内容正文:
第一单元 步入化学殿堂
第一节 化学真奇妙
一、化学改变世界
1.化学的研究范畴与定义
(1)化学是在分子、原子层次上研究物质的组成、结构、性质、转化及其应用的一门基础自然科学。
(2)研究对象是物质,而非物体:物质是构成物体的原料(如“铁”是物质),物体是物质的具体形态(如“铁钉”是物体)。化学不研究物体的形状、运动轨迹等物理属性。
(3)研究核心是物质的变化:通过化学反应实现物质转化,既提纯、改造自然界已有物质,更核心的是合成自然界不存在的新物质。
(4)学科边界:原子核的裂变、聚变(如原子弹爆炸)不涉及分子、原子的重新组合,属于物理学研究范畴,不属于化学变化。
2.化学的社会价值
化学贯穿衣食住行与社会发展全领域:
(1)衣:合成纤维提升衣物耐磨性,化学染料丰富色彩;
(2)食:化肥、农药保障粮食增产,食品添加剂改善口感与保鲜期;
(3)住:水泥、钢材、玻璃、塑料是建筑与家居的核心材料;
(4)医:药物研发、医用高分子材料助力疾病治疗;
(5)能源与环境:新能源开发、污水处理、废气治理、可降解塑料研发,均以化学技术为核心支撑。
3.我国重大化学科研成就
(1)1965 年,首次人工合成结晶牛胰岛素,是人类首次用化学方法合成具有完整生物活性的蛋白质;
(2)屠呦呦研制青蒿素,挽救全球超 1000 万人生命,获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。
二、物质的变化与性质
1.常见的物理变化和化学变化
物理变化
化学变化(又叫化学反应)
定 义
没有生成新物质的变化
生成新物质的变化
本质区别
变化时是否有新物质生成
常见现象
物质的状态、形状、大小、位置等发生变化
改变颜色、放出气体、生成沉淀等,
并放热、吸热、发光等(一定伴随能量变化)
微观实质
构成物质的粒子不改变
构成物质的粒子发生改变
联 系
发生化学变化时,一定会同时发生物理变化。
例:点燃蜡烛时,石蜡燃烧生成二氧化碳和水是化学变化,而石蜡受热熔化是物理变化。
判断方法
宏观:没有新物质生成
宏观:有新物质生成
微观上:构成物质的粒子不变
微观上:构成物质的粒子改变
典 例
形状改变
破碎、弯曲、拉丝、压(切)片等
燃烧
燃烧、因燃烧而引起的爆炸(汽油、火药、烟花爆竹、天然气等爆炸)
状态改变
熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华、挥发、铸造、结晶等
变质
发酵、酿酒(醋)、发霉、腐烂、变馊等
实验操作
蒸馏、过滤、溶解、稀释等
锈蚀
铁生锈、铜表面变绿(生成铜绿)
其他
灯泡发光;活性炭吸附色素;金属导电;气球、轮胎、高压锅、锅炉等爆炸;浓硫酸干燥气体;海水晒盐等。
其他
杀菌消毒;光合作用;呼吸作用;见光或受热分解等。
2.物理性质和化学性质
物理性质
化学性质
概念
物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质。
物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质。
举例
通常状况下,二氧化碳是无色的气体,密度比空气大,能溶于水,降温后能变成固态的干冰。
铁能在潮湿的空气中生锈,木炭能在空气中燃烧生成二氧化碳并发光、放热等。
常见性质
颜色、气味、密度、硬度、熔点、沸点、溶解性、挥发性、延展性、导电性、导热性、活性炭的吸附性、浓硫酸的吸水性等。
可燃性、助燃性、稳定性、不稳定性、氧化性、还原性、酸碱性、毒性、腐蚀性等,或“能与……反应”、“可与……反应”、“受热(或见光)易分解”等。
区别
物理性质不需要发生化学变化就能表现出来
化学性质要在化学变化中才能表现出来
3.性质和变化的比较
性质
变化
区别
性质是物质固有的属性,是物质基本的特征,是变化的依据
变化是描述一个已经发生或正在发生的过程,是性质的具体体现
联系
性质决定变化,变化体现性质
描述
使用表示能力或者属性的词语:
某物质“能”(或“可以”、“易”、“会”、“难”、“不能”、“不可以” 、“不易”、“不会”)怎样或 “是……”、“具有……”
使用表示时态或过程的词语:
“在”、“了”、“已经”等
举例
酒精能燃烧——化学性质
铁易生锈——化学性质
汽油易挥发——物理性质
水通电能分解——化学性质
酒精在燃烧——化学变化
铁生锈了——化学变化
汽油挥发——物理变化
水通电分解——化学变化
4.物质的变化、性质和用途的关系
性质决定变化,变化体现性质;性质决定用途,用途体现性质;
第二节 体验化学探究
一、科学探究
1.科学探究的地位
科学探究是学习化学的重要方式,化学实验是进行科学探究的重要途径,“做实验” 是 “学化学” 的核心方法。
2.科学探究的六大基本环节
一个完整的科学探究过程,通常包含以下六个逻辑递进的环节:提出问题→猜想与假设→收集证据→获得结论→反思与评价→表达与交流
