资源简介

羟基官能团的性质与有机物的脱水反应
　
教学目标
知识技能：使学生进一步理解羟基官能团的结构和主要反应，掌握羟基的各种脱水反应原理。
能力培养：通过复习归纳，使知识在头脑中有序贮存，提高迁移、转换、重组及分析、归纳的能力。
科学思想：运用辩证唯物主义观点认识官能团性质的普遍性和特殊性。
科学品质：对学生进行严谨、认真、细致的科学态度教育，通过讨论、总结激发学生学习的积极性和主动性。
科学方法：讨论、归纳发散思维。
重点、难点 　　通过羟基官能团的复习，掌握一些有机物脱水反应的原理。
教学过程设计
教师活动
【引言】我们学习各类重要的有机化合物，必须紧紧抓住物质的结构特征，特别是官能团的结构。从官能团着手，理解物质的性质。今天，我们复习羟基的性质及有机物的脱水反应。
【板书】一、羟基的性质：
学生活动
明确复习的内容。
领悟、思考。
【设问】我们知道醇、酚、羧酸分子结构中都有共同的官能团——羟基。想一想：
O—H键属哪一种类型的键？
这三类物质中氢原子的活泼性有什么不同？
而不同的原因又是怎样造成的？请举例分析说明。
思考回答：羟基中O—H键是一个强极性键，其中氢原子都具有一定的活泼性。例如：都可以与金属钠等活泼金属反应，但它们的剧烈程度不同，反应最剧烈的是酸，其次是酚、醇。造成氢原子的活泼性不同的原因是由于与羟基相连的基因吸引电子能力不同，由于吸引电子的能力是羰基＞苯环＞烷烃基。因此，羧酸的羟基中氢的活泼性最大，具有弱酸性；与苯环相连的羟基中的氢活泼性次之，酚具更弱的酸性；醇的羟基中氢的活泼性最小，醇不显酸性。
【评价】对学生的回答给予肯定。
【投影】下列反应能否发生，能反应的请完成反应的化学方程式。
乙醇与金属钠
苯酚与金属钠
乙醇与氢氧化钠
苯酚与氢氧化钠
醋酸与碳酸钠
苯酚与碳酸钠
同学回答并到黑板上书写。
2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2
2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2
C2H5OH+NaOH→不反应
C6H5OH+NaOH→C6H5ONa+H2O
2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2O
C6H5OH+Na2CO3→C6H5ONa+NaHCO3
【小结】（1） 键断裂，可提供H+，使之与Na或NaOH反应，但由于与羟基相连的基团吸引电子的能力不同，其提供H+的能力有很大区别。
强化理解。
【投影】烃的羟基衍生物比较

【板书】酸性：CH3COOH＞C6H5OH＞
H2CO3＞H2O＞C2H5OH
理解、记忆。
【启发回忆】羟基还具有什么性质？能发生什么类型的反应？请举例说明。
回忆、思考。
羟基还可以结合氢原子生成水分子，即脱水反应。因此，含羟基的化合物一般能脱水生成其它类物质，如醇可发生分子内、分子间脱水，分别生成烯和醚；醇还可以与酸反应脱水生成酯类。
【投影】请完成下列典型脱水反应的化学方程式，并分析其反应的机理。指出反应类型。
乙醇分别发生分子内和分子间脱水反应。
乙醇和乙酸的反应。
练习书写并分析。
乙醇分子内脱水反应：消去反应
乙醇分子间脱水反应：取代反应
乙醇与乙酸分子间脱水反应：酯化反应
【评价】肯定和表扬学生的分析和书写。
【小结】（2） 碳氧键断裂，脱去羟基，表现为被其它官能团取代或与分子内相邻碳原子上的氢结合脱去水（消去）成烯烃。
【过渡】下面我们就不同的脱水反应进行讨论。
【启发】首先回忆我们所学的有机化合物中，哪些类物质能发生脱水反应？应具备什么样的内在条件？
回忆、归纳：一般分子内含羟基的化合物，如：醇、羧酸、蔗糖、氨基酸、无机含氧酸、纤维素等。
【再问】你能归纳出多少种脱水方式？又各生成哪类物质？
可两个羟基去一分子水，也可一个羟基与一个非羟基氢脱去一分子水；既可分子内，也可分子间；生成烯、醚、酯……等等。
【投影】请大家看例题，总结一下此题
中有多少种脱水方式。
例1 [1993年—35]烯键碳原子上连接的羟基中的氢原子，容易自动迁移到烯键的另一个碳原子上，形成较为稳定的碳基化合物：
有机分子内，有机分子间常可脱去水分子。下列反应图示中，就有6步可以看作是脱水反应。所有的反应条件和其它无机物都已略去。请从图中情景推断化合物为A、B、E、G的结构简式。
A是_____；B是____；
E是____；G（有6角环）是____。
根据学生的讨论发言板书，最后让学生完成反应的化学方程式，找出不同的类型放投影下展示，大家评定。
【板书】（1）醇的（一元、二元）脱水反应
①一元羧酸与二元醇发生分子间脱水生成酯。
②一元羧酸分子间脱水生成酸酐。
③二元醇分子内脱去1分子水生成醛。
④二元醇分子间脱去1分子水生成醇醚。
⑤二元醇分子间脱去2分子水生成环醚。
⑥醇醚分子内去1分子水生成环醚。
讨论、归纳。
完成反应的化学方程式：
①
②
③
④
⑤
⑥
【小结】
【板书】二、脱水反应的本质
三、发生脱水反应的物质
四、脱水反应的类型
指出：将单官能团的性质运用于双官能团，这是对知识的迁移和应用，因此对于二元醇除上题的脱水形式外，分析判断还有没有其它形式的脱水？
思考。
乙二醇分子内脱二分子水、乙二醇分子间脱水生成高分子。
【板书】
⑦二醇分子内脱2分子水生成乙炔
⑧二醇分子间脱水生成聚合物请同学写出这两个反应的化学方程式
⑦
⑧

【过渡】请大家分析下面物质是由什么物质怎样形成的？请写出原物质的结构式。
【投影】
①
【问】反应的机理？
【继续投影】
②CH3CH2OSO3H
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
①是由高级脂肪酸R1COOH、R2COOH、R3COOH和甘油 通过分子间脱去3分子水，即酯化反应生成。
酸去羟基，醇去羟基氢。
认真分析、讨论。
②由乙醇CH3CH2OH和硫酸H2SO4通过分子间脱去1分子水，生成硫酸氢乙酯。
③由丙三醇和硝酸通过分子间脱去3分子水，生成的三硝酸甘油酯。
④是由乙二酸和2分子乙醇分子间脱去2分子水而生成的乙二酸二乙酯。
⑤是2分子乙酸和1分子乙二醇分子间脱去2分子水而生成的二乙酸乙二酯。
⑥是由乙二酸和乙二醇分子间脱去1分子水生成的醇酸酯。
⑦是由乙二酸和乙二醇分子间脱去2分子水生成的环酯。
⑧是由n个乙二酸和n个乙二醇分子间脱去n个分子水形成的聚酯。
总结、归纳，边练习化学用语写化学方程式：
根据以上分析，请总结酸和醇反应（仅一元和二元）、酯化反应的不同脱水方式。
【板书】（2）生成酯的脱水反应
①一元羧酸和一元醇
②无机酸和醇，如HNO3与甘油
注意：无机酸去氢，醇去羟基。
③二元羧酸和一元醇
④一元羧酸和二元醇
⑤二元羧酸和二元醇
A：脱一分子水
B：脱二分子水
C：脱n分子水
指出： 是纤维素与硝酸脱掉n分子水而生成的。
【启发】大家想一想：我们前边讨论了一个醇分子内含两个羟基可分子内互相脱水，那如果一个分子中既有羟基，也有羧基能不能互相脱水呢？如果能的话生成哪一类物质呢？
【板书】（3）含羟基的羧酸自身分子内脱水生成酯。
思考、讨论。
能，应生成环酯。
请同学们完成下列两题：
1．
分子内脱水。
2．乳酸的结构简式为：
写出它与乙酸、乙醇酯化的化学方程式及2分子乳酸相互反应的化学方程式。
练习书写化学用语：
1．
2．
【小结】请同学们小结羟基酸的各种脱水反应，并根据学生的小结板书。
小结：
①羟基酸可自身分子内脱1分子水生成环酯。
②羟基酸可分子间脱2分子水生成环酯。
③羟基酸既可与酸又可与醇分别脱水生成酯。
④羟基酸分子间也可脱去n个水，而生成高分子。
【启发】你所学过的知识中有哪类物质像羟基酸，有类似的脱水形式？它的分子中应有几种官能团？
指出：氨基酸同羟基酸有类似的脱水反应，当脱水成环时，一般生成五元环、六元环稳定。
请写出① 分子内脱水的化学方程式。
② 分子间脱水的化学方程式。
回忆、思考、讨论。
分子中一定有两种官能团——氨基酸。
理解、记忆。
①
②

【启发引导】根据以上各种形式的脱水反应，我们总结一下其中有多少种成环的反应。
【板书】（4）脱水成环的反应
①二元醇分子脱水反应生成环醚化合物。指出：二元醇由于分子内有两个羟基，因此在适当条件下可发生分子内或分子间的脱水反应，一般生成较稳定的五元环醚或六元环醚。
②多元羧酸可形成酸酐。
请写出 在一定条件下脱水的化学方程式。
③二元羧酸与二元醇酯化脱水生成环脂化合物。
如： 与乙二醇反应。
④含羟基的羧酸和含氨基的羧酸它们可以分子内、也可以分子间形成环状化合物。
回忆、总结、归纳。
练习：

【板书】（5）其它形式的脱水反应
①含氧酸分子内脱水：如H2CO3
②含氧酸分子间脱水
如：磷酸分子间脱水
③苯的硝化反应和磺化反应：
如： 的硝化， ， 的磺化。

请大家回忆今天课的主要内容。
小结：今天我们围绕羟基的性质，复习归纳了脱水反应。有机物的脱水反应很多。
①醇分子内脱水成烯烃（消去反应）。
②醇分子间脱水成醚（取代反应）。
③醉与羧酸间酯化生成酯。
④羧酸与羧酸之间脱水生成酸酐。
⑤二元醇之间脱水可生成链状、环状或高分子化合物。
⑥二元醇和二元羧酸之间通过酯化的形式生成链状和环状的酯，也可缩聚成高分子化合物。
⑦羟基羧酸可自身脱水生成内酯，也可以生成链状、环状的酯，也可以生成高分子化合物。
⑧氨基酸也可自身脱水生成环状化合物，也可以生成链状，可以生成高分子化合物。
　
精选题
　
一、选择题
1．ag某有机物与过量钠反应得到VaL气体；ag该有机物与过量小苏打反应得同条件下的气体也是VaL，则此有机物是下列的
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．HO（CH2）2COOH
B．
C．
D．
2．下列哪种化合物能缩聚成高分子化合物　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH3—CH2Cl
B．CH2=CH2
C．
D．CH2=CH—COOH
3．今有CH4O和C3H8O的烃的衍生物的混合物，在一定条件下脱水，可能得到的有机物的种类数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．5　　　　 B．6　　　　　 C．7　　　　　 D．8
4．尼龙-6是一种含有酰胺键 结构的高分子化合物，其结构可能是　　 （　　　 ）
A．
B．
C．H2N—（CH2）5—CH3
D．
5．分子式为C4H8O3的有机物，在浓H2SO4存在时具有下列性质：①能分别与乙醇及乙酸反应；②能生成一种无侧链的环状化合物；③能脱水生成一种且只能生成一种能使溴水褪色的有机物。则该有机物C4H8O3的结构简式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．HOCH2COOCH2CH3
B．CH3—CH（OH）—CH2—COOH
C．HOCH2CH2CH2COOH
D．CH3CH2CH（OH）COOH
6．某有机物的结构简式为 ，它可以发生反应的类型有：①取代，②加成，③消去，④水解，⑤酯化，⑥中和，⑦氧化，⑧加聚，下列正确的有　　　　　　　 （　　　 ）
A．①②③⑤⑥④
B．②③①⑥⑧
C．①②③⑤⑥⑦
D．③④⑤⑥⑦⑧
7．下列各有机物，在一定条件下，同种分子间能发生缩聚反应，且在适当条件下自身分子能形成环状结构的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．
B．CH2=CH—OH
C．
D．
8．某组成为C3H5O2Cl的纯净的含氯有机物A与NaOH水溶液共热，产物酸化后可得到分子组成为C3H6O3的有机物B，在适当条件下，每两分子的B可相互发生酯化反应，生成一分子C，那么C的结构不可能是 （　　　 ）
A．CH3CH（OH）COOCH（CH3）COOH
B．CH3CH（OH）COOHCH2CH2COOH
C．
D．
9．常见的有机反应类型有：①取代反应，②加成反应，③消去反应，④酯化反应，⑤加聚反应，⑥缩聚反应，⑦氧化反应，⑧还原反应，其中可能在有机物分子中生成羟基的反应类型有　 （　　　 ）
A．①②③④
B．⑤⑥⑦⑧
C．①②⑦⑧
D．③④⑤⑥
二、非选择题
10．已知戊醇（C5H12O）共有8种属于醇的同分异构体。请回答：
（1）这些同分异构体中能氧化成醛的有4种，它们是：CH3（CH2）3CH2OH和（写结构简式）_____，______，_____。
（2）这些同分异构体脱水后可得______种烯烃。
（3）分子式为C5H12O的醇与分子式为C4H8O2的羧酸经酯化反应能生成______种酯。
11．α-氨基酸能与HNO2反应得到α-羟基酸，如：
试写出下列各变化中（a）（b）（c）（d）（e）五种有机物的结构简式：____。
　
答　 案
　
一、选择题
1．B　 2．C　 3．C　 4．A　 5．C
6．C　 7．C、D　 8．B　 9．C
二、非选择题
10．（1）
（2）5　 （3）16，因为C5H12O有8种属于醇的结构，C4H8O2有2种属于羧酸的结构。
11．
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第 1 页 共 20 页卤族元素
　
教学目标
知识技能：使学生充分认识以氯元素为核心的卤族元素的性质及其递变规律，进一步加深对“结构决定性质”的理解；掌握卤族元素的单质、卤化氢的制备方法，进一步认识氧化还原反应；认识卤族元素的单质及其重要化合物的特殊性。
能力培养：通过卤族元素及其重要化合物的转化关系的教学，培养学生的归纳能力；通过卤族元素的“结构—性质”关系的教学，培养学生分析问题的能力和归纳能力；通过卤族元素的“性质—制备”关系的教学，培养学生解决实际问题的综合能力。
科学思想：通过认识卤族元素的原子结构与其性质的关系，使学生感悟到事物的现象与本质的辩证关系；通过卤族元素及其重要化合物的特殊性的归纳，认识事物的一般与特殊的关系；通过分析卤单质的制备，认识事物间普遍联系与制约的观点。
科学品质：通过学生讨论、归纳、设计实验、探索结论，激发学生的学习兴趣，培养学生的严谨求实、团结、合作的精神。
科学方法：培养学生研究事物和探究事物规律的科学方法。
重点、难点　　 卤族元素的性质及其递变规律。用氧化还原的观点分析认识卤族元素的单质及其化合物的性质。
教学过程设计
教师活动
【引言】卤族元素和氧族元素是典型的非金属元素族。在复习这部分内容时建议以元素周期律和氧化还原理论为指导思想。
学生活动
倾听、了解本部分内容的复习方法。
【过渡】下面我们复习卤族元素的知识。
【板书］一、卤族元素
【复习提问】请画出卤素及其重要化合物之间的转化关系网络图，并完成有关的化学方程式。
回忆、再现曾经学过的卤族元素知识，建立起以氯、溴、碘为核心的知识网络图，书写相关的化学方程式。
【讲评】指导学生完成知识网络图，对学生归纳情况给予评价。最终建立如下页关系：
【板书】1．卤族元素及其重要化合物间的转化关系
【投影】
【板书】
2．卤族元素的“原子结构—性质”的关系
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（1）在NaBr溶液中滴入氯水
（2）在FeSO4溶液中滴入溴水
（3）在FeCl3溶液中滴加KI溶液
【提问】比较Cl2、Br2、I2、Fe3+的氧化性强弱。比较I-、Br-、Fe2+的还原性强弱。
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Br-=Br2+2Cl-
Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-
2I-+2Fe3+=I2+2Fe2+
思考并根据书写的离子方程式得出结
论：氧化性Cl2＞Br2＞Fe3+＞I2；还原性I-＞Fe2+＞Br-。
【归纳】由此得出结论：当溶液中存在多种还原性物质时，加入氧化剂，还原性强的应先被氧化。
【投影】写出下列反应的离子方程式：
（4）在FeBr2溶液中通入少量Cl2气体
（5）在FeI2溶液中加入少量溴水
（6）在FeBr2溶液中通入足量的Cl2气体
思考并书写离子方程式：
Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
Br2+2I-=2Br-+I2
3Cl2+2Fe2++4Br-=6Cl-+2Fe3++2Br2
【提问】根据以上内容可得出卤族元素在化学性质方面有怎样的变化规律？
思考、讨论得出结论：
①F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次减弱。
②F-、Cl-、Br-、I-离子的还原性依次增强。
③F、Cl、Br、I元素的非金属性依次减弱。
【讨论】如何从原子结构的角度解释卤族元素在化学性质方面的递变规律。
讨论后得出结论：卤族元素按F、Cl、Br、I的次序原子半径依次增大，得电子的能力减弱，导致其单质的氧化性逐渐减弱。【板书】
结论：结构决定性质，性质反映结构。
【引言】物质的性质决定了物质的存在形态、用途及制备方法。
【板书】
3．卤族元素的“性质—制备”的关系
【过渡】卤族元素的化学性质活泼，所以在自然界中以化合态的形态存在。
【提问】写出实验室制备氯气反应的离子方程式。说明依据的是怎样的化学原理。
回忆、再现实验室制备氯气的方法。
回答：
MnO2+4H++2Cl- Mn2++Cl2↑+2H2O
依据的原理是：利用氧化剂在酸性条件下氧化Cl-。
【板书】（1）卤素单质的制备——氧化还原法
【提问】依据实验室制备氯气的原理，还可用哪些氧化剂代替MnO2？
讨论回答：KMnO4、KClO3、K2Cr2O7、次氯酸盐等。
【练习】写出分别用KMnO4、KClO3、Ca（ClO）2与浓盐酸反应制备氯气的化学方程式。
书写化学方程式：
2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O
Ca（ClO）2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
【投影】请设计一个用漂白粉和浓盐酸反应制得氯气，验证干燥的氯气无漂白性并制备氯水的实验装置图。
【提问】
①装置应包括几部分？
依据题目要求思考、讨论。
思考回答：
①应包括四部分——气体发生装置、气体净化装置、验证其无漂白性的装置、溶解制备氯水装置。
【追问】仅这四部分吗？
噢！还有尾气吸收部分。
②根据反应物的状态和反应条件应选择何种气体发生装置？
②应选择固-液反应装置。
③制得的氯气中含有哪些杂质？应如何得到纯净干燥的氯气？
③制得的氯气中含有HCl气体和水蒸气。得到纯净干燥的氯气的方法是：先通过装有饱和食盐水的洗气瓶除去HCl，再通过装有浓硫酸的洗气瓶干燥除水。
④根据氯气的溶解度，应选择怎样的氯气溶解装置？尾气应怎样吸收？
④装置如图：
师生共同探讨后确定下列实验装置模型。
【投影】
饱和食盐水：除去Cl2中的HCl；浓硫酸：除去水蒸气；NaOH溶液：吸收尾气，防污染。
【投影】实验室用MnO2和浓盐酸可制备Cl2，若无浓盐酸，可用什么试剂代替？写出有关的化学方程式？
思考：MnO2在H+浓度很大的条件下，可将Cl-氧化成单质。现无浓盐酸，因此需制出HCl，联想到NaCl固体和浓硫酸反应可得HCl，因此采用MnO2、NaCl固体、浓硫酸
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓） Na2SO4+2HCl↑
MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O
或综合写成：
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaCl（固体） MnSO4+2NaHSO4+Cl2↑+2H2O
书写反应方程式：
3H2SO4（浓）+2NaBr（固体） Br2↑+SO2↑+2H2O+2NaHSO4
【投影】用浓硫酸和固体NaBr反应可以生成溴单质。该反应能用于制备溴单质吗？若不能，应如何进行改进？
【提问】写出浓硫酸和NaBr固体反应的化学方程式。分析所得产物是否易于分离得到溴单质？该方法制备溴单质是否可行？
讨论得出：SO2和Br2蒸气同时逸出，除去Br2蒸气中的SO2很困难。该方法不可行。
【提问】如何改进？
讨论得出改进方案：①用浓磷酸代替浓硫酸，并加入MnO2即可。
【提示】使反应不生成SO2是解决问题的关键。
【点拨】在MnO2、NaCl固体和浓硫酸反应得到Cl2的反应中，浓硫酸是氧化剂吗？哪种物质是氧化剂？说明什么？
回答：浓硫酸不是氧化剂，MnO2是氧化剂。说明MnO2的氧化性强于浓硫酸。
【提问】结合Cl-和Br-的还原性强弱，还有其它的改进措施吗？
思考并回答：Br-的还原性强于Cl-，因此当浓硫酸和MnO2与NaBr固体共热时，
浓硫酸将不被还原。
从而得到改进方案：②使浓硫酸、NaBr固体、MnO2共热。反应后将溴蒸气冷凝即可。
【提问】写出该反应的化学方程式。
MnO2+3H2SO4（浓）+2NaBr（固体） MnSO4+2NaHSO4+Br2↑+2H2O
【板书】
【板书】（2）卤化氢的制备——难挥发酸制挥发酸
【提问】请用化学反应方程式归纳出HX的制备方法。
回忆各种卤化氢的制备方法。
CaF2+H2SO4（浓）=CaSO4+2HF↑[铅容器中]
NaCl（固）+H2SO4（浓）=NaHSO4+HCl↑
2NaCl（固）+H2SO4（浓） Na2SO4+2HCl↑
【提问】在制备HBr和HI时能否使用浓硫酸？为什么？应如何改进？
讨论得出：由于浓硫酸可将Br-、I-氧化，所以不能用浓硫酸和NaBr、NaI反应制HBr、HI。应用难挥发的浓磷酸代替浓硫酸。
NaBr（固）+H3PO4（浓） NaH2PO4+HBr↑
NaI（固）+H3PO4（浓） NaH2PO4+HI↑
领会元素化合物知识的学习方法。
【小结】学习元素化合物知识，不能仅停留在教科书的表面内容上，应将所学知识进行综合、归纳、总结，上升到理性高度，使知识向深度和广度发展。
【板书】
4．卤族元素的“一般——特殊”的归纳
【引言】卤族元素的单质及其化合物有许多共性，但也存在诸多特殊之处，请同学们回忆、讨论并进行归纳，可查阅教材、笔记等资料。
回忆、讨论、查阅资料，进行归纳和总结。
指导学生归纳并将学生得出的结论投影如下：
【投影】卤族元素及其化合物的特殊性归纳：
1．物理性质方面
（1）常温下溴是唯一的液态非金属单质，极易挥发，保存时用水封。
（2）溴和碘易溶于有机溶剂，碘易升华。
（3）卤化银中只有AgF无色且溶于水。
（4）CaCl2、CaBr2溶于水，但CaF2不溶于水。
2．化学性质方面
（1）F2和水剧烈反应，水是还原剂；F2不能将溶液中的Cl-、Br-、I-氧化；F2通入NaOH溶液中先与水反应；卤素单质中只有F2可与稀有气体反应。
（2）氯水使石蕊试剂先变红后褪色。干燥的氯气和液氯无漂白性。澳水和碘水无漂白性。（3）卤化银中只有AgF见光不分解。
（4）碘单质遇淀粉变蓝。碘单质与铁反应生成FeI2。
（5）卤化氢的水溶液中只有氢氟酸是弱酸。
3．实验方面
（1）制备HF时在铅容器中进行，氢氟酸保存在塑料容器中。
（2）制备HBr和HI时用浓磷酸代替浓硫酸。
（3）除去Cl2中HCl用饱和食盐水。
【小结】在复习元素化合物知识时，要注意共性与特性的辩证关系。
【板书】
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第 3 页 共 9 页气体的制备
　
教学目标
知识技能：复习常见气体的制备、收集、净化、尾气处理等知识，掌握各种仪器装置的使用方法及操作注意事项。
能力培养：通过对常见气体实验室制法的复习，培养学生选择仪器装置，解决气体制备、净化等问题的分析、迁移能力。
科学思想：通过对气体制备有关知识的整理，使学生感悟到科学实验的规律性和严谨性。
科学品质：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，激发学生的发散性思维。
科学方法：通过对气体制备的各种仪器装置的探讨，指导学生学会根据反应原理、气体性质以及常见仪器的特点，选择、组装各种装置的一般方法。
重点、难点 对气体制备装置的归纳和装置变形的探讨；激发学生学习兴趣，培养学生发散性思维。
　
教学过程设计
　
教师活动
【投影】
【提问】
1．这套装置在实验室用于制取什么气体？
学生活动
观察、思考、回答：
1．制氯气。
2．要制得纯净的氯气，请说明B、C、D、E各装置应盛装的试剂及其作用是什么？
2．B装置应装饱和食盐水，用来吸收挥发出来的HCl气体；C装置应装浓硫酸，用来吸收Cl2中的水分；D装置是用向上排空气法收集Cl2；E装置应装NaOH溶液，用来吸收多余的Cl2，避免有毒气体排入空气。
【提问】通过上述实例可以看出，实验室制取纯净的气体一般有几个环节？
思考、回答：
实验室制取纯净的气体一般有以下环节：
（1）气体的发生；
（2）气体的净化；
（3）气体的收集；
（4）尾气的处理（对于有毒气体）。
【组织讨论】分小组进行，要求：
1．气体发生装置通常可分成几种类型？将各类型的装置示意图画出来。分类的依据是什么？
2．每种类型可制备什么气体？
3．使用注意事项及原因。
说明：示意图的画法（以上面制取Cl2的装置为例）。
指导学生讨论，将学生画的图展示出来，评价。
思考、讨论、画图；小组代表回答：
类型有：
（1）固-固加热型：可制O2、CH4、NH3等；
使用注意：1．试管口略向下倾斜；
2．试管内导管刚伸出胶塞即可；
3．用酒精灯外焰加热。
（2）固-液不加热型：
可制H2、H2S、SO2、CO2、NO、NO2、C2H2等；
使用时注意：长颈漏斗下端管口伸入液面以下。
（3）固-液或液-液加热型：可制Cl2、HCl等。
使用时注意：1．组装装置接从下到上的顺序；
2．加热应垫石棉网；
3．烧瓶内液体体积不超过容积的1/3。
分类依据：反应物的状态和反应条件是否加热。
【提问】启普发生器是一种气体发生的经典装置，能否说明它适合发生什么样的气体？它的优点是什么？（同时展示启普发生器的仪器图）
回答：启普发生器适合常温下块状固体与液体反应，且难溶或不易溶于水的气体，如：H2、CO2、H2S。它的优点是可通过活塞控制反应的发生与停止，操作简便。
【设疑】实验室能否用以下仪器组装启普发生器的替代装置？
讨论、回答：能。
画出装置图：
【提问】使用装置①时要注意什么？
回答：长颈漏斗必须伸到隔板下面，否则无法控制反应，而且产生的气体也易从长颈漏斗逸出。
【设疑】属于固一液不加热反应，但不能用启普发生器发生的气体有哪些？可用什么装置？
设计、回答：不能用启普发生器发生的气体有SO2、C2H2、NO、NO2等。
可用以下装置：
此为简易装置，无隔板，无活塞，不能控制反应的发生或停止。
若将长颈漏斗改为分液漏斗，分液漏斗可控制液体滴入的量，从而调节反应产生气体量。
【提问】实验室制C2H4属于液-液加热制气，其装置有何特点？操作时需注意什么？
思考、回答：
实验室制C2H4需要控制温度（170℃）应加温度计；温度计的水银球应插入液面下。
【评价】很好。我们掌握一类事物既要认识共性，又要抓住特点。
【启发讨论】在固（液）—液加热制气时，如果气体产生较快，或所连装置较多，烧瓶内气压较高，分液漏斗中的液体不易滴下与烧瓶内试剂反应。如何解决这一问题，使分液漏斗中的液体顺利滴下？
学生设计方案。
交流各自的方案。
最简单方便的方案是：
【评价】学生所设计的各种方案，指出其优点及不足并鼓励学生设计尽可能简单的方案。
【练习】在实验室，制备O2、Cl2、HCl、NH3有什么合理、简单、快速的方法，用到哪类装置？
思考、回答：
（1）向MnO2中滴加H2O2可制氧气；
（2）向高锰酸钾固体中滴加浓盐酸可制Cl2；
（3）向浓盐酸中滴加浓H2SO4可制HCl；
（4）向NaOH溶液中滴加浓氨水可制NH3。以上制备方法均用固—液不加热型装置。
【启发练习】如果要收集纯净的气体，须除杂质和干燥气体。
试判断下列气体净化时应使用的试剂和装置：
思考、回答：
【投影】气体（所含杂质）除杂试剂和装置
①CO（CO2）
②CO2（H2O）
③Cl2（HCl）
④N2（O2）
⑤SO2（HCl）
①碱石灰　　　　　　　　　　　　　　　　 干燥管
NaOH溶液　　　　　　　　　　　　　　　 洗气瓶
②浓H2SO4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 洗气瓶
③饱和NaCl溶液　　　　　　　　　　 洗气瓶
④铜网（灼热）硬质　　　　　　　 玻璃管
⑤NaHSO3溶液　　　　　　　　　　　 洗气瓶
【提问】气体净化的原则是什么？
讨论、回答：
1．尽量用化学方法；一般酸性气体杂质用碱性试剂除去，还原性气体杂质用氧化性试剂除去；
2．净化试剂只与杂质发生反应；
3．不生成新的杂质。
【提问】气体净化常用装置是什么？画出装置图。分几类？
回答：气体净化装置有：
分两类：1．用固体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（1）、（2）、（3）。
2．用液体物质除去气体杂质（包括水蒸气）；如图（4）。
【启发讨论】根据净化试剂的状态不同选择装置。
【例题】为除去O2中少量的CO2和水蒸气，应采用的装置是　　　　 [　　　 ]
其中左边试管盛[　　　 ]，右边试管盛[　　　 ]。
从上述例题可以看出气体净化要注意什么问题。
思考、回答：选D；甲试管盛NaOH溶液，乙试管盛浓硫酸。
应注意：
1．洗气瓶使用时应长管进气、短管出气；
2．净化包括除杂和干燥，一般先除杂后干燥。
【启发提问】净化后的气体就可以收集，那么常用的收集方法和装置有哪些？依据什么来选择适合的方法及装置？
思考、回答：
气体收集装置有
两类方法：
1．排水法：用于收集不易溶于水的气体，例如，H2、O2、CH4、NO、C2H4、C2H2等[如图（1）]。
2．排空气法：
（1）向上排空气法：用于收集密度大于空气的气体，例如O2、CO2[如图（2）]。
（2）向下排空气法：用于收集密度小于空气的气体，例如H2、NH3、CH4[如图（3）]。
选择依据：
气体的溶解性和对空气的密度。
【提问】
下列气体在收集时须注意什么？
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2
回答：
Cl2、HCl、H2S、NO2、SO2均属于能溶或易溶于水的气体，不宜用排水法，而且它们均有毒，不能用装置（2），应用以下装置：
a口进气，b口出气，b口应连接尾气处理装置，防止有毒气体排入空气。
【组织讨论】上述装置可收集具有什么性质的气体？怎样使用？
回答：
若烧瓶是干燥的，a口进气，瓶口向上或b口进气，瓶口向下，可收集密度大于空气的气体，如CO2；a口进气，瓶口向下或b口进气，瓶口向上，可收集密度小于空气的气体，如H2、NH3、CH4。
若烧瓶中充满水，瓶口向上，b口进气或瓶口向下，a口进气，可收集难溶于水的气体，如H2、CH4、CO、NO等。
【设疑】如图装置：
上述收集装置中干燥管的用途是什么？
回答：
干燥管是防止外界含有水蒸气的空气进入瓶内，从而保证收集到干燥的气体。
【提问】金属钠与水反应生成H2，如何收集？
回答：
用图5-17装置：
【启发提问】有毒气体必须进行尾气处理。尾气处理常用装置有哪些？如何选择？试举例。
思考、回答：
尾气处理常用装置有：
选择原则：
1．对于极易溶于水的气体可用水吸收，用装置（2）、（3），防止倒吸[其中装置（3）用于吸收少量气体]，例如HCl、HBr、NH3。
2．对于溶解速率不快的气体可用装置（1），一般使气体与吸收剂发生化学反应而被吸收，例如：Cl2、H2S、SO2等可用NaOH溶液吸收。
3．对于可燃性有毒气体，可用装置（4），经点燃除掉，例如：CO。
【小结】制备气体的各个环节是有联系的，在解决具体问题时，要综合考虑。但有时并不要求完整地制备气体，而是制出气体后进行一系列的性质实验，所用到的仪器装置均是各部分基本仪器装置的变形，因此应熟知各仪器装置的适用范围和使用方法。
聆听、理解、记忆。
　
精选题
　
一、选择题
1．图5-19装置可用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．加热NaHCO3制CO2
B．用铜和稀硝酸反应制NO
C．用NH4Cl与浓NaOH溶液反应制NH3
D．用NaCl与浓硫酸反应制HCl
2．按下述方法制备气体，合理而又实用的是　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．锌粒与稀硝酸反应制备H2
B．向饱和氯化钠溶液中滴加浓硫酸制备HCl
C．亚硫酸钠与浓硫酸反应制备SO2
D．大理石与浓硫酸反应制备CO2
3．图5-20是一套实验室制气装置，用于发生、干燥和收集气体。下列各组物质中能利用这套装置进行实验的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．铜屑和浓硝酸
B．二氧化锰和浓HCl
C．电石和水
D．碳酸钙和稀盐酸
4．现用二氧化锰氧化浓盐酸来制取氯气，将氯气经过净化装置、干燥装置后，再跟灼热的铜屑反应，以制取氯化铜固体，最后还应连接尾气吸收装置，以保护环境。在尾气吸收装置中，若只有以下试剂，你认为不适宜的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．溴化钠溶液
B．氢氧化钠溶液
C．氯化钠溶液
D．硫酸亚铁溶液
5．实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂，从欠缺试剂的角度来看（实验仪器齐全），无法进行的实验项目是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．制取氢气
B．制取碳酸钠
C．制取氯化铜
D．测定盐酸的浓度
6．如图5-21装置，红磷、硫磺分别在a、b瓶中燃烧，当燃烧结束后同时打开两个夹子，可看到　　 [　　　 ]
A．水同时流入a、b两集气瓶
B．水只流入a集气瓶
C．水只流入b集气瓶
D．a、b集气瓶中都无水流入
7．某实验室有锥形瓶、集气瓶、各种玻璃导管、橡皮塞、烧杯、药匙和所需药品，可以制备下列各组气体的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．H2、NO2、CH4
B．HCl、Cl2、O2
C．H2、CO2、H2S
D．C2H2、NH3、C2H4
8．当氢气混有氯化氢、硫化氢、二氧化碳和水蒸气时，为得到干燥纯净的氢气，操作步骤和顺序完全正确的是（每一步只除去一种杂质）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
①通过装浓硫酸的洗气瓶 ②通过装水的洗气瓶 ③通过装氢氧化钠溶液的洗气瓶 ④通过灼热的氧化铜 ⑤通过装硫酸铜溶液的洗气瓶 ⑥通过装有五氧化二磷的干燥管
A．②、⑤、③、①
B．①、③、④、⑤
C．②、④、③、①
D．①、②、⑤、⑥
二、非选择题
9．图5-22所示装置可以收集以下气体：
H2、NO、CH4、HCl、Cl2、NH3、SO2。
（1）若集气瓶是干燥的，气体从a进入，可收集的气体有______。
（2）若将集气瓶盛满水，收集气体并测量气体的体积，可收集并测量体积的气体有______。此时气体应由______管进入，由______管通向量筒。
10．图5-23装置：（铁架台和加持仪器均略去）制得的气体X是干燥和纯净的，在装置A、B、C中盛放的试剂在下列①～（11）中选用。
①MnO2粉末 ②P2O5粉末 ③NaOH粒 ④无水CaCl2 ⑤NaBr粉粒 ⑥浓盐酸 ⑦浓硫酸 ⑧浓氨水 ⑨浓NaOH溶液 ⑩稀盐酸 (11)稀硫酸。试回答：
（1）A中a盛放的是（均用编号）______，B中盛放的是______，B中盛放的是______，C中盛放的是______。
（2）发生器中产生气体X的原理是______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．B 2．C 3．A、D 4．C 5．A、D 6．B 7．C 8．A
二、非选择题
9．（1）Cl2、H2S、SO2；（2）H2、CH4、NO；b，a。
10．（1）a为⑧、b为③、B中为③、C中为③；（2）因浓氨水滴入固体NaOH时NaOH迅速溶解，同时放热使温度升高，溶液里OH-的浓度大增，使反应NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-的平衡向逆反应方向移动，并因升高温度使氨气的溶解度减小而逸出氨气。
26．物质的分离和提纯
　
教学目标
知识技能：复习常见物质分离和提纯的实验知识，掌握常见物质分离、提纯的一般方法。
能力培养：通过对常见物质分离与提纯以及分离提纯物质一般方法的复习巩固，培养学生综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力、实验设计和评价辨析能力。
科学思想：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。
科学品质：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。
科学方法：通过对物质的分离和提纯及提纯物质的一般方法的实验探索和总结、运用，培养学生从特殊到一般，再从一般到特殊的科学方法。
重点、难点 掌握分离物质的原理和方法。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】在日常生活和工业生产中经常需要使用比较纯净的物质，下面介绍一些分离和提纯物质的方法。
【投影】限用物理方法除去以下物质中的杂质。
固体：氯化银中的氯化钠；硝酸钾中的氯化钠；氯化钠中的碘。
液体：硝酸中的水；石油中的汽油、柴油；溴水中溴和水；氢氧化铁胶体中的氯化铁；蛋白质和水；氯化钠溶液中的水。
气体：空气中提取氮气、氯气和氯化氢。
引导学生总结：通过以上例题，总结出分离物质的方法和适用范围。
【提问】常见的分离物质的物理方法有哪些？它们适用于哪些物质间的分离？
学生活动
分组讨论、小组代表总结：
固体：将固体溶解、过滤，剩余的固体即是氯化银。
在热水中加入硝酸钾和氯化钠混合物至溶液饱和，降温析晶。
将氯化钠和碘的混合物加热至不再有紫色蒸气逸出。
液体：在硝酸中加入Mg（NO3）2，蒸馏。
将石油分馏。
在混合液中加入苯，分液。
将混合液放入半透膜中，把半透膜袋浸泡在蒸馏水中。
向混合液中加入硫酸钠固体，静置，过滤。
在蒸发皿中蒸发。
气体：将空气液化，低温分馏。
将混合气通入饱和食盐水中洗气。
根据以上例题分小组讨论：固体、液体、气体分离方法和适用范围。学生代表总结：
固体：溶解过滤；分离不溶固体和溶液。
结晶和重结晶法：根据混合物中各组分在某种溶剂中的溶解度随温度变化不同的性质分离提纯物质。
升华法：分离易升华和不升华固体混合物。
液体 分馏法：根据几种互溶的液体沸点的差异较大蒸馏分离。
萃取法：根据物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同分离。
渗析法：分离胶体和溶液。
盐析法：根据混合物中某物质在加入某些盐后溶解度改变分离。
气体 液化法：根据混合气体的沸点不同液化分离。
