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化学与STSE知识点清单

一、化学与生活

SO2可以用来水杀菌、消毒,漂白,但SO2有毒,不能漂白食品,不可使用SO2对馒头、银耳等食品进行熏蒸加白处理。但SO2可以添加到红酒里,具有杀菌和抗氧化作用,防止葡萄酒变酸,国家规定红酒中总SO2小于250mg/L。

为防止月饼等富脂食品氧化变质,常在包装里加入铁粉除去氧气;食品袋装小包装的CaO,化学与STSE知识点清单硅胶等做干燥剂。

福尔马林(40%的甲醛溶液)能防腐,但不能用于食品保鲜。

利用比表面积大的特性,活性炭可以除异味,但没有杀菌作用。

用HF可以进行玻璃雕花:4HF+SiO2=2H2O+SiF4↑。

因KIO3在常温下稳定,食盐中的加碘物质是化学与STSE知识点清单碘酸钾。KI容易被氧化。

蚊虫叮咬时,口器中释放出一种有机酸——蚁酸(HCOOH,学名甲酸)。用肥皂水洗涤蚊虫叮咬处,可发生中和反应缓解肿痛。

由于可以使细菌、病毒的蛋白质变性,碘酒用于注射时皮肤外用消毒。药皂中加入少量苯酚,可起到杀菌消毒作用。

医学消毒用的是75%左右的酒精,而不是95%的酒精。有人以为,酒精浓度越高,消毒效果越好,这是错误的。

95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固,并形成一层保护膜,阻止酒精进入细菌体内,因而不能将细菌彻底杀死。如果酒精浓度低于70%,虽可进入细菌体内,但不能将其体内的蛋白质凝固,同样也不能将细菌彻底杀死。只有70%-75%的酒精即能顺利地进入到细菌体内,又能有效地将细菌体内的蛋白质凝固,因而可彻底杀死细菌。

无机盐净水剂:氯化铁、硫酸铁、硫酸铝、氯化铝、明矾。其原理是无机盐电离出的金属阳离子水解形成氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮颗粒并一起沉降下来。

高铁酸钾(K2FeO4)进行自来水消毒,其还原产物Fe3+水解得Fe(OH)3胶体,还可净水。

含氯消毒剂:是指溶于水产生具有杀灭微生物活性的次氯酸的消毒剂,其有效成分常以有效氯表示。包括氯气、漂白粉(氯化钙与次氯酸钙的混合物)、次氯酸钠(84消毒液)、次氯酸钙(漂粉精)。氯气、ClO2具有强氧化性,可用于自来水消毒。利用氧化性,漂白粉[CaCl2+Ca(ClO)2]可进行浴池消毒、漂泊织物。漂白粉起作用或变质原理均可以用下列方程式解释:Ca(ClO)2+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO。

化学与STSE知识点清单臭氧(O3)用于纯净水消毒。

化学与STSE知识点清单过氧化物消毒剂:过氧化氢(H2O2)、过氧乙酸(CH3COOOH)。

其他消毒剂:SO2、KMnO4、75%的酒精、苯酚。

泡沫灭火器药品是碳酸氢钠和硫酸铝溶液:使用时颠倒混合发生双水解反应:Al3++3HCO3= Al(OH)3↓+ 3CO2

生成大量CO2吹泡沫,隔绝空气灭火。喷出的泡沫中一定含电解质溶液,可能导致触电或电器短路,不适合精密仪器、电器类灭火(可用沙土盖灭)。

CCl4可以熄灭精密仪器,电器类灭火。

利用泡花碱(Na2SiO3),NH4Cl浸泡过的物质,具有防火阻燃的作用。有些物质中含有Al(OH)3,加热分解后吸热并产生水蒸汽,用以阻燃。Al2O3、MgO、SiO2的熔点高,可以做耐火材料。