3.科学探究的核心原则
科学探究的核心是基于证据得出结论,所有结论都必须有对应的实验事实或资料作为支撑,不能主观臆断。
二、蜡烛燃烧的实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
燃烧前
蜡烛是白色、较软的圆柱状固体,有特殊气味
——
燃烧中
石蜡受热熔化,燃烧时发光、冒黑烟、放热
蜡烛燃烧时发光放热
熄灭时
产生一缕白烟,白色棉线变黑
棉线碳化
熄灭 1 分钟后
熔化的石蜡逐渐凝固
液态石蜡遇冷凝固
火柴梗插入火焰
外焰部位的火柴梗烧焦,内焰次之,焰心无明显变化
蜡烛的火焰分为内焰、外焰、焰心。
外焰温度最高,内焰次之,焰心温度最低
罩冷而干燥的烧杯
烧杯内壁出现水雾
蜡烛燃烧生成了水
烧杯中加澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
蜡烛燃烧生成了二氧化碳
第三节 走进化学实验室
一、常见化学仪器
1.认识实验仪器
分类
仪器名称
反应容器
能直接加热
试管 蒸发皿 燃烧匙
需垫石棉网加热
烧杯 圆底烧瓶 锥形瓶
存放仪器
广口瓶 细口瓶 集气瓶 滴瓶
(固体)(液体)(气体)(液体)
取用仪器
药匙 镊子 胶头滴管
计量仪器
托盘天平 量筒
过滤、加液体(三种漏斗)仪器
漏斗 长颈漏斗 分液漏斗
夹持仪器
试管夹 铁架台 坩埚钳
加热仪器
酒精灯
其他仪器
玻璃棒 水槽 石棉网
2.仪器使用的注意事项
类别
仪器名称
主要用途
加热要求
注意事项
反应容器
试管
少量试剂的反应
可直接
加热
加热前预热;加热液体不超过容积 1/3,固体管口略向下倾斜
蒸发皿
溶液蒸发、浓缩、结晶
用坩埚钳取放;蒸发时及时搅拌,盛液不超过 2/3
燃烧匙
固体可燃物燃烧实验
装药量不超过容积 1/2;仅限固体燃烧
烧杯
配制溶液、较多量试剂反应
需垫
陶土网
外壁干燥;加液不超过容积 1/2
圆底烧瓶
加热条件下的反应
液体量控制在 1/3~2/3;用铁架台夹持瓶颈中
锥形瓶
加热液体、滴定实验
容积不超过 1/2;滴定时振荡方向正确
存放仪器
广口瓶
存放固体药品
不可加热
瓶塞倒放;取药后及时盖紧
细口瓶
存放液体药品
倾倒时标签向手心;碱性试剂用橡胶塞
滴瓶
存放少量液体试剂
专瓶专用;不可清洗,用完放回
集气瓶
存放气体、燃烧实验
燃烧实验需放水或细沙;瓶口磨砂处密封
取用
仪器
药匙
取用粉末状固体
——
用完擦净;避免药品沾在匙柄上
镊子
取用块状或较大颗粒固体
——
不直接接触药品;夹持时稳拿稳放
胶头滴管
吸取和滴加少量液体
——
竖直悬空滴加;取液后胶帽在上,不平放倒置
计量
仪器
托盘天平
称量固体质量
——
精确到 0.1g;左物右码;腐蚀性药品放烧杯
量筒
量取液体体积
——
选等大或稍大量程;读数时视线与凹液面最低处相平
加热仪器
酒精灯
常规加热(400-500℃)
——
酒精量 1/3~2/3;禁止对燃、添加燃着酒精;用灯帽盖灭
酒精喷灯
高温加热(800-1100℃)
——
灯壶装液 2/5~2/3;预热后点燃;使用时远离易燃物
二、实验室安全规则
1.化学实验室安全规则
(1)药品取用“三不原则”
不能用 手 接触试剂,不要把鼻孔 凑到容器口 闻试剂(特别是气体)的气味,不得 尝任何试剂的味道。(闻气体气味的方法:把瓶塞打开,用手在瓶口轻轻 扇动 ,让少量气体飘到鼻孔)
(2)剩余药品处理原则(三不一要)
实验剩余试剂既不能 放回原瓶 ,也不能 随意丢弃 ,更不能 拿出实验室 ,要放入 指定的容器内 。
2.常见危险化学品标志
腐蚀性物质
毒性物质
易于自燃物质
爆炸性物质
浓硫酸、氢氧化钠
硝酸银、甲醛
白磷
高锰酸钾、金属钠
3.常见实验意外处理
(1)烫伤:立即用大量冷水冲洗烫伤处,再涂抹烫伤膏,严重时就医;
(2)酸碱灼伤:立即用大量冷水冲洗灼伤部位;若溅入眼睛,严禁用手揉眼,持续冲水洗后及时就医;
(3)实验台起火:迅速移开周边可燃物,用湿抹布或沙子覆盖灭火,火情较大时使用灭火器。
三、化学实验基本技能
1. 固体药品的取用方法
(1)固体试剂通常保存在广口瓶里,取用一般用药匙(或用纸槽),有些块状试剂可用镊子夹取。 用过的药匙或镊子要立刻擦拭干净,以备下次使用。
(2)向试管中加入块状试剂(口诀:一横二放三慢竖)
先将容器横放,把块状试剂放入容器口后,再把容器慢慢地竖立起来,使块状试剂缓缓地滑到容器的底部,以免打破容器。
(3)向试管中加入粉状试剂末(口诀:一横二送三竖立)
先将试管横放,把盛有试剂的药匙(或纸槽)小心地送至试管底部,然后把试管竖立起来。
向试管中加入块状试剂 向试管中加入粉末状试剂
2. 液体药品的取用方法
(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)
