第二部分-身边的化学物质1

第二部分身边的化学物质（一）碳和碳的化合物金属与金属矿物一.复习要求：（一）碳和碳的化合物1.了解碳单质的化学性质。2.了解二氧化碳的物理性质。3.理解二氧化碳的化学性质。4.了解二氧化碳的用途。5.了解二氧化碳与温室效应的关系。6.了解自然界中二氧化碳的循环。7.了解一氧化碳的主要物理性质和化学性质。（二）金属与金属矿物1.金属的物理性质（1）了解金属的物理性质。（2）能区分常见的金属和非金属。2.金属的锈蚀和防护（1）了解金属锈蚀的条件。（2）了解防止金属锈蚀的一些简单方法。3.铁的冶炼（1）知道一些常见金属（铁、铝等）矿物。（2）了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。4.常见金属的特性：（1）了解铁、铝等金属的化学性质。（2）了解常见金属的活动性顺序。（3）了解金属在生产和生活上的应用。（4）了解铁和钢在组成和性质上的区别。（5）了解常见合金与纯金属在组成和性质上的区别及合金的用途。二.复习：（一）碳和碳的化合物1.知识结构网络：各物质间的转化关系：2.碳单质：（1）碳的单质（金刚石、石墨、常见的炭）（识记）金刚石与石墨的物理性质及用途的对比：金刚石是天然存在的最硬的物质，石墨有导电性等。常见的炭（木炭、焦炭、活性炭、炭黑）的比较。注意“碳”和“炭”的区别。几种单质碳的物理性质有较大的差异是由于碳原子的排列方式不同。（2）碳的化学性质（应用）单质碳的化学性质都相同：（1）常温下化学性质稳定（2）可燃性氧气充足，充分燃烧生成的是二氧化碳：氧气不足，不充分燃烧时生成的是一氧化碳：（3）还原性高温条件下碳可与氧化物反应：3.二氧化碳：（1）二氧化碳的物理性质（识记）无色无味的气体；密度比空气大；能溶于水。二氧化碳的固体称为“干冰”。（2）二氧化碳的化学性质①一般情况下二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧。②与水反应生成碳酸（能使紫色的石蕊试液变红），碳酸不稳定，受热易分解。③与碱反应④与碳反应4.一氧化碳：（1）一氧化碳的物理性质（识记）无色无味的气体；密度比空气略小；难溶于水。（2）一氧化碳的毒性（识记）与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去载氧功能而使人中毒。（3）一氧化碳的化学性质（识记）①可燃性②还原性（二）金属与金属矿物：1.金属的物理性质：（1）常温下是固体（除汞外）、有金属光泽、大多为热和电的良导体（用作加热器具和导线），有延展性（能展成薄片、拉成丝）、密度大、硬度大、熔点高等共性，但导电性、导热性、密度、熔点、硬度等也会存在较大的差别。（2）与非金属物理性质的比较：态、色、味、溶解性、密度、硬度、溶（熔）沸点、导电性、导热性、延展性等方面均存在较大差异。（3）合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金。生活中大量使用的不是纯金属而是合金。常见合金的性能和用途。（4）钢和生铁的区别：生铁的含碳量为2%——4.3%，钢的含碳量为0.03%——2%。二者都是铁碳合金。（5）不同的用途需要不同性能的金属，例如，制造飞机机翼的金属，需要坚硬而质轻；用于制造切割工具的金属，需要有很大的硬度；制造电灯丝的金属，熔点要高；制造保险丝的金属熔点要低；制造化工设备的金属要耐腐蚀等。2.金属的化学性质：（1）与氧气的反应①镁、铝等在常温下（在空气中）就能与氧气反应：例：银白色的铝的表面生成一层致密的氧化铝薄膜，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。②铁在常温下的干燥空气中，很难与氧气发生反应，但在潮湿的空气中，铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用会生成暗红色的疏松的铁锈（主要成分是）。铁丝在氧气中点燃，会剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体——四氧化三铁：（2）与酸反应镁、锌、铁等金属与稀硫酸、盐酸反应生成相应的盐和氢气，例：（3）与某些盐溶液反应：例：3.铁的冶炼：主要反应原理：在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里氧化铁中的氧，将铁还原出来：4.防止钢铁生锈的简单方法：（1）喷油漆；（2）涂油；（3）在金属表面镀一层不活泼的其他金属；（4）让金属发生化学反应生成致密的氧化膜。【典型例题】例1.对大量客观事实与实验进行分析，找出一些规律，并根据这些规律和物质的内在联系，对一些物质的性质做出推测，这是化学学习中必须训练的科学方法。在碳、一氧化碳、二氧化碳、氧气四种物质中，其中一种物质具有的某种性质（特性）是其他三种物质不具有的。例如，常温常压时碳是固体，其他三种物质是气体，碳与其他三种物质的状态不同，试按上述要求再列举三例。解析：本题不但综合考查了学生对基础知识的掌握情况，而且考查了学生的综合、分析、归纳能力，更重要的是通过题目训练了学生对科学方法的把握。答案：①在加热条件下，碳是固体还原剂，其他三种物质不是固体还原剂。②在加热条件下，CO是气体还原剂。其他三种物质不是气体还原剂。③CO是有毒气体，其他三种物质无毒。④CO2能使澄清石灰水变浑浊，其他三种物质不能使澄清石灰水变浑浊。