初三化学水 空气 碳的化合物知识点总复习.doc

我们周围的空气 1、第一个对空气组成进行探究的化学家：拉瓦锡（第一个用天平进行定量分析）。 2、空气的成分和组成 空气成分 O2 N2 CO2 稀有气体 其它气体和杂质 体积分数 21% 78% 0.03% 0.94% 0.03% （1）空气中氧气含量的测定 a、可燃物要求：足量且产物是固体：选择红磷 b、装置要求：气密性良好 c、现象：有大量白烟产生，广口瓶内液面上升约1/5体积 d、结论：空气是混合物； O2约占1/5，可支持燃烧； N2约占4/5，不支持燃烧，也不能燃烧，难溶于水 e、探究： 液面上升小于1/5原因：装置漏气，红磷量不足，未冷却完全 能否用铁、铝代替红磷？不能 原因：铁、铝不能在空气中燃烧 能否用碳、硫代替红磷？不能 原因：产物是气体，不能产生压强差 （2）空气的污染及防治：对空气造成污染的主要是有害气体（CO、SO2、氮的氧化物）和烟尘等。目前计入空气污染指数的项目为CO、SO2、NO2、O3和可吸入颗粒物等。 （3）空气污染的危害、保护： 危害：严重损害人体健康,影响作物生长,破坏生态平衡.全球气候变暖,臭氧层破坏和酸雨等 保护：加强大气质量监测，改善环境状况，使用清洁能源，工厂的废气经处理过后才能排放，积极植树、造林、种草等 （4）目前环境污染问题: 臭氧层破坏（氟里昂、氮的氧化物等） 温室效应（CO2、CH4等） 酸雨（NO2、SO2等） 白色污染（塑料垃圾等） 6.氧气 (1)氧气的化学性质：特有的性质：支持燃烧，供给呼吸 (2)氧气与下列物质反应现象 物质现象 碳 在空气中保持红热，在氧气中发出白光，产生使澄清石灰水变浑浊的气体 磷 产生大量白烟 硫 在空气中发出微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中发出明亮的蓝紫色火焰，产生有刺激性气味的气体 镁 发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体 铁 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(Fe3O4) 石蜡 在氧气中燃烧发出白光，瓶壁上有水珠生成，产生使澄清石灰水变浑浊的气体 铁、铝燃烧要在集气瓶底部放少量水或细砂的目的：防止溅落的高温熔化物炸裂瓶底 铁、铝在空气中不可燃烧。 (3)氧气的制备: 工业制氧气分离液态空气法（原理:氮气和氧气的沸点不同 物理变化） 实验室制氧气原理 2H2O2 MnO2 2H2O + O2 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 MnO2 2KCl+3O2 （4）气体制取与收集装置的选择 发生装置：固固加热型、固液不加热型 收集装置：根据物质的密度、溶解性 （5）制取氧气的操作步骤和注意点（以高锰酸钾制取氧气并用排水法收集为例） a、步骤：查装定点收移熄 b、注意点 试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流引起试管破裂 药品平铺在试管的底部：均匀受热 铁夹夹在离管口约1/3处 导管应稍露出橡皮塞：便于气体排出 试管口应放一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管 排水法收集时，待气泡均匀连续冒出时再收集（刚开始排出的是试管中的空气） 实验结束时，先移导管再熄灭酒精灯：防止水倒吸引起试管破裂 用排空气法收集气体时，导管伸到集气瓶底部 （6）氧气的验满：用带火星的木条放在集气瓶口 检验：用带火星的木条伸入集气瓶内 ，木条复燃。 7、催化剂（触媒）：在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学 性质在反应前后都没有发生变化的物质。（一变两不变） 催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。 