电解质的电离
离子反应
【教学目标】
宏观辨识与微观探析:
以氯化钠晶体构成为例理解电离的过程。通过稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应实质的探究,使学生理解离子反应和离子方程式的含义。
证据推理与模型认知:
通过氯化钠固体、熔融氯化钠、氯化钠溶液导电性实验探究以及对常见离子反应的探究,让学生进一步体会实验方法在化学研究中的重要作用,使学生学会科学、合理运用观察、比较、实验等方法,提高学生的实验、推理、分析、归纳能力。
科学探究与创新意识:
在自主探究过程中,让学生体验科学实验探究的过程,养成团结合作的品质,形成科学的态度和价值观。通过稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应实质的探究,使学生学会运用以实验为基础的实验探究方法。
科学精神与社会责任:
通过让学生参与概念的建立过程,在探究体验中构建概念,培养学生运用科学的思维方法的能力。了解离子反应在人类的生产、生活中有广泛的应用以及它们与人类的生命活动密切联系。
【教学重难点】
重点:电离、电解质、非电解质等概念的形成和理解。
难点:电离、电解质、非电解质等概念的形成和理解。
【教学过程】
第一课时
[联想质疑]某些药用泡腾片是将药物与碳酸氢钠、固体酸及一些辅料混在一起压制而成的。泡腾片本身干燥,不含水分,一旦放入水中,立刻产生大量二氧化碳气体。在气体的作用下,泡腾片在水中翻腾,加速了药物的分散和溶解。同时,由于二氧化碳气体溶于水中,使药水喝起来像“汽水”,改善了口感。
为什么固体泡腾片本身不产生气体,放入水中就会立刻释放出二氧化碳气体?这其中发生了什么变化?
[问题引入]你知道人体必需的六大营养物质是什么吗?人体在剧烈运动后为何要及时补充水分和盐分?身体有汗的人为何接触使用着的电器更容易发生触电事故?你能解释这些现象吗?
[学生讨论]
[教师小结]人体剧烈运动流汗后,体内的Na+和K+、Cl-伴随水分一起流失很多,出现电解质浓度失衡、紊乱,产生恶心、肌肉痉挛等症状,故需要及时补充电解质和水分。出汗后体表有更多的盐分,这些盐分在汗中起到了导电的作用;
[板书]第2节
电解质的电离
一、电解质的电离
[观察思考]观察固态氯化钠、熔融状态的氯化钠、NaCl溶液的导电性实验,认识氯化钠在什么情况下能够导电。
[解释]氯化钠晶体是由带正电荷的Na+和带负电荷的Cl-,通过静电作用按一定规律紧密排列所形成的,晶体中的离子(Na+和Cl-)不能自由移动,因此氯化钠晶体不导电。受热熔化时,氯化钠晶体中的Na+和Cl-成为能够自由移动的离子;氯化钠晶体溶于水时,在水分子的作用下Na+和Cl-也会逐渐脱离晶体表面而进人溶液,成为能够自由移动的离子。自由固态氯化钠不导电移动的Na+和Cl-在电场的作用下能够定向移动,因此熔融状态的氯化钠和氯化钠的水溶液能够导电。
[板书]1.电解质的电离
(1)定义:电解质在溶解于水或受热熔化时离解出自由移动的离子的过程。
(2)电离方程式:用化学式和离子符号来表示物质电离的式子。
[学生练习]自主书写电离方程式
1.HCl、HNO3、H2SO4
2.NaOH、KOH、Ba(OH)2
3.Na2CO3、NH4Cl、Al2(SO4)3
[方法指导]1.电离过程,常见原子团不能拆
2.遵守元素守恒、电荷守恒
[板书]2.电解质和非电解质
[过渡]化学上是根据化合物在水溶液中或熔融状态下能否导电分类的
[板书]
电解质:在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物
非电解质:在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物
[概念辨析]
判断正误,并说明理由
:
1.在水溶液中或熔融状态下能够导电的物质一定是电解质。
2.铁能导电,所以铁是电解质;硫磺不能导电,它是非电解质。
3.氢氧化钠固体不导电,所以它不是电解质。
4.H2SO4的水溶液能导电,但熔融态不导电,它是电解质。
5.碳酸钙、硫酸钡等不溶性盐的水溶液不导电,它们不是电解质。
6.CO2的水溶液能导电,所以它是电解质。
[强化训练]
有下列物质:
1.氢氧化钠固体
2.铜丝
3.硫酸溶液
4.二氧化碳气体
5.蔗糖晶体
6.
熔融氯化钠
7.氯化钠溶液
8.氯化氢气体
9.氯气
10.酒精
请用序号填空:
(1)属于电解质的是________________
(2)属于非电解质的是________________
(3)上述状态下可导电的是________________
(4)属于电解质,但在上述状态下不能导电的是_______
[学生归纳]酸、碱、盐概念
[板书]3.酸、碱、盐概念
酸:电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物
碱:电离时生成的阴离子全部是氢氧根离子的化合物
盐:电离时生成金属阳离子(或NH4+)和酸根阴离子的化合物
[概念辨析]
1.已知NaHSO4===Na+
+
H+
+
SO42-,NaHSO4是酸吗?
2.水溶液显碱性的化合物一定是碱吗?
[温馨提示]一般的盐、强碱水溶液中或熔化状态都电离;酸(包括含氧酸和无氧酸)只在水溶液中电离,熔化状态不电离。
4、强电解质、弱电解质
强电解质
弱电解质
本质
水中完全电离
水中部分电离
区别
无溶质分子
仍有溶质分子
类别
绝大多数盐、强酸、强碱
弱酸、弱碱、水
实例
HCl
、NaOH、NaCl
HClO、CH3COOH
电解质的水溶液导电能力的强弱:与单位体积溶液中自由移动的离子的多少有关。
[课堂小结]
第二课时
[观察思考]
你已经知道,硫酸和氢氧化钡都是电解质,那么它们在水溶液中分别能电离出哪些离子?它们之间能发生怎样的反应?
