用途作用:
1. 冶炼工艺 在炼钢过程中吹以高纯度氧气，氧便和碳及磷、硫、硅等起氧化反应，这不但降低了钢的含碳量，还有利于清除磷、硫、硅等杂质。而且氧化过程中产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度，因此，吹氧不但缩短了冶炼时间，同时提高了钢的质量。高炉炼铁时，提高鼓风中的氧浓度可以降焦比，提高产量。在有色金属冶炼中，采用富氧也可以缩短冶炼时间提高产量。

2. 化学工业
在生产合成氨时，氧气主要用于原料气的氧化，以强化工艺过程，提高化肥产量。再例如，重油的高温裂化，以及煤粉的气化等。

3. 国防工业
液氧是现代火箭最好的助燃剂，在超音速飞机中也需要液氧作氧化剂，可燃物质浸渍液氧后具有强烈的爆炸性，可制作液氧炸药。

4. 医疗保健
供给呼吸：用于缺氧、低氧或无氧环境，例如：潜水作业、登山运动、高空飞行、宇宙航行、医疗抢救等时。

5. 其它方面
如：它本身作为助燃剂与乙炔、丙烷等可燃气体配合使用，达到焊割金属的作用，各行各业中，特别是机械企业里用途很广，作为切割之用也很方便，是首选的一种切割方法。

过度吸氧负作用:
    早在19世纪中叶，英国科学家保尔·伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒，人类也同样。氧气瓶氧气瓶人如果在大于0.05MPa（半个大气压）的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸入时间过长，就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1MPa（1个大气压）的纯氧环境中，人只能存活24小时，就会发生肺炎，最终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2MPa（2个大气压）高压纯氧环境中，最多可停留1.5小时~2小时，超过了会引起脑中毒，生命节奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。如加入0.3MPa（3个大气压）甚至更高的氧，人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死，抽搐昏迷，导致死亡。
   
      此外，过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应，可生成过氧化氢，进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质，它堆积在心肌，使心肌细胞老化，心功能减退；堆积在血管壁上，造成血管老化和硬化；堆积在肝脏，削弱肝功能；堆积在大脑，引起智力下降，记忆力衰退，人变得痴呆；堆积在皮肤上，形成老年斑。
缺氧和富氧对人体的影响：

氧气浓度(%体积)---征兆(大气压力下)
100%---致命/6分钟；
50%---致命/4-5分钟经治疗可痊愈
>23.5%---富氧，有强烈爆炸危险
20.9%---氧气浓度正常
19.5%---氧气最小允许浓度
15-19%---降低工作效率，并可导致头部、肺部和循环系统问题
10-12%---呼吸急促，判断力丧失，嘴唇发紫
8-10%---智力丧失，昏厥，无意识，脸色苍白，嘴唇发紫，恶心呕吐
6-8%---8分钟；
4-6%---40秒内抽搐，呼吸停止，死亡

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：
     碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”。汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。碳是一种很常见的元素，它以多种形式广泛存在于大气和地壳之中。碳单质很早就被人认识和利用，碳的一系列化合物——有机物更是生命的根本。碳是生铁、熟铁和钢的成分之一。碳能在化学上自我结合而形成大量化合物，在生物上和商业上是重要的分子。生物体内大多数分子都含有碳元素。
碳的存在形式：
     碳的存在形式是多种多样的，有晶态单质碳如金刚石、石墨；有无定形碳如煤；有复杂的有机化合物如动植物等；碳酸盐如大理石等。单质碳的物理和化学性质取决于它的晶体结构。高硬度的金刚石和柔软滑腻的石墨晶体结构不同，各有各的外观、密度、熔点等。

