2024-2025年高中化學(xué)專題4第1單元化學(xué)是認識和創(chuàng)造物質(zhì)的科學(xué)教案蘇教版必修2

PAGE10-第一單元化學(xué)是相識和創(chuàng)建物質(zhì)的科學(xué)目標(biāo)與素養(yǎng)：1.能用化學(xué)發(fā)展史說明并體會人類對物質(zhì)及其改變的相識是逐步發(fā)展和深化的。(科學(xué)看法與社會責(zé)任)2．了解化學(xué)科學(xué)在人類相識物質(zhì)世界方面的重要作用。(科學(xué)看法與社會責(zé)任)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。(科學(xué)看法與社會責(zé)任)4.了解金屬活動性與金屬冶煉方法的聯(lián)系，知道金屬冶煉的本質(zhì)。(宏觀辨識與微觀探析)一、化學(xué)是打開物質(zhì)世界的鑰匙1．金屬的冶煉(1)金屬運用的發(fā)展歷程(2)寫出金屬Fe、Cu、Al、Na的冶煉所涉及的化學(xué)方程式①Fe：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up10(高溫),)2Fe＋3CO2，F(xiàn)e2O3＋2Aleq\o(=,\s\up10(高溫),)2Fe＋Al2O3。②Cu：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4。③Al：2Al2O3eq\o(=,\s\up10(通電),\s\do10(熔融))4Al＋3O2↑。④Na：2NaCleq\o(=,\s\up10(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)和原子價鍵理論為中心內(nèi)容的經(jīng)典原子分子論的建立。②1869年門捷列夫發(fā)覺了元素周期律。③質(zhì)量作用定律的提出奠定了化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)基礎(chǔ)。④尿素的合成，徹底動搖了“生命力論”。(2)20世紀(jì)時的化學(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掃描隧道顯微鏡的運用，實現(xiàn)了對原子或分子的操縱。3．人類對酸、堿理論相識的發(fā)展(1)阿倫尼烏斯電離學(xué)說(2)酸、堿質(zhì)子理論人類開發(fā)、利用各種金屬的時間先后與金屬的活動性有何關(guān)系？[提示]金屬的活動性越強，該金屬的冶煉就越困難，因此，金屬的活動性越弱，被人類開發(fā)、利用的時間就越早，相反，金屬的活動性越強，被人類開發(fā)、利用的時間就越晚。二、化學(xué)是人類創(chuàng)建新物質(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)式陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2Na＋＋2e－=2Na陽極：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\up10(通電))2Na＋Cl2↑2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2.合成氨(1)反應(yīng)原理：。(2)合成氨技術(shù)對人類的貢獻：哈伯等人于20世紀(jì)初獨創(chuàng)的合成氨技術(shù)，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、能夠被生物降解的新型農(nóng)藥。4．合成醫(yī)藥(1)阿司匹林①結(jié)構(gòu)簡式是；②→→阿司匹林。(2)1929年，弗萊明發(fā)覺了一種藍綠色霉菌叫青霉菌，它能產(chǎn)生一種抑制和殺死金黃色葡萄球菌的物質(zhì)叫青霉素。微點撥：(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(xué)則是人類創(chuàng)建新物質(zhì)的工具。(2)化學(xué)科學(xué)發(fā)展在化學(xué)合成技術(shù)上所取得的巨大成就，使化學(xué)科研工作人工合成或從自然界分別出了更多的物質(zhì)，以滿意人類的須要，這是化學(xué)對人類文明的重大貢獻之一。1．推斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)化合態(tài)的金屬元素被還原時，肯定得到相應(yīng)的金屬單質(zhì)。 ()(2)金屬冶煉過程中，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)真正成為一門科學(xué)并較快發(fā)展，始于質(zhì)量守恒定律的發(fā)展。 ()[提示](1)×(2)×(3)√(4)×2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是()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Mg、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、強度更大，熔點更低等，A項正確；因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，冶煉鋁應(yīng)用電解Al2O3(熔融)的方法，B項錯誤；金屬冶煉的本質(zhì)就是把金屬陽離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽離子的氧化性越弱，越難被還原，C、D項正確。]3．寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。