(共436张PPT)
人教版高中化学必修1全册优质课
教学课件
目 录
第一章
从实验学化学
第一节
化学实验安全
第二节
化学计量在实验中的应用
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
第二节 离子反应
第三节 氧化还原反应
第三章 金属及其化合物
第一节 金属与非金属的反应
第二节 几种重要的化合物
第三节 用途广泛的金属材料
第四章 非金属及其化合物
第一节 无机非金属材料的主角——硅
第二节 富集在海水中的元素——氯
第三节 硫及其氮的氧化物
第四节 氨 硫酸 硫酸
第一章 从实验学化学
第一节 化学实验基本方法
第1课时 化学实验安全
三维目标
知识与技能
1.了解实验安全的重要性
2.了解化学实验的安全常识(重点)
过程与方法
通过化学实验的安全常识的学习,掌
握常见化学实验突发事件的处理方法
(重点)
情感、态度
与价值观
树立安全意识,遵守实验室安全守
则,养成良好的实验习惯
思维激活
实验室制取H2后,在点燃前须先用小试管收集H2,验证H2的纯度,直到H2纯净后才能点燃。这是为什么?
自学导引
一、避免实验事故,进行实验应注意的问题
1.遵守实验室规则。当你走进化学实验室时,首先要认真阅读并牢记实验室的安全规则。
2.了解安全措施。了解危险化学药品在存放和使用时的注意事项,着火、烫伤和化学灼伤的处理,如何防止中毒,意外事故的紧急处理方法,以及灭火器材、煤气、电闸、报警电话等的位置和使用方法等。
3.掌握正确的操作方法。例如,掌握仪器和药品的使用、加热方法、气体收集方法等。
二、基本实验操作及应注意的问题
1.药品的取用
(1)药品取用原则
取用化学药品,要遵循确保药品洁净、保证安全的基本原则。为此要注意以下几点:
①严禁入口和用手直接接触。
②不要让瓶口对着面部,也不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是毒气)的气味。
③节药用药。要严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有用量说明,一般应按少量取用,即液体取1~2_mL,固体盖满试管底部即可。
④不许用不洁器具取用试剂。
⑤实验剩余药品既不能放回原瓶,也不能随意丢弃,更不能拿出实验室,要放入指定容器中。
(2)固体药品的取用
①取用固体药品一般用药匙或纸槽,镊子是用来夹取块状固体的。
②往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,一般先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管慢慢直立起来,让药品全部落入试管底部。
③块状药品或密度较大的金属颗粒放入玻璃容器时,应先把容器横放,把药品或金属颗粒放入容器口以后,再把容器慢慢竖立起来,使药品或金属颗粒滑到容器底部以免打破容器。
(3)液体药品的取用
①取用液体药品时,可用试管、移液管等器具,也可用倾注法。使用倾注法取用试剂时,应先拿下瓶塞,倒放在桌上,把试剂瓶口紧靠另一只手所持的试管口,让药品缓缓地注入试管内,注意不要让残留在瓶口的药液流下来腐蚀标签。一般往大口容器或漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流,倒完液体,应立即盖好原瓶塞。
②取用一定量的液体药品时,可用量筒,量液时,量筒必须放平,视线要跟量筒内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出体积数。
③用胶头滴管取液时,胶头滴管应在试管口稍上部悬空,不能插入欲加液试管内。
2.连接仪器应注意的安全问题
(1)把玻璃管插入带孔橡皮塞时,应先把玻璃管的一端用水润湿,然后稍稍用力转动使其插入,可用布包裹玻璃管,以防其折断刺破手掌。
(2)在容器口塞橡皮塞时,应把橡皮塞慢慢转动着塞进容器口,切不可把容器放在桌子上使劲塞进塞子,以免压破容器。
3.酒精灯的使用
(2)绝对禁止向燃着的酒精灯里加酒精,以免失火。
(3)绝对禁止用一个酒精灯点燃另一个酒精灯。
(4)用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,切不可用嘴去吹。
4.物质加热
(1)给固体加热可用试管、蒸发皿,给液体加热可用试管、烧瓶、烧杯、蒸发皿,有些仪器如烧杯、烧瓶等不可用酒精灯直接加热。
三、常用危险化学品的分类及标志
1.常用危险化学品的分类
第1类
爆炸品
第2类
压缩气体和液化气体
第3类
易燃液体
第4类
易燃固体、自燃物品和遇湿易燃物品
第5类
氧化剂和有机过氧化物
第6类
有毒品
第7类
放射性物品
第8类
腐蚀品
2.一些常用危险化学品的标志
名师解惑
一、实验安全及防护
1.防爆炸
(1)点燃可燃性气体前先要检验气体的纯度。
(2)在用H2或CO还原CuO时,应先通入H2或CO,在装置尾部收集气体并检验纯度,若尾部气体已纯,说明装置中的空气已排尽,这时才可对装置加热。
说明:可燃性气体主要有H2、CO、CH4等。
2.防暴沸
浓硫酸与水、浓硝酸、乙醇等液体混合时,应将浓硫酸沿器壁慢慢加入另一种液体中,并不断搅拌,否则易引起暴沸。
3.防失火
使用易挥发可燃物如乙醇、汽油等时,应防止蒸气逸散,添加易燃品一定要远离火源。
4.防倒吸
加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大的气体时易引起倒吸。有加热的实验结束时一般操作为先撤导管,后熄灭酒精灯;在有多个加热装置的复杂实验中要注意熄灭酒精灯的顺序,必要时要加防倒吸装置。
5.防污染
实验中产生对环境有污染的气体,必须进行处理。下图所示为常见的三种处理方法:
说明:对环境有污染的气体主要有CO、SO2、H2S、氮氧化物等。
二、常见意外事故的处理
1.酒精及其他易燃有机物小面积失火,应迅速用湿抹布扑盖;钠、磷等失火用细沙扑盖,重大火情拨打电话119。
2.玻璃割伤,应先除去伤口玻璃碎片,用医用双氧水擦洗,用纱布包扎,不要用手触摸伤口或用水洗涤伤口。
3.眼睛的化学灼伤,应立即用大量清水冲洗,边洗边眨眼睛。若为碱灼伤,则用2%的硼酸溶液淋洗;若为酸灼伤,则用3%的NaHCO3溶液淋洗。
4.浓酸溶液洒在实验台上,应先用碱液中和,然后用水洗净擦干;浓酸溶液沾在皮肤上,应立即用大量的水冲洗,并涂抹3%~5%的NaHCO3溶液。
5.浓碱洒在桌面上,应先用稀醋酸中和,然后用水冲洗擦干;浓碱沾在皮肤上,应先用较多的水冲洗,再涂上硼酸溶液。
6.汞洒落后,应立即撒上硫粉,并打开墙下部的排气扇。
典例导析
知识点1:实验安全与意外事故的处理方法
例1. 下列做法中存在安全隐患的是( )
A.氢气还原氧化铜的实验中,先加热氧化铜后通氢气
B.不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛
C.配制浓硫酸与酒精的混合液时,将所需浓硫酸沿烧杯壁缓慢倒入盛有一定体积的酒精的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌
D.用烧瓶加热液体时,投入几片碎瓷片
解析 氢气(或一氧化碳)等易燃、易爆性气体还原氧化铜实验中,应先通氢气(或一氧化碳)排净装置中的空气,防止发生爆炸,所以A存在安全隐患。
答案 A
跟踪练习1 下列实验操作中,主要不是从安全因素考虑的是( )
A.酒精灯在不使用时,必须盖上灯帽
B.给试管里的固体加热,应将管口略微向下倾斜,外壁干燥后再预热
C.给试管里的液体加热,试管口应向上倾斜,外壁干燥后再预热
D.用CO还原Fe2O3时,应先通一会儿CO,再加热Fe2O3
答案 A
知识点2:化学实验基本操作
例2.下列实验基本操作中正确的是( )
A.稀释浓硫酸时,将水沿器壁缓慢注入浓硫酸中
B.过滤时,漏斗里液体的液面要高于滤纸边缘
C.胶头滴管的管口直接伸入试管里滴加液体,以免外溅
D.实验室取用液体药品做实验时,如没有说明用量,一般取1~2
mL
解析 因为浓硫酸被稀释时会放出大量的热,且浓H2SO4的密度比水大,所以稀释浓硫酸时为防止液体飞溅,应将浓硫酸沿器壁缓缓加入水中,并不断地用玻璃棒搅拌,使放出的热量及时散发出去,所以A不正确;过滤时应使漏斗内液体的液面略低于滤纸边缘,否则过滤不完全,故B不正确;胶头滴管的正确使用方法是:滴液时滴管应与试管口垂直,不可伸入试管内,尖嘴部分应位于试管口上方1~2
cm处,故C不正确。只有D的操作正确。
答案 D
跟踪练习2 下列有关药品取用的操作中不正确的是( )
A.往试管里装固体粉末时,最好借助于纸槽
B.将锌粒放入试管时,应先将试管横放,把锌粒放入试管口后缓缓竖起试管
C.倾倒液体药品时,试剂瓶标签应朝外
D.取用块状药品时,可使用药匙或镊子
答案 C
例3.某些装有化学物质的试剂瓶上常贴有“危险警告”标签。装有浓H2SO4的瓶上应贴( )
解析 选项中的四种标志是常用危险化学品的标志。浓H2SO4是一种强腐蚀性液体,只有B项符合题意。
答案 B
跟踪练习3 下列试剂的保存方法中正确的是( )
A.浓硫酸难挥发,可以敞口放置
B.铜片放在细口瓶中
C.浓硝酸保存在无色广口瓶中
D.酒精可以密封在无色试剂瓶中
答案 D
感谢聆听
第2课时 混合物的分离和提纯(一)
三维目标
知识与技能
1.了解过滤和蒸发所使用的仪器及操作要领(重点)
2.掌握SO的检验(重点)
过程与方法
通过对过滤和蒸发等方法的学习,掌握一
定的分离、提纯操作技能
情感、态度
与价值观
在了解分离、提纯原则和掌握技能的基础
上,培养学生严谨的科学态度和实事求是、
一丝不苟的科学作风,养成良好的实验习
惯
思维激活
在一望无垠的海滩上,海水被拦截在一方方盐池里,太阳把盐水晒干了,海水里溶解的氯化钠结晶出来。从1
t海水里可以得到约30
kg食盐,这是粗盐。晒盐时日晒和风吹都有利于加速水分子的运动,从而有利于食盐晶体的析出。你知道粗盐中含有哪些杂质?这些杂质通过什么方法可以除去?
