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初中三年级化学

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    请用“<”、“=”或“>”连接:
    ⑴合金中所含碳元素的质量分数:生铁__________钢;
    ⑵等质量的金属和足量的稀硫酸反应,生成氢气的质量:镁______铝;
    ⑶在空气中生锈的速率:用蒸馏水浸过的细铁丝________用食盐水浸过的细铁丝;
    ⑷燃气灶具进气口的半径:煤气(主要成分CO)_______天然气(主要成分CH4)。
    本题信息:2011年江苏期末题化学填空题难度一般 来源:王素菲
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本试题 “请用“”连接:⑴合金中所含碳元素的质量分数:生铁__________钢;⑵等质量的金属和足量的稀硫酸反应,生成氢气的质量:镁______铝;⑶在空气中生锈的速率:用蒸馏...” 主要考查您对

化石燃料

合金

金属的物理性质和用途

金属的化学性质

一氧化碳的性质和用途

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 概念:
化石燃料是由古代动植物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的。化石燃料包括煤(工业的粮食),石油(工业的血液)和天然气,是不可再生能源。

 煤:
 ①煤是固体燃料,其最大的缺点是燃烧速率慢,利朋效率低,且不适用于多数运输业作动力源,还会导致严重的大气污染。从资源、经济与环境三方面综合考虑,适宜在煤产地搞热电联产,提高煤炭转换成电能的比重.住城市发展煤气或液化燃料。煤的综合利用煤是我国主要的化石能源,占90%以上,煤的综合利用措施主要有下列三条:
a.煤的气化:目前主要是煤在高温下与水蒸气的反应。产物为燃料气,又可作化工原料。主要产品有CO、CH4、H2等。
b.煤的焦化:也称煤的干馏,是在隔绝空气的条件下加强热.使组成煤的物质发生分解反应。主要产品及用途:焦炭:金属冶炼;煤焦油:重要的化工原料;焦炉气:含有CO、CH4、H2等,既可作燃料又是重要的化工原料。
c. 煤的液化:煤发生化学反应,分裂为小分子,利用催化剂向小分子中加入氯元素.得到与石油产品成分相近的燃料油,是一项人造石油的技术。

②煤气:
a.煤气的形成:煤气作为一种生活燃料,在一些城市被使用.煤气通常情况下是利用煤与水蒸气在高温条件反应生成的:C+H2OCO+H:煤气的主要成分是CO,但同时含有H2、CH4等其他可燃性气体
b.煤气中报警物质的特性:由于煤气的主要成分CO是一种无色、无味的有毒气体,当煤气泄漏时不易察觉,会危害人体健康甚至危及生命。为了安全起见,通常在煤气中加入一些持殊的物质,如乙硫醇(C2H5SH)。乙硫醇具有特殊刺激性气味,当煤气泄漏时,可以使人很快警觉,并马上采取措施,防止发生爆炸、火灾和中毒事故;同时,乙硫醇在煤气燃烧过称中可以充分燃烧不仪煤气.其他可燃性气体如天然气、液化石油气中通常也加入少量报警物质。

石油的综合利用:
①石油是由多种物质组成的混合物,没有同定的组成和性质,根据组成石油的各组分的沸点不同,可从石油中分离出不同的燃料,如汽油、煤油、液化石油气等,

②石油分馏产品及用途
溶剂油——溶剂
汽油—一汽车燃料
航空煤油一一飞机燃料
柴油一—拖拉机、轮船燃料
润滑油一一润滑剂
石蜡——蜡烛
沥青——筑路
石油不仅是优质的能量来源,还是宝贵的化工资源。使石油中的大分子断裂为小分子.小分子重新组合成大分子,从而把石油转化为工农业、医疗、化工等产品,因此把石油称怍“工业的血液”。石油化学工业不同于石油分离,石油化学工业是石油发生复杂的反应,从而生成各种产品,是化学变化。

