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化学元素的分类范文1
关键字:化学实验教学;化学元素观;氧气;二氧化碳
文章编号: 1005–6629(2012)5–0003–03 中图分类号: G633.8 文献标识码: B
1 从化学元素观说起
古代哲学家们认为世间的万物都是由为数不多的元素组成的。虽然中外哲学家提出的元素并不相同,但是把复杂的物质归结为有限数目的元素,他们的哲学思想却是一致的,而且实践证明是正确的。尽管如此,古代哲学家们所提出的元素论并不能成为化学科学的基础,因为他们所提出的元素,不仅本身无法量化,而且在解释具体物质的性质及变化时,具有很大的随意性。化学元素则专指组成化学物质的基本单元,本身有着确定的物理意义。因为元素已经成为大众耳熟能详的名词,在学习初等化学时,应当有助于建立化学元素的概念。但是仅仅认识到化学元素是组成物质世界的基本单元是不够的,只有对化学元素的多种存在形式,如自由态―原子、离子态(包括不同价态)、结合态―单质,以及以化学元素在化学变化中的可迁移性、组合方式的可变性和化学元素本身的不变性有所认识,才算是对化学元素有了比较全面地认识。而这种认识,只有通过化学的学习才能形成。虽然初等化学涉及的化学元素不多,涉及的元素形态也不多,但是对于形成比较全面的化学元素概念,却是可以而且应该能够做到的。遗憾的是,我们并没有把握住这个最基本的学科基础。尤其值得反思的是,尽管我们也承认化学是一门实验性科学,化学实验教学是化学教学的重要组成部分,但是在实际教学中,化学实验的作用往往只体现在培养学生动手能力、学习几种简单仪器的基本操作、了解把仪器组合成能够完成某个化学过程的装置时的要点等有限的几个方面。当课时紧张时,实验现象的观察改为多媒体演示,仪器装置改为图示,化学过程被简化为相关的化学反应式等,就成为一种普遍采用的应对方法。考核方式则着重于背诵某些实验事实、名词定义、各式各样的化学计算题、脱离化学本身的推理题、和那些只适合化学专业学习阶段才能够正确回答的所谓探究性试题。
初等化学的任务,不仅在于学习一些基本的化学知识、以元素符号为基础的化学语言体系、以原子相对质量(分子相对质量)为基础的化学计量关系、以及化学常用仪器的使用方法和操作技术,作为化学学科的启蒙和以培育科学素养为首要任务的学段,更为重要的是通过学习,帮助学生把握住核心的化学基本观念,从而能够从化学视角来认识我们周围的物质世界,和恰如其分地评价化学对人类社会的发展与进步所起的作用。
化学元素观是化学学科的核心观念,即使在人们已经知道,于特定条件下,对于为数不多的放射性元素或放射性同位素而言,原子核是可以发生变化的,亦即在这类体系中,化学元素是可以发生变化的。这种认识并没有违背化学元素观,因为就所生成的化学物质而言,化学元素观仍然是认识其变化途径和确定产物的基础,而且都可以从元素周期表中找到它们的归宿。就一般情况而言,在化学变化中,反应体系内化学元素的存在形态和相互作用的方式可以变化,但是化学元素的种类不变(即原子核不变),以各种形态存在于物质体系中的(元素)微粒数量不变,却是经过大量实验证实了的事实,并已成为化学学科的基础。因为原子核不变,所以化学体系中物质总质量不变,化学反应体系必定遵守质量守恒定律,就是不言而喻的了。在这个前提下,化学反应式的完成和化学计量关系的建立,以及依据化学反应式进行化学计算的规则和方法,对于初中学生来说,难道会比一般的四则运算题更难吗?
