人教版高中化学必修一全册全套课件 414页

[ 人教版 ] 高中化学必修一优质课件 [ 教育部审定教材 ] RJ· 化 学 全册全套课件 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 H 2 后，在点燃前须先用小试管收集 H 2 ，验证 H 2 的纯度，直到 H 2 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 H 2 或 CO 还原 CuO 时，应先通入 H 2 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 H 2 、 CO 、 CH 4 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 、 SO 2 、 H 2 S 、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 NaHCO 3 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 NaHCO 3 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 Fe 2 O 3 时，应先通一会儿 CO ，再加热 Fe 2 O 3 　　 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 H 2 SO 4 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 H 2 SO 4 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 H 2 SO 4 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 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： 　　 ① BaCl 2 、 NaOH 、 Na 2 CO 3 ，过滤之后加 HCl 。 　　 　　 ② NaOH 、 BaCl 2 、 Na 2 CO 3 ，过滤之后加 HCl 。 　　③ BaCl 2 、 Na 2 CO 3 、 NaOH ，过滤之后加 HCl 。 　　即 Na 2 CO 3 溶液必须在 BaCl 2 溶液加入之后再加。 　　 四、 SO 4 2 － 的检验 　　先往未知液中加入 稀盐酸 ，再加入 氯化钡 溶液。 BaCl 2 ＋ Na 2 SO 4 === BaSO 4 ↓ ＋ 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 CaCl 2 、 MgCl 2 、 Na 2 SO 4 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 BaSO 4 悬浊液中提取 BaSO 4 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 SO 4 2- 要注意的问题及正确操作步骤 　　 1 ．检验 SO 4 2- 要排除 Ag ＋ 、 CO 3 2- 、 SO 3 2- 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 ＋ 、 CO 3 2- 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 BaCl 2 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 SO 4 2- 。 　　 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 O 2 和 CO 2 混合气体通入 NaOH 溶液中除去 CO 2 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 NaNO 3 　　　 B ． CaCO 3 和 MnO 2 　　 C ． NaOH 和 NaNO 3 D ． CaCO 3 和 Na 2 CO 3 　　 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 ． BaSO 4 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 BaCl 2 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 BaCl 2 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 SO 4 2- 的正确方法是：先用盐酸酸化，这样可排除 CO 3 2- 、 SO 3 2- 和 Ag ＋ 等的干扰，再加入 BaCl 2 溶液，若有沉淀生成，则证明一定有 SO 3 2- 存在。 　　 答案 　 结论不准确，因为 CO 3 2- 遇 BaCl 2 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 BaCl 2 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 BaCl 2 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 CO 3 2- 　　 C ．废液中一定含有 SO 4 2- 　　 D ．废液中一定含有 H 2 SO 4 　　 答案 　 B 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 H 2 O ，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 (H 2 O 2 ) 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 CCl 4 作萃取剂，从碘水中萃取碘 ) 中错误的是 ( 　　 ) 　　 A ．饱和碘水和 CCl 4 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 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 6.02×10 23 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 12 C 中所含的碳原子数相同，约为 6.02×10 23 ，把 6.02 × 10 23 mol － 1 叫做阿伏加德罗常数，并作为一个物理量 , 符号为 N A 。 　　 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 　　 H 2 SO 4 的摩尔质量为 98 g·mol － 1 　　 CO 3 2- 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 O 2 ，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 12 C 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 6.02×10 23 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 (N 2 ) ＝ 28 g·mol － 1 ， M (H 2 SO 4 ) ＝ 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 N A 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 、 N A 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 N A 倍，故 A 不正确；根据阿伏加德罗常数的定义， N A 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 6.02×10 23 mol － 1 ，下列说法中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ． 1 mol 氧含有 6.02×10 23 个粒子 　　 B ． 1 mol CO 2 中所含原子总数是 6.02×10 23 　　 C ． 1 mol NH 3 中所含分子总数是 6.02×10 23 　　 D ． 1 mol N 2 含有 6.02×10 23 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 CO 2 分子含有 3 个原子，故 1 mol CO 2 中所含原子总数是 3 × 6.02 × 10 23 ， B 不对； C 正确； D 虽然给出的是 N 2 ，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 N A 表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法中错误的是 ( 　　 ) 　　 A ． 32 g O 2 所含的分子数目为 N A 　　 B ． 1 mol H 2 O 含有的 H 2 O 分子数目为 N A 　　 C ． 1 mol H 2 O 含有的氢原子数目为 N A 　　 D ． 0.5 N A 个 O 2 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 ． CO 2 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 、 SO 4 2- 与 SO 4 、 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 “ H 2 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 H 2 SO 4 的质量为 98 g·mol － 1 　　 B ． SO 3 的摩尔质量为 80 g·mol － 1 　　 C ． 1 mol O 就是 1 mol 氧气 　　 D ． SO 2 的摩尔质量与 SO 2 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 H 2 O 中所含氢原子数为 m ，则阿伏加德罗常数 N A 可表示为 ____________ 。 　　 答案 　 9 m 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 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 V m , 常用单位有 L/mol ( 或 L·mol － 1 ) 和 m 3 /mol ( 或 m 3 ·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 ℃ 、 1.01×10 5 Pa 的状况。例如： 1 mol H 2 O 在标准状况下的体积是 22.4 L 是错误的。 　　 (2) 气体摩尔体积 V m 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 、 1.01×10 5 Pa 的条件下，某气体的体积为 2.24×10 － 2 m 3 ，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 CO 2 又叫干冰，含 CO 2 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 × 10 5 Pa 条件为标准状况， 2.24 × 10 － 2 m 3 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 CO 2 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 X 2 气体与 3 体积 Y 2 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 ． XY 3 　 　 B ． XY 　 　 C ． X 3 Y 　 　 D ． X 2 Y 3 　　 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： 2X 2 ＋ 3Y 2 ===2Z ，由质量守恒定律可得， Z 的化学式为 X 2 Y 3 或 Y 3 X 2 。 　　 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 O 2 和 N 2 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 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 c B , 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 ＝ c 1 V 1 ＋ c 2 V 2 ( c 1 V 1 和 c 2 V 2 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 Na 2 CO 3 ，向该溶液中加入适量的 BaCl 2 固体粉末后再过滤，以除去溶液中的 Na 2 CO 3 。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 H 2 SO 4 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 H 2 SO 4 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 ． (2008 年广东理科基础， 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 CaCO 3 、 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 CaCO 3 ，可以用醋酸检验。 　　 答案 　 A 　　 2 ． (2008 年海南， 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 ． (2007 年广东， 3) 下列叙述正确的是 ( 　　 ) 　　 A ． 48 g O 3 气体含有 6.02×10 23 个 O 3 分子 　　 B ．常温常压下， 4.6 g NO 2 气体含有 1.81×10 23 个 NO 2 分子 　　 C ． 0.5 mol·L － 1 CuCl 2 溶液中含有 3.01×10 23 个 Cu 2 ＋ 　　 D ．标准状况下， 33.6 L H 2 O 含有 9.03×10 23 个 H 2 O 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 O 3 气体，其物质的量为 1 mol ，含有 6.02 × 10 23 个 O 3 分子，故 A 正确。 B 项中 4.6 g NO 2 气体，其物质的量为 0.1 mol ，含有 6.02 × 10 22 个 NO 2 分子，故 B 项错误。 C 项中不知道 CuCl 2 溶液的体积， Cu 2 ＋ 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 H 2 O 的物质的量也不是 1.5 mol ，故 D 错误。 　　 答案 　 A 　　 4 ． (2008 年上海， 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 MnO 2 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 H 2 ，若装置从烧杯中取出会导致 H 2 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 H 2 S 气体逸散在空气中而造成污染， C 项错误；制取 CO 2 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。 　　 (NH 4 ) 2 CO 3 　　　　　　　 铵盐 　　 (NH 4 ) 2 SO 4 　　　　　　　 钠盐 　　 Na 2 CO 3 　　　　　　　　碳酸盐 　　 Na 2 SO 4 　　　　　　　　 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， (NH 4 ) 2 CO 3 因其组成中含有 NH 4 + ，故属于铵盐，其组成中还含有 CO 3 2- ，故其又属于碳酸盐。同理， (NH 4 ) 2 SO 4 既是铵盐，又是硫酸盐； Na 2 CO 3 既是钠盐，又是碳酸盐； Na 2 SO 4 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 　 H 2 SO 4 ( 或 H 2 SO 3 等 ); KOH; K 2 SO 4 ( 或 K 2 SO 3 等 ) ； SO 2 ( 或 SO 3 等 ) 示例 HNO 3 NaOH Na 2 CO 3 CO 2 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 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 － 9 m 。 　　胶体：分散质粒子在 10 － 9 ～ 10 － 7 m 之间。 　　浊液：分散质粒子大于 10 － 7 m 。 　　 二、胶体的制备和性质 　　 1 ． 概念：分散质粒子大小在 10 － 9 ～ 10 － 7 m 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 FeCl 3 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 ． FeCl 3 溶液中滴入 NaOH 溶液，出现红褐色沉淀 　　 答案　 D 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 － 　　 H 2 SO 4 ＝ 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 、 Cl 2 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 CO 2 的水溶液能够导电，是因为 CO 2 与水反应生成了电解质 H 2 CO 3 ，而 CO 2 在水溶液中并未电离，是非电解质。 　　 4 ．活泼金属的氧化物，如 Na 2 O 、 Al 2 O 3 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： Na 2 O( 熔融 ) ＝ 2Na ＋ ＋ O 2 － 　　 Al 2 O 3 ( 熔融 ) ＝ 2Al 3 ＋ ＋ 3O 2 － 　　 5 ．化合物是否为电解质，与溶解度的大小无关。如 BaSO 4 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 NaHSO 4 在熔化状态下的电离方程式为 NaHSO 4 ( 熔融 ) ＝ Na ＋ ＋ HSO 4 － 。 　　 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： NaHSO 4 ＝ Na ＋ ＋ H ＋ ＋ SO 4 2 － 。 　　 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 ． MgCl 2 晶体　　　　　 B ． NaCl 溶液 　　 C ．液态氯化氢 D ．熔融的 KOH 　　 解析 　 MgCl 2 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 ． CO 2 B ．稀盐酸 　　 C ． BaSO 4 D ． C 2 H 5 OH 　　 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： 　　① KOH 　② H 2 SO 4 　③ KHSO 4 　④ KHCO 3 　　 (1)____________________________________________ 。 　　 (2)____________________________________________ 。 　　 (3)____________________________________________ 。 　　 (4)____________________________________________ 。 　　 解析 　 由于 KHSO 4 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 KHCO 3 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)H 2 SO 4 ＝ 2H ＋ ＋ SO 4 2- 　　 (3)KHSO 4 ＝ K ＋ ＋ H ＋ ＋ SO 　　 (4)KHCO 3 ＝ K ＋ ＋ HCO 3 2- 　　 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)HNO 3 ＝ H ＋ ＋ NO 3 - 　　 (2)NaCl ＝ Na ＋ ＋ Cl － 　　 (3)NH 4 NO 3 ＝ NH ＋ NO 3 - 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 AgNO 3 溶液和稀 HNO 3 ，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 BaSO 4 、 AgCl 等 ) 生成或有难电离物质 ( 如 CH 3 COOH 、 H 2 O 等 ) 生成或有挥发性物质即气体 ( 如 CO 2 、 NH 3 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： CO 2 、 SO 2 、 NH 3 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， HCO 3 - 不能拆成 H ＋ 和 CO 3 2- 。 　　 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 H 2 SO 4 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 ＋ ＝ Cu 2 ＋ ＋ H 2 ↑ 显然是错误的。 　　 2 ．必须符合拆写原则。如 CaCO 3 与盐酸的反应： CO 3 2- ＋ 2H ＋ ＝ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 就是错误的。正确的为 CaCO 3 ＋ 2H ＋ ＝ Ca 2 ＋ ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 。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 H 2 SO 4 和 Ba(OH) 2 溶液反应，写成 SO ＋ Ba 2 ＋ ＝ BaSO 4 ↓ 或 H ＋ ＋ OH － ＝ H 2 O 都是错误的，正确的反应为 Ba 2 ＋ ＋ 2OH － ＋ 2H ＋ ＋ SO 4 2- ＝ BaSO 4 ↓ ＋ 2H 2 O 。 　　 4 ．必须遵守电荷守恒原理。如铝与稀硫酸反应，写成 Al ＋ 2H ＋ ＝ Al 3 ＋ ＋ H 2 ↑ 是错误的。正确的为 2Al ＋ 6H ＋ ＝ 2Al 3+ ＋ 3H 2 ↑ 。 　　 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 CO 2 ) 。 　　 (2) 生成难溶物质 ( 如 Ba 2 ＋ 与 SO 4 2- 反应生成沉淀 ) 。 　　 (3) 生成难电离物质 ( 如生成 H 2 O) 。 　　 2 ．因发生氧化还原反应而不能共存：氧化性离子 ( 如 NO 3 - ) 和还原性离子 ( 如 Fe 2 ＋ ) 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 Fe 2 ＋ ) 。 　　 (2) 强酸性溶液中不能存在与 H ＋ 反应的弱酸根离子 ( 如 CO 3 2- ) 。 　　 (3) 强酸性溶液中不能存在与 OH － 反应的弱碱离子 ( 如 NH 4 + ) 及酸式酸根离子 ( 如 HCO 3 - ) 。 　　 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： 　 　　 CO 3 2- ＋ 2H ＋ ＝ CO 2 ↑ ＋ H 2 O 　　 B ．向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钡溶液： 　　 　 Ba 2 ＋ ＋ 2OH － ＋ Cu 2 ＋ ＋ SO ＝ BaSO 4 ↓ ＋ Cu(OH) 2 ↓ 　　 C ．向硝酸银溶液中加入铜粉： 　　 　 Ag ＋ ＋ Cu ＝ Cu 2 ＋ ＋ Ag↓ 　　 D ．铁与稀盐酸反应： 2Fe ＋ 6H ＋ ＝ 2Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 ↑ 　　 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 Fe 2 ＋ ，不可能生成 Fe 3 ＋ ，因此正确的离子方程式是 Fe ＋ 2H ＋ ＝ Fe 2 ＋ ＋ H 2 ↑ ；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 － ＝ H 2 O 表示的是 ( 　　 ) 　　 A ． 3HCl ＋ Fe(OH) 3 ＝ FeCl 3 ＋ 3H 2 O 　　 B ． HNO 3 ＋ KOH ＝ KNO 3 ＋ H 2 O 　　 C ． H 2 CO 3 ＋ 2NaOH ＝ Na 2 CO 3 ＋ 2H 2 O 　　 D ． 2HCl ＋ Cu(OH) 2 ＝ CuCl 2 ＋ 2H 2 O 　　 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 ． Ba 2 ＋ 、 Na ＋ 、 CO 3 2- 、 OH － 　　 C ． H ＋ 、 K ＋ 、 CO 3 2- 、 SO 　　 D ． Al 3 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 SO 4 2- 、 Cl － 　　 解析　 A 组中： Ag ＋ ＋ Cl － ＝ AgCl ↓ ； B 组中， Ba 2 ＋ ＋ CO 3 2- ＝ BaCO 3 ↓ ； C 组中， 2H ＋ ＋ CO 3 2- ＝ CO 2 ↑ ＋ H 2 O ； 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 ＋ 、 Cu 2 ＋ 、 NO 3 - 、 SO 4 2- 　　 B ． K ＋ 、 Na ＋ 、 Cl － 、 CO 3 2- 　　 C ． Zn 2 ＋ 、 NH 4 + 、 NO 3 - 、 Cl － 　　 D ． K ＋ 、 Na ＋ 、 MnO 4 - 、 SO 4 2- 　　 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 Ba 2 ＋ 、 Ag ＋ 、 Na ＋ 、 Cu 2 ＋ 中的某一种，阴离子分别是 NO 、 SO 4 2- 、 Cl － 、 CO 3 2- 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 Ba 2 ＋ 不能与 SO 4 2- 、 CO 3 2- 组合； Ag ＋ 只能与 NO 组合； Cu 2 ＋ 不能与 CO 组合。由 (1) 可知， C 为铜盐。由 (2) 可知， B 为 AgNO 3 ； D 含有 CO 3 2- ，而 CO 与 Ba 2 ＋ 、 Ag ＋ 、 Cu 2 ＋ 均不能共存，故 D 只可能是 Na 2 CO 3 。剩余阳离子为 Ba 2 ＋ ，故 A 含之；剩余阴离子为 SO 4 2- 、 Cl － ，而 Ba 2 ＋ 与 SO 4 2- 会反应，故 A 为 BaCl 2 。 　　 答案 　 BaCl 2 ； AgNO 3 ； CuSO 4 ； Na 2 CO 3 　　 跟踪练习 3 　 某溶液中可能有 SO 4 2- 、 HCO 3 - 、 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)HCO 3 - ； HCO3- ＋ H ＋ ＝ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　　 (2)SO 4 2- ； Ba 2 ＋ ＋ SO ＝ BaSO 4 ↓ 　　 (3)Cl ― 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 Fe 2+ ，咬过后果肉暴露在空气中， Fe 2 ＋ 被空气中的氧气氧化为 Fe 3 ＋ ，从而显示出红褐色。苹果越不成熟含有的 Fe 2 ＋ 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 Fe 2 ＋ 变成 Fe 3 ＋ 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 ＋ H 2 Cu ＋ H 2 O 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 H 2 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 H 2 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 H 2 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 ＋ CO 2 ↑ 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 Cl 2 的反应 　　 　　 (2)H 2 与 Cl 2 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 ． 2H 2 O 2 ＝ 2H 2 O ＋ O 2 ↑ 　　 B ． CuCl 2 ＋ 2NaOH ＝ Cu(OH) 2 ↓ ＋ 2NaCl 　　 C ． 2Na ＋ 2H 2 O ＝ 2NaOH ＋ H 2 ↑ 　　 D ． 3CO ＋ Fe 2 O 3 ＝ 2Fe ＋ 3CO 2 　　 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 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 O 2 、 Cl 2 等 ) 。 　　 (2) 含有高价态元素的化合物 ( 如 浓 H 2 SO 4 、 HNO 3 、 KMnO 4 、 FeCl 3 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 、 H 2 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： 2FeCl 3 ＋ Cu ＝ 2FeCl 2 ＋ CuCl 2 　　氧化性： Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ 　　还原性： Cu ＞ Fe 2 ＋ 　　 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—Fe 2 ＋ ) 的氧化性逐渐增强。 　　 　　例如： 　　还原性： Mg ＞ Zn ＞ Cu 　　氧化性： Cu 2 ＋ ＞ Zn 2 ＋ ＞ Mg 2 ＋ 　　 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： Cl 2 ＞ 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 ＋ 2KMnO 4 ＝ 2KCl ＋ 2MnCl 2 ＋ 5Cl 2 ↑ ＋ 8H 2 O 　　可知氧化性： KMnO 4 ＞ MnO 2 。 　　 5 ．根据反应剧烈程度判断 　　例如： Cu 与浓 HNO 3 反应较剧烈 ,Cu 与稀 HNO 3 反应较微弱。 　　 故氧化性： HNO 3 ( 浓 ) ＞ HNO 3 ( 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： 　　① Na 2 CO 3 ＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　　② 4HCl ＋ MnO 2 ＝ MnCl 2 ＋ Cl 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　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； MnO 2 ； HCl ； Cl 2 ； MnCl 2 ； 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： C 2 >A 3 ＋ >B 2 ，还原性顺序： B － >A 2 ＋ >C － ，则下列反应在水溶液中不可能发生 ( 　　 ) 　　 A ． 2A 3 ＋ ＋ 2B － ＝ 2A 2 ＋ ＋ B 2 B ． C 2 ＋ 2B － ＝ 2C － ＋ B 2 　　 C ． 2A 2 ＋ ＋ C 2 ＝ 2A 3 ＋ ＋ 2C － D ． B 2 ＋ 2C － ＝ C 2 ＋ 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： B 2 ＞ C 2 ，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：① 2Fe 3 ＋ ＋ 2I － ＝ I 2 ＋ 2Fe 2 ＋ ；② Br 2 ＋ 2Fe 2 ＋ ＝ 2Br － ＋ 2Fe 3 ＋ ，可判断离子的还原性从强到弱的顺序是 ( 　　 ) 　　 A ． Br － 、 Fe 2 ＋ 、 I － 　 B ． I － 、 Fe 2 ＋ 、 Br － 　　 C ． Br － 、 I － 、 Fe 2 ＋ D ． Fe 2 ＋ 、 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： 2H 2 S ＋ SO 2 ＝ 3S↓ ＋ 2H 2 O 中，当有 4×6.02×10 23 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 × 10 23 个电子发生转移时 , 应有 3 × 6.02 × 10 23 个 S 生成，即 3 mol S 生成。 　　 答案 　 B 　　 跟踪练习 4 　在反应： 5KCl ＋ KClO 3 ＋ 3H 2 SO 4 ＝ 3Cl 2 ↑ ＋ 3K 2 SO 4 ＋ 3H 2 O 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 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的过程中，体验科 学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙 与和谐 　　 思维激活 　　 自五千年前青铜器进入人类社会发展的长河中以来，铁、铝等各种金属纷纷登上历史舞台，在人类生活的方方面面发挥着重要作用。普通的铁制品一般要定期涂油漆，而铝制品一般不需要，你知道原因是什么吗？ 　　 自学导引 　　 一、金属的存在 　　 地球上绝大多数金属元素是以 化合态 的形式存在于自然界中，地壳中含量最多的元素是 O ，含量最多的金属元素是 Al 。 　　 二、金属与氧气的反应 　　 1 ． 铁、镁与氧气的反应 　　 2 ．钠与氧气的反应 　　 钠呈光亮的 银白 色，暴露在空气中则会 变暗 ，生成 白 色固体，反应的化学方程式为： 　　 4Na ＋ O 2 ＝ 2Na 2 O 。 　　 钠在空气或 纯氧 中加热，则会燃烧，发出 黄 色火焰，生成一种 淡黄 色固体，反应的化学方程式为： 　　 3 ．铝与氧气的反应 　　 铝的表面容易生成一层很稳定的致密氧化膜： 　　 4Al ＋ 3O 2 ＝ 2Al 2 O 3 。 　　 三、金属与 Cl 2 、 S 等非金属的反应 　 　 一、金属与非金属的反应 　　 1 ．钠与非金属的反应 　　 (1) 钠与 O 2 的反应 　　①常温下，钠就易与氧气发生反应： 　　 4Na ＋ O 2 ＝ 2Na 2 O 　　 这说明钠比铁、铝、镁等金属活泼得多。 　　②钠受热后，可以与氧气剧烈反应： 　　 产生黄色火焰，生成一种淡黄色固体 —— 过氧化钠。 　　 (2) 钠还能与氯气、硫、氢气等绝大多数非金属单质反应。如： 　　 2 ．镁、铝、铁与非金属的反应 　　 (1) 与 O 2 的反应 　　①铁在空气中反应，表面生成的氧化膜疏松，不能保护内层金属，而镁、铝表面生成的氧化膜致密，可以保护内层金属。 　　 2 ．镁、铝、铁与非金属的反应 　　 (1) 与 O 2 的反应 　　①铁在空气中反应，表面生成的氧化膜疏松，不能保护内层金属，而镁、铝表面生成的氧化膜致密，可以保护内层金属。 　　②在其他条件下的反应 　　 (2) 与氯气、硫等非金属的反应 　　 3 ．氧化膜对金属的保护作用 　　 金属表面的氧化膜有的疏松，不能保护内层金属，这样的金属制品需外加保护膜，如铁等。钠的氧化膜也比较疏松，且能跟 H 2 O 、 CO 2 等发生反应，因此不能保护内部的金属钠，这也是金属钠需保存在煤油中的一个原因。有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等。例如，在点燃镁条前，常用砂纸打磨，这样点燃起来更容易些。 　　 二、金属钠露置在空气中的变化过程 　　 　　 发生反应的化学方程式如下： 　　 (1)4Na ＋ O 2 ＝ 2Na 2 O 　　 (2)Na 2 O ＋ H 2 O ＝ 2NaOH 　　 (3)2NaOH ＋ CO 2 ＋ 9H 2 O ＝ Na 2 CO 3 ·10H 2 O 　　 三、钠的保存 　　钠应在隔绝水和空气的条件下保存。通常情况下，钠保存在煤油或石蜡油中。 　　说明：钠不能保存在 CCl 4 中，因为 CCl 4 的密度比钠大，钠仍然会接触到空气。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ： Na 与 O 2 的反应 　　 例 1 　 2.3 g 纯净金属钠在干燥空气中被氧化后得到 3.5 g 固体，由此可判断其产物是 ( 　　 ) 　　 A ．只有 Na 2 O 　 B ．只有 Na 2 O 2 　　 C ． Na 2 O 和 Na 2 O 2 D ．无法确定 　　 3 ． 1 g ＜ 3.5 g ＜ 3.9 g ，因此产物既有 Na 2 O 又有 Na 2 O 2 。 　　 答案　 C 　　 　　 A ．都是还原剂，表现还原性 　　 B ．都失去电子，作氧化剂 　　 C ．都是氧化剂，表现氧化性 　　 D ．都得到电子，被还原 　　 　　 解析 　 分析三个反应中的化合价变化情况可知， Mg 的化合价都从 0 → ＋ 2 ，故反应中 Mg 作还原剂，在反应中表现还原性，还原剂在氧化还原反应中失去电子，被氧化，故 A 项正确。 　　 答案　 A 　　 跟踪练习 2 　下列物质间发生反应时，在不同条件下可以得到不同产物的是 ( 　　 ) 　　 A ． Na 与 O 2 　　　　 B ． Mg 与 O 2 　　 C ． Al 与 O 2 　　　 　 D ． NaOH 与 HCl 　　 答案 　 A 第 2 课时　金属与酸、碱和水的反应 　　 三维目标 　　 思维激活 　　 厨房中金属器皿随处可见，人们常用金属器皿盛水、装汤，也常用铁、铝或铜制的水壶来烧水，说明这几种金属与热水是不反应的。是不是所有的金属都不与热水反应呢？ 知识与技能 1 ．掌握钠、铁等金属与水、酸的反应 ( 重点 ) 2 ．掌握金属铝与碱的反应 ( 重点 ) 过程与方法 通过对铁与水蒸气的反应的探究，进一步理解科 学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高 科学探究的能力 情感、态度 与价值观 通过钠与水的反应的学习，树立辩证唯物主义的 世界观，养成务实求真、勇于创新、积极实践的 科学态度 　　 自学导引 　 　 一、钠与水的反应 　　 二、铁与水蒸气的反应 　　 三、铝与 NaOH 溶液的反应 　　 名师解惑 　　 一、将一小块钠投入 CuSO 4 溶液中，请预测会出现的实验现象，并写出有关反应的化学方程式 　　 钠投入 CuSO 4 溶液中，钠先与水反应，钠浮在 CuSO 4 溶液的表面上，四处游动，熔成闪亮的小球，放出气体并发出咝咝的响声，小球的体积逐渐变小，至最后消失，生成的 NaOH 能和 CuSO 4 反应生成难溶的 Cu(OH) 2 ，蓝色溶液则变为蓝色浊液。反应的化学方程式为： 　　 2Na ＋ 2H 2 O ＝ 2NaOH ＋ H 2 ↑ 　　 CuSO 4 ＋ 2NaOH ＝ Cu(OH) 2 ↓ ＋ Na 2 SO 4 　　 二、有位同学用一小块铝箔包住一块金属钠并在铝箔上刺上许多小孔，然后把它放入盛有少量水的小烧杯中，讨论有什么现象发生 　　 金属钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，化学方程式为 　　 2Na ＋ 2H 2 O ＝ 2NaOH ＋ H 2 ↑ 　　 金属铝和生成的 NaOH 水溶液反应，化学方程式为 　　 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 。 　　 三、铝与盐酸、 NaOH 溶液反应的比较 　　 四、 Al 与 NaOH 溶液反应的实质 　　 铝与氢氧化钠溶液反应的实质为： 　　 2Al ＋ 6H 2 O ＝ 2Al(OH) 3 ↓ ＋ 3H 2 ↑ 　　 Al(OH) 3 ＋ NaOH ＝ NaAlO 2 ＋ 2H 2 O 　　 前者为置换反应，也是氧化还原反应，其中铝是还原剂，水是氧化剂；后者为复分解反应， NaOH 既不是氧化剂，也不是还原剂，总反应的化学方程式为 　　 2Al ＋ 2NaOH ＋ 6H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 4H 2 O ＋ 3H 2 ↑ 。 　　电子转移的方向和数目表示为： 　　反应中 Al 为还原剂， H 2 O 为氧化剂， NaOH 既不是氧化剂也不是还原剂，在反应中为介质。当不标电子转移方向和数目时，方程式可简化为 　　 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 　　 其离子方程式为 　　 2Al ＋ 2OH － ＋ 2H 2 O ＝ 2AlO ＋ 3H 2 ↑ 。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：钠与水的反应 　　例 1 　钠的下列性质中和钠与水反应时的现象无关的是 ( 　　 ) 　　 A ．钠的熔点低　　　　　 B ．钠的密度小 　　 C ．钠的硬度小 D ．钠有强还原性 　　 解析 　 钠与水反应的实验现象之一是 “ 钠熔成小球 ” ，这是钠的熔点低导致的；密度小导致钠可以 “ 浮在水面上 ” ；钠的强还原性是钠与水反应的实质。钠的硬度小与实验现象是无关的。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 1 　将钠投入滴有石蕊的水中，下列有关现象的叙述错误的是 ( 　　 ) 　　 A ． Na 浮在水面 　　 B ． Na 熔化成小球并在水面上四处游动 　　 C ．有气体产生 　　 D ．水溶液变为红色 　　 答案 　 D 　　 知识点 2 ：铁与水的反应 　　 例 2 　如下图，玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气。用试管收集产生的经干燥的气体，并靠近火焰点火。 　　 　　 (1) 有关反应的化学方程式是 ______________________ 。 　　 (2) 干燥管内可装入的试剂是 __________ ，其作用是： ____________________ 。 　　 (3) 实验开始时，应先点燃 __________ ；实验结束时，应先熄灭 __________ 。 　　 解析 　 常温下 Fe 与 H 2 O 不发生反应，但在高温下， Fe 与 H 2 O(g) 反应生成 Fe 3 O 4 和 H 2 ，故 Fe 是一种较为活泼的金属。反应开始前，玻璃管中有空气，若点燃酒精喷灯，铁粉将被氧化，故先点燃酒精灯，通过水蒸气排除装置中的空气；反应结束时，应先熄灭酒精喷灯，防止生成的 Fe 3 O 4 继续与空气中的氧气反应。 　　 　　 (2) 无水 CaCl 2 ( 或碱石灰、硅胶等 ) ；吸收水蒸气，使收集的氢气易点燃 　　 (3) 酒精灯；酒精喷灯 　　 跟踪练习 2 　在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。利用下图所示的装置进行实验，实验进行时试管 A 中应加入的试剂是 __________ ；烧瓶 B 的作用是 __________ ；烧瓶 C 的作用是 __________ ；用点燃的木条靠近水槽中的肥皂泡时的现象是 __________________________________ 。 　　 　　 答案 　 普通铁粉 ( 或铁粉 ) ；作为水蒸气发生器 ( 或用来产生水蒸气 ) ；防止倒吸 ( 或用做安全瓶 ) ；肥皂泡燃烧 ( 或有轻微的爆鸣声 ) 　　 知识点 3 ：铝与酸、碱反应的计算 　　 例 3 　铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，当两个反应放出的气体在相同状况下体积相等时，反应中消耗的 HCl 和 NaOH 的物质的量之比为 ( 　　 ) 　　 A ． 1∶1 　 　 B ． 2∶1 　 　 C ． 3∶1 　 　 D ． 1∶3 　　 解析 　 本题只要写出 Al 与 HCl 和 NaOH 反应的化学方程式，找出消耗的 HCl( 或 NaOH) 与产生的气体的计量数的关系，问题就很容易解决了。 　　 答案　 C 　　 跟踪练习 3 　用铝箔包装 0.1 mol 金属钠，并用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为 ( 标准状况下 )( 　　 ) 　　 A ． O 2 与 H 2 的混合气体 　　 B ． 1.12 L H 2 　　 C ．大于 1.12 L 的 H 2 　　 D ．小于 1.12 L 的 H 2 　　 答案 　 C 第 3 课时　物质的量在化学方程式计算中的应用 　　 三维目标 知识与技能 1 ．回顾运用化学方程式进行有关质量的 计算 2 ．掌握应用物质的量、物质的量浓度、 气体摩尔体积等概念进行化学方程式的 计算 ( 重点 ) 过程与方法 分析、对比质量和物质的量在化学方程 式计算中的优点和缺点，培养应用量的 观念来处理化学问题的能力 情感、态度 与价值观 通过对物质的量在化学方程式计算中的 应用来发现和提出化学问题，培养自己 学习化学的能力 　　 思维激活 　　 在初中化学中我们已经学习了运用化学方程式进行有关质量的计算，这是质量守恒定律的应用，但这种量的关系不能确定化学方程式中反应物与生成物的粒子数量的关系，而与物质粒子数量的关系有关的概念有物质的量、物质的量浓度、气体摩尔体积等，那么根据化学方程式的计算如何利用物质的量来进行？ 物质的量在化学方程式计算中的应用有什么优点？ 　　 自学导引 　　 一、化学方程式计算的依据 　　 结论： 化学方程式中各物质的化学计量数之比，等于组成各物质的 粒子数 之比，等于各物质的 物质的量 之比，即 ν 1 ∶ ν 2 ∶ ν 3 ＝ N 1 ∶ N 2 ∶ N 3 ＝ n 1 ∶ n 2 ∶ n 3 。 　　对于气体参与的反应，在同温同压下各物质的化学计量数之比等于各气体的 体积 之比，即 ν 1 ∶ ν 2 ∶ ν 3 ＝ V 1 ∶ V 2 ∶ V 3 。 　　 二、化学方程式计算的要求 　　 1 ． 根据化学方程式进行计算时，已知物质的其他物理量可换算成物质的量，再根据化学方程式中化学计量数之比等于其 物质的量 之比，列比例式。 　　 2 ．各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。各物理量要注明所表示的物质 ( 或粒子 ) 的符号，如参加反应的 NaOH 溶液的体积为 V [NaOH(aq)] 。 　　 3 ．设未知数直接用各物理量符号表示，如设参加反应的 MnO 2 的物质的量为 n (MnO 2 ) ，并且不能带单位。 　　 4 ．把已知量代入算式中计算时都要代入单位。 　　 名师解惑 　　 一、化学方程式计算的一般方法 　　 1 ．