记录实验现象(图9-2-16)。
图9-2-14 氯化钠与 图9-2-15 硫酸钾与 图9-2-16 氯化铁与
硝酸银反应 氯化钡反应 氢氧化钠反应
实验内容 实验现象 化学方程式
氯化钠溶液+ 硝酸银溶液
氯化钾溶液+ 硝酸银溶液
硫酸钠溶液+ 氯化钡溶液
硫酸钾溶液+ 氯化钡溶液
氯化铁溶液+ 氢氧化钠溶液
当氯化钠、氯化钾溶液与硝酸银溶液混合时,发生反应均生成氯化银白色
沉淀。硫酸钠、硫酸钾溶液与氯化钡溶液反应均可生成硫酸钡白色沉淀。氯化
铁溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁红褐色沉淀。
NaCl + AgNO = AgCl↓ + NaNO
3 3
化化 学学 83
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
KCl + AgNO = AgCl↓ + KNO
3 3
Na SO + BaCl = BaSO ↓ + 2NaCl
2 4 2 4
K SO + BaCl = BaSO ↓ + 2KCl
2 4 2 4
FeCl + 3NaOH = Fe(OH) ↓ + 3NaCl
3 3
上述反应都有一个共同的特征:反应中两种化合物相互交换成分,生成两种新
的化合物,这类反应称为复分解反应。许多酸、碱、盐之间都能发生复分解反应,
酸与碱之间发生的中和反应也是复分解反应。但并不是所有酸、碱、盐之间都能发
生复分解反应,只有当两种化合物互相交换成分,得到的生成物中有沉淀析出、有
气体放出或有水生成时,才能发生复分解反应。
联系实际
推推测测复复分分解解反反应应能能否否发发生生
依据附录3中的《部分酸、碱、盐的溶解性表(20℃)》,结合已经学习过的化
学知识,分析下列五种质量分数均为5%的溶液两两混合时能否发生复分解反应。若
可以发生反应,写出该复分解反应的化学方程式。
硫酸、氢氧化钠、氯化钡、硝酸银、硝酸钾。
盐在生产和生活中具有极其广泛的应用。
氯化钠(NaCl)俗名食盐,可用于制作调味品。临床上用来配制生理盐水,农
业上用氯化钠溶液选种。氯化钠也是一种重要的工业原料,如可用来制备氢氧化钠、
氯气等。
碳酸钠(Na CO )俗名纯碱、苏打,可用于玻璃、纸张、洗涤剂等物品的制造
2 3
及食品加工等。
碳酸氢钠(NaHCO )俗名小苏打,在食品加工方面用作发酵剂,医疗上用作
3
缓解胃酸过多的药剂等。
碳酸钙 (CaCO )是石灰石和大理石的主要成分,可用作建筑材料,也是生
3
产石灰、水泥的原料。食品级的碳酸钙可用于生产补钙剂。
84 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
五、铵盐与化肥
铵盐也是一种常见的盐,由铵根离子和酸根离子构成,如硫酸铵[(NH ) SO ]、
4 2 4
硝酸铵(NH NO )、氯化铵(NH Cl)和碳酸氢铵(NH HCO )等,它们既具备盐
4 3 4 4 3
的一般性质,也具有一些独特的属性。
实验探究
探探究究铵铵盐盐的的化化学学性性质质
1.根据盐的性质预测铵盐能与哪些物质反应,并设计实验方案加以验证。
2.通过下列实验收集信息,并说明铵盐具有哪些特殊的性质。
实实验验1 在试管中放入少量碳酸氢铵,在酒精灯上加热,在试管口小心扇闻
气味。
实实验验2 在研钵里放入少量氯化铵和熟石灰,用研杵研磨,小心扇闻气味。
实实验验3 在试管中放入少量硫酸铵,再加入少量氢氧化钠溶液,在酒精灯火焰上
微热,将湿润的红色石蕊试纸接近试管口,观察试纸颜色的变化。
实验 实验现象 化学方程式
1
2
3
碳酸氢铵(NH HCO ,简称碳铵)很不稳定,受热易分解释放出氨气。
4 3
NH HCO = NH ↑+ H O + CO ↑
4 3 3 2 2
铵盐与碱 [ 如 Ca(OH) ] 混合加热,均有氨气放出。氨气能使湿润的红色石蕊
2
试纸变蓝。
2NH Cl + Ca(OH) = CaCl + 2NH ↑+ 2H O
4 2 2 3 2
(NH ) SO + 2NaOH = Na SO + 2NH ↑+ 2H O
4 2 4 2 4 3 2
化化 学学 85
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
农作物生长需要多种元素,仅靠土壤提供不能满足植物生长的需要,需及时补
充营养成分。人们通过用化学和(或)物理方法制成含有一种或几种农作物生长需
要的营养元素的肥料(简称化肥),以补充农作物生长所需要的营养元素。
依据化肥所含植物所需营养元素种类,可将化肥分为不同的种类,如氮肥(含
N)、磷肥(含 P)、钾肥(含 K)、复合肥料(含两种或两种以上的主要植物营
养元素)和微量元素肥料等。
氮是农作物体内蛋白质的重要组成元素,氮肥能促使农作物的茎、叶生长
茂盛。氮肥可分为铵态氮肥、硝态氮肥和有机氮肥等种类。硫酸铵、硝酸铵、氯化
铵和碳酸氢铵等铵盐和氨水是重要的铵态氮肥。磷肥能促进作物根系生长,穗粒增
多,籽粒饱满。钾肥能促使作物生长健壮,增强抗病虫害和抗倒伏的能力。微量元
素肥料能促进植物生长发育,增强抗病虫害能力。
图9-2-17 几种常用化学肥料
阅读理解
化化学学肥肥料料的的发发展展历历史史
一一、、李李比比希希与与化化学学肥肥料料
1840 年,德国化学家李比希发现植物从土壤中吸收养分,使
土壤中养分减少,要维持土地肥力和作物产量,就要归还植物带
走的养分。李比希这一观点为化肥工业的兴起奠定了理论基础,
促使了过磷酸钙化肥的诞生。
二二、、合合成成氨氨与与化化学学肥肥料料
19世纪中期,人们认识到氮肥对植物生长的重大意义,有意
图9-2-18 李比希
识地使用氨来提高农产品产量。
1908年,德国化学家哈伯通过理论和大量实验研究,发现在高温、高压和有催化
剂存在时,氮气与氢气反应能合成氨。其后,德国工程师博施与哈伯一道找到了合适
86 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 常见的酸、碱和盐
的氧化铁型催化剂,解决了合成氨工业生产方法等问题。1913年,德国建成了世界第
一座日产30吨合成氨的工厂,并把这种合成氨法命名为哈伯-博施法。
由于合成氨的巨大意义,该领域共诞生了三位诺贝尔奖得主。哈伯因为在合成氨
领域的突出贡献获得了 1918 年的诺贝尔化学奖;博施因为在合成氨生产中的特殊贡
献,被授予了1931年的诺贝尔化学奖;德国化学家格哈德··埃特尔由于发现了哈伯-
博施法合成氨的作用机理而获得2007年的诺贝尔化学奖。
三三、、侯侯氏氏联联合合制制碱碱法法与与化化学学肥肥料料
在纯碱和氮肥生产中,我国著名化学家侯德榜作出了杰出的贡献。
1921年,侯德榜接受我国著名化工实业家范旭东的邀聘,回
国创业。他经过艰苦努力,突破了氨碱法制碱技术的一系列难题,
于1926年生产出的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上
获得金奖,结束了当时西方国家垄断世界纯碱市场的时代。
20世纪40 ~ 50年代,侯德榜发明了连续生产纯碱与氯化铵的
联合制碱新工艺(侯氏联合制碱法)。1957 年,侯德榜又发明了
图9-2-19 侯德榜
制碳酸氢铵的新工艺,为我国的化肥工业和农业生产发展作出了不
可磨灭的贡献。
四四、、化化学学肥肥料料的的发发展展
随着科学技术的进步,开发高效、环保的新型化肥成为化肥工业发展的方向。如
掺混肥、复合肥、缓(控)释肥、增效肥料、尿素硝酸铵溶液、水溶肥、液体肥、土
壤调理剂等。
阅读上述资料,与同学交流讨论下列问题:
1.从化肥的发展历史中,你能得到哪些启发?
2.你认为未来化肥的生产和使用应朝哪些方面发展?
化化 学学 87
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
练习实践
1. 下列实验方案不能达到目的的是( )。
A. 鉴别:用与熟石灰混合加热的方法鉴别氯化铵固体和硝酸铵固体
B. 除杂:用浓硫酸除去氧气中混有的少量水蒸气
C. 检验:用澄清石灰水检验二氧化碳
D. 制取:实验室用锌粒和溶质质量分数为30%的稀硫酸制取少量氢气
2. 现有下列七种物质:①稀硫酸;②盐酸;③氯化钠;④氢氧化钠;⑤纯碱;
⑥氯化铵;⑦熟石灰。
(1)请将这些物质按酸、碱、盐进行分类(填序号)。
酸 ,碱 ,盐 。
(2)写出上述物质在水溶液中两两之间能发生反应的化学方程式。
3.植物的生长离不开肥料,以下是常用的化学肥料。
①硫酸铵 [(NH ) SO ] ;②磷酸二氢钾(KH PO );③硝酸钾(KNO );
4 2 4 2 4 3
④尿素 [CO(NH ) ] ;⑤硫酸亚铁(FeSO )。
2 2 4
(1)氮肥可使植物枝叶繁茂,以上可作为氮肥的有 。
(2)钾肥促使作物生长健壮,以上可作为钾肥的有 。
(3)磷肥促进作物根系生长,穗粒增多,以上能作为磷肥的有 。
(4)上述肥料中属于复合肥料的有 。
(5)铁树喜铁质肥料,以上能为铁树补铁肥的是 。在铁树生长的微酸性沙
质土壤中埋入铁钉等也能补充铁树生长需要的Fe2+,请说出原因。
4.将适量的下列物质溶于水或加水稀释时温度会发生改变,根据这一特点说明下
列化学品保存或进行溶液配制时应该注意的问题。
(1)生石灰: 。
(2)烧碱: 。
(3)浓硫酸: 。
5.利用酸、碱、盐知识解释下列现象,涉及化学反应的写出相应的化学方程式。
(1)打开盛有浓盐酸的试剂瓶,瓶口会产生白雾。
(2)打开盛有浓氨水的试剂瓶,置于瓶口上方湿润的红色石蕊试纸会变蓝。
(3)酸雨(含有极少量的硝酸和硫酸)使石灰石等材料遭受腐蚀。
(4)用稀盐酸清洗盛放石灰水试剂瓶内壁上的白色固体。
(5)用稀盐酸除铁锈,铁表面的锈溶解,继续浸泡,铁表面有气泡产生。
88 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的转化与应用
课题 3 物质的转化与应用
情境问题
丰丰富富多多彩彩的的物物质质及及其其应应用用
物质种类纷繁多样,如含碳元素的物质就有碳单质、碳的氧化物、碳酸盐、有机
化合物等多种类型。这些物质用途广泛,它们之间发生的转化,如碳循环、碳中
和等,对人类的生产、生活和发展具有重要意义。
请与同学合作探究下列问题:
1.世界上的物质为什么会纷繁多样?如何认识丰富多彩的物质?
2.如何通过化学变化创造更多的新物质?
一、物质的多样性
目前,人们发现和利用的物质有上亿种,它们的组成、结构、性质和用途
各异。这些物质有的存在于自然界中,被人们发现并加以应用;有的则是人类通过
化学变化转化而获得。在长期的生产生活实践和研究中,人类关于物质的认识越来
越丰富,新物质越来越多地被发现和创造。
交流讨论
物物质质为为什什么么会会丰丰富富多多彩彩??