自学导引
一、过滤
1.适用范围
过滤适用于不溶性固体与液体的分离。
2.仪器
所用的仪器和用品有漏斗、玻璃棒、烧杯、铁架台(带铁圈)、滤纸。
3.注意事项
蒸发时液体体积不能超过蒸发皿容积的,在加热过程中,要用玻璃棒不断搅拌液体,以防局部过热以致液滴飞溅,当加热到出现大量晶体时,停止加热,利用余热蒸干。
三、粗盐的提纯
粗盐中含有泥沙、氯化钙、氯化镁、硫酸盐等杂质,可以通过溶解、过滤、蒸发进行提纯。以上操作都要用到玻璃棒,它们的作用依次是:
(1)加速溶解。
(2)引流。
(3)防止液体飞溅。
用上述方法提纯的食盐还有可溶性的杂质,要除去这些杂质,应加入试剂的顺序是:
①BaCl2、NaOH、Na2CO3,过滤之后加HCl。
②NaOH、BaCl2、Na2CO3,过滤之后加HCl。
③BaCl2、Na2CO3、NaOH,过滤之后加HCl。
即Na2CO3溶液必须在BaCl2溶液加入之后再加。
四、SO42-的检验
先往未知液中加入稀盐酸,再加入氯化钡溶液。BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl。
名师解惑
一、混合物的分离和提纯
1.概念
(1)物质的分离:将混合物中各物质通过物理方法或化学方法,把各成分彼此分开的过程。
(2)物质的提纯:把混合物中的杂质除去,以得到纯净物质的过程。
2.在分离提纯物质时,要除掉杂质。化学上所指的杂质都是有害和无价值的吗?
化学上指的杂质是相对于主要成分而言的,并非都是有害和无价值的。如自来水中含多种矿物质,它们的存在不但无害,而且还有利于人体健康。又如粗盐中的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等在工业上都有重要的应用。
二、过滤和蒸发比较
方法
过滤
蒸发
适用
范围
不溶性固体与液体的分离
分离溶于溶剂中的固体物质
主要
仪器
漏斗、烧杯、玻璃棒、铁架台(带铁圈)、滤纸
蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、三脚架(或铁架台)、泥三角
装置
举例
从BaSO4悬浊液中提取BaSO4固体;除粗盐中的不溶性杂质等
从食盐的水溶液中提取食盐晶体
注意
事项
①要做到“一贴”、“二低”、“三靠”;
②必要时要洗涤沉淀物(过滤器中);
③定量实验过滤要无损失
①溶质要不易分解、水解、被氧气氧化;
②蒸发过程要不断搅拌,有大量晶体析出时停止加热,利用余热蒸干
三、检验SO42-要注意的问题及正确操作步骤
1.检验SO42-要排除Ag+、CO32-、SO32-等的干扰。
2.正确的操作步骤是:
(1)向未知液中加入足量HCl(除去Ag+、CO32-等);
(2)若出现白色沉淀,则应过滤,保留滤液,弃除沉淀;
(3)向滤液中或未出现沉淀的溶液中加入BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀,若产生白色沉淀,则可证明未知液中含有SO42-。
典例导析
知识点1:混合物的分离和提纯
例1.下列物质的分离和提纯方法属于化学分离提纯法的是( )
A.分离沙子和食盐水溶液
B.分离溶于水中的氯化钠
C.从氯化钠和硝酸钾的混合物中提纯硝酸钾
D.将O2和CO2混合气体通入NaOH溶液中除去CO2气体
解析 物理分离提纯法有过滤、结晶、蒸发、蒸馏、萃取、分液等;化学分离提纯法有沉淀、置换、加热、分解、洗气等。根据选项A可用过滤,B可用蒸发,C可用结晶法,D只能是洗气法。
答案 D
跟踪练习1 下列各组固体混合物中,适宜用溶解、过滤、蒸发的操作顺序进行分离的是( )
A.NaCl和NaNO3 B.CaCO3和MnO2
C.NaOH和NaNO3
D.CaCO3和Na2CO3
答案 D
知识点2:过滤操作和注意事项
例2.某同学做粗盐提纯实验时,发现过滤两次后,滤液仍然浑浊,造成这一结果的可能原因有哪些?
解析 在进行过滤时,应注意“一贴”、“二低”、“三靠”。“一贴”是指滤纸紧贴漏斗内壁。“二低”是指滤纸边缘要低于漏斗边缘;过滤器中的液体要低于滤纸边缘,若滤液过多,可分几次把液体慢慢转移到过滤器中。“三靠”是指烧杯嘴要紧靠玻璃棒使液体沿玻璃棒流入漏斗;玻璃棒下端要靠在三层滤纸那边;漏斗管末端要紧靠烧杯内壁。如果滤液不澄清,有可能是实验操作不符合要求。
答案 可能的原因有:仪器不干净,滤纸破损,滤液高于滤纸的边缘等。
跟踪练习2 下列混合物能用过滤方法分离的是( )
A.汽油和水
B.食盐和蔗糖
C.泥沙和食盐
D.BaSO4固体和AgCl固体
答案 C
知识点3:蒸发操作和注意事项
例3.在“粗盐提纯”的实验中,蒸发时正确的操作是( )
A.把浑浊的液体倒入蒸发皿内加热
B.开始析出晶体后才用玻璃棒搅拌
C.待水分完全蒸干后停止加热
D.蒸发皿中出现大量固体时即停止加热
解析 根据化学实验基本操作,蒸发是用加热的方法使溶剂不断挥发的过程。蒸发可用于浓缩溶液或从溶液中分离出固体溶质。A项说明没有过滤即蒸发,不能除去泥沙。加热过程中应该用玻璃棒不断搅拌,防止由于局部过热,造成液滴飞溅,所以B项不对。当蒸发皿中出现较多固体时即停止加热,利用余热将剩余液体蒸干,所以D项正确。
答案 D
跟踪练习3 从食盐水中提取食盐晶体,应采取的操作是( )
A.过滤
B.蒸发结晶
C.重结晶
D.升华
答案 B
知识点4:物质的检验
例4.某混合物中可能含有可溶性硫酸盐、碳酸盐,为了检验其中是否含有硫酸盐,某同学取少量混合物溶于水后,向其中加入BaCl2溶液,发现有白色沉淀生成,由此而得出该混合物中含有硫酸盐的结论。你认为这一结论准确吗?为什么?
解析 若盐溶液中含有碳酸盐,加入BaCl2溶液,也能生成白色沉淀,所以这个结论不准确。在做离子检验的实验时,一定要注意排除干扰离子。检验SO42-的正确方法是:先用盐酸酸化,这样可排除CO32-、SO32-和Ag+等的干扰,再加入BaCl2溶液,若有沉淀生成,则证明一定有SO32-存在。
答案 结论不准确,因为CO32-遇BaCl2也能生成白色沉淀。正确的操作应是:先加入足量盐酸酸化,再向滤液中或未出现沉淀的溶液中加入BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则说明有硫酸盐。
跟踪练习4 向某工厂排放出的澄清废液中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入足量的硝酸,沉淀部分溶解并产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,则下列说法中正确的是( )
A.废液中一定含有Ag+
B.废液中一定含有CO32-
C.废液中一定含有SO42-
D.废液中一定含有H2SO4
答案 B
感谢聆听
第3课时 混合物的分离和提纯(二)
三维目标
思维激活
我们已知知道,从海水中提取食盐可通过蒸发的方法获得,若给你一杯海水,你怎样通过实验的方法将它变成一杯较纯净的可直接饮用的淡水呢?
知识与技能
1.了解蒸馏的实验原理和操作要领(重点)
2.了解萃取的实验原理和操作要领(重点)
过程与方法
通过蒸馏和萃取等方法的学习,掌握一定的混
合物分离、提纯操作技能
情感、态度
与价值观
通过蒸馏和萃取两种分离方法和操作技能的学
习,培养学生严谨的科学态度和实事求是、一
丝不苟的科学作风,养成良好的实验习惯
自学导引
一、蒸馏
1.蒸馏的原理
蒸馏是利用液态混合物中各组分的沸点不同,通过加热到一定温度使沸点低的物质先汽化,再冷凝下来与沸点高的物质分离开来。
2.主要仪器
铁架台(附铁圈、铁夹)、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶。
二、萃取和分液
1.萃取和分液的原理
萃取是利用溶质在两种互不相溶的溶剂里溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来。
萃取之后一般应进行分液操作。分液是把两种互不相溶的液体分离开的操作。
2.萃取和分液的主要仪器
铁架台(带铁圈)、分液漏斗、烧杯。
3.萃取和分液的注意事项
萃取和分液时要注意:(1)两种溶剂必须不互溶,且要有一定的密度差别,溶质在萃取剂中的溶解度一定要大;(2)倒转分液漏斗振荡时,要适时旋开活塞放气;(3)分液时要把分液漏斗上端的玻璃塞打开或使塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔;(4)萃取后的下层溶液从分液漏斗下口缓缓放出,而上层溶液则从上口倒出。
名师解惑
一、蒸馏、萃取、分液的比较
方法
适用范围
装置图
应用实例
注意事项
蒸馏
分离沸点相差较大的液体混合物
制取蒸馏水
①蒸馏烧瓶中要放少量碎瓷片,防止暴沸
②温度计水银球的位置应在蒸馏烧瓶支管口处
③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的,也不能少于
④冷凝管中冷却水下进上出
萃取
将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中
用有机溶剂(如四氯化碳)从碘水中萃取碘
①萃取剂和溶剂互不相溶,与溶剂、溶质均不反应;溶质在萃取剂中的溶解度较大;萃取剂和原溶剂密度相差较大
②酒精易溶于水,不能作萃取剂
分液
两种互不相溶的液体的分离
水、苯的分离
上层液体从上口倒出,下层液体从下口放出
二、在分液漏斗中用一种有机溶剂提取水溶液里的某物质时,静置分层后,如果不知道哪一层液体是“水层”,可以如何判断?
