物質轉化和材料利用知識點整理

1、物質轉化與材料利用1 分類方法分類法就是根據(jù)事物的特點把事物分別歸類。 分類時需要依據(jù)一定的標準， 根據(jù)不同的標準可以把事物分為不同的類別。 如： 以對氯化鈉、硫酸、氧氣、醋酸、氯氣、氧化鎂、高錳酸鉀進行分類為例：（1） 按顏色分類：氣態(tài)：氧氣、氯氣無色：氯化鈉、硫酸、氧氣、醋酸液態(tài)：硫酸、醋酸白色：氧化鎂固態(tài)：氯化鈉、氧化鎂、高錳酸鉀黃綠色：氯氣 紫紅色：高錳酸鉀（2） 按狀態(tài)分類： 此外對物質還可按照溶解性、導電性等不同的標準進行分類。2 物質按組成的分類氧化物 ：由兩種元素組成，其中一種是氧元素的化合物，成為氧化物。 無機化合物 ： 為無機化合物 有機化合物 ：1）2）由除碳外的其他元素

2、組成的化合物。 CO、 CO2、碳酸、指含碳的化合物（碳的氧化物、碳酸、碳酸鹽除外）氧化物分為金屬氧化物和非金屬氧化物。碳酸鹽的結構和性質跟無機化合物相似，也被列3）金屬單質 非金屬稀有氣體有機化合物化合物化合物 無機化合物 酸 堿 鹽氧化物 金屬氧化物非金屬氧化物混合物3 金屬與非金屬物理特性的比較物理 性質金屬非金屬狀態(tài)在常溫下，除 汞是液體 外，其余都是固體在常溫下，有些是氣體，個別是液體，有些是固體密度差異較大，在 0.54g · cm-3 （鋰）至 19.3g ·cm-3 （金）之間差異很大，氣體密度很小。如氫氣是最輕的氣體，碲的密度為6.25g · c

3、m-3 ，是非金屬中最大的光澤大多數(shù)有銀白色金屬光澤， 少數(shù)有特殊顏色 （如 金呈黃色，銅呈紫紅色）大多數(shù)固體為灰黑色（磷為白色或暗紅色） ，少數(shù)氣體有顏色（如氯氣為黃綠色），很多氣體為無色熔點差異很大，如汞熔點為 -38.9 ，鎢的熔點為3410一般較低，但金剛石、石墨的熔點很高導電、導 熱性具有良好的導電、導熱能力除石墨易導電，硅、硒是半導體外，其他的不易導電延展性一般具有良好的延展性一般沒有延展性人們常根據(jù)金屬的一般屬性和每種金屬的獨特性質，如密度、外表、價格等來選擇使用金屬。如金具有光澤好、化學性質穩(wěn) 定等特點，可做金飾品；銅的導電性好，可用做導線。4 分類的主要原則（ 1） 每一次分

4、類必須按同一個標準進行，如果分類不依據(jù)統(tǒng)一的標準，容易犯分類重疊或分類過寬的錯誤，尤其是在連續(xù) 分類的過程中，如果不遵守這一規(guī)則，將會使分類陷入混亂之中。（ 2） 分類的子項應當互不相容，把母項分為若干個子項，各子項必須有全異關系，不允許出現(xiàn)交叉或從屬關系。（ 3） 各子項之和必須等于母項。如將單質劃分為金屬單質和非金屬單質兩類就錯了，因為單質還有稀有氣體單質。 5 物質的鑒別（）物質的鑒別是根據(jù)幾種物質的不同特性，區(qū)別它們各是什么物質。物質鑒別的方法有物理方法和化學方法。（1） 物理方法：物質的 顏色、狀態(tài)、氣味、（廚房用品）味道、溶解性 等均可作為物質的鑒別依據(jù)。（2） 化學方法 ：根據(jù)物

5、質的特征、化學性質對物質進行鑒別的方法。如 氧氣能使帶火星的木條復燃，碳酸鹽與鹽酸反應產(chǎn) 生能使澄清石灰水變渾濁的氣體， Cl-與 AgNO3 反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 等。（ 3） 蔗糖、實驗、冰醋酸、無水硫酸銅粉末、色拉油、高錳酸鉀、碳酸鈉溶液的鑒別步驟示例： 首先觀察物質的顏色，紫紅色的固體是高錳酸鉀，亮黃色的液體是色拉油。另外有三種固體和兩種無色液體。 取三種固體各一匙，分別倒入燒杯中，每只燒杯里倒入 20ml 水，攪拌，出現(xiàn)藍色溶液的，原固體是無水硫酸銅。 分別取另兩種固體于蒸發(fā)皿中加熱，易熔化的是蔗糖，不易熔化的是食鹽（可用化學方法鑒別蔗糖溶液和NaCl 溶液）。 取兩種無色

