魯科版必修1第3章第4節(jié)海水中的化學(xué)元素學(xué)案.docx

第4節(jié) 海水中的化學(xué)元素宇航員們從太空遙看地球時(shí)發(fā)現(xiàn)人類賴以生存的地球是一顆蔚藍(lán)色的星球，這與地球表面70%以上的面積被海洋覆蓋有著很大的關(guān)系。嘗過海水的人都知道，海水又苦又咸，不能直接飲用?？磥?，海水除了含有氫、氧元素外，一定還含有其它元素。那么，海水中還含有哪些元素呢？它們?cè)诤Ｋ惺且允裁葱问酱嬖诘?？它們?cè)诤Ｋ暮咳绾危咳藗兪窃鯓犹崛±檬雏}的？ 研習(xí)教材重難點(diǎn)研習(xí)點(diǎn)1 海水化學(xué)元素寶庫1海水中的元素微量元素：鋰、碘、鈾。常量元素（在每升海水中的含量均大于1mg）：氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、碳、鍶、溴、硼、氟。說明：常量元素的總量占海水所溶解物質(zhì)總量的99.9%。溴被人們稱為“海洋元素”，因?yàn)榈厍蛏?9%以上的溴都蘊(yùn)藏在大海中。2氯化鈉、鋰、碘、鈾的重要用途氯化鈉：食用、生理鹽水、化工原料鋰：熱核反應(yīng)的重要材料之一，是鋰電池、特種合金等的原料之一。碘：碘酒消毒，人體必需元素鈾：核燃料3氯堿工業(yè)（1）概念：工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來制取naoh、cl2和h2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。（2）原料：飽和食鹽水（3）原理：2nacl + 2h2o 2naoh + cl2+ h2 (4 ) 設(shè)備：離子交換膜法電解槽【交流研討】 寫出電解飽和食鹽水的離子方程式。 粗食鹽水中含有泥沙、ca2+、mg2+、 fe3+、 so42-等雜質(zhì)，不符合電解要求，思考如何除去雜質(zhì)，使食鹽水得到精制？解答： 2cl + 2 h2 o 2oh- + h2+ cl2 ；先加入過量的bacl2溶液使so42-完全沉淀，再加入過量的naoh 溶液除去fe3+和mg2+，再加過量的na2co3溶液除去ca2+和ba2+，過濾后，向?yàn)V液中加入鹽酸調(diào)ph為7即可?！绢I(lǐng)悟整合】海水中共含有80多種元素，這些元素大部分以鹽的形式存在，它們?cè)诤Ｋ械暮坎町惡艽?。人類通過海水曬鹽從海水中提取食鹽，食鹽不僅是常用的調(diào)味品，是人體必須的物質(zhì)，更被譽(yù)為“化學(xué)工業(yè)之母”，在工業(yè)上，主要通過氯堿工業(yè)等進(jìn)行綜合利用。典例1：中國(guó)食鹽產(chǎn)量居世界首位。下列實(shí)驗(yàn)室中的操作類似“海水曬鹽”原理的是a蒸餾 b蒸發(fā) c過濾 d攪拌研析：實(shí)驗(yàn)室中的“蒸發(fā)”操作是利用水受熱易揮發(fā)，其中的溶質(zhì)因溶劑減少而析出的過程，這與海水曬鹽的原理是相似的。答案：b典例2：醫(yī)生建議患甲狀腺腫大的病人多食海帶，這是由于海帶中含有豐富的 ；碘缺乏病是目前已知的導(dǎo)致人類智力障礙的主要原因。為解決這一全國(guó)性的問題，我國(guó)已經(jīng)開始實(shí)施“智力工程”，最經(jīng)濟(jì)的可行措施是 。研析：碘是海水中的微量元素，有非常重要的用途，不僅可以制藥，而且有極其重要的生理作用。人體的碘主要存在于甲狀腺里，如果缺碘，就容易患甲狀腺腫大，而海帶中含有豐富的碘。多食海帶，可以在一定程度上緩解我國(guó)缺碘嚴(yán)重的狀況，但畢竟解決不了根本問題。為了消除碘缺乏病，我國(guó)政府規(guī)定在食鹽中必須加入一定量的碘酸鉀，以確保人體對(duì)碘的攝入量。答案：碘元素；食鹽加碘（鹽）。研習(xí)點(diǎn)2 鎂和海水提鎂1. 海水提鎂的方法（1）海水提鎂的3個(gè)環(huán)節(jié)：堿的制取貝殼高溫分解產(chǎn)生cao，再與水反應(yīng)得堿。mg2+的濃縮海水加堿，得氫氧化鎂沉淀，將沉淀分離出來，再加鹽酸，得到濃的mgcl2溶液。mg的制取mgcl2溶液經(jīng)過蒸發(fā)、濃縮、干燥，得到mgcl2固體，電解熔融的mgcl2得到mg。（2）相關(guān)化學(xué)（或離子）方程式：caco3caoco2；caoh2oca(oh)2mg2+2ohmg(oh)2； mg(oh)22h+ mg2+2h2omgcl2mg+cl22鎂的性質(zhì)（1）物理性質(zhì)：鎂是一種銀白色金屬，密度小于水，熔點(diǎn)較低，硬度較小，有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性，與其他金屬易構(gòu)成性能優(yōu)良的合金。