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化学(全一册)



说 明


这套义务教育初级中学化学教材包括《化学》、《化学实验》和《化学 学习指导》三册书。
1985 年以来,我们组织青岛市教育局教研室、济南铁路局教委教研室和 青州市教委教研室进行了初中化学教材的编写与实验,取得了较好的效果。 为了进一步提高试验教材的质量,促进初中化学的整体改革,自 1989 年起, 我们又组织青岛、济铁、青州试验教材编写组的同志,以国家教委颁发的《九 年制义务教育全日制初级中学化学教学大纲(初审稿)》为依据,统一编写 了山东省初级中学化学试验教材,同时在我省实验班进行实验。多年来,每 年再版前,都根据实验反馈的情况对教材进行加工修改。1992 年《九年义务 教育全日制初级中学化学教学大纲(试用)》颁布后,我们又根据该大纲的 要求,对教材内容做了必要的调整。在教材的编写修改过程中,充分吸取了 建国以来我国化学教材建设的经验以及近几年化学教学研究和改革的成果, 以全面提高学生的素质为目的,重视教材内容的编排与学生心理特点和认知 规律的结合,使这套教材的每一册书都具有自己的特色。
《化学》是全套教材的核心。它覆盖了教学大纲的全部教学内容,教学 的基本要求与大纲一致。化学概念和原理的知识与元素化合物知识穿插编 排,并使所学习的规律性知识能得到应用,在建立化学概念时,按照由个别 到一般,由具体到抽象的顺序,重视科学方法的培养;注意教学难点的分散, 重视学生知识结构的形成;章前、节后分别列出内容提要和本章小结,指导 学生掌握知识的全貌;节后、章后编有习题和复习题,有的还编有家庭实验 和社会实践,引导学生复习巩固所学知识,积极参加课外活动;课文中编有 “想一想”、“练一练”、“议一议”等栏目,激励学生动脑、动手、动口, 充分调动他们学习的积极性;设计了较多的演示实验,较好地突出了化学学 科的特点。上述特色的综合作用,使本书好教好学,受到师生的好评。
参加本书编写的人员有(以姓氏笔画为序)尹鸿藻、石德宽、刘宗寅、
许绍彭、岑士榜、单延智、茅树国、俞克尧、曹心对、龚维新、韩伟、傅丰 昌等。这次由尹鸿藻、毕华林同志修订。
在这套教材编写和修订过程中,许多化学教育专家、教研人员和试验教
师提出了宝贵的意见和建议;李毅平同志摄制了封面照片(齐鲁石化公司烯 烃厂、塑料厂夜景);清华大学宋心琦教授提供了硅原子图像照片;周青先 同志摄制了部分彩照;山东省地质博物馆提供了金刚石、自然金块的图片。 在此一并表示感谢。
教材中的缺点错误,望批评指正,以便修订。
初中化学教材编写组

化学 全一册

▲什么是化学
▲为什么要学习化学
▲怎样学好化学


绪 言


  生活像一个“万花筒”,五彩缤纷;世界像一个“宝葫芦”,变化万千。 你想认识世界,探索大自然的奥秘吗?你想提高素质,做新一代的建设者吗? 那么,你除了要学好数学、植物学、动物学、物理学等自然科学知识外,还 必须学好另外一门自然科学——化学。
            什么是化学 我们在平常生活里吃的粮、油、蛋、菜,穿的棉、毛、丝、麻,乘坐的
车、船、飞机,居住的高楼大厦,无一不是由物质组成的。因此,我们周围
的世界,是一个丰富多彩的物质世界。
【议一议】观察图 1 所示的各组化学仪器,分别指出它们各是由什么物 质组成的。


















图 1 用不同物质制成的几种化学仪器 上图中的三组化学仪器分别是用铁、木材、玻璃制成的。铁、木材、玻
璃是三种不同的物质,它们的颜色不同,密度不同,点燃时的表现也不同:
木材容易燃烧、铁很难燃烧、而玻璃则不能燃烧。可见,物质都有它自己特 有的性质。根据物质的性质的不同,我们可以识别它们。
一切物质都在不停地变化着。植物的春华秋实,动物的生老病死,水的
结冰,铁的生锈等,都是我们经常见到的物质的变化。
  【议一议】除了上面所列举的变化外,你还能举出一些物质变化的例子 吗?
[实验 1]取一段镁带,用砂纸擦磨后,观察镁的颜色、状态。 用坩埚钳夹住镁带,在石棉网的上方点燃(图 2),观察燃烧时发生的现
象以及燃烧产物的状态和颜色。


图 2 镁带的燃烧
【想一想】在上述实验过程中,你观察到了哪些现象? 镁是一种银白色的金属,它在空气中能剧烈燃烧,发出耀眼的强光,放
出大量的热,生成白色固体——氧化镁。
  [实验 2]取一只烧杯,倒入 1/3 容积的氢氧化钠溶液,用滴管滴入几滴 无色酚酞试液(图 3),观察溶液颜色的变化。
在上述溶液中逐滴加入盐酸,观察溶液颜色的变化。 在上述溶液中再滴加几滴硝酸银溶液,观察溶液中发生的现象。 氢氧化钠溶液中加入无色酚酞试液,溶液变为红色;当加入盐酸的量足
够多时,溶液又变为无色;当加入硝酸银溶液时,溶液中又会出现白色沉淀。 物质的变化是多种多样的,在变化过程中常伴随着光、热、声、电等能
量的变化。

图 3 几种物质间发生的变化 物质的性质和变化为什么会有差异呢?这是因为它们的组成和结构不
同。
  在变化万千的物质世界里,各种各样的物质到底是由哪些成分组成的? 它们究竟具有怎样的内部结构?它们具有怎样的性质和变化规律?我们可以 用什么方法来制备它们?又怎样利用它们为人类造福?这些都是化学所要研 究的问题。因此,化学是一门基础自然科学,它研究物质的组成、结构、性 质以及变化规律等。
为什么要学习化学 化学与经济建设有着密切的关系。根据物质变化的知识,我们可以利用
各种自然资源,生产出经济建设所必需的各种原料、材料和产品。例如,现
代工业需要的耐高温、耐腐蚀、不燃烧的高分子材料,性能极佳的催化剂等; 现代农业需要的大量化学肥料、高效农药等;现代科学技术和现代国防需要 的高能燃料、高纯物质等,都属于化学工业产品。
  化学与我们的日常生活也有着密切的关系。例如,酿酒造醋、烹调食物、 洗涤衣服等都离不开化学知识。应用化学知识,还有助于人们健康长寿,使 人们生活得更加美好。
  另外,掌握一定的化学知识,对从事科学研究、促进科学技术事业的发 展,具有重要的作用。例如,研究生命现象,研制新型材料,探索新的能源, 防止环境污染,发展宇航事业等,都要以一定的化学知识作基础。

怎样学好化学

  学好化学,除了要明确学习目的外,还必须注意化学学科本身的特点, 掌握科学的学习方法。
  1.重视化学实验化学是一门以实验为基础的科学。在学习化学时,要运 用许多实验来说明、分析有关知识,并通过实验培养大家的观察能力和实验 操作技能。因此,必须重视实验,应按要求认真操作,仔细地观察、记录实 验现象,通过分析准确地做出结论。
  2.加强理论联系实际化学产生于实践又反过来为实践服务。在学习化学 时,要联系工农业生产和日常生活中的各种化学事实,正确理解所学的化学 知识,并应用这些知识来分析和解决实际问题。
  3.认真掌握化学用语化学用语是化学学科使用的一种特殊语言,主要是 一些符号和式子。它们是表达物质组成、结构、性质、变化的重要工具。只 有掌握了这些化学用语,才能更好地学习、研究化学。因此,要注意把化学 知识的学习与化学用语的使用有机地结合起来。
  此外,在学习过程中,要适当地阅读有关的科普读物,积极参加科技活 动以及参观、调查等社会实践,培养观察自然、学习化学的兴趣。
  我国是世界文明古国之一,一些化学工艺如造纸、酿酒、烧制陶瓷、冶 炼铜铁、制作火药等,历史上都曾处于世界领先地位。只是到了近代由于封 建制度的腐败,外国列强的侵略,统治阶级的黑暗反动,我国科学技术的发 展才大大落后了,解放前连煤油都要从外国进口。解放后,特别是十一届三 中全会以来,我国的化学工业发展很快,已形成具有一定规模、门类基本齐 全的体系,在国民经济的发展中起着极其重要的作用。在化学高科技领域里, 我国也取得了巨大成就:在世界上首次合成了结晶牛胰岛素;成功地试验了 原子弹、氢弹、导弹;运载火箭技术进入了世界先进行列,等等。这些都标 志着我国的化学科研已发展到一个新的水平。
同学们,你们是 21 世纪的生力军,肩负着建设祖国的重任,继往开来,
前程似锦。希望你们树雄心,立壮志,为祖国、为人民学好化学,将来在建 设具有中国特色的社会主义事业中做出更大的贡献。
家庭实验 点燃一支蜡烛,仔细记录你所观察到的现象。看谁观察得仔细,记录的
现象多。

