2019高中化学 专题4 化学科学与人类文明 第1单元 化学是认识和创造物质的科学学案 苏教版必修2.doc

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1、1第一单元第一单元 化学是认识和创造物质的科学化学是认识和创造物质的科学学习目标：1.能用化学发展史说明并体会人类对物质及其变化的认识是逐步发展和深入的。2.了解化学科学在人类认识物质世界方面的重要作用。3.了解化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用。4.了解金属活动性与金属冶炼方法的联系，知道金属冶炼的本质。(重点)自 主 预 习探 新 知一、化学是打开物质世界的钥匙1金属的冶炼(1)金属使用的发展历程(2)写出金属 Fe、Cu、Al、Na 的冶炼所涉及的化学方程式Fe：Fe2O33CO2Fe3CO2，高温Fe2O32Al2FeAl2O3。高温Cu：FeCuSO4=CuFeSO4。

2、Al：2Al2O34Al3O2。=通电熔融Na：2NaCl2NaCl2。=通电熔融2化学科学理论的建立与发展(1)19 世纪时的化学科学理论以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论的建立。1869 年门捷列夫发现了元素周期律。质量作用定律的提出奠定了化学反应的动力学基础。尿素的合成，彻底动摇了“生命力论” 。(2)20 世纪时的化学科学理论化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为 DNA 分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。扫描隧道显微镜的使用，实现了对原子或分子的操纵。3人类对酸、碱理论认识的发展(1)阿伦尼乌斯电离学说2(2)酸、碱质子理论二、化学是人

3、类创造新物质的工具1惰性电极电解熔融 NaCl 与电解 NaCl 水溶液的比较电解熔融 NaCl电解 NaCl 水溶液存在离子Na、ClNa、Cl、OH、H电极反应式阳极：2Cl2e= Cl2阴极：2Na2e=2Na阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e= H2电解产物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH电解方程式2NaCl2Na=通电Cl22NaCl2H2O2NaOH=通电Cl2H22.合成氨(1)反应原理：。(2)合成氨技术对人类的贡献：哈伯等人于 20 世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。3合成农药(1)DDT：残留毒性，对环境危害大。(2)发展方向：研制高效、低残毒、能够被

4、生物降解的新型农药。4合成医药(1)阿司匹林3基础自测1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)(1)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。( )(2)金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原。( )(3)据酸碱质子理论知(NH4)2CO3是酸碱两性物质。( )(4)化学真正成为一门科学并较快发展，始于质量守恒定律的发展。( )【答案】 (1) (2) (3) (4)2金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )A合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B工业上金属 Mg、Al 都是用电解熔融氯化物制得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到

5、电子变成金属原子D越活泼的金属越难冶炼B B 合金的性质与其组成金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A 项正确；因为 AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解 Al2O3(熔融)的方法，B 项错误；金属冶炼的本质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D 项正确。3根据酸、碱质子理论，凡能给出质子的分子或离子都是酸，凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论，下列微粒属于两性物质的是( )HS CO H2PO NH3 H2S23 4CH3COOH OH NO 3A BCDD D HS、H2PO既可以发生电离给出质子(H

6、)，又可以接受质子，它们属于两性物 4质。合 作 探 究攻 重 难选择合适的金属冶炼方法4背景材料从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限。思考交流(1)什么是金属的冶炼？金属冶炼的实质是什么？【提示】 将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程在工业上称为金属的冶炼。冶炼金属的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。(2)金属冶炼的方法有哪些？怎样选择合适的金属冶炼方法？【提示】 根据金属的活泼性选择金属冶炼方法。很活泼的金属一般用电解法(如Na、Mg、Al 等)，一般活泼的金属用热还原法

7、(如 Fe、Cu 等)，不活泼金属用热分解法(如Hg 等)。金属冶炼的常用方法(1)电解法活泼金属(从 KAl)较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。例如：金属电解方程式关键提醒Na2NaCl(熔融)2NaCl2=通电不是电解饱和食盐水MgMgCl2(熔融)MgCl2=通电不采用电解熔融 MgO，MgO 熔点高，耗能大Al2Al2O3(熔融)4Al3O2=通电冰晶石不是电解 AlCl3，AlCl3为共价化合物，不能电解(2)热还原法在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(一般从 ZnCu)，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属 Al 等)将金属从其化合物中还原出