8、常见气体的用途： 氧气： 供呼吸 （如潜水、医疗急救） 支持燃烧 （如燃料燃烧、炼钢、气焊） 氮气：惰性保护气（化性不活泼）、重要原料（硝酸、化肥）、液氮冷冻 稀有气体（He、Ne、Ar、Kr、Xe等的总称）： 保护气、电光源（通电发不同颜色的光）、激光技术 9、常见气体的检验方法 氧气：带火星的木条 二氧化碳：澄清的石灰水 氢气：将气体点燃，用干冷的烧杯罩在火焰上方； 或者，先通过灼热的氧化铜，再通过无水硫酸铜 9、氧化反应：物质与氧（氧元素）发生的化学反应。 剧烈氧化：燃烧 缓慢氧化：铁生锈、人的呼吸、事物腐烂、酒的酿造 共同点：都是氧化反应 都放热 注意点：收集气体的方法： 排水法：收集不溶或不易溶于水的气体，如O2 H2 CH4 CO等。 排水法收集的气体较纯 向上排气法：收集比空气密度大的（相对分子质量大于29）气体，如CO2 ，O2 ，HCl 向下排气法：收集比空气密度小的（相对分子质量小于29）气体，如H2 ，CH4 ，NH33. 实验结束时，应先把导管从石灰水里移开，然后再停止加热（防止石灰水倒吸入试管，导致热的试管破裂。4向上排气法收集氧气验满方法：用带火星的木条放在集气瓶 口，木条复燃5. 鉴别氧气的方法：用带火星的木条气体里，木条复燃，证明气体是氧气。6检验二氧化碳的试剂：澄清的石灰水；实验现象：澄清的石灰水变浑浊。7氢气还原氧化铜实验注意事项：“酒精灯迟到早退”，即开始时要先通入氢气后加热（目的是排净管内空气，防止氢气与管内空气混合受热发生爆炸）；实验结束时要先停止加热，继续通入氢气至试管冷却（防止生成的铜受热被氧化成CuO）8.做可燃性气体的实验时，要特别注意安全，点燃可燃性气体（氢气、甲烷和CO等）前， 都一定要先检验气体的纯度。这些气体与空气混合点燃都可能发生爆炸。9.可燃性气体的验纯方法：用排水法收集一小试管的气体，用大拇指摁住管口移近火焰， 若 听到尖锐的爆鸣声，则气体不纯；听到轻微的“噗”的一声，则气体已纯。10干燥剂：除去含水物质中的水份（特别是除去气体里的水蒸气）的物质。 常用的干燥剂有：呈液体浓硫酸；呈碱性的氢氧化钠固体、生石灰（氧化钙）、碱石灰。 注意：干燥剂不能跟待干燥的物质反应。氢氧化钠、生石灰和碱石灰都不能干燥二氧化碳、二氧化硫、氯化氢等酸性气体。 浓硫酸不能干燥碱性的氨气（3 ），能干燥其他气体。氢气的干燥和除杂质：实验室制得的氢气里常含有水蒸气和酸雾，可选用碱石灰、氢氧化钠 把水和酸雾同时除去。见图中常用的干燥和除杂质装置：除水的装置接在其他除杂质的装置之后；证明有水的装置则要在证明有其他物质的前面。 气体进出要求：长管进短管出 大头进小头出自然界的水 一、水 1、水的组成： （1）电解水的实验 A.装置水电解器 B.电源种类-直流电 C.加入硫酸或氢氧化钠的目的-增强水的导电性 D.化学反应： 2H2O= 2H2+ O2 产生位置 负极 正极 体积比： 2 ：1 质量比： 1 ：8 F.检验：O2-出气口置一根带火星的木条-木条复燃 H2-出气口置一根燃着的木条-气体燃烧，产生淡蓝色的火焰 （2）结论： 水是由氢、氧元素组成的。 一个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。 化学变化中，分子可分而原子不可分。 例：根据水的化学式H2O，你能读到的信息 化学式的含义 H2O 表示一种物质 水这种物质 表示这种物质的组成 水是由氢元素和氧元素组成的 表示这种物质的一个分子 一个水分子 表示这种物质的一个分子的构成 一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的 2、水的化学性质 （1）通电分解 2H2O= 2H2+O2 （2）水可遇某些氧化物反应生成碱（可溶性碱），例如：H2O + CaO=Ca(OH)2 （3）水可遇某些氧化物反应生成酸，例如：H2O + CO2=H2CO3 3、水的污染： （1）水资源 A地球表面71%被水覆盖，但供人类利用的淡水小于 1% B海洋是地球上最大的储水库。海水中含有80多种元素。海水中含量最多的物质是 H2O ，最多的金属元素是 Na ，最多的元素是 O 。 C我国水资源的状况分布不均，人均量少 。 （2）水污染 A、水污染物：工业“三废”（废渣、废液、废气）；农药、化肥的不合理施用 生活污水的任意排放 B、防止水污染：工业三废要经处理达标排放、提倡零排放；生活污水要集中处理达标排放、提倡零排放；合理施用农药、化肥，提倡使用农家肥；加强水质监测。 （3）爱护水资源：节约用水，防止水体污染 4、水的净化 （1）水的净化效果由低到高的是 静置、吸附、过滤、蒸馏（均为 物理 方法），其中净化效果最好的操作是 蒸馏；既有过滤作用又有吸附作用的净水剂是活性炭。 （2）硬水与软水 A.定义 硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水； 软水是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。 B鉴别方法：用肥皂水，有浮渣产生或泡沫较少的是硬水，泡沫较多的是软水 C硬水软化的方法：蒸馏、煮沸 D长期使用硬水的坏处：浪费肥皂，洗不干净衣服；锅炉容易结成水垢，不仅浪费燃料，还易使管道变形甚至引起锅炉爆炸。 、其他 （） 水是最常见的一种溶剂，是相对分子质量最小的氧化物。 （） 水的检验：用无水硫酸铜，若由白色变为蓝色，说明有水存在；CuSO4+5H2O = CuSO4。5H2O 水的吸收：常用浓硫酸、生石灰、固体氢氧化钠、铁粉。 二、氢气H2 1、物理性质：密度最小的气体（向下排空气法）；难溶于水（排水法） 2、化学性质： （） 可燃性（用途：高能燃料；氢氧焰焊接，切割金属） 2H2+O2=2H2O 点燃前，要验纯（方法？） 现象：发出淡蓝色火焰，放出热量，有水珠产生 （） 还原性（用途：冶炼金属） H2 CuO = Cu + H2O氢气“早出晚归” 现象：黑色粉末变红色，试管口有水珠生成 （小结：既有可燃性，又有还原性的物质H2、C、CO） 、氢气的实验室制法 原理：Zn + H2SO4 = ZnSO4 +H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 +H2 不可用浓盐酸的原因 浓盐酸有强挥发性 ； 不可用浓硫酸或硝酸的原因 浓硫酸和硝酸有强氧化性 。 、氢能源三大优点: 无污染、放热量高、来源广 碳和碳的氧化物 一、碳的几种单质 1、金刚石（C）是自然界中最硬的物质，可用于制钻石、刻划玻璃、钻探机的钻头等。 2、石墨（C）是最软的矿物之一，有优良的导电性，润滑性。可用于制铅笔芯、干电池的电极、电车的滑块等 金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子的排列不同。 CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。 3、无定形碳：由石墨的微小晶体和少量杂质构成.主要有:焦炭,木炭,活性炭,炭黑等. 活性炭、木炭具有强烈的吸附性，焦炭用于冶铁，炭黑加到橡胶里能够增加轮胎的耐磨性。 二、.单质碳的化学性质: 单质碳的物理性质各异,而各种单质碳的化学性质却完全相同! 1、常温下的稳定性强 2、可燃性: 完全燃烧(氧气充足),生成CO2 : C+O2点燃CO2 不完全燃烧 (氧气不充足),生成CO：2C+O2点燃2CO 3、还原性：2Fe2O3+3C高温4Fe+3CO2 C+2CuO 高温 2Cu+CO2 （置换反应） 应用：冶金工业 现象：黑色粉末逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。 试验注意事项:试管口略向下倾斜（防止因加热时生成的水蒸气至管口冷凝成水滴 而倒流，使试管破裂）；实验结束时，应先把导管从石灰水里移开，然后再熄灭酒精灯（防 止石灰水倒吸入试管，导致热的试管破裂。） 木炭高温下还原氧化铁 3C 2Fe2 O34Fe 3CO2 ( 氢气跟不反应) 高温条件下碳还原二氧化碳生成一氧化碳 C CO22CO 一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳 2COO2 2CO2 三、二氧化碳的制法 1、实验室制取气体的思路：（原理、装置、检验） （1）发生装置：由反应物状态及反应条件决定： 反应物是固体，需加热，制气体时则用高锰酸钾制O2的发生装置。 