碳的单质有金刚石、石墨、富勒烯(如 C )等;碳的氧化物有二氧化碳、一
60
氧化碳等;碳酸盐和碳酸氢盐有碳酸钠、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢铵等;还有
甲烷、乙醇、葡萄糖等大量的有机化合物。
请从物质的组成、原子的结合方式、物质的聚集状态等方面分析导致含碳元素物
质丰富多彩的原因,与同学交流讨论你的想法。
物质的多样性是多种原因造成的。其一,一百多种元素组合方式极其多
化化 学学 89
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
样;其二,原子的结合方式各不相同,甚至物质聚集状态不同,也会带来物质性
质和用途的差异。
为了认识和研究的方便,人们通常按照一定的标准对物质进行分类。
交流讨论
物物质质的的分分类类
请将下列物质进行分类,并说明分类的依据,与同学交流讨论你的观点。
空气、水、医用酒精、铜、碘酒、氧气、石墨、食盐水、硫酸、二氧化碳、
氧化镁、氢氧化钠、石灰石、硫酸钠。
化学上常根据物质的组成对物质进行分类(图9-3-1)。
图9-3-1 物质的分类
根据认识和研究物质的需要,还可以按其他的分类方法对物质进行分类。
例如,根据常温下物质在水中的溶解度,将物质分为可溶性物质、微溶性物质和难
溶性物质;按构成物质的微观粒子将物质分为由原子构成的物质、由分子构成的物
质和由离子构成的物质等。
同一类物质往往具有一些相似的性质,如酸、碱具有各自的通性,根据这些通
性可以预测一类物质中个别物质的性质。
90 化化 学学
HHUUAAXXUUEE二、物质的转化与应用
化学变化在自然界中普遍存在,使大自然生生不息、变化万千。在生产生活中,
人们利用化学变化实现物质转化,创造新物质,服务于人类的生存和发展。
交流讨论
““碳碳循循环环””和和““碳碳中中和和””中中物物质质的的转转化化
与同学合作解决下列问题,体会化学变化在实现物质转化中的意义和价值,并
交流讨论你的感受。
1.将“碳循环”中所涉及的含碳物质的化学式,填写到图9-3-2中,分析在“碳
循环”中含碳物质转化所涉及的化学反应。
_
4
单质
图9-3-2 碳元素的化合价与含碳物质的类别
价合化
课题 3 物质的转化与应用
交流讨论
依依据据酸酸的的通通性性预预测测醋醋酸酸的的性性质质
醋酸是一种常见的酸。请根据酸的通性预测醋酸可能具有的性质,并设计实验方
案验证你的预测是否正确。
1.与酸碱指示剂的作用: 。
2.醋酸水溶液的pH: 。
3.与活泼金属的作用: 。
4.与碱的作用: 。
5.与某些盐的作用: 。
+4
+2
0
有机物 氧化物 酸 盐
物质类别
化化 学学 91
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
2.实现“碳中和”需要进行“碳捕集”,一种“碳捕集”的方法是将富含二氧化
碳的烟气通过吸收、转化等过程,得到高纯度的二氧化碳气体,过程如图9-3-3所示。
氢氧化钾溶液 石灰乳 氧化钙
富含二氧化碳的烟气 吸收 转化 煅烧 高纯度二氧化碳
图9-3-3 用氢氧化钾进行碳捕集的流程
写出“碳捕集”过程中所发生反应的化学方程式。
无论是元素在自然界的循环还是物质转化,都是通过化学反应实现的。如二氧
化碳和水通过绿色植物的光合作用转化为葡萄糖(C H O )和氧气;人体细胞中发
6 12 6
生着葡萄糖和氧气转化为二氧化碳和水的反应。再如,“碳捕集”的过程是利用化
学反应实现氧化物、碱和盐之间的转化。用氢氧化钾溶液将烟气中的二氧化碳先转
化为可溶性盐碳酸钾,碳酸钾通过复分解反应转化为不溶性盐碳酸钙,同时得到
的氢氧化钾可循环利用,最后煅烧碳酸钙产生高纯度二氧化碳以实现碳利用。
2KOH + CO = K CO + H O
2 2 3 2
K CO + Ca(OH) = CaCO + 2KOH
2 3 2 3
高温
CaCO = CaO + CO ↑
3 2
物质的转化往往需要一定的条件。二氧化碳和水在常温下可反应生成碳酸,在
光照和绿色植物中的叶绿素作用下可转化为葡萄糖和氧气,用催化电解的方法还能
转化为有机物如乙酸(CH COOH)等物质。
3
不同类别物质发生转化的过程中会涉及多种不同类型的化学反应。通过化学变
化实现物质的转化还是解决当前人类所面临的资源短缺、能源危机、环境污染等问
题的重要途径。
92 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的转化与应用
方法引导
化学反应类型
根据反应物和生成物的特征,可以对化学反应进行分类。
化化合合反反应应::由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应。例如:
点燃
C + O = CO
2 2
分分解解反反应应::由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应。例如:
高温
CaCO = CaO + CO ↑
3 2
置置换换反反应应::一种单质与化合物反应生成另外一种单质和化合物的反应。例如:
Zn + H SO = ZnSO + H ↑
2 4 4 2
复复分分解解反反应应::由两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的反应。例如:
Na CO + CaCl = CaCO ↓+ 2NaCl
2 3 2 3
交流讨论
通通过过物物质质的的转转化化获获取取氢氢气气
氢气是一种清洁能源,氢能的开发对解决能源危机和环境污染问题具有重要意
义。获取氢气的方法有多种,请写出下列获取氢气的反应的化学方程式。如果转化反
应属于四大基本反应类型的,请标明化学反应所属的类型,并与同学交流讨论下列哪
些获取氢气的反应更适合推广。
1. 实验室用锌与稀硫酸反应制取氢气:
。
2. 用太阳能转化获得的电能电解水产生氢气:
。
3. 炽热的焦炭与水蒸气作用产生氢气和一氧化碳,一氧化碳再与水蒸气作用产生
氢气和二氧化碳:
。
化化 学学 93
HHUUAAXXUUEE单元 9 认识酸、碱和盐
4. 甲烷和水蒸气在高温(750 ~ 920 ℃)下反应产生氢气和一氧化碳:
。
5.通过电解饱和氯化钠溶液制取烧碱和氯气,同时得到副产品氢气:
。
6. 丙烷(C H )在高温和催化剂作用下,产生丙烯(C H )和氢气:
3 8 3 6
。
自然界的物质丰富多彩,通过不同类型的化学反应,合理地控制反应条件,可
以实现不同类别物质间的转化,创造新的物质,以满足人类生产生活的需要,推动
现代社会文明和科技的进步。
练习实践
1. 除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所选试剂正确的是( )。
A. 碳酸钙粉末(CaCl )——水
2
B. 氧化钙粉末[Ca(OH) ] ——水
2
C. 氯化钾溶液(KOH)——稀硫酸
D. 氢氧化钠溶液(Na CO )—— 稀盐酸
2 3
2.用图1所示装置进行实验,向右倾斜“Y”形管,
锌粒与硫酸铜溶液接触,表面有气泡产生并析出红色物
Y形管
质,溶液颜色变浅,经检测产生的气体为氢气。下列说
法正确的是( )。 硫酸铜 锌粒
溶液
A. 该实验中生成红色物质的反应为置换反应
图1
B. 硫酸铜溶液中 Cu2+浓度增大
C. 可推知金属活动性顺序:铜>锌
D. 若用银片代替锌粒,可观察到相似实验现象
3. 判断下列实验方案设计能否达到目的,并说明理由。
(1)铜粉中加入稀硫酸获得硫酸铜溶液。
(2)用稀盐酸除去铝片表面的氧化膜。
(3)用稀硫酸除去铜粉中混有的少量铁粉。
94 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 物质的转化与应用
(4)将碳酸钠溶液和石灰乳混合获取氢氧化钠溶液。
4.波尔多液含氢氧化钙、氢氧化铜和硫酸钙等物质,是农业上常用的杀菌剂。一
种生产波尔多液的工艺流程如下:
二氧化碳 水、硫酸铜
石灰石 煅烧 混合 波尔多液
图2
(1)写出“煅烧”过程发生反应的化学方程式。
(2)在制备波尔多液时不能用铁制容器作反应器,原因是什么?
(3)写出“混合”过程中硫酸铜和氢氧化钙反应生成氢氧化铜的化学方程式。
(4)“混合”后得到的波尔多液温度明显高于室温,原因是什么?
5. 实验室以一种工业废渣(主要成分为 MgCO 、MgO 和 SiO )为原料制备
3 2
MgCO ··3H O。其主要实验过程如下:
3 2
过量硫酸溶液 过量碳酸钠溶液
废渣 酸溶 过滤I 反应 过滤II 洗涤 MgCO··3HO
3 2
滤渣 滤液
图3
已知:SiO 不溶于水,常温下不与硫酸、碳酸钠反应。
2
(1)“酸溶”时发生反应的化学方程式为
和 。
(2)“过滤Ⅱ”所得滤液中含有的主要离子有 (填离子符号)。
(3)“反应”步骤前后均有过滤,能否省去“过滤Ⅰ”只进行“过滤Ⅱ” (填
“能” 或“否”),理由是 。
(4)“酸溶”时所加硫酸溶液不宜过量太多的原因是 。
化化 学学 95
HHUUAAXXUUEE单元小结
单元小结
一、建构单元知识结构
酸:在水溶液中阳离子均为H+
碱:在水溶液中阴离子均为OH -
盐:由阳离子和酸根离子构成
决定
组成 特征
化合物 属于
盐
酸:溶液中H+的性质
性质特征
碱:溶液中OH -的性质
酸 碱
盐:溶液中阴、阳离子的性质
一定条件
复分解反应
下可发生
应用
决定
通过化学反应实现物质转化
二、理解探究思路与方法
1.从物质类别、构成微观粒子等角度分析酸、碱、盐的组成和性质。
2.通过化学实验探究认识酸、碱、盐的组成和性质。
3.联系生产和生活实际,应用酸、碱、盐之间的反应实现物质的转化。
三、形成单元大概念
多样化的物质可以分为不同类型,同类物质具有相似的性质;从构成物质的微观
粒子视角可预测物质的性质、揭示物质性质的本质;在一定的条件下通过化学反应可
实现物质的转化;化学实验探究与实践是研究酸、碱、盐等物质组成、性质及应用的
常用方法;应用化学变化实现物质转化在人类生产、生活等方面具有广泛应用。
96 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元作业
单元作业
1.硫酸是实验室常用的一种化学试剂。某兴趣小组通过下列实验探究硫酸的性质。
实验1:用玻璃棒蘸少量浓硫酸在纸上写字,一段时间后纸上显出黑色字迹。
实验2:将浓硫酸缓慢注入盛有水的烧杯中,不断搅拌,烧杯外壁发烫。
实验3:向稀硫酸中滴入紫色石蕊溶液,溶液变成红色。
实验4:将生锈的铁钉放入稀硫酸中,反应片刻后取出,溶液变成黄色。
下列说法不正确的是( )。
A. 实验1说明浓硫酸具有强烈的腐蚀性
B. 实验2说明浓硫酸溶于水时放出热量
C. 实验3说明稀硫酸在水中能产生H+
D. 实验4所得溶液中溶质为硫酸亚铁
2. 下列实验方案能达到相应实验目的的是( )。
表1
选项 实验目的 实验方案
A 检验氢氧化钠溶液是否变质 滴加无色酚酞溶液,观察是否变红色
B 除去氧化钙中的碳酸钙 加入足量的稀盐酸至不再产生气泡,过滤
C 除去铜粉中混有的少量铁粉 加入足量的硝酸银溶液,充分反应后过滤
D 除去氯化钾固体中的二氧化锰 加水溶解、过滤、蒸发滤液
3.铜元素的“化合价与物质类别”对应关系如
图1所示。根据图示完成下列任务。
(1)写出物质a 的化学式 。
(2)写出Cu(OH) 对应的物质类别,并填写在
2 单质氧化物
横坐标上。
(3)各写出一个能与CuSO 溶液发生置换反应
4
和复分解反应的化学方程式 。
4.氯化氢(HCl)是极易溶于水的无色气体,其水溶液叫盐酸。
(1)在充满氯化氢气体的试管中放入干燥的蓝色石蕊试纸,无明显现象;再向试
纸上滴两滴水,现象是 。
(2)向盛有碳酸氢钠溶液的试管中通入氯化氢气体,发生反应的化学方程式为
价合化
+2 CCuu((OOHH)) CCuuSSOO
22 44
+1 物物质质aa
0 CCuu
盐
物质类别
图1
化化 学学 97
HHUUAAXXUUEE单元作业
。
(3)画出用微观粒子表示氯化氢气体和盐酸构成的示意图,并进行必要的标
注(水分子不用画出)。
5.单质、氧化物、酸、碱等不同类别的物质发生化学变化后,都有盐生成(如图2
所示,其他物质已省略)。请回答:
①
酸+碱
⑧ 金属+非金属 酸+盐 ②
⑦ 盐+盐 盐 碱+盐 ③
⑥ 金属+盐 金属+酸 ④
⑤
图2
(1)若盐是硫酸钾,则①中发生反应的化学方程式为 。
(2)若盐是氯化亚铁,则在已显示的变化中可以通过置换反应来实现的有
(填序号)。
(3)若盐是硝酸铜,则由⑦来实现的化学方程式为 ,
该反应属于 (填基本反应类型)。
(4)图中⑤处应补充的文字是 (写一种,不能与图中已有信
息重复)。
6. 捕捉烟气中的二氧化碳,将其再释放可实现资源化利用,相关物质转化如下:
氢氧化钠溶液 石灰乳
烟气 捕捉室 颗粒反应室 煅烧炉 高浓度二氧化碳
(含二氧化碳的废气)
溶液X 氧化钙
图3
(1)写出捕捉室发生反应的化学方程式 。
(2)溶液X的主要成分是 。
(3)上述流程中可循环使用的物质有 (填化学式)。
98 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元作业
