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文檔簡介
1、關注學科思想的培養(yǎng)提升知識的應用能力,近兩年高考全國卷對教學的啟示,化學用語:就是對物質的結構、組成、變化用化學術語表達。 學習速率、平衡原理的目的:如何更快、更多高效獲取物質; 如何克服或抑制負面結果。,中學建立的基本知識體系,物質的性質及其變化規(guī)律,掌握方法 提高素養(yǎng),物質的轉化是有規(guī)律的轉化過程可有多種途徑元素化合物是化學的
2、基礎,高考占70%以上 轉化的主要形式 1、沉淀反應 2、酸堿反應 3、氧化還原反應 有什么規(guī)律?,一、物質轉化有規(guī)律,實例1:工業(yè)硫酸銅中含硫酸鐵Fe2+除雜 過程:Fe2+→Fe(OH)3 實例2:含有SO2廢氣吸收制Na2SO4 上述過程涉及什么變化?選擇什么方法實現(xiàn)?,推測性質及反應的依據(jù):,1 依據(jù)結構理論——用原子、分子結構理論2 依
3、據(jù)類別——用通性類比遷移演繹推理3 依據(jù)價態(tài)——氧化還原反應規(guī)律,酸類:常見的強酸:鹽酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氫碘酸,堿類:常見的強堿:NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2,鹽類:強酸強堿鹽、強堿弱酸鹽、強酸弱堿鹽、弱酸弱堿鹽,氧化物類:酸性氧化物——非金屬氧化物; 堿性氧化物——金屬氧化物; 兩性氧化物——Al2O
4、3,依據(jù)物質組成分類,物質通性,,堿,酸,酸性氧化物,堿性氧化物,鹽1,鹽2,水,水,部分反應有條件,有條件的反應如何快速判斷?,依據(jù)物質性質分類,酸性物質:酸、酸性氧化物、強酸弱堿鹽、 X2 (注意硫酸氫鹽) 堿性物質:堿、堿性氧化物、強堿弱酸鹽、 活潑金屬(H前)、氨 兩性物質:Al、Al2O3、Al(OH)3、
5、 多元弱酸的酸式鹽、弱酸的銨鹽 (H2CO3、H2SO3的鹽),常見強氧化劑:O2、Cl2、Br2、MnO2、KMnO4(H+)、硝酸、 濃硫酸、HClO、NaClO、H2O2、Na2O2、鐵鹽,常見強還原劑:氫前金屬、H2、CO、H2S、S2-,從微觀角度還
6、可再分:,從酸堿性的角度酸性粒子:H+、酸性氧化物、弱堿陽離子(例如NH4+、Fe3+)、X2堿性粒子:OH-、堿性氧化物、弱酸根(例如CO32-)、NH3從氧化還原性的角度分 常見的強氧化劑 NO3-、ClO-、Fe3+的氧化性(有條件) 常見的還原劑: SO32-、Fe2+的還原性(有條件),重視幾種常見物質的性質:,SO2:
7、酸性和還原性SO32-:堿性和還原性Cl2:酸性和強氧化性ClO-:堿性和氧化性NH3:堿性和還原性NH4+:酸性和還原性NO3-:有條件的氧化性(H+)Fe2+:酸性和還原性Fe3+:酸性和氧化性,反應規(guī)律,,堿,酸,酸性氧化物,堿性氧化物,鹽1,鹽2,水,水,部分反應有條件,,,酸性物質,堿性物質,反應規(guī)律,1、沉淀反應規(guī)律:溶解性強變溶解性弱2、酸堿反應規(guī)律: 酸性物質+堿性物質→較弱的酸性物質
8、 或較弱的堿性物質 或中性物質“酸”遇“堿”變“堿”“堿”遇“酸”變“酸” 遇水“形”變“性”不變3、氧化還原反應規(guī)律: 氧化劑+
9、還原劑→還原產(chǎn)物+氧化產(chǎn)物 強氧化劑+強還原劑→易反應 強 + 弱 → 較易反應 弱 + 弱 → 難反應,反應的規(guī)律反應的表達,結構組成,,性質,反應,,結果,條件,規(guī)律,,表達,,思考,CaCO3與FeCl3溶液能反應嗎?原因是什么?,實例1:工業(yè)硫酸銅中含硫酸鐵Fe2+除雜 過程:Fe2+→Fe(OH)3
10、 實例2:含有SO2廢氣吸收制Na2SO4,例3某強酸性溶液X中可能含有Fe2+、Al3+、NH4+、CO32-、SO32-、SO42-、Cl-中的若干種。現(xiàn)取X溶液進行連續(xù)實驗,過程如下:下列說法正確的是A. 氣體A是NO2 B. X中肯定存在Fe2+、Al3+、NH4+和SO42-C. E能與F反應生成共價化合物 D. X中不能確定的離子是Al3+和Cl-,
