第一章 材料化学
“纳米是什么？”很多人会这么问。纳米其实是一种长度单位，1纳米是1米的十亿分之一, 相当于十个氢原子一个挨一个排起来的长度。20纳米相当于1根头发丝的三千分之一。而纳米技术则是指在纳米尺寸范围内，通过直接操纵和安排原子、分子来创造新物质。简单说,纳米世界就是一个微观世界, 纳米技术是我们操纵微观世界要使用的技术。
想象一下，我们可以制造出微型机器人钻进人的血管里去杀灭病菌，可以生产出能在原子上写字的纳米笔，可以创造出能弯曲的陶瓷…… 纳米的世界丰富多彩，离我们却并不遥远。
纳米技术的发展，将给我们的生活带来极大的变化。
“纳米技术”就是通过物理或化学方法，将物质粉碎成"纳米级"微粒。这种微粒比头发丝的十万分之一还要细，要在20万倍以上的电子显微镜下才能看得清楚。
自九十年代初开始兴起的纳米技术，可以带来信息、能源、交通、医药、食品、纺织、环保等诸多领域的新变革，大大提升我们的生活质量。如目前日本出现许多抗菌的日常用品，就是将抗菌物质进行纳米化处理，在生产过程中加进去，抗菌内衣、抗菌茶杯等便生产出来了；如果在玻璃表面涂一层渗有纳米化氧化钛的涂料，那么普通玻璃马上变成具有自己清洁功能的“自净玻璃”，不用人工擦洗了；而电池使用纳米化材料制作，则可以使很小的体积容纳极大的能量，届时汽车就可以像目前的玩具汽车一样，以电池为动力在大街上奔驰了；计算机在普遍采用纳米化材料后，可以缩小成为“掌上电脑”，体积将比现在的笔记本式电脑还要小得多。
普通的材料，通过纳米化处理，更能增添许多神奇特性。如陶瓷经过纳米化加工，可制成陶瓷弹簧、刀具等；而一些固体变成纳米化微粒后，不仅粘附力增强，还新添了对紫外线光的吸收性质，除了可制成抗掉色的口红，还可开发出防灼的高级化妆品。此外，利用纳米化材料特殊的磁、光、电等性质，还可以开发出难以计数的新的元器件，在信息工程、生物工程等方面发挥重要作用，从而衍生出新兴的高科技产业群。
纳米技术给我们生活带来的变革，将不亚于电力代替蒸气的变革。我国的纳米科技研究在国际上居于领先地位，有些成果还开始进入了开发阶段，如目前国内一些厂家已研制出纳米抗菌洗衣机之类的“纳米家电”，“纳米新生活”离我们越来越近。
2、我国纳米科技成果一览
近年来，我国科学家在纳米科技领域屡创佳绩，世界权威科学刊物或者相关国际会议上，中国人频频在纳米领域“露脸”，让世界为之瞩目。
１９９３年，中国科学院北京真空物理实验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地，并居于国际科技前沿。
１９９８年，清华大学范守善小组成功地制备出直径为３－５０纳米、长度达微米量级的氮化镓半导体一维纳米棒，使我国在国际上首次把氮化镓制备成一维纳米晶体。
１９９８年，美国《科学》杂志上刊登了我国科学家的论文。我国科学家用非水热合成法，制备出金刚石纳米粉，被国际刊物誉为“稻草变黄金——从四氯化碳制成金刚石。”
近年，中国科学院物理研究所解思深研究员率领的科研小组，不仅合成了世界上最长的“超级纤维”碳纳米管，创造了一项“３毫米的世界之最”，而且合成出世界上最细的碳纳米管。
１９９９年上半年，北京大学纳米技术研究取得重大突破，电子学系教授薛增泉领导的研究组在世界上首次将单壁碳纳米管组装竖立在金属表面，并组装出世界上最细且性能良好的扫描隧道显微镜用探针。
１９９９年，中科院金属研究所成会明博士合成出高质量的碳纳米材料，使我国新型储氢材料研究一举跃上世界先进水平。这种新材料能储存和凝聚大量的氢气，并可能做成燃料电池驱动汽车。
不久前，中科院金属研究所卢柯博士率领的小组，在世界上首次直接发现纳米金属的“奇异”性能——超塑延展性，纳米铜在室温下竟可延伸５０多倍而“不折不挠”，被誉为“本领域的一次突破，它第一次向人们展示了无空隙纳米材料是如何变形的”。
3、我国纳米技术再创世界第一
不久前，我国科学家研制出迄今世界上信息存储密度最高的有机材料，从而在超高密度信息存储研究上再创“世界之最”，保持了从1996年起就占据的国际领先地位。 一纳米是十亿分之一米。0.6纳米的直径意味着信息存储的密度可达每平方厘米10的14次方比特（信息存储基本单位），其信息容量比现有光盘高100万倍。按照这一密度，可将美国国会图书馆的所有信息存放在一块方糖大的盘上。 信息存储、传输和处理将是提高社会整体发展水平最重要的保障条件之一，也是世界各国高技术竞争的焦点之一。
第二节 无机非金属材料
?无机非金属材料简称无机材料，有悠久的历史。近几十年来，又得到了飞速发展。它包括各种金属与非金属元素形成的无机化合物和非金属单质材料。主要有传统硅酸盐材料和新型无机材料等。前者主要是指陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料、砖瓦、搪瓷等以天然硅酸盐为原料的制品，一般都含有硅酸盐。新型无机材料是用人工合成方法制得的不含硅或很少含SiO2的材料，它包括一些不含硅的氧化物(单一氧化物如Al2O3和复合氧化物如BaO·TiO2即BaTiO3等)、氮化物、碳化物、硼化物、卤化物、硫的化合物和碳素材料(如石墨)以及其他非金属单质(如硒)等。这些物质均需经高温处理才能成为有用的材料或制品。此外，无机材料还有一些无机粘结剂、低温材料与保护气氛等。
许多无机材料的特点是耐高温、抗氧化、耐磨、耐腐蚀和硬度大，而脆性是其不足。其中的无机工程结构材料主要是利用其强度，特别是耐高温强度，而无机功能材料还有诸如热、声、光、电、磁学等方面的特殊性能，利用这种特殊性能做成的各种功能材料，已成为许多科学技术领域中的关键性材料。
本节介绍半导体材料、低温材料和保护气氛、硅酸盐材料、耐热高强结构材料和耐火材料等中的有关化学问题，并介绍一些重要应用。
第三节 半导体材料
1.半导体的导电机理
与金属依靠自由电子导电不同，半导体中可以区分出两类载流子(电子和空穴)导电机理，如图1-1所示。由于半导体禁带较窄，不要太多的能量就能使至少有少数具有足够热能的电子从满带(又称为价带)激发到空带(又称为导带)，而在价带中留下空穴。因为价带中的电子原来已满，是定域的，不能在晶体中自由运动，所以不起导电作用，而导带中的电子几乎可以自由地在晶体中运动而传导电流。现在价带中有电子被激发而留下空穴，在外电场作用下，价带中的其他电子就可受电场作用而移动来填补这些空穴，但这些电子又留下新的空穴，因此空穴不断转移，就好像是带正电的粒子沿着跟上述这些移动电子相反的方向转移。这就是说，半导体的导电是藉电子和空穴这两类载流子的迁移来实现的。即受热激发到导带中的电子和价带中的空穴同时都给半导体的导电作出贡献。
2.半导体的种类
按化学组成，半导体可分为单质半导体和化合物半导体；按半导体是否含有杂质又可分为本征半导体和杂质半导体。
本征半导体可以是高纯材料，(例如，大规模集成电路用硅的纯度必须达到9个“9”，现在已制得纯度为14个“9”的单晶硅。)导带中的电子数完全受禁带的能隙大小和温度的支配。
非本征半导体(即杂质半导体)的电导率比不含杂质的本征半导体的要高得多。例如，25℃时纯硅的本征电导率约为10-4S·m-1，然而通过适当的掺杂，其电导率可以增加几个数量级。其次，非本征半导体的电导率可以通过控制掺杂物的浓度准确地加以控制。这就有可能设计和生产具有合意电导率值的材料。所以，无论是单质半导体或是化合物半导体，实际上最重要的和最常用的都是杂质半导体，其中有P-型半导体(空穴半导体)和N-型半导体(电子半导体)之分。其载流子是由微量的杂质或晶格的缺陷所决定的。
现以单质半导体的两种掺杂为例，说明杂质对半导体导电机构和电导率等的影响。
首先来看少量第ⅢA族元素(如硼)掺杂锗的效应。一些硼原子代替了具有金刚石型结构的正四面体位置上的锗原子形成了置换固溶体。按共价键理论，硼只有3个价电子，在硼掺杂的锗中，有1个B－Ge键必然少1个电子。按能带理论，发现与每个单电子B－Ge键联系的能级并不形成锗的价带的一部分，而是构成一个略高于价带顶的分立能级，这种能级称为受主能级，因为它能接受1个电子。受主能级和价带顶之间的能隙Ed很小，约为0.01eⅤ，所以价带中的电子较易接受能量激发到受主能级上去，留在价带中的正电荷空穴能转移，从而形成p-型导电过程(P表示positive，意指带有正电荷的空穴)。这种材料称为P-型半导体或空穴半导体。这类半导体的导电机理基本上决定于价带中空穴的运动，而其空穴浓度较之纯半导体晶体中的空穴浓度增加了好多倍，所以它的电导率显著地增加了。
现在考虑第ⅤA族元素(如锑)掺杂锗的效应。一些锑原子取代了具有金刚石型结构的锗，但每个锑原子的价电子比形成4个Ge－Sb共价键所需的要多1个。按能带描述这个额外电子占有导带底下面约0.01eⅤ处的分立能级。硅中掺杂第Ⅴ主族，其Ed值约为0.04eⅤ。]这些能级可以作为提供电子的施主能级，其中的电子因为Ed较小，易接受能量激发到导带上去，在导带中它们能自由运动。这种材料称为电子半导体或N-型半导体(N表示negative，意指带有负电荷的电子)。
3.半导体的应用
半导体的应用十分广泛，形成了门类众多的半导体技术。半导体的应用主要是制成具有特殊功能的元器件，如晶体管、集成电路、整流器和可控整流器、半导体激光器、发光二极管以及各种光电探测器件、各种微波器件、日光电池等。就半导体材料而言，目前以掺杂的硅、锗、砷化镓应用为最多。
如果将一个p-型半导体与一个n-型半导体相接触，组成一个p-N结，这时由于两类半导体的空穴和电子数不等就会产生接触电势差，在P-N结上电流只能沿一个方向流过，所以P-N结是个整流器。可以说整个晶体管技术就是在p-N结的基础上发展起来的。把各种类型的半导体适当组合，可制成各种晶体管。随着超精细加工小型化技术的发展，制成各种集成电路，广泛用于电子计算机、通讯、雷达、宇航、制导、电视等技术。
利用半导体电导率随温度升高而迅速增大的特点，可制成各种热敏电阻(常用过渡金属氧化物制成)，广泛用于测量温度，不但测量精度高，且温度计可以做得十分细小。利用光照能使半导体电导率大大增加的性质，可制造光敏电阻(常用非晶态硒或硫化物制成)，用于自动控制、遥感、静电复印等。由于半导体中截流子的密度随温度改变会发生显著变化，可藉此制成半导体致冷装置，用于保藏电子元件、血液和疫苗等。利用单晶硅可将太阳光的辐射能量直接转变为电能，虽其效率和火力发电的差不多，但要贵数十倍。
第四节 耐热高强结构材料
?随着各种新技术的发展，特别是空间技术和能源开发技术，对耐热高强结构材料的需要越趋迫切。例如，航天器的喷嘴、燃烧室内衬、喷气发动机叶片以及能源开发和核燃料等。非氧化物系等新型陶瓷材料，如SiC、BN、Si3N4等，有可能同时满足耐高温和高强度的双重要求，而成为目前最有希望的耐热高强结构材料。现择要介绍于下。
1.碳化硅
将石英砂和过量焦炭的混合物放在电炉中加热，可制得粉状碳化硅晶体。SiO2+3C SiC+2CO碳化硅是具有金刚石型结构的原子晶体，熔点高(2827℃)、硬度大(近似于金刚石)，所以又称为金刚砂。它具有优良的耐热和导热性，抗化学腐蚀性能也很好，即使在高温下也不受氯、氧或硫的侵蚀，不与强酸作用，甚至发烟硝酸和氢氟酸的混合酸也不能侵蚀它。但由于制作上的困难，长期以来，SiC并没有以其优良性能为人们所广泛利用，而只用作磨料和砂轮等。一直到近20年来，在制造技术上有重大突破以后，制得高致密(密度很大)的碳化硅，才焕发出光辉，跻身于新型重要无机材料之中。