反应物是固体与液体，不需要加热，制气体时则用制H2的发生装置。 （2）收集方法：气体的密度及溶解性决定： 难溶于水用排水法收集 CO只能用排水法 密度比空气大用向上排空气法 CO2只能用向上排空气法 密度比空气小用向下排空气法 2、二氧化碳的实验室制法 1）原理：用石灰石和稀盐酸反应： CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 2) 选用和制氢气相同的发生装置 3）气体收集方法：向上排空气法 4）验证方法：将制得的气体通入澄清的石灰水，如能浑浊，则是二氧化碳。 验满方法：用点燃的木条，放在集气瓶口，木条熄灭。证明已集满二氧化碳气体。 3、二氧化碳的工业制法： 煅烧石灰石： CaCO3 高温 CaO+CO2 生石灰和水反应可得熟石灰：CaO+H2O=Ca(OH)2 四、二氧化碳的性质 1、物理性质：无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体-干冰 2、化学性质: 1)一般情况下不能燃烧,也不支持燃烧，不能供给呼吸 2)与水反应生成碳酸： CO2+H2O=H2CO3 生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红， H2CO3 = H2O+ CO2 碳酸不稳定,易分解 3)能使澄清的石灰水变浑浊：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O 本反应用于检验二氧化碳。 4）与灼热的碳反应： C+CO2 高温 2CO （吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂，C是还原剂） 3、用途：灭火（灭火器原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2） 既利用其物理性质，又利用其化学性质 干冰用于人工降雨、制冷剂 温室肥料 4、二氧化碳多环境的影响：过多排放引起温室效应。 五、一氧化碳 1、物理性质：无色，无味的气体，密度比空气略小，难溶于水 2、有毒：吸进肺里与血液中的血红蛋白结合，使人体缺少氧气而中毒。 3、化学性质: （H2、CO、C具有相似的化学性质：可燃性 还原性） 1）可燃性：2CO+O2点燃2CO2 （可燃性气体点燃前一定要检验纯度） H2和O2的燃烧火焰是：发出淡蓝色的火焰。 CO和O2的燃烧火焰是：发出蓝色的火焰。 CH4和O2的燃烧火焰是：发出明亮的蓝色火焰。 鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物（不可根据火焰颜色） （水煤气：H2与CO 的混合气体 C + H2O高温 H2 + CO） 2）还原性： CO+CuO Cu+CO2 （非置换反应） 应用：冶金工业 现象：黑色的氧化铜逐渐变成光亮红色，石灰水变浑浊。特别注意尾气的处理：一氧化碳有剧毒，会使空气受污染，必须把未反应的CO燃 烧转变成无污染的CO2 Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，石灰水变浑浊。） 毒性：一氧化碳吸入肺里跟血液的血红蛋白结合，破坏了血红蛋白的输氧能力 三种有可燃性、还原性的物质：氢气、碳、一氧化碳（都可用于冶炼金属、用作燃料 除杂：COCO2 通入石灰水 或氢氧化钠溶液： CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2CO 通过灼热的氧化铜 CO+CuO Cu+CO2 CaOCaCO3只能煅烧（不可加盐酸） CaCO3高温CaO+CO2 注意：检验CaO是否含CaCO3加盐酸 ：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 （CO32-的检验：先加盐酸，然后将产生的气体通入澄清石灰水。）碳酸钙的性质和用途1碳酸钙主要以石灰石和大理石存在，大理石和石灰石主要成分是CaCO3 。大理石和石灰石做建 筑材料，工业上用石灰石制生石灰（CaO）和二氧化碳、制水泥。2.