华师大9年级科学上册【高清教材】.pdf

华东师范大学出版社华东师范大学出版社主编袁运开副主编刘炳升钱振华王顺义科学KEXUE九年级上册义务教育教科书主编袁运开副主编刘炳钱振华王顺义华东师范大学出版社图书在版编目（CIP）数据 安全伴我行：湖南版.小学三年级.上/安全伴我行编写组编著.上海：华东师范大学出版社，2011.7 ISBN 978-7-5617-8794-6.安.安.安全教育小学课外读物.G624.103中国版本图书馆 CIP 数据核字（2011）第 138108 号主 编 袁运开责任编辑 刘万红封面设计 卢晓红出 版 华东师范大学出版社社 址 上海市中山北路3663号 邮编200062网 址 电 话 021-60821666 行政传真021-62572105客服电话 021-62865537 门市（邮购）电话 021-62869887地 址 上海市中山北路3663号华东师范大学校内先锋路口网 店http:/重 印 浙江省出版总社发 行 浙江省新华书店印 刷 者浙江开源印务有限公司开本7871092 16开印张11.25字数189千字版次2014年6月第一版印次2015年6月第二次书号ISBN978-7-5675-0755-5/G6504定价10.45元出 版 人 王 焰（如发现本版图书有印订质量问题，请与本承印公司联系，电话：0574-87638192）科学九年级 上册义务教育教科书致同学们同学们：欢迎你们学习科学，走近科学。什么是科学？科学神秘吗？科学要研究和解决的问题与人类认识自然、利用自然、保护自然和发展自身有怎样的关系？通过学习你们将会有所感悟。在这套教材里将要学习的有关生命科学、物质科学和地球与空间科学领域的知识，只是一个初步的基础，你们更要重视科学知识的产生过程和科学方法的训练，逐步养成进行科学探究的习惯；注意科学态度、创新精神与实践能力的培养，了解科学知识在生产实际中的应用以及科学知识的社会价值；要关注发生在周围的自然现象和社会现象，试着用学过的科学知识去分析解释它们，提出自己的看法并以科学的态度对待。这些方面对你们今后的工作和学习将有深远的意义。本册内容的主线是物质与能量。物质与能量是两个重要的科学概念，所以我们进入九年级之后要进一步学习这两方面的内容，先学习常见的化学反应及一些基础的化学物质，如酸、碱、盐及有机物。关于能量过去只是初步了解，现在要求比较深入的了解各种能量形式的性质及其应用，最后我们还要学习能量守恒与转化定律。本教材的编写采用探究和叙述相结合的方式，精选大量生动形象的图片，创设探索学习的条件，开辟“活动”、“阅读”、“思考与讨论”、“视窗”、“科学技术社会环境”、“小资料”、“科学家小注”、“学生实验”、“探究课题”与“练习”等栏目，提供多种主动学习活动的形式，愿你们喜欢。爱因斯坦曾经说过：“人类的一切经验和感受中，以神秘感最为美妙；这是一切真正艺术创作及科学发明的灵感源泉。”祝愿你们在学习中始终保持对自然的神秘感，不断追求科学真理，并取得成功。编 者第1章 化学反应1化学方程式22 化合反应和分解反应73 用分解反应制取氧气104 根据化学方程式的简单计算12第2章 酸与碱1 生活中的酸和碱162 重要的酸213 重要的碱28第3章 金属与盐1 金属362 金属的活动性顺序453 常见的盐51第4章 有机物1 身边的有机物582 塑料、纤维和橡胶693 煤、石油和天然气78CONTENTS目 录目 录 1第5章 简单机械与功1 杠杆882 滑轮943 功与机械效率974 机械能104第6章 电能1 电能的获得和转化1112 电能的量度123第7章 内能1 物体的内能1372 比热容1453 热机1514 能量的转化与守恒158附录1 汉英词汇索引169附录2 部分酸碱盐的溶解性表（20）171附录3 元素周期表172后 记 1732 科 学第1章人类社会在很早以前就开始利用物质的化学变化来造福人类。从火的利用、陶器的烧制到青铜器的制造，从炼铁、合成胰岛素到设计化学反应，留下了人类探索化学反应的足迹。化学反应2 科 学1化学方程式化学方程式是描述物质化学变化的科学语言。质量守恒定律物质发生化学变化时，生成了新物质，参加反应的各物质的质量总和，与反应后生成的各物质的质量总和相比较，是增加，减少，还是相等呢？我们将通过以下两个活动进行探究。1.在底部铺有一薄层干燥细砂的锥形瓶中，放进一粒火柴头那样大小的白磷，用橡皮塞塞紧瓶口，把瓶子放在天平的左托盘上，在右托盘上加砝码并调节游码位置，使天平达到平衡。2.然后取下锥形瓶，加微热，使白磷燃烧。观察到瓶内出现了的现象，发生了变化。3.