渝冀閩高中化學專題4化學科學與人類文明化學是認識和創(chuàng)造物質(zhì)的科學學案蘇教版必修.docx

第一單元化學是認識和創(chuàng)造物質(zhì)的科學一、化學是打開物質(zhì)世界的鑰匙1人類開發(fā)、利用金屬的歷程(1)人類開發(fā)、利用金屬的特點金屬越活潑，人類開發(fā)、利用的越晚。(2)金屬冶煉原理與實質(zhì)原理：將金屬從其化合物中還原出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程。實質(zhì)：用還原劑使化合態(tài)的金屬得到電子變成金屬單質(zhì)。(3)金屬冶煉方法常用方法其他方法(4)金屬的活潑性與冶煉方法的關系金屬單質(zhì)還原性、失電子能力依次減弱金屬陽離子氧化性、得電子能力依次增強2化學科學理論建立與發(fā)展(1)19世紀：化學科學建立了以道爾頓原子論、分子結(jié)構(gòu)和原子價鍵理論為中心內(nèi)容的經(jīng)典原子分子論。1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律。質(zhì)量作用定律的提出，奠定了化學反應的動力學基礎。尿素的人工合成，徹底動搖了“生命力論”，使有機化學得到迅猛發(fā)展。(2)20世紀：化學家鮑林提出了氫鍵理論和蛋白質(zhì)分子的螺旋結(jié)構(gòu)模型，為DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的提出奠定了基礎。人們借助掃描隧道顯微鏡，實現(xiàn)了對原子或分子的操縱。3人類對酸堿認識的發(fā)展(1)認識發(fā)展過程(2)阿倫尼烏斯酸堿理論：電解質(zhì)電離時產(chǎn)生的陽離子全是氫離子的化合物是酸。電解質(zhì)電離時產(chǎn)生的陰離子全是氫氧根離子的化合物是堿。(3)酸堿質(zhì)子理論：凡能給出質(zhì)子(H)的物質(zhì)都是酸。凡能接受質(zhì)子的物質(zhì)都是堿。若某物質(zhì)既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子，可稱為酸堿兩性物質(zhì)。(4)NaHCO3=NaHCO，HCOH=H2OCO2，HCOOH=H2OCO，故根據(jù)酸堿質(zhì)子理論可知HCO可以被稱為酸堿兩性物質(zhì)。例1下列說法不正確的是()A有些活潑金屬如鋁可作熱還原法的還原劑B用電解熔融NaCl的方法來冶煉金屬鈉C可用焦炭或一氧化碳還原氧化鋁的方法來冶煉鋁D回收廢舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物答案C解析鋁可以作還原劑冶煉一些高熔點的金屬，如2AlFe2O32FeAl2O3；金屬鈉是用電解熔融的NaCl的方法制??；鋁是活潑金屬，很難用還原劑把它還原出來；回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物。例2根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列說法不正確的是()A所有的弱酸根都是堿B弱酸酸式酸根既是酸又是堿C一種物質(zhì)不可能既是酸又是堿D氫氧根是堿答案C解析弱酸的電離是可逆的，其逆反應就是弱酸根或酸式酸根與H結(jié)合生成弱酸的反應，所以它們都是堿，A正確；弱酸酸式酸根能進一步電離出H，所以又是酸，B正確；既能電離出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì)既是酸又是堿，C錯誤；OHH=H2O，D正確。