多量液体取用 少量液体取用 一定量的液体取用
(2) 多量液体取用:直接倾倒
注意事项(括号内为操作目的)
①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)
②瓶口必须紧挨试管口缓缓倾倒(防止试剂损失)
③细口瓶标签一面必须朝向手心(防止残留液流下腐蚀标签)
④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
①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);
②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);
③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)
注意事项
①操作: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;
②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读数误差:
俯视:读数 > 液体实际体积,实际液体体积 < 读数;仰视:读数 < 液体实际体积,液体实际体积 > 读数
3. 酒精灯的使用方法
(1)绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。
(2)绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。
(3)用完酒精灯后,不可用嘴吹灭,必须用灯帽盖灭(盖灭后轻提一下灯帽,再重新盖好的目的是使灯帽内外气压平衡,防止下一次打不开)。
(4)如不慎碰倒酒精灯,不要惊慌,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿抹布扑盖。
(5)向灯内添加酒精时,酒精的量不能超过灯壶容积的2/3,也不能少于1/4。
(6)酒精灯的火焰分为三层,从外到内分别是外焰、内焰、焰心。温度最高的是外焰,所以用酒精灯加热时,应该用外焰加热。
4.加热的仪器(选择右侧的仪器填空)
(1)可以直接加热的:试管、蒸发皿、燃烧匙
(2)需要垫陶土网的: 烧杯
(3)不能用来加热的仪器: 量筒、集气瓶
5.给固体试剂加热
(1)加热时,试管口应略向下倾斜(防止冷凝水回流使试管炸裂)。
(2)加热时,先使试管均匀受热,再对准试剂部位加热。
(3)铁夹夹在距试管口约1/4~1/3处。
(4)加热前检查试管外壁是否干燥;加热后待冷却再洗涤(防炸裂)
6.给液体试剂加热
(1)试管外壁应该干燥(如果外壁有水就进行加热,容易造成试管炸裂)。
(2)试管中液体的体积不应超过试管容积的1/3。
(3)用试管夹夹持试管时,应由试管底(填“底”或“口”)部套上、取下,手握在试管夹的长(填“长”或“短”)柄处,不要把拇指按在短(填“长”或“短”)柄上。
(4)试管倾斜与桌面呈45°角。加热试管里的液体时,管口不能朝向自己或他人,因为沸腾的液体会溅出试管伤人。
(5)加热时,先使试管底部均匀受热,然后用酒精灯的外焰固定加热。
(6)加热后的试管,不能立即接触冷水或用冷水冲洗,否则容易造成试管炸裂。
7. 仪器的连接
把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 在玻璃导管上套上乳胶管 用橡胶塞塞住试管
(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
应把橡胶塞慢慢转动着塞进容器口,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。
8.玻璃仪器的洗涤
试管的洗涤
(1)洗涤方法:先倒净试管内的废液,再注入半试管水,振荡后把水倒掉,再注入水,振荡后再倒掉,这样连洗几次。如果内壁附有不易洗掉的物质,要用试管刷刷洗,刷洗时须转动或上下移动试管刷,但用力不能过猛,以防损坏试管。
(2)干净的标准: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。
(3)洗净的玻璃仪器不能乱放,应放在指定的地方,如试管要倒扣在试管架上晾干。
(4)如果玻璃仪器中附有油脂,先用热的纯碱溶液或洗衣粉洗涤,再用水冲洗。如果玻璃仪器中附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐,先用稀盐酸溶解,再用水冲洗。
易错点01 物理变化与化学变化的判断误区
【错因辨析】
①判断两类变化的唯一根本标准是是否有新物质生成,发光、放热、颜色改变、产生气体、生成沉淀等现象仅为辅助判断线索,不能作为判定依据。
