化学八全沪科版五四制_初中化学_沪科版五四制

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K义 务 教 育 教 科 书
（五·四学制）
八年级 全一册
上海科学技术出版社主 编：麻生明 陈 寅
本册主编：占小红
核心编写人员：缪 青 徐凯里 唐增富 孙兴文
吕彩玲 姚秋平 李锋云 周 峰
责任编辑：胡恺岩 王美淞 朱先锋
美术设计：诸梦婷
义务教育教科书（五·四学制） 化学 八年级 全一册
出 版 上海世纪出版（集团）有限公司 上海科学技术出版社
（上海市闵行区号景路159弄A座9F —10F 邮政编码201101）
发 行 上海新华书店
印 刷 上海中华印刷有限公司
版 次 2024年8月第1版
印 次 2024年8月第1次
开 本 787 毫米×1092 毫米 1/16
印 张 11.5
字 数 181千字
书 号 ISBN 978 — 7 — 5478 — 6612 — 2/G·1216
定 价 11.70元
价格依据文号 沪价费〔2017〕15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
如发现印装质量问题或对内容有意见建议，请与本社联系。电话：021—64848025，邮箱：jc@sstp.cn致 同 学
当打开本册教科书，也就意味着你们即将开始学习一门崭新的自然科学——化学。
化学是一门既古老又现代，且富有生命力的学科，与社会生活的各个方面都密切相关，
促进着人类文明和社会可持续发展。
本套教科书根据教育部颁布的《义务教育化学课程标准（2022年版）》编写。本套教科
书将义务教育化学课程内容提炼为化学的魅力、常见的物质（上）（下）、物质的组成与结构、
物质的化学变化（上）（下）六个主题，其中常见的物质（下）、物质的化学变化（下）将
在九年级分册中呈现，每个主题下面又分设专题、课题。为了更好地培育同学们的核心素养，
本套教科书注重学法指导，优化了栏目设计。
学 习 理 解
● 学习聚焦：明确本课题主要的学习目标。
● 观察与思考：从观察入手，引发问题思考。
● 讨论与交流：讨论问题，交流结果。
● 拓展阅读：分为“跨学科视野”“化学广角镜”“科学发展史”三个系列，分别
体现所学化学知识与其他学科知识的联系和综合应用、对所学化学知识进行广度或深
度的拓展与延伸、介绍所学化学知识形成与发展的历史。
● 资料库：提供物质的性质、结构等相关信息。
操 作 活 动
● 书写表达：运用化学语言来表征物质的组成、结构与变化。
● 实验探究：开展教师演示实验、学生实验活动，促使学生通过实验学化学。
综 合 应 用
● 活动体验：课外完成小制作实践或课题研究。
● 跨学科实践活动：开展跨学科实践活动，引导学生做中学、创中学。
本册教科书加强了文字的可读性，使用清晰精美的图片，以真实问题为引领，带领
同学们走进化学的广阔天地，希望激发大家对化学的兴趣。目 录
主题一 化学的魅力 / 1
专题 1 化学使生活更美好 / 2
课题1 开启化学之门/ 3
课题2 通用的化学语言/ 14
跨学科实践活动 生活垃圾的分类与回收利用/ 20
专题复习/ 23
专题 2 体验化学实验探究 / 26
课题1 走进化学实验室/ 27
课题2 学习开展化学实验探究/ 41
跨学科实践活动 微型空气质量“检测站”的组装与使用/ 48
专题复习/ 51
主题二 常见的物质（上） / 55
专题 3 空气、氧气、二氧化碳 / 56
课题1 空气的成分/ 57
课题2 氧气和二氧化碳的性质/ 63
课题3 氧气和二氧化碳的制备/ 73
跨学科实践活动 基于特定需求设计和制作简易供氧器/ 81
专题复习/ 84主题三 物质的组成与结构 / 87
专题 4 水的性质与组成 / 88
课题1 水的性质/ 89
课题2 水的自然循环与人工净化/ 95
课题3 水的组成/ 103
跨学科实践活动 水质检测及自制净水器/ 108
专题复习/ 111
专题 5 物质的微观构成 / 114
课题1 构成物质的微观粒子/ 115
课题2 组成物质的元素/ 123
课题3 结构多样的碳单质/ 133
跨学科实践活动 制作模型并展示科学家探索物质组成
与结构的历程/ 142
专题复习/ 145
主题四 物质的化学变化（上） / 149
专题 6 化学变化及其表示 / 150
课题1 化学反应中各物质间的定量关系/ 151
课题2 化学反应的表示及基本类型/ 157
跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳
行动方案/ 165
专题复习/ 168
附 录 / 171主题一
化学的魅力
世界是物质的，物质是人类赖以生存的基础。化学
学科的主要任务就是从组成、结构、性质、转化及应用
等方面来研究物质，认识物质，创造物质，从而推动人
类社会的可持续发展。
化学是一门充满魅力的自然科学，它蕴含着丰富的
知识和方法。学习和研究化学时，人们常会在“宏观”
与“微观”之间建立联系，并运用“符号”来描述物质
性质及其变化。从主题一开始，我们将借助化学知识的
学习，运用科学研究方法和化学学科特有的思维方式，
在化学问题解决过程中逐渐形成和发展科学思维。化学
专题1
使生活更美好
课 题 1 开启化学之门
课 题 2 通用的化学语言
★ 跨学科实践活动 生活垃圾的分类与回收利用
●如何认识生活中的化
学变化？
●人们如何运用化学用
语来描述物质及其化
学变化？
222课题 1 开启化学之门
课 题 1 学 习 聚 焦
知道化学科学的研究对象，了
解化学科学的本质与特征。
初步掌握化学变化的特征，学
开 启
会判断典型的物理变化与化学
变化，辨析物质的物理性质与
化 学 之 门
化学性质。
了解化学科学对促进社会发展
的作用，感悟学习化学的价值。
在我们生活的世界里，存在着形形色色的物质，而且这些物质在不断地变
化。化学就是研究物质的组成、结构、性质、变化以及与物质变化过程相伴随
的能量转变的科学。化学也是与科学、技术、社会和环境息息相关的一门科学。
物质变化有哪些特征
1. 化学变化与物理变化
物质世界中的一切都在不断地运动和变化，我们可以观察到许多与物质变
化有关的现象。有时候是物质的形态发生了变化，有时候是物质的组成发生了
改变，我们可以通过实验来研究物质变化。
实 验 探 究 ！
物质的变化
（1）如图 1.1 所示，将盛有少量水的试管
固定在铁架台上，在试管底部小心加热至水沸
腾（注意不要将试管中的水蒸干），取一片干
燥、洁净的玻璃片靠近试管口。观察并记录实
验现象。 ▲ 图1.1 水的沸腾
3课题 1 开启化学之门
1
（2）向盛有约 容积的水的烧杯中投入一小片维生素 C 泡腾片，取一片
3
干燥、洁净的玻璃片靠近烧杯口。观察并记录实验现象。
（3）取一根长约 6 cm 的镁带用砂纸打磨
至表面光亮，用剪刀将其剪成两段。观察并记
录实验现象。
（4）如图 1.2 所示，用坩埚钳夹住一小段
镁带，在酒精灯火焰上点燃后，迅速移到陶土
网上方 a。观察并记录实验现象。
▲ 图1.2 镁带燃烧
现象记录：
将水加热至沸腾时，试管中 ，玻璃片上 。
向水中加入维生素C泡腾片后，烧杯中 ，
玻璃片上 。
镁带外观呈 ，剪断后，外观 。
将镁带点燃后 ，残留物外观 。
证据推理
在上述变化中，有无新物质生成？说明理由。
实验中，液态的水经沸腾变为水蒸气，在玻璃片上经冷凝又变回液态的
水；镁带经剪断后被分成小段。虽然水和镁带都发生了形态或形状的变化，
但没有生成其他物质，这样的变化属于物理变化。维生素 C 泡腾片投入水中
会产生许多气泡，但在玻璃片上没有出现大量的冷凝水，说明气泡不是水蒸
气，而是一种新产生的气体。镁带在燃烧后生成了白色粉末，这是一种不同
于镁带的新物质。
这种生成与原来不同的物质的变化叫做化学变化，也称为化学反应。化学
反应前的原物质叫反应物，化学反应后产生的新物质叫生成物或产物。利用化
学反应可以实现物质的转化。
a 建议由教师进行实验操作，同学们保持一定距离，并佩戴护目镜，不能长时间直视镁带燃烧，防止
对视力造成损伤。
4物质在发生化学变化时，通常会伴随发光、放热，产生气体，生成沉淀和
颜色变化等现象（图1.3）。这些现象可以帮助我们判断有无发生化学变化。物
质在发生化学变化的过程中，常会同时伴随物理变化。例如，蜡烛燃烧是化学
变化，而燃烧时，蜡烛受热熔化成蜡烛油则是物理变化。
发光、放热 产生气体 生成沉淀 颜色变化
▲ 图1.3 化学反应中伴随的一些现象
观 察 与 思 考
在寒冷的冬天，我们往往会抱一个热水袋或者贴一片暖贴来取暖。请
观察使用前后热水袋与暖贴中的物质a发生的变化，判断这两种获取热量的
方式是否都属于化学变化，并说明理由。
2. 化学性质与物理性质
每种物质都有其独特的性质。物质的有些性质
不需要发生化学变化就能表现出来，如颜色、气
味、熔点、沸点、密度b、硬度、导电性、导热性等，
这类性质叫做物理性质。物质在发生化学变化时表
现出来的性质叫做化学性质。例如，维生素 C 泡腾
片在水中能释放出气体（图 1.4），这就是泡腾片中
所含物质体现的某些化学性质。可燃性、酸碱性等
▲ 图1.4 将维生素C泡腾
都是化学性质。 片投入水中
a 可剪开一片暖贴，将其中的物质倒在白纸上进行观察。
b 物理学中，熔点是晶体熔化时的温度；沸点是液体沸腾时的温度；密度是物质的质量与体积的比值。
5课题 1 开启化学之门
观 察 与 思 考
图 1.5 中的物质变化哪些属于物理变化？哪些属于化学变化？从这些
变化中，你能推测物质各有哪些相关的物理性质或化学性质吗？
燃放焰火 酒精涂抹在皮肤上后 灯泡中钨丝 苹果变色
很快挥发 通电后发光
▲ 图1.5 一些物质的变化
物理性质和化学性质是物质的两类基本属性。了解物质的物理性质和化学
性质，对于研究物质的组成、结构、变化及应用等非常重要。
化学研究什么
1. 物质的性质与变化
物质的性质与变化是化学研究的重要任务，化学研究成果在生产生活和科
技发展中有着广泛应用。例如，研究钢铁锈蚀过程中的化学变化，能够帮助我
们掌握减缓钢铁锈蚀的方法；利用化学原理可以从源头上消除各类污染，让天
蓝地绿水清。
物质发生化学变化时不但生成新物质，还会伴随着能量的变化。这种能量
变化通常表现为热量、电能和光能的释放或吸收。例如，汽油、天然气等燃料
中储存了大量的能量，通过化学反应可以释放出来供我们使用；绿色植物通过
光合作用这一化学反应将太阳能储存起来。我们的身体就是一个复杂的“化学
工厂”，人体的心跳、呼吸、消化、运动、思考都需要能量，而这些所需的能
量来源于食物、氧气、水等物质进行的化学反应。
6当外界条件改变时，物质的性质与变化也会随之发生相应改变。化学家可
以通过控制条件来对特定的化学反应进行调控，促进有利的化学反应发生，减
缓或阻止不利的化学反应发生，以更好地利用物质性质与变化造福人类。
讨 论 与 交 流
食物腐败是一种常见的化学变化。在日常生活中，你会采用哪些方法
来延缓甚至防止食物的腐败？
2. 物质的制备与用途
通过化学变化可以创造物质，于是人们运用化学变化，制造出各种人类生
存和发展所需要的物质，将垃圾变成资源，将矿石变成金属，将空气变成化
肥，将石油变成塑料……目前已知的上亿种物质中，绝大多数是利用化学方法
合成的。
各种物质都有着各自的用途，这些用途都是由物质的性质决定的。例如，
镁燃烧产生明亮的白光，因此被用于制作照明弹（图1.6）。氢气与氧气燃烧放
出大量的热，生成物只有水，所以氢气可作为理想的无污染燃料。
▲ 图1.6 无人机抛投照明弹
随着科技的进步，越来越多具有特定性质与用途的新物质被制备出来，许
多已知物质也被开发出了新用途，在生产生活和科技发展中发挥新的作用。
7课题 1 开启化学之门
讨 论 与 交 流
请参考示例，将你知道的一些物质的用途与其对应的性质以及性质类
型填入下表中，并与同学们交流讨论。
物质的用途 对应物质的性质 性质类型
汽油用作燃料 可燃性 化学性质
用电木（一种塑料）制作炊具的把手 不导热 物理性质
3. 物质的组成与结构
物质为何会表现出千差万别的性质？化学家力求从物质的组成与结构上来
寻找答案。
经过长期的实践和探索，人们认识到世间万物都是由化学元素（简称元
素）组成的。例如，我们吸入的氧气、呼出的二氧化碳、饮用的水、摄入的糖
分……都含有一种被称为“氧”的元素。利用化学实验或现代仪器技术，化学
家可以测定物质中元素的种类和含量，从而确定其组成。
人们还认识到世间万物都是由极其微小的分子、原子等微观粒子构成
的，物质结构的差异体现在这些微观粒子的种类、数目及排列方式的不同，
正是这些不同导致了物质性
质的差异。
现在，化学家能够借助现
代仪器观测到原子和分子，而
且实现了对原子、分子的移动
和排列（图 1.7），并能够复制、
改造和创造分子，为人们更好
▲ 图1.7 中国科学家在硅晶体表面操纵原子排列
出汉字图样 地认识和改造世界提供助力。
8拓 展
科学发展史
跨学科视野 化学广角镜 阅 读
中国结构化学的开拓者—卢嘉锡
除了从组成元素的角度研究物质的组成，化学家还用多种方法和手
段深入研究物质的微观结构。
卢嘉锡是享誉中外的科学家、教
育家，我国结构化学的开拓者和奠基
人。结构化学是一门阐述物质的结
构与其性能的相互关系的化学分支学
科。20 世纪 70 年代开始，化学模拟
生物固氮成为世界科学前沿课题。卢
嘉锡从结构化学角度出发，提出了固
氮酶活性中心结构模型，其中一些结
构特征得到了实验的证实，为我国化
学模拟生物固氮等研究跻身世界前列
做出了贡献。 ▲ 图1.8 卢嘉锡
化学如何造福人类
1. 化学创造丰富多彩的物质世界
化学为我们多姿多彩的生活提供了物质基础。你只要留意，就会发现我们
的生活中有许多与化学密切相关的制品。正是这些随处可见的化学制品，将化
学原理或技术融入了我们的生活，使得生活丰富多彩、充满现代气息。
观 察 与 思 考
观察身边的某些物品或设施，说一说它们的组成材料中，哪些是自然
界中本来就有的物质，哪些是用化学方法人工制造的物质。
9课题 1 开启化学之门
化学给生活带来了温暖与美丽，如纤维、尼龙、涤纶等衣料，需要靠化学
方法得到。烹饪时加入调味品，可使饭菜味道更加鲜美；化学肥料与农药的发
明、生产和应用，保证了粮食产量的持续增长，大大缓解了人口增长与粮食资
源之间的矛盾。利用化学反应产生电能，为交通运输提供了动力支持。通过化
学手段合成各种材料，我们的住房才有了多彩的装饰；对矿石进行化学冶炼，
我们才有了多种多样的日用金属制品；对石油进行化学加工，我们才能用上轻
便的塑料和优质的燃料。
在许多重大的科学技术领域里，化学发挥了极其重要的作用，助力人们探
索浩瀚世界的奥秘。
2. 化学促进人与自然和谐共生
人类需求的不断增加及对
自然资源的过度开发和不恰当
使用，导致了多种亟待解决的
环境问题与社会问题。人们已
意识到，应当合理、高效地开
发与利用自然资源，保护环境，
▲ 图1.9 上海白龙港污水处理厂的污泥处理系统
与自然和谐共处，以促进社会
的可持续发展。在这些方面，化学的贡献是引人注目的。例如，为改善水环境
质量，我国着力发展污水处理技术（图1.9），其中就涉及很多化学原理和方法。
为了最大限度地实现资源利用，降低废弃物处置成本，改善生存环境质量，
许多国家和地区都实行了生活垃圾分类管理办法。其实，生活垃圾分类也与化
学密切相关，不同类别的垃圾具有不同的性质，可采取不同处理方式，使它们
转化为燃料、肥料或回收再生。随着全球城市化进程不断加快，垃圾被认为是
具有开发潜力的资源，垃圾分类已成为现代社会公民不可或缺的社会责任。
学习本课题后，你是否对化学这门学科的研究领域有了一个初步的印
象？在促进社会发展和提高人类生活质量方面，化学是最有成效的科学之
一。让我们一起走进化学世界，努力学好化学，为人民幸福、国家富强做出
自己的贡献！
10学 习 指 南
归 纳 小 结
化学是研究 的科学。
化学变化的基本特征是 ，同时会伴随着 变化。
通过 可以创造物质。
物质地的球性上质有包丰括 富的水资源，因此以水为溶剂 ，物质的性质
形决成定的了水其溶 液对生命活。动、自然环境、生产生
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
科学与技术有助于解决社会问题，使用科学和技术时要考虑其对社
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
会和环境的影响。
例 题 导 引
问题： 英国化学家戴维（H. Davy）于 1807 年发现了一种新的
金属，并且留下了如下记载：“（这种金属）常温下是固
体，银白色，不透明……当用刀片轻轻按压时，它就会
变成薄薄的一片……当它暴露在大气中时，它会立即失
去光泽，并逐渐被白色外壳覆盖……当它被扔到水中时，
它会产生剧烈的反应，并伴有响亮的嘶嘶声（产生气
体）……” a 根据这些记载，说说这种金属具有哪些物理
性质与化学性质。
分析： 从记载中我们可以了解到，这种金属露置在空气中时其
表面能与空气发生反应，放入水中时它能与水发生剧烈
a 译自戴维于1808年发表的《关于电产生的一些化学变化的新现象》（On Some New Phenomena of Chemical
Changes Produced by Electricity）一文，略有删改。
11课题 1 开启化学之门
的化学反应生成气体，这些都属于化学变化，体现了这
种金属的化学性质。记载中提到这种金属的颜色、光泽
和硬度，这些都属于物理性质。因此，我们可以归纳
如下：
物理性质：银白色，有光泽，质地较软。
化学性质：常温下能较快与空气反应，能与水发生剧烈
反应生成气体。
练 习 巩 固
1. 下列成语或典故中涉及的变化是物理变化还是化学变化？请判断并说
明依据。
木已成舟 滴水成冰 蜡炬成灰
2. 根据什么性质可以区分下列两组常见物质？请各提出一种区分方法。
白醋和白酒 糖粉和面粉
3. 某兴趣小组同学提出了他们未来想要探索的方向。
甲同学：我想栽培出产量更高的杂交水稻，让更多人摆脱饥饿。
乙同学：我想开发出新的电脑程序，从而实现与化学家一起研讨
化学。
丙同学：我想研制出治疗癌症的特效药，保障人体健康。
丁同学：我想加入太空探索大军，为登陆火星载人飞船设计运行
轨道和飞行控制方案。
戊同学：我想设计出款式新颖、独具创意的服装，能够引领全球
风尚。
己同学：我想开发出耐高温高压的合金材料，用它来制造能探测地
核的工具。
请分析上述哪些方向主要属于化学科学的研究范畴，说明理由。
124. 生活经验告诉我们，食物具有一定的保质期，不可食用过期变质的食
物。哪些现象可以帮助我们判断食物已经变质了？请举例说明。
5. 某同学想要围绕“化学使生活更美好”这一主题写一篇短文，他在网
上搜索到一些观点：
观点一：人们的衣、食、住、行都离不开化学。
观点二：纯天然食品不含任何化学成分。
观点三：化学能够制造出任意的新物质。
观点四：化学研究对象只是实验室中的化学试剂。
请你分析上述观点是否正确，并说明理由。
13课题 2 通用的化学语言
课 题 2
学 习 聚 焦
通 用 的
初步认识元素概念，知道元素能
组成上亿种物质。
化 学 语 言
了解常见元素的名称和符号，知
道可以用化学符号表示物质的组
成、结构与化学反应。
语言是人类交流的工具。化学也有专用语言，它是化学家创造出来的一套
能够表达物质组成、结构和变化的符号体系。这些符号既简明直观，又有利于
表达和交流，成为全世界通用的化学规范语言，不仅起到了表达化学概念和思
想的作用，还促进了化学知识的交流与传播。
你知道元素吗
尽管世界上存在的物质种类数以亿计，但组成它们的元素不过近百种。就
像用一些基本笔画通过一定组合就可以写出数以万计的汉字一样，近百种元素
也组成了数以亿计的物质。
表1.1 碳、氢、氧三种元素组成的物质示例
物质
元素
二氧 一氧
石墨 氧气 氢气 水 蔗糖
化碳 化碳
氢元素 √ √ √
氧元素 √ √ √ √ √
碳元素 √ √ √ √
14少数物质仅由一种元素组成，例如，氧气由氧元素组成，氢气由氢元素组
成，石墨由碳元素组成。大部分物质则由两种或更多种元素组成，例如，水由
氢元素和氧元素组成，二氧化碳和一氧化碳都由碳和氧两种元素组成，蔗糖则
由碳、氢、氧三种元素组成。
拓 展
科学发展史
跨学科视野 化学广角镜 阅 读
元素中文名称的由来
元素的中文名称最早是我国近代化学先驱
徐寿于 1869 年翻译《化学鉴原》a 时提出的。
除了金、银、铜、铁等早已定名的元素沿用旧
名外，徐寿创造了一套元素中文名称命名的规
则，他根据元素英文名称的首音节或次音节转
成发音类似的汉字，再加上部首进行大致区分。
具体来说，凡是金属元素（汞除外）均使
用“钅”部首；而非金属元素则分别加“气”
“氵”或“石”部首，以表示其单质在通常状况
▲ 图1.10 徐寿
下的存在状态是气态、液态或固态。这种命名
规则不仅对已知元素拟定了合理的译名，也为后来新的元素译名提供了
规则，目前元素中文译名原则就是在徐寿翻译并命名的基础上制定的。
化学语言是如何实现世界通用的
1. 元素符号的规定
由于各国语言文字对元素名称的书写方式不同，因此难以交流。国际上
统一规定采用每种元素拉丁文名称的首字母（大写）来表示元素，称为元素
符号，例如，氢元素（拉丁文 Hydrogenium）用“H”表示，氧元素（拉丁文
Oxygenium）用“O”表示，碳元素（拉丁文Carbonium）用“C”表示。
a 原书名为《威尔斯化学原理和应用》（Wells’s Principles and Applications of Chemistry），于1858年出
版，是当时美国流行的化学教科书。
15课题 2 通用的化学语言
表1.2 氢元素的元素符号及在不同语言文字中的名称
元素名称
元素符号
中文 英文 德文 俄文 日文 拉丁文
氢 Hydrogen Wasserstoff Водород 水素 Hydrogenium H
如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同，就附加一个小写字母来区
别，如氯元素（拉丁文 Chlorum）用“Cl”表示，钙元素（拉丁文 Calcium）
用“Ca”表示，铜元素（拉丁文 Cuprum）用“Cu”表示。在书写元素符号时
请注意，由两个字母表示的元素符号，第二个字母必须小写。
表1.3 常见的元素名称和元素符号
元素名称 元素符号 元素名称 元素符号 元素名称 元素符号
氢 H 铝 Al 锰 Mn
氦 He 硅 Si 铁 Fe
碳 C 磷 P 铜 Cu
氮 N 硫 S 锌 Zn
氧 O 氯 Cl 银 Ag
钠 Na 钾 K 钡 Ba
镁 Mg 钙 Ca 汞 Hg
用元素符号和数字的组合可以表示物质的组成。例如，氧气可以用 O 表
2
示，水可以用 H O 表示，二氧化碳可以用 CO 表示。这些表示物质组成的式
2 2
子称为化学式。
观 察 与 思 考
某种维生素 C 泡腾片相关成分及其化学式如表 1.4 所示，说说它们都
是由哪些元素组成的。
16表1.4 某种维生素C泡腾片的成分及其化学式
成分 柠檬酸 碳酸氢钠 氯化钠 二氧化硅
化学式 C H O NaHCO NaCl SiO
6 8 7 3 2
2. 化学模型的使用
在学习化学时，我们不仅要从宏观上了解物质
的组成，还要从微观上了解物质的结构。由于构
成物质的微观粒子既看不见也摸不着，为了便于
表达交流，我们常用直观的模型来进行模拟，图
1.11 展示了柠檬酸分子模型。
模型是化学研究的一种重要工具，可以帮助我
们认识和理解一些不能直接观察到的或复杂的事
▲ 图1.11 柠檬酸分子模
物。物质结构的微观模型是联系宏观与微观的桥
型示意图
梁，它既可以是实物搭建或电脑创作的立体形态，
也可以是绘制在纸面上的平面形态。借助物质的微观模型，我们可以研究物质
的结构，解释或预测物质具有的性质，描绘物质在化学反应过程中的变化。
随着人类对微观世界的认识不断深入，化学科学中的微观模型也变得越来
越丰富。化学家不仅能够构建出反映分子、原子排列方式的模型，还能深入原
子内部，构建原子结构模型，进一步探索物质构成的奥秘。
3. 化学反应的表示
一个化学反应可以用很多种方法来表示。例如，碳在空气中点燃时发生化
学反应生成二氧化碳，我们可以用中文表示为：
点燃
碳+氧气 二氧化碳
不同语言有不同的文字，表达的方式也会各不相同。如果要用英语的文字
表达式表示碳在空气中燃烧，就会写成：
Carbon + Oxygen Carbon dioxide
17课题 2 通用的化学语言
全世界有许多语言文字，化学家该如何进行沟通呢？借助元素符号、化学
式及其他有关符号，我们可以对化学反应用统一的化学语言进行表述：
点燃
C + O CO
2 2
这种用化学式来表示化学反应的式子叫做化学方程式。相较于文字表达式，
化学方程式不仅简洁，而且更科学，同时还具有国际通用性。不同国家、使
用不同语言文字的人们都可以理解，并用这种表示方法进行交流与合作。
学 习 指 南
归 纳 小 结
用化学式可以表示物质的 ，用微观模型可以表示物质
的 ，用化学方程式可以表示 。
例 题 导 引
问题： 黑火药是我国古代四大发明之一，它是由木炭（C）、硫
黄（S）和硝酸钾（KNO ）按一定比例混合配成的。点
3
燃黑火药会发生猛烈爆炸，生成硫化钾（K S）、二氧化
2
碳（CO ）和氮气（N ）。请分析：组成黑火药的物质中
2 2
共含有几种元素？制作黑火药的过程和黑火药燃烧爆炸
的过程分别是物理变化还是化学变化？
分析： 根据物质的化学式可以确定其元素组成。木炭与硫黄分
别含有碳元素与硫元素，而硝酸钾则含有钾、氮、氧三
种元素，因此组成黑火药的物质中共含有五种元素。制
作黑火药只是将三种成分进行混合，并未发生化学反应，
因此属于物理变化。黑火药燃烧爆炸后生成了硫化钾、
二氧化碳和氮气三种新物质，因此属于化学变化。
18练 习 巩 固
