高中化学第二章化学物质及其变化阶段素养提升课学案新人教版必修1

阶段素养提升课

第二章

以“海水的综合利用”为例复习化学物质及其变化

1．物质的分类

2．离子反应

3．氧化还原反应

　海洋资源包括海洋矿物资源、海水化学资源、海洋生物 (水产) 资源和海洋动力资源等。海水约占地球表面积的71%，具有十分巨大的开发潜力。仅以海水资源为例，包括海水直接利用、海水淡化和海水中化学资源的提取。

(一)长江三角洲位于中国大陆东部沿海，是长江入海之前形成的冲积平原。长江三角洲是沙不断淤积而形成的低平的大致成三角形的陆地。万里长江由西向东奔向大海，江水滔滔直下，所携带的泥沙在入海口不断淤积，沧海桑田，历经千万年，终于形成宽阔的三角形的陆地。

(1)携带泥沙的长江水中含有什么分散系？

提示：含有溶液、胶体和浊液。

(2)为什么会在江河的入海口出现三角洲？

提示：海水中含有大量的电解质，与含有胶体的江河水混合时，胶体发生聚沉，逐渐形成三角洲。

(二)氯碱工业(氯及其化合物的性质、物质的量)

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一。如图为氯碱工业基本流程图：

(1)流程图中电解饱和食盐水反应的方程式为2NaCl＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2NaOH。用单线桥标电子转移，根据该反应能否判断氧化剂的氧化性大于氧化产物？

提示：

不能。该反应的条件为“电解”，不属于“通常条件”，故不能根据该反应判断氧化性、还原性的强弱。

(2)工业上常利用反应2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋

Ca(ClO)2＋2H2O来制作漂白粉。

①该反应的氧化剂、还原剂是什么？被氧化的和被还原的原子的个数之比是多少？

提示：反应中只有氯元素的化合价发生变化，故氧化剂和还原剂都是Cl2，被氧化的氯原子和被还原的氯原子的个数之比为1∶1。

②漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2，漂白粉失效时发生的主要反应为CO2＋ Ca(ClO)2＋H2O===CaCO3↓＋2HClO，2HClO2HCl＋O2↑。上述反应是否属于氧化还原反应？写出第一个反应的离子方程式，解释反应发生的原因。

提示：第二个反应属于氧化还原反应，第一个反应属于复分解反应，发生的原因为生成沉淀和弱酸(HClO)，反应的离子方程式为：CO2＋Ca2＋＋2ClO－＋H2O===CaCO3↓＋2HClO。

(3)有同学查阅资料了解到，将漂白粉与浓盐酸混合会有Cl2产生，化学方程式为Ca(ClO)2＋4HCl(浓)===CaCl2＋2Cl2↑＋2H2O。写出反应的离子方程式。若反应中生成1 mol的Cl2, 转移电子的物质的量是多少？

提示：反应的离子方程式为ClO－＋2H＋＋Cl－===Cl2↑＋H2O；反应中生成1 mol的Cl2，转移电子的物质的量是1 mol。

(三)镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。下面是海水提镁的主要工业流程，请根据流程回答相关问题：

 (1)为了使MgSO4转化为Mg(OH)2，试剂①通常选用石灰乳，写出反应的离子方程式。

提示：Ca(OH)2以石灰乳形式存在时，书写离子方程式不能拆成离子，离子方程式为：Ca(OH)2＋Mg2＋===Ca2＋＋Mg(OH)2。

(2)加入试剂①后，能够分离得到Mg(OH)2沉淀的方法是____________________。

提示：过滤。分离溶液和固体采用过滤的方法。

(3)试剂②选用盐酸，写出其反应的离子方程式。

提示：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。

(4)无水MgCl2在熔融状态下，通电后产生镁和氯气，是否属于氧化还原反应？写出该反应的化学方程式。

提示：反应产生镁和氯气，发生了化合价的变化，属于氧化还原反应，化学方程式为：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。

1．对于数以千万计的化学物质和为数众多的化学反应，分类法的作用几乎是无可代替的。

Ⅰ.现有以下物质：①H2O；②Cu；③BaCO3；④Fe(OH)3胶体；⑤乙醇；⑥CO2；⑦稀硫酸。

(1)以上物质中属于混合物的是________(填序号，下同)，属于电解质的是________。

Ⅱ.虽然分类的方法不同，但四种基本反应类型和离子反应、氧化还原反应之间也存在着一定的关系。

(2)如图为离子反应、氧化还原反应和置换反应三者之间的关系，其中表示离子反应的是________(填字母)。

(3)有同学认为所有酸碱中和反应均可表示为H＋＋OH－===H2O。请举个例子反驳上述观点(用离子方程式表示)：______________________________。

