初高中化学教学衔接讲义身边的化学物质.doc

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走进高中化学——初高中化学教学衔接指导讲义
第三讲身边的化学物质〔一〕
世界是由物质构成的,可以说化学物质无处不在。
一、水和溶液
1、水
水是珍贵的自然资源。水覆盖了地球大约3/4的外表,但地球上可以直接利用的淡水缺乏总水量的百分之一。要合理用水,使有限的水资源更好地为人类效劳。
〔1〕水的组成和性质
水是无色、无味的液体,在常压下,水的凝固点〔熔点〕为0℃,沸点为100℃。在4℃时,水的密度最大,为1g/㎝3。
①水是由氢、氧两种元素组成的。水是由大量水分子构成的,每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的。
通电
②水是一种较稳定的化合物,在高温或通电条件下,水分解生成氢气和氧气。
2H2O2H2↑+O2↑
在常温下水能跟钠、钾等活泼金属反响,在高温条件下,水蒸气能跟铁等金属反响。
高温
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
3Fe+4H2O〔气〕Fe3O4+4H2↑
水还能跟某些非金属、某些氧化物反响
3
SO3+H2O=H2SO4
Na2O+H2O=2NaOH
CaO+H2O=Ca(OH)2
〔2〕氢气在空气中燃烧生成水。
点燃
纯洁的氢气在空气〔氧气〕中安静地燃烧、产生淡蓝色的火焰,放出大量的热,火焰上方倒置的小烧杯内壁有水雾出现。
2H2+O22H2O
2、物质在水中的分散
〔一〕溶液和浊液
溶液:一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的、稳定的混合物,叫做溶液。溶液的根本特征:均一性、稳定性
悬浊液:悬浮着由很多分子集合成的固体小颗粒,静置分层。
乳浊液:分散着由很多分子集合成的液体小液滴,静置分层。
〔二〕溶液的根本知识
(1)一种或多种物质分散在另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物叫溶液。溶液是由溶质和溶剂组成的〔在溶液中,能溶解其他物质的物质叫做溶剂,被溶解的物质叫做溶质〕。溶液是几种物质共存的一种状态,判断溶液的关键是:
①必须是混合物。
②必须是均一、稳定、透明的两者缺一不可,所谓均一,是指溶液中任何各单位体积里含有溶质的微粒〔分子或离子〕数相等,所谓稳定,是指在外条件不变时,溶质和溶剂长期不会别离。溶液是透明的,但不一定是无色的。如CuSO4为蓝色  FeSO4为浅绿色  Fe2(SO4)3溶液为黄色。溶质可以是固体、液体或气体;以水为溶剂的溶液是水溶液〔简称溶液〕。
(2)溶质可以是固体,也可以是液体或气体。一般所说的溶液是指水溶液,在某些特殊情况下,如参加的物质不仅能溶于水,还能与水发生化学反响时,溶质应是反响后的生成物。溶剂仍是水,例如:生石灰溶于水后形成的溶液中,溶质不是生石灰而是反响生成的氢氧化钙、溶剂仍是水。又如锌参加稀硫酸后溶质应是硫酸锌、溶剂仍是水,对结晶水合物溶于水所形成的溶液,溶质是无结晶水的化合物局部,如CuSO
3
4·5H2O溶于水后,该溶液的溶质是CuSO4,而不再是CuSO4·5H2O。以其他液体物质〔如酒精、四***化碳、***、苯等等〕为溶剂的溶液是非水溶液,如碘酒〔是将固体碘及碘化钾溶解在酒精里制得的〕。
(3)在一定温度、一定量的溶剂中,溶质不能再溶解的溶液叫饱和溶液;在一定温度、一定量的溶剂中,溶质可以继续溶解的溶液叫不饱和溶液。溶液的浓稀与溶液是否饱和没有什么必然联系。这是两个不同概念,不能混为一谈。溶液浓稀,是指一定量溶剂中溶质的相对含量的多少,与温度无关。而饱和溶液与不饱和溶液是指在一定温度下溶质的溶解是否到达了最大限度,受温度和溶剂的量两个条件的限制,它们是溶液的一种存在状态,与溶液浓稀无关。对于不同溶质来说,浓溶液不一定是饱和溶液,稀溶液也不一定是不饱和溶液。对于同一种溶质来说,在一定温度下,饱和溶液比不饱和溶液要浓。所以溶解度很大的溶质形成的饱和溶液当然是浓溶液,而溶解度很小的溶质即使形成饱和溶液也是稀溶液。
饱和溶液和不饱和溶液之间的转化
(4)不同物质在同一种溶剂里,溶解能力是不同的,我们把一种物质溶解在另一种物质里的能力叫溶解性,溶解性大小,除了跟溶质本身的性质有关之外,还跟溶剂的性质、外界的温度有关。如果是气体溶质,还受压强影响。
①溶解性的表示方法定性:
5
Sg〔20℃〕
<
≥~<
≥1~<10
≥10
溶解性分类
难溶
微溶
可溶
易溶
定量:溶解度
②溶解度是物质在一定条件下,溶解量的限度,它既决定于物质的本性,也与外界条件〔温度、溶剂种类等〕有关,气体溶解度还与压强有关。
固体物质的溶解度是指一定温度下某物质在100克溶剂里到达饱和状态时所溶解的克数,叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度。〔气体的溶解度:在压强为101kPa和一定温度时,气体溶解在1体积水里到达饱和状态时的气体体积〕
如不指明溶剂一般指物质在水里的溶解度,固态物质溶解度确定,必须同时满足四要素:,,,。
③溶解度〔S〕与饱和溶液溶质质量分数〔a%〕的关系
   
