氧化铁的化学元素精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇氧化铁的化学元素，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：炼钢；精炼；连铸；质量管理

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.001

高碳钢广泛用铸造各种精密工具、刀具、机械，在工业生产体系中有着不可或缺的位置。所谓高碳钢，是指碳含量约为0.60%到1.70%的特种钢材。高碳钢不仅坚硬，还有良好的淬火和回火性能。日常生活中的大锤、撬棒就属于高碳钢铸造工具的一种，钻头、铰刀等切割工具也是由高碳钢铸造而成。所不同的是，前者碳含量约为0.75%，后者含碳量约为1%。

作为高碳钢生产大国，国内的大部分钢铁企业都把高碳钢的质量控制放在首位，尤其是连铸技术出现以后，如果在智能化、自动化、机械化的生产过程中实现质量控制更是炼钢工艺的重中之重。本文首先对高碳钢的成分进行详述，在把握高碳钢成分的基础上对炼钢过程的质量控制进行分析，以钢铁制造企业有一定的参考意义。

1 高碳钢添加成分综述

在炼钢过程中，加入适量的碳元素固体而基本不加其他化合金属，经过热处理与冷拔之后，经过硬化而成形的钢坯就是高碳钢。这种钢材无论是硬度还是强度都强于一般钢种，且弹性较好，磨损及切口极限很高，还具有一定的削切性能，因此，被大范围使用。要确保高碳钢的质量，首先须从高碳钢的化学添加成分入手，各化学元素在高碳钢中起到的性能俱不相同，常用添加化学元素具体性能如下：碳元素C（提高强度）、硅元素Si（提高强度）、锰元素Mn（提高强度）、硫元素S（增大脆性、降低韧性、热脆性）、磷元素P（增大脆性、降低韧性、冷脆性）。

炼钢过程是一系列物理反应、化学反应的综合，因此，炼钢过程中，除了要注意各种化学元素的配比，还要注意空气中的主要气体元素对高碳钢性能的影响。空气中主要气体在炼钢过程中的来源、存在形式及相应的影响如下：氢元素（电离水可得，氢气溶解于表皮，表面气孔、增大脆性）、氮元素（电离空气可得，氮化物溶解于钢水，内部晶核、增大脆性）、氧元素（电离、还原可得，氧化物溶解与钢水、表皮，内部气孔、降低韧性）。

综上分析可得，各种化学元素通过主动或被动添加与炼钢过程中，都会对高碳钢的性能有所影响，因此，高碳钢质量的控制首先是添加化学元素的控制，这就需要机械操作人员在实际工作过程中根据实际情况而定，不可盲目操作。

2 高碳钢连铸过程的质量控制

钢丝是四大钢材中的一种，应用极为广泛。作为高碳钢的一种，本文以钢丝连铸过程为例，简述连铸过程的质量控制。

20世纪70年代，钢丝铸造技术以模铸生产方式为主，这种方式操作较为简单，但是生产效率不高；80年代后，钢水预处理工艺开始逐步应用，使得炼钢效率大为提升。此后，连铸小方坯技术逐渐问世，成熟的高碳钢丝质量也大为提高。

2.1 钢水预处理质量控制

钢水成分对钢丝质量影响巨大，对铁水进行预处理就是为了提高成品钢丝质量。钢水预处理工作的核心为脱硫，提高钢丝韧性。当前企业广泛采用的脱硫方法为喷吹法，通过严格喷水而后的钢水质量极高，可使含硫量降低至0.01%以下。

2.2 转炉冶炼质量控制

转炉冶炼过程其实就是炼钢过程的主体，目前国内企业主要通过以下两种方法进行该过程质量控制。

（1）高拉碳补吹法。这种方法主要对钢丝中的碳元素和硫元素、磷元素进行控制，从而取得最佳的炼钢效果。生产过程的前期材料可用高纯度铁水或者铁水与专业废钢的结合物，主要注意吹炼过程中的碳含量。碳含量的多寡通过道炉测温进行取样而判断，为了使碳含量的配比最为科学化，需要进行多次倒炉多次取样。值得注意的是，这种方法虽然可以保证碳含量科学化，却因为多次倒炉导致温度损失很大，提高了生产成本。另外，在多次倒炉后不利于温度控制，且氧化铁含量低，使出炉后的精炼工序开展困难。

（2）低拉碳增碳法。相比于高拉碳控制过程，低拉碳过程较为简单。低拉碳增碳法放碳过程只有两次，即在钢水注入前一次性加入所需碳量，一般约为0.07%-0.15%，连铸后再次加入碳粉。这种方法操作简单，要求炉温较高，脱磷效果较好，且对后期的精炼有较大的促进作用。不足的是这种方法是成品刚韧性受到影响，所以要求操作人员有极高的操作水平、观测水平。

2.3 脱氧过程质量控制

钢水凝固后，钢水中经过电离反应产生的氧元素会以氧化铁的形式分布在成品晶界上，使陈品高碳钢的可塑性受到影响。此外，氧化铁和伴生物硫化铁共同作用于成品高碳钢会发生热脆现象，因此，脱氧过程也是高碳钢连铸工艺质量控制必不可少的步骤。

一般钢铁企业都通过化学方式进行脱氧，所不同的是有铝脱氧和无铝脱氧。有铝脱氧是指通过硅铁，锰铁，和少量铝热剂进行反应，达到脱氧效果。无铝脱氧是指只用硅铁和锰铁进行反应，达到脱氧效果。在具体操作过程中，究竟用那种方式脱氧还需视具体情况而定。

2.4 精炼过程质量控制

精炼是高碳钢连铸过程的最后一步，通过精炼，高碳钢的性能进一步优化并固定，此过程进行质量控制同样必不可少。

一般的精炼或者二次精炼都才用钢包吹炉法，目的在于控制炉渣碱度。一般的低碱度数值为1，高碱度数值为2-3，主要依据为检测炉渣中氧化钙、二氧化锌等碱性物质的含碱度。

3 结语

篇2

一、选择题

1、铁、铜等金属可拉成丝或轧成薄片，是因为它们具有良好的

(

)

A

导电性

B

传热性

C

延展性

D

密度小

2、下列关于铁的叙述正确的是

(

)

A

铁是地壳中含量最多的元素

B

纯铁具有银白色的金属光泽

C

铁器可用来盛放酸性物质

D

铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气

3、下列有关铁在氧气中燃烧现象的叙述中，不正确的是

(

)

A

火星四射

B

产生大量的热

C

生成黑色固体

D

生成红色固体

4、下列四种物质中有一种在适当条件下能跟其它三种反应，这种物质是

(

)

A

氧气

B

铁

C

硫酸

D

硫酸铜

5、世界卫生组织把铝确定为仪器污染源之一，铝的下列应用必须加以控制的是(

)

A

用铝合金制门窗

B

有金属铝制装碳酸饮料的易拉罐

C

用铝合金作飞机、火箭材料

D

用金属铝制电线

6、人体中化学元素含量的多少会直接影响人体健康。下列元素中，因摄入不足容易导致人患有骨质疏松症的是

(

)

A

钠

B

铁

C

钙

D

锌

7、西汉刘安所蓍的《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”指的是如硫酸铜之类的化合物)，它的反应原理属于

(

)

A

化合反应

B

置换反应

C

分解反应

D

无法确定

8、下列属于铁的物理性质的是

（

）

A

铁投入稀硫酸中有气泡冒出

B

铁在纯氧中能剧烈燃烧，火星四射

C

铁具有良好的导电导热性能

D

铁在潮湿的空气中能生锈

9、将铁片放入下列溶液中，过一会儿取出，溶液的质量不会发生变化的是

（

）

A

稀盐酸

B

硫酸铜

C

稀硫酸

D

硫酸亚铁溶液

10、以下不属于金属共同性质的是

（

）

A

有银白色金属光泽

B

有良好的延展性

C

导热性较好

D

导电性能好

11、联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向全世界大力推广，其主要原因是

（

）

A

价格便宜

B

烹饪的食物中留有人体需要的铁元素

C

传热性能好

D

硬度高

12、铁、铝、铜三种金属的活动性顺序是

（

）

A

Fe>Al>Cu

B

Al>Fe>Cu

C

Cu>Fe>Al

D

Fe>Cu>Al

13、社会上一些不法分子以铜锌合金（金黄色，俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动，为了鉴别黄铜，以下方法不可行的是

（

）

A

观察颜色

B

放在火上烧烤

C

加入硝酸银溶液中

D

放入稀硫酸溶液中

14、地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成的氧化物的化学式为

（

）

A

Fe2O3

B

CuO

C

Al2O3

D

FeO

15、11．2克某金属和足量的稀硫酸充分反应后，生成0.4克的氢气，该金属是

（

）

A

铁

B

铝

C

铜

D

镁

二、连线题

16、用连线表示下列金属的用途(左边)与性质(右边)的对应关系。

A

铁锅

(1)导电

B

金箔画

(2)导热

C

铜电缆

(3)耐腐蚀

D

磁铁制作磁卡电话

(4)机械强度大

E

铜镜

(5)磁性

F

金属材料

(6)金属光泽

三、填空题

17、日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属

的粉末；家用热水瓶内胆壁的银色金属是

；温度计中填充的金属是

；灯泡里做灯丝的金属是

18、已知铝粉和氧化铁粉混合物在高温引燃条件下发生反应，生成铁和氧化铝，同时放出大量的热，该反应属于

反应，写出反应方程式

19、硫酸亚铁溶液中混有少量硫酸铜，为了除去其中的硫酸铜，可加入足量的

(填化学式)，反应的化学方程式是

20、把一根铜丝在酒精灯上加热，使其表面变黑，该反应的化学方程式为

，然后将其浸入稀硫酸中，充分反应后，溶液变为蓝色，试写出该反应的化学方程式

四、实验探究题

21、用两种不同的方法证明铁比铜的金属活动性强(简要写出步骤、现象、结论)

篇3

由于无机化学实验课程的特殊性，使得学生产生一种心理，认为做实验不重要，重要的是记忆住理论知识，使得学生在进行无机化学实验时随意走动，不专心做实验，甚至是交头接耳互相谈论无关课堂的话题，严重影响课堂秩序，加上学生在课前也不进行预习工作，导致课堂上教师的实验操作步骤无法吃透，长期以往，学生在进行期末考试时，发现许多实验步骤课本上都有，但是到自己实际操作时就忘记流程和步骤，导致实验结果的失败，无法得到正确的实验结果，久而久之，缺乏对无机化学实验课堂的兴趣，学习效率得不到提高，学生缺乏学习兴趣，无机化学实验课堂就无法正常进行下去，因此教师需要合理引导学生建立正确的认识，重视无机化学实验课堂的作用，从而真正把精力集中到课堂上来，提高学习积极性和主动性，只有这样才能真正提高学生做实验的兴趣。