(1)NH3的催化氧化法制HNO3_______________________________________________________________________________。(2)Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制漂白液____________________________________________________________________________。(3)電解飽和NaCl溶液制NaOH_________________________。(4)電解法冶煉鋁________________________________。[答案](1)4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO＋O2=2NO2,3NO2＋H2O=2HNO3＋NO(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O(3)2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))2NaOH＋Cl2↑＋H2↑(4)2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(通電))4Al＋3O2↑選擇合適的金屬冶煉方法1.電解法活潑金屬(從K～Al)較難用還原劑還原，通常采納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)鍵提示Na2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up10(通電))2Na＋Cl2↑不是電解飽和食鹽水MgMgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up10(通電))Mg＋Cl2↑不采納電解熔融MgO，MgO熔點高，耗能大Al2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up10(通電),\s\do10(冰晶石))4Al＋3O2↑不是電解AlCl3，AlCl3為共價化合物，不能電解2.熱還原法在金屬活動性依次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)將金屬從其化合物中還原出來。例如：高爐煉鐵：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋3CO2濕法煉銅：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4鋁熱法煉鐵：2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高溫))2Fe＋Al2O3(可以應(yīng)用于焊接鋼軌)3．熱分解法對于不活潑金屬(Hg、Ag等)，可以干脆用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來。例如：2HgOeq\o(=,\s\up10(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up10(△))4Ag＋O2↑【典例1】下列說法錯誤的是()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金屬活動性很強，制取Cu用熱還原的方法，錯誤；③氯化鋁是共價化合物，要用電解熔融氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；④電解熔融氯化鈉來制取金屬鈉，錯誤；⑤Mg活潑性大于Al，所以不能利用鋁熱反應(yīng)制取鎂，正確。因此制取方法錯誤的是②③④。]1MgCl2、MgO都是離子化合物，在熔融時都可電離，通電時都可電解生成Mg，但MgCl2的熔點比MgO的低，故冶煉鎂時用MgCl2。2AlCl3為共價化合物，熔融時不電離，冶煉Al時用電解熔融Al2O3的方法。1．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是()A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁B[電解法制取金屬鈉時，須要電解熔融的NaCl，而不是其溶液，A項錯誤；鎂的還原性很強，不能用熱還原法來制取，而應(yīng)用電解熔融氯化鎂的方法，C項錯誤；熔融的氯化鋁不導(dǎo)電，故不能電解其熔融物制取金屬鋁，而應(yīng)電解熔融的氧化鋁，D項錯誤。]電解技術(shù)在新物質(zhì)創(chuàng)建中的應(yīng)用1.電解技術(shù)在化學(xué)中的幾個重要應(yīng)用(1)電解熔融NaCl制備Na和Cl22NaCleq\o(=,\s\up10(通電),\s\do10(熔融))2Na＋Cl2↑(2)氯堿工業(yè)制燒堿、Cl2和H22NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)電解法鍍金屬(4)電解法冶煉活潑金屬(5)電解法精煉銅：粗銅作陽極，純銅作陰極，銅鹽溶液作電解液。2．電解飽和食鹽水原理生成物現(xiàn)象電極反應(yīng)式陽極Cl2產(chǎn)生黃綠色氣體2Cl－－2e－=Cl2↑陰極H2和NaOH產(chǎn)生無色氣體2H＋＋2e－=H2↑電解總離子方程式2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))H2↑＋Cl2↑＋2OH－微點撥：(1)通常用潮濕的淀粉-KI試紙檢驗陽極產(chǎn)物氯氣，用酚酞溶液檢驗陰極生成的堿。(2)工業(yè)上用陽離子交換膜將兩極區(qū)隔開。阻擋OH－進入陽極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)：2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O；阻擋陽極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。