②爆炸不一定属于化学变化:火药爆炸、燃气爆炸有新物质生成,属于化学变化;锅炉爆炸、气球爆炸、轮胎爆炸仅为压强改变导致的形态变化,无新物质生成,属于物理变化。
③发光、放热的变化不一定是化学变化:电灯通电发光、电炉发热、摩擦生热均为能量形式的转化,无新物质生成,属于物理变化。
④同素异形体之间的转化(如石墨转化为金刚石、氧气转化为臭氧)生成了组成结构不同的新物质,属于化学变化。
【对点训练】
1.下列成语或典故中,涉及化学变化的是
A.刻舟求剑
B.百炼成钢
C.沙里淘金
D.木已成舟
【答案】B
【解析】A. 刻舟求剑仅为位置与形状改变,无新物质生成,属于物理变化;B. 百炼成钢过程中生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳,有新物质生成,属于化学变化;C. 沙里淘金是利用密度差异分离金,无新物质生成,属于物理变化;D. 木已成舟仅为木材形状改变,无新物质生成,属于物理变化。故选 B。
2.下列关于物质变化的说法正确的是
A.有气体生成的变化一定是化学变化
B.化学变化中一定同时伴随物理变化
C.物理变化中一定同时伴随化学变化
D.有颜色改变的变化一定是化学变化
【答案】B
【解析】A. 水蒸发产生水蒸气,无新物质生成,属于物理变化,错误;B. 化学变化过程中一定伴随物质状态、形状等物理变化,如蜡烛燃烧伴随石蜡熔化,正确;C. 物理变化仅改变物质形态,不一定伴随化学变化,如冰融化仅为状态改变,错误;D. 氧气加压降温变为淡蓝色液氧,无新物质生成,属于物理变化,错误。故选 B。
易错点02 变化与性质、物理性质与化学性质的区分混淆
【错因辨析】
①变化是动态发生的过程,描述常用动词(燃烧、生锈、挥发、溶解);性质是物质本身固有的属性,描述常伴随 “能、会、可以、易、具有、难” 等特征词。
②物理性质不需要发生化学变化就能表现出来,可直接观察或测量,包括颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、挥发性、导电性等。
③化学性质必须通过化学变化才能表现出来,包括可燃性、氧化性、腐蚀性、稳定性、毒性、酸性、碱性等。
④性质是变化的内在原因,变化是性质的具体表现;例如 “酒精具有可燃性” 是化学性质,“酒精燃烧” 是化学变化。
【对点训练】
1.下列叙述中,前者属于化学性质,后者属于物理变化的是
A.酒精易挥发 蜡烛燃烧
B.铜能生锈 冰雪融化
C.粮食酿酒 氧气是无色气体
D.氮气性质稳定 食物腐败
【答案】B
【解析】A. 酒精易挥发属于物理性质,蜡烛燃烧属于化学变化,不符合题意;B. 铜能生锈需要通过化学变化表现,属于化学性质;冰雪融化仅为状态改变,属于物理变化,符合题意;C. 粮食酿酒属于化学变化,氧气是无色气体属于物理性质,不符合题意;D. 氮气性质稳定属于化学性质,食物腐败属于化学变化,不符合题意。故选 B。
2.下列物质的用途中,主要利用其化学性质的是
A.用铜制作导线
B.用金刚石切割玻璃
C.用天然气作燃料
D.用干冰进行人工降雨
【答案】C
【解析】A. 铜制作导线利用导电性,属于物理性质;B. 金刚石切割玻璃利用硬度大,属于物理性质;C. 天然气作燃料利用可燃性,属于化学性质;D. 干冰人工降雨利用升华吸热,属于物理性质。故选 C。
易错点03 实验现象与实验结论的表述混淆
【错因辨析】
①实验现象是通过眼、鼻、手等感官直接感知的客观事实,如火焰颜色、状态变化、产生气泡、生成沉淀等;实验结论是对现象分析推理得出的判断,二者不能混淆。
②描述实验现象时,绝对不能出现生成物的名称,不能用实验结论代替实验现象。例如 “蜡烛燃烧生成二氧化碳和水” 是实验结论,而非实验现象。
③“烟” 与 “雾” 本质不同:烟是固体小颗粒扩散形成的,雾是小液滴扩散形成的;蜡烛熄灭后产生的是石蜡固体小颗粒,应描述为 “白烟”,不能写成 “白雾”。
④科学探究中描述现象要客观准确,不能加入主观推断的成分。
【对点训练】
1.下列有关蜡烛燃烧的实验现象描述正确的是
A.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水
B.蜡烛熄灭后产生白雾
C.蜡烛火焰分为三层,外焰最明亮
D.罩在火焰上的烧杯内壁出现水珠,说明生成水
【答案】C
【解析】A. 生成二氧化碳和水是实验结论,不是现象,错误;B. 蜡烛熄灭后产生白烟(石蜡固体小颗粒),不是白雾,错误;C. 蜡烛火焰分三层,外焰温度最高、最明亮,属于可直接观察的实验现象,正确;D.“说明生成水” 属于实验结论推导,不是现象描述,错误。故选 C。
2.下列关于实验现象与实验结论的说法正确的是
A.描述实验现象时,可以直接说出生成物的名称
B.有发光放热现象的一定发生了化学变化
C.实验结论是基于实验现象推理得出的
D.“白烟” 和 “白雾” 描述的是同一种状态的物质