1. 人体中含量位于前三位的元素依次是氧、碳、氢。下列各物质中，同
时含有这三种元素的是（ ）。
（ A）H O （ B）HNO （ C）C H O （ D）Na CO
2 3 6 12 6 2 3
2. 银针是中医针灸的传统器具。参考表1.3，银的元素符号为（ ）。
（ A）Al （ B）Ag （ C）Mg （ D）Hg
3. 已知镍元素的拉丁文名称为Niccolum，则镍的元素符号为（ ）。
（ A）N （ B）NI （ C）Ni （ D）Na
4. 中国科研团队在月壤样本中发现了一种新矿物，命名为“嫦娥石”，
这是人类在月球上发现的第六种新矿物。已知嫦娥石中含有下列元
素，请参考表1.3写出它们的元素符号。
铁： 钙： 磷： 氧：
5. 写出 3 ～ 4 个你知道的元素符号，并指出它们分别表示哪种元素，能
组成哪些物质。
19跨学科实践活动
生活垃圾的分类与回收利用
随着人们物质生活水平的提高，消费量增大，
日常生活中的废弃物也在增多。以上海为例，统
计数据显示平均每天需要处理的生活垃圾总量约
3 万吨。如果将这些垃圾任意弃置，会对环境造
成很大的污染。对生活垃圾进行分类处理和再利
用，可以有效减少垃圾占地和环境污染，还可以 卫生填埋
实现部分资源循环再利用。化学的魅力不仅在于
不断创造对人类更有用的新物质，也体现在合理
使用物质，促进人类文明和社会可持续发展。
在本活动中，你将通过了解常见的生活垃圾分
类方法与相应的无害化处理方式（图1.12），认识
高温焚烧
垃圾分类处理的必要性，并让垃圾分类的理念深入
人心。因此，你和同伴可以合作完成如下任务：
活动1 调研生活垃圾的分类与处理方式
活动2 设计垃圾分类回收宣传方案
交流与反思
在每项任务中，你和同伴都需要先设计一个详
堆肥发酵
细可行的活动方案，做好分工；活动中，应仔细观
▲ 图1.12 几种常见的垃圾
察和记录相关数据。 无害化处理方式
活动１
调研生活垃圾的分类与处理方式
要求及建议
① 结合当地的垃圾分类标准，尝试对一些家中常见的生活垃圾进行分类。
20② 查阅资料或实地走访当地的垃圾处理中心，了解不同类别垃圾的处理
方式，分析这些处理方式可能与哪类学科原理有关。
▲ 图1.13 上海市生活垃圾分类投放设施 ▲ 图1.14 上海老港再生能源利用中心
提示
① 可以从物理变化与化学变化角度来认识垃圾处理方式。
② 关注科学技术的进步对促进垃圾处理方式发展的作用。
不同类别生活垃圾的一般处理方式与所涉及的变化类型
活
动
垃圾类别 一般处理方式 变化类型
记
录 湿垃圾（厨余垃圾）
塑料类
可回收物 金属类
玻璃类
……
21专 题 复 习
活动2
设计垃圾分类回收宣传方案
要求及建议
① 设计一张海报，对学校或家中减少垃圾量或规范垃圾分类工作的做法
进行宣传。
② 和同学们一起策划一次展示或宣讲活动，在校园或社区里通过演讲、
宣传海报、小游戏、互动问答、征集签名、手工作品展示等多种形式，让更多
人加入垃圾分类回收的队伍。
提示
① 梳理我国出台的有关垃圾分类的法律法规和当地的一些规章制度，为
垃圾分类宣传提供指导。
② 能灵活运用多种方法展示成果，如运用可回收物设计并制作一个艺术
作品或手工艺品，吸引观众加入，提高实践创新能力。
③ 关注参与者的行为，对随意弃置的相关宣传产品进行回收。
交流与反思
要求及建议
① 以小组为单位进行反思总结。
② 通过个人自评、组员互评和小组互评，总结项目实践的经验和收获。
本活动主要综合运用各学科知识，采用合适的方法，完成垃圾分类与回收
利用的宣传。在今后的学习过程中，同学们还可以从其他角度对生活垃圾的处
理过程展开探究，特别是关注与化学有关的方法，如湿垃圾与落叶的堆肥实
验、生物降解塑料的降解测试、固液分离湿垃圾桶设计、环保型垃圾焚化炉设
计等。希望同学们通过活动探究，形成节约资源、保护环境的习惯。
2222专 题 复 习
内 容 框 图
对生产生活和
化学
科技发展的作用
研究物质
决定 决定
结构 性质 应用
组成 变化
微观模型 物理性质 化学性质
元素符号 化学式 物理变化 化学变化
化学方程式
练 习 巩 固
1. 下列生活垃圾在分类时一般应投入“可回收物”的是（ ）。
（A）湿纸巾 （B）果皮
（C）过期药品 （D）旧书本
2. 下列关于化学、物质、人类活动和环境问题的认识，不合理的是（ ）。
（A）垃圾中的有些金属、塑料可以循环利用,因此要分类回收垃圾
（B）植树造林有利于环境改善，共建绿色地球，从我做起
（C）解决环境问题,应从源头禁止排放污染物,而不应先排放后治理
（D）有毒的化学物质会导致环境污染，应禁止使用
3. 化学变化中有新物质生成。下列对化学变化中“新物质”的解释，正
确的是（ ）。
（A）“新物质”是自然界中不存在的物质
（B）“新物质”是无毒、无害的物质
（C）“新物质”与变化前的物质颜色、状态一定不同
（D）“新物质”与变化前的物质在组成或结构上不同
234. 物质的性质不仅决定了其用途，有时还决定了其保存方法。已知
某化学物质 X 具有如下性质：白色固体、有腐蚀性、易吸收水分、
能与空气中某些成分发生反应、熔点较高。在实验室中X必须密封保存，
判断这与X的哪些性质有关，并说明理由。
5. 化学使世界变得更加绚丽多彩。化学家们已经创造出许多自然界中不存
在的新物质，这些新物质往往具有许多神奇的功能。请结合图1.15中的
现象分析，所用物质（下划线表示）具有哪些主要性质，这种物质可能
会有哪些潜在应用。
小白鼠在富含氧气的 冰块放在被火焰烧的 喷涂特种涂层材料的
全氟碳化物液体中自由呼吸 气凝胶块上不熔化 纸杯承重性能大幅增强
▲ 图1.15
6. 许多化学变化都伴随放热现象，如燃烧反应。有放热现象的变化都是化
学变化吗？请从生活中寻找1～ 2例与放热有关的变化，如放置在空气
中的暖贴、通电发光的白炽灯等，通过一定的方法来判断它们的放热是
否与化学变化有关（注意操作安全，防止出现事故），并说明理由。
7. 英国化学家和物理学家法拉第（M. Faraday）在1825年发表了一篇论文，
描述了他从煤气灯残液中分离得到的一种名叫“bicarburet of hydrogen”
的物质：“在通常的条件下，它是一种无色透明的液体，有一种特殊的气
味。当把这种液体放在冰水中冷却到0 ℃时，它就在玻璃容器的壁上长
成树枝状的晶体；在5.5 ℃时，这些树枝状晶体就会熔化。当这种液体
暴露在空气中，它将全部挥发。它不导电，燃烧时会发出光亮的火焰，
24并有许多黑烟；当通过一个红热的管道时，它会沉积出大量的碳，同
时产生氢气。”根据法拉第的叙述，说说这种物质具有怎样的物理性质
与化学性质。［注：译自法拉第于1825年发表的《关于碳和氢的新化合
物，以及在油的热分解过程中获得的某些其他产物》（On new Compounds
of Carbon and Hydrogen, and on Certain Other Products Obtained during the
Decomposition of Oil by Heat）一文，有删减。］
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将成
果和体会制作成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
人们应该使用怎样的化学物质？有人认为，近50 年来，现代社会对合
成的化学品过于依赖，人们应该尽可能利用来自动物或植物的天然物质，
而不用或少用工厂生产的合成物质。事实上，天然的真的比人工合成的
好吗？请对这个问题展开研究，阐述你对这个问题的看法。
化学与古诗词，看似两个完全不相关的领域，其实存在着联系。虽然
古人对于化学没有系统的认知，却将看到的事物变化与自己的创作融
合在一起，在留下一篇篇优美的诗词歌赋的同时，也留下了一些对化
学变化过程的记录。请选择 2 ～ 3 首涉及描写化学变化的古诗词，进
行解读、分析。
25体验
专题2
化学实验探究
课 题 1 走进化学实验室
课 题 2 学习开展化学实验探究
微型空气质量"检测站" 的
★ 跨学科实践活动
组装与使用
●如何安全、规范地在
化学实验室里开展探
究活动？
222666课题 1 走进化学实验室
课 题 1 学 习 聚 焦
认识天然物质往往不纯，知道
过滤是物质分离的常用方法。
在完成去除粗盐中难溶性杂质的
走 进
任务中，认识部分化学仪器，初
步学会试剂的取用、加热、过滤
化 学 实 验 室
和蒸发等操作。
知道并遵守实验室安全规则，识
别部分安全设备和安全标志。
化学实验是进行科学探究的重要方式，具备基本的化学实验技能是我们学
习化学和进行探究活动的基础和保证。让我们以“去除粗盐中的难溶性杂质”
的实验为例，来了解初中阶段需要学习和掌握的基本实验技能吧！
怎样存放和取用粗盐
从外形上看，粗盐与精盐有较大差别，如图2.1所示。粗盐中除了氯化钠，
还含有难溶性杂质和可溶性杂质，怎样通过实验去除粗盐中的难溶性杂质呢？
粗盐 精盐
▲ 图2.1 粗盐与精盐
化学试剂简称试剂，是用于实验室化学实验的化学品。化学试剂一般分类
保存于试剂瓶中，固体试剂存放于广口瓶中，液体试剂存放于细口瓶中，临时
使用少量液体试剂常用滴瓶存放（图 2.2）。“去除粗盐中的难溶性杂质”的实
验中使用的粗盐和制得的精盐用广口瓶存放。
27课题 1 走进化学实验室
资 料 库
试剂保存提示
● 见光易分解物质，如硝
酸银，须保存在棕色试
剂瓶中。
稀盐酸
● 危险化学品应该保存在
粗盐 蒸馏水
危险化学品柜中，采用
双人双锁保管。
▲ 图2.2 广口瓶、细口瓶和滴瓶
观 察 与 思 考
打开装有粗盐的试剂瓶后，将试剂瓶塞（或瓶盖）放在一旁。你认为
图 2.3 中哪种摆放方式较合理？说明理由。
粗盐 粗盐 粗盐
（a） （b） （c）
▲ 图2.3 试剂瓶塞的三种摆放方式
一般打开试剂瓶后应将瓶塞倒放在实验桌上，避免瓶塞内侧受到污染，沾
污试剂；取好试剂后应及时盖好试剂瓶塞，以防止试剂长时间与空气接触，然
后将试剂瓶迅速归位，以保证实验桌的整齐干净。
实 验 探 究 ！
粗盐的取用
（1）如图 2.4 所示，将试管拿起平放，用镊子夹取一块粗盐固体放置
于试管口，然后慢慢将试管竖起，让固体沿试管壁滑落至试管底部。
（2）将试管置于试管架上，并用干净的纸擦净使用过的镊子。
28▲ 图2.4 取用粗盐
拓展思考
为什么要这样取用块状固体并置于试管中？如何取用粉末状固体？
实验中，这样取用块状固体是为了避免固体击破管底。实验中如取少量
粉末状固体试剂一般使用药匙，操作方式与取块状固体有所不同。用药匙取
少量精盐时，可将其伸入平放的试管中并尽可能靠近试管底部，如图 2.5（a）
所示，然后慢慢竖起试管，将药匙轻轻抽出，以免试剂散落至试管外或附着
于试管壁上。也可取大小合适、洁净的纸折成纸槽，用药匙取少量精盐平铺
在纸槽中，再将纸槽小心地送入平放的试管底部，如图 2.5（b）所示，然后
竖起试管，轻轻抽出纸槽。没有限定用量时，以所取得的粉末能够盖住试管
底部为宜。
与固体试剂不同，取少量液体常使用胶头滴管
吸取液体并采用滴加的方法，如图2.6所示。
（a）药匙取用 （b）纸槽取用 ▲ 图2.6 用胶头滴管
▲ 图2.5 取用粉末状固体 滴加液体
29课题 1 走进化学实验室
讨 论 与 交 流
胶头滴管使用时保持胶帽在上，不可将胶头滴管平放，更不可倒
拿。滴加液体时胶头滴管不可以伸入容器内，也不能触碰器壁。这是为
什么？
使用胶头滴管时，宜用无名指和中指夹住玻璃管，用拇指和食指挤压或
松开胶帽。滴加液体时，应将胶头滴管竖直悬于试管等容器上方，轻轻挤压
胶帽向容器内滴加液体。不可将胶头滴管伸入容器内，也不能触碰器壁，这
是为了避免沾污滴管；胶头滴管取出试剂后不可平放或倒拿，以防止试剂流
入胶帽，腐蚀胶帽、污染试剂。
粗盐提纯过程中，需要用一定量的水
溶解粗盐。当取用较多量的液体时，一般
选用倾倒法。如图 2.7 所示，倾倒时将标签
正对手心，试剂瓶口紧靠在试管口逐渐倾
斜试剂瓶，让液体沿试管壁流入试管。最
后，将试剂瓶口在试管口靠一下，再逐渐
▲ 图2.7 倾倒法取液体试剂 竖立试剂瓶，以免遗留在瓶口的液体流到
瓶外壁。
取用化学试剂除了关注取用方法以外，
还需要考虑取用的量。
称量固体的质量常用电子天平，如图
2.8 所示。根据称量要求选用不同规格的电
子天平，初中化学实验常用分度值为 0.1 g
▲ 图2.8 用电子天平称量固体 的电子天平。
讨 论 与 交 流
用电子天平称量固体试剂时，可否直接将固体放置在秤盘上？
30称量固体时需在电子天平秤盘上放置称量纸，不可以将固体试剂直接放在
电子天平的秤盘上，以免污染试剂、腐蚀秤盘。具有腐蚀性、潮湿或易潮解的
固体应放在干燥、洁净的烧杯或表面皿内称量，过冷或过热的物体应放置至室
温后再称量。
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
粗盐的称量
(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）将电子天平水平放置在桌面上，打开电源，待自检结束，显示“0.0”。
（2）取一张称量纸放置在电子天平的秤盘上，再按“去皮”键进行去皮。
（3）用药匙先取少量研磨后的粗盐粉末小心地放在称量纸中间位置，待
电子天平示数稳定后读取示数，即取出的粗盐的质量。
（4）用药匙向称量纸上添加粗盐粉末至示数接近 5.0 g（不能超过
5.0 g）时，用另一只手轻敲持药匙的手腕或用食指轻敲药匙柄，以便让少
量粗盐落到称量纸上，直至电子天平示数为 5.0 g。将药匙上剩余的粗盐
放入指定回收容器。
（5）双手平握称量纸两端，将粗盐缓缓倒入烧杯中，并用手指轻轻弹
击称量纸，确保称量纸上没有粗盐附着。所有称量操作完成后，关闭电子
天平的电源。
实验室量取一定体积的液体常用量筒。量
筒有不同规格，如图 2.9 所示，量取不同液体
时应选择合适的量筒。量筒不可受热，不宜用
量筒量取热的液体，也不能在量筒内进行化学
反应。
读取量筒刻度时，量筒应该放平，视线与
量筒内凹液面最低处保持水平，此时观察到的
刻度就是液体的体积。 ▲ 图2.9 不同规格的量筒
31课题 1 走进化学实验室
如何去除粗盐中的难溶性杂质
粗盐中含一些难溶于水的杂质，向粗盐中倾倒蒸馏水，粗盐中可溶性成分
溶解在水中，难溶性杂质不能溶解，可以采用过滤的方法将难溶性杂质滤除。
过滤需要使用一些化学仪器，并按一定步
骤和基本操作进行。
首先是溶解粗盐。溶解粗盐应选择大
小适当的烧杯来完成，图 2.10 展示的是
几种规格不同的烧杯，可在垫有陶土网的
条件下加热或利用水浴等方式加热烧杯。 ▲ 图2.10 不同规格的烧杯
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
粗盐的溶解 (cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）手持量筒略倾斜，向量筒中倾倒蒸馏水至接近 20 mL 刻度；或将
量筒平放于桌面，向量筒内倾倒蒸馏水至接近 20 mL 刻度。
（2）将量筒平放于桌面，用胶头滴管向量筒内滴加蒸馏水，边滴边注
意观察凹液面最低处，至视线与凹液面最低处相平，再读出液体的体积。
▲ 图2.11 量取一定体积的液体
（3）把量取的 20 mL 蒸馏水全部倾倒至盛放 5.0 g 粗盐的烧杯中。
（4）用玻璃棒搅拌烧杯中的固体和液体，使粗盐充分溶解。
现象记录： 。
32接着我们使用漏斗、铁架台等仪器搭建过滤装置。漏斗（以及滤纸）主要
用于分离固体和液体；铁架台配铁夹可用于固定放置试管、烧瓶等仪器，配铁
圈可放置漏斗、蒸发皿、烧杯等仪器。
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
粗盐水的过滤 (cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）取一张与漏斗大小相匹配的圆形滤纸，按图 2.12 中的方法，先对
折再对折，再展开成圆锥形后放入漏斗中，按住滤纸用少量水湿润滤纸，
轻轻按压以赶走气泡并使滤纸紧贴住漏斗内壁。
（2）按图 2.13 所示，从下往上搭建
过滤装置。
▲ 图2.12 过滤器的制作 ▲ 图2.13 过滤操作
（3）在玻璃棒引流下，将烧杯中备用的粗盐水沿玻璃棒小心地倒入漏
斗中进行过滤。观察过滤后的液体。
现象记录： 。
拓展思考
在过滤操作中有哪些关键点？说明理由。
为使液体快速、顺畅地透过滤纸，防止液体泼洒、溅失，应使滤纸紧贴漏
斗内壁，漏斗颈末端紧靠烧杯内壁。过滤时，玻璃棒轻靠在三层滤纸一侧，将
浑浊的液体沿着玻璃棒缓缓引入漏斗中，确保液面低于滤纸边缘，防止液体从
滤纸外侧流入烧杯。
过滤后，难溶性杂质残留在滤纸上，烧杯中得到澄清透明的滤液。
33课题 1 走进化学实验室
如何从滤液中得到食盐固体
为得到食盐固体，还需要通过加热蒸去
滤液中的水，实验室中我们一般会采用什么
加热方法呢？
实验室中可用酒精灯给物质加热，实验
室用的酒精灯灯体通常是玻璃材质的。可以
用电子点火枪或火柴点燃酒精灯；熄灭酒精
灯应用灯帽直接盖灭，盖灭后应再提起灯帽，
然后重新盖好。点燃和熄灭酒精灯的过程如
图2.14所示。 ▲ 图2.14 点燃和熄灭酒精灯
实 验 探 究 ！
观察酒精灯火焰
点燃酒精灯，待火焰平稳后，仔细观察并描述酒精灯的火焰（图 2.15）。
外焰
内焰
焰心
▲ 图2.15 酒精灯火焰
现象记录：酒精灯火焰的特点是
。
拓展思考
酒精灯火焰不同部位的温度会有所不同，可能的原因是什么？
34酒精灯的火焰分三层，由内而外分别称“焰心”“内焰”和“外焰”，其中
外焰部位的酒精与空气接触充分，燃烧较完全，温度最高，因此加热时使用酒
精灯外焰。加热前应擦干受热仪器外壁，
先移动受热仪器或酒精灯使受热仪器受热
均匀后，再集中加热试剂部位。
实验室中可以使用酒精灯直接加热物
质，也可以加热玻璃或其他材质的容器中
的物质。酒精灯直接加热试管中的液体时，
用试管夹夹持试管（图 2.16），或将试管
用铁夹固定在铁架台上。 ▲ 图2.16 加热试管中液体
观 察 与 思 考
观察图2.16，思考使用酒精灯给试管中液体加热时需要注意的操作要求。
加热时，试管内液体不应超过试管容
积的三分之一，将试管夹从底部套上，夹
在接近试管口的部位，试管夹的短臂朝上，
手指不要放在试管夹的短臂上。试管口不
能对着自己或他人。注意观察试管内的液
体，防止液体剧烈沸腾后冲出试管，加热
后的试管不可立即用冷水冲洗。
针对不同物质以及不同加热要求，实
验室还可以采取不同的加热方式，如水浴
加热（图 2.17）。为能加热到更高温度，
还可使用酒精喷灯或电炉等加热器直接 ▲ 图2.17 水浴加热
加热。
蒸发滤液时，除了用酒精灯加热外，还需要使用蒸发皿等仪器。蒸发皿一
般是陶瓷材质，可以直接使用酒精灯对其加热。让我们用蒸发皿、酒精灯等实
验仪器，将滤液中的水蒸发以得到初步精制的食盐固体。
35课题 1 走进化学实验室
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
粗盐的精制(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）按图 2.18，从下往上搭建实验装置。
（2）将滤液倒入蒸发皿中加热蒸发。加热时
用玻璃棒不断搅拌。当出现较多固体时停止加热，
利用蒸发皿的余热将液体蒸干。
（3）仔细观察蒸发皿中食盐的外观。
现象记录： 。 ▲ 图2.18 蒸发操作
拓展思考
加热时为什么要用玻璃棒不断搅拌？
加热时需用玻璃棒不断搅拌，以免因局部温度过高液体飞溅。受热后的蒸
发皿冷却后再移动，以防烫伤。热的蒸发皿不能放在实验桌上，应放置在陶土
网上冷却，以免损坏桌面或因骤冷导致蒸发皿破裂。
讨 论 与 交 流
用酒精灯加热及蒸发等操作中，需要注意哪些安全事项？
加热、蒸发等操作中需要注意防止着火、烫伤事故的发生。若实验桌上不慎
发生着火事故，对于小面积的着火应立即用湿布、湿衣服或消防砂、灭火毯等盖
灭；对大面积的火灾应立即报警，并针对燃烧物的性质使用相应灭火器进行扑灭。
在完成“去除粗盐中的难溶性杂质”的实验中，要用到多种玻璃仪器，如
烧杯、漏斗等，在使用玻璃仪器时需要特别当心，谨防碎裂，发生割伤事故。
我们在后续的学习中会多次进入化学实验室，使用不同的仪器或试剂，存在着
不同的安全风险。为确保大家安全有效地完成化学实验，实验室会制定安全规
则，配置一些安全设备，在存在不同安全风险的地方放置相应的安全警示或提
示标志，提醒大家注意实验安全。图 2.19 展示了实验室中部分常用的安全设
备和安全警示标志。
36当心易燃物质 当心爆炸 当心腐蚀
当心伤手 当心泄漏 当心强光
实验室应急喷淋和洗眼设备 安全警示标志
▲ 图2.19 实验室中部分常用的安全设备和安全警示标志
怎样处理实验废弃物和洗涤仪器
观 察 与 思 考
将滤液蒸发得到初步精制的食盐即完成了“去除粗盐中的难溶性杂质”
的实验，离开实验室前你认为还有什么需要做的呢？
实验中多取的试剂、产生的废弃物等，需要进行合理处理。多取的试剂，
除滴瓶及有特殊说明的可以放回原试剂瓶外，其他试剂因在空气中放置时间
较长可能会受污染，不能放回原试剂瓶中，而应放入指定容器统一处理。实
验中产生的废渣不能直接倒进垃圾桶，应区分性质倒入废渣回收容器；产生
的废液也不能直接倒入水池，应倒入废液回收容器（或废液缸）；有些特殊的
废弃物还应倒入专门的回收容器。实验结束后，这些废弃物应按规定集中统
一处理。
37课题 1 走进化学实验室
在“去除粗盐中的难溶性杂质”的实验中，得到的初步精制的食盐是实验
产品，应按要求统一放入指定的洁净容器中。实验中用过的滤纸、称量时剩余
的粗盐等均应做恰当的处理。
同样地，实验中用过的烧杯、量筒、漏斗、玻璃棒等仪器应清洗干净以备下
次再用。实验用玻璃仪器怎样清洗呢？以试管为例，清洗前需要将试管内残留物
倒入指定容器，然后注入少量水振荡，倒去水，重复数次直至洗净。若试管中还
附着洗不净的物质，可以用刷体和刷毛完好的试管刷刷洗后再用水洗（图 2.20）。
用水洗和试管刷也难以清洗干净时，可以使用一些特殊试剂进行清洗。
资 料 库
玻璃仪器洗净标准
玻璃仪器洗净的一
般标准是清洁透明，器
壁附着的水既不成为水
珠，也不成股流下。
▲ 图2.20 试管刷和刷洗试管操作
在离开实验室前，还应将实验桌面整理干净，实验物品归到原位摆放整
齐，并将桌面擦拭干净。
学习本课题后，你应了解化学实验室的布局，以及一些基本的实验知识和
技能。若要开展化学实验探究，你有哪些思路和方法呢？
学 习 指 南
归 纳 小 结
开展化学实验活动应牢固树立 意识。
化学实验中，常用于加热的仪器名称是 ，加热时应
用 焰加热。
38化学实验操作应遵循一定的规范，如取用块状固体时应使
用 ，取少量液体时一般用 滴加。
过滤是分离物质的常用方法，用过滤的方法可将 分离，
经过 操作可去除粗盐中
的难溶性杂质。
例 题 导 引
问题： 在“去除粗盐中的难溶性杂质”的实验中，几位同学分别
出现下列情况：① 过滤速度较慢；② 过滤后滤液仍然浑浊；
③ 最终得到的食盐固体太少。请分析说明可能的原因。
分析： 进行化学实验时，规范、细致的实验操作是确保实验效
果的前提。
过滤时，滤纸紧贴漏斗内壁、漏斗颈末端紧靠烧杯内壁，
可使液体快速透过滤纸；玻璃棒轻靠在滤纸三层处、液面
低于滤纸边缘，可防止粗盐水从滤纸外侧流入烧杯而使滤
液浑浊；另外，烧杯靠在玻璃棒上、漏斗颈末端紧靠烧杯
内壁，也是为了防止液体泼洒、外溅而造成滤液损失。
蒸发时，边加热边搅拌、有较多固体出现时停止加热，
目的是防止液体飞溅而造成蒸发后得到的固体偏少。
如果最终得到的固体太少，还应从每个步骤的操作中寻
找可能的原因。该实验包括溶解、过滤、蒸发三个主要
步骤。除上述提到的造成滤液损失的原因外，还有一些
情况会造成最终得到的食盐固体太少，如：溶解时，食
盐未全部溶解或激烈的搅拌造成液体溅出；过滤时，烧
杯中的液体没有全部转移至漏斗中或滤纸中还有液体时就
停止过滤或滤液转移至蒸发皿时有液体泼洒到蒸发皿外。
39课题 1 走进化学实验室
练 习 巩 固
1. 厨房是家中的“化学实验室”，其中存放食盐、白砂糖、米醋、酱油
等调味料的容器与实验室存放不同状态药品的容器有哪些异同？请从
存放、取用等角度分析，说明原因。
2. 某小组同学计划完成下列实验操作练习，请选择其一设计一个“化学
实验规范操作评价表”（需至少包含操作要点及相应的达成情况）。
（1）在试管中放入一小块木炭。
（2）用胶头滴管取少量液体于试管中。
（3）点燃和熄灭酒精灯。
3. 加热试管前，试管外壁需保持干燥，为什么？
4. 某同学过滤粗盐水时，发现滤液中仍混有少量泥沙，请说明应进行
的后续操作。
5. 实验中取用的药品可能会有剩余，对下列剩余的药品应如何处理？
（1）药匙上剩余的食盐。
（2）用滴瓶上的胶头滴管多取的盐酸。
（3）用胶头滴管取用细口瓶中的石灰水，滴管中剩余的石灰水。
6. 挂耳咖啡是一种便携式咖啡。冲泡咖啡
时，撕开密封口，如图 2.21 所示，将一
定量的沸水缓慢倒入咖啡粉中，取出挂耳
包后，即可饮用。冲泡挂耳咖啡的过程与
实验室的哪些操作相似？冲泡过程有哪些
注意事项？ ▲ 图2.21
40课题 2 学习开展化学实验探究
课 题 2 学 习 聚 焦
通过对蜡烛燃烧问题的探究，
了解化学实验探究的一般思路
和过程。
学 习 开 展
经历化学实验探究过程，学习
如何提出问题、设计和实施实验
化 学 实 验
方案。
初步学会实验记录、数据处理，
探 究
设计并撰写实验报告。
化学研究的成果大多是通过以实验为基础的化学实验探究活动而取得的。
让我们以“蜡烛的燃烧及其产物的探究”为例，来学习如何开展化学实验探究
活动。
化学实验探究一般有哪些思路与方法
化学实验探究要从问题开始，问题是科学发现的源泉。问题可以来自我们