（2）化學(xué)性質(zhì)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)2mg + o2 2mgo 3mg + n2 mg3n2 mg + cl2 mgcl2與酸反應(yīng)與鎂與非氧化性酸，如稀硫酸、鹽酸等反應(yīng)生成氫氣：mg + 2h+ mg2+ + h2 與鎂與氧化性酸，如濃硫酸、硝酸等反應(yīng)，但不生成氫氣：mg + 2 h2so4(濃) mgso4 + so2+ 2h2o 與某些氧化物反應(yīng)2mg + co2 2mgo + c【領(lǐng)悟整合】（1）“二氧化碳不支持燃燒”的說法不是絕對(duì)的。二氧化碳對(duì)大多數(shù)可燃物是良好的滅火劑，而對(duì)于k、 ca、 na、 mg等可燃物則是助燃劑。（2）鎂是活潑的金屬，易被氧化，但鎂又具有抗腐蝕性能。這是因?yàn)樵诔叵?，鎂在空氣中與氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化物薄膜，這層氧化物薄膜能夠阻止金屬的繼續(xù)氧化，故鎂有抗腐蝕性能。典例3：鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝飾材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等，下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是a不易生銹 b導(dǎo)電性好 c密度小 d強(qiáng)度高研析：此題是引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生活、生產(chǎn)實(shí)際，從化學(xué)視角解釋生活現(xiàn)象，真正做到學(xué)以致用。建筑裝飾材料屬于長(zhǎng)期使用的材料，其不易生銹、密度??；強(qiáng)度高等性質(zhì)有利于建筑物的長(zhǎng)久安全使用。但建筑材料沒有必要要求導(dǎo)電性好，相反，建筑裝潢材料導(dǎo)電性好不利于建筑物的安全使用，因?yàn)樗鼘?dǎo)致建筑物遭雷擊。答案：b典例4：鎂不僅能在o2中燃燒，它還能在不支持燃燒的氮?dú)?、能滅火的co2中燃燒。與co2性質(zhì)相似，鎂亦能在so2和灼熱的水蒸氣中燃燒，寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式并指出實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的現(xiàn)象。（1）mgso2反應(yīng)方程式：_；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_。（2）mgh2o(g)反應(yīng)方程式：_；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_。研析：（類比法）mg與co2反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是mg奪取了co2中的氧，本身被氧化為mgo，把c還原了出來： 2mgco22mgoc。由題意可知，mg也能奪去so2（或h2o）中的氧，本身被氧化為mgo，把s（或h2）還原出來。與mg與co2反應(yīng)不完全相同的是，部分mg還能和生成的硫繼續(xù)反應(yīng)，生成硫化鎂。答案：（1）2mgso22mgos mgsmgs mg在so2中燃燒，產(chǎn)生白色固體，也產(chǎn)生黃色固體（2）mgh2o(g) mgoh2 mg在h2o(g)燃燒，生成白色固體研習(xí)點(diǎn)3 溴和海水提溴1與溴關(guān)系密切的一組元素鹵素溴和氯、碘等元素在原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)方面有一定的相似性，它們?cè)谠刂芷诒碇信旁谕豢v列（同一族）里，常一起研究。由于這些元素易形成鹽，所以它們被稱為鹵素（鹵是“成鹽”的意思）。2溴單質(zhì)和碘單質(zhì)的物理性質(zhì)（1）實(shí)驗(yàn)探究溴和碘的物理性質(zhì)：重點(diǎn)色、態(tài)、味及溶解性。物理性質(zhì)溴單質(zhì)碘單質(zhì)顏色深紅棕色紫黑色狀態(tài)液體固體溶解性和溶液顏色水中可溶；橙黃色難溶；黃褐色酒精中易溶；橙紅色易溶；褐色四氯化碳中易溶；橙紅色易溶；紫紅色（2）萃取實(shí)驗(yàn)探究溴水和碘水中加入ccl4的現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)表明，用ccl4可以提取溴水中的溴以及碘水中的碘，這種分離方法叫萃取。