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九年义务教育四年制初级中学试用课本——化学(第二册)



说 明


1983 年,北京师范大学与山东省教学研究室合作编写并实验“五·四” 学制教材,并在山东、湖北沙市、黑龙江、河北等地进行了实验,取得了较 好的效果。1987 年,国家教委又将本套教材作为全国规划教材之一。为此, 成立了总编辑委员会,负责“五·四”学制全套系列教材的编写和实验工作。 本书主编是何少华,编者是顾润瑛、何少华、姚乃红、王磊、陶卫。
  由山东省教学研究室主持内审的审稿人有:傅丰昌、尹鸿藻、曹心对、 俞克尧、龚维新、张世忠。
  1994 年,本书经国家教委中小学教材审定委员会审查通过,并从 1995 年秋季开始在全国试用。我们恳请广大师生在使用教材的过程中提出批评建 议,以便不断提高质量。
“五·四”学制教材总编辑委员会
1994 年 8 月


  本书自出版以来,参加试教的广大化学教师,特别是山东省诸城市教研 室的王树强老师,根据试教的情况对本书提出了许多宝贵的意见和建议。值 此本书修订之际,特向他们表示衷心的感谢!
  
化 学

第一章 碳

●金刚石、石墨和炭
●二氧化碳的性质、制法和用途
●一氧化碳的性质
●石灰石
●含一定量杂质的反应物或生成物的计算


  碳仅占地壳组成的 0.087%,但是它的分布却极为广泛。碳的化合物是 组成一切生物体的基础。煤、石油、天然气以及其它一些矿物都含有大量的 碳。在大气中含有二氧化碳。
  
§1—1 碳的单质

一、金刚石和石墨
你知道光彩夺目的钻石、质地坚硬的金刚石,它们与铅笔芯的主要成分 有什么关系吗?










  漂亮的钻石是由天然金刚石加工琢磨制成的,而铅笔芯是由石墨与粘土 混合制成的。从化学的角度看,纯净的金刚石和石墨都是由碳元素组成的, 它们都是碳的单质。
  纯净的金刚石是无色透明、对光折射性极强的物质。含有杂质的金刚石 可呈蓝色、粉红色、红褐色等颜色。金刚石的硬度是所有天然物质中最大的, 因此可用来作钻探机械的钻头和切割玻璃。金刚石的熔点高,是电的不良导 体,它也不溶于任何溶剂。
1977 年,我国在山东省临沭县岌山乡常林村发现一颗特大金刚石(重
158.7860 克拉①),称常林钻石。80 年代初探明,山东省是我国金刚石的重 要产地之一。
石墨是深灰色、鳞片状、不透明、具有金属光泽的一种物质;它的硬度
很小,用它在纸上划过,能留下深灰色的痕迹,用手捻摸,有滑腻的感觉。 它是电的良导体,而且熔点极高,能经受温度的骤然升降,具有良好的传热 性能。石墨有广泛的用途,可用来制作熔融金属的坩埚,耐化学腐蚀的砖和 管道,干电池和高温电炉的电极,以及润滑剂和铅笔芯等。
怎样证明纯净的金刚石和石墨都是由碳元素织成的呢?
  如果把金刚石或石墨放在氧气里燃烧,结果都生成同一种产物——二氧 化碳。另外,石墨在 5 万到 10 万标准大气压、有催化剂存在的条件下,隔绝 空气加热到 2000℃,最后可以变成人造金刚石。1975 年,我国已制出每粒质 量为 1 克拉的人造金刚石。人造金刚石已用于工业上。
问题 下列哪对物质是由同一种元素组成的不同单质?
①金刚石和石墨
②冰和水
③氧气和空气
④铅笔芯和石墨电极
二、炭
  生活中用到的木炭,工业生产中用到的炭黑、活/TITLE>性炭、焦炭等, 它们都是由石墨的微小颗粒构成的,通常含有杂质,人们把它们总称为炭。 炭黑:把冷的蒸发皿放在蜡烛火焰的上方,很快就会产生一层烟炱(图
1—2),它就是炭黑。它是由某些有机物不完全燃烧而得到的最纯的炭。松




① 克拉是宝石的质量单位,1 克拉等于 200 毫克,即 0.2 克。

枝经过不完全燃烧制得的烟炱,叫做松烟。它是我国制墨的重要原料。炭黑 可以用作油墨、油漆、鞋油的颜料,还可以用作橡胶工业的填充剂,以增加 橡胶制品的耐磨性。














  木炭:木炭是由木材在隔绝空气的条件下加强热而制得的一种灰黑色多 孔性的固体,燃烧时能放出大量的热。它还可以吸附气体或水中有异味的物 质和色素。
[实验 1—1]取两个小锥形瓶,一个充入二氧化氮气,塞好胶塞;另一个 盛滴有红墨水的水,然后分别往瓶中投入几块经过烘烤并已冷却的木炭,加 以振荡,观察并记录现象。









  ·锥形瓶内的二氧化氮气呈 色,加入木炭并经振荡后,瓶内气体 颜色变 (深,浅)。
·滴有红墨水的水遇木炭后颜色变 (深,浅)。
上述实验两个锥形瓶内的颜色均变浅,说明二氧化氮气和红墨水中的色 素均已被木炭吸附。











  木炭为什么有吸附能力?那是由于它有疏松多孔的结构。如图 1—5 所 示。从图上可以看到,木材上有许多细管道,烧成木炭后,这些管道仍然保 留着,于是就形成了木炭的疏松多孔的结构。这种结构使得木炭的表面积变 得很大,从而对与它接触的气体分子或溶液中的微粒具有吸附能力。
  由于木炭具有吸附能力,可用来吸附一些食物和工业产品里的色素。除 此之外,木炭还用来冶炼某些有色金属,制造黑火药,以及作燃料等。
  活性炭:在隔绝空气的条件下,给木炭加强热,并不断通入水蒸气,除 去沾附在木炭表面的油质,使管道畅通,来增加木炭的总表面积。经过这样
  
加工的木炭叫做活性炭。它有很强的吸附能力,可用来充填防毒面具的滤毒 罐,作冰箱的除味剂,在制糖工业中用作脱色剂等。
  焦炭:把烟煤隔绝空气加强热可制得焦炭。焦炭是一种浅灰色、多孔性、 质地坚硬的固体,用于冶炼金属。
三、碳的化学性质
  常温下碳的化学性质不活泼,在日光照射下或与空气、水或其它物质长 期接触,都不容易发生变化。但碳在高温下却可以和多种物质起反应,例如 碳在氧气和空气里充分燃烧,生成二氧化碳,同时放出大量的热。
  在高温下,碳还能跟某些氧化物反应,夺取氧化物中的氧,把另一种元 素还原出来。如碳在高温下可以把氧化铜中的铜还原出来。
[实验 1—2]把经过烘干的木炭与氧化铜,按约 1:11 的质量比混合研细, 然后按图 1—6 的装置做实验。观察现象并做记录。















·加热几分钟后,试管中有 逸出,澄清的石灰水变 。
  ·反应完毕,撤去导管和酒精灯,待试管冷却后,观察反应产物呈色。 从上面的实验可以看到,试管中有气泡逸出,并使澄清的石灰水变浑浊, 说明反应有二氧化碳生成。冷却后见到反应产物呈红色,说明生成了金属铜。
这个反应的化学方程式如下:
2CuO+C2Cu+CO2↑
  问题 此反应与氢气跟氧化铜的反应比较,有没有相似的地方?这说明 碳具有什么性质?
炽热的碳能夺取二氧化碳中的氧,使二氧化碳还原成一氧化碳。
C+CO22CO 碳在氧气或空气里燃烧放出热量,而上述反应却要吸收热量。一般说来,
化学反应总是伴随着放热或吸热现象。人们把放出热量的化学反应叫做放热
反应,吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
  问题 我国古代用墨书写或绘制的字画,虽年深日久但仍不变色,这是 为什么?
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黑火药

