2022-2023學(xué)年新教材高中化學(xué)第3章物質(zhì)的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化本章整合課件魯科版必修第一冊(cè)

1、本章整合第3章一、鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)鈍化 二、硫及其化合物的轉(zhuǎn)化 三、氮及其化合物的轉(zhuǎn)化 突破一酸的氧化性和氧化性酸概念辨析【例1】室溫下,某興趣小組用下圖所示裝置在通風(fēng)櫥中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象試管中開始無(wú)明顯現(xiàn)象,逐漸有微小氣泡生成,越來(lái)越劇烈,液面上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體,溶液呈藍(lán)色。試管中劇烈反應(yīng),迅速生成大量紅棕色氣體,溶液呈綠色,之后向綠色溶液中持續(xù)通入N2,溶液變?yōu)樗{(lán)色。重難突破下列說(shuō)法不正確的是()A.試管中紅棕色氣體為NO2,由硝酸被還原生成B.等質(zhì)量的Cu完全溶解時(shí),試管中消耗的HNO3多C.將Cu換成Fe之后重復(fù)實(shí)驗(yàn),依然是試管中反應(yīng)更劇烈D.試管中反應(yīng)后溶液顏色與

2、試管中的不同,是由于溶有NO2答案 C 解析 試管中Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO,然后NO與氧氣反應(yīng)生成紅棕色氣體NO2,試管中紅棕色氣體為NO2,由硝酸被還原生成,A正確;銅與稀硝酸反應(yīng)時(shí),3 mol Cu消耗8 mol硝酸,銅與濃硝酸反應(yīng)時(shí),1 mol Cu消耗4 mol硝酸,則等質(zhì)量的Cu完全溶解時(shí),中消耗的HNO3更多,B正確;常溫下Fe遇濃硝酸發(fā)生鈍化,則將Cu換成Fe之后,試管中反應(yīng)不明顯,C錯(cuò)誤;二氧化氮為紅棕色氣體,則試管中反應(yīng)后溶液顏色與試管中的不同,是由于溶有NO2,D正確。酸的氧化性實(shí)質(zhì)上指氫離子的氧化性,任何酸都有不同程度電離出H+的能力,H+在一定條件下獲得電子生成H2。

3、因此在某些反應(yīng)中酸做氧化劑其實(shí)質(zhì)上是H+做氧化劑,如鋅與鹽酸或稀硫酸的反應(yīng),都可以用離子方程式Zn+2H+=Zn2+H2表示此類反應(yīng)的實(shí)質(zhì)。氧化性酸是酸根離子中心原子顯示氧化性的酸,酸根離子獲得電子后,中心原子化合價(jià)降低,形成相應(yīng)的低價(jià)含氧化合物甚至是單質(zhì)。如濃硫酸與Cu反應(yīng):Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O。濃硫酸與木炭反應(yīng): C+2H2SO4(濃) CO2+2SO2+2H2O。硝酸與鋅反應(yīng):4Zn+10HNO3(很稀) =4Zn(NO3)2+N2O+5H2O,4Zn+10HNO3(極稀) =4Zn(NO3)2+NH4NO3 +3H2O。濃硝酸與木炭、單質(zhì)硫、磷的反應(yīng)等

4、。歸納拓展作為氧化性酸,不僅能氧化金屬而且還能氧化某些非金屬單質(zhì)。而酸的氧化性即H+的氧化能力較弱,只能氧化較活潑的金屬(即金屬活動(dòng)性順序中氫前面的金屬)。變式訓(xùn)練1對(duì)于下列事實(shí)的解釋錯(cuò)誤的是()A.紙張上滴上濃硫酸后出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象,說(shuō)明濃硫酸具有脫水性B.濃硝酸在光照下顏色變黃,可以通過(guò)通入O2消除黃色C.常溫下,濃硝酸可以用鋁罐貯存,說(shuō)明鋁與濃硝酸不反應(yīng)D.濃硫酸常溫下與銅不反應(yīng),加熱時(shí)才能發(fā)生反應(yīng)答案 C解析 濃硝酸在光照下顏色變黃,是由于濃硝酸在光照下分解生成NO2,通入O2可以發(fā)生反應(yīng)4NO2+O2+2H2O=4HNO3,B正確;常溫下,鋁在濃硝酸中發(fā)生鈍化,所以濃硝酸可以用鋁罐貯存,