取一支小试管,打开分液漏斗的活塞,慢慢放出少量下层液体,往其中加入少量H2O,如果加水后,试管中液体不分层,说明分液漏斗中下层是水层,反之上层是水层。
三、混合物分离的其他常用方法
方法
适用范围
主要仪器
举例
注意事项
结晶、重结晶
混合物中各组分在
溶剂中的溶解度随
温度变化不同
烧杯及过滤仪
器
硝酸钾的溶解度随温
度变化大,氯化钠的
溶解度随温度变化
小,可用该法从氯化
钠和硝酸钾的混合物
中提纯硝酸钾
①一般先配较高温
度的饱和溶液,然
后降温结晶
②结晶后过滤分离
出晶体
升华
混合物中某一成分
在一定温度下可直
接变为气体,再冷
却成固体
酒精灯、大烧
杯、圆底烧瓶、
铁架台(带铁圈)
、石棉网
粗碘中碘与钾、钠、
钙、镁的碘化物混
杂,可利用碘易升华
的特性,将碘与杂质
分离
略
典例导析
知识点1:蒸馏的原理和操作
例1.过氧化氢(H2O2)的沸点比水高,但受热容易分解。某试剂厂先制得7%~8%的过氧化氢溶液,再浓缩成30%的溶液时,可采用的适宜方法是( )
A.常压蒸馏
B.减压蒸馏
C.加生石灰后常压蒸馏
D.加压蒸馏
解析 因为过氧化氢沸点高且易分解,所以为防止过氧化氢分解,应该降低蒸馏温度,故可采用减压蒸馏。
答案 B
跟踪练习1 在制取蒸馏水的实验中,下列叙述中不正确的是( )
B.将温度计水银球插入自来水中
C.冷凝水从冷凝管下口进,上口出
D.温度计的水银球的位置应放于蒸馏烧瓶支管口处
答案 B
知识点2:萃取原理及萃取、分液操作
A.蒸馏法 B.水洗分液法
C.升华法
D.有机溶剂萃取法
解析 蒸馏是分离液体混合物,A项错误。液态混合物不具备升华性质,C项错误。D项不是最佳方法。B项利用HCl极易溶于水得盐酸,而有机物一般难溶于水,采用水洗分液法是最简便、易行的方法。
答案 B
跟踪练习2 下列萃取与分液结合进行的操作(用CCl4作萃取剂,从碘水中萃取碘)中错误的是( )
A.饱和碘水和CCl4加入分液漏斗中后,塞上上口玻璃塞,用一手压住分液漏斗上口部,一手握住活塞部分,把分液漏斗倒转过来振荡
B.静置,待分液漏斗中液体分层后,先使分液漏斗内外空气相通(准备放出液体)
C.打开分液漏斗的活塞,使下层液体全部沿盛接液体的烧杯内壁慢慢流出
D.最后继续打开活塞,用另一容器盛接并保存上层液体
答案 D
感谢聆听
第二节 化学计量在实验中的应用
第1课时 物质的量的单位——摩尔
三维目标
知识与技能
1.了解物质的量及其单位,了解物质的量与微观粒子数之间的关系(重、难点)
2.了解阿伏加德罗常数的含义
过程与方法
在了解物质的量含义的基础上,能够进行质量、物质的量、摩尔质量等物理量之间的换算(重、难点)
情感、态度
与价值观
知道实验、假设、模型、比较、分类等科学方法在化学研究中的作用和意义
思维激活
水是我们非常熟悉的物质,它是由水分子构成的。一滴水(约二十分之一毫升)大约含有1.7万亿个水分子。如果一个一个地去数,即使分秒不停,一个人一生也无法完成这项工作。所以我们一天要喝掉多少水分子,几乎无法去计算。因此,对于微观粒子的数目,我们不能用“个”去衡量。就像我们到集市去买小米,不是买多少个小米,而是买多少斤的小米,我们需要一个能衡量粒子数目多少的物理量来表示粒子的数目,你知道这个物理量是什么吗?
自学导引
一、物质的量
1.概念:表示含有一定数目粒子的集合体,符号为 n 。
2.描述对象:原子、分子、离子、原子团、电子、质子、中子等微观粒子。
3.单位:mol。
二、摩尔
1.标准:含有约6.02×1023个任何粒子的集体计量为1摩尔。
2.符号:mol。
三、阿伏加德罗常数
国际上规定,1
mol粒子集体所含的粒子数与0.012
kg
12C中所含的碳原子数相同,约为6.02×1023,把6.02×1023
mol-1叫做阿伏加德罗常数,并作为一个物理量,符号为NA。
四、物质的量、阿伏加德罗常数与粒子数(N)的关系
五、摩尔质量
1.概念:单位物质的量的物质所具有的质量。
2.符号及单位:符号为__M__,常用的单位为g·mol-1。
3.摩尔质量的特点
当物质的摩尔质量以
g·mol-1为单位时,在数值上等于该粒子的相对原子质量或相对分子质量。
如:Mg的摩尔质量为24
g·mol-1
NaCl的摩尔质量为58.5
g·mol-1
H2SO4的摩尔质量为98
g·mol-1
CO32-的摩尔质量为60
g·mol-1
六、物质的量(n)、质量(m)和摩尔质量(M)的关系
名师解惑
一、对物质的量的理解
1.物质的量是一个专用名词,与时间、长度等物理量一样,在使用时不能进行任何增减。质量和摩尔质量的单位不同:质量常用的单位是g,而摩尔质量常用的单位是g·mol-1。
2.物质的量只适用于表示微观粒子,如电子、质子、离子、分子等,不能表示宏观的概念。例如可以说1
mol
O2,不能说1
mol乒乓球。1
mol粒子集体所含的粒子数与12
g碳-12所含的碳原子数相等。
3.物质的量不能用摩尔代替,因为前者是物理量,后者是物理量的单位。
4.在使用物质的量时,要指明粒子的种类。例如不能说1
mol
氢,因为分不清是氢原子还是氢分子。
5.对于任何物质来说,只要物质的量相同,所含的粒子数目就必然相同。
二、对阿伏加德罗常数的理解
阿伏加德罗常数用0.012
kg
12C中所含原子个数来定义,但阿伏加德罗常数不是一个纯数,它是有单位的,其单位为mol-1,即阿伏加德罗常数为6.02×1023
mol-1。阿伏加德罗常数是将宏观可以称量的物质与微观不能计数的粒子联系起来的桥梁。
三、对摩尔质量的理解
1.正确理解摩尔质量
摩尔质量是指单位物质的量的物质所具有的质量。符号:M;单位:g·mol-1或kg·mol-1等,常用的单位为g·mol-1。
(1) 原子、简单离子的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对原子质量。如M(Na)=23
g·mol-1,M(Na+)=23
g·mol-1。
(2) 多原子组成的单质或化合物的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其相对分子质量。如M(N2)=28
g·mol-1,M(H2SO4)=98
g·mol-1。
(3)原子团的摩尔质量以g·mol-1为单位时,在数值上等于其式量。如M(NH)=18
g·mol-1,M(MnO)=119
g·mol-1。
说明:对于给定的某一物质来说,摩尔质量是一个常量,不随物质的质量多少、物质的量多少而变,也不随物质的聚集状态改变而改变。
2.物质的量、阿伏加德罗常数、质量和粒子数目之间的关系
在n、N和NA中,已知任意两项可求第三项。
在M、n和m中,已知任意两项可求第三项。
①在m、M、NA和N中,已知任意三项可求第四项。
②以n恒等列代数方程式可解决较复杂的问题。
3.物质的质量、摩尔质量、相对分子质量(或相对原子质量)的区别与联系
物质的相对
分子(原子)质量
物质的质量
摩尔质量
区
别
数值
特征
以一个碳-12原子质量的作为
标准,其他分子(或原子)的质
量与它相比较所得的数值,固
定不变
质量的数值
可能是任意
的
对于给定的物质,其
摩尔质量数值是固定
不变的
单位
1
g或kg
g·mol-1
联系
单位物质的量的物质所具有的质量叫摩尔质量,以g·mol-1为单位
时,它在数值上等于该物质的相对分子质量或相对原子质量
典例导析
知识点1:物质的量及其单位
例1.下列说法中正确的是( )
A.一个氧原子的质量就是氧的相对原子质量
B.一个碳原子的质量大约是1.66×10-24
g
C.He的摩尔质量就是它的相对原子质量
D.物质的量是表示物质所含有一定数目粒子的集体的物理量
解析 一个氧原子的质量与氧的相对原子质量,两者意义不同,在数值上相差NA倍,故A不正确;根据阿伏加德罗常数的定义,NA个碳原子的质量是12
g,则一个碳原子的质量大约是1.993×10-23
g,故B不正确;粒子的摩尔质量以g·mol-1为单位时在数值上等于它的相对原子质量,但两者意义不同,单位不同,故C不正确。
答案 D
跟踪练习1 下列有关摩尔的叙述中正确的是( )
A.摩尔是一个基本物理量
B.摩尔是物质的量的单位
C.摩尔是物质质量的单位
D.摩尔是粒子的数量单位
答案 B
知识点2:阿伏加德罗常数
例2.阿伏加德罗常数的数值为6.02×1023
mol-1,下列说法中正确的是( )
A.1
mol氧含有6.02×1023个粒子
B.1
mol
CO2中所含原子总数是6.02×1023
C.1
mol
NH3中所含分子总数是6.02×1023
D.1
mol
N2含有6.02×1023个粒子
解析 A中说1
mol
氧,既没用化学式,也没有指明粒子种类,故A不对;每个CO2
分子含有3个原子,故1
mol
CO2中所含原子总数是3×6.02×1023,B不对;C正确;D虽然给出的是N2,但所含的粒子是分子还是原子没有指明,所以D不对。
答案 C
跟踪练习2 设NA表示阿伏加德罗常数的数值,下列说法中错误的是( )
A.32
g
O2所含的分子数目为NA
B.1
mol
H2O含有的H2O分子数目为NA
C.1
mol
H2O含有的氢原子数目为NA
D.0.5NA个O2分子的物质的量是0.5
mol
答案 C
知识点3:摩尔质量及其单位
例3.下列说法中正确的是( )
A.1
mol
O的质量是16
g·mol-1
B.Na+的摩尔质量是22
g·mol-1
C.CO2的摩尔质量是44
g·mol-1
D.氢的摩尔质量是2
g·mol-1
解析 A项,1
mol
O的质量所使用的物理量是质量,质量的常用单位之一是g,而不是g·mol-1。B项,在粒子的结构上Na+比Na少了1个电子,但由于与原子核的质量相比电子的质量是忽略不计的,所以Na+与Na的相对质量相同,摩尔质量也相同。同理,Cl-与Cl、SO42-与SO4、OH-与OH等,摩尔质量也分别相同。D项,“氢”所表达的粒子对象不够明确,因此“2
g·mol-1”与“氢的摩尔质量”是不相称的,应改述为“H2的摩尔质量是2
g·mol-1”或“H的摩尔质量是1
g·mol-1”等。
答案 C
跟踪练习3 下列说法中正确的是( )
A.1
mol
H2SO4的质量为98
g·mol-1
B.SO3的摩尔质量为80
g·mol-1
C.1
mol
O就是1
mol氧气
D.SO2的摩尔质量与SO2的相对分子质量相等
答案 B
知识点4:以物质的量为中心的综合计算
例4.已知1
g
H2O中所含氢原子数为m,则阿伏加德罗常数NA可表示为____________。
答案 9m
mol-1
跟踪练习4 若50滴水正好为m
mL,则1滴水所含的分子数为( )
答案 B
感谢聆听
第2课时 气体摩尔体积
三维目标
知识与技能
1.了解气体摩尔体积的概念,掌握有关气
体摩尔体积的计算(重点)
2.了解阿伏加德罗定律及其推论(重点)
过程与方法
通过有关计算,理解气体的分子数与物质
的量的关系
情感、态度
与价值观
经过分析推出气体摩尔体积,感受获取新
知识的乐趣
思维激活
1805年,盖·吕萨克在用定量方法研究气体反应体积间的关系时,发现了气体定律:当压强不变时,反应前的气体跟反应后生成的气体体积间互成简单的整数比。
1811年,意大利物理学家阿伏加德罗在化学中引入了分子概念,提出阿伏加德罗定律,不仅圆满地解释了盖·吕萨克的实验结果,还确定了气体分子中含有的原子数目,开辟了一条确定相对分子质量和相对原子质量的新途径。
你想知道阿伏加德罗定律的内容吗?