7. 胃酸(主要成分为盐酸)分泌过多会引起胃痛、胃烧灼感、反酸等症状,有时
需要使用碱性抗酸药物。请调查复方氢氧化铝片、复方碳酸钙咀嚼片、碳酸氢钠片
等碱性抗酸药物中的有效成分及抗酸原理是什么。
表2
药物名称 有效抗酸成分 抗酸原理(化学方程式)
复方氢氧化铝片
复方碳酸钙咀嚼片
碳酸氢钠片
8. 阅读下面科普短文并回答下列问题。
家中的清洁剂
洁厕灵是家中常用的清洁用品之一,主要成分是盐酸,还有微量香精、缓蚀剂等,
对陶瓷类日用品,如便器、瓷砖、水池表面具有良好去污除垢作用。
84消毒液是家中常用的另一种清洁用品,是无色或者淡黄色具有刺激性气味的含
氯液体消毒剂,广泛用于宾馆、医院、旅游区、家庭等卫生消毒。84消毒液pH约为
12,其有效成分是次氯酸钠(NaClO)。在水溶液中次氯酸钠不稳定,长时间光照和
暴露在空气中、高于室温存放等,都会导致84消毒液的杀菌效果下降。
(1)设计实验,检测洁厕灵溶液的酸碱性。
(2)请分析洁厕灵是否适用于清洗大理石器材及铝制品,并说明原因。
(3)标出次氯酸钠中氯元素的化合价,判断次氯酸钠所属的物质类别。
(4)家中的84消毒液应该如何保存,说明原因。
(5)洁厕灵和 84 消毒液不能混用,否则产生有毒气体氯气(Cl )、氯化钠
2
和水。试写出该化学反应方程式。
(6)仿照上面两种清洁剂的介绍,请寻找家中的一种清洁剂,写一份相关的说明
书,包括其名称、主要成分、使用范围和注意事项等。用视频或图片记录你使用该清
洁剂进行物品清洁的过程,与班级同学交流。
化化 学学 99
HHUUAAXXUUEE项目学习
项目学习
制制作作一一款款维维生生素素CC泡泡腾腾片片
项目背景
维生素C泡腾片是一种含有维生素C和辅料的片剂。它与普通维生素C片剂的不
同之处在于它含有泡腾崩解剂。当泡腾片放入水中,在泡腾崩解剂的作用下,即刻产
生大量气泡,片剂迅速崩解,崩解产生的气泡使药片在水中上下翻滚,状如沸腾,故
名泡腾片。揭秘泡腾崩解剂的组成和反应原理是本单元学习内容的迁移应用,也能认
识到学好化学可以更好地服务于生活。
项目建议方案
1.查阅资料。查阅相关资料,了解维生素C片剂和维生素C泡腾片的成分差异。
2.实验探究。
(1)实验探究维生素C泡腾片的主要组成和崩解原理。
(2)实验探究制作泡腾崩解剂的酸和盐(柠檬酸、酒石酸、碳酸钠、碳酸氢钠等)
及其配比。
(3)尝试制作一款维生素C泡腾片,并试验其崩解效果。
3.成果展示。整合查阅的资料,并结合上述实验探究,编写一份维生素C泡腾片
的制作说明书,并在全班进行展示与交流。
100 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
课题 1 化学与健康生活
情境问题
我我们们需需要要健健康康的的生生活活
健康生活是人类追求的目标之一。合理膳食、科学锻炼、良好的生态环境和卫生
习惯等要素,是人类健康和生存发展的基础。
健康需要营养均衡 健康需要科学运动 健康需要良好的生态环境
图10-1-1 健康生活要素
请与同学合作探究下列问题:
1. 为了保证健康,人体需要摄入哪些营养物质?
2. 怎样的生活方式才能保证人体健康?
3. 人体健康需要什么样的生态环境?
一、健康需要营养物质
健康生活是每一个人都应该遵循的生活理念,健康生活主要包括生理健康和心
理健康,而生理健康主要是指身体健康。
人体要维持生理健康,需要不断从食物中摄取营养物质(通常称为营养素)。
营养素主要包括蛋白质、脂类、碳水化合物、矿物质、维生素、水等。
蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分,没有蛋白质就没有生命。蛋白
质主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成。人体摄入的蛋白质在体内经过消化水解
成氨基酸而被吸收,用于合成人体所需蛋白质。青少年正处于生长发育关键时期,
102 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 化学与健康生活
需要从食物中摄取成长所需要的蛋白质,奶、
蛋、鱼、肉类、大豆、谷类等都含有一定量的
蛋白质。
脂类包括油脂、类脂(磷脂、固醇类
等)。食物中的油脂包括油和脂肪,一般把
常温下呈液态的称作油,而把常温下呈固态
图10-1-2 富含蛋白质的食物
的称作脂肪。油脂是人体重要的供能物质,
参与机体多方面的代谢活动。富含油脂的食物主要有禽肉、畜肉、蛋类及其
制品,菜籽油、大豆油、花生油、葵花籽油等植物油,以及坚果类等食品。
植
肥
物
肉
油
坚果
图10-1-3 富含油脂的食物
碳水化合物由碳、氢、氧三种元素组成,所含氢、氧的比例和水一样,故称
为碳水化合物。碳水化合物是生命细胞结构的主要成分和主要供能物质。碳水化
合物、蛋白质与脂类是构成生命的三大基础物质。
食物中的碳水化合物分成两类:一类是人体可以消化和吸收的碳水化合物,
如葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、淀粉等;另一类是人体不能消化和吸收的碳水
化合物,包含纤维素、果胶和木质素等,人们又将这类碳水化合物称为膳食纤维。
人体可消化吸收的碳水化合物,在体内经消化变成葡萄糖等参与机体代谢,每
1 g 葡萄糖产热 16 kJ。膳食纤维虽不能被人体消化和吸收,但对维护人体健康也
有重要作用。富含碳水化合物的食物有谷类、薯类、甘蔗、蔬菜和水果等。
图10-1-4 富含碳水化合物的食物
化化 学学 103
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
实验探究
食食物物中中淀淀粉粉的的检检验验
我们食用的许多食物中都含有淀粉。淀粉与碘水(或碘酒)中的碘(I )作用能呈
2
现蓝色,人们常用该方法检验食物中是否含有淀粉。
实实验验 取少许面条(或馒头、面包片、米饭粒等)放在小瓷盘中,用少量水
润湿,向其上滴加 2 ~ 3 滴碘水(或碘酒),观察、记录实验现象,并根据实验现象
得出结论。
拓展视野
维维生生素素、、矿矿物物质质对对人人体体健健康康的的作作用用
除了蛋白质、脂类、碳水化合物,维生素、矿物质也是重要的营养素。
维生素是维持人体正常生命活动所必需的微量有机营养素。根据它们的溶解性
可将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素。这类物质在体内既不是构成身体组织的
成分,也不是能量的来源,但在人体生长、代谢、发育过程中却发挥着重要的作用。
维生素大多数不能在体内合成,也不能在
体内充分储存,必须不断由食物供给。它的需
求量也不大,每日仅需要毫克或者微克量就能
满足机体的生理需要。动物的肝脏、蛋黄、
牛奶、奶油、鱼肝油、新鲜蔬菜和水果等食物
中都含有一定数量的不同类型的维生素。
矿物质即无机化合物中的盐类,在人体中 图10-1-5 富含维生素的食物
已经发现有20余种。钙(Ca)、磷 (P)、钾(K)、硫(S)、钠(Na)、氯(Cl)、
镁 (Mg) 等称为常量元素,微量元素有铁(Fe)、 锌(Zn)、硒(Se)、钼(Mo)、
氟(F)、铬(Cr)、钴(Co)、碘(I)等。虽然无机盐在细胞及人体中的含量
很低,但是作用非常大。如果注意饮食多样化,适当摄入动物脂肪,多吃糙米、
玉米等粗粮,不要过多食用精制面粉,就能使体内的无机盐维持正常应有的水平。
化学在研究人类所需营养素方面作出了重要贡献。化学通过分析测定食物所含
营养素、研究改进食品加工的方法、研究食品的保存技术使食品中营养素的质量更
科学合理,以满足人体需要。
104 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 化学与健康生活
二、健康需要良好的生活习惯
青少年是祖国的未来,民族的希望,是社会主义现代化事业的接班人。青
少年正处于身体发育、心理发展、文化学习的关键时期,需要养成健康的生活
习惯。
交流讨论
健健康康的的生生活活习习惯惯
请结合你的生活实际,说说你是否存在不良生活习惯,我们应该倡导哪些健康的
生活习惯,与同学交流讨论你的想法。
健康生活需要平衡膳食。人体每天从食物中摄取的各种营养素在体内并不是孤
立地发挥作用,而是相互配合才使人体保持着正常的生理功能。因此,平衡膳食是
合理营养的重要途径。
根据《中国学龄儿童膳食指南(2022)》(图 10-1-6),14 ~ 17 岁青少
年的每餐食物应以谷薯类为主,多吃蔬菜、水果,适量摄入鱼禽肉蛋,摄入一
定量的牛奶、豆制品,注意饮食多样化,保持清淡的口味,少盐、控油、控糖;
养成一日三餐定时、定量,不挑食偏食,不暴饮暴食等良好的饮食习惯。
盐 <5 g /天
油 25 ~ 30 g /天
奶及奶制品 300 g /天
大豆 105 ~ 175 g /周
坚果 50 ~ 70 g /周
畜禽肉 50 ~ 75 g /天
水产品 50 ~ 75 g /天
蛋类 50 g /天
蔬菜类 450 ~ 500 g /天
水果类 300 ~ 350 g /天
谷类 250 ~ 300 g /天
——全谷物和杂豆 50 ~ 100 g /天
薯类 50 ~ 100 g /天
水 1200 ~ 1400 mL /天
图10-1-6 我国 14 ~ 17 岁学龄儿童平衡膳食宝塔
健康生活需要有安全饮食的意识。青少年要学习、宣传《中华人民共和国食品
安全法》,增强食品安全意识和自我保护能力。科学合理地选择有利于身心健康的
化化 学学 105
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
安全食品,适量选择营养价值高的零食,少吃油炸、高盐和高糖的食品,少饮用
碳酸饮料;关注食品生产日期和保质日期,不吃过期食品;注意个人卫生和饮食
卫生,远离烟草和酒精,拒绝毒品。
健康生活需要科学运动。青少年要积极参加体育活动,要根据自身的情况选择
适宜的运动项目。运动时应注意运动量,如果运动量过大,超出了自身所能承受的
限度,反而不利于身心健康;相反,运动量过小,就达不到锻炼的目的。
健康生活需要健康心理。青少年要保持积极向上的健康心理状态,热爱生活,
珍爱生命。
三、健康需要优美的环境
蓝天、碧水、净土既是人类的理想生存空间,也为人类生存和发展提供了
物质基础。人类的健康生活需要清新的空气供给呼吸,洁净的水供给饮用,无
污染的土壤生长出生活所需要的粮食、蔬菜和水果等。
人类健康生活的优美环境,需要每一个人去努力创造。青少年要从我做起,保
护人类生存的环境。如教室、居处经常开窗通风,确保呼吸新鲜空气;关注
当地政府公布的空气质量日报,做好室外活动的个人防护;倡导绿色低碳出行,保
护树林和植被,减少大气污染;不乱扔垃圾,防止水和土壤受到污染等。
保护环境是国家的基本国策。为了人类的健康生活,我们要学习、遵守《中华
人民共和国环境保护法》,争做环境保护志愿者,开展环境保护法律法规和环境保
护知识的宣传,为人类健康生活创造优美的环境。
化学科学在防治环境污染、进行环境治理方面作出了巨大贡献,在空气净化、
水处理、土壤修复等方面发挥着重要作用。青少年学好化学,能更好地保护我们的
地球家园,使我们过上幸福美好的生活。
106 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 1 化学与健康生活
练习实践
1.“中国居民平衡膳食餐盘”及每天摄入食物量建议如图1所示。
(1)“膳食餐盘”的食物中富含蛋白质
鱼肉 鱼肉蛋豆类:150 ~ 250 g
的是 。
谷薯类蛋豆类 蔬菜类:300 ~ 500 g
水果类:200 ~ 350 g
(2)若需补充维生素C,建议多吃“膳 水果类蔬菜类
谷薯类:350 ~ 650 g
食餐盘”中的 。
(3)青少年饮食要注意平衡膳食。记录
图1
你一天所有食物的种类和大约数量,判断你的膳食是否平衡,并结合实际给自己的饮
食习惯提出改良方案。
2. 下列营养物质在体内消化或吸收中有如下变化,其中不属于化学变化的是
( )。
A. 淀粉在人体内酶作用下转化为葡萄糖
B. 葡萄糖在人体内缓慢氧化释放热量
C. 氨基酸在体内合成所需的组织蛋白
D. 氯化钠进入细胞液中
3. 某食品标签上的配料表如图2所示。
配料:
(1)在该配料中,富含碳水化合物的物质是 ,富含蛋
小麦粉
白质的物质是 ,富含油脂的物质是 。 淀粉
鸡蛋
(2) 该 配 料 中 的 碳 酸 氢 钠 受 热 分 解 的 化 学 方 程 式 为
棕榈油
碳酸氢钠
2NaHCO = Na CO + X↑+ H O,其中X的化学式为 。
3 2 3 2
苯甲酸钠等
碳酸氢钠是一种食品膨松剂,请分析碳酸氢钠与食品中的酸作用使食
品蓬松的原因。 图2
(3)该配料中的苯甲酸钠是一种食品添加剂,查阅资料,了解苯甲酸钠在食品中
的作用。
4.蛋白质是组成细胞的基础物质,一些重金属的可溶性盐(如Cu2+、Ba2+、Ag+等)
与蛋白质作用,会使蛋白质因凝固变性而丧失其生理功能。根据上述所给的知识,回
答下列问题。
(1)在医疗上用 X 射线检查肠胃病时,让患者服用 BaSO 的悬浊液(俗称
4
钡餐),而不能服用BaCO ,其原因是什么?
