2.求出两种元素的正负化合价绝对值的最小公倍数。铝为+3 价，氧为-2 价，铝、氧两元素化合价的最小公倍数是：3×2=6
3.求各元素的原子数。
最小公倍数

正价（或负价）的绝对值

= 原子数

铝为： 6 = 2
3

氧为： 6 = 3
2

　　4.把原子数写在各元素符号右下角，即得化学式（如果原子数为 1 时， 则省略不写）。
Al2O3
　　5.检查化学式。当正价总数跟负价总数的代数和等于零，化学式才算正 确。
（+3）×2+（-2）×3=0
所以氧化铝的化学式是 Al2O3。
　　应该注意的是，只有确实知道有某种化合物存在，才能根据元素化合价 写出它的化学式。切不可应用化合价任意写出实际上不存在的物质的化学
式。
练习
1.写出下列物质的化学式。 氧化钠，氯化钡，氧化钙，氯化铝。
2.根据下列元素的化合价，分别写出它们跟氢元素形成化合物的化学
式。

　　根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零的原则，我们不但可以检 查化学式的正误，还可以从化学式推算其中某种元素的化合价。
［例题 1］已知氧为-2 价，求五氧化二磷（化学式酵剖恰鯬 2O5）中磷
元素的化合价。
　　［解］磷的化合价×磷原子数+氧的化合价×氧原子数=0，设磷的化合 价为 x。
x×2+（-2）×5=0
- (-2)×5
x = ? ?5
2
答：在五氧化二磷中，磷是+5 价。
［例题 2］求氯酸钾（化学式是 KClO3）中氯元素的化合价。
［解］钾元素为+1 价，氧元素为-2 价。 设氯的化合价为 x。
1+x+（-2）×3=0
x=+5 答：在氯酸钾中，氯是+5 价。
练习
1.标出下列物质中各元素的化合价： Mg，N2，ZnCl2，Na2S。
2.标出下列氧化物中各元素（除氧外）的化合价：

Na2O，SO2，CO，N2O5，Fe2O3。
　　3.根据化合物中各元素正负化合价的代数和为零的原则，检查下列各化 学式是否正确？把错误的改正。
AlCl，Ca2O，MgO，AgBr2，CuCl2。
化合物中元素的质量百分含量
　　化学式可以表示物质的元素组成和各种元素的原子个数比。根据化学式 还可以计算化合物中各元素的质量百分含量和质量比。
［例题 3］铁的氧化物有 Fe3O4、Fe2O3、FeO，这三种铁的氧化物中哪一
种含铁量最高呢？
［解］先算出 Fe3O4 的式量。
Fe3O4 的式量：56×3+16×4=232
四氧化三铁中铁元素的百分含量是：

3Fe
Fe3O 4


×100％ =

56×3
232


×100％ = 72.4％

同理，氧化铁中铁元素的百分含量是：

2Fe
Fe2 O 3


×100％ =

56×2
56×2 + 16×3


×100％ = 70％

氧化亚铁中铁元素的百分含量是：

Fe
FeO

×100％ =

56
56 + 16

×100％ = 77.8 ％

答：含铁量最高的是 FeO。
思考
　　分析上面的计算式，归纳出根据化学式求其中某一元素的百分含量的一 般数学表达式。
根据化学式计算所含元素的百分含量，都是纯净物中元素的百分含量。
练习
在尿素〔CO（NH2）2〕肥料中氮元素的百分含量是多少？
【习题 2.3】
1.标出下列化学式中每种元素的化合价： CO2，H2CO3，MgCl2，KMnO4。
　　2.写出指定化合价的下列元素与氧形成化合物的化学式，并算出它们的 式量。
元素及 +4 +6
化合价 S S +2
C +4
C +5
P 化学式 式量

3.在下列式子里各物质名称下面，写出这种物质的化学式：
（1）水通电氢气+氧气
（2）水+二氧化碳→碳酸
（3）磷+氧气五氧化二磷
（4）硫+氧气二氧化硫

4.计算下列氮肥中氮元素的质量百分含量：
（1）氯化铵 NH4Cl（2）碳酸氢铵 NH4HCO3
（3）硝酸铵 NH4NO3（4）硫酸铵（NH4）2SO4
5.在 50 吨硫酸铵［（NH4）2SO4］中含氮元素多少吨？

本章提要



1.物质的简单分类


?混合物
?
? ?




?金属

物质?

?单质?

?纯净物?

?非金属

?
? ?化合物
单质：由同种元素组成的纯净物。 化合物：由不同种元素组成的纯净物。
2.原子结构元素
　　（1）原子由居于原子中心带正电的原子核以及核外带负电的电子构成。 原子核由质子和中子两种微粒构成。在原子中：
核电荷数=核内质子数=核外电子数
（2）元素：具有相同质子数（即核电荷数）的同一类原子的总称。
3.相对原子质量 化学式
　　（1）相对原子质量：以一种碳原子的质量的 1/12 作为标准，其他原子 质量跟它相比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量（符号 Ar）。
（2）化学式：用元素符号表示单质或化合物组成的式子，对由分子构成
的物质，它们的化学式又叫做分子式。
（3）






3．元素的分类和化合价
?稀有气体元素——原子的最外层有8个电子（氦是2个），
? 是一种稳定结构。
?金属元素——在化学反应中，比较容易失去最外层的电子，
(1)元素——?
? 通常最外层达到8个电子的稳定结构。
?非金属元素——在化学反应中，比较容易获得电子，通常最
?
?? 外层也达到8个电子的稳定结构。
?阳离子（带正电荷）
（2）离子（带电的原子）——?
?阴离子（带负电荷）
　　（3）元素的化合价——一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的 原子化合的性质。元素化合价是元素的一种性质。
（4）在化合物中，各种元素的正负化合价的代数和都等于零。

5.根据化学式算出化合物中某一元素的百分含量
（1）化合物中某一元素的百分含量
化学式中该元素的原子个数×该元素的相对原子质量
= ×100％
式量


（2）一定量化合物中所含某元素的质量=化合物的质量×化合物中该元
素的百分含量

复习题


A
1.填写下表中的空格：
元素名称 氢 碳 铁 磷 锰 镁 元素符号 He S Cu Si Ca



2.选择：
（1）下列物质里的氧元素以游离态存在的是 。
（A）二氧化碳 （B）氧化铜
（C）空气 （D）氧化镁
（2）同一类原子总称为元素，因为具有相同的
（A）中子数 （B）质子数和中子数
（C）核电荷数 （D）电子层数
（3）一个 CO2 分子和一个 NO2 分子中，含 一样多。
（A）氧分子 （B）氧气
（C）氧原子 （D）单质氧
（4）对二氧化氮（NO2）叙述正确的是
（A）二氧化氮是由氮气和氧气组成的
（B）每个二氧化氮分子是由一个氮原子和一个氧分子构成的
（C）二氧化氮是由氮元素和氧元素组成的
（D）二氧化氮是由一个氮原子和两个氧原子构成的
（5）下列金属与氧形成的化合物中，金属元素的质量占 60％的是
。
（A）BaO （B）CaO
（C）CuO （D）MgO
　　（6）某+3 价金属 A，它在与氧形成的氧化物中的质量占 70％，则 A 的 相对原子质量为。
（A）11 （B）27
（C）56 （D）114
　　3.下列是按元素的组成对纯净物分类，照例示的样子选择合适的编号填 入空格。
A.纯净物 B.金属 C.非金属 D.单质 E.化合物
? ?( )
?( )?

