初三化學第二章復習資料

一、空氣中成分研究

1.空氣中的成分：按體積來分大約為，氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.94%，二氧化碳0.03%，其他氣體為0.03%。

   注意：如果是質量，應該按照公式計算

   例如：ω(O₂)=  ×100％＝ ×100％＝ ×21％

2.空氣中氧氣含量測定實驗

（1）實驗原理：磷（P）＋ 氧氣（O₂）  五氧化二磷（P₂O₅）

（2）實驗現象：點燃紅磷，未打開止水夾時，觀察到錐形瓶中產生大量的白煙，瓶壁發熱；打開止水夾后，燒杯中的水進入錐形瓶中，體積大約占容積的1/5，白煙逐漸消失。

（3）實驗結論：空氣中氧氣大約占體積的1/5。

（4）實驗思考：

a.該實驗為什么不使用碳、硫、鐵或者是鎂？

答：碳、硫燃燒會分別生成二氧化碳、二氧化硫氣體，該兩種氣體在水中的溶解性不大，占據了錐形瓶中一部分體積，從而使測得的結果偏小。鐵在空氣中不能燃燒，無法消耗氧氣；鎂雖然在空氣中能與氧氣發生燃燒，并且生成固體氧化鎂，但同時金屬鎂還能在空氣中與氮氣發生反應，生成氮化鎂，使得測得結果偏大。

b.你能從該組實驗中獲得哪些結論？

答：氧氣在空氣中體積大約占1/5；氮氣難溶于水；氮氣不能支持燃燒也不能燃燒

3.空氣污染問題

（1）污染來源：工廠的廢氣，汽車的尾氣，礦物燃料的燃燒等

（2）污染分類：粉塵（可吸入懸浮顆粒）和有害氣體（二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳等）

（3）污染危害：對人體有害，容易患呼吸道疾病；影響植物的光合作用

（4）污染防治：工廠的廢氣實行先處理后排放；汽車中安裝尾氣凈化裝置；使用脫硫燃料或開發清潔能源。

4.空氣中其他氣體的性質及用途

（1）通常情況下，氮氣是一種無色無味氣體，難溶于水；化學性質比較穩定，不容易發生化學反應。通常我們使用氮氣做保護氣，制取化肥，液氮也用于醫療手術。

（2）稀有氣體，舊稱惰性氣體，化學性質很穩定。氦氣由于密度很小，不容易發生爆炸，可以用來做輕氣球；氖氣用來做防霧燈，一般發紅光；氙氣用來提高燈的發光強度。

二、氧氣的有關內容

1.氧氣在自然界的循環

產生：植物的光合作用

消耗：動植物的呼吸作用，燃料的燃燒，緩慢氧化作用

2.氧氣的性質

（1）物理性質

A.      通常情況下，氧氣是一種無色無味的氣體。當溫度下降，氧氣可以轉變為淡藍色的液氧，甚至淡藍色的固態氧。

B.      在通常情況下，氧氣不易溶于水，所以氧氣能夠用排水法收集；

C.      在標準狀態下，氧氣的密度略大于空氣，所以氧氣可以用向上排空氣法收集；

注意：選擇排水法和排空氣法的原則

排水法的條件：1）不易溶于水2）不能與水發生化學反應；

排空氣法的條件：1）氣體的密度與空氣的密度有一定的差值，氣體密度大于空氣的密度選擇向上排空氣法，若氣體的密度小于空氣的密度，則選用向下排空氣法2）不與空氣中的成分發生化學反應3）無毒

若氣體既能用排水法，又能用排空氣法收集時，我們從制得氣體的純度考慮，一般選用排水法收集。

（2）化學性質

氧氣的化學性質比較活潑，能與許多物質發生氧化反應。主要體現了氧氣的氧化性和助燃性

A.氧氣與木炭燃燒

現象：在空氣中被點燃，發出紅光，放出熱量，生成一種能使澄清石灰水便混濁的氣體；在氧氣中，劇烈燃燒，發出白光，放出大量的熱，生成一種能使澄清石灰水便混濁的氣體。

文字表達式：碳（C）＋氧氣（O₂） 二氧化碳（CO₂）

注意：我們在做木炭在氧氣集氣瓶中燃燒實驗時，要注意將燃燒匙由上往下慢慢移動，為了使木炭能與氧氣充分接觸，使反應完全。

B.氧氣與鐵絲反應

現象：在空氣中，鐵絲不能被點燃；在氧氣中，鐵絲劇烈燃燒，火星四射，鐵絲熔成小球，生成一種黑色固體。

文字表達式：鐵（Fe）＋氧氣（O₂） 四氧化三鐵（Fe₃O₄）

注意：

a.      在反應之前，必須在集氣瓶底部留有少量的水或者細沙，目的是防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底

