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化 · 速 讲
01 总纲
02 物质构成
03 空气与氧气
04 化学方程式
05 水与溶液
06 碳与燃料
07 金属与溶液反应
08 实验与环保
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01 总纲
02化学研究什么
03物理变化与化学变化
04性质与用途
05化学与材料
06化学总诀
02 物质构成
08微观三兄弟
09分子
10原子
11离子
12元素与化学式
13微观速记
03 空气与氧气
15空气的组成
16空气成分
17氧气的性质与制法
18化合反应与氧化反应
19氧气速记
04 化学方程式
21化学式与化合价
22化学式写法
23化合价规律
24化学方程式
25化学方程式的意义
26配平与书写步骤
27方程式速记
05 水与溶液
29水
30电解水实验
31水的净化
32溶液
33溶液三要素
34溶解度与溶质质量分数
35水溶速记
06 碳与燃料
37碳单质
38碳单质家族
39碳的化学性质
40二氧化碳与一氧化碳
41CO₂ 的性质与用途
42CO 的性质与危险
43化石燃料与新能源
44碳氧速记
07 金属与溶液反应
46金属材料
47金属性质
48金属的化学性质
49金属活动性顺序
50铁及其化合物
51置换反应
52金属速记
08 实验与环保
54实验基本操作
55仪器与操作
56气体制备与收集
57化学与环保
58主要环境问题
59绿色化学理念
60实验环保总诀
化
初 中 化 学 · 速 讲

初中化学速讲

空气 · 水 · 碳 · 金属 · 酸碱盐
01 总纲01 / 06
纲
单 元

化学研究什么

研究物质的组成、结构、性质与变化
01 总纲02 / 06
变

物理变化与化学变化

  • 本质区别:有无新物质生成。化学变化一定伴随能量变化(放热/发光/变色/产气/生成沉淀)。
  • 物理变化:水的三态变化、酒精挥发、灯泡发光——只变状态/形状,分子本身不变。
  • 化学变化:铁生锈、木炭燃烧、食物腐烂、光合作用——分子拆成原子,原子重新组合成新分子。
  • 化学变化的"名片":发光放热、颜色改变、放出气体、生成沉淀、放出热量(现象是线索,不是判据,判据永远是"有无新物质")。
化学的"第一性问题":变化中什么不变?——原子不变(种类与数目),这是质量守恒的根,也是配平方程式的根。
01 总纲03 / 06
性

性质与用途

类别定义实例
物理性质不需化学变化就能表现颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、导电性、溶解性
化学性质在化学变化中表现可燃性、助燃性、氧化性、稳定性、酸碱性、腐蚀性
  • 性质决定用途,用途体现性质:铜导电→做导线;金刚石硬度大→切割玻璃;CO₂ 不助燃且密度大→灭火。
  • 描述性质用"能、会、易、可"等词(可燃性);描述变化用"了、着、变"等词(燃烧了)——一字之差,性质 vs 变化。
01 总纲04 / 06
材

化学与材料

  • 四大传统材料:金属材料(铁、铜、合金)、无机非金属材料(陶瓷、玻璃、水泥)、合成材料(塑料、合成纤维、合成橡胶)、复合材料(玻璃钢)。
  • 新材料:纳米材料、超导材料、光导纤维、钛合金(人造骨)——材料是化学的"出口"。
  • 化学的双重性:既治理污染,又可能制造污染——"白色污染"(塑料)、"温室效应"(CO₂)都是化学问题,解法也是化学。
化学 = 研究"变"的学问:变中有不变(原子守恒),不变中有变(原子重组)。守恒是化学的灵魂。
01 总纲05 / 06
诀
"
化变看新物,性质定用途; 原子不变是灵魂,配平方程守质量; 实验是化学的眼睛,观察是化学的语言。
01 总纲06 / 06
微
初 中 化 学 · 速 讲