【答案】C
【解析】A. 实验现象描述不能出现生成物名称,否则属于结论表述,错误;B. 电灯发光放热属于物理变化,错误;C. 实验结论是对实验现象进行分析、推理后得出的判断,正确;D. 白烟是固体小颗粒,白雾是小液滴,状态不同,错误。故选 C。
易错点04 化学仪器使用与基本操作的常见误区
【错因辨析】
①仪器加热属性混淆:试管、蒸发皿、燃烧匙可直接加热;烧杯、烧瓶、锥形瓶需垫陶土网均匀受热;量筒、集气瓶、广口瓶等计量、存放类仪器绝对不能加热,也不能作为反应容器。
②胶头滴管使用误区:滴加液体时必须垂直悬空于容器口上方,严禁伸入容器内;通用胶头滴管用后必须清洗,滴瓶上的滴管专瓶专用,使用后无需清洗。
③量筒使用误区:读数时视线与液体凹液面最低处保持水平,俯视读数偏大、实际体积偏小,仰视读数偏小、实际体积偏大;量筒仅用于量取液体体积,不能配制溶液、不能加热。
④酒精灯使用误区:禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏,禁止向燃着的酒精灯内添加酒精,熄灭时用灯帽盖灭,严禁用嘴吹灭。
【对点训练】
1.下列实验操作正确的是
A.用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯
B.滴加液体时,将胶头滴管伸入试管内
C.读取量筒液体体积时,视线与凹液面最低处相平
D.直接用烧杯在酒精灯火焰上加热
【答案】C
【解析】A. 用燃着的酒精灯引燃易引发火灾,操作错误;B. 胶头滴管伸入试管内会污染试剂,应垂直悬空,操作错误;C. 量筒读数时视线与凹液面最低处保持水平,操作正确;D. 烧杯加热需垫陶土网,直接加热会受热不均炸裂,操作错误。故选 C。
2.下列有关仪器用途与使用的说法错误的是
A.试管可以直接加热,也可以作为少量试剂的反应容器
B.量筒可以用来量取液体,也可以用来配制溶液
C.烧杯加热时必须垫陶土网,使受热均匀
D.滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用,用后无需清洗
【答案】B
【解析】A. 试管可直接加热,适用于少量试剂的反应,说法正确;B. 量筒只能量取液体体积,不能作为配制溶液或反应的容器,说法错误;C. 烧杯底面积大,加热需垫陶土网均匀受热,说法正确;D. 滴瓶上的滴管专瓶专用,用后直接放回即可,无需清洗,说法正确。故选 B。
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第一单元 步入化学殿堂
第一节 化学真奇妙
一、化学改变世界
1.化学的研究范畴与定义
(1)化学是在 、 层次上研究物质的 及其应用的一门基础自然科学。
(2)研究对象是 ,而非 :物质是构成物体的原料(如“铁”是物质),物体是物质的具体形态(如“铁钉”是物体)。化学不研究物体的形状、运动轨迹等物理属性。
(3)研究核心是物质的变化:通过 实现物质转化,既提纯、改造自然界已有物质,更核心的是合成自然界不存在的新物质。
(4)学科边界:原子核的裂变、聚变(如原子弹爆炸)不涉及分子、原子的重新组合,属于物理学研究范畴,不属于 。
2.化学的社会价值
化学贯穿衣食住行与社会发展全领域:
(1)衣: 提升衣物耐磨性,化学染料丰富色彩;
(2)食:化肥、农药保障粮食增产,食品添加剂改善口感与保鲜期;
(3)住:水泥、钢材、玻璃、塑料是建筑与家居的核心材料;
(4)医:药物研发、医用高分子材料助力疾病治疗;
(5)能源与环境: 、污水处理、 、可降解塑料研发,均以化学技术为核心支撑。
3.我国重大化学科研成就
(1)1965 年,首次人工合成 ,是人类首次用化学方法合成具有完整生物活性的蛋白质;
(2)屠呦呦研制 ,挽救全球超 1000 万人生命,获 2015 年诺贝尔生理学或医学奖。
二、物质的变化与性质
1.常见的物理变化和化学变化
物理变化
化学变化(又叫化学反应)
定 义
的变化
的变化
本质区别
变化时
常见现象
物质的 等发生变化
、 、 等,
并放热、吸热、发光等(一定伴随 变化)
微观实质
构成物质的粒子
构成物质的粒子
联 系
发生化学变化时, 同时发生物理变化。
例:点燃蜡烛时,石蜡燃烧生成二氧化碳和水是 ,而石蜡受热熔化是 。
判断方法
宏观: 新物质生成
宏观: 新物质生成
微观上:构成物质的粒子
微观上:构成物质的粒子
典 例
形状改变
破碎、弯曲、拉丝、压(切)片等
燃烧
燃烧、因燃烧而引起的爆炸(汽油、火药、烟花爆竹、天然气等爆炸)
状态改变
熔化、凝固、汽化、液化、升华、凝华、挥发、铸造、结晶等
变质
发酵、酿酒(醋)、发霉、腐烂、变馊等
实验操作
蒸馏、过滤、溶解、稀释等
锈蚀
铁生锈、铜表面变绿(生成铜绿)
其他
灯泡发光;活性炭吸附色素;金属导电;气球、轮胎、高压锅、锅炉等爆炸;浓硫酸干燥气体;海水晒盐等。