等锥形瓶冷却到室温后，再把它放回左托盘上，观察到天平的平衡（“发生变化”或“保持不变”）。这说明在化学反应前后，总质量（“发生变化”或“保持不变”）。活动图1.1.1 验证质量守恒定律实验第1章 化学反应 31.把盛有无色氢氧化钠溶液的短试管小心地放入盛有蓝色硫酸铜溶液的锥形瓶里，塞紧瓶塞。再把盛有短试管的锥形瓶放在天平的左托盘上，在右托盘上加砝码并调节游码位置，使天平达到平衡。2.然后拿起锥形瓶并使它倾斜，让短试管中的氢氧化钠溶液倒入硫酸铜溶液中，两种溶液接触后，观察到瓶内出现了的现象，发生了变化。3.再把锥形瓶放回左托盘上，观察到天平的平衡（“发生变化”或“保持不变”）。说明在化学反应前后，总质量（“发生变化”或“保持不变”）。活动思考与讨论1.当白磷在锥形瓶中燃烧时，如果不用橡皮塞塞紧瓶口，天平是否仍能保持平衡？为什么？2.蜡烛燃烧后质量变小，是否仍然符合质量守恒定律？如何解释？在上述活动中可以观察到，在发生化学反应后，天平两边都仍旧保持平衡，说明参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。这个规律已被无数的实验所证实。这个规律叫做质量守恒定律（lawoftheconservationofmass）。为了进一步从微观角度来认识质量守恒定律，请同学们一起完成下列活动。1.试画出氢气分子和氧气分子反应生成水分子的示意图。活动4 科 学图1.1.2 火箭中氢气和氧气的反应2.从上述示意图中，你发现在化学反应前，有原子和原子；在反应后，有原子和原子。所以说在化学反应前后，原子的种类（“发生变化”或“保持不变”）。3.从上述示意图中，你还可以发现在化学反应前后，各种原子的数目（“发生变化”或“保持不变”）。人们认识到，在化学反应前后，原子的种类保持不变，各种原子的数目保持不变，原子的质量也保持不变，只是原子进行了重新组合，所以化学反应前后各物质的质量总和必然相等。化学方程式氢气和氧气反应，生成水，用文字可以表示为：氢气 +氧气 点燃 水为了更准确地表示化学反应的变化过程，用化学方程式（chemicalequation）来表示化学反应（chemicalreaction）。氢气和氧气反应生成水，可以表示为：2 H2+O2=2 H2O点燃思考与讨论试比较上面两种表示化学反应的方法。为什么说化学方程式可以更准确地表示化学反应的变化过程？第1章 化学反应 5小资料不同国家的科学书中，关于氢气与氧气反应生成水的文字表达和化学方程式表达：中文氢气+氧气水2H2+O2=2H2O英文hydrogen+oxygenwater2H2+O2=2H2O日文酸素+水素水2H2+O2=2H2O为了能正确地书写化学方程式，我们要遵循以下两条原则:（1）化学方程式必须以客观事实为依据；（2）遵循质量守恒定律，反应前后各种原子的数目必须相等。下面以磷和氧气反应生成五氧化二磷为例，学习如何书写化学方程式。1.根据实验事实，把参加反应物质（简称为反应物）的化学式写在式子的左边，把生成物质（简称为生成物）的化学式写在式子的右边，中间加一个指向生成物的箭头。如果反应物或生成物不止一种，就分别用“+”号连接起来。P+O2 P2O52.在反应物和生成物的化学式前面配上适当的系数，使在箭头两边的每一种元素的原子的总数都相等。这个过程叫做化学方程式的配平。观察上面式子箭头左右，发现两边磷原子的数目和氧原子的数目都不相等，先选择氧原子进行分析，左边的氧原子数是2，右边的氧原子数是5，2和5的最小公倍数是10，在P2O5前面配上系数2，在O2前面配上系数5。P+5O2 2 P2O5再看磷原子，左边的磷原子数是1，右边的磷原子数是4。因此，要在P前面配上系数4，使两边的磷原子数变得相等。4P+5O2 2 P2O5经检查，式子两边每一种元素的原子总数都相等，那么化学方程式就配6 科 学平了。3.最后，把中间的箭头换成等号。在等号的上方或下方标明特定的反应条件，并在某些生成物化学式右边标明它们的状态。特定的反应条件包括：点燃、加热（可用“”号表示）、催化剂等。如果生成物中有气体，一般要在气体物质的化学式右边加注“”号；同样，如果是在溶液里的反应，生成物中有沉淀产生，一般要在沉淀物质的化学式右边加注“”号。如果反应物中有气体，气体生成物不需注“”号；如果反应物中有固体，固体生成物也不需加注“”号。磷和氧气反应生成五氧化二磷的化学方程式表示为：4P+5O2=2P2O5点燃1.配平下列化学方程式。（1）Cu+O2 CuO（2）N2+H2催化剂NH3（3）KClO3MnO2KCl+O2（4）CH4+O2点燃H2O+CO22.完成下列化学反应的化学方程式。