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初中化学 - 上 ​

实验仪器 ​

烧杯，反应容器、溶解容器。

试管，反应容器。

锥心瓶，反应容器。

量筒。

胶头滴管。取少量液体用。

酒精灯。加热仪器。

铁架台。固定仪器。

玻璃棒。搅拌。

石棉网。中间是石棉，耐高温，隔热，一般不会直接加热烧杯，而是垫一个石棉网，防止受热不均炸裂开。

滴瓶。这个试剂的液体只能用这个胶头滴管取，不能混用。

集气瓶，上面用玻璃片盖着，玻璃片有光滑和粗糙的一面，应该用粗糙的一面盖住集气瓶，防止滑落。用来收集气体。

试管夹。用来夹试管。

水槽。

导管。很多种玻璃管，用来导气体等。

药勺/药匙。药匙，舀一些固体物质、粉末。

漏斗。加液体不易洒水。

长颈漏斗。

分液漏斗。有一个活塞，控制液体流下。

单孔塞、双孔塞。

蒸发皿。用来蒸发一些东西。

坩埚钳。用来钳干锅的。

坩埚。

左边叫细口瓶（用来装液体），右边叫广口瓶（用来装固体）。

实验基本操作 ​

将试管平方，通过药勺将药品慢慢伸入试管底部，然后慢慢竖直试管。

如果没有药勺，可以使用纸槽代替。

试剂瓶里取液体直接倾倒，只是注意盖子应倒放，且瓶子标签应朝向掌心。

往量筒里加液体。读量筒时，视线与凹液面最低处齐平。

加少量液体，使用胶头滴管。在吸取液体前，先在瓶外轻轻捏一下胶头。

滴液体时，滴管应该悬空，而不应该伸入试管。应该伸入试管可能不小心碰到试管，造成污染。

滴完药品后，要清洗滴管。清洗万后要竖直放置，不能平放、倒放，防止液体流到胶头里造成腐蚀。

滴瓶的滴管用完直接放回就行，因为那个胶头滴管是专用的。

酒精灯里的酒精不能超过 23，点燃一般用火柴，不能用另一个燃着的酒精灯。

用灯帽去盖灭。

外焰温度最高，一般用外焰加热。

试管夹夹到试管口往下 13 处。

加热烧杯要用垫石棉网，使受热均匀。

仪器该怎么连接？

比如导管要连接到单孔塞里去，直接插进去可能很难，可以先将管子湿润一下再旋进去。

比如导管要连接橡胶管，先湿润一下玻璃管，然后旋进去。

连接好试管后，要检验气密性。将导管放入带有水的烧杯里，然后手握住试管，气密性好的话就可以观察到导管口处有气泡冒出。

手放开试管，待温度冷却，导管处能形成稳定液柱，就能证明装置气密性是好的。

试验完后要对试管进行洗涤，可以使用试管刷多刷几遍。

直到试管内不聚成小水滴，也不成股流下，就说明洗干净了。

空气 ​

空气中，

氧气的体积占比：21%

氮气的体积占比：78%

其它气体：二氧化碳、稀有气体（氦 He 氖 Ne 氩 Ar 氪氙氡）（以前以为稀有气体很少，很难找出来，所以叫稀有气体）、污染物（CO,SO2,NO2,NO,O3 氨气）、水、颗粒物（PM2.5、PM10）

