【本讲教育信息】
一. 教学内容：
总复习（九）：常见的物质——水、空气、氧气、二氧化碳、金属等
二. 考点讲解：
1. 水和溶液：
（1）水的组成：由氢和氧两种元素组成，氢、氧元素的质量比是1：8，一个水分子由2个氢原子和一个氧原子构成。
（2）水的性质：
物理性质：无色、无味、透明的液体，4℃时密度最大，为1000千克/立方米。
化学性质：
a. 是一种稳定的化合物，在直流电作用下会分解成氢气和氧气。
b. 能与多种物质反应：
与金属反应：
与非金属反应：
与某些氧化物反应：
（3）存在的检验：白色无水硫酸铜遇水变蓝，蓝色无水氯化钴遇水变红色，这两个变化可用来检验水的存在。
（4）水体污染：排放到水中的污染物数量超过了水体的自净能力，并造成危害人体健康和破坏生态环境的现象，称水体污染。水体污染使地球上的淡水危机加剧。
（5）饱和溶液与不饱和溶液：在一定温度下，一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液叫饱和溶液，还能继续溶解某种溶质的溶液叫不饱和溶液。
一种溶剂可溶解多种溶质，某种溶质饱和了，仍能溶解别种溶质。
（6）溶解度：在一定温度下，固体物质的溶解度可以用溶质在100克溶剂里达到饱和状态所溶解的质量（克）来表示。同一温度下不同物质在同一种溶剂里的溶解度是不同的，同一种物质在不同温度下，在同一种溶剂里的溶解度也是不同的。
（7）溶解度曲线：反映各种物质的溶解度随温度变化的曲线。这是用数学方法来表示化学过程和规律。
（8）溶解度计算：
溶解度＝（溶质质量/溶剂质量）×100
计算的前提是溶液达到饱和。
（9）结晶的两种方法：
a. 蒸发饱和溶液。适用于溶解度受温度影响大的固态物质。
b. 蒸发溶剂。适用于溶解度受温度变化影响不大的固态物质。
（10）溶液中溶质的质量分数：溶质的质量与溶液质量之比（百分数）
溶质的质量分数＝溶质质量/溶液质量
计算溶液中的溶质的质量分数，溶液可以饱和，也可以不饱和。溶质如是结晶水合物，要除去结晶水。溶质不包括未溶解部分的质量，两种液体混合，因分子间存在间隙，体积会改变，所以一定要根据质量来计算溶质的质量分数。
2. 空气及其组成：空气是一种混合物，各种气体的体积分数是：氮气占78%，氧气占21%，稀有气体、二氧化碳、水蒸气占1%
（1）氧气的性质：
氧气是一种化学性质比较活泼的气体，在一定条件下可与许多物质发生化学反应，同时放出热量，氧气具有氧化性，在反应中是一种常见的氧化剂。
氧气能供给呼吸、支持燃烧、冶炼钢铁、焊接和切割金属、制液氧炸药等。
（2）氧气的实验室制法：
方法一：加热氯酸钾制取氧气：
方法二：加热高锰酸钾制取氧气：
方法三：分解过氧化氢制取氧气：
实验装置：（以加热高锰酸钾制氧气为例，如图所示）
操作步骤：
a. 检查装置的气密性。
b. 把药品装入试管内，使用高锰酸钾作反应物时在试管口放一团棉花。
c. 把试管固定在铁架台上，将集气瓶装满水并倒立在盛水的水槽中。
d. 点燃酒精灯，加热药品。
e. 收集气体。
f. 把导气管从水槽中移出水面。
g. 熄灭酒精灯。
收集方法：
a. 排水集气法（因为氧气不易溶于水）。
操作要点：把盛满水的集气瓶（无泡）倒立在水中，排水充气，取出放置。
b. 向上排空气法（因为氧气的密度略大于空气）。
操作要点：使导气管尽量伸入集气瓶底便于排尽空气。
检验：将带火星的木条伸入集气瓶内，若木条复燃，证明瓶内气体是氧气。
验满：若用向上排空气法收集氧气，验满时，取一根带火星的木条，放在集气瓶口，若木条复燃，则证明氧气已集满。
放置：因为氧气的密度大于空气的密度，故应正放在桌面上。
a. 在用氯酸钾或高锰酸钾制取氧气时，试管口应略向下倾斜，原因是防止加热时药品中的湿存水倒流炸裂试管。
b. 铁夹应夹在距试管口1/3处，原因是利于加热。
c. 导管伸入试管内要刚露出橡皮塞，原因是利于排出产生的气体。
d. 用排水法收集氧气时，不宜立即收集，待有连续均匀的气泡产生时再收集，原因是开始的气泡是试管内的空气，若立即收集则氧气不纯。
e. 排气法收集气体时，导管要伸入接近集气瓶底部，原因是利于充分排出瓶内空气。
f. 实验结束时，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，原因是防止水槽中的水倒吸炸裂试管。
