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九年级上册化学教学课件第一章物质的变化和性质化学变化与物理变化物质变化的本质变化的特征我们将学习如何区分化学变化与物理变化,深入探究物质变化的微观本质,了解原子重学习识别不同变化的宏观特征和微观本质,掌握判断的依据和方法通过对比分析,理新排列的过程,认识分子结构的变化如何影掌握科学的观察和分析方法,建立化学思维解这两种变化的本质区别响物质性质基础物理变化与化学变化的对比物理变化化学变化•仅改变物质的形态、状态或外观•生成新的物质•不生成新物质•原物质的分子结构发生改变•物质的分子结构保持不变•原子之间的连接方式重新排列•通常可以通过相反的过程恢复原状•通常不能简单地恢复原状•能量变化通常较小•伴随明显的能量变化(放热或吸热)例如冰的融化、水的蒸发、金属的延展、糖的溶解等例如燃烧、铁生锈、食物腐败、酸碱中和反应等水的物理变化液态(水)0-100°C,水分子活动增强,但仍保持一定的吸引力,可流动固态(冰)0°C以下,水分子排列整齐,形成晶体结构,体积膨胀,密度小于液态水气态(水蒸气)100°C以上,水分子运动剧烈,彼此距离增大,自由运动化学变化的典型现象12放热与吸热现象颜色变化许多化学反应会伴随能量的释放(放热)或吸收(吸热)例如,反应前后物质颜色的改变往往意味着新物质的生成如铁离子与硫燃烧反应通常伴随明显的放热和温度升高;而光合作用则是吸热反氰酸根反应生成血红色的硫氰酸铁,碘与淀粉反应呈现蓝色应34气体产生沉淀生成许多化学反应会产生气体,如碳酸钙与盐酸反应产生二氧化碳气溶液中的离子反应生成难溶物质而形成沉淀例如,氯化钡溶液与体,锌与酸反应产生氢气,这些都是化学变化的重要标志硫酸钠溶液混合,会生成白色的硫酸钡沉淀课堂思考判断化学变化与物理变化木柴燃烧铁生锈木柴中的碳氢化合物与氧气反应,生成二氧化碳和水,同时释放热量和光能这是化学变化,因为生成了新物质铁与氧气和水反应,生成氧化铁(铁锈)这是化学变化,铁的本质发生了改变,生成了新物质物理性质与化学性质物理性质化学性质指物质本身具有的,不涉及其转化为其他物质的特性指物质与其他物质发生反应的能力,涉及物质转化为其他物质的特性•颜色与外观•可燃性•物理状态(固、液、气)•氧化性•密度•还原性•熔点与沸点•酸碱性•硬度与延展性•稳定性•导电性与导热性•与酸、碱、盐的反应性•溶解性•与氧气、水等的反应能力物理性质与化学性质的判断方法物理性质的判断化学性质的判断物理性质可以通过观察或简单的物理测化学性质需要通过化学反应来表现,这量来确定,这些测量不会改变物质的化些反应会导致物质转化为其他物质学组成•使用天平测量质量•与氧气反应测试可燃性•使用温度计测量熔点、沸点•与酸、碱反应测试化学活性•观察物质的颜色、状态•与其他物质反应产生新物质•测试导电性、磁性等•在特定条件下分解或合成例如,观察铜是红色的、有金属光泽、例如,铜能与浓硫酸、浓硝酸反应,但导电性好,这些都是描述铜的物理性不与稀盐酸反应,这些都是铜的化学性质质酒精的物理变化与化学变化酒精的物理变化酒精的化学变化•蒸发从液态变为气态,分子结构不变•燃烧与氧气反应生成二氧化碳和水•溶解与水混合形成溶液,分子保持原状•C₂H₅OH+3O₂→2CO₂+3H₂O+能量•冷凝从气态变回液态,分子结构不变•氧化与强氧化剂反应生成醛或酸这些变化中,酒精C₂H₅OH的分子结构始终保持不变,没有新物质生这些变化中,酒精分子被破坏,原子重新排列,形成了全新的物质成第二章氧化还原反应的概念氧化还原反应的定义氧化还原反应是化学反应中最重要的一类,它涉及电子的转移或共享电子的重新分配在这类反应中氧化失去电子,化合价升高还原得到电子,化合价降低在任何氧化还原反应中,氧化和还原必然同时发生一种物质的失电子(氧化)必然伴随着另一种物质的得电子(还原)氧化还原反应的本质是电子转移从微观角度看,这种转移改变了原子的电子云分布,从而改变了物质的化学性质氧化还原反应的历史背景18世纪前19世纪早期的氧化概念仅指物质与氧气结合的过程科学家们发现某些反应虽然没有氧气参与,但与有氧反应有相似性燃素说认为燃烧是物质释放燃素的过程,这一理论