TIP

空气的平均相对分子质量为 29

氧气 ​

氧气 O2

物理性质：无色、无味，常温下气态。密度 ρO2>ρ空气

化学性质：比较活泼（比较容易与其他一些物质发生反应）。助燃。供给呼吸。

氮气 ​

氮气 N2

物理性质：无色、无味，常温下气态。密度 ρN2≈ρ空气。难溶于水。

化学性质：很稳定（据此可以用作食品保护气，灯丝保护气），用来自作氮肥。

二氧化碳 ​

物理性质：无色、无味、常温下气态。$密度 ρCO2>ρ空气，可溶于水。

化学性质：不支持燃烧、不可燃。用来灭火。

稀有气体（氦氖氩） ​

物理性质：无色、无味，气态。密度 ρHe<ρ空气（以此用来制作氦气球）。制作霓虹灯。

化学性质：非常稳定（被称为惰性气体，也可做保护气）

不用氢气球，是因为它容易爆炸，太危险。

红璘燃烧测定氧气含量 ​

空气中氧气 21%≈15

简单实验测量氧气含量。

氧气（O2）助燃，红磷（P）可燃烧。

下图中，左边的是集气瓶，下面放了一些水。上方的空气部分分为了 5 等分。

点燃红磷，然后迅速把塞子塞上。

红磷燃烧，产生大量白烟（白色固体颗粒）。

红磷+氧气→点燃五氧化二磷

4P+5OA2→点燃2PA2OA5

TIP

  • 要有过量红磷。

  • 等温度冷却后再打开止水夹。

  • 五氧化二磷有剧毒。

  • 不能用 C，因为生成了气体。

历史上测定氧气含量 ​

拉瓦锡是第一位测量了空气中的氧气含量的科学家。也是他命名了氧气的名称 O2。

测量装置：

曲颈甑里放着液态水银（水银有剧毒）。

火炉加热，汞和氧气就会生成红色固体状的氧化汞。

汞+氧气→加热氧化汞

接着加强热，氧化汞又变为银白色的液体。

氧化汞→加强热汞+氧气

深入学习氧气 ​

氧气在特别低的温度（负 100 多度）就会变为液态，呈淡蓝色。

更低温度就会变为液态。

氧气是助燃物质，支持呼吸。

通过实验了解氧气的助燃性：

木炭在空气中燃烧发出红色的光，放入纯氧中会燃烧起来，发出白光。

木炭+氧气→点燃二氧化碳

将铁丝在空气中加热，只会使之变红。将其放入纯氧中，铁丝会剧烈的燃烧起来，火星四射，放热，产生黑色固体。

瓶里放一些水或沙子是为了防止掉落物使瓶底炸裂。

铁+氧气→点燃四氧化三铁

再看看硫的燃烧。

硫本身是黄色的固体。将其放在空气中燃烧，会发现有淡蓝色的火焰，放热。如果放入纯氧中燃烧，会发现有蓝紫色火焰，放热。

硫+氧气→点燃二氧化碳

S+OA2→点燃SOA2

最后，硫、铁、磷、木炭、木条、汞（水银）都能和氧气发生反应，因此得出氧气比较活泼。

氧化反应与化合反应 ​

之前我们学习了一些物质和氧气的反应：

红磷+氧气→点燃五氧化二磷

铁+氧气→点燃四氧化三铁

硫+氧气→点燃二氧化硫

木炭+氧气→点燃二氧化碳

汞+氧气⟶[加热]氧化汞

我们观察上面的化学反应，可以发现都是和氧气反应。

于是我们把与氧气作用发生的反应叫做氧化反应。

氧气因为能和其他物质发生反应，所以我们称氧气有氧化性。

除了上面的氧化反应，还有些反应也是氧化反应：

动植物的呼吸、食物腐烂、酿酒酿醋、农家肥腐熟。

接下来说说化合反应：

多种物质（两种及以上）反应⟶一种物质 这种类型的反应我们称为化合反应。

化合反应是 4 大反应基本类型之一。

高锰酸钾制取氧气 ​

这里介绍下黑紫色固体，高锰酸钾。可溶于水，变成紫红色液体。

高锰酸钾加热就能生成氧气。

高锰酸钾→加热氧气+锰酸钾+二氧化锰

实验仪器：

实验步骤：

1 连接装置

2 检查气密性

3 装药品

试管口处塞棉花是为了防止高锰酸钾粉末进入导管，进而造成堵塞。

4 固定铁架台。注意试管倾斜向下，因为我们在加热一些固体的时候，常常会有一些水蒸气飘出，然后在试管口处形成冷凝的液滴，如果试管倾斜向上，冷的小液滴就会回流，造成试管底部热胀冷缩，试管炸裂。所以试管倾斜向下液体就不会回流了，