利用混合物中一種溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一溶劑所組成的溶液中提取出來的分離方法叫萃取，萃取所用的儀器是分液漏斗?！绢I(lǐng)悟整合】溴、碘在水中溶解度不大，但易溶于有機(jī)溶劑。溴是常溫下唯一呈液態(tài)的非金屬，保存時(shí)應(yīng)盛放在棕色、磨砂玻璃塞、細(xì)口瓶中，通常還加入少量水，形成水封，減少揮發(fā)。碘易升華，遇淀粉變藍(lán)，這是碘的特性。3氯、溴、碘單質(zhì)氧化性的強(qiáng)弱實(shí)驗(yàn)探究氯、溴、碘氧化性的強(qiáng)、弱：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論氯置換溴將少量氯水加入盛有nabr溶液的試管中溶液由無色變?yōu)槌赛S色氯可以置換出溴cl2+2nabr=2nacl+br2氯置換碘將少量氯水加入盛有ki溶液的試管中溶液由無色變?yōu)楹稚瓤梢灾脫Q碘cl2+2ki=2nacl+i2溴置換碘將少量溴水加入盛有ki溶液的試管中溶液由無色變?yōu)楹稚蹇梢灾脫Q碘br2+2ki=2nabr+i2結(jié)論氯、溴、碘的氧化性：cl2br2i2;還原性：cl-br- b=c= d=1研析：寫出方程式，分析溶液中的溶質(zhì)是相等的，溶液質(zhì)量的計(jì)算，只要考慮水的質(zhì)量，水多，則溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小。答案：b題型二、鹵素單質(zhì)的氧化性典例2：在100 ml含等物質(zhì)的量hbr和h2so3的溶液里通入0.01 mol cl2，有一半br變?yōu)閎r2（已知br2能氧化h2so3）。原溶液中hbr和h2so3的濃度都等于a0.0075 moll1 b0.18 moll1c0.075 moll1 d0.08 moll1研析：當(dāng)氯氣通入含有等物質(zhì)的量的hbr和h2so3的溶液中，因h2so3的還原性比br強(qiáng)，氯氣先氧化h2so3，再氧化br。設(shè)原溶液中hbr和h2so3的物質(zhì)的量濃度都為x。由題意可知：0.1 lx1/20.1 lx20.01 mol2（電子守恒）。解得x0.08 moll1。答案： d友情提醒：一種氧化劑同時(shí)與幾種還原劑相遇時(shí)，還原性強(qiáng)的首先被氧化；這是氧化還原反應(yīng)的規(guī)律。此外，“還原劑的還原性強(qiáng)于還原產(chǎn)物”，這也是重要反應(yīng)規(guī)律。掌握好這些基本規(guī)律，是解決氧化還原反應(yīng)問題的前提。拓展變式2向nabr、nai、na2so3混和液中，通入一定量氯氣后，將溶液蒸干并充分灼燒，得到的固體剩余物質(zhì)的組成可能是anacl、na2so4 bnacl、nabr、na2so4 cnacl、na2so4、i2 dnacl、nai、na2so4 2研析：已知：cl2 + 2br- 2cl- +br2； br2 + 2i-2br- +i2； h2o+ i2 +so32-2i- + so42-+ 2h+。所以，氧化性cl2 br2i2so42- ；還原性：so32- i- br- cl-。在向nabr、nai、na2so3混和液中，先通入一定量氯氣，后又將溶液蒸干并充分灼燒的過程中，還原劑被氧化的先后順序是na2so3、nai、nabr，至于具體反應(yīng)到哪一種物質(zhì)，要取決于cl2的用量。答案：a、b 綜合思維探究題型一、學(xué)科內(nèi)綜合題典例3：化學(xué)上將scn、ocn、cn等離子稱為“類鹵離子”?，F(xiàn)將kscn溶液滴加到酸性fe3+溶液中，溶液立即變成紅色。將此紅色溶液分成兩份：一份中加入kmno4溶液，紅色褪去；（1）向另一份中通入so2時(shí)，紅色也消失；（2）再滴加少量kmno4溶液，其紫色也褪去。（3）試用離子方程式解釋以上三部分顏色變化的原因（方程式可以不配平）。研析：此題解答的關(guān)鍵是抓住“類鹵離子”的信息。scn與cl相似，被氧化后則生成（scn）2。fe3與scn形成的絡(luò)離子和分子有6種，在書寫離子方程式時(shí)，有多種寫法，均屬合理答案。此題涉及的知識(shí)點(diǎn)有：氧化性：mno4（scn）2fe3所以mno4滴入fe（scn）2+溶液中將scn氧化為（scn）2，使血紅色褪去；滴入fe2的溶液中，mno4的紫色褪去。fe3可氧化so2而破壞fe（scn）2的組成，所以，so2通入fe（scn）2后，也使血紅色褪去。答案： （1）fe（scn）2+mno4hfe3（scn）2mn2h2o（2）fe（scn）2+so2h2ofe2so42scnh（3）fe2mno4hfe3mn2h2o考向指南：考試大綱明確規(guī)定，考生必須要具備一定的接受信息，處理信息的能力，因此像這種信息題是高考的必考題型?！