4.1 化学是认识和创造物质的科学.ppt

1、-1- 专题专题4 4 化学科学与人类文明化学科学与人类文明 -2- 第一单元 化学是认识和创造物质的科学 -3- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 情境导入情境导入 课程目标课程目标 化学家在实验室研究物质 1.了解化学的发展历史。 2.掌握常见金属的冶炼。 3.了解人类对酸碱认识的发展。 -4- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随

2、堂练习 一 二 一、化学是打开物质世界的钥匙 19 世纪,化学科学建立了以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论 为中心内容的经典原子分子论,发现了元素周期律,提出了质量作用定律,奠 定了化学反应的动力学基础;人工合成尿素,彻底动摇了“生命力论”,使有机 化学得到迅猛发展。 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 分子的双螺旋结构模型的提出奠定了基础。 -5- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 一 二 自主思考 1.通过网络查

3、阅资料,我国历代主要化学成就有 哪些? 提示:造纸术、黑火药的发明; 很早就掌握了冶炼铁和铜的技术; 1939 年,中国化工专家侯德榜提出联合制碱法; 1965 年,我国在世界上首次人工合成活性蛋白质结晶牛胰岛素; 20 世纪 70 年代,中国独创了无氰电镀新工艺取代有毒的氰法电镀, 等等。 -6- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 SUITANG LIANXI 随堂练习 一 二 二、化学是人类创造新物质的工具 人类不仅要开发利用自然资源,还要制造、 合成出具有特定性能的新物 质,以满足社会生产发展

4、和人们生活的需要。 在化学科学的发展过程中,科学家积累了一系列方法,特别是随着现代 合成技术、 分离和检测技术的发展,人们已经能够设计并创造出符合某种需 要、具有特定性质的新物质。 20 世纪以来,合成氨、合成尿素、合成抗生素等技术的相继发明,高分 子的化学合成、 新材料的层出不穷、 分离技术的不断改进,使人类正在走向 丰衣足食、健康长寿、环境美好的新世界。计算机技术的发展,使化学研究 进入了分子水平,分子设计的思想为合成人类需要的新物质开辟了更广阔 的道路。 -7- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 JICHU ZHISHI 基础知识 首 页 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难

5、点 SUITANG LIANXI 随堂练习 一 二 自主思考 2.化学科学理论的建立与发展对人类认识物质 世界有何影响? 提示:引导我们逐步深入认识物质的组成、结构、变化,是材料科学、 生命科学、环境科学和能源科学的重要基础学科,为应对能源危机、环境危 机和粮食危机等作出积极的贡献。 -8- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究一常见金属的冶炼原理 问题导引 阅读下图: 1.你认为金属开发、利用的时间先后与其活动性存在怎样的联系? 提示:金属

6、越不活泼,越先被开发、利用。 -9- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 2.结合你学过的知识,选择几种金属,指出它们的冶炼方法,并写出有关 化学方程式。 提示:金属冶炼方法 3.金属的冶炼必须在高温下进行吗? 提示:不一定。加热法冶炼金属是因为这些化合物不稳定,受热易分解, 这就不需太高的温度。 而高温还原法往往在高温下进行,电解法要看被电解 物质的具体情况。很活泼的金属要电解熔融物,就要高温。 有的电解是电解 某些物质的水溶液,如电解精炼铜,

7、对溶液电解则不需高温。 -10- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 4.Al2O3的熔点远远高于 AlCl3的熔点,为什么选择 Al2O3作电解炼铝的 原料而不是 AlCl3? 提示:AlCl3是共价化合物,熔融时不发生电离,不能导电。 名师精讲 常见金属的冶炼原理 金属 冶炼原理 Fe Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁) Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(铝热法炼铁) Cu Cu2S+O22Cu+SO2(火法炼铜) Fe+Cu