生活中遇到的困惑或感兴趣的事物，也可以是学习中遇到的难题。
让我们先仔细地观察蜡烛及其燃烧的过程，看看你能否提出想要进一步探
究的问题。
▲ 图2.22 蜡烛燃烧
41课题 2 学习开展化学实验探究
实 验 探 究 ！
观察蜡烛及其燃烧过程
（1）在点燃蜡烛之前，可以用眼观察，用手触摸，也可以嗅闻蜡烛，
并设计表格记录通过感官获得的信息。
（2）用刀片尝试对蜡烛表面进行切削，并将切下的蜡烛片放入一个盛
有少量水的烧杯中，观察实验现象并做好记录。
（3）点燃蜡烛，观察蜡烛火焰的变化，待火焰平稳后仔细观察火焰各
部位明暗程度有无不同。
（4）观察蜡烛燃烧过程几分钟。
（5）吹灭蜡烛或用表面皿等盖灭蜡烛，观察蜡烛熄灭过程中有什么现
象发生。
实验步骤 描述感受或观察到的实验现象
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
拓展思考
你能否根据观察提出有待研究的问题？
你是否想到，蜡烛经燃烧变成了什么？针对这个问题，根据实验现象可以
先提出一个假设，例如，根据“蜡烛燃烧，没有灰烬出现，但蜡烛却慢慢变短”
这一实验现象可提出假设：蜡烛经燃烧可能变成了气体。
接着，针对假设设计实验方案，验证蜡烛经燃烧确实是变成了气体。例
如，收集火焰上方的气体并与空气对比，如果收集到的气体与空气存在比较大
的差异，证明该气体是蜡烛燃烧的产物。
42根据上述实验方案实施实验并收集证据。取一支蜡烛用蜡烛油固定在玻璃
片上，点燃蜡烛，待火焰稳定后进行下列实验：
（1）用 100 mL 干燥锥形瓶罩在火焰上方，片刻后迅速用橡胶塞塞住锥形
瓶，置于桌面冷却至室温；熄灭蜡烛。
（2）另取一个相同锥形瓶，塞上瓶塞，将其与（1）的锥形瓶进行对比，
观察瓶壁有无差异；点燃两根小木条，分别小心地伸入两个锥形瓶中，观察木
条燃烧情况。
（3）用（1）中方法再收集一瓶火焰上方的气体，另取一个空锥形瓶，分
别迅速往两个锥形瓶中加入约 10 mL 澄清石灰水，塞上瓶塞后旋转振荡 1 min
左右，观察实验现象。
实验情况如图2.23所示。
！
安全提示
靠近火焰时
要特别小心，
避免烫伤。
收集气体 点燃的木条熄灭 澄清石灰水变浑浊
▲ 图2.23 验证蜡烛燃烧产生气体
可设计表格记录实验现象，如：
实验现象
实验方案
蜡烛火焰上方收集的气体 室内空气
观察瓶壁 冷却后，
伸入点燃的木条
加入澄清石灰水振荡
分析证据形成结论。分析本实验结果，说明收集到的火焰上方的气体与空
气存在明显差异，可得出蜡烛燃烧时生成了水蒸气和至少一种使澄清石灰水变
浑浊的气体的初步结论。
43课题 2 学习开展化学实验探究
在化学实验探究过程中，要及时、全面、准确地记录实验现象。如果设计
了对比实验或定量测定的实验，除了对观察到的实验现象进行分析外，还应该
对实验获得的数据进行分析、处理，推理得出合理的结论。用准确的语言描述
相应的结论，说明结论与证据之间的关系。数据的处理方式有多种，可以用表
格或图形等方式直观地呈现处理结果，通过对图表进行分析，形成结论。对定
量测定的实验误差进行分析，找出可能引起实验误差的原因。
完成实验并得出结论，是不是意味着化学实验探究活动结束了呢？
化学实验探究活动完成后，还需要对整个探究活动进行回顾，总结经验和
存在的不足，并思考有没有值得进一步探究的问题等。最后可将研究成果以一
定的形式加以展示和交流。
讨 论 与 交 流
回顾蜡烛的燃烧及其产物的实验探究活动，你能总结出化学实验探究
活动需要哪些步骤吗？
化学实验探究一般会经历图 2.24 所示的过程，从问题和假设出发确定探
究目标，设计并实施实验获取证据，基于证据进行分析推理，形成结论，建构
模型以表征结论，再与他人交流、评价探究过程和结果。过程中的每一个步
骤都有其重要的意义，实施过程中，需要了解各步骤的要求，特别是设计实
验方案。合理、科学、可操作的实验方案是有效地实施化学实验探究活动的
关键。
提出 形成 设计实验 实施实验 分析解释 形成结论及 反思评价及
问题 假设 方案 获取证据 数据 建构模型 表达交流
▲ 图2.24 化学实验探究的一般过程
44如何撰写化学实验报告
实验报告是描述、记录、讨论某项实验或探究的过程和结果的报告，通过
实验报告展示活动的完整过程。撰写实验报告也是养成严谨的科学态度、实事
求是的科学精神的重要环节。化学实验探究完成后应认真撰写实验报告。
完整的实验报告，应包括实验主题、实验目的、实验原理、实验仪器、实
验试剂、实验步骤与现象记录、实验结论、讨论与拓展、反思与评价等内容。
图2.25是一份实验报告参考样例。
××××的实验报告
学校： 班级： 姓名：
小组成员：
日期： 环境数据（气温、气压等）：
实验目的：
实验原理：
实验仪器：
实验试剂：
实验步骤与现象记录：
实验步骤 实验现象 分析
实验结论：
讨论与拓展：
反思与评价：
▲ 图2.25 实验报告参考样例
45课题 2 学习开展化学实验探究
观 察 与 思 考
结合实验报告参考样例，思考报告各部分的撰写要求，并尝试完成一
份蜡烛的燃烧及其产物的实验报告。
学 习 指 南
归 纳 小 结
化学实验探究是从 开始，通过设计并实施化学实验，得
出 。
实 验活动中需要及时、全面、准确地记录 ，
依据地记球录上的有证丰据富形的成水结论资。源，因此以水为溶剂
形成的水溶液对生命活动、自然环境、生产生
实 验活动结束后，需要完成 。
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
例 题 导 引
问题： 在点燃的酒精灯火焰上方罩一个冷且干燥的烧杯，一段时
间后发现烧杯内壁有小液滴，向烧杯中滴加石灰水，澄清
的石灰水变浑浊。请分析上述现象，说明酒精燃烧的产物。
分析： 记录实验现象、根据现象进行推理得出结论，是化学实
验探究的重要环节之一。根据现象推测物质，以对物质
性质的认识为基础。水蒸气遇冷会液化成小液滴；二氧
化碳能使澄清的石灰水变浑浊。在上述实验中，将一个
冷且干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁有小液滴附着，
说明酒精燃烧的产物中有水蒸气；而石灰水变浑浊说明
酒精燃烧的产物中有二氧化碳。值得注意的是，上述实
验中只能得出酒精燃烧的产物中有水和二氧化碳，是否
有其他物质，还需要其他的实验加以验证。
46练 习 巩 固
1. 鱼鳔可作为鱼类的辅助呼吸器官，在缺氧环境下为鱼提供氧气。某同
学认为鱼鳔中储存的主要气体是氧气，该环节属于化学实验探究一般
过程中的（ ）。
（A）形成假设 （B）反思评价 （C）设计实验 （D）形成结论
2. 在“验证蜡烛燃烧产生气体”的实验中，锥形瓶的瓶壁往往会被熏黑。
根据该现象，四位同学的做法如下：
① 记录实验现象，备注成新问题留待后续探究
② 认为与本次实验无关，无需讨论
③ 得出蜡烛燃烧的产物是黑色固体的结论
④ 设计实验探究熏黑的原因
请分析说明他们的做法是否合理。
3. 在“粗盐的精制”的实验中，某同学在实验结束后发现与其他同学相比
耗时更长，请分析导致其时间过长可能的原因。
4. 请以“人体吸入与呼出的气体有什么不同”为问题完成一项化学实验
探究任务，认真撰写探究报告，并在全班进行表达交流。
查阅资料，获得下列信息：
· 空气中主要含氮气、氧气和少量二氧化碳气体。
· 氮气既难溶于水，也很难发生化学变化。
· 木条等可燃物质在氧气含量过低时无法燃烧。
· 二氧化碳可灭火，可使澄清石灰水变浑浊。
· 二氧化碳传感器、氧气传感器可分别定量测出气体中二氧化
碳、氧气含量。
· 湿度传感器可测量出气体中水蒸气的含量。
……
47跨学科实践活动
微型空气质量“检测站”的组装与使用
空气质量不仅是评估大气环境质量的重要标准，更是关乎人类健康生活和
社会可持续发展的关键因素。随着现代工业和交通的发展，空气污染问题逐渐
凸显，使得空气质量成为人们关注的焦点。为了及时了解空气质量状况，生态
环境部门会发布实时空气质量指数（简称 AQI）。实时空气质量指数的发布对
于公众健康保护和社会可持续发展具有重要意义。对于个人而言，实时空气质
量指数可以帮助我们合理安排户外活动时间，避免在空气质量不佳的环境中停
留过久。对于政府和相关机构而言，实时空气质量指数可以为制定环境保护政
策和措施提供科学依据，推动大气环境质量的持续改善。
在本活动中，你将通过调查研究，了解空气中污染物主要有哪些，以及空
气污染物对人类健康的影响；综合利用相关学科的知识，设计制作一款个性化
的微型空气质量“检测站”。因此，你和同伴可以合作完成如下任务：
活动1 研究空气质量指数
活动2 设计和组装微型空气质量“检测站”
交流与反思
在每项任务中，需要同伴间进行充分交流，做好分工，做好活动过程的数
据记录及资料积累。在开展任务过程中注意养成尊重知识产权意识，凡借鉴的
材料均应注明出处。使用的电子元件需要注明型号甚至是厂家，以便于实验的
复现。
活动１
研究空气质量指数
要求及建议
① 通过多种途径查阅资料，了解空气质量指数的含义、空气污染物及其
产生的原因与危害。可用空气成分、空气污染物等作为关键词在互联网上进行
48搜索。
② 知道某些特定环境（如新装修房屋、新车内等）中的污染物及其产生
的途径，结合生物学科知识说明主要污染物对人类健康及其他动植物生长的
危害。
③ 收集相关空气主要污染物的检测手段，特别是传感器及电子元件测量
的主要方法，了解他人的做法。
提示
① 活动中你需要查阅空气污染物和它们的检测方法。通常，有化学检测
法、仪器检测法，快速、实时的检测应该选择利用传感器。
② 对查阅的资料要进行整理，并撰写报告。
活动2
设计和组装微型空气质量“检测站”
要求及建议
① 提出建设微型空气质量“检测站”的构想，建议至少检测两项指标。
规划“检测站”的基本功能，如仪表显示还是数字显示、是否具备超限报警功
能等。
② 根据周边情况分析空气中可能出现的相关成分，选择重点监测的对象，
确定合适的电子元件和传感器，绘制设计图。
③ 将电子元件与传感器连接并进行程序设计，组装微型空气质量“检测
站”，并进行检测试验，结合采集的数据准确性对装置进行修改与完善。
提示
组装过程需要信息科技和物理学科知识的支持，而检测试验需要在化学
教师的指导下完成。建议设计检测试验情况记录表，在活动过程中需要做好
记录。
49专 题 复 习
电子元件及传感器的名称与型号： 。
活
实验装置
动
记
装置贴图区（附简单说明）
录
一款检测PM 和甲醛的参考设计
2.5
交流与反思
要求及建议
① 用微型空气质量“检测站”监测真实环境的空气质量状况，完成数据
采集与处理，分析监测对象的指标情况。
② 以小组为单位发布产品，开展各小组间的交流，分析与评价各小组产
品的优点与不足。
③ 对活动过程进行反思，尝试对空气质量的监测提出进一步深入研究的
方向。
本活动主要了解空气中的污染物及其检测。希望同学们在微型空气质量
“检测站”组装活动中，进一步学习开展科学探究活动的一般过程，能从化学
学科视角，探究空气污染物处理的方案，认识化学与其他学科间的联系，树立
人与自然和谐共生的绿色发展观。
5500专 题 复 习
内 容 框 图
化学实验探究 化学科学本质
基本思路
化学实验基本技能 科学态度 化学实验探究的一般过程 与方法
提出 形成 设计实验 实施实验 分析解释 形成结论及 反思评价及
问题 假设 方案 获取证据 数据 建构模型 表达交流
蜡烛的燃烧及其产物的探究
化学实验 化学试剂 化学实验
室安全 与仪器 基本操作
粗盐提纯
练 习 巩 固
1. 过滤操作中不需要使用的仪器是（ ）。
（A）玻璃棒 （B）漏斗 （C）酒精灯 （D）烧杯
2. 蒸发时，下列操作错误的是（ ）。
（A）应用酒精灯外焰加热
（B）加热时用玻璃棒不断搅拌液体
（C）当出现较多固体时停止加热
（D）应趁热立即取下蒸发皿
3. 参观化学实验室时，某同学发现一个药品存储柜上
贴有如图2.26 所示标志，请参考图 2.19，推测存放
在该存储柜中的药品具有什么性质。
4. 加热 3 mL 液体和加热 50 mL 液体在仪器选用、操
作要求方面有哪些不同？ ▲ 图2.26
515. 用短线将实验操作与对应的原因连接起来。
取用液体时，试剂瓶瓶塞 ·
倒放在桌上
实 · 保障人身安全
受热后的蒸发皿冷却后再 · 原
验
· 保障试剂纯度
操 移动 因
作 · 保障仪器完好
受热后的试管不可立即用 ·
冷水冲洗
6. 对食盐和蔗糖的混合物，能否通过溶解、过滤、蒸发进行分离？说
明理由。
7. 某同学在化学实验室为学校园艺社配制专用肥料营养液，他查阅了说
明书中的配制说明（图 2.27）。若按该说明配制溶液，他应该选用哪
些仪器？进行哪些操作？
［配制说明］ 取0.5 g固体专用肥，加入500 mL
水中溶解即可
［建 议］ 现用现配
▲ 图2.27
8. 正确记录实验数据是一项实验基本技能。请判断以下实验数据记录
是否正确并说明理由。
（ 1）用 100 mL 量筒测得蒸馏水的体积为 38.2 mL。
（ 2）用分度值为 0.1 g 的电子天平称量某粗盐样品的质量为 12 g。
9. 将含有泥沙的粗盐经过初步提纯得到精盐，需要的实验步骤有哪
些？实验中玻璃棒分别起到了什么作用？有同学得到的固体明显偏
多，可能的原因是什么？
10. 某小组同学探究某种红色维生素 C 泡腾片溶于水时温度的变化情
况，实验数据及现象记录如下。
52水的 实验现象与数据记录
实验 泡腾片
体积 开始温度 最低温度
编号 片数 实验现象
mL ℃ ℃
出现大量气泡，液
1 50 1 27.4 25.8
体慢慢变成淡红色
出现大量气泡，液
2 50 2 27.5 24.6
体慢慢变成红色
出现大量气泡，液
3 50 3 27.4 23.5
体慢慢变成红色
（1） 有同学根据实验现象得出结论：该维生素 C 泡腾片溶于水时生成
了红色的物质。你认为他的结论合理吗？请说明理由。
（2） 分析实验数据，你能得出哪些结论？
（3） 写出你发现的新问题并提出假设。
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将
成果和体会制作成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
很多植物白天和夜晚生命活动不同，它们的叶片在白天和夜晚释放的
气体成分有所差异。请探究绿色植物叶片在白天和夜晚释放的气体成
分的差异。
维生素C泡腾片投入水中立即产生大量气泡，请探究产生气泡的原因。
开展化学实验探究应当遵守实验室安全规则，请讨论实验室突发事件
的应对措施，并进行演练。
53主题二
常见的物质（上）
空气、氧气、二氧化碳等是自然界和生产生活中广
泛存在的物质。这些物质，虽然组成较为简单，但它们
的相关知识却是我们站在化学角度，认识物质性质与应
用的启蒙内容，为我们初步形成认识物质性质的思路与
方法奠定基础。
在主题二的学习中，我们将了解这些常见物质的组
成、性质、变化和用途，初步体会物质性质的利用对人
类生活和科技进步的重要贡献。空气、氧气、
专题3
二氧化碳
课 题 1 空气的成分
课 题 2 氧气和二氧化碳的性质
课 题 3 氧气和二氧化碳的制备
基于特定需求设计和制作
★ 跨学科实践活动
简易供氧器
●空气中的成分是如何被
揭示的？
●人类为何离不开洁净的
空气？
56课题 1 空气的成分
课 题 1
学 习 聚 焦
通过实验探究，理解空气中氧
气含量的测定方法。
空 气 的
结合生活实例，了解空气的成
分及其重要用途。
成 分
分析空气质量指数，认识空气
污染的危害，树立保护环境的
观念。
空气是弥漫于地球周围的气体，它是地球上一切生命赖以生存的重要物
质。有了空气，才有了“风逐雷雨虹并霞”的变幻。空气究竟是一种怎样的物
质？为什么说空气是重要的自然资源？我们如何保护好周围的空气？
空气中含有哪些物质
1. 空气成分的探索
人们曾经一直认为空气是一种成分单一的气体。经历了漫长的科学探索，
人们才开始认识到空气中含有氧气、氮气等多种物质。那么，空气中氧气的含量
是多少？怎样测定呢？
1774年，法国化学家拉瓦锡
（A.-L. Lavoisier）曾通过在密闭
装置（图3.1）中加热汞，并根据
1
装置内空气体积减小 的实验事
5
1
实，推测空气中含有 体积的氧
5
气。借鉴拉瓦锡实验的原理和装
置，我们能否设计类似的实验来
测定空气中氧气的含量呢？ ▲ 图3.1 拉瓦锡研究空气成分的实验装置示意图
57课题 1 空气的成分
实 验 探 究 ！
测定空气中氧气的含量
（1） 如图 3.2 所示，在 100 mL 的量筒内
加入 80 mL 水，用弹簧夹夹紧乳胶管。
（2） 点燃燃烧匙中的红磷后，立即将其伸
入容积为 250 mL 的集气瓶中，塞紧橡胶塞，
观察并记录红磷燃烧的现象。
（3） 待红磷火焰熄灭并冷却到室温后，打
开弹簧夹，观察并记录实验现象。 ▲ 图3.2 测定空气中氧气的
现象记录： 含量
红磷燃烧时， 。
打开弹簧夹， ，
量筒内减少的水的体积大约是 mL。
实验结论：空气中氧气的含量大约占 。
证据推理
根据什么现象能推断出空气中氧气的含量呢？量筒内水的体积变化与集气
瓶内减少的气体体积之间存在什么关系？
该实验主要从拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中借鉴了什么？
实验中，我们受到拉瓦锡实验的启示，选择了能与空气中的氧气反应的红磷
进行实验。红磷燃烧消耗了集气瓶内空气中的氧气，导致集气瓶内的压强减小，
量筒中的水被倒吸入集气瓶。接着，通过测定进入瓶中水的体积可知被消耗氧气
的体积，从而达到测定空气中氧气含量的目的。该化学反应的文字表达式①为：
点燃
磷+氧气 五氧化二磷
P O P O
2 2 5
① 在学习化学方程式的书写之前，我们使用这种方法来表示化学反应。为方便学习，在物质中文名称
下方标明其化学式。
58更精密的科学实验表明，按体积计算，如图 氮气78%
3.3 所示，空气中大约含有氮气 78%、氧气 21%、
其他物质1%（稀有气体0.94%、二氧化碳0.03%、
其他气体和杂质 0.03%）。像空气这样由两种或两
种以上的物质混合而成的物质叫做混合物，而空
其他1% 氧气21%
气中的氮气、氧气、二氧化碳都只由一种物质组
▲ 图3.3 空气的组成
成，它们本身都是纯净物。
通常情况下，空气中各成分的含量相对稳定。但是，空气中水蒸气的含
量是变化的，具体因地区和气候而异。例如，我国长江中下游梅雨季节雨水
多，空气湿度大，水蒸气含量增高。二氧化碳的含量也会因人类活动的影响
等而发生变化。
在生产生活中，空气中的各种成分都有其功用。由于物质的用途是由它们
的性质决定的，要认识它们的用途，先要了解它们具有哪些性质。
2. 氮气
在通常状况下，氮气是一种无色、无气味的气体，难溶于水。氮气的化学
性质不活泼，在低温或常温下难与其他物质发生反应，因此氮气常用作保护
气，如充入食品袋、灯泡中用以隔绝氧气；但在特定条件下，氮气可与某些物
质发生反应，其产物可用来制取对人类有用的物质，如制造氮肥、炸药等；液
氮常用于制冷，如在机械工业中用作仪器或机件的深度冷冻剂，为超导材料的
实验提供低温环境（图3.4）。
充氮保鲜 充氮灯泡 液氮制冷
▲ 图3.4 氮气的用途
59课题 1 空气的成分
3. 稀有气体
稀有气体一般不与其他物质反应，因此曾被称为“惰性气体”，常被用作保
护气，如焊接金属时用以隔绝空气（图3.5）。稀有气体在通电时能发出不同颜
色的光，可制成多种用途的电光源，如氙气灯（图3.6）。随着科学技术的发展，
已经发现在一定条件下稀有气体能与某些物质发生化学反应，生成其他物质。
▲ 图3.5 氩弧焊机 ▲ 图3.6 氙气灯
洁净的空气为何如此重要
空气是地球上的动植物生存的必要条件，动物呼吸、植物光合作用都离不开
它，大气层可使地球上的温度保持相对稳定等；空气也是一种宝贵的自然资源。
但是，随着人类活动的增加，特别是工业生产和交通运输产生的废气源源不断地
排放，空气中的有害气体和烟尘含量不断升高，进而引发空气质量日益下降。
近年来，生态环境部门通过各种媒体向社会发布空气质量报告，以使人们
及时了解本地和全国各主要城市的空气质量状况。空气质量报告利用空气质量
指数定量描述空气质量状况。目前，计入空气质量指数的污染物主要包括：二
氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、臭氧、PM （粒径小于等于10 μm的颗粒物）、
10
PM （粒径小于等于 2.5 μm 的颗粒物）等。其中，PM 含有大量有毒、有害
2.5 2.5
物质，且在大气中的停留时间长，被人体吸入后可直接进入支气管，因而对人
体健康影响较大。
因此，人们需要加强对空气质量的监测，减少空气污染物排放，积极植
树、造林、种草，研制和开发清洁能源，等等。
60学 习 指 南
归 纳 小 结
空气是由 等多种成分组成
的混合物，它是一种重要的自然资源。
空气质量状况对公众健康影响很大，监测并改善空气质量是社会发
展的必然要求。
例 题 导 引
问题： 某同学对“测定空气中氧气的含量”的实验中点燃红磷
的方式进行了改进：将盛有红磷的燃烧匙伸入集气瓶中，
塞紧橡胶塞后，用激光笔照射以引燃红磷。分析说明这
种改进的优点。
分析： 在“测定空气中氧气的含量”的实验中，将红磷点燃再
放入集气瓶中，瓶内空气会受热膨胀，逸出集气瓶，致
使测定的数据可能存在误差。改进后的实验中，用激光
笔在集气瓶外点燃红磷，则可使装置始终保持密闭，避
免上述问题的产生，让测定结果更准确。另外，红磷燃
烧全过程都在密闭装置中进行，可避免红磷燃烧生成的
五氧化二磷逸散到空气中，造成环境污染。
练 习 巩 固
1. 储存某些食物时，可充入氮气防止食物腐烂变质。该做法利用了氮气
的什么性质？
2. 下列关于空气的说法是否正确？说明理由。
（1）空气由氮气和氧气组成。
61课题 1 空气的成分
（2）空气中的二氧化碳是植物光合作用的原料之一。
（3）造成空气污染的有害气体主要有二氧化硫、二氧化碳和一氧化
碳等。
3. 在拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验中，汞是反应物，而在“ 测定空
气中氧气的含量”的实验中，红磷是反应物。请你查阅资料，设计一
幕话剧剧本，主要内容是一位八年级学生与拉瓦锡进行的一次跨越时
空的辩论，他们围绕“测定空气中氧气含量的实验用汞还是红磷”辩
题，交流以汞或红磷为反应物的优点与不足。
4. 家庭实验：取一个透明的平底大玻璃碗或盘
子，将一支蜡烛固定在其底部，然后加入一
些水（需覆盖碗底或盘底平面），为了便于
观察可以在水中加入少量食用色素或彩色
墨水。点燃蜡烛，将一个透明的大玻璃杯倒
扣在燃着的蜡烛上方（图 3.7）。仔细观察现
象并分析其中的原因。 ▲ 图3.7
62课 题 2
学 习 聚 焦
通过观察和实验比较，掌握氧
氧 气 和
气和二氧化碳的性质。
结合实例，说明氧气、二氧化
二 氧 化 碳 的
碳的性质与应用的关系。
了解自然界中的氧循环和碳循
性 质 环，树立保护环境的意识。
物质的性质决定了物质的用途。研究物质的性质，有助于人类更好地利用
物质服务于生产和生活。我们知道，氧气和二氧化碳有着极其广泛的用途，那
么它们分别具有哪些性质呢？
氧气有哪些性质
通常，人只需要吸入空气，即可获得所需的氧气。人体摄入的营养物质在氧
气存在的条件下发生反应，从而为人体提供必需的养分与能量。人体若缺氧，
则需专门提供氧气，如潜水、宇宙航行必须携带供氧气装置。在某些特殊情况
下，需要高浓度氧气，如医疗急救中向病人输入高浓度氧气，航天员出舱前甚
至要吸纯氧（图3.8）。
动植物呼吸 潜水 医疗急救
▲ 图3.8 氧气供给呼吸
63
课题 2 氧气和二氧化碳的性质课题 2 氧气和二氧化碳的性质
课题 2 氧气和二氧化碳的性质
氧气的另一重要用途是支持燃烧，可用于气割、
炼钢，用作火箭推进剂等（图3.9）。
气割 炼钢 火箭升空
▲ 图3.9 氧气支持燃烧
在通常状况下，氧气是一种无色、无气味的气体。在 0℃与 101 kPa 下，
氧气的密度为 1.429 g/L，略大于空气的密度（1.293 g/L）。氧气不易溶于水，
在通常状况下，1 L 水中大约能溶解 30 mL 氧气，水中生物就是靠溶解在水里
的氧气呼吸的。在压强为 101 kPa 时，氧气在—183℃液化为淡蓝色液体，在
—218℃变为雪花状淡蓝色固体。
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
氧气的化学性质
(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
1. 氧气与木炭反应
（1） 如图 3.10 所示，用坩埚钳夹一小块木炭（主要成分是碳），在酒
精灯上加热至木炭燃烧。将燃着的木炭迅速伸入盛有氧气的集气瓶中。
（2） 向反应后的集气瓶中迅速倒入澄清石灰水（氢氧化钙水溶液），盖
好玻璃片，轻轻摇动。观察并记录实验现象。
▲ 图3.10 木炭在氧气中燃烧
64课题 2 氧气和二氧化碳的性质
2. 氧气与铁丝反应
（1） 将两根光亮的细铁丝分别盘成螺旋状。
（2） 用坩埚钳夹住一根铁丝，在酒精灯上烧至红热。
（3） 用坩埚钳夹住另一根铁丝，在铁丝下端系一根火
柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入盛有氧气的集气瓶
中（预先放入一些水或细沙），如图 3.11 所示。观察并记
▲ 图3.11 铁丝在氧
录实验现象。 气中燃烧
实验编号 实验现象
（1）
1
（2）
（2）
2
（3）
实验结论： 。
拓展思考
实验1中，向反应后的集气瓶中倒入澄清石灰水的目的是什么？
实验2中，铁丝在空气中与在氧气中的实验现象有什么不同？为什么？
实验中，我们可看出木炭在氧气中燃烧比在空气中更剧烈，铁丝在空气中
