高考复习:人教版高中化学必修一全册复习课件


新课标

人教版·必修1






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第一章 从实验学化学
第一节 化学实验安全

第三章

金属及其化合物

第一节 金属与非金属的反应
第二节 几种重要的化合物 第三节 用途广泛的金属材料

? 第二节 化学计量在实验中的应用 ?

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第二章

化学物质及其变化

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第四章

非金属及其化合物

第一节 无机非金属材料的主角——硅 第二节 富集在海水中的元素——氯 第三节 硫及其氮的氧化物 第四节 氨 硫酸 硫酸

第一节 物质的分类 ?

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第二节 离子反应
第三节 氧化还原反应

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第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
化学实验安全

第1课时

三维目标
知识与技能 1.了解实验安全的重要性 2.了解化学实验的安全常识(重点) 通过化学实验的安全常识的学习,掌 握常见化学实验突发事件的处理方法 (重点) 树立安全意识,遵守实验室安全守 则,养成良好的实验习惯

过程与方法 情感、态度 与价值观

思维激活
实验室制取 H 2 后,在点燃前须先用小试管收集 H 2 ,验证 H2的纯度,直到H2纯净后才能点燃。这是为什么?

自学导引
一、避免实验事故,进行实验应注意的问题 1.遵守实验室规则 。当你走进化学实验室时,首先要认

真阅读并牢记实验室的安全规则。 2.了解安全措施。了解危险化学药品在存放和使用时的 注意事项,着火、烫伤和化学灼伤的处理,如何防止中毒,意 外事故的紧急处理方法,以及灭火器材、煤气、电闸、报警电 话等的位置和使用方法等。 3.掌握正确的操作方法。例如,掌握仪器和药品的使用、 加热方法、气体收集方法等。

二、基本实验操作及应注意的问题 1.药品的取用 (1)药品取用原则 取用化学药品,要遵循确保药品洁净、保证安全的基本 原则。为此要注意以下几点: ①严禁入口和用手直接接触。 ②不要让瓶口对着面部,也不要把鼻孔凑到容器口去闻 药品(特别是毒气)的气味。 ③节药用药。要严格按照实验规定的用量取用药品。如 果没有用量说明,一般应按少量取用,即液体取1~2_mL, 固体盖满试管底部即可。 ④不许用不洁器具取用试剂。 ⑤实验剩余药品既不能 放回原瓶,也不能随意丢弃,更 不能拿出实验室,要放入指定容器中。

(2)固体药品的取用
①取用固体药品一般用 药匙或纸槽,镊子是用来夹取块 状固体的。 ②往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管 壁上,一般先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折

叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管慢慢直立起来,
让药品全部落入试管底部。 ③块状药品或密度较大的金属颗粒放入玻璃容器时,应 先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容 器慢慢竖立起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部 以免打破

容器。

(3)液体药品的取用
①取用液体药品时,可用试管、移液管等器具,也可用 倾注法。使用倾注法取用试剂时,应先拿下瓶塞,倒放在桌 上,把试剂瓶口紧靠另一只手所持的 试管口,让药品缓缓地 注入试管内,注意不要让残留在瓶口的药液流下来腐蚀标签。 一般往大口容器或漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流,倒 完液体,应立即盖好原瓶塞。 ②取用一定量的液体药品时,可用量筒,量液时,量筒

必须放平,视线要跟量筒内液体的凹液面的最低处保持水平 ,
再读出体积数。 ③用胶头滴管取液时,胶头滴管应在试管口稍上部悬空,

不能插入欲加液试管内。

2.连接仪器应注意的安全问题
(1)把玻璃管插入带孔橡皮塞时,应先把玻璃管的一端用 水润湿,然后稍稍用力转动使其插入,可用布包裹玻璃管, 以防其折断刺破手掌。 (2)在容器口塞橡皮塞时,应把橡皮塞慢慢转动着塞进容 器口,切不可把容器放在桌子上使劲塞进塞子,以免压破容 器。 3.酒精灯的使用
2 (1)添加酒精时不能超过容积的 。 3

(2)绝对禁止向燃着的酒精灯里加酒精,以免失火。 (3)绝对禁止用一个酒精灯点燃另一个酒精灯。

(4)用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,切不可用嘴去吹。

4.物质加热
(1)给固体加热可用试管、蒸发皿,给液体加 热可用试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿,有些仪器如 烧杯、烧瓶等不可用酒精灯直接加热。

(2)给试管里的液体加热,要进行预热,液 1 体最好不要超过容积的 ,要使试管倾斜一定角 3 度(约45° )。加热时切不可让试管口朝着自己或 有人的方向。

三、常用危险化学品的分类及标志 1.常用危险化学品的分类 第1类
第 2类 第 3类 第 4类

爆炸品
压缩气体和液化气体 易燃液体 易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品

第5类
第 6类 第 7类 第 8类

氧化剂和有机过氧化物
有毒品 放射性物品 腐蚀品

2.一些常用危险化学品的标志

名师解惑
一、实验安全及防护 1.防爆炸 (1)点燃可燃性气体前先要检验气体的纯度。 (2)在用H2或CO还原CuO时,应先通入H2或CO,在装置 尾部收集气体并检验纯度,若尾部气体已纯,说明装置中的 空气已排尽,这时才可对装置加热。 说明:可燃性气体主要有H2、CO、CH4等。

2.防暴沸
浓硫酸与水、浓硝酸、乙醇等液体混合时,应将浓硫酸 沿器壁慢慢加入另一种液体中,并不断搅拌,否则易引起暴 沸。 3.防失火 使用易挥发可燃物如乙醇、汽油等时,应防止蒸气逸散, 添加易燃品一定要远离火源。 4.防倒吸

加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气
体时易引起倒吸。有加热的实验结束时一般操作为先撤导管, 后熄灭酒精灯;在有多个加热装置的复杂实验中要注意熄灭

酒精灯的顺序,必要时要加防倒吸装置。

5.防污染 实验中产生对环境有污染的气体,必须进行处理。下图 所示为常见的三种处理方法:

说明:对环境有污染的气体主要有 CO、 SO2、H2S、氮 氧化物等。

二、常见意外事故的处理 1.酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布 扑盖;钠、磷等失火用细沙扑盖,重大火情拨打电话119。 2.玻璃割伤,应先除去伤口玻璃碎片,用医用双氧水擦 洗,用纱布包扎,不要用手触摸伤口或用水洗涤伤口。 3.眼睛的化学灼伤,应立即用大量清水冲洗,边洗边眨 眼睛。若为碱灼伤,则用2%的硼酸溶液淋洗;若为酸灼伤, 则用3%的NaHCO3溶液淋洗。 4.浓酸溶液洒在实验台上,应先用碱液中和,然后用水 洗净擦干;浓酸溶液沾在皮肤上,应立即用大量的水冲洗, 并涂抹3%~5%的NaHCO3溶液。 5.浓碱洒在桌面上,应先用稀醋酸中和,然后用水冲洗 擦干;浓碱沾在皮肤上,应先用较多的水冲洗,再涂上硼酸 溶液。 6.汞洒落后,应立即撒上硫粉,并打开墙下部的排气扇。

三、数值与实验安全 1 2 1.酒精灯内的酒精量不得少于 ,也不能超过 。 4 3 1 2.烧杯和锥形瓶内盛放液体的量不能超过其容积的 , 2 以防搅拌时溅出。 2 3.蒸发皿中盛放液体的量不能超过其容积的 。若液体 3 过多,加热时液体可能会溢出,搅拌时也可能使液体溅出。 4.加热盛固体的试管,管口应向下倾斜并与桌面成 20° , 这样有利于水滴流出,可避免水滴回流到管内而使其炸裂。 5.用启普发生器制气体时,加入固体的量不宜过多,以 1 不超过容器中间球体积的 为宜,否则,固体反应剧烈,酸液 3 很容易从导管冲出。

典例导析
知识点1:实验安全与意外事故的处理方法 例1. 下列做法中存在安全隐患的是( ) A.氢气还原氧化铜的实验中,先加热氧化铜后通氢气 B.不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼 睛

C.配制浓硫酸与酒精的混合液时,将所需浓硫酸沿烧 杯壁缓慢倒入盛有一定体积的酒精的烧杯中,并用玻璃棒不 断搅拌 D.用烧瓶加热液体时,投入几片碎瓷片 解析 氢气 ( 或一氧化碳 )等易燃、易爆性气体还原氧化 铜实验中,应先通氢气 ( 或一氧化碳 ) 排净装置中的空气,防 止发生爆炸,所以A存在安全隐患。 答案 A

跟踪练习 1 下列实验操作中,主要不是从安全因素考 虑的是( ) A.酒精灯在不使用时,必须盖上灯帽 B.给试管里的固体加热,应将管口略微向下倾斜,外 壁干燥后再预热 C.给试管里的液体加热,试管口应向上倾斜,外壁干 燥后再预热 D .用 CO 还原 Fe 2 O 3 时,应先通一会儿 CO ,再加热 Fe2O3 答案 A 知识点2:化学实验基本操作 例2.下列实验基本操作中正确的是( ) A.稀释浓硫酸时,将水沿器壁缓慢注入浓硫酸中 B.过滤时,漏斗里液体的液面要高于滤纸边缘 C.胶头滴管的管口直接伸入试管里滴加液体,以免外溅 D.实验室取用液体药品做实验时,如没有说明用量, 一般取1~2 mL

解析

因为浓硫酸被稀释时会放出大量的热,且浓

H2SO4的密度比水大,所以稀释浓硫酸时为防止液体飞溅,

应将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,并不断地用玻璃棒搅拌,
使放出的热量及时散发出去,所以 A不正确;过滤时应使漏

斗内液体的液面略低于滤纸边缘,否则过滤不完全,故 B 不
正确;胶头滴管的正确使用方法是:滴液时滴管应与试管口

垂直,不可伸入试管内,尖嘴部分应位于试管口上方 1 ~ 2
cm处,故C不正确。只有D的操作正确。

答案

D

跟踪练习 2 下列有关药品取用的操作中不正确的是 ( ) A.往试管里装固体粉末时,最好借助于纸槽 B.将锌粒放入试管时,应先将试管横放,把锌粒放入 试管口后缓缓竖起试管 C.倾倒液体药品时,试剂瓶标签应朝外 D.取用块状药品时,可使用药匙或镊子 答案 C 例 3 .某些装有化学物质的试剂瓶上常贴有“危险警告” 标签。装有浓H2SO4的瓶上应贴( )

解析

选项中的四种标志是常用危险化学品的标志。浓

H2SO4是一种强腐蚀性液体,只有B项符合题意。

答案

B
下列试剂的保存方法中正确的是( )

跟踪练习3

A.浓硫酸难挥发,可以敞口放置
B.铜片放在细口瓶中

C.浓硝酸保存在无色广口瓶中
D.酒精可以密封在无色试剂瓶中

答案

D

第2课时

混合物的分离和提纯(一)

三维目标
1.了解过滤和蒸发所使用的仪器及操作要 领(重点) 2.掌握SO的检验(重点)

知识与技能

过程与方法

通过对过滤和蒸发等方法的学习,掌握一 定的分离、提纯操作技能
在了解分离、提纯原则和掌握技能的基础 上,培养学生严谨的科学态度和实事求是、 一丝不苟的科学作风,养成良好的实验习 惯

情感、态度 与价值观

思维激活
在一望无垠的海滩上,海水被拦截在一方方盐池里,太 阳把盐水晒干了,海水里溶解的氯化钠结晶出来。从1 t海水

里可以得到约30 kg食盐,这是粗盐。晒盐时日晒和风吹都有 利于加速水分子的运动,从而有利于食盐晶体的析出。你知 道粗盐中含有哪些杂质?这些杂质通过什么方法可以除去?

自学导引
一、过滤 1.适用范围

过滤适用于不溶性固体与液体的分离。 2.仪器 所用的仪器和用品有漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁 圈)、滤纸。

3.注意事项 蒸发时液体体积不能超过蒸发皿容积的,在加热过程中, 要用玻璃棒不断搅拌液体,以防局部过热以致液滴 飞溅,当 加热到出现大量晶体时,停止加热,利用余热蒸干。 三、粗盐的提纯 粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸盐等杂质,可 以通过溶解、过滤、蒸发进行提纯。以上操作都要用到玻璃 棒,它们的作用依次是: (1)加速溶解。 (2)引流。 (3)防止液体飞溅。 用上述方法提纯的食盐还有可溶性的杂质,要除去这些 杂质,应加入试剂的顺序是: ①BaCl2、NaOH、Na2CO3,过滤之后加HCl。

②NaOH、BaCl2、Na2CO3,过滤之后加HCl。 ③BaCl2、Na2CO3、NaOH,过滤之后加HCl。 即Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液加入之后再加。 四、SO42-的检验 先往未知液中加入 稀盐酸 ,再加入 氯化钡 溶液。 BaCl 2 +Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。

名师解惑
一、混合物的分离和提纯 1.概念

(1)物质的分离:将混合物中各物质通过物理方法或化学 方法,把各成分彼此分开的过程。 (2)物质的提纯:把混合物中的杂质除去,以得到纯净物 质的过程。

2.在分离提纯物质时,要除掉杂质。化学上所指的杂质
都是有害和无价值的吗? 化学上指的杂质是相对于主要成分而言的,并非都是有 害和无价值的。如自来水中含多种矿物质,它们的存在不但 无害,而且还有利于人体健康。又如粗盐中的 CaCl2、MgCl2、 Na2SO4等在工业上都有重要的应用。

二、过滤和蒸发比较
方法 适用 范围 主要 仪器 过滤 不溶性固体与液体的分离 漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁 圈)、滤纸 蒸发 分离溶于溶剂中的固体物质 蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架(或 铁架台)、泥三角

装置

举例

从BaSO4悬浊液中提取BaSO4固体; 除粗盐中的不溶性杂质等 ①要做到“一贴”、“二低”、“三 靠”; ②必要时要洗涤沉淀物(过滤器中); ③定量实验过滤要无损失

从食盐的水溶液中提取食盐晶体

注意 事项

①溶质要不易分解、水解、被氧气氧 化; ②蒸发过程要不断搅拌,有大量晶体 析出时停止加热,利用余热蒸干

三、检验SO42-要注意的问题及正确操作步骤
1.检验SO42-要排除Ag+、CO32-、SO32-等的干扰。 2.正确的操作步骤是: (1)向未知液中加入足量HCl(除去Ag+、CO32-等); (2)若出现白色沉淀,则应过滤,保留滤液,弃除沉淀; (3)向滤液中或未出现沉淀的溶液中加入 BaCl2溶液,观 察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀,则可证明未知液中 含有SO42-。

典例导析
知识点1:混合物的分离和提纯 例1.下列物质的分离和提纯方法属于化学分离提纯法的

是(

) A.分离沙子和食盐水溶液 B.分离溶于水中的氯化钠 C.从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾 D.将O2和CO2混合气体通入NaOH溶液中除去CO2气体 解析 物理分离提纯法有过滤、结晶、蒸发、蒸馏、萃 取、分液等;化学分离提纯法有沉淀、置换、加热、分解、 洗气等。根据选项A可用过滤,B可用蒸发,C可用结晶法, D只能是洗气法。 答案 D

跟踪练习 1 下列各组固体混合物中,适宜用溶解、过 滤、蒸发的操作顺序进行分离的是( ) A.NaCl和NaNO3 B.CaCO3和MnO2 C.NaOH和NaNO3 D.CaCO3和Na2CO3 答案 D 知识点2:过滤操作和注意事项 例2.某同学做粗盐提纯实验时,发现过滤两次后,滤液 仍然浑浊,造成这一结果的可能原因有哪些? 解析 在进行过滤时,应注意 “ 一贴 ” 、 “ 二低 ” 、 “三靠”。“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁。“二低”是指 滤纸边缘要低于漏斗边缘;过滤器中的液体要低于滤纸边缘, 若滤液过多,可分几次把液体慢慢转移到过滤器中。“三靠” 是指烧杯嘴要紧靠玻璃棒使液体沿玻璃棒流入漏斗;玻璃棒 下端要靠在三层滤纸那边;漏斗管末端要紧靠烧杯内壁。如 果滤液不澄清,有可能是实验操作不符合要求。 答案 可能的原因有:仪器不干净,滤纸破损,滤液高 于滤纸的边缘等。

跟踪练习2

下列混合物能用过滤方法分离的是(

)

A.汽油和水 B.食盐和蔗糖 C.泥沙和食盐 D.BaSO4固体和AgCl固体 答案 C 知识点3:蒸发操作和注意事项 例 3. 在“粗盐提纯”的实验中,蒸发时正确的操作是

(

)
A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热 B.开始析出晶体后才用玻璃棒搅拌

C.待水分完全蒸干后停止加热
D.蒸发皿中出现大量固体时即停止加热

解析

根据化学实验基本操作,蒸发是用加热的方法使

溶剂不断挥发的过程。蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离 出固体溶质。 A项说明没有过滤即蒸发,不能除去泥沙。加 热过程中应该用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热,造成 液滴飞溅,所以 B项不对。当蒸发皿中出现较多固体时即停 止加热,利用余热将剩余液体蒸干,所以D项正确。 答案 D 从食盐水中提取食盐晶体,应采取的操作 B.蒸发结晶 D.升华 跟踪练习 3

是(

)
A.过滤 C.重结晶

答案

B

知识点4:物质的检验 例4.某混合物中可能含有可溶性硫酸盐、碳酸盐,为了 检验其中是否含有硫酸盐,某同学取少量混合物溶于水后, 向其中加入 BaCl 2 溶液,发现有白色沉淀生成,由此而得出 该混合物中含有硫酸盐的结论。你认为这一结论准确吗?为 什么? 解析 若盐溶液中含有碳酸盐,加入 BaCl 2 溶液,也能 生成白色沉淀,所以这个结论不准确。在做离子检验的实验 时,一定要注意排除干扰离子。检验SO42-的正确方法是:先 用盐酸酸化,这样可排除 CO 3 2-、 SO 3 2-和 Ag+ 等的干扰,再 加入BaCl2溶液,若有沉淀生成,则证明一定有SO32-存在。 答案 结论不准确,因为CO32-遇BaCl2也能生成白色沉 淀。正确的操作应是:先加入足量盐酸酸化,再向滤液中或 未出现沉淀的溶液中加入 BaCl 2 溶液,若产生白色沉淀,则 说明有硫酸盐。

跟踪练习4

向某工厂排放出的澄清废液中,加入BaCl2

溶液,产生白色沉淀,再加入足量的硝酸,沉淀部分溶解并

产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则下列说法中正确的是
( )

A.废液中一定含有Ag+
B.废液中一定含有CO32-

C.废液中一定含有SO42D.废液中一定含有H2SO4

答案

B

第3课时

混合物的分离和提纯(二)

三维目标
知识与技能 过程与方法 情感、态度 与价值观 1.了解蒸馏的实验原理和操作要领(重点) 2.了解萃取的实验原理和操作要领(重点) 通过蒸馏和萃取等方法的学习,掌握一定的混 合物分离、提纯操作技能 通过蒸馏和萃取两种分离方法和操作技能的学 习,培养学生严谨的科学态度和实事求是、一 丝不苟的科学作风,养成良好的实验习惯

思维激活
我们已知知道,从海水中提取食盐可通过蒸发的方法获 得,若给你一杯海水,你怎样通过实验的方法将它变成一杯 较纯净的可直接饮用的淡水呢?

自学导引
一、蒸馏 1.蒸馏的原理 蒸馏是利用液态混合物中各组分的 沸点不同,通过加热到 一定温度使沸点 低的物质先汽化,再冷凝下来与沸点 高的物质 分离开来。 2.主要仪器 铁架台 ( 附铁圈、铁夹 ) 、酒精灯、石棉网、 蒸馏烧瓶 、 温 度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
3.注意事项 蒸馏操作时要注意: (1)在蒸馏烧瓶中要放少量沸石,防止液体 暴沸;(2)温度计水银球的位置应放于蒸馏烧瓶支管口处;(3)蒸馏烧 2 1 瓶中所盛放液体不能超过其容积的 ,也不能少于 ;(4)冷凝管中冷 3 3 却水从下口进,上口出。

二、萃取和分液 1.萃取和分液的原理 萃取是利用溶质 在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同, 用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出 来。 萃取之后一般应进行分液操作。分液是把两种互不相溶 的液体分离开的操作。 2.萃取和分液的主要仪器 铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯。 3.萃取和分液的注意事项 萃取和分液时要注意:(1)两种溶剂必须不互溶,且要有 一定的密度差别,溶质在萃取剂中的溶解度一定要大;(2)倒 转分液漏斗振荡时,要适时旋开活塞放气;(3)分液时要把分 液漏斗上端的玻璃塞打开或使塞上的凹槽 ( 或小孔 ) 对准漏斗 口上的小孔;(4)萃取后的下层溶液从分液漏斗下口缓缓放出, 而上层溶液则从上口倒出。

名师解惑
一、蒸馏、萃取、分液的比较
方法 适用范围 装置图 应用实例 注意事项 ①蒸馏烧瓶中要放少量碎瓷 片,防止暴沸 ②温度计水银球的位置应在 蒸馏烧瓶支管口处 ③蒸馏烧瓶中所盛放液体不 能超过其容积的,也不能少 于 ④冷凝管中冷却水下进上出

蒸馏

分离沸点相差 较大的液体混 合物

制取蒸馏水

萃取

将溶质从一种 溶剂转移到另 一种溶剂中

用有机溶剂(如 四氯化碳)从碘 水中萃取碘

①萃取剂和溶剂互不相溶, 与溶剂、溶质均不反应;溶 质在萃取剂中的溶解度较大; 萃取剂和原溶剂密度相差较 大 ②酒精易溶于水,不能作萃 取剂

分液

两种互不相溶 的液体的分离

水、苯的分离

上层液体从上口倒出,下层 液体从下口放出

二、在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物 质时,静置分层后,如果不知道哪一层液体是 “水层 ” ,可 以如何判断? 取一支小试管,打开分液漏斗的活塞,慢慢放出少量下 层液体,往其中加入少量 H 2 O,如果加水后,试管中液体不 分层,说明分液漏斗中下层是水层,反之上层是水层。 三、混合物分离的其他常用方法
方法 适用范围 主要仪器 举例 硝酸钾的溶解度随温 度变化大,氯化钠的 溶解度随温度变化 小,可用该法从氯化 钠和硝酸钾的混合物 中提纯硝酸钾 注意事项 ①一般先配较高温 度的饱和溶液,然 后降温结晶 ②结晶后过滤分离 出晶体

混合物中各组分在 结晶、重结晶 溶剂中的溶解度随 温度变化不同

烧杯及过滤仪 器

升华

混合物中某一成分 在一定温度下可直 接变为气体,再冷 却成固体

粗碘中碘与钾、钠、 酒精灯、大烧 钙、镁的碘化物混 杯、圆底烧瓶、 杂,可利用碘易升华 铁架台(带铁圈) 的特性,将碘与杂质 、石棉网 分离



典例导析
知识点1:蒸馏的原理和操作 例1.过氧化氢 (H2O2) 的沸点比水高,但受热容易分解。 某试剂厂先制得7%~8%的过氧化氢溶液,再浓缩成30%的 溶液时,可采用的适宜方法是( A.常压蒸馏 B.减压蒸馏 C.加生石灰后常压蒸馏 )

D.加压蒸馏
解析 因为过氧化氢沸点高且易分解,所以为防止过氧 化氢分解,应该降低蒸馏温度,故可采用减压蒸馏。

答案

B

跟踪练习 1
确的是( )

在制取蒸馏水的实验中,下列叙述中不正

1 A.在蒸馏烧瓶中盛约 体积的自来水,并放入几粒沸石 3

B.将温度计水银球插入自来水中 C.冷凝水从冷凝管下口进,上口出 D.温度计的水银球的位置应放于蒸馏烧瓶支管口处 答案 B

知识点2:萃取原理及萃取、分液操作
光 例2.化学工作者从有机反应: RH+Cl2(g) ― ― → RCl(l) +HCl(g)(g表示物质为气态, l表示物质为液态 )受到启发, 提出的在农药和有机合成工业中可获得副产品盐酸的设想 已成为现实。试指出从上述反应产物中分离得到盐酸的最 佳方法是 ( )
A.蒸馏法 B.水洗分液法 C.升华法 D.有机溶剂萃取法 解析 蒸馏是分离液体混合物, A项错误。液态混合物 不具备升华性质, C 项错误。 D 项不是最佳方法。 B 项利用 HCl极易溶于水得盐酸,而有机物一般难溶于水,采用水洗 分液法是最简便、易行的方法。 答案 B

跟踪练习2

下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作
)

萃取剂,从碘水中萃取碘)中错误的是(

A.饱和碘水和 CCl4加入分液漏斗中后,塞上上口玻璃 塞,用一手压住分液漏斗上口部,一手握住活塞部分,把分 液漏斗倒转过来振荡 B.静置,待分液漏斗中液体分层后,先使分液漏斗内 外空气相通(准备放出液体) C.打开分液漏斗的活塞,使下层液体全部沿盛接液体

的烧杯内壁慢慢流出
D.最后继续打开活塞,用另一容器盛接并保存上层液 体

答案

D

第二节 化学计量在实验中的应用
第1课时 物质的量的单位——摩尔

三维目标
1.了解物质的量及其单位,了解物质的量与 微观粒子数之间的关系(重、难点) 2.了解阿伏加德罗常数的含义 在了解物质的量含义的基础上,能够进行质量、 物质的量、摩尔质量等物理量之间的换算(重、 难点) 知道实验、假设、模型、比较、分类等科学方 法在化学研究中的作用和意义

知识与技 能

过程与方 法 情感、态 度 与价值观

思维激活
水是我们非常熟悉的物质,它是由水分子构成的。一滴 水 ( 约二十分之一毫升 ) 大约含有 1.7 万亿个水分子。如果一个 一个地去数,即使分秒不停,一个人一生也无法完成这项工 作。所以我们一天要喝掉多少水分子,几乎无法去计算。因 此,对于微观粒子的数目,我们不能用“个”去衡量。就像 我们到集市去买小米,不是买多少个小米,而是买多少斤的 小米,我们需要一个能衡量粒子数目多少的物理量来表示粒 子的数目,你知道这个物理量是什么吗?