b.      燃燒之前，將鐵絲繞成螺旋狀，目的是為了使空氣與鐵絲充分接觸，容易聚熱

c.      將鐵絲繞在火柴上的目的是引燃鐵絲，使鐵絲較快提高溫度

d.      當火柴的火焰接近鐵絲時，將鐵絲慢慢伸入集氣瓶，否則木柴燃燒會消耗大量氧氣使實驗失敗

C.氧氣與蠟燭反應

現象：在空氣中，蠟燭被點燃產生黃白色火焰，有少量的黑煙產生；在氧氣中燃燒，蠟燭劇烈燃燒，并且產生白色火焰，在集氣瓶壁上出現水珠，沒有煙，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體。

文字表達式：石蠟＋氧氣 二氧化碳＋水

結論：可燃物燃燒的現象與氧氣的濃度有關，氧氣的濃度越大，現象越劇烈。

D.緩慢氧化

物質能與氧氣發生緩慢的氧化反應，如動植物的呼吸、金屬的腐蝕、食物的腐敗、肥料的腐熟等。

物質與氧氣發生的反應都是氧化反應。

知識聯系：

A.氧氣與鎂帶的燃燒

現象：劇烈燃燒，放出耀眼的白光，發出白煙，生成一種白色固體

文字表達式：鎂（Mg）＋氧氣（O₂） 氧化鎂（MgO）

生活應用：照明彈、煙火

注意：

a.      先用砂紙將表面的氧化膜去除后在點燃；

b.      應該用坩堝鉗夾住鎂帶

c.      實驗時，在鎂帶下方要放有石棉網，防止高溫生成物燙壞實驗桌

B.氧氣與白磷燃燒

現象：放出大量的白煙，生成白色的固體

文字表達式：磷（P）＋ 氧氣（O₂）  五氧化二磷（P₂O₅）

生活應用：煙霧彈，去除燈泡中的氧氣等

C.氧氣與氫氣的燃燒

現象：氫氣燃燒發出淡藍色的火焰，用一干冷的小燒杯罩在火焰上方，在燒杯壁出現水霧。

文字表達式：氫氣（H₂）＋氧氣（O₂） 水（H₂O）

D.銅與氧氣反應

現象：銅絲不能在空氣或氧氣中燃燒，加熱后，在紅色的銅絲表面有黑色的固體產生。

文字表達式：銅（Cu）＋氧氣（O₂） 氧化銅（CuO）

用途：實驗室一般用銅絲來去除混合氣體中的少量氧氣

3.氧氣的用途

（1）       支持燃燒：液態氧作為火箭的助燃劑（助燃性），煉鋼需要氧氣（提高反應爐中的溫度），氧炔焰用來氣焊與氣割

（2）       提供呼吸：潛水員和太空飛行員攜帶的氧氣罐

4.氧氣的制法

（1）工業制法（分離液態空氣法）

b.原理：氧氣和氮氣的沸點不同，氧氣的沸點高于氮氣的沸點

c.注意：該過程是物理變化

（2）實驗室制法

A.高錳酸鉀制取氧氣

a.實驗原理：高錳酸鉀（KMnO₄）加熱——→ 錳酸鉀（K₂MnO₄）+ 二氧化錳（MnO₂）+氧氣（O₂）

b.反應物狀態：高錳酸鉀（紫黑色固體）

c.反應條件：加熱

d.注意事項：

   a). 試管口要略微向下傾斜：防止生成的水回流，使試管底部破裂。

   b). 導氣管伸入發生裝置內要稍露出橡皮塞：有利于產生的氣體排出。

   c). 試管口塞一團棉花：防止高錳酸鉀粉末進入導氣管，污染制取的氣體和水槽中的水。

   d). 排氣法收集氣體時，導氣管要伸入接近集氣瓶底部：有利于集氣瓶內空氣排出使收集的氣體更純。