吸收法：根据不同气体在某种液体中的溶解程度不同分离。
（组织学生对其他小组同学总结的内容进行评价、补充。教师不断通过例题引导、启发学生）
【投影】请选出与以上方法相对应的仪器和用品：
玻璃棒、漏斗、漏斗架、滤纸、蒸发皿、石棉网、半透膜、接受器、冷凝管
教师引导学生选择仪器的方法：
1．按操作顺序选择仪器（如：溶解过滤）。
2．按仪器安装顺序选择仪器（如分馏）。
【提问】在日常生活和工业生产需要分离提纯许多物质时，要用到化学反应，在选择化学试剂时应遵守哪些原则？
根据以上例题分小组讨论：溶解过滤、蒸发、结晶、蒸馏、分液萃取、升华、渗析实验需要哪些仪器？学生代表总结：溶解过滤：铁架台（带铁圈）、烧杯、漏斗、滤纸、玻璃棒。
蒸发浓缩：铁架台（带铁圈）、酒精灯、泥三角、蒸发皿、玻璃棒。
结晶、重结晶法：烧杯、玻璃棒、蒸发皿、酒精灯、漏斗、药匙、铁架台（带铁圈）。
蒸馏、分馏法：铁架台（带铁圈、铁夹）、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接受器。
分液萃取法：烧杯、漏斗架、分液漏斗。
升华法：铁架台（带铁圈）、酒精灯、石棉网、烧杯、圆底烧瓶。
渗析法：半透膜、烧杯、玻璃棒。
讨论总结：
1．引入试剂只跟杂质反应。
2．后续试剂应除去过量的前一试剂。
3．不引入新杂质。
4．杂质与试剂生成的物质易与被提纯的物质分离（状态类型不同）。
5．过程简单。
6．现象明显。
7．尽可能将杂质转化为所需物质除去。
8．多种杂质时应考虑加入试剂顺序。
【投影】将下列固体物质分离：
固体NaCl中NH4Cl杂质
固体Fe2O3中Al2O3杂质
固体CuS中FeO杂质
固体Na2CO3中的NaHCO3。杂质
分三组讨论，分别讨论气体、固体、液体中各种物质的分离方法。
固体NaCl中NH4Cl杂质：加热。
固体Fe2O3中Al2O3杂质：加过量强碱溶液，过滤。
固体CuS中FeO杂质：加过量盐酸，过滤。
固体Na2CO3中的NaHCO3：加热。
【投影】将下列溶液中的杂质除去：
MgCl2溶液中FeCl3杂质
乙酸乙酯中乙酸和乙醇
乙醇中水
加MgO或Mg（OH）2或MgCO3固体，调节溶液的pH=4左右，过滤。
加入饱和Na2CO3溶液，振荡、静置、分液。
加入生石灰，蒸馏。
加入过量的Ba（OH）2溶液，再加入过量的Na2CO3溶液，过滤，再加入盐酸调节溶液pH至中性。
【投影】除去下列气体中的杂质：
CO2中的O2气体
CO2中的H2S气体
H2S气体中的HCl气体
请同学们归纳总结出常用分离物质的化学方法。
混合气体通过热铜网。
通入CuSO4溶液。
通入饱和NaHS溶液。
每组选一名学生代表回答常用分离物质的化学方法。
固体：加热分解（NaCl中NH4Cl）
酸、碱法（Fe2O3中Al2O3，CuS中FeO）
转化法（Na2CO3中的NaHCO3）
液体：水解法（MgCl2溶液中FeCl3）
吸收法（乙酸乙酯中乙酸和乙醇）
蒸馏法（乙醇中水）
气体：氧化-还原法（CO2中O2）
沉淀法（CO2中H2S）
转化法（H2S中HCl）
正确方案：
KOH、AgNO3、K2CO3、HNO3
【投影】
综合一　 有一硝酸钾溶液，其中混有少量KBr、Ca（H2PO4）2。有人用AgNO3、K2CO3、KOH、HNO3试剂以除去那些混入的物质，若规定不得重复使用试剂，且最后溶液中只许含有K+、NO3-、H+、OH-，则加入试剂的顺序______（组织学生评价方案，提出各自的见解）。
评价其它方案：
1．若为AgNO3、KOH、K2CO3、HNO3，由于过量的KOH与
2．若为KOH、K2CO3、AgNO3、HNO3，由于要用过量的AgNO3
4．若为K2CO3、AgNO3、KOH、HNO3，由于过量的KOH使
【投影】
综合二 　氯化铜[CuCl2·2H2O]中含有FeCl2杂质，为了制取纯净的氯化铜晶体，首先将其制成水溶液，然后按下图所示的操作步骤进行提纯：
已知：Fe3+、Cu2+、Fe2+三种离子从溶液中完全呈氢氧化物沉淀时所需的pH是：Fe3+：3.7
Cu2+、Fe2+：6.4
正确方案：
（1）Fe2+和Cu2+完全以氢氧化物沉淀所需溶液pH相同，不能利用加碱生成沉淀而分离出Fe（OH）2，故应将Fe2+氧化成Fe3+后再调pH使Fe3+生成沉淀而除去。
（2）A
（3）D
（4）CuO　 Fe（OH）3
评价其它方案：
1．（2）中如果选择其它试剂，都会引入其它离子而使最后得不到纯净的CuCl2·2H2O。
2．（3）中如果选择A、B，会引入Na+、NH4+而使产物不纯。（3）中如果选择C，则不会使pH升到3.7。
请回答：（1）需加入氧化剂X的原因；（2）下列物质都可以作为氧化剂，其中最适合本实验的氧化剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．H2O2
B．KMnO4
C．NaClO
D．K2Cr2O7
（3）调节pH时，应选用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．NaOH
B．NH3·H2O
C．HCl
D．Cu（OH）2
（4）物质Y是______，沉淀Z是______。
　
精选题
　
1．（全国1997年）某溶液含有较多的Na2SO4和少量的Fe2（SO4）3。若用该溶液制取芒硝，可供选择的操作有：（1）加适量H2SO4溶液；（2）加金属Na；（3）结晶；（4）加过量NaOH溶液；（5）加强热脱结晶水；（6）过滤。正确的操作步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．（2）（6）（3）
B．（4）（6）（1）（3）
C．（4）（6）（3）（5）
D．（2）（6）（1）（3）（5）
2．（上海96）下列分离物质的方法中，根据微粒大小进行分离的是 [　　　 ]
A．萃取
B．重结晶
C．沉降
D．渗析
3．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，进行如下实验：（1）通入CO2气体；（2）加盐酸；（3）加过量的NaOH溶液；（4）加H2SO4；（5）过滤。以下步骤顺序和试剂都正确的是　　　　 [　　　 ]
A．（3）（5）（4）（5）（2）
B．（3）（5）（2）
C．（3）（5）（1）（2）
D．（3）（5）（1）（5）（2）
4．（2000试测）制备卤磷酸钙荧光粉所用的高纯度氯化钙中混有镁杂质，除去的方法是把氯化钙的水溶液加热到90～95℃，在不断搅拌下加入适当的沉淀剂，使镁生成沉淀过滤除去。此沉淀剂最好选用　 [　　　 ]
A．氢氧化钙乳浆
B．碳酸钠溶液
C．碳酸氢钠溶液
D．氢氧化钠溶液
5．（97试测）“卤块”的主要成分为MgCl2（含Fe2+、Fe3+、Mn2+等杂质离子），若以它为原料，按如下工艺流程图，即可制得“轻质氧化镁”。如果要求产品尽量不含杂质离子，而且成本较低。流程中所用试剂或pH控制可参考下列附表确定。
填空：
（1）在步骤“2”加入的试剂X，最佳选择是______，其作用是______。（2）在步骤“3”加入的试剂Y应是______，控制pH=9.8，目的是______。（3）在步骤“5”时发生化学反应方程式是______。6．Cl2中混有少量HCl气体，通过饱和食盐水可除去HCl，根据下列数据计算说明：常温时1VH2O溶解2VCl2，NaCl溶解度为36g，溶液密度为1.18g/mL，饱和氯水中1/3的Cl2和水反应。
7．有一废液，其中含有一定量的Zn2+、Fe2+、Cu2+、Hg2+等四种离子，请设计一个回收金属铜和汞的方案。
　
答　 案
　
1．B 2．D 3．D 4．A
5．（1）漂液（NaClO），使Fe2+氧化成为Fe3+。（2）NaOH，使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去。（3）MgCO3+H2O=Mg（OH）2↓+CO2
6．解：NaCl溶解平衡：
NaCl（固） NaCl（溶液）=Na++Cl-
饱和氯水的反应平衡：
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
HCl的溶解平衡：
HCl（气） HCl（溶液）=H++Cl-
饱和氯水中，[Cl-]最低；饱和HCl溶液中，[Cl-]最大。
当混有少量HCl气的氯气通过饱和食盐水时，相对食盐水中的[Cl-]、HCl还能进一步溶解，同时有白色固体析出；Cl2几乎不溶，全部逸出。
3种物质饱和溶液中[Cl-]为：
[Cl-]HCl=12mol/L
[Cl-]NaCl=5.34 mol/L
[Cl-]Cl2=0.034 mol/L
因为[Cl-]NaCl＜[Cl-]HCl，所以HCl能进一步溶解，而当[Cl-]增大后，平衡中的NaCl（固体）将增大，又因为[Cl-]Cl2＜＜[Cl-]NaCl，所以Cl2几乎不溶而逸出，从而达到除HCl的目的。
7．在废液中加入过量的铁粉（或铁屑），充分反应后，继续加入足量的盐酸，直到无气泡产生为止，过滤，洗涤沉淀数次。在沉淀中加适量硝酸并加热至沉淀完全溶解，再加过量的氢氧化钠溶液，得到的沉淀洗净、加热，将汞蒸气冷凝回收汞，剩余固体在氢气流中加热，回收铜
27．CO还原CuO的实验设计
　
教学目标
知识技能：学会设计综合实验的方案。
能力培养：培养学生运用化学信息，设计综合实验的能力。培养学生处理实验过程中有关安全问题的能力。培养学生观察实验的能力。培养学生运用已知的知识，分析、解决实验中一些实际问题的能力。通过实验设计，培养学生创造思维的能力。培养学生概括、归纳知识的能力。
科学思想：培养学生尊重科学和依靠科学，关心环境、能源、健康。
科学品质：通过实验设计的研讨，从中使学生领悟到科学研究所应持有的严谨科学的态度。
科学方法：通过实验探究获得知识的方法。
重点、难点
重点：学会设计综合实验方案。
难点：净化气体；实验操作的程序。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】实验室用固体草酸和浓硫酸制取CO。
【投影】
要证明CO可以还原CuO，能否用草酸分解产生的气体来验证？
学生活动
思考回答：不能，因为证明CO能还原CuO的依据是看是否有CO2生成，而制取的CO中已经含有CO2，所以不能证明CO可以还原CuO。
如果我们只有这种药品制CO，请同学们设计一套实验方案，证明CO可以还原CuO。从实验的整体看，首先应该考虑哪些问题？
讨论归纳一：制气体→净化气体→证明反应→尾气的验证→尾气处理。
下面我们围绕这个知识框架，进行气体综合实验复习，请同学们分组设计四部分实验装置，并画出装置草图。
从下列仪器中选择、组装各步反应的实验装置，注意思考几个问题：
1．选择各步反应药品的依据是什么？
2．选择仪器的依据是什么？
3．组装实验装置时，连接仪器的顺序是什么？
4．各步实验操作的顺序及其要点是什么？
通过每一具体问题的实验设计，归纳出解决每一类实验问题的规律。
【投影】设计综合实验装置：
1．CO的制备装置。
2．证明CO中混有CO2；制得纯净、干燥的CO净化装置。
3．证明CO可以还原CuO的装置。
4．尾气的验证与处理装置。
分组讨论，画装置草图。
【软件1】实验仪器：
【实验设计引导】实验室制备CO的药品是已知的，怎么制CO？请展示你们的设计简图，说明设计原理，总结实验规律，边叙述边组装仪器。
讨论归纳二：
【实验室制备气体的规律】
1．根据药品的状态和反应条件，选择、组装仪器。
【投影】学生设计的方案
2．组装仪器的顺序是：
因为气流方向是从左到右，组装仪器的顺序是：自下而上，从左到右。
组装制备CO装置的顺序是：
铁架台→酒精灯→铁圈→石棉网→烧瓶→带分液漏斗的双孔塞
操作：组装制CO的装置。
思考：实验前加入碎瓷片。
思考：有CO2和水蒸气。
【设疑】加热液体时怎么防止暴沸？
制出的CO里混有什么气体？
可能有水蒸气吗？为什么？
不一定，因为用浓硫酸制CO时，浓硫酸有吸水性，可能吸收产物中的水，所以产生的气体中可能没有水蒸气。
怎么证明CO中是否混有水和CO2？请设计检验气体的装置，说明原理，总结出检验气体的规律。
讨论归纳三：【检验气体的规律】
1．证明气体中混有杂质的顺序是：先证明水，后证明其他气体，因为证明气体一般用水溶液，从水溶液里逸出的气体一定混有水蒸气，干扰水的检验。
2．证明气体杂质，要选用与气体杂质有特征反应的试剂。
所以先用无水硫酸铜证明是否有水；再用澄清的石灰水证明是否有CO2生成，石灰水变浑浊证明有CO2。
讨论归纳四：【除杂仪器的选择和使用】
1．一般固体干燥剂放在干燥管里，粗管进气，细管出气，水蒸气可以被充分吸收。也可以用U形管、两通管代替干燥管。
2．液体试剂放在洗气瓶中，长管进气，短管出气；长管深入液面下，短管露出胶塞少许。
所以无水硫酸铜放在干燥管里，石灰水放在洗气瓶里。
【设疑】为什么不用石灰水除CO2？
讨论归纳五：【气体干燥、净化规律】
1．除杂顺序：一般是先除杂质，后干燥。
2．除杂试剂：尽可能使用液体试剂，液体试剂可以充分吸收气体。
所以将CO混合气体先通入饱和NaOH溶液，除去CO2；再将气体通入浓硫酸，除去水蒸气。
思考：因为常温下氢氧化钙的溶解度较小，即便是饱和的石灰水，其浓度比较小，所以石灰水不能吸收较多的二氧化碳。
【设疑】饱和的NaOH溶液一定能除净CO2吗？怎么办？
思考：如果二氧化碳较多就不一定能除净。
增大容积，用广口瓶代替试管，增大氢氧化钠的用量。
3．证明杂质已被除净。
将CO气体再通入石灰水，石灰水不变浑浊，证明CO2已被除去，最后再干燥。
【引导】接下来用干燥、纯净的CO来还原CuO，请展示你们设计的实验装置，说明设计依据、原理和操作顺序，总结出实验规律。
【投影】实验装置设计方案
讨论归纳六：
1．反应装置：因为是气体与固体加热的反应，所以用两端插有单孔塞的还原管；气体从左端进，右端出。
2．实验操作顺序：
（1）加热前先通CO，排净整个装置中的空气后，再加热CuO，防止CO和空气混合，点燃可能发生爆炸。
（2）反应后继续通CO，直到试管冷却。
【提问】实验前通入CO的目的是排净空气里的什么气体？
此时排出的CO尾气能点燃吗？
排出的CO不点燃，会污染大气，点燃又有危险，怎么办？
回答：主要是排除空气中的氧气，因为氮气对反应没有影响。
不能点燃。
思考：用一种无毒、稳定的气体代替CO，排净装置中的空气。选用氮气，因为氮气在一般条件下难与其它物质反应。
用什么盛N2？盛N2的装置怎么与串联装置连接？
思考：将氮气充入球胆，用两通管连接。
组装仪器。
【设问】用N2排除装置中的空气，再通CO，这时加热尾气有没有危险？为什么？
回答：没有危险，因为CO不能在氮气中燃烧。
3．实验论证：将反应后的气体通入盛有澄清石灰水的洗气瓶中，石灰水变浑浊，证明CO可以还原CuO。
【设问】尾气处理的方法有哪些种？本实验应采用哪一种？
讨论归纳七：【尾气处理】
1．把尾气收集起来，再处理掉。
2．尽可能用液体试剂吸收尾气。
3．如果尾气可燃，而且燃烧的产物又不会污染空气，可将尾气点燃。
所以最好是把尾气中的CO点燃。
【软件2】
【设问】整个实验完成后，怎么排出残留在装置中的CO？
讨论回答：向串联装置中通入N2，排出CO。
【设疑】实验中A、G两处进行加热，如果气流不稳，将会出现什么后果？
答：C中的液体倒吸进B，干扰了水的验证；G中新生成的Cu与空气中的氧气反应又生成CuO。
【设问】空气可能进入加热氧化铜的两通管吗？
思考回答：不可能。下一个装置里的液体可能会倒吸进加热CuO的两通管里，使其炸裂。
【软件3】演示液体倒吸进加热CuO的两通管里，使两通管炸裂。
【设问】采取什么措施防止倒吸？
讨论：在B、G装置的后边各增加一个防止倒吸的安全装置。
组装仪器。
【软件4】
【引导】下面请同学们讨论、归纳出实验操作步骤。
讨论归纳八：【综合实验步骤】
【软件5】随学生边总结边演示。
【设问】利用物理原理，怎么检查装置的气密性？
1．检查装置的气密性。
【方法1】稍微加热烧瓶，停止加热后观察每个洗气装置里的长导管中有无液体回升，如果有液体回升，说明装置不漏气。
【方法2】将尾部橡胶导管夹住，再将分液漏斗的活栓打开，如果液面不下降，说明装置不漏气。
2．通入N2排净串联装置中的空气。
3．点燃加热尾气的酒精灯。
4．通入CO，排除串联装置中的N2。
5．加热CuO。
6．停止加热CuO。
7．通入N2，排净残留在串联装置中的CO。
8．停止点燃尾气。
【提示】请同学们注意观察、记录各装置中的反应现象。
【演示】请大家描述实验现象，可以互相补充。
观察实验现象，记录实验现象。
实验现象及结论：
A中有无色气体产生。
B中无明显现象。结论：几乎没水溢出。
D中的石灰水开始变浑浊，反应片刻又变澄清，说明CO中混有CO2，过量的CO2使浑浊石灰水又变澄清。
E中没有明显现象。
F中的石灰水开始没有变浑浊，实验快结束的时候又变浑浊，说明反应前期，CO中的CO2已经被除净，过量的CO2使E中的石灰水又变浑浊。
G中无明显现象。
H中黑色CuO逐渐变为红色。
J中的石灰水变浑浊，说明CO还原CuO后生成了CO2。
K处尾气燃烧。
【 】怎样利用燃烧产生的大量热？
思考：把燃烧CO的导管加长，伸到加热CuO的酒精灯火焰上方。
实验结论：实验证明CO可以还原CuO。
　
精选题
　
一、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。
（1）写出反应的化学方程式。
（2）图5-28是一个学生设计的实验装置图：
这个装置图中有哪些错误？请分别指出。
①　　　　　　　　　　　　　　　 ③
②　　　　　　　　　　　　　　　 ④
（3）在改正的装置中，洗气瓶（净化气体用）中的水、浓硫酸和烧杯中的氢氧化钠溶液各起什么作用？
①水起的作用是：
②浓硫酸起的作用是：
③氢氧化钠溶液起的作用是：
二、水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2，还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有CO和H2。
（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母）
混合气→（　　　 ）（　　　 ）接（　　　 ）（　　　 ）接（　　　 ）（　　　 ）接（　　　 ）（　　　 ）接（　　　 ）（　　　 ）。
（2）确认混合气中含有H2的实验现象是：______，其理由是：______。三、实验室是用加热NH4Cl饱和溶液和固体NaNO2来制备少量的N2。这种方法制得的N2含有一定量的NH3，NO2（由NO和O2反应生成），O2和水蒸气。现欲用纯净的N2和炽热的镁条反应制备少量的Mg3N2。进行此实验所用仪器装置如图5-30。
根据要求填写下列空白：
（1）如果所制气体从左流向右时，各仪器装置正确的连接顺序是（　　　 ）接（　　　 ）接（　　　 ）接（　　　 ）接（　　　 ）接（　　　 ），其中b和c两装置相连时，玻璃管口（用装置图中字母表示）应是（　　　 ）接（　　　 ）。
（2）装置d烧瓶中发生反应的化学方程式为______。
装置C中发生反应的化学方程式为______。
（3）反应完毕后应先熄灭d装置中的酒精灯，试分析氮气中混有的少量NH3、NO、O2是由哪种物质发生的副反应而生成的？
　
答　 案
　
一、（1）MnO2+4HCl MnCl2+Cl2↑+2H2O
（2）①烧瓶下缺酒精灯②烧瓶下缺石棉网
③盛浓硫酸的洗气瓶和盛水的洗气瓶位置颠倒了
④两个洗气瓶中的气体入口导管应深插在液面下，出口导管口应靠近瓶塞
（3）①吸收未起反应的氯化氢②吸收水蒸气③吸收多余的氯气
二、（1）（E）（F）接（D）（C）接（A）（B）[或（B）（A）]接（J）（I）接（H）（G）。
（2）黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的氧化铜后生成铜和水蒸气，水蒸气使无水硫酸铜变蓝。
三、（1）e d c b f a　 E D
（2）NH4Cl+NaNO2 N2↑+2H2O+NaCl
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
（3）制备N2的反应为：
NH4Cl+NaNO2 NH4NO2+NaCl
NH4NO2 N2↑+2H2O　 由于反应温度的不同，NH4NO2受热分解生成的气态产物也不同，故可能生成少量的NO、O2
28．物质的鉴别与鉴定
　
教学目标
知识技能：复习常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定的实验知识，掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。
能力培养：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的复习巩固，培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。
科学思想：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的归纳整理，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。
科学品质：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。
科学方法：通过对常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质一般方法的实验探索，指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究，学习使用对实验事实的现象与本质进行转化的科学方法。
重点、难点
重点：掌握常见阴离子和阳离子鉴别与鉴定以及鉴定物质的一般方法。培养学生的甄别筛选、综合抽象的逻辑思维能力、语言表达能力和实验设计能力。
难点：激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。指导学生用模型或假说的方法进行化学学科的研究。
　
教学过程设计
　
教师活动
组织学生小组代表（即课题负责人）进行实验课题（课前已经给出）抽签：
学生活动
根据小组代表（即课题负责人）实验课题的抽签情况，确定实验座位。同时根据抽签结果，各小组重温实验课题。
关于物质鉴别与鉴定的实验课题（课前已经布置给学生）：
[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。
[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。
[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。
[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。
各小组根据实验课题抽签的内容及课前设计的课题研究方案，检查实验试剂及用品是否齐全，并可要求增加实验设计中必需的试剂及用品。
组织学生重温对课题研究的具体要求。
重温对课题研究的具体要求。
课题研究的具体要求（课前已经布置给学生）：
1．按照课前的实验设计，对课题进行实验研究，认真观察和记录实验现象，填写实验报告，并将实验方案绘制出实验流程图。
2．每个实验课题组内的各小组之间进行研究方案的交流，并对各小组的方案进行诊断，筛选出最佳方案，派代表在全班课题交流中演示。
3．在全班课题交流中，各实验课题组代表，除进行最佳方案演示外，还应对组内其它方案作出评价，并指出演示的最佳方案是否还存在有待完善的地方。
4．根据课题研究情况，归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。
巡视各课题组的实验研究情况，参与学生组内的课题交流。
以两人为单位，根据课前设计的课题研究方案，进行课题研究实验，认真观察、记录实验现象，填写实验报告。
由课题负责人组织，课题组内各课题小组之间进行课题研究情况交流，相互纠正错误操作、对比方案、提出质疑；将课题组内的交流情况记录、汇总，将可行方案制作出实验流程图，并从中选出最佳方案；最后归纳出物质鉴别与鉴定的一般方法。
各课题组选出代表，在全班课题交流中，演示本课题研究的最佳方案，并汇报课题的组内交流情况。
组织全班课题交流。
【引导评价】
引导其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
课题组代表，演示最佳方案，汇报组内交流情况：
[课题一]鉴别五种无色溶液：NaCl、Na2SO4、Na2SO3、Na2CO3、NaHCO3。
（一）最佳方案演示：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。
结论：A为Na2SO3溶液；B为Na2CO3溶液；C为Na2SO4溶液；D为NaHCO3溶液；E为NaCl溶液。
【引导质疑】
1．可否将（1）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液或CaCl2、MgCl2溶液？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）。
1．若将（1）中的BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）中要加入稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。
2．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？
2．若将（1）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（3）中要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2不溶，会使NaHCO3溶液和NaCl溶液无法区别。
3．可否将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液？
3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，同样可使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将稀盐酸改为稀硫酸，则C中的现象仍为沉淀不溶解。但BaSO3会转化为BaSO4，而无法区分Na2SO4、Na2SO3。所以稀盐酸不可以改为稀硫酸。
若将（3）中滴加NaOH溶液改为滴加AgNO3溶液，就会使D、E中都产生白色沉淀。因为，在前面的操作中五种无色溶液中均加入了BaCl2溶液。
4．可否将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？
4．若将（4）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。
（三）最佳方案中仍存在的问题，及其解决问题的办法：
对于操作（2），A中的沉淀可能不会完全溶解，原因是溶液中的Na2SO3已经部分被氧化，若氧化严重可能致使Na2SO3和Na2SO4无法区别。解决问题的办法是更换试剂。
【评价】
问题的分析准确，解决问题的方法得当。
【引导评价】
引导其他学生评价学生代表的表达能力。
（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：将五种无色溶液编号为：A、B、C、D、E。
结论：同最佳方案。
【引导质疑】
1．可否将（1）中稀盐酸改为稀硫酸？
（五）回答质疑或对其它方案中局部操作的其它设计进行评价：
1．若将（1）中稀盐酸改为稀硫酸，操作（3）滴加BaCl2溶液中的C、E必需另取，否则将无法区别。这会使操作变得复杂。
2．可否将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液？
2．若将（2）中滴加品红试液改为用湿润的品红试纸或将气体通入品红试液，均需要产生气体的量足够多，而实验所取的五种无色溶液均为少量。
3．可否将（3）或（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
3．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（1）中已加入足量稀盐酸，就会导致溶液中含有稀硝酸，使Na2SO3被氧化成Na2SO4，从而无法区分Na2SO3和Na2SO4。若将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，不会影响B、D的鉴别，所以可以将（4）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液。
4．（4）中B、D溶液可否不另取？
4．（4）中B、D溶液不可不另取。因为（1）加入了足量稀盐酸，Na2CO3、NaHCO3已经全部反应，所以（4）中B、D溶液必需另取（这也是此方案的不足之处）。
（六）可行的设计方案的不足之处：
操作（4）中的试剂需要另取，这会使实验变得复杂一些。
【引导补充完善】
引导学生对溶液中阴离子鉴别的一般原则提出质疑，并进行补充与完善。
讨论，得出一般原则如下：
（七）溶液中阴离子鉴别（在不考虑阳离子影响时）的一般原则：
1．鉴别溶液中阴离子的常用试剂及所得现象
（1）稀盐酸
（2）AgNO3溶液和稀硝酸
（3）BaCl2溶液、NaOH溶液和稀盐酸联合使用
（4）指示剂或铝片若已确认溶液中没有弱酸根离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为明显的碱性）或加入铝片（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量OH-。
（5）浓硫酸和铜片将溶液浓缩，加入浓硫酸和铜片加热，产生红
【引导补充完善】
2．鉴别溶液中离子的注意事项：
对所归纳的注意事项进行评价，提出问题，补充完善。
补充完善如下：
（1）利用某些被鉴别的离子的共同性质，将被鉴别的离子划分为2～3组。
（2）用离子的特性反应或与同一试剂作用的不同现象确定某种离子的存在。
（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
（4）选择鉴别试剂时，要注意与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。
（5）注意加入试剂的量及加入方式，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题二]鉴定一无色溶液为KHCO3溶液。
（一）最佳方案演示：
结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。
因此该无色溶液为KHCO3溶液。
【引导质疑】
1．可否将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．若将（2）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）
2．可否将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液？
2．若将（2）中的BaCl2溶液改为CaCl2、MgCl2溶液，由于操作（2）中还要加入NaOH溶液，而Ca（OH）2微溶、Mg（OH）2
3．可否将（2）中稀盐酸改为稀硝酸？
3．若将（2）中稀盐酸改为稀硝酸，结论同1。
4．可否将（2）中稀盐酸改为稀硫酸？
4．若将（2）中稀盐酸改为稀硫酸，BaCO3就会转化为BaSO4，
【引导评价】
是否能找到存在的问题，解决问题的方法是否得当。（教师及时肯定和鼓励，进行积极评价）
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
1．操作（2）中，应排除Mg2+的干扰，若已经测定溶液为碱性，就可排除Mg2+存在的可能。
2．最后产生气体的气味，可能会不易感觉，而且还可能受盐酸中挥发出的HCl气味的干扰（以为气体带有刺激性气味）。但在常见的阴离
味，并且又以SO2、H2S最为常见。所以，一般情况下只要确定产生的气体不是SO2、H2S即可。
【引导评价】
引导学生评价离子鉴定的注意事项是否合理、完整。
（四）溶液中离子鉴定的注意事项：
1．选择被鉴定物质中阴、阳离子的特性反应，分别鉴定阴、阳离子的存在，并设法排除可能的干扰。
2．所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
3．选择鉴别试剂时，要注意其是否可以与前面已加入的试剂作用或是否会与后面将加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测定溶液应该另取。
4．注意加入试剂的量。加入方式依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”还是“过量”，是“加入”还是“滴加”。
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题三]鉴别五种白色固体：（NH4）2SO4、Na2SO4、MgSO4、Al2（SO4）3、CuSO4。
（一）最佳方案演示：将五种白色固体编号为：A、B、C、D、E。
结论：A为Na2SO4固体；B为MgSO4固体；C为无水CuSO4固体；D为Al2（SO4）3固体；E为（NH4）2SO4固体。
【引导质疑】
1．操作（1）中加入适量水的目的是什么？如何控制？此时还有可能产生什么现象？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．操作（1）中加入适量水的目的是使溶液浓度不要太低。可以用获得饱和溶液的方法控制，并取上层清液进行实验。如果仔细感觉，五种固体溶解时的热现象可能不同（当所取的固体的量稍多时），因为（NH4）2SO4是明显的吸热过程。
2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是什么？如何控制？
2．操作（2）中，加入适量NaOH溶液的目的是：防止Al2（SO4）3中产生的Al（OH）3沉淀在过量的NaOH中溶解，使Al2（SO4）3和Na2SO4无法区别。控制的方法是：滴加NaOH溶液，并边加边振荡，观察沉淀的生成。
3．操作（2）可否不加热？此时E中还可能产生什么现象？
3．若操作中（1）获得的是饱和溶液，操作（2）不加热，E中也可能产生刺激性气味的无色气体，利用这一现象可以区别出（NH4）2SO4。
【评价】
问题挖掘的准确性和解决问题的实效性。
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
操作（1）中的无水CuSO4固体在水中的溶解可能会速率较慢，而影响形成蓝色溶液这一现象的观察，解决问题的办法是：将溶液稍稍加热。
（四）其它可行的设计方案（投影展示实验流程图）：（略）
【引导补充完善】
对溶液中阳离子鉴别的一般原则的总结归纳，进行评价和诊断；提出问题，使之进一步合理、完善。
讨论、归纳、总结如下：
（五）溶液中阳离子鉴别（在不考虑阴离子影响时）的一般原则：
1．鉴别溶液中阳离子的常用试剂及所得现象
（1）NaOH溶液
（2）可溶性硫酸盐或硫酸
一般在确认溶液中不存在Pb2+、大量Ca2+和Ag+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ba2+。
（3）可溶性氯化物或盐酸
一般在确认溶液中不存在Pb2+的情况下，产生不溶于稀硝酸的白色沉淀，可以证明存在Ag+。
（4）焰色反应
（5）指示剂或锌粒
若已确认溶液中没有弱碱离子（用前面的方法），再加入指示剂（指示溶液为酸性）或加入锌粒（产生可燃性无色无味气体），则可证明溶液中存在大量的H+。
【评价】
对提出的鉴别注意事项的精细性、合理性进行积极评价，提出意见和建议。
2．鉴别白色固体的注意事项：
（1）利用固体在水中的溶解性或溶解过程中现象的差异以及所形成溶液的不同颜色，可将被鉴别的离子划分为若干组。
（2）用离子特性反应，或与同一试剂作用的不同现象，确定某种离子的存在。
（3）所选择的反应，应具备灵敏快速、操作简便的特点。
（4）选择鉴别试剂时，要注意其与前面已加入的试剂是否可以作用或是否会与后面加入的试剂发生作用而产生干扰。若实在无法排除干扰，则被测溶液应该另取。
（5）注意加入试剂的量，依据具体反应的要求，选择控制是“少量”、“适量”、还是“过量”。
【引导评价】
组织其他学生评价学生代表的实验操作和表达能力。
[课题四]鉴定白色固体为KAl（SO4）2。
（一）最佳方案演示：
结论：操作（1）可证明溶液中含有K+。
操作（2）可证明溶液中含有Al3+。
因此该白色固体为KAl（SO4）2。
【引导质疑】
1．可否将操作（2）中的“滴加”改为“加入”？
（二）回答质疑或对最佳方案中局部操作的其它设计进行评价（投影展示实验流程图）：
1．若将操作（3）中的“滴加”改为“加入”，就有可能观察不到产生胶状白色沉淀的现象，而影响Al3+的鉴定。
2．可否将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液？
2．若将（3）中BaCl2溶液改为Ba（NO3）2溶液，由于操作（2）
3．可否将（3）中稀盐酸改为稀硝酸或稀硫酸？
3．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硝酸，结果同2。
4．若将操作（3）中稀盐酸改为稀硫酸，由于操作中已经加入足量
【引导评价】
鼓励学生对所存在问题的洞察力。
（三）最佳方案中仍存在的问题及其解决问题的办法：
在常见的阳离子中，Zn2+离子可能干扰Al3+的鉴定。解决问题的办法是：取少量待测液滴加过量的氨水，若沉淀不溶解，则可以排除Zn2+离子存在的可能。
【引导补充】
结合[课题二]中的结论进行进一步的完善。
（四）溶液中离子鉴定的注意事项：
与[课题二]中的结论一致。
　
精选题
　
一、选择题
1．能将分别含有Cu2+、Fe3+、Al3+、Mg2+、Fe2+、NH4+、Na+等离子的七种溶液一次性鉴别开来的试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．NaHCO3溶液
B．KSCN溶液
C．NaOH溶液
D．NH3·H2O溶液
2．只用一种试剂就可以鉴别NaHCO3、Na2S2O3、K2SO3、Na2SiO3、KCl、K2S六种无色溶液，这种试剂是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．硫酸
B．硝酸
C．澄清的石灰水
D．盐酸
3．下列五种粉末状物质：硅酸、氧化镁、碳酸钠、硫酸铝、氢氧化铝，为鉴别它们，除已有蒸馏水外，还必须使用的一组试剂应该是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．NaOH溶液和CO2
B．盐酸和NaOH溶液