2合理安排无机化学实验内容

在进行实验课堂教学时，选择先易后难的实验教材，让学生在进行无机化学实验时有个难易程度的转换，通过一些简单好操作的实验来增强学生的自信心，从而更加愿意更深层次的去钻研无机化学实验教程。特别是在进行一些基础操作时，教师需要合理安排好顺序，先将基础要领实验程序给学生交代清楚，教会基础操作时，在进行复杂的化学实验时相对来说会轻松许多。将基础操作要领教会以后，可适度根据教材和教学大纲的要求进行更新和变化实验内容，不要多次出现重复的无机化学实验，同时还可以在安排一些相类似的化学元素，让两者在实验时有个很好的衔接作用，如在进行氧化铁的化学反应时，在做完一氧化碳还原氧化铁反应后，紧接着进行氧化铁的化学实验，让二者实验之间有个很好的衔接，也正好给学生进行很好的比较，观察在进行实验时，二者有何异同点，从而加深学生对氧化铁的印象，增强学生的综合实验能力和动手能力。

3加强对实验实际操作的演示

对于化学专业的学生一开始就进行无机化学实验有时会不知所措，也不清楚具体的实验流程，导致课堂上的实验效率比较低，因此教师在进行无机化学实验时，可以先进行模拟操作，对一些简单基础实验步骤加以演示，让学生看清和了解具体流程后自己进行实际操作，这样学生在进行实验时就会有示范可借鉴，不会手忙脚乱，使得无机化学实验课堂效率大大提高。特别是在学生遇到一些难点地方，教师可以让学生集中汇总，然后结合学生的难点进行归类，选择有代表性的实验步骤进行演示，帮助学生解决在无机化学实验课堂中的困难，克服实验过程中的每个问题，这样学生的实验创新能力得到大大提升。教师还可以进行鼓励式实验教学，鼓舞学生在原有的实验基础上加以创新，提高实验课堂的有效性，真正让学生在实验中体验化学知识的乐趣，从而培养无机化学实验的学习兴趣，更加愿意开展实验课堂比赛，推动实验课堂教学课程的有序进行。

4增强综合性设计实验的内容

在大学里进行无机化学实验课堂时，许多实验题材的进行大多是为证明化学理论知识，帮助学生更好的理解化学原理，从而真正掌握化学原理的来龙去脉，帮组学生理解化学知识，从而更加感受到化学的魅力。教师在进行这些验证性实验时，需要有个难易的梯度，保证让学生在实验操作时，用一些简单的实验内容来验证实验结果，让学生真正理解理论知识，从而更好的在实践中运用这些理论知识，解决实际生活中遇到的化学问题，增强化学实验的实用性。

5改革和创新实验的考核方法

实验技能的高与低很大程度上取决于学生在无机化学实验课堂上的学习效率，学生要想更好的步入社会，就需要有高超的实验技能，更需要具备创新精神和创新能力。因此培养创新能力和动手能力需要学生和教师共同努力，教师需要制定出符合实际情况的实验教案，具有一定的目的性对学生进行有针对性的创新能力培养，学生更需要主动积极的参与到无机化学实验课堂中来，学会独立自主的进行化学实验。然后教师根据学生完成的实验情况进行合理的评价和考核，在考核过程中，一定要建立合理的考核机制，通过民主的方式进行考核，多多听取学生的意见和建议，确保实验课堂的有效性，在给予学生合理的评价之后，教师多多进行鼓励，从而激发学生的兴趣，真正培养学生的创新能力和创造能力。

6结语

篇4

顶排的元素是碳、氮和氧，对生命非常重要，氧气在宇宙中的含量排第三位，人体中氧含量占了一半；在室温下，汞是唯一的液态金属，密度是水的14倍；作为火柴头的主要成分，活泼的磷能够在空气中自燃。

王佛松（中国科学院院士）：化学太神妙了。

掌握并控制这些元素，能改变人类的生活。

从古老的炼金术士，到新时代的造物主，化学家创造出了成千上万的物质。

白春礼（中国科学院院长）：化学和我们的衣食住行密切相关。

脱下树叶和兽皮之后，人类换上了棉布与丝绸，如今，又把石油和水穿在身上。钻石，为什么恒久远？色彩，究竟从何而来？

服装的变化浓缩了文明的发展历程。衣服不仅能抵御寒冷，保护身体，还可以传递社会信息。现在，人们在衣着上追求更多美丽的色彩、更加舒适的面料，以及更全面的功能。没有化学的力量，这一切都不可能实现。

现代化学工业的开端，起源于一抹美丽的蓝色。

在没有化工颜料之前，染料来自于大自然，最好的蓝色颜料取自稀缺的青金石。这是一种蓝中带紫、闪着点点金光的矿石，蕴藏着幽邃的光辉，最适宜描绘天空的深远。（图2）

一位初到罗马的年轻画家，正为这种蓝色颜料发愁。由于青金石稀少而昂贵，价格和黄金相同，他不得不在一幅快要完成的画作上留下空白。许多年后，这个年轻人创作出了大卫像、西斯廷教堂壁画和圣彼得大教堂圆顶等一系列伟大的艺术品，他的艺术思想影响了几个世纪。然而，那幅《埋葬基督》中的空白，却成了艺术巨匠永留的遗憾。（图3）（图4）

假设米开朗基罗生活在今天，这种遗憾绝对不会发生。

图1 化学元素周期表

两种不同颜色的溶液混合的瞬间，变成了青蓝色。只要将这种溶液抽滤、烘干，就能得到一种粉末状的晶体。蓝中带紫，闪着点点金光——这正是米开朗基罗曾经求之不得的蓝色颜料。

如今能够轻而易举地得到它，这要归功于18世纪德国化学家狄斯巴赫的偶然发现。

两种不同颜色的溶液。偏红的是三氯化铁，黄色的是铁氯化钾，这正是狄斯巴赫当年伟大的实验使用的原料。将这两种物质充分混合，经过过滤、烘干之后，得到了漂亮的蓝色沉淀，狄斯巴赫将其称之为“普鲁士蓝”。（图5）

仅仅使用两种含铁的化合物，狄斯巴赫制成了世界上第一种合成颜料。

铁是地球上含量最丰富的元素之一，地球其实就是个铁矿。火星则由于含有氧化铁而呈现红色。铁是有光泽的银色金属，但它在潮湿空气中很快就会生锈。加入1.7%的碳，铁就变成更耐久的不锈钢。

不要小看这个简单的实验，狄斯巴赫的成功之处在于，他窥见了制造化合物的潜能。

白春礼：化学也是最具创新活力的学科，世界上现在有上千万种化合物是化学家合成的，是自然界本不存在的。是通过研究原子、分子之间的相互作用，经过合成的方法，构成这些新的物质，以满足人类生活的各种需要。

不需要提炼矿石或植物，也可以合成出漂亮的颜色。这意味着，有机合成不但可以弥补天然物质的不足，甚至在某些方面还使其得到改善。当时化学家将这一理论的第一批成果应用在了染料领域。1850年之后，化学给这个世界带来了各种各样的色彩。

王佛松：很多花梢的衣服，各种颜色的衣服，染料是化学家搞出来的，没有漂亮的化学染料，天然染料哪能染出那么多好看的衣服？

王柏华（北京服装学院教授）：合成染料的好处是它的颜色，色彩，色谱特别丰富。

不过，合成新物质并非将各种化学物质混在一起那么简单。

王佛松：水是氧和氢结合的化合物，它的分子很简单，两个氢原子一个氧原子结合起来。但是怎么使原子结合起来，变成一个新分子呢？

水，覆盖了地球表面大约三分之二的面积。它是我们最熟悉、也是最简单的化合物之一。氢原子和氧原子是怎样结合在一起的呢？

或许，化学界一对性格迥异的“同胞兄弟”，能告诉我们答案。

钻石，自然界最硬的物质。它璀璨、稀少、价格昂贵。对性感女神玛丽莲·梦露来说，钻石是“姑娘们最好的朋友”；而在化学家眼中，它和铅笔芯没什么两样——都是碳元素的单质而已。（图6）

图2 青金石

图3 圣彼得大教堂

图4 米开朗基罗画作《埋葬基督》

图5 伟大的实验

图6 钻石与石墨标本

所有元素都是由原子构成的。钻石和石墨这对“同胞兄弟”之所以性格迥异，是因为碳原子排列的方式大不相同。

C代表碳，H代表氢，短线代表链接原子的化学键。（图7）

碳的4个键能以不同强度连接其它碳原子，这是碳能以两种极端形式存在的原因。在钻石中，碳原子的4个键以三维的方式连接其它碳原子，这是钻石最硬的原因；但在石墨中，碳原子只有3个键在同一平面中连接其它碳原子，这使得连接较弱，因此石墨显得非常软。（图8）

王佛松：世界上那么多东西，都可从化学键这里得到解析，一百多个元素，通过不同的结合，可生成数以万计，数以百万计，数以亿计的化合物，就是靠化学键，这是个很了不得的理论。

碳的四个键，使它具有另外一个特别的性质。

我们把非常熟悉的一幅名画中的人想像成是一个碳原子。他的一只手连接一个其它原子，另一只手连接另一个原子，两只脚也能连接。所以四键的碳能与很多原子化合。碳能形成环和长链，很少元素具有这样的性质。（图9——1图9——2 图9——3）

很多物质中都有碳，从恐龙的化石，到最小的病毒。碳存在于DNA、纤维素、脂肪和糖类中，对生命十分重要。人类从出生到死亡，都依靠碳作为营养，每个人一天平均要摄入300克碳。

篇5

《荀子》里有一句话：师者，所以传道授业解惑也。大概意思是说，教师是给学生传播道理和解答疑惑的。在初中化学教学过程中，教师不仅要给学生讲述化学知识和基本理论，还要注意渗透素质教育，强调教学方法，在教学过程中通过科学合理的教学方法传授化学知识。化学相比较其他学科而言，学生学习起来会有难度，没有基础知识铺垫和学习，学生对化学老师更有依赖性。如果教师在教学过程中不注重科学教学方法，很容易使学生丧失学习化学的信心和积极性，而学好化学，不仅包括课本知识学习，还包括科学学习方法，所以说科学方法教育很重要且必要。

二、科学教学的原则

1.适度性。教师要针对学生可以接受的范围及课本内容合理安排教学内容，制定可行性较强的教学体系和教学目标。教学过程中，为了掌握学生对知识的学习情况，可以分四个阶段提高教学效率。感受指在刚刚接触化学知识时，学生仅对教师讲解的课本内容有基本了解和大概印象，需要学生在学习过程中留心相类似的内容，自己要注意总结和对比记忆。如讲解常见化学物质的分子式时，要在大脑中形成立体的分子构成。联系指将讲解的科学方法和解题思路贯穿学习中，在学习中注意方法和内容联系起来，通过练习和思考逐渐熟练运用方法。例如，在学习书写化学方程式时，一些金属元素和盐酸发化学反应的化学方式是不一样的，系数也不一样，但都是金属元素和盐酸发生化学反应，可以通过联系金属的相同性质书写方程式，从而举一反三，降低书写难度。应用指通过基础化学知识的学习解决化学问题。例如，在化学学习中，比较常见的问题就是在主要物质中掺有其他化学物质，如何检验这种物质的存在等。评价指根据自己建立的科学知识体系判断他人的学习研究是否有价值，当然这要求学生自身知识能力足够高。