（纯净物A）?
?( )

?( )



4.标出下列物质中各元素的化合价：
MnO2，AgCl，Zn，Na2S，Na3PO4，H2SO4，KMnO4。
5.按指定的化合价，写出下列元素与氧元素组成的化合物的化学式。

?1 ?2

?3 ?4

?5 ?6

Na Mg Al C N S
6.判断下列化学式的正误，错误的请加以改正。 KO，CaCl，NaBr，Zn2O。
7.将下列句子中加有划线部分的内容改正，写在括号内：
（1）具有相同的中子数的同一类原子的总称，叫元素。（ ）
（2）空气是一种化合物，（ ）它由多种单质组成。（ ）
（3）水是一种混合物（ ），它是由氢气和氧气两种单质组成的。
（ ）
（4）氧气、氢气、氮气等单质都是由原子构成的。（ ）
（5）碳酸（H2CO3）分子是由一个氢分子、一个碳原子和三个氧原子构
成的。（ ）
8.（1）计算下列物质的式量。
①氧化钙 ②硫酸 ③氮气 ④氯化银 ⑤硝酸银
（2）计算 100 吨氯化铵（NH4Cl）中含氮元素多少吨？在多少吨硫酸铵
中含氮元素跟 100 吨氯化铵中氮元素相等？
B
9.（1）O2、H2、CO2、SO2、N2 各一个分子，按其相对质量从大到小顺序
排列为 。
（2）若取上述气体各 m 克，则它们所含的分子数从多到少顺序排列为
。
10.黑火药是中国古代的伟大发明，它由木炭、硫、硝酸钾（KNO3）配成。
　　问：（1）黑火药是纯净物，还是混合物？（2）黑火药中哪些是单质？ 哪些是化合物？（3）黑火药中总共含哪几种元素？（4）硝酸钾的式量是多 少？
11.某物质（一种矿物）和铁的混合物共热，生成了汞和硫化亚铁（FeS）。 问：该物质是单质还是化合物？该物质是由哪几种元素组成的？
12.将下述左列和右列相关项的黑点用线段连接起来。
KMnO4 中· ·锰元素为+2 价
MnO2 中· ·锰元素为+6 价
MnCl2 中· ·锰元素为+7 价
K2MnO4 中· ·锰元素为+4 价
13.某物质的化学式是 R2O3 ，则 R 元素与氯形成化合物的化学式为
。某物质的化学式是 RCln，则 R 元素与氧形成化合物的化学式为
。

14.根据下列数据：
化学式 RX RX2 式量 30 46

（1）确定元素 R、X 的相对原子质量（R、X 各代表某种元素）；（2）
计算 R2X5 的式量。
　　　*15.某化学反应中，A 元素的一个原子失去 3 个电子，B 元素的一个原子 得到 2 个电子而形成的化合物，其化学式为 。
　　　*16.某种氮和氧的化合物中，氮与氧的质量比是 7∶4，则该化合物中氮 的化合价为 。
*17.若 CO2 与 CO 中含有等质量的氧元素，则 CO2 与 CO 的质量比是 。
*18.某 CO2 与 CO 的混合物中含氧 64％，求该混合物中含 CO2 为百分之
几？

3 溶液


　　我们在小学自然课里学习过一些溶液的知识，在日常生活中接触过不少 溶液。例如，喝的汽水和茶水，烧菜用的醋，消毒用的碘酒，注射用的葡萄 糖盐水等都是溶液。工农业生产中也广泛应用溶液。例如，工业上用来清除 铁锈和锅炉水垢的酸液，电镀金属的电镀液，漂白织物用的漂白液，农业上 用的化肥氨水和农药的药液等。
　　我们都知道，植物所需的养料先溶解在土壤的水中变成溶液，才能被植 物吸收。动物和人消化时，把食物中的养分变成溶液后吸收，新陈代谢所产 生的废物，也通过水作为媒介而排出体外。一切有机体的生命活动都离不开 溶液。因此，我们要认真研究溶液。

3.1 溶液


各种物质在水中以怎样的形式分散的？究竟什么是溶液呢？ 悬浊液、乳浊液、溶液 把一种物质分散到另一种物质中，会发生什么不同的情况呢？
【实验 3-1】在 4 个试管里，各盛 10 毫升水，分别加入少量熟石灰、
蔗糖、食盐和植物油，然后振荡，静置。观察现象。


　　我们看到，熟石灰跟水混合后，得到的是浑浊的液体。静置片刻后，悬 浮在水里的固体小颗粒逐渐下沉。像这种固体小颗粒悬浮在液体里的混合 物，叫做悬浊液。
植物油跟水混合后，得到的是乳状浑浊的液体。静置片刻后，分散在水
里的小液滴逐渐浮起来，分成两层。像这种小液滴分散到液体里的混合物， 叫做乳浊液。
在悬浊液和乳浊液里，分散着不溶解的固体小颗粒和小液滴都是许许多
多分子或离子的集合体。由于固体小颗粒一般比水重，小液滴一般比水轻， 静置片刻后，在地心引力的作用下，固体小颗粒逐渐下沉，小液滴则逐渐上 浮，所以在这两种液体中的物质分散得都不均匀，而且不稳定。
食盐、蔗糖放进水里，振荡后，得到无色透明的液体。这两种液体不仅
是透明的，而且是均一的、稳定的。
　　【实验 3-2】将少量硫酸铜粉末放入盛水的试管中，振荡，得到的液体 是不是溶液？将该液体倒出一半，放在另一试管中。观察两个试管中液体颜 色的深浅是否一样？

　　硫酸铜（CuSO4）溶液呈蓝色，颜色深意味着单位体积的溶液中含硫酸铜 多，颜色浅的含硫酸铜少。两个试管中硫酸铜溶液颜色一样深浅，表明在溶 液的各部分里硫酸铜的含量是相同的，也就是说硫酸铜在溶液的各部分是均 匀分散的。这好比一杯糖水，它的各部分甜的程度是一样的。
　　蔗糖或硫酸铜跟水混合后得到的溶液，只要温度不变，水不蒸发，那么 无论放置多久，其中的蔗糖和硫酸铜不会从溶液里分离出来，所以这两种溶 液是稳定的。
我们把一种或一种以上的物质分散到另一种物质里，形成均一、稳

定的混合物，叫做溶液。 跟悬浊液和乳浊液相比较。为什么溶液具有均一、稳定的特性呢？


　　蔗糖放在水里，在水分子的作用下，表面的蔗糖分子逐渐向水中扩散， 随着振荡或搅拌，蔗糖分子均匀地分散到水分子之间了。硫酸铜放在水里， 组成硫酸铜的离子也均匀地分散到水分子之间了。当物质溶解时，以分子、 离子等微粒的形式分散，分散程度大，因此分散均匀，溶液稳定。
▲［阅读材料］
乳浊液和悬浊液的应用
　　［实验］在实验 3-1 加水和植物油的试管中，滴 1～2 滴洗洁精，振荡， 观察现象。 从实验观察到滴加洗洁精后，植物油在水中形成的乳浊液就比较稳定，不易 分层。洗洁精起了乳化稳定的作用。
　　为了合理使用农药，常在不溶于水的固体农药或液体农药里，添加一些 润湿剂或乳化剂（如肥皂、磺化油等），配制成可湿性粉剂或乳油。使用时， 把可湿性粉剂或乳油跟水以一定比例配制成悬浊液或乳浊液，用来喷洒受病 虫害的农作物。润湿剂或乳化剂可以提高农药在水中悬浮的稳定性。这样可 使药液喷洒均匀，使用方便，不仅提高药效，还节省农药。

溶质和溶剂
　　溶液是由溶质和溶剂组成的。在溶液里被溶解的物质叫做溶质；能溶 解其他物质的物质叫做溶剂。例如食盐水中，食盐是溶质，水是溶剂。水 能溶解许多物质，是最常用的溶剂。用水作溶剂的溶液，叫做水溶液。通常 不指明溶剂的溶液，一般指的是水溶液。
除了水作溶剂外，其他物质也能作溶剂。
　　【实验 3-3】在两个试管中各加入 5 毫升水和汽油，然后分别滴入少量 植物油，振荡后，观察有什么不同的现象。


　　从实验观察到，植物油难溶于水，振荡后得到植物油在水中的乳浊液； 植物油溶解于汽油，得到植物油的汽油溶液，其中植物油是溶质，汽油是溶 剂。
除了水作溶剂外，汽油、酒精（C2H6O）、苯（běn）等许多物质都可作
溶剂。汽油能溶解油脂，因此衣服上沾有油污时可用汽油擦拭除去。酒精能 溶解碘，得到碘的酒精溶液，就是消毒用的碘酒。虫胶溶解于酒精中得到溶 液，是油漆家具用的虫胶清漆（俗名泡立水）。以上实验还说明，溶质对溶 剂是有选择性的。水能溶解很多种物质，但绝不是万能的溶剂。为了适应工 农业和科学技术各个领域的需要，化学工业生产大量的各种各样的溶剂。