6、液體 1mL-2mL于試管中，加入少量稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生的是碳酸鈉溶液，無明顯現(xiàn)象的是冰醋酸。6 非金屬單質與其化合物的轉化非金屬單質與氧氣反應點燃S O2 SO2 （硫磺是一種淡黃色粉末，在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰，在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，產(chǎn)生有刺激性氣 味的氣味）點燃C O2CO2點燃4P 5O2 2P2O5（白色固體 ）放電N2 O22NO放電2NO O2 2NO2非金屬單質在一定條件下可以轉化為相應的化合物。 非金屬氧化物與水反應CO2 H2OH 2CO3H 2CO3CO2H 2OSO2 H2OH 2SO3 （形成酸雨的原因 ）SO3 H2OH 2SO43NO2 H 2O2

7、HNO3 NO金屬單質與其化合物的轉化（ 1） 金屬與非金屬的反應點燃SO2、CO2、 SO3與水化合生成 H2SO3、 H2CO3、H2SO4， SO2 、 CO2 、 SO3分別叫做 H2SO3、 H2CO3、H2SO4的酸酐。2Mg O22MgO（耀眼白光 ）點燃3Fe 2O2Fe3O4 （火星四射 ）生成黑色固體） 生成相應的鹽：Fe S FeS（鐵粉與硫粉混合點燃后即可反應，放出大量的熱， 金屬單質和非金屬單質在一定條件下可以相互反應， 點燃2Fe 3Cl2 2 FeCl3點燃2）Cu Cl2CuCl2金屬與化合物反應點燃2Mg CO22MgO C高溫8Al 3Fe3O49Fe 4A

8、l2O3（ 3） 金屬氧化物與水的反應CaO H2OCa（OH ） 2（放出大量的熱 ）Na2O H 2O2NaOHK2O H2O2KOHBaO H2OBa（OH ） 2活潑金屬的氧化物與水反應生成相應的堿。 MgO、FeO、Fe2O3、 CuO等氧化物不溶于水，也不與水反應 8 金屬的冶煉金屬氧化物與還原劑（ C、CO、H2等）在高溫下反應，還原劑奪取金屬氧化物中的氧，使其還原成金屬單質。高溫1） C 2CuO 2Cu CO2高溫C CO22COCO CuO Cu CO2（2） H2 CuO Cu H2O（盛放 CuO的試管口略向下傾斜；防止生成的水流入試管底部，使試管炸裂；先通H2，再加熱

9、，防止氫氣與空氣混合加熱時發(fā)生爆炸；實驗停止后，繼續(xù)通 H2，直至試管冷卻，防止灼熱的銅被空氣中的氧氣氧化成CuO）9 物質轉化的規(guī)律 單質、氧化物、酸、堿、鹽之間的相互關系歷來是中考的重點。將它們的知識網(wǎng)絡化、熟練掌握尤為重要。對其進行總結歸納的方法多種多樣。圖中每一條線都表示各種物質間的相互關系。從一種物質出發(fā)就是這種物質的主要性質，箭頭的指向就是這種物質的制備 圖中橫向表明了不同類物質間的相互轉化關系，這些反應都生成鹽這類共同產(chǎn)物，由此可得出十種生成鹽的方法：金屬 非金屬 無氧酸鹽堿性氧化物 酸性氧化物 含氧酸鹽金屬 酸鹽 氫氣金屬 鹽新鹽 新金屬酸性氧化物 堿 鹽 水堿性氧化物 酸 鹽

10、 水酸 堿 鹽 水酸 鹽 新酸 新鹽堿 鹽 新堿 新鹽鹽 鹽 新鹽 新鹽圖中縱向表明了由單質到鹽的轉化關系，如：NaNa2ONaOHNaClCOCO2H 2CO3Na2CO310物質的鑒別（）解答物質的鑒別（或檢驗）問題，尤其是實驗設計時，要按“取樣- 操作-步驟- 結論”的順序進行敘述常見離子的檢驗方法及現(xiàn)象物質檢驗試劑反應現(xiàn)象結論或化學方程式酸（ H ）紫色石蕊試液紫色石蕊試液 變成紅色加入鋅粒產(chǎn)生大量氣泡， 生成的氣體能 燃燒Zn H 2SO4ZnSO4 H 2點燃2H 2 O22H 2O堿（ OH ）無色酚酞試液無色酚酞試液 變成紅色鹽酸及可溶 性鹽酸鹽 （即 Cl 的 檢驗）AgNO

