(共63张PPT)
第3课时 物质的量浓度 物质的量在化学计算中的应用
1.了解溶液的物质的量浓度的概念。
2.了解一定物质的量浓度溶液的配制。
3.以具体的简单计算为例，明确物质的量将贯穿于整个高中化学的学习。从物质的量的角度认识化学反应。
4.物质的量、物质质量、气体体积、物质的量浓度之间的相互关系及在化学反应中的应用。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第3课时
课前自主学案
自主学习
一、物质的量浓度
1．概念：以______________中所含溶质B的__________来表示溶液组成的物理量。符号：________。
2．单位：___________________。
单位体积溶液
物质的量
cB
mol·L－1或mol·m－3
3．溶质的质量与物质的量浓度的换算：
1．溶液的体积就是溶质体积与溶剂体积之和吗？
【提示】 不是。当溶质溶解于溶剂中时，它们的体积会发生不同程度的变化，因此，溶质体积与溶剂体积不具有加和性。
思考感悟
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1．主要仪器
托盘天平、一定规格的_______、______、________、胶头滴管、量筒等。
2．主要步骤
以配制100 mL 0.100 mol·L－1 Na2CO3溶液为例。
(1)计算
根据公式nB＝cB×V、mB＝nB×MB求出所需Na2CO3固体的质量为________ g。
容量瓶
烧杯
玻璃棒
1.06
(2)称量
用______准确称取Na2CO3固体_____g。
(3)溶解
将称好的Na2CO3固体放入100 mL _____中，用适量蒸馏水溶解。
(4)移液
待溶液冷却至_______时，将烧杯中的溶液用_________小心地引流到_______mL容量瓶中(注意：不要让溶液洒到容量瓶外和刻度线以上)，用蒸馏水洗涤烧杯内壁、玻璃棒_______次，并将每次洗涤的溶液都注入____________中。
天平
1.1
烧杯
室温
玻璃棒
100
2～3
容量瓶
(5)定容
缓缓地将蒸馏水注入到容量瓶中，直到容量瓶中的液面接近刻度线_________处，改用_________滴加蒸馏水到溶液的凹液面正好与刻度线相切，再将容量瓶瓶塞盖好，反复上下颠倒、摇匀。
具体操作步骤如下图所示：
1～2cm
胶头滴管
2．溶液注入容量瓶前为什么要冷却到室温？
【提示】 容量瓶的容积是在室温下的定值，由于热胀冷缩，温度变化时，容积会发生变化，但主要是溶液体积受温度的影响变化较大。物质的溶解过程常伴有放热或吸热现象，使配制的溶液体积有误差，因此，要冷却到室温。
思考感悟
三、物质的量在化学反应中的应用
在10 mL物质的量浓度为2 mol·L－1的盐酸中加入0.65 g锌片，它们恰好完全反应，生成的氢气的体积为0.224 L(标准状况下)。请分析下面表格：
化学反应 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
质量或气体体积 0.65 g 0.73 g 1.36 g 0.224 L
微粒数 0.01NA 0.02NA 0.01NA 0.01NA
物质的量 0.01 mol 0.02 mol 0.01 mol 0.01 mol
物质的量之比 1∶2∶1∶1
结论：化学方程式中反应物或生成物化学式前的化学计量数之比就是它们的__________________
物质的量之比
3.应用化学方程式进行计算时，不同物理量可用于同一方程式中吗？
【提示】 可以，只要上下单位一致即可。如：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2 mol 36 g 22.4 L(标准状况)
1 mol 18 g 11.2 L(标准状况)
思考感悟
1mol
2mol
4．在化学反应中，反应物的总物质的量一定等于生成物的总物质的量吗？
【提示】 不一定。化学反应过程中，物质的总物质的量可能不变、减小或增大，与化学方程式的系数有关。
思考感悟
1．(2011年枣庄高一检测)浓度为2 mol·L－1的NaOH溶液的正确含义是( )
A．在2 L水中溶有80 g NaOH
B．80 g NaOH溶于水配成的溶液
C．每升溶液中含有80 g NaOH
D．每2 L溶液中含有80 g NaOH
解析：选C。物质的量浓度是指单位体积溶液中所含溶质的物质的量。
自主体验
2．下列各溶液中，Na＋浓度最大的是( )
A．4 L 0.5 mol·L－1NaCl溶液
B．1 L 0.3 mol·L－1的Na2SO4溶液
C．0.8 L 0.4 mol·L－1的NaOH溶液
D．2 L 0.15 mol·L－1的Na3PO4溶液
解析：选B。物质的量浓度大小与所取溶液的体积大小无关，各溶液中Na＋浓度分别为：A中0.5 mol·L－1，B中0.6 mol·L－1，C中0.4 mol·L－1，D中0.45 mol·L－1。
3．用食盐晶体配制0.1 mol·L－1 NaCl溶液250 mL，不需要的仪器是( )
①烧杯 ②250 mL容量瓶 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤胶头滴管 ⑥托盘天平
A．仅③ B．②⑥
C．①③ D．①④
解析：选A。固体物质用天平称量，液体物质用量筒量取，食盐是固体，可用天平称量，不需要量筒。
课堂互动讲练
物质的量浓度与溶质的质量分数的比较
物质的量浓度 溶质的质量分数
特点 同体积同物质的量浓度的任何溶液中，所含溶质的物质的量相同，但溶质的质量不一定相同 同质量同溶质的质量分数的任何溶液中，所含溶质的质量相同，但溶质的物质的量不一定相同
(1)对于同一浓度的同一溶液，不论从中取出多少体积的溶液，其浓度是不变的
(2)将溶液进行稀释或浓缩(无溶质析出)后，溶液的体积和浓度发生改变，但溶质的质量、物质的量保持不变
例1
【答案】 D
【规律方法】 物质的量浓度与其他量的关系
解答此类题目，一定要清楚各物理量之间的联系量是什么。表示溶液组成的物理量有质量分数(w)、密度 (ρ)、溶解度(S)和物质的量浓度(c)，前三个量中都涉及到质量，物质的量浓度中涉及到物质的量(n)，质量和物质的量又可以通过摩尔质量进行转换。下面就它们之间的关系进行推导：(特别说明：密度的单位一般是g/mL，转换成g/L时要扩大1000倍)
容量瓶的使用及配制溶液的误差分析
1．容量瓶的使用
(1)检漏往瓶内加入一定量水，塞好
瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手
托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶
塞周围是否有水漏出。如果不漏水，
将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。
(2)冷却
溶液注入容量瓶前需恢复到常温，因为溶质在烧杯内稀释或溶解时会吸热或放热，而容量瓶必须在常温下使用。
(3)加液
向容量瓶中注入液体时，应沿细玻璃棒注入，且玻璃棒下端应靠在容量瓶刻度线以下的内壁上，以防注入操作时液体流出，造成溶质损失。
(4)读数
读数时，要平视刻度线，使刻度线与瓶内凹液面的最低处相切。
特别提醒：(1)使用容量瓶注意“五不”：①不能溶解固体；②不能稀释浓溶液；③不能加热；④不能做反应容器；⑤不能长期贮存溶液。
(2)选择容量瓶遵循“大而近”原则：所配溶液的体积等于或略小于容量瓶的容积。因为容量瓶的规格是固定的，配制溶液时要根据溶液的体积选择匹配的容量瓶。
(3)容量瓶常用规格有：50 mL、100 mL、250 mL、500 mL、1000 mL。
可能引起误差的一些操作 过程分析 对c的
影响
m V
称量过程
误差分析 称量时间过长 减小 － 偏低
用滤纸称NaOH 减小 － 偏低
配制
过程
误差
分析 移液前容量瓶内有少量水 不变 不变 不变
向容量瓶转移液体时少量流出 减小 － 偏低
未洗涤烧杯和玻璃棒 减小 － 偏低
可能引起误差的一些操作 过程分析 对c的
影响
m V
配制
过程
误差
分析 未冷却至室温就注入定容 － 减小 偏高
定容时，水加多后用滴管吸出 减小 － 偏低
定容摇匀时液面下降再加水 － 增大 偏低
定容时俯视读刻度 － 减小 偏高
定容时仰视读刻度 － 增大 偏低
特别提醒：(1)用滤纸称NaOH使所配溶液浓度偏低的原因是NaOH易潮解吸水，造成称得的NaOH的实际质量减小。
(2)未冷却的NaOH溶液转移至容量瓶中，由于热的NaOH溶液体积膨胀，使最终加水的体积减少，所配溶液浓度偏高。
3．仰视或俯视刻度线图解
(1)仰视刻度线(图1)。
由于操作时是以刻度线为基准加水，从下向上看，最先看见的是刻度线，刻度线低于液体凹液面最低处，故溶液实际体积比读数偏大。
(2)俯视刻度线(图2)。
恰好相反，刻度线高于溶液凹液面最低处，故溶液实际体积比读数偏低。
(2011年济南高一检测)实验室欲用NaOH固体配制1.0 mol/L的NaOH溶液240 mL：
(1)配制溶液时，一般可以分为以下几个步骤：
①称量 ②计算 ③溶解 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却 ⑨摇动
其正确的操作顺序为____________。本实验必须用到的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、____________。
例2
(2)某同学欲称量NaOH的质量，他先用托盘天平称量烧杯的质量，天平平衡后的状态如图所示。烧杯的实际质量为________g，要完成本实验该同学应称出____g NaOH。
(3)使用容量瓶前必须进行的一步操作是________________________________________________________________________。
(4)在配置过程中，其他操作都是正确的，下列操作会引起误差偏高的是________。
A．转移溶液时不慎有少量洒到容量瓶外面
B．定容时俯视刻度线
C．未冷却到室温就将溶液转移到容量瓶并定容
D．定容后塞上瓶塞反复摇匀，静置后，液面低于刻度线，再加水至刻度线
【解析】 (1)配制1.0 mol/L NaOH溶液的步骤为：计算所需NaOH固体的质量→用托盘天平称量→在烧杯中溶解→冷却至室温→向容量瓶中转移溶液→洗涤烧杯及玻璃棒→摇动容量瓶→向容量瓶中加水定容→上下颠倒摇动容量瓶。根据实验步骤即判断出所用仪器还有250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)该同学将砝码与烧杯放反了，所以称得NaOH的质量为(20 g＋10 g)－2.6 g＝27.4 g，应称NaOH质量为1.0 mol/L×0.25 L×40 g/mol＝10.0 g。
(3)使用容量瓶的第一步操作为查漏。
(4)A使溶质物质的量减小，浓度偏低；B、C使体积减小，浓度偏高；D多加了水，体积偏大，浓度偏低。
【答案】 (1)②①③⑧⑤⑥⑨⑦④ 250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)27.4 10.0 (3)查漏 (4)BC
变式训练2 配制100 mL 1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液，下列情况会导致溶液浓度偏高的是( )
A．容量瓶使用前用1.0 mol·L－1的Na2CO3溶液润洗
B．配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒
C．仰视确定凹液面与刻度线相切
D．用敞开容器称量Na2CO3且时间过长
解析：选A。A项，润洗过程中增加了Na2CO3的量，使浓度偏高；B项，配制过程中，未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，溶质损失，结果偏低；C项仰视确定凹液面与刻度线相切，结果是加水多，溶液的体积大于100 mL，浓度偏低；D项用敞开容器称量Na2CO3且时间过长，吸收空气中的CO2，结果偏低。
1．参与反应的各物质的物理量之间的比例关系
物质的量应用于化学反应中的有关计算
aA(g) ＋ bB(g) === cC(g) ＋ dD(g)
系数比： a ： b ： c ： d
质量比： aMA ： bMB ： cMC ： dMD
物质的量比： a ： b ： c ： d
气体体积比： a ： b ： c ： d
不同物质间相同物理量之间的换算可以按上述比例进行。
2．不同物理量间的换算的方法
aA(g) ＋ bB(g) === cC(g) ＋ dD(g)
a×MA g b mol c×22.4 L d mol
m(A) n(B) V(C) n(D)
特别提醒：(1)化学方程式所表示的纯净物之间的量的关系，而不纯物质必须换算成纯净物的量进行计算。
(2)根据化学方程式或关系式进行计算时，必须注意各物理量的单位相对应。
将标准状况下的HCl气体4.48 L溶于水形成100 mL溶液，然后与足量的铁屑充分反应。回答下列问题：
(1)参加反应的铁的质量为________。
(2)生成H2的体积(标准状况)为________。
(3)取反应后的溶液10 mL，其FeCl2的物质的量浓度为________；溶液中Fe2＋和Cl－的质量比为________。
例3
【思路点拨】 根据化学方程式中各物质的系数关系，找出各物质的不同物理量的关系，求算铁的质量和H2的体积；根据溶液中溶质的各粒子的守恒关系和溶液物质的量浓度的计算，求出FeCl2的物质的量浓度和Fe2＋、Cl－的质量比。
【答案】 (1)5.6 g (2)2.24 L
(3)1 mol·L－1 56∶71
变式训练3 (2011年银川高一检测)在50 mL FeCl3和CuCl2的混合溶液中，FeCl3和CuCl2的浓度均为1 mol·L－1。在此混合液中加入100 mL NaOH溶液，恰好完全反应，则该NaOH溶液的浓度为( )
A．0.5 mol·L－1 B．1 mol·L－1
C．1.25 mol·L－1 D．2.5 mol·L－1
探究整合应用
一定物质的量浓度溶液的配制
配制的原理：配制前后溶质的物质的量相等。
所用仪器：天平(或量筒)、药匙、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。
配制步骤：可归纳为：一算、二称(量)、三溶、四洗、五移、六振、七定、八摇、九装、十贴。
误差分析：对于实验结果误差分析的前提是用掌握正确的操作方法，重视课堂演示和实际动手操作过程。看实际操作引起溶质的物质的量nB和V变化。
例
下图为配制0.2 mol·L－1Na2CO3溶液250 mL示意图。
回答下列问题：
(1)①中称得Na2CO3________g。
(2)玻璃棒在②、③两步中的作用分别是________________________________________________________________________、
____________。
(3)若出现如下情况，对所配溶液浓度有何影响？
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
A．某同学在第⑧步观察液面时俯视________；
B．没有进行操作步骤④和⑤________；
C．在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外________。
如果在第⑧步观察液面时俯视，V偏小，结果偏高；如果没有进行操作步骤④和⑤，n偏小，结果偏低；如果在第⑤步不慎有少量液体流到容量瓶外，n偏小，结果偏低。
【答案】 (1)5.3 (2)搅拌 引流
(3)A.偏高 B．偏低 C．偏低(共29张PPT)
第一节 走进化学科学
1.了解化学科学的含义。
2.认识化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用。
3.了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势。
4.了解化学科学的发展史。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第一节
课前自主学案
自主学习
一、化学科学的创造性和实用性
1．化学科学的含义
化学是在原子和分子水平上研究物质的______、________、________、变化、制备和应用的一门自然科学。
2．化学科学的创造性
化学的特征是认识分子和制造分子。
组成
结构
性质
3．化学科学的实用性举例
(1)农业：________的化工技术，解决了人类面临饥饿的问题。
(2)医药：新药物的成功研制，使人类能对抗多种疾病。
(3)信息：以硅及其化合物为原料制出的______
________________引领我们进入信息时代。
合成氨
芯片
和光导纤维
1．核裂变与核聚变是化学科学研究的内容吗？
【提示】 不是。化学科学的研究对象是原子、分子层面上的物质，其内容包括物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用。化学不仅能认识分子而且能制造分子，化学变化的过程是旧物质的分子分裂成原子，原子重新组合成新的分子，从而生成新的物质，是在原子核不变(即无新原子生成)的情况下的物质变化，这样的变化不涉及原子核，因此原子核发生变化不属于化学科学的研究内容。
思考感悟
二、化学科学的形成和发展
1．古代化学实践活动
烧制陶瓷、冶炼金属、酿造酒类。
2．近代化学发展的里程碑
年代 科学家 重大发现或成就 作用
1661年 波义耳 提出化学元素的概念 标志着_______
__________
1771年 拉瓦锡 建立________
____________ 使近代化学取得了革命性进展
1803年 道尔顿 提出___________ 奠定了近代化学发展的基础
1869年 门捷列夫 发现元素周期律 把____________
___________纳入一个统一的理论体系
近代化
学的诞生
燃烧现象
的氧化学说
原子学说
化学元素及
其化合物
3.我国在化学研究中的重要成果
1965年——中国科学家合成__________，是世界上首次人工合成的、具有生理活性的蛋白质。
1981年——我国科学家首次人工合成完整生物活性的_____________。
90年代末——中国对树脂糖苷的全合成和具有高抗癌活性的甾体皂 的合成达到国际领先水平。
思考感悟
2．中国古代的四大发明中与化学科学有关的是什么？
【提示】 造纸术和火药。
牛胰岛素
核糖核酸
三、化学科学的探索空间
1．化学家可以在微观层面上操纵___________，组装分子材料、分子器件和分子机器等。
2．化学科学将在______________的合理开发、安全应用方面大显身手。
3．化学科学将继续推动材料科学的发展。
4．化学科学将为____________的解决提供有力保障。
5．化学科学可以让我们在分子水平上了解疾病的病理，寻求有效的防治措施，促进人类的身心健康。
分子和原子
能源和资源
环境问题
1．下列属于化学变化的是( )
A．蜡烛燃烧 B．冰雪融化
C．淘米 D．水果榨汁
解析：选A。物质燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应，属于化学变化。
自主体验
2．“绿色商品”是指对环境无污染的商品，下列商品属于“绿色商品”的是( )
A．含氟冰箱 B．含铅汽油
C．含磷洗衣粉 D．含碘食盐
解析：选D。含氟物质会破坏臭氧层；含铅物质会使人重金属中毒；含磷物质会使水体富营养化；含碘食盐能够预防“大脖子”病，对环境无污染，属于“绿色商品”。
3．(2011年泰安高一检测)化学在人类社会发展中起着重要的作用，展望未来，化学科学具有十分广阔的探索空间。请你分析下列四个选项中现代化学不涉及的研究领域是( )
A．开发新的能源 B．合成新的物质
C．空间形式和数量关系 D．防治环境污染
答案：C
课堂互动讲练
物质性质与物质变化
1．物质性质
(1)物理性质：如颜色、味道、气味、状态及两点(熔点、沸点)、三度(硬度、密度、溶解度)、导电导热性、延展性、挥发性等。
(2)化学性质：如稳定性、酸性、碱性、氧化性、还原性、金属性、非金属性等。
2．物理变化和化学变化的区别与联系
物理变化 化学变化
概念 无新物质生成的变化 有新物质生成的变化
特征 化学性质不变 化学性质发生了变化，生成了新物质
现象 形状、状态等变化 常伴有发光、放热、变色、产生气体、沉淀等
联系 物质发生化学变化时一定有物理变化发生，而物质发生物理变化时不一定有化学变化发生
特别提醒：(1)物质性质：①物质的性质是本身固有的一种属性，物理性质可通过感觉器官或适当的仪器测量即可，化学性质需通过某一化学变化表现出来。②如描述物质性质时用“易”、“可以”、“能”等词语描述。如石蜡燃烧描述的是化学变化，而石蜡能燃烧描述的是化学性质。
(2)物质变化：①物质在发生化学变化以后，物质组成发生了改变，也就是说由原物质变成了新物质，组成物质分子的原子重新组合，但没有新元素生成。②在化学变化中原子的种类和数目不变。
例1
(2011年济南高一检测)下列变化不体现物质化学性质的是( )
A．汽油消失
B．NH4HCO3受热分解
C．CuSO4白色粉末吸水变蓝色
D．铁板表面生锈
【解析】 汽油消失是因为汽油具有挥发性，是物理性质；B项，NH4HCO3受热分解是发生化学反应生成NH3、H2O和CO2，是化学变化；C项CuSO4吸水成为晶体是化学变化；D项铁板生锈是铁被氧化属于化学变化，化学变化过程中体现化学性质。
【答案】 A
【规律方法】 物理变化和化学变化的判断方法
一个变化是物理变化还是化学变化，应看其是否产生了新物质，如果有新物质生成，就是化学变化，反之，就是物理变化。而不能把变化时的有关现象作为判断的依据，不要一见到形状、大小、状态的变化就认为发生了物理变化；一见到发光、发热、变色、产生气体、生成沉淀等现象就认为发生了化学变化，关键是看有无新物质生成。
化学科学的形成和发展
两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农，因为发现细胞膜水通道以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得诺贝尔化学奖。他们之所以获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( )
A．他们的研究和化学物质有关
B．他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物
C．他们的研究深入到分子、原子的层次
D．他们的研究深入到细胞的层次
例2
【答案】 C
变式训练2 下列与化学学科关系不大的是( )
A．航空航天 B．合成新药物
C．食品成分检测 D．组装空气压缩机
解析：选D。本题考查的是化学科学的探索空间，解题的关键是弄清楚哪些领域是化学科学的探索空间。航空航天中的材料研制、合成新药物所用的化学合成方法、食品成分检测所用的实际检测方法都是化学科学的探索领域，组装空气压缩机与化学科学关系不大。
探究整合应用
能源的利用和开发
化学科学将在能源和资源的合理开发、安全应用方面大显身手。有了化学科学，人类即能得到充足的能源和资源，又能处理好能源和资源的开发利用与生态环境保护之间的关系。所以必须认真学好化学科学，为人类的进步作出贡献。
为缓解能源危机，能源专家构想出了利用太阳能，促使燃料循环的构想图：
例(共29张PPT)
第三节 复合材料
学习目标
1.了解复合材料的形成和组成部分。
2.认识金属材料、无机非金属材料的优缺点。
3.体会物质的元素组成与材料性能的关系。
4.能够列举几种常见复合材料及其在生产、生活中的重要应用。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第三节
课前自主学案
自主学习
性质
特殊加工
黏结
增强体
原有材料
协同作用
树脂基复合材料
金属基复合材料
陶瓷基复合材料
颗粒增强复合材料
夹层增强复合材料
纤维增强复合材料
思考感悟
1．(1)在合金和复合材料的概念中均提及“两种或两种以上”的字眼，由此能说合金即为复合材料吗？
(2)人们现在用钢筋混凝土来建造高楼，为什么放弃了以前的红砖？
【提示】 (1)不能。合金性能单一，它只能作复合材料的基体或增强体。
(2)将沙子、砾石和水泥混合在一起形成的混凝土，比单纯的水泥和红砖的强度大得多，人们将钢筋嵌入混凝土中，更增加了其强度，故选用钢筋混凝土建造高楼而放弃了红砖。
二、形形色色的复合材料
1．生产、生活中常用的复合材料
复合材料 玻璃钢 碳纤维增强复合材料
组成 基体 合成树脂 合成树脂
增强体 玻璃纤维 碳纤维
制造 把玻璃纤维制成纱或织物或切成短纤维加到合成树脂中形成 合成树脂中加入碳纤维而形成
特性 密度小，质量轻，耐水，耐磨，耐腐蚀性强，良好的绝缘性和机械加工性能 韧性好、强度高、质量轻
用途 大量用于制造游乐车、水上滑梯、运输罐、电话亭、餐桌椅、地下废水管道等 高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、钓鱼竿、赛车、滑雪板和冲浪板等体育用品
2.航空、航天领域中的复合材料
材料名称 碳纤维增强金属基复合材料 隔热陶瓷瓦(纤维增强陶瓷)
基体 金属(Mg、Al、Ti等) 陶瓷(Al2O3陶瓷、Si3N4陶瓷、SiO2陶瓷等)
增强体 纤维(碳纤维等) 纤维(碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维等)
主要优点 耐高温，强度高，导电、导热性好，不吸湿，不易老化等 耐高温、有韧性
主要用途 飞机、火箭的机翼和机身，导弹的壳体、尾翼 航天飞机机身
思考感悟
2.(1)以金属材料为基体，碳纤维为增强体形成的复合材料具有什么性质？
(2)复合材料与各组分材料性能上有何异同？
【提示】 (1)金属具有良好的导电性、导热性，碳纤维能耐高温，强度高，复合材料既保持了原材料的优点，又形成了优于原材料的特性。
(2)复合材料既保持了原材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。通常具有强度高、化学稳定性好、密度小等优点，复合材料会因原材料的不同而表现出不同的性能。
1．复合材料中往往由一种材料做基体，另一种材料做( )
A．增强体 B．发泡剂
C．防老剂 D．增塑剂
解析：选A。复合材料由两部分组成：一部分称为基体，起黏结作用；另一部分称为增强体，起骨架作用。
自主体验
2．下列物质属于复合材料的是( )
A．玻璃 B．生物陶瓷
C．光导纤维 D．玻璃钢
解析：选D。玻璃钢是一种以玻璃纤维做增强体、合成树脂做基体的复合材料，而玻璃、生物陶瓷、光导纤维均为无机非金属材料。
3．(2011年滨州高一检测)下列关于复合材料的说法不正确的是( )
A．复合材料一定是由两种或两种以上材料制成的
B．复合材料既保持了原有材料的特点，又有优于原材料的特性
C．在复合材料中，基体起骨架作用
D．在复合材料中，增强体起骨架作用
解析：选C。复合材料中一定含有两种或两种以上的材料，这两种或两种以上的材料必须是性质不同的材料。在复合材料中起骨架作用的是增强体，起黏结作用的是基体。
课堂互动讲练
无机非金属材料、金属材料、复合材料的比较
无机非金属材料、金属材料、复合材料是三种类型的材料，各自具有其独特的性能。
无机非金属材料 金属材料 复合材料
形成 传统无机非金属材料是以含硅物质为原料高温烧制而成的 (1)纯金属材料可由金属单质经过形状改变或表面处理而成
(2)合金由两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成 将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的材料，由基体和增强体组成
无机非金属材料 金属材料 复合材料
性能 (1)传统无机非金属材料大多具有稳定性强、硬度高、熔点高、难溶于水，绝缘、耐腐蚀等特点，但质脆，抗冲击性差
(2)新型无机非金属材料能承受高温，强度高；具有电学特性、光学特性、生物功能等特性 (1)纯金属具有良好的可塑性，较好的导电性和导热性，抗腐蚀性能差
(2)合金具有良好的物理、化学和机械性能，在许多方面优于各组分金属，如硬度大、熔点低等。改变原料的配比以及改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金 既保持了原材料的特点，又使各组分之间协同作用，形成了优于原材料的特性。根据原材料的不同会表现出不同的性能
实例 (1)传统无机非金属材料主要有玻璃、水泥、陶瓷等
(2)新型无机非金属材料包括光导纤维、高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等 (1)金、银、铜、钛等
(2)铝合金、钢铁、不锈钢等 玻璃钢、碳纤维增强复合材料、纤维增强陶瓷等
(2011年北京海淀区高一检测)下列说法正确的是( )
A．所有复合材料都由基体和增强体两部分组成
B．复合材料的化学成分可能只有一种也可能含有多种
C．基体在复合材料中起骨架作用
D．复合材料按基体材料分类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料和纤维增强复合材料
例
【解析】 因为复合材料都由基体和增强体两部分组成，所以其化学成分至少有两种，B项错；基体在复合材料中起黏结作用，C项错；树脂基复合材料和金属基复合材料是按基体材料分类的，而纤维增强复合材料是按增强体形状分类的，分类标准不统一，D项错。
【答案】 A
【易误警示】 在解答复合材料时注意以下几点：
(1)复合材料为混合物，没有固定的熔、沸点；
(2)合金不是复合材料，二者体现的性质不同；
(3)明确基体、增强体各自的作用；
(4)明确复合材料的分类标准；
(5)清楚常见复合材料的基体、增强体及特性；
(6)注意材料的元素组成与材料性能的关系。
解析：选AC。该材料具有特殊的性能，因而应属于新型无机非金属材料，故A错误；抗氧化陶瓷复合材料，耐高温是因为基体(陶瓷)和增强体(SiO2)均耐高温，由于该复合材料中没有金属，因而C错。
探究整合应用
高温结构陶瓷的性能
所谓新型无机非金属材料是相对传统无机非金属材料而言的，是指一些具有特殊结构、特殊功能的新材料，如半导体材料、超导耐高温材料、发光材料等。
高温结构陶瓷：具有抗氧化性，抗酸碱腐蚀，耐高温，绝缘，易成型、硬度大、耐磨损、密度小等优良性能。典型的高温结构陶瓷有：氧化铝陶瓷(俗称人造刚玉)、氮化硅陶瓷、碳化硼陶瓷。
美国航天飞机“哥伦比亚号”爆炸，是震惊世界的航天惨案。专家推测“哥伦比亚号”航天飞机的失事原因之一是覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离，引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体。
(1)其中照片显示，在“哥伦比亚号”机翼下方有几片小瓷片脱落，引起了科学家的注意，这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是________。
例
A．增加航天飞机的强度，防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机
B．将太阳能转化为电能供航天飞机使用
C．便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令
D．在返回大气层时，陶瓷耐高温隔热，有效地保护航天飞机平安返回地面
(2)隔热瓦是一种金属陶瓷，金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非匀质的复合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高温氧化物，黏结金属主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔点金属。下列关于复合材料的说法不正确的是________。
A．由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的物质叫复合材料
B．复合材料一般具有强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异功能，在综合性能上超过了单一材料
C．玻璃钢是以玻璃纤维和合成树脂组成的复合材料，它可用于游乐车、水上滑梯、餐桌椅等产品的生产
D．复合材料的熔、沸点一般比它的各组成成分的熔、沸点低
(3)将陶瓷和黏结金属研磨，混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，其密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而炸裂，实验室有一金属陶瓷制成的容器，可用来盛放下列哪些物质________。
