高二化学必修教案
利用化学开发新能源和新材料,改善人类的生活条件;使用化学综合应用自然资源,保护环境,让人类生活更美好。下面是小编为大家带来的高二化学必修教案七篇,希望大家能够喜欢!
高二化学必修教案(精选篇1)
教学目标
知识目标
使学生掌握用化合价升降法配平氧化还原反应方程式。
能力目标
培养学生配平氧化还原反应方程式的技能。
情感目标
通过对各种氧化还原反应方程式的不同配平方法的介绍,对学生进行辩证思维的训练。
教学建议
教学重点:氧化还原反应方程式配平的原则和步骤。
教学难点:氧化还原反应方程式配平的一些可借鉴的经验。
教材分析:
是正确书写氧化还原反应方程式的一个重要步骤,也是侧重理科学生所应掌握的一项基本技能。配平氧化还原反应方程式的方法有多种,本节介绍的“化便谷升降法”就是其中的一种。
教材从化学反应中的物质变化遵守质量守恒定律引入,说明氧化还原反应方程式可以根据质量守恒定律来配平,但对于较复杂的氧化还原反应,根据质量守恒定律来配平不太方便,进而引出用“化合价升降法”解决这一问题的有效措施。
本节教材通过三个典型的例题,对三种不同类型的氧化还原反应进行细致分析;介绍了三种不同的配平方法,培养了学生灵活看待能力,训练了学生的辩证思维。
教材还通过问题讨论,将学生易出错误的氧化还原反应的离子方程式,用配平时应遵循的原则—化合价升降总数相等,进行分析判断,强化了配平的关键步骤—使反应前后离子所带的电荷总数相等的原则,培养了学生的能力。
教法建议
教学中应注重新旧知识间的联系,利用学生所学的氧化还原反应概念和接触的一些氧化还原反应,学习本节内容。教学中应采用精讲精练、讲练结合的方法,使学生逐步掌握氧化还原反应的配平方法。不能使学生一步到位,随意拓宽知识内容。
1.通过复习,总结配平原则
教师通过以学生学习过的某一氧化还原反应方程式为例,引导学生分析电子转移及化合价的变化,总结出原则—化合价升降总数相等。
2.配平步骤
[例1]、[例2]师生共同分析归纳配平基本步骤:
(1)写出反应物和生成物的化学式,分别标出变价元素的化合价,得出升降数目。
(2)使化合价升高与化合价降低的总数相等(求最小公倍数法)
(3)用观察的方法配平其它物质的化学计算数(包括部分未被氧化或还原的原子(原子团)数通过观察法增加到有关还原剂或氧化剂的化学计量数上),配平后把单线改成等号。
该基本步骤可简记作:划好价、列变化、求总数、配化学计量数。
[例3]在一般方法的基础上采用逆向配平的方法。属于经验之谈,是对学生辩证思维的训练,培养了学生的创新精神。
为使学生较好地掌握配平技能,建议在分析完每个例题后,补充针对性问题,强化技能训练,巩固所学知识。
另外,关于氧化还原反应的离子方程式的书写,可组织学生结合教材中的“讨论”、得出氧化还原反应的离子方程式的配平要满足原子个数守恒、电荷守恒、化合价升降总数相等。然后组织学生进行适当练习加以巩固。通过设置该“讨论”内容,巩固了氧化还原反应配平的知识,强化了氧化还原反应的配平在学习化学中的重要作用。
对于学有余力的学生,教师可补充配平的另一种方法—离子一电子法,以及不同化合价的同种元素间发生氧化还原反应时,氧化产物和还原产物的确定方法:氧化产物中的被氧化元素的价态不能高于还原产物中被还原元素的价态。
如: (浓)— 氧化产物是 而不是 或 ,还原产物是 而不是 。 氧化产物 的还原产物 。
典型例题
例1 一定条件下,硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为:
,请配平方程式。
选题目的:复习巩固氧化还原反应方程式的一般配平方法,当使用一般配平方法有困难时可用其它方法配平。拓宽视野,达到简化配平方法的目的。此题适于任何学生。
解析:一般可根据元素化合价的变化关系
5NH4NO3 ====2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
升高3×5
降低5×3
为了简化配平过程,也可通过反应物中氮元素的平均化合价及变化关系
5/2NH4NO3 —— HNO3+ 2N2↑+ 9/2H2O ===>5NH4NO3 ===2HNO3+ 4N2↑+ 9H2O
N:+1——→+5 升高4×1
2N:(+1—→0)×2 降低2×2
注:在配平此题时一定要注意,氮元素的化合价不能出现交叉现象
解答: 5、2、4、9。
启示:对于同种物质中同种元素价态不清或同种物质中同种元素的价态不同时,只需根据化合价法则,找出元素的相应化合价,抓住质量守恒、电子守恒,就可正确配平。
例2 已知 在下列反应中失去7mol电子,完成并配平下列化学方程式: 选题目的:加强对“依据是化合价升降(电子转移)总数相等。”的理解。此题作为提高能力可介绍给学习程度较好的学生。
思路分析: 观察反应前后 的化合价的变化: 。CuSCN中各元素的化合价不十分清楚,则化合价的变化更不易一一找出,另外氧元素的化合价也发生了变化。因此,该题不宜使用一般方法配平,因SCN- 和HCN中元素化合价较复杂,做起来较麻烦,可利用氧化还原反应中氧化剂地电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。根据题中已知条件设未知系数求算。
设 计量数为 , 计量数为 ,根据得失电子数相等,有7x=5y。
所以x:y=5:7,代入后用观察法确定其它物质计量数,最后使各项计量数变为整数,得:10、14、21、10、10、14、7、16。
注:解本题是依据氧化还原反应中,氧化剂得电子总数和还原剂失电子总数是相等的这一规律。本题若用确定元素化合价变化进行配平,需确定 中 为+1价,S为-2价,1个 应当失去 ,可得相同结果,但做起来较麻烦。
启示: 因中学阶段学生学习的化学反应是有限的,不可能把每一个反应都了解的很透彻,抓住氧化还原反应的配平依据,即可找到解题的切入点。
例3 在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 -和 。生成物继续跟硫作用生成 和 。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足量的 , 跟 反应也完全转化为 。
(1)写出以上各步反应的离子方程式;
(2)若有a mol硫经上述转化后,最终完全变为 ,至少需 和 的物质的量各是多少?
(3)若原热碱液中含 6mol,则上述a mol硫的转化过程里生成的 中的 值为多少?