  黑火药是硫黄、硝石(KNO3)和木炭的混合物。点燃后,它们会发生猛 烈的化学反应,放出大量的热和气体,体积约增大至原有体积的 2000 倍左 右,因而在密闭的容器中就会发生爆炸。火药燃烧的化学反应大致如下列化
  
学方程式所示:


2KNO3+3C+S=N2↑+3CO2↑+K2S

  黑火药是我国古代四大发明之一。早在唐朝初年(公元 7 世纪),一位 炼丹家的著作中就有了关于火药成分的记载。宋朝初年(公元 10 世纪)已将 火药用于军事。大约在公元 13 世纪,火药才由商人经印度传入阿拉伯国家,
14 世纪传入欧洲。我国使用火药比欧洲人要早五、六百年。火药的发明和传 播对世界文明的发展起过促进作用。
  现在,黑火药主要用来制造烘托节日气氛的鞭炮和焰火。由于燃放鞭炮 和焰火会造成噪音和污染空气,还经常引起火灾和伤害事故,所以应该适当 加以限制。
要点
  1.金刚石和石墨是碳元素组成的单质。炭是由微小的石墨颗粒构成的, 通常含有杂质。金刚石、石墨和炭都有重要的用途。
  2.常温下碳的化学性质稳定,高温下能跟氧气反应放出热量,能跟某些 金属氧化物反应,把金属还原出来。
3.化学反应常伴有放热现象和吸热现象发生。

习 题

1.填空:
  (1)金刚石和石墨物理性质 (相同或不同),它们在氧气中燃烧生 成的唯一产物是 。由此表明,它们是由 元素组成的单质。
(2)石墨的用途是由它的性质确定的,它能用来:
①作润滑剂,因为 。
②制造坩埚,因为 。
③制造电极,因为 。
④制造铅笔芯,因为 。
  2.“一种单质由一种元素组成,一种元素只组成一种单质”这句话对吗? 举例说明。
3.埋木桩以前,为什么往往要把埋入地下的一段木桩表面用火微微烧
焦?
4.碳在高温时与氧化铁发生反应的化学方程式是:
2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ 要使 50 克氧化铁完全反应,至少需碳多少克?
5.如何用实验证明下列物质中含有碳:
(1)木材 (2)白糖
6.家庭小实验 (1)把铅笔芯的细末放在锁眼里,试试开锁是否更方便。
  (2)把核桃壳烧成炭,然后砸成粉末,放入盛有少许红墨水的杯子里,搅 拌、静置后观察红墨水颜色的变化。
对上述实验现象加以解释。

§1—2 二氧化碳


  二氧化碳是大家所熟悉的气体,动物的呼吸,含碳物质的燃烧都产生二 氧化碳。
一、二氧化碳的性质
1.物理性质
  [实验 1—3]取一瓶二氧化碳,观察它的颜色和状态。然后在自制杠杆天 平的两端挂上质量相同的塑料袋。杠杆平衡后,将集气瓶里的二氧化碳像倒
水一样倒入其中的一个袋中。·二氧化碳是
颜色 气味的气体。
·倾倒二氧化碳时,发现杠杆失去 ,向 倾斜。 以上实验说明,二氧化碳是没有颜色、没有气味、比空气重的气体,密
度比较大(1.977 克/升),扩散速度较慢,所以可以像水一样倾倒。
  在加压和冷却的情况下,二氧化碳变成无色的液体,温度再降低还能变 成雪花状的固体。经过压缩的固态二氧化碳叫做“干冰”,它在常压下—78.5
℃时,直接气化成二氧化碳气体。这个过程中要吸收大量的热,使环境温度
降低,因此干冰可作致冷剂,用于保存食品。由于它气化后无残留物,不会 弄湿和污染食品,加之气化生成的二氧化碳气体可以抑制细菌繁殖,所以它 比用冰作致冷剂效果好。
干冰还可以用来制造“人工云雾”和“人工降雨”。电影、电视或舞台
演出神话故事时,往往需要云雾飘渺的场景。这可以用干冰来制造,就是在 摄影棚或舞台上利用干冰迅速气化吸热,使周围环境的温度大大降低,促使 空气中的水蒸气凝结成小水滴,悬浮在空气中就形成了小范围的“人工云 雾”。如果天空中已有较厚的云层(水蒸气凝结成的大量悬浮的小水滴), 用飞机撒下干冰,促使云层即这些小水滴迅速聚积成大水滴而下降,这就是 “人工降雨”。1987 年我国大兴安岭森林起火,国家就曾经派飞机用干冰进 行“人工降雨”,对于扑灭这场火灾起过积极作用。
2.化学性质
二氧化碳一般不支持燃烧,也不供给呼吸。
[实验 1—4]装置如图,向燃着蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳,观察现象并 做记录。









·燃着的蜡烛自 而 依次 。·你怎样解释这个实验现

象?当空气里二氧化碳过多而氧气不足的时候,人们会有窒息感。正常空气 里含二氧化碳 0.03%。若含量达 1%时对人就有害处,达 4%~5%的时候, 便会使人感到气喘、头痛、眩晕,达 10%时,能使人不省人事,呼吸逐渐停 止,以至死亡。
  问题 干涸的深井和久未开放的白菜窖,当人们下井或下窖前,必须先 用灯火试验,如果灯火熄灭或燃烧不旺就不能进去。为什么?
二氧化碳溶于水生成碳酸。
[实验 1—5]将二氧化碳通入含石蕊试液的水中,然后微微加热试管,观 察现象并做记录。











·通入二氧化碳后,含石蕊的水由 颜色变为 颜色。
·加热试管,水中 颜色褪去。 二氧化碳通入水里,与水反应生成碳酸,所以石蕊试液由紫色变红色①,
加热后,红色褪去,说明碳酸不稳定,又分解为二氧化碳和水。
CO2+H2O=H2CO3
H2CO3CO2↑+H2O
碳酸分子里“CO3”部分是一个原子团,叫做“碳酸根”。
二氧化碳跟氢氧化钙反应,生成碳酸钙。
[实验 1—6]通过一根玻璃管用嘴向澄清的石灰水中吹气,观察石灰水发 生的变化。













·当吹入二氧化碳气体时,石灰水由 逐渐变 。 人们向澄清的石灰水[Ca(OH)2 溶液]里吹入二氧化碳时,就会发生反应,
使石灰水变浑浊,这是由于生成白色的碳酸钙(CaCO3)沉淀的缘故。这个反
应的化学方程式表示如下: CO2+Ca(OH)2=CaCO3↑+H2O
化学上也常用这个反应来检验二氧化碳。



① 石蕊是一种紫色色素,遇酸变成红色。

  问题 建筑工人常用石灰浆抹墙,过一段时间,墙就会变硬,为使新抹 的墙快速变硬,常在房间里放一个炭火盆,这是什么道理?
二、二氧化碳的制法
在实验室里,常用稀盐酸跟大理石或石灰石(主要成分是 CaCO3)反应
来制取二氧化碳(见图 1—11)。 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O

  由于二氧化碳能溶于水,所以不能用排水法收集,又由于它密度比空气 大,故应用向上排空气法收集。用燃着的火柴放在集气瓶口试验,如果火焰 熄灭,证明瓶里已充满了二氧化碳。
工业上可用高温煅烧石灰石来制取生石灰(CaO),同时产生二氧化碳副
产品。
CaCO3CaO+CO2↑
  问题 实验室制氢气和二氧化碳气体的装置以及收集方法有哪些相似 点和不同点?
三、二氧化碳的用途
  二氧化碳不能支持燃烧,又比空气重,如果让二氧化碳覆盖在燃着的物 体上,就能使物体跟空气隔绝而停止燃烧。因此二氧化碳可以用来灭火。通 常的灭火器就是利用化学反应产生的二氧化碳来灭火的一种设备。
[实验 1—7]在吸滤瓶里注入碳酸钠的浓溶液,把盛有浓盐酸的小试管系
住,小心地放进吸滤瓶(注意不要使浓盐酸流出),把塞子塞紧,然后把吸 滤瓶倒转过来,使两种溶液混合,注意观察吸滤瓶的侧管(要注意安全,切 勿让侧管对着人)有什么现象发生,为什么?











