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1、名校精品资料-化学第一单元化学是认识和创造物质的科学学习目标核心素养建构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。知 识 梳 理一、化学是打开物质世界的钥匙1化学科学理论的建立与发展(1)19世纪以道尔顿原子论、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年门捷列夫发现了元素周期律。质量作用定律的提出奠定了化学反应的动力学基础。尿素的人工合成，彻底动摇了“生命力论”， 使有机化学得到迅猛发展。(2)20世纪化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为DNA分子双螺
2、旋结构模型的提出奠定了基础。扫描隧道显微镜的发展，实现了对原子或分子的操纵。2常见金属的冶炼(1)常见金属大规模开发、利用的大致年限：金属利用时间与金属活动性的关系：金属活动性越强，人类开发、利用该金属的时间就越晚；金属活动性越弱，人类开发、利用该金属的时间就越早。(2)金属冶炼的原理和实质金属冶炼的原理：利用氧化还原反应的原理，在一定条件下，用还原剂或者加热、电解方法把金属化合物还原为金属单质。金属冶炼的实质：金属离子金属单质，即Mnne=M。金属冶炼的方法：热分解法、热还原法、电解法等。3人类对酸碱认识的发展(1)阿伦尼乌斯电离学说酸：电解质电离时产生的阳离子全部是H的化合物，如HCl、H
3、2SO4等。碱：电解质电离时产生的阴离子全部是OH的化合物，如NaOH等。(2)酸碱质子理论酸：能给出质子(H)的物质，如HNO3、CH3COOH等。碱：能接受质子(H)的物质，如OH、CH3COO等。酸碱两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质，如H2O、HCO等。 【自主思考】1人类开发、利用各种金属的时间先后与金属的活动性有何关系？提示金属的活动性越强，该金属的冶炼就越困难，因此，金属的活动性越弱，被人类开发、利用的时间就越早，相反，金属的活动性越强，被人类开发、利用的时间就越晚。2依据酸碱质子理论，HCO 是否可称为酸碱两性物质？提示根据酸碱质子理论，若某种物质既能给出质子又能接受质子
4、，可称为酸碱两性物质，因此，HCO 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Na、ClNa、Cl、H、OH、H2O阳极上的变化及其反应式Cl失去的电子被氧化，放出氯气：2Cl2e=Cl2Cl失去电子被氧化，放出氯气：2Cl2e=Cl2阴极上的变化及其反应式Na结合电子被还原，析出金属钠：Nae=Na由水电离出的H结合电子被还原，放出氢气，阴极附近OH浓度增大：2H2e=H2电解产物Na、Cl2NaOH、H2、Cl2总反应的离子方程式2Na2Cl2NaCl22Cl2H2O H2Cl22NaOH2.化学在粮食增
5、产方面的巨大作用(1)合成氨技术的改进：1909年哈伯发明了合成氨技术，施用氮肥使世界粮食产量增长近一倍。合成氨的原理为N23H22NH3。(2)研制杀虫剂：1944年后DDT被广泛用作杀虫剂，有效地控制了虫害，增加了粮食的产量。但对环境危害大，已经被禁止使用。目前人们正在研制高效、低残毒且能被生物降解的农药。(3)光合作用原理的探索：植物的光合作用是地球上规模最大的化学反应，效率非常高。若人们能弄清楚光合作用的原理，就可以使粮食生产出现重大变化。3新药物的合成(1)阿司匹林的合成：。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青霉菌
6、，它能产生一种抑制和杀死金黄色葡萄球菌的物质叫青霉素。【自主思考】3为什么电解熔融NaCl和电解NaCl溶液的产物不同？提示电解熔融NaCl时，能在阴极放电的离子只有Na，故阴极产物为钠；电解NaCl溶液时，能在阴极放电的离子有Na、H，由于H放电能力比Na强，故阴极产物为H2。4在粮食增产上科学家提出了哪些不同的建议？提示生产化肥使粮食大量增产；利用基因工程育种，改良品种；研制杀虫剂、除草剂的使用；研究光合作用的机制。5如何看待化学对人类的贡献？提示化学是一个双刃剑，曾经给人类带来了许多的好处，为人类制造出了很多种有用的物质。但是忽略了其负面的影响，造成了各种环境问题，值得庆幸的是人们已经认
7、识到了这一点，将最大限度的发挥其有利的一面，采取有效的措施减少甚至不出现其负面影响。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)化合态的金属元素被还原时，一定得到相应的金属单质。( )(2)金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原。( )(3)据酸碱质子理论知(NH4)2CO3是酸碱两性物质。( )(4)化学真正成为一门科学并较快发展，始于质量守恒定律的发展。( )(5)Na、K等活泼金属可用CO还原法冶炼。( )答案(1)(2)(3)(4)(5)2化学真正成为一门科学并较快发展，始于( )A舍勒发现氧气B质量守恒定律的发现C原子分子论的问世D中国湿法冶金术的推广解析
