普通高中课程标准实验教科书 化学o 必修 人民教育出版社课程教材研究所编著 化学课程教材研究开发中心 人点A“的社
目录 引言 第一章从实验学化学 2 第一节化学实验基本方法 4 第二节化学计量在实验中的应用 11 归纳与整理 19 第二章化学物质及其变化 22 第一节物质的分类 24 第二节离子反应 30 第三节氧化还原反应 35 归纳与整理 40 第三章金属及其化合物 44 第一节金属的化学性质 46 第二节 几种重要的金属化合物 55 第三节用途广泛的金属材料 64 归纳与整理 68 第四章非金属及其化合物 72 第一节无机非金属材料的主角——硅 74 第二节富集在海水中的元素一氯 82 第三节硫和氮的氧化物 89 第四节氨硝酸硫酸 97 归纳与整理 105 附录1相对原子质量表 109 附录Ⅱ部分酸、碱和盐的溶解性表（室温） 110 附录Ⅲ一些常见元素中英文名称对照表 111 元素周期表
引言 化学是一门充满神奇色彩的科学,它通过探索那些肉眼看不见的粒子—原子、分子 的特征和行为,引导着人们来认识整个物质世界。从最简单的氧气、氮气和水到复杂的 DNA和病毒;从我们身边的金属、陶瓷和塑料到太空中的臭氧、氟氯代烷光解后的碎片; 从起光合作用的叶绿素到以海滩沙子为原料的计算机芯片;等等,在化学家看来,它们都 是由为数不多的化学元素的原子构成的。形形色色的物质是怎样构成的?它们为什么会有 各种各样的性质和用途?通过化学的学习就可以找到答案。 化学是一门实用性很强的科学。通过对原子的了解,化学家学会了对原子和分子的控 制。利用分析和模拟的方法,解开了许多物质的构成之谜(如橡胶、染料和香料等),从 而可以在工厂里大规模地进行生产。除此之外,合成与开发大量自然界并不存在的新物 质、新材料,也是现代化学的重要任务之一。化学不仅支持了高新技术的快速发展,而且 将为解决困扰现代社会的环境问题、能源问题和资源问题等提供更多的有效途径。例如 太阳能的利用,将为人类提供充足的氢能源,从而使与化石燃料伴生的能源危机和环境问 题同时得到缓解。有了充足的能源,再加上化学家的智慧和灵巧的双手,化学将对解决资 源问题作出重大贡献。因为在化学家看来,只要能源充足而且价格低廉,废弃物中的原子 都可以成为有用物质的原料 化学与社会发展以及人们生活质量的提高有密切的关系,基础化学知识对于识别伪科 学、判断某些商品是否会影响环境质量或人体健康等也是必需的 用近乎“抽象”的原子分子理论为基础,运用像试管、烧杯、酒精灯一类的简单器 具,就可以探索物质构成的奥秘;从颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的吸收和释 放,以及所用试剂的化学式,就可以推断体系中的变化本质,并且能够用简单的符号来记 录和传递其中的信息。化学与我们密切相关,生活中有着数不清的化学过程,可是有的就 像是令人目瞪口呆的魔术表演,使人产生扑朔迷离的感觉。当掌握了这些现象的化学本质 之后,我们又会觉得这一切是如此的合乎逻辑和情理,人人都可以在实验室中重现这些化 学过程。所以,化学和其他科学一样,也是属于大众的科学。神奇而又平凡,正是化学最 为引人入胜之处! 学习化学和学习其他课程一样,要从基础开始。实验是学习化学、体验化学和探究化 学过程的重要途径。日常生活中有很多化学现象,对它们的观察、探究和思索,可以加深 我们对化学原理的理解,可以开阔我们的眼界。所以,学习化学不限于书本和实验室。成 功的关键在于如何激发自己对于自然现象的兴趣,学习并逐步掌握科学探究的方法和养成 良好的科学习惯 高中化学课程以模块的形式呈现,在我国是第一次,这是为了尊重你们的兴趣和学习 的需要。高中化学新教材将由两个必修模块教材和六个选修模块教材组成,所涉及的内容
基本覆盖了初等化学的所有领域。必修模块教材将在初中化学的基础上起到巩固和提高的 作用,并为学习选修模块和今后继续提高化学知识水平作必要的铺垫。选修模块教材各有 自己所侧重的方面:或注重于实用的化学知识;或着重于化学理论的系统深入;或着眼于 化学和现代科学技术发展的关系;或为有兴趣于实验探究的同学而开设;等等。你们将在 老师的指导和建议下,自主地选择它们。 尊重个人兴趣,可以根据自己的学习情况安排课程学习的内容和时间。高中三年的学 习计划将具有明显的个性,它将更加有利于学习潜能的激发。学习生活仍然是紧张的,但 是将充满乐趣。高中化学也会是这样,让我们一起来努力!