高致密的碳化硅耐高温抗氧化，在高温下又不易变形，是很好的高温结构材料。在空气中可在1700℃高温下稳定使用，可作高温燃气轮机的涡轮叶片、高温热交换器、火箭的喷嘴及轻质防弹用品等。SiC还可用作电阻发热体、变阻器、半导体材料(单晶)。例如，若用SiC或Si3N4制成陶瓷发动机(柴油机或燃气轮机)可望将工作温度从现在的1100℃提高到1200℃以上，则热机效率可由目前的40％提高到50％以上，可节省燃料20％～30％。
2.氮化硼
以B2O3和NH4Cl，或单质硼和NH3为原料，利用加压烧结方法可制得高密度的氮化硼(BN)陶瓷。作为新型无机材料而独树一帜。它兼有许多优良性能，不但耐高温、耐腐蚀、高导热、高绝缘，还可很容易地进行机械加工，且加工精度高(可达0.01mm)、密度小、润滑、无毒，是一种理想的高温导热绝缘材料，用途广泛。
通常制得的氮化硼具有石墨型的六方层状结构，俗称白色石墨，它是比石墨更耐高温的固体润滑剂。和石墨转变为金刚石的原理相似，六方层状结构BN在高温(1800℃)、高压(8000MPa)下可转变为金刚石型的立方晶体BN，其键长、硬度(莫氏硬度9.8～9.9)均与金刚石的相近，而耐热性比金刚石的要好(熔点约3000℃，可承受1500～1800℃高温)，是新型耐高温超硬材料。用立方BN制作的刀具适用于切削既硬又韧的钢材，其工作效率是金刚石的5～10倍。
由于氮化硼和单质碳是原子数和电子数都相同的等电子体，都具有如上所述的相似的两种几何构型和性质就容易理解了。氮化硼和金刚石、石墨、二氧化硅等实质上都是无机高分子。
3.氮化硅和赛仑
利用特殊烧结法制得的氮化硅(Si3N4)陶瓷是一种烧结时不收缩的无机材料，耐热震性好，抗氧化性强。它是用硅粉作原料，先用通常成型方法做成所需的形状，在氮气中及1200℃高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成Si3N4，这时整个工件已具有一定的强度。这个初步氮化了的工件，可以像金属工件一样，进行车削、铣刨及钻孔等机械加工，修制出精确的尺寸，然后在1350～1450℃的高温炉中进行第二次氮化，使所有硅粉都反应生成Si3N4，这时所得的制品，其尺寸变化在千分之一以内。用此法可制得形状很复杂的制品，如燃气轮机的燃烧室及晶体管的模具等。
用加压烧结法可制得致密度很高的Si3N4，可作转子发动机的缸体、金属切削工具、燃气轮机的涡轮叶片和高温轴承等，在空气中的使用温度可高达1400℃。
赛仑是由硅、铝的氧化物和氮化物合成的新型陶瓷材料，它的英文名sialon就是由Si－Al－O－N组成的。与SiC、Si3N4相比，赛仑尚处于基础研究阶段，但已发现它在高温下具有比Si3N4更优越的机械性质和抗化学腐蚀的能力，预料不久会有广泛的工业应用。
实验一 一吹即燃的蜡烛
一般的蜡烛，当它燃烧的时候，一口气就可吹灭.然而，却有一种特殊的蜡烛，当你需要点燃的时候，只要吹一口气就可以了，请看魔术师的表演吧。只见魔术师千里拿一只蜡烛）并且故意让台下的观众看看，让观众相信这是一只普通蜡烛，然后把蜡烛插到蜡台上，他对准蜡心吹一口气后，蜡烛便燃烧起来了。当你看完魔术师表演之后，能回答蜡烛一吹即燃的奥秘吗？
原来，魔术师在表演之前将蜡烛芯松散开，滴进了些溶有白磷的二硫化碳溶液。因为二硫化碳液体是极易挥发的物质，魔术师吹口长气使其挥发速度进一步加快，当二硫化碳挥发完了，烛芯上留下极为细小的白磷颗粒，白磷与空气中的氧气发生氧化反应并产生热量，当温度升高到35℃时，白磷便自行燃烧，随之就把原来熄灭的烛芯又引着了。这种由于白磷在空气中氧化而引起的燃烧现象，在大自然中是经常发生的，这就是人们所说的“天火”或“鬼火”。 实验二 不怕火烧的手帕
通常把手帕放在火上，布就会燃烧起来，这是大家都知道的事实。假如把手帕放在化学药品里浸过，就不会烧着了。
方法是：杯子里放酒精二分，加清水一分，充分混合。然后取一块手帕，浸入这个溶液里。浸透以后，拿出来绕在一支木棒上，点火燃烧。你会看到手帕燃烧的很盛，好象这块手帕立刻就要烧成灰似的。但等到火焰减小的时候，迅速摇动木棒，使火熄灭。再细看手帕，竟然毫无损伤，就连一点焦斑也没有。
这是因为酒精虽然是容易燃烧的物质，但水是不能燃烧的，当酒精快要烧完的时候，手帕上的水蒸发出去还不很多，仍有大量的水存在着，所以手帕就燃不着了。
实验三 玻璃棒点燃了冰块
玻璃棒能点燃冰块，你一定以为这是在说笑话吧。不过，我说的完全是真事。冰块可以燃烧，这会使人惊奇，而更使人惊奇的是不用火柴和打火机，只要用玻璃棒轻轻一点，冰块就立刻地燃烧起来，而且经久不熄。你如果有兴趣，可以做个实验看看。先在一个小碟子里，倒上1一2小粒高锰酸钾，轻轻地把它研成粉未，然后滴上几滴浓硫酸，用玻璃棒搅拌均匀，蘸有这种混合物的玻璃棒，就是一只看不见的小火把，它可以点燃酒精灯，也可以点燃冰块。不过，在冰块上事先放上一小块电石，这样，只要用玻璃棒轻轻往冰块上一触，冰块马上就会燃烧起来。
道理很简单。冰块上的电石（化学名称叫碳化钙）和冰表面上少量的水发生反应，这种反应所生成的电石气（化学名称叫乙炔）是易燃气体。由于浓硫酸和高锰酸钾都是强氧化剂，它足以能把电石气氧化并且立刻达到燃点，使电石气燃烧，另外，由于水和电石反应是放热反应，加之电石气的燃烧放热，更使冰块熔化成的水越来越多，所以电石反应也越加迅速，电石气产生的也越来越多，火也就越来越旺。
实验四 滴“水”起火
器具：瓷坩埚、滴管
药品：甘油、高锰酸钾
方法：取小匙高锰酸钾研成粉末放在瓷坩埚里。右手持一支吸管，吸满甘油。然后逐滴滴入高锰酸钾里，甘油很快就剧烈地燃烧起来。
原理：高锰酸钾是强氧化剂，甘油是具有还原性的有机物，二者会发生剧烈的氧化－还原反应，放出大量热，使甘油有机物熊熊燃烧起来。
第二节 趣味实验小应用
实验一 检验含碘食盐成分中的碘
含碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),除此之外，一般不含有其他氧化性物质。在酸性条件下IO3-能将I-氧化成I2, I2遇淀粉试液变蓝；而不加碘的食盐则不能发生类似的反应。
实验用品：试管、胶头滴管。含碘食盐溶液、不加碘食盐溶液、KI溶液、稀硫酸、淀粉试液。
实验步骤：
1. 在2支试管中分别加入少量含碘食盐溶液和不2. 加碘食盐溶液,然后各滴入几滴稀硫酸,再滴入几滴淀粉试液。观察现象。
3. 在另一试管中加入适量KI溶液和几滴稀硫酸,然后再滴入几滴淀粉试液。观察现象。
4. 将第3支试管中的液体分别倒入前2支试管里，5. 混合均匀,观察现象。
实验二 酸碱花
在趣味化学表演会上，有一个同学制作的酸碱花最引人注目。这簇花五颜六色，有红色的、浅橙色的、浅蓝色的，等等。这些花之所以讨人喜欢，并不是因为它的美丽鲜艳，而是由于它的特殊性格，因为对酸碱的反应非常灵敏，所以人们送给它一个美称——酸碱花。别看这簇花没有芳香，可是却有一个非常重要的用途，它能及时无误地告诉人们空气中是否污染，准确地显示出空气的酸碱度来。你要不信，请看这簇花的制作者的表演吧！只见他手里拿着喷雾器，向花束喷去，当喷出的雾落到花上时，花的颜色全变了：大红色的变成深蓝色的，
浅橙色变成粉红色的，浅蓝色变成淡红色……
过一会几，这个表演者又拿起另外一个喷雾器，再“向这些花喷雾时，又出现了另外的景象：洁白的花变成了鲜艳的玫瑰红，粉红色的花则变成了闪闪发亮的黄色，棕蓝色的花又恢复了其艳丽的鲜红，淡红色变成淡蓝色，棕红色变成浅蓝……等等。真是变化多端，美不胜举。
原来，这些纸花都分别浸在如下的化学药品中：石蕊、酚酞、甲基红、甲基橙、刚果红。然后取出晾，就成为五颜六色的酸碱花了。浸刚果红的纸花是大红色，浸过甲基红的是浅橙色，浸过石蕊的是浅蓝色，浸过甲基橙的是黄色，而浸过酚酞的是白色。浸过的这些化学药品都是人们通常所称的“指示剂”。这些指示剂会随溶液的酸碱性不同而变化其颜色。表演者第一次喷出的是浓度为0．2％的稀盐酸溶液。第二次喷出的0．6％的烧碱溶液。
第三节 趣味实验小魔术
实验一 美丽的夜空
中秋节的晚上，夜空美极了。那蓝湛湛的天空布满了繁星万颗，好似一块天鹅绒上镶满了珍珠、宝石。还有那皎洁的明月悬在碧空，浮浮飘动，仿佛是嫦娥要走出月宫。在浮云上翩翩起舞……，原来，这中秋夜空的美景，却能在魔术师的试管中诞生。亲爱的读者，你也想欣赏一下这美丽的夜景吗？那就利用你那巧夺夭功的匠手，开动你那饱藏化学知识的大脑，精心地设计制作吧！
在一只试管中加入几毫升的无水酒精（95％的酒精也行），再慢慢滴入等量的浓硫酸，在试管的背面衬托一张深蓝色的光纸，摇动几下试管将浓硫酸和酒精混合均匀后，关闭灯光，然后将一些高锰酸钾颗粒缓慢地投入试管中。片刻，你就可以欣赏这个“液体星光”了。原来，试管中发生着一系列的化学反应。紫色的高锰酸钾是一种很强的氧化剂，“酒精和浓硫酸作用时，放出了氧气，同时也放出大量的热，这时，高锰酸钾颗粒周围的酒精很快达到燃点而生成耀眼的火花，由于热量对流的作用，这些闪烁的火花还来回移动，因此，在黑暗中看去，有如繁星夜空之景。
实验二 滴水生紫烟
器具：蒸发皿、滴管、研钵
药品：碘、铝粉
方法：取２克碘放在研钵中研细然后再加入０.２克铝粉，把它们磨研混合均匀，把碘和铝粉的混合物放在蒸发皿的中央，堆成小丘。
表演时，用滴管往混合物上滴１－２滴水，二者立即反应，产生浓厚的烟雾，中间夹杂着美丽的紫色碘蒸气。
原理：干态下的碘片和锌粉，常温下不易直接化合，加入少量水作催化剂后，立即剧烈反应生成碘化锌并放出大量的热，使未反应的碘升华成紫烟。
实验三 番茄电池
实验原理：番茄汁显酸性,当在番茄里平行地插入铜片和锌片时,形成原电池。
实验用品：导线、灵敏电流计。番茄、铜片、锌片。
实验步骤 ：
1、取1个半熟的番茄,相隔一定距离,分别插入铜片和锌片。
2、用导线将铜片与锌片及电流计相连,观察现象。
实验四 变形鸡蛋
通常，鸡蛋壳是比较硬的，如果没有学过化学，人们大概会被下面这个小魔术迷惑：拿一个普通鸡蛋，让观众看一看，捏一捏，试试它的硬度，再拿出两个花瓶（或烧杯）,让其中一个瓶口稍大于鸡蛋，另一个稍小于鸡蛋，演示一下鸡蛋是无论如何也放不进小花瓶的，事先在大花瓶内装入稀盐酸，小花瓶内装入清水，保持其外观一致。
先将鸡蛋放入大花瓶，稍待片刻，把鸡蛋倾倒而出，放入小花瓶。
上面的魔术是什么原理呢？你也许已经猜到，由于鸡蛋壳主要是由CaCO3等物质组成，当浸入稀盐酸时，发生反应2CaCO3+2HCl==Ca(HCO3)2+CaCl2，鸡蛋壳溶解，所以鸡蛋变软，又由于鸡蛋内膜由非碳酸盐组成，不容于稀盐酸，所以又不会破裂，而保持鸡蛋原形。如果你想表演这个魔术，那么还要注意：
1. 花瓶（或烧杯）最好是透明的，2. 以显示花瓶大小无变化。
3. 对瓶中的溶液或水应做如下解释：为保证鸡蛋在放入瓶中不4. 会摔碎，5. 所以都加入水以缓冲冲力。
6. 鸡蛋放入稀盐酸中的时间应在表演前试验好，7. 以保证鸡蛋在所需的时间内变软，8. 但仍能保持原来外形，9. 只是表皮变得有弹性啦，10. 如所需时间太长，11. 可加大盐酸浓度。（用浓醋酸也可）
12. 当鸡蛋在大花瓶中时，13. 应适当转移观众注意力，14. 以免被发现瓶中有小气泡生成，15. 如果离观众远，16. 则不17. 存在此问题。
第三章 人类与环境污染
第一节 导 篇
君知否
当今的污染
已使人类品尝着前所未有的苦果
城市已难见蓝天
饮水已难以洁净
食品已难寻自然
辐射已无孔不入
内心已越来越累
情绪已越来越杂
疾病已越来越多...