A．NaOH溶液 B．KNO3溶液
C．氢氟酸 D．盐酸
【解析】 (1)读懂题干，提取有用的信息，“隔热陶瓷瓦脱离，使飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体”是解题的关键。从题干信息看出，特殊陶瓷片的主要作用是隔热、防止机体与空气摩擦产生高温而熔化。故D项正确。
(2)复合材料是由基体和增强体组合而成。A项叙述的是合金而不是复合材料，复合材料一般具有各组分的性质，又比各组分的性能优良，强度高、密度小、耐高温、耐腐蚀等。故A、D项错误。
(3)金属陶瓷具有金属的性质和硅酸盐的性质，所以不能用来盛放酸性或碱性物质。
【答案】 (1)D (2)AD (3)B(共30张PPT)
第2课时 硅酸盐与无机非金属材料
学习目标
1.了解硅酸盐制品和一些新型无机非金属材料在生产、生活中的重要应用。
2.认识新材料的开发对人类生产、生活的重要影响。
3.掌握硅酸盐的化学性质。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、硅酸盐
1．性质：硅酸盐性质_____，熔点____，大都___溶于水。
2．表示方法
硅酸盐的组成比较复杂，常用氧化物的形式表示。
例如：硅酸钠(Na2SiO3)可表示为___________，
钠长石(NaAlSi3O8)可表示为__________________。
稳定
较高
难
Na2O·SiO2
Na2O·Al2O3·6SiO2
思考感悟
1．硅酸盐组成比较复杂，改写成氧化物形式时应遵循什么原则或规律？
【提示】 应遵循化合价规则，即正负化合价代数和为零，另外还应遵循元素守恒的规律。
二、无机非金属材料
1．传统的无机非金属材料——硅酸盐产品
(1)玻璃和水泥
玻璃 水泥
原料 纯碱、石灰石、石英 主要原料：____________；辅助原料：适量的石膏等
原理 高温下复杂的物理、化学变化 高温下复杂的物理、化学变化
设备 玻璃熔炉 水泥回转窑
化学方程式 ______________________
__________________，_______________________
___________________ 复杂的物理、化学变化
主要成分 Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3
主要性质 没有固定的_____ 具有______性
石灰石、黏土
熔点
水硬
Na2CO3＋SiO2 Na2SiO3＋CO2↑
CaSiO3＋CO2↑
CaCO3＋SiO2
(2)陶瓷
①生产原料：____(主要成分是__________________等，其组成可用__________________来表示)。
②重要性质：耐酸碱侵蚀。
2．新型无机非金属材料
(1)高温结构陶瓷
如_____________陶瓷、____________陶瓷等。
(2)生物陶瓷
如_____________陶瓷、____________陶瓷等。
(3)压电陶瓷
以_____________和______________等为主要成分。
黏土
氧化铝、二氧化硅和水
xAl2O3·ySiO2·zH2O
氮化硅(Si3N4)
碳化硅(SiC)
氧化铝(Al2O3)
氧化锆(ZrO2)
钛酸钡(BaTiO3)
钛酸铅(PbTiO3)
【提示】 (1)这两个反应并不矛盾，后者是在水溶液中进行的，由于碳酸的酸性比硅酸强，所以碳酸跟硅酸钠反应生成硅酸和碳酸钠，而前者是在高温下进行的，由于CO2为气体，生成后立即离开反应体系，使反应能向右进行到底。
(2)①含硅物质为原料；②都经过高温烧结；③产品成分均为硅酸盐。
1．(2009年高考广东理基卷)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素 ②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品 ③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A．①② B．②③
C．①④ D．③④
自主体验
解析：选C。硅元素在地壳中的含量仅次于氧，排第二位，是构成岩石和矿物的基本元素。水晶的主要成分为SiO2，不属于硅酸盐，②错；制作光导纤维的原料是石英，而不是高纯硅，③错。
2．下列物质中 含有硅酸盐的是( )
A．水玻璃 B．硅芯片
C．黏土 D．普通水泥
解析：选B。硅芯片的主要成分是晶体硅。
3．想一下为什么可将陶瓷、玻璃、水泥归纳在一起，然后从所给的4个词中选出1个与它们同类的物质( )
A．光导纤维 B．有机玻璃
C．人造纤维 D．砖瓦
解析：选D。陶瓷、玻璃、水泥都是传统无机非金属材料，砖瓦是陶瓷中的一种。
课堂互动讲练
硅酸盐的组成、表示方法及材料概述
1．硅酸盐的组成及表示方法
硅酸盐的种类很多，结构也很复杂，多以氧化物的形式来表示它的组成，通式为：aMxOy·bSiO2·cH2O。
(1)当金属不止一种时，先写活泼金属，再写较活泼金属，然后是二氧化硅，最后写水。
(2)氧化物化学式之间用“·”隔开，化学式前的系数只能取整数，且只代表该氧化物本身。
(3)氧化物前系数配置原则：除氧元素外，其他元素按配置前后原子个数守恒原则配置系数。
例如：硅酸钠：Na2SiO3→Na2O·SiO2
石棉：Mg3Ca(SiO3)4→CaO·3MgO·4SiO2
2．材料概述
(1)材料分类
(2)传统无机非金属材料与新型无机非金属材料的对比
传统无机非金属材料 新型无机非金属材料
所属范畴 硅酸盐材料 具有特殊结构、功能的新材料
常见产品 水泥、玻璃、传统陶瓷 半导体材料、氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维
主要性能 ①抗腐蚀、耐高温②质脆、经不起热冲击 ①耐高温、高强度
②有光学特性
③有电学特性
④有生物功能
例
【思路点拨】 解答本题要注意以下两点：
(1)硅酸及其盐所具有的物理、化学性质；
(2)熟悉硅酸盐改写成氧化物形式的方法。
【解析】 硅酸盐大部分难溶于水，常见硅酸盐中只有Na2SiO3、K2SiO3等可溶，Na2SiO3的水溶液具有黏性，可作建筑黏合剂，A正确；石英砂成分为SiO2，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，NaOH、Na2SiO3为强电解质可拆成离子形式，B正确；硅酸具有酸的通性，例如能与碱反应，但其难溶于水，不能使石蕊变色，C错；硅酸盐改写成氧化物形式时要按“较活泼金属氧化物→较不活泼金属氧化物→二氧化硅→水”的顺序排列，由于Ca活泼性强于Mg，所以其氧化物形式为CaO·3MgO·4SiO2，D错。
【答案】 AB
【规律方法】 解答有关硅酸的题目，应注意硅酸的弱酸性、难溶性、不稳定性；对于硅酸盐的改写应注意以下三方面：
(1)改写时要注意各元素的化合价不发生变化；
(2)要注意氧化物的排列顺序；
(3)化学式前的计量数只能取整数。
变式训练 新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称非氧化物陶瓷，合成这些物质需在高温条件下进行，在合成中必须注意(双选)( )
A．通入足量的氧气 B．避免与氧气接触
C．可在氮气气氛中合成 D．通入少量氧气
解析：选BC。由题给信息“需在高温条件下合成”，结合所学无机化学知识，碳、硅等在高温下可与氧气化合因而应避免接触氧气。
探究整合应用
烧氢工艺在半导体工业中的作用
半导体工业中的金属、单晶硅的焊接必须排除O2，必须在还原性气氛中焊接，否则寿命较短。但氢气是一种可燃性气体，有一定的爆炸极限，所以使用时一定要小心，点燃时一定要检验其纯度。
在半导体工业中，有一道工序叫烧氢。烧氢的工艺流程如图所示 。工作时，将石英管D出口处的氢气点燃。半导体硅片、焊片和金属零件从石英管口送入加热区，在氢气还原气氛中加热使焊片熔化，将单晶硅与金属零件焊接在一起。焊接后再将零件拉至冷却区，冷却后取出。烧氢工艺中的氢气纯度要求极高，工业氢气虽含氢量达99.9%，但仍含有极微量的水蒸气和氧气，所以点燃氢气前应检验氢气的纯度。试回答下列问题。
例
(1)装置B的作用________，发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)装置C中的物质是________________________________________________________________________，
C的作用是________________________________________________________________________。
(3)点燃氢气前将E(带导管胶塞)接在D的出口处，目的是____________________________________
____________________________________。
(4)装置A是安全瓶，可防止氢气燃烧回火，引起爆炸，其中填充大量纯铜的作用是________________________________________________________________________。
(5)写出工业制取粗硅的化学方程式________________________________________________________________________，
粗硅提纯制精硅的反应方程式________________________________________________________________________。
(6)在整个工序中，氢气所起的作用是________________________________________________________________________。
【解析】 探究思路要从实验目的出发，结合实验的装置或实验的步骤，逐步分析题目要解决的问题及注意事项，本题实验目的是除去H2中的杂质O2和H2O，得到极纯的H2，Cu在常温下不与O2反应，只有加热时才会反应，故A、B装置作用是不同的，A防止氢气燃烧，B是除O2装置，C是吸水装置，D为生产装置，E是检验H2纯度的装置，题中所涉及的问题也可迎刃而解了。(共36张PPT)
第2课时 一种重要的混合物——胶体
1.了解分散系的概念。
2.了解胶体的性质及简单应用。
3.了解氢氧化铁胶体的制备。
4.能够列举生活中胶体的实例，进一步认识化学知识与生产、生活及生命的密切关系。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、分散系
1．物质的水溶液是一种分散系，其分散质和分散剂各是什么？
【提示】 水溶液中的溶质是分散质，水是分散剂。
思考感悟
二、胶体
1．概念
分散质的微粒直径介于____________之间的分散系。
2．分类
依据分散剂的状态，胶体可分为________、________和_________。
3．性质和应用
1nm～100nm
气溶胶
液溶胶
固溶胶
性质 概念 应用
丁达尔
现象 可见光束通过胶体时，产生在入射光侧面______________ 用于鉴别_______和_______
电泳 在外电场作用下胶体微粒发生____________ 工业上用于电泳电镀、电泳除尘等
聚沉 在一定条件下胶体形成__________析出 盐卤豆腐、三角洲的形成等
条件：(1)加可溶性酸、碱、盐
(2)加_____________________
(3)_________________
光亮的通路
胶体
溶液
定向移动
沉淀
带相反电荷的胶粒
加热或搅拌
4.胶体的精制——渗析
利用__________将胶体与溶液分离的方法。
半透膜
2．(1)胶体是否一定是液态？胶体的丁达尔现象是物理变化还是化学变化？
(2)在1 L、1 mol·L－1的Fe(OH)3胶体中，分散质颗粒数目是NA(NA代表阿伏加德罗常数)个吗？
【提示】 (1)不一定，分散质粒子直径介于1 nm～100 nm之间的分散系称为胶体，与状态无关，如云、雾、烟都是胶体。胶体的丁达尔现象是分散质微粒对可见光散射而形成的，是物理变化。
(2)不是，Fe(OH)3胶体中的分散质颗粒是多个Fe(OH)3组成的集合体。
思考感悟
1．鉴别胶体和溶液可以采取的最好方法是
( )
A．电泳 B．观察
C．稀释 D．丁达尔现象
解析：选D。胶体能发生丁达尔现象，而溶液不能。
自主体验
2．(2011年淮北高一检测)下列关于胶体的说法正确的是( )
A．胶体外观不均匀
B．胶体不能透过滤纸
C．胶粒做不停地、无秩序地运动
D．胶体不稳定，静置后容易产生沉淀
解析：选C。胶体外观均一、透明(或半透明)，一定条件下能稳定存在，不易沉淀，胶体能透过滤纸，不能透过半透膜。
3．胶体分散系与其他分散系的本质差别是
( )
A．分散质微粒直径大小
B．是否有丁达尔现象
C．是否稳定
D．分散质粒子是否带电
解析：选A。胶体分散系与其他分散系的本质差别是分散质微粒直径大小。
课堂互动讲练
几种分散系的比较
分散系 溶液 浊液 胶体
分散质微粒直径 <1 nm >100 nm 1 nm～100 nm
分散质微粒 单个小分子或离子 巨大数目的分子集合体 高分子或多分子集合体
性质 外观 均一、透明 不均一、不透明 均一
稳定性 稳定 不稳定 较稳定
分散系 溶液 浊液 胶体
性质 能否透过滤纸 能 不能 能
能否透过半透膜 能 不能 不能
鉴别 无丁达尔现象 静置分层或沉淀 丁达尔现象
特别提醒：(1)溶液、浊液和胶体的本质区别是分散质微粒的直径大小，而不是它们的性质。
(2)有无丁达尔现象是鉴别溶液和胶体的最简单的操作方法。
例1
(2011年天津高一检测)下列有关胶体和溶液的比较中不正确的是( )
A．溶液呈电中性，胶体带有电荷
B．胶体不可透过半透膜而溶液可以透过半透膜
C．溶液中通过光束没有特殊现象，胶体中通过光束有丁达尔现象
D．通电后，溶液中溶质分别向两极移动，而胶体中分散质粒子向某一极移动
【思路点拨】 胶体和溶液的本质区别是分散质微粒大小不同，从而引起性质的差别，根据胶体的性质逐项分析。
【解析】 胶体中胶粒的直径特点，使它具有独特的性质和应用。A项，胶体中的胶粒带电荷，而胶体呈电中性，错误；B项，胶体不可透过半透膜而溶液可以透过半透膜，用此性质可提纯胶体，正确；C项，丁达尔现象是胶体特有的性质，溶液中无此现象，正确；D项，溶液中阴、阳离子分别向两极运动，而胶粒带相同电荷，只能向一极运动，正确。
【答案】 A
变式训练1 Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液共同具备的性质是( )
A．两者均有丁达尔现象
B．加入盐都能发生聚沉
C．二者均能够净水
D．分散质粒子均可透过滤纸
解析：选D。MgCl2溶液无丁达尔现象，与盐也不能发生聚沉；MgCl2溶液无净水作用；Fe(OH)3胶体和MgCl2溶液的分散质粒子均可透过滤纸。
胶体的制取和分离
1．胶体的制取
(1)分散法
单个分子达到胶体粒子大小的物质可直接分散到分散剂中形成胶体，如淀粉溶液、蛋白质溶液等。
(2)聚集法
通过化学反应使许多分子或离子聚集成胶体分散质微粒(微粒直径在1 nm～100 nm之间)，从而制得胶体。
如制备Fe(OH)3胶体：
胶体微粒不能通过半透膜而小分子、离子能够透过，因此可用渗析的方法分离。
如Fe(OH)3胶体与FeCl3溶液的分离净化：
将所得溶胶盛于半透膜制作的渗析袋中，置于流动的(或频繁更换)的蒸馏水里一段时间即可。
将1 mol·L－1 FeCl3饱和溶液滴入沸水中，液体变为________色，得到的是____________，反应的化学方程式是________________________________________________________________________；
用此分散系进行如下实验：
(1)将其装入U形管内，用石墨做电极，接通直流电，通电一段时间后发现阴极附近的颜色________，这说明________________________
________________________________，
原因是________________________________。
例2
(2)向其中加入饱和的硫酸铵溶液发生的现象是____________________，原因是________________________________________________________________________。
(3)向其中滴入过量的稀硫酸，现象是_____________________________
________________，原因是________________________________________________________________________。
(4)提纯此分散系常用的方法叫________。检验胶体是否纯净的方法是_____________________________。
【规律方法】 (1)胶体区别于其他分散系的本质特征是胶粒的直径的大小，决定了胶体具有不同于溶液和浊液的性质，加入电解质，会产生聚沉现象。
(2)胶体可透过滤纸但不能透过半透膜，因此可用过滤法分离胶体和浊液，用渗析法分离和提纯胶体。
变式训练2 (2011年蚌埠高一检测)下列叙述错误的是( )
A．胶体粒子的直径在1～100 nm之间
B．氢氧化铁胶体带正电
C．可用渗析的方法分离淀粉和氯化钠的混合溶液
D．配制氢氧化铁胶体时，可将饱和FeCl3溶液滴入沸水中
解析：选B。胶体粒子直径在1～100 nm之间，这是胶体的本质特征；由于氢氧化铁胶粒能吸附阳离子而使氢氧化铁胶粒带正电，而整个胶体不带电；由于胶体粒子不能透过半透膜，溶液中的小分子、离子能透过半透膜，可用此方法分离淀粉胶体和氯化钠溶液；配制Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中加热至溶液呈红褐色为止。
探究整合应用
净化胶体实验探究
胶体粒子的直径在1～100 nm之间，它可以透过滤纸，但不能透过半透膜，而离子或小分子均能透过半透膜，故可以通过“渗析”法来净化胶体。
例
按如图所示的方法做“渗析”实验：在一个半透膜袋中装入由淀粉胶体和少量食盐溶液组成的液态分散系，将此袋系在玻璃棒上并浸入水槽里的蒸馏水中。通过该实验研究胶体的胶粒和溶液的溶质粒子是否能透过半透膜的问题，寻找净化胶体的简便方法。请继续阅读下面的实验内容并回答有关问题。
(1)约5 min后，取水槽中的水约3 mL盛于洁净的试管中，并向试管内滴加少量AgNO3溶液，发现有白色沉淀产生，再向试管中滴加足量稀硝酸后沉淀不溶解，生成白色沉淀的化学反应方程式是________________________________________________________________________；
另取水槽中的水约3 mL盛于另一支洁净的试管中，并向试管内滴加少量碘水，未发现新现象。通过两项实验说明，能透过半透膜的粒子是____________________，不能透过半透膜的粒子是____________________。
通过渗析可以达到的目的是________________________________________________________________________。
(2)在渗析的过程中，是否有粒子穿过半透膜进入半透膜袋的里边去？如果有，请写出粒子的化学式或符号；如果没有，请说明理由________________________________________________________________________。
(3)为了尽快、完全地达到渗析的目的，可以采取的措施是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)是否已达到渗析的目的，可以通过实验方法来说明，该实验的操作方法是________________________________________________________________________。
【解析】 在(1)中，白色沉淀物是AgCl，加碘水的目的是检验是否有淀粉。在(2)中，应想到有粒子能从半透膜袋内进入蒸馏水中，也能有粒子从蒸馏水中进入半透膜袋内。对于(3)中问题的回答，应在(2)的结论的基础上进行思考分析。对于(4)中问题的回答，可从(1)中得到启发，但要注意何时取液检验。
【答案】 (1)NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3 Na＋和Cl－ 淀粉胶粒 除去淀粉胶体中的Na＋和Cl－(或NaCl)
(2)Na＋、Cl－、H2O
(3)用玻璃棒轻轻地搅拌水槽中的水，渗析一段时间后更换水槽中的水
(4)渗析进行到第2次(或更多次)更换蒸馏水又进行约5 min以后，取水槽中的水约3 mL盛于洁净的试管中，再向试管中滴加用硝酸酸化了的硝酸银溶液，观察现象，判断是否达到渗析的目的(共44张PPT)
第二节 铝 金属材料
第1课时 铝与铝合金
学习目标
1.了解铝的还原性。
2.了解氧化铝和氢氧化铝的两性。
3.认识铝及其重要化合物在化学性质上与其他常见金属及其化合物的不同。
4.了解铝合金材料在生产和生活中的重要应用。
课堂互动讲练
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知能优化训练
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第1课时
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自主学习
一、铝与铝合金
1．铝的存在
铝是地壳中存在_____的金属元素，约占地壳总量的7.73%。
2．铝的性质
(1)铝的物理性质
最多
颜色 熔点 密度 导电性
银白色 较低 较小 仅次于银、铜和金
(2)铝的化学性质
铝的化学性质活泼，反应时表现出较强的_____性。
还原
氧化物薄膜
钝化
3．铝合金及其制品
(1)形成：铝中加入其他元素(如铜、镁、硅、锌、锂等)熔合而形成铝合金。
(2)性能：密度___、强度高、塑性好、易于成型、具有抗腐蚀性等。
思考感悟
1．(1)铝是较活泼的金属，易被氧化，为什么铝又具有抗腐蚀的性能？
(2)为什么铝制炊具不宜长时间盛放酸、碱性食物？
小
【提示】 (1)常温下，铝能被空气里的O2氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续跟氧气反应，所以铝具有抗腐蚀性。
(2)因为铝制品表面有一层致密的氧化膜，该氧化膜为两性氧化物，既能与酸反应，又能与强碱反应，用铝制炊具长时间盛放酸或碱性食物，会破坏该氧化膜，使铝具受到进一步腐蚀。
二、铝的氧化物和氢氧化物
1．氧化铝——两性氧化物
(1)物理性质：__色固体，__溶于水，有较高____。
(2)化学性质：
白
难
熔点
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
2．氢氧化铝——两性氢氧化物
(1)物理性质：___色絮状，___溶于水，固体，有较强的______性。
(2)化学性质
白
难
吸附
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
铝盐
氨水
思考感悟
2．能否用铝盐和强碱溶液反应制取Al(OH)3
【提示】 不能。Al(OH)3溶于强碱溶液，反应物的量不易控制。
1．元素在自然界分布不均匀，如中国富产钨，非洲多金矿，澳大利亚多铁矿。从整个地球的地壳中元素含量多少分析，最丰富的金属元素是( )
A．铝 B．铁
C．钙 D．钠
解析：选A。地壳中含量最多的元素是氧，其次是硅，第三是铝，第四是铁，氧、硅不是金属。
自主体验
2．铝具有较强的抗腐蚀能力，其主要原因是( )
A．铝的化学性质稳定
B．铝与氧气常温下不反应
C．铝是两性元素
D．铝与氧气化合形成一层致密的氧化物薄膜
解析：选D。铝具有较强的抗腐蚀能力，主要是因为铝与空气中的氧气反应，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，阻止了内部金属继续与氧气发生反应。
3．(2011年威海高一检测)为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3，可选用的试剂是( )
A．KOH溶液 B．氨水
C．稀盐酸 D．稀醋酸
解析：选A。MgO溶于强酸溶液而不溶于强碱溶液，Al2O3是两性氧化物，既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液。
课堂互动讲练
铝与酸、碱反应时有关量的关系
(2011年黄冈高一检测)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
例1
【解析】
【答案】 B
【规律方法】 等物质的量的铝分别与足量的酸或强碱溶液反应时根据得失电子守恒可知产生氢气的物质的量相等。
变式训练1 相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是( )
A．Al B．Al(OH)3
C．AlCl3 D．Al2O3
解析：选A。四种物质与NaOH溶液反应的化学方程式分别为：2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
AlCl3＋4NaOH===Na[Al(OH)4]＋3NaCl
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
1．可溶性铝盐与强碱的反应
(1)现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
(2)图象
关于铝的化合物间转化的图象问题及相关计算
(3)离子反应
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
(4)有关计算
特别提醒：铝盐和强碱溶液作用生成Al(OH)3沉淀的计算，当沉淀量小于最大值的时候，有两种可能：
(1)对Al3＋的沉淀而言OH－不足，按OH－的用量计算沉淀量；
(2)对Al3＋的沉淀而言OH－过量，而对Al(OH)3的溶解过程OH－不足，需要进行两次过量计算，或利用强碱与铝盐溶液反应生成沉淀的计算公式，快速计算。这对于选择题非常有用。
2．四羟基合铝酸盐与强酸的反应
(1)现象
立即产生白色沉淀→渐多→最多→渐少→消失
(2)图象
(3)离子反应
[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(4)有关计算
把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后，产生1.16 g白色沉淀，再向所得浊液中逐滴加入1.00 mol·L－1HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如图所示。
例2
(1)A点沉淀物的化学式为________，理由
___________________________________________________________________________________。
(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式
___________________________________________________________________________________。
(3)原混合物中MgCl2的质量是________ g，AlCl3的质量是________ g，NaOH的质量是________ g。
(4)C点HCl溶液的体积为________ mL。
【思路点拨】 解答本题要注意以下三点：
(1)分析沉淀曲线的变化与各物质反应的量的关系。
(2)分析各区间的反应，写出反应方程式。
(3)判断各物质的质量或体积。
n(AlCl3)＝n{[Al(OH)4]－}＝n(HCl)10.0～30.0＝1.00 mol·L－1×(30.0 mL－10.0 mL)×10－3 L·mL－1＝0.02 mol，
m(AlCl3)＝0.02 mol×133.5 g·mol－1＝2.67 g，
n(NaOH)＝2n(MgCl2)＋4n(AlCl3)＋1.00 mol·L－1×0.01 L＝0.13 mol，
m(NaOH)＝0.13 mol×40.0 g·mol－1＝5.20 g。
【答案】 (1)Mg(OH)2 因为加入10.0 mL HCl溶液恰好中和过量的NaOH，再加HCl溶液沉淀增多，说明[Al(OH)4]－转化为Al(OH)3，故A点的沉淀物为 Mg(OH)2
(2)[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
(3)1.90 2.67 5.20 (4)130
【规律方法】 解答图象计算题，必须抓住有关化学反应原理和有关物质的性质，结合图象的特点，综合分析逐步计算求答，其关键是要抓住图象的四点(原点、交点、拐点、终点)，数形结合，分析计算，求出答案。
探究整合应用
镁铝合金中各成分含量的测定
利用铝可与强碱反应，而镁不与强碱反应这一性质，将产生的氢气排出的水的体积，换算成氢气的物质的量，再利用2Al～3H2推算出铝的质量，即可求出铝、镁的质量分数。
某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
例
(1)A中试剂为____________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是____________________________________
____________________________________。
(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂，上述操作的顺序是________________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应
________________________________________________________________________。
(4)B中发生反应的化学方程式为
_________________________________________。
(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为______________。
(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将______________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。
【解析】 (1)观察实验装置图可知是用量气法完成实验目的，故A中应盛放NaOH溶液，在B中发生2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑的反应。
(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。
(3)正确顺序应为①④③②；为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。
(4)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(共41张PPT)
第2课时 电解质在水溶液中的反应
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、离子反应
1．概念
在溶液中_____________的化学反应。
2．实质
_____________的改变。
3．离子互换型的离子反应即复分解反应发生的条件
(1)生成_______的物质。
(2)生成___________的物质。
(3)生成____________的物质。
有离子参加
离子浓度
难溶
难电离
挥发性
1．水溶液中发生的置换反应可作为离子反应条件吗？
【提示】 水溶液中发生的置换反应，有离子参加和生成，也可以作为离子反应的一个条件。
思考感悟
OH－＋H＋===H2O
一个
一类
化学方程式
离子
难溶的物质或难电离
气体
原子个数
电荷总数
2．(1)常见的难电离的物质有哪些？
(2)离子方程式H＋＋OH－===H2O能表示所有酸碱中和反应的实质吗？
【提示】 (1)有弱酸(如HF、H2CO3、H2S、HClO、CH3COOH等)、弱碱(如NH3·H2O等)、水等。
(2)不能。H＋＋OH－===H2O只能表示可溶性强酸与可溶性强碱反应生成可溶性盐的中和反应。
思考感悟
三、离子反应的应用
利用离子反应可以检验某种离子是否存在
白色沉淀
无
有
【提示】 不能。因为此操作不能排除Ag＋的干扰。
思考感悟
1．下列两种物质混合，不能发生离子反应的是( )
A．Na2CO3溶液与足量HCl溶液
B．CuSO4溶液与KCl溶液