8、来。例如：高炉炼铁：3COFe2O32Fe3CO2=高温湿法炼铜：FeCuSO4=CuFeSO45铝热法炼铁：2AlFe2O32FeAl2O3(可以应用于焊接钢轨)=高温(3)热分解法对于不活泼金属(Hg、Ag 等)，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如：2HgO2HgO2，2Ag2O4AgO2=电解技术在新物质创造中的应用背景材料电解技术在工业生产，新物质制备等领域应用广泛，如电冶金制 Na、Al，氯碱工业，电解精炼铜等。思考交流(1)电解 NaCl 溶液时，阴极和阳极的产物是什么？【提示】 阴极产物为 H2和 NaOH，阳极产物为 Cl2。(2)电解熔融的 NaCl 时

9、阴极和阳极的产物是什么？【提示】 阴极产物为 Na，阳极产物为 Cl2。电解饱和食盐水原理生成物现象电极反应式阳极Cl2产生黄绿色气体2Cl2e=Cl2阴极H2和 NaOH产生无色气体2H2e=H2电解总离子方程式2Cl2H2OH2Cl22OH=通电关键提醒：通常用湿润的淀粉KI 试纸检验阳极产物氯气，用酚酞溶液检验阴极生成的碱。工业上用阳离子交换膜将两极区隔开。阻止 OH进入阳极室与 Cl2发生副反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O；阻止阳极产生的 Cl2和阴极产生的 H2混合发生爆炸。当 堂 达 标固 双 基题组 1 金属的冶炼1下列说法错误的是( ) 【导学号：1357219

10、0】加热 HgO 制取 Hg将钠加入氯化铜溶液中制取铜6电解熔融氯化铝制取铝电解饱和食盐水来制取金属钠不能利用铝热反应制取镁A B C DC C Hg 化学性质不稳定，加热 HgO 制取 Hg，正确；Na 金属活动性很强，制取 Cu用热还原的方法，错误；氯化铝是共价化合物，要用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误；电解熔融氯化钠来制取金属钠，错误；Mg 活泼性大于 Al，所以不能利用铝热反应制取镁，正确。因此制取方法错误的是。(1)MgCl2、MgO 都是离子化合物，在熔融时都可电离，通电时都可电解生成 Mg，但MgCl2的熔点比 MgO 的低，故冶炼镁时用 MgCl2。(2)AlCl3为共价化合

11、物，熔融时不电离，冶炼 Al 时用电解熔融 Al2O3的方法。题组 2 酸、碱的认识2根据酸碱质子理论，下列说法不正确的是( )A所有的弱酸正根都是碱B弱酸酸式根既是酸又是碱C一种物质不可能既是酸又是碱D氢氧根是碱C C 弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸正根或弱酸酸式根与氢离子结合生成弱酸的反应，因为能够结合氢离子，所以它们都是碱，A 选项正确；同时，弱酸酸式根还可以进一步电离出氢离子，所以它既是酸又是碱，B 选项正确；既能给出质子又能接受质子的物质既是酸又是碱，C 选项错误；OHH=H2O，D 项正确。3根据电离学说，下列物质不属于酸的是( )AH2SO4 BHNO3CHFDNaHSO3

12、D D NaHSO3在水溶液中电离生成 Na、H、SO、HSO，电离出的阳离子全为 H的23 3才是酸。题组 3 化学与物质的制备420 世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是( ) A玻璃 纤维素 青霉素B尿素 食盐 聚乙烯7C塑料 橡胶 合成氨D石英 橡胶 磷化铟C C A 项中的纤维素是天然有机高分子化合物；B 项中食盐的制备是物理过程；D 项中的石英是自然界中存在的，不是由化学合成得到的。5工业上常用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠和氯气，试回答下列问题： 【导学号：13572192】(1)金属钠在_极上产生。(2)写出产生

13、 Cl2的电极反应式：_。(3)该反应_(填“是”或“不是”)离子反应，如果是，请写出该反应的离子方程式：_(如果不是，则此空不填)。(4)为何不采用电解食盐水来制取 Na?_。【解析】 离子反应发生的前提条件是电解质必须电离出自由移动的离子，氯化钠在熔融状态下能够电离出自由移动的 Na和 Cl，所以该反应是离子反应。阳极反应为2Cl2e=Cl2，阴极反应为 2Na2e=2Na，总反应为 2Na2Cl2NaCl2。由金属活动性顺序表知，H的氧化性大于 Na，在 NaCl 溶=通电液中存在 H，因此 Na不会参与反应。【答案】 (1)阴(2)2Cl2e=Cl2(3)是 2Na2Cl2NaCl2=通电(4)NaCl 溶液中含有 H，H氧化性大于 Na，因此 Na不会得电子生成 Na