2.适时性。适时性的教学原则要求教师在确实有进行科学教育的必要时采取措施，否则会适得其反。化学课本中隐含科学的方法，有的知识内容与教学方法联系密切，在讲解那部分时要注意渗透教学方法。教师要在恰当的时候讲解化学理论的来源及相关知识等，达到扩展学生知识面的目的。例如，在学习溶液的酸碱性时，常见的酸性溶液有酸溶液和某些盐溶液，如硫酸氢钠，对于其他不常见化学溶液没有讲解的必要。

三、科学教学的方法及措施

1.充分利用教学模具进行教学。在学习化学分子式及空间结构的时候对学生的空间想象能力和逻辑思维能力的要求比较高，而初中学生刚刚开始接触化学，很难形成空间想象，这就需要教师在教学过程中借助教学模具进行教学和讲解，让学生通过空间想象和模具帮助，先学习基础知识，再通过了解和讲解揭示其奥秘。例如，在学习一些化学分子式的结构书写时，首先要记得该化学分子式是什么，然后才能知道在画结构的过程中需要用到什么元素和几根化学键，如写三氧化二铁的分子结构时，先想想其空间结构，或者借助化学模具，再进行书写，久而久之，也就有了一定的空间想象能力。

2.通过比较、分析，熟记多种化学知识。化学元素太多太乱，很容易记错记混，这就需要学生通过对比记忆，根据自己学到的化学知识和经验形成自己的学习方法。例如，在刚刚接触化学的时候，最基本的内容有固体、液体、气体。除了状态不同外，还要区分固体的颜色、性质等，如铜和氧化铁都是红色固体，但两者的化学分子式是不一样的。这就需要通过分类和比较进行记忆，可以按照状态、颜色的不同进行分类。

3.运用学到的化学理论对不了解的方法进行探索。在化学学习过程中，经常用到的一种方法就是化学假说法，化学假说法指运用已经学习和掌握的化学原理，对未知的化学现象和化学规律进行探索，而探索结果就需要时间和真理验证，初中生不能对自己得出的结论做出对或错的判断，但是这种方法能激发学生的学习兴趣和积极性。其实，化学假说法能最大限度地调动学生学习主观能动性和积极性，更有效地培养学生的思维能力，发挥学生学习中的独创精神，提高学生的科学素质，为以后从事科学研究工作打下科学方法的基础。例如，化学家拉瓦锡根据燃烧现象与空气中的化学成分相联系，通过思考和研究，提出燃烧的氧化学说。

4.善于归纳和总结学习过程中遇到的知识。归纳所学知识和整理知识体系是学习化学的常用方法，养成对知识的整理和归纳的好习惯，能够提高学习效率，达到事半功倍的效果。归纳从一些具体事例中概括整理出相应的结论，发挥学生的主体作用，归纳内容和归纳形式都由学生根据自己的学习情况所决定，在归纳和整理的过程中加深对知识的记忆，在提高学习效率的同时达到复习效果，所以说归纳和整理是很重要的。例如，在学习元素周期时，根据教师思路学习和掌握前二十号元素的电子排布情况，在观察和归纳的过程中，很容易得出电子的排布和变化规律，根据元素化合价的变化和元素原子半径的变化从而得到排布规律，这样就能达到提高学习效率的目的。

5.充分利用化学课本。学习化学不管采用什么形式，都离不开化学课本，而化学课本中的内容排版就是按照学生接受程度和理解能力进行的，这就是一种隐含的科学教学方法，也是教师在教学过程中需要学习的。例如，初中化学中身边的化学物质这一部分内容可以分为这几部分，地球周围的空气、氧气、碳和碳的氧化物、自然界中的水、金属与金属矿物、溶液、生活中常见的化合物等其他部分，是按照简单到复杂安排的，简单来说是教材中的一条知识线。抓住这条知识线能帮助学生学习和掌握课本的基础知识，还能使教师讲课条理清晰。这样的教学安排能帮助学生理解和学习化学知识，是帮助学生学习的重要措施。

四、结语

篇6

其中细胎质地洁白坚实，器体轻薄，釉面光亮，不仅釉料配方成熟稳定，而且制作工艺高超，

除大多数呈酱黄色外，还有酱红、紫红、紫色、褐色等，并伴有窑变现象，因而产生色彩斑斓、奇幻美妙的装饰效果。北宋当阳峪窑《窑神碑》中提到的“庆云紫”，应是指色调泛紫的酱釉瓷器，

而“铜色如朱”则是指色偏红的酱釉瓷器。在此本文对当阳峪窑酱釉瓷器的烧造工艺、造型特色、釉面特征、

烧造时间加以探讨。

成型与装烧工艺

从窑址出土的瓷器看，酱釉是当阳峪窑仅次于白釉的重要产品，产量之巨大，造型之丰富，在宋代瓷窑同类产品中首屈一指。这些酱釉瓷器在胎釉原料的选取与制备、成型方法、装烧与烧成等具体制作工艺技术方面，与所谓定窑“紫定”器物相比，既有继承与学习的因素，又有不断改进和创新所取得的重大成就。

当阳峪窑酱釉瓷器的成型方法主要有两种：一是转盘拉坯，即所谓“轮制”，碗、盘等圆形器皿皆采用此法；二是捏塑或模具成型，主要用于器身上的一些部件和装饰。

当阳峪窑址出土的匣钵数量众多，形态各异，有钵形、漏斗形、筒形及盘形等。从一些匣钵内还粘连有酱釉残片看（图1），当阳峪窑酱釉瓷器普遍使用匣钵烧制。其装烧方法主要为四种：一是匣钵单烧法，即一件匣钵中只装一件器物，然后匣钵依次上摞。如梅瓶、小口瓶、花口尊等单件琢器及较为精细的碗、盘、盏、钵等往往采用此方法烧制。二是匣钵套烧法，即根据匣钵的高度及空间的情况将器物按大小次序合理排列放置，这是为充分利用窑位空间而采用的一种装烧方式。如型号不同的唾盂（图2）及盖碗、直腹钵、碗式钵等即采用此方法烧成。三是支钉间隔摞烧法，即将大小不同的同类型的碗叠摞在匣钵内，每件器物之间用支钉相隔。视匣钵和器物大小，一般一个匣钵内装3～6件左右。如有些碗类即采用此法烧成，碗内可见细小支钉痕，有的碗底上还粘有支钉。四是涩圈叠烧法，即瓷坯在叠烧时不用垫具间隔，为避免粘连，将器物底心酱釉刮掉一圈来放置上面一件器物的圈足，器底内心有釉，相叠处无釉，成为涩圈。

以上各种装烧方法的运用，一方面有效防止了气体及有害物质对坯体、釉面的破坏及污损，从而保证了酱釉瓷器的烧成质量；另一方面增加了单窑的装烧量，既充分利用了能源，也降低了成本。但从窑址出土的大量酱釉瓷器残片来看，当年烧制酱釉瓷器较其他品种的成品率可能还低些，说明烧制酱釉瓷器的难度还是很大的。

造型特色

当阳峪窑酱釉瓷器令人印象最深的就是造型丰富。总体来看，当阳峪窑酱釉瓷器以碗、盘、碟、盏、钵、壶、直口缸、盖盒、唾盂、双系罐、灯、器盖等日常生活用品最多，另外梅瓶、小口瓶、花口尊等陈设用瓷也较为多见。

质地上明显分为两类，一类是细胎，质地洁白坚实、胎薄体轻、精巧秀美的高档酱釉瓷器制作极其规整，与定窑生产的所谓“紫定”极其相似，难分伯仲；另一类是粗胎、质地颜色较杂、器体厚重、质朴耐用的普通酱釉瓷器，其风格与观台磁州窑归入黑釉瓷器类的呈酱褐色、棕红色、酱红色产品类似。

但从造型上看，这些酱釉瓷器并非完全受原料条件的限制。实际上，无论质地粗与细抑或胎体薄与厚，其制作都是从实际功用出发，同时兼顾艺术审美的要求，做到线条优美，收放有致，将宋瓷所独具的细腻与优美表达得淋漓尽致。

首先以碗、盘、盏、钵为例。当阳峪窑酱釉瓷器中，以此类数量最多，且可分为大小不同的多种形式。其中碗既有大敞口、深斜腹、小圈足、覆扣呈斗笠状的斗笠碗（图3），也有直口、深腹、大圈足的墩式碗，还有斜腹、圈足、口沿呈花瓣式的葵口碗。盘见有带圈足的葵口折腹式与花口斜腹式，以及不带圈足的葵口浅腹平底式等。盏托式样繁多，但基本为带托的碗形，圆唇，圆腹，托一般呈碟形，有的还带花口。钵多为圆口内敛，弧腹内收，小平底，亦有带圈足的，以及圆唇葵口内敛式的。此类酱釉瓷器，无论碗、盘还是盏、钵，从其成型标准上看，都遵循着上薄下厚、厚处撑重的原则。这一特点，从窑址出土的酱釉瓷片断面上看得尤为清晰，器物从口部向下，由薄渐厚，形成上轻下重的合理支撑（图4）。

其次以壶、尊、瓶、唾盂为例。壶呈葫芦式，盂形口内敛，束颈，削肩，肩颈部附有对称的绳索状曲柄，垂腹，圈足，为宋代创新壶式之一。尊造型多样，其中一种为六瓣花口，卷荷叶形翻沿如盛开的花朵，长直颈，溜肩，瓜棱式鼓腹，喇叭形圈足，造型新颖别致（图5）。瓶分为两类：一类是瓶体修长秀美者，特征为矮梯形小口，短束颈，圆肩，瘦长腹，隐圈足。因瓶体修长，时称“经瓶”，是盛酒的用具。另一类是瓶体短硕圆浑者，特征为盘口，细颈，丰肩，鼓腹，腹下渐收，圈足，给人以稳重大方之感，应为插花之用的花器。唾盂作为卫生洁具，出土数量较多，特点是大宽沿，沿面微弧，似漏斗形碗状，束颈，下承圆腹，圈足（图6）。此类酱釉瓷器不论是哪一种造型，都十分注意口、底、身三部分的表现效果，尤其是器身部分弧线变化顺畅自然，表达入微，完全合乎艺术欣赏的标准，整体形状演绎非常完美，令人叹为观止。

釉面特征

酱釉与白釉、黑釉、青釉等一样，都属于单色釉，也称一色釉或一道釉。由于釉里含有不同的化学成分，烧成后就出现了不同的色泽。酱釉的颜色产生，主要是因在釉中加入了一定的铁，且釉料中氧化铁和氧化亚铁的总量达到了5%以上。但釉层对光的选择性吸收和选择性散射结果也是非常重要的，故造成酱釉的呈色工艺原理非常复杂。“要使其充分显示某种色调，必须从各方面注意，因釉料的化学组成、烧成气氛、烧成时间、烧成温度、颗粒细度、微量元素，以及烧窑时的操作方法，坯体在窑中的摆放位置，甚至气候等对呈色均有影响，忽视任何一环，都将达不到目的。”因此，有人认为黑釉烧过火就成为酱色釉的观点，是没有科学依据的。