C．NaOH溶液与H2SO4溶液
D．BaCl2溶液与Na2SO4溶液
解析：选B。不能发生反应是指不能生成弱电解质，不能生成气体或沉淀，A项生成H2O、CO2，C项生成H2O，D项生成BaSO4沉淀，只有B项不能反应。
自主体验
3．(2011年蚌埠高一检测)下列离子方程式不正确的是( )
A．氢氧化钡溶液与盐酸反应：OH－＋H＋===H2O
B．锌投入到稀硫酸中：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
C．碳酸钠溶液与盐酸反应：2H＋＋Na2CO3===H2O＋CO2↑＋2Na＋
D．金属钠与水反应：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
课堂互动讲练
离子方程式的书写规则及正误判断
1．离子方程式的书写规则
(1)强酸、强碱和可溶性盐改写成离子形式；弱酸、弱碱、难溶性盐、气体、单质、氧化物、非电解质等都写成化学式。
(2)微溶物如作为反应物，若是澄清溶液应拆写成离子形式，若是悬浊液则应写成化学式；微溶物如作为生成物，一般视为沉淀，应写成化学式并标“↓”符号。
(3)看是否漏写参加反应的离子。
(4)看原子个数、电荷总数是否守恒。
特别提醒：书写和判断离子方程式时还要注意看是否符合题设条件及要求，如“过量”、“少量”、“等物质的量”、“适量”以及滴加顺序等对离子方程式和产物的影响。
例1
【思路点拨】 解答此类题目时，没有必要书写完整的离子方程式，只要分析所给离子方程式是否满足符合客观事实、改写正确、质量守恒、电荷守恒等条件，不满足其中任何一个条件即不正确。
【解析】
【答案】 D
【规律方法】 涉及“微溶物”的离子反应方程式的书写
(1)
(2)常见微溶物有4种：Ca(OH)2、CaSO4、Ag2SO4、MgCO3，而常考查的是Ca(OH)2。
离子共存的判断
离子共存即离子之间不能发生反应，判断离子能否大量共存，即判断离子之间能否发生反应，若反应，则不共存，若不反应，则能大量共存。
1．因发生复分解反应而不能大量共存的情况及常见例子
例2
【解析】 解答该题的关键是两看：
【答案】 C
【规律方法】 解答此类题目的大致步骤如下：
(1)分析题目的限制条件，如“强酸性”、“强碱性”、“无色透明”等，根据限制条件判断溶液中已经存在的离子。
①当要求溶液为无色时，对于有颜色的离子，无论是否参与反应，都不能大量存在。
②强酸性溶液中要考虑H＋参与反应，强碱性溶液中要考虑OH－参与反应。
(2)结合题目的限制条件对选项进行逐一分析，然后看离子之间能否发生反应，能反应，则不能大量共存；不能反应，则大量共存。
变式训练2 如表是某矿物质饮用水的部分标签说明
探究整合应用
电解质与离子反应
电解质溶于水，可以电离出自由移动的离子，离子浓度越大，导电能力越强；离子间发生反应，导电能力就会受到影响。电解质混合后，往往发生离子反应，如复分解反应等。
例
如图所示是某化学兴趣小组探究溶液中离子浓度与溶液导电性的关系。
首先在水槽中加入200 mL 2 mol·L－1的H2SO4溶液，同时将一个表面光滑的小球放入溶液中，小球悬浮在溶液中央，闭合开关K，电流计发生偏转。然后再进行以下操作，请回答问题。
(1)向溶液中逐滴加入与H2SO4密度相同的Ba(OH)2溶液至反应完全，观察到的现象是
_______________________________________________________________________，
反应的离子方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)将Ba(OH)2溶液换成物质的量浓度相同(假设密度也相同)的以下三种溶液(设反应后的体积为两溶液的体积和)
A．Ba(NO3)2 B．Na2SO4 C．Na2CO3
①滴加A的过程中，观察到的现象是________________________________________________________________________。
反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
②滴加B的过程中，小球的位置________，电流计的偏转程度________。
③滴加C的过程中，观察到的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
生成的Na2SO4的物质的量浓度为________________________________________________________________________。
【解析】 根据溶液的导电性与自由移动的离子浓度大小有关来设计实验。通过电流计指针的偏转程度来证明溶液导电性强弱，进一步证明溶液的离子浓度发生了变化，从而证明离子间发生了反应。另外小球是否下沉，取决于溶液的密度是否减小，而溶液密度又取决于溶液中溶质的浓度大小。通过离子反应，溶液中的离子减少，就会造成溶液密度减小，小球会下沉。(共52张PPT)
第2课时 氨和铵态氮肥
学习目标
1.认识氨气的溶解性、与水的反应以及氨的还原性。
2.认识铵盐的受热分解及其与碱的反应。
3.了解铵态氮肥的使用问题，了解它们在生产中的应用。
4.掌握氨气的实验室制法。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、氨
1．氨的物理性质
颜色 气味 密度 溶解性
无色 刺激性气味 比空气小 极易溶于水(1∶700)
2.NH3的化学性质
3．氨水的性质
思考感悟
1．氨水的成分是什么？0.1 mol/L的氨水中，NH3·H2O的物质的量浓度是0.1 mol/L吗？氨水的溶质是什么？
二、铵盐
1．概念：由________和_________组成的盐。
2．铵盐的溶解性：均____溶于水。
3．铵盐的化学性质
(1)受热分解
铵根离子
酸根离子
易
NH4Cl
4．氨气的实验室制法
验满方法：使湿润的红色石蕊试纸立即_____或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时产生大量_____。
变蓝
白烟
思考感悟
2．NH4Cl受热分解与碘的升华本质一样吗？
【提示】 不一样。NH4Cl由固→气→固，实际经历了两次化学变化，而I2的升华和凝华只是物质状态发生了变化，是物理变化。
三、化学氮肥
自主体验
1．(2011年威海高一检测)关于氨水的叙述中错误的是( )
A．氨水的主要成分是NH3·H2O
B．氨水可使酚酞指示剂变红
C．氨水中含三种分子和两种离子
D．氨水中溶质的质量分数越大，溶液密度越小
3．下列不属于铵盐的共同性质的是( )
A．都是晶体
B．都易溶于水
C．与碱共热都产生氨气
D．受热分解都产生氨气
课堂互动讲练
氨的实验室制法
(2)实验装置(如图)：
(3)验满方法：将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝色，说明氨气已收集满了。
(4)干燥方法：通过以下任一装置，用碱石灰干燥。
2.用浓氨水制取
可利用浓氨水与固体强碱或生石灰来制取NH3。
(1)实验装置
(2)反应原理
浓NH3·H2O与NaOH固体(或CaO)制取NH3是因将浓氨水滴到固体氢氧化钠(或CaO)上，NaOH溶于水放热(或CaO与水反应放热)，都会促使氨水分解释放NH3。
特别提醒：(1)实验室不能用加热NH4Cl的方法制取NH3，因为生成的NH3和HCl遇冷会重新结合成NH4Cl，无法得到NH3。
(2)用试管收集氨气，应在试管口塞上一团疏松的棉花，防止NH3与空气对流。
(3)尾气吸收一般用H2SO4浸湿的棉花堵在试管口或用如图装置吸收。
(4)不用NH4NO3代替NH4Cl，因为NH4NO3加热可能发生爆炸，也不能用NH4HCO3或(NH4)2CO3代替NH4Cl，因为它们分解还产生CO2；消石灰不能用NaOH、KOH代替，因为NaOH、KOH具有吸湿性，易结块不利于NH3的产生，且高温时易腐蚀试管。
(2011年天津高一检测)回忆实验室制取NH3的反应原理和实验装置，回答下列问题：
(1)写出加热NH4Cl和Ca(OH)2制取NH3的反应方程式：______________________________。
(2)按(1)反应原理设计实验室制氨气装置图(可用简笔画表示)。
(3)下列气体能用排水法收集的是________(填选项编号；下同)，能用排空气法收集的是________。
a．NH3 b．NO c．NO2
(4)为何不用加热NH4Cl固体的方法制取氨气？
(5)如何检验氨气已收集满试管？
例1
(6)已知NH3极易溶于水，而难溶于有机溶剂CCl4。下列装置中不适宜做NH3气体尾气吸收装置的是________。
【思路点拨】
【解析】 (1)是复分解反应：相互交换成分，然后NH3·H2O受热分解。注意加热符号(△)。
(2)制取O2是加热固体，制取NH3也是加热固体，故可采用制O2装置制取NH3。但收集方法不同，NH3易溶于水，只能用向下排空气法收集。由于NH3有毒，故还要采取尾气处理装置——用湿棉团，或蘸有稀硫酸的棉团即可。
(3)NO与空气中的O2反应，不能用排空气法收集；NH3和NO2易溶于水且与水反应，不能用排水法收集。
(4)因为NH4Cl固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，二者冷却时又重新生成固体氯化铵，得不到氨气。
(5)检验氨气是利用氨气的性质溶于水显碱性或与酸反应生成盐。
(6)A、D装置中倒置的漏斗和干燥管均有较大的体积，可防止倒吸；B中NH3不溶于CCl4，也可防止倒吸；C中NH3直接通入水中，由于NH3极易溶于水，所以易引起倒吸。
(2)如图
(3)b ac
(4)因为NH4Cl固体受热分解生成氨气和氯化氢气体，二者冷却时又重新生成固体氯化铵，得不到氨气。
(5)用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近试管口。
(6)C
【规律方法】 判断实验装置图是否正确的方法：
(1)看发生装置是否正确：①实验是否需要加热；②酒精灯加热的部位及先后顺序是否正确；③仪器的放置位置是否合适等。
(2)看试剂是否符合反应原理，试剂包括反应物、干燥剂、除杂试剂、尾气吸收剂等。
(3)看收集方法是否正确，包括排液法选用的液体试剂、排空气法导气管伸入的位置等。
(4)看是否缺少尾气吸收装置，包括吸收装置中选用的吸收剂是否合适。
变式训练1 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是(双选)( )
解析：选AC。NH4Cl固体受热分解生成NH3和HCl，而当温度降低时，NH3和HCl又重新化合成固体NH4Cl，气体进入干燥管的机会不多，A项错误；向CaO中滴加浓氨水，CaO遇水生成Ca(OH)2，同时放出大量热量，使浓氨水分解出氨气，B项正确；固体加热制成气体时，试管口应略向下倾斜，使产生的水能够流出，以免损坏试管，C项错误；对于D项，浓氨水加热制取NH3的方法和试剂都是正确的。
1．喷泉实验原理
由于产生压强差而形成喷泉——气体迅速溶于水或某种溶液中，容器内压强小于容器外压强，从而产生喷泉现象，依据这一原理，只要能够造成容器内气体大量溶于液体，就可形成喷泉。
2．喷泉实验成败的关键
(1)装置气密性要好；
(2)烧瓶要干燥；
喷泉实验
(3)气体的纯度要大；
(4)气体收集要满。
3．可以做喷泉实验的气体或反应
(1)极易溶解于水的气体，如NH3、HCl、SO2等。
(2)气体极易与某种溶液反应，如CO2、SO2、NO2、H2S与浓NaOH溶液，NH3与稀盐酸；反应后气体体积减小的一类反应均可设计成喷泉实验，如氯气与红磷反应、红磷在氧气中燃烧、氨气和氯化氢反应等。
(3)反应迅速产生大量气体在装置内形成正压，也能引发喷泉实验(类似于灭火器原理或城市喷泉原理)，如NaHCO3＋HCl(浓)===NaCl＋H2O＋CO2↑，或双氧水催化分解实验。
4．常见装置图
(1)图甲装置形成“喷泉”是因为烧瓶内气体极易溶解于烧杯和滴管中的液体，使烧瓶内的压强突然减小而产生压强差形成“喷泉”。
(2)图乙装置形成“喷泉”可采用使烧瓶受热，瓶内气体膨胀，打开止水夹，气体与液体接触而溶解，使烧瓶内压强减小形成压强差而形成“喷泉”。
(3)图丙装置下部锥形瓶中的物质相互反应产生气体，使锥形瓶内气体压强增大而产生压强差，将液体从下瓶中压入到上瓶形成“喷泉”。
(2011年北京西城区高一检测)在如图所示的装置中，烧瓶中充满干燥的气体a，将滴管内的液体b挤入烧瓶内，轻轻振荡烧瓶，并打开弹簧夹f，烧杯中液体b呈喷泉状喷出，最终几乎充满烧瓶。则a和b分别是(双选)( )
例2
a(干燥气体) b(液体)
A NO2 水
B CO2 4 mol·L－1NaOH溶液
C Cl2 饱和食盐水
D NH3 1 mol·L－1盐酸溶液
【思路点拨】 气体物质与液体物质反应→引起烧瓶内外存在压强差→发生喷泉。
【解析】 A选项中NO2与水反应可以形成喷泉，但由于NO2与水反应还可以产生NO，故最终有1/3的体积不会充满水，A选项错误；Cl2在饱和食盐水中的溶解度很小，故不会形成喷泉，C选项错误；B、D两选项中的气体都会与相对应的液体快速反应而使得烧瓶内的压强快速的减小而形成喷泉，最终几乎充满烧瓶，故应选B、D两项。
【答案】 BD
变式训练2 用一标准状况下充满氨气的烧瓶做喷泉实验，当水充满烧瓶，烧瓶内氨水的物质的量浓度大约是(设所得氨水的密度是1 g/mL)( )
A．0.09 mol/L B．0.045 mol/L
C．0.076 mol/L D．0.152 mol/L
探究整合应用
氨的制取和催化氧化的实验探究
气体的制备装置通常由发生装置、净化装置、收集装置、尾气吸收装置组成。氨的合成模拟实验和催化氧化性质实验涉及仪器较多、装置复杂、综合性强。气体的制取根据反应物的状态和条件选择装置，浓硫酸起到干燥剂的作用，同时起到观察气泡多少的作用，这一点很容易忽视；氨气氧化后生在的NO会继续氧化，最后的产物会溶于水，再和氨气反应生成硝酸铵，也是容易忽视的。故学习中应注意归纳，将知识网络化。
例
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从上图中选择制取气体的合适装置：
氮气________________、氢气____________。
(2)氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有____________________、__________________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，________(填“会”或“不会”)发生倒吸，原因是______________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：__________________，锥形瓶中还可观察到的现象是：______________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式：____________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H＋、OH－、________、________离子。
(3)此题很多同学可能不加思考就答“会”发生倒吸。但稍微思考一下就知道，这是实验室模拟合成氨，在常压下进行合成氨实验，转化率较小，所以混合气体中含有大量难溶于水的H2和N2，不会发生倒吸。
(4)审题时抓住关键字，“铂丝保持红热”，不难答出氨的氧化反应是一个放热反应。产生的NO与O2会继续反应产生红棕色的NO2气体。(共38张PPT)
第二节 氮的循环
第1课时 自然界中氮的循环 氮气及氮的氧化物
学习目标
1.了解氮循环的基本过程，认识氮循环过程中的重要物质。
2.了解氮气的物理性质，掌握氮气的化学性质。
3.了解一氧化氮、二氧化氮的物理性质，掌握一氧化氮、二氧化氮的化学性质。
4.通过了解人类活动对氮循环的影响，树立环境保护意识。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、氮在自然界中的循环
1．自然循环
思考感悟
1．在自然界中，大豆、蚕豆等豆科植物不施肥，仍能表现出良好的长势，其原因是什么？
二、氮气
1．物理性质
颜色 状态 气味 水中的溶解性
无色 气体 无味 难溶
2.化学性质
可逆反应：在__________下，能同时向正反两个方向进行的反应，可逆反应的化学方程式用_________表示。
相同条件
3．氮的固定
(1)概念：使________的氮转化为__________的过程。
(2)分类
游离态
含氮化合物
高能
生物
合成氨
仿生
思考感悟
【提示】 两个反应条件不同，所以不是可逆反应。
三、氮的氧化物
1．氮的氧化物
化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5
对应氧化物 N2O NO N2O3 NO2、N2O4 N2O5
2.NO和NO2
(1)物理性质
NO NO2
颜色 无色 红棕色
状态 气体 气体
气味 无味 刺激性气味
毒性 有毒 有毒
水溶性 难溶 易溶
(2)相互转化
①NO―→NO2：__________________。
②NO2―→NO：________________________。
(3)影响
①NO：是传递神经信息的“信使分子”，但容易与___________结合而使人体缺氧。
②NO2：能损坏多种织物和尼龙制品，对金属和非金属材料有腐蚀作用。
2NO＋O2===2NO2
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
血红蛋白
思考感悟
3．(1)NO为什么会使人中毒？
(2)俗话说：“雷雨发庄稼”，试说出其中的原理，写出反应方程式。
自主体验
1．下列反应属于氮的固定的是( )
A．N2和H2反应生成NH3
B．NH3经催化氧化生成NO
C．NO与O2反应生成NO2
D．由NH3制碳铵和硫铵
解析：选A。B、C、D都是由一种化合态氮转化成另一种化合态氮，不是氮的固定。
2．实验室制备气体后，在收集气体时，往往根据气体的性质选择不同的收集方法，当小明在实验室制备下列气体时，不能使用向上排空气法收集的是( )
A．HCl B．CO2
C．NO D．NO2
解析：选C。NO密度与空气接近，且易与空气中的O2反应生成NO2，所以不能用向上排空气法收集。
解析：选A。氮元素被氧化的反应即氮元素化合价升高的反应。
课堂互动讲练
氮氧化物溶于水的计算
1．有关化学方程式
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO①
4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3②
4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3③
2NO＋O2===2NO2④
2．不同情况及剩余气体的体积
3.用电子守恒法判断
当NO2或NO转化为HNO3时要失去电子，若上述两种气体与O2混合，O2得电子，且得失电子数必然相等，这是电子守恒法解答此类题目的依据。
特别提醒：(1)有关NO、NO2、O2混合气体与H2O反应后剩余气体问题，因NO2与H2O反应，NO与O2反应，所以剩余的气体只可能为NO或O2中的一种。
(2)②、③两反应是根据循环反应中电子守恒法得出的。
例如：NO与O2混合通入水中，发生反应：2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，在这当中，存在着NO向NO2转化，NO2向HNO3转化的同时又生成NO的循环反应。但总体来讲，NO―→HNO3，N的化合价升高是由于被O2氧化，因此我们可以写出：4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，得出反应③，同理，得出反应②。
如图所示，室温下向盛有3.0 mL NO的试管中缓缓通入1.5 mL O2(所有气体体积均在标准状况下测定)。
例
试回答下列问题：
(1)写出观察到的现象(可不写满，也可补充)：
①____________________________________；
②____________________________________；
③___________________________________。
(2)最终试管中剩余的气体是________，体积为________。
【解析】 (1)通入的O2与NO发生反应生成NO2：①2NO＋O2===2NO2，所以看到有红棕色气体生成，生成的NO2溶于水：②3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，①②两反应的总方程式为：③4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3，气体被消耗，所以又会看到试管内液面上升。V(NO)∶V(O2)≠4∶3，故最后有气体剩余，不论剩余NO还是O2，都为无色气体，这是看到的第三个现象。
【答案】 (1)①通入O2，试管内气体变为红棕色 ②试管内液面升高 ③最后试管内有无色气体剩余
(2)NO 1.0 mL
【规律方法】 (1)“4NO2＋O2”和“4NO＋3O2”从组成上均相当于“2N2O5”的组成，也就是两种情况均可利用混合气体中的N、O原子个数比进行分析：
(2)若是NO、NO2、O2三种气体溶于水时，可先由反应3NO2＋H2O===2HNO3＋NO求出生成的NO的体积，再加上原气体中的NO的体积即为NO的总体积，再按4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
解析：选C。本题主要考查NO和O2的反应，NO2溶于水及有关的计算。主要反应有：
①3NO2＋H2O===2HNO3＋NO；
②2NO＋O2===2NO2。
如果单独按上述两个方程式运算，①中生成的NO会被O2氧化，②中生成的NO2又会与水反应……多次循环，数据不好处理。我们不妨将①②两方程式合并成4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3进行计算。
探究整合应用
设计实验制取氮化镁
镁是一种较活泼的金属，利用空气中的氮气在高温下与镁反应制取Mg3N2时可能发生Mg与O2、CO2、H2O等反应。故设计实验时应首先考虑除去O2、CO2、H2O等物质。
例
可供选择的装置和药品如下图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。
回答下列问题：
(1)在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别是______________________________________。
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)_____________________________________。
(3)通气后，如果同时点燃A、F装置的酒精灯，对实验结果有何影响？____________，原因是____________________________________。
(4)请设计一个实验，验证产物是氮化镁：______________________________________________________________________________。
【解析】 由题目所提供的信息可知：Mg能与O2、CO2、H2O反应，空气中都含有这些气体，所以在Mg与N2反应前先除去以上三种气体，顺序为先除CO2(D装置)，再除H2O(B装置)，最后除O2(F装置)。在连接洗气装置时，要注意气体流向(长进短出)。Fe和O2反应时应在加热条件(或温度较高)下进行，铁粉没有达到反应温度，不能与O2反应，导致O2除不尽。根据反应⑤可知Mg3N2的水解产物有NH3，可通过测定水解产物中NH3的存在推出产物是Mg3N2。
【答案】 (1)B 目的是除气流中的水蒸气，避免反应④发生
D 目的是除空气中的CO2，避免反应③发生
F 目的是除空气中的氧气，避免反应①发生
(2)j→h→g→d→c→k→l(或l→k)→a→b(或b→a)
(3)使氮化镁不纯 如果装置F中的还原铁粉没有达到反应温度，氧气不能除尽，导致氧同镁反应，而使氮化镁中混入氧化镁
(4)取适量产物放入试管中，滴加蒸馏水，将润湿的红色石蕊试纸靠近试管口，如果试管中的溶液出现浑浊，红色石蕊试纸变蓝，则可以证明有氮化镁生成(共36张PPT)
第二节 电解质
第1课时 电解质及其电离
1.了解电离、电解质、强电解质和弱电解质的含义。
2.从电离的角度认识酸、碱、盐。
3.初步学会电解质的电离方程式的书写。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、电解质和非电解质
1．电解质：在___________________下能够导电的__________。酸、碱、盐都是电解质。
2．非电解质：在___________________下都不能导电的_________。蔗糖、乙醇等都是非电解质。
水溶液里或熔融状态
化合物
水溶液里和熔融状态
化合物
1．(1)不是电解质的物质一定是非电解质吗？
(2)能导电的物质一定是电解质吗？
【提示】 (1)不一定。因为电解质和非电解质都是化合物，单质和混合物既不是电解质又不是非电解质。
(2)不一定。如金属和石墨以及某些物质的水溶液虽然能导电，但它们不是化合物，所以不是电解质。
思考感悟
二、电解质的电离
1．概念
电解质_________或____________时，离解成能够自由移动的离子的过程。
2．表示
电离可以用电离方程式表示，如
HCl：HCl===H＋＋Cl－；
NaOH：NaOH===Na＋＋OH－；
NaCl：NaCl===Na＋＋Cl－。
3．从电离的角度认识酸、碱和盐
溶解于水
受热熔化
H＋
分类 电离特征
酸 电离时，生成的阳离子全部是_____的化合物
碱 电离时，生成的阴离子全部是______的化合物
盐 电离时，能生成_________________
________和______________的化合物
OH－
金属阳离子(或铵
离子)
酸根阴离子
2.NaCl是电解质，其晶体导电吗？
【提示】 不导电。NaCl晶体中的Na＋、Cl－不能自由移动，不能导电。
思考感悟
完全电离
强酸
强碱
部分电离
弱酸
弱碱
3．某些物质溶于水所得溶液能导电，这些物质一定是电解质吗？有些物质溶于水不导电，这些物质一定不是电解质吗？
【提示】 不一定。有的物质本身不是电解质，但溶于水生成电解质溶液而导电，如NH3溶于水成为NH3·H2O；有的物质是电解质，但难溶于水，如BaSO4难溶于水但熔融状态能电离、导电。
思考感悟
1．(2011年莱芜高一检测)下列物质中，不能导电的是( )
A．熔融氢氧化钠 B．石墨棒
C．盐酸 D．固体氯化钾
解析：选D。电解质在一定条件下才能导电，即要产生自由移动的离子，电解质在固态时，离子不能自由移动，也就不能导电。
自主体验
2．下列物质属于电解质的是( )
A．乙醇 B．铝
C．H2SO4 D．NaCl溶液
解析：选C。电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。乙醇是非电解质，铝是单质，NaCl溶液是混合物。
3．下列物质属于强电解质的是( )
A．CH3COOH B．Cl2
C．NH4HCO3 D．蔗糖
解析：选C。A为弱酸，为弱电解质；B为单质；C为盐，是一种强电解质；D为非电解质。
课堂互动讲练
电解质与非电解质
1．电解质与非电解质的比较
电解质 非电解质
概念 在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物 在水溶液里和熔融状态下都不能导电的化合物
本质区别 在水溶液里或熔融状态下自身能发生电离生成自由离子 在水溶液里和熔融状态下自身不能发生电离，以分子形式存在
电解质 非电解质
所
含
物
质
类
型 酸：HCl、H2SO4、HNO3、
H2CO3、H2SO3、CH3COOH
碱：NaOH、Ba(OH)2、
KOH、NH3·H2O、Fe(OH)3
盐：NaCl、CaCO3、NaHSO4
金属氧化物：Na2O、CaO、
Al2O3
非金属氧化物：H2O 非金属氧化物：SO2、
SO3、CO2、CO、P2O5
非酸性气态氢化物：NH3
大部分有机物：蔗糖、酒精、CH4
2.电解质和非电解质的判断依据
(1)电解质与非电解质的基本前提是化合物。
(2)具备下列两个条件中的至少一个即为电解质：
①在水溶液里能导电；②在熔融状态下能导电。
特别提醒：(1)单质和混合物既不是电解质也不是非电解质。
(2)电解质一定是本身含有离子或能生成离子的化合物。有些化合物的水溶液能导电，但溶液中的离子不是它本身电离产生的，是它与水反应的产物电离产生的，所以它本身不是电解质：如SO2、CO2、NH3等。
例1
(2011年济南高一检测)下列叙述中正确的是( )
A．液态HCl、固体NaCl均不导电，所以HCl和NaCl均是非电解质
B．NH3、SO3的水溶液均导电，所以NH3、SO3均是电解质
C．铜丝、石墨均导电，所以它们是电解质
D．蔗糖、酒精在水溶液中或熔融时均不导电，所以它们是非电解质
【解析】 电解质不是在所有状态下都能导电，只有在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质，在上述情况下都不能导电的化合物即为非电解质，故A项错误、D项正确；NH3、SO3的水溶液能导电，是因为它们溶于水后生成的NH3·H2O、H2SO4能电离出自由移动的离子，所以NH3·H2O、H2SO4是电解质，而NH3、SO3本身不含离子也不能生成离子，所以NH3、SO3不是电解质，故B项错误；单质既不是电解质也不是非电解质，故C项错误。
【答案】 D
【易误警示】 电解质、非电解质的判断中常见错误有：
(1)把单质、混合物看作电解质或非电解质。
(2)把部分在水溶液中导电能力弱的物质如BaSO4等看作非电解质或弱电解质。
(3)导电的条件不清。常见导电物质有两类，一类是固体能导电，如金属和石墨；一类是电解质在水溶液或熔融状态下电离时。
变式训练1 下列各组物质，前者属于电解质，后者属于非电解质的是( )
A．NaCl晶体、BaSO4
B．铜、二氧化硫
C．硫酸、乙醇
D．熔融的KNO3、NaCl溶液
解析：选C。A项两者都是电解质，B项铜既不是电解质也不是非电解质，C项硫酸是电解质，乙醇是非电解质，D项NaCl溶液是混合物，既不是电解质也不是非电解质。
电解质的电离
1．实质
电离的内因是电解质本身具有离子或具有能产生离子的内部结构，外因是水分子的作用或受热熔化。
2．程度
根据电解质在水溶液中的电离程度不同，电解质又分为强电解质和弱电解质。
(1)电解质的强弱与其溶解度的大小无关。
某些难溶于水的盐，由于溶于水的部分完全电离，它们属于强电解质，如BaSO4、CaCO3等。
(2)电解质的强弱与溶液导电性没有必然的联系。
由于溶液的导电性强弱与溶液中自由移动离子的浓度大小和离子所带的电荷多少有关，所以，强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力也不一定弱。
3．方式
(1)酸的电离是酸分子在水分子的作用下离解成自由移动的离子，即纯净的液态酸不会发生电离。
(2)强碱和大多数盐的电离是不能自由移动的离子在水分子的作用下或熔融状态下离解成自由移动的离子，即纯净的强碱和大多数盐在固态时不会发生电离。
(2011年天津高一检测)某一化学兴趣小组的同学在家中进行实验，按照图甲连接好线路，发现灯泡不亮，按图乙连接好线路，发现灯泡亮了。由此得出的以下结论中正确的是
( )
例2
A．NaCl是非电解质
B．NaCl溶液是电解质
C．NaCl在水溶液中电离出了可以自由移动的离子
D．在NaCl溶液中，水电离出了大量的离子
【解析】
选项 内容指向·联系分析 结论
A NaCl固体不导电，但NaCl在水溶液中或熔融状态下能电离，所以NaCl是电解质 错误
B NaCl溶液是混合物，不是电解质 错误
C NaCl溶液通电时灯泡亮，说明NaCl发生了电离 正确
D NaCl溶液中，NaCl电离出大量离子，H2O只能电离出少量离子 错误
【答案】 C
解析：选A。OH－是一个整体，不能拆开，故A项错误，B、C、D三项正确。
探究整合应用
电解质溶液的导电性探究
酸、碱、盐都是电解质，其水溶液都能导电，其导电能力强弱与溶液中离子浓度大小和离子所带的电荷多少有关，因此可通过测定相同浓度的不同电解质溶液的导电能力强弱来判断电解质的相对强弱。
例
李亮同学为了探究酸、碱、盐溶液的导电性，设计了如下实验：①在5个250 mL的烧杯中分别加入浓度均为0.1 mol/L的盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、氨水各150 mL。②在5种溶液中分别放入相同规格的石墨电极，按如图所示连接好。③接通电源，仔细观察现象。