3
(2)波尔多液是由硫酸铜溶液和石灰乳配制而成的保护性杀菌剂,可有效地阻止
孢子发芽,防止病菌侵染。若误食波尔多液,应大量食用鸡蛋清,原因是什么?
化化 学学 107
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
课题 2 生活中的常用材料
情境问题
人人类类生生活活离离不不开开材材料料
生活中随处可见形形色色的材料,没有这些材料的应用,人类就没有高质量的
生活。
国家体育场 中国高铁 中国航天
图10-2-1 材料在建筑、运输和航天领域的应用
请与同学合作探究下列问题:
1. 材料在生产、生活和高新尖端领域有哪些重要应用?
2. 如何对种类纷繁的材料进行分类?
3. 人类社会文明发展还需要研究开发哪些新材料?
材料是人类赖以生存和发展的物质基础,因此,历史学家有时会用人类使用的
标志性材料命名历史时代,如石器时代、青铜器时代、铁器时代等。
人类所使用的材料,有些直接来自大自然,如木材、石材、棉花、羊毛等;有
些是人类通过化学反应制造出来的,如合金、玻璃、塑料等。按材料的成分和属性
可将材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料四类。随着
科学技术的发展,人们还在不断研制开发各种具有特殊性能的新材料。
108 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 生活中的常用材料
金属材料:由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特
性的材料
无机非金属材料:某些元素的氧化物、碳化物、氮化物,以
及硅酸盐、碳酸盐、铝酸盐等制成的材料
材料
有机高分子材料:以有机高分子化合物为主构成的材料
复合材料:由两种或两种以上不同性质的材料复合成一体的
材料
图10-2-2 材料的类型
一、无机非金属材料
无机非金属材料是人类使用较早、使用范围较广的一种材料。水泥、 玻璃、
陶瓷、大理石等是最常见的无机非金属材料。
中国古代的陶器 中国古代的瓷器 汉白玉加工成的华表
用于建筑的玻璃 用于筑坝的水泥 SiO 制成的光纤
2
图10-2-3 无机非金属材料制品
水泥是最常见的无机非金属材料之一,普通水泥是以黏土、石灰石及石膏等为
主要原料,在水泥窑达 1 000 ℃以上的高温条件下煅烧加工而成。水泥按一定的比
例与水、砂、石子等材料混合,在空气或水中硬化,成为强度很大的固体。水泥广
泛应用于建筑等领域。
玻璃也是一种最常见的无机非金属材料,普通玻璃是以石灰石、纯碱和石英等
化化 学学 109
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
为原料,通过高温(1 550 ~ 1 600 ℃)加热熔制加工而成。玻璃广泛应用于建筑物
的隔风透光。
陶瓷是陶、瓷的统称。普通陶瓷(又称传统陶瓷)是以黏土等天然硅酸盐为主
要原料烧制而成。我国是世界上制造和使用陶器和瓷器领先的国家。我国传统的陶
瓷工艺品,质高形美,具有极高的艺术价值,闻名于世界。至今,陶瓷在日常生活
中仍有广泛用途。
阅读理解
新新型型无无机机非非金金属属材材料料
传统无机非金属材料主要有陶瓷、玻璃、水泥等,主要化学成分是硅酸盐。新型
无机非金属材料是以氧化物、碳化物、氮化物、硅化物等为原料,在严格控制的条件
下经成型、烧结和其他处理而制成。
新型无机非金属材料常具有一些特别优越的性能,如耐高温、超硬质、高韧度、
磁性、导电性等,为高科技发展提供了性能优良的材料。如纯二氧化硅(SiO )可用
2
于制造光导纤维;三氧化二铝(Al O )陶瓷因其硬度大、稳定性好,广泛用于人工
2 3
关节、坩埚载体及航空领域;氮化硅(Si N )、碳化硅(SiC)等高强度陶瓷因可用
3 4
于制造发动机的叶片、轴承而广泛应用于航空、航天、航海等领域。
阅读上述资料,并通过互联网查询,与同学交流讨论下列问题:
1. 新型无机非金属材料与传统无机非金属材料有何不同?
2. 当前我国在无机非金属材料研究开发方面有哪些新的突破?
传统的无机非金属材料是工业和基础建设必需的基础材料,新型的无机非金属
材料是现代新技术、新兴产业的发展支柱。化学提供的新原料、发展的新工艺为获
得性能更优良的材料奠定了基础。
二、有机高分子材料
有机高分子材料可以是天然产物,如纤维、蛋白质和天然橡胶等,也可以以石
油、煤、水、空气等为原料,经过一系列化学反应制得,如合成橡胶、合成树脂、
合成纤维等,这类材料又称为有机合成材料。有机高分子材料的主要成分是有机高
分子化合物,分子量很大,高达 104 ~ 106。有机合成材料的诞生结束了人类主要依
110 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 生活中的常用材料
靠天然材料的历史。
塑料是一种具有重要用途的有机合成材料,可以制成薄膜、泡沫包装材料、电
器绝缘部件和外壳等。塑料种类繁多,如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯
乙烯(PS)、有机玻璃(PMMA)和酚醛树脂(PF)等。塑料通常是由小分子有机
物聚合而成的高分子化合物,在这些高分子化合物中加入填料、着色剂等物质,在
一定条件下塑造成型,就可制得各种塑料制品。塑料通常有不导电、密度小、耐
腐蚀、易加工等特点。
聚乙烯食品袋 聚氯乙烯塑料大棚
聚碳酸酯插座和插头 有机玻璃制成的人工角膜
图10-2-4 常见塑料制品
合成纤维是化学纤维的一种,广泛应用于制造纺织品、绳索等,也用于制造
传送带、轮胎的帘布等。常见合成纤维有聚丙烯纤维(丙纶)、聚丙烯腈纤维
(腈纶)、聚乙烯醇缩甲醛纤维(维尼纶)、聚酰胺纤维(锦纶)、聚对苯二甲
酸乙二酯(涤纶)等,是由合成的有机高分子化合物经纺丝成型、后处理等工
序制得的。合成纤维通常具有高强度、耐磨、弹性好、耐化学腐蚀等优点,但
吸水性和透气性不如天然纤维。现在,人们将各种不同的合成纤维,或将合成
纤维和天然纤维混纺起来,兼顾了不同类型纤维的优点,满足了生产和生活的
各种特殊需求。
化化 学学 111
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
涤纶面料 尼龙制降落伞 腈纶及织品
图10-2-5 常见合成纤维制品
合成橡胶是人工合成的弹性高分子化合物,可制造轮胎、胶带、电线
电缆、密封制品、乳胶制品等。常见的合成橡胶有丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡
胶、氟橡胶等。最初人们从橡胶树、橡胶草等植物中获得天然橡胶。随着人们对
橡胶的需求不断增长,化学家模仿并改进了天然橡胶分子的组成和结构,通过化
学变化获得了合成橡胶。性能优良的合成橡胶有广泛用途,如丁苯橡胶,热稳定
性、电绝缘性和抗老性好,可制成轮胎、电绝缘材料;氯丁橡胶,耐日光、耐磨、
耐老化、耐酸碱、耐油性好,可制成电线包皮、传送带等。
天然橡胶 橡胶制成的手套 橡胶制成的轮胎
图10-2-6 天然橡胶的获得 图10-2-7 常见合成橡胶制品
实验探究
有有机机高高分分子子材材料料的的鉴鉴别别
有机高分子材料的组成元素是不同的,如棉纤维的组成元素为碳、氢、氧,羊毛、
茧丝等动物蛋白纤维的组成元素为碳、氢、氧、氮、硫等,聚氯乙烯塑料的组成元
素为碳、氢、氯,无毒聚乙烯塑料的组成元素为碳、氢。这些材料在燃烧时,会产
生不同气味、不同现象。利用这些现象的差异可以初步鉴别这些有机高分子材料。
在实验室或在家中完成下列实验,记录实验现象,并与同学交流讨论你得到的实
验结论。
112 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 生活中的常用材料
实实验验 1 取一小块家用的保鲜食品袋(聚乙烯塑料)、电线外皮(聚氯乙烯
塑料)和衣服上的一颗有机玻璃纽扣,点燃,比较三种塑料的燃烧现象和燃烧时
放出气体的气味。
实实验验 2 取棉纤维、羊毛纤维和腈纶纤维各一小段,点燃后比较三种纤维燃烧的
现象和燃烧时放出气体的气味,并捻一捻生成的黑灰,比较有何不同。
有机合成材料的应用和发展极大地方便了人们的生活,但许多合成材料在自然
环境中很难降解,长期堆积会破坏土壤结构,污染地下水,危害海洋生物的生存等。
回收和利用废旧的有机合成材料、研制和生产易降解的新型塑料等,成为有机合成
工业发展的方向。
三、复合材料
复合材料是指将两种或两种以上不同性质的材料,通过特殊的工艺复合成一体
形成的新型材料。复合材料的各组成成分既保持原有材料属性的相对独立性,又不
是原有材料性能的简单加和,它们互相取长补短,产生协同效应,从而具有了单一
材料所不具有的新性能,且综合性能远优于原组成材料,扩大了材料的应用范围。
用于建筑的钢筋混凝土由钢筋与混凝土复合而成;用于制造桌、椅、汽艇等的
玻璃钢由玻璃纤维和塑料复合而成;车辆的轮胎是由橡胶和合金钢复合而成;飞
机、火箭、卫星和航天飞船等的外壳和大多数零件都是由特殊复合材料制成的。
由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀
和耐候性好等特点,已广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材
等领域。
玻璃钢用于制造游船 碳纤维等复合材料用于制作球拍 多种复合材料用于制造飞机
图10-2-8 一些应用复合材料的制品
化化 学学 113
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
四、废弃材料的回收
随着人们物质生活水平的提高和消费需求量的增加,生活中废弃材料也随之增
多。这些废弃的物质形成的生活垃圾种类不同,在自然界中分解所需的时间也不一
样。有的分解得很快,有的却能长期存在于自然界中。垃圾分解产生的有毒气体会
污染空气;埋入土壤的垃圾会破坏土壤结构;倾入河流、海洋的垃圾会污染水体,
危害水生生物。可见,垃圾如果处理不当,会对环境造成一定的危害。
垃圾是放错地方的资源。回收并利用各种废弃材料,不仅能够减少环境污染,
同时能减少石油、煤矿等化石资源的使用,节约资源,保护环境。
交流讨论
垃垃圾圾分分类类回回收收 人人人人有有责责
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》要求,要遵循减量化、资源化、无
害化的原则,分类收集生活垃圾。针对各类垃圾不同的特点进行科学处理,有利于改
善城乡环境,促进资源的回收利用。我们每个人有责任和义务成为垃圾分类的倡导者
和践行者。
图10-2-9 生活垃圾分类回收
与同学讨论解决下列问题:
1.日常生活中有菜渣、坚果壳、矿泉水瓶、废灯管、过期药品等垃圾,请将上述
垃圾分类,并说出分类的依据。
2. 了解什么是“白色污染”,说出生活中减少和消除白色污染可采取的措施。
3.进行一次“生活垃圾的分类回收和利用”宣传海报制作的实践活动。
114 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 2 生活中的常用材料
练习实践
1.在中国古代建筑中,工匠常用糯米灰浆粘合墙砖,糯米灰浆由糯米汁、熟石灰
和砂土等原料制成。糯米灰浆属于( )。
A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 合成材料 D. 复合材料
2.右图是某品牌服装标签。与该标签内容相关的下列说法错误的是( )。
A. 羊毛属于合成纤维
品名:风衣 型号:170/92A
B. 涤纶属于合成纤维
面料:羊毛 90% 涤纶10%
C. 该服装面料不耐高温 里料:涤纶100%
熨烫:中温熨烫、不超过150 ℃
D. 羊毛和涤纶可用燃烧法区分
3.自行车不同部位采用了不同类型的材料。请观察 图1
一辆自行车,并查阅资料,回答下列问题。
(1)车把手采用的主要材料是 ,性能特
点是 。
(2)车轮胎采用的主要材料是 ,性能特
点是 。
(3)车齿轮链条采用的主要材料是 ,性能特
图2
点是 。
(4)车坐垫采用的主要材料是 ,性能特点是 。
4.大量使用一次性塑料袋造成的“白色污染”已成为一个严重的社会问题。2008
年6月1日,我国正式实行“限塑令”,开始在全国范围内限制使用塑料购物袋。请
回答下列问题。
(1)塑料属于 材料。
(2)聚乙烯塑料完全燃烧生成二氧化碳和水,由此可知聚乙烯塑料中一定含有
元素。
(3)下列关于塑料的说法正确的是( )。
A. 聚氯乙烯塑料可以用于包装食品
B. 提倡生产和使用可降解塑料
C. 所有塑料都容易燃烧并产生有毒气体
D. 废弃塑料会造成“白色污染”,因此要禁止生产和使用
(4)从环境或能源角度,谈一谈限制生产和使用塑料购物袋的意义。
化化 学学 115
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
5. 家庭趣味实验:将玻璃放在蜡烛火焰上灼烧,表
面会沉积一层炭黑(图3)。在炭黑上滴水,你会发现
水滴在表面形成水珠,不易附着,这种现象是沉积的炭
黑具有疏水性导致的。目前,一些科研人员正致力于研
究超疏水性材料。查阅资料,了解超疏水性材料的特点
和应用,并完成小论文《神奇的超疏水性材料》。 图3
116 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 化学与社会发展
课题 3 化学与社会发展
情境问题
化化学学促促进进人人类类社社会会发发展展
随着化学科学技术不断发展,化学在人类社会发展和进步中发挥着越来越重要的
作用。
化学研制高效环保化肥、农药 化学参与新能源的开发 化学助力环境保护
图10-3-1 化学科技成果应用于社会各领域
请与同学合作探究下列问题:
1. 化学已经为人类社会文明发展作出了哪些贡献?