很难燃烧，却可在氧气中燃烧。物质在空气中燃烧，实际上是与其中的氧气发
生反应。
点燃
碳+氧气 二氧化碳
C O CO
2 2
点燃
铁+氧气 四氧化三铁
Fe O Fe O
2 3 4
65课题 2 氧气和二氧化碳的性质
比较和分析这两个化学反应的文字表达式，可以发现它们有一个共同的特
点，即都是物质与氧气发生的化学反应，这类化学反应属于氧化反应。在自然
界中，普遍存在和不断发生着氧化反应。例如，钢铁材料的氧化锈蚀；在生物
体内，糖类与脂肪经过酶催化氧化反应，被分解为二氧化碳和水，同时释放
能量。
由于氧气的化学性质比较活泼，有时人们也需要设法去除氧气或将物品与
氧气隔离，如食品采用真空包装、金属表面涂防锈漆等。
二氧化碳有哪些性质
生产生活中，二氧化碳的用途十分广泛（图 3.12）。大棚蔬菜种植需要用
二氧化碳做“气体肥料”；生产碳酸饮料的主要原料之一就是二氧化碳；二氧
化碳可用于灭火，二氧化碳灭火器是常见的灭火器；二氧化碳是重要的化工原
料，它常用于生产纯碱、化肥等；固体二氧化碳还可用于冷藏食物、人工降雨
和制造舞台云雾等。二氧化碳的这些用途反映出它具有哪些性质？
气体肥料 生产碳酸饮料 灭火
生产化肥 冷藏食物 人工降雨
▲ 图3.12 二氧化碳的常见用途
66在通常状况下，二氧化碳是一种无色、无气味的气体。在加压、降温条件
下将二氧化碳液化，可得到液态二氧化碳。进一步加压、降温即可得到固态
二氧化碳。固态二氧化碳外形与冰相似，但在常压下，当温度高于—78.5℃时，
就会升华，直接变成气态二氧化碳，因此固态二氧化碳常被称为“干冰”。由
于干冰升华能够吸收大量的热，降温快而且不会出现任何的残留物，因此它
常被用于食品的冷藏保鲜及运输；在较低的温度下，空气中的水蒸气就会凝结
成小水滴，当小水滴继续聚集就可以形成降水，这就是利用干冰来人工降雨的
原理。
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
探究二氧化碳的性质
(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
1. 二氧化碳的密度比空气大吗？它支持燃烧吗
如图 3.13 所示，在大烧杯中固定两支高低不同的蜡烛，点燃蜡烛并通
过漏斗向烧杯中缓缓倾倒一瓶二氧化碳。观察并记录实验现象。
2. 二氧化碳与水反应
（1）向充满二氧化碳的软塑料瓶里迅速倒入半瓶水（提前滴加几滴紫
色石蕊试液），旋紧瓶盖（不能漏气），如图 3.14 所示，充分振荡塑料瓶（注
意，手轻握塑料瓶，尽量不用力挤压）。观察并记录实验现象。
（2）从软塑料瓶中倒出少量液体于一支试管中，如图 3.15 所示，对试
管稍加热。观察并记录实验现象。
▲ 图3.13 倾倒二氧化碳 ▲ 图3.14 二氧化碳溶于水 ▲ 图3.15 加热试管中液体
67课题 2 氧气和二氧化碳的性质
实验编号 实验现象
1
（1）
2
（2）
实验结论：
。
证据推理
实验1的现象反映了二氧化碳的哪些性质？
实验2（1）中，能说明二氧化碳与水发生反应的实验现象是什么？
实验2（2）中，加热试管产生的实验现象说明了什么？
由于二氧化碳既不能燃烧也不支持燃烧，密度又大于空气，所以在实验 1
中看到了蜡烛自下而上逐渐熄灭，这也是二氧化碳能用于灭火的原因。在实验
2 中，二氧化碳能溶于水，导致软塑料瓶内压强略小于外部大气压强，大气压
将瓶身轻微压瘪。同时，紫色石蕊试液变红，这是因为二氧化碳在溶于水的过
程中还与水发生了化学反应，生成了能使紫色石蕊试液呈红色的碳酸。碳酸是
溶解于水的部分二氧化碳与水反应的生成物。
二氧化碳 + 水 碳酸
CO H O H CO
2 2 2 3
碳酸是一种不稳定的物质，稍加热就会分解成二氧化碳和水，二氧化碳从
水中逸出，石蕊试液重新变成紫色。
加热
碳酸 二氧化碳 + 水
H CO CO H O
2 3 2 2
二氧化碳被广泛用于生产碳酸饮料。由于碳酸受热分解且二氧化碳从人体
内排出时有降温作用，所以碳酸饮料深受人们的青睐；但长期饮用碳酸饮料，
可能会对身体产生不良影响。
68探究氧气与木炭的反应时，向氧气与木炭反应后的集气瓶中倒入澄清石灰
水，是因为二氧化碳能与澄清石灰水反应，生成碳酸钙和水，而碳酸钙难溶于
水，使澄清石灰水变浑浊。这个化学反应常被用来检验二氧化碳的存在，其文
字表达式为：
二氧化碳 + 氢氧化钙 碳酸钙 + 水
CO Ca(OH) CaCO H O
2 2 3 2
二氧化碳是一种重要的资源，在生产生活中具有广泛的用途。但是，当空
气中的二氧化碳超过正常含量时，会对人体健康产生不良影响，如造成呼吸困
难，所以在人群密集的地方应注意通风换气。
自然界中的氧循环和碳循环是怎样进行的
观 察 与 思 考
观察图 3.16，指出自然界中的氧气和二氧化碳气体的产生与消耗的主
要途径，并思考它们对于稳定维持大气中氧气与二氧化碳含量的意义。
▲ 图3.16 自然界中的氧循环与碳循环简图
69课题 2 氧气和二氧化碳的性质
元素在地球各圈层及多种地球化学储集库之间，沿着循环的作用途径迁移
活动的地球化学过程，我们称之为元素循环。氧元素是组成物质的主要元素之
一，自然界通过含有氧元素的物质的转化使空气中氧气的含量几乎保持恒定，
我们称为氧循环；相应地，自然界通过含有碳元素的物质的转化实现了碳循
环，使得二氧化碳在自然界中保持一定的含量。自然界中的氧循环与碳循环对
于维持人类生活与生态平衡具有重要的意义。
虽然燃料燃烧、生物呼吸等过程消耗了氧气，但是空气中的氧气不会大幅
减少，因为绿色植物的光合作用会源源不断地释放出氧气，弥补了自然界中氧
气的消耗，使空气中氧气的含量几乎保持恒定。
二氧化碳在大气中的含量也是相对稳定的。自然界中的一些变化会产生二
氧化碳，如含碳燃料燃烧、火山喷发、生物的呼吸作用、生物体被微生物分解
等过程。另一些变化会吸收二氧化碳，例如，绿色植物吸收大气中的二氧化
碳，通过光合作用产生糖类；江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，并最终转变
成碳酸盐。
随着全球经济的发展，含碳
燃料的消耗激增，大气中二氧化
碳含量持续上升，导致温室效应
加剧，全球变暖，带来了一系列
环境问题。面对这些严峻的挑战，
“低碳生活”“低碳经济”等理念
应运而生。所谓“低碳经济”是
指减少二氧化碳排放的一种经济
▲ 图3.17 开展植树造林，践行低碳生活
发展形态。这要求在可持续发展
理念指导下，通过技术创新、产业转型和新能源开发等手段，尽可能减少煤
炭、石油等含碳能源的消耗。
学习本课题后，你应认识到自然界中氧循环和碳循环的重要意义，实现碳
达峰、碳中和，是促进人与自然和谐共生的迫切需要。你知道我国在积极参与
和引领全球气候治理中，采取了哪些措施吗？
70学 习 指 南
归 纳 小 结
氧气的化学性质较为活泼，能与
等许多物质发生反应。
二氧化碳是一种 的气体，密
度比空气 ；它不能燃烧，在通常情况下，也不支持燃烧；
它能地与球 上有丰富的水资源，因此以水为溶 等剂物质发生反应；它是
形植成物的进水行溶光液合作对用生不命可活缺动少、的自物然质环。境、生产生
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
自然界中的 对人类生活和生态
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
平衡具有重要意义。为防止 效应加剧，人类应采取积极
措施，减少 排放。
例 题 导 引
问题： 如何用简便的方法鉴别氧气、二氧化碳这两种气体？
分析： 鉴别物质可利用物质性质（物理性质或化学性质）的差
异来设计实验，根据不同的现象进行鉴别，且注意选择
简便易行的方案进行实验。分别使用集气瓶收集氧气和
二氧化碳，利用下列方法进行鉴别。
方法 1：将两根带火星的木条分别伸入两个集气瓶中，能
使木条复燃的气体是氧气，使木条熄灭的气体是二氧化碳。
方法 2：将等量澄清石灰水快速倒入两个集气瓶中，振
荡，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，无明显
现象的气体是氧气。
方法 3：将 2 mL 水分别加入两个集气瓶中，振荡，再分
别滴入两滴紫色石蕊试液，能使石蕊试液变红的气体是
二氧化碳，没变化的是氧气。
71课题 2 氧气和二氧化碳的性质
练 习 巩 固
1. 用短线将物质燃烧与其现象连接起来。
蜡烛在空气中燃烧 · · 产生大量白烟
物
木炭在氧气中燃烧 · · 火星四射 现
质
燃 铁丝在氧气中燃烧 · · 产生火焰 象
烧
红磷在氧气中燃烧 · · 发出白光
2. 木炭在空气中和在氧气中燃烧的现象有什么不同？你认为造成这些不
同的原因是什么？
3. 铁丝在氧气中燃烧的实验中，应预先在集气瓶中放入少量水或细
沙，为什么？
4. 人们有时需要利用氧气服务于生产生活，有时又需要阻止氧气与其他
物质反应。请各举一例加以说明。
5. 下列生活中二氧化碳的用途分别与其哪些性质有关？
（1）用干冰冷藏食品。
（2）用二氧化碳灭火器灭火。
6. 请你利用家中的物品验证二氧化碳的某种性质，写出所需的实验用
品、操作步骤、现象及结论。（实验中要注意安全）
72课 题 3
学 习 聚 焦
氧 气 和
通过实验探究，初步学习氧气
和二氧化碳的实验室制法。
二 氧 化 碳 的
对比氧气、二氧化碳的制法，
了解实验室制取气体的一般思
制 备
路和方法。
在生产生活和科学研究中需要使用纯净的氧气，人们是如何获得纯净的氧
气的呢？你不禁会问，空气中就含有丰富的氧气，为什么还要制取氧气？那是
因为空气中的氧气并不纯净。同样的，若要制取二氧化碳气体，又该通过什么
方法呢？
怎样获得氧气
在实际生产生活中，人们会根据对氧气
需求量的不同选择不同的制备方法。工业生
产对氧气的需求量非常大，如富氧炼钢工业，
就从空气这种无处不在的原料中获得氧气；
氮气
液态氮沸
在实验室中对氧气的需求量较小，可以从某
点更低，
液态
些含氧元素的物质中获得氧气。因此，氧气 先汽化
空气
制备的方法通常分为工业制法和实验室制法。
工业制备氧气要考虑原料是否易得、成
本是否低廉、能否大量生产以及对环境的影
液态氧
响等。因此工业上采取分离液态空气的方法
获取大量的氧气。在低温和高压条件下使空 ▲ 图3.18 分离液态空气示意图
73课题 3 氧气和二氧化碳的制备
课题 3 氧气和二氧化碳的制备
气转变为液态再蒸发。液态氮的沸点（—196℃）比液态氧的沸点（—183℃）低，
氮气首先从液态空气中蒸发出来，余下的主要为液态氧。为了便于贮存、运输
和使用，通常将氧气压缩贮存在蓝色的钢瓶中。
在实验室常采用分解过氧化氢（其水溶液俗称双氧水）、加热高锰酸钾或
加热氯酸钾的方法制取氧气。制取时，依据不同的方法选择合适的实验装置，
并正确连接装置，这是进行化学实验的重要环节。初中化学实验中，常用玻璃
导管、橡胶塞、乳胶管等将各实验仪器连接起来，连接方法如图3.19所示。
把玻璃管插入橡胶塞 在玻璃管上套上乳胶管 用橡胶塞塞住试管
（玻璃管一端用水润湿， （玻璃管一端用水润湿， （旋转塞入）
转动插入） 转动插入）
▲ 图3.19 连接仪器
为避免实验中气体的泄露而
导致实验效果不佳，甚至实验不
成功，装置连接好后还要检查其
气密性，检查方法如图 3.20所示。
如装置气密性良好，用手握紧试
管时，导管口会冒出气泡，且松
手后，导管内会形成一段水柱。 ▲ 图3.20 检查装置的气密性
讨 论 与 交 流
为什么有气泡冒出且形成水柱，说明气密性良好？若无气泡冒出，你会
怎么做？
过氧化氢溶液在常温下可以分解出氧气，而实验室在利用过氧化氢溶液分
解制取氧气时，通常会加入少量二氧化锰，这是为什么？
74实 验 探 究 ！
过氧化氢在二氧化锰存在下的分解
（1）用量筒量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶
液，加入试管中，将带火星的木条伸入试管。
观察并记录实验现象。
（2）另取一支试管，加入少量二氧化锰，
过氧化氢 过氧化氢溶液
再量取 4 mL 5% 的过氧化氢溶液，加入试管 溶液 二氧化锰
中，然后将带火星的木条伸入试管。观察并 ▲ 图3.21 过氧化氢分解
记录实验现象。
现象记录： 。
实验结论： 。
拓展思考
如何用实验探究二氧化锰在反应前后质量和化学性质有无变化？
实验表明，在二氧化锰存在的条件下，
过氧化氢能更快地分解产生氧气。
二氧化锰
过氧化氢 水 + 氧气
H O H O O
2 2 2 2
实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合
制取氧气时，可采用如图3.22所示装置。
▲ 图3.22 过氧化氢分解制取氧气
像二氧化锰这种在化学反应中能够改变
化学反应的速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后均不发生变化的物
质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫做催化作用。
实验室里也可以通过加热高锰酸钾固体制取氧气，除生成氧气外，同时还
生成锰酸钾和二氧化锰。此外，加热混有二氧化锰的氯酸钾固体也能得到氧
气，二氧化锰在这一反应中也是催化剂。
75课题 3 氧气和二氧化碳的制备
加热
高锰酸钾 锰酸钾 + 二氧化锰 + 氧气
KMnO K MnO MnO O
4 2 4 2 2
二氧化锰
氯酸钾 氯化钾 + 氧气
加热
KClO KCl O
3 2
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
加热高锰酸钾制取氧气 (cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1） 在试管中加入少量高锰酸钾，并在试管口放一团玻璃棉，按图
3.23 所示，以从下到上、从左到右的顺序搭建好装置。预先准备好 1 ～ 2
个盛满水的集气瓶，倒扣在水槽中。
（2） 点燃酒精灯并在试管底部来
回移动，以使试管底部受热均匀。然
后，集中加热高锰酸钾，待导管口出
现稳定气流后，将导管伸入集气瓶，
开始收集气体。
（3）集气瓶中水全部排出后，用
毛玻璃片盖住瓶口，取出集气瓶放于
桌面。将导管移出水槽，然后熄灭酒 ▲ 图3.23 加热高锰酸钾制取氧气
精灯。
拓展思考
结合图3.22和图3.23，指出收集氧气的方法有哪些不同，分别主要利用了
氧气的什么性质。
实验结束时先将导管移出水槽，再熄灭酒精灯，若改变顺序可能有什么
后果？
76拓 展
跨学科视野
化学广角镜 科学发展史 阅 读
集气方法
在实验室收集气体时，凡是不与空气
发生反应，且其密度与空气密度相差较大的
气体，都可采用排空气法收集。如果所要收
集的气体密度比空气的密度大，可采用向
上排空气法；反之，可采用向下排空气法。
向上排空气法 向下排空气法
当所要收集的气体难溶或微溶于水，
且不与水发生化学反应时，可采用排水法。
排水法的主要原理是，充满水的集气瓶内
气体的压强为0，当气体进入集气瓶，气体
由于浮力而上升至集气瓶顶部，增大瓶内压
排水法
强，从而将水排出。排水法具有收集的气体
▲ 图3.24 集气方法
纯度高，且容易观察气体是否已收集满等优
点，其缺点是收集的气体中往往含有一定量的水分。
讨 论 与 交 流
对比两种氧气实验室制法的异同，并思考：加热高锰酸钾和分解过氧
化氢制取氧气的发生装置能否互换？选择实验室制取气体的发生装置，应
该考虑哪些因素？
实验室制取气体时需要确定反应原理、选择发生装置和收集装置。可以依
据这个思路研究二氧化碳的实验室制法。
实验室中如何制取二氧化碳
从高锰酸钾、过氧化氢等含氧元素的物质的变化中能够获得氧气，那么制
取二氧化碳也应选择含有碳元素、氧元素的物质。
77课题 3 氧气和二氧化碳的制备
实验室里常用石灰石或大理石（主要成分都是碳酸钙）与稀盐酸反应来制
取少量二氧化碳气体。
碳酸钙 + 盐酸 氯化钙 + 水 + 二氧化碳
CaCO HCl CaCl H O CO
3 2 2 2
讨 论 与 交 流
结合氧气的制取装置，实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，应该
选择怎样的实验装置？怎样证明集气瓶中的二氧化碳已经充满？
实 验 探 究
！
(cid:4499)(cid:3830)
实验室制取二氧化碳
(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）取几小块石灰石或大理石
放入锥形瓶中，再按图3.25所示，
连接装置。
（2）从长颈漏斗口往锥形瓶中
加入稀盐酸，直至液体浸没长颈漏
斗的下端管口。
（3）用向上排空气法收集一瓶
二氧化碳气体，用燃着的火柴或木
条放在集气瓶口处检验是否收集满 ▲ 图3.25 实验室制取二氧化碳
二氧化碳。
（4）待集满气体后，将导管从集气瓶内移出，用毛玻璃片盖好集气瓶，以
待备用。
拓展思考
制取二氧化碳和加热高锰酸钾制取氧气的装置及实验步骤中有哪些相同点
和不同点？
78学 习 指 南
归 纳 小 结
氧气的工业制法是 ，该方法主要利用的是氧
气和氮气的沸点不同。
实验室里常用于制取氧气的物质是 。
在化学反应中，能够改变化学反应的速率而本身的质量和化学性质
在反应前后均不发生变化的物质叫做 。例如，实验室通过
分解过氧化氢制取氧气时，起到该作用的物质是 。
实验室制取二氧化碳的反应物是 。
例 题 导 引
问题： 氢气是一种密度小于空气、难溶于水的气体，在实验室
里将锌粒放入稀硫酸溶液中，即可产生氢气。请设计制
取氢气的实验装置。
分析： 制取气体的装置包括发生装置和收集装置。依据反应物
状态和反应条件可以确定反应的发生装置，根据气体的
密度与空气密度的相对大小、气体在水中的溶解性等可
确定收集装置。
制取氢气的反应物中，锌粒是固体，稀硫酸是液体，反
应不需要加热。因此，发生
装置与实验室制取二氧化
碳的发生装置相似；氢气的
密度小于空气且难溶于水，
稀硫酸
可以用向下排空气法或排
锌粒
水法收集（图3.26）。 ▲ 图3.26 实验装置示意图
79课题 3 氧气和二氧化碳的制备
练 习 巩 固
1. 工业上用分离液态空气的方法制备氧气，请简要绘制该方法制备氧气
的流程。图下方需要注明：① 该方法依据的原理；② 氮气比氧气先
汽化的原因；③ 制得的氧气是纯净物还是混合物及原因。
2. 氨气是一种密度比空气小、极易溶于水的气体。实验室常用加热氢氧
化钙与氯化铵的固体混合物的方法制取氨气。请设计并绘制实验室制
取氨气的实验装置。
3. 实验室制取二氧化碳的操作步骤如下，正确的顺序是 。
① 连接好装置 ② 向锥形瓶中小心地放入几小块石灰石 ③ 向锥
形瓶中注入适量稀盐酸 ④ 检查装置的气密性 ⑤ 收集产生的气体
⑥ 用燃着的木条检验集气瓶内是否收集满二氧化碳
4. 查阅资料，了解中国空间站为航天员提供氧气、处理二氧化碳的方
法，并说明相关原理。
5. 请应用家中的物品制取一瓶氧气或二氧化碳。
（1）查阅资料，寻找合适的可以制得氧气或二氧化碳的物质。
（2）绘制实验装置的草图，写出详细的实验步骤，并与同学交流完善。
（3）根据实验设计，进行实验并邀请家人录制实验过程的视频。
（4）与同学交流分享实验过程的视频，根据同学的意见改进实验。
80跨学科实践活动
基于特定需求设计和制作简易供氧器
氧气是空气中的一种重要成分。作为生物体呼吸的必需物质，氧气在维持
生命、保障健康的过程中扮演着不可或缺的角色；在工业领域，氧气也被广泛
使用于钢铁、化工、医疗器械和航空航天等行业。供氧器通常被用于住所、医
院、实验室和工业场所等地方，为人们提供必要的氧气供应。然而，在不同场
合与使用环境中，氧气的制取方法有所不同，相应的供氧器工作原理也存在
差异。
在本活动中，你将以氧气的制取为核心，运用化学、生物、物理和数学
等多个学科的相关知识，并综合考虑使用环境和使用对象的特定需求，选择
具体的技术与工程方法完成简易供氧器的设计和制作。因此，你和同伴可以
合作完成如下任务：
活动1 分析供氧器的不同需求场景及原理
活动2 设计并制作供氧器
交流与反思
在每项任务中，不仅需要关注供氧器的特定需求，还要遵从作品制作的一
般过程和方法，要在整体设计的基础上进行制作，在多次试验的基础上优化方
案并完善作品。
活动１
分析供氧器的不同需求场景及原理
要求及建议
① 通过不同途径，调查简易供氧器的不同需求场景及原理。
② 对不同途径获得的调查资料进行比较分析，确定本组选择的简易供氧
器的使用场景及原理。
③ 讨论氧气在生产生活和科学研究中的应用，体会任务的意义和价值。
81提示
① 可以结合氧气在实际生产生活中的用途开展调查。
② 调查不同场景下产生氧气的方法，了解反应物的易得性、实验装置的
简便性和操作的可行性。
不同需求场景中的供氧器的反应物、原理和装置分析
活
动
序号 需求场景 反应物 原理分析 装置分析
记
居家行动不便
录
1
的患病老人
2
……
活动2
设计并制作供氧器
要求及建议
① 根据小组选择的供氧器的需求场景和原理，选择所需物料和器械。
② 确定供氧器的设计方案，小组分工完成供氧器的设计。
提示
① 设计供氧器时，可以运用实验室制取气体的一般思路和方法，应考虑
到氧气的发生、洗涤和速度可控等要求。
② 在加工制作供氧器时，若需用到有危险性的加工器械，要在教师的指
导下进行。
82交流与反思
要求及建议
① 以小组为单位，发布产品，与其他小组活动中的具体方法比较，分析
并记录本组的优点和不足。
② 梳理、汇总作品制作类课题的解决思路和方法。
本活动主要基于特定需求设计和制作简易供氧器，需要综合运用多学科知
识以及技术与工程的方法。希望同学们在设计和制作过程中，提升获取和加工
信息、设计等能力。
83专 题 复 习
内 容 框 图
空气、氧气和二氧化碳
空气的组成与性质 氧气和二氧化碳的性质 氧气和二氧化碳的制备
空气的 空气成分 保护空 氧气的 二氧化碳 自然界中 氧气的 二氧化碳
组成 的应用 气质量 性质 的性质 的氧循环 制备 的制取
和碳循环
实验室制取气体的
从性质与用途的关系视角认识物质 一般思路与方法
练 习 巩 固
1. 空气中含量较多且化学性质比较活泼的气体是（ ）。
（A）氧气 （B）氮气 （C）二氧化碳 （D）水蒸气
2. 下列物质未列入空气质量监测范围的是（ ）。
（A）二氧化碳 （B）一氧化碳 （C）二氧化硫 （D）臭氧
3. 下列物质中，在氧气中剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体的是（ ）。
（A）铁丝 （B）镁条 （C）木炭 （D）石蜡
4. 用短线将下列物质与其用途连接起来。
氧气 · · 用于生产汽水
物 二氧化碳 · · 用作火箭推进剂中的助燃剂 用
质 氮气 · · 用于制造氮肥 途
稀有气体 · · 用于制造电光源
5. 请举例说明二氧化碳的利与弊，从自身生活出发写出一个减少二氧化
碳排放的具体措施。
6. 某气体既能用排水法收集，又能用向上排空气法收集，说明该气体具
84有的物理性质是 、 。
7. 在过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气的实验中，与长颈漏斗相比，
使用分液漏斗滴加液体的优点是 。
8. 实验室常用排空气法或排水法收集气体，两种收集方法各有哪些优点？
若要收集一瓶室内的空气，请写出操作过程。
9. 请分析并回答实验室制取二氧化碳的相关问题。
（1） 向发生装置中放入块状大理石的操作要点有哪些？
（2） 检验二氧化碳是否已收集满的方法是 。
（3） 用如图 3.27 所示的装置收集二氧化碳，请在图中画出
气体进出的方向。
10. 课题 1“练习巩固”第 4 题（第 62 页）的家庭实验中，你
的实验结果与氧气在空气中的含量一致吗？请分析你的实验
过程，写出导致实验结果一致或不一致的原因。 ▲ 图3.27
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将
成果和体会制作成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
通过空气质量指数（AQI）及其对应的空气质量级别，了解空气质量
状况对人体健康的影响，关心每天的空气质量指数，做好个人日常的
防护。
除了二氧化锰，生活中的一些物品也可以作为过氧化氢分解的催化剂，
如鸭血、土豆等。请使用这些物品进行过氧化氢分解的实验，比较催
化效果。可以购买消毒皮肤用的医用双氧水（浓度一般为 2% ～ 3%）
进行实验。
日常生活中，有许多可以减少碳排放的方法，如选择绿色出行方式、
双面打印等。请寻找身边一些减少碳排放的做法，与同学进行分享并
相互学习。
85主题三
物质的组成与结构
物质是可分的，分子、原子等是构成物质的微观粒
子。物质结构知识揭示了物质构成的奥秘、物质结构与
性质的关系，有助于我们理解物质变化的本质，预测物
质的性质，为创造物质提供科学依据。
在主题三的学习中，我们将初步探索物质的组成、
结构与性质之间的联系，建立基于元素和分子、原子认
识物质及其变化的视角，以及结构决定性质等化学观念。专题 4 水的性质与组成
课 题 1 水的性质
课 题 2 水的自然循环与人工净化
课 题 3 水的组成
★ 跨学科实践活动 水质检测及自制净水器
●水有哪些重要的性质？
●如何探究水的组成？
8888课题 1 水的性质
学 习 聚 焦
课 题 1
结合生活实例，从宏观与微观结
合的视角，解释水的三态变化。
知道分子的概念及特征，初步
水 的 性 质
形成物质是由微观粒子构成的
观念。
结合生活情境与实验，进一步
形成物质的性质决定用途的
观念。
自古以来，人类祖先便逐水而居。水是地球上最常见和最重要的物质之
一。水普遍地存在于江河湖海、冰山和大气之中；水进入矿物、山岩和泥土的
