2020版高中化学 专题4 化学科学与人类文明 第一单元 化学是认识和创造物质的科学课件 苏教版必修

1．能用化学发展史说明并体会人类对物质及其变化的认识是逐步发展和深入的。2．了解化学科学在人类认识物质世界方面的重要作用。3．了解化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用。4．了解金属活动性与金属冶炼方法的联系，知道金属冶炼的本质。(重点)知识点一化学是打开物质世界的钥匙1．化学科学发展的历史(1)是人类逐步认识物质组成、结构、的历史；(2)是合成、更多新物质，推动社会经济发展和促进人类发展的历史。变化创造文明2．化学科学理论的建立与发展(1)19世纪化学科学理论：①经典原子分子论的中心内容：、和原子价键理论；②1869年，俄国化学家门捷列夫发现；③化学反应的动力学基础：；④人工合成，彻底动摇了“生命力论”。(2)20世纪化学科学理论：①化学家提出了理论和分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础；②扫描隧道显微镜的发展，实现了对的操纵。道尔顿原子论分子结构元素周期律质量作用定律尿素鲍林氢键蛋白质原子或分子3．人类对酸碱认识的发展(1)阿伦尼乌斯酸碱理论：电解质电离时产生的阳离子全部是的化合物是酸，电解质电离时产生的阴离子全是的化合物是碱。(2)酸碱质子理论。H＋OH－4．金属的使用史及金属的冶炼(1)金属使用的发展历程：(2)金属冶炼的实质和方法：[自我诊断]1．利用酸碱质子理论判断NaHCO3的种类。(1)电离方程式：_________________________________________________。(2)与HCl、NaOH反应的离子方程式：__________________________________________________________________，_________________________________________________________________。(3)结论：HCO－3属于____________。答案：(1)NaHCO3===Na＋＋HCO－3(2)HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2OHCO－3＋OH－===CO2－3＋H2O(3)两性物质知识点二化学是人类创造新物质的工具1．电解技术的应用提高了食盐的利用价值熔融氯化钠氯化钠水溶液存在离子Na＋、Cl－Na＋、Cl－、H＋、OH－阳极2Cl－－2e－===Cl2↑2Cl－－2e－===Cl2↑电极反应阴极2Na＋＋2e－===2Na2H＋＋2e－===H2↑总反应2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑2NaCl＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2NaOH2.化学在粮食增产方面的巨大作用3．合成药物(1)阿司匹林：①结构简式：②合成：阿司匹林(2)青霉素：能抑制或杀死金黄色的葡萄球菌。[自我诊断]2．20世纪化学合成技术的发展对人类健康水平和生活质量的提高做出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是()A．玻璃纤维素青霉素B．尿素食盐聚乙烯C．涤纶洗衣粉阿司匹林D．石英橡胶磷化铟解析：A项中的纤维素是天然有机高分子化合物，B项中食盐的制备是物理过程，D项中的石英是自然界中存在的，不是由化学合成得到的。答案：C要点一金属的冶炼[典例1]下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()冶炼原理方法A2HgO=====加热2Hg＋O2↑热分解法B2Al2O3(熔融)=====电解冰晶石4Al＋3O2↑电解法CCu2S＋O2=====高温2Cu＋SO2热分解法DFe2O3＋2Al=====高温2Fe＋Al2O3热还原法[解析]活泼金属K、Ca、Na、Mg、Al等用电解法冶炼，中等活泼金属Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等用热还原法冶炼，不活泼金属Hg、Ag利用热分解法冶炼，故A、B、D正确，C错误。[答案]C1．金属冶炼的三步骤第一步：矿物的采集、除杂。提高矿物中有用成分的含量；第二步：冶炼。利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂把金属矿物中的金属离子还原成金属单质；第三步：精炼。采用适当的方法提炼出纯金属。2．金属的常见冶炼方法及其原理冶炼方法主要原理举例电解法用电解熔融金属化合物的方法将金属元素还原出来2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)=====通电冰晶石4Al＋3O2↑冶炼方法主要原理举例热还原法高温下利用C、CO、H2、Al等还原剂将金属元素从化合物中还原出来H2＋CuO=====△Cu＋H2O3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO22Al＋Cr2O3=====高温Al2O3＋2Cr热分解法某些不活泼的金属离子获得电子的能力较强，用加热分解其化合物的方法可以得到金属单质2HgO=====△2Hg＋O2↑2Ag2O=====△4Ag＋O2↑富集法淘金3.巧记金属的冶炼方法1．金属冶炼的目的是()A．把金属化合物还原为金属单质B．把金属单质变为氧化物C．除去金属中的杂质D．把电能转变为化学能答案：A要点二常见物质的工业生产原理[典例2]钠多以资源丰富的NaCl为原料来制备，下列方法中能够制备出金属钠的是()A．高温加热NaCl晶体B．用金属钾与NaCl溶液发生置换反应C．电解NaCl溶液D．电解熔融的NaCl[解析]加热NaCl晶体熔化可得到自由移动的钠离子和氯离子；电解食盐水得到的是氢气、氯气和氢氧化钠；电解熔融的NaCl可制备金属钠；钾在NaCl溶液中与水反应，不能置换出金属钠。