第1章 开启化学之门（知识清单）化学沪教版2024九年级上册

第1章 开启化学之门 第1节 认识化学科学 （一）有趣而神奇的化学 1.化学研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的自然科学。 2.有趣而神奇的化学实验 实验名称 实验现象 实验解释 会“跳舞”的红豆 烧杯中有大量的气泡产生，红豆在液体中上下翻滚 小苏打和白醋反应产生二氧化碳气体，气泡附着在红豆表面，红豆所受的浮力增加，漂浮到水面；红豆漂浮到水面后气泡破裂，由于自身重力大于所受浮力，又沉到水底，如此反复循环 棉花燃烧实验 棉花燃烧 乙醚燃烧需要的温度较低，把活塞迅速下压时，压缩空气做功，玻璃筒内空气温度升高，达到乙醚燃烧所需的最低温度，乙醚先燃烧，放出的热量再引发棉花燃烧 烧不坏的手帕 手帕被火焰包围，一段时间后火焰熄灭，手帕完好无损 火焰是酒精燃烧产生的。手帕上有水，水蒸发吸热，使手帕的温度没有明显上升，没有达到燃烧所需的最低温度 甲溶液由无色变为红色 氨水能使酚酞溶液变红 探究微观粒子运动的实验 烧杯B溶液由无色变为红色，烧杯C中溶液无变化 浓氨水中挥发出来的氨分子不断运动，并进入滴有酚酞的蒸馏水中，使溶液变红 3.化学可创造出性能各异的新材料 （1）生活中随处可见的用途广泛的塑料等。 （2）我国科研人员利用碳纳米管和石墨烯制备出一种世界上最轻的材料——称为“碳海绵”的全碳气凝胶。 （3）为抗击高温高湿的海洋气候环境对金属的腐蚀，我国科技人员研制出新一代高性能的防腐涂层钢筋。 （4）吊装港珠澳大桥时使用的高性能绳索由特殊的聚乙烯纤维制成，这种纤维粗细仅有头发的十分之一，一条绳索由十几万根这样的纤维组成，强度高，承重力大。 （二）历史悠久的化学 1.古代化学 （1） 在历史发展的进程中，人类最初只是用石头、树木等天然材料制造工具从事生产劳动。 （2） 随着对物质世界的认识不断深入，人类在生产实践中逐渐学会加工、改造身边的物质以满足生产生活的需求。 ①我国古代劳动人民在新石器时期就能烧制陶器。 ②殷商时期就能冶炼、铸造青铜器。 ③春秋战国时期已能熟练掌握铁的冶炼技术，并用于各种器皿、农具和兵器的制造。 2.近代化学 （1）1661年，英国化学家波义耳在其著作《怀疑的化学家》中提出：化学需要通过实验收集观察到的现象和事实，从而认识物质的本性。 （2）1775年前后，法国化学家拉瓦锡建立了关于燃烧的氧化学说，运用定量实验方法研究物质及其变化。 （3）1803年，英国化学家道尔顿提出了原子学说。 （4）1811年，意大利科学家阿伏伽德罗提出了分子假说，奠定了近代原子分子学说的基础。 （5）1869年，俄国化学家门捷列夫根据化学元素性质递变规律，提出了元素周期律。 3.现代化学 20世纪初，随着研究手段和技术的进步，科学家逐步揭示了原子、分子的结构，对化学反应规律的探索、物质结构的研究得到了快速发展。从此，化学科学进入了现代化学的发展阶段。 （三）促进社会发展的化学 1.化学科学为解决人类面临的粮食危机问题 （1） 化学家通过模拟自然固氮，发现在一定条件下，可用氮气和氢气为原料通过化学反应制得氨气，并实现氨的工业化生产。氨气可用于生产氮肥，对植物的生长具有重要作用。 （2） 农业生产需要化肥、农药，其加工、生产都离不开化学科学和化学工业技术的支持。 2.利用化学科学解决全球气候变暖与能源短缺问题 人类的生产生活消耗了大量的化石能源，排放出大量的二氧化碳，导致温室效应加剧。如今人类面临全球气候变暖与能源短缺问题。化学家利用太阳能，通过人工模拟光合作用，捕获大气中的二氧化碳，转化为可作为燃料或粮食的有机化合物，为人类社会的可持续发展开辟新的路径。 3.国防科技工业等需要化学科学的支撑 （1）新型武器的研制和武器性能的提高离不开化学科学。 （2）航天航空领域所需的新型高效推进剂，高强度、耐高温、抗老化的新型材料的开发研制也都需要化学科学支撑。 （3）现代科学技术领域中，各种具备卓越和独特性能的材料都需要化学家运用化学方法研发和制造。 ①在信息技术领域广泛应用的半导体硅片和在工业、医疗与通信技术等领域有重要应用的光导纤维均需要通过化学方法制取。 ②制造具有广泛用途的纳米材料和各种合金也需要应用化学方法。 第2节 化学研究什么 （一）化学研究物质的性质与变化 1.物质的变化——物理变化和化学变化 （1）【实验探究】蜡烛及其燃烧 实验步骤 实验现象 ①取一段蜡烛，观察外观特征（如颜色、形状等） 乳白色，固态，圆柱等形状，摸起来有滑腻感 ②点燃蜡烛，观察现象 发光、放热，冒黑烟，烛芯周围的石蜡慢慢熔化，产生黄色火焰，火焰分为三层，外层最明亮，内层最暗 ③在蜡烛火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察烧杯内壁的变化 烧杯内壁有水雾 ④迅速向上述烧杯中加入少量澄清石灰水，振荡，观察现象 澄清石灰水变浑浊 ⑤取一小段粗玻璃管，按图所示方式置于火焰中，观察发生的现象 玻璃管口有“白烟”冒出 ⑥吹灭蜡烛，观察实验现象 有“白烟”生成 （2） 物理变化和化学变化的区别与联系 物理变化 化学变化 概念 没有新物质生成的变化 有新物质生成的变化 本质区别 （判断依据） 变化时是否有新物质生成 伴随现象 物质的外形、状态等发生改变 伴随能量的变化、发光、颜色改变改变、生成气体或沉淀等 相互联系 化学变化中一定伴随物理变化 实例 矿石粉碎、水的三态变化、酒精挥发 植物光合作用、煤油燃烧、氯化氢和氨气混合产生白烟 2.物质的性质——物理性质和化学性质 （1） 物理性质：物质不需要通过化学变化就能表现出来的性质，如颜色、气味、熔点、沸点、硬度、密度、导电性等。 （2） 化学性质：物质在发生化学变化时表现出来的性质，如可燃性、热稳定性、酸碱性、毒性等。 3.物质的性质与物质的变化的区别和联系 物质的性质 物质的变化 区别 物质的性质是物质本身的固有属性，是物质变化的内因。物质的性质在语言描述时常用“能、可以、会、容易、是、具有”等词语 物质的变化是一个动态的过程，它的发生需要时间且常伴随各种可以感知的现象，是性质的具体体现，描述时常用“生成了”“变成了”等词语 实例 汽油易挥发、蜡烛能燃烧 汽油挥发、蜡烛燃烧 联系 物质的性质决定物质的变化，而物质的变化又能体现物质的性质 2.化学变化中能量的变化 （1） 释放能量：燃烧释放光能和热能。 （2） 吸收能量：光合作用吸收光能。 3.【观察思考】探究碳酸氢铵变少的原因 （1）加热碳酸氢铵实验 实验现象 实验结论 保存注意点 白色固体逐渐减少，闻到强烈的刺激性气味，试管内壁有水雾 碳酸氢铵受热易分解 应将碳酸氢铵密封保存于阴凉处，以防受热分解 （2）实验分析与反思 ①碳酸氢铵受热时会迅速分解，生成氨气、二氧化碳和水蒸气，固体消失。碳酸氢铵受热分解的文字表达式为：碳酸氢铵 氨气+水+二氧化碳。加热 ②碳酸氢铵受热分解产生了新物质，发生化学变化。碳酸氢铵受热易分解属于其化学性质，由此性质可以推知其保存方法。认识物质的性质，可以帮助我们合理使用化学物质。 （二）化学研究物质的组成和结构 1.【实验探究】分别灼烧葡萄糖、砂糖和面粉 （1） 实验现象：完全烧焦后，得到黑色的残渣。 （2） 实验结论：这几种物质的组成中均含有碳元素。 2.物质由元素组成 （1） 有些物质仅由一种元素组成，如氧气由氧元素组成，氮气由氮元素组成，金刚石、石墨均由碳元素组成。 （2） 更多的物质由两种或更多种元素组成，如二氧化碳由碳和氧两种元素组成，碳酸氢铵由碳、氢、氧、 氮四种元素组成。 3.物质的微观构成 （1） 物质都是由肉眼看不见的、极小的微观粒子构成的，各种纯净物质都具有一定的组成和结构。 （2） 物质组成和结构的不同导致了物质性质的差异。例如，由碳元素组成的金刚石和石墨，两者结构不同，表现出不同的性质。金刚石是自然界最坚硬的物质，而石墨却很软。 （3） 化学研究物质的用途与制法 1.物质的性质与用途、变化之间的关系（以金刚石、石墨为例） 2.充分利用自然资源制造各种用品 地壳里蕴藏的煤、石油和天然气，长期以来作为燃料，为生产生活提供热能。后来人们发现，直接燃烧储量有限的煤、石油和天然气，不仅浪费了宝贵的资源，而且会带来较为严重的环境污染。以煤、石油、天然气等为原料，通过化学工艺可以制造、合成价值更高的药物、合成纤维、塑料和合成橡胶等产品。 第3节 怎样学习化学 （一）学习化学需要进行化学实验 1.常用化学实验仪器 反应容器：（1）直接加热（2）垫陶土网加热 存放仪器： 热源： 计量仪器： 注液仪器： 夹持仪器： 取用仪器： 其他仪器： 2.化学实验规则 ①“三不”原则：不能用手接触试剂，不要把鼻孔凑到容器口去闻试剂的气味，不得尝任何试剂的味道。 ②节约原则：按规定用量取用试剂，如不指明用量，一般按最少量取用，液体1~2mL，固体只需盖满试管底部。 ③剩余试剂处理原则：实验剩余的试剂既不能放回原瓶，也不要随意丢弃，更不要拿出实验室，要放入指定的容器内。 3.实验基本操作 （1）固体试剂的取用 ①存贮：广口瓶 ②粉末固体取用：药匙或纸槽；（“一横、二送、三竖立”） ③块状固体取用：镊子夹取；（“一横、二放、三慢竖”） 用过的药匙或镊子要立刻擦拭干净。 （2）液体试剂的取用 ①存贮：细口瓶或滴瓶；（广口瓶、细口瓶等都经过磨砂处理，目的是增大容器的气密性） ②多量液体取用：直接倾倒 细口瓶瓶塞必须倒放在桌面上（防止试剂腐蚀实验台或污染试剂）、瓶口必须紧挨试管口缓缓倾倒（防止试剂损失）、细口瓶标签一面必须朝向手心（防止残留液流下腐蚀标签）、倒完液体后，立即盖紧瓶塞并放回原处，标签向外（防止试剂潮解、变质） ③少量液体取用：胶头滴管 应在容器的正上方竖直滴入；胶头滴管不要接触容器壁（防止沾污试管或污染试剂）；取液后的滴管，应保持橡胶胶帽在上，不要平放或倒置（防止液体倒流，沾污试剂或腐蚀橡胶胶帽）；用过的试管要立即用清水冲洗干净；但滴瓶上的滴管（专管专用）不能用水冲洗，也不能交叉使用。 ④一定量的液体取用：量筒（配套使用胶头滴管） 先向量筒中倾倒液体至接近所需刻度时，停止倾倒，余下部分用胶头滴管滴加试剂至所需刻度线；正确读数：读数时量筒必须放平稳，视线与量筒内液体的凹液面的最低处保持水平 （3）物质的加热 ①使用酒精灯注意事项： 点燃酒精灯 熄灭酒精灯 添加酒精 对液体加热 对固体加热 禁止向燃着的酒精灯里添加酒精（防止失火）；禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯，应该用火柴点燃（防止失火）；用完酒精灯后，必须用灯帽盖灭，不可用嘴去吹（以免引起灯内酒精燃烧发生危险）；如果洒出的酒精在桌上燃烧起来，应立刻用湿抹布扑盖；酒精灯内酒精含量不能少于酒精灯容量的 1/4，也不能多于 2/3，酒精灯在熄灭的情况下用漏斗添加酒精。 ②试管加热的注意事项 加热前擦干试管外壁的水（防止加热时受热不均炸裂）；加热时用试管夹夹持试管，试管夹从试管底部往上套，夹在距试管口约 1/3 处的中上部，手握长柄；加热固体，试管口应略向下倾斜（防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂）；加热液体，试管口向上倾斜，与桌面成 45°角，液体体积不超过试管容积的 1/3， 加热时试管不要对着有人的方向（防止液体沸腾时溅出伤人）；加热时先预热，待均匀受热后固定在试剂的部位加热（防止受热不均炸裂）；试管底部不能和酒精灯的灯芯接触（防止受热不均炸裂）；加热后的热试管不能用冷水立即冲洗（防止骤冷炸裂）；加热完毕时要将试管夹从试管底取出。 （4）仪器装置的连接 ①把玻璃导管插入带孔橡胶塞：先把玻璃管口用水润湿，然后对准橡胶塞上的孔稍稍用力转动，将其插入。 ②连接玻璃导管和乳胶管：先把导管口用水润湿，然后稍稍用力把玻璃导管插入乳胶管。 ③连接橡胶塞和容器：应把橡皮塞慢慢转动塞进容器口。切不可把容器放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破容器。 ④检查装置的气密性： 装置 操作方法 连接好仪器，将导管一端放入水中，用手紧握试管，水中导管口有气泡冒出，松手后，导管口形成一段水柱，且长时间不回落，说明装置气密性良好。 连接好仪器，向长颈漏斗中注水没过下端管口，当缓慢拉注射器活塞时，长颈漏斗的下端管口处有气泡冒出，当缓慢推注射器时，长颈漏斗中液面上升，说明装置气密性良好。 连接好仪器，先向长颈漏斗内注入水使广口瓶内水没过漏斗下端管口，用弹簧夹夹紧胶皮管，继续向长颈漏斗中加水，一段时间后，长颈漏斗中液面不下降，说明装置气密性良好。 （5）玻璃仪器的洗涤 ①试管的洗涤：倒净废液后，反复用水冲洗。如果内壁附有不易洗掉的物质，要用试管刷刷洗。洗净的试管要倒插在试管架上晾干。 ②洗过的玻璃仪器内壁附着的水既不聚成水滴，也不成股流下时，表示仪器已洗干净。 4.“铜绿”性质的探究 实验内容 实验现象 实验结论 “铜绿”中加入稀盐酸 绿色粉末逐渐溶解，有气泡产生，溶液呈蓝色 “铜绿”能与稀盐酸反应生成气体 加热“铜绿” 绿色粉末变成黑色，试管内壁上出现小水珠 “铜绿”不稳定，受热易分解 5.“铜绿”性质小结： （1） “铜绿”是一种绿色粉末。 （2） “铜绿”能与稀盐酸反应，产生气体（二氧化碳）。 （3） “铜绿”受热能生成黑色固体（氧化铜）、水和二氧化碳。 （二）学习化学需要进行科学探究 1.科学探究的一般过程 提出问题→形成猜测或假设→确定解决问题的思路与方案→进行化学实验→查阅资料，收集证据→分析、归纳、推理和论证→证实、修正或否定自己的猜测→得出合理的结论。 2.实验探究金属镁的性质 实验步骤 实验现象 结论与解释 ①从一卷镁条上折下一段，用砂纸打磨后观察 镁条外观为灰黑色，断面处为银白色，打磨后镁条露出银白色金属小球 镁是一种银白色金属，硬度小，容易弯曲 ②用打磨好的镁条连接一节干电池和小电珠 电珠发光 镁能导电 ③用坩埚钳夹持一段打磨好的镁条，用酒精灯外焰加热。当镁条开始燃烧时，立即移到陶土网上方，让它继续燃烧，观察燃烧现象和燃烧产物的状态 镁条燃烧，发出耀眼的白光，放出大量热，生成白色固体，伴有白烟 镁能在空气中燃烧，发出耀眼的白光 ④将一段打磨好的镁条放入食醋中，观察现象 镁条表面立即有气泡产生，反应一段时间，镁条消失，试管发烫 镁能与食醋反应，生成气体，同时放出热量 （三）学习化学需要使用化学符号 1.用符号来表示元素和物质 自然界中的物质是由各种元素组成的。为了方便研究和描述物质的组成和变化，科学家使用国际统一的符号来表示元素和物质。 2.元素符号 （1）定义：用于表示元素的符号称为元素符号。 （2）不同的元素分别用不同的元素符号表示。 元素 氧 碳 氢 铁 氮 磷 铜 氯 镁 元素符号 O C H Fe N P Cu Cl Mg 3.元素符号 利用元素符号和数字可以表示物质的组成。如氧气可以用“O2”表示，水可以用“H2O”表示，二氧化碳可以用“CO2”表示。 4.利用文字表达式表示化学反应 镁 + 氧气氧化镁 5.利用化学方程式表示化学变化 镁条在空气中燃烧：2Mg＋O2 点燃 2MgO 易错点01：误认为天然物质不含任何化学成分或认为天然物质不是化学物质。 化学研究的对象是物质，物质都有其化学组成，都是化学物质；有的物质是自然界本来就存在的，有的物质是人工合成的。 易错点02：误认为化学物质是有害的或认为环境污染都是化学惹的祸。 