▲物理变化和化学变化
▲物理性质和化学性质
▲空气的组成 空气的污染和防止污染
▲纯净物和混合物
▲化合反应 分解反应
▲铜和铝的性质及应用
▲金刚石和石墨碳的化学性质
▲水的物理性质 水的电解 水的污染和防止污染
▲溶质 溶剂 溶液
▲溶液组成的表示方法——溶质质量分数

第一章 我们周围的几种物质


  化学是以物质为研究对象的。因此,学习化学应从研究存在于我们周围, 为我们所熟悉的物质开始。为研究这些物质,我们先来学习一些关于物质的 变化和性质的知识。
  
第一节 物质的变化和性质


  一切物质都在不断地变化着,它们的变化形式是多种多样的,其中有两 类变化与化学的关系非常密切。

没有生成其它物质的变化 当温度发生变化时,水会发生状态的变化(图 1—1)。




图 1-1 水的状态的变化 由冰变为水,再由水变为水蒸气,或按相反过程发生变化,只是水的状
态发生了变化。另外,像铁丝的弯曲、玻璃的破碎,只是铁丝、玻璃的形状 发生了变化。上述这些变化的结果都没有生成其它物质。我们把没有生成其 它物质的变化叫做物理变化。
【想一想】你能举出几种生活中物理变化的例子吗?

生成了其它物质的变化


[实验 1—1]取少量碳酸氢铵固体,观察它的颜色和状态。 将碳酸氢铵固体加入试管中,加热片刻(图 1—2),观察试管中的碳酸氢
铵有什么变化?试管口处有什么现象发生?同时闻到了什么气味?
移去酒精灯,用带有弯曲导管的橡皮塞塞紧试管口,并把导管的另一端 插入盛有澄清石灰水的烧杯中。再加热盛有碳酸氢铵固体的试管,观察烧杯 中澄清的石灰水里有什么现象发生?










图 1-2 加热碳酸氢铵 白色的碳酸氢铵固体受热后逐渐消失,变成了有刺激性气味的氨气,没
有颜色、没有气味的水蒸气(在试管口处冷凝成水滴)以及能使澄清的石灰水 变浑浊的二氧化碳气体。这个变化可用文字表达式表示如下:
碳酸氢铵氨气+水蒸气+二氧化碳 为了研究方便,国际上统一用一些化学符号表示各种物质。例如,用
“NH3”表示氨,用“H2O”表示水,用“CO2”表示二氧化碳等。
【议一议】碳酸氢铵固体受热时发生的变化是物理变化吗?为什么? 这个变化和物理变化有着本质的区别,因为碳酸氢铵受热后,生成了另
外三种物质。化学上把生成了其它物质的变化叫做化学变化,化学变化又叫 做化学反应。

  化学变化在自然界里以及工农业生产和日常生活中普遍存在,例如绿色 植物通过光合作用以二氧化碳、水等合成淀粉,工业上用煤、水、空气为原 料制造化肥,食物的煮熟和腐败等变化,都包含着化学变化。
  化学变化的特征是有其它物质生成。另外,化学变化中常伴随着发光、 发热、变色、放出气体、产生沉淀等现象。
【议一议】下面的各种变化中,哪些是物理变化?哪些是化学变化? 煤燃烧 矿石粉碎 钢铁生锈
粮食酿酒 钨丝灯泡发光、发热 物理变化和化学变化虽然有本质的区别,但是两者之间也存在着一定的
联系。
  [实验 1—2]取一支蜡烛,点燃,观察蜡烛的状态有什么变化?将一根 短玻璃管的一端插入火焰内部(如图 1—3Ⅰ),观察在玻璃管的另一端管口有 什么现象发生?用燃着的火柴接近此管口,又有什么现象发生?
  将一只干而冷的烧杯罩在蜡烛火焰的上方(如图 1—3Ⅱ),烧杯内壁有什 么现象发生?
再将另一只内壁沾有澄清的石灰水的小烧杯罩在火焰的上方,烧杯内壁 又有什么现象发生?









           图 1-3 蜡烛的燃烧 蜡烛燃烧时,固态蜡受热熔化变成液态,再变成气态,这是物理变化;
蜡蒸气燃烧生成水和二氧化碳,这是化学变化。
  在化学变化过程中一定同时伴随发生物理变化,但在物理变化过程中不 一定发生化学变化。
            物质的性质 根据物质的变化,我们可以把物质的性质分为物理性质和化学性质。物
质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。例如,颜色、状态、
气味、熔点、沸点、硬度、密度等都是物质的物理性质。物质在化学变化中 表现出来的性质叫做化学性质。例如,碳酸氢铵受热能分解变为氨气、水蒸 气、二氧化碳是碳酸氢铵的化学性质;镁能燃烧生成氧化镁是镁的化学性质; 将二氧化碳通入澄清石灰水里能产生白色沉淀,既是二氧化碳的化学性质, 也是石灰水的化学性质。


物理变化和化学变化的概念、区别与联系物质的物理性质 和化学性质的含义

习 题

1.下列说法有无错误?若有错误请加以改正。 (1)某物质发生变化时有发光、发热的现象,则该变化一定是化学变化。 (2)物质在发生物理变化的同时,一定要发生化学变化。
  2.根据物质的物理性质或化学性质,用最简便的方法区别下列各组物 质。
(1)碘酒和酒精 (2)食盐和白糖 (3)汽油和水 (4)氧气和二氧化碳
家庭实验 取一块木炭做如下实验,并做好实验记录。
(1)观察木炭的颜色和状态;
(2)另取一块体积相仿的煤块,比较它们的质量; (3)点燃木炭并检验生成物是二氧化碳; (4)把木炭砸碎;
(5)将木炭放入水中。在上述各项中发生的变化,只属于物理变化的是
(填写序号),理由是 ;属于化学变化的是 (填写序号),理由是 。 由此实验可知木炭的物理性质有 ,化学性质有 。

第二节 空气


  在小学自然课的学习中,我们已经知道洁净的空气是没有颜色、没有气 味的气体,是一种成分比较复杂的物质。
【想一想】空气主要是由哪两种气体组成的?
            空气的成分 下面的实验可以粗略地测定空气的组成。
  [实验 1—3]在燃烧匙中放入过量的红磷,在酒精灯上将红磷点燃,然 后把燃烧匙迅速伸入广口瓶中,塞紧瓶塞(图 1—4),红磷继续燃烧。
待火焰熄灭、广口瓶冷却后,打开弹簧夹,烧杯里的水便流到广口瓶里。 观察流入广口瓶中水的体积约占广口瓶容积的几分之几?