[实验]
利用如图装置进行实验,向0.01mol?L-1Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞溶液,然后向Ba(OH)2溶液中匀速逐滴加入0.2
mol?L-1H2SO4溶液,注意观察溶液中的现象和溶液电导率的变化。
[问题探究]
1.溶液电导率由大到小接近零,再滴加时,又不断增大,说明了什么?
2.溶液颜色为什么会由红色变成无色?
3.白色沉淀的成分是什么?
[学生讨论并归纳](教师引导学生沿着如下路径分析归纳)硫酸与Ba(OH)2分别属于酸、碱类电解质→从电离的角度分析,硫酸与Ba(OH)2溶液中的所含微粒分别是H+、SO42-、Ba2+、OH-溶液电导率变小,溶液导电能力减弱,自由离子浓度减小,离子有消耗,参加了化学反应。溶液由红变无色,即溶液酸性减弱,证明H+和OH-结合生成了水→不难推断。
白色难溶物是Ba2+与SO42-结合生成的BaSO4沉淀。
稀硫酸与Ba(OH)2溶液反应的实质是溶液中的H+、SO42-、Ba2+、OH-相互结合生成了水(难电离物)和BaSO4沉淀(难溶物)→电解质溶液间的反应实质是离子间的反应。
[交流研讨]
请分析下列各组电解质电离所产生的离子,说明混合后化学反应发生的实质,以及反应前后溶液中电解质所产生的离子的种类和数量的变化。
(1)稀硫酸与NaOH溶液
(2)CuSO4溶液与NaOH溶液
(3)Na2CO3溶液与稀盐酸
(4)NaCl溶液与AgNO3溶液
(5)KC1溶液与AgNO3溶液
[师生总结]
二、离子反应
1.离子反应的含义
在溶液中有离子参加的化学反应叫做离子反应。
[思考]你能说出复分解反应中离子反应发生的条件吗?
[学生总结]
a.生成沉淀(生成更难溶的物质);如:Ba2++SO===BaSO4↓
b.离子之间结合成易挥发性物质(气体);如:2H++CO===CO2↑+H2O
c.离子之间结合成难电离的物质(例如生成水);生成挥发性物质
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的
离子的符号表示离子反应的式子
(2)书写方法:
方法一
阅读教材,并总结
离子方程式的书写步骤:
1.明确反应物在溶液中的主要存在形式及微粒数量关系,分别用离子符号或化学式表示
2.确定发生化学反应的微粒、产物及其数量关系
3.写出离子方程式并配平
[交流研讨]
1.书写下列各组物质间发生反应的离子方程式。
(1)NaOH溶液与稀硫酸
(2)KOH溶液与稀盐酸
(3)BaCl2溶液与Na2SO4溶液
(4)Ba(NO3)2溶液与Na2SO4溶液
(5)碳酸钙与稀盐酸
2.观察你写出的离子方程式,回答下列问题。
(1)你认为离子方程式与化学方程式有哪些区别和联系?
(2)对于你写出的每一个离子方程式,你能再补充一个与之对应的化学反应吗?
[小结]离子方程式所表示的不仅仅是一个化学反应,而是一类化学反应,并揭示了这类化学反应的实质。
方法二:阅读教材“资料在线”
书写步骤:①一写②二改③三删④四查
3.离子反应的应用
(1)离子检验
离子
选用试剂
主要实验现象
有关离子方程式
Cl-
AgNO3溶液和稀HNO3
有白色沉淀
Ag+
+
Cl-
==
AgCl↓
SO42-
稀HCl和BaCl2溶液
先加稀HCl,无明显现象
再加BaCl2溶液有白色沉淀
Ba2+
+
SO42-
==BaSO4↓
CO32-
稀HCl和澄清石灰水
有能使石灰水变浑浊的无味
气体
CO32-
+
2H+
==
H2O
+CO2↑
CO2
+
Ca(OH)2
==
CaCO3↓+H2O
NH4+
NaOH溶液
用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,变蓝
NH4+
+
OH-
NH3↑+
H2O
(2)物质的分离与提纯
活动探究
氯碱工业通过电解饱和食盐水制得烧碱、氢气和氯气,并以它们为原料生产一系列化工产品。氯碱工业的主要原料是粗食盐。粗食盐中除了含有难溶性杂质外,还含有钙盐、镁盐等可溶性杂质。在氯碱工业中,这些可溶性杂质不但会增加生产能耗,还会带来安全隐患。因此,氯碱工业的一道重要工序是除去粗食盐水中的杂质。
实验目的
从粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、SO42+。
实验用品
粗食盐水,稀盐酸,稀硫酸,NaOH溶液,Ba(OH)2溶液,Na2CO3溶液,BaCl2溶液;烧杯,漏斗,玻璃棒,表面皿,
pH试纸,滤纸,试管,胶头滴管,铁架台(带铁圈)。
确定实验操作流程
分析试剂添加顺序、实验操作步骤.、每步操作后的结果,并用流程图表示
实验方案实施
所用试剂及实验操作
实验现象
解释和结论
1.向粗食盐水中滴加过量的BaCl2溶液。
2.继续滴加过量的NaOH溶液。
3.继续滴加过量的碳酸钠溶液。
4.过滤。
5.向滤液中滴加稀盐酸至溶液呈中性。
思考:
1.如何确定除杂过程中试剂的添加顺序?