科学检测的结果表明，在北方同一窑场烧制的酱釉瓷器与黑釉瓷器，它们的化学组成有明显的区别，酱色釉的钙含量比黑釉要低得多，前者的平均值只有后者的一半；助熔剂总含量，也是酱色釉比黑釉明显较低，前者的平均值只有后者的80%左右；酱色釉的铁含量略高于黑釉；即使是同一器物上的酱色釉和黑釉，它们在钙含量、助熔剂总含量以及铁含量上也存在上述差别；酱色釉的铝含量比黑釉要高。酱色釉瓷由于其助熔剂含量较低，故烧成温度比黑釉瓷要高50℃左右。另外，酱色釉在高温熔融状态下粘度比较大，不易流釉，故底足处的釉层与器口处差不多同样厚。从当阳峪窑址出土酱釉瓷器标本的外观看，其釉面通体均匀一致，上下釉层厚薄一致，与上述检测结果十分吻合。这也正是当阳峪窑酱釉瓷器烧成的难度所在。其纯熟高超的技术表现绝非一般高温色釉所能相比。

如果仔细观察当阳峪窑址出土的酱釉瓷片就会发现，其釉层断面明显分成两层，第一层是极薄的棕红色表层，第二层是介于釉表与胎之间较厚的棕黑色基础层。早在20世纪30年代，西方学者就已经注意到了此现象。当时在焦作煤矿英国福公司工作的英国工程师司瓦露（R・W・Swallow），曾专事搜集过当阳峪窑瓷片，同时进行大规模的调查与发掘，带走大量瓷器和标本。1943年，瑞典铁路工程师卡尔贝克（Orvar Karlbeck）受司瓦露的邀请，曾于1934年也到焦作进行窑址考察与发掘，撰写了《关于焦作窑陶瓷器的记录》一文，主要介绍了他亲自考察当阳峪的情况和当时窑址的概貌，并将亲眼所见的颜色釉瓷器加以详细说明。他写到：“棕色瓷器很少被发现，司瓦露也没能得到很多，而我在当阳峪也只发现了一块。那是一块很大的瓷片，是在一个窑炉口外边的废弃堆中发现的，它混在一些钧窑风格的瓷片里。很显然就是这座窑炉烧制的，这对解释那种高质量的瓷器非常重要。如果在别处发现这块瓷片，我可能会认为它的年代非常晚。司瓦露收藏的瓷片里，多为杯子的碎片，有些底部很平而且不上釉，另一些高圈足不上釉，胎体极薄而且是真正的瓷器。杯上先装饰一层很厚的黑色釉，外面还有一层极光亮的接近栗色的棕色釉，这证明了窑工技艺非常高超。可惜只发现了瓷片，我还从来没见过这种有趣而又吸引人的完整器物。”从中可以明确两点：一是所谓棕色瓷器，就是我们今天所说的酱釉瓷器。可能是因为采集区域的不同，当时窑址上还很难发现此类瓷片。二是卡尔贝克将酱釉瓷器的釉面装饰方法分析为两步，即“先装饰一层很厚的黑色釉，外面还有一层极光亮的接近栗色的棕色釉”，这就完全将观察到的现象变为了施釉的工艺特点，因此造成了错误的分析与解释。正因如此，后来继续有学者将此句翻译成“先施一层护胎釉”，那就更是以讹传讹了。

那么，当阳峪窑酱釉瓷器断面的黑色夹层现象是怎样形成的呢？是有意识烧成的吗？实际上，酱釉瓷器的烧造离不开化学元素铁，其千差万别的颜色都是在“铁”这一着色氧化物的基础上形成和发展起来的。铁作为中国古代高温颜色釉的主要着色元素之一，对釉的着色作用不仅取决于原料的配方，还与许多工艺条件密切相关。虽然同是以氧化铁为着色剂，但由于化学组成上的差异，它们的显微结构完全不同。用高倍光学显微镜对酱色釉的断面作进一步观察的结果表明，棕红色的表面层中含有大量赤铁矿和磁铁矿晶体，这些晶体发育良好，呈羽毛状或棕榈叶状，有些大晶体用肉眼就可以看到，酱色釉的色调主要由这一表面析晶层所决定。烧成温度、二次氧化及冷却速度，对釉面棕红色析晶层的形成及其色调变化均有一定影响。表层下面的棕黑色层中存在着液相分离区，这对釉面铁析晶层的形成显然有着直接的关联。因此，我们所看到的酱釉瓷器的断面，并不是施了两种釉，而是氧化铁在不同条件下化学反应变化不统一的结果。

虽然都称为酱釉，但釉色有深浅之别，亦有泛紫或呈红、褐、赭的色调之差。尤其是在自然光下，酱釉色调会随着光线的强弱、明暗变化产生色彩斑斓、奇幻美妙的细微变化，有的艳如熟透的柿子，有的赤红如赭土，有的细腻如调制的芝麻酱……这种釉面颜色的美妙变化在名品辈出的宋瓷中可谓独具一格，也正是酱釉瓷器的真正魅力所在。它强调的不是人工雕饰，而是自然天成。当阳峪窑酱釉瓷器尽管在胎质上有粗细之分，但“釉料配方比较成熟稳定”。侧光下观察釉面可见极细小的橘皮纹，釉色净洁、雅致而有活力。抚摸釉面会感觉细腻如玉、如脂。在保证釉面匀净的质地美基础上，同时追求酱釉颜色的色调变化美。一般情况下，我们所见到的当阳峪窑酱釉瓷器多为内外一致的一色釉，口沿顶部因垂流而呈米黄色，下面往往为渐变的黄褐色带，之后才是酱色。此外，当阳峪窑还烧制出了多种二色釉的酱釉瓷器，即在一件器物上施两种不同颜色的釉。最常见的是在器物的内壁施白釉，而在外壁施酱釉（图7）。也有的琢器是上部施酱釉，而下部施白釉，或者反过来上部施白釉而下部施酱釉（图8）。还有的器物是外壁施酱釉而内壁施黑釉。这些装饰手法的运用，使酱釉瓷器古朴中显灵秀，粗犷中见雅致，给单调的酱釉瓷器赋予了丰富的内涵。

当阳峪窑酱釉瓷器的烧造时间

对于当阳峪窑酱釉瓷器的烧造时间，从20世纪30年代至本世纪初的70多年的发现与研究过程中，由于实物发现不多而极少被人提及。目前从窑址考古发掘、碑文记载及墓葬出土等情况分析，当阳峪窑酱釉瓷器主要烧造于宋代，北宋哲宗元符（1098～1100年）与徽宗崇宁年间（1102～1106年）达到鼎盛，金代亦有少量烧制，元代以后衰落。

根据窑址的科学考古发掘结果，当阳峪窑的酱釉瓷器主要烧造于宋、金时期。2003年11月至2004年6月，由河南省文物考古研究所主持，对当阳峪瓷窑遗址进行了首次较大规模的科学考古发掘。发掘面积1000余平方米，清理作坊、过滤池、辘轳坑、窑炉、水井、灰坑等各类遗迹百余处，出土了一大批珍贵的瓷器标本。当阳峪窑地层堆积大致分为三个阶段，即宋代、金代和元代堆积，而细白瓷、酱釉瓷、绞胎瓷和三彩等主要出土于宋代堆积层，金代地层也有出土。金代和元代堆积以粗白瓷和白地黑花瓷为主。钧瓷主要出土于元代堆积层。从宋代堆积层出土的这些酱釉瓷器数量较大，质量极高，制作工整，釉面光润，大大拓宽了人们对当阳峪窑酱釉瓷器的认识，彻底改变了世人一见酱釉瓷器便将之归于“紫定”的看法。尤其是对于此前在全国各地墓葬和窖藏中发现的酱釉瓷器，有许多学者开始进行重新思考与仔细分析，并分别从特征与产地等角度进行深入对比与研究。

从碑文资料看，当阳峪窑酱釉瓷器烧造的黄金时代，是在北宋哲宗元符与徽宗崇宁年间。现存于当阳峪窑址上的“德应侯百灵翁之庙记碑”是目前存世稀少的宋代制瓷手工业名碑之一，碑文内容更是研究当阳峪窑瓷器生产极其重要而珍贵的文献资料。首先，从“时惟当阳工巧，世利兹器，埏埴者百余家，资养者万余户”这一碑文内容可以推断，当阳峪窑有着精湛的制瓷技术、深厚的工艺基础及悠久的瓷业生产历史，尤其是在立碑时，窑业已经发展得非常繁荣了。其次，从“蠲日发徒，远迈耀地，观其位貌，绘其神仪，乃立庙像于前焉”这一碑文内容，又可推断当阳峪窑与远在陕西的耀州窑有着十分密切的关系，二者之间曾经存在着长期相互交流、影响和学习的过程。考察陕西耀州“德应侯碑”的碑文内容就会知道，其立祠时间是在宋神宗熙宁年间（1068～1077年），那么也就佐证了当阳峪窑至少在北宋神宗熙宁年间以后已经是很繁荣昌盛了，否则便不会有20年后向耀州学像立祠之举。况且当阳峪窑在此前已经“世利兹器”，即世代烧造瓷器了。最后，从碑文中所附记的“元符三年（1100年）七月十五日盖庙毕”与“大宋崇宁四年（1105年）岁次乙酉润二月十五日建”内容中，还可推断出，至北宋哲宗元符与徽宗崇宁年间，甚至可到靖康之变前的宣和七年（1125年），当阳峪窑始终都处于空前发展的鼎盛阶段。后因金兵入侵与战争破坏而衰落，并逐渐退出了历史的舞台。

篇7

1.下列变化属于物理变化的是( )。

A.瓦斯爆炸 B.牛奶变酸

C.铁生锈 D.霓虹灯通电发出红光

2.下列有关“一定”和“不一定”的说法中不正确的是

A.只生成一种物质的化学反应一定是化合反应

B.氧化反应不一定是化合反应

C.物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应

D.化学反应不一定有明显现象

3.关于蜡烛燃烧实验现象描述错误的是

A.放出大量的热 B.发出黄色的火焰 C.生成二氧化碳和水 D. 火焰分成三层

4.诺贝尔化学奖获得者以色列科学家丹尼尔?谢赫曼在发现准晶体方面作出的突出贡献。准晶体可能具有下列性质，其中属于化学性质的是

A.密度低 B.耐磨损 C.导电性差 D.抗氧化性强

5.厨房中发生的下列变化，属于物理变化的是

A.米饭变馊 B.水果榨汁 C.铁锅生锈 D.煤气燃烧

6.下列物质的用途主要利用其化学性质的是( )

