在我们的学习旅程中,从第一单元深入探讨物质的性质与变化以及各类实验仪器的应用,逐步过渡到第二单元对身边物质——空气的细致研究,再到第三单元揭示物质的微观构成,我们接触了形形色色的物质。有些物质仅在单节课中略有提及,而另一些则贯穿多个单元反复出现。
现在,让我们一同回顾这些物质,深入探究它们的本质,梳理它们在各个单元中的出现轨迹,分析其独特的性质,并探讨它们在现实生活中的重要价值。
● 第一单元 ●
- 水,作为一种无色透明的液体,其本质是由无数水分子紧密聚集而成。当水受热沸腾时,会转化为水蒸气,这一过程属于物理变化,从微观层面来看,是水分子的间距显著增大。水是一种纯净物,其化学式为H2O。我们日常生活中接触到的矿泉水、纯净水、自来水和湖水等,实际上都是混合物。
- 硫酸铜晶体,以其独特的蓝色结晶体呈现,当将其研磨成粉末状时,属于物理变化;而将其溶解于水形成蓝色的硫酸铜溶液,同样也是物理变化的过程。
- 氢氧化钠溶液,是由白色的氢氧化钠固体溶解于水后形成的无色溶液。当将其加入蓝色的硫酸铜溶液中,会发生化学反应,生成蓝色的絮状沉淀。若将这种蓝色絮状沉淀加热,它会转变为黑色,这一过程同样属于化学变化。
- 石灰石,一种灰白色的岩石,其主要成分是碳酸钙。
- 稀盐酸,作为一种无色透明的液体混合物,与石灰石混合时会产生大量气泡(即二氧化碳),这一变化过程是化学变化的表现。
- 澄清石灰水,是氢氧化钙溶于水后形成的无色透明溶液,属于混合物。当它遇到二氧化碳时,会变得浑浊,这一特性常被用于检验二氧化碳的存在。将澄清石灰水加入到酚酞试液中,试液会变为红色。
- 酚酞试液,由固体酚酞溶解于酒精后形成的无色透明溶液。当氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液或浓氨水加入其中时,试液都会变为红色,这一过程是化学变化的结果。
- 碳酸钠粉末,一种白色固体粉末,遇到稀盐酸时会迅速产生大量气泡,这些气泡正是二氧化碳,这一过程同样是化学变化。
- 酒精,学名乙醇,通常表现为无色透明的液体,由大量分子聚集而成,常用作酒精灯的燃料,具有可燃性。
- 蜡烛,通常为固体混合物,密度比水小,质地较软,其主要成分通常为石蜡和棉芯。蜡烛具有可燃性,燃烧时能生成水和二氧化碳。
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● 第二单元 ●
- 氮气,一种无色气体,化学式为N2,由大量氮分子聚集而成,空气中体积含量约占78%,可用于制取硝酸、氮肥,以及创造低温环境。氮气不溶于水,化学性质稳定。
- 氧气,一种无色气体,化学式为O2,由大量氧分子聚集而成,空气中体积含量约占21%,不易溶于水。氧气能够供给呼吸、支持燃烧。其化学性质活泼,物质与氧气的反应被称为氧化反应(并非基本反应类型),分为缓慢氧化(如动植物呼吸、食品发霉等)和剧烈氧化(如燃烧)。
- 稀有气体,包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气,它们由大量原子聚集而成,空气中含量极低,通电能发光,化学性质稳定。
- 二氧化碳,化学式为CO2,由大量二氧化碳分子聚集而成,通常表现为无色气体,能使澄清石灰水变浑浊,不能燃烧,通常不支持物质燃烧。
- 汞,化学式为Hg,由大量汞原子聚集而成,俗称水银,通常为液态,属于金属。加热时能与氧气发生化合反应,生成红色的氧化汞。氧化汞受热又能分解成汞和氧气。
- 有毒气体系列:包括硫的氧化物、氮氧化物、臭氧和一氧化碳,这些物质都是空气污染物。
- 红磷,化学式为P,由磷原子聚集而成,通常为红色固体,具有可燃性,实验室中常用红磷燃烧实验来验证氧气约占空气总体积的1/5。红磷燃烧生成的白烟是五氧化二磷。
- 过氧化氢,化学式为H2O2,是双氧水的主要成分,实验室中常用双氧水和二氧化锰混合制取氧气,它们混合后会生成水和氧气。
- 二氧化锰,一种黑色粉末,不溶于水,化学式为MnO2,在过氧化氢分解、氯酸钾受热分解的反应中,都可以作为催化剂。
- 氯酸钾,一种白色晶体,化学式为KClO3,实验室中可用它和二氧化锰共热制取氧气,生成氯化钾(KCl)和氧气。
- 高锰酸钾,一种紫黑色粉末,化学式为KMnO4,能溶于水,实验室中可用它受热制取氧气,生成锰酸钾(K2MnO4)、二氧化锰(MnO2)和氧气。
- 碳,化学式为C,由大量原子聚集而成,在空气中燃烧时可达到红热状态,在氧气中燃烧时会发出白光,并释放热量。反应条件是点燃,生成物是二氧化碳。
- 硫,一种黄色粉末,化学式为S,由大量硫原子聚集而成,在空气中燃烧时会发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧时会发出蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体二氧化硫(SO2)。
- 铁,铁丝表现为白色固体,铁粉则是黑色粉末,化学式为Fe,由大量铁原子聚集而成。铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,并释放热量,生成黑色固体(四氧化三铁,Fe3O4)。在进行这个实验时,集气瓶底要放少量水或细沙,以防止集气瓶底因受热不均而炸裂。
● 第三单元 ●
- 品红,由分子构成,能溶于水,溶于水的实验证明了分子在不断运动。如果实验中加入冷热水,还能进一步说明温度越高,分子运动越快。
- 浓氨水,是氨气溶于水后形成的溶液,能使酚酞溶液变红,并能挥发出氨气(NH3),具有刺激性气味,酚酞遇到这种气体也会变红。实验室中常用浓氨水和酚酞溶液在同一个封闭体系中的实验,证明了分子在不断运动。
- 氢气,氯气。氢气(H2)和氯气(Cl2)都是由分子构成的,氢气可以在氯气中燃烧,生成氯化氢气体(HCl)。
- 氯化钠,一种白色晶体,化学式为NaCl,由钠离子和氯离子构成,是食盐的主要成分。