8、原子分子论的建立才使人们对物质变化有了本质的认识。答案C探究一、金属的冶炼【合作交流】1金属的冶炼方法有哪些？与活泼性强弱有什么关系。提示很活泼金属一般用电解法，一般活泼性金属用还原剂(H2、CO、Al)还原法，不活泼金属用加热分解法。【点拨提升】金属冶炼的方法主要有1电解法活泼金属(从KAl)较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属。例如：金属电解方程式关键提醒Na2NaCl(熔融)2NaCl2不是电解饱和食盐水MgMgCl2(熔融)MgCl2不采用电解熔融MgO，MgO熔点高，耗能大Al2Al2O3(熔融) 4Al3O2不是电解AlCl3，AlCl3为共价化合物，不
9、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ZnCu)，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：3COFe2O32Fe3CO2湿法炼铜：FeCuSO4=CuFeSO4铝热法炼铁：2AlFe2O32FeAl2O3(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： 2HgO2HgO2，2Ag2O4AgO2【典题例证1】下列说法正确的是( )A金属冶炼的实质是金属阳离子得到电子变成金属原子B可用电解氯化钠溶液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
10、方法来冶炼铝D越活泼的金属越容易冶炼解析金属冶炼的实质就是把金属阳离子还原为金属原子，越活泼的金属，其阳离子的氧化性越弱，越难被还原，A项正确，D项错误；电解氯化钠溶液得到Cl2、H2、NaOH溶液，不能得到金属钠，金属钠应采用电解熔融氯化钠的方法制取，B项错误；铝是活泼金属，很难用还原剂把它还原出来，应采用电解熔融氧化铝的方法制取，C项错误。答案A【学以致用1】下列物质在金属的冶炼过程中，需要加入还原剂的是( )AMgCl2BAl2O3CHgODFe3O4解析MgCl2MgCl2，2Al2O34Al3O2，2HgO2HgO2，Fe3O44CO3Fe4CO2。答案D探究二、电解技术在新物质创造
11、中的应用【合作交流】2写出电解NaCl溶液的电极反应和总反应方程式。提示阴极：2H2e=H2，阳极：2Cl2e=Cl2总反应：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。3写出电解法冶炼铝的电极反应式。提示阴极：4Al312e=4Al阳极：6O212e=3O2。【点拨提升】1电解技术在化学中的几个重要应用(1)电解熔融NaCl制备Na和Cl22NaCl2NaCl2(2)氯碱工业制烧碱、Cl2和H22NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)电解法镀金属(4)电解法冶炼活泼金属(5)电解法精炼铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，铜盐溶液作电解液。2电解饱和食盐水原理生成物现象电极反应式阳极Cl2产生黄绿色气
12、体2Cl2e=Cl2阴极H2和NaOH产生无色气体2H2e=H2电解总离子方程式2Cl2H2OH2Cl22OH关键提醒(1)通常用湿润的淀粉KI试纸检验阳极产物氯气，用酚酞溶液检验阴极生成的碱。(2)工业上用阳离子交换膜将两极区隔开。阻止OH进入阳极室与Cl2发生副反应：2NaOHCl2=NaClNaClOH2O；阻止阳极产生的Cl2和阴极产生的H2混合发生爆炸。【典题例证2】氯碱厂电解饱和食盐水制取的工艺流程图如下：(1)在电解过程中，与电源正极相连的电极上所发生反应的电极反应式为_，与电源负极相连的电极上的所发生反应的电极反应式为_。(2)工业食盐含Ca2、Mg2等杂质，精制过程中发生反应
13、的离子方程式为_。(3)如果粗盐中SO含量较高，必须添加钡试剂除去SO，该钡试剂可以是_。aBa(OH)2bBa(NO3)2cBaCl2(4)为有效除去Ca2、Mg2、SO，加入试剂的合理顺序为_。a先加NaOH，后加Na2CO3，再加钡试剂b先加NaOH，后加钡试剂，再加Na2CO3c先加钡试剂，后加NaOH，再加Na2CO3(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异，通过_、冷却、结晶、_(填写操作名称)除去NaCl。解析(2)由框图，食盐精制时加入了NaOH和Na2CO3，则Mg2被OH除去，Ca2被CO除去，分别生成Mg(OH)2和CaCO3。(3)SO可用Ba2除去：Ba2SO=BaSO4，但不能选择Ba(NO3)2，因为会引入NO。(4)加入过量的钡试剂，而过量的Ba2必须除去，所以加入钡试剂必须在加入Na2CO3之前，以利用Na2CO3除去Ba2：Ba2CO=BaCO3。(5)由于溶解度NaOHNaCl，而脱盐得到的是NaCl(s)和NaOH(aq)，所以可采用先加热蒸发水分溶解度小的首先析出，再过滤的办法。答案(1)2Cl2e=Cl22H2e=H2(2)Ca2CO=CaCO3、Mg22OH=Mg(OH)2(3)ac(4)bc(5)蒸发过滤解题反思化学法除杂解题思路
