初中化学 大单元五 物质的性质与应用 知识清单

初中化学大单元五物质的性质与应用知识清单一、空气与氧气（一）空气的组成与成分探究空气是一种宝贵的自然资源，其组成按体积分数计算，氮气约占78%，氧气约占21%，稀有气体约占0.94%，二氧化碳约占0.03%，其他气体和杂质约占0.03%。【基础】空气中各成分的用途广泛，如氮气化学性质不活泼，常用作保护气、生产氮肥；氧气能供给呼吸和支持燃烧；稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，可制成多种用途的电光源。【高频考点】空气中氧气含量的测定是中考的经典实验，通常利用红磷燃烧消耗氧气，使密闭容器内压强减小，通过进入水的体积来测定氧气的体积分数。该实验的关键点包括：装置气密性必须良好【易错警示】；红磷需足量以确保氧气被完全消耗【重要】；必须冷却至室温后再打开弹簧夹，否则结果偏小。对于实验结果偏小的原因分析，常考的有：红磷量不足、装置漏气、未冷却至室温就打开弹簧夹。偏大的原因则可能是燃烧匙伸入集气瓶过慢，导致瓶内气体受热逸出。（二）氧气的性质与用途氧气是一种化学性质比较活泼的气体，能与许多物质发生氧化反应。【重要】其物理性质通常描述为：在标准状况下，是一种无色、无味的气体，密度略大于空气，不易溶于水。氧气在加压、降温条件下可变为淡蓝色液体或淡蓝色雪花状固体。氧气的化学性质集中体现在其支持燃烧和供给呼吸上。【高频考点】不同物质在空气和氧气中燃烧的现象对比是考查的重点。例如，木炭在氧气中燃烧发出白光，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰，在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体；铁丝在空气中只能红热，在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。在描述现象时，需特别注意“光”与“火焰”、“烟”与“雾”等用词的准确性【易错警示】。做铁丝燃烧实验时，预先在集气瓶底部放少量水或细沙是为了防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。（三）氧气的实验室制取实验室制取氧气是中考的必考实验，主要考查反应原理、发生装置和收集装置的选择、操作步骤及验满方法。【非常重要】三种主要制取方法的对比：加热高锰酸钾、加热氯酸钾与二氧化锰混合物、过氧化氢溶液与二氧化锰混合物。其中，过氧化氢法制氧气无需加热，操作简便，安全节能，是理想的方法。在装置选择上，根据反应物状态和反应条件选择发生装置：固固加热型（用于高锰酸钾或氯酸钾制氧气）和固液不加热型（用于过氧化氢制氧气）。根据气体的密度和溶解性选择收集装置：排水法（氧气不易溶于水，收集的气体较纯净）和向上排空气法（氧气密度比空气略大，收集的气体较干燥）。【难点】操作步骤有严格顺序，如用高锰酸钾制氧气，步骤可简记为“查、装、定、点、收、移、熄”。其中，熄灭酒精灯前应先将导管移出水面，目的是防止水倒流炸裂试管。验满方法：用向上排空气法时，将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则已满；用排水法时，当瓶口有大气泡冒出时，则已满。二、碳和碳的氧化物（一）碳的单质碳元素形成的单质主要有金刚石、石墨和C60等，它们由于原子排列方式不同，导致物理性质存在巨大差异，但化学性质相似。【重要】金刚石是天然最硬的物质，用于切割玻璃、钻探机钻头；石墨是最软的矿物之一，有滑腻感，具有良好的导电性，用于制作铅笔芯、电极。活性炭具有疏松多孔的结构，因此具有很强的吸附性，可用于吸附色素和异味，属于物理变化。C60分子形似足球，广泛应用于材料科学、超导等领域。