物质构成

分子 · 原子 · 离子 · 元素
02 物质构成01 / 07
粒
单 元

微观三兄弟

分子、原子、离子
02 物质构成02 / 07
子

分子

  • 分子是保持物质化学性质的最小粒子。水由水分子构成,氧气由氧分子构成。
  • 分子的特性:质量、体积很小;分子间有间隔(热胀冷缩);分子不停运动(扩散、闻到气味);同种分子性质相同。
  • 分子可分:化学变化中,分子拆成原子,原子重新组合成新分子——化学变化的实质。
  • 有些物质直接由原子构成(金属、金刚石、稀有气体),有些由离子构成(NaCl)。
O H H H₂O 分子(1 氧 + 2 氢,角型) C O O CO₂ 分子(直线型,双键) 图 2-1 · 分子模型:H₂O(角型)与 CO₂(直线型双键)
02 物质构成03 / 07
原

原子

  • 原子是化学变化中的最小粒子(化学变化中原子不再分)。
  • 原子结构:原子核(质子+中子,带正电)+ 核外电子(带负电,分层排布)。原子整体电中性:质子数 = 核外电子数。
  • 相对原子质量 = 质子数 + 中子数(近似)。以碳-12 质量的 1/12 为标准。
  • 元素的化学性质由最外层电子数决定:<4 易失电子(金属),>4 易得电子(非金属),=8 稳定(稀有气体)。
+11 2 8 1 Na(钠) 2-8-1 +8 2 6 O(氧) 2-6 +17 2 8 7 Cl(氯) 2-8-7 图 2-2 · 原子结构示意图:Na 2-8-1(易失) / O 2-6(易得) / Cl 2-8-7(易得)
02 物质构成04 / 07
离

离子

  • 离子是带电的原子(或原子团)。失电子→阳离子(Na⁺);得电子→阴离子(Cl⁻)。
  • 离子符号:右上角先数字后正负号(2个电子写 2⁻);化合价写在正上方,先正负后数字(\overset{+2}{Mg})。
  • NaCl 由 Na⁺ 与 Cl⁻ 通过静电作用构成——离子化合物。
  • 元素:质子数(核电荷数)相同的一类原子的总称。元素种类由质子数决定,与得失电子无关。
离子符号(右上角:先数后号)$$Na^{+},\ Cl^{-},\ Ca^{2+},\ Fe^{3+},\ SO_4^{2-}$$
化合价(正上方:先号后数)$$\overset{+1}{Na}\,Cl,\ \overset{+4}{C}O_2,\ \overset{+5}{K}MnO_4$$
02 物质构成05 / 07
素

元素与化学式

  • 地壳含量前四:氧 > 硅 > 铝 > 铁(O Si Al Fe)。人体含量最多:氧;最多金属元素:钙。
  • 元素符号:一大二小(Ca、Fe、Na);表示宏观元素,也表示微观一个原子(Fe 既可指铁元素,也可指一个铁原子)。
  • 化学式的意义(以 H₂O 为例):①宏观——水这种物质;②宏观——水由 H、O 两元素组成;③微观——一个水分子;④微观——一个水分子含 2 个 H 原子和 1 个 O 原子。
  • 元素种类只有100 多种,但物质有上千万种——有限的原子,无限的排列,这是化学的"组合爆炸"。
化学式读作表示意义举例
H₂O水水 / 水由H、O组成 / 一个水分子 / 2H原子+1O原子
CO₂二氧化碳二氧化碳 / 一个CO₂分子含1C+2O
Fe铁铁 / 铁元素 / 一个铁原子(金属直接由原子构成)
2H—2个氢原子(数字在前=微观个数)
2H₂O—2个水分子(数字在前=分子个数)
02 物质构成06 / 07
诀
"
分子保持化学性,原子变化不再分; 质子定元素,最外电子定性质; 离子带电先数号,元素符号一大二小; 地壳氧硅铝铁排,有限原子无限材。
02 物质构成07 / 07
氧
初 中 化 学 · 速 讲