组成中，存在于动植物体内。水有哪些重要的性质呢？
水为什么有三态变化
我们知道，自然界中水通常有三种存在状态：固态、液态和气态。那么，
水三态变化的原因是什么？
固态水 液态水 气态水
水分子
▲ 图4.1 水的三种状态
89课题 1 水的性质
水是由大量水分子聚集而成的。2014
年，我国科学家首次拍摄到水分子内部结
构（图4.2）。在水的三态变化过程中，随着
温度变化，水分子的能量、运动速度，分
子间的间隔发生了改变，水分子排列从有
序逐渐变为无序，或从无序逐渐变为有序。
一定量的水状态改变时，水分子没有变成
其他分子，其大小和数目也没变化，变化
的实质是水分子间的间隔和水分子的排列 ▲ 图4.2 首次拍摄到的水分子内部
方式。因此，水的三态变化是物理变化。 结构信息图
许多物质也像水一样，是由分子构成的，如氢气、氧气和蔗糖分别是由氢
分子、氧分子和蔗糖分子构成的。分子是构成物质的一种微观粒子。那么，分
子有哪些基本特征呢？
分子的质量和体积都很小。例如，1 个水分子的质量大约是 3×10—26 kg，
1滴水（1 mL 水以约20滴水计）中大约有1.67×1021个水分子。
讨 论 与 交 流
氧气可被压缩储存在蓝色钢瓶中，水和酒精混合后总体积减小，湿衣
服晾晒后会变干。这些现象反映了分子具有什么特征？
分子之间有间隔。气体体积能够被压缩，两种液体混合后总体积减小等，
这些现象反映了分子之间有间隔。
分子总在不停地运动。生活中，我们看到湿衣服晒干、闻到花香等，就是
分子运动的结果。
水有哪些独特的性质
水是一种常见的物质，但通过深入研究，我们会发现它有着许多独特的
性质。
90观 察 与 思 考
你是否见过如图 4.3 所示的场景？你认为图（a）（b）说明了水的哪些
性质？这些性质在生产生活中有哪些应用？图（c）中，冰为什么浮在水上？
a
（a）水沿着纸巾流动 （b）蜘蛛在水面上行走 （c）冰山浮出水面
▲ 图4.3 水的性质
资 料 库
水的物理性质中，有些是我们熟悉的，例
如，水在常温常压下是一种没有颜色、没有味 水
道、没有气味的透明液体，水具有毛细现象 凝固点：0 ℃（101 kPab）
［图4.3（a）］，表面张力大［图4.3（b）］等特 沸点：100 ℃（101 kPa）
性。其实，水还有一些我们不太了解的性质。 密度：1 g/cm3（4 ℃）
水具有反常膨胀的特性。当温度高于4 ℃
时，水与大多数物质一样，随温度升高体积增大。当温度在0～4 ℃时，水随温
度升高体积减小，在4 ℃时，水的密度最大，因此冰的密度比水小［图4.3（c）］。
水的比热容 c 较大。在质量一定的条件下，和其他液体相比较，升高相
同温度时，水吸收的热量更多；同样，降低相同的温度时，水放出的热量也更
多。所以，在生产生活中，常利用水取暖或做冷却剂。例如，工厂常用温热水
预热反应物，用冷水降低产物的温度。
水还有极强的溶解其他物质的能力，是一种优良的溶剂。在生活中，我们
经常把一些能溶于水的物质加入水中，配制成溶液，如配制食盐水、糖水等。
a 水中滴加了色素。
b Pa是压强的单位，读作帕；1 kPa=1 000 Pa。标准大气压为101.325 kPa，本书采用101 kPa这个近似值。
c 反映物质吸热或散热的能力，比热容越大，物质的吸热或散热能力越强。
91课题 1 水的性质
讨 论 与 交 流
1. 水的反常膨胀的特性对水生生物的生存有什么意义？
2. 为什么内陆地区的昼夜温差比沿海地区的大？
我们知道，水与二氧化碳反应可以生成碳酸，水还能与其他许多物质发
生化学反应，如与氧化钙（俗称生石灰）等物质反应。
实 验 探 究 ！
氧化钙具有较强腐蚀性，与
水与氧化钙的反应
水反应剧烈，需注意防护。
（1）在烧杯中加入少量氧化钙，再加入 1
滴管水，并用手小心地触摸烧杯外壁。
（2）冷却后，向烧杯中滴入 3 滴酚酞试液。观察并记录实验现象。
▲ 图4.4 水与氧化钙反应
现象记录：
。
实验结论： 。
证据推理
哪些现象说明水与氧化钙发生了反应？
92水与氧化钙发生剧烈反应，放出大量的热，生成一种新物质—氢氧化
钙，俗称熟石灰。
水 + 氧化钙 氢氧化钙
H O CaO Ca(OH)
2 2
学 习 指 南
归 纳 小 结
分子是构成 的一种微观粒子。分子的 和 都
很小，分子之间有 ，分子总在不停地 。
水有许多重要的性质，如 等物理性质；
水能与许多物质发生化学反应，如 。
例 题 导 引
问题： 用如图 4.5 所示装置进行实验，
将滴管中的水滴入试管中，观察
到U形管中红墨水的液面由左 水
右两边相平变成左边低右边高。
（1） 实验中发生了什么化学反 红墨水
氧化钙
应？分析说明U形管液面产
生高度差的原因。 ▲ 图4.5 实验装置示意图
（2）从这个实验可获得什么启示？
分析： （1） 水滴入试管与氧化钙反应生成氢氧化钙，该反应放
出热量，使试管中空气膨胀，造成 U 形管中红墨水
液面变成左边低右边高。
93课题 1 水的性质
（2） 有些化学反应有明显的现象，这些现象可以帮助我们
判断有没有发生化学反应。有时，我们也可以通过间
接的方法判断化学反应的发生。例如，上述实验中，
通过液面高度的变化来判断水与氧化钙发生了化学
反应。
练 习 巩 固
1. 下列现象与水的哪些性质有关？请分析说明。
（1）冬天，裸露于室外的自来水管容易爆裂。
（2）夏天，海滩上沙子的温度比海水高。
2. 酒精温度计是利用酒精热胀冷缩的性质制成的温度计，请从分子的角
度分析酒精温度计示数变化的原因。
3“. 遥知不是雪，为有暗香来”是宋代王安石《梅花》中的两句诗。梅花
的香味隔着很远就能闻到，这一现象反映了分子的什么特征？
4. 夏天，从冰箱里拿出的一杯水，放置一段
时间后杯子的外壁会有小水滴（图 4.6）。
有同学认为，这些水滴是空气中的水蒸气
形成的，也有同学认为是杯中的水形成的，
你还有其他的假设吗？请你设计实验并验
证其中的一种假设。
5. 人们常说“水是生命之源”，没有水便没有
地球上的生命。通过本课题的学习，你认
为水的哪些性质使它成为“生命之源”。 ▲ 图4.6
94课题 2 水的自然循环与人工净化
学 习 聚 焦
课 题 2 结合生活情境，认识水循环与水
的自净能力。
结合自来水生产，了解吸附、
沉降、过滤和蒸馏是净化水的
水 的
常用方法，形成分离混合物质
的一般思路。
自 然 循 环
结合污水处理、水资源再利用
等实例，形成保护环境和节约
与 人 工 净 化
水资源的可持续发展意识。
从中国空间站俯瞰地球，地球是一个蓝色的星球，约有 71% 的表面被水
覆盖。地球上的总储水量虽然很大，但淡水很少。对极其有限的淡水资源，我
们应如何合理保护、开发和利用呢？
水在自然界中如何循环和净化
自然界中的水是如何循环的？水循环主要包括哪些环节？自然界中各种水
体是相互联系的，处于不断运动和相互转化之中的。水在太阳辐射和地球引力
作用下，通过蒸发、水汽输送、降水和径流等环节，以气体、液体、固体的形
式在陆地、海洋以及大气间不断循环，这一过程称为自然界中的水循环。
水在循环中，通过物理、化学和生物作用不断去除污浊和杂质，保持着本
身的洁净，这就是水的自然净化。如有些水体中存在着微生物和溶解的氧气，
它们能分解水中的有害物质。
水的自然净化有多种途径，经过稀释、挥发、沉淀、吸附、氧化、分
解、微生物对污染物的降解作用等，使污染物浓度降低，水体恢复到受污
染前的状态。
自然界中各种水体都具有一定的自净能力，但水体的自净能力是有限的，
如果水体中的污染物数量超过水体的自净能力，水体就会受到污染。
95课题 2 水的自然循环与人工净化
讨 论 与 交 流
溶解氧是用于表述溶解于水中的氧气质量的一个术语。溶解氧是衡量
水质的重要指标之一，也作为水体净化的标志。尝试分析其中的原因。
水有哪些人工净化的方法
水是生命之源，对人类生活和社会发展具
有重要意义。然而，在现代生活、工农业生产
中，人们向水中排放的废弃物已经远远超过水
的自净能力，被污染的水必须通过人工净化，
达标后才能排放，或者作为生活、生产用水。
通常，可采用吸附、沉降、过滤、蒸馏等方法。 ▲ 图4.7 上海杨树浦水厂
观 察 与 思 考
如图 4.8 所示的自来水生产过程中，主要经过哪些步骤生产出千家万
户的生活用水？哪些步骤分别涉及物理变化和化学变化？若用活性炭吸附
水中杂质，这属于物理变化还是化学变化？生活中还有哪些利用活性炭吸
附作用的实例？
▲ 图4.8 自来水生产过程示意图
城市和乡镇的生活用水是经过自来水厂处理的。自来水厂生产过程中，经
常用净水剂，如明矾［KAl(SO ) ·12H O］、氯化铁等，处理微小的悬浮物，使
4 2 2
杂质沉降下来，以达到净水的目的。此外，还需要通过过滤、消毒等净化处理，
去除杂质、消除异味、杀菌后，所得的水才能作为生活用水，供人们使用。
96经过上述净化处理，水中的不溶性杂质被去除了，水变得澄清了，但所
得的水仍然不是纯水，水中还有许多溶解的杂质。例如，生活中，经常烧水
的水壶内壁常会留下白色的水垢，这种水垢就是溶在水中的可溶性含钙元素
或镁元素的物质，因水加热或长久放置而生成的沉淀。溶有较多这些可溶性
含钙元素或镁元素的物质的水，称为硬水；不含或含较少可溶性含钙元素或
镁元素的物质的水，称为软水。
使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦。生活、生产中需要对硬水进行软化处
理，去除硬水中的含钙元素或镁元素的物质，使硬水软化成软水，再进行使用。
如何合理开发和利用水资源
观 察 与 思 考
分析图4.9，能得出我国水资源分布有什么特点？水资源与人口、耕地
面积和国内生产总值有什么关系？
▲ 图4.9 我国的水资源、人口、耕地面积和国内生产总值区域比重图
我国水资源总量居世界第六位，但是我国人口众多，人均水资源量不足世
界人均水资源量的四分之一，是一个水资源严重短缺的国家。不仅如此，我国
水资源分布不均匀,南方水多、耕地少、水量有余；北方耕地多、水量严重不足。
97课题 2 水的自然循环与人工净化
讨 论 与 交 流
1. 我国西南地区水资源较为丰富，可采用哪些方法对其进行合理开发
与利用？
2. 在水资源发生供需矛盾时，如何安排城乡生活用水、农业用水、工
业用水、生态环境用水和其他用水的先后顺序呢？
随着社会的快速发展和人口的快速增长，水资源短缺问题日趋严重，海水
淡化已经成为解决淡水危机的重要途径。
人类早期利用太阳能进行海水淡化，
主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的
太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能
蒸馏器（图 4.10）。太阳能蒸馏器的运行
原理是利用太阳能蒸发海水，再冷凝产生
▲ 图4.10 太阳能蒸馏器示意图
淡水。
蒸馏是分离和提纯液态混合物常用的方法之一。实验室可通过蒸馏自来水
制取蒸馏水（图 4.11）。应用这一方法 , 可以把沸点不同的物质从混合物中分
离出来,还可以把混在液体里的杂质去除。
▲ 图4.11 实验室制取蒸馏水装置示意图
98拓 展
跨学科视野 化学广角镜 科学发展史 阅 读
利用太阳能实现高效可持续海水淡化
海水淡化是解决淡水资源不足的根本措施，各类海水淡化技术都是
通过耗能使水与各种杂质分离。太阳能具有安全、环保等优点，将太阳
能利用与脱盐工艺相结合是一种可持续发展的海水淡化技术。其中，膜
蒸馏（MD）技术利用太阳能驱动水蒸气通过膜，实现脱盐，获得高品质
清洁水，应用前景广阔。石墨烯膜可为水蒸气提供极短且快速的传输路
径，在海水淡化中显示出巨大的应用潜力和优势。
污水如何变废为宝？污水回收再利用已成为新兴水资源发展技术的一环，
是可持续和绿色发展的重要体现，同时对于我国缓解水资源供需矛盾和保障水
生态安全具有重要意义。
污水处理厂处理污水分为三级：一级处理，即通过机械处理，如格栅、沉
淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和油脂等；二级处理，即生物处理，
通过微生物的作用，将污水中的污染物降解和转化为污泥；三级处理，即污水
的深度处理，包括去除有机化合物和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进
行消毒。
▲ 图4.12 污水处理厂
99课题 2 水的自然循环与人工净化
学 习 指 南
归 纳 小 结
水在自然循环中，通过 不断去除
污浊和杂质，保持着本身的洁净，这就是水的 。
水的人工净化可采用 等方法。
蒸馏地可球以上把有 丰富的水 不资同源的，物因质此从以混水合为物溶中剂分离出来，这是分离
形和成提的纯水液溶态液混合对物生常命用活的动方、法自之然一环。境、生产生
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
例 题 导 引
问题： 自来水厂处理的水在出厂时已达到了卫生标准，但在输
送过程中可能受到管道污染，因此自来水不宜直接饮用。
校园里的直饮水机通过多级净化，保证师生放心直饮，
其主要水处理步骤如图4.13所示。
▲ 图4.13 直饮水机水处理步骤
（1） 依据我们的生活常识，自来水如果受到管道污染，
可能含有哪些对人体不安全的成分？
100（2） 炭罐中的活性炭具有吸附功能。超滤膜是一种具有
微孔的滤膜，比一般滤网的孔径更小。说说这两个
处理过程的作用。
（3） 直饮水是纯净物吗？请说出理由。
（4） 节约用水、防止水污染应成为我们的自觉行为。请
写出一条生活中节约用水、防止水污染的措施。
分析： （1） 自来水中可能含有悬浮固体、余氯、重金属离子、
有机化合物、细菌、病毒等对人体不安全的成分。
（2） 炭罐中的活性炭具有吸附功能，去除异味及水中的
余氯、有机化合物和部分重金属离子等，能够有效
地净化水质、改善水的味道；超滤膜可以过滤掉较
小的悬浮颗粒、细菌和病毒等微生物。
（3） 纯净物只由一种成分组成，从分子构成来看，是由
同种分子构成的。直饮水不是纯净物。直饮水虽然
经过了再次净化，但并不能去除水分子以外的所有
其他分子。
（4） 我们可以从生活、农业生产、工业生产等方面综合
考虑，如生活用水的循环使用、农业生产中滴灌技
术的应用、工业污水的处理等。
练 习 巩 固
1. 水是人类不可缺少的宝贵资源，人人都要树立节约用水的意识。下列
标志与节约用水有关的是（ ）。
（A） （B） （C） （D）
101课题 2 水的自然循环与人工净化
2. 下列关于水的净化的说法正确的是（ ）。
（A）沉降可以完全去除难溶性的杂质
（B）加入明矾可以去除可溶性杂质
（C）通入氯气消毒后得到的水是纯净物
（D）蒸馏的方法可以使海水淡化
3. 下列做法有利于保护水资源的是（ ）。
（A）生活污水直接排放
（B）工业污水不经处理直接排放
（C）大量开采使用地下水
（D）减少化肥和农药的使用
4. 城市的雨污混接整治工作可确保雨水走雨水道，污水走污水道，从而
提升城市水环境质量。请你从水在自然界中的循环和净化、城市污水
处理的角度分析该项整治工作的意义。
5. 请调查你家的用水情况，分析并写出在你的日常生活中可采取的节约
用水的措施。
102课 题 3
学 习 聚 焦
通过实验探究，从宏观与微观
水 的 组 成
相结合的视角认识水的组成。
基于具体的化学反应，认识并
判断化合反应、分解反应。
通过科学史实，体会化学家探
索水的组成的智慧和方法。
公元前，中国古代“五行说”将水视为物质变化的基本形态；古希腊哲学家则
认为，水是组成地上物体的基本元素。直至18世纪末，化学家才确认了水的组成。
怎样通过实验研究水的组成
1. 合成水
实 验 探 究 ！
防止烫伤。
氢气与氧气反应
将氢气发生装置中产生的纯净氢气，用玻璃导
管导出，点燃玻璃导管尖嘴口的氢气，并用干燥的
烧杯罩在火焰上，观察并记录实验现象。
现象记录： 。
H
2
实验结论： 。
▲ 图4.14 氢气燃烧
纯净的氢气可在空气或氧气里安静地燃烧，火焰呈淡蓝色，生成水，并放
出大量的热。
点燃
氢气 + 氧气 水
103课题 3 水的组成
课题 3 水的组成
像氢气在氧气中燃烧生成水那样，化学上把由两种或两种以上物质反应生成
一种新物质的反应叫做化合反应。镁在空气中燃烧生成氧化镁，也是化合反应。
2. 分解水
实 验 探 究 ！
(cid:4499)(cid:3830)
水的电解
(cid:1540)(cid:5142)(cid:3855)(cid:4565)(cid:3)
（1）在电解器（图 4.15）中装满水，两端分别
连接直流电源的正、负极。接通直流电源，观察并
记录两个电极附近出现的现象。
（2）切断上述装置中的电源，记录两支玻璃管
中气体的体积。
（3）用燃着的木条分别在两支玻璃管尖嘴口检
验电解反应中产生的气体，观察并记录实验现象。
现象记录：
。
实验结论： 。
▲ 图4.15 电解水装置
证据推理
两支玻璃管中气体的体积比与水的组成可能存在怎样的联系？
当接通直流电后，可以观察到电极上有气泡产生，过一段时间发现玻璃管
中的水减少了，两支玻璃管的上方聚集了无色气体。其中连接负极的一端产生
的气体比连接正极一端产生的气体多，其体积比约为2 ∶ 1。
将燃着的木条分别放在两支玻璃管的尖嘴口，发现体积大的气体不助燃，
本身却能燃烧，并产生淡蓝色火焰，该气体是氢气；体积小的气体能使燃着的
木条燃烧得更旺，可以证明它是氧气。
实验表明，在直流电的作用下，水发生分解，生成氢气和氧气。
通电
水 氢气+氧气
104像水的分解那样，化学上把由一种物质反应生成两种或两种以上其他物质
的反应叫做分解反应，如高锰酸钾或过氧化氢生成氧气的反应都是分解反应。
18世纪后期，化学家进行了水的合成和分解的实验。他们在实验装置中将
干燥的氢气与氧气进行反应，两者燃烧之后，得到了水；后来，化学家又利用
原始的电池进行电解水的实验，结果产生了氢气和氧气。至此，人们认识到，
水不是一种基本元素，而是由氢和氧组成的物质。19世纪60年代，水的化学式
被确定。当然，现在我们已知道，水是由氢元素和氧元素组成的。
讨 论 与 交 流
历史上，为什么对水的组成的确认比氧气和氢气的发现晚？若你是化
学家，会怎样确定氢气与氧气化合生成的无色液体是水？
水在通电后分子发生了什么变化
在水电解生成氢气和氧气的过程中，分子发生了什么变化？
研究证明，每个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，水的化学式为
H O；氢分子与氧分子都是双原子分子，化学式分别为H 、O 。
2 2 2
我们知道，水是由大量分子聚集而
成的。水在电解过程中，水分子分成氢
通电
+
原子和氧原子；两个氢原子结合成一个
氢分子，许多氢分子聚集为氢气；两个
氧原子结合成一个氧分子，许多氧分子 水分子 氢分子 氧分子
聚集为氧气（图4.16）。 ▲ 图4.16 水通电分解的微观示意图
书 写 表 达
请你运用如图 4.16 所示的图示方法，表示氢气与氧气化合前后分子发
生的变化。
通过对水的合成和分解的微观分析可知，在化学变化中，反应物的分子可
分成原子，而原子又会重新组合成新的分子。
105课题 3 水的组成
学习本课题后，你通过“分”“合”的思维方法认识了水的组成。那么，
水分子、氢原子、氧原子都是一些怎样的微观粒子呢？
学 习 指 南
归 纳 小 结
在水的电解实验中，与电源负极连接的一端产生的气体是 ，与
电源正极连接的一端产生的气体是 ； 水是由 组成的。
水是由大量的 聚集而成的，而每个水分子是由 构
成的。
地球上有丰富的水资源，因此以水为溶剂
化合反应是
形成的水溶液对生命活动、自然环境、生产生
的反应；分解反应是
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
的反应；在化学变化中， 重新组合成 。
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
例 题 导 引
问题： 拉瓦锡用加热汞的方法研究空气的组成。实验时，他发
1
现液态汞的表面有红色固体生成，当气体体积减小约
5
时，红色固体也不再增加。再加热这些红色固体，又会
生成液态的汞和一种气体，将该气体与先前剩余气体混
合后，则得到“原来”的空气。分析上述实验事实，结
合已学习的关于空气成分的知识，分析：
（1） 红色固体的组成及推理依据。
（2） 拉瓦锡将加热红色固体产生的气体与先前的剩余气
体混合对于研究空气组成的实验的意义是什么？
分析： （1） 从“分”与“合”两个角度研究物质的组成是化学
家常用的思维方式。拉瓦锡的实验中，加热到气体
1061 1
减少约 时红色固体不再增加，空气中含量约为 的
5 5
气体是氧气，说明红色固体是汞与氧气反应生成的，
进而可知，红色固体是由汞元素和氧元素组成的。
（2） 拉瓦锡的上述实验可以简化成三个步骤：① 汞与空气
中的氧气反应生成红色固体；② 红色固体分解生成汞
和氧气；③ 将步骤②中得到的氧气与步骤①中剩余的
气体混合，得到“原来”的空气。步骤③是对于空气
的“还原”，为由步骤①得出的“空气中的氧气被反
应而使气体体积减小”的结论提供佐证，使“空气的
主要成分是氮气和氧气”这一实验结论更可靠。
练 习 巩 固
1. 水的电解实验中，如果用带火星的木条检验生成的气体，会出现什么现象？
2. 某同学为探究水的组成，将点燃的氢气通入充满氧气的集气瓶中。你
认为实验中收集该瓶氧气时用向上排空气法还是排水法，为什么？
3. 判断下列反应，哪些是分解反应，哪些是化合反应。
① 木炭燃烧 ② 碳酸溶液加热
③ 将氧化钙放入水中 ④ 用过氧化氢制取氧气
4. 某化学变化的微观过程如图4.17所示。图中
+
“ ”“ ”分别表示两种元素的原子。仔细
观察该图，回答下列问题。
A B C
（1） 该变化属于化合反应还是分解反应？为什么？ ▲ 图4.17
（2） 若“ ”表示氧原子、“ ”表示氢原子，写出该反应的文字表
达式。
（3） 根据示意图，还能得到哪些信息？
5. 对水的组成的探究经历了漫长而曲折的过程，请查阅资料，设计一张
海报，介绍水的组成的研究历程。
107跨学科实践活动
水质检测及自制净水器
随着社会的快速发展，人们对水质重要性的认识逐渐加深，水质问题成为
社会焦点。净水器的应用因此越来越广泛，它不仅能保障人们的健康和生活质
量，同时也可促进水资源的合理利用。
在本活动中，你将通过调查、设计、制作、实验等，了解水质检测的指标、
标准和方法，经历净水器制作与水质检测实践过程。因此，你和同伴可以合作
完成如下任务：
活动1 调查我国饮用水的水质标准和水净化处理的方法
活动2 水质检测及自制净水器
交流与反思
在每项任务中，你和同伴都需要先设计一个详细的活动方案，做好分工；
活动中，应注意活动过程和实验相关数据的记录。
活动１
调查我国饮用水的水质标准和水净化处理的方法
要求及建议
① 明确本次调查的目的、任务和意义，设计调查方案。
② 设计收集统计资料的卡片、数据记录表。
提示
① 在调查过程中会应用到水质检测相关法律法规，如《生活饮用水卫生
标准》，要注意比较我国不同时期的《生活饮用水卫生标准》。
② 水质检测的指标、标准和方法比较多，你可以运用分类的方法进行梳
理与归纳。要根据生活、生产的需求选择合适的指标、标准，以及满足相应精
度要求的检测方法与仪器。
108活动2
水质检测及自制净水器
要求及建议
① 本次活动以水质检测与水的净化为核心，综合考虑使用环境和对象的
特定需求，选择具体的技术与工程方法完成简易净水器的设计与制作，并通过
实验检测水质，确定净水器的净化效果。
② 自制净水器的设计要根据净化前的水
花岗岩石子
质情况与使用目的，选择合适的制作原理与
瓷砂
方法。画出自制净水器的设计图与制作的工艺 滤纸
活性炭
流程图。 滤纸
③ 采用对比的方法进行水质检测。先检测 石英砂 滤纸
净化前的水质，再检测使用自制净水器净化后
的水质，确定自制净水器净化效果。 ▲ 图4.18 简易净水器
提示
① 净水器设计与制作可以从特定需求（如家用）、净化处理（如过滤、消
毒等原理与装置）、技术与工程（如材料的易得性、装置大小尺寸、装置的密
封性、水的流量、制作工艺、净化效果等）等方面思考。
② 控制水的流入量、流出量可以改变净化水的质量，自制净水器能用多
长时间，要根据用水量而定。
③ 活性炭使用一段时间后就会失去作用，即便冲洗、晒干也不能恢复，
因此长时间使用后要及时更换。
④ 水质检测的方法有很多，我们可以选择最常用的方式，如观察是否有
沉淀物、水体颜色是否有异常，也可以用仪器测定水的浊度、色度、pH、余
氯等。例如，用 pH 计测定水的 pH，用 TDS①水质检测笔测水中溶解性固体
总量等。
a TDS值代表水中溶解物杂质含量。TDS值越大，说明水中的杂质含量越大；反之，杂质含量越小。
109专 题 复 习
水净化的常用方法与作用
活
动 净化 去除不溶于 去除可溶于 去除水中
净化程度
记 方法 水的杂质 水的杂质 异味与颜色
录
自制净水器净化效果检测记录
检测 现象或数据
检测方法 效果
指标 净化前 净化后
活动提示：根据实际需要选择检测指标。
交流与反思
要求及建议
① 撰写项目实践报告，以小组为单位，进行展示、交流。
② 展示交流过程中，注意观看、倾听其他小组的作品与介绍，并与自己
小组的作品进行比较，分析并记录其他组的优点，总结自己组的优点和不足，
提出改进方向与思路。
本活动通过水质检测及自制净水器，深化对水的净化与水质检测的认识。
在今后的学习过程中，同学们还可以从其他角度对水处理过程展开探究，如设
计装置模拟自来水厂净水工艺、比较不同净水剂的净水效果、探究硬水软化方
法、对各种消毒方式效果展开比较等，为水资源的综合利用贡献你的智慧。
111010专 题 复 习
内 容 框 图
自然界中的水资源
水的循环与净化 合理开发和利用水资源
水的三态 分子
从物质的性质 从宏观与微观