11、2015年全國 28.(15 分)二氧化氯(ClO2,黃綠色易溶于水的氣體)是高效、低毒的消毒劑,回答下列問題:(1)工業(yè)上可用KC1O3與Na2SO3在H2SO4存在下制得ClO2,該反應氧化劑與 還原劑物質的量之比為 。(2)實驗室用NH4Cl、鹽酸、NaClO2(亞氯酸鈉)為原料,通過下過程制備ClO2: ①電解時發(fā)生反應的化學方程式為
12、 。 ②溶液X中大量存在的陰離子有__________。 ③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 (填標號)。 a.水 b.堿石灰C.濃硫酸d.飽和食鹽水,X的判斷依據(jù)?,發(fā)生什么變化?,本質是什么發(fā)生什么?,就是溶與不溶達到分離除雜,例4、鋰離子電池的應用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2),
13、導電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應為6C+xLi++xe-=LixC6。現(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源 (部分條件未給出),回答下列問題: ⑴LiCoO2 中,Co元素的化合價為___________。 ⑵寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式_________________________________。 ⑶“酸浸”一般在80 oC下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應的化學方程式
14、__________________;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2 的混合液,但缺點是_________。 ⑷寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應的化學方程式_____________。 ⑸充放電過程中發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化,寫出放電時電池反應方程式___________________。 ⑹上述工藝中“放電處理”有利于鋰在正極的回收。其原因是___________________________。在
15、整個回收工藝中,可回收的金屬化合物有_________________(填化學式),Co為+3價,Co為+2價,過程中哪步轉化加的還原劑,原料中有LiCoO2、Al,產(chǎn)品是CoCO3、Li2SO4、Al(OH)3,還原劑,生產(chǎn)流程問題,實際上就是物質轉化過程分析,1 先看“兩頭”:原料和產(chǎn)品 (1)看原料的組成物是什么——類別和價態(tài) (2)看產(chǎn)品的是什么——類別和價態(tài) (3)然后比較前后的類別和價態(tài)的變化—— 規(guī)律
16、:一般類別的變化,是酸性物質(堿性物質) 加堿性物質(酸性物質)變中性或堿性物質 (酸性物質); 核心元素價態(tài)的變化是加氧化劑或還原劑的結果。2 再看“過程”:轉化和分離 (1)看轉化中加入的是什么——加的是酸嗎、堿嗎? 氧化劑?還原劑嗎? (2)看分離方法是什么——(共有五種方法),流程問題的原型
17、 ——食鹽的精制,轉化,分離,轉化,分離,分離,轉化,一般過程可表示為:,或再轉化、分離……,,粉碎、煅燒等,酸浸、堿浸、沉淀、調pH、揮發(fā),一般溶液中的轉化方法:沉淀法:如,Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、SO42-等揮發(fā)發(fā):如,CO32-、SO32-等氧化法、還原法:如,F(xiàn)e2+氧化再沉淀,流程問題實際上是一個或多個分離提純過程,例5 工業(yè)上以軟錳礦為原料,利用燒