天然气:
天然气的主要成分是甲烷,主要含碳、氢两种元素。天然气里的甲烷是在隔绝空气的情况下,主要由植物残体分解而生成的。有石油的地方,一般就有天然气。天然气是一种重要的气体燃料。但其贮藏量是有限的。
甲烷的组成
甲烷是由碳、氢两种元素组成的化合物,其化学式为CH4,是一种最简单的有机物,其中含氢元素的质量分数为25%,是氢元素含量最高的有机物。

甲烷的性质
a. 物理性质:无色,无味的气体,极难溶于水,它的密度比空气小。
b. 化学性质——可燃性
纯净的甲烷在空气中能安静地燃烧在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯,然后再换一个内壁有石灰水的小烧杯。
现象:烧杯内壁有水珠生成,烧杯内壁的石灰水变浑浊。
结论:甲烷中含有碳元素和氢元素,是由碳和氢两种元素组成的化合物,化学式为CH4。
化学方程式:CH4+O2CO2+H2O
c. 当甲烷与氧气或空气混合后,点燃就有发生爆炸的危险(按体积计算爆炸极限为5%—15%),所以在煤矿的矿井里必须采取通风,严禁烟火等安全措施,以防甲烷和空气等混合发生爆炸。

煤,石油,天然气的区别
石油 天然气
形成 古代植物被埋在地下经过一系列复杂变化而形成 古代植物遗骸在地壳中经过复杂变化而形成
元素组成 主要含C;少量含:H、N、S、O等 主要含C、H,少量含S、N、O 主要含C、H,主要成分是CH4
类别 混合物(由有机物和无机物组成) 混合物(多种有机物) 混合物
形态 黑色固体,有光泽,人称“黑色金子”,无固定的熔点,沸点,具有可燃性 粘稠液体,黑色或棕色,不溶于水,密度比水小,无固定的熔点,沸点 无色无味气体,密度比空气小,极难溶于水
性质 焦炭,煤焦油、煤气等 石油溶剂油,汽油,航空煤油,煤油,柴油等 易燃烧,产生明亮的蓝色火焰,化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O

化石燃料燃烧与环境的关系:
化石燃料燃烧产生的物质
化石燃料煤、石油和天然气都是含碳元素的物质.其中还含硫元素等杂质。这些燃料燃烧时,会产生二氧化硫等污染空气的气体,燃料燃烧不充分,会产生一氧化碳和碳粒,加上未燃烧的碳氢化合物,如果直接排放到空气中必然对空气造成污染化石燃料燃烧时排放出的物质有:
a.一氧化碳:
b.碳氢化合物;
c.碳粒和尘粒;
d.二氧化碳

煤燃烧产生的有害物质
由于煤所含元素有C、H、N、S、O等几种,所以煤燃烧时会排放出二氧化硫、氮的氧化物等.这些气体溶于水会形成酸雨,酸雨会对森林、雕像、建筑物等造成腐蚀。当煤未充分燃烧时,会产生一氧化碳,一氧化碳是夺气的污染物。煤在燃烧时,会散出固体小颗粒(未燃烧的碳粒),造成对空气的粉尘污染。家庭里用煤炉烧煤时,常常会闻到一股激性气味,并看到炉口上方蓝色火焰、这种刺激气昧是烧煤时产生的二氧化硫的气味,蓝色火焰主要是生成的一氧化碳燃烧而产生的。二氧化碳的大量排放,超过自然界的消耗能力,就会引起温室效应,会使大气变暖,陆地减少。

减少煤燃烧污染的措施
a.燃烧低硫优质煤,或是采用燃料脱硫技术.减少SO2的排放;
b.尽量使燃料完全燃烧;
c.减少化石燃料的使用,开发新能源:
d.植树造林;
e.变分散供热为集中供热。

汽车用燃料燃烧对空气的影响及减少空气污染的措施
燃料燃烧对空气的影响 减少空气污染的措施
汽车用燃料的燃烧 汽车使用的燃料 (汽油或柴油)燃烧产生的尾气中,主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等 ①改进发动机的燃烧方式,使汽油或柴油充分燃烧;②使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质;④使用无铅汽油。禁止含铅物喷排放,同时在管理上加入检测尾气的力度等