所以我们加热固体试管都要倾斜向下，以防止冷凝水回流使试管炸裂。

5 点燃酒精灯

6 收集氧气（排水法，氧气不易溶于水，不与水反应）

7 收集好后，先移。否则可能导致水槽的水倒流进试管，造成试管炸裂。

8 盖灭酒精灯。

连，查装定点收移熄。

收集气体的方法 ​

如果一个气体不易溶于水，不与水反应，就可以使用排水法（也叫排水集气法）来收集。

除了排水法，还有可以用下图右边的装置来收集气体。

右图是一个集气瓶，用玻璃片盖着（玻璃片是用磨砂的一面盖着瓶口的，这样就不易滑落），然后导管伸入集气瓶底部。

这种装置用于收集密度比空气密度大、不与空气反应的气体。

这种方法叫向上排空气法。

将瓶子倒过来，就叫向下排空气法。针对的是密度比空气小的气体。比如氢气就是采用此方法收集的。

向上排空气法和向下排空气法统称排空气法。可以使用上图的右边的装置（排水法也可以使用此装置）。

如果是排水法，都从短管进。

优缺点：

排水法收集的气体比较纯净。

排空气法收集的气体没那么纯净。

排空气法收集的气体比排水法的干燥。

实验室制取氧气的三种方法 ​

物理性质有可能发生变化。

一、方法一，高锰酸钾制取氧气

高锰酸钾→加热氧气+锰酸钾+二氧化锰

二、方法二，双氧水制取氧气

双氧水（过氧化氢水溶液）→二氧化锰氧气+水

在这里二氧化锰作为催化剂使用，催化剂可以加快反应速率，它反应前后质量不变， 化学性质不变，参与了反应。但是物理性质可能发生改变，比如由大块颗粒变成粉末状。

二氧化锰⟶物质 x⟶二氧化锰

二氧化锰为黑色固体，难溶于水。

三、方法三，氯酸钾制取氧气。

氯酸钾→加热二氧化锰氧气+氯化钾

上面三种反应可以发现都是一种物质反应生成了多种物质，成为分解反应。

目前我们已经学习了化学的四大基本反应的化合反应、分解反应。

过氧化氢制取氧气 ​

验氧：带火星的木条放入瓶内，复燃说明是氧气。

验慢：带火星的木条放到瓶口，如果复燃说明氧气满了。

发生装置 ​

固固加热型装置：

固液不加热型装置 1（长颈漏斗）：

管口需要被液体封住。

验证气密性：关闭止水夹，继续加水，形成稳定液柱时说明气密性好。

固液不加热型装置 2（分液漏斗）：

管口不需要被液体封住。

验证气密性：导管另一端放入水槽中，给锥心瓶微热一下，检查是否有气泡冒出。

固液不加热型装置 3：

可以控制反应速率，节约药品。

验证气密性：堵住导管，往后拉注射器，注射器返回原位，气密性好。

固液不加热型装置 4：

固液不加热型装置 5：

工业制取氧气 ​

工业上不用实验室的方法制取氧气，因为它们的成本太高了。

空气→加压降温液态空气→升温液态氧

物理变化：分离液态空气法。

利用氧气的沸点比氮气高来制取氧气。

构成物质的微粒 ​

分子的 3 个特点 ​

1 不断地做无规则运动。

比如，炒菜，有香味。

晒衣服，衣服的水分子在做无规则运动。

我们还可以做一个实验来验证分子在做无规则运动。

有一个试管里，放着氨气的水溶液。然后往试管里加酚酞，液体会变为红色。

然后我们在一个小烧杯里放酚酞，一个小烧杯里放浓氨水，再用一个大烧杯盖住，过一段时间会发现酚酞变红了。

原因是氨气分子运动到了酚酞里。

2 分子间有间隙

3 分子的体积非常小。

分子的物理变化与化学变化 ​

化学变化：分子的种类发生了变化。但是原子种类没有发生变化。

原子的介绍 ​

原子是化学变化中最小的微粒。

分子构成的物质中，分子是保持化学性质的最小微粒。

原子由质子、电子、中子构成。

电子带一个单位的负电荷；质子带一个单位的正电荷；中子不带电呈电中性。

电子数等于质子数；核电荷数等于电子带的电荷数。

