Question

化学入门基础知识

Answer 1

　　化学入门基础知识

　　（绪言）

　　1、化学是一门研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的以 实验 为基础自然科学。物理和化学的共同点：都是以实验为基础的自然科学.

　　2、化学变化和物理变化的根本区别是：有没有新物质的生成。化学变化中伴随发生一些如放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。

　　3、物理性质——状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、延展性、溶解性、挥发性、导电性、吸附性等。

　　4、化学性质——氧化性、还原性、金属活动性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性等。

　　5、绿色粉末碱式碳酸铜加热后，①绿色粉末变成黑色，②管口出现小水滴，③石灰水变浑浊。Cu2(OH)2CO3—

　　6、我国的某些化学工艺像造纸、制火药、烧瓷器，发明很早，对世界文明作出过巨大贡献。

　　( 空气 )

　　1、空气中氧气含量的测定：实验现象：①红磷（不能用木炭、硫磺、铁丝等代替）燃烧时有大量白烟生成，②同时钟罩内水面逐渐上升，冷却后，水面上升约1/5体积。

　　若测得水面上升小于1/5体积的原因可能是：①红磷不足，氧气没有全部消耗完②装置漏气③没有冷却到室温就打开弹簧夹。

　　2、法国化学家拉瓦锡提出了空气主要是由氧气和氮气组成的。舍勒和普利斯特里先后用不同的方法制得了氧气。

　　3、空气的成分按体积分数计算，大约是氮气为78%、氧气为21%（氮气比氧气约为4︰1）、稀有气体（混合物）为0.94%、二氧化碳为0.03%、其它气体和杂质为0.03%。空气的成分以氮气和氧气为主，属于混合物。

　　4、排放到大气中的有害物质，大致可分为粉尘和气体两类，气体污染物较多是SO2、CO、NO2，这些气体主要来自矿物燃料的燃烧和工厂的废气。

　　（水）

　　1、水在地球上分布很广，江河、湖泊和海洋约占地球表面积的3/4，人体含水约占人体质量的2/3。淡水资源却不充裕，地面淡水量还不到总水量的1%，而且分布很不均匀。

　　2、水的污染来自于①工厂生产中的废渣、废水、废气，②生活污水的任意排放，③农业生产中施用的农药、化肥随雨水流入河中。

　　3、预防和消除对水源的污染，保护和改善水质，需采取的措施：①加强对水质的监测，②工业“三废”要经过处理后再排放，③农业上要合理（不是禁止）使用化肥和农药等。

　　4、电解水实验可证明：水是由氢元素和氧元素组成的；在化学变化中，分子可以分成原子，而原子却不能再分。

　　5、电解水中正极产生氧气，负极产生氢气，体积比（分子个数比）为1︰2，质量比为8︰1，在实验中常加稀H2SO4和NaOH来增强水的导电性。通的是直流电。

　　（ O2 、 H2 、 CO2 、 CO 、 C ）

　　1、氧气是无色无味，密度比空气略大，不易溶于水，液氧是淡蓝色的。

　　氢气是无色无味，密度最小，难溶于水。

　　二氧化碳是无色无味，密度比空气大，能溶于水。干冰是CO2固体。（碳酸气）

　　一氧化碳是无色无味，密度比空气略小，难溶于水。

　　甲烷是无色无味，密度比空气小，极难溶于水。俗名沼气（天然气的主要成分是CH4）

　　2、金刚石（C）是自然界中最硬的物质，石墨（C）是最软的矿物之一，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。