自学导引
一、物质的量 1.概念:表示含有一定数目粒子的集合体,符号为 n 。 2.描述对象:原子、分子、离子、原子团、电子、质子、 中子等微观粒子。 3.单位:mol。

二、摩尔 1.标准:含有约6.02×1023个任何粒子的集体计量为1摩
尔。

2.符号:mol。 三、阿伏加德罗常数 国际上规定, 1 mol 粒子集体所含的粒子数与 0.012 kg 12 C 中所含的碳原子数相同,约为 6.02 × 10 23 ,把 6.02 × 10 23 mol-1叫做阿伏加德罗常数,并作为一个物理量,符号为NA。 四、物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系

N n= 或N=n· NA NA
五、摩尔质量 1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量。 2.符号及单位:符号为__M__,常用的单位为g· mol-1。

3.摩尔质量的特点
当物质的摩尔质量以 g· mol-1为单位时,在数值上等于

该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
如:Mg的摩尔质量为24 g· mol-1 NaCl的摩尔质量为58.5 g· mol-1 H2SO4的摩尔质量为98 g· mol-1 CO32-的摩尔质量为60 g· mol-1 六、物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)的关系

m m n= 或m =n· M或M= M n

名师解惑
一、对物质的量的理解 1 .物质的量是一个专用名词,与时间、长度等物理量 一样,在使用时不能进行任何增减。质量和摩尔质量的单位 不同:质量常用的单位是g,而摩尔质量常用的单位是g· mol-1。 2 .物质的量只适用于表示微观粒子,如电子、质子、 离子、分子等,不能表示宏观的概念。例如可以说1 mol O2, 不能说1 mol乒乓球。1 mol粒子集体所含的粒子数与12 g碳 -12所含的碳原子数相等。 3 .物质的量不能用摩尔代替,因为前者是物理量,后 者是物理量的单位。 4 .在使用物质的量时,要指明粒子的种类。例如不能 说1 mol 氢,因为分不清是氢原子还是氢分子。 5 .对于任何物质来说,只要物质的量相同,所含的粒 子数目就必然相同。

二、对阿伏加德罗常数的理解 阿伏加德罗常数用0.012 kg 12C中所含原子个数来定义, 但阿伏加德罗常数不是一个纯数,它是有单位的,其单位为 mol-1,即阿伏加德罗常数为6.02×1023 mol-1。阿伏加德罗 常数是将宏观可以称量的物质与微观不能计数的粒子联系起 来的桥梁。 三、对摩尔质量的理解 1.正确理解摩尔质量 摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量。符号: M;单位:g· mol-1或kg· mol-1等,常用的单位为g· mol-1。 (1) 原子、简单离子的摩尔质量以 g· mol- 1 为单位时, 在数值上等于其相对原子质量。如 M (Na) = 23 g· mol - 1 , M(Na+)=23 g· mol-1。 (2) 多原子组成的单质或化合物的摩尔质量以 g· mol - 1 为单位时,在数值上等于其相对分子质量。如 M (N 2 ) = 28 g· mol-1,M(H2SO4)=98 g· mol-1。

(3)原子团的摩尔质量以g· mol-1为单位时,在数值上等于 其式量。如M(NH)=18 g· mol-1,M(MnO)=119 g· mol-1。 说明:对于给定的某一物质来说,摩尔质量是一个常量, 不随物质的质量多少、物质的量多少而变,也不随物质的聚 集状态改变而改变。 2.物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的 关系

N (1)n= NA
在n、N和NA中,已知任意两项可求第三项。

m (2)M= n
在M、n和m中,已知任意两项可求第三项。

÷ M × NA (3)m? ? ? ? n ? ? ? ? N ×M ÷ N
A

①在m、M、NA和N中,已知任意三项可求第四项。 ②以n恒等列代数方程式可解决较复杂的问题。 3.物质的质量、摩尔质量、相对分子质量 (或相对原子 质量)的区别与联系
物质的相对 分子(原子)质量
数值 特征

物质的质量

摩尔质量
对于给定的物质,其 摩尔质量数值是固定 不变的 g·mol-1

区 别

以一个碳-12原子质量的作为 质量的数值 标准,其他分子(或原子)的质 可能是任意 量与它相比较所得的数值,固 的 定不变 1 g或kg

单位

联系

单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量,以g·mol-1为单位 时,它在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量

典例导析
知识点1:物质的量及其单位 例1.下列说法中正确的是( ) A.一个氧原子的质量就是氧的相对原子质量 B.一个碳原子的质量大约是1.66×10-24 g C.He的摩尔质量就是它的相对原子质量 D.物质的量是表示物质所含有一定数目粒子的集体的 物理量 解析 一个氧原子的质量与氧的相对原子质量,两者意 义不同,在数值上相差NA倍,故A不正确;根据阿伏加德罗 常数的定义,NA个碳原子的质量是12 g,则一个碳原子的质 量大约是 1.993 × 10 - 23 g ,故 B 不正确;粒子的摩尔质量以 g· mol - 1 为单位时在数值上等于它的相对原子质量,但两者 意义不同,单位不同,故C不正确。 答案 D

跟踪练习1 下列有关摩尔的叙述中正确的是( ) A.摩尔是一个基本物理量 B.摩尔是物质的量的单位 C.摩尔是物质质量的单位 D.摩尔是粒子的数量单位 答案 B 知识点2:阿伏加德罗常数 例2.阿伏加德罗常数的数值为6.02×1023 mol-1,下列说 法中正确的是( ) A.1 mol氧含有6.02×1023个粒子 B.1 mol CO2中所含原子总数是6.02×1023 C.1 mol NH3中所含分子总数是6.02×1023 D.1 mol N2含有6.02×1023个粒子

解析 A中说1 mol 氧,既没用化学式,也没有指明粒子 种类,故A不对;每个CO2 分子含有3个原子,故1 mol CO2 中所含原子总数是3×6.02×1023,B不对;C正确;D虽然给 出的是N2 ,但所含的粒子是分子还是原子没有指明,所以D 不对。 答案 C 跟踪练习 2 设NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说 法中错误的是( ) A.32 g O2所含的分子数目为NA B.1 mol H2O含有的H2O分子数目为NA C.1 mol H2O含有的氢原子数目为NA D.0.5NA个O2分子的物质的量是0.5 mol 答案 C

知识点3:摩尔质量及其单位 例3.下列说法中正确的是( ) A.1 mol O的质量是16 g· mol-1 B.Na+的摩尔质量是22 g· mol-1 C.CO2的摩尔质量是44 g· mol-1 D.氢的摩尔质量是2 g· mol-1 解析 A项,1 mol O的质量所使用的物理量是质量,质 量的常用单位之一是 g,而不是 g· mol - 1。 B项,在粒子的结 构上 Na+ 比 Na少了 1个电子,但由于与原子核的质量相比电 子的质量是忽略不计的,所以Na+与Na的相对质量相同,摩 尔质量也相同。同理,Cl-与Cl、SO42-与SO4、OH-与OH等, 摩尔质量也分别相同。 D项,“ 氢 ” 所表达的粒子对象不够 明确,因此“2 g· mol-1”与“氢的摩尔质量”是不相称的, 应改述为“H2的摩尔质量是2 g· mol-1”或“H的摩尔质量是 1 g· mol-1”等。 答案 C

跟踪练习3 下列说法中正确的是( ) A.1 mol H2SO4的质量为98 g· mol-1 B.SO3的摩尔质量为80 g· mol-1 C.1 mol O就是1 mol氧气 D.SO2的摩尔质量与SO2的相对分子质量相等 答案 B 知识点4:以物质的量为中心的综合计算 例4.已知1 g H2O中所含氢原子数为m,则阿伏加德罗常 数NA可表示为____________。
解析 根据 NA= N ,本题中已知氢原子数为 m,故可写成 n N(H) NA= ,只要求出 n(H)即可。根据 H2O分子的组成,可知 n(H) m (H2O) 1g 1 n(H)= 2n(H2O)= 2× = 2× = mol。 - M(H2O) 18 g· mol 1 9 N(H) m - 故NA= = = 9m mol 1。 n(H) 1 mol 9

答案 9m mol-1 跟踪练习 4 若50滴水正好为 m mL,则 1滴水所含的分 子数为( )

A.m×50×18×6.02×10 m 23 B. ×6.02×10 50×18 18m C. ×6.02×1023 50 18×50×m D. 23 6.02×10
答案 B

23

第2课时

气体摩尔体积

三维目标

知识与技能

1.了解气体摩尔体积的概念,掌握有关气 体摩尔体积的计算(重点) 2.了解阿伏加德罗定律及其推论(重点) 通过有关计算,理解气体的分子数与物质 的量的关系 经过分析推出气体摩尔体积,感受获取新 知识的乐趣

过程与方法 情感、态度 与价值观

思维激活
1805年,盖· 吕萨克在用定量方法研究气体反应体积间的 关系时,发现了气体定律:当压强不变时,反应前的气体跟

反应后生成的气体体积间互成简单的整数比。 1811年,意大利物理学家阿伏加德罗在化学中引入了分 子概念,提出阿伏加德罗定律,不仅圆满地解释了盖· 吕萨克 的实验结果,还确定了气体分子中含有的原子数目,开辟了 一条确定相对分子质量和相对原子质量的新途径。 你想知道阿伏加德罗定律的内容吗?

自学导引
一、物质体积的影响因素 物质体积的大小取决于构成这种物质的 粒子数目、粒子

大小和粒子之间的距离。

1.固态或液态物质 固态或液态物质,粒子之间的距离是非常小的,故1 mol 固态或液态物质的体积主要取决于 粒子的大小 ,不同的固态 或液态物质,粒子的大小是不相同的,因此,1 mol不同的固 态或液态物质的体积是不相同的。 2.气态物质 对于气体来说,粒子之间的距离远大于粒子本身的直径, 所以1 mol气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。而在 同温同压下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的, 1 mol任何气体都具有相同的体积。 二、气体摩尔体积 1.概念:单位物质的量的气体所占的体积。 2.符号及单位:符号为Vm,常用单位有L/mol(或L· mol- 1)和m3/mol(或m3· mol-1)。

3.气体摩尔体积的数值 气体摩尔体积的数值决定于气体所处的 温度和压强。例 如标准状况下,气体摩尔体积约为 22.4_L· mol - 1(较常用 ) ; 25 ℃和101 kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.8 L· mol-1。 4.物质的量(n)、气体体积(V)和气体摩尔体积(Vm)的关系 V 为 Vm= 。 n

名师解惑
一、标准状况下的气体摩尔体积及有关计算 1.标准状况下的气体摩尔体积 (1)标准状况是指 0 ℃、1.01×105 Pa的状况。例如:1 mol H2O在标准状况下的体积是22.4 L是错误的。 (2)气体摩尔体积Vm的常用单位是L· mol-1。 (3)适用于标准状况下任何气体,包括混合气体。 (4)并不一定只有在标准状况下1 mol气体的体积才是22.4 L,在非标准状况下,1 mol气体也有可能是22.4 L。

2.标准状况下气体体积的计算 (1)体积(V)与物质的量的关系 V(L) n(mol)= - 22.4(L· mol 1) (2)体积 (V)与气体质量(m )的关系 V(L) m -1 = 22.4(L· mol ) M (3)体积 (V)与粒子数 (N)的关系 V(L) N - = 22.4(L· mol 1) NA 二、阿伏加德罗定律及其推论 1.阿伏加德罗定律的内容 当温度、压强一定时,气体粒子之间的距离是相等的, 所以,在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相 同数目的粒子。

2.使用阿伏加德罗定律的注意事项 (1)阿伏加德罗定律适用的对象是气体,不适用于固体和 液体。 (2)本定律又称为“四同定律”。即同温、同压、同体积 和同粒子数,只要有三个 “同”成立,第四个“同”必定成 立。 3 .阿伏加德罗定律的推论 (1) 同温同压下,气体的体积之比等于其物质的量 (或

V1 n1 分子数目 )之比,即 = 。 V2 n2 (2)同温同压下,气体的密度之比等于其摩尔质量 (或 ρ1 M1 相对分子质量 )之比,即 = 。 ρ2 M2 (3)同温同体积下,气体的压强之比等于其物质的量 p1 n1 (或分子数目 )之比,即 = 。 p2 n2

(4)同温同压同体积下,气体的质量之比等于其摩尔 m 1 M1 质量(或相对分子质量 )之比,即 = 。 m 2 M2 (5)同温同压下,同质量的气体体积与其摩尔质量 (或 V1 M2 相对分子质量 )成反比,即 = 。 V2 M1 (6)同温同体积下,同质量的两种气体,其压强与摩 p1 M2 尔质量(或相对分子质量 )成反比,即 = 。 p2 M1

典例导析
知识点1:气体摩尔体积的概念及有关计算 例1.下列说法中正确的是( ) A.在273 K、1.01×105 Pa的条件下,某气体的体积为 2.24×10-2 m3,该气体的物质的量约为1 mol B.1 mol某气体的体积为22.4 L,该气体所处的状况必 定为标准状况 C.1 mol某气体的体积为22.4 L,该气体的压强一定为 101 kPa D.固态CO2又叫干冰,含CO2 1 mol的干冰在标准状况 下的体积必定小于22.4 L 解析 A选项,273 K、1.01×105 Pa条件为标准状况, 2.24×10-2 m3即为22.4 L。 B选项,温度、压强的升高或降低,对气体体积的影响 效果是相反的。1 mol气体的体积为22.4 L,该气体所处的状 况不一定是标准状况。

C选项,一定物质的量的气体的体积不仅与压强有关, 还与温度有关,所以1 mol气体的体积为22.4 L时,压强不一 定为101 kPa D选项,干冰在标准状况下不是固体,而是气体,1 mol CO2气体在标准状况下的体积约等于22.4 L。 答案 A 跟踪练习 1 下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是 ( ) A.单位质量的气体所占的体积就是气体摩尔体积 B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4 L C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4 L· mol-1 D.相同物质的量的气体体积一定相同 答案 C

知识点2:阿伏加德罗定律及推论
例2.在一定温度和压强下,2体积X2气体与3体积Y2气体 恰好完全反应,生成 2体积气体化合物 Z,则Z的化学式可能 是( ) A.XY3 B.XY C.X3Y D.X2Y3

解析

同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的

量之比,在化学反应中,参加反应的各物质的物质的量之比 又等于各物质的化学计量数之比。由题意可得,化学方程式: 2X2+3Y2===2Z,由质量守恒定律可得,Z的化学式为 X2Y3 或Y3X2。

答案

D

跟踪练习2

标准状况下,m g A气体与n g B气体的分子
)

数相同,下列说法中不正确的是(

A.相同质量的A气体与B气体的分子个数之比为m∶n B.A气体与B气体的摩尔质量之比为m∶n C.同温同压下,A气体与B气体的密度之比为m∶n D .相同状况下,同体积 A 气体与 B 气体的质量之比为 m∶ n 答案 A

知识点3:以物质的量为中心的综合计算 例3.标准状况下,某种O2和N2的混合气体m g含有b个分 子,则n g该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是( )

b nb 解析 n g该混合气体所含分子数为 n g× = ,其物质的 mg m nb m nb 量为 mol,故在标准状况下的 - = 6.02× 1023 mol 1 m× 6.02× 1023 nb 22.4nb -1 体积为 mol× 22.4 L· mol = L。 m× 6.02× 1023 m× 6.02× 1023

22.4nb A. m×6.02×1023 22.4n×6.02×1023 C. mb

22.4mb B. b×6.02×1023 nb×6.02×1023 D. 22.4m

答案

A

跟踪练习3 1.4 g某气体在标准状况下的体积为1.12 L, 则其相对分子质量为( ) A.14 B.21 C.28 D.35

1.12 L 解析 该气体的物质的量为 - 1 = 0.05 mol,其摩 22.4 L· mol 1.4 g 尔质量为 = 28 g· mol- 1,所以相对分子质量为 28。 0.05 mol
答案 C

第3课时

物质的量在化学实验中的应用

三维目标
1.理解物质的量浓度的概念,掌握有关物质的量浓度的计 知识与技能 算(重、难点) 2.初步学会配制一定物质的量浓度的溶液(重点) 过程与方法 通过实验活动,初步学会一定物质的量浓度溶液的配制方 法,培养观察和动手实验能力

情感、态度 通过实验活动,培养严谨的实验态度和精确的实验操作技巧 与价值观

思维激活
有很多化学反应是在溶液里进行的,在工业生产和科学 研究中要定量研究在溶液中发生的化学反应,通常是量取溶 液的体积,这样可以知道溶质的物质的量吗?

自学导引
一、物质的量浓度 1.概念:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。 2.符号及单位:符号为cB,常用的单位为mol/L(或mol· L-1) 。

nB 3.表达式: cB= 。 V 4.溶质的质量、物质的量、物质的量浓度之间的关系: ÷ M ÷ V mB? ? ? ?nB? ? ? ?cB × M × V
二、一定物质的量浓度溶液的配制 1.主要仪器:托盘天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头

滴管等。

2.配制步骤 根据下列实验步骤配制100 mL 0.100 mol· L-1 NaOH溶 液。 (1)计算:配制100 mL 0.100 mol· L-1 NaOH溶液所需碳 酸钠固体的质量为0.4 g。 (2)称量:用托盘天平准确称取氢氧化钠固体(0.4 g)。 (3)溶解:将氢氧化钠固体放入100 mL烧杯中,用适量的 蒸馏水溶解,冷却至室温。 (4)移液:将烧杯中的溶液用玻璃棒小心地引流到100 mL 容量瓶中 (注意:不要让溶液洒到容量瓶外 ) ,用蒸馏水洗涤 烧杯内壁2~3次,并将每次洗涤的溶液都转移到容量瓶。 (5)定容:缓缓地将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中 的液面接近容量瓶瓶颈刻度线 1~2 cm处。改用胶头滴管滴 加蒸馏水到 液面正好与刻度线相切,再将容量瓶塞盖好,反 复上下颠倒,摇匀。

名师解惑
一、物质的量浓度及其计算 1.溶液中各量间的关系

×V ÷ cB 溶质的物质的量浓度 ? ? ? ? 溶质的物质的量 ? ? ? ÷ V × c? B ×ρ 溶液的体积? ? ? ? 溶液的质量 ÷ ρ

2.物质的量浓度和溶质的质量分数的区别与联系
物质的量浓度 溶质的质量分数 mol g L g 物质的量浓度(cB)= 溶质的质量 溶质的质量分数= 溶质的物质的量 (nB) 溶液的质量 溶液的体积 (V) × 100% 体积相同、物质的量浓度也 质量相同、溶质的质量分数也相同的 相同的任何溶液中,所含溶 任何溶液中,所含溶质的质量相同, 质的物质的量相同,但溶质 但溶质的物质的量不一定相同 的质量不一定相同 物质的量浓度(cB)= - 溶质的质量分数 (w)×溶液的密度 (ρ)× 1000 mL· L 1 溶质的摩尔质量 (M) - - (上式中密度的单位为g· mL 1,摩尔质量的单位为g· mol 1)

溶质的单位 溶液的单位 公式

特点

物质的量浓度与溶液中溶 质的质量分数的换算关系

3.溶液的混合和稀释 (1) 混合前后,溶质的质量和总物质的量不变,即 c 总 V总 = c1 V1+ c2V2 (c 1 V1 和c2 V2分别是混合前溶液的物质的量浓度 和体积,c总V总是混合后溶液的物质的量浓度和体积)。 (2)稀释前后,溶质的质量和总物质的量不变,即c(浓溶 液)· V(浓溶液)=c(稀溶液)· V(稀溶液)。 二、一定物质的量浓度溶液的配制 1.配制一定物质的量浓度的溶液应该注意的问题 (1)选用与欲配溶液的体积相同的容量瓶。 (2)使用前,必须检查是否漏水。方法:加水至刻度线附 近,盖好瓶塞,瓶外水珠用布擦拭干净,用食指顶住瓶塞, 用另一只手的手指托住瓶底,把瓶倒立2 min,观察瓶塞周围 是否有水渗出。如果不漏,将瓶直立,把瓶塞转动 180 °后, 倒过来再试一次。 (3)不能在容量瓶内直接溶解溶质。 (4)容量瓶不能长时间存放溶液。

2.配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析

nB m 误差分析依据的原理:cB= = ,由m、V决定 V MV 实验误差。
(1)称量时所引起的误差 使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因:

①天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀;②用量筒量取所
需体积的液体时,仰视读数,使所量取液体的体积偏大等。 使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因: ①试剂、砝码的左右位置颠倒并使用了游码;②在敞口 容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时,动 作过慢;③用量筒量取液体时,俯视读数,使所量取液体的 体积偏小等。

(2)用于溶解固体或稀释液体的烧杯和玻璃棒未用蒸馏水
洗涤,使溶质的物质的量减小,致使溶液的浓度偏低。 (3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出,致使溶液的浓度 偏低。 (4)容量瓶内溶液的温度高于20 ℃,造成所配制溶液的体 积(20 ℃时)小于容量瓶上所标注的体积,致使溶液的浓度偏 高。

(5)在定容时,仰视读数会使溶液的体积增大,致使溶液
的浓度偏低;俯视读数会使溶液的体积减小,致使溶液的浓

度偏高。

典例导析
知识点1:物质的量浓度的计算 例1.将24.4 g NaOH固体溶于水配成100 mL溶液,其密 度为 1.219 g· cm - 3 ,则该溶液中 NaOH 的物质的量浓度为 ____________,NaOH的质量分数为____________。
nB 解析 根据 cB= ,只要计算出 NaOH的物质的量即可求出 V NaOH的物质的量浓度。 m (NaOH) 24.4 g n(NaOH)= = - = 0.61 mol M(NaOH) 40 g· mol 1 n(NaOH) 0.61 mol - c(NaOH)= = = 6.1 mol· L 1 0.1 L V[NaOH(aq)] m (NaOH) 24.4 g w(NaOH)= ×100%= - m [NaOH(aq)] 1.219 g· cm 3×100 mL ×100%= 20%

答案

6.1 mol· L-1;20%

跟踪练习1 0.5 mol· L-1的NaCl溶液中混有Na2CO3,向 该溶液中加入适量的 BaCl 2 固体粉末后再过滤,以除去溶液 中的 Na 2 CO 3 。此时滤液中 NaCl 的物质的量浓度为 ( ) A.小于0.5 mol· L-1 B.等于0.5 mol· L-1 C.大于0.5 mol· L-1 D.无法确定 答案 C 知识点2:一定物质的量浓度溶液的配制 例2. (1)用质量分数为98%、密度为1.84 g· cm-3的浓硫酸 配制100 mL 1.84 mol· L-1 稀硫酸,若实验仪器有: A.100 mL 量筒 B .托盘天平 C .玻璃棒 D . 50 mL 容量瓶 E . 10 mL 量筒 F .胶头滴管 G . 50 mL 烧杯 H . 100 mL容量瓶,实验时应选用仪器的先后顺序是 ________( 填编 号 )。

(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是 ________(填编号)。 A.使用容量瓶前先检查它是否漏水 B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗 C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸 条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线 2 ~ 3 cm处,用滴管加蒸馏水至刻度线 D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后, 直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水至刻度线 E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托 住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次 F.往容量瓶中转移溶液时应用玻璃棒引流 解析 本题是一道计算与实验的综合题,涉及溶液稀释、 质量分数与物质的量浓度之间的换算以及一定物质的量浓度 溶液的配制等问题。