食用油的主要成分为含有不饱和化学与STSE知识点清单高级脂肪酸的甘油酯,油炸食品过多食用对健康不利。油脂反复加热会产生稠环芳香烃等有害物质。

Na2O2与CO2反应生成O2,常用来做供氧剂:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2

碱面(Na2CO3)去油污原理:Na2CO3水解生成NaOH:Na2CO3(aq)+H2O=NaOH(aq)+NaHCO3(aq),ΔH>0,NaOH再与油脂发生化学与STSE知识点清单皂化反应。加热能促进Na2CO3水解,去油污效果好。

特氟龙的主要成分是聚四氟乙烯(简写为PTFE),一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料”。

水性漆就是以水为稀释剂、不含有机溶剂的涂料,不含苯、甲苯、二甲苯、甲醛,无毒无刺激气味,对人体无害,不污染环境。居室装修建议使用水性漆代替油性漆。

电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法。

二、化学与环境

清洁能源——天然气、氢气等在燃烧时不产生烟尘的能源;化石能源——天然气、石油和煤等能源;绿色能源——不产生负效应的能源,如氢能、风能、太阳能等;新能源——最新开发利用的能源,如氢能、风能、太阳能、核能等。

温室效应是二氧化碳的过度排放造成,主要来源是化石燃料(煤、石油、天然气)的燃烧。三大化石能源的枯竭要求我们树立可持续发展的理念。减少化石燃料的使用;开发利用可再生能源,利用风力、水力、核能发电,让能源更清洁。大气中CO2、CH4的含量的增加会导致温室效应加剧,所以要减少CO2的排放,增大植被面积,节能减排,采取低碳、节俭的生活方式,尽量使用公共交通,减少乘私家车;使用空调把温度不要调的太低以减少电能消耗。提倡使用清洁燃料,如天然气。煤要气化或液化后综合利用。

CO2不是大气污染物,且CO2不能造成酸雨。会引起大气中CO2含量下降;碳酸盐沉积会消耗二氧化碳。

大气污染物有CO,SOx,NOx,还包括可吸入颗粒物,PM2·5比表面积大,吸附力强,能吸附许多有毒有害物质。NO2或SO2都会导致酸雨的形成。酸雨是pH<5.6的雨水(小于7的雨水×),酸雨、“光化学烟雾”的形成都与氮的氧化物有关。燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成。采用催化转化技术,可将汽车尾气中的一氧化碳和氮氧化物转化为无毒、无害气体.

要减少使用消耗臭氧层物质(氟利昂等),保护臭氧层。

绿色化学的核心是要从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,而不是先污染再治理。绿色化学,要尽量提高原子利用百分率。

白色污染——人们对难降解的塑料垃圾(多指塑料袋)污染环境现象的一种形象称谓。绿色生活,要求我们减少聚乙烯塑料袋的使用,多使用聚乳酸等可降解的塑料以减少白色污染;少开私家车多乘公共交通工具;减少使用一次性塑料袋和纸巾、一次性筷子。减少使用含磷洗衣粉和防止过量使用化肥,防止水体富营养化造成赤潮、水华。还有有机汞的废水容易污染环境,食用有机汞污染的鱼,容易患水俣病。故废水应处理后再排放。

三、化学与材料

化学材料有三大类:金属材料;无机非金属材料;有机高分子材料。

金属材料(金属单质与化学与STSE知识点清单合金,如铝合金,钢铁,钛合金。商代后期铸造出工艺精湛的后司母戊鼎,属于铜合金制品)。

稀土金属是元素周期表ⅢB族中钪、钇、镧系共17种元素(不是15种!)的总称,常用R或RE表示。

有机高分子材料(合成纤维;合成塑料;合成橡胶等,如聚氨酯衣料做的服装)。

其余一般称为无机非金属材料[传统的无机非金属材料:玻璃,水泥,陶瓷;

新型无非金属机材料是指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种非金属化合物经特殊的先进工艺制成的具有某种优异性能的材料。例如:金刚砂 (化学与STSE知识点清单碳化硅,SiC),氮化硅(Si3N4),二氧化硅(SiO2)等。高纯硅(Si)可制作光感太阳能电池;光导纤维(SiO2)可传导光线,是现代信息高速公路的载体。