　　当两种液体彼此相互溶解时，怎样确定溶质和溶剂呢？通常把溶液里含 量较多的一种叫做溶剂，把含量较少的一种叫做溶质。例如上述实验中，我 们把植物油叫做溶质，汽油叫做溶剂。实际上，溶质和溶剂是相对而言的。 将少量汽油加入到植物油中所得到的溶液中，汽油是溶质，植物油是溶剂。 当液体和水相互溶解时，一般情况下，不论液体的含量多少，通常把水看作 溶剂，另一种物质看做溶质。例如，95％的酒精的水溶液，98％的硫酸（H2SO4）
　　
的水溶液等。
练习
　　分别指出下列各种溶液里的溶质和溶剂是什么物质（对其中 1～4 用化学 式表示）：
1.食盐水 2.碘酒 3.澄清石灰水
4.酒精溶液 5.植物油的汽油溶液
溶液的重要性
　　许多化学工业生产常常在溶液中进行，动植物的生理活动也都离不开溶 液，这是为什么呢？

　　【实验 3-4】1.使干燥的硫化钠（Na2S）和硝酸铅〔Pb（NO3）2〕的固 体在玻璃片上混合。
2.把上述混合物放在研钵里研磨。
　　3.在两个试管中各加入 5 毫升水，再分别加入少量硫化钠和硝酸铅配成 溶液。将两种溶液倒入另一试管中混合。
练习
仔细观察现象，并作简明的记录。
实验 现象 1.硫化钠和硝酸铅的固体在玻璃上混合 2.硫化钠和销酸铅的固体在研钵里研磨 3.硫化钠溶液和硝酸铅溶液混合



从实验看到，当固体硫化钠和固体硝酸铅混合在一起时，稍微看到混合
物有些变黑。把混合物放在研钵里研磨后，逐渐出现黑色。当把两者配成溶 液后再混合时，立即出现大量黑色的沉淀。
怎样来解释这些现象呢？当固态反应物混合时，只有固体颗粒的表面才
可能相互接触碰撞而发生反应。而构成固体的微粒，其运动受到很大限制， 发生接触碰撞的机会非常少，所以就看不到明显的反应现象。研磨这两种固 态反应物的混合物时，使反应物微粒间的接触碰撞机会增加，因此，就有少 量的黑色硫化铅（PbS）生成。混合这两种反应物的溶液时，均匀分散的溶质 的微粒在溶液里不停运动，相互接触碰撞的机会大大增加，因此反应就进行 得很快，立即生成大量黑色的硫化铅沉淀。
硫化钠+硝酸铅→硫化铅+硝酸钠
Na2S Pb（NO3）2 PbS NaNO3
　　所以，在实验室里或化学工业生产中，要使两种能起反应的固体物质发 生反应，常常先把它们溶解，然后使两种溶液混合，并加振荡或搅拌，以加 快反应的进行。当然，并不是所有的化学反应都是进行得越快越好。人们根 据需要，控制溶液的浓度和加入溶液的速度，来调节化学反应的快慢。

　　许多反应都在溶液里进行，例如，物质的制取、提纯和分析等。人们将 粗制食盐提纯为精盐，化学工业中生产烧碱（氢氧化钠 NaOH）、氯气、氢气、 纯碱（Na2CO3）、小苏打、葡萄糖等等都是在溶液里进行的。盐酸（HCl）、
　　
硫酸和硝酸（HNO3）等重要的化工产品本身就是溶液。 我们在生产和科学实验中，最常用的是水溶液，因此，本章主要学习水
溶液的知识。
［课外实验］利用玻璃杯（代替烧杯）、竹筷（代替玻璃棒）和一些物 品做如下实验，观察现象，并把观察到的现象填在表中空白处，在“结论” 项中填写溶液、悬浊液或乳浊液。























【习题 3.1】
　　1.把少量的下列物质分别放入水里，振荡后哪个是溶液？哪个是悬浊 液？哪乳浊液？
（1）精盐（2）煤油（3）纯碱（4）面粉（5）酒精
2.分别指出下列各种溶液里，什么是溶质，什么是溶剂？
（1）氯化钠溶液（2）石蕊溶液（3）碘酒
3.选择
（1）下列各组物质混合后，经过搅拌得到的液体是溶液的为 。
（A）汽油滴入水中 （B）酒精滴入水中
（C）豆油滴入水中 （D）粉笔灰放入水中
（2）下列叙述中正确的是 。
（A）凡是无色透明的液体都是溶液
（B）溶液的体积等于溶质体积和溶剂体积之和
（C）溶液是均一、稳定、无色透明的混合物
（D）只要条件不变，糖水中的糖不会分离出来
　　（3）从一杯食盐水的上部取出一些，测定它的密度是 a 克/厘米 3；再 从下部取出一些，测它的密度值应该是 。
（A）大于 a （B）小于 a
（C）等于 a （D）变化不定

3.2 溶解度

我们已经知道，蔗糖和食盐容易溶解在水中，而植物油和泥土很难溶解

在水中。不同的溶质在不同的溶剂里的溶解的情况不一样。本节将较深入地 研究溶质在溶剂里溶解的数量关系。
饱和溶液和不饱和溶液 在一定条件下，溶质能不能无限制地溶解在一定量的溶剂里呢？ 让我们通过实验来回答这个问题。

　　【实验 3-5】1.室温下，在 A、B 两个试管里各加入 5 毫升水，然后分 别加入硝酸钾（KNO3）固体，每次 1 克，各加 3 次，每次加入后振荡片刻。 观察现象。
2.在 A 试管中再加入 10 毫升水，振荡。
3.对 B 试管进行加热。 观察：1.在室温下，一定量的水里，硝酸钾能无限溶解吗？2.增加水的
量，硝酸钾溶解的量有什么变化？3.升高水溶液的温度，硝酸钾溶解的量有 什么变化？
　　实验说明，在一定温度下（实验是在室温下做的），一定量的水里，硝 酸钾溶解的量是有限度的，不能无限制地溶解。
　　我们把在一定温度下，一定量的溶剂里不能再溶解某种溶质的溶液（也 就是溶解某种溶质达到最多量的溶液），叫做这种溶质的饱和溶液，还能再 继续溶解某种溶质的溶液，叫做这种溶质的不饱和溶液。
思考
　　在实验 3-5 的三种情况中，哪一种硝酸钾溶液是饱和的？哪一种是不饱 和的？
实验还说明，当增加溶剂（水）的量或升高温度时，原来不再溶解的硝
酸钾又能继续溶解，这时溶液就由饱和变为不饱和。因此，在改变条件时， 饱和溶液和不饱和溶液可以互相转化。这里要注意，只有指明在“一定温度 下”和在“一定量的溶剂”时，“饱和”和“不饱和”才具有确定的意义。
思考
　　用哪些方法可以把硝酸钾的饱和溶液变为不饱和溶液？用哪些方法可以 把硝酸钾的不饱和溶液变为饱和溶液？
溶解度
　　不同的物质在同一溶剂里的溶解能力不同。怎样精确地表示物质的溶解 能力呢？通常把一种物质溶解在另一种物质里的能力，叫做物质的溶解性。 溶解性是物质的一种性质。它首先跟溶质、溶剂本身的性质有关，其次跟外 界的条件有关。
　　为了定量地比较各种物质的溶解性，必须确定一个比较标准，这就是物 质的溶解度。掌握物质的溶解度对生产和科学研究有重要的实际意义。
　　在一定温度下，某物质在 100 克溶剂里达到饱和时所溶解的克数， 叫做这种物质在这种溶剂里的溶解度（符号：S）。
如果不指明溶剂，通常所说的溶解度就是物质在水里的溶解度。例如，
20℃时食盐的溶解度为 36 克/100 克水，就是指在 20℃时，食盐在 100 克水 里达到饱和时溶解 36 克。
各种物质在水里的溶解度是不同的。
表 3-1 20℃时，几种物质溶解度

物质 AgCl Ca （ OH ） 2 KClO3 NaCl AgNO3 溶 解 度
［ S （克
／ 100 克 水）］
0.00015
0.165
7.4
36
222