2. 化学将会为促进人类社会可持续发展发挥哪些作用?
一、化学保障人类的生活质量
化学是一门与人类生活密切相关的科学,化学通过化学变化创造丰富的物质,
满足人类对物质生活的需求,在提高人类生活质量上发挥着重要作用。
民以食为天,解决人类面临的粮食短缺危机离不开化学。化学与遗传学、生
物学等相融合,将会培育出更多高产、稳产、优质的植物品种,生产出更多高效、
低毒、低残留、环境友好的农药,生产出更多高效、高质、对水和土壤低污染、
适宜农作物生长需要的化肥,提供更合理和更安全的粮食加工、粮食储存的方法,
以确保人类粮食丰产和粮食安全。
健康是社会文明进步的基础,也是人类的共同追求。化学与医学、药学等相
融合,将会研制出更多性能稳定、疗效高、不良反应少、价格低廉的治疗疾病
化化 学学 117
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
的药物,研制出更高效、安全的预防传染性疾病和流行性疾病的疫苗,发明
出更多快速、准确、自动化的诊断手段 …… 化学科学技术的发展必将为人类预防
和治疗疾病、延长寿命并促进健康作出更大贡献。
交流讨论
化化学学服服务务于于人人类类生生活活
只要你留心观察、用心思考,就会发现生活中随处可见化学科学技术成果的应
用。人们穿的衣服、吃的食物、用的燃料,人们的学习、通信、运动、娱乐等,都离
不开化学。
1. 联系生活,说说化学在提高人类生活质量方面所发挥的作用。
2. 展望未来,你认为化学在提高人类生活质量方面还将发挥哪些作用。
拓展视野
中中国国医医药药学学与与诺诺贝贝尔尔奖奖
2015年,凭着在疟疾治疗研究中取得的成就,
我国科学家屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖。屠
呦呦从中医药古典文献中获取灵感,改变青蒿传统
提取工艺,发现了低温提取青蒿抗疟有效成分的新
方法,创新了疟疾治疗新方法。屠呦呦在出席诺贝
尔奖颁奖典礼时用中文做了题为《青蒿素——中医
药献给世界的一份礼物》的演讲,她说:中国医药 图10-3-2 我国科学家屠呦呦
学是一个伟大宝库,应当努力发掘,加以提高。青蒿素正是从这一宝库中发掘出
来的。
二、化学促进社会发展
化学是材料科学、能源科学、环境科学、生命科学、信息科学技术、航空航天
技术等领域的重要基础,在解决资源短缺、能源危机、环境污染等众多人类社会面
临的问题中发挥着十分重要的作用。化学科学技术的发展,将进一步促进能源、
材料、信息技术等新型支柱产业的发展。
118 化化 学学
HHUUAAXXUUEE课题 3 化学与社会发展
自然资源是人类生存的基础,人类生产和生活对自然资源的过度索取,导致人
类面临“可再生资源短缺、不可再生资源将耗竭”的危机。化学科学技术在自然资
源的保护和综合利用方面作出了贡献。如创新化学化工技术,开采、利用矿藏
资源,研究高效催化剂等提高自然资源的转化利用率,开发节能低碳的水处理技
术保护水资源,形成完善的废弃物综合利用技术等。
交流讨论
海海洋洋资资源源的的开开发发利利用用
中国是一个海洋大国,有 1.8 万多千米的大陆海岸线,需要从生态安全、资源安
全、深海安全等领域落实总体国家安全观。
海洋是一个巨大的资源库,化学在海洋资源的开采和利用中发挥着重要作用。如
海水淡化、海水中物质的分离提取、海底矿藏资源的开采利用、海洋污染的防治等都
离不开化学的参与。
查阅相关资料或走访相关部门,与同学交流讨论下列问题:
1.为什么说海洋是巨大的资源库?
2.化学在保护和开发海洋资源方面具有哪些应用?
3.举例说说通过化学手段可以从海水中提取哪些物质?
能源是人类文明进步的基础和动力,对促进人类社会发展至关重要。石油、
煤炭等的大量使用导致传统化石能源枯竭,人类可能会面临能源危机。化学除了为
大力发展的风能、太阳能、海洋能、地热能、核能等新型能源开发提供所需要的各
种新型材料,还在新型电池的开发、清洁能源(如氢能和生物质能)的利用技术创
新等方面作出贡献。
图10-3-3 2022年北京冬奥会 图10-3-4 秦山核电站
使用的氢燃料汽车
化化 学学 119
HHUUAAXXUUEE单元 10 体悟化学与生活、社会
人类活动超过一定限度或范围,会造成环境污染,从而对人类的健康生活构成
威胁。化学科学技术在空气净化、水处理、土壤修复等环境污染的治理中发挥了重
要作用。化学还将不断通过技术创新,使化学生产中原料分子中的每一个原子都转
化成产品,不产生任何废物和副产物,实现废物的“零排放”,从而在源头杜绝污
染的发生。
练习实践
1. 瓷器是由陶器发展而来的,是中国古代一个伟大的发明。瓷器材料属于( )。
A. 金属材料 B. 无机非金属材料 C. 合成材料 D. 复合材料
2.土壤酸化不利于农作物生长。要改良酸化土壤,可选用的物质为( )。
A. 硝酸钾 B.熟石灰 C.稀硫酸 D. 氢氧化钠
3.我国科学家利用二氧化碳合成葡萄糖,该方案先用电解法将二氧化碳转化为乙
酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖。
电源 电源
+ - + -
微生物
二氧化碳 电解液 一氧化碳 电解液 乙酸 葡萄糖
(CHCOOH)发酵 (CH O)
3 6 12 6
X 水 X
装置1 装置2
图1
(1)上述研究成果若投入使用,对人与自然和谐发展具有哪些贡献?
(2)通电条件下,装置1中二氧化碳分解成一氧化碳和常见单质X,X的化学式
为 。
(3)利用酵母菌等微生物将乙酸转化为葡萄糖时,温度不宜过高,原因是
。
(4)理论上合成葡萄糖所需二氧化碳与水的质量比为 。
4. 三元催化器是安装在汽车排气系统中的气体净化装置。汽车尾气中一氧化碳与
一氧化氮在催化剂作用下转化为无毒的单质 A 和化合物 B,其中 A 是空气中含量最
多的一种成分。
(1)A、B分别为何种物质?写出上述反应的化学方程式。
(2)查阅资料,了解化学在减少汽车尾气对大气污染方面所发挥的作用。
120 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元小结
单元小结
一、建构单元知识结构
金属材料
均衡营养
无机非金属材料
需要 保障 研发 包含
科学运动 健康生活 化学 材料
有机高分子材料
优美环境 促进
复合材料
人类社会可持续发展
包括
增产粮食 研发药物 开发能源 保护环境 ……
二、理解探究思路与方法
1.结合已有的知识和经验,联系日常生活实际,感受化学在生活中的应用,养成
健康的生活习惯。
2.通过调查、查阅资料、交流讨论等活动,体会化学是推动人类社会可持续发展
的重要力量。
3. 认识化学在促进人类社会可持续发展中的作用,树立学好化学、报效祖国的
志向。
三、形成单元大概念
化学是物质科学的重要基础,与材料科学、生命科学、环境科学、能源科学、信
息科学和航空航天工程等现代科学技术相融合,成为推动人类社会可持续发展的重要
力量。化学在解决和应对能源危机、环境污染、突发公共卫生事件等人类面临的重大
问题和挑战中发挥着不可替代的作用。
化化 学学 121
HHUUAAXXUUEE单元作业
单元作业
1.我国为人类科技发展作出了巨大贡献。下列中国贡献中涉及的物质属于蛋白质
的是( )。
A. 陶瓷的烧制 B. 黑火药的发明 C. 造纸术的发明 D. 结晶牛胰岛素的人工合成
2.在轻轨列车跟架空电线的接触点上,高速摩擦会产生高温,因此接触点上的材
料应该有耐高温、不易氧化、能导电的性质。可用于轻轨列车跟架空电线的接触点的
材料是( )。
A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 石墨
3.在我们的日常生活中有许多变化。下列变化不包含化学变化的是( )。
A. 用葡萄酿制葡萄酒 B. 在口中咀嚼米饭或馒头时感到有甜味
C. 用干冰进行人工降雨 D. 绿色植物的光合作用
4.“森林城市”的实施有助于减少空气中的( )。
A. 氧气 B. 二氧化碳 C. 氮气 D. 稀有气体
5.传统端午佳节,粽子飘香。各地粽子做法大同小异,因营养丰富、美味可口深
受人们的喜爱。
(1)各地所用粽叶因地制宜,有的用芦苇叶,有的用箬叶竹,但都富含纤维素,
纤维素 (填“属于”或“不属于”)碳水化合物。
(2)粽子所用的馅有咸的,也有甜的。咸味由调味剂 产生,肉馅中
的 在胃、肠中的酶及体内水的作用下,逐步分解,生成可以被吸收的小分
子化合物氨基酸。
(3)大米的主要成分是淀粉,它是由绿色植物通过光合作用合成的葡萄糖进一步
转化而成的。光合作用的化学反应方程式为 。
6. 垃圾发电厂通过处理垃圾发电,使垃圾成为再生新能源。
(1)很多垃圾可以回收利用。下列各图标中属于物品回收标志的是 。
A B C
图1
(2)焚烧垃圾发电可处理的垃圾是 。
122 化化 学学
HHUUAAXXUUEE单元作业
A. 厨余垃圾 B. 可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
(3)生活垃圾还可用于生产沼气(主要成分为甲烷),沼气的主要成分属于
(填“有机化合物”或“无机化合物”)。沼气燃烧可用于供热或发电,
其完全燃烧的化学方程式为 。
(4)说一说为什么垃圾分类回收是高效利用垃圾发电的基础。查阅资料,分析垃
圾发电不同方式的利弊。
7. 中国传统颜料制作历史悠久,形成的中国画风格多样,是中华文化艺术瑰宝。
(1)“文房四宝”之一的墨是中国传统水墨画的绘画材料。
①墨由炭黑和天然胶等制作而成,墨属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
水墨画能长时间保存,是因为墨汁中的炭黑 。
②中国书法有“入木三分”之说,研究表明,制墨的炭黑颗
粒大小在纳米级别,具有超强的吸附性和渗透性。宋代《墨经》
记载有“立式烧窑”制烟,推测如右图所示。请解释松木置于炉
膛中燃烧能收集制墨炭黑的原因。
(2)敦煌壁画色彩艳丽,矿物颜料功不可没。 图2
①蓝色多用石青 [Cu (OH) (CO )]。石青中铜元素(+2价)与碳元素的质量比
3 2 3 x
为 (用不含 x 的比值表示)。
②历经千年,一些壁画出现黑斑。经研究主要原因是白色的铅质颜料生成黑色
的 PbS。目前,修复壁画的一种方法是用 H O 将 PbS 变为白色的 PbSO (另一产物为
2 2 4
H O),修复过程中发生反应的化学方程式为 。
2
8.生命保障系统是中国空间站实现在轨长期运行的关键,该系统包括电解制氧、
水处理、二氧化碳及微量有害气体去除等子系统。
(1)电解制氧技术是目前公认最具合理性的空间站氧气补给技术,利用太阳能电
池板供电,太阳能电池板的主要材料为单晶硅或多晶硅,单晶硅或多晶硅属于
材料。电池板的能量转化形式是 转化为电能。电解水制氧反应的化学方程式
为 。
(2)水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理,达到饮用
水标准,回收率达 80% 以上。绘制一张水在空间站里的循环图,说一说“空间站里水
