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【关键词】濒危植物;羊耳蒜;驯化;化学成分
【中图分类号】R284.2【文献标识码】A【文章编号】1007-8517(2009)10-0003-02
The Endangered Plant Liparis Japonica’s Domestication and Qualitative Analysis to
its Chemical Constituent of Identification
LIUUYongfengLIUI Jieshu
(Medicine Hubei Institute for Nationalities, Enshi, Hubei,445000,China)
【Abstract】 Liparis japonica is the endangered species of wild protection plant provided by the provisions of the Convention on International Trade. The author has successfully domesticated this plant from wild state within two years. This article tells the process of domestication and has qualitative analysis of its chemical constituents of identification, in order to save this imminent danger plant, reserve resources for the species and play an active role for further scientific research.
【Keywords】endangered plants;Liparis japonica;chemical constituents;domestication.
1羊耳蒜基本情况
羊耳蒜属兰科,约250种,广泛分布于全球热带与亚热带地区,少数种类也见于北温带,我国有45种,约有19种产台湾,其余以西南为最多。由于生态的破坏和过度的采掘,在全球现已处于濒危阶段,现已被国际贸易公约规定的保护野生兰科植物的一种。羊耳蒜,兰科羊耳兰属植物羊耳蒜Liparis japonica(Miq.)Maxim.,以带根全草入药,夏秋采收,洗净晒干。别名鸡心七、珍珠七。生于溪边、林下阴湿处。海拔在1400m~2000m之间。土家医药学认为全草有活血调经,止血,止痛,强心,镇静的功效。能治疗崩漏,白带,产后腹痛,外伤急救等病症。[1]形态特征:多年生草本,全株无毛。假鳞茎卵球形,外被于膜质的白色鞘,下部具多数须根,如蒜头状,长6~12mm。基生叶2枚,对生,基部抱合而近对生;叶片狭卵形或卵状椭圆形,长7~13cm,宽4~6cm,基部渐狭,先端钝尖头,花茎从中间抽出,高达20~40cm,下延成鞘状抱茎(每年新发芽才有花茎)。花葶由2叶轴具翅;苞片膜质,鳞片状,钝头,长1~1.5mm;萼片长卵状披针形,长8~9mm,先端稍钝;花淡绿色、黄色至紫色或紫色至绿色两种,花瓣线形,与萼片等长,唇瓣较大,倒卵形,长8~13mm,不分裂,平坦,中部稍缢缩,其余花被片均较狭窄;蕊柱稍弓曲,先端翅钝圆,基部膨大鼓出;子房细长,基部渐狭缩成柄,扭转,柱头长2.5mm。此花,不但形状长得像熊蜂,并且还能发出一种相当于雌熊蜂分泌的外激素。雄熊蜂因此把羊耳蒜误认为雌熊蜂,企图同花进行交尾,结果碰上了花药。这种移花接木,就把上面的花粉带到了另一朵花上。蒴果绿色长倒卵状披针形味苦,长达1~3cm,宽果梗长约1cm。花期5~7月,果期8~10月。羊耳蒜其驯化是指从山林与杂草丛中采掘回来于(2005年采掘),从野生到家养与场地、基质、光照、温度、湿度、养分等方面的差异,需要一个较长时间的驯化过程才能适应。所谓驯化,是在羊耳蒜的栽培与养护过程中,采取一系列措施,使其逐渐适应新的生长环境。