原子不带电（电中性）。

相对原子质量 ​

原子由：质子、中子（构成原子核）、电子组成。

2.66×10−26kg 氧原子：8 个质子，8 个电子；

1.993×10−26kg 碳原子：6 个质子，6 个电子；

1.67×10−27kg 氧原子：1 个质子，1 个电子；

不同的质子数、中子数导致质量不一样。

每个原子的质量都非常小，直接写它们的质量数值是非常不方便的。

于是我们可以用一个新的物理量来表示它们，叫相对原子质量。

比如说氧原子的相对原子质量 =m(氧原子)112m(碳原子)=1

氧原子的相对原子质量 =m(氧原子)112m(碳原子)=16

（这里的碳原子必须是 6 个质子，6 个中子，称为碳 12，12C 是自然界中含量最多的 C 元素）

据此方法，就可以得出其他的比如氮原子、磷原子、铁原子的相对原子质量了。

并且，中子和质子的相对原子质量大致相等。

m(中子)≈m(质子)≈1

相对原子质量不用记，一般题目会告诉。

相对原子质量没有单位。

元素 ​

元素：含有相同质子数（核电荷数）的一类原子的总称。

比如，

氧原子有 8 个质子数，含有 8 个质子数的这一类原子称为氧元素。

氢原子有 1 个质子数，含有 1 个质子数的这一类原子称为氢元素。

地球上总共有（包括人工合成）118 种元素。

我们大概只需要背图中中的前 20 种元素还有画圈的元素。

原子表示与元素分布 ​

原子表示：

2 个氢原子：2H

3 个钙原子：3Ca

地壳中的元素含量分布：

从大到小：O,  Si,  Al,  Fe,  Ca

氧硅铝铁钙。

人体中含量最多的 4 种元素：O,  C,  H,  N（氧碳氢氮）

元素周期表 ​

元素周期表一共分为了 18 列，7 行。

列我们一般称它为族。

原子序数也代表了它的质子数，元素周期表就是按照质子数排的。

相对原子质量也不一定是整数，只是我们平常为了计算取整数。

原子的电子排布和原子结构示意图 ​

电子排布：分层排布。

比如氧原子的电子排布：

排布规则：

  1. 第一层：最多排 2 个电子
  2. 第二层：最多排 8 个电子
  3. 第外层：最多排 8 个电子
  4. 倒数第二层：最多排 18 个电子

比如钠原子的结构示意图：

下面是需要背的原子示意图：

原子结构示意图与离子 ​

原子的最外层电子层容易得失电子。这与化学性质密切相关。

得失电子后形成的微粒，都可以叫离子。

比如钠离子：

镁离子：

最外层电子

  • < 4 个时，易失去电子
  • > 4 个时，易得到电子
  • = 4 个时，比较稳定
  • = 8 个时，不易得失电子，稳定
  • 只有一层，有 2 个电子，不易得失电子，稳定

小练习：

下列四种原子，哪些是同元素？哪些的化学性质相似？

答：原子序数相同的是同元素。最外层电子数都是 8 的都比较稳定，化学性质都比较相似。

比如钠离子 Na+ 和氖 Ne 的化学性质都非常稳定，不易与其他物质发生反应。

离子构成物质 ​

生活中有许多物质是由离子构成的，比如食盐（钠离子 + 氯离子 NaCl）。

由原子构成的物质大多是金属。

由分子构成的物质，比如气体、水。

由离子构成的物质，比如氯化钠。

水与水资源 ​

水：无色、无味，液态。ρ(水)=1g/cm3

沸点：100∘C，凝固点：0∘C

含水量：

导致可利用水更少：

保护水资源：

  1. 使用新工艺，减少污水产生
  2. 污水处理后排放
  3. 水的循环利用、重复利用
  4. 合力施肥、合力施药
  5. 喷灌、滴灌
  6. 节约用水