5、但鈍化屬于化學(xué)變化,C不正確。突破二非金屬單質(zhì)及其化合物推斷題的解題思路和方法【例2】下列框圖涉及的物質(zhì)所含元素中,除一種元素外,其余均為118號(hào)元素。 已知:A、F為無(wú)色氣體單質(zhì),B為具有刺激性氣味的氣體,化學(xué)家哈伯因合成B獲得1918年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。C為黑色氧化物,E為紅色金屬單質(zhì),I為藍(lán)色沉淀(部分反應(yīng)的產(chǎn)物未列出)。請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻住?1)常溫下鋁遇到G的濃溶液后表面形成一層致密的保護(hù)膜,該現(xiàn)象稱為。(2)E與G的稀溶液反應(yīng)的離子方程式為。(3)在25 和101 kPa的條件下,將V L的B氣體溶于100 mL水中,得到密度為 gcm-3的溶液M,則M溶液的物質(zhì)的量濃度為 molL-1

6、。(已知25 、101 kPa條件下氣體摩爾體積為24.5 Lmol-1,不必化簡(jiǎn))(4)分別蘸取M的濃溶液和G的濃溶液的玻璃棒,相互接近后的現(xiàn)象是。(5)B和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)J、K是同種金屬的不同氯化物,K為白色沉淀。寫出SO2還原J生成K的離子方程式: 。答案 (1)鈍化 解析 A、F為無(wú)色氣體單質(zhì),B為具有刺激性氣味的氣體,化學(xué)家哈伯因合成B獲得1918年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),則B是氨氣,A是氧氣,D是NO,F是氮?dú)?。C為黑色氧化物,E為紅色金屬單質(zhì),I為藍(lán)色沉淀,則C是氧化銅,與氨氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成銅、氮?dú)夂退?E是銅,與硝酸G反應(yīng)生成硝酸銅,I是氫氧化銅,J是氯化銅。(1)

7、常溫下鋁遇到濃硝酸后表面形成一層致密的保護(hù)膜,該現(xiàn)象稱為鈍化。(2)銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu+8H+2N =3Cu2+2NO+4H2O。(4)濃硝酸、濃氨水均易揮發(fā),分別蘸取濃硝酸和濃氨水溶液的玻璃棒,相互接近后產(chǎn)生硝酸銨,因此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是冒白煙。(5)B和C反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。(6)J、K是同種金屬的不同氯化物,K為白色沉淀,則K是CuCl,SO2還原氯化銅生成氯化亞銅的離子方程式為元素及其化合物的推斷是將分散的知識(shí)點(diǎn)連成線、織成網(wǎng),可有效地考查抽象、求異、發(fā)散和收斂等思維能力。1.解題“五步曲”審:審清題意,從題干問(wèn)題框圖迅速瀏覽一遍,盡量

8、在框圖中把相關(guān)信息表示出來(lái),明確求解要求。找:找“題眼”即找到解題的突破口,此步非常關(guān)鍵。歸納拓展析:從題眼出發(fā),聯(lián)系新信息及所學(xué)的舊知識(shí),大膽猜測(cè),順藤摸瓜,應(yīng)用正逆向思維、發(fā)散和收斂思維、橫向縱向思維等多種思維方式,進(jìn)行綜合分析、推理,初步得出結(jié)論。驗(yàn):驗(yàn)證確認(rèn),將結(jié)果代入原題檢驗(yàn),完全符合才算正確。答:按題目的要求寫出答案。2.破題最關(guān)鍵:尋找解題“突破口”,抓“特”字(1)特征現(xiàn)象。有顏色的氣體:Cl2(黃綠色)、NO2(紅棕色)和溴蒸氣(紅棕色)等。有漂白作用的氣體:Cl2(有水時(shí))、SO2等。在空氣中點(diǎn)燃后火焰呈淡藍(lán)色的氣體:CH4、CO、H2等。通?？勺鳛楸Ｗo(hù)氣的氣體:N2和Ar

9、等。溶于水顯堿性的氣體有NH3。在空氣中迅速由無(wú)色變?yōu)榧t棕色的氣體只有NO。能與鹽酸作用產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體,且將氣體通入澄清石灰水中能產(chǎn)生白色渾濁的物質(zhì)必含能與鹽酸作用產(chǎn)生有刺激性氣味的無(wú)色氣體,且將該氣體通入品紅溶液中能使之褪色,加熱后又恢復(fù)原來(lái)顏色的物質(zhì)必含(2)特征轉(zhuǎn)化關(guān)系。連續(xù)轉(zhuǎn)化:三角轉(zhuǎn)化: 變式訓(xùn)練2非金屬單質(zhì)A經(jīng)如圖所示的過(guò)程轉(zhuǎn)化為含氧酸D,已知D為強(qiáng)酸,請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻住?1)若A在常溫下為固體,B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無(wú)色氣體。D的化學(xué)式是;在工業(yè)生產(chǎn)中B氣體的大量排放被雨水吸收后形成而污染了環(huán)境。(2)若A在常溫下為氣體,C是紅棕色的氣體。A、C的化學(xué)式分別是A,