二、化學是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具1電解熔融的氯化鈉與電解飽和食鹽水電解熔融的氯化鈉電解飽和食鹽水存在離子Na、ClNa、Cl、OH、H電極反應式陽極：2Cl2e= Cl2陰極：2Na2e=2Na陽極：2Cl2e=Cl2陰極：2H2e= H2電解產(chǎn)物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH電解方程式2NaCl2NaCl22NaCl2H2O2NaOHH2Cl22.合成氨(1)反應原理：N23H22NH3。(2)合成氨技術對人類的貢獻：哈伯等人于20世紀初發(fā)明的合成氨技術，使世界糧食產(chǎn)量增長近一倍。3合成農(nóng)藥(1)DDT：殘留毒性較強，對環(huán)境危害大。(2)發(fā)展方向：研制高效、低殘毒、能夠被生物降解的農(nóng)藥。4合成藥物合成醫(yī)藥：抗生素和新藥物的合成，提高了人類控制和治療疾病的能力?；瘜W對人類的重要性(1)人類不僅要不斷開發(fā)利用自然資源，還要制造、合成有特定性能的新物質(zhì)，而化學則是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具。(2)化學科學發(fā)展在化學合成技術上所取得的巨大成就，使化學科研工作人工合成或從自然界分離出了更多的物質(zhì)，以滿足人類的需要，這是化學對人類文明的重大貢獻之一。例3(2017梅州高一檢測)早在1807年化學家戴維電解熔融氫氧化鈉制得鈉：4NaOH(熔融)4NaO22H2O；后來蓋呂薩克用鐵與熔融氫氧化鈉作用也制得鈉，反應原理為3Fe4NaOH(熔融)Fe3O42H24Na。下列有關說法正確的是()A電解熔融氫氧化鈉制鈉，陽極發(fā)生的電極反應為2OH2e=H2O2B戴維用電解熔融氫氧化鈉法制鈉(如圖)，電解槽中可以用石墨為陽極，鐵為陰極C蓋呂薩克法制鈉原理是利用鐵的還原性比鈉強D若戴維法與蓋呂薩克法制得等量的鈉，則兩反應中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)也相同答案B解析電解熔融氫氧化鈉的陽極反應為4OH4e=2H2OO2，A錯誤；活潑金屬鐵作電解池陽極，易被氧化，故選用石墨作陽極，B正確；鐵的還原性比鈉弱是事實，而蓋呂薩克法制鈉原理是一個可逆反應，產(chǎn)物鈉、氫氣作為氣體脫離反應體系，使反應得以向生成鈉的方向移動，C錯誤；電解熔融NaOH法制得4 mol Na，則轉(zhuǎn)移4 mol電子，蓋呂薩克法制得4 mol Na，則轉(zhuǎn)移8 mol電子，D錯誤。例4下列化工生產(chǎn)原理錯誤的是()可以用電解熔融氯化鈉的方法來制取金屬鈉可以將鈉加入到氯化鎂飽和溶液中制取鎂用電解法冶煉鋁時，原料是氯化鋁煉鐵高爐中所發(fā)生的反應都是放熱的，故無需加熱 A B C D 答案D解析鈉可以和氯化鎂飽和溶液中的水反應，故不能將鎂置換出來；電解法冶煉鋁所用的原料為氧化鋁；煉鐵高爐中所發(fā)生的反應CO2C2CO屬于吸熱反應。知識拓展高爐煉鐵所涉及的主要反應為CO2CO2，CO2C2CO,3COFe2O32Fe3CO2，反應過程中真正還原Fe2O3的是CO而不是C，反應過程中既被氧化又被還原的元素是碳。1(2017金華十校期末調(diào)研)如圖為原子結(jié)構(gòu)模型的演變圖，其中為道爾頓原子模型，為近代量子力學原子模型。下列排列符合歷史演變順序的一組是()A BC D答案A解析表示實心球模型，為道爾頓原子模型，于1803年提出；為葡萄干面包式結(jié)構(gòu)，于1904年由湯姆生提出；為盧瑟福原子模型，盧瑟福于1911年提出；為玻爾的軌道模型，于1913年提出；為近代量子力學原子模型，也即電子云模型，因此按照時間的先后順序排列的一組是，答案選A。2(2018臺州中學高一期末)美國科學家用某有機分子和球形籠狀分子C60制成了“納米車”(如圖所示)，每輛“納米車”是由一個有機分子和4個C60分子構(gòu)成?！