驯化时间一般3年,甚至更长。是通过其茎每年发新草,而一株发芽变成七八株时,驯化即告完成,以后进入正常养护。其主要驯化方法如下:分株与防腐从山上采回的羊耳蒜450余株,分六块,每快75余株集在一起。栽种前剪去腐根与死叶病叶;但要注意不要碰伤叶芽。养护与管理:适当遮阳,保持通风。羊耳蒜怕强晒高温,需凉爽通风的环境。一般安置在室外连用棚或凉爽通风的树林下。合理摊肥,干湿相宜。兰花施肥宜淡不宜浓。宜少不宜多。每隔4周可施由腐熟牛粪、莱麸等配制而成的专用肥水比例为1:10左右。如叶色发黑而尖端发焦,叶很快就坏掉,表示施肥过量,应停止施肥。施肥宜傍晚进行,第二天早上浇少许水。现已测定羊耳蒜的含水量为90,但羊耳蒜土忌过湿,浇水要随季节变化和土干湿而定,保持一定湿润即可,春秋季2~3天浇1次,夏季温度高,水分蒸发快,又是羊耳蒜生长旺季,一般每日早晚各浇1次;冬季温度低,水分消耗少,可5~7天浇一次。栽培应随季节调节光照。早春、晚秋及整个冬季,应尽量多见阳光,初夏至早秋则需散光照射。成片栽培的,宜用遮光网遮光。遮光度为70%~80%,时间5~9月。夏季可用遮光、通风、洒水等措施,把温度尽可能控制在适宜范维,特别是雨季要注意排水,在这期间是该植物能否栽种成功的关键几个月,尽量避免受到强光照射。进入冬季,羊耳蒜在2008年冰雪灾害下没有坏掉,该植物具有很好的抗寒抗冷能力。防病与治虫:有羊耳蒜苗在采掘时,即发现有叶斑病与介壳虫,下山后温度高,湿度大,更易受到病虫的危害。羊耳蒜常见病害有叶斑病、腐烂病与白绢病。发病前喷保护类杀菌剂,进行防治;羊耳蒜的花主要虫害有介壳虫、蚜虫、红蜘蛛。防治介壳虫,用40%乐果、或80%敌敌畏1000~1500倍液喷洒。蚜虫用40%乐果、80%敌敌畏1500~2000倍液喷洒。红蜘蛛则用40%三氯杀螨醇、35%杀螨特1000倍液喷洒。7~10天再喷一次,即有较好灭虫效果。
2化学成分研究
现国内外还未见其对羊耳蒜的化学成分研究未见相关报道,[2]为此对羊耳蒜的中药化学成分进行的研究。
2.1材料与仪器
2.1.1AW120型电子分析天平(新疆嘉颖科技有限公司,精度0.1 mg);JY96-II超声细胞粉碎机(宁波新芝生科技股份有限公司);旋转蒸发器RE-52(上海亚荣生化仪器厂);飞鹤离心机Anke TGL-16G等。
2.1.2羊耳蒜(购买于咸丰县药商,湖北民族学院医学院刘杰书鉴定,为羊耳蒜);乙醚、盐酸等试剂均为优级纯。
2.2方法与结果
2.2.1样品制备将羊耳蒜干全草在60℃ 烘箱烘至衡重后用粉碎机粉碎120目-精密称取干粉末2g置50mL烧杯中-加20 mL乙醚-置于超声细胞粉碎机500w处提取15min提取液-用离心机离心除杂,离心液用旋转蒸发器回收乙醇-得浸膏-加入石油醚除色素并将沉淀物-稀盐酸溶解的样品。
2.2.2结果分析样品加碘化汞钾试剂产生黄色沉淀样品加雷氏盐产生红色沉淀。[3]由此分析羊耳蒜可能主要成分为生物碱。
3讨论
本实验现已对羊耳蒜进行驯化成功,现已对其进行组织培养过程中,为拯救濒危植物、储备物种资源作进一步的科学研究起到积极作用,将为以后开发新药提供理论依据及资源。
参考文献
[1]方志先,赵晖,赵敬华.土家族药物志[M].下册.北京:中国医药科技出版社,2006:796-797
[2]宋立人.中华本草[M].8卷.上海:科学技术出版社,1999:736-737
1、浓硫酸(吸水性和脱水性);
2、无水氯化钙、无水氯化镁、无水硫酸镁等盐类(可逆地吸水);
3、钠、氧化钙、五氧化二磷等(不可逆地吸水);
4、分子筛、硅胶等利用表面的吸附作用吸水的物质;
1.知识与技能
了解CO2的物理性质。
2.过程与方法
(1)学会对实验现象进行观察、分析和归纳。
(2)会运用已学知识解决实际问题。
3.情感态度与价值观
强化在学习当中解决问题的意识。
教学重难点:
1.重点
CO2的物理性质。
2.难点
CO2与水的反应。
教学过程:
一、复习回顾,导入新课
【引言】上节课我们学习了在实验室当中制取二氧化碳的方法,所以,首先请大家思考一个问题,在实验室当中我们用什么来制取二氧化碳?