人类已到了最危险的时刻！
21世纪的环境在人们的心中投下了这样几幅图景：
世纪之初：现代化的标志是天幕衬托下冒着滚滚黑烟的烟囱；
世纪之中：在日本、美国、英国等发达国家出现了骇人听闻的八大公害事件；
世纪之末：全球性的环境危机开始出现，臭氧层空洞、温室效应、土地荒漠化、酸雨等现象使越来越多的人从心灵上开始返朴归真：现代化，首先应有绿色家园。
展望21世纪的环境，首先应--
回眸全球环境
第二节 20世纪十大环境公害事件
1、 马斯河谷烟雾事件
1930年，在比利时的马斯河谷发生了燃煤烟雾致多人死亡事件，这是著名的公害的肇始。 比利时马斯河谷工业区。在这个狭窄的河谷里有炼油厂、金属厂、玻璃厂等许多工厂。12月1日到5日的几天里，河谷上空出现了很强的逆温层，致使13个大烟囱排出的烟尘无法扩散，大量有害气体积累在近地大气层，对人体造成严重伤害。一周内有60多人丧生，其中心脏病、肺病患者死亡率最高，许多牲畜死亡。这是本世纪最早记录的公害事件。
二、洛杉矶光化学烟雾事件
1943年夏季，美国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车每天燃烧掉1100吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。1955年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病。
2、 1948年多诺拉烟雾事件
10月下旬，美国的宾夕法尼亚州多诺拉城有许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂。1948年10月26日清晨，大雾弥漫，受反气旋和逆温控制，工厂排出的有害气体扩散不出去，全城14000人中有6000人眼痛、喉咙痛、头痛胸闷、呕吐、腹泻。17人死亡。
四、1952年伦敦烟雾事件
自1952年以来，伦敦发生过12次大的烟雾事件。1952年12月那一次，5天内就有4000人死亡。祸首是燃煤排放的粉尘和二氧化硫。
烟雾逼迫所有飞机停飞，汽车白天开灯行驶，行人走路都困难。烟雾事件使呼吸道疾病患者猛增，5天内有4000多人死亡，两个月内又有8000多人死去。
五、1953～1956年水俣病事件
日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。
当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。1991年，日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人，其中1004人死亡。
六、1955～1972年骨痛病事件
镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水，废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水，食用浇灌含镉河水生产的稻谷，就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛，身长缩短，骨脆易折。
七、1968年日本米糠油事件
先是几十万只鸡吃了有毒饲料后死亡。人们没深究毒的来源，继而在北九州一带有13000多人受害。这些鸡和人都是吃了含有多氯联苯的米糠油而遭难的。病人开始眼皮发肿，手掌出汗，全身起红疙瘩，接着肝功能下降，全身肌肉疼痛，咳嗽不止。这次事件曾使整个西日本陷入恐慌中。
八、1984年印度博帕尔事件
12月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害20多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，受害面积40平方公里，数千头牲畜被毒死。
九、1986年切尔诺贝利核泄漏事件
4月26日，位于乌克兰基辅市郊的切尔诺贝利核电站，由于管理不善和操作失误，4号反应堆爆炸起火，致使大量放射性物质泄漏。
西欧各国及世界大部分地区都测到了核电站泄漏出的放射性物质。31人死亡，237人受到严重放射性伤害。而且在20年内，还将有3万人可能因此患上癌症。基辅市和基辅州的中小学生全被疏散到海滨，核电站周围的庄稼全被掩埋，少收2000万吨粮食，距电站7公里内的树木全部死亡，此后半个世纪内，10公里内不能耕作放牧，100公里内不能生产牛奶……这次核污染飘尘给邻国也带来严重灾难。这是世界上最严重的一次核污染。
十、1986年剧毒物污染莱茵河事件
11月1日，瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内，60多万条鱼被毒死，500公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而“死亡”20年。
美国海洋生物学家莱切尔卡逊据此写出了震撼全球的名作《寂静的春天》，以农药对生态环境的破坏为切入点，描述了环境污染对人类生存的威胁，这是历史上第一次有一本以环境污染为主题的著作引起公众的广泛注意；1972年，联合国召开了第一次人类环境会议，这次会议提交了一份报告--《只有一个地球--对一个小小行星的关怀和维护》，并通过了《人类环境宣言》。这次会议之后，环境保护这个名词被广泛传播和采用，环境保护运动也广泛开展起来，发达国家的环境质量在其后的30年中得到明显好转，在地球的局部出现了环境变好的趋势。但是，这一过程是以发展中国家的环境继续遭到严重的破坏为代价的，从发达国家向发展中国家的污染转移越来越厉害，环境侵略现象也越来越严重，所以，从全球来看，环境恶化的趋势并未得到遏制。
据估计，最早到2010年前，全球的臭氧层空洞、温室效应、土地荒漠化、酸雨等现象还会进一步加剧。最理想的情况是到下个世纪中叶，全球人口增长趋于稳定、环境压力开始减轻时，全球环境才可能出现变好的趋势。
第三节 污染的种类
一、大气污染：
大气是人们赖以生存的最基本条件，人们一刻也离不开它。在近代文明以前大气比较洁净，然而在第一次工业革命以后人类改造自然的能力大大加强，大气的成分就不断地受到不良影响而发生变化。洁净大气（也可称空气）固有的成份主要是氮和氧，及少量的氢氦氩氪氙氡等稀有气体和水蒸气二氧化碳等。固有成份以外的物质称为污染物。如二氧化硫及烟尘等。当污染物的浓度达到一定程度时，即称为大气污染。大气污染可分为天然污染与人为污染。而今形成大气污染严重局面的主要是人为污染。人为大气污染主要有三个方面：一是生活污染源、工业污染源和交通污染源。中国城市大气污染较严重，北方重于南方；中小城市比大城市污染更严重；产煤区重于非产煤区；冬季重于夏季，且差距正在缩小。空气中极其微少的污染物，都能对人体健康发生极大的影响，导致各种疾病的产生，甚至夺去人的生命。在低浓度空气污染物的长期作用下，可引起上呼吸道炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘及肺气肿等疾病。空气污染已成为肺心病、冠心病、动脉硬化、高血压等心血管疾病以及癌症的重要致病因素。
二、水污染
水质的污染分物理性污染、化学性污染和微生物污染。
1. 物理性污染: 主要是泥沙、铁锈等。以自然的污染为主。
2. 微生物污染: 主要是存在部分病床、细菌等。病源性微生物的污染使得水不能直接饮用。以自然的污染为主。
3. 化学性污染: 全国80％的河流受不同程度的影响，工厂排放废水，农药的使用等，水质中毒素越来越多。以人为的污染为主。然而目前自来水虽经消毒，仍很难洁净。水中的污染物有很多，主要的有悬浮固体；各种有机物；铜、铅、铬、汞等重金属盐类；剧毒物质如氰化物、酚、砷等。水体污染源主要有三大类：一是工业污染源，二是农业污染源，三是城市污染源。如: 四氯代乙烯，三氯乙烯，一、二、三氯乙烷等100 多种对人体有害的污染物质已被科学所证实。四氯代乙烯会引发心脏病肝炎，三氯乙烯除了具有致癌性外，还会造成中枢神经障碍、肾障碍，三氯乙烷等等则是先天性异常，心脏血管方面的病因。全世界约有10亿多人由于饮用水被污染，受到疾病传染的威胁。据世界卫生组织（WHO）调查，人类疾病的80%与水有关。国际自来水协会称，每年有2500万5岁以下儿童因饮用被污染的水而生病致死。 水质的污染是对人体最直接最危险的污染
三、电磁辐射：
又称电子雾、电磁波，是微波炉、收音机、电视机、电脑以及手机等家用电器工作时所产波长频率的电磁波，这些电磁波充斥空间，对人体具有潜在危险，也被称为电磁污染。随着微波通讯的迅速发展，微波电磁辐射对人体的健康影响日益引起人们的重视。蜂窝移动电话、对讲机等移动通信设备在迅速增加，截止到1999年5月底，我国的蜂窝移动电话用户数已达到3200万。移动电话使用时靠近人体，对人的大脑和眼睛健康有着直接的影响，容易引起使用者中枢神经系统的损害。有资料表明，微波电磁场能引起机体的慢性损伤，引起诸如头痛、头晕、乏力等不适，初期以无力综合症为主，中期表现为无力植物神经综合征，晚期可发生下丘脑综合征。微波电磁场还能引起生殖系统损害，长期低剂量微波接触可导致流产、胎儿畸形、死胎和出生缺陷。可引起神经衰弱、白细胞减少、脑血流图改变、眼晶状体混浊、血清免疫球蛋白含量改变等。国外的许多流行病学研究认为电磁辐射与白血病、脑瘤、乳腺癌等恶性肿瘤有关。
四、噪音污染
所谓噪音是指一切干扰人们休息，学习和工作的声音。既人们不需要的声音。此外振幅和频率的杂乱，断续或统计上无规律的声振动也称为噪音。
声音的测定是用一种叫分贝的概念加以衡量。分贝是声压级单位，记为dB。用于表示声音的大小。10分贝大约是人刚刚能感觉到的声音。一般声音在30分贝左右时不会影响正常的生活和休息，而达到50分贝以上时，人们有较大的感觉，很难入睡。一般10－20分贝 很静、几乎感觉不到。20－40分贝犹如轻声说话，40－60分贝为普通室内谈话，60－70分贝大声说话，有损神经 。70－90分贝很吵、长期在这种环境下工作和生活会使人们的神经细胞逐渐受到破坏，以至患上冠心病等慢性病。而达到 90－100分贝时听力受损。100－120分贝时则难以忍受、几分钟就可暂时致聋。
环境噪声污染已构成城市四大公害之一，是直接关系到经济建设和人民健康的一个社会问题。城市环境噪声主要来源于4个方面：交通运输噪声：
这是一种交通工具发出的流动声源，对环境影响面大，危害大。工业噪声：系指工厂中各种机械设备产生的声响。 建筑噪声：建筑施工现场噪声一般在90分贝以上。 社会生活噪声：商业噪声、人群集会、高音喇叭等。
环境噪声污染的危害可概括为以下几个方面 ：
1、是损害听力。
2、是有损人的心血管系统。
3、是影响人的神经系统。
4、是影响休息和睡眠。
五、食品污染：
是指食品中存在的有害物质，可使人体患病。 食品中的有害物质主要有外界有害物质的污染，如农药、霉菌、毒素等。食品本身发生腐败变质产生的有害物质，如胺、醛、酮等。
食品污染有：
1、生物性污染
１）．微生物污染 主要是细菌、霉菌和毒素。
２）．寄生虫及虫卵污染 通过肉类、水产食品和蔬菜传播；如蛔虫、钩虫等。
３）．昆虫污染 主要为仓库虫、蝇、蛆、蟑螂等。
2、化学性污染
１）．来自生产、生活和环境中的污染，如农药、有害金属及非
金属和亚硝胺化合物等，有较强烈的致癌作用。
２）．质量不合卫生要求的容器、包装材料和运输工具对食品的污染。
３）．食品添加剂污染。
第四节 人类生活中的污染
一、烟气污染
室内生活污染主要来自厨房。有人观察，在炒菜时，油锅加热到沸点（冒青烟）时，油温可达280度，容易产生致癌物质苯并芘，这是引起肺癌的一个不可忽视因素。再有一个是室内吸烟。在室内吸烟，尤其是在冬天门窗紧闭的环境里，室内不仅充满了人体呼出的二氧化碳，还有吸烟者呼出来的一氧化碳。在吸烟的室内生活，易使人体呈亚健康状态，自觉胸闷、乏力、提不起精神来。吸烟也会明显增加心血管病发病率，是人类健康的头号杀手，据统计，我国有烟民3亿人，占世界总数的四分之一，并以每年3％的速率递增，还有4亿以上被动吸烟人群遭受烟害。中国肺癌死亡率每年以4.5％的速度增长，每年因吸烟致死的中国人达100万人之多。
二、新居装潢污染
新居装潢所使用的各种涂料、油漆，新添置的家具、粘合剂以及墙纸、墙布等装饰材料中散发出来的铝、酚、甲醛、石棉粉尘、放射性物质等都会引起头昏、失眠、皮肤过敏等表现，严重的甚至导致其它疾病。
氡，是铀、钍、镭蜕变放射的一种气体。世界卫生组织认定氡是已知的最重要的致癌物质之一，人一生中受到天然辐射的55％来自室内氡。室内氡超标是引起肺癌、胃癌、白血病的元凶之一，儿童与胎儿更为敏感。室内氡的来源常见的有地基的土壤、墙壁、裂缝、燃气、用水、建筑材料等。随着居室条件改善，地基土壤中氡向室内渗析已不再是室内氡的主要来源，而建筑材料析出的氡倒是不可忽视，如果以花岗岩（花岗岩含有能产生氡气的镭）作为内装修材料，由于空气流通不良，氡气不断积累，可达到很高浓度。所以，花岗岩不宜作为内装修材料。另外，医学专家认为，居室装潢宜简不宜繁，选用的材料一定要是无毒无害。新居装修完毕，应在开窗通风数周后再入住。
三、 情绪污染指不良消极的心理活动影响人体的健康。
人们通常所说的不良消极的心理活动情绪有，抑郁、焦虑、忧愁、惊恐、怨恨、悲伤、愤怒、恐惧、嫉妒、委屈、紧张、不安、惊异、羞耻等。不良消极的心理活动在一定的条件下可引起人体生理机能系统的失调。不良消极心理对人体身心健康的危害有时比细菌病毒更厉害，不是药物所能及的。
