高中化學(xué)第二章化學(xué)物質(zhì)及其變化階段素養(yǎng)提升課學(xué)案新人教版必修1

階段素養(yǎng)提升課第二章以“海水的綜合利用”為例復(fù)習(xí)化學(xué)物質(zhì)及其變化1．物質(zhì)的分類2．離子反應(yīng)3．氧化還原反應(yīng)海洋資源包括海洋礦物資源、海水化學(xué)資源、海洋生物(水產(chǎn))資源和海洋動(dòng)力資源等。海水約占地球表面積的71%，具有十分巨大的開(kāi)發(fā)潛力。僅以海水資源為例，包括海水直接利用、海水淡化和海水中化學(xué)資源的提取。(一)長(zhǎng)江三角洲位于中國(guó)大陸東部沿海，是長(zhǎng)江入海之前形成的沖積平原。長(zhǎng)江三角洲是沙不斷淤積而形成的低平的大致成三角形的陸地。萬(wàn)里長(zhǎng)江由西向東奔向大海，江水滔滔直下，所攜帶的泥沙在入?？诓粩嘤俜e，滄海桑田，歷經(jīng)千萬(wàn)年，終于形成寬闊的三角形的陸地。(1)攜帶泥沙的長(zhǎng)江水中含有什么分散系？提示：含有溶液、膠體和濁液。(2)為什么會(huì)在江河的入?？诔霈F(xiàn)三角洲？提示：海水中含有大量的電解質(zhì)，與含有膠體的江河水混合時(shí)，膠體發(fā)生聚沉，逐漸形成三角洲。(二)氯堿工業(yè)(氯及其化合物的性質(zhì)、物質(zhì)的量)工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來(lái)制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一。如圖為氯堿工業(yè)基本流程圖：(1)流程圖中電解飽和食鹽水反應(yīng)的方程式為2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。用單線橋標(biāo)電子轉(zhuǎn)移，根據(jù)該反應(yīng)能否判斷氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物？提示：不能。該反應(yīng)的條件為“電解”，不屬于“通常條件”，故不能根據(jù)該反應(yīng)判斷氧化性、還原性的強(qiáng)弱。(2)工業(yè)上常利用反應(yīng)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O來(lái)制作漂白粉。①該反應(yīng)的氧化劑、還原劑是什么？被氧化的和被還原的原子的個(gè)數(shù)之比是多少？提示：反應(yīng)中只有氯元素的化合價(jià)發(fā)生變化，故氧化劑和還原劑都是Cl2，被氧化的氯原子和被還原的氯原子的個(gè)數(shù)之比為1∶1。②漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白粉失效時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO，2HClOeq\o(=,\s\up7(光照))2HCl＋O2↑。上述反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)？寫出第一個(gè)反應(yīng)的離子方程式，解釋反應(yīng)發(fā)生的原因。提示：第二個(gè)反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，第一個(gè)反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)，發(fā)生的原因?yàn)樯沙恋砗腿跛?HClO)，反應(yīng)的離子方程式為：CO2＋Ca2＋＋2ClO－＋H2O=CaCO3↓＋2HClO。(3)有同學(xué)查閱資料了解到，將漂白粉與濃鹽酸混合會(huì)有Cl2產(chǎn)生，化學(xué)方程式為Ca(ClO)2＋4HCl(濃)=CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。寫出反應(yīng)的離子方程式。若反應(yīng)中生成1mol的Cl2,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是多少？提示：反應(yīng)的離子方程式為ClO－＋2H＋＋Cl－=Cl2↑＋H2O；反應(yīng)中生成1mol的Cl2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol。(三)鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%的鎂是從海水中提取的。下面是海水提鎂的主要工業(yè)流程，請(qǐng)根據(jù)流程回答相關(guān)問(wèn)題：(1)為了使MgSO4轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2，試劑①通常選用石灰乳，寫出反應(yīng)的離子方程式。提示：Ca(OH)2以石灰乳形式存在時(shí)，書寫離子方程式不能拆成離子，離子方程式為：Ca(OH)2＋Mg2＋=Ca2＋＋Mg(OH)2。(2)加入試劑①后，能夠分離得到Mg(OH)2沉淀的方法是____________________。提示：過(guò)濾。分離溶液和固體采用過(guò)濾的方法。(3)試劑②選用鹽酸，寫出其反應(yīng)的離子方程式。提示：Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O。(4)無(wú)水MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后產(chǎn)生鎂和氯氣，是否屬于氧化還原反應(yīng)？寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。提示：反應(yīng)產(chǎn)生鎂和氯氣，發(fā)生了化合價(jià)的變化，屬于氧化還原反應(yīng)，化學(xué)方程式為：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。1．對(duì)于數(shù)以千萬(wàn)計(jì)的化學(xué)物質(zhì)和為數(shù)眾多的化學(xué)反應(yīng)，分類法的作用幾乎是無(wú)可代替的。Ⅰ.