【学生回答】用石灰石或者是大理石和稀盐酸反应来制取二氧化碳。
【追问】石灰石和大理石的主要成分是什么?
【学生回答】碳酸钙。
【过渡并提问】实验室当中主要是碳酸钙和稀盐酸反应来制取二氧化碳,这个反应的化学方程式是不是这个?(看ppt)
【学生回答】不是。
【追问】为什么?
【回答】缺少一个向上的箭头。
【追问】为什么加箭头?
【回答】因为二氧化碳是一种气体。
【过渡】二氧化碳这种气体又有什么性质呢?这节课我们就来共同的学习和探讨一下二氧化碳的性质。
二、合作交流,解读探究
二氧化碳的物理性质
【过渡】现在在我面前的这个集气瓶里面装的就是二氧化碳,大家仔细的观察这瓶二氧化碳,结合以前我们所学的知识,然后告诉我,在通常状况下,二氧化碳的颜色、气味和状态分别是什么。
【学生回答】二氧化碳是一种无色无味的气体。
【过渡】接下来,我给大家做一个实验,大家仔细地观察实验现象,然后想一想通过这个现象,你还能得出关于二氧化碳的哪些物理性质。
【演示实验】把二氧化碳倒入装有燃烧蜡烛的烧杯当中。
【提问】你看到了什么现象?
【学生回答】烧杯中的蜡烛熄灭了。
【追问】是一起熄灭的吗?
【回答】不是,下面的蜡烛先熄灭的。
【追问】为什么下面的蜡烛先熄灭。
【回答】因为二氧化碳的密度比空气的密度大。
【猜想】如果将水倒入集满二氧化碳且质地较软的塑料瓶中,立即旋紧瓶盖、震荡,你会看到什么现象?
【过渡】现在我就给大家做这个实验,大家仔细地看实验现象。
【演示实验】向一个装满二氧化碳的软质塑料瓶当中倒入约三分之一体积的水,立即旋紧瓶盖,震荡,观察实验现象。
【提问】你看到了什么实验现象?
【回答】瓶子变瘪了。
【追问】为什么瓶子会变瘪?
【回答】因为二氧化碳能溶于水,瓶子内压强减少,所以变瘪了。
【总结】所以二氧化碳还有一个物理性质就是能溶于水。
三、课后反思
【关键词】有效掌握酸碱盐的化学性质
化学性质是物质在化学变化中表现出来的性质。物质在发生化学变化时才表现出来的性质叫做化学性质。牵涉到物质分子(或晶体)化学组成的改变。每种物质都有一定的化学性质,这种化学性质是由构成它的分子决定的。
物质在发生化学变化时才表现出来的性质叫做化学性质。如:可燃性、稳定性、酸性、碱性、氧化性、还原性等、助燃性、腐蚀性,毒性等。它牵涉到物质分子(或晶体)化学组成的改变。
分子有什么样的化学性质,物质就有什么样的化学性质.而分子又是由原子(或离子)构成但这些结构已经和物质的化学性质根本不同了。
化学性质的特点是测得物质的性质后,原物质消失了。如人们可以利用燃烧的方法测物质是否有可燃性,可以利用加热看其是否分解的方法,测得物质的稳定性。物质在化学反应中表现出的氧化性、还原性、各类物质的通性等,都属于化学性质。
化学变化,例如“蜡烛燃烧”。
化学性质,例如"蜡烛能燃烧”,在化学性质的描述中,常常伴随着“能、可以、会、易、具有”等的字眼。
化学性质与化学变化是任何物质所固有的特性,如氧气这一物质,具有可燃性为其化学性质;同时氧气能与氢气发生化学反应产生水,为其化学性质。任何物质就是通过其千差万别的化学性质与化学变化,才区别与其它物质;化学性质是物质的相对静止性,化学变化是物质的相对运动性。 碳和碳的化合物中二氧化碳灭火、甲烷及乙醇等燃料的燃烧等融合在一起,而且还新增加了一些诸如燃料燃烧过程中能量的问题、燃烧后的物质(如酸雨)对空气质量的影响以及新能源开发等知识,使得教材从知识体系上更加系统化,形成了以燃烧作为主线,燃料的利用、燃烧带来的不良后果、新能源急待开发等作为支线的一条知识带。
例如,《燃烧和灭火》中燃烧条件的探究实验,原来是一个由教师做的演示实验,现在改为由学生参与的探究活动,并且在原来的基础上又将实验进行了改进,即对仅仅验证白磷在热水中虽温度达到着火点,但由于没有接触氧气而无法燃烧的实验进行了延伸:将氧气通入烧杯中白磷的上方后,白磷在出乎学生意料的情况下燃烧了,这个现象极大地刺激着学生去探索其中的缘由,探究活动也顺理成章地被推到了,学生在非常自然的情境中总结得出燃烧所要具备的三个条件,原有的关于燃烧的体验在课堂中得到了理论上的提升。同时,该实验操作简单易行,很适合学生合作完成,确为教材改革中的成功之笔。
再如,《使用燃料对环境的影响》中增加了酸雨危害的模拟实验,有关酸雨的知识学生们在初一环境教育课程中就已经有了一些了解,但由于酸雨对自然界的危害不是在短期内就能够显现的,所以,学生无法对酸雨对自然界的危害产生强烈的感受。于是教材在此处安排了一个酸雨危害的模拟实验,用二氧化硫溶于水后所得到的溶液来代替酸雨,让学生观察其对金属、大理石和蔬菜等物品腐蚀的情况。实验实际上是将酸雨的效果进行了一些有效放大,实验中,在学生的视觉关注下镁带、大理石被蚕食着,新鲜的蔬菜在溶液中变黄、变黑等现象无一不使在场的学生受到了触目惊心的震撼,经过这样一个极为成功的体验性实验,学生很容易接受酸雨对我们生存的环境的破坏这一事实,产生对新能源开发的迫切愿望。