自来水厂的净水过程 ​

一般使用明矾（一种含有铝的物质）作为絮凝剂，进行絮凝沉淀杂质。

活性炭（注意没有石字旁）。它疏松多孔，有吸附性，能吸附色素和异味。

投药消毒，往往使用含氯的物质。

过滤 ​

折叠的纸有厚壁、薄壁。

使用玻璃棒进行引流。

玻璃棒要抵着滤纸的厚壁一端，不容易被水冲破。

滤纸上端不能超过漏斗上端。

倒下来液体的液面不能超过滤纸上端。

漏斗低端紧贴烧杯壁，防止溅出去。

硬水与软水 ​

自来水：含有可溶物钙、镁的化合物。

如果这些化合物含量多，就称自来水为硬水，会损害人体健康、损害机器设备。

如果这些化合物含量少，就称自来水为软水。

如何鉴别软水硬水呢？使用肥皂。

往水里加肥皂，然后搅一搅。如果

  • 起泡多，少浮渣，说明是软水
  • 起泡少，多浮渣，说明是硬水

将硬水变为软水的方法：

  1. 将硬水煮沸。会发现瓶底有一些水垢，其实就是钙镁化合物。
  2. 蒸馏

蒸馏 ​

冷水从下进，从上出。

氢气 ​

氢气（H2）：无色、无味，气态。ρ(H2)<ρ(空气)，难溶于水，可使用排水法、向下排空气法收集。

化学性质：可燃，有还原性。

氢气+氧气→点燃水

但是在氢气燃烧之前，我们一般需要对氢气进行一个验纯操作。

如果事先是不纯的，燃烧容易发生爆炸；如果事先是纯的，那么在空气中点燃就不会发生爆炸。（氢气与氧气以一定比例混合，燃烧会发生爆炸。）

验纯：

如果听到尖锐爆鸣声，说明氢气不纯；

如果听到了轻微的声音，说明氢气是纯的，接下来就可以点燃了。

纯的氢气会在空气中安静的燃烧，火焰是淡蓝色的，要求罩着的烧杯事先是干燥的，燃烧后会发现烧杯的上方会形成一颗颗的小水珠。放出热量。

水的成分 ​

氢气+氧气→点燃水

水→通电氧气+氢气

实验装置：

物质的简单分类 ​

水 H2O、氢气 H2、氧气 O2、五氧化二磷 P2O5、高锰酸钾 KMnO4、氮气 N2、 二氧化碳 CO2、四氧化三铁 Fe3O4、二氧化硫 SO2……

单质：有一种元素组成的纯净物。

化合物：两种及以上的元素组成的物质。

氧化物（属于化合物）：两种元素组成，一种是氧元素。

化学式 ​

化学式：用化学符号表示的一些物质。比如水 H2O，氧气 O2，氯化钠 NaCl

注意事项：

一、由原子组成的物质，直接用元素符号表示

Fe,Cu,Na,Hg,C,Si 以及 S,P（高中时会将，S,P 不是单纯的由原子构成，而是由分子构成。因为结构太复杂，用分子式表示不方便，所以仍用元素表示）

二、对于化合物

一般金属元素写前面，非金属元素写后面，比如 NaCl。而念法反过来，从后面念到前面，中间加一个化字。

高锰酸钾 KMnO4，为什么念酸，不念化？后面讲。

三、氧化物，氧写在后面

二氧化碳 CO2

五氧化二磷 P2O5

四氧化三铁 Fe3O4

三氧化二铁（氧化铁） Fe2O3

氧化亚铁 FeO

化合价与化学式 ​

在化合物中，

一价钾钠氯氢银（氯元素写的都是 -1 价，其它元素写的都是 +1 价）

硝酸根负一价，（硝酸根是由氮元素、氧元素构成的一个原子团 NO3−，在化学变化中是当作一个整体来变化的）

规则：化合物中，化合价之和为 0。

一般正价写前面，负价写后面。比如 H+1Cl−1

质量守恒定律 ​

大量实验证明，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。这个规律就叫做质量守恒定律