当今的情绪（既多项心理因素）越来越多的影响身心， 现代生活， 充满了焦虑、寂寞、苦恼、忧伤、彷徨和无奈 。 ,加之还有黄色文化泛滥、生活压力过大、精神过度紧张 、工作节奏加快及高度的竞争性、人际关系复杂化，角色冲突等影响更增加了人体患病的（血酸性化）的趋势。对身心健康非常有害 。古曰:“怒伤肝、 悲伤心、思伤脾、忧伤肺、恐伤肾”讲的就是这个道理。
四、饮食的错误
高蛋白食物（鸡、鸭、鱼、肉、蛋等） 摄入过多，而青菜萝卜粗粮净水摄入不足。且油脂、盐、糖也摄入过多加之吸烟喝酒均增加血液酸性化的程度。很多研究成果表明，吃盐过多，会使血液钠含量增加，导致血管变窄，增加血液对管壁的压力。因此高血压患者应当严格控制食盐量，每天食盐不要超过2.5克。
五、化学的污染
洗洁灵、杀虫剂、蚊香、饮料中的色素、调味品中的防腐剂，菜水果中的农药残留，以及鸡鸭鱼肉中残留的抗生素等，均属毒素，虽每天少量接触或摄取不会马上致病，可日积月累势必影响血液的质量，逐渐使血液酸性化。尤其是有机氯农药残留，当人类食用了这样的农作物后，有机氯农药将又蓄积于人体。另外，当动物食用的饲料被污染，动物食入可使其肉类和奶含有农药，人吃入此种肉和奶后，也可使农药进入体内。并在脂肪、肾脏、血液等组织中蓄积。
洗衣粉、洗洁精、消毒剂、漂白剂、空气清洁剂、卫生间清洁剂等日化产品陆续走进干家万户。它的功劳在于减轻家庭主妇的劳力，但也带来负面影响。长期使用对肌肤和身心健康造成潜移默化的侵害。有资料表明，妇女因有月经期、妊娠期、哺乳期和更年期等身体代谢机能改变，对化学用品更加敏感。
家庭用清洁化学品含有碱、发泡剂、脂肪酸、蛋白酶等有机物，其中的酸性物质能从皮肤组织中吸出水分，使蛋白凝固；而碱性物质除吸出水分外，还能使组织蛋白变性并破坏细胞膜，损害比酸性物质更加严重。洗涤用品中所含的阳离子、阴离子表面活性剂，能除去皮肤表面的油性保护层，进而腐蚀皮肤，对皮肤的伤害也很大。常使用洗涤剂还可导致面部出现“蝴蝶形色素沉着”(即蝴蝶斑)。洗涤剂中的烷基磺酸盐等化学物质能抑制氧化酶的活性，导致皮肤中的黑色素由无色变为黑色，进而出现大面积蝴蝶斑。
各种清洁剂中的化学物质都可能导致人体发生过敏性反应，有些化学物质侵入人体后会损害淋巴系统，引起人体抵抗力下降；一些漂白剂、洗涤剂、清洁剂中所含的荧光剂、增白剂成分，侵入人体后，不像一般化学成分那样容易被分解，而是在人体内蓄积，大大削减人体免疫力。荧光剂与伤口外的蛋白质结合，还会阻碍伤口愈合；荧光剂还能使人体细胞出现变异性倾向，其毒性累积在肝脏或其它重要器官，会成为潜在的致癌因素。
化学物质容易污染人体血液，虽然血液具有一定的自净能力，微量的有害物质进入其中，会被稀释、分解、吸附和排出。但长期、大量的有毒物质倾注而入，必致其发生质的变化。清洁用品中的化学物质进入血液循环，会破坏红细胞的细胞膜，引起溶血现象。不少含天然生物精化物的沐浴液，常含有防腐剂等化学物质，也是血液污染之源。用于防衣物虫蛀的“卫生球”，主要成分为煤焦油中分离出来的精萘。长期吸入卫生球挥发出的萘气，会造成机体慢性中毒，抑制骨髓造血功能，使人出现贫血、肝功能下降等现象。
一些空气清洁剂中所含的人工合成芳香物质能对神经系统造成慢性毒害，致人出现头晕、恶心、呕吐、食欲减退等症状。杀虫剂含除虫菊类毒性物质，用来杀灭苍蝇等飞虫的树脂大都用敌敌畏处理过，这些毒性物质能毒害神经并诱发癌症。不同类型的清洁剂混用，可能导致的后果更严里：
化学稀释剂、洗涤剂大多含有氯化物，过量的氯化物会损害女性生殖系统。清洁剂中的烃类物质，可致女性卵巢丧失功能。烷基磺酸盐等化学成分可通过皮肤粘膜吸收，若生育期妇女经常使用，可致卵细胞变性，卵子死亡。科学家在研究不孕症过程中，发现不少妇女的不孕与长期使用洗涤剂关系密切。在怀孕早期，洗涤剂中的某些化学物质还有致胎儿畸形的危险。
面对层出不穷的新型清洁用品应保持警惕，注意自我保护，平时应尽量减少接触化学品的机会。使用清洁用品时，应采取相应的保护措施，如戴上橡胶手套用洗衣粉洗衣物；身体接触了化学品，要多用清水冲洗干净；居室多开窗通风等。若在使用清洁用品时出现头晕、过敏等不良反应，应及时就医。
六、环境激素污染
20世纪后期，野生动物和人的内分泌系统、免疫系统、精神系统出现了各种异常。人的内分泌系统异常的突出表现是生殖异常，总的趋势是 阴盛阳衰 ，男性精子密度减少，质量下降，不育比例上升，睾丸癌患者增加；女性腺癌、子宫内膜症增加；阴阳人现象日益严重。学者们发现，上述现象的主要原因在于环境中存在一些能像激素一样影响人体和动物内分泌功能物质，叫环境激素，又称环境荷尔蒙，学名内分泌干扰物。可以是天然的，也可是人工的。环境激素问题在全世界引起强烈反应，受到许多国家政府和有关国际组织的高度重视。1998年，欧洲议会通过决议，逐步从欧洲市场淘汰干扰激素的化学品，欧共体已经禁止生产和销售用聚氯乙烯制造的儿童玩具
已知环境激素主要是人工合成的化学物质，如一些工业有机化合物、杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、和镉、铅、汞等重金属以及天然和合成的激素药物。他们通过各种途径进入人体。比如人类食用残留有农药的农产品以及含有添加激素的肉、蛋、奶等。面对环境激素污染，我们应该自我保护，如不用塑料容器加热食品，尤其是含油食品；尽量少吃罐头食品；婴儿奶瓶要选用玻璃而不是塑料的，少给孩子玩聚氯乙烯玩具，避免使用聚氯乙烯制的一次性筷子，尽量少用或不用化学材料制的家庭内装修材料，减少家用杀虫剂、洗涤剂的用量；避免食用残留农药、化肥多的蔬菜、水果；避免使用含有环境激素的化妆品、生发剂等，另外还有黄色污染（对人思想的侵蚀而影响身心），吸毒污染（特指人们吸毒及吸其它有害物质而影响身心），黑色污染（特指社会暴力引起人们不安而影响身心），灰色污染（在此特指发生不良的人际关系而影响身心）。
缺乏运动 人的生命在于运动，运动的目的不仅可以舒筋活骨，强化肌肉组织，更主要的排汗，排汗是促进人体迈向自然调和之道的一种最佳方式。若汗难于排除而积于体内。时间一长可易形成各种皮肤病，使尿酸过高，极易形成各类慢性病。
基因是一切生命的基本组成部分，而繁殖又是生命的基本特征。生物繁殖的本质就是基因的复制。基因污染是在天然的生物物种基因中掺进了人工重组的基因。这些外来的基因可随被污染的生物的繁殖而得到增殖，再随被污染生物的传播而发生扩散。因此，基因污染是惟一一种可以不断增殖和扩散的污染，而且无法清除。这是一种非常特殊又非常危险的环境污染
七、西药对人体的污染主要是指西药的毒性作用对人体的危害
药物（主要为西药）的毒性作用：
事物是有两重性的，药物也不例外。药物既有对人体有利的防治作用，又能产生对人体不利的不良反应。常见的不良反应有以下几种。
副作用： 一种药物常有好几种作用，当利用其某一作用防治疾病时，其他便成为副作用了。如用阿托品治疗胃痛时，常可出现口干、心跳加快等副作用，用阿斯匹林退热止痛时，可刺激胃粘膜使胃部不适，甚至出血或加重溃疡等。
毒性作用： 大多数药物都有一定的毒性，但在常用量时一般不会出现。只有当用药过量或过久．或因肝肾等有病时，超过人体耐受力而发生毒性反应。如久用链霉素可致听力障碍甚至耳聋；反复应用氯霉素偶尔可引起造血功能抑制等。毒性作用危害较大，故需提高警惕。
过敏反应： （变态反应）这在少数具有特异体质的病人可发生，常见的是药疹（皮肤发疹）、皮炎。发热等。极少数可引导起严重的过敏反应。如个别病人对青霉素可发生过敏性休克而危及生命。
继发反应： 如长期大量应用作用广的（广谱）抗生素、敏感的细菌被消灭了，而抗药的细菌或霉菌就可大量繁殖、从而产生新的感染。如霉菌引起的鹅口疮，葡萄球菌引起的肠炎等，这些就是继发反应（感染）。因此在使用广谱抗生素时，必须注意剂量和疗程。
致畸胎作用：药物对胎儿的损害业已肯定，并引起广泛重视。妇女孕妇早期服用某些药物可造成畸胎。如某些抗肿瘤药、性激素等均可导致胎儿先天性缺损。故妇女在妊娠期（尤其在头三个月中）切不可私自滥用药物。
第五节 污染动态信息
一、全球变暖而发生基因改变的蚊子
美国俄勒冈大学的几位科学家近日发现了第一种因为全球变暖而发生基因改变的生物，它就是一种名为“Wyeomyia smithii”的蚊子。 上述科学家表示，这种蚊子能够利用光周期控制其生命周期，在全球变暖之前，地球上的白天一般都较短而且温度较低，随着地球气温因为“温室效应”而逐渐变暖，这种蚊子也不得不根据环境的变化而进行自我调节。
科学家表示，因为蚊子对光周期的反应是一种遗传特征，因此它能够根据地球气温变暖而进行调整的特性应该是遗传基因发生改变的结果。
此前科学家已发现其他一些动物也有针对与全球变暖有关的季节性变化做出反应的特征，例如英国的鸟类在1995年产卵的平均日期就比1971年提前8.8天。但是，科学家认为此类变化仍然属于行为变化而非基因改变。
因此，上述这种蚊子称得上是第一种因为全球变暖而发生基因改变的生物，科学家指出未来生物的演变可能在很大程度上将取决于生物本身针对地球气温及季节变化而进行的基因调整。
2、压抑"数十载 今朝不"沉寂"五大湖向外冒毒气
美国-加拿大边境地区的五大湖在过去几十年中接纳的一些剧毒物质，现在正纷纷从水中溢出排向大气。这是加拿大一个名叫"大气沉积综合网络"的环保组织最近公布的一项研究结果。
研究结果提供的数字表明：在过去的4年中，五大湖向大气释放了10吨多氯联苯和4吨目前已被禁用的名叫Deildren的杀虫剂。这两种物质都是剧毒的有机物。
与加拿大环境部一道共同主持这项研究的学者基思帕克特说："五大湖就像一个硕大无比的肺一样，在过去50年间从空气中吸进了大量有毒物质。现在，许多可持续存在的有机物（POPs）已在全球范围内被禁止使用，它们在空气中的浓度已低于平衡点。这样，五大湖中的POPs就开始溢出并进入大气了。"帕克特认为这种现象是好事。他说："一开始我们也很奇怪。因为在传统观念上，五大湖是大气中POPs的归宿。现在看来，五大湖不再是个'仓库'了。全球范围内禁止生产和使用POPs使其在空气中的浓度降低，水中的POPs便可通过蒸发过程进入到大气。" 帕克特认为空气中的POPs不会对人体健康造成大的威胁，因为POPs对人类的危害是通过食物而不是通过呼吸实现的。
科学家们认为大气污染对五大湖区构成了严重威胁。他们呼吁对五大湖区周围的发电厂、机动车辆和其他污染源采取更有效的措施以保护五大湖的水质。
3、南极上空臭氧层空洞缩小
新华社莫斯科10月21日电（记者秦德岐）最新观测表明，南极上空的臭氧层空洞面积目前为1700万平方公里，比去年同期少250万平方公里。
俄联邦高空气象中央观测台台长切尔尼科夫介绍说，南极上空今年开始形成臭氧层空洞的时间比1999年提前了12天，这种情况是由于地球大气同温层高度上出现的低温造成的。其结果是今年9月南极上空出现了迄今最大的臭氧层空洞，面积达到创记录的2830万平方公里。
俄通社－塔斯社援引切尔尼科夫的话说，自9月份以来，南极上空臭氧层空洞面积已开始缩小，到10月11日已减小到2300万至2400万平方公里，近日又进一步缩小到1700万平方公里。
距地球表层上空25公里的臭氧层能吸收阳光中对生物有害的紫外线，是地球生态环境的保护伞。80年代中期，科学家首次发现，南极上空臭氧层在冬季和春季会出现严重损耗，形成所谓空洞。
4、 俄“北海之路”科考队得出结论-永冻土是破坏臭氧层的元凶
俄罗斯"北海之路"科考队，亦称俄罗斯科学院远东分部太平洋海洋学研究所第四北极考察队，完成了历时近2个月的科学考察活动，于10月9日抵达符拉迪沃斯托克（海渗崴）。通过这次科考活动，科学家得出初步结论，北极永冻土是破坏大气臭氧层的元凶。
"北海之路"科考队是8月初从俄罗斯西北部阿尔汉格尔斯克出发，穿过了白海、巴伦支海、喀拉海、拉普捷夫海、东西伯利亚海、楚科奇海、白令海及鄂霍次克海，终点为符拉迪沃斯托克。
据塔斯社报道，该科学考察队此行完成了考察目的，直接获取了许多关于北冰洋海口状况及大陆架受陆地有机物污染的资料，测量了北极圈海岸永冻土带融化程度及其内部甲烷气体的含量。
“北海之路”科考队队长、俄科院远东分部太平洋海洋学研究所极地地理化学实验室主任伊戈尔谢米列托夫说，科考队将对获取的资料进行认真分析研究，弄清甲烷气体排放与永冻土带融化间的关系，并对今后大气臭氧层空洞发展趋势做出预测。这位科学家称，北极永冻土带由于融化及遭海浪破坏，已使其内部蕴藏了千万年的温室气体甲烷释放了出来，进入极地上空大气层中，破坏了臭氧层，使臭氧层出现了“窟窿”。
根据俄科学家掌握的资料显示，1万年前北冰洋海岸线与北极间的距离要比现在近200千米。这些年来，北极离北冰洋海岸线越来越远，现在海岸线正以每年6米的速度后移。俄科学家推测，永冻土带中埋藏的甲烷气体总量是大气中甲烷气体含量的2500倍。俄科学家把北极永冻土带喻为全气候变暖的“生态炸弹”，希望以此能唤起人们的高度警惕和高度重视。
5、多瑙河还是蓝色的吗？
提起多瑙河，许多人的耳边都会响起《蓝色多瑙河》的美妙旋律，脑海中也会浮现出这条流经欧洲11个国家、最终注入黑海的欧洲第一大河的美丽风光。但近日巴尔干环境委员会公布的一份最新研究报告却显示，美丽的多瑙河暗藏杀机，它甚至充当了"黑海环境杀手"的角色。该报告说，目前黑海的生态环境已经遭到严重破坏，而威胁黑海的各种污染物有一半以上来自多瑙河，多瑙河也因此成为黑海最主要的污染源。
战争、工业、生活废水污染
在最近几年，多瑙河可谓命运多舛。1999年，多瑙河遭受了科索沃战争带来的一场浩劫。北约在轰炸了南联盟的潘切沃石油化工综合企业和诺维萨德的炼油厂后，大量有毒污染物质流入多瑙河及其支流，并向下游地区扩散，对那些使用多瑙河水的许多城镇构成威胁。2000年1月30日，罗马尼亚西北部地区一座由罗马尼亚和澳大利亚联营的金矿污水沉淀池发生泄漏事故，10多万升含有大量氰化物及铅、汞等重金属的有毒物质流入多瑙河的支流蒂萨河，毒水顺流而下进入多瑙河，匈牙利、南斯拉夫、保加利亚等多瑙河下游国家深受其害。毒水流经的蒂萨河内80％的鱼类死亡，在有些河段，死鱼堵得船都开不动！