其他
杀菌消毒;光合作用;呼吸作用;见光或受热分解等。
2.物理性质和化学性质
物理性质
化学性质
概念
物质不需要发生 就表现出来的性质叫做物理性质。
物质在 中表现出来的性质叫做化学性质。
举例
通常状况下,二氧化碳是无色的气体,密度比空气大,能溶于水,降温后能变成固态的干冰。
铁能在潮湿的空气中生锈,木炭能在空气中燃烧生成二氧化碳并发光、放热等。
常见性质
、 、密度、硬度、 、沸点、 、挥发性、延展性、 、导热性、活性炭的吸附性、浓硫酸的吸水性等。
、助燃性、 、不稳定性、氧化性、还原性、 、 、 等,或“能与……反应”、“可与……反应”、“受热(或见光)易分解”等。
区别
物理性质不需要发生化学变化就能表现出来
化学性质要在化学变化中才能表现出来
3.性质和变化的比较
性质
变化
区别
性质是物质固有的 ,是物质基本的特征,是变化的依据
变化是描述一个已经发生或正在发生的 ,是性质的具体体现
联系
性质决定 ,变化体现
描述
使用表示 或者 的词语:
某物质“能”(或“ ”、“ ”、“ ”、“难”、“不能”、“不可以” 、“不易”、“不会”)怎样或 “是……”、“具有……”
使用表示 或 的词语:
“在”、“了”、“已经”等
举例
酒精能燃烧——化学性质
铁易生锈——
汽油易挥发——
水通电能分解——
酒精在燃烧——化学变化
铁生锈了——
汽油挥发——
水通电分解——
4.物质的变化、性质和用途的关系
性质决定 ,变化体现 ;性质决定 ,用途体现 ;
第二节 体验化学探究
一、科学探究
1.科学探究的地位
是学习化学的重要方式, 是进行科学探究的重要途径,“做实验” 是 “学化学” 的核心方法。
2.科学探究的六大基本环节
一个完整的科学探究过程,通常包含以下六个逻辑递进的环节:提出问题→ →收集证据→获得结论→ →表达与交流
3.科学探究的核心原则
科学探究的核心是基于证据得出结论,所有结论都必须有对应的 或资料作为支撑,不能主观臆断。
二、蜡烛燃烧的实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
燃烧前
蜡烛是 、较软的圆柱状固体,有特殊气味
——
燃烧中
石蜡受热 ,燃烧时发光、冒黑烟、
蜡烛燃烧时
熄灭时
产生一缕 ,白色棉线变黑
棉线碳化
熄灭 1 分钟后
熔化的石蜡逐渐
液态石蜡遇冷
火柴梗插入火焰
外焰部位的火柴梗 ,内焰次之,焰心无明显变化
蜡烛的火焰分为 、外焰、焰心。
温度最高,内焰次之,焰心温度最低
罩冷而干燥的烧杯
烧杯内壁出现
蜡烛燃烧生成了
烧杯中加澄清石灰水
澄清石灰水
蜡烛燃烧生成了
第三节 走进化学实验室
一、常见化学仪器
1.认识实验仪器
分类
仪器名称
反应容器
能直接加热
蒸发皿
需垫石棉网加热
圆底烧瓶
存放仪器
广口瓶 滴瓶
(固体)(液体)(气体)(液体)
取用仪器
镊子
计量仪器
托盘天平
过滤、加液体(三种漏斗)仪器
漏斗
夹持仪器
试管夹
加热仪器
其他仪器
水槽 石棉网
2.仪器使用的注意事项
类别
仪器名称
主要用途
加热要求
注意事项
反应容器
试管
少量试剂的反应
可直接
加热
加热前 ;加热液体不超过容积 ,固体管口略向下倾斜
蒸发皿
溶液蒸发、浓缩、结晶
用 取放;蒸发时及时搅拌,盛液不超过 2/3
燃烧匙
固体可燃物燃烧实验
装药量不超过容积 ;仅限固体燃烧
烧杯
配制溶液、较多量试剂反应
需垫
陶土网
外壁干燥;加液不超过容积 1/2
圆底烧瓶
加热条件下的反应
液体量控制在 ;用铁架台夹持瓶颈中
锥形瓶
加热液体、滴定实验
容积不超过 ;滴定时振荡方向正确
存放仪器
广口瓶
存放 药品
不可加热
瓶塞 ;取药后及时盖紧
细口瓶
存放 药品
倾倒时标签向 ;碱性试剂用橡胶塞
滴瓶
存放 试剂
专瓶专用; 清洗,用完放回
集气瓶
存放 、燃烧实验
燃烧实验需放水或细沙;瓶口磨砂处密封
取用仪器
药匙
取用 固体
——
用完擦净;避免药品沾在匙柄上
镊子
取用 或较大颗粒固体
——
不直接接触药品;夹持时稳拿稳放
胶头滴管
吸取和滴加少量液体
——
滴加;取液后胶帽在上,不平放倒置
计量仪器
托盘天平
称量固体质量
——
精确到 0.1g;左物右码;腐蚀性药品放烧杯
量筒
量取液体体积
——
选等大或稍大量程;读数时视线与
相平
加热仪器
酒精灯
常规加热(400-500℃)
——
酒精量 1/3~2/3;禁止对燃、添加燃着酒精;用灯帽盖灭
酒精喷灯
高温加热(800-1100℃)
——
灯壶装液 2/5~2/3;预热后点燃;使用时远离易燃物
二、实验室安全规则
1.化学实验室安全规则
(1)药品取用“三不原则”
不能用 接触试剂,不要把鼻孔 闻试剂(特别是气体)的气味,不得 任何试剂的味道。(闻气体气味的方法:把瓶塞打开,用手在瓶口轻轻 ,让少量气体飘到鼻孔)
(2)剩余药品处理原则(三不一要)