的旅途”。
化化 学学 123
HHUUAAXXUUEE项目学习
项目学习
日日常常生生活活中中的的劳劳动动与与化化学学
项目背景
用勤劳的双手创造美好世界,学会自理自立,热爱劳动,掌握基本的生活技能,
具有良好的生活习惯,是新时代青少年必备的品格。了解日常生活劳动中的化学原理,
运用化学知识解决日常生活劳动中的问题,不仅能使你的劳动更快乐,也能在劳动中
增长你的化学知识。
项目建议方案
1. 观察调查。观察一家人的家居生活,了解日常生活所必需的家务劳动,按家
庭清洁卫生、烹饪、家居整理美化等对日常生活劳动进行分类,按时间顺序绘制“一
日家务劳动图”。
2. 分析研究。按照“一日家务劳动图”,运用已有的化学知识,分析家务劳动
中的化学原理,如“餐具洗洁精的去污原理和安全使用”“家用燃气的供热原理和
安全使用”“水果蔬菜的科学清洗”“饮用水的净化”“水壶中水垢的清除”等。
遇到难以解决的问题,可查阅相关资料或与老师、同学讨论。
3. 实验探究。选择你感兴趣的家务劳动中的化学问题设计家庭实验,探究家务
劳动中的化学原理。
4.撰写报告。结合“一日家务劳动图”,融合“分析研究”和“实验探究”内容,
撰写一份“日常生活中的劳动与化学”的研究报告或电子板报。
5. 成果展示。将研究报告或电子板报在全班进行展示与交流。
124 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 5 水的组成及变化的探究
学生实验
实实验验55 水水的的组组成成及及变变化化的的探探究究
【实验目的】
1.能依据实验结果说出水发生状态变化的条件。
2.能完成电解水实验,并依据实验结果探究水的组成。
【实验用品】
蒸馏水、10%的稀硫酸(或10%的氢氧化钠溶液)。
试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)、玻璃片、电解水装置、直流电源、烧杯、木条、
试管夹。
【安全警示】
1.硫酸及氢氧化钠溶液有腐蚀性,避免与眼睛、皮肤、衣物接触。
2.实验过程中应佩戴护目镜。
3.进行水的蒸发、冷凝实验时注意避免被烫伤。
【实验步骤】
实验1 探究水的状态变化
步骤1 观察蒸馏水,说出水的颜色、状态、气味。
步骤2 向试管中加入约 3 mL 水,加热至沸腾时用冷而干燥的玻璃片放在试管
口上方,观察实验现象。
实验2 探究水的组成
步骤 1 向电解水的装置中加入适量水,向水中加入少量稀硫酸(H SO )溶液或
2 4
氢氧化钠(NaOH)溶液。
步骤 2 接通直流电源,观察现象,比较两侧玻璃管中产生气体的体积。
步骤 3 点燃与电源负极相连的玻璃管中的气体,用 1 个冷而干燥的烧杯罩在
火焰上方,观察现象。
步骤 4 将 1 根带火星的木条放在与电源正极相连的玻璃管尖嘴处,打开活
塞,观察现象。
化化 学学 125
HHUUAAXXUUEE学生实验
实验报告
实验名称 实验者
实验时间 合作者
【实验现象记录】
实验内容 实验现象 实验结论
1.探究水的状态变化
2.探究水的组成
【问题与讨论】
1.从构成物质的微观粒子角度分析,水的状态发生变化时微观粒子是否发生了
变化?
2. 结合水的化学式(H O),对电解水实验观察到的现象作出解释。
2
3. 小组交流,还可以通过怎样的实验来探究水的组成?
126 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 6 一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制
学生实验
实实验验66 一一定定溶溶质质质质量量分分数数的的氯氯化化钠钠溶溶液液的的配配制制
【实验目的】
1.能说出一定溶质质量分数的溶液的配制过程。
2.能顺利完成一定溶质质量分数的氯化钠溶液的配制实验操作。
【实验用品】
氯化钠、蒸馏水。
托盘天平、烧杯(100 mL和50 mL)、量筒(50 mL和10 mL)、胶头滴管、药
匙、玻璃棒、试剂瓶。
【安全警示】
溶解时玻璃棒要轻轻搅拌,尽量不要接触烧杯壁,以免玻璃仪器破损。
【实验步骤】
实验1 配制 50 g 溶质质量分数为5%的氯化钠溶液
步骤1 计算。计算配制溶液所需的氯化钠和蒸馏水的质量。
步骤2 称量。用托盘天平称量出所需质量的氯化钠,再用量筒量取所需体积的
水(密度为1.0 g ·· cm-3 )。
步骤3 溶解。将氯化钠倒入烧杯中,再将蒸馏水倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌,使
氯化钠完全溶解。
步骤4 装瓶。将配制好的溶液倒入干燥的试剂瓶中,并贴上标签。
实验2 配制 50 g 溶质质量分数为1%的氯化钠溶液
步骤 1 计算。分别计算出所需 5% 的氯化钠溶液(密度为 1.03 g ·· cm-3 )和蒸
馏水的体积。
步骤 2 量取。用量筒分别量取所需体积的 5% 的氯化钠溶液和蒸馏水。
步骤 3 稀释。将 5 % 的氯化钠溶液倒入烧杯中,再将量取的蒸馏水倒入烧杯中,
用玻璃棒搅拌均匀。
步骤 4 装瓶。将配制好的溶液倒入干燥的试剂瓶中,并贴上标签。
化化 学学 127
HHUUAAXXUUEE学生实验
实验报告
实验名称 实验者
实验时间 合作者
【实验现象记录】
实验内容和步骤 实验记录
(1)计算
(2)称量
1.配制5%
的氯化钠
溶液50 g
(3)溶解
(4)装瓶
(1)计算
2.用5%的
(2)量取
氯化钠溶
液配制1%
的氯化钠
(3)稀释
溶液50 g
(4)装瓶
【问题与讨论】
1.如何才能确保配制的一定溶质质量分数的溶液的浓度和质量准确?
2.溶液配制中哪些过程会产生误差?
128 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 7 常见金属的物理性质和化学性质
学生实验
实实验验77 常常见见金金属属的的物物理理性性质质和和化化学学性性质质
【实验目的】
1.能顺利完成金属性质探究实验操作。
2.能根据实验探究结果总结归纳金属的性质。
3.能根据金属与酸、盐溶液发生反应的现象,总结归纳出金属活动性顺序。
【实验用品】
镁条(4 cm)、铜丝(10 cm)、铁丝(10 cm)、铁钉、铝片(1 cm×1 cm)、 稀盐酸、
FeSO 溶液(15%)、CuSO 溶液(10%)。
4 4
试管、橡胶塞、酒精灯、试管架、陶土网、细砂纸、干电池、小灯泡、导线、
磁铁。
【安全警示】
1. 用手拿住铁丝或铜丝的一端,在酒精灯上方烘烤另一端,感受手中金属的温度
变化,要注意时间不要过长,防止烫伤!
2. 不能用手直接拿加热后的仪器,也不能将加热后的仪器直接放在实验桌上。
【实验步骤】
实验1 金属的物理性质
各取一镁条、铁丝、铝片、铜丝,进行下列实验:
步骤1 用细砂纸打磨金属,用滤纸(或软布)擦拭后,观察它们的颜色和光泽,
并尝试其是否容易被弯曲和折断。
步骤2 用手拿住铁丝或铜丝的一端,将铁丝或铜丝的另一端在酒精灯火焰上加
热几秒,感受手中铁丝或铜丝的温度变化。
步骤3 用干电池和小灯泡测试上述金属能否导电。
步骤4 观察上述金属能否被磁铁吸引。
实验2 金属与酸的反应
步骤1 分别把镁条、铜丝和铁钉的表面用砂纸打磨除去表面的氧化膜。
步骤2 在 3 支洁净的试管中分别加入上述三种金属,然后分别加入 3 mL 稀
盐酸,观察并记录实验现象。
化化 学学 129
HHUUAAXXUUEE学生实验
实验3 金属与盐溶液的反应
步骤1 各取一铝片和铁钉,将其表面用砂纸打磨后,分别放入 2 支洁净的试管
中,再分别加入3 mLCuSO 溶液,观察并记录实验现象。
4
步骤2 另取2支洁净的试管,将打磨后的铝片和铜丝放入其中,分别加入3 mL
FeSO 溶液,观察并记录实验现象。
4
实验报告
实验名称 实验者
实验时间 合作者
【实验现象记录】
1. 金属的物理性质
物质 铁 铝 铜 镁
颜色光泽
是否容易弯曲折断
加热后温度变化的快慢
能否导电
能否被磁铁吸引
2. 金属的某些主要化学性质
结论与解释
实验内容 实验现象
(写出化学方程式)
镁条+稀盐酸
实验2 铜丝+稀盐酸
铁钉+稀盐酸
铝片+硫酸铜
铁钉+硫酸铜
实验3
铝片+硫酸亚铁
铜丝+硫酸亚铁
130 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 7 常见金属的物理性质和化学性质
【问题与讨论】
1.根据实验2的现象,排列镁、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序,并阐述排
序的原理。
2.根据实验3的现象,排列铜、铁、铝的金属活动性由强到弱的顺序,并阐述排
序的原理。
总结判断金属活动性强弱的实验方法。
化化 学学 131
HHUUAAXXUUEE学生实验
学生实验
实实验验88 粗粗盐盐中中难难溶溶性性杂杂质质的的去去除除
【实验目的】
1.能熟练进行溶解、过滤和蒸发等实验操作。
2.能规范、顺利完成粗盐中难溶性杂质去除实验过程。
【实验用品】
粗盐、蒸馏水。
托盘天平 、量筒(10 mL)、烧杯(100 mL)、药匙、玻璃棒、漏斗、 铁架台(带
铁圈)、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、称量纸、滤纸、表面皿、试剂瓶、陶土网。
【安全警示】
不能用手直接拿热的蒸发皿,应用坩埚钳夹取;热的蒸发皿应放在陶土网上。
【实验步骤】
步骤 1 粗盐的称量和溶解。在托盘天平的两个托盘上各放一张质量相同的称量
纸,准确称取 4 g 粗盐,将称量好的粗盐倒入烧杯中;用量筒量取溶解粗盐所需要
的水,将水倒入烧杯中,用玻璃棒搅拌,使粗盐完全溶解。
步骤 2 过滤(图 1 与图 2)。将折叠好的滤纸放入漏斗中,用蒸馏水润湿滤纸
使之紧贴漏斗内壁,将漏斗放于铁架台的铁圈上,漏斗下端放一洁净的烧杯,使漏斗
下端管口紧贴烧杯内壁;将引流液体的玻璃棒末端接触于三层滤纸处,将粗盐水沿玻
璃棒缓缓倒入过滤器中,观察滤液是否澄清。如滤液浑浊应重新过滤。
步骤 3 蒸发(图3)。将烧杯中澄清的滤液倒入蒸发皿,将蒸发皿放在铁架台
的铁圈上,加热同时用玻璃棒搅拌。当晶体大部分析出时停止加热,利用蒸发皿的余
热把水分蒸干。
132 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 8 粗盐中难溶性杂质的去除
图1 过滤器的制作 图2 过滤 图3 蒸发
步骤4 称量和计算
先称量干燥表面皿的质量,用玻璃棒将蒸发皿中的食盐固体转移到表面皿中,
用托盘天平称量所得食盐和表面皿的总质量,计算出食盐的质量,再计算其产率;
将精盐装入试剂瓶中并贴上标签。
实验报告
实验名称 实验者
实验时间 合作者
【实验现象记录】
实验步骤 实验记录
步骤1
步骤2
步骤3
步骤4
化化 学学 133
HHUUAAXXUUEE学生实验
【问题与讨论】
1.溶解、过滤、蒸发过程中,玻璃棒的作用分别是什么?