2 实验体系的特点和应当可以学到的化学
为了便于讨论,先对氧气和二氧化碳的实验室制取与性质实验的原理和有关的化学概念分别加以介绍,然后再把它们整合起来,试图阐明通过这两个实验应当并能够学到什么。
2.1 氧气的实验室制取和性质实验
这是一个利用化学方法从含氧化合物中分离出氧元素并制备氧单质的实验。对大多数学生来说,利用化学变化以制取某种物质为目标的这类科学实验可能是第一次。实验所选择的化学体系和所用到的仪器及基本操都比较简单,但却是最能体现化学特色(可惜过去在这方面没有给以足够的关注)。
从含氧化合物中获取单质氧的实验,是对化学倚为基础的化学元素论的有力佐证。直接加热或同时加入某种催化剂的方法对于其他含氧化合物并非都可以奏效,表明在不同的含氧化合物中,氧所处化学环境不同(即结合的方式和强度不同),所以结果可以不同。它们之间的差别,包含在化学性质不同的含义之中。元素在化合物中存在形态(或环境)的差别,是引申到对化学结构理论的最好铺垫。所以仅仅关注排水集气法的装置原理和相关操作,对实验体系中所包含化学本身的思考和探究的缺失,是值得认真研究和改进的一个重要方面。
为了加深对上述论述的理解,选取一些不能用类似方法制取氧气的化学体系进行对比,这是通过实验学习化学的重要途径。有比较才能有鉴别,其间的相似及差异的发现和比较,是通过实验学习化学的有效方法。这种认知过程虽然偏于感性,但是却生动而具体,更容易引发学生的学习兴趣。最简单的选择莫过于参照实验中用于加热和作为反应容器之用的玻璃仪器,只要想到,以二氧化硅为主要组分的玻璃,其中也包含有氧,却能够经历整个反应过程而安全无恙!二者之间的差别所形成的鲜明对照,可以使得学生在物质性质取决于它的组成与结构,以及物质的变化可以用外界条件来控制这两个方面有了实际的体验,从而体现出初中化学的启蒙作用。如果把探究的视角扩展到水、石英砂和陶瓷,内涵就更丰富了。
在书写反应方程、绘制仪器装置简图、叙述所观察到的实验现象的同时,还可以引导学生思考和研讨以下的问题。
(1)在这个实验中,通过氧气的实验室制取和对氧气性质的探究,你对氧气的性质有了哪些认识?和你此前对氧气的认识相比,是否基本一致?又有了哪些新的认识?
(2)在这个实验中,我们有了把氧从含氧化合物中分离出来,和通过反应(如氧化、燃烧)使氧进入生成的含氧化合物两个方面的体验,你对化学元素论是否有了新的体会?
(3)如果有人说,只要化学物质的组成中含有氧元素,就一定可以从它制得氧气。你同意这种说法吗?为什么同意或不同意?如果不完全同意,请试着给出一个你认为更合理的说法。
(4)带火星的木条、细细的铁丝等在空气中和在纯氧中氧化(或燃烧)时,发生反应的物质相同(化学反应式也相同),为什么现象并不相同?
(5)类似于上面的事例,在日常生活中并不少见,你能够举出几个实例吗?
(6)综合(3)和(4)的事例,你能够得出一个具有普遍性的结论吗?试一试,好吗?
2.2 二氧化碳的实验室制取与性质实验
这是又一个用实验室方法制备气体物质的化学实验。因为气体性质不同,所以收集方法也有所不同。故尔在学习化学时,应当着重于发现和利用物质之间的差异,这种差异无论是基于物理性质或化学性质,都可以成为选取对化学物质进行制取、分离、提纯和鉴别方法的基础。二氧化碳的实验室制取,和氧气制备时相同之处,在于产物取自含有所需元素的反应物;它们之间的不同,则在于所用的大理石或石灰石来自自然界,而非化学试剂(可视为纯净物),组成比较复杂,通常含有钙、碳和氧三种元素(碳酸钙是主要成分)以外的其他元素(如硅、铝等)。如果以它们为原料直接制备二氧化碳气体,需要采用高温焙烧的方法,但是利用一般的化学方法则在常温下就可以制得。从而说明在实现物质转化时,化学可以提供更多的选择性。所用方法可以不同,但是依据的最基本原理却是相通的。因为化学元素在化学反应中不会改变,所以通过物质间元素的转移、交换、或重新组合,就有可能实现所期望的物质转化。如果把实验中二氧化碳的生成和二氧化碳与石灰水的反应,仅仅当成两个孤立的化学事例,而不是引导学生把它们看成是一个整体,体会其中包括的化学元素观和对化学元素观的运用,也就达不到通过实验学习化学的预期。二氧化碳和氧化钙之间的结合和分离,在实验室中用最简单的仪器和普通的试剂就可以实现,充分体现了科学技术的价值,化学难道不是非常有趣吗?