化石燃料的使用与开发:
现有的化石燃料是有限的,而且是不可再生的,每种化石燃料都确有用尽的时候。下表是我同1998年探明的化石燃料储量及产量和使用年限
探明储量 年产量 使用年限
石油 32.7亿吨 1.6亿 约20年
天然气 1.37×104亿立方米 217亿立方米 约63年
1145亿吨 12.4亿 约92年
从表中数据可以看出,节约能源是完全有必要的,也是十分重要的
节约能源,充分利用能源,使燃料充分燃烧,可从以下两个方面着手:
①燃烧时要有足够的空气;
②燃料与空气要有足够大的接触面积,充足的空气才能使燃料尽可能完全燃烧,与空气充分接触才能使其反应快,对能量的利用损失小,
合金的概念:
合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。

①合金可以是金属与金属或金属与非金属的混合物,不一定全部由金属组成。

②合金具有金属特性,如导电性、导热性、延展性等。

③合金是几种成分熔合在一起形成的,发生的是物理变化,不是化学变化;合金不是几种成分简单地混合而成的。

④合金中各成分仍保持自己的性质。

合金与组成它们的金属的性质比较:
金属熔合了其他金属或非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部结构也发生了改变,从而引起性质的变化。因而合金比纯金属具有更广泛的用途。 纯金属与合金性质的比较:
①合金一般比其组分金属的颜色更鲜艳。

②合金的硬度一般应工组成它的金属。

③合金的熔点一般低于成它的金属。

④合金的抗腐蚀能力一般强工组成它的金属。

⑤合金的导电性、导热隆能一般差于组成它的金属。

生铁和钢的比较:
含碳量 2%—4% 0.03%—2%
其他元素 Si、Mn、S、P(少量) Si、Mn等
机械性能 硬而脆,无韧性 坚硬,韧性大,塑性好,有弹性
机械加工性质 可铸不可锻 可铸,可锻,可压延
分类 白口铁,灰口铁,球墨铸铁 碳素钢,合金钢

知识点拨:
①生铁和熟铁:生铁是指含碳债在 2%一4.3%之间的铁合金,熟铁是用生铁精炼而成的较纯的铁,含碳量低于0.02%。
②生铁与铸铁:铸铁是生铁中的一种,是指可用来铸造的生铁,通常指球墨铸铁。
③碳素钢的性能与含碳址有关,含碳量越高,硬度越大,但韧性越差;含碳量越低,韧性越好,但硬度越小。
④纯铁与日常生活中铁的颜色差异日常生活,我们接触的铁一般不是纯铁,而是一些铁的氧化物或含铁的混合物,故我们常见的铁的颜色是黑色的,但它并不是纯铁的颜色,纯铁的颜色是银白色的。

应用广泛的合金:
(1)铁合金:铁合金包括生铁和钢,生铁和钢的主要成分是铁,钢与生铁的各种性能不同,主要是由于二者的含碳量不同。
生铁与钢的种类

(2)生铁与钢:
生铁的含碳量为2%—4.3%
钢的含碳量为0.03%—2%
(3)钛和钛合金:钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。
①性质:优异的耐腐蚀性,对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定,可塑性好,强度大,密度小,又称亲生物金属;
②用途:喷气发动机、飞机.机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮和舰艇的外壳等。
概述:
    金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中,绝大多数金属以化合态存在,少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键,因此随意更换位置都可再重新建立连结,这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。

金属物理性质的共性:
大多数金属在常温下是固体,具有金属光泽,是电和热的良导体,具有良好的延展性,密度较大,熔沸点较高。

金属物理性质的特性:

  不同的金属有其各自的特性。如铁、铝等大多数金属都呈银白色,但铜呈红色,金呈黄色;常温下,铁、铝、铜等大多数金属都是固体,但汞是液体;不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大,见下表。
物理性质 物理性质比较
导电性
密度
熔点
硬度

用途:
钛和钛的合金:可用于制造喷气发动机,轮船外壳,反应器和电信器材。
锌:锌镀在铁的表面,以防止铁被腐蚀;锌还常用于电镀、制造铜合金和干电池。
铜:制造电线、电缆和各种电器。
铝:来冶炼高熔点金属;导电性仅次于银和铜,常用于制造电线和电缆。