四、化学与医疗

中和胃酸过多:氢氧化铝(及氢氧化镁)为弱碱,可用于中和过多胃酸(HCl):Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O;但过量摄入铝元素(如含铝油条)会对人体神经系统造成损坏,如老年痴呆症等。

小苏打片(NaHCO3)也可用于中和胃酸过多:NaHCO3+HCl=NaCl +H2O+CO2↑,但不适合治疗严重的胃溃疡,CO2气涨容易引起胃穿孔。

阿司匹林具有解热镇痛作用,服用阿司匹林出现水杨酸反应时,可用NaHCO3溶液解毒。

常用钡餐:通过X射线检验严重的消化道疾病。钡餐只能用BaSO4不能用BaCO3! BaCO3能与胃酸反应生成BaCl2:BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑,可溶性钡盐中的重金属离子Ba2+能使蛋白质变性,有毒,故BaCO3不适合做钡餐,应改为不溶于胃酸的BaSO4

维生素C又称抗坏血酸。VC具有较强的还原性,可做抗氧化剂。喝补铁(II)剂时,加服VC效果更好:VC具有强还原性,促进Fe3+转化为Fe2+。VD可促进人体对钙的吸收。

屠呦呦发现抗疟新药青蒿素,2015年,荣获诺贝尔生理学或医学奖。

服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害。

疫苗是指用各类病原微生物制作的用于预防接种的生物制品,温度较高时会因蛋白质变性,而失去活性,疫苗应冷藏保存。

食用一定量的油脂能促进人体对某些脂溶性维生素的吸收。如维生素A、D、E和K。

“血液透析”利用了胶体不能透过半透膜的性质。

硒是人体必需的微量元素,具有防癌抗癌作用,但不宜摄入过多。

五、化学与古籍

“春蚕到死丝方尽”:蚕丝为蛋白质类,天然高分子化合物。棉织品属于纤维素,用灼烧的方法可以区分蚕丝和棉织品、人造纤维。

“蜡炬成灰泪始干”:蜡烛主要成分是石蜡[主要是正二十二烷(C22H46)和正二十八烷(C28H58)]。,古代常由动物油脂制造(酯类,高级脂肪酸的甘油酯,非高分子化合物)。

“明如镜、声如磬”的瓷器,由黏土经高温烧结而成,主要成分是硅酸盐,性质稳定,耐酸碱腐蚀,抗氧化,不透水。

“雨过天晴云破处”所描述的瓷器青色,不是来自于氧化铁(红色)。青花瓷是用含有氧化钴的钴矿做原料烧制。用粘土培烧制得的红陶,陶器显红色的主要原因是含有Fe2O3、Cu2O等。

《神农本草经》记载,麻黄能“止咳逆上气”。麻黄碱具有平喘功能,常用于治疗气喘咳嗽。

《梦溪笔谈》中的“信州铅山县有苦泉,…,挹其水熬之,则成胆矾,熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”等,发生的化学反应有:CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

东晋葛洪《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”,渍是浸泡,绞是研碎。

《本草图经》记载:“不灰木,或云滑石之根也,出滑石处皆有”,其中不灰木是指硅酸盐。

白酒在一定条件下密封保存越长越香醇,其中一个重要原因是发生了酯化反应。《本草纲目》记载了烧酒的制造工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,“以烧酒复烧二次……价值数倍也”,其方法与分离乙酸乙酯和乙酸原理上相同。

古代造纸工艺中使用明矾存在副作用,它易导致纸张发生酸性[Al3++3H2O=Al(OH)3+3H]使纸张变脆,易破损。用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈,也利用了明矾溶液水解的酸性。