通常把在室温（20℃）时，溶解度在 10 克/100 克水以上的物质叫易溶
物质；溶解度在 1～10 克/100 克水的叫可溶物质；溶解度在 1～0.01 克/100 克水的叫微溶物质；溶解度小于 0.01 克/100 克水的叫难溶物质。习惯上把 难溶物质叫做“不溶”物质。其实，绝对不溶的物质是没有的。例如氯化银 很难溶于水，在水中往往是以沉淀形式出现。但 20℃时，每 100 克水中仍然 溶解有 1.5×10-4 克氯化银呢。可见，溶解是绝对的，不溶解只是相对的。 所谓易溶、可溶、微溶、难溶（或不溶）都是相对而言的。


　　我们已经知道，当温度变化时，硝酸钾的溶解度也会发生变化。表 3-2 是实验测得硝酸钾在各种温度时的溶解度。
表 3-2 硝酸钾在各种温度时的溶解度
温度（ t ／℃） 溶解度［ S ／（克／ 100 克水）］ 0 13.3 10 20.9 30 45.8 40 63.9 50 85.5 60 110 70 138 80 169 90 202

思考
　　根据上述溶解度数据，能否知道硝酸钾在 0～100℃的范围内任何指定温 度时的溶解度？例如，怎样推测 20℃时硝酸钾的溶解度是多少？
除了实验以外，还可以用什么方法？
　　20℃时硝酸钾的溶解度数值肯定介于 20.9（10℃）与 45.8（30℃）之间。 如果取两者的平均值：
（20.9+45.8）÷2=33.4 这种方法精确吗？经实验测定，20℃时硝酸钾的溶解度是 31.6 克/100 克水。 可见取平均值的方法不太精确。我们又如何推测 100℃时硝酸钾的溶解度 呢？


　　用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，根据表 3-2 的数据在坐标图上 画出不同温度时相对应的溶解度的点，然后用曲线连接各点，画出硝酸钾随 温度变化的溶解度曲线。利用溶解度曲线，可以找出 20℃时硝酸钾的溶解度 约为 32 克/100 克水。将上述曲线延长，还可推测 100℃时硝酸钾的溶解度约
　　
为 245 克/100 克水。利用溶解度曲线，还可以找到其他温度时硝酸钾的溶解 度。
用同样的方法，可以画出其他固体物质的溶解度曲线（图 3-12）。


　　在工业生产和科学研究中，经常利用溶解度曲线查阅有关物质在不同温 度时的溶解度。例如，利用溶解度曲线，可以知道氯化铵（NH4Cl）在 50℃ 时的溶解度约为 50 克／100 克水，硝酸钠（NaNO3）在 50℃时的溶解度约为
114 克／100 克水。
练习
根据图 3-12 固体的溶解度曲线，分别查出 10℃时硝酸铵（NH4NO3）的溶
解度和 70℃时氯化铵的溶解度。



思考
　　分析图 3-12 和图 3-13 的溶解度曲线，你认为大多数固体物质的溶解度 随温度的变化有什么规律？
从溶解度曲线可以看出，大多数固体物质的溶解度随着温度的升高而增
大；少数物质的溶解度受温度变化的影响较小（例如食盐）；极少数物质的 溶解度随温度的升高而减小（例如硫酸铈和熟石灰）。

能溶解于水的溶质除了固体以外，还有气体。
思考
1.当我们打开汽水瓶盖后，为什么看到溶解在水里的二氧化碳（CO2）气
体很快形成气泡，从瓶口逸出？
2.为什么煮沸过的冷开水里，鱼不能生存？ 气体在水里的溶解度不仅跟气体性质有关，还跟气体的压强有关。当温
度不变时，随着压强的增大，气体的溶解度也增大。制造汽水时，人们增大
二氧化碳气体的压强，使它在水中的溶解度增大。当打开汽水瓶盖的时候， 气体的压强减小了，溶解度随着减小，因此有大量的二氧化碳气体从水里逸 出。压强变化时，对固体物质的溶解度几乎没有影响。
当压强不变时，随着温度升高，气体的溶解度减小。给冷水加热时，溶
解在水里的氧气迅速减少。在冷开水中缺少氧气，当然鱼难以生存。

关于溶解度的计算
　　根据溶解度概念，可以进行一些计算。计算时一定要明确两点：首先， 温度改变，物质的溶解度随之改变。其次，溶解度只适用于饱和溶液。
1.求物质的溶解度 根据一定温度时某种物质饱和溶液里溶质和溶剂的质量，可以求出这种
物质的溶解度。
　　［例题 1］把 55 克 50℃的硼酸饱和溶液蒸干，得到*5 克硼酸固体。求 硼酸在 50℃时的溶解度。
［分析］先求水的质量，再根据溶解度的概念求硼酸的溶解度。
m（溶液）-m（溶质）=m（溶剂）

S
=
100

m（溶质）
m（溶剂）

［解］m（H2O）=55-5=50（克）

S 5
=
100 50

100×5
S =
50


= 10

答：50℃时硼酸的溶解度为 1.0 克/100 克水。
2.求溶质、溶剂的质量 根据某物质在某温度时的溶解度，可以求出该温度时一定量饱和溶液里
所含溶质和溶剂的质量。
　　［例题 2］已知氯化钾（KCl）在 20℃时的溶解度是 34 克/100 克水。 配制 20℃时 500 克氯化钾的饱和溶液，需氯化钾和水各多少克？
　　［分析］20℃时氯化钾的溶解度是 34 克/100 克水，即表示在(100+34) 克饱和溶液里含氯化钾 34 克。
［解］设 20℃时，500 克氯化钾饱和溶液里含 x 克氯化钾。

34
100 + 34

x
=
500

34×500
x =
134


= 126.9（克）

m（H2O）=500-126.9=373.1（克）
　　答：在 20℃时，配制 500 克氯化钾饱和溶液需氯化钾 126.9 克，水 373.1 克。
根据某物质在某温度时的溶解度，可以求出该温度时一定量溶质配制成
饱和溶液时，所需溶剂的质量；或一定量的溶剂配制成饱和溶液时，所需溶 质的质量。
［例题 3］已知 20℃时硝酸钾的溶解度为 31.6 克/蛞*100 克水。24 克
硝酸钾溶解在多少克水里，才能配制成 20℃时的饱和溶液？
　　［分析］从溶解度可知，20℃时 31.6 克硝酸钾溶解在 100 克水中恰好 能配制成饱和溶液。
［解］设 20℃时，24 克硝酸钾溶解在 x 克水里恰好饽芘渲瞥杀ズ腿芤

骸*
31.6 24
=
100 x


100×24
x =
31.6



= 75.9（克）

答：在 20℃时，24 克硝酸钾溶解在 75.9 克水里恰好配制成饱和溶液。
练习
　　20℃时溴化钾的溶解度是 66 克/100 克水。140 克水里溶解多少克溴化钾 才能配制成 20℃时溴化钾的饱和溶液？
　　［课外实验］怎样利用家中的器材，用实验比较在室温时食盐和蔗糖哪 个溶解度大？溶解度大的物质是小的几倍？设计简单易行的实验方法，在家 中做一做并作记录。
【习题 3.2】
1.下列说法正确与否，为什么？
　　（1）20℃时，把 10 克食盐溶解在 100 克水里，所以 20℃时食盐的溶解 度是 10。
　　（2）20℃时，100 克食盐饱和溶液里含有 26.4 克食盐，所以 20℃时食 盐的溶解度是 26.4 克/100 克水。
　　
　　（3）20℃时，食盐的溶解度是 36 克/100 克水。将 36 克食盐溶解在 64 克水里，可以配成 20℃时 100 克的食盐饱和溶液。
　　（4）随温度的升高，大多数固体物质的溶解度增大，而气体的溶解度却 减小。
　　2.食盐在 20℃时的溶解度是 36 克/100 克水。在 20℃时食盐的饱和溶液 中，溶液、溶剂和溶质的质量比为 ∶ ∶ 。
3.根据图 3-12 固体的溶解度曲线回答：
（1）在什么温度时，硝酸钾和硝酸钠的溶解度相同？
　　（2）在溶解度曲线的范围内，硝酸钾和硝酸钠的溶解度哪一个受温度变 化的影响大？
（3）在什么温度范围内，硝酸钠的溶解度比硝酸钾的大？
4.设有 A、B、C 三种物质，在 20℃时分别溶解在水里制成饱和溶液。已
知 A 物质 1 克溶解在 10 克水里；B 物质 150 克溶解在 1000 克水里；C 物质
25 克溶解在 350 克水里，哪一种物质的溶解度最大？
　　5.70℃时氯化铵的溶解度是 60 克/100 克水。要配制 70℃时氯化铵的饱 和溶液：
（1）25 克氯化铵应该溶解在多少克水里？
（2）在 25 克水里最多能溶解多少克氯化铵？
（3）配制 25 克氯化铵的饱和溶液，需氯化铵和水各多少克？
6.已知 30℃时，氯酸钾的溶解度是 10 克/100 克水。现把 30℃时配制成
的 44 克氯酸钾饱和溶液蒸干后，可得到氯酸钾多少克？

