第一单元　化学是认识和创造物质的科学教学目标设计

第一单元

化学是认识和创造物质的科学

【学习目标】

1.知道化学科学理论发展的历程及其化学技术的发展对人类社会的贡献。

2.知道金属在自然界中的存在形态和金属冶炼的一般方法，会书写相关的化学方程式。

【自主学习】

一、化学是打开物质世界的钥匙

1．人类对金属的制取和利用

(1)金属活动性顺序与金属开发利用先后的关系

一般金属活动性______，人类开发、利用该金属的时间就越晚；金属活动性______，人类开发、利用该金属的时间就越____。

(2)金属冶炼的原理和实质

①金属冶炼的原理：利用__________反应的原理，在一定条件下，用______剂或者加热、电解方法将金属________还原为金属单质。

②金属冶炼的实质：金属离子得到电子――→金属单质，即Mn＋＋ne－===M。

③金属冶炼的方法：__________、__________、______等。

2．化学科学理论的建立与发展

(1)19世纪

①化学科学建立了以______________、______________和________________为中心内容的经典原子分子论。

②1869年门捷列夫发现了____________。

③____________的提出奠定了化学反应的动力学基础。

④______的人工合成，彻底动摇了“生命力论”，

使有机化学得到迅猛发展。

(2)20世纪

①化学家______提出了______理论和________分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。

②人们借助__________显微镜，实现了对____________的操纵。

3．人类对酸碱认识的发展

(1)阿伦尼乌斯电离学说

①酸：电解质电离时产生的阳离子全部是______的化合物，如HCl、H2SO4等。

②碱：电解质电离时产生的阴离子全部是______的化合物，如NaOH等。

(2)酸碱质子理论

①酸：能____________的物质，如HNO3、CH3COOH等。

②碱：能____________的物质，如OH－、CH－3COO等。

③酸碱两性物质：既能__________又能__________的物质，如H－2O、HCO3等。

[议一议]

依据酸碱质子理论，HCO－3是否可称为酸碱两性物质？

二、化学是人类创造新物质的工具

1．电解技术的应用提高了食盐的利用价值

熔融氯化钠的电解

氯化钠水溶液的电解

存在微粒

阳极反应式

阳极反应

______反应

______反应

阴极反应式

阴极反应

______反应

______反应

电解阴极

产物

阳极

化学反应

方程式

2.化学合成技术的成就

(1)合成氨

反应原理为_________________________________________________________________。

应用：使世界粮食产量增长近一倍。

(2)合成杀虫剂

有效地控制了虫害，增加了粮食的产量。

(3)研究光合作用的机制

若人们能弄清楚__________的原理，就可以使粮食生产出现重大变化。

3．合成新药物

(1)1899年，科学家用化学方法合成了阿司匹林，其结构简式为__________________________ ______________。

(2)1929年，弗莱明发现了一种蓝绿色霉菌叫________，它能产生一种抑制和杀死金黄色葡萄球菌的物质——________。

[议一议]

1．为什么电解熔融NaCl和电解NaCl溶液的阴极产物不同？

2．在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议？

一、金属的冶炼

金属冶炼的方法主要有

1．电解法

活泼金属(从K～Al)较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。例如：

金属

电解方程式

关键提醒

Na 2NaCl(熔融)=====通电2Na＋Cl2↑

不是电解饱和食盐水

不采用电解熔融MgO，MgO熔点高，Mg MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑

耗能大

通电不是电解AlCl3，AlCl3为共价化合物，Al 2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑

不能电解

2．热还原法

在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(一般从Zn～Cu)，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属Al等)将金属从其化合物中还原出来。例如：

高炉炼铁：3CO＋Fe高温2O3=====2Fe＋3CO2

湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

铝热法炼铁：2Al＋Fe高温2O3=====2Fe＋Al2O3(可以应用于焊接钢轨) 3．热分解法

对于不活泼金属(Hg、Ag等)，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来。例如：

2HgO=====△2Hg＋O△2↑，2Ag2O=====4Ag＋O2↑

例1

下列说法不正确的是(

) A．有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂

B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠

C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝

D．回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物

方法总结

熟记金属的活动性及冶炼原理是解题的关键，金属活动顺序表中Zn和Cu之间的金属氧化物都能被H2、C、CO、Al从它们的金属氧化物中置换出来。

变式训练1

下列化工生产原理错误的是(

) ①可以用电解熔融氯化钠的方法来制取金属钠

②可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁

③用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝

④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热

A．②③

B．①③

C．①②③

D．②③④

知识拓展

高炉炼铁所涉及的主要反应为C＋O△高温2=====CO2，CO2＋C=====2CO,3CO＋Fe高温2O3=====2Fe＋3CO2，反应过程中真正还原Fe2O3的是CO而不是C，反应过程中既被氧化又被还原的元素是碳。

【巩固练习】

1．下列物质在冶炼金属的过程中，需加入还原剂的是(

) A．HgO

B．Al2O3

C．Fe2O3

D．Ag2O 2．根据酸碱电离理论，判断下列化合物属于酸的是(

) ①HCl

②NaHSO4

③CH3COOH

④Na2CO3

⑤Al(OH)3

⑥NaOH A．①②③

B．④⑤⑥

C．①③

D．②③

3．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是(

) A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe－3O4被CO还原成Fe，转移9 mol e

D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

4．NaCl是从海水中提取出来的一种重要物质，除食用外，它还是一种工业原料，下列以NaCl为原料的产品(或物质)是(

) ①烧碱

②纯碱

③金属钠

④氯气

⑤盐酸

A．①②③④⑤

B．①②③④

C．①②③⑤

D．①②④⑤

5．工业上常用电解熔融氯化钠的方法制取金属钠和氯气，试回答下列问题：

(1)金属钠在________极上产生。

(2)写出产生Cl2的电极反应式：_______________________________________________。

(3)该反应________(填“是”或“不是”)离子反应，如果是，请写出该反应的离子方程式____________________(如不是，则此空不填)。

(4)为何不采用电解食盐水来制取Na？_______________________________________________ _______________________________________________________________________________。

6．孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3。

(1)试写出该孔雀石高温分解的化学方程式：______________________________________。

(2)试以(1)中所得金属氧化物为原料，分别采用湿法冶炼和高温冶炼的方式制取金属铜。供选择的试剂有：①木炭

②铁屑

③生石灰

④稀H2SO4，不得另选其他试剂，写出有关反应的化学方程式。

A．湿法冶炼：______________________________________________________________；

B．高温冶炼：______________________________________________________________。