碳酸钙的物理性质：白色固体，难溶于水。 化学性质：跟盐酸、硝酸反应（碳酸钙不溶于水，可溶于酸） CaCO3 2HClCaCl2 H2 OCO2 （实验室制取CO2的反应） CaCO3 2HNO3 Ca(NO3 )2 H2 OCO2 CaCO3 高温 高温分解：CaCO3CaOCO2 CaOH2OCa（OH）2 （生石灰跟水反应生成熟石灰） CaO 加水 Ca（OH）2 燃烧及其利用 一、燃烧和灭火 1、燃烧的条件：（缺一不可） （1）可燃物 （2）氧气（或空气） （3）温度达到着火点 2、灭火的原理：（只要消除燃烧条件的任意一个即可） （1）消除可燃物 （2）隔绝氧气（或空气） （3）降温到着火点以下 3、影响燃烧现象的因素：可燃物的性质、氧气的浓度、与氧气的接触面积 使燃料充分燃烧的两个条件：（1）要有足够多的空气 （2）燃料与空气有足够大的接触面积。 4、爆炸：可燃物在有限的空间内急速燃烧，气体体积迅速膨胀而引起爆炸。 一切可燃性气体、可燃性液体的蒸气、可燃性粉尘与空气（或氧气）的混合物遇火种均有可能发生爆炸。 二、燃料和能量 1、三大化石燃料: 煤、石油、天然气（混合物、均为不可再生能源） （1）煤：“工业的粮食”（主要含碳元素）； 煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2（引起酸雨）、CO、烟尘等 （2）石油：“工业的血液”（主要含碳、氢元素）； 汽车尾气中污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘 （3）天然气是气体矿物燃料（主要成分：甲烷），是较清洁的能源。 2、两种绿色能源：沼气、乙醇 （1）沼气的主要成分：甲烷 甲烷的化学式: CH4 （最简单的有机物，相对分子质量最小的有机物） 物理性质:无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。 化学性质: 可燃性 CH4+2O2点燃CO2+2H2O （发出蓝色火焰） （2）乙醇 (俗称:酒精, 化学式:C2H5OH) 化学性质: 可燃性 C2H5OH+ 3O2点燃2CO2+3H2O 工业酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH，故不能用工业酒精配制酒！ 乙醇汽油：优点（1）节约石油资源 （2）减少汽车尾气 （3）促进农业发展 （4）乙醇可以再生 3、化学反应中的能量变化 （1） 放热反应：如所有的燃烧 （2） 吸热反应：如C+CO2高温2CO 4、新能源：氢能源、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能 氢气是最理想的燃料： (1)优点：资源丰富，放热量多，无污染。 （2）需解决问题：如何大量廉价的制取氢气？ 如何安全地运输、贮存氢气物质的颜色大部分固体白色，大部分气体、液体、溶液无色 黑色固体：木炭、氧化铜、四氧化三铁、二氧化锰、铁粉蓝色固体：硫酸铜晶体、氯化铜、硝酸铜，它们的溶液也是蓝色黄色固体：氯化铁、硫酸铁、硝酸铁，它们的溶液也是黄色蓝色沉淀：氢氧化铜（） 不溶于水可溶于酸红褐色沉淀：氢氧化铁（） 不溶于水可溶于酸硫磺是浅黄色固体 液氧、固态氧是淡蓝色红色固体：铜 、氧化铁、红磷 高锰酸钾：紫黑色固体浅绿色：氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁和它们的溶液 绿色：碱式碳酸铜（俗名：铜绿）物质的化学名称、俗名和化学式 汞（水银）Hg 硫（硫磺）S 氧化钙（生石灰）CaO 固体二氧化碳（干冰）CO2 氧化铁（铁锈的主要成分）Fe2 O 3 碳酸钙（大理石、石灰石的主要成分）CaCO3 碱式碳酸铜（铜绿）Cu2 (OH)2 CO3 氯化钠（食盐）NaCl 甲烷（沼气）CH4 乙醇（酒精）C2 H5 OH 乙酸（醋酸）CH3 COOH碳酸钠（纯碱）Na2 CO3 硫酸铜晶体（蓝矾、胆矾）CuSO45H2O氢氧化钠（烧碱、火碱、苛性钠）NaOH 氢氧化钙（熟石灰、消石灰）Ca(OH)2水煤气：氢气和一氧化碳的混合物 爆鸣气：氢气和氧气的混合物