高中化學(xué) 專題4 化學(xué)科學(xué)與人類文明 第1單元 化學(xué)是認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)學(xué)案 蘇教版必修2-蘇教版高一必修2化學(xué)學(xué)案

第一單元化學(xué)是認(rèn)識(shí)和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.能用化學(xué)發(fā)展史說(shuō)明并體會(huì)人類對(duì)物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)是逐步發(fā)展和深入的。2.了解化學(xué)科學(xué)在人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界方面的重要作用。3.了解化學(xué)在合成新物質(zhì)、提高人類生活質(zhì)量方面的重要作用。4.了解金屬活動(dòng)性與金屬冶煉方法的聯(lián)系，知道金屬冶煉的本質(zhì)。(重點(diǎn))[自主預(yù)習(xí)·探新知]一、化學(xué)是打開(kāi)物質(zhì)世界的鑰匙1．金屬的冶煉(1)金屬使用的發(fā)展歷程(2)寫(xiě)出金屬Fe、Cu、Al、Na的冶煉所涉及的化學(xué)方程式①Fe：Fe2O3＋3COeq\o(→,\s\up8(高溫),\s\do15())2Fe＋3CO2，F(xiàn)e2O3＋2Aleq\o(→,\s\up8(高溫),\s\do15())2Fe＋Al2O3。②Cu：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4。③Al：2Al2O3eq\o(=,\s\up8(通電),\s\do10(熔融))4Al＋3O2↑。④Na：2NaCleq\o(=,\s\up8(通電),\s\do10(熔融))2Na＋Cl2↑。2．化學(xué)科學(xué)理論的建立與發(fā)展(1)19世紀(jì)時(shí)的化學(xué)科學(xué)理論①以道爾頓原子論、分子結(jié)構(gòu)和原子價(jià)鍵理論為中心內(nèi)容的經(jīng)典原子分子論的建立。②1869年門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律。③質(zhì)量作用定律的提出奠定了化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。④尿素的合成，徹底動(dòng)搖了“生命力論”。(2)20世紀(jì)時(shí)的化學(xué)科學(xué)理論①化學(xué)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(chǔ)。②掃描隧道顯微鏡的使用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原子或分子的操縱。3．人類對(duì)酸、堿理論認(rèn)識(shí)的發(fā)展(1)阿倫尼烏斯電離學(xué)說(shuō)(2)酸、堿質(zhì)子理論二、化學(xué)是人類創(chuàng)造新物質(zhì)的工具1．惰性電極電解熔融NaCl與電解NaCl水溶液的比較電解熔融NaCl電解NaCl水溶液存在離子Na＋、Cl－Na＋、Cl－、OH－、H＋電極反應(yīng)式陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽(yáng)極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑電解產(chǎn)物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH電解方程式2NaCleq\o(=,\s\up8(通電))2Na＋Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2.合成氨(1)反應(yīng)原理：。(2)合成氨技術(shù)對(duì)人類的貢獻(xiàn)：哈伯等人于20世紀(jì)初發(fā)明的合成氨技術(shù)，使世界糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)近一倍。3．合成農(nóng)藥(1)DDT：殘留毒性，對(duì)環(huán)境危害大。(2)發(fā)展方向：研制高效、低殘毒、能夠被生物降解的新型農(nóng)藥。4．合成醫(yī)藥(1)阿司匹林[基礎(chǔ)自測(cè)]1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)化合態(tài)的金屬元素被還原時(shí)，一定得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)。()(2)金屬冶煉過(guò)程中，被冶煉的金屬既可被氧化，也可被還原。()(3)據(jù)酸堿質(zhì)子理論知(NH4)2CO3是酸堿兩性物質(zhì)。()(4)化學(xué)真正成為一門(mén)科學(xué)并較快發(fā)展，始于質(zhì)量守恒定律的發(fā)展。