[小结](1)不能引入新的杂质,如果不得不引入新的杂质,一定要再利用其它试剂把新引入的杂质除去;
(2)为了保证除尽杂质,加入的除杂试剂一般应有所过量,一般在叙述时应该有这样的语言:“加入某物质至不再沉淀”或“加入某物质至不再产生气体为止”,这样的话一般意味着加入的除杂试剂适量或略有过量。
2.如何检验杂质离子是否去除干净?
[小结]向上层清液中继续滴加原先的沉淀剂,如有浑浊出现则未沉淀完全,否则已经沉淀完全。
[课堂小结]
二、离子反应
1.离子反应的含义
在溶液中有离子参加的化学反应叫做离子反应。
2.离子方程式
(1)概念:用实际参加反应的离子的符号表示离子反应的式子
书写方法:
方法一
①明确反应物在溶液中的主要存在形式及微粒数量关系,分别用离子符号或化学式表示
②确定发生化学反应的微粒、产物及其数量关系
③写出离子方程式并配平
方法二:
书写步骤:①一写②二改③三删④四查
3.离子反应的应用
(1)离子检验
(2)物质的分离与提纯
【课堂训练】
第一课时
1.电解质是(
)
A.导电性很强的物质
B.可溶性盐类
C.在溶于水或熔融状态下能导电的化合物
D.在水溶液中能全部电离的化合物
2.下列说法正确的是(
)
A.在直流电作用下,氯化钠在水中电离成自由移动的阴阳离子
B.Cl2的水溶液能导电,但是Cl2属于非电解质
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡属于强电解质
D.水很难电离,纯水几乎不电离,所以水是非电解质
3.下列物质中,能够导电的电解质是(
)
A.铜丝
B.熔融的MgCl2
C.NaCl溶液
D.蔗糖
4.下面叙述中正确的是(
)
A.其水溶液能导电的化合物都是电解质
B.固态时不能导电的化合物一定是非电解质
C.能导电的物质不一定是电解质
D.稀硫酸能导电,所以稀硫酸是电解质
5.下列说法正确的是(
)
A.AgCl难溶于水,故AgCl不是电解质
B.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质
C.金属能导电,所以金属是电解质
D.固态的NaCl不导电,熔融状态的NaCl能导电,故NaCl是电解质
6.下列物质的水溶液能导电,但属于非电解质的是(
)
A.HClO
B.Cl2
C.NaHCO3
D.CO2
7.为了维持人体内电解质的平衡,人在大量出汗后应及时补充(
)
A.Mg2+
B.Ca2+
C.Na+
D.Fe3+
8.下列电离方程式中,错误的是(
)
A.Al2(SO4)3====2Al3++3SO42-
B.FeCl3====Fe3++3Cl-
C.HCl====H++Cl-
D.Na2CO3====Na2++CO32-
9.下列说法正确的是(
)
A.NaCl、MgCl2在熔融状态时都能导电,因此它们都是电解质
B.HCl、H2SO4液态时都不导电,因此它们都是非电解质
C.易溶于水的化合物都是电解质
D.强电解质水溶液的导电能力一定强于弱电解质水溶液的导电能力
10.下列物质:①NaCl
②稀硫酸
③酒精
④Fe
⑤NaOH溶液
⑥蔗糖溶液
⑦BaSO4
⑧醋酸
⑨Cl2
⑩CO2
以上物质中是混合物的有
;(填序号,下同)是电解质但该状态不导电的有
;
是强电解质的有
;
是非电解质的有
;
既不是电解质也不是非电解质,但本身能导电的有
。
参考答案:1-9
C
C
B
C
D
D
C
D
A
10.②
⑤
⑥;①
⑦
⑧;①
⑦;③
⑩;②
④
⑤
第二课时
1.下列说法正确的一组是(
)
①不溶于水的盐(CaCO3、BaSO4等)都是弱电解质
②易溶于水的电解质都是强电解质
③熔融状态能导电的纯净物都是电解质
④强酸溶液中的氢离子浓度一定大于弱酸溶液中的氢离子浓度
⑤电解质溶液导电是因为溶液中有自由移动的阴.阳离子
⑥0.5mol·L-1的所有一元酸的氢离子浓度都是0.5mol·L-1
A.①③⑤⑥
B.②③④⑤
C.只有⑤
D.只有③
2.下列离子方程式的书写正确的是(
)
A.实验室用大理石和稀盐酸制取CO2
2H++CO32-====CO2↑+H2O
B.铜片插入硝酸银溶液中
Cu+2Ag+
====Cu2++2Ag
C.钠放入冷水:Na+H2O====Na++OH-+H2↑
D.NaHCO3溶液与盐酸反应:
2H++CO32-====CO2↑+H2O
3.在某无色透明的酸性溶液中,能大量共存的离子组是(
)
A.K+、SO4
2-、CO32-、Na+
B.Na+、ClO-、K+、NO3-
C.MnO4-、K+、SO42-、Na+
D.NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
4.下列各组离子反应可以用H+
+
OH-
====
H2O表示的有(
)
A.Cu(OH)2和HNO3
B.Ba(OH)2与H2SO4
C.CO2和NaOH溶液
D.H2SO4和NaOH
5.下列各组中的反应(反应在溶液中进行),不可用同一离子方程式表示的是(
)
A.NaOH+HCl====KOH+H2SO4
B.NaOH+H2SO4====Ba(OH)2+H2SO4