[答案]D工业生产中常见物质的制取原理(1)氯碱工业：2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑。(2)硫酸：4FeS2＋11O2=====高温2Fe2O3＋8SO2，2SO2＋O2催化剂△2SO3，SO3＋H2O===H2SO4。(3)硝酸：N2＋3H2催化剂高温、高压2NH3，4NH3＋5O2=====催化剂△4NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2，3NO2＋H2O===2HNO3＋NO。(4)酚醛树脂：＋nHCHO――→催化剂＋nH2O。(5)聚乙烯：nCH2===CH2――→催化剂CH2—CH2。(6)纯碱：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O。2．NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质，如图所示。下列说法正确的是()A．25℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大B．石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂C．常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮运，所以Cl2不与铁反应D．图中所示转化反应都是氧化还原反应解析：A项，25℃时，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3小，故A不正确；C项，氯气与铁在加热或潮湿的环境下易反应，干燥和常温环境下反应速率较慢，C不正确；D项，制备碳酸氢钠和碳酸氢钠分解的反应不是氧化还原反应，故D不正确。答案：BCO还原CuO[典例]以下是一学生用干燥CO气体还原Wg不纯氧化铜(所含杂质不与通入的气体反应)测定氧化铜纯度的实验。所给出的气体和试剂都是足量的。请根据实验操作过程回答下面的问题。(1)点燃酒精灯前先要检查__________________________________________________________________________________________________________________，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)产物检验装置是________(填Ⅱ或Ⅲ)，产生的现象是______________，装置Ⅰ中发生反应的化学方程式是__________________________________________。选用产物检验装置中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________。(3)把最后逸出的尾气收入球胆中，目的是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)请你根据上图，写出两种测定氧化铜纯度的方法，用文字简述其原理和需要测定的数据。方法一：__________________________________________________________________________________________________________________________________；方法二：_________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)CO为可燃性气体，与空气混合后受热易发生爆炸，因此点燃酒精灯前应先检验CO的纯度。(2)CO还原CuO生成CO2，CO2能使澄清石灰水变浑浊(合理即可)。(3)CO具有可燃性且有毒，尾气收入球胆中既安全又能防止环境污染。(4)通过测定装置Ⅰ中硬质玻璃管减少的质量或装置Ⅱ中石灰水增加的质量，可推知CuO的质量、进而计算CuO样品中CuO的纯度。[答案](1)CO的纯度CO与空气混合受热易发生爆炸(2)Ⅱ澄清石灰水变浑浊CO＋CuO=====△Cu＋CO2CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(合理即可)(3)既防止CO与空气混合加热发生爆炸，又防止环境污染(4)方法一：测定装置Ⅱ中石灰水增加的质量，利用物质的量关系CuO～CO2，推出CuO质量，进而计算CuO样品的纯度方法二：测定装置Ⅰ中硬质玻璃管减少的质量，利用物质的量关系CuO～Cu～Δm推出CuO质量进而计算CuO样品的纯度[随堂训练]1．科学家提出了多种粮食增产的途径：①生产化肥；②研制杀虫剂、除草剂；③利用基因工程育种；④研究光合作用的机制。工业合成氨属于()A．①B．②C．③D．④解析：合成氨主要是用于合成氮肥。答案：A解析：酸碱电离理论认为电解质电离时产生的阳离子全部是H＋的化合物是酸。2．根据酸碱电离理论，判断下列化合物属于酸的是()①HCl②NaHSO4③CH3COOH④Na2CO3⑤Al(OH)3⑥NaOHA．①②③B．④⑤⑥C．①③D．②③答案：C解析：HgO可采用热分解法冶炼；Al2O3应采用电解法冶炼；可用还原剂如氢气、一氧化碳等还原Fe2O3得单质铁；NaCl应采用电解法。3．下列物质在金属的冶炼过程中，需要加入还原剂的是()A．HgOB．Al2O3C．Fe2O3D．NaCl答案：C4．古代的“药金”外观与金相似，常误认为是金子，冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至800℃得到金光闪闪的“药金”。(1)“药金”的主要成分是__________。(2)有关冶炼的化学方程式：______________________；______________________；______________________。答案：(1)Zn、Cu(2)ZnCO3=====高温ZnO＋CO2↑C＋2Cu2O=====高温4Cu＋CO2↑C＋2ZnO=====高温2Zn＋CO2↑解析：碳酸盐在高温的条件下都容易分解。在800℃的条件下，碳酸锌分解为二氧化碳和氧化锌，这样在同样温度的条件下，木