（1）氧气和氢气点燃后生成水；（2）双氧水（H2O2）溶液在催化剂作用下分解成水和氧气。练习高温高压第1章 化学反应 72化合反应和分解反应化合反应和分解反应是化学反应的最基本类型。在生产、生活、科学研究中，人们接触和研究了许多化学反应。为了研究方便，人们将化学反应进行了分类。思考与讨论1.请写出下列反应的化学方程式：（1）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁（2）木炭在空气中燃烧生成二氧化碳（3）电解水产生氢气和氧气（4）过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生水和氧气2.在上述反应中，如果从反应物与生成物的数目变化来看，上述反应可以如何分类？化合反应在上述（1）、（2）两个反应中，两种或两种以上物质反应生成了一种物质，这样的反应称为化合反应（combinationreaction）。化合反应通常伴随着放热、发光等放出能量的现象。8 科 学将少量硫粉与铁粉混合后堆放在坩埚里或石棉网上，小心地加热，一旦反应发生，立即停止加热。观察现象。如何证明上述反应的产物硫化亚铁是不同于硫和铁的新物质？活动硫粉与铁粉混合加热图1.2.1 硫粉与铁粉反应1.每个小组从教师处领取下列物品：酒精灯、火柴、粗铜丝、砂纸。2.用砂纸将粗铜丝擦亮，再将光亮的铜丝置于酒精灯外焰加热片刻，观察铜丝表面有何变化。你所观察到的现象是：3.在上述实验中，铜与氧气生成了氧化铜，请写出该反应的化学方程式：你认为此反应属于化合反应吗？为什么？活动铜与氧气的化合反应我们在 科学（七年级）（下）中学习了氧气的性质，知道氧气可与许多金属或非金属反应，化合成氧化物，例如：碳在氧气中燃烧可生成二氧化碳。C+O2=CO2铁在空气中会生锈，铁锈的主要成分是氧化铁。4Fe+3O2=2Fe2O3由氧元素和另一种非金属元素组成的化合物称为非金属氧化物，如CO2、H2O等；由氧元素和一种金属元素组成的化合物称为金属氧化物，如Fe2O3、CuO等。点燃空气中缓慢氧化第1章 化学反应 9分解反应电解水产生氢气和氧气，过氧化氢在二氧化锰催化下生成氧气和水，像这样由一种物质生成两种或两种以上物质的反应，称为分解反应（decompositionreaction）。有些物质不稳定，容易分解；有些物质较稳定，分解反应通常需要提供一定的条件，如水分解需要耗费电能，过氧化氢分解需要催化剂等。碳酸氢钠（NaHCO3）是一种食品工业中常用的物质，俗称小苏打。它受热易发生分解反应。用实验的方法证明碳酸氢钠受热易分解，并对其分解产物做出初步判断。1.你们的实验方案是：2.你们所需的实验仪器和药品是：3.设计一个在实验中做观察记录的表格。4.从教师那里领取所需的仪器和药品，实施实验方案，并在实验过程中完善实验方案。5.小结实验成功或失败的原因并谈谈你从中学到了什么。活动碳酸氢钠分解反应的探究10 科 学3用分解反应制取氧气实验室中可用分解反应获得氧气。在实验室中获得氧气我们知道空气中含有氧气和氮气等物质，由于液态氧和氮的沸点是不同的，所以可以用空气冷冻分离法分离空气中的氧气和氮气。但液化空气需要很大的压强和很低的温度，这在一般实验室中是难以实现的。人们用分解某些物质如氯酸钾、高锰酸钾、过氧化氢等在实验室中制取氧气。下面的实验让我们学会用过氧化氢（俗称双氧水）制取氧气。学生实验实验目的1.初步学会用过氧化氢制取氧气。2.初步学会排水集气法的操作。3.通过对比实验了解催化剂的作用。4.初步形成乐于探究的精神。实验器材试管、带双孔塞的锥形瓶、分液漏斗、玻璃导管、橡皮管、集气瓶、玻片、水槽、过氧化氢溶液、二氧化锰、猪肝、木条、酒精灯。实验步骤1.取三支洁净的试管。（1）向第一支试管中加入少量过氧化氢溶液，你观察到的现象是；（2）向第二支试管中加入少量二氧化锰（MnO2）粉末，再加入少量过氧化氢溶液，你观察到实验室制取氧气第1章 化学反应 11的现象是；（3）向第三支试管中加入一小块猪肝，再加入少量过氧化氢溶液，你观察到的现象是。2.当上述第二和第三支试管加入有关物质后，在试管中伸入带火星的木条，可以观察到。推测从第二和第三支试管中放出的气体可能是，二氧化锰和猪肝的作用是。比较上述三种方法，其中更适合于在实验室制取氧气的方法是。3.装配实验装置如图1.3.1，进行气密性检查。在锥形瓶中加入少量黑色的二氧化锰粉末，塞紧瓶塞。把集气瓶装满水，盖上玻片，倒置在水槽中，取走玻片。再将分液漏斗中的过氧化氢水溶液缓缓地滴入锥形瓶中，当导气管口有均匀连续的气泡冒出时，将导气管口伸入瓶口，用排水法收集所产生的气体。当集气瓶中水全部被气体排出后，用玻片盖住瓶口后放置在桌上。