第一章 从实验学化学 化学是一门以实验为基础的自然科学。人们对科学规律的发现是通 过对自然现象的反复观察、探究和验证逐步完成的。化学研究主要用的 是实验方法,所以,学习化学也离不开实验。掌握实验方法以及完成化 学实验所必需的技能,是学好化学的关键
1化学实验基本方法 做好化学实验,并保证实验的顺利进行和实验者的安全,要掌握一些基本的实验方法 和操作技能。我们在初中曾经学习过一些基本的化学实验操作,如固体和液体药品的取 用、物质的加热以及一些基本仪器的使用等。为了完成更多的实验,我们需要在原有基础 上进一步提高,还要进一步学习一些新的实验方法和基本操作。 化学实验安全 学习和研究化学,经常要进行实验。无论是在化学实 验室还是在家中进行实验或探究活动,安全是顺利进行实。资料卡片 验及避免伤害和事故的保障。为此,应注意以下问题: 1.遵守实验室规则。当你走进化学实验室时,首先常用危险化学品的分类 要认真阅读并牢记实验室的安全规则。 第1类爆炸品 2.了解安全措施。了解危险化学药品在存放和使用 第2类 压缩气体和 液化气体 时的注意事项、着火和烫伤的处理、化学灼伤的处理、如 第3头易燃液体 何防止中毒、意外事故的紧急处理方法,以及灭火器材、 第4类易燃国体、自燃物 煤气、电闸等的位置和使用方法、报警电话等。 品和遇湿易燃物品 3.掌握正确的操作方法,包括仪器和药品的使用、第5类有机过氧化物 加热、气体收集等。 第6类有毒品 4.重视并逐步熟悉污染物和废弃物的处理方法。包第7类放射性物品 括有害气体、废液、固体废弃物(如破损玻璃、反应后剩 第8类 腐蚀品 余的金属等)的处理。 公、∠ 图1-1一些常用危险化学品的标志① ①标志中的数字为常用危险化学品按其主要危险特性的分类 4《第一章从实验学化学
品专与交流 根据你做化学实验和探究活动的经验,想一想在进行化学实验和探究时应注意哪些安 全问题。将注意事项写在不同的卡片上,与小组同学讨论,并归类总结,在班上交流。选 择使你留下深刻印象的事故作为例子,分析引发安全事故的主要原因。你认为主要的教训 是什么? 二、混合物的分离和提纯 周喜与交流 你知道沙里淘金吗?淘金者是利用什么性质和方法将金子从沙里分出来的?如果有铁 屑和沙的混合物,你能用哪些方法将铁屑分离出来? 自然界中的物质绝大多数以混合物的形式存在。单纯的混合虽然不会改变其中某组分 的性质,但对于研究其中某物质的性质或将其应用于生产和生活中时,就会受到影响。例 如,由于粗盐中含有泥土和一些其他化学物质,使我们不但无法观察到食盐晶莹剔透的外 观,而且也不能将其作为调味品来使用。又如,饮用水中混入有异味的杂质后,不仅影响 口感,也不能达到卫生标准。在生产中,某些技术的实现也要求使用纯净的材料,如计算 机芯片就要求使用高纯度的单晶硅等。所以,从化学学科本身以及社会生活和生产的需要 考虑,混合物的分离和提纯是非常必要的。为此,研究出了许多分离和提纯物质的方法, 用于实验研究和生产。在化工生产中已形成了多种有效的分离技术,并发展成为专用的过 程和设备。 学与间 分离和提纯物质就是要除掉杂质。化学上所指的杂质都是有害和无价值的吗?你怎样 看待这个问题?能举出一些例子吗? 过滤和蒸发 过滤 filtration 蒸发 evaporation 实验1 粗盐的提纯 (1)用海水、盐井水、盐湖水直接制盐,只能得到粗盐,其中含有较多的杂质,如不 溶性的泥沙,可溶性的CaCl2、MgCl2以及一些硫酸盐等。下面我们先利用初中学过的方 法来提纯粗盐 第一节化学实验基本方法5