邦慃u素”是經(jīng)常考到的知識(shí)點(diǎn)，我們應(yīng)該可以依據(jù)鹵素的性質(zhì)推測(cè)“類鹵素”的性質(zhì)，并進(jìn)行應(yīng)用?！邦慃u素”如：（cn）2、（scn）2、（ocn）2、ibr等性質(zhì)與鹵素相似，表現(xiàn)在氧化性、與堿溶液反應(yīng)生成鹵化物和次鹵酸鹽、與ag結(jié)合的生成物的難溶性等。但是，由于類鹵素的組成不是一種元素，其各元素的化合價(jià)有差別，以致在參加化學(xué)反應(yīng)中價(jià)態(tài)的變化與鹵素單質(zhì)不完全相同。如ibrh2ohbrhio的反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)等。拓展變式3向溴水中加入下列物質(zhì)不能使溴水的顏色變?yōu)闊o色的是a加入ccl4多次萃取 b加入適量ki溶液c加入適量的鎂粉 d加入適量的k2co3溶液3研析：能使溴水褪色的物質(zhì)有還原性物質(zhì)h2s、so2、na2so3、mg粉等。促進(jìn)br2與h2o反應(yīng)的物質(zhì)有naoh、na2co3、agno3等。有機(jī)溶劑的多次萃取也可使溴水幾乎無色。有的物質(zhì)雖可與溴水反應(yīng)（如ki、fecl2等），由于生成有顏色的物質(zhì)（i2、fe3），溴水的顏色不會(huì)褪去。答案：b題型二、實(shí)際應(yīng)用題典例4：為實(shí)現(xiàn)中國(guó)消除碘缺乏病的目標(biāo)，衛(wèi)生部規(guī)定食鹽必須加碘，其中的碘以碘酸鉀（kio3）形式存在。已知在溶液中io3-可和i-發(fā)生反應(yīng)：io3-+5i-+6h+=3i2+3h2o根據(jù)此反應(yīng)，可用試紙和一些生活中常見的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明在食鹽中存在io3-?？晒┻x用的物質(zhì)有：自來水，藍(lán)色石蕊試紙，碘化鉀淀粉試紙，淀粉，食糖，食醋，白酒。進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用的物質(zhì)是（碘單質(zhì)可使淀粉變藍(lán)色，用于碘的檢驗(yàn)）a b c d研析：這是一道涉及日常生活的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題，其實(shí)驗(yàn)原理已由題給的化學(xué)方程式表明。根據(jù)題意及化學(xué)方程式可知，該實(shí)驗(yàn)除需提供食鹽樣品外，還應(yīng)供給水、淀粉、i及h+等。能滿足上述要求的選供物質(zhì)有自來水、碘化鉀淀粉試紙、淀粉、食醋。但自來水中含有cl2、hclo等氧化性物質(zhì)，易將i氧化為i2，造成判斷失誤，故自來水不能使用。碘化鉀淀粉試紙能提供i及淀粉，根據(jù)簡(jiǎn)單性原則，淀粉可以省略。食醋的主要成分是含3%5%醋酸的溶液，既含h2o，又含h+，一舉兩得。通過分析，實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用的物質(zhì)是：碘化鉀淀粉試紙、食醋和食鹽(樣品)。答案：b總結(jié)提升：是物質(zhì)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)類型題。解答的關(guān)鍵是依據(jù)反應(yīng)原理io3-+5i-+6h+=3i2+3h2o，分析檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所用的藥品，并在給定的范圍內(nèi)選出，然后逐步討論實(shí)驗(yàn)操作步驟。本題的易錯(cuò)點(diǎn)是多選自來水。拓展變式4（1）一種變色眼鏡的鏡片和普通照相感光膠片中含有鹵化銀。鏡片變化是因?yàn)辂u化銀在光的作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)式是 ，照相感光膠片曝光的化學(xué)反應(yīng)是 。（2）在我國(guó)干旱嚴(yán)重的華北地區(qū)，近年來利用飛機(jī)、高炮或火箭等運(yùn)載工具向過冷支層中播撒碘化銀（agi）或干冰，實(shí)現(xiàn)人工增雨（或人工增雪），達(dá)到減災(zāi)的目的。下列有關(guān)人工增雨的評(píng)述中，你認(rèn)為不甚理智的是a它對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和大氣環(huán)境的改善有一定的效益b它使用的碘化銀中的重金屬元素對(duì)土壤造成污染c它使用的agi如換成干冰，可避免重金屬元素對(duì)土壤的污染d它是人類徹底戰(zhàn)勝自然的表現(xiàn)，體現(xiàn)了人類的力量是無窮的4研析：變色玻璃中是把鹵化銀與微量的氧化銅密封到玻璃中。