图 1-4 空气组成的测定
  【议一议】上述实验中,水为什么会流入广口瓶?从进入广口瓶内的水 的体积约占广口瓶总容积的 1/5 的事实,可得出什么结论?
红磷燃烧时,广口瓶内空气中的氧气(O2)全部被耗尽,瓶内的压强减小,
在大气压作用下,烧杯里的水便流进广口瓶,水只占据了广口瓶容积的 1/5。 这一结果说明,空气中氧气的体积约占空气总体积的 1/5。广口瓶内剩余的
约 4/5 体积的气体,主要成分是氮气(N2)。
  精确实验证明,空气中除了含有氮气和氧气外,还含有少量的稀有气体、 二氧化碳、水蒸气、其它气体及杂质。
空气的成分按体积分数①计算,如图 1—5 所示。

           图 1-5 空气的成分 稀有气体是氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪、氙等气体的总称。它们的化
学性质很不活泼,在通常情况下不能跟其它物质发生化学反应。 稀有气体在空气中含量虽然很少,但用途并不小。它们的化学性质不活
泼,常用做保护气,填充灯泡使之经久耐用,或者隔绝空气提高焊接质量。 稀有气体在通电情况下会发出不同颜色的光。于是,粉红色的氦灯、红色的 氖灯、蓝紫色的氩灯等各种指示灯、霓虹灯应运而生。将氙气充入石英玻璃 管制成的氙灯称作“人造小太阳”,它能发出极为明亮的光,可用于广场、 体育场、飞机场的照明。此外,激光技术、原子反应堆及医学上也常用到稀 有气体。

混合物和纯净物


  空气的组成虽然复杂,但组成空气的各种物质只是简单地混合在一起, 相互之间并没有发生化学反应。我们把像空气这样的物质叫做混合物。混合 物都是由多种物质组成的。纯净物跟混合物不同,它是由一种物质组成的。 我们把像氮气、氧气、二氧化碳这样的物质叫做纯净物。
  [实验 1—4]分别取少量的铁粉和硫粉,观察它们的颜色和状态。用磁 铁分别触及上述两种物质,观察有什么现象发生?
  将铁粉和硫粉置于玻璃片上混合均匀,然后盖上一张纸片。将磁铁放在 纸片上,轻轻振动玻璃片,提起磁铁,观察有什么现象发生?
  上述实验中所用的铁粉和硫粉是纯净物,而铁粉跟硫粉搅拌均匀所形成 的是混合物。其中铁粉和硫粉各自保持着它们原有的性质,因此,用磁铁可 将它们分离。
  我们在研究某种物质的性质时,必须取用纯净物。因为,若物质中含有 杂质,这些杂质就会影响这种物质固有的某些性质。但是,绝对纯净的物质 是没有的,如果某种物质含杂质的量很少,对科学研究或生产实际不发生有 害作用,这样的物质,通常就认为是纯净物。
        空气污染是世界性的严重公害 空气是一种重要的天然资源。除了氧气和稀有气体外,氮气也是一种重
要的化工原料,广泛用来制造氮肥和炸药等;它还可以被豆科植物根瘤菌固
定,成为作物的氮素养料。 空气与人类有着极其密切的关系。但自近代以来,地球上森林大量被砍
伐,减弱了绿色植物对空气的净化作用;工业生产和交通运输中使用煤和石
油做原料或燃料产生的废气源源不断地排放,使空气中有害成分和灰尘的含 量不断增加,从而造成了空气的污染。被污染的空气不仅会损害人们的健康, 引发各种疾病,缩短人们的生命,而且还会损毁庄稼、树木和花草,使金属 锈蚀报废,油漆、涂料脱落变色??,总之,空气的污染涉及到天然资源的 损毁、人类健康和环境的恶化,从而引起世界各国的广泛关注。
我国已制定了“环境保护法”,强调在发展工业生产的同时,要采取有
效的措施防止空气污染,保护生态平衡,使空气资源更好地发挥作用。 防止空气污染的措施多种多样。主要是控制污染源。在废气排放到大气
中之前,采用物理或化学方法将其中的有害物质清除、回收或转化。例如, 以煤为燃料的工厂采用各种除尘器以及加高烟囱等方法控制烟尘的排放;对 钢铁厂、化工厂排放的含有硫、氮的有害气体采用化学药品吸收、转化的方 法,变废为宝。另外,造林绿化,增大植被的面积,增强绿色植物对空气的 净化作用,也可以有效地防止空气污染。


空气的成分 混合物和纯净物的含义 空气污染的危害和污染的防治

习 题


1.举例说明下列概念的含义。
(1)纯净物 (2)混合物
2.查阅课文写出下列物质的化学符号:氧气 ,氮气 ,氦气 ,氖气

3.下列物质中属于混合物的是 ,属于纯净物的是 。 (1)盐水(2)铝(3)碘酒(4)二氧化碳(5)氧化镁
4.下列事实说明空气含有哪些成分? (1)木炭在空气中燃烧; (2)空气是制造氮肥的原料; (3)酥脆的饼干在空气中放置逐渐变软;
  (4)长期存放在空气中的澄清的石灰水表面会生成一层不透明的固体物 质。
社会实践 了解附近工厂的空气污染和治理的情况,写出简要的调查报告。
【选学】
空气成分的发现史 由于空气是一种既看不到踪影又闻不到气味的气体,人们曾错误地认为
空气是一种纯净物质。直至人们对燃烧现象和空气的组成做了深入的研究 后,才认识到空气是一种成分很复杂的混合物。
早在 18 世纪 70 年代,瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里曾先后
用加热氧化汞等物质的方法,制得了一种能使物质燃烧得更旺的气体,即现 在所说的氧气。但由于他们受到当时盛行的“燃素说”错误理论的影响,把 发现的气体叫“火空气”或“脱燃素空气”,而没有做出燃烧是物质跟空气 里含有的氧气发生剧烈反应的正确结论。
1775 年法国化学家拉瓦锡注意了化学反应中物质质量的变化,运用天平
作为研究化学的工具,详细研究了这种气体的性质,才确认了它是空气的一 种组成成分,称为氧气。
  拉瓦锡曾按下页图所示装置做了研究空气成分的著名实验。他把少量汞 放入密闭的容器里加热了 12 天,结果发现一部分汞变成了红色粉末,同时容 器里的空气体积差不多减少了 1/5。拉瓦锡又研究了剩余的那部分空气,发 现这部分空气既不能供给呼吸,也不能支持燃烧。它就是我们现在所说的氮 气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。
  拉瓦锡把汞表面所生成的红色粉末(氧化汞)收集起来,放在一个较小的 容器里强热,又得到了汞和氧气,且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少 的空气的体积。他把得到的气体加到前一个容器里所剩下的 4/5 体积的气体 中去,结果得到的气体跟空气的性质完全一样。通过实验,拉瓦锡得出了“空 气由氧气和氮气组成”的科学结论,推翻了当时占统治地位的错误理论—— 燃素说,建立了燃烧的氧化学说,从而推动了化学科学的发展。
  

  英国物理学家雷利(1842~1919)和化学家拉姆塞(1852~1916)在稀有气 体的发现方面做出了杰出的贡献。雷利于 1882 年测定氮气的密度时,发现从 空气里分离出来的氮气每升质量是 1.2572 克,而从含氮物质中制得的氮气每 升质量是 1.2505 克,这结果超出了实验的允许误差。他怀疑空气中含有尚未 发现的较重的气体。雷利用了 12 年的时间,终于从空气中得到了少量的这种 较重的气体。与此同时,他的好友拉姆塞也用其它方法得到了这种气体。由 于这种气体的化学性质很不活泼,就把它命名为氩(拉丁文原意是“懒惰”)。 在以后几年里,拉姆塞等人又陆续从空气里发现了氦气、氖气、氙气等。
  