我们再用带火星的木条伸入瓶中，可以观察到，证明该气体是。问题讨论1.如果在图1.3.1的装置中，不用分液漏斗，改用单孔塞和玻璃导管导出气体，是否仍可用于制取和收集氧气？但存在什么不足？2.如果利用固体氯酸钾分解制取氧气，使用的实验装置是否与图1.3.1相同？请你和同学、老师一起讨论，并设计分解氯酸钾的实验装置。图1.3.1 实验室制取氧气在上述实验中，过氧化氢分解产生了氧气和水，有关化学方程式如下所示。2H2O2=O2+2H2O反应中，二氧化锰和猪肝是催化剂（catalyst），它们都能加快（改变）过氧化氢的分解速度。上述实验中收集氧气的方法是排水法，排水法是一种常用的集气方法，适合于收集难溶或微溶于水的气体。我们还可以用二氧化锰作催化剂，加热分解氯酸钾制取氧气，有关化学方程式如下所示。2KClO3=2KCl+3O2催化剂催化剂12 科 学4根据化学方程式的简单计算研究物质的转化，不仅要知道在转化过程中原来的物质（反应物）变成了什么新的物质（生成物），还要知道由多少反应物可以产生多少生成物。我们不仅要知道燃烧甲烷会生成水和二氧化碳，而且要进一步了解如果燃烧一定质量的甲烷会生成多少质量的二氧化碳，会对环境产生什么影响。化学方程式是计算的基础，根据质量守恒定律配平的化学方程式，不仅表示什么物质参加反应，生成什么物质，还可以表示各反应物和生成物之间的质量比。燃烧甲烷生成水和二氧化碳的化学方程式为：CH4 +2O2=2H2O +CO212+14 2（162）2（12+16）12+162质量比 16 64 36 44就是说，每16份质量的甲烷和64份质量的氧气反应后，生成36份质量的水和44份质量的二氧化碳。点燃思考与讨论如何根据化学方程式得出各反应物和生成物之间的质量的比例关系？是不是等于各反应物和生成物的式量比？为什么？第1章 化学反应 13下面我们一起来用化学方程式中各物质之间的质量的比例关系，解决本节开始时提出的问题。【例题】如果燃烧3.00108 kg甲烷会生成多少千克二氧化碳？【分析】首先我们必须明确在反应物和生成物中，哪些是已知的，哪些是需要求得的。在本问题中，甲烷的质量是已知的，而二氧化碳的质量是需要求得的。【解】设3.00108 kg甲烷燃烧后可以产生质量为x的二氧化碳。CH4 +2O2=2H2O +CO216443.00108 kgx 16 3.00108kgx3.00108kg44168.25108 kg答：3.00108 kg甲烷燃烧后可以产生8.25108 kg二氧化碳。点燃思考与讨论根据上面的解题过程，与老师或同学一起讨论，共同小结根据化学方程式进行计算的一般步骤和方法。根据化学方程式进行计算的步骤和方法可以归纳如下：1.设未知量。2.写出有关的化学方程式。3.根据化学方程式写出有关物质的质量比和已知量、未知量。4.列比例式，求解。5.简明地写出答案。课堂练习：1.18g10的双氧水（H2O2）溶液最多能制取氧气多少克？2.实验室制取氢气的化学方程式为：H2SO4+Zn=ZnSO4+H2。如果需制取11.2L氢气，需要含锌80的粗锌多少克？（在该条件下，氢气的密度为0.0893g/L）得：44x=14 科 学1.电解9g水，可以获得多少克氢气和多少克氧气？2.若要在实验室制取3g氢气，需要含锌80%的粗锌多少克？3.实验室制取二氧化碳的化学方程式为：CaCO3+2HCl=H2O+CO2+CaCl2。150g碳酸钙与足量的盐酸反应，可生成二氧化碳多少升？消耗10%的盐酸多少克？（在该条件下，二氧化碳的密度为1.96g/L）练习思考与讨论通过课堂练习，请你小结在运用化学方程式进行计算时，还要注意哪些方面的问题，并和老师或同学交流。1.参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，这个规律叫做质量守恒定律。2.正确书写简单的化学方程式。3.两种或两种以上物质反应生成了一种物质，这样的反应称为化合反应；一种物质反应生成两种或两种以上物质，这样的反应称为分解反应。4.初步学会用分解反应制取氧气。5.初步学会用排水法收集气体。6.根据化学方程式完成简单的计算。本章学到了什么第2章 酸与碱 15第2章酸与碱是人们日常生活中常见的物质，也是科学研究和工农业生产中重要的化合物。学习酸与碱的有关知识可以帮助我们更好地认识周围的物质世界。酸与碱16 科 学1生活中的酸和碱醋是酸的，柠檬、山楂等水果也很酸；石灰水会“烧手”。原因在于它们中含有酸或碱。酸（acid）和碱（base）是两类与我们日常生活密切相关的化学物质。如：食醋中含有醋酸（CH3COOH），汽水等碳酸类饮料中含有碳酸（H2CO3），柠檬、柑橘、橙、菠萝等水果中含有柠檬酸。