第一章 开启化学之门

一. 帮助我们正确认识物质

（一）加热碳酸氢铵，$\ce{NH4HCO3}$

1. 白色，粉末状固体。
2. 装置：
3. 现象：
   • 白色粉末状固体逐渐减少至消失。
   • 试管口产生小水珠。
   • 澄清石灰水变浑浊。
   • 产生刺激性气味气体。
4. 化学性质：不稳定性（受热易分解）。
5. 原理：$\ce{NH4HCO3 \xlongequal{\Delta} NH3 ^ +H2O + CO2 ^}$。
6. 注意：实验后，先抽出导管再熄灭酒精灯。原因：防止烧杯中液体倒吸回试管底部炸裂试管。
7. 保存：密封，干燥，低温，避光。
8. 施用：埋于地下。

（二）加热碱式碳酸铜，$\ce{Cu2(OH)2CO3}$

1. 绿色粉末状固体。
2. 装置：同加热碳酸氢铵的装置。
3. 现象：
   • 绿色粉末状固体变黑。
   • 试管口产生小水珠。
   • 澄清石灰水变浑浊。
4. 化学性质：不稳定性（受热易分解）。
5. 原理：$\ce{Cu2(OH)2CO3 \xlongequal{\Delta} 2CuO + H2O + CO2 ^}$，氧化铜是黑色粉末。
6. 注意：实验后，先抽出导管再熄灭酒精灯。原因：防止烧杯中液体倒吸回试管底部炸裂试管。

（三）镁带燃烧

1. 银白色，有金属光泽，固体。
2. 现象：
   • 剧烈燃烧发出耀眼白光。
   • 放出大量热。
   • 生成一种白色粉末状固体，并伴有一缕白烟。
3. 原理：$\ce{2Mg + O2 \xlongequal{点燃} 2MgO}$。
4. 注意：
   • 砂纸打磨，除去镁带表面的氧化膜。
   • 用坩埚钳夹持镁带。
   • 垫上石棉网，防止灼热生成物溅落，烫坏试验台。

二. 指导人类合理利用资源

（一）空气：氮气，$\ce{N2}$。

1. 物理性质：无色，无味的气体，难溶于水。
2. 化学性质：
   • 常温下一般不与其它物质发生反应。
   • 高温下也可与某些物质发生反应。
3. 应用：
   • 粮食、瓜果保护气。
   • 灯泡填充气。
   • 液氮在医疗上作冷冻剂。
   • 作氮肥。

（二）铁资源

1. 装置：
2. 现象：
   • 铁表面生成红褐色固体。
   • 导管末端产生一小段液柱。
3. 注意：
   • 砂纸打磨或稀盐酸去除铁锈。
   • 用浓食盐水润湿。
   • 用红墨水。

（三）空气污染

1. 五种空气污染物：可吸入颗粒物，$\ce{CO}$，$\ce{NO}$，$\ce{NO2}$，$\ce{SO2}$。其中 $\ce{NO}$ 和 $\ce{NO2}$ 合称氮氧化物，$\ce{NO_x}$。
2. 首要污染物：可吸入颗粒物，$\ce{NO2}$，$\ce{SO2}$。

（四）温室效应：$\ce{CO2}$，$\ce{CH4}$，$\ce{H2O}$。

（五）臭氧层空洞：$\ce{O3}$。用无氟制冷剂代替有氟制冷剂。

一. 对象：物质。

二. 内容：

• 物质与变化。
• 物质的组成和结构。（老师只细讲了这个）
• 用途与制法。

（二）组成和结构

1. 组成和构成的区别：
   • 组成：宏观，元素。
   • 构成：微观，微粒。
2. 舍勒和普里斯特利分别制取氧气。拉瓦锡测得空气中有氧气和氮气。其中氧气约占 $\dfrac{1}{5}$。
3. 空气中氧气含量的测定
   • 装置：
   • 现象：剧烈燃烧，产生黄白色火焰，放热，产生浓厚白眼。
   • 生成物：五氧化二磷，$\ce{P2O5}$，白色固体，有毒。
   • 原理：$\ce{4P + 5O2 \xlongequal{点燃} 2P2O5}$
   • 注意：红磷足量，装置气密性良好，带装置冷却至室温后再打开止水夹开始读数，将燃烧匙迅速渗入集气瓶中并塞紧橡胶塞，实验中要夹紧止水夹。
   • 变式实验：装置密闭，防止逸散到空气中，危害人体健康。
   • 药品选择：不能用木炭（$\ce{C}$），硫（$\ce{S}$），镁（$\ce{Mg}$），铁（$\ce{Fe}$）代替。
   • 可选择：红磷（暗红色粉末状固体，着火点 $240\ ^\circ \mathrm{C}$），白磷（黄白色粉末状固体，着火点 $40\ ^\circ \mathrm{C}$），铁粉，铜（$\ce{Cu}$，原理：$\ce{2Cu + O2 \xlongequal{\Delta} 2CuO}$）。

4. 空气成分及含量（体积分数）

   • 氮气 $78 \%$。
   • 氧气 $21 \%$。
   • 稀有气体 $0.94 \%$。
   • 二氧化碳 $0.03 \%$。
   • 其他气体及杂志 $0.03 \%$。
   • 注意：是体积分数。
5. 物质分类
   • 混合物：由两种或两种以上的物质混合而成的。
   • 纯净物：只由一种物质组成。

   	金刚石	石墨
   组成	$\ce{C}$	$\ce{C}$
   物理性质	无色透明固体 有光学活性 无导电性 天然存在的最硬物质	黑色质软有光泽固体 有导电性
   用途	钻石，玻璃刀，钻头	铅笔，电极，润滑剂

   • 石墨到金刚石是化学变化。
   • 二者物理性质差异很大的原因：碳原子的排列方式不同。
   • 二者化学性质相似的原因：都由碳原子构成。
   • 金刚石在液氧中燃烧：$\ce{C + O2 \xlongequal{点燃} CO2}$。

一. 碱式碳酸铜（$\ce{Cu2(OH)2CO3}$）是铜绿的主要成分（化学实验）

1. 受热易分解
   • 装置：
   • 原理：$\ce{Cu2(OH)2CO3 \xlongequal{\Delta} 2CuO + H2O + CO2 ^}$。
2. 与酸反应
   • 原理：$\ce{Cu2(OH)2CO3 + HCl \xlongequal{\ \ \ } 2CuCl2 + 3H2O + CO2 ^}$。
   • 固体 + 液体产生气体的实验现象：固体消失或减少，产生气泡，注意溶液变色。

二. 科学探究（镁）

1. 物理性质：银白色固体，有金属光泽，质软，有导电性。
2. 砂纸打磨表面的目的：除去金属表面的氧化膜。
3. 化学性质：可燃烧（原理：$\ce{2Mg + O2 \xlongequal{点燃} 2MgO}$，可用作照明弹）。
4. 现象：
   • 剧烈燃烧发出耀眼白光。
   • 放出大量热。
   • 生成一种白色粉末状固体，并伴有一缕白烟。
5. 注意：用坩埚钳夹持镁带。
6. 与酸反应：
   • $\ce{Mg + 2HCl \xlongequal{\ \ \ } MgCl2 + H2 ^}$。
   • $\ce{Mg + H2SO4 \xlongequal{\ \ \ } MgSO4 + H2 ^}$。
   • 现象：固体消失，产生气泡，放热。
7. 补充：氯化氢与氨气混合后产生白烟的原理：$\ce{HCl + NH3 \xlongequal{\ \ \ }NH4Cl}$，氯化铵是白色固体。