第三节 铜和铝


  金属的种类很多。只要留神观察一下周围的物质,你便会发现到处都有 金属的“踪迹”。目前在自然界中发现的金属已多达 80 余种,除铁以外,铜 和铝是较为常见的两种。

铜和铝的物理性质


  [实验 1—5]观察金属铝(Al)、铜(Cu)的实物标本,比较它们的颜色和 状态;将这两种金属互相刻划,比较它们的硬度。
铜和铝都有特殊的光泽。铝具有银白色光泽,铜具有紫红色光泽。 铜和铝都有良好的导电性和导热性。例如,电线就是用铜或铝制作的,
锅或壶通常是用铝来制作的。 铜和铝通过机械加工后,可被制成薄片或抽成细丝,从而制成不同形状、
不同用途的制品。金属的这种物理性质叫做延展性。铜和铝的密度、硬度、 熔点、沸点等,各不相同。
铜和铝都能跟氧气反应 能跟氧气发生反应,这是铜和铝的一种重要的化学性质。
【想一想】镁在空气中燃烧时发生的现象。镁跟氧气的反应可表示如下:
镁+氧气氧化镁 (Mg)(O2) (MgO)
  [实验 1—6]取一束细铜丝,用砂纸打磨后,观察它的颜色和状态。将 铜丝置于酒精灯火焰上灼烧,观察铜丝表面发生了什么现象?亮红色的铜丝 在灼烧时生成的黑色物质,是铜和空气中的氧气反应生成的氧化铜(CuO)。这 个化学反应可表示为:
铜+氧气氧化铜 (Cu)(O2) (CuO)
  镁、铜与氧气的反应的共同特点是反应物都是两种,而生成物只有一种。 像这类由两种或两种以上物质生成一种其它物质的反应,叫做化合反应。
铝也能跟氧气发生化合反应,反应时生成氧化铝。这方面的知识将在第
四章里介绍。
铜和铝的应用 铜是人类历史上使用最早的金属。远在 3000 多年以前,我们的祖先就能
从孔雀石中冶炼出铜,而且铸造出农具、武器和祭祀用品等多种铜器。铝的 冶炼和使用时间较晚,至今只有 100 多年的历史,但其用途越来越广泛,被 人们称为“年轻的金属”。世界上当前的金属产量中,铝占第二位,铜占第 三位。
  由于铜和铝有良好的导电性,它们广泛用于电器工业,制作电线、电缆 和各种电器设备。全世界每年用于电器工业的铜约占铜总产量的一半。
  
  铝有优良的延展性,能被抽成细丝,也能被压成铝箔。铝箔常用来包装 糖果、香烟、胶卷等。铝粉跟某些油料混合制成“银粉”油漆,用来防锈。 铝的表面反射能力极强,可镀涂在聚光灯、探照灯和太阳能灶的反射面上。 此外,在铜或铝里加进另外一些金属成分,熔合后可以改变铜和铝的性 能,使其用途更为广泛。例如,黄铜(含有锌的成分)和青铜(含有锡的成分), 用于制作军事上的枪弹、炮弹,化学工业里的热交换器、冷冻装置的有关部 件等。又如,硬铝(含镁、锰、硅的成分)的硬度相当于钢,且密度又小,广
泛用于汽车、船舶和飞机等制造业。


铜和铝的物理性质及应用 镁、铜跟氧气的反应 化合反应的含义



习题

1.举例说明铜和铝共同具有的物理性质。
2.写出下列符号所表示的金属的名称:Cu ,Mg ,Al 。
3.写出下列物质的颜色:铜 ,氧化铜 ;镁 ,氧化镁 。
4.下列化学反应有什么共同点?它们是不是化合反应? (1)镁燃烧生成氧化镁。
(2)铜灼烧生成氧化铜。

社会实践 调查一下,你生活中用到的金属制品,它们各是用什么金属制成的?

第四节 金刚石和石墨


  自然界里含碳物质非常多,它们多数是一些复杂的物质,只有金刚石和 石墨是由碳这一种成分组成的简单物质。
昂贵坚硬的金刚石 纯净的金刚石是一种无色透明的、正八面体形状的固体,密度是 3.51
克/厘米 3。自然界中的金刚石一般总含有一些杂质,因而带有各种颜色(见
彩页图),有的呈蓝色、粉红色,也有的呈绿色、棕褐色,有的甚至呈灰色和 黑色。天然采集到的金刚石经过精雕细琢,便成了贵重的装饰品——钻石。 光线照射到钻石上,被折射和散射,发出璀灿夺目的光彩。
  在天然物质里,金刚石的硬度最大。金刚石一词的原意就是“最硬的”、 “不可克服的”。因此,它可以装在钻探机的钻头上,钻凿坚硬的岩层,也 可以用来加工金属材料和切割玻璃;在一些精密的仪器中,也常用金刚石做 轴承的轴。
金刚石的熔点(>3550℃)、沸点(4827℃)很高,是电的不良导体。
  80 年代初,探明我国山东省是金刚石的重要产地之一。迄今为止,我国 最大的一颗金刚石是 1977 年在山东省临沭县岌山乡常林村发现的。
           质软滑腻的石墨 石墨是一种深灰色的、有金属光泽而不透明的细鳞片状固体,密度是
2.25 克/厘米 3。
跟金刚石相反,石墨是自然界里最软的矿物之一。用石墨在纸上划过, 会留下深灰色的痕迹。铅笔芯就是用石墨粉和粘土混合制成的。用手触摸石 墨有滑腻感,可以用它作润滑剂。由于石墨的熔点高,所以石墨润滑剂可以 在不适宜用普通润滑剂的高温下使用。








图 1-6 石墨的导电性
[实验 1—7]将石墨棒或成的。用手触摸石墨有铅笔芯连接在电路中(图
1—6),接通直流电源后,可见到什么现象?这说明石墨具有什么特性? 灯泡发亮,说明石墨有优良的导电性能。干电池中的碳棒(正极)就是用
石墨制成的。 石墨还具有优良的导热性,且熔点、沸点很高,化学性质稳定,因而可
以用来制造石墨坩埚和化工生产上耐酸、耐碱的塔槽。 另外,像炭黑、木炭、活性炭、焦炭等常见物质,是由石墨的微小晶体
和少量杂质组成的。 炭黑炭黑是一种非常细的黑色粉末。点燃油灯生成的烟炱,就是炭黑。
某些含碳物质,如天然气、松枝等,在空气不足时燃烧便会产生炭黑。

  我们使用的墨和墨汁的主要成分是炭黑。炭黑还可以用于制造油墨、油 漆、鞋油和颜料等。炭黑作为橡胶制品的添加剂,能够增强其耐磨性。
  木炭 木炭是一种黑色多孔的固体。在隔绝空气的条件下加热木材,可以 制得木炭。
  [实验 1—8]在充满红棕色二氧化氮气体的试管里,投入几小块刚加热 过的木炭,用橡皮塞塞紧试管口并上下摇动试管,观察试管内气体颜色有什 么变化?
  [实验 1—9]按图 1—7 所示装置仪器。把品红水溶液从上部的漏斗注 入,使其通过木炭层。观察从下端导管中流出的水的颜色。
  因为木炭具有疏松多孔的结构,表面积很大,能把气体或溶液中的一些 物质吸附在它的表面,这种作用叫做吸附作用。通过吸附作用,木炭吸附了 试管中的有色气体和溶液中的色素,因此在实验中可观察到气体和溶液褪色 的现象。
活性炭 活性炭是黑色粉末状或颗粒状的固体。把木炭在隔绝空气的情况 下加强热,并不断通入水蒸气,便可制得活性炭。
















          图 1-7 木炭的吸附作用 活性炭具有比木炭更优良的吸附性能,可用来净化各种气体或液体。例
如,活性炭可用作电冰箱的去味剂和制糖工业用的脱色剂。防毒面具的滤毒
罐里盛装的活性炭,可吸附毒气,而使纯净的空气通过。 焦炭焦炭是一种浅灰色的多孔性固体,主要用作冶炼钢铁的燃料。
碳的化学性质 金刚石和石墨都是由碳这一种基本成分组成的,因此它们具有相同的化
学性质。
在常温下,碳的化学性质很稳定。
  【想一想】年久的字画,纸都变黄了,但纸上的字画却没有发生变化, 这是为什么?
  随着温度的升高,碳的化学活动性将大大增强,在高温下碳能够跟多种 物质发生化学反应。
1.碳跟氧气的反应
  [实验 1—10]把一小块木炭放在燃烧匙里,加热到红热,然后迅速插 入盛有氧气的集气瓶中(图 1—8),观察木炭在氧气中燃烧时,发生了什么现 象?
  