C．盐酸和CO2
D．BaCl2溶液和H2SO4
4．只用一种试剂即可区别NaBr、NaI、NaOH、Na2CO3、 NaSCN、H2S、AgNO3、C6H5OH等8种无色溶液，这种试剂为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．硫酸
B．氨水
C．FeCl3溶液
D．盐酸
5．常温下用化学方法，但不用其它试剂就能区别开来的溶液组是　 [　　　 ]
A．AlCl3　 CaCl2 　H2SO4　 NaHCO3
B．BaCl2　 NaNO3　 Na2SO4　 Na2CO3
C．Ca（OH）2　 BaCl2　 Na2CO3　 NaCl
D．FeCl2　 Na2SO4　 AlCl3　 Ba（OH）2
6．下列各组物质的溶液，不用其它试剂就可以将它们区别开的是　 [　　　 ]
A．C6H5OH、C2H5OH、CH3COOH、AgNO3、FeCl3
B．NaOH、Na2CO3、NaAlO2、Na2S2O3、HCl
C．NaOH、Al2（SO4）3、NaHSO4、Na2CO3、MgSO4
D．BaCl2、Na2SO4、CaCl2、Ca（NO3）2、Na2CO3
二、非选择题
现进行如下实验：
（1）取部分溶液，加入过量的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀生成，过滤出的沉淀部分溶于稀硝酸，并放出气体。
（2）取部分滤液，加入过量的NaOH溶液，无沉淀产生。
（3）取部分滤液，加入AgNO3溶液，只有黄色沉淀产生。
根据以上现象，试判断：溶液中肯定存在的离子是①______；肯定不存在的离子是②______；可能存在的离子是③______。
8．某无机盐A极易溶解于水，可制成试液做如下实验：
（1）试液加BaCl2时，有白色沉淀产生。为验证A是否是硫酸盐，某学生拟加6mol·L-1的盐酸并微热，但他却误加了6mol·L-1的氢氧化钠溶液，结果白色沉淀并不溶解，但具有刺激性气味的气体产生。
（2）A试液可使酸化的KMnO4溶液褪色。
根据上述实验现象，写出：
①A的化学式是______；
②上述全过程的化学方程式是______。
9．有六瓶白色固体，它们是Al2O3、NaNO3、Ba（OH）2、MgCl2、（NH4）2SO4、CuSO4。现仅用蒸馏水及已被检出的物质对它们作出鉴别。根据以下实验步骤，在空格内填入须加入的试剂。填写检出物质时，须与实验现象上下对应。
10．今有A、B、C、D、E、F、G、H等8种物质，它们是KHSO4、MgCO3、Na2CO3、Ba（NO3）2、MgSO4、Al（OH）3、甲酸和葡萄糖。所做实验及现象如下：
（1）各取少量分别加水，除C、F外，均能得到澄清溶液；
（2）C（固）+D（溶液）→有气体生成，固体溶解；
C（固）+H（溶液）→有气体生成，固体溶解；
E（溶液）+N（溶液）→有白色沉淀生成；
G（溶液）+E（溶液）→有白色沉淀生成；
E（溶液）+B（溶液）→有白色沉淀生成；
B（溶液）+H（溶液）→有气体生成。
试判断：
A______、B______、C______、D______、E______、F______、G______、H______。若要进一步确认葡萄糖，所需试剂是______，现象是______，反应的化学方程式为______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．C 2．A、D 3．B 4．C 5．A、D 6．B、C
二、非选择题
8．①（NH4）2SO3；
NH4++OH- NH3↑+H2O；
9．（1）水；无水Al2O3、CuSO4蓝色溶液，不溶于水。（2）CuSO4溶液，Ba（OH）2蓝色沉淀（3）Ba（OH）2；MgCl2；（NH4）2SO4；NaNO3；白色沉淀、有刺激性气味、无明显现象。
10．A：葡萄糖； B：Na2CO3； C：MgCO3； D：甲酸； E：Ba（NO3）2； F：Al（OH）3；G：MgSO4； H：KHSO4；新制的Cu（OH）2；加热，产生红色沉淀；
CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2 CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O。
29．化学实验方案的设计
　
教学目标
知识技能：以铁的化合物的制备和性质为主线，加深对Fe、Fe2+、Fe3+之间的氧化还原反应以及复分解反应知识的理解。
能力培养：训练根据实验目的及原理，选择合适的仪器和药品，设计可行的操作步骤，确定实验的观察重点，写出完整的实验报告的实验技能。
科学情感：培养根据实验的要求，设计制备实验和性质实验两种实验方案的实验能力。
科学方法：培养认真严谨的科学态度，科学、合理、周密、安全的实施化学实验。
重点、难点　　 制备实验方案的设计以及性质实验方案的设计。
　
教学过程设计
　
教师活动
【介绍】
化学实验方案的设计在化学科学的发现中起到过很重要的作用。如镭和碳-60的发现等。
实验方案的设计是在实施化学实验之前，对实验进行的一种规划，主要内容是什么？
学生活动
【回答】
根据化学实验的目的和要求，运用相关化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法进行的一种规划。
【引入】
这节课，我们要进行实验方案的设计是：
1．以还原铁粉为原料制备Fe（OH）2并观察它在空气中的氧化过程。
2．红砖中氧化铁成分的检验。
读题、思考。
【启发】
我们先对第1个课题的实验原理、实验步骤、实验方法依次地进行讨论。
1．请分析实验的化学原理。
1．分析实验的化学原理
【讨论】
2．请确定实验的具体步骤。
2．确定实验的具体步骤
【讨论】
①将还原铁粉氧化Fe2+的溶液；
②用Fe+的溶液与碱溶液反应生成Fe(OH)2沉淀；
③使Fe(OH)2在空气中氧化成Fe(OH)3。

3．将Fe→Fe2+，可以采取几个方案？试加以比较。
3．比较实验的不同方法：
【实验】
①Fe→Fe2+
方案一：将过量还原铁粉跟稀硫酸（或稀盐酸）反应
方案二：将过量还原铁粉跟FeCl3溶液反应
【设问】
在实际操作中，哪个方案更好些？
为什么两个方案都要加入过量的铁粉？
【回答】
学生1：方案二比方案一更好些，后者比前者反应的时间短。
学生2：加入过量的铁粉是为了防止Fe2+被氧化成Fe3+。
【归纳】
看来，反应时间的长短取决于药品的选择，产物的成分与药品的用量密切相关，这些都是实验方案设计中应该考虑的因素。
聆听、记忆。
4．将Fe2+→Fe（OH）2时，加入NaOH溶液可以采取几个方案？试加以比较。
【实验】
②Fe2+→Fe（OH）2
方案一：将胶头滴管插入Fe2+的溶液液面下，逐滴滴入NaOH溶液。
方案二：将NaOH溶液直接滴入Fe2+的溶液中
【设问】
上述两个实验方案观察到的现象一样吗？
【回答】
学生3：方案一可以看到白色沉淀，方案二看不到白色沉淀。
【归纳】
实验方案的设计中要注意操作方法的设计，它会直接影响到实验的成败。
聆听、记忆。
【设问】
为了在短时间内能够观察到Fe（OH）2氧化过程中的颜色的变化可以采取几个方案？试加以比较。
【实验】
③Fe（OH）2→Fe（OH）3
方案一：给盛有Fe（OH）2沉淀的试管微热。
方案二：将试管倾斜，使白色沉淀贴在试管壁上。
方案二不需加热，而且可以细致地观察到颜色的变化过程。
【归纳】
条件的改变会影响实验结果，这是化学实验中的一个规律，关键是要寻找合适的方法和途径。
聆听、记忆。
请同学们根据设计好的实验方案进行实验，并写出实验报告。
实验并完成实验报告如下：
《化学实验报告》
实验名称：
以还原铁粉为原料制备Fe（OH）2并观察它在空气中的氧化过程。
实验目的：
1．分析并选择以铁粉为原料制备Fe（OH）2的最佳方案。
2．认识Fe、Fe2+、Fe（OH）2的还原性以及Fe3+的氧化性。
实验原理：
用还原铁粉与FeCl3溶液反应得到FeCl2溶液；胶头滴管插入FeCl2溶液的液面下，逐滴滴入NaOH溶液，生成Fe（OH）2沉淀；将试管倾斜，使沉淀贴在试管壁上，观察其氧化过程。
实验用品：
试管、药匙、胶头滴管。
还原铁粉、稀硫酸、稀盐酸、NaOH溶液、FeCl3溶液。
实验步骤实验记录实验分析（略）
【启发】
红砖是由粘土烧成的一种常用建筑材料。红砖的颜色是因为含有氧化铁而造成的。下面我们侧重讨论第2个课题的实验原理。
【讨论】
检验红砖中氧化铁成分的实验原理。
【结论】
根据氧化铁跟酸反应生成Fe3+，Fe3+能与KSCN溶液反应生成血红色溶液，可以检验出红砖中含有氧化铁。
【归纳】
设计性质实验方案的思路是：
充分了解物质的结构和组成与性质之间的关系，根据物质的性质特点设计实验方案进行验证。
聆听，记忆。
【设问】
跟氧化铁反应的酸，你认为选哪种酸合适？简要说明理由。
【回答】
学生4：我认为应该选非氧化性酸，如稀盐酸或稀硫酸。如果选氧化性酸硝酸或浓硫酸，就无法判断Fe3+是红砖中原来就有的，还是被氧化得到的。
【设问】
设计一个实验方案应该从哪几个方面入手？
【讨论】
讨论后派代表回答，其他人给予补充完善。
根据实验目的，分析实验原理，选择合适的仪器和药品；
根据实验特点，设计实验装置，画出实验操作中的装置图；
根据实验要求，设计实验步骤，明确观察重点和注意事项。
【评价】
对同一个实验，尽可能多设计几个实验方案，对比选择出最佳方案。
请同学们根据设计好的实验方案进行实验，并写出实验报告。
【实验】
设计检验红砖中氧化铁成分的实验方案，并实施实验方案，最后写出完整的实验报告。（略）
　
精选题
　
1．怎样用实验方法证明氯酸钾中含钾、氯、氧三种元素？
2．氯化铝是较活泼的金属和活泼的非金属单质化合而成的化合物。如何用实验验证氯化铝是离子化合物还是共价化合物？
3．设计以废铁屑和废硫酸为原料制备硫酸亚铁晶体的实验方案。
4．设计三个以铝屑为原料制备氢氧化铝的实验方案，并对三个方案进行比较。
5．根据平衡移动原理，设计两种实验方案，以证明氨水是一种弱碱。除氨水外，限从以下范围内选用试剂：蒸馏水、酚酞试液、石蕊试液、氯化铵晶体、消石灰、浓盐酸、醋酸铵晶体。
　
答　 案
　
1．（1）用氯酸钾固体或溶液作焰色反应，火焰呈现紫色，可证明氯酸钾中含钾元素。
（2）将氯酸钾固体加热至分解，用带火星的木条检验，产生的气体使木条复燃，可证明氯酸钾中含氧元素。
（3）将氯酸钾受热分解后的固体溶于水，加入用硝酸酸化的硝酸银溶液，产生白色沉淀，可证明氯酸钾中含氯元素。
2．把氯化铝的无水物加热熔化成液体，做导电实验，结果发现液态氯化铝不导电，因此氯化铝是共价化合物。
3．（1）工业废铁屑中常附有油污，应先除去油污。
（2）由于废铁屑表面有铁锈，会与硫酸反应生成硫酸铁。因此，实验时可向反应溶液中加入洁净的铁丝或铁片，使硫酸铁被过量的铁还原为硫酸亚铁。
（3）利用重结晶方法精制硫酸亚铁时，为增大硫酸亚铁的溶解量，可给溶液加热至50～80℃；为减少过滤时硫酸亚铁的损失，应将溶液趁热过滤。
4．方案一：用稀硫酸跟铝屑反应生成硫酸铝溶液，再用适量氢氧化钠溶液使氢氧化铝沉淀析出。
方案二：将铝屑跟浓氢氧化钠溶液反应，再用稀硫酸中和过量的碱，使氢氧化铝沉淀析出。
方案三：用铝屑分别与稀硫酸和浓氢氧化钠溶液反应，然后将得到的铝盐溶液混合，使氢氧化铝沉淀析出。
从反应物种类分析，三种方案都使用了三种药品：从消耗酸、碱的量来分析，方案一用量最多，方案三用量最少；从既节省药品，又充分利用药品的角度来考虑，只有方案三在得到沉淀氢氧化铝的同时，还能得到可回收的副产物硫酸钠；从操作要求考虑，方案三最为简单。
5．方案一：取少量氯化铵晶体溶于水，滴入石蕊变红，可见溶液显酸性；这是由于铵离子水解打破水的电离平衡所引起，说明氯化铰是强碱弱酸盐，即氨水是弱碱。
方案二：取少量氨水，滴入酚酞变红后，再加氯化铵晶体振荡，红色变浅，这是由于铵离子浓度增大抑制氨水电离引起氢氧根离子浓度下降，说明氨水是弱碱。
30．定量实验与基础定量分析
　
教学目标
知识技能：复习“物质的量浓度溶液配制”和“中和滴定”的原理及操作，熟练掌握教材中定量实验的基本方法。
能力培养：通过将中和滴定的方法迁移应用，使学生初步掌握定量分析中常用的容量分析（滴定分析）和重量分析，培养学生：能运用已存储知识，迁移、转换、重组，使问题得到解决的应用能力；分析实验结果和处理实验数据，得出正确结论的能力；设计简单实验方案，评价方案的能力。
科学思想：通过解决实际问题，激发学生学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度及灵活、发散、有序的思维品质。
科学方法：定量分析方法。
重点、难点
（1）熟练掌握“物质的量浓度溶液配制”和“中和滴定”两个定量实验的基本操作及对测量结果的分析。
（2）通过解决测量混合物含量的实际问题，培养学生将存储的知识迁移、转换、重组的实践能力，尝试和体会定量分析的方法。
　
教学过程设计
　
教师活动
【提出要求】
现有一个0.53g的工业纯碱样品（含少量不与酸反应的杂质），需测定样品中Na2CO3的质量分数，请设计初步方案。
1．分实验小组进行讨论。
2．小组代表发言，投影方案。
3．评价、归纳，确定方案。
学生活动
思考，小组讨论，代表发言，评价补充，完善确定。
[方案一]
基本方法：
①配制标准浓度的酸溶液。
②将样品溶在水中，用标准酸溶液进行滴定。
③测量消耗酸溶液的体积，计算Na2CO3的质量分数。
[方案二]
①在样品中加入足量的强酸溶液，使CO2气体全部逸出。
②用吸收剂吸收逸出的CO2气体。
③根据吸收齐质量的增加Na2CO3，计算的质量分数。
基本方法：
[方案三]
基本方法：
①在样品溶液中加足量的氯化钙溶液，使其沉淀完全。
②过滤后，将沉淀进行洗涤、烘干。
③称量纯净、干燥的沉淀质量，计算Na2CO3的质量分数。
【提出要求】
采用方案一，两人一组准备测定。
分组商议，用滴定法测定样品含量，有哪些主要实验步骤。
（1）配制标准浓度的酸溶液。
（2）用标准酸溶液滴定样品溶液。
【设问】
采用滴定法测定样品含量，首先需配制标准浓度的酸溶液，某实验室限于条件，只能用稀释法将5.00mol·L-1的酸溶液配制成标准浓度为0.200 mol·L-1的酸溶液100 mL，应选用哪些试剂与仪器？
甲回答：设需5.00 mol·L-1的盐酸体积为x
根据计算：
5.00 mol·L-1×x=0.200 mol·L-1×100mL
x=4mL
所以选择：
仪器：10 mL量筒；100 mL容量瓶；50 mL烧杯；玻璃棒；胶头滴管。
试剂：5.00 mol·L-1盐酸；蒸馏水。
乙回答：不能用量筒，因为量筒是粗量器，其精确度只有0.1mL，而滴定管的精确度为0.01mL，所以应该选择25mL的酸式滴定管。
确定所选仪器为：25 mL酸式滴定管；100 mL容量瓶；胶头滴管。
【评价】
甲生能通过计算选择仪器的规格，很好。乙生还考虑到仪器的精确度，更为全面。
【引导质疑】
能否用硫酸溶液配制标准酸溶液？
思考后回答。
否，因硫酸是二元酸，第二步电离不完全，会造成一些误差。
确定所选试剂为：
5.00mol·L-1盐酸；蒸馏水。
【提出要求】
两人一组，开始配制0.200 mol·L-1标准浓度的盐酸溶液。
两人配合，动手操作，用已选定的仪器和试剂，配制100 mL，0.200 mol·L-1盐酸溶液。
在教室中巡视，与学生交流答疑。
丙生操作：用酸式滴定管取液时，起始液面定为0刻度，然后量取4.00mL盐酸溶液于容量瓶中。
丁生操作：用酸式滴定管取液时，起始液面定为21mL，将管中所有溶液放入容量瓶中。
列举丙生、丁生量取酸液的操作过程，请学生加以评价。
学生回答：
丙生的操作是正确的。而丁生将起始液面定在21mL，此时管内酸液的体积大于4mL（包括刻度线以下的部分），因此不能全部放出，只能将酸液放至25mL处。
【引导质疑】
哪些不正确的操作会引起误差？对测量结果有何影响？
思考，讨论。
归纳，补充，完善成下表。
【提出要求】
下面我们就用刚配好的0.200 mol·L-1的盐酸溶液滴定样品的水溶液，请选择滴定时所需仪器及其规格，滴定时所需试剂。
思考，查找，选择仪器和试剂并将其摆在实验桌上。
试剂：测定样品；0.200 mol·L-1盐酸溶液；蒸馏水；甲基橙试液。
仪器：50 mL酸式滴定管；锥形瓶；滴定架。
【引导质疑】
（1）为何选用50 mL的酸式滴定管？
思考，讨论，回答。
（1）假设样品中全部为碳酸钠，进行估算：
设消耗盐酸的体积为x
0.200 mol·L-1×x=0.05mol×2　 x=50mL
由于样品中仅含有少量杂质，所以滴定时消耗盐酸的体积一定大于25mL，小于50mL。
（2）为何选用甲基橙做指示剂？可否选用酚酞？
（2）甲基橙由黄色变为红色时，pH接近4，此时样品中的碳酸钠已反应完全，二氧化碳已全部逸出。据滴定曲线所示，盐酸的体积仅超过半滴。若用酚酞做滴定指示剂，变色时，pH≤8，此时样品溶液中碳酸钠未反应完全，二氧化碳未能全部逸出。
（3）是否需要测定溶解样品的蒸馏水的体积？
（3）将样品溶解在蒸馏水中时，溶质碳酸钠的物质的量已确定，与加入蒸馏水的多少无关，无需测量溶液体积。
【提出要求】开始进行滴定。
教师在教室内巡视，与学生交流、探讨。
答疑、指导。
两人一组进行操作。
记录数据：
【引导质疑】在滴定过程中，哪些操作不当，会形成误差？对测量结果有何影响？
思考，讨论，归纳如下：
【提出要求】
用已测定的盐酸溶液的体积数据计算样品中碳酸钠的质量分数。
一名学生到前面进行板演。
w（Na2CO3）
【提出要求】
下面采用方案二，测定样品中碳酸钠的质量分数。
该方案的核心是测量反应中逸出的二氧化碳的质量，请选用试剂，选择主要仪器，设计实验装置（先不连接）。
思考，讨论。
选择试剂，仪器。
A—主要反应发生装置：烧瓶和分液漏斗；试剂：样品和硫酸。
B—干燥装置：大试管；试剂：浓硫酸。
C—吸收装置；干燥管、U型管；试剂：碱石灰。
【引导质疑】
（1）为什么选用硫酸与样品反应逸出二氧化碳？能否改用盐酸？
思考，讨论，回答：
（1）硫酸不易挥发，逸出的二氧化碳比较纯净，只需干燥除去水蒸气即可吸收。若用盐酸，二氧化碳中会混有氯化氢气体，尚需除去，使装置复杂化，而且在吸收氯化氢气体的同时，二氧化碳气体难免消耗，增大误差。
（2）二氧化碳气体密度较大，怎样保证硫酸与碳酸钠反应完全后，二氧化碳气体能够从发生装置中全部逸出？
（2）可用气囊向发生装置中鼓入不与二氧化碳反应的气体，如：稀有气体、氮气等，加大压强，使二氧化碳气体全部逸出，被碱石灰吸收。
（3）从经济和取气简便的角度考虑，能否鼓入空气？若鼓入空气，装置是否需要改进？
（3）可以鼓入空气，但空气中含有少量二氧化碳和其他酸性气体（因环境被污染），需要在发生装置前面增加一个盛有氢氧化钠溶液的洗气装置。
两人一组，动手连接装置，如图5-33：
【引导质疑】
用以上装置进行测量，应该如何操作？正确的操作顺序是什么？
请同学们进行讨论，拟出初步方案，写在投影片上。
（1）思考，分组讨论。
（2）小组代表发言，投影本组方案。
（3）相互评价，补充。
形成初步方案，正确的操作顺序是：
A．检查装置的气密性
B．取ng样品装入烧瓶中
C．在干燥管和U型管内填满碱石灰
D．称量U型管质量（m1）
E．缓缓加入稀硫酸至不再产生气体为止
F．打开止水夹
G．缓缓鼓入空气数分钟
H．关闭止水夹
I．称量U型管质量（m2）
【引导质疑】
加入硫酸前，发生装置中存有空气，是否会影响测量的准确度？如何处理？
思考，讨论，回答。
在加入硫酸前，先鼓入一定量已除去二氧化碳的空气，使其充满烧瓶。
修改原方案，正确的操作顺序是：
A、B、C、D、F、G、H、E、F、G、H、I
【提出要求】
开始动手实验，测量二氧化碳的质量，然后进行计算（样品中碳酸钠的质量分数）。
两人一组进行实验操作，记录实验数据。
【提出要求】
因实验室条件有限，方案三所设计的测量方法，有兴趣的同学可在课外小组活动时实践。
现在请比较这三个方案在设计思路上有何特点？
思考，讨论，回答。
方案一特点：是测量与样品反应的标准酸溶液的体积。
方案二特点：是将被测成分转化为气体，测量气体的质量。
方案三特点：是将被测成分转化为沉淀，测量沉淀的质量。
【小结】
测定物质中某组分的含量，在分析化学中称为定量分析。
方案一测定的是标准酸溶液的体积，习惯称为容量分析。
方案二和方案三均测定的是成分转换物（气体或沉淀）的质量，习惯称为重量分析。
倾听，思考，记录。
【引导设问】
容量分析和重量分析在操作和装置上各有所长，但是都会产生误差。
请分析、归纳两种常用的定量分析的方法中，产生误差的主要原因是什么？
分组讨论后，师生共同归纳小结。
小结：
1．方法本身存在缺陷
（1）在容量法的滴定分析中，反应进行不完全，或者反应终点与滴定终点不相符合会造成误差。
（2）在重量分析中，由于沉淀尚有微量溶解或沉淀不完全会造成误差。
（3）在重量分析中，由于气体吸收不完全会造成误差。
2．仪器精确度不够，试剂纯度不够
（1）容量分析和重量分析中都可能用到天平、量筒等粗量器，精度不够会造成误差。
（2）滴定分析中所用的标准酸溶液的精确度不够等。
3．操作方法不够准确、规范
（1）在观察指示剂变色时，会产生偏深、偏浅的视觉误差。
（2）读取刻度时，会产生偏高、偏低的视觉误差。
（3）溶解、洗涤、转移和过滤时，溅洒或操作不够充分会使测量物质损失而造成误差。
　
精选题
　
1．某光卤石（KCl·MgCl2·6H2O）样品中含有不跟氢氧化钠溶液、盐酸溶液反应的杂质。为测定样品中KCl·MgCl2·6H2O的质量分数，有如下操作：
A．称取ag样品，放入锥形瓶中加适量水溶解
B．往锥形瓶中加入bmol·L-1的氢氧化钠溶液100 mL（过量），振荡
C．过滤并冲洗沉淀2～3次，收集滤液及洗液于锥形瓶中
D．往沉淀中滴加c mol·L-1的稀盐酸溶液至沉淀溶解，消耗盐酸V1 mL
E．用c mol·L-1的盐酸滴定过量的氢氧化钠溶液至终点，消耗盐酸V2mL
F．向步骤B锥形瓶中加入指示剂2～3滴
G．向步骤C锥形瓶中加入指示剂2～3滴
回答：（1）正确且必要的操作顺序为______；
（2）KCl·MgCl2·6H2O的质量分数为______。
2．实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似原子量，反应的化学方程式为：
2NH3+3CuO=N2↑+3Cu+3H2O
试回答：如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m（CuO）、m（H2O）]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
①仪器连接的顺序是（用字母编号表示，仪器可重复使用）______；
d中浓硫酸的作用是______、______；
实验完毕时观察到a中的现象是______；
②列出计算CuO的原子量的表达式______；
③下列情况将使测定结果偏大的是______（以下选择填空不限1个正确答案均用字母编号填写）。
A．CuO未全部还原为Cu
B．CuO受潮
C．CuO中混有Cu
3．草酸晶体的化学式可表示为H2C2O4·xH2O，为测定x值进行下列实验：
（1）称取W g草酸晶体，配成100.0 mL溶液。
（2）取25.0 mL所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸后，用浓度为a mol·L-1KMnO4溶液滴定。
KMnO4+H2C2O4+H2SO4→K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O
回答下列问题：
①实验（1）中，为配制准确的草酸溶液，必须使用的仪器是______；
②实验（2）中，滴定时，KMnO4溶液应盛在______中；
③若滴定用的KMnO4溶液因放置而变质，浓度偏低，则根据实验求出的x值______（填偏高、偏低、无影响）；
④滴定终点时，锥形瓶内溶液颜色变化是______；
⑤若滴定终点时，共用去KMnO4溶液V mL，则草酸溶液浓度为______ mol·L-1，x=______。
4．为了测定乙醇的结构式，有人设计了图5-35所示的无水酒精与钠反应的实验装置和测定氢气体积的测量装置。可供选用的实验仪器如下：
请回答下列问题：
（1）测量氢气体积的正确装置是______（填写编号）；
（2）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是____；
A．防止无水酒精挥发B．保证实验装置不漏气C．使无水酒精容易滴下
（3）实验前预先将小块钠在二甲苯中融化成小钠珠，冷却后倒入烧瓶中，其目的是______；
（4）如果将此实验的数据视作标准状况下的数据，无水酒精的密度为ρg·cm-3，V mL酒精反应完全后，量筒内的液面读数为m mL，则乙醇分子中能被钠取代的氢原子数为______；
（5）若实验所测定的结果偏高，可能引起的原因是______（填写编号）。
①反应速率太快 ②无水酒精混有少量甲醇
③读数时量筒内的液面高于广口瓶内的液面
　
答　 案
　
1．（A）A、B、C、G、E
2．①bcacd 吸收未反应的氨 防止空气中的水分进入
固体由黑色转变为红色
③A、C
3．①100 mL容量瓶②酸式滴定管③偏低④由无色恰好变为紫红色
4．（1）A、B（2）C（3）使乙醇与钠能充分反应
（5）①、②物质的量浓度及有关计算
　
教学目标
知识技能：理解有关物质的量浓度的涵义，掌握有关计算的基本题型。
能力培养：有关物质的量浓度的计算思维能力。
科学思想：在溶液计算中，贯彻守恒的思想。
科学方法：演绎推理法，比较分析法。
重点、难点　 有关物质的量浓度计算的6种基本类型是重点；电荷守恒、建立参比的基本解题方法是难点。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】今天我们复习物质的量浓度。
【提问】物质的量浓度的定义是什么？请写出它的计算公式。
学生活动
回答：1L溶液中含有溶质的物质的量。
板书：c=n（mol）/V（L）
【再问】溶液的组成还常用什么来表示？
回答：也常用溶质的质量分数来表示。
溶质的质量分数表示单位质量溶液中所含溶质的质量。
板书：a％=m（溶质）/m（溶液）×100％
【提问】根据物质的量浓度的计算公式c=n/V，我们能够联想起哪些有关的计算思想？请同学们讨论后回答。
思考，讨论，回答：
（1）在公式计算中，已知任何两个量，可以求得第三个量。
（2）还可以根据物质的量联系溶质的质量、气体溶质在标准状况下的体积及微粒数目等。
（3）当溶质的量一定时，浓度和体积成反比；当体积一定时，浓度和溶质的物质的量成正比。
（4）根据n=cV，当取出一定浓度的溶液时，溶液的浓度不变，但溶质的物质的量和所取溶液的体积成正比。
【评价】同学们说的都很正确，不过，有一个问题，为什么当取出一定浓度的溶液时，溶液的浓度不变？
回答：溶液是均匀稳定的体系。
【板书】类型1 代入公式的计算
【投影】填空：
思考，完成练习。
【强调】体积必须以升（L）为单位进行计算。如果题目给的体积为mL，则必须进行换算。
【提问】为什么醋酸的[H+]小于其酸的浓度？
回答：醋酸为弱酸，[H+]=ca，
因此，[H+]小于酸的浓度。
【板书】类型2　 溶液物质的量浓度和溶质质量分数的换算
【提问】在进行换算时，根据那个不变的量来推导计算公式？请写出计算公式？
回答：溶液中溶质的量是不变的，分别用物质的量浓度和溶质的质量分数计算，于是得到如下方程：
m=cVM=1000Vρa ％
【强调】在此公式中，物质的量浓度（c）、溶质的质量分数（a％）、溶质的摩尔质量（M）和溶液密度（ρ），已知任何三个量，可计算第四个量。
【投影】练习：63％硝酸溶液的物质的量浓度为14 mol· L-1，溶液的密度为______。
思考，完成练习。
答案：1.4 g·mL-1
【板书】类型3　 稀释问题
【提问】溶液在加水稀释过程中，不变的量和变化的量是什么？计算的依据是什么？
回答：不变的量是溶质的质量和物质的量，变化的量是水的质量、溶液的体积、溶液的密度和溶液物质的量浓度。因此，可根据如下公式计算：n=c1V1=c2V2
计算依据是，在此公式中，已知任何三个量，可计算第四个量。
【再问】如何计算稀释后溶液的体积？能否用浓溶液的体积和水的体积相加？
回答：不能相加，应该用质量相加除以稀溶液的密度。
【板书】V（稀）≠V（浓）+V（水）
m（稀）=m（浓）+m（水）
V（mL）=m（稀）g/ρ（稀）g·mL-1
记笔记。
【说明】对于浓度不超过1mol·L-1的稀溶液，混合时体积变化不大，可以作近似计算：用原溶液体积相加得混合后的溶液体积。
【投影】讨论题：将12mol· L-1的盐酸（密度为ρ1g·mL-1）50mL和1mol·L-1的盐酸（密度为ρ2g·mL-1）100mL混合，所得溶液的密度为ρg·mL-1，溶液物质的量浓度为______mol·L-1
讨论，思考，回答：
基本思路：c=n/V
混合后溶质的物质的量为：
n=12mol·L-1×O.05L+1mol·L-1×0.10L=0.7mol
混合后溶液的体积为：
V=（ρ1×50+ρ2×100）/1000ρ（L）
答案：700ρ/（50ρ1+100ρ2）mol·L-1
【板书】类型4　 气体溶质问题
【投影】讨论题：标准状况下，AL氯化氢气体溶于1L水中，所得溶液密度为ρg·mL-1，则该溶液中溶质的质量分数为______，溶液的物质的量浓度为______。
【提问】指导讨论：
（1）这类型题目的基本入手点是什么？
（2）请思考、讨论得出解题的正确思路。
思考，讨论，回答：
（1）解题的基本思路是从溶质的质量分数和浓度的定义公式入手：
a％=m（溶质）/m（溶液）×100％
c=n/V
（2）所得溶液中，溶质的质量为：
m（溶质）=36.5g·mol-1×AL/22.4L·mol-1
溶液的质量为：
m（溶液）=（36.5A/22.4+1000）g
根据溶质的质量分数的定义得到：
a％=36.5A/（36.5A+22400）×100％
（3）所得溶液中，溶质的物质的量为：
n（溶质）=AL/22.4L·mol-1
溶液的体积为：
V=（36.5A/22.4+1000）/1000ρ（L）
根据溶液的物质的量浓度的定义得到：c=1000ρA/（36.5 A+22400）mol·L-1
【小结】
溶液的质量等于溶质和水的质量相加，但溶液的体积不等于溶质和水的体积相加，也不等于水的体积。溶液的体积一定用其质量除以密度来计算。
【板书】类型5　 有关化学方程式的计算
【投影】讨论题：体积比为1∶1∶1的氯化钠、氯化镁和氯化铝溶液，分别加入等体积、等浓度的硝酸银溶液，均恰好完全反应生成氯化银沉淀，则这三种溶液的物质的量浓度之比为：
【提问】指导讨论：
（1）三个反应的实质是什么？消耗等量的硝酸银说明什么？
（2）请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论，思考，回答：
（1）这三个反应的实质均为：
Cl-+Ag+→AgCl↓
消耗等量的硝酸银说明三种溶液中
C1-的物质的量相等。
（2）设：n（Cl-）=1mOl
则：n（NaCl）=1mol
n（MgCl2）=1/2 mol
n（AlCl3）=1/3 mol
根据c=n/V，体积相同时浓度和物质
的量成正比，因此浓度比为：
1∶（1/2）：（1/3）=6∶3∶2
【小结】此类型题目的关键是找出与浓度有关的n和V的比例关系，从而得到浓度的比例关系。
【板书】类型6　 烧瓶内气体溶于水的浓度计算
【投影】讨论题一：标准状况下，一圆底烧瓶充满氯化氢气体，倒扣于水槽中，假设溶液没有损失，则所得溶液的物质的量浓度为：______。
【提问】指导讨论：
（1）解题基本入手点是什么？
（2）请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论，思考，回答：
（1）解题基本入手点是公式：c=n/V
（2）设烧瓶体积为VL，标准状况下，充满氯化氢气体，则氯化氢的物质的量为：V/22.4mol，由于氯化氢极易溶于水，则溶液将充满烧瓶，所得溶液的体积为VL。因此，烧瓶内盐酸溶液的浓度为： 1/22.4mol·L-1。
【评价】完全正确，所得溶液的浓度与烧瓶的体积无关。
【投影】讨论题二：标准状况下，用圆底烧瓶收集氨气，当混合气的平均式量为19时，停止收集，并将其倒扣于水槽中，假设溶液没有损失，则所得溶液的物质的量浓度为：______。
讨论，思考，回答：
根据混合气的平均式量为19，算出氨气和空气的体积比5∶1，若设烧瓶的体积为6L，则其中的氨气为5L，5/22.4 mol。空气为1L。氨气极易溶于水，而空气不溶于水，因此进入烧瓶的水形成的溶液的体积为5L，溶液浓度为：1/22.4 mol·L-1。回答：氨气极易溶于水，而空气不溶于水，因此氨气所占的体积也就是所得氨水溶液的体积。因此，无论氨气和空气的比例如何，溶液的浓度均为1/22.4mol·L-1。
【评价】思路完全正确，还有没有更简单的思路。
【评价】完全正确，因此讨论题一和讨论题二的结果是相同的，无论烧瓶的体积如何。
【投影】讨论题三：标准状况下，将二氧化氮和氧气按4∶1的体积比混合后，充满一烧瓶，倒扣于水槽中，当反应不再进行时，假设溶液没有损失，则所得溶液的物质的量浓度为：____。
讨论，思考，回答：
根据：4NO2+O2+2H2O=4HNO3
若设烧瓶体积为1L，则NO2为4/5L，生成硝酸4/（5×22.4）mol，所得溶液体积为1L，因此，溶液浓度为1/28 mol·L-1。
【评价】完全正确，由于烧瓶内的气体的总物质的量和生成硝酸的物质的量为5∶4，因此所得溶液浓度为：（4/5）×（1/22.4）mol·L-1。
【投影】讨论题四：标准状况下，将一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气充满一烧瓶，倒扣于水槽中，当反应不再进行时，溶液充满烧瓶，假设溶液没有损失，则所得溶液的浓度范围是：
______。
讨论，思考，回答：
根据：4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
假定全部是二氧化氮和氧气的混合气，则其体积比一定为4∶1，所得硝酸溶液的浓度为：1/28mol·L-1。
假定全部是一氧化氮和氧气的混合气，则其体积比一定为4∶3，所得硝酸溶液的浓度为：4/（7×22.4）=1/39.2mol·L-1。因此，若为一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气，所得硝酸溶液的浓度范围是：1/39.2mol·L-1＜c＜1/28 mol·L-1。
【小结】此类型题目的基本思路是从公式c=n/V入手，找出溶质的物质的量和溶液的体积之间的关系。
【过渡】上面我们讨论了有关溶液浓度计算的六种基本类型，下面我们再复习两种在溶液浓度的有关计算中的基本解题方法。
倾听。
【板书】基本计算方法1．电荷守恒法
【投影】讨论题：某地酸雨经检验，除含氢离子外，还含如下离子：
[Na+]=1.4×10-3mol·L-1
[Cl-]=3.5×10-3mol·L-1
[NH4+]=2.3×10-3mol·L-1
[SO42-]=1.5×10-4mol·L-1
则该溶液中的氢离子的浓度为____。
讨论，思考，回答：
根据电荷守恒，溶液中的阳离子的正电荷浓度之和等于阴离子的负电荷浓度之和：
[H+]+[Na+]+[NH4+] =[Cl-]+[SO42-]×2
将已知数据代入，计算得：
[H+]=1.0×10-4mol·L-1
【评价】完全正确，请注意SO42-带2个负电荷，因此其负电荷浓度等于其离子浓度的2倍。
【板书】基本计算方法2．参比法
【投影】讨论题：物质X的1％（溶质的质量分数，以下同）的溶液和9％的溶液等体积混合后得溶液①，物质Y的1％的溶液和9％的溶液等体积混合后得溶液②，根据附表判断下列叙述正确的是：
A．溶液①，②中溶质的质量分数均大于5％
B．溶液①，②中溶质的质量分数均等于5％
C．溶液①中溶质的质量分数大于5％，溶液
②中溶质的质量分数小于5％
D．溶液①中溶质的质量分数小于5％，溶液
②中溶质的质量分数大于5％
讨论，思考，倾听教师讲解：
（1）建立参照体系，若溶液等质量混合，则混合后溶液的溶质的质量分数为：
（1％+9％）/2=5％
（2）对于X溶液，溶质的质量分数越大，密度越小，因此，当等体积混合时，1％溶液的质量大于9％溶液的质量，稀溶液的比例大了，因此混合溶液中溶质的质量分数将偏低，即小于5％。
对于Y溶液，当等体积混合时，1％溶液的质量小于9％溶液的质量，浓溶液的比例大了，因此混合溶液中溶质的质量分数将偏高，即大于5％。
答案：D
（3）因为纯水（密度为1g·mL-1）相当于溶质的质量分数为0的溶液，因此，只要溶液的密度小于1g·mL-1，就和X溶液的情况相同，如：氨水、乙醇溶液等；反之，只要溶液的密度大于1g·mL-1，就和Y溶液的情况相同，如：多数酸、碱、盐溶液。
【小结】6种基本类型的基本思维方法在于紧扣物质的量浓度的基本公式：c=n/V，注意掌握基本题型的思考方法。
掌握两种基本计算方法的解题技巧。
倾听。
　
精选题
　
一、选择题
1．实验室需用480mL0.1mol·L-1的硫酸铜溶液，现选取500mL容量瓶进行配制，以下操作正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．称取7.68g硫酸铜，加入480mL的水
B．称取12.0g胆矾，配成480mL溶液
C．称取8.0g硫酸铜，加入500mL水
D．称取12.5g 胆矾，配成500mL溶液
2．将xg镁和yg铝溶于AmLMmol/L的盐酸（过量），再往上述溶液中加入2AmL的NaOH溶液，溶液中的沉淀量达到最大值，则加入NaOH溶液的浓度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A． M mol·L-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2Mmol·L-1
C．M/2 mol·L-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．无法确定
3．将a mol钠和a mol铝一同加入到mg足量水中，所得溶液密度为ρg·mL-1则溶液的物质的量浓度为（mol·L-1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1000ρa/（50a+m）　　　　　　　　　　 B．ρa/（46a＋m）
C． 1000ρa/（48a+m）　　　　　　　　　 D．1000ρa/（46a+m）
4．在两个烧杯中分别盛有100mL 3.0mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两个烧杯中分别加入等质量的铝粉，在相同状况下生成的气体的体积比为2∶5，则加入的铝粉的质量为　　 [　　　 ]
A．8.1g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．6.75g
C．5.4g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．2.7g