A. 天然气用作燃料 B.“干冰”用于人工降雨

C. 生铁铸造铁锅 D. 铜用于制造导线

7.下列叙述中，均属于描述物质物理性质的是( )

A.铁易生锈，二氧化碳易液化

B.O2有氧化性，H2有可燃性

C.纯净的铁片是银白色的，酒精易挥发

D.金属能导电，H2CO3能使紫色石蕊溶液变成红色

8.下列物质的性质和用途中主要发生物理变化的是( )

A.工业上用稀硫酸来除铁锈 B.氢氧化钠暴露在空气中易潮解

C.盐酸能使紫色石蕊变红 D.浓硫酸使纸张变黑

9.点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如下图所示)，过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了( )

A.由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑

B.挥发的蜡烛遇冷后凝结而成炭黑

C.蜡烛的燃烧可以不需要氧气参与

D.蜡烛中含有炭黑

10.下列变化过程中，不包含缓慢氧化的是( )

A.动植物的呼吸 B.蔗糖的溶解 C.酒和醋的酿造 D.食物的腐烂

11.南京青奥会火炬的燃料为丙烷[C3H8]。下列关于丙烷性质的描述中，属于丙烷的化学性质的是

A.沸点为—42.1℃，易液化

B.微溶于水，可溶于酒精

C.易燃

D.无色气体

13.某气体既能用排水法收集，又能用向下排空气法收集，则该气体具有的物理性质是

A.难溶于水，密度比空气大 B.难溶于水，密度比空气小

C.易溶于水，密度比空气大 D.易溶于水，密度比空气小

14.下列是一些物质的自我介绍，其中介绍自己化学性质的是

A.铜：我能导电 B.氧气：我液态时是淡蓝色的

C.氮气：我在常温下是气体 D.铁：我会生锈

15.下列典故中，从物质变化的角度分析，主要体现化学变化的是

A.司马光砸缸 B.凿壁偷光 C.火烧赤壁 D.铁杵磨成针

二、填空题

16.只用Ca、C、O、Cl、H五种元素的一种或几种，按要求填空：

(1)各写出一个化学式：

①氧化物________;②酸________;③碱________;

④盐________。

(2)各写出一个化学方程式：

①分解反应_________________________________________________________;

②复分解反应_________________________________________________________。

17.有A、B、C、D四种物质，A是无色无味的气体，黑色固体B在A中燃烧比在空气中燃烧得更旺，生成无色无味的气体C，C能使澄清石灰水变浑浊;D常坐灯泡的填充气，是一种无色无味的气体;将燃着的B放入D中很快熄灭。则：

(1)四种物质的名称：A ;B ;C ;D 。

(2)写出上述过程中反应的符号表达式 ;

18.写出下列化学反应的符号表达式：

① 石蕊试液中通入二氧化碳后变红

② 实验室用过氧化氢溶液制取氧气

③ 细铁丝在氧气中燃烧

④ 夏天仓库堆放的碳铵不翼而飞

上述反应中属于分解反应的是 属于氧化反应的是 (用序号填空)

19.(5分)现有①铁丝 ②硫磺 ③红磷 ④镁条 ⑤蜡烛，五种物质分别在氧气中燃烧，用序号回答下列问题：(1)在空气中不能燃烧的是 ;(2)常用做烟幕弹的是 ;(3)常用做照明弹的是 ;(4)常放在灯泡中防止钨丝被氧化的是 ;(5)生成的气体会污染空气的是 。

20.选择合适物质，将其序号填入对应空格中：A 铜绿;B 碳酸氢铵;C.氧气;D.氮气;E.二氧化碳;F.金刚石;G.高锰酸钾

(1)空气中含量最多的气体是______; (2)自然界中最硬的物质，可以用来划玻璃的是_______;

(3)一种化肥，受热易分解_______; (4)紫黑色固体，常用来制氧气_______;

(5)光合作用的原料之一，可以做温室气体肥料_______;(6)绿色固体，加热时变黑______。

21.(4分)物质的物理性质往往包括：①颜色 ②状态 ③气味 ④味道⑤硬度等方面。通过物质的哪些性质可以很方便地区分下列各组物质，请将有关序号填写在横线上。

(1) 盐水和糖水 ;(2)铜和铝 ;

(3) 酒精和白醋 ;(4)水银和银 。三、简答题

22.右图是某保健品标签的部分内容，请仔细阅读后回答下列问题

(1)该保健品的功能是 ，其主要成分中，提供钙元素的物质是 ;参与钙的代谢，促进其吸收的是 ;矿物质中的锌元素属于人体的 元素(选填“微量”或“常量”)。

(2)服用该保健品后，有时会出现腹胀、打嗝的反应，出现这种反应的原因是(化学方程式表示) ，

因此该保健品还可以用于治疗 症，但是患有严重胃溃疡患者慎用该药品，试用所学的知识解释其中的原因

。

每片中钙元素的质量是 g。

23.某研究小组在学习氧气的化学性质时发现：铁丝燃烧没有火焰，蜡烛燃烧却有明亮的火焰。该小组同学进行了如下探究。

(1)写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式： 。

(2)探究一：蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?

点燃蜡烛，将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，也有火焰产生(如图所示)。由此可知：蜡烛燃烧产生的火焰是由 (填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的。

(3)探究二：物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?

【查阅资料】

物质 熔点╱℃ 沸点╱℃ 燃烧时温度╱℃

石蜡 50∽70 300∽550 约600

铁 1535 2750 约1800

钠 97.8 883 约1400

由上表可知：物质燃烧能否产生火焰与其 (填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。由此推测：钠在燃烧时， (填“有”或“没有”)火焰产生。

(4)木炭在氧气中燃烧没有火焰，但生活中木炭燃烧时会产生火焰，其原因可能是 。

24.(4分)阅读材料，回答问题。

材料I 氯气(Cl2)在通常情况下为黄绿色有毒气体。

材料Ⅱ Cl2化学性质很活泼，具有较强的氧化性，能与多种金属和非金属直接化合。氢气和氯气的混合气点燃或强光照射时发生爆炸。

材料Ⅲ Cl2可用于制备多种消毒剂，含氯元素的消毒剂有ClO2、NaClO、Ca(ClO)2等。

(1)实验室闻氯气的正确操作是 。

(2)氢气和氯气生成氯化氢气体的反应从能量变化(“吸热反应”或“放热反应”)和基本反应类型角度分类，分别属于 、 。

(3)下列说法错误的是 (选填字母序号)

A燃烧一定包含着化学变化

B燃烧不一定要有氧气参加

C物质与氧气发生的反应都属于氧化反应

D爆炸一定是可燃物与氧气发生的发光、放热的剧烈的氧化反应

四、推断题

25.(6分)A、B、C、D、E、F、G七种元素中， A元素的单质能供给动植物呼吸;B的原子中没有中子;C是金属元素，主要存在于人体骨骼和牙齿中;D是组成化合物种类最多的元素; E、F是组成食盐的两种元素;人体中缺乏G元素会患贫血病。以下物质是由这七种元素中的一种或几种组成，请回答下列问题：

(1)若甲是由B元素组成的单质，其燃烧的化学反应方程式为 。

(2)若甲由四种元素组成，甲治疗胃酸过多的化学反应方程式为 。

(3)若甲、乙两物质敞口放置均会变质，且变质后配成的两溶液又会反应生成甲。则甲变质的化学方程式为 ，反应生成甲的化学方程式为 。

(4)若甲能与不同类别的两种物质发生反应，分别生成乙、丙，且乙、丙由两种相同的元素组成，其反应的化学方程式分别为 、 。

参考答案

1.D

【解析】

试题分析：A.瓦斯爆炸是由于瓦斯燃烧而造成的。瓦斯燃烧时产生了新物质，属于化学变化;B.牛奶变酸是牛奶经过反应生成呈酸味的物质。变化产生了新物质，属于化学变化; C.铁生锈过程中银白色的铁会变成红棕色的铁锈，产生了新物质，属于化学变化;D.霓虹灯通电发出红光，并没有生成新物质，为物理变化。

考点：物理变化与化学变化

2.B

【解析】

试题分析：A、化合反应是两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，即反应物要两种或两种以上，故错误，B、氧化反应是物质与氧的反应，而化合反应强调的是物质的种类，与是否与氧反应无关，故氧化反应不一定是化合反应，，如蜡烛燃烧，是氧化反应，但不是化合反应，正确，C、物质跟氧气发生的化学反应一定是氧化反应，正确，D、缓慢氧化进行得很慢，不易察觉，故化学反应不一定有明显现象，正确，故选B

考点：化合反应、氧化反应

3.C

【解析】

试题分析：实验现象描述包括通过眼、口、鼻、手等感觉器官直接感知获得，而由现象推断出来的结论那就是实验结论，故选C

考点：实验现象的 描述

4.D

【解析】

试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，故选D

考点：物理性质和化学性质的判断

5.B

【解析】

试题分析：物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成，如果有新物质生成，则属于化学变化;反之，则是物理变化。A、米饭变馊是缓慢氧化的结果，生成新的物质，属于化学变化，B、水果榨汁是物质形状的改变，没有生成新的物质，属于物理变化，正确，C、铁锅生锈是铁与空气中的氧气和水发生反应，生成了新的物质，属于化学变化，D、煤气燃烧是一氧化碳和氧气反应，有新物质生成，属于化学变化。故选B

考点：化学变化和物理变化的判别

6.A

【解析】

试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，A、天然气用作燃料利用的是它的可燃性，是化学性质，B、“干冰”用于人工降雨，是利用干冰升华吸热，使周围的温度降低，是物理性质，C、生铁铸造铁锅，是利用铁的导热性，是物理性质，D、铜用于制造导线，是利用导电性，是物理性质，故选A

考点：物理性质和化学性质的判断

7.C

【解析】

试题分析：物理性质：物质不需要化学变化就表现出的性质。包括：颜色、状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、溶解性、挥发性、延展性、导电性、吸水性、吸附性等，化学性质：物质在化学变化中表现出来的性质。可燃性、氧化性、还原性、活泼性、稳定性、腐蚀性、毒性、金属活动性等，故选C

考点：物理性质和化学性质的判断

8.B

【解析】

试题分析：物理变化和化学变化的根本区别在于是否有新物质生成，如果有新物质生成，则属于化学变化;反之，则是物理变化。A、工业上用稀硫酸来除铁锈是硫酸与氧化铁反应，生成新的物质，属于化学变化，B、氢氧化钠暴露在空气中易潮解是吸收空气中的水分，没有生成新的物质，属于物理变化，正确，C、盐酸能使紫色石蕊变红，体现了盐酸的酸性，生成了新的物质，属于化学变化，D、浓硫酸使纸张变黑，是浓硫酸的腐蚀性，有新物质生成，属于化学变化。故选B

考点：化学变化和物理变化的判别

9.A

【解析】

试题分析：点燃一支蜡烛，把一个冷碟子放在蜡烛火焰的上方(如下图所示)，过一会后，在冷碟子的底部会收集到新制的炭黑。这个实验说明了由于氧气不足蜡烛不完全燃烧而生成了炭黑，故选择A