解析 本题是一道计算与实验的综合题,涉及溶液稀释、 质量分数与物质的量浓度之间的换算以及一定物质的量浓度 溶液的配制等问题。

(1)据稀释规律c1V1=c2V2和质量分数换算为物质的量 浓度的关系,先求出c1,再求出V1。 -3 100 mL×1.84 g· cm ×98 g -1 c1= = 18.4 mol· L 1 L×98 g· mol-1 -1 L ×0.1 L c2V2 1.84 mol· V1= = - c1 18.4 mol· L 1 =0.01 L=10 mL
则需用浓H2SO4的体积为10 mL,所以选10 mL量筒。若 用100 mL量筒,则会使量取的溶液体积误差变大。

问题(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法,容量瓶只能用
来定容(定容时标示的温度为20 ℃),不能用来稀释或溶解物 质,也不能长期存放溶液,因为稀释或溶解的过程中将有热 效应,影响溶液体积的测定;使用容量瓶之前只能用蒸馏水 洗涤,不能用待配溶液润洗容量瓶,若用待配溶液润洗会使 溶质附着在容量瓶内壁,引起所配制溶液浓度偏高。 答案 (1)EFGCHF

(2)BCD

跟踪练习2

用18 mol· L-1的浓硫酸配制 1 mol· L-1 的

H2SO4溶液100 mL,其操作步骤是:计算、量取、稀释、转 移、洗涤、定容、摇匀并转入指定容器中。下列有关叙述中 正确的是( ) A.先计算出所需浓硫酸的质量,然后用天平准确称量 B.先计算出所需浓硫酸的体积,然后用100 mL量筒准 确量取 C.先计算出所需浓硫酸的体积,然后用10 mL量筒准

确量取
D.稀释时应当慢慢将浓硫酸倒入盛有水的烧杯中,然 后立即将稀硫酸溶液转入100 mL容量瓶中

答案

C

本章小结

知识整合
一、混合物的分离和提纯

二、离子的检验

三、物质的量

高考体验
1.(2008年广东理科基础,32)用石灰水、小苏打、淀粉 和食醋等不能完成的实验是( A.碘盐中碘的检验 B.暖瓶中水垢的除去 )

C.食盐和纯碱的鉴别
D.鸡蛋壳主要成分的检验 解析 水垢中含有CaCO3、Mg(OH)2等物质,可以用醋 酸除去;食盐和纯碱可以用石灰水鉴别;蛋壳中含有 CaCO3, 可以用醋酸检验。

答案

A

2.(2008年海南,3)在两个密闭容器中,分别充有质量
相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且 甲的密度大于乙的密度,则下列说法中正确的是( A.甲的分子数比乙的分子数多 B.甲的物质的量比乙的物质的量少 C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小 D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小 解析 两种气体在同温同压下,气体摩尔体积相同,密 )

度之比等于相对分子质量之比,故甲的相对分子质量大于乙
的,在质量相同的情况下,说明甲的分子数及物质的量比乙 少。

答案

B

3.(2007年广东,3)下列叙述正确的是( ) A.48 g O3气体含有6.02×1023个O3分子 B.常温常压下,4.6 g NO2气体含有1.81×1023个NO2分 子
C.0.5 mol· L-1 CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+ D.标准状况下,33.6 L H2O含有9.03×1023个H2O分子 解析 本题考查物质的量及阿伏加德罗常数之间的关系。 A项中48 g O3气体,其物质的量为1 mol,含有6.02×1023个 O3分子,故A正确。B项中4.6 g NO2气体,其物质的量为0.1 mol,含有6.02×1022个NO2分子,故B项错误。C项中不知道 CuCl 2 溶液的体积, Cu2+ 的物质的量和个数无法确定,故 C 错误。D项中水在标准状况下不是气体,33.6 L H2O的物质 的量也不是1.5 mol,故D错误。 答案 A

4.(2008年上海,18)设计学生实验要注意安全、无污染、 现象明显。根据启普发生器原理,可用底部有小孔的试管制 简易的气体发生器 ( 如图 ) 。若关闭 K ,不能使反应停止,可 将试管从烧杯中取出 ( 会有部分气体逸散 ) 。下列气体的制取 宜使用该装置的是( )

A.用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气 B.用锌粒与稀硫酸制氢气 C.用硫化亚铁(块状)与盐酸制硫化氢 D.用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳

解析

因 MnO 2 为粉末状固体,易散落到烧杯中,使反

应失去控制,不能停止, A项错误;用锌粒与稀硫酸反应制 取H2,若装置从烧杯中取出会导致H2逸散在空气中,但不会 造成污染,B项正确;若装置从烧杯中取出会导致H2S气体逸 散在空气中而造成污染, C 项错误;制取 CO 2 气体不能用稀 硫酸,D项错误。 答案 B

第二章 化学物质及其变化
第一节
第1课时

物质的分类

简单分类法及其应用

三维目标
知识与技能 了解常见物质及其变化的分类方法(重点)

过程与方法

引导学生对具体的化学物质和化学反应从 不同角度进行分类 认同分类法对于化学科学研究和化学学习 的重要作用

情感、态度与 价值观

思维激活
相传战国时期有个名叫公孙龙的人,他想牵着马过关, 但按当时国家的规定,马是不允许带出关去的,于是守关的

人跟他说:“先生,马是不允许出关的,请把马留下。”公 孙龙说:“我牵的是白马,不是马,规定上只是说马不能过 关,并没有说白马不准过关啊!”经过一番舌战,公孙龙牵 着白马出关了。你认为公孙龙的话有道理吗? “白马非马”论,我们对它的评价经常是狡辩,其实从 分类的角度看,也有它合理的一面。马是对这种动物的总称, 可从多个角度进行分类,如颜色、年龄、雄雌、品种等。根 据颜色马可分为白马、黑马、枣红马、棕色马等,故马与白 马不是同一概念,白马只是马的一种。那么,对于不同的物 质是如何分类的?这就是我们这节学习的内容。

自学导引
把大量的事物按照事先设定的标准进行分类,是人们最熟 悉也是最方便的一种科学方法。这种方法在社会生活、经营管 理和科学技术中得到了广泛的应用。 例如,初中化学把元素分为金属元素、非金属元素,把化 学反应分为化合反应、分解反应、臵换反应、复分解反应。 1.交叉分类法 人们认识事物时需要采用多种分类方法,来弥补单一分类 方法的不足。例如,对碳酸钠的分类,根据不同的标准分为钠 盐、碳酸盐。 2.树状分类法 对同种事物进行再分类,例如,把化合物分为酸、碱、盐 和氧化物。 3.分类作为科学方法的意义:当分类的标准确定之后, 同类中的事物在某些方面的相似性可以帮助我们做到举一反三; 对于不同类事物的了解使我们有可能做到由此及彼。

名师解惑
一、化学物质的分类 1.交叉分类法:分类的标准不同,分类的结果就不同。 同一事物,从不同的角度进行分类,会得到不同的分类结果, 因此在对物质进行分类时,必须指明分类的依据。在认识事 物时,运用多种分类方法,可以弥补单一分类方法的不足。 交叉分类法就是这种思想的体现。例如:

2 .树状分类法:像一棵树,有主干、支干、次支干和 小枝丫。树状分类法是对同类事物进行再分类。

二、化学反应的分类 在初中化学中,我们曾学习过两种不同的分类方法。一是根 据反应物和生成物的类别及反应前后物质种类的多少,把化学反 应分为四种基本类型的反应 (化合反应、分解反应、置换反应、复 分解反应);二是根据反应中物质是否得到氧或失去氧,把化学反 应分为氧化反应和还原反应。 在高中阶段,我们还会接触到更多的分类方法,如:

说明:化学反应的四种基本类型不能包括所有的化学反应 (如 Fe3O4+4CO3Fe+4CO2)。

典例导析
知识点1:物质的分类 例1.采取交叉分类法,用线条把下列物质与其所属类别 连接起来。 (NH4)2CO3 铵盐 (NH4)2SO4 钠盐 Na2CO3 碳酸盐 Na2SO4 硫酸盐 解析 根据不同的分类标准,同种物质可以归属于不同 的类别,这是人们在认识和研究物质时经常用的一种分类方 法——交叉分类法。根据组成盐的阴、阳离子的不同, (NH4)2CO3因其组成中含有 NH4+,故属于铵盐,其组成中还 含有CO32-,故其又属于碳酸盐。同理,(NH4)2SO4既是铵盐, 又是硫酸盐; Na2 CO3 既是钠盐,又是碳酸盐; Na 2 SO4 既是 钠盐,又是硫酸盐。

答案

跟踪练习1 从H、O、S、K四种元素中选择适当的元素, 组成和表中第一栏物质类别相同的物质,将其化学式填在表 中相应空格内。

示例

HNO3

NaOH

Na2CO
3

CO2

化学式 答案 H2SO4(或H2SO3等); KOH; K2SO4(或K2SO3等); SO2(或SO3等)

知识点2:化学反应的分类
例2 氧化铜 有以下五个反应:①硫在氧气中燃烧 ③二氧化碳使澄清石灰水变浑浊 ⑤生石灰与水反应 ②高锰酸 ④氢气还原 钾受热分解

其中属于化合反应的有____________,有化合价变化的

反应有____________。
解析 根据不同的分类标准对化学反应有不同的分类。 根据四大基本反应类型分:①、⑤属化合反应,②属分解反 应,③属复分解反应,④属置换反应。在五个反应中,①、 ②、④有化合价变化,③、⑤无化合价变化。

答案

①⑤;①②④

跟踪练习2


下列反应中属于化合反应的是(

)

①Fe+S=====FeS ②CaO+CO2========= FeSO4+Cu ③Fe+CuSO
4

CaCO3

CaCl2+H2O+CO2↑ ④2HCl+CaCO3============== 4Fe(OH)3 Fe(OH)2+O2+2H2O

A.①②③ C.③④⑤ 答案 D

B.②③④ D.①②⑤

第2课时

分散系及其分类

三维目标
1.了解胶体以及分散系的概念;了解 胶体与其他分散系的区别;了解胶体 的重要性质和实际应用(重、难点) 2.培养学生根据实验现象探究、分 析、推理和判断的能力

知识与技能

过程与方法

学会运用观察、实验、查阅资料等多 种手段获取信息,并运用比较、分类、 归纳、概括等方法对信息进行加工
1.通过实验激发学生学习化学的兴趣 与情感 2.培养学生严谨求实、勇于探索的科 学态度

情感、态度 与价值观

思维激活
根据史书记载:远在秦朝时,西湖还是一个和钱塘江相 连的海湾。钱塘江带下的泥沙日渐沉积,使浅海湾日益变小 变浅,逐渐形成沙洲,把海湾和钱塘江分隔开来,原来的海 湾变成了一个内湖,西湖就由此诞生了。你知道西湖的诞生 是什么原理吗?

自学导引
一、分散系的分类

1.概念:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物
质中所得到的体系。
? ?分散质 2.组成? ? ?分散剂

3.分类
(1)按照分散质或分散剂所处的状态分 按照分散质或分散剂所处状态的不同可将分散系分为 __9__类。

(2)按照分散质粒子的大小分
溶液:分散质粒子小于10-9m。 胶体:分散质粒子在10-9~10-7m之间。 浊液:分散质粒子大于10-7m。

二、胶体的制备和性质 1 . 概念:分散质粒子大小在 10 - 9 ~ 10 - 7 m 之间的分散
系。

2.氢氧化铁胶体的制备 (1)制备原理 氯化铁在沸水中可与水反应生成氢氧化铁,控制反应条 件,可以得到氢氧化铁胶体。化学方程式为

FeCl3+3H2O=====Fe(OH)3(胶体)+3HCl。 (2)实验步骤
取一只烧杯,加入50 mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向 沸水中滴加饱和FeCl3溶液。继续煮沸,待溶液变成红褐色后, 停止加热。 (3)实验现象 烧杯中液体呈红褐色。



3.胶体的性质 (1) 丁达尔效应 —— 让一束平行光线通过完全透明的胶 体,从垂直于光束的方向,可以观察到一条光亮的“通 路”,该现象称为“丁达尔效应”。丁达尔效应是粒子对光 散射的结果。丁达尔效应是区分 胶体和溶液的一种常用的物 理方法。 (2)布朗运动——在胶体中,由于质点在各个方向所受的 力不均衡而产生的无规则的热运动,称为“布朗运动”。 (3)电泳——在外加电场的作用下,胶体的粒子在分散剂 里向电极做定向移动的现象。 注意:电泳只是胶粒定向地向电极运动,并没有凝聚而 沉淀。并不是所有胶体均有此性质。 (4)凝聚——当外在条件改变时,破坏了胶体的介稳性, 胶体粒子聚集成较大颗粒而形成沉淀 ,这种现象称为“凝 聚”。能促使溶胶凝聚的物理或化学因素有 加热;加入电解 质;加入胶粒带相反电荷的胶体等途径。

名师解惑
一、三种分散系的比较 分散系 外观 直径 溶液 胶体 浊液 均一、透 不均一、不透 大多均一、透明、 明、 明、 介稳性 稳定 不稳定 <1 nm 1~100 nm >100 nm

分 散 组成 质 粒 子 能否透 过滤纸 典型实例

单个分子 或离子
能 食盐水

分子集合体或 有机高分子
能 淀粉溶液

大量分子的 集合体
不能 泥水

二、胶体的重要性质及应用 1 .一束光通过胶体时产生一条光亮的“通路”,此现 象叫“丁达尔效应”,而溶液无此现象。 (1)丁达尔效应可用来鉴别胶体和溶液。 (2)丁达尔效应是物理现象,在日常生活中随处可见。如 当日光从窗隙射入暗室,或者光线透过树叶间的缝隙射入密 林中时,可以观察到丁达尔效应;放电影时,放映室射到银 幕上的光柱的形成也是丁达尔效应。 2 .布朗运动:胶体粒子在胶体中不停地做无规则运动, 这使胶体不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。这是胶 体具有介稳性的原因之一。 3 .电泳现象:胶体在外加电场作用下做定向移动。电 泳现象证明了胶体粒子带有电荷。胶体粒子带有电荷是因为 胶体粒子可以选择性地吸附某一种电性的离子而带有电荷, 胶体粒子吸附阴离子而带负电荷,吸附阳离子而带正电荷。

同种胶体粒子所带电性相同,在通常情况下,它们之间的相 互排斥使它们不易聚集。这是胶体具有介稳性的原因之二。 注意:淀粉胶体不带电荷。 4 .胶体的聚沉:胶体的介稳性是相对的,当条件发生 改变时,胶体就会发生聚沉。胶体聚沉的方法有:①加热法, 如蛋白质胶体,加热时蛋白质胶体发生聚沉。②加入电解质, 电解质中的阴、阳离子可以中和胶体粒子的电性,使之沉降。 ③加入带相反电荷的胶体,也相当于中和胶体粒子的电性, 使胶体聚沉。④应用电泳原理。如使用静电除尘器除去空气 或工厂废气中的飘尘以及微细的固体颗粒物;用石膏使豆浆 变成豆腐;用明矾净水等。 5.利用胶体知识解释的问题 ①沙洲的形成;②不同牌号的墨水不能混用;③不同血 型的人不能相互输血;④卤水点豆腐;⑤明矾净水;⑥土壤 的保肥性;⑦工业制肥皂的盐析;⑧冶金工业电泳除尘;⑨ 工业选矿等。

典例导析
知识点1:分散系的分类 例1 日常生活里我们见到的雾、食醋、豆浆、泥浆水等, 它们都是分散系。 (1)其中以气态物质作分散剂的是__________。 (2)其中属于胶体的是______________。 解析 在以上分散系中,雾的分散剂为气体;食醋、豆 浆、泥浆水的分散剂为液体;雾、豆浆中分散质的直径都在 1~100 nm之间,均属于胶体。 答案 雾;雾、豆浆 跟踪练习1 下列分散系最稳定的是( ) A.悬浊液 B.乳浊液 C.胶体 D.溶液 答案 D

知识点2:胶体的性质及应用 例2 下列关于胶体和溶液的区别的叙述中正确的是( ) A.胶体带电荷,溶液不带电荷 B.一束光线通过溶液时没有明显现象,而通过胶体时 会出现明显的光路 C.溶液中分散质可通过滤纸,胶体中分散质不能通过 滤纸 D.溶液长时间静置易产生浑浊,胶体长时间静置不产 生浑浊 解析 A项,胶体粒子可带电荷,但胶体、溶液整个分 散系是呈电中性的; B项,丁达尔现象是区别溶液和胶体最 常用的方法; C项,溶液、胶体中的分散质均能通过滤纸; D项,溶液很稳定,胶体也较稳定。故只有B项正确。 答案 B

跟踪练习2

不能用胶体的性质来解释的是(

)

A.明矾净水 B.由豆浆制成豆腐 C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可看到光 亮的通路 D.FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,出现红褐色沉淀 答案 D

第二节 离 子 反 应
第1课时 酸、碱、盐在水溶液中的电离

三维目标
知识与技能
1.理解电解质的概念(重点) 2.理解电离的概念,能正确书写电离方 程式 引导学生自主学习,从电离的角度得出酸、 碱、盐的定义 培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度; 对学生进行透过现象看本质的辩证唯物主 义教育

过程与方法
情感、态度 与价值观

思维激活
食盐晶体是由带正电荷的钠离子与带负电荷的氯离子通 过静电作用按一定规律紧密排列而成,这种静电作用很强烈, 故不能自由移动,食盐晶体不导电。当食盐晶体熔化或溶于 水时,这种静电作用被破坏,成为自由移动的离子,在外加 电场的作用下,阳离子移向负极,阴离子移向正极,即有了 电荷的定向移动,形成了电流。食盐晶体在熔化或溶于水时 导电。由此可以看出,物质的导电是在一定条件下的,导电 的实质是产生了自由移动的离子。你知道还有哪些物质熔化 或溶于水能导电吗?

自学导引
一、电解质和非电解质 1 . 电解质:在 水溶液 里或 熔融 状态下能够导电的 化合
物。

2 .非电解质:在 水溶液 里和 熔融 状态下都不导电的 化 合物。

二、电离 1 . 概念:电解质在 水溶液 中或 熔融状态 下产生 自由移 动的离子的过程。 2.电离方程式 KCl=K++Cl- H2SO4=2H++SO NaOH=Na++OH- 三、电解质溶液的导电性 1.原因:电离产生自由移动的离子。 2 .影响因素:相同条件下,离子浓度越 大 ,所带电荷 越多,溶液导电性越强。 四、从电离的角度理解酸、碱、盐的本质 1.酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物。 2.碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。 3.盐:电离时能生成 金属阳离子 (或 NH) 和 酸根 离子的 化合物。

名师解惑
一、正确理解电解质和非电解质的概念 在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质, 若是在以上两种情况下都不导电的化合物,则称为非电解质。 1.电解质和非电解质都是化合物。对于单质(如Fe、Cl2 等),无论能否导电,都不能称为电解质或非电解质。对于混 合物(如NaCl溶液、盐酸等),即使能导电,也不是电解质。 2 .电解质所要求的导电条件,只要满足在“水溶液” 或“熔融状态”中的任一情况即可。如HCl在液态时不导电, 其水溶液可导电,所以HCl是电解质。 3 .有些化合物溶于水所得的溶液能够导电,但这些化 合物不一定就是电解质。如 CO2的水溶液能够导电,是因为 CO 2 与水反应生成了电解质 H2 CO 3,而 CO2 在水溶液中并未 电离,是非电解质。

4.活泼金属的氧化物,如Na2O、Al2O3等,其水溶液能
导电,虽然溶液中的离子不是它们电离出来的,但它们在熔 融状态下能电离出离子而导电,因此是电解质。 例:Na2O(熔融)=2Na++O2- Al2O3(熔融)=2Al3++3O2- 5 .化合物是否为电解质,与溶解度的大小无关。如 BaSO4虽难溶于水,但溶于水的部分发生了电离,所以是电 解质。

6.一般来说,酸(不分强弱)、碱(不分强弱)、盐(不论溶
解性如何)、活泼金属的氧化物都是电解质,而非金属的氧化 物都不是电解质。

7.酒精、蔗糖等绝大多数有机物都不是电解质。

二、书写电离方程式要注意的问题
1.要遵守质量守恒和电荷守恒两大定律。

2.在熔化状态下酸不电离,不写电离方程式。
3.在熔化状态下的酸式酸根不能电离出H+,如

NaHSO4在熔化状态下的电离方程式为 NaHSO4(熔融)=Na+
+HSO4-。

4 .在水溶液中,强酸组成的酸式盐的酸式酸根能电离
出H+。如:NaHSO4=Na++H++SO42-。

典例导析
知识点1:电解质与非电解质 例1.下列状态的物质,既能导电又属于电解质的是( )

A.MgCl2晶体 B.NaCl溶液 C.液态氯化氢 D.熔融的KOH 解析 MgCl2晶体是电解质但无自由移动的离子,不导 电;NaCl溶液是混合物,属电解质溶液;液态HCl是共价化 合物,不导电。 答案 D 跟踪练习1 下列物质中,属于电解质的是( ) A.CO2 B.稀盐酸 C.BaSO4 D.C2H5OH 答案 C

知识点2:电离方程式的书写 例2 写出下列物质在水溶液中的电离方程式: ①KOH ②H2SO4 ③KHSO4 ④KHCO3 (1)____________________________________________。 (2)____________________________________________。 (3)____________________________________________。 (4)____________________________________________。 解析 由于KHSO4属于强酸的酸式盐,在水溶液中水分 子不仅能破坏 K+ 与 HSO 之间的作用力,还能破坏 HSO 内部 的氢与氧之间的作用力而产生H+和SO。而KHCO3属于弱酸 的酸式盐,在水溶液中水分子主要破坏 K+ 与 HCO之间的作 用力,而HCO内部的氢与氧之间结合较牢固,水分子难以破 坏。

答案

(1)KOH=K++OH-

(2)H2SO4 = 2H++SO42(3)KHSO4 = K++H++SO (4)KHCO3 = K++HCO32跟踪练习2 写出下列物质在溶液中的电离方程式:

(1)硝酸:______________________________________。
(2)氯化钠:____________________________________。 (3)硝酸铵:____________________________________。 答案 (1)HNO3 = H++NO3(2)NaCl = Na++Cl-

(3)NH4NO3 = NH+NO3-

第2课时

离子反应及其发生的条件

三维目标
1.理解离子反应的概念,掌握复分解型离 子反应发生的条件(重点) 2.能正确书写常见的离子方程式(难点) 1.通过操作、观察、分析实验现象,培养 学生操作、观察、分析的能力 2.通过对酸、碱、盐电离的归纳与比较, 对离子反应发生条件的归纳整合,逐步培养 学生总结归纳的能力

知识与技能

过程与方法

情感、态度 与价值观

培养学习化学的兴趣,乐于探究离子反应及 其发生的条件,体验科学探究的艰辛和喜悦

思维激活
《三国演义》中有这样一个故事:诸葛亮第四次释放孟 获后,孟获逃至秃龙洞,秃龙洞的秃龙大王便夸口要借用四 眼毒泉消灭蜀军。四眼毒泉中有一眼“哑泉”,“人若饮 之,则不能言,不过旬日必死”。不久。蜀军先锋王平率数 百军士前来探路,由于天气炎热,人、马均争先恐后误喝哑 泉水。结果回营后大难临头——军士们个个说不出话来,生 命危在旦夕,诸葛亮也毫无办法。此时,幸亏遇见一老叟, 其指点蜀军众将士饮用万安溪万安泉水,终于逐渐转危为 安,渡过难关。经当地化学工作者实地分析研究,发现哑泉 水中含有较多的硫酸铜,人喝了有铜盐的水就会中毒,导致 说话不清,呕吐腹泻,最后橥选⒕仿味?馈M虬蚕?虬踩 ? ? 含有较多的碱 ( 一般味苦 ) 。你知道万安泉水为什么能够解 毒吗?