后来被证明是错误的氧化还原的概念从与氧结合扩展到失去氢12341774年20世纪初法国化学家拉瓦锡发现氧气,并提出了著名的燃烧化合价理论和电子理论的发展,使人们认识到氧化学说还原的本质是电子转移他证明燃烧是物质与氧气结合的过程,而非释放燃现代氧化还原理论形成氧化是失电子过程,还原素是得电子过程典型氧化还原反应实例铁与氧气反应铜与硫酸铜溶液反应4Fe+3O₂→2Fe₂O₃Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu这是一个直接氧化反应在这个过程中,铁失去电子被氧化,氧得到电子被还原,最终形成了氧化铁Fe₂O₃铁丝在纯氧中燃烧会发出明亮的火花,反应剧烈化合价变化示意铁的氧化氧的还原Fe→Fe³⁺+3e⁻O₂+4e⁻→2O²⁻化合价0→+3化合价0→-2铁原子失去3个电子,被氧化氧原子得到电子,被还原铜离子的还原铁的氧化Cu²⁺+2e⁻→Cu Fe→Fe²⁺+2e⁻化合价+2→0化合价0→+2铜离子得到2个电子,被还原铁原子失去2个电子,被氧化铁生锈的氧化还原反应铁生锈的化学方程式铁生锈的影响因素4Fe+3O₂+2xH₂O→2Fe₂O₃·xH₂O•氧气-提供氧化剂这一过程中,铁被氧化成Fe³⁺,而•水分-提供反应介质氧被还原成O²⁻,最终形成含水的氧•电解质-加速电子转移化铁(铁锈)•温度-影响反应速率铁生锈的防护方法•涂层保护-隔绝氧气和水•镀锌-牺牲阳极保护•合金化-改变金属活性•阴极保护-电化学保护氧化剂与还原剂的识别氧化剂使其他物质被氧化,自身被还原的物质•化合价降低(得电子)•常见O₂,Cl₂,KMnO₄,H₂O₂,Fe³⁺例如KMnO₄在酸性条件下可以氧化Fe²⁺为Fe³⁺,自身被还原为Mn²⁺还原剂使其他物质被还原,自身被氧化的物质•化合价升高(失电子)•常见H₂,CO,Fe,Na,Mg,Zn例如在高温下,CO可以还原Fe₂O₃为Fe,自身被氧化为CO₂强氧化剂特征强还原剂特征•富含氧且氧化价态高•金属活动性强•易得电子•易失电子•活性强,反应剧烈•低价态的化合物氧化还原反应的判断技巧方法一观察化合价变化方法二识别电子转移通过比较反应前后元素的化合价变化来判断氧化还原反应分析反应中的电子转移方向•若有元素的化合价发生变化,则为氧化还原反应
1.确定每种元素在反应前后的化合价•若所有元素的化合价保持不变,则不是氧化还原反应
2.确定化合价增加(氧化)或减少(还原)的元素
3.验证失去的电子数是否等于得到的电子数例如2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄→K₂SO₄+2MnSO₄+10CO₂+8H₂O例如Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂在这个反应中,Mn的化合价从+7变为+2,C的化合价从+3变为+4,因Zn:0→+2失去2e⁻,被氧化此是氧化还原反应H:+1→0得到1e⁻,被还原,两个H共得2e⁻第三章铁及其化合物铁的基本信息•元素符号Fe(来自拉丁文Ferrum)•原子序数26•相对原子质量
55.85•地壳含量第四位,约
5.0%•电子构型[Ar]3d⁶4s²本章学习内容•铁的物理性质和化学性质•铁的常见化合价+
2、+3•重要铁化合物氧化铁、氢氧化铁、硫酸亚铁等•铁的冶炼过程及应用铁的自然存在形态游离态陨铁赤铁矿(Fe₂O₃)磁铁矿(Fe₃O₄)黄铁矿(FeS₂)地球上的单质铁主要来源于陨最常见的铁矿石之一,呈红褐黑色矿石,具有磁性,是优质铁金黄色矿物,常被误认为是黄石陨铁通常含有8-10%的镍,是色,含铁量约70%,是重要的冶炼矿,含铁量可达72%金,主要用于制取硫酸,很少用地球上最古老的铁器原料原料于炼铁铁的化学性质详解1与氧气反应2与酸反应铁在空气中缓慢氧化,在纯氧中可以燃烧铁与稀硫酸、稀盐酸反应放出氢气4Fe+3O₂→2Fe₂O₃(放热反应)Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑高温下3Fe+2O₂→Fe₃O₄Fe+H₂SO₄稀→FeSO₄+H₂↑注意铁不与浓硫酸、浓硝酸反应(钝化现象)3与盐溶液反应4与非金属元素反应铁能置换活动性比它弱的金属离子高温下与氯气、硫等非金属反应Fe+CuSO₄→FeSO₄+Cu2Fe+3Cl₂→2FeCl₃但不能置换活动性比它强的金属Fe+S→FeSFe+NaCl≠FeCl₂+Na(不反应)铁的高炉炼铁过程简介高炉炼铁的主要反应高炉的结构与工艺铁的冶炼是典型的还原过程,主要通过高炉是一个巨大的竖式反应炉,从上到碳(焦炭)还原氧化铁下依次是