选题目的:该题以信息的形式给出已知条件,是培养学生学会提炼题中信息作为解题依据的能力;锻炼学生能够从不同角度思考问题,学会学习方法;复习巩固离子反应、氧化还原反应和等知识在解题中的应用。
解析:
(1)① ② ③
④
(2)从氧化还原电子得失关系看,电子得失均在硫元素之间进行。
从 ,失电子;从 ,得电子。
所以 完全转化为 所失电子数与 转化为 所得电子数相等,即:
amol amol
由 守恒, 完全转化为 需 和 。
(3)原热碱液中含 ,则反应①中消耗 。根据反应①、②、③,有 ,所以 。
高二化学必修教案(精选篇2)
1、确定本周课程教学内容
内容和进度:完成芳香烃一节的教学及第一节2-1脂肪烃的习题讲评
第一课时:(1)复习芳香烃、苯的同系物概念;
(2)复习巩固苯的化学性质:氧化反应、取代反应,加成反应;
(3)能力提升;拓展与溴取代及硝化反应的实验,产物的提纯。
第二课时:(1)苯的同系物(甲苯)的化学性质;
(2)芳香烃的来源及其应用;
第三、四课时:对脂肪烃、芳香烃巩固训练,讲评相关习题
2、教学目标:
在复习苯的结构和性质后,重点介绍苯的同系物。教学时,要注意引导学生从苯的结构和性质,迁移到苯的同系物的结构和性质;从烷烃的同分异构体的规律和思考方法,迁移到苯的同系物的同分异构体问题。要注意脂肪烃和芳香烃的结构和性质的对比;要善于通过实验培养学生的能力。
教学重点:苯和苯的同系物的结构特点、化学性质
教学难点:苯的同系物结构中苯环和侧链烃基的相互影响
3、资料准备:
选修5《有机化学基础》教材、《步步高》、分子球棍模型、实验视频
4、授课方式(含疑难点的突破): 第一课时:以旧带新,复习提升;
第二课时:对比、联系学习新知。通过比较苯和甲苯的结构与化学性质的不同,使学生认识基团间的相互影响。
第一课时【方案Ⅰ】复习再现,对比思考,学习迁移
复习再现:复习苯的结构和性质。通过计算机课件、立体模型展示苯的结构,通过实验录相再现苯的燃烧、苯与溴的四氯化碳溶液及高锰酸钾酸性溶液的反应。引导学生讨论甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质的相似点和不同点,并列表对比小结。
提示:从苯的分子组成上看,具有很高的不饱和度,其性质应该同乙烯、乙炔相似,但实际苯不能与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液反应,说明苯的结构比较稳定。这是苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和,结构比较稳定”。
学习迁移:
(1)苯燃烧有浓厚的黑烟,同乙炔类似,因为苯(C6H6)和乙炔(C2H2)分子中C、H的原子个数比相同,含碳的质量分数相同,均为92.3%,高于甲烷和乙烯。
(2)取代反应,类似于烷烃的反应,重点讨论苯的溴代和硝化反应,与甲烷氯代的反应进行对比。
(3)加成反应,由于苯属于不饱和烃,因此也能发生类似烯烃、炔烃的加成反应,苯与氢气催化加成生成环己烷(环状饱和烃),不同的是苯不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。
第二课时
2. 苯的同系物
【方案Ⅲ】活动探究,对比思考,总结讲解
活动探究:讨论对比苯和甲苯结构的相似点和不同点,实验探究苯、甲苯分别与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液的反应,思考有机化合物基团间的相互影响。
通过活动探究,填写下表:
总结讲解:甲苯发生取代反应时取代基的定位,甲苯被氧化的原因是苯环与甲基的相互作用使甲基变得活泼。
【方案Ⅳ】结构演绎,观察思考,迁移提高
3. 芳香烃的来源及其应用
【方案Ⅴ】自学阅读,讨论提高
情景创设(教师也可提供网络教学资源,指导学生通过网络自主学习):教师提出相关问题,指导学生阅读。
问题提示:芳香烃的主要来源是什么?芳香烃的主要用途是什么?
阅读讨论:阅读教科书,讨论相关问题
小结提高:交流各小组讨论结果,联系 生活实际,提高对石油产品及其应用的认识。
二、活动建议
【实验2-2】由 于高锰酸钾酸性溶液的颜色较深,甲苯与高锰酸钾酸性溶液反应较慢,本实验颜色变化观察较困难。一方面要加入硫酸改变溶液的酸碱性,另一方面,高锰酸钾溶液不能加入太多,几滴即可,并可用蒸馏水稀释试管中的溶液,以便于观察颜色变化和分层情况。
讨论记录
罗贤朗:1、教学中要注意引导学生讨论甲烷、乙烯、乙炔、苯的结构和性质的相似点和不同点,并列表对比小结。2、通过苯的结构和化学性质的特殊之处──“组成上高度不饱和,结构比较稳定”使学生意识到结构(官能团)决定有机物的性质。3、课本中只介绍甲苯的硝化反应(取代反应),上课时应该补充甲苯与液溴在FeBr3催化剂和光照条件下的卤代反应,强调条件不同,取代的位置不同。
林春:1、演示苯+酸性高锰酸钾溶液、苯+溴水的实验,或者播放视频,引导仔细观察实验现象。2、引导学生讨论对比苯和甲苯结构的相似点和不同点,先猜测甲苯的化学性质,再通过实验探究苯、甲苯分别与溴的四氯化碳溶液、高锰酸钾酸性溶液的反应,思考有机化合物基团间的相互影响。
3、多个侧链的苯的同系物的取代反应产物简单补充一下,让学生真正认识到邻、对位取代。化学方程式需要多练习书写。
附件:导学案
第二 单元 芳香烃学案
芳香族化合物—— 。
芳香烃—— 。
一、苯的结构与性质
1.苯的结构
(1)分子式: 最简式(实验式):
(2)结构式: 结构简式:
〖交流与讨论〗苯分子的结构是怎样的?
① 苯的1H核磁共振谱图(教材P48):苯分子中6个H所处的化学环境
苯分子结构的确定经历了漫长的历史过程,1866年,
德国化学家凯库勒提出苯环结构,称为凯库勒式:
② 苯的一取代物只有一种,邻位二取代物只有一种
〖拓展视野〗苯环中的碳原子都是采用的sp2杂化,碳原子之间形成σ(sp2-sp2)键,六个C原子的p轨道重叠形成一个大π键。苯分子中碳碳键的键长都是一样长的(1.4×10-10m),这说明碳原子之间形成的一种介于单键和双键之间的特殊共价建,
(3)分子空间构型
苯分子是 结构,键角 ,所有原子都在一个平面上,键长C—C 苯环上的碳碳键长 C=C C≡C,苯环上的碳碳键是
之间的独特键。
2.苯的物理性质
苯是 色,带有 气味的液体,苯有毒,
溶于水,密度比水 。用冰冷却,苯凝结成无色的晶体,通常可 溴水中的溴,是一种有机溶剂。
3.苯的化学性质
(1)苯的溴代反应
原理:
装置:(如右图)
现象:
①向三颈烧瓶中加苯和液溴后,
②反应结束后,三颈烧瓶底部出现 ( )
③锥形瓶内有白雾,向锥形瓶中加入AgNO3溶液,出现 沉淀
④向三颈烧瓶中加入NaOH溶液,产生 沉淀( )
注意:
①直型冷凝管的作用: (HBr和少量溴蒸气能通过)。
高二化学必修教案(精选篇3)
第四单元 沉淀溶解平衡
第1课时 沉淀溶解平衡原理
[目标要求] 1.能描述沉淀溶解平衡。2.了解溶度积和离子积的关系,并由此学会判断反应进行的方向。
一、沉淀溶解平衡的建立
1.生成沉淀的离子反应之所以能够发生的原因
生成沉淀的离子反应之所以能够发生,在于生成物的溶解度小。
尽管生成物的溶解度很小,但不会等于0。
2.溶解平衡的建立
以AgCl溶解为例:
从固体溶解平衡的角度,AgCl在溶液中存在下述两个过程:一方面,在水分子作用下,少量Ag+和Cl-脱离AgCl的表面溶于水中;另一方面,溶液中的Ag+和Cl-受AgCl表面正、负离子的吸引,回到AgCl的表面析出——沉淀。
溶解平衡:在一定温度下,当沉淀溶解和生成的速率相等时,即得到AgCl的饱和溶液,如AgCl沉淀体系中的溶解平衡可表示为AgCl(s) Cl-(aq)+Ag+(aq)。由于沉淀、溶解之间的这种动态平衡的存在,决定了Ag+和Cl-的反应不能进行到底。
3.生成难溶电解质的离子反应的限度
不同电解质在水中的溶解度差别很大,例如AgCl和AgNO3;但难溶电解质与易溶电解质之间并无严格的界限,习惯上将溶解度小于0.01 g的电解质称为难溶电解质。对于常量的化学反应来说,0.01 g是很小的,因此一般情况下,相当量的离子互相反应生成难溶电解质,可以认为反应完全了。
化学上通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时,沉淀就达完全。
二、溶度积
1.表达式
对于下列沉淀溶解平衡:
MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n。
2.意义