火山喷出的气体中含有大量的二氧化碳,动植物的代谢产物中也含有二氧化碳,但是依靠化石燃料作为动力的生产与生活过程是目前排向大气的二氧化碳的主体。由于二氧化碳是一种重要的温室气体,所以“减碳”成为环境保护的重要措施之一。在现有的措施中,减少化石燃料的使用量和增加地表植被面积已达成共识。因为气体物质在水中的溶解度正比于所承受的压力(你在生活中有此体验吗?),所以在高压下将二氧化碳溶入深层海水中;利用化学反应使二氧化碳转变为有机塑料;利用人工光合作用,使二氧化碳转化为糖类;利用太阳能使二氧化碳和水转化成有机化合物等方案,都成为化学家的热门研究课题。有些设想看来有点匪夷所思,其实它们都有相同的科学依据,那就是化学元素论和物质的性质决定于它们的组成和结构的基本化学原理。所以学了化学你便有了进入复杂的物质世界之门的钥匙,你的奇思妙想将有理可循也将更加符合实际,因而行动更为有效。
通过这个实验还可以引导学生思考或探究以下问题:
(1)实验证明,由石灰石得到的石灰,制成石灰水或石灰浆后,可以很好地吸收二氧化碳,并生成固态沉淀。这个方法可以用于环境保护吗?
(2)这个实验也可以成为由并不纯净的石灰石或大理石为原料,制备纯净的碳酸钙的一种方法。也就是一种可用以提纯碳酸钙的化学方法。从所依据的原理和化学基本概念着眼,和粗盐提纯相比,二者之间有什么差别,又各有什么特点?
(3)二氧化碳中含有氧,也含有碳,为什么反而可以用来灭火?可是镁条不仅能够在空气和氧气中燃烧,也能在二氧化碳中燃烧。从这两件看起来似乎互相矛盾的事实,你能够得出什么结论?
(4)有人建议利用太阳能来实现如下的反应:式中hν代表光子。
2CO2+4H2O+hν---2CH3OH+3O2
2CO2+3H2O+hν--- C2H5OH+3O2
CO2+2H2O+hν--- CH4+2O2
……等等。燃烧产物在吸收光子的能量之后,又可以转化成为燃料,这是多么有趣的设想!但是从原理上看,不过是植物光合作用的另一种模拟方案而已。这是化学家在了解自然现象的化学本质之后受到的启发,向大自然学习,也是一种有益的探究思维方式。
①你认为这些设想合理吗?符合质量守恒定律和能量守恒定律吗?为什么不同于永动机设计(后者被认为是违背科学原理的)?
②通过上面的这个设想,你对在可持续发展中能源的重要性和对科学技术的评价,有了哪些新的认识?
③这是一个利用化学反应式和化学计量关系进行方案可能性探究的例子。有人认为它体现了学习和运用化学语言的必要性和意义,你同意这种看法吗?
3 从这两个化学实验还可以学到什么
上述两个实验有助于初步认识四类基本反应,也有助于初步建立化学元素观和微粒观。这两个实验虽然比较简单,如果加上镁条在二氧化碳中可以燃烧生成碳和氧化镁的演示实验(或多媒体放映),已经涵盖了课标要求的分解、化合、置换和复分解四种基本类型的化学反应。在完成实验报告时,由学生自己分别指认,四类反应的特点和反应式前后有关元素的迁移(石灰石的热分解和加酸后的复分解反应,可以视为组成中CO2的整体迁移)、结合态和自由态的相互转化、镁对二氧化碳中碳的置换,可以使得学生通过化学式和化学反应方程式获得新的体验。因为以化学元素符号组合而成的化学式和化学反应式,可以帮助学生初步建立对物质及其变化的微观视角。只要把化学式中的每个符号视为某个元素的微粒,化学变化的过程与结果看成是有关微粒的迁移、交换、化合和分解,就可以形成这种认识。实验中观察到的反应物和生成物之间的差别(此外,还有严格的化学计量关系)、变化过程中的种种现象(例如气体的产生,发热发光、体系颜色的变化,固体反应物表面的变化等),都可以成为上述微观过程的生动而直接的证明,通过实验学习化学的预期目标由此可以落在实处。
四类基本反应大致概括了利用化学变化实现物质转化和元素迁移的具体思路。亦即利用原料物质制备简单的新物质这一化学合成途径的基本思路。
通过化学途径使氧和二氧化碳由结合态转化为自由态,再通过化学途径使它们由自由态转化为结合态,和学生已经知道的自然界的氧循环和碳循环过程很相似,可以看成体现后者基本特点的最简化学模型。从而更有力地证明了化学就在我们的身边的认识。初中化学的教育价值也由此得到体现。
由于在化学反应中元素保持不变(所以反应前后,化学体系的总质量保持恒定),由此可以想到,所有的化学物质,包括废弃物在内,都有可能视为通过化学转化获取新物质时的资源。虽然由可能性进而成为现实,不仅决定于化学,还要受到能源、环境、成本和技术等方面的制约,但是这种可能性的存在是确切无疑的(已成为纳米科技的理论依据)。这是化学为人们看待和解决环境问题和资源问题时提供的新视角,也是深入理解科学技术的进步和人类社会可持续发展之间关系的一个方面。
参考文献:
化学元素的分类范文2