图 1-8 木炭在氧气里燃烧 待木炭燃烧停止后,向瓶内倒入一些澄清的石灰水,稍加振荡,观察又
有什么现象发生? 木炭在氧气中燃烧,比在空气里燃烧更剧烈。燃烧时发出明亮的白光并
放出大量的热。生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊,这种气体是二氧化碳。 碳在氧气中燃烧的化学反应可表示为:
碳+氧气二氧化碳 (C) (O2) (CO2)
2.碳跟氧化铜的反应
[实验 1—9]观察氧化铜和木炭粉的颜色和状态。 将干燥的氧化铜和木炭粉混合均匀。取适量混合物放入试管中,塞紧带
导管的单孔橡皮塞,使导管的一端插入盛少量澄清石灰水的试管里。给盛有
固体混合物的试管加热(图 1—9),观察发生的现象。反应停止后,用弹簧夹 夹住橡皮管。待试管冷却,再取出试管里的固体物质,观察它的颜色和状态。













图 1-9 木炭跟氧化铜反应
  【议一议】上述实验所得到的红色的固体是什么物质?澄清的石灰水为 什么变浑浊?在加热的条件下,木炭中的碳跟氧化铜发生化学反应,生成红 色的铜和二氧化碳,并放出热量。该化学反应可表示如下:
氧化铜+碳铜+二氧化碳 (CuO) (C) (Cu) (CO2)
金刚石和石墨的物理性质和主要用途 碳的主要化学性质(常温下的稳定性以及高温下跟氧气、氧 化铜的反应)

习题


1.石墨的下列用途是由它的什么性质决定的? (1)作润滑剂(2)制坩埚(3)作电极(4)制铅笔芯
2.木桩在埋入地下之前,为什么常把埋入地下一段的表面先用火烧焦?

  3.在括号中填入有关物质的名称并注明各物质的化学符号及必要的反应 条件。
(1)( )+氧气→二氧化碳 (2)氧化铜+碳→( )+( )
【选学】
             黑火药 黑火药是我国古代四大发明之一。它是将木炭粉、硫黄粉和硝酸钾按一
定的质量比混合制成的。远在唐朝,对此就已有记载。黑火药可用于军事上 的“炮战”和“枪战”,也可用来炸山、凿石、开矿,其应用具有悠久的历 史。随着 TNT 炸药和“液氧炸药”等多种新型炸药的问世,黑火药已经落后。 但由于黑火药容易制造,成本低廉,至今仍在使用,特别是用来制造鞭炮和 焰火。应该注意的是黑火药这种混合物,在受热或撞击时,会发生剧烈的化 学反应,引起爆炸。因此,在配制和使用黑火药时,一定要按科学的方法进 行操作,注意安全,避免事故发生。

第五节 水
          水是宝贵的自然资源 水在地球上分布很广,覆盖地球表面近 3/4。大气中含有水蒸气,土壤
和岩层里以及动植物体内含有大量的水。人体内含水量约占人体质量的
2/3,每人每天维持生命和生活约需用 40~50 升水。水是生物体进行新陈代 谢的必不可少的物质,没有水,人类就不能生存。植物也必须在水的参与下, 才能进行光合作用,合成糖类等物质。
水是工农业生产中的重要资源,一切工业生产都需要用水。例如,生产
1 吨钢约需 200 吨水,生产 1 吨合成纤维约需 1000 吨水,生产 1 吨纸需 250~
500 吨水。农业生产需要消耗大量的水,对工业发达的国家来说,农业用水 是工业用水的 2~3 倍。
  随着经济的发展、人口的增加和人民生活水平的提高,人类对水的需求 量越来越大。人们渐渐认识到,水并不是取之不尽、用之不竭的资源。地球 上水的总量约有 13.6 亿立方千米,其中 97.2%在海洋中, 2.15%是冰山和 冰川,人们可以利用的淡水只有 0.65%左右。世界上不少地区已出现水的匮 乏和不足,水的问题越来越被人们重视。对我国来说,由于降水在空间和时 间分布上的不均衡,少水的北方地区,人均占有水资源的量相当于世界上最 干旱的国家;水量比较丰富的南方,也常常发生季节性干旱。因此,解决水 的问题在我国具有更加重要的意义。要发展工农业生产,要提高人民的生活 水平,就要开发、保护和合理利用水资源和节约用水。
         水的物理性质和水的净化 自然界中不存在纯净的水,在化学研究里常把蒸馏水视为纯净的水。
通常条件下,水是无色、无味的透明液体。在 101 千帕的压强下,水的
凝固点为 0℃,沸点为 100℃。水在 4℃时密度最大,为 1 克/厘米 3。冰的密 度比水小,因而能浮在水面上,这有利于水中生物在寒冷季节里的生存。
通常生活用水多是江河、湖泊、水库里的水,这些水含有多种杂质和细
菌,往往带有异味。自来水厂引入江河、湖泊的水后,先通过自然沉降除去 泥沙,再加入一些化学药剂和通入氯气,除去悬浮的杂质、异味,并杀死细 菌。经过这样净化的水才可以供人们饮用。




图 1-10 河水净化过程示意图 水的电解

若将直流电通入水中,将会引起什么变化呢?

  [实验 1—12]把水电解器的玻璃管中注满水*,接通直流电源,观察电 极表面发生的现象(图 1—11)。通电一段时间后,比较电解器两支玻璃管中 产生的气体的体积。
【议一议】在电解过程中,两支玻璃管中积聚的各是什么气体? 为了了解分别跟电源负极相连和电源正极相连的玻璃管内产生的气体各
是什么物质,我们可用燃着的木条进行试验。体积小的气体可使燃着的木条 燃烧得更旺,这种气体是氧气;体积大的气体能够燃烧,这种气体是氢气。


















图 1-11 水的电解 通过上述实验不难看出,将直流电通入水中,水将发生化学变化,这一
变化称作水的电解,可表示如下:
 水氢气+氧气 (H2O) (H2) (O2)
【议一议】电解水和碳酸氢铵受热时所发生的反应,有什么共同的特点? 这两个反应的共同特点是反应物只有一种,而生成物却不止一种。像这
类由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应,叫做分解反应。
水的污染是人类的一大灾难 水除了含有天然杂质外,还受着污染的威胁。生活垃圾、粪便、医院和
工厂的废水不经处理任意排放到自然水源中去,其中所含有的病源微生物会 造成水的污染。特别是工农业生产排放的废水中,往往含有汞、镉等极毒物 质和洗涤剂、杀虫剂、除草剂等有毒物质,它们不仅直接危害人体健康,而 且还使水里的鱼、蛤蚌和牡蛎等含有毒素,人们误食了这些水产品,也会中 毒、染病或死亡。例如,水俣(yǔ)病就是世界上第一个由于水污染引起的公 害病。1953~1956 年,在日本熊本县水俣市发现有许多死鱼飘浮在海面,海 藻枯萎,海鸟在飞翔中也会突然堕入海中。不少人开始口齿不清,步履不稳, 表情痴呆,随后便耳聋眼瞎,全身麻木,精神失常,最终狂叫而死。这种病 称为水俣病,截止到 1976 年,水俣病的患者达 1386 人。经近十年的研究查 明,这种病是由水俣地区一家工厂排放出的废水污染了水俣湾和不知火海所 造成的。
  为防止水的污染,保障人民的生命安全,保护生态环境的平衡,我国政 府规定了向自然水源里排放的废水中杂质含量的允许标准。凡超过排放标准
  
的废水,必须先进行处理,达到规定标准后,才允许排放。在我国,水的污 染防治已纳入法制轨道。《中华人民共和国水污染防治法》明确规定:
  ——一切单位和个人都有责任保护水环境并有权对污染、损害水环境的 行为进行监督和检举。因水污染危害直接受到损失的单位和个人有权要求致 害者排除危害和赔偿损失。
——禁止向水体排放、倾倒工业废渣、城市垃圾及其它废弃物。 为了国家的繁荣、人民的健康,我们应该增强环境保护的意识,并且以
法律为准绳,切实防止环境污染,使我们未来的生活更加美满。
水是人类宝贵的自然资源 水的物理性质
水的电解 分解反应的含义
水污染的危害和防止污染的方法

习题

1.填空:
在 101 千帕的压强下,水的凝固点为 ,沸点为 ;4℃的水的密度为 。
2.引起水污染的主要途径有哪些?应怎样防止水的污染?
3.化合反应和分解反应有什么不同?分别举出两个例子。
  4.在水电解器中通电使水分解时,有什么现象发生?怎样检验生成的物 质是什么?