11、3 和稀HNO3白色沉淀AgNO3 HClAgCl HNO3硫酸及可溶 性硫酸鹽（即 SO42 的檢驗）BaCl2 或Ba(OH )2或Ba( NO3)2 溶 液和稀 HNO3白色沉淀H 2SO4 BaCl 2BaSO42HCl碳酸鹽（即CO32 的檢 驗）稀鹽酸產(chǎn)生大量的氣 泡，生成的氣體無刺激性氣味CaCO3 2HClCaCl 2 H 2O CO2可溶性銅鹽（ Cu2 ）氫氧化鈉溶液藍色沉淀CuSO4 2NaOHCu(OH )2Na2SO4可溶性鐵鹽（ Fe3 ）氫氧化鈉溶液紅褐色沉淀FeCl 3 3NaOHFe(OH )3 3NaCl 注意 可溶性堿是常用的試劑。如 Ba（OH ）2中的

12、 OH 能使多種陽離子（如 Fe3 、Cu2 、 Mg2 等）產(chǎn)生不同顏色的沉淀，并 能使 NH 4 產(chǎn)生氣體； Ba2 能使CO32 、 SO42 產(chǎn)生不同性質的沉淀，在鑒別、鑒定、推斷中成為較為理想的試劑。碳酸鹽和酸 反應產(chǎn)生氣體這一特性也常是推斷的“關鍵” 。11 有關純度問題的計算（ 1） 純凈物質量 =混合物質量×純度（ 2） 某純凈物中組成元素的質量分數(shù) =某物質元素的質量 100% 純凈物質量（3） 混合物質量 = 純凈物質量純度12 金屬材料（ 1） 合金 合金是一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合形成的具有金屬特性的物質。 合金可以為金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物。

13、 合金是幾種成分熔合在一起，而不是像鋁粉、鐵粉簡單地混合在一起。 合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，合金的用途更加廣泛。 鋼是由碳和鐵等元素形成的合金，質地堅硬，有彈性和延展性，機械性能好。（ 2） 鐵的銹蝕及防護措施 鐵的銹蝕條件。純凈的鐵在干燥的空氣中是穩(wěn)定的，鐵在無氧條件下即便是與水接觸也不易生銹。鐵生銹的條件是鐵與 氧氣和水等物質相互作用。鐵銹的主要成分是 Fe2O3。 防止鐵生銹的方法：根據(jù)鐵的銹蝕條件不難推斷防止鐵生銹的方法是使鐵制品隔絕空氣或隔絕水。鋼鐵保持鐵制品表面干燥和 潔凈a.刷油漆防銹 在鐵制品表面涂一層保護膜b.涂油c.電鍍d.烤藍 改變鐵的組成結構，制 成合金鋼，

14、如不銹鋼 方法（ 3） 廢棄金屬對環(huán)境的影響 污染源：含有鎘、銅、鎳、鉛等有毒金屬陽離子的工業(yè)廢水。 危害：污染土壤和地下水源，危害生態(tài)環(huán)境。 防護措施：分類回收金屬（普遍回收的金屬包括：鋁、鉛、鐵、銅、錫、鋅、銀、金等） ，進行循環(huán)再生，對工業(yè)廢水通 過篩選、過濾、藥劑清洗、沉淀和水洗等方法進行重金屬除污。13 無機非金屬材料（ 1） 水泥 生產(chǎn)原料：石灰石、黏土和其他材料。 生產(chǎn)過程：將原料按一定比例混合，磨細成生料，在爐中燒至部分熔化，冷卻成塊狀熟料，再加入適量石膏磨成細粉， 即得普通水泥。 重要性質：水泥具有水硬性，而且在水中也可硬化，貯存時應注意防水。 主要用途：制成水泥砂漿、混凝土

15、等建筑材料。 人們已發(fā)明了許多新式水泥：如礬土水泥、礦渣水泥、膨化水泥等。（ 2） 玻璃 生產(chǎn)原料：石英砂、純堿和石灰石。 生產(chǎn)過程：把原料粉碎， 按適當比例混合放入玻璃窯中加強熱熔化， 冷卻后即得普通玻璃 （即配料、 熔化、 成型、退火） 主要成分：普通玻璃是 Na2SiO3、CaSiO3和 SiO2熔化在一起所得到的混合物。 重要性質：玻璃在常溫下雖呈固態(tài)，但不是晶體，沒有固定的熔沸點，受熱時只能慢慢軟化。 普通玻璃種加入一些金屬化合物，可得到有色玻璃。（ 3） 陶瓷 生產(chǎn)原料：粘土等（含硅酸鹽） 。 陶瓷種類：土器、陶器、 瓷器。 生成過程：混合成型干燥燒結冷卻。 優(yōu)良性能：耐水、耐酸堿