當(dāng)太陽光或紫外線照射時(shí)，鹵化銀會(huì)分解產(chǎn)生銀原子。銀原子能吸收可見光，玻璃變暗。當(dāng)放到暗處，在氧化銅的催化下ag原子和鹵原子結(jié)合。答案：（1）2agx2agx2 2agbr2agbr2 （2）d題型三、學(xué)科間滲透題 典例5：碘缺乏癥遍及全球，多發(fā)生于山區(qū)。南美的安第斯山區(qū)、歐洲的阿爾卑斯山區(qū)和亞洲的喜馬拉雅山區(qū)是高發(fā)病地區(qū)。我國(guó)云南、河南等10余省的山區(qū)發(fā)病率也較高。據(jù)估計(jì)我國(guó)患者大約有1000萬人。為控制該病的發(fā)生，較為有效的方法是食用含碘食鹽，我國(guó)政府以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的方式規(guī)定在食鹽中添加碘酸鉀（kio3）。據(jù)此回答下列問題：（1）碘是合成下列哪種激素的主要原料之一a胰島素 b甲狀腺激素 c生長(zhǎng)激素 d雄性激素（2）長(zhǎng)期生活在缺碘山區(qū)，又得不到碘鹽的供應(yīng)，易患a甲狀腺亢進(jìn) b佝僂病 c地方性甲狀腺腫 d糖尿?。?）可用鹽酸酸化的碘化鉀和淀粉檢驗(yàn)食鹽中的碘酸鉀。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為 。能觀察到的明顯現(xiàn)象是 。（4）已知kio3可用電解方法制得。總反應(yīng)化學(xué)方程式為：ki3h2okio33h2。在某溫度下若以12 a的電流強(qiáng)度電解ki溶液10 min理論上可得標(biāo)況下氫氣_l。研析：此題重點(diǎn)考查了一些衛(wèi)生保健的常識(shí)及與其有關(guān)的化學(xué)知識(shí)。碘是合成甲狀腺激素的主要原料之一，缺碘易患地方性甲狀腺腫。這一病癥可用食含碘食鹽的方法來預(yù)防，這些內(nèi)容屬于衛(wèi)生保健的常識(shí)性知識(shí)。但檢驗(yàn)食鹽中是否含碘及如何制取碘鹽中所需的kio3，則需用化學(xué)知識(shí)來解決。在酸性條件下，io3可氧化i生成單質(zhì)碘，碘遇淀粉變?yōu)樗{(lán)色。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：5kikio36hcl6kcl3i23h2o。i2既是氧化產(chǎn)物，又是還原產(chǎn)物，其物質(zhì)的量之比為51。本題的第（4）小題是利用電學(xué)知識(shí)解決化學(xué)問題。依據(jù)qit和1個(gè)電子的電量為1.601019cn（e）7.475102 molv（h2）mol22.4 lmol10.837 l答案： （1）b （2）c（3）5kikio36hcl6kcl3i23h2o 51 溶液變藍(lán)（4）0.837友情提醒：鹵素及其化合物在化學(xué)學(xué)科內(nèi)鹵素有明顯的交匯、綜合，這一知識(shí)正符合“3x”的學(xué)科內(nèi)綜合。由于微量元素碘對(duì)生物體的生命活動(dòng)起著重要作用（碘是合成甲狀腺激素不可缺少的原料，體內(nèi)缺碘，易患“大脖子病”）。因此，以碘為素材的學(xué)科間綜合也應(yīng)引起注意。拓展變式5在下圖裝置中，燒瓶中充滿干燥氣體a，將滴管中的液體b擠入燒瓶?jī)?nèi)，輕輕振蕩燒瓶，然后打開彈簧夾，尖嘴管有液體呈噴泉狀噴出，最終幾乎充滿燒瓶。（1）若a為hcl氣體，b為石蕊試液，則形成紅色的噴泉。試分析紅色噴泉形成的原因。（2）請(qǐng)你根據(jù)噴泉形成的原理，選擇適當(dāng)?shù)腶和b來完成噴泉實(shí)驗(yàn)（至少通過三種途徑且其中一種噴泉為有色）。將你的選擇填入下表。ab噴泉顏色途徑1途徑2途徑3（3）已知?dú)怏w壓強(qiáng)p、體積v、溫度t、物質(zhì)的量n之間的關(guān)系可用克拉珀龍方程式表示：pvnrt（r為常數(shù)）你能否根據(jù)此關(guān)系再找出能夠完成噴泉實(shí)驗(yàn)的其他條件？5研析：本題既是結(jié)論開放型試題，又是內(nèi)容開放型試題和思維策略開放型試題。在內(nèi)容上聯(lián)系物理知識(shí)，注重學(xué)科間的橫向聯(lián)系，對(duì)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力提出了較高的要求；在考慮噴泉形成的途徑和噴泉實(shí)驗(yàn)成功的因素時(shí)，思維的發(fā)散性和結(jié)論的開放性強(qiáng)。