　　金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是：碳原子排列的不同。

　　CO和CO2的化学性质有很大差异的原因是：分子的构成不同。

　　生铁和钢主要成分都是铁，但性质不同的原因是：含碳量不同。

　　3、反应物是固体，需加热，制气体时则用制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。

　　密度比空气大用向上排空气法难或不溶于水用排水法收集

　　密度比空气小用向下排空气法

　　CO2、HCl、NH3只能用向上排空气法CO、N2、（NO）只能用排水法

　　4、①实验室制O2的方法是：加热氯酸钾或高锰酸钾（方程式）

　　KClO3—KMnO4—

　　工业上制制O2的方法是：分离液态空气（物理变化）

　　原理：利用N2、O2的沸点不同，N2先被蒸发，余下的是液氧（贮存在天蓝色钢瓶中）。

　　②实验室制H2的方法是：常用锌和稀硫酸或稀盐酸

　　（不能用浓硫酸和硝酸，原因：氧化性太强与金属反应不生成H2而生成H2O）（也不能用镁：反应速度太快了；也不能用铁：反应速度太慢了；也不能用铜，因为不反应）Zn+H2SO4—

　　Zn+HCl—

　　工业上制H2的原料：水、水煤气（H2、CO）、天然气（主要成分CH4）

　　③实验室制CO2的方法是：大理石或石灰石和稀盐酸。不能用浓盐酸（产生的气体不纯含有HCl），不能用稀硫酸（生成的CaSO4微溶于水，覆盖在大理石的表面阻止了反应的进行）。CaCO3+ HCl—工业上制CO2的方法是：煅烧石灰石CaCO3—

　　5、氧气是一种比较活泼的气体，具有氧化性、助燃性，是一种常用的氧化剂。

　　①（黑色）C和O2反应的现象是：在氧气中比在空气中更旺，发出白光。

　　②（黄色）S和O2反应的现象是：在空气中淡蓝色火焰，在氧气中蓝紫色的火焰，生成刺激性气味的气体SO2。

　　③（红色或白色）P和O2反应的现象是：冒白烟，生成白色固体P2O5。（用于发令枪）

　　④（银白色）Mg和O2反应的现象是：放出大量的热，同时发出耀眼的白光，生成一种白色固体氧化镁。（用于照明弹等）

　　⑤（银白色）Fe和O2反应的现象是：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体Fe3O4，注意点：预先放入少量水或一层沙，防止生成的熔化物炸裂瓶底。

　　⑥H2和O2的现象是：发出淡蓝色的火焰。

　　⑦CO和O2的现象是：发出蓝色的火焰。

　　⑧CH4和O2的现象是：发出明亮的蓝色火焰。

　　酒精燃烧C2H5OH+ O2—

　　甲醇燃烧CH3OH+O2—

　　6、H2、CO、C具有相似的化学性质：①可燃性②还原性

　　①可燃性H2+ O2—可燃性气体点燃前一定要检验纯度

　　CO+ O2—H2的爆炸极限为4——74.2%

　　C+ O2—（氧气充足）C+ O2—（氧气不足）

　　②还原性H2+CuO—黑色变成红色，同时有水珠出现

　　C+ CuO—黑色变成红色，同时产生使石灰水变浑浊的气体

　　CO+CuO—黑色粉末变成红色，产生使石灰水变浑浊的气体

　　7、CO2①与水反应：CO2+H2O—（紫色石蕊变红色）

　　②与碱反应：CO2+Ca(OH)2—（检验CO2的方程式）

　　③与灼热的碳反应：CO2+C—（吸热反应，既是化合反应又是氧化还原反应，CO2是氧化剂）

　　①除杂：CO[CO2]通入石灰水CO2+Ca(OH)2—

　　CO2[CO]通过灼热的氧化铜CO+CuO—

　　CaO[CaCO3]只能煅烧CaCO3—

　　②检验：CaO[CaCO3]加盐酸CaCO3+ HCl—

　　③鉴别：H2、CO、CH4可燃性的气体：看燃烧产物

　　H2、O2、CO2：用燃着的木条

　　[（H2、CO2），（O2、CO2），（CO、CO2）]用石灰水

　　8、酒精C2H5OH，又名乙醇，工业酒精中常含有有毒的甲醇CH3OH，

　　醋酸又名乙酸，CH3COOH，同碳酸一样，能使紫色石蕊变红色。

　　无水醋酸又称冰醋酸。

　　当今世界上最重要的三大矿物燃料是：煤、石油、天然气；煤是工业的粮食，石油是工业的血液。其中气体矿物燃料是：天然气，固体矿物燃料是煤，氢气是理想燃料（来源广，放热多，无污染）。