自学导引
一、离子反应 概念:有离子参加或生成的反应叫离子反应。 二、离子方程式 1 . 概念:用实际参加反应的 离子 符号来表示反应的式 子叫离子方程式。 2.离子方程式书写的一般步骤 (1)写:写出反应的化学方程式。 (2)改:将易溶于水且易电离的物质写成 离子形式,其余 的用化学式表示。 (3)删:删去方程式两边不参加反应的离子。 (4)查:检查方程式两边原子个数,离子带的电荷数是否 相等。 3 .离子方程式的意义:一个离子方程式不仅可以表示 某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。 三、溶液中复分解反应(离子反应)发生的条件 生成沉淀,放出气体,生成水。

名师解惑
一、离子方程式和化学方程式的区别 1 . 化学方程式只能描述一个化学反应,离子方程式则 可以描述一类化学反应。 2 .化学方程式不能揭示化学反应的本质,离子方程式 揭示了化学反应的本质。 3.离子反应可以检验某种离子(或某些离子)是否存在。 如,向某溶液中加 AgNO 3 溶液和稀 HNO3,有白色沉淀生成 且不溶解,证明该溶液中含有Cl-:Ag++Cl-=AgCl↓。 二、离子反应发生的条件 离子反应总是伴随着离子的种类、浓度的变化,离子反 应的本质是离子间发生反应生成了新离子或旧离子减少或消 失。有难溶性物质 (如BaSO 4、AgCl等 )生成或有难电离物质 (如 CH3 COOH 、H2O等 )生成或有挥发性物质即气体 (如 CO2 、 NH3等)生成。只要具备上述条件之一,这类离子反应就能发 生。

1 .掌握常见的沉淀溶解性表。例如,钾盐、钠盐、硝 酸盐和铵盐易溶于水;银和铅的氯化物难溶;钡和铅的硫酸 盐难溶等。 2.掌握常见的气体:CO2、SO2、NH3等。 三、离子方程式的书写原则 1 . 强酸、强碱和易溶性的盐改写成离子形式;难溶物 质、难电离物质 ( 弱酸、弱碱、水等 ) 、易挥发性物质、单质、 氧化物、非电解质均不能拆,要写化学式。 2 .微溶性物质如作为生成物,一律视为沉淀,写化学 式,标“ ↓ ”符号;如作为反应物,若是澄清溶液应改写成 离子符号,若是悬浊液应写化学式。 3.多元弱酸的酸式酸根离子,不能拆开。如,HCO3-不 能拆成H+和CO32-。 4 .电解质参加的化学反应,如果不符合电离条件,不 能电离,也不能改写成离子形式。如NaCl固体与浓H2SO4混 合加热等。

四、离子方程式书写的正误判断 离子方程式是化学方程式的一种,首先要符合化学反应 事实;其次必须符合原子守恒、电荷守恒,即要配平;最后 离子方程式中要反映离子反应的本质。 离子方程式的书写必须满足以下条件: 1.必须符合客观事实。如 Cu+ 2H+ = Cu2 + + H 2↑ 显然 是错误的。 2.必须符合拆写原则。如CaCO3与盐酸的反应: CO32+2H+=H2O+CO2↑就是错误的。正确的为CaCO3+2H+= Ca2++H2O+CO2↑。看各物质的化学式、离子式是否正确, 原则是可溶性的强电解质用离子符号表示,其余都以分子式 表示,如单质、氧化物、弱酸、弱碱、难溶性盐、非电解质 等。看反应能否用离子方程式表示,不是在溶液中进行的离 子反应,不能用离子方程式表示,如浓硫酸和铜共热、固体 氯化铵和熟石灰混合加热等。

3.必须弄清实际参与反应的离子。如稀H2SO4和 Ba(OH)2溶液反应,写成SO+Ba2+=BaSO4↓或H++OH-= H2O都是错误的,正确的反应为Ba2++2OH-+2H++SO42=BaSO4↓+2H2O。 4 .必须遵守电荷守恒原理。如铝与稀硫酸反应,写成 Al+2H+=Al3++H2↑是错误的。正确的为2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑。 五、溶液中离子共存的判断 溶液中的离子能共存,其实就是没有发生离子反应,反 过来说,离子不能共存就是发生了离子反应。 溶液中发生的离子反应主要有两大类: 一大类是复分解反应,但必须满足复分解反应条件:产 生气体、沉淀及难电离物质如水等。另一大类则是氧化还原 反应。

1.因发生复分解反应而不能共存。
(1)生成挥发性物质(如生成气体CO2)。 (2)生成难溶物质(如Ba2+与SO42-反应生成沉淀)。 (3)生成难电离物质(如生成H2O)。 2 .因发生氧化还原反应而不能共存:氧化性离子 ( 如 NO3-)和还原性离子(如Fe2+)不能共存。 3.隐含条件 (1)溶液无色透明时,不能存在有色离子(如Fe2+)。

(2) 强酸性溶液中不能存在与 H + 反应的弱酸根离子 ( 如
CO32-)。 (3) 强酸性溶液中不能存在与 OH - 反应的弱碱离子 ( 如

NH4+)及酸式酸根离子(如HCO3-)。

典例导析
知识点1:离子方程式的书写 例1 下列离子方程式书写正确的是( ) A.盐酸与碳酸钡反应: CO32-+2H+=CO2↑+H2O B.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液: Ba2++2OH-+Cu2++SO=BaSO4↓+Cu(OH)2↓ C.向硝酸银溶液中加入铜粉: Ag++Cu=Cu2++Ag↓ D.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑ 解析 书写离子方程式时必须要尊重反应的客观事实, 不能凭空臆想。D项中铁与稀盐酸反应,只能生成 Fe2+ ,不 可能生成Fe3+,因此正确的离子方程式是Fe+2H+=Fe2++ H2↑;书写离子方程式应将易溶于水且易电离的物质写成离

子符号,把单质、氧化物,气体、难溶物质写成化学式,同
时还要注意质量守恒和电荷守恒。对照上述选项可知, A 项 中碳酸钡为难溶物质,应写化学式; C项中虽然质量守恒, 但电荷不守恒,因此正确答案为B。 答案 B 下列化学方程式中,可用离子方程式H++ ) 跟踪练习1

OH-=H2O表示的是(

A.3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O

B.HNO3+KOH=KNO3+H2O
C.H2CO3+2NaOH=Na2CO3+2H2O D.2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O

答案

B

知识点2:离子共存的判断
例2 下列各组离子中,能在溶液中大量共存的是( A.K+、Ag+ 、H+、Cl- B.Ba2+、Na+、CO32-、OH- C.H+、K+、CO32-、SO D.Al3+、Fe3+、SO42-、Cl- 解析 A 组中: Ag + + Cl - = AgCl ↓ ; B 组中, Ba 2 + + )

CO32-=BaCO3↓;C组中,2H++CO32-=CO2↑+H2O;D组
中,四种离子在溶液中能大量共存。

答案

D

跟踪练习 2 在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存 的离子组是( ) A.K+、Cu2+、NO3-、SO42B.K+、Na+、Cl-、CO32C.Zn2+、NH4+、NO3-、Cl- D.K+、Na+、MnO4-、SO42答案 C 知识点3:离子的检验 例3 A、B、C、D四种可溶性盐,它们的阳离子分别是 Ba2+ 、Ag+ 、Na+、Cu2+ 中的某一种,阴离子分别是 NO、 SO42-、Cl-、CO32-中的某一种。 (1)若把四种盐分别溶解于盛有蒸馏水的四支试管中,只 有C的溶液呈蓝色。 (2)若向(1)的四支试管中分别加盐酸,B溶液有沉淀产生, D溶液有无色无味气体逸出。

根据(1)、(2)中的实验事实可推断它们的化学式分别为:
A__________,B__________,C__________, D__________。 解析 有关离子的推断问题是离子反应较高层次的题目。 答好此类题目的关键是熟练掌握好典型离子的性质。 首先,因 A 、 B 、 C 、 D 都是可溶性盐,故 Ba 2 + 不能与 SO42-、CO32-组合;Ag+ 只能与NO组合;Cu2+ 不能与CO组 合。由 (1) 可知, C为铜盐。由 (2) 可知, B 为 AgNO 3 ; D含有

CO32-,而CO与Ba2+、Ag+、Cu2+均不能共存,故D只可能
是 Na 2 CO 3 。剩余阳离子为 Ba 2 + ,故 A 含之;剩余阴离子为 SO42-、Cl-,而Ba2+与SO42-会反应,故A为BaCl2。

答案

BaCl2;AgNO3;CuSO4;Na2CO3

跟踪练习3

某溶液中可能有SO42-、HCO3-、Cl―中的一

种或几种。某同学做如下实验来确定溶液的成分: (1)取少量该溶液,滴入过量盐酸,有大量气体放出, 则 原溶液中一定含有 ________ 离子,有关的离子方程式为 ____________________________________。 (2)向(1)的剩余溶液中滴入氯化钡溶液时,有白色沉淀生 成,则原溶液中一定含有________离子,有关的离子方程式 为____________________________。

(3)通过上述实验还无法确定的是______离子。
答案 (1)HCO3-;HCO3-+H+=H2O+CO2↑ (2)SO42-;Ba2++SO=BaSO4↓

(3)Cl―

第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应

三维目标
知识与技能 1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移 (重点) 2.了解常见的氧化还原反应 通过主动参与讨论,培养分析、演绎归纳、 自学等能力,建立氧化还原反应概念体系 (重、难点) 通过学习氧化还原反应化合价升降、电子 得失,树立对立统一的辩证唯物主义观点, 认识对立统一是自然界普遍存在的规律

过程与方法

情感、态度 与价值观

思维激活
吃过几口的苹果,放置一段时间后,可以看到凡是咬过

的地方都变成了红褐色,而且越不成熟的苹果表现得越明
显,这是什么原因呢?原来在苹果的果肉中含有丰富的

Fe2+,咬过后果肉暴露在空气中,Fe2+被空气中的氧气氧化
为Fe3+,从而显示出红褐色。苹果越不成熟含有的Fe2+的量

就越高,因此对于缺铁的患者可以用这种“害羞”的苹果来
补一补吆。你知道Fe2+变成Fe3+的反应属于什么类型的反应

吗?

自学导引
一、氧化还原反应 以CuO+H2Cu+H2O为例: 1.从反应中物质得氧失氧的角度 (1)氧化反应 物质得到氧的反应。如H2得到氧,发生氧化反应。 (2)还原反应 物质失去氧的反应,如CuO失去氧,发生还原反应。 2.从元素化合价升降的角度 (1)氧化反应 物质所含元素化合价升高的反应。如H2中的氢元素化合价 升高,发生氧化反应。 (2)还原反应 物质所含元素化合价 降低的反应。如CuO中的铜元素化合 价降低,发生还原反应。 (3)氧化还原反应 有元素化合价升降的化学反应。

3.从反应中电子转移的角度 (1)氧化反应 物质失去电子(或共用电子对 偏离 )的反应。如H2失去电 子,发生氧化反应。 (2)还原反应 物质 得到 电子( 或共用电子对 偏向 ) 的反应。如 CuO得到 电子,发生还原反应。 (3)氧化还原反应 有电子转移(得失或偏移)的反应。 二、氧化还原反应的本质和特征 1.本质:反应过程中有 电子转移 (电子得失或电子对偏 移 )。 2.特征:反应前后元素的化合价发生了改变。 3 .在氧化还原反应中,得失 电子 总数相等,化合价的 升降总数相等,且化合价升降的总数等于电子的转移总数。

名师解惑
一、氧化还原反应的认识历程 1.从得失氧的角度认识氧化还原反应的概念 根据反应物到生成物的变化过程中物质得到氧或失去 氧,把化学反应分为氧化反应和还原反应。 在木炭还原氧化铜2CuO+C ===== 2Cu+CO2↑的反应中, 氧化铜失去氧变成单质铜,发生了还原反应。如果进一步分
高温

析,我们还会发现,在这个反应中碳得到了氧变成了二氧化
碳,发生了氧化反应。也就是说, 氧化反应和还原反应是同

时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。

2.从化合价变化的角度理解氧化还原反应的概念 反应中某反应物所含元素化合价升高的反应,就是氧化 反应;反应中某反应物所含元素化合价降低的反应就是还原 反应。

铜元素 ( 失氧 ):由+ 2价降低为 0 价,发生还原反应;碳 元素(得氧):由0价升高为+4价,发生氧化反应。 3.从电子转移的角度理解氧化还原反应的概念 氧化还原反应与元素化合价的升降密切相关,元素化合 价的升降又是由元素的原子得失电子 (或共用电子对偏移 )所 决定的,所以,氧化还原反应与元素的原子得失电子(或共用 电子对偏移)之间存在着必然的联系。

化学反应的实质是原子的重新组合。 (1)Na和Cl2的反应

(2)H2与Cl2的反应

由以上分析可知:元素化合价的升降与元素原子之间的

电子转移(得失或偏移)有着密切的关系。

二、氧化还原反应的判据
利用氧化还原反应与元素化合价的关系,可以进行有关

氧化还原反应的判断,判断是否准确的关键是正确把握元素
化合价及其升降情况。

1.氧化反应判断:物质所含元素化合价升高的反应。
2.还原反应判断:物质所含元素化合价降低的反应。

3 .氧化还原反应的判断:反应前后元素的化合价是否
发生变化,有变化的反应为氧化还原反应,否则为非氧化还

原反应。

三、四种基本类型反应与氧化还原反应的关系 1 . 置换反应,有单质参加的化合反应、有单质生成的 分解反应,有元素化合价升降,一定为氧化还原反应。复分 解反应、无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应若 无元素化合价升降,则一定为非氧化还原反应。 2 .四种基本类型反应与氧化还原反应的关系,可用下 图表示:

典例导析
知识点1:氧化还原反应的判断 例1 下列反应中不是氧化还原反应的是( )

A.3Cl2+6KOH===5KCl+KClO3+3H2O B.CuO+H2=====Cu+H2O C.2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑ D.2AgNO3+BaCl2===2AgCl↓+Ba(NO3)2
解析 从化合价升降的角度分析,凡物质所含元素的化 合价在反应前后有变化的反应,均属于氧化还原反应;而 D 项是复分解反应,在反应前后元素的化合价都没变,所以是 非氧化还原反应,故选D。 答案 D
△ △

跟踪练习1

下列反应不属于氧化还原反应的是(

)

A.2H2O2=2H2O+O2↑ B.CuCl2+2NaOH = Cu(OH)2↓+2NaCl C.2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑ D.3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2

答案

B

知识点2:氧化还原反应与四种基本类型的关系 例2 分类是化学学习和研究中常用的思维方法。下列化 学反应类型的关系图中正确的是( )

解析 置换反应一定属于氧化还原反应;离子反应部分 为氧化还原反应,部分不属于氧化还原反应;复分解反应一 定不属于氧化还原反应,复分解反应与氧化还原反应之间一 定为并列关系。 答案 C 跟踪练习 2 下列反应不属于四种基本反应类型,但属 于氧化还原反应的是( )
A.Fe+CuSO4===FeSO4+Cu B.3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2 C.AgNO3+NaCl===NaNO3+AgCl↓ D.2KMnO4=====K2MnO4+MnO2+O2↑
△ 高温

答案

B

第2课时

氧化剂和还原剂

三维目标
1.了解氧化剂、还原剂的概念(重点) 2.了解常见的氧化剂与还原剂
通过氧化还原反应探究的过程,学会从化 学视角分析和解决生活、生产中的化学问 题(重、难点) 体会氧化还原反应的普遍存在,认识化学 知识与人类生活的密切联系

知识与技能

过程与方法

情感、态度 与价值观

思维激活
在很多氧化还原反应中,当同一种物质和不同的物质反 应时,其得失电子情况可能完全相反。例如,在盐酸与铁的 反应中,盐酸得到电子;而在盐酸与二氧化锰的反应中,盐 酸失去电子。你知道这是怎么回事吗?

自学导引
一、氧化还原反应的有关概念 1.氧化剂和还原剂

氧化剂: 得到电子( 或电子对 偏向 )的物质,具有 氧化性。
在反应时所含元素的化合价降低,本身被还原。 还原剂: 失去电子 ( 或电子对 偏离 )的物质,具有 还原性,

在反应时所含元素的化合价升高,本身被氧化。

2.氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。 还原产物:氧化剂被还原生成的物质。 二、常见的氧化剂和还原剂 1.常见的氧化剂

(1)非金属单质(如O2、Cl2等)。
(2) 含有高价态元素的化合物 ( 如 浓 H 2 SO 4 、 HNO 3 、 KMnO4、FeCl3等)。 2.常见的还原剂 (1)活泼或较活泼金属单质(如Al、Zn、Fe等)。

(2)某些非金属单质(如C、H2等)。

名师解惑
一、氧化还原反应中有关概念的相互关系

可以简单记作:

记忆方法:失~升~氧,得~降~还。

二、氧化还原反应中电子转移的表示方法 1.双线桥——表示电子得失结果

要点:(1)双箭号(从反应物指向生成物)。 (2)箭号起、止指向同一种元素。 (3) 标出得与失电子及总数 ( 氧化剂得电子总数等于还原 剂失电子总数)。 2.单线桥——表示电子转移情况

要点:(1)单箭号(在反应物之间)。 (2)箭号起点为被氧化(失电子)的元素,终点为被还原(得 电子)的元素。 (3) 只标转移电子总数,不标得与失 ( 氧化剂得电子总数 等于还原剂失电子总数)。 三、氧化性(还原性)强弱判断 1.根据反应方向判断 若下列反应能向右进行,

则氧化性强弱:氧化剂>氧化产物 还原性强弱:还原剂>还原产物

例如:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 氧化性:Fe3+>Cu2+ 还原性:Cu>Fe2+ 2.根据金属活动性顺序判断 在金属活动性顺序表中,从左到右原子的还原性逐渐减 弱,但其对应阳离子(注意:Fe—Fe2+)的氧化性逐渐增强。

例如: 还原性:Mg>Zn>Cu 氧化性:Cu2+>Zn2+>Mg2+

3.根据与同种物质反应生成价态不同的生成物的情况判断
0

例如:2Fe+3Cl2=====2FeCl3

点燃

+3

0

Fe+S=====FeS



+2

可知氧化性:Cl2>S。 4.根据反应条件判断 当不同的氧化剂(或还原剂)作用于同一种还原剂(或氧化剂) 时,氧化产物 ( 或还原产物 ) 价态相同,可根据反应条件的难易 进行判断。条件越简单,氧化性 ( 或还原性 ) 越强。一般从反应 是否需加热、温度高低、有无催化剂等方面判断。
例如:4HCl+MnO2=====MnCl2+2H2O+Cl2↑ 16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O 可知氧化性:KMnO4>MnO2。 5.根据反应剧烈程度判断 例如:Cu与浓HNO3反应较剧烈,Cu与稀HNO3反应较微弱。 故氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀)。


典例导析
知识点 1 :氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判 断 例1 有下列反应: ①Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ ②4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O 其中属于氧化还原反应的是________,该反应中的氧化 剂是________,还原剂是________,氧化产物是________, 还原产物是________;被氧化与被还原的原子的物质的量之 比是________。 解析 氧化产物是被氧化而产生的物质,是化合价升高 的产物;还原产物是被还原而产生的物质,是化合价降低的 产物。在该反应中转移的电子数可通过升高或降低的化合价 数值 ( 注意不能是两者的和 ) 与被氧化或被还原的原子数计算 得出。 答案 ②;MnO2;HCl;Cl2;MnCl2;2∶1

跟踪练习 1 下列反应中,氧化产物和还原产物是同一 种物质的是( )
A.SiO2+2C=====Si+2CO↑ B.SiCl4+2H2=====Si+4HCl C.TiO2+2C=====Ti+2CO↑ D.Ti+2Cl2=====TiCl4
△ 高温 高温 高温

答案 D 知识点2:氧化还原反应中电子转移的表示方法 例2 请分析下列两种双线桥法,判断哪种表示方法是正 确的。

解析
(1) (2)

用数学上的数轴来表示:

同种元素同时发生氧化、还原,则化合价应归中,而不 能发生交叉,所以(2)中“双线桥”法的表示方法是正确的。 答案 (2)

跟踪练习2

下列电子转移的表示方法中正确的是(

)

答案

D

知识点3:氧化性、还原性强弱比较 例3 若已知氧化性顺序:C2>A3+>B2,还原性顺序:B- >A2+>C-,则下列反应在水溶液中不可能发生( ) A.2A3++2B-=2A2++B2 B.C2+2B-=2C-+B2 C.2A2++C2=2A3++2C- D.B2+2C-=C2+2B- 解析 假设 D选项中反应能发生,根据氧化性:氧化剂 >氧化产物,得出氧化性:B2>C2,与客观事实相违背,则 该反应一定不能发生。 答案 D 跟踪练习3 根据反应式:①2Fe3++2I-=I2+2Fe2+; ②Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到 弱的顺序是( ) A.Br-、Fe2+、I- B.I-、Fe2+、Br- C.Br-、I-、Fe2+ D.Fe2+、I-、Br- 答案 B

知识点4:氧化还原反应中的有关计算 例4 在反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O中,当有 4×6.02×1023个电子发生转移时,得到氧化产物和还原产物 的和为( ) A.2 mol B.3 mol C.4 mol D.5 mol
解析 氧化产物:S,还原产物:S 由上可知,当转移电子数为 4 时,氧化产物为 2 个 S ,还 原产物为1个S,其和为3个S。因此,当有4×6.02×1023个电 子发生转移时, 应有3×6.02×1023个S生成,即3 mol S生成。 答案 B 跟踪练习4 在反应:5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+ 3K2SO4+ 3H2O中,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质 量比为( ) A.1∶1 B.5∶1 C.1∶5 D.3∶1 答案 B

本 章 小 结
知识整合
一、物质的分类

二、分散系

三、离子反应

四、氧化还原反应

第三章
第一节 第1课时

金属及其化合物
金属的化学性质 金属与非金属的反应

三维目标
知识与 技能

1.了解钠、铝等金属的存在与保存方法 2.掌握并理解钠、铝等金属与氧气、硫、氯 气等非金属的反应(重点) 在钠、铝与非金属反应的学习中,学会运用 观察、实验等多种手段获取信息

过程与 方法

在学习金属与非金属反应的过程中,体验科 情感、态度 学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙 与价值观 与和谐

思维激活
自五千年前青铜器进入人类社会发展的长河中以来,铁、 铝等各种金属纷纷登上历史舞台,在人类生活的方方面面发 挥着重要作用。普通的铁制品一般要定期涂油漆,而铝制品 一般不需要,你知道原因是什么吗?

自学导引
一、金属的存在

地球上绝大多数金属元素是以 化合态的形式存在于自然
界中,地壳中含量最多的元素是 O,含量最多的金属元素是

Al。

二、金属与氧气的反应 1.铁、镁与氧气的反应

3Fe+2O2=====Fe3O4 2Mg+O2=====2MgO
2.钠与氧气的反应 钠呈光亮的 银白 色,暴露在空气中则会 变暗 ,生成 白 色
点燃

点燃

固体,反应的化学方程式为:
4Na+O2=2Na2O。

钠在空气或 纯氧 中加热,则会燃烧,发出 黄 色火焰,生
成一种淡黄色固体,反应的化学方程式为:


2Na+O2=====Na2O2。
3.铝与氧气的反应 铝的表面容易生成一层很稳定的致密氧化膜: 4Al+3O2=2Al2O3。

三、金属与Cl2、S等非金属的反应

Cl2 Na Mg Al 2Na+Cl2=====2NaCl Mg+Cl2=====MgCl2 2Al+3Cl2=====2AlCl3
△ 点燃 点燃

S 2Na+S=====Na2S Mg+S=====MgS 2Al+3S=====Al2S3
△ △ △

一、金属与非金属的反应
1.钠与非金属的反应

(1)钠与O2的反应
①常温下,钠就易与氧气发生反应:

4Na+O2=2Na2O
这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多。

②钠受热后,可以与氧气剧烈反应:

2Na+O2=====Na2O2
产生黄色火焰,生成一种淡黄色固体——过氧化钠。



(2)钠还能与氯气、硫、氢气等绝大多数非金属单质反应。
如:
点燃

2Na+Cl2=====2NaCl(白烟) 2Na+S=====Na2S 2Na+H2=====2NaH
2.镁、铝、铁与非金属的反应 (1)与O2的反应 ①铁在空气中反应,表面生成的氧化膜疏松,不能保护 内层金属,而镁、铝表面生成的氧化膜致密,可以保护内层
△ △

金属。

2.镁、铝、铁与非金属的反应
(1)与O2的反应 ①铁在空气中反应,表面生成的氧化膜疏松,不能保护 内层金属,而镁、铝表面生成的氧化膜致密,可以保护内层 金属。

②在其他条件下的反应

3Fe+2O2(纯)=====Fe3O4(火星四射) 2Mg+O2=====2MgO(耀眼白光) 4Al+3O2=====2Al2O3(纯氧中发出耀眼的白光)
点燃 点燃

点燃

(2)与氯气、硫等非金属的反应

2Fe+3Cl2=====2FeCl3 Mg+S=====MgS 2Al+3S=====Al2S3(Al2S3 的制取)
3.氧化膜对金属的保护作用 金属表面的氧化膜有的疏松,不能保护内层金属,这样 的金属制品需外加保护膜,如铁等。钠的氧化膜也比较疏 松,且能跟 H2O、 CO2等发生反应,因此不能保护内部的金 属钠,这也是金属钠需保存在煤油中的一个原因。有的氧化 膜致密,可以保护内层金属不被继续氧化,如镁、铝等。例 如,在点燃镁条前,常用砂纸打磨,这样点燃起来更容易 些。
△ △

点燃

二、金属钠露置在空气中的变化过程

银白色金属钠 ― ― → 表面变暗 ― ― → (1) (2) (生成Na2O) (Na) 出现白色固体 ― ― → 表面变成溶液 ― ― → (3)
(生成NaOH) (NaOH潮解)

O2

H2O CO2

H2O

白色块状物质 ― ― →白色粉末状物质 (4) (生成Na2CO3· 10H2O) (生成Na2CO3)
发生反应的化学方程式如下: (1)4Na+O2=2Na2O

风化

(2)Na2O+H2O=2NaOH
(3)2NaOH+CO2+9H2O=Na2CO3· 10H2O
风化

(4)Na2CO3· 10H2O=====Na2CO3+10H2O

三、钠的保存
钠应在隔绝水和空气的条件下保存。通常情况下,钠保

存在煤油或石蜡油中。
说明:钠不能保存在CCl4中,因为CCl4的密度比钠大, 钠仍然会接触到空气。

典例导析
知识点1:Na与O2的反应 例1 2.3 g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到3.5 g固体, 由此可判断其产物是( ) A.只有Na2O B.只有Na2O2 C.Na2O和Na2O2 D.无法确定 2.3 g 解析 本题可用极限法判断。n(Na)= - =0.1 mol,若全 23 g· mol 1

0.1 mol 部 生 成 Na2O , 则 n(Na2O) = = 0.05 mol , m(Na2O) = 0.05 2 mol×62 g· mol 1=3.1 g;若 0.1 mol Na 全部生成 Na2O2,则 n(Na2O2)


0.1 mol - = =0.05 mol,m(Na2O2)=0.05 mol×78 g· mol 1=3.9 g。 2
3.1 g<3.5 g<3.9 g,因此产物既有Na2O又有Na2O2。 答案 C

例2 已知镁条在空气中燃烧时,除了发生反应:2Mg +O2 ===== 2MgO外,还发生反应:3Mg+N2 ===== Mg3N2、 2Mg+CO2=====2MgO+C。在这三个反应中镁(
A.都是还原剂,表现还原性
B.都失去电子,作氧化剂
点燃 点燃 点燃

)

C.都是氧化剂,表现氧化性
D.都得到电子,被还原

解析

分析三个反应中的化合价变化情况可知, Mg 的

化合价都从 0 → + 2 ,故反应中 Mg 作还原剂,在反应中表现 还原性,还原剂在氧化还原反应中失去电子,被氧化,故 A 项正确。 答案 A 下列物质间发生反应时,在不同条件下可 )

跟踪练习 2

以得到不同产物的是(

A.Na与O2
C.Al与O2

B.Mg与O2
D.NaOH与HCl

答案

A

第2课时

金属与酸、碱和水的反应

三维目标
知识与技能 1.掌握钠、铁等金属与水、酸的反应(重点) 2.掌握金属铝与碱的反应(重点) 通过对铁与水蒸气的反应的探究,进一步理解科 学探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高 科学探究的能力 通过钠与水的反应的学习,树立辩证唯物主义的 世界观,养成务实求真、勇于创新、积极实践的 科学态度

过程与方法
情感、态度 与价值观

思维激活
厨房中金属器皿随处可见,人们常用金属器皿盛水、装 汤,也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水,说明这几种金属与 热水是不反应的。是不是所有的金属都不与热水反应呢?