8、SO4FeSO4+Cu(湿法炼铜) Mg MgCl2(熔融)Mg+Cl2 Al 2Al2O3(熔融)4Al+3O2 Na 2NaCl(熔融)2Na+Cl2 -11- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 【例题 1】古代的“药金”外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼方法如下: 将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热至 800 得到金光闪闪的“药金”。 (1)“药金”的主要成分是 。 (2)有关冶炼的化学方程 式: ; ; 。 解析:碳酸盐在高温的

9、条件下都容易分解。在 800 的条件下,碳酸锌 分解为二氧化碳和氧化锌,在此温度下,木炭与氧化锌以及赤铜发生反应生 成锌和铜单质。 答案:(1)Zn、Cu (2)ZnCO3ZnO+CO2 C+2Cu2O4Cu+CO2 C+2ZnO 2Zn+CO2 -12- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 借题发挥金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 常用的金属冶炼方法有电解法、高温还原法、热分解法、湿法冶金等, 由于金属的活动性不同,可以采用不同的方法。 金属

10、活动性顺序与金属冶炼方法的关系如下表所示: 金属的活 动性顺序 K、Ca、Na、 Mg、Al Zn、Fe、Sn、 Pb(H)、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子失 电子能力 强弱 金属离子得 电子能力 弱强 主要冶 炼方法 电解法 高温还 原法 热分 解法 物理 方法 -13- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 特别提醒金属冶炼方法的选择取决于金属在自然界中 的存在状态和金属的活动性; 金属越活泼,冶炼时所需条件越高,人类发现的也就相对晚一

11、些,如古 代最早使用的金属为铜; 同一种金属可采用不同的冶炼方法,如 Mg,可用电解法冶炼,也可用 高温还原法冶炼。 -14- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 变式训练 1我国古代炼丹著作 黄白第十六 是世界 上最古老的冶金化学著作。这部著作有如下几条记载: (1)曾青涂铁,铁赤如铜。 (2)铅性白也,而赤之以为丹,丹性赤也,而白之以为铅。 (3)丹砂烧之成水银,积变又成丹砂。 用化学方程式表示上述变化过程。这些最古老的记载说明中国古代对 世

12、界人类进步起了什么重要的作用? 解析:曾青,古代泛指可溶性铜盐溶液,例如硫酸铜溶液、 氯化铜溶液等。 丹砂又名朱砂,红色天然矿 HgS 因产自湖南辰溪故又名辰砂。HgS 有两种 晶形:一种为红色,一种为黑色,两者在一定条件下可以发生转化。 -15- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 答案:(1)CuSO4+FeFeSO4+Cu (2)2Pb+O22PbO,6PbO+O22Pb3O4,Pb3O4+4C3Pb+4CO (3)HgS+O2Hg+SO2

13、,Hg+SHgS 这些记载说明我国是世界四大文明古国之一,在化学发展史上有过极 其辉煌的业绩,对人类的进步作出了积极的贡献。 -16- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 探究二人类对酸碱认识的发展 问题导引 1.如何鉴别稀盐酸、氢氧化钠溶液和碳酸氢钠溶液? 用品:pH 试纸、比色卡、表面皿、玻璃棒、试管。 提示:用 pH 试纸检验,显酸性的为稀盐酸,显弱碱性的为 NaHCO3溶液, 显强碱性的为 NaOH 溶液。 2.酸碱质子理论和酸碱电离理论

14、对 HCO3 - 的认识有何不同? 提示:在酸碱质子理论中,认为 HCO3 - 既能给出质子,又能结合质子,属于 两性物质,而在酸碱电离理论中只能看作是酸式酸根离子。 -17- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 名师精讲 人类对酸碱认识的发展 1.瑞典化学家阿伦尼乌斯电离学说中的酸碱概念:电解质电离时产生 的阳离子全部是氢离子的化合物是酸,电解质电离时产生的阴离子全是氢 氧根离子的化合物是碱。 2.酸碱质子理论中的酸碱概念:凡能给出质子(H+)