　　（铁）

　　1、铁的物理性质：银白色金属光泽，质软，有良好的延性和展性，是电和热的导体。

　　2、铁生绣实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3（红棕色）。全世界每年因生绣损失的钢铁约占世界年产量的1/4。

　　3、防止铁制品生绣的方法：①保持铁制品表面的洁净和干燥，②在铁制品的表面涂上一层保护膜。具体操作是：①在其表面刷油漆，②在其表面涂油，③金属制品表面镀上其它金属，④通过化学反应使铁制品的表面生成致密的氧化膜。

　　4、黑色金属：Fe、Mn、Cr（铬）有色金属：除前三种以外都是，如Cu、Zn、Al

　　5、合金（混合物）：是由一种金属与其它一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。铁的合金有：生铁和钢（混合物）

　　生铁的含碳量在2%—4.3%之间，钢的含碳量在0.03%—2%之间。

　　6、炼铁的主要设备是高炉，主要原料是铁矿石、焦炭和石灰石。原理：在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。（不是置换反应）

　　7、低碳钢和中碳钢用来制造机械零件，钢管。高碳钢用来制刀具、量具和模具。

　　8、锰钢中合金元素为锰，韧性好，硬度大；不锈钢中合金元素为铬、镍，抗腐蚀性好；硅钢中合金元素为硅，导磁性好；钨钢中合金元素为钨，耐高温，硬度大。

　　9、导电性：银＞铜＞铝，铝和锌在空气中能形成一层致密的氧化物薄膜，可阻止进一步氧化。铜生锈是铜和水、氧气、二氧化碳发生的反应。钛耐腐蚀性好。

　　（溶液）

　　1、溶液的特征：均一稳定的混合物。

　　① 加水 ② 升温

　　饱和溶液不饱和溶液 熟石灰对温度例外

　　① 增加溶质 ② 降温 ③ 蒸发溶剂

　　饱和石灰水变成不饱和的石灰水的方法是：①加水②降温

　　对于同一种溶质的溶液来说，在同一温度下，饱和溶液一定比不饱和溶液要浓。

　　2、20℃时，易溶物质的溶解度为﹥10g，可溶物质的溶解度1g—10g，微溶物质的溶解度为0.01g—1g，难溶物质的`溶解度为﹤0.01g。

　　3、分离：KCl和MnO2方法为过滤，步骤：溶解、过滤、蒸发，

　　NaCl和KNO3方法为结晶，步骤：溶解、冷却结晶。（冷却热饱和溶液法）

　　对溶解度受温度变化不大的物质采用蒸发溶剂的方法来得到晶体（如NaCl）。

　　对溶解度受温度变化比较大的物质采用冷却热的饱和溶液的方法来得到晶体（如KNO3、CuSO4）

　　冷却饱和CuSO4溶液析出晶体的化学式为CuSO4·5H2O。

　　4、碘酒中溶质是碘，溶剂是酒精。盐酸中溶质是HCl，石灰水中溶质为Ca(OH)2，食盐水中溶质为NaCl，氧化钙溶于水溶质为Ca(OH)2，三氧化硫溶于水溶质为H2SO4，胆矾CuSO4·5H2O溶于水溶质为CuSO4，医用酒精中溶质为C2H5OH。

　　（组成与结构）

　　1、分子是保持物质化学性质的最小粒子（原子、离子也能保持物质的化学性质）。原子是化学变化中的最小粒子。

　　例如：保持氯气化学性质的最小粒子是D（氯分子）（A、Cl B、Cl-C、2Cl D、Cl2）。保持CO2化学性质的最小粒子是CO2分子；保持水银的化学性质的最小粒子是汞原子。在电解水这一变化中的最小粒子是氢原子和氧原子。