自学导引
一、钠与水的反应
实验操作 实验现象 ①钠浮在水面上 ②与水反应发出“咝咝”响声 ③钠熔化成小球 ④小球在水面上迅速游动,逐渐 变小,最后消失 ⑤反应后溶液的颜色逐渐变红色 结论 结论或解释 ①钠的密度比水小 ②Na与H2O反应产生H2 ③钠的熔点低,反应放热 ④反应产生的H2推动小球运动 ⑤有NaOH生成

钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2,表现出还原性,Na是强还原 剂,化学方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2↑

二、铁与水蒸气的反应
装置① 装置②

实验装置

操作及现象

用小试管收集一试管气体,点燃, 听到轻微噗声,证明生成了H2
高温

用火柴点燃肥皂泡,听到爆 鸣声,证明生成了H2

铁不能与冷水、热水反应,但能与高温水蒸气反应,化学方程式为 实验结论 3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2

三、铝与NaOH溶液的反应

化学方程式: 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 。 离子方程式: 2Al+2OH +2H2O===2AlO2 +3H2↑ 。
- -

名师解惑
一、将一小块钠投入 CuSO4溶液中,请预测会出现的实 验现象,并写出有关反应的化学方程式 钠投入CuSO4溶液中,钠先与水反应,钠浮在CuSO4溶 液的表面上,四处游动,熔成闪亮的小球,放出气体并发出 咝咝的响声,小球的体积逐渐变小,至最后消失,生成的 NaOH 能和 CuSO 4 反应生成难溶的 Cu(OH) 2 ,蓝色溶液则变

为蓝色浊液。反应的化学方程式为:
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4

二、有位同学用一小块铝箔包住一块金属钠并在铝箔上
刺上许多小孔,然后把它放入盛有少量水的小烧杯中,讨论 有什么现象发生 金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,化学方程式为 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ 金属铝和生成的NaOH水溶液反应,化学方程式为 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。

三、铝与盐酸、NaOH溶液反应的比较
反应物 反应现象 化学方程式 离子方程式 Al+盐酸 剧烈反应,产生气体,反应放热 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al+6H ===2Al +3H2↑


Al+NaOH溶液 剧烈反应,产生气体,反应 放热 2Al+2NaOH+ 2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 2Al+2OH +2H2O===2AlO 2 +3H2↑
- -

3+

反应中铝的化合价变化均为0→+3,故1 mol Al反应均产生 相同点 3 mol H2 2

四、Al与NaOH溶液反应的实质 铝与氢氧化钠溶液反应的实质为: 2Al+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2↑ Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 前者为置换反应,也是氧化还原反应,其中铝是还原剂, 水是氧化剂;后者为复分解反应,NaOH 既不是氧化剂,也 不是还原剂,总反应的化学方程式为 2Al+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+4H2O+3H2↑。 电子转移的方向和数目表示为:

反应中 Al 为还原剂,H2O为氧化剂, NaOH 既不是氧化
剂也不是还原剂,在反应中为介质。当不标电子转移方向和

数目时,方程式可简化为
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

其离子方程式为
2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑。

典例导析
知识点1:钠与水的反应 例1 ( ) A.钠的熔点低 解析 B.钠的密度小 钠的下列性质中和钠与水反应时的现象无关的是

C.钠的硬度小 D.钠有强还原性
钠与水反应的实验现象之一是 “钠熔成小球”, 这是钠的熔点低导致的;密度小导致钠可以 “浮在水面上”; 钠的强还原性是钠与水反应的实质。钠的硬度小与实验现象 是无关的。

答案

C

跟踪练习 1
的叙述错误的是(

将钠投入滴有石蕊的水中,下列有关现象
)

A.Na浮在水面
B.Na熔化成小球并在水面上四处游动

C.有气体产生
D.水溶液变为红色

答案

D

知识点2:铁与水的反应 例 2 如下图,玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合 物,加热,并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体, 并靠近火焰点火。

(1)有关反应的化学方程式是______________________。 (2)干燥管内可装入的试剂是__________,其作用是: ____________________。 (3)实验开始时,应先点燃__________;实验结束时,应 先熄灭__________。

解析

常温下Fe与H2O不发生反应,但在高温下,Fe与

H2O(g)反应生成 Fe3O4和H2,故Fe是一种较为活泼的金属。 反应开始前,玻璃管中有空气,若点燃酒精喷灯,铁粉将被 氧化,故先点燃酒精灯,通过水蒸气排除装置中的空气;反 应结束时,应先熄灭酒精喷灯,防止生成的 Fe 3 O 4 继续与空 气中的氧气反应。
高温

答案

(1)3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2

(2)无水CaCl2(或碱石灰、硅胶等);吸收水蒸气,使收集 的氢气易点燃

(3)酒精灯;酒精喷灯

跟踪练习2 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应,可以得 到铁的氧化物。利用下图所示的装置进行实验,实验进行时试管A 中应加入的试剂是__________;烧瓶B的作用是__________;烧瓶 C的作用是__________;用点燃的木条靠近水槽中的肥皂泡时的现 象是__________________________________。

答案 普通铁粉 (或铁粉 );作为水蒸气发生器 (或用来产生水 蒸气);防止倒吸(或用做安全瓶);肥皂泡燃烧(或有轻微的爆鸣声)

知识点3:铝与酸、碱反应的计算
例3 铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当

两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时,反应中消耗
的HCl和NaOH的物质的量之比为( )

A.1∶1
解析

B.2∶1

C.3∶1

D.1∶3

本题只要写出 Al 与 HCl 和 NaOH 反应的化学方程

式,找出消耗的HCl(或NaOH)与产生的气体的计量数的关系, 问题就很容易解决了。 答案 C

跟踪练习3

用铝箔包装0.1 mol金属钠,并用针扎出一

些小孔,放入水中,完全反应后,用排水集气法收集产生的

气体,则收集到的气体为(标准状况下)(
A.O2与H2的混合气体 B.1.12 L H2 C.大于1.12 L 的H2 D.小于1.12 L 的H2 答案 C

)

第3课时

物质的量在化学方程式计算中的应用

三维目标
1.回顾运用化学方程式进行有关质量的 计算 2.掌握应用物质的量、物质的量浓度、 气体摩尔体积等概念进行化学方程式的 计算(重点)

知识与技能

过程与方法

分析、对比质量和物质的量在化学方程 式计算中的优点和缺点,培养应用量的 观念来处理化学问题的能力
通过对物质的量在化学方程式计算中的 应用来发现和提出化学问题,培养自己 学习化学的能力

情感、态度 与价值观

思维激活
在初中化学中我们已经学习了运用化学方程式进行有关 质量的计算,这是质量守恒定律的应用,但这种量的关系不 能确定化学方程式中反应物与生成物的粒子数量的关系,而 与物质粒子数量的关系有关的概念有物质的量、物质的量浓 度、气体摩尔体积等,那么根据化学方程式的计算如何利用 物质的量来进行?物质的量在化学方程式计算中的应用有什 么优点?

自学导引
一、化学方程式计算的依据
高温高压

N2+3H2? ? ? ? ? ? 2NH3 催化剂 化学计量数之比 物质的分子数之比 物质的物质的量之比 气体体积之比 1∶3 1∶3 1∶3 1∶3 ∶ ∶ ∶ ∶ 2 2 2 2

结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比,等于组 成各物质的 粒子数 之比,等于各物质的 物质的量 之比,即 ν1∶ν2∶ν3=N1∶N2∶N3=n1∶n2∶n3。 对于气体参与的反应,在同温同压下各物质的化学计量
数之比等于各气体的体积之比,即ν1∶ν2∶ν3=V1∶V2∶V3。

二、化学方程式计算的要求
1 . 根据化学方程式进行计算时,已知物质的其他物理 量可换算成物质的量,再根据化学方程式中化学计量数之比 等于其物质的量之比,列比例式。 2 .各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号 表示。各物理量要注明所表示的物质 (或粒子 ) 的符号,如参 加反应的NaOH溶液的体积为V[NaOH(aq)]。

3 .设未知数直接用各物理量符号表示,如设参加反应
的MnO2的物质的量为n(MnO2),并且不能带单位。

4.把已知量代入算式中计算时都要代入单位。

名师解惑
一、化学方程式计算的一般方法 1.根据题意写出并配平反应的化学方程式。 2.求出已知物和未知物的摩尔质量 (或物质的量、体积 等)分别写在化学方程式中有关的化学式下面,如果化学方程 式中有关的化学式前面有化学计量数,则用化学计量数去乘 有关的摩尔质量(或物质的量、体积等)。

3.把已知和要求的量[用m(B)、n(B)、V(B)或设未知数
x、y等表示]分别写在化学方程式有关的化学式下面。

4.将有关的四个量列出比例式,求出要求的量。

例:

H2 + Cl2 =2HCl 1 mol 71 g 2×22.4 L n(H2) m(Cl2) V(HCl)

1 mol 71 g 2×22.4 L 则有 = = n(H2) m(Cl2) V(HCl)
5.写出简明答案。

二、物质的量应用于化学方程式的计算过程中需注意的
问题 1.书写格式的规范化 在计算过程中应注意表达格式的规范化:各物理量、物 质的名称、公式等尽量用符号表示,且数据的运算要公式化 并带单位。 各物理量的符号要注明物质 ( 或粒子 ) 的种类。如已知

NaOH的物质的量浓度和体积,求NaOH的质量,可表示为
m(NaOH)=n(NaOH) ×M(NaOH)

=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。

常用的物理量符号: M——摩尔质量,m——质量,n——物质的量, N——粒子数,V——体积, ρ——溶液密度, w——质量分数,c——物质的量浓度, Vm——气体摩尔体积,NA——阿伏加德罗常数, ? ——化学计量数。 若表示水溶液的物理量应注明 aq,如NaOH溶液的体积 表示为V[NaOH(aq)],密度为ρ[NaOH(aq)]。 2.单位运用的对应性 单位问题:一般来说,在一个题目里如果都用统一的单 位,不会出现错误,但如果题内所给的两个量单位不一致, 若要换算成同一个单位,有时显得很烦琐,这时只要做到两 个量的单位“上下一致,左右对应”即可。例如:

①Zn
65 g



H2SO4 = ZnSO4+H2↑
1 mol a mol 22.4 L

m(Zn) 1 mol

②Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

n(H2SO4)
65 g cg

bL
22.4 L V(H2)

③Zn+H2SO4=H2SO4+H2↑

上述三种表示方法均正确,解题时具体选用哪种格式,

要根据题目所给的量,具体问题具体分析。

3.方程式运用的灵活性
除一般的化学方程式外,如果是离子反应,可以根据离

子方程式进行计算;如果是氧化还原反应,也可以利用电子
转移关系进行有关计算。

典例导析
知识点1:物质的量应用于化学方程式的计算 例1.加热12.25 g KClO3使其完全分解可制得标准状况下 的氧气多少升?

m(KClO3) 解析 n(KClO3)= M(KClO3) 12.25 g = - =0.1 mol 122.5 g· mol 1 2KClO3===== 2KCl+3O2↑ △ 3×22.4 L V(O2) 3×22.4 L×0.1 mol V(O2)= =3.36 L。 2 mol 答案 可制得标准状况下的氧气3.36 L。 2 mol 0.1 mol
MnO2

跟踪练习1 100 mL气体A2跟50 mL气体B2恰好完全反 应生成100 mL气体C(体积均在相同状况下测定 ),则在此反 应中, A2 、 B2 、 C的化学计量数之比为 __________ ; C的化 学式为__________(用A、B表示)。 答案 2∶1∶2;A2B(或BA2) 知识点2:过量计算 例 2 等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液 分别放在甲、乙两烧杯中,各加等质量的铝,生成氢气的体 积比为5∶6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是( ) A.甲、乙中都是铝过量 B.甲中铝过量,乙中碱过量 C.甲中酸过量,乙中铝过量 D.甲中酸过量,乙中碱过量

解析 生成氢气的体积比即物质的量之比为 n(甲)∶n(乙) =5∶6,设甲中产生H2 5 mol,则乙中产生H2 6 mol。 甲:2Al + 3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 2 3 3
10 mol 5 mol 5 mol 3 乙:2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑ 2 2 3 4 mol 4 mol 6 mol

甲、乙中加入的铝是等量的,甲中n(H2SO4)和乙中n(NaOH) 10 2 相等,故甲中铝过量4 mol- mol= mol,乙中氢氧化钠过 3 3 量5 mol-4 mol=1 mol。 答案 B

跟踪练习2

甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol· L-1盐

酸和NaOH 溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应

结束后测得生成气体的体积比 V(甲) ∶ V(乙)=1∶ 2,则加入
铝粉的质量为( )

A.5.4 g
解析

B.3.6 g

C.2.7 g

D.1.8 g

n(HCl)=n(NaOH)=3 mol· L-1×0.1 L=0.3 mol,

由 2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 ↑ 、 2Al + 2NaOH + 2H 2 O =
2NaAlO 2 + 3H 2 ↑可知,物质的量相等的 HCl 和 NaOH 相比,

NaOH可溶解的Al更多,故甲中Al过量。

2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 6 3 0.3 mol n(H2)

0.3 mol×3 甲中产生的n(H2)= =0.15 mol 6
则乙中产生的n(H2)=0.15 mol×2=0.3 mol 2Al + 2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 54 g 2 mol 3 mol m(Al) n(NaOH) 0.3 mol m(Al)=5.4 g,n(NaOH)=0.2 mol 故乙中 NaOH 过量, Al 完全反应,加入 Al 的质量为 5.4 g。

答案

A

知识点3:差量法计算 例3 120 ℃时,4 L H2和O2的混合气体爆炸后恢复到原 状态,其体积变为3 L。则原混合气体中H2和O2的体积比可 能为( ) A.1∶2 B.1∶3 C.3∶1 D.2∶1 解析 本题采用体积差量法求解。 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔV(减) 2 1 2 1 2L 1L 4 L-3 L=1 L 即实际参加反应的H2、O2的体积分别为2 L、1 L ①若O2过量,则V(H2)=2 L ,V(O2)=2 L, V(H2)∶V(O2)=1∶1。 ②若H2过量,则V(O2)=1 L,V(H2)=3 L, V(H2)∶V(O2)=3∶1。 故C项正确。 答案 C

跟踪练习3

将一定质量的钠投入24.6 g水中,反应完成

后,得到NaOH溶液31.2 g,则所得NaOH溶液中溶质的物质 的量为__________。 解析 设生成的NaOH的物质的量为x,由 Δm 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑

2 mol
x

44 g
31.2 g-24.6 g=6.6 g

2 mol×6.6 g 得x= =0.3 mol。 44 g
答案 0.3 mol

第二节

几种重要的金属化合物
钠的重要化合物

第1课时

三维目标
1.掌握过氧化钠的性质及其用途(重点) 2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其差异,以及 两者之间的相互转化和它们的用途(重点) 3.掌握焰色反应的实验操作方法及钠、钾的焰色
通过对比的实验方法,培养学生的观察能力和分 析问题的能力,提高学生的实验能力和创新能力

知识与技能

过程与方法

情感、态度 与价值观

培养学生认真细致和严谨求实的科学态度

思维激活
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,会灼烧皮肤。它可 以用来漂白织物、麦秆、羽毛等,在呼吸面具和潜水艇里, 常用它来产生氧气供给高空或海底作业人员使用。你知道过 氧化钠为什么有这些用途吗? 做馒头时常用到苏打和小苏打,你知道它们是什么物质 吗?在做馒头时它们各有什么用途吗?

自学导引
一、氧化钠和过氧化钠 1.物理性质 氧化钠是一种白色固体,过氧化钠是一种淡黄色固体。 2.化学性质 Na2O+H2O=2NaOH 2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2 = 2Na2CO3+O2

二、碳酸钠和碳酸氢钠
Na2CO3俗名纯碱,也叫苏打,NaHCO3俗名小苏打。 1.Na2CO3和NaHCO3在水中的溶解性 Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 均 能 溶于水,在水中的溶解度: Na2CO3>NaHCO3,水溶液显碱性。 2.Na2CO3和NaHCO3的热稳定性 Na2CO3受热稳定,不会分解; NaHCO3受热不稳定,易分解,化学方程式为:

2NaHCO3=====Na2CO3+H2O+CO2↑ 。 3.Na2CO3和NaHCO3与稀盐酸的反应
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑



三、焰色反应 1.定义 很多 金属 或它们的 化合物 在灼烧时都会呈现 特殊的颜 色,这在化学上叫做焰色反应。 2.操作 (1)将 铂丝(或光泽无锈的铁丝 )用盐酸洗净后,在火焰上 灼烧至与原来火焰颜色相同。 (2)蘸取试样在火焰上灼烧,观察火焰颜色;观察钾的火 焰颜色时,要透过蓝色钴玻璃。 (3)用盐酸洗净铂丝,并在火焰上灼烧至无色,再检验下 一个试样。 3.焰色反应的颜色 钠:黄色,钾:紫色,钙:砖红色,锶:红色,钡:绿 色,铜:黄绿色。

名师解惑
一、氧化钠和过氧化钠 1.氧化钠和过氧化钠的比较
化学式 化合物类型 阳、阴离子 数之比 氧元素化合价 属类 颜色、状态 化 学 性 质 与水 反应 与CO2 反应 与盐酸 反应 用途 保存 Na2O 离子化合物 Na+和O2-之比为2∶1 -2 碱性氧化物 白色、固体 Na2O2 离子化合物 Na+和O之比为2∶1 -1 过氧化物 淡黄色、固体

Na2O+H2O===2NaOH
Na2O+CO2===Na2CO3 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O — 隔绝空气,密封保存

2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl===4NaCl+O2↑+2H2O 氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂 隔绝空气,远离易燃物,密封保存

2.Na2O和Na2O2的转化 Na2O不如Na2O2稳定,加热时会转化为 Na2O2,化学方 △ 程式为 2Na2O+O2===== 2Na2O2。 3.Na2O2与H2O和CO2的反应 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ (1)物质的量的关系 无论是 CO2或 H 2O的单一物质还是二者的混合物,通过 足量的 Na 2 O 2 时, CO 2 或 H 2 O 与放出 O 2 的物质的量之比均为 2∶1。 (2)气体体积关系 若 CO 2 和水蒸气的混合气体 ( 或单一气体 ) 通过足量的 Na2O2时,气体体积的减少量或原混合气体体积的 1/2即为生 成氧气的量。

(3)电子转移关系
当Na2O2与CO2、H2O反应时,每产生1 mol O2转移2 mol e- 。 (4)固体质量关系 相当于固体 (Na 2O 2) 只吸收了 CO 2 中的“ CO ”,H 2O 中

的“H2”;可以看做发生相应的反应:Na2O2+CO=
Na2CO3、Na2O2+H2=2NaOH(实际上两反应不能发生)。 (5)先后顺序关系 一定量的 Na2 O2与一定量的 CO 2 和 H2 O(g) 的混合物的反 应,可视作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2

再与H2O发生反应。

二、碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠和碳酸氢钠性质的对比
名称 俗名 色态 水溶性 稳定性 主 要 性 质 与 H 反应 与碱 [如 Ca(OH)2] 反应 与 CaCl2 溶液 反应 主要用途 相互转化


碳酸钠 纯碱或苏打 白色晶体 易溶于水,溶液呈碱性 稳定,但结晶碳酸钠 (Na2CO3· xH2O)易风化 + 2- CO3 +2H ===CO2↑+ H2O(较慢) 与 OH 不反应,但 + 2- Ca2 +CO3 ===CaCO3↓
2 Ca2 +CO3 ===CaCO3↓
+ - -

碳酸氢钠 小苏打 细小白色晶体 易溶于水(但比 Na2CO3 的溶解度 小),溶液呈碱性 受热易分解 HCO3 +H ===CO2↑+H2O(较 快) + - - Ca2 +OH +HCO3 ===CaCO3↓ + +H2O[Ca(OH)2 足量],Ca2 + - - 2OH +2HCO3 ===CaCO3↓+ - CO2 3 +2H2O[Ca(OH)2 不足] 不反应 发酵、医药、灭火器
- +

用于玻璃、造纸、制皂、纺 织等工业中
CO2+H2O

Na2CO3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? NaHCO3 ①固(加热),②溶液(加NaOH)

2.Na2CO3和NaHCO3性质差异的应用
(1)溶解度差异的应用 向饱和Na2CO3溶液中通入CO2气体,则会有NaHCO3晶 体析出。 Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

可用于除去NaHCO3中的杂质Na2CO3。
(2)热稳定性差异的应用


2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O
可用于除去Na2CO3中的杂质NaHCO3。 (3)同温同浓度时Na2CO3溶液的碱性强,NaHCO3溶液的

碱性弱。可利用NaHCO3作为医用胃酸的中和剂。

(4)与酸反应的快慢差异
同浓度同体积的NaHCO3和Na2CO3溶液,分别与足量盐 酸反应时,NaHCO3产生气体的速率快,但生成气体的总体 积相同,据此可进行Na2CO3、NaHCO3的鉴别。 3.碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别

(1)固体采取加热法
2NaHCO3 ===== Na2CO3+CO2↑+H2O 产生的气体使澄清石灰水变浑浊。 (2)溶液采取加入氯化钙稀溶液法 Na2CO3+CaCl2===CaCO3↓+2NaCl


NaHCO3无沉淀生成。

三、焰色反应 在进行焰色反应时应注意以下几点: 1 .蘸取待测物的金属丝:铂丝或铁 、铬、镍、钨丝 等,它们必须在火焰上灼烧时无颜色,并且熔点应高。 2 .金属丝使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然 后在火焰上灼烧至无焰色,以除去能起焰色反应的少量杂质。 3 .操作步骤:可归纳为六个字,即洗 → 烧 → 蘸 → 烧 → 洗→烧。 4 .作用:鉴别钠、钾等金属或其他离子,只能判断是 某种元素,而不能进一步确定是单质原子、分子还是离子。 钠的焰色为黄色;钾的焰色 ( 透过蓝色钴玻璃观察 ) 为紫 色,蓝色钴玻璃的作用是滤去黄色的光,避免样品中钠的杂 质造成干扰。 5.焰色反应不属于化学变化,它是物理变化。 焰色反应是元素的性质,而不是单质或某种化合物的性 质。