空气与氧气

空气成分 · 氧气性质 · 化合反应
03 空气与氧气01 / 06
空
单 元

空气的组成

测定空气中氧气含量
03 空气与氧气02 / 06
成

空气成分

  • 空气成分(体积分数):氮气 N₂ 约 78%、氧气 O₂ 约 21%、稀有气体约 0.94%、CO₂ 约 0.03%、其他 0.03%。
  • 测定空气中 O₂ 含量(红磷燃烧实验):红磷在密闭集气瓶燃烧,消耗 O₂,水倒吸入瓶约占瓶容积 1/5。
  • 实验要点:红磷足量(耗尽 O₂);装置气密性良好;冷却到室温再打开止水夹。
  • 误差分析:结果偏小——红磷不足 / 装置漏气 / 未冷却;结果偏大——止水夹未夹紧(燃烧时气体受热逸出)。
  • 氮气性质:不支持燃烧、难溶于水、化学性质稳定(用作保护气,如食品包装充氮)。
03 空气与氧气03 / 06
氧

氧气的性质与制法

  • 物理性质:无色无味气体,密度比空气略大,不易溶于水(可用排水法收集)。
  • 化学性质:化学性质比较活泼,具有氧化性、助燃性(本身不燃烧)。
  • 检验 O₂:带火星的木条复燃。氧气浓度越高,燃烧越剧烈(铁在 O₂ 中燃烧:火星四射、生成黑色固体 Fe₃O₄)。
  • 实验室制法(分解反应):
  • 加热高锰酸钾:$2KMnO_4 \xrightarrow{\Delta} K_2MnO_4 + MnO_2 + O_2\uparrow$(试管口塞棉花,防粉末进导管)
  • 双氧水加催化剂:$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$(固液常温型,不用加热)
  • 加热氯酸钾:$2KClO_3 \xrightarrow{MnO_2,\Delta} 2KCl + 3O_2\uparrow$
实验室最常用的制 O₂ 反应$$2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$$
03 空气与氧气04 / 06
合

化合反应与氧化反应

  • 化合反应:多种物质→一种物质。"多变一"。如 $C + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} CO_2$。
  • 分解反应:一种物质→多种物质。"一分多"。如 $2H_2O \xrightarrow{\text{通电}} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$。
  • 氧化反应:物质与氧发生的反应(不一定有 O₂ 参加)。缓慢氧化:呼吸作用、铁生锈、食物腐烂、酿酒。
  • 氧化反应 vs 化合反应:有交叉但不同类——$C+O_2\to CO_2$ 既是化合又是氧化;蜡烛燃烧是氧化不是化合(生成两种物质)。
  • 燃烧条件(三者缺一不可):可燃物、与 O₂ 接触、温度达到着火点。灭火 = 破坏其中一条(隔离/隔绝氧气/降温)。
化合反应示例(硫、磷在氧气中燃烧)$$S + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} SO_2,\quad 4P + 5O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2P_2O_5$$
03 空气与氧气05 / 06
诀
"
空气氮七八二氧,红磷测氧占五分; 验氧火星木条燃,助燃不燃氧最灵; 高锰酸钾棉花塞,双氧水加二氧化锰; 多变一是化合,燃烧条件三缺一不可。
03 空气与氧气06 / 06
程
初 中 化 学 · 速 讲