　　原子中：核电荷数（带正电）=质子数=核外电子数

　　相对原子质量=质子数+中子数

　　原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，构成原子的三种粒子是：质子（正电）、中子（不带电）、电子（带负电）。一切原子都有质子、中子和电子吗？（错！一般的氢原子无中子）。

　　某原子的相对原子质量=某原子的质量/C原子质量的1/12。相对原子质量的单位是“1”，它是一个比值。相对分子质量的单位是“1”。

　　由于原子核所带电量和核外电子的电量相等，电性相反，因此整个原子不显电性（即电中性）。

　　2、①由同种元素组成的纯净物叫单质（由一种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物，但一定不可能是化合物。）

　　②由一种分子构成的物质一定是纯净物，纯净物不一定是由一种分子构成的。

　　③由不同种元素组成的纯净物一定是化合物；由不同种元素组成的物质不一定是化合物，但化合物一定是由不同种元素组成的。

　　纯净物与混合物的区别是物质的种类不同。

　　单质和化合物的区别是元素的种类不同。

　　④由两种元素组成的，其中一种是氧元素的化合物叫氧化物。氧化物一定是含氧化合物，但含氧化合物不一定是氧化物。

　　⑤元素符号的意义：表示一种元素，表示这种元素的一个原子。

　　⑥化学式的意义：表示一种物质，表示这种物质的元素组成，表示这种物质的一个分子，表示这种物质的一个分子的原子构成。

　　⑦物质是由分子、原子、离子构成的。

　　由原子直接构成的：金属单质、稀有气体、硅和碳。

　　由分子直接构成的：非金属气体单质如H2、O2、N2、Cl2等、共价化合物、一些固态非金属单质如磷、硫等。分子又是由原子构成的。

　　共价化合物是由非金属与非金属（或原子团）组成，如CO2、H2O、SO3、HCl、H2SO4。

　　由离子直接构成的：离子化合物（金属与非金属或原子团）如NaCl、CaCl2、MgS、NaF、ZnSO4。构成氯酸钾的微粒是K+、ClO3-。

　　3、决定元素的种类是核电荷数（或质子数），（即一种元素和另一种元素的本质区别是质子数不同或者核电荷数不同）；决定元素的化学性质的是最外层电子数。

　　同种元素具有相同的核电荷数，如Fe、Fe2+、Fe3+因核电荷数相同，都称为铁元素，但最外层电子数不同，所以他们的化学性质也不同。

　　核电荷数相同的粒子不一定是同种元素，如Ne、HF、H2O、NH3、CH4。

　　已知RO32-有32个电子，则R的质子数为：R+8×3+2=32

　　（质量守恒定律）

　　1、在一切化学反应中，反应前后①原子的种类没有改变，②原子的数目没有增减，③原子的质量也没有变化，所以反应前后各物质的质量总和相等。

　　小结：在化学反应中 :

　　一定不变的是：①各物质的质量总和②元素的种类元素的质量④原子的种类⑤原子的数目⑥原子的质量；

　　一定改变的是：①物质的种类②分子的种类；

　　可能改变的是分子的数目。

　　书写化学方程式应遵守的两个原则：一是必须以客观事实为基础，二是要遵守质量守恒定律，“等号”表示两边各原子的数目必须相等。

　　生活化学科普知识

　　1、加碘食盐的使用。碘是人体必需的营养元素，长期缺碘可导致碘缺乏症，食用加碘食盐是消除碘缺乏症的最简便、经济、有效的方法。加碘食盐中含有氯化钠和碘酸钾，人体中需要的碘就是碘酸钾提供的，而碘酸钾受热、光照时不稳定易分解，从而影响人体对碘的摄入，所以炒菜时要注意：加盐应等快出锅时，且勿长时间炖炒。

　　2、豆腐不可与菠菜一起煮。草酸钙是人体内不能吸收的沉淀物。菠菜、洋葱、竹笋中含有丰富的草酸、草酸钠，豆腐中含有较多的钙盐，如硫酸钙等成分。上述物质可以发生复分解反应，生成草酸钙沉淀等物质。从医学的观点看：菠菜、洋葱、竹笋等不要和豆腐同时混合食用，会生成草酸钙的沉淀，是产生结石的诱因;从营养学的观点看，混合食用会破坏他们的营养成分。