碳单质的化学性质在常温下很稳定，但在高温下表现出可燃性和还原性。【高频考点】可燃性：碳在氧气充足时完全燃烧生成二氧化碳，氧气不足时不完全燃烧生成一氧化碳。还原性：焦炭可用于冶金工业，例如与氧化铜反应：2CuO+C=高温=2Cu+CO₂↑，实验现象是黑色粉末变红，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。该反应中，碳得到氧，被氧化，是还原剂，具有还原性；氧化铜失去氧，被还原，是氧化剂，具有氧化性。（二）二氧化碳的制取实验室制取二氧化碳是中考的核心实验之一。【非常重要】药品选用大理石（或石灰石）和稀盐酸，不用稀硫酸的原因是反应生成的硫酸钙微溶于水，会覆盖在大理石表面阻止反应进一步进行；不用浓盐酸是因为浓盐酸挥发性强，使制得的二氧化碳中混有氯化氢气体。反应原理：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑。发生装置选用固液不加热型，与过氧化氢制氧气相同。收集装置只能用向上排空气法，因为二氧化碳能溶于水且与水反应，密度比空气大。验满方法：将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭，则已满。检验方法：将气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊，则是二氧化碳，原理是Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。（三）二氧化碳和一氧化碳的性质与用途二氧化碳的物理性质：无色无味的气体，能溶于水，密度比空气大。固态二氧化碳俗称干冰，易升华吸热，可用于人工降雨、制冷。【高频考点】二氧化碳的化学性质：不燃烧也不支持燃烧（用于灭火）；能与水反应生成碳酸（CO₂+H₂O=H₂CO₃），碳酸能使紫色石蕊试液变红，但碳酸不稳定，易分解；能使澄清石灰水变浑浊（用于检验二氧化碳）；是光合作用的原料。在自然界中，二氧化碳的循环对维持碳氧平衡至关重要，但排放过多会导致温室效应增强。一氧化碳的物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度与空气接近。【难点】一氧化碳的化学性质：可燃性（2CO+O₂=点燃=2CO₂，蓝色火焰）；毒性（极易与血红蛋白结合，使其丧失输氧能力，导致缺氧）；还原性（CO+CuO=加热=Cu+CO₂，实验时需进行尾气处理，点燃或用气球收集，防止污染空气）。一氧化碳的还原性在冶金工业中有重要应用，如高炉炼铁：3CO+Fe₂O₃=高温=2Fe+3CO₂。【易错警示】除去二氧化碳中少量的一氧化碳，不能通过点燃的方法，因为二氧化碳不支持燃烧，少量一氧化碳无法被点燃，应通过灼热的氧化铜。三、自然界的水（一）水的组成与净化水的电解实验证明了水是由氢元素和氧元素组成的。【非常重要】实验现象：正极产生氧气，负极产生氢气，体积比（氧气：氢气）为1：2。可简记为“正氧负氢，氢二氧一”。反应的化学方程式：2H₂O=通电=2H₂↑+O₂↑。实验时在水中加入少量稀硫酸或氢氧化钠溶液，是为了增强水的导电性。水的净化方法包括沉淀、过滤、吸附、蒸馏等，其净化程度由低到高。【高频考点】过滤操作是分离不溶性固体与液体的一种方法，操作要点可概括为“一贴、二低、三靠”。“一贴”指滤纸紧贴漏斗内壁；“二低”指滤纸边缘低于漏斗口，液面低于滤纸边缘；“三靠”指烧杯口紧靠玻璃棒，玻璃棒轻靠三层滤纸一侧，漏斗末端紧靠烧杯内壁。活性炭吸附能除去水中的色素和异味，属于物理变化。蒸馏是净化程度最高的方法，得到的是蒸馏水，属于纯水。（二）物质分类与化学式根据组成物质的种类多少，可将物质分为纯净物和混合物。【基础】纯净物由一种物质组成，有固定的组成和性质；混合物由两种或多种物质混合而成，没有固定的组成和性质。