南斯拉夫的环境专家表示，这是近两年来欧洲最大的环境灾难，它不仅严重破坏了多瑙河流域的生态环境，而且将加速该地区一些濒危鱼类的灭绝速度，多瑙河中的鱼类数量将需要许多年才能恢复到事故前的水平。
除了这两大事故外，多瑙河多年来还接纳了大量的工业和生活污水。多瑙河沿岸的城镇中，每年约有1/6的工业废水和40％以上的生活污水未经处理就排入水域，多瑙河的污染正由浅层向深层发展。
黑海就快变成死海
多瑙河受了污染，作为承接多瑙河水的黑海自然难逃其害。巴尔干环境委员会的报告显示，黑海的生态环境日益恶化，每年由多瑙河排入黑海的污水达几十亿吨，黑海89％的海水已经遭到污染，从海面至150米深的海水中，氧气的含量微乎其微。
除了来自多瑙河以及其他入海河流的污染外，石油泄漏也对黑海环境造成很大的威胁。每年有5万多艘海轮在黑海航行，因事故在海上泄漏的石油达到11万吨，一些海域甚至四处漂浮着成片的油污，并形成薄薄的一层油膜。环境专家警告，黑海的环境污染已达临界点，而且注入黑海的淡水较少，如再不采取措施控制污染，几十年后这里将变成死海。
各国寻找应对措施
生态环境的严重恶化已直接威胁到了黑海海洋生物的生存和繁衍，黑海的水生资源损失惨重，鱼类品种不断减少。目前，黑海海域的鱼类仅剩3000余种，不及地中海鱼类品种的一半。1986年，黑海的捕鱼量为90万吨，而2000年则是10万吨不到，在捕捉到的鱼中，有50％都患有各种"环境病"。此外，黑海的污染还使得居住在这里的海豹和海豚等海洋哺乳动物濒临灭绝。黑海地区原先特产一种体长仅1.8米的"侏儒"海豚，但由于黑海污染日益严重，"侏儒"海豚被迫随着其他鱼群迁移，现在在黑海反而难以见到这种稀有海豚的芳踪了。
多瑙河和黑海日趋加剧的污染，已对沿岸各国人民的日常生活和工作构成威胁。据巴尔干环境委员会的调查，在多瑙河和黑海沿岸国家，人们所患的各类疾病中，有10％是因为饮用水的问题而出现的。一些国家为了确保饮用水合格，不得不拿出宝贵的资金寻找新的水源。
另外，随着多瑙河和黑海渔业资源的日渐短缺，捕鱼区越来越小，不少渔村已名存实亡，近万名渔民的生活陷入困境。南斯拉夫的一位渔民曾向国家环境部门投诉说，他家世代在多瑙河里捕鱼为生，现在河里的鱼越来越少，他真不知道今后拿什么来养活一家人。 所幸的是，多瑙河和黑海的污染问题已经得到沿岸国家和国际社会的广泛关注。今年4月29日，首届多瑙河流域及喀尔巴阡山地区环境首脑会议在罗马尼亚首都布加勒斯特举行，罗马尼亚总理纳斯塔塞呼吁欧洲国家立即采取紧急措施，全面治理多瑙河环境污染问题。6月，保护黑海免受污染公约委员会在土耳其首都伊斯坦布尔举行了第五次会议，会上宣布全球环境保护基金会已决定向多瑙河和黑海沿岸国家提供6000万美元的援助，以支持该地区的环保工作。
另外，联合国环境规划署与开发计划署及世界银行制定了一个多瑙河流域环境计划，包括建立突发污染事故警报系统、加强公众意识以及支持湿地恢复等，以减少多瑙河流域及黑海的污染。
6、内蒙古草原由于长年干旱，沙尘暴肆虐，把地表土壤吹走，使草根裹露，大面积沙化。
内蒙古自治区阿拉善盟是我国沙尘暴的主要起源地之一，这是2001年的一场强沙尘暴使得骆驼前行非常困难。
由于生态恶化导致骆驼营养不良，使得驼峰下垂，骆驼无法站立，由于草原严重沙化，骆驼无草可食，营养不良，骆驼产下后无法站立，无法吃奶，最后死亡。
7、日本光化学污染又抬头
光化学污染即光化学烟雾现象，最近在日本又开始增多。据日本土奇玉县1980年的统计，当年发出光化学污染警报的天数为16天，而2000年已增至40天，去年为30天。今年到9月20日就已经有21天，有关健康损害的投诉人数已达466人，是1984年以来投诉人数最多的年份。东京都和千叶县光化学烟雾现象也都比两年前有所增加，而且，有可能存在新的诱因物质。
土奇玉县从1970年开始对光化学污染实施监测，该县是发布警报天数最多的县，上个世纪70年代年平均有29天，而且始终持续在高水平上。进入80年代以后，由于采取了保护大气环境的对策，警报天数减至16天，可是，前年又重新转入了高峰期。今年，有关健康危害的投诉越来越多。1984年有2733次投诉，到了1994年有58人投诉，其间也有无投诉年份。但是，今年投诉人数已剧增至466人，可见光化学污染程度再次加重。东京1999年的警报天数为5天，前年、去年都是23天，而今年截至8月就已有18天。环境省专家指出，要想找出光化学污染现象增多的原因还需要收集大量数据和较长的时间。与以往不同的是，碳化氢类物质可能是造成污染的新的诱因，另外，热岛现象也是不可忽视的诱因之一，因为气温上升也会给碳化氢的挥发创造条件。
光化学污染是因为汽车尾气、工厂烟囱排出的氮氧化物等物质，经阳光中的紫外线照射产生化学反应而造成的，生成的光化学氧化剂物质浓度达到一定程度就会破坏臭氧层。这种反应往往在无风晴朗的热天容易发生，给人呼吸不畅、眼睛刺痛等感觉。
从9月27日开始，除冲绳等6个县以外，日本42个都道府县的市民均可通过手机随时了解环境省发布的光化学污染信息。污染严重时，相关地区的警报会每小时发布一次当时大气中光化学污染物的浓度，以便市民及时预防。从明年起，日本全国各地都可以通过手机了解光化学污染的信息。
1998年牡丹江市环境保护局，对我市的环境污染状况进行了系统分析和综和评价。并提出了很多合理化的建议，市政府采取了相应的举措。今天的环境质量状况有了很大的改善。以下是1998年环境质量报告的一部分。
一、空气环境质量状况
1998年牡丹江市区大气首要污染物总悬浮微粒，年日均值为0.369毫克/立方米，超过国家环境空气质量二级标准1.84倍，年超标率为43.3%。其它三种污染物年日均值分别为：二氧化硫0.041毫克/立方米；氮氧化物0.028毫克/立方米；一氧化碳2.181毫克/立方米；均低于国家环境空气质量二级标准。
牡丹江市区大气污染仍属煤烟型污染，其形成的主要原因是：
1. 市区燃煤量较大，2. 现年燃煤量在400多万3. 吨，4. 并且多数是以原煤分散燃烧为主，5. 热化、气化率仍然较低，6. 消烟除尘技术措施机治理率还有待提高
7. 受牡丹江地形、气候等自然条件的限制，8. 年平均风速小，9. 静风天气多，10. 逆温发生率高，11. 周围山丘的阻挡等因素不12. 利于污染物的水平输送和垂直扩散，13. 加重了大气污染的程度。
二、地面水的环境质量状况
牡丹江江段从镜泊湖至花脸沟断面约500公里长，其水质环境污染特征仍以有机污染为主，有机污染中高锰酸盐指数超标最多，石油类次之。
从牡丹江整个江段分析，镜泊湖基本处于II类水体，果树场至海浪断面约300公里水体基本处于III类水体，海浪断面至江滨大桥断面约20公里水体处于III类水体，江滨大桥至柴河大桥断面60公里水体处于IV类水体，柴河断面至莲花湖花脸沟断面100公里水体处于IV类水体，莲花湖至花脸沟断面100公里水体处于III类水体。
镜泊湖水质目前处于II类水体与III类水体之间，说明牡丹江柴河断面的水质污染到达湖区后得到有效自净，水污染状况得到缓解。
三、噪声状况
功能区噪声监测结果表明：居民区文教区和交通干线区测超标较为严重，混合区和工业集中区次之。
道路交通噪声监测结果98年平均等效噪声升级为67.7dB（A），比97年微升0.2dB（A），变化不大。
区域噪声监测结果98年平均等效声级为54.2dB（A），比97年上升0.9dB（A）。
四、生活固体废弃物状况
牡丹江市区人口约70万，每天产生生活垃圾700余吨，人均日产垃圾0.9~1kg，，外加工业、建筑废弃物共计约1000吨。现卫生填埋处理、医疗垃圾焚烧处理，垃圾填埋所产生的气体现正研究开发利用，产生的废水进行生化处理。
研究性课题：
1.关注牡丹江大气污染报告，总结2003年牡丹江大气污染状况。
2.参观牡丹江郭家沟垃圾处理厂，调查我市固体废弃物的处理全过程。并尽所能提出合理建议。
3.参观牡丹江污水处理厂，调查了解我市污水处理全过程。并尽所能提出合理建议。
综合能力训练
1.下列左边是污染原因，右边是污染产生的结果，试用短线将有关因果联系起来：
氟量昂（氟氯烃）等的排放物 酸雨
乱砍滥伐森林 土壤和水污染
核污染 放射病和癌症发病率增加
汽车、燃煤等排SO2 破坏臭氧层
大量使用农药 土地沙漠化
2.“绿色食品”是指
A.绿颜色的营养食品 B.有叶绿素的营养食品
C.经济附加值高的营养食品 D.安全、无公害的营养食品
3.光化学烟雾的形成过程是：当汽车尾气产生的NO2在日光照射下分解成为NO和氧原子时即开始光化学烟雾的循环，不断地产生O3。这个循环包括了下列三个化学方程式：请补写第2个方程式：
（1）NO2 ==== NO+ [O] 、 、O2+[O]====O3
（2）写出3个化学方程式的净结果：
4.废弃的电池已成为重要的环境污染物，有资料表明一节废弃的镍镉电池可使1cm2面积的耕地失去使用价值。因此废旧电池必须进行集体回收处理，其最主要的原因是
A.回收其中的电极
B.利用电池外壳的金属材料
C.不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品
D.防止电极中汞、镉、镍和铅等重金属离子对土壤和水资源污染
5.通常所说的“白色污染”是指
A.冶炼厂的白色烟尘 B.石灰窑的白色粉尘
C.聚乙烯等白色塑料垃圾 D.白色建筑废料
第四章 化学计算的解题思想
第1节 差 量 法
化学计算中，引用“等比定理”，把那些有增、减量（统称“差量”）变化的反应列成比例，来解决问题，即“差量法”，该法解题，省去了烦琐的设未知数一列方程一解方程的求算过程，且对于题目中的过量问题作出回避，因而使问题更简单化了。运用差量法计算的基本题型有：质量差、物质的量差、气体体积差。这种差量跟化学方程式中的物质的相应量成比例关系。
一、质量差
质量差是利用发生化学变化或物理变化的差值来进行计算的一种方法。
[例1]将5.00gNaCl、NaBr和CaCl2的混合物溶于水中，通入氯
气充分反应，然后把溶液蒸干并灼烧（高温加热），灼烧后残留物的质量为4.914g，若将此残留物再溶于水中并加入足量的Na2CO3溶液，所的沉淀经干燥后质量为0.27g，求混合物中各化合物的质量分数？
解析 依题意有如下图示：NaBr NaCl 质量减少
103 58.5 44.5
x 0.086g
103/x==44.5/0.086g 即x=0.199g
CaCl2 CaCO3
111 100
y 0.27 111/y==100/0.27 即y= 0.300g
NaBr的质量分数为：0.199/5.00=3.98%
CaCl2的质量分数为：0.300/5.00=6%
NaCl的质量分数为：90.02%
思维拓展训练题
1.现有KCl、KBr的混合物3.87g，将混合物全部溶于水，并加入过量的AgNO3溶液，充分反后产生6.63g沉淀物，则原混合物中钾元素的质量分数为：
A.24.1% B.25.9% C.40.3% D.48.7%
2.在250ml碘化钾溶液中，通入一定量的氯气，再将所得溶液蒸干，并加热到质量不再减少为止，称得固体质量为23.2g。经实验分析，测得固体质量中碘的质量分数为27.37%。
计算：（1）原碘化钾溶液中溶质的物质的量浓度？
（2）参加反应的氯气的体积（标准状况下）？
3.将Cu 和Cu（NO3）2的混合物在空气中灼烧到质量不再发生变化为止，冷却后称其质量与原混合物质量相等。求原混合物中Cu单质的质量分数。(已知：2Cu（NO3）2=△=CuO+4NO2↑+O2↑)
4.锌、镁、铁的混合物10g，与一定量30%的稀硫酸恰好完全反应，蒸发水分后，得固体物质30.4g（不含结晶水）。求生成了多少升H2？（密度=0.0899克/升）
5.将16g氧化铜加热，部分分解为 Cu2O 的固体15.2g，则剩余固体中 CuO和Cu2O 的物质的量之比为
A.1：1 B.2：1 C.1：2 D.3：1
6.把一定质量的碳和8g氧气在密闭容器中高温反应，恢复到原来的温度，测得容器内压强比原来增大了0.4倍。则参加反应的碳的质量为A.2.4g B.4.2g C.6g D.无法确定 7.18.4克氢氧化钠和碳酸氢钠固体混合物，在密闭容器中加热到约
250℃时，经充分反应排出气体，冷却，称得剩余固体质量为16.6克，则原混合物中氢氧化钠的质量？
8.质量为13.0克氢氧化钾和碳酸氢钾混合物在250℃锻烧，冷却后质量减少2.4克，则原混合物中氢氧化钾与碳酸氢钾物质的量的关系：
A、 KOH>KHCO3 B、KOH
9.加热碳酸氢铵并使产物维持气态，①若将混合气体依次通过Na2O2和浓H2SO4，Na2O2增重a1克，浓H2SO4增重b 1克：②若将混合气体依次通过浓H2SO4和Na2O2，Na2O2增重a2克，浓H2SO4增重b 2克（每次气体完全被吸收），则a1 b 1 a2 b2质量从大到小的顺序为
A. a1 、a2、b 1 、b2 B.a1 、b 1 、a2 、b2 C b2、a1、 a2、b 1 D. a2 、b 1 、b2、 a1
10.将各盛有100ml 1mol/L的H2SO4 溶液的两个烧杯放在天平的两个托盘上，天平平衡。向烧杯中加入下列物质，天平仍平衡的是（ ）
A． 左端加0.1molMg，B． 右端加0.1molZn
C． 左端加0.1molMg，D． 右端加0.1molNa
E． 左端加5gMg，F． 右端加5gZn
D. 左端加10gMg，右端加10gZn