()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法不正確的是()A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融氯化物制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉B[合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同，如硬度、強(qiáng)度更大，熔點(diǎn)更低等，A項(xiàng)正確；因?yàn)锳lCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，冶煉鋁應(yīng)用電解Al2O3(熔融)的方法，B項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬冶煉的本質(zhì)就是把金屬陽(yáng)離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽(yáng)離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D項(xiàng)正確。]3．根據(jù)酸、堿質(zhì)子理論，凡能給出質(zhì)子的分子或離子都是酸，凡是能結(jié)合質(zhì)子的分子或離子都是堿。按照這個(gè)理論，下列微粒屬于兩性物質(zhì)的是()①HS－②COeq\o\al(2－,3)③H2POeq\o\al(－,4)④NH3⑤H2S⑥CH3COOH⑦OH－⑧NOeq\o\al(－,3)A．①④⑤ B．③⑥⑦C．①②③ D．①③D[HS－、H2POeq\o\al(－,4)既可以發(fā)生電離給出質(zhì)子(H＋)，又可以接受質(zhì)子，它們屬于兩性物質(zhì)。][合作探究·攻重難]選擇合適的金屬冶煉方法[背景材料]從石器、青銅器到鐵器時(shí)代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下圖表示了三種金屬被人類開(kāi)發(fā)利用的大致年限。[思考交流](1)什么是金屬的冶煉？金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是什么？【提示】將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過(guò)程在工業(yè)上稱為金屬的冶煉。冶煉金屬的實(shí)質(zhì)是用還原的方法使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子。(2)金屬冶煉的方法有哪些？怎樣選擇合適的金屬冶煉方法？【提示】根據(jù)金屬的活潑性選擇金屬冶煉方法。很活潑的金屬一般用電解法(如Na、Mg、Al等)，一般活潑的金屬用熱還原法(如Fe、Cu等)，不活潑金屬用熱分解法(如Hg等)。金屬冶煉的常用方法(1)電解法活潑金屬(從K～Al)較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬。例如：金屬電解方程式關(guān)鍵提醒Na2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up8(通電))2Na＋Cl2↑不是電解飽和食鹽水MgMgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up8(通電))Mg＋Cl2↑不采用電解熔融MgO，MgO熔點(diǎn)高，耗能大Al2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up8(通電),\s\do10(冰晶石))4Al＋3O2↑不是電解AlCl3，AlCl3為共價(jià)化合物，不能電解(2)熱還原法在金屬活動(dòng)性順序表中處于中間位置的金屬(一般從Zn～Cu)，通常是用還原劑(C、CO、H2、活潑金屬Al等)將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)。例如：高爐煉鐵：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高溫))2Fe＋3CO2濕法煉銅：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4鋁熱法煉鐵：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up8(高溫))2Fe＋Al2O3(可以應(yīng)用于焊接鋼軌)(3)熱分解法對(duì)于不活潑金屬(Hg、Ag等)，可以直接用加熱分解的方法將金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)。例如：2HgOeq\o(=,\s\up8(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up8(△))4Ag＋O2↑電解技術(shù)在新物質(zhì)創(chuàng)造中的應(yīng)用[背景材料]電解技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)，新物質(zhì)制備等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，如電冶金制Na、Al，氯堿工業(yè)，電解精煉銅等。[思考交流](1)電解NaCl溶液時(shí)，陰極和陽(yáng)極的產(chǎn)物是什么？【提示】陰極產(chǎn)物為H2和NaOH，陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2。(2)電解熔融的NaCl時(shí)陰極和陽(yáng)極的產(chǎn)物是什么？【提示】陰極產(chǎn)物為Na，陽(yáng)極產(chǎn)物為Cl2。