典例导析
知识点1:Na2O2与H2O、CO2反应的计算 例1 在甲、乙两个烧杯内分别放入均含 4.6 g钠元素的 氧化钠和过氧化钠,然后各加入100 mL水,搅拌,使固体完 全溶解。则有关甲、乙两烧杯内溶液溶质的质量分数比较, 正确的是( ) A.w(甲)>w(乙) B.w(甲)=w(乙) C.w(甲)<w(乙) D.无法确定 解析 解法一:均含4.6 g钠元素的

23×2 m(Na2O)=4.6 g÷ =6.2 g, 23×2+16 23×2 m(Na2O2)=4.6 g÷ =7.8 g。 23×2+16×2

甲中有Na2O+H2O=2NaOH 62 80 6.2 g 8g 乙中有2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 156 160 32 7.8 g 8 g 1.6 g 故甲、乙中溶质质量相等,甲中溶液增重= m(Na2O)= 6.2 g,乙中溶液增重=m(Na2O2)-m(O2)=7.8 g-1.6 g=6.2 g,故甲、乙中溶液质量也相等,溶质的质量分数相等。 解法二:Na2O2比Na2O多一个氧原子,与水反应时可看 做此氧原子以氧气分子的形式逸出,未包含在溶液的质量以 内,故所得两溶液的溶质质量分数相等。 答案 B

跟踪 练习 1 1 体积 CO 2 和 O 2 的混合气体通 过足量的 Na2O2后,所得气体体积变成原来的 3/4,则 CO2在混合气体 中所占的体积分数是( ) A.25% B.30% C.50% D.75% 答案 C 知识点2:Na2CO3和NaHCO3性质的比较 例2 ①纯净的碳酸钠a g;②碳酸钠与碳酸氢钠的混合 物a g。两者相比,下列各种情况的描述中正确的是( ) A.分别和盐酸完全反应时,混合物的耗酸量大 B .分别和盐酸完全反应时,纯净的碳酸钠放出的 CO 2 多 C.分别溶于水,再加入足量的澄清石灰水,混合物得 到的沉淀质量大 D.分别配成等体积溶液,混合物溶液中 Na + 的物质的 量浓度大

解析

纯净的碳酸钠与盐酸完全反应时消耗的盐酸的物质的量

a a 为 mol,产生的 CO2 的物质的量为 mol,而碳酸钠与碳酸氢钠 53 106 的混合物消耗的盐酸的物质的量 a a mol < n(HCl) < mol ,产生的 84 84

a a CO2 的物质的量 mol<n(CO2)< mol,所以 A、B 两项错误; 106 53 当加入足量澄清石灰水时, 碳酸钠产生的 CaCO3 的物质的量 a mol, 106

a a 混合物产生的沉淀的物质的量 mol<n(CaCO3)< mol,所以 C 106 84 项正确;当溶于水配成等体积溶液时,碳酸钠溶液中 Na 的物质的量 + 浓度大于混合物溶液中 Na 的物质的量浓度,所以 D 项错误。


答案

C

跟踪练习 2
正确的是( )

下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中,不

A.二者在水中的溶解度不同,碳酸氢钠的溶解度大于 碳酸钠的溶解度 B.二者的热稳定性不同,碳酸钠的热稳定性大于碳酸 氢钠的热稳定性 C.等质量的二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,

但产气量和反应快慢不同
D.二者在一定的条件下可以相互转化

答案

A

知识点3:Na2CO3和NaHCO3混合物的计算 例3 将NaHCO3和Na2CO3的混合物200 g加热至质量不 再变化时,剩余固体的质量为169 g。求原混合物中NaHCO3 的质量分数。 解析 因为只有 NaHCO3受热分解,从而造成固体质量 减少,所以固体质量差即为 NaHCO 3 分解产生的 CO 2 、 H 2O 的质量。

2NaHCO3=====Na2CO3+CO2↑+H2O(g) Δm 2×84 62 62 x 200-169=31 g 2×84×31 g x= =84 g 62 84 g 故 w(NaHCO3)= ×100%=42%。 200 g 答案 42%



跟踪练习 3

Na2CO3和NaHCO 3的混合物共 19 g,与足

量的盐酸反应,生成的 CO 2 气体通过足量的 Na 2 O 2 后,得到 3.2 g气体。问混合物中Na2CO3和NaHCO3的质量各为多少克? 答案 例4 确的是( Na2CO3:10.6 g;NaHCO3:8.4 g 某物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断中正 ) 知识点4:焰色反应在物质鉴别中的应用

A.该物质一定是钠的化合物

B.该物质中一定含有钠元素
C.该物质一定是金属钠 D.该物质中一定不含钾元素

解析 焰色反应是某些金属元素的性质,焰色反应为黄 色,说明该物质中一定含有钠元素,它可能是金属钠,也可 能是钠的化合物。但钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光 后才能观察到,所以不能确定该物质是否含有钾元素。 答案 B 跟踪练习 4 下列对焰色反应实验操作注意事项的说明 中,正确的是( ) ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同,再蘸取被检物 质 ③每次实验后要用盐酸把铂丝洗净 ④实验时最好选择本身较微弱的火焰 ⑤没有铂丝,也可用光洁无锈的铁丝代替 A.仅③不正确 B.仅④不正确 C.仅⑤不正确 D.全对 答案 D

第2课时

铝的重要化合物

三维目标
了解氧化铝和氢氧化铝的两性,认识铝及其 重要化合物在化学性质上与其他常见金属及 知识与技能 其化合物的不同,掌握实验室制备氢氧化铝 的方法(重、难点) 过程与方法 运用实验、分类的方法来研究物质的性质 通过对几个实验的探究,体会实验方法在化 情感、态度 学研究中的作用,并认识到实验过程中控制 与价值观 实验条件的重要性

思维激活
刚玉、红宝石和蓝宝石虽然名称各异,其形态、硬度、 性质、用途也不相同,但是它们的化学成分却完全相同,都 是氧化铝。 你知道氧化铝有哪些性质和用途吗?

自学导引
一、氧化铝 1.物理性质 白色固体,难溶于水,熔点很高。 2.化学性质 Al2O3是一种两性氧化物。 Al2O3与盐酸反应的化学方程式为 Al2O3+6HCl=2AlCl3 +3H2O,离子方程式为Al2O3+6H+ =2Al3++3H2O。 Al2O3与NaOH溶液反应的化学方程式为 Al2O3+2NaOH =2NaAlO2+H2O,离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO2-+ H2O。

3.用途 Al 2 O 3 是冶炼铝的原料,也是一种比较好的耐火材料, 可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。 二、氢氧化铝 1.物理性质 Al(OH) 3 是一种 白 色 胶 状的固体,几乎不溶于水,但能 凝聚水中的悬浮物,并能吸附色素。 2.化学性质 (1)Al(OH)3既能跟 酸起反应,又能跟 强碱 溶液起反应, 是一种两性氢氧化物。 Al(OH)3与强酸、强碱反应的离子方程式分别为 Al(OH)3 +3H+=Al3++3H2O,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。 (2)Al(OH)3的热稳定性:Al(OH)3加热时易分解,反应的 △ 化学方程式为2Al(OH)3 ===== Al2O3+3H2O。

3.制法 实验室中可以用铝盐(如硫酸铝)与氨水反应制取 Al(OH)3,化学方程式为 Al2(SO4)3+6NH3· H2O=2Al(OH)3↓ +3(NH4)2SO4。 4.用途 (1)利用其吸附性,能凝聚水中的悬浮物,可用来净水。 (2)利用其碱性,可用做胃酸中和剂。 三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2] (1)电离方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-。 (2)十二水合硫酸铝钾 化学式为 KAl(SO 4)2· 12H2O,俗名 明矾, 是一种无色晶 体,易溶于水,可用做净水剂,原因是 KAl(SO 4 ) 2 可与水反 应生成Al(OH)3胶体,Al(OH)3可以和悬浮于水中的泥沙形成 絮状不溶物沉降下来,使水澄清。

名师解惑
一、“铝三角”及其应用 1.“铝三角”是指Al3+、Al(OH)3、AlO2-相互转化的三 角关系:

2.应用 (1)制取Al(OH)3 ①Al3++3NH3· H2O=Al(OH)3↓+3NH ②AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO ③Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓

(2)识别图像 ①在含1 mol Al3+的可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶 液至过量。

②在含1 mol AlO的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过 量。

③在含1 mol OH-的强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至 过量。

④在含1 mol H+的强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液 至过量。

二、OH-与Al3+反应产生沉淀的简捷计算 强碱与铝盐溶液反应生成沉淀的计算可用简捷计算。 当 n (OH - ) ∶ n (Al 3 + )≤ 3 时,反应按 Al 3 + + 3OH - = Al(OH)3↓进行,Al(OH)3质量的计算公式为:
m[Al(OH)3 ]=[n(OH-)×

1 ]×78=26n(OH-)① 3

当 3< n(OH - ) ∶ n(Al 3 + ) < 4 时,反应按 Al 3 + + 3OH - = Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O进行,计算公式为: m[Al(OH)3]余=[4n(Al3+)-n(OH-)]×78② 上述公式②推导如下: 在过量的强碱溶液中,剩余的 Al(OH) 3 沉淀的质量是由 生成沉淀的总质量和溶解的沉淀的质量差值求出来的。

(1)因为 Al3+→Al(OH)3是等物质的量转化的,所以产生 Al(OH)3沉淀的物质的量最多为c(Al3+)· V(Al3+)。 (2)因为 Al(OH) 3+ OH- =AlO2-+ 2H2O,也是等物质的 量转化的,所以溶解的沉淀的物质的量可用剩余碱的物质的 量表示,而剩余碱的物质的量等于碱的总物质的量减去消耗 碱的物质的量,请注意,消耗的物质的量必须用n(Al3+)表示。 即:Al3+ ~ 3OH- 1 mol 3 mol c(Al3+)· V(Al3+) 3c(Al3+)· V(Al3+) 溶解的沉淀的物质的量为: c(OH-)· V(OH-)-3c(Al3+)· V(Al3+) (3)剩余Al(OH)3沉淀的物质的量为: 生成的沉淀的总物质的量-溶解的沉淀的物质的量

三、可溶性铝盐和偏铝酸盐 硫酸铝钾[KAl(SO4)2· 12H2O]在水溶液中发生如下电离: + + - KAl(SO4)2===K +Al3 +2SO2 4 。明矾可作净水剂,其原理是 + KAl(SO4)2· 12H2O 溶于水后水解:Al3 +3H2O? ? Al(OH)3(胶 + 体)+3H ,形成的 Al(OH)3 胶体吸附能力强,能吸附水中的 悬浮物等杂质。 可溶性铝盐和偏铝酸盐、氢氧化铝可实现相互之间的转 化,如 Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O, NaAlO2+4HCl===NaCl+AlCl3+2H2O。 在偏铝酸钠溶液中通入适量或过量的 CO2 时均可产生 Al(OH)3 沉淀: 2NaAlO2+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+Na2CO3, NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3。

典例导析
知识点1:有关生成Al(OH)3的计算 例 1 在 50 mL 2 mol· L - 1 AlCl 3 溶液中,逐滴加入 2 mol· L-1 NaOH溶液,得到沉淀1.56 g,则加入的NaOH溶液 的体积为________________。
解析 由题意知,n(Al3 )=0.05 L×2 mol· L 1=0.1 mol,得到沉淀 1.56 g 的物质的量 n[Al(OH)3]= - =0.02 mol<0.1 mol 78 g· mol 1 由此可知,应分两种情况讨论: + n(Al3 ) 3+ (1)当 过量, - ≥1∶3 时,即 Al n(OH ) 1 - n[Al(OH)3]= ×n(OH ),则 3 - n(NaOH)=n(OH )=3n[Al(OH)3]=3×0.02 mol=0.06 mol 0.06 mol 所以,需 V(NaOH)= - =0.03 L。 2 mol· L 1
+ -

n(Al ) (2)当 1∶4< - <1∶3 时,此时沉淀量经过达到最大且部分 n(OH ) 溶解的过程,则: - + n(NaOH)=n(OH )=4n(Al3 )-n[Al(OH)3]=4×0.1 mol-0.02 mol=0.38 mol 0.38 mol 所以,需 V(NaOH)= - =0.19 L。 2 mol· L 1
答案 0.03 L或0.19 L 跟踪练习1 往1 L a mol· L-1 AlCl3溶液中滴加1 L b mol· L-1 NaOH溶液,试讨论b在不同范围内取值时(用a表示), 完全反应后沉淀Al(OH)3的质量表达式(用a、b表示)。 解析 AlCl3和NaOH反应的离子方程式为: Al3++3OH-=Al(OH)3↓(NaOH不足)① Al3++4OH-=AlO+2H2O(NaOH过量)②

3+

讨论: (1)当b≤3a时,NaOH不足,发生反应①,m[Al(OH)3]= 26b g。 (2)当b≥4a时,NaOH过量,发生反应②,沉淀完全溶解, m[Al(OH)3]=0。 (3)当 3a< b<4a时,同时发生反应①②,m[Al(OH) 3]= 78(4a-b) g。 答案 (1)当b≤3a时,m[Al(OH)3]=26b g; (2)当b≥4a时,m[Al(OH)3]=0; (3)当3a<b<4a时,m[Al(OH)3]=78(4a-b) g。 知识点2:有关图像的分析与计算 例2 往100 mL未知浓度的AlCl3和MgCl2的混合溶液中 逐滴加入0.1 mol· L-1的NaOH溶液,生成沉淀的质量随加入 NaOH溶液体积的变化关系如图所示。已知Mg(OH) 2不溶于 NaOH溶液,求AlCl3和MgCl2的物质的量浓度。

解析 由图可知溶解 Al(OH) 3 消耗的 NaOH 溶液为: 80 mL-70 mL=10 mL,因此完全沉淀Al3+消耗的NaOH溶液 为30 mL,沉淀Mg2+ 消耗的NaOH溶液为70 mL-30 mL= 40 mL。 Al3+~Al(OH)3~OH-~AlO21 1 0.001 mol 0.01 L×0.1 mol· L- 1

0.001 mol 所以,c(AlCl3)= =0.01 mol· L-1 0.1 L
Mg2+ ~ 2OH- ~ Mg(OH)2 1 2 0.002 mol 0.04 L×0.1 mol· L-1 0.001 mol 所以,c(MgCl2)= =0.02 mol· L-1。 0.1 L 答案 c(AlCl3)=0.01 mol· L-1 ,c(MgCl2)=0.02 mol· L-1 跟踪练习2 向20 mL 某 物质的量浓度AlCl3溶液中滴 入2 mol· L-1的NaOH溶液时, 得到Al(OH)3沉淀的质量与 所滴加NaOH溶液的体积 (mL)关系如图所示,试回 答下列问题:

(1)图中A点表示的意义是_________________________。
(2)图中B点表示的意义是_________________________。 (3)上述两步反应用总的离子方程式可表示为 ____________________________________。 (4)若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39 g,则此时用去NaOH溶

液的体积为____________。
答案 量为0.78 g (2)加入NaOH溶液20 mL 时,生成的沉淀恰好全部溶解 (3)Al3++4OH-=AlO2-+2H2O (1)加入NaOH溶液15 mL 时,沉淀达到最多,质

(4)7.5 mL或17.5 mL

第3课时

铁的重要化合物

三维目标
1.了解FeO、Fe2O3、Fe3O4的性质和应用 2.掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备和性质 知识与技能 (重点) 3.掌握Fe2+、Fe3+的检验方法及相互转化 (重、难点) 通过列表比较的方法,掌握铁的主要化合物 过程与方法 的性质,同时掌握学习元素化合物的方法—— 比较法 情感、态度 通过实验、图表分析、联系生活等多渠道的 与价值观 科学探究,培养学习化学的兴趣

思维激活
当我们用吸有蓝黑墨水的钢笔写字时,刚写的字,字迹 呈蓝色,但随后字迹就逐渐变成了黑色,这是由铁的化合物 之间的转化引起的,你了解铁及其化合物的知识吗?

自学导引
一、铁的氧化物 1.物理性质

名称(化学式)
氧化亚铁 (FeO) 氧化铁 (Fe2O3) 四氧化三铁 (Fe3O4)

俗名
— 铁红 磁性氧化铁

物理性质
黑色粉末 红色粉末 具有磁性的 黑色晶体

用途
— 常作红色 油漆和涂料 —

2.化学性质
FeO和Fe2O3是碱性氧化物,与酸反应的离子方程式分别

为:
FeO+2H+=Fe2++H2O

Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。
Fe3O4可写成FeO· Fe2O3的形式,与酸反应的离子方程式


Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O。

二、铁的氢氧化物 1.制备
实验操作 实验现象 离子方程式(或化学方程式)

试管中有红褐色 沉淀生成

Fe3 + + 3OH - ===Fe(OH)3↓( 红 褐色)

试管中先生成白 色沉淀,迅速变 成灰绿色,最后 变成红褐色

Fe2++2OH-===Fe(OH)2(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3(红褐色)

2.与酸的反应
Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O

3.Fe(OH)3受热分解
2Fe(OH)3 =====Fe2O3+3H2O


三、铁盐和亚铁盐
1.Fe3+的检验 化 学 上,常 用 KSCN 溶液检验 Fe 3 + 的存在 。 Fe 3 + 和

KSCN溶液反应生成红色溶液。
2.Fe3+的氧化性 Fe3+具有氧化性:2Fe3++Fe=3Fe2+。

Fe2+具有还原性:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-。

名师解惑
一、铁的氧化物的性质比较
铁的 氧化物 色态 俗称 铁的价态 水溶性 与非氧 化性酸 反应 与 CO 反应 稳定性 FeO 黑色粉末 — +2 不溶于水 FeO+2H ===Fe2 + H2O
+ +

Fe2O3 红棕色粉末 铁红 +3 不溶于水 Fe2O3+6H ===2Fe3 +3H2O
+ +

Fe3O4 黑色晶体 磁性氧化铁 1 2 的+2, 的+3 3 3 不溶于水 Fe3O4+8H ===2Fe3 + +Fe2 +4H2O
+ +

FeO+CO=====Fe+ CO2 不稳定

高温

Fe2O3+3CO=====2Fe +3CO2 稳定

高温

Fe3O4+4CO=====3Fe +4CO2 稳定

高温

二、铁的氢氧化物的比较

铁的氢氧化物 色态 溶解性 与非氧化性 酸反应 物质类别 热稳定性 制备

Fe(OH)2 白色固体 难溶于水 Fe(OH)2+2H ===Fe2 + 2H2O
+ +

Fe(OH)3 红褐色固体 难溶于水 Fe(OH)3+3H ===Fe3 + 3H2O
+ +

不溶性弱碱

不溶性弱碱

△ △ Fe(OH)2=====FeO+H2O 2Fe(OH)3=====Fe2O3+3H2O 可溶性亚铁盐跟碱溶液或 氨水反应 可溶性铁盐跟碱溶液或氨水 反应

三、为了在化学实验中得到保存时间较长的 Fe(OH) 2应
采取的措施 Fe(OH) 2 的还原性很强,极不稳定,很容易被空气中的 O2氧化成Fe(OH)3,反应的化学方程式为 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 因此,应做好以下工作: (1)使用新配制的FeSO4和NaOH溶液。 (2)把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一下。

(3)把加入 NaOH 溶液所用的胶头滴管尖端插入 FeSO4溶
液液面以下。 (4)如果在试管中 FeSO4溶液的液面上,预先注入一层植

物油,则生成的Fe(OH)2保存的时间会更长一些。

四、“铁三角”及其应用 1.Fe、Fe2+、Fe3+之间的三角转化

2.Fe2+、Fe3+的检验 (1)Fe2+的鉴别 方法一:在被检验的溶液中,滴加 KSCN溶液,无现象, 再通入Cl2,若溶液变成红色,则说明有 Fe2+存在(鉴别时不 能先通Cl2)。 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(红色)

方法二:在被检验的溶液中加碱,产生白色沉淀,很快
白色沉淀转变成灰绿色,最终变为红褐色,证明有Fe2+存在。

Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(2)Fe3+的鉴别
方法一:加入NaOH等碱溶液,生成红褐色沉淀。

Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色)
方法二:加入KSCN溶液,溶液变成红色。

Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(红色)

典例导析
知识点1:Fe2+和Fe3+的转化 例1 能将Fe3+还原成Fe2+的是( ) ①SCN- ②Fe ③Fe2+ ④Cu ⑤I- ⑥OH- A.①②④⑤ B.①②④ C.②④⑤ D.全部 解析 Fe3+具有氧化性,能被强还原剂还原成Fe2+,如 2Fe3+ +Fe= 3Fe2+ , 2Fe3+ +Cu= 2Fe 2+ + Cu2+ , 2Fe 3+ + 2I-=2Fe2++I2。 答案 C 跟踪练习 1 在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入 铁粉,待反应结束,所剩的固体滤出后能被磁铁吸引,则反 应后溶液中存在较多的阳离子是( ) A.Cu2+ B.Fe3+ C.Fe2+ D.H+ 答案 C

知识点2:Fe2+和Fe3+的检验 例2 (1)鉴别NaCl和KCl的方法是_________________。 (2)验证FeCl2中含有Fe2+的方法是_________________。 解析 (1)阴离子相同的钠盐和钾盐只能用焰色反应进行 鉴别:钠的焰色反应呈黄色,钾的焰色反应呈紫色(透过蓝色 钴玻璃)。 (2)检验Fe2+常用两种方法:①滴加NaOH溶液。现象是 先产生白色沉淀,然后迅速变成灰绿色,最后变成红褐色; ②先滴加 KSCN溶液无现象,然后滴加氯水,溶液变为血红 色。 答案 (1)焰色反应 (2)先滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴加氯水,溶液 变血红色或滴加 NaOH 溶液,先产生白色沉淀,然后迅速变 成灰绿色,最后变成红褐色

跟踪练习2

某溶液中可能大量存在 Mg2+、Fe2+、Fe3+,

加入NaOH溶液,开始时有白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,

最后变成红褐色,下列结论中正确的是(
A.一定有Fe2+,一定没有Fe3+、Mg2+

)

B.一定有Fe3+,一定没有Fe2+、Mg2+
C.一定有Fe3+,可能有Fe2+,一定没有Mg2+ D.一定有Fe2+,可能有Mg2+,一定没有Fe3+ 答案 D

知识点3:Fe(OH)2的制备 例3 Fe(OH)2由于在空气中易被氧化,制取时很难观察 到白色沉淀现象,只能看到灰绿色,采用下图装置使用Fe、 H2SO4(稀)、NaOH溶液可在还原性气氛中制取 Fe(OH)2白色 沉淀,且较长时间内不变色,其中C为弹簧夹。(提示:还原 性气氛如氢气环境)

(1)锥形瓶A中应加入的药品为____________。 (2)锥形瓶B中应加入的药品为____________。 (3)锥形瓶A中的反应开始后,请设计后续操作步骤完成 制备,并说明每步操作的理由和现象。

解析 A中发生反应:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。H2排 尽装置和溶液中的氧气,形成还原性气氛。关闭弹簧夹 C时, A中压强增大,使得反应生成的FeSO4溶液进入B而和NaOH 反应,生成Fe(OH)2沉淀,由于没有了氧化性气氛,Fe(OH)2 沉淀就能得以保存较长时间,否则将发生反应:4Fe(OH)2+ O2+2H2O=4Fe(OH)3。 答案 (1)铁和稀硫酸 (2)氢氧化钠溶液 (3)①打开弹簧夹C;A中气体由导管进入B,B中有气泡; 目的是排尽装臵和溶液中的氧气,形成还原性气氛。②过一 段时间,关闭弹簧夹C; A中溶液经导管进入 B,B中有白色 沉淀生成;因为此时 A 中压强增大,使得反应生成的 FeSO 4 溶液进入B而和NaOH反应,生成Fe(OH)2沉淀。

跟踪练习3 钾与FeSO4溶液反应, 很难完整地观察到反应全过程的有关现 象。有人用右图装置进行实验改进:先 在试管内新制备的FeSO4溶液液面上覆 盖一薄层汽油,然后将试管放入烧杯中, 待试管内汽油层消失后,往试管内投入 一小粒钾并迅速塞上带导管的单孔塞。 回答下列问题: (1)实验中汽油的作用是__________________________。 (2)加入钾后可以观察到:液面上有大量气泡逸出;溶液 中有______色沉淀生成。 (3)如果往试管中加入汽油后即投入钾粒,可能发生爆炸 事故,其原因是____________________________________。 答案 (1)防止Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+ (2)白 (3)K与H2O反应放出大量的热,使汽油燃烧而发生爆炸

第三节

用途广泛的金属材料

三维目标
1.认识金属与合金在性能上的主要差异 2.知道生活中常见合金如铁合金及铜合 金的主要成分及性能 通过实践活动认识如何正确使用金属及 如何爱护金属资源

知识与技能

过程与方法

情感、态度与 价值观

用对比的方法认识事物和全面地分析事 物的逻辑思维能力,了解化学在科学技 术方面的重要作用,培养学以致用的能 力

思维激活
人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前,不过 那时的铁是从太空掉下来的陨铁 (其中含铁 90%以上 )。我国 在商代就开始用铁,在河北、北京、河南的某些地区出土过 陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台 出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑,这说明春秋初年我国就已 经掌握了冶铁技术。钢铁工业是国家工业的基础,新中国成 立以后,我国的钢铁工业得到了飞速发展。1949年我国的钢

产量仅居世界第26位,1996年12月31日新华社报道:1996年
中国钢产量已突破一亿吨,跃居世界第一位。中国钢铁工业 在数量、品种、质量上基本满足了国民经济建设的需要。钢

是一种金属吗?