3.3 溶液的浓度


　　在工农业生产、医疗和科学实验中，往往需要精确地知道在一定量溶液 里含有多少溶质。例如，医疗上给病人输入的生理盐水需要掌握准确的浓度， 过浓或过稀都会影响治疗效果，甚至危害人们的健康。又如，施用农药时， 也要准确地知道溶液的浓度，溶液过稀不能杀灭病虫害，过浓则不仅浪费农 药，还会对植物发生毒害作用。
人们根据需要，规定了许多表示溶液里溶质含量的方法。本节主要介绍
应用最为广泛的质量百分比浓度。
质量百分比浓度 用溶质的质量占全部溶液质量的百分比来表示溶液中的溶质含量，
叫做质量百分比浓度（简称百分比浓度，符号 C％）。
思考
想一想 1％的氯化钠溶液表示什么意义？ 根据质量百分比浓度的概念，可以列出百分比浓度、溶质、溶剂、溶液
之间的关系式。


C％ =

m（溶质）
m（溶液）


×100％


或C％ =

m（溶质）
m（溶质） + m（溶剂）


×100％

［例题 1］配制 500 克 1％的氯化钠溶液，需要氯化钠和水各多少克？
［解］m（NaCl）=500×1％=5（克）

m（H2O）=500-5=495（克）
答：配制 500 克 1％的氯化钠溶液需氯化钠 5 克和水 495 克。

【实验 3-6】配制 500 克 1％的氯化钠溶液。
（1）用托盘天平准确称取 5 克氯化钠，倒入洁净的烧杯里。
　　（2）用量筒量取 495 毫升水（4℃水的密度是 1 克/厘米 3），495 克水 的体积约是 495 厘米 3，即 495 毫升，倒入装有氯化钠的烧杯里，用玻璃棒 搅拌，使氯化钠溶解。


　　［例题 2］20℃时，从一瓶食盐饱和溶液中取出 34 克。蒸干后得食盐 9 克。求（1）这瓶溶液的百分比浓度，（2）20℃时食盐的溶解度。
［解］溶液的百分比浓度是：瓶溶液的百分比浓度，
9

C％ =

20℃时食盐的溶解度是：

×100 ％ = 26.5％
34

S
=
100

9
34 - 9

9
S =
34 - 9

×100 = 36

　　答：这瓶食盐溶液的百分比浓度是 26.5％，20℃时食盐的溶解度是 36 克/100 克水。
［例题 3］工业上常用 10％的稀硫酸去除铁器表面的铁锈。为了配制 50
千克 10％的稀硫酸。问（1）需要 98％的浓硫酸多少千克？（2）需要加水多 少千克？
［分析］浓溶液加水稀释时，溶剂的质量增加了，溶液的质量也增加了，
但是溶液中所含溶质的质量仍保持不变。 浓溶液质量×浓溶液的百分比浓度=稀溶液质量×稀溶液的百分比浓度
［解］设配制 50 千克 10％的稀硫酸需 98％的浓硫了醲千克。
x×98％=50×10％
50 ×10 ％

x = 98％

= 5.1（千克）

m（H2O）=50-5.1=44.9（千克）
　　答：配制 50 千克 10％的稀硫酸，需 98％的浓硫酸 5.1 千克，水 44.9 千克。
练习
　　配制 15％的盐酸 100 克，需要市售的浓盐酸多少克？需要市售的浓盐酸 多少毫升？（市售的浓盐酸的密度和百分比浓度从下列试剂标签上查阅获 得）

［提示］比浓度从下列试剂标签上查阅获得）
液体质量m（克）

液体体积V（厘米 3 ） =

液体密度ρ（克 / 厘米 3 ）

［例题 4］实验室常用 20％的硫酸溶液制取氢气。如配制 500 毫升 20
％的硫酸溶液，需要 98％的硫酸溶液多少毫升？
［分析］m（溶质）=ρ（溶液）×V（溶液）×C％

表 3-3 20℃时硫酸的密度和百分比浓度对照表
密度［ρ／（克／
厘米■ 3 ）］ 1.01 1.07 1.14 1.22 1.30 1.40 1.50 1.61 1.7 百分比浓度（ C ％） 1 10 20 30 40 50 60 70 80




［解］查硫酸密度和百分比浓度对照表可知，20％和 98％硫酸溶液的密
度分别为 1.14 克／厘米 3 和 1.84 克／厘米 3。 设需 98％的硫酸 x 厘米 3。
1.14×500×20％=1.84x×98％
1.14 ×500×20％

x = 1.84 ×98％

= 63.2 （厘米 3 ） = 63.2 （毫升）

答：配制 500 毫升 20％的硫酸溶液需要 98％的硫酸 63.2 毫升。
讨论 百分比浓度与溶解度有怎样的联系与区别？ ppm 浓度及体积比浓度
质量百分比浓度只是溶液中溶质含量的一种表示方法。根据实际的需
要，还有多种表示方法。当溶质含量非常少时（例如，硫酸对鱼的致死浓度
是 0.000625％），用百分比浓度来表示就很不方便，还容易发生错误。为此， 人们常用 ppm 浓度来表示这类极稀溶液中溶质的含量。用溶质质量占全部溶 液质量的百万分比表示的溶液中溶质的含量，叫做 ppm 浓度。上述硫酸的浓 度如果用ppm浓度来表示，换算方法是：0.000625％×1000000ppm=6.25×10-6
×106ppm=6.25ppm



　　因为量取液体的体积要比称液体的质量容易，在实际工作中，为了在使 用两种液体配制溶液时简便易行，常用两种液体的体积比来表示。例如，配
制 1∶5 的盐酸溶液，就是指用 1 体积的浓盐酸和 5 体积的水混合配制而成。
其他如 1∶4 的硫酸、1∶10 的盐酸等。 在农业生产上稀释农药和氨水，医疗上配制一般的药剂，实验室及工厂
中配制某些溶液经常采用体积比表示。这种方法简便易行，但是只适用于对
溶液浓度的精确度要求不高的场合。
【习题 3.3】
1.蒸干 35 克氯化钾溶液，得氯化钾 5 克，求该氯化钾溶液的百分比浓度。
2.配制 80 克 15％的氯化铵溶液，需氯化铵和水各多少克？
　　3.（1）在 200 克 10％的氯化钠溶液中，再溶解 10 克氯化钠，这时溶液 的百分比浓度是多少？
　　（2）在 200 克 10％的氯化钠溶液中，再加入 10 克水，这时溶液的百分 比浓度是多少？
　　（3）在 200 克 10％的氯化钠溶液中，再加入 100 克 10％的氯化钠溶液， 这时溶液的百分比浓度是多少？
　　（4）从 200 克 10％的氯化钠溶液中，倒出 10 克溶液，这时原溶液的百 分比浓度是多少？倒出溶液的百分比浓度是多少？
　　
4.配制 500 克 20％的硫酸，需要 98％的硫酸多少克？
　　5.配制100克10％的硫酸，需要98％的硫酸多少毫升？水多少毫升？（所 需数据可查阅表 3-3）
　　6.（1）10℃时氯化钾的溶解度是 30 克/100 克水，求 10℃时氯化钾饱和 溶液的百分比浓度？
　　（2）40℃时氯化钾饱和溶液的浓度是 28.6％，求 40℃时氯化钾的溶解 度。
　　7.给 200 克 98％的硫酸加水，可稀释成 10％的硫酸多少克？加水多少 克？
　　8.将 200 毫升 98％的硫酸（ρ=1.84 克/厘米 3）跟 80O 毫升水混合。所 得溶液的百分比浓度是多少？
　　　*9.有 100 克 5％的氯化钠溶液，若想将其浓度变为 10％，可以采用哪些 方法？通过计算回答。