   e). 實驗結束后，先將導氣管移出水面，然后熄滅酒精燈：防止水槽中的水倒流，炸裂試管。

d.實驗步驟：

   a). 儀器組裝：先下后上，從左到右的順序。

   b). 氣密性檢查：將導管的一端浸入水槽中，用手緊握試管外壁，若水中的導管口有氣泡冒出，證明裝置不漏氣。松開手后，導管口出現一段水柱。

   c). 裝入藥品：按粉末狀固體取用的方法（藥匙或紙槽）。

   d). 加熱藥品：先使試管均勻受熱，后在反應物部位用酒精燈外焰由前向后加熱。

   e). 收集氣體：若用排水集氣法收集氣體，當氣泡均勻冒出時再收集；或向上集氣法。

   f). 檢驗及驗滿：用帶火星的木條伸入試管中，發現木條復燃，說明是氧氣；

                 用帶火星的木條靠近集氣瓶口部，木條復燃，證明已滿。

   g). 儀器的拆卸：按先右后左，先上后下的順序。

a.實驗原理：過氧化氫（H₂O₂） ————→  水（H₂O） + 氧氣（O₂）

b.反應物狀態：過氧化氫（無色液體），二氧化錳（黑色粉末狀固體）

c.反應條件：不需加熱

d.注意事項：

   a). 分液漏斗可以用長頸漏斗代替，但其下端應該深入液面以下，形成液封，防止生成的氣體從長頸漏斗中逸出；并且使用分液漏斗時，要求固體為不溶性的塊狀固體

   b). 導氣管只需略微伸入試管塞

   c). 氣密性檢查：用止水夾關閉，打開分液漏斗活塞，向漏斗中加入水，水面不持續下降，就說明氣密性良好。

   d). 裝藥品時，先裝固體后裝液體

 e). 該裝置的優點：可以控制反應的開始與結束，可以隨時添加液體。

 f). 催化劑：一變（改變反應速率），兩不變（本身質量和化學性質不變）

C.總結：若固體（或固體+固體）加熱生成氣體，選用高錳酸鉀制氧氣裝置；

若固體+液體常溫下制取氣體，選用雙氧水制取氧氣裝置。

三、二氧化碳的有關內容

1.在自然界中的循環

產生：動植物的呼吸，燃料的燃燒，微生物的分解作用等。

消耗：綠色植物的光合作用，江河湖海的溶解作用

2.二氧化碳的性質

（1）二氧化碳的物理性質

A.通常情況下，是無色無味氣體。加壓降溫的條件下，可變成液態二氧化碳，甚至固態二氧化碳。

B.密度比空氣大（標準狀況下，1.97g/L），用向上排空氣法收集二氧化碳；

C.能溶于水（通常情況下，1體積的水能溶解1體積的二氧化碳），不能用排水法收集二氧化碳氣體。，加壓可以增大溶解量，制汽水。

（2）二氧化碳的化學性質

  A.二氧化碳不能提供呼吸，不能燃燒也不能支持燃燒

    因此在進入地窖或久置不用的防空洞之前，需要做燈火實驗

實驗：階梯蠟燭熄滅實驗

現象：當集氣瓶中的二氧化碳氣體慢慢傾倒于燒杯中時，其中的蠟燭由下而上逐漸熄滅。

原因：a. 二氧化碳氣體既不能燃燒又不能支持燃燒

b. 二氧化碳密度比空氣大，容易沉積在下面。

B.二氧化碳不但能溶于水，而且還能與水反應

實驗：二氧化碳通入含有紫色石蕊試液的水中，原來的紫色變成紅色，加熱該液體后，試液中出現大量氣泡，石蕊試劑重新變成紫色。

