第七单元 燃料及其应用 知识点总结

第七单元燃料及其应用第一节燃烧和灭火燃烧定义：通常的燃烧是指可燃物跟氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。（1）白磷白磷红磷热水①②③白磷热水氧气（2）探究燃烧的条件（本实验要在通风橱或抽风设备下进行）：

【实验操作】a.如右图（1），在500mL的烧杯中注入400mL热水，并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷，观察现象。

b.如右图（2），用导管对准上述烧杯中的白磷，通入少量氧气（或空气），观察现象。

【实验现象】a.铜片上的白磷燃烧，铜片上的红磷和水中的白磷没有燃烧。b.白磷在水下燃烧。

【实验分析】如右图（1）。

①与②对比，说明：物质是否发生燃烧与可燃物燃烧所需要的温度有关。

①与（1）白磷白磷红磷热水①②③白磷热水氧气（2）通风橱是一种不完善的尾气处理装置，若改进上述实验，可将红磷和白磷装入密闭的容器内（还要套一个气球），这样便于进行尾气处理。燃烧的条件：①可燃物；②与氧气（或空气）接触；③温度达到着火点。

【注意事项】①着火点不是固定不变的。对固体燃料来说，着火点的高低跟表面积的大小、颗粒可惜的粗细、导热系数的大小等都有关系。

②并非所有的燃烧都需要氧气，如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢。

③只有三个条件全部满足，燃烧才能发生。自燃：由缓慢氧化引起的自发燃烧。灭火灭火的原理：

①清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离；

②隔绝氧气（空气）；

③降低可燃物的温度，使其降低到着火点以下。

【注意事项】

①着火点是可燃物着火燃烧时所需的最低温度，是物质的一种性质，不随外界条件的变化而变化。

②在燃烧的三个条件中，只需破坏一个条件就可以使燃烧停止。灭火器泡沫灭火器的反应原理：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑干粉灭火器的反应原理：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑二氧化碳灭火器内盛装的是液态二氧化碳，使用时不会留下任何痕迹。爆炸定义：可燃物在有限的空间内急剧地燃烧，就会在短时间内聚积大量的热，使气体的体积迅速膨胀而引起爆炸。爆炸还包括物理爆炸，它们是物理变化。除了可燃性气体能发生爆炸外，可燃性粉尘如面粉、煤粉等也能发生爆炸。鼓气粉尘爆炸实验

【实验操作】取一空金属罐和小塑料瓶，剪去金属罐和小塑料瓶的上部，并在金属罐和小塑料瓶的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。像右图那样连接好装置，在小塑料瓶中放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用塑料盖盖住罐。从橡皮管一端快速鼓入大量的空气，使面粉充满罐，观察现象并分析原因。

【实验现象】“砰”地一声响，伴随一团火光产生；放热；塑料盖被掀起。

【实验分析】面粉被吹起后与空气充分接触，又被蜡烛点燃。在有限的空间内发生急剧燃烧并放出大量热，产生的气浪将塑料盖掀起，说明可燃性的粉尘在有限的空间内急剧燃烧能发生爆炸。

【注意事项】

①面粉应该是干燥的；

②气囊的作用：使面粉与空气充分混合。

③鼓气球与金属罐之间的连接管可稍长一些，人距离该装置远一些，以防危险。鼓气油库、面粉加工厂、纺织厂和煤矿的矿井内等地方必须做的安全措施：通风、严禁烟火。第二节燃料和热量三大化石燃料：煤、石油、天然气（均为混合物，并且均为不可再生能源）煤——“工业的粮食”煤中主要含碳元素。煤燃烧排放的污染物：SO2、NO2、CO、烟尘等。（SO2、NO2可导致酸雨）为了使煤得到综合利用，可以将煤干馏，即隔绝空气加强热，使煤分解为焦炭、煤焦油、煤气等有用的物质。（干馏是化学变化）石油——“工业的血液”石油中主要含碳、氢元素。汽车尾气中的污染物：CO、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘。利用石油中各成分的沸点不同，可以将石油分馏，使石油中各成分分离。（分馏是物理变化）由石油炼制的部分产品和主要用途：溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。天然气天然气的主要成分是甲烷（沼气）。甲烷是最简单的有机物、相对分子质量最小的有机物。甲烷的物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。甲烷的化学性质：可燃性。甲烷燃烧的化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O（甲烷燃烧会产生明亮的蓝色火焰。）在我国农村，使用沼气的好处如下：