用以粉刷墙壁和防治病虫害的石灰水中含有一种叫做氢氧化钙Ca（OH）2的碱；氨水（NH3H2O）也是一种碱，它是常用的化肥和一些碱性清洁剂的重要成分。图2.1.1 含碱的清洁剂图2.1.2 含有酸的水果、饮料及调味品图2.1.3 树干上涂石灰水可防治病虫害1.去商店或超市观察各种物品，仔细阅读物品标签上的说明，找到尽可能多的含有酸或碱活动找一找生活中的酸和碱第2章 酸与碱 17测试溶液的酸碱性酸溶于水后，会生成酸性的溶液，且有酸的味道；碱溶于水后，会生成碱性的溶液，摸上去通常有滑腻感。早期的化学家曾用品尝和触摸的方法辨别酸和碱，不过这样做很不安全，结果也不一定准确。那么，用什么方法测试溶液的酸碱性呢？用酸碱指示剂（acid-baseindicator）。常用的酸碱指示剂有石蕊试液、酚酞试液、广泛pH试纸等。酸碱指示剂由一种或多种染料制成，在不同酸碱性的溶液中呈现不同的颜色。如：紫色石蕊试液遇酸溶液显红色，遇碱溶液显蓝色；无色酚酞试液遇酸溶液不变色，遇碱溶液显红色；广泛pH试纸在pH分别为1、3、5、7、9、11、13时显示的颜色恰好是彩虹的七色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。pH小于7的溶液为酸性，pH等于7的为中性，pH大于7的则为碱性。图2.1.4 pH试纸变色范围和一些物质的酸碱性活动的物品，并记录其所含酸或碱的名称。2.回忆你所接触过的酸和碱。3.与同学交流你的观察和回忆结果。柠檬生理盐水纯碱观察下图中pH试纸的颜色，指出哪些溶液是酸性的，哪些溶液是碱性的。不同物质水溶液的酸碱性18 科 学 食醋肥皂食品干燥剂图2.1.5 不同物质水溶液的酸碱性学生实验实验目的1.初步学会用石蕊试液、酚酞试液测试溶液酸碱性的方法。2.初步学会用广泛pH试纸测试溶液酸碱性的方法。实验器材广泛pH试纸，滴管，玻棒，点滴板，玻璃片，石蕊试液，酚酞试液，A、B、C三瓶无色溶液。实验步骤1.两个同学组成一个小组。每个小组从教师处获得上述实验器材。2.用洁净的滴管分别吸取A、B、C三种溶液，滴入23滴在点滴板的孔穴中，向其中分别加入石蕊试液和酚酞试液12滴。观察并记录溶液颜色的变化。加紫色石蕊试液加无色酚酞试液A溶液B溶液C溶液3.根据上述实验现象判断，在A、B、C三种溶液中，酸性的溶液是；碱性的溶液是。4.用洁净干燥的玻棒分别蘸取A、B、C三种未知溶液，点在玻璃片上的pH试纸的中间部分，把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，确定并记录A、B、C溶液的pH。A溶液pH为；B溶液pH为；C溶液pH为。A、B、C三种溶液中酸性最强的是。测试溶液的酸碱性图2.1.6 测试溶液的酸碱性第2章 酸与碱 19问题讨论通过以上实验，你知道石蕊试液、酚酞试液和广泛pH试纸在使用和功能方面有什么不同吗？视窗溶液酸碱性的重要意义了解溶液的酸碱性有重要的意义。如，测定雨水的pH可以了解空气污染的情况（通常将pH小于5.6的降水称为酸雨）；测定河水或湖水的pH可 以 了 解 其 是 否被污染（我国规定生活 饮 用 水pH标 准 为6.58.5）；化工生产中许多反应必须在一定pH的溶液里才能进行；人体不同器官内的液体保持不同的酸碱性，才能维持人体的健康生命活动（正常的血液pH为7.357.45，胃液为0.91.5，尿液为4.78.4）；农业生产中需要了解土壤的酸碱性来选择种植合适的作物（大多数作物适宜在中性土壤里生长，茶树却适宜在pH为5.05.5的酸性土壤里生长）。图2.1.7 茶园图2.1.8 测试土壤pH为了更精确地测定溶液的酸碱性，可以使用精密pH试纸、数字pH计或酸度计。图2.1.10 酸度计图2.1.9 数字pH计20 科 学1.某河水样品能使酚酞试液变成红色，该河水是酸性的还是碱性的？2.为了比较醋和橙汁的酸性强弱，应选用的酸碱指示剂是（）。A.石蕊试液B.酚酞试液C.广泛pH试纸3.小明的尿常规化验报告显示，其尿液的pH为3，你认为（）。A.这是正常值B.此值不正常，偏酸性C.此值不正常，偏碱性4.一些植物如紫卷心菜、紫萝卜、红萝卜、紫罗兰花等含有能起酸碱指示剂作用的色素，同学们可用来自制酸碱指示剂。取这些植物的有色部分洗净捣碎后，用少量水或酒精浸泡，所得浸出液便可能是一种酸碱指示剂。请你用上述方法自制一种酸碱指示剂，并通过实验说明它在酸性和碱性溶液中各显什么颜色。写出你的实验报告。练习图2.1.11 适合做酸碱指示剂的植物第2章 酸与碱 212重要的酸酸不仅使食物具有特殊的风味，酸更是重要的化工原料和产品，是化学实验中常用的试剂。