社会实践


  1.在你的周围有无浪费自来水的现象存在?应该采取什么措施防止自来 水的浪费?请向有关方面提出积极的建议。
2.到附近的工厂了解排放污水的情况和污水处理的情况。

第六节 溶液


  在日常生活中,我们喝的茶水、汽水、啤酒,作为调味品的盐水、糖水、 食醋,医药上使用的消毒酒精、碘酒等都是溶液。

溶液究竟是什么

[实验 1—13]观察蔗糖、食盐的状态和颜色。
  在 2 只烧杯中,各注入 1/2 容积的水,然后分别加入少量的蔗糖和食盐, 用玻璃棒充分搅拌使它们溶解。
观察所得到的 2 种液体,找出它们具有的共同特征。
  【想一想】上面制得的糖水和盐水,在温度不变、水不减少的情况下, 那些溶于水中的物质能否从水中自行分离出来?
  事实证明,当外界条件不变时,那些溶于水中的物质是不会自行从水中 析出来的。由此可见,糖水和盐水都是一些稳定的混合物。我们把这种由一 种或几种物质溶解到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合物叫做溶液。 把能够溶解其它物质的物质叫做溶剂,被溶解的物质叫做溶质。
由于水能溶解多种物质,所以水是最常用的溶剂。溶剂可以是水,也可
以是汽油或酒精等其它物质。例如,医药上用的碘酒就是将一定量的固体碘 溶解在一定量的酒精中得到的碘的酒精溶液。不指明溶剂的溶液通常是指水 溶液。
溶质可以是固体物质,也可以是气体或液体物质。
【想一想】你能说出几种溶质为气体或液体的水溶液吗? 溶液在自然界中广泛存在,应用也是多方面的。动植物从外界摄取多种
养料,吸收的多数是这些养料的溶液。例如土壤里的水溶解了各种物质形成
溶液,植物吸收了这种溶液就可以从中得到生长所需要的养料。在化学实验 和化工生产中,很多反应都是在溶液中进行的。所以说溶液对动植物的生理 活动和生产、科研有很重要的意义。


溶液组成的表示方法 溶液有“浓”、有“稀”。为了确切地反映出溶液的“浓”和“稀”,就要 测定在一定量的溶液中所含有的溶质的量的多少。也就是说,需要确切地知 道溶液的组成。
  表示溶液组成的方法很多,这里主要介绍的是溶质质量分数①。溶质质 量分数是溶质质量和溶液质量之比。溶液的溶质质量分数可用下式计算。
溶质质量

溶质质量分数 =

溶液质量

×100%

溶液质量=溶剂质量+溶质质量 在实践中已经约定俗成,当表示一种溶液的组成时,若不指明是用什么
方法表示的话,那就是指该溶液的溶质质量分数。例如,16%的食盐水,就 是指食盐水的溶质质量分数是 16%。又如,30%的硫酸,就是指硫酸溶液的 溶质质量分数是 30%。
  [例题 1]将 2.8 克氯化钠固体,溶解在一定量的水中,得到 20 克溶液。 求该溶液的溶质质量分数。
  

[解]溶质质量分数 =
2.8克

溶质质量 溶液质量


×100%

= 20克

×100% = 14%

  答:该溶液的溶质质量分数为 14%。[例题 2]配制 50 克 10%的食 盐水溶液,需要食盐和水各多少克?
  [解] 50 克 10%的食盐水溶液里含食盐的质量澄*50 克×10%= 5 克 所含水的质量为:
50 克-5 克=45 克
答:配制 50 克 10%的食盐水溶液需要食盐 5 克和水 45 克。
[实验 1—14]配制 50 克 10%的食盐水溶液。 (1)通过计算求得需要食盐 5 克、水 45 克。
  (2)用托盘天平称取 5 克食盐,再用量筒量取 45 毫升水。(常温下水的密 度近似为 1 克/厘米 3)
  (3)在盛有 5 克食盐的烧杯中倒入 45 毫升水,用玻璃棒轻轻搅动使食盐 全部溶解。
[练一练]配制 5%的食盐水 60 克,需要水和食盐各多少克?
  [例题 3]把 500 克 20%的食盐水溶液稀释成 5%的食盐水溶液需要加 入多少克水?
[解]设需要加入水的质量为 x。
被稀释后的食盐水溶液质量为 500 克+x。 由于稀释前后溶液里溶质的质量不变,所以
500 克×20%=(500 克+x)×5%
100 克=25 克+0.05x
100克 - 25克

x =
0.05

= 1500

  答:把 500 克 20%的食盐水溶液稀释成 5%的食盐水溶液需要加入 1500 克水。
【练一练】将 100 克 98%的硫酸稀释成 10%的硫酸,需要加水多少克?
  生产和实验室里经常需要把浓溶液稀释成稀溶液,在稀释中一般用量筒 来量取溶液和水的体积。例如,常用的 1∶5 的硫酸溶液,就是指 1 体积的浓 硫酸(一般指密度是 1.84 克/厘米 3,溶质质量分数为 98%的硫酸)和 5 体积 水混合而成的硫酸溶液。又如,含酒精 75%的医用酒精,就是把 75 体积的 纯酒精和 25 体积的水混合而成的酒精溶液。用这样的方法表示溶液的组成比 较粗略,但配制时,简便易行。

悬浊液和乳浊液


  [实验 1—15]在两支试管里,各加入 1/3 容积的水,然后分别向试管 中加入适量的泥土和植物油。将两支试管充分振荡,观察试管中的混合物呈 现什么现象?将两支试管静置一段时间,又会看到什么现象?
【议一议】以上两种混合物是溶液吗?为什么? 我们知道,食盐的水溶液均一、稳定、透明,而泥浆水及油水混合物则
显得浑浊、不透明。静置一段时间后,可以见到泥浆水中的固体泥沙小颗粒

下沉,油水混合液中的植物油珠则上浮,说明这些混合物是不稳定的。这种 由不溶性固体小颗粒悬浮于液体里形成的混合物叫做悬浊液,由不溶性的液 体小珠滴分散到液体里形成的混合物叫做乳浊液。悬浊液和乳浊液统称为浊 液,它们都不是溶液。
  浊液也有着广泛的应用。例如,人们常把食品或粮食跟水混合,制成各 种流质食物以利于消化和吸收。在喷洒农药时,可将不溶性的粉剂或油剂制 成悬浊液或乳浊液,这样不仅可使药液喷洒均匀,而且便于控制药液的用量。
【议一议】如何将混有泥沙的水中的泥沙除去?
        过滤是分离混合物的一种方法 过滤是把不溶于液体的固体物质跟液体分离的一种方法。
  [实验 1—16]取一个漏斗和一张滤纸制成过滤器。将混有泥沙的悬浊 液进行过滤(图 1—12)。
  过滤后,观察在滤纸上得到什么状态的物质?在烧杯中得到什么状态的 物质?
过滤有着广泛的应用。例如,河水净化过程中就是利用过滤的方法来除 去水中不溶解的固体杂质的。又如,由海水晒制而成的粗盐,其中含有很多 不溶于水的杂质。为了将粗盐提纯,先要把粗盐溶于水,再将不溶于水的固 体泥砂等杂质应用过滤法除去。然后通过加热把水蒸发掉,就得到了较为纯 净的食盐。













图 1-12 过滤
【议一议】能否将花生油和水的混合物用过滤法进行分离?


溶质、溶剂、溶液的含义及相互关系 溶质质量分数含义及其计算 悬浊液和乳浊液的含义 过滤法分离混合物

习题


1.现有 50 克 2%的碘酒溶液,请回答: (1)溶液中什么是溶质?什么是溶剂? (2)2%表示什么意义? (3)其中含碘和酒精各多少克?

2.下列说法是否正确?为什么? (1)液体就是溶液。 (2)蔗糖和食盐的混合物可应用过滤法加以分离。
  (3)10 克食盐的水溶液与 5 克食盐的水溶液相比,前者的溶质质量分数 大。
  3.如果要把 20 克 10%的食盐水溶液变为 5%的食盐水溶液,应向溶 液中加入多少克水?如果要把原溶液的溶质质量分数提高到 20%,应向溶液 中加入多少克食盐?
  