①可以解决生活用燃料问题；

②改善农村环境、卫生状况；

③提高肥效。可燃冰：科学家们在海底发现了大量可燃冰，它是一种甲烷水合物，是甲烷与水在低温高压下形成的。可燃冰的优点：能量高、热值大，是替代化石燃料的新能源。可燃冰的缺点：如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中，会造成更加严重的温室效应。我们对待化石燃料的态度：合理开采、减少使用、综合利用。化学反应中的能量变化探究化学反应中的能量变化

【实验操作】在一支试管中加入几小段镁条，再加入5mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外部。

【实验现象】剧烈反应，产生大量气泡；放热；镁条逐渐变小或消失。

【实验结论】镁条与盐酸发生化学反应并放出热量。

【化学方程式】Mg+2HCl=MgCl2+H2↑有些化学反应可以产生热量，如：可燃物的燃烧；铝、镁等金属和盐酸反应等。

有些化学反应会吸收热量，如一些条件为“高温”的反应。使燃料充分燃烧的方法：

①加大空气的量；

②增大燃料与空气的接触面积。

实例：将块状的煤加工粉碎成煤粉，或者制成蜂窝煤等。燃料充分燃烧的意义：

①使有限的能源发挥最大的作用（放热多、节省能源）；

②降低环境污染的程度。燃料不充分燃烧的后果：

①使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源；

②产生大量的CO等物质，污染空气。第三节使用燃料对环境的影响燃料燃烧对空气的影响酸雨危害的模拟实验

【实验操作】向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察现象。

【实验现象】见下表加入的物质现象水SO2加水植物叶子或果皮无明显变化植物叶子或果皮变黄镁条或锌粒无明显变化镁条或锌粒表面有气泡产生大理石或石灰石无明显变化大理石或石灰石表面有气泡产生，并且变得粗糙【实验结论】酸雨呈酸性，能与多种物质发生反应。酸雨的危害：

①腐蚀大理石建筑、钢铁制品；

②污染江河湖海，使土壤酸化；

③影响水中动植物生长，破坏森林、农作物的生长。

④直接危害人体健康，甚至使人死亡。酸雨形成的反应原理：SO2+H2O=H2SO3，2H2SO3+O2=2H2SO4

来源：含硫煤的燃烧、工厂废气、汽车尾气等排放的氮、硫的氧化物。防治燃料燃烧造成的空气污染酸雨的防治：

①工厂废气处理后排放；

②减少含硫煤的使用或使用脱硫煤；

③改善汽车用燃料（如压缩天然气CNG和液化石油气LPG）；

④减少煤、石油等化石燃料的燃烧，大力开发使用新燃料、新能源。减少汽车尾气对空气的污染

①改进发动机的燃烧方式，以使汽油能够充分燃烧；

②使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；

③使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。使用和开发新的燃料及能源乙醇乙醇俗称酒精，化学式为C2H5OH。乙醇的物理性质：无色、有特殊气味的液体，易挥发，易溶于水（能与水以任意比例互溶），并能溶解多种有机物。乙醇具有可燃性：C2H5OH+3O22CO2+3H2O乙醇的用途：用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料；重要的化工原料；制成车用乙醇汽油；制造消毒剂；制造醋酸、饮料、香精、染料等。车用乙醇汽油：车用乙醇汽油是将变形燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一种汽车燃料。使用车用乙醇汽油的好处：