  通常使用的灭火器有泡沫灭火器、干粉灭火器和液态二氧化碳灭火器 等。
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灭火器

泡沫灭火器是一种常见的灭火器,它的原理跟实验 1—7 一致。它的构造

如图 1—13 所示,在不同的容器里分别盛有产生二氧化碳的药液硫酸铝、碳 酸氢钠和发泡剂(由皂角或甘草等物质制取的液体)。灭火时,将灭火器倒 置,药液混合,发生如下反应:
Al2(SO4)3+6NaHCO3=2Al(OH)3↓+6CO2↑+3Na2SO4
产生的二氧化碳和泡沫将空气与可燃物隔绝,从而达到灭火的目的。 泡沫灭火器可用来扑灭普通火灾。由于它的药液中含有水分和易导电的
物质,所以不宜于扑救遇水发生燃烧爆炸的物质(如金属钠、电石等)及电
















器火灾。
  干粉灭火器也是一种常见的灭火器,它用压缩的二氧化碳吹干粉(主要 含碳酸氢钠等物质)作灭火剂。这种灭火剂具有流动性好,喷射率高,不腐 蚀容器和不易变质等优良性能。它除了可扑灭普通火灾外,还可以用来扑灭 可燃性油、气燃烧形成的火灾。
在加压的情况下,将液态二氧化碳装入小钢瓶里,即制成液态二氧化碳
灭火器。由于二氧化碳不导电,灭火后不留下灭火剂的痕迹,也不损坏物品, 所以这种灭火器适用于电器、精密仪器、图书档案的灭火。
二氧化碳在植物的生命活动中起着重要的作用。植物进行光合作用时,
将二氧化碳和水转化为糖类和淀粉,贮存在植物体内,作为它的营养物质。 因此,在温室中施放二氧化碳,能提高农作物的产量。
二氧化碳还是一种重要的工业原料,例如可以利用它来制造纯碱
(Na2CO3)、尿素、碳酸氢铵和干冰。食品工业如制造汽水、啤酒也需要二
氧化碳。
要点
  1.二氧化碳是一种密度比空气大的无色气体。在加压、冷却条件下可以 液化、凝固成“干冰”。
  2.二氧化碳在空气中不燃烧,也不支持燃烧。二氧化碳溶于水生成碳酸, 碳酸容易分解。
  3.二氧化碳通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,生成白色的碳酸钙沉淀, 这是鉴定二氧化碳的方法。
  4.二氧化碳的实验室制法是用块状的石灰石跟稀盐酸起反应来制取。二 氧化碳的工业制法是在石灰窑中高温煅烧石灰石。
5.二氧化碳有广泛的用途。

习 题


1.选择正确的答案的序号填在括号里:
(1)二氧化碳是 [ ]。
①无色的气体 ②一种有毒的气体
 ③一种白烟 ④空气的主要成分 (2)二氧化碳能够灭火,是因为 [ ]。

①它是气体
②它在高压低温下能变成“干冰”
③在一般情况下它不能燃烧,也不支持燃烧
④它溶于水
(3)下列物质属纯净物的是 [ ]。
①粗食盐 ②石灰石
 ③碳酸钙 ④石灰水 (4)二氧化碳中碳、氧元素的质量比是 [ ]
①8∶3 ②3∶8
 ③1∶2 ④32∶12 (5)检验无色气体为二氧化碳的最好方法是 [ ]。
①观察燃着的木条熄灭
②观察使石蕊试液变红
③观察使澄清的石灰水变浑浊
④加压降温变成干冰
2.填空:
(1)二氧化碳气体能像水一样倾倒,是因为 。 (2)二氧化碳能灭火,是因为 。 (3)盛放石灰水的瓶壁有一层白色物质,是因为 。如要洗掉这层白
色物质,宜用 ,然后用水冲洗干净。
(4)干冰能保存食品,是因为 。 (5)石灰浆抹墙后能在空气中变硬,是因为 。 (6)植物生活需要二氧化碳,是因为 。
3.下列反应都能生成二氧化碳气体吗?如果能,写出反应的化学方程
式。
(1)碳酸钾(K2CO3)跟稀硫酸反应
(2)木炭在空气里燃烧 (3)煅烧石灰石 (4)大理石跟盐酸反应
4.250 克碳酸钙跟足量的盐酸完全反应后,可以生成二氧化碳多少克?
  5.需要标准状况下多少升二氧化碳气体通入足量的石灰水,才能生成 10 克碳酸钙?
6.家庭小实验
取少量纯碱和小苏打(NaHCO3),分别放在碟子里,倒入少量醋,观察有
什么现象产生。用燃着的火柴试验,火柴是否熄灭?说明原因。

§1—3 一氧化碳


1.物理性质 一氧化碳是一种没有颜色、没有气味的气体,难溶于水,通常状况下,1
体积的水仅能溶解约 0.02 体积的一氧化碳。标准状况下,它的密度是 1.250 克/升。
2.一氧化碳与煤气中毒 冬季在室内生煤火炉取暖,如果没装烟囱或烟囱排气不畅,往往容易发
生“煤气”中毒,这里说的“煤气”就是指一氧化碳。 煤炭在煤火炉中燃烧,如果供氧不足,就会产生一氧化碳。
2C+O22CO 另外,炉中下层煤炭燃烧生成的二氧化碳向上通过上层炽热的煤炭时,
也会产生一氧化碳。
CO2+C2CO 未燃烧的一氧化碳逸出煤火炉,在空气里达到一定的含量,就会引起“煤
气”中毒。
  “煤气”为什么会使人中毒?因为一氧化碳是有剧毒的物质。它被吸进 肺里,就跟血液里的血红蛋白结合,使血红蛋白不能很好地跟氧气结合,造 成人体缺氧。因此,人吸入少量一氧化碳会感到头痛,吸入较多量的一氧化 碳,会因严重缺氧而死亡。由于一氧化碳没有气味和颜色,不容易被人觉察, 所以要特别小心防止煤气中毒。
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一氧化碳的有害浓度

空气中一氧化碳的浓度在 0.005%以下时被认为是安全的。当浓度达到
0.02%时,2~3 小时就会使人头痛恶心。浓度达到 0.08%时,2 小时就会使 人昏迷。浓度达到 1%时,10 分钟就会使人死亡。大城市里人口稠密,空气 里一氧化碳的含量往往超过卫生标准。它主要来自燃料不充分燃烧和汽车排 放的废气。因此,我们应当采取措施防止一氧化碳对空气的污染。
问题 冬天室内生煤火炉取暖,应如何预防煤气中毒?有人说只要在炉
火上放一壶水,就可以防止煤气中毒,你认为对不对?为什么?
3.化学性质 (1)跟氧气的反应
  [实验 1—8]在盛有一氧化碳贮气瓶的导管口点火,把杯壁附有澄清石灰 水膜的烧杯罩在火焰上,观察有什么变化?
  