现象1：五只灯泡都亮起来。
结论1：________________________________________________________________________。
现象2：盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液相对应的灯泡较亮，醋酸、氨水相对应的灯泡较暗。
结论2：________________________________________________________________________。
思考：(1)酸、碱、盐导电与金属导电的原理是否相同，为什么？
(2)李亮同学为了探究不同电解质之间电离能力的差异，设计了上述实验，通过观察灯泡的明亮程度，判断电解质的电离能力大小，为此必须控制其他能影响灯泡亮度的一些因素，使之保持一致，从而不影响灯泡的明亮程度，在实验中，李亮同学采取哪些主要措施来控制其他因素对灯泡亮度的影响？
(3)李亮同学根据现象2得出一个结论：氯化氢、氯化钠、氢氧化钠是强电解质，醋酸、一水合氨是弱电解质。你同意他这个观点吗？为什么？
(4)为了进一步探究氯化氢等化合物是强电解质，李亮同学在老师的帮助下测定了0.1 mol/L的盐酸中的氢离子浓度，通过对结果的分析，即可说明氯化氢是强电解质，他的理由是：测得溶液中的氢离子浓度________(填“>”、“<”或“＝”)0.1 mol/L。
(5)李亮同学在实验的基础上，进一步查阅资料得知：一般来说，________________是强电解质，________________是弱电解质。根据以上结论推测：如果将上述实验中的醋酸和氨水混匀，然后分别盛放在原来的烧杯中，接通电源，可以观察到的现象是________。
A．与混合前无任何区别
B．五只灯泡都亮起来，亮度完全相同
C．只有盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液对应的灯泡亮起来，另外两只不亮
D．五只灯泡都亮起来，盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液对应的灯泡较亮，另外两只略暗，但明显比混合前明亮
【解析】 盐酸是一元酸，如果氯化氢的浓度和它电离出来的H＋浓度相等，即可说明氯化氢在水溶液中完全电离，属于强电解质；醋酸和一水合氨是弱电解质，其溶液导电能力较弱，但两者混合后生成的醋酸铵属于强电解质，溶液导电能力比原来明显增强，但由于体积增大了一倍使溶液的浓度减小了一倍，因此，导电能力比盐酸、氯化钠、氢氧化钠溶液略差。
【答案】 结论1：酸、碱、盐都是电解质，它们溶于水时会发生电离
结论2：醋酸、一水合氨的电离程度较小，是弱电解质。氯化氢、氯化钠、氢氧化钠的电离程度较大
(1)不相同。金属导电是因为其内部有自由移动的电子，在电场作用下电子定向移动；而酸、碱、盐导电是因为它们在水中发生了电离，在电场作用下，电离出的阴、阳离子做定向移动。
(2)电解质溶液的浓度和体积相等；电极材料和间距相同；两极的电压相等等。
(3)不同意。醋酸、一水合氨的电离程度较小，肯定是弱电解质。虽然氯化氢、氯化钠、氢氧化钠的电离程度较大，但不能说明它们一定完全电离，也就是说，不能说明它们是强电解质。
(4)＝
(5)强酸、强碱和大部分盐 弱酸、弱碱和少部分盐 D(共26张PPT)
第三节 硫的转化
第1课时 自然界中的硫
学习目标
1.了解硫元素在自然界中的转化、含硫元素的物质在自然界中的存在。
2.了解含硫物质的主要来源。
3.认识硫的物理性质，掌握硫的化学性质。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、自然界中的硫
1．存在：硫元素在自然界中主要存在于海洋、大气、地壳中及动植物体内。
2．转化
思考感悟
1．硫元素在自然界中存在形态如何？
【提示】 硫元素在自然界中既有游离态又有化合态，单质硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里；化合态的硫主要以硫化物和硫酸盐的形式存在于自然界中。
二、认识硫单质
1．存在
硫单质俗称_____，常见的同素异形体有________和_________。
2．物理性质
硫黄
斜方硫
单斜硫
颜色 状态 溶解性 熔、沸点
黄色或淡黄色 固体 ___溶于水，___溶于酒精，易溶于二硫化碳 较低
不
微
3.化学性质
4．用途
主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等，还用于制造火药、烟花爆竹等。
思考感悟
2．(1)如何理解硫单质既具有氧化性又具有还原性？
(2)硫与变价金属Fe、Cu反应，生成高价态硫化物还是低价态硫化物？
【提示】 (1)因为硫单质中的硫元素为0价，处于－2价和＋4价之间，故可以升高，表现还原性，也可以降低，表现氧化性。
(2)低价态硫化物。产物分别是FeS和Cu2S，因为硫的氧化性比较弱。
自主体验
1．(2011年枣庄高一检测)下列说法不正确的是( )
A．硫是一种淡黄色能溶于水的固体
B．硫的化合物常存在于火山喷出的气体中和矿泉水里
C．硫是黑火药的主要成分
D．一些动、植物体内也含有硫元素
解析：选A。硫是一种淡黄色固体，不溶于水，微溶于酒精，易溶于二硫化碳，是黑火药的主要成分，自然界中硫元素广泛存在于海洋、大气和地壳中，乃至动、植物体内，火山喷发时，地壳中的硫元素会随之进入大气和水中。
2．在一定条件下，下列物质能与硫发生反应，且硫作为还原剂的是( )
A．Cu B．H2
C．Fe D．O2
解析：选D。硫既有氧化性又有还原性，当与H2、金属单质等强还原剂反应时，硫做氧化剂，而与O2、浓硝酸等强氧化剂反应时，硫做还原剂。
3．有关硫的用途叙述不正确的是( )
A．硫主要用于制造硫酸、化肥、火柴及杀虫剂等
B．硫在自然界中既有游离态，又有化合态
C．硫是植物生长所需的一种重要元素
D．硫黄有毒，不能作为治皮肤病的药物
解析：选D。硫黄可以用于医治皮肤病。
课堂互动讲练
硫单质的氧化性和还原性
特别提醒：变价金属与硫单质反应生成低价态金属硫化物，而与氯气反应生成高价态金属氯化物。同时也说明了在同等条件下氯气的氧化性大于硫。
(2011年湖北华师一附中高一检测)关于硫的叙述正确的是( )
A．硫的非金属性较强，所以只以化合态存在于自然界
B．可用热水洗涤试管内壁附着的硫
C．硫与金属或非金属反应均作为氧化剂
D．1.6 g硫与6.4 g铜反应能得到8.0 g纯净硫化物
例
【答案】 D
【规律方法】 在非金属单质中，硫的氧化性不强，一般与金属反应时将金属氧化为低价，如Cu、Fe被氧化为Cu2S、FeS。与非金属反应时，有时表现为氧化性(如与H2反应)，有时表现为还原性(如与O2反应)。
变式训练 能够说明硫的氧化性比氯弱的事实有( )
①通常状况下硫为固体，氯气为气体
②与金属单质反应，硫被还原为－2价，氯被还原为－1价
③Cl2与铁反应生成FeCl3，S与铁反应生成FeS
④将Cl2通入氢硫酸(H2S)中可置换出硫
A．①②③ B．②④
C．②③④ D．③④
解析：选D。①为物理性质，①错。氧化性强弱是指得电子能力强弱，氧化性强弱与得电子多少无直接关系，②错。③、④均能说明Cl2得电子能力比S强，③、④对。
探究整合应用
实验探究铁与硫反应
硫元素形成的单质氧化性不强，可将铁元素氧化为＋2价。该反应如若在空气中进行，会有Fe被O2氧化，硫在空气中被O2氧化或硫气化等现象发生；另外产生的SO2为有毒气体，应注意用碱吸收。
例
如图是硫粉与铁粉反应的实验装置。
完成实验操作步骤，并回答下列问题。
Ⅰ.实验操作步骤如下：
(1)将硫粉和铁粉按物质的量之比1∶1充分混合。
(2)按装置图将仪器连接好。
(3)___________________________________。
(4)将混合物均匀地放在硬质玻璃管内，并将5块小磁铁吸在玻璃管的下端。
(5)接通电源，将电压指示盘调到35 V，电炉丝很快变红，并引发左边混合物发生反应。关闭电源。
Ⅱ.问题：
(1)关闭电源后，反应仍继续进行的原因是______________________________________________________________________。
(3)盛有NaOH溶液的装置的作用是_________________________________。
(4)如果将盛有NaOH溶液的瓶中A、B导管位置反接是否可以，为什么？
【解析】 本题考查了Fe与S的反应，S除了与Fe反应外，还会与O2反应生成SO2，Fe与S反应放热亦有可能把硫气化。NaOH溶液的目的就是要除去生成的SO2及硫蒸气。若导管反接，NaOH溶液会被倒吸入硬质玻璃管中而使玻璃管炸裂。
【答案】 Ⅰ.(3)检验装置的气密性
Ⅱ.(1)Fe粉与S粉反应是放热的，且放出的热量使反应继续进行至反应完全
(2)混合物从左向右产生红热现象，玻璃管下端小磁铁从左至右逐个落了下来，玻璃管内壁和导管内壁附着一层淡黄色物质
(3)吸收反应过程中生成的SO2和未反应的硫蒸气
(4)不可以，若反接会使NaOH溶液回流至未完全冷却的玻璃管中，而使玻璃管炸裂。(共35张PPT)
第2课时 金属与金属材料
学习目标
1.了解金属的通性。
2.明确不锈钢不易被锈蚀的原理，了解金属性质与金属材料间的密切关系。
3.了解金、银和铜的主要性质以及它们在工业生产和高科技领域的应用。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、金属的通性
1．金属的物理通性
汞
银白
导电性
导热性
延展性
2．金属的化学通性
(1)金属元素在反应中的主要化合价为___价、___价和____价。
(2)反应过程中金属单质只有_____性，没有____性。
二、金属材料
1．金属材料的分类
(1)黑色金属材料：包括___________以及它们的合金。
(2)有色金属材料：除__________以外的其他金属材料及其合金。
＋1
＋2
＋3
还原
氧化
铁、锰、铬
黑色金属
2．重要的黑色金属材料——钢铁
(1)钢铁
钢铁是_______的合金的总称，由铁转化为钢改变了铁中的碳元素及其他元素的含量，性能增强。由于钢铁中含有其他杂质，所以易被腐蚀。
(2)重要的合金——不锈钢
在普通钢的基础上加入___、___等多种元素形成不锈钢，具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
铁和碳
铬
镍
思考感悟
1．不锈钢中的铬、镍分别起到什么作用？
【提示】 铬元素的加入能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部的铁与外界物质接触。镍元素的加入，使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
三、几种有色金属材料——金、银、铜
1．金、银、铜的重要物理性质
金 银 铜
颜色 黄色 银白色 紫红色
硬度 柔软 柔软 较小
延展性 最好 良好 良好
导电性 良好 最好 良好
导热性 良好
2.铜及其化合物的化学性质
(1)铜
蓝矾
胆矾
思考感悟
2．铝、铁等金属在地壳中的含量远大于铜，为什么人们使用铜器的历史更长久？
【提示】 铝、铁等均为较活泼金属，难冶炼，所以使用历史短。
四、新型金属材料
1．铀(U)用做核电厂反应堆的_______。
2．镅(Am)在烟雾探测器中用做烟雾监测材料。
3．钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”。
核燃料
1．金属的下列性质中 属于金属物理性质的是( )
A．良好的导电性 B．良好的导热性
C．在反应中一般做还原剂 D．良好的延展性
解析：选C。在反应中一般做还原剂是金属的化学性质。
2．以下四种金属中属于有色金属的是( )
A．铁 B．铬
C．锰 D．铜
解析：选D。除铁、铬、锰及其合金以外的金属材料及其合金称为有色金属材料。
自主体验
3．(2011年威海高一检测)不锈钢通常不与酸、碱、盐反应，是下列哪种元素加入的结果( )
A．Ni B．Cr
C．Au D．Pt
解析：选A。不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素——使不锈钢表面形成一层致密且坚固的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接触；Ni是防腐蚀元素，使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
课堂互动讲练
铜及其化合物
1．铜的化学性质
2.氧化铜的化学性质
3．铜盐的性质
(1)物理性质
铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐为硫酸铜，白色粉末状，其溶于水或形成蓝矾(或胆矾)晶体后呈蓝色。
(2)化学性质
①与碱反应：
Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓(蓝色絮状沉淀)
②与H2S(或S2－)反应：
Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋
特别提醒：(1)铜与非氧化性酸不反应，能与氧化性酸反应，也能与某些氧化性强的盐反应。
(2)铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色变化。
(2009年高考山东卷改编题)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
例
请回答下列问题：
(1)溶液A中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为________(填代号)。
a．KMnO4 b．(NH4)2S c．H2O2 d．KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是___________________________。
(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)____________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2＋的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应________，直到____________。
【解析】 (1)试剂①的目的是将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时又不能再引入新的杂质，只有H2O2符合；Fe3＋的检验用KSCN最为灵敏。(2)从溶液中获得晶体，需经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作；在过滤操作中玻璃棒的作用为引流。(3)因NH3在水中的溶解度远远大于CO2在水中的溶解度，故应先通NH3使CaCl2溶液显碱性，再通CO2才利于CaCO3的生成；对易溶气体，为防倒吸可采取不同的防护措施。(4)配制一定物质的量浓度的溶液时，视线应与凹液面相切，且要平视。
【答案】 (1)c d (2)冷却结晶 引流
(3)NH3(或NH3·H2O) b
(4)平视凹液面(或平视刻度线) 凹液面的最低点与刻度线相切
【规律方法】 本题以孔雀石为原料制取CuSO4·5H2O和CaCO3为背景，综合考查学生对容量瓶使用及过滤、冷却结晶等实验操作的掌握，同时考查学生对除杂试剂的选择、离子检验、尾气吸收等综合实验能力。
变式训练 铜是生命必要的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为0价、＋1价、＋2价。
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜(即：CuSO4跟铁反应生成铜)，试写出该反应的离子方程式：
________________________________________。
(2)尽管铜比铁较为稳定，但铜器表面经常会生成铜锈[即：铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3]，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试用化学方程式表示除去铜绿但不影响铜制品的方法：
________________________________________________________________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1183.4 ℃，铁的熔点是1534.8 ℃)___________________________________
__________________________________________。
解析：(1)根据题意可知反应为CuSO4与Fe发生的置换反应。
(2)除去铜绿但又不影响铜制品可选择稀盐酸或稀H2SO4。
(3)铜在古代作为货币主要是因为其熔点低，易于铸造，且不易被腐蚀。
答案：(1)Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu
(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O
(3)铜的化学性质比较稳定，易于铸造且不易被腐蚀
探究整合应用
实验测定铜绿中的元素
铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3，该物质不稳定，受热易分解，产生黑色固体CuO，同时释放出CO2和水蒸气，利用水蒸气能使无水CuSO4变蓝，CuO能溶于酸，CO2能使澄清的石灰水变浑浊等性质测定出铜绿中所含元素。
西安北郊古墓中出土过一青铜锤(一种酒具)，表面附着有绿色固体物质，打开盖子酒香扑鼻，内盛有26 kg青绿色液体，专家认定是2000多年前的“西汉美酒”。
(1)如果让你对出土的“西汉美酒”进行探究，你最想探究的一个问题是________________________________________________________________________。
例
(2)上述报道引起某校化学兴趣小组同学的关注，他们收集了家中铜器表面的绿色固体进行探究。
提出问题：铜器表面附着的绿色固体物质由哪些元素组成？
猜想：查阅相关资料后，猜想绿色固体物质可能是铜绿。
实验步骤：
①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解。观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
实验结论：绿色固体物质中含有 ________、________、________、________等元素。(提示：装置内的空气因素忽略不计)
表达与交流：
①图中标注的仪器名称是：a：________；b：________。
②上述实验步骤③中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
③反应完成后，如果先移去酒精灯，可能出现的现象是
________________________________________________________________________。
④如果将B、C两装置对调行吗？为什么？
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)这是一个开放性的题目。酒竟是青绿色的，令我们很好奇，为什么是这种颜色的问题自然而出。古时人们常把酒叫“翠绿”，一是有的酒本身就是绿的；二是大部分酒经长期放置，颜色都会变绿；此外酒和青铜器长期作用也会变绿。
(2)验证铜绿的组成元素，是通过测定其分解的产物来推断的。通过生成的黑色固体能溶于稀硫酸，且溶液变成蓝色，说明绿色固体中含有铜元素，通过B装置中无水硫酸铜变成蓝色，说明绿色固体加热分解生成H2O，则原绿色固体含有氢、氧元素，通过C装置中澄清石灰水变浑浊，说明绿色固体加热分解时产生CO2，则原绿色固体中含有碳元素。
【答案】 (1)“西汉美酒”为何是青绿色的
(2)实验结论：铜 碳 氢 氧(或Cu C H O)
表达与交流：①试管 铁架台
②Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
③C装置中的液体会倒流入B装置
④不行；若对调，则无法证明加热绿色固体时是否有水生成(共37张PPT)
第2课时 溴与海水提溴
学习目标
1.认识海洋对人类的重要性，关注和珍惜自然资源。
2.认识氯、溴、碘单质的氧化性，掌握氧化性强弱的比较。
3.了解溴单质及溴的化合物的主要用途。
4.掌握应用氧化还原反应原理设计实验探究物质氧化性或还原性相对强弱的方法。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、氯、溴、碘的性质
1．溴的存在
地球上99%的溴元素以_____的形式存在于海水中，所以溴元素被人们称为_____________。
2．卤素单质的性质比较
(1)溶解性
Cl2、Br2、I2三种单质在水中的溶解度都不大，均易溶于有机溶剂(如CCl4、酒精、汽油、苯等)。
Br－
“海洋元素”
物理性质 氯气 溴单质 碘单质
颜色 _____色 深红棕色 ______色
状态 气体 ______ 固体
溶液颜色 水中 黄绿色 黄色→橙色 深黄色→褐色
酒精中 黄绿色 橙红色 棕色
四氯化碳中 黄绿色 橙色→橙红色 紫色→紫红色
黄绿
紫黑
液体
(2)溴的特性
常温下为液体(唯一的液态非金属单质)，易_____。
(3)碘的特性
挥发
特性 应用
物理性质 易升华 分离和提纯碘
化学性质 遇淀粉溶液变___ 碘的检验
蓝
思考感悟
1.(1)实验室怎样保存溴、碘单质？
(2)如何检验I－？
【提示】 (1)单质溴的保存原则是：密闭、避光、低温。
①实验室中保存Br2的做法是：a.盛在细口、配有磨砂玻璃塞的棕色磨砂玻璃瓶中；b.向盛Br2的试剂瓶中加入少量的蒸馏水；c.将盛Br2的试剂瓶在低温避光处存放。
②碘单质在常温下呈固态，晶体I2易升华。故通常在保存固体碘时：a.盛在广口玻璃瓶中，用磨砂玻璃塞；b.在低温、避光处存放。
(2)利用I2遇淀粉变蓝的特性，可先通入Cl2，再加淀粉，如果溶液变蓝，则说明原溶液中有I－。
3．Cl2、Br2、I2氧化性的比较
实验内容 实验现象 实验结论
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈_____色 化学方程式为：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，说明Cl2的氧化性比Br2强
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液分层，下层液体呈___色 化学方程式为：Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明Cl2的氧化性比I2强
溶液由__色变为__色，滴加CCl4，振荡后，溶液____，下层液体呈___色 化学方程式为：Br2＋2KI===2KBr＋I2，说明____________________
卤素单质的氧化性强弱顺序为：____________
阴离子的还原性强弱顺序为：_____________
无
橙
橙红
无
褐
紫
无
褐
分层
紫
Br2的氧化性比I2强
Cl2>Br2>I2
Cl－思考感悟
2.变价金属一定条件下与Cl2、Br2及I2反应时产物有何不同？
【提示】 由于Cl2、Br2的氧化性较强，Fe、Cu等变价金属与之反应时，应生成高价的化合物；而I2的氧化性较弱，与变价金属反应时，与S一样，均生成低价金属化合物。
二、从海水中提取溴的步骤
三、溴及其化合物的主要用途
1．在工业上，溴大量地用来制造燃料的_______，见光容易分解的_______常被用做感光材料；
2．在农业生产中，常常使用含___的杀虫剂；
3．在医药方面，______和______常被用做镇静剂。
抗爆剂
溴化银
溴
溴化钠
溴化钾
1．从海水中可获取的在常温下为液体的单质是( )
A．Mg B．K
C．Br2 D．I2
解析：选C。溴是常温下惟一呈液态的非金属单质，汞是常温下惟一呈液态的金属单质。
2．实验室分离I2和KI的混合物，最好的方法是( )
A．蒸馏 B．升华
C．过滤 D．结晶
解析：选B。I2受热易升华，遇冷又结晶。
自主体验
3．(2011年德州高一检测)从海水中可以提取溴，主要反应为2Br－＋Cl2===Br2＋2Cl－，下列说法正确的是( )
A．溴离子具有氧化性
B．氯气是还原剂
C．该反应属于复分解反应
D．氯气的氧化性比溴单质强
解析：选D。溴离子中的溴为－1价，处于最低价态，没有氧化性；在反应中Cl2中的氯价态由0价降低到－1价，做氧化剂；从基本反应类型来看，该反应属于置换反应；氯气为氧化剂；Br2为氧化产物，因此，氯气的氧化性比溴单质强。
课堂互动讲练
Cl2、Br2、I2化学性质的比较
Cl2、Br2、I2都是强氧化剂，都能跟金属、非金属、水、强碱盐、某些还原剂发生反应生成相应的卤化物，且依Cl2→Br2→I2的顺序，其氧化性逐渐减弱，按照Cl－→Br－→I－的顺序，其还原性逐渐增强。
特别提醒：(1)当把Cl2通入含Br－、I－的混合溶液时，按照氧化还原反应的难易规律，Cl2首先氧化还原性强的I－，然后再氧化还原性较强的Br－。
(2)比较Cl2、Br2、I2单质的氧化性的强弱，可以从多个角度，如与金属铁反应，Cl2生成FeCl3，I2生成FeI2。再如与H2反应，从Cl2到I2，反应越来越难，且生成的气态氢化物稳定性逐渐减弱。还可从卤素单质的相互置换的角度来判断。
(3)Cl－、Br－、I－的检验
方法：待检物＋AgNO3溶液＋稀硝酸→通过沉淀颜色区分。(氯化银为白色沉淀，溴化银为浅黄色沉淀，碘化银为黄色沉淀)
例1
【解析】 能使溴水退色的物质有①还原性物质H2S、SO2、Na2SO3、Mg粉等。②促进Br2与H2O反应的物质有NaOH、Na2CO3、AgNO3等。③有机溶剂的多次萃取也可使溴水几乎无色。④有的物质虽可与溴水反应(如KI、FeCl2等)，由于生成有颜色的物质(I2、Fe3＋)，溴水的颜色不会退去。
【答案】 B
【规律方法】 解决问题要抓关键。本题只要明确了溴水的成分及其有关成分(如Br2、H＋)的性质，便能顺利作答。
变式训练1 (2011年淮北高一检测)已知常温下氯酸钾与浓盐酸反应放出氯气，现按下图进行卤素的性质实验。玻璃管内装有分别滴有不同溶液的白色棉球，反应一段时间后，对图中指定部位颜色描述正确的是( )
① ② ③ ④
A 黄绿色 橙色 蓝色 白色
B 无色 橙色 紫色 白色
C 黄绿色 橙色 蓝色 无色
D 黄绿色 无色 紫色 白色
解析：选A。各处发生的反应及现象分别为：
①KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O 产生黄绿色气体
②2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2 Br2溶于水显橙色
③2KI＋Cl2===2KCl＋I2 I2遇淀粉变蓝色
④Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 两种盐的水溶液都无颜色，故棉球显白色。
1．原理
利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解性不同，用一种溶剂把溶质从另一种溶剂里提取出来。
2．操作步骤
萃取和分液的原理与操作方法
3．注意事项
(1)萃取剂必须具备的三个条件
①萃取剂和原溶剂互不相溶；
②萃取剂和溶质互不发生反应；
③溶质在萃取剂中的溶解度远大于在原溶剂中的溶解度。
(2)萃取常在分液漏斗中进行，分液是萃取操作中的一个步骤。
(3)操作注意问题
①分液漏斗使用前要检验是否漏水；
②倒转分液漏斗时，应关闭玻璃塞和活塞，防止液体流出，并且要不时旋开活塞放气，以防止分液漏斗内压强过大发生危险；
③分液时要将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗上的小孔，保证漏斗内与外界大气相通，同时漏斗下端管口要紧贴烧杯内壁，从而使液体顺利流下；
④下层液体要从下口放出，上层液体要从漏斗上口倒出。
特别提醒：(1)固液分离一般用过滤的方法。
(2)液液分离一般用萃取或蒸馏的方法。
(3)溶液和胶体的分离一般用渗析的方法。
按图所示的实验过程填空：
例2
(1)写出上述反应的化学方程式：
①_______________________________________，
②_______________________________________，
③_______________________________________。
(2)填空：
a________，b________，c________，d________。
【解析】 因为发生反应①：2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2，所以加CCl4分层后，上层是FeCl3水溶液，呈棕黄色(a处)，下层是溶有溴的CCl4(油)层，呈橙红色(b处)。在上层FeCl3溶液中加入KI 淀粉溶液，因为Fe3＋有氧化性，I－有还原性，故发生反应②：2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl，I2使淀粉变蓝色(c处)。下层加入KI 淀粉溶液，因发生反应③：Br2＋2KI===2KBr＋I2，虽然此反应也生成I2，与上层不同的是碘从淀粉溶液中被萃取到CCl4里，碘在CCl4里显紫红色(d处)。
【答案】 (1)①2FeBr2＋3Cl2===2FeCl3＋2Br2
②2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I2＋2KCl
③Br2＋2KI===2KBr＋I2
(2)棕黄 橙红 蓝 紫红
【规律方法】 根据实验过程判断各步骤的原理及操作，利用卤素单质在有机溶剂中的溶解度较大进行萃取。
变式训练2 在盛有溴水的三支试管中分别加入苯、四氯化碳和酒精，振荡后静置出现如图所示现象，以下结论正确的是( )
A．①加CCl4；②加苯；③加酒精
B．①加酒精；②加CCl4；③加苯
C．①加苯；②加CCl4；③加酒精
D．①加苯；②加酒精；③加CCl4
解析：选C。本题主要考查萃取原理，所加三种有机溶剂在水中的溶解性和密度分别为：苯不溶于水，密度比水小；CCl4不溶于水，密度比水大；酒精易溶于水。而溴单质易溶于有机溶剂，难溶于水，结合萃取原理分析图示现象可知正确选项为C。
探究整合应用
从海带中提取碘单质
海带中存在着化合态的碘元素，通过化学、物理方法处理后，再利用氧化剂，将I－氧化为I2，I2在水里的溶解度不大，利用I2在有机溶剂里的溶解度较大的原理，将I2从水溶液中萃取出来，最后通过蒸馏分离提纯I2。
例
请填写下列空白：
(1)步骤⑤所用的主要仪器是________。
(2)步骤③的实验操作名称是________________；步骤⑥的目的是从含碘苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是______________________________________。
(3)步骤④反应的离子方程式是
_________________________________________。
(4)步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是
________________________________________________________________________。
(5)①～⑥操作中，使用玻璃棒的是________。(填序号)
(6)请设计一种检验提取碘后的水溶液中是否还有单质碘的简单方法：________________________________________________________________________。
【解析】 (1)分液的主要仪器为分液漏斗。(2)物质的分离方法是：固液分离用过滤，液液不互溶用分液，液液互溶用蒸馏。(3)利用MnO2强氧化性把I－氧化。(5)能使用玻璃棒的是②浸泡(溶解)，③过滤。(6)利用I2遇淀粉变蓝检验。
【答案】 (1)分液漏斗 (2)过滤 蒸馏
(3)2I－＋MnO2＋4H＋===Mn2＋＋I2＋2H2O
(4)苯与水互不相溶，碘在苯中溶解度比水中的大
(5)②③
(6)取少量提取碘后的水溶液于试管中，加入几滴淀粉试液，观察是否出现蓝色(如果变蓝，说明有单质碘)(共35张PPT)
第2课时 气体摩尔体积
1.了解气体摩尔体积的概念。