g. 如果用高锰酸钾制氧气时，试管口应塞一小团棉花，原因是防止高锰酸钾粉末进入导管
（3）氧气的工业制法：
工业上制大量的氧气，主要是通过使空气液化，再分离液态空气而制得，这是物理方法，其主要过程为：
（4）二氧化碳的性质及用途
注意：a. CO2能溶于水，CO2也能与水反应，两者有本质差异，前者属物理变化，后者属化学变化；
b. CO2与水反应生成碳酸：CO2＋H2O＝H2CO3（紫色石蕊试液变红）；生成碳酸，不稳定：H2CO3＝CO2↑＋H2O，故H2CO3只能存在于稀溶液中；
物质，一般吸收CO2用NaOH（保证CO2被充分吸收）；
d. 鉴别CO2的几种方法：
<1>用燃烧着的木条（注意与N2的区别）
<2>通入澄清石灰水
<3>通入石蕊试液（注意与氯化氢气体的区别）
e. 下深井、欠未开启的菜窖前的必备知识——“灯火实验”
（5）二氧化碳的实验室制法：
药品：石灰石或大理石（主要成分是CaCO3），稀盐酸。
实验装置：因为上述反应物是固体和液体，反应不必加热，故气体发生装置如下图所示。
收集方法：由于二氧化碳的密度大于空气的密度，且能溶于水，因此只能用向上排空气法收集。
检验。验证：将所得气体通入澄清的石灰水中，若出现白色浑浊，证明收集到的气体是二氧化碳。验满：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则证明二氧化碳已收集满。
放置：盛有二氧化碳的集气瓶盖好玻璃片后，要正立放在桌面上。
注意事项：
a. 实验室制取二氧化碳常用稀盐酸和大理石，不能用稀硫酸代替稀盐酸，原因是稀硫酸与碳酸钙反应后生成的硫酸钙是微溶物，覆盖在大理石的表面上，阻止反应继续进行；也不能用碳酸钠代替大理石，原因是它与稀盐酸反应速度太快，不易控制；不能用浓盐酸与大理石反应制取，原因是浓盐酸有强烈的挥发性，会使制得的二氧化碳中混有HCl气体而使制得的气体不纯。
b. 制取CO2的装置中，长颈漏斗的下端必须插在液面以下，防止生成的气体从长颈漏斗逸出；导气管伸出胶塞的部分不能太长，只露出少许即可，以利于气体的排出；收集气体的导气管必须伸到接近集气瓶的底部，以利于排尽集气瓶内的空气，收集到较纯净的CO2。
3. 金属
具有金属光泽、有良好的导电性、导热性和延展性，有可锻性，密度大，熔点高。常见的金属有铁、铜、铝、钢、钛等。合金：由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）经高温熔合形成具有金属特性的物质叫合金。
金属活动性顺序
由强到弱的顺序是：
只有排在前面的金属才能置换出酸中的氢；排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
（钾、钙、钠等活泼金属与盐溶液混合时，先与水反应。）
（1）铁的性质：
物理性质：
具银白色金属光泽、质软；有良好的延展性；有导电性、导热性；具有铁磁性；密度为7.8×103千克/米3。
化学性质：
（2）金属对环境的影响：
废弃金属要破坏土壤结构、造成有毒金属离子污染等。所以要及时回收。
（3）铁的两种合金：生铁和钢
（4）炼铁和炼钢
（5）几种常见的金属：
4. 单质和化合物：
（1）氢气的性质：
物理性质：无色、无味、标准状况下密度为0.09克/升，是密度最小的气体。难溶于水。标准大气压下，-252℃时，液化成无色的液体，继续降温可凝固成雪花状淡蓝色固体。
化学性质：常温下性质稳定，在点燃或加热条件下能跟多种物质发生化学反应。
a. 可燃性：纯净的氢气能在空气中安静的燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热，并有水珠生成。
氢气在氯气中点燃时发出苍白色的火焰，瓶中出现白雾，并产生大量的热。
不纯的氢气点燃时要发生爆炸，所以点燃氢气前一定要验纯，听到“扑”的一声才能点燃。
b. 氢气的还原性：在加热的条件下，氢气和氧化铜反应，黑色的氧化铜变成红色的单质铜，同时试管壁有水珠生成。
（2）氢气的用途和制法：
用途：充探空气球、冶炼金属时做还原剂、无污染热值高的新型能源等
实验装置：
收集方法：
工业上用电解水来大量制取氢气。
（3）置换反应：
定义：由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。