根据纯净物的元素组成，又可将其分为单质和化合物。【重要】单质是由同种元素组成的纯净物，如氧气、铁粉；化合物是由不同种元素组成的纯净物，如水、二氧化碳。由两种元素组成的化合物中，其中一种元素是氧元素的叫做氧化物，如氧化镁、水。化学式是用元素符号和数字表示物质组成的式子。【基础】化学式的意义：宏观上表示一种物质，表示该物质的元素组成；微观上表示该物质的一个分子（若由分子构成），表示一个分子的原子构成。【高频考点】化合价是元素在形成化合物时表现出来的一种性质，有口诀帮助记忆。根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零的原则，可以推求实际存在于化合物中元素的化合价或书写化合物的化学式。【易错警示】在书写化学式时，金属左非金属右，氧化物中氧在后。（三）化学式与化合价化合价是学习化学的重要工具，是书写化学式和判断化学式正误的依据。【基础】常见元素及原子团的化合价需要熟记，例如：钾钠氢银正一价，钙镁钡锌正二价；氟氯溴碘负一价，氧通常负二价；单质中元素化合价为零。原子团如氢氧根（OH⁻）负一价，硝酸根（NO₃⁻）负一价，硫酸根（SO₄²⁻）负二价，碳酸根（CO₃²⁻）负二价，铵根（NH₄⁺）正一价。【难点】根据化合价书写化学式遵循“正价在前，负价在后，标价交叉，约简复查”的原则。例如，已知铝为+3价，氧为2价，则氧化铝的化学式为Al₂O₃。根据化学式求某元素的化合价，是建立在化合物中元素正负化合价代数和为零的基础上。例如，求H₂SO₄中S的化合价，设S为x，则有(+1)×2+x+(2)×4=0，解得x=+6。四、溶液（一）溶液的形成与特征一种或几种物质分散到另一种物质里，形成均一的、稳定的混合物，叫做溶液。【基础】溶液的基本特征是均一性、稳定性，属于混合物。溶液由溶质和溶剂组成。被溶解的物质叫溶质，可以是固体、液体或气体；能溶解其他物质的物质叫溶剂，水是最常见的溶剂。溶解过程通常伴随着热量的变化，如氢氧化钠、浓硫酸溶于水放热，硝酸铵溶于水吸热，氯化钠溶于水温度几乎不变。【重要】乳浊液是不溶性小液滴分散到液体里形成的混合物，如牛奶。洗涤剂去除油污是利用了乳化作用，将大油滴分散成无数小液滴，随水流走，不同于汽油去油污的溶解过程。（二）溶解度与溶解度曲线在一定温度下，向一定量溶剂里加入某种溶质，当溶质不能继续溶解时，所得到的溶液叫做这种溶质的饱和溶液；还能继续溶解的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。【重要】饱和溶液与不饱和溶液的转化，对于大多数溶解度随温度升高而增大的物质（如硝酸钾），可通过改变温度、增减溶质或溶剂来实现。固体的溶解度表示在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。【难点】理解溶解度概念必须抓住四个要素：一定温度、100g溶剂、饱和状态、溶质质量（单位是克）。影响溶解度的内因是溶质和溶剂的性质，外因是温度。气体的溶解度随温度升高而减小，随压强增大而增大。溶解度曲线是中考的必考内容。【高频考点】它能直观表示：①不同物质在同一温度下的溶解度大小；②同种物质在不同温度下的溶解度变化趋势；③物质溶解度受温度影响的程度（曲线“陡峭”还是“平缓”）；④确定混合物分离、提纯的方法（如降温结晶或蒸发结晶）；⑤比较不同物质饱和溶液溶质质量分数的大小。点、线、面的含义需透彻理解。【易错警示】比较两种物质溶解度大小时，必须指明“在相同温度下”。（三）溶质质量分数与配制溶质的质量分数是溶液中溶质质量与溶液质量之比，可用公式表示为：溶质的质量分数=(溶质质量/溶液质量)×100%。【非常重要】这是一个重要的定量关系，常用于生产、生活中的计算。进行溶质质量分数的简单计算，是中考的常规考点。