C.BaCl2+H2SO4====Ba(OH)2+Na2SO4
D.NaCl+AgNO3====HCl
+
AgNO3
6.某酸性溶液中含有Ba2+.Fe3+,则下述离子组中能与上述离子大量共存的是(
)
A.CO32-、Cl-
B.NO3-、Cl-
C.NO3-、SO42-
D.OH
-、NO3-
7.下列离子方程式正确的是(
)
A.氢氧化钡溶液与稀硫酸的反应
OH+H+
====H2O
B.澄清的石灰水与稀盐酸反应
Ca(OH)2
+
2H+
====
Ca2+
+
2H2O
C.氯气溶于水:
Cl2
+
H2O
====
H+
+
Cl-
+
HClO
D.鸡蛋壳与食醋发生反应:
CaCO3
+
2H+
====
Ca2+
+
H2O
+
CO2↑
8.写出下列反应的离子方程式。
①铁和硫酸铜溶液
②氢氧化铜和稀硫酸
③钠和冷水
④氧化钠和水
⑤过氧化钠和水
⑥氯气通入NaOH溶液
[参考答案]1-7
D
B
D
D
B
B
C
8.Fe+Cu2+====Fe2++Cu
2H++Cu(OH)2====
Cu2++2H2O
2Na+2H2O====2Na++2OH-+H2↑
Na2O+H2O====2Na++2OH-
2Na2O2+2H2O====4Na++4OH-+O2
↑
Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O
11
/
12元素与物质分类
【教学目标】
宏观辨识与微观探析:从宏观上学习对物质的分类,从微观上辨析物质的分类,体会微观粒子的变化对宏观物质的性质的影响。
证据推理与模型认知:建立物质分类的基本模型,理解通过对物质的分类来研究物质性质的基本方法,为后续的化学知识的学习奠定坚实的方法基础。
科学探究与创新意识:通过学习探究,经历对物质进行分类的过程,掌握分类的方法,初步建立物质分类的科学思想,体会化学研究过程中的科学方法。
科学精神与社会责任:通过对物质分类过程和分类应用的理解,体会掌握科学方法就能够有效提高学习效率和效果,建立高效学习的科学精神。
【教学重难点】
建立分类的科学思想,掌握物质的分类方法,根据不同的标准对物质进行分类。
掌握分散系的分类方法,了解胶体的概念和胶体的丁达尔效应。
【教学过程】
第1课时
导语
在图书馆中为什么我们很容易就找到自己所需要的图书?在网页上为什么我们能迅速挑出所自己需要的信息呢?这是因为书、信息都按一定标准进行了分类且根据类别已经摆放好了。在我们生活中还有类似的例子吗?
投影:超市图片、一些碳元素的物质
在我们接触的事物中,应用分类方法的例子很多,分类不是目的,只是一种手段,也就是说分类是有依据的,我们也可以称为分类的标准。
二、知识回顾
1.初中学习中,将元素分为金属元素和非金属元素;
2.对于自然界中的物质,从状态上可分为固态、气态、液态三态。
3.对于化合物,我们可以根据组成特点,把它们分为:氧化物、酸、碱、盐四大类。
4.对于化学反应,在初中我们把它们分为四种基本反应类型。分别是化合反应、置换反应、分解反应、复分解反应。
思考:上述分类的标准是否相同?你的见解是什么呢?与同伴交流并说出答案,老师引导学生构建出分类标准并总结。
三、讲授新课
板书:元素与物质分类
投影:下列物质:钠、镁、铁、氧化镁、氯化钠、氢氧化钠、一氧化碳、二氧化碳、氯气、氢气、氧气、氯化亚铁、三氧化二铁、碳单质、硫酸、碳酸、氯化铁等
1.组成这些物质的元素有哪些?
2.如何从元素组成的角度对这些物质进行分类?
活动一:让学生回答:每种物质由哪些元素组成?
活动二:哪些物质由一种元素组成?哪些物质由两种或两种以上元素组成?
活动三:将“元素组成的角度”作为标准,对物质如何分类?讨论并回答。
活动四:请同学们填一填
1.物质都是由元素组成的。由一种元素组成的纯净物称为单质,其中,由金属元素组成的单质称为金属单质,由非金属元素组成的单质称为非金属单质。由两种或两种以上的元素组成的纯净物称为化合物,化合物可以分为氧化物、酸、碱、盐等。
2.元素以单质形式存在时,称为元素的游离态;以化合物形式存在时,称为元素的化合态。
板书:一、元素与物质的关系
思考与交流:
1.上面图片对物质进行分类,分类的依据、标准是什么?
2.上述物质分类后,同一层次的物质类别间有交叉现象吗?是否相互独立?
活动五:酸按强弱怎么分?按电离出氢离子数怎么分?按酸根是否含有氧元素怎么分?
碱按强弱怎么分?按电离出氢氧根离子数怎么分?按溶解性怎么分?
反思:分类标准不同,结果相同吗?
活动六:同学们讨论并交流结果
碳元素存在于碳单质、碳的氧化物(如CO、CO2)、碳酸盐(如碳酸钠、碳酸钙)等物质中;
铁元素存在于铁单质、铁的氧化物(如氧化铁、氧化亚铁)、铁盐(如氯化铁、氯化亚铁)等物质中。
板书:同一种元素可以存在于不同类别的物质中
活动七:请同学们计算
一氧化碳与二氧化碳中碳元素化合价分别是多少?
氧化铁、氯化亚铁、氯化铁三种物质中铁元素化合价分别是多少?
板书:同一元素在不同化合物中可能呈现出不同的化合价
活动八:读图
反思:1.从图中可以看出什么信息?
2.这种图给我们有何启示?