除了按照教材的安排进行实验以外,有些实验还具有生成的功能,如课题1《燃烧和灭火》中蜡烛燃烧现象不同的实验,教材只是注重了隔绝空气和产生大量二氧化碳气体会对燃烧造成什么影响,根据学生的生活经历和前面对燃烧条件的探究结论,将实验进行再开发,如提供部分器材或直接由学生自己通过尝试性的实践采用尽可能多的方法使正在燃烧的蜡烛熄灭,从这一活动的实施中我们看出学生的思维被极大地调动了起来,学生争先恐后地尝试着各种方法,除了书上介绍的方法外,还采用了书的扇动、用水喷淋、用剪刀剪去燃烧的烛芯等方法,这种尝试不是盲目的,是将前面得出的结论应用在他们的具体方法中,理论的精髓在这里得以体现。因此教师在条件允许的情况下对教材中的实验进行生成性开发不失为一种值得探讨的手段。
酸,碱,盐的化学性质是初中化学中的重点内容,在中考中覆盖面广,分值最重。学生必须掌握酸,碱,盐的化学性质,才能在中考中取得好的成绩。我在教学中巧妙利用复分解反应的条件,对酸,碱,盐的化学性质进行归纳总结,学生在多年的中考中化学科都取得很好成绩。
1.要注意知识的纵向和横向对比。
纵向,即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH4和SiH4的稳定性强弱的比较,H2C03和H2Si03,的酸性强弱的比较等。
横向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较,氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。
2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系,水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性,如CO的毒性和还原性,SiO2的特性(与Na2CO3、HF反应)等。
3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系,光导纤维与通讯的联系等
考点说明
碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一,该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有:
1.C、CO的还原性;
2.CO、C02的检验与鉴别;
3.C02、CO等气体的制取和收集;
4.C02与Na0H、S02与C等反应产物的确定及计算;
5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途;
6.环境保护,消除碳氧化物污染的综合应用。
CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO2是植物光合作用的反应物,是动物新陈代谢的产物),在今后的综合测试中应引起重视。
7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质
第一讲碳、硅及其化合物
第一节碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物。
1.碳族元素性质的递变规律
元素
性质碳(C)硅(Si)锗(Ge)锡(Sn)铅(Pb)
主要化合价+2、+4+4(只有+4)+2、+4+2、+4+2、+4
单质色、态无色或黑色固体灰黑色固体灰白色固体银白色固体蓝白色固体
氢化物RH4的稳定性
主要氧化物CO、CO2SiO2GeO、GeO2SnO、SnO2Pb、PbO2
最高价氧化物的水化物化学式H2CO3H2SiO3H4SiO4Ge(OH)4Sn(OH)4Pb(OH)4
酸碱性酸性递减碱性递增(多数有两性)
金属性、非金属性非金属性递减、金属性递增
2.碳的化学性质
碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。
①还原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳
物理性质
五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水
化学性质
①可燃性
②还原性(与Fe304、CuO、H20的反应)
③不成盐氧化物
实验室制法
收集方法:排水法
检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰
化学性质
①不能燃烧,一般情况下不助燃;
②氧化性(与C、Mg的反应)
③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)
④与盐[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空气法
体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC03=CaO+C02
用途:灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体。
②物理性质:硬度大、熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界。
③化学性质:不活泼。注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热。
第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。
第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取:
(思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?)
②化学性质
常温可与F2、HF、NaOH反应,加热条件下可与O2、H2HNO3Cl2等物质反应
(2)二氧化硅
结构
化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应),特殊反应(HF),与碳反应
(3)硅酸
制法
化学性质
课堂之外
硅的制取:在半导体及集成电路的发展史上,硅是极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷,集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢?
Si02+2CSi+2C0
主要副反应为:Si02+3CSiC+2C0
因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si02、SiC等,它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法:
SiCl4的沸点很低,可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度。
2.铅的化合物与铅污染
铅的应用很广,如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C2H5)]等,古代也有人用铅制成器皿,但铅是有毒的,古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2
(醋酸)铅糖
但由于铅糖是有毒的,不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气,环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。
考题解析
例下列关于硅的说法不正确的是()
A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应
[解析]常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。选C。
[答案]C
例下列关于碳族元素的说法中,错误的是()
A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C碳
族元素原子的最外层都有4个电子
D.主要化合价有+2价和+4价,大多数+2价化合物稳定
[解析]由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律,
1.要注意知识的纵向和横向对比。