5．向密度为ρg·mL-1的盐酸中滴入硝酸银溶液到过量，生成沉淀的质量与原盐酸的质量相等，则原溶液的浓度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．25.4ρmol·L-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．12.7ρmol·L-1
C．6.97ρmol·L-1　　　　　　　　　　　　　 D．6.35ρmol·L-1
6．向 50mL18mol·L-1硫酸溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的硫酸的物质的量为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．小于0.45 mol　　　　　　　　　　　　　　　 B．等于0.45 mol
C．在0.45mol和0.90mol之间　　　　　 D．大于0.90mol
7．在100g浓度为18mol·L-1，密度为ρg·cm-3的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol·L-1的硫酸，则加入的水的体积为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．小于100mL　　　　　　　　　　　　　　　　 B．等于100mL
C．大于100mL　　　　　　　　　　　　　　　　 D．等于100/ρmL
8．硫酸铝、硫酸钾和明矾的混合溶液中，硫酸根离子的浓度为0.2mol·L-1，再向其中加入等体积的 0.2mol·L-1的KOH溶液，生成的白色沉淀又恰好溶解，则原溶液中钾离子的浓度（mol·L-1）为　 [　　　 ]
A．0.20　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．0.25
C．0.225　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．0.45
9．已知氮的氧化物和烧碱溶液发生反应的化学方程式如下：
3NO2+2NaOH→2NaNO3+NO↑+H2O
NO+NO2+2NaOH→2NaNO2+H2O
现有Mmol二氧化氮和Nmol一氧化氮组成的混合气体，用浓度为VL的NaOH溶液完全吸收，则该NaOH溶液的浓度最小为（mol·L-1）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．M/V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2M/3V
C．2（M+N）/3V　　　　　　　　　　　　　　 D．（M+N）/V
10．在甲和乙两烧杯里分别盛同体积同浓度的x mol·L-1的硫酸溶液500mL，向两个烧杯里分别放入mg镁和mg锌。反应停止后，发现有一烧杯中仍有金属残留，则硫酸的物质的量浓度范围是　　 [　　　 ]
A．m/12≥x≥m/32.5　　　　　　　　　　　　 B．m/24≥x≥m/65
C．m/12＞x≥m/32.5　　　　　　　　　　　　 D．m/24≥x≥m/32.5
二、非选择题
11．将十水碳酸钠与碳酸氢钠的混合物4.54g溶于水，配成100mL溶液，测得溶液中钠离子的物质的量浓度为0.4mol·L-1，在溶液中加入过量的盐酸，完全反应后，将溶液蒸干灼烧至质量不变。则所得固体物质的质量为：______g。
12．将8.8gFeS固体加入到200mL2.0 mol·L-1的盐酸中，以制备硫化氢气体。反应完全后，若溶液中的硫化氢的浓度为0.10 mol·L-1，假定溶液的体积不变。
计算：（1）收集到硫化氢气体在标准状况下的体积。（2）反应后溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D　 2．C　 3．D　 4．B　 5．C　 6．A　 7．A　 8．B　 9．D　 10．C
二、非选择题
11．2.34
12．（1）1.792L（2）0.5mol·L-1 1.0mol·L-1
提示：2．氢氧化铝为两性，因此生成沉淀量最大时，溶液为中性，依题意，应为NaCl溶液，得：n（Na+）=n（Cl-），
AmL×Mmol·L-1=2AmL·x，得：x=M/2mol·L-1。
3．将amol钠和amol铝一同加入到足量水中，恰好生成含amol偏铝酸钠的溶液。溶液的质量为：
m+23a+27a-（0.5a+1.5a）×2=m+46a
溶液的浓度为：1000ρa/（46a+m）mol·L-1
4．根据反应的离子方程式：
2Al+6H+=2Al3+3H2↑
2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
若铝均不足，则生成氢气的体积比为1∶1；若铝均过量，则生成氢气的体积比为1∶3。根据生成氢气的体积比为2∶5，则说明铝和盐酸的反应中铝是过量的，而铝和烧碱溶液的反应中，铝是不足量的。
5．根据反应的化学方程式：
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
36.5 g　　　　　　 143.5g
依题意，设原盐酸溶液的质量为143.5g，则含溶质HCl36.5g（1mol）。
6．如果铜足量，浓硫酸的浓度将会越来越小，而铜和稀硫酸不能反应，因此，硫酸只能有一部分参加反应。
7．硫酸的浓度由18mol·L-1‘稀释成9mol·L-1，则溶液的体积将增大为原来的2倍。加入水的质量（g）为：
（100/ρ）×2×ρ′-100
（ρ′为9mol·L-1硫酸溶液的密度）
因为p′＜ρ，所以加入水的质量＜100g，即体积小于100mL。
8．根据溶液中的电荷守恒得：[K+]+[Al3+]×3=[SO42-]×2
9．根据反应的化学方程式，生成的产物是NaNO3和NaNO2，因此Na+和N的物质的量相等，故所需NaOH的物质的量最小为M+Nmol。
10．依题意，若mg镁恰好和硫酸完全反应，则硫酸的浓度为：m/12mol·L-1；若mg锌恰好和硫酸完全反应，则硫酸的浓度为：m/32.5mol·L-1。
现有一种金属剩余，说明镁过量，而锌不过量，则：m/12＞x≥m/32.5。
11．根据钠离子在整个过程中的守恒关系，得：Na+～NaCl，从而得出生成固体产物NaCl的物质的量为0.04mol。
12．根据反应的离子方程式：Fes+2H+=Fe2+H2S↑，可判断出盐酸过量。以FeS的量计算出反应生成0.1mol的H2S，但在溶液中溶解的H2S有0.020mol，因此，收集到的H2S气体为0.080mol，标准状况下的体积为1.792L。
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第 1 页 共 15 页晶体结构
　
教学目标
知识技能：熟悉三类晶体的代表物结构；学会在晶体中寻找晶胞；学会计算晶体中各种微粒的个数之比。
能力培养：通过晶体（或晶胞）结构的观察，提高学生的观察能力。通过对“晶胞”概念的阐述，力求学生能够想象整个晶体结构，培养学生的想象能力。通过分析“晶体中的每个微粒为几个晶胞所共有”，计算“晶体中原子的个数、化学键的数目”等问题的训练，提高学生分析推理能力。
科学思想：热爱科学，依靠科学解决实际问题。
科学品质：通过使用计算机软件或立体模型，刺激学生的感官，产生学习兴趣。通过教师的引导和精心设问，激发学生的求知欲。
科学方法：由个别到一般的归纳法及运用一般规律解决个别问题的演绎法。
重点、难点三类晶体代表物结构的观察；想象和分析推理能力的培养。
　
教学过程设计
　
第一课时
　
教师活动
【引入】《考试说明》中明确提出：对原子、分子、化学键等微观结构要有三维想象能力，这就要求我们能够通过对晶体结构的研究，提高自己观察、想象和分析推理的能力。本节课我们将把晶体按着科学分类的方法进行研究。
【板书】一、离子晶体：代表物：NaCl、CsCl
【软件或模型展示】NaCl的晶体。
【讲述】在NaCl晶体中，存在可重复的最小单元，我们称之为晶胞。
【投影】晶胞：晶体中的最小重复单元。“重复”的含义：通过上、下、左、右、前、后的平移能与下一个最小单元（即晶胞）完全重合。
【讲述】现在我们来寻找NaCl晶体的晶胞。
【软件或模型展示】NaCl晶体。
【讲述】晶体是由无数个晶胞连在一起形成的，故晶胞的结构反映了晶体的结构，所以对于某些晶体我们就可以通过研究晶胞结构来研究晶体结构。
学生活动
观察与思考。
观察软件或模型，思考、讨论问题，找到
NaCl的晶胞。
思考。
【软件或模型展示】NaCl晶体。
【提问】请观察所给出的NaCl的晶体模型分析氯化钠的化学式用“NaCl”来表示，原因何在？能否把“NaCl”称之为分子式？
观察NaCl晶体模型，分析问题，得出答案：每个Na+离子吸引着6个Cl-离子，而每个Cl-离子也吸引着6个Na+离子，所以在NaCl晶体中Na+离子与Cl-离子的个数比为1∶1，故可用“NaCl”来表示氯化钠。在氯化钠晶体中不存在独立的氯化钠分子，所以只能把“NaCl”称之为化学式，而不叫分子式。
【提问】观察NaCl的晶体模型，分析在NaCl晶体的每个晶胞中，Na+占据的位置有______种？每种位置各有____个？Cl-占据的位置有______种？每种位置各有______个？
观察NaCl 的晶体模型，分析问题，得出答案：在每个NaCl晶胞中Na+的位置有两种：8个位于晶胞的顶点，6个位于晶胞的面心；Cl-的位置有两种：12个位于晶胞的棱边，1个位于晶胞的体心。
【提问】宏观的NaCl晶体是由无数个晶胞相互延伸构成的。位于顶点、面心、棱边、体心上的微粒实际提供给每个晶胞的比例是多少？
思考、讨论问题，得出答案：顶点提供给每个晶胞只是它的1/8；面心是1/2；棱边是1/4；体心是1。
【软件或图片展示】位于顶点、面心、棱边、体心上的微粒实际提供给每个晶胞的比例。
观察加深理解。
【引导】在每个NaCl晶胞中，平均占有Na+ 离子多少个？Cl-离子多少个？能否从晶胞的角度出发，再分析氯化钠化学式的由来？
思考、讨论问题，得出答案：在每个NaCl晶胞中，平均占有Na+离子： 1/8×8+/2×6=4；Cl-离子：1/4×12+1=4。由此可见，NaCl晶胞中Na+离子与Cl-离子的个数比为1∶1，故晶体中Na+离子与Cl-离子的个数比为1∶1，所以可用“NaCl”来表示氯化钠的组成。
教师活动
【提问】在NaCl晶体中：每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有______个？
学生活动
观察模型，得出答案：每个Na+周围与之等距离且最近的Na+有12个；每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有12个。
【软件或模型展示】给出CsCl晶胞。
【提问】观察CsCl的晶胞，想象CsCl晶体结构，试从两个不同角度分析“CsCl”化学式的由来？
观察CsCl晶胞、想象晶体结构、思考并回答问题：在CsCl晶胞中占有Cs+离子的个数为1个，Cl-离子1个，故Cs+与Cl-的个数比为1∶1；由CsCl晶胞可想象其晶体结构，在晶体中，每个Cs+吸引着8个Cl-离子，每个Cl-离子吸引着8个Cs+离子，故可用“CsCl”来表示其化学组成，称之为化学式。
【提问】在CsCl晶体中：每个Cs+周围与之等距离且最近的Cs+有______个？每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有______个？
想象CsCl晶体结构，回答问题：在CsCl晶体中：每个Cs+周围与之等距离且最近的Cs+有6个，每个Cl-周围与之等距离且最近的Cl-有6个。
请根据以上两种晶体中微粒个数的求算方法，小结如何计算立方晶体中的微粒个数比？
归纳小结。
要点如下：
（1）找到晶体的晶胞；
（2）分析晶胞中各微粒的位置：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有______个；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有______个；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有______个；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有______个。
（3）数清晶胞中各微粒的个数：
【投影】将学生的小结内容投影展示
（1）找到晶体的最小重复单元——晶胞；
（2）分析晶胞中各微粒的位置：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。
（3）数清晶胞中各微粒的个数：
晶体中的微粒个数比=“微粒提供给每个晶胞的数值×晶胞中微粒个数”之比。
教师活动
【板书】
二、原子晶体 代表物：金刚石、晶体硅、石英
【软件或模型展示】金刚石的结构。
【提问】观察金刚石结构，思考其键角是多少度？构成最小碳环所需碳原子数为多少？
学生活动
观察并回答问题：键角为109°28′，构成最小碳环所需的碳原子数为6个。
【信息给予】请运用元素周期律的知识想象并描述晶体硅结构。
描述晶体硅的结构：硅原子与硅原子之间通过非极性共价键形成的空间网状结构，键角为109°28′，形成最小圆环需6个硅原子。
【提问】比较晶体硅与金刚石的不同之处，它将影响晶体硅的哪些不同于金刚石的性质？
思考并回答问题：由于硅原子的半径大于碳原子，所以硅—硅键的键长大于碳—碳键的键长，使得其键能小于碳—碳键的键能，这将使晶体硅的熔、沸点低于金刚石。
【讲述】石英与金刚石、晶体硅一样，也具有空间网状结构，如果我们把每个原子在平面上的投影点连接，就得到石英的平面结构图。
【软件或图片展示】石英平面结构图。
【提问】根据石英的平面结构图分析石英晶体化学式的由来？能否称之为分子式？
观察、分析、回答问题：
在石英晶体中每个Si原子通过Si—O极性键与4个O原子作用，而每个O原子也通过Si—O极性键与2个Si原子作用，所以在石英晶体中Si原子与O原子的原子个数比为1∶2，可用“SiO2”来表示石英的组成。因在晶体中不存在石英分子，故只能称其为化学式，不能叫分子式。
【提问】根据石英晶体的平面结构图分析：在石英晶体中，每个Si原子独有多少个Si—O键？由此分析nmolSiO2晶体中约含多少摩Si—O键？
分析并回答问题：在石英晶体中，每个Si原子独有4个Si—O键，n molSiO2中含有n molSi原子，故约含4nmolSi—O键。
【信息给予】我们也可以将SiO2的晶体结构想象为：在晶体硅的Si—Si键之间插入O原子。请想象SiO2的空间结构。
想象SiO2的空间结构。
观察证实结论。
【软件或模型展示】SiO2晶体结构图。
【提问】观察SiO2晶体结构，思考构成一个最小的环需多少个原子？以Si原子为中心的Si—O键之间的键角为多少度？
观察并回答问题：需12个原子。键角：109°28′。
教师活动
【板书】
三、分子晶体 代表物：干冰
【软件或模型展示】干冰晶胞结构。
【提问】观察干冰的晶胞结构，计算每个晶胞中含有CO2分子的个数？
学生活动
观察并回答问题：4个。
【提问】在干冰晶体结构中，每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子的个数？干冰的晶胞结构与我们见过的哪种结构相似？
观察并回答问题：每个CO2分子周围与之最近且等距离CO2分子有12个。这13个CO2分子的位置关系相当于NaCl晶体中的13个Na+离子或13个Cl-离子的位置关系。
【小结】在研究各类晶体代表物的结构时，我们展开了空间想象，解决了“化学式的由来、求与之最近且等距离的微粒个数、键角、最小圆环”等问题；同时运用分析推理能力，计算出每个微粒为几个这样的单元所共有，解决了“晶体中微粒的个数比、化学键的数目”等问题。从而提高了我们的观察、想象和分析问题的综合能力。
　
第二课时
　
教师活动
【复习引入】上节课我们研究了各类代表物的结构，位于不同位置的微粒提供给一个晶胞的数值各是多少？
学生活动
回忆并回答问题：
位于晶胞顶点的微粒，实际提供给晶胞的只有1/8；
位于晶胞棱边的微粒，实际提供给晶胞的只有1/4；
位于晶胞面心的微粒，实际提供给晶胞的只有1/2；
位于晶胞中心的微粒，实际提供给晶胞的只有1。
【过渡】本节课我们将运用上节课研究问题的方法通过典型实例进行更深层次的问题讨论。
例1　 C60是碳单质家族中的新成员，已知每个碳原子与其它三个碳原子相连。请根据碳的成键方式计算C60分子中存在______条C—C单键；______条C=C双键？
【引导】题目给出了哪些直接信息，是否有隐藏信息？
分析得出答案：直接信息：C60分子中的每个碳原子与其它三个碳原子成键；间接信息：C60是一种单质，分子中有60个原子；注意从碳原子的成键方式思考问题。
【提问】碳原子如何成键？
回答问题：碳原子通过4条共价键与其它原子成键。
【提问】每个碳原子拥有多少条C-C单键和多少条C=C双键才能满足碳原子的成键方式？画出碳原子的成键方式图。
思考问题，画出碳原子的成键方式图：
【提问】每个C—C单键为几个碳原子所拥有？计算每个碳原子占有多少条 C—C单键？在分子中共有多少条 C—C单键？同理计算
分子中共有多少条C=C双键？
分析问题，得出答案：每个C—C单键为2个碳原子所拥有，故每个碳原子占有2×1/2=1条C—C单键，分子中共有1×60=60条C—C单键；每个C=C双键为2个碳原子所拥有，故每个碳原子占有1×1/2=1/2条C=C双键，分子中共有1/2×60=30条C=C双键。
例2 　某离子晶体晶胞如图所示，●X位于立方体的顶点，○Y位于立方体的中心，试分析：
（1）晶体中每个Y同时吸引着多少个X？每个X同时吸引着多少个Y？该晶体的化学式为____？
（2）晶体中在每个X周围与它最接近且距离相等的X共有多少个？
（3）晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX角度为多少？
（4）该晶体的摩尔质量为Mg·mol-1，晶体密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数为NA，则晶体中两个距离最近的X中心间的距离为多少？
【引导】观察晶胞结构，可以直接得出什么答案？
观察晶胞结构，回答问题：从晶胞结构可以看出每个Y同时吸引着4个X。而且可以计算出晶胞中X的个数为1/8×4=1/2，Y的个数为1。则在该晶体中X与Y的个数比为1/1∶2，即2∶1，由此该晶体的化学式为XY2。
【引导】从晶胞结构展开想象晶体结构，每个X同时吸引着多少个Y？画出Y的位置。
想象晶体结构，回答问题：每个X同时吸引着8个Y，其位置关系如图所示：
【提问】从晶胞结构展开想象晶体结构，每个X周围与它距离最近且相等的X共有多少个？画出这些X的位置。
想象晶体结构，回答问题：每个X周围与它距离最近且相等的X共有12个，其位置关系如图所示：
【提问】将晶胞中的四个X连接在一起可以构成何种立体图形？Y在立体图形中的位置？这种位置关系与哪种分子结构相似？
观察晶胞结构，回答问题：四个X构成正四面体。Y位于正四面体的中心。这种结构与CH4分子的结构完全相同。
【提问】由CH4分子的键角可知此晶体中距离最近的2个X与1个Y形成的夹角∠XYX角度为多少？
回忆旧知识：CH4分子的键角为109°28′，故∠XYX角度为109°28′。
【提问】1mol该晶体的体积为多少？1个XY2微粒的体积为多少？
【提问】一个XY2微粒的体积与一个晶胞的体积是否相等？一个晶胞的体积为多少？
【提问】晶胞的边长如何计算？晶体中两个距离最近的X中心间的距离为多少？
例3　 （1）将NaCl的晶胞向三维空间延伸就可得到完美晶体。NiO（氧化镍）晶体的结构与NaCl相同，Ni2+与最邻近O2-的核间距离为a×10-8cm，计算NiO晶体的密度（已知NiO的摩尔质量为74.7g·mol-1）。
（2）天然的和绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，例如在某种NiO晶体中就存在如右图所示的缺陷：一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代。其结果晶体仍呈电中性但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.97O，试计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。
【提问】如何入手去求算晶体密度？
思考讨论，得出解题思路：求算晶体密度即求算1cm3中NiO的质量。
【引导】如何计算1cm3中阴、阳离子总数？1cm3中Ni2+—O2-离子对数为多少？
【提问】如何计算每对Ni2+—O2-离子对的质量？
分析回答：
【引导】根据以上分析如何求算密度？
回答问题：晶体的密度=每对Ni2+—O2-离子对的质量×1cm3中Ni2+—O2-离子对数。即密度：
【引导】整个晶体是否带电？如何求算Ni2+与Ni3+离子数之比？
回答问题：整个晶体呈电中性，则有：Ni2+与Ni3+所带的正电荷数应等于O2-所带的负电荷数，即
3x+2（0.97-x）=2×1
（x为Ni3+的物质的量。）
解得x=0.06。则Ni2+的物质的量为：
0.97-x=0.97-0.06=0.91 mol。Ni3+与Ni2+离子数之比为6∶91。
　
精选题
　
一、选择题
1．根据下表给出的几种物质的熔点、沸点数据判断说法中错误的是 [　　　 ]
A．SiCl4是分子晶体
B．MgCl2中键的强度比NaCl中键的强度小
C．单质R是原子晶体
D．AlCl3为离子晶体
2．经研究发现，有一种磷分子具有链状结构。结构如图所示。下列说法正确的是 [　　　 ]
A．它是一种高分子化合物
B．它是一种极性分子，易溶于水
C．分子量是白磷的8倍
D．与白磷互为同素异形体
二、非选择题
3．现有甲、乙、丙、丁四种晶胞（如图2-8所示），可推知：甲晶体中A与B的离子个数比为；乙晶体的化学式为；丙晶体的化学式为______；丁晶体的化学式为______。
4．钙-钛矿晶胞结构如图2-9所示。观察钙-钛矿晶胞结构，求该晶体中，钙、钛、氧的微粒个数比为多少？
5．晶体硼的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体，其中含有20个等边三角形的面和一定数目的顶角，每个顶角各有一个硼原子，如图2-10所示，回答：
（1）键角____；（2）晶体硼中的硼原子数____个；B—B键____条？
6．在碳单质的成员中还有一种混合型晶体——石墨，如图2-11所示。它是层状结构，层与层之间依靠作用力相结合。每层内部碳原子与碳原子之间靠作用力相结合，其键角。分析图中每个六边形含有个碳原子。
7．C70分子是形如椭球状的多面体，该结构的建立基于以下考虑：
（1）C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键；
（2）C70分子中只含有五边形和六边形；
（3）多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理：顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定：（1）C70分子中所含的单键数和双键数；（2）C70分子中的五边形和六边形各有多少？
8．晶体具有规则的几何外形，晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶胞结构如图2-12所示。
已知FexO晶体的晶胞结构为NaCl型，由于晶体缺陷，x的值小于1。测知FexO晶体密度ρ为5.719·cm-3，晶胞边长为4.28×10-10m（铁原子量为55.9，氧原子量为16）。求：
（1）FexO中x的值（精确至 0.01）。
（2）晶体中的 Fe分别为Fe2+和Fe3+，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe2+所占分数为多少？（精确至0.001）。
（3）写出此晶体的化学式。
（4）描述Fe在此晶体中占据空隙的几何形状（即与O2-距离最近且等距离的铁离子围成的空间形状）。
（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为多少？
　
答　 案
　
一、选择题
1．D．提示：一般来说晶体的熔沸点有如下规律：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，金属晶体有的高有的低。对于同种类型晶体的熔沸点则取决于微粒间的作用力。
2．D、E
二、非选择题
3．1∶1　 C2D　 EF　 XY3Z
4．1∶1∶3
5．（1）60度（2）12（3）30
6．范德华力（或分子间作用力）；非极性共价键；120度；2。
7．（1）单键数：70；双键数：35。
（2）设C70分子中五边形数为x个，六边形数为y个。依题意可得方程组：
1/2（5x+6y）=1/2（3×70）（键数，即棱边数）
70+（x+y）-1/2（3×70）=2（欧拉定理）
解得五边形数x=12，六边形数y=25。
8．（1）0.92（2）0.826
（4）正八面体（5）3.03×10-10m。
提示：（1）由NaCl晶胞结构可知，1molNaCl晶胞中含有4mol NaCl，故在FexO晶体中1mol FexO晶胞中含有4mol FexO。
设FexO的摩尔质量为Mg· mol-1，晶胞的体积为V。则有：
4M=ρVN0，代入数据解得M=67.4g·mol-1，则x=0.92。
（2）设Fe2+为y个，Fe3+则为（0.92-y）个，由正负化合价代数和为零可得：2x+3（0.92-y）=2，则y=0.76。Fe2+所占的分数为：0.76/0.92=0.826。
（3）由于Fe2+为0.76，则Fe3+为（0.92-0.76）=0.16，故化学式为
（4）与O2-距离最近且等距离的铁离子有6个，这6个铁离子所围成的几何形状如图2-13所示，由图可知Fe在晶体中占据空隙的几何形状为正八面体。
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第 1 页 共 18 页盐类水解知识及其应用
　
教学目标
知识技能：使学生掌握盐类水解的实质和规律，并能够运用水解规律及平衡知识解释、说明有关化学事实。
能力培养：创设问题情景，引导学生注重掌握知识的准确性，培养学生运用知识逻辑推理，解决新问题的能力。
科学思想：通过实验及问题讨论，加强学生对现象与本质的辩证关系的理解，使学生学会用实验方法和逻辑推理去探究物质之间的内在联系。
科学品质：通过对水解知识的拓展与迁移，激发学生的学习兴趣和求知欲，让学生自己设计实验，培养学生的创造性和严谨求实的科学品质。
科学方法：分析推理，迁移应用及科学抽象。
重点、难点　 　水解规律的综合应用及准确的分析表述。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引言】
我们已经知道盐溶液不一定是中性溶液，其原因是由于盐类的水解。本次课的内容是复习水解实质、规律及相关知识在解决实际问题中的应用。
学生活动
回忆思考有关盐类水解的概念及其规律。
【投影演示】
（1）少量CH3COONa固体投入盛有无水乙醇的培养皿，滴加几滴酚酞，然后再加入少量水。（2）少量镁粉投入盛有NH4Cl水溶液的培养皿。
【提问】
请结合两个实验现象，分析、解释其本质原因，并写出有关离子方程式。
观察实验，记录现象：
（1）开始酚酞不变色，加水后变红色；
（2）有气泡产生。
讨论分析现象得出：
实验（1）CH3COO-与水电离出的H+结合生成CH3COOH，而使水的电离平衡向右移动，溶液显碱性。因此盐类水解，水也是必要的反应物之一。
CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
实验（2）NH4+水解，使溶液显酸性，镁与水解产生的氢离子发生置换反应生成氢气。
NH4+H2ONH3·H2O+H+
Mg+2H+=Mg2++H2↑
由于水解平衡的正向移动，产生的气体中除氢气可能也有氨气。
归纳小结：
【板书】一、盐类水解的实质
【投影】例1
现有酚酞、石蕊、0.1mol/L氨水、氯化铵晶体、0.1mol/L盐酸、熟石灰和蒸馏水，若仅用上述试剂怎样用简单实验方法证明氨水是弱碱？请讨论可能的实验方案。
适时引导学生分析、表述。
讨论并提出方案：
方案（1）取少量氨水，滴加酚酞，溶液呈红色，然后向其中加人少量CH3COONH4晶体，振荡，可看到红色变浅，说明氨水中存在电离平衡，氨水为弱碱。
方案（2）取少量NH4Cl晶体溶于水，滴加石蕊试液，溶液显红色，说明NH4+水解生成了NH3·H2O和HCl，从而破坏了水的电离平衡，亦说明氨水是弱碱。
方案（3）将 0.1mol/L NH3· H2O与0.1mol/L盐酸等体积混合，再滴加石蕊试剂，溶液显红色，说明NH4+水解破坏了水的电离平衡，从而说明氨水是弱碱。
【提问】
三种实验方案分别从哪两个方面来证明氟水是弱碱？
讨论回答：证明氨水是弱碱，可通过两条途径：
一是证明氨水中存在电离平衡，如方案（1）。另一是证明NH4+作为弱碱阳离子能破坏水的电离平衡发生水解反应，如方案（2）、（3）。
【投影】例2
25℃时，pH均等于11的NaOH溶液和NaCN溶液中，水的电离度是否也相同呢？请讨论比较两溶液中水的电离度大小（已知水的浓度等于 55.6mol/L）。
【启发引导】
若pH均等于4的HCl溶液和NH4Cl溶液，水的电离度大小又如何呢？
思考分析：一同学黑板表述。
NaOH电离出OH-抑制水的电离，其溶液中H+完全来自水的电离，[H+]水=10-11mol/L=[OH-]水、NaCN中CN-水解生成HCN，促进水的电离，其中OH-完全来自水的电离，[OH-]水=10-3mol/L。
NaOH溶液中：
NaCN溶液中：

【提问】
通过比较归纳，在水中加酸、加碱、加某些盐，对水的电离平衡分别产生怎样的影响？
【过渡】
在前面的学习中，我们总结过盐类水解的规律，请同学们回忆盐类水解有哪些规律。
【过渡】
下面我们来探讨应用水解规律分析解决具体问题。
归纳回答：
在水中加酸、加碱，会抑制水的电离，使水电离度减小。水中加入强酸弱碱盐或强碱弱酸盐，会促进水的电离，使水的电离度增大。
回忆盐类水解规律：
1．谁弱谁水解，谁强显谁性，越弱越水解，都弱都水解，两强不水解。
2．大多数盐水解程度较小，多元弱酸的酸根分步水解，以第一步水解为主。
为主，溶液显酸性。
【板书】二、水解规律及其应用
1．解释说明化学事实
【投影演示】
（1）向盛有少量Mg（OH）2 悬浊液培养皿中加入适量的饱和氯化铵溶液。
（2）向盛有FeCl3溶液的培养皿中滴加少量NaHCO3溶液。
【提问】
请结合两个实验现象讨论分析并解释说明为什么实验（1）Mg（OH）2悬浊液变澄清？
观察实验，记录现象：
（1）溶液变澄清。
（2）有少量气泡产生，溶液呈浅棕红色。
讨论解释其原因：
同学甲：实验（1）中存在Mg（OH）2的溶解、结晶平衡： Mg（OH）2（固） Mg2++2OH-。
当加入NH4Cl时，由于NH4+水解
NH4++H2ONH3·H2O+H+，使溶液呈酸性。
H++OH-=H2O，从而使溶液中[OH-]减小，促进Mg（OH）2溶解，使溶液澄清。
同学乙：实验（1）中加入NH4Cl后，溶液中NH4+可与OH-结合从而使Mg（OH）2的溶解平衡右移使溶液澄清。
【追问】
甲、乙同学的两种解释谁的更有道理？启发引导分析实验（1）Mg（OH）2和 NH3· H2O哪个碱性更弱？
思考、讨论。
讨论回答：
实验方案：向盛有少量Mg（OH）2悬浊液的培养皿中加入CH3COONH4 固体，观察悬浊液是否变澄清。
【追问】
能否通过实验来进一步验证甲、乙同学的解释哪个合理？请同学设计实验方案，并说明理由。
解释说明：CH3COONH4属弱酸弱碱盐，虽强烈水解但溶液呈中性。同时，CH3COONH4溶液中也有大量NH4+，若Mg（OH）2没有溶解，说明甲同学的解释正确。若Mg（OH）2溶解，则说明乙同学的解释正确。
【投影演示】
根据同学的实验方案演示实验，并肯定学生的分析解释。
观察并记录实验现象：
Mg（OH）2悬浊液变澄清。
【评述】
实验说明乙同学的解释更合理。NH4+与OH-结合生成更难电离的NH3·H2O，从而使Mg（OH）2 的溶解平衡右移溶液变澄清。
【提问】
实验（ 2）向FeCl3溶液中滴加NaHCO3 为什么有少量气泡逸出，溶液变为浅棕红色？
讨论解释其原因：
碱性，由于H++OH-=H2O使两水解平衡均正向移动，因此产生的气体为CO2，溶液浅棕红色为Fe（OH）3胶体的颜色。
【投影】例3
为了同时对农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥，对于下列几种化肥①K2CO3，②KCl，　 ③Ca（H2PO4）2 ，④（NH4）2SO4，⑤氨水，你认为怎样搭配是最合理的？分析解释其理由。
讨论分析并回答：
N、P、K三种元素均为最佳组合，因此肯定有Ca（H2PO4）2，
失去磷肥功效，而氨水、K2CO3 的水溶液均显碱性，亦有相同影响。因此最佳组合为KCl、Ca（H2PO4）2、（NH4）2SO4，即②、③、④。
【投影】例4
城市自来水厂供给居民的生活用水，常先用氯胺NH2Cl（强氧化剂作用相当于氯气）再用绿矾FeSO4·7H2O来消毒、净化、改善水质。试根据水解原理分析解释其原因，写出其方程式。
分析讨论：
NH2Cl作用相当于氯气， Cl2+H2O= HCl+HClO。因此，NH2Cl+H2O=NH3+HClO，HClO具有强氧化性，可消毒杀菌，也可将FeSO4中Fe2+氧化为Fe3+。生成的Fe3+水解Fe3++3H2O Fe（OH）3+3H+，产生的Fe（OH）3胶体具有吸附作用，可净化改善水质。
【投影】例5
试分析将下列物质的水溶液蒸干灼烧，最后得到的固体物质是什么？
解释原因。
（1）AlCl3
（2）KAl（SO4）2
（3）K2CO3
讨论回答：
（1）得Al2O3固体；Al3+发生水解生成Al（OH）3和HCl，由于加热时HCl不断挥发，促进水解平衡正向移动，而Al（OH）3在灼烧时分解，因此，最终为Al2O3固体。
（2）得KAl（SO4）2；尽管Al3+水解生成Al（OH）3和H2SO4，但由于H2SO4是高沸点酸，不易挥发，K2SO4不水解，也不易分解，加热最终只是把水蒸去，因此仍得KAl（SO4）2 固体。
（3）得K2CO3固体；尽管加热过程促进K2CO3水解，但K2CO3水解生成的KHCO3与KOH反应后仍为K2CO3。
适时引导讨论并给予肯定和表扬。
【投影】例6
由一价离子组成的四种盐溶液AC、BD、AD、BC，浓度均为0.1mol/L，在室温下前两种溶液的pH=7，第三种溶液pH＞7，最后一种溶液pH＜7。根据水解规律分析这四种盐中阴阳离子所对应的酸、碱的相对强弱是怎样的？
【提问】
1．根据例6的分析，能水解的盐溶液的酸碱性与其组成有何关系？
讨论分析：
由于AC溶液pH=7，AD溶液pH＞7，
说明D-为弱酸根离子，且D-的水解程度大于C-，因此，它们相应酸的酸性：HC＞HD。又因AC溶液pH=7，BC溶液pH＜7，说明B+为弱碱阳离子，且水解程度大于A+，因此，它们相应碱的碱性：AOH＞BOH。
讨论回答：
1．根据水解规律，“越弱越水解，两强不水解”，强碱弱酸盐溶液的碱性越强，其相应弱酸的酸性就越弱。同理，强酸弱碱盐溶液的酸性越强，其相应弱碱的碱性就越弱。
2．pH=7的盐溶液一定是强酸强碱盐吗？
举例说明。
2．盐溶液pH=7不一定是不水解的强酸强碱盐，例如CH3COONH4在水溶液中NH4+、CH3COO-都要发生水解，水解所产生的CH3COOH和NH3·H2O在相同条件下电离度几乎相等，因此溶液也呈中性。
3．酸式盐的水溶液一定显酸性吗？举例说明：对于酸式盐溶液酸碱性的判断，取决于酸式酸根电离与水解程度的相对大小。
3．例如NaHSO4、HSO4-只电离不水解，溶液呈酸性。 NaHCO3、NaHS、Na2HPO4中的酸式酸根离子水解程度大于其电离程度，溶液呈碱性。而NaH2PO4中H2PO4-的电离程度大于水解程度，因此溶液显酸性。
【过渡】
电解质溶液中有关离子浓度大小的比较是近年高考题中常涉及的考题。
【板书】
2．溶液中微粒浓度大小的比较
【投影】例7
下列溶液中，离子浓度大小的排列顺序错误的是　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.1mol/L氯化铵溶液中
[Cl-]＞[NH4+]＞[H+]＞[OH-]
B．0.1mol/L碳酸氢钠溶液中
C．pH=2盐酸与pH=12氨水等体积混合
[Cl-]＞[NH4+]＞[H+]＞[OH-]
D．0.2 mol/LCH3COOK和HCl等体积混合
[CH3COO-]＞[Cl]＞[CH3COOH]＞[H+]
讨论分析：
根据NH4Cl的电离及炔NH4+水解溶液呈酸性，因此A正确。而
C中pH=2盐酸[H+]=1.0×10-2= [HCl]，而pH=12的氨水[OH-]=1.0 ×10-2，但[NH3·H2O]则远大于1.0×10-2，等体积混合后，因氨水过量，在NH4Cl与氨水的混合液中，溶液显碱性。所以[NH4+]＞[Cl-]＞[OH-]＞[H+]，C错误。
D中CH3COOK+HCl=KCl+CH3COOH，且知，CH3COOK过量，反应后溶液中CH3COOK、CH3COOH、KCl物质的量相等，由于CH3COOH的电离和CH3COO-的水解程度均很小，且此时CH3COOH的电离占主导地位。因此[CH3COOH]＞[H+]、[H+]＞[OH-]，又因[Cl-]=0.05 mol/L、[CH3COO-]＞0.05 mol/L、[CH3COOH]＜0.05 mol/L，因此D正确。
答案为C。
【提问】
根据对例7的讨论分析：
1．判断能水解的盐溶液中离子浓度大小时要明确哪些平衡关系？
2．两溶液相互混合后，判断离子浓度大小时要注意什么问题？
讨论回答：
1．盐的电离平衡、水的电离平衡、盐中弱酸离子或弱碱离子的水解平衡。
2．两溶液混合后离子浓度大小的比较，要首先分析相互间反应时是弱酸（或弱碱）剩余，虽然生成的盐的水解也要考虑，但剩余弱酸（或弱碱）的电离占主导地位。
【过渡】
在比较溶液中离子浓度时还常常用到电解质溶液中的两个重要守恒关系：电荷守恒，物料守恒。
【板书】
电荷守恒：电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数。
物料守恒：某一分子或离子的原始浓度应等于它在溶液中各种存在形式的浓度之总和，即元素的原子守恒。
抄写笔记。
【投影】例8
在Na2S溶液中下列关系不正确的是
A．[Na+]=2[HS-]+2[S2-] +[H2S]
B．[Na+]+[H+]=[OH-]+[HS-]+2[S2-]
C．[Na+]＞[S2-]＞[OH-]＞[HS-]
D．[OH-]=[HS-]+[H+]+[H2S]
【启发引导】
解答这类题目的思路是：首先确定溶液中各平衡关系及其微粒，然后再分析微粒间的各种守恒关系。