例如红磷与氧气燃烧的实验，磷+氧气→点燃五氧化二磷，来验证参加反应的氧气和磷的质量是否会等于生成的五氧化二磷的质量。

首先我们会用到一个实验装置：托盘天平，然后还用到锥形瓶，里面放着红磷，还插着玻璃管，要伸进来靠着红磷。玻璃管上面还套了一个气球，目的是为了白烟跑出去。

实验过程：

燃烧之前先称量一下红磷，记录质量 m1；

然后打开连着玻璃管的橡胶塞，将玻璃管底部烧热，然后再插进玻璃管，由于玻璃管底部温度较高，就会把红磷点燃。

等到反应过后一段时间，冷却后，再将锥心瓶放到托盘天平上面来。得到质量 m2。

我们会发现 m1=m2

  • 左物右砝码
  • 锥心瓶、砝码下垫纸
  • 套气球是为了释放压力，防止压强过大爆炸。

接下来我们再做一个实验：

我们将一个金属条即镁条（银白色金属）先用砂纸将表面打磨一下把杂质除掉，除掉之后称量一下镁条的质量 m1

然后将镁条在空气中燃烧，现象：有耀眼的白光，有白色固体生成，放出热量。

反应过后，称量所有燃烧得到的白色固体 m2，会发现

m2>m1。

这是因为我们第一次没有测到氧气的质量。

镁+氧气→点燃氧化镁

化学方程式 ​

比如

碳+氧气→点燃二氧化碳 文字表达式

改写为化学方程式，箭头符号变为长等号。

C+OA2 =点燃  CO2

除此之外，还有其他要求：

  1. 反应物没有气体，生成物有气体，气体要打 ↑

比如 Fe+H2SO4=       H2↑+FeSO4

  1. 反应物没有沉淀，生成物有沉淀，沉淀要打 ↓ 符号

比如 CO2+Ca(OH)2=       CaCO3↓+H2O

反应条件常有：点燃、加热（也可用 Δ 符号表示）、高温、催化剂、高压

碳 ​

木炭：

木炭就是木头不完全燃烧生成的物质。木炭是混合物，没有石字旁。

活性炭：

活性炭具有吸附色素与异味的功能。

为什么具有这样的功能呢？因为活性炭疏松多孔……

活性炭是经过木炭特殊处理后得来的。

炭黑：

由煤烟、松木烟组成，混合物。

焦炭：

焦炭由煤隔绝空气加热后制得，含有大量的 C 单质。

钻石是碳单质，可以直接用符号 C 来表示。

金刚石就是钻石，金刚石经过形状的加工放到商店里，贴上钻石的标签。

金刚石是自然界最硬的物质，不导电。

石墨也是碳单质 C 构成的：

石墨是灰黑色固体，有金属光泽，有滑腻性，质地柔软，有导电性。

导致金刚石和石墨如此不同的物理性质的原因，是原子的排列方式不同。

金刚石的原子排列方式图（立体的空间网状结构）：

石墨的原子排列方式（片状结构）：

由于 C 原子的排列顺序不同，C 原子构成的其他物质：

碳纳米管：

把石墨的一层拿出来，构成石墨烯：

C60 碳 60，又称足球烯：

以上这些金刚石、石墨等都不是同种物质，但是都是 C 单质，都是纯净物。因为他们的原子排列方式不同。

碳的化学性质 ​

C 的化学性质：

  1. 常温下不活泼
  2. 在点燃的情况下，可以与氧气发生反应，生成 CO2 或 CO

C+O2=    CO2（氧气过量）

2C+O2=    2CO （氧气不足）

  1. 在高温下与某些物质反应，比如高温下 CuO 与 C 反应，Fe2O3、CO2 与 C 反应

2CuO黑色固体+C=高温2Cu紫红色固体+CO2

Fe2O3红棕色固体+C=高温4Fe黑色+3CO2

CO2+C=高温2CO

这些反应体现了 C 的还原性（化合价升高，失去电子）。

TIP

