元素及其化合物（一）水1.水、蒸餾水是純凈物、化合物和氧化物。礦泉水、海水、河水、糖水和鹽水屬于混合物2. 污染水質(zhì)的因素：工業(yè)生產(chǎn)中的廢渣、廢水、廢氣（即“三廢”）和生活污水的任意排放， 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用的農(nóng)藥、化肥隨雨水流入河流。3.電解水實驗（水中加少量硫酸或NaOH，增強水的導電性） 通電 水通電（正極O2 負極H2 ，體積比1:2） 2H2 O2H2 O2 證明物質(zhì)里是否含水方法：白色的無水硫酸銅遇水變藍色（二）空氣 4.空氣的成分按體積分數(shù)計算：氮氣78%，氧氣21%，稀有氣體0.94%,CO2 0.03%5.環(huán)境污染知識：排放到空氣中的氣體污染物較多的是二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳6.測定空氣成份或除去氣體里的氧氣，要用易燃的磷，磷燃燒后生成固體，占體積小易分離。空氣水物質(zhì)類別混合物純凈物物質(zhì)組成N2占78%，O2占21%，稀有氣體占0.94%，CO2占0.03%，H2O占0.03%等（體積分數(shù)）宏觀：氫、氧元素組成微觀：水分子構(gòu)成，每個水分子是由兩個氫原子和一個O原子構(gòu)成的組成測定實驗實驗過程：紅磷在空氣里燃燒方程式：4P+O22P2O5現(xiàn)象：黃白色黃、熱、白煙，水面約上升1/5結(jié)論：（1）O2占空氣體積的1/5（2）紅磷燃燒產(chǎn)物是P2O5（3）氮氣不能燃燒也不支持燃燒實驗過程：電解水方程式：2H2O2H2+O2現(xiàn)象：接正極的試管中放出氣體使帶火星木條復燃，接負極的試管中放出氣體可燃燒，發(fā)出淡藍色火焰，正、負極氣體體積比為1：2結(jié)論：（1）水由H、O元素組成，一個水分子由2個H原子一個O原子構(gòu)成；（2）化學反應中分子可再分，原子不可再分。污染與防治污染源礦物燃料燃燒，工廠廢氣排放工業(yè)三廢和生活污水及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施加農(nóng)藥、化肥的水的排放污染物粉塵、氣體（SO2、CO、NO2）工業(yè)“三廢”，化肥、農(nóng)藥、生活污水防治保護認識保護環(huán)境的重要性，消除、減少污染源。加強對水質(zhì)的檢測；工業(yè)“三廢”要經(jīng)過處理后再排放；農(nóng)業(yè)上要合理使用化肥和農(nóng)藥等。 不能用碳、硫代替磷。碳、硫跟氧氣反應生成氣體，難跟其他氣體分離。（ 三）氧氣的性質(zhì)和用途7.氧氣的物理性質(zhì)：不易溶于水，密度比空氣的略大。液氧、固態(tài)氧淡藍色。8.氧氣的用途：氣焊、航天、潛水、登山、醫(yī)療、液氧炸藥、煉鐵、煉鋼9.氧氣的化學性質(zhì)：支持燃燒，有助燃性?？晒┖粑?，是常用的氧化劑。木炭在氧氣中燃燒（O2可使帶火星的木條的木條復燃）C + O2 CO2 現(xiàn)象：發(fā)出白光，放出熱量，生成使石灰水變渾濁的氣體硫在空氣中燃燒，硫在氧氣中燃燒 S + O2 SO2 硫在空氣里燃燒發(fā)出微弱的淡藍色火焰，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，放出熱量；在氧氣里燃燒發(fā)出藍紫色火焰，產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體；放出熱量 磷在空氣中燃燒 4P + 5O22P2 O5 現(xiàn)象：發(fā)出白光，產(chǎn)生大量的白煙，放出熱量 白磷著火點低,易自燃,要放在水中密封保存，可隔絕空氣，防止它自燃。