水的合成
与变化的视角 结合的视角
与分解
认识物质 认识物质
水的性质 水的组成
化合反应 分解反应
练 习 巩 固
1. 在水蒸发的过程中，下列说法正确的是（ ）。
（A）水分子运动速度加快
（B）水分子之间间隔不变
（C）水分子体积变大
（D）水分子的质量变小
2. 下列事实，说明分子之间有间隔的是（ ）。
（A）花园中弥漫着花香
（B）一滴水中约含有1.67×1021 个水分子
（C）加热时碳酸分子变为二氧化碳分子和水分子
（D）用打气筒将气体压入车胎中
3. 水的化学式为HO，下列关于水的电解实验的说法中正确的是（ ）。
2
（A）与电源正极相连的一端产生氢气
（B）生成氢气与氧气的体积比是1 ∶ 2
（C）说明水是由氢气和氧气组成的
（D）说明水中含有氢元素和氧元素
1114. 下列图示的微观粒子能表示纯净物的是（ ）。
（A） （B） （C） （D）
5. 水是生命之源。下列有关水的说法正确的是（ ）。
（A）水是一种常见的溶剂
（B）水资源非常丰富，取之不尽，用之不竭
（C）自然界中的雨水是纯净物
（D）过滤可以去除水中所有杂质
6. 某同学设计了四种野外获得饮用水的方法，其中最不合理的是（ ）。
（A）融化积雪，煮沸后使用
（B）过滤混有泥沙的河水，煮沸后使用
（C）收集雨水，煮沸后使用
（D）用木炭处理海水，即可饮用
7. 下列关于保护水资源的建议中，不合理的是（ ）。
（A）生活污水集中处理
（B）工业废水处理达标后才能排放
（C）禁止向水体中丢弃固体废弃物
（D）禁止在水体中养殖鱼、虾等生物
8. 判断下列有关水的说法是否正确，若错误说明理由。
（1）可以饮用的水是纯净物。
（2）水的密度在 4 ℃时达到最大值，低于 4 ℃
时密度变小。
（3）生石灰与水的反应是一个化合反应。
9. 图 4.19 是一个简易净水装置，将有少量泥沙
的浑浊河水用该装置进行净化。小卵石和石英
砂可以去除河水中的 ；蓬松棉的 ▲ 图4.19
112作用是 。
10. 为证明氢气燃烧的产物是水，进行如下实验（图 4.20）：将电解水产
生的氢气通过盛有氧化钙的 A 装置后点燃。用手摸 A 装置，感觉其
外壁发热，说明电解水产生的氢气中含有 ；在火焰上方
放置一个干燥的烧杯，观察到烧杯中有水雾产生，说明 ；
实验中氧化钙的作用是 。
电解水产生的氢气
氧化钙
A
（夹持仪器均已省略）
▲ 图4.20
11. 设计实验证明家中的自来水是混合物，需写出实验仪器、操作及预
期现象。
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将
成果和体会制作成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
自来水是经过自来水厂净化、消毒后生产出来的符合相应标准的供人
们生活、生产使用的水。自来水厂处理净化水有哪些方法和生产工艺？
请你参观自来水厂或自来水科技馆（或博物馆），调查水源的质量和水
净化处理的方法，完成调查报告。
自来水来之不易，人人都需要节约用水。记录家庭一个月的用水量，
结合自来水的阶梯价格及收费项目，制订家庭节水计划。实施计划过
程中，再记录相同时间的用水量，评价节水计划实施的效果。
113专题5 物质的微观构成
课 题 1 构成物质的微观粒子
课 题 2 组成物质的元素
课 题 3 结构多样的碳单质
制作模型并展示科学家探索
★ 跨学科实践活动
物质组成与结构的历程
●碳原子为什么能构成不同
的碳单质？
114学 习 聚 焦
课 题 1
结合生活实例，认识物质是由分
子、原子等微观粒子构成的，形
成认识物质变化的视角。
构 成 物 质 的
通过科学史实，认识原子的结
构，体会科学家探索原子结构的
微 观 粒 子
智慧。
运用间接方法计量原子的质
量，认识相对原子质量的含义。
环顾四周，你会发现我们所处的世界是由形色各异的物质组成的，其中包
括我们吸入的空气、呼出的二氧化碳和饮用的水等。研究表明，这些物质的性质
跟其组成与结构密切相关。你知道除分子外，物质还由什么微观粒子构成吗？
物质由哪些微观粒子构成
公元前有些哲学家认为，物质是由微小的颗粒组成的。古希腊哲学家德谟
克里特（Democritus）提出物质由极小的、不可分割的被称为“原子”的微观
粒子构成。中国战国初期思想家墨子认为物质被分割的终点是“端”。
这些观点虽然只是古代哲学家的推测，没有科学实验的根据，但体现了人
类对物质微观结构的早期探索。
观 察 与 思 考
若将一块黄金切成小块，然后再切成更小的黄金，如图 5.1 所示，试
想不断重复这个过程，最后会得到什么呢？
……
▲ 图5.1 金块被不断地分割
115课 题 1 构成物质的微观粒子
随着科学技术的发展，科学家在大量实验的基础上逐步认识到物质是由分
子、原子等微观粒子构成的。对由分子构成的物质而言，不同分子构成的物质
具有不同的性质。
那么，分子本身又是怎样构成的？在专题4研究水的分解过程中水分子所
发生的变化时，我们认识到分子是由原子构成的。事实上，原子不仅可以结合
成分子，也能直接构成物质。金、铜、铁、铝等常见的金属，氦气、氖气、氩
气等稀有气体，金刚石和石墨等就是由原子直接构成的。
讨 论 与 交 流
1. 水的状态发生变化时，水分子本身是否发生变化？
2. 在氢气与氧气反应生成水的过程中，发生变化的是什么微观粒子？
未发生变化的又是什么微观粒子？
由分子构成的物质在发生物理变化时，分子本身不发生变化，它的化学性
质保持不变。因此，分子是保持物质化学性质的一种微观粒子。在化学变化
中，分子发生变化，而原子本身不发生变化，可以重新组合成新的分子，进而
构成新的物质。
请你想一想，再小的黄金也是由金原子直接构成的，那么金原子能否再被
分割呢？
原子能否再分
科学家经过不懈的努力，直到近现代，才逐
步揭开原子结构的奥秘。
19世纪初，道尔顿在科学实验的基础上，提出
物质都是由原子构成的，原子是不可分割的实心球
体。那么，原子真的不能再分吗？由于原子非常小，
现代科学家即使借助先进的仪器［如扫描隧道显微
▲ 图5.2 铁原子在铜晶面
镜（STM）］，也只能观测到原子（图5.2），仍然观 上排成的汉字
116察不到原子的内部结构。事实上，近现代科学家是在实验事实的基础上，进行
合理的想象和推理，应用假说和模型的方法来描述原子结构的（图5.3）。
英国化学家道尔顿（J. Dalton）：
原子
1803年 物质都是由原子构成的，原子
是不可分割的实心球体。
道尔顿原子模型
带负电荷
英国物理学家汤姆孙（J. J. 的电子
1903年 Thomson）：
带正电荷
电子均匀分布在正电荷中。
的球体
葡萄干面包原子模型
带负电荷
英 国 物 理 学 家 卢 瑟 福（E.
的电子
Rutherford）：
带正电荷
1911年
原子中存在体积极小、质量集 的原子核
中且带正电荷的核。
原子结构有核模型
……
▲ 图5.3 原子结构模型的发展
科学家不断在新的事实基础上对原子结
构模型进行修正和完善，从而建立了现代原子
中子
结构模型。现代原子结构模型认为，原子是由
质子
原子核和核外电子构成的。原子核位于原子
电子
中心，由质子和中子构成（图5.4）。构成原
子的微观粒子的电性如表5.1所示。 ▲ 图5.4 现代原子结构模型示意图
表5.1 构成原子的几种微观粒子的电性
微观粒子种类 质子 中子 电子
电性 1个单位正电荷 不带电 1个单位负电荷
117课 题 1 构成物质的微观粒子
原子核所带的正电荷数（即核电荷数）等于质子数。不同种类的原子，其
原子核内含有不同数目的质子和中子，核外电子数也不同，如表5.2所示。
表5.2 几种常见原子的构成
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
讨 论 与 交 流
依据表 5.1、表 5.2 的数据信息，你能发现原子核内质子和核外电子的
数量关系吗？你能说明为什么原子呈电中性吗？
离子是怎样形成的
原子很小，而原子核更小。如果把原子比作一座十层大楼那样大，那么，
原子核只相当于一粒绿豆般小。那些比原子核还要小得多的电子，则在原子核
外“广阔”的空间内做高速运动。
我们通常把电子在离核远近不同的区域运动简化为电子的分层排布。离核
最近的电子层称为第一层，其余由近及
原子核 电子层
远依次类推，分别为第二、三、四、五、
六、七电子层，离核最远的常称为最
+8 2 6
外层。
化学中常用原子结构示意图来简明
质子数 最外层电子数
地表示原子核外电子的分层排布。 ▲ 图5.5 氧原子结构示意图
118H He Li F Ne Na Cl Ar
+1 1 +2 2 +3 2 1 +9 2 7 +10 2 8 +11 2 8 1 +17 2 8 7 +18 2 8 8
▲ 图5.6 几种原子的原子结构示意图
不同原子的核外电子排布情况并不相同，但会遵循最外层电子数不超过 8
个（只有一层的，则不超过 2 个）的规律。氖、氩等原子的最外层电子数都
是 8 个，这种结构通常被认为是稳定结构。在化学变化中，锂、钠等原子容
易失去最外层电子，而氟、氯等原子则容易得到电子，从而趋向于达到稳定
结构。
钠原子会失去1个电子而带上1个单位的正电荷，氯原子会得到1个电子
而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子或原子团叫做离子。其中，带正电
荷的叫做正离子，如钠离子；带负电荷的叫做负离子，如氯离子；某些带电的
原子团也是离子，通常称为某根，如碳酸根、氢氧根、铵根。离子也是构成物
质的一种微观粒子。
如何计量原子的质量
原子的实际质量非常小，不同的原子质 表5.3 几种常见原子的质量
量虽有差别（表 5.3），但其质量的数量级约
原子种类 质量 / kg
在10—27～10—25 kg之间。
氢 1.674×10—27
原子的质量如此之小，使用起来很不方
碳 1.993×10—26
便。于是，科学家提出用相对质量来进行计
1
氧 2.656×10—26
量。现在，我们以一个碳原子a质量的 作
12
为标准，任何原子的实际质量与这个标准之间的比值，称为该原子的相对原子
质量。
以常见的氧原子为例，其相对原子质量计算如下：
a 这种碳原子常称为12C，它的原子核内有6个质子和6个中子，它的实际质量约为1.993×10—26 kg。
119课 题 1 构成物质的微观粒子
2.656×10—26 kg 碳原子
=
1 氧原子
1.993×10—26 kg×
12
1
≈ 16 碳原子质量的 12
▲ 图5.7 氧原子的相对原子质量约为16
拓 展
科学发展史
跨学科视野 化学广角镜 阅 读
张青莲与相对原子质量的测定
相对原子质量的测定在化学发展进程中，具有
十分重要的地位。中国化学家张青莲是无机化学领
域的杰出专家，他也为相对原子质量的测定做出了
卓越贡献。20 世纪 90 年代以来，他采用同位素质
谱法主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、
镝等元素的相对原子质量的新数值，这些数值已被
国际原子量委员会（现已并入国际纯粹与应用化学
联合会）采纳为新的标准数据。 ▲ 图5.8 张青莲
一般计算中，采用相对原子质量的近似值。例如，氮的相对原子质量约为
14，镁的相对原子质量约为24。
表5.4 一些常用的相对原子质量
元素 相对原子质量 元素 相对原子质量
氢（H） 1 硫（S） 32
碳（C） 12 钾（K） 39
氮（N） 14 钙（Ca） 40
氧（O） 16 铁（Fe） 56
钠（Na） 23 铜（Cu） 64
镁（Mg） 24 锌（Zn） 65
铝（Al） 27 银（Ag） 108
120分子是由原子结合而成的，分子的质量也很小，为了使用方便，人们通常
用相对分子质量来表示分子质量的相对大小。相对分子质量等于构成分子的各
个原子的相对原子质量的总和。
学 习 指 南
归 纳 小 结
物质是由 等微观粒子构成的。原子可
以结合成 ，而分子可以分成 。 和离
子之间可以相互转化。
现代原子结构理论认为，原子是由 构成
地球上有丰富的水资源，因此以水为溶剂
的，而原子核又是由 和中子构成的。原子核外电子是分
形成的水溶液对生命活动、自然环境、生产生
层排布的，可以通过原子结构示意图简明地表示。
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
原子的实际质量非常小，常用 进行计量。
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
例 题 导 引
问题： 氢气是一种清洁能源，它在氧气中燃烧生成无污染的水，
反应的文字表达式如下：
点燃
氢气+氧气 水
H O H O
2 2 2
（1）上述物质中，哪些是由分子构成的？
（2）根据表 5.4 的数据，比较水（H O）、氢气（H ）和
2 2
氧气（O ）的相对分子质量的大小。
2
分析： （1）物质是由分子、原子、离子等微观粒子构成的。自
然界的大多数物质是由分子构成的。氢气、氧气和
121课 题 1 构成物质的微观粒子
水都是由分子构成的，但构成它们的分子各不相同。
（2）由表 5.4 可知，氢的相对原子质量为 1，氧的相对原
子质量为16，则：
水（H O）的相对分子质量为：1×2+16×1 =18。
2
氢气（H ）的相对分子质量为：1×2 = 2。
2
氧气（O ）的相对分子质量为：16×2 = 32。
2
所以，氧气（O ）的相对分子质量最大，水（H O）
2 2
的次之，氢气（H ）的最小。
2
练 习 巩 固
1. 构成物质的微观粒子有哪些？请分别举例说明。
2. 硅原子的原子核中有 14 个质子，其核电荷数是 ，核外电子
数是 。
3. 钠原子变成钠离子后，下列各项哪些不变？哪些发生了变化？
① 质子数 ② 中子数 ③ 核电荷数 ④ 电子层数
⑤ 最外层电子数 ⑥ 电性 ⑦ 稳定性
4. 根据表5.3，通过计算验证氢的相对原子质量为1。
5. 根据表 5.4，计算下列物质的相对分子质量：过氧化氢（H O ）、二氧
2 2
化碳（CO ）、柠檬酸（C H O ）。
2 6 8 7
6. 近现代科学家主要通过实验、推理、假说、模型等方法探索原子的结
构。查阅资料了解原子结构模型发展的历程，完成一篇小论文。论文
中应包含下列内容：① 比较典型的观点及其依据；② 分析各观点存
在差异的原因；③ 分析科学技术的发展对原子结构探索的意义。
122学 习 聚 焦
课 题 2 结合实例，认识元素的含义及
化合价，形成基于元素认识物
质的视角。
学会通过元素周期表查找元素
组 成 物 质 的
的相关信息，体会元素周期表
在化学研究中的作用。
元 素
学会利用化学式表示、计算物
质的组成，深化对物质组成的
认识。
近百种不同元素组成了上亿种物质。氧气、二氧化碳和水的组成与性质不
同，但都含有氧元素；氢、氧两种元素可以分别组成水和过氧化氢这两种性质
截然不同的物质。那么，究竟什么是元素呢？
什么是元素
我们所认识的氧分子、二氧化碳分子、水分子和过氧化氢分子，都含有氧
原子，这些氧原子的原子核内都含有8 个质子，即核电荷数均为 8。元素是具
有相同的核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。上述四种不同分子中的氧
原子就统称氧元素，而水分子和过氧化氢分子中的氢原子统称氢元素。
科学研究发现，自然界中各种元素的分布和含量各不相同。在地壳中，不同
元素含量差别很大，其中含量最多的是氧元素，其他含量较多的元素包括硅、铝、
铁等（图5.9）。在海水中，氧元素的含量最多，氢元素的含量次之（图5.10）。
在人体中，氧元素的含量最多，碳元素的含量次之。
硅 氧
26.30% 85.8%
氧 铝
48.60% 7.73%
铁 氢
4.75% 10.7%
其他 钙 钠、镁等 氯
9.17% 3.45% 1.5% 2.0%
▲ 图5.9 地壳中的元素含量（质量分数） ▲ 图5.10 海水中的元素含量（质量分数）
123课题 2 组成物质的元素
课 题 2 组成物质的元素
观 察 与 思 考
请指出图 5.11 所示的两组纯净物中每种物质所含元素种类的数目，并
说明它们之间有什么不同。
N2 Cl2 干冰（固态CO）
2
CHOH
氮气（N） 氯气（Cl） 2 5
2 2
铁（Fe） 氯化钾（KCl） 酒精（CHOH）
2 5
第1组 第2组
▲ 图5.11 两组纯净物
人们通常根据组成物质的元素的种类，将纯净物分为单质和化合物a。由
同种元素组成的纯净物叫做单质，如氮气、氯气、铁等。由两种或两种以上元
素组成的纯净物叫做化合物，如二氧化碳、酒精、氯化钾等。如果化合物仅由
两种元素组成且其中一种是氧元素，则这种化合物称为氧化物，如水、二氧化
锰、二氧化碳等。
讨 论 与 交 流
列举你知道的含有氧元素的物质，然后分别指出它们所属的物质
类别。
a 元素在自然界的存在状态可分成两类：游离态和化合态。游离态的元素以单质的形式存在，化合态
的元素以化合物的形式存在。
124为便于研究和交流，科学家使用元素符号来表示元素。元素符号既表示一
种元素，又表示这种元素的一个原子。例如，“H”既表示氢元素，又表示氢
元素的一个原子。我们还可以将离子的电荷数目和电性标注在元素符号的右上
角以表示相应离子，如 Na+ 表示带 1 个单位正电荷的钠离子，Mg2+ 表示带 2
个单位正电荷的镁离子，Cl—表示带1个单位负电荷的氯离子。
书 写 表 达
用化学符号表示微观粒子：① 碳原子；② 两个氢原子；③ 带 3 个单位
正电荷的铝离子；④ 带 2 个单位负电荷的氧离子。
如何对元素进行编排
随着越来越多的元素被陆续发现，探寻各种元素及其性质之间的联系，并
预测未知元素及其性质，成为科学家不断努力的目标。1869 年，俄国化学家
门捷列夫（D. I. Mendeleyev）在总结前人经验和大量科学实践的基础上，把当
时已知的 63 种元素编制成一张元素周期表。附录的现代元素周期表，是在门
捷列夫的元素周期表的基础上不断修正和完善而来的。
元素在元素周期表中都有一个序号，称为原子序数。原子序数与元素原子
的核电荷数（质子数）在数值上相同。元素周期表中的元素正是按原子序数从
左往右、从上到下递增的顺序排列的。
元素有金属元素和非金属元素之分，其中绝大多数是金属元素，它们集中
在元素周期表的左边；非金属元素则主要集中在元素周期表的右上部。通过元
素周期表，我们可获知各种元素的元素符号、元素名称、相对原子质量等信息
（图5.12）。
原子序数 6 C 元素符号
元素名称 碳
12.01 相对原子质量
▲ 图5.12 元素周期表中的碳元素信息示意图
125课 题 2 组成物质的元素
讨 论 与 交 流
寻找生活中一件含有两种及以上非金属元素的物品，然后找出这些元素
在元素周期表中的位置，并说明元素周期表提供的信息。
元素周期表是人们学习和研究化学的重要工具，它能为人们发现新元
素、预测物质性质、寻找新材料等提供线索，我们将在高中化学课程中继
续深入学习。
如何使用化学符号表示物质的组成
1. 化学式
我们知道物质是由元素组成的，也是由大量微观粒子聚集而成的。人们通
过元素符号既可以表示元素，又可以表示该元素对应的微观粒子如原子、离子
等。相应地，我们可以用化学式来表示物质的组成。
科学研究表明，纯净物是有固定组成的。例如水，无论是何种来源，处
于何种状态，都由氢、氧两种元素组成，都是由大量水分子聚集而成的，而
每个水分子都由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成。化学式 H O 既表示水这种物
2
质，又表示水的元素组成，还可以表示 1 个水分子及 1 个水分子中氢、氧原
子的个数（图 5.13）。
O
H H
1个分子
宏 观
观 微
水这种物质
成 构
组 成
1个水分子由2个
氢原子和1个氧
原子构成
水由氢元素、
氧元素组成
▲ 图5.13 化学式H O的意义
2
126有些物质是由原子或离子直接构成的。若为单质，常用元素符号表示其化
学式；若为化合物，其化学式表示各组成元素原子数的最简比。自然界中的大
多数物质都是由分子构成的，对这些物质而言，化学式又称为分子式。为简便
起见，我们统一使用化学式。
Na
钠是由钠原子构成的，以元素符
号Na表示其化学式。
钠 金属钠模型 钠的化学式
（ Na）
氯化钠是由钠离子和氯离子 NaCl
以1∶ 1 个数比构成的，以NaCl
表示其化学式。 氯化钠 氯化钠模型 氯化钠的
（ Na+ Cl—） 化学式
氧气是由氧分子构成的，1个氧
O O O
2
分子含有2个氧原子，以O 表示其
2
原子数目
化学式。
氧气 氧分子 氧气的化学式
稀有气体氦气是由氦原子构成 He He
的，以元素符号He表示其化学式。
氦气（通电） 氦原子 氦气的化学式
▲ 图5.14 钠、氯化钠、氧气、氦气的化学式
127课 题 2 组成物质的元素
书 写 表 达
根据下表中各物质的微观粒子构成，写出它们的化学式。
物质名称 微观粒子构成 化学式
氮气 两个氮原子结合构成的氮分子
铁 铁原子
金刚石 碳原子
氧化镁 Mg2+与O2—以1 ∶ 1结合
二氧化硅 硅原子与氧原子以1 ∶ 2结合
2. 化合价
水的化学式为H O，二氧化碳的化学式为 CO ，为什么在这些化合物的分
2 2
子中，不同的原子结合氧原子的数目不同呢？是什么决定了原子之间相互结合
的数量关系？
通常，用化合价来表示形成化合物时一个原子能和其他原子相结合的数
目。元素的化合价有正价和负价，在化合物中，正、负化合价的代数和为 0。
例如，在化合物里，氧元素通常为—2 价，氢元素通常为 +1 价；当氢气与氧气
化合时，是 2 个氢原子结合 1 个氧原子生成 H O；而碳与氧气化合时，是 1 个
2
碳原子结合2个氧原子，生成CO 。
2
有些化合物中含有带电的原子团，如碳酸钙（CaCO ）中的碳酸根（CO2—）、
3 3
氢氧化钠（NaOH）中的氢氧根（OH—）、氯化铵中的铵根（NH+）等，这些根
4
常作为一个整体参加化学反应。
表5.5 一些常见元素和根的主要化合价
元素或根 元素或根 主要 元素或根 元素或根 主要
的名称 的符号 化合价 的名称 的符号 化合价
氢 H +1 钙 Ca +2
碳 C +2、+4 铁 Fe +2、+3
128续表
元素或根 元素或根 主要 元素或根 元素或根 主要
的名称 的符号 化合价 的名称 的符号 化合价
氮 N —3、+5 锰 Mn +4、+7
氧 O —1、—2 铜 Cu +2
钠 Na +1 锌 Zn +2
镁 Mg +2 银 Ag +1
铝 Al +3 氢氧根 OH— —1
硅 Si +4 碳酸根 CO2— —2
3
硫 S —2、+4、+6 硝酸根 NO— —1
3
氯 Cl —1、+7 硫酸根 SO2— —2
4
钾 K +1 铵根 NH+ +1
4
在确定元素化合价时，我们一般遵循如下规则：
（1）化合物中各元素化合价的代数和为 0；由于化合价是元素的原子在形
成化合物时才表现出来的性质，因此，在单质中元素的化合价约定为0。
（2）金属元素与非金属元素形成化合物时，金属元素显正价，非金属元素
显负价。
（3）部分元素可显不同的化合价。
（4）根的化合价等于根中各元素化合价的代数和。
讨 论 与 交 流
你能根据金属元素、非金属元素的化合价的特点，分析讨论元素化合
价的正负、数值与其原子核外最外层电子数的关系吗？
根据元素的化合价，在书写化学式时，还应遵守如下规则：
（1）一般正价元素（或根）写在左边，负价元素（或根）写在右边。
（2）原子的数目用阿拉伯数字写在元素符号的右下角，若为1时则省略。
（3）化合物中各元素化合价的代数和为0。
129课 题 2 组成物质的元素
由两种元素组成的化合物的名称，一般读作某化某，如 NaCl读作氯化钠。
有时还要读出化学式中各种元素的原子个数，如 CO 读作二氧化碳，Fe O 读
2 3 4
作四氧化三铁。
当化合物的化学式确定后，其各原子的相对原子质量的总和就是该化合物
的相对分子质量。根据化学式，可以计算化合物中各组成元素的质量比或质量
分数，这里提到的元素的质量分数是指该元素的质量与组成物质的各元素质量
总和之比。
学 习 指 南
归 纳 小 结
元素是 的总称。物质是
由元素组成的。根据组成元素，可以判断物质的类别。
元素在元素周期表中是按 从左往右、从上到下递增
的顺序排列的。通过元素周期表，可以查找元素的名称、符号、相
地球上有丰富的水资源，因此以水为溶剂
对原子质量等信息。
形成的水溶液对生命活动、自然环境、生产生
通常用化合价来表示形成化合物时一个原子能和其他原子相结合
活显得尤为重要。人们有时需要将氯化钠配制
的 。元素的化合价有正价和负价，在化合物中，正、
成盐水，有时也会从海水中提取氯化钠等物质。
负化合价的代数和为 。在单质中，元素的化合价约定
为 。根据元素化合价，可以书写化合物的化学式。
化学式可以表示物质的组成。根据化学式，可以计算相对分子质
量、组成元素的质量比及质量分数。
例 题 导 引
问题： 某种由氮元素与氧元素组成的化合物中，氮元素的化合
价为 +5 价，氧元素的化合价为—2 价。回答下列问题：
130（1）写出这种氮的氧化物的化学式。
（2） 计算该化合物的相对分子质量、化合物中氮元素的
质量分数以及氮、氧元素的质量比。
分析： （1）首先，写出组成化合物的两种元素 +5 —2
N O
的符号，一般正价的写在左边，负
价的写在右边，并标出化合价。
其次，计算两种元素的正、负化合
5×2 = 10
价绝对值的最小公倍数。
10
再次，计算各元素的原子数。 N： = 2
5
最小公倍数
10
原子数= O： = 5
正价（或负价）的绝对值 2
最后，把原子数写在各元素符号的
N O
2 5
右下角，即得化学式。
（2） N O 的相对分子质量= 14×2 + 16×5 = 108
2 5