【典例2】氯堿廠電解飽和食鹽水制取的工藝流程圖如下：(1)在電解過程中，與電源正極相連的電極上所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為___________________________，與電源負極相連的電極上的所發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為________________________。(2)工業(yè)食鹽含Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)，精制過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________。(3)假如粗鹽中SOeq\o\al(2－,4)含量較高，必需添加鋇試劑除去SOeq\o\al(2－,4)，該鋇試劑可以是________。a．Ba(OH)2b．Ba(NO3)2c．BaCl2(4)為有效除去Ca2＋、Mg2＋、SOeq\o\al(2－,4)，加入試劑的合理依次為________。a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加鋇試劑b．先加NaOH，后加鋇試劑，再加Na2CO3c．先加鋇試劑，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脫鹽工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差異，通過________、冷卻、結(jié)晶、________(填寫操作名稱)除去NaCl。[解析](2)由框圖，食鹽精制時加入了NaOH和Na2CO3，則Mg2＋被OH－除去，Ca2＋被COeq\o\al(2－,3)除去，分別生成Mg(OH)2和CaCO3。(3)SOeq\o\al(2－,4)可用Ba2＋除去：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，但不能選擇Ba(NO3)2，因為會引入NOeq\o\al(－,3)。(4)加入過量的鋇試劑，而過量的Ba2＋必需除去，所以加入鋇試劑必需在加入Na2CO3之前，以利用Na2CO3除去Ba2＋：Ba2＋＋COeq\o\al(2－,3)=BaCO3↓。(5)由于溶解度NaOH>NaCl，而脫鹽得到的是NaCl(s)和NaOH(aq)，所以可采納先加熱蒸發(fā)水分——溶解度小的首先析出，再過濾的方法。[答案](1)2Cl－－2e－=Cl2↑2H＋＋2e－=H2↑(2)Ca2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CaCO3↓、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(3)ac(4)bc(5)蒸發(fā)過濾化學(xué)法除雜解題思路(1)選擇除雜試劑：一是不能引入雜質(zhì)，二是要沉淀實力強，三是加入試劑一般要過量。(2)確定除雜的最佳依次：先加入的試劑若過量，后加試劑能除去已過量的試劑。2．下圖是用離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖，電解槽中B極產(chǎn)生的氣體是__________。產(chǎn)品A的化學(xué)式為________。若采納無膜電解槽電解飽和食鹽水可制取次氯酸鈉，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。[解析]電解時，電解質(zhì)溶液中陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，因此左側(cè)B電極為陽極，右側(cè)A電極為陰極，所以A為NaOH，B極產(chǎn)生的氣體為氯氣。若無膜電解飽和食鹽水，陽極生成的氯氣與陰極生成的氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉，電解過程中先后發(fā)生下列反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑2NaOH＋Cl2=NaCl＋NaClO＋H2O因此電解方程式為NaCl＋H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))NaClO＋H2↑。[答案]氯氣(或Cl2)NaOHNaCl＋H2Oeq\o(=,\s\up10(通電))NaClO＋H2↑1．下列說法不正確的是()A．自然界中不存在游離態(tài)的金屬B．金屬活動性不同，冶煉方法也有所不同C．地球上金屬礦物資源有限，因此應(yīng)提高金屬礦物的利用率D．廢舊金屬的回收利用有利于環(huán)境愛護A[自然界中存在游離態(tài)的金屬，如金、鉑等。]2．如圖所示為人類運用不同金屬的大致年頭。這個先后依次與下列因素有關(guān)的是()①地殼中金屬元素的含量②金屬活動性依次③金屬的導(dǎo)電性④金屬冶煉的難易程度⑤金屬的延展性A．①③B．②⑤C．③⑤D．②④D[金屬的冶煉原理是由金屬的活動性和金屬冶煉的難易程度共同確定。]3．依據(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。依據(jù)這個理論，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．①④⑤B．③⑥⑦C．①②③D．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)。]4．20世紀(jì)化學(xué)合成技術(shù)的發(fā)展對人類健康水平和生活質(zhì)量的提高做出了巨大貢獻。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項中的纖維素是自然有機高分子化合物；B項中食鹽