鎂在空氣（或氧氣）中燃燒 2Mg + O2 2MgO 現(xiàn)象：發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體 點燃鐵絲在氧氣中燃燒 3Fe + 2O2 Fe3 O4 現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出熱量此實驗必須先在集氣瓶里裝少量水或在瓶底鋪一層細砂,防止濺落的熔化物使瓶底炸裂氫氣在空氣中燃燒(點燃爆鳴氣) 2H2 + O22H2 O現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，發(fā)出淡藍色火焰，放出熱量； 不純的氫氣點燃會爆炸蠟燭在氧氣里燃燒得更旺，發(fā)出白光，放出熱量，瓶壁內(nèi)有水珠。 向瓶內(nèi)倒入澄清的石灰水，石灰水變渾濁。 加熱堿式碳酸銅 （俗稱銅綠）Cu2 (OH) 2 CO32CuO H2 O CO2 （現(xiàn)象：綠色粉末變黑色，管壁有水珠，生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁） （四）氧氣的制法：10工業(yè)制取氧氣的方法：分離液態(tài)空氣制取氧氣，此變化是物理變化，不是分解反應 實驗室制取氧氣反應原理：加熱高錳酸鉀 2KMnO4K2 MnO4 + MnO2 + O2 加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物 2KClO32KCl + 3O2 實驗室制取氧氣注意事項：試管口略向下傾斜（防止因加熱時藥品所含濕氣變?yōu)樗魵猓凉芸诶淠伤味沽?，使試管破裂）；用排水法收集氧氣，導管口開始有氣泡放出時不宜立即收集，當氣泡連續(xù)地較均勻地放出后再收集（因為開始放出的氣泡不純，含有空氣）排水法收集氧氣結(jié)束時，應先撤去導管，后停止加熱（防止水倒吸入試管，導致熱的試管破裂。）其他生成氧氣的反應： 通電水通電（正極O2 負極H2 ，體積比1:2） 2H2 O2H2 O2 加熱氧化汞 2HgO2Hg O2 （五）氫氣的性質(zhì)和用途11氫氣的性質(zhì)（）物理性質(zhì)：密度最小的氣體，難溶于水（）化學性質(zhì) 可燃性：氫氣在空氣中燃燒 2H2 O22H2 O 現(xiàn)象：純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，發(fā)出淡藍色火焰，放出熱量 不純的氫氣點燃會爆炸，所以點燃氫氣前一定要先檢驗氫氣的純度。 還原性：氫氣還原氧化銅 H2 CuO CuH2 O 現(xiàn)象：黑色氧化銅逐漸光亮的紅色的銅，管壁有水珠產(chǎn)生氫氣還原氧化銅實驗注意事項：“酒精燈遲到早退”，即開始時要先通入氫氣后加熱（目的是排凈管內(nèi)空氣，防止氫氣與管內(nèi)空氣混合受熱發(fā)生爆炸）；實驗結(jié)束時要先停止加熱，繼續(xù)通入氫氣至試管冷卻（防止生成的銅受熱被氧化成CuO）（3）氫氣的用途：充氣球，冶煉金屬，高能燃料，化工原料12 生成氫氣的反應（實驗室制取H2最常用的試劑是：鋅粒和稀硫酸，也可用）鋅粒和稀硫酸反應 Zn H2 SO4ZnSO4H2鐵和稀硫酸反應FeH2 SO4FeSO4 H2 鎂和稀硫酸反應 MgH2 SO4MgSO4H2 鋁和稀硫酸反應2Al3H2 SO4Al2(SO4)33H2鋅粒和鹽酸反應 Zn 2HClZnCl2 H2 鐵和鹽酸反應Fe2HClFeCl2H2鎂和鹽酸反應 Mg 2HClMgCl2H2鋁和鹽酸反應 2Al6HCl2AlCl33H2 氧氣、氫氣、二氧化碳的比較氧氣(O2)氫氣(H2)二氧化碳(CO2)物理性質(zhì)通常狀況下：無色、無味氣體；比空氣重；難溶于水；熔、沸點很低。