　　3、铝对人体健康的危害。铝一直被人们认为是无毒元素，因而铝制饮具、含铝蓬松剂发酵粉、净水剂等被大量使用。但近几年的研究表明，铝可扰乱人体的代谢作用，长期缓慢的对人体健康造成危害，其引起的毒性缓慢且不易觉察。然而，一旦发生代谢紊乱的毒性反应则后果严重。防铝中毒，生活中应注意：(1)减少铝的入口途径，如少吃油条，治疗胃的药物尽量避免氢氧化铝的药剂。(2)少食铝制品包装的食品。(3)有节制使用铝制品，避免食物或饮用水与铝制品之间的长时间接触。

　　4、水果为什么可以解酒?这是因为，水果里含有机酸。例如，苹果里含有苹果酸，柑橘里含有柠檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有机酸能与乙醇相互作用而生成酯类物质从而达到解酒的目的。同样道理，食醋也能解酒是因为食醋里含有3%—5%的乙酸，乙酸能跟乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

　　5、炒菜时不宜把油烧得冒烟，油在高温时，容易生成一种多环化合物，一般植物油含的不饱和脂肪酸多，更容易形成多环化合物。实验证明，多环化合物易于诱发动物得膀胱癌。一般将油烧至沸腾就行了，油的“生气”便可以除去。

　　6、食盐为什么会潮解?如何使其不潮解?这是因为食盐中常含有氯化镁，氯化镁在空气中有潮解现象。为了防止食盐的潮解一般可将食盐放在锅中干炒，高温下，氯化镁水解完全生成氧化镁，失去潮解性。或将食盐进行提纯，纯的氯化钠在空气中没有潮解现象。

　　7、水垢的形成。水中溶解有碳酸氢钙，当把含有碳酸氢钙的水放到锅中烧时，碳酸氢钙在受热后逐淅分解，又转变为原来的二氧化碳、水以及碳酸钙。在茶壶或热水瓶内，碳酸钙就逐渐深入瓶底或附结在内壁上，时间一长，碳酸钙结起，就成了“水垢”。

　　8、医生用什么药使运动员很快消除疼痛?在观看足球赛时，有时会看到正在拼抢中的足球运动员，由于受伤突然摔倒。为了让他能继续拼搏，医生跑过去，拿着一个小喷壶，向受伤部位喷射一种药，再用药棉不断地揉搓、按摩，稍待片刻，受伤的运动员重新站立起来，投入比赛。医生用什么药使运动员很快消除疼痛呢?原来是氯乙烷(C2H5Cl)，这是一种没有颜色、极易挥发的液体。当把它喷到受伤部位时，立即挥发。在挥发时要吸收热量，从而使皮肤表面温度骤然降低，使感觉变得迟钝，起到了镇痛和局部麻醉的作用。这就是医学上“冷冻麻醉”疗法。

　　9、为什么酒越陈越香?一般普通的酒，为什么埋藏了几年就变为美酒呢?白酒的主要成分是乙醇，把酒埋在地下，保存好，放置几年后，乙醇就和白酒中较少的成份乙酸发生化学反应，生成的CH3COOC2H5(乙酸乙酯)具有果香味。上述反应虽为可逆反应，反应速度较慢，但时间越长，也就有越多的乙酸乙酯生成，因此酒越陈越香。

　　10、铅笔的标号是怎么分的?铅笔的笔芯是用石墨和粘土按一定比例混合制成的。“H”即英文Hard(硬)的词头，代表粘土，用以表示铅笔芯的硬度。“H”前面的数字越大(如6H)，铅笔芯就越硬，也即笔芯中与石墨混合的粘土比例越大，写出的字越不明显，常用来复写。“B”是英文Black(黑)的词头，代表石墨，用以表示铅笔芯质软的情况和写字的明显程度。以“6B”为最软，字迹最黑，常用以绘画。普通铅笔标号则一般为“HB”。考试时用来涂答题卡的铅笔标号一般为“2B”。