自学导引
一、物质体积的影响因素
物质体积的大小取决于构成这种物质的粒子数目、粒子大小和粒子之间的距离。
1.固态或液态物质
固态或液态物质,粒子之间的距离是非常小的,故1
mol固态或液态物质的体积主要取决于粒子的大小,不同的固态或液态物质,粒子的大小是不相同的,因此,1
mol不同的固态或液态物质的体积是不相同的。
2.气态物质
对于气体来说,粒子之间的距离远大于粒子本身的直径,所以1
mol气体的体积主要取决于气体粒子之间的距离。而在同温同压下,任何气体粒子之间的距离可以看成是相等的,1
mol任何气体都具有相同的体积。
二、气体摩尔体积
1.概念:单位物质的量的气体所占的体积。
2.符号及单位:符号为Vm,常用单位有L/mol(或L·mol-1)和m3/mol(或m3·mol-1)。
3.气体摩尔体积的数值
气体摩尔体积的数值决定于气体所处的温度和压强。例如标准状况下,气体摩尔体积约为22.4_L·mol-1(较常用);25
℃和101
kPa的条件下,气体摩尔体积约为24.8
L·mol-1。
名师解惑
一、标准状况下的气体摩尔体积及有关计算
1.标准状况下的气体摩尔体积
(1)标准状况是指0
℃、1.01×105
Pa的状况。例如:1
mol
H2O在标准状况下的体积是22.4
L是错误的。
(2)气体摩尔体积Vm的常用单位是L·mol-1。
(3)适用于标准状况下任何气体,包括混合气体。
(4)并不一定只有在标准状况下1
mol气体的体积才是22.4
L,在非标准状况下,1
mol气体也有可能是22.4
L。
2.标准状况下气体体积的计算
(1)体积(V)与物质的量的关系
二、阿伏加德罗定律及其推论
1.阿伏加德罗定律的内容
当温度、压强一定时,气体粒子之间的距离是相等的,所以,在相同温度和压强下,相同体积的任何气体都含有相同数目的粒子。
2.使用阿伏加德罗定律的注意事项
(1)阿伏加德罗定律适用的对象是气体,不适用于固体和液体。
(2)本定律又称为“四同定律”。即同温、同压、同体积和同粒子数,只要有三个
“同”成立,第四个“同”必定成立。
3.阿伏加德罗定律的推论
典例导析
知识点1:气体摩尔体积的概念及有关计算
例1.下列说法中正确的是( )
A.在273
K、1.01×105
Pa的条件下,某气体的体积为2.24×10-2
m3,该气体的物质的量约为1
mol
B.1
mol某气体的体积为22.4
L,该气体所处的状况必定为标准状况
C.1
mol某气体的体积为22.4
L,该气体的压强一定为101
kPa
D.固态CO2又叫干冰,含CO2
1
mol的干冰在标准状况下的体积必定小于22.4
L
解析 A选项,273
K、1.01×105
Pa条件为标准状况,2.24×10-2
m3即为22.4
L。
B选项,温度、压强的升高或降低,对气体体积的影响效果是相反的。1
mol气体的体积为22.4
L,该气体所处的状况不一定是标准状况。
C选项,一定物质的量的气体的体积不仅与压强有关,还与温度有关,所以1
mol气体的体积为22.4
L时,压强不一定为101
kPa
D选项,干冰在标准状况下不是固体,而是气体,1
mol
CO2气体在标准状况下的体积约等于22.4
L。
答案 A
跟踪练习1 下列有关气体摩尔体积的描述中正确的是( )
A.单位质量的气体所占的体积就是气体摩尔体积
B.通常状况下的气体摩尔体积约为22.4
L
C.标准状况下的气体摩尔体积约为22.4
L·mol-1
D.相同物质的量的气体体积一定相同
答案 C
知识点2:阿伏加德罗定律及推论
例2.在一定温度和压强下,2体积X2气体与3体积Y2气体恰好完全反应,生成2体积气体化合物Z,则Z的化学式可能是( )
A.XY3
B.XY
C.X3Y
D.X2Y3
解析 同温同压下,气体的体积之比等于气体的物质的量之比,在化学反应中,参加反应的各物质的物质的量之比又等于各物质的化学计量数之比。由题意可得,化学方程式:2X2+3Y2===2Z,由质量守恒定律可得,Z的化学式为X2Y3或Y3X2。
答案 D
跟踪练习2 标准状况下,m
g
A气体与n
g
B气体的分子数相同,下列说法中不正确的是( )
A.相同质量的A气体与B气体的分子个数之比为m∶n
B.A气体与B气体的摩尔质量之比为m∶n
C.同温同压下,A气体与B气体的密度之比为m∶n
D.相同状况下,同体积A气体与B气体的质量之比为m∶n
答案 A
知识点3:以物质的量为中心的综合计算
例3.标准状况下,某种O2和N2的混合气体m
g含有b个分子,则n
g该混合气体在相同状况下所占的体积(L)应是( )
答案 A
跟踪练习3 1.4
g某气体在标准状况下的体积为1.12
L,则其相对分子质量为( )
A.14
B.21
C.28
D.35
答案 C
感谢聆听
第3课时 物质的量在化学实验中的应用
三维目标
思维激活
有很多化学反应是在溶液里进行的,在工业生产和科学研究中要定量研究在溶液中发生的化学反应,通常是量取溶液的体积,这样可以知道溶质的物质的量吗?
知识与技能
1.理解物质的量浓度的概念,掌握有关物质的量浓度的计算(重、难点)
2.初步学会配制一定物质的量浓度的溶液(重点)
过程与方法
通过实验活动,初步学会一定物质的量浓度溶液的配制方
法,培养观察和动手实验能力
情感、态度
与价值观
通过实验活动,培养严谨的实验态度和精确的实验操作技巧
自学导引
一、物质的量浓度
1.概念:单位体积溶液里所含溶质B的物质的量。
2.符号及单位:符号为cB,常用的单位为mol/L(或mol·L-1)。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.主要仪器:托盘天平、容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管等。
2.配制步骤
根据下列实验步骤配制100
mL
0.100
mol·L-1
NaOH溶液。
(1)计算:配制100
mL
0.100
mol·L-1
NaOH溶液所需碳酸钠固体的质量为0.4
g。
(2)称量:用托盘天平准确称取氢氧化钠固体(0.4
g)。
(3)溶解:将氢氧化钠固体放入100
mL烧杯中,用适量的蒸馏水溶解,冷却至室温。
(4)移液:将烧杯中的溶液用玻璃棒小心地引流到100
mL容量瓶中(注意:不要让溶液洒到容量瓶外),用蒸馏水洗涤烧杯内壁2~3次,并将每次洗涤的溶液都转移到容量瓶。
(5)定容:缓缓地将蒸馏水注入容量瓶中,直到容量瓶中的液面接近容量瓶瓶颈刻度线1~2
cm处。改用胶头滴管滴加蒸馏水到液面正好与刻度线相切,再将容量瓶塞盖好,反复上下颠倒,摇匀。
名师解惑
一、物质的量浓度及其计算
1.溶液中各量间的关系
2.物质的量浓度和溶质的质量分数的区别与联系
3.溶液的混合和稀释
(1)混合前后,溶质的质量和总物质的量不变,即c总V总=c1V1+c2V2(c1V1和c2V2分别是混合前溶液的物质的量浓度和体积,c总V总是混合后溶液的物质的量浓度和体积)。
(2)稀释前后,溶质的质量和总物质的量不变,即c(浓溶液)·V(浓溶液)=c(稀溶液)·V(稀溶液)。
二、一定物质的量浓度溶液的配制
1.配制一定物质的量浓度的溶液应该注意的问题
(1)选用与欲配溶液的体积相同的容量瓶。
(2)使用前,必须检查是否漏水。方法:加水至刻度线附近,盖好瓶塞,瓶外水珠用布擦拭干净,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把瓶倒立2
min,观察瓶塞周围是否有水渗出。如果不漏,将瓶直立,把瓶塞转动180°后,倒过来再试一次。
(3)不能在容量瓶内直接溶解溶质。
(4)容量瓶不能长时间存放溶液。
2.配制一定物质的量浓度的溶液的误差分析
(1)称量时所引起的误差
使所配溶液的物质的量浓度偏高的主要原因:
①天平的砝码沾有其他物质或已锈蚀;②用量筒量取所需体积的液体时,仰视读数,使所量取液体的体积偏大等。
使所配溶液的物质的量浓度偏低的主要原因:
①试剂、砝码的左右位置颠倒并使用了游码;②在敞口容器中称量易吸收空气中其他成分或易于挥发的物质时,动作过慢;③用量筒量取液体时,俯视读数,使所量取液体的体积偏小等。
(2)用于溶解固体或稀释液体的烧杯和玻璃棒未用蒸馏水洗涤,使溶质的物质的量减小,致使溶液的浓度偏低。
(3)转移或搅拌溶液时有部分液体溅出,致使溶液的浓度偏低。
(4)容量瓶内溶液的温度高于20
℃,造成所配制溶液的体积(20
℃时)小于容量瓶上所标注的体积,致使溶液的浓度偏高。
(5)在定容时,仰视读数会使溶液的体积增大,致使溶液的浓度偏低;俯视读数会使溶液的体积减小,致使溶液的浓度偏高。
典例导析
知识点1:物质的量浓度的计算
例1.将24.4
g
NaOH固体溶于水配成100
mL溶液,其密度为1.219
g·cm-3,则该溶液中NaOH的物质的量浓度为____________,NaOH的质量分数为____________。
答案 6.1
mol·L-1;20%
跟踪练习1 0.5
mol·L-1的NaCl溶液中混有Na2CO3,向该溶液中加入适量的BaCl2固体粉末后再过滤,以除去溶液中的Na2CO3。此时滤液中NaCl的物质的量浓度为( ) A.小于0.5
mol·L-1
B.等于0.5
mol·L-1
C.大于0.5
mol·L-1
D.无法确定
答案 C
知识点2:一定物质的量浓度溶液的配制
例2.