Ksp表示难溶电解质在溶液中的溶解能力。
3.规则
通过比较溶度积与溶液中有关离子浓度幂的乘积——离子积Qc的相对大小,可以判断在给定条件下沉淀能否生成或溶解:
Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出;
Qc=Ksp,溶液饱和,沉淀与溶解处于平衡状态;
Qc
知识点一 沉淀的溶解平衡
1.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡说法正确的是( )
A.AgCl沉淀生成和沉淀溶解达平衡后不再进行
B.AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C.升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D.向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度不变
答案 C
解析 难溶物达到溶解平衡时沉淀的生成和溶解都不停止,但溶解和生成速率相等;没有绝对不溶的物质;温度越高,一般物质的溶解度越大;向AgCl沉淀中加入NaCl固体,使溶解平衡左移,AgCl的溶解度减小。
2.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.反应开始时,溶液中各离子的浓度相等
B.沉淀溶解达到平衡时,沉淀的速率和溶解的速率相等
C.沉淀溶解达到平衡时,溶液中溶质的离子浓度相等且保持不变
D.沉淀溶解达到平衡时,如果再加入难溶性的该沉淀物,将促进溶解
答案 B
3.在一定温度下,一定量的水中,石灰乳悬浊液存在下列溶解平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向此悬浊液中加入少量生石灰时,若温度不变,下列说法正确的是( )
A.溶液中Ca2+数目减少 B.c(Ca2+)增大
C.溶液中c(OH-)减小 D.c(OH-)增大
答案 A
知识点二 溶度积
4.在100 mL 0.01 mol•L-1 KCl溶液中,加入1 mL 0.01 mol•L-1 AgNO3溶液,下列说法正确的是(AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2)( )
A.有AgCl沉淀析出 B.无AgCl沉淀
C.无法确定 D.有沉淀但不是AgCl
答案 A
解析 c(Ag+)=0.01×1101 mol•L-1=9.9×10-5 mol•L-1,c(Cl-)=0.01×100101 mol•L-1=9.9×10-3 mol•L-1,所以Q c=c(Ag+)•c(Cl-)=9.8×10-7 mol2•L-2>1.8×10-10 mol2•L-2=Ksp,故有AgCl沉淀析出。
5.下列说法正确的是( )
A.在一定温度下的AgCl水溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数
B.AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2•L-2,在任何含AgCl固体的溶液中,c(Ag+)=c(Cl-)且Ag+与Cl-浓度的乘积等于1.8×10-10 mol2•L-2
C.温度一定时,当溶液中Ag+和Cl-浓度的乘积等于Ksp值时,此溶液为AgCl的饱和溶液
D.向饱和AgCl水溶液中加入盐酸,Ksp值变大
答案 C
解析 在AgCl的饱和溶液中,Ag+和Cl-浓度的乘积是一个常数,故A错;只有在饱和AgCl溶液中c(Ag+)•c(Cl-)才等于1.8×10-10 mol2•L-2,故B项叙述错误;当Qc=Ksp,则溶液为饱和溶液,故C项叙述正确;在AgCl水溶液中加入HCl只会使溶解平衡发生移动,不会影响Ksp,所以D错。
6.对于难溶盐MX,其饱和溶液中M+和X-的物质的量浓度之间的关系类似于c(H+)•c(OH-)=KW,存在等式c(M+)•c(X-)=Ksp。一定温度下,将足量的AgCl分别加入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20 mL 0.01 mol•L-1 KCl;
②30 mL 0.02 mol•L-1 CaCl2溶液;
③40 mL 0.03 mol•L-1 HCl溶液;
④10 mL蒸馏水;
⑤50 mL 0.05 mol•L-1 AgNO3溶液
A.①>②>③>④>⑤
B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③
D.④>③>⑤>②>①
答案 B
解析 AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),由于c(Ag+)•c(Cl-)=Ksp,溶液中c(Cl-)或c(Ag+)越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解度就越小。AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液的体积无关。①c(Cl-)=0.01 mol•L-1;②c(Cl-)=0.04 mol•L-1;③c(Cl-)=0.03 mol•L-1;④c(Cl-)=0 mol•L-1;⑤c(Ag+)=0.05 mol•L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的排列顺序:④<①<③<②<⑤,故AgCl的溶解度由大到小的排列顺序:④>①>③>②>⑤。
练基础落实
1.25℃时,在含有大量PbI2的饱和溶液中存在着平衡PbI2(s) Pb2+(aq)+2I-(aq),加入KI溶液,下列说法正确的是( )
A.溶液中Pb2+和I-浓度都增大
B.溶度积常数Ksp增大
C.沉淀溶解平衡不移动
D.溶液中Pb2+浓度减小
答案 D
2.CaCO3在下列哪种液体中,溶解度( )
A.H2O B.Na2CO3溶液 C.CaCl2溶液 D.乙醇
答案 A
解析 在B、C选项的溶液中,分别含有CO2-3、Ca2+,会抑制CaCO3的溶解,而CaCO3在乙醇中是不溶的。
3.下列说法正确的是( )
A.溶度积就是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的乘积
B.溶度积常数是不受任何条件影响的常数,简称溶度积
C.可用离子积Qc判断沉淀溶解平衡进行的方向
D.所有物质的溶度积都是随温度的升高而增大的
答案 C
解析 溶度积不是溶解平衡时难溶电解质在溶液中的各离子浓度的简单乘积,还与平衡式中化学计量数的幂指数有关,溶度积受温度的影响,不受离子浓度的影响。
4.AgCl和Ag2CrO4的溶度积分别为1.8×10-10 mol2•L-2和2.0×10-12 mol3•L-3,若用难溶盐在溶液中的浓度来表示其溶解度,则下面的叙述中正确的是( )
A.AgCl和Ag2CrO4的溶解度相等
B.AgCl的溶解度大于Ag2CrO4的溶解度
C.两者类型不同,不能由Ksp的大小直接判断溶解能力的大小
D.都是难溶盐,溶解度无意义
答案 C
解析 AgCl和Ag2CrO4阴、阳离子比类型不同,不能直接利用Ksp来比较二者溶解能力的大小,所以只有C对;其余三项叙述均错误。比较溶解度大小,若用溶度积必须是同类型,否则不能比较。
5.已知HF的Ka=3.6×10-4 mol•L-1,CaF2的Ksp=1.46×10-10 mol2•L-2。向1 L 0.1 mol•L-1的HF溶液中加入11.1 g CaCl2,下列有关说法正确的是( )
A.通过计算得知,HF与CaCl2反应生成白色沉淀
B.通过计算得知,HF与CaCl2不反应
C.因为HF是弱酸,HF与CaCl2不反应
D.如果升高温度,HF的Ka、CaF2的Ksp可能增大,也可能减小
答案 A
解析 该题可采用估算法。0.1 mol•L-1的HF溶液中c(HF)=0.1 mol•L-1,因此,c2(F-)=c(H+)•c(F-)≈3.6×10-4 mol•L-1×0.1 mol•L-1=3.6×10-5 mol2•L-2,又c(Ca2+)=11.1 g÷111 g/mol÷1 L=0.1 mol•L-1,c2(F-)×c(Ca2+)=3.6×10-6>Ksp,显然,A是正确的;D项,由于HF的电离是吸热的,升高温度,Ka一定增大,D错误。
练方法技巧
6.