物质的性质和用途的关系:
①物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但实际运用时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。

②应用举例
a.日常生活中菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制,这是因为铁的硬度比铅大,并且铅对人体有害。
b.虽然银的导电性比铜好,但由于银的价格比铜高得多,所以电线一般用铜制而不用银制。
c.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制,这是因为钨是熔点最高的金属,高温时钨丝不易熔化;而锡的熔点最低 (只有232℃),如果用锡制灯丝,只要一开灯,灯丝就会断开,灯泡不能发光。 d.铁制水龙头要镀铬,这是因为镀铬既美观,又耐腐蚀,可延长水龙头的使用寿命。
e.在日常生活中我们还经常用到其他金属,如温度计中的液态金属汞、干电池的锌皮、热水瓶内胆上镀的金属银等。
金属的化学性质:
常见金属能与氧气反应,也能与盐酸,硫酸及盐溶液反应。

常见金属的化学性质:
1.金属和氧气的反应
金属 在空气中 在氧气中 方程式
常温下表面逐渐变暗。点燃
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,
生成白色固体
点燃,剧烈燃烧,发出耀
眼的白光,生成白色固体
2Mg+O22MgO
常温下,铝表而变暗,生成一
层致密氧化膜,保护铝不再被腐蚀
点燃。剧烈燃烧,火星四射,
放出大量的热,生成白色固体
4Al+3O22Al2O3
持续加热发红,离火变冷 火星四射,放出大量的热,
生成黑色固体
3Fe+2O2Fe3O4
加热,生成黑色物质,在潮湿的
空气中,生成铜绿而被腐蚀
加热,生成黑色固体 2Cu+O22CuO
即使在高温也不和氧气反应 ——
结论 大多数金属都能喝氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同

2.金属与酸的反应
盐酸 稀硫酸 反应现象(两种酸中相同)
Mg+2HCl==MgCl2+H2 Mg+H2SO4==MgSO4+H2 反应比较剧烈,产生大量
气泡,溶液仍为无色,生成
的气体能够燃烧,并且产
生淡蓝色火焰
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2 2Al+3H2SO4==Al2(SO4)+3H2
Zn+2HCl==H2↑+ZnCl2 Zn+H2SO4==ZnSO4+H2 反应缓慢,有气泡产生,溶
液由无色逐渐变为浅绿色,
生成的气体能够燃烧,并且
产生淡蓝色火焰
Fe+2HCl==FeCl2+H2 Fe+H2SO4==FeSO4+H2
不反应 不反应

3.金属与盐的反应
将锌片、铁丝、铜丝三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液中,观察现象
CuSO4溶液 AgNO3溶液 NaCl溶液
锌表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为无色
Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu
锌表面有一层银白色金属析出
Zn+2AgNO3==Zn(NO3)2+2Ag
无变化,不反应
铁表面有一层红色金属析出,溶液由蓝色变为浅绿色
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
铁表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为浅绿色
Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag
无变化,不反应
无变化,不反应 铜表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为蓝色
Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
无变化,不反应

易错点:
一、(1)一般在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属(也叫活泼金属)能置换出酸中的氢;排在氢后面的金属则不能,如铜、银与盐酸、稀硫酸都不反应。
(2)浓硫酸和硝酸与金属反应不生成氢气,因为它们有很强的氧化性,与金属反应不生成氢气。
(3)在金属活动性顺序表中排在最前面的金属如K、 Na活泼性太强,放入酸溶液中首先跟酸发生置换反应,过M的金属会继续跟水发生剧烈的反应。
(4)铁与非氧化性酸反应时,始终生成亚铁盐 (Fe2+)。
(5)金属与酸反应后溶液的质量增大。

二、
(1)在金属活动性顺序表中,位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(K,Ca,Na除外)。相隔越远,反应越容易发生。
(2)金属与盐溶液的反应,盐必须能溶于水,不溶性的盐与金属不反应,如AgCl难溶于水,Fe和AgCl不反应。
(3)不能用活泼的金属K,Ca,Na,与盐溶液反应,因为K,Ca,Na。会先与H2O发生置换反应生成碱和氢气。