(1)用质量分数为98%、密度为1.84
g·cm-3的浓硫酸配制100
mL
1.84
mol·L-1
稀硫酸,若实验仪器有:A.100
mL量筒 B.托盘天平 C.玻璃棒 D.50
mL容量瓶 E.10
mL量筒 F.胶头滴管 G.50
mL烧杯 H.100
mL容量瓶,实验时应选用仪器的先后顺序是________(填编号)。
(2)在容量瓶的使用方法中,下列操作不正确的是________(填编号)。
A.使用容量瓶前先检查它是否漏水
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,再用待配溶液润洗
C.配制溶液时,如果试样是固体,把称好的试样用纸条小心倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水到接近刻度线2~3
cm处,用滴管加蒸馏水至刻度线
D.配制溶液时,如果试样是液体,用量筒量取试样后,直接倒入容量瓶中,缓慢加入蒸馏水至刻度线
E.盖好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转和摇动多次
F.往容量瓶中转移溶液时应用玻璃棒引流
解析 本题是一道计算与实验的综合题,涉及溶液稀释、质量分数与物质的量浓度之间的换算以及一定物质的量浓度溶液的配制等问题。
解析 本题是一道计算与实验的综合题,涉及溶液稀释、质量分数与物质的量浓度之间的换算以及一定物质的量浓度溶液的配制等问题。
则需用浓H2SO4的体积为10
mL,所以选10
mL量筒。若用100
mL量筒,则会使量取的溶液体积误差变大。
问题(2)主要涉及的是容量瓶的使用方法,容量瓶只能用来定容(定容时标示的温度为20
℃),不能用来稀释或溶解物质,也不能长期存放溶液,因为稀释或溶解的过程中将有热效应,影响溶液体积的测定;使用容量瓶之前只能用蒸馏水洗涤,不能用待配溶液润洗容量瓶,若用待配溶液润洗会使溶质附着在容量瓶内壁,引起所配制溶液浓度偏高。
答案 (1)EFGCHF
(2)BCD
跟踪练习2 用18
mol·L-1的浓硫酸配制1
mol·L-1
的H2SO4溶液100
mL,其操作步骤是:计算、量取、稀释、转移、洗涤、定容、摇匀并转入指定容器中。下列有关叙述中正确的是( )
A.先计算出所需浓硫酸的质量,然后用天平准确称量
B.先计算出所需浓硫酸的体积,然后用100
mL量筒准确量取
C.先计算出所需浓硫酸的体积,然后用10
mL量筒准确量取
D.稀释时应当慢慢将浓硫酸倒入盛有水的烧杯中,然后立即将稀硫酸溶液转入100
mL容量瓶中
答案 C
本
章
小
结
知识整合
一、混合物的分离和提纯
二、离子的检验
三、物质的量
高考体验
1.(广东理科基础,32)用石灰水、小苏打、淀粉和食醋等不能完成的实验是( )
A.碘盐中碘的检验
B.暖瓶中水垢的除去
C.食盐和纯碱的鉴别
D.鸡蛋壳主要成分的检验
解析 水垢中含有CaCO3、Mg(OH)2等物质,可以用醋酸除去;食盐和纯碱可以用石灰水鉴别;蛋壳中含有CaCO3,可以用醋酸检验。
答案 A
2.(海南,3)在两个密闭容器中,分别充有质量相同的甲、乙两种气体,若两容器的温度和压强均相同,且甲的密度大于乙的密度,则下列说法中正确的是( )
A.甲的分子数比乙的分子数多
B.甲的物质的量比乙的物质的量少
C.甲的摩尔体积比乙的摩尔体积小
D.甲的相对分子质量比乙的相对分子质量小
解析 两种气体在同温同压下,气体摩尔体积相同,密度之比等于相对分子质量之比,故甲的相对分子质量大于乙的,在质量相同的情况下,说明甲的分子数及物质的量比乙少。
答案 B
3.(广东,3)下列叙述正确的是( )
A.48
g
O3气体含有6.02×1023个O3分子
B.常温常压下,4.6
g
NO2气体含有1.81×1023个NO2分子
C.0.5
mol·L-1
CuCl2溶液中含有3.01×1023个Cu2+
D.标准状况下,33.6
L
H2O含有9.03×1023个H2O分子
解析 本题考查物质的量及阿伏加德罗常数之间的关系。A项中48
g
O3气体,其物质的量为1
mol,含有6.02×1023个O3分子,故A正确。B项中4.6
g
NO2气体,其物质的量为0.1
mol,含有6.02×1022个NO2分子,故B项错误。C项中不知道CuCl2溶液的体积,Cu2+的物质的量和个数无法确定,故C错误。D项中水在标准状况下不是气体,33.6
L
H2O的物质的量也不是1.5
mol,故D错误。
答案 A
4.(上海,18)设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理,可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(如图)。若关闭K,不能使反应停止,可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是( )
A.用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气
B.用锌粒与稀硫酸制氢气
C.用硫化亚铁(块状)与盐酸制硫化氢
D.用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳
解析 因MnO2为粉末状固体,易散落到烧杯中,使反应失去控制,不能停止,A项错误;用锌粒与稀硫酸反应制取H2,若装置从烧杯中取出会导致H2逸散在空气中,但不会造成污染,B项正确;若装置从烧杯中取出会导致H2S气体逸散在空气中而造成污染,C项错误;制取CO2气体不能用稀硫酸,D项错误。
答案 B
第二章 化学物质及其变化
第一节 物质的分类
第1课时 简单分类法及其应用
三维目标
知识与技能
了解常见物质及其变化的分类方法(重点)
过程与方法
引导学生对具体的化学物质和化学反应从不同角度进行分类
情感、态度与价值观
认同分类法对于化学科学研究和化学学习的重要作用
思维激活
相传战国时期有个名叫公孙龙的人,他想牵着马过关,但按当时国家的规定,马是不允许带出关去的,于是守关的人跟他说:“先生,马是不允许出关的,请把马留下。”公孙龙说:“我牵的是白马,不是马,规定上只是说马不能过关,并没有说白马不准过关啊!”经过一番舌战,公孙龙牵着白马出关了。你认为公孙龙的话有道理吗?
“白马非马”论,我们对它的评价经常是狡辩,其实从分类的角度看,也有它合理的一面。马是对这种动物的总称,可从多个角度进行分类,如颜色、年龄、雄雌、品种等。根据颜色马可分为白马、黑马、枣红马、棕色马等,故马与白马不是同一概念,白马只是马的一种。那么,对于不同的物质是如何分类的?这就是我们这节学习的内容。
自学导引
把大量的事物按照事先设定的标准进行分类,是人们最熟悉也是最方便的一种科学方法。这种方法在社会生活、经营管理和科学技术中得到了广泛的应用。
例如,初中化学把元素分为金属元素、非金属元素,把化学反应分为化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应。
1.交叉分类法
人们认识事物时需要采用多种分类方法,来弥补单一分类方法的不足。例如,对碳酸钠的分类,根据不同的标准分为钠盐、碳酸盐。
2.树状分类法
对同种事物进行再分类,例如,把化合物分为酸、碱、盐和氧化物。
3.分类作为科学方法的意义:当分类的标准确定之后,同类中的事物在某些方面的相似性可以帮助我们做到举一反三;对于不同类事物的了解使我们有可能做到由此及彼。
名师解惑
一、化学物质的分类
1.交叉分类法:分类的标准不同,分类的结果就不同。同一事物,从不同的角度进行分类,会得到不同的分类结果,因此在对物质进行分类时,必须指明分类的依据。在认识事物时,运用多种分类方法,可以弥补单一分类方法的不足。交叉分类法就是这种思想的体现。例如:
2.树状分类法:像一棵树,有主干、支干、次支干和小枝丫。树状分类法是对同类事物进行再分类。
二、化学反应的分类
在初中化学中,我们曾学习过两种不同的分类方法。一是根据反应物和生成物的类别及反应前后物质种类的多少,把化学反应分为四种基本类型的反应(化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应);二是根据反应中物质是否得到氧或失去氧,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
在高中阶段,我们还会接触到更多的分类方法,如:
说明:化学反应的四种基本类型不能包括所有的化学反应(如Fe3O4+4CO3Fe+4CO2)。
典例导析
知识点1:物质的分类
例1.采取交叉分类法,用线条把下列物质与其所属类别连接起来。
(NH4)2CO3
铵盐
(NH4)2SO4
钠盐
Na2CO3
碳酸盐
Na2SO4
硫酸盐
解析 根据不同的分类标准,同种物质可以归属于不同的类别,这是人们在认识和研究物质时经常用的一种分类方法——交叉分类法。根据组成盐的阴、阳离子的不同,(NH4)2CO3因其组成中含有NH4+,故属于铵盐,其组成中还含有CO32-,故其又属于碳酸盐。同理,(NH4)2SO4既是铵盐,又是硫酸盐;Na2CO3既是钠盐,又是碳酸盐;Na2SO4既是钠盐,又是硫酸盐。
答案
跟踪练习1 从H、O、S、K四种元素中选择适当的元素,组成和表中第一栏物质类别相同的物质,将其化学式填在表中相应空格内。
答案
H2SO4(或H2SO3等);
KOH;
K2SO4(或K2SO3等);SO2(或SO3等)
示例
HNO3
NaOH
Na2CO3
CO2
化学式
知识点2:化学反应的分类
例2 有以下五个反应:①硫在氧气中燃烧 ②高锰酸钾受热分解 ③二氧化碳使澄清石灰水变浑浊 ④氢气还原氧化铜 ⑤生石灰与水反应
其中属于化合反应的有____________,有化合价变化的反应有____________。
解析 根据不同的分类标准对化学反应有不同的分类。根据四大基本反应类型分:①、⑤属化合反应,②属分解反应,③属复分解反应,④属置换反应。在五个反应中,①、②、④有化合价变化,③、⑤无化合价变化。
答案 ①⑤;①②④
跟踪练习2 下列反应中属于化合反应的是( )
A.①②③
B.②③④
C.③④⑤
D.①②⑤
答案 D
感谢聆听
第2课时 分散系及其分类
三维目标
知识与技能
1.了解胶体以及分散系的概念;了解胶体与其他分散系的区别;了解胶体的重要性质和实际应用(重、难点)
2.培养学生根据实验现象探究、分析、推理和判断的能力
过程与方法
学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工
情感、态度
与价值观
1.通过实验激发学生学习化学的兴趣与情感
2.培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度
思维激活
根据史书记载:远在秦朝时,西湖还是一个和钱塘江相连的海湾。钱塘江带下的泥沙日渐沉积,使浅海湾日益变小变浅,逐渐形成沙洲,把海湾和钱塘江分隔开来,原来的海湾变成了一个内湖,西湖就由此诞生了。你知道西湖的诞生是什么原理吗?