同一类别的物质具有一定的相似性。分门类别地研究物质的组成、性质、用途,可以找到有关规律,发现同类物质之间的内在联系。
投影:阅读课本P44页内容,与同伴讨论、交流
活动一:回顾酸、碱、盐的性质,与同伴交流,老师总结。
活动二:写出铁分别与氧气、稀盐酸、硫酸铜溶液反应的化学方程式及现象。
总结:铁可与非金属单质、酸、盐反应
反思:金属单质可以与哪些类别的物质发生反应?
板书:二、物质分类与物质性质
铁可与非金属单质、酸、盐反应
活动三:二氧化碳与水反应吗?与氢氧化钠溶液反应吗?氧化钙与水反应吗?与稀的盐酸溶液反应吗?写出化学方程式,老师总结并引导发现规律
1.能与碱反应生成盐和水的氧化物称为酸性氧化物;能与酸反应生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物。
2.多数非金属氧化物属于酸性氧化物;多数金属氧化物属于碱性氧化物。
板书:酸性氧化物定义、碱性氧化物定义
活动四:总结酸性氧化物性质、碱性氧化物性质
板书:酸性氧化物性质
与水反应
与碱反应
与碱性氧化物反应
碱性氧化物性质
与水反应
与酸反应
与酸性氧化物反应
反思:这是按什么标准对物质进行分类的?
活动五:对于化学反应,你会分类吗?按反应前后种类、类别分类,应分为什么?按是否得氧失氧分类分为什么?
投影:人们对物质分类不同角度
活动:阅读课本内容回答:
分为电解质和非电解质的依据是什么?
分为氧化剂和还原剂的依据是什么?
分为溶液、胶体、浊液的依据是什么?
反思:
分类一般步骤:确定分类标准、选择分类方法、得出正确的分类
活动六:与同伴交流,分类意义有哪些?
板书:分类意义
四、作业设计与布置
1.课后题1,2,3,6
2.练习册相关内容
第2课时
导语
投影:阳光穿过茂密枝叶间隙的景象
清晨当太阳升起时,漫步在茂密的森林里,会看到一缕缕阳光穿过枝叶间隙洒在地面上;雾天行驶的汽车的灯光等等,你知道为什么会产生这美丽的景象吗?这种现象与我们今天学的内容有一定的联系。
知识回顾
1.溶液定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物叫溶液。能溶解其他物质的物质叫溶剂,被溶解的物质叫做溶质。
2.溶液由溶质和溶剂组成。溶质可以是固态、液态、气态,溶剂也可以是固态、液态、气态。
3.溶液特征:均一性、稳定性
4.溶液不一定是透明的。
5.浊液具有不稳定性。
三、讲授新课
板书:元素与物质分类
根据溶液的定义以及课本相关内容,得出分散系的定义
分散系:一种或几种物质(分散质)分散到另一种物质(分散剂)里形成的分散系。
活动一:上节课我们学习了物质的分类方法,今天我们用“分散质微粒直径”作为标准,对分散系进行分类,与同伴从课本上找出答案。
活动二:溶液有均一、稳定的特征,结合此想法说说胶体、浊液是否均有稳定性?生活中哪些现象可以佐证?
板书:
分散系定义:一种或几种物质(分散质)分散到另一种物质(分散剂)里形成的分散系。
分散系分类:
当分散剂是水或其他液体时,分散
系按分散质粒子直径的大小来分类:
溶液(分散质微粒直径<1nm)——表现出均一、稳定
浊液(分散质微粒直径>100nm)——表现出浑浊、不稳定
胶体(分散质微粒直径1-100nm之间)——表现出介稳性
活动三:请同学们查阅资料,什么是半透膜?半透膜的孔隙与滤纸的孔隙比较,谁的孔隙大?
活动四:老师演示实验学生观察,泥水、碘化银胶体两种物质能否透过滤纸、半透膜,观察并记录现象。在老师指导下,得出什么结论?
活动五:老师演示实验:把盛有盐酸和氢氧化铁胶体、碘化银胶体的烧杯置于桌面,分别用激光笔(或手电筒)照射烧杯中的液体,在与光束垂直的方向进行观察,并记录实验现象。
总结:当可见光通过胶体时,在入射光侧面可观察到光亮的通路,这种现象称为丁达尔效应。丁达尔效应(物理方法)是胶体中分散质微粒对可见光散射而形成的,可用于实验室鉴别另一种分散系属于胶体还是属于溶液。
活动六:从不同角度比较溶液、胶体、浊液
分散系
溶液
胶体
浊液
分散质粒子直径
<1nm
1-100nm
>100nm
分散质粒子种类
分子或离子
许多分子集合体或高分子
巨大数目分子集合体
外观
透明
多处透明
不透明
稳定性
稳定
介稳性
不稳定
能否透过滤纸
能
能
不能
能否透过半透膜
能
不能
不能
是否有丁达尔效应
否
是
否
实例
氯化钠溶液
氢氧化铁胶体
泥水
板书:
活动七:拓展——制备氢氧化铁胶体
演示实验:制备Fe(OH)3胶体。
烧杯里蒸馏水煮沸后,滴加FeCl3溶液要不断振荡,但不宜用玻璃棒搅拌;也不宜使液体沸腾时间过长,以免生成沉淀。所得胶体应该是透明、呈红褐色的。
Fe(OH)3胶体制备:FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)
+3HCl
活动八:请同学们阅读课本P47拓展视野内容,说说胶体特性。
1.电泳:在外加电场的作用下,胶粒在分散剂里向阴极或者阳极做定向移动的现象叫电泳。
2.胶体的微粒在一定条件下聚集起来变成较大的颗粒,形成沉淀从分散剂中析出的现象叫聚沉。
聚沉方法有:加入电解质、加热、加入带相反电荷的胶粒的胶体
活动九:利用胶体知识解释下列问题
①盐卤点豆腐
②肥皂的制取分离
③明矾、Fe2(SO4)3溶液净水
④FeCl3溶液用于伤口止血
⑤江河入海口形成的沙洲
⑥水泥硬化
⑦冶金厂大量烟尘用高压电除去
⑧土壤胶体中离子的吸附和交换过程,保肥
四、作业设计与布置
1.胶体分散系与其它分散系的本质差别是( )
A.分散质直径大小
B.是否有丁达尔现象
C.是否稳定
D.分散质粒子是否带电
2.关于胶体和溶液的区别,下列叙述中正确的是( )