(4)被称为“万能还原剂”的NaBH4溶于水，并与水发生反应NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑。下列说法正确的是________(已知NaBH4中H为－1价)。

A．NaBH4既是氧化剂又是还原剂

B．NaBH4是氧化剂，H2O是还原剂

C．硼元素被氧化，氢元素被还原

D．被氧化的元素与被还原的元素的质量之比为1∶1

【解析】Ⅰ.(1)只由一种物质组成的是纯净物，由多种物质组成的是混合物；在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质。Ⅱ.(2)所有的置换反应都是氧化还原反应，是被包含和包含的关系，故A是氧化还原反应，B是置换反应，所以C是离子反应。(3)该离子反应表示强酸、强碱混合生成水且不生成其他沉淀的反应，如果酸碱中和生成的盐是难溶物，则不能用此离子方程式表示，如Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O。(4)分析反应中四种元素价态的变化：Na元素、B元素、O元素的化合价在反应前后没有发生变化，分别是＋1、＋3、－2，化合价发生变化的元素只有H，NaBH4中氢元素的化合价由－1变为0，H2O中氢元素的化合价由＋1变为0，故氧化剂为H2O，还原剂为NaBH4，由得失电子数目相等可知，被氧化的H元素与被还原的H元素的质量之比为1∶1，D项正确。

答案：Ⅰ.(1)④⑦　①③　Ⅱ.(2)C　(3)Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO===BaSO4↓＋2H2O(合理即可)　(4)D

2．某无色透明溶液中可能大量存在Ag＋、Mg2＋、Cu2＋、Fe3＋、Na＋中的几种。请填写下列空白：

(1)不做任何实验就可以肯定原溶液中不存在的离子是________。

(2)取少量原溶液，加入过量稀盐酸，有白色沉淀生成；再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。说明原溶液中肯定存在的离子是________。

(3)取(2)中的滤液，加入过量的氢氧化钠溶液，出现白色沉淀，说明原溶液中肯定有________，有关的离子方程式为________________________。

(4)原溶液可能大量共存的阴离子是________(填字母)。

A．Cl－　　B．NO　　C．CO　　D．OH－

【解析】(1)无色透明溶液中不可能含有Cu2＋、Fe3＋有色离子。(2)加入稀盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成，则原溶液中肯定存在Ag＋。(3)加氢氧化钠溶液有白色沉淀出现，原溶液中肯定含有Mg2＋。(4)由于原溶液中含有Ag＋和Mg2＋，阴离子中不可能含有Cl－、CO、OH－，可能含有NO。

答案：(1)Cu2＋、Fe3＋　(2)Ag＋　(3)Mg2＋

Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓　(4)B

3．在氯氧化法处理含CN－的废水过程中，液氯在碱性条件下可以将氰化物氧化成氰酸盐(其毒性仅为氰化物的千分之一)，氰酸盐进一步被氧化为无毒物质。

(1)某厂废水中含KCN，其浓度为650 mg·L－1。现用氯氧化法处理，发生如下反应(其中N均为－3价、O均为－2价)：KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O，该反应中，被氧化的元素是________。

(2)投入过量液氯，可将氰酸盐进一步氧化为氮气。请用单线桥法标出电子转移方向和数目：

2KOCN＋4KOH＋3Cl2===2CO2↑＋N2↑＋6KCl＋2H2O。

(3)若处理上述废水20.0 L，使KCN完全转化为无毒物质，至少需要液氯______ g。

【解析】(1)在KCN＋2KOH＋Cl2===KOCN＋2KCl＋H2O反应中，氯元素化合价降低，H、N、O、K四种元素的化合价没变，只有碳元素的化合价升高，被氧化的为碳元素。

(2)

 (3)20.0 L废水中含KCN的物质的量为

＝0.2 mol，由两步反应的化学方程式得出关系式：2KCN～5Cl2，所以需氯气：0.2 mol×＝0.5 mol，即35.5 g。

答案：(1)C

(2)

(3)35.5