自学导引
一、分散系的分类
1.概念:把一种(或多种)物质分散在另一种(或多种)物质中所得到的体系。
3.分类
(1)按照分散质或分散剂所处的状态分
按照分散质或分散剂所处状态的不同可将分散系分为__9__类。
(2)按照分散质粒子的大小分
溶液:分散质粒子小于10-9m。
胶体:分散质粒子在10-9~10-7m之间。
浊液:分散质粒子大于10-7m。
二、胶体的制备和性质
1.概念:分散质粒子大小在10-9~10-7m之间的分散系。
2.氢氧化铁胶体的制备
(1)制备原理
氯化铁在沸水中可与水反应生成氢氧化铁,控制反应条件,可以得到氢氧化铁胶体。化学方程式为
(2)实验步骤
取一只烧杯,加入50
mL蒸馏水,加热至沸腾,然后向沸水中滴加饱和FeCl3溶液。继续煮沸,待溶液变成红褐色后,停止加热。
(3)实验现象
烧杯中液体呈红褐色。
3.胶体的性质
(1)丁达尔效应——让一束平行光线通过完全透明的胶体,从垂直于光束的方向,可以观察到一条光亮的“通路”,该现象称为“丁达尔效应”。丁达尔效应是粒子对光散射的结果。丁达尔效应是区分胶体和溶液的一种常用的物理方法。
(2)布朗运动——在胶体中,由于质点在各个方向所受的力不均衡而产生的无规则的热运动,称为“布朗运动”。
(3)电泳——在外加电场的作用下,胶体的粒子在分散剂里向电极做定向移动的现象。
注意:电泳只是胶粒定向地向电极运动,并没有凝聚而沉淀。并不是所有胶体均有此性质。
(4)凝聚——当外在条件改变时,破坏了胶体的介稳性,胶体粒子聚集成较大颗粒而形成沉淀,这种现象称为“凝聚”。能促使溶胶凝聚的物理或化学因素有加热;加入电解质;加入胶粒带相反电荷的胶体等途径。
名师解惑
一、三种分散系的比较
分散系
溶液
胶体
浊液
外观
均一、透明、
稳定
大多均一、透明、
介稳性
不均一、不透明、
不稳定
分
散
质
粒
子
直径
<1
nm
1~100
nm
>100
nm
组成
单个分子
或离子
分子集合体或
有机高分子
大量分子的
集合体
能否透
过滤纸
能
能
不能
典型实例
食盐水
淀粉溶液
泥水
二、胶体的重要性质及应用
1.一束光通过胶体时产生一条光亮的“通路”,此现象叫“丁达尔效应”,而溶液无此现象。
(1)丁达尔效应可用来鉴别胶体和溶液。
(2)丁达尔效应是物理现象,在日常生活中随处可见。如当日光从窗隙射入暗室,或者光线透过树叶间的缝隙射入密林中时,可以观察到丁达尔效应;放电影时,放映室射到银幕上的光柱的形成也是丁达尔效应。
2.布朗运动:胶体粒子在胶体中不停地做无规则运动,这使胶体不容易聚集成质量较大的颗粒而沉降下来。这是胶体具有介稳性的原因之一。
3.电泳现象:胶体在外加电场作用下做定向移动。电泳现象证明了胶体粒子带有电荷。胶体粒子带有电荷是因为胶体粒子可以选择性地吸附某一种电性的离子而带有电荷,胶体粒子吸附阴离子而带负电荷,吸附阳离子而带正电荷。
同种胶体粒子所带电性相同,在通常情况下,它们之间的相互排斥使它们不易聚集。这是胶体具有介稳性的原因之二。注意:淀粉胶体不带电荷。
4.胶体的聚沉:胶体的介稳性是相对的,当条件发生改变时,胶体就会发生聚沉。胶体聚沉的方法有:①加热法,如蛋白质胶体,加热时蛋白质胶体发生聚沉。②加入电解质,电解质中的阴、阳离子可以中和胶体粒子的电性,使之沉降。③加入带相反电荷的胶体,也相当于中和胶体粒子的电性,使胶体聚沉。④应用电泳原理。如使用静电除尘器除去空气或工厂废气中的飘尘以及微细的固体颗粒物;用石膏使豆浆变成豆腐;用明矾净水等。
5.利用胶体知识解释的问题
①沙洲的形成;②不同牌号的墨水不能混用;③不同血型的人不能相互输血;④卤水点豆腐;⑤明矾净水;⑥土壤的保肥性;⑦工业制肥皂的盐析;⑧冶金工业电泳除尘;⑨工业选矿等。
典例导析
知识点1:分散系的分类
例1
日常生活里我们见到的雾、食醋、豆浆、泥浆水等,它们都是分散系。
(1)其中以气态物质作分散剂的是__________。
(2)其中属于胶体的是______________。
解析 在以上分散系中,雾的分散剂为气体;食醋、豆浆、泥浆水的分散剂为液体;雾、豆浆中分散质的直径都在1~100
nm之间,均属于胶体。
答案 雾;雾、豆浆
跟踪练习1 下列分散系最稳定的是( )
A.悬浊液
B.乳浊液
C.胶体
D.溶液
答案 D
知识点2:胶体的性质及应用
例2
下列关于胶体和溶液的区别的叙述中正确的是(
)
A.胶体带电荷,溶液不带电荷
B.一束光线通过溶液时没有明显现象,而通过胶体时会出现明显的光路
C.溶液中分散质可通过滤纸,胶体中分散质不能通过滤纸
D.溶液长时间静置易产生浑浊,胶体长时间静置不产生浑浊
解析 A项,胶体粒子可带电荷,但胶体、溶液整个分散系是呈电中性的;B项,丁达尔现象是区别溶液和胶体最常用的方法;C项,溶液、胶体中的分散质均能通过滤纸;D项,溶液很稳定,胶体也较稳定。故只有B项正确。
答案 B
跟踪练习2 不能用胶体的性质来解释的是( )
A.明矾净水
B.由豆浆制成豆腐
C.一束平行光线照射蛋白质溶液时,从侧面可看到光亮的通路
D.FeCl3溶液中滴入NaOH溶液,出现红褐色沉淀
答案 D
感谢聆听
第二节 离
子
反
应
第1课时 酸、碱、盐在水溶液中的电离
三维目标
知识与技能
1.理解电解质的概念(重点)
2.理解电离的概念,能正确书写电离方程式
过程与方法
引导学生自主学习,从电离的角度得出酸、碱、盐的定义
情感、态度
与价值观
培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度;对学生进行透过现象看本质的辩证唯物主义教育
思维激活
食盐晶体是由带正电荷的钠离子与带负电荷的氯离子通过静电作用按一定规律紧密排列而成,这种静电作用很强烈,故不能自由移动,食盐晶体不导电。当食盐晶体熔化或溶于水时,这种静电作用被破坏,成为自由移动的离子,在外加电场的作用下,阳离子移向负极,阴离子移向正极,即有了电荷的定向移动,形成了电流。食盐晶体在熔化或溶于水时导电。由此可以看出,物质的导电是在一定条件下的,导电的实质是产生了自由移动的离子。你知道还有哪些物质熔化或溶于水能导电吗?
自学导引
一、电解质和非电解质
1.电解质:在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物。
2.非电解质:在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物。
二、电离
1.概念:电解质在水溶液中或熔融状态下产生自由移动的离子的过程。
2.电离方程式
KCl=K++Cl-
H2SO4=2H++SO
NaOH=Na++OH-
三、电解质溶液的导电性
1.原因:电离产生自由移动的离子。
2.影响因素:相同条件下,离子浓度越大,所带电荷越多,溶液导电性越强。
四、从电离的角度理解酸、碱、盐的本质
1.酸:电离时生成的阳离子全部是H+的化合物。
2.碱:电离时生成的阴离子全部是OH-的化合物。
3.盐:电离时能生成金属阳离子(或NH)和酸根离子的化合物。
名师解惑
一、正确理解电解质和非电解质的概念
在水溶液里或熔融状态下能够导电的化合物称为电解质,若是在以上两种情况下都不导电的化合物,则称为非电解质。
1.电解质和非电解质都是化合物。对于单质(如Fe、Cl2等),无论能否导电,都不能称为电解质或非电解质。对于混合物(如NaCl溶液、盐酸等),即使能导电,也不是电解质。
2.电解质所要求的导电条件,只要满足在“水溶液”或“熔融状态”中的任一情况即可。如HCl在液态时不导电,其水溶液可导电,所以HCl是电解质。
3.有些化合物溶于水所得的溶液能够导电,但这些化合物不一定就是电解质。如CO2的水溶液能够导电,是因为CO2与水反应生成了电解质H2CO3,而CO2在水溶液中并未电离,是非电解质。
4.活泼金属的氧化物,如Na2O、Al2O3等,其水溶液能导电,虽然溶液中的离子不是它们电离出来的,但它们在熔融状态下能电离出离子而导电,因此是电解质。
例:Na2O(熔融)=2Na++O2-
Al2O3(熔融)=2Al3++3O2-
5.化合物是否为电解质,与溶解度的大小无关。如BaSO4虽难溶于水,但溶于水的部分发生了电离,所以是电解质。
6.一般来说,酸(不分强弱)、碱(不分强弱)、盐(不论溶解性如何)、活泼金属的氧化物都是电解质,而非金属的氧化物都不是电解质。
7.酒精、蔗糖等绝大多数有机物都不是电解质。
二、书写电离方程式要注意的问题
1.要遵守质量守恒和电荷守恒两大定律。
2.在熔化状态下酸不电离,不写电离方程式。
3.在熔化状态下的酸式酸根不能电离出H+,如NaHSO4在熔化状态下的电离方程式为NaHSO4(熔融)=Na++HSO4-。
4.在水溶液中,强酸组成的酸式盐的酸式酸根能电离出H+。如:NaHSO4=Na++H++SO42-。
典例导析
知识点1:电解质与非电解质
例1.下列状态的物质,既能导电又属于电解质的是( )
A.MgCl2晶体 B.NaCl溶液
C.液态氯化氢
D.熔融的KOH
解析 MgCl2晶体是电解质但无自由移动的离子,不导电;NaCl溶液是混合物,属电解质溶液;液态HCl是共价化合物,不导电。
答案 D
跟踪练习1 下列物质中,属于电解质的是( )
A.CO2
B.稀盐酸
C.BaSO4
D.C2H5OH
答案 C
知识点2:电离方程式的书写
例2 写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
①KOH ②H2SO4 ③KHSO4 ④KHCO3
(1)____________________________________________。
(2)____________________________________________。
(3)____________________________________________。
(4)____________________________________________。
解析 由于KHSO4属于强酸的酸式盐,在水溶液中水分子不仅能破坏K+与HSO之间的作用力,还能破坏HSO内部的氢与氧之间的作用力而产生H+和SO。而KHCO3属于弱酸的酸式盐,在水溶液中水分子主要破坏K+与HCO之间的作用力,而HCO内部的氢与氧之间结合较牢固,水分子难以破坏。
答案 (1)KOH=K++OH-
(2)H2SO4
=
2H++SO42-
(3)KHSO4
=
K++H++SO
(4)KHCO3
=
K++HCO32-
跟踪练习2 写出下列物质在溶液中的电离方程式:
(1)硝酸:______________________________________。
(2)氯化钠:____________________________________。
(3)硝酸铵:____________________________________。
答案 (1)HNO3
=
H++NO3-
(2)NaCl
=
Na++Cl-
(3)NH4NO3
=
NH+NO3-
第2课时 离子反应及其发生的条件
三维目标
知识与技能
1.理解离子反应的概念,掌握复分解型离子反应发生的条件(重点)
2.能正确书写常见的离子方程式(难点)
过程与方法
1.通过操作、观察、分析实验现象,培养学生操作、观察、分析的能力
2.通过对酸、碱、盐电离的归纳与比较,对离子反应发生条件的归纳整合,逐步培养学生总结归纳的能力
情感、态度
与价值观
培养学习化学的兴趣,乐于探究离子反应及其发生的条件,体验科学探究的艰辛和喜悦
思维激活
《三国演义》中有这样一个故事:诸葛亮第四次释放孟获后,孟获逃至秃龙洞,秃龙洞的秃龙大王便夸口要借用四眼毒泉消灭蜀军。四眼毒泉中有一眼“哑泉”,“人若饮之,则不能言,不过旬日必死”。不久。蜀军先锋王平率数百军士前来探路,由于天气炎热,人、马均争先恐后误喝哑泉水。结果回营后大难临头——军士们个个说不出话来,生命危在旦夕,诸葛亮也毫无办法。此时,幸亏遇见一老叟,其指点蜀军众将士饮用万安溪万安泉水,终于逐渐转危为安,渡过难关。经当地化学工作者实地分析研究,发现哑泉水中含有较多的硫酸铜,人喝了有铜盐的水就会中毒,导致说话不清,呕吐腹泻,最后橥选⒕仿味?馈M虬蚕?虬踩??含有较多的碱(一般味苦)。你知道万安泉水为什么能够解毒吗?