Fe2O3 直接念做氧化铁。FeO 念做氧化亚铁。

Fe2O3 和 FeO 一般在铁矿石中找到。所以可以使用 C 来冶炼金属 Fe。

接下来我们做一下 C 跟氧化铜反应的实验。

实验装置：

酒精灯用铁丝网罩住，为了制造高温环境。或者使用酒精喷灯。

发现现象：黑色固体变成了红色固体，澄清石灰水变混浊。

实验室制取二氧化碳 ​

需要使用的物质：

  1. 碳酸钙 CaCO3
  2. 盐酸（HCl 溶于水形成的溶液）

反应方程式：

CaCO3+HCl=    CaCl2+H2CO3

CaCO3+HCl=    CaCl2+H2O+CO2↑

TIP

  • 可以在很多地方里找到碳酸钙物质，比如石灰石、大理石。（石灰石、大理石都是混合物）
  • 碳酸 H2CO3 很不稳定，容易分解为 H2O+CO2↑

实验装置：

验证是否为 CO2：

只能用澄清石灰水，不可用燃着的木条放在瓶口。因为其他气体如氮气也可能是木条熄灭。

验证气体是否满：

验满可以使用燃着的木条放到瓶口。

TIP

CO2 的相对分子质量 =12+16×2=44>29，空气的平均相对分子质量为 29，所以可以使用向上排空气法。

不使用排水法，因为 CO2 可以水发生反应，CO2 可溶于水。

二氧化碳的性质 ​

物理性质：

二氧化碳 CO2 是一种无色无味的气体，ρ(CO2)>ρ(空气)，可溶于水。

干冰是 CO2 的固态形式，易升华，带走热量使周围环境温度降低，可以用来做灭火器。

化学性质：

一、与水反应：CO2+H2O=    H2CO3

可以反着写，因为碳酸不稳定，易分解为 CO2 和 水。 比如碳酸饮料里含有大量碳酸，如果你使劲摇，那么碳酸就会分解产生大量 CO2 气体，开瓶的时候汽水就会充出来！

H2CO3=    CO2↑+H2O

二、与澄清石灰水反应：

CO2+Ca(OH)2=    CaCO3↓+H2O

三、不可燃，不助燃。（所以可用来灭火）

实验

  • 干冰：易升华，带走热量使周围环境温度降低，使周边的水蒸气凝结成小液滴。
  • CO2 密度：下面的蜡烛比上面的先熄灭。（助燃性、密度验证）
  • CO2 溶于水验证：将水倒入装有 CO2 的瓶子里，拧紧瓶盖，然后震荡一下，会发现瓶子变瘪。

因为水里一点 CO2 都没有或者说很少，导致 CO2 溶进了一部分水。

这个实验只能验证 CO2 溶与水，但不能验证 CO2 与发生反应。

  • 验证 CO2 与水发生反应：

首先我们需要使用到试剂紫色石蕊溶液。用紫色石蕊溶液浸泡一朵纸花，然后将其干燥。

（1）如果我们用稀醋酸喷到干燥的石蕊花朵上，会发现花朵变红。说明酸性物质使石蕊变红。

（2）如果我们用水喷到干燥的石蕊花朵上，会发现花朵不变红。说明水不会使石蕊变红。

（3）如果我们直接将石蕊花朵放入 CO2 中，会发现花朵不变红。说明 CO2 不是酸性物质。

（4）如果我们用水喷到干燥的石蕊花朵上，然后将石蕊花朵放入 CO2 中，会发现花朵变红，说明 CO2 与水结合生成了酸性物质。

二氧化碳的作用与危害 ​

用途：

  1. 光合作用
  2. 用作化工原料（用来制取碳酸钠）
  3. 可以用来灭火（但是不能用来灭活泼金属的失火，因为它们也会和 CO2 反应） 保护书籍，灭漏电导致的火灾（二氧化碳不导电）
  4. 制作气体肥料：大棚里充二氧化碳，促进光合作用。
  5. 自作舞台效果。
  6. 制造碳酸饮料