物质具有两面性，合理利用化学和化学物质可以改善人类的生活质量，不合理利用化学和化学物质可能给人体健康和生态环境带来危害。 易错点03：误认为伴随发光、放热、变色、放出气体、生成沉淀的变化一定是化学变化。 在化学变化中，常常伴随发生一些现象，如发光、放热、变色、放出气体、生成沉淀等。但不是所有的化学变化都会产生上述现象，而具有上述现象的变化也不一定都是化学变化。如灯泡通电后发光、放热就是物理变化；常温下无色的氧气降温后变成淡蓝色液氧也属于物理变化。 易错点04：误认为爆炸一定是化学变化。 爆炸要分为几种情况，对于没有新物质生成的爆炸，如自行车轮胎爆胎等，就是物理变化；而发生在有限空间里的急速燃烧引起的爆炸，因为有新物质生成，如火药爆炸等，就属于化学变化；还有一些爆炸，既不是简单的物理变化，也不是简单的化学变化，如原子弹爆炸。 易错点05：使用量筒的常见错误。 仰视时，读数偏小，量取的液体多；俯视时，读数偏大，量取的液体少。 易错点06：使用托盘天平的常见错误。 （1） 未调平衡就称量：指针偏左，读数＞实际质量；指针偏右，读数＜实际质量。 （2） 指针未指到分度盘中央就读数：指针偏左读数＜实际质量；指针偏右，读数＞实际质量。 （3） 称量时，试剂和砝码的位置放反了（使用游码）：试剂质量=砝码质量-游码示数。 （4） 称量未知质量的物质时，左盘先放物质，右盘再放砝码，调整游码；称量一定质量的物质时，先在右盘放砝码，调整游码，再向左盘慢慢添加物质。 方法01 判断物质的变化和性质 【解题通法】解答这类问题时要重点抓住两种变化类型和两种性质类型的本质区别，还需理解性质与变化的异同，即性质是物质的固有属性，而变化只是个过程，性质决定变化，变化体现性质。 【典型例题】下列词语包含的物质变化中，有一种与其他三种有所区别，该词语是 A．沙里淘金 B．花香四溢 C．蜡炬成灰 D．冰雪消融 【答案】C 【详解】A、沙里淘金过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项不符合题意； B、花香四溢过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项不符合题意； C.、蜡烛燃烧生成二氧化碳和水等新物质，属于化学变化，故选项符合题意； D、冰雪消融过程中没有新物质生成，属于物理变化，故选项不符合题意； 故选：C。 方法02 判断化学实验基本操作正误 【解题通法】解答这类问题时，重点抓住化学实验基本操作的要点及要求： 内容 操作要点及要求 试剂的使用 原则：“三不”原则、节约原则、剩余试剂处理原则 试剂的取用 固体粉末：一斜、二送、三直立 块状固体：一横、二送、三慢竖 液体：试剂的倾倒、量筒量液、胶头滴管取液 给物质加热 酒精灯的使用方法、给物质加热的注意事项 连接仪器装置 连接时的两个关键词：润、转 玻璃仪器的洗涤 洗涤干净的标准 【典型例题】试管是实验室常用的仪器。下列有关试管的使用正确的是 A．连接橡胶塞 B．振荡试管 C．加热试管 D．加入固体粉末 【答案】C 【详解】A、把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上在使劲塞进塞子，以免压破试管，图中所示操作错误； B、振荡试管时，振荡试管中的液体的正确方法是手指拿住试管，用手腕的力量左右摆动，图中所示操作错误； C、加热液体时，用外焰加热，液体体积不能超过试管容积的三分之一，用试管夹夹取试管，大拇指不能按在短柄上，图中所示操作正确； D、取用固体粉末时，先将试管倾斜，用药匙或纸槽将药品送至试管底部，再将试管竖立，图中所示操作错误。 故选：C。 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$