已知Ag2SO4的Ksp为2.0×10-5 mol3•L-3,将适量Ag2SO4固体溶于100 mL水中至刚好饱和,该过程中Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系如图所示[饱和Ag2SO4溶液中c(Ag+)=0.034 mol•L-1]。若t1时刻在上述体系中加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液,下列示意图中,能正确表示t1时刻后Ag+和SO2-4浓度随时间变化关系的是( )
答案 B
解析 已知Ag2SO4的Ksp=2.0×10-5 mol3•L-3=[c(Ag+)]2•c(SO2-4),则饱和溶液中c(SO2-4)=Ksp[cAg+]2=2.0×10-50.0342 mol•L-1=0.017 mol•L-1,当加入100 mL 0.020 mol•L-1 Na2SO4溶液时,c(SO2-4)=0.017 mol•L-1+0.020 mol•L-12=0.018 5 mol•L-1,c(Ag+)=0.017 mol•L-1(此时Q c
7.已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3•L-3,Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3•L-3。下列说法正确的是( )
A.25℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol•L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25℃时,在Mg(OH)2的悬浊液中加入NaF溶液后, Mg(OH)2不可能转化为MgF2
答案 B
解析 Mg(OH)2与MgF2均为AB2型难溶电解质,故Ksp越小,其溶解度越小,前者c(Mg2+)小,A错误;因为NH+4+OH-===NH3•H2O,所以加入NH4Cl后促进Mg(OH)2的溶解平衡向右移动,c(Mg2+)增大,B正确;Ksp只受温度的影响,25℃时,Mg(OH)2的溶度积Ksp为常数,C错误;加入NaF溶液后,若Qc=c(Mg2+)•[c(F-)]2>Ksp(MgF2),则会产生MgF2沉淀,D错误。
8.Mg(OH)2难溶于水,但它溶解的部分全部电离。室温下时,饱和Mg(OH)2溶液的pH=11,若不考虑KW的变化,则该温度下Mg(OH)2的溶解度是多少?(溶液密度为1.0 g•cm-3)
答案 0.002 9 g
解析 根据Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),c(OH-)=10-3 mol•L-1,则1 L Mg(OH)2溶液中,溶解的n[Mg(OH)2]=1 L×12×10-3 mol•L-1=5×10-4 mol,其质量为58 g•mol-1×5×10-4 mol=0.029 g,再根据S100 g=0.029 g1 000 mL×1.0 g•cm-3可求出S=0.002 9 g。
凡是此类题都是设溶液的体积为1 L,根据1 L溶液中溶解溶质的质量,计算溶解度。
练综合拓展
9.金属氢氧化物在酸中溶解度不同,因此可以利用这一性质,控制溶液的pH,以达到分离金属离子的目的。难溶金属的氢氧化物在不同pH下的溶解度(S/mol•L-1)如下图。
(1)pH=3时溶液中铜元素的主要存在形式是______。
(2)若要除去CuCl2溶液中的少量Fe3+,应该控制溶液的pH为______。
A.<1 B.4左右 C.>6
(3)在Ni(OH)2溶液中含有少量的Co2+杂质,______(填“能”或“不能”)通过调节溶液pH的方法来除去,理由是
________________________________________________________________________。
(4)要使氢氧化铜沉淀溶解,除了加入酸之外,还可以加入氨水,生成[Cu(NH3)4]2+,写出反应的离子方程式_________________________________________________________。
(5)已知一些难溶物的溶度积常数如下表:
物质 FeS MnS CuS PbS HgS ZnS
Ksp 6.3×10-18 2.5×
10-13 1.3×10-36 3.4×10-28 6.4×10-53 1.6×10-24
某工业废水中含有Cu2+、Pb2+、Hg2+,最适宜向此工业废水中加入过量的______除去它们。(选填序号)
A.NaOH B.FeS C.Na2S
答案 (1)Cu2+ (2)B
(3)不能 Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小
(4)Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(5)B
解析 (1)据图知pH=4~5时,Cu2+开始沉淀为Cu(OH)2,因此pH=3时,铜元素主要以Cu2+形式存在。
(2)若要除去CuCl2溶液中的Fe3+,以保证Fe3+完全沉淀,而Cu2+还未沉淀,据图知pH应为4左右。
(3)据图知,Co2+和Ni2+沉淀的pH范围相差太小,无法通过调节溶液pH的方法除去Ni(OH)2溶液中的Co2+。
(4)据已知条件结合原子守恒即可写出离子方程式:
Cu(OH)2+4NH3•H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
(5)因为在FeS、CuS、PbS、HgS四种硫化物中只有FeS的溶度积,且与其他三种物质的溶度积差别较大,因此应用沉淀的转化可除去废水中的Cu2+、Pb2+、Hg2+,且因FeS也难溶,不会引入新的杂质。
第2课时 沉淀溶解平衡原理的应用
[目标要求] 1.了解沉淀溶解平衡的应用。2.知道沉淀转化的本质。
一、沉淀的生成
1.沉淀生成的应用
在涉及无机制备、提纯工艺的生产、科研、废水处理等领域中,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
2.沉淀的方法
(1)调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:
Fe3++3NH3•H2O===Fe(OH)3↓+3NH+4。
(2)加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。反应如下:
Cu2++S2-===CuS↓,
Cu2++H2S===CuS↓+2H+,
Hg2++S2-===HgS↓,
Hg2++H2S===HgS↓+2H+。
二、沉淀的转化
1.实验探究
(1)Ag+的沉淀物的转化
实验步骤
实验现象 有白色沉淀生成 白色沉淀变为黄色 黄色沉淀变为黑色
化学方程式 AgNO3+NaCl===AgCl↓+NaNO3 AgCl+KI===AgI+KCl 2AgI+Na2S===Ag2S+2NaI
实验结论 溶解度小的沉淀可以转化成溶解度更小的沉淀
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3的转化
实验步骤
实验现象 产生白色沉淀 产生红褐色沉淀
化学方程式 MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl 3Mg(OH)2+2FeCl3===2Fe(OH)3+3MgCl2
实验结论 Fe(OH)3比Mg(OH)2溶解度小
2.沉淀转化的方法
对于一些用酸或其他方法也不能溶解的沉淀,可以先将其转化为另一种用酸或其他方法能溶解的沉淀。
3.沉淀转化的实质
沉淀转化的实质就是沉淀溶解平衡的移动。一般说来,溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。
两种沉淀的溶解度差别越大,沉淀转化越容易。
4.沉淀转化的应用
沉淀的转化在科研和生产中具有重要的应用价值。
(1)锅炉除水垢
水垢[CaSO4(s)――→Na2CO3溶液CaCO3――→盐酸Ca2+(aq)]
其反应方程式是CaSO4+Na2CO3 CaCO3+Na2SO4,CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑。
(2)对一些自然现象的解释
在自然界也发生着溶解度小的矿物转化为溶解度更小的矿物的现象。例如,各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后可变成CuSO4溶液,并向深部渗透,遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS)时,便慢慢地使之转变为铜蓝(CuS)。
其反应如下:
CuSO4+ZnS===CuS+ZnSO4,
CuSO4+PbS===CuS+PbSO4。
知识点一 沉淀的生成
1.在含有浓度均为0.01 mol•L-1的Cl-、Br-、I-的溶液中,缓慢且少量的加入AgNO3稀溶液,结合溶解度判断析出三种沉淀的先后顺序是( )
A.AgCl、AgBr、AgI B.AgI、AgBr、AgCl
C.AgBr、AgCl、AgI D.三种沉淀同时析出
答案 B
解析 AgI比AgBr、AgCl更难溶于水,故Ag+不足时先生成AgI,析出沉淀的先后顺序是AgI、AgBr、AgCl,答案为B。
2.为除去MgCl2溶液中的FeCl3,可在加热搅拌的条件下加入的一种试剂是( )
A.NaOH B.Na2CO3 C.氨水 D.MgO
答案 D
解析 要除FeCl3实际上是除去Fe3+,由于pH≥3.7时,Fe3+完全生成Fe(OH)3,而pH≥11.1时,Mg2+完全生成Mg(OH)2,所以应加碱性物质调节pH使Fe3+形成Fe(OH)3;又由于除杂不能引进新的杂质,所以选择MgO。
3.要使工业废水中的重金属Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与这些离子形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知,选用沉淀剂为( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
答案 A
解析 PbS的溶解度最小,沉淀最彻底,故选A。
知识点二 沉淀的转化
4.向5 mL NaCl溶液中滴入一滴AgNO3溶液,出现白色沉淀,继续滴加一滴KI溶液并振荡,沉淀变为黄色,再滴入一滴Na2S溶液并振荡,沉淀又变成黑色,根据上述变化过程,分析此三种沉淀物的溶解度关系为( )
A.AgCl=AgI=Ag2S B.AgCl
C.AgCl>AgI>Ag2S D.AgI>AgCl>Ag2S
答案 C
解析 沉淀溶解平衡总是向更难溶的方向转化,由转化现象可知三种沉淀物的溶解度关系为AgCl>AgI>Ag2S。
5.已知如下物质的溶度积常数:FeS:Ksp=6.3×10-18 mol2•L-2;CuS:Ksp=6.3×10-36 mol2•L-2。下列说法正确的是( )
A.同温度下,CuS的溶解度大于FeS的溶解度
B.同温度下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后,Ksp(FeS)变小
C.向含有等物质的量的FeCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,最先出现的沉淀是FeS
D.除去工业废水中的Cu2+,可以选用FeS作沉淀剂
答案 D