化学方程式

从符号语言到定量计算
04 化学方程式01 / 08
语
单 元

化学式与化合价

符号语言是化学的"母语"
04 化学方程式02 / 08
式

化学式写法

  • 单质:金属与稀有气体直接用元素符号(Fe、He);双原子分子加 2(H₂、O₂、N₂、Cl₂)。
  • 化合物:"正左负右,十字交叉"(化合价绝对值交叉做下标)。如 \overset{+2}{Mg}O → MgO;\overset{+3}{Fe}\overset{-2}{S} → Fe₂S₃。
  • 读法:从右往左读"某化某"。H₂O 读"水"(特例);Fe₃O₄ 读"四氧化三铁"。
  • 化学式书写三原则:客观事实(实际存在)、化合价代数和为零、最简整数比。
化合价标注:单质元素化合价为 0$$\overset{+2}{Mg} + \overset{0}{Cl}_2 \to \overset{+2}{Mg}\overset{-1}{Cl}_2,\quad \overset{+4}{C} + 2\overset{0}{O} \to \overset{+4}{C}\overset{-2}{O}_2$$
04 化学方程式03 / 08
价

化合价规律

规律口诀/数值
钾钠氢银+1 价
钙钡镁锌+2 价
铝+3 价
氟氯溴碘-1 价
氧通常 -2 价(H₂O₂ 中 -1 价)
单质0 价
化合物中各元素正负化合价代数和 = 0
原子团作为一个整体:SO₄(-2)、NO₃(-1)、OH(-1)、NH₄(+1)
04 化学方程式04 / 08
程
单 元

化学方程式

化学反应的"完整记账"
04 化学方程式05 / 08
义

化学方程式的意义

  • 以 $C + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} CO_2$ 为例,三层意义:
  • 宏观:碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳(质)。
  • 微观:每 1 个碳原子与 1 个氧分子反应生成 1 个二氧化碳分子(粒子个数比 1:1:1)。
  • 定量:每 12 份质量的碳与 32 份质量的氧气恰好完全反应,生成 44 份质量的二氧化碳(质量比 3:8:11)。
  • "读"方程式:既读"质"又读"量"——这是化学区别于其他学科的独特之处(定性与定量统一)。
04 化学方程式06 / 08
配

配平与书写步骤

  • 依据:质量守恒定律——反应前后原子种类、数目不变(不是质量不变!配平调的是系数,不能改下标)。
  • 书写四步:写(反应物→生成物,中间写等号)→ 配(配平)→ 注(标条件在等号上方、↑↓ 在化学式旁)→ 查(检查)。
  • ↑:生成物中的气体(反应物无气体时才标);↓:生成物中的沉淀(反应物全溶才标)。
  • 常用配平法:最小公倍数法(氧原子多时好用)、观察法、奇数配偶法。
最小公倍数法配平示例$$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} Fe_3O_4,\quad 4Al + 3O_2 = 2Al_2O_3$$
观察法配平示例$$2H_2 + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2H_2O,\quad CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} CO_2 + 2H_2O$$
04 化学方程式07 / 08
诀
"
正左负右十字交叉,化合价和必须零; 单质零价原子团,整团看待别拆零; 写配注查四步走,条件上方箭头旁; 原子守恒是铁律,系数可调下标不动。
04 化学方程式08 / 08
水
初 中 化 学 · 速 讲

水与溶液

水的电解与净化 · 溶液三要素
05 水与溶液01 / 08
水
单 元

水

自然界最奇妙的化合物
05 水与溶液02 / 08
电

电解水实验

  • 现象:两电极产生气泡;正极气体少(能使带火星木条复燃=O₂),负极气体多(能燃烧=H₂);体积比 V(O₂):V(H₂)=1:2。
  • 结论:水由氢、氧两种元素组成(宏观)。1 个水分子由 2 个 H 原子和 1 个 O 原子构成(微观)。
  • 记忆口诀:"正氧负氢,一氧二氢"(正极氧气、负极氢气,体积 1:2)。
  • 加少量稀硫酸或氢氧化钠的目的:增强导电性(纯水导电性极弱)。
电解水(分解反应)$$2H_2O \xrightarrow{\text{通电}} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$$
水 O₂ 正极 (+) H₂ 负极 (−) 电源 V(O₂):V(H₂)=1:2 图 5-1 · 电解水装置:正氧负氢,体积比 1:2
05 水与溶液03 / 08
净