2.了解物质的量、气体摩尔体积和气体的体积之间的关系。
3.了解物质的量、物质质量、气体体积和微粒个数之间的相互关系在化学计算中的应用。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、气体摩尔体积
1．概念
在一定的______和______下，______________的气体所占的体积为气体摩尔体积，用____表示。单位：_____________或____________。
温度
压强
单位物质的量
Vm
L·mol－1
m3·mol－1
2．常用数值
标准状况下(0 ℃，101 kPa)气体摩尔体积约为___________。
3．与物质的量的关系：______
22.4L·mol－1
4．物质的量、物质的质量、气体体积和微粒个数之间的关系：
1．气体摩尔体积一定等于22.4 L·mol－1吗？请说明它们之间的区别和联系。
【提示】 气体摩尔体积在标准状况下约为22.4 L·mol－1，后者是前者的一个特例。即在标准状况下1 mol任何气体所占的体积都约为22.4 L，但是1 mol任何气体在非标准状况下所占的体积不一定是22.4 L。
思考感悟
二、阿伏加德罗定律
1．内容：在_____________下，相同体积的任何气体都含有________________。
2．适用范围：适用于_________物质。
思考感悟
2．阿伏加德罗定律研究的气体一定是标准状况下的单一气体吗？
【提示】 不一定。阿伏加德罗定律研究的气体可以是单一气体，也可以是混合气体；气体所处状况可以是标准状况，也可以是非标准状况。
同温同压
相同数目的分子
气态
1．下列说法正确的是( )
A．在常温、常压下，11.2 L N2含有的分子数为0.5NA
B．标准状况下，22.4 L H2和O2的混合物所含分子数为NA
C．标准状况下，60 g乙酸的体积是22.4 L
D．1 mol SO2的体积是22.4 L
自主体验
解析：选B。常温、常压下的气体摩尔体积大于22.4 L/mol，N2分子数小于0.5NA，A错误；标准状况下，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L，其分子数为NA，B正确；标准状况下，乙酸为液体，所以C不正确；未指明标准状况，所以D不正确。
2．(2011年德州高一检测)常温常压下，用等质量的CH4、CO2、O2、SO2四种气体分别吹出四个气球，其中气体为CH4的是( )
解析：选D。由阿伏加德罗定律推论可知：同温同压下，同质量的气体体积之比等于摩尔质量的反比，由于CH4分子的摩尔质量最小，故体积最大。
3．用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．32 g氧气中所含原子数目为2NA
B．氯化氢的摩尔质量为36.5 g
C．在常温常压下，11.2 L氯气所含的分子数为0.5NA
D．在标准状况下，22.4 L某物质的物质的量是1 mol
解析：选A。氧气是双原子分子，A项正确；摩尔质量的单位是g·mol－1，B项错；在用22.4 L·mol－1进行换算时，适用范围是气体，适用条件是标准状况，则C、D两项均错。
课堂互动讲练
气体摩尔体积
1．适用范围
气体摩尔体积的适用范围是气体，可以是单一气体，也可以是混合气体，如0.2 mol H2与0.8 mol O2的混合气体在标准状况下的体积约为22.4 L。
2．标准状况下的气体摩尔体积
(1)定义：
例1
(2011年黄冈高一检测)下列叙述正确的是
( )
A．1 mol任何气体的体积都为22.4 L
B．1 mol任何物质在标准状况下所占的体积都为22.4 L
C．标准状况下，1 mol H2O所占的体积是22.4 L
D．标准状况下，22.4 L的任何气体的物质的量都是1 mol
【解析】 A项，没有指明所处的状况；B项，没有指明物质的状态，气体摩尔体积仅适用于气体；C项，水在标准状况下不是气体；D项正确。
【答案】 D
【规律方法】 应用“22.4 L/mol”时应注意以下两点：
(1)该物质是否为气体。
(2)该物质是否在标准状况下。
变式训练1 如果a g某气体中含有的分子数为b，则c g该气体在标准状况下占有的体积应表示为(式中NA为阿伏加德罗常数的值)( )
A．(22.4bc/aNA) L
B．(22.4ab/cNA) L
C．(22.4ac/bNA) L
D．(22.4b/acNA) L
阿伏加德罗定律及推论
1．阿伏加德罗定律
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分子。
对阿伏加德罗定律的理解要明确两点：
(1)阿伏加德罗定律仅适用于气体，可以是单一气体，也可以是混合气体。
(2)阿伏加德罗定律的条件是“三同”定“一同”，即同温、同压、同体积决定同分子数。
2．阿伏加德罗定律的推论
3.气体摩尔体积与阿伏加德罗定律的关系
标准状况下(273 K、1.01×105 Pa)，1 mol任何气体的体积都约为22.4 L。这是阿伏加德罗定律的一个特例。
特别提醒：阿伏加德罗定律及其推论适用于任何气体(包括混合气体)，但对固体、液体不适用。
(2011年上海高一检测)下列条件下，两瓶气体所含原子数一定相等的是( )
A．同质量、不同密度的N2和CO
B．同温度、同体积的H2和N2
C．同体积、同密度的C2H4和C2H6
D．同压强、同体积的N2O和CO2
例2
【解析】
选项 内容指向·联系分析 结论
A N2和CO的摩尔质量都是28 g·mol－1，同质量时物质的量相同，且二者均为双原子分析，原子个数一定相同 正确
B 根据阿伏加德罗定律，同温、同体积时，压强和物质的量都不一定相同，H2与N2原子个数不一定相同 错误
C 同体积、同密度则质量相同，但C2H4和C2H6的摩尔质量不同，则物质的量不同，故原子个数不一定相同 错误
D 同压、同体积，其温度和物质的量不一定相同，则原子个数不一定相同 错误
【答案】 A
【规律方法】 阿伏加德罗定律及其推论是进行气体计算的依据，解答有关阿伏加德罗定律的问题，应先考虑条件，要特别注意题目中所给的不同条件对应不同的公式或比例式。关于阿伏加德罗定律推论的掌握，不必死记硬背，可由理想气体状态方程pV＝nRT进行推导记忆。
变式训练2 在标准状况下，a g气体A和b g气体B的分子数相同，下列说法中，不正确的是
( )
A．A和B的相对分子质量之比为a∶b
B．同温同压下，A、B的密度之比为b∶a
C．同质量的A与B的物质的量之比为b∶a
D．同温同压下，同体积的A与B的质量之比为a∶b
探究整合应用
例
(1)已知1 mol不同气体在不同条件下的体积：
化学式 条件 1 mol气体体积/L
H2 0 ℃，101 kPa 22.4
O2 0 ℃，101 kPa 22.4
CO 0 ℃，101 kPa 22.4
H2 0 ℃，202 kPa 11.2
CO2 0 ℃，202 kPa 11.2
N2 273 ℃，202 kPa 22.4
NH3 273 ℃，202 kPa 22.4
(2)从上表分析得出的结论：
①1 mol任何气体，在标准状况下的体积都约为________________________________________________________________________。
②1 mol不同的气体，在不同的条件下，体积________(填“一定”、“一定不”或“不一定”)相等。
(3)理论依据：相同条件下，1 mol任何气体的体积几乎相等，原因是：
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(4)应用：在标准状况下，4 g O2的体积为多少升？(写出计算过程)(共39张PPT)
第3课时 硝酸 人类活动对氮循环和环境的影响
学习目标
1.掌握硝酸的物理性质和化学性质，了解硝酸的用途。
2.了解自然界中硝酸的形成过程。
3.了解人类活动对氮循环的影响，知道造成酸雨、光化学烟雾和水体富营养化等环境问题的原因，树立环境保护意识。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第3课时
课前自主学案
自主学习
一、硝酸
1．物理性质
颜色 气味 挥发性 状态 保存
无色 _______气味 ____挥发 液态 棕色试剂瓶、阴凉处
刺激性
易
2.化学性质
(1)酸性
硝酸具有酸的通性，能使_______变色，能与____、___________、________等反应。
(2)不稳定性
HNO3见光或受热易分解，化学方程式为：
_________________________________。
指示剂
碱
碱性氧化物
部分盐
(3)强氧化性
3．用途
硝酸是一种重要的化工原料，可用于制造炸药、染料、塑料、硝酸盐等，也是实验室里的重要化学试剂。
思考感悟
1．(1)浓HNO3如何保存？见光易分解和易挥发的试剂保存时有何区别？
(2)存放已久的浓硝酸往往显淡黄色，这是为什么？如何消除黄色？
【提示】 (1)保存在棕色试剂瓶、阴凉处。见光易分解的试剂像硝酸要放在棕色试剂瓶里避光，放在阴暗处；易挥发的试剂如盐酸只要密封放在阴暗处即可。
(2)浓硝酸分解产生的NO2气体溶在硝酸中而显黄色；向浓硝酸中通空气即可消除黄色，因为4NO2＋O2＋2H2O===4HNO3。
二、人类活动对氮循环和环境的影响
1．含氮物质的来源及其危害
2．减少人类活动对氮循环和环境的影响措施
(1)控制进入大气、陆地和海洋的有害物质的数量。
(2)增强生态系统对有害物质的吸收能力，如保护森林、植树造林等。
思考感悟
2．汽车尾气含有什么有害成分？根据氧化还原反应理论，用NH3能将其转化为N2吗？
【提示】 汽车尾气排出的主要有害气体成分为CO、NO、NO2等，根据氧化还原反应的规律，NO、NO2中较高价态的氮元素可与NH3中低价态的氮元素发生归中反应形成N2。
自主体验
1．近年来，光化学烟雾污染问题已经引起人们的广泛关注。下列气体中，与光化学烟雾的形成关系密切的是( )
A．氮氧化物 B．SO2
C．CO D．CO2
解析：选A。氮氧化物与光化学烟雾的形成有密切的关系。
2．现有下列物质，其中必须保存在棕色瓶里的是( )
①氯水 ②氨水 ③浓硝酸 ④稀硝酸 ⑤烧碱
A．①②③ B．①③④
C．①③ D．②⑤
解析：选C。氯水中存在Cl2＋H2O===HCl＋HClO反应，HClO见光分解；浓HNO3见光易分解。
3．(2011年滨州高一检测)下列对于硝酸的认识，不正确的是( )
A．浓硝酸和稀硝酸都具有氧化性
B．铜与硝酸的反应属于置换反应
C．硝酸可氧化Fe2＋
D．可用铁或铝制品盛装浓硝酸
解析：选B。浓硝酸和稀硝酸都具有强氧化性，能氧化具有还原性的Fe2＋，能与除Pt、Au、Ti以外的大多数金属反应，但不是置换反应，常温下，Fe、Al在浓硝酸中钝化，所以可用铁或铝制品盛装浓硝酸。
课堂互动讲练
硝酸的强氧化性
硝酸具有强氧化性是由于HNO3中的＋5价N有很强的得电子能力，在硝酸参与的氧化还原反应中，几乎全部是＋5价氮被还原。
1．规律
(1)浓HNO3被还原成NO2，稀HNO3被还原成NO。
(2)温度越高，硝酸越浓，其氧化性越强。
(3)还原剂一般被氧化成最高价态。
2．表现
(1)浓硝酸能使紫色石蕊试液先变红，后退色。
(2)与金属反应产生氮氧化物而不放出H2。
(3)能溶解除Pt、Au、Ti以外的绝大多数金属。
(4)常温下浓HNO3使Fe、Al钝化。
(5)浓HNO3与非金属单质C、S、P等在加热条件下反应，非金属一般被氧化成氧化物或相应的酸。
(6)与其他还原剂，如Fe2＋、H2S、SO2、Na2SO3、HI等均可反应。
(7)浓HNO3与Cu反应时，若Cu过量，反应开始时浓HNO3被还原为NO2，但随着反应的进行，HNO3变稀，其还原产物变为NO，最终得到的是NO2和NO的混合气体。HNO3与其它金属(过量)反应的情况与此相似。
3．保存和使用HNO3过程中的“几不准”
(1)HNO3不准敞开保存，因为HNO3具有挥发性。
(2)保存HNO3时不准用橡胶塞，因为硝酸有强氧化性且易与有机物发生反应。
(3)HNO3不准在无色瓶中或温度较高、光照的地方保存，因为硝酸具有不稳定性。
(4)实验室制Cl2、HCl、SO2、H2等气体均不准用HNO3做反应物，因为HNO3挥发出的HNO3蒸气使制得的气体不纯或使SO2等还原性物质被氧化变质。
(2011年济南高一检测)下列反应中硝酸既能表现出酸性又表现出氧化性的是( )
A．使石蕊试液变红
B．与铜反应放出NO气体生成Cu(NO3)2
C．与Na2CO3反应放出CO2气体生成NaNO3
D．与S单质混合共热时生成H2SO4和NO2
例1
【解析】 在上述反应A、C中HNO3使指示剂变色、与弱酸盐反应均只表现出酸性。在B、D中HNO3中氮元素的化合价均降低表现出氧化性，并且在B项中又有Cu(NO3)2和水生成，说明此反应中HNO3还表现出酸性。
【答案】 B
【规律方法】 反应前后HNO3分子中氮元素的化合价降低，表现出硝酸的氧化性；HNO3电离的氢离子生成水，表现出硝酸的酸性。
变式训练1 往浅绿色的Fe(NO3)2溶液中逐滴加入稀盐酸时，溶液的颜色变化应该是( )
A．颜色变浅 B．逐渐变为红色
C．没有改变 D．变为棕黄色
1．基本题型
(1)硝酸与金属反应时，既表现强氧化性又表现强酸性，可由金属与硝酸反应的关系，求还原产物的化学式(或元素化合价)或物质的量，以及HNO3的物质的量等。
硝酸与金属反应的有关计算
(2)浓硝酸与Cu反应时
若Cu过量，反应开始时浓硝酸的还原产物为NO2，但随着反应的进行，硝酸变稀，其还原产物将为NO，最终应得到NO2与NO的混合气体，可利用守恒规律求解有关Cu、HNO3和混合气体之间的量的关系。硝酸与其他金属(过量)反应的情况与此类似。
将32.64 g铜与140 mL一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2 L。请回答：
(1)NO的体积为________ L，NO2的体积为________ L。
(2)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入V mL a mol·L－1的NaOH溶液，恰好使溶液中的Cu2＋全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为________ mol·L－1。
(3)欲使铜和硝酸产生的气体收集于一侧置于水槽的容器中，当通入标准状况下O2 ________ L时，使水充满容器。
例2
【思路点拨】 解答此类型题，必须注意以下两点：
(1)HNO3起氧化性和酸性两个作用。
(2)电子守恒：Cu失电子与N原子得电子守恒，Cu失电子与O2中O原子得电子守恒。
【答案】 (1)5.8 5.4
(2)(aV·10－3＋0.5)/0.14
(3)5.7
【易误警示】 硝酸和金属反应时，随着反应情况不同，产物不同，有时甚至出现多种产物混合现象(如NO、NO2混合，Fe2＋、Fe3＋混合等)，如果采用一般解题方法，依据化学方程式分步计算，计算步骤十分繁琐，甚至使简单问题复杂化。解题时一般采用守恒方法，可以使问题得到简化。
变式训练2 (2011年郑州高一检测)有某硫酸和硝酸的混合溶液20 mL，其中含有硫酸的浓度为2 mol·L－1，含有硝酸的浓度为1 mol·L－1，现向其中加入0.96 g铜粉，充分反应后(假设只生成NO气体)，最多可收集到标准状况下的气体的体积为( )
A．89.6 mL B．112 mL
C．168 mL D．224 mL
探究整合应用
铜与硝酸反应的实验探究
例
某兴趣小组设计出如图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”的实验，以探究化学实验的绿色化。
(1)实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c。其目的是______________________________。
(2)在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2 mL浓硝酸。c中反应的化学方程式是_________________________________。
再由a向c中加2 mL蒸馏水，c中的实验现象是______________________________________。
(3)下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是________________，理由是________________________________。
(4)该小组还用上述装置进行实验证明氧化性KMnO4>Cl2>Br2。操作步骤为
_________________________________，
实验现象为___________________________；
但此实验的不足之处是____________________。
方案 反应物
甲 Cu、浓HNO3
乙 Cu、稀HNO3
丙 Cu、O2、稀HNO3
【解析】 (1)联想有气体参与或生成的反应首先需检查装置的气密性，特别是题目中的“加热c”的暗示信息，更易想到其目的是检查装置的气密性。
(2)Cu与浓HNO3反应生成NO2，随着硝酸的浓度越来越小，反应速率变慢，生成的NO2量逐渐减少，其颜色也越来越浅。
【答案】 (1)检查装置气密性
(2)Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
反应变缓，气体颜色变淡
(3)丙 耗酸量少，无污染
(4)向d中加入KBr(NaBr)等溶液，c中加入固体KMnO4，由a向c中加入浓盐酸 c中有黄绿色气体产生，d中溶液变为棕黄色 没有尾气处理装置(共40张PPT)
第二节 研究物质性质的方法和程序
第1课时 研究物质性质的基本方法
1.通过金属钠与氧气反应的实验探究，了解实验方法中条件控制在实验研究中的意义，进一步学习研究物质性质的方法。
2.通过归纳金属钠及其化合物的性质，体验分类、比较等研究方法在学习和研究物质性质的过程中的作用。
3.通过观察、分析实验现象，体会怎样科学、合理地运用观察方法。
4.通过对钠单质及其化合物性质的探究，激发学习化学的兴趣。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、研究物质性质的基本方法
1．主要有：_______、_______、________、比较等。
2．观察是一种有计划、有目的地用________考察研究对象的方法。
二、钠的性质和用途
观察
实验
分类
感官
1．物理性质
银白
状态 颜色 硬度 密度 熔点
固体 _____色 质软 _____水 较___
小于
低
2.化学性质
3．保存方法
实验室保存少量钠应放入______或石蜡油中。
煤油
1．(1)金属钠在自然界中无单质形式存在，为什么？
(2)钠为什么可以保存在煤油中？
【提示】 (1)钠易与空气中的O2、水等反应，所以钠主要以化合态的形式存在。
(2)钠的密度大于煤油，同时钠不会与煤油发生化学反应，故可将少量的钠放在煤油中以隔绝空气。
思考感悟
三、过氧化钠的性质和用途
1．物理性质
色态：_______色固体
2．化学性质
3．用途
作为呼吸面具和潜水艇中的供氧剂及________。
漂白剂
淡黄
2．(1)金属钠着火，能否用泡沫灭火器灭火？应如何灭火？
(2)实验室用Na2O2制取氧气气体应选用何种装
置？
【提示】 (1)不能。泡沫灭火器中有大量水，水与钠反应生成H2，水与Na2O2反应产生O2，能使燃烧更剧烈，不能用该类灭火器；若金属钠着火，可以用沙子盖灭。
(2)Na2O2与H2O反应制取O2是固体和液体反应，不需加热，与制取H2、CO2的原理相同，所以可以用制CO2的气体装置。
思考感悟
1．一元硬币的外观有银白色的金属光泽，一些同学认为它可能是铁制成的。在讨论时，有的同学提出：“我们可以先拿磁铁来吸一下”。就“拿磁铁来吸一下”这一过程而言，属于科学探究中的( )
A．实验 B．比较
C．观察 D．分类
自主体验
解析：选A。以上四种方法均属于我们在科学探究中常用的重要方法。我们不仅要理解它们概念的内涵和外延，更重要的是要实在科学探究中灵活地应用它们。其中实验法是通过实验来验证对物质性质的预测或探究物质未知性质的方法。显然，“拿磁铁来吸一下”这一过程属于实验法。
2．(2011年潍坊高一检测)下列叙述错误的是( )
A．金属钠在自然界中只能以化合态存在
B．钠燃烧时发出黄色火焰
C．钠与煤油混合时可以发生爆炸
D．钠在空气中燃烧可生成过氧化钠
解析：选C。钠易与H2O和O2反应，所从自然界中不存在游离态的钠，钠都是化合态的，A项正确。为了隔绝空气，钠通常保存在煤油中，所以钠与煤油不反应，更不会因混合而发生爆炸。钠在空气中不加热生成Na2O，加热时，燃烧生成Na2O2且发出黄色火焰，B、D项正确。
3．某学生将一小块钠投入滴有酚酞的水中，此实验能证明钠具有下列性质中的( )
①钠密度比水小 ②钠的熔点较低 ③钠与水反应时要放出热量 ④钠与水反应后溶液呈碱性
A．①④
B．①②④
C．①③④
D．①②③④
解析：选D。钠放入水中，浮在水面上说明钠的密度比水小；熔成小球说明钠熔点低且钠与水反应放热；溶液变红说明生成碱性物质。
课堂互动讲练
钠与水、酸、碱、盐溶液的反应
1．钠与含酚酞的水溶液的反应
2．钠与水溶液的反应
(1)反应实质：一般情况下钠与任何水溶液反应时，都是钠与该溶液中的H＋反应，产生H2。
(2)具体反应
物质分类 反应分析
与酸 (1)钠与酸反应时，钠与酸中的H＋先反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑
(2)如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应
与碱 钠与碱溶液反应时其实质是钠与水的反应
物质分类 反应分析
与盐 钠与盐溶液的反应先发生钠与水的反应，它包括两种情况：
(1)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠不反应只发生钠与水的反应；
(2)如果盐溶液中的溶质与氢氧化钠反应，则会发生两个反应，如钠与FeCl3溶液反应：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl
特别提醒：钠的化学性质非常活泼，在使用中要注意以下几个方面：
(1)钠易与水蒸气反应生成NaOH，NaOH有强烈的腐蚀性，取用金属钠时要用镊子，不能用手直接拿取。
(2)实验时切取钠不宜太多，一般有黄豆粒大小即可。
(3)切完剩余的钠要放回原瓶，不得随意乱丢。
例1
有人设计了如图所示的实验装置，目的是做钠与水反应的实验并验证：
①钠的化学性质；②钠与水反应的产物是什么。
(1)当进行适当操作时还需要的仪器有________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如何进行操作？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)由于实验目的是做钠和水的反应，验证钠的物理性质及钠和水反应的产物是什么，所以要收集产生的气体，并验证气体的可燃性，故还需用小试管和酒精灯。
(2)要由钠和水反应来验证钠的化学性质，使钠块与水接触，就要想办法将钠块放入水中：将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇指堵住试管口移近酒精灯，松开拇指点燃试管中的气体。
(3)观察到的现象是钠浮在水面上很快熔化成闪亮的小球，并逐渐消失，水溶液由无色变成红色，点燃小试管中收集到的气体时，有尖锐的爆鸣声。
【答案】 (1)小试管和酒精灯
(2)将大头针向上提，使钠块落入水中，将小试管扣在导管上收集反应产生的气体，用拇指堵住试管口移近酒精灯，松开拇指点燃试管中的气体
(3)钠浮在水面上很快熔化成闪亮的小球，并逐渐消失，水溶液由无色变成红色，点燃小试管中的气体时，有尖锐的爆鸣声
变式训练1 (2011年济南高一检测)将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是( )
A．HCl B．NaOH
C．K2SO4 D．CuSO4
解析：选D。少量金属钠投入上述四种物质的水溶液中，均有H2产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中只有H2放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于Na与H2O反应生成的NaOH还能继续与CuSO4反应析出Cu(OH)2沉淀：2Na＋CuSO4＋2H2O===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑，故反应后溶液质量减轻。
氧化钠与过氧化钠的比较
氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
氧元素化合价 －2价 －1价
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
生成条件 常温 加热
与水反应 Na2O＋H2O===
2NaOH 2Na2O2＋2H2O===
4NaOH＋O2↑
与CO2反应 Na2O＋CO2===
Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===
2Na2CO3＋O2
特别提醒：(1)Na2O2的漂白性：Na2O2投入滴有酚酞的水中，水溶液先变红而后变化至无色。
(2)Na2O2与酸的反应：Na2O2投入稀盐酸、稀H2SO4等溶液中，可认为Na2O2先与水反应，而后产生的NaOH与酸发生中和反应。
例如：Na2O2与盐酸的反应：
先：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；
后：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O；
总反应方程式：2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑。
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体，能与水反应，常用在呼吸面具和潜水艇里作为氧气的来源，还可用做熔矿剂，使某些不溶于酸的矿物分解。用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。
请回答：(1)
例2
由实验现象所得出的有关过氧化钠与水反应的结论是：
a．有氧气生成；
b．__________________。
(2)某研究性学习小组拟用如图所示装置进行实验，以证明上述结论。
①用以验证结论a的实验方法是：______________________________________
__________________________________；
②用以验证结论b的实验方法是：__________________________________。
【解析】
【答案】 (1)反应放热
(2)①将带火星的木条靠近p处，木条复燃，证明有氧气生成
②将q连导管后插入水中，有气泡冒出，证明反应放热
变式训练2 (2011年威海高一检测)如图所示装置，试管中盛有水，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中注有浅红色的水。将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，反应一段时间后，U形管水位d>c，下列说法正确的是(双选)( )
A．U形管内红水退色
B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大
D．此反应放热
解析：选CD。此题解答时容易因定向思维而错选AB，而没有注意到浅红色的水是在U形管中而非试管中，由于发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，产生的O2使气球被吹大，同时该反应放出大量的热，使广口瓶中空气受热膨胀而导致U形管中水位d>c。
探究整合应用
过氧化钠的化学性质探究
过氧化钠与CO2、H2O、酸均能发生反应，并能产生氧气；过氧化钠具有强氧化性，可以漂白有机物；过氧化钠与水反应，产生NaOH，溶液呈碱性。
某同学根据自己对过氧化钠化学性质的预测，设计了下图所示的探究性实验装置。
例
操作步骤和实验记录见下表，请你根据该同学所做实验记录，填写相应的空格：
实验内容 实验现象 化学方程式或结论
由a口吹气 棉花很快着火
在棉花上滴几滴水 棉花很快着火
在棉花上滴几滴盐酸 棉花很快着火
将少量过氧化钠加入试管中，在试管中加2 mL蒸馏水，滴入2滴酚酞溶液，立即将带火星的木条插入试管中 试管中产生大量气泡
木条复燃
溶液先变红后退色
【解析】 过氧化钠在组成上与氧化钠有相似之处，可以从氧化钠能发生的一些反应如Na2O＋H2O===2NaOH，Na2O＋CO2===Na2CO3，Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O等来考虑过氧化钠与水、二氧化碳、盐酸等是否能发生反应。实验证实过氧化钠与水、二氧化碳、盐酸的确能发生反应，其中与盐酸的反应为2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋O2↑＋2H2O(请与过氧化钠和水反应的化学方程式进行比较)。
在通过实验研究某物质的化学性质时，要注意其发生的化学反应有无明显的现象，或生成物有无特征反应，然后围绕这些特殊现象或特殊反应来设计实验进行研究。
【答案】
实验内容 实验现象 化学方程式或结论
由a口吹气 棉花很快着火 2Na2O2＋2CO2
===2Na2CO3＋O2
在棉花上滴几滴水 棉花很快着火 2Na2O2＋2H2O
===4NaOH＋O2↑
在棉花上滴几滴盐酸 棉花很快着火 2Na2O2＋4HCl===
4NaCl＋O2↑＋2H2O(共58张PPT)
第2课时 不同价态硫元素间的转化 酸雨及其防治
学习目标
1.了解二氧化硫的物理性质，掌握二氧化硫的化学性质及用途。
2.认识浓硫酸的强氧化性。
3.通过实验室探究不同价态硫元素的相互转化，掌握运用氧化还原反应规律寻找合适的氧化剂和还原剂的方法。
4.了解酸雨的形成及危害，加强环保意识。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、氧化性、还原性与化合价的关系
硫元素的价态 最高价(＋6) 中间价(0，＋4) 最低价(－2)
硫元素所表
现的性质 只有____性 既有氧化性，
又有还原性 只有____性
氧化
还原
二、硫的几种重要化合物
1．SO2
(1)物理性质
颜色 气味 密度 水溶性 毒性
__色 ______气味 比空气___ ___溶于水 __毒
无
刺激性
大
易
有
(2)化学性质
(3)实验室制法
实验室常用_______和_________的反应制取SO2。
反应的化学方程式：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。
(4)用途：制硫酸、_____剂、_____剂和防腐剂。
Na2SO3
浓H2SO4
漂白
消毒
2．浓H2SO4
干燥剂
2∶1
思考感悟
(1)浓H2SO4是中学阶段常见干燥剂，但其不能干燥哪些气体？
(2)能否说常温下浓硫酸与Fe、Al不反应？
【提示】 (1)浓H2SO4是酸性干燥剂，故不能干燥碱性气体，如NH3；浓H2SO4具有强氧化性，故不能干燥还原性气体，如H2S、HBr、HI等。
(2)常温下浓硫酸能使铁、铝表面生成一层致密的氧化物薄膜而阻止金属与浓硫酸继续反应，而不是不反应。
三、酸雨及其防治
1．酸雨的形成
(1)酸雨：排入空气中的_____和__________在O2和水蒸气的共同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨。
(2)硫的氧化物形成酸雨的主要过程：
SO2
氮氧化物
主要反应如下：
①2SO2＋O2 2SO3，
②SO3＋H2O===H2SO4，
③SO2＋H2O??H2SO3，
④2H2SO3＋O2===2H2SO4。
2．酸雨的防治措施
(1)从实际情况出发，对酸性物质的排放加以控制；
(2)改变能源结构，开发利用____________________等清洁能源，从根本上解决问题。
氢能、风能、太阳能
1．酸雨有很大危害，它落到地面上能破坏植物，使土壤、湖泊酸化。导致酸雨的污染物主要是( )
A．CO B．CO2
C．SO2 D．HCl
解析：选C。除了氮氧化物外，硫的氧化物也是形成酸雨的主要物质。
自主体验
2．(2011年潍坊高一检测)下列溶液中能够区别SO2和CO2气体的是( )
①石灰水 ②H2S溶液 ③KMnO4溶液 ④氯水 ⑤品红溶液
A．①②③ B．②③④
C．除①以外 D．全部