概括起來講，噴泉形成的根本原因是燒瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小到一定的程度。減小氣體壓強(qiáng)的途徑有：設(shè)法減少氣體的物質(zhì)的量n（將氣體溶解或?qū)怏w反應(yīng)掉）；增大氣體的體積v?？赡芤恍┩瑢W(xué)至此會(huì)發(fā)出疑問：燒瓶體積是固定的，如何增大？我們不妨把上述裝置中滴管的膠頭取下，接上一個(gè)壓癟的有較強(qiáng)張力的橡皮球，由于橡皮球的脹大，原燒瓶中的氣體體積是不是增大了！也可以在取下膠頭的滴管上接上一個(gè)針?biāo)▔褐?刻度的針筒，通過抽動(dòng)針?biāo)ㄍ瑯涌梢栽龃髿怏w的體積；降低氣體的溫度t（用冰水或用其他制冷劑冷卻）。答案：（1）當(dāng)?shù)喂苤械乃當(dāng)D入燒瓶后，由于氯化氫易溶于水，使燒瓶?jī)?nèi)的氣體壓強(qiáng)比大氣壓小得多，故水被通過導(dǎo)管吸入燒瓶，形成噴泉。由于hcl的水溶液顯酸性，能使石蕊試液變紅，故噴泉為紅色。（2）ab噴泉顏色途徑1hclagno3溶液白色途徑2cl2naoh溶液無色途徑3co2naoh溶液無色途徑4cl2淀粉碘化鉀溶液藍(lán)色途徑5cl2溴化鈉溶液橙色（3）由克拉珀龍方程可知，通過降低溫度和增大體積的方法也能夠形成噴泉。 創(chuàng)新思維探究題型一、開放探究題 典例6： x、y、z是中學(xué)化學(xué)中三種常見元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見的化合物，這些單質(zhì)和化合物之間存在如下圖關(guān)系：試根據(jù)該圖推斷x、y、z的化學(xué)式（答案不止一組，請(qǐng)盡可能多地尋找合理解答）。研析：這道開放型題有多組答案（見下表）。在學(xué)過“碳的多樣性”后可得第7組答案；學(xué)過“氮的循環(huán)”后可得第5和第6組答案；學(xué)過“硫的轉(zhuǎn)化”后可得第3和第4組答案；學(xué)過“海水中的化學(xué)元素”后可得第1、2、8組答案。答案：xyz甲乙1組cl2br2h2hbrhcl2組cl2i2nanainacl3組cl2sh2h2shcl4組o2sh2h2sh2o5組o2n2h2nh3h2o6組cl2n2h2nh3hcl7組ccuo2cuoco28組mgco2co2mgo考向指南：開放性試題能考查同學(xué)們的發(fā)散思維能力、對(duì)知識(shí)掌握的系統(tǒng)性情況。開放性試題是2005年高考化學(xué)試題的一個(gè)重要特點(diǎn)，反響很好。估計(jì)今后會(huì)繼承和發(fā)揚(yáng)。本題開放程度特別高，除了上述幾組答案外，隨著我們學(xué)習(xí)的深入，還會(huì)有更多符合題意的答案，希望同學(xué)們注意。拓展變式6a、b、c、d、e、f六種物質(zhì)在一定條件下有如下圖所示的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系，所有反應(yīng)物和生成物均已給出，根據(jù)不同信息分別完成（1）（2）兩個(gè)小題。a b e c a f d e b （1）若反應(yīng)、均為水溶液中的置換反應(yīng)，a、d、e為鹵素單質(zhì)，則a、d、e的氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?（填寫相應(yīng)的字母），其中a的化學(xué)式是 。（2）若b為一種淡黃色固體，綠色植物的光合作用和呼吸作用可實(shí)現(xiàn)自然界中d和e的循環(huán)。反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。在反應(yīng)中，若生成1 mol d，則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為 。6研析：（1）常見的鹵素單質(zhì)在水溶液中的置換反應(yīng)有三個(gè)：cl22nabr2naclbr 2；cl22nai2nacli 2；br22ki2kbri 2。將它們對(duì)號(hào)入座即可。（2）中學(xué)階段常見的淡黃色固體有na2o2、s、agbr等。結(jié)合“綠色植物的光合作用和呼吸作用可實(shí)現(xiàn)自然界中d和e的循環(huán)”可判斷d和e分別為o2和co2，進(jìn)而判斷b為na2o2。其它答案則水到渠成。答案：（1）e、a、d；br2（2）2na2o22h2o4naoho2；2na 或1.2041024題型二、社會(huì)熱點(diǎn)題 典例7：近年來，冠以“綠色”的新概念不斷產(chǎn)生，如綠色食品、綠色材料、綠色能源、綠色化學(xué)等，這里的“綠色”是對(duì)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的形象表述?！