《九年级上册化学思维导图》

I. 化学的基本概念和研究物质的方法

• A. 物质的组成、结构与性质

  • 1. 物质的组成
       • a. 元素
       • i. 定义：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称。
       • ii. 表示方法：元素符号（一个大写字母或一个大写字母和一个小写字母）。
       • iii. 常见元素符号：H, O, C, N, S, P, Cl, Na, K, Ca, Mg, Fe, Al, Cu, Zn, Mn
       • iv. 元素周期表：按照原子序数递增的顺序排列的元素。
       • b. 分子
       • i. 定义：保持物质化学性质的最小粒子。
       • ii. 构成：由原子构成。
       • iii. 实例：水分子(H₂O), 氧分子(O₂), 二氧化碳分子(CO₂)
       • c. 原子
       • i. 定义：化学变化中的最小粒子。
       • ii. 结构：原子核（质子+中子）+核外电子。
       • iii. 质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数（原子中）。
       • d. 离子
       • i. 定义：带电荷的原子或原子团。
       • ii. 种类：阳离子（带正电荷），阴离子（带负电荷）。
       • iii. 形成：原子得失电子形成。
       • iv. 常见离子符号：Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻, O²⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, OH⁻, NH₄⁺
  • 2. 物质的结构
       • a. 微观构成：原子、分子、离子是构成物质的微观粒子。
       • b. 聚集状态：固态、液态、气态。
       • i. 固态：分子排列紧密，有固定形状和体积。
       • ii. 液态：分子排列较紧密，能流动，无固定形状，有固定体积。
       • iii. 气态：分子间间隔很大，能自由流动，无固定形状和体积。
  • 3. 物质的性质
       • a. 物理性质：颜色、气味、状态、熔点、沸点、硬度、密度、溶解性、导电性、导热性等。
       • b. 化学性质：可燃性、氧化性、还原性、酸碱性、稳定性等。

• B. 化学研究方法

  • 1. 观察法：直接用感官或借助仪器观察物质的性质和变化。
  • 2. 实验法：通过实验验证假设，获得数据和结论。
  • 3. 分类法：按照一定的标准将物质进行分类。
  • 4. 比较法：比较不同物质的性质和变化。
  • 5. 归纳法：从个别事实中总结出一般规律。
  • 6. 演绎法：从一般规律推导出个别结论。
  • 7. 模型法：建立物质的物理模型、化学模型或数学模型。

II. 空气

• A. 空气的成分

  • 1. 氮气（N₂）：约占78%。
  • 2. 氧气（O₂）：约占21%。
  • 3. 稀有气体：约占0.94% (包括氦气He, 氖气Ne, 氩气Ar等)。
  • 4. 二氧化碳（CO₂）：约占0.03%。
  • 5. 其他气体和杂质：少量的水蒸气、尘埃等。

• B. 氧气的性质

  • 1. 物理性质：无色无味的气体，密度比空气略大，不易溶于水。
  • 2. 化学性质：具有氧化性，能支持燃烧，供给呼吸。
       • a. 与碳反应：C + O₂ → CO₂ (燃烧，放出大量的热)。
       • b. 与硫反应：S + O₂ → SO₂ (燃烧，放出大量的热)。
       • c. 与磷反应：4P + 5O₂ → 2P₂O₅ (燃烧，产生大量的白烟)。
       • d. 与铁反应：3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (燃烧，火星四射)。

• C. 氧气的用途

  • 1. 支持燃烧：用于燃料的燃烧，炼钢等。
  • 2. 供给呼吸：用于医疗急救，登山，潜水等。

• D. 实验室制取氧气

  • 1. 过氧化氢（H₂O₂）分解：2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ (MnO₂作催化剂)。
       • a. 装置：固液常温型。
       • b. 催化剂：二氧化锰(MnO₂)。
       • c. 收集方法：排水法或向上排空气法。
  • 2. 加热高锰酸钾（KMnO₄）：2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂。
       • a. 装置：固体加热型。
       • b. 试管口略向下倾斜：防止冷凝水倒流，炸裂试管。
       • c. 试管口塞一团棉花：防止高锰酸钾粉末进入导管。
       • d. 收集方法：排水法或向上排空气法。

III. 水

• A. 水的组成

  • 1. 宏观组成：由氢元素和氧元素组成。
  • 2. 微观构成：由水分子(H₂O)构成。

• B. 水的性质

  • 1. 物理性质：无色无味的液体，常温下沸点100℃，凝固点0℃。
  • 2. 化学性质：
       • a. 电解水：2H₂O → 2H₂ + O₂ (正极产生氧气，负极产生氢气，体积比为1:2)。
       • b. 与某些金属反应：2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂。
       • c. 与某些氧化物反应：CaO + H₂O → Ca(OH)₂; CO₂ + H₂O → H₂CO₃.

• C. 水的净化

  • 1. 沉淀：使不溶性杂质沉降。
  • 2. 过滤：除去不溶性杂质。
  • 3. 吸附：用活性炭吸附有色物质和异味。
  • 4. 蒸馏：得到纯净的水。

• D. 水的保护

  • 1. 节约用水：一水多用，使用节水器具。
  • 2. 防止水污染：工业废水处理达标后排放，生活污水集中处理，禁止使用含磷洗涤剂等。

IV. 碳和碳的氧化物

• A. 碳的单质

  • 1. 金刚石：结构致密，硬度最大，用于切割玻璃，钻探等。
  • 2. 石墨：结构疏松，质软，能导电，用于电极，铅笔芯等。
  • 3. 活性炭：具有吸附性，用于净水，脱色等。

• B. 二氧化碳（CO₂）

  • 1. 物理性质：无色无味的气体，密度比空气大，能溶于水。
  • 2. 化学性质：
       • a. 不支持燃烧，不能供给呼吸。
       • b. 与水反应：CO₂ + H₂O → H₂CO₃ (使石蕊试液变红)。
       • c. 与石灰水反应：CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O (用于检验二氧化碳)。
  • 3. 用途：灭火，温室肥料，化工原料。

• C. 一氧化碳（CO）

  • 1. 物理性质：无色无味的气体，有毒。
  • 2. 化学性质：
       • a. 可燃性：2CO + O₂ → 2CO₂ (燃烧，放出大量的热)。
       • b. 还原性：CO + CuO → Cu + CO₂ (用于冶炼金属)。
  • 3. 毒性：与血红蛋白结合，使人体缺氧。

V. 燃料及其利用

• A. 燃烧和燃烧的条件

  • 1. 燃烧：可燃物与氧气发生的一种发光发热的剧烈氧化反应。
  • 2. 燃烧的条件：
       • a. 可燃物。
       • b. 氧气（助燃剂）。
       • c. 温度达到可燃物的着火点。
       • 三个条件必须同时具备，缺一不可。

• B. 灭火的方法

  • 1. 移走可燃物。
  • 2. 隔绝氧气。
  • 3. 降低温度到可燃物的着火点以下。

• C. 燃料的利用

  • 1. 化石燃料：煤、石油、天然气 (不可再生资源)。
  • 2. 新能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能等 (可再生资源)。
  • 3. 燃料的充分燃烧：
       • a. 提供足够的氧气。
       • b. 使燃料与氧气充分接触。

以上是九年级上册化学的主要内容，通过思维导图的形式进行梳理，有助于理解和记忆。