解析：选C。SO2和CO2都属于酸性氧化物，它们都能与石灰水反应生成不溶性的盐，也就是都会产生沉淀，气体过量，都会使沉淀消失，所以不能利用这一性质来区别SO2和CO2。SO2具有氧化性，能将H2S氧化生成硫单质(有黄色沉淀生成)；SO2也具有还原性，能被酸性KMnO4溶液和氯水氧化(溶液退色)；SO2还具有漂白性，能使品红溶液退色，而CO2没有这些性质。所以用②③④⑤来区别SO2和CO2。
3．下列关于浓硫酸和稀硫酸的叙述正确的是( )
A．常温时都能与铁发生反应，放出气体
B．加热时都能与铜发生反应
C．都能作为气体干燥剂
D．硫元素的化合价都是＋6价
解析：选D。常温下Fe在浓H2SO4中钝化，Cu与稀硫酸不反应，稀硫酸无吸水性，不能做干燥剂。
课堂互动讲练
二氧化硫和二氧化碳性质的异同
SO2 CO2
物理性质 气味 有刺激性气味 无味
毒性 有毒 无毒
溶解性 易溶(体积比1∶40) 可溶(体积比1∶1)
SO2 CO2
对环境的影响 形成酸雨 引起温室效应
鉴别 (1)利用二氧化硫的还原性，用酸性高锰酸钾溶液或溴水看是否退色鉴别
(2)利用二氧化硫的漂白性，用品红溶液鉴别
特别提醒：(1)SO2可使酸性KMnO4溶液、氯水等退色，不是SO2的漂白性，而是SO2的还原性。
(2)SO2还可以使含有酚酞的NaOH溶液退色，也不是SO2的漂白性，而是SO2的酸性。
(2011年黄冈高一检测)有关SO2的下列说法中，错误的是(双选)( )
A．二氧化硫能使品红溶液退色是因为SO2具有氧化性
B．二氧化硫在空气中能迅速被氧化为三氧化硫
C．二氧化硫通入Na2SO3或NaHCO3溶液中能发生反应
D．二氧化硫是大气污染物，也是形成酸雨的主要物质之一
例1
【思路点拨】 解答本题要注意以下三点：
(1)SO2漂白性的实质。
(2)SO2属于酸性氧化物。
(3)SO2对环境的污染。
【解析】 SO2使物质退色的原理为SO2溶于水生成的H2SO3与有色物质结合成无色物质，故A项错误；SO2被氧化为SO3必须在加热和催化剂的条件下，故B项错误；SO2可发生如下反应：SO2＋H2O＋Na2SO3===2NaHSO3，SO2＋NaHCO3===NaHSO3＋CO2，故C项正确；SO2为大气污染物，与H2O反应生成H2SO3，H2SO3被氧化为H2SO4，是酸雨的主要成分之一，故D项正确。
【答案】 AB
【规律方法】 解答此类题目一般注意以下两点：
(1)解答考查物质性质的题目时，首先联想该物质所具有的典型性质，对于SO2来说，其典型性质包括其氧化性、还原性、漂白性及其酸性氧化物通性等。
(2)结合选项进行具体分析，以进行正误判断，对于具体选项一定要注意反应的条件、反应物的用量、浓度等是否与所考查物质的某些性质相符合，以避免出现失误，如单质硫在过量氧气中燃烧，其产物只能是SO2。
变式训练1 下列实验能证明某无色气体为SO2的是( )
①能使澄清石灰水变浑浊
②能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
③能使品红溶液退色，加热后又显红色
④能使溴水退色，再滴加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生
A．①②③④ B．①③④
C．③④ D．②③④
解析：选C。本题着重考查SO2的性质，结合题干可作如下分析：
(1)能使澄清石灰水变浑浊的气体有SO2、CO2；
(2)能使湿润的蓝色石蕊试纸变红的气体为酸性气体。如HCl、HBr、SO2、CO2；
(3)能使品红溶液退色的气体有Cl2、SO2，但Cl2有颜色，退色后加热又显红色的只有SO2；
(4)能使溴水退色，再加酸化的BaCl2溶液有白色沉淀生成，只有SO2气体符合。
综上分析答案为C。
1．浓H2SO4的强氧化性
(1)Fe、Al的钝化
常温下，Fe、Al遇到浓H2SO4会反应生成一层致密的氧化膜而出现“钝化”现象。
(2)与氢之前的活泼金属：
Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O
规律：①浓H2SO4既表现氧化性，又表现酸性；②浓H2SO4一旦变稀，就发生：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
特别提醒：(1)常温下，Fe、Al遇浓H2SO4“钝化”，“钝化”不是不反应，而是生成的致密氧化膜阻止金属与浓硫酸继续反应。
(2)加热条件下，Fe、Al与浓硫酸反应不会“钝化”。
(3)浓硫酸与稀硫酸的氧化性区别：浓硫酸具有极强的氧化性，主要是构成酸根中的中心原子 易获得电子，显示出与稀硫酸不同的强氧化性，而稀H2SO4是电离出的H＋得电子，只具有较弱的氧化性，可氧化较活泼的金属Zn、Fe等。
(原创题)硫酸是当今世界上最重要的化工产品之一，不仅在工业上用途广泛，而且在其它方面得到了巧妙的应用。增城高级中学的化学老师黄秉均教学数十载，凭着扎实的化学知识和绘画功底，竟然用浓硫酸创出一种“酸蚀版”的《清明上河图》，画中各类人物、小桥流水、街头商铺用硫酸勾画得惟妙惟肖，叹为观止。下列对浓硫酸的叙述正确的是( )
例2
A．常温下浓硫酸与铁、铝不反应，所以铁质、铝质容器能盛放浓硫酸
B．浓硫酸具有吸水性，能使蔗糖炭化
C．浓硫酸和铜片加热既表现出酸性，又表现出氧化性
D．浓硫酸与亚硫酸钠反应制取SO2时，浓硫酸表现出强氧化性
因反应的2 mol浓硫酸中，1 mol作氧化剂，还有1 mol起酸的作用。实验室中用浓硫酸与固体亚硫酸钠反应来制取二氧化硫的：Na2SO3＋H2SO4(浓)===Na2SO4＋SO2↑＋H2O，在反应物中硫元素处于相邻价态，根据氧化还原反应规律知，它们之间是不可能发生氧化还原反应的，应为复分解反应，其反应原理是：用难挥发性的酸制取易挥发性的酸，强酸制弱酸。因而在此反应中浓硫酸体现的是难挥发性和酸性。
【答案】 C
【易误警示】 浓硫酸的特性有难挥发性、酸性、吸水性、脱水性、强氧化性。金属钝化现象是浓硫酸与这些金属发生反应引起的。所以常温下浓硫酸与铁、铝不反应的说法是错误的。浓硫酸的氧化性是指正六价的硫转变为低价态的硫，酸性是生成盐和水。
原子守恒主要应用于多步反应的化学计算中，是指某一种初始原料，经多步反应后才得到最终产物。多步反应若一步一步计算显然非常繁琐且容易出错，故需要找出初始原料和最终产物之间的关系，常见的方法有：
1．关系式法
先写出多步反应的化学方程式，然后找出最原始的原料和最终产品之间的物质的量的关系，列出关系式，只一步即可。
原子守恒在化学计算中的应用
特别提醒：应用关系式法可以很便捷地解决多步反应的有关计算。解题时要注意：
(1)比例关系一定要找正确；
(2)一种化合物中元素的转化率等于该化合物的转化率；化合物中某元素的损失率＝该化合物的损失率；中间产物的损失率＝原料的损失率；中间产物的转化率＝原料的转化率。
某化工厂实验室为测定某黄铁矿(主要成分是FeS2)的物质含量，取1.00 g矿石样品(所含杂质不挥发且不与氧气反应)，在氧气流中充分燃烧，完全反应后，冷却、称量固体残留物质量为0.75 g。
(1)该黄铁矿中，FeS2的质量分数为多少？
(2)该工厂用这种黄铁矿制硫酸，在FeS2燃烧过程中损失2%，由SO2氧化成SO3时，SO2的利用率为80%，求该工厂用10.0吨这种黄铁矿石可生产98%的硫酸多少吨？
例3
【思路点拨】 解答本题要注意以下两点：
(1)依据黄铁矿样品在氧气中燃烧前后的质量差确定FeS2的质量。
(2)利用元素守恒，FeS2～2H2SO4或 S～H2SO4关系式进行有关计算。
【答案】 (1)75% (2)9.8 t
变式训练3 某硫酸厂用接触法制硫酸的生产过程中，在燃烧硫黄时，有5%的硫损失掉；在SO2的催化氧化时有92%的二氧化硫转化为三氧化硫；在吸收塔中损失SO3的质量分数为0.6%。现有含硫95%的硫黄100 t，问可制得98%的浓硫酸多少吨？
答案：可制得98%的浓H2SO4 257.8 t。
探究整合应用
SO2的性质及其检验
对于物质鉴别，一般原则为：(1)充分利用物质的特征反应。例如，SO2的检验利用其漂白性，CO2的检验利用其与澄清石灰水变浑浊的特征反应。(2)设计鉴别方案时，应考虑方案的简约性。当检验可以有多种方案时，应选择简单、易操作的方案进行。(3)充分排除干扰物质的影响。
某燃煤锅炉烟道气的主要成分有烟尘、SO2、CO2、CO等，化学兴趣小组的同学为验证其中含有SO2和CO2设计了如图所示的实验装置，试回答：
例
(1)为什么烟道气中存在CO？如果烟道气中CO的含量较高，你能给锅炉的使用者提什么样的建议？
(2)装置A的作用是___________________________，
装置C的作用是_____________________________，
装置F的作用是_____________________________。
(3)实验中还用到了1000 mL的注射器，你认为兴趣小组的同学选用注射器是用于________________________________________________________________________。
(4)SO2是一种主要的大气污染物，如何降低燃煤锅炉烟道气中SO2的含量是控制大气污染源的一项重要措施。现在工业生产中常用________法来实现，其相应的化学反应原理为________________________________________________________________________。
(5)你认为兴趣小组的同学是根据SO2和CO2的哪些性质来设计如图的实验装置的？
【解析】 本题结合实际给出了分析验证燃煤锅炉烟道气的主要成分中SO2和CO2存在的实验要求。因为SO2和CO2都属于酸性氧化物，在性质上有许多相似之处，所以在验证这一混合气体时要用到SO2的特性，也要考虑SO2对CO2检验的干扰。实验装置的组合，每一部分都有其特定的作用，与实验对象有着密切的联系，本实验装置A的作用是除去烟道气中的烟尘，装置C的作用是除去SO2，防止SO2对CO2检验的干扰，装置F的作用是收集尾气，防止有毒的CO排放。
烟道气中存在CO是由于C元素不完全燃烧所造成的，烟道气中CO的含量高会造成燃料的浪费，所以建议可从完全燃烧和提高利用率两方面给出，即一是增加进气量；二是烟道气处理后进行循环利用，如做生产气体燃料的原料等。进行化学实验取样和采样是重要的一步，这里的注射器就是用于采集烟道气样品。
【答案】 (1)煤没有完全燃烧所造成的。一是鼓入更多的空气使其燃烧充分；二是烟道气进行除烟尘、除CO2处理后循环利用或用于气体燃料的生产。
(2)除烟尘 除SO2 收集尾气
(3)收集烟道气样品，并将收集到的气体试样从A中注入装置中进行实验
(4)石灰石—石膏 SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O,2CaSO3＋O2===2CaSO4
(5)兴趣小组的同学是根据SO2的酸性和还原性、CO2的酸性、CO的毒性等性质来设计如图所示实验装置的。SO2和CO2都是酸性氧化物，与澄清石灰水反应时有着相同的实验现象，为区别二者，SO2的检验要用其漂白性，在检验CO2前，应用SO2的还原性，用KMnO4(H＋)除去，再用品红溶液验证SO2是否已经除尽，最后用澄清石灰水检验CO2的存在。因为CO有毒，实验的尾气用气球来收集。(共40张PPT)
第2课时 研究物质性质的基本程序
1.以研究氯气的性质为例，知道研究物质性质的基本程序。
2.通过对氯气性质的探究，激发学习化学的兴趣。
3.通过对含氯化合物性质的探究，培养将化学知识与生产、生活相结合的意识。
4.了解物质结构的研究方法。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、研究物质性质的基本程序
1．观察
观察物质外观，了解物质的存在______、______
、_________等物理性质。
2．预测
运用_______的方法，根据物质所属的类别或利用有关反应规律预测物质的性质，一般指通性或共性。
状态
颜色
气味
分类
3．实验和观察
根据预测设计并实施实验，观察和分析实验现象，归纳出与预测一致的性质；若出现预测之外的特殊现象，则需要进一步研究，提出新问题并做出新预测，并要进行实验，验证新预测。
4．解释和结论
需要对实验现象进行分析、综合、推论，概括出结论，一般运用______的方法归纳出物质的_____及________，并整合实验结论。
比较
通性
特性
二、氯气的性质
1．物理性质
颜色 气味 密度 水溶性 毒性
黄绿色 刺激性气味 比空气大 能溶 有毒
1.(1)闻气体的正确方法是什么？
(2)根据氯气的性质，判断收集氯气时用什么方法？
【提示】 (1)移动盖玻片，使
集气瓶口有一条小的缝隙，并用
手轻轻向自己扇动，使极少量气
体飘进鼻孔，如图所示。
(2)氯气能溶于水，不能用排水法收集，可用排饱和食盐水法收集；氯气的密度比空气大，所以可用向上排空气法收集。
思考感悟
2．化学性质
2．(1)对于变价金属Fe、Cu与Cl2反应后金属的价态有何特点？
(2)燃烧一定有氧气参加吗？
【提示】 (1)变价金属与Cl2反应后，生成高价态的金属氯化物。
(2)燃烧不一定有氧气参加，任何发光发热的剧烈的化学反应都可以叫做燃烧，如H2在Cl2中的燃烧。
思考感悟
退色
3．为什么氯水不能久存？
【提示】 Cl2和H2O反应生成HCl和HClO，HClO不稳定，见光或受热易分解，促使Cl2继续与H2O反应，最终使Cl2消耗完，使溶液变为稀盐酸。
思考感悟
三、物质结构的研究方法
1．假说
(1)概念：以已有事实材料和科学理论为依据，面对未知事实或规律所提出的一种推测性说明。
(2)意义：假说提出后得到实践的证实，可成为科学理论。
客观事实
物体
球棍
思维
原子结构
1．下列图示与内容不相吻合的是( )
自主体验
A．闻氯气的气味
B．用排水法收集氯气
C．盛装液氯的容器
D．证明氯气可以与NaOH溶液反应
解析：选B。氯气能溶于水，故不能用排水法收集。
2．(2011年济南高一检测)张老师做关于氯气性质的实验时，某同学记录的实验现象是：观察到苍白色火焰，集气瓶口有白雾出现。根据该同学的记录判断张老师做的实验是( )
A．铜丝在氯气中燃烧 B．钠在氯气中燃烧
C．氢气在氯气中燃烧 D．氯气与水反应
解析：选C。铜丝在氯气中燃烧产生棕黄色烟，钠在氯气中燃烧产生白烟；氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰，由于生成的HCl与空气中的水蒸气形成盐酸小液滴，故会有白雾出现；氯气与水反应后，黄绿色会消失。
3．新制的氯水显________色，说明氯水中有____________分子存在。向氯水中滴入几滴AgNO3溶液，立即有____________生成，说明氯水中有____________存在。氯水经光照后，黄绿色消失，并放出无色的____________气。
解析：Cl2溶于水后，一部分Cl2与H2O反应：Cl2＋H2O===HCl＋HClO，故氯水中含有Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl－等多种成分，也能表现多重性质。
答案：黄绿 氯气 白色沉淀 Cl－ 氧
课堂互动讲练
氯水的成分和性质
1．氯水的成分
Cl2溶于水：Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO
2．氯水的性质
特别提醒：(1)氯水与液氯不同：氯水是混合物；液氯是氯气的液态形式，是纯净物，液氯中只含有Cl2分子。
(2)久置的氯水，由于HClO的分解，就变成了稀盐酸。
例1
(2011年北京海淀区高一检测)下列实验现象，与新制氯水中的某些成分(括号内物质)没有关系的是( )
A．将NaHCO3固体加入新制的氯水中，有无色气泡产生(H＋)
B．氯水呈浅黄绿色(Cl2)
C．将AgNO3溶液滴加到新制氯水中，有白色沉淀产生(Cl－)
D．新制氯水使红色布条退色(HCl)
【解析】 A项由于氯水中存在盐酸，则发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，表现出盐酸的酸性，即H＋的性质；B项氯气为黄绿色气体，溶解在水中使其水溶液呈浅黄绿色；C项能发生反应HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3，表现出Cl－的性质；D项新制氯水使红色布条退色是次氯酸的漂白作用，故D项错误。
【答案】 D
【规律方法】 解答该类试题时要注意分析
混合物成分的性质，混合物在与不同物质反应时，将体现出不同成分的相关性质，即混合物组成的多样性，将表现为性质的复杂性。如氯水中含H＋，使其呈强酸性，故其应具有酸的通性；含HClO、Cl2，使其具有强氧化性；含HClO，使其具有漂白性。在分析其性质时，应根据具体反应具体分析。
变式训练1 把石蕊试液滴加到新制的氯水中，出现的现象是( )
A．溶液变红色
B．溶液变蓝色
C．溶液变紫色
D．溶液先变红，后颜色消失
解析：选D。氯水中，由于Cl2与H2O反应生成盐酸和次氯酸，故溶液呈酸性，使石蕊先变红，而次氯酸又有漂白性，使之退色。
含氯化合物的漂白与消毒作用
1．次氯酸
次氯酸具有漂白性，不仅能使有机色质退色，还能杀灭细菌等。但其不稳定，不利于贮存和运输。
2．次氯酸盐
(1)漂白粉
①制取
工业上通常用石灰乳和氯气反应来制备漂白粉：
2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O。制备的漂白粉的主要成分为CaCl2和Ca(ClO)2，其有效成分为Ca(ClO)2。
②漂白原理
漂白粉与稀盐酸或空气中的水和二氧化碳反应，生成HClO。
Ca(ClO)2＋2HCl===CaCl2＋2HClO
Ca(ClO)2＋H2O＋CO2===CaCO3↓＋2HClO
(3)ClO2
二氧化氯(ClO2)也可用于漂白和消毒。其消毒能力约是等质量氯气的2.63倍，且使用起来更安全，但价格高，目前不能完全取代氯气用于漂白和消毒。
特别提醒：多数漂白剂和消毒液的有效成分是次氯酸盐，它可与稀酸或空气中的CO2和水反应生成次氯酸而起漂白和消毒作用。
2011年1月，巴西某地发生特大洪水灾害，许多人无家可归。灾区人们的饮用水，必须用漂白粉等消毒剂消毒后才能饮用，以防传染病的发生。
(1)瓶装漂白粉久置空气中会呈稀粥状而失效。试用化学方程式表示漂白粉在空气中放置失效的原因：
①________________________________；
②________________________________________________________________________。
例2
(2)已知浓盐酸和次氯酸钙能发生如下反应：
Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O
用贮存很久的漂白粉与浓盐酸制得的氯气中，可能含有的杂质气体是________。
①CO2 ②HCl ③H2O ④O2
A．①②③ B．②③④
C．②③ D．①④
(3)自来水用氯气消毒沿用已久，现在正研究采用二氧化氯(ClO2)消毒自来水。其优点有哪些？
【规律方法】 要掌握HClO的性质：(1)弱酸性，比H2CO3还弱；(2)不稳定性，光照会分解；(3)强氧化性，具有漂白作用。
变式训练2 下列关于漂白粉的叙述不正确的是( )
A．漂白粉是由Cl2通入NaOH溶液中制得的
B．漂白粉要密封保存在干燥处
C．漂白粉可用于杀菌消毒
D．漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2
解析：选A。漂白粉是把Cl2通入石灰乳中制得的，其主要成分是CaCl2和Ca(ClO)2，Ca(ClO)2＋CO2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，HClO能杀菌消毒，但见光易分解，故漂白粉要密封保存在干燥处。答案为A。
探究整合应用
例
回答下列问题：
(1)请用字母填写装置的连接顺序：a接( )、( )接( )、( )接( )、( )接( )。
(2)第一个洗气瓶中的液体是________，U形管B也可用C装置代替，内盛装的试剂是________(填名称)。
(3)在制取氯气前，必须进行的一项操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)D装置中现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
此现象说明干燥的氯气________(填“有”或“无”)漂白性。
(5)写出制取消毒液的反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 制得的Cl2中含有HCl气体和水蒸气，通过饱和食盐水除去HCl气体，通过浓硫酸除去水蒸气(无水氯化钙也可)；干燥的氯气不具有漂白性，因此干燥的氯气不能使干燥的有色布条退色；消毒液有效成分为NaClO，故可以由Cl2与NaOH反应而制得。
【答案】 (1)d e b c g h d
(2)饱和食盐水 浓硫酸
(3)检查装置的气密性
(4)红色布条无变化 无
(5)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(共33张PPT)
第三节 化学中常用的物理量——物质的量
第1课时 物质的量及其单位——摩尔 摩尔质量
1.了解物质的量、阿伏加德罗常数和微观粒子之间的相互转化关系。
2.了解物质的量、摩尔质量和物质的质量之间的相互转化关系。
3.了解物质的量、物质的质量、微观粒子之间的关系在化学计算中的应用。
4.通过日常生活中的具体实例，认识化学知识与人类生活的密切联系。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、物质的量及其单位——摩尔
1．物质的量
(1)概念：把物质的________ (如质量、体积)与原子、分子或离子等________的数量联系起来的物理量。
(2)单位：_____；简称：____；符号：_____。
2．阿伏加德罗常数
(1)概念：0.012 kg 12C所含的碳原子数。
宏观量
微观粒子
摩尔
摩
mol
6.02×1023
1．NA与6.02×1023 有何区别？
【提示】 NA是阿伏加德罗常数的符号，其含义为1 mol 微粒的集合体，而6.02×1023 只是它的近似值。
思考感悟
二、摩尔质量
1．概念：_______________的物质所具有的质量。用_____表示。单位为g·mol－1或kg·mol－1。
2．与物质的量的关系：_______。
3．与相对原子质量(或相对分子质量)的关系：以__________为单位时，摩尔质量在数值上等于该微粒的相对原子质量(或相对分子质量)。
单位物质的量
M
g·mol－1
2．摩尔质量与物质的质量相同吗？
【提示】 不相同。(1)对于给定的物质，其摩尔质量的数值是固定不变的，而物质质量的数值是任意的。
(2)单位不同，摩尔质量的单位是g·mol－1或kg·mol－1，而物质质量的单位是g或kg。
思考感悟
1．下列说法中正确的是( )
A．摩尔既是物质的量的单位又是物质的质量单位
B．物质的量既表示物质的数量又表示物质的质量
C．阿伏加德罗常数是12 kg 12C中含有的碳原子数目
D．1 mol H2O中含有10 mol电子
自主体验
解析：选D。物质的量的单位是摩尔，物质的质量国际单位是克；物质的量表示含有一定数目粒子的集体，是专门用于计量粒子数目的物理量；0.012 kg的12C中含有的碳原子数目约为6.02×1023个；1个H2O中含有10个电子，则1 mol H2O中含有10 mol 电子。
2．(2011年潍坊高一检测)三聚氰胺奶粉事件将三聚氰胺引入公众视野，工业上可用尿素为原料，在一定条件下合成三聚氰胺(C3H6N6)，对C3H6N6说法正确的是( )
A．摩尔质量为126
B．相对分子质量为126 g·mol－1
C．每个C3H6N6分子含3个N2分子
D．0.1 NA个C3H6N6分子含碳原子数为1.806×1023
解析：选D。摩尔质量的单位是g·mol－1；相对分子质量的单位是“1”；C3H6N6中含N原子而不含N2分子；0.1 NA个C3H6N6分子中含碳原子数为0.1×3×6.02×1023＝1.806×1023。
3．有以下四种物质：
①22 g 二氧化碳 ②8 g 氢气 ③1.204×1024个氮气分子
④4 ℃时18 mL水
它们所含分子数最多的是________________________________________________________________________，
所含原子数最多的是________________________________________________________________________，
质量最大的是________________________________________________________________________，
所含电子数最多的是________________________________________________________________________(填序号)。
解析：各物质的物质的量为①n(CO2)＝0.5 mol，②n(H2)＝4mol，③n(N2)＝2 mol，④n(H2O)＝1 mol，由此可知分子数最多的是②；原子数最多的是②；各物质的质量：①22 g，②8 g，③56 g，④18 g，故质量最大的是③；各物质含电子数为①11 mol，②8 mol，③28 mol，④10 mol，所含的电子数最多的是③。
答案：② ② ③ ③
课堂互动讲练
使用“物质的量”和“摩尔”的注意事项
1．物质的量
物质的量和长度、时间、质量等一样，它们都是基本物理量，“物质的量”四个字是一个整体概念，不得减删或增添任何字，如不能说成“物质量”、“物质的质量”、“物质的数量”或“物质的其他量”等。
2．摩尔
(1)摩尔量度的对象
摩尔和米、秒、千克等一样，它们都是基本物理量的单位。摩尔量度的对象是微观粒子，而这里的微观粒子是指构成物质的“基本单元”，这个基本单元可以是原子、分子、离子、电子、中子、质子等单一微粒，也可以是这些微粒的特定组合。
(2)使用摩尔时必须指明物质微粒的名称或符号或化学式的特定组合。
例如：1 mol H表示1摩尔氢原子，1 mol H2表示1摩尔氢分子，1 mol H＋表示1摩尔氢离子。但如果说“1 mol氢”这种说法指代不明，不清楚是氢原子、氢分子还是氢离子，因为“氢”是元素名称，不是微粒名称，也不是微粒的符号或化学式。
特别提醒：在使用摩尔时，对于微粒的特定组合可以不限于整数，可以是分数，如含1 mol H的H2的物质的量为0.5 mol；也可以根据化学反应的需要将分子、原子、离子等基本单元再分割或再组合成分数或倍数。
例1
(2011年济南高一检测)下列对于“摩尔”的理解正确的是( )
A．摩尔是国际科学界建议采用的一种物理量
B．摩尔是物质的量的单位，简称摩，符号为 mol
C．我们把含有6.02×1023个粒子的任何粒子的集合体计量为1摩尔
D．1 mol氧含6.02×1023个O2
【解析】 摩尔只是物质的量这一物理量的单位，不是一种物理量；含6.02×1023个粒子的集体不一定计量为1摩尔，如含6.02×1023个O的O2的物质的量是0.5 mol；1 mol氧含义不明确，应说1 mol O2含6.02×1023个O2。
【答案】 B
变式训练1 某同学的学习笔记中有如下记录，你认为以下记录正确吗？(正确的答“√”，错误的打“×”)
(1)摩尔是国际单位制中7个基本物理量之一。
( )
(2)摩尔是物质的量的单位，每摩尔粒子含有阿伏加德罗常数个粒子。( )
(3)物质的量是能把物质的质量和微观粒子数联系起来的一个物理量。( )
(4)95 g MgCl2中含有6.02×1023个Mg2＋和6.02×1023个Cl－。( )
(5)6.02×1023个Na＋的质量等于23 g。( )
解析：摩尔是物质的量的单位，每摩尔粒子含有阿伏加德罗常数个粒子，(1)错误，(2)正确；物质的量是把物质的质量(宏观)和粒子数(微观)联系起来的一个物理量，(3)正确；95 g MgCl2的物质的量为95 g÷95 g·mol－1＝1 mol，即6.02×1023个Mg2＋和2×6.02×1023个Cl－，(4)错误；6.02×1023个Na＋为1 mol，质量为23 g，(5)正确。
答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
物质的量、阿伏加德常数、质量和粒子数目之间的关系
计算关系式(公式) 主要应用 注意事项
(1)在m、M、NA和N中，已知任意三项求第四项
(2)以n恒等列代数方程式解决较复杂的问题 与N有关的问题莫忽视微粒的组成和种类
特别提醒：高中化学计算主要是以物质的量为中心的计算，学习中要养成把其他物理量转化为物质的量这一思维模式，如已知物质的质量，求其粒子数，首先根据摩尔质量求出其物质的量，然后根据阿伏加德罗常数转化为粒子数。
(2011年北京东城区高一检测)下列说法正确的是(NA为阿伏加德罗常数)( )
A．28 g氮气含有的原子数为NA
B．4 g金属钙变成钙离子时失去的电子数为0.1 NA
C．1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量
D．24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等
【思路点拨】 以NA的相关计算为基础，结合相关元素化合物的知识逐一分析判断。
例2
【答案】 D
【规律方法】 关于NA的考查一直都是各类考试的热点内容，解答此类题目要特别注意对相关定义的理解及明确题目所要求的物质中微粒之间的关系等。
变式训练2 用NA代表阿伏加德罗常数，下列说法正确的是( )
A．0.5 mol Al与足量盐酸反应生成的H2分子数为NA
B．0.2 mol H2O所含的氢原子数为0.2 NA
C．0.1 mol CH4所含的电子数为NA
D．46 g NO2和N2O4的混合物含有的分子数为NA
解析：选C。Al与盐酸反应时，根据化学方程式可知2 mol Al完全反应可生成3 mol H2，则0.5 mol Al完全反应可生成0.75 mol H2，即H2分子数为0.75 NA，A错误。1 mol H2O中含H 2NA,0.2 mol H2O中含H 0.4NA，B错误。1 mol CH4含10 mol电子，故0.1 mol CH4所含电子数为NA，C正确。NO2和N2O4的平均摩尔质量介于46 g·mol－1至92 g·mol－1之间，故46 g两者的混合物，其物质的量小于1 mol，D错误。
探究整合应用
例
(2)另取同一样品0.542 g，溶于适量的稀盐酸中，然后加入足量的Na2CO3溶液，将溶液中的Ca2＋全部转化为CaCO3沉淀，得干燥的CaCO3 0.70 g。
该样品中CaO的质量为________。
【答案】 (1)0.006 mol (2)0.056 g(共37张PPT)
第一节 元素与物质的分类
第1课时 元素与物质的关系 物质的分类
1.知道元素与物质的关系。
2.能从物质组成和性质的角度对物质进行分类。
3.了解单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互转化关系。
4.体验并了解研究一类物质与其他类别物质之间反应关系的过程与方法。
学习目标
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、物质的组成
1．元素与物质的关系
(1)________ 是物质的基本组成成分，物质都是由_________组成的。
(2)每一种元素都能自身组成______，一种元素与其他种类的元素可组成________。几种元素组成化合物时，有的只能组成一种化合物，有的可以组成几种不同的化合物，如CO和______
、H2O和_________等。
元素
元素
单质
化合物
CO2
H2O2
2．元素的存在形态
(1)_________ ：如金属铁中的铁元素。
(2)__________ ：如Fe2O3中的铁元素。
二、物质的分类
1．物质的分类
(1)根据物质的组成
①混合物
②纯净物
a．单质：_________、_________；
游离态
化合态
金属
非金属
b．化合物：氧化物(______氧化物、______氧化物)、酸、碱、盐(正盐、_______、_________)。
(2)根据在水溶液中或熔融状态下能否导电，可将化合物分为_________和_________。
(3)根据在氧化还原反应中的表现，可将反应物分为__________和_________。
(4)根据被分散物质的颗粒大小，可将混合物分为________、________和_______。
2．单质、氧化物、酸、碱、盐的转化关系
(1)单质、氧化物、酸、碱和盐之间的相互关系
酸式
碱式
酸式盐
碱式盐
电解质
非电解质
氧化剂
还原剂
溶液
胶体
浊液
化学反应举例
单质―→氧化物 4Na＋O2===2Na2O
酸性氧化物―→酸 CO2＋H2O??H2CO3
