一、化學基本概念

1. 物質的變化2：

• 物理變化：沒有新物質生成的變化。例如，水的三態(tài)變化、玻璃破碎等。

• 化學變化：有新物質生成的變化。例如，鐵生銹、燃燒等。化學變化常伴隨有發(fā)光、發(fā)熱、變色、產生氣體、生成沉淀等現象。

2. 物質的性質2：

• 物理性質：不需要經過化學變化就能表現出來的性質，如顏色、狀態(tài)、氣味、密度、硬度、熔點、沸點、溶解性、揮發(fā)性等。

• 化學性質：需要經過化學變化才能表現出來的性質，如可燃性、助燃性、氧化性、還原性、穩(wěn)定性、酸堿性等。

3. 化學實驗常用儀器2：

• 反應容器：可直接受熱的有試管、蒸發(fā)皿、燃燒匙、坩堝等；能間接受熱的有燒杯、燒瓶（加熱時需加石棉網）。

• 存放藥品的儀器：廣口瓶（固體）、細口瓶（液體）、滴瓶（少量液體）、集氣瓶（氣體）。

• 其他儀器：鐵架臺（帶鐵夾）、酒精燈、試管夾、玻璃棒、漏斗、長頸漏斗、分液漏斗等。

二、空氣

1. 空氣的組成：按體積分數計算，氮氣約占 78%，氧氣約占 21%，稀有氣體約占 0.94%，二氧化碳約占 0.03%，其他氣體和雜質約占 0.03%2。

2. 氧氣的性質：

• 物理性質：無色無味的氣體，密度比空氣略大，不易溶于水。

• 化學性質：比較活潑，具有氧化性，能支持燃燒，與多種物質發(fā)生反應。例如，鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，化學方程式為： 。

3. 氮氣的性質和用途：

• 物理性質：無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。

• 化學性質：不活潑，一般情況下不與其他物質發(fā)生反應。

• 用途：常用作保護氣，如焊接金屬時用氮氣保護；液氮可用于醫(yī)療手術、制冷劑等。

4. 稀有氣體的性質和用途：

• 物理性質：無色無味的氣體，通電時會發(fā)出不同顏色的光。

• 化學性質：很不活潑。

• 用途：可用于制作霓虹燈、航標燈等；氦氣可用于填充氣球等。

三、氧氣的制取

1. 實驗室制法3：

• 查：檢查裝置的氣密性，方法是先把導管一端浸入水里，再把兩手緊貼容器的外壁，如果導管口有氣泡冒出，則氣密性良好。

• 裝：將藥品裝入試管，在試管中裝入少量高錳酸鉀，并在試管口放一團棉花，以防止加熱時，生成的氣體把試管內的固體帶到導管中，堵塞導管。

• 定：將試管固定在鐵架臺上，鐵夾夾在離試管口約 1/3 處，試管口要略向下傾斜，防止冷凝后的水倒流至受熱的試管底部，使試管破裂。

• 點：先預熱，后對藥品加熱，先讓試管均勻受熱，然后對準藥品部位用外焰加熱。

• 收：收集氧氣，排水法收集氣體時，要等到導管口有均勻、連續(xù)的氣泡放出時用排水法進行收集，收集滿的集氣瓶瓶口應蓋上玻璃片，正放在桌上。

• 撤離：收集完畢，將導管撤離水槽。

• 熄：熄滅酒精燈，實驗結束時，應先將導管撤離水槽，最后熄滅酒精燈，目的是防止水沿著導管進入試管，引起炸裂。

• 高錳酸鉀制取氧氣：反應原理為  ，實驗器材有鐵架臺（帶鐵夾）、酒精燈、試管（帶橡皮塞）、導管、集氣瓶、水槽等。實驗步驟及注意事項如下：

• 氯酸鉀制取氧氣：反應原理為  ，需要注意的是，二氧化錳在該反應中作為催化劑，能加快反應速率，但本身的質量和化學性質在反應前后不變。

• 過氧化氫制取氧氣：反應原理為  ，該反應在常溫下進行，操作簡便。

2. 工業(yè)制法：工業(yè)上通常利用液態(tài)空氣的分離來制取氧氣，屬于物理變化。

四、水

1. 水的組成：通過電解水實驗可以證明水是由氫元素和氧元素組成的。電解水的化學方程式為： ，正極產生氧氣，負極產生氫氣，氫氣和氧氣的體積比約為 2:1 4。

2. 水的凈化：

• 沉淀：使水中的不溶性雜質沉淀到水底。

• 過濾：把不溶于水的固體物質與水分離。

• 吸附：利用活性炭的吸附性，除去水中的色素和異味。

• 消毒：常用的消毒劑有氯氣、二氧化氯等，能殺死水中的細菌和病毒。

3. 硬水和軟水：

• 定義：含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水叫硬水；不含或含較少可溶性鈣、鎂化合物的水叫軟水。