根据题意写出并配平反应的化学方程式。 　　 2 ．求出已知物和未知物的摩尔质量 ( 或物质的量、体积等 ) 分别写在化学方程式中有关的化学式下面，如果化学方程式中有关的化学式前面有化学计量数，则用化学计量数去乘有关的摩尔质量 ( 或物质的量、体积等 ) 。 　　 3 ．把已知和要求的量 [ 用 m (B) 、 n (B) 、 V (B) 或设未知数 x 、 y 等表示 ] 分别写在化学方程式有关的化学式下面。 　　 4 ．将有关的四个量列出比例式，求出要求的量。 　　 例： 　 H 2 　 ＋ Cl 2 ＝ 2HCl 　　 　 1 mol 71 g 2×22.4 L 　　 n (H 2 ) m (Cl 2 ) V (HCl) 　　 5 ．写出简明答案。 　　 二、物质的量应用于化学方程式的计算过程中需注意的问题 　　 1 ． 书写格式的规范化 　　在计算过程中应注意表达格式的规范化：各物理量、物质的名称、公式等尽量用符号表示，且数据的运算要公式化并带单位。 　　各物理量的符号要注明物质 ( 或粒子 ) 的种类。如已知 NaOH 的物质的量浓度和体积，求 NaOH 的质量，可表示为 　　 m (NaOH) ＝ n (NaOH) × M (NaOH) 　　　　　　＝ c (NaOH)× V [NaOH(aq)]× M (NaOH) 。 　　 常用的物理量符号： 　　 M —— 摩尔质量， m —— 质量， n —— 物质的量， 　　 N —— 粒子数， V —— 体积， ρ —— 溶液密度， 　　 w —— 质量分数， c —— 物质的量浓度， 　　 V m —— 气体摩尔体积， N A —— 阿伏加德罗常数， 　　  —— 化学计量数。 　　若表示水溶液的物理量应注明 aq ，如 NaOH 溶液的体积表示为 V [NaOH(aq)] ，密度为 ρ [NaOH(aq)] 。 　　 2 ． 单位运用的对应性 　　单位问题：一般来说，在一个题目里如果都用统一的单位，不会出现错误，但如果题内所给的两个量单位不一致，若要换算成同一个单位，有时显得很烦琐，这时只要做到两个量的单位“上下一致，左右对应”即可。例如： 　　 ① Zn 　＋　 H 2 SO 4 ＝ ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 　　　 65 g 　 1 mol 　　　 m (Zn) a mol 　　② Zn ＋ H 2 SO 4 ＝ ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 　　 1 mol 　　　　 22.4 L 　　 n (H 2 SO 4 ) 　　　 b L 　　③ Zn ＋ H 2 SO 4 ＝ H 2 SO 4 ＋ H 2 ↑ 　　 65 g 　　　　 22.4 L 　　 c g 　　　　 V (H 2 ) 　　上述三种表示方法均正确，解题时具体选用哪种格式，要根据题目所给的量，具体问题具体分析。 　　 3 ．方程式运用的灵活性 　　除一般的化学方程式外，如果是离子反应，可以根据离子方程式进行计算；如果是氧化还原反应，也可以利用电子转移关系进行有关计算。 　 　 典例导析 　　 知识点 1 ：物质的量应用于化学方程式的计算 　　例 1. 加热 12.25 g KClO 3 使其完全分解可制得标准状况下的氧气多少升？ 　　 答案 　 可制得标准状况下的氧气 3.36 L 。 　　 跟踪练习 1 　 100 mL 气体 A 2 跟 50 mL 气体 B 2 恰好完全反应生成 100 mL 气体 C( 体积均在相同状况下测定 ) ，则在此反应中， A 2 、 B 2 、 C 的化学计量数之比为 __________ ； C 的化学式为 __________( 用 A 、 B 表示 ) 。 　　 答案 　 2∶1∶2 ； A 2 B( 或 BA 2 ) 　　 知识点 2 ：过量计算 　　例 2 　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 　　 解析 　 生成氢气的体积比即物质的量之比为 n ( 甲 )∶ n ( 乙 ) ＝ 5∶6 ，设甲中产生 H 2 5 mol ，则乙中产生 H 2 6 mol 。 　　甲： 2Al ＋ 3H 2 SO 4 ＝ Al 2 (SO 4 ) 3 ＋ 3H 2 ↑ 　　　 2 　 3 　 3 　　乙： 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 　　 　 2 　 2 　　 3 　　　 4 mol 4 mol 　　 6 mol 　　 答案 　 B 　　 跟踪练习 2 　甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3 mol·L － 1 盐酸和 NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成气体的体积比 V ( 甲 )∶ V ( 乙 ) ＝ 1∶2 ，则加入铝粉的质量为 ( 　　 ) 　　 A ． 5.4 g 　　 B ． 3.6 g 　　 C ． 2.7 g 　　 D ． 1.8 g 　　 解析 　 n (HCl) ＝ n (NaOH) ＝ 3 mol·L － 1 × 0.1 L ＝ 0.3 mol ，由 2Al ＋ 6HCl ＝ 2AlCl 3 ＋ 3H 2 ↑ 、 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 可知，物质的量相等的 HCl 和 NaOH 相比， NaOH 可溶解的 Al 更多，故甲中 Al 过量。 　　 2Al ＋ 6HCl ＝ 2AlCl 3 ＋ 3H 2 ↑ 　　　　　 6 　　　　　　 3 　　　　　 0.3 mol 　　　 n (H 2 ) 　　 　　则乙中产生的 n (H 2 ) ＝ 0.15 mol × 2 ＝ 0.3 mol 　　 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O ＝ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ 　　 54 g 　 2 mol 　　　　　　　　 　 3 mol 　　 m (Al) n (NaOH) 　　　　　　　 　 0.3 mol 　　 m (Al) ＝ 5.4 g ， n (NaOH) ＝ 0.2 mol 　　故乙中 NaOH 过量， Al 完全反应，加入 Al 的质量为 5.4 g 。 　　 答案 　 A 　　 知识点 3 ：差量法计算 　　 例 3 　 120 ℃ 时， 4 L H 2 和 O 2 的混合气体爆炸后恢复到原状态，其体积变为 3 L 。则原混合气体中 H 2 和 O 2 的体积比可能为 ( 　　 ) 　　 A ． 1∶2 　　　 B ． 1∶3 　　　 C ． 3∶1 　　 D ． 2∶1 　　 解析 　 本题采用体积差量法求解。 　　 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) ＝ 2H 2 O(g) 　　 Δ V ( 减 ) 　 2 1 2 　　　 1 　　 2 L 1 L 　　　　　 4 L － 3 L ＝ 1 L 　　即实际参加反应的 H 2 、 O 2 的体积分别为 2 L 、 1 L 　　①若 O 2 过量，则 V (H 2 ) ＝ 2 L ， V (O 2 ) ＝ 2 L ， V (H 2 )∶ V (O 2 ) ＝ 1∶1 。 　　②若 H 2 过量，则 V (O 2 ) ＝ 1 L ， V (H 2 ) ＝ 3 L ， V (H 2 )∶ V (O 2 ) ＝ 3∶1 。 　　故 C 项正确。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 3 　将一定质量的钠投入 24.6 g 水中，反应完成后，得到 NaOH 溶液 31.2 g ，则所得 NaOH 溶液中溶质的物质的量为 __________ 。 　　 解析 　 设生成的 NaOH 的物质的量为 x ，由 　　 2Na ＋ 2H 2 O ＝ 2NaOH ＋ H 2 ↑ 　　　 Δ m 　　　　　　　　 2 mol 　　 　　　 　 44 g 　　　　　　　　 x 　　　 　 31.2 g － 24.6 g ＝ 6.6 g 　　 　　 答案 　 0.3 mol 第二节　几种重要的金属化合物 第 1 课时　钠的重要化合物 　　 三维目标 知识与技能 1 ．掌握过氧化钠的性质及其用途 ( 重点 ) 2 ．掌握碳酸钠、碳酸氢钠的性质及其差异，以及 两者之间的相互转化和它们的用途 ( 重点 ) 3. 掌握焰色反应的实验操作方法及钠、钾的焰色 过程与方法 通过对比的实验方法，培养学生的观察能力和分 析问题的能力，提高学生的实验能力和创新能力 情感、态度 与价值观 培养学生认真细致和严谨求实的科学态度 　　 思维激活 　　 过氧化钠 (Na 2 O 2 ) 是一种淡黄色固体，会灼烧皮肤。它可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等，在呼吸面具和潜水艇里，常用它来产生氧气供给高空或海底作业人员使用。你知道过氧化钠为什么有这些用途吗？ 　　做馒头时常用到苏打和小苏打，你知道它们是什么物质吗？在做馒头时它们各有什么用途吗？ 　　 自学导引 　　 一、氧化钠和过氧化钠 　　 1 ． 物理性质 　　氧化钠是一种 白 色固体，过氧化钠是一种 淡黄 色固体。 　　 2 ．化学性质 　　 Na 2 O ＋ H 2 O ＝ 2NaOH 　　 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4NaOH ＋ O 2 ↑ 　　 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ＝ 2Na 2 CO 3 ＋ O 2 　　 二、碳酸钠和碳酸氢钠 　　 Na 2 CO 3 俗名 纯碱 ，也叫 苏打 ， NaHCO 3 俗名 小苏打 。 　　 1 ． Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 在水中的溶解性 　　 Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 均 能 溶于水，在水中的溶解度： Na 2 CO 3 ＞ NaHCO 3 ，水溶液显 碱 性。 　　 2 ． Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 的热稳定性 　　 Na 2 CO 3 受热稳定，不会分解； 　　 NaHCO 3 受热不稳定，易分解，化学方程式为： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 　　 3 ． Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 与稀盐酸的反应 　　 Na 2 CO 3 ＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　　 NaHCO 3 ＋ HCl ＝ NaCl ＋ H 2 O ＋ CO 2 ↑ 　　 三、焰色反应 　　 1 ． 定义 　　很多 金属 或它们的 化合物 在灼烧时都会呈现 特殊的颜色 ，这在化学上叫做焰色反应。 　　 2 ．操作 　　 (1) 将 铂丝 ( 或 光泽无锈的铁丝 ) 用 盐酸 洗净后，在火焰上灼烧至与原来火焰颜色相同。 　　 (2) 蘸取试样在火焰上灼烧，观察火焰颜色；观察钾的火焰颜色时，要透过 蓝色钴玻璃 。 　　 (3) 用盐酸洗净铂丝，并在火焰上灼烧至无色，再检验下一个试样。 　　 3 ．焰色反应的颜色 　　钠： 黄 色，钾： 紫 色，钙：砖红色，锶：红色，钡：绿色，铜：黄绿色。 　　 名师解惑 　　 一、氧化钠和过氧化钠 　　 1 ．氧化钠和过氧化钠的比较 化学式 Na 2 O Na 2 O 2 化合物类型 离子化合物 离子化合物 阳、阴离子 数之比 Na ＋ 和 O 2 － 之比为 2 ∶ 1 Na ＋ 和 O 之比为 2 ∶ 1 氧元素化合价 － 2 － 1 属类 碱性氧化物 过氧化物 颜色、状态 白色、固体 淡黄色、固体 化 学 性 质 与水 反应 Na 2 O ＋ H 2 O===2NaOH 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O===4NaOH ＋ O 2 ↑ 与 CO 2 反应 Na 2 O ＋ CO 2 ===Na 2 CO 3 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ===2Na 2 CO 3 ＋ O 2 与盐酸 反应 Na 2 O ＋ 2HCl===2NaCl ＋ H 2 O 2Na 2 O 2 ＋ 4HCl===4NaCl ＋ O 2 ↑ ＋ 2H 2 O 用途 — 氧化剂、供氧剂、漂白剂、杀菌剂 保存 隔绝空气，密封保存 隔绝空气，远离易燃物，密封保存 　　 2 ． Na 2 O 和 Na 2 O 2 的转化 　　 Na 2 O 不如 Na 2 O 2 稳定，加热时会转化为 Na 2 O 2 ，化学方程式为 　　 3 ． Na 2 O 2 与 H 2 O 和 CO 2 的反应 　　 2Na 2 O 2 ＋ 2CO 2 ＝ 2Na 2 CO 3 ＋ O 2 　　 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4NaOH ＋ O 2 ↑ 　　 (1) 物质的量的关系 　　无论是 CO 2 或 H 2 O 的单一物质还是二者的混合物，通过足量的 Na 2 O 2 时， CO 2 或 H 2 O 与放出 O 2 的物质的量之比均为 2∶1 。 　　 (2) 气体体积关系 　　若 CO 2 和水蒸气的混合气体 ( 或单一气体 ) 通过足量的 Na 2 O 2 时，气体体积的减少量或原混合气体体积的 1/2 即为生成氧气的量。 　　 (3) 电子转移关系 　　当 Na 2 O 2 与 CO 2 、 H 2 O 反应时，每产生 1 mol O 2 转移 2 mol e － 。 　　 (4) 固体质量关系 　　相当于固体 (Na 2 O 2 ) 只吸收了 CO 2 中的 “ CO ” ， H 2 O 中的 “ H 2 ” ；可以看做发生相应的反应： Na 2 O 2 ＋ CO ＝ Na 2 CO 3 、 Na 2 O 2 ＋ H 2 ＝ 2NaOH( 实际上两反应不能发生 ) 。 　　 (5) 先后顺序关系 　　一定量的 Na 2 O 2 与一定量的 CO 2 和 H 2 O(g) 的混合物的反应，可视作 Na 2 O 2 先与 CO 2 反应，待 CO 2 反应完全后， Na 2 O 2 再与 H 2 O 发生反应。 　　 二、碳酸钠和碳酸氢钠 　　 1 ．碳酸钠和碳酸氢钠性质的对比 　　 2 ． Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 性质差异的应用 　　 (1) 溶解度差异的应用 　　向饱和 Na 2 CO 3 溶液中通入 CO 2 气体，则会有 NaHCO 3 晶体析出。 　　 Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＝ 2NaHCO 3 　　可用于除去 NaHCO 3 中的杂质 Na 2 CO 3 。 　　 (2) 热稳定性差异的应用 　　 　　可用于除去 Na 2 CO 3 中的杂质 NaHCO 3 。 　　 (3) 同温同浓度时 Na 2 CO 3 溶液的碱性强， NaHCO 3 溶液的碱性弱。可利用 NaHCO 3 作为医用胃酸的中和剂。 　　 (4) 与酸反应的快慢差异 　　同浓度同体积的 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 溶液，分别与足量盐酸反应时， NaHCO 3 产生气体的速率快，但生成气体的总体积相同，据此可进行 Na 2 CO 3 、 NaHCO 3 的鉴别。 　　 3 ．碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别 　　 (1) 固体采取加热法 　　 2NaHCO 3 　　　　 Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O 　　 产生的气体使澄清石灰水变浑浊。 　　 (2) 溶液采取加入氯化钙稀溶液法 　　 Na 2 CO 3 ＋ CaCl 2 ===CaCO 3 ↓ ＋ 2NaCl 　　 NaHCO 3 无沉淀生成。 　　 三、焰色反应 　　在进行焰色反应时应注意以下几点： 　　 1 ．蘸取待测物的金属丝：铂丝或铁、铬、镍、钨丝等，它们必须在火焰上灼烧时无颜色，并且熔点应高。 　　 2 ．金属丝使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无焰色，以除去能起焰色反应的少量杂质。 　　 3 ．操作步骤：可归纳为六个字，即洗→烧→蘸→烧→洗→烧。 　　 4 ．作用：鉴别钠、钾等金属或其他离子，只能判断是某种元素，而不能进一步确定是单质原子、分子还是离子。 　　钠的焰色为黄色；钾的焰色 ( 透过蓝色钴玻璃观察 ) 为紫色，蓝色钴玻璃的作用是滤去黄色的光，避免样品中钠的杂质造成干扰。 　　 5 ．焰色反应不属于化学变化，它是物理变化。 　　焰色反应是元素的性质，而不是单质或某种化合物的性质。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ： Na 2 O 2 与 H 2 O 、 CO 2 反应的计算 　　 例 1 　 在甲、乙两个烧杯内分别放入均含 4.6 g 钠元素的氧化钠和过氧化钠，然后各加入 100 mL 水，搅拌，使固体完全溶解。则有关甲、乙两烧杯内溶液溶质的质量分数比较，正确的是 ( 　　 ) 　　 A ． w ( 甲 )> w ( 乙 ) B ． w ( 甲 ) ＝ w ( 乙 ) 　　 C ． w ( 甲 )< w ( 乙 ) D ．无法确定 　　 解析 　 解法一：均含 4.6 g 钠元素的 　　甲中有 Na 2 O ＋ H 2 O ＝ 2NaOH 　　 　　 62 　　　　 80 　　 6.2 g 8 g 　　乙中有 2Na 2 O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4NaOH ＋ O 2 ↑ 　　 156 160 32 　　 7.8 g 8 g 1.6 g 　　故甲、乙中溶质质量相等，甲中溶液增重＝ m (Na 2 O) ＝ 6.2 g ，乙中溶液增重＝ m (Na 2 O 2 ) － m (O 2 ) ＝ 7.8 g － 1.6 g ＝ 6.2 g ，故甲、乙中溶液质量也相等，溶质的质量分数相等。 　　解法二： Na 2 O 2 比 Na 2 O 多一个氧原子，与水反应时可看做此氧原子以氧气分子的形式逸出，未包含在溶液的质量以内，故所得两溶液的溶质质量分数相等。 　　 答案 　 B 　　 跟踪练习 1 　 1 体积 CO 2 和 O 2 的混合气体通过足量的 Na 2 O 2 后，所得气体体积变成原来的 3/4 ，则 CO 2 在混合气体中所占的体积分数是 ( 　　 ) 　　 A ． 25% B ． 30% C ． 50% D ． 75% 　　 答案 　 C 　　 知识点 2 ： Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 性质的比较 　　 例 2 　 ①纯净的碳酸钠 a g ；②碳酸钠与碳酸氢钠的混合物 a g 。两者相比，下列各种情况的描述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．分别和盐酸完全反应时，混合物的耗酸量大 　　 B ．分别和盐酸完全反应时，纯净的碳酸钠放出的 CO 2 多 　　 C ．分别溶于水，再加入足量的澄清石灰水，混合物得到的沉淀质量大 　　 D ．分别配成等体积溶液，混合物溶液中 Na ＋ 的物质的量浓度大 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 2 　下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，不正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度 　　 B ．二者的热稳定性不同，碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性 　　 C ．等质量的二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，但产气量和反应快慢不同 　　 D ．二者在一定的条件下可以相互转化 　　 答案 　 A 　　 知识点 3 ： Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 混合物的计算 　　 例 3 　 将 NaHCO 3 和 Na 2 CO 3 的混合物 200 g 加热至质量不再变化时，剩余固体的质量为 169 g 。求原混合物中 NaHCO 3 的质量分数。 　　 解析 　 因为只有 NaHCO 3 受热分解，从而造成固体质量减少，所以固体质量差即为 NaHCO 3 分解产生的 CO 2 、 H 2 O 的质量。 　　 答案 　 42% 　　 跟踪练习 3 　 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 的混合物共 19 g ，与足量的盐酸反应，生成的 CO 2 气体通过足量的 Na 2 O 2 后，得到 3.2 g 气体。问混合物中 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 的质量各为多少克？ 　　 答案 　 Na 2 CO 3 ： 10.6 g ； NaHCO 3 ： 8.4 g 　　 知识点 4 ：焰色反应在物质鉴别中的应用 　　 例 4 　 某物质灼烧时，焰色反应为黄色，下列判断中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．该物质一定是钠的化合物 　　 B ．该物质中一定含有钠元素 　　 C ．该物质一定是金属钠 　　 D ．该物质中一定不含钾元素 　　 解析 　 焰色反应是某些金属元素的性质，焰色反应为黄色，说明该物质中一定含有钠元素，它可能是金属钠，也可能是钠的化合物。但钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃滤去黄光后才能观察到，所以不能确定该物质是否含有钾元素。 　　 答案 　 B 　　 跟踪练习 4 　下列对焰色反应实验操作注意事项的说明中，正确的是 ( 　　 ) 　　①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 　　②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检物质 　　③每次实验后要用盐酸把铂丝洗净 　　④实验时最好选择本身较微弱的火焰 　　⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替 　　 A ．仅③不正确 B ．仅④不正确 　　 C ．仅⑤不正确 D ．全对 　　 答案 　 D 第 2 课时　铝的重要化合物 　　 三维目标 知识与技能 了解氧化铝和氢氧化铝的两性，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，掌握实验室制备氢氧化铝 的方法 ( 重、难点 ) 过程与方法 运用实验、分类的方法来研究物质的性质 情感、态度 与价值观 通过对几个实验的探究，体会实验方法在化 学研究中的作用，并认识到实验过程中控制 实验条件的重要性 　　 思维激活 　　 刚玉、红宝石和蓝宝石虽然名称各异，其形态、硬度、性质、用途也不相同，但是它们的化学成分却完全相同，都是氧化铝。 　　你知道氧化铝有哪些性质和用途吗？ 　　 自学导引 　　 一、氧化铝 　　 1 ． 物理性质 　　白色固体， 难 溶于水，熔点 很高 。 　　 2 ．化学性质 　　 Al 2 O 3 是一种 两 性氧化物。 　　 Al 2 O 3 与盐酸反应的化学方程式为 Al 2 O 3 ＋ 6HCl ＝ 2AlCl 3 ＋ 3H 2 O ，离子方程式为 Al 2 O 3 ＋ 6H ＋ ＝ 2Al 3 ＋ ＋ 3H 2 O 。 　　 Al 2 O 3 与 NaOH 溶液反应的化学方程式为 Al 2 O 3 ＋ 2NaOH ＝ 2NaAlO 2 ＋ H 2 O ，离子方程式为 Al 2 O 3 ＋ 2OH － ＝ 2AlO 2 - ＋ H 2 O 。 　　 3 ．用途 　　 Al 2 O 3 是冶炼铝的原料，也是一种比较好的耐火材料，可用来制造耐火坩埚、耐火管和耐高温的实验仪器等。 　　 