本章提要


?组成：溶质和溶剂。
?特征：均一、稳定。
?定义：一种或一种以上溶质分散在溶剂里，形成均一、
1. 溶液?
? 稳定的混合物。
?分类：饱和溶液和不饱和溶液。
?
??溶质含量：质量百分比浓度、ppm浓度。
　　2.（1）溶解度（S）：在一定温度下，固态物质的溶解度通常用它在 100 克溶剂中达到饱和状态时所溶解的克数来表示。
大部分固体物质的溶解度随温度的升高而增大。气体的溶解度随温度升
高而降低，随压强的增大而增大。
　　（2）质量百分比浓度（C％）：用溶质的质量占全部溶液质量的百分比 来表示溶液中溶质的含量。

复习题


A
1.填空
　　（1）一种或一种以上的物质 到另一种物质里，形成 混合 物，叫做溶液。
（2）为了使固体溶质更快地溶解，通常采用的方法是 、
和 。
　　（3）要使接近饱和的溶液变成饱和溶液（溶质是固体），一般可以采用 的方法有 和 。
（4）500 克 10％的氯化钠溶液里含氯化钠 克，从上述溶液中取出
100 克，则取出溶液的百分比浓度为 ，含氯化钠 克。
2.根据课本图 3-12 固体的溶解度曲线回答：

　　（1）在室温 20℃时，氯化铵属于 溶物质（易溶、可溶、微溶）， 硼酸属于 溶物质。
（2）50℃时，氯化铵的溶解度 为。
（3）在 ℃时，氯化铵和硝酸钾的溶解度相等。
（4）50℃时，氯化铵饱和溶液的百分比浓度 是。
　　（5）100 克 20％的氯化铵溶液中含氯化铵 克，含水 克，需 要再补充 克氯化铵，可配制成 50℃时氯化铵的饱和溶液。
3.指出下列几种液体，哪几种是悬浊液？哪几种是溶液？
（1）在盛水的试管中加入一药匙熟石灰，振荡后所得的液体。
（2）将上述液体静置片刻后，取出上层的清液。
（3）在取出的上层液体中通入少量二氧化碳后所得到的液体。
（4）将（3）所得的液体过滤，过滤后得到的液体。
4.下列说法是否正确？为什么？
（1）温度升高时，物质的溶解度都增大。
（2）浓溶液就是饱和溶液，稀溶液就是不饱和溶液。
（3）凡是均一、透明的液体就是溶液。
　　（4）20℃时氯化钠的溶解度是 36 克/100 克水，此时氯化钠饱和溶液的 浓度是 36％。
（5）10 克 10％的氯化钠溶液和 10 克 10％的氯化钠溶液混合，得到 20
克 10％氯化钠溶液。
（6）溶液、悬浊液、乳浊液都是混合物。
5.选择
　　（1）在 20℃时，甲、乙、丙、丁四种物质在下列情况下分别正好形成 饱和溶液，其中最易溶于水的物质的是 。
（A）2 克甲溶于 10 毫升水中
（B）300 克乙溶于 3000 毫升水中
（C）5 克丙溶于 30 毫升水中
（D）10 克丁溶于 200 毫升水中
（2）下图是 a、b 两种固体物质的溶解度曲线，下列说法中，正确的是
。

（A）b 物质的溶解度比 a 物质大
（B）b 物质属于易溶物质，a 物质属于可溶物质
（C）t℃时分别配制 a、b 两种物质的饱和溶液各 100 克，所需 a、b
溶质各 S 克
（D）t℃时，a、b 两种物质的饱和溶液的百分比浓度相等
　　（3）某温度时，把 20 克饱和硝酸钾溶液蒸干，得到硝酸钾固体 4 克， 在该温度下硝酸钾的溶解度是 克/100 克水。
（A）16 （B）20
（C）25 （D）20
　　6.在 20℃时，实验室要提纯 50 克含少量泥沙的食盐，最好用多少毫升 水溶解食盐？为什么？
　　7.某温度时，蒸干 35 克硫酸钾饱和溶液，得到 10 克硫酸钾，求该温度 时硫酸钾的溶解度及其饱和溶液的百分比浓度。
　　
8.某实验室需要配制 200 克 10％的盐酸，需要 37％的盐酸（ρ=1.18 克
/厘米 3）多少毫升？
B
　　9.在 10℃时，有硝酸钾的饱和溶液 200 克，加入 50 克水后，在同温度 时还要补充多少克硝酸钾才能使溶液重新达到饱和？（所需数据查有关章 节）
　　10.A 克 a％的食盐溶液跟 B 克 b％的食盐溶液混合后，所得溶液的百分 比浓度是 。
11.将某物质 m 克完全溶解于水配成 V 毫升饱和溶液，若此溶液的密度为
ρ克/厘米 3，则此溶液的百分比浓度为 ，该物质在此温度下的溶解度
为 。
　　12.为了将 10％的氢氧化钠溶液浓缩，从每千克该溶液中蒸发掉多少克 水后，所得溶液的浓度为 40％？
　　　*13.工厂中要用 10％的硫酸溶液来清洗钢材。如果配制 10％的硫酸溶 液，需要 98％的硫酸跟水用怎样的体积比混合而成？（所需数据查有关章 节）
　　　*14.一定量的 5％的碳酸钠溶液蒸发掉 64.3 克水后，剩余溶液体积为 31 毫升（ρ为 1.15 克/厘米 3）。求剩余溶液的百分比浓度。
*15.有 A 克 15％的硝酸钠溶液，要想将其浓度变为 30％，可采用哪些方
法？

4 空气和氧气


　　人类生活在空气的“海洋”里。地球上的一切生命活动都离不开空气， 可以说没有空气，就没有生物和人类。
4.1 地球上的空气 地球上的空气
在我们的周围到处都是空气，但是，你是否认识空气的“庐山真面目”
呢？
　　地球的大气层厚达 1000～1400 千米，大气层以外，几乎没有气体存在， 而是宇宙空间了。地球表面的大气层一般称作大气圈。
　　随着海拔高度的变化，大气的组成、密度和温度等都随着发生变化。根 据大气在垂直方向上性质的差异，把大气圈分为五层：对流层、平流层、中 间层、电离层和外层。
对流层的空气密度最大，占全部大气总质量的 95％左右，各种天气现象
都发生在这一层里。平流层中有一层臭氧层。臭氧（O3）能大量地吸收太阳
光线中的紫外线，使地球上的生物免受紫外线的伤害。电离层能使无线电波 反射回地球。外层是地球大气向宇宙空间过渡的层次。

空气的成分
　　我们从小学自然课本中已经知道，空气中含有氮气、氧气和少量的二氧 化碳等气体。在 18 世纪 70 年代，科学家证明了空气主要由氮气和氧气组成。
▲［阅读材料］
空气组成的研究
{ewl MVIMAGE,MVIMAGE, !2T000126_0075_2.bmp} 氧气是由瑞典的化学家舍勒（Scheele，1742～1786）和英国化学家普里
斯特里 （Priestley ，1733 ～1804）先后发现的。法国化学家拉瓦锡
（Lavoisier，1743～1794）知道了普里斯特里制取氧气的方法后，做了一个 著名的研究空气成分的实验。拉瓦锡把少量汞（俗称水银）放在如图 4-3 的 密闭容器里连续加热 12 天。结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉 末，同时容器里的空气体积差不多减少了 1/5。拉瓦锡把汞表面上所生成的 红色粉末（后来证明是氧化汞）收集起来，把它加强热，得到了汞和氧气， 所得氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的空气的体积。
　　拉瓦锡对剩余部分气体作了进一步研究，发现这部分气体既不能供给呼 吸、维持动物的生命，也不能支持燃烧。它就是我们现在所说的氮气。他把 从上述氧化汞加热得到的氧气，加到前一个容器里剩下的 4/5 体积的气体 里，结果得到的气体跟空气的性质完全一样。拉瓦锡通过实验得出了空气是 由氮气和氧气组成的结论。