原因：二氧化碳與水發生了反應生成了一種酸性物質，而該酸性物質不穩定，受熱容易分解。

文字表達式：二氧化碳（CO₂）+水（H₂O）—→碳酸（H₂CO₃）

            碳酸（H₂CO₃）加熱——→ 二氧化碳（CO₂）+水（H₂O）

判斷：二氧化碳能使紫色石蕊試劑變紅（錯）

分析：二氧化碳溶于水形成了碳酸，從而使紫色石蕊試劑變紅，而非二氧化碳。

C.與澄清石灰水（即氫氧化鈣）反應，產生白色沉淀。

文字表達式：二氧化碳（CO₂） + 氫氧化鈣[Ca(OH)₂] —→ 碳酸鈣（CaCO₃） + 水（H₂O）

該反應用來檢驗二氧化碳氣體。

注意知識的擴展，二氧化碳也能與氫氧化鈉溶液發生反應生成碳酸鈉和水

在露置的石灰水上，一段時間后會出現一層白膜，該白膜就是空氣中的二氧化碳與氫氧化鈣反應生成的碳酸鈣固體。

石灰水涂墻也是利用該反應

思考：為什么用石灰水涂墻后，墻壁會出汗？

3.二氧化碳的用途

氣態二氧化碳：一般用于氣體肥料

液態二氧化碳：作為滅火劑

固態二氧化碳：即干冰，做致冷劑，冷藏食物，人工降雨，舞臺制景等。

4.二氧化碳的制法

A.工業制法：煅燒石灰石

文字表達式:碳酸鈣（CaCO₃）高溫——→氧化鈣（CaO）+二氧化碳（CO₂）

B.實驗室制法

a.藥品選用：石灰石或大理石(不溶性固體)與稀鹽酸（無色液體）

b.碳酸鈣（CaCO₃）+鹽酸（HCl）→氯化鈣（CaCl₂）+水（H₂O）+二氧化碳（CO₂）

補充：

1）石灰石或大理石的主要成分為碳酸鈣，能否用碳酸鈣粉末或者碳酸鈉粉末代替石灰石作為實驗室制取二氧化碳？

答：不能，化學反應的速率與反應物的接觸面積有關。反應物顆粒越小，接觸面積就越大，反應速率就越大，在實驗室制取二氧化碳時就不易收集。

2）鹽酸就是氯化氫氣體的水溶液。在實驗室制取二氧化碳是否能夠用濃鹽酸代替稀鹽酸？

答：不能。鹽酸都具有一定的揮發性，如果利用濃鹽酸制取二氧化碳，揮發性太強，使制得的二氧化碳氣體中含有較多量的氯化氫氣體，影響實驗結果。

3）實驗室制取二氧化碳能否用稀硫酸代替稀鹽酸？

答：不能。如果用稀硫酸，會與石灰石發生反應生成一種微溶性的固體——硫酸鈣，包裹在固體表面，從而使液體與固體反應物隔絕，阻止反應的進一步進行。看到的現象時首先有少量氣泡，馬上停止。

4）怎樣來獲得干燥的純凈的二氧化碳

通過水或者碳酸氫鈉溶液除去可能含有的硫化氫氣體，在通過濃硫酸除去水蒸氣

c.實驗步驟：與氧氣的實驗室制法相似。

d.二氧化碳的檢驗及驗滿

a）檢驗：向集氣瓶中注入少量澄清石灰水，觀察是否產生白色沉淀

b）驗滿：將燃著的木條放在集氣瓶口，如果木條馬上熄滅則說明已經收集滿。

e.收集氣體：由于二氧化碳能溶于水并且密度比空氣大，只能用向上排空氣法收集。

5.二氧化碳對人體以及環境的影響

（1）二氧化碳的對人體的影響

A.當空氣中二氧化碳的體積分數達到1%時，人就會感到氣悶、頭昏、心悸，達到4%~5%時，人就會感到氣悶、頭痛、眩暈；達到6%時，人就會神志不清、呼吸停止，以至死亡。但是二氧化碳沒有毒。