碳的化学性质：
1.稳定性：在常温下碳的化学性质稳定，点燃或高温的条件下能发生化学反应

2.可燃性：
氧气充足的条件下：C+O₂CO₂
氧气不充分的条件下：2C+O₂2CO

3.还原性：
木炭还原氧化铜：C+2CuO2Cu+CO₂↑
焦炭还原氧化铁：3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑
焦炭还原四氧化三铁：2C+Fe₃O₄3Fe+2CO₂↑
木炭与二氧化碳的反应：C+CO₂CO
碳”与“炭”的区别：
“碳”是一种核电荷数为6的非金属元素，而“炭” 一般是指由石墨的微小晶体和少量杂质组成的混合物，如木炭、焦炭、活性炭、炭黑等。在说明碳元素时，用“碳”表示，如碳单质、二氧化碳、碳酸等；在说明含石墨的无定形碳时，用“炭”表示，如木炭、焦炭等。

碳燃烧生成物的判断：
氧气量充足时，碳充分燃烧：C+O₂CO₂
氧气量不充足时，碳不充分燃烧：2C+O₂2CO
mg碳与ng氧气反应：
① 时，生成物只有CO，且O₂有剩余；
②时，恰好完全反应生成CO₂；
③时，生成物既有CO₂，也有CO；
④ 时，恰好完全反应生成CO；
⑤时，生成物只有CO，且C有剩余。
碳单质及其化合物间的转化：

（1）C+2CuO2Cu+CO₂↑
（2）C+O₂CO₂
（3）3C+2Fe₂O₃4Fe+3CO₂↑
（4）2C+O₂2CO
（5）CO₂ + H₂O===H₂CO₃
（6）H₂CO₃==CO₂ + H₂O
（7）2CO + O₂2CO₂
（8）C+CO₂2CO
（9）3CO + Fe₂O₃2Fe + 3CO₂
（10）CO+ 2CuO2Cu + CO₂

（11）Ca(OH)₂ + CO₂====CaCO₃↓+ H₂O
（12）CaCO₃+2HCl==CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（13）CaCO₃CaO+CO₂
（14）CaO+H₂O==Ca（OH）₂
（15）C₂H₅OH+3O₂2CO₂+3H₂O
（16）CH₄+O₂CO₂+2H₂O

碱的定义：
碱是指在溶液中电离成的阴离子全部是OH^-的化合物。碱由金属离子(或铵根离子)和氢氧根离子构成，可用通式R(OH)n表示。从元素组成来看，碱一定含有氢元素和氧元素。

常见的碱：
(1)氢氧化钠、氢氧化钙都属于碱。除这两种碱外，常见的碱还有氢氧化钾(KOH)、氨水(NH₃·H₂O)、治疗胃酸过多的药物中的氢氧化铝[Al(OH)₃)。
(2)晶体(固体)吸收空气里的水分.表而潮湿而逐步溶解的现象叫做潮解。氢氧化钠、粗盐、氯化镁等物质都易潮解，应保存在密闭干燥的地方。同时称量 NaOH固体时要放在玻璃器皿中，不能放在纸上，防止 NaOH固体潮解后腐蚀天平的托盘。
(3)熟石灰可由生石灰(CaO)与水反应制得，反应的化学方程式为:CaO+H₂O==Ca(OH)₂，反应时放出大量的热。

碱的通性

碱的通性	反应规律	化学方程式	反应类型
碱溶液与指示剂的反应	碱溶液能使紫色石蕊试液变蓝，无色酚酞试液变红	——	——
碱与非金属氧化物反应	碱+非金属氧化物→盐+水	2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O	——
碱与酸反应	碱+酸→盐+水	NaOH+HCl==NaCl+H2O 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O	复分解反应
碱与某些盐反应	碱1+盐1→碱2+盐2	2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH	复分解反应
	碱+铵盐→氨气+水+盐	NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O	复分解反应