我国晋朝傅玄的《傅鹑觚集·太子少傅箴》中写道:“近朱者赤,近墨者黑。”这里的“朱”指的是HgS。

“水银……钅容化(加热)还复为丹”里的“丹”是HgO。丹砂为HgO。

“胡粉投入火中,色坏还为铅”,胡粉为碱式碳酸铅[(PbCO3)2·Pb(OH)2]。

硇砂(náo shā)是氯化铵(NH4Cl)。

《天工开物》中“凡石灰,经火焚炼为用”里的“石灰”指的是CaCO3

《周礼》:“煤饼烧蛎房(牡蛎壳)成灰”,蔡伦造纸用此“灰”溶于水沤浸树皮脱胶。“灰”的主要成分是氧化钙(CaO)。

《黄白第十六》中“曾青涂铁,铁赤如铜”,其“曾青”是可溶性铜盐:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+

《本草纲目》:“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”,碱是K2CO3

“青矾[即绿矾:FeSO4·7H2O]厂气熏人,衣服当之易烂,载木不盛”。“青矾”强热,得赤色固体(Fe2O3),“气”凝即得“矾油”(H2SO4)。

《后汉书·郡国志》中记载:“石出泉水,其水有肥,燃之极明,不可食,县人谓之石漆。”《酉阳杂俎》记载:“高奴县石脂水,水腻,浮上如漆,采以膏车及燃灯极明。”《汉书》记载:“高奴县有洧水可燃”;这里的“石漆”、“石脂水”、“洧水”均指石油。

约6500年前烧制出了红陶,红色是氧化铁。

“鼻冲水”是氨水(NH3·H2O)。《本草纲目拾遗》中“鼻冲水”记载:贮以玻璃瓶,紧塞其口,勿使泄气,则药力不减。气甚辛烈,触人脑,非有病不可嗅。

“刀创水”是碘酒。《本草纲目拾遗》记载“刀创水”:治金创,以此水涂伤口,即敛合如故。

利用焰色反应鉴别物质。《新修本草》中描述硝石:“如握盐雪不冰,强烧之,紫青烟起”,用于区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)。

《本草纲目》记载“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺、杉木炭所合,以为烽燧机诸药者”;黑火药的成分为:一硫、二硝、三木炭。爆竹燃烧时,S转化为SO2,而非SO3

古时以竹子造纸之步骤如下:(1)斩竹漂塘:目的是利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。(2)煮徨足火:放入“徨”桶内与石灰一道蒸煮。目的是利用石灰的碱性脱脂、杀死微生物等。(3)春臼:把上述处理的竹子,放入石臼中打烂,形同泥面。(4)荡料入帘:将被打烂之竹料倒入水槽内,并以竹帘在水中荡料,竹料成为薄层附于竹帘上面。(5)覆帘压纸;(6)透火焙干。

“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干,不尔则多断折”的“剂钢”是指铁的合金。

古书记载动“太阳流珠”“河上姹女”,指的应是汞,“黄芽”指硫黄,“金华”指铅。

“强水”指的是硝酸:“强水最猛烈,能蚀五金……,其水甚强……五金八石能穿滴,惟玻璃可盛”。

《周礼·考工记》中对氢氧化钾的记述原文:“泺帛,以烂为灰,渥润其帛,实诸泽器,淫之以蜃”。先烧烂木为灰(含K2CO3),再加入蜃(蜃指石灰):

K2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2KOH。

我国古代典籍中有“石胆……浅碧色,烧之变白色者真”的记载,其中石胆是指CuSO4·5H2O。

《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结,累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是“升华” 。

《金石类》中指出:有硇水者,剪银块投之,则旋而为水。其中的“硇水”指硝酸 。

《本草纲目》“烧酒”条目下写道:“自元时始创其法,用浓酒和糟入甑,蒸令气上……其清如水,味极浓烈,盖酒露也”。这里所用的“法”是指蒸馏。

《吕氏春秋·别类编》中“金(即铜)柔锡柔,合两柔则刚” 体现了合金化学与STSE知识点清单硬度

《太平惠民和剂局方》中对精制蜡过程有如下记载:“……先将蜡六两熔化作汁,以重绵滤去滓,以好酒一升,于银石器内煮蜡熔,数沸倾出,候酒冷,其蜡自浮,取蜡称用。”文中涉及的操作方法是化学与STSE知识点清单重结晶

(责任编辑:化学自习室)
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