熬G色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和技術(shù)上設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng)。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個(gè)方案中，你認(rèn)為可行而且符合“綠色化學(xué)”要求的方案是 a b c d研析：a方案雖然步驟少，但反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物，污染空氣。另外消耗原料也多，不符合“綠色化學(xué)”的要求；b方案步驟煩瑣，用原料種類多，不符合“綠色化學(xué)”的要求；c方案步驟較少，節(jié)約原料，無污染，符合“綠色化學(xué)”的要求；d方案用原料較多，在第一步還會(huì)產(chǎn)生大量的so2，氣體，污染空氣，又浪費(fèi)原料，不符合“綠色化學(xué)”的要求。答案：c課標(biāo)點(diǎn)擊： 在科技高速發(fā)展的今天，資源問題、環(huán)境問題日益嚴(yán)重。因此，“綠色化學(xué)”的思想新課標(biāo)中顯得特別重要。“綠色化學(xué)”的思想也自然成了我們?cè)O(shè)計(jì)制備實(shí)驗(yàn)的首要原則。拓展變式7海水占地球總儲(chǔ)水量的97.2%，若把海水淡化和化工生產(chǎn)結(jié)合起來，既可解決淡水資源缺乏的問題，又可充分利用海洋資源。（1）目前，國(guó)際上實(shí)用的“海水淡化”主要技術(shù)之一是蒸餾法。蒸餾法是將海水變成蒸汽，蒸汽經(jīng)冷卻而得高純度淡水。由此可判斷蒸餾法是 （填：物理變化或化學(xué)變化）。（2）工業(yè)上利用電解飽和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品。反應(yīng)式為：食鹽h2o naohh2cl2(未配平)，該反應(yīng)中食鹽的化學(xué)式是 ；利用電解所得氣體制36.5%的濃鹽酸1000 t，最少需消耗食鹽 t。（3）近年來，有人提出了一種利用氯堿工業(yè)產(chǎn)品及氯化鈉循環(huán)治理含二氧化硫廢氣并回收二氧化硫的方法。該方法流程如下：氯化鈉溶液 電解 naoh溶液 氫氣 氯氣 吸收 含so2廢氣 亞硫酸氫鈉 氯化氫 回收so2 氯化鈉（原料） 請(qǐng)寫出的化學(xué)反應(yīng)方程式： 、 。7研析：（1）蒸餾過程中沒有新物質(zhì)生成，因此蒸餾為物理變化。（2）經(jīng)配平后的電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為：2nacl2h2o 2naohh2cl2，據(jù)此可計(jì)算出結(jié)果。或者不寫出化學(xué)方程式，根據(jù)cl原子守恒，即反應(yīng)前后cl原子的物質(zhì)的量不變，可知最少需消耗食鹽的質(zhì)量為： 1000 t36.5%36.5g/mol58.5g/mol585 t。答案：（1）物理變化 （2）nacl；585 t （3）naohso2nahso3； nahso3hclnaclh2oso2題型三、課標(biāo)思維題 典例8： 海水是一個(gè)巨大的資源寶庫，下圖從海水中提取鎂的流程圖。（1）中，屬于氧化還原反應(yīng)的是 （填序號(hào)）。（2）請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程式： 。（3）在用上述方法提鎂的過程中，采取了那些措施來提高經(jīng)濟(jì)效益？研析：（1）從圖上可以看出，反應(yīng)、均無化合價(jià)變化，另外，反應(yīng)為氫氧化鈣與氯化鎂反應(yīng)，為氫氧化鎂與稀鹽酸反應(yīng)，為電解熔融狀態(tài)的氯化鎂制鎂，只有有化合價(jià)變化。（2）氫氧化鎂為難溶物，注意書寫時(shí)不能拆開。（3）為了充分利用原料，工業(yè)生產(chǎn)中循環(huán)利用的例子屢見不鮮，上述流程中電解氯化鎂得到的氯氣循環(huán)到鹽酸廠用于制鹽酸；另外，利用貝殼為原料制取氧化鈣，既節(jié)約了原料，又節(jié)約了運(yùn)輸成本。答案：（1） （2）mg(oh)22h+mg2+2h2o （3）氯氣等原料循環(huán)再利用；就地取材，利用貝殼制氧化鈣。課標(biāo)點(diǎn)擊： 新課標(biāo)下的新教材特點(diǎn)之一就是“大視野、高觀點(diǎn)”。我們根據(jù)海水提鎂流程圖可以從宏觀上把握海水提鎂的過程、原理等一系列問題。