(5)溶解度曲线
是用直角坐标表示物质的溶解度随温度变化的曲线。以纵坐标表示物质的溶解度〔S〕,横坐标表示温度〔t〕,把物质在不同温度时的溶解度标在图上,所画出的某物质溶解度随温度变化的曲线,叫做该物质的溶解度曲线。
①溶解度曲线表示某物质在不同温度下的溶解度或溶解度随温度变化的情况。从溶解度曲线可以直观地看到,溶解度一般都随着温度的升高而增大。其中,有些物质溶解度受温度影响较大〔如***钾、***化铵等〕,其溶解度曲线比较陡
5
(陡升型);有些受温度影响较小〔如***化钠〕,其溶解度曲线比较平缓(缓升型);但是,极少数物质[如熟石灰Ca(OH)2]的溶解度却随着温度的升高而减小〔下降型〕。
②因为,曲线是连续的,所以溶解度曲线上的任何一点,都表示在相应温度下该物质的溶解度。此时溶液必然是饱和溶液。
③两条曲线的交叉点表示两种溶质在同一温度下具有相同的溶解度。
④在溶解度曲线下方的点,那么表示溶液是不饱和溶液。
⑤在溶解度曲线上方靠近曲线的点表示过饱和溶液〔在较高温度下制成饱和溶液,慢慢地降到室温,溶液中溶解的溶质质量超过室温时的溶解度,但尚未析出晶体时的溶液叫过饱和溶液〕。
它主要应用有:
①可从溶解度曲线上粗略地查出某物质在某温度时的溶解度数值及各物质的溶解度受温度影响的趋势。
②利用某物质的溶解度曲线可查到曲线所示温度范围内的任何温度时的溶解度。利用溶解度曲线图还可以比较在相同温度下不同物质溶解度的大小,或者比较到达同一溶解度数时各物质所需温度的上下。
③利用溶解度曲线,可以判断某溶液里是否饱和,
④利用溶解度曲线,可以选择混合物别离的方法。
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例如:根据下面的溶解度曲线答复
〔1〕t3℃时A的溶解度为 〔80g  〕
〔2〕P点的的含义  〔在该温度时,A和C的溶解度相同〕
〔3〕N点为t3℃时A的不饱和溶液 ,可通过〔参加A物质,降温,蒸发溶剂〕的方法使它变为饱和
〔4〕t1℃时A、B、C、溶解度由大到小的顺序〔C>B>A〕
〔5〕从A溶液中获取A晶体可用〔降温结晶〕的方法获取晶体。
〔6〕从B的溶液中获取晶体,适宜采用 〔蒸发结晶〕的方法获取晶体
〔7〕t2℃时A、B、C的饱和溶液各W克,降温到t1℃会析出晶体的有〔A和B 〕无晶体析出的有〔C 〕 ,所得溶液中溶质的质量分数由小到大依次为 〔A<C<B〕
〔8〕除去A中的泥沙用〔过滤法〕;别离A与含量少的B的混合物,用〔结晶法〕。
(5)溶液组成的定量表示方法,初中化学知识中主要掌握溶液中溶质的质量分数。溶质的质量分数是溶质质量与溶液质量之比,通常可以用小数或百分数表示。
溶液中溶质的质量分数可用下式计算:
要注意:①溶质的质量分数可以用分数来表示,也可以用百分数来表示,没有单位。任何溶液中溶质的质量分数总是小于1(或100%)。如为1(或100%),那么已为纯洁物质,不是溶液了。②溶质的质量分数与溶液是否饱和无关,与温度无关。③溶液饱和时,固体物质的溶解度与固体溶质的质量分数相互有着密切联系,溶液不饱和时,溶质的质量分数不能与溶解度相互换算。
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④溶液稀释或混合时,稀释或混合前后溶质的质量保持不变。
【典型例题】
【例题1】以下物质中属于溶液的是〔〕,属于悬浊液的是〔〕,属于乳浊液的是〔〕。