⑤固体碳有吸附性，能吸附色素或有毒气体，其他三种物质无吸附性。⑥氧气具有氧化性，其他三种物质在一般情况下不具有氧化性。⑦碳是固体可燃物，其他三种物质不是固体可燃物。⑧CO是气体可燃物，其他三种物质不是气体可燃物。⑨氧气能供给呼吸，支持燃烧，其他三种物质在一般情况下既不供给呼吸，也不支持燃烧。（或其他合理答案）例2.下图所示装置用于测定蝗虫呼吸作用的速率，图中的NaOH溶液能够充分吸收瓶中的CO2气体，据图回答问题：（实验装置足以维持实验期间蝗虫的生命活动，瓶口密封）（1）该装置可测定蝗虫呼吸作用过程中吸收O2的速率还是释放CO2的速率_____。（2）15分钟后，U形管左右两侧的管内液面位置有何改变_________________。（3）B瓶有什么作用？____________________________。解析：本题综合考查了CO2不能供给呼吸、作为酸性氧化物和可以与碱溶液起反应的化学性质，是一道联系生活实际，结合其他学科的综合性题目，不但考查了CO2的性质，同时也考查了生物的呼吸作用和物理的压强问题。A瓶中蝗虫吸入O2呼出CO2，CO2即被NaOH溶液吸收，而B瓶中蝗虫既不呼吸也不腐烂，既不吸收O2也不会放出CO2，气体的量不变，压强也不变。A瓶中O2渐少，呼出的CO2又被吸收，因此压强变小，故出现U形管中液面左升右降的情形。答案：（1）吸收O2的速率（2）左升右降（3）作对照例3.铝和铜是日常生活和生产中重要的金属。金属钛（Ti）有许多神奇的性能，越来越引起人们的关注，它是21世纪最重要的金属之一。（1）为探究铝、铜、钛的金属活动性顺序，某化学兴趣小组进行了如下的实验：①先用砂布将金属表面擦光亮。②将大小厚薄相等的三种金属片分别放入盛有同浓度同体积盐酸的试管中，观察到如下的现象：依上表现象推断三种金属的活动性顺序_______>_______>________。（2）依据三种金属的性质或用途等回答下列问题：①高层建筑常采用铝合金门窗而不采用铁门窗，原因是_______________________。②小林同学发现铜制眼镜框表面产生了少量绿色物质，经查阅资料得知该物质为铜锈，又俗称铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]。用你学过的一种常见物质__________（填名称）通过化学反应帮小林同学除锈。③钛和钛合金广泛用于火箭、航天飞机、船舶等，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如初，这说明金属钛具有很强的__________性。解析：（1）在同浓度同体积盐酸中，大小厚薄相等的三种金属片反应现象不同，不难判断三种金属的活动性强弱；（2）性质决定用途，用途反映性质，依据这一观念和相关知识就可顺利作答。该题密切联系生产、生活和科学探究的实际，将考察目标定位在学生运用所学知识分析和解决问题的能力上。答案：（1）铝、钛、铜（填元素符号也可）（2）①铝的密度小，表面形成一层致密的氧化膜防止铝进一步被氧化，美观等（答对前两点就可得分）；②稀盐酸或稀硫酸；③抗腐蚀。例4.将一根干燥的铁丝弯成下图所示的形状，并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中，旋转数天后，观察铁丝A、B、C三处表面发生的变化是否相同？若有不同，则A、B、C三处各有什么现象？解析：该题很巧妙地考查了铁生锈的条件，将影响铁生锈的几个条件结合在一起，易于比较。答案：不相同，A处明显生锈，B处几乎不生锈，C处不生锈。例5.某研究性学习小组，设计了验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序的实验，每种方案所需试剂如下（反应所得的产物可用作试剂进一步反应），不可行的方案是（）A.锌、硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液B.铁、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液C.锌、铜、硫酸亚铁溶液D.铁、铜、硫酸锌溶液解析：本题主要考查金属活动性顺序的应用。金属活动性顺序表中位置靠前的金属能把相对靠后的金属从它的盐溶液中置换出来。A组中锌既能置换出铁，也能置换出铜，而铁又能把铜置换出来，故可验证三者顺序；B组中铁只能置换出铜，不能置换出锌，也可验证三者顺序；C组中锌能置换出铁，铜不能置换出铁，也能验证三者顺序；D组中铁、铜均不能置换出锌，所以无法验证三者顺序。答案：D。例6.某课外活动小组用一种常见的黑色固体合金A做了如下实验：请回答下列问题：（1）A的主要成分是____________（填化学式）。（2）B是____________（填化学式，下同），D是____________，E是____________。（3）步骤①的化学方程式是________________________。（4）步骤②的化学方程式是________________________，该反应的基本反应类型是________________________。（5）E在工业上可用于________________________。解析：本题是一个图表类的推断题。解这类题必须注意先找关键点，把握关键，找准突破口，问题往往迎刃而解。