解析 A项由于FeS的Ksp大,且FeS与CuS的Ksp表达式是相同类型的,因此FeS的溶解度比CuS大;D项向含有Cu2+的工业废水中加入FeS,FeS会转化为更难溶的CuS,可以用FeS作沉淀剂;B项Ksp不随浓度变化而变化,它只与温度有关;C项先达到CuS的Ksp,先出现CuS沉淀。
练基础落实
1.以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子,通过添加过量难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀而除去。根据上述实验事实,可推知MnS具有的相关性质是( )
A.具有吸附性
B.溶解度与CuS、PbS、CdS等相同
C.溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.溶解度小于CuS、PbS、CdS
答案 C
2.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,须加入少量的( )
A.MgCl2 B.NaOH C.MgSO4 D.NaHSO4
答案 D
解析 若使Mg(OH)2固体的量减小,应使Mg(OH)2的溶解平衡右移,应减小c(Mg2+)或c(OH-)。答案为D。
3.已知常温下:Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11 mol3•L-3,Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2•L-2,Ksp(Ag2CrO4)=1.9×10-12 mol3•L-3,Ksp(CH3COOAg)=2.3×10-3 mol•L-2。下列叙述正确的是( )
A.等体积混合浓度均为0.2 mol/L的AgNO3溶液和CH3COONa溶液一定产生CH3COOAg沉淀
B.将0.001 mol/L的AgNO3溶液滴入0.001 mol/L的KCl和0.001 mol/L的K2CrO4溶液中先产生Ag2CrO4沉淀
C.在Mg2+为0.121 mol/L的溶液中要产生Mg(OH)2沉淀,溶液的pH至少要控制在9以上
D.向饱和AgCl水溶液中加入NaCl溶液,Ksp(AgCl)变大
答案 C
4.已知下表数据:
物质 Fe(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)3
Ksp/25 ℃ 8.0×10-16 mol3•L-3 2.2×10-20 mol3•L-3 4.0×10-38 mol4•L-4
完全沉淀时的pH范围 ≥9.6 ≥6.4 3~4
对含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液的说法,不正确的是( )
①向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀 ②向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到白色沉淀 ③向该混合溶液中加入适量氯水,并调节pH到3~4后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液 ④在pH=5的溶液中Fe3+不能大量存在
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
答案 C
练方法技巧
5.含有较多Ca2+、Mg2+和HCO-3的水称为暂时硬水,加热可除去Ca2+、Mg2+,使水变为软水。现有一锅炉厂使用这种水,试判断其水垢的主要成分为( )
(已知Ksp(MgCO3)=6.8×10-6 mol2•L-2,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3•L-3)
A.CaO、MgO B.CaCO3、MgCO3
C.CaCO3、Mg(OH)2 D.CaCO3、MgO
答案 C
解析 考查沉淀转化的原理,加热暂时硬水,发生分解反应:Ca(HCO3)2=====△CaCO3↓+CO2↑+H2O,Mg(HCO3)2=====△MgCO3↓+CO2↑+H2O,生成的MgCO3在水中建立起平衡:MgCO3(s) Mg2+(aq)+CO2-3(aq),而CO2-3发生水解反应:CO2-3+H2O HCO-3+OH-,使水中的OH-浓度增大,由于Ksp[Mg(OH)2]
6.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。提示:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4),称为溶度积常数,下列说法正确的是( )
提示:BaSO4(s) Ba2+(aq)+SO2-4(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO2-4),称为溶度积常数。
A.加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.d点无BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
答案 C
解析 由溶度积公式可知,在溶液中当c(SO2-4)升高时,c(Ba2+)要降低,而由a点变到b点c(Ba2+)没有变化,A错;蒸发浓缩溶液时,离子浓度都升高,而由d点变到c点时,c(SO2-4)却没变化,B错;d点落在平衡图象的下方,说明Ksp>c(Ba2+)•c(SO2-4),此时是未饱和溶液,无沉淀析出,C正确;该图象是BaSO4在某一确定温度下的平衡曲线,温度不变,溶度积不变,a点和c点的Ksp相等,D错。
练综合拓展
7.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡:
MmAn(s) mMn+(aq)+nAm-(aq)
Ksp=[c(Mn+)]m•[c(Am-)]n,称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料:(25℃)
难溶电
解质 CaCO3 CaSO4 MgCO3 Mg(OH)2
Ksp 2.8×10-9
mol2•L-2 9.1×10-6
mol2•L-2 6.8×10-6
mol2•L-2 1.8×10-12
mol3•L-3
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol•L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol•L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液。
④________________________________________________________________________。
(1)由题中信息知Ksp越大,表示电解质的溶解度越______(填“大”或“小”)。
(2)写出第②步发生反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)设计第③步的目的是
________________________________________________________________________。
(4)请补充第④步操作及发生的现象:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)大
(2)Na2CO3+CaSO4===Na2SO4+CaCO3↓
(3)洗去沉淀中附着的SO2-4
(4)向沉淀中加入足量的盐酸,沉淀完全溶解并放出无色无味气体
解析 本题考查的知识点为教材新增加的内容,题目在设计方式上为探究性实验,既注重基础知识,基本技能的考查,又注重了探究能力的考查。由Ksp表达式不难看出其与溶解度的关系,在硫酸钙的悬浊液中存在着:CaSO4(aq)===SO2-4(aq)+Ca2+(aq),而加入Na2CO3后,溶液中CO2-3浓度较大,而CaCO3的Ksp较小,故CO2-3与Ca2+结合生成沉淀,即CO2-3+Ca2+===CaCO3↓。既然是探究性实验,必须验证所推测结果的正确性,故设计了③④步操作,即验证所得固体是否为碳酸钙。
8.(1)在粗制CuSO4•5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适的氧化剂,使Fe2+转化为Fe3+,下列物质可采用的是______。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液pH至4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的______。
A.NaOH B.NH3•H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整溶液pH至4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1.0×10-5 mol•L-1时就认定沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol•L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为______,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol•L-1]时溶液的pH为______,通过计算确定上述方案______(填“可行”或“不可行”)。
答案 (1)①B ②CD (2)4 3 可行
(2)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)•c2(OH-),则c(OH-)=3.0×10-203.0=1.0×10-10(mol•L-1),则c(H+)=1.0×10-4 mol•L-1,pH=4。
Fe3+完全沉淀时:Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)•c3(OH-),则c(OH-)=31.0×10-381.0×10-5=1.0×10-11 mol•L-1。此时c(H+)=1×10-3 mol•L-1,pH=3,因此上述方案可行。
高二化学必修教案(精选篇4)
学习目标:
1、知道水是一种极弱的电解质,在一定温度下,水的离子积是常数。
2、了解溶液的酸碱 性和pH的关系。
3、掌握水的电离平衡/
学习过程
一、知识链接
1.水的电离:水是 电解质,发生 电离,电离过程
水的电 离平衡常数的表达式为
思考:实验测得,在室温下1L H2O(即 mol)中只有1×10-7 mol H2O电离,则室温下C(H+)和C( OH-)分别为多少? 纯水中水的电离度α(H2O)= 。
2.水的离子积
水的离子积:KW= 。
注:(1)一定温度时,KW是个常数,KW只与 有关, 越高KW越 。
25℃时,KW= ,100℃时,KW=10-12。
(2)KW不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。 任何水溶液中,由水所电离而生成的C(H+) C(OH-)。
二、自主探究
溶液的酸碱性和pH
1.影响水的电离平衡的因素
(1)温度: 温度升高,水的电离度 ,水的电 离平衡向 方向移动,
C(H+)和C(OH-) ,KW 。
(2)溶液的酸、碱度:改变溶液的酸、碱度均可使水的电离平衡发生移动。
三:合作探究
讨论:改变下列条件水的电离平衡是否移动?向哪个方向移动?水的离子积常数是否改变?是增大还是减小?
