绪 言
生活像一个“万花筒”,五彩缤纷;世界像一个“宝葫芦”,变化万千。你想认识世界,探索大自然的奥秘吗?你想提高素质,做新一代的建设者吗? 那么,你除了要学好数学、植物学、动物学、物理学等自然科学知识外,还必须学好另外一门自然科学——化学。
什么是化学
我们在平常生活里吃的粮、油、蛋、菜,穿的棉、毛、丝、麻,乘坐的车、船、飞机,居住的高楼大厦,无一不是由物质组成的。因此,我们周围的世界,是一个丰富多彩的物质世界。
【议一议】观察图 1 所示的各组化学仪器,分别指出它们各是由什么物质组成的。
图 1 用不同物质制成的几种化学仪器
上图中的三组化学仪器分别是用铁、木材、玻璃制成的。铁、木材、玻璃是三种不同的物质,它们的颜色不同,密度不同,点燃时的表现也不同: 木材容易燃烧、铁很难燃烧、而玻璃则不能燃烧。可见,物质都有它自己特有的性质。根据物质的性质的不同,我们可以识别它们。
一切物质都在不停地变化着。植物的春华秋实,动物的生老病死,水的结冰,铁的生锈等,都是我们经常见到的物质的变化。
【议一议】除了上面所列举的变化外,你还能举出一些物质变化的例子吗?
[实验 1]取一段镁带,用砂纸擦磨后,观察镁的颜色、状态。
用坩埚钳夹住镁带,在石棉网的上方点燃(图 2),观察燃烧时发生的现象以及燃烧产物的状态和颜色。
图 2 镁带的燃烧
【想一想】在上述实验过程中,你观察到了哪些现象?
镁是一种银白色的金属,它在空气中能剧烈燃烧,发出耀眼的强光,放出大量的热,生成白色固体——氧化镁。
[实验 2]取一只烧杯,倒入 1/3 容积的氢氧化钠溶液,用滴管滴入几滴无色酚酞试液(图 3),观察溶液颜色的变化。
在上述溶液中逐滴加入盐酸,观察溶液颜色的变化。
在上述溶液中再滴加几滴硝酸银溶液,观察溶液中发生的现象。
氢氧化钠溶液中加入无色酚酞试液,溶液变为红色;当加入盐酸的量足够多时,溶液又变为无色;当加入硝酸银溶液时,溶液中又会出现白色沉淀。
物质的变化是多种多样的,在变化过程中常伴随着光、热、声、电等能量的变化。
图 3 几种物质间发生的变化
物质的性质和变化为什么会有差异呢?这是因为它们的组成和结构不同。
在变化万千的物质世界里,各种各样的物质到底是由哪些成分组成的? 它们究竟具有怎样的内部结构?它们具有怎样的性质和变化规律?我们可以用什么方法来制备它们?又怎样利用它们为人类造福?这些都是化学所要研究的问题。因此,化学是一门基础自然科学,它研究物质的组成、结构、性质以及变化规律等。
为什么要学习化学
化学与经济建设有着密切的关系。根据物质变化的知识,我们可以利用各种自然资源,生产出经济建设所必需的各种原料、材料和产品。例如,现代工业需要的耐高温、耐腐蚀、不燃烧的高分子材料,性能极佳的催化剂等; 现代农业需要的大量化学肥料、高效农药等;现代科学技术和现代国防需要的高能燃料、高纯物质等,都属于化学工业产品。
化学与我们的日常生活也有着密切的关系。例如,酿酒造醋、烹调食物、洗涤衣服等都离不开化学知识。应用化学知识,还有助于人们健康长寿,使人们生活得更加美好。
另外,掌握一定的化学知识,对从事科学研究、促进科学技术事业的发展,具有重要的作用。例如,研究生命现象,研制新型材料,探索新的能源, 防止环境污染,发展宇航事业等,都要以一定的化学知识作基础。
怎样学好化学
学好化学,除了要明确学习目的外,还必须注意化学学科本身的特点, 掌握科学的学习方法。
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重视化学实验化学是一门以实验为基础的科学。在学习化学时,要运用许多实验来说明、分析有关知识,并通过实验培养大家的观察能力和实验操作技能。因此,必须重视实验,应按要求认真操作,仔细地观察、记录实验现象,通过分析准确地做出结论。
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加强理论联系实际化学产生于实践又反过来为实践服务。在学习化学时,要联系工农业生产和日常生活中的各种化学事实,正确理解所学的化学知识,并应用这些知识来分析和解决实际问题。
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认真掌握化学用语化学用语是化学学科使用的一种特殊语言,主要是一些符号和式子。它们是表达物质组成、结构、性质、变化的重要工具。只有掌握了这些化学用语,才能更好地学习、研究化学。因此,要注意把化学知识的学习与化学用语的使用有机地结合起来。
此外,在学习过程中,要适当地阅读有关的科普读物,积极参加科技活动以及参观、调查等社会实践,培养观察自然、学习化学的兴趣。
我国是世界文明古国之一,一些化学工艺如造纸、酿酒、烧制陶瓷、冶炼铜铁、制作火药等,历史上都曾处于世界领先地位。只是到了近代由于封建制度的腐败,外国列强的侵略,统治阶级的黑暗反动,我国科学技术的发展才大大落后了,解放前连煤油都要从外国进口。解放后,特别是十一届三中全会以来,我国的化学工业发展很快,已形成具有一定规模、门类基本齐全的体系,在国民经济的发展中起着极其重要的作用。在化学高科技领域里, 我国也取得了巨大成就:在世界上首次合成了结晶牛胰岛素;成功地试验了原子弹、氢弹、导弹;运载火箭技术进入了世界先进行列,等等。这些都标志着我国的化学科研已发展到一个新的水平。
同学们,你们是 21 世纪的生力军,肩负着建设祖国的重任,继往开来, 前程似锦。希望你们树雄心,立壮志,为祖国、为人民学好化学,将来在建设具有中国特色的社会主义事业中做出更大的贡献。
家庭实验
点燃一支蜡烛,仔细记录你所观察到的现象。看谁观察得仔细,记录的现象多。
▲物理变化和化学变化
▲物理性质和化学性质
▲空气的组成 空气的污染和防止污染
▲纯净物和混合物
▲化合反应 分解反应
▲铜和铝的性质及应用
▲金刚石和石墨碳的化学性质
▲水的物理性质 水的电解 水的污染和防止污染
▲溶质 溶剂 溶液
▲溶液组成的表示方法——溶质质量分数