• 鑒別方法：加入肥皂水，產生泡沫較多的是軟水，產生泡沫較少且有浮渣的是硬水。

• 硬水的軟化方法：生活中常用煮沸的方法，實驗室中常用蒸餾的方法。

五、化學式與化合價

1. 化學式：用元素符號表示純凈物組成及原子個數的式子叫做化學式。例如，水的化學式為  ，氧氣的化學式為  ，二氧化碳的化學式為  等 3。

2. 化學式的意義（以  為例）3：

• 宏觀意義：表示水這種物質；表示水是由氫元素和氧元素組成的。

• 微觀意義：表示一個水分子；表示一個水分子是由兩個氫原子和一個氧原子構成的。

3. 化合價：元素的化合價是元素的原子在形成化合物時表現出來的一種性質。化合價有正價和負價之分，在化合物中，各元素正負化合價的代數和為零。例如，在氯化鈉（）中，鈉元素的化合價為 +1 價，氯元素的化合價為 -1 價。常見元素的化合價口訣：一價氫氯鉀鈉銀，二價氧鈣鋇鎂鋅，三鋁四硅五氮磷，二三鐵，二四碳，二四六硫都齊全，銅汞二價最常見。

六、化學方程式

1. 定義：用化學式來表示化學反應的式子叫做化學方程式。

2. 意義：

• 質的方面：表示反應物、生成物和反應條件。例如， 表示碳和氧氣在點燃的條件下反應生成二氧化碳。

• 量的方面：表示反應物和生成物之間的質量比。例如，在上述反應中，每 12 份質量的碳與 32 份質量的氧氣完全反應，生成 44 份質量的二氧化碳。

3. 書寫原則：

• 必須以客觀事實為基礎，不能憑空臆造不存在的物質和化學反應。

• 要遵守質量守恒定律，等號兩邊各原子的種類和數目必須相等。

4. 書寫步驟：

• 寫：寫出反應物和生成物的化學式。

• 配：配平化學方程式，使等號兩邊各原子的種類和數目相等。

• 注：注明反應條件，如點燃、加熱（用 “” 表示）、催化劑等；如果生成物中有氣體或沉淀，要在氣體或沉淀的化學式右邊分別標注 “↑” 或 “↓”。

七、碳和碳的氧化物

1. 碳的幾種單質4：

• 金剛石（）：是自然界中最硬的物質，可用于制鉆石、刻劃玻璃、鉆探機的鉆頭等。

• 石墨（）：是最軟的礦物之一，有優(yōu)良的導電性、潤滑性。可用于制鉛筆芯、干電池的電極、電車的滑塊等。

• 無定形碳：主要有焦炭、木炭、活性炭、炭黑等。活性炭、木炭具有強烈的吸附性，可用于吸附色素、異味等；焦炭用于冶鐵；炭黑加到橡膠里能夠增加輪胎的耐磨性。

• ：是一種由 60 個碳原子構成的分子，形似足球，性質很穩(wěn)定。

2. 單質碳的化學性質4：

• 完全燃燒（氧氣充足），生成二氧化碳，化學方程式為  。

• 不完全燃燒（氧氣不充足），生成一氧化碳，化學方程式為  。

• 常溫下的化學性質穩(wěn)定：碳原子的最外層有 4 個電子，既不容易得電子，也不容易失去電子，因此常溫下碳的化學性質比較穩(wěn)定。例如，檔案材料一般用碳素墨水書寫、古代書畫歷經百年也安然無恙、木質電線桿埋入地下部分用火燒焦可防腐都是利用這個原理。

• 可燃性：

• 還原性：例如，碳還原氧化銅的化學方程式為  （置換反應），現象是黑色粉末逐漸變成光亮紅色，澄清的石灰水變渾濁。

3. 二氧化碳（）4：

• 一般情況下，不能燃燒，也不支持燃燒。

• 與水反應生成碳酸，化學方程式為  ，碳酸能使紫色石蕊溶液變紅。

• 與堿反應，如與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，化學方程式為  ，這個反應常用于檢驗二氧化碳。

• 物理性質：無色無味的氣體，密度比空氣大，能溶于水。

• 化學性質：

• 用途：滅火、人工降雨、作氣體肥料、制碳酸飲料等。

4. 一氧化碳（）：

• 可燃性：燃燒時產生藍色火焰，化學方程式為  。

• 還原性：例如，一氧化碳還原氧化銅的化學方程式為  。

• 毒性：能與人體血液中的血紅蛋白結合，使血紅蛋白失去運輸氧氣的能力，從而導致人體缺氧中毒。

• 物理性質：無色無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水。

• 化學性質：

八、燃燒與滅火

1. 燃燒的條件（缺一不可）4：

• 可燃物。

• 氧氣（或空氣）。

• 溫度達到著火點。

2. 滅火的原理（只要消除燃燒條件的任意一個即可）4：

• 消除可燃物。

• 隔絕氧氣（或空氣）。

• 降溫到著火點以下。

3. 影響燃燒現象的因素：可燃物的性質、氧氣的濃度、與氧氣的接觸面積等 4。

4. 爆炸：可燃物在有限的空間內急速燃燒，氣體體積迅速膨脹而引起爆炸。一切可燃性氣體、可燃性液體的蒸氣、可燃性粉塵與空氣（或氧氣）的混合物遇火種均有可能發(fā)生爆炸 4。

九、燃料及其利用

1. 三大化石燃料：煤、石油、天然氣（混合物、均為不可再生能源）4：

• 煤：“工業(yè)的糧食”（主要含碳元素）；煤燃燒排放的污染物有 、（引起酸雨）、、煙塵等。