二、氢氧化铝 　　 1 ．物理性质 　　 Al(OH) 3 是一种 白 色 胶 状的固体，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，并能吸附色素。 　　 2 ．化学性质 　　 (1)Al(OH) 3 既能跟 酸 起反应，又能跟 强碱 溶液起反应，是一种 两性 氢氧化物。 　　 Al(OH) 3 与强酸、强碱反应的离子方程式分别为 Al(OH) 3 ＋ 3H ＋ ＝ Al 3 ＋ ＋ 3H 2 O ， Al(OH) 3 ＋ OH － ＝ AlO 2 - ＋ 2H 2 O 。 　　 (2)Al(OH) 3 的热稳定性： Al(OH) 3 加热时易分解，反应的化学方程式为 2Al(OH) 3 　　　　 Al 2 O 3 ＋ 3H 2 O 。 　　 3 ．制法 　　实验室中可以用铝盐 ( 如硫酸铝 ) 与氨水反应制取 Al(OH) 3 ，化学方程式为 Al 2 (SO 4 ) 3 ＋ 6NH 3 ·H 2 O ＝ 2Al(OH) 3 ↓ ＋ 3(NH 4 ) 2 SO 4 。 　　 4 ．用途 　　 (1) 利用其吸附性，能凝聚水中的悬浮物，可用来净水。 　　 (2) 利用其碱性，可用做胃酸中和剂。 　　 三、硫酸铝钾 [KAl(SO 4 ) 2 ] 　　 (1) 电离方程式为 KAl(SO 4 ) 2 ＝ K ＋ ＋ Al 3 ＋ ＋ 2SO 4 2- 。 　　 (2) 十二水合硫酸铝钾 　　化学式为 KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O ，俗名 明矾 ， 是一种无色晶体，易溶于水，可用做净水剂，原因是 KAl(SO 4 ) 2 可与水反应生成 Al(OH) 3 胶体， Al(OH) 3 可以和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清。 　　 名师解惑 　　 一、 “ 铝三角 ” 及其应用 　　 1 ． “ 铝三角 ” 是指 Al 3 ＋ 、 Al(OH) 3 、 AlO 2 - 相互转化的三角关系： 　 　 　　 2 ．应用 　　 (1) 制取 Al(OH) 3 　　① Al 3 ＋ ＋ 3NH 3 ·H 2 O ＝ Al(OH) 3 ↓ ＋ 3NH 　　② AlO 2 - ＋ CO 2 ＋ 2H 2 O ＝ Al(OH) 3 ↓ ＋ HCO 　　③ Al 3 ＋ ＋ 3AlO 2 - ＋ 6H 2 O ＝ 4Al(OH) 3 ↓ 　　 (2) 识别图像 　　①在含 1 mol Al 3 ＋ 的可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量。 　　 　　 ②在含 1 mol AlO 的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量。 　　 ③在含 1 mol OH － 的强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量。 　　 　　 ④在含 1 mol H ＋ 的强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量。 　　 　　 二、 OH － 与 Al 3 ＋ 反应产生沉淀的简捷计算 　　强碱与铝盐溶液反应生成沉淀的计算可用简捷计算。 　　当 n (OH － )∶ n (Al 3 ＋ )≤3 时，反应按 Al 3 ＋ ＋ 3OH － ＝ Al(OH) 3 ↓ 进行， Al(OH) 3 质量的计算公式为： 　　 m [Al(OH) 3 ] ＝ [ n (OH － )× ]×78 ＝ 26 n (OH － )① 　　当 3 ＜ n (OH － )∶ n (Al 3 ＋ ) ＜ 4 时，反应按 Al 3 ＋ ＋ 3OH － ＝ Al(OH) 3 ↓ ， Al(OH) 3 ＋ OH － ＝ AlO ＋ 2H 2 O 进行，计算公式为： 　　 m [Al(OH) 3 ] 余 ＝ [4 n (Al 3 ＋ ) － n (OH － )]×78② 　　上述公式②推导如下： 　　在过量的强碱溶液中，剩余的 Al(OH) 3 沉淀的质量是由生成沉淀的总质量和溶解的沉淀的质量差值求出来的。 　　 (1) 因为 Al 3 ＋ → Al(OH) 3 是等物质的量转化的，所以产生 Al(OH) 3 沉淀的物质的量最多为 c (Al 3 ＋ )· V (Al 3 ＋ ) 。 　　 (2) 因为 Al(OH) 3 ＋ OH － ＝ AlO 2 - ＋ 2H 2 O ，也是等物质的量转化的，所以溶解的沉淀的物质的量可用剩余碱的物质的量表示，而剩余碱的物质的量等于碱的总物质的量减去消耗碱的物质的量，请注意，消耗的物质的量必须用 n (Al 3 ＋ ) 表示。 　　即： Al 3 ＋ 　　　～　　　 3OH － 　　 1 mol 3 mol 　　 c (Al 3 ＋ )· V (Al 3 ＋ ) 　 3 c (Al 3 ＋ )· V (Al 3 ＋ ) 　　溶解的沉淀的物质的量为： 　　 c (OH － )· V (OH － ) － 3c(Al 3 ＋ )· V (Al 3 ＋ ) 　　 (3) 剩余 Al(OH) 3 沉淀的物质的量为： 　　生成的沉淀的总物质的量－溶解的沉淀的物质的量 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：有关生成 Al(OH) 3 的计算 　　 例 1 　 在 50 mL 2 mol·L － 1 AlCl 3 溶液中，逐滴加入 2 mol·L － 1 NaOH 溶液，得到沉淀 1.56 g ，则加入的 NaOH 溶液的体积为 ________________ 。 　　 答案 　 0.03 L 或 0.19 L 　　 跟踪练习 1 　往 1 L a mol·L － 1 AlCl 3 溶液中滴加 1 L b mol·L － 1 NaOH 溶液，试讨论 b 在不同范围内取值时 ( 用 a 表示 ) ，完全反应后沉淀 Al(OH) 3 的质量表达式 ( 用 a 、 b 表示 ) 。 　　 解析 　 AlCl 3 和 NaOH 反应的离子方程式为： 　　 Al 3 ＋ ＋ 3OH － ＝ Al(OH) 3 ↓ (NaOH 不足 )① 　　 Al 3 ＋ ＋ 4OH － ＝ AlO ＋ 2H 2 O(NaOH 过量 )② 　　 讨论： 　　 (1) 当 b ≤ 3 a 时， NaOH 不足，发生反应①， m [Al(OH) 3 ] ＝ 26 b g 。 　　 (2) 当 b ≥ 4 a 时， NaOH 过量，发生反应②，沉淀完全溶解， m [Al(OH) 3 ] ＝ 0 。 　　 (3) 当 3 a ＜ b ＜ 4 a 时，同时发生反应①②， m [Al(OH) 3 ] ＝ 78(4 a － b ) g 。 　　 答案 　 (1) 当 b ≤ 3 a 时， m [Al(OH) 3 ] ＝ 26 b g ； 　　 (2) 当 b ≥ 4 a 时， m [Al(OH) 3 ] ＝ 0 ； 　　 (3) 当 3 a ＜ b ＜ 4 a 时， m [Al(OH) 3 ] ＝ 78(4 a － b ) g 。 　　 知识点 2 ：有关图像的分析与计算 　　 例 2 　 往 100 mL 未知浓度的 AlCl 3 和 MgCl 2 的混合溶液中逐滴加入 0.1 mol·L － 1 的 NaOH 溶液，生成沉淀的质量随加入 NaOH 溶液体积的变化关系如图所示。已知 Mg(OH) 2 不溶于 NaOH 溶液，求 AlCl 3 和 MgCl 2 的物质的量浓度。 　　 解析 　 由图可知溶解 Al(OH) 3 消耗的 NaOH 溶液为： 80 mL － 70 mL ＝ 10 mL ，因此完全沉淀 Al 3 ＋ 消耗的 NaOH 溶液为 30 mL ，沉淀 Mg 2 ＋ 消耗的 NaOH 溶液为 70 mL － 30 mL ＝ 40 mL 。 　　 Al 3 ＋ ～ Al(OH) 3 ～ OH － ～ AlO 2 - 　　 1 1 　　 0.001 mol 0.01 L × 0.1 mol·L － 1 　　 所以， c (AlCl 3 ) ＝ ＝ 0.01 mol·L － 1 　　 Mg 2 ＋ 　～　 2OH － 　～　 Mg(OH) 2 　　 1 2 　　 0.002 mol 0.04 L × 0.1 mol·L － 1 　　所以， c (MgCl 2 ) ＝ ＝ 0.02 mol·L － 1 。 　　 答案 　 c (AlCl 3 ) ＝ 0.01 mol·L － 1 , c (MgCl 2 ) ＝ 0.02 mol·L － 1 　　 跟踪练习 2 　向 20 mL 某 物质的量浓度 AlCl 3 溶液中滴 入 2 mol·L － 1 的 NaOH 溶液时， 得到 Al(OH) 3 沉淀的质量与 所滴加 NaOH 溶液的体积 (mL) 关系如图所示，试回 答下列问题： 　　 (1) 图中 A 点表示的意义是 _________________________ 。 　　 (2) 图中 B 点表示的意义是 _________________________ 。 　　 (3) 上述两步反应用总的离子方程式可表示为 ____________________________________ 。 　　 (4) 若溶液中有 Al(OH) 3 沉淀 0.39 g ，则此时用去 NaOH 溶液的体积为 ____________ 。 　　 答案 　 (1) 加入 NaOH 溶液 15 mL 时，沉淀达到最多，质量为 0.78 g 　　 (2) 加入 NaOH 溶液 20 mL 时，生成的沉淀恰好全部溶解 　　 (3)Al 3 ＋ ＋ 4OH － ＝ AlO 2 - ＋ 2H 2 O 　　 (4)7.5 mL 或 17.5 mL 第 3 课时　铁的重要化合物 　　 三维目标 知识与技能 1 ．了解 FeO 、 Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 的性质和应用 2 ．掌握氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备和性质 ( 重点 ) 3 ．掌握 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 的检验方法及相互转化 ( 重、难点 ) 过程与方法 通过列表比较的方法，掌握铁的主要化合物 的性质，同时掌握学习元素化合物的方法 —— 比较法 情感、态度 与价值观 通过实验、图表分析、联系生活等多渠道的 科学探究，培养学习化学的兴趣 　　 思维激活 　　 当我们用吸有蓝黑墨水的钢笔写字时，刚写的字，字迹呈蓝色，但随后字迹就逐渐变成了黑色，这是由铁的化合物之间的转化引起的，你了解铁及其化合物的知识吗？ 　　 自学导引 　　 一、铁的氧化物 　　 1 ． 物理性质 名称 ( 化学式 ) 俗名 物理性质 用途 氧化亚铁 (FeO) — 黑 色粉末 — 氧化铁 (Fe 2 O 3 ) 铁红 红 色粉末 常作红色 油漆和涂料 四氧化三铁 (Fe 3 O 4 ) 磁性氧化铁 具有磁性的 黑 色晶体 — 　　 2 ．化学性质 　　 FeO 和 Fe 2 O 3 是碱性氧化物，与酸反应的离子方程式分别为： 　　 FeO ＋ 2H ＋ ＝ Fe 2 ＋ ＋ H 2 O 　　 Fe 2 O 3 ＋ 6H ＋ ＝ 2Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O 。 　　 Fe 3 O 4 可写成 FeO·Fe 2 O 3 的形式，与酸反应的离子方程式为 　　 Fe 3 O 4 ＋ 8H ＋ ＝ Fe 2 ＋ ＋ 2Fe 3 ＋ ＋ 4H 2 O 。 　　 二、铁的氢氧化物 　　 1 ． 制备 　　 2. 与酸的反应 　　 Fe(OH) 2 ＋ 2HCl ＝ FeCl 2 ＋ 2H 2 O 　　 2Fe(OH) 3 ＋ 3H 2 SO 4 ＝ Fe 2 (SO 4 ) 3 ＋ 6H 2 O 　　 3 ． Fe(OH) 3 受热分解 　　 2Fe(OH) 3 Fe 2 O 3 ＋ 3H 2 O 　　 三、铁盐和亚铁盐 　　 1 ． Fe 3 ＋ 的检验 　　化学上，常用 KSCN 溶液检验 Fe 3 ＋ 的存在。 Fe 3 ＋ 和 KSCN 溶液反应生成 红色 溶液。 　　 2 ． Fe 3 ＋ 的氧化性 　　 Fe 3 ＋ 具有 氧化性 ： 2Fe 3 ＋ ＋ Fe ＝ 3Fe 2 ＋ 。 　　 Fe 2 ＋ 具有 还原性 ： 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ＝ 2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 。 　　 名师解惑 　　 一、铁的氧化物的性质比较 　　 　　 二、铁的氢氧化物的比较 　　 三、为了在化学实验中得到保存时间较长的 Fe(OH) 2 应采取的措施 　　 Fe(OH) 2 的还原性很强，极不稳定，很容易被空气中的 O 2 氧化成 Fe(OH) 3 ，反应的化学方程式为 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4Fe(OH) 3 　　 因此，应做好以下工作： 　　 (1) 使用新配制的 FeSO 4 和 NaOH 溶液。 　　 (2) 把配制溶液用的蒸馏水事先加热煮沸一下。 　　 (3) 把加入 NaOH 溶液所用的胶头滴管尖端插入 FeSO 4 溶液液面以下。 　　 (4) 如果在试管中 FeSO 4 溶液的液面上，预先注入一层植物油，则生成的 Fe(OH) 2 保存的时间会更长一些。 　　 四、 “ 铁三角 ” 及其应用 　　 1 ． Fe 、 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 之间的三角转化 　　 　　 2 ． Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 的检验 　　 (1)Fe 2 ＋ 的鉴别 　　方法一：在被检验的溶液中，滴加 KSCN 溶液，无现象，再通入 Cl 2 ，若溶液变成红色，则说明有 Fe 2 ＋ 存在 ( 鉴别时不能先通 Cl 2 ) 。 　　 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ＝ 2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 　　 Fe 3 ＋ ＋ 3SCN － ＝ Fe(SCN) 3 ( 红色 ) 　　 方法二：在被检验的溶液中加碱，产生白色沉淀，很快白色沉淀转变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有 Fe 2 ＋ 存在。 　　 Fe 2 ＋ ＋ 2OH － ＝ Fe(OH) 2 ↓ 　　 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4Fe(OH) 3 　　 (2)Fe 3 ＋ 的鉴别 　　方法一：加入 NaOH 等碱溶液，生成红褐色沉淀。 　　 Fe 3 ＋ ＋ 3OH － ＝ Fe(OH) 3 ↓( 红褐色 ) 　　方法二：加入 KSCN 溶液，溶液变成红色。 　　 Fe 3 ＋ ＋ 3SCN － ＝ Fe(SCN) 3 ( 红色 ) 　　 典例导析 　　 知识点 1 ： Fe 2 ＋ 和 Fe 3 ＋ 的转化 　　 例 1 　 能将 Fe 3 ＋ 还原成 Fe 2 ＋ 的是 ( 　　 ) 　　① SCN － 　② Fe 　③ Fe 2 ＋ 　④ Cu 　⑤ I － 　⑥ OH － 　　 A ．①②④⑤ B ．①②④ 　　 C ．②④⑤ D ．全部 　　 解析 　 Fe 3 ＋ 具有氧化性，能被强还原剂还原成 Fe 2 ＋ ，如 2Fe 3 ＋ ＋ Fe ＝ 3Fe 2 ＋ ， 2Fe 3 ＋ ＋ Cu ＝ 2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ ， 2Fe 3 ＋ ＋ 2I - ＝ 2Fe 2 ＋ ＋ I 2 。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 1 　在氯化铁、氯化铜和盐酸混合溶液中加入铁粉，待反应结束，所剩的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是 ( 　　 ) 　　 A ． Cu 2 ＋ B ． Fe 3 ＋ C ． Fe 2 ＋ D ． H ＋ 　　 答案 　 C 　　 知识点 2 ： Fe 2 ＋ 和 Fe 3 ＋ 的检验 　　 例 2 　 (1) 鉴别 NaCl 和 KCl 的方法是 _________________ 。 　　 (2) 验证 FeCl 2 中含有 Fe 2 ＋ 的方法是 _________________ 。 　　 解析 　 (1) 阴离子相同的钠盐和钾盐只能用焰色反应进行鉴别：钠的焰色反应呈黄色，钾的焰色反应呈紫色 ( 透过蓝色钴玻璃 ) 。 　　 (2) 检验 Fe 2 ＋ 常用两种方法：①滴加 NaOH 溶液。现象是先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色；②先滴加 KSCN 溶液无现象，然后滴加氯水，溶液变为血红色。 　　 答案 　 (1) 焰色反应 　　 (2) 先滴加 KSCN 溶液，溶液不变红，再滴加氯水，溶液变血红色或滴加 NaOH 溶液，先产生白色沉淀，然后迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 　　 跟踪练习 2 　某溶液中可能大量存在 Mg 2 ＋ 、 Fe 2 ＋ 、 Fe 3+ ，加入 NaOH 溶液，开始时有白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，下列结论中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．一定有 Fe 2 ＋ ，一定没有 Fe 3 ＋ 、 Mg 2 ＋ 　　 B ．一定有 Fe 3 ＋ ，一定没有 Fe 2 ＋ 、 Mg 2 ＋ 　　 C ．一定有 Fe 3 ＋ ，可能有 Fe 2 ＋ ，一定没有 Mg 2 ＋ 　　 D ．一定有 Fe 2 ＋ ，可能有 Mg 2 ＋ ，一定没有 Fe 3 ＋ 　　 答案 　 D 　　 知识点 3 ： Fe(OH) 2 的制备 　　 例 3 　 Fe(OH) 2 由于在空气中易被氧化，制取时很难观察到白色沉淀现象，只能看到灰绿色，采用下图装置使用 Fe 、 H 2 SO 4 ( 稀 ) 、 NaOH 溶液可在还原性气氛中制取 Fe(OH) 2 白色沉淀，且较长时间内不变色，其中 C 为弹簧夹。 ( 提示：还原性气氛如氢气环境 ) 　　 　　 (1) 锥形瓶 A 中应加入的药品为 ____________ 。 　　 (2) 锥形瓶 B 中应加入的药品为 ____________ 。 　　 (3) 锥形瓶 A 中的反应开始后，请设计后续操作步骤完成制备，并说明每步操作的理由和现象。 　　 解析 　 A 中发生反应： Fe ＋ H 2 SO 4 ＝ FeSO 4 ＋ H 2 ↑ 。 H 2 排尽装置和溶液中的氧气，形成还原性气氛。关闭弹簧夹 C 时， A 中压强增大，使得反应生成的 FeSO 4 溶液进入 B 而和 NaOH 反应，生成 Fe(OH) 2 沉淀，由于没有了氧化性气氛， Fe(OH) 2 沉淀就能得以保存较长时间，否则将发生反应： 4Fe(OH) 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4Fe(OH) 3 。 　　 答案 　 (1) 铁和稀硫酸 　　 (2) 氢氧化钠溶液 　　 (3)① 打开弹簧夹 C ； A 中气体由导管进入 B ， B 中有气泡；目的是排尽装置和溶液中的氧气，形成还原性气氛。②过一段时间，关闭弹簧夹 C ； A 中溶液经导管进入 B ， B 中有白色沉淀生成；因为此时 A 中压强增大，使得反应生成的 FeSO 4 溶液进入 B 而和 NaOH 反应，生成 Fe(OH) 2 沉淀。 　　 跟踪练习 3 　钾与 FeSO 4 溶液反应， 很难完整地观察到反应全过程的有关现 象。有人用右图装置进行实验改进：先 在试管内新制备的 FeSO 4 溶液液面上覆 盖一薄层汽油，然后将试管放入烧杯中， 待试管内汽油层消失后，往试管内投入 一小粒钾并迅速塞上带导管的单孔塞。 回答下列问题： 　　 (1) 实验中汽油的作用是 __________________________ 。 　　 (2) 加入钾后可以观察到：液面上有大量气泡逸出；溶液中有 ______ 色沉淀生成。 　　 (3) 如果往试管中加入汽油后即投入钾粒，可能发生爆炸事故，其原因是 ____________________________________ 。 　　 答案 　 (1) 防止 Fe 2 ＋ 被空气中的 O 2 氧化成 Fe 3 ＋ 　　 (2) 白 　　 (3)K 与 H 2 O 反应放出大量的热，使汽油燃烧而发生爆炸 第三节　用途广泛的金属材料 　　 三维目标 知识与技能 1 ．认识金属与合金在性能上的主要差异 2 ．知道生活中常见合金如铁合金及铜合 金的主要成分及性能 过程与方法 通过实践活动认识如何正确使用金属及 如何爱护金属资源 情感、态度与 价值观 用对比的方法认识事物和全面地分析事 物的逻辑思维能力，了解化学在科学技 术方面的重要作用，培养学以致用的能 力 　　 思维激活 　　 人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不过那时的铁是从太空掉下来的陨铁 ( 其中含铁 90% 以上 ) 。我国在商代就开始用铁，在河北、北京、河南的某些地区出土过陨铁打制的铁刃铜钺。我国最早的人工冶铁制品是甘肃灵台出土的春秋初年秦国的铜柄铁剑，这说明春秋初年我国就已经掌握了冶铁技术。钢铁工业是国家工业的基础，新中国成立以后，我国的钢铁工业得到了飞速发展。 1949 年我国的钢产量仅居世界第 26 位， 1996 年 12 月 31 日新华社报道： 1996 年中国钢产量已突破一亿吨，跃居世界第一位。中国钢铁工业在数量、品种、质量上基本满足了国民经济建设的需要。钢是一种金属吗？ 　　 自学导引 　　 一、合金 　　 1 ． 合金是由两种或两种以上的 金属 ( 或 非金属 ) 熔合而成的具有 金属 特性的物质。 　　 2 ．合金的性质 　　 (1) 合金的熔点一般 低于 它的各成分金属。 　　 (2) 合金的硬度及机械性能一般 大于 成分金属。 　　 3 ．常见的合金 　　 (1) 铜合金 　　铜合金主要有 青铜 ( 主要成分为 Cu 、 Sn 、 Pb) 、黄铜 ( 含 锌 及少量锡、铅、铝等 ) 和白铜 ( 含 镍 、 锌 及少量的锰 ) 等。 　　 (2) 钢 　　根据化学成分，钢可以分为两大类： 碳素钢 和 合金钢 ，其中碳素钢可以分成 低碳钢 、 中碳钢 和 高碳钢 。 　　 二、正确选用金属材料 　　 在进行金属材料的选择时，常常要考虑以下几个方面：主要用途、 外观 、 物理 性质 ( 密度、硬度、强度、导电性 ) 、化学性质 ( 对 水 的作用、耐 腐蚀 性 ) 、价格等方面。 　　 名师解惑 　　 一、常见合金的主要性能与主要用途 合金 主要成分 主要性能 主要用途 黄铜 Cu 强度高，可塑性 好，易加工，耐 腐蚀 机器零件、仪表、 日用品 青铜 Cu 强度高，可塑性 好，耐磨，耐腐 蚀 机器零件如轴承、 齿轮等 硬铝 Al 、 Cu 、 Mg 、 Si 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船 等制造业 不锈钢 Fe 、 Cr 、 Ni 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、 反应釜 　　 二、金属材料的分类 　　 三、金属元素之最 　　 地壳中含量最高的金属 —— 铝 　　人体内含量最高的金属 —— 钙 　　导电、导热性最好的金属 —— 银 　　目前产量最大的金属 —— 铁 　　展性最好的金属 —— 金 　　延性最好的金属 —— 铂 　　熔点最高的金属 —— 钨 　　熔点最低的金属 —— 汞 　　硬度最大的金属 —— 铬 　　密度最大的金属 —— 锇 　　密度最小的金属 —— 锂 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：合金的概念和性质 　　 例 1 　 工业生产中常将两种或多种金属 ( 或金属与非金属 ) 在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物 —— 合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是 ( 　　 ) 　　 A ． Fe － Cu 合金 B ． Cu － Al 合金 　　 C ． Al － Na 合金 D ． Cu － Na 合金 金属 Na K Al Cu Fe 熔点 ( ℃ ) 97.81 63.6 660 1083 1535 沸点 ( ℃ ) 883 774 2467 2567 2750 　　 解析 　 结合表格中的熔、沸点数据可知， Na 在 97.81 ℃ 开始熔化成液态，在小于 883 ℃ 时都为液态； Fe 和 Cu 的熔点分别为 1535 ℃ 和 1083 ℃ ，又因为 Na 在超过 883 ℃ 时就为气态了，但此温度下 Fe 、 Cu 都还没有熔化，故 Fe 与 Na 、 Cu 与 Na 都无法制成合金； Fe 与 Cu 、 Cu 与 Al 、 Al 与 Na 、 K 与 Na 都可以制成合金。