1.C+O₂→CO₂(放热)•炉喉装入原料(铁矿石、焦炭、熔剂)
2.CO₂+C→2CO(吸热)•炉身发生还原反应
3.Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂(还原反应)•炉腹最热区域,温度可达1500-1600℃
4.Fe₂O₃+3C→2Fe+3CO(直接还原)•炉缸收集生成的生铁和炉渣炼铁过程中,焦炭不仅作为还原剂,还炉渣主要由CaO、SiO₂、Al₂O₃等组提供热量并作为支撑骨架维持炉内通成,可用于制水泥、建材等风工业炼铁的化学反应原料准备铁矿石经破碎、筛分、烧结等预处理,与焦炭、石灰石按比例混合焦炭的制备煤在隔绝空气条件下高温干馏,除去挥发分还原反应主要还原反应Fe₂O₃+3CO→2Fe+3CO₂温度在400-800℃时开始间接还原,1000℃以上发生直接还原高炉温度从上到下逐渐升高,实现分段还原熔渣反应石灰石分解CaCO₃→CaO+CO₂熔渣形成CaO+SiO₂→CaSiO₃熔渣吸收矿石中的脉石和杂质,净化铁水出铁出渣生铁含碳量高(3-
4.5%),还含有少量Si、Mn、P、S等元素铁水比重大沉于底部,炉渣浮于上层,分别从不同出口排出铁的化合物性质及应用氧化铁氢氧化铁铁盐•氧化亚铁FeO黑色粉末,不稳定•氢氧化亚铁[FeOH₂]白色沉淀,易被氧化•硫酸亚铁FeSO₄·7H₂O浅绿色结晶,用作还原剂•氧化铁Fe₂O₃红棕色粉末,用于颜料、抛光剂•氢氧化铁[FeOH₃]红褐色沉淀,用于净水剂•氯化铁FeCl₃棕色结晶,用于蚀刻电路板•四氧化三铁Fe₃O₄黑色,具有磁性,用于磁•制备向Fe²⁺/Fe³⁺溶液中加碱性物质•铁盐在分析化学中常用于离子检测性材料Fe²⁺与Fe³⁺的区别特性Fe²⁺Fe³⁺颜色溶液呈浅绿色溶液呈黄褐色稳定性不稳定,易被氧化相对稳定检验方法红血盐生成深蓝色沉淀黄血盐生成深蓝色沉淀氢氧化物白色沉淀,迅速变绿后变褐红褐色沉淀铁在人体中的作用铁的生理功能铁的存在形式•血红蛋白的重要组成部分,运输氧功能性铁参与生理功能的铁气•血红蛋白铁携带氧气•参与细胞呼吸过程中的电子传递•肌红蛋白铁存储氧气•维持神经系统正常功能•细胞色素铁参与能量代谢•参与免疫系统功能储存铁人体铁储备•肌肉细胞中肌红蛋白的组成成分•铁蛋白主要储存形式人体中约70%的铁存在于血红蛋白中,成年人体内含铁总量约为3-4克•含铁血黄素降解产物典型实验演示铁与稀盐酸反应放氢气铁与硫反应生成硫化铁化学方程式Fe+2HCl→FeCl₂+H₂↑实验现象铁片表面产生气泡,溶液逐渐变为浅绿色实验原理铁的活动性强于氢,能够置换出氢离子中的氢气实验安全与注意事项高温操作安全化学品使用规范•使用坩埚钳夹持试管或坩埚•了解所用化学品的性质和危险性•避免将试管口对着自己或他人•遵循酸入水,沿杯壁原则稀释酸液•加热试管时保持微倾斜,轻轻摇动•不要用鼻子直接闻气体•使用防护眼镜保护眼睛•不得尝试任何化学药品•使用酒精灯时确保周围无易燃物•溶液转移时避免飞溅废弃物处理应急处理•按规定分类处理实验废液•了解实验室紧急出口位置•重金属离子需特殊处理,不得直接倒入水槽•熟悉灭火器、洗眼器的位置和使用方法•可回收的试剂应集中回收•皮肤接触化学品立即用大量清水冲洗•固体废物放入指定容器•发生火灾时保持冷静,按程序处理•实验结束后清洁实验台面和仪器•遇重大事故立即报告老师安全是化学实验的第一原则!课后思考题铁与铜离子反应分析物理变化与化学变化区别铁的应用探究将铁片放入硫酸铜溶液中,观察到溶液由蓝请举例说明物理变化与化学变化的本质区铁是当今世界最重要的工业金属,请探究色逐渐变为浅绿色,铁片表面附着红色物别,并对下列现象进行分类质请分析•苹果切开后变褐
1.铁与钢的主要区别是什么?