考点：蜡烛燃烧实验的探究

10.B

【解析】

试题分析：缓慢氧化是物质与氧气发生的反应，速率较慢不易被人发觉;属于化学变化;A动植物的呼吸属于缓慢氧化 ;B蔗糖的溶解没有新物质生成，不属于化学变化;C酒和醋的酿造属于缓慢氧化;D食物的腐烂属于缓慢氧化;故选择B

考点：氧化反应的分类

11.C

【解析】

试题分析：物理性质是指物质不需要发生化学变化就表现出来的性质.化学性质是指物质在化学变化中表现出来的性质.而化学变化的本质特征是变化中有新物质生成，A沸点为—42.1℃，易液化 不需要通过化学变化表现出来; B微溶于水，可溶于酒精不需要通过化学变化表现出来;C易燃需要通过化学变化表现出来;D无色气体不需要通过化学变化表现出来，故选择C

考点：物理性质和化学性质的判定

12.C

【解析】

试题分析：化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成;A、烟花爆竹爆炸燃烧能生成二氧化碳等物质，属于化学变化.错误; B、木炭燃烧能生成二氧化碳，属于化学变化.错误; C、钢水浇铸成钢锭的过程中没有新物质生成，属于物理变化.正确; D、葡萄酿酒的过程中能生成酒精，属于化学变化.错误.故选择C

考点：物理变化化学变化的判定

13.B

【解析】

试题分析：某气体既能用排水法收集，说明不易溶于水或难溶于水;又能用向下排空气法收集，说明密度比空气的小，则该气体具有的物理性质是难溶于水，密度比空气小，故选择B

考点：气体的收集方法14.D

【解析】

试题分析：物理性质是不需要通过化学变化就表现出来的性质，化学性质是需要通过化学变化才能表现出的性质，二者的本质区别是是否通过化学变化表现出来，A选项导电不需要通过化学变化表现出来;B选项颜色不需要通过化学变化表现出来;C选项状态不需要通过化学变化表现出来;D选项生锈需要通过化学变化表现出来 ，故选择D

考点：物理性质和化学性质的判定

15.C

【解析】

试题分析：化学变化是有新物质生成的变化，物理变化是没有新物质生成的变化，二者的本质区别是是否有新物质生成;A.司马光砸缸没有新物质生成; B.凿壁偷光没有新物质生成; C.火烧赤壁有新物质生成 D.铁杵磨成针没有新物质生成;故选择C

考点：物理变化和化学变化的判定

16.(1)①CaO ②HCl ③Ca(OH)2 ④CaCl2(合理即可)

(2)①2H2O2H2+O2 ②CaCO3+2HCl===CaCl2+ H2O+CO2

【解析】

试题分析：①氧化物是指由两种元素组成、且其中一种元素为氧元素的化合物。根据题目中的元素，氧化物可为氧化钙、二氧化碳、一氧化碳、水等。②酸是由酸根离子和氢离子构成的。根据题目中的元素，酸可为盐酸、碳酸。③碱是指由金属离子与氢氧根离子构成的化合物。根据题目中的元素，碱可为氢氧化钙。④盐是指由金属离子与酸根离子构成的化合物。根据题目中的元素，盐可为氯化钙、碳酸钙等。

(2)①水可在通电的情况下发生分解反应生成氢气和氧气。化学方程式为：2H2O2H2+O2;

②碳酸钙可与盐酸发生复分解反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体。化学方程式为： CaCO3+2HCl===CaCl2+ H2O+CO2

考点：物质的分类、反应类型、化学方程式的书写

17. (1)A 、氧气 B、木炭或碳 C、二氧化碳 D、氮气

(2)C+O2=CO2 CO2+Ca(OH) 2=CaCO3+H2O

【解析】

试题分析：(1)推断题抓住一些特殊的反应现象，根据黑色固体B在A中燃烧比在空气中燃烧得更旺，生成无色无味的气体C，C能使澄清石灰水变浑浊;可以推断黑色固体B应为木炭或碳，而气体A应为氧气，气体C自然为二氧化碳，而根据D常坐灯泡的填充气，是一种无色无味的气体;将燃着的B放入D中很快熄灭，说明是氮气

(2)上述过程中总共发生了两个反应，一个是黑色固体B在A中燃烧，符号表达式为：C+O2=CO2，另一个为C能使澄清石灰水变浑浊，符号表达式为：CO2+Ca(OH) 2=CaCO3+H2O

考点：推断题的解答

18.①CO2 + H2O = H2CO3 ②H2O2 = H2O + O2 ③ Fe + O2 = Fe3O4

④NH4HCO3 = NH3 + CO2 + H2O ②④ ③

【解析】

试题分析：①石蕊试液遇酸变红，石蕊试液中通入二氧化碳后变红的原因是二氧化碳和水反应生成碳酸，符号表达式为：CO2 + H2O = H2CO3

②实验室用过氧化氢溶液制取氧气，同时生成水，符号表达式为：H2O2 = H2O + O2

③细铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，符号表达式为：Fe + O2 = Fe3O4

④碳铵不稳定，在受热的情况下会分解生成氨气、水及二氧化碳，符号表达式为：NH4HCO3 = NH3 + CO2 + H2O;分解反应：由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，故属于分解反应的是②④;氧化反应是物质与氧发生的反应，故属于氧化反应的是③

考点：符号表达式的书写，分解反应和氧化反应

19.(1) ① ;(2) ③ ;(3) ④ ;(4) ③ ;(5) ②

【解析】

试题分析：(1)在空气中不能燃烧的是①铁丝;(2)常用做烟幕弹的是③红磷;(3)常用做照明弹的是④镁条;(4)常放在灯泡中防止钨丝被氧化的是③红磷;(5)生成的气体会污染空气的是②硫磺。

考点：物质的性质和用途

20. D; F; B; G; E; A.

【解析】

试题分析：(1)空气中含量最多的气体是D氮气; (2)自然界中最硬的物质，可以用来划玻璃的是F金刚石; (3)一种化肥，受热易分解B碳酸氢铵; (4)紫黑色固体，常用来制氧气为G高锰酸钾;(5)光合作用的原料之一，可以做温室气体肥料_E二氧化碳;(6)绿色固体，加热时变黑A铜绿。

考点：物质的性质和用途

21.(1)④ (2)① (3)③ (4)②

【解析】

试题分析：(1)食盐有咸味，蔗糖有甜味.可以根据味道区分，故选择④;(2)铝是银白色的，铜是红色的，可以根据颜色区分.故填：①;(3)酒精有特殊的香味，白醋有刺激性气味.可以根据气味区分.故填③;(4).水银和银状态不同，故填：③

考点：物质的鉴别

22.(1)补钙或防治骨质疏松症、佝偻病 CaCO3 维生素D3 微量

(2)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2 胃酸过多 产生二氧化碳气体，会造成胃穿孔

(3)0.6

【解析】

试题分析：(1)该保健品主要成分是碳酸钙，能提供热你所需的钙元素，所以功能是：补钙或防治骨质疏松症、佝偻病，参与钙的代谢，促进其吸收的是维生素D3，锌属于微量元素

(2)服用该保健品后，主要成分碳酸钙与人体胃液中的盐酸反应产生了二氧化碳：CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2，所以有时会出现腹胀、打嗝的反应，因此该保健品还可以用于治疗胃酸过多症，但由于反应产生二氧化碳气体，可能会造成胃穿孔，所以患有严重胃溃疡患者慎用该药品

(3)根据标签可知，每片钙片含碳酸钙1.5g，所以每片中钙元素的质量=1.5×40/100×100%=0.6g

考点：化学元素与人体健康，能看懂标签，并根据标签内容进行相关计算

23.(1)3Fe+2O2 Fe3O4 (2)气态 (3)沸点 有

(4)木炭燃烧过程中产生的CO等可燃性气体继续燃烧产生了火焰

【解析】

试题分析：(1)铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：3Fe+2O2 Fe3O4

(2)因为将金属导管一端伸入内焰，导出其中物质，在另一端管口点燃，发现能够燃烧，说明从金属导管导出的是气体，所以蜡烛燃烧产生的火焰是由气态物质燃烧形成的

(3)据表中数据蜡烛燃烧有火焰，燃烧所需的温度约600大于石蜡的沸点300∽550，而铁燃烧没有火焰，燃烧时温度约1800，大于熔点1535，却小于沸点2750，所以物质燃烧能否产生火焰与沸点有关，结合钠燃烧时温度约1400大于沸点883，所以可判断：钠在燃烧时，有火焰产生

(4)结合上面的结论：物质燃烧产生火焰是由于气体燃烧形成的，所以生活中木炭燃烧时会产生火焰：木炭燃烧过程中产生的CO等可燃性气体继续燃烧产生了火焰

考点：物质燃烧现象的探究

24.(1)用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔，招气入鼻 (2)放热反应;化合反应 (3)D

【解析】

试题分析：(1)实验室里闻氯气的正确操作是用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔.故填：用手在瓶口轻轻扇动，仅使极少量的气体飘进鼻孔.(2)氢气在氯气中燃烧时放热，属于化合反应.故填：放热反应，化合反应.(3)燃烧一定包含着化学变化，燃烧不一定要有氧气参加，物质与氧化发生的反应都属于氧化反应;爆炸有的属于化学变化，例如瓦斯爆炸;有的属于物理变化，例如轮胎充气过量时的爆炸.故填：D.