本题中提到的黑色合金A加入B再过滤后得到固体C，就可以大胆猜想A为生铁，则C就是碳，然后经过一系列变化得到X，因为根据图示可以断定X是，这是突破口，依此可确定猜想是正确的，另外一个突破口是D，因为D与生成难溶于稀的白色沉淀便可知D中一定有，再仔细推敲其他成分就解决了。答案：（1）C和Fe （2）（3）（4）置换反应（5）冶炼金属（或燃料等）【模拟试题】（答题时间：120分钟）一.选择题：1.天然存在的物质中，硬度最大的是（）A.大理石 B.石墨 C.金刚石 D.石灰石2.在自然界中，形成化合物种类最多的元素是（）A.氧元素 B.碳元素 C.铝元素 D.铁元素3.金刚石和石墨的物理性质有很大差异的原因是（）A.组成的元素不同 B.原子的结构不同C.组成的原子不同 D.原子的排列不同4.下列物质中，不能使氧化铜还原为铜的是（）A.碳 B.一氧化碳 C.二氧化碳 D.氢气5.下列气体通入紫色石蕊试液中，能使紫色石蕊试液变红的是（）A.CO B.CO2 C.O2 D.H26.在空气中充分燃烧后，生成物相同的一组物质是（）A.C和CO B.H2和C C.H2和CO D.CO和CH47.下列物质中，既有可燃性又有还原性的气体是（）A.CO和C B.H2和CO C.CO和CO2 D.H2和O28.下列物质在空气中燃烧，能产生蓝色火焰的是（）A.H2 B.S C.CH4 D.CO9.实验室制取二氧化碳，应采用的方法是（）A.木炭在氧气中燃烧 B.煅烧石灰石C.碳酸钙和稀硫酸反应 D.大理石和稀盐酸反应10.实验室制取二氧化碳，一定不需要的仪器是（）A.试管 B.锥形瓶 C.酒精灯 D.长颈漏斗11.区别一氧化碳和二氧化碳，不能采用的方法是（）A.将它们分别通入澄清的石灰水中B.将它们分别通入紫色石蕊试液中C.将它们分别通过灼热的氧化铜D.将它们分别通入蒸馏水中12.检验集气瓶中的二氧化碳是否收集满时，应将燃着的木条（）A.伸入集气瓶底部 B.伸入集气瓶中部C.伸入集气瓶口部 D.接近集气瓶口部13.如果要除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳，采用方法正确的是（）A.将混合气体点燃B.将混合气体通过灼热的氧化铜粉末C.将混合气体通过紫色石蕊试液D.将混合气体通过澄清的石灰水中14.点燃某物质后在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，烧杯内壁有水珠出现，将干燥烧杯立即倒过来，向烧杯内滴入少量澄清石灰水振荡，石灰水变浑浊，由此可断定该物质不可能是下列中的（）A.甲烷 B.酒精 C.石蜡 D.一氧化碳15.混入炭粉的二氧化锰与氯酸钾混合加热制氧气时会发生爆炸，为了安全，要在实验前除去炭粉，其方法是将混有炭粉的二氧化锰（）A.加热到炭粉烧尽B.用水溶解、过滤，除去炭粉C.加氧化铜并加热，将炭粉转化成二氧化碳D.将水蒸气通过灼热的炭粉与二氧化锰的混合物，把炭粉转化成氢气和一氧化碳16.将充满下列气体的试管同时倒立在水槽中，过一段时间后，试管内水位上升最高的是（）17.有一包黑色粉末，高温加热后，变为红色粉末，同时产生的无色气体可使澄清的石灰水变浑浊，则此黑色粉末可能是（）A.MnO2和C B.CuO和CC.Fe2O3和C D.FeO和C18.一种无色气体X能被灼热的炭还原成另一种无色气体Y，Y与红热的氧化铁反应生成铁和X，则X、Y分别为（）A.CO和C B.CO2和COC.H2O和H2 D.H2和CO19.铁与下列各物质接触，不能发生置换反应的是（）A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.氯化汞溶液 D.硝酸银溶液20.下列说法中错误的是（）A.生铁和钢都是铁的合金B.在常温下铁和浓硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气C.铁在磁场的作用下会产生磁性D.铝的导电性仅次于银和铜21.下列属于铁的物理性质的是（）A.铁在纯氧中燃烧时火星四射B.铁投入盐酸中有气泡冒出C.铁在2750℃时化为气体D.铁投入硫酸铜溶液中有红色的铜析出22.下列各组物质的颜色相同的是（）A. B.C. D.23.下列说法中错误的是（）A.生铁和钢都是铁合金B.可以用铁罐贮运冷的浓硫酸C.可以用铁罐贮运冷的稀硫酸D.纯净的铁可以作电磁铁24.将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是（）①铁钉表面产生气泡②液体由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④25.把5.6g铁分别放入足量的下列溶液中，片刻后取出，溶液质量减少的是（）A. B. C. D.二.填空题：26.有五种气体，回答：（1）只能用排气法收集的有_______________。（2）具有可燃性，在高温条件下能用来冶炼金属的有_______________。（3）分别依次通过灼热的氧化铜和紫色石蕊试液时，能使紫色石蕊试液变红的有_______________。（4）做“清洁燃料车”燃料的是_______________。27.长期盛放石灰水的试剂瓶壁会有一层白色固体物质生成，这是因为（写出化学方程式）_____________________________________________。28.