理解：a. 与化合反应、分解反应一样，属于基本反应类型。
b. 表达式：A＋BC→AC＋B
（4）碳的化学性质：常温下，碳单质的化学性质不活泼。
可燃性：
还原性：
（5）碳的单质：有金刚石、石墨、焦炭、活性炭、炭黑，各种碳的单质因结构不同因而物理性质也不同。
【典型例题】
例1. 120g稀硫酸与13g锌恰好完全反应，求：
（1）稀硫酸中溶质的质量分数；
（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数。
解：设与13克锌反应的H2SO4的质量为x，生成ZnSO4的质量为y，生成H2的质量为z，则
则：（1）稀H2SO4中溶质的质量分数：
（2）反应后所得ZnSO4溶液中溶质的质量分数为：
例2. 溶液与人类的生活息息相关，溶液的配制是日常生活和化学实验中的常见操作。下表是硫酸溶液和氨水的密度与其溶质的质量分数对照表（20℃）
请仔细分析回答下列问题：
（1）20℃时，随着溶液中溶质的质量分数逐渐增大，硫酸溶液的密度逐渐__________（填增大、减小或不变）；氨水的密度逐渐__________（填增大、减小或不变）。
（2）取12%的硫酸溶液100g配制成6%的溶液，向100g 12%的硫酸溶液中加水的质量应___________100g（填大于、小于或等于）。
（3）向100g 24%的氨水中加入100g水，摇匀，溶液体积是___________mL（保留到0.1）。
解答：（1）增大；减小
（2）设加溶剂的质量为x，则有：
（3）稀释后氨水的质量分数为：
故稀释后氨水的体积为：
例3. 下图是测定空气中氧气含量的实验装置，请根据实验回答问题：
（1）先用弹簧夹夹住乳胶管，将燃着的红磷立即伸入盛有少量水的集气瓶中，并把塞子塞紧，可观察到的实验现象是什么？待红磷熄灭并冷却后，打开弹簧夹，又可观察到什么现象？
（2）燃烧结束后，集气瓶内剩余的气体主要是氮气。由本实验可推知氮气的物理性质和化学性质是什么？
解答：（1）红磷继续燃烧并产生大量白烟，烧杯中的水进入集气瓶，集气瓶内水面上升，约占空气体积的1/5。
（2）物理性质：无色、不易溶于水；化学性质：N2不与红磷反应（或N2不支持燃烧）。
例4. 在盛有20克盐酸的烧杯中放入5.2克镁和铁的混合物，待金属全部反应后，称得溶液的质量为24.9克，计算在原混合物中镁的质量分数。
解：依题意得，生成H2的质量为：
设混合物中镁的质量为x，则铁的质量为5.2－x，反应生成的H2分别为m、n
例5. 如图所示，根据下面实验室制取氢气并验证氢气性质的实验装置，回答下列问题：
（1）实验室制取氢气的化学反应方程式为________________________，反应类型是______________________。
（2）B装置的作用是_________________，不能取消B装置的原因是___________。
（3）C装置盛放氧化铜的玻璃管中的现象是_________________________________。
（4）C装置的一个显著优点是_________________________________。
（5）实验开始时，应先通入氢气一会儿，然后再加热，这样操作的目的是__________
________________________。实验结束时的正确操作是______________________。
（6）该装置可验证氢气的___________性和___________性。
解答：由A中逸出的氢气中含有一定量的水蒸气，为了避免对H2还原CuO产物水的确定的干扰，通入C装置中玻璃管的气体应先经过干燥。C装置中，未参加还原CuO反应的H2燃烧放出的热量可用来加热CuO。
（2）干燥H2，以免水蒸汽进入试管，使试管炸裂
（3）黑色CuO变成红色，管内壁上有水雾出现
（4）充分利用未反应完的H2燃烧放出的热量
（5）赶尽管内空气，避免爆炸；先停止加热（或熄灯），后停止通入H2。
（6）还原；可燃
【模拟试题】（答题时间：60分钟）
一. 选择题（每题只有一个答案正确）
1. 下列过程中，主要发生化学变化的是（ ）
A. 工业用液态空气制氧气
B. 海水晒盐
C. 由煤制焦炭
D. 干冰降雨
2. 下列符号既具有宏观意义，又具有微观意义的是（ ）
A.