考点：闻气体的方法、化学反应类型、燃烧的条件及现象

25.(1)2H2+O2===2H2O(2)NaHCO3 +HCl ===NaCl +H2O +CO2 (3)2NaOH+CO2 ===Na2CO3 + H2O ，Na2CO3 +Ca(OH)2 ===CaCO3 +2NaOH (4)Fe+2HCl===FeCl2+H2、6HCl + Fe2O3 ===2FeCl3 +3H2O

【解析】

篇8

关键词：地下水；砷释放；水化学特征；水文地球化学；富砷机理；砷形态；还原性溶解；解吸附

中图分类号：P641 文献标志码：A

0引言

高砷地下水是一个世界性的环境问题，全球数亿人面临着高砷地下水的威胁[1]。慢性砷中毒是饮用高砷地下水导致的主要地方病。中国是受慢性砷中毒危害最为严重的国家之一[2]。高砷地下水主要分布在内蒙古、新疆、山西、吉林、江苏、安徽、山东、河南、湖南、云南、贵州、台湾等省（自治区）的40个县（旗、市）。暴露在砷质量浓度等于或超过50 μg·L-1饮用水中的人口为560×104，暴露在砷质量浓度等于或超过10 μg·L-1饮用水中的人口为1 466×104[3]。据调查，在内蒙古高砷暴露区饮水型地方性砷中毒患病率高达15.54%[45]。因此，地下水中砷异常以及由此产生的环境问题已引起各国政府和公众的高度关注。

疾病防控部门经过两轮饮水型地方性砷中毒调查（包括2002～2004年饮水型地方性砷病区和高砷区水砷筛查和2010年饮水型地方性砷中毒监测），基本掌握了中国范围内饮水型地方性砷中毒的分布和高砷地下水中砷质量浓度范围。近几年，国土资源部也相继开展了北方平原盆地地下水资源及环境问题调查评价、中国第二轮水资源评价、地下水污染调查评价以及严重缺水区和地方病区地下水勘查与供水安全示范等方面的调查研究工作，对主要高砷区水文地质条件、地下水化学特征等有了进一步认识。笔者选择以河套盆地、呼和浩特盆地、大同盆地、银川盆地为代表的干旱内陆盆地和以江汉平原、珠江三角洲为代表的湿润河流三角洲为研究对象，主要介绍了中国不同地区高砷地下水的常量组分、氧化还原敏感组分特征，分析了其地下水的水文地球化学过程，探讨了不同区域高砷地下水形成机理的差异。

1中国高砷地下水的分布

在中国大陆地区，高砷地下水主要分布在干旱内陆盆地和河流三角洲（图1，其中ρ（·）为离子或元素质量浓度）。内陆干旱盆地主要包括新疆准噶尔盆地、山西大同盆地、内蒙古呼和浩特盆地和河套盆地、吉林松嫩盆地、宁夏银川盆地等。河流三角洲主要包括珠江三角洲、长江三角洲、江汉平原等。

1.1干旱内陆盆地

1.1.1新疆准噶尔盆地

1980年，中国大陆第一起大面积地方性砷中毒在新疆奎屯地区被发现，在20世纪60年代当地人开始打井开采并饮用地下水，从而引发砷中毒。王连方等在1983年报道这种饮用地下水中砷质量浓度达850 μg·L-1[6]。在天山以北、准噶尔盆地南部的奎屯123团地下水砷污染严重，自流井水中砷质量浓度为70～830 μg·L-1[7]。相比之下，浅层地下水（或地表水）中砷质量浓度较低（从小于10 μg·L-1到68 μg·L-1），这些水源是20世纪60年代以前居民的饮用水。19世纪60年代居民饮用自流的高砷地下水后，产生了慢性砷中毒[8]。在北疆地区，高砷水点分布以准噶尔盆地西南缘最为集中，西起艾比湖，东到玛纳斯河东岸的莫索湾[9]。到目前为止，尽管对地下水中砷质量浓度、土壤砷分布及健康效应等开展了大量的调查和研究，但是这些高砷地下水形成的水文地质条件、水文地球化学环境和过程却缺乏足够的认识。

1.1.2山西大同盆地

山西大同盆地首例地方性砷中毒患者在19世纪90年代早期被发现。该病的流行发生在19世纪80年代中期居民把饮用水源从10 m以内的大口井转变为20～40 m的压把井之后的5～10年间。1998年，王敬华等研究表明，地下水中砷质量浓度为20～1 300 μg·L-1[10]。近期调查显示，所测试的3 083口井中544%超出了50 μg·L-1[11]。高砷地下水的pH值较高，一般为71～87，PO3-4质量浓度达127 mg·L-1，而SO2-4质量浓度较低（一般低于20 mg·L-1）[1214]。高砷地下水主要赋存于冲积湖积沉积物中，其有机碳含量（质量分数，下同）相对较高，可达1.0%[15]。As（Ⅲ）是地下水中砷的主要形态，占总砷的55%～66%[12]。基于同位素研究，Xie等认为地下水中的砷主要来自于恒山变质岩的风化作用[16]。灌溉水的入渗和径流冲洗是控制地下水系统中砷释放的重要过程[17]。

1.1.3内蒙古呼和浩特盆地和河套盆地

在内蒙古地区，砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水主要存在于克什克腾旗、河套盆地和土默特盆地（呼包盆地）[1819]。砷影响区面积达到3 000 km2，超过10×105位居民受到威胁。超过40×104位居民饮用砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水，在776个村庄中有3 000位确诊的地方性砷中毒患者[4]。马恒之等调查研究表明，内蒙古地方性砷中毒的临床症状包括肺癌、皮肤癌、膀胱癌、过度角质化、色素异常等[20]。克什克腾地区的高砷地下水主要由毒砂矿的开采造成的，而河套盆地和土默特盆地（呼包盆地）高砷水主要是由地质成因引起的，主要存在于晚更新世—全新世冲湖积含水层中[2023]。

在呼和浩特盆地，主要受还原环境的影响，地下水中砷质量浓度高达1 500 μg·L-1，60%～90%的砷以As（Ⅲ）形式存在[22，24]。在盆地的低洼处，情况更糟。在一些大口井中，地下水中砷质量浓度也较高（达到560 μg·L-1）。由于蒸发浓缩作用的影响，浅层地下水中盐分和F-质量浓度均较高，尽管F-和砷质量浓度之间并不具有相关性[22]。

在河套平原，浅层地下水中砷质量浓度为11～969 μg·L-1，90%以上的砷以As（Ⅲ）形式存在[21]。Guo等提出高砷地下水主要在还原环境下形成[2，21，25]。相反，Zhang等认为地下水中的砷主要受狼山山前采矿活动的影响，砷从采矿区迁移至地下水流动系统的下游[26]。Guo 等发现，高砷地下水主要存在于浅层冲湖积含水层中，地下水中的砷主要来源于含水层沉积物中的交换态砷和铁/锰结合态砷[2]。这一点被室内原状沉积物微生物培养试验研究所证实[27]。在高砷地下水中，砷主要与细颗粒的有机胶体结合，而与含Fe胶体无关，意味着有机胶体对地下水中砷分布的控制作用[28]。此外，水文地质和生物地球化学对砷活化的制约作用显著，在灌渠和排水干渠附近存在低砷地下水[23]。浅层地下水中砷的分布非常不均匀，无论是在平面上，还是在垂向上，地下水中砷质量浓度差异很大[29]。这种差异导致局部地段地下水中砷质量浓度的动态变化[30]。

1.1.4吉林松嫩平原

2002年在松嫩平原的西南部发现砷中毒新病区。砷中毒主要分布在通榆县和洮南市，当地居民大多以潜水作为饮水水源，部分饮用承压水[31]。地下水水化学特征具有明显的水平分带性和垂直分带性[32]。在垂向上，砷主要富集在深度小于20 m的潜水和深度在20～100 m的白土山组浅层承压水中。在水平方向上，地下水中砷质量浓度为10～50 μg·L-1的潜水主要分布在山前倾斜平原的扇前洼地及与霍林河接壤的冲湖积平原内。砷质量浓度大于100 μg·L-1的高砷水主要分布在新兴乡、四井子乡沿霍林河河道区域[33]。在重点砷中毒疑似病区的调查发现，地下水中砷的超标率为4665%，砷质量浓度为50～360 μg·L-1，均值为96 μg·L-1[34]。在地形极为平缓的低平原区，含水层以湖积相沉积的粉细砂为主，各含水层之间有黏土、亚黏土隔水层，地下水径流不畅，水位埋深变浅，导致地下水中砷和氟的富集[33]。

1.1.5宁夏银川盆地

宁夏银川盆地于1995年发现有地方性砷中毒病区和砷中毒病人[35]。地下水中砷质量浓度为20～200 μg·L-1[3536]。高砷地下水主要分布在银川平原北部沿贺兰山东麓的黄河冲积平原与山前洪积扇地带[36]，呈2个条带分布于冲湖积平原区：西侧条带位于山前冲洪积平原前缘的湖积平原区，在全新世早期为古黄河河道；东侧条带靠近黄河的冲湖积平原区，在全新世晚期为黄河故道，平行于黄河分布。在垂向上，地下水中砷质量浓度随深度增加而降低，高砷地下水一般赋存于10～40 m 的潜水含水层（砷质量浓度从小于10 μg·L-1到177 μg·L-1）；第一、二承压水大部分地区未检出砷或检出砷质量浓度低于10 μg·L-1[3738]。高砷地下水呈中性—弱碱性，为HCO3NaCa、ClHCO3Na、ClHCO3NaCa型水，氧化还原电位较低[3940]。特殊的古地理环境特征、地下水径流条件、氧化还原环境等被认为是地下水中砷富集的重要因素[41]。地下水中砷质量浓度随水位改变呈现出动态变化特征[38]。

1.2河流三角洲

1.2.1珠江三角洲

珠江三角洲也存在高砷地下水。地下水中砷质量浓度为2.8～161 μg·L-1[4243]。地下水处于还原环境，且呈中性或弱碱性。该地区高砷地下水的显著特点是，NH+4和有机质质量浓度高（分别为390、36 mg·L-1）[44]，而NO-3和NO-2质量浓度低[43]。盐分含量对砷的富集并无显著影响。黄冠星等认为，地下水中砷的主要来源为含水介质中原生砷的释放以及地表灌溉污水的入渗补给[42]，而Wang 等认为沉积物中有机物的矿化以及Fe羟基氧化物的还原性溶解是地下水中砷富集的主要过程[43]。

1.2.2长江三角洲

长江三角洲高砷地下水也普遍存在。20世纪70年代以来相继发现长江三角洲南部南通—上海段第一承压水中砷质量浓度（大于50 μg·L-1）严重超过国家饮用水卫生标准[45]。这一带地下水的还原性相对较强。高砷地下水中Fe2+质量浓度普遍较高，多数大于10 mg·L-1[4546]。地下水中砷质量浓度高时，相应Fe2+质量浓度也较高。长江三角洲南部地下水中砷质量浓度高的主要原因是，在还原环境中，AsO3-4还原为AsO3-3，而且与砷酸盐相结合的高价铁还原成比较容易溶解的低价铁形式[47]。于平胜研究表明，在长江南京段，沿岸5 km内地下水中砷质量浓度普遍高于远离长江的地下水[48]。浅层地下水（潜水）中砷质量浓度普遍较低（小于40 μg·L-1）。

1.2.3汉江平原

2005年，江汉平原首次发现高砷水源和首例地方性砷中毒病例[49]。其中，仙桃市和洪湖市是江汉平原砷中毒最为严重的地区。调查表明，仙桃市848口井中有115口井砷质量浓度超过50 μg·L-1[4950]，地下水中砷质量浓度最高达2 010 μg·L-1。该区属于亚热带季风气候，降雨量充沛，地下水埋深浅，地下水以HCO3CaMg型为主。相对于内陆干旱盆地，地下水溶解性总固体（TDS）较低（0.5～1 g·L-1）。

2不同区域高砷地下水化学特征

以大同盆地、河套盆地、呼和浩特盆地、银川盆地为代表的内陆干旱盆地地下水和以珠江三角洲、江汉平原为代表的河流三角洲地下水中砷质量浓度较高，现以这些地区为例，简要总结中国高砷地下水的水化学特征。其中，大同盆地的数据引自文献[12]～[14]；河套盆地的数据引自文献[14]、[23]；呼和浩特盆地的数据引自文献[22]；银川盆地的数据为笔者2012 年的调查结果；珠江三角洲的数据引自文献[43]；江汉平原的数据引自文献[51]。