溶液稀释或浓缩的计算依据是稀释前后溶质的质量不变。配制一定溶质质量分数的溶液是中考必考的实验技能。【非常重要】步骤一般包括：计算（计算所需溶质和溶剂的量）、称量（用托盘天平称取固体溶质质量，或用量筒量取液体溶质或溶剂）、溶解（在烧杯中进行，用玻璃棒搅拌以加速溶解）、装瓶贴标签。若用浓溶液配制稀溶液（如用浓硫酸配制稀硫酸），步骤则为计算、量取、混匀。在操作中，量筒量取液体时的读数方法、托盘天平的使用、玻璃棒的作用等都是考查重点。【易错警示】若称量固体时药品和砝码放反了（且使用了游码），会导致称量的溶质质量偏小，使配制的溶液溶质质量分数偏小。量取水时仰视读数，会导致量取的水偏多，使配制的溶液溶质质量分数偏小；俯视读数则会导致溶质质量分数偏大。五、常见的酸和碱（一）酸碱指示剂与溶液的酸碱度酸碱指示剂（如紫色石蕊试液、无色酚酞试液）能与酸或碱溶液作用而显示不同的颜色，从而指示溶液的酸碱性。【基础】石蕊试液遇酸变红，遇碱变蓝；酚酞试液遇酸不变色，遇碱变红。注意，酸碱指示剂变色的是指示剂本身，而非酸性或碱性溶液。溶液的酸碱性强弱程度即酸碱度，常用pH表示，范围通常在0～14之间。【重要】pH<7，溶液显酸性；pH=7，溶液显中性；pH>7，溶液显碱性。测定pH最简便的方法是使用pH试纸。用pH试纸测定溶液pH时，正确的操作是：用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，然后将试纸显示的颜色与标准比色卡对比，读出pH。【易错警示】不能将pH试纸直接伸入待测液中，以免污染试剂；也不能先用蒸馏水润湿pH试纸，否则会稀释待测液，导致测得的酸性溶液pH偏大，碱性溶液pH偏小。（二）常见的酸盐酸和硫酸是两种重要的酸。【高频考点】盐酸（HCl的水溶液）的物理性质：纯净的浓盐酸是无色有刺激性气味的液体，易挥发，打开瓶塞瓶口会出现白雾（挥发出的HCl气体与空气中水蒸气结合形成的盐酸小液滴）。硫酸（H₂SO₄）的物理性质：浓硫酸是无色、粘稠、油状液体，不易挥发，具有吸水性（可作干燥剂）、脱水性（使物质炭化）和强腐蚀性。浓硫酸的稀释是重点操作，必须将浓硫酸沿器壁缓缓注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，切不可将水倒入浓硫酸中，因为水的密度较小，浮在浓硫酸上面，溶解时放出的大量热会使水立刻沸腾，导致酸液飞溅伤人。【非常重要】酸的化学通性主要由H⁺体现。【难点】①与酸碱指示剂作用；②与活泼金属反应，生成盐和氢气（如Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑，溶液由无色变为浅绿色）；③与金属氧化物反应，生成盐和水（如CuO+H₂SO₄=CuSO₄+H₂O，黑色粉末溶解，溶液变为蓝色），该反应常用于除锈；④与碱发生中和反应，生成盐和水；⑤与某些盐反应，生成新盐和新酸。（三）常见的碱氢氧化钠（NaOH）和氢氧化钙[Ca(OH)₂]是两种重要的碱。【高频考点】氢氧化钠俗称烧碱、火碱、苛性钠，是白色固体，极易溶于水，溶解时放出大量的热，有强腐蚀性。在空气中易吸收水分而潮解，因此可作某些气体的干燥剂；还能与空气中的二氧化碳反应而变质，生成碳酸钠，因此需密封保存。氢氧化钙俗称熟石灰、消石灰，是白色粉末状固体，微溶于水，其水溶液俗称石灰水，有腐蚀性。氢氧化钙可由生石灰（CaO）与水反应制得：CaO+H₂O=Ca(OH)₂，该反应放出大量热。碱的化学通性主要由OH⁻体现。【难点】①与酸碱指示剂作用；②与非金属氧化物反应，生成盐和水。这是碱与非金属氧化物反应的规律，如氢氧化钠吸收二氧化碳：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O（无明显现象，但需注意密封保存的原因）；氢氧化钙与二氧化碳反应：Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O（用于检验二氧化碳）。