纵向,即碳族元素的单质及化合物性质的递变规律的研究。如CH4和SiH4的稳定性强弱的比较,H2C03和H2Si03,的酸性强弱的比较等。
横向,即碳族元素跟同周期的氮族元素、氧族元素和卤素元素的对比。如Si、P、S、Cl的非金属强弱的比较,氢化物的稳定性、最高价氧化物对应水化物酸性强弱的比较等。
2.要注意知识的归纳总结。如归纳硅及其化合物之间的转化关系,水泥、玻璃、陶瓷的生产过程等。在归纳时要注意各物质的特殊性,如CO的毒性和还原性,SiO2的特性(与Na2CO3、HF反应)等。
3.要重视所学知识与社会、生产、科技的联系。如半导体材料与计算机技术的联系,光导纤维与通讯的联系等
考点说明
碳、硅等元素知识也是非金属元素的命题热点之一,该类试题常以元素及其化合物知识为载体与化学基本概念、基本理论、化学实验及化学计算密切结合。考查的内容主要有:
1.C、CO的还原性;
2.CO、C02的检验与鉴别;
3.C02、CO等气体的制取和收集;
4.C02与Na0H、S02与C等反应产物的确定及计算;
5.几种新型无机非金属材料的性能和重要用途;
6.环境保护,消除碳氧化物污染的综合应用。
CO2作为化学与生物学相互联系的重要物质(CO2是植物光合作用的反应物,是动物新陈代谢的产物),在今后的综合测试中应引起重视。
7.金刚石、石墨、晶体硅、二氧化硅的结构和性质
第一讲碳、硅及其化合物
第一节碳族元素
碳族元素位于元素周期表的ⅣA族,包括C、S、Ge、Sn、Pb,最外层电子数均为4个,易形成共价化合物。
1.碳族元素性质的递变规律
元素
性质
碳(C)
硅(Si)
锗(Ge)
锡(Sn)
铅(Pb)
主要化合价
+2、+4
+4(只有+4)
+2、+4
+2、+4
+2、+4
单质色、态
无色或黑色固体
灰黑色固体
灰白色固体
银白色固体
蓝白色固体
氢化物RH4的稳定性
主要氧化物
CO、CO2
SiO2
GeO、GeO2
SnO、SnO2
Pb、PbO2
最高价氧化物的水化物
化学式
H2CO3
H2SiO3H4SiO4
Ge(OH)4
Sn(OH)4
Pb(OH)4
酸碱性
酸性递减
碱性递增(多数有两性)
金属性、非金属性
非金属性递减、金属性递增
2.碳的化学性质
碳在常温下性质比较稳定,很难被氧化,但在点燃或加热的条件下也能跟其它物质发生化学反应。
①还原性:_________________________________________
②可燃性:__________________________________________
③氧化性:__________________________________________
3.一氧化碳和二氧化碳的比较
(1)一氧化碳
物理性质
五色无味气体,剧毒(结合血红蛋白),难溶于水
化学性质
①可燃性
②还原性(与Fe304、CuO、H20的反应)
③不成盐氧化物
实验室制法
收集方法:排水法
检验方法:点燃后在火焰上方罩上干燥的烧杯,无水雾出现,罩沾有澄清的石灰水的烧杯,出现浑浊
工业制法主要用途:燃料、还原剂、化工原料
(2)二氧化碳
二氧化碳物理性质:无色略带酸味气体,无毒,能溶于水(1:1)固体时俗称干冰
化学性质
①不能燃烧,一般情况下不助燃;
②氧化性(与C、Mg的反应)
③酸性氧化物(与碱及碱性氧化物的反应)
④与盐[Ca(Cl0)2、Na2Si03、NaAl02、C6H5ONa]
收集方法:向上排空气法
体验:使澄清的石灰水变浑浊煅烧石灰石:CaC03=CaO+C02
用途:灭火剂、致冷剂、人工降雨、制纯碱、尿素等作用
4.硅及化合物
(1)硅
①晶体结构:与金刚石的晶体结构类似,是正四面体型空间网状结构的原子晶体。
②物理性质:硬度大、熔点高,具有金属光泽,是一种半导体,只能以化合态存在于自然界。
③化学性质:不活泼。注意下列化学反应的条件,前三者常温反应,后四者需加热。
第三个化学反应方程式说明NaOH等碱性溶液不使用玻璃塞的试剂瓶。
第四个化学方程式说明氢氟酸能用玻璃试剂瓶,而应用塑料瓶。
(3)硅酸
①制法:用可溶性硅酸盐与酸反应制取:
(思考,上述反应说明硅酸的酸性比碳酸的酸性强这是为什么?)
②化学性质
常温可与F2、HF、NaOH反应,加热条件下可与O2、H2HNO3Cl2等物质反应
(2)二氧化硅
结构
化学性质:酸性氧化物(与碱性氧化物反应、碱反应),特殊反应(HF),与碳反应
(3)硅酸
制法
化学性质
课堂之外
硅的制取:在半导体及集成电路的发展史上,硅是极其重要的角色,因此研究计算机的地方称为硅谷,集成电路需要超纯度的硅,它是怎样产生的呢?