B.減少二氧化碳危害的方法：

a. 保持室內經常通風；

b. 進入可能會含較多二氧化碳的地方（如菜窖）要檢查二氧化碳的含量。做燈火試驗。

（2）二氧化碳對環境影響——溫室效應（全球變暖問題）

A.由于二氧化碳的密度比空氣大，二氧化碳分子的運動速度比（空氣中）氮氣分子和氧氣分子的運動速度慢，再加上二氧化碳分子吸收太陽光中的紅外線的能力強，所以二氧化碳增多就像在地球表面蓋上了厚厚的被子，是熱量不容易散發出去，導致地球表面溫度升高，即溫室效應。

B.溫室效應對人類的生存環境對產生不良的影響。如果地球的氣溫上升，將導致冰川融化，海平面上升，一些沿海城市會被淹沒，有的地方會炎熱得無法居住，氣溫上升，會使更多的水蒸氣進入大氣，一些富饒的土地變成沙漠。

C.防止溫室效應的措施

a. 減少使用煤、石油、天然氣等化學燃料；

b. 更多的利用太陽能、風能、地熱等清潔能源；

c. 大力植樹造林，嚴禁亂砍濫伐森林；

三、水的有關內容

1.自然界的水

（1）水在自然界的存在

A.地球表面的分布：在地球表面，江河湖海約占地球表面的3/4；

B.其他分布：地層下有地下水，大氣里有大約0.03%的水蒸氣，動植物體內有大量的水

注意：地球表面雖然有很豐富的水資源，但可利用的淡水資源卻非常有限，不到總水量的1%。因此水資源短缺和水污染問題開始受到人們的重視

（2）水在工農業生產中的作用

A.工業上需要水：洗滌、溶解、加熱、冷卻，作為原料

B.農業上需要水：農作物需要水灌溉

C.動力工業上：水力發電

D.交通運輸上：內河及其海洋航運

（3）水對生物體的重要作用，水（water）——生命之源

A.生理活動中起著重要作用：唾液、胃液、血液、組織液等。水在人體內起這調節體溫、溶解食物、排泄廢物等作用

B.植物光合作用需要水作為原料

諾貝爾獎兩次獲得者林德斯•波林醫生在《如何活得好》一書中給讀者提供了幾點養生術，其中有一條就是“每天喝大量得水”

