2019-2020年高中化学 专题4 第1单元 化学是认识和创造物质的科学课件 苏教版必修2

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目标与素养：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。(科学态度与社会责任)2．了解化学科学在人类认识物质世界方面的重要作用。(科学态度与社会责任)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。(科学态度与社会责任)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。(宏观辨识与微观探析)自主探新知习预一、化学是打开物质世界的钥匙1．金属的冶炼(1)金属使用的发展历程60002500200(2)写出金属Fe、Cu、Al、Na的冶炼所涉及的化学方程式①Fe：Fe2O3＋3CO=====高温________________，Fe2O3＋2Al,=====高温__________________。②Cu：Fe＋CuSO4===________________。③Al：2Al2O3=====通电熔融________________。④Na：2NaCl=====通电熔融________________。2Fe＋3CO22Fe＋Al2O3Cu＋FeSO44Al＋3O2↑2Na＋Cl2↑2．化学科学理论的建立与发展(1)19世纪时的化学科学理论①以____________、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论的建立。②1869年门捷列夫发现了__________。③____________的提出奠定了化学反应的动力学基础。④尿素的合成，彻底动摇了“生命力论”。道尔顿原子论元素周期律质量作用定律(2)20世纪时的化学科学理论①化学家鲍林提出了____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扫描隧道显微镜的使用，实现了对__________的操纵。氢键蛋白质原子或分子3．人类对酸、碱理论认识的发展(1)阿伦尼乌斯电离学说H＋OH－(2)酸、碱质子理论质子质子质子质子人类开发、利用各种金属的时间先后与金属的活动性有何关系？[提示]金属的活动性越强，该金属的冶炼就越困难，因此，金属的活动性越弱，被人类开发、利用的时间就越早，相反，金属的活动性越强，被人类开发、利用的时间就越晚。二、化学是人类创造新物质的工具1．惰性电极电解熔融NaCl与电解NaCl水溶液的比较电解熔融NaCl电解NaCl水溶液存在离子Na＋、Cl－Na＋、Cl－、OH－、H＋电极反应式阳极：______________________阴极：______________________阳极：________________________阴极：_______________________2Cl－－2e－===Cl2↑2Na＋＋2e－===2Na2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑电解产物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH电解方程式2NaCl=====通电2Na＋Cl2↑2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑2.合成氨(1)反应原理：________________________。(2)合成氨技术对人类的贡献：____等人于20世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。3．合成农药(1)DDT：残留毒性较强，对环境危害大。(2)发展方向：研制____、______、能够被生物降解的新型农药。哈伯高效低残毒4．合成医药(1)阿司匹林①结构简式是______________；②→_______________→阿司匹林。(2)1929年，弗莱明发现了一种蓝绿色霉菌叫______，它能产生一种抑制和杀死金黄色葡萄球菌的物质叫______。微点拨：(1)人类不仅要不断开发利用自然资源，还要制造、合成有特定性能的新物质，而化学则是人类创造新物质的工具。(2)化学科学发展在化学合成技术上所取得的巨大成就，使化学科研工作人工合成或从自然界分离出了更多的物质，以满足人类的需要，这是化学对人类文明的重大贡献之一。青霉菌青霉素1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。()(2)金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原。()(3)据酸碱质子理论知(NH4)2CO3是酸碱两性物质。()(4)化学真正成为一门科学并较快发展，始于质量守恒定律的发展。()[提示](1)×(2)×(3)√(4)×2．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A．合金的性质与其组成金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D．越活泼的金属越难冶炼B[合金的性质与其组成金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A项正确；因为AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝应用电解Al2O3(熔融)的方法，B项错误；金属冶炼的本质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，C、D项正确。]3．写出下列反应的化学方程式。(1)NH3的催化氧化法制HNO3_______________________________________________________________________________。(2)Cl2与NaOH溶液反应制漂白液____________________________________________________________________________。(3)电解饱和NaCl溶液制NaOH_________________________。(4)电解法冶炼铝________________________________。[答案](1)4NH3＋5O24NO＋6H2O，2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO(2)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O(3)2NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋Cl2↑＋H2↑(4)2Al2O3(熔融)=====通电4Al＋3O2↑核心攻重难破突选择合适的金属冶炼方法1.