①升高温度 ②加入NaCl ③加入NaOH ④加入HCl
练习:①在0.01mol/LHCl溶液中, C(OH-)= , C(H+)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。,
②在0.01mol/LNaOH溶液中,C(OH-)= ,C(H+)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。
③在0.01mol/LNaCl溶液中, C(OH-)= ,C(H+)= ,
由水电离出的H+浓度= ,由水电离出的OH-浓度= 。
小结:(1)升高温度,促进水的电离KW增大
(2)酸、碱抑制水的电离
2.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性 常温( 25℃)
中性溶液:C(H+) C (OH-) C(H+) 1×10- 7mol/L
酸性溶液:C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10-7mol/L
碱性溶液:C(H+) C(OH-) C(H+) 1×10- 7mol/L
3.溶液的pH: pH=-lgc(H+)
轻松做答:
(1)C(H+)=1×10-6mol/L pH=______;C(H+)=1×10-3mol/L pH=__ ___
C(H+)=1×10-mmol/L pH=______ ;C(OH-)=1×10-6mol/L pH=______
C(OH-)=1×10-10mol/L pH=______ ;C(OH-)=1×10- nmol/L pH=___ ___
(2)pH=2 C(H+)=________ ;pH=8 c(H+)=________
(3)c(H+)=1mol/L pH= ______ ;c(H+)=10mol/L pH= _____
归纳:pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)
pH 溶液的酸碱性
pH<7 溶液呈 性,pH越小,溶液的酸性
pH=7 溶液呈 性
pH>7 溶液呈 性,pH越大,溶液的碱性
四:学习评价
1.pH=2的强酸溶液,加水稀释,若溶液体积扩大10倍,则C(H+)或C(OH-)的变化 ( )
A、C(H+)和C(OH-)都减少 B、C(H+)增大
C、C(OH-)增大 D、C(H+)减小
2.向纯水中加入少量的KHSO4固体(温度不变),则溶液的 ( )
A、pH值升高 B、C(H+)和C(OH-)的乘积增大
C、酸性增强 D、OH-离子浓度减小
3.100℃时,KW=1×10-12,对纯水的叙述正确的是 ( )
A、pH=6显弱酸性 B、C(H+ )=10-6mol/L,溶液为中性
C、KW是常温时的10-2倍 D、温度不变冲稀10倍pH=7 五:总结与反思
高二化学必修教案(精选篇5)
一、教材分析
本课题的主要内容是二氧化碳的性质和用途、一氧化碳的性质和用途、二氧化碳对生活环境的影响等。在本节课内容中再次充分体现“结构──性质──用途”三者间的密切关系,还蕴含了“对比”的学科思想,教师在教学中应特别注意学科思想的渗透。
二、重难点突破
1.二氧化碳的物理性质
通常情况下,二氧化碳是无色、无味的气体,密度比空气大(或“二氧化碳比空气重),可溶于水(1体积水约能溶解1体积二氧化碳气体,加压溶解更多些)。
在一定条件下,二氧化碳气体会变成液体或固体。固态二氧化碳叫做“干冰”。干冰升华时,吸收大量的热。因此干冰常用作“制冷剂”,还可用来“人工降雨”。
在教学中应该注意:
(1)二氧化碳是继氧气之后,学生能够相对系统学习的又一种身边的化学物质,应该关注让学生进一步建构“物理性质”的知识体系包括“颜色、状态、气味、密度、溶解性、熔沸点、硬度”等内容,从而为学生在后续(乃至高中)物质的学习奠定基础。
(2)在认识二氧化碳状态的时候,帮助学生建构起“物质存在的状态与外界条件有关”的意识。
(3)对于物理性质的获取途径,应该帮助学生建立如下学科方法:物质的颜色、状态可通过观察获取(观察法);气味可通过鼻闻获取(实验法);密度即可通过对“存放时瓶口方向的观察”获取(观察法),还可通过实验的方法(实验法);溶解性则要通过实验的方法(实验法),或者查阅数据的方法来判断(文献法)。所以在教学中要注意发挥“高低蜡烛”、“瓶瘪”、“干冰升华”等几个看似简单的实验的教学功能,不要忽视几个简单实验对学生学科思想方法建构所产生的影响。
(4)对于“升华”(指固态物质不经液态直接变为气态的现象)的概念,不仅需要学生清楚概念的含义,同时强调化学用语的正确书写,不要写成“升化”、“生化”、“生华”等错误写法,化学用语是化学的语言,不能正确使用化学语言也是缺少化学素养的一种体现。
2.二氧化碳的化学性质
(1)二氧化碳本身无毒,但是二氧化碳不能支持呼吸(空气中含量达到一定值时,能使人窒息死亡)。
(2)一般情况下,二氧化碳不燃烧,也不支持燃烧。
(3)二氧化碳能与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为:
CO2+H2O═H2CO3
碳酸很不稳定,容易分解成二氧化碳和水(受热分解会更快):
H2CO3═CO2↑+H2O
(4)二氧化碳与氢氧化钙溶液(澄清石灰水)等碱溶液反应:
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
(现象:石灰水变浑浊,常用来检验二氧化碳)
CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
(5)二氧化碳高温下与碳反应(第六单元课题1所学):
CO2+C2CO
(6)能与水在光照条件下发生光合作用:
H2O+CO2有机物+O2
在教学中应该注意:
(1)对于二氧化碳的化学性质,学生通过前面的学习和生活经验,已经有所认识,本节课的教学任务应该加深学生对这些性质的认识。在二氧化碳是否“与水发生反应”的探究活动中,教师应该尊重学生的思维逻辑,给学生充分提供探究的空间。切忌用教师的思维替代学生的思维,或用教师的方案替代学生的方案,让学生按照教师的方案进行操作。这些都不是真实的探究活动,都只能说是“戴着探究帽子”的虚假探究活动。同时,这个探究活动需要的仪器较少,操作也简单,也没有危险,所以建议在有条件的情况下,尽量给学生提供亲自动手探究的机会,有效培养学生的实验探究能力。
(2)即便有“二氧化碳是否与水发生反应”的探究活动作为基础,学生在学习本课题的时候,仍然对于“二氧化碳是否与氢氧化钠溶液发生反应”的探究活动感到困难。建议教师在教学中不要急于求成,应避免提前增加学生学习的内容,人为造成学习的困难,增加学生学习的畏惧感。
(3)在学习二氧化碳“不支持燃烧”这一性质时,教师要注意强调“一般情况下”,不要将问题绝对化,一是以免产生知识性错误,二是也为学生未来的学习留有发展的空间。
(4)不要忽视二氧化碳的光合作用,这个反应本身为人类作出了极大贡献,也是扭转人们“误解”二氧化碳的证据之一。同时,这一知识点能够帮助学生搭建化学学科与生物学科的桥梁,能够帮助学生将已有的知识活学活用,构建自身的知识体系。
3.二氧化碳对生活和环境的影响
(1)二氧化碳的用途
用途
利用的性质
性质类别
灭火
不燃烧,也不支持燃烧
化学性质
气体肥料
促进光合作用
化学性质
光合作用
在光照条件下,与水反应生成氧气
化学性质
制冷剂
(冷藏、保鲜)
干冰升华吸收大量热
物理性质
人工降雨
干冰升华吸热,空气中的水蒸气迅速冷凝变成水滴
物理性质
制作碳酸饮料
二氧化碳溶于水,并部分与水反应
化学性质
(2)温室效应
温室效应产生的原因(略)。
产生温室效应的气体除二氧化碳外,还有臭氧(O3)、甲烷(CH4)、氟氯代烷(商品名为氟利昂)等。
控制温室效应的主要措施有:①减少使用煤、石油和天然气等化石燃料,更多地利用太阳能、风能、地热等清洁能源;②促进节能产品和技术的进一步开发和普及,提高能源的生产效率和使用效率;③大力植树造林,严禁乱砍滥伐森林;④采用物理或化学方法,人工吸收二氧化碳等等。
在教学中应该注意:
(1)要将二氧化碳的性质与用途结合起来进行教学,要体现“性质决定用途,用途体现性质”的学科思想。
(2)引导学生辩证的认识“温室效应”的利与弊,培养学生辩证地看待问题的意识。
教学片断“两只蝴蝶”引发的探究活动
环节一、创设学习情境,引发学生探究_
上课前的课间几分钟,教师在教室中播放着《两只蝴蝶》,引得很多学生也在小声或大声的跟唱,课堂观察组的几位老师,既被歌声感染者,也在心中猜忌着“老师播放《两只蝴蝶》的用意是什么呢?”很快上课铃声响了,我们心中的疑惑也有了答案。
【师】庞龙的《两只蝴蝶》好不好听?