讨论分析：
Na2S溶液中存在下列平衡：
Na2S=2Na++S2-　 H2O H++OH-
S2-+H2O HS-+OH-
HS-+H2O H2S+OH-
①根据电荷守恒：
[Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-]，所以B正确。
②根据物料守恒：（钠与硫的物质的量2∶1）
[Na+]=2[S2-]+2[HS-]+2[H2S]，所以A错误。
根据由水电离产生H+与OH-守恒：（①、②两式相减）
[OH-]=[HS-]+[H+]+2[H2S]，所以D错误。
答案为A、D。
【投影】例9
将标准状况下体积为2.24LCO2缓缓通入100mL1mol/LNaOH溶液中（溶液体积变化忽略不计），反应结束后，溶液中有关离子物质的量浓度的关系正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
讨论分析：
CO2=0.01 mol　 NaOH=0.1mol
根据碳元素的原子守恒：
答案为A、D。
【投影】例10
已知一溶液中有四种离子：X+、Y-、H+、OH-，下列分析结果肯定错误的是　 [　　　 ]
A．[Y-]＞[X+]＞[H+]＞[OH-]
B．[X+]＞[Y-]＞[OH-]＞[H+]
C．[H+]＞[Y-]＞[X+]＞[OH-]
D．[OH-]＞[X+]＞[H+]＞[Y-]
讨论分析：
题目中四种离子在溶液中一定存在电荷守恒。
即[X+]+[H+]=[Y-]+[OH-]，
根据此等式分析四个选项，
对A选项[Y-]＞[X+]，必有[H+]＞[OH-]；
对B选项[X+]＞[Y-]，必有[OH-]＞[H+]，才能使等式成立；
对C选项[H+]＞[Y-]，必有[OH-]＞[X+]，所以C选项错误；
对D选项[OH-]＞[X+]，必有[H+]＞[Y-]，这样等式成立。
答案为C。
【归纳】
电解质溶液中离子浓度大小的比较尽管复杂，但解题关键是抓住平衡主线，认真分析并按照离子的电荷守恒，物料守恒（元素的原子守恒）理清关系，就可快速解答。
　
精选题
　
一、选择题
1．等体积下列溶液中，阳离子的总物质的量最大的是　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.2mol/LCuSO4
B．0.1mol/LNa2CO3
C．0.2mol/LKCl
D．0.1mol/LNa2SO4
2．浓度为0.1mol/L的下列各物质的溶液中，[NH4+]最大的是　　　　 [　　　 ]
A．NH4Cl
B．NH4HSO4
C．NH3·H2O
D．CH3COONH4
3．25℃，在0.1mol/L NaX溶液中，水的电离度为a1；在0.1mol/L盐酸中，水的电离度为a2，若a1/a2=109，则NaX溶液的pH约为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．5　 B．7　 C．10　 D．11
4．混合Na2S跟NaHS两溶液，且浓度相等，此混合液中，下列关系一定正确的是　　　 [　　　 ]
A．[Na+]+[H+]=2[S2-]+[HS-]+[OH-]
B．[Na+]＞[HS-]＞[S2-]＞[OH-]
C．[Na+]=[S2-]+[HS-]+[H2S]
D．[HS-]＞[H+]＞[OH-]＞[Na+]
5．已知0.1mol/L的HCN溶液pH=4，0.1mol/L的NaCN溶液的pH=12。现将0.2mol/L的HCN溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中各种离子浓度关系正确的是　　　　　　 [　　　 ]
A．[Na+]＞[CN-]＞[OH-]＞[H+]
B．[Na+]＞[CN-]＞[H+]＞[OH-]
C．[CN-]+[OH-]＞[Na+]+[H+]
D．[CN-]＞[Na+]＞[H+]＞[OH-]
6．下列各组离子中在碱性条件下可以共存，而加入盐酸后会产生气体和沉淀的是 [　　　 ]
7．20℃，两种一元弱酸的钠盐NaX和NaY，已知往NaX溶液中通入CO2只能生成HX和NaHCO3；往NaY溶液中通入CO2能生成HY和Na2CO3，下列说法正确的是　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．酸性HX＞HY
C．溶液的碱性NaX＞Na2CO3＞NaY＞NaHCO3
D．HX和HY酸性相同，但比H2CO3弱
8．NH4Cl溶于D2O中，反应生成的一水合氨与水合氢离子均正确的是　 [　　　 ]
A．NH2D·H2O和D3O+
B．NH3·D2O和HD2O+
C．NH3·HDO和D3O+
D．NH2D·H2O和H2DO+
9．某种一元酸（HA）溶液，加入一种强碱（MOH）溶液，反应后溶液呈中性，下列判断正确的是　 [　　　 ]
A．所用酸一定过量
B．生成的盐一定不水解
C．酸与碱一定等物质的量混合
D．反应后溶液中必存在[A-]=[M+]
二、非选择题
10．将位于同一周期的主族元素A和B的氯化物AClx和BCly配制成等物质的量浓度的溶液，测得AClx溶液的pH小于BCly溶液的pH。试判断A、B两元素原子序数的大小关系____。
11．pH=2的某酸HnA与pH=12某碱B（OH）m等体积混合后，溶液的pH=8。
（1）反应所生成正盐的化学式为____。
（2）该盐中______离子一定能水解，水解离子方程式为____。
12．已知①ZnCl2·xH2O易溶于水，且其浓水溶液呈强酸性；②SOCl2极易和水发生反应：SOCl2+H2O=SO2+2HCl，实验室制无水氯化锌是采用ZnCl2·xH2O与SOCl2混合加热的方法。试回答：
（1）混合加热时发生反应的方程式______。
（2）SOCl2的作用____。
13．某二元弱酸溶液按下式发生一级和二级电离：H2A H++HA-、HA- H++A2-。
已知相同浓度时的电离度，a（H2A）＞a（HA-），设有下列四种溶液：
A．0.01 mol/L的H2A溶液
B．0.01mol/L的NaHA溶液
C．0.02mol/L的HCl与0.04 mol/L的NaHA溶液等体积混合液
D．0.02 mol/L的NaOH与0.02mol/L的NaHA溶液等体积混合液
据此填写下列空白（填代号）：
（1）［H+]最大的是______，最小的是______。
（2）[H2A]最大的是______，最小的是______。
（3）[A2-]最大的是______，最小的是______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．A　 2．B　 3．C　 4．A　 5．A　 6．C　 7．A　 8．C　 9．D
二、非选择题
10．A＜B
11．（1）BnAm（2）An-　 An-+H2O=HA（n-1）+OH-
12．（1）ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2+2xHCl
（2）先夺取了ZnCl2·xH2O中的结晶水，且与水反应生成了盐酸，从而抑制了氯化锌的水解。
13．（1）A、D（2）C、D（3）D、A
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第 1 页 共 18 页有机合成
　
教学目标
知识技能：通过复习有机合成，使学生掌握有机物的官能团间的相互转化以及各类有机物的性质、反应类型、反应条件、合成路线的选择或设计。会组合多个化合物的有机化学反应，合成指定结构简式的产物。
能力培养：培养学生自学能力、观察能力、综合分析能力、逻辑思维能力以及信息的迁移能力。
科学思想：通过精选例题，使学生认识化学与人们的生活是密切相关的，我们可以利用已学的知识，通过各种方法合成人们需要的物质，使知识为人类服务，达到对学生渗透热爱化学、热爱科学、热爱学习的教育。
科学品质：激发兴趣和科学情感；培养求实、创新、探索的精神与品质。
科学方法：通过组织学生讨论解题关键，对学生进行辩证思维方法的教育，学会抓主要矛盾进行科学的抽象和概括。
重点、难点 　　学会寻找有机合成题的突破口。学会利用有机物的结构、性质寻找合成路线的最佳方式。
教学过程设计
教师活动
【复习引入】上节课我们主要复习了有机反应的类型，与有机物合成有关的重要反应规律有哪几点呢？
【追问】每一规律的反应机理是什么？
（对学生们的回答评价后，提出问题）
【投影】
①双键断裂一个的原因是什么？
②哪种类型的醇不能发生氧化反应而生成醛或酮？
③哪种类型的醉不能发生消去反应而生成烯烃？
④酯化反应的机理是什么？
⑤什么样的物质可以发生成环反应？对学生的回答进行评价或补充。
学生活动
思考、回忆后，回答：共5点。
①双键的加成和加聚；
②醇和卤代烃的消去反应；
③醇的氧化反应；
④酯的生成和水解及肽键的生成和水解；
⑤有机物成环反应。
讨论后，回答。
积极思考，认真讨论，踊跃发言。
答：①双键的键能不是单键键能的两倍，而是比两倍略少。因此，只需要较少的能量就能使双键里的一个键断裂。
②跟—OH相连的碳原子与3个碳原子相连的醇一般不能被氧化成醛或酮；
③所在羟基碳原子若没有相邻的碳原子（如CH3OH）或相邻碳原子上没有氢原子[如（CH3）3CCH2OH]的醇（或卤代烃）不能发生消去反应而生成不饱和烃；
④酯化反应的机理是：羧酸脱羟基，醇脱氢。
⑤能发生有机成环的物质是：二元醇脱水、羟基酸酯化、氨基酸脱水、二元羧酸脱水。
【提问】衡量一个国家的石油化工业发展水平的标志是什么？为什么？
回答：常把乙烯的年产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志。
原因是：乙烯是有机化工原料，在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业、医药等方面得到广泛应用。
【评价后引入】今天我们来复习有机物的合成。
【板书】有机合成
【讲述】下面让我们一起做第一道题，请同学们思考有机合成中合成路线的合理设计的关键是什么？应从哪些方面入手？
【投影】
例1　 用乙炔和适当的无机试剂为原料，合成 。
资料1
资料2
倾听，明确下一步的方向。
展开讨论：
从原料到产品在结构上产生两种变化：
①从碳链化合物变为芳环化合物；
②官能团从“—C≡C—”变为“—Br”。由顺推法可知：由乙炔聚合可得苯环，如果由苯直接溴代，只能得到溴苯，要想直接得到均三溴苯很难。我们只能采取间接溴代的方法，即只有将苯先变为苯酚或苯胺，再溴代方可；而三溴苯酚中的“—OH”难以除去。而根据资料2可知， 中的“—NH2”可通过转化为重氮盐，再进行放氮反应除去。
板演方程式：
【评价】大家分析得很全面，也很正确。现将可行方案中所涉及到的有关反应方程式按顺序写出。请两名同学到黑板来写，其他同学写在笔记本上。
【评价】两名学生书写正确。
【提问】对比这两道小题，同学们想一想，设计合成有机物的路线时，主要应从哪里进行思考呢？
分析、对比、归纳出：
①解题的关键是找出原料与产品的结构差别是什么，然后在熟知物质性能的基础上寻找解决问题的途径即合成路线。
②在解题时应考虑引入新的官能团，能否直接引入，间接引入的方法是什么？这些问题的解决就需要我们熟练掌握有机物的特征反应。
总之，设计时主要考虑如何形成被合成分子的碳干以及它所含有的官能团。在解题时，首先将原料与产品的结构从以下两方面加以对照分析：一、碳干有何变化，二、官能团有何变更。
【追问】一般碳干的变化有几种情况？
讨论后得出：4种。（1）碳链增长；（2）碳链缩短；（3）增加支链；（4）碳链与碳环的互变。
【板书】一、有机合成的解题思路
将原料与产物的结构进行对比，一比碳干的变化，二比官能团的差异。
【讲述】人吃五谷杂粮，哪有不生病的。而伤风感冒是常见病。大家知道，阿斯匹林是一种常用药，它是怎样合成的呢？请看下题。
【投影】
例2　 下图是以苯酚为主要原料制取冬青油和阿斯匹林的过程；
（1）写出①、②、③步反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式_________；
（2）B溶于冬青油致使产品不纯，用NaHCO3溶液即可除去，简述原因_________；
（3）在（2）中不能用NaOH也不能用Na2CO3的原因是____。
心想：阿斯匹林熟悉用途，是以什么为原料？怎样合成的？
认真读题、审题。
小组讨论，得出：
（1）
（2）冬青油中混有少量 可用小苏打溶液除去的原因是：
，产物 可溶于水相而与冬青油分层，便可用分液法分离而除杂。
（3）在（2）中不能用NaOH、Na2CO3的原因是酚羟基可与其发生反应，而使冬青油变质。
【评价】同学们分析合理，答案正确。
【提问】1mol阿斯匹林最多可和几摩氢氧化钠发生反应呢？
究竟哪一个是正确答案呢？
答案：甲：2mol；
乙：3mol。
结果：乙是正确的。
【讲述】阿斯匹林是一个“古老”的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春，请大家思考下题。
【投影】
例3 近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林的结构简式如下：
试填写以下空白：
（1）高分子载体结构简式为_________。
（2）阿斯匹林连接在高分子载体上的有机反应类型是_______。
（3）缓释长效阿斯匹林在肠胃中变为阿斯匹林的化学方程式是_______。
事物是在不断地发展的……
分析：本题的关键词语是“通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上”。缓释长效阿斯匹林可分为三部分：①高分子载体；②阿斯匹林；③作为桥梁作用的乙二醇。
在肠胃中变为阿斯匹林的反应，则属于水解反应，从而找到正确的解题思路。
答：（1）
（2）酯化反应（或取代反应）
（3）
【引导】根据大家的分析，解决上题的关键是要找出题给信息中的关键词句。那么，我们将怎样寻找解题的“突破口”呢？
【板书】二、有机合成的突破口（题眼）
【投影】
例4　 有一种广泛用于汽车、家电产品上的高分子涂料，是按下列流程生产的。图中的M（C3H4O）和A都可以发生银镜反应，N和M的分子中碳原子数相等，A的烃基上一氯取代位置有三种。
试写出：（1）物质的结构简式：A____；M_____。物质A的同类别的同分异构体为_______。
（2）N+B→D的化学方程式_______.
（3）反应类型：X_____；Y_________。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
思考新问题。
读题、审题、析题、解题。
讨论：
①本题的题眼是什么？
②为什么这样确定？
③怎样推断A的结构？
代表发言：①解本题的“突破口”即“题眼”是M的结构简式。
②因为本题中对M的信息量最丰富，M可以发生银镜反应，一定有醛基，M的结构式除—CHO外，残留部分是C2H3—，而C2H3—只能是乙烯基，则M的结构简式为CH2=CH—CHO。
③M经氧化后可生成丙烯酸CH2=CH—COOH，由反应条件和D的分子式组成可以推断D是B和N的酯化反应的产物，所以B+C3H4O2→C7H12O2→H2O。根据质量守恒原理，B的分子式为C4H10O，是丁醇，A为丁醛。根据A的烃基上一氯取代物有3种，则A的结构简式为CH3CH2CH2CHO，它的同类物质的同分异构体为：
CH3CH（CH3）CHO。
答案：
（1）A：CH3CH2CH2CHO
M：CH2=CH—CHO
（2）CH3CH2CH2OH+CH2=CHCOOH
CH2=CHCOOCH2CH2CH3+H2O
（3）X：加成反应 Y：加聚反应
【评价、总结】找解题的“突破口”的一般方法是：
【板书】①信息量最大的点；
②最特殊的点；
③特殊的分子式；
④假设法。
归纳：①找已知条件最多的地方，信息量最大的；②寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应、特殊颜色等等；③特殊的分子式，这种分子式只能有一种结构；④如果不能直接推断某物质，可以假设几种可能，认真小心去论证，看是否完全符合题意。
【反馈练习】
【投影】
例5 化合物C和E都是医用功能高分子材料，且组成中元素质量分数相同，均可由化合物A（C4H8O3）制得，如下图所示。B和D互为同分异构体。
试写出：化学方程式
A→D_____，B→C____。
反应类型：A→B____，B→C____，A→E____，E的结
构简式____。
A的同分异构体（同类别有支链）的结构简式：____及____。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
思路1 　以A为突破口，因其信息量大。
A具有酸性，有—COOH。
A→B（C4H8O3→C4H6O2）， A物质发生脱水反应，又由于B可使溴水褪色，因而B中含有C=C，属消去反应，则A中应具有—OH。
A→D的反应是由A中—COOH与—OH发生酯化反应，生成环状酯D，由于D为五原子环状结构，
A的结构简式为HOCH2CH2CHCOOH，
A→E的反应为缩聚反应。
答案：A→D：
B→C：
A→B：消去反应，B→C：加聚反应，
A→E：缩聚反应。
E的结构简式：
A的同分异构体：
大家知道，药补不如食补。乳酸的营养价值较高，易被入吸收。乳酸的结构是怎样的？在工业上，是怎样形成的呢？
【投影】
例6　 酸牛奶中含有乳酸，其结构为：
它可由乙烯来合成，方法如下：
（1）乳酸自身在不同条件下可形成不同的醇，其酯的式量由小到大的结构简式依次为：____、____、____。（2）写出下列转化的化学方程式：A的生成____。CH3CHO的生成____，C的生成____。（3）A→B的反应类型为____。
【设问】本题的难点是什么？
哪位同学知道呢？
【评价或补充】
请三名同学到黑板上板演答案。
认真审题，寻找本题的突破口，讨论解题思路。
答：C的形成。
学生甲上台讲。
（3）水解反应（或取代反应）
订正板演。
【导入】本题的特点是，提供了合成的路线和反应条件，考查大家的基础知识和观察能力和应变能力。而有些题虽然也提供相应合成路线，但侧重于合成方案的选择。
【投影】例7　 请认真阅读下列3个反应：
利用这些反应，按以下步骤可以从某烃A合成一种染料中间体DSD酸。
请写出A、B、C、D的结构简式。【归纳】根据大家在讨论中出现各种误区，请大家总结一下，在选择合成途径时应注意哪些问题呢？
认真审题，积极思考，小组讨论。汇报结果。
误区：①误认为只有苯与硝酸反应生成硝基苯，而甲苯与硝酸只能生成三硝基甲苯。②不能由DSD酸的结构确定硝基与磺酸基为间位关系。③忽视苯胺具有还原性，NaClO具有氧化性，选择错误的合成途径。
正确答案：
分组讨论，共同得出以下结论：
①每一步的反应都要符合反应规律或信息提示，不能杜撰；②确定反应中官能团及它们互相位置的变化；③确定反应先后顺序时注意能否发生其它反应如酯在NaOH溶液中水解时，是否有苯酚生成，把C=C氧化时是否有—CHO存在，使用氧化剂时是否存在还原性基团如—NH2等；④反应条件的正确选择；⑤题中所给予的信息往往起到承上启下的关键作用，一定要认真分析，信息与反应物、生成物、中间产物的关系，从中得到启示。
【板书】三、有机合成题应注意的事项：
①
②
③
④
⑤

【讲解】大家总结了有机合成中应注意的问题在有机合成中应遵循以下4个原则。
【板书】四、有机合成遵循的原则
1．所选择的每个反应的副产物尽可能少，所要得到的主产物的产率尽可能高且易于分离，避免采用副产物多的反应。
2．发生反应的条件要适宜，反应的安全系数要高，反应步骤尽可能少而简单。
3．要按一定的反应顺序和规律引入官能团，不能臆造不存在的反应事实，必要时应采取一定的措施保护已引入的官能团。
4．所选用的合成原料要易得，经济。
【课堂小结】
1．有关有机合成的复习，我们共同学习了几个方面？
2．有机合成题的解题技巧是什么呢？
一人答，大家评判。
答：……
答：①综合运用有机反应中官能团的衍变规律解题。
②充分利用题给的信息解题。
③掌握正确的思维方法。
有时则要综合运用顺推或逆推的方法导出最佳的合成路线。
【布置作业】完成课外练习。
　
精选题
　
一、选择题
1．化合物的 中的—OH被卤原子取代所得的化合物称为酰卤，下列化合物中可以看作酰卤的是 （　　　 ）
A．HCOF　　　　　　　　　　　　　　　 B．CCl4
C．COCl2　　　　　　　　　　　　　　　 D．CH2ClCOOH
2．合成结构简式为 的高聚物，其单体应是　 （　　　 ）
①苯乙烯 ②丁烯　 ③丁二烯　　　 ④丙炔　 ⑤苯丙烯
A．①、②　　　　　　　　　　　　　　　 B．④、⑤
C．③、⑤　　　　　　　　　　　　　　　 D．①、③
3．自藜芦醇 广范存在于食物（例如桑椹、花生，尤其是葡萄）中，它可能具有抗癌性。能够跟1mol该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别是　　 （　　　 ）
A．1mol，1mol
B．3.5mol，7mol
C．3.5mol，6mol
D．6mol，7mol
4．A、B、C、D都是含碳、氢、氧的单官能团化合物，A水解得B和C，B氧化可以得到C或D，D氧化也得到C。若M（X）表示X的摩尔质量，则下式中正确的是　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．M（A）=M（B）+M（C）
B．ZM（D）=M（B）+M（C）
C．M（B）＜M（D）＜M（C）
D．M（D）＜M（B）＜M（C）
二、非选择题
5．提示：通常，溴代烃既可以水解生成醇，也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如：
请观察下列化合物A～H的转换反应的关系图（图中副产品均未写出）并填写空白：
（1）写出图中化合物C、G、H的结构简式。
C____；G____；H____。
（2）属于取代反应的有（填写代号，错答要倒扣分）____。
6．有机物E和F可用作塑料增塑剂或涂料中的溶剂，它们的分子量相等，可用以下方法合成：
请写出：有机物的名称：A____，B____。化学方程式：A+D→E______，B+G→F____。X反应的类型及条件：类型____，条件____。
E和F的相互关系属____（多选扣分）。
①同系物 ②同分异构体　　　 ③同一种物质　　　 ④同一类物质
7．乙酰水杨酸（ ）俗称阿司匹林，1982年科学家将其连接在高分子载体上，使之在人体内持续水解释放出乙酰水杨酸，称为长效阿司匹林，它的一种结构是：
（1）将乙酰水杨酸溶于适量NaOH溶液中并煮沸，然后滴入盐酸至呈酸性，析出白色晶体

A，将A溶于FeCl3溶液，溶液呈紫色。
①白色晶体A的结构简式为______。
②A的同分异构体中，属于酚类，同时还属于酯类的化合物有______。
③A的同分异构体中，属于酚类，但不属于酯类或羧酸类的化合物必定含有___________基。
（2）长效阿司匹林水解后可生成三种有机物，乙酰水杨酸、醇类有机物和一种高聚物。该醇的结构简式为______，该高聚物的单体的结构简式为______。
　
答 　案
　
一、选择题
1．A、C 2．D 3．D 4．D
二、非选择题
5．（1）C：C6H5—CH=CH2　 G：C6H5—C≡CH
（2）①、③、⑥、⑧
6．A：对苯二甲醇　 B：对苯二甲酸
X：取代，光，②、④
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第 21 页 共 21 页有机化合物燃烧问题
　
教学目标
知识技能：掌握有机物燃烧耗氧量、生成二氧化碳和水的量的有关规律及计算方法。掌握根据燃烧产物的量判断有机物的组成。
能力培养：通过习题的解题思路及方法的讨论，培养学生的逻辑思维能力，归纳小结有关规律及技巧的能力。
科学思想：对学生进行从个别到一般的辩证唯物主义观点教育。
科学品质：通过燃烧过程各种量规律的探索，培养学生勇于探索及严谨认真的科学态度。
重点、难点　　 有机物燃烧各种量之间有关规律的探索。
教学过程设计
教师活动
【提问】请写出烃及其含氧衍生物燃烧的通式。
【设疑】从燃烧通式中能找出烃及烃的含氧衍生物燃烧的哪些规律？
【引入新课】
一、等物质的量的烃及其含氧衍生物完全燃烧时耗氧量、生成CO2及H2O量的比较。
【投影】
例1　 等物质的量下列烃完全燃烧时耗氧气的量最多的是_______，生成水最少的是__________。
A．CH4　 B．C2H4　 C．C2H2　 D．C6H6
请学生通过解题小结，等物质的量的烃分别燃烧消耗氧气生成CO2及H2O的量的有关规律。
学生活动
归纳小结：
根据燃烧通式求解：答案为D、C。
小结规律：等物质的量烃完全燃烧时耗氧量取决于x与y的值，生
【投影】
例2 等物质的量的下列有机物完全燃烧时，消耗氧气的量最多的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　　 ）
A．甲烷　　　　　　　　　　　　　　　　 B．乙醛
C．乙二醇　　　　　　　　　　　　　　　 D．乙醇
指导学生讨论解题方法。
讨论方法：
方法1 利用燃烧通式
①先写出化学式A．CH4，B．C2H4O，C．C2H6O2，D．C2H6
解，答案为D。
【评价】
【设问】能否将含氧衍生物转换为烃或只含碳来考虑，为什么？
思考、回答。
能。等物质的量的分子式为CmHn的烃与分子式可转换为CmHn（H2O）x的含氧衍生物，分别燃烧时耗氧的量相同。
【评价】利用此方法解决这类题的优点是：方便、快捷。
方法2．先做转换
（B）C2H4O→C2H2（H2O）
（C）C2H6O2→C2H2（H2O）2
（D）C2H6O→C2H4（H2O）
只需比较A为CH4，B、C相同为C2H2，D转化为C2H4，耗氧
【练习】
1．下列各组有机物，不管它们以何种比例混合，只要物质的量一定，则完全燃烧时消耗氧气为一定值的是　 （　　　 ）
A．C4H6　　　　　 C3H8
B．C5H10　　　　　 C6H6
C．C2H6O　　　　 C2H4O2
D．C3H6　　　　　 C3H8O
2．某烃或某烃含氧衍生物只要含有的碳原子数相同，当它们以等物质的量分别充分燃烧时，所消耗氧气的量相等，则烃是___________ ，烃的衍生物是_________。
1．审题，应用规律求解。
答案为B、D。
2．思考。
讨论：同碳数的烯与饱和一元醇；同碳数的炔与饱和一元醛
如C2H4　　　　 C2H6O
C2H2　　　 C2H4O
归纳小结：应符合烃的含氧衍生物与烃差n个水分子。还要看该种衍生物是否存在。
【设疑】相同质量的烃或烃的衍生物完全燃烧时，是否也符合这些规律？
【引入】
二、等质量的有机物完全燃烧时在相同条件下相关量的比较。
【投影】
例1 等质量的下列烃完全燃烧时消耗氧气的量最多的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH4　　　　　　　　　　　　　　　 B．C2H4
C．C2H6　　　　　　　　　　　　　　 D．C6H6
思考。
讨论如何求解。
方法1：常规法根据燃烧的化学方程式求解。
答案为A。
同老师一起分析，并小结有关规律。
小结规律：将CxHy转换为CHy/x，相同质量的烃完全燃烧时y/x值越大，耗氧量越高，生成水的量越多，而产生的CO2量越少。y/x相同，耗氧量，生成H2O及CO2的量相同。
方法2：
根据上述规律解题。
答案为A
小结规律：等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时其耗氧量相等。燃烧产物相同，比例亦相同。
成CO2与H2O的量均相同。
（3）CH2　 各种烯烃
【评价】方法1费时费力。
【讲述】C+O2→CO2
12g　　　 1mol
12H+3O2→6H2O
12g　　　 3mol
可见同质量的碳元素、氢元素分别完全燃烧，氢元素耗氧是碳元素的3倍，质量相同的各类烃完全燃烧时，含氢量越高耗氧量越多。
【提问】请学生根据规律举几例并分析原因。
分析原因：因为最简式相同，各元素的质量分数一定相等，有机物质量相同，各元素的质量一定相同。但一定要注意最简式不同，某元素的质量分数可能相同。（如：CH4，C8H16O碳元素质量分数相等）
【评价】分析得很好。
【应用规律解题】
【投影】
例1　 A、B是分子量不相等的两种有机物，无论以何种比例混合只要总质量不变，完全燃烧后产生H2O的质量也不变。试写出两组符合上述情况的有机物的分子式_____。并回答应满足的条件是____。
分析题意：只要混合物质量不变完全燃烧后产生水的质量也不变，应满足的条件是氢元素的质量分数相等。符合情况的两组为：
1．C2H2和C6H6；2．CH2O和C2H4O2。
【评价】同学们解题是正确的。应注意C12H8和C2H4O3也符合题意。一定要注意满足的条件不能是最简式相同。
【投影】
例2 有机物A、B分子式不同，它们只可能含C、H、O元素中的三种或两种。如果将A、B不论以何种比例混合，只要物质的量之和不变，完全燃烧时所消耗的氧气和生成的水的物质的量也不变，那么A、B组成必须满足的条件是____。若A是甲烷则符合上述条件的化合物B中分子量最小的是_____。（写出分子式）
在教师指导下，应用有关规律解题。分析：A、B应为CxHy或CxHOz。只要混合物物质的量之和不变，完全燃烧时消耗氧气和生成水的物质的量也不变，则两种有机物分子中含氢原子个数相等。若A为CH4，则B一定为CH4（CO2）n。其中分子量最小的B一定为CH4（CO2），即C2H4O2。
答案为：A、B的分子中氢原子数相同，且相差n个碳原子，同时相差2n个氧原子。
【设问】如果A、B碳原子数相等会如何？如果燃烧时消耗氧气的量相同，那么A、B将满足什么条件？
思考回答问题：生成CO2的量相同。
A、B分子中碳原子数相同，且相差2n个氢原子同时相差n个氧原子。
【过渡】气态烃完全燃烧前后气体体积是怎样变化呢？
三、气态烃与氧气混合充分燃烧，恢复原状态（100℃以上）反应前后气体体积的变化。
聆听、思考。
【提问】分别写出CH4、C2H4、C2H2、C2H6完全燃烧的化学方程式。如果温度高于100℃，分析燃烧反应前后气体体积的变化情况。
写出有关反应的化学方程式，并分析：
CH4+2O2→CO2+2H2O
C2H4+3O2→2CO2+2H2O
C2H2+2.5O2→2CO2+H2O
C2H6+3.5O2→2CO2+3H2O
通过分析找出一般规律。
设烃CxHy为1mol
y=4，总体积不变，△V=0
y＜4，总体积减小，△V=1-y/4
y＞4，总体积增大，△V=y/4-1
【评价】评价学生的分析，指出如果温度低于100℃生成液态水，则不符合此规律，具体情况可通过化学方程式分析。
【练习】
1．120℃时，1体积某烃和4体积O2混合，完全燃烧后恢复到原来的温度和压强，体积不变，该烃分子式中，所含碳原子数不可能的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．1 B．2　　　 C．3　　　 D．4
应用有关规律解题：
因为反应前后气体体积不变，所以氢原子数应为4。氢原子数为4时碳原子数可以为1．CH4，2．C2H4，3．C3H4，不能为4，答案为D。
【评价】对学生解题思路进行评价。
2．两种气态烃以任意比例混合在105℃时1L该混合物与9L氧气混合，充分燃烧后恢复到原状态，所得气体体积仍是10L，下列混合烃中不符合此条件的是　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH4、C2H4　　　　　　　　　　　　 B．CH4、C3H6
C．C2H4、C3H4　　　　　　　　　　　　 D．C2H2、C3H6
应用规律解题。
答案为B
部分同学答案为B、D
【组织讨论】分析正确答案及其原因。
【过渡】除以上烃及烃的衍生物充分燃烧，判断消耗氧气的量，生成CO2及H2O的量的问题外，还有一些其它方面的计算，下面就这些内容小结其解题常用的技巧及方法。
因为题目限定气态烃以任意比例混合，而C2H2、C3H6只有在1∶1混合时氢原子数才可能为4，故不符合条件。所以答案应是B。
思考：还经常遇到哪些有机物燃烧计算的问题？
四、几种有机物燃烧计算题的解题方法及技巧
【投影】
例1　 10mL某种气态烃在50mL氧气中充分燃烧，得到液态水和体积为35mL的混合气体（气体体积均在同温、同压下测得），该气态烃可能是什么烃？
分析题意，讨论解法。
解：
10mL气态烃在50mLO2中充分燃烧，O2应为足量或过量，得到35mL混合气体应为CO2和O2。
解：设气态烃为CxHy
y=6
讨论：y=6时的气态烃有
C2H6 C3H6　　 C4H6
分析：1mol C3H6完全燃烧消耗O2（4+6/4）=5.5mol，不合题意，舍去。
【评价】同学的解题思路比较好，这是应用到了讨论法。是否还有其他方法，比如差量法、解不等式法等，请同学们回去练习。【投影】
例2 两种气态烃组成的混合气体0.1mol，完全燃烧得0.16molCO2和3.6g水，混合气体中　 （　　　 ）
A．一定有甲烷　　　　　　　　　　　 B．一定是甲烷和乙烯
C．一定没有乙烷　　　　　　　　　 D．一定有乙炔
【组织讨论】根据平均化学式C1.6H4分析哪个选项是正确的。
解：设气态烃为CxHy。
1mol　　　　　　　　　　　 x mol　　　 9yg
0.1mol　　　　　　　　　　 0.16 mol　 3.6 g
解得 X=1.6
y=4即平均化学式为C1.6H4因为只有甲烷碳原子数小于1.6，故一定有甲烷，乙烷氢原子数大于4，故一定没有乙烷。
答案为 A、C。
【指导学生解题】分析该题应用到的方法和技巧是：平均化学式法及讨论法。（指出）解决一道题可能要用到多种方法和技巧，如平均式量法、守恒法、十字交叉法等。
【习题】
1．常温下一种烷烃A和一种单烯烃B组成混合气体，A或B分子最多只含有4个碳原子，且B分子的碳原子数比A分子的多。
（1）将该混合气体充分燃烧在同温、同压下得2.5LCO2，试推断原混合气体中A和B所有可能的组合及其体积比。
解析：
设平均分子式为CxHy（用平均值分析法）
根据题意X=2.5，平均分子式为C2.5Hy。

VA∶VB可用十字交叉法迅速求解。
（2）120℃时取1L该混合气体与9L氧气混合，充分燃烧后，当恢复到120℃和燃烧前的压强时，体积增大6.25％，试通过计算确定混合气中各成分的分子式。
（2）由C2.5Hy燃烧反应方程式求出y值。
解得y=6.5，平均分子式为C2.5H6.5，讨论只有④组符合题意。
【组织讨论】解此题用到哪些方法及技巧。
2．某混合气体由两种气态烃组成。取2.24L该混合气完全燃烧后得到4.48L二氧化碳（气体已折算为标准状况）和3.6g水，则这两种气体可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH4和C3H8　　　　　　　　　　　 B．CH4和C3H4
C．C2H2和C3H4　　　　　　　　　　 D．C2H2和C2H6
请学生应用上题小结技巧解题。
讨论：
①平均分子式法
②差量法
③十字交叉法
④讨论法等
⑤……
即该烃平均分子组成为C2H4。
讨论：A中含H＞4，C中含C＞2，而B、D符合题意。
　
精选题
　
一、选择题
1．物质的量相等的戊烷、苯和苯酚完全燃烧需要氧气的物质的量依次为x、y、zmol，则x、y、Z的关系为 （　　　 ）
A．x＞y＞z　　　　　　　　　　　　　　 B．y＞z＞x
C．z＞y＞x　　　　　　　　　　　　　　 D．y＞x＞z
2．X是一种烃，它不能使KMnO4溶液褪色，0.5mol的X完全燃烧时，得到27g水和67.2LCO2（标准状况），X是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．环己烷　　　　　　　　　　　　　　　 B．苯
C．1，3-丁二烯　　　　　　　　　　　 D．甲苯
3．某有机物CnHxOy完全燃烧时消耗O2物质的量是有机物的n倍，生成CO2和H2O物质的量相等，该有机物化学式中，x、y和n的量的关系可以是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．2n=x=2y　　　　　　　　　　　　　　 B．n=2x=y
C．2y=x=n　　　　　　　　　　　　　　 D．x=2n=y
4．分别燃烧下列各组物质中的两种有机物，所得CO2和H2O的物质的量之比相同的有　　　 （　　　 ）
A．乙烯，丁二烯　　　　　　　　　 B．乙醇，乙醚
C．苯，苯酚　　　　　　　　　　　　　 D．醋酸，葡萄糖
5．有乙醛蒸气与乙炔的混合气体aL。当其完全燃烧时，消耗相同状况下的氧气的体积为　 （　　　 ）
A．2aL　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2.5aL
B．C．3aL　　　　　　　　　　　　　　　 D．无法计算
6．一定量乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO2、CO和水的总的质量为27.6g。若其中水的质量为10.8g，则CO的质量是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．1.4g 　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2.2g
C．4.4g 　　　　　　　　　　　　　　　　 D．2.2g和4.4g之间
7．某气态烷烃和炔烃的混合物1L，完全燃烧后生成CO21.4L和水蒸气1.6L（体积均在相同状况下测定），该混合物为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．乙烷，乙炔
B．甲烷，乙炔
C．甲烷，丙炔
D．乙烷，丙炔
8．有两种有机物组成的混合物，在一定的温度和压强下完全汽化为气体。在相同温度和压强下，只要混合气体体积一定，那么无论混合物以何种比例混合，它在完全燃烧时所消耗的氧气体积也是一定的。符合这种情况的可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．C2H6O和C2H4O2
B．C2H4O和CH4O
C．C3H6O和C3H8O3
D．C3H6O和C3H8O2
9．在压强为1.01×105Pa和150℃时，将1LC2H4、2LC2H2、2LC2H6和20LO2混合并点燃，完全反应后，氧气有剩余，当混合后的反应气恢复到原压强和温度时，其体积为　　　　 （　　　 ）
A．10L　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．15L
C．20L　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．25L
10．下列各组烃的混合物，只要总质量一定，无论按什么比例混合，完全燃烧后生成的CO2和H2O都为恒量的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．C2H2、C2H6　　　　　　　　　　 B．C2H4、C3H8
C．C2H4、C3H6　　　　　　　　　　 D、C3H6、C3H8