N O 中氮元素的质量分数
2 5
N的相对原子质量×N的原子数
= ×100%
N O 的相对分子质量
2 5
14×2
= ×100% ≈ 25.9%
108
NO 中氮元素和氧元素的质量比=（14×2） ∶（ 16×5）=
2 5
7 ∶ 20。
练 习 巩 固
1. 氮元素在元素周期表中的相关信息如图5.15所示，下列
7 N
说法中错误的是（ ）。
氮
（A）氮元素的原子序数为7 14.01
（B）氮原子核外电子数为7 ▲ 图5.15
131课 题 2 组成物质的元素
（C）氮元素的相对原子质量为7
（D）氮原子的核电荷数为7
2. 下列关于物质元素组成的说法正确的是（ ）。
（A）含有两种元素的物质是化合物
（B）含有氧元素的物质是氧化物
（C）水是由一个氧元素和两个氢元素组成的
（D）纯净物中可能含有多种元素
3. 化学符号可用于表示微观粒子、物质组成等。
（1） 用化学符号表示：
① 铝原子 。 ② 氢氧化镁 。
③ 氯离子 。 ④ 两个氧分子 。
（2） 说出H、2H、H 、2H 各具有什么意义。
2 2
4. 硅元素与氧元素形成的化合物的化学式是 ，该物质的名称
是 ；氯酸钾（KClO ）中氯元素的化合价是 。
3
5. 部分人群需要每日服用一定量的补
**钙片
钙剂摄入钙。某补钙剂的部分说明
［主要成分］ 碳酸钙(CaCO)
如图5.16所示。 3
［药品规格］ 每片：2.5 g
（1） 若 按说明服用，每天至少可补
每片含：CaCO 0.2 g
3
充钙元素 g。
［用 量］ 每日2次，每次1片
（2） 查阅资料，说明钙元素在人体
▲ 图5.16
中的主要生理功能。
6. 磁性氧化铁是一种常见的铁的氧化物，其中铁元素的化合价有+2、+3
价两种，且正价总数为+8，氧元素的化合价为—2价。
（1）若磁性氧化铁的化学式可表示为Fe O ，则x、y分别是多少？
x y
（2）计算磁性氧化铁中金属元素的质量分数。
7. 请查阅资料，设计一张海报，介绍不同形式的元素周期表，并简要说
明元素周期表对化学研究的作用。
132课 题 3
学 习 聚 焦
结合碳单质的实例，认识物质
结构决定性质。
结 构 多 样 的
通过实验探究，认识碳单质的
重要化学性质。
碳 单 质
基于结构多样的碳单质，体会
研究物质的组成与结构对认识
和创造物质的重要意义。
碳元素组成的单质，有的很早就开始被人们认识和利用了。金刚石、石
墨、足球烯是三种典型碳单质，但它们的性质有很大差异，研究表明，这与碳
原子在空间排列方式不同密切相关。我们将深入这些物质的微观结构层面，探
究碳元素是怎样组成结构多样的碳单质的。
碳元素何以组成多样的碳单质
1. 金刚石
纯净的金刚石一般为无色透明、正八面体形状的固体， 天然金刚石经加工
打磨后，就是璀璨夺目的钻石（图5.17）。
金刚石是天然存在的最硬的物质，可用来制作钻探机的钻头，还可用于切
割玻璃、削磨金属等（图5.18）。
钻头 玻璃刀
▲ 图5.17 金刚石及其结构 ▲ 图5.18 金刚石的常见用途
133课 题 3 结构多样的碳单质
2. 石墨
观 察 与 思 考
为什么石墨可用于制铅
笔芯，且书写起来也很方便？
拉链不顺滑，为什么用铅笔涂
一涂，就可以轻松拉上？石墨
还可以制成模具来铸造金属。
石墨的这些用途体现了它的
哪些性质？ ▲ 图5.19 石墨的常见用途
石墨是一种深灰色、有金属光泽的细鳞片状固体（图 5.20），质软。石墨
耐高温，具有良好的导电性、导热性和润滑性。
▲ 图5.20 石墨及其结构
实 验 探 究 ！
石墨导电
（1） 在一张白纸上用 6B 铅笔（6B 表示笔芯很
软）画两条宽度约 1 cm 的不相交的线，两条线的
首尾端分别形成相距约 1 cm 的两个开口。
（2） 将迷你灯泡的两根导线分别用胶带粘在一
个开口处，再将 9 V 电池放在另一个开口处，使得
电池的正、负极可以触碰到两条石墨线，如图 5.21 ▲ 图5.21 石墨导电实验
134所示，观察灯泡是否发光。
（3） 移去电池，用橡皮擦断其中任意一条线（注意擦干净），再将电池
重新接上，并观察灯泡是否发光。
现象记录： 。
实验结论： 。
木炭、活性炭、焦炭、炭黑等都是由微小的石墨晶体和少量杂质组成的，
统称无定形碳。因此，严格地说，无定形碳不属于碳的单质。
木炭因其疏松多孔的结构而具有吸附能力，可以吸附一些食品或工业产品
里的色素和异味。活性炭是经活化处理的无定形碳，木炭、焦炭等无定形碳都
可以转化成活性炭。活性炭吸附作用比木炭更强，常被用于制作防护口罩、防
毒面具，除味剂，净水器等， 也可被用于脱色制白糖（图 5.22）。人们还利用
活性炭来吸附因装修产生的对人体有害的气体。
防护口罩、防毒面具 除味剂 净水器 脱色制白糖
▲ 图5.22 活性炭的常见用途
实 验 探 究 ！
活性炭的吸附作用
向盛有 100 mL 水的烧杯中，滴入 1 滴红墨水，再向其中加入约 2 g 活
性炭颗粒，并用玻璃棒充分搅拌，静置一段时间后，观察并记录实验现象。
现象记录： 。
实验结论： 。
135课 题 3 结构多样的碳单质
3. 足球烯
20世纪80年代，科学家发现了一类新的以单质形式存在的碳——C （图
60
5.23）。每个C 分子由60个碳原子构成，分子结构酷似足球，如图5.24所示。
60
因此，C 被称为足球烯。
60
▲ 图5.23 C ▲ 图5.24 C 分子结构酷似足球
60 60
C 的独特结构决定了它具有一些特殊的性质。因此，C 在生物、环境、
60 60
材料、能源等领域具有广阔的应用前景。1996年，诺贝尔化学奖授予三位发现
C 的化学家。我国科学家也对C 的合成、结构及应用等进行了积极探索，并
60 60
已取得不少成就，有力地推动了 C 的研究
60
与应用。在研究 C 的基础上，科学家还发
60
现了由单层或多层石墨形成的管状碳原子簇，
即碳纳米管（图5.25）。碳纳米管因其独特的
结构而具有很高的机械强度和优异的电学特
性，在材料、催化、信息等诸多领域中有广
泛应用。例如，利用碳纳米管制备的导电浆
▲ 图5.25 碳纳米管结构
料，能够极大地提升锂离子电池的容量。
总而言之，金刚石、石墨和足球烯等都是由碳元素组成的不同的单质，它
们的物理性质之所以有很大差异，是因为碳原子的排列方式不同。
讨 论 与 交 流
1. 结合以上几种碳单质的性质和用途，讨论物质的性质与用途之间的
关系。
2. 由石墨制金刚石，从组成元素角度分析，你认为可能吗？
136碳有哪些重要的化学性质
观 察 与 思 考
我国古代以竹梃点漆而书，后磨石炭为汁，秦汉时期则多用松烟、桐
煤制墨。如图 5.26 所示，用墨书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变
色，这是为什么呢？
▲ 图5.26 秦代“九九乘法口诀表”简牍
在常温下，碳的化学性质不活泼，受日光照射
或与空气、水接触，都不容易发生化学变化。但若
改变条件，碳也可以燃烧或与某些氧化物反应。
1. 碳与氧气的反应
碳可在氧气中反应，现象如图5.27所示。
当氧气充足时，碳充分燃烧，生成二氧化碳，
同时放出大量的热。 ▲ 图5.27 碳的燃烧
点燃
碳+氧气 二氧化碳
C O CO
2 2
当氧气不足时，碳燃烧不充分，生成一氧化碳，同时放出热量。
点燃
碳+氧气 一氧化碳
C O CO
2
137课 题 3 结构多样的碳单质
一氧化碳是一种无色、无气味、难溶于水的气体。一氧化碳有毒，它很容
易与血液中的血红蛋白结合，从而阻碍血红蛋白与氧气结合，造成生物体内缺
氧，严重时会危及生命。所以，在室内使用可能产生一氧化碳的装置时，要保
证有充分的通风措施，防止一氧化碳中毒。如果发生一氧化碳中毒，轻度的应
立即呼吸大量新鲜空气，严重的应立即送医治疗。
2. 碳与某些氧化物的反应
实 验 探 究 ！
木炭与氧化铜反应
（1）将烘干的木炭粉末和氧化铜粉末
放入研钵中充分研磨，观察研磨后的固体
并将观察的结果记录于下表中。
（2）取研磨后的固体平铺于硬质试管
底部，按图 5.28 所示搭建装置。将导管通
入澄清石灰水中，用酒精喷灯对固体加热，
▲ 图5.28 木炭与氧化铜反应
观察硬质试管和澄清石灰水中的现象。
（3） 几分钟后，撤出导管，熄灭酒精喷灯，待装置冷却后，将试管中的
固体倒在滤纸上，观察固体颜色、光泽的变化并将观察的结果记录于下表中。
性质与现象 反应前 反应后
固体 色、 出现 色固体、
固体物质的颜色、光泽
光泽 光泽
盛有澄清石灰水的试管
中的现象
实验结论： 。
证据推理
什么现象说明固体加热后有铜生成？什么现象说明固体加热后有二氧化碳产生？
138在高温条件下，木炭与氧化铜反应，生成铜和二氧化碳。
高温
碳+氧化铜 铜+二氧化碳
C CuO Cu CO
2
在高温条件下，碳还可以与其他化合物反应，如碳能使二氧化碳转变为一
氧化碳。
高温
碳+二氧化碳 一氧化碳
C CO CO
2
学 习 指 南
归 纳 小 结
碳元素可以组成结构不同的单质，常见的有 等。
在常温下，碳的化学性质 。在高温下，碳可以
燃烧，也能与某些氧化物如氧化铜、二氧化碳反应。
通过金刚石、石墨和足球烯的比较学习，认识物质的
决定性质，而物质的性质又决定其用途。
例 题 导 引
问题： 金刚石、石墨和C 的性质与组成、结构有关。
60
（1）这三种碳单质，都是由碳原子直接构成的吗？
（2）高温润滑剂在某些工业领域上有着重要应用，我们
应选择金刚石还是石墨作为高温润滑剂？
（3）不同碳单质在氧气中充分燃烧都能生成二氧化碳，
C 在足量氧气中燃烧前后，构成物质的微观粒子发
60
生了哪些变化？
139课 题 3 结构多样的碳单质
分析： （1）物质是由分子、原子等微观粒子构成的。由图 5.17、
图 5.20 可以发现无数碳原子通过不同的连接方式直
接构成了金刚石、石墨这两种不同的碳单质。而由
图 5.24 可观察到 60 个碳原子构成了 C 分子，C
60 60
分子可进一步构成C 这种碳单质。
60
（2）能作为高温润滑剂使用的物质应兼具耐高温和润滑
性这两个特点，石墨耐高温且具有良好的润滑性，
而金刚石硬度很大、不具有润滑性，因此，可选用
石墨作为高温润滑剂。
（3）C 与足量氧气（O ）反应生成二氧化碳（CO ）。在
60 2 2
化学反应中，分子发生变化，而原子不发生变化，
所以，在该反应发生前后，构成物质的微观粒子减
少的有C 分子和氧分子，增加的有二氧化碳分子。
60
练 习 巩 固
1. 物质的组成与结构决定性质，而性质又决定用途。
（1） 请将下列物质与对应的性质和用途用线连接起来。
物质 性质 用途
· 优良导电性能 · · 玻璃刀
金刚石 · · 吸附性 · · 电极
石墨 · · 天然存在的最硬物质 · · 防护口罩
活性炭 · · 无色透明、正八面体形状 · · 戒指
· 深灰色、质软、有润滑性 · · 铅笔芯
（2） 金刚石、石墨和 C 都由碳元素组成，但它们的物理性质有较大
60
差异，这是为什么？
1402. 根据足球烯的化学式是C ，可以得到的信息是 。
60
3. 具有保存价值的档案必须使用碳素墨水书写，这是因为碳在常温时的
化学性质 。
4. 室内燃烧木炭用于取暖或烹煮食物时，为什么要开窗通风？
5. 木炭与氧化铜反应的实验中，会生成一氧化碳吗？为什么？
6. 活性炭常用作吸附剂。
（1） 查阅资料，说明活性炭具有吸附作用的原因。
（2） 某兴趣小组设计如下实验验证活性炭的吸附作用：向盛有10 mL
水的大试管中滴入 1 滴红墨水，再加入约 0.5 g 活性炭粉末，然
后缓慢推入一团棉花（确保活性炭粉末全部进入溶液中），静置
片刻后，观察溶液颜色是否变浅。
该实验方案是否合理？说明理由。若不合理，请提出改进措施。
141跨学科实践活动
制作模型并展示科学家探索物质组成
与结构的历程
从古至今，“物质由什么组成”一直是许多科学家致力探究的问题。在漫
长的历史中，有些科学家研究各种元素的性质并对元素进行分类，构建元素
周期表；有些科学家则是从微观视角研究原子，探索原子结构。19 世纪以后，
这些研究观点逐渐融合并不断发展，成为近现代科学家研究物质组成与结构的
理论基石。基于化学史，结合科学家提出的典型假说，搭建微观粒子模型，有
助于我们了解科学家探究物质组成与结构的历程，形成研究物质组成与结构的
一般思路与方法，进而感悟不同时期科学家严谨求实的科学态度，勇于质疑、
创新的精神。
在本活动中，你将通过制作微观粒子模型，展示科学家探究物质组成与结
构的历程。因此，你和同伴可以合作完成如下任务：
活动1 调查有关物质组成与结构的假说
活动2 制作模型表征典型假说
交流与反思
在每项任务中，你和同伴都需要先设计一个详细的活动方案，合理分工；
活动中，应注意活动过程和结果的记录。
活动１
调查有关物质组成与结构的假说
要求及建议
① 通过多种途径，调查不同时期科学家提出的关于物质组成与结构的
假说。
② 将通过多种途径获得的调查资料进行比较汇总，按时间顺序列出不同
时期科学家提出的有关物质组成与结构的典型假说。
③ 与小组同伴分享调查结果。
142提示
① 活动中你将运用科学家探究物质组成与结构的化学史知识。
② 近现代科学家提出的有关物质组成与结构的重要观点即为典型假说。
不同时期科学家提出的有关物质组成与结构的典型假说的信息表
活
动 提出时间 科学家 典型假说
记
通过实验发现水是由氢和氧两种元素组
1783年 卡文迪什
录
成的
活动2
制作模型表征典型假说
要求及建议
① 设计将典型假说转化为模型的实践方案。可以从提炼典型假说中涉及
的要素、选择合适的方式分别呈现不同要素、将不同要素有序组合成模型等方
面进行设计。
② 根据不同要素的呈现要求选择合适的材料，按照拟定的实践方案分步
骤完成模型的制作。
提示
① 选择的材料应符合安全、环保、易于加工等要求。
② 模型中不同要素的大小比例应符合事实。可以根据已学习的科学知识
或通过查阅资料，确定不同要素的大小比例。
143专 题 复 习
本活动选取 等材料，根据实践方案制
活
动
作 模型。
记 模型制作实践活动记录表
录
步骤序号 使用的材料 操作方法
1
2
……
注：每个模型一张表格，上述表格仅供参考，也可另行设计合适的记录表。
交流与反思
要求及建议
① 以小组为单位，使用制作的模型展示科学家探究物质组成与结构的
历程。
② 与其他小组的展示活动进行比较，分析并记录自己组的特色和不足。
③ 基于本次实践活动，提出改进方向与思路。
本活动主要通过制作实物模型，展示不同时期科学家探究物质组成与结构
的历程，实际上还可以通过其他方式制作模型完成展示，如利用 3D 打印技术
制作复杂结构的模型、利用化学绘图软件制作虚拟模型等。希望同学们开拓思
路，发现更多研究物质组成与结构的方法。
114444专 题 复 习
内 容 框 图
物质的组成与构成
微观粒子构成 元素组成
从 从
微 宏
观 观
粒 元
子 分子 原子 离子 元素符号 化学式 元素周期表 素
视 视
角 角
认 认
识 识
物 物
多样的碳单质
质 质
的 的
结 组
构 成
结构 性质 组成
练 习 巩 固
1. 下列关于分子、原子、离子、元素的认识中，正确的是（ ）。
（A）分子可以再分，而原子不能再分
（B）元素的种类由分子的质子数决定
（C）氯化钠是由钠离子和氯离子构成的
（D）保持水的化学性质的最小微观粒子是氢原子和氧原子
2. 下列微观粒子中，所含的质子数大于电子数的是（ ）。
（A）铁原子 （B）氧分子 （C）氯离子 （D）钠离子
3. 氧元素的相对原子质量是（ ）。
（A）8 （B）16 g （C）16 （D）2.656×10—26 kg
4. 运用化学符号，完成填空。
（1）4个铜原子： 。
（2）60个C 分子： 。
60
（3）3个碳酸根离子： 。
145（4）某种锰的氧化物中锰元素的化合价是+7，它的化学式是 。
5. 查阅附录“元素周期表”，回答下列问题。
（1） 碳元素的原子序数为 ，碳原子核内质子数为 ，
碳元素的相对原子质量为 。
（2） 原子序数分别为1、17的元素组成的化合物是 。
6. 某氮肥的外包装袋上部分说明如图 5.29 所示。假
品 名：硝酸铵
定该氮肥的杂质不含氮元素，请根据标签内容，
含氮量：28%
通过计算回答下列问题。
净 重：50 kg
（1）写出硝酸铵（NH NO ）中氮元素的化合价。
4 3
（2）计算硝酸铵中氮元素与氧元素的质量比。 ▲ 图5.29
（3）计算这袋氮肥中氮元素的质量和硝酸铵的质量。
（4）计算这袋氮肥中硝酸铵的质量分数。
7. 尿素是一种常用的氮肥，化学式是CO(NH ) 。
2 2
（1） 60 kg尿素中氮元素的质量与多少克硝酸铵中氮元素的质量相等？
（2） 某尿素化肥广告因“含氮量50%”而被认为是虚假广告，请结合尿
素的化学式等分析该判断的依据。
8. 19 世纪初，英国化学家道尔顿提出物质都是由原子构成的，而且原子
是不可分割的。后来，法国化学家盖—吕萨克（J. L. Gay-Lussac）基于
实验并对照道尔顿的观点，提出：同温同压下，相同体积的不同气体含
有相同数目的原子。有人运用这两位科学家的观点，在解释“1 体积氮
气和 1 体积氧气生成 2 体积一氧化氮”的实验事实时，得出了“1 个一
氧化氮由半个氧原子和半个氮原子结合而成”的结论。请你试着说明，
这个结论是如何得出的？你赞同这个结论吗？若不赞同，请运用所学
知识解释该实验事实。
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将
成果和体会制作成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
146微量元素是指含量低于人的体重 0.01% 的元素。微量元素在人体内含
量虽极其微小，但在生命活动中起着重要的作用。请收集有关人体必
需的微量元素的资料，并说明它们在生命活动中分别起着什么作用。
F
I
▲ 图5.30 人体中的一些微量元素
水是生命之源，保护水资源，防止水污染，合理开发利用，才能让人类
文明迈向可持续发展的新路。请查阅资料，撰写一篇有关水的组成、结
构、性质，以及如何保护和合理开发利用等方面的科普文章。
147主题四
物质的化学变化（上）
化学变化有新物质生成，遵循质量守恒定律，化学
反应可分为不同的基本类型，化学方程式则是对化学反
应实质和内涵的符号表达。这些是我们研究化学变化所
形成的基本概念和原理。
在主题四的学习中，我们可以将物质的组成与结构
跟物质的化学变化建立起联系，逐步发展探究化学反应
规律及应用化学反应解决实际问题的能力。化学变化及其
专题6
表示
课 题 1 化学反应中各物质间的定量关系
课 题 2 化学反应的表示及基本类型
★ 跨学科实践活动 基于碳中和理念设计低碳行动方案
●碳中和技术包括碳捕集、
利用与封存，以及低碳、
零碳技术等，这些技术中
蕴藏了怎样的化学观念？
115500课课题题 11 化化学学变变化化中中物物质质的的质质量量变变化化
学 习 聚 焦
课 题 1
通过实验探究和数据分析，归纳
质量守恒定律。
能用质量守恒定律解释常见的
化 学 反 应 中
化学反应中的质量关系，初步尝
试从定量的角度认识化学反应。
各 物 质 间 的
能从元素、原子的角度解释质量
守恒定律，形成宏观现象与微观
定 量 关 系
本质联系的认识思路。
宇宙间物质的质量是否守恒，自古以来就是哲学家和科学家探讨的重大问
题。在化学反应中，物质的种类发生了变化，那么物质的质量以及构成物质的
原子种类会发生变化吗？
化学反应中物质的质量发生变化吗
随着化学反应的发生，反应物被消耗，反应物的质量减少；同时，产生其
他物质，生成物的质量增加。那么，参加化学反应的各物质的质量总和与生成
的各物质的质量总和会有怎样的关系呢？
让我们从硫酸铜与氢氧化钠的反应开始研究吧！
实 验 探 究 ！
探究硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前后的质量变化
硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和硫酸钠，其中氢氧化
铜是一种蓝色难溶于水的物质。
硫酸铜 + 氢氧化钠 氢氧化铜 + 硫酸钠
CuSO NaOH Cu(OH) Na SO
4 2 2 4
151课 题 1 化学反应中各物质间的定量关系
请你完善实验方案设计并进行实验，探究反应前后的质量变化。
（1）向两个烧杯中分别倒入 5 mL 2% 硫酸铜溶液和 5 mL 10% 氢氧化
钠溶液，一起放置在电子天平上进行称量（图 6.1），记录称得的数据。
▲ 图6.1 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应前质量的称量
（2）
。
现象记录： 。
可设计表格记录数据，如：
时间/s 0 2 4 6 8 10 15 20
质量/g
实验结论： 。
证据推理
你的实验数据中分别包含哪些物质的质量？反应前后测得的总质量是否
发生了改变？
实验表明，参加反应的硫酸铜和氢氧化钠的质量总和等于生成的氢氧化铜
和硫酸钠的质量总和。
观 察 与 思 考
稀盐酸与大理石可反应生成二氧化碳，用如图 6.2 所示实验装置测反应
前后的质量变化。
152反应前 反应中 反应后
▲ 图6.2 稀盐酸与大理石反应前后质量变化
（1）通过实验数据，你是否可以推测出，反应物的质量总和不等于生
成物的质量总和？说出你的理由。
（2）若要探究该化学反应前后总质量的变化，你会如何改进或设计实
验装置？
稀盐酸与大理石的反应是有气体生成的反应，应选择密闭装置来探究其质
量变化的规律。无数实验证明，参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应
后生成的各物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。
自 18 世纪以来，许多化学家用天平精确研究了化学反应过程中的质量关
系后，才一致认为质量守恒是精确的科学定律。
拓 展
科学发展史
跨学科视野 化学广角镜 阅 读
质量守恒定律的探索历程
科学家对于化学反应中物质质量变化的研究，经历了漫长、曲折的
探究过程。
1673 年，英国化学家波义耳（R. Boyle）将金属汞放在密闭容器中
煅烧，然后打开容器盖称量，发现固体物质的质量增加了。
1756年，俄国科学家罗蒙诺索夫（M. Lomonosov）通过在密闭容器中
煅烧金属的实验，多次提出：某一物质减少了多少 ,另一物质就会被补充
上多少。
153课 题 1 化学反应中各物质间的定量关系
1774 年，拉瓦锡将“精确的定量概念”引入实验。他把金属铜放在
曲颈甑中，封闭瓶口，称量密封金属后的曲颈甑；加热，冷却后称量密
封的曲颈甑，发现总质量没有变化。经过多次实验，反复验证，最终他
得出结论：化学反应前后，物质的总质量不会发生变化。
1912 年，随着工具和技术发展，英国化学家曼莱（Manley）做了精
确度极高的实验，反应前后质量变化小于一千万分之一。
可见，观察和实验在认识与研究物质世界过程中具有重要的科学价
值。科学家通过假设、定性及高精度定量实验的研究，最终使得质量守恒
定律获得了科学界的公认。
如何从微观视角认识质量守恒定律
为什么在发生化学反应前后，各物质的质量总和相等呢？下面，我们从
物质微观粒子构成的角度来分析发生化学反应前后物质质量的变化情况。
观 察 与 思 考
根据图4.16（第105页），分析水分子分解前后，分子种类、原子种类
和原子数目的变化情况。
在化学反应发生前，水分子由氢原子和氧原子构成。水电解的过程，就是
水分子中的氢原子和氧原子重新组合形成氢分子和氧分子的过程。在化学反应
前后，氢原子和氧原子没有发生变化，其数目也没有变化，所以电解水的质量
与生成的氢气和氧气的质量总和是相等的。
所有的化学反应都是各反应物中的原子经过重新组合形成新物质的过程。
在化学反应发生前后，原子的种类不变，各种原子的数目没有增加或减少，原
子质量没有变化。可见在化学反应过程中元素的种类不变，同时元素的质量也
没有变化。因此，化学反应遵循质量守恒定律。
154学 习 指 南
归 纳 小 结
质量守恒定律是指 等于反应后生成的各物质
的质量总和。
化学反应前后，原子的 和质量没有变化。
化学反应的本质是 。
例 题 导 引
问题： 取一块铜丝网，放在电子天平上进行称量，质量为 a g。
用酒精灯灼烧铜丝网，待铜丝网表面变黑后，冷却并再
次称量，质量为b g。铜与氧气的反应可表示如下：
加热
铜 + 氧气 氧化铜
Cu O CuO
2
请比较 a与b的相对大小并结合质量守恒定律进行解释。
分析： 铜与氧气在加热条件下生成黑色的氧化铜，根据质量守
恒定律，参加反应的铜和氧气的总质量等于反应生成的
氧化铜的质量，部分铜反应后转变为氧化铜，第二次称
量，质量增加。因此，b大于a。
练 习 巩 固
1. 以木炭燃烧为例，从宏观与微观两个视角分析化学反应中的“变化”
和“守恒”。
2. 蜡烛（主要含有碳元素和氢元素）燃烧后质量变小了，减少的质量是
生成的二氧化碳和水的质量之和吗？为什么？
155课 题 1 化学反应中各物质间的定量关系
3. 航天员在空间站生活的水循环和氧再生系统如图6.3所示。
排泄物 H 2 O H 2
水电解系统
处理系统
HO
2
水净化系统 反应器 物质X
CO
2
▲ 图6.3
（1）请在“ ”写出物质的化学式。
（2）分析说明物质X的元素组成。
（3）为什么可以实现水循环和氧再生？
4. 根据质量守恒定律，将过氧化氢分解反应前后的微观示意图补充完
整。（ 表示氧原子， 表示氢原子）
反应前 反应后
5. 鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。鸡蛋壳与食醋混合时产生大量气泡。如
果想以此变化为研究对象验证质量守恒定律，请你为该实验设计一套
装置。要求：绘制装置示意图；在家中或实验室进行实验并完善装置；