盐酸和硫酸盐酸（hydrochloricacid）与石灰石作用可以制取二氧化碳，人的胃液中也含有盐酸；汽车用的铅蓄电池中含有硫酸（sulfuricacid）；酸雨中含有极少量的硫酸和硝酸。盐酸（HCl）、硫酸（H2SO4）和硝酸（HNO3）是化学实验室中最常见的三种酸，也是化学工业上人们常说的“三酸两碱”中的“三酸”。图2.2.1 铅蓄电池中用硫酸溶液作电解液图2.2.2 盐酸和硫酸的用途22 科 学1.实验台上有一瓶浓盐酸、一瓶浓硫酸和一瓶蒸馏水（浓酸有腐蚀性，实验时要特别小心，避免酸液沾在皮肤或衣物上）。2.想一想，哪些性质是物理性质，设计一个记录浓盐酸和浓硫酸物理性质的表格。3.通过观察和比较，发现浓盐酸和浓硫酸的物理性质，并记录在上述表格中。4.与其他小组同学交流实验结果，完善自己的实验记录。活动了解盐酸和硫酸的物理性质小资料化学实验中有时需要闻一些气体的气味，为了安全，不能用力猛吸，应该用手轻轻扇动，使少量的气体进入鼻腔即可。扇气入鼻闻气味的正确方法图2.2.3 闻气味的方法安全使用浓硫酸浓硫酸有强烈的腐蚀性。它能使纸张、木材、布料、皮肤等物质炭化、变黑。利用浓硫酸使蔗糖炭化可做有趣的“黑面包”实验，如图2.2.4所示。图2.2.4“黑面包”实验在蔗糖中加少量水再加入一定量的浓硫酸蔗糖炭化、膨胀，放出大量的热第2章 酸与碱 231.小心地用小木棍蘸少量浓硫酸滴到一小块棉布和一小块涤纶布上，放置一会儿后，观察并记录现象。棉布上出现的现象是；涤纶布上出现的现象是；小木棍上出现的现象是。2.向试管中加入2mL水，再小心地滴入2滴浓硫酸，轻轻振荡试管。用手触摸试管外壁，记录下你的感觉和解释。3.根据以上实验，讨论应如何安全使用浓硫酸。活动浓硫酸与一些物质的反应浓硫酸与水混合，放出大量的热，所以稀释浓硫酸时，一定要使浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌。切不可将水倒进浓硫酸中。如果不慎将浓硫酸溅到了皮肤或衣服上，应立即用干布吸干，再用大量水冲洗，然后涂上3%5%的碳酸氢钠溶液。图2.2.5 稀释浓硫酸学生实验实验目的1.学习用实验方法探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质，并归纳出酸的通性。2.进一步提高对实验现象的观察、分析能力。探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质探究酸的化学性质24 科 学实验器材试管、试管夹、烧杯、酒精灯、镁条、锌粒、铜片、石灰石、碳酸钠（Na2CO3）、稀盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液、石蕊试液、酚酞试液、锈铁钉。实验步骤1.两个同学组成一个小组。每个小组领取上述实验器材。2.利用以上物质设计实验，探究稀盐酸和稀硫酸的化学性质。3.进行实验并将实验结果记录在下表中。实验内容现象与结论化学方程式稀盐酸和稀硫酸能与金属反应吗？在一定量的稀盐酸和稀硫酸中分别加入镁条、锌粒和铜片。加入镁条、锌粒的稀盐酸和稀硫酸中均产生气体；加入铜片的稀盐酸和稀硫酸中均无反应现象。结论：稀盐酸和稀硫酸能与某些金属反应。Mg+2HCl=MgCl2+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Mg+H2SO4=MgSO4+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2第2章 酸与碱 25为什么稀盐酸和稀硫酸有类似的化学性质？因为它们的水溶液中都有一种阳离子：H+。稀盐酸和稀硫酸与活泼金属、金属氧化物、盐、碱的反应，一般是H+与上述这些物质的反应，所以稀酸溶液具有一些相似的化学性质。稀盐酸和稀硫酸都是无色的溶液，化学性质也很相似，它们有什么不同吗？用什么方法可以区别它们？1.在分别盛有少量稀盐酸和稀硫酸的试管中，各滴入几滴硝酸银溶液和几滴稀硝酸，观察和记录发生的现象：稀盐酸中发生的现象是；稀硫酸中发生的现象是。2.在分别盛有少量稀盐酸和稀硫酸的试管中，各滴入几滴氯化钡溶液和几滴稀硝酸，观察和记录发生的现象：稀盐酸中发生的现象是；稀硫酸中发生的现象是。活动区别稀盐酸和稀硫酸从上述实验中可知，稀盐酸与硝酸银溶液反应，生成不溶于稀硝酸的氯化银白色沉淀，此反应可用于检验盐酸。HCl+AgNO3=AgCl+HNO3稀硫酸跟氯化钡溶液反应，生成不溶于稀硝酸的硫酸钡白色沉淀，稀盐酸无此反应，此反应可用于检验硫酸。