关键词:碳素钢;合金钢;牌号教学
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1003-2851(2012)-08-0174-01
《金属工艺学》是中等职业技术学校机械类专业的一门专业基础课,金属工艺学是一门研究有关制造金属机件的工艺方法的综合性技术学科。金属材料中的碳素钢和合金钢是制作机件的主要材料,由于金属材料的种类名称极其繁多复杂,为方便区分各种材料,就必须给每一种材料起一个名字,叫“牌号”。根据金属材料牌号,可了解到该材料的主要成分和各成分的含量,进而了解它的部分力学性能、热处理方法及主要用途。因此要求学生应该熟悉金属材料牌号,重点掌握碳素钢和合金钢牌号的表示方法及含义,为今后在的学习和工作打下良好的基础。
在《金属工艺学》教材中,碳素钢和合金钢因成分不同,分开两个不同章节来介绍,其中碳素钢和合金钢牌号也分别单独列出两节内容加以讲述,它们按用途又各自分成若干种不同类别的钢,每一种钢又有各自的牌号,且牌号表示方法及其含义也不同,种类繁多,对于技工学校学生来说是初次接触金属材料牌号,极易混淆牌号所表达的含义。为了便于学生学习掌握金属材料牌号这方面知识,理清学生思路,教学中我把两个章节内容融合在一起,总结归纳出几点教学方法。
一、明确钢材分类方法及类型
钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多。钢材分类方法很多,不同的分类方法得到不同的钢材种类,其牌号也有所区别。因此教学中,让学生明确钢材几种常用分类方法。
钢材按化学成分分类有碳素钢和合金钢;按质量等级分类有普通质量等级、优质钢和特殊质量钢三类;按用途可分为结构钢和工具钢。按化学成分分类是基础,“碳素钢”这三个字可以加在后两类中,普通质量等级碳素钢、优质碳素钢和特殊质量碳素钢,如碳素结构钢和碳素工具钢;同理,“合金钢”这三个字也一样,如优质合金钢和特殊质量合金钢,如合金结构钢和合金工具钢。掌握了这种规律,使学生有了初步的条理性。
二、注重讲解钢材牌号的构成
现在我们国家钢材牌号一般采用汉语拼音字母,化学元素符号和阿拉伯数字相结合表示钢材产品名称、用途、特性和工艺的方法。可以是两种组合,也可以是单独组成。
掌握钢材牌号的组成之后,需要使学生记住一些字母和数字的含义,特殊字母有Q代表屈服点;T代表特殊质量碳素工具钢;G表示就是滚动轴承钢;A、B、C、D是质量等级的区别;脱氧方法符号:F表示沸腾钢,b表示半镇静钢,Z表示镇静钢,TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号;还有一些常见的化学元素符号Cr、Si、Mn、Ti、Ni等。
在牌号首位的数字(包含在字母T后面的数字)通常都代表了钢材的含碳量,其中二位数字表示含碳量的万分数;一位数字表示含碳量的千分数;若首位没有数字则表示则表示含碳量大于等于1%。在Q后面的三位数字代表屈服点(σs)数值;在化学元素符号后面的数值通常代表该化学元素的平均含量,通常是百分数;而牌号中G开头且带Cr和其他元素的是滚动轴承钢,其元素Cr后面的数字表示Cr元素含量的千分数;若化学元素符号后面没有数字则表示该元素的平均含量小于1.5%。
三、注重牌号区分讲解
钢材按化学成分有碳素钢和合金钢之分,两者牌号的区别是碳素钢牌号简单,而合金钢牌号中带一堆元素符号,教学中注重归类以找出规律。
合金钢牌号可如下进行归类:
四、根据钢材牌号技巧地判别钢材种类
根据钢材牌号判别钢材种类有技巧性,首先,根据所给出的牌号区分大类别,即碳素钢和合金钢;其次,在一个类别中根据牌号特征区分小类,也就是具体的钢种。
钢材根据工艺不同可以有具体名称,如教学中可以归纳:低碳钢——渗碳钢——合金渗碳钢;中碳钢——调质钢——合金调质钢;高碳钢(含55钢)——弹簧钢——合金弹簧钢;这些合金钢都是合金结构钢。
常见的合金工具钢如滚动轴承钢牌号第一个字母是G。不锈钢牌号和合金工具钢相同,但ω(Cr)≥13%,即Cr元素符号后面的数字通常都大于或等于13,并且当0.03%
化学元素的分类范文3
[关键词] 岩石矿物 岩矿鉴定 岩石矿物分析
中图分类号:N93 文献标识码:A 文章编号:
岩石矿物分析鉴定是地质工作的一个重要内容,它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔,拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础,没有它们就无法建立完整的工业体系。
1、岩石矿物的种类和特征
岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体,是地壳中各种地质作用的产物。岩石矿物种类是多种多样的,这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式,同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。
1.1矿物的种类划分
矿物分为有机矿物和无机矿物两种:前者种类比较少,主要是碳氢氧化合物,如:琥珀等。后者在地球上数量众多,由于每年都有几十至几百种新矿物被发现,据统计,目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的,可以说人类时时刻刻都离不开矿物。
有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物,无机矿物的化学成分比较复杂,门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素,都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在,也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍,如:Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物,Ag(银)元素可以形成自然银矿物,Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物,最简单的如两个元素Si(硅)和O,可以组成SiO2,由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了,例如:CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。
1.2矿物的形成
形成矿物的途径,一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素,在岩浆的高温熔融的条件下,发生化学变化,形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样,岩浆在冷却时,温度、压力等条件都在发生变化,而一定环境只适于一定的矿物生成,因此,由于岩浆冷却形成的矿物,种类是很多的。
1.3矿物的物理性质与形状特征
各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质,它可以用来作为识别矿物的依据。 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体,如食盐是立方体,水晶是六面体,云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。
1.4岩石与矿物的区别
岩石是由一种或多种矿物组成的固体,但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样,飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。
2、岩矿分析鉴定的基本程序
2.1试样的加工
通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量,以及矿物种类的不同,从几公斤到几十公斤不等,但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以,在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的,一方面是将岩矿粉碎到一定的细度,以便于分解;另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量(一般为100g)的能代表原始样品组成的均匀的试样。
2.2进行定性和半定量分析
岩矿试样加工好后,必须先进行定性和半定量分析,主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。
2.3选择测定方法
对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果,选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择:一是根据待测定元素的含量进行选择;一般来说,对岩矿试样中含量较高(一般为1%以上)的待测元素,应采用容量法、重量法等方法进行测定,而对于含量相对较低(一般为1%以下)的待测元素,则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。