实验剩余试剂既不能 ,也不能 ,更不能 ,要放入 。2.常见危险化学品标志
毒性物质
易于自燃物质
爆炸性物质
浓硫酸、氢氧化钠
硝酸银、甲醛
白磷
高锰酸钾、金属钠
3.常见实验意外处理
(1)烫伤:立即用 冲洗烫伤处,再涂抹烫伤膏,严重时就医;
(2)酸碱灼伤:立即用 冲洗灼伤部位;若溅入眼睛,严禁 ,持续冲水洗后及时就医;
(3)实验台起火:迅速移开周边可燃物,用 或沙子覆盖灭火,火情较大时使用 。
三、化学实验基本技能
1. 固体药品的取用方法
(1)固体试剂通常保存在 里,取用一般用 (或用纸槽),有些块状试剂可用 夹取。 用过的药匙或镊子要立刻 ,以备下次使用。
(2)向试管中加入块状试剂(口诀:一 二 三 )
先将容器 ,把块状试剂放入 后,再把容器慢慢地 ,使块状试剂缓缓地滑到容器的底部,以免 。
(3)向试管中加入粉状试剂末(口诀:一 二 三 )
先将试管 ,把盛有试剂的 (或纸槽)小心地送至 ,然后把试管 。
向试管中加入块状试剂 向试管中加入粉末状试剂
2. 液体药品的取用方法
(1)存贮: ;(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)
多量液体取用 少量液体取用 一定量的液体取用
(2) 多量液体取用:
注意事项(括号内为操作目的)
①细口瓶 必须 在桌面上( )
②瓶口必须 试管口缓缓倾倒( )
③细口瓶 一面必须 ( )
④倒完液体后, 并放回原处,标签向外( )
(3)少量液体取用:
①应在 ;胶头滴管 ( );
②取液后的滴管,应 , ( );
③用过的试管要 ;但 。
(4) 一定量的液体取用:
注意事项
①操作:先向量筒中 时,停止倾倒,余下部分 试剂至所需刻度线;
②正确读数:读数时量筒必须 ,视线与量筒内液体的
③读数误差:
俯视: > , < ;仰视: < , >
3. 酒精灯的使用方法
(1)绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免 。
(2)绝对禁止用酒精灯 另一只酒精灯。
(3)用完酒精灯后, 用嘴吹灭,必须用 盖灭(盖灭后轻提一下灯帽,再重新盖好的目的是 )。
(4)如不慎碰倒酒精灯,不要惊慌,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即 。
(5)向灯内添加酒精时,酒精的量不能超过灯壶容积的 ,也不能少于 。
(6)酒精灯的火焰分为三层,从外到内分别是 、 、 。温度最高的是 ,所以用酒精灯加热时,应该用 加热。
4.加热的仪器(选择右侧的仪器填空)
(1)可以直接加热的:
(2)需要垫陶土网的:
(3)不能用来加热的仪器:
5.给固体试剂加热
(1)加热时,试管口应 (防止 )。
(2)加热时,先使试管 ,再对准试剂部位加热。
(3)铁夹夹在距试管口约1/4~ 处。
(4)加热前检查试管外壁是否干燥;加热后待 再洗涤(防炸裂)
6.给液体试剂加热
(1)试管外壁应该 (如果外壁有水就进行加热,容易造成 )。
(2)试管中液体的体积不应超过试管容积的 。
(3)用试管夹夹持试管时,应由试管 (填“底”或“口”)部套上、取下,手握在试管夹的 (填“长”或“短”)柄处,不要把拇指按在 (填“长”或“短”)柄上。
(4)试管倾斜与桌面呈 角。加热试管里的液体时,管口不能朝向 ,因为沸腾的液体会溅出试管伤人。
(5)加热时,先使试管底部 受热,然后用酒精灯的 固定加热。
(6)加热后的试管,不能立即接触冷水或用冷水冲洗,否则容易造成 。
7. 仪器的连接
把玻璃导管插入橡胶塞的孔里 在玻璃导管上套上乳胶管 用橡胶塞塞住试管
(1)把玻璃导管插入带孔橡胶塞
先把玻璃管口 ,然后对准橡胶塞上的孔 ,将其插入。
(2)连接玻璃导管和乳胶管
先把导管口 ,然后 把玻璃导管插入乳胶管。
(3)连接橡胶塞和容器
应把橡胶塞 塞进容器口,切不可把容器放在桌上再使劲塞进塞子,以免 。
(4)检查装置的气密性
装置
操作方法
连接好仪器,将 ,用手 试管,水中导管口有 , 后,导管口形成一段 ,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 ,当缓慢 活塞时,长颈漏斗的下端管口处有 ,当缓慢 时,长颈漏斗中 ,说明装置气密性良好。
连接好仪器,先向长颈漏斗内 水使广口瓶内水 ,用
, 长颈漏斗中 ,一段时间后,长颈漏斗中 ,说明装置气密性良好。
8.玻璃仪器的洗涤
试管的洗涤
(1)洗涤方法:先倒净试管内的废液,再注入半试管水,振荡后把水倒掉,再注入水,振荡后再倒掉,这样连洗几次。如果内壁附有不易洗掉的物质,要用 刷洗,刷洗时须 试管刷,但用力不能过猛,以防损坏试管。
(2)干净的标准:洗过的玻璃仪器内壁附着的水既不 ,也不 时,表示仪器已洗干净。