(2)操作步骤(请写出具体操作方法及现象): 步骤 现象 1.溶解:(称取约4g粗盐 加到约12mL.水中) 2.过滤: 图1-2过滤 蒸发 (3)思考:你认为通过上述操作得到的是比较纯的氯化 钠吗?可能还有什么杂质没有除去?用什么方法可以检验出 它们呢? 些可溶性物质在水溶液中以离子的形式存在,如NaCl 在水溶液中以Na和Cl-的形式存在。我们可以通过检验溶 图1-3蒸发 液中的离子来确定某些物质的成分。下面我们利用化学方法 来检验[实验1-1]得到的盐中是否含有SO C实验12 取[实验1-1]得到的盐约0.5g放入试管中,向试管中加入约2ml.水配成溶液,先滴 入几滴稀盐酸使溶液酸化,然后向试管中滴入几滴BaCl2(氯化钡)溶液。观察现象 在溶液中解离能产生SO的化合物与BCl2溶液反应,生成不溶于稀盐酸的白色 BaSO(硫酸钡)沉淀。利用这一反应可以检验硫酸和可溶性硫酸盐。例如,NaSO溶液 与BaCl2溶液反应的化学方程式为 6第一章从实验学化学
Na. SO,+BaCl=BaSO,Y+2NaCI 提示 实验1-2]表明,经过溶解、过滤和蒸发操作得到 在检验试样或配好的试样 的盐中仍然含有可溶性杂质硫酸盐。实际上,除硫酸盐溶液中是否含有某种物质时, 外,还含有CaCl2、MgCl2等其他可溶性杂质,所以,每次应取少量进行检验,不能 [实验11]除去的只是不溶于水的杂质,并没有得到较将检测试剂一次加入全部待检 纯的食盐。对于可溶性杂质中的盐类,可以利用化学方法验试样或配好的试样溶液中 检验出,而且可以用化学方法除去。实际的粗盐提纯过 想一想:为什么? 程,就是将不溶性杂质过滤后再进一步除去可溶性杂质。 ●资料卡片 思与交流 (1)如果要除去粗盐中含有的可溶性杂质CaCl2、 一些物质的溶解性 MgCl2及一些硫酸盐,按下表所示顺序,应加入什么试 OH CI ISO: CO 剂?可参考资料卡片中相应物质的溶解性。 H+ 溶、挥溶溶、挥 Na+溶溶|溶溶 杂质 加入的试剂 化学方程式 Ca2+微溶微不 硫酸盐 Ba2+溶溶不不 MgCl Mg不溶溶薇 Cacl (2)加入你选择的试剂除掉杂质后,有没有引入其他离子?想一想可用什么方法再把 它们除去? 在实际进行方案设计时,除要考虑所加试剂外,还要考虑加入试剂的先后顺序、试剂 用量,以及试剂过量后如何处理等。 2.蒸馏和萃取 从混合物中分离和提纯某些物质,除了 可用过滤、蒸发等方法外,对于液态混合物, 还可以利用混合物中各组分的沸点不同,用 水蒸气 冷凝器 蒸馏的方法除去易挥发、难挥发或不挥发的 杂质。例如,实验室通过蒸馏的方法除去自 门米水 冷却水 来水中含有的Cl等杂质制取蒸馏水。实验 国水 室制取蒸馏水常用的装置如图1-4所示。 图1-4实验室制取蒸馏水的装置 蒸馏 distillation萃取 extraction 第一节化学实验基本方法7