11．将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量石灰水中完全吸收，经过滤得沉淀20g，滤液质量比石灰水减少5.8g，则该有机物可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．乙烯　　　　　　　　　　　　　　　　 B．乙二醇
C．乙醇　　　　　　　　　　　　　　　　 D．甲酸甲酯
12．amL三种气态烃混合物与足量O2混合点燃后恢复到原来状态（常温、常压），体积共缩小2amL，则三种烃可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH4，C2H4，C3H4
B．C2H6，C3H6，C4H6
C．CH4，C2H6，C3H6
D．C2H4，C2H2，CH4
二、非选择题
13．有机物在氧气中燃烧，其中的碳氢原子数与消耗氧的量有一定关系，
（1）等质量的醛（CnH2nO）和羧酸（CmH2mO2）分别充分燃烧时n与m为何关系时消耗氧的量相同________（写出n与m的数学关系）。
（2）等物质量的同碳数的烯烃与饱和一元醇分别充分燃烧时，消耗氧气的量相同。等物质的量的同氢原子数的_____烃（填烷、烯、炔或苯的同系物）与饱和一元_______（填醇、醛或羧酸或酯）分别燃烧时，消耗氧气的量相同。
14．燃烧1体积某烃的蒸气生成的CO2比H2O（气）少1体积（相同状况），0.1mol该烃充分燃烧，其产物全部被碱石灰吸收，碱石灰增重39g，该烃的分子式是______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．A　 2．B　 3．A　 4．C、D　 5．B
6．A提示：生成水10.8g 18g/mol=0.6mol，3H2O～C2H6O，有乙醇0.2mol，含碳0.4mol，设生成CO、CO2物质的量分别为x、y，
7．B　 8．D　 9．D　 10．C
11．B、C 提示：设生成10g沉淀需CO2物质的量为x，溶液质量减少为y
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O 溶液质量减少
1mol　 100g　　　　　　　　 （100-44）g
x　　　　 10g　　　　　　　　　　　　　 y
x=0.1mol y=5.6g
反应产生H2O的质量为：5.6g-2.9g=2.7g
12．A
二、非选择题
13．（1）2n　 （2）烷，羧酸或酯　 14．C6H14 提示：根据题意：1体积烃的蒸气燃烧生成的CO2比蒸气少1体积。该烃一定为烷烃，可根据烷烃燃烧通式求出n值。
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第 17 页 共 17 页金属元素单质的性质和制法
　
教学目标
知识技能：根据金属元素在周期表中的位置和原子结构特征，归纳、整理金属单质的性质和制法内在规律。
能力培养：通过分析和讨论，培养学生对金属单质性质和制法进行归纳重组，统摄整理和综合演绎能力，并能做“意义记忆”和“逻辑记忆”的能力。
科学思想：通过对金属活动性顺序和原子结构的理解，进行“结构决定性质与制法”的辩证唯物主义教育。
科学方法：通过问题的分析、讨论，引导学生掌握实践归纳、总结、探究式学习方法，逐步形成学习方法的新模式。
重点、难点
重点：金属单质的性质：金属活动性顺序的理解和应用。
难点：金属活动性顺序的理解和应用。
教学过程设计
教师活动
【板书】一、金属元素在周期表中的位置和原子结构特征
【讲解】在已发现的109种元素中，除22种非金属元素外，其余87种都属于金属元素。它们位于周期表中的位置如下所示（见右侧）。
【提问】金属元素原子结构特征是什么？
学生活动
记笔记，开始回忆标题中的相关内容。
【板书】
①原子最外层电子：一般≤3个。
②价电子：主族——最外层电子；
副族——最外层+次外层电子。
③半径：
同一周期原子r金属＞r非金属；
同一元素的原子和阳离子r原子＞r阳离子
【板书】二、金属的晶体结构和物理性质
1．金属晶体
【讲述】金属晶体是由金属阳离子通过自由电子的强烈相互作用（即金属键）形成的晶体。这一结构特征决定了金属具有的通性。
回忆笔记：
【投影】
例题1 下列说法正确吗？为什么？
（1）含有金属阳离子的晶体一定含有阴离子。
（2）在离子晶体中既有阴离子，又有金属阳离子。
（3）离子晶体的化合物其熔点一定高于金属晶体。
引导学生思考、回答。
回答：（1）不正确。在金属晶体内就不存在阴离子。
（2）不正确。由铵根离子形成的离子晶体所含的阳离子不是金属阳离子。
（3）不正确。不同金属晶体熔点高低有的相差较大，如钨的熔点3410℃，而离子晶体的熔点一般在800℃左右。
【板书】
2．金属的物理性质
【讲述】金属都具有金属光泽、良好的导电、导热性和延展性。而密度、颜色、硬度、熔点等，不同金属之间存在一定的差别。
【投影】
例题2 判断、填空题：
（1）金属可分为重金属和轻金属，其中密度大于______的叫做重金属，如（举5种）_______。
（2）金属又可分为黑色金属和有色金属，其中Fe、Cr、Mn常称为______。
（3）在金属中，熔点最低的是______，硬度最大的是______。
引导学生思考、回答。
回答：（1）4.5g·cm-3，Cu、Hg、Ag、Pb、Ba
（2）黑色金属
（3）Hg、Cr
【板书】三、金属的化学性质
【讲述】金属原子易失去价电子成为阳离子，因而表现出较强的还原性。由于不同的金属原子结构、原子半径的不同，表现的还原性也有强弱不同。
【提问】请写出金属活动性顺序，并按它们的活动性顺序把有关反应的难易条件总结出来。
（指导学生讨论回答，并填表整理）
讨论回答（并列表投影展示）
金属活动性顺序：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性（还原性）：由强→弱
与O2：
与Cl2：
与水：
与酸：
与盐：
【投影】下图表示物质之间的相互转化关系：
（1）若单质甲为金属，单质乙为非金属，指出它们的物质名称，并写出有关反应的化学方程式。
（2）若单质甲为非金属，单质乙为金属，指出它们的物质名称，并写出有关反应的化学方程式。
分析、讨论：
①X+甲→Y+丙，是置换反应。
②X与Z都是含Z、丙两种元素的化合物，则：X+丙→Z，为相同元素的不同价态的转化，可以考虑下列化合物转化的有：
CO2 CO；
FeBr2 FeBr3；　　　　 FeCl2 FeCl3；
FeCl3 FeCl2；　　　　 SO2 SO3；
NO NO2等。
③若甲为金属，乙为非金属，能形成X与甲置换关系的可能有：
由于单质丙的不一致性，后者可以删去，答案只有前者。
④若甲为非金属，乙为金属，能形成X与甲置换关系的只有：
答案：（1）X：二氧化碳；Z：一氧化碳；Y：氧化镁
甲：镁；乙：氧气；丙：碳（化学方程式从略）。
（2）X：溴化铁；Y：氯化亚铁；Z：溴化铁；
甲：氯气；乙：铁；丙：溴。（化学方程式从略）
【投影】有 A、B、C、D、E五种金属。已知：①E的氧化产物比D的氧化产物氧化能力强；②A投入E的盐溶液中可得E单质；③在以A、D为极板形成的原电池中，D极上发生还原反应；④电解含有A、B、C、E离子的盐溶液时，B离子最先在电极上放电，其次是
E离子，而A、C离子则不能在电极上放电；⑤C的碳酸盐的溶解度大于它的酸式碳酸盐。推出五种金属的活动顺序是______。
判断金属活动性强弱顺序，也就是判断出金属在反应中失去电子的难易。可以根据金属活动性顺序和金属元素在周期表中位置结合试题进行分析、判断。
由①：氧化性E离子＞D离子，说明金属性D＞E。
由②：A能从盐溶液置换出E，说明金属性A＞E。
由③：根据原电池工作原理，活泼金属为负极，发生氧化反应；不活泼金属为正极，发生还原反应，说明A＞D。
由④：根据金属离子在溶液中放电顺序一般恰好与金属活动性顺序相反，说明金属性强弱A（或C）＞E＞B。
由⑤：只有碱金属元素才具有碳酸盐的溶解度大于相应酸式碳酸盐的溶解度。
总结分析，金属的活动性顺序为：C＞A＞D＞E＞B。
【答案】C＞A＞D＞E＞B。
【小结】本节只对金属单质化学性质规律进行了总结，不同的金属特性，将在以后的课中复习。
【板书】四、金属的冶炼
【提问】什么是金属的冶炼？其本质上是怎样的一个过程？
引导学生分析，回答，并进行笔记整理（见右侧内容）。
原理：将金属化合物或矿石通过还原反应的方法使金属阳离子还原成金属单质的过程。
【投影】设计化学方法怎样实现Ag+→Ag。
要求写出各方案的原理，并写相应反应的离子方程式。
学生分析、讨论：
方案A：置换法。用铁置换出银：
2Ag++Fe=Fe2++2Ag↓
方案B：银氨溶液还原法。先使Ag+转化成银氨溶液，然后用葡萄糖溶液去还原：
2Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH2）2++OH-+2H2O
方案C：电解法：粗Ag为阳极，精Ag为阴极，NO3-溶液为电解液。
4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3
【提问】在溶液中能实现Mg2+→Mg；Al3+→Al和Na+、Na吗？为什么？
学生：Na+、Mg2+、Al3+的得电子能力比溶液中的H+强，所以很难被还原成金属。
【讲解】
由此可以看出，随着不同金属的阳离子的氧化能力不同，主要有：电解法、还原剂法、加热法等，我们可以根据金属活动顺序把金属冶炼的方法规律总结如下：
学生思考、记笔记：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au、
熔融电解法　　　　　　 高温还原剂法　　　　　　　 加热法　　　　　 溶液电解法
金属阳离子：得电子（氧化性）：弱→强
【投影——内容见右】
【提问】请同学通过Na、Al、Fe、Hg的生成冶炼的方法，写出化学方程式。
学生回答：
①Na和Al用熔融电解法冶炼：
2NaCl 2Na+Cl2↑
2Al2O3 4Al+3O2↑
②Fe用高温还原剂法：
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑
③Hg用加热法或溶液电解法：
2HgO 2Hg+O2↑
2Hg（NO3）2+2H2O 2Hg↓+O2↑+4HNO3
　
精选题
　
一、选择题
1．下列质量相同的各组金属混合物，分别与足量的盐酸反应，在相同状况下产生H2的体积也相同。其中含铝的质量最少的金属混合物是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Fe和Al
B．Zn和Al
C．Mg和Al
D．Na和Al
2．下表中的各组元素的单质，将0.02 mol甲放入1L 0.01 mol· L-1的盐酸中，完全反应后过滤，再往溶液中（假设无损耗）加入0.01 mol乙，整个过程中放出氢气的量最多的是 （　　　 ）
3．下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B．同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强
C．甲能跟稀硫酸反应放出氢气，而乙则不能
D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲溶解了，乙放出H2
4．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、C都能跟稀硫酸反应放出气体；②b跟d的硝酸盐溶液反应，会有单质d析出；③C跟强碱溶液反应放出气体；④c、e在冷浓硝酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Fe、Cu、Al、Ag、Mg
B．Al、Cu、Mg、Ag、Fe
C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe
D．Mg、Ag、Al、Cu、Fe
5．某单质X能从盐的溶液中置换出单质Y。由此可知　　　　　　　　 （　　　 ）
A．当X、Y都是金属时，X一定比Y活泼
B．当X、Y都是非金属时，Y一定比X活泼
C．当X是金属时，Y可能是金属，也可能是非金属
D．当X是非金属时，Y可能是金属，也可能是非金属
6．相等物质的量的短周期金属元素单质A和B，分别加入足量的酸，其中A中加入的是盐酸，B中加入的是稀硫酸，二者完全反应后生成的H2体积分别为VA和VB（同温、同压下），并且VA≠VB。若要确定反应生成物中A和B的阳离子电荷数，至少还需要给出的数据有
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．VA和VB的比值（即VA/VB）
B．VA的值或VB的值
C．A和B的摩尔质量
D．盐酸和稀硫酸物质的量浓度
7．14.0g的铜、银金属混合粉末，跟足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与1.12L标准状况下的氧气混合，通过水中恰好完全被吸收。则原金属混合粉末中铜的质量分数为　　　　 （　　　 ）
A．68.86％　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．45.71％
C．22.86％　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．11.43％
8．将8.4g铁粉和3.2g硫粉均匀混合加热至红热时，停止加热后使反应进行完全，冷却后，向所得固体加入足量的盐酸，在标准状况下得到的气体体积是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．1.12L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2.24L
C．3.36L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．4.48L
9．相等物质的量的钠、镁、铝分别与相等质量且过量的稀硫酸反应，反应完全后三种溶液的质量（用m金属表示）大小关系为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．mNa＞mMg＞mAl
B．mNa=mMg=mAl
C．mNa=mMg＜mAl
D．mNa＜mMg＜mAl
10．铊（Tl）是硼族元素，是超导体材料的组成元素之一，下列关于铊的叙述可能不正确的是　 （　　　 ）
①是易导电的银白色金属；②反应后能生成+3价的化合物；③Tl（OH）3是两性氢氧化物；④Tl3+的氧化能力比Al3+氧化能力强；⑤金属铊能跟稀HNO3反应生成硝酸盐。
A．①、②　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．②、③
C．④、⑤　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．③、④
二、非选择题
11．如果1 mol金属投入含1 mol酸的溶液中产生1 mol H2，下列哪种情况是可能的____。
①一价金属和二元酸　　　　　　　　　　 ②二价金属和二元酸
③三价金属和二元酸　　　　　　　　　　 ④三价金属和一元酸
⑤二价金属和三元酸　　　　　　　　　　 ⑥一价金属和一元酸
12．用钠、镁、铝分别与盐酸反应，填写下面几种情况的空白。
（1）称取相同质量的钠、镁、铝，然后再分别与足量的盐酸反应，产生的氢气在通常条件下的体积比为______________。
（2）取相同物质的量的钠、镁、铝，后再分别与足量的盐酸反应，产生的氢气的质量比为________________________。
（3）如果要制取相同体积的氢气（同温、同压下），与足量盐酸分别反应时所消耗的钠、镁、铝的质量比为_____________；物质的量之比为__________。
13．X、Y、Z是主族元素的单质，U、V的化合物。它们会有如下反应（式中的反应系数和条件均已略去）：
①X+U→V+Y　　　　　　　　　　　　 ②X+Z→V　　　　　　　　　 ③Y+Z→U
（1）若X、Y的组成元素不是同一族，请写出符合①式的3个不同的化学方程式，并要求3个式子中的3种X和3种Y，分别由不同族的元素组成。
_____________________________________________。
（2）今有某化合物W，它跟化合物U或CO2反应，都能生成单质Y。符合题设的3个反应式关系的单质X是______，单质Y是______，单质Z是______，化合物W为______。
14．在标准状况下进行下列实验，甲、乙、丙各取30.0mL同浓度的盐酸，加入同一镁、铝合金粉末产生气体，有关数据列表如下：
（1）盐酸的物质的量浓度为______mol·L-1，在表中可作为计算依据的是（填写实验序号，要求全部写出）：___________________________________。
（2）根据实验序号______中的数据，可计算出镁、铝合金中镁和铝的物质的量之比为___________________。
15．11.5g铝、铜、镁合金溶于足量盐酸中，直到反应无气体放出，收集到的气体在标准状况下体积为5.6L。将反应的不溶物溶于足量稀硝酸中时，被还原的HNO3的质量为4.2g。试计算合金中各金属成分的质量分数。
　
答　 案
　
一、选择题
1．C　　　　 2．B　　　　　　 3．C、D　　　　　 4．C　　　　　 5．A、C
6．A　　　　 7．C　　　　　　 8．C　　　　　　　　 9．C　　　　　 10．D
二、非选择题
11．②③⑤
12．（1）23∶12∶9
（2）1∶2∶3
（3）23∶12∶9 6∶3∶2
13．（1）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Mg+CO2=2MgO+C
2F2+2H2O=4HF+O2↑
（2）F2　　　　 O2　　 H2　　 Na2O2
14．（1）1 mol·L-1　 乙、丙
（2）甲1∶1
15．Al：23.48％；Cu：55.65％；Mg：20.87％
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第 1 页 共 14 页溶液pH的求算
　
教学目标
知识技能：掌握简单酸、碱体系的pH计算。
能力培养：通过pH的计算，培养学生定量解决化学问题的能力，并进一步加强对弱电解质电离平衡的理解。
科学思想：注重学科之间的交叉，学会用数学公式解决化学问题。
科学品质：通过pH在医疗及工业生产上应用的介绍，激发学生学习化学的兴趣。
科学方法：归纳，总结法。
重点、难点　　　 有弱电解质参予的简单体系pH的计算。
　
教学过程设计
　
第一课时
　
教师活动
【引入】我们知道，正常情况下人体血液略显碱性。但是一些疾病却可以使血液的酸性增强。医生就此可以通过测血液pH的办法来帮助诊断病情。同样在工业生产中反应液的酸碱性对化学反应能否发生及反应产物的判断也非常重要。那么如何定量计算溶液的pH呢？这就是我们这节课要解决的问题。首先请同学回忆下面已学过的旧知识：
①pH定义　 ②溶液物质的量浓度的计算公式　 ③电离度的定义　 ④水的离子积常数。
学生活动
回忆并回答（略）。
酸性体系：
1．强酸的pH
例1　 ①求 0.1mol/L盐酸溶液的pH？
②求0.05mol/L硫酸溶液的pH？
【设问】通过以上两题请同学思考，已知强酸溶液的物质的量浓度，如何求pH，并且应注意什么？
心算口答。
解答：因①、②中[H+]=0.1mol/L，所以pH相等均为1。
两两议论。
结论：求pH实际是求[H+]，在已知溶液的物质的量浓度求[H+]浓度时一定要注意强酸的元数。
【小结】由于完全电离，强酸溶液的[H+]=n·c，其中n表示强酸的元数。那么对于不完全电离的弱酸[H+]又如何计算呢？
2．一元弱酸的pH
例2　 求0.1mol/L醋酸溶液的pH。已知a=1.32％。
【设问】①在一元弱酸溶液中[H+]为什么不等于溶液的物质的量的浓度？
动笔解答。
解答：因为[H+]=c a=0.1×1.3％
所以pH=-lg[H+]=2.87
回答：①弱酸部分电离，所以[H+]小于物质的量浓度这一点就好像有一个仓库一样，仓库外面是已电离的离子，而仓库内是未电离的离子，仓库的门是双向的。已电离的离子的物质的量永远小于总的溶质的物质的量。
②若pH相同的一元强酸与一元弱酸[H+]关系如何？溶液的物质的量浓度关系又如何？
讨论后回答：pH相同的一元强酸与弱酸 之间，[H+]相同，而溶液的物质的量浓度是弱酸大于强酸。
【小结】弱酸是弱电解质，要通过电高度求溶液中的氢离子浓度。
3．稀释强酸溶液
例3 　①将0.1mol/L的盐酸溶液稀释成原体积的10倍，求稀释后溶液的pH。
②将pH=5的盐酸溶液分别稀释成原体积的10倍、1000倍。求稀释后溶液的pH。
【设问】常温下，当无限稀释酸时，溶液的pH为何接近7？
计算。
解答：①由于盐酸完全电离，所以稀释过程中氢离子的物质的量不变。有稀释后的[H+]=0.01 mol/L，pH=2。
②稀释10倍时pH=6，稀释1000倍时pH近似等于7。

两两讨论。
总结：当对溶液无限稀释时，溶液中由水电离出的氢离子浓度远大于酸电离出的氢离子浓度，这时可忽略酸电离出的氢离子，以水电离出的氢离子为主，所以pH趋近7。
【设问】在求上述例1溶液的pH时，我们忽略了水电离出的氢离子。但是在对酸溶液无限稀释时又忽略了酸电离的氢离子，这样做的道理是什么？
讨论并回答：
在浓度较大的酸溶液中，计算氢离子浓度时忽略水电离出的氢离子，在浓度极稀的酸溶液中又可以忽略酸电离出的氢离子。原因就是两种情况下影响溶液氢离子浓度的主要因素不同。
【小结】同学们总结的非常好，这样做正是抓住了解决问题的主要方面，下面让我们一起讨论稀释弱酸溶液的问题。
4．稀释弱酸溶液
例4 　将pH为1的醋酸溶液稀释成原体积的10倍，求稀释后溶液pH与2的关系。
讨论并回答：
因为弱电解质的电离度与浓度成反比，所以在稀释过程中一方面将已电离出的氢离子稀释成原浓度的1/10，另一方面弱电解质还会继续电离出部分氢离子，所以溶液中氢离子的物质的量会大于原溶液的物质的量。因此稀释后溶液的pH＜2。
【小结】由于在弱酸中存在电离平衡，所以弱酸稀释与强酸的情况有所不同。
【设问】①pH相同的强酸与弱酸同倍数稀释时，pH变化的情况是否相同，这是为什么？
【过渡】由于弱电解质溶液中存在电离平衡，对于弱电解质参与的化学反应会有什么影响？请思考下面的例题：
例5　 体积相同，pH相同的盐酸与醋酸溶液，分别投入足量的锌粉，试比较最初时反应的速率和最终放出氢气的物质的量的关系。
回答：强酸的pH变化大于弱酸的pH变化，原因是在弱电解质溶液中存在电离平衡。
小组讨论，并由代表发言。
回答：由于氢离子浓度相等，所以最初时反应速率相等。但由于盐酸中溶质的物质的量小于醋酸中溶质的物质的量，所以最终放出氢气是盐酸小于醋酸。
5．求混合酸溶液的pH
例6　 若下列混合过程中体积的变化忽略不计：
①将0.1mol/L的盐酸与0.1mol/L的硫酸等体积混合，求混合后溶液的pH。
②将pH均为1的盐酸与硫酸以体积比1∶2的比例混合，求混合后溶液的pH。
③将pH=1的盐酸与pH=5的盐酸等体积混合，求混合后溶液的pH。
动笔计算，由三名同学板演过程。
解答：
pH=0.824
pH=1
pH=1.3
【小结】通过以上练习可知，求酸溶液的pH须先求[H+]，再求pH。求算中注意混合溶液的体积变化。
【过渡】以上我们讨论了酸性体系的pH计算。请同学来小结一下解题的思路。
【过渡】那么在碱性溶液中呢？我们又应该如何求pH？让我们带着这个问题进入下节课的学习。
　
第二课时
　
二、碱性体系
【过渡】希望我们通过下面例题的训练，总结出求碱性溶液pH的方法，并与酸性溶液对比，理解其中相同与不同的原因。
1．强碱溶液的pH计算
例7 　①常温下，求0.1mol/L氢氧化钠溶液的pH。
②常温下，求0.05 mol/L氢氧化钡溶液的pH。
口算回答。
解答：因为①、②中氢氧根离子浓度相等，且[OH-]=0.1mol/L，所以[H+]=10-13mol/L。
pH=13
2．弱碱溶液的pH
例8 　已知常温下，0.1mol/L氨水的电离度为1.33％。求pH。
动笔计算。
解答：因为[OH-]=1.33×10-3mol/L
所以[H+]=7.52×10-12mol/L
pH=11.12
或：因为[OH-]=1.33×10-3mol/L
所以pOH=-lg[OH-]=2.876
pH=14pOH=11.12
3．稀释碱溶液
例9　 ①常温下，将0.1mol/L的氢氧化钠稀释成原体积的10倍，求pH？
②常温下，将0.1mol/L的氨水稀释成原体积的10倍，求pH与①中结果的大小关系。
解答：①pH=12
②PH＞12
【设问】通过上述练习，试总结求碱性溶液pH的方法。
回答：先求[OH-]的浓度，再求溶液的pH。
【设问】为什么先求[OH-] 的浓度？通过计算可知上例①中[H+]=10-13mol/L。若按氢离子浓度计算，则稀释后溶液中[H+]=10-14mol/L， pH为14。这个结果显然不对，为什么？
两两讨论。
因为氢离子是水电离产生的。
【讲解】上述计算成立的前提是稀释过程中氢离子的物质的量保持不变。在碱性溶液中氢离子是水电离产生的，水是弱电解质，当溶液中[OH-] 变化时，[OH-] 对水的电离平衡影响的程度也在变化。其结果是溶液中水电离的氢离子的物质的量发生改变，因此计算结果是错误的。
4．强碱溶液混合
例10 　若混合过程中体积变化忽略不计：
①0.1mol/L的氢氧化钠溶液与0.05mol/L的氢氧化钡溶液混合，求pH。
②pH=13的氢氧化钠与pH=10的氢氧化钠溶液混合，求pH。
解答：①pH=13
②pH=12.7
【思考】请总结出在酸性或碱性溶液中求pH的顺序。
小结：在酸性溶液中先求氢离子浓度再求pH，碱性溶液中先求氢氧根离子浓度，再求pH。
【小结】求 pH，一定要先求显性离子的浓度，再利用数学工具求pH。
三、酸、碱混合体系的pH计算
例11　 ①99 mL0.5 mol/L硫酸与101
mL1 mol/L氢氧化钠溶液混合，求混合后的pH。
动笔计算。
解答：①已知 n（H+）=0.099 mol
n（OH-）=0.101 mol/L
因为H++OH-=H2O经判断为碱过量，且过量的OH- 的物质的量为0.002mol。
=0.01 mol/L
pH=12
②把pH=3的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液混合成中性溶液，求酸和碱的体积比。
解答：②已知[H+]=10-3mol/L，
[OH-]=10-5 mol/L，若反应后溶液呈中性，则有酸提供的氢离子的物质的量等于碱提供的氢氧根离子的物质的量。有
10-3·V酸=10-5·V碱
V酸∶V碱=1∶100
【设问】①请总结出强酸与强碱反应后求pH的程序，并总结出解题过程的注意事项。
讨论：先判断酸碱反应进行的程度，再求过量的显性离子的浓度，最后再求pH。解题过程中应注意多元强酸和多元强碱物质的量浓度与相应离子浓度的换算。
【过渡】强酸与强碱的反应进行程度很容易判断。如果题目中没有明确指出酸碱的强弱，又如何处理呢？
例12 　常温下，将pH=3的盐酸与pH=11的一元碱等体积混合，求混合后的pH。
解答：已知酸溶液中[H+]=10-3mol/L，碱溶液中[OH-]=10-3mol/L。如果碱是强碱，则反应后溶液为中性，pH=7；如果碱是弱碱，则碱中已电离出的氢氧根恰好能中和酸中的所有氢离子。这样反应后碱过量，pH＞7。综合起来应是pH≥7。
方法2：若碱是弱碱，则c碱=[OH-]/a＞10-3mol/L，c酸=10-3mol /L，所以碱过量，pH＞7。
【设问】上述题目是碱的强弱未知，如果改成酸的强弱未知的话，相应的试题应如何出呢？你能否举出一例？
举例：例如室温下将pH=3的酸与pH=11的氢氧化钠等体积混合，求混合后的PH？（答案为pH≤7）。
【过渡】若酸碱的强或弱都未知呢？
例13　 pH=3的酸与 pH=11的碱等体积混合，求混合后的pH。
解答：无法判断是大于7、小于7还是等于7。
【总结】对于酸碱中和反应，在进行pH的计算时需解决的是求显性离子的浓度问题。同样这种方法也适用于其它酸碱体系的pH的计算。
练习1　 amL浓度为 c mol/L的AgNO3溶液中，加入一定量pH=1的盐酸时，恰好将Ag+完全沉淀，此时得到pH=2的溶液100mL。则c值应该接近何值（反应前后体积的变化忽略不计）？
答案：0.011。
　
精选题
　
一、选择题
1．pH=3 的醋酸溶液用水稀释，体积变为原体积的2倍，这时溶液的pH接近于　 [　　　 ]
A．1.5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．3.1
C．3.5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．2.7
2．15 mL 0.1mol/L HCl和5mL0.1mol/L Ba（OH）2溶液相混合并稀释至500mL，所得溶液的pH为　　 [　　　 ]
A．2．4　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．3
C．11　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．12
3．定温时将pH=2的盐酸和醋酸分别稀释到pH=3时，所稀释时用水的体积前者与后者的关系是　　　 [　　　 ]
A．大于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．小于
C．等于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．不能确定
4．在相同的条件下，浓度均为 0.1mol/L的氨水和氢氧化钠溶液，前者的pH与后者的pH相比较，结论正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．大于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．小于
C．等于　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．不能确定
5．已知常温下有pH=2的一元弱酸HA溶液，其电离度为5％；又
种溶液等体积混合，所得溶液中离子浓度大小关系正确的是　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．[OH-]＞[H+]＞[B+]＞[A-]　　　　　　　 B．[A-]＞[B+]＞[H+]＞[OH-]
C．[B+]＞[A-]＞[OH-]＞[H+]　　　　　　　 D．[B+]＞[A-]＞[OH-]＞[H+]
6．室温时，pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合，恰好完全反应，则该醋酸的电离度可表示为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．（1016-a-b）％　　　　　　　　　　　　　　　 B．（10a+b-14）％
C．（10a+b-16）％　　　　　　　　　　　　　　　 D．（1014-a-b）％
7．在室温下，酸和碱的溶液等体积混合后，pH一定大于7的是　　 [　　　 ]
A．pH=3的盐酸与　 pH=11的氢氧化钡溶液
B．pH=3的醋酸（电离度约为1％）和pH=12的氢氧化钠溶液
C．pH=3的硝酸与pH=11的氨水（电离度约为1％）
D．pH=3的硫酸与pH=12的氢氧化钾溶液
8．常温下要使10mL0.5mol/L的硫酸溶液pH恰好变为7，可采用的方法是　　 [　　　 ]
A．加水稀释至1000 L
B．加入10mL0.1mol/L的氨水
C．加入100mL0.005 mol/L的氢氧化钡
D．加入10mL0.05 mol/L氢氧化钠溶液
9．25℃时，向VmLpH=a的盐酸中滴加pH=b的氢氧化钠溶液10VmL时，溶液中恰好有[Cl-]=[Na+] ，此时（a+b）的值为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．13　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．15
C．14　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．不能确定
10．若200mL[H+]=10-3mol/L的某一元酸与100mL[OH-]=10-3mol/L的某一元碱溶液相混合后，溶液呈碱性，所用的酸和碱应是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]

A．等浓度的弱酸和强碱　　　　　　　　　 B．稀的弱酸和浓的强碱
C．稀的强酸和稀的强碱　　　　　　　　　 D．稀的强酸和浓的弱碱
11．已知NaHSO4在水中的电离方程式为：
NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH为2。对于该溶液，下列说法不正确的是　　　 [　　　 ]
A．该温度高于25℃
B．水电离出的[H+]=10-10 mol/L
D．该温度下加入等体积pH=12的氢氧化钠溶液可使反应后的溶液恰好呈中性
二、非选择题
12．简述80℃时纯水的pH小于7的原因。
13．25℃时，有pH=x的盐酸和pH=y 的氢氧化钠溶液（x≤6，y≥8），取aL该盐酸与该氢氧化钠溶液中和，消耗bL的氢氧化钠溶液，问：
①若x+y=14，则a/b=____（填数据）；
②若x+y=13，则a/b=____（填数据）；
③若x+y＞14，则a/b=____（填表达式）；
④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和，两溶液的pHx和y的关系式（填表达式）。
14．某工厂排放出的废水，经测定含有0.001mol/L的游离氯和0.008mol/L的[H+]。现采用Na2SO3除去其中的游离氯，若要处理5L这种废水，
①需加入0.5mol/L的Na2SO3溶液mL才能将Cl2除尽；
②处理后的废水的pH为____。
15．白色粉末A由Na2S、Na2SO3、 Na2S2O3、Na2SO4、NaCl等物质中的三种混合而成。取一定A样品投入100mL2.2mol/L的盐酸中，充分反应后过滤，最终得到100mLpH为0的溶液。将溶液蒸干，只得到8.19g纯净物B。
①B的化学式为______；②请通过计算推断A中是否含有NaCl。
　
答　 案
　
一、选择题
1．B　 2．B　 3．B　 4．B　 5．B　 6．A　 7．C、D　 8．C 9．A　 10．D　 11．D
二、非选择题
12．因为水的离子积常数随温度的升高而增大。
13．①1　 ②0.1　 ③10（x+y-14）　 ④x+y=14+1ga/b（应用酸的pH和碱的pH求出[H+]和[OH-] ，因为酸碱中和，必然有氢离子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量。用此列出等式，再用题中的条件就可求解）
14．①10mL　 ②pH=2　 15．①NaCl　 ②有
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第 1 页 共 13 页重要金属化合物的性质
　
教学目标
知识技能：进行归纳、整理中学重要金属元素的氧化物、氢氧化物的性质规律。
能力培养：培养学生对化学知识的归纳、整理的学习能力，能在对比的情景下进行化学知识的“逻辑的记忆”和“理解的掌握”，并逐步提高解决化学问题的能力。
科学思想：培养学生树立“结构决定性质”的意识和实事求是的分析态度。
科学方法：通过问题的讨论和分析，引导学生理解问题解决式和启发讨论学习方法。
重点、难点
重点：总结比较常见金属氧化物，氢氧化物的性质规律和应用。
难点：常见金属的化合物中氧化性，还原性反应的规律和应用。
教学方法：启发、讨论、对比、归纳。
教学过程设计
教师活动
【板书】一、金属的氧化物
【提问】请同学写出下列元素对应氧化物的化学式和色态。
（老师巡视，指点答疑，并指导学生整理笔记）
学生活动
学生思考，填写在笔记里。
元素
白色固体：Na2O、MgO、Al2O3、ZnO
淡黄色粉末：Na2O
红色固体：Fe2O3、Cu2O、HgO
黑色粉末：FeO、Fe3O4、CuO、Ag2O
【提问】请同学们分析一下这些金属氧化物的化学性质有何规
律？可从下面几点去考虑：
（1）加热是否分解
（2）与水反应
（3）与强酸（H+）反应
（4）与强碱（OH-）反应
（5）与氨水反应
（6）与H2或CO反应　　　
并写出相应反应的化学方程式。
学生讨论、分析、整理笔记。
（1）热稳定性
2Ag2O 4Ag+O2↑　　　　　　　　 2HgO 2Hg+O2↑
4Cu 2Cu2O+O2↑
规律：只有HgO、Ag2O、CuO等不活泼的金属氧化物加热易分解。
（2）与水反应
Na2O+H2O=2NaOH　　　　　　　　　 MgO+H2O Mg（OH）2
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
规律：只有活泼金属（ⅠA、ⅡA）氧化物能与水反应。
（3）与酸反应
MgO+2H+=Mg2++H2O
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
CuO+2H+=Cu2++H2O
规律：碱性氧化物或两性氧化物能与酸溶液反应生成盐和水。
（4）与强碱溶液反应
Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
ZnO+2OH-=ZnO22-+H2O
规律：只有两性氧化物能与强碱反应生成盐和水。
（5）与氨水反应
Ag2O+4NH3·H2O=2Ag（NH3）2++2OH-+3H2O
ZnO+4NH3· H2O=Zn（NH3）42++2OH-+3H2O
规律：易形成氨合离子的金属氧化物能与氨水反应。
（6）与还原剂的反应
CuO+H2 Cu+H2O
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
ZnO+C Zn+CO↑
规律：“Al”以后的金属的氧化物能与H2、C、CO等还原剂高温下发生氧化还原反应。
【小结】金属氧化物所发生的这些反应，总结起来，主要是金属氧
化物的下列性质：
①碱性氧化物
②两性氧化物
③热稳定性
④络离子的形成
⑤氧化性
其中要注意的是：
Na2O2是由Na+和O22-构
成的过氧化物。
Fe3O4可以看是FeO·Fe2O3
【板书】二、金属氢氧化物
【提问】请同学写出这些金属元素对应的氢氧化物化学式。
（老师巡视、指点、答疑）
【提问】这些金属氢氧化物常见的颜色特征是什么？请总结之。
（老师指导下学生分析回答）
学生思考、填写在笔记本上。
学生思考总结如下：
白色：NaOH、Mg（OH）2、Al（OH）3