A.溶液呈电中性,胶体带有电荷
B.溶液中溶质粒子能通过滤纸,胶体中分散质粒子不能通过滤纸
C.溶液中通过一束光线没有特殊现象,胶体中通过一束光线出现明显光带
D.溶液稳定,放置后不会生成沉淀;胶体不稳定,放置会生成沉淀
3.氢氧化铁胶体逐滴加入下列溶液,先产生沉淀后沉淀溶解的是( )
A.稀硫酸
B.酒精
C.饱和硫酸钠溶液
D.磷酸钠溶液
8
/
8氧化还原反应
【教材分析】
氧化还原反应是日常生活、工农业生产和现代科技中经常遇到的一类重要的化学反应。它贯穿中学化学学习的全过程,是学习中学化学的主线和关键之一。燃料的燃烧,金属的冶炼等都涉及到氧化还原反应。通过这一节内容的学习,认识从反应中反应物元素化合价的升降和电子转移的角度来对化学反应进行分类就是从本质上对化学反应进行分类,研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法,了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
【教学目标】
宏观辨识与微观探析:初步掌握根据化合价的变化和电子转移的观点分析氧化还原反应的方法;初步掌握依据核心元素的化合价推断物质的氧化性或还原性。
证据推理与模型认知:学会用化合价的变化和电子转移的观点判断氧化还原反应;初步建立基于氧化还原角度认识物质性质的思维模型。
科学探究与创新意识:理解氧化还原反应有关概念;理解氧化剂和还原剂的概念;学会研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法,并设计实验进行初步试验。
科学精神与社会责任:通过氧化还原反应概念的演变,培养学生用发展的观点、科学的态度和探索的精神学习化学;了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
【教学重难点】
重点:学会用化合价升降和电子转移的观点理解氧化还原反应。掌握氧化还原反应的本质及有关概念。研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法,了解氧化还原反应在实现物质转化与获得能量方面的应用。
难点:理解氧化还原反应的本质就是发生了电子转移。掌握氧化还原反应的本质。研究物质氧化性或还原性及强弱比较的方法。
【教学准备】
多媒体教学平台实验仪器
【教学过程】
【第一课时】
复习导入:初中阶段我们学习过许多化学反应,根据反应物和生成物的类别以及反应前后物质的种类的多少,可以把化学反应分为四种基本反应类型。下列各组反应属于四种基本反应类型中的哪一种?
SO3+H2O=H2SO4
化合反应
2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
化合反应
CaCO3CaO+CO2↑
分解反应
2KClO32KCl+3O2↑
分解反应
Fe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑
置换反应
Fe2O3+3C2Fe+3CO↑
置换反应
Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O
复分解反应
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
复分解反应
讨论:以下反应属于何种基本反应类型?
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
归纳小结:经过分析,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2不属于四种基本反应类型的任何一种,说明上述分类方法不能包括所有反应,因此,今天我们继续学习氧化还原反应。
联想质疑
在初中阶段我们学习过一些关于铜及其化合物的化学反应:铜在加热条件下可以与氧气反应生成氧化铜,氢气把氧化铜还原为铜,金属铁从CuSO4溶液中将铜置换出来,NaOH溶液与CuSO4溶液反应产生氢氧化铜沉淀。
在这些变化中,铜元素发生了哪些变化?前三个反应都与最后一个反应的特征有什么不同?前三个反应的本质是怎样的?含有铜元素的物质在这些反应中各表现出什么性质?
思考与交流
请分析这个反应中各种元素的化合价在反应前后有无变化,讨论氧化还原反应与元素化合价的升降有什么关系。
一、认识氧化还原反应
1.氧化还原反应的特征
(1)特征:反应过程中有元素化合价变化。
(2)定义:反应中有元素化合价变化的化学反应称为氧化还原反应。
(3)从化合价升降的角度分析氧化反应、还原反应。
①氧化反应——反应物所含某种(或某些)元素化合价升高的反应。
②还原反应——反应物所含某种(或某些)元素化合价降低的反应。
思考与交流
在氢气与氧化铜发生的氧化还原反应中,哪种元素发生氧化反应,哪种元素发生还原反应?
小结
氧化反应和还原反应这两个对立的过程相互依存,统一于一个氧化还原反应之中。
思考
在氧化还原反应中,元素化合价为什么会变化?
交流研讨:
①金属钠可以在氯气中剧烈地燃烧并生成氯化钠。这个反应属于氧化还原反应吗?氯气由氯分子构成,一个氯分子由两个氯原子构成。金属钠由钠原子构成。氯化钠由Na+和Cl-构成。可见在反应过程中,钠原子变成了Na+,氯原子变成了Cl-。钠原子和氯原子是怎样变化为Na+和Cl-并进而形成氯化钠的呢?
②写出铁与CuSO4溶液反应的化学方程式,判断该反应是否属于氧化还原反应。按照图2-3-2所示实验装置进行铁与CuSO4溶液反应的实验,实验现象之一是电流表指针发生偏转。这一实验现象对于你认识铁与CuSO4溶液反应的实质有什么启示?