自学导引
一、合金 1.合金是由两种或两种以上的 金属(或非金属)熔合而成的具有金属 特性的物质。 2.合金的性质 (1)合金的熔点一般低于它的各成分金属。 (2)合金的硬度及机械性能一般大于成分金属。 3.常见的合金 (1)铜合金 铜合金主要有青铜(主要成分为Cu、Sn、Pb)、黄铜(含锌及少量锡、 铅、铝等)和白铜(含镍、锌及少量的锰)等。 (2)钢 根据化学成分,钢可以分为两大类:碳素钢 和合金钢,其中碳素钢 可以分成低碳钢、中碳钢和高碳钢。 二、正确选用金属材料 在进行金属材料的选择时,常常要考虑以下几个方面:主要用途、 外观、物理性质(密度、硬度、强度、导电性)、化学性质(对水的作用、 耐腐蚀性)、价格等方面。

名师解惑
一、常见合金的主要性能与主要用途

合金
黄铜

主要成分
Cu

主要性能

主要用途

强度高,可塑性 机器零件、仪表、 好,易加工,耐 日用品 腐蚀 强度高,可塑性 机器零件如轴承、 好,耐磨,耐腐 齿轮等 蚀
强度和硬度好 火箭、飞机、轮船 等制造业 医疗器械、炊具、 反应釜

青铜

Cu Al、Cu、 Mg、Si

硬铝

不锈钢 Fe、Cr、Ni 抗腐蚀性好

二、金属材料的分类

三、金属元素之最
地壳中含量最高的金属——铝 人体内含量最高的金属——钙 导电、导热性最好的金属——银 目前产量最大的金属——铁 展性最好的金属——金 延性最好的金属——铂 熔点最高的金属——钨

熔点最低的金属——汞
硬度最大的金属——铬 密度最大的金属——锇

密度最小的金属——锂

典例导析
知识点1:合金的概念和性质 例1 工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)

在同一容器中加热使其熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔 合物——合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数 据判断,不宜用上述方法制取的合金是( )
金属 熔点(℃) 沸点(℃) Na 97.81 883 K 63.6 774 Al 660 2467 Cu 1083 2567 Fe 1535 2750

A . Fe-Cu合金

B.Cu-Al合金

C.Al-Na合金

D.Cu-Na合金

解析 结合表格中的熔、沸点数据可知,Na在97.81 ℃ 开始熔化成液态,在小于883 ℃时都为液态;Fe和Cu的熔点 分别为1535 ℃和1083 ℃,又因为Na在超过883 ℃时就为气 态了,但此温度下Fe、Cu都还没有熔化,故Fe与Na、Cu与 Na都无法制成合金;Fe与Cu、Cu与Al、Al与Na、K与Na都 可以制成合金。 答案 D 跟踪练习1 某合金与铁的物理性质的比较如下表所示:
熔点 (℃ ) 某合金 铁 2500 1535 密度 (g·cm-3) 3.00 7.86 硬度 (金刚石为10) 7.4 4.5 导电性 (银为100) 2.3 17

还知该合金耐腐蚀,强度大。从以上性能看,该合金不 适合作( ) A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机外壳 答案 A 知识点2:新型合金 例 2 钛和钛的合金被誉为“ 21 世纪最有发展前景的金 属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、 可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的 生物相容性。根据它们的主要性能,下列用途中不符合实际 的是( ) A.用于做保险丝 B.用于制造航天飞机 C.用于制造人造骨 D.用于家庭装修,做钛合金装饰门

解析 仔细审题,从字里行间挖掘出对解题有用的信息。 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好,因此可用于航天领域, B 正确;由于钛和钛的合金与人体器官具有很好的生物相容性, 和人体的组织相容,不引起排异反应,可以用于制造人造骨, C 正确;由于其密度小、可塑性好、易于加工,用于家庭装修, 做钛合金装饰门,推拉轻便,D正确;只有A错误,由于其熔点 高,因此不适合做保险丝。 答案 A 跟踪练习2 放在手心里就能熔化的稀有金属镓,其沸点为 2403 ℃,更奇妙的是镓熔化后在-120 ℃ 仍不易凝固;在常温 下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;与其他金属 融合可改善合金性能;与硫、硒等非金属化合可生成优质的半 导体材料。下列有关镓的叙述中错误的是( ) A.镓的熔点高 B.镓的熔点低 C.镓能够与盐酸反应 D.镓可与多种金属形成合金 答案 A

本 章 小 结
知识整合
一、钠及其化合物的化学性质

二、镁、铝及其化合物的化学性质

三、铁及其化合物的化学性质

第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
第1课时 二氧化硅和硅酸

三维目标
知识与技能

1.了解二氧化硅的物理性质和用途 2.掌握二氧化硅的化学性质(重点) 3.了解硅酸的用途
活动探究,通过对硅与碳、SiO2与CO2 的比较,培养归纳能力、比较能力 培养学生学习元素化合物的正确方法: 结构决定性质,性质决定用途

过程与方法 情感、态度 与价值观

思维激活
传说三千多年以前,地中海沿岸的贝鲁斯河口旁,有一

块美丽的沙洲。有一天,一艘贩运纯碱的腓尼基人的商船在
这里搁浅了。大家从船上搬来大锅,又扛了几块纯碱,用纯

碱支着锅做起饭来。饭熟后,商人们惊奇地发现“灶”变成
了晶莹透明的固体。聪明的腓尼基人在无意中发现了这个秘 密,就开始生产这种晶莹透明的固体,由此发了大财。你可 知道这种晶莹透明的固体是什么?为什么会有如此变化?

自学导引
一、二氧化硅 1.存在形态 二氧化硅的存在形态有结晶形和无定形两大类。石英晶 体是结晶的 二氧化硅,具有不同的晶形和色彩,其中无色透 明的晶体就是玛瑙。 2.结构 二氧化硅晶体中硅原子和氧原子按 1∶2的个数比组成立 体网状结构。 3.物理性质 熔点高、硬度大、难溶于水。 4.化学性质 二氧化硅的化学性质很不活泼,常见的反应如下: (1)与氢氟酸(唯一能与SiO2反应的酸)反应:

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O(刻蚀玻璃) 高温 (2)与碱性氧化物的反应:CaO+SiO2 ===== CaSiO3 (3)与强碱的反应:SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 二、硅酸 SiO2对应的水化物是硅酸 (H2SiO 3),可通过可溶性硅酸 盐与其他酸反应而制得。硅酸的酸性很 弱,甚至比H2CO3还 要弱,所以将CO2通入Na2SiO3溶液中可以得到硅酸,也可用 盐酸与Na2SiO3溶液反应生成H2SiO3,反应的方程式如下: Na2SiO3溶液与盐酸反应: Na2SiO3+2HCl=2NaCl+H2SiO3↓ Na2SiO3溶液与CO2反应: Na2SiO3+CO2+H2O=Na2CO3+H2SiO3↓ 所生成的H2SiO3能形成胶体溶液,浓度大时形成软而透 明的、胶冻状的硅酸凝胶,经脱水干燥形成 硅胶。硅胶疏松 多孔,吸附水分能力强,常用做干燥剂和催化剂的载体。

名师解惑
一、硅的含量、存在及结构 1 .含量:地壳中,硅的含量在所有的元素中居第二位 (质量分数为26.3%),仅次于氧。 2 .存在形态:自然界中无游离态的硅。硅的化合物几 乎全部是二氧化硅和硅酸盐,它广泛地存在于地壳的各种矿 物和岩石中。硅是构成矿物和岩石的主要元素。 3.结构:硅位于元素周期表中第ⅣA族碳的下方,最外 层有4个电子,原子结构为 Si 所以硅原子既不易得电子,也不易失电子。

二、CO2和SiO2的性质比较 CO2和SiO2都属于酸性氧化物,化学性质有一定的相似 性,但在物理性质和某些化学性质方面却有很大的差异。
CO2 与碱性氧 化物反应 与碱反应 酸性氧化物 CaO+ CO2===CaCO3↓ 2NaOH+ CO2===Na2CO3+ H2O Na2SiO3+ CO2+ H2O===Na2CO3 + H2SiO3↓ 相对强酸制相对弱酸 △ C+ CO2=====2CO CO2+H2O? ? H2CO3 — 低 (固体易升华 ) 高温 CaO+ SiO2=====CaSiO3 SiO2+ 2NaOH=== Na2SiO3+ H2O — 高温 2C+ SiO2=====Si+ 2CO↑ — 只与 HF 反应 SiO2+ 4HF===SiF4↑+2H2O 高 SiO2

与盐反应 与碳反应 与 H2O 作用 与酸反应 熔点

三、硅酸 1.硅酸的制法 二氧化硅对应的水化物是硅酸,二氧化硅是硅酸的酸酐。 与一般的酸相比,硅酸的组成和结构复杂得多,常用化学式 H2SiO3来表示硅酸。 由于二氧化硅不能直接与水化合,所以只能用间接的方 法来制取硅酸,如: Na2SiO3+2HCl=H2SiO3↓+2NaCl SiO32-+2H+=H2SiO3↓ 硅酸为白色固体,难溶于水。 2 .硅酸的酸性很弱,比碳酸的酸性还弱,在与碱反应 时只能与强碱反应。 H2SiO3+2NaOH=Na2SiO3+2H2O H2SiO3+2OH-=SiO32-+2H2O 3.硅酸具有热的不稳定性
H2SiO3=====SiO2+H2O


典例导析
知识点1:二氧化硅的性质 例1 下列关于二氧化硅的叙述中不正确的是( ) A.二氧化硅晶体是一种具有立体网状结构的晶体 B.二氧化硅不溶于水,也不能跟水起反应生成酸

C.二氧化硅是一种酸性氧化物,它不跟任何酸发生反
应 D.二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差别 解析 二氧化硅虽然是酸性氧化物,但它能与氢氟酸反 应,所以C选项是不正确的。

答案

C

跟踪练习 1 地壳中含量占第一、二位的元素之间形成 的化合物不具有的性质是( ) A.熔点高,硬度大 B.常温下能与烧碱溶液反应 C.高温时能与纯碱反应 D.能与水反应生成酸 答案 D 知识点2:硅酸的性质 例 2 下列实验事实中能证明碳酸的酸性比硅酸强的是 ( ) A.CO2是气体,而SiO2是固体 B.高温下能发生反应:

Na2CO3+SiO2=====Na2SiO3+CO2↑

高温

C.CO2溶于水生成碳酸,而SiO2却不溶于水 D.CO2通入Na2SiO3溶液中有胶状沉淀生成 解析 可以用在溶液中强酸制备弱酸的反应原理来说明 酸性的强弱关系,而不能用是否与水反应,熔、沸点的高低 等依据进行判断。 答案 D 跟踪练习2 在水玻璃中通入足量的CO2气体,充分反应 后加热蒸发,再灼烧,则最后所得的固体物质为 ( ) A.SiO2与NaHCO3 B.SiO2与Na2CO3 C.SiO2 D.Na2SiO3 答案 B

第2课时
三维目标

硅酸盐和硅单质

知识与技能

1.了解硅酸盐的重要用途及组成 2.了解硅的重要用途及硅单质的物理性质 3.掌握Na2SiO3的化学性质(重点)
通过自主学习,培养学生自主学习的能力

过程与方法

通过了解化学在科学技术方面的重要作用, 情感、态度与 激发学生学习化学的兴趣,树立学以致用 价值观 的思想

思维激活
2002年中科院计算所的科研人员成功地研制出了中国首

枚高性能通用微处理器芯片 ——龙芯Ⅰ号CPU( 中央处理器 );
装载这颗“龙芯”的中国第一台具有自主核心技术的服务

器 —— “龙腾”也应运诞生。这颗 CPU 之所以被称为“龙
芯”,是因为龙是中国的象征。“龙芯”和“龙腾”的研制 成功,标志着中国已初步掌握当代CPU的关键设计技术,从 此改变了中国信息产业的无“芯”历史。在所用的材料中, “硅”这种物质起着不可替代的作用。你知道硅有哪些性质 吗?

自学导引
一、硅酸盐 1.硅酸盐的概念和性质 (1)概念:由硅、氧和金属组成的化合物的总称。 (2)性质:是一类结构复杂的固态物质,大多难溶于水,

化学性质很稳定。
2.硅酸钠 (1)溶解性:可溶于水,水溶液俗称水玻璃,呈碱性。 (2)用途:制备硅胶和木材防火剂。 3.常见硅酸盐产品

陶瓷、玻璃、水泥是使用量最大的无机非金属材料。

二、硅单质
1.硅单质的分类 单质硅有晶体和无定形两种。 2.晶体硅的物理性质和结构 (1)物理性质:晶体硅是灰黑色、有金属光泽的固体,熔 点高(1410 ℃)、硬度大,有脆性,是良好的半导体材料。 (2)结构:与金刚石相似。

3.硅的用途
(1)半导体材料,如硅芯片等。 (2)新型电池,如光电池等。

名师解惑
一、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不 能用玻璃塞(玻璃中含有SiO2)? 当玻璃瓶配玻璃塞时,瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨 砂处理。玻璃中含SiO2,磨砂玻璃遇到强碱(NaOH)溶液时, SiO2会与强碱 (NaOH) 反应生成硅酸盐 (Na2SiO3),使试剂瓶 受到腐蚀。硅酸盐(Na2SiO3)溶液有良好的黏结性,它易使瓶 口与瓶塞黏在一起而难以开启。

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O
二、硅酸盐氧化物的表达式的书写规则 1 . 保持原有各元素的化合价不变,按顺序写出各元素

的氧化物。

表示的顺序是:活泼金属氧化物 →较活泼金属氧化物 →
二氧化硅→水,化合价低的金属氧化物放在前面,如普通玻 璃:Na2O· CaO· 6SiO2。 2 .除氧元素外,其他元素的原子个数之比符合原来的 组成,配置出现分数时应化为整数。如正长石KAlSi3O8先写

成K2O· Al2O3· 3SiO2,再改写为K2O· Al2O3· 6SiO2。
三、无机非金属材料 工业生产玻璃的基本知识
主要原料 纯碱、 石灰石、 石英 反应条件 高温 玻璃窑中发生的主要反应 Na2CO3+ SiO2=====Na2SiO3+ CO2↑ CaCO3+ SiO2=====CaSiO3+ CO2↑
高温 高温

主要成分 Na2SiO3、 CaSiO3、 SiO2

四、硅单质的性质 1 .常温时,硅的化学性质不活泼,不能与硫酸、硝酸 等反应,但能跟F2反应:Si+2F2=SiF4; 在加热条件下,硅能与O2反应生成SiO2,反应的化学方程式为
△ Si+O2 ===== SiO2。

2 .工业上用碳在高温下还原 SiO 2 的方法制得含有少量 杂质的粗硅,经过提纯后可以得到高纯硅,其主要反应的化
高温 学方程式为2C+SiO2 ===== 2CO↑+Si。

五、硅及其化合物的特性 1.非金属单质一般为非导体(石墨能导电),硅的晶体是 良好的半导体材料。 2.Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:

SiO2+2C ===== Si+2CO↑。

高温

3 .非金属单质跟碱作用一般无 H 2 放出,但 Si 能跟强碱 溶液作用放出H2:Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。 4.非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但 Si能跟 HF 作用:Si+4HF=SiF4↑+2H2↑。 5.酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能与HF作用。 6 . SiO 2 是 H 2 SiO 3 的酸酐,但它不溶于水,不能直接与 水作用制备H2SiO3。 7.无机酸一般易溶于水,但H2SiO3难溶于水。 8 .硅酸钠的水溶液称为泡花碱或水玻璃,但却是盐溶 液。 9.H2CO3的酸性强于H2SiO3,所以有反应:Na2SiO3+ CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3,但高温下,反应: Na2CO3+SiO2 =====Na2SiO3+CO2↑也能发生。
高温

典例导析
知识点1:硅酸盐和无机非金属材料 例1 假设原子晶体SiO2中Si原子被Al原子取代,不足的 ) 价数由 K 原子补充,当有 25%的 Si 原子被 Al 原子取代时可形 成正长石,则正长石的化学组成为( A.KAlSi2O6 C.KAlSi4O10 解析 B.KAlSiO4 D.KAlSi3O8

由于铝为Al3+ ,硅为Si4+ ,当一个Al3+ 取代一个

Si4+时,必须引入一个K+,SiO2中有25%的Si原子被取代,
可设SiO2为Si4O8,即有一个硅原子被一个铝和一个钾代替, 为KAlSi3O8,即正长石的化学组成。

答案

D

跟踪练习 1 下列有关陶瓷和光导纤维的说法中不正确 的是( ) A.高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点,但硬度却远 远低于金属材料 B.压电陶瓷可实现机械能与电能的相互转化 C.光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维 D.光导纤维的抗干扰性能好,不发生电辐射,通讯质 量高,能防窃听 答案 A 知识点2:硅酸盐氧化物形式的表示 例2 已知某硅酸盐可表示为MgaSi4O10(OH)b(其中a、b 为正整数),试回答: (1)a与b应满足的关系是______________(写表达式)。

(2) a 能否等于 2 ? __________( 填“能”、“不能”或 “无法确定”),理由是____________________。 (3)a= 3的硅酸盐的表示式为 __________( 以氧化物的形 式表示)。 (4)三硅酸镁 (Mg2Si3O8· nH2O)可用于治疗胃酸过多和胃 溃疡,它中和胃酸(HCl)的化学方程式是_______________。 解析 (1)由正、负化合价代数和等于0,可得到 2a+4×4+10×(-2)+b×(-1)=0 即2a=4+b (2)显见若a=2时,b=0,不符合题意。 (3)当a=3时,b=2,则化学式为Mg3Si4O10(OH)2,改写 为3MgO· 4SiO2· H2O。 (4)写化学方程式时,结合氧化物的形式,只需考虑MgO 与HCl反应即可。

答案 (1)2a=4+b (2)不能;若a=2,则b=0,与题意不符 (3)3MgO· 4SiO2· H2O (4)Mg2Si3O8· nH2O+4HCl =2MgCl2+3SiO2+(n+2)H2O 跟踪练习 2 将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物的形
式:

(1)钙长石(CaAl2Si2O8)___________________________。 (2)透闪石[Ca2Mg5Si8O22(OH)2]____________________。 (3)许多含氧酸也可以类似地改写为氧化物的形式,请继 续改写下列物质:HNO3________;H3PO4____________。 答案 (1)CaO· Al2O3· 2SiO2 (2)2CaO· 5MgO· 8SiO2· H2O (3)N2O5· H2O;P2O5· 3H2O

知识点3:单质硅的性质及应用
例3 2002年9月16日,中国北京曙光公司研制出第一款 具有我国自主知识产权的高性能 CPU芯片——“龙芯” 1号。 (1)“龙芯”芯片的主要化学成分是______。 (2)计算机长距离联网使用信息传输很快的线路,其使用

的材料叫____________,主要化学成分是________。
(3)如果这种埋在地下的材料被裸露在碱性土壤中,则会 造成断路,用离子方程式说明原因:____________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________

___________________________________________________。

解析

这是一道性质与用途结合的题目,虽然难度不大,

但要求同学们对当前科技的发展动态有一定的了解,同时能 灵活地运用所学的知识解决实际问题。计算机CPU芯片由高 纯度的单晶硅制成,当前传输信息容量大、保密性好的材料 是光导纤维,其化学成分是二氧化硅。 答案 (1)硅 (2)光导纤维;SiO2 (3)SiO2+2OH-=SiO32-+H2O

跟踪练习3
C.氢氟酸

常温下不跟单质硅起反应的物质是(
B.硝酸溶液 D.氟气

)

A.氢氧化钠溶液

答案

B

第二节 富集在海水中的元素——氯
第1课时 活泼的黄绿色气体——氯气

三维目标
1.了解氯气的物理性质 2.掌握氯气的化学性质(重点) 通过实验探究来发挥学生的主体地位 树立实验安全意识,培养以严谨、科学的 态度来设计实验方案的良好习惯

知识与技能

过程与方法 情感、态度 与价值观

思维激活
2005 年 3 月 29日,在京沪高速公路江苏省内发生了一起

运输液氯汽车相撞事故,发生氯气泄漏,造成巨大危害。其
中死亡人数 28名,中毒人数350名,受灾地区涉及 3个乡镇11 个村庄,受灾农作物面积20020亩,畜禽死亡1500头(只)。氯 气是一种黄绿色有窒息性气味的有毒气体,氯气被吸入后, 主要作用于呼吸系统,高浓度吸入后刺激神经引起反射性的 心跳停止。 污染区居民应向高处还是低处地区转移?