2.1常量组分

高砷地下水中常量组分质量浓度分布范围广。从江汉平原大同盆地银川盆地呼和浩特盆地河套盆地珠江三角洲，地下水中Na+和Cl-质量浓度逐渐升高[图2（a）]。在江汉平原，地下水中Na+质量浓度明显大于Cl-；在河套盆地、银川盆地，Na+与Cl-质量浓度近似相等；而在珠江三角洲，Cl-质量浓度大于Na+。这些地区地下水中HCO-3质量浓度较为相近，而Ca2+质量浓度相差较大[图2（b）]。总体来说，珠江三角洲Ca2+质量浓度最高，银川盆地次之，然后江汉平原、河套盆地和大同盆地均较低，这些地区TDS值为200～20 000 mg·L-1，江汉平原TDS值最低（平均为427 mg·L-1），其次是大同盆地、银川盆地和河套盆地，珠江三角洲则最高[图2（c）、（d）]。除江汉平原外，高砷地下水中Na+质量浓度和TDS值具有显著的正相关关系[图2（c）]；在江汉平原，高砷地下水中HCO-3质量浓度与TDS值之间呈显著的正相关关系[图2（d）]，而其他地区HCO-3质量浓度总体上低于TDS值。

由图4可知：河套盆地、呼和浩特盆地和大同盆地高砷地下水的Stiff图比较类似，说明其水化学性质比较相近，尽管河套盆地中高砷地下水常量组分质量浓度高于呼和浩特盆地和大同盆地；银川盆地地下水与其他地区存在显著区别，表现为SO2-4和HCO-3是主要阴离子，且质量浓度相近，Na+和Ca2+是主要阳离子；江汉平原地下水更为特殊，表现为HCO-3是主要阴离子，Ca2+是主要阳离子；相比之下，珠江三角洲高砷地下水常量组分质量浓度较高，Cl-为主要阴离子，Na+为主要阳离子。

2.2氧化还原敏感组分

无论是干旱内陆盆地，还是河流三角洲，高砷地下水总体上处于还原环境，其氧化还原电位绝大部分小于0 mV[图5（a）]。其中，河套盆地高砷地下水氧化还原电位最低，其次是呼和浩特盆地、大同盆地和银川盆地。相应地，地下水中的溶解性有机碳（DOC）质量浓度较高，大部分为5～20 mg·L-1[图5（a）]。其中，河套盆地高砷地下水中DOC质量浓度最高，平均达到12.0 mg·L-1；其次是呼和浩特盆地（平均为8.3 mg·L-1）、银川盆地（平均为6.0 mg·L-1）和大同盆地（平均为5.0 mg·L-1）。此外，珠江三角洲地下水中DOC质量浓度与呼和浩特盆地相当，平均为8.7 mg·L-1；江汉平原地下水中DOC质量浓度与银川盆地相当，平均为62 mg·L-1。总体而言，高砷地下水中DOC质量浓度与氧化还原电位呈负相关关系，DOC质量浓度越高，氧化还原电位越低。这表明，溶解性有机碳质量浓度是促进地下水中还原环境形成的主要因素。

在还原环境中，高砷地下水中SO2-4和NO-3质量浓度较低[图5（b）]。其中，江汉平原SO2-4质量浓度最低，平均为2.5 mg·L-1；河套盆地NO-3质量浓度最低，平均为2.3 mg·L-1。这表明江汉平原地下水中SO2-4来源有限。尽管银川平原NO-3质量浓度与江汉平原相当（平均为4.5 mg·L-1），但是其SO2-4质量浓度（平均为277 mg·L-1）远高于江汉平原。河套盆地SO2-4质量浓度最高，平均达230 mg·L-1。相对于河套盆地和银川盆地，大同盆地和呼和浩特盆地NO-3质量浓度（平均分别为12.5、9.2 mg·L-1）较高，而SO2-4较低（分别为61.5、65.8 mg·L-1）。低质量浓度的NO-3和SO2-4意味着高砷地下水中发生了脱硫酸作用和反硝化作用。

3.2蒸发浓缩作用

除了风化作用外，蒸发浓缩作用也影响高砷地下水的化学特征（特别是在干旱—半干旱的内陆盆地）。这里采用Gibbs图来说明蒸发浓缩作用对地下水化学成分的影响[5556]。图7表明：江汉平原主要受岩石风化作用影响，这与上述分析一致；其他地区除了受风化作用影响外，还受到蒸发浓缩作用的控制。其中，河套盆地受蒸发浓缩作用影响最大，其次是呼和浩特盆地、大同盆地和银川盆地。高砷地下水中Cl-和砷质量浓度之间的相关性并不显著，这种关系表明地下水中砷质量浓度受蒸发浓度作用的影响有限。

3.3阳离子交换吸附作用

3.4还原作用

氧化还原条件对地下水中砷的富集起着至关重要的作用。从图9（a）可以看出，砷质量浓度大于50 μg·L-1的地下水主要位于氧化还原电位小于-50 mV的区域。地下水中氧化还原电位越低，砷质量浓度相应越高。相对于大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，银川盆地地下水中氧化还原电位较高，相应地砷质量浓度较低（平均为28.0 μg·L-1）。因此，还原条件有利于含水层中砷的释放[5859]。

在还原环境中，铁/锰氧化物矿物的还原性溶解被认为是地下水中砷富集的主要原因[4，5960]。在含水介质中，铁/锰氧化物矿物对砷的吸附起主要作用[61]，被认为是地下水系统中砷的主要载体[62]。在还原环境中，这种富砷的矿物可被还原为溶解态组分，进入地下水中；与此同时，矿物上吸附的砷也被释放出来，并在一定条件下在地下水中积累。然而，地下水中砷与铁质量浓度之间的相关性并不显著[图5（d）]。在江汉平原，地下水中铁/锰质量浓度相对高，砷质量浓度也较高；在大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，地下水中铁/锰质量浓度低，但砷质量浓度较高[图9（b）]。因此，地下水中砷质量浓度不受铁/锰质量浓度的限制。高砷地下水中，铁/锰质量浓度既可能高，也可能低[63]。造成这种现象的原因可能包括以下几点。

（1）As（V）的还原性解吸附是地下水中砷释放的主要原因。在还原环境中，被吸附的As（V）直接被还原为As（Ⅲ），由于在铁/锰氧化物表面，As（Ⅲ）的附着能力比As（V）低，所以As（V）被还原为As（Ⅲ）后被释放出来[64]。在此过程中，没有涉及铁/锰的还原，铁/锰并没有释放出来，因此地下水中铁/锰质量浓度并不高。

（2）在还原性溶解中产生的Fe（Ⅱ）重新被吸附到沉积物的表面。羟基氧化铁对Fe（Ⅱ）具有很强的亲和力，可大量吸附Fe（Ⅱ）[6566]。

（3）由于地下水相对于黄铁矿和菱铁矿过饱和，还原性地下水中Fe（Ⅱ）以黄铁矿和菱铁矿的形式沉淀，所以被从地下水中去除[63，6768]。尽管部分砷可与黄铁矿共沉淀[69]，或被菱铁矿吸附[70]，但是还原性溶解所释放的砷远多于被黄铁矿/菱铁矿去除的砷。

（4）在pH值较高的情况下，铁/锰氧化物吸附态砷进行解吸附。由于在pH值较高时，矿物对As（V）的吸附能力较低[71]，这种解吸附主要以As（V）为主。

高砷地下水存在于SO2-4和NO-3质量浓度均较低的江汉平原，也存在于SO2-4和NO-3质量浓度均较高的银川盆地、河套盆地和呼和浩特盆地[图9（c）]；并且，高砷地下水中发生了脱硫酸作用和反硝化作用。在较强还原条件的河套盆地和呼和浩特盆地，铁、锰质量浓度较低的原因可能与SO2-4质量浓度有关。由于铁的硫化物矿物溶解度低，还原环境中较高质量浓度SO2-4还原产生的S2-限制了铁、锰在地下水中的积累。因此，在河套盆地和呼和浩特盆地，黄铁矿沉淀可能是控制地下水中铁、砷质量浓度的一个重要过程。这一结果与河套盆地地下水中Fe同位素研究和化学特性时空演化研究结果一致[63，68]。相比之下，在江汉平原，低质量浓度SO2-4还原产生的S2-比较有限，不能有效控制铁在地下水中的积累，因此铁/锰氧化物矿物的还原性溶解和Fe（Ⅱ）的再吸附可能是地下水中的主要水文地球化学过程，尽管确切证据需要来自于含水层沉积物中Fe形态的结果。此外，在大同盆地、河套盆地和呼和浩特盆地，地下水中pH值较高，因此在碱性条件下吸附态砷的解吸附也是一个重要的富砷过程。

4结语

（1）中国高砷地下水既存在于干旱内陆盆地，也存在于湿润的河流三角洲。尽管这2类地区地下水中砷质量浓度均较高，但是地下水化学特点却存在显著差异。在干旱内陆盆地，高砷地下水的pH值较高，呈弱碱性；而湿润河流三角洲地下水的pH值为中性。江汉平原的高砷地下水以HCO3Ca型为主；大同盆地、河套盆地和银川盆地高砷地下水主要为HCO3Na型；而珠江三角洲高砷地下水为ClNa型。高砷地下水中氧化还原电位低，处于还原环境。总体上，SO2-4和NO-3质量浓度较低。其中，江汉平原SO2-4质量浓度最低，河套盆地NO-3质量浓度最低。此外，铁与砷之间的相关性并不显著。在珠江三角洲，铁、锰质量浓度最高，但砷质量浓度相对较低；而大同盆地高砷地下水中铁、锰质量浓度最低，但砷质量浓度相对较高。

（2）在高砷地下水系统中发生了不同程度的风化作用、阳离子交换吸附作用和还原作用。河套盆地、大同盆地、呼和浩特盆地和银川盆地地下水均位于全球平均硅酸盐风化区；江汉平原地下水位于全球平均碳酸岩风化区附近；而珠江三角洲地下水位于蒸发岩风化区附近。相对而言，河套盆地和呼和浩特盆地地下水中阳离子交换吸附程度高，而银川盆地和江汉平原阳离子交换吸附程度较低。高砷地下水中发生了反硝化作用、脱硫酸作用以及铁、锰氧化物还原过程。在较强还原条件的河套盆地和呼和浩特盆地，铁、锰质量浓度较低的原因可能与SO2-4质量浓度有关。还原环境中较高质量浓度SO2-4还原产生的S2-限制了铁、锰在地下水中的积累。在河套盆地和呼和浩特盆地，黄铁矿沉淀可能是控制地下水中铁、砷质量浓度的一个重要过程。在江汉平原，铁/锰氧化物矿物的还原性溶解和Fe（Ⅱ）的再吸附是地下水中主要的水文地球化学过程。此外，在地下水pH值较高的干旱内陆盆地，吸附态砷的解吸附也是一个重要的富砷过程。

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