2.4拟定鉴定分析方案
拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题,需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此,在拟定鉴定分析方案时,应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。
2.5分析鉴定
在具体的鉴定分析方案确定之后,就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。
2.6审查分析结果
审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环,它是在于进一步发现问题,以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查,分析结果必须符合国家规定的要求。
3、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价
地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作,它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。
3.1矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价
每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的,它们包含有一种或多种矿物,探明其中的化学元素,矿物种类,以确定岩矿的使用价值、经济价值,都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类,分析矿床的开采量,以及开采的可能性与经济性,并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说,就是在普查找矿阶段,需要进行大量的简项分析,以确定岩矿的有无和矿产的种类;在勘探阶段,更要求进行大量的简项分析和全分析,以便了解其共生元素的情况及其赋存状态,确定矿石品位以及开采的价值,从而为拟定相关的开采方案做准备。
3.2工程地质中对岩矿分析鉴定的评价
岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用,能够为工程建设的设计和施工,以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害,提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析,同时,水分析也是找矿工作的重要标志之一,也属于岩石矿物分析工作的一部分。
因此,岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位,对整个地质工作具有基础性和指导性意义。
参考文献
化学元素的分类范文4
一、碘元素与人体健康关系的考查
例1.感受化学与人体健康的密切关系。下列说法不正确的是()
A.食用鸡蛋可补充蛋白质
B.食用黄瓜可补充维生素C
C.缺铁会引起贫血
D.缺碘易导致骨质疏松
解析:本题主要考查了化学元素与人体健康的关系,一些化学元素与人体健康关系极为密切,摄入不足或摄入过量均不利于人体健康。人体缺碘易导致甲状腺肿大,而骨质疏松则是缺乏钙元素造成的,故D选项不正确。
二、碘元素的有关判断
例2.随着日本福岛核电站放射性碘泄漏,碘这种元素被人们所认知。下图是元素周期表中提供的碘元素的部分信息及碘原子的结构示意图。下列说法错误的是( )
A. 碘的相对原子质量为126.9,原子核内质子数为53
B. 碘原子核外共有53个电子,最外层有7个电子
C.碘元素属于非金属元素,碘原子在化学反应中容易得到电子
D. 碘盐中含有碘酸钾(KIO3),KIO3中碘元素的化合价为-1价
解析:根据题中碘元素在周期表中的部分信息及碘原子的结构示意图可知,A、B选项均正确,由于在碘原子核外电子排布中,其最外层有7个电子,大于4,所以其属于非金属元素,且在化学反应中容易得到电子,从而使最外层达到稳定结构,即C正确;由K元素化合价为+1,O元素化合价为-2,运用化合价规则,很容易计算出KIO3中碘元素的化合价为+5价,因此D选项错误,选D。