H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl问题讨论1.根据实验结果和你已有的化学知识，归纳稀盐酸和稀硫酸的化学性质。2.如果要归纳出酸的化学性质，你认为还需要做哪些实验？26 科 学小资料有一些叮人的蚂蚁会分泌蚁酸，蚁酸又叫甲酸。很久以前，人们曾将蚂蚁放在大锅里用水煮沸后提取甲酸，现在人们已能用化学方法制造甲酸了。甲酸可用来保存青饲料，在制造纸张和纺织品时也用到甲酸。蜜蜂蜇人很痛，因为蜜蜂蜇针放出的液体是酸性的，如果用肥皂或其他碱性的溶液涂抹被蜇处，可中和酸性，缓解疼痛。人体内也产生酸。人在剧烈运动时，会因缺氧而不能将葡萄糖转化为水和二氧化碳，只能将葡萄糖转化为乳酸，乳酸在肌肉中积累，会使人感到肌肉酸痛甚至引起肌肉痉挛（抽筋）。另一种乳酸存在于酸奶中，是细菌分解鲜奶的产物。人的胃壁分泌胃酸，胃酸是pH约为1的盐酸，它帮助人们消化食物。但胃酸过多也会引起不适，需服用一些药物来治疗。生物体内的酸图2.2.6 肌肉酸痛和酸奶的酸味均源于乳酸1.盐酸和硫酸溶液的密度都比水大，它们都是（填颜色、状态）。2.浓盐酸具有挥发性，露置于空气中会有逸出；浓硫酸具有腐蚀性，使用时要特别小心。如果不小心沾在手上或衣服上，要。3.稀释浓硫酸的正确方法是。4.写出下列反应的现象和化学方程式：（1）盐酸与锌粒反应；（2）稀硫酸与锈铁钉反应；练习第2章 酸与碱 27（3）石灰水中通入二氧化碳；（4）碳酸钠与盐酸反应；（5）向加有酚酞的氢氧化钠溶液中逐滴加入足量盐酸溶液。5.食醋中含有醋酸，鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，将鸡蛋壳放在食醋中，记下你观察到的现象，并试着解释反应原理。6.下表是某种胃药的有关说明。此药可用于治疗胃酸过多，写出相关化学反应方程式。药名氢氧化铝复方制剂别名胃可舒、胃可必舒分类西药；内科；抗酸药及胃黏膜保护药主要成分每100g内含氢氧化铝40g、碳酸钙25g、碳酸镁15g、碳酸氢钠20g、颠茄流浸膏0.333mL（或颠茄流浸膏0.25g）、薄荷油0.289mL主要用途用于治疗胃酸过多、胃痛等剂型用法和用量片剂；口服，一次2g，每日34次，或于病发时服，如需继续服用应相隔两小时7.被蚊虫叮咬后，皮肤会有酸胀和痒的感觉，此时若将少量肥皂水涂抹在被叮咬处，可使酸胀的感觉缓解。请对此作出解释。28 科 学3重要的碱石灰水中有氢氧化钙，碱性清洁剂中有氢氧化钠，头发冷烫剂中常含有氨水，它们都属于碱。氨水还是一种氮肥，氢氧化钙是重要的建筑材料，氢氧化钠更是使用非常广泛的工业原料。氢氧化钠和氢氧化钙1.用 镊 子 夹 取 几 块 氢 氧 化 钠（sodiumhydroxide）进行下列实验（切勿用手拿），并记录实验现象。实 验现 象观察氢氧化钠的颜色、状态将氢氧化钠在表面皿上放置一会儿将氢氧化钠放入盛少量水的试管里，振荡，并用手触摸试管外壁用玻棒蘸一点氢氧化钠稀溶液沾在手指上，是否有滑腻感？（立即用水将手指上的碱液冲洗干净）2.取一些氢氧化钙（calciumhydroxide）粉末，放在试管中，加少量水，振荡，记录你观察到的现象*。活动图2.3.1 氢氧化钠和氢氧化钙*氢氧化钠易溶于水，20时，溶解度为75.12 g；氢氧化钙的溶解度比氢氧化钠小得多，20时，溶解度仅为0.165 g。故做氢氧化钙溶解实验时，只能取很少量的氢氧化钙粉末。第2章 酸与碱 293.上述实验现象中哪些是你不能解释的？4.通过上述实验可归纳出氢氧化钠和氢氧化钙的物理性质有：氢氧化钠的水溶液有滑腻感。氢氧化钠暴露在空气中时容易吸收水分，表面潮湿并形成浓溶液，这种现象叫做潮解。因此，氢氧化钠可以用作某些气体的干燥剂。图2.3.2 氢氧化钠潮解图2.3.3 浓氢氧化钠溶液溶解鸡毛观察教师的演示实验：在盛有浓氢氧化钠溶液的试管中放入一些鸡毛，加热，记录你观察到的现象。活动氢氧化钠浓溶液对皮肤、纸张、织物有强烈的腐蚀性，所以，它的俗名叫苛性钠、火碱或烧碱。如果不慎将碱液沾到皮肤上，要用较多水冲洗，再涂上硼酸溶液。氢氧化钙俗称熟石灰或消石灰，它可由生石灰（CaO）与水反应得到：CaO+H2O=Ca（OH）2反应中放出大量的热，可使水沸腾。氢氧化钙对皮肤、衣服等也有腐蚀作用，使用时应注意安全。30 科 学探究碱的化学性质学生实验实验目的1.学习用实验方法探究氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质，并归纳出碱的通性。2.进一步提高对实验现象的观察、分析能力。