水的净化

方法原理除去什么
沉淀重力作用大颗粒不溶物
过滤滤纸拦截不溶性固体(一贴二低三靠)
吸附活性炭色素、异味(物理吸附)
蒸馏沸点不同几乎全部杂质→蒸馏水(纯净物)
  • 过滤操作"一贴二低三靠":滤纸贴漏斗壁;滤纸低于漏斗口、液面低于滤纸边;杯口靠玻璃棒、玻璃棒靠三层滤纸、漏斗尖靠烧杯壁。
  • 硬水与软水:含较多可溶性钙镁化合物的是硬水。检验:肥皂水(泡沫多浮渣少=软水);硬水软化:煮沸(家用)/ 蒸馏(实验室)。
  • 净化程度排序:沉淀 < 过滤 < 吸附 < 蒸馏(最高,得到纯水)。
浑浊液(待过滤) 玻璃棒引流 漏斗 滤液(澄清) 一贴:滤纸贴漏斗壁 二低:滤纸边低于漏斗口 液面低于滤纸边 三靠:杯口靠棒、棒靠三层、 漏斗尖靠杯壁 图 5-2 · 过滤装置:一贴二低三靠
05 水与溶液04 / 08
溶
单 元

溶液

均一、稳定的混合物
05 水与溶液05 / 08
溶

溶液三要素

  • 溶液: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。
  • 三要素:溶质(被溶解的,可固/液/气)、溶剂(溶解别人的,水是最常用的溶剂)、溶液(溶质+溶剂)。
  • 判断溶剂:水存在时水一定是溶剂;酒精溶于水,酒精是溶质。
  • 溶液特征:均一(各部分性质相同)、稳定(静置不分层)、混合物(澄清不等于溶液,如酒精)。
  • 常见现象:碘溶于酒精→碘酒;HCl 溶于水→盐酸;NH₃ 溶于水→氨水。
05 水与溶液06 / 08
溶度

溶解度与溶质质量分数

  • 溶解度:一定温度下,100g 溶剂中达到饱和时所溶解的溶质质量(g)。四要素:一定温度、100g 溶剂、饱和状态、单位 g。
  • 影响因素:固体溶解度主要受温度影响(多数随温度升高而增大,如 KNO₃;少数受温度影响不大,如 NaCl);气体溶解度随温度升高而减小、随压强增大而增大(汽水原理)。
  • 溶质质量分数:$\omega = \dfrac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{溶液}}} \times 100\%$。
  • 饱和 ⇌ 不饱和转化:加溶质/蒸发溶剂/改变温度。
溶质质量分数(最常用计算公式)$$\omega = \frac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{溶液}}} \times 100\% = \frac{m_{\text{溶质}}}{m_{\text{溶质}}+m_{\text{溶剂}}} \times 100\%$$
t/℃ S/g O t₁(交点:溶解度相等) KNO₃(陡升) NaCl(平缓) 图 5-3 · 溶解度曲线:KNO₃ 陡升型,NaCl 平缓型
05 水与溶液07 / 08
诀
"
电解水正氧负氢,一比二体积定乾坤; 过滤一贴二低三靠,肥皂水辨硬水软水; 溶液均一又稳定,有水水必是溶剂; 溶解度温度是关键,分数溶质除溶液。
05 水与溶液08 / 08
碳
初 中 化 学 · 速 讲

碳与燃料

碳单质 · 二氧化碳 · 一氧化碳 · 化石燃料
06 碳与燃料01 / 09
碳
单 元

碳单质

同素异形体:同元素,不同结构
06 碳与燃料02 / 09
素

碳单质家族

  • 金刚石:天然最硬物质,不导电,用于切割玻璃、钻头。
  • 石墨:质软、有滑腻感、能导电,用于铅笔芯、电极、润滑剂。
  • C₆₀:由 60 个碳原子构成的足球状分子,新型纳米材料。
  • 木炭/活性炭:有疏松多孔结构,吸附性强,用于吸附色素、异味。
  • 本质:都是碳元素组成,但碳原子排列方式不同→ 性质差异大。"结构决定性质"的典范。
06 碳与燃料03 / 09
化