危害：

无毒，不是污染物。

CO2 在大气中含量过多，会导致温室效应，进而导致全球气候变暖。

一氧化碳的性质 ​

  1. 无色，无味的气体，ρ(CO)≈ρ(空气)，难溶于水（排水法）。
  2. 有剧毒（与血红蛋白结合），可燃

CO+O2=    2CO2

燃烧的条件 ​

磷加氧气燃烧：

4P+5O2=点燃2P2O5

燃烧条件：

  • 可燃物
  • 助燃剂
  • 温度达到可燃物可燃点

红磷着火点：240°C

白磷着火点：40°C。

TIP

白磷和红磷的区别是在于着火点和毒性，白磷着火点低于红磷。

白磷一般会在 40℃左右燃烧，而红磷要在 240℃左右才能燃烧；白磷有剧毒，而红磷几乎无毒。

白磷在隔绝空气时加热至 260℃转化为红磷，红磷在隔绝空气时加热至 416℃升华凝结转换为白磷。白磷分子为正四面体结构，而红磷分子为链状结构。

实验：

烧杯上放一个铜板，铜导热性较好。

  • 水里的白磷不燃烧（因为没有助燃剂）
  • 铜板上的白磷燃烧
  • 红磷不燃烧

如果通氧气，此时在水中的白磷燃烧。

灭火原理 ​

  1. 把温度降低到可燃物的着火点以下（比如吹灭蜡烛、用水灭火、液态二氧化碳，升华带走大量热量）
  2. 隔绝空气（油锅盖住，灯帽盖灭酒精灯）
  3. 清除可燃物

灭火器：

  1. 干粉灭火器（成分为粉末，附着在可燃物表面，隔绝空气）
  2. 液态 CO2 灭火器
  3. 水基型灭火器（泡沫灭火器）：针对普通火灾

燃料 ​

化石燃料：煤、石油、天然气。

它们燃烧产生污染：SO2，导致酸雨；产生氮氧化物 NO,NO2；产生颗粒物 C。

天然气的主要成分：甲烷 CH4

CH4+2O2=    CO2+2H2O 浅蓝色火焰。

这些气体燃烧需要先验纯，否则可能会发生爆炸。

TIP

有机物：含 C 的化合物。除去 CO,CO2,H2CO3,CaCO3...

可燃冰是甲烷外包裹着水。

H2,CO 是水煤气的成分。

实验室制取氢气 ​

H2SO4+Zn=    H2↑+ZnSO4

也可以用这个实验装置：

酒精的介绍 ​

酒精化学式可以写为 C2H5OH

物理性质：无色，液体，有酒香味，有挥发性，与水任意比例互溶。

化学性质：可燃。

C2H5OH+O2=点燃2CO2+3H2O

化学方程式汇总 ​

实验室制 CO2：

CaCOA3+2HCl =     CaClA2+COA2↑+HA2O

工业制 CO2：

CaCOA3大理石/石灰石 =高温 CaO+COA2↑

TIP

CaO 氧化钙我们叫做生石灰，白色固体。

CaO 与水反应生成大量热，生成 Ca(OH)2

CaO+HA2O =     Ca(OH)A2

Ca(OH)2 我们叫做熟石灰。

化合反应：

{4P+5O2=点燃2P2O5  红磷燃烧，产生白烟，五氧化二磷有剧毒。C+O2=点燃CO22C+O2=点燃2CO  不完全燃烧2CO+O2=点燃2CO2S+O2=点燃SO22Mg+O2=    2MgO  不用点燃，也能发生反应2Mg+O2=点燃2MgO  发出耀眼白光3Fe+2O2=点燃Fe3O4  只有在纯氧中才能燃烧2H2+O2=点燃2H2OCH4+2O2=点燃CO2+2H2O2Hg+O2=Δ2HgO2HgO=Δ2Hg+O2↑2Cu+O2=Δ2CuO  紫红色固体变黑CO2+C=高温2COCO2+H2O=    H2CO3H2CO3=    CO2↑+H2O

实验室制取氧气的三个反应（都是分解反应）：

{2KMnOA4 =Δ KA2MnOA4+MnOA2+OA2↑2HA2OA2 =MnO2 2HA2O+OA2↑  MnO2作为催化剂2KClOA3 =MnO2 2KCl+3OA2↑

{2HA2O =通电 2HA2↑+OA2↑    工业制取氢气CaCOA3 =高温 CaO+COA2↑    工业制取CO2CuO+C =高温 Cu+COA2CuO+CO =Δ Cu+COA2CuO+HA2 =Δ Cu+HA2O2FeA2OA3+3C =高温 4Fe+3COA2FeA2OA3+3CO =高温 2Fe+3COA2FeA2OA3+3HA2 =高温 2Fe+2HA2OHA2O+C =高温 CO+HA2  前后都有气体，不用打气体符号；制取水煤气方法

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