(3)洗净的玻璃仪器不能乱放,应放在指定的地方,如试管要 在试管架上晾干。
(4)如果玻璃仪器中附有油脂,先用 或洗衣粉洗涤,再用水冲洗。如果玻璃仪器中附有难溶于水的碱、碱性氧化物、碳酸盐,先用 溶解,再用水冲洗。
易错点01 物理变化与化学变化的判断误区
【错因辨析】
①判断两类变化的唯一根本标准是是否有新物质生成,发光、放热、颜色改变、产生气体、生成沉淀等现象仅为辅助判断线索,不能作为判定依据。
②爆炸不一定属于化学变化:火药爆炸、燃气爆炸有新物质生成,属于化学变化;锅炉爆炸、气球爆炸、轮胎爆炸仅为压强改变导致的形态变化,无新物质生成,属于物理变化。
③发光、放热的变化不一定是化学变化:电灯通电发光、电炉发热、摩擦生热均为能量形式的转化,无新物质生成,属于物理变化。
④同素异形体之间的转化(如石墨转化为金刚石、氧气转化为臭氧)生成了组成结构不同的新物质,属于化学变化。
【对点训练】
1.下列成语或典故中,涉及化学变化的是
A.刻舟求剑
B.百炼成钢
C.沙里淘金
D.木已成舟
2.下列关于物质变化的说法正确的是
A.有气体生成的变化一定是化学变化
B.化学变化中一定同时伴随物理变化
C.物理变化中一定同时伴随化学变化
D.有颜色改变的变化一定是化学变化
易错点02 变化与性质、物理性质与化学性质的区分混淆
【错因辨析】
①变化是动态发生的过程,描述常用动词(燃烧、生锈、挥发、溶解);性质是物质本身固有的属性,描述常伴随 “能、会、可以、易、具有、难” 等特征词。
②物理性质不需要发生化学变化就能表现出来,可直接观察或测量,包括颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、挥发性、导电性等。
③化学性质必须通过化学变化才能表现出来,包括可燃性、氧化性、腐蚀性、稳定性、毒性、酸性、碱性等。
④性质是变化的内在原因,变化是性质的具体表现;例如 “酒精具有可燃性” 是化学性质,“酒精燃烧” 是化学变化。
【对点训练】
1.下列叙述中,前者属于化学性质,后者属于物理变化的是
A.酒精易挥发 蜡烛燃烧
B.铜能生锈 冰雪融化
C.粮食酿酒 氧气是无色气体
D.氮气性质稳定 食物腐败
2.下列物质的用途中,主要利用其化学性质的是
A.用铜制作导线
B.用金刚石切割玻璃
C.用天然气作燃料
D.用干冰进行人工降雨
易错点03 实验现象与实验结论的表述混淆
【错因辨析】
①实验现象是通过眼、鼻、手等感官直接感知的客观事实,如火焰颜色、状态变化、产生气泡、生成沉淀等;实验结论是对现象分析推理得出的判断,二者不能混淆。
②描述实验现象时,绝对不能出现生成物的名称,不能用实验结论代替实验现象。例如 “蜡烛燃烧生成二氧化碳和水” 是实验结论,而非实验现象。
③“烟” 与 “雾” 本质不同:烟是固体小颗粒扩散形成的,雾是小液滴扩散形成的;蜡烛熄灭后产生的是石蜡固体小颗粒,应描述为 “白烟”,不能写成 “白雾”。
④科学探究中描述现象要客观准确,不能加入主观推断的成分。
【对点训练】
1.下列有关蜡烛燃烧的实验现象描述正确的是
A.蜡烛燃烧生成二氧化碳和水
B.蜡烛熄灭后产生白雾
C.蜡烛火焰分为三层,外焰最明亮
D.罩在火焰上的烧杯内壁出现水珠,说明生成水
2.下列关于实验现象与实验结论的说法正确的是
A.描述实验现象时,可以直接说出生成物的名称
B.有发光放热现象的一定发生了化学变化
C.实验结论是基于实验现象推理得出的
D.“白烟” 和 “白雾” 描述的是同一种状态的物质
易错点04 化学仪器使用与基本操作的常见误区
【错因辨析】
①仪器加热属性混淆:试管、蒸发皿、燃烧匙可直接加热;烧杯、烧瓶、锥形瓶需垫陶土网均匀受热;量筒、集气瓶、广口瓶等计量、存放类仪器绝对不能加热,也不能作为反应容器。
②胶头滴管使用误区:滴加液体时必须垂直悬空于容器口上方,严禁伸入容器内;通用胶头滴管用后必须清洗,滴瓶上的滴管专瓶专用,使用后无需清洗。
③量筒使用误区:读数时视线与液体凹液面最低处保持水平,俯视读数偏大、实际体积偏小,仰视读数偏小、实际体积偏大;量筒仅用于量取液体体积,不能配制溶液、不能加热。
④酒精灯使用误区:禁止用燃着的酒精灯引燃另一盏,禁止向燃着的酒精灯内添加酒精,熄灭时用灯帽盖灭,严禁用嘴吹灭。
【对点训练】
1.下列实验操作正确的是
A.用燃着的酒精灯引燃另一盏酒精灯
B.滴加液体时,将胶头滴管伸入试管内
C.读取量筒液体体积时,视线与凹液面最低处相平
D.直接用烧杯在酒精灯火焰上加热
2.下列有关仪器用途与使用的说法错误的是
A.试管可以直接加热,也可以作为少量试剂的反应容器
B.量筒可以用来量取液体,也可以用来配制溶液
C.烧杯加热时必须垫陶土网,使受热均匀
D.滴瓶上的滴管与滴瓶配套使用,用后无需清洗
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