C牛奶

解答:溶液:D  悬浊液:A     乳浊液:C
精析:二氧化碳通入石灰水后得到碳酸钙固体,因此形成悬浊液。液氮是纯洁物,牛奶是小液滴分散到水中形成的,碘酒是碘溶于酒精形成均一稳定的溶液。
 
【例题2】以下有关溶液的说法正确的选项是〔      〕
    
   、稳定的液体都是溶液
   、稳定的混合物
   ,溶剂一定是水
解答:C
精析:溶液是一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一、稳定的混合物。其根本特征是均一性,稳定性。存在形式:混合物。B选项没有指明是混合物,如蒸馏水也是均一、稳定的,但它属纯洁物。 
【例题3】指出以下溶液中的溶质和溶剂              
                      
   %的酒精        
解析:盐酸是***化氢气体的水溶液,且按溶质、溶剂的判断依据:当不指明溶剂或有水存在时,以水作为溶剂,因此A、C中溶剂都为水。B中化学反响后的溶液应该是MgSO4溶液,其中MgSO4作为溶质,水作为溶剂。而D中两种液体相互溶解时,那么是以量多的为溶剂,量少的为溶质。
答案:
溶液
A
B
C
D
溶质
HCI
MgSO4
酒精
甲
溶剂
水
水
水
乙
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【例题4】以下说法对吗?错误的说明理由:
、稳定、透明的液体就是溶液
   ,糖水是溶液,混合在一起既有糖又有盐那么不是溶液了
   、稳定、无色透明的液体
   ,喝第一口特别甜,越喝越不甜,说明后面喝的糖水含糖少
   、溶剂分子
解析:A错,溶液是一种混合物,液体不一定是混合物。如纯水。
   B错,因为糖水与盐水混合后,既是糖溶液也是盐溶液,只是溶质有两种。
   C错,均一、稳定是溶液必须具备的特征,但无色、透明并不是溶液必须具备的特征,且无色与透明并不是一回事。
   D错,上述情况只是味觉逐渐迟钝而造成的错误感觉。这里应该强调溶液的均一性,这是溶液的本质特点。
   E错,溶液中溶质分散成的粒子可以是分子,也可以是离子。如蔗糖溶液、***化钠溶液。
答案:A、B、C、D、E都错,理由见解析。
 【例题5】以下关于饱和溶液的说法中,正确的选项是〔     〕

,食盐的饱和溶液不能再溶解少许***钾
,向食盐饱和溶液中再参加少许食盐,溶液质量分增大
,此溶液是该温度下的饱和溶液
解答:D
精析:A项忽略了一定温度的前提条件。一定温度下饱和食盐溶液不能溶解食盐但可以溶解其它物质,但不能再溶解食盐了。
 