酸―→盐 H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O
碱性氧化物―→碱 Na2O＋H2O===2NaOH
碱―→盐 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
盐―→盐 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl
(2)研究物质间关系及相互转化的意义
可用于制备物质、鉴别物质、提纯物质、研究物质的性质。
(1)只含一种元素的物质一定是纯净物吗？
(2)是不是所有的非金属氧化物都是酸性氧化物？是不是所有的金属氧化物都是碱性氧化物？
【提示】 (1)不一定。同一元素可以形成不同单质，如O2和O3，二者混合为混合物。
(2)不是。有些非金属氧化物没有对应的酸也不能与碱反应生成盐和水，如CO等，称为不成盐氧化物，不是酸性氧化物；而有些金属氧化物没有对应的碱，却有对应的酸，如Mn2O7对应HMnO4，它不是碱性氧化物，是酸性氧化物。
思考感悟
1．下列元素在自然界中只有化合态的是( )
A．O B．N
C．Na D．C
解析：选C。O、N、C三元素在自然界中既有游离态，又有化合态，而Na是非常活泼的金属元素，在自然界中只有化合态，无游离态。
自主体验
2．(2011年枣庄高一检测)下列物质中与其他三种所属类别不相同的是( )
A．CO B．Na2CO3
C．KNO3 D．Na2SO4
解析：选A。CO属于氧化物，其他三种属于盐类。
答案：①Ⅲ ②Ⅴ ③Ⅳ ④Ⅱ ⑤Ⅴ ⑥Ⅰ ⑦Ⅰ
课堂互动讲练
根据物质的组成和性质对物质进行分类
特别提醒：根据分类的角度不同，同一物质可以属于不同的类别，如NaHSO4可属于：纯净物、钠盐、硫酸盐、酸式盐、含氧酸盐、电解质等。
例1
(2011年北京西城区高一检测)实验室里有4个药品橱，已经存放以下物品：
药品橱 甲橱 乙橱 丙橱 丁橱
药品 盐酸，
硫酸 氢氧化钠，
氢氧化钙 红磷，硫 铜，锌
实验室新购进一些碘，应该将这些碘放在( )
A．甲橱 B．乙橱
C．丙橱 D．丁橱
【解析】 由于甲橱中存放的为酸，乙橱中存放的为碱，丙橱中存放的为非金属单质，丁橱中存放的为金属单质，而碘属于非金属单质，所以应放在丙橱中，故选C项。
【答案】 C
【规律方法】 物以类聚，人以群分，按照一定规律或程序将化学药品分类存放，为实验提供方便。
变式训练1 下列各组物质中，按单质、化合物、混合物的顺序排列的是( )
A．铜、空气、水
B．生石灰、熟石灰、漂白粉
C．氧气、干冰、盐酸
D．纯碱、烧碱、胆矾
解析：选C。单质是由同种元素组成的纯净物，化合物是由不同种元素组成的纯净物，混合物是由不同种物质组成的。A中空气是混合物，水是化合物；B中生石灰是化合物；D中三者都是化合物。
根据物质类别研究物质性质
1．金属的化学通性
2．酸的化学通性
3．碱的化学通性
4．盐的化学通性
5．氧化物的化学通性
特别提醒：一类物质的通性是指这类物质中大多数物质所具有的性质，并不一定所有该类物质都具有这一性质，如金属通性之一金属与酸反应产生氢气是指金属活动顺序表中排在氢前的金属，并不是所有金属都有这一性质。
从物质类别的通性角度分析，下列说法中错误的是( )
A．金属单质可以与非金属单质反应
B．酸性氧化物可以与碱反应
C．非金属单质可以与酸反应
D．碱性氧化物可以与水反应
例2
【解析】 解题的关键是对单质、酸、碱、盐等各类物质的通性的掌握。根据相关类别物质的通性可以较容易作出判断。其中金属单质分别与非金属单质、酸、盐反应；酸性氧化物分别与水、碱、碱性氧化物反应；非金属单质分别与金属单质、非金属单质反应(与酸反应不是其通性)；碱性氧化物分别与水、酸、酸性氧化物反应。
【答案】 C
【规律方法】 (1)通性是该类别大部分物质具有的性质，要注意两点：一是该类别的有些物质可能不完全具有该类别的通性；二是该类别的物质可能有不属于该类别通性的性质，即有自己的特性。
(2)本题中所叙述的类别的通性是从类别的角度来分析的，所以不能以某一种物质来分析。比如选项A，并不是所有的金属单质都可以和所有的非金属单质反应，同样选项C中也不是所有的非金属单质都不能和酸反应。
(3)如果题目中描述的是“某类物质一定能发生某性质”时，就要考虑物质的特性了，可以用反证法。
变式训练2 (2011年济南高一检测)图中“——”表示相连的物质间在一定条件下可以反应，“→”表示丁在一定条件下可以转化为乙。下面四组选项中，符合图示要求的是(双选)( )
甲 乙 丙 丁
A H2SO4 Na2SO4 NaOH NaCl
B KCl K2CO3 KOH HCl
C O2 CO CuO C
D Fe CuCl2 Zn HCl
探究整合应用
按照物质组成中的特殊性质进行分类
不同的分类标准其分类方法不同，其基本原则是分在同一类的物质应具有相似之处，通过分析每组物质中与其他物质不同的性质进行分类时，通常可从物理性质中的状态、颜色或从组成物质的成分进行分类。
例
通过实验探究的方法对未知事物进行探索是学习化学的一种重要方式。二氧化碳属于酸性氧化物，能够与水、碱性氧化物、碱等物质发生反应。为了探究二氧化碳能与水反应生成具有酸性的物质，A、B两同学分别设计了下列实验方案：
①A同学将CO2通入紫色石蕊溶液中，观察溶液的颜色变化，如图甲所示。
②B同学用石蕊溶液染成的紫色干燥小花，按图乙进行实验，观察小花颜色的变化。
③C同学将CO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中，观察颜色变化，如图丙所示。
请你对A、B、C三同学的实验探究方案进行评价。
(1)________同学的方案合理。
理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)B同学观察到花的颜色变化是：
Ⅰ________；Ⅱ________；Ⅲ________；Ⅳ________。
(3)Ⅳ中发生反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)C同学观察到的现象是________________________________________________________________________，
发生的反应是________________________________________________________________________。
【解析】 A同学只采用图甲的方式来观察现象，显然不能说明使石蕊溶液由紫变红的是哪一种物质；B同学运用对比实验的形式，形象地展示了盐酸、水、CO2及CO2的水溶液分别与石蕊溶液染成的小花接触时的不同现象，并加以对比；C同学试图利用酸性氧化物与碱的反应说明问题，但能与碱反应的酸性氧化物不一定能与水反应(如SiO2)，故C的方案不合理。
【答案】 (1)B B同学通过对比实验的方式显示出酸溶液能使紫色石蕊溶液染成的小花变红，而水和CO2均不能使其变红，CO2的水溶液能使其变红，证明水和CO2均不显酸性，CO2与水反应后生成的碳酸具有酸性
(2)小花变红 小花不变红 小花不变红 小花变红
(3)CO2＋H2O??H2CO3
(4)红色溶液颜色逐渐变浅
CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3(CO2过量之后)(共66张PPT)
第一节 碳的多样性
学习目标
1.了解同素异形体的概念。
2.了解自然界中碳元素的存在和转化。
3.了解碳单质、碳的氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐的性质及转化关系。
4.掌握Na2CO3、NaHCO3的性质及二者的区别与鉴定。
5.通过了解CO2排放对环境的影响，提高环保意识。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第一节
课前自主学案
自主学习
一、多种多样的碳单质
1．同素异形体
由____________组成的性质不同的几种单质，如氧元素的同素异形体有____和____，碳元素的同素异形体有_____、_______和_____等。
同一种元素
O2
O3
石墨
金刚石
C60
2．碳的同素异形体
物质
内容 金刚石(C) 石墨(C) C60
外观 无色透明晶体 _____色、不透明的片状固体 灰黑色固体
结构 由__________构成的空间网状结构 由_________构成的平面层状结构 由___________和___________排列而成的足球状分子
硬度 很大 ______，在纸上可留痕迹
导电性 ________ 良好 不导电
深灰
正四面体
六边形
正五边形
正六边形
质软
不导电
思考感悟
1.金刚石、石墨和C60都是由碳元素组成的单质，为什么物理性质不同？
【提示】 物质的结构决定物质的性质。金刚石、石墨和C60内部碳原子的排列方式不同，决定了其性质不同。
二、广泛存在的含碳化合物
1．种类繁多的含碳化合物
2．Na2CO3和NaHCO3
物质
内容 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 苏打/纯碱 小苏打
颜色状态 白色固体 白色固体
溶解性 易溶于水 易溶于水，(比Na2CO3溶解度小)
三、自然界中碳及其化合物间的转化
1．转化形式
四、生产和生活中碳及其化合物间的转化
1．高炉炼铁
(1)原料：_______和_________ (主要成分是_______)。
(2)过程(实际起还原作用的是_____)
①CO的产生
相关反应的化学方程式为：
焦炭
铁矿石
Fe2O3
CO
2．木炭燃烧
3．水垢
(1)主要成分：___________________。
(2)形成过程(用化学方程式表示)：
_____________________________________
4．碳在无机物和有机物间的转化
1828年，德国化学家维勒用无机化合物氰酸铵(NH4CNO)首次合成了有机化合物_______ [分子式为CO(NH2)2]，开创了以含碳无机化合物合成有机化合物的先河。
CaCO3和Mg(OH)2
尿素
思考感悟
3．长期存放石灰水的瓶子，内壁会出现一层白色固体，如何除去瓶壁上的白色固体？
【提示】 白色固体为CaCO3，可用盐酸溶解，其反应的化学方程式为：CaCO3＋2HCl === CaCl2＋CO2↑＋H2O。
自主体验
1．下列各组物质，不属于同素异形体的是( )
A．金刚石和石墨 B．白磷和红磷
C．Na2O和Na2O2 D．氧气和臭氧
解析：选C。同素异形体指由同种元素组成的性质不同的单质。
2．下列关于二氧化碳的叙述，错误的是( )
A．环境监测中心在公布城市空气质量状况时不包括该气体
B．是造成全球气候变暖的主要气体
C．在蔬菜大棚中，适量增加其含量有利于农作物的生长
D．能与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白的携氧能力降低
解析：选D。能与血红蛋白结合，使血红蛋白携氧能力降低的是CO。
3．(2011年滨州高一检测)以下属于自然界中碳及其化合物间转化过程的是( )
①植物通过光合作用吸收二氧化碳形成葡萄糖 ②以无机化合物氰[(CN)2]与氨水为原料合成尿素[CO(NH2)2]
③钟乳石、石笋的形成 ④石油、天然气等化石燃料的形成
A．①②③④ B．只有②③④
C．只有①②③ D．只有①③④
解析：选D。用(CN)2与氨水为原料合成尿素是人类的生产活动，不属于自然界中碳及其化合物的转化。
课堂互动讲练
Na2CO3和NaHCO3的鉴别与除杂
1．鉴别
状态 鉴别方法 Na2CO3 NaHCO3
固态 加热 无明显变化 分解产生无色气体(CO2)
溶液 逐滴滴加盐酸 开始无明显现象，一段时间后有气体产生 一滴加就有气体产生
滴加CaCl2溶液 产生白色沉淀(CaCO3) 无明显变化
2.除杂(括号内为杂质)
例1
(2011年北京东城区高一检测)日常生活中，经常用到苏打(又叫纯碱)和小苏打两种物质。
(1)下列有关苏打和小苏打的叙述中，不正确的是________。
A．苏打和小苏打都溶于水
B．在受热的条件下，苏打比小苏打稳定
C．苏打和小苏打都是碳酸盐，都能与盐酸反应，都不能与NaOH溶液反应
D．相同质量的苏打和小苏打分别与足量等浓度的盐酸反应，苏打放出的气体比小苏打多。
(2)欲除去小苏打溶液中少量的苏打杂质，加入的物质最适宜的是________。
A．过量的二氧化碳
B．足量的盐酸
C．适量的NaOH溶液
D．适量的Ca(HCO3)2溶液
(3)如何区分一种白色粉末是苏打还是小苏打？______________________。
【思路点拨】
【规律方法】 (1)除杂时遵循的基本原则：除去杂质的同时，需要提纯的物质不能受损失。
(2)碳酸氢盐不但能和酸溶液反应，还能和碱溶液反应。
(3)向碳酸钠溶液中逐滴滴入盐酸，首先生成碳酸氢钠，盐酸过量时碳酸氢钠继续反应生成二氧化碳，所以向碳酸钠溶液中加入少量的盐酸，不会生成二氧化碳。
变式训练1 将106 g Na2CO3和84 g NaHCO3都分别用酒精灯充分加热，加热后的残留固体再分别跟足量的盐酸反应，此时( )
A．消耗盐酸一样多
B．两份残留固体与盐酸反应放出的CO2一样多
C．NaHCO3加热后的残留固体与盐酸反应放出的CO2多
D．NaHCO3加热后的残留固体与盐酸反应放出的CO2的量是Na2CO3加热后残留固体与盐酸反应放出的CO2量的一半
CO2与碱反应产物的确定
1．CO2与碱反应的原理
CO2与碱反应时产物与二者的相对量有关，当碱足量时生成碳酸盐，当CO2足量时，生成碳酸氢盐。如：
(1)CO2不足时：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
(2)CO2足量时：CO2＋NaOH===NaHCO3
其上述转化关系可用数轴表示为：
2．依据向溶液中滴加盐酸的实验现象确定产物
将CO2通入NaOH溶液中，充分反应后再向溶液中滴加盐酸，设产生的气体体积与加入盐酸的体积的关系如图所示，则依据a与b的关系可以判断溶液的组成并计算各组分的物质的量。
3．依据产物的量来确定产物
若已知溶液蒸干后所得固体质量，可采用极值法，假设固体全部是Na2CO3或NaHCO3，即CO2与NaOH全部转化为Na2CO3或NaHCO3，将已知条件与计算所得结果比较，即可确定其成分。根据固体质量和碳原子(或钠原子)守恒建立方程。
例2
将一定体积的CO2通入到一定浓度的NaOH溶液中，为了测定其溶液的成分，向该溶液中逐滴加入1 mol/L盐酸。所加入盐酸的体积与产生二氧化碳气体体积(标准状况)的关系如图所示。
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式
____________________________________。
(2)当加入35 mL盐酸时，所产生的二氧化碳的体积(标准状况)是________ mL。
(3)溶液中所含的物质有________，其物质的量之比为________。
解析：选A。CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O
CO2＋NaOH===NaHCO3
设生成Na2CO3、NaHCO3的物质的量分别为x、y。
(2011年济南高一检测)A、B、C、D、E五种物质的转化关系如图所示。已知A为二元碱，微溶于水且溶解度随温度升高而降低。
例3
(1)写出各物质的化学式：
A________；B________；C________；D________；
E________。
(2)写出下列两个变化的离子方程式：
B―→D_______________________________。
B―→E__________________________
【思路点拨】 解答本题注意以下两点：
(1)突破口为A为二元碱，且溶解度随温度升高而降低。
(2)A与CO2反应，二者相对量不同时产物不同。
【解析】 A为Ca(OH)2，Ca(OH)2与过量CO2反应，生成B为Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2受热分解成C为CaCO3，CaCO3与盐酸反应生成D为CaCl2。
互动探究
E溶液中混有一定量的NaOH，可通过哪种途径得到纯净的固体E？
【提示】 Na2CO3溶液中混有少量NaOH时，可向该溶液中通入足量CO2，使Na2CO3与NaOH转化为NaHCO3，然后蒸干溶液并灼烧即可得到纯净的Na2CO3固体。
【规律方法】 碳酸钠、碳酸氢钠的相互转化
(1)Na2CO3转化为NaHCO3
有关反应的化学方程式为：
①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；
②Na2CO3＋HCl(少量)===NaCl＋NaHCO3；
③Na2CO3＋Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋2NaHCO3。
变式训练3 有一种黑色固体A在氧气中充分燃烧生成气体B。向充有B的集气瓶中加入少量澄清石灰水，出现白色沉淀C，振荡后沉淀消失得溶液D。把D分成两份，一份中加入稀盐酸，又生成气体B，另一份中加入NaOH溶液又生成白色沉淀C。回答：
(1)则A、B、C、D的名称分别为________、__________、____________、____________。
(2)写出有关反应的化学方程式：
B―→C_______________________________。
C―→D_______________________________。
D―→B_______________________________。
D―→C_______________________________。
解析：解题的突破口：向盛B的集气瓶中加入少量澄清石灰水能得到白色沉淀，振荡后该白色沉淀消失。可以得出B为CO2。
答案：(1)炭 二氧化碳 碳酸钙 碳酸氢钙
(2)CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
Ca(HCO3)2＋2HCl===CaCl2＋2CO2↑＋2H2O
Ca(HCO3)2＋2NaOH===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O
探究整合应用
焦炭与水蒸气反应的实验探究
碳元素形成的单质、一氧化碳等具有一定的还原性，在一定条件下被氧化，生成的CO2是一种无色无味可以使澄清的石灰水变浑浊的气体，而CO不具备这一性质，故可以用于二者的鉴别。
例
水蒸气通过灼热的焦炭后，流出气体的主要成分是CO和H2，还有CO2和水蒸气等。请用图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，证明上述混合气体中有CO和H2。(加热装置和导管等在图中略去)。
回答下列问题：
(1)盛浓H2SO4的装置用途是：__________________________________；
盛NaOH溶液的装置用途是：__________________________________。
(2)仪器B中需要加入的试剂的名称(或化学式)是________，所发生反应的化学方程式是___________________________________。
(3)仪器C中需要加入的试剂的名称(或化学式)是________，其目的是___________________________________。
(4)按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：g－ab(或ba)－____________________________________。
(5)能证明混合气体中含有CO的实验依据是_____________________________________。
(6)能证明混合气体中含有H2的实验依据是_____________________________________。
【解析】 本题主要考查学生的实验设计能力。欲验证混合气中含有CO和H2，可利用CO、H2与CuO反应产生CO2、H2O，再验证CO2与H2O的存在。但由于水蒸气与灼热的炭反应的产物中也有CO2和H2O，故在将气体通入装有CuO的试管前须先除去CO2、H2O，可分别选用NaOH溶液和浓H2SO4。(共34张PPT)
第四节 海水中的元素
第1课时 海水——元素宝库 镁与海水提镁
学习目标
1.了解海水中微量元素的存在和应用。
2.了解海水中的微量元素对工业生产和高科技领域的潜在价值，认识综合开发利用海水化学资源的重要意义。
3.了解海水提镁的工业流程和发生的主要化学反应方程式。
4.认识镁单质的还原性和主要用途。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、海水——元素宝库
1．分类
分类 含量 元素举例 存在形式
常量元素 ____1 mg/L 氯、钠、镁、硫、钙、钾、碳、锶、溴、硼、氟 盐
微量元素 _____1 mg/L 锂、碘、铀
大于
小于
2.几种元素的主要用途
(1)食盐：常用做_______，对人体的血液循环和新陈代谢有重要作用，也是_________的原料。
(2)锂：__________的重要材料之一，也是制造锂电池和特种合金的原料。
(3)碘：可用于制药，如碘酒，人缺碘容易形成甲状腺肿瘤，所以我国规定食盐中必须加入一定量的_______，以确保人体的摄碘量。
(4)铀：可作为________。
调味品
氯碱工业
热核反应
碘酸钾
核燃料
二、镁与海水提镁
1．镁
(1)物理性质
颜色 密度 硬度 熔、沸点
银白色 较小 较小 较低
(2)化学性质——活泼金属
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
剧烈
耀眼的白光
耀眼的白光
黑色
(3)用途
①制造业中，用来制造轻合金。在国防工业中有重要应用，被誉为___________。
②冶金工业上，金属镁常用做_______和______。
国防金属
还原剂
脱氧剂
思考感悟
1．(1)镁失火时能用干冰灭火器灭火吗？
(2)工业上冶炼镁时，能否用H2或CO还原MgO
【提示】 (1)不能。干冰灭火器的主要成分是CO2，镁能与CO2反应。故一般用沙子灭火。
(2)不能。镁是一种非常活泼的金属，可以与水蒸气或CO2气体发生反应，故镁不能用H2或CO等还原剂从其化合物中还原出来。
Mg(OH)2
MgCl2
思考感悟
2．在从海水中提取镁的过程中，采用哪些措施来提高经济效益？
【提示】 (1)就地取材。海水提镁厂设在海边，利用贝壳生产氧化钙；(2)循环利用，提高原料的利用率，电解MgCl2可得Cl2，Cl2用于制取盐酸，盐酸再与Mg(OH)2反应进入循环。
1．(2011年滨州高一检测)下列元素属于海水中的常量元素的是( )
①H ②O ③Na ④Cl ⑤Li ⑥I ⑦Au(金)
⑧Ca ⑨K ⑩Br F
A．①②③④⑧⑨⑩ B．③④⑧⑨⑩
C．①②③④⑥⑧⑨⑩ D．③④⑥⑧⑨⑩
解析：选B。海水中H、O元素最多，但不属于常量元素，常量元素指的是：Cl、Na、Mg、S、K、Ca、Sr、Br、B、F、C这11种元素，而Li、I、U属于海水中的微量元素。
自主体验
2．下列关于海水中的元素中，对其用途的说法中 正确的是( )
A．锂作为热核反应的重要材料
B．碘用于医药制碘酒
C．铀用于制氢弹
D．镁用于制造飞机、汽车
解析：选C。铀用于制原子弹，发生重核裂变，氢弹属轻核聚变。
3．下列有“国防金属”美誉的是( )
A．铁 B．金
C．铝 D．镁
解析：选D。镁的密度小，镁合金强度高，机械性能好，是制造汽车、飞机、火箭的重要材料，有“国防金属”的美誉。
课堂互动讲练
海水的综合利用——氯碱工业和海水提镁
(3)过程、用途
2．海水提镁的流程和原理
(1)原料：苦卤(晒盐后的母液)、贝壳、盐酸
(2)生产流程
(2011年南平高一检测)海水是一个非常丰富的化学资源。
(1)下列物质主要从海水中提取的是(填序号)________。
①Al ②Fe ③Na ④Mg ⑤Br2 ⑥Si ⑦Cu ⑧S ⑨N2
例
(2)工业上用电解饱和食盐水的方法制取氢氧化钠、氯气和氢气。但电解前要进行粗盐精制。试回答下列问题：
①选择试剂以除去下表所列的可溶性杂质。
杂质 加入的试剂
CaCl2 Ⅰ________________________________
MgCl2 Ⅱ________________________________
硫酸盐 Ⅲ________________________________
探究整合应用
镁的相对原子质量的测定
利用Mg＋H2SO4(稀)===MgSO4＋H2↑反应原理，根据H2排出的水的体积，测出H2的体积(25 ℃，1.01×105 Pa)，换算成标准状况下的体积，进一步计算出消耗的Mg的物质的量，由此可推算出镁元素的相对原子质量(在数值上等于镁的摩尔质量)。
现欲在室温和1.01×105 Pa条件下测金属镁的相对原子质量，根据下图进行实验，回答有关的问题，所需试剂有：镁带，18.4 mol/L的浓H2SO4,2 mol/L的稀H2SO4。
例
(1)加药品前，应先检查该套装置的气密性，检验该装置的气密性简易方法是
________________________________________________________________________。
(2)往量气管中注水至刻度“0”或低于“0”刻度某位置，上下移动漏斗，目的是
________________________________________________________________________。
(3)接操作(2)的实验操作为
①_______________________________________；
②_______________________________________；
③_______________________________________。
(4)经测定镁与酸反应产生的氢气的体积为V L(室温、1.01×105 Pa)，经换算可求得氢气的质量m(H2)，若称取镁的质量为m(Mg)，则Mg的相对原子质量的表达式(相对原子质量用M表示)________________________________________________________________________。
【解析】 (1)检验气密性，可连接好装置，在漏斗中加水。
(2)用排水法测量气体体积，实验前后在读数时，需要使两端液面水平，可用调整漏斗位置的方法来调节。
(3)操作步骤为：①加试剂，注意开始不能使其反应；②使其发生反应；③恢复到原温度，读数、计算气体体积。
(4)利用物质的质量比等于摩尔质量比计算。
【答案】 (1)从漏斗中加一定量的水，然后将漏斗向下移动一段距离，并固定于某位置，若量气管中水面开始有变化，以后数分钟内保持不变，则气密性良好
(2)使量气管与漏斗内液面保持水平
(3)①将一定量的2 mol/L H2SO4小心送入试管中，将称好的镁条放在试管口的上部(不与酸接触)，并安装在装置上
②将试管倾斜，使Mg与酸反应(共52张PPT)
第三节 氧化剂和还原剂
第1课时 氧化还原反应
学习目标
1.了解氧化还原反应概念，认识氧化还原反应的实质和规律。
2.了解氧化剂、还原剂的概念并能判断反应中的氧化剂、还原剂。
3.了解中学阶段常见的氧化剂和还原剂。
4.认识生产、生活中的氧化还原反应，并了解物质的氧化性和还原性。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、氧化还原反应
1．概念：反应过程中有______________变化的化学反应。
2．特征：反应前后_____________发生变化。
3．实质：反应中有电子的______。
元素化合价
元素化合价
转移
4．表达
(1)双线桥法
在反应物和生成物之间用桥的形式表达出_____元素电子得失情况和化合价升降情况。如Cl2和Na的反应可表示为：
同一
(2)单线桥法
在反应物之间用桥的形式表达出_____元素转移电子情况。如Zn和Cu2＋的反应：
不同
思考感悟
1．如何判断一个反应是否是氧化还原反应？
【提示】 氧化还原反应的判断依据是：反应过程中元素化合价是否有变化。
二、常见的氧化剂和还原剂
1．常见的氧化剂
(1)活泼的非金属单质，如____、____等。
(2)含有较高价态元素的含氧酸，如______、_________等。
(3)含有较高价态元素的盐，如_________、_______、_______等。
Cl2
O2
HNO3
浓H2SO4
KMnO4
KClO3
FeCl3
2．常见的还原剂
(1)活泼的金属单质，如___、____、____等。
(2)某些非金属单质，如___、____等。
(3)含有较低价态元素的化合物，如____、______等。
3．氧化性
氧化剂中的某种原子____电子的能力。
4．还原性
还原剂中的某种原子____电子的能力。
Mg
Fe
Zn
C
H2
H2S
HNO2
得
失
思考感悟
2．(1)物质的氧化性、还原性与所含元素的化合价有什么关系？
(2)元素处于最高正价是否一定有强氧化性？元素处于最低价态是否一定有强还原性？
【提示】 (1)元素处于最高价态时，反应中化合价只能降低，只能被还原，只能做氧化剂，只具有氧化性；元素处于最低价态时，化合价只能升高，只能被氧化，只能做还原剂，只具有还原性；元素处于中间价态时，既有氧化性又有还原性。同一元素一般化合价越高氧化性越强，化合价越低，还原性越强。
(2)不一定。一些还原性强的物质，达到最高价态时，其氧化性较弱，如Na＋、K＋等；同理强氧化性物质达到最低价态时，其还原性较弱，如F－。
三、氧化还原反应与四种基本反应类型的关系
思考感悟
3．有单质参加的反应一定是氧化还原反应吗？
自主体验
解析：选C。要判断一个反应是否属于氧化还原反应，就是看反应前后是否有元素的化合价发生改变。
解析：选B。该反应中，H2O中H元素化合价由＋1价降到0价，被还原，故H2O做氧化剂。
3．在NH3、NO2、NaNO2、Cu(NO3)2四种含氮化合物中，其中氮元素只能被氧化的是____________；只能被还原的是____________，既能被氧化又能被还原的是____________。
解析：根据元素价态规律，元素处于最高价态时，只能被还原，处于最低价态时，只能被氧化，处于中间价态时，既能被氧化也能被还原。
答案：NH3 Cu(NO3)2 NO2、NaNO2
课堂互动讲练
氧化还原反应各概念之间有何关系
1．氧化还原反应各概念之间的关系
理解氧化还原反应概念时，要理清两条主线：
还(还原剂)→升(化合价升高)→失(失去电子)→氧(被氧化)→氧(氧化产物)
氧(氧化剂)→降(化合价降低)→得(得电子)→还(被还原)→还(还原产物)
2．化合价的升降是氧化还原反应的表现特征，电子得失(或偏移)是氧化还原反应的本质。
3．微粒间的转化
特别提醒：(1)在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂是相对而言的，在某一氧化还原反应中的氧化剂可能是另一氧化还原反应中的还原剂。
(2)在同一氧化还原反应中，氧化剂和还原剂可能是同一种物质，氧化产物和还原产物也可能是同一种物质。
(3)氧化还原反应判断的依据是反应前后元素化合价是否有变化。
例1
(2011年湖北华师一附中高一检测)工业上制取ClO2的化学反应：2NaClO3＋SO2＋H2SO4===2ClO2＋2NaHSO4，下列说法正确的是(双选)( )
A．SO2在反应中被氧化
B．NaClO3在反应中失去电子
C．H2SO4在反应中做氧化剂
D．1 mol氧化剂在反应中得到1 mol电子
选项 内容指向·联系分析 结论
A SO2做还原剂，在反应中被氧化 √
B NaClO3做氧化剂，反应中得到电子 ×
C H2SO4中元素化合价未发生变化 ×
D 1 mol NaClO3在反应中得到1 mol电子 √
【答案】 AD
【规律方法】 分析氧化还原反应中基本概念及其关系的解题方法：
(1)能正确标出反应前后变价元素的化合价。
(2)熟记氧化还原反应中各概念之间的对应关系。
(3)在分析电子转移总数时，不能将氧化剂得电子数和失电子数加和作为转移电子数。
变式训练1 (2011年孝感高一检测)下列叙述正确的是( )
A．在氧化还原反应中，肯定有一种元素被氧化，另一种元素被还原
B．有单质参加或生成的反应一定属于氧化还原反应
C．在氧化还原反应中，氧化剂失电子总数一定等于还原剂得电子总数
D．元素由化合态变成游离态时，它可能被氧化，也可能被还原
氧化还原反应中电子转移的表示方法
1．双线桥法
表明反应前后同一元素原子间的电子转移情况
(1)双线桥法的基本步骤
(2)注意事项
①箭头、箭尾对应化合价变化的同种元素。
②必须注明“得到”或“失去”的字样。
③还原剂失去电子总数与氧化剂得到电子总数相等。
2．单线桥法
表明反应前后不同元素原子的电子转移情况。
(1)单线桥法的基本步骤
(2)注意事项
①单线桥表示氧化剂和还原剂中变价元素原子得失电子的情况；
②不需标明“得”或“失”，只标明电子转移数目；
③箭头标明电子转移的方向；