電解飽和食鹽水原理生成物現(xiàn)象電極反應(yīng)式陽(yáng)極Cl2產(chǎn)生黃綠色氣體2Cl－－2e－=Cl2↑陰極H2和NaOH產(chǎn)生無(wú)色氣體2H＋＋2e－=H2↑電解總離子方程式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up8(通電))H2↑＋Cl2↑＋2OH－關(guān)鍵提醒：①通常用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物氯氣，用酚酞溶液檢驗(yàn)陰極生成的堿。②工業(yè)上用陽(yáng)離子交換膜將兩極區(qū)隔開(kāi)。阻止OH－進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O；阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。[當(dāng)堂達(dá)標(biāo)·固雙基]題組1金屬的冶煉1．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572190】①加熱HgO制取Hg②將鈉加入氯化銅溶液中制取銅③電解熔融氯化鋁制取鋁④電解飽和食鹽水來(lái)制取金屬鈉⑤不能利用鋁熱反應(yīng)制取鎂A．②④B．①③⑤C．②③④D．①⑤C[①Hg化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，加熱HgO制取Hg，正確；②Na金屬活動(dòng)性很強(qiáng)，制取Cu用熱還原的方法，錯(cuò)誤；③氯化鋁是共價(jià)化合物，要用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁，錯(cuò)誤；④電解熔融氯化鈉來(lái)制取金屬鈉，錯(cuò)誤；⑤Mg活潑性大于Al，所以不能利用鋁熱反應(yīng)制取鎂，正確。因此制取方法錯(cuò)誤的是②③④。](1)MgCl2、MgO都是離子化合物，在熔融時(shí)都可電離，通電時(shí)都可電解生成Mg，但MgCl2的熔點(diǎn)比MgO的低，故冶煉鎂時(shí)用MgCl2。(2)AlCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不電離，冶煉Al時(shí)用電解熔融Al2O3的方法。題組2酸、堿的認(rèn)識(shí)2．根據(jù)酸堿質(zhì)子理論，下列說(shuō)法不正確的是()A．所有的弱酸正根都是堿B．弱酸酸式根既是酸又是堿C．一種物質(zhì)不可能既是酸又是堿D．氫氧根是堿C[弱酸的電離是可逆的，其逆反應(yīng)就是弱酸正根或弱酸酸式根與氫離子結(jié)合生成弱酸的反應(yīng)，因?yàn)槟軌蚪Y(jié)合氫離子，所以它們都是堿，A選項(xiàng)正確；同時(shí)，弱酸酸式根還可以進(jìn)一步電離出氫離子，所以它既是酸又是堿，B選項(xiàng)正確；既能給出質(zhì)子又能接受質(zhì)子的物質(zhì)既是酸又是堿，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；OH－＋H＋=H2O，D項(xiàng)正確。]3．根據(jù)電離學(xué)說(shuō)，下列物質(zhì)不屬于酸的是()A．H2SO4 B．HNO3C．HF D．NaHSO3D[NaHSO3在水溶液中電離生成Na＋、H＋、SOeq\o\al(2－,3)、HSOeq\o\al(－,3)，電離出的陽(yáng)離子全為H＋的才是酸。]題組3化學(xué)與物質(zhì)的制備4．20世紀(jì)化學(xué)合成技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類健康水平和生活質(zhì)量的提高做出了巨大貢獻(xiàn)。下列各組物質(zhì)全部由化學(xué)合成得到的是()A．玻璃纖維素青霉素B．尿素食鹽聚乙烯C．塑料橡膠合成氨D．石英橡膠磷化銦C[A項(xiàng)中的纖維素是天然有機(jī)高分子化合物；B項(xiàng)中食鹽的制備是物理過(guò)程；D項(xiàng)中的石英是自然界中存在的，不是由化學(xué)合成得到的。]5．工業(yè)上常用電解熔融氯化鈉的方法制取金屬鈉和氯氣，試回答下列問(wèn)題：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：13572192】(1)金屬鈉在________極上產(chǎn)生。(2)寫(xiě)出產(chǎn)生Cl2的電極反應(yīng)式：________________________________。(3)該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)離子反應(yīng)，如果是，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式：___________________________________________________________(如果不是，則此空不填)。(4)為何不采用電解食鹽水來(lái)制取Na?___________________________________________________________?！窘馕觥侩x子反應(yīng)發(fā)生的前提條件是電解質(zhì)必須電離出自由移動(dòng)的離子，氯化鈉在熔融狀態(tài)下能夠電離出自由移動(dòng)的Na＋和Cl－，所以該反應(yīng)是離子反應(yīng)