通常狀況下：無色、無味的氣體；比空氣輕；難溶于水；熔、沸點很低。通常狀況下：無色、無味的氣體；比空氣重；能溶于水；加壓、冷卻易變成無色液體和雪狀固體干冰。干冰可直接氣化?；瘜W性質(zhì)化學性質(zhì)活潑，能跟非金屬、金屬等多種物質(zhì)發(fā)生氧化反應，具有氧化性。常溫下化學性質(zhì)穩(wěn)定，在點燃或加熱條件下可跟許多物質(zhì)發(fā)生反應，具有可燃性和還原性。一般情況下：不支持燃燒，不能燃燒，且不助呼吸；跟水反應；跟堿液反應。制法 工業(yè)制法分離液態(tài)空氣法。（物理變化）電解水；分離水煤氣；天然氣等在催化劑作用下受熱分解。高溫煅燒石灰石。實驗室制法原理2KMnO4K2MnO4+MnO2+O22KClO3MnO22KCl+3O2活潑金屬和稀酸反應：Zn+2HCl=ZnCl2+H2Zn+H2SO4（?。?ZnSO4+H2大理石（或石灰石）和稀鹽酸反應。CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O裝置固體固體氣體 塊狀固體液體氣體塊狀固體液體氣體收集排水法或向上排空氣法排水法或向下排空氣法向上排空氣法檢驗使帶火星的木條復燃點燃，火焰呈淡藍色，不純時有爆鳴聲。使澄清石灰水變渾濁用途供給呼吸；氣割氣焊；煉鋼；液氧炸藥等。充灌探空氣球；作高能燃料；生產(chǎn)鹽酸；冶煉金屬等。滅火劑；致冷劑；人工降雨；化工原料等。 (六)鐵的性質(zhì)13.鐵的物理性質(zhì)：有銀白色金屬光澤的固體，有良好的延性和展性，質(zhì)軟，是導體 鐵的化學性質(zhì)：（）鐵跟氧氣反應鐵在潮濕的空氣里（既有H2O又有O2時）易生銹，鐵銹是混合物，主要成分是氧化鐵Fe2 O3防銹方法：在鐵表面涂一層保護膜（如涂漆或油）；鍍鋅等金屬或烤藍鐵在氧氣里燃燒生成四氧化三鐵,劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出熱量（） 鐵可跟酸和排在鐵后的金屬的鹽溶液發(fā)生置換反應（反應后溶液呈淺綠色） 鐵跟硫酸銅溶液反應（現(xiàn)代濕法冶金的先驅(qū)）化學方程式：FeCuSO4CuFeSO4 現(xiàn)象：鐵絲表面覆蓋一層紅色的銅, 反應后溶液呈淺綠色鐵跟硫酸反應：FeH2 SO4FeSO4 H2 鐵跟鹽酸反應：Fe2HClFeCl2 H2 現(xiàn)象:有氣泡生成,反應后溶液呈淺綠色（鐵有兩種離子：鐵離子Fe3+ 亞鐵離子Fe2+）鐵元素有三種氧化物：氧化鐵Fe2O3 氧化亞鐵FeO 四氧化三鐵Fe3O414生鐵和鋼：都是鐵的合金，區(qū)別是含碳量不同，生鐵的含碳量高，鋼含碳量低。 合金：金屬與金屬（或非金屬）熔合而成，具有金屬性質(zhì)的混合物。（純凈物不是合金） 鐵的化學性質(zhì)發(fā)生的現(xiàn)象結(jié)論鐵與非金屬單質(zhì)（氧氣）的反應（1）常溫下，干燥的空氣中，鐵器表面無變化。（1）常溫下干燥的空氣中鐵較穩(wěn)定。（2）常溫下，潮濕空氣中，鐵表面出現(xiàn)紅棕色物質(zhì)。（2）常溫下鐵在潮濕空氣中與氧氣反應而生銹。（3）細鐵絲在氧氣中燃燒，火星四射，生成黑色固體，放出大量的熱。（3）3Fe2O2Fe3O4鐵與化合物的反應酸稀HCl鐵釘上出現(xiàn)氣泡，試管中液體的顏色由無色逐漸變?yōu)闇\綠色。Fe2HClFeCl2H2稀H2SO4FeH2SO4（?。〧eSO4H2鹽CuSO4溶液鐵上出現(xiàn)紅色物質(zhì)，溶液顏色變淡。FeCuSO4FeSO4Cu(七)單質(zhì)碳的性質(zhì)15金剛石和石墨是由碳元素組成的兩種不同的單質(zhì)，它們物理性質(zhì)不同、化學性質(zhì)相同。