10、C。D的濃溶液在常溫下可與銅反應(yīng)并生成C氣體,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。該反應(yīng)(填“屬于”或“不屬于”)氧化還原反應(yīng)。答案 (1)H2SO4酸雨(2)N2NO2Cu+4HNO3(濃) =Cu(NO3)2+2NO2+2H2O屬于解析 (1)若B是能使品紅溶液褪色的有刺激性氣味的無(wú)色氣體,則B是SO2,A是單質(zhì)S,C是SO3,D是H2SO4;若大量排放SO2,則會(huì)形成酸雨。(2)若C是紅棕色氣體,則C為NO2,B為NO,A為N2,D為HNO3,濃硝酸可與Cu反應(yīng):4HNO3(濃)+Cu=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,此反應(yīng)有化合價(jià)升降變化,屬于氧化還原反應(yīng)。突破三常見(jiàn)氣體的制備【例3】某

11、化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如圖裝置,該裝置能制取Cl2,并進(jìn)行相關(guān)性質(zhì)實(shí)驗(yàn),且可利用裝置G儲(chǔ)存多余的氯氣。(1)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),先打開分液漏斗旋塞和活塞K,點(diǎn)燃A處酒精燈,讓氯氣充滿整個(gè)裝置,再點(diǎn)燃E處酒精燈,回答下列問(wèn)題:在裝置C、D中能看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別是、;在裝置E的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)物為CO2和HCl,則E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為;裝置F中球形干燥管的作用是 ;(3)儲(chǔ)氣瓶b內(nèi)盛放的試劑是。 答案 (1)MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2(2)溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色溶液先變紅后褪色C+2Cl2+2H2O CO2+4HCl防倒

12、吸(3)飽和NaCl溶液解析 (1)MnO2和濃鹽酸反應(yīng)的條件為加熱,二氧化錳將HCl氧化為氯氣,自身被還原成Mn2+,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2。(2)氯氣具有強(qiáng)氧化性,將Cl2通入淀粉KI溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)Cl2+2KI=I2+2KCl,生成的碘單質(zhì)能夠使淀粉溶液變藍(lán),即C中現(xiàn)象為溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色;將氯氣通入到紫色石蕊溶液中,氯氣會(huì)和水發(fā)生反應(yīng)Cl2+H2O=HCl+HClO,其中HCl會(huì)使石蕊溶液變紅,但HClO具有強(qiáng)氧化性,使變紅的溶液褪色,即D中現(xiàn)象為溶液先變紅后褪色。在裝置E的硬質(zhì)玻璃管內(nèi)盛有碳粉,發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)物為CO2

13、和HCl,氯氣通過(guò)碳粉能夠生成HCl,說(shuō)明反應(yīng)物中有水參與,根據(jù)質(zhì)量守恒和得失電子守恒可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2Cl2+2H2O CO2+4HCl。氯氣能與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致裝置內(nèi)氣壓減小,在大氣壓作用下溶液會(huì)被吸到導(dǎo)管中,用球形干燥管可防止該現(xiàn)象的發(fā)生,故其作用為防倒吸。(3)濃鹽酸具有揮發(fā)性,剛制得的氯氣中混有HCl和水蒸氣,飽和食鹽水可吸收HCl而難吸收氯氣,故用飽和食鹽水除去氯氣中的HCl。1.有關(guān)氣體制備實(shí)驗(yàn)的分析思路 歸納拓展2.常見(jiàn)氣體的制備 制取物質(zhì)試劑反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)發(fā)生裝置(如上圖)氯氣MnO2、濃鹽酸MnO2+4HCl(濃) MnCl2+2H2O+Cl2氫氣

14、Zn、稀硫酸Zn+H2SO4=ZnSO4+H2或或二氧化碳CaCO3、稀鹽酸CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O或或氨氣NH4Cl、Ca(OH)22NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O制取物質(zhì)試劑反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)發(fā)生裝置(如上圖)氧氣KClO3、MnO22KClO3 2KCl+3O2KMnO42KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2H2O2、MnO22H2O2 2H2O+O23.氣體的干燥 項(xiàng)目液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑裝置常見(jiàn)的干燥劑濃硫酸(酸性、強(qiáng)氧化性)無(wú)水氯化鈣(中性)堿石灰(堿性)項(xiàng)目液態(tài)干燥劑固態(tài)干燥劑可干燥的氣體H2、O2、Cl2、SO2、CO