常见的碱有NaOH、KOH、Ca（OH）2、氨水的特性：
①氢氧化钠（NaOH）俗名苛性钠、火碱、烧碱，这是因为它有强腐蚀性。NaOH是一种可溶性强碱。白色固体，极易溶于水，暴露在空气中易潮解，可用作碱性气体（如NH3）或中性气体（如H2、O2、CO等）的干燥剂。NaOH易与空气中的CO2反应生成Na2CO3固体。NaOH溶液可以腐蚀玻璃，盛NaOH溶液的试剂瓶不能用磨口的玻璃塞，只能用橡胶塞。

②氢氧化钙[Ca(OH)2]是白色粉末，微溶于水，俗称熟石灰或消石灰，其水溶液称为石灰水。Ca（OH）2也有腐蚀作用。Ca（OH）2与CO2反应生成白色沉淀CaCO3，常用于检验CO2。 Ca(OH)2＋CO2＝CaCO3↓＋H2O Ca(OH)2能跟Na2CO3反应生成NaOH，用于制取NaOH。反应方程式为： Ca(OH)2＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2NaOH

③氨水（NH3·H2O）是一种可溶性弱碱，NH3溶于水可得氨水。有刺激性气味，有挥发性。将氨气通过盛放氧化铜的玻璃管，生成氮气、水和铜，其反应方程式为： 2NH3+3CuO=(加热)=3Cu+N2↑+3H2O，说明氨气具有还原性。
此外，KOH、Ba(OH)2也是常见的可溶性强碱。不溶的碱大多是弱碱，如：Fe(OH)3、Cu(OH)2等。他们的共同性质是热稳定性差，受热易分解生成对应的金属氧化物和水。

氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质和用途比较

俗名	苛性钠，火碱，烧碱	熟石灰，消石灰
颜色、状态	白色，片状固体	白色，粉末状固体
腐蚀性	强烈腐蚀性	较强腐蚀性
溶解性	易溶于水，易潮解，溶解时放热	微溶于水，其水溶液俗称石灰水
用途	化工原料，用于肥皂、石油、纺织、印染工业等;生活中用于除油污	用于建筑工业，制漂自粉，改良土壤，配制农药等

氢氧化钠、氢氧化钙化学性质的比较

氢氧化钠	氢氧化钙
跟指示剂作用.使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色	跟指示剂作用，使紫色石蕊试液变成蓝色，使无色酚酞试液变成红色
跟某些非金属氧化物反应 2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O 2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O 2NaOH+SO3==Na2SO4+H2O	跟某些非金属氧化物反应 Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O Ca(OH)2+SO2==CaSO3↓+H2O Ca(OH)2+SO3==CaSO4+H2O
跟酸发生中和反应 2NaOH+H2SO4==Na2SO4+2H2O	跟酸发生中和反应 Ca(OH)2+H2SO4==CaSO4+2H2O
跟某些盐反应 2NaOH+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4	跟某些盐反应 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH

几种碱的颜色和溶解度

碱	颜色	溶解性
NaOH、KOH、Ba（OH）2	白色	易溶
Ca(OH)2	白色	微溶
Mg（OH）2、Al(OH )3、Fe(OH )2	白色	难溶
Fe(OH )3	红褐色	难溶
Cu（OH）2	蓝色	难溶

概念性质的理解
①氢氧化钠有强烈的腐蚀性，使用时必须十分小心，要防止沽到皮肤.上或洒在衣服上。如果不慎将碱液沽到皮肤上，应立即用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液。
②浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热，属于物理变化；而氧化钙溶于水放热是氧化钙与水反应放出大量的热，属于化学变化;生石灰具有强烈的吸水性，可以作某些气体的干燥剂。
③由于NaOH易潮解，同时吸收空气中的CO₂发生变质，所以NaOH必须密封保存。
④保存碱溶液的试剂瓶应用橡胶塞、不能用玻璃塞，以防止长期不用碱溶液，碱溶液腐蚀玻璃造成打不开的情况。
⑤只有可溶性碱溶液才能使指示剂变色，如NaOH溶液能使无色酚酞变红；但不溶性碱不能使指示剂变色，如Mg(OH)₂中滴加无色酚酞，酚酞不变色。
⑥盐和碱的反应，反应物中的盐和碱必须溶于水，生成物中至少有一种难溶物、气体或H₂O。铵盐与碱反应生成的碱不稳定，分解为NH₃和H₂O。
⑦碱与酸的反应中碱可以是不溶性碱，如 Cu(OH)₂+H₂SO₄==CuSO₄+2H₂O。