2H B.
C.
D.
3. 小华同学对所学部分化学知识归纳如下，其中有错误的一组是（ ）
|
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物质性质与用途 |
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物质性质与用途 |
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A. |
N2性质稳定——填充食品袋防腐 乙醇具有可燃性——可用作燃料 CO具有还原性——可冶炼金属 |
B. |
假酒中毒——由甲醇引起 瓦斯爆炸——由天然气引起 煤气中毒——由甲烷引起 |
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元素与人体健康 |
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日常生活经验 |
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C. |
缺铁——易引起贫血 缺钙——易得佝偻病或骨质疏松 缺碘——易得甲状腺肿大 |
D. |
去除衣服上的油污——用汽油洗涤 区别白醋和白酒——常用气味检验 为使煤燃烧更旺——把煤做成蜂窝状 |
4. 氢气、碳、一氧化碳都具有的化学性质是（ ）
（1）都能在空气中燃烧 （2）常温下都较稳定
（3）常温下都能与氧化铜反应
（4）都具有还原性 （5）都具有氧化性
A. （1）（2）（3） B. （1）（2）（4）
C. （2）（3）（4） D. （1）（3）（5）
5. 在一些科普读物中常见下列词汇。其中的颜色不是用来描述相关物质真实颜色的是（ ）
A. 蓝色晶体 B. 黑色粉末
C. 绿色食品 D. 银白色金属
6. 下列说法正确的是（ ）
A. 空气是由空气分子组成的
B. 同种原子可以结合成分子，不同种原子不能结合成分子
C. 在花丛中闻到花香，是由于分子是不断运动的
D. 与元素的化学性质关系密切的是原子的电子数
7. 如图是老师放置在实验桌上的三瓶无色气体，它们分别是
。下列关于这三种气体的鉴别方法，不正确的是（ ）
A.
根据瓶③倒置，可判断瓶③存放的是
B.
用带火星的木条放入①中，若复燃，则存放的是
C.
用点燃的木条伸入②中，若火焰熄灭，则存放的是
D.
向②中加入少量蒸馏水，若变为红色，则存放的是
8. 石棉是一种常见的化工原料，它的熔点高，又不易燃烧，可制作石棉网。石棉的化学式可表示为
，其中硅元素的化合价（ ）
A. +1 B. +2 C. +3 D. +4
9. 为了及时发现煤气泄漏现象，常在煤气中加入少量有特殊气味的乙硫醇（
）。乙硫醇在煤气燃烧过程中也可充分燃烧，其反应方程式为
则X的化学式为（ ）
A.
B.
C.
D.