它們的物理性質(zhì)差別大的原因碳原子的排列不同16碳的化學性質(zhì)跟氫氣的性質(zhì)相似(常溫下碳的性質(zhì)不活潑) 可燃性：木炭在氧氣中燃燒 C O2 CO2現(xiàn)象：發(fā)出白光，放出熱量 碳燃燒不充分（或氧氣不充足） 2CO2 2CO還原性： 木炭高溫下還原氧化銅 C 2CuO2Cu CO2 現(xiàn)象：黑色物質(zhì)受熱后變?yōu)榱良t色固體， 同時放出能使石灰水變渾濁的氣體試驗注意事項:試管口略向下傾斜（防止因加熱時生成的水蒸氣至管口冷凝成水滴而倒流，使試管破裂）；實驗結(jié)束時，應先把導管從石灰水里移開，然后再熄滅酒精燈（防止石灰水倒吸入試管，導致熱的試管破裂。） 木炭高溫下還原氧化鐵 3C 2Fe2 O34Fe 3CO2 ( 氫氣跟不反應) 高溫條件下碳還原二氧化碳生成一氧化碳 C CO22CO 一氧化碳在空氣中燃燒生成二氧化碳 2COO2 2CO2 氫氣、碳、一氧化碳的化學性質(zhì)比較H2CCO可燃性化學反應方程式2H2+O2點燃2H2O2C+O2點燃2COC+O2點燃CO22CO+O2點燃2CO2反應現(xiàn)象淡藍色火焰，放熱，火焰上所罩干冷燒杯壁上有水霧生成無焰，發(fā)出白光，生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體藍色火焰，放熱，生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體還原性化學反應方程式CuO+H2Cu+H2O2CuO+C高溫2Cu+CO2CuO+COCu+CO2反應現(xiàn)象黑色粉末變?yōu)榧t色，試管壁上有水珠生成黑色粉末變?yōu)榧t色，生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體黑色粉末變?yōu)榧t色，生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體 （八）二氧化碳的性質(zhì)17.二氧化碳的物理性質(zhì)：可溶于水，密度比空氣的大。加壓降溫易變?yōu)楣腆w“干冰 用途：滅火，溫室里作肥料，干冰用于致冷和人工降雨，化工原料18.二氧化碳的化學性質(zhì)跟水反應：二氧化碳通入水中生成碳酸 CO2 H2 O H2 CO3 二氧化碳通入紫色石蕊試液，石蕊試液變紅色；加熱又變?yōu)樽仙鷫A反應生成鹽和水：（用澄清的石灰水鑒定）二氧化碳通入澄清的石灰水 CO2 Ca(OH)2 CaCO3 H2 O現(xiàn)象：有白色沉淀生成（或：澄清的石灰水變渾濁）二氧化碳跟氫氧化鈉反應：CO2 2NaOH Na2 CO3 H2 O（無明顯現(xiàn)象）通常情況下，CO2不支持燃燒，也不能燃燒。 （九）一氧化碳的性質(zhì)19一氧化碳的物理性質(zhì)：無色、無味、比空氣的密度略小、難溶于水20一氧化碳的化學性質(zhì) 可燃性： 一氧化碳在空氣中燃燒生成二氧化碳 現(xiàn)象：發(fā)出藍色火焰，放出熱量 2COO2 2CO2 還原性：一氧化碳還原氧化銅（不是置換反應） CO CuOCu CO2 現(xiàn)象：黑色物質(zhì)受熱后變?yōu)榱良t色固體， 同時放出能使石灰水變渾濁的氣體特別注意尾氣的處理：一氧化碳有劇毒，會使空氣受污染，必須把未反應的CO燃 燒轉(zhuǎn)變成無污染的CO2 一氧化碳還原氧化鐵 3CO Fe2 O3 2Fe 3CO2 毒性：一氧化碳吸入肺里跟血液的血紅蛋白結(jié)合，破壞了血紅蛋白的輸氧能力 三種有可燃性、還原性的物質(zhì)：氫氣、碳、一氧化碳（都可用于冶煉金屬、用作燃料）CO與CO2比較名 稱二氧化碳CO2一氧化碳CO俗 名碳酸氣，固態(tài)時叫干冰煤 氣物理性質(zhì)無色、無味氣體，比空氣重，溶于水，凝固點為無色、無味氣體，有劇毒，比空氣輕，難溶于水化學性質(zhì) 燃燒也不支持燃燒。 