氢氧化钠和氢氧化钙的鉴别：
NaOH与Ca（OH）₂的水溶液都能使酚酞变红，故鉴别NaOH和Ca(OH)₂不能用指示剂，通常情况下，可采用以下两种方法来鉴别NaOH和Ca(OH)₂
方法一：通入CO₂气体，NaOH溶液与CO₂气体反应后无明显现象，但Ca(OH)₂溶液即澄清石灰水与 CO₂反应生成白色沉淀。
方法二：滴加Na₂CO₃溶液或K₂CO₃溶液，NaOH溶液与K₂CO₃，Na₂CO₃溶液不反应，但Ca(OH)₂溶液与 Na₂CO₃、K₂CO₃溶液反应均生成白色沉淀。Ca(OH)₂+ Na₂CO₃==CaCO₃↓+2NaOH，Ca(OH)₂+K₂CO₃ ==Na₂CO₃+2KOH。

检验二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应的方法
通常情况下，将二氧化碳气体直接通人装有氢氧化钠溶液的试管中，很难直接判断二氧化碳气体是否与氢氧化钠溶液反应。因此，要判断二氧化碳气体确实能与氢氧化钠反应，可以采取如下两种方法:
(1)检验产物的方法:验证通入二氧化碳气体后的溶液中是否含有碳酸钠，检验碳酸根离子是否存在。通常检验碳酸根离子的方法是:
方法1:取样，加入稀盐酸，并将产生的气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，则证明溶液中存在碳酸根离子。
方法2:取样，加入氢氧化钙溶液，若产生白色沉淀，则证明溶液中存在碳酸根离子。上述两种方法其实也可以检验氢氧化钠溶液是否变质.而且方法I还可以用于除去变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠。

(2)改进实验装置，通过一些明显的实验现象间接证明二氧化碳气体能与氢氧化钠反应。如:

所选装置	操作方法	实验现象
A	将充满二氧化碳的试管倒扣在水中	试管内的液面略有上升
B	将充满二氧化碳的试管倒扣在氢氧化钠溶液中	试管内的液面明显上升
C	将氢氧化钠溶液滴入烧瓶	水槽中的水倒吸入烧瓶内
D	将氢氧化钠溶液滴入锥形瓶	集气瓶中，NaOH溶液中的长导管下端产生气泡
E	将胶头滴管中氢氧化钠溶液挤入烧瓶	烧瓶内产生“喷泉” 现象
F	将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入软塑料瓶	塑料瓶变瘪
G	将胶头滴管中的氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中	小气球胀大

碱的命名：
一般读作氢氧化某，如：NaOH读作氢氧化钠。变价金属元素形成的碱，高价金属碱读作氢氧化某，如Fe(OH)₃读作氢氧化铁，低价金属碱读作氢氧化亚某，如Fe(OH)₂读作氢氧化亚铁。

氨水：
氨气的水溶液俗称氨水，主要成分是NH3·H2O，通常状况下是无色液体，具有挥发性。浓氨水能挥发出具有刺激性气味的氨气NH3。
氨水显碱性，能使指示剂变色。
氨水的组成中含有N元素，因此可通过与酸反应生成铵盐来制氮肥，其本身也是一种氮肥。在化学实验中一般可用浓氨水做分子运动的探究实验。

常见的碱的用途：
1. 氢氧化钠：是重要的化工原料，广泛用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业。实验室中可作干燥剂。

2. 氢氧化钙：用于建筑业，制漂白粉，改良土壤。常用于实验室二氧化碳的检验。