凹{米車”可以用來運輸單個的有機分子。下列說法正確的是()A人們用肉眼可以清晰看到“納米車”的運動B“納米車”誕生說明人類操縱分子的技術進入了一個新階段CC60是一種新型的化合物DC60與12C是同位素答案B解析因納米車很小，我們不能直接用肉眼清晰地看到這種“納米車”的運動，A錯誤；“納米車”的誕生，說明人類操縱分子的技術進入一個新階段，B正確；由不同種元素形成的純凈物是化合物，C60是一種單質(zhì)，C錯誤；質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互稱為同位素，C60是單質(zhì)，不是核素，D錯誤。3氧化還原反應廣泛應用于金屬的冶煉，下列說法不正確的是()A電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應中，鈉離子被還原，氯離子被氧化B濕法煉銅與火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生還原反應C用磁鐵礦煉鐵的反應中，1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9 mol eD鋁熱法還原鐵的反應中，放出的熱量能使鐵熔化答案C解析C項，應轉(zhuǎn)移8 mol e。4根據(jù)酸堿電離理論，判斷下列化合物屬于酸的是()HClNaHSO4CH3COOHNa2CO3 Al(OH)3NaOHA B C D答案C解析酸堿電離理論認為電解質(zhì)電離時產(chǎn)生的陽離子全部是H的化合物是酸。5(1)下列反應原理不符合工業(yè)冶煉金屬實際情況的是_。A2HgO2HgO2BFe3O44CO3Fe4CO2C2MgO2MgO2D2Ag2O4AgO2(2)簡要說明不符合工業(yè)實際的原因：_。答案(1)C(2)MgO熔點高，電解耗能大，實際工業(yè)生產(chǎn)中采用電解熔融態(tài)的MgCl2冶煉鎂 對點訓練題組一金屬的冶煉1下列說法中，正確的是()A金屬的冶煉是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來B金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被氧化C金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬只能被還原D金屬冶煉過程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原考點金屬的存在與冶煉原理題點金屬的冶煉原理答案C解析金屬冶煉的原理是利用氧化還原反應，把金屬礦物中的金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)。在金屬的冶煉過程中，被冶煉的金屬只能得到電子被還原。2鋁用來焊接鋼軌是利用()A鋁與氧氣反應生成穩(wěn)定的保護層B鋁是熱的良導體C鋁是強還原劑，鋁熱反應放熱D鋁合金強度大答案C解析鋁是強還原劑，鋁熱反應放出大量的熱，可達到很高的溫度，生成Al2O3和液態(tài)鐵，從而將鋼軌焊接在一起。3下列金屬的冶煉方法中正確的是()A電解氯化鈉溶液冶煉金屬鈉B電解熔融的氯化鋁冶煉金屬鋁C將鐵粉與氧化鎂混合加熱冶煉鎂D用一氧化碳還原氧化鐵冶煉鐵考點金屬的冶煉方法題點金屬冶煉方法的選擇答案D解析冶煉金屬鈉應電解熔融的氯化鈉，而不是氯化鈉溶液；冶煉金屬鋁應電解熔融的三氧化二鋁，而不是氯化鋁；鐵不能將氧化鎂中的鎂還原出來。4金屬鋰是密度最小的金屬，等質(zhì)量的不同金屬，鋰可以釋放出更多的電子，故常用來制造高性能電池。