除去CO中含有的少量，可将混合气体通过_______________，观察到的现象是_______________，反应的化学方程式为_______________；除去中含有的少量CO，可将混合气体通过_______________，观察到的现象是_______________，反应的化学方程式为______________________________。29.要除掉烧水锅炉内壁上的水垢（主要成分是），根据你所学的知识，可选用的药品是_______________，反应的化学方程式为______________________________。30.以铁、水、稀盐酸、氧气、稀硫酸、硫酸铜溶液为原料，根据下列化学反应类型，写出相应的化学方程式：（1）化合反应：______________________________（2）分解反应：______________________________（3）置换反应：_______________，_______________，_______________31.已知，氢氧化钠溶液能很好地吸收二氧化碳气体，反应的化学方程式为：。在烧瓶中盛满二氧化碳气体，用带导管的胶塞塞紧，倒置，导管一端插入氢氧化钠溶液中，如图所示。过一会儿，观察到的现象是______________________________，产生这种现象的原因是______________________________。32.有碳的四种化合物W、X、Y、Z，根据以下化学方程判断W、X、Y、Z的化学式：W为___________，X为___________，Y为___________，Z为___________。三.实验：33.某化学课外兴趣小组成员甲、乙、丙三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后，提出如下问题：“木炭与一氧化铅（化学式为PbO）反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗？”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究，并回答有关问题。（1）猜想：甲同学认为：反应产生的气体全部为二氧化碳。乙同学认为：反应产生的气体全部为一氧化碳。丙同学认为：反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。（2）设计实验：根据各自的猜想，他们共同设计了实验，（他们在实验中进行了规范操作和细致的观察）。（3）现象与结论：如果甲同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是_______________；如果乙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是_______________；如果丙同学猜想正确，装置B、C中的实验现象是_______________。（4）此实验装置有不足之处，请你对该装置进行改进，具体措施是_______________。（5）根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应，请你归纳出单质碳的一项重要用途是_____________________________________________。34.通过实验探究的方法对未知事物进行探索是化学学习的一种重要学习方式。请回答下列有关问题：（1）某同学在研究某气体（纯净物）的性质时做了如下实验：“将铜丝绕成螺旋状放在酒精灯火焰上加热，铜丝表面由光亮的红色变为黑色，趁热将表面变黑的铜丝放入盛有这种气体的集气瓶中并密闭集气瓶，观察到铜丝表面的黑色又变为光亮的红色。”上述变化中黑色物质是（写名称）_______________，根据实验现象推断这种气体可能是（要求写一种）_______________。如果要验证你的推断，在上述密闭集气瓶中，还需继续进行的实验是（步骤、现象、结论）_____________________________________________。通过以上探究，该气体具有的化学性质是：______________________________。（2）为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了探究实验的方案。A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花，按图乙进行实验，观察小花颜色变化。请你对A、B两同学的实验方案进行评价：①哪个同学的方案合理______________________________；②方案合理的理由是：____________________________________________________________。35.用下图装置进行实验，X是一种常见的气体，玻璃管中的黑色粉末可能是氧化铜或炭粉，或是两者的混合物，无水硫酸铜是白色粉末，结合水后产生蓝色物质。（1）若X气体为，p口逸出的气体可以燃烧，则A装置中的黑色粉末是_______________，化学方程式是______________________________。（2）若B装置中白色粉末变为蓝色，C装置中出现浑浊，则X气体是_____________，则A装置中的黑色粉末是_______________，化学方程式是_______________。36.如图所