《高中化学 专题4 化学科学与人类文明 第一单元 化学是认识和创造物质的科学课件1 苏教版必修21》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 专题4 化学科学与人类文明 第一单元 化学是认识和创造物质的科学课件1 苏教版必修21（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题4 化学科学与人类文明 第一单元 化学是认识和创造物质的科学,1.能用化学发展史说明并体会人类对物质及其变化的认识是逐步发展和深入的。 2.了解化学科学在人类认识物质世界方面的重要作用。 3.了解化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用。 4.了解金属活动性与金属冶炼方法的联系，知道金属冶炼的本质。,一、化学是打开物质世界的钥匙 1.金属的冶炼： (1)金属使用的发展历程：,金属活动性顺序,(2)金属的冶炼：,活动性,2.化学科学理论的建立与发展： (1)19世纪时的化学科学理论： 以_、分子结构和原子价键理论为中心内容的 经典原子分子论的建立。 1869年门捷列夫发现了_。 _的
2、提出奠定了化学反应的动力基础。 尿素的合成，彻底动摇了“生命力论”。,道尔顿原子论,元素周期律,质量作用定律,(2)20世纪时的化学科学理论： 化学家_提出了_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。 扫描隧道显微镜的发展，实现了对_的操纵。,鲍林,氢键,蛋白质,原子或分子,3.人类对酸碱认识的发展： (1)阿伦尼乌斯电离学说： 酸：电解质电离产生的阳离子全部是_的化合物，如 HCl、H2SO4等。 碱：电解质电离产生的阴离子全部是_的化合 物，如NaOH等。,氢离子,氢氧根离子,(2)酸碱质子理论： 酸：能_质子的物质，如HNO3、CH3COOH等。 碱：能_质
3、子的物质，如OH-、CH3COO-等。 酸碱两性物质：既能_又能_的物质， 如H2O、 等。 举例：,给出,接受,给出质子,接受质子,二、化学是人类创造新物质的工具 1.惰性电极电解熔融NaCl与电解NaCl水溶液的比较：,2Cl-2e-=Cl2,Na+e-=Na,2Cl-2e-=Cl2,2H+2e-=H2,2.合成氨： (1)反应原理：_。 (2)合成氨技术对人类的贡献：_等人于20世纪初发明的合 成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。 3.合成农药： (1)DDT：残留毒性，对环境危害大。 (2)发展方向：研制_的农药。 4.合成医药：抗生素和新药物的合成，提高了人类控制和治疗 疾病的能力。
4、,哈伯,高效、低残毒、能够被生物降解,【思考辨析】 1.判断正误： (1)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。( ) 分析：变价金属元素的化合物被还原时，可能得到低价态金属 元素的化合物，如2FeCl3+Fe=3FeCl2。,(2)金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还 原。( ) 分析：金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的 金属阳离子还原成金属单质，因此，金属冶炼过程中，被冶炼 的金属只能被还原。,(3)据酸碱质子理论知(NH4)2CO3是酸碱两性物质。( ) 分析：在(NH4)2CO3中， 可以给出质子变成NH3， 能接受质子形成H2CO3，属于酸碱两性
5、物质。,(4)化学真正成为一门科学并较快发展，始于质量守恒定律的 发现。( ) 分析：原子分子论的问世使化学真正成为一门科学并较快发展。,2.问题思考： (1)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1183.4，铁的熔点是1 534.8)? 分析：铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀;铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。,(2)在金属中，铝元素在地壳中的含量居第一位，为什么铝的发现和使用比铜和铁要晚得多? 分析：金属的发现和使用与金属的活泼性密切相关，金属越活泼，其相应的金属阳离子得到电子的能力越弱，冶炼难度越大。铝是一种非常活泼的金
6、属，用一般的还原剂很难将其还原，工业上采用最强有力的氧化还原手段电解法进行冶炼，而铜和铁用一般的还原剂就可以达到目的，所以铝的发现和使用比铜和铁要晚得多。,(3)合成氨技术应用十分广泛，工业上生产硝酸是如何利用合 成氨技术的?发生的一系列反应是什么? 分析：工业上生产硝酸的途径是：N2 NH3 NO NO2 HNO3。发生的一系列反应是： N2+3H2 2NH3; 4NH3+5O2 4NO+6H2O; 2NO+O2=2NO2; 3NO2+H2O=2HNO3+NO。,【知识链接】 尿素 人体或其他哺乳动物中含氮物质代谢的主要最终产物。1828年，德国化学家维勒首次使用无机物质人工合成了尿素。尿素
7、的合成揭开了人工合成有机物的序幕。由此，证明了生命力论(认为无机物与有机物有根本性差异，无机物无法变成有机物，有机化合物只能由生物的细胞在一种特殊的力量生命力的作用下产生，人工合成是不可能的)的错误。,DDT 又叫滴滴涕，化学名为双对氯苯基三氯乙烷，化学式(ClC6H4)2CH(CCl3)。为白色晶体，不溶于水，溶于煤油，可制成乳剂，是有效的杀虫剂。为20世纪上半叶防止农业病虫害，减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的疾病危害起到了很大的作用。但由于其对环境污染过于严重，目前很多国家和地区已经禁止使用。,金属常见的冶炼方法 1.金属的冶炼原理： 金属冶炼的实质是根据氧化还原反应原理，使金属化合物中的 金属阳