自学导引
一、氯的原子结构及存在 1.原子结构:氯的原子结构示意图为:

2 .存在:氯在自然界中以 化合态 的形式存在,主要形 式为NaCl。 二、发现和确认 1774年,瑞典化学家舍勒,通过化学反应:4HCl(浓)+
△ MnO2 ===== MnCl2+Cl2↑+2H2O,发现了氯气。

1810年,由英国化学家戴维确认。

三、物理性质 1.Cl2在通常情况下呈 黄绿色,是一种有 刺激性气味的 有毒气体。25 ℃时,1体积的水可溶解约2体积的氯气。 2 .在实验室中闻气体的方法: 用手轻轻在瓶口扇动, 使极少量气体飘进鼻孔。 四、化学性质 氯原子很容易得一个电子而形成氯离子,表现为典型的 非金属性。 1.和金属单质反应
点燃 2Na+Cl2 ===== 2NaCl 点燃 2Fe+3Cl2 ===== 2FeCl3

点燃 Cu+Cl2 ===== CuCl2

2.和非金属单质反应
如与H2反应: 现象:氢气在氯气中安静地燃烧,发出苍白色火焰,集 气瓶口有白雾产生。 化学方程式:H2+ Cl2=====2HCl 。 3.和水反应 (1)氯水 氯气的水溶液叫做氯水。溶于水中的Cl2部分与水反应,
点燃

化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO。
(2)次氯酸 ①弱酸性:比碳酸酸性弱;

Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO

②不稳定性:只存在于水溶液中,在光照下易分解,化
学方程式为: 2HClO=====2HCl+O2↑ ; ③强氧化性:能杀菌、消毒,具有漂白作用。


实验操作

实验现象

结论

有色布条褪色

氯水有漂白作用

有色布条不褪色

干燥的氯气无漂白作用

4.与碱反应
(1)与NaOH的反应 化学方程式为 2NaOH+Cl2= NaCl +NaClO +H2O,是 漂白液的制取原理,其有效成分为NaClO。 (2)与Ca(OH)2的反应 化学方程式为 2Ca(OH) 2 + 2Cl 2 = CaCl 2 + Ca(ClO) 2 + 2H2O,是漂白粉和漂粉精的制取原理,其有效成分为 Ca(ClO)2。

五、用途
1.重要的化工原料。 2 .自来水消毒,但因与水中的有机物产生有害物质,

已试用新的消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。

名师解惑
一、关于燃烧 初中我们学过燃烧必须具备三个条件: a. 可燃物; b. 有

氧气存在;c.达到着火点。而我们现在观察到的燃烧 (金属钠、 铜、铁,非金属氢气、磷在氯气中燃烧)都没有氧气存在,这 就说明,燃烧不一定要有氧气存在,因此化学药品存放地发 生火灾,用隔绝空气的方法不一定能灭火。由此可见,燃烧 的定义可扩展为“任何发光、发热的剧烈的化学反应都叫燃 烧”。 二、氯水的成分和性质 氯水是氯气的水溶液,通常情况下,2体积氯气溶于 1体 积水中可制得饱和氯水。溶解的氯气部分与水反应生成盐酸 和次氯酸。

Cl2+H2O=HCl+HClO 新制的饱和氯水中只有约 39%的氯气和水反应,其余仍 以氯分子的形式存在于溶液中。因此,新制的氯水中主要含 有Cl2、HClO、H2O、Cl-、H+、ClO-等。通常说的氯水就 是新制氯水,它必须随用随配并保存在棕色试剂瓶中。 久置的氯水由于次氯酸见光分解而变成很稀的盐酸,其 中主要含有H+、Cl-、H2O等。它不再具有漂白、杀菌、消 毒作用和强氧化性。 氯水在使用过程中究竟利用哪种成分的性质,需视具体 情况而定。例如: 1 .利用氯水中 H + 、 HClO 的性质。如新制的氯水中加 入石蕊试液,溶液先变红后褪色。变红是因为氯水中的盐酸 电离产生H+表现酸性,而后褪色则是因为氯水中的 HClO具 有强氧化性,它氧化色素而使有色物质褪色。

2.由氯水提供Cl2分子。例如,在Fe2+―→Fe3+的转化 反应中或使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝等反应中,则是氯水 中的Cl2分子起作用。 3.由氯水提供HClO。例如,用氯水杀菌、消毒、漂白 物质时,就是利用氯水中 HClO 的强氧化性,杀死水中的细 菌或氧化有机色素。 4.由氯水提供Cl-。例如,氯水加入AgNO3溶液中,将 产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。这是因为Cl2溶于水后发生反 应,生成的HCl电离出的Cl-与AgNO3溶液中的Ag+结合而成 AgCl白色沉淀。 5.由氯水提供H+。例如,向碳酸钠溶液中滴加氯水, 有大量气体产生,即是氯水中的H+与溶液中的 CO作用的缘 故。 说明:液氯与氯水的区别:液氯是纯净物,只具备氯单 质的性质;氯水是混合物,具备上述各种性质。

三、液氯和氯水、氯化氢和盐酸的比较 1.液氯和氯水
液氯 成分 分类 Cl2 纯净物 新制氯水 Cl2、HClO、H+、Cl-、 ClO-、H2O、OH- 混合物 久置氯水 H+、Cl-、 H2O 混合物

颜色

黄绿色

浅黄绿色

无色

性质

氧化性

酸性、氧化性、漂白性

酸性

2.氯化氢和盐酸 氯化氢
状态、气味 组成粒子

盐酸

有刺激性气味气体 无色溶液(氯化氢水溶液) 氯化氢分子 H2O、H+、Cl-(极少量 OH-)

分类
酸性 导电性

纯净物
无酸性(无H+存在) 不导电(无离子存在)

混合物
强酸,具有酸的通性 导电

典例导析
知识点1:氯气的性质 例1 下列说法中正确的是( )

A.氯气无漂白作用,液氯有漂白作用 B.氯气与铁反应生成FeCl2 C.氯气是一种可以和绝大多数金属反应的非金属单质 D.氯气跟水反应生成两种强酸 解析 液氯无漂白作用;氯气与液氯的化学成分相同, 氯气与铁反应生成高价的 FeCl3;氯气跟水反应生成的 HClO 是弱酸。 答案 C 跟踪练习 1 关于氯气与冷的消石灰的反应,下列说法 中正确的是( )

A.属于复分解反应
B.既属于氧化还原反应又属于化合反应 C.反应前后,氯元素的化合价一部分升高,一部分降 低,其他元素的化合价无变化 D.反应前后,氯元素的化合价只降低 答案 例2 C 下列关于氯水的叙述中正确的是( ) 知识点2:氯水的成分及性质

A.新制氯水中只含有Cl2和H2O分子
B.新制氯水使蓝色石蕊试纸变红 C.光照氯水有气泡逸出,该气体是Cl2

D.氯水放置数天后,酸性增强

解析

新制氯水中有Cl2、HClO、H2O等分子,H+、Cl-、

ClO-等离子,故A项错误。新制氯水中含有H+和HClO,蓝 色石蕊试纸遇H+变红,变红后的试纸被强氧化剂 HClO氧化 而褪色, B项错误。光照氯水发生反应 2HClO2HCl+ O2 ↑, 逸出的气体是 O 2 ,不是 Cl 2 , C 项错误。 HClO 分解后变成

HCl,HCl 是强酸,溶液的酸性增强, pH 变小,故D项正确。
答案 D 在氯水中存在多种分子和离子,它们在不 跟踪练习 2 正确的是( )

同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且

A.向氯水中加入有色布条,一会儿后有色布条褪色, 说明溶液中有Cl2存在 B.溶液呈黄绿色,且有刺激性气味,说明有Cl2分子存 在 C.先加入盐酸酸化,再加入 AgNO3溶液产生白色沉淀, 说明有Cl-存在 D.加入NaOH溶液,氯水的黄绿色消失,说明有HClO 分子存在 答案 B 知识点3:次氯酸的性质 例 3 在下列化学反应中,能证明次氯酸是一种弱酸的 是( ) A.Cl2 + H2O=HCl + HClO B.2HClO=2HCl +O2↑

C.Ca(ClO)2 + 4HCl=CaCl2 + 2Cl2↑+ 2H2O D.Ca(ClO)2 + CO2 + H2O=CaCO3↓+ 2HClO 解析 依据“相对强酸制取相对弱酸 ”的原理,可以通 过D选项知道次氯酸是一种酸性比碳酸还弱的酸。 答案 D 跟踪练习 3 2007 年重庆重大水灾中,受灾居民每家每 户除发放了必要的生活用品外,还发放了漂粉精,用于水的 消毒,漂粉精的有效成分是( ) A.Ca(OH)2 B.Ca(ClO)2 C.CaCl2 D.CaCO3 答案 B

第2课时

氯离子的检验

成盐元素——卤素

三维目标
1.掌握氯离子的检验方法(重点) 2.了解卤族元素在原子结构、性质等方面的相似 性 通过氯离子的实验室检验方法培养物质检验的基 本思路和操作规范

知识与技能

过程与方法

情感、态度与价值 通过动手实验,使学生体会理论上的理解和亲手 观 实验的不同

思维激活
向某品牌的纯净水中加入硝酸银溶液后,产生了白色沉 淀,你知道产生白色沉淀的可能原因吗?该纯净水合格吗?

自学导引
一、氯离子(Cl-)的检验 1.试剂:AgNO3溶液、稀HNO3。 2.步骤:先将待检液用稀HNO3酸化,再加入AgNO3溶 液,若有白色沉淀生成,则证明原溶液中有Cl-存在。 二、成盐元素——卤素 卤素包括F、Cl、Br、I、At,它们的单质都是双原子分 子。卤素原子最外层都有7个电子,易得(填“得”或 “失”)1个电子达到8电子稳定结构,都是典型的非金属元素, 其单质具有 氧化性,并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减 弱。 氧化性:F2>Cl2>Br2>I2。 △ 三、实验室制取Cl2的反应原理 ===== MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,实验室 通常用该法制Cl 。

名师解惑
一、卤素离子的检验
实验 项目 实验操作方法 (1)将少量AgNO3溶液 滴入盛有NaCl溶液的 试管内 (2)再向试管内注入足 量稀HNO3 实验现象 化学(离子)方程式

Cl-的 检验

立即产生白色沉淀 白色沉淀无新变化

NaCl+AgNO3= AgCl↓+NaNO3 Cl-+Ag+=AgCl↓

Br-的 检验

(1)将少量AgNO3溶液 滴入盛有NaBr溶液的 试管内 (2)再向试管中加入足 量稀HNO3
(1)将少量AgNO3溶液 滴入盛有KI溶液的试 管内 (2)再向试管中加足量 的稀HNO3

立即产生淡黄色沉淀 淡黄色沉淀无新变化

NaBr+AgNO3= AgBr↓+NaNO3 Br-+Ag+ ===AgBr↓

I-的 检验

立即产生黄色沉淀 黄色沉淀无新变化

KI+AgNO3= AgI↓+KNO3 I-+Ag+=AgI↓

说明:AgCl既不溶于水,也不溶于稀硝酸,滴加AgNO3溶液 后再加稀硝酸,可以排除其他离子的干扰。例如CO可以结合Ag+ 而生成不溶于水的Ag2CO3,但Ag2CO3溶于稀硝酸。 二、卤素单质的性质 1.卤素单质和H2的反应 卤素单质(X2)和H2的反应可表示为X2+H2===2HX,且从F2到 I2,反应越来越难。 2.卤素单质和H2O的反应 2F2+2H2O=4HF+O2 X2+H2O=HX+HXO(X为Cl、Br、I) 3.卤素间的置换反应 因氧化性:F2>Cl2>Br2>I2,所以可以发生反应:Cl2+2NaBr =2NaCl+Br2,Br2+2KI=2KBr+I2。 4.卤素单质的特性 (1)溴是常温下唯一易挥发的液态非金属单质。 (2)淀粉遇碘变蓝——常用于鉴别I2或淀粉的存在。

三、Cl2的实验室制法 △ 1.实验原理:MnO2+4HCl(浓) ===== MnCl2+Cl2↑+2H2O。 2.实验装置 △ (1)发生装置:取决于该反应的特点:固+液 ― ― →气体, 一般使用酒精灯、铁架台、分液漏斗和圆底烧瓶。 (2)净化装置:制得的气体一般混有杂质,杂质成分的判 断要从化学药品的成分、性质、副反应和反应条件等多方面 进行分析。该实验中的杂质为HCl和H2O。 (3)收集装置:收集氯气可采用向上排空气法或排饱和食 盐水的方法。 (4)尾气吸收装置:化学实验中,凡有毒的或易燃易爆的 尾气,都要进行收集或转化处理,使之无害化,切不可随意 向空气中排放。Cl2有毒,故应进行尾气吸收,其吸收方法为: 将Cl2通入盛有NaOH溶液的烧杯中。

典例导析
知识点1:Cl-的检验 例1 如何检验Na2CO3固体中是否混入了少量的 NaCl杂

质?写出实验操作步骤和有关的离子方程式。 解析 此题表面上看起来很简单,有的同学可能很快就

能写出答案:加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加稀硝酸, 若白色沉淀不溶解,则说明混入了NaCl杂质;若白色沉淀消

失,则说明没有混入NaCl杂质。其实这样的答案错了,因为
题给的 是 Na 2 CO 3 固体而不是 Na 2 CO 3 溶液。所以 应先将

Na2CO3固体配制成溶液,再做后续实验。

答案

取少量Na2CO3固体,加水溶解,配制成溶液。向

溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,过滤除去

沉淀。在滤液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,再加入稀
硝酸,若沉淀不溶解,则说明原 Na 2 CO3 固体中混有 NaCl; 若沉淀消失,则说明原Na2CO3固体中没有NaCl。 CO32-+Ba2+=BaCO3↓,Ag++Cl-=AgCl↓ (或者取少量 Na2 CO3固体,加水溶解,制成溶液。向该 溶液中加入稀硝酸至没有气泡冒出为止,再加入 AgNO 3 溶 液。)

跟踪练习 1

现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种
)

溶液,可用来区别它们的一种试剂是( A.AgNO3溶液 B.酚酞试液 C.紫色石蕊试液 答案 例2 来的是( C 知识点2:卤素的性质

D.饱和食盐水

下列各组溶液中,用溴水作试剂不能将其鉴别出 )

A.汽油、酒精、四氯化碳
B.汽油、四氯化碳、水 C.汽油、酒精、NaOH溶液

D.汽油、苯、NaOH溶液

解析 汽油、四氯化碳、苯等都可以将 Br 2 从溴水中萃 取出来,油层均显橙红色,分别在水层的上层、下层、上层; 溴水在酒精中溶解扩散,使溶液呈橙黄色;溴水加入 NaOH 溶液中,因发生反应生成NaBr、NaBrO而使溶液呈无色。 答案 D 跟踪练习 2 溴化碘 (IBr) 的化学性质很像卤素单质,它 能与大多数金属、非金属化合生成卤化物,还能与水发生以 下反应: IBr+H2O= HBr+HIO。下列有关 IBr的叙述中不 正确的是( ) A.在很多反应中,IBr是强氧化剂 B.IBr与水反应时,IBr既作氧化剂又作还原剂 C.IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀 D.IBr与NaOH溶液反应时,生成NaBr和NaIO 答案 B

知识点3:Cl2的实验室制法 例3 将0.2 mol MnO2和50 mL 12 mol· L-1盐酸混合后加 热,反应完全后,向剩余的溶液中加入足量的AgNO3溶液, 生成AgCl沉淀的物质的量( ) A.等于0.3 mol B.小于0.3 mol C.大于0.3 mol,小于0.6 mol D.等于0.6 mol 解析 盐酸中 n(HCl) = 12 mol· L- 1×50× 10- 3 L= 0.6 △ mol,由实验室制Cl2的反应:MnO2+4HCl(浓) ===== MnCl2+ Cl2↑+2H2O可知,0.2 mol MnO2需要0.8 mol HCl才能完全反 应,所以MnO2过量,但0.6 mol HCl全部参加反应,最多只 有0.3 mol被氧化成Cl2。实际上随反应的进行,一方面HCl

的消耗,另一方面水的生成都使盐酸的浓度下降,当成为稀 盐酸时,由于还原性很弱,不能产生Cl2,造成被氧化的HCl 小于0.3 mol,即溶液中Cl-的物质的量大于0.3 mol,小于0.6 mol 。产生的 AgCl 的物质的量也应大于 0.3 mol ,小于 0.6 mol。 答案 C 跟踪练习3 用MnO2与浓盐酸反应制取Cl2,当有4 mol HCl被氧化时,生成的Cl2在标准状况下的体积为( ) A.22.4 L B.11.2 L C.44.8 L D.89.6 L 答案 C

第三节 硫和氮的氧化物
第1课时 二氧化硫和三氧化硫

三维目标
知识与技能 1.掌握二氧化硫的性质(重、难点) 2.了解可逆反应的概念及三氧化硫的化 学性质 使学生初步掌握研究物质的方法——结构分 析、推测可能的性质、设计实验、观察现 象、分析现象、得出结论,再辩证地分析 结论的适用范围 培养严谨的求学态度,树立学以致用的思 想

过程与方法

情感、态度 与价值观

思维激活
市场上出售了一批“雪白”的馒头,这批馒头有一股刺 鼻的气味,不能食用,否则会对人体健康造成危害。你知道

不法商贩是用什么方法将馒头变得“雪白”的吗?

自学导引
一、硫(俗称硫黄) 1.在自然界中的存在 (1)游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳岩层里。 (2)化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在。 2.性质 黄 色晶体, 不 溶于水, 微溶 于酒精,易溶于 CS2 ,在空 气中燃烧的化学方程式为: S+ O2=====SO2 (淡蓝色火焰)。
点燃

二、二氧化硫 1 . 物理性质: 无 色、有 刺激性 气味的 有 毒气体,密度 比空气大,易液化,易溶于水。 2.化学性质 (1)具有酸性氧化物的通性 SO2+H2O?? ? ?H2SO3(亚硫酸,酸性强于碳酸) (2)漂白性 SO 2 与某些有色物质化合生成 不稳定 的无色物质,这种 无色物质易分解而使有色物质恢复原来的颜色。 (3)还原性 SO2中硫元素为+4价,既有氧化性又有还原性,一般表 现为 还原 性,可被多种氧化剂 ( 如 O 2 、 Cl 2 、 KMnO 4 等 ) 氧 化,使氯水、 KMnO 4 溶液褪色;表现氧化性时可被 H 2 S 还 原。

如:SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
催化剂 2SO2+O2 ? 2SO3 ? ? ? △

(4)弱氧化性
2H2S+SO2=3S↓+2H2O 三、三氧化硫 1.与水反应 SO3+H2O=H2SO4(硫酸的生产原理) 2.与碱性氧化物或碱反应生成硫酸盐 SO3+CaO=CaSO4

SO3+Ca(OH)2=CaSO4+H2O

名师解惑
一、氯水与二氧化硫的漂白作用的区别 物质 漂白原理 反应类型 稳定性 与品红溶液作 与紫色石蕊作 同类物质 氯水 SO2

HClO有强氧化性, SO2跟某些有色物质化 能将有色物质氧化 合生成不稳定的无色物 成无色物质 质 氧化还原反应 稳定 褪色 先变红后褪色 Na2O2、H2O2、O3 非氧化还原反应 不稳定 褪色,加热后又变红 变红,不褪色 —

说明:①SO2不能使酸碱指示剂褪色。
②检验或肯定一种气体是不是 SO2,不仅要看该气体是 否能够使品红溶液褪色,更要看这种褪色后的溶液在加热甚 至煮沸的条件下是不是能再显品红的颜色,这才是 SO 2气体 最特征的性质。

二、SO2与CO2性质的比较
相同点 物理 性质 常温下,都是无色气体,密度都大 于空气 不同点 ①气味:CO2无味,SO2有刺激性 气味 ②溶解性:CO2能溶于水,SO2易 溶于水 ①SO2有毒,CO2无毒 ②SO2既能表现氧化性又表现还原 性, CO2仅表现氧化性 ③SO2具有漂白性,能漂白某些有 色物质,CO2不能 ④对环境的影响不同:SO2会形成 酸雨,CO2会引起温室效应 ⑤SO2能与NaHCO3反应:SO2+ 2NaHCO3===Na2SO3+2CO2↑+ H2O(SO2不足),CO2不能

化学 性质

都是酸性氧化物 ①都能和水反应,生成的酸不稳定, 只能存在于溶液中:CO2+H2O? ?H2CO3,SO2+H2O?? H2SO3 ? ? ②都能与碱反应,用量不同时,均 可以生成两种盐(正盐和酸式盐)。 SO2、CO2气体分别通入澄清石灰 水中,都是先生成白色沉淀,当气 体过量时白色沉淀又溶解

鉴别

①利用SO2的还原性,用高锰酸钾溶液或溴水鉴别 ②利用SO2的漂白性,用品红溶液鉴别

说明:①不能用澄清石灰水鉴别CO2和SO2。
②CO2、SO2通入BaCl2溶液中均无沉淀产生。 ③除去CO2中的SO2可选用酸性KMnO4溶液、溴水、饱 和NaHCO3等试剂。

典例导析
知识点1:二氧化硫的性质 例 1 某化学探究性学习小组在学习了二氧化硫的性质 后,配制了下表中的溶液,并把足量的 SO2 分别通入溶液中, 现象记录如下。请你帮他们分析,产生该现象体现了 H2SO3 的何种性质,如何验证或能得出什么结论,请完成下表。
溶液 胡萝卜素 石蕊 现象 体现性质 褪色 变红 验证方法或结论

溴水

褪色

酸性KMnO4溶液 褪色

解析 H2SO3能使某些有色溶液褪色,若加热恢复原来的 颜色,则体现其漂白作用;若不能恢复原来的颜色,则往往 体现其还原性(如与酸性KMnO4、氯水、溴水、碘水等)。从 现象看, H2SO3只能使石蕊等酸碱指示剂发生相应的颜色变 化,而不能使其褪色。 答案
溶液 胡萝卜素 石蕊 溴水 现象 体现性质 验证方法或结论

褪色 漂白作用 加热后恢复原来的颜色 变红 褪色 酸性 还原性 加热后变紫色(H2SO3加热分解, SO2逸出) 加热后不能恢复原来的颜色

酸性KMnO4溶液 褪色

还原性

加热后不能恢复原来的颜色

跟踪练习1 下列叙述中正确的是( ) A.无色有刺激性气味的气体一定是SO2 B.SO2溶于水形成的溶液中,只有H2SO3分子存在 C.SO2在O2中燃烧生成SO3 D.将SO2通入品红溶液,溶液褪色,若将溶液加热煮沸, 溶液又变红色 答案 D 知识点2:二氧化硫的漂白性 例2 能证明SO2具有漂白性的是( ) A.酸性KMnO4溶液中通入SO2气体后紫红色消失 B.滴入酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体后红色消失 C.品红溶液中通入SO2气体后红色消失 D.溴水中通入SO2气体后橙色消失

解析

SO2气体通入酸性KMnO4溶液后紫红色消失、通

入溴水后橙色消失都是利用了SO2的还原性;显红色的 NaOH 溶液红色消失是因为通入的 SO 2 气体中和了碱;只有 SO2气体通入品红溶液后红色消失才能证明SO2具有漂白性。 答案 C

跟踪练习 2

Cl 2 和 SO 2 遇水都具有漂白作用,若将等物
)

质的量的这两种气体混合后通入足量水中,向其中加入品红 和BaCl2的混合溶液,能观察到的现象是( ①溶液很快褪色 ④不出现沉淀 ②溶液不褪色 ③出现沉淀

A.①②

B.①③

C.②③

D.②④

解析 潮湿的Cl2和SO2都具有漂白作用,但Cl2具有强氧 化性,而SO2具有还原性,若同时使用 ,它们将会发生反应: Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl。所以两者等物质的量混合 后会完全失去漂白作用,溶液不会褪色;而生成的 H2SO4会 和BaCl2反应,生成不溶于水和酸的白色沉淀BaSO4。 答案 C 知识点3:SO2与CO2的鉴别与净化 例3 检验SO2气体中是否混有CO2气体,可采用的方法 是( ) A.通过澄清石灰水 B.先通过饱和NaHCO3溶液,再通过澄清石灰水 C.先通过NaOH溶液,再通过澄清石灰水 D.先通过酸性KMnO4溶液,再通过品红溶液,最后通 过澄清石灰水

解析 SO2对CO2的检验有干扰作用,因此,在检验CO2之前 必须先除去SO2气体,要注意的是还必须检验SO2是否除尽。 答案 D 跟踪练习 3 已知亚硫酸的酸性强于碳酸。现有含少量 SO2的CO2气体,欲得到干燥纯净的CO2,将气体通过如右图 所示的洗气瓶。则①、②两瓶中所装的试剂分别是( )

A.NaOH、浓H2SO4 C.NaHCO3、浓H2SO4 答案 C

B.浓H2SO4、NaOH D.浓H2SO4、Na2CO3

第2课时

二氧化氮和一氧化氮 二氧化硫和 二氧化氮对大气的污染

三维目标
知识与技能 1.掌握一氧化氮及二氧化氮的性质及其相互转化(重点) 2.了解二氧化氮、二氧化硫对空气的污染及常用的防治措施 通过对空气污染物的调查研究,培养一定的研究性学习能力

过程与方法

情感、态度 与价值观

增强环境保护意识,培养实事求是的学习态度和用实践来检 验真理的良好工作习惯

思维激活
1998年Murad等三位教授提出,有一种气体在人体内有 独特的功能,因此这三位教授荣获了 1998年诺贝尔医学及生 理学奖,昔日这种有毒的气体,今天成了“明星分子”,你 知道这种气体是什么吗?

自学导引
一、二氧化氮和一氧化氮 1.氮气 氮气是一种无色、无味的气体,占空气体积的4/5左右。 在一定条件下,N2和O2反应的化学方程式为 放电或高温 N2+ O2======= =2NO 。 2.一氧化氮 NO 是一种 无 色、 无 味、 难 溶于水的 有 毒气体,常温下 NO与空气中的O2化合的化学方程式为2NO+O2=2NO2。 3.二氧化氮 二氧化氮是一种 红棕色、有刺激性气味的有毒气体,密 度比空气大,易液化,易溶于水。溶于水时生成HNO3和NO, 工业上利用这一原理制取硝酸: 3NO2+H2O=2HNO3+NO。

二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 煤、石油和某些金属矿物中含硫或 硫的化合物,因此燃烧 煤或冶炼金属矿物时,往往会生成二氧化硫。高温条件下,空 气中的氮气也参与反应,这是汽车尾气中含有NO的原因。 1.酸雨 大气中的SO2和NO2溶于水后形成酸性溶液,随雨水流下, 就有可能成为酸雨。酸雨的pH<5.6。 2.酸雨的形成:排放到空气中的SO2在氧气和水蒸气的共 同作用下,形成酸雾,随雨水降落就成为酸雨:2SO2+O2?? ? ? 2SO3,SO3+H2O=H2SO4。 3.酸雨的危害:直接破坏农作物、森林、草原、使湖泊、 土壤酸化,加快建筑物的腐蚀等。 4.酸雨的控制措施: (1)调整能源 结构;(2)原煤脱硫技术; (3)改进燃烧技术;(4)对煤燃烧后的烟气脱硫;(5)开发氢能、太 阳能、核能等清洁能源;(6)严格控制SO2的排放。

名师解惑
一、NO与NO2的比较
NO
颜色 物理 性质 毒性 水溶性 化学 性质 与O2反应 与H2O反应 无色 有毒 不溶于水 2NO+O2=2NO2 不反应

NO2
红棕色 有毒 易溶于水 不反应 3NO2+H2O=2HNO3+NO

收集法

排水法

向上排空气法

说明:①氮的氧化物均为大气污染物,其中 NO 与 CO 类 似,能与人体内的血红蛋白结合,使人体中毒;NO2是造成光 化学烟雾的主要因素。吸收氮的氧化物可选用NaOH溶液。 ②NO不能用排空气法收集,NO2不能用排水法收集。

二、氮的氧化物溶于水的有关计算问题
氮的氧化物溶于水的几种情况

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