撰写装置的使用说明。
156学 习 聚 焦
课 题 2 通过分析具体化学反应，理解
化学方程式的含义及书写规则。
会利用化学方程式中物质的质
量关系、比例关系进行简单计
化 学 反 应 的
算，认识定量研究对化学科学
发展的重要意义。
表 示 及 基 本
对化学反应进行分类，辨析置
换反应、复分解反应，建立
类 型 “反应类型”的认识视角。
通过化学反应可以认识物质的性质，实现物质的检验、分离、制备及不同
物质间的转化。那么，怎样使用化学语言来表示化学反应呢？
如何表示化学反应
我们用元素符号表示某种元素，用化学式表示物质的组成。同样，我们也
可以用化学方程式来表示化学反应。
书 写 表 达
请尝试用化学语言表示化学反应：氢气在氧气中燃烧生成水。
我们可以用包含化学式的式子来表示化学反应，这种式子叫做化学方程
式。下面这个化学方程式可以读作氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，或
在点燃的条件下，每两个氢分子与一个氧分子反应生成两个水分子。
点燃
2H + O 2H O
2 2 2
化学反应都遵守质量守恒定律，化学方程式不仅表明反应物、生成物和反
应条件，还表明参加化学反应的原子和分子的数量关系，化学反应前后原子种
类不变，原子数目也保持不变。
157课 题 2 化学反应的表示及基本类型
观 察 与 思 考
结合图 6.4，思考该化学反应的化学方程式中氢气和水的化学式前面为
什么都要标明数字“2”（化学计量数）。
+
2H O 2HO
2 2 2
4H
2O 4H 2O
▲ 图6.4 氢气与氧气反应生成水的微观示意图
如何书写化学方程式
讨 论 与 交 流
木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳。
点燃
C + O CO
2 2
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气。
△
2KMnO K MnO + MnO + O ↑
4 2 4 2 2
硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀。
CuSO + 2NaOH Na SO + Cu(OH) ↓
4 2 4 2
比较上述化学反应的化学方程式，简述如何书写化学方程式。
158书写化学方程式时应遵守两条原则：一是以客观事实为依据，二是要符合
质量守恒定律。化学方程式等号两边的原子种类和数目都相等，这个化学方程
式我们称配平了。
以实验室中加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气为例，梳理书写化学方程式的
具体步骤。
第一步：根据反应事实，在式子的左、右两边分别写反应物和生成物的化
学式，中间用短线连接。
KClO KCl + O
3 2
第二步：配平化学方程式，并检查式子左右两边各元素原子的种类和数
目，把短线改为等号。
2KClO 2KCl + 3O
3 2
第三步：标明化学反应所需要的条件和部分生成物的状态符号。
MnO
2KClO 2 2KCl + 3O ↑
3 2
△
在化学方程式中，通常用“△”表示反应需要加热；若反应物中无气体，
而生成物中有气体，则气体生成物用“↑”标明；对于在溶液中进行的化学
反应，若反应物中无难溶物质，而生成物中有沉淀，则沉淀生成物用“↓”
标明。
书 写 表 达
写出下列反应的化学方程式：
（1）红磷在氧气中燃烧。
（2）二氧化碳通入澄清石灰水后，澄清石灰水变浑浊。
（3）大理石上滴加盐酸后产生气泡。
159课 题 2 化学反应的表示及基本类型
化学方程式中蕴含着哪些信息
化学方程式不仅表明反应物、生成物各是哪些物质，而且还表明了它们之
间的质量关系。例如，氢气与氧气在点燃的条件下发生反应生成水，参加反应
的物质的微观粒子数目比确定，结合元素的相对原子质量，反应中各物质的质
量关系就确定了。
点燃
2H + O 2H O
2 2 2
微观粒子数目比 2 ∶ 1 ∶ 2
微观粒子质量比 2×2 ∶ 1×32 ∶ 2×（1×2+16）
物质质量比 4 ∶ 32 ∶ 36
该化学方程式可表示如下信息：
（1）氢气在氧气中燃烧能生成水。
（2）每2个氢分子与1个氧分子反应生成2个水分子，氢分子、氧分子和
水分子的分子数比为2 ∶ 1 ∶ 2。
（3）参加反应的氢气、氧气和生成的水的质量比为4 ∶ 32 ∶ 36。
讨 论 与 交 流
点燃
请以硫在氧气中燃烧的化学方程式 S + O SO 为例，从反应物和
2 2
生成物及反应条件、微观粒子数目以及物质的质量关系等方面进行分析，
你能获得哪些信息？
通过化学方程式中各物质的质量关系，我们可以进行化学反应中的相关定
量计算。例如，用一定量的原料最多可以生产出多少产品？制备一定量的产品
最少需要多少原料？等等。通过计算，可以帮助人们在实际生产中调控不同物
160质的质量，从而达到节约成本、减少污染及保护环境等目的。
有哪些化学反应的基本类型
分类是研究物质变化的常用方法，能使我们更好地认识化学反应并利用化
学反应实现物质之间的转化。化学反应的分类标准很多，在前面专题中，我们
根据反应物和生成物的种类数目可以将化学反应区分为化合反应和分解反应，
除此之外，化学反应还有哪些基本类型？
碳在氧气中燃烧可以生成二氧化碳，属于化合反应；碳酸钙在高温条件下
分解生成氧化钙和二氧化碳，属于分解反应。除此之外，氧化铜与木炭在高温
条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应是由一种单质和一种化合物作用生成另
一种单质和另一种化合物的反应，这类反应称为置换反应；而碳酸钙与盐酸反
应生成氯化钙和碳酸（碳酸会进一步分解成水和二氧化碳），该反应是由两种
化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应，这类反应称为复分解反应。
置换反应和复分解反应也属于化学反应的基本类型。
讨 论 与 交 流
二氧化碳在大气中的含量相对稳定，是因为自然界中有些变化会产生
二氧化碳，而有些变化则会吸收二氧化碳。请尽可能多地写出能生成二氧
化碳或吸收二氧化碳的化学方程式，并判断其反应类型。
事实上，化学反应多种多样，四种基本反应类型不能概括所有的化学反
应，还存在其他化学反应的分类。例如，一氧化碳与氧化铜的反应、二氧化碳
与氢氧化钙的反应、甲烷燃烧的反应等就不属于基本反应类型。
△
CO + CuO Cu + CO
2
CO + Ca(OH) CaCO ↓ + H O
2 2 3 2
点燃
CH + 2O CO + 2H O
4 2 2 2
161课 题 2 化学反应的表示及基本类型
拓 展
跨学科视野 化学广角镜 科学发展史 阅 读
化学反应的不同分类
以某些反应中物质是否“失去氧或得到氧”，可判断其是否属于还
原反应和氧化反应。例如，氢气与氧化铜反应，生成铜和水。在这个反
应里，氧化铜失去氧而变成单质铜，这种含氧化合物里的氧被夺去的反
应，属于还原反应；氢气得到氧而变成水的反应，属于氧化反应。石灰
石与稀盐酸反应制取二氧化碳的反应就不属于这类反应。
若从化学反应过程中能量变化的视角来看，则可分为放热反应和吸
热反应。除了化学反应的基本类型，我们可从不同的分类视角来认识化
学反应，分类的标准不同，分类的结果就不同。
学 习 指 南
归 纳 小 结
点燃
化学方程式 C + O CO 的读法是 ；
2 2
参加反应的碳和氧气质量比是 。
书写化学方程式的步骤：写、配和标。
“写”的内容是 。
“配”的目的是 。
“标”的要求是 。
根据化学方程式中的定量关系，可以进行原料用量或产物产量的计算。
化学反应的基本类型包括 。
162例 题 导 引
问题： 依据化学方程式中不同物质间的质量关系，可以实现物质
之间的定量转化。实验室用加热氯酸钾与二氧化锰的方法
制取氧气（约0.96 g），理论上需要称量多少克氯酸钾？
分析： 根据化学反应原理正确书写化学方程式；再根据化学方程
式找出已知量和未知量对应物质之间的质量关系；将相关
数据代入比例式；计算。
① 根据要求设未知量 ［解］ 设：理论上需要称量氯酸钾的质量为x
MnO
② 写出化学方程式 2KClO 2 2KCl + 3O ↑
3 △ 2
③ 列出相关物质的质量关 2×（39 + 35.5 + 16×3） 3×32
系，标明已知量和未知量 x 0.96 g
④ 列比例式，求解 245 x
=
96 0.96 g
x = 2.45 g
⑤ 简明地写出答案 答：理论上需要称量2.45 g氯酸钾。
练 习 巩 固
1. 写出下列反应的化学方程式。
（1）铁丝在氧气中燃烧。
（2）过氧化氢在二氧化锰催化下分解。
（3）高温条件下，木炭与氧化铜反应。
2. 在加热的条件下，氢气可以与氧化铜反应生成铜和水，该反应的化学
方程式是 ，
该反应属于 （ 填化学反应的基本类型）。
163课 题 2 化学反应的表示及基本类型
3. 中国空间站（图 6.5）利用太阳能转化为电能来电解水得到氧气和氢
气，氧气用于航天员呼吸，氢气则循环利用。每名航天员每天共需要
约 500 L 氧气，若要满足三名航天员正常呼吸，每天至少需要电解多
少克水？（该条件下氧气密度为1.429 g/L）
▲ 图6.5
4. 实验室要收集 4 瓶二氧化碳（集气瓶容积为 250 mL，该条件下二氧
化碳的密度为1.997 g/L）以待备用。取4 g含碳酸钙90%的石灰石与
足量的稀盐酸反应，能否达成目的？
164跨学科实践活动
基于碳中和理念设计低碳行动方案
人类已知的含碳物质有上亿种，不同含碳物质可以进行转化。碳循环是碳
元素在地球岩石圈、水圈、大气圈、生物圈以及人类活动圈之间的分布、迁移
和化合形态转化的地球化学过程。碳循环是对地球生命和人类生存有重要意义
的循环作用。二氧化碳是碳参与物质循环的重要载体，目前大气中二氧化碳含
量的升高对全球气候变化造成重要影响。为维持大气中二氧化碳含量的稳定，
我们应从自身做起，落实低碳行动，拯救地球家园。
在本活动中，你将通过调查实践、设计实验等过程，了解碳中和理念，理
解低碳行动的意义，制订低碳行动方案。因此，你和同伴可以合作完成如下
任务：
活动1 调查二氧化碳的“来龙去脉”
活动2 探寻低碳行动方案
交流与反思
在每项任务中，你和同伴都需要先设计一个详细的活动方案，做好分工；
活动中，应注意活动过程和实验相关数据的记录。
活动1
调查二氧化碳的“来龙去脉”
要求及建议
① 基于元素守恒和质量守恒的化学观念，以及二氧化碳的性质与用途，
梳理二氧化碳的产生或转化途径。
② 查阅资料，了解我国煤炭等化石燃料的使用现状，了解碳中和的意义。
③ 与小组同伴分享交流调查结果。
提示
参照图3.16（第69页）中的信息，寻找二氧化碳的产生或消耗行为。
165调查和梳理活动单
活
动 二氧化碳的
环境 碳元素转化的过程或行为
记 “来龙去脉”
录
自然界
二氧化碳的
工厂
生成
家庭
二氧化碳的
储存与转化
活动2
探寻低碳行动方案
要求及建议
① 查阅资料，了解碳捕集、利用与封存技术现状。
② 从个人、国家、国际不同层面系统设计“低碳行动方案”。
③ 利用常见材料与试剂制作二氧化碳储存或转化简易模拟装置，把装置
作品与小组同伴分享交流。
提示
① 降低大气中二氧化碳含量的措施，一是控制二氧化碳的产生，二是转
化大气中的二氧化碳。依据物质转化、碳元素守恒等观念设计低碳行动。
② 国家对节能减排方面出台了多项法律法规，可以指导完善低碳行动方案。
③ 在设计简易装置时，应充分考虑二氧化碳的相关性质，思考在真实场
景中应用的可行性。
166交流与反思
要求及建议
① 撰写项目实践报告， 以小组为单位，汇报、展示低碳行动方案及研制
过程。
② 走近家庭、社区，宣传并践行低碳行动。
本活动主要基于二氧化碳的产生与转化的调查资料和化学变化的相关理论
知识，制订低碳行动方案并进行实践。同学们还可以对二氧化碳在农业生产、
药物提取或制取、化学品与能源产品生产等领域的利用方式及其应用前景展开
调查研究，为未来的科学研究和技术开发提出建议。希望同学们养成低碳生活
习惯，积极探索碳捕集、利用与封存技术的研发和利用，为我国 2060 年前实
现碳中和的目标贡献力量。
167专 题 复 习
内 容 框 图
化学变化及其表示
化学变化 化学方程式
反应条件
变：物质种类 反应物 生成物 质量关系
分子种类
反应类型
质量守恒定律
不变：元素种类
化合 分解 置换 复分解
原子种类和数目
反应 反应 反应 反应
宏观与微观结合
定性与定量统一
练 习 巩 固
1. 长征二号系列火箭采用四氧化二氮（N O ）和偏二甲肼（C H N ）做
2 4 2 8 2
推进剂，两者反应的生成物对环境无污染。下列物质一定不是该反应
生成物的是（ ）。
（A）CO （B）H O （C）N （D）Cl
2 2 2 2
2.下列关于化学反应类型的说法正确的是（ ）。
（A）化合反应的反应物是单质
（B）生成多种物质的反应是分解反应
（C）置换反应中元素化合价不变
（D）复分解反应的反应物是化合物
3. 下列信息从化学方程式中不能获得的是（ ）。
（A）反应物和生成物
（B）反应需要的条件
（C）各物质的质量比
（D）反应的剧烈程度
1684. 化学反应前后，不会发生变化的是 。
① 元素种类 ② 原子数目 ③ 分子数目
④ 分子种类 ⑤ 原子种类 ⑥ 物质的质量总和
5. 铜在空气中生锈形成的绿色物质被称为铜绿，铜绿受热分解生成了氧
化铜、水和二氧化碳，据此推测铜绿中含有的元素是 。
高温
6. 生产光伏产品过程中的一个反应是SiO + 2C Si + 2X↓，其中X 的
2
化学式是 ；该反应的基本类型是 。
7. 请选择下列与水有关的化学反应填空。
通电
① 2H O 2H ↑ + O ↑
2 2 2
点燃
② 2H + O 2H O
2 2 2
△
③ H CO H O + CO ↑
2 3 2 2
△
④ H + CuO Cu + H O
2 2
⑤ NaOH + HCl NaCl + H O
2
（1） 有水生成的化合反应是 。
（2） 有水生成的分解反应是 。
（3） 有水生成的置换反应是 。
（4） 有水生成的复分解反应是 。
（5） 水作为反应物的分解反应是 。
（6） 请再写出一个与水有关的反应的化学方程式并标明反应的基本类
型： 。
8. 已知课题1“练习巩固”第3题（第156页）中“物质X”是甲烷（CH ），
4
请写出反应器中发生反应的化学方程式（反应条件为催化剂、加热）。
9. 打火机中的燃料是液态丁烷（C H ），丁烷充分燃烧生成二氧化碳
4 10
和水。5.8 g 丁烷充分燃烧可生成多少克二氧化碳？
10. CO 的某种转化技术是：CO 与 H 在催化剂的作用下反应生成甲
2 2 2
醇（CH OH）和水。写出该反应的化学方程式。若利用该反应生成
3
320 g 甲醇，则被转化的二氧化碳的质量是多少克？
16911. 将3 g氯酸钾与1 g二氧化锰混合后加热，收集一定量氧气后，停止加
热，最终剩余 3.04 g 固体。请分析剩余固体中各成分的质量。
32
12. 某同学认为，3.4 g过氧化氢（HO）中氧元素的质量为：3.4× = 3.2 g，
2 2 34
所以 3.4 g 过氧化氢完全分解可以得到 3.2 g 氧气。你认为这种说法正
确吗？为什么？
活 动 体 验
围绕下列选题，开展文献查阅、调查研究、实验探究等活动，并将
成果和体会制成海报、演示文稿等，进行分享和交流。
请查阅海尔蒙特的“柳树实验”，讨论其中变化、定量、守恒等化学学
科观念，体会定量研究对科学发展的意义和价值。
请查阅维生素C泡腾片的配料，准备小苏打（或食用碱）、柠檬酸固体、
淀粉（滴加几滴水，做黏合剂）等原料，按照不同的质量比混合后，
敲打并压成片状，制成一片2 g左右的泡腾片。
改 变各物质的质量比，制作多片泡腾片，分次把泡腾片放入等量水中，
观察现象，做好实验记录。与同学们分享你的实验活动及对实验的思
考，分享的方式或内容可以是拍摄的实验视频、实验方案文稿、对实
验现象的分析等。
170附 录
1. 化学实验探究工具箱
（1） 化学实验室规则
按指定座位就座，不追逐打闹，保持公共通道畅通，保持室内安静。
不携带食物、饮料进入实验室，禁止在实验室进食。
未经许可，不得擅自动用仪器、设备和试剂，不可随意将试剂混合。
实验前，做好预习，认真检查实验用品是否齐全，发现问题及时报告。
实验时，穿戴好实验防护服，保持安静，严格遵守操作规范。
防止意外事故发生，一旦出现意外应及时处理、及时报告。
细心观察实验现象，认真完整地做好实验记录，撰写实验报告。
爱护仪器、设备，节约试剂， 保持实验室整洁。
实验完毕，按要求做好清洁卫生工作，把手洗净后再离开实验室。
（2） 实验室常备的安全用品
实验服 实验手套 隔热手套 纱手套
避免实验人员皮肤和 防止化学品腐蚀手部 拿取较高温度的物
衣物受到损伤。 皮肤。 品，防止烫伤。
护目镜 灭火毯 消防桶
保护眼睛，防止化学品、 用于盖灭小面积着火， 用于存放消防沙，用
热蒸气、碎裂的化学仪 身体上小面积着火应 于小面积特殊火源的
器等对眼睛造成伤害。 用灭火毯迅速盖灭。 应急处理。
117711医用急救箱
备有应急医疗用品（如碘酒、创可贴、烫伤膏、
3% ～5 %碳酸氢钠、2%稀硼酸等药品，以及纱布、
剪刀等医疗器具），用于实验室安全事故的应急处理。
（3） 与实验有关的图标
进行化学实验需要佩戴 实验结束后，离开实 实验中会用到明火。要
护目镜，以保护眼睛。 验室前需用肥皂等清 正确使用火源，并束好
洗双手。 长发，系紧宽松衣物。
实验中会遇到加热操 实验中会用到具有刺 实验中会用到锋利物
作，或用到温度较高 激性、腐蚀性的物质。 品。应按照实验操作
的仪器。应选择合适 应避免让它溅到皮肤、 使用，避免锐器指向
的工具进行操作，避 衣服上，或者眼睛里， 自己或他人，防止扎
免直接触碰。 不要吸入挥发出来的 伤或割伤。
气体。
实验中有可能产生有 实验中会用到电器。
毒或者有害气体。应 禁止湿手操作，实验
在通风环境下操作。 完毕应及时切断电源。
172（4） 一些常用的数字化实验仪器
温度 压强 氧气 二氧化碳 pH
传感器 传感器 传感器 传感器 传感器
（5） 数学工具
平均数、中位数、众数
平均数是一组数据中所有数 示例
某小组同学在化学实验室利用
据之和再除以这组数据的个数而
得到的数值。平均数反映一组数 过氧化氢溶液分解制取氧气，每次
据的平均水平。 收集相同体积的氧气所花的时间如
中位数是将一组数据按照由
下（单位：min）：
小到大（或由大到小）的顺序排
5，5，6，8，7，6，5。
列，处于中间位置的数或处于中
42
这组数据的平均数是： = 6 。
间位置的两个数据的平均数。
7
中位数是：6。
众数是一组数据中出现次数
众数是：5。
最多的数据。当一组数据有较多
示例
重复数据时，众数往往能更好地
① 二氧化碳中碳元素和氧元素
反映其集中趋势。
的质量比为：
比和比例
12 ∶（ 16×2）= 3 ∶ 8
比是运用除法对两个同类
② 计算利用 15.3 g 过氧化氢分
量进行比较。比例是表示两个比
解可制得的氧气的质量（x）。
相等的式子。如果已知比例中的
2×34 15.3 g
任何三项，就可以确定或推测未 =
32 x
知项。 x = 7.2 g
173百分数
百分数表示一个数是另一个数的百分之 示例
多少。有时，可以建立比例关系来计算某一 按体积计，氧气约占
项对应的百分数。 空气的21%。
科学记数法
科学记数法就是以 a×10n 的形式（其中 a 大于或等于 1 且小于 10，
n 为整数）表示一个数的一种方法。使用科学记数法表示比较大或比较
小的数字，不仅可以使书写简短，而且还便于读数。
示例
1个12C原子的质量约为：0.000 000 000 000 000 000 000 000 019 93 kg，
用科学记数法表示该数：1.993×10—26 kg。
有效数字
有效数字是指用来表示量的 示例
多少，同时反映测量准确程度的 用某电子天平称量粗盐 5.0 g，
各数字。一个近似数从左边第一
该测量数据有2位有效数字。
个非零数字起，到末位数字为止的所有数字，都是这个数据的有效数字。
在科学实验中，任何一个物理量的测定，其准确度都是有一定限度的，
而准确度取决于所使用的仪器。在测量准确度的范围内，有效数字位数
越多，表明测量越准确；但一旦超出测量准确度的范围，过多的位数是
没有意义的，而且是错误的。
在对不同位数的有效数字进行乘除运算时，结果中有效数字的位数，
应以几个数据中有效数字位数最少的那个数据为准。
174175
表期周素元
.2
族
81
71
61
51
41
31
21
11
01
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
AⅠ
eH
2
H
1
指色红，号符素元
氦
素元属金
C
6
数序子原
氢
1
素元性射放
300.4
AⅦ
AⅥ
AⅤ
AⅣ
AⅢ
碳
称名素元
AⅡ
800.1
eN
01
F
9
O
8
N
7
C
6
B
5
素元属金非
数 最 的 期
号 衰
括 半
加 素
（ 元
量 性
质 射
子 放
原 该
对 为
相 据
10.21
素 是
元 的
造 *注
人
eB
4
iL
3
氖
氟
氧
氮
碳
硼
）数量质的素位同长
铍
锂
2
81.02
00.91
00.61
10.41
10.21
18.01
210.9
49.6
rA
81
lC
71
S
61
P
51
iS
41
lA
31
gM
21
aN
11
氩
氯
硫
磷
硅
铝
镁
钠
3
59.93
54.53
60.23
79.03
90.82
89.62
BⅡ
BⅠ
Ⅷ
BⅦ
BⅥ
BⅤ
BⅣ
BⅢ
13.42
99.22
rK
63
rB
53
eS
43
sA
33
eG
23
aG
13
nZ
03
uC
92
iN
82
oC
72
eF
62
nM
52
rC
42
V
32
iT
22
cS
12
aC
02
K
91
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
58.55
49.45
00.25
49.05
78.74
69.44
80.04
01.93
eX
45
I
35
eT
25
bS
15
nS
05
nI
94
dC
84
gA
74
dP
64
hR
54
uR
44
cT
34
oM
24
bN
14
rZ
04
Y
93
rS
83
bR
73
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
nR
68
tA
58
oP
48
iB
38
bP
28
lT
18
gH
08
uA
97
tP
87
rI
77
sO
67
eR
57
W
47
aT
37
fH
27
17~75
aB
65
sC
55
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
0.181
5.871
系
镧
3.731
9.231
gO
811
sT
711
vL
611
cM
511
lF
411
hN
311
nC
211
gR
111
sD
011
tM
901
sH
801
hB
701
gS
601
bD
501
fR
401
301~98
aR
88
rF
78
*
*
*
*镆
*𫓧
*󰓲
*
*𬬭
*𫟼
*
*𬭶
*𬭛
*𬭳
*𬭊
*𬬻
rL~cA
镭
钫
7
〕492〔
〕492〔
〕392〔
〕092〔
〕092〔
〕682〔
〕582〔
〕282〔
〕182〔
〕772〔
〕962〔
〕072〔
〕962〔
〕862〔
〕762〔
系
锕
〕622〔
〕322〔
uL
17
bY
07
mT
96
rE
86
oH
76
yD
66
bT
56
dG
46
uE
36
mS
26
mP
16
dN
06
rP
95
eC
85
aL
75
镧
镥
镱
铥
铒
钬
镝
铽
钆
铕
钐
钷
钕
镨
铈
镧
系
0.571
1.371
9.861
3.761
9.461
5.261
9.851
3.751
0.251
4.051
〕541〔
2.441
9.041
1.041
9.831
rL
301
oN
201
dM
101
mF
001
sE
99
fC
89
kB
79
mC
69
mA
59
uP
49
pN
39
U
29
aP
19
hT
09
cA
98
锕
*铹
*锘
*钔
*镄
*锿
*锎
*锫
*锔
*镅
钚
镎
铀
镤
钍
锕
系
〕262〔
〕952〔
〕852〔
〕752〔
〕252〔
〕152〔
〕742〔
〕742〔
〕342〔
〕442〔
〕732〔
0.832
0.132
0.232
〕722〔
期 周176后 记
本册教科书根据教育部颁布的《义务教育化学课程标准（2022年版）》编写。编写过
程中，许多专家和社会各界朋友十分关心并提出很多意见和建议。在此一并表示诚挚的
敬意！
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
支付报酬。著作权人若有关于支付报酬事宜可及时与出版社联系。
欢迎广大师生和其他读者来电来函指出教科书的差错和不足，提出宝贵意见，我们
将不断修订，使教科书趋于完善。
联系方式：
电话：021—64848025
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177本册教科书图片提供信息：
本册教科书中的图片由中国图片社、中国载人航天工程办公室、复旦大学化学实验
教学示范中心、美丽科学、视觉中国、IC photo、张斌等提供。
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