11.两个等质量的烧杯中均盛有200ml0.5mol/L的稀盐酸，分别向两烧杯中加入AgNaHCO3和B gKHCO3固体粉末，完全反应后两烧杯中所剩物质的总质量相等。
（1） 当NaHCO3和KHCO3不（2） 足量时，（3） A：B=
（4） 当H2SO4不（5） 足量时，（6） A和B的关系及数值范围是：
12.在两质量相等的烧杯中，分别盛500ml0.2mol/L的盐酸，然后分别加mgCaCO3和ngKHCO3，若使反应后两烧杯的质量仍相等，则m和n至少应为
A.m>n>5 B.m=n>10 C.m=n≤5 D.m>7.8 , n>10
13.在天平两盘内各放有等质量等体积的烧杯，分别盛有同物质的量浓度同体积的盐酸，天平平衡。再分别加入一定量的镁、铝，充分反应后，若使天平仍然保持平衡，则加入镁、铝的物质的量之比为：
A、9：8 B、11：12 C、12：11 D、3：4
14.现有CuCl2和FeCl2的混合溶液400ml，经测定其中[Cl-]=amol/L，投入过量锌粉b g，充分反应后过滤，所得固体残渣洗涤干燥后，质量为c g。
（1） 求混合溶液中Fe2+和Cu2+的浓度
（2） c的数值越大，（3） 说明混合溶液中CuCl2的含量越--------，（4）
c的最大值为-----------------
15.在CuCl2和FeCl3溶液中加入足量的铁屑m克，反应完全后，过滤称量剩余固体为m克，则原混合溶液中CuCl2与FeCl3物质的量之比为（ ） （已知 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2 ）
A 1∶1 B 3∶2 C 7∶2 D 2∶7
16.有Na2CO3、NaHCO3、NaOH、CaO 组成的混合物27.2g，溶于足量水中充分反应后溶液中Ca2+ 、CO32—、HCO3—均转化为沉淀，将反应容器内的水分蒸干，最后得白色固体物质共29g，试求原混合物中Na2CO3的质量是多少克？
17.使一定量的磷化氢和氢气的混合气体依次通过两支加热的硬质玻璃管，第一支玻璃管中装有铜屑，第一支玻璃管中装有氧化铜。第一支玻璃管由于发生如下反应：2PH3+3Cu=△=Cu3P2（s）+3H2↑使拨；玻璃管质量增加4.96g，第二支玻璃管质量在反应后减少了5.76g，假如反应能充分进行。
（1） 计算原混合气体中，（2） 磷化氢和氢气的体积比？
（3） 在标（4） 准状况下，（5） 原混合气体的密度是多少？
二、体积差
[例1]量筒里有NO和NO2的混合气体100ml，将量筒倒立在水中，充分反应后，量筒里的气体的体积减少50ml，求原混合气体中有NO、NO2各多少？若将100ml混合气体通入水中，充分反应发现溶液质量增加了0.108g，求混合气体中NO、NO2又各为多少？（气体体积为标准状况下测得）。
解析 3 NO2+H2O == 2HNO3+NO △V
3 1 2
xml （100-50）ml
x=3×50/2=75ml，则原有NO2 75ml，NO为100-75=25ml
又由 3 NO2+H2O == 2HNO3+NO △m
3×22.4L （3×46-30）g
y 0.108g
y=（3×22.4×0.108）/108=0.672L=67.2ml
即原有NO2为67.2ml，NO为100-67.2=32.8ml
答案 75ml，25ml；67.2ml，32.8ml。
点评： 如例1，混合物由两种物质混合而成，只有一种物质参加反应，完全反应后的生成物恰好是原混合物中的另一种物质，这种习题可用差量计算。
思维拓展训练题
1、标准状况下，SO2和O2的混合气体500ml，在催化剂加热的条件下充分反应后，体积变为450ml（标准状况）。将此450ml气体通过NaOH溶液后，溶液增重0.985g,求原混合气体中SO2的质量是多少g？
2、将混合均匀的Na2O2和NaHCO3粉末分成等质量的两份，其中一份加入足量的稀盐酸，放出标准状况下的气体2.24L。将该气体通入另一混合物中充分反应后，气体体积变为2.016L（标准状况）。则原混合物中Na2O2和NaHCO3的物质的量之比是（ ）
A.2：9 B.1：8 C.8：1 D.3：2
3、同温同压下，将CO2和O2的混合气体aml通过足量Na2O2充分反应后，再缓缓通入一个倒扣在水中并充入了amlNO的试管中，完全反应后试管中无气体剩余，计算混合气体中CO2和O2的体积比？
4、在标准状况下，有200ml含有臭氧的氧气，使其中的臭氧完全分解后，体积变为222.4ml，若将此含臭氧的氧气1升，通入足量的KI溶液中，发生如下反应：2KI+O3+H2O=2KOH+I2+O2 则析出的碘的质量为
A.1.27g B.2.54g C.12.7g D.25.4g
5、某氮的气态氧化物15.6升和过量的氢气混合，在一定条件下反应，使之生成液态水及无公害的气体。恢复到原来的状况，反应后的气体体积比反应前的气体体积缩小了46.8升。则原氮的氧化物分子式为
A.NO2 B.N2O3 C.NO D.N2O
6、有CO和CO2的混合气体16ml，在盛有20ml氧气的密闭容器中发生氧化。反应后总体积为34ml（恢复到反应前的温度和压强）。求混合物中有CO多少ml？
7、10升二氧化碳和水混气通过过氧化钠后，发现气体体积变为6升（标况），则参加反应的过氧化钠质量
A、27.9克 B、48.6克 C、12克 D、无法确定
8、一氧化碳、二氧化碳混合气A升，通入足量的盛于密闭容器中的过氧化钠，同时用电火花间断的点火至反应完全，剩余B升气体（气体同标况下测得）则原混和气中一氧化碳和二氧化碳的体积比？
十字交叉法又称图解法，应用于二元混合体系所产生的具有平均意义的计算问题，表现出实用性强，能准确、简便、迅速求解的特点。
1、十字交叉法的原理
数学推导：A·a+B·b=(A+B)·c
整理： =
a c-d
即表示为： c (a>c>b)
b a-c
2、十字交叉法的适用范围
凡能列出一个二元一次方程组来求解的命题，均可用十字交叉法。例如： A+B=1
对于 适用范围列表如下：
aA+Bb=c
a、b c A、B = （即a |b-c|） c b |a-c|
1 相对分子质量（摩尔质量） 平均相对分子质量 d摩尔分数（或气体体积分数） 物质的量比（或气体体积比）
2 同位素相对原 子质量 元素相对原子质量 同位素原子的百分组成 质子数比（物质的量比）
3 溶液物质的量浓度 混合液浓度 体积分数 体积比
4 质量分数 混合液浓度 质量分数 质量比
5 密度 混合溶液溶质的质量分数 体积分数 体积比
6 用于某些综合计算
注：只有符合组分混合体系的总量等于各分量之和才能用十字交叉法
在运用十字交叉法时，关键在于要找出中间量即平均值（交叉点），再找出与之相关的两个量，并注意单位要统一。
十字交叉法主要应用于：
一、有关溶液浓度的计算
[例1]有W浓度为15%的NaNO3溶液，若想将其浓度变为30%，可采取的方法是
A、蒸发掉溶剂的 B、蒸发掉 g溶剂
C、加入 WgNaNO3 D、加入2Wg40%的NaNO3溶液
解析 题中要求增大溶液的浓度，采取的方法有：①增加溶质，②减少溶剂水。
①设加入NaNO3的质量为x，加入的NaNO3看做是100%的NaNO3溶液。由十字交叉法
xg 100 15
30
A 15 70
A:x=70:15 得x= g
②设蒸发掉水的质量为y，由十字交叉法
A 15 30
30
y 0 15
A：y=30:15 得y=
g
答案 B、C
点评 当用十字交叉法计算不同质量分数混合的质量配比时，纯水可视为0。纯溶质可视为100%，当蒸发时，可视为纯水与浓溶液混合成原来浓度的溶液。
二、有关同位素相对原子质量的计算
[例1]（1995年上海高考题）硼有两种天然同位素 B、 B，硼元素中的近似相对原子质量为10.80。则对硼元素中 B的质量分数判断正确的是 （ ）
A、20% B、略大于20% C、略小于20% D、80%
解析 由棚的相对原子质量10.8。
B 11 0.8
10.8 = = 原子个数比
B 10 0.2
B的原子个数百分比为 ×100%=20%，因为 B，故 B的质量分数小于20%。
点评 有部分学生不注意审题，把质量分数当成原子数百分比，也有部分学生把质量与原子数百分比混为一谈，导致错误选A，天然同位数 B、 B的物质的量之比等于原子数之比=20：80=1：4，
故 B的质量分数为 ×100%=18.5＜20%。
三、有关相对分子质量、平均相对分子质量的计算 [例1]在标况下，有一排空气法收满HCL气体的烧瓶，测得烧瓶内气体对氢气的相对密度为17。现将烧瓶倒立于水槽中，求进入烧瓶中的液体的体积占烧瓶体积的几分之几？
解析 此题关键求出烧瓶中HCL与空气（M=29）的体积比，可以用交叉法。
空气 29 2.5
34 = M（混合气）=17×2=34
HCL 36.5 5
即：混合气体中，HCL占 ，空气占 ，液体能上升到烧瓶容积的 。
答案
点评 使用十字叉法使计算简单明了。 四、有关消耗量、差量的计算
[例1]把NaCL和NaBr的混合物0.5g溶于水后加入足量的AgNO3溶液，把所得沉淀过滤、洗涤、干燥，最后得到卤化银1.10g，求原混合物中NaCL质量分数是多少？
解析 关系式：
NaCl—AgCl NaBr—AgBr AgX=1.10g
58.5 143.5 103 188
(1)若皆为NaCl，可得沉淀：
0.5g× =1.227g 先求两个极端
(2)若皆为NaBr，可得沉淀：
0.5g× =0.913g
NaCL 1.227 0.187
1.10 平均值求解
NaBr 0.913 0.127
故：NaCL %= ×100%=60%
点评 本题若使用设未知数解方程的方法求解，将使计算繁杂。
五、有关一定量两种物质的混合物反应产生热量
[例1] 已知下列两个热化学方程式：2H2（g）+O2(g)===2H2O(l)+571.6kj,C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l)+2220.0kJ。实验测得氢气和丙烷的混合气体共5mol，完全燃烧时放出热量3847KJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是多少？
解析 1molH2～Q：285.8kj
1molC3H8～Q：2220kj
1mol(H2、C3H8)～Q：769.4kj
设H2和C3H8的体积比为x:y，
285.8 1450.6
769.4 = =
2220 483.6
思维拓展训练题：
1、有NaHCO3和Na2CO3的混合固体95g与足量盐酸反应产生CO2气体22.4L（标准状况），求原混合物中Na2CO3和NaHCO3的物质的量之比。
2、在标准状况下，CO和CO2混合气9.4g，体积是5.6L，求CO和CO2的质量各是多少？体积各是多少？
3、硼有两种同位素 B和 B，硼的近似相对原子质量是10.8，则两者的原子个数比为（ ）
A、1：1 B、1：2 C、1：4 D、1：5
4、将0.1mol红磷在0.2molCl2中燃烧，计算最终产物中PCl3和 PCl5的物质的量之比。
（提示：考虑P与Cl2反应，Cl2物质的量不同产物有PCl3和PCl5两种）。
5、用1L1.0mol/L NaOH溶液吸收0.8molCO2，所得溶液中的CO32-和HCO3-的物质量浓度之比约为（ ）
A、1：3 B、2：1 C、2：3 D、3：2
6、将2.1g由CO和H2组成的混合气体（平均相对分子质量为7.2），在足量的氧气中充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增重（ ）
A、2.1g B、3.6g C、4.2g D、7.2g
7、硅元素有 Si、 Si、 Si 3种同位素，硅的近似原子量为28.1，自然界中 Si的含量为92%，则 和 Si的原子个数比为（ ）
A、1：3 B、3：1 C、3：2 D、2：3
8、某元素近似相对原子质量为a，有质量数分别为b和c的2种天然同位素。则这两种天然同位素在自然界中的原子个数比为（ ）。
A、(a-c):(b-a) B、(a-c):(b-c) C、(a-b):(a-c) D、(b-c):(a-c)
9、已知氯元素的相对原子质量为35.5，钠元素的相对原子质量为23。氯元素有2种天然同位素35Cl与37Cl，求29.25g氯化钠晶体中含37Cl多少克？
10、确定氯元素的相对原子质量为35.5，是因为氯元素在天然核素中， Cl与 Cl原子个数比约为（ ）
A、1：3 B、3：1 C、1：1 D、1：2
11、铜有 Cu和 Cu 2种同位素试以铜的近似原子量63.55来计算 Cu原子含量是（ ）
A、39：61 B、61：39 C、1：1 D、39：11
12、将5.1g镁铝合金溶于足量的稀盐酸中，充分反应收集到5.6L气体（标准状况），求合金中镁的质量分数。
13、向体积为1L的干燥容器中通入氯化氢气体，测得容器内气体对于氧气的相对密度为1.082，若用此气体进行喷泉实验，当喷泉停止后，理论上容器内液体的体积为（ ）
A、0.25L B、0.5L C、0.75L D、1L
14、在标准状况下，将4.48LSO2、CO2、H2的混合气通入饱和NaHCO3溶液中，充分反应后溶液变为NaHSO3溶液，且逸出气体4.6g，则原混合气体中SO2、CO2、H2的体积比可能是（ ）
A、1：1：1 B、1：1：2 C、2：1：1 D、1：2：3
15、铜有两种天然同位素，63Cu和65Cu。已知铜元素的平均原子相对质量为63.5，则159gCuO中含63Cu的物质的量为（ ）。