在实验室里，我们能用较简易的方法来测定空气中氧气的含量。 在加热的情况下，红色的铜跟空气中的氧气反应，生成黑色的氧化铜。
这个反应可以表示如下：
铜+氧气氧化铜

Cu O2 CuO 利用这个化学反应，可设计如下实验来测定空气中氧气的含量。
【实验 4-1】如图 4-4 装置，在由两个针筒组成的密闭系统内留有 20
毫升空气。两个针筒间联接有一段玻璃管，给装有细铜丝的玻璃管加热，等 铜丝的温度升高后，交替缓缓推动两个注射器活塞，来回 5～6 次，观察现象。 停止加热后冷却至室温，读出注射器里气体的体积。
实验数据记录
反应前注射器内空气体积 反应后注射器内气体体积
20 毫升 16 毫升


思考
　　根据上述实验数据，反应掉的氧气体积是多少毫升？推算氧气在空气中 的体积百分含量是多少？


　　19 世纪末，科学家又发现空气里含有氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体。 按体积计算，空气中约有氮气 78％，氧气 21％，稀有气体 0.94％，二氧化
碳 0.03％，其他气体 0.03％。


　　空气的成分一般说来是比较固定的。在 0℃，101.3 千帕时空气的密度约 为 1.29 克/升。
表 4-1 空气的组成和主要组分的物理性质

名称
空气中体积 百分数（％） 密度［ρ／
（克／升）］
（ 0 ℃，
101.3 千帕）
沸点
（ t ／℃） 20 ℃时的溶
解度（ 1 体 积水中溶解 气体的体积） 氮气（ N2 ） 78.09 1.2505 -195.8 0.015 氧气（ O2 ） 20.95 1.429 -183.0 0.031 氩气（ Ar ） 0.93 1.784 -186.0 0.035 二氧化碳
（ CO2 ） 0.03 1.977 -78.44 0.88



思考
　　把空气冷却到-200℃，它呈气态还是液态？当升温到-195.8℃时有哪种 气体逸出（分析表 4-1 的数据）？
　　原始地球的表面，只有很少或几乎没有气体。由于火山的作用，较多的 氢气和一氧化碳（CO）被喷射到地球表面，成为早期的大气成分。经过几亿 年的变迁，氮气成为大气的主要成分。生物进行光合作用产生氧气，使大气 中的氧气逐渐增加，形成了现在的空气。
思考
　　有人说，在通常状况下，氮气是没有颜色、没有气味的气体。他说得对 吗？说出判断的依据。
　　
　　常温下氮气很难跟其他物质发生反应。它既不支持燃烧，又不能供给呼 吸。在一定的条件下，氮气也能跟其他物质发生化学反应。工业上常用氮气 来合成氨（NH3），制取氮肥、硝酸、炸药等。氮气通过生物固氮转化为农作 物的氮素养料。人们利用氮气不活泼的性质，把它充入灯泡，延长钨丝的寿 命。在包装袋或粮仓内充入氮气，延长食物的保鲜期。
　　氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体的化学性质很不活泼，一般不跟其他物 质发生反应，人们曾经把它们叫做“惰性气体”。稀有气体的化学式，用元 素符号来表示。如氦气的化学式是 He，氖气的化学式是 Ne，氩气的化学式是 Ar。
　　稀有气体的化学性质很不活泼跟它们的原子结构有关。从图 4-6 可以看 到，稀有气体元素原子的最外层，都有 8 个电子（氦是 2 个）。这种结构， 是一种稳定结构。因此稀有气体的化学性质很稳定。
　　随着科学技术的发展，稀有气体的应用越来越广泛。人们利用稀有气体 的“惰性”，在工业生产中作为保护气。例如，用氩气来隔绝空气，防止金 属在电弧焊的高温条件下跟其他物质发生反应；把氩气和氮气的混合气体充 入灯炮里，使灯泡经久耐用；用氦气填充气球或气艇比用氢气安全得多。


　　稀有气体还有一个特性，在通电时会发出有色的光。五光十色的霓虹灯 就是利用稀有气体的这种性质制成的。氙灯称作“人造小太阳”，用于广场、 体育场、飞机场等照明。氦气在原子反应堆中可用作冷却剂；氖气、氪气、 氙气可用于激光技术；氙气在医学上还可以作麻醉剂呢！
▲［阅读材料］
氩气的发现
1892 年，著名的《自然》杂志上，刊登了英国物理学家雷利（Rayleigh，
1842～1919）的一封信：“我对于最近测定氮气密度的结果很惊讶，如果读 者中谁能指出原因，将十分感谢??”雷利发现，从空气里分离出来的氮气 密度（ρ）是 1.2572 克/升，而从含氮化合物氨气制得的氮气，其密度是1.2505 克/升。经过多次测定，两者质量总是相差几毫克。雷利百思不得其解，于是 在《自然》杂志上公开征求答案。
公开信发出后，谁也没有给雷利解释出原因。雷利没有忽视这微小的差
异，他大胆猜测从空气中分离出来的氮气里含有未被发现的较重的气体。雷 利同英国化学家拉姆塞（Ramsay，1852～1916）合作，共同寻找答案。
拉姆塞和雷利查阅文献（科技文献记载着前人所做的工作和结论，对后
继者有启发作用）后知道，1785 年，英国科学家卡文迪许（Cavendish，1731～
1810）曾经在实验中发现，把不含水蒸气、二氧化碳的空气除去氧气和氮气 后，仍有很少量的残余气体存在。拉姆塞和雷利重做了实验，得到了这少量 的未知气体。新发现气体的密度为 1.9086 克/升，几乎是氮气密度的一倍半。 这个结果很好地解释了雷利的疑问。经过分析，确定该气体是一种新元素。 新气体叫做氩（Argon），希腊文的意义是“懒惰”，表示氩的化学性质很不 活泼。


　　以后几年里，拉姆塞等人又陆续从空气里发现了氦气、氖气、氪气和氙 气。
著名的科学家开尔文说：“一切科学上最伟大的发现几乎都由精确的测

量和总结许许多多的数字得来，而那些伟大的发现只不过是长期孜孜不倦的 勤劳研究的报酬而已”。在 1894 年以前，科学家都认为空气的组成已经彻底 搞清楚，谁也没有想到其中还有那么多未知的元素。而雷利和拉姆塞却对那 么不起眼的第三位小数紧追不舍，作出了发现五种稀有气体元素的科学业 绩。为此，拉姆塞获得了 1904 年的诺贝尔化学奖的殊荣。
我们需要清洁的空气
空气是人类赖以生存的、一刻也不可缺少的物质。一个成年人每天呼吸
约 2 万多次，吸入的空气量 12～16 米 3。这些空气的质量达 15～20 千克， 约为每天所需食物质量的 10 倍，饮水质量的 5 倍。一个成年人每天大约要消
耗 0.4 米 3 的氧气。那么地球上的氧气会用完吗？ 在阳光下，植物的绿叶吸收空气中的二氧化碳，进行光合作用，并放出
氧气。全世界的绿色植物，每年从空气中消耗掉的二氧化碳达几十亿吨，使 地球上的氧气始终保持相对恒定的含量。