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 1 某合金与铁的物理性质的比较如下表所示： 　　 熔点 ( ℃ ) 密度 (g · cm － 3 ) 硬度 ( 金刚石为 10) 导电性 ( 银为 100) 某合金 2500 3.00 7.4 2.3 铁 1535 7.86 4.5 17 　　还知该合金耐腐蚀，强度大。从以上性能看，该合金不适合作 ( 　　 ) 　　 A ．导线 B ．门窗框　 C ．炉具 D ．飞机外壳 　　 答案 　 A 　　 知识点 2 ：新型合金 　　 例 2 　 钛和钛的合金被誉为 “ 21 世纪最有发展前景的金属材料 ” ，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的生物相容性。根据它们的主要性能，下列用途中不符合实际的是 ( 　　 ) 　　 A ．用于做保险丝 　　 B ．用于制造航天飞机 　　 C ．用于制造人造骨 　　 D ．用于家庭装修，做钛合金装饰门 　　 解析 　 仔细审题，从字里行间挖掘出对解题有用的信息。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域， B 正确；由于钛和钛的合金与人体器官具有很好的生物相容性，和人体的组织相容，不引起排异反应，可以用于制造人造骨， C 正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，用于家庭装修，做钛合金装饰门，推拉轻便， D 正确；只有 A 错误，由于其熔点高，因此不适合做保险丝。 　　 答案 　 A 　　 跟踪练习 2 　放在手心里就能熔化的稀有金属镓，其沸点为 2403 ℃ ，更奇妙的是镓熔化后在－ 120 ℃ 仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属融合可改善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的叙述中错误的是 ( 　　 ) 　　 A ．镓的熔点高 B ．镓的熔点低 　　 C ．镓能够与盐酸反应 D ．镓可与多种金属形成合金 　　 答案 　 A 本 章 小 结 　　 知识整合 　　 一、钠及其化合物的化学性质 　　 二、镁、铝及其化合物的化学性质 　　 三、铁及其化合物的化学性质 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 1 课时　二氧化硅和硅酸 　　 三维目标 知识与技能 1 ．了解二氧化硅的物理性质和用途 2 ．掌握二氧化硅的化学性质 ( 重点 ) 3 ．了解硅酸的用途 过程与方法 活动探究，通过对硅与碳、 SiO 2 与 CO 2 的比较，培养归纳能力、比较能力 情感、态度 与价值观 培养学生学习元素化合物的正确方法： 结构决定性质，性质决定用途 　　 思维激活 　　 传说三千多年以前，地中海沿岸的贝鲁斯河口旁，有一块美丽的沙洲。有一天，一艘贩运纯碱的腓尼基人的商船在这里搁浅了。大家从船上搬来大锅，又扛了几块纯碱，用纯碱支着锅做起饭来。饭熟后，商人们惊奇地发现 “ 灶 ” 变成了晶莹透明的固体。聪明的腓尼基人在无意中发现了这个秘密，就开始生产这种晶莹透明的固体，由此发了大财。你可知道这种晶莹透明的固体是什么？为什么会有如此变化？ 　　 自学导引 　　 一、二氧化硅 　　 1 ． 存在形态 　　二氧化硅的存在形态有 结晶 形和 无定 形两大类。石英晶体是结晶的 二氧化硅 ，具有不同的晶形和色彩，其中无色透明的晶体就是 玛瑙 。 　　 2 ．结构 　　二氧化硅晶体中硅原子和氧原子按 1∶2 的个数比组成立体 网状 结构。 　　 3 ．物理性质 　　熔点 高 、硬度 大 、 难 溶于水。 　　 4 ．化学性质 　　二氧化硅的化学性质很不活泼，常见的反应如下： 　　 (1) 与氢氟酸 ( 唯一能与 SiO 2 反应的酸 ) 反应： 　　 SiO 2 ＋ 4HF ＝ SiF 4 ↑ ＋ 2H 2 O ( 刻蚀玻璃 ) 　　 (2) 与碱性氧化物的反应： CaO ＋ SiO 2 CaSiO 3 　　 (3) 与强碱的反应： SiO 2 ＋ 2NaOH ＝ Na 2 SiO 3 ＋ H 2 O 　　 二、硅酸 　　 SiO 2 对应的水化物是硅酸 (H 2 SiO 3 ) ，可通过可溶性硅酸盐与其他酸反应而制得。硅酸的酸性很 弱 ，甚至比 H 2 CO 3 还要 弱 ，所以将 CO 2 通入 Na 2 SiO 3 溶液中可以得到硅酸，也可用盐酸与 Na 2 SiO 3 溶液反应生成 H 2 SiO 3 ，反应的方程式如下： 　　 Na 2 SiO 3 溶液与盐酸反应： 　　 Na 2 SiO 3 ＋ 2HCl ＝ 2NaCl ＋ H 2 SiO 3 ↓ 　　 Na 2 SiO 3 溶液与 CO 2 反应： 　　 Na 2 SiO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＝ Na 2 CO 3 ＋ H 2 SiO 3 ↓ 　　所生成的 H 2 SiO 3 能形成 胶体 溶液，浓度大时形成软而 透明 的、胶冻状的 硅酸 凝胶，经脱水干燥形成 硅胶 。硅胶疏松多孔， 吸附水分能力 强，常用做 干燥剂 和催化剂的载体。 　　 名师解惑 　　 一、硅的含量、存在及结构 　　 1 ．含量：地壳中，硅的含量在所有的元素中居第二位 ( 质量分数为 26.3%) ，仅次于氧。 　　 2 ．存在形态：自然界中无游离态的硅。硅的化合物几乎全部是二氧化硅和硅酸盐，它广泛地存在于地壳的各种矿物和岩石中。硅是构成矿物和岩石的主要元素。 　　 3 ．结构：硅位于元素周期表中第 ⅣA 族碳的下方，最外层有 4 个电子，原子结构为 Si 　　 所以硅原子既不易得电子，也不易失电子。 　　 二、 CO 2 和 SiO 2 的性质比较 　　 CO 2 和 SiO 2 都属于酸性氧化物，化学性质有一定的相似性，但在物理性质和某些化学性质方面却有很大的差异。 　　 三、硅酸 　　 1 ．硅酸的制法 　　二氧化硅对应的水化物是硅酸，二氧化硅是硅酸的酸酐。与一般的酸相比，硅酸的组成和结构复杂得多，常用化学式 H 2 SiO 3 来表示硅酸。 　　由于二氧化硅不能直接与水化合，所以只能用间接的方法来制取硅酸，如： 　　 Na 2 SiO 3 ＋ 2HCl ＝ H 2 SiO 3 ↓ ＋ 2NaCl 　　 SiO 3 2- ＋ 2H ＋ ＝ H 2 SiO 3 ↓ 　　硅酸为白色固体，难溶于水。 　　 2 ．硅酸的酸性很弱，比碳酸的酸性还弱，在与碱反应时只能与强碱反应。 　　 H 2 SiO 3 ＋ 2NaOH ＝ Na 2 SiO 3 ＋ 2H 2 O 　　 H 2 SiO 3 ＋ 2OH － ＝ SiO 3 2- ＋ 2H 2 O 　　 3 ．硅酸具有热的不稳定性 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：二氧化硅的性质 　　 例 1 　 下列关于二氧化硅的叙述中不正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．二氧化硅晶体是一种具有立体网状结构的晶体 　　 B ．二氧化硅不溶于水，也不能跟水起反应生成酸 　　 C ．二氧化硅是一种酸性氧化物，它不跟任何酸发生反应 　　 D ．二氧化硅和二氧化碳在物理性质上有很大的差别 　　 解析　 二氧化硅虽然是酸性氧化物，但它能与氢氟酸反应，所以 C 选项是不正确的。 　　 答案　 C 　　 跟踪练习 1 　地壳中含量占第一、二位的元素之间形成的化合物不具有的性质是 ( 　　 ) 　　 A ．熔点高，硬度大 　　 B ．常温下能与烧碱溶液反应 　　 C ．高温时能与纯碱反应 　　 D ．能与水反应生成酸 　　 答案 　 D 　　 知识点 2 ：硅酸的性质 　　 例 2 　 下列实验事实中能证明碳酸的酸性比硅酸强的是 ( 　　 ) 　　 A ． CO 2 是气体，而 SiO 2 是固体 　　 B ．高温下能发生反应： 　　 C ． CO 2 溶于水生成碳酸，而 SiO 2 却不溶于水 　　 D ． CO 2 通入 Na 2 SiO 3 溶液中有胶状沉淀生成 　　 解析 　 可以用在溶液中强酸制备弱酸的反应原理来说明酸性的强弱关系，而不能用是否与水反应，熔、沸点的高低等依据进行判断。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 2 　在水玻璃中通入足量的 CO 2 气体，充分反应后加热蒸发，再灼烧，则最后所得的固体物质为 ( 　　 ) 　　 A ． SiO 2 与 NaHCO 3 　　 B ． SiO 2 与 Na 2 CO 3 　　 C ． SiO 2 　　 D ． Na 2 SiO 3 　　 答案 　 B 第 2 课时　硅酸盐和硅单质 　　 三维目标 知识与技能 1 ．了解硅酸盐的重要用途及组成 2 ．了解硅的重要用途及硅单质的物理性质 3 ．掌握 Na 2 SiO 3 的化学性质 ( 重点 ) 过程与方法 通过自主学习，培养学生自主学习的能力 情感、态度与价值观 通过了解化学在科学技术方面的重要作用 , 激发学生学习化学的兴趣，树立学以致用 的思想 　　 思维激活 　　 2002 年中科院计算所的科研人员成功地研制出了中国首枚高性能通用微处理器芯片 —— 龙芯 Ⅰ 号 CPU( 中央处理器 ) ；装载这颗 “ 龙芯 ” 的中国第一台具有自主核心技术的服务器 —— “ 龙腾 ” 也应运诞生。这颗 CPU 之所以被称为 “ 龙芯 ” ，是因为龙是中国的象征。 “ 龙芯 ” 和 “ 龙腾 ” 的研制成功，标志着中国已初步掌握当代 CPU 的关键设计技术，从此改变了中国信息产业的无 “ 芯 ” 历史。在所用的材料中， “ 硅 ” 这种物质起着不可替代的作用。你知道硅有哪些性质吗？ 　　 自学导引 　　 一、硅酸盐 　　 1 ． 硅酸盐的概念和性质 　　 (1) 概念：由 硅、氧和金属 组成的化合物的总称。 　　 (2) 性质：是一类结构复杂的固态物质，大多 难 溶于水，化学性质很 稳定 。 　　 2 ．硅酸钠 　　 (1) 溶解性： 可 溶于水，水溶液俗称 水玻璃 ，呈 碱 性。 　　 (2) 用途：制备 硅胶 和木材 防火剂 。 　　 3 ．常见硅酸盐产品 　　 陶瓷 、 玻璃 、 水泥 是使用量最大的无机非金属材料。 　　 二、硅单质 　　 1 ． 硅单质的分类 　　单质硅有 晶体 和 无定形 两种。 　　 2 ．晶体硅的物理性质和结构 　　 (1) 物理性质：晶体硅是 灰黑 色、有 金属 光泽的固体，熔点高 (1410 ℃) 、硬度 大 ，有 脆性 ，是良好的 半导体 材料。 　　 (2) 结构：与 金刚石 相似。 　　 3 ．硅的用途 　　 (1) 半导体 材料，如硅芯片等。 　　 (2) 新型 电池 ，如光电池等。 　　 名师解惑 　　 一、为什么实验室中盛放碱液的试剂瓶要用橡皮塞而不能用玻璃塞 ( 玻璃中含有 SiO 2 )? 　　 当玻璃瓶配玻璃塞时，瓶口内壁和瓶塞外壁都进行了磨砂处理。玻璃中含 SiO 2 ，磨砂玻璃遇到强碱 (NaOH) 溶液时， SiO 2 会与强碱 (NaOH) 反应生成硅酸盐 (Na 2 SiO 3 ) ，使试剂瓶受到腐蚀。硅酸盐 (Na 2 SiO 3 ) 溶液有良好的黏结性，它易使瓶口与瓶塞黏在一起而难以开启。 　　 SiO 2 ＋ 2NaOH ＝ Na 2 SiO 3 ＋ H 2 O 　　 二、硅酸盐氧化物的表达式的书写规则 　　 1 ． 保持原有各元素的化合价不变，按顺序写出各元素的氧化物。 　　 表示的顺序是：活泼金属氧化物→较活泼金属氧化物→二氧化硅→水，化合价低的金属氧化物放在前面，如普通玻璃： Na 2 O·CaO·6SiO 2 。 　　 2 ．除氧元素外，其他元素的原子个数之比符合原来的组成，配置出现分数时应化为整数。如正长石 KAlSi 3 O 8 先写成 K 2 O·Al 2 O 3 ·3SiO 2 ，再改写为 K 2 O·Al 2 O 3 ·6SiO 2 。 　　 三、无机非金属材料 工业生产玻璃的基本知识 　　 四、硅单质的性质 　　 1 ．常温时，硅的化学性质不活泼，不能与硫酸、硝酸等反应，但能跟 F 2 反应： Si ＋ 2F 2 ＝ SiF 4 ； 在加热条件下，硅能与 O 2 反应生成 SiO 2 , 反应的化学方程式为 Si ＋ O 2 SiO 2 。 　　 2 ．工业上用碳在高温下还原 SiO 2 的方法制得含有少量杂质的粗硅，经过提纯后可以得到高纯硅，其主要反应的化 学方程式为 2C ＋ SiO 2 2CO↑ ＋ Si 。 　　 五、硅及其化合物的特性 　　 1 ．非金属单质一般为非导体 ( 石墨能导电 ) ，硅的晶体是良好的半导体材料。 　　 2 ． Si 的还原性大于 C ，但 C 却能在高温下还原出 Si ： SiO 2 ＋ 2C Si ＋ 2CO↑ 。 　　 3 ．非金属单质跟碱作用一般无 H 2 放出，但 Si 能跟强碱溶液作用放出 H 2 ： Si ＋ 2NaOH ＋ H 2 O ＝ Na 2 SiO 3 ＋ 2H 2 ↑ 。 　　 4 ．非金属单质一般不跟非氧化性酸作用，但 Si 能跟 HF 作用： Si ＋ 4HF ＝ SiF 4 ↑ ＋ 2H 2 ↑ 。 　　 5 ．酸性氧化物一般不与酸作用，但 SiO 2 能与 HF 作用。 　　 6 ． SiO 2 是 H 2 SiO 3 的酸酐，但它不溶于水，不能直接与水作用制备 H 2 SiO 3 。 　　 7 ．无机酸一般易溶于水，但 H 2 SiO 3 难溶于水。 　　 8 ．硅酸钠的水溶液称为泡花碱或水玻璃，但却是盐溶液。 　　 9 ． H 2 CO 3 的酸性强于 H 2 SiO 3 ，所以有反应： Na 2 SiO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＝ H 2 SiO 3 ↓ ＋ Na 2 CO 3 ，但高温下，反应： Na 2 CO 3 ＋ SiO 2 Na 2 SiO 3 ＋ CO 2 ↑ 也能发生。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：硅酸盐和无机非金属材料 　　 例 1 　 假设原子晶体 SiO 2 中 Si 原子被 Al 原子取代，不足的价数由 K 原子补充，当有 25% 的 Si 原子被 Al 原子取代时可形成正长石，则正长石的化学组成为 ( 　　 ) 　　 A ． KAlSi 2 O 6 B ． KAlSiO 4 　　 C ． KAlSi 4 O 10 D ． KAlSi 3 O 8 　　 解析 　 由于铝为 Al 3 ＋ ，硅为 Si 4 ＋ ，当一个 Al 3 ＋ 取代一个 Si 4 ＋ 时，必须引入一个 K ＋ ， SiO 2 中有 25% 的 Si 原子被取代，可设 SiO 2 为 Si 4 O 8 ，即有一个硅原子被一个铝和一个钾代替，为 KAlSi 3 O 8 ，即正长石的化学组成。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 1 　下列有关陶瓷和光导纤维的说法中不正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．高温结构陶瓷弥补了金属材料的弱点，但硬度却远远低于金属材料 　　 B ．压电陶瓷可实现机械能与电能的相互转化 　　 C ．光导纤维是一种能高质量传导光的玻璃纤维 　　 D ．光导纤维的抗干扰性能好，不发生电辐射，通讯质量高，能防窃听 　　 答案　 A 　　 知识点 2 ：硅酸盐氧化物形式的表示 　　 例 2 　 已知某硅酸盐可表示为 Mg a Si 4 O 10 (OH) b ( 其中 a 、 b 为正整数 ) ，试回答： 　　 (1) a 与 b 应满足的关系是 ______________( 写表达式 ) 。 　　 (2) a 能否等于 2 ？ __________( 填 “ 能 ” 、 “ 不能 ” 或 “ 无法确定 ” ) ，理由是 ____________________ 。 　　 (3) a ＝ 3 的硅酸盐的表示式为 __________( 以氧化物的形式表示 ) 。 　　 (4) 三硅酸镁 (Mg 2 Si 3 O 8 · n H 2 O) 可用于治疗胃酸过多和胃溃疡，它中和胃酸 (HCl) 的化学方程式是 _______________ 。 　　 解析 　 (1) 由正、负化合价代数和等于 0 ，可得到 　　 2 a ＋ 4 × 4 ＋ 10 × ( － 2) ＋ b × ( － 1) ＝ 0 　　 即 2 a ＝ 4 ＋ b 　　 (2) 显见若 a ＝ 2 时， b ＝ 0 ，不符合题意。 　　 (3) 当 a ＝ 3 时， b ＝ 2 ，则化学式为 Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ，改写为 3MgO·4SiO 2 ·H 2 O 。 　　 (4) 写化学方程式时，结合氧化物的形式，只需考虑 MgO 与 HCl 反应即可。 　　 答案 　 (1)2 a ＝ 4 ＋ b 　　 (2) 不能；若 a ＝ 2 ，则 b ＝ 0 ，与题意不符 　　 (3)3MgO·4SiO 2 ·H 2 O 　　 (4) Mg 2 Si 3 O 8 · n H 2 O ＋ 4HCl ＝ 2MgCl 2 ＋ 3SiO 2 ＋ ( n ＋ 2)H 2 O 　　 跟踪练习 2 　将下列硅酸盐的化学式改写为氧化物的形式： 　　 (1) 钙长石 (CaAl 2 Si 2 O 8 )___________________________ 。 　　 (2) 透闪石 [Ca 2 Mg 5 Si 8 O 22 (OH) 2 ]____________________ 。 　　 (3) 许多含氧酸也可以类似地改写为氧化物的形式，请继续改写下列物质： HNO 3 ________ ； H 3 PO 4 ____________ 。 　　 答案 　 (1)CaO·Al 2 O 3 ·2SiO 2 　　 (2)2CaO·5MgO·8SiO 2 ·H 2 O 　　 (3)N 2 O 5 ·H 2 O ； P 2 O 5 ·3H 2 O 　　 知识点 3 ：单质硅的性质及应用 　　 例 3 　 2002 年 9 月 16 日，中国北京曙光公司研制出第一款具有我国自主知识产权的高性能 CPU 芯片 —— “ 龙芯 ” 1 号。 　　 (1) “ 龙芯 ” 芯片的主要化学成分是 ______ 。 　　 (2) 计算机长距离联网使用信息传输很快的线路，其使用的材料叫 ____________ ，主要化学成分是 ________ 。 　　 (3) 如果这种埋在地下的材料被裸露在碱性土壤中，则会造成断路，用离子方程式说明原因： ____________________ ____________________________________________________ ____________________________________________________ ___________________________________________________ 。 　　 解析 　 这是一道性质与用途结合的题目，虽然难度不大，但要求同学们对当前科技的发展动态有一定的了解，同时能灵活地运用所学的知识解决实际问题。计算机 CPU 芯片由高纯度的单晶硅制成，当前传输信息容量大、保密性好的材料是光导纤维，其化学成分是二氧化硅。 　　 答案　 (1) 硅 　　 (2) 光导纤维； SiO 2 　　 (3)SiO 2 ＋ 2OH － ＝ SiO 3 2- ＋ H 2 O 　　 跟踪练习 3 　常温下不跟单质硅起反应的物质是 ( 　　 ) 　　 A ．氢氧化钠溶液 B ．硝酸溶液 　　 C ．氢氟酸 D ．氟气 　　 答案 　 B 第二节　富集在海水中的元素 —— 氯 第 1 课时　活泼的黄绿色气体 —— 氯气 　　 三维目标 知识与技能 1 ．了解氯气的物理性质 2 ．掌握氯气的化学性质 ( 重点 ) 过程与方法 通过实验探究来发挥学生的主体地位 情感、态度 　　与价值观 树立实验安全意识，培养以严谨、科学的 态度来设计实验方案的良好习惯 　　 思维激活 　　 2005 年 3 月 29 日，在京沪高速公路江苏省内发生了一起运输液氯汽车相撞事故，发生氯气泄漏，造成巨大危害。其中死亡人数 28 名，中毒人数 350 名，受灾地区涉及 3 个乡镇 11 个村庄，受灾农作物面积 20020 亩，畜禽死亡 1500 头 ( 只 ) 。氯气是一种黄绿色有窒息性气味的有毒气体，氯气被吸入后，主要作用于呼吸系统，高浓度吸入后刺激神经引起反射性的心跳停止。 　　污染区居民应向高处还是低处地区转移？ 　　 自学导引 　　 一、氯的原子结构及存在 　　 1 ． 原子结构：氯的原子结构示意图为： 　　 2 ．存在：氯在自然界中以 化合态 的形式存在，主要形式为 NaCl 。 　　 二、发现和确认 　　 1774 年，瑞典化学家 舍勒 ，通过化学反应： 4HCl( 浓 ) ＋ MnO 2 MnCl 2 ＋ Cl 2 ↑ ＋ 2H 2 O ，发现了氯气。 　　 1810 年，由英国化学家 戴维 确认。 　　 三、物理性质 　　 1 ． Cl 2 在通常情况下呈 黄绿 色，是一种有 刺激性 气味的 有 毒气体。 25 ℃ 时， 1 体积的水可溶解约 2 体积的氯气。 　　 2 ．在实验室中闻气体的方法： 用手轻轻在瓶口扇动，使极少量气体飘进鼻孔 。 　　 四、化学性质 　　 氯原子很容易 得 一个电子而形成氯离子，表现为典型的 非金属 性。 　　 1 ．和金属单质反应 　　 2Na ＋ Cl 2 2NaCl 　　 2Fe ＋ 3Cl 2 2FeCl 3 　　 Cu ＋ Cl 2 CuCl 2 　　 2 ．和非金属单质反应 　　如与 H 2 反应： 　　现象：氢气在氯气中安静地燃烧，发出 苍白 色火焰，集气瓶口有 白雾 产生。 　　化学方程式： 。 　　 3 ．和水反应 　　 (1) 氯水 　　氯气的水溶液叫做 氯水 。溶于水中的 Cl 2 部分与水反应，化学方程式为 Cl 2 ＋ H 2 O ＝ HCl ＋ HClO 。 　　 (2) 次氯酸 　　①弱酸性：比碳酸酸性 弱 ； 　　 Ca(ClO) 2 ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＝ CaCO 3 ↓ ＋ 2HClO 　　②不稳定性：只存在于 水溶液 中，在光照下易分解，化学方程式为： ； 　　③强氧化性：能杀菌、消毒，具有漂白作用。 　　 4 ． 与碱反应 　　 (1) 与 NaOH 的反应 　　化学方程式为 2NaOH ＋ Cl 2 ＝ NaCl ＋ NaClO ＋ H 2 O ，是漂白液的制取原理，其有效成分为 NaClO 。 　　 (2) 与 Ca(OH) 2 的反应 　　化学方程式为 2Ca(OH) 2 ＋ 2Cl 2 ＝ CaCl 2 ＋ Ca(ClO) 2 ＋ 2H 2 O ，是漂白粉和漂粉精的制取原理，其有效成分为 Ca(ClO) 2 。 　　 五、用途 　　 1 ． 重要的化工原料。 　　 2 ．自来水消毒，但因与水中的有机物产生有害物质，已试用新的消毒剂，如二氧化氯 (ClO 2 ) 、臭氧 (O 3 ) 等。 　　 名师解惑 　　 一、关于燃烧 　　 初中我们学过燃烧必须具备三个条件： a. 可燃物； b. 有氧气存在； c. 达到着火点。而我们现在观察到的燃烧 ( 金属钠、铜、铁，非金属氢气、磷在氯气中燃烧 ) 都没有氧气存在，这就说明，燃烧不一定要有氧气存在，因此化学药品存放地发生火灾，用隔绝空气的方法不一定能灭火。由此可见，燃烧的定义可扩展为 “ 任何发光、发热的剧烈的化学反应都叫燃烧 ” 。 　　 二、氯水的成分和性质 　　氯水是氯气的水溶液，通常情况下， 2 体积氯气溶于 1 体积水中可制得饱和氯水。溶解的氯气部分与水反应生成盐酸和次氯酸。 　　 Cl 2 ＋ H 2 O ＝ HCl ＋ HClO 　　新制的饱和氯水中只有约 39% 的氯气和水反应，其余仍以氯分子的形式存在于溶液中。因此，新制的氯水中主要含有 Cl 2 、 HClO 、 H 2 O 、 Cl － 、 H ＋ 、 ClO － 等。通常说的氯水就是新制氯水，它必须随用随配并保存在棕色试剂瓶中。 　　久置的氯水由于次氯酸见光分解而变成很稀的盐酸，其中主要含有 H ＋ 、 Cl － 、 H 2 O 等。它不再具有漂白、杀菌、消毒作用和强氧化性。 　　