碳的化学性质

  • 常温稳定:碳在常温下化学性质不活泼(古代字画用墨书写不褪色)。
  • 可燃性:
  • 充分燃烧:$C + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} CO_2$(放热,火焰淡蓝)
  • 不充分燃烧:$2C + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2CO$(产生有毒 CO)
  • 还原性(高温下夺取金属氧化物中的氧):
  • $C + 2CuO \xrightarrow{\text{高温}} 2Cu + CO_2\uparrow$(黑色→红色,石灰水变浑浊)
  • $3C + 2Fe_2O_3 \xrightarrow{\text{高温}} 4Fe + 3CO_2\uparrow$(高炉炼铁原理)
碳还原氧化铜(还原反应)$$C + 2CuO \xrightarrow{\text{高温}} 2Cu + CO_2\uparrow$$
C + CuO(黑) → Cu(红) 加热 石灰水→浑浊(CO₂) 图 6-1 · 碳还原氧化铜:黑色 CuO→红色 Cu,CO₂ 使石灰水浑浊
06 碳与燃料04 / 09
氧
单 元

二氧化碳与一氧化碳

一对"异姓兄弟"
06 碳与燃料05 / 09
二

CO₂ 的性质与用途

  • 物理性质:无色无味,密度比空气大,能溶于水(1 体积水溶 1 体积 CO₂)。
  • 化学性质:
  • 不燃烧、不支持燃烧→灭火(既隔绝 O₂ 又覆盖降温)
  • 与水反应:$CO_2 + H_2O = H_2CO_3$(碳酸,使紫色石蕊变红;加热 H₂CO₃ 分解,红色变回紫色)
  • 与石灰水反应:$CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3\downarrow + H_2O$→检验 CO₂(变浑浊)
  • 与灼热碳反应:$CO_2 + C \xrightarrow{\text{高温}} 2CO$
CO₂ 的检验(澄清石灰水变浑浊)$$CO_2 + Ca(OH)_2 = CaCO_3\downarrow + H_2O$$
碳酸的生成与分解(石蕊变色原理)$$CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \xrightarrow{\Delta} CO_2\uparrow + H_2O$$
06 碳与燃料06 / 09
一

CO 的性质与危险

  • 物理性质:无色无味气体,密度略小于空气,难溶于水。
  • 可燃性:$2CO + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2CO_2$(蓝色火焰)→作燃料。
  • 还原性:$CO + CuO \xrightarrow{\Delta} Cu + CO_2$、$3CO + Fe_2O_3 \xrightarrow{\text{高温}} 2Fe + 3CO_2$→冶金。
  • 毒性:CO 与血红蛋白结合的能力是 O₂ 的 200 多倍→煤气中毒。急救:迅速转移到通风处,严重者输氧。
  • CO vs CO₂:一个氧原子的差别,性质天差地别(无毒↔有毒,不燃↔可燃)。
CO 燃烧(蓝色火焰)$$2CO + O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} 2CO_2$$
CO 还原氧化铜$$CO + CuO \xrightarrow{\Delta} Cu + CO_2$$
06 碳与燃料07 / 09
燃

化石燃料与新能源

燃料主要成分特点
煤碳(复杂混合物)"工业粮食",燃烧产生 CO₂、SO₂(酸雨)
石油多种烃的混合物"工业血液",分馏得汽油/柴油/煤油
天然气甲烷 CH₄最清洁的化石燃料,燃烧只产 CO₂ 和 H₂O
氢能H₂最清洁燃料(产物只有水),但目前成本高
  • "三废"处理:CO、SO₂、NO₂ 是主要大气污染物。酸雨(pH<5.6)由 SO₂、NO₂ 引起;治理:煤脱硫、尾气催化转化。
  • "碳达峰 · 碳中和":减少碳排放,植树造林(光合作用吸收 CO₂),开发清洁能源。
06 碳与燃料08 / 09
诀
"
金刚石最硬,石墨最滑导电强; 同素异形排布异,结构不同性就变; 碳还原铜黑变红,石灰水浑验二氧化碳; 一氧化碳最危险,夺氧中毒要通风; 煤石油气三兄弟,清洁用氢向未来。
06 碳与燃料09 / 09
金
初 中 化 学 · 速 讲