Zn（OH）2、Fe（OH）2、AgOH
红褐色：Fe（OH）3
蓝色：Cu（OH）2
【提问】这些金属氢氧化物对水的溶解性规律是什么？请总结之。
（指导学生分析、回答）
ⅠA和部分ⅡA金属氢氧化物都易溶于水，如NaOH，KOH，Ba（OH）2。Ca（OH）2是微溶性的。
其它的都是难溶性的，如Mg（OH）2、Fe（OH）3、Cu（OH）2
【提问】请同学分析总结这些氢氧化物的化学性质规律是什么。
可从下面几点去思考，回答。
（1）加热是否分解
（2）与强酸（H+）反应
（3）与强碱（OH-）反应
（4）与氨水反应
（5）是否容易被氧化
（6）是否能被还原
（指导学生分析，回答）
学生讨论，分析，整理笔记。
（1）热稳定性
2AgOH Ag2O+H2O
Cu（OH）2 CuO+H2O
2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O
规律：①金属活动顺序“Mg”以前的金属氢氧化物稳定性好，难分解。
②“AgOH”常温下易分解。
③“Mg—Hg”的氢氧化物常温下难分解，受热或灼烧易分解。
（2）与强酸（H+）的反应
Mg（OH）2+2H+=Mg2++2H2O
Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
（3）与强碱（OH-）反应
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
规律：只有两性氢氧化物才能与强碱溶液反应。
（4）与氨水作用
AgOH+2NH3·H2O=Ag（NH3）2OH+2H2O
*Cu（OH）2+4NH3·H2O=Cu（NH3）4（OH）2+4H2O
* Zn（OH）2+4NH3·H2O=Zn（NH3）4（OH）2+4H2O
规律：易形成氨络合物的金属氢氧化物能与氨水反应。
（5）与氧化剂反应
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
规律：低价金属氧化物具有还原性。
【小结】金属氢氧化物所发生的反应，总结起来，主要有：
①热稳定性
②酸性（H+）
③碱性（OH-）
④络合剂
⑤还原性
【投影】右图试样X由氧化亚铁和氧化铜组成，取质量相等的两
份试样如右图所示进行实验：试回答在题右的两个问题。
（指导学生读题、审题并形成解题的思路）。
（1）请写出步骤③中所发生的全部反应的离子方程式______。
（2）若全部的溶液Y和全部的粉末Z充分反应后，生成的不溶物W的质量为m，则每份试样X中氧化铜的质量为______（用m表示）。
思路引导A：根据试样X在
①和②的反应以确定出溶液Y和粉末Z的成分。
思路引导B：溶液Y和Z发生的反应③，只能是Fe和CuCl2和过量盐酸之间的置换反应，进而引导分析试样中CuO的质量关系。
学生审题，并进行如下的分析：
在反应①中，会发生如下反应：
FeO+2HCl=FeCl2+H2O
CuO+2HCl=CuCl2+H2O
在反应②中，会发生的反应有：
FeO＋CO Fe+CO2
CuO+CO Cu+CO2
那么，溶液Y中含FeCl2和CuCl2，粉末Z中含Fe和Cu：
Fe+Cu2+=Fe2++Cu
Fe+2H+=Fe2+H2↑
由于反应后溶液强酸性，且不会有Cu2+说明Z中Fe完全溶解了。不溶物W全部是金属铜，应是两份试样中的CuO转化生成的Cu。则每份试样中CuO的质量为：
答案：（1）方程式从略。
【投影】已知Cu+在酸性溶液中不稳定，可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。简述如何用最简便的实验方法来检验CuO经H2还原所得到的红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。要求只从下列试剂中选择：浓H2SO4、浓HNO3、稀H2SO4、稀HNO3、FeCl3。溶液及pH试纸。
引导学生分析，设计出实验方案。
①首先应理解题目给予的信息：
即：2Cu+ Cu+Cu2+
给我们提示，应该选择酸溶液为鉴定试剂。
②CuO经H2还原所得的红色产物可能是Cu和Cu2O的混合物。其中不溶于稀H2SO4，但能溶于浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3和FeCl3溶液，其结果都会生成Cu2+；CuO是碱性氧化物，可溶于酸，同时又会发生自身氧化还原反应。
③最后可确定稀H2SO4为鉴定试剂。
【答案】取少量红色产物加入稀H2SO4充分搅拌，如溶液呈蓝色，则证明有Cu2O，反之没有。
【投影】Fe3O4可以写出Fe2O3·FeO，若把Fe3O4看成是一种盐，又可写成Fe（FeO2）2。根据化合价规律和化学式书写方法，把Pb3O4用上述氧化物形成表示，其化学式为________；若看成是一种盐，化学式为____________。又知，高价Fe不能把HCl氧化，而高价Pb能把HCl氧化成Cl2。试分别写出Fe3O4、Pb3O4与盐酸反应的化学方程式。
引导学生分析，回答：
①铅（Pb）是ⅣA族元素，化合价只有+2价和+4价。根据Fe3O4写成Fe2O3·FeO形式，+4价P：b的氧化物写在前，+2价的氧化物写在后，则有：PbO2·2PbO。
）2则不符合规律。
③Fe3+不能氧化HCl，所以Fe3O4与HCl反应生成两种盐，属于复分解反应；而Pb4+有强氧化性，能把HCl氧化成Cl2，这时会生成Pb2+Cl2的盐。
【答案】
PbO2·2PbO；Pb2（PbO4）；
Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O
　
精选题
　
一、选择题
1．某铁的氧化物用1.4 mol·L-1盐酸50mL恰好溶解，所得溶液还能和56mL（标准状况下）Cl2反应，那么该氧化物的化学式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Fe2O3　　　　　　　　　　　　　　　 B．Fe3O4
C．Fe4O5　　　　　　　　　　　　　　　 D．Fe5O7
2．某溶液中含有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+4种离子，若向其中加入过量的NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．NH4+　　　　　　　　　　　　　　　　 B． Mg2+
C．Fe2+　　　　　　　　　　　　　　　　　 D． Al3+
3．在下列4种化合物：①NaHCO3，②Al2O3，③（NH4）2S，④NH2CH2COOH中，跟盐酸和氢氧化钠溶液都能反应的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．只有②、④
B．只有①、②
C．只有①、②、③
D．①、②、③、④
4．下列物质长期放置在空气中容易变质，但不属于氧化还原反应的是　 （　　　 ）
A．CaO　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．Na2O2
C．Na2SO3　　　　　　　　　　　　　　 D．FeSO4
5．用含硫量较高的生铁炼钢时，应该采取的措施是　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．使用较多的生石灰
B．加入较多的焦炭
C．加入较多的硅铁
D．掺入含磷较高的废钢
6．一定量的CuO和0.5L稀硫酸充分反应后，再将一根50g铁棒插入上述反应后的溶液中，当铁棒质量不再增加时，铁棒增重0.24g，并收集到224mL（标准状况下）氢气。由此可推知CuO的质量　 （　　　 ）
A．2.40g　　　　　　　　　　　　　　　　 B．8.00g
C．6.40g　　　　　　　　　　　　　　　　 D．1.92g
7．把5.6g铁粉和4.8g硫粉混合均匀后放在石棉网上加热，充分反应后残留的固体是　 （　　　 ）
A．全部是FeS　　　　　　　　　　　　 B．Fe和FeS
C．FeS和S　　　　　　　　　　　　　　 D．FeS和铁的氧化物
8．向10 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中加入10 mL 0.15 mol·L-1NaOH溶液时，产生一种蓝色沉淀，溶液中的Cu2+几乎被沉淀完全，该蓝色沉淀的主要成分为　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Cu（OH）2　　　　　　　　　　　　　　　　 B．Cu2（OH）2CO3
C．3Cu（OH）2·CuSO4　　　　　　　　　 D．Cu（OH）2·CuOH
9．将含杂质的4.00g氢氧化钠固体配成1000mL溶液，取20mL置于锥形瓶中，用0.100 mol·L-1盐酸滴定（用甲基橙作指示剂），消耗盐酸21.00 mL，则氢氧化钠中含有的杂质可能是 （　　　 ）
A．Na2S04　　　　　　　　　　　　　　　 B．Na2CO3
C．NaHCO3　　　　　　　　　　　　　　 D．Ca（OH）2
10．为了除去酸性氯化铝溶液中的Cu2+，下列实验步骤顺序和所用试剂都正确的是　　 （　　　 ）
①通过CO2　　　　　　　 ②加盐酸　　　　　　 ③加过量NaOH溶液
④加AlCl3　　　　　　　　 ⑤过滤
A．③⑤④⑤②
B．③⑤②
C．③⑤①②
D．③⑤①⑤②
二、非选择题
11．用金属钠制取氧化钠，通常采用以下方法：2NaNO3+10Na 6Na2O+N2↑。试说明为什么不采用钠在氧气中燃烧而采用这种方法来制取氧化钠的原因：_______________________________________________________________________________。
12．A～I分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间的相互转化关系如下图所示（部分反应物，生成物从略）：
已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素；G为主族元素的固态氧化物。
（1）写出下列物质的化学式：E______、F______、J______。
（2）写出有关反应的化学方程式：
①_____________________________________
②_____________________________________
③_____________________________________
13．电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板。有关反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入8.00×102mL某FeCl3溶液A中，一段时间后，将该线路板取出，向所得的溶液B中加入铁粉mg，充分反应后剩余固体质量为ng，把固体滤出并从滤液C（忽略反应前后溶液体积的变化）中取出20.00mL，向其中滴入3.00mol·L-1AgNO3溶液60.00mL时，溶液中的Cl-恰好完全沉淀。
（1）溶液A中FeCl3的物质的量浓度为__________。
（2）假若铁粉不再溶解，向溶液B中加入的铁粉质量至少应该大于_______________。
（3）讨论当剩余固体的组成不同时，m与n可能的取值范围，并填入下表：
（4）当m=100.0，n=96.8时，溶液B中FeCl2的物质的量浓度为____________。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D　　　 2．A　　　　 3．D　　　　 4．A　　　　 5．A
6．B　　　 7．A　　　　 8．C　　　　　 9．D　　　 10．B
二、非选择题
11．钠在氧气中燃烧生成的是Na2O2，而在该反应中Na2O不会与N2反应。
12．（1）Fe（OH）2；Fe（OH）3；NaAlO2；
（2）①3Fe3O4+8Al 4Al2O3+9Fe
②Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
③2Al2O3 4Al+3O2↑
13．（1）3.00mol·L-1；（2）67.2g
（3）O＜m≤67.2，O＜n≤76.8；m＞67.2，m-67.2＜n≤m+9.6
（4）2.50 mol·L-1
　
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第 14 页 共 14 页化学基本计算技能技巧
　
教学目标
知识技能：通过对一些例题的解析，进行化学基本计算数量关系的复习；通过对一些解题方法的归纳，训练化学基本计算的技能技巧；通过对部分高考试题的介绍，明确高考化学计算的内容与要求。
能力培养：挖掘、处理信息的自学能力；将化学问题抽象为数学问题，利用数学工具解决化学问题的思维能力；表达能力。
科学思想：化学计算的基础是相关化学知识的正确理解与应用，数学计算只是工具和手段，只有“明确化学涵义”，才能“理解数量关系”。
科学品质：求实、创新的科学精神；敏捷性、严密性、整体性、创造性等思维能力品质；重视量纲和规范使用有效数字等科学态度。
科学方法：形象～抽象思维；求异～求同思维；直觉～批判思维；集中～发散思维；通过数学抽象和简明的文字表述，解决化学问题。
重点、难点　　 化学基本计算解题思维的建立；化学基本计算技能技巧的综合应用。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】今天继续进行化学计算复习，内容是化学基本计算技能技巧。
化学计算的基本技能，就是《考试说明》中所列化学计算的前七项考试内容，它们是极重要的化学计算技能，是全部化学计算的基础。
化学计算的基本技能有哪些？
学生活动
聆听并回答：①有关原子量、分子量及确定分子式的计算；②有关物质的量的计算；③有关气体摩尔体积的计算；④有关物质溶解度的计算；⑤有关溶液浓度（质量分数和物质的量浓度）的计算；⑥有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算；⑦利用化学方程式的计算。
【讲述并提问】化学计算的技巧，一般指的是各种基本计算技能的巧用。请问主要有哪些？
讨论并回答：①关系式法，②方程或方程组法，③守恒法，④差量法，⑤平均值法，⑥极值法，⑦讨论法，⑧十字交叉法等。
【板书】一、关系式法
【讲述】关系式法是根据化学方程式计算的巧用，其解题的核心思想是化学反应中质量守恒，各反应物与生成物之间存在着最基本的比例（数量）关系。
【投影】例题1 　某种H2和CO的混合气体，其密度为相同条件下
再通入过量O2，最后容器中固体质量增加了　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．3.2 g　　　　　　　 B．4.4 g
C．5.6 g　　　　　　　 D．6.4 g
【提问】此题应根据化学方程式计算。谁能不“算”而“估”出？
倾听、读题、思考，学生甲解答：此题宜根据以下关系式巧解：
固体增加的质量即为H2的质量。
固体增加的质量即为CO的质量。
所以，最后容器中国体质量增加了3.2g，应选A。
解析此题估算即可。解题关键是找出反应中量的关系。
【投影】例题2　 FeS2与硝酸反应产物有Fe3+和H2SO4，若反应中FeS2和HNO3物质的量之比是1∶8时，则HNO3的唯一还原产物是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．NO2　 B．NO　 C．N2O　 D．N2O3
【提问】此题可运用氧化还原关系式计算。若反应中FeS2和HNO3的物质的量之比是1∶8，则FeS2和被还原的HNO3的物质的量之比是几比几？哪位同学能快速解出？
审题，思考，热烈讨论。学生乙解答：由于生成了Fe（NO3）3，则FeS2和被还原的HNO3的物质的量之比是1∶5。
设N元素的变价为x，可列以下氧化还原关系式并解析：
【评价】很好，关键是找出隐含的关系。
【板书】二、方程或方程组法
【讲述】根据质量守恒和比例关系，依据题设条件设立未知数，列方程或方程组求解，是化学计算中最常用的方法，其解题技能也是最重要的计算技能。
【投影】例题3　 （MCE 1999—24）用惰性电极电解M（NO3）x的水溶液，当阴极上增重a g时，在阳极上同时产生bL氧气（标准状况），从而可知M的原子量为　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
学生们点头同意方程或方程组法是最常用最不易出错的化学计算方法。他们分别写出阴阳两极的电极反应：
阴极：4Mx++4xe=4M
阳极：4xOH--4xe=2xH2O+xO2↑
学生丙解答：设M的原子量为y
【提问】此电解反应阴阳两极的电极反应分别是什么？你如何将题解出？
正确答案是C。
【投影】例题4 　有某碱金属M及其相应氧化物的混合物共10 g，跟足量水充分反应后，小心地将溶液蒸干，得到14 g无水晶体。该碱金属M可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．锂B．钠C．钾D．铷
（锂、钠、钾、铷的原子量分别为：6.94、23、39、85.47）
【提问】碱金属及其氧化物跟水反应的关系分别是什么？此题有多种解法，哪位同学能将此题解出？
有些同学苦思冥想，不得其解。
有些同学奋笔疾书，写出以下反应式：
2M+2H2O=2MOH+H2↑
M2O+H2O=2MOH
经过热烈讨论，学生丁在黑板上写出以下特殊解法：设M的原子量为x
解得 42.5＞x＞14.5
分析所给锂、钠、钾、铷的原子量，推断符合题意的正确答案是B、C。
【评价】丁同学实际上是设未知数列不等式解析，此法甚好。这与例题3列方程解析具有异曲同工之妙。
【板书】三、守恒法
【讲述】化学方程式既然能够表示出反应物与生成物之间物质的量、质量、气体体积之间的数量关系，那么就必然能反映出化学反应前后原子个数、电荷数、得失电子数、总质量等都是守恒的。巧用守恒规律，常能简化解题步骤、准确快速将题解出，收到事半功倍的效果。
【投影】例题5某烃0.1mol，与在标准状况下为20 L的氧气（过量）充分反应后，迅速将混合气体通入足量Na2O2粉末中，在一定设备中使气体完全反应，此时粉末增重15 g。经处理后得到气体14.4 L（标准状况）。该烃能使溴水褪色，试通过计算求出该烃的分子式，并写出可能的结构简式。
【提问】此题解法颇多，哪位同学能运用守恒法解出？
聆听、审题、思考。多数同学认为可用方程组法解析。学生戌在教师指导和学生讨论的启发下，提出以下守恒法妙解：
解：设该烃的分子量为M
经分析可推断14.4 L气体均为氧气。根据质量守恒：
解得M=70
所以该烃化学式为C5H10。因为该烃能使溴水褪色，故为烯烃。戊烯共有5种可能的结构简式：①CH2=CH—CH2—CH2—CH3
②CH3—CH=CH—CH2—CH3
【投影】例题6 　酸雨是因为过度燃烧煤和石油，生成的硫的氧化物与氮的氧化物溶于水生成硫酸和硝酸的缘故。某次雨水的分析数据如下：
[Cl-]=6.0×10-6mol/L
[Na+]=3.0×10-6mol/L
则此次雨水的pH大约为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．3　 B．4　 C．5　 D．6
【提问】此题结合环保考查化学计算，我们根据什么建立解题思维？请讨论并推举一位同学解答。
经讨论，多数同学认为应根据雨水中阴、阳离子所带负、正电荷守恒（溶液呈电中性）解析，并推举学生己解答如下：
根据电荷守恒：
pH=-lg[H+]=5-lg8≈4
此题的正确答案为B。
学生己还认为例题3的解题关键是根据阴阳两极得失电子数相等从而找出关系式的。
【板书】四、差量法
【讲述】找出化学反应前后某种差量和造成这种差量的实质及其关系，列出比例式求解的方法，即为差量法。其差量可以是质量差、气体体积差、压强差等。
【讨论】差量法的实质是什么？此法有哪些突出的优点？
回忆、讨论，踊跃回答：差量法的实质是根据化学方程式计算的巧用。此法可有用呢。它最大的优点是：只要找出差量，就可求出各反应物消耗的量或各生成物生成的量。
【投影】例题7　 （TCE 1995—15）加热碳酸镁和氧化镁的混合物mg，使之完全反应，得剩余物ng，则原混合物中氧化镁的质量分数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
【提问】此题宜用差量法解析，哪位同学来解？
学生庚解答：设MgCO3的质量为x
MgCO3 gO+CO2↑混合物质量减少
应选A。
【投影】例题8 　150℃时，将1L混合烃与9L氧气混合，在密闭容器内充分燃烧，当恢复至150℃，体积恒定时，容器内压强增大8％，则该混合烃的组成是　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．甲烷与乙烷体积比是1∶4
B．丙炔与乙炔体积比是1∶4
C．乙烯与丁烷体积比是1∶4
D．乙烯与丁烯体积比是1∶4
【讲解】此题宜运用差量法解析。应注意：①150℃时水呈气态，②容器内压强增大8％即为气体物质的量增大8％。
【提问】此题考查思维的灵活性及严密性，谁能将此题解出？
认真审题，思考如何找出差量。学生辛在讨论中理清思路，举手上黑板解析：
设此混合烃的平均分子组成为CxHy
根据氢原子数判断，选项A、B可排除。
运用十字交叉法，推断C、D中哪个选项符合题意？
此题正确答案为D。
【评价】解法甚好。运用差量法求出组成中平均氢原子数是7.2，是解题关键。
【板书】五、平均值法
【讲述】平均值法是巧解方法，它也是一种重要的解题思维和解题
断MA或MB的取值范围，从而巧妙而快速地解出答案。
【投影】例题9　 （MCE 1998—20）由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混合物10 g与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是　　　 [　　　 ]
A．锌B．铁C．铝D．镁
倾听、思考，均认为是重要的思维方法和解题技能。
不少同学已经做过例题9，学生壬解答如下：此题可运用平均值法巧解。各金属跟盐酸反应的关系式分别为：
Zn—H2↑　　　　　　　　　　 Fe—H2↑
2Al—3H2↑　　　　　　　　 Mg—H2↑
若单独跟足量盐酸反应，生成11.2LH2（标准状况）需各金属质量分别为：Zn∶32.5g；Fe∶28 g；Al∶9g；Mg∶12g。其中只有铝的质量小于10g，其余均大于10g，说明必含有的金属是铝。应选C。
【投影】例题10　 含有杂质的乙烯2.8 g，与氢气发生加成反应时，充分反应后用去氢气0.25 g，则乙烯中所含杂质可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．乙炔　　　　　　　　 B．1，3-丁二烯
C．丙烷　　　　　　　　 D．甲烷
【提问】此题考查有机物分子式的确定，解析此题的思路是什么？
读题，思考片刻，学生癸迅速解答出：
此题可运用反应量平均值法解析，由于2.8 g纯乙烯加氢消耗氢气质量为0.20g，已知2.8g样品气体加氢用去氢气0.25g，说明2.8g杂质加氢消耗氢气质量必大于0.25g。
丙烷、甲烷不能发生加成反应。
正确答案是A。
【评价】回答正确，很好。
【投影】例题11　 现有某氯化物与氯化镁的混合物，取3.8g粉末完全溶于水后，与足量的硝酸银溶液反应后得到12.4 g氯化银沉淀，则该混合物中的另一氯化物是　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．LiCl　　　　　　　　　 B．KCl
C．CaCl2　　　　　　　　 D．AlCl3
【讲解并提问】
若3.8g纯MgCl2生成AgCl沉淀的质量为：
说明3.8g纯净某氯化物所生成AgCl沉淀质量必大于12.4 g。
即1molCl-所结合其它金属阳离子质量应小于12 g（Mg2+质量）。
因为1molCl-所结合Li+、K+、Ca2+Al3+质量分别为7g、39g、20g、9g。
所以LiCl、AlCl3为可能。
此题应选A、D，对吗？
1999年北京市化学会考曾考过此题，当时大部分同学运用平均值法解析，计算的结果跟老师左侧表述相符，很多同学选A、D。现听老师提出问题，立即活跃起来，并进行热烈的讨论。
学生甲提出异议，认为选A、D不正确。他认为1molCl-结合Li+、Al3+的质量小于12g并不是充分必要条件，还必须分别严密计算3.8gLiCl、3.8gAlCl3分别生成AgCl沉淀的质量是否大于12.4g。
3.8gLiCl生成AgCl沉淀质量为：
3.8g lCl3生成AgCl沉淀质量为：
所以只有A选项符合题意。
【评价】此题既考查思维的敏捷性，又考查思维的严密性。我对甲表示赞许。
很多同学表示“深受启发，应注意培养优良的思维品质”。
【板书】六、极值法
【讲述】巧用数学极限知识进行化学计算的方法，即为极值法。请看例题12。
倾听、回忆数学极限概念，明确极值法即化学与数学极限运算的结合。
【投影】例题12 　有一系列α-氨基酸按如下特点排列：
该同系列中所含碳元素的质量分数最大值接近　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．32.0％　　　　　 B．46.6％
C．85.7％　　　　　 D．92.3％
【提问】此题欲求w（C）的最大值，明显为求极值问题，哪位同学解答此题？
仔细审题，认真分析此一系列α-氨基酸的结构特点。学生丙做如下解答：此题可以用极限法求碳元素质量分数的最大值。
该同系列通式为：
若n→∞
正确答案为C。
【板书】七、十字交叉法
【讲述】若用A、B分别表示二元混合物两种组分的量，混合物总量为A+B（例如mol）。
若用xa、xb分别表示两组分的特性数量（例如分子量），x表示混合物的特性数量（例如平均分子量）则有：
十字交叉法是二元混合物（或组成）计算中的一种特殊方法，它由二元一次方程计算演变而成。若已知两组分量和这两个量的平均值，求这两个量的比例关系等，多可运用十字交叉法计算。
【提问】使用十字交叉法的关键是必须符合二元一次方程关系。它多用于哪些计算？
倾听，认真思考。明确运用十字交叉法计算的条件是能列出二元一次方程的，特别要注意避免不明化学涵义而滥用。
经讨论后回答，十字交叉法多用于：
①有关两种同位素原子个数比的计算。
②有关混合物组成及平均式量的计算。
③有关混合烃组成的求算。
④有关某组分质量分数或溶液稀释的计算等。
【投影】例题13　 （MCE 1999—4）已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均原子量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．39∶61　　　　　　　 B．61∶39
C．1∶1　　　　　　　　 D．39∶11
【提问】此题如何解能快速解出？
学生丁抢答：此题可列二元一次方程求解，但运用十字交叉法最快捷：
【评价】既快又正确，好！
【投影】例题14　 （MCE 1997—26）一定量的乙醇在氧气不足的情况下燃烧，得到CO、CO2和水的总质量为27.6g，若其中水的质量为10.8g，则CO的质量是　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1.4g　　　　　　　　　 B．2.2g
C．4.4g　　　　　　　　　 D．在2.1g和4.4g之间
【讲解并板书】此题考查有机物的不完全燃烧，解析过程中可运用十字交叉法：（方法一）CO与CO2总质量：27.6g-10.8g=16.8g
生成CO、CO2共0.2 mol×2=0.4 mol
m（CO）=28 g/mol×0.05 mol=1.4 g
答案：A
【提问】此题解法甚多，谁还有其他解法？
仔细审题，找出思路。认真观看老师讲解的解题过程，怀着极大热情构思与老师不同的解法。
学生乙提出另一种解法：（方法二）
列关系式C2H5OH——3H2O
1mol　　　　　 54 g
x　　　　　　　　 10.8g
解得x=0.2mol
设0.2 mol乙醇不充分燃烧，生成CO、CO2的物质的量分别为y、z
则CO质量为：
28g/mol×0.05 mol=1.4g
还有同学提出其他解法。
【投影】例题15　 （MCE 1999—21）右图中横坐标表示完全燃烧时耗用可燃气体X（X=A、B、C）的物质的量n（X），纵坐标表示消耗O2的物质的量n（O2），A、B是两种可燃性气体，C是A和B图6-1的混合气体，则C中n（A）∶n（B）为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．2∶1　　　　　　　　 B．1∶2
C．1∶1　　　　　　　　 D．任意比
仔细地观察图示，认真地分析数据，热烈地进行讨论。
学生辛提出以下解法：
分析图象可以看出：
1molA完全燃烧消耗0.5 molO2
1molB完全燃烧消耗2 molO2
1molC（C是A、B混合气）完全燃烧消耗1molO2
可以利用1mol气体燃烧耗O2进行十字交叉计算：
应选A。
【提问】此题较全面地测试了观察能力、自学能力和思维能力。如何快速解出此题。
【板书】八、讨论法
【讲述】讨论法是一种发现思维的方法。解计算题时，若题设条件充分，则可直接计算求解；若题设条件不充分，则需采用讨论的方法，计算加推理，将题解出。
【投影】例题16　 在30mL量筒中充满NO2和O2的混合气体，倒立于水中使气体充分反应，最后剩余5mL气体，求原混合气中氧气的体积是多少毫升？
【讲解并提问】最后5mL气体可能是O2，也可能是NO，此题需用讨论法解析。哪位同学解答此题？
倾听，回忆，思考。
认真阅读题目，思考最后剩余5mL气体可能是O2；也可能是NO，若是NO，则说明NO2过量15mL。
学生丙提出解法（一）：
设30mL原混合气中含NO2、O2的体积分别为x、y
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
原混合气体中氧气的体积可能是10mL或3mL。
学生庚提出解法（二）：
设原混合气中氧气的体积为y（mL）
（1）设O2过量：根据4NO2+O2+2H2O=4HNO3，则O2得电子数等于NO2失电子数。
（y-5）×4=（30-y）×1
解得y=10（mL）
（2）若NO2过量：
4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4y　　　　　 y
3NO2+H2O=2HNO3+NO
5
因为在全部（30-y）mLNO2中，有5mLNO2得电子转变为NO，其余（30-y-5）mLNO2都失电子转变为HNO3。
O2得电子数+（NO2→NO）时得电子数等于（NO2→HNO3）时失电子数。
【评价】很好，解法（一）是讨论法结合方程组法。
【评价】解法（二）根据得失电子守恒，利用阿伏加德罗定律转化信息，将体积数转化为物质的量简化计算。凡氧化还原反应，一般均可利用电子得失守恒法进行计算。
无论解法（一）还是解法（二），由于题给条件不充分，均需结合讨论法进行求算。
4y+5×2=（30-y-5）×1
解得y=3（mL）
原氧气体积可能为10mL或3mL
【小结】以上逐一介绍了一些主要的化学计算的技能技巧。解题没有一成不变的方法模式。但从解决化学问题的基本步骤看，考生应建立一定的基本思维模式。“题示信息十基础知识十逻辑思维”就是这样一种思维模式，它还反映了解题的基本能力要求，所以有人称之为解题的“能力公式”。希望同学们建立解题的基本思维模式，深化基础，活化思维，优化素质，跳起来摘取智慧的果实。
聆听并总结以下进行化学计算的基本步骤：
（1）认真审题，挖掘题示信息。
（2）灵活组合，运用基础知识。
（3）充分思维，形成解题思路。
（4）选择方法，正确将题解出。
　
精选题
　
一、选择题
1．0.25molCa（OH）2跟0.3molH3PO4在一定条件下充分反应，得到CaHPO4和Ca（H2PO4）2，则这两种产物的物质的量之比为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1∶1　　　　　　 B．2∶1
C．1∶2　　　　　　 D．4∶1
2．由KCl和KBr组成的混合物，取2.00g样品制成水溶液，加入足量的硝酸后，再加入过量的AgNO3溶液，沉淀完全后过滤，得到干燥的卤化银的质量如四个选项所示，其中数据合理的是　 [　　　 ]
A．3.06g　　　　　　 B．3.36g
C．3.66g　　　　　　 D．3.96g
3．有Na2CO3和K2CO3的混合物2.44g，溶于水后加入足量的CaCl2溶液，反应后得到CaCO3沉淀2.00 g，混合物中Na2CO3和K2CO3物质的量之比是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1∶1　　　　　　 B．1∶2
C．1∶3　　　　　　 D．1∶4
4．靛青的各元素的质量分数如下：C73.3％，H3.8％，N10.7％，O12.2％。由此可知靛青的最简式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．C8H5NO　　　　 B．C2H2NO
C．C6H4NO　　　　 D．C7H4NO
5．把50mL70％HNO3（密度为1.40g/cm3）加水稀释配成7mol/L稀HNO3（密度为1.26g/cm3）。则所加水的体积为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．50mL　　　　　　 B．＜50mL
C．＞50 mL　　　　 D．无法确定
6．1L标准状况下的某气态烃与一定量氧气恰好完全反应，生成的二氧化碳和水蒸气换算成标准状况下的体积为bL，冷却到标准状况下则气体体积变为aL。则用a、b表示该烃分子中碳、氢的原子个数比为 [　　　 ]
A．a∶b
B．a∶（a-h）
C．a∶（b-2a）
D．a∶2（b-a）
7．室温时pH=a的醋酸溶液与pH=b的氢氧化钠溶液等体积混合，恰好完全反应，则该溶液中醋酸的电离度可以表示为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．10（a+b-12）％
B．10（a+b-14）％
C．10（16-a-b）％
D．10（14-a-b）％
8．在滴有甲基橙试剂的50mL0.05mol/L的一元强酸溶液中，滴入 0.1mol/L的烧碱溶液，当滴至橙色刚好变为黄色时，所用烧碱溶液的体积为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．大于25mL
B．小于25mL
C．等于25mL
D．无法确定
9．将0.1mol下列物质分别溶于1L水中，充分搅拌后，溶液中阴离子和阳离子总数最多的是　　 [　　　 ]
A．Na2S　　　　　　　 B．Ba（OH）2
C．Na2SO4　　　　　　　 D．NaHSO4
10．30℃时，某硫酸铜溶液若保持温度不变，无论是加入25g蓝矾还是蒸发掉55g水后，均可得到饱和溶液。则30℃时，硫酸铜的溶解度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．25g　　　　　　　 B．35g
C．45g　　　　　　　 D．55g
11．把一定量的过氧化钠加入90g水中，最后过氧化钠完全反应时有0.5mol电子发生转移，则所得氢氧化钠溶液的质量分数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．16.53％　　　　 B．19.70％
C．31.01％　　　　 D．33.0％
12．将100 g浓度为18mol/L，密度为ρg/cm3的浓硫酸注入到一定量的水中稀释成9mol/L的硫酸，则水的体积为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．小于100mL
B．等于100mL
C．大于100mL
D．无法确定
13．28g铜、银合金与足量的浓硝酸完全反应，放出的气体与2.24 L的O2（标准状况）混合，通入水中，恰好完全吸收，则合金中Cu与Ag的物质的量之比为　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1∶1　　　　　　 B．1∶2
C．2∶1　　　　　　 D．无法计算
14．托盘天平两端各放一个质量相等的烧杯，内盛4mol/L的盐酸溶液50mL，调节至天平指针指向标尺中央。分别向烧杯中加入下列各种物质，反应完毕天平仍为平衡的是　　　　　　　　 [　　　 ]
A．6.5gFe和0.1molZn
B．0.1mol Fe和0.1molZn
C．0.1molFe和5.6gZn
D．0.1molNa和0.1molMg
15．在3BrF3+5H2O=Br2+HBrO3+O2↑+9HF化学反应中，若有10.8g水被氧化，则被水还原的BrF3的物质的量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.4mol　　　　　 B．0.6mol
C．0.8mol　　　　　 D．1.0mol
16．标准状况下，11.2 L由甲烷、甲醛、乙烷组成的混合气体完全燃烧后，生成相同状况下CO215.68L，混合气体中乙烷所占体积分数为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．80％　　　　　　 B．60％
C．40％　　　　　　 D．20％
17．一定量某物质的溶液，其溶质的质量分数为0.2a，当加入等体积的水稀释后，其质量分数小于0.1a，则原溶液的密度　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．大于水的密度
B．等于水的密度
C．小于水的密度
D．无法确定
18．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的浓度之比为1∶3，则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原子的物质的量之比为　 [　　　 ]
A．21∶5　　　　　　 B．11∶3
C．3∶1　　　　　　 D．4∶1
二、非选择题
现有某一铵盐，为测定其氮的质量分数，称取铵盐样品2.55g，溶于水后，再加入足量HCHO溶液配成100mL溶液。充分反应后，从中取出5.00mL溶液，用0.100mol·L-1的NaOH溶液进行中和滴定，恰好用去19.5mL。试求该铵盐中氮元素的质量分数为______。（保留3位有效数字）
20．硝酸工业尾气中NO、NO2被NaOH溶液吸收的主要反应为：2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O。若用纯碱溶液处理尾气，反应类似，生成NaNO2、NaNO3，同时放出CO2。