Si02+2CSi+2C0
主要副反应为:Si02+3CSiC+2C0
因此生产的粗硅所含的杂质有C、Si02、SiC等,它们都是高熔沸点物质。为了提纯硅采用下列方法:
SiCl4的沸点很低,可以采用蒸馏的方法反复提纯,直所需的纯度。
2.铅的化合物与铅污染
铅的应用很广,如铅蓄电池、汽油抗爆震的添加剂四乙基铅[Pb(C2H5)]等,古代也有人用铅制成器皿,但铅是有毒的,古罗马帝国时兴用铅皿煮酒以消除酸味:
Pb+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+H2
(醋酸)铅糖
但由于铅糖是有毒的,不少的人因此而中毒。现代铅污染主要来源于汽车的尾气,环保部门已在很多城市禁止使用含铅汽油。
考题解析
例下列关于硅的说法不正确的是()
A.硅是非金属元素,但它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
D.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.当加热到一定温度时,硅能与氧气、氢气等非金属反应
[解析]常温下,硅可与氟气、氢氟酸、强碱溶液反应,加热和高温条件下,硅能与氧气、氢气起反应。选C。
[答案]C
例下列关于碳族元素的说法中,错误的是()
A.它们从上到下的非金属性向金属性递变的趋势比卤族元素明显
B.碳族元素的气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱
C碳族元素原子的最外层都有4个电子
D.主要化合价有+2价和+4价,大多数+2价化合物稳定
[解析]由碳族元素主要化合价及有关物质性质递变规律,
关键词:最外层电子;金属元素;非金属元素
1.元素原子的最外层电子数决定元素的类别
根据原子的最外层电子数,可把元素分为三类:金属元素、非金属元素和稀有气体元素。最外层电子数小于4时,属于金属元素;最外层电子数大于或等于4时,属于非金属元素;最外层电子数等于8(He为2)时,属于稀有气体元素。如,钙元素的最外层电子只有2个,可推断出钙是金属元素;氯元素的最外层电子是7个,可推断出氯是非金属元素;氩元素的最外层电子是8个,可推断出氩是稀有气体元素。
2.元素原子的最外层电子数决定元素得失电子的能力即氧化性与还原性
原子是元素化学性质的体现者,1~18号元素发生化学变化时,通常在原子最外层上发生电子的得失。如果元素在发生化学变化时得到电子,表明其具有氧化性;失去电子,表明其具有还原性。因此,原子最外层的电子数决定元素的化学性质。稀有气体原子的最外层电子数达到稳定结构,其化学性质稳定,金属和非金属原子的最外层电子数没有达到稳定结构,故它们的化学性质活泼。其中最外层有4个电子以上的具有氧化性,最外层有4个电子以下的具有还原性。
3.元素原子的最外层电子数决定元素对应氧化物的水化物的酸碱性
元素原子的最外层电子数小于4时,属于金属元素,其对应氧化物的水化物呈碱性,如钠元素的最外层电子数为1,其氧化物为Na2O(碱性氧化物),其水化物为NaOH(强碱)。元素原子的最外层电子数大于等于4时,属于非金属元素,其对应氧化物的水化物呈酸性,如氮元素的最外层电子数为5,其氧化物为N2O5(酸性氧化物),其水化物为HNO3(强酸)。
4.元素原子的最外层电子数决定元素的化合价
元素化合价的确定依据是:元素的一个原子在化学变化中得失或形成共用电子对的数目。而原子在化学变化中得失或形成共用电子对的数目通常由原子最外层的电子数所决定(有的跟次外层电子甚至倒数第三层电子也有关系)。其中,主族元素的最高正化合价等于它的最外层电子数,非金属元素的最高正化合价和它的负化合价绝对值之和等于8,即最外层电子数决定元素的最高正价或最低负价。如硫原子最外层电子数为6,其最高正价为+6,最低负价为-2;镁原子最外层电子数为2,在化学变化中很容易失去,因此镁的化合价通常显+2价;氧原子最外层有6个电子,在化学变化中比较容易获得两个电子,或者与其他原子形成两对共用电子对,并且使共用电子对偏向自己一方,因此,氧元素通常显-2价。