A、0.25mol B、0.5mol C、0.75mol D、1.5mol
当物质之间发生化学反应时，其实质是原子之间的化分和化合。根据质量守恒定律，反应前后总质量不变的原则，可推知某种元素的原子无论在哪种物质中，反应前后其质量及物质的量都不会改变，即质量守恒；在化合物中，阴、阳离子所带电荷总数相等，即电荷守恒；在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数相等；在电解过程中，阴阳两极得失电子总数相等，即电子守恒；在组成的各类化合物中，元素的正负化合价总数的绝对值相等，即化合价守恒。几个连续或平行反应前后某种微粒的物质的量守恒。只要我们找出化学反应整体变化中某一特定量的等量关系，运用守恒法解题，则既可避免书写繁琐的化学方程式，提高解题的速度 ，又可避免在纷纭复杂的解题背景中寻找关系式，提高解题的准确度。
守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法与技巧，也是解答高考试题中应用最多的方法之一。但必须注意，不能每题都用简便方法。事实上，并不是每题都有简便方法，否则会误入歧途，事倍功半。运用守恒法解题的基本类型主要有：1.原子（或离子）个数守恒；2.电子守恒；3.电荷守恒；4.质量守恒；5.物质的量守恒。
一、 原子（或离子）个数守恒
[例1](2000年，广东高考题)在1.00L1.00mol?L-1NaOH溶液中通入16.8L标准状况下的CO2,计算所得溶液中含有的NaHCO3和Na2CO3的物质的量。
解析 反应最终产物是NaHCO3和Na2CO3的混合物，即NaOH和CO2全部都转化为NaHCO3和Na2CO3。此题可根据Na原子和C原子数守恒来解答。
通入的CO2的物质的量为：n(CO2)= 16.8L/22.4L?mol-1 =0.75mol
设溶液中含有的NaHCO3为x mol, Na2CO3为y mol.
则 x+2y=1mol/L 1L
x+y=0.75mol
解得：x=0.5mol y=0.25mol
答案 溶液中含NaHCO3为0.5mol，Na2CO3为0.25 mol。
点评 CO2通入NaOH溶液中，若产物为NaHCO3、Na2CO3，则为两者完全反应，可由守恒法解答，类似的还有NaHS、Na2S;Na2SO3、NaHSO3等。
[例2](1999年上海高考题)将1.92g铜粉与一定量浓硝酸反应，当铜粉完全作用时收集到气体1.12L(标准状况)。则所消耗硝酸的物质的量是 （ ）
A. 0.12mol B. 0.11mol C. 0.09mol D. 0.08mol
解析 无论Cu与浓HNO3反应其还原产物是NO还是NO2，每摩尔气体中均含1mol N原子，HNO3 与 Cu反应生成的盐为Cu(NO3)2, n(Cu2+) : n(NO3-)=1:2,根据氮原子守恒，可求出所耗HNO3的物质的量
※ 如无特别强调，※ 一般不※ 考虑N2O4的存在
被消耗的HNO3为n(HNO3)=2 n(Cu) + =2 0.03+0.05
=0.11mol
本题错解：将气体看成是NO2,依据化学方程式进行计算
答案 B
点评 浓硝酸（浓H2SO4）与金属反应，开始生成的是NO2（SO2）,随着反应的进行，浓度变稀，生成的是NO(H2)。
思维拓展训练题
1、取钠、钙各一小块，投入适量水中，反应完毕时共收集H21.568
升（标准状况）。再取碳酸钠和碳酸氢钠的混合粉末3.8克，溶于适量水中。将以上所得的两种溶液合并，恰好使溶液中Ca2+、CO32-、HCO3-等离子均进入沉淀。反应完毕后，将溶液蒸干得到8.8克白色固体，再将该白色固体洗涤干燥，得白色不溶物4克。试求钠、钙各多少克？混合物中碳酸钠和碳酸氢钠的质量各多少克？ 2、17.2g CaSO4 ? xH2O转变成2CaSO4 ? (x-1)H2O时，质量减少2.7g,则x值是 ( )
A. 1 B. 2 C. 4 D. 6
3、气通入石灰乳得漂粉精，其主要成分是：Ca(OH)2?3CaCl(ClO) ? nH2O。现有一种漂粉精的“有效氯”（过量HCl和漂粉精作用生成Cl2的质量和漂粉精质量之比）为35％，若该漂粉精的组成和上述化学式相同，则式中n的值是 （ ）
A. 6.5 B. 10 C. 8.5 D. 8
4、一定质量的CH3CH2OH完全燃烧放出的热量为Q,它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收可得100gCaCO3沉淀，则完全燃烧1mol CH3CH2OH时放出的热量为 （ ）
A. 0.5Q B. Q C. 2Q D. 5Q
5、有一在空气中暴露过的KOH固体，经分析测知含水2.8％，K2CO3 37.3％。取1g该样品投入25ml 2mol/L的盐酸中后，中和多余的酸又用去1.07mol/L的KOH溶液30.8ml。问蒸发中和后的溶液可得到多少克固体？
6、(1997年全国高考题)8.8gFeS固体置于200ml 2.0mol/L的盐酸中，以制备H2S气体。反应完全后，若溶液中H2S的浓度为0.10mol/L，假设溶液体积不变，试计算：（1）收集到的H2S气体的体积（标准状况）；（2）溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度。
3、 得失电子守恒
在氧化还原反应中，氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相
等；电解过程中阳极失电子总数与阴极失电子总数相等。根据电子守恒法能求出电解中两极产物的量；在氧化还原反应中，根据氧化剂、还原剂得失电子总数相等求出反应物之间物质的量的关系、元素的化合价以及生成物的种类等等。
[例1]往150ml FeBr2溶液中缓缓通入2.24L(标况)氯气，反应完全后，溶液中有1/3的溴离子被氧化成溴单质。求原溴化亚铁溶液的物质的量的浓度。
解析 设FeBr2溶液物质的量的浓度为x mol/L,根据题意Fe2+全部转化为Fe3+。
FeBr2中Fe2+ Fe3+，失电子数为x?0.15mol, FeBr2中
2Br - Br2,失电子数为x?0.15 2×1/3mol，Cl2 2Cl -,得电子
为 1/3
答案 c(FeBr2) =
点评 本题亦可用总方程式法，同学不妨一试。
[例2]将M摩尔的Cu2S跟足量稀HNO3反应，生成Cu(NO3)2、H2SO4、NO和H2O,则参加反应的硝酸中被还原的硝酸的物质的量是（ ）
A. 4M摩 B. 10M摩 C. 10/3M摩 D. 2/3M摩
解法提示：M摩Cu2S共失电子 = 2M+8M=10M(摩) Cu2S每失3 摩电子可还原1摩HNO3
∴被还原 HNO3=10/3M(摩),故选C.
思维拓展训练题
1、将KCl和KBr混合物13.4g 溶于水配成500ml溶液，通入过量的Cl2,反应后将溶液蒸干，得固体11.175克。则原所配溶液中K+、Cl-、Br-的摩尔浓度之比为 （ ）
A.1:2:3 B.3:2:1 C.1:3:2 D.2:3:1
2、2A（固）== B（气）+2C（气）+D（气），在密闭容器中，分解后所得气体密度是相同状况下的H2密度的 W倍。求 A的分子量（）
A.4W B.3W C.2W D.W
3、(1998年全国高考题)某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合液，经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1:3,则Cl2与NaOH溶液反应时，被还原的氯元素与被氧化的氯元素的物质的量之比为 （ ）
A.21:5 B.11:3 C.3:1 D.4:1
4、已知白磷（P4）与CuSO4溶液反应的化学方程式为：
11P+15CuSO4+24H2O==5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4
求8mol CuSO4能氧化白磷的物质的量为多少摩尔？
5、有标准状况下的氢气、氯气混合气体共a L，点燃爆炸后恢复至原状态，所得气体恰好使含b mol NaOH的溶液中的溶质转化为正盐，则a、b的关系不可能是 （ ）
A. b=a/22.4 B. b< a/22.4 C. b> a/22.4 D. b≥a/11.2
6、已知硫化亚铁可溶于稀硫酸生成硫化氢。若取一定量铁粉和硫粉的混合物，隔绝空气加热充分反应，冷却后再加入足量稀硫酸，产生2.24L气体（标准状况下）。则下列说法正确的是 （ ）
A. 2.24L气体的质量肯定是3.4g
B. 原混合物的质量不C. 可能大于8.8g
D. 原混合物加热后肯定生成0.1mol硫化亚铁
E. 原混合物中一定含有5.6g铁
7、铁有可变化合价，将14.4g FeC2O4(草酸亚铁) 隔绝空气加热使
之分解，最终可得到7.6g铁的氧化物，则该铁的氧化物的组成可能是 （ ）
A. FeO B. Fe3O4 C. FeO? Fe3O4 D. Fe2O3
3、 电荷守恒
在离子化合物或电解质溶液中，阴离子所带负电荷总数和阳离子
所带正电荷的总数相等，离子化合物本身或电解质溶液不显电性，依据这一原理进行分析和计算的方法叫电荷守恒法。
[例1]镁条在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2。将燃烧产物溶于60ml 浓度为2mol/L 的盐酸中，以20ml 0.5mol/L的NaOH溶液中和多余的盐酸，然后在溶液中加入过量的NaOH溶液，并加热使NH3全部蒸发，再用稀盐酸吸收NH3，使此盐酸增重0.17g,求镁条的质量为多少克？
解析 由题意知：60ml 2mol/L 的盐酸与MgO、Mg3N2、NaOH溶液完全反应后，溶液中只有MgCl2、NH4Cl和NaCl,根据阴、阳离子总电荷平衡得：
2n(Mg2+) + n(NH4+) + x = n(Cl-)
而n(Cl-) =2×60×10-3 = 0.12(mol)
n(NH4+) = 0.5×20×10-3 = 0.01(mol)
n(Na+) = n(NH3) =0.17/17= 0.01(mol), n(Mg2+) = n(Mg),
n(Mg)=(n(Cl-)-n(NH4+)-n(Na+))/2=(0.12-0.01-0.01)/2=0.05(mol)
∴m(Mg)=0.05×24=1.2(g)
点评 分析溶液中溶质的特点，均为氯化物，并以此形成解题的思路。
[例2]为测定某铜、银合金的成分，将30.0g合金溶于80ml 13.5mol/L的浓HNO3中，当合金完全溶解后，收集到气体6.72L(标准状况)，此时溶液PH=0,假定反应后体积仍为80ml，试计算：（1）被还原HNO3的物质的量。（2）合金中银的质量分数。
解析 （1）随着反应的进行，硝酸变稀，故生成的气体为NO2、NO,从HNO3 NO2、HNO3 NO 来看，生成1mol 气体即1mol HNO3被还原，则被还原的HNO3为：
n(HNO3) = n(气) = 6.72L/22.4L?mol-1=0.3mol
(2)反应消耗的HNO3为：13.5mol?L-1×0.080L=1.0mol
设合金中银的质量分数为x,依电荷守恒有：
32x×1/108 +30(1-x)×2/64=1.0-0.3，解得 x=0.36
答案 （1）0.3mol (2)36％
点评 对金属与硝酸的反应问题，将消耗的HNO3分为被还原的和未被还原的（生成R(NO3)x）,前者与电子守恒相联系，后者与电荷守恒相联系。
思维拓展训练题
1、KCl和KBr组成的混合物13.4g溶于水中配成500ml溶液，通入过量的Cl2,反应后将溶液蒸干得固体11.175g,则原溶液中K+、Cl-、Br-的物质的量浓度之比为 （ ）
A. 1:2:3 B.3:2:1 C.1:3:2 D.2:3:1
2、地酸雨经检验除含H+外（[OH-]可忽略不计），还含有Na+、Cl-、NH4+、SO42-，其浓度依次为[Na+]=7.0×10-6mol/L,[ Cl-]=3.5×10-5 mol/L,[ NH4+]=2.3×10-5mol/L,[ SO42-]=2.5×10-6 mol/L.则酸雨的PH值为 （ ）
A. 3 B. 4 C. 5 D.6
4、 质量守恒
[例1]将NO2、NH3、O2的混合气体26.88L通过稀硫酸后，溶液
质量增加45.75克，气体体积缩小为2.24L。将带火星的木条插入其中，木条不复燃。则原混合气体的平均分子量为 。（气体体积在标准状况下测得）
解法提示： M =总质量/总物质的量 =（溶液质量的增重+放
出NO的质量）/总物质的量 = （45.75+2.24×30/22.4）/（26.88/22.4）=40.625
[例2](1995年全国高考题)在反应 X + 2Y R + 2M 中，已
知R和M的摩尔质量之比为22 : 9,当1.6g X与Y完全反应后，生成4.4g R,则在此反应中Y和M的质量比为 （ ）
A. 16:9 B.23:9 C.32:9 D.46:9
解析 显然本题要利用化学方程式中各物质的质量比关系。另外还应注意在化学反应中反应前后物质的总质量不变，推导如下：
（1） 生成M为Ag
根据：X + 2Y R + 2M
22 9×2
4.4 A
A=4.4×18/22=3.6 g
(2)根据质量守恒定律，有 Y的质量 = 4.4 + 3.6 - 1.6 = 6.4g
∴Y与M的质量比 = 6.4 : 3.6 = 16 : 9
故答案为A.