現(xiàn)有以下物質(zhì)：①H2O；②Cu；③BaCO3；④Fe(OH)3膠體；⑤乙醇；⑥CO2；⑦稀硫酸。(1)以上物質(zhì)中屬于混合物的是________(填序號(hào)，下同)，屬于電解質(zhì)的是________。Ⅱ.雖然分類的方法不同，但四種基本反應(yīng)類型和離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)之間也存在著一定的關(guān)系。(2)如圖為離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和置換反應(yīng)三者之間的關(guān)系，其中表示離子反應(yīng)的是________(填字母)。(3)有同學(xué)認(rèn)為所有酸堿中和反應(yīng)均可表示為H＋＋OH－=H2O。請(qǐng)舉個(gè)例子反駁上述觀點(diǎn)(用離子方程式表示)：______________________________。(4)被稱為“萬(wàn)能還原劑”的NaBH4溶于水，并與水發(fā)生反應(yīng)NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑。下列說(shuō)法正確的是________(已知NaBH4中H為－1價(jià))。A．NaBH4既是氧化劑又是還原劑B．NaBH4是氧化劑，H2O是還原劑C．硼元素被氧化，氫元素被還原D．被氧化的元素與被還原的元素的質(zhì)量之比為1∶1【解析】Ⅰ.(1)只由一種物質(zhì)組成的是純凈物，由多種物質(zhì)組成的是混合物；在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物是電解質(zhì)。Ⅱ.(2)所有的置換反應(yīng)都是氧化還原反應(yīng)，是被包含和包含的關(guān)系，故A是氧化還原反應(yīng)，B是置換反應(yīng)，所以C是離子反應(yīng)。(3)該離子反應(yīng)表示強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合生成水且不生成其他沉淀的反應(yīng)，如果酸堿中和生成的鹽是難溶物，則不能用此離子方程式表示，如Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=BaSO4↓＋2H2O。(4)分析反應(yīng)中四種元素價(jià)態(tài)的變化：Na元素、B元素、O元素的化合價(jià)在反應(yīng)前后沒(méi)有發(fā)生變化，分別是＋1、＋3、－2，化合價(jià)發(fā)生變化的元素只有H，NaBH4中氫元素的化合價(jià)由－1變?yōu)?，H2O中氫元素的化合價(jià)由＋1變?yōu)?，故氧化劑為H2O，還原劑為NaBH4，由得失電子數(shù)目相等可知，被氧化的H元素與被還原的H元素的質(zhì)量之比為1∶1，D項(xiàng)正確。答案：Ⅰ.(1)④⑦①③Ⅱ.(2)C(3)Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))=BaSO4↓＋2H2O(合理即可)(4)D2．某無(wú)色透明溶液中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、Na＋中的幾種。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)不做任何實(shí)驗(yàn)就可以肯定原溶液中不存在的離子是________。(2)取少量原溶液，加入過(guò)量稀鹽酸，有白色沉淀生成；再加入過(guò)量的稀硝酸，沉淀不消失。說(shuō)明原溶液中肯定存在的離子是________。(3)取(2)中的濾液，加入過(guò)量的氫氧化鈉溶液，出現(xiàn)白色沉淀，說(shuō)明原溶液中肯定有________，有關(guān)的離子方程式為_(kāi)_______________________。(4)原溶液可能大量共存的陰離子是________(填字母)。A．Cl－B．NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))C．COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))D．OH－【解析】(1)無(wú)色透明溶液中不可能含有Cu2＋、Fe3＋有色離子。(2)加入稀鹽酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，則原溶液中肯定存在Ag＋。(3)加氫氧化鈉溶液有白色沉淀出現(xiàn)，原溶液中肯定含有Mg2＋。(4)由于原溶液中含有Ag＋和Mg2＋，陰離子中不可能含有Cl－、COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))、OH－，可能含有NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。答案：(1)Cu2＋、Fe3＋(2)Ag＋(3)Mg2＋Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(4)B3．在氯氧化法處理含CN－的廢水過(guò)程中，液氯在堿性條件下可以將氰化物氧化成氰酸鹽(其毒性僅為氰化物的千分之一)，氰酸鹽進(jìn)一步被氧化為無(wú)毒物質(zhì)。(1)某廠廢水中含KCN，其濃度為650mg·L－1?，F(xiàn)用氯氧化法處理，發(fā)生如下反應(yīng)(其中N均為－3價(jià)、O均為－2價(jià))：KCN＋2KOH＋Cl2=KOCN＋2KCl＋H2O，該反應(yīng)中，被氧化的元素是________。(2)投入過(guò)量液氯，可將氰酸鹽進(jìn)一步氧化為氮?dú)?。?qǐng)用單線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目：2KOCN＋4KOH＋3Cl2=2CO2↑＋N2↑＋6KCl＋2H2O。(3)若處理上述廢水20.0L，使KCN完全轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)，至少需要液氯______g?！窘馕觥?1)在KCN＋2KOH＋Cl2=KOCN＋2KCl＋H2O反應(yīng)中，氯元素化合價(jià)降低，H、N、O、K四種元素的化合價(jià)沒(méi)變，只有碳元素的