已知鋰的金屬性介于鈉和鎂之間，則冶煉金屬鋰應采用的方法是()A電解法 B熱還原法C熱分解法 D鋁熱法考點金屬的冶煉方法題點典型金屬的冶煉方法答案A解析金屬的冶煉方法與金屬活動性順序的關系：金屬鋰的活動性介于鈉與鎂之間，應采用電解法冶煉金屬鋰。5金屬礦物通常色彩繽紛、形狀各異。下列冶煉金屬的方法屬于熱還原法的是()A2NaCl(熔融)2NaCl2BWO33H2W3H2OCFeCuSO4=CuFeSO4D2Ag2O4AgO2考點金屬的冶煉方法題點常見金屬冶煉方法的識別答案B解析鈉性質(zhì)活潑，用電解法制??；鎢性質(zhì)較不活潑，用熱還原法制取；FeCuSO4=CuFeSO4為濕法煉銅的反應原理，不屬于熱還原法；銀性質(zhì)不活潑，可用熱分解法制取。6熱還原法冶煉金屬的反應一定是()A氧化還原反應 B置換反應C復分解反應 D分解反應考點金屬冶煉的綜合與應用題點金屬冶煉的相關綜合答案A解析熱還原法冶煉金屬的反應一定不是復分解反應，也一定不是分解反應，不一定是置換反應，如3COFe2O32Fe3CO2，但一定是氧化還原反應。7(2017成都七中期末考試)我國古代“藥金”的冶煉方法是將爐甘石(ZnCO3)和赤銅礦(Cu2O)與木炭按一定的比例混合后加熱至800 ，這種方法可煉出有金子般光澤的“藥金”。下列敘述正確的是()A“藥金”實質(zhì)上是銅鋅合金B(yǎng)冶煉爐中爐甘石直接被木炭還原為鋅C用王水可區(qū)別黃金和“藥金”D用灼燒法不能區(qū)別黃金和“藥金”考點金屬冶煉的綜合與應用題點金屬冶煉的相關綜合答案A解析冶煉“藥金”的相關反應方程式為ZnCO3ZnOCO2，2ZnOC2ZnCO2，2Cu2OC4CuCO2，故A項正確，B項錯誤；王水可以溶解黃金和“藥金”，故C項錯誤；用灼燒法可以區(qū)別黃金和“藥金”，因為高溫下黃金與氧氣不反應，而“藥金”可以與氧氣反應，故灼燒后的“藥金”顏色有變化，D項錯誤。8以輝銅礦(Cu2S)為原料冶煉銅，其反應原理可表示為Cu2SO22CuSO2。下列說法不正確的是()A化合價發(fā)生變化的元素有3種BCu2S在該反應中既是氧化劑又是還原劑C1 mol O2參加反應時，上述反應轉(zhuǎn)移電子總物質(zhì)的量為4 molDSO2被分離、回收后氧化生成SO3，作為制取硫酸的原料考點金屬冶煉的綜合與應用題點金屬冶煉的相關綜合答案C解析分析反應中化合價的變化：2222，反應過程中Cu、S、O三種元素的化合價均發(fā)生改變；Cu2S中Cu元素化合價降低，S元素化合價升高，因此Cu2S既是氧化劑又是還原劑；根據(jù)S元素化合價的改變可知，當1 mol O2參加反應時，共轉(zhuǎn)移電子6 mol；SO2催化氧化可得SO3，SO3被水吸收可得H2SO4。題組二電解技術、合成技術的應用9下列事實得出的結(jié)論錯誤的是()A維勒用無機物合成了尿素，突破了無機物與有機物的界限B門捷列夫在前人的基礎上發(fā)現(xiàn)了元素周期律，表明科學研究既要繼承又要創(chuàng)新CC60是英國和美國化學家共同發(fā)現(xiàn)的，體現(xiàn)了國際科技合作的重要性D科恩和波普爾因理論化學方面的貢獻獲諾貝爾化學獎，意味著化學已成為以理論研究為主的學科答案D解析化學是一門以實驗為基礎的學科，有的結(jié)論可以通過化學實驗來驗證，但是更要注重以化學實驗為切入點來進行實驗，由感性認識上升到理論認識，逐漸形成理論體系，因而化學科學的研究應該是理論和實踐的結(jié)合。10.如圖為陽離子交換膜法電解飽和食鹽水原理示意圖，下列說法不正確的是()A從E口逸出的氣體是H2B從D口加入含少量NaOH的水溶液以增強導電性C標準狀況下每生成22.4 L Cl2，便產(chǎn)生2 mol NaOHD粗鹽水中含Ca2、Mg2、Fe3、SO等離子，精制時先加Na2CO3溶液答案D解析Na向陰極區(qū)遷移，H在陰極上發(fā)生還原反應產(chǎn)生H2，A項正確；在陰極電解水，水導電能力弱，加入少量氫氧化鈉增強其導電性，B項正確；根據(jù)電解方程式2NaCl2H2O2NaOHCl2H2知，n(Cl2)1 mol，生成1 mol Cl2必生成2 mol NaOH，C項正確；精制食鹽時，要先加入過量BaCl2溶液除去SO，過量的BaCl2用Na2CO3溶液除去，若先加Na2CO3溶液，后加入BaCl2溶液，則過量的Ba2不能除去，D項錯誤。