15、2、CO、CH4、N2等H2、O2、Cl2、SO2、N2、CO、CO2、CH4等H2、O2、N2、CH4、NH3等不可干燥的氣體HBr、HI等還原性氣體及堿性氣體(如NH3)NH3等Cl2、SO2、CO2、NO2等4.氣體的凈化雜質(zhì)氣體易溶于水的可用水來(lái)吸收,酸性氣體雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收,堿性氣體雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收,能與雜質(zhì)氣體發(fā)生反應(yīng)生成沉淀或可溶性物質(zhì)的物質(zhì)也可作為吸收劑,水為雜質(zhì)時(shí)可用干燥劑吸收。氣體所含雜質(zhì)凈化劑凈化裝置O2Cl2氫氧化鈉溶液H2H2S硫酸銅溶液CO2HCl飽和碳酸氫鈉溶液CO2SO2飽和碳酸氫鈉溶液Cl2HCl飽和食鹽水SO2HCl飽和亞硫酸氫鈉溶液氣體所含雜質(zhì)凈化

16、劑凈化裝置COCO2或H2O堿石灰N2O2灼熱的銅網(wǎng)5.氣體的收集(1)設(shè)計(jì)原則:根據(jù)氣體的溶解性或密度來(lái)選擇收集裝置。(2)收集裝置基本類型收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)排液法難溶于液體或微溶于液體,又不與液體反應(yīng)的氣體O2、H2、N2、NO、CO等可用排水法收集,Cl2用排飽和NaCl溶液法收集、CO2用排飽和NaHCO3溶液法收集收集方法收集氣體的類型收集裝置可收集的氣體(舉例)相對(duì)分子質(zhì)量大于空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量的氣體Cl2、SO2、NO2、CO2相對(duì)分子質(zhì)量小于空氣平均相對(duì)分子質(zhì)量的氣體H2、NH36.尾氣處理裝置尾氣中若含有易燃、易爆、有毒或有刺激性氣味的氣體,

17、需增加尾氣處理裝置,防止氣體排入空氣中污染環(huán)境。常見(jiàn)尾氣處理裝置如下: 裝置示意圖點(diǎn)燃式吸收式收集式適用氣體難溶于液體的易燃?xì)怏w,如H2、CO等易溶于液體或能與液體發(fā)生反應(yīng)的氣體,如Cl2、H2S、SO2等。在設(shè)計(jì)裝置時(shí),需考慮是否會(huì)發(fā)生倒吸有危險(xiǎn)或有污染的氣體均可用此法(只適用于少量氣體)注意:對(duì)于溶解度很大的氣體,吸收時(shí)應(yīng)防止倒吸。常見(jiàn)的防倒吸裝置還有如下幾種改進(jìn)裝置(以NH3的吸收為例,未注明的液體為水)。規(guī)律方法 解答氣體制備題目的有關(guān)技巧(1)氣體的制備一般要遵循制備氣體、凈化(干燥)氣體、收集氣體、尾氣處理四個(gè)環(huán)節(jié)。(2)明確各步驟中實(shí)驗(yàn)裝置的選取原則根據(jù)藥品狀態(tài)和反應(yīng)條件,制備氣

18、體裝置通常有固固加熱型、固液不加熱型和固液加熱型三種。除雜過(guò)程應(yīng)遵循不引入新的雜質(zhì)、不減少被凈化氣體的量的原則,通常有液體不加熱除雜、固體不加熱除雜和固體加熱除雜三種類型。干燥裝置的選取應(yīng)遵循被干燥的物質(zhì)不能與干燥劑發(fā)生反應(yīng)的原則,根據(jù)干燥劑的狀態(tài)可分為固體干燥劑和液體干燥劑兩種類型。對(duì)于有毒的氣體,一定要進(jìn)行尾氣處理。(3)按順序進(jìn)行分析裝置順序:制氣裝置凈化裝置反應(yīng)或收集裝置尾氣處理裝置。安裝順序:先下后上,從左到右。操作順序:安裝儀器檢查裝置氣密性加入藥品。變式訓(xùn)練3下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?) A.利用圖1裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)B.利用圖2裝置吸收HCl氣體,并防止倒吸C.利用圖3裝置制備NH3D.利用圖4裝置收集SO2氣體答案 A解析 二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng),導(dǎo)致圓底燒瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)迅速減小,從而形成噴泉,A項(xiàng)正確;HCl氣體極易溶于水,從而易引起倒吸現(xiàn)象,苯的密度小于水的密度,氯化氫仍與水接觸,同樣會(huì)引起倒吸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)室制備氨氣常將氯化銨與氫氧化鈣固體的混合物加熱,沒(méi)有加熱裝置,C項(xiàng)錯(cuò)誤;SO2氣體的密度大于空氣的密度,必須用向上排空氣法收集,應(yīng)短