【例题6】将不饱和溶液转变为饱和溶液,最可靠的方法是〔     〕
           
解答:C
精析:升高温度或降低温度只能将随升温或降温溶解能力升高或降低的固体物质的不饱和溶液转化为饱和溶液。而温度一定,溶剂量一定,参加溶质均可将不饱和溶液转变为饱和溶液。溶液是均一、稳定的,溶剂不能单独倒出。
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【例题7】将10克某物质投入到90克水中,使之完全溶解后,所得溶液中溶质的质量分数〔     〕
%          %
%          
解答:D
精析:如物质与水不反响〔如***化钠〕,那么质量分数等于10%;如物质与水反响〔如氧化钠〕,那么质量分数大于10%;如物质是结晶水合物〔如胆矾〕,那么质量分数小于10%。
【例题8】两种能溶于水且能起反响的块状固体A、B,反响最快的情况是〔 〕
                    
、B溶于水,混合并搅拌          
解析:在工农业生产及科学研究中为加速化学反响,常把可以反响且可溶于水的物质配成溶液再使其反响。所以两种物质在溶液中接触最充分,反响最快。
答案:C
【例题9】以下生活经验中,不正确的选项是〔   〕
               
             
解析:此题综合考查生活中的化学知识。根据相似相溶的原理,汽油和油渍都是有机物,汽油能溶解油渍;食醋能与水垢中的碳酸钙反响;在空气中,铝的外表能形成一层致密的氧化物薄膜,可阻止铝进一步氧化,因此选项C错误:铅笔芯的主要成分是石墨,石墨可作润滑剂,因此选项A、B、D正确。
答案:C
【例题10】在温度不变的情况下,以下溶液中一定是不饱和溶液的是  〔 〕
                  
        ***化钠的食盐水
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解析:在温度不变,溶剂一定情况下判断该溶液是否饱和,关键看能否再溶解该溶液中的溶质。溶质含量较低与能否再溶无关,也就是说在溶质含量低的澄清石灰水中,假设参加溶质氢氧化钙可能再溶,也可能不溶,A无法判断;能溶解食盐的蔗糖溶液,向该溶液中参加溶质蔗糖那么可能不溶,B也无法判断;蒸发掉局部水后有晶体析出,相对于溶液不能继续溶解溶质,有固体剩余,C一定是饱和溶液;***化钠溶液中还能溶解***化钠,那么一定是不饱和溶液。
答案:D
【例题11】一定温度下,某物质的饱和溶液一定是 〔〕
                   ***的溶液
                   
解析:饱和溶液是指在一定温度下,在一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液,“饱〞是指在两个条件下不能再“吃〞,与溶液的浓、稀及溶剂的量没有必然的关系。
答案:D
 
【例题12】现有一瓶接近饱和的KNO3溶液,假设要使它变成饱和溶液,可采用的方法是:
①               ;②               ;③               。而要将一瓶饱和的石灰水转变成不饱和溶液,可采用的方法是:①               ;②               ;③               ·
解析:在一定量的水中,KNO3所能溶解的质量随温度升高而增加,而Ca〔OH〕2却相反。解答问题时,既要考虑到物质的共性,又要注意物质的特性。
答案:使KNO3不饱和溶液变成饱和溶液,可采用的方法是:①参加KNO3,至不再继续溶解;②降低温度至刚好有晶体析出;③蒸发溶剂至刚好有晶体析出。而使饱和石灰水变成不饱和溶液,可采用的方法是:①降低温度;②参加溶剂;③通入适量的CO2后过滤。
4、空气
〔1〕空气的成分
在18世纪70年代,瑞典化学家舍勒〔,1742~1786〕和英国化学家普利斯特里〔,1733~1804〕曾先后发现并制得了氧气。法国化学家拉瓦锡〔,1743~1794〕在前人工作的根底上,通过实验得出了空气是由氧气〔约占1/5体积〕
和氮气〔约占4/5体积〕组成的结论。
科学家们的不懈努力,通过精确的实验证明,空气中除含有氧气、氮气外,还含有少量的稀有气体、二氧化碳、水蒸气、其他气体和杂质。空气的成分按体积含量计,大致是氮气78%、氧气21%、稀有气体