2.氧化还原反应的实质:电子的转移
3.根据化合价分析氧化还原反应中的电子转移
讲解
在氧化还原反应中,某种元素的一个原子或离子失去电子,则该元素的化合价升高,而且失去电子的数目与化合价升高的数值相等;某种元素的一个原子或离子得到电子,则该元素的化合价降低,而且得到电子的数目与化合价降低的数值相等。氧化还原反应中电子转移的总数与化合价升高或降低的总值是相等的。
小结
元素化合价升高→原子或离子失电子→发生氧化反应
元素化合价降低→原子或离子得电子→发生还原反应
4.氧化还原反应的表示方法:
双线桥法单线桥法
小结
双线桥法注意事项
①箭头、箭尾指向化合价变化的同种元素。
②必须注明“得到”或“失去”字样。
③失去电子总数与得到电子总数相等。
单线桥法注意事项
①单线桥必须画在反应物中。
②箭头指向得电子元素,箭尾指向失电子元素。
③标明电子转移的总数,不标“得、失”。
二、氧化剂和还原剂
交流研讨
以下氧化还原反应中,化合价升高的元素有哪些,化合价降低的元素有哪些?哪种反应物中含有化合价升高的元素,哪种反应物中含有化合价降低的元素?
Cu+O2CuO
CuO+H2Cu+H2O
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
小结
1.定义
氧化剂:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂
还原剂:在氧化还原反应中,所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂
2.氧化性、还原性
氧化剂→具有氧化性→被还原→发生还原反应
还原剂→具有还原性→被氧化→发生氧化反应
思考
在氢气与氧化铜的反应中,哪种物质是氧化剂?哪种物质是还原剂?
3.从氧化性、还原性的角度认识和研究物质的性质
(1)所含元素处于较高价态时,元素有降低价态的趋势,该物质可能具有氧化性;
(2)所含元素处于较低价态时,元素有升高价态的趋势,该物质可能具有还原性。
4.常见氧化剂还原剂
(1)常见的氧化剂:氧气.氯气等活泼的非金属单质,硝酸.浓硫酸等含高价态元素的含氧酸,以及高锰酸钾.氯酸钾.氯化铁等含有较高价态元素的盐
(2)常见的还原剂:活泼的金属单质,碳单质.氢气等非金属单质,以及一些含有较低价态元素的氧化物(如一氧化碳.二氧化硫等)和盐(如碘化钾.亚硫酸钠.硫酸亚铁等)。
课堂小结
1.氧化还原反应的定义:有元素化合价变化的化学反应
2.氧化还原反应的特征:化合价的变化
3.氧化还原反应的实质:电子的转移
4.四对概念
课堂练习
1.有关氧化还原反应的下列叙述,正确的是(
)
A.失电子的物质做氧化剂
B.有元素化合价升高的反应是还原反应
C.还原剂失电子越多,其还原性越强
D.氧化还原反应的本质是电子的转移
2.下列反应属于氧化还原反应的是(
)
A.CuO+2HCl====CuCl2+H2O
B.Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O
C.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
D.Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O
3.下列变化属于氧化反应的是(
)
A.Fe2O3→Fe
B.C→CO2
C.Na2CO3→CO2
D.Al→Al2O3
4.下列说法正确的是(
)
A.有单质参加的化学反应一定是氧化还原反应
B.单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得
C.在反应中,金属单质一定做氧化剂,非金属单质一定做还原剂
D.金属阳离子被还原一定得到金属单质
5.下列微粒既有氧化性,又有还原性的是(
)
A.Mg
B.SO2
C.Zn2+
D.HCl
6.下列说法正确的是(
)
A.含最高价元素的化合物,一定具有强氧化性
B.阳离子只有氧化性,阴离子只有还原性
C.失电子越多,还原性越强
D.强氧化剂与强还原剂不一定能发生氧化还原反应
7.下列说法正确的是(
)
A.在反应中,金属单质只表现还原性,非金属单质只表现氧化性
B.失去电子的物质做氧化剂
C.元素的单质可由氧化或还原含该元素的化合物来制得
D.金属阳离子被还原一定得到金属单质
8.下列变化中,必须加入还原剂才能实现的是(
)
A.NaCl→AgCl
B.H2O→O2
C.KClO3→KCl
D.MnO2→MnCl2
9.对于反应NaH+H2O====NaOH+H2↑,下列叙述正确的是(
)
①H2是还原剂;
②H2O是氧化剂;
③NaH既是氧化剂,又是还原剂;
④NaH中氢元素被还原;
⑤被氧化的氢原子与被还原氢原子个数比为1:1.