18、結煙氣中的SO2制備MnSO4·H2O的流程如下:某軟錳礦的主要成分為MnO2,還含有Si、Fe、Al、Zn和Cu等元素的氧化物。已知:25℃時部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液pH見下表:(1)酸浸時SO2的作用是(用離子方程式表示) (2)濾渣B的主要成分是(3)加入MnS的目的是(4)操作IV的步驟為,例5 某軟錳礦的主要成分為MnO2,還含有Si、F
19、e、Al、Zn和Cu等元素的氧化物。 工業(yè)上以軟錳礦為原料,利用燒結煙氣中的SO2制備MnSO4·H2O的流程如下:已知:25℃時部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液pH見下表:(1)酸浸時SO2的作用是(用離子方程式表示) (2)濾渣B的主要成分是(3)加入MnS的目的是(4)操作IV的步驟為(5)通O2、加氨水pH=5.4,溶液中的反應是,,若換
20、成FeSO4可否?,若聯(lián)產(chǎn)Fe2O3 ,生產(chǎn)過程應如何調整?,,作用什么?若換成H2O2呢?若兩種藥品的加入有先后順序呢?,物質轉化的核心過程:,選什么還原劑?用什么酸?就是試題的變化點,硫酸是用途廣泛的化工原料,可作脫水劑、吸水劑、氧化劑和催化劑等。(1)工業(yè)制硫酸銅的方法很多。① 方法一、用濃硫酸和銅制取硫酸銅。該反應的化學方程式是______________________,此法的最大缺點是___________
21、___________。,關注物質變化的核心 Cu Cu2+,,強氧化劑,② 方法二、用稀硫酸、銅和氧化鐵制取硫酸銅,生產(chǎn)的主要過程如下圖所示:,稀硫酸、銅和氧化鐵反應的化學方程式是_______;向混合溶液中通入熱空氣的反應的離子方程式是_______;由濾液得到無水硫酸銅的實驗操作是_______。,,,,Cu氧化核心原理沒變,變得是氧化劑 由此引發(fā)后處理工藝的不同,(2)氨法脫硫技術可吸收硫
22、酸工業(yè)尾氣中的二氧化硫, 同時制得硫酸銨。主要的工藝流程如下圖所示:,① 吸收塔中發(fā)生反應的化學方程式是_______。 ② 有數(shù)據(jù)表明,吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之間,生產(chǎn)效率較高。當控制一定流量的尾氣時,調節(jié)溶液的pH的方法是_______。,,+4價S的還原性和SO2的酸性,+4價S→+6價S核心是什么?考試的變化點是什么?,思考: 制Cl2的反應本質:
23、 2Cl- Cl2 加強氧化劑氧化法:如 MnO2氧化濃鹽酸 還可以用什么方法氧化Cl-? 還有什么途徑可以得Cl2?,失2e-,二、物質轉化途徑與方法,,物質轉化過程有多種途徑實現(xiàn)的方法是有多種方法,1、沉淀的生成(1)加沉淀劑(2)調pH:例如Fe3+ ①加堿性物質(堿、氧化物、鹽)
24、 ②電解提供OH-,2、沉淀的溶解 ①加酸性物質(酸、氧化物、鹽) 例如:加氯水溶解CaCO3 ②電解提供H+ 例如:電解食鹽水一段時間后,在陰極會附著一層Mg(OH)2難溶物,如何除去?,3、酸堿轉化 規(guī)律:一定是加酸或加堿的過程(不變) 提供酸、堿的形式不同; 提供H+或OH-的方式不同例如:HCO3-轉化為CO2的過程
25、 ①加酸性物質(酸、氧化物、鹽) ②電解提供H+,4、氧化還原轉化,Cu氧化過程的方法:,①氧化劑法,②電解法,還原劑還原法:選什么?還有什么方法?,電解過程可以提供①氧化劑(直接或間接氧化)②還原劑(直接或間接還原)③提供H+或OH-電解是實現(xiàn)物質轉化的重要手段,有人設想以氮氣和氫氣為反應物,以HCl和A為電解質溶液制造出既能提供能量,同時又能實現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請寫出該電 池正極的電極反式
26、 ,則A是 。,元素在原電池中的應用,以探究為情景再認識元素性質,組成——類別——演繹性質——實證,在知識的形成過程中滲透方法,在不斷實踐的過程中形成能力。,實驗室做鈉與水反應的實驗,從用小刀切取綠豆粒大小的金屬鈉開始,實驗過程及現(xiàn)象如下: (1)切開金屬鈉,切面有銀白色金屬光澤,但很快變暗呈 灰白色