自学导引
一、离子反应
概念:有离子参加或生成的反应叫离子反应。
二、离子方程式
1.概念:用实际参加反应的离子符号来表示反应的式子叫离子方程式。
2.离子方程式书写的一般步骤
(1)写:写出反应的化学方程式。
(2)改:将易溶于水且易电离的物质写成离子形式,其余的用化学式表示。
(3)删:删去方程式两边不参加反应的离子。
(4)查:检查方程式两边原子个数,离子带的电荷数是否相等。
3.离子方程式的意义:一个离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。
三、溶液中复分解反应(离子反应)发生的条件
生成沉淀,放出气体,生成水。
名师解惑
一、离子方程式和化学方程式的区别
1.化学方程式只能描述一个化学反应,离子方程式则可以描述一类化学反应。
2.化学方程式不能揭示化学反应的本质,离子方程式揭示了化学反应的本质。
3.离子反应可以检验某种离子(或某些离子)是否存在。如,向某溶液中加AgNO3溶液和稀HNO3,有白色沉淀生成且不溶解,证明该溶液中含有Cl-:Ag++Cl-=AgCl↓。
二、离子反应发生的条件
离子反应总是伴随着离子的种类、浓度的变化,离子反应的本质是离子间发生反应生成了新离子或旧离子减少或消失。有难溶性物质(如BaSO4、AgCl等)生成或有难电离物质(如CH3COOH、H2O等)生成或有挥发性物质即气体(如CO2、NH3等)生成。只要具备上述条件之一,这类离子反应就能发生。
1.掌握常见的沉淀溶解性表。例如,钾盐、钠盐、硝酸盐和铵盐易溶于水;银和铅的氯化物难溶;钡和铅的硫酸盐难溶等。
2.掌握常见的气体:CO2、SO2、NH3等。
三、离子方程式的书写原则
1.强酸、强碱和易溶性的盐改写成离子形式;难溶物质、难电离物质(弱酸、弱碱、水等)、易挥发性物质、单质、氧化物、非电解质均不能拆,要写化学式。
2.微溶性物质如作为生成物,一律视为沉淀,写化学式,标“↓”符号;如作为反应物,若是澄清溶液应改写成离子符号,若是悬浊液应写化学式。
3.多元弱酸的酸式酸根离子,不能拆开。如,HCO3-不能拆成H+和CO32-。
4.电解质参加的化学反应,如果不符合电离条件,不能电离,也不能改写成离子形式。如NaCl固体与浓H2SO4混合加热等。
四、离子方程式书写的正误判断
离子方程式是化学方程式的一种,首先要符合化学反应事实;其次必须符合原子守恒、电荷守恒,即要配平;最后离子方程式中要反映离子反应的本质。
离子方程式的书写必须满足以下条件:
1.必须符合客观事实。如Cu+2H+=Cu2++H2↑显然是错误的。
2.必须符合拆写原则。如CaCO3与盐酸的反应:CO32-+2H+=H2O+CO2↑就是错误的。正确的为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑。看各物质的化学式、离子式是否正确,原则是可溶性的强电解质用离子符号表示,其余都以分子式表示,如单质、氧化物、弱酸、弱碱、难溶性盐、非电解质等。看反应能否用离子方程式表示,不是在溶液中进行的离子反应,不能用离子方程式表示,如浓硫酸和铜共热、固体氯化铵和熟石灰混合加热等。
3.必须弄清实际参与反应的离子。如稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反应,写成SO+Ba2+=BaSO4↓或H++OH-=H2O都是错误的,正确的反应为Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O。
4.必须遵守电荷守恒原理。如铝与稀硫酸反应,写成Al+2H+=Al3++H2↑是错误的。正确的为2Al+6H+=2Al3++3H2↑。
五、溶液中离子共存的判断
溶液中的离子能共存,其实就是没有发生离子反应,反过来说,离子不能共存就是发生了离子反应。
溶液中发生的离子反应主要有两大类:
一大类是复分解反应,但必须满足复分解反应条件:产生气体、沉淀及难电离物质如水等。另一大类则是氧化还原反应。
1.因发生复分解反应而不能共存。
(1)生成挥发性物质(如生成气体CO2)。
(2)生成难溶物质(如Ba2+与SO42-反应生成沉淀)。
(3)生成难电离物质(如生成H2O)。
2.因发生氧化还原反应而不能共存:氧化性离子(如NO3-)和还原性离子(如Fe2+)不能共存。
3.隐含条件
(1)溶液无色透明时,不能存在有色离子(如Fe2+)。
(2)强酸性溶液中不能存在与H+反应的弱酸根离子(如CO32-)。
(3)强酸性溶液中不能存在与OH-反应的弱碱离子(如NH4+)及酸式酸根离子(如HCO3-)。
典例导析
知识点1:离子方程式的书写
例1
下列离子方程式书写正确的是( )
A.盐酸与碳酸钡反应:
CO32-+2H+=CO2↑+H2O
B.向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液:
Ba2++2OH-+Cu2++SO=BaSO4↓+Cu(OH)2↓
C.向硝酸银溶液中加入铜粉:
Ag++Cu=Cu2++Ag↓
D.铁与稀盐酸反应:2Fe+6H+=2Fe3++3H2↑
解析 书写离子方程式时必须要尊重反应的客观事实,不能凭空臆想。D项中铁与稀盐酸反应,只能生成Fe2+,不可能生成Fe3+,因此正确的离子方程式是Fe+2H+=Fe2++H2↑;书写离子方程式应将易溶于水且易电离的物质写成离
子符号,把单质、氧化物,气体、难溶物质写成化学式,同时还要注意质量守恒和电荷守恒。对照上述选项可知,A项中碳酸钡为难溶物质,应写化学式;C项中虽然质量守恒,但电荷不守恒,因此正确答案为B。
答案 B
跟踪练习1 下列化学方程式中,可用离子方程式H++OH-=H2O表示的是( )
A.3HCl+Fe(OH)3=FeCl3+3H2O
B.HNO3+KOH=KNO3+H2O
C.H2CO3+2NaOH=Na2CO3+2H2O
D.2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O
答案 B
知识点2:离子共存的判断
例2
下列各组离子中,能在溶液中大量共存的是( )
A.K+、Ag+
、H+、Cl-
B.Ba2+、Na+、CO32-、OH-
C.H+、K+、CO32-、SO
D.Al3+、Fe3+、SO42-、Cl-
解析 A组中:Ag++Cl-=AgCl↓;B组中,Ba2++CO32-=BaCO3↓;C组中,2H++CO32-=CO2↑+H2O;D组中,四种离子在溶液中能大量共存。
答案 D
跟踪练习2 在无色透明的强酸性溶液中,能大量共存的离子组是( )
A.K+、Cu2+、NO3-、SO42-
B.K+、Na+、Cl-、CO32-
C.Zn2+、NH4+、NO3-、Cl-
D.K+、Na+、MnO4-、SO42-
答案 C
知识点3:离子的检验
例3
A、B、C、D四种可溶性盐,它们的阳离子分别是Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中的某一种,阴离子分别是NO、SO42-、Cl-、CO32-中的某一种。
(1)若把四种盐分别溶解于盛有蒸馏水的四支试管中,只有C的溶液呈蓝色。
(2)若向(1)的四支试管中分别加盐酸,B溶液有沉淀产生,D溶液有无色无味气体逸出。
根据(1)、(2)中的实验事实可推断它们的化学式分别为:A__________,B__________,C__________,D__________。
解析 有关离子的推断问题是离子反应较高层次的题目。答好此类题目的关键是熟练掌握好典型离子的性质。
首先,因A、B、C、D都是可溶性盐,故Ba2+不能与SO42-、CO32-组合;Ag+只能与NO组合;Cu2+不能与CO组合。由(1)可知,C为铜盐。由(2)可知,B为AgNO3;D含有CO32-,而CO与Ba2+、Ag+、Cu2+均不能共存,故D只可能是Na2CO3。剩余阳离子为Ba2+,故A含之;剩余阴离子为SO42-、Cl-,而Ba2+与SO42-会反应,故A为BaCl2。
答案 BaCl2;AgNO3;CuSO4;Na2CO3
跟踪练习3 某溶液中可能有SO42-、HCO3-、Cl―中的一种或几种。某同学做如下实验来确定溶液的成分:
(1)取少量该溶液,滴入过量盐酸,有大量气体放出,
则原溶液中一定含有________离子,有关的离子方程式为____________________________________。
(2)向(1)的剩余溶液中滴入氯化钡溶液时,有白色沉淀生成,则原溶液中一定含有________离子,有关的离子方程式为____________________________。
(3)通过上述实验还无法确定的是______离子。
答案 (1)HCO3-;HCO3-+H+=H2O+CO2↑
(2)SO42-;Ba2++SO=BaSO4↓
(3)Cl―
感谢聆听
第三节 氧化还原反应
第1课时 氧化还原反应
三维目标
知识与技能
1.了解氧化还原反应的本质是电子的转移
(重点)
2.了解常见的氧化还原反应
过程与方法
通过主动参与讨论,培养分析、演绎归纳、
自学等能力,建立氧化还原反应概念体系
(重、难点)
情感、态度
与价值观
通过学习氧化还原反应化合价升降、电子
得失,树立对立统一的辩证唯物主义观点,
认识对立统一是自然界普遍存在的规律
思维激活
吃过几口的苹果,放置一段时间后,可以看到凡是咬过的地方都变成了红褐色,而且越不成熟的苹果表现得越明显,这是什么原因呢?原来在苹果的果肉中含有丰富的Fe2+,咬过后果肉暴露在空气中,Fe2+被空气中的氧气氧化为Fe3+,从而显示出红褐色。苹果越不成熟含有的Fe2+的量就越高,因此对于缺铁的患者可以用这种“害羞”的苹果来补一补吆。你知道Fe2+变成Fe3+的反应属于什么类型的反应吗?