題組三從不同角度理解酸、堿的概念1120世紀20年代，化學家提出了酸堿質(zhì)子理論。其要點是凡能夠給出質(zhì)子的分子或離子都是酸；凡能夠接受質(zhì)子的分子或離子都是堿，按此觀點，下列粒子既屬于酸又屬于堿的是()H2OCOAl3CH3COOHNH HCOA B C D答案A解析領會或把握信息是關鍵。酸堿質(zhì)子理論的核心：分子或離子接受H為堿；給出H為酸。分析：H2OHOH是酸；H2OHH3O是堿。HCOHCO是酸；HCOHH2CO3H2OCO2是堿。12(2017麗水高一檢測)最近，科學家用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6)和C60反應，使C60獲得一個質(zhì)子，得到一種新型的離子化合物HC60CB11H6Cl6。該反應看起來很陌生，但反應類型上可以跟中學化學里某個熟悉的化學反應相比擬，該化學反應是()AZn2HCl=ZnCl2H2BNaOHHCl=NaClH2OCNH3HCl=NH4ClDH2OCH3COOH=H3OCH3COO答案C解析從酸堿質(zhì)子理論角度C60可以看作堿，和超酸發(fā)生化合反應生成離子化合物，從反應類型和產(chǎn)物類別上看，只有C項滿足。綜合強化13孔雀石的主要成分為CuCO3Cu(OH)2，某同學設計從孔雀石中冶煉金屬銅的方案如下：將孔雀石粉碎后加過量的稀硫酸；將反應后的混合物過濾；向濾液中加入一種金屬粉末。根據(jù)上述實驗方案，試回答：(1)第步反應中的現(xiàn)象為_。(2)第步加入的金屬粉末是_，理由是_。(3)若向濾液中加入過量生石灰后，過濾，將沉淀加熱灼燒后再通入_氣體，可制得較純凈的銅?？键c金屬冶煉的綜合與應用題點金屬冶煉的相關綜合答案(1)固體溶解，有無色氣體生成，溶液變成藍色(2)Fe鐵的活潑性比銅強，可從溶液中置換出銅(3)氫氣解析孔雀石的主要成分是堿式碳酸銅，當加入過量稀硫酸時發(fā)生反應，固體逐漸溶解，產(chǎn)生二氧化碳氣體、水和硫酸銅；為冶煉金屬銅，可加入過量的鐵粉，把銅從硫酸銅溶液中置換出來；若向濾液中加入過量生石灰后生成氫氧化銅，過濾，將沉淀氫氧化銅加熱灼燒后生成氧化銅，通入氫氣生成銅和水。14化學科學發(fā)展的歷史，是一部人類逐步深入認識物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、變化的歷史。隨著知識水平的不斷提高，人們對化學概念的認識與描述也在不斷完善。(1)電離時生成的陽離子全部是氫離子的化合物叫做酸。這是1883年瑞典化學家阿倫尼烏斯(S.Arrhenius)提出的電離學說。試用有關方程式表示氨的水溶液呈弱堿性的原因：_。1923年丹麥化學家布朗斯特(Bronsted)和英國化學家勞里(Lowry)提出了酸堿質(zhì)子理論。該理論認為凡能給出質(zhì)子(H)的物質(zhì)都是酸；凡能接受質(zhì)子(H)的物質(zhì)都是堿。根據(jù)酸堿質(zhì)子理論判斷，下列粒子既可看作酸又可看作堿的是_(填字母)。ACH3COOBNHCH2ODHSO EOHFNO(2)1923年路易斯(Lewis)提出了廣義的酸堿理論：凡是能給出電子對的物質(zhì)都是堿；凡是能接受電子對的物質(zhì)都是酸。如：HOHHOH，即酸(電子對接受體)堿(電子對給予體)產(chǎn)物。試指出下列兩個反應中的酸或堿：FH2OHFOH，該反應中的堿是_(填“F”或“H2O”)。H3BO3H2OHB