·一氧化碳的火焰呈 颜色。
·烧杯内壁的澄清石灰水变 。说明产生了 气体。 一氧化碳在空气里能够燃烧,发出蓝色火焰,生成物是二氧化碳,燃烧
时放出大量的热。
           2CO+O22CO2 因此,一氧化碳可作气体燃料。 (2)跟金属氧化物的反应
[实验 1—9]按照图 1—15 的装置,往玻璃管里放入氧化铜粉末,通入一 氧化碳气体,然后加热,注意氧化铜和石灰水的变化。













·氧化铜由 色变为 色。说明生成 。
·石灰水由 变为 ,说明一氧化碳夺取了 ,生成了
。 一氧化碳跟氧化铜反应的化学方程式如下:
CuO+COCu+CO2
  氧化铜中的铜元素被还原为金属铜,发生了还原反应。一氧化碳夺取了 氧化铜中的氧,生成了二氧化碳,发生了氧化反应。在冶金工业里,一氧化 碳常用来使金属氧化物发生还原反应以制取某些金属。例如高炉炼铁就是利 用一氧化碳在高温下把铁矿石中的氧化铁还原成铁。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
  问题 在以下反应中,哪些物质发生了氧化反应?哪些物质发生了还原 反应?
1.2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑
2.C+CO22CO


3.WO3+3H2 W+3H2O
4.Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
5.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
要点
1.一氧化碳是没有颜色、没有气味、有毒的气体。
  2.一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳,并放出大量的热。它可以作气 体燃料。
  3.一氧化碳能将某些金属从它们的氧化物中还原出来,因此在冶金工业 上有重要的用途。

习 题


1.回答问题: (1)比较氢气和一氧化碳有哪些相似的化学性质。
(2)如果一氧化碳中混有少量二氧化碳,怎样把二氧化碳除去?
2.指出下列化合物里各元素的化合价: (1)SO2,SO3 (2)FeO,Fe2O3 (3)Cu2O,CuO (4)CO,CO2
  3.写出下列反应的化学方程式,根据反应前后得失氧原子的情况来判断 哪一种物质被氧化了,哪一种物质被还原了?
(1)碳跟氧化铜反应。
(2)氧化铅(PbO)跟氢气反应。 (3)四氧化三铁跟一氧化碳反应。
4.在标准状况下,14 克的一氧化碳占有多少体积?用 5 升一氧化碳能从
氧化铜里还原出多少克的铜?
  5.水蒸气通过赤热的炭时,可获得氢气和一氧化碳(H2O+CH2+CO)。 若获得 0.8 吨氢气,计算:
(1)参加反应的水的质量。
(2)参加反应的碳的质量。 (3)所得一氧化碳的体积(标准状况)。

§1—4 石灰石

一、石灰石
  石灰石是一种岩石,它的主要成分是碳酸钙。碳酸钙是一种不溶于水的 白色固体。石灰石除含碳酸钙以外,还含有少量镁、铁、锰的化合物,所以 石灰石常呈青灰色、黑色和棕色。
  石灰石是建筑上常用的石料。粉碎后的石灰石与粘土按适当的比例混 合,加强热就能制得水泥。
工业上把石灰石放入石灰窑内,经高温煅烧,便可制得生石灰(CaO)。
          CaCO3CaO+CO2↑ 生石灰是白色固体,它与水化合生成氢氧化钙[Ca(OH)2],是重要的建筑
材料。 实验室里用石灰石和稀盐酸反应来制取二氧化碳。
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
  这一反应还可以用来鉴别一种岩石是不是石灰岩,或者鉴别一种物质是 不是含有碳酸根(CO3)原子团。
〔实验 1—10〕取下面五种白色物质,依次放入 5 支试管里,然后各加
入 3 毫升稀盐酸。如有气体产物产生,通入澄清的石灰水里(装置如图 1—
16 所示),观察并做记录。 物质:(1)大理石、(2)石灰石、(3)蛋壳、(4)水垢、(5)熟石灰。















· 号试管产生 。
· 号试管不产生 。
·将产生的气体通入澄清的石灰水,可见到 产生。 以上物质加盐酸后,石灰石、大理石、蛋壳、水垢都产生了能使石灰水 变浑浊的二氧化碳,说明它们都含有能产生二氧化碳的碳酸根(CO3)原子团。
大理石、石灰石是石灰岩,蛋壳、水垢中也含有碳酸钙。人们可以利用与盐 酸反应生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳的方法,来检验那些含有碳酸 根原子团的物质的存在。像碳酸钠、碳酸镁等物质,均可以用这个方法来检 验。
Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O
MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O
熟石灰加盐酸不产生气体,说明它不含“CO3”原子团,它是氢氧化钙
[Ca(OH)2]。

问题 如何检验生石灰中含有未煅烧完全的石灰石? 矿物里的大理石、钟乳石、白云石、白垩等主要成分都是碳酸钙。白色
的大理石俗称汉白玉,它是名贵的建筑材料,天安门广场上的人民英雄纪念 碑、金水桥的栏杆和华表都是用汉白玉雕刻而成的。
二、有关反应物或生成物为不纯物的计算
  下面一题的解法来自两位同学的作业,现在我们一起来研究他们解题中 的错误。
题目:煅烧含杂质 15%的石灰石 100 克,能得到二氧化碳多少克?
解(1):设能制得 CO2x 克
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
100 克 x 克


100 44
?
100克 x
 x=44(克) 答:可制得二氧化碳 44 克。 解(2):设能制得 CO2x 克
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
(100×15%)克 x 克
100 44
?
100 ×10% 克 x
        x=6.6(克) 答:可制得二氧化碳 6.6 克。
这两种解法都是错误的。原因是这两位同学没有弄清题目中有关数字的
含义,即解(1)将不纯的物质的量代入了比例式,解(2)将石灰石含杂质 15% 误认为含纯 CaCO315%,从而造成了错误。因此,在解这类习题时要注意以
下两个方面: (1)认真审题,弄清题目中所给数字的含义,哪些为纯物质量,哪些为不
纯物质量。
  (2)化学方程式表示的是纯物质之间的质量关系。因此,不纯物质的质量 要换算成纯物质的质量,才能进行计算。它们之间换算的公式如下:
纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度 物质的纯度=
纯物质的质量

纯物质的质量 ? 杂质的质量

×100%

根据上述分析,此题应按以下方法求解。
分析:含杂质 15%的石灰石 100 克,就是说石灰石中含碳酸钙为 100%
-15%=85%,100 克石灰石含碳酸钙为 100×85%=85 克。 解:设能制得 CO2 为 x 克
100 克石灰石中碳酸钙含量 85 克


CaCO3 CaO+CO2↑
100 44
85 克 x 克
100 44
?
85 X
x=37.4(克)①
答:能制得二氧化碳 37.4 克。
  [例题] 煅烧含碳酸钙 90%的石灰石 450 吨,可得含氧化钙 95%的生石 灰多少吨?
  分析:已知石灰石中含碳酸钙 90%,所以 450 吨石灰石中含碳酸钙的量 应为 450×90%=405 吨。又知生成的生石灰中氧化钙的含量为 95%,现在要 计算生成这样的生石灰多少吨。解这个题目可以有两种题设方式,因此也就 有两种解法。
解(1):设可制得生石灰 x 吨,则这些生石灰含氧化钙 x×95%吨。
CaCO3CaO+CO2↑
100 56
405 吨 x×95%吨

100
?
405

56
X×95%

x=238.7(吨)
答:可制得含氧化钙 95%的生石灰 238.7 吨。
解(2):设可制得氧化钙 x 吨,则含这些氧化钙的生石灰即为 x÷95%=
100X 吨。
95