【生齐】好听!
【师】老师这儿也有几只蝴蝶,(老师拿出两支紫色的蝴蝶),你们知道老师的两支蝴蝶是什么纸作成的吗?
【生齐】紫色的纸。
【师】(笑了)是紫色的纸,可是,这紫色是我自己染的色,你们想知道我用什么染的色吗?
【生齐】想。
【师】紫色石蕊。
【生1】老师,紫色石蕊是什么东西啊?
【师】问得好!紫色石蕊是一种色素,遇到某些物质能够变色,有时候变成红色,有时候变成蓝色,那要看它遇到什么物质了,我们在第十单元还会更详细地学习有关它的知识。下面我先请紫蝴蝶们给大家表演一个短剧。请大家欣赏:
剧情一:教师在一盛有少许热水的盘子中(很少的温水即可,目的是让后面的现象更明显),然后再盘子中加入几块干冰,立即产生大量的云雾。
剧情二:(教师画外音)有两只紫色蝴蝶飞呀飞(学生自动给老师伴唱“飞过丛林,飞过小溪水”),飞着去看人间仙境(指刚才制作的干冰云雾)。
剧情三:(教师画外音)忽然,天降小雨(同学帮忙用喷壶_),赶紧跑,可惜其中的一只蝴蝶没躲开,被淋了个“落汤蝶”(老师故意让其中一只蝴蝶被_)(学生哄堂大笑)。
剧情四:(教师画外音)赶紧躲一躲呀,两只蝴蝶分别飞进了两只集气瓶(里面均盛有二氧化碳气体)。
剧情五:(教师画外音)外面的雨停了,紫蝴蝶们出来吧。咦!同学们,你们发现了什么?”
【生】被雨淋湿的“紫蝴蝶”变成了“红蝴蝶”(学生们睁大眼睛,困惑不已)。
【师】同学们看完刚才的“蝴蝶剧”有什么问题吗?
学生提出的问题主要有:(1)“云雾”是怎么产生的?(2)集气瓶中的气体是什么?(3)“紫蝴蝶”为什么会变成“红蝴蝶”?
环节二、探究二氧化碳的物理性质
问题1:有没有同学猜出来老师是用什么物质制造出来的“云雾”呢?
有学生能够说出“干冰”,并能够说出“干冰是二氧化碳固体”;教师追问“干冰是怎么形成云雾的?”,并引导学生分析得出:干冰能够升华,升华时吸收热量,使周围空气温度降低,水蒸气冷凝产生“云雾”。
问题2:集气瓶中盛的是二氧化碳气体,通过对刚才老师表演“蝴蝶剧”的观察,你发现了二氧化碳有哪些物理性质呢?并说明判断的依据。
【生1】直接观察得知二氧化碳是一种无色无味气体。
【师追问】“气味”你是怎么观察到的?(众生笑)
【生1】(不好意思笑笑)应该闻一闻。并按照老师要求到讲台前闻二氧化碳气味,证明“无味”。
【师追问】二氧化碳一定是“气体”吗?
【生1】是。
【生2】不一定,刚才老师表演时用的干冰就是二氧化碳的固体。
【师】很好,你观察非常细致。应该说“通常情况下,二氧化碳是气体”,一定条件下,二氧化碳也可以转化为液体、固体,比如生活中有“液体二氧化碳灭火器”,刚才大家也看到了固体二氧化碳——干冰。
【生3】根据集气瓶口向上,推测“二氧化碳密度比空气大”。
【师追问】你的推测很有道理。那么大家现在可以讨论一下,可以设计一个实验更科学、更直观的证明二氧化碳的密度比空气大吗?
学生提出的方法有:(1)书上的“二氧化碳熄灭阶梯型的蜡烛”方法(如图1所示);(2)利用简易天平倾倒二氧化碳(如图2所示)。
图1图2
教师演示了方法(1),即图1所示实验,其他均留给学生课下继续自主探究。
【生4】根据“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”说明二氧化碳能够溶于水。
【师追问】同学们同意他的观点吗?
学生们意见不一致,认为使“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”的原因可能有如下几个:(1)是二氧化碳使“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”;(2)是水使“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”;(3)是二氧化碳和水发生生成了新物质使“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”。
环节三、探究“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”的原因(即二氧化碳与水的反应)
问题3:请同学们利用桌上的仪器药品探究“紫蝴蝶”变“红蝴蝶”的原因到底是什么?
学生利用教师提供的二氧化碳气体、水、紫色纸蝴蝶进行实验探究活动,教师引导学生在探究观察中要注意通过对比实验,并注意控制变量。
图3
通过探究活动,学生得出二氧化碳能够与水反应,生成的新物质能够使石蕊变成红色。生成的新物质叫作“碳酸”,反应的化学方程式为:CO2+H2O═H2CO3。
【师】再给大家表演一个小魔术(即教材实验6-4)。
图4
问题4:描述你观察到的现象,并解释产生现象的原因。
【生5】现象是:塑料瓶变瘪;原因是:二氧化碳与水反应,瓶内压强变小,所以塑料瓶变瘪。
【师追问】有不同意这位同学观点的吗?
【生6】也有可能是二氧化碳溶于水使瓶内压强变小,塑料瓶才变瘪的。
【师再次追问】你同意哪位同学的观点呢?
教师引导学生对两位同学的观点对比分析,得出:二氧化碳能溶于水,通常情况下1体积水能溶解1体积二氧化碳;溶于水的二氧化碳一部分和水发生了反应。
【师继续演示实验】打开塑料瓶盖,剧烈振荡塑料瓶。
问题5:描述你观察到的现象,并解释产生现象的原因。
教师引导学生根据实验现象分析得出:碳酸不稳定,容易分解,受热分解的速率会更快。碳酸分解的化学方程式为:H2CO3═CO2↑+H2O。
环节四、讨论二氧化碳的其他化学性质
问题6:根据前面的学习和生活经验,你还知道二氧化碳有哪些化学性质?
教师引导学生分析得出:二氧化碳能与氢氧化钙溶液(澄清石灰水)等碱溶液反应:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O(现象:石灰水变浑浊,常用来检验二氧化碳);二氧化碳高温下与碳反应:CO2+C2CO;能与水在光照条件下发生光合作用:H2O+CO2有机物+O2等。
环节五、二氧化碳对生活和环境的影响(略)
高二化学必修教案(精选篇6)
教学目标
【知识与技能】
1、掌握乙醛的结构及乙醛的氧化反应和还原反应。
2、了解醛类和甲醛的性质和用途。
3、了银氨溶液的配制方法。
【过程与方法】
通过实验来学习乙醛的结构与性质的关系
【情感、态度与价值观】
培养实验能力,树立环保意识
教学重点
醛的氧化反应和还原反应
教学难点
醛的氧化反应
课时安排
2课时
教学过程
★第一课时
【引入】师:前面学习了乙醇的知识,乙醇在加热和Cu做催化剂的条件下,氧化成什么物质呢?写出反应的化学方程式。
【学生活动】回忆,思考,回答并写出有关化学方程式:
师:今天我们将学习乙醛的结构与性质。
【板书】第二节醛
一、乙醛
1.乙醛的结构
分子式:C2H4O结构式:结构简式:CH3CHO
官能团:—CHO或(醛基)
(展示乙醛的分子比例模型)
【设问】乙醛的结构简式为什么不能写成CH3COH?