                   本章小结

一、物质的变化和性质
  1.没有生成其它物质的变化叫做物理变化;生成了其它物质的变化叫做 化学变化。化学变化又称化学反应。
  2.物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质;物质不需要发生化 学变化就能表现出来的性质叫做物理性质。
二、化合反应和分解反应 由两种或两种以上的物质生成一种其它物质的化学反应,叫做化合反
应。
由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应,叫做分解反应。 三、混合物和纯净物 混合物是由多种物质组成的,纯净物是由一种物质组成的。 过滤是分离混合物的一种方法。
四、我们周围的几种物质
  1.空气空气是一种混合物,它的主要成分是氮气和氧气。空气中氧气的 体积分数是 21%,约为 1/5。应重视空气的污染和防止污染。
2.水水是无色、无味、透明的液体,电解时生成氢气和氧气。水是一种
重要的自然资源。应重视水的污染和防止污染。
  3.铜和铝铜和铝具有特殊的光泽,良好的导电性、导热性和延展性。在 一定条件下铜和铝可与氧气发生化合反应。
4.金刚石和石墨金刚石和石墨都是由碳组成的。常温下碳的化学性质稳
定。碳能在空气或氧气中燃烧生成二氧化碳;碳在加热时能跟氧化铜发生反 应。
5.溶液一种或几种物质溶解到另一种物质里,形成的均一、稳定的混合
物叫做溶液。能溶解其它物质的物质叫做溶剂,被溶解的物质叫做溶质。溶 质质量分数是表示溶液组成的一种方法。溶质质量分数是溶质质量与溶液质 量之比。悬浊液、乳浊液统称浊液,它们都不是溶液。

复习题

1.填空:
  (1)空气中含量最多的气体是 ,能支持燃烧的气体是 ,能使澄清石灰 水变浑浊的气体是 ,化学性质极不活泼的几种气体的总称是 。
(2)纯净的水是 色、 味透明的液体,水在 ℃时密度最大,其值为 。 (3)在金刚石、石墨中,硬度最大的物质是 ,能导电的物质是 。它们
都是由 组成的。碳的主要化学性质有① ,② 。
  (4)将 25 克葡萄糖溶于 100 克水中,所得溶液的溶质质量分数为 。配 制 100 克 25%的食盐溶液,需要水 克。
2.选择: (1)下列物质:①水泥浆②煤油与水的混合物③酒精与水的混合物④食
醋,其中属于溶液的是( )。 A.①③④ B.②④ C.③④ D.①③

(2)能够确定镁带燃烧是化学变化的主要依据是()。 A.发出耀眼的白光
B.放出大量的热 C.生成白色固体 D.燃烧后质量增加
(3)下列反应属于化合反应的有( ),属于分解反应的有( )。 A.镁的燃烧 B.碳酸氢铵受热时的变化
C.灼烧铜丝 D.碳跟氧化铜的反应 (4)下列说法正确的是( )。 A.过滤法可用来分离各种混合物 B.发光发热的变化叫做化学反应 C.金刚石和石墨都可用于制作电极 D.混合物中各成分都保持各自的性质
  (5)将 100 克溶质质量分数为 20%的某溶液等分为两份,取出其中一份, 这份溶液的溶质质量分数为( )。
A.10% B.20% C.5% D.15% (6)下列几种说法:
①泥水中泥是溶质,水是溶剂;
②凡是均一、稳定的液体就是溶液;
③溶液是均一、稳定、无色透明的混合物;
④质量相同的两种溶液,溶质质量分数大的所含溶质的量多。 其中正确的是( )。
A.③④ B.①② C.②③ D.只有④
3.填写下表中的空白:

化学符号 Mg Al N
2

He CO
2

O MgO
2

物质名称





  4.用文字表达式表示下列各化学反应,并参阅课文,在有关物质的名称 下面写出它们的化学符号,同时注明必要的反应条件。
(1)碳在空气中燃烧;
(2)铜粉在空气中受热变黑。
5.计算:
(1)500 克 20%的硫酸溶液里,含有硫酸和水各多少克? (2)配制 20%的硫酸溶液 500 克,需用 98%的硫酸多少克?

▲分子
▲原子原子的组成
▲元素元素符号
▲离子原子核外电子排布的初步知识

第二章 构成物质的微粒


  我们已经学习了铜、铝、金刚石、石墨和水等物质,这些物质表现出的 性质为什么各不相同呢?科学研究结果表明,这是由它们的结构不同决定 的。近代科学实验证明,物质都是由许多肉眼看不见的微粒构成的。构成物 质的基本微粒有分子、原子和离子。
  
第一节 分子


  在日常生活中,我们会遇到很多现象,如湿衣服经晾晒会变干;打开盛 有酒精的试剂瓶瓶塞,会闻到酒精的气味;长期存放的樟脑球会逐渐变小, 最后完全消失;等等。怎样来解释这些现象呢?这就需要应用有关分子的知 识。
            什么是分子 物质能够分割,这是物质由微粒构成的一个有力证明。我们一起来想象
一下,假如把一杯水分成半杯,再分为 1/4 杯、 1/8 杯??,这样不断分下
去,在保持水的化学性质不变的前提下,水分割到最后,便得到构成水的最 小微粒。
  如果将这种微粒再分割时,仍可得到更小的微粒,但这更小的微粒已不 再保持水的化学性质了。我们把这种保持物质化学性质的微粒叫做分子。
  由此可见,分子是保持物质化学性质的一种微粒。自然界中,有些物质 是由分子构成的。例如,水是由水分子构成的,酒精是由酒精分子构成的。 因而,分子是构成物质的一种微粒。
【想一想】氧气、二氧化碳、蔗糖、樟脑等物质都是由分子构成的。那
么,它们分别是由什么分子构成的呢?
分子的大小、运动?? 分子有体积和质量。分子的体积很小,一滴水大约有 1.67×1021 个水分
子。如果将水分子跟乒乓球相比,就好像将乒乓球跟地球相比一样。一个水 分子的直径约是 2×10-10 米,质量约为 3×10-26 千克。现在,人们用电子显 微镜可以把分子放大几十万倍,拍摄出某些分子的照片。我国化学家在 1965 年完成了牛胰岛素的人工合成。彩页中结晶牛胰岛素模型照片,较好地反映 了其中氨基酸分子的结合情况。
分子在不停地运动着。
  [实验 2—1]取一瓶二氧化氮气体,用玻璃片盖住瓶口,观察它的颜色。 然后在它的上方与另一空集气瓶对接(图 2—1),抽去两瓶口间的玻璃片,观 察两瓶中气体颜色的变化。
[实验 2—2]取一只大烧杯,倒入 3/4 容积的水,然的后向烧杯中撒 一些石蕊固体小颗粒(图 2—2),观察水的颜色的变化。












上述实验说明,构成物质的分子总是在不停地运动着。在实验 2—1 里,

下瓶里二氧化氮的分子与上瓶里空气中各种气体的分子由于不断地运动而相 互扩散,结果上瓶中气体颜色逐渐加深,下瓶中气体颜色逐渐变浅。在实验
2—2 中,固体石蕊颗粒里的石蕊分子向水中扩散,使烧杯里的水逐渐变成紫 色。
物质受热时,分子运动的速度会加快。
  【议一议】为什么湿衣服晒一段时间就干了?为什么存放的樟脑球会逐 渐变小,最后消失?
  分子间有一定的间隔。气态物质分子间的间隔较大;液态物质和固态物 质分子间的间隔较小。分子间的间隔还与温度有关。温度升高,分子间的间 隔增大;温度降低,分子间的间隔减小。所以一般物体有热胀冷缩的现象。
同种物质的分子,性质相同;不同种物质的分子,性质不同。


分子的含义 应用分子的知识解释有关的现象

习题


1.分子是( )。 A.保持物质性质的一种微粒 B.保持物质物理性质的一种微粒 C.保持物质化学性质的一种微粒
2.应用分子的知识解释下列现象。
(1)把蔗糖放入水里,蔗糖逐渐看不见了; (2)晾晒的湿衣服,夏天要比冬天干得快; (3)在一杯酒精或一滴酒精的附近,都会闻到酒精的气味。
家庭实验 取一个稍稍压瘪但没有破裂的乒乓球,把它放入沸水中,观察发生的现
象。你能说明发生这种现象的原因吗?