16、、抗氧化、耐高溫、絕緣性好、易加工成型等。14 有機合成材料（ 1） 有機高分子材料用有機高分子化合物制成的材料就是有機高分子材料。分為兩類： 天然有機高分子材料：棉花、羊毛、天然橡膠等。 合成有機高分子材料：塑料、合成纖維、合成橡膠等，簡稱有機合成材料。（ 2） 塑料 熱塑性和熱固性：某些塑料加熱時熔化，冷卻后變成固體，再次加熱后又可熔化，因而具有熱塑性。某些塑料一經(jīng)加工 成型后就不會再受熱熔化，因而具有熱固性，如電木。 塑料的特性 大多數(shù)塑料質輕，化學穩(wěn)定性好，不易銹蝕，具有較好的透明性和耐磨性；絕緣性好，導熱性低；一般成型性、著色性 好，加工成本低。 塑料的廣泛應用 塑料具有廣泛的應用，

17、按不同塑料的使用特性，通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。15 廢棄塑料對環(huán)境的影響（ 1） “白色污染”的產(chǎn)生白色污染即指塑料廢棄物給環(huán)境帶來的污染。日常生活中人們使用的塑料購物袋、塑料食品包裝、聚苯乙烯一次性泡沫快餐 飯盒，還有農(nóng)村大量使用的農(nóng)用地膜等，這些塑料以軟塑料為主，它們使用后被廢棄在環(huán)境中很難降解，長期堆積后會破壞 土壤結構，污染地下水，危害海洋生物的生存。而且如果焚燒含氯塑料會產(chǎn)生有毒的氯化氫氣體，從而對空氣造成污染。（ 2） “白色污染”的危害 破壞土壤結構，影響耕地質量和土壤的透氣性、透水性； 造成化學污染； 影響農(nóng)作物對水分、養(yǎng)分的吸收，抑制農(nóng)作物的生長發(fā)育； 對

18、牲畜有害。牲畜吃了帶有地膜的飼料后，會引發(fā)消化道疾病，甚至死亡。（ 3） 消除“白色污染”的措施消除“白色污染”需要全社會的關心和參與，要解決“白色污染”應該從以下幾個方面著手： 減少使用不必要的塑料制品，如用布袋代替塑料袋等； 重復使用某些塑料制品，如塑料袋、塑料盒等； 使用一些新型的、可降解的塑料，如微生物降解塑料和光解塑料等； 回收各種廢棄塑料。16 材料的發(fā)展史（ 1） 舊石器時代：原始人利用石頭制石斧、石刀、石箭，用獸骨、魚刺制骨針。（ 2） 新石器時代：創(chuàng)造和使用陶器。（ 3） 青銅器時代：商朝時期制造出青銅器和青銅武器。（ 4） 鐵器時代：春秋戰(zhàn)國時期，開始冶鐵和煉鋼。（ 5）

19、新材料時代：人們有目的地改進材料的性能。人們利用金屬的歷史與 金屬的活動性和金屬冶煉的水平 有關。17 新型材料（ 1） 材料發(fā)展史舊石器時代新石器時代銅器時代青銅器時代鐵器時代新材料時代（ 2） 新型材料新型材料是指新出現(xiàn)或正在發(fā)展中的、具有優(yōu)異特性和功能并能滿足技術進步所需的材料。新材料主要包括以下幾種：光電子信息材料樹脂基復合材料、金屬 基復合材料先進復合材料陶瓷基復合材料、碳纖 維復合材料新型材料 超級陶瓷材料 納米陶瓷新型金屬材料 記憶合金、鋁合金、金 屬玻璃導電塑料做成的塑料電 池新型高分子材料人工器官、可降解材料 、高吸水性高分子納米材料：納米材料是指由粒徑 1nm-100nm之間的粒子組成的材料。將宏觀物體細分成納米粒子后，它將有顯著的不同。納 米材料與普通材料相比，在機械強度、磁、光、聲、熱等方面都有很大的不同。1nm=10-9 m。18 材料制造與環(huán)境保護 在材料制造的過程中，為了減少或消除污染，需要探尋無污染或低排放的“綠色”新工藝，需要探索污染物的防治、轉化和 綜合利用的途徑，還要努力提高原料的利用率，增加產(chǎn)品的質量，從根本上降低生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。例如：煉鋼的棕色煙氣：氧化鐵塵粒和高濃度的 CO?；厥昭趸F塵粒用來煉鋼，回收 CO可做化