自学导引
一、氧化还原反应
以CuO+H2Cu+H2O为例:
1.从反应中物质得氧失氧的角度
(1)氧化反应
物质得到氧的反应。如H2得到氧,发生氧化反应。
(2)还原反应
物质失去氧的反应,如CuO失去氧,发生还原反应。
2.从元素化合价升降的角度
(1)氧化反应
物质所含元素化合价升高的反应。如H2中的氢元素化合价升高,发生氧化反应。
(2)还原反应
物质所含元素化合价降低的反应。如CuO中的铜元素化合价降低,发生还原反应。
(3)氧化还原反应
有元素化合价升降的化学反应。
3.从反应中电子转移的角度
(1)氧化反应
物质失去电子(或共用电子对偏离)的反应。如H2失去电子,发生氧化反应。
(2)还原反应
物质得到电子(或共用电子对偏向)的反应。如CuO得到电子,发生还原反应。
(3)氧化还原反应
有电子转移(得失或偏移)的反应。
二、氧化还原反应的本质和特征
1.本质:反应过程中有电子转移(电子得失或电子对偏移)。
2.特征:反应前后元素的化合价发生了改变。
3.在氧化还原反应中,得失电子总数相等,化合价的升降总数相等,且化合价升降的总数等于电子的转移总数。
名师解惑
一、氧化还原反应的认识历程
1.从得失氧的角度认识氧化还原反应的概念
根据反应物到生成物的变化过程中物质得到氧或失去氧,把化学反应分为氧化反应和还原反应。
在木炭还原氧化铜2CuO+C
2Cu+CO2↑的反应中,氧化铜失去氧变成单质铜,发生了还原反应。如果进一步分析,我们还会发现,在这个反应中碳得到了氧变成了二氧化碳,发生了氧化反应。也就是说,
氧化反应和还原反应是同时发生的,这样的反应称为氧化还原反应。
2.从化合价变化的角度理解氧化还原反应的概念
反应中某反应物所含元素化合价升高的反应,就是氧化反应;反应中某反应物所含元素化合价降低的反应就是还原反应。
铜元素(失氧):由+2价降低为0价,发生还原反应;碳元素(得氧):由0价升高为+4价,发生氧化反应。
3.从电子转移的角度理解氧化还原反应的概念
氧化还原反应与元素化合价的升降密切相关,元素化合价的升降又是由元素的原子得失电子(或共用电子对偏移)所决定的,所以,氧化还原反应与元素的原子得失电子(或共用电子对偏移)之间存在着必然的联系。
化学反应的实质是原子的重新组合。
(1)Na和Cl2的反应
(2)H2与Cl2的反应
由以上分析可知:元素化合价的升降与元素原子之间的电子转移(得失或偏移)有着密切的关系。
二、氧化还原反应的判据
利用氧化还原反应与元素化合价的关系,可以进行有关氧化还原反应的判断,判断是否准确的关键是正确把握元素化合价及其升降情况。
1.氧化反应判断:物质所含元素化合价升高的反应。
2.还原反应判断:物质所含元素化合价降低的反应。
3.氧化还原反应的判断:反应前后元素的化合价是否发生变化,有变化的反应为氧化还原反应,否则为非氧化还原反应。
三、四种基本类型反应与氧化还原反应的关系
1.置换反应,有单质参加的化合反应、有单质生成的分解反应,有元素化合价升降,一定为氧化还原反应。复分解反应、无单质参加的化合反应和无单质生成的分解反应若无元素化合价升降,则一定为非氧化还原反应。
2.四种基本类型反应与氧化还原反应的关系,可用下图表示:
典例导析
知识点1:氧化还原反应的判断
例1
下列反应中不是氧化还原反应的是( )
解析 从化合价升降的角度分析,凡物质所含元素的化合价在反应前后有变化的反应,均属于氧化还原反应;而D项是复分解反应,在反应前后元素的化合价都没变,所以是非氧化还原反应,故选D。
答案 D
跟踪练习1 下列反应不属于氧化还原反应的是( )
A.2H2O2=2H2O+O2↑
B.CuCl2+2NaOH
=
Cu(OH)2↓+2NaCl
C.2Na+2H2O
=
2NaOH+H2↑
D.3CO+Fe2O3
=
2Fe+3CO2
答案 B
知识点2:氧化还原反应与四种基本类型的关系
例2
分类是化学学习和研究中常用的思维方法。下列化学反应类型的关系图中正确的是( )
解析 置换反应一定属于氧化还原反应;离子反应部分为氧化还原反应,部分不属于氧化还原反应;复分解反应一定不属于氧化还原反应,复分解反应与氧化还原反应之间一定为并列关系。
答案 C
跟踪练习2 下列反应不属于四种基本反应类型,但属于氧化还原反应的是( )
答案 B
感谢聆听
第2课时 氧化剂和还原剂
三维目标
知识与技能
1.了解氧化剂、还原剂的概念(重点)
2.了解常见的氧化剂与还原剂
过程与方法
通过氧化还原反应探究的过程,学会从化
学视角分析和解决生活、生产中的化学问
题(重、难点)
情感、态度
与价值观
体会氧化还原反应的普遍存在,认识化学
知识与人类生活的密切联系
思维激活
在很多氧化还原反应中,当同一种物质和不同的物质反应时,其得失电子情况可能完全相反。例如,在盐酸与铁的反应中,盐酸得到电子;而在盐酸与二氧化锰的反应中,盐酸失去电子。你知道这是怎么回事吗?
自学导引
一、氧化还原反应的有关概念
1.氧化剂和还原剂
氧化剂:得到电子(或电子对偏向)的物质,具有氧化性。在反应时所含元素的化合价降低,本身被还原。
还原剂:失去电子(或电子对偏离)的物质,具有还原性,在反应时所含元素的化合价升高,本身被氧化。
2.氧化产物和还原产物
氧化产物:还原剂被氧化生成的物质。
还原产物:氧化剂被还原生成的物质。
二、常见的氧化剂和还原剂
1.常见的氧化剂
(1)非金属单质(如O2、Cl2等)。
(2)含有高价态元素的化合物(如浓H2SO4、HNO3、KMnO4、FeCl3等)。
2.常见的还原剂
(1)活泼或较活泼金属单质(如Al、Zn、Fe等)。
(2)某些非金属单质(如C、H2等)。
名师解惑
一、氧化还原反应中有关概念的相互关系
可以简单记作:
记忆方法:失~升~氧,得~降~还。
二、氧化还原反应中电子转移的表示方法
1.双线桥——表示电子得失结果
要点:(1)双箭号(从反应物指向生成物)。
(2)箭号起、止指向同一种元素。
(3)标出得与失电子及总数(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)。
2.单线桥——表示电子转移情况
要点:(1)单箭号(在反应物之间)。
(2)箭号起点为被氧化(失电子)的元素,终点为被还原(得电子)的元素。
(3)只标转移电子总数,不标得与失(氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数)。
三、氧化性(还原性)强弱判断
1.根据反应方向判断
若下列反应能向右进行,
则氧化性强弱:氧化剂>氧化产物
还原性强弱:还原剂>还原产物
例如:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
氧化性:Fe3+>Cu2+
还原性:Cu>Fe2+
2.根据金属活动性顺序判断
在金属活动性顺序表中,从左到右原子的还原性逐渐减弱,但其对应阳离子(注意:Fe—Fe2+)的氧化性逐渐增强。
例如:
还原性:Mg>Zn>Cu
氧化性:Cu2+>Zn2+>Mg2+
3.根据与同种物质反应生成价态不同的生成物的情况判断
可知氧化性:Cl2>S。
4.根据反应条件判断
当不同的氧化剂(或还原剂)作用于同一种还原剂(或氧化剂)时,氧化产物(或还原产物)价态相同,可根据反应条件的难易进行判断。条件越简单,氧化性(或还原性)越强。一般从反应是否需加热、温度高低、有无催化剂等方面判断。
16HCl+2KMnO4=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
可知氧化性:KMnO4>MnO2。
5.根据反应剧烈程度判断
例如:Cu与浓HNO3反应较剧烈,Cu与稀HNO3反应较微弱。
故氧化性:HNO3(浓)>HNO3(稀)。
典例导析
知识点1:氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的判断
例1
有下列反应:
①Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑
②4HCl+MnO2=MnCl2+Cl2↑+2H2O
其中属于氧化还原反应的是________,该反应中的氧化剂是________,还原剂是________,氧化产物是________,还原产物是________;被氧化与被还原的原子的物质的量之比是________。
解析 氧化产物是被氧化而产生的物质,是化合价升高的产物;还原产物是被还原而产生的物质,是化合价降低的产物。在该反应中转移的电子数可通过升高或降低的化合价数值(注意不能是两者的和)与被氧化或被还原的原子数计算得出。
答案 ②;MnO2;HCl;Cl2;MnCl2;2∶1
跟踪练习1 下列反应中,氧化产物和还原产物是同一种物质的是( )
答案 D
知识点2:氧化还原反应中电子转移的表示方法
例2
请分析下列两种双线桥法,判断哪种表示方法是正确的。
解析 用数学上的数轴来表示:
(1)
(2)
同种元素同时发生氧化、还原,则化合价应归中,而不能发生交叉,所以(2)中“双线桥”法的表示方法是正确的。
答案 (2)
跟踪练习2 下列电子转移的表示方法中正确的是( )
答案 D
知识点3:氧化性、还原性强弱比较
例3
若已知氧化性顺序:C2>A3+>B2,还原性顺序:B->A2+>C-,则下列反应在水溶液中不可能发生( )
A.2A3++2B-=2A2++B2
B.C2+2B-=2C-+B2
C.2A2++C2=2A3++2C-
D.B2+2C-=C2+2B-
解析 假设D选项中反应能发生,根据氧化性:氧化剂>氧化产物,得出氧化性:B2>C2,与客观事实相违背,则该反应一定不能发生。
答案 D
跟踪练习3 根据反应式:①2Fe3++2I-=I2+2Fe2+;②Br2+2Fe2+=2Br-+2Fe3+,可判断离子的还原性从强到弱的顺序是( )
A.Br-、Fe2+、I-
B.I-、Fe2+、Br-
C.Br-、I-、Fe2+
D.Fe2+、I-、Br-
答案 B
知识点4:氧化还原反应中的有关计算
例4
在反应:2H2S+SO2=3S↓+2H2O中,当有4×6.02×1023个电子发生转移时,得到氧化产物和还原产物的和为( )
A.2
mol B.3
mol C.4
mol D.5
mol
解析
氧化产物:S,还原产物:S
由上可知,当转移电子数为4时,氧化产物为2个S,还原产物为1个S,其和为3个S。因此,当有4×6.02×1023个电子发生转移时,
应有3×6.02×1023个S生成,即3
mol
S生成。
答案 B
跟踪练习4 在反应:5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中,被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比为( )
A.1∶1
B.5∶1 C.1∶5
D.3∶1
答案 B
本
章
小
结
知识整合
一、物质的分类
二、分散系
三、离子反应
四、氧化还原反应
感谢聆听
第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
第1课时 金属与非金属的反应
三维目标
知识与
技能
1.了解钠、铝等金属的存在与保存方法
2.掌握并理解钠、铝等金属与氧气、硫、氯
气等非金属的反应(重点)
过程与
方法
在钠、铝与非金属反应的学习中,学会运用
观察、实验等多种手段获取信息
情感、态度
与价值观
在学习金属与非金属反应