27、 (2)將綠豆粒大小的鈉放入盛有水的燒杯中,現(xiàn)象有: ①鈉浮在水面上; ②很快融成小球; ③ 四處游動,③ 有絲絲聲 (3) 在反應后的溶液中滴人酚酞后變紅1、實驗(1)鈉切面很快變暗呈灰白色現(xiàn)象的原因是 。2、解釋產(chǎn)生(2)中現(xiàn)象①和②的原因 。3、由(2)中現(xiàn)象③說明Na與水反應有氣體產(chǎn)生,該氣體可能是 ,依據(jù)是 。如何
28、證明? 鈉與水反應的化學方程式為 。4、請用結構的知識解釋鈉與水劇烈的原因 。,現(xiàn)象與結論;解釋和論證;演繹與實證;邏輯推理,例1:鈉的性質 依據(jù)實驗事實得出結論,功能:①反應是性質的反映(性質與反應的關系) ②觀察的良好習慣 ③訓練分析化學問題的邏輯思維能力 ④訓練發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力 ⑤使學生體驗宏觀現(xiàn)象
29、的微觀本質,例2:Fe2+還原性探究,Fe2+選擇什么原理研究? 用氯、溴是否可以?如果用氯、溴如何證明?Fe2+還原性與c(H+)有什么關系?……,實驗:將相同質量的FeSO4固體溶解于不同pH的硫酸中,澄清,淺黃色稍渾濁,怎樣檢驗Fe2+是否被氧化?,Fe3+ ?Fe(OH)2 ?Fe(OH)3 ?,離子方程式:,4Fe2+ + O2 + 4H+ == 4Fe3+ + H2O,4Fe2+ + O2 + 10H2O
30、== 4Fe(OH)3↓ + 8H+,Fe2+的保護研究,【資料】pH 開始 完全 沉淀 沉淀Fe(OH)2 7.6 9.6Fe(OH)3 2.7 3.7,Fe2+ 被 O2 氧化的過程與溶液的環(huán)境有關 化學反應是有條件的; 反應的表達與環(huán)境有關。,通過Fe2+的還原性及防氧化的研究,可以使學生
31、深入理解:,還原性的原因?還原性的強弱?選擇什么氧化劑?還原性與什么因素有關?如何防止氧化?氧化的途徑方法有什么?如何除去Fe2+?,,對元素的學習過程,是一個不斷深入,不斷完善的過程。對元素的學習不應只局限于必修1,應在各個階段不斷深入反思和完善。,1、元素存在有多種形式2、物質之間可以相互轉化3、轉化是有規(guī)律的4、轉化有多種途徑5、轉化是有條件的6、轉化是可控制的,鐵的轉化,教學舉例,黃鐵礦(FeS2),
32、赤鐵礦(Fe2O3),磁鐵礦(Fe3O4),硫酸亞鐵(FeSO4),隕鐵,硫酸鐵(Fe2(SO4)3),氫氧化鐵(Fe(OH)3),氫氧化亞鐵(Fe(OH)2),含鐵物質的分類,問題:,各類物質間如何相互轉化 ?,,,,,,,,,+2,+3,氧化物,鹽,堿,Fe3O4,Fe2+,Fe3+,Fe(OH)3,Fe(OH)2,FeO,Fe2O3,,,,,,,,,,,,,,,,,,△,,,Fe,0,,,,,物質類別,化合價,,,,,,,,,
33、+2,+3,氧化物,鹽,堿,Fe3O4,Fe2+,Fe3+,Fe(OH)3,Fe(OH)2,FeO,Fe2O3,,,,,,,,,,,,,,,,,,H+,OH _,H+,△,,,Fe,0,,,,,物質類別,化合價,,,,,,,,,+2,+3,Fe3O4,Fe2+,Fe3+,Fe(OH)3,Fe(OH)2,FeO,Fe2O3,,,,,,,,,,,,,,,,,Fe,0,,,,,物質類別,化合價,Fe3+,還原劑,Fe2+,氧化劑,,,
34、,,,,,,+2,+3,氧化物,鹽,堿,Fe3O4,Fe2+,Fe3+,Fe(OH)3,Fe(OH)2,FeO,Fe2O3,,,,,,,,,,,,,,,,,,H+,OH _,H+,△,,,氧化劑,還原劑,Fe,0,,,,,單質,酸堿轉化,氧化還原轉化,物質類別,化合價,轉化關系,,,,,Fe2+ Fe3+的微觀變化本質是什么?,問題:,如何實現(xiàn)Fe2+ - e- = Fe3+?,問題:,Fe2+,Fe3+,常見氧化
35、劑包括哪些 ?,問題:,,常見的氧化劑,O2、Cl2、Br2、I2、濃HNO3、 稀HNO3、濃H2SO4、H2O2、Na2O2、MnO2、KMnO4、K2Cr2O7、NaClO …,Fe2+,Fe3+,O2能將Fe2+轉化為Fe3+嗎?,問題:,Fe2+,Fe3+,弱氧化劑I2能將Fe2+轉化為Fe3+嗎?,問題:,演示實驗:通過構建原電池判斷反應是否可以發(fā)生,結論:,I2氧化Fe2+與反應物的濃度、溫度等條件有關。,不加氧化
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