③与酸发生中和反应；④与某些盐反应，生成新盐和新碱。六、中和反应与盐（一）中和反应酸与碱作用生成盐和水的反应，叫做中和反应。【非常重要】中和反应的实质是酸溶液中的H⁺和碱溶液中的OH⁻结合生成水分子（H⁺+OH⁻=H₂O）。中和反应是复分解反应的一种特殊形式。中和反应在日常生活和工农业生产中有广泛应用，例如：用熟石灰改良酸性土壤；用氢氧化铝或氢氧化镁治疗胃酸过多；用碱性的洗发剂和酸性的护发素护理头发；处理工厂的酸性或碱性废水等。【高频考点】（二）盐的化学性质与复分解反应盐是由金属离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物。盐的化学性质主要包括：盐与金属反应（如Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu），盐与酸反应（如AgNO₃+HCl=AgCl↓+HNO₃），盐与碱反应（如Na₂CO₃+Ca(OH)₂=CaCO₃↓+2NaOH），盐与盐反应（如NaCl+AgNO₃=AgCl↓+NaNO₃）。【难点】这些反应都属于复分解反应。复分解反应是由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应。复分解反应发生的条件：生成物中如果有沉淀、气体或水三者之一，反应才能发生。【非常重要】这是判断酸、碱、盐之间能否发生反应的关键。常见的盐及其用途：【基础】氯化钠（NaCl），俗称食盐，是重要的调味品，医疗上配制生理盐水，农业上选种，工业上可作原料制取碳酸钠、氢氧化钠、氯气和盐酸等。碳酸钠（Na₂CO₃），俗称纯碱、苏打，用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产等。碳酸氢钠（NaHCO₃），俗称小苏打，是发酵粉的主要成分之一，也可用于治疗胃酸过多。碳酸钙（CaCO₃），是大理石、石灰石的主要成分，可用作补钙剂，实验室用于制取二氧化碳。（三）化学肥料以化学和物理方法制成的含农作物生长所需营养元素的化学肥料，简称化肥。【基础】对提高农作物的产量具有重要作用。主要化肥种类：氮肥（含有氮元素，如尿素CO(NH₂)₂、氨水、铵盐等），能促使植物茎叶生长茂盛，叶色浓绿；磷肥（含有磷元素，如磷矿粉、过磷酸钙等），能促进作物根系发达，增强抗旱抗寒能力，还能促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满；钾肥（含有钾元素，如硫酸钾、氯化钾等），能保证各种代谢过程顺利进行，促进植物生长，增强抗病虫害和抗倒伏能力；复合肥（含有两种或两种以上营养元素，如硝酸钾、磷酸二氢铵等）。【重要】化肥的简单鉴别方法：看外观、闻气味、观察溶解性及与碱（如熟石灰）混合研磨能否产生氨味（用于鉴别铵态氮肥）。七、化学与生活（一）人类重要的营养物质人类为了维持生命和健康，必须从食物中摄取六大类营养物质：蛋白质、糖类、油脂、维生素、无机盐和水。【非常重要】蛋白质是构成细胞的基本物质，是机体生长及修补受损组织的主要原料。糖类和油脂都能为机体提供能量。维生素可以调节新陈代谢、预防疾病、维持身体健康，缺乏维生素A会引起夜盲症，缺乏维生素C会引起坏血病。【高频考点】几类营养物质的食物来源和在人体内的作用需要了解。例如，蛋白质主要来自肉、蛋、奶、大豆等；糖类主要来自米、面、薯类等；油脂主要来自动、植物油脂；维生素主要来自水果、蔬菜等。（二）化学元素与人体健康人体由50多种元素组成，其中含量超过0.01%的称为常量元素，如钙、钠、钾等；含量在0.01%以下的称为微量元素，如铁、锌、硒、碘、氟等。【重要】这些化学元素对