100
?
405

CaCO3CaO+CO2↑
100 56
405 吨 x 吨
56
X

x=226.8(吨)
100×226.8
= 238.7(吨)
95
答:同解(1)。
阅读材料









硬水、水垢和溶洞



自然界的水分为硬水和软水。所谓硬水,就是含有较多碳酸氢钙和其它
杂质(如碳酸氢镁、硫酸钙、硫酸镁等)的水。所谓软水,就是不含或含这 些杂质较少的水。一般说来,泉水、河水、井水、湖水、海水等都是硬水,



① 计算时应注意单位一致。为简捷起见,可以采用本例题列比例不写出单位的写法。但在列比例求解时,
一定要明确有关计算的严格要求,以防产生错解。

而刚降下的雨水就是软水。 硬水是怎样形成的呢?雨水、河水里或多或少总要溶解一些二氧化碳,
这样的水流经石灰岩时,溶有的二氧化碳就要跟岩石里的碳酸钙或碳酸镁等 发生反应,生成易溶于水的碳酸氢钙或碳酸氢镁等物质,这样水中碳酸氢钙 或碳酸氢镁等杂质就会增多,形成硬水。
CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
MgCO3+H2O+CO2=Mg(HCO3)2
  硬水对于生产和生活都有不利影响。原因是硬水中溶有的碳酸氢钙、碳 酸氢镁等物质受热时会分解,生成难溶性的碳酸钙、碳酸镁等物质。
Ca(HCO3)2CaCO3↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2MgCO3↓+H2O+CO2↑
  这些难溶性固体在工厂的锅炉或家庭的水壶中沉积,就会逐渐形成一层 厚厚的水垢。水垢不易传热,造成燃料浪费。更严重的是还会因传热不均匀 而引起锅炉爆炸,酿成事故。因此,有必要将硬水“软化”,降低水中碳酸 氢钙、碳酸氢镁等杂质的含量。
  自然界里也不断发生着碳酸钙与碳酸氢钙的转化。溶解了二氧化碳的天 然水,是很稀的碳酸水溶液。这种天然水年长日久地浸蚀着石灰石山脉,就 使得不溶于水的碳酸钙变成了溶于水的碳酸氢钙。由于石灰石山脉各部分含 石灰质多少不同,被浸蚀的程度不同,就逐渐被溶解分割成互不相依、千姿 百态、陡峭秀丽的山峰和瑰丽奇绝的溶洞,闻名于世的云南石林、桂林溶洞, 就是大自然凭借着碳酸水溶液的浸蚀作用而创造出来的杰作。


图 1—17 溶洞
  溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减小, 都会使二氧化碳溶解的程度减小而析出碳酸钙沉淀。这些沉淀经过千百万年 的积聚,就形成了石笋。如果溶有碳酸氢钙的水,在洞顶它的水分和二氧化 碳就挥发了,则析出的碳酸钙就积聚成钟乳石、石幔、石花。如果钟乳石与 石笋连接,就形成石柱。这样的溶洞经彩色灯光照射,犹如仙境一般美丽壮 观。
要点
  1.石灰石、大理石的主要成分是碳酸钙,它们可用作建筑材料。石灰石 还是生产重要建筑材料水泥和生石灰的原料。
2.碳酸钙难溶于水,高温下分解,与酸作用生成二氧化碳。后者可用来
检验碳酸钙和其它含碳酸根(CO3)物质的存在。
3.不纯物质与纯物质的质量之间有如下换算关系: 纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度

习 题


1.写出下列物质的化学式或主要成分的化学式: 干冰、冰、碳酸钙、石灰石、 熟石灰、石灰水、生石灰、氧化钙、 焦炭、碳酸镁、纯碱、小苏打、

碳酸氢铵、碳酸氢钙。
2.完成下列化学方程式,分别指出这些反应中发生氧化反应和还原反应
的物质。(1)C+Fe2O3( )+( )
(2)CuO+H2( )+( )
(3) CO2+( )CO
(4)ZnO+COZn+CO2
  3.怎样用化学方法检验一瓶食盐(主要成分为氯化钠 NaCl)里是否混进 了食用碱(主要成分为碳酸钠 Na2CO3)。
  4.有一种钙的化合物,为白色固体,它在水中不溶解,但溶于稀盐酸, 并产生没有颜色的气体。把这种气体通入澄清的石灰水时,溶液呈现白色浑 浊。根据以上现象判断该固体物质可能是什么化合物,说明理由,写出有关 化学方程式。
  5.实验室用碳酸钙跟足量盐酸反应制取二氧化碳,如果制取 2 升(标准 状况时的体积)二氧化碳,至少需要多少克碳酸钙?(二氧化碳的密度是
1.977 克/升)
6.解释下列问题: (1)熟石灰经过长期存放会变质,为什么?
(2)做馒头时,面团经过发酵会生成一些酸,这时如果加入一些纯碱溶
液,蒸熟的馒头就会变得疏松多孔。为什么? (3)当关闭燃着的煤炉时,在煤层的上方常常看到有蓝色火焰出现,这是
什么气体燃烧的现象?它是怎样产生的?
  7.煅烧含碳酸钙 90%的石灰石 200 吨,可制得含氧化钙 95%的生石灰多 少吨?

本 章 知 识 间 的 关 系
















之间的关系:

三、含一定量杂质的反应物或生成物的计算: 纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度 物质纯度=
纯物质的质量

二、碳的单质与化合物

纯物质的质量 ? 杂质的质量

×100%


复习练习题

1.选择正确答案的序号填入括号内:
(1)下列物质属纯净物的是 [ ]。
 ①大理石 ②石灰石 ③石灰水 ④干冰 (2)下列混合气体点燃后不发生爆炸的是 [ ]。
①一氧化碳与氧气
②氢气与氧气
③二氧化碳与氧气
(3)实验室里用下列哪组物质制取二氧化碳? [ ]
①炭和氧气
②石灰石煅烧
③石灰石和盐酸
2.判断以下说法是否正确,正确的画“√”,错误的画×”。 (1)用点燃的木条伸入集气瓶中,火焰立即熄灭,肯定此瓶气体是二氧化
碳。 ( ) (2)在碳燃烧生成二氧化碳的反应中,碳、氧气、二氧化碳的质量比是 3∶
8∶11。 ( )
(3)3 克碳和 8 克氧气反应,能生成 11 克二氧化碳。 ( ) (4)水垢形成的原因是跟金属长期作用的结果。 ( ) 3.怎样用化学方法除去下列物质中的少量杂质(括号中为所含杂质)? (1)氯化钙(碳酸钙)
(2)食盐(碳酸钠)
4.问答: (1)一氧化碳跟二氧化碳的性质有什么不同?
(2)已知 A 元素的原子量为 12,核内有 6 个中子。B 元素的原子比氧原子
多一个电子层,并且最外层与氧原子最外层的电子数相等。
  问:A、B 各是什么元素?写出它们的符号、名称,画出它们的原子结构 示意图。(提示:参看第一册表 5-1)
(3)在通常状况下,一种能溶于水的无色气体 A,其水溶液使紫色的石蕊
试液变成红色。气体 A 能被新制的石灰水吸收,生成白色沉淀物 B。B 不溶于 水,但能与盐酸反应并放出气体 A。写出 A、B 的化学式和有关的化学方程式。
  5.现有 500 克含碳酸钙 90%的石灰石,煅烧后最多能制得氧化钙多少 克?同时生成二氧化碳气体多少升(在标准状况下)?
(标准状况下二氧化碳的密度为 1.977 克/升)
6.通过计算填空:
(1) 克纯度为 95%的锌块中含纯锌 40 克。
(2) 吨含杂质为 15%的石灰石中含碳酸钙 750 吨。 (3) 克纯度为 a%的不纯物中含纯物质 b 克。
(4) 克含杂质为 a%的不纯物中含纯物质 b 克。
7.三包白色固体粉末,分别是氯化钠、碳酸钠和碳酸钙怎样鉴别它们?
  8.有三瓶无色气体,分别是氢气、一氧化碳、二氧化碳你如何将它们一 一鉴别出来?
  