　　11、不慎打碎体温计，如何处理?体温计里装的一般是水银，不慎打碎体温计，水银外漏，洒落的水银就会散布到地面上、空气中，引起环境污染，继而危害人体健康。因此体温计打碎后，应妥善处理洒落的水银，可先用吸管吸取颗粒较大的水银，后在剩余水银的细粒上撒些硫磺粉末，水银和硫磺反应生成不易挥发的硫化汞，减少了危害。

　　12、为什么不能用茶水服药?服药通常是用温开水送服的，为何不能用茶水呢?因为茶水中含鞣酸，它会和药物中的多种成分发生作用，从而使药效降低以致失效，如贫血病人服用铁剂会同鞣酸反应生成难以被人体吸收的鞣酸铁。

　　13、为什么抗菌素药物宜在饭后服用?抗菌素药物大部分是胺类化合物，人空腹服用后药物易被胃酸分解，既降低药效，又对胃壁产生较大的刺激作用。而饭后服用药物，由于胃酸被食物冲淡，药物就不会被分解，因此抗菌素药物一般在饭后服用。

　　14、自来水刚煮沸就关火对健康不利，煮沸3—5分钟再熄火，烧出来的开水中亚硝酸盐和氯化物等有毒物质含量都处于最低值，最适合饮用。

　　生活中常见的化学小知识

　　1、水果为什么可以解酒

　　因为，水果里含有机酸，例如，苹果里含有苹果酸，柑橘里含有柠檬酸，葡萄里含有酒石酸等，而酒里的主要成分是乙醇，有机酸能与乙醇相互作用而形成酯类物质从而达到解酒的目的。同样道理，食醋也能解酒是因为食醋里含有3--5%的乙酸，乙酸能跟乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

　　2、炒菜时不宜把油烧得冒烟

　　油在高温时，容易生成一种多环化合物，一般植物油含的不饱和脂肪酸多，更容易形成多环化合物，实验证明，多环化合物易于诱发动物得膀胱癌。一般将油烧至沸腾就行了，油的“生气”便可以除去。

　　3、海水中为何出现“赤潮”

　　近年来，我国渤海湾等近海海域中，曾出现大面积的红色潮水，人们称这种现象为“赤潮”。赤潮不是潮汐现象，也不像“黑潮”那样是海流运动，而是海洋中一种红色的浮游生物在特定条件下过度繁殖的生物现象。为什么浮游生物能过度繁殖呢?原来大量涌进海洋中的废水、废渣以及经大气交换进入海洋的物质中，有些含有氮、磷等元素，属于植物生长必需的营养素。因此浮游生物大量急剧繁殖，就使大海穿上了“红装”。为了预防海洋赤潮现象，应该控制含氮、磷等废物，例如含磷洗衣粉的废水等向海洋中排放，以保持海洋中的生态平衡。

　　4、食物的酸碱性

　　研究发现，多吃碱性食物可保持血液呈弱碱性，使得血液中乳酸、尿素等酸性物质减少，并能防止其在血管壁上沉积，因而有软化血管的作用，故有人称碱性食物为'血液和血管的清洁剂'。一般地说，大米、面粉、肉类、鱼类、蛋类等食物几乎都是酸性食物，而蔬菜、水果、牛奶、山芋、土豆、豆制品及水产品等则都是碱性食物。注意科学饮食，改进食结构，加强体育锻炼，并养成良好的生活习惯，血管硬化可望得到延缓和逆转。人体体液的酸碱度与智商水平有密切关系。在体液酸碱度允许的范围内，酸性偏高者智商较低，碱性偏高则智商较高。科学家测试了数十名6至13岁的男孩，结果表明，大脑皮层中的体液PH值大于7.0的孩子，比小于7.0的孩子的智商高出1倍之多。某些学习成绩欠佳、智力发育水平较低的孩子，往往多属酸性体质。