三、碘酸钾物质类别的考查
例3.“加碘盐”,一般是在食盐中加入一定量的碘酸钾(KI03),碘酸钾属于( )
A.混合物 B.化合物
C.氧化物 D.单质
解析:根据物质分类的方法,结合题中给物质碘酸钾的化学式KI03,可知其化学式中含有三种元素,其中有一种是氧元素,所以属于化合物,而不是氧化物,也不是单质,故选B。
四、碘酸钾中碘元素化合价的确定
例4.“加碘食盐”是指在食盐中加入适量的碘酸钾(KIO3),其中碘元素的化合价为
( )
A.+l价B.+3价 C.+5价D.+7价
解析:由题中碘酸钾的化学式KIO3,设碘元素的化合价为x,根据化合物中正负化合价的代数和为零可得:(+1)+ x+(-2) ×3=0,解之得:x=+5,选C。
五、碘及其化合物性质的考查
例5.下列关于某些营养物质的化学性质描述错误的是( )
A.淀粉遇加碘食盐溶液会变蓝
B.蛋白质遇重金属盐会失去原有的生理功能
C.油脂在人体内能消化,氧化分解,释放出热量
D.葡萄糖在植物体内可转化为蔗糖、淀粉或纤维素
解析:加碘食盐是指在食盐中加入碘酸钾,而不是碘单质,所以不能使淀粉变蓝,只有碘单质遇到淀粉溶液才变蓝,故选A。
六、碘酸钾的有关计算
例6.碘元素对青少年智力发育影响很大,加碘盐通常在食盐中加碘酸钾(KIO3)。右图是超市销售的一种加碘盐标签上的部分文字说明。请回答下列问题:
(1)碘酸钾中钾、碘、氧三种元素质量比为________。
(2)每袋该食盐中碘元素的质量为______mg。
(3)中国营养学会推荐:一个18岁的青年每天摄入碘元素的质量为0.15mg。假设碘的来源仅靠这种加碘食盐,该青年每天摄入这种食盐应为 ______ g。
解析:(1)由题中标签可知,碘酸钾的化学式为KIO3,因而碘酸钾中钾、碘、氧三种元素的质量比为39:127:(16×3)=39:127:48
(2)根据所给标签可知:1 kg食盐中含碘为20 mg,而每袋食盐的重量则为500g,故每袋该食盐中碘元素的质量为10mg。
(3)设该青年每天摄入这种食盐应为xg,根据(2)题有:
1000/x=20/0.15 解之得:x=7.5g
化学元素的分类范文5
氧化物(Oxide)属于化合物(当然也一定是纯净物)。其组成中只含两种元素,其中一种一定为氧元素,另一种若为金属元素,则称为金属氧化物;若另一种不为金属元素,则称之为非金属氧化物。
广义上的氧化物是指氧元素与另外一种化学元素组成的二元化合物,如二氧化碳(CO?)、氧化钙(CaO)、一氧化碳(CO)等。但氧与电负性更大的氟结合形成的化合物则一般称为氟化物而不是氧化物。
2、氧化物的分类:
(1)按与氧化合的另一种元素的类型分为金属氧化物与非金属氧化物。
(2)按成键类型或组成粒子类型分为离子型氧化物与共价型氧化物。
离子型氧化物:部分活泼金属元素形成的氧化物如Na2O、CaO等。
共价型氧化物:部分金属元素和所有非金属元素的氧化物如MnO2、HgO、SO2、ClO2等。
(3)按照氧的氧化态分为普通氧化物(氧的氧化态为—2)、过氧化物(氧的氧化态为—1)、超氧化物(氧的氧化态为—1/2)和臭氧化物(氧的氧化态为—1/3)。
化学元素的分类范文6
关键词:环境;地质;应用
中图分类号:F407.1文献标识码:A
一、环境地质在物探领域的应用
其中物探方面的地震、电法、重力勘探和磁法、电磁法、放射性方法、低温测量等在环境地质工作中都有很大的帮助。
二、不同区域环境地质勘察中水文地质评价的内容
不同区域条件下的环境地质勘察内容不尽相同,结合以往的环境地质勘察工作,都是由于对地下水的危害评价不足,导致的环境地质灾害发生,因此在总结以往经验和教训的基础上,提供科学的对水文地质评价依据,就会提高地质灾害勘察监测的可靠性和安全性。水文地质评价的不同区域,主要考虑以下几点:
1、重点评价干旱地区地下水资源的开发保护。我国虽然水量丰富,但是干旱地区面积占全国四分之一以上,降水量稀少,矿产资源相对丰富的西北西南地区最大的制约因素就是水资源问题。预测水资源的减少可能造成的地质危害,提出相应的预防措施。
2、城市建设中的地下水污染和过量开采造成的地表沉降问题。水是人类赖以生存的资源,虽然是可再生资源,但是受到污染导致的无法正常使用问题需要研究解决。工业三废的外排、生活垃圾的随意处理都会导致重金属元素渗出,以各种迁移方式进入地下水和地表水中,引起土壤的质量恶化,作物的吸收,一步步损害人体健康。
3、沿海城市地区的过度抽取地下淡水资源,导致的海水入侵问题,也是地质灾害之一。沿海地区的地下淡水资源和海水本身是一个平衡的关系,过度开采和抽取,导致地下淡水资源的水头压力减小,平衡被打破,造成海水向陆地侵蚀,给陆地带来巨大损失。查明沿海地区水文地质条件时,要查明地下水的自然分布状况,分析预测由于过度抽取引起地下淡水资源的变化情况,把握由这种变化导致的海水侵蚀程度的变化。