第二章 固体物质的溶解度 结晶

●饱和溶液和不饱和溶液
●固体物质的溶解度溶解度曲线
●结晶
●溶解度和溶液的溶质质量分数的计算


  在第一册里,我们已经学习过什么是溶液和溶液的浓度等知识,现在继 续学习关于溶液的基础知识。
  
§2—1 饱和溶液和不饱和溶液


  食盐和硝酸钾等固体物质容易溶解在水里。在室温下,取一定量的水, 做下面的实验,看一看,固体溶质能无限制地溶解吗?
[实验 2—1]
  1.将食盐分几次加入试管(1)中,振荡,观察现象:一开始食盐 , 最后试管里有 剩余。
2.仿上操作,将硝酸钾分几次加入试管(2)中。观察现象并记录。
·一开始硝酸钾 ,最后试管里有 剩余。

(注意:保留实验 2—1 试管里的试剂,供下面的实验用。) 从实验结果知道:在一定温度下(如在室温或其它温度下),在一定量
的水里,食盐和硝酸钾溶解的量是一定的,不能无限制地溶解。
  我们把在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液, 叫做这种溶质的饱和溶液,如实验 2—1 所得到的食盐和硝酸钾的饱和溶液; 还能继续溶解该溶质的溶液,叫做这种溶质的不饱和溶液,如在实验 2—1 中,一开始加入食盐或硝酸钾,一振荡试管,溶质就完全溶解所形成的溶液。 在这里,为什么要强调“一定温度”和“一定量的溶剂”呢?要理解这
一点,让我们来观察下面的实验。
[实验 2—2]取实验 2—1 中的试管(1)和试管#*2),按图示做实验,观 察现象,并做记录。











·试管(1)里剩余的固体 。 ·试管(2)里剩余的固体 。 从实验 2—2 可以得出结论:往饱和食盐溶液里加水,振荡,原来不能再
溶解的食盐又能继续溶解了;给饱和硝酸钾溶液加热,原来不能再溶解的硝 酸钾也能继续溶解了。
  由此可以知道,增加溶剂的量或升高溶液的温度,饱和溶液可以转变成 不饱和溶液。相反,如果将不饱和溶液降温或除去溶剂,又可以得到饱和溶
  
液。这种相互转变的关系,可以表示如下:

  讨论 在实验 2—1 中,哪种情况下得到的是食盐或硝酸钾的不饱和溶 液,哪种情况下得到的是饱和溶液?要确定某种溶液是不是饱和溶液,可以 采用什么简便的方法?
要点
  1.我们把在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶 液,叫做这种溶质的饱和溶液;还能继续溶解该溶质的溶液,叫做这种溶质 的不饱和溶液。
2.饱和溶液与不饱和溶液的关系如下:


习题

1.把正确答案的序号填写在横线上。
(1)饱和溶液在 的情况下,能转变成不饱和溶液。
a.降低温度 b.升高温度 c.充分搅拌 d.温度不变
(2)不饱和溶液转变成饱和溶液,可以采用 等办法。
a.加溶剂 b.加热 c.加溶质 d.降温
(3)一杯冷开水,已溶解了一些蔗糖。一位同学想用以下方法试验这杯糖
水是不是达到饱和。正确的方法是 。 a.将大块蔗糖投入杯中,看到蔗糖未溶解 b.加入粉碎的蔗糖,不断搅拌,蔗糖不再溶解 c.加入粉碎的蔗糖,加热并搅拌,蔗糖不再溶解 d.除去糖水中的一些水分,发现再加入粉碎的蔗糖,不再溶解
2.默写氯化钙、硝酸钾、氯酸钾、硫酸锌的化学式。

§2—2 固体物质的溶解度

一、固体物质的溶解度
  实验证明,各种固体物质,例如食盐、硝酸钾和硝酸铵等,在相同的温 度条件下,分别在等量的溶剂里溶解,达到饱和时的溶质质量并不相同。也 就是说,各种固体物质在同一溶剂里溶解的能力各不相同。
在科学上,需用准确的数值来表示各种物质在某种溶剂里溶解的能力。
在一定温度下,某物质在 100 克溶剂里 达到饱和状态时所溶解的克数,叫做这 种物质在这种溶剂里的溶解度。
通常所说的溶解度,一般是指各种物质在水里的溶解度。例如,20℃时,
100 克水最多能溶解 36 克食盐,那么,食盐在 20℃时的溶解度是 36 克。在 相同条件下,硝酸钾的溶解度是 31.6 克;高锰酸钾的溶解度是 6.34 克;碳 酸钙的溶解度是 0.0013 克。
  讨论 20℃时,蔗糖的溶解度是 204 克。试说明这是什么意思?如果称 取这种蔗糖溶液 304 克,它必定含蔗糖多少克?含水多少克?
练习 计算上述蔗糖溶液的质量百分比浓度。 在讨论溶解度时,一再强调“一定温度”,现在,让我们研究一下,当
温度发生变化时,固体物质的溶解度会有什么变化呢?
  [实验 2—3]取实验 2—2 中的试管(2)。发现冷却后的溶液里又有固体析 出;把试管加热,析出的固体硝酸钾又溶解了。在加热后的试管里继续加入 固体硝酸钾,到不能再溶解为止。将这支试管放在试管架上,冷却后,观察 试管里有什么现象?
从上面的实验可以看出,随着温度的升高,硝酸钾的溶解度增大;使较
高温度下形成的饱和溶液冷却,部分已溶解的硝酸钾又形成固体从溶液中析 出,也就是说,随着温度的降低,硝酸钾的溶解度减小。
可以用实验测定硝酸钾在各种温度时在水里的溶解度,见表 2—1。
表 2 — 1 硝酸钾在不同温度时的溶解度





固体物质的溶解度与温度变化的关系,可以用坐标法作图表示。如图 2
—3,以纵坐标表示溶解度,横坐标表示温度(℃),把各种固体物质在不同 温度下测得的溶解度,用坐标法画出它们的曲线,这种曲线叫做溶解度曲 线。
  温度对各种固体物质溶解度的影响不同,这主要是由物质的本性不同所 决定的。
  大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增大,但也有少数物质的溶 解度受温度的影响不大,甚至还有极少数物质的溶解度会随着温度的升高而 减小。例如氢氧化钙。见图 2—4。
图 2-3 固体物质的溶解度曲线 图 2-4 氢氧化钙的溶解度曲线
练习 利用溶解度曲线,填写下面表格里的空格。


℃ 溶解度(克)
物质

10

40

80

100 硝酸钠 氯化铵

练习 下列说法对吗?为什么?
  (1)20℃时,把 10 克食盐溶解在 100 克水里,所以,20℃时食盐的溶解 度是 10 克。
  ( 2)20℃时, 100 克食盐溶液里含有 10 克食盐,所以,20℃时食盐 的溶解度是 10 克。
(3)上面(1)、(2)中的食盐溶液的溶质质量分数都是 10%。 各种固体物质在水里的溶解度是不同的。通常把各种物质按它们在水中
溶解的能力大小分为易溶、可溶、微溶和难溶,见表 2—2。
表 2 — 2 物质的溶解能力分类
溶解度(克)
20 ℃
实 例 易溶 > 10 硝酸铵 可溶 1 ~ 10 硼酸 微溶 0.01 ~ 1 氢氧化钙 难溶 < 0.01 碳酸钙