2.多次过滤后滤液仍然浑浊,可能的原因有哪些?
134 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 9 常见酸、碱的化学性质
学生实验
实实验验99 常常见见酸酸、、碱碱的的化化学学性性质质
【实验目的】
1.能正确检验溶液的酸碱性和酸碱度。
2.能根据实验探究结果总结归纳常见酸、碱和盐的化学性质。
3.能设计方案并实施实验探究所预测的常见酸、碱和盐的主要性质,能分析解释
实验现象,并得出结论。
【实验用品】
待鉴别液体(分别为0.4%的稀盐酸、0.4%的NaOH溶液、蒸馏水),待鉴别的
固体化合物(分别为NaCl、Na CO 、Na SO ),稀盐酸、BaCl 溶液、酚酞溶液、紫
2 3 2 4 2
色石蕊溶液、pH试纸(附标准比色卡)。
试管、玻璃棒、玻璃片、胶头滴管、药匙、表面皿。
【安全警示】
酸和碱有腐蚀性,避免与眼睛、皮肤和衣物接触。实验过程中要戴上护目镜。
【实验步骤】
实验1 用酸碱指示剂确定盐酸、NaOH 溶液和蒸馏水的酸碱性
步骤1 在 3 支洁净试管中,分别加入约 2 mL 稀盐酸、NaOH 溶液和蒸馏水,
再向 3 支试管中分别滴入 1 ~ 2 滴紫色石蕊溶液,振荡,观察溶液呈现的颜色。
步骤2 在 3 支洁净试管中,分别加入约 2 mL 稀盐酸、NaOH 溶液和蒸馏水,再
向 3 支试管中分别滴入 1 ~ 2 滴酚酞溶液,振荡,观察溶液呈现的颜色。
实验2 用 pH 试纸测定盐酸、NaOH 溶液和蒸馏水的pH
步骤1 在3支洁净试管中,分别加入约 2 mL 稀盐酸、NaOH 溶液和蒸馏水。
步骤2 取3 片pH 试纸放在表面皿上,用玻璃棒分别蘸取上述试管中的液体,蘸
到 pH 试纸上,待颜色稳定后将 pH 试纸与标准比色卡比对,读出并记录三种液体的 pH。
实验3 探究盐酸与氢氧化钠溶液的反应
步骤 1 向1支洁净试管中加入2 mL 0.4% NaOH 溶液,再向NaOH 溶液中滴加
1 ~ 2 滴酚酞溶液,振荡,观察溶液呈现的颜色。
步骤 2 向上述试管中逐滴滴入 0.4% 稀盐酸溶液,边加边振荡试管,观察试管中
溶液的颜色变化。
化化 学学 135
HHUUAAXXUUEE学生实验
实验4 鉴别氯化钠、碳酸钠和硫酸钠
步骤 1 用药匙分别取少量氯化钠、碳酸钠和硫酸钠固体于 3 支洁净的试管中,
向试管中分别加入 2 ~ 3 mL 蒸馏水,振荡试管直至固体全部溶解。
步骤 2 向上述试管中滴加稀盐酸,观察并记录实验现象。
步骤 3 向上述滴加过稀盐酸的溶液中分别滴加少量 BaCl 溶液,观察实验现象;
2
再向试管中滴加稀盐酸,观察并记录实验现象。
实验报告
实验名称 实验者
实验时间 合作者
【实验现象记录】
实验内容 实验记录 实验结论或化学方程式
实验1
实验2
实验3
实验4
136 化化 学学
HHUUAAXXUUEE实验 9 常见酸、碱的化学性质
【问题与讨论】
1. 总结鉴别酸碱溶液的常用方法。
2. 进行测定溶液pH的实验操作时应注意什么?
3. 怎样用实验证明氢氧化钠与盐酸恰好完全反应?
化化 学学 137
HHUUAAXXUUEE跨学科实践活动
跨跨学学科科实实践践活活动动
三三、、探探究究土土壤壤酸酸碱碱性性对对植植物物生生长长的的影影响响
活动目标
1. 通过查阅资料和走访农业科研院所等方式,了解土壤酸碱性对植物生长的影响。
2.设计实验方案,检测土壤的酸碱性,掌握取样、预处理及pH检测等基本操作。
3.小组合作设计并完成“调节土壤的酸碱性”的实践活动,提高利用多学科知识
解决实际问题的能力。
活动方案
活动1:认识土壤酸碱性对植物生长的影响
通过查阅资料或走访当地农业科研院所等方式,了解土壤酸碱性的表示方法、分
级指标及影响土壤酸碱性的主要因素;了解几种常见粮食作物、果树、花卉等最适宜
生长的 pH 范围;了解土壤酸碱性对几种常见植物生长的直接和间接影响。
活动2:检测土壤酸碱性
通过查阅资料或走访当地农业科研院所等方式,了解检测土壤酸碱性的流程
和操作要求。在老师的指导下,各小组设计检测方案,准备检测仪器和试剂,经
历取土壤样品、对样品进行预处理、水浸取、检测浸取液 pH 等过程,并根据检测
结果判断所取土壤样品的酸碱性级别,判断是否适合植物的生长。
活动3:调节土壤酸碱性
在所测土壤中选择酸性较强的样品,设计多种方案进行改良;将不同改良方案进
行对比,选出较优的方案实施,并检测改良的效果。
活动4:成果展示
提交“土壤酸碱性及酸碱性对植物生长影响”的调研报告,提交“土壤酸碱性检
测和酸性土壤调节”的实验报告,并以小组为单位交流研究成果,总结实践活动中的
经验,分析存在的问题,提出今后改进的方向。
活动实施建议
1.该跨学科实践活动一般需要4个课时,主要包括教师对该跨学科实践活动的指
导、土壤酸碱性对植物生长影响调查研究的交流、检测和调节土壤酸碱性活动方案的
设计与实践结果的交流等。
2.该跨学科实践活动可采用课堂与课后融合的方法实施,查阅资料、走访、采样、
138 化化 学学
HHUUAAXXUUEE跨学科实践活动
报告的撰写等可安排在课后作业中完成。
3.教师要在调研报告和实验报告的撰写方法、取样的方式、样品的处理、调节土
壤酸碱性方案的优化等方面给予充分的指导。可充分利用学生周围的环境(校园、居
住地或周边公园)进行实践活动。
4.从积极参与、学习掌握、探究实践、协同合作、表达交流、反思评价和成果展
示等方面,对学生在活动中的表现和结果进行评价。
四四、、自自制制净净水水器器及及水水质质检检测测
活动目标
1.通过查阅资料和走访调查,了解目前市场上销售的家用净水器的工作原理。
2.运用化学课程中所学到的沉降、过滤、吸附及跨学科知识,研究净水器的尺寸、
形状及水流速度控制等问题,并通过小组合作,设计并制作一个简易净水器。
3.能设计实验方案,并通过多种方法检测净化前后的水质。
活动方案
活动1:认识家用净水器原理
通过查阅互联网上的资料,了解目前商场销售的家用净水器的净水原理、工作原
理;通过走访使用过家用净水器的人士,了解家用净水器的使用方法和使用效果,总
结归纳不同类型净水器净化水的方法和净水器的工作原理,将调查研究的成果与同
学交流讨论。
活动2:设计自制净水器方案
就净水器的尺寸、形状,以及水流速度控制、材料选择等问题,在老师的指导下
充分讨论,然后基于沉降、过滤、吸附等知识,借鉴家用净水器的原理,小组合作绘
制简易净水器设计图,确定制作流程,选择制作材料,确定分工合作方案。
活动3:制作自制净水器
依据自制净水器的制作方案,小组成员分工合作经历自制净水器的制作过程,检
验所制作净水器的净水效果,并通过“净水效果评价—修改设计方案—完善简易净水
器制作”的步骤,不断完善所制作的净水器。
活动4:净化后水质的检测
通过查阅资料,了解我国对饮用水、污水等不同水质的检测标准和检测项目;在
教师带领下参观水质检测和检验机构,了解技术人员是如何进行水样采集、运送、保
化化 学学 139
HHUUAAXXUUEE跨学科实践活动
存和检测,以及如何减小测量误差的,并通过余氯检测、总溶解性固体物质(TDS)
值检测、pH 测量对净化前后的水质进行检测。
活动5:成果展示
展示所制作的净水器产品,对产品进行介绍和自我评价;提交净化前后水样的检
测报告;总结在完成跨学科实践活动中获得的经验,提炼解决产品制作类问题的
思路方法。
活动实施建议
1.该跨学科实践活动一般需要4个课时,主要包括教师对该跨学科实践活动的指
导、简易净水器的制作与交流展示,以及水样的采集、检测与报告等。
2.该跨学科实践活动可采用课堂与课后融合的方法实施,简易净水器的制作、查
阅资料、水样检测报告,以及家用净水器原理调研报告的撰写、参观水质检测和检验
机构等,都可以安排在课后完成。
3.教师要在净水器材料的选择、尺寸、形状及水流速度控制等问题的讨论过程中
给予充分的指导;在参观水质检测和检验机构时要指导学生事先确定观察内容和要求;
在进行水质检测时,可补充介绍余氯检测、TDS 值检测原理,并提供相应的监测仪。
4.从积极参与、学习掌握、探究实践、协同合作、表达交流、反思评价和成果展
示等方面,对学生在活动中的表现和结果进行评价。
五五、、““生生活活垃垃圾圾的的分分类类回回收收和和利利用用””宣宣传传海海报报的的制制作作
活动目标
1.通过查阅资料和社区调查,了解我国有关生活垃圾分类和回收的法律法规,深
刻理解垃圾分类、回收和利用的价值。
2.通过交流讨论和资料检索,认识生活垃圾分类的依据和回收的方法。
3.通过调查和观察,了解社区居民在垃圾分类中存在的问题和困难,制作题为“生
活垃圾分类和回收”的宣传海报,并进行相关的宣传活动,以提高垃圾分类的意识,
增强环境保护、资源利用人人有责的社会责任感。
活动方案
活动1:认识垃圾分类的方法和价值
通过互联网查阅《生活垃圾分类标志》(GB/T 19095—2019),学习各种生活垃
圾分类标志,了解我国生活垃圾分类的方法。你也可到社区实地观察,了解你所在地
140 化化 学学
HHUUAAXXUUEE跨学科实践活动
区生活垃圾分类的方法,并思考这些分类方法与你学过的材料分类有何关系。
活动2:了解生活垃圾回收利用的方法
通过文献检索,了解回收后的各类生活垃圾再利用的途径。选择一种常见的
垃圾,如废旧金属、塑料或纸张等,通过查阅资料,了解其具体的回收方法和工艺。
活动3:调查社区居民垃圾分类、回收中存在哪些问题和误区
小组合作设计调查问卷,调查某社区居民对垃圾分类的认识、垃圾分类的做法、
垃圾分类中存在的困难等。小组合作设计观察表,到小区垃圾房观察并记录居民扔垃
圾的情况。在调查、观察的基础上,总结该社区居民在垃圾分类中存在的认识误区、
错误的做法和存在的困难。
活动4:制作宣传海报
针对社区调查结果,小组合作确定海报制作的目的、内容和形式,做好海报设计
的分工。海报制作完成后,可与社区联系,确定张贴地点,并在一段时间后通过访谈
的方式了解海报宣传的效果。
活动5:成果展示
将各组制作的海报在班级中进行展示与交流,或举行海报展示会,使同学们认识
垃圾分类和回收的价值,学会垃圾分类的方法。
活动实施建议
1.该跨学科实践活动一般需要4个课时,主要包括教师对该跨学科实践活动的动
员、垃圾分类与回收价值的讨论、垃圾分类调查问卷和观察量表的设计、海报设计要
求和方法的指导、海报的展示与评价等。
2.该跨学科实践活动可采用课堂教学与课外活动结合的形式实施,查阅资料、实
地调查、海报的制作等活动可以安排在课后由学生自主完成。
3.教师要在海报制作前,引导学生针对居民垃圾分类中存在的问题确定主题,要
说明海报制作的一些要求,如思路清晰、文字简洁明了、图片生动有趣等。
4.从积极参与、学习掌握、探究实践、协同合作、表达交流、反思评价和成果展
示等方面,对学生在活动中的表现和结果进行评价。
化化 学学 141
HHUUAAXXUUEE附 录
附录 1
化化学学实实验验规规则则
化学实验是学习化学、进行科学探究的重要方法。为了在实验过程中体验科学
探究过程,通过实验探究获取化学知识,训练实验技能,养成良好的实验态度和实
验习惯, 在实验过程中请同学们遵循如下的实验规则。
一、实验准备
1.实验前应阅读有关实验说明,了解实验目的,明确实验步骤和实验注意事项。
2.对自行设计的实验方案,要和老师进行讨论,在保证安全、方案可行的基础上
进行操作。
3.实验前要检查实验仪器、试剂是否齐全,试剂规格是否符合要求,实验器皿是
否洁净。
4.做好实验记录的准备。
二、实验实施
1.要按照实验方法或实验方案规定的步骤进行实验。
2.仔细观察实验现象,认真、如实、及时地做好实验记录,同时要边观察、边思考,
养成善于提出问题的习惯。
3.在合作完成的实验中,要互相尊重、合理分工、齐心协力,以共同完成实验任务。
4.实验过程中要注意节约试剂,爱护仪器,注意保持桌面的整洁。
三、实验后处理
1.实验剩余的试剂和实验废弃物要按要求放入指定的容器内,不得乱丢、乱倒。
2.实验完毕后,及时洗净器皿,清理桌面、水池等。