（4）水污染情況：
A.水污染的來源

a.     工業生產中產生的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的任意排放；

b.     農業生產中農藥、化肥的任意施用；

c.     城市生活污水的任意排放。

B.防止水污染的主要措施：

a.     加強對水的管理和對水質的監測；

b.     工業三廢實行先處理后排放；

c.     農業上合理使用化肥和農藥；

d.     節約用水，提高水的利用效率

2.水的組成及性質

（1）水的組成

實驗：水的電解實驗

現象 ：1.接通直流電源，看見兩管子中都出現氣泡，負極和正極中氣體的體積比大約為2∶1

2.將一根帶火星的小木條放在電源正極，木條復燃，說明生成了氧氣

3.將一根燃著的木條放在電源負極處，氣體被點燃，產生淡藍色火焰，用一個干冷的燒杯放在火焰上方，燒杯內壁出現水珠，說明反應生成了氫氣（Hydrogen）

        氧氣（O₂） ＋ 氫氣（H₂）點燃——→水（H₂O）

解釋：水在通電的情況下，被分解生成了氫氣和氧氣

文字表達式：水（H₂O） 通電——→ 氧氣（O₂） ＋ 氫氣（H₂）

氣體體積比：                 1      ∶   2

結論：水是由氫元素和氧元素組成的。化學中根據它的組成情況寫成H₂O

討論：我們在做水通電電解的實驗中，會發現氧氣與氫氣的體積比小于1：2，為什么？

說明：氧氣的溶解性比氫氣較強

注意：

A.純凈的水導電性很弱，在做水電解實驗時，一般在水中加入少量稀硫酸或氫氧化鈉溶液，以增強水的導電性。而硫酸或氫氧化鈉本身卻并沒有發生化學變化。

B.因為我們通常使用的是鈉玻璃，焰色反應的影響，是反應產生的火焰呈黃色

（2）水的物理性質

A.在通常情況下，水是一種無色無味的液體

B.在標準狀況下，水的沸點（boiling point）為1000℃，水的凝固點（freezing point）為0℃

     水蒸氣（vapor）       水（water）       冰（ice）

C.能夠溶解很多物質，是化學常用的溶劑

D.在1大氣壓下，4℃時的水密度最大為1.0g/cm³，冰的密度小于水的密度

（3）水的化學性質

A.通電分解：

水（H₂O） 通電——→ 氧氣（O₂） ＋ 氫氣（H₂）

B.能與某些非金屬氧化物發生反應，生成對應的酸

水（H₂O） + 二氧化碳（CO₂） → 碳酸（H₂CO₃）

水（H₂O） + 二氧化硫（SO₂） → 亞硫酸（H₂SO₃）

水（H₂O） + 五氧化二磷（P₂O₅） → 磷酸（H₃PO₄）  熱水情況下

C.能與某些金屬氧化物發生反應，生成對應的堿

水（H₂O） + 氧化鈣（CaO） → 氫氧化鈣[Ca(OH)₂]

         俗稱：生石灰          俗稱：熟石灰

D.能與某些活潑金屬發生反應，生成對應的堿和氫氣

水（H₂O）+ 鈉（Na）→ 氫氧化鈉（NaOH）+ 氫氣（H₂）

3.水的凈化（要依據用水要求來凈化水）

（1）過濾：過濾是一種從液體中分離出不溶性固體的方法。利用它可以將不溶于水的雜質與水分離。

   a.具體要求：“一貼、二低、三靠”

   一貼：濾紙緊貼漏斗內壁；

   二低：濾紙低于漏斗邊緣，被濾液面低于濾紙邊緣；

   三靠：燒杯嘴緊靠玻璃棒，玻璃棒下端緊靠三層濾紙處，漏斗下端緊靠燒杯內壁

  b.玻璃棒的作用：引流，防止液體濺出

  c.如果水中的雜質顆粒比較小，我們一般加入明礬（十二水合硫酸鋁鉀，KAlSO₄•12H₂O）等凈水劑，可以吸附水中的懸浮雜質而沉降。

（2）蒸餾：通過蒸餾的方法可以得到比較純凈的水，一般認為蒸餾水就是純凈物。

   蒸發：通過溶劑揮發獲得溶液溶質的方法

   具體要求：

A.      蒸發皿中液體不能超過容積的2/3；

B.      蒸發過程中，玻璃棒要不斷攪拌，防止局部受熱而使液體濺出；

C.      蒸發結束后，應用坩堝鉗將蒸發皿轉移是石棉網上；

D.     固體冷卻后，應用玻璃棒將固體轉移至指定容器中；

    練習：水受熱蒸發與水通電分解是否是同種變化？

    回答：水受熱蒸發是物理變化，而水通電分解是化學變化

（3）軟化：石灰巖地區水含有較多鈣、鎂等離子，是硬水。不含或含有少量的鈣、鎂離子的水是軟水

    A. 實驗：硬水與肥皂水反應

現象：硬水中泡沫高度很低，而且在溶液中出現大量的絮狀白色沉淀

結論：硬水中的成分能與肥皂水發生反應生成白色沉淀

B. 硬水的危害：影響加熱效率，浪費能源，容易引起鍋爐爆炸等

    C. 硬水軟化的方法：加熱煮沸，蒸餾，離子交換法

（4）自來水凈化

   水源→過濾→吸附→消毒→進入家庭

練習：請你設計一個具體的實驗，鑒別以下4種無色液體：過氧化氫溶液，氯化鈉溶液，氯化鈣溶液，純凈水

設計：分別取樣。分別向4支試管中加入少量的二氧化錳，如果出現大量氣泡的試管中為過氧化氫溶液，剩余的3支試管中，加入少量肥皂水，振蕩后產生白色沉淀的是氯化鈣溶液，剩余的兩液體分別重新取樣，蒸發，在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水。

P.S：鑒別氯化鈉和純凈水的方法

（1）蒸發：在蒸發皿中出現白色固體的是氯化鈉溶液，剩余的沒有任何明顯現象的純凈水

（2）導電性：用導線將溶液與電源、小電珠連接，電珠亮的是氯化鈉溶液

（3）密度：用密度計測定液體的密度，較高的是氯化鈉溶液

*（4）溶沸點：測定溶液的溶沸點，較高的是氯化鈉溶液