绝对不溶于水的物质是没有的,习惯上把“难溶”物质叫做“不溶”物
质,如属于“难溶”的碳酸钙,就说它“不溶”于水。
练习 利用固体物质的溶解度曲线,为上面的表补充易溶物质的实例。 在生产和生活中,常把溶液区分为浓溶液和稀溶液。例如,农业上选种
用的 20%的食盐溶液是浓溶液,医院用的生理盐水(0.9%的 NaCl 溶液①)是
稀溶液。这只是指溶液中溶质含量的多少。与前面学过的饱和溶液和不饱和 溶液是两回事。有些易溶物质,如蔗糖,即使在水中溶解了很多,已经是浓 溶液了,却还没有达到饱和;有些难溶或微溶物质,在水里即使溶解得很少, 溶液很稀,但是却达到了饱和,例如,实验室常用的澄清石灰水就是这样。
二、有关溶解度的计算
学习了溶解度,根据溶解度概念可以进行有关计算。
  ·根据某种物质在一定温度时的饱和溶液里所含溶质和溶剂的质量,计 算这种物质的溶解度。
  ·根据某种物质在一定温度时的溶解度,计算一定量的饱和溶液里所含 溶质和溶剂的质量。
[例题 1]20℃时,在 150 克水里溶解 54 克食盐,溶液恰好达到饱和。求
20℃时食盐的溶解度。
分析:已知 20℃时在 150 克水里溶解 54 克食盐达到饱和,根据溶解度 概念,求出 100 克水中溶解食盐达到饱和的克数,就是在该温度下食盐的溶


① 这里是指 100 毫升溶液里含医用氯化钠 0.9 克。

解度。
解:设 100 克水最多能溶解食盐 x 克。
150∶54=100∶x
54×100
x=
150
            =36(克) 答:20℃时食盐的溶解度是 36 克。
[例题 2] 20℃时,硝酸钠的溶解度是 88 克。在该温度条件下,要将
60 克硝酸钠溶解在水里配制成饱和溶液,需要水多少克?
  分析:已知 20℃时硝酸钠的溶解度是 88 克,即 88 克硝酸钠溶解在 100 克水里正好达到饱和。现有 60 克硝酸钠,需要水多少克恰好形成饱和溶液。
解:设将 60 克硝酸钠在 20℃配制成饱和溶液需要水 x 克。
88:100=60:x
100×60
x=
88


=68.2(克)
  答:20℃时,将 60 克硝酸钠溶解在水里配制成饱和溶液,需要用水 68.2 克。
阅读材料
气体的溶解度


  煮开水的时候,在水没有沸腾以前,从容器壁上可以看到有许多气泡出 现。这些气泡就是溶解在水里的空气,温度升高,溶解度减小,已溶解的部 分空气便从水里逸出。农用氨水,受到日光曝晒,氨气就大量挥发,使肥效 大大降低。可见温度对气体的溶解度也有很大的影响:气体的溶解度随着温 度升高而减小。
气体的溶解度还受气体的压强大小的影响。当温度不变时,随着压强的
增大,气体的溶解度也增大。利用这一规律,饮料厂在制汽水时,把二氧化 碳气体的压强增大,使二氧化碳气体在水里的溶解度增大。当打开汽水瓶盖 时,就看到大量的气泡从汽水里冒出。
气体的溶解度,通常指的是这种气体(压强是 1.01×105 帕),在一定
温度时溶解在 1 体积水里的体积数①。例如,在 0℃时,1 体积水里能够溶解
0.049 体积的氧气,氧气在 0℃时的溶解度是 0.049。在 20℃时,氧气的溶解 度是 0.031;在 20℃时,氮气的溶解度是 0.015,氨气的溶解度是 702。
  总之,气体的溶解度随着温度的升高而减小,随着气体压强的增大而增 大。压强的变化,对固体和液体的溶解度影响不大。
要 点
  1.在一定温度下,某物质在 100 克溶剂里达到饱和状态时所溶解的克 数,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。
2.把各种固体物质在不同温度下测得的溶解度,用坐标法画出它们的曲 线,这种曲线叫做溶解度曲线。


① 非标准状况时的气体体积数,要换算成标准状况时的体积数。

3.根据溶解度概念可以进行有关计算。

习 题
1.把正确答案的序号写在空格里。 (1)要增大固体物质的溶解度,通常多采用 的方法。 a.增加溶剂
b.升高温度 c.增大压强 d.增加溶质
  (2)一位同学要测定某种固体物质的溶解度,他必须严格控制 这些 条件。
a.一定温度 b.一定压强 c.100 克溶剂
d.一定温度和一定量的溶剂
2.下列说法对不对?正确的在括号里画“√”,错误的在括号内画“×”。 (1)在某一温度时,将 A 克食盐溶解在 100 克水里形成饱和溶液,在该
温度时食盐的溶解度是 A 克。 ( )
    (2)在某一温度时, A 克食盐溶解在水里得到(100+A)克饱和溶液, 在该温度时食盐的溶解度是 A 克。 ( ) (3)计算上述饱和溶液的溶质质量分数,答案为 B%,B<A。
( )
  3. 20℃时氯化钾的溶解度是 34 克,现将 20℃的饱和氯化钾溶液 67 克蒸干后,可以得到氯化钾多少克?蒸出水分多少克?
4.熟悉并记忆以下各化合物的化学式。
氯化钾——KCl 氯化铵——NH4Cl 硝酸铵——NH4NO3 硝酸钠——NaNO3
高锰酸钾——KMnO4

§2—3 物质的结晶

[实验 2—4]
1.按图 2—5 所示做实验,得到约 60℃时的三种物质的饱和溶液。

  2.将盛有饱和溶液的三支试管,一起放入盛冷水的烧杯中,观察试管中 发生的现象。
·有 析出。
  [实验 2—5]用干洁的玻璃棒从盛硝酸钾溶液?氖怨芾镎喝〖傅稳芤海? 蔚揭豢椴A??希??旱斡梦⒒鸷娓桑ㄕ舾伤?郑?9鄄焓笛橄窒蟆*
·有 生成。 实验证明,降低饱和溶液的温度,溶质就从溶液里析出,让溶液里的溶
剂蒸发,也可得到固体溶质。
仔细观察实验中制得的固体,可以看出它们都具有一定的几何形状(见
图 2—6)。例如,食盐是立方体,明矾是八面体。我们把这种天然具有规则 几何形状的固体叫做晶体。晶体从溶液里析出的过程叫做结晶。
结晶是溶质溶解的逆过程。盐场利用海水制盐,就是借助日光和风力使
海水里的水分蒸发,得到食盐固体。榨糖厂、制药厂、化工厂等都要应用结 晶操作。










结晶后剩余的溶液叫做母液。可以用过滤操作将晶体跟母液分离。 过滤是用来分离混合物中不溶于水的杂质的一种方法。例如,用水来溶
解粗盐,通过过滤操作,可以除去混杂在粗盐中的泥沙和草屑等不溶物质。 过滤的仪器装置如图 2—7 所示,过滤的操作在实验课中将要学到。


  为了分离混合物中的可溶的固体物质,利用混合物中各种物质的溶解度 不同,可以采用结晶的方法。
[实验 2—6]按图 2—8 做实验。最后从冷却的烧杯里可以得到较纯净的 硝酸钾晶体。










讨论 为什么可以从实验 2—6 中得到较纯净的硝酸钾呢? 让我们查阅一下固体物质的溶解度曲线,可以看出,硝酸钾的溶解度随
温度升降变化很大,而食盐的溶解度随温度升降变化并不显著。具体地说,
可作如下比较:

溶质 溶解度
硝酸钾
食盐 20 ℃ 31.6 克 36 克 80 ℃ 169 克 38.4 克

从实验 2—6 可以得知,加热后得到的硝酸钾饱和溶液,夹杂有溶解的食
盐,这种热溶液对于食盐来说,远未饱和。当将这一溶液冷却时,其中溶解 了的大部分硝酸钾将从溶液中结晶析出,而溶解了的食盐还不能结晶,仍留 在溶液里。经过过滤分离,就能得到较纯净的硝酸钾晶体。要得到更纯净的 硝酸钾晶体,可以把结晶出来的晶体,重新溶解在蒸馏水里,加热制成硝酸 钾的饱和溶液,冷却,使它再一次结晶,然后过滤,可溶性杂质留在母液里。 这样的分离方法叫做重结晶或叫做再结晶。这种分离方法能除去混合物里的 杂质,得到纯净的物质,因此,又叫做提纯。
从以上分析,可以归纳出从溶液里结晶分离出固体溶质有两种方法:
1.降低温度。适用于溶解度受温度影响较大的固体溶质。
2.蒸发溶剂。适用于溶解度受温度影响较小的固体溶质。
问题 日常生活里,可观察到食用的晶碱,在室温时放置在干燥的空气

里,会逐渐变成粉末状,这是为什么?变色湿度计或隐显墨水又为什么会变 颜色?
要了解这些现象的奥秘,就要学习结晶水合物。 许多物质从水溶液里析出晶体时,常结合一定数目的水分子,这样的水
分子叫做结晶水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。结晶水合物很多, 现举几个实例:
俗名 结晶水合物的化学式
胆矾(或蓝矾 CuSO4 · 5H2O
绿矾 FeSO4 · 7H2O
生石膏 CaSO4 · 2H2O
明矾 KAl ( SO4 ) 2 · 12H2O


有的物质结晶时,不和水分子结合,即不生成结晶水合物,例如食盐、
氯化钾、硝酸钾等的晶体里就不含结晶水。 为了证实结晶水合物里含有结晶水,让我们来做下面的实验。
[实验 2—7]按图 2—9 安装好仪器。试管里盛有少量压碎了的蓝色的胆 矾晶体,慢慢加热试管底部,观察发生的现象。












·蓝色晶体受热后变成 粉末;
·试管口部有 生成。 从实验看到,蓝色的胆矾受热后放出水蒸气,变成了白色粉末——无水
硫酸铜。通过实验测定,每份式量的 CuSO4 跟 5 份式量的 H2O 结合在一起,
所以,胆矾晶体可以用 CuSO4·5H2O 表示。实验 2—7 这个化学反应表示如下:
CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O
(蓝色) (白色) 实验表明,结晶水合物受热后容易失掉结晶水。失去结晶水的化合物,
还可以跟水结合。
  [实验 2—8]往实验 2—7 中冷却后的试管里,滴加几滴蒸馏水,观察白 色粉末颜色的变化。
·粉末由白色变成了 色。 从实验知道,无水硫酸铜跟水起反应,又重新生成了蓝色的硫酸铜晶体:
CuSO4+5H2O CuSO4·5H2O
(白色) (蓝色) 各种结晶水合物的稳定性很不相同。很多结晶水合物在室温时就不太稳
定。例如,晶碱(Na2CO3·10H2O)在干燥的空气里,会逐渐失去结晶水成为
粉末(碱面)。结晶水合物在室温和干燥的空气里,失去一部分或全部结晶

水的现象叫做风化。
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隐显墨水和变色湿度计



隐显墨水是氯化钴的水溶液(CoCl2·6H2O 是粉红色晶体,它的水溶液也
显粉红色)制成的。写出字来几乎无色。以火烘烤,变成 CoCl2 就变为蓝色。
变色湿度计中用 CoCl2 溶液浸过的纸条,在潮湿天气纸条是粉红色,大气的
湿度降低,就显示出深浅不同的蓝色。 有些晶体能吸收空气里的水蒸气,在晶体表面逐渐形成溶液,这种现象
叫做潮解。例如,无水氯化钙(CaCl2)在空气里很容易潮解,可以利用这一
性质,把无水氯化钙用作干燥剂。又如,天然产出的粗食盐中,含有氯化钙 和氯化镁晶体(MgCl2·6H2O),这是粗食盐在空气中发潮、甚至溶解的原因。
要点
  1.天然形成的、具有规则几何形状的固体叫做晶体。从溶液中析出晶体 的过程叫做结晶。用降低温度或蒸发溶剂的方法可促成结晶。
2.用结晶或重结晶的方法可以去除混合物中的杂质。
  3.某些物质的晶体里结合一定数目的水分子,这样的水分子叫做结晶 水。含有结晶水的物质叫做结晶水合物。在室温和干燥的空气里,结晶水合 物失去一部分或全部结晶水的现象叫做风化。晶体吸收空气里的水蒸气,在 晶体表面形成溶液,这种现象叫做潮解。

习 题

1.填空:
(1)饱和溶液析出晶体以后,剩余的溶液是这种晶体的 。 (2)要从饱和食盐水里得到更多的食盐晶体,应当采用 的方法。 (3)在某种溶液里,如果含有两种或两种以上的溶质,可以采用
或 的方法,将溶质分离出来。
2.下列说法对不对?正确的在括号里画“√”,错误的画“×”。
(1)饱和溶液析出晶体以后就变成不饱和溶液。 ( ) (2)不饱和溶液在条件不变的情况下,不能结晶。 ( ) (3)结晶只适用于从溶液里分离出能生成结晶水合物的溶质。
( ) (4)结晶水合物是具有固定组成的物质。 ( )   3.在 20℃时,硝酸钠的溶解度是 88 克。一位同学在 20 克水里溶解了 15 克硝酸钠,能形成饱和溶液吗?试回答。
这位同学又分别采取了以下措施,能形成饱和溶液吗? (1)往溶液中再加入 5 克溶质,搅拌;
(2)给溶液加热,蒸发掉 5 克溶剂,再使溶液温度降低到 20℃。
4.家庭小实验 在两只小瓷碟里,分别倒入等容积的凉开水和饱和食盐水。记下液体在
容器里的量。敞口放置一天后,观察各有什么现象发生?简要说明原因。试 推论:如果将凉开水换为碘酒(碘溶解在酒精里形成的溶液),将会怎样?

  §2—4 有关溶液的计算

我们已经学过有关溶液计算的一些类型,现在学习其它类型。
一、根据溶解度计算从溶液中析出晶体的质量
  [例题 1]20℃时的硝酸钾饱和溶液 200 克,当温度降低到 0℃时,可析出 硝酸钾晶体多少克?
(20℃和 0℃时硝酸钾的溶解度可查表) 分析:查表可知硝酸钾的溶解度:
20℃时,溶解度是 31.6 克
   0℃时,溶解度是 13.3 克 降低饱和溶液的温度,溶质结晶析出,根据溶解度的概念知道,每 100
克溶剂形成的饱和溶液,从 20℃降低到 0℃,析出的晶体是 18.3 克(31.6 克—13.3 克),即 131.6 克饱和溶液从 20℃降低到 0℃时析出晶体 18.3 克。 解:根据硝酸钾的溶解度(20℃时是 31.6 克,0℃时是 13.3 克),可算
出 131.6 克硝酸钾的饱和溶液从 20℃降低到 0℃有 18.3 克硝酸钾析出。
设 200 克硝酸钾的饱和溶液从 20℃降低到 0℃析出硝酸钾 x 克
131.6∶18.3=200∶x
18.3×200
x=
131.6
=27.8(克)
九年义务教育四年制初级中学试用课本——化学(第二册)的下一页
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