與水作用：H2O+CO2=H2CO3 與堿作用：CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O氧化性：C+CO2高溫2CO是酸性氧化物。 可燃性：2CO+O2點燃2CO2 還原性：3CO+Fe2O3高溫2Fe+3CO2CO+CuOCu+CO2是不成鹽氧化物。制 法 工業(yè)制法：煅燒石灰石CaCO3高溫CaO+CO2 實驗室制法CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O 工業(yè)制法：碳不充分燃燒2C+O2點燃2CO 水煤氣法： C+H2O高溫CO+H2用 途作滅火劑，致冷劑，用于人工降雨，作化工原料作還原劑，冶煉金屬、作氣體燃料（十）碳酸鈣的性質(zhì)和用途21碳酸鈣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，工業(yè)上用石灰石制生石灰（CaO）和二氧化碳、制水泥。22.碳酸鈣的物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水。 化學性質(zhì)：跟鹽酸、硝酸反應（碳酸鈣不溶于水，可溶于酸） CaCO3 2HClCaCl2 H2 OCO2 （實驗室制取CO2的反應） CaCO3 2HNO3 Ca(NO3 )2 H2 OCO2 高溫分解：CaCO3CaOCO2 CaOH2OCa（OH）2 （生石灰跟水反應生成熟石灰） （十一）有機物23. 甲烷CH4（俗名：沼氣，天然氣的主要成分）是最簡單的有機物。難溶于水，密度比空氣的小 點燃 有可燃性CH4 2O2 CO2 2H2 O 現(xiàn)象：火焰明亮呈藍色，放出大量熱24乙醇（俗名：酒精，C2 H5 OH）無色液體，易揮發(fā)，與水可任意比互溶 酒精燃燒 2 5 3222 32 甲醇（CH3OH）有毒，不能飲用，飲用后使人雙目失明，大量飲用會使人死亡。25煤（主要含碳元素，稱為“工業(yè)的糧食”）、石油（主要含碳元素、氫元素，稱為“ 工業(yè)的血液”）天然氣（主要成分是CH4），三種最重要的礦物燃料，都是混合物甲烷、酒精、醋酸的性質(zhì)和用途俗 名沼 氣酒 精醋 酸學 名甲 烷乙 醇乙 酸化 學 式CH4C2H5OHCH3COOH物理性質(zhì) 無色無味氣體 密度比空氣小 極難溶于水 無色透明液體 有特殊氣味 易揮發(fā) 易溶于水和多種有機化合物 無色透明液體 有強烈刺激性氣味 易溶于水和酒精 易結(jié)冰（冰醋酸）化學性質(zhì)可燃性CH4+2O2CO2+2H2O可燃性C2H5OH +3O22CO2+3H2O酸性，能使紫色蕊變紅色用 途 用作燃料 發(fā)電 作燃料； 醫(yī)用酒精作消毒劑； 重要的化工原料，用來制醋酸、飲料、染料、香精等； 作有機溶劑。 食醋中含有乙酸； 有機溶劑； 重要的化工原料，可生產(chǎn)合成纖維、染料等。制 法秸桿、雜質(zhì)等有機物甲烷含淀粉的原料酒精酒精醋酸煤和石油的主要成分、形成、性質(zhì)和主要用途煤石油形成古代植物遺體經(jīng)過一系列復雜變化而形成的古代動植物遺體在地殼中經(jīng)過復雜變化而形成的元素組成分類主要成分是碳，還含有少量的氫、氮、硫和氧等元素以及無機礦物質(zhì)，是一種復雜的混合物主要成分是碳和氫，還含有少量的硫、氧和氮等元素，是一種混合物性質(zhì)煤 石油 用途重要的能源及化工原料重要的能源及化工原料