实验器材试管、胶头滴管、玻棒、氢氧化钠稀溶液、澄清石灰水、硫酸铜溶液、氯化铁溶液、稀盐酸、石蕊试液、酚酞试液。实验步骤1.两个同学组成一个小组。每个小组领取上述实验器材。2.设计实验探究氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质。3.进行实验并将实验结果记录在下表中。实验内容现象与结论化学方程式氢氧化钠和氢氧化钙能与二氧化碳反应吗？向一定量的氢氧化钠溶液和澄清石灰水中分别通入二氧化碳气体。问题讨论1.根据实验结果和你已有的化学知识，归纳氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质。2.如果要归纳出碱的化学性质，你认为还需要做哪些实验？探究氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质第2章 酸与碱 31为什么氢氧化钠和氢氧化钙有类似的化学性质？因为它们的水溶液中都有一种阴离子：OH-。氢氧化钠和氢氧化钙与非金属氧化物、酸、盐的反应，一般是OH-与上述这些物质的反应。所以碱具有一些相似的化学性质。碱的用途氢氧化钠和氢氧化钙的上述化学性质在生产和生活中有广泛的应用。如：中和酸性废水，制造农药波尔多液，净化工厂废气等。氢氧化钠是重要的化工原料，广泛应用于肥皂、石油、造纸、纺织和印染等工业。氢氧化钙是建筑材料，也用于改良酸性土壤、配制农药和制漂白粉等。除了氢氧化钠和氢氧化钙，常用的碱还有氢氧化钾、氨水等。图2.3.4 向酸化的湖水中施撒生石灰可降低其酸性46位同学组成一个小组，利用图书馆、互联网等收集有关碱的用途的资料，并在全班进行交流。活动小资料人们很早就制得了醋，从植物中也发现了一些酸，于是认为有酸味的物质就是酸，能使石灰石等冒气泡的物质就是酸。1663年，英国化学家波义耳（R.Boyle,16271691）利用一些植物的汁液作为酸的指示剂，给酸作出定义：能够溶解很人们逐步认识酸和碱32 科 学多物质，能把植物的蓝色变成红色，与碱作用时失去它原来性质的物质就是酸。18世纪，人们开始从物质的组成上研究酸。1777年，法国化学家拉瓦锡在分析了硫酸、硝酸、磷酸等酸的成分后，提出“一切酸中都含有氧”的观点。但1811年，英国化学家戴维（H.Davy，17781829）用实验证明了盐酸中不含有氧，后来又发现五氧化二碘（I2O5）只有溶于水后才具有酸性（HIO3），于是提出：只有氢才是酸不可缺少的元素。1887年，瑞典化学家阿累尼乌斯（S.A.Arrhenius,18591927）经过多年的实验与思考创立了电离学说，指出：酸是能够在水溶液中产生氢离子（H+）的化合物，碱是能够在水溶液中产生氢氧根离子（OH-）的化合物，酸碱中和反应的实质就是H+和OH-结合成水，同时生成盐的过程。阿累尼乌斯的酸碱理论被称为近代酸碱理论，它正确地定义和说明了水溶液中的酸和碱。随着对非水溶剂的研究和电子、质子的发现，酸和碱的概念还在不断地发展。阅读氢氧化钠与肥皂制造传说古埃及一位法老的厨师，一次偶尔将一勺热牛油倒进草木灰中，当他的手触及混有牛油的草木灰，再清洗时，意外地发现手洗得特别干净，于是发明了肥皂。公元1世纪罗马人将草木灰和动物脂肪一起放进水里煮沸，并不断搅拌，直到呈稠厚状，然后用其擦洗身上的污垢。化学家研究发现，氢氧化钠与脂肪反应可产生肥皂和甘油。肥皂在浓的食盐溶液中不溶解，而甘油在食盐溶液中溶解度很大。因而，可以用加入食盐的方法把肥皂和甘油分开。工业生产中就是将油脂与烧碱放在容器中熬煮，经过一段时间后加入食盐粉末，锅中便浮出一层黏稠的膏状物，用刮板刮出，洗涤后加入适当辅料，如松香、硅酸钠等，放置于模中，冷却后就成了一块块肥皂。如果不用氢氧化钠而用氢氧化钾与油脂反应，则可制得液体皂。图2.3.6 肥皂图2.3.5 阿累尼乌斯第2章 酸与碱 33氢氧化钠可腐蚀叶肉，利用此原理可制作叶脉书签。1.选择外形完整、大小合适、叶脉清晰的树叶。2.用水将叶片洗净，放在约10%的氢氧化钠溶液中煮沸610min，当叶肉呈黄色后取出叶片，用水将叶片上的碱液冲洗干净。3.将叶片平放在玻璃板上，用旧牙刷或试管刷轻轻刷去叶肉。将剩下的叶脉放在水中漂洗干净并晾干后，夹入书中压平即可。4.若要叶脉书签有漂亮的颜色，可将叶脉漂洗后晾至半干，用红墨水或其他染料着色，再晾干压平。活动制作叶脉书签图2.3.7 叶脉书签1.某工厂排放的废液可能是碱性的，请利用你学过的知识设计两种检测碱性废液的方法。2.下列关于氢氧化钠的描述中错误的是（）。A.易溶于水，溶解时放出大量的热B.对皮肤有强烈的腐蚀作用C.水溶液能使石蕊试液变红D.能除去油污3.下列关于氢氧化钙用