在此基礎(chǔ)上，再具體考查我們必須掌握的氧化還原反應(yīng)以及離子反應(yīng)等知識(shí)。初步認(rèn)識(shí)工業(yè)生產(chǎn)中的一些問題。拓展變式8某nabr、nai混合液中，含nabr 0.1mol，nai 0.2mol。通入vl（標(biāo)準(zhǔn)狀況）氯氣后，將溶液蒸干并充分灼燒，得到固體剩余物質(zhì)。當(dāng)v的取值范圍為0v2.24l時(shí)，固體剩余物質(zhì)成分是 ；當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是nacl時(shí)，v的取值范圍為 ；當(dāng)固體剩余物質(zhì)成分是nacl和nabr時(shí)，v的取值范圍為 。8研析：本題綜合考查碘易升華的特性、鹵素單質(zhì)的氧化性以及相關(guān)的計(jì)算能力。解答本題的關(guān)鍵在于弄清反應(yīng)的先后順序：氯氣首先置換出碘，然后才置換出溴。答案：nabr、nai、nacl；v3.36l；2.24lvbr2i2，而對(duì)應(yīng)陰離子的還原性為i-br-cl-；碘單質(zhì)可使淀粉變藍(lán)色，溴水顏色為橙色。由此可推出甲中加淀粉溶液和新制的氯水后變?yōu)槌壬?，說明甲中含有br-，再加丙溶液無明顯變化，則說明丙中含無i-，（若為i-，則發(fā)生反應(yīng)2i-+cl2=i2+2cl-）。答案：b6某無色氣體可能含有hcl、 hbr 、so2 、co2 中的一種或幾種。將氣體通入到適量氯水中，恰好完全反應(yīng)，不再剩余氣體。將所得的無色溶液分裝在兩個(gè)試管中，分別加入酸化的agno3 溶液和酸化的bacl2溶液，均產(chǎn)生白色沉淀。則下列判斷正確的是（ ）a原氣體中一定有so2 ,一定無hbr b原氣體中可能有so2 c原氣體中一定有hcl d不能確定有無hcl,但一定無co2 6研析：此題考查元素化合物知識(shí)，重要的是熟悉氯水的氧化性，熟悉相關(guān)的反應(yīng)規(guī)律，還要明確相關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系，這是分析問題的基礎(chǔ)。將氣體通入氯水中無氣體剩余，說明一定無co2 ;所得溶液無色，說明無hbr(溴水為橙黃色)；再加入agno3溶液和bacl2均得白色沉淀，說明含so2 （因?yàn)閟o2+cl2+2h2o=h2so4 +2hcl），至于hcl氣體則無法判斷。答案：a、d二、拓展與創(chuàng)新7按下面的實(shí)驗(yàn)過程填空：寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）_（2）_（3）_7研析：因發(fā)生反應(yīng)（1）2febr23cl22fecl32br2。所以，加ccl4分層后，上層是fecl3水溶液呈橙黃色（a）；下層是溶有溴的ccl4油層，呈橙紅色（b）。在上層fecl3水溶液中加少量ki淀粉液，因發(fā)生反應(yīng)（2）2fecl32ki2fecl32kcli2，i2使淀粉變藍(lán)色（c）；下層加少量ki淀粉液，發(fā)生反應(yīng)（3）2kibr2i22kbr，雖然此反應(yīng)也生成了i2，與上層不同的是碘遇淀粉并不顯藍(lán)色，而是碘從淀粉溶液中被萃取到ccl4里，碘在ccl4里顯紫色（d）。答案： （a）橙黃色 （b）橙紅色 （c）藍(lán)色（d）紫色（1）2febr23cl22fecl32br2（2）2fecl32ki2fecl22kcli2（3）2kibr2i22kbr8海水的綜合利用可以制備金屬鎂，其流程如下圖所示： （1）寫出、反應(yīng)的化學(xué)方程式： ， ， 。（2）在反應(yīng)中屬于氧化還原反應(yīng)的是 。（3）mg(oh)2沉淀中混有的ca(oh)2應(yīng)怎樣除去？寫出實(shí)驗(yàn)步驟。 。（4）實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，分別說明在這三種情況下使用玻璃棒的目的；溶解時(shí)： 。過濾時(shí)： 。蒸發(fā)時(shí)： 。8研析：在在反應(yīng)中只有反應(yīng)中元素化合價(jià)發(fā)生了變化，即有電子轉(zhuǎn)移，屬于氧化還原反應(yīng)。用mgcl2溶液可使ca(oh)2轉(zhuǎn)化為mg(oh)2沉淀和可溶性cacl2，過濾即可除去。將粗鹽制成精鹽的過程中，在溶解、過濾、蒸發(fā)三個(gè)步驟的操作中都要用到玻璃棒，目的是：攪拌，加速溶解；引流，使待濾液體沿玻璃棒流入漏斗，防止外灑；攪拌，防止因局部過熱液滴或晶體飛濺。答案：（1）caco3cao+co2 mgcl2 + ca(oh)2mg(oh)2+cacl2 mgcl