1.写出反应的化学方程式•水蒸气在冷表面凝结
2.不同种类钢材的性能有何差异?
2.指出氧化剂和还原剂•白磷在空气中自燃
3.如何从化学角度解释不锈钢的抗腐蚀
3.解释电子转移方向性?•硝酸铵溶于水吸热
4.溶液颜色变化的原因
4.钢铁工业如何实现绿色发展?•酒精在皮肤上挥发带走热量知识点总结物理变化与化学变化1•物理变化不改变物质的化学本质,无新物质生成•化学变化生成新物质,原有物质的分子结构发生改变2氧化还原反应•判断依据是否有新物质生成•氧化失去电子,化合价升高•还原得到电子,化合价降低铁及其化合物3•氧化剂使其他物质被氧化,自身被还原•铁的物理性质银白色金属,有延展性,导热导电,熔点•还原剂使其他物质被还原,自身被氧化1535℃•铁的化学性质与氧气、酸、盐溶液、非金属元素反应•铁的常见化合物氧化铁、氢氧化铁、铁盐等•Fe²⁺和Fe³⁺的区分溶液颜色、稳定性、氢氧化物性质等本章学习了物质变化的基本概念,深入理解了氧化还原反应的本质,并以铁及其化合物为例,学习了具体元素的化学性质这些知识点互相联系,共同构成了化学变化的基本框架掌握这些核心概念,对于理解更复杂的化学反应和现象具有重要意义生活中的化学食品防腐中的氧化还原反应铁锈的防治方法食物腐败本质上是一种氧化过程,而防腐则基于对铁生锈原理的理解,我们可以采取多是阻止或减缓这一过程种防锈措施•抗氧化剂(如维生素C、茶多酚)作为还•涂层保护油漆、塑料涂层隔绝水和氧原剂,保护食品中的成分不被氧化气•真空包装通过隔绝氧气来防止氧化反应•镀锌处理在铁表面镀上锌层,锌优先被氧化(牺牲阳极保护)•低温保存减缓氧化反应速率•合金化不锈钢中的铬在表面形成致密•食盐腌制通过渗透压抑制微生物活动的氧化铬保护膜例如切开的苹果撒上柠檬汁(含维生素•阴极保护连接更活泼的金属,使铁成C)可以防止变褐,这是因为维生素C优先被为阴极氧化,保护了苹果中的物质•除湿控制环境湿度,减少水分例如自行车链条上油可以防锈,这是因为油膜隔绝了空气和水分,阻止了铁的氧化反应化学不仅存在于实验室,更与我们的日常生活息息相关理解化学原理可以帮助我们解决生活中的实际问题,做出更明智的选择从食品保鲜到金属防护,从烹饪到清洁,化学无处不在复习与展望123本单元重点回顾学习方法反思下一章节预告•物理变化与化学变化的区别与判断•注重实验观察,培养科学思维•酸碱盐的基本概念•氧化还原反应的基本概念与应用•建立知识网络,理解概念联系•常见酸碱的性质与用途•铁及其化合物的性质与用途•联系生活实际,应用化学知识•中和反应与盐的生成•溶液酸碱度与pH值化学与生活的联系化学知识不仅是课本上的概念和方程式,更是理解世界的钥匙在接下来的学习中,我们将更多地关注化学与日常生活的联系•家庭清洁用品中的化学原理•能源与环境保护中的化学问题•食品安全与食品添加剂•新材料开发与化学创新•药物与健康的化学基础•化学在农业生产中的应用希望同学们能够带着好奇心和探索精神,在化学学习的道路上不断前进,发现化学的奇妙与魅力,将化学知识应用到实际生活中去谢谢聆听期待你们的精彩表现!化学是一门实验科学,动手探索才能真正理解其奥秘希望每位同学都能在化学学习中发现乐趣,培养科学精神,成为未来的科学家和创新者!观察→假设→实验→结论质疑→思考→创新→发现。
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