金属与溶液反应

金属活动性 · 置换反应 · 铁锈蚀
07 金属与溶液反应01 / 08
属
单 元

金属材料

纯金属与合金
07 金属与溶液反应02 / 08
属

金属性质

  • 通性:有金属光泽、良好的导电性/导热性、延展性(能抽丝、能压片)。
  • 合金比纯金属硬度更大、熔点更低、耐腐蚀(钢比铁硬、焊锡比锡熔点低)。
  • 常见合金:生铁/钢(铁碳合金)、黄铜(Cu+Zn)、青铜(Cu+Sn)、硬铝(Al+Cu+Mg)。
  • 金属之最:最轻—锂,最硬—铬,导电最好—银,熔点最高—钨,延展性最好—金。
07 金属与溶液反应03 / 08
反
单 元

金属的化学性质

金属活动性顺序是"指挥棒"
07 金属与溶液反应04 / 08
活

金属活动性顺序

  • 顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe (H) Cu Hg Ag Pt Au(前→后活动性递减)。
  • 应用 1:排在 H 前面的金属能置换酸中的氢(Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑)。
  • 应用 2:排在前的金属能把排在后的金属从其盐溶液中置换出来(Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu)。
  • 判断依据:金属与酸反应越剧烈→活动性越强;金属与盐溶液反应→活动性强的置换弱的。
活动性 → K Ca Na Mg Al Zn Fe (H) Cu K Ca Na Mg Al Zn Fe (H) Cu Hg Ag Pt Au 图 7-1 · 金属活动性顺序表
金属与酸(置换反应)$$Zn + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2\uparrow$$
金属与盐(湿法炼铜原理)$$Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$$
07 金属与溶液反应05 / 08
铁

铁及其化合物

  • 铁生锈:铁与水、氧气同时接触→ 生成铁锈(Fe₂O₃·xH₂O,疏松多孔,不能阻止内部继续生锈)。
  • 防锈:隔绝空气/水——刷漆、涂油、镀层(镀锌/镀铬)、制成不锈钢。
  • 铁的冶炼(高炉):$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{\text{高温}} 2Fe + 3CO_2$(CO 作还原剂)。
  • 铁三角:
  • $3Fe + 2O_2 \xrightarrow{\text{点燃}} Fe_3O_4$(火星四射、生成黑色固体)
  • $Fe + 2HCl = FeCl_2 + H_2\uparrow$(浅绿色溶液)
  • $Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$(铁钉表面红色物质,溶液变浅绿)
高炉炼铁(CO 还原氧化铁)$$Fe_2O_3 + 3CO \xrightarrow{\text{高温}} 2Fe + 3CO_2$$
07 金属与溶液反应06 / 08
置

置换反应

  • 置换反应:一种单质 + 一种化合物 → 另一种单质 + 另一种化合物。"单换单"。
  • 与化合/分解/复分解的区别:置换有单质参加也有单质生成,化合是"多变一",分解是"一分多",复分解是"双交换、价不变"。
  • 常见置换:
  • 金属 + 酸:$Zn + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2\uparrow$
  • 金属 + 盐:$Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$
  • H₂ + 金属氧化物:$H_2 + CuO \xrightarrow{\Delta} Cu + H_2O$
  • C + 金属氧化物:$C + 2CuO \xrightarrow{\text{高温}} 2Cu + CO_2\uparrow$
置换反应典型(湿法炼铜)$$Fe + CuSO_4 = FeSO_4 + Cu$$
金属活动性是"指挥棒":它决定了"谁能换谁"——这是化学中"秩序"的体现,也是预测反应能否发生的核心工具。
07 金属与溶液反应07 / 08
诀
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金属光泽导电强,合金比纯更坚刚; 活动顺序记心间,氢前置换氢后难; 铁遇水氧生锈锈,刷漆涂油防锈牢; 高炉炼铁 CO 还,湿法炼铜铁代铜。
07 金属与溶液反应08 / 08
验
初 中 化 学 · 速 讲