15、的物质都是酸,凡能 接受质子的物质都是碱。 若某物质既能给出质子又能接受质子,可称为酸碱 两性物质。 例如:NaHCO3Na+HCO3 - ,HCO3 - +H+H2O+CO2,HCO3 - +OH- H2O+CO3 2-,故根据酸碱质子理论可知 HCO 3 - 可以被称为酸碱两性物质。 -18- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 【例题 2】下列四种物质按酸碱质子理论判断,属于酸碱两性物质的是 ( ) A.HCl B.NaOH C.NaHSO

16、4 D.NaHCO3 解析:事实上 NaHSO4只能给出质子,因为 H2SO4是强酸,在溶液中完全 电离,只有弱酸的酸式酸根既可电离出 H+(给出质子),又可与 H+结合(接受 质子)生成弱酸,这一类物质才既具有酸性又具有碱性。根据酸碱质子理论, 酸碱两性物质必须既能接受质子又能给出质子,HCO3 - 能给出质子:HCO3 - H+CO3 2-,也能接受质子:H+HCO 3 - H2CO3(CO2+H2O)。 答案:D 易错警示关键要理解酸碱质子理论中对酸或碱的定义,一 定要和我们通常讲的酸或碱分开。 -19- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难

17、点 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 SUITANG LIANXI 随堂练习 探究一 探究二 变式训练 2根据酸碱质子理论判断下列说法中不正 确的是( ) A.所有的弱酸根都是碱 B.酸式弱酸根既是酸又是碱 C.不可能一种物质既是酸又是碱 D.氢氧根是碱 解析:弱酸根和酸式弱酸根都是弱酸部分电离的产物,弱酸的电离是可 逆的,其逆反应就是弱酸根或酸式弱酸根与氢离子结合生成弱酸的反应,因 能结合氢离子,所以它们都是碱,A 正确。而酸式弱酸根还能电离出氢离子, 所以它又是酸,可见 B 对、C 错。 答案:C -20- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 SUITANG LIANXI 随

18、堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 1.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: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 -21- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 2.钠多以资源丰富的 NaCl 为原料来制备,下列方法中能够制备出金属钠的

19、是( ) A.加热 NaCl 晶体 B.用金属钾置换 NaCl 溶液中的 Na+ C.电解 NaCl 溶液 D.电解熔融的 NaCl 答案:D -22- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 3.已知天然气的主要成分 CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量 的 CH4和 CO2产生的温室效应,前者大。下面有关天然气的几种叙述正确 的是( ) 天然气与煤、 柴油相比是较清洁的能源 等质量的 CH4和 CO2产生的 温室效应也是前者大 燃烧天

20、然气也是酸雨的成因之一 A. B. C. D. 解析:中要明确气体燃料与固体燃料和液体燃料相比杂质少、燃烧效率 高;中要明确甲烷和二氧化碳等质量时甲烷的物质的量要大;中要明确 形成酸雨的气体是 SO2和氮的氧化物。 答案:C -23- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 4.长时间烧沸的天然水不宜喝的主要原因是( ) A.水中的氧气少了 B.水中的硝酸盐浓度大了 C.水中的钙、镁离子多了 D.水中的二氧化碳多了 解析:长时间烧沸的水,由于水的

21、蒸发,使水中的硝酸盐浓度增加,饮用后部 分硝酸盐在人体内被还原为亚硝酸盐而对人体有害。 答案:B -24- 第一单元 化学是认识和 创造物质的科学 SUITANG LIANXI 随堂练习 首 页 JICHU ZHISHI 基础知识 ZHONGDIAN NANDIAN 重点难点 1 2 3 4 5 5.蓝铜矿的主要成分为 2CuCO3 Cu(OH)2,当它与焦炭一起加热时,可以生成 铜、二氧化碳和水,试写出该反应的化学方程式,并指出该反应的反应类型。 解析:参加反应的物质和生成物都给出了,只需要按化学方程式的书写要求 进行书写,要注意蓝铜矿化学式写进方程式后,前面加系数时的意义;根据反 应前后有元素化合价发生变化可以判断出该反应是氧化还原反应。 答案:3C+22CuCO3 Cu(OH)26Cu+7CO2+2H2O 反应类型:氧化还原反应。