氯水在使用过程中究竟利用哪种成分的性质，需视具体情况而定。例如： 　　 1 ．利用氯水中 H ＋ 、 HClO 的性质。如新制的氯水中加入石蕊试液，溶液先变红后褪色。变红是因为氯水中的盐酸电离产生 H ＋ 表现酸性，而后褪色则是因为氯水中的 HClO 具有强氧化性，它氧化色素而使有色物质褪色。 　　 2 ．由氯水提供 Cl 2 分子。例如，在 Fe 2 ＋ ―→Fe 3 ＋ 的转化反应中或使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝等反应中，则是氯水中的 Cl 2 分子起作用。 　　 3 ．由氯水提供 HClO 。例如，用氯水杀菌、消毒、漂白物质时，就是利用氯水中 HClO 的强氧化性，杀死水中的细菌或氧化有机色素。 　　 4 ．由氯水提供 Cl － 。例如，氯水加入 AgNO 3 溶液中，将产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。这是因为 Cl 2 溶于水后发生反应，生成的 HCl 电离出的 Cl － 与 AgNO 3 溶液中的 Ag ＋ 结合而成 AgCl 白色沉淀。 　　 5 ．由氯水提供 H ＋ 。例如，向碳酸钠溶液中滴加氯水，有大量气体产生，即是氯水中的 H ＋ 与溶液中的 CO 作用的缘故。 　　说明：液氯与氯水的区别：液氯是纯净物，只具备氯单质的性质；氯水是混合物，具备上述各种性质。 　　 三、液氯和氯水、氯化氢和盐酸的比较 　　 1 ． 液氯和氯水 液氯 新制氯水 久置氯水 成分 Cl 2 Cl 2 、 HClO 、 H ＋ 、 Cl － 、 ClO － 、 H 2 O 、 OH － H ＋ 、 Cl － 、 H 2 O 分类 纯净物 混合物 混合物 颜色 黄绿色 浅黄绿色 无色 性质 氧化性 酸性、氧化性、漂白性 酸性 　　 2. 氯化氢和盐酸 氯化氢 盐酸 状态、气味 有刺激性气味气体 无色溶液 ( 氯化氢水溶液 ) 组成粒子 氯化氢分子 H 2 O 、 H ＋ 、 Cl － ( 极少量 OH － ) 分类 纯净物 混合物 酸性 无酸性 ( 无 H ＋ 存在 ) 强酸，具有酸的通性 导电性 不导电 ( 无离子存在 ) 导电 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：氯气的性质 　　 例 1 　 下列说法中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．氯气无漂白作用，液氯有漂白作用 　　 B ．氯气与铁反应生成 FeCl 2 　　 C ．氯气是一种可以和绝大多数金属反应的非金属单质 　　 D ．氯气跟水反应生成两种强酸 　　 解析 　 液氯无漂白作用；氯气与液氯的化学成分相同，氯气与铁反应生成高价的 FeCl 3 ；氯气跟水反应生成的 HClO 是弱酸。 　　 答案　 C 　　 跟踪练习 1 　 关于氯气与冷的消石灰的反应，下列说法中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．属于复分解反应 　　 B ．既属于氧化还原反应又属于化合反应 　　 C ．反应前后，氯元素的化合价一部分升高，一部分降低，其他元素的化合价无变化 　　 D ．反应前后，氯元素的化合价只降低 　　 答案　 C 　　 知识点 2 ：氯水的成分及性质 　　 例 2 　 下列关于氯水的叙述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．新制氯水中只含有 Cl 2 和 H 2 O 分子 　　 B ．新制氯水使蓝色石蕊试纸变红 　　 C ．光照氯水有气泡逸出，该气体是 Cl 2 　　 D ．氯水放置数天后，酸性增强 　　 解析 　 新制氯水中有 Cl 2 、 HClO 、 H 2 O 等分子， H ＋ 、 Cl - 、 ClO － 等离子，故 A 项错误。新制氯水中含有 H ＋ 和 HClO ，蓝色石蕊试纸遇 H ＋ 变红，变红后的试纸被强氧化剂 HClO 氧化而褪色， B 项错误。光照氯水发生反应 2HClO2HCl ＋ O 2 ↑ ，逸出的气体是 O 2 ，不是 Cl 2 ， C 项错误。 HClO 分解后变成 HCl ， HCl 是强酸，溶液的酸性增强， pH 变小，故 D 项正确。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 2 　在氯水中存在多种分子和离子，它们在不同的反应中表现出各自的性质。下列实验现象和结论一致且正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．向氯水中加入有色布条，一会儿后有色布条褪色，说明溶液中有 Cl 2 存在 　　 B ．溶液呈黄绿色，且有刺激性气味，说明有 Cl 2 分子存在 　　 C ．先加入盐酸酸化，再加入 AgNO 3 溶液产生白色沉淀，说明有 Cl － 存在 　　 D ．加入 NaOH 溶液，氯水的黄绿色消失，说明有 HClO 分子存在 　　 答案 　 B 　　 知识点 3 ：次氯酸的性质 　　 例 3 　 在下列化学反应中，能证明次氯酸是一种弱酸的是 ( 　　 ) 　　 A ． Cl 2 ＋ H 2 O ＝ HCl ＋ HClO 　　 B ． 2HClO ＝ 2HCl ＋ O 2 ↑ 　　 C ． Ca(ClO) 2 ＋ 4HCl ＝ CaCl 2 ＋ 2Cl 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 D ． Ca(ClO) 2 ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＝ CaCO 3 ↓ ＋ 2HClO 　　 解析 　 依据 “ 相对强酸制取相对弱酸 ” 的原理，可以通过 D 选项知道次氯酸是一种酸性比碳酸还弱的酸。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 3 　 2007 年重庆重大水灾中，受灾居民每家每户除发放了必要的生活用品外，还发放了漂粉精，用于水的消毒，漂粉精的有效成分是 ( 　　 ) 　　 A ． Ca(OH) 2 　　 B ． Ca(ClO) 2 　　 C ． CaCl 2 　　 D ． CaCO 3 　　 答案 　 B 第 2 课时　氯离子的检验　成盐元素 —— 卤素 　　 三维目标 　　 思维激活 　　 向某品牌的纯净水中加入硝酸银溶液后，产生了白色沉淀，你知道产生白色沉淀的可能原因吗？该纯净水合格吗？ 知识与技能 1 ．掌握氯离子的检验方法 ( 重点 ) 2 ．了解卤族元素在原子结构、性质等方面的相似性 过程与方法 通过氯离子的实验室检验方法培养物质检验的基本思路和操作规范 情感、态度与价值观 通过动手实验，使学生体会理论上的理解和亲手实验的不同 　　 自学导引 　　 一、氯离子 (Cl － ) 的检验 　　 1 ． 试剂： AgNO 3 溶液 、 稀 HNO 3 。 　　 2 ．步骤：先将待检液用 稀 HNO 3 酸化，再加入 AgNO 3 溶液，若有 白色沉淀 生成，则证明原溶液中有 Cl － 存在。 　　 二、成盐元素 —— 卤素 　　 卤素包括 F 、 Cl 、 Br 、 I 、 At ，它们的单质都是 双原子 分子。卤素原子最外层都有 7 个电子，易 得 ( 填 “ 得 ” 或 “ 失 ” ) 1 个电子达到 8 电子稳定结构，都是典型的非金属元素，其单质具有 氧化 性，并随元素原子核电荷数的增大而逐渐减弱。 　　氧化性： F 2 > Cl 2 > Br 2 > I 2 。 　　 三、实验室制取 Cl 2 的反应原理 　　 MnO 2 ＋ 4HCl( 浓 ) MnCl 2 ＋ Cl 2 ↑ ＋ 2H 2 O ，实验室 通常用该法制 Cl 2 。 　　 名师解惑 　　 一、卤素离子的检验 实验 项目 实验操作方法 实验现象 化学 ( 离子 ) 方程式 Cl － 的 检验 (1) 将少量 AgNO 3 溶液滴入盛有 NaCl 溶液的试管内 (2) 再向试管内注入足量稀 HNO 3 立即产生白色沉淀 白色沉淀无新变化 NaCl ＋ AgNO 3 ＝ AgCl ↓ ＋ NaNO 3 Cl － ＋ Ag ＋ ＝ AgCl ↓ Br － 的 检验 (1) 将少量 AgNO 3 溶液滴入盛有 NaBr 溶液的试管内 (2) 再向试管中加入足量稀 HNO 3 立即产生淡黄色沉淀 淡黄色沉淀无新变化 NaBr ＋ AgNO 3 ＝ AgBr ↓ ＋ NaNO 3 Br － ＋ Ag ＋ ===AgBr ↓ I － 的 检验 (1) 将少量 AgNO 3 溶液滴入盛有 KI 溶液的试管内 (2) 再向试管中加足量的稀 HNO 3 立即产生黄色沉淀 黄色沉淀无新变化 KI ＋ AgNO 3 ＝ AgI ↓ ＋ KNO 3 I － ＋ Ag ＋ ＝ AgI ↓ 　　说明： AgCl 既不溶于水，也不溶于稀硝酸，滴加 AgNO 3 溶液后再加稀硝酸，可以排除其他离子的干扰。例如 CO 可以结合 Ag ＋ 而生成不溶于水的 Ag 2 CO 3 ，但 Ag 2 CO 3 溶于稀硝酸。 　　 二、卤素单质的性质 　　 1 ． 卤素单质和 H 2 的反应 　　卤素单质 (X 2 ) 和 H 2 的反应可表示为 X 2 ＋ H 2 ===2HX ，且从 F 2 到 I 2 ，反应越来越难。 　　 2 ．卤素单质和 H 2 O 的反应 　　 2F 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4HF ＋ O 2 　　 X 2 ＋ H 2 O ＝ HX ＋ HXO(X 为 Cl 、 Br 、 I) 　　 3 ．卤素间的置换反应 　　因氧化性： F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 ，所以可以发生反应： Cl 2 ＋ 2NaBr ＝ 2NaCl ＋ Br 2 ， Br 2 ＋ 2KI ＝ 2KBr ＋ I 2 。 　　 4 ．卤素单质的特性 　　 (1) 溴是常温下唯一易挥发的液态非金属单质。 　　 (2) 淀粉遇碘变蓝 —— 常用于鉴别 I 2 或淀粉的存在。 　　 三、 Cl 2 的实验室制法 　　 1 ． 实验原理 :MnO 2 ＋ 4HCl( 浓 ) MnCl 2 +Cl 2 ↑+2H 2 O 。 　　 2 ．实验装置 　　 (1) 发生装置：取决于该反应的特点：固＋液 气体，一般使用酒精灯、铁架台、分液漏斗和圆底烧瓶。 　　 (2) 净化装置：制得的气体一般混有杂质，杂质成分的判断要从化学药品的成分、性质、副反应和反应条件等多方面进行分析。该实验中的杂质为 HCl 和 H 2 O 。 　　 (3) 收集装置：收集氯气可采用向上排空气法或排饱和食盐水的方法。 　　 (4) 尾气吸收装置：化学实验中，凡有毒的或易燃易爆的尾气，都要进行收集或转化处理，使之无害化，切不可随意向空气中排放。 Cl 2 有毒，故应进行尾气吸收，其吸收方法为：将 Cl 2 通入盛有 NaOH 溶液的烧杯中。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ： Cl － 的检验 　　 例 1 　 如何检验 Na 2 CO 3 固体中是否混入了少量的 NaCl 杂质？写出实验操作步骤和有关的离子方程式。 　　 解析 　 此题表面上看起来很简单，有的同学可能很快就能写出答案：加入 AgNO 3 溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，若白色沉淀不溶解，则说明混入了 NaCl 杂质；若白色沉淀消失，则说明没有混入 NaCl 杂质。其实这样的答案错了，因为题给的是 Na 2 CO 3 固体而不是 Na 2 CO 3 溶液。所以应先将 Na 2 CO 3 固体配制成溶液，再做后续实验。 　　 答案 　 取少量 Na 2 CO 3 固体，加水溶解，配制成溶液。向溶液中加入过量的 Ba(NO 3 ) 2 溶液，产生白色沉淀，过滤除去沉淀。在滤液中加入 AgNO 3 溶液，产生白色沉淀，再加入稀硝酸，若沉淀不溶解，则说明原 Na 2 CO 3 固体中混有 NaCl ；若沉淀消失，则说明原 Na 2 CO 3 固体中没有 NaCl 。 　　 CO 3 2- ＋ Ba 2 ＋ ＝ BaCO 3 ↓ ， Ag ＋ ＋ Cl － ＝ AgCl ↓ 　　 ( 或者取少量 Na 2 CO 3 固体，加水溶解，制成溶液。向该溶液中加入稀硝酸至没有气泡冒出为止，再加入 AgNO 3 溶液。 ) 　　 跟踪练习 1 　现有盐酸、氯化钠、氢氧化钠和氯水四种溶液，可用来区别它们的一种试剂是 ( 　　 ) 　　 A ． AgNO 3 溶液 B ．酚酞试液 　　 C ．紫色石蕊试液 D ．饱和食盐水 　　 答案 　 C 　 　 知识点 2 ：卤素的性质 　　 例 2 　 下列各组溶液中，用溴水作试剂不能将其鉴别出来的是 ( 　　 ) 　　 A ．汽油、酒精、四氯化碳 　　 B ．汽油、四氯化碳、水 　　 C ．汽油、酒精、 NaOH 溶液 　　 D ．汽油、苯、 NaOH 溶液 　　 解析 　 汽油、四氯化碳、苯等都可以将 Br 2 从溴水中萃取出来，油层均显橙红色，分别在水层的上层、下层、上层 ; 溴水在酒精中溶解扩散，使溶液呈橙黄色；溴水加入 NaOH 溶液中，因发生反应生成 NaBr 、 NaBrO 而使溶液呈无色。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 2 　溴化碘 (IBr) 的化学性质很像卤素单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，还能与水发生以下反应： IBr ＋ H 2 O ＝ HBr ＋ HIO 。下列有关 IBr 的叙述中不正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．在很多反应中， IBr 是强氧化剂 　　 B ． IBr 与水反应时， IBr 既作氧化剂又作还原剂 　　 C ． IBr 与 AgNO 3 溶液反应会生成 AgBr 沉淀 　　 D ． IBr 与 NaOH 溶液反应时，生成 NaBr 和 NaIO 　　 答案 　 B 　　 知识点 3 ： Cl 2 的实验室制法 　　 例 3 　 将 0.2 mol MnO 2 和 50 mL 12 mol·L － 1 盐酸混合后加热，反应完全后，向剩余的溶液中加入足量的 AgNO 3 溶液，生成 AgCl 沉淀的物质的量 ( 　　 ) 　　 A ．等于 0.3 mol 　　 B ．小于 0.3 mol 　　 C ．大于 0.3 mol ，小于 0.6 mol 　　 D ．等于 0.6 mol 　　 解析 　 盐酸中 n (HCl) ＝ 12 mol·L － 1 × 50 × 10 － 3 L ＝ 0.6 mol ，由实验室制 Cl 2 的反应： MnO 2 +4HCl( 浓 ) MnCl 2 ＋ Cl 2 ↑ ＋ 2H 2 O 可知， 0.2 mol MnO 2 需要 0.8 mol HCl 才能完全反应，所以 MnO 2 过量，但 0.6 mol HCl 全部参加反应，最多只有 0.3 mol 被氧化成 Cl 2 。实际上随反应的进行，一方面 HCl 的消耗，另一方面水的生成都使盐酸的浓度下降，当成为稀盐酸时，由于还原性很弱，不能产生 Cl 2 ，造成被氧化的 HCl 小于 0.3 mol ，即溶液中 Cl － 的物质的量大于 0.3 mol ，小于 0.6 mol 。产生的 AgCl 的物质的量也应大于 0.3 mol ，小于 0.6 mol 。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 3 　用 MnO 2 与浓盐酸反应制取 Cl 2 ，当有 4 mol HCl 被氧化时，生成的 Cl 2 在标准状况下的体积为 ( 　　 ) 　　 A ． 22.4 L 　　 B ． 11.2 L 　　 C ． 44.8 L 　　 D ． 89.6 L 　　 答案　 C 第三节　硫和氮的氧化物 第 1 课时　二氧化硫和三氧化硫 　　 三维目标 知识与技能 1 ．掌握二氧化硫的性质 ( 重、难点 ) 2 ．了解可逆反应的概念及三氧化硫的化 学性质 过程与方法 使学生初步掌握研究物质的方法 —— 结构分 析、推测可能的性质、设计实验、观察现 象、分析现象、得出结论，再辩证地分析 结论的适用范围 情感、态度 与价值观 培养严谨的求学态度，树立学以致用的思 想 　　 思维激活 　　 市场上出售了一批 “ 雪白 ” 的馒头，这批馒头有一股刺鼻的气味，不能食用，否则会对人体健康造成危害。你知道不法商贩是用什么方法将馒头变得 “ 雪白 ” 的吗？ 　　 自学导引 　　 一、硫 ( 俗称硫黄 ) 　　 1 ． 在自然界中的存在 　　 (1) 游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳岩层里。 　　 (2) 化合态的硫主要以 硫化物 和 硫酸盐 的形式存在。 　　 2 ．性质 　　 黄 色晶体， 不 溶于水， 微溶 于酒精，易溶于 CS 2 ，在空 气中燃烧的化学方程式为： ( 淡蓝 色火焰 ) 。 　　 二、二氧化硫 　　 1 ． 物理性质： 无 色、有 刺激性 气味的 有 毒气体，密度比空气 大 ， 易 液化， 易 溶于水。 　　 2 ．化学性质 　　 (1) 具有酸性氧化物的通性 　　 SO 2 ＋ H 2 O  H 2 SO 3 ( 亚硫酸，酸性强于碳酸 ) 　　 (2) 漂白性 　　 SO 2 与某些有色物质化合生成 不稳定 的无色物质，这种无色物质 易分解 而使有色物质恢复原来的颜色。 　　 (3) 还原性 　　 SO 2 中硫元素为 ＋ 4 价，既有 氧化 性又有 还原 性，一般表现为 还原 性，可被多种氧化剂 ( 如 O 2 、 Cl 2 、 KMnO 4 等 ) 氧化，使氯水、 KMnO 4 溶液褪色；表现氧化性时可被 H 2 S 还原。 　　 如： SO 2 ＋ Cl 2 ＋ 2H 2 O ＝ 2HCl ＋ H 2 SO 4 　　 2SO 2 ＋ O 2 2SO 3 　　 (4) 弱氧化性 　　 2H 2 S ＋ SO 2 ＝ 3S↓ ＋ 2H 2 O 　 　 三、三氧化硫 　　 1 ． 与水反应 　　 SO 3 ＋ H 2 O ＝ H 2 SO 4 ( 硫酸的生产原理 ) 　　 2 ．与碱性氧化物或碱反应生成硫酸盐 　　 SO 3 ＋ CaO ＝ CaSO 4 　　 SO 3 ＋ Ca(OH) 2 ＝ CaSO 4 ＋ H 2 O 　　 名师解惑 　　 一、氯水与二氧化硫的漂白作用的区别 物质 氯水 SO 2 漂白原理 HClO 有强氧化性 , 能将有色物质氧化 成无色物质 SO 2 跟某些有色物质化 合生成不稳定的无色物 质 反应类型 氧化还原反应 非氧化还原反应 稳定性 稳定 不稳定 与品红溶液作 褪色 褪色，加热后又变红 与紫色石蕊作 先变红后褪色 变红，不褪色 同类物质 Na 2 O 2 、 H 2 O 2 、 O 3 — 　　说明：① SO 2 不能使酸碱指示剂褪色。 　　②检验或肯定一种气体是不是 SO 2 ，不仅要看该气体是否能够使品红溶液褪色，更要看这种褪色后的溶液在加热甚至煮沸的条件下是不是能再显品红的颜色，这才是 SO 2 气体最特征的性质。 　　 二、 SO 2 与 CO 2 性质的比较 相同点 不同点 物理 性质 常温下，都是无色气体，密度都大 于空气 ① 气味： CO 2 无味， SO 2 有刺激性气味 ② 溶解性： CO 2 能溶于水， SO 2 易溶于水 化学 性质 都是酸性氧化物 ① 都能和水反应 , 生成的酸不稳定， 只能存在于溶液中： CO 2 ＋ H 2 O H 2 CO 3 ， SO 2 ＋ H 2 OH 2 SO 3 ② 都能与碱反应，用量不同时，均 可以生成两种盐 ( 正盐和酸式盐 ) 。 SO 2 、 CO 2 气体分别通入澄清石灰 水中，都是先生成白色沉淀，当气 体过量时白色沉淀又溶解 ① SO 2 有毒， CO 2 无毒 ② SO 2 既能表现氧化性又表现还原 性， CO 2 仅表现氧化性 ③ SO 2 具有漂白性，能漂白某些有 色物质， CO 2 不能 ④ 对环境的影响不同： SO 2 会形成 酸雨， CO 2 会引起温室效应 ⑤ SO 2 能与 NaHCO 3 反应： SO 2 ＋ 2NaHCO 3 ===Na 2 SO 3 ＋ 2CO 2 ↑ ＋ H 2 O(SO 2 不足 ) ， CO 2 不能 鉴别 ① 利用 SO 2 的还原性，用高锰酸钾溶液或溴水鉴别 ② 利用 SO 2 的漂白性，用品红溶液鉴别 　　 说明：①不能用澄清石灰水鉴别 CO 2 和 SO 2 。 　　② CO 2 、 SO 2 通入 BaCl 2 溶液中均无沉淀产生。 　　③除去 CO 2 中的 SO 2 可选用酸性 KMnO 4 溶液、溴水、饱和 NaHCO 3 等试剂。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：二氧化硫的性质 　　 例 1 　 某化学探究性学习小组在学习了二氧化硫的性质后，配制了下表中的溶液，并把足量的 SO 2 分别通入溶液中，现象记录如下。请你帮他们分析，产生该现象体现了 H 2 SO 3 的何种性质 , 如何验证或能得出什么结论 , 请完成下表。 溶液 现象 体现性质 验证方法或结论 胡萝卜素 褪色 石蕊 变红 溴水 褪色 酸性 KMnO 4 溶液 褪色 　　 解析 　 H 2 SO 3 能使某些有色溶液褪色，若加热恢复原来的颜色，则体现其漂白作用；若不能恢复原来的颜色，则往往体现其还原性 ( 如与酸性 KMnO 4 、氯水、溴水、碘水等 ) 。从现象看， H 2 SO 3 只能使石蕊等酸碱指示剂发生相应的颜色变化，而不能使其褪色。 　　 答案 　 溶液 现象 体现性质 验证方法或结论 胡萝卜素 褪色 漂白作用 加热后恢复原来的颜色 石蕊 变红 酸性 加热后变紫色 (H 2 SO 3 加热分解， SO 2 逸出 ) 溴水 褪色 还原性 加热后不能恢复原来的颜色 酸性 KMnO 4 溶液 褪色 还原性 加热后不能恢复原来的颜色 　　 跟踪练习 1 　下列叙述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．无色有刺激性气味的气体一定是 SO 2 　　 B ． SO 2 溶于水形成的溶液中，只有 H 2 SO 3 分子存在 　　 C ． SO 2 在 O 2 中燃烧生成 SO 3 　　 D ．将 SO 2 通入品红溶液，溶液褪色，若将溶液加热煮沸，溶液又变红色 　　 答案 　 D 　　 知识点 2 ：二氧化硫的漂白性 　　 例 2 　 能证明 SO 2 具有漂白性的是 ( 　　 ) 　　 A ．酸性 KMnO 4 溶液中通入 SO 2 气体后紫红色消失 　　 B ．滴入酚酞的 NaOH 溶液中通入 SO 2 气体后红色消失 　　 C ．品红溶液中通入 SO 2 气体后红色消失 　　 D ．溴水中通入 SO 2 气体后橙色消失 　　 解析 　 SO 2 气体通入酸性 KMnO 4 溶液后紫红色消失、通入溴水后橙色消失都是利用了 SO 2 的还原性；显红色的 NaOH 溶液红色消失是因为通入的 SO 2 气体中和了碱；只有 SO 2 气体通入品红溶液后红色消失才能证明 SO 2 具有漂白性。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 2 　 Cl 2 和 SO 2 遇水都具有漂白作用，若将等物质的量的这两种气体混合后通入足量水中，向其中加入品红和 BaCl 2 的混合溶液，能观察到的现象是 ( 　　 ) 　　①溶液很快褪色　②溶液不褪色　③出现沉淀 　　④不出现沉淀 　　 A ．①②　 　 B ．①③　 　 C ．②③　 　 D ．②④ 　　 解析 　 潮湿的 Cl 2 和 SO 2 都具有漂白作用，但 Cl 2 具有强氧化性，而 SO 2 具有还原性，若同时使用 , 它们将会发生反应： Cl 2 ＋ SO 2 ＋ 2H 2 O ＝ H 2 SO 4 ＋ 2HCl 。所以两者等物质的量混合后会完全失去漂白作用，溶液不会褪色；而生成的 H 2 SO 4 会和 BaCl 2 反应，生成不溶于水和酸的白色沉淀 BaSO 4 。 　　 答案 　 C 　　 知识点 3 ： SO 2 与 CO 2 的鉴别与净化 　　 例 3 　 检验 SO 2 气体中是否混有 CO 2 气体，可采用的方法是 ( 　　 ) 　　 A ．通过澄清石灰水 　　 B ．先通过饱和 NaHCO 3 溶液，再通过澄清石灰水 　　 C ．先通过 NaOH 溶液，再通过澄清石灰水 　　 D ．先通过酸性 KMnO 4 溶液，再通过品红溶液，最后通过澄清石灰水 　 　　 解析 SO 2 对 CO 2 的检验有干扰作用 , 因此 , 在检验 CO 2 之前必须先除去 SO 2 气体，要注意的是还必须检验 SO 2 是否除尽。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 3 　已知亚硫酸的酸性强于碳酸。