5.元素原子的最外层电子数决定离子的类别和所带的电荷数
简单的离子一般是由原子失去最外层电子或在最外层获得电子后所形成的粒子,所以,最外层电子数与离子所带电荷数之间存在着决定关系。典型金属元素原子的最外层电子数较少(1~3个),在化学反应中易失去这最外层电子,失去多少个电子就带多少个单位的正电荷,所以金属元素的原子形成的离子是阳离子,如Ca2+;典型非金属元素原子的最外层电子数较多(4~7个),在化学反应中易得到电子,使最外层形成8个电子的稳定结构,得到多少个电子就带多少个单位的负电荷,所以非金属元素的原子形成的离子是阴离子,如Cl- 。
6.元素原子的最外层电子数决定元素在周期表中的位置
元素化合物知识尽管涉及的内容较多,但在各元素族的知识结构与学习程序上大致是相同的,本文论述自己在教学实践中总结出的一套行之有效的学习元素化合物知识的系统方法,与广大师生探讨。
一.学习内容
元素及其化合物知识体系主要研究的是物质的以下内容,同时这些内容也是我们学习时所应该掌握的。
(1)结构:电子式、结构式、分子构型、晶体类型、化学键类型等
(2)物理性质:颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性、毒性等
(3)化学性质:
从物质分类角度看物质具有的化学通性;从物质所含元素化合价价态上看具有的氧化性和还原性;物质的特殊性质。
(4)实验室制法:药品、原理、装置、净化、干燥、收集、检验、尾气处理
(5)存在形式、保存
(6)用途
二.学习原则
(一)以基本理论为指导,构建“位--构--性”三维一体的思维体系,总体上把握元素、物质的物理、化学性质。
(1)物理性质
对于元素及其化合物中某一具体物质的物理性质则主要由“晶体结构--性质”去把握。其规律如下:
分子晶体以分子间作用力和氢键为理论依据;离子晶体以离子键的强弱为理论依据;原子晶体以共价键的键长、键能等为理论依据;金属晶体以金属键的强弱为理论依据。
(2)化学性质
对于元素及其化合物中元素的化学性质则主要由“位--构--性”去把握。其规律如下:
位--元素在元素周期表中的位置
构--元素的原子结构
性--元素的化学性质
(二)以元素单质为中心,构建“点--线--网”的知识体系,总体上把握元素及其化合物之间的内在联系。
点--元素及其化合物知识体系中的某一具体物质
线--由元素及其化合物知识体系中的具体物质连起来形成的知识主线
网--由知识点的化学性质向四周辐射,将知识点之间的相互转换连成网
一般地,元素及其化合物“点--线--网”知识体系有两类,都是以元素单质为中心,向左右延伸,将知识点连成线,然后由知识点的化学性质向四周辐射织成网。
(1)金属元素知识体系:
单质氧化物氧化物对应水化物主要的盐
例如:
碱金属:NaNa2ONaOHNaCl
铁元素:FeFeOFe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3FeSO4Fe2(SO4)3
(2)非金属元素知识体系:
无氧酸盐氢化物单质氧化物氧化物对应水化物含氧酸盐
例如:
卤族元素:NaClHClCl2HClOCa(ClO)2
氮族元素:NH4ClNH3N2N2O5HNO3NaNO3在使知识网络化的过程中,要注意以下几点:
(1)在构建“点--线--网”知识体系图时,要以物质的性质(特别是化性)为核心去联系物质的用途、检验方法和制法等,因为物质的检验和用途是物质某种性质的反映。
(2)在构建“点--线--网”知识体系图时,要注意掌握反应发生的条件。反应条件不同,反应产物可能不同。