4、矿区的水文地质评价:地面岩溶塌陷是由于地下水的不断侵蚀,造成矿产资源开发过程中不断受到水的沉降侵蚀,导致的类似空隙传递,久而久之空隙发育到地表。这种环境地质灾害的水文地质勘察,应该组织专业人员进行专门的长期的水文地质勘察,以得到变化侵蚀与地下水的变化规律。
5、 在建设大型项目时的工程地质问题,如城市改造、开发区的兴建。对缺乏地质环境资料的地区,当水文地质条件对特殊工程影响较大,如工程地基评价、基础抗浮和工程降水等,宜进行专门的水文地质勘察。
三、生物地质环境学
生物地质环境学是用地质学的理论和方法研究生物与其赖以生存的地质环境之间关系,着重研究地质环境对生物影响的学科,它是生物学、地质学和环境科学等相互渗透融合而成的一门边缘学科。该学科认为:生物(微生物、植物、动物、人类)与其赖以生存的地壳表层环境(地质环境)有着密不可分的联系,地质环境中诸因子(地形、地质运动、地质构造、成土母岩、土壤、地球化学、地球物理、水文等)对生物的生长、发育、品质和健康有重要影响。其中最重要最本质的影响是地球化学元素通过在母岩―土壤―生物系统中的运移、变化、积累,最终对生物的生理生化作用产生的影响。
生物地质环境学的理论表述为:研究物质流、能量流、信息流在岩石圈(表层)、水圈、大气圈(下层)和生物圈之间的运动交换、转化及其对生物的影响。
生物地质环境学的研究内容可分两大方面:一是研究构成地质环境和各种因子的性质、特征及其影响生物的具体行为和机制;二是研究选择、调整、保护和改造地质环境以满足生物生存需要的方法。
关于第一方面环境性质的研究有以下几个内容:
1、环境的地理、地貌特征研究:指研究区所在的地理位置(经度、纬度)和海拔高度,地表固态(水体)与液态(水体)面积的比例与配置方式,固态地表的几何形态(平缓开阔、起伏剧烈、凸起、凹下、山坡陡缓)等。这些性质首先决定了该区的小气候,生物生存的基本条件(土壤和水文),以及这里的风化成土作用及土壤发育和保存条件。当然,也是地球化学元素运移和地球物理性质产生的条件之一。所有这些都直接地影响到生物。
2、环境的地质构造及地质运动特征研究:地质运动的性质多种多样:有剧烈活动的,也有相对平稳宁静的;有抬升隆起的,也有沉陷下降的;有褶皱造山的,也有造陆或成海的,等等。地质运动从大的时空尺度上决定了该区生态环境的变迁,从而决定了生物种群和演化,深刻影响当代生物的分布和性状。
3、环境的地球化学性质研究:这是生物地质环境学研究的重点内容之一。前已述及,组成生物体的化学物质始终与地壳(即地质环境)保持着动态平衡。生物的进化始终与地壳的演化紧密相随。地壳表面化学元素的分布是绝对非均一的,也就是说,不同地区的地球化学背景场是不一样的,它们对生物影响不同,造成了生物体的地区性生物反应,轻则影响产量、品质、健康,重则致病畸变甚至死亡。
要研究地质环境中的化学元素,特别是那些与生物密切相关的特征元素在母岩―土壤―生物系统中存在的种类、数量和形态,迁移、转化、富集的条件,影响生物体的机理。还要研究元素之间的协和或拮抗关系,等等。
4、环境的地球物理性质研究:勿庸置疑,地壳的完整坚实程度(完整的、破碎的、坚固的、松脆的)和地球产生的各种物理场(磁场、重力场、电场、放射性场等)对生物有巨大影响,一是直接影响生物的生存;另外,作为化学元素存在的环境条件,通过影响元素的存在和迁移而间接影响生物。不过,此领域的大部分内容尚未研究,潜力十分巨大。
5、环境的水文性质研究:水是生物生存的必需条件之一,其重要性不言而喻。无论母岩风化成母质,生物参与下母质衍生成土壤,以及元素在土壤中活化成有效态而被作物吸收等过程,无不有水的作用。
要研究地下水、地表水、土壤水、生物生理水及大气水之间的关系,研究潜水面高度,包气带厚度和水的量质对作物的影响。更要研究由于地下水位升降、海水进退等造成的大区域土地盐碱化、沙化、荒漠化等重大环境问题。
6、地质灾害研究:地质灾害是环境突变产生的山崩、滑波、泥石流、水土流失等灾害性现象,对生物生存、大农业生产和人类生活造成重大危害,其发生的原因与地质环境性质密切相关。使用遥感手段加上实地调研,对可能发生灾害的地段做出预测并提出科学的防治措施。
地方病的产生机制相当复杂,但是,其中一个重要致病因子是地质环境中某些有关化学元素出现障碍(缺乏或过量)。关于第二方面改造地质环境的研究主要指某些非金属矿物的利用开发研究。如有关沸石矿的开发已有较多成功例子,用其高效离子交换和吸附性能,生产新型沸石肥料、饲料添加剂和污水处理剂等,效果十分显著。
四、地质环境学发展前景