A.①③⑤
B.②④
C.②⑤
D.②④⑤
参考答案
1-5
D
C
BD
B
BD
6-9
D
C
D
C
【第二课时】
导入:氧化还原反应在工农业生产、科学技术和日常生活中有着广泛的应用:我们所需要的各种各样的金属,都是通过氧化还原反应从矿石中提炼得到的。在农业生产中,植物的光合作用、呼吸作用是复杂的氧化还原反应。我们通常用的干电池、蓄电池以及在空间技术上应用的高能电池都发生着氧化还原反应,否则就不可能把化学能转变成电能,或把电能转变成化学能。煤、石油、天然气等燃料的燃烧更是供给人们生活和生产所必需的大量的能量。
三、氧化还原反应的应用
1.研究物质的性质
(1)研究物质氧化性或还原性
讲解:研究物质氧化性或还原性的思路
1.根据物质中所含元素化合价升或降的可能性,预测物质可能具有还原性或氧化性。若所含某元素的化合价有升高的趋势,说明该物质可能具有还原性;反之,若所含某元素的化合价有降低的趋势,说明该物质可能具有氧化性。
2.如果预测某物质具有氧化性,就需要寻找具有还原性的另一物质,通过实验检验两者能否发生氧化还原反应,以验证预测。相应地,如果预测某物质具有还原性,就需要寻找具有氧化性的另一物质,通过实验来验证预测是否正确。
活动?探究:
探究物质的氧化性或还原性
过氧化氢(H2O2)中氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-1价。过氧化氢是否具有氧化性或还原性呢?请你设计实验证明自己的预测。
实验用品
5%H2O2溶液,酸性KMnO4溶液,KI溶液,淀粉溶液;
试管,胶头滴管。
实验方案设计及实施
实验内容
实验现象
实验结论
小结:
思考:
1.从氧化还原反应的角度,分析、归纳过氧化氢的性质。
小结:氧元素常见价态为0价-1价-2价,过氧化氢中氧元素为-1价。所以氧元素价态有降低的趋势体现氧化性,也有升高的趋势体现还原性。
2.证明过氧化氢具有氧化性或还原性的依据是什么?
小结:过氧化氢可以把KI中I-氧化为I2,证明过氧化氢具有氧化性。
过氧化氢中-1价的氧元素被酸性KMnO4溶液氧化为O2,证明过氧化氢具有还原性
3.初中阶段我们就知道过氧化氢在催化剂的作用下可以分解产生氧气,这个反应属于氧化还原反应吗?如果属于氧化还原反应,请分析其中的电子转移情况。
小结:
板书:(2)氧化性或还原性的强弱
失电子能力越强→氧化性越强
得电子能力越强→还原性越强
①金属活动性顺序表
金属单质的还原性越强;对应金属阳离子的氧化性越弱。
②根据化学方程式判断还原性强弱
③环境条件的影响
以含氧酸的酸根离子做氧化剂时,溶液的酸性越强,含氧酸根的氧化性就越强。
2.实现物质转化与获得能量
(1)利用氧化还原反应实现物质的转化
①金属的冶炼
小结:
热还原法
Fe2O3+3COFe+3CO2
置换法
电解法
2Al2O34Al+3O2↑
金属冶炼的实质:将化合态的金属还原成单质Mn++ne-====M
②非金属单质制备
迁移应用:
瑞典化学家舍勒(C.W.Scheele)是最早发现氯气的人。他在研究软锰矿矿石(主要成分是二氧化锰)时,把浓盐酸和软锰矿矿石混合加热,意外地得到了氯气。至今,实验室中还用这种方法制取氯气。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
思考:
(1)用浓盐酸和二氧化锰制取氯气的反应属于氧化还原反应吗?如果属于氧化还原反应,请指出其中的氧化剂和还原剂;如果不属于氧化还原反应,请说明理由。
小结:
(2)在实验室制取氯气时,常使用NaOH溶液吸收尾气。写出相关反应的化学方程式,分析氯气在该反应中表现出什么性质。若想获得纯净的氯气,对该装置还要进行哪些改进?
小结:
分析:氯气中可能存在的杂质气体为HCl、水蒸气
(3)在实验室里也可以利用高锰酸钾与浓盐酸在常温下反应制取氯气,请你预测反应产物,写出该反应的化学方程式。
小结:
2KMnO4+16HCl═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
板书:
单质硅的制备
板书:
利用氧化还原反应获得能量
①利用氧化还原反应获得热能
②利用氧化还原反应获得电能
课堂小结:
课堂检测:
1.某元素在化学反应中由化合态变成游离态,则该元素(
)
A.一定被氧化
B.一定被还原
C.可能被氧化也可能被还原
D.以上都不是
2.从氮元素的化合价判断,下列物质只能具有还原性的是(
)
A.NH3
B.NO
C.NO2
D.HNO3
3.已知如下反应:2HI+H2SO4(浓)===I2+SO2↑+2H2O;
I2+SO2+2H2O===2HI+H2SO4(稀)。有关上述反应的结论正确的是(
)
A.上述两个反应是相互矛盾的
B.氧化性:浓硫酸>I2>稀硫酸
C.氧化性:I2>浓硫酸>稀硫酸
D.无法比较浓硫酸、I2、稀硫酸的氧化性
4.根据下列反应进行判断,下列各微粒氧化能力由强到弱的顺序正确的是(
)
①2MnO2+10Cl-+16H+===2Mn2++5Cl2↑+8H2O
②2FeCl3+2KI===2FeCl2+2KCl+I2
③2FeCl2+Cl2===2FeCl3
A.MnO2>Cl2>Fe3+>I2
B.Cl->Mn2+>I->Fe2+
C.MnO2>Cl2>I2>Fe3+
D.I->Fe2+>Cl->Mn2+
5.实验室制氯气时有如下操作步骤:
①连接好装置并检查其气密性
②缓缓加热,加快反应使气体均匀逸出
③在烧瓶中加入二氧化锰粉末
④向分液漏斗中加入浓盐酸,再缓缓滴入烧瓶中
⑤用向上排空气法收集氯气,尾气导入吸收试剂中
下列各步骤的顺序排列正确的是(
)
A.①②③④⑤
B.①④③②⑤
C.④③①②⑤
D.①③④②⑤
6.已知反应2KMnO4+16HCl(浓)===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,若有44.8LCl2(已换算为标准状况)生成,求:
(1)被氧化的HCl为____________g,转移电子数目为____________。
(2)用“双线桥”和“单线桥”标出上述反应的电子转移方向和数目。
参考答案:1-5
C
A
B
A
D
6.(1)146
2.408×1024(或4NA)
(2)
16
/
16