①节省石油资源；

②减少汽车尾气的污染；

③促进农业生产。氢气：见第三单元其他新能源：太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。第八单元金属和金属材料第一节金属材料金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。金属的物理性质在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）；导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。金属之最地壳中含量最多的金属元素——铝人体中含量最多的金属元素——钙目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜）导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝）熔点最高的金属——钨熔点最低的金属——汞硬度最大的金属——铬密度最大的金属——锇密度最小的金属——锂金属的分类

黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。重金属：如铜、锌、铅等轻金属：如钠、镁、铝等金属的应用

物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，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。铜、铝——电线——导电性好、价格低廉钨——灯丝——熔点高铬——电镀——硬度大铁——菜刀、镰刀、锤子等汞——体温计液柱银——保温瓶内胆铝——“银粉”、锡箔纸合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。

合金是混合物。金属氧化物不是合金。目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。常见的合金：合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢是含铬、镍的钢，具有抗锈蚀性能。生铁较脆，钢铁具有韧性。生铁常制成暖气片。紫铜是纯铜熔点低见下具有形状记忆效应钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体具有良好的“相容性”，可用来造人造骨。

钛和钛合金的优点：①熔点高、密度小；②可塑性好、易于加工、机械性能好；③抗腐蚀性能好。生铁和钢性能不同的原因：含碳量不同。第二节金属的化学性质金属与氧气的反应镁、铝：在常温下能与空气中的氧气反应：2Mg+O22MgO4Al+3O2=2Al2O3铝的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。铁、铜在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。铁、铜在高温时能与氧气反应：3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO金即使在高温时也不与氧气反应。金属与酸的反应：活泼金属＋酸→盐＋H2↑描述现象时，需要注意：①如果有铁、铜元素参加反应，一定要注意溶液颜色的变化；②反应放热，但是只有镁和酸反应时放热现象明显。置换反应：由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是置换反应。

当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2价。常见金属在溶液中的活动性顺序：

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸（不可以用浓硫酸和硝酸）中的氢。在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气，然后碱和盐反应。金属与盐溶液的反应：金属＋盐→另一金属＋另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）

在活动性顺序中，金属的距离大的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌会先和硫酸铜反应，反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。“湿法冶金”的反应原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4Fe2+的盐溶液是浅绿色的，Fe3+的盐溶液是黄色的，Cu2+的盐溶液是蓝色的。比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序使用铁、银和溶液，一次性得出结果：

操作及现象：把铁、银分别放入硫酸铜溶液中，铁表面没有现象；而银表面会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，一次性得出结果：

操作及现象：把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中，硫酸亚铁溶液没有现象；而在硝酸银溶液中，铜表面会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。选用试剂时，要根据金属活动性顺序表将三种金属排序，然后将排在中间的金属变成盐溶液，或者将排在两边的金属变成盐溶液，这样才能一次性得出结果。第三节金属资源的利用和保护矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。

常见的矿石及主要成分：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）等。铁的冶炼实验室——一氧化碳还原氧化铁工业——高炉炼铁设备：高炉（图见书17页）。原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、（空气）。反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。含杂质的反应物或生成物的有关计算

当参加反应的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。

一般利用该公式及其变形：。

【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？

【解法1】 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：

设生成的铁的质量为x。

折合为含铁96%的生铁的质量为

答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。

【解法2】 设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。（x不是纯物质的质量，不能直接代入计算）

1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：

答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。植物油干燥剂铁生锈的实验（见右图）

【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。

【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。

【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。

【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。

【注意事项】

第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；

第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。

植物油干燥剂除去铁锈的方法物理方法：刀刮、砂纸打磨。化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。防止铁制品生锈的方法保持铁制品的洁净、干燥；擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝制成不锈钢。金属资源的保护措施：

①防止金属的腐蚀；

②回收利用废旧金属；

③有计划、合理地开采矿物；

④寻找金属的代用品。（例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等）

意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。多功能瓶下面是多功能瓶