3.清点试剂,尽可能将其放回原位。
4.整理实验记录并按要求分析实验结果,写好实验报告。总结、交流实验的收获。
四、实验安全要求
1.实验过程中须将易燃、易爆试剂远离火源,以防引发事故。
2.不要使用无标签试剂,不要用手直接接触试剂,也不要把鼻孔凑到容器口去闻
试剂气味或用嘴尝试剂味道。实验试剂不要带出实验室。
3.必要时实验过程中要戴上护目镜。
4.实验室须注意通风和保持空气流通。
5.实验过程中如出现意外,不要惊慌,要及时报告老师,并根据具体情况及时处理。
142 化化 学学
HHUUAAXXUUEE附录 2
中中学学化化学学实实验验常常用用仪仪器器
酒精灯 烧杯 集气瓶 表面皿
滴瓶 蒸发皿 研钵 陶土网
试管夹 试管刷 燃烧匙 药匙
胶头滴管 试管 普通漏斗 长颈漏斗
量筒 锥形瓶 水槽 铁架台和铁夹
化化 学学 143
HHUUAAXXUUEE附录 3
部部分分酸酸、、碱碱、、盐盐的的溶溶解解性性表表 (( 2200 ℃℃ ))
阴离子
阳离子
OH-- NO-- Cl-- SO2-- CO2-- PO3--
3 4 3 4
H+ 溶、挥 溶、挥 溶 溶、挥 溶
K+ 溶 溶 溶 溶 溶 溶
Na+ 溶 溶 溶 溶 溶 溶
NH+ 溶、挥 溶 溶 溶 溶 溶
4
Ba2+ 溶 溶 溶 难 难 难
Ca2+ 微 溶 溶 微 难 难
Mg2+ 难 溶 溶 溶 微 难
Al3+ 难 溶 溶 溶 — 难
Zn2+ 难 溶 溶 溶 难 难
Fe2+ 难 溶 溶 溶 难 难
Fe3+ 难 溶 溶 溶 — 难
Cu2+ 难 溶 溶 溶 — 难
Ag+ — 溶 难 微 难 难
说明:“溶”表示物质可溶于水,“难”表示物质难溶于水,“微”表示微溶于水,“挥”表
示挥发性,“—”表示该物质在水中不存在或不稳定。
144 化化 学学
HHUUAAXXUUEE附录 4
相相对对原原子子质质量量表表
(按照原子序数排列)
元素 元素 元素
相对原子质量 相对原子质量 相对原子质量
符号 名称 符号 名称 符号 名称
H 氢 [1.007 84;1.008 11] Nb 铌 92.906 37 Tl 铊 [204.382;204.385]
He 氦 4.002 602 Mo 钼 95.95 Pb 铅 [206.14;207.94]
Li 锂 [6.938;6.997] Tc 锝 [97] Bi 铋 208.980 40
Be 铍 9.012 183 1 Ru 钌 101.07 Po 钋 [209]
B 硼 [10.806;10.821] Rh 铑 102.905 49 At 砹 [210]
C 碳 [12.009 6;12.011 6] Pd 钯 106.42 Rn 氡 [222]
N 氮 [14.006 43;14.007 28] Ag 银 107.868 2 Fr 钫 [223]
O 氧 [15.999 03;15.999 77] Cd 镉 112.414 Ra 镭 [226]
F 氟 18.998 403 162 In 铟 114.818 Ac 锕 [227]
Ne 氖 20.179 7 Sn 锡 118.710 Th 钍 232.037 7
Na 钠 22.989 769 28 Sb 锑 121.760 Pa 镤 231.035 88
Mg 镁 [24.304;24.307] Te 碲 127.60 U 铀 238.028 91
Al 铝 26.981 538 4 I 碘 126.904 47 Np 镎 [237]
Si 硅 [28.084;28.086] Xe 氙 131.293 Pu 钚 [244]
P 磷 30.973 761 998 Cs 铯 132.905 451 96 Am 镅 [243]
S 硫 [32.059;32.076] Ba 钡 137.327 Cm 锔 [247]
Cl 氯 [35.446;35.457] La 镧 138.905 47 Bk 锫 [247]
Ar 氩 [39.792;39.963] Ce 铈 140.116 Cf 锎 [251]
K 钾 39.098 3 Pr 镨 140.907 66 Es 锿 [252]
Ca 钙 40.078 Nd 钕 144.242 Fm 镄 [257]
Sc 钪 44.955 907 Pm 钷 [145] Md 钔 [258]
Ti 钛 47.867 Sm 钐 150.36 No 锘 [259]
V 钒 50.941 5 Eu 铕 151.964 Lr 铹 [262]
Cr 铬 51.996 1 Gd 钆 157.25 Rf 钅卢 [267]
Mn 锰 54.938 043 Tb 铽 158.925 354 Db 钅杜 [268]
Fe 铁 55.845 Dy 镝 162.500 Sg 钅喜 [269]
Co 钴 58.933 194 Ho 钬 164.930 329 Bh 钅波 [270]
Ni 镍 58.693 4 Er 铒 167.259 Hs 钅黑 [269]
Cu 铜 63.546 Tm 铥 168.934 219 Mt 钅麦 [277]
Zn 锌 65.38 Yb 镱 173.045 Ds 钅达 [281]
Ga 镓 69.723 Lu 镥 174.966 8 Rg 钅仑 [282]
Ge 锗 72.630 Hf 铪 178.486 Cn 钅哥 [285]
As 砷 74.921 595 Ta 钽 180.947 88 Nh 钅尔 [286]
Se 硒 78.971 W 钨 183.84 Fl 钅夫 [290]
Br 溴 [79.901;79.907] Re 铼 186.207 Mc 镆 [290]
Kr 氪 83.798 Os 锇 190.23 Lv 钅立 [293]
Rb 铷 85.467 8 Ir 铱 192.217 Ts 石田 [294]
Sr 锶 87.62 Pt 铂 195.084 Og 气 [294]
奥
Y 钇 88.905 838 Au 金 196.966 570
Zr 锆 91.224 Hg 汞 200.592
注: 1.相对原子质量录自国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布的“标准相对原子质量2021”。
2.相对原子质量加方括号的为放射性元素半衰期最长的同位素的质量数。
3. [a;b]表示该元素的相对原子质量依据其同位素丰度变化而介于a和b之间。
化化 学学 145
HHUUAAXXUUEE附录 5
表
期
周
素
元
0
A
Ⅰ
期周
81
1
色红(号符素元
eH2
素元属金非
O
8
数序子原
H
1
)素元性射放指
氦
氢
1
AⅦ
AⅥ
A
Ⅴ
AⅣ
AⅢ
氧
称名素元
A
Ⅱ
300.4
素元属金
800.1
71
61
51
41
31
是的*注(
2
eN01
F
9
O
8
N
7
C
6
B
5
量质子原对相
00.61
)素元造人
eB
4
iL
3
素元渡过
氖
氟
氧
氮
碳
硼
该为据数的号括加(
铍
锂
2
81.02
00.91
00.61
10.41
10.21
18.01
最期衰半素元性射放
210.9
49.6
素元体气有稀
)数量质的素位同长
rA81
lC71
S
61
P
51
iS41
lA31
gM21
aN11
氩
氯
硫
磷
硅
铝
镁
钠
3
B
Ⅱ
B
Ⅰ
Ⅷ
BⅦ
BⅥ
B
Ⅴ
BⅣ
BⅢ
59.93
54.53
60.23
79.03
80.82
89.62
03.42
99.22
21
11
01
9
8
7
6
5
4
3
rK63
rB53
eS43
sA33
eG23
aG13
nZ03
uC92
iN82
oC72
eF62
nM52
rC42
V32
iT22
cS12
aC02
K91
氪
溴
硒
砷
锗
镓
锌
铜
镍
钴
铁
锰
铬
钒
钛
钪
钙
钾
4
08.38
09.97
79.87
29.47
36.27
27.96
83.56
55.36
96.85
39.85
48.55
49.45
00.25
49.05
78.74
69.44
80.04
01.93
eX45
I
35
eT25
bS15
nS05
nI94
dC84
gA74
dP64
hR54
uR44
cT34
oM24
bN14
rZ04
Y93
rS83
bR73
氙
碘
碲
锑
锡
铟
镉
银
钯
铑
钌
锝
钼
铌
锆
钇
锶
铷
5
3.131
9.621
6.721
8.121
7.811
8.411
4.211
9.701
4.601
9.201
1.101
]79[
59.59
19.29
22.19
19.88
26.78
74.58
nR68
tA58
oP48
iB38
bP28
lT18
gH08
uA97
tP87
rI77
sO67
eR57
W47
aT37
fH27
17~75
aB65
sC55
氡
砹
钋
铋
铅
铊
汞
金
铂
铱
锇
铼
钨
钽
铪
uL~aL
钡
铯
6
]222[
]012[
]902[
0.902
2.702
4.402
6.002
0.791
1.591
2.291
2.091
2.681
8.381
9.081
5.871
系镧
3.731
9.231
gO811
sT711
vL611cM511
lF411
hN311
nC211
gR111
sD011
tM901
sH801
hB701
gS601
bD501
fR401301~98
aR88
rF78
*
*
* 立
*镆
*
夫
* 尔
*
哥
*
仑
*
达
*
麦
* 黑
* 波
*
喜
**
杜
*
卢
rL~cA
镭
钫
7
]492[
]492[
]392[
]092[
]092[
]682[
]582[
]282[
]182[
]772[
]962[
]072[
]962[
]862[
]762[
系锕
]622[
]322[
uL17
bY07
mT96
rE86
oH76
yD66
bT56
dG46
uE36
mS26
mP16
dN06
rP
95
eC85
aL75
镥
镱
铥
铒
钬
镝
铽
钆
铕
钐
*钷
钕
镨
铈
镧
镧 系
0.571
0.371
9.861
3.761
9.461
5.261
9.851
2.751
0.251
4.051
]541[
2.441
9.041
1.041
9.831
rL301
oN201dM101mF001
sE
99
fC
89
kB79
mC69
mA59
uP
49
pN39
U
29
aP
19
hT09
cA
98
*铹
*锘
*钔
*镄
*锿
*锎
*锫
*锔
*镅
钚
镎
铀
镤
钍
锕
锕 系
]262[
]952[
]852[
]752[
]252[
]152[
]742[
]742[
]342[
]442[
]732[
0.832
0.132
0.232
]722[
146 化化 学学
HHUUAAXXUUEE后后 记记
本套教科书根据教育部最新颁布的《义务教育化学课程标准(2022 年版)》
编修。
此次教科书修订是由化学学科专家、化学教育专家和一线优秀化学教师组成的
教科书修订团队共同进行的。在修订过程中,团队认真研究了教育部制定的《义务
教育化学课程标准(2022 年版)》,分析比较了多种版本的国内外初中化学教
科书,广泛征询了教科书使用地区老师和学生的意见、建议。修订后的教科书具
有基础性、时代性、实践应用性和创新性等特点。
教科书力图让学生轻松愉快地学习多姿多彩、无所不在的化学,力图让学生用
“用中学”“做中学”“创中学”等多种方式学习化学,力图助力学生化学课程核
心素养的发展。
教科书在编写、修改和审校过程中得到了全国许多化学教育专家、教研员和优
秀一线教师的指导和帮助,在此向他们表示诚挚的谢意!
希望老师和同学们在使用本套教科书的过程中与我们保持联系,及时反馈在使
用中发现的问题,提出宝贵的意见和建议,以便我们更好地完善教科书。
电子邮箱:zks_zongbianshi@163.com
联系电话:(010)63581202