实验与环保

化学实验基本操作 · 环境保护
08 实验与环保01 / 08
验
单 元

实验基本操作

实验是化学的"眼睛"
08 实验与环保02 / 08
操

仪器与操作

仪器用途注意事项
量筒量取液体视线与凹液面最低处相平(俯视偏大、仰视偏小)
托盘天平称量固体左物右码;称量前调零;腐蚀性药品用烧杯
酒精灯加热用外焰;禁止用一盏灯去点另一盏;用灯帽盖灭
试管少量反应加热时管口不对人;先预热再集中加热
集气瓶收集气体排水法/向上排空气法/向下排空气法
08 实验与环保03 / 08
气

气体制备与收集

  • O₂(固固加热型/固液常温型):
  • 收集:密度比空气大→向上排空气法;不易溶于水→排水法
  • CO₂(固液常温型):
  • $CaCO_3 + 2HCl = CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$(大理石 + 稀盐酸)
  • 收集:密度比空气大且能溶于水→向上排空气法(不用排水法)
  • H₂(固液常温型,稀硫酸 + 锌):密度最小→向下排空气法或排水法
  • 检验满:O₂—带火星木条放瓶口(复燃);CO₂—燃着木条放瓶口(熄灭);H₂—点燃(噗声)。
实验室制 CO₂(大理石 + 稀盐酸)$$CaCO_3 + 2HCl = CaCl_2 + H_2O + CO_2\uparrow$$
08 实验与环保04 / 08
环
单 元

化学与环保

绿色化学:从源头消除污染
08 实验与环保05 / 08
污

主要环境问题

  • 酸雨:pH < 5.6 的降水,由 SO₂、NO₂ 引起。危害:腐蚀建筑、酸化土壤。治理:煤脱硫、尾气催化转化。
  • 温室效应:CO₂、CH₄ 等温室气体使全球变暖。应对:减少化石燃料、植树造林、开发清洁能源。
  • 白色污染:难降解塑料(PE、PP)堆积。应对:限塑、降解塑料、回收利用。
  • 水体污染:工业废水、农业化肥、生活污水。治理:污水处理厂(物理+化学+生物)。
  • 光化学烟雾:NOₓ + 碳氢化合物在阳光作用下→臭氧、过氧乙酰硝酸酯。
08 实验与环保06 / 08
绿

绿色化学理念

  • 核心理念:从源头消除污染(不是先污染后治理)。
  • 12 原则要点:预防优于治理、原子经济性(原料原子 100% 进入产品)、低毒试剂、节能、可降解设计。
  • 原子经济性:$\text{原子利用率} = \dfrac{\text{目标产物总质量}}{\text{反应物总质量}} \times 100\%$。化合反应原子利用率最高(100%)。
  • 化学的双重性:化学既制造问题(污染、塑料)也解决问题(净化、新材料)——关键是"绿色"地用化学。
绿色化学核心指标$$\text{原子利用率} = \frac{\text{目标产物总质量}}{\text{反应物总质量}} \times 100\%$$
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诀
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量筒俯视偏大仰视小,天平左物右码记牢; 酒精灯外焰加热,禁止对点点燃要盖帽; 酸雨 SO₂ 是元凶,温室 CO₂ 在抬头; 白色污染限塑解,绿色化学源头防。
08 实验与环保08 / 08

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