10. 在环保小组活动中，某同学提出下列建议：（1）开发新能源，减少矿物燃料的使用；（2）开发生产环保电池；（3）提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋；（4）分类回收垃圾。其中你认为可以采纳的是（ ）
A. （1）（2）（4） B. （1）（3）
C. （1）（2）（3） D. （1）（2）（3）（4）
二. 填空题。
11. 根据下列条件，写出有关反应的化学方程式：
（1）有黑色固体生成的化合反应_________________________________
（2）甲醇燃烧的化学方程式_________________________________
（3）实验室中用高锰酸钾制氧气_________________________________
（4）泡沫灭火器的反应原理_________________________________
（5）铜绿受热分解_________________________________
12. 从C、H、O、Ca四种元素中，选择适当元素组成符合下列要求的物质，并用化学式填空：
（1）有还原性的气态化合物___________
（2）能使带火星木条复燃的单质___________
（3）能作调味品的有机物___________
（4）可作温室肥料的物质___________
（5）与生命密切相关且占人体总质量的2/3的物质___________
（6）能用来制作水泥的原料的主要成份___________
三. 解答题。
13. 学习碳及其化合物时，不仅要了解常见的碳及其化合物的性质，还要掌握它们之间的相互转化。试回答下列问题：
（1）以碳及化合物为研究对象，仿照图中实例在框图处填写物质的化学式（所填写的一种反应物不属同一类别的物质，另一反应物必填含碳化合物。）
（2）点燃一支蜡烛，把冷碟子放在蜡烛火焰的上方（如图），过一会儿，你将在冷碟底上收集到亲手制得的炭黑。这个实验说明了什么？
14. A是一种化合物，B、D、E是三种常见气体，甲、乙是黑色固体，物质A～F有如下图所示转化关系：
（1）若A是由两种元素组成的气体，两种元素的质量比为3：1，则A的化学式为___________；A与反应的化学方程式_________________________________。
（2）根据上述转化关系，写出指定过程中的化学方程式
①______________________ ②______________________
（3）工业上，D和固体乙反应的用途是______________________。
15. 调查法和实验法都是开展研究性学习的重要手段：
（1）某同学调查他生活周围水资源，就水污染形成及防止提出一些设想或建议，请你照例帮他填写下表：
（2）在学习二氧化碳性质，当讲到能与澄清石灰水发生反应，并且氢氧化钠也能发生类似反应，老师将分别通入澄清的石灰水和
溶液中，我们观察到前者变浑浊，后者无明显现象。和是否确实发生了化学反应？
甲同学设计了（1）、（2）两个实验装置来验证，如图所示，实验现象为：（1）——软塑料瓶变瘪，（2）——气球变大。
乙同学认为上述实验是可行的，其共同原理是______________________。
丙同学提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明与确实发生了反应，其理由是_______________________________。甲思考后，又补充了一个实验来回答，这个实验是_______________________________。
四. 实验题。
16. 某
样品中混有一些
，用下列装置测定其纯度。
实验操作过程如下：①把准确称量的10克样品装入B装置后，将B装置分别与装置A和C相连，②打开开关K，从a处缓缓鼓入空气几分钟后，将开关K关闭，③再将已称量的干燥管D与装置C连接，然后将足量稀缓缓注入B装置中。④待反应完全后，再将打开开关K缓缓鼓入空气几分钟，最后称量干燥管，增重了3.3克。
请回答：
（1）B为溶解样品的装置，若已准备了长颈漏斗、三孔橡胶塞、导气管，为完成溶解至少还需要的实验仪器是______________________。
（2）A装置的作用是___________，C中所盛的试剂是___________。
（3）由干燥管D增加的质量，可推算出样品中的的质量分数是___________。
（4）反应前第一次鼓入空气的作用是______________________，若反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是_________________________________。（填“偏大”或“偏小”）
五. 计算题。
17. 将15.6 g铁和硫酸亚铁的混合物放入134.7g稀硫酸中，恰好完全反应，得到150g的溶液，求：
（1）原混合物中铁的质量；
（2）反应后得到溶液中溶质质量的分数。
【试题答案】
一. 选择题。
1. C 2. B 3. B 4. B 5. C
6. C 7. D 8. D 9. A 10. A
二. 填空题。
11. （1）
（2）
（3）
（4）
（5）
12. （1）CO （2） （3）
（4） （5）
（6）
13. （1）
（2）①蜡烛中含有碳元素
②单质碳在常温下性质比较稳定
14. （1）
（2）①
②
（3）冶炼金属
15. （1）农业：大量使用农药化肥，合理使用，工业污水，任意排放，处理后再排放。
（2）与反应使气压变小；可能是溶于水形成的；在这些装置中用水代替溶液对比上述实验。
16. （1）广口瓶
（2）吸收空气中，浓硫酸
（3）79.5%
（4）排尽装置中的空气，偏小
17. （1）8.4g （2）20%