第二节 原子


  我们已经知道,有些物质是由分子构成的。科学实验还证明,有些物质 是由另一种微粒——原子直接构成的。例如,金刚石和石墨是由许多碳原子 直接构成的,铝是由许多铝原子直接构成的,铜是由许多铜原子直接构成的。
            什么是原子 分子是构成物质的一种微粒,它能不能再分呢?
实验证明,当我们加热一种称作氧化汞的红色粉末时,红色的氧化汞会
逐渐消失,而生成了银白色的金属汞和氧气。所以会发生这种变化,是因为 氧化汞受热时,氧化汞分子被破坏了,变成了两种更小的微粒——汞微粒和 氧微粒。这些微粒要重新组合:汞微粒彼此结合构成金属汞;氧微粒结合成 氧分子,许多氧分子构成了氧气。这说明氧化汞分子在化学变化中是可分的, 由它分成的更小的微粒在化学变化中却不能再分了。科学上把这种更小的微 粒叫做原子。
原子是化学变化中的最小微粒。 氧化汞受热时发生的化学反应,可用下图表示:







图 2-3 氧化汞受热分解示意图 凡由分子构成的物质,它们的分子都是由原子构成的。例如,氧化汞分
子是由汞原子和氧原子构成的,氧分子是由氧原子构成的,二氧化碳分子是 由碳原子和氧原子构成的,等等。
原子有一定的体积和质量。原子的体积很小,如果把 1 亿个氧原子排成
一行,它的长度也只有 1 厘米多一些。原子的质量也很小,1 个氧原子的质 量是 2.657×10-26 千克。原子虽然很小,但人们还是通过实验证明了它的存 在。彩页中硅原子图像照片,是 1991 年中国科学院化学研究所扫描隧道显微 镜实验室拍摄的,它使我们更清楚地看到在固体硅的表面硅原子的排布情 况。
另外,原子间有间隔,原子也在不停地运动。
           原子还能再分吗 原子是化学变化中的最小微粒,它还能再分吗?1897 年英国科学家汤姆
生(1856~ 1940)在实验中发现了电子,揭示了原子内部的秘密,使人们逐渐 认识到原子是具有复杂结构的微粒。原子虽然在化学变化中是最小微粒,不 能再分,但是用其它方法,还是可以把它分割开的。
  科学实验证明,原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负 电荷的电子构成的。
  
  原子核在原子中占的体积很小,它的半径约为原子半径的万分之一,它 的体积只占原子体积的几千亿分之一。假设原子像一座十层大楼,那么原子 核就像一只樱桃那样小,在原子里有一个“很大”的空间。
  原子核虽然很小,但仍有复杂的结构,它还可以再分。核电站就是利用 原子核裂变时所释放出的巨大能量来发电的。科学实验证明,原子核是由质 子和中子两种微粒构成的。每个质子带 1 个单位正电荷,中子不带电,可见 原子核所带的正电荷数(简称核电荷数),就是原子核内的质子数。
  核外电子在原子核外那个“很大”的空间里做高速运动,每个电子带一 个单位的负电荷。
下表列出了几种原子的组成。 表 2—1 几种原子的组成

原子种类 原子核 核外 原子 原子核
种类 质子数 中子数 核外
电子数 质子数 中子数 电子数 氢(H) 1 1 钠(Na) 11 12 11 氦(He)
碳(C) 2
6 2 2
6 6 镁(Mg) 12 12
硫(S) 16 16 12
16 氧(O) 8 8 8 氯(Cl) 17 18 17 氖(Ne) 10 10 10 铁(Fe) 26 30 26




【议一议】在一个原子中,核内的质子数、核电荷数和核外电子数之间
有什么关系? 在一个原子中,核内的质子数(核电荷数)等于核外的电子数。由于核内
质子所带的正电荷总数和核外电子所带的负电荷总数相等,因而整个原子不
显电性。 同一类原子,其核电荷数都相等;不同类的原子,核内的质子数不同,
因而其核电荷数也不同。
根据实验测定,质子的质量等于 1.6726×10-27 千克,中子的质量等于
1.6748×10-27 千克,它们都约是电子质量的 1836 倍。电子的质量很小,原 子的质量主要集中在原子核上。
原子具有复杂的结构,随着科学的发展,人类对原子结构的认识将会不
断深化。


原子的含义 原子和分子的联系与区别 原子的组成



【选学】


人类认识原子和分子的简史



对于物质的组成和结构,人类很早就开始了研究。公元前 5 世纪,古希腊
哲学家德谟克利特就提出宇宙万物都是由极小的不可分割的微粒结合起来

的,并把这些微粒称为“原子”(希腊文原意是“不可分割”)。同时代的我国 哲学家墨子(公元前 429~前 381)在《经下》篇里提出“端”的概念,原意是 指物质到此无法再分开了,“端”相当于物质最小的微粒——原子。还有很多 哲学家也进行了种种推测。以上哲学家们的观点是根据对自然界的观察想象出 来的。尽管这种“原子”的概念是含糊不清的,却冒犯了当时的神权和统治阶 级的利益。 1626 年 9 月 4 日巴黎国会甚至用死刑来禁止传授原子的理论。 英国科学家道尔顿(1766~1844),从 15 岁起就观察气象并进行记录,同 时深入到物理领域,发现了“气体分压定律”,进而涉猎化学领域,于 36 岁(1802 年)时提出近代原子论,并以化合物中各元素的原子以简单整数比化 合来进行论证。他在《化学哲学新体系》一书中全面论述了原子学说。恩格 斯称他为“科学之父”,赞誉他的原子学说是“科学发展史上的里程碑之一”。 道尔顿的近代原子学说对化学发展起了十分重要的作用,但他没有把原 子和分子区分开来。1811 年意大利科学家阿伏加德罗(1776~1856)提出了分 子假说,指出了原子、分子的区别和联系。经过科学家们的大量工作,使原
子论发展成“原子-分子论”,从而使化学成为一门独立的科学。
  19 世纪初,人们发现了原子是由质子、中子、电子等更小的微粒构成的, 从而推翻了原子不可再分的观点,使人们对物质结构的认识又进入了一个新 的阶段。

习题


1.选择: (1)下列说法中错误的是( )。 A.水由水分子构成 B.铜由铜原子构成 C.氧化汞由氧分子和汞原子构成 D.二氧化碳由二氧化碳分子构成 (2)原子核( )。 A.由电子和质子构成 B.由中子和质子构成 C.在化学变化中还可以再分 D.不带电荷
2.以碳原子为例,说明构成原子的微粒有哪几种?原子为什么不显电
性?
3.填写下表空白:


原子种类
核电荷数 原子核
核外电子数
质子数 中子数 氮(N) 7 7 钠(Na)
氧(O)
8 11 12
8

4.原子和分子之间有什么区别和联系?

第三节 元素元素符号


  我们知道,有些物质是由分子构成的,有些物质是由原子直接构成的; 构成物质的分子也都是由原子构成的。如果分析金刚石、石墨、二氧化碳的 构成情况可以看出,这些物质有一个共同的特点,就是都含有碳原子。
【想一想】氧气(O2)、氧化汞(HgO)、二氧化碳(CO2)、水(H2O)等,它们
在构成上有什么共同点? 这些物质中都含有氧原子。
  可见,把存在于不同物质中的同类原子归在一起进行物质组成的研究, 将是十分必要的。
同一类原子的总称——元素 原子是根据它们的构成来分类的。我们知道,所有的碳原子的原子核内
都有 6 个质子,它们的核电荷数都是 6;所有的氧原子的原子核内都有 8 个
质子,它们的核电荷数都是 8。所以,具有相同的核电荷数(即质子数)的原 子就是同一类原子。在化学上,把具有相同的核电荷数(即质子数)的同一类 原子总称为元素。碳元素就是碳原子的总称,氧元素就是氧原子的总称。
元素概念的建立,实际上是人类对原子分类的一种结果。自然界里的物
质多种多样,但组成它们的元素种类到目前已发现的只有 109 种。就像千 姿百态的建筑物是由砖、瓦、石块、水泥等基本材料组成的一样,浩瀚的物 质世界是由化学元素为基本材料组成的。
各种元素在地壳里的含量相差很大,从图 2—4 中可以看出,地壳主要是
由氧、硅、铝、铁、钙等元素组成的,其中含量最多的是氧,其次是硅、铝。 氧元素的质量几乎占地壳总质量的一半。
化学(全一册)的下一页
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