现有含少量 SO 2 的 CO 2 气体，欲得到干燥纯净的 CO 2 ，将气体通过如右图所示的洗气瓶。则①、②两瓶中所装的试剂分别是 ( 　　 ) 　　 　　 A ． NaOH 、浓 H 2 SO 4 B ．浓 H 2 SO 4 、 NaOH 　　 C ． NaHCO 3 、浓 H 2 SO 4 D ．浓 H 2 SO 4 、 Na 2 CO 3 　　 答案　 C 第 2 课时　二氧化氮和一氧化氮　二氧化硫和 　　二氧化氮对大气的污染 　　 三维目标 　　 思维激活 　　 1998 年 Murad 等三位教授提出，有一种气体在人体内有独特的功能，因此这三位教授荣获了 1998 年诺贝尔医学及生理学奖，昔日这种有毒的气体，今天成了 “ 明星分子 ” ，你知道这种气体是什么吗？ 知识与技能 1 ．掌握一氧化氮及二氧化氮的性质及其相互转化 ( 重点 ) 2 ．了解二氧化氮、二氧化硫对空气的污染及常用的防治措施 过程与方法 通过对空气污染物的调查研究，培养一定的研究性学习能力 情感、态度 与价值观 增强环境保护意识，培养实事求是的学习态度和用实践来检验真理的良好工作习惯 　　 自学导引 　　 一、二氧化氮和一氧化氮 　　 1 ． 氮气 　　氮气是一种 无 色、 无 味的气体，占空气体积的 4/5 左右。 在一定条件下， N 2 和 O 2 反应的化学方程式为 。 　　 2 ．一氧化氮 　　 NO 是一种 无 色、 无 味、 难 溶于水的 有 毒气体，常温下 NO 与空气中的 O 2 化合的化学方程式为 2NO ＋ O 2 ＝ 2NO 2 。 　　 3 ．二氧化氮 　　二氧化氮是一种 红棕 色、有 刺激性 气味的 有毒 气体，密度比空气 大 ，易 液 化， 易 溶于水。溶于水时生成 HNO 3 和 NO ，工业上利用这一原理制取硝酸： 3NO 2 ＋ H 2 O ＝ 2HNO 3 ＋ NO 。 　　 二、二氧化硫和二氧化氮对大气的污染 　　 煤、石油和某些金属矿物中含硫或 硫的化合物 ，因此燃烧煤或冶炼金属矿物时，往往会生成 二氧化硫 。高温条件下，空气中的 氮气 也参与反应，这是汽车尾气中含有 NO 的原因。 　　 1 ．酸雨 　　大气中的 SO 2 和 NO 2 溶于水后形成酸性溶液，随雨水流下，就有可能成为酸雨。酸雨的 pH< 5.6 。 　　 2 ．酸雨的形成：排放到空气中的 SO 2 在氧气和水蒸气的共同作用下，形成酸雾，随雨水降落就成为酸雨： 2SO 2 ＋ O 2  2SO 3 ， SO 3 ＋ H 2 O ＝ H 2 SO 4 。 　　 3 ．酸雨的危害：直接破坏农作物、 森林 、 草原 、使湖泊、土壤酸化，加快建筑物的腐蚀等。 　　 4 ．酸雨的控制措施： (1) 调整能源 结构 ； (2) 原煤 脱硫 技术； (3) 改进燃烧 技术 ； (4) 对煤燃烧后的烟气脱硫； (5) 开发氢能、 太阳 能、 核 能等清洁能源； (6) 严格控制 SO 2 的排放。 　　 名师解惑 　　 一、 NO 与 NO 2 的比较 　　 说明：①氮的氧化物均为大气污染物，其中 NO 与 CO 类似 , 能与人体内的血红蛋白结合，使人体中毒； NO 2 是造成光化学烟雾的主要因素。吸收氮的氧化物可选用 NaOH 溶液。 　　② NO 不能用排空气法收集， NO 2 不能用排水法收集。 　　 NO NO 2 物理 性质 颜色 无色 红棕色 毒性 有毒 有毒 水溶性 不溶于水 易溶于水 化学 性质 与 O 2 反应 2NO ＋ O 2 ＝ 2NO 2 不反应 与 H 2 O 反应 不反应 3NO 2 ＋ H 2 O ＝ 2HNO 3 ＋ NO 收集法 排水法 向上排空气法 　　 二、氮的氧化物溶于水的有关计算问题 　　 氮的氧化物溶于水的几种情况： 　　 (1)NO 2 或 NO 2 与 N 2 ( 非 O 2 ) 的混合气体溶于水 　　根据 3NO 2 ＋ H 2 O ＝ 2HNO 3 ＋ NO 　① 　　利用气体体积变化差值进行计算。 　　 (2)NO 2 和 O 2 的混合气体溶于水 　　根据 4NO 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4HNO 3 　② 　　可知：当体积比 　　 V (NO 2 )∶ V (O 2 ) 　　 (3)NO 和 O 2 的混合气体溶于水 　　根据 4NO ＋ 3O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4HNO 3 　③ 　　可知：当体积比 　　 V (NO)∶ V (O 2 ) 　　 (4)NO 、 NO 2 、 O 2 三种种混合气体通入水中 　　可先按①式求出 NO 2 和 H 2 O 反应后生成的 NO 的体积，再加上原混合气体中 NO 的体积，即为 NO 的总体积，再按③式进行计算。 　　 三、 SO 2 和 NO 2 对大气的污染 　　 1 ．常见的环境问题的成因、危害 　　 (1) 酸雨 —— 形成原因主要是 SO 2 和氮氧化物；能酸化土壤，腐蚀建筑物等。 　　 (2) 光化学烟雾 —— 主要是由氮氧化物、碳氢化物造成的；将危害人体健康，影响植物生长。 　　 (3) 臭氧空洞 —— 主要是由氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的；将使地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧。 　　 (4) 温室效应 —— 主要是由大气中 CO 2 含量的不断增加造成的；会使全球气候变暖。 　　 (5) 白色污染 —— 聚乙烯塑料的大量排放；会破坏土壤结构和生态环境。 　　 (6) 赤潮 —— 含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放；会使藻类大量繁殖，鱼类死亡，水质恶化。 　　 2 ． SO 2 和 NO 2 的回收利用 　　 SO 2 和 NO 2 都是有用的化工原料，但当它们分散到大气中时，就形成了难以处理的污染物。因此，工业废气在排放到大气之前，必须净化处理，防止 NO 2 和 SO 2 等污染大气，并充分利用原料。 　　 (1)SO 2 的回收利用 　　① 2SO 2 ＋ O 2 2SO 3 SO 3 ＋ H 2 O ＝ H 2 SO 4 　　用来生产硫酸。 　　②氨水吸收法 　　 SO 2 ＋ 2NH 3 ·H 2 O ＝ (NH 4 ) 2 SO 3 ＋ H 2 O 或 SO 2 ＋ NH 3 ＋ H 2 O ＝ NH 4 HSO 3 ，然后向所得溶液中加入浓 H 2 SO 4 将它们转化为 (NH 4 ) 2 SO 4 ，并可得到浓度较高的 SO 2 ，可用于生产 H 2 SO 4 。 　　 (NH 4 ) 2 SO 3 ＋ H 2 SO 4 ( 浓 ) ＝ (NH 4 ) 2 SO 4 ＋ SO 2 ↑ ＋ H 2 O 　　 2NH 4 HSO 3 ＋ H 2 SO 4 ( 浓 ) ＝ (NH 4 ) 2 SO 4 ＋ 2SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 (2)NO 2 、 NO 的吸收 ( 用碱液 ) 　　 NO ＋ NO 2 ＋ 2NaOH ＝ 2NaNO 2 ＋ H 2 O 　　 2NO 2 ＋ 2NaOH ＝ NaNO 2 ＋ NaNO 3 ＋ H 2 O 　　 典例导析 　　 知识点 1 ： NO 及 NO 2 的性质 　　 例 1 　 最新研究表明， NO 吸收治疗法可快速改善 SARS 重症患者的缺氧状况，缓解病情。病毒学研究同时证实， NO 对 SARS 病毒有直接的抑制作用。下列关于 NO 的叙述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ． NO 是一种红棕色气体 　　 B ．常温常压下， NO 不能与空气中的氧气直接化合 　　 C ．含等质量氧元素的 NO 和 CO 的物质的量相等 　　 D ． NO 易溶于水，不能用排水法收集 　　 解析　 这是一个 “ 高起点，低落点 ” 的题， NO 在治疗 SARS 上的应用是最新技术成果，本题考查的是 NO 的性质。 NO 是一种无色、难溶于水的气体，可以用排水法收集，常温常压下 NO 可与氧气直接化合生成 NO 2 。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 1 　 下列气体无色但有毒的是 ( 　　 ) 　　 A ． Cl 2 　　　 B ． NO 　　　 C ． NO 2 　　　 D ． CO 2 　　 答案 　 B 　　 知识点 2 ： NO 及 NO 2 的有关计算 　　 例 2 　 将 12 mL NO 2 和 O 2 的混合气体通入足量的水中，充分反应后，剩余 2 mL 气体，计算原混合气体中 NO 2 和 O 2 的体积各为多少毫升？ 　　 解析 　 混合气体溶于水发生如下反应： 　　 4NO 2 ＋ O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4HNO 3 。 　　反应后剩余 2 mL 气体，气体可能为 O 2 或 NO ，则： 　　 (1) 若 O 2 过量，即剩余 2 mL O 2 ，故有 10 mL NO 2 和 O 2 的混合气体按上述反应恰好进行了反应，所以 V (NO 2 ) ＝ 10 mL × ＝ 8 mL ， V (O 2 ) ＝ 12 mL － 8 mL ＝ 4 mL 。 　　 (2) 若剩余 2 mL NO ，即 NO 2 过量。根据反应： 3NO 2 ＋ H 2 O ＝ 2HNO 3 ＋ NO ，过量的 NO 2 应为 2 mL × 3 ＝ 6 mL ，则有 12 mL － 6 mL ＝ 6 mL 的混合气体按总反应恰好进行了反应。所以 V (O 2 ) ＝ 6 mL × ＝ 1.2 mL ， V (NO 2 ) ＝ 12 mL － 1.2 mL ＝ 10.8 mL 。 　　 答案 　 NO 2 为 8 mL 、 O 2 为 4 mL ，或 O 2 为 1.2 mL 、 NO 2 为 10.8 mL 。 　　 跟踪练习 2 　将一支装有 10 mL NO 的大试管倒立于水槽中，然后慢慢通入 8 mL O 2 ，下列有关实验最终状态的叙述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．试管内气体呈红棕色 　　 B ．试管内气体无色，为 NO 　　 C ．试管内气体无色，体积为 1 mL 　　 D ．试管内液面上升 　　 解析　 根据反应： 4NO ＋ 3O 2 ＋ 2H 2 O ＝ 4HNO 3, 10 mL NO 须消耗 7.5 mL O 2 方能全部溶于水，故通入的 8 mL O 2 过量，过量的 O 2 为 0.5 mL 。 　　 答案 　 D 　　 知识点 3 ：环境保护常识 　　 例 3 　 氮氧化物和氟氯烷烃是破坏臭氧层的元凶，其反应原理部分如下： 　　① O 3 ＋ NO ＝ NO 2 ＋ O 2 、 NO 2 ＋ O ＝ NO ＋ O 2 ； 　　② CF 2 Cl 2 →CF 2 Cl ＋ Cl 、 O 3 ＋ Cl ＝ ClO ＋ O 2 、 ClO ＋ O ＝ Cl ＋ O 2 。 　　下列说法中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．氮氧化物在破坏臭氧层时起氧化剂的作用 　　 B ．氟氯烷烃在破坏臭氧层时起反应物的作用 　　 C ．氟氯烷烃在破坏臭氧层时起催化剂的作用 　　 D ．氟氯烷烃分解产生的 Cl 原子是破坏臭氧层反应的催化剂 　　 解析 　 分析氮氧化物破坏臭氧层的各步反应，得出总反应为 O 3 ＋ O2O 2 ，可以看出氮氧化物起催化剂的作用；同样分析氟氯烷烃破坏臭氧层的各步反应，得出总反应为 O 3 ＋ O2O 2 ，即 Cl 原子是破坏臭氧层时反应的催化剂。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 3 　酸雨给人类带来了种种灾祸，严重地威胁着地球上生命生存的生态环境。下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是 ( 　　 ) 　　①对燃煤进行脱硫　②对含 SO 2 、 NO 2 的工业废气进行无害处理后，再排放到大气中　③人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物　④飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如天然气、甲醇等 　　 A ．①②③④ B ．①②③ 　 C ．①②④ D ．①③④ 　　 答案 　 C 第四节　氨　硝酸　硫酸 第 1 课时　氨及氨的实验室制法 　　 三维目标 知识与技能 1 ．了解氨的物理性质 2 ．掌握氨的化学性质 ( 重点 ) 3 ．了解氨的实验室制法 ( 重点 ) 过程与方法 1 ．通过实验探究，了解氨的主要性质 ( 重点 ) 2 ．通过对实验的观察和分析，培养学生的观察 能力、思维能力和应用化学实验发现并学习新 知识的能力 情感、态度 与价值观 通过了解化学在人类活动中的重要作用以及人 类活动对环境的影响，激发学生运用化学知识 解决问题的兴趣和热情 　　 思维激活 　　 德国历史上有这样一位化学家 —— 哈伯，有人称他为天使，因为他合成了氨，进而合成了化肥，从而解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿和死亡问题。又有人称他为魔鬼，因为氨也能合成硝酸，进而合成了炸药，第一次世界大战时，哈伯已为德国建成了无数个合成氨工厂，为侵略者制造了数百万吨炸药 TNT ，从而给人类带来了灾难和痛苦。 　　氨有哪些性质呢？实验室中又是怎样制取氨气的呢？ 　　 自学导引 　　 一、氨的性质 　　 1 ． 氨的物理性质 　　 NH 3 是 无 色、有 刺激性 气味、 极易 溶于水的气体，常温时， 1 体积水可溶解 700 体积氨气。 　　 2 ．氨的化学性质 　　 (1) 与 H 2 O 反应 　　 (3) 氨的催化氧化 　　化学方程式为 　　 它是工业生产硝酸的反应原理。 　　 二、铵盐 　　 铵盐都 易溶 于水，受热易 分解 ，与碱反应放出 氨气 。 　　 三、氨的实验室制法 　　 1 ． 原理：实验室中常用 NH 4 Cl 与 Ca(OH) 2 共热的方法制取氨。如 :2NH 4 Cl ＋ Ca(OH) 2 CaCl 2 ＋ 2H 2 O ＋ 2NH 3 ↑ 。 　　 2 ．装置：固体与固体反应，加热。图见教材。 　　为了防止 NH 3 与空气发生对流而难以收集，以及防止外逸的 NH 3 污染空气，经常在收集 NH 3 的试管口塞上一团浸有稀硫酸的 棉花 。 　　 3 ．收集： 向上排空气法 。 　　 4 ．检验：检验 NH 3 时，常使用 湿润 的红色石蕊试纸或蘸有 浓盐酸 的玻璃棒。 　　 名师解惑 　　 一、氨的喷泉实验 　　 1 ． 实验原理 　　由于氨极易溶于水 (1∶700) ，挤压胶头滴管，少量的水即可溶解大量的氨，使烧瓶内压强迅速减小，外界大气压将烧杯中的水压入上面的烧瓶，从而形成美丽的喷泉。 NH 3 、 HCl 、 HBr 、 HI 、 SO 2 等气体均能溶于水产生喷泉。 　　 2 ．实验现象 　　产生红色喷泉 ( 氨溶于水后形成碱性溶液，酚酞遇碱显红色 ) 。 　　 3 ．实验关键 　　①氨应充满；②氨或烧瓶应干燥；③装置不得漏气。 　　 4 ．实验拓展 　　 CO 2 、 H 2 S 、 Cl 2 等在水中溶解度不大的气体，不能形成喷泉，但若将水改成 NaOH 溶液，这些气体在碱性溶液中的溶解度显著增大，从而形成喷泉；此外，若改变喷泉实验装置，也可使某些本来不能形成喷泉的气体形成喷泉，因此要从产生喷泉的条件认识形成喷泉的本质。 　　 二、氨水的组成和性质 　　氨溶于水所形成的溶液就是氨水。 　　 1 ．氨水的性质 　　 (1) 氨水的密度小于 1 g·mL － 1 ，且溶质的质量分数越大，溶液的密度就越小。 　　 (2) 在氨水中，除水分子外，含量最多的为 NH 3 ·H 2 O 。但在求氨水中溶质的质量分数、物质的量浓度时，视溶质为 NH 3 。 　　 (3) 氨气溶于水的过程中存在着下列可逆反应： 　　 NH 3 ＋ H 2 O  NH 3 ·H 2 O  NH ＋ OH － 　　 2 ． NH 3 ·H 2 O 的性质 　　一水合氨 (NH 3 ·H 2 O) 是一种弱碱 , 有易溶于水、易分解、易挥发出刺激性气味的气体、电离出的阳离子 (NH) 为非金属元素原子团四个不同于其他弱碱的特点。一水合氨有碱的通性，包括使酚酞试液显红色，使红色石蕊试纸显蓝色。氨气是唯一能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。 　　 3 ．氨水中的粒子有： H 2 O 、 NH 3 、 NH 3 ·H 2 O 、 NH 4 + 、 OH － ，除水分子外，含量最多的为 NH 3 ·H 2 O 。 　　 三、 NH 4 + 的检验 　　 1 ． 若试样为固体，可用两种方法来检验： 　　 (1) 取少量样品放入坩埚中，加入固态碱进行研磨。若闻到氨味，则说明样品中含有 NH 4 + 。 　　 (2) 取少量样品与碱混合于试管中，然后加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近管口，若试纸变蓝，则说明样品中含有 NH ；也可将蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近管口，若有白烟产生，则说明样品中含有 NH 4 + 。 　　 2 ．若试样为溶液，可取少量溶液注入试管中，再加入碱液，微热，然后用湿润的红色石蕊试纸或蘸有浓盐酸的玻璃棒检验。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：氨的性质 　　 例 1 下列关于氨气的说法中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．氨可以用浓硫酸干燥 　　 B ．氨溶于水显弱碱性，因此氨气可 使湿润的酚酞试纸变蓝 　　 C ．氨本身没有毒，故发生液氨大量 泄漏时，人们也不必采取任何防范措施 　　 D ．用水吸收 NH 3 用右图所示的装置可防止倒吸 　　 解析 　 氨属于碱性气体，不能用酸性干燥剂 ( 如浓硫酸、五氧化二磷固体 ) 干燥，也不能用无水 CaCl 2 干燥，因为无水 CaCl 2 与氨气反应生成 CaCl 2 ·8NH 3 ，故只能用碱性干燥剂 ( 如碱石灰、固体氢氧化钠等 ) 干燥；湿润的酚酞试纸遇 NH 3 会变红；虽然氨气并不能称之为有毒气体，但由于氨气的溶解度极高，且极易挥发，所以常被吸附在皮肤黏膜和眼黏膜上，从而产生刺激和炎症，故发生液氨大量泄漏时，人们必须采取一定的防范措施，例如根据氨的密度小的特征，可以向地势低、逆风的方向跑离事故区，故 A 、 B 、 C 三项都错误。四氯化碳是一种油状液体，氨气不溶解于其中，这样就防止了倒吸， D 项正确。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 1 　 下列关于氨与氨水的叙述中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．氨水随着质量分数的增大，密度也随之增大 　　 B ．氨水和液氨的成分相同 　　 C ．氨水中共有 5 种粒子，其中物质的量浓度最大的粒子是 OH － 　　 D ．氨易液化，因此可用做制冷剂 　　 答案 　 D 　　 知识点 2 ：氨的实验室制取 　　 例 2 　 实验室里用如右图所示的装置制取氨。 　　 (1) 用试管中的药品制取氨的化学方程式为 __________ 。 　　 (2) 试用表格的形式列出图中装置的错误之处，并用文字简要说明应如何改正。 　　 答案 (1)(NH 4 ) 2 SO 4 +Ca(OH) 2 CaSO 4 +2H 2 O+2NH 3 ↑ 　　 (2) 错误之处 应如何改正 ① 试管 a 管口向上倾斜 应略向下倾斜 ② 铁夹夹的位置不对 应夹在离管口处 ③ 试管 b 管口向上 应向下 ④ 试管 b 塞上橡皮塞 将橡皮塞改为棉花团 ⑤ 反应物没加热 用酒精灯加热 　　 跟踪练习 2 　实验室制取下列气体时，与实验室制氨气的发生装置相同的是 ( 　　 ) 　　 A ． H 2 　　　 B ． O 2 　　　 C ． Cl 2 　　　 D ． CO 2 　　 答案 　 B 　　 知识点 3 ：铵盐的性质 　　 例 3 　 能把 Na 2 SO 4 、 NH 4 NO 3 、 KCl 和 (NH 4 ) 2 SO 4 四瓶无色溶液加以区别 ( 必要时可加热 ) 的一种试剂是 ( 　　 ) 　　 A ． BaCl 2 B ． Ba(NO 3 ) 2 　 C ． Ba(OH) 2 D ． NaOH 　　 解析 　 鉴别 NH 的试剂为 OH － ，加入碱加热则会产生有刺激性气味的气体。而鉴别 SO 使用含 Ba 2 ＋ 的试剂，把 Ba 2 ＋ 与 OH － 组合，应选用 Ba(OH) 2 作试剂。在四种溶液中分别加入 Ba(OH) 2 试剂，有两支试管中有沉淀，另外两支试管中没有。将有沉淀的两支试管加热，产生有刺激性气味气体的为 (NH 4 ) 2 SO 4 ，另一种为 Na 2 SO 4 。没有沉淀的两支试管也分别加热 , 有刺激性气味气体产生的是 NH 4 NO 3 ，另一种为 KCl 。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 3 　 下列有关铵根离子 (NH) 或铵盐的性质的叙述中，不正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．溶液中 NH 和 OH － 在加热时可生成 NH 3 　　 B ．铵盐受热分解均有 NH 3 放出 　　 C ．铵盐均易溶于水 　　 D ．铵盐属于离子化合物 　　 答案 　 B 　　 知识点 4 ：氨及铵盐的有关计算 　　 例 4 　 现有 100 g 5% 的氨水 ( 密度为 0.98 g·cm － 3 ) ，欲使其质量分数增大 1 倍，可采用的正确方法是 ( 　　 ) 　　 A ．再往溶液中通入 5 g 氨气 　　 B ．加入等质量的 15% 的氨水 　　 C ．加入等体积的 15% 的氨水 　　 D ．加热蒸发掉 50 g 水 　　 解析 　 通入 5 g 氨气后的质量分数 　　 A 项错误； 　　 加入等质量的 15% 的氨水后的质量分数 　　 B 项正确； 　　 氨水的浓度不同，密度不同，等体积时质量不等，故 C 项错误； 　　 加热蒸发掉水的同时氨气也随之挥发， D 项错误。 　　 答案 　 B 　　 跟踪练习 4 　 碳酸铵 (NH 4 ) 2 CO 3 ·H 2 O 是一种白色晶体，在空气中能逐渐变化并生成碳酸氢铵，在 58 ℃ 时会分解为氨、二氧化碳和水。现有一包碳酸铵样品，为确定它的成分，进行了以下实验： 　　①取 27.2 g 样品，加热，样品全部分解成气体 A ； 　　②将气体 A 通过盛有 100 mL 浓 H 2 SO 4 ( 足量 ) 的洗气瓶中，由洗气瓶导出的气体再通过装有足量 Na 2 O 2 的干燥管，从干燥管导出的气体为 3.36 L( 标准状况下 ) ； 　　③取洗气瓶中 1/10 的溶液，与足量 NaOH 溶液混合并加热，产生的气体经干燥后体积为 0.896 L( 标准状况 ) 。 　　试根据上述实验结果，分析、计算并推断该样品的成分是什么？样品中氮的质量分数是多少？ 　　 答案 　 样品中含 (NH 4 ) 2 CO 3 ·H 2 O 和 NH 4 HCO 3 ； w (N) ＝ 20.6% 第 2 课时　硫　　酸 　　 三维目标 知识与技能 1. 掌握浓硫酸的性质 ( 吸水性、脱水性和 强氧化性 )( 重点 ) 2 ．掌握硫酸根离子的检验方法 ( 重点 ) 过程与方法 通过对浓、稀硫酸的化学性质的对比， 学习比较的方法，培养分析、归纳的能 力 情感、态度 　　与价值观 体会量变引起质变的辩证唯物主义观点和内因与外因的辩证关系 　　 思维激活 　　 2006 年 8 月 3 日早晨，京杭运河余杭段中一艘运硫酸的船发生浓硫酸泄漏事件，产生了十多米高的白雾，船体附近的河面像沸腾了一样冒着水泡，船里还发出砰砰的爆炸声，硫酸泄漏的河段有不少死鱼浮起。你知道为什么浓硫酸遇水会产生大量白雾吗？ 　　 自学导引 　　 一、浓硫酸的物理性质 　　 浓 H 2 SO 4 是 无 色 黏稠 状液体， 难 挥发，能以任意比与水混溶，常用 98% 的浓 H 2 SO 4 的密度为 1.98 g·cm － 3 ，物质的量浓度为 18.4 mol·L － 1 。 　　 二、浓硫酸的化学性质 　　 1 ． 浓硫酸是二元强酸，具有酸的通性。 　　 2 ．浓硫酸的特性 　　 (1) 脱水性 　　浓硫酸能把有机物中的 H 、 O 元素按 原子个数比 2∶1 脱去，留下黑色炭。例如，浓硫酸能使蔗糖 炭化 。 　　 (2) 吸水性 　　浓硫酸能够吸收游离态的水或结晶水，可用做 干燥剂 。 　　 (3) 强氧化性 　　①与 Cu 反应 　　化学方程式为 　　②与铁、铝反应 　　常温下，浓硫酸可以使铁、铝钝化，即铁、铝表面被浓硫酸氧化为 致密的氧化物薄膜 ，阻止了酸与内层金属的进一步反应，所以可以用 铁、铝 制容器来盛装浓硫酸。 　　③与非金属反应 　　化学方程式为 　　 名师解惑 　　 一、浓 H 2 SO 4 的物理性质 　　 1 ．色、态：纯净的硫酸及浓硫酸 (H 2 SO 4 的质量分数为 98.3%) 是无色、黏稠、油状液体。 　　 2 ．沸点：质量分数为 98.3% 的浓硫酸的沸点 338 ℃ ，硫酸是典型的难挥发性酸 ( 高沸点酸 ) 。 　　 3 ．密度：质量分数为 98.3% 的浓硫酸的密度为 1.84 g·cm － 3 ，硫酸也是典型的高密度酸。硫酸溶液的密度随 H 2 SO 4 的质量分数的增大而增大。 　　 4 ．溶解性：硫酸易溶于水，能跟水以任意比互溶。浓硫酸溶解时放出大量的热，这又是硫酸物理性质中的一个特点。 　　 二、浓硫酸与稀硫酸 　　 1 ．浓硫酸、稀硫酸的比较 名称 浓硫酸 稀硫酸 溶质的主要存在形式 H 2 SO 4 分子 H ＋ 、 SO 氧化性 ＋ 6 价 S ，强氧化性 ＋ 1 价 H ＋ ，弱氧化性 还原产物 SO 2 H 2 遇 Fe 、 Al( 常温 ) 钝化 反应 遇 Zn Zn 足量时，先生成 SO 2 ， 硫酸变稀后生成 H 2 　 生成 H 2 遇 Cu 、 C( 加热 ) 反应 不反应 脱水性 有 无 吸水性 有 无 　　 2 ．浓硫酸的强氧化性和稀硫酸的氧化性 　　浓硫酸具有强氧化性，其氧化性是由硫酸分子中处于最高价态的硫 ( ＋ 6 价 ) 产生的，加热时能氧化许多金属、非金属及某些具有还原性的化合物，浓硫酸的还原产物一般为二氧化硫。如： 2H 2 SO 4 ( 浓 ) ＋ C CO 2 ↑ ＋ 2H 2 O ＋ 2SO 2 ↑ 。 　　稀硫酸中不存在硫酸分子，因而无强氧化性，但电离产生的 H ＋ 具有较弱的氧化性，只能氧化比较活泼的金属 ( 如 Zn 等 ) 而发生置换反应，稀硫酸的还原产物为氢气。如： Zn ＋ H 2 SO 4 ＝ ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 。 　　 “ 氧化性酸 ” 和 “ 酸的氧化性 ” 的区别。 　　所谓氧化性酸是指酸根部分易于获得电子的酸，如浓 H 2 SO 4 、 HNO 3 等。由于其中　　　易获得电子，表现出很强的氧化性；而盐酸、稀硫酸、碳酸、磷酸等，酸根部分不能或不易获得电子，所以它们是非氧化性酸，其中盐酸、氢硫酸酸根部分易失电子，在氧化还原反应中作还原剂，故又可叫还原性酸。 　　在水溶液中任何酸都不同程度地电离出 H ＋ ， H ＋ 在一定条件下可获得电子形成 H 2 ，从这一点看，酸都具有氧化性，这是 H ＋ 的氧化性，它和氧化性酸中中心元素处于高价态易获得电子具有氧化性是不同的。 　　区别上述两个概念的关键在于，酸根部分易得电子→有氧化性→氧化性酸；酸电离出 H ＋ →有氧化性→酸的氧化性。 　　 3 ．浓、稀硫酸的判断方法 　　 (1) 取少量蒸馏水，向其中加入少量硫酸试样，如能放出大量的热则为浓硫酸，反之为稀硫酸。 　　 (2) 称量，因浓硫酸密度大，则等体积时，重者为浓硫酸，轻者为稀硫酸。 　　 (3) 观察状态，略微摇动，若为油状黏稠液体则是浓硫酸，另一种为稀硫酸。 　　 (4) 取少量试液，向其中投入铁片，若产生大量气泡则为稀硫酸，另一种为浓硫酸 ( 钝化 ) 。 　　 (5) 用玻璃棒蘸取试样在纸上写字，变黑者为浓硫酸，另一种为稀硫酸。 　　 (6) 取少量试液，分别投入小块铜片，稍加热，发生反应的 ( 有气泡产生，溶液变蓝 ) 为浓硫酸，无现象的为稀硫酸。 　　 (7) 在锯末或蔗糖上滴入少量试液，变黑的为浓硫酸，另一种为稀硫酸。 　　 (8) 在蓝色石蕊试纸上滴 1 ～ 2 滴试液，变红色的为稀硫酸，先变红后变黑的为浓硫酸。 　　 (9) 取等质量的试液，敞口放置一段时间后称量，质量增大的为浓硫酸，另一种为稀硫酸。 　　 三、浓硫酸的吸水作用与脱水作用的比较 　　 说明：①区别浓 H 2 SO 4 的吸水性和脱水性，关键是看水的来源。若水来源于物质中的水蒸气或结晶水，则体现了吸水性；若被脱水的物质本身并没有水分，只有 H 、 O 元素，则体现了脱水性。如制 CO ：反应 HCOOH 　　　 CO↑ ＋ H 2 O 中浓 H 2 SO 4 在作催化剂的同时又作了脱水剂。 　　②浓 H 2 SO 4 用做干燥剂时，一般不能干燥碱性 ( 如 NH 3 ) 和部分还原性气体 ( 如 H 2 S 、 HI 、 HBr) ，可干燥 O 2 、 H 2 、 Cl 2 、 N 2 、 CO 、 CO 2 、 SO 2 等气体。 作用类型 吸水作用 脱水作用 硫酸规格 浓硫酸 浓硫酸 作用对象 由 H 2 O 分子组成的水，结晶水合物 中的水 一般为含氢、氧元素的有机物， H 、 O 原子按 2 ∶ 1 的物质的量比脱去 变化类型 物理变化 化学变化 能量变化 放热 放热 　　 四、 SO 的检验 　　 1 ． Ag ＋ 、 SiO 3 2- 的干扰：用盐酸酸化以防止 Ag ＋ 、 SiO 的干扰，因为 Ag ＋ ＋ Cl － ＝ AgCl↓ ， SiO 3 2- ＋ 2H ＋ ＝ H 2 SiO 3 ↓ 。 　　 2 ． CO 3 2- 、 SO 4 2- 、 PO 4 3- 的干扰：因为 BaCO 3 、 BaSO 3 、 Ba 3 (PO 4 ) 2 也是白色沉淀。与 BaSO 4 白色沉淀所不同的是 , 这些沉淀溶于强酸中，如 BaCO 3 ＋ 2H ＋ ＝ H 2 O ＋ CO 2 ↑ ＋ Ba 2 ＋ 。因此检验 SO 4 2- 时，必须用酸酸化。但不能用 HNO 3 酸化，同理所用钡盐也不能用 Ba(NO 3 ) 2 溶液，因为在酸性条件下， NO 具有强氧化性， SO 3 2- 、 HSO 3 - 、 SO 2 等会被溶液中的 NO 氧化成 SO ，从而得出错误的结论。 　　因此，检验 SO 4 2- 的合理操作为： 　　被检液 取清液 有白色沉淀 ( 证明有 SO 4 2- ) 。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：浓硫酸的物理性质 　　 例 1 　 如右图所示，小试管内盛有约 3 mL 饱和硫酸铜溶液，与锥形瓶连通的 U 形细管内盛有少量水 ( 为便于观察，预 先染成了红色 ) 。沿小试管的内壁小心地 慢慢倒入约 3 mL 浓硫酸，静置片刻后， 不可能观察到的现象有 ( 　　 ) 　 　　 A ．小试管内液体分成两层，上层蓝色，下层无色 　　 B ． U 形细管内左边液面下降，右边液面升高 　　 C ．有少量的白色固体析出 　　 D ．小试管内有气泡产生 　　 解析 　 浓硫酸的密度比水的密度大，溶于水放出大量的热，且浓硫酸具有强吸水性，必然导致饱和硫酸铜溶液中析出 CuSO 4 固体。 　　 答案 　 D 　　 跟踪练习 1 　 在实验室中把浓硫酸和浓盐酸敞口放置，它们的质量和放置天数的关系如下图所示。分析 a 、 b 曲线变化的原因是 ( 　　 ) 　　 　　 A ． a 挥发， b 吸水 B ． a 升华， b 冷凝 　　 C ． a 蒸发， b 潮解 D ． a 冷凝， b 吸水 　　 答案 　 A 　　 知识点 2 ：浓硫酸的化学性质 　　 例 2 　 下列物质的转化中，浓 H 2 SO 4 既表现了氧化性，又表现了酸性的是 ( 　　 ) 　　 A ． Cu→CuSO 4 B ． C→CO 2 　　 C ． CuO→CuSO 4 D ． Fe 2 O 3 →Fe 2 (SO 4 ) 3 　　 解析 　 浓 H 2 SO 4 在反应中表现出酸性时硫元素化合价不变，硫元素仍以 SO 形式存在；表现出氧化性时硫元素化合价降低。由以上反应知， C ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 ) 　　 CO 2 ↑ +2SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 中硫元素化合价降低； Fe 2 O 3 ＋ 3H 2 SO 4 ＝ Fe 2 (SO 4 ) 3 ＋ 3H 2 O 及反应 CuO ＋ H 2 SO 4 ＝ CuSO 4 ＋ H 2 O 中硫元素化合价均不变；而 Cu ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 ) 　　 CuSO 4 ＋ SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 。所以浓 H 2 SO 4 在 A 项反应中既表现了酸性，又表现了氧化性。 　　 答案 　 AC 　　 跟踪练习 2 　 在下列用途或反应中，各表现了浓硫酸的什么性质？ 　　 (1) 加热时与 Cu 反应： __________________ 。 　　 (2) 与 NaOH 溶液反应： __________________ 。 　　 (3) 铝制容器可盛放浓硫酸： ______________ 。 　　 (4) 干燥 H 2 、 SO 2 、 Cl 2 等气体： ______________ 。 　　 (5) 浓硫酸能使湿润的蓝色石蕊试纸先变红后变黑： ______________________ 。 　　 答案 　 (1) 强氧化性、酸性 　　 (2) 酸性 　　 (3) 强氧化性 　　 (4) 吸水性 　　 (5) 酸性、脱水性 　　 知识点 3 ：浓硫酸与稀硫酸的鉴别 　　 例 3 　 鉴别稀硫酸和浓硫酸最简单的方法是 ( 　　 ) 　　 A ．加酚酞试液 　　 B ．与铜片反应 　　 C ．加 BaCl 2 溶液和硝酸 　　 D ．用玻璃棒各蘸一点滴在纸上 　　 解析 　 稀硫酸和浓硫酸都不能使酚酞试液变色，与 BaCl 2 溶液和硝酸反应都能生成白色沉淀，故 A 、 C 两选项不正确；稀硫酸与铜片不反应，浓硫酸与铜片加热时可反应，但不符合 “ 简单 ” 的要求，故 B 选项也不正确；用玻璃棒各蘸一点滴在纸上，稀硫酸无明显变化，浓硫酸很快使纸变黑，该法最简单，故 D 选项正确。 　　 答案　 D 　　 跟踪练习 3 　 某研究小组成员在讨论鉴别浓硫酸和稀硫酸的方案时，设计了如下方案： 　 　 (1) 其中可行的是 __________ 。 　　 (2) 其中一个只要稍作改进就能成为可行的是 ________ ，改进方法是 ______________________ 。 　　 (3) 完全错误的是 __________ ，因为 ________________ 。 操作 结论 甲 火柴梗 变黑者为浓硫酸 乙 加入金属铝片 产生刺激性气味者为浓硫酸 丙 分别加入到盛水的试管中 放热者为浓硫酸 丁 用玻璃棒蘸浓氨水靠近盛酸的瓶口 冒白烟者为浓硫酸 戊 加到 CuSO 4 · 5H 2 O 晶体中 变白者为浓硫酸 　　 (4) 请给出另外一种鉴别方案： 　　 答案 　 (1) 甲、丙、戊 　 　 (2) 乙；加热 　　 (3) 丁；硫酸是高沸点酸，没有挥发性 　　 (4) 操作 根据现象得出结论 操作 根据现象得出结论 加入金属铝片 有气体生成的是稀 H 2 SO 4 　　 知识点 4 ：浓 H 2 SO 4 与金属反应的判断及计算 　　 例 4 　 将过量的金属锌投入含 0.2000 mol H 2 SO 4 的热浓硫酸中，下列判断中正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．因为发生 “ 钝化 ” 而不能反应 　　 B ．产生的 SO 2 为 0.1000 mol 　　 C ．产生的 SO 2 小于 0.1000 mol 　　 D ．除 SO 2 外不会有其他气体产生 　　 解析 　 开始时发生反应： Zn ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 ) ＝ ZnSO 4 ＋ SO 2 ↑ ＋ 2H 2 O ；后来发生反应： Zn ＋ H 2 SO 4 ＝ ZnSO 4 ＋ H 2 ↑ 。 0.2000 mol H 2 SO 4 若完全生成 SO 2 ， SO 2 的物质的量是 0.1000 mol ；若完全生成 H 2 ， H 2 的物质的量是 0.2000 mol ，所以实际得到气体 SO 2 、 H 2 的物质的量应该分别小于 0.1000 mol 、 0.2000 mol 。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 4 　 质量为 m g 的铜与浓 H 2 SO 4 充分反应后无铜片剩余，得到标准状况下的 SO 2 气体 V L ，则被还原的硫酸有 ( 　　 ) 　　 解析 　 注意审题，铜已完全反应。 　　 答案 　 A 　　 知识点 5 ： SO 4 2- 的检验 　　 例 5 　 两个学生设计了下述两个实验方案，并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可确证试液中有硫酸根离子。 　　 　　 试评价上述甲、乙两个方案是否严密？ 　　 解析　 对于方案甲，可以用反证法来论证，即假定溶液中不存在 SO ，是否也会出现同样的现象。我们知道，当试液中有 Ag ＋ 时，由于加入的 BaCl 2 提供了 Cl － ，也会出现方案甲所述的现象，故方案甲不严密。 　　方案乙是先加入足量盐酸，没有沉淀，就排除了 Ag ＋ 存在的可能；当加入 BaCl 2 溶液时，如果产生白色沉淀，就只能是 Ba 2 ＋ 与试液中的 SO 结合成 BaSO 4 的缘故。也就是说，只有当试液中有 SO 时，才会出现方案乙所述的现象，所以方案乙是严密的。 　　 答案 　 方案乙是严密的。 　　 跟踪练习 5 　 若向一种酸性溶液中加入 BaCl 2 溶液，有白色沉淀生成，则这种溶液中 ( 　　 ) 　 　 A ．一定含有 SO 4 2- 　　 B ．一定含有 Ag ＋ 　　 C ．一定同时含有 Ag ＋ 和 SO 4 2- 　　 D ．一定含有 Ag ＋ 或 SO 4 2- ，或同时含有 Ag ＋ 和 SO 4 2- 　　 答案 　 D 第 3 课时　硝　　酸 　　 三维目标 知识与技能 1 ．掌握硝酸的化学性质 ( 重点 ) 2 ．了解氮的化合物的转化和硝酸的用途 过程与方法 通过对比浓、稀硝酸的化学性质，学习对 比、比较的方法，培养分析、归纳的能力 情感、态度 与价值观 体会量变引起质变的辩证唯物主义观点和 内因与外因的辩证关系，体会化学的创造 性与实用性 　　 思维激活 　　 著名的丹麦物理学家玻尔将他钟爱的金质诺贝尔奖章用 “ 王水 ” 溶解掉，纳粹分子愚笨得 “ 视而不见 ” 。战后，玻尔又从该溶液中提取出金，铸成了更加灿烂夺目的奖章，表现出他对祖国的无比热爱和非凡的智慧。 　　 “ 王水 ” 的成分是什么呢？硝酸起了什么作用？ 　　 自学导引 　　 一、硝酸的物理性质 　　 纯硝酸是无色、有刺激性气味的液体，密度为 1.5027 g·cm － 3 ，沸点低 (83 ℃) ， 易 ( 填 “ 难 ” 或 “ 易 ” ) 挥发，能与水互溶，在空气中遇水蒸气呈白雾状。 　　 二、硝酸的化学性质 　　 1 ．硝酸是一元强酸，具有酸的通性。 　　 2 ．强氧化性 　　 (1) 与金属反应 　　 Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) ＝ Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) ＝ 3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 　　 (2) 与非金属反应 　　硝酸能与某些非金属起氧化还原反应。如： 　　 C ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) CO 2 ↑ ＋ 4NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 (3) 钝化 　　常温下， 冷 的浓硝酸能使 铝、铁 钝化。 　　 3 ．不稳定性 　　 4HNO 3 4NO 2 ↑ ＋ O 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　久置的硝酸常呈 黄色 ，是 分解产生的 NO 2 又溶于硝酸 的缘故。所以硝酸常保存在 棕色试剂瓶 中。 　　 三、用途 　　硫酸和硝酸是重要的化工原料，在工业上可用于制 化肥、炸药、染料、盐类 等。 　　 名师解惑 　　 一、硝酸的性质 　　硝酸是一种不稳定的酸，与碳酸相似；硝酸又是一种易挥发的酸，与浓 HCl 相似；硝酸还是一种强氧化性酸，与浓硫酸相似。但稀硝酸不同于稀硫酸，稀硝酸仍具有强氧化性。 　　硝酸的强氧化性表现在如下几个方面： 　　 (1) 能与金属活动顺序表 H 以后的金属 ( 如 Ag 、 Cu) 反应，且不必加热。 　　 (2) 与任何金属反应均不生成 H 2 ，说明呈现氧化性的不是 H ＋ ，而是 HNO 3 。 　　 (3) 冷、浓硝酸遇铁、铝发生钝化，其原因是在铁、铝表面氧化成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步发生。 　　 (4) 硝酸与变价金属反应，均能将金属氧化成最高价。 　　 (5) 硝酸能氧化很多低价态的化合物 , 如 SO 2 、 SO 3 2 － 、 S 2 － 、 I － 、 Fe 2 ＋ ，所以，在酸性溶液中， NO 3 － 与 S 2 － 、 I － 、 SO 3 2 － 、 Fe 2 ＋ 均不能共存于同一溶液中。 　　另外，由于铜与稀硝酸反应的本质可用离子方程式表示为 3Cu ＋ 8H ＋ ＋ 2NO 3 － ＝ 3Cu 2 ＋ ＋ 2NO↑ ＋ 4H 2 O ，所以硝酸盐提供的 NO 3 － 与其他酸 ( 如 HCl 、 H 2 SO 4 ) 提供的 H ＋ 一起，仍能构成如同稀硝酸一样的氧化环境。 　　 二、有关 HNO 3 的计算 　　金属与 HNO 3 反应的计算中的常用方法： 　　 1 ．原子守恒法 　　 HNO 3 与金属反应时，一部分 HNO 3 起酸的作用，以硝酸盐的形式存在于溶液中；一部分作氧化剂转化为还原产物。这两部分 HNO 3 中氮原子的总物质的量等于反应消耗的 HNO 3 中氮原子的物质的量。 　　 2 ．电子守恒法 　　 HNO 3 与金属的反应属于氧化还原反应， HNO 3 中氮原子得电子的物质的量等于金属失电子的物质的量。 　　 3 ．离子方程式计算法 　　金属与 H 2 SO 4 、 HNO 3 的混合酸反应时，由于硝酸盐中 NO 在 H 2 SO 4 提供 H ＋ 的条件下能继续与金属反应，因此此类题目应用离子方程式来计算，先作过量判断，然后根据完全反应的金属或 H ＋ 或 NO 进行相关计算。 　　 典例导析 　　 知识点 1 ：硝酸的性质 　　 例 1 　 将铜粉放入稀 H 2 SO 4 中，加热无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量减少，溶液呈蓝色，同时有气体逸出，该物质是 ( 　　 ) 　　 A ． Fe 2 (SO 4 ) 3 　　　　 B ． Na 2 SO 4 　　 C ． KNO 3 D ． FeSO 4 　　 解析 　 “ 溶液呈蓝色 ” 说明铜被氧化，在原稀 H 2 SO 4 溶液中已含有 H ＋ ，当加入 Fe 3 ＋ 时，也可以氧化 Cu ，但此时并不能放出气体。只有加入 C 选项的 KNO 3 ，提供了 NO ，相当于 Cu 片在稀硝酸的环境中，会被氧化并放出 NO 气体。 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 1 　下列反应中硝酸既能表现出酸性又能表现出强氧化性的是 ( 　　 ) 　　 A ．使石蕊试液变红 　　 B ．与 Cu 反应： 　　 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) ＝ 3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO↑ ＋ 4H 2 O 　　 C ．与 Na 2 CO 3 溶液反应： 　　 Na 2 CO 3 ＋ 2HNO 3 ＝ 2NaNO 3 ＋ CO 2 ↑ ＋ H 2 O 　　 D ．与 C 单质共热： 　　 C ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) 　　　 CO 2 ↑ ＋ 4NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 答案　 B 　　 知识点 2 ：金属与硝酸反应的计算 　　 例 2 　 在浓硝酸中放入铜片： 　　 (1) 开始时反应的化学方程式为 ____________________ 。 　　 (2) 若铜有剩余，则反应将要结束时的化学方程式为 ______________________________________ 。 　　 (3) 若将 12.8 g 铜跟一定量的浓硝酸反应，铜消耗完时，共产生气体 5.6 L( 标准状况 ) ，则所消耗的硝酸的物质的量是 __________ 。 　　 解析 　 (1) 开始时 Cu 与浓 HNO 3 发生反应： 　　 Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) ＝ Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 (2) 随着反应的进行，浓 HNO 3 逐渐变为稀 HNO 3 ，反应将要结束时， Cu 与稀 HNO 3 发生反应： 　　 3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) ＝ 3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 　　 (3) 方法一：设反应生成的 NO 2 、 NO 的物质的量分别为 x 、 y ，则： 　　 答案 　 (1)Cu ＋ 4HNO 3 ( 浓 ) ＝ Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO 2 ↑ ＋ 2H 2 O 　　 (2)3Cu ＋ 8HNO 3 ( 稀 ) ＝ 3Cu(NO 3 ) 2 ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 　　 (3)0.65 mol 　　 跟踪练习 2 　 向 100 mL 12 mol·L － 1 浓 HNO 3 中加入足量的 Cu 片，充分反应后，被还原的 HNO 3 的物质的量 ( 　　 ) 　　 A ．等于 0.3 mol 　　 B ．等于 0.6 mol 　　 C ．小于 0.6 mol 　　 D ．介于 0.3 mol 与 0.6 mol 之间 　　 答案 　 D 　　 知识点 3 ： HNO 3 和 H 2 SO 4 ( 或 HCl) 的混合物与金属反应的计算 　　 例 3 　 在 100 mL 某混合酸中， c (HNO 3 ) ＝ 0.4 mol·L － 1 ， c (H 2 SO 4 ) ＝ 0.1 mol·L － 1 ，向其中加入 1.92 g 铜粉微热，待充分反应后，溶液中 Cu 2 ＋ 的物质的量浓度为 ( 　　 ) 　　 A ． 0.15 mol·L － 1 B ． 0.30 mol·L － 1 　　 C ． 0.225 mol·L － 1 D ．无法计算 　　 解析　 当金属与 HNO 3 和 H 2 SO 4 的混合酸反应时，最好根据金属与 HNO 3 反应的离子方程式求解。 　　在 100 mL 溶液中， HNO 3 和 H 2 SO 4 共电离出 0.06 mol H + 、 0.04 mol NO 和 0.01 mol SO 。 　　从铜和稀硝酸反应的离子方程式来看： 　　 3Cu ＋ 2NO ＋ 8H ＋ ＝ 3Cu 2 ＋ ＋ 2NO ↑ ＋ 4H 2 O 　　 1 ． 92 g Cu 即 0.03 mol Cu 完全溶解，需 n (H ＋ ) ＝ 0.08 mol ， n (NO) ＝ 0.02 mol ，而此时溶液中有 0.06 mol 的 H ＋ ( 不足量 ) 、 0.04 mol NO( 足量 ) ，因此按 H ＋ 的物质的量进行计算。 　　 8H ＋ 　　　～　　　 3Cu 2 ＋ 　　 8 　　 3 　　 0.06 mol 　　 n (Cu 2 ＋ ) 　　 答案 　 C 　　 跟踪练习 3 　在 10 mL 4 mol·L － 1 硫酸和 2 mol·L － 1 硝酸的混合溶液中，加入 0.96 g 铜粉，充分反应后最多可以收集到标准状况下的气体体积为 ( 　　 ) 　　 A ． 89.6 mL B ． 112 mL 　　 C ． 168 mL D ． 224 mL 　　 答案 　 D 本 章 小 结 　　 知识整合 　　 一、硅及其化合物 　　 二、氯及其化合物 　　 三、硫及其化合物 　　 四、氮及其化合物