（1）现有标准状况下aLNO2（其中N2O4的体积分数为20％）和bLNO的混合气体恰好被200mLNa2CO3溶液完全吸收，则a、b应满足的关系是______，Na2CO3溶液的物质的量浓度是______mol·L-1。
（2）若有标准状况下氮氧化物的混合气体2.016L恰好与1mol·L-1的Na2CO3溶液50mL完全反应，且生成的NaNO2与NaNO3的物质的量之比为4∶1，则混合气体中N2O4与NO2的体积比为______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D 2．B、C 3．A 4．A 5．C 6．D 7．C 8．B 9．A 10．A11．D 12．A 13．B 14．A、D 15．A 16．C 17．C 18．D
二、非选择题
32．化学综合计算中有关取值范围问题的讨论
　
教学目标
知识技能：通过一些典型例题的分析解答，掌握有关化学基本概念和基本理论、常见元素单质及其重要化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容中具有计算因素的各类问题的综合应用；训练化学综合计算的一般方法和解题技巧；通过对高考综合计算题的分析，明确高考化学综合计算的内容和要求。
能力培养：通过分析与综合、比较和论证，选择解决问题的最佳方案的评价能力；将化学问题抽象成为数学问题，利用数学工具，通过计算和推理（结合化学知识），解决化学问题的思维能力；敏捷地接受试题所给的新信息的能力；将试题所给的新信息与课本中有关知识结合起来，解决问题的能力；在分析评价的基础上，应用新信息的能力等自学能力的培养。
科学思想：通过化学综合计算的训练。使学生对化学基本知识能更深入的理解和应用，通过题示信息的捕获、理解、加工，加强思维的敏捷性（灵活性、针对性、适应性）、严密性（精确性、科学性、逻辑性、深刻性）、整体性（广阔性、有序性、结合性）以及创造性的培养。
科学品质：敏捷性、严密性、整体性、创造性等思维能力品质；重视量纲和规范使用有效数字等科学态度。
科学方法：形象～抽象思维；求同～求异思维；直觉～判断思维；集中～发散思维；通过数学抽象和简明的文字表达，解决化学计算问题。
重点、难点　 化学综合计算中思维模型的建立；化学多种基本计算技能的综合应用。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】化学综合计算是近年来化学高考题的压轴内容，他不仅仅是将高中化学基础知识如：基本概念、基本理论、元素单质及其化合物、有机化学、化学实验等进行综合，而且在解题方法上也渗透了许多数学问题。今天我们就结合一些典型的化学综合计算题的分析来探讨有关化学综合计算的解题模式、方法和解题技巧。着重讨论化学综合计算中取值范围的问题。
学生活动
聆听。
例题1　 在50mL、4.0mol/L的NaOH溶液中，通入H2S气体并充分反应，然后，小心蒸发，得到不含结晶水的白色固体。若通入H2S的物质的量为xmol，生成的白色固体的质量为yg，试通过讨论写出x和y的关系式。
【提问】下面请同学们认真阅读此题，然后将题中可能发生的化学方程式写出来。
【板书】（右边的两个化学方程式）
2NaOH+H2S=Na2S+2H2O　　　　　　　　　　　　 ①
Na2S+H2S=2NaHS（联系CO2与NaOH的反应，写出该反应的化学方程式）　 ②
【提问】请同学们依据刚才这两个化学方程式讨论一下，最后得到的白色固体可能是什么？
分析、讨论，得出结论：①NaOH、Na2S②Na2S③Na2S、NaHS④NaHS
【分析】硫化氢与氢氧化钠反应的化学方程式我们已经写出来了，大家也知道在硫化氢不足和过量时对产物种类的影响，但是在第二个化学方程式中写的是硫化氢与硫化钠的反应，我们能否不考虑过程，只考虑结果，写出一个只含有反应物的可以容易计算的化学方程式？
思考、讨论、回答：将①和②相加，得到：
NaOH+H2S=NaHS+H2O
【板书】NaOH+H2S=NaHS+H2O③
记录。
【提问】同学们根据化学方程式①、③，定量讨论一下两种反应物的量的关系对白色固体物质的影响。
【投影】
（在学生讨论中完成上表）
指导学生回答：
当n（NaOH）∶n（H2S）=2∶1，白色固体为Na2S。
当n（NaOH）∶n（H2S）=1∶1，白色固体为NaHS。
当n（NaOH）∶n（H2S）＞2∶1，氢氧化钠过量，白色固体为Na2S、NaOH的混合物。
当n（NaOH）∶n（H2S）＜1∶1，白色固体为NaHS。
当1∶1＜n（NaOH）∶n（H2S）＜2∶1，白色固体为Na2S、NaHS。
【提问】下面请同学们计算出氢氧化钠的物质的量。
n（NaOH）=4.0 mol/L×0.050 L
=0.20 mol
【提问】硫化氢的物质的量有几种情况？请分别写出硫化氢在取不同的物质的量时，按照哪个化学反应式计算？白色固体的种类、发生的化学反应及固体质量的关系。
分析、讨论、计算、总结如下：
（1）n（H2S）＜0.10mol，按反应式①进行，所得白色固体为硫化钠和氢氧化钠的混合物，以不足的硫化氢的物质的量x作基准，可生成x mol硫化钠；耗去2xmol氢氧化钠，剩余（0.20-2x）mol氢氧化钠，则y=78x+40（0.20-2x）。
（2）n（H2S）=0.10mol，按反应①进行，两反应物恰好完全反应，得到0.10mol硫化钠。
（3）0.10＜（H2S）＜0.20mol，按反应式①和③进行，得到白色固体为Na2S和NaHS的混合物，计算Na2S时，应以不足量的NaOH计算；计算NaHS时，应以剩余的H2S来计算：
y=78[0.10-（x-0.100）]+56×2（x-0.10）
（4）n（H2S）≥0.20mol，按反应式③进行，白色固体全部为NaHS，NaOH完全反应，y=0.20×56。
【板书】x＜0.10y=8-2x
x=0.10y=7.8x
0.10＜x＜0.20 y=4.4+34x
x≥0.20y=11.2
【设问】通过刚才例题的分析，我们可以想一想，怎样解决有关取值范围的定量计算呢？
聆听、思考、讨论、回答：
（1）正确写出两种反应物以不同物质的量混合时，发生反应的化学方程式。这是思考、分析此类计算题的基础。
（2）依据写出的生成不同产物的化学方程式，确定过量反应物的取值范围，理解取值范围与发生的化学反应及所得产物的关系，这是解决此类计算题的关键。
（3）在各取值范围内，以不足量的反应物为基准计算所得生成物的量，即可完成取值范围讨论型综合计算。
【评价】投影，给出要点（同右边）。
【过渡】我们依据上述要点，一起来分析下面一题。
认真阅读下面的例题。
例题2 　把amolNH3、O2组成的混合气导入密闭反应器中，在催化剂存在下发生化学反应。若混合气体中O2为xmol。反应生成的HNO3为ymol。试确定O2的物质的量x取不同范围时，HNO3的物质的量y的计算式，并画出相应的函数图象。
【提问】氨气与氧气发生催化氧化的化学方程式？
【提问】当氧气过量时，还可以发生什么反应？写出发生反应的化学方程式。
2NO+O2=2NO2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②
4NO2+O2+2H2O=4HNO3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③
【提问】如果氧气过量，我们只要求写出反应物与最终产物的化学方程式，该如何写？
将①、②、③三个化学方程式合并得到：
NH3+2O2=HNO3+H2O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ④
【引导、提问】例题中给出NH3、O2混合气共amol，那么O2的含量x对产物的影响如何？
分变为NO，另一部分则转化为硝酸。
【讲解】NH3、O2混合气为amol，O2为xmol，NH3为（a-x）mol。在密闭容器内NH3与O2。催化氧化的化学方程式是：
【板书】4NH3+5O2=4NO+6H2O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （1）
NH3+2O2=HNO3+H2O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （2）
【提问】请同学们依据上述关系式完成图象。
对比、分析、板书：
例题3 　已知氨与氯气可迅速发生以下反应：2NH3+3Cl2=N2+6HCl。现有AL氨气、氯气的混合气，其中氨气的体积分数为x，充分反应后气体体积为yL。
（1）讨论氨气的体积分数x取不同值时，反应后气体体积y的关系式。
（2）当混合气体的体积（AL）为55L时，计算反应后气体体积y的最大值、最小值及y=A时的氨气的体积分数x的值。
（3）画出反应后气体体积y随氨气的体积分数x变化的图象。
【提问】请同学们仔细阅读该题，然后写出混合气体中两种反应物的体积各为多少升？
分析、思考后回答：NH3体积为AxL；Cl2体积为A（1-x）L。
【提问】依据刚才两题的分析和解题思路方法，请同学们在分析一下此题中两种反应物的量的变化对生成物有无影响？如果有影响，请说出有什么影响？并写出反应的化学方程式。
讨论、回答：有影响；当氨气不足量时，仅发生原题中所述反应，产物为氮气和氯化氢；如果氨气足量，他会与产物氯化氢再反应生成氯化铵。
2NH3+3Cl2=N2+6HCl　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①
NH3+HCl=NH4Cl　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②
8NH3+3Cl2=N2+6NH4Cl　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③
【提问】同学们回答得非常好，有了这三个反应方程式我们就可以很容易解决这道题了。下面请同学们根据反应方程式进一步来确定NH3的体积分数x的不同取值对反应后气体成分的影响？
体为N2及剩余的NH3。
【过渡】很好，我们大家已经把整个反应过程都分析清楚了，下面我们一起来解决答案。
计算：
【提问】我们要解决第二问，请同学们思考一下，什么情况反应后气体体积最大或最小？
思考后回答：恰好按反应①进行时最大；恰好按反应③进行时最小。
【提问】好，下面就请同学们按照刚才的分析写出第二问的答案及画出第三问的图象。
【板书】
当y=A时，y=A（3-4x）=A
x=0.50
进行计算并画出第三问的图象：
例题4　 1，3-丁二烯和氢气的混合气体5L，在催化剂作用下，经充分反应后得到的气体体积为VL（所有体积均在同温、同压下测定）。
（1）若氢气的体积为1L，计算反应后的体积V。
（2）若氢气在混合气体中的体积比值为x，计算x为不同值时反应后的体积V（以x表示）。
（3）在右图上画出V随x变化的曲线。
（4）在上述混合气体中若混有丙炔，总体积仍为5L，其中氢气及丙炔在混合气体中的体积比值分别为x和y。（i）在下面左图上画出当y=0.2时，V随x变化的曲线；（ii）在下面右图上画出当x=0.15时，V随y变化的曲线。
【提问】请同学们将此题仔细地阅读一下，然后将该题所涉及的化学方程式写出来，并说明反应物的量的变化对产物有何影响？（注明：1，3-丁二烯可用分子式表示）
C4H6+H2=C4H8　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①
C4H8+H2=C4H10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②
C4H6+2H2=C4H10　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③
当V（C4H6）/V（H2）≥1时，仅按反应①进行；
【提问】同学们分析得非常好，接着再请同学们通过讨论分析上述三个反应式的前后关系，说出反应后体积与反应物的量有什么关系？
讨论、分析、回答：
产物是C4H8还是C4H10或它们的混合物，由于氢气全部被消耗，剩余气体的体积等于反应物C4H6的体积。
和H2的混合气，气体体积为C4H6的体积和剩余H2的体积。
【提问】同学们已经将此题分析得非常彻底了，下面我们便一起来完成问题的（1）、（2）、（3）部分。
（1）V（H2）=1L，按反应①进行，反应后的体积 V=V（C4H6）=5L-1　 L=4L。
=5（1-x）+5x-2×5（1-x）=10x-5。
（3）
【提问】前三问我们已成功完成了，我们一起来看看第（4）问，当混合气中含有丙炔时，对于原来的反应关系有何影响？该如何更好地解决这一问？
丙炔与丁二烯跟氢气反应的关系不变，应该将丙炔和丁二烯合在一起解决。
【提问】当丙快的含量为y时，氢气的含量有何变化？
回答：0＜x＜1-y
【提问】我们再一起来分析一下，当x=0.15时，丙炔和丁二烯总含量为0.85，此时反应后气体体积应该是多少？
反应前的C4H6和C3H4体积之和，为5L×0.85=4.25L。
【解答】我们已经分析清楚了，下面我们一起完成下列的两图：
例题5 　现有AlCl3和FeCl3混合溶液，其中Al3+、Fe3+的物质的量之和为0.1mol，在此溶液加入90mL4mol/L的NaOH溶液，使其充分反应，设Al3+物质的量与总物质的量的比值为x。
（1）根据反应的化学方程式计算x=0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量是多少？
（2）计算沉淀中只有Fe（OH）3的x取值范围。并在图中画出沉淀总量（mol）随x（0～1）变化的曲线。
（3）若Al3+和Fe3+的物质的量之和为Amol（A为合理数值），其它条件不变时，求沉淀中同时有Fe（OH）3、Al（OH）3的x取值范围和各沉淀的物质的量（用含有A、x的式子表示）。
【提问】同学们与我一起做完了以上几道题，下面我们一起来分析这道题。首先，先分析在该题中可能发生反应的离子方程式，并分析反应物的量对反应的影响？
Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①
Al3++3OH-=Al（OH）3↓　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③
OH-适量时，Al3+、Fe3+会成为沉淀，当OH-过量时，Al（OH）3会溶解，生成AlO2-。
【提问】题中所给的OH-的物质的量是多少？
n（OH-）=0.09L×4mol/L=0.36mol
【提问】那就是说，OH-对于两种离子生成沉淀是过量的，肯定可以使Al（OH）3溶解一些或全部，那么剩余OH-能使多少Al（OH）3溶解？
计算后回答：0.06mol
【提问】当x=0.4时，溶液中的沉淀是什么呢？物质的量又是多少？
讨论、回答：发生①、②两反应共耗OH-0.30mol，生成Al（OH）3的物质的量为0.04mol，而剩余OH-0.06mol，此时Al（OH）3完全溶解。因此，沉淀为Fe（OH）3，物质的量为0.06mol。
【提问】很好，我们再分析一下，当沉淀只有Fe（OH）3时x的取值？
溶液中无Al（OH）3，耗OH-0.1×4x，有：
3×0.1（1-x）+0.4x=0.36，得x=0.6，所以当0＜x≤0.6时，沉淀只有Fe（OH）3。
【提问】我们还要画出x在（0，1）之间沉淀的物质的量，所以下面进一步分析x在取不同范围时沉淀的物质的量？
当x∈（0，0.6）时，y=0.1（1-x）
当x∈（0.6，1）时，①、②共生成沉淀0.1mol，剩余0.06molOH-，可使0.06molAl（OH）3溶解，此时沉淀的物质的量为：y=0.1-0.06=0.04（mol）。
【提问】请同学们依据上述的两个关系式画出沉淀的物质的量随x的变化曲线？
【提问】第三问实际是将数据问题字母化，解决时，应该同第二问是一样的，我们应该首先找出x在哪一点恰好使生成Al（OH）3完全溶解？
回答：3A（1-x）+4Ax=0.36
得　 x=0.36/A-3
所以，当0.36/A-3＜x＜1时，出现两种沉淀。
Fe（OH）3的物质的量为：A（1-x）mol
Al（OH）3的物质的量为：
[Ax-（0.36/A-3）]mol
=[A（x+3）-0.36]mol
【小结】通过一些试题的分析，使我们在解决化学综合计算题时有了方法、思路。在解决任何一道化学题时，必须首先仔细地阅读试题、认真地审题，在此基础上我们再投入解题的过程，只有这样，我们解题才会得心应手。
　
精选题
　
1．今有碱金属两种碳酸盐和碱土金属的一种不溶性碳酸盐组成的混合物。取其7.560g与过量盐酸反应，放出CO2体积为1.344L（标准状况），另取等质量的原混合物加水搅拌，可滤出不溶性盐1.420g。
（1）取过滤后的1/10体积，向其中缓慢滴加浓度为0.2500mol/L盐酸，并同时记录放出CO2体积（标准状况）和消耗盐酸的体积，得到如下图所示曲线。试计算确定这两种碱金属碳酸盐的化学式。
（2）将滤出的不溶性盐（1.420 g）投入到浓度为2.500mol/L盐酸中，当完全反应时，耗去盐酸16.00mL。试计算确定原不溶性碳酸盐的化学式。
2．写出H2S燃烧的化学方程式。1.0LH2S气体和aL空气混合点燃，若反应前后气体的温度和压强相等（20℃，101.3kPa）。试讨论当a的取值范围不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a的表达式。假定空气中N2和O2的体积比为4∶1，其它成分可忽略。）
3．将amolH2S和1molO2置于一个容积内进行反应。维持容器内气体的压强不变（101kPa），在120℃下测得反应前后容器内气体的密度分别为ρ1和ρ2，若a的取值范围不同，则H2S的氧化产物可能有三种情况：
（1）全部是SO2时，此时a的取值范围是______。
（2）全部是S时，此时a的取值范围是______。并且ρ1______ρ2（填小于、大于或等于）。
（3）部分是SO2，部分是S时，此时a的取值范围是______；反应所生成SO2的物质的量为______mol；容器内气体的物质的量之和为______mol（以含a的代数式表示）。
4．取3.40g只含羟基，不含其它官能团的饱和多元醇，置于5.00L氧气中，经点燃醇完全燃烧。反应后气体体积减少0.56 L。将气体经CaO吸收，体积又减少2.80L（所有体积均在标准状况下测定）。
（1）3.40g醇中C、H、O的物质的量分别为：C______ mol、 H______ mol、O______ mol；该醇中 C、H、O的原子个数之比为______。
（2）由以上比值能否确定该醇的分子式？其原因是______。
（3）如果将该多元醇的任意一个羟基换成一个卤原子，所得到的卤代物都只有一种，试写出该饱和多元醇的结构简式______。
5．石油及其分馏产物在供氧不足时燃烧，常常产生CO，这也是常见的大气污染物之一。将某气态烃在5倍体积的纯氧中燃烧，产物通过足量Na2O2并在电火花连续作用下充分反应，生成的气体体积缩小到燃烧后产物体积的3/8（气体体积都在100℃以上，101kPa时测定）。
（1）试写出通式为CxHy的某烃在供氧不足时燃烧的化学方程式（CO2的系数设定为m）。
（2）若1mol某气态烃在供氧不足时燃烧，产物在Na2O2和电火花连续作用下产生3mol氧气，且固体Na2O2增重范围为90g≤△W≤118g，求烃可能的分子式和燃烧产物CO与CO2的物质的量之比，将结果填入下表。
　
答　 案
　
1．（1）7.5 g混合物中 n（碳酸盐）=1.344/22.4 mol=0.06mol
按上图分析碱金属碳酸盐中：
设碱金属两种盐中碱金属的相对原子质量为x和y，则：
（2x+60）×0.03+（y+61）×0.02=7.56-1.42，得：3x+y=156；
经讨论得出x=y=39符合题意，因此两碱金属碳酸盐为：K2CO3（0.03 mol）、KHCO3（0.02 mol）
（2）碱土金属碳酸盐的物质的量为：
n=n（碳酸盐）-n（K2CO3）-n（KHCO3）=0.01mol
该碳酸盐的摩尔质量：1.42/0.01=142（g/mol）
0.01mol碱土金属盐多消耗盐酸：2.5×16/100=0.04（mol）
所以该盐为碱式盐，设为Z2（OH）2CO3有：2Z+17×2+60=142得Z=24（Mg）
所以碱土金属碳酸盐为：Mg2（OH）2CO3
2．2H2S+O2=2S+2H2O 2H2S+3O2=2SO2+2H2O
提示：问（1）按反应2H2S+3O2=2SO2+2H2O计算；问（2）按反应2H2S+O2=2S+2H2O计算，由于产物水的相对分子质量小于两反应物的相对分子质量，硫是固体；问（3）介于（1）和（2）之间，按照两个化学方程式关系列出关系式计算。
4．（1）0.125　 0.300　 0.100　 5∶12∶4
（2）可以；因为该结构简式中H原子个数对应C原子已经饱和，所以最简式即分子式C5H12O4。
（3）C（CH2OH）4
提示：n（C）=n（CO2）=2.80/22.4=0.125（mol）
m（CO2）=0.125×44=5.5（g）
V（O2）余=5-0.56-2.80=1.64（L）
n（O2）耗=（5-1.64）/22.4=0.15（mol）m（O2）耗=4.8（g）
根据质量守恒定律：m（醇）+m（O2）耗=m（CO2）+m（H2O）求得：
m（H2O）=3.40+4.8-5.5=2.7（g）
所以：n（O）=（3.40-12×0.125-0.3×1）/16=0.100（mol）
（2）C4H8
提示：2CO+O2=2CO2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ①
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ②
将①、②式合并得：CO+Na2O2=Na2CO3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③
由此可以确定燃烧产物的去路：CO完全被吸收。CO2和H2O生成O2，
解得x=4 y=8
（2）1molCO2使过氧化钠增重28g，1molH2O使过氧化钠增重2g，CO完全被过氧化钠吸收，所以依据原有关系，列出关系式：
33．化学综合计算题中的能力测试
　
教学目标
知识技能：通过对一些典型例题的分析解答，强化化学基础知识与技能在化学计算中的应用，以及化学基本计算在综合计算中的应用。
能力培养：培养学生处理和挖掘题示信息的能力；将化学问题抽象成为数学问题，并利用数学工具解决化学问题的能力；分析、推理和判断的逻辑思维能力。
科学思想：化学综合计算是化学基本计算的发展，立足基础，重视综合，联系生产生活实际，注重融会贯通。
科学品质：培养学生的灵活性、严密性、整体性和创造性等优秀的思维能力品质。
科学方法：采用逻辑思维和形象思维；发散思维和收敛思维；集中思维，创造思维等多种的思维方式，优化学生的思维方法。
重点、难点　　 抓住关键题示，找准突破口形成解题思路；培养学生思维的灵活性、严密性，力争思维求异，解法求优。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】今天我们进行化学综合计算题的复习，化学综合计算就是《考试说明》中所列化学计算的最后一项，其重点是测试能力。
化学综合计算题涉及的内容繁多，形式千差万别，解法很多。但不管哪种解法，首先要经过认真审题、科学析题、仔细解题这几个环节。抓住解题的突破口，形成解题思路，采用较好的方法进行解题。
【讲述】解化学综合计算题的思想：
①联系生产生活，结合实际；
②立足基础，重视综合；
③依据“守恒、平衡、结构”等理论；
④应用“摩尔、差量、平均值”等概念；
⑤分析判断，计算组成；
⑥注意各科之间的联系，融会贯通；
⑦思维求异，解法求优。
学生活动
领会《考试说明》的要求：化学综合计算是化学基本概念和基本理论、元素及其化合物、有机化学基础、化学实验等知识内容，与计算因素的各类问题的综合应用。
聆听，思考，理解解答化学综合计算题的思路和方法。
在重视学科特点和学科思想的基础上，抓住关键题示，找准突破口，形成解题的思路。
化学综合计算的解题，没有一成不变的方法模式，关键是在理解题意的前提下，建立一定的基本思维模式。
【投影】例1 　某固态混合物中含有mgKNO3和若干克不溶于水的杂质，将此混合物加入ng水中，在10℃，40℃，75℃时观察充分溶解后的结果如附表和图6-12所示。
求：（1）m，n的值是多少？
（2）75℃溶液是否饱和？
（3）若要在ng水中恰好溶解mgKNO3即饱和，则温度应控制在多少度？
【组织讨论】题目所给数据暗示了什么？如何判断在不同温度时，溶液的饱和程度？
分析解题思路并求解。
【讲述】此题综合考查有关物质溶解度的计算。涉及饱和溶液、不饱和溶液、溶解度等基本概念，以及温度与溶解度的关系。重点测试运用化学基础知识与技能的能力，以及分析能力和思维能力。
读题，思考，分析题给数据的关系。
对题目所给数据展开讨论。解题思路是：
从题给数据发现，随温度的逐渐升高，剩余物质的质量不断减少，因此在10℃和40℃时，溶液为饱和溶液，75℃时溶液是否饱和，只从实验数据还无法确定。
（1）利用饱和溶液的特征，可以求溶剂的质量n值。
（2）m为已溶解的KNO3和未溶解的KNO3的质量之和。
（3）求出ng水恰好溶解m gKNO3时饱和溶液的溶解度，查溶解度表，即可判断温度。
回答：随温度的升高，剩余物质的质量不断减少，因此在10℃和40℃时，溶液为饱和溶液。
利用饱和溶液的溶解度可以进行计算
解得n=200（g）
（2）假设在75℃时，溶液饱和。
设：未溶固体与不溶固体共为x。
解得x=2.4g
从已知可知x应当为82g，显然假设错误，说明在75℃时，溶液为不饱和溶液，82g为不溶性固体。
10℃最多能溶解KNO3的质量为：
m=261g+41.4g-82 g=220.4g
或　 m=175 g+63.7g×200g/100g-82 g
=220.4 g
（3）要使n g水中恰好溶解mgKNO3即饱和。
解得St℃=110.2（g）
根据溶解度表可知：t=60℃
【投影】例2　 在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验：各取30mL同浓度的盐酸溶液，加入不同质量的同一种镁铝合金粉末，产生气体，有关数据记录如下：
试回答：
（1）甲组实验中盐酸______，乙组实验中盐酸______（均填“过量”、“适量”或“不足量”）。
（2）要推导出盐酸的物质的量浓度，所提供的数据中作计算依据的是______，计算出盐酸的物质的量浓度为______mol/L。
（3）要求出合金中镁、铝的物质的量之比，可作计算依据的数据是______，镁、铝的物质的量之比为______。
（4）在丙组实验之后，向容器中加入一定体积1mol/L的苛性钠溶液，可恰好使铝元素全部以偏铝酸根形式存在，并使镁离子刚好沉淀完全，则溶液中偏铝酸钠的物质的量为______mol，氯化钠的物质的量为______mol，所加苛性钠溶液的体积为______mol。
【组织讨论】分析解题思路并求解。
【讲述】本题源于基本的化学计算，通过镁铝与盐酸的反应，考查利用化学反应方程式的计算，尤其是过量计算的判断，利用多组数据的相互联系，寻找解题的突破口。注重考查应用各方面知识，进行分析、推理和判断的能力。
阅读题目、领会题意。
讨论。同学中产生两种不同观点，请两位代表发言。A同学：甲、乙两组实验中盐酸过量，丙组实验中盐酸不足。B同学：同意A同学对甲、丙两组结论的判断，但乙组实验中盐酸是不足的。
进一步讨论，根据甲、乙、丙三组实验的数据记录，在盐酸的物质的量相同的情况下，乙组产生的气体和消耗的合金都比甲多，说明甲组中盐酸过量；乙和丙产生的气体体积相同，但加入合金的质量丙大于乙，说明丙组中盐酸不足。乙组的情况必须通过计算，才能判断出盐酸是不足。
（1）分析甲、乙、丙三组实验的数据记录：加入合金的质量：m（甲）＜m（乙）＜m（丙），生成气体的体积：V（甲）＜V（乙）=V（丙），由于盐酸的体积相同、浓度相同，因此，丙组实验中盐酸不足，甲组实验中盐酸过量。比较甲、乙两组数据：
m（甲）∶m（乙）=1∶1.5
V（甲）∶V（乙）=1∶1.2
则 乙组实验中盐酸是不足的。
（2）要推导盐酸的物质的量浓度，应知道盐酸的体积和HCl的物质的量。现已知盐酸的体积，HCl的物质的量可以通过乙或丙组实验产生H2的物质的量进行计算。
则：所提供的数据为：30 mL（盐酸的体积）和336mL（H2的体积）。cmol/L×0.03L=（0.336L÷22.4L/mol）×2c=1mol/L
（3）甲组实验中，镁、铝合金完全参加反应，依据合金的质量（0.255 g）和产生H2（280mL）的体积，可以计算合金中镁、铝的物质的量。
设：合金中镁、铝的物质的量分别为x、y。
则：镁、铝的物质的量之比为1∶1。
（4）在丙实验之后，向容器中加入一定体积的苛性钠溶液，恰好使铝元素全部以偏铝酸根形式存在，使镁离子刚好沉淀完全，此时溶液中的溶质为NaAlO2和NaCl。
则n（NaAlO3）=n（Al）
=0.459 g÷（24+27）g/mol=0.009 mol
n（NaCl）=n（HCl）=1mol/L×0.03 L
=0.03 mol
n（NaOH）=n（NaAlO2）+n（NaCl）
=0.009 mol+0.03 mol=0.039 mol
V（NaOH）=0.039 mol÷1mol/L=0.039 L
即V（NaOH）=39 mL。
【评价】大家的讨论非常激烈，B同学的判断正确，找到了解题的突破口。
【投影】例3　 将8.8gFeS固体置于200mL2.0mol/L的盐酸中，以制备H2S气体。反应完全后，若溶液中H2S的浓度为0.10mol/L，假定溶液体积不变，试计算：
（1）收集到的H2S气体的体积（标准状况）；
（2）溶液中Fe2+和H+的物质的量浓度。
【讲解】此题是常规计算题，要求计算时概念清楚，思维严密。考查了计算能力和解计算题的精确性、严密性。
【组织讨论】分析解题思路并求解。
认真分析题意，积极思考，展开讨论。
书写化学方程式：
FeS+2H+=Fe2++H2S↑
由于发生反应的两种反应物FeS和盐酸的量已经给出，求H2S气体的体积时，必须考虑过量计算。在制备H2S气体时，有少量的H2S溶解在反应液中，因此，实际收集到的H2S并不是从反应方程式得到的计算量。题目中告诉了H2S的浓度，就提示了这一点；由于氢硫酸是很弱的酸，在强酸（本题中盐酸过量）中，由H2S电离出的[H+]可以忽略不计。
判断盐酸为过量，应以FeS的物质的量为基准计算。
n（FeS）=8.8g÷88 g/mol=0.10 mol
（1）共生成H2S为0.10mol。在溶液中溶解的H2S物质的量为：
0.20L×0.10 mol/L=0.02mol，所以收集到H2S气体的物质的量为：
0.10 mol-0.02 mol=0.08mol收集到H2S气体的体积（标准状况）为：
0.08mol×22.4L/mol=1.8L
（2）生成Fe2+为0.10mol，其浓度为：
0.10mol÷0.20L=0.50mol/L
消耗掉H+0.20mol，反应前H+的物质的量为：2.0mol/L×0.20L=0.40mol
则：溶液中H+的物质的量浓度为：
（0.40 mol-0.20mol）÷0.20L=1.0mol/L
【投影】例4 　在100mLNaOH溶液中加入NH4NO3和（NH4）2SO4的固体混合物，加热充分反应，如图6-13表示加入的混合物质量与产生的气体体积（标准状况）的关系。
试计算：
（1）NaOH溶液的物质的量浓度。
（2）当NaOH溶液的体积为140mL，固体混合物的质量是51.6g时，充分反应后，生成气体的体积（标准状况）为______L。
（3）当NaOH溶液的体积为180mL，固体混合物的质量仍为51.6g时，充分反应后，生成气体的体积（标准状况）为______L。
【组织讨论】题给图形隐含了哪些信息？请认真分析题给图形、坐标、数据所反映的情况。
分析解题思路并求解。
读题、审题。同桌之间商量、讨论。
（1）小题要求根据图上的曲线，找出两种作用的物质恰好完全反应时的量的关系，并依此进行计算，求出其中一种作用物的浓度。第（2）、（3）小题是在第（1）小题的基础上，判断不同题设条件的过量计算。
回答：由图中折线所对应的纵、横坐标可知，对于100mLNaOH溶液而言，随着铵盐加入量的增加，放出的NH3的体积也增大；但是，当铵盐的加入量超过34.g以后，NH3的体积不再变化，说明100mLNaOH溶液跟34.4g铰盐恰好完全反应。
（1）根据化学方程式：
要计算第（2）和（3）小题中产生的NH3的体积，首先应判断两种作用物中哪一种试剂为过量。
设：跟51.6g固体反应时需要的NaOH溶液的体积为V1
（2）通过以上计算得知，140mLNaOH溶液对于51.6g铵盐固体是不足量的。计算NH3的体积应依NaOH为准。生成NH3的体积为：
（3）判断可知，180mLNaOH溶液对于51.6g镁盐固体是过量的，即51.6g固体混合物是不足量的。所以，计算NH3的体积应依铵盐混合物为准。生成NH3的体积为：
【讲解】此题通过对图示法给出信息的理解，挖掘题示信息，并从中选择必需的信息，避开干扰因素，寻找解题的捷径。考查了对图示法给出信息的理解和接受能力，以及灵活组合、运用基础知识的能力。
【投影】例5　 计算以下两小题时，除必须应用所有给出的数据外，还各缺少一个数据，指出该数据的名称（分别以a和b表示），并列出计算式。
（1）在温度为t℃和压力为pPa的情况下，19.5gA与11.0gB恰好完全反应，生成固体C和3.00L的D气体，计算生成C的质量m。
缺少的数据是______；
计算式为m=______。
（2）0.48g金属镁与10mL盐酸反应，计算生成的H2在标准状况下的体积V（H2）。
缺少的数据是______；
计算式为=______。
【组织讨论】分析解题思路并求解。
认真读题，审题。
讨论，通过仔细分析题给数据，寻找到解题的突破口。
（1）题目已给出反应物A和B的质量以及生成物D的体积，若要求生成物C的质量，只有运用质量守恒定律才有可能求出C的质量。将气体D的体积换算为质量时必须知道其密度。
缺少的数据为气体D的密度ag/L。
m（C）=19.5g+11.0g-ag/L×3.00 L
=（30.5-3.00a）g
（2）现在知道盐酸的体积而不知HCl的物质的量或质量，自然无法判断出实际参加反应的Mg或HCl，而将盐酸的体积转换为HCl的物质的量或质量时，还须补充盐酸的物质的量浓度bmol/L。根据化学方程式：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
若Mg和盐酸恰好反应，则：
bmol/L×0.01L=2×（0.48g÷24g/mol）
b=4.0mol/L
①当b＜4.0mol/L时，盐酸不足。
V（H2）=[（bL/mol×0.010L）÷2]×22.4L/mol
　=0.112 b L
②当b＞4.0 mol/L时，盐酸过量。
V（H2）=（0.48g÷24g/mol）×22.4 L/mol
　=0.448 L
【讲解】此题为缺数据计算题，由于解题条件并不充分，必须通过具体的反应，判断缺少数据的可能，然后根据不同情况进行计算。本题通过判断缺少数据的可能，考查思维的严密性和创造性。
【投影】例6　 （1）已知某混合气体中CH4、C2H4、C2H6的体积分数依次为80.0％、15.0％、5.00％，请计算0.500mol该混合气体的质量和标准状况下的密度（g/L）。
（2）CH4在一定条件下催化氧化可以生成C2H4、C2H6（水和其它反应产物忽略不计）。取一定量CH4经催化氧化后得到一种混合气体，它在标准状况下的密度为0.78g/L。已知反应中CH4消耗了20.0％，计算混合气体中C2H4的体积分数（本题计算过程中请保留3位有效数字）。
【组织讨论】分析解题思路并求解。
【讲解】此题通过计算有关混合气体的密度和反应后混合气的组成，考查了分析、综合、推理反应过程的逻辑思维能力和接受、理解提示信息及处理数据的能力。
本题若从反应前或反应后不同角度分析问题，可以采用多种途径进行解题。
认真听讲，积极思考，领会题目的涵义，展开讨论。
（1）此小题要求正确理解物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、质量、密度等概念化学的涵义，并灵活运用它们之间的关系，计算混合气体的质量和标准状况下的密度。
（2）CH4在一定条件下催化氧化，生成C2H4和C2H6时，由于：2CH4→C2H4，2CH4→C2H6；即每2molCH4转变为1molC2Hy，故反应后混合气体的物质的量为反应前甲烷物质的量的90％。利用CH4在转变为C2H4、C2H6的过程中碳原子守恒，是解题之关键。讨论后具体解法如下：
（1）混合气体的质量为：
0.500×（16×0.800+28×0.150+30×0.050）=9.25g
（2）解法一：设反应后混合气体为1mol，其中C2H4为xmol，C2H6为ymol，则还有CH4为（1-x-y）mol。
C2H4体积分数=（0.0418÷1）×100％
=4.18％
解法二：因为2CH4→C2H4　 2CH4→C2H6
由于消耗了20％的CH4，所以生成的C2Hy是原CH4体积的10％，反应后，
CH4体积分数=0.8÷0.9=88.89％
C2Hy体积分数=1-88.89％=11.11％
设：C2H4体积分数为x，则C2H6的体积分数为（0.1111-x）
16×0.8889+28x+30×（0.1111-x）=0.78×22.4
解得x=0.0417
C2H4的体积分数=4.17％
解法三：设反应前CH4为1mol，其中有xmolCH4转化成C2H4，即生成x/2molC2H4和（0.200-x）/2molC2H6，则：
反应后混合气体的总物质的量=0.800 mol+0.200 mol÷2=0.900 mol
解得x=0.075（mol）
【投影】例7　 晶体具有规则的几何形状，晶体中最基本的重复单位称为晶胞。NaCl晶体结构如图6-14所示：
已知FexO晶体晶胞结构为NaCl型，x值应为1，但由于晶体缺陷，x值小于1。测知FexO晶体密度ρ=5.71g/cm3，晶胞边长为4.28×10-10m（此题铁原子量为55.9，氧原子量为16）。试求：
（1）FexO中x值（精确至0.01）为____。
（2）晶体中铁元素以Fe2+和Fe3+形式存在，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe2+所占分数（用小数表示，精确至0.001）为____。
（3）此晶体的化学式（用FemFenO形式书写，m与n用小数，并注明Fe的化合价）为____。
（4）与某个Fe2+（或Fe3+）距离最近且等距的O2-子所围成的空间几何形状为____。
（5）在晶体中，铁元素的离子间最短距离为______m。
【展示】NaCl晶体模型。
【提问】在NaCl的晶胞（或晶格）中含有多少个NaCl的离子对？
仔细审题，认真观察NaCl晶体模型。
一些同学绘画草图，分析NaCl晶体结构特点。一些同学情不自禁地展开争论，个别同学踊跃回答问题。
在NaCl晶胞中，属于每个晶胞的Na+为：1/8×8+1/2×6=4（个）；Cl-为：1/4×12+1=4（个）；即每个