金属与酸的反应不一定属于置换反应:
置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。一般情况下,较活泼的金属跟酸发生的化学反应属于置换反应。但由于浓硫酸(或硝酸)具有强氧化性,金属与浓硫酸(或硝酸)反应时,生成物相对比较复杂。这类反应不属于置换反应。


铝和锌的抗腐蚀性:
1.铝制品具有很好的抗腐蚀性,是因为铝与空气中的氧气反应表面生成一种致密的氧化铝薄膜,对铝起防护作用。

2.锌与铝的抗腐蚀性相似,也是在金属表面会生成一层致密的氧化锌保护膜。
概述:
     一氧化碳(CO)纯品为无色、无臭、无刺激性的气体。分子量28.01,密度1.250g/l,冰点为-207℃,沸点-190℃。在水中的溶解度甚低。空气混合爆炸极限为12.5%~74%。一氧化碳进入人体之后会和血液中的血红蛋白结合,进而使血红蛋白不能与氧气结合,从而引起机体组织出现缺氧,导致人体窒息死亡。因此一氧化碳具有毒性。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体,故易于忽略而致中毒。常见于家庭居室通风差的情况下,煤炉产生的煤气或液化气管道漏气或工业生产煤气以及矿井中的一氧化碳吸入而致中毒。
物理性质:
通常状况下,是一种没有颜色,气味的气体,比空气略轻难溶于水。

化学性质:
(1)可燃性:2CO + O22CO2
(2)还原性:
一氧化碳还原氧化铜:CO+ CuOCu + CO2
一氧化碳还原氧化铁:3CO+ Fe2O32Fe + 3CO2
一氧化碳还原四氧化三铁:4CO+ Fe3O43Fe + 4CO2 
(3)毒性:
CO极易和血液中的血红蛋白结合,从而使血红蛋白不能很好地与氧气结合,造成生物体内缺氧,严重时危及生命。CO有剧毒,人在CO的体积分数达到 0.02%的空气中持续停留2—3h即出现中毒症状,因此我们使用煤、燃气热水器时要装烟囱,注意室内通风。

用途:
用作燃料,冶炼金属。

一氧化碳和氢气的比较
颜色状态 无色,无味气体 无色,无味气体
密度 1.250g/l(略小于空气) 0.089g/l(最轻的气体)
可燃性 有可燃性
2CO+O22CO2
有可燃性
2H2+O22H2O
还原性 有还原性
CO+CuOCu+CO2
有还原性
H2+CuOCu+H2O
毒性 剧毒 无毒
鉴别方法 根据燃烧产物的不同鉴别

 H2、CO、C的比较
H2 C CO
可燃性 化学方程式 2H2+O22H2O C+O2CO2
2C+O22CO
2CO+O22CO2
反应现象 淡蓝色火焰,放热,生成
无色液体
发光,放热 蓝色火焰,放热,
生成的无色气体
能使澄清石灰水
变浑浊
还原性 方程式
反应现象 黑色固体变红,生成无色液体,管口有水珠 黑色固体变红,生成的无色气体能使澄清石灰水变洪浑浊 黑色固体变红,生成的无色气体能使澄清石灰水变浑浊
装置图
装置要点 试管口略向下倾斜,导管贴试管上臂至药品上方,试管口没有橡皮塞 试管口略向下倾斜,导管刚过橡皮塞 多余的CO要进行尾气处理(如点燃)
主要步骤 通H2→加热→停止加热→停止通H2 反应结束后,先将导管从液体中取出,再停止加热 通CO→加热→停止加热→停止通CO
优点 反应条件低,生成物是水,不污染环境 原料便宜,操作简便 反应条件低
缺点 不安全,操作复杂 反应条件高,生成物不易提纯 不安全,操作复杂,有毒
用途 作工业原料,作高能燃料,冶炼金属 作燃料,冶炼金属, 作燃料,冶炼金属,
注意:
(1)三种物质燃烧的现象有所不同,但不能根据火焰去鉴别CO和H2
(2)在还原CuO的实验中,必须对多余的CO进行处理
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