引导学生分析比较:
【回答】因为在乙醛的分子结构中,不含有羟基。
【板书】2.乙醛的物理性质
(展示一瓶纯净的乙醛溶液,打开瓶盖,观察乙醛溶液的色、态及嗅一下气味。)
【学生活动】观察、闻气味,说出一些物理性质。如无色、有刺激性气味。
【指导阅读】乙醛的物理性质,引导学生将分子量、沸点、溶解性与丙烷和乙醇进行比较。
密度比水小,沸点20.8℃,易挥发,易燃烧,能和水、乙醇、_、氯仿等互溶。
【过渡】师:从结构上分析可知,乙醛分子中含有官能团—CHO,它对乙醛的化学性质起着决定性的作用。
试推测乙醛应有哪些化学性质?
【板书】3.乙醛的化学性质
(1)加成反应(碳氧双键上的加成)
【设问】哪位同学能说出乙烯和H2的加成反应是怎样发生的?
【学生活动】思考,描述乙烯和氢气加成时,是乙烯结构双键中的一个键断裂,加上两个氢原子。
【追问】当乙醛和氢气发生加成反应时应如何进行呢?请一位同学到黑板上写出化学方程式,引导学生总结出加成反应的规律:C=O中的双键中的一个键打开。
催化剂
【板书】CH3CHO+H2→CH3CH2OH
师:根据前面所学的有机物的氧化反应和还原反应的特点可知,乙醛的催化加氢也是它的还原反应。
【板书】(2)氧化反应
①银镜反应
【演示实验3-5】(此过程中要引导学生认真观察,了解银氨溶液的配制,银镜反应的条件和现象。)
实验注意事项:
1.试管内壁应洁净。
2.必须用水浴加热,不能用酒精灯直接加热。
3.加热时不能振荡试管和摇动试管。
4.配制银氨溶液时,氨水不能过量(防止生成易爆物质)。
【指导学生】根据实验步骤写出化学方程式。
【板书】
AgNO3+NH3•H2O=AgOH↓+NH4NO3
AgOH+2NH3•H2O=Ag(NH3)2OH+2H2O(银氨溶液的配制)
CH3CHO+2Ag(NH3)2OH→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O
实验现象:反应生成的银附着在试管壁上形成光亮的银镜。
【板书】
②乙醛被另一弱氧化剂——新制的Cu(OH)2氧化
【演示实验3-6】(此过程中要引导学生认真观察,了解乙醛发生此反应的条件和现象。)
CH3CHO+2Cu(OH)2→CH3COOH+Cu2O↓+2H2O
实验现象:溶液由蓝色逐渐变成棕_,最后变成红色沉淀。
【设问】分析上述两个实验的共同点是什么?
说明乙醛有什么性质?如何检验醛基?
师:乙醛能被弱氧化剂氧化,有还原性,是还原剂。可用银氨溶液或新制的氢氧化铜检验醛基的存在。此两个反应需要在碱性条件下进行。
【小结】乙醛的主要化学性质:
①乙醛能和氢气发生加成反应。
②乙醛能被弱氧化剂氧化,更能被强氧化剂氧化。
【二】
1.概念及结构特点:
分子里由烃基和醛基相连而构成的化合物。
【设问】①饱和一元脂肪醛的结构式的通式应如何表示?
②醛类的分子式通式应如何表示?
(学生讨论,分析,推测)
【根据学生的回答板书】①醛类的结构式通式为:或简写为RCHO。
②分子式通式可表示为CnH2nO
【追问】③醛类分子中都含有什么官能团?它对醛类的化学性质起什么作用?
④醛类物质应有哪些化学性质?
【提示】结合乙醛的分子结构及性质分析。
(学生热烈讨论后回答,教师根据学生的回答给予评价并板书)
【板书】2、醛类的主要性质:
①醛类分子中都含有醛基官能团,它对醛类物质的主要化学性质起决定作用。
②推测出醛类物质可能能和H2发生加成反应,与银氨溶液及新制的Cu(OH)2反应。
【联想启发】
⑤如果醛类物质有这些化学性质,则体现了醛基有什么性质?
(学生积极思考,猜测应该是氧化性和还原性。)
师:在醛类物质中还有另一种比较重要的醛即甲醛,今天我们来学习甲醛的结构及性质。
【板书】
3.甲醛
(1)甲醛的结构
分子式:CH2O结构简式:HCHO结构式:
【强调】结构特点为羰基两侧是对称的氢原子,与其它醛类物质不同,甲醛分子中相当是含有两个醛基。
【板书】(2)物理性质
甲醛又称蚁醛,是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。35%~40%的甲醛水溶液称为福尔马林。
【提示】根据乙醛的化学性质思考甲醛应有哪些化学性质。
(学生讨论、回答)
【提问】谁能用化学方程式来表示?
【板书】(3)化学性质
①能与H2发生加成反应:HCHO+H2CH3OH
②具有还原性。
HCHO+4Ag(NH3)2OH→(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3+2H2O
HCHO+2Cu(OH)2→CO2+2Cu2O↓+5H2O
【板书】(4)用途
师:甲醛在工业上,可制备酚醛树脂,合成纤维、生产维尼纶等,也用于制福尔马林。
【小结】以上学习的是醛类的概念及甲醛的性质和用途。
【补充】丙_的官能团是羰基,主要化学性质:可催化加氢生成醇,但不能被银氨溶液、新制的Cu(OH)2等弱氧化剂氧化。
【总结】指导学生对这节的知识进行总结,归纳。如:醇、醛、酸之间的转化关系如何?启发学生的思维。
高二化学必修教案(精选篇7)
【教材分析】
本节是人教版化学必修一第二章《化学反应与能量》的第二节,在学习了《化学能与热能》一节之后,学生已经通过实验探究,了解了化学能与能量的变化的本质原因和宏观能量转化关系,并且知道了常见的放热反应和吸热反应。知道化学能可以通过化学反应与其他形式的能量之间转化。对于如何使化学能转化为电能有着强烈的好奇心和探索意识,为本节《化学能与电能》的学习打下了基础。
由于新课标“螺旋式上升”教学思路,必修模块和选修模块均安排了“化学能与电能”的教学,但在必修部分,只要求掌握原电池的定义、工作原理和形成条件。本节利用《电池的起源》视频引起学生对于原电池组成的兴趣与质疑,引导学生利用实验进行探究。并通过师生讨论、小组讨论以及实验探究,发现形成原电池的条件,激发学生兴趣。
【教学目标】
1、知识与技能:
理解原电池的概念,理解原电池原理及其形成条件
2、过程与方法:
通过实验探究和分析实验现象,培养学生独立解决问题、发现问题的能力。
通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神
3、情感、态度与价值观
通过《电池起源》的学习,培养学生的质疑精神和广泛学习的科学习惯。
经历探究过程,提高学生的创新思维能力,勇于探索问题的本质特征,体验科学过程。
【教学重点】
原电池概念、工作原理、形成条件和电极方程式的书写。
【教学难点】
原电池的工作原理和电极方程式的书写。
【教学方法】
启发探究,实验探究,小组讨论,练习归纳,实践应用
【教学过程】
【视频导入】《电池的起源》
1780年,意大利科学家加伐尼发现,用两种金属线连接死青蛙,蛙腿仍会抽搐。受到电鳗等放电生物的影响,他认为这是“生物电”。但同是意大利的科学家伏打质疑,电流时试验中的金属线产生的,于是,他用蘸了盐水的湿布替换了青蛙,也产生了电流。根据这个实验原理,伏打设计了第一个电池——伏打电堆。