④单线桥箭头从还原剂中失电子的元素原子指向氧化剂中得电子的元素原子。
特别提醒：反应中，电子转移数目＝得电子数目＝失电子数目，不要误认为电子转移数目是反应中得、失电子数目的加和。
例2
(1)分析下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的用双线桥法标出电子转移的方向和数目，指出被氧化和被还原的元素。
【解析】 首先分析各个反应中元素的化合价的变化，根据化合价升高的元素，失去电子，被氧化；化合价降低的元素，得到电子，被还原；用箭头标出电子转移的情况时，要注意单、双线桥的表示方法的特点及各自的注意事项。
【答案】
【易误警示】 在氧化还原反应中电子转移的表示方法中易出现的错误：
(1)用双线桥法表示电子转移的方向时，①同一条线箭头不能指在同一种变价元素上或箭头落在两种元素中间；②两条线上转移电子数目不相等。
(2)用单线桥法表示电子转移时，箭头方向错误。
解析：选C。电子转移总数即化合价升高或降低总数。
1．守恒规律
(1)质量守恒(元素的原子个数守恒)：反应前后各元素的原子个数不变。
(2)得失电子守恒：反应过程中元素的原子失去电子的总数等于元素的原子得到电子的总数。
2．同种元素反应规律
(1)歧化反应：相同价态的同种元素反应后一部分化合价升高，另一部分化合价降低的氧化还原反应。
(2)归中反应：不同价态的同种元素发生反应时，高价态降低，低价态升高的氧化还原反应。
氧化还原反应遵循的规律
3．难易律
越易失电子的物质，失电子后就越难得电子；越易得电子的物质，得电子后就越难失电子。
(1)根据金属活动性顺序表判断
还原性：K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞(H)＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au
氧化性：Ag＋＞Hg2＋＞Cu2＋＞(H＋)＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋
(2)非金属单质及阴离子
氧化性：F2＞O2＞Cl2＞Br2＞I2＞S
还原性：S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞F－
4．强弱律
较强氧化性的氧化剂跟较强还原性的还原剂反应，生成较弱还原性的还原产物和较弱氧化性的氧化产物。
应用：
氧化性：氧化剂＞氧化产物
还原性：还原剂＞还原产物
特别提醒：(1)难失电子的物质不一定易得电子，难得电子的物质不一定易失电子。有些物质既不易失电子也不易得电子，如稀有气体。
(2)物质氧化性(或还原性)的强弱取决于其得(或失)电子的难易，与其得(或失)电子的多少无关。
(3)一般来说同种元素的化合物高价态的氧化性大于低价态的氧化性。
(4)氧化还原反应的先后顺序一般为强强先反应，按由强到弱依次进行。
(2011年北京丰台区高一检测)有A、B、C、D 4种物质，已知它们在相同条件下能发生下列4个化学反应：
①A2＋＋B===B2＋＋A ②B2＋＋C===C2＋＋B
③C2＋＋D===D2＋＋C ④A2＋＋C===C2＋＋A
推断A、B、C、D的还原性由强到弱的顺序是( )
A．A>B>C>D B．C>A>B>D
C．B>D>A>C D．D>C>B>A
例3
【思路点拨】 解答本题要注意以下两点：
(1)找出还原剂和还原产物。
(2)同一反应中，还原性：还原剂>还原产物。
【解析】 由①知，B为还原剂，A为还原产物，则还原性：B>A；由②知，C为还原剂，B为还原产物，则还原性：C>B；由③知，D为还原剂，C为还原产物，则还原性：D>C；由④知，C为还原剂，A为还原产物，则还原性：C>A，综合分析得，还原性由强到弱的顺序为：D>C>B>A，故选D项。
【答案】 D
互动探究
(1)具有氧化性的微粒氧化性由弱到强的顺序如何排列？,(2)反应B2＋＋D===D2＋＋B能否发生？
【提示】 (1)由①知，氧化性：A2＋>B2＋；由②知，氧化性：B2＋＞C2＋；由③知，氧化性：C2＋>D2＋；由④知，氧化性：A2＋>C2＋，综合归纳为：A2＋>B2＋>C2＋>D2＋。
(2)能。由反应可知氧化性B2＋>D2＋，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，所以可以发生。
变式训练3 在KClO3＋6HCl(浓)===KCl＋3Cl2↑＋3H2O的反应中，被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为( )
A．1∶6 B．6∶1
C．1∶5 D．5∶1
解析：选D。由氧化还原反应“不交叉”规律，可知KCl中的氯元素，来自HCl，而不是KClO3。故Cl2既是氧化产物又是还原产物，用双线桥法表示出该反应的电子转移情况为：
故反应中被氧化的氯与被还原的氯的原子个数比为5∶1。
探究整合应用
探究物质氧化性(或还原性)强弱
在氧化还原反应中，得到电子的物质或含有可得电子元素的物质是氧化剂，可以做氧化剂的物质有非金属单质和具有高价态元素的化合物。氧化剂具有氧化性，因此如果得电子能力越强说明物质的氧化性越强，可以根据实验进行比较，得出结论。
例
某研究性学习小组为了验证臭氧的氧化性强于氧气，进行了下述实验，请参与探究并回答相关问题。
【实验目的】 验证臭氧的氧化性强于氧气。
【实验原理】 2KI＋O3＋H2O===2KOH＋I2＋O2，淀粉溶液遇单质碘变蓝色。
【实验用品】 臭氧消毒碗柜、a溶液、碘化钾溶液、滤纸、玻璃片、温度计。
④观察现象并进行记录：
时间(min) 0 15 30 45 60 90 120
滤纸的
颜色变
化 玻璃片(Ⅰ)
上的滤纸 白色 白色 灰色 浅蓝色 蓝色 蓝色 浅蓝色
玻璃片(Ⅱ)
上的滤纸 白色 白色 白色 白色 灰色 灰色 浅蓝色
请根据上述实验原理、步骤及你所学的知识，回答下列问题：
(1)实验原理的化学反应的反应类型是________(填序号)。
A．离子反应 B．氧化还原反应
C．复分解反应 D．置换反应
E．分解反应 F．化合反应
(2)实验药品中的a溶液是____________溶液。
(3)从实验数据记录可以得出的结论是________(填序号)。
A．O3的氧化性比O2强
B．氧气也能氧化碘化钾中的碘离子
C．空气中可能也有一定浓度的O3，所以实验数据不可靠，不能达到实验目的
D．O3不仅氧化I－的速率比O2快，而且有漂白作用
【解析】 通过分析实验现象记录，玻璃片(Ⅰ)上的滤纸先变蓝色，说明O3先把I－氧化成I2，因而氧化性O3>O2，玻璃片(Ⅰ)上的滤纸后来颜色变浅，说明O3有漂白性。
【答案】 (1)AB (2)淀粉 (3)ABD(共39张PPT)
第一节 硅 无机非金属材料
第1课时 单质硅与半导体材料 二氧化硅与光导纤维
学习目标
1.了解硅、二氧化硅的主要性质及其在材料中的应用。
2.掌握硅在半导体工业以及二氧化硅在通讯业方面的主要应用。
3.通过学习硅、二氧化硅在生产、生活中的主要应用，学会研究材料的方法。
课堂互动讲练
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
第1课时
课前自主学案
自主学习
一、单质硅
1．硅的存在
在地壳里，硅的含量仅次于___，全部以______态存在，主要存在形式为__________和________。
2．硅的性质
(1)物理性质
颜色 光泽 熔点 质地 导电性
灰黑色 金属光泽 高 硬而脆 半导体
氧
化合
二氧化硅
硅酸盐
非金属
焦炭
粗硅
4．硅的用途
用于制造_______、_________、硅整流器和太阳能电池等，其合金用于制造_____________和_________等。
思考感悟
1．具有金属光泽的物质是否一定是金属单质？
【提示】 不一定。如晶体硅具有金属光泽，却是非金属单质。
晶体管
集成电路
变压器铁芯
耐酸设备
二、二氧化硅和光导纤维
1．二氧化硅的存在
二氧化硅广泛存在于自然界中，是_____、____的主要成分。透明的石英晶体又称_____。
2．二氧化硅的物理性质
熔点 硬度 溶解性 导电性
高 大 不溶于水 不导电
沙子
石英
水晶
3.二氧化硅的结构
SiO2晶体是由硅原子和氧原子按1∶2的比例构成的，每个硅原子结合__个氧原子，每个氧原子结合__个硅原子。
4．二氧化硅的化学性质
4
2
5．光导纤维
(1)主要成分：______。
(2)用途：_________、能量传输、信息处理等。
思考感悟
2．(1)SiO2不能和水反应生成H2SiO3，为什么还说SiO2是酸性氧化物？
(2)盛碱液的试剂瓶为什么用橡胶塞而不用玻璃塞？
SiO2
光纤通讯
【提示】 (1)酸性氧化物的概念是指能和碱反应生成盐和水的氧化物。SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，所以SiO2是酸性氧化物。
(2)由于玻璃中的SiO2跟碱液反应生成的Na2SiO3具有黏合性，会将瓶口和玻璃塞黏为一体而不易打开。
1．下列关于硅的叙述中，错误的是( )
①硅广泛存在于自然界中，天然单质硅叫水晶 ②单质硅的导电性介于导体和绝缘体之间 ③晶体硅具有金属光泽，故它属于金属材料，能导电 ④含硅的钢具有良好的导磁性和耐酸性
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
解析：选C。硅元素在自然界中含量丰富，但都以化合态存在，水晶的主要成分是SiO2。晶体硅具有金属光泽，但它属于非金属，导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料。
自主体验
3．光纤通讯是一种新型通信技术，目前长距离光纤通讯系统已经投入使用。光纤通讯的光导纤维是由下列哪种物质经特殊工艺制成( )
A．高级铝导体 B．二氧化硅
C．硅酸盐 D．氧化铝
解析：选B。工业上以石英玻璃(SiO2)为主要原料制造光导纤维。
课堂互动讲练
硅及其化合物的特性
4．非金属单质一般不导电，但Si为半导体，有一定的导电能力。
5．SiO2是H2SiO3的酸酐，但它不溶于水，不能直接将它与水反应来制取H2SiO3。
6．非金属氧化物的熔、沸点一般较低，但SiO2的却很高。
7．酸性氧化物一般不与酸反应，但SiO2能跟氢氟酸反应：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
特别提醒：(1)硅为非金属单质，但有一定的金属性；
(2)利用硅及其化合物的特殊性如硅与强碱溶液反应生成H2等作为解答实验设计或鉴别题的依据；
(3)SiO2与碳酸盐在高温下反应，生成CO2，是因为生成的CO2是气体，可以脱离反应体系，并不能说明H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强，相反H2CO3的酸性反而比硅酸的酸性强。
如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含有B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件均已被略去)，请填写空白：
(1)A、D、E的化学式分别为__________、__________、____________。
例1
(2)A和B的相互转化在工业上有什么实际意义？
________________________________________________________________________。
(3)写出D→C反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(4)写出E→D反应的化学方程式：
_________________________________________。
【解析】 本题的突破口是：“B是一种单质”、“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D为B的氧化物且D能转化成B(Si)，可知D为SiO2，由此可推知其他答案。
【规律方法】 从物质推断来看，由于B是一种单质，大大缩小了范围，必要时经过简单的排查，容易推出B是晶体硅，A是SiCl4。但整个框图右边却没有明显的突破口，必须对硅及其化合物的转化把握准确、到位才能顺利推断。另外，我们现在广泛使用的硅芯片等必须使用高纯硅，A和B的相互转化恰好能实现硅的提纯，有很大的现实意义。
变式训练1 (2011年泰安高一检测)如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案，则该刻蚀过程中所发生的主要化学反应为( )
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
B．NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
C．Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
D．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
解析：选D。玻璃中含有二氧化硅，能与氢氟酸反应生成四氟化硅，故答案为D。
CO2和SiO2的比较
(2011年北京海淀区高一检测)下列关于二氧化硅的叙述中，正确的是(双选)( )
A．二氧化硅不溶于水，也不与水反应生成对应的酸
B．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不与任何酸发生反应
C．二氧化硅在高温下与碳酸钠发生反应生成硅酸钠，产生CO2，说明硅酸的酸性强于碳酸，这就是用较强的酸制较弱的酸
D．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大差别
例2
【解析】 二氧化硅在常温下为固体，熔、沸点高，硬度大，不溶于水及一般溶剂，而二氧化碳在常温下为气体，熔、沸点低，可溶于水形成碳酸。
二氧化硅为酸性氧化物。因为二氧化硅可与碱溶液反应，生成盐和水，二氧化硅不能与一般的酸反应，但它可与氢氟酸反应，化学方程式为：SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
【答案】 AD
【易误警示】 解答该类题时要注意以下两个易出错的问题：
(1)SiO2既能与NaOH溶液反应，又能与氢氟酸反应，但SiO2不属于两性氧化物而属于酸性氧化物。
(2)SiO2和CO2的物理性质差别很大，是由于二者结构上的差别造成的，SiO2是立体网状结构的晶体，不存在SiO2分子，而CO2是由碳、氧原子结合成的分子，微粒间的作用力远小于SiO2。
解析：(1)该反应不是复分解反应，且SiO2对应的酸是H2SiO3属于弱酸，其酸性小于H2CO3酸性，故不属于强酸制弱酸。该反应之所以能发生是由于在加热条件下能将挥发性的酸酐从其中代换出来。
(2)该反应是氧化还原反应，SiO2做氧化剂，证明SiO2有弱氧化性。
(3)玻璃中含有的SiO2能与HF发生反应而使玻璃腐蚀。
答案：(1)B (2)C (3)A
探究整合应用
晶体硅的制备实验探究
硅是一种比较活泼的非金属元素，能和96种稳定元素中的64种元素形成化合物。硅的主要用途取决于它是半导体，硅材料是当前最重要的半导体材料。由于当前信息工程的发展，硅主要用于微电子技术。有关单质硅的制备问题一直是各类考试的热点。
晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅；
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HCl
SiHCl3＋H2；
③SiHCl3与过量H2在1000～1100 ℃下反应制得纯硅。
已知SiHCl3能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。
例
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0 ℃)中含有少量SiCl4(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl3采用的方法为________。
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)：
①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是________________________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________________________________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是________________________________________________________________________，
装置D中发生反应的化学方程式为
_______________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是________________________________________________________________________(填写字母代号)。
a．碘水 b．氯水
c．NaOH溶液 d．KSCN溶液
e．Na2SO3溶液
【解析】 (1)在高温条件下，用C还原SiO2生成CO。(2)分离、提纯不同沸点的液体可以采用分馏或蒸馏的方法。(3)用Zn、稀H2SO4制得的H2会混有少量H2O，而SiHCl3能与H2O剧烈反应，所以要进行干燥，根据装置应选择液态干燥剂浓硫酸，C装置用水浴加热SiHCl3使其汽化，和H2进入D装置反应，因为SiHCl3与H2在1000～1100 ℃下反应，温度很高，普通玻璃会软化，因此不能使用普通玻璃管。
因为SiHCl3在空气中易自燃，实验中还要注意先通一段时间H2以排尽装置中的空气。铁元素的检验方法是利用Fe3＋遇KSCN溶液变红色，所以鉴定产品硅中是否含有微量铁单质，试样用稀盐酸溶解后，还需要氯水和KSCN溶液。(共45张PPT)
第2课时 探究铁及其化合物的氧化性或还原性
学习目标
1.能够从化合价角度认识铁及其化合物的氧化性、还原性。
2.了解Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化。
3.了解Fe2＋、Fe3＋的检验方法。
4.了解铁与人体健康的关系，认识化学知识与人类生活的密切联系。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
第2课时
课前自主学案
自主学习
一、铁元素的存在
1．铁元素的存在形态及含量
在地壳中，铁元素的含量仅次于____、____、_____，位于第4位，在自然界中可以以单质形态存在，如陨石，也可以以____价和____价的化合态存在，主要存在于黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿等矿石中。
氧
硅
铝
＋2
＋3
2．常见含铁物质的价态及颜色
物质 Fe(块) Fe(粉) FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe(OH)2 Fe(OH)3 FeSO4 FeCl3
铁价
态 0 0 ＋2 ＋3 ＋2，
＋3 ＋2 ＋3 ＋2 ＋3
颜色 银白色 黑色 黑色 红棕色 黑色 白色 红褐色 浅绿色
(溶液) 棕黄色
(溶液)
二、铁单质及其化合物的性质
1．单质铁的还原性
铁单质为0价，处于最低价态，在氧化还原反应中化合价只能升高，只表现______性，能与_______发生氧化还原反应。
还原
氧化剂
2．三价铁的氧化性
三价铁处于最高价态，在氧化还原反应中化合价只能降低，只表现氧化性，能与还原剂发生氧化还原反应。
2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
3．二价铁的还原性和氧化性
二价铁处于中间价态，氧化还原反应中化合价既可升高表现出________，也可降低表现出_______，但更突出地表现为_______。
还原性
氧化性
还原性
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
思考感悟
(1)Fe在Cl2中燃烧生成＋3价铁的化合物FeCl3，Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，说明了什么？
(2)实验室中盛FeSO4溶液的试剂瓶中，通常加些铁屑或铁钉，这是为什么？
【提示】 (1)Cl2将Fe全部氧化为Fe3＋，O2只将Fe部分氧化成为Fe3＋，说明Cl2氧化性比O2氧化性强。
(2)Fe2＋具有较强还原性，易氧化变质，向盛亚铁盐溶液的试剂瓶中加单质铁的目的是防止Fe2＋被氧化。
自主体验
1．下列物质中，不能与铁发生化学反应的是( )
A．盐酸 B．氯化铁溶液
C．氢氧化钠溶液 D．氯气
解析：选C。铁属于较活泼金属，与酸、某些盐、非金属单质易反应，但不能与碱反应。
2．将下列物质溶于盐酸，滴加KSCN溶液颜色变红的是( )
A．Fe B．Fe2O3
C．FeO D．FeSO4
解析：选B。Fe2O3与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋与SCN－反应使溶液显红色。
3．(2011年日照高一检测)将铁片放入下列各溶液中，反应后溶液质量增加，但无气体产生的是( )
A．CuCl2溶液 B．AgNO3溶液
C．Fe2(SO4)3溶液 D．稀硫酸
解析：选C。Fe能从CuCl2、AgNO3溶液中分别置换出Cu和Ag，而使溶液质量减轻；Fe与稀H2SO4反应后溶液质量增加，但有气体产生；Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4，溶液质量增加，且无气体产生。
课堂互动讲练
铁的氧化物和氢氧化物
1.氧化物
2.氢氧化物
Fe(OH)3 Fe(OH)2
颜色、状态 红褐色固体 白色固体
溶解性 不溶于水 不溶于水
酸碱性 弱碱性 弱碱性
特别提醒：由于＋3价铁元素具有氧化性，Fe(OH)3与还原性酸发生氧化还原反应，而不是酸碱中和反应；由于＋2价铁元素具有还原性，Fe(OH)2与氧化性酸发生氧化还原反应，而不是酸碱中和反应，总之，酸与碱之间的反应并不一定是中和反应。
例1
(2011年南阳高一检测)用下面两种方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。
方法一：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用FeSO4晶体配制上述FeSO4溶液时需加入__________________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用______方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入盛FeSO4溶液试管的底部，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是_________________________________。
方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。
(1)在试管 Ⅰ 里加入的试剂是__________。
(2)在试管 Ⅱ 里加入的试剂是__________。
(3)为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是__________________________________
______________________________________。
(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是________________________________________________________________________。
【解析】 由于Fe2＋具有较强的还原性，易被O2氧化，因此在制备Fe(OH)2过程中必须在无氧环境下操作，所以在配制FeSO4溶液、NaOH溶液时，水要煮沸，除去水中的O2，为避免生成的Fe(OH)2与空气接触，可用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入到盛FeSO4溶液的试管底部，再挤出NaOH溶液。方法二是一个创新的操作，是利用Fe与H2SO4反应产生H2，先赶尽装置中的空气，空气赶尽后再夹紧止水夹，通过H2产生的压强将FeSO4溶液压入NaOH溶液中去，从而使产生的Fe(OH)2沉淀在H2的还原气氛中得以长时间保存。
【答案】 方法一：(1)少量稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸
(3)避免生成的Fe(OH)2接触氧气
方法二：(1)稀H2SO4、铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处的氢气纯度，当H2纯净时，再夹紧止水夹
(4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和Ⅱ，使外界空气不易进入
变式训练1 按下图要求写出下列三个反应的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。
①B—C＋D；②E—F；③F—D
解析：此题从反应转化过程来看，唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知，A在不同条件下反应能得到C和D，而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D，C应为低价态，C经反应得到E，而E经O2氧化可得F[Fe(OH)3]。由此可判断E为Fe(OH)2，则C为Fe2＋，所以D为Fe3＋，而B则应是Fe3O4，A是Fe。把推断的结论进行验证，符合题意。
答案：①Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
Fe2＋、Fe3＋的检验及相互转化关系
1．Fe2＋、Fe3＋的检验
2.Fe、Fe2＋、Fe3＋间的相互转化关系
(1)图示
特别提醒：与铁有关的颜色变化：Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe3＋与SCN－反应使溶液呈红色，在空气中Fe2＋与OH－反应时沉淀颜色的特征变化等。
例2
回答下列问题：
(1)除去铜粉中混有的铁粉，可选用的试剂为_________________________________。
A．FeCl3溶液 B．H2SO4溶液
C．CuSO4溶液 D．NaOH溶液
涉及反应的离子方程式为___________________。
(2)为了检验某未知溶液是否是FeCl2溶液，一位同学设计了以下实验方案加以证明。
方案：向一支装有该未知溶液的试管中先通入氯气，再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色，证明该未知溶液是FeCl2溶液。回答以下问题：
你认为此方案是否合理________(填“合理”或“不合理”)，若不合理，要检验Fe2＋应如何操作？_______________________________ (3)现向一支装有FeCl2溶液的试管中滴加氢氧化钠溶液，可观察到的现象是__________________，有关的化学方程式为________________________________。
(4)实验室在保存FeCl2溶液时为了防止FeCl2溶液变质，经常向其中加入铁粉，其原因是(用离子方程式表示)_____________________________。
【解析】 (1)由于FeCl3溶液不仅与Fe反应，而且与Cu反应，故A项不符；H2SO4和CuSO4溶液均与Fe反应而不与Cu反应，故可除去铜粉中混有的铁粉；NaOH与Cu、Fe均不反应，无法除杂。
(2)Fe2＋的检验要注意排除Fe3＋的干扰，若先通Cl2再滴加KSCN溶液，溶液呈现红色说明溶液中有Fe3＋，但Fe3＋来源于Fe2＋或是原溶液中的无法说明。
(3)FeCl2与NaOH发生反应生成的Fe(OH)2最终转化为Fe(OH)3。
(4)FeCl2中的Fe2＋易被氧化成Fe3＋，有铁粉可防止Fe3＋生成。
【答案】 (1)BC
2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑或Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(2)不合理 先加KSCN溶液，无现象，再加入氯水，溶液变成红色，则原溶液有Fe2＋
(3)出现白色沉淀，马上变成灰绿色，最终变成红褐色
FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
互动探究
若某溶液中同时含有Fe3＋和Fe2＋，依据现有知识，能否利用相关实验作出判断？
【提示】 能。利用Fe3＋与KSCN溶液变色的原理，容易鉴别出Fe3＋，但Fe3＋的存在对Fe2＋的鉴别有干扰，可利用Fe2＋与酸性KMnO4溶液反应的变色原理而作出判断。
变式训练2 (2011年潍坊高一检测)下列离子的检验方法合理的是( )
A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋
B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋
C．向某溶液中加入NaOH溶液，得到红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋
D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明溶液中含有Fe2＋，不含有Mg2＋
解析：选C。A项说明含Fe3＋，但不能说明是否含Fe2＋；B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3＋，不能说明原溶液中是否含有Fe2＋；因为Mg(OH)2为白色沉淀，Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象，所以当溶液中含有Mg2＋时，会出现同样的上述现象，故D项不能说明溶液中是否含Mg2＋，C选项正确。
探究整合应用
金属氧化物的测定及特点探究
大多数金属氧化物能与酸发生反应，具有中间价态的金属氧化物大都具有氧化性和还原性(如Cu2O)，在一定条件下发生歧化反应，这种性质可作为实验测定物质的方法之一。
例
氧化铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：
【查阅资料】 Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
【提出假设】 假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。
【设计探究实验】 取少量粉末投入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立，则实验现象是__________________________________。
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？______________________。简述你的理由：(不需写出反应的化学方程式)_________________________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是____________，写出发生反应的离子方程式：__________________________________。
【延伸探究】 经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。
(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为b g(b>a)，则混合物中Cu2O的质量分数为____________。
【解析】 (1)Fe3＋可与SCN－生成红色络合物。
(2)不合理，若是两者的混合物，因Cu2O可与稀硫酸作用生成Cu，Cu可将Fe3＋还原为Fe2＋，Fe2＋不能与SCN－反应生成红色络合物。
(3)结合(2)的分析可知粉末一定是两者的混合物，否则若是Fe2O3，会出现红色；若是Cu2O一定有沉淀。