8、离子得到电子被还原为金属单质，即：Mn+ne-=M。 2.金属活泼性与冶炼方法的关系：,3.金属冶炼的四种方法：,【知识备选】金属冶炼的三个步骤及目的,【学而后思】 (1)单质铁可以用如下两种方法进行冶炼： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2， Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3， 哪种方法更好? 提示：方法更好一些。用铝冶炼成本高，所以最好用廉价的CO做还原剂。,(2)已知电解熔融NaCl可得到Na和Cl2，那么电解AlCl3也可得到Al和Cl2，这种说法正确吗?试说明理由。 提示：不正确。因为AlCl3是共价化合物，不能导电。一般工业上采用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属铝。,类型
9、金属的冶炼方法 【典例】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 Fe3O4被CO还原成Fe，转移 9 mol电子 D.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化,【解题指南】解答本题要注意以下3点： (1)得电子的元素被还原，发生还原反应;失电子的元素被氧化，发生氧化反应。 (2)Fe3O4中的铁整体显+8价，据此可以列出Fe3O4和转移电子之间的关系。 (3)铝热反应放出大量的热，得到熔融的金属单质。,【解析】选C。
10、电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子 得电子生成单质钠被还原，发生还原反应;氯离子失电子生成 氯气单质被氧化，发生氧化反应，故A正确;在湿法炼铜与火法 炼铜的反应中，铜元素得电子生成铜单质，所以都发生还原反 应，故B正确;Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2，转移电子数为8e-，即Fe3O48e-，n(e-)=8n(Fe3O4)=81 mol=8 mol，所以还原1 mol Fe3O4转移电子8 mol，故C错误;铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化，但很快会凝固，故D正确。,【名师点评】讲解本题时应注意以下两点： (1)复习巩固氧化还原反应的相关知识，从氧化还原反应的角度认识金属冶
11、炼的本质。 (2)补充完善判断金属的活泼性常见的方法，使学生形成完整的知识体系。,【误区警示】金属冶炼与氧化还原反应原理的关系 (1)只能说从绝大多数矿物中提炼以化合物形式存在的金属的基本原理是氧化还原反应(实际情况很复杂，比如炼铁还有除硫、除磷、造渣等很多反应同时发生)，如Au、Pt等金属的富集采用的是物理分离法。 (2)是氧化还原反应不一定都需要加还原剂，比如铝、镁等活泼金属的冶炼、不能用加还原剂的方法使它们从化合物中分离出来，只能用电解的方法;汞的提炼可采用热分解氧化物、蒸馏的方法冶炼。 (3)金属由化合态变成游离态，是被还原，发生的是还原反应。,【变式训练】冶炼金属一般有下列4种方法：
12、焦炭法;水煤气(或氢气、一氧化碳)法;活泼金属置换法;电解法。这4种方法在工业上均有应用。古代有：.火烧孔雀石炼铜; .湿法炼铜。现代有：.铝热法炼铬;.从光卤石(MgCl26H2O)中炼镁。对它们的冶炼方法的分类，不正确的是( ) A.， B.， C.， D.，,【解析】选B。金属冶炼方法的选择与金属在自然界中存在的 状态、金属活动性等有关，需要在理解的基础上加以记忆。 、发生的反应分别是： .Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H2O C+2CuO 2Cu+CO2 .Fe+CuSO4=FeSO4+Cu .2Al+Cr2O3 Al2O3+2Cr .先从光卤石中提取MgCl2，再电解熔融
13、的MgCl2： MgCl2(熔融) Mg+Cl2。 则属于方法，属于方法，属于方法，属于方法 。综上分析，B选项不正确。,【变式备选】不太活泼金属元素的硝酸盐在受热分解时金属元素将转变为其氧化物或单质。在通风橱中给盛有少量硝酸汞的固体试管加热，最后试管中( ) A.留下银白色的液体 B.留下少量白色硝酸汞固体 C.留下红色氧化汞固体 D.无剩余物,【解析】选D。根据题意，硝酸汞受热会发生分解反应，首先生成氧化物(即HgO)和其他气体，HgO不稳定，加热时继续分解，又得到金属Hg。Hg在常温下为液体，受热时一定会挥发，所以最终试管中无剩余物。,1.下列说法正确的是( ) A.我国流通的硬币材质是
14、金属单质 B.所有的不锈钢都只含有金属元素 C.商代的司母戊鼎是纯铜打造而成的 D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁 【解析】选D。我国流通的硬币材质是合金;不锈钢是合金，含碳;商代的司母戊鼎是铜合金;一般，合金比各成分金属的硬度、强度等物理性能更加优良，故D正确。,2.金属钛可以通过如下反应冶炼： TiCl4+4Na 4NaCl+Ti，下列说法正确的是( ) A.该反应说明钠是强氧化剂，可用于冶炼金属 B.该反应条件是TiCl4在熔融状态或水溶液中 C.Ti是氧化产物 D.NaCl是氧化产物,【解析】选D。由反应方程可知，是利用Na的还原性比钛强，用热还原法来冶炼金属Ti。钠应为强还原剂，A项错
15、误;钠会与水反应，故反应条件应是TiCl4在熔融状态，B项错误;Ti的化合价由+4降为0，Ti应为还原产物，C项错误;钠元素由0价升高至+1价，化合价升高，被氧化，应为氧化产物，D项正确。,3.下列事实得出的结论错误的是( ) A.维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限 B.门捷列夫在前人的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新 C.C60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性 D.科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科,【解析】选D。化学是一门以实验为基础的学科，有的结论可以通过化学实验来验证，但是更要注重以化学实验为切入点来进行实验，由感性认识上升到理性认识，逐渐形成理论体系，因而化学科学的研究应该是理论和实践的结合。,4.(双选)下列叙述错误的是( ) A.炼铁时，还原剂CO将铁从铁矿中还原出来 B.活泼金属Na只能用电解法冶炼制出 C.汞的冶炼只能用还原剂法 D.铝的冶炼用还原剂法 【解析】选C、D。多数金属的冶炼用热还