点评 本题考查了在化学反应中所遵循的质量守恒定律和各反应物和生成物之间的质量比关系。本题容易错的地方是在求算M的质量时，忽略了在方程式中M的系数为2,错列了比例为：
X + 2Y R + 2M
22 9
4.4 A
A=4.4×9/22 =1.8g
造成错选为B项，反映出考生对方程式中各物质的质量比和各物质的摩尔质量比的概念混淆。因此扎扎实实掌握基本的化学知识是综合能力提高的基础。
思维拓展训练
1、1998年上海高考题)近年来，工业上用Mg(NO3)2替代浓H2SO4作为制取浓HNO3的脱水剂（以下数据均为质量分数）。65％的硝酸（质量为M1）中加72％的Mg(NO3)2溶液（质量为M2）后蒸馏，分别得到97.5％硝酸和60％Mg(NO3)2溶液(不含HNO3)。
（1） 蒸馏过程中HNO3、Mg(NO3)2、H2O均无损耗，（2） 求蒸馏前投料比M1/M2的值。
（3） 蒸馏过程中，（4） 若H2O的损耗占总质量的5.0％,即有（M1+M2）
×5.0％的H2O流失，则投料时，比值M1/M2应该 （填增大、减小或不变）。
2、甲、乙、丙三种物质在一定条件下可完全反应生成丁。若在该条件下取甲、乙、丙各15g充分反应，只得到30g丁。若增加10g丙，甲和丙恰好完全反应。推断甲、乙反应的质量比应为 （ ）
A.1 : 1 B.2 : 1 C.2 : 3 D.3 : 2
3、某固体物质X加热分解：2X Y + 2Z + 4W。生成物均为气体，现测得生成的混合气体500ml在标准状况下的质量为0.51g,则X的摩尔质量约为 g/mol。
A.22.85 B.79.97 C.159.94 D.45.69
4、将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量稀H2SO4,得到标准状况下的气体11.2L,则原混合物可能的组成是（n代表物质的量）
A.n(Fe)
C. n(Fe)=n(S),总质量大于44g D. n(Fe)>n(S),总质量小于44g
5、将60℃时168g KNO3饱和溶液加热蒸发掉40g水后，再冷却到20℃,求从溶液中析出KNO3晶体的质量（已知：KNO3溶解度，20℃时：31.6g ; 60℃时：110g）。
在解决实际问题时，往往遇到已知条件有限的情况，，为了创设解决问题的情景，经常要进行某些化学假设，使因果关系变得十分明显，然后再运用反证法、不等式法、平均值法等方法进行分析与评价，从而得出正确的判断。
假设法主要包括极端假设法、过程假设法、赋值假设法、极限法。以下重点练习极值法（极端假设法）
[例1]常温下,向20升真空容器内通入a摩硫化氢和b摩二氧化硫(a和b都是正整数,且a≤5,b≤5).反应完全后,容器内气体可能达到的最大密度约是
A.24.5克/升 B.14.4克/升 C.8克/升 D.5.1克/升
解析：若容器内充入的全为H2S时，气体最大密度为：8.5g/L
若容器内充入的全为S O2时，气体最大密度为：16g/L
因为2H2S+ S O2=2H2O+3S，则只有H2S与S O2反应后有剩余时，气体才能达到最大密度，取a的最小值a=1，取b的最大值b=5，反应后剩余的气体是S O2，且S O2剩余最多-------4.5mol，则密度为14.4g/L，选（B）
思维拓展训练题
1、将碱金属M及其氧化物M2O的混合物1.4克投入足量水中，待反应后蒸干得1.79克碱，试问这是哪一种金属?并求混合物各组分的含量?
2、（94高考）.把含有某一氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后，与足量硝酸银溶液反应，生成氯化银沉淀300mg，则该氯化镁中的杂质可能是（ ）
A.氯化钠 B.氯化铝 C.氯化钾 D.氯化铜
3、将13.6g氯化锌样品（其中含另一种氯化物）溶于水后，加入足量的AgNO3溶液可得沉淀29.5g，则样品中可能含有的氯化物是
A.氯化汞 B.氯化铝 C.氯化镁 D.氯化钡
4、有一不纯NaCl 5.85克，溶于水并加入足量的硝酸银溶液，充分反应后生成14克白色沉淀，问：NaCl中杂质不可能是
A.KCl B.CaCl2 C.MgCl2·6H2O D.CuCl2
5、13.5克CuCl2样品含下列某一种盐类杂质，当它跟足量硝酸银溶液充分作用后，生成沉淀29克，则样品中肯定混有的杂质是
A.KCl B.AlCl3 C.ZnCl2 D.BaCl2
6、某CaCl2样品中混有FeCl3、MgCl2、NaCl、Na2CO3中的一种或几种杂质，取11.1克样品溶解得无色溶液，再加入足量硝酸银溶液得到29.7克沉淀，由此可知样品所含杂质的正确结论是
A.一定无Na2CO3，可能有 FeCl3 B.可能有Na2CO3和NaCl
C.一定有MgCl2，可能有NaCl D.一定有NaCl
7、将可能混有下列物质的硫酸铵样品13.2克， 在加热条件下与过量氢氧化钠溶液反应，可收集到气体4.3升（标准状况），则该样品内不可能含有的物质是
A. 碳酸氢铵和硝酸铵 B. 碳酸铵和硝酸铵
C. 氯化铵和碳酸氢铵 D. 氯化铵和碳酸铵
8、某硝酸铵化肥含氮量为32.5%，那么其中不可能混入其他化肥的是
A.CO（NH2）2 B.（NH4）2SO4 C.NH4HCO3 D.Ca（H2PO4）2
9、某混合物中含有KCl、NaCl和Na2CO3，经分析知含钠31.5%、含氯27.%（以上均为质量分数），则混合物中含Na2CO3的质量分数是
A.25% B.50% C.80% D.无法确定
10、由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升，则混和物中一定含有的金属是
A.锌 B.铁 C.铝 D.镁
11、由Na、Mg、Al、Zn四种金属中的两种组成的混合物共12g，与足量的盐酸反应后产生标况下氢气5.6L，则此混合物必定含有
A.Na B.Mg C.Al D.Zn
12、下列混合物质量相同，跟足量的盐酸反应，产生氢气的量也相同，那么这些混合物中含锌量最高的是
A.Zn Mg B. Zn Ag C. Zn Fe D. Zn Na
13、两种金属组成的混合物共15克,与足量盐酸反应后生成11.2L标准状况下的氢气,则下列各组金属中肯定不能组成上述混合物的是
A.Fe和Al B.Cu和Zn C.Ag和Mg D.Mg和Al
14、两种金属组成的合金50克，与氯气完全反应，消耗氯气71克，则合金的可能组成是
A.Cu Zn B.Na Al C.Fe Mg D.Ca Cu
15、已知常温时，反应2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+在水溶液中能发生反应。将22.4g铜粉与三氧化铁混合粉末加入到1mol/L的硫酸中、进行反应。
（1） 若固体恰好全部溶解，（2） 消耗硫酸的体积为VL，（3） 求V的取值范围?
（4） 若硫酸溶液过量，（5） 反应后溶液的体积为1L，（6） 测得溶液中Fe2+浓度为0.1mol/L，（7） 求原混合物中含铜多少克？
16、10g不纯的碳酸钙样品(含有两种杂质),与足量盐酸反应后,共收集到标准状况下的二氧化碳2.24L,且溶液中残留有不溶物.据此分析,样品中可能含有的杂质是
①MgCO3 ② K2CO3 ③BaCO3 ④SiO2
A. ①② B.②③ C. ① ④ D. ②④
17、某不纯的MnO2粉末，已测知其中含氧38.5%，且只含一种杂质，这种杂质可能是
A.Cu粉 B.C C.SiO2 D.CuO
18、分别含有下列四种杂质的纯碱样品，其含杂质的质量分数相同，取等质量的四种样品与浓度相同的盐酸反应，所消耗盐酸体积由多到少的顺序是
（杂质①NaOH②Ca（OH）2③NaHCO3④CaCO3）
A. ①> ②> ④> ③ B.③>④>①>②
C. ②>①>④>③ D.④>③>②>①
19、将一小块焦碳和xgO2同时放入装有压力表的密闭容器中压强为P0,当在一定条件下,充分反应后恢复到原温度,压强为P1,且P0
C.m>3XP1/8P0 D.m=3XP1/8P0
20、将一定量的碳和氧气放入一密闭的容器中，得到10克气体，将气体通过足量的石灰水后，气体剩余5．6克，计算反应物中碳和氧气的质量比?
21、标况下,将NO、NO2、和O2混合并充满容器，然后把容器倒置于水槽中，充分反应后水充满容器（假设产物不扩散），则容器内所得溶液物质的量浓度C数值的大小范围
A.0
第五章 参 考 答 案
第一节
一 、质量差
1. C 2.（1）1mol/L （2）2.24L 3. 69.68％ 4. 4.72L 5.B 6.B
7. 10g 8.B 9.C 10.BD 11.（1）294：250 （2）A=B，8.
且≥20g 12.C 13.AC 14.（1）Fe2+ （5b-5c-a）/16 Cu2+ （9a+5c-5b）/16 （2）大 0.2a 15．C 16．10.6g 17．（1）4：3 （2）0.91g/L
二、体积差
1. 0.914g 2. AC 3. 1：1 4.B 5.B 6.4ml 7.A
8.（A-2B）/2B
第二节
1. 1:1 2. 体积CO2: 3.36L CO:2.24L 质量 CO2:6.6g CO:2.8g
3. C 4. 1:1 5.A 6.A 7.B 8.A 9.4.625g 10.B 11.D
12.47.06％ 13.C 14.BD 15.D
第三节
一、原子（或离子）个数守恒
1．钙的质量 1.6g 钠的质量 1.38g 碳酸钠 2.12g
碳酸氢钠 1.68g 2. B 3.C 4.C 5. 3.725g
6．（1）1.8L （2）c（Fe2+）=0.50mol/L c（H+）=1.0 mol/L
二、得失电子守恒
1． B 2、A 3.D 4.0.4mol 5.D 6.D 7.C
三、电荷守恒
1． B 2.C
四、质量守恒
1．（1）M1 ：M2=0.60 （2）增大 2. D 3.B 4.D
5. 75.36g
第四节
1. K K％=35.2％ K2O=64.8％ 2.B 3. BC 4. B
5. B 6. C 7. D 8. A 9.B 10.C 11.D
12. B 13.BD 14.D 15.（1）0.30L≤V＜0.42L （2） 3.2g或14.4g 16.C 17.C 18.C 19.D 20. 3：22 或 9：16 21.D
参考资料
[1]环境化学网
[2]中学化学资源网
[3]中国基础教育网
[4]《高考中的化学思想方法》 王后雄 主编 龙门书局 2002年3月 第一版
[5]《能力培养与测试 高一化学》 人民教育出版社主编 2001年1月第一版
[6]《化学第一册 教师教学用书》人民教育出版社化学室 编著 人民教育出版社 2000年3月第二版
[7]《无机化学》 北京师范大学、华中师范大学、南京师范大学 无机化学教研室 编 高等教育出版社 1992年5月第三版
[8] 《牡丹江市环境评价报告书》 牡丹江市环保局 1998年
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