电解法活泼金属(从K～Al)较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。例如：金属电解方程式关键提醒Na2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑不是电解饱和食盐水MgMgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑不采用电解熔融MgO，MgO熔点高，耗能大Al2Al2O3(熔融)=====通电冰晶石4Al＋3O2↑不是电解AlCl3，AlCl3为共价化合物，不能电解2.热还原法在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(一般从Zn～Cu)，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属Al等)将金属从其化合物中还原出来。例如：高炉炼铁：3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4铝热法炼铁：2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3(可以应用于焊接钢轨)3．热分解法对于不活泼金属(Hg、Ag等)，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如：2HgO=====△2Hg＋O2↑，2Ag2O=====△4Ag＋O2↑【典例1】下列说法错误的是()①加热HgO制取Hg②将钠加入氯化铜溶液中制取铜③电解熔融氯化铝制取铝④电解饱和食盐水来制取金属钠⑤不能利用铝热反应制取镁A．②④B．①③⑤C．②③④D．①⑤C[①Hg化学性质不稳定，加热HgO制取Hg，正确；②Na金属活动性很强，制取Cu用热还原的方法，错误；③氯化铝是共价化合物，要用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误；④电解熔融氯化钠来制取金属钠，错误；⑤Mg活泼性大于Al，所以不能利用铝热反应制取镁，正确。因此制取方法错误的是②③④。]1MgCl2、MgO都是离子化合物，在熔融时都可电离，通电时都可电解生成Mg，但MgCl2的熔点比MgO的低，故冶炼镁时用MgCl2。2AlCl3为共价化合物，熔融时不电离，冶炼Al时用电解熔融Al2O3的方法。1．下列有关金属的工业制法中，正确的是()A．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液B．制铁：以铁矿石为原料，CO还原得铁C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁D．制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝B[电解法制取金属钠时，需要电解熔融的NaCl，而不是其溶液，A项错误；镁的还原性很强，不能用热还原法来制取，而应用电解熔融氯化镁的方法，C项错误；熔融的氯化铝不导电，故不能电解其熔融物制取金属铝，而应电解熔融的氧化铝，D项错误。]电解技术在新物质创造中的应用1.电解技术在化学中的几个重要应用(1)电解熔融NaCl制备Na和Cl22NaCl=====通电熔融2Na＋Cl2↑(2)氯碱工业制烧碱、Cl2和H22NaCl＋2H2O=====通电2NaOH＋H2↑＋Cl2↑(3)电解法镀金属(4)电解法冶炼活泼金属(5)电解法精炼铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，铜盐溶液作电解液。2．电解饱和食盐水原理生成物现象电极反应式阳极Cl2产生黄绿色气体2Cl－－2e－===Cl2↑阴极H2和NaOH产生无色气体2H＋＋2e－===H2↑电解总离子方程式2Cl－＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH－微点拨：(1)通常用湿润的淀粉­KI试纸检验阳极产物氯气，用酚酞溶液检验阴极生成的碱。(2)工业上用阳离子交换膜将两极区隔开。阻止OH－进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。【典例2】氯碱厂电解饱和食盐水制取的工艺流程图如下：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为___________________________，与电源负极相连的电极上的所发生反应的电极反应式为________________________。(2)工业食盐含Ca2＋、Mg2＋等杂质，精制过程中发生反应的离子方程式为___________________。(3)如果粗盐中SO2－4含量较高，必须添加钡试剂除去SO2－4，该钡试剂可以是________。a．Ba(OH)2b．Ba(NO3)2c．BaCl2(4)为有效除去Ca2＋、Mg2＋、SO2－4，加入试剂的合理顺序为________。a．先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b．先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c．先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过________、冷却、结晶、________(填写操作名称)除去NaCl。[解析](2)由框图，食盐精制时加入了NaOH和Na2CO3，则Mg2＋被OH－除去，Ca2＋被CO2－3除去，分别生成Mg(OH)2和CaCO3。(3)SO2－4可用Ba2＋除去：Ba2＋＋SO2－4===BaSO4↓，但不能选择Ba(NO3)2，因为会引入NO－3。(4)加入过量的钡试剂，而过量的Ba2＋必须除去，所以加入钡试剂必须在加入Na2CO3之前，以利用Na2CO3除去Ba2＋：Ba2＋＋CO2－3===BaCO3↓。(5)由于溶解度NaOHNaCl，而脱盐得到的是NaCl(s)和NaOH(aq)，所以可采用先加热蒸发水分——溶解度小的首先析出，再过滤的办法。[答案](1)2Cl－－2e－===Cl2↑2H＋＋2e－===H2↑(2)Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(3)ac(4)bc(5)蒸发过滤化学法除杂解题思路(1)选择除杂试剂：一是不能引入杂质，二是要沉淀能力强，三是加入试剂一般要过量。(2)确定除杂的最佳顺序：先加入的试剂若过量，后加试剂能除去已过量的试剂。2．下图是用离子交换膜法电解饱和食盐水的示意图，电解槽中B极产生的气体是__________。