近年来，空气在被污染。空气是怎样被污染的呢？ 凡是向空气中排放污染物的装置、设备、物体和场所等都称为大气污染
源。其中人为污染源，可分为工业污染源，燃料燃烧污染源和农业污染源三 类。工业污染源，主要是指在工业生产过程中，排放的各种工业尾气和废气； 燃料燃烧污染源，是指各种燃料在燃烧过程中产生的大量废气；农业污染源， 是指化肥、农药、动植物产品及其遗弃物排放或挥发到大气中的各种气体和 固体微粒。
大气污染物主要包含飘尘、二氧化硫（SO2）、一氧化碳、氮氧化合物、
碳氢化合物等。大气中的各种污染物通过呼吸道侵入人体，造成急性或慢性 疾病。
二氧化硫是空气中含量很大的有害气体，它对人类的健康造成了严重的
威胁，还会引起酸雨，腐蚀材料，毁坏森林，使农作物歉收。
思考
试举出家庭对空气污染的几个例子。 大气污染不仅危害人类健康，而且腐蚀仪器、设备、建筑物，影响生产，
降低产品质量，危害动、植物的正常生长，造成经济上的巨大损失。我们必
须采取有力措施，防治大气污染。 防治大气污染，首先要依法管理，严格防止新污染源产生。同时进行环
境科学研究，改革生产工艺，合理工业布局。还要努力改善燃烧过程，对锅
炉进行改造，进行烟道气脱硫，消烟除尘，减轻烟尘污染。实行集中供热和 城市煤气化。大搞植树造林，使空气得到净化。
　　［课外实验］利用家中的脸盆、玻璃杯、蜡烛等器材做测定空气中氧气 含量的实验。在脸盆中放半盆水，在一木块上插一短截蜡烛，浮到水面上然 后点燃。用一玻璃杯倒扣在蜡烛上（选择的玻璃杯最好是圆柱形，便于分割
成 5 等分）。直到蜡烛火焰自己熄灭，观察水面上升到玻璃杯的多少高度？ 由此可以得出什么结论？
▲［阅读材料］
臭氧（O3 ）
　　每当雷雨过后，为什么我们总觉得空气格外新鲜？因为在闪电时，空气 中的一部分氧气变成了臭氧。稀薄的臭氧一点也不臭，反而给人以清新的感
　　
觉。
这个化学反应可以表示如下： 氧气臭氧 O2 O3
臭氧具有漂白和杀菌作用，是自来水的良好清洁消毒剂。 由于臭氧和氧气结构不同，所以性质也不一样。臭氧的分子由三个氧原
子构成。大气中臭氧的 95％存在于距地面 25～40 千米之间平流层中。臭氧 层能遮挡日光中短波长紫外线照射到地面，这种波长的紫外线对生物是有害 的。因此，我们要保护臭氧层，使它免受某些物质，如含氯氟烃、氮氧化合 物等的破坏。
【习题 4.1】
1.空气的主要成分按体积计算，氮气约占 ％，氧气约占 ％。
　　2.查表 4-1，氮气的沸点是 ℃，氧气的沸点是 ℃，将空气 不断冷却，氮气和氧气中先液化的是 。
3.写出空气中一些成分的化学式。
　　氮气 ；氧气 ；氩气 ；二氧化碳 ；氖气 ； 氦气 ；水蒸气 。
4.现有空气、氮气和二氧化碳各一瓶，你用什么方法把它们区别开来？
简述操作步骤、现象和结论。
5.人为的大气污染源可分为 、 、 三大类。
　　6.有人说，吸烟污染空气，影响人体健康，你认为他的说法对吗？为什 么？

4.2 怎样得到氧气


　　氧气是空气中最活泼的组分，无论是人类的呼吸，还是燃料的燃烧，都 离不开氧气。那么，如何得到大量纯净的氧气呢？
工业制氧
思考
空气中含有约 21％的氧气，如何把空气中的氧气分离出来呢？请查阅表
4-1，从中可以得到什么启示？ 在工业生产中，先将空气净化，除去灰尘、二氧化碳和水蒸气。再经压
缩等使空气冷却到约-200℃的低温，变成液态空气。由于液态氮的沸点（-196
℃）比液态氧的沸点（-183℃）低，将液态空气略微升温时，氮气从液态空 气里蒸发出来，剩下的主要是液态氧气。为了便于贮存、运输和使用，通常 把氧气加压到 15.2 兆帕，贮存在氧气钢瓶里。
问题
　　工业上用分离液态空气的方法制氧，发生的是物理变化，还是化学变化？ 为什么？
氧气的实验室制法
　　实验室一般不具备分离液态空气的条件，通常从某些含氧化合物中得到 氧气。
【实验 4-2】取少量二氧化锰（MnO2），放在试管里加热，并把带火星
的木条插入管口，观察现象。

　　【实验 4-3】1.取少量氯酸钾（KClO3）放在试管里加热，当氯酸钾熔 化后，把带火星的木条插入管口，观察现象。
2.将上述盛有氯酸钾的试管移离火焰，迅速撒入少量二氧化锰，再把带
火星的木条插入管口，观察现象。并与实验步骤 1 进行比较。



　　我们可以看到，二氧化锰在通常加热的情况下 w，没有氧气放出。氯酸 钾加热至熔化后缓慢地放出气泡，使带火星的木条燃烧起来，证明有氧气生 成。混有二氧化锰的氯酸钾，在较低的温度下就能放出氧气。氧气到底是由 哪种物质分解产生的呢？如按图 4-11 进行操作。
　　把加热后的反应混合物溶解于水，然后过滤。滤纸上得到的黑色固体， 经洗涤、干燥后称量，发现它的质量和反应前加入的二氧化锰的质量相等。 实验还可以证明，得到的黑色固体仍保持二氧化锰的化学性质。可见二氧化 锰的作用，是促使氯酸钾在较低的温度下迅速放出氧气。
　　像这种在化学反应里能使其他物质的反应加快，而本身的质量和化学性 质在反应前后都没有变化的物质，叫做催化剂。二氧化锰就是氯酸钾分解放 出氧气这个反应的催化剂。催化剂也叫触媒。在化学工业生产中，经常使用 催化剂来加快化学反应速度，提高单位时间的产量。


　　加热氯酸钾，除了产生氧气，同时还生成了另一种物质氯化钾（KCl）。 这个反应可以表示如下：
氯酸钾氯化钾+氧气 KClO3 KCl O2

氧气难溶于水，可以用排水集气法收集。
　　【实验 4-4】把氯酸钾和二氧化锰混合（一般按 3∶1 的质量比）均匀 后，放进试管里，然后把试管固定在铁架台上，用带有导管的塞子塞紧管口， 给试管加热，用排水集气法收集（图 4-12）一瓶氧气。并用简单的方法证明 收集的气体是氧气。

　　实验室还常用加热高锰酸钾（KMnO4）的方法来制得氧气。高锰酸钾比氯 酸钾容易分解，只要稍稍加热，就会放出氧气。
练习
1.加热高锰酸钾制取氧气，能不能使用图 4-12 的实验装置？
2.从表 4-1 查氧气的密度，能不能用向上排空气法收集氧气？（空气在
0℃、101.3 千帕时的平均密度为 1.29 克/升）
【习题 4.21】
　　1.在加热氯酸钾和二氧化锰混合物的反应中，二氧化锰是 ，反应 前后它的 和 都没有发生改变，它的作用是 。
2.用线段连接下面左栏和右栏中的相关内容。
物理变化· ·工业上用分离液态空气的方法制氧气
·实验室加热氯酸钾制氧气
·用过滤方法分离二氧化锰和氯化钾

化学变化· ·加热高锰酸钾制氧气
　　3.将氯化钾、氯酸钾、二氧化锰和氧气的化学式填入下面括号内。并说 明该反应属化合反应，还是分解反应。
( )
（ ） ?加??热? （ ） + （ ）该反应属 反应。
　　4.收集氧气可用排水集气法，因为 ；也可以向上排气法收集，因 为 。
　　5.1 只钢瓶中装有 12 千克压缩氧，这些压缩氧气在 0℃、101.3 千帕时 体积有多少米 3？（1000 升=1 米 3）
*6.高锰酸钾加热后分解生成锰酸钾（K2MnO4）、二氧化锰和氧气。有人
将氯酸钾和少量高锰酸钾混合后加热，发现很快就放出大量的氧气。试解释 上述现象。

4.3 氧气的性质和用途


　　通过前面的学习，我们已经知道，在通常情况下，氧气是一种没有颜色、 没有气味的气体。它难溶解于水，在 1 升水中大约只能溶解 30 毫升氧气。密 度比空气略大，在 101.3 千帕下，氧气在-183℃时变为淡蓝色的液体，在-218
℃变成雪花状的淡蓝色的固体。
氧气的化学性质
让我们做几个实验来研究氧气的化学性质。
　　【实验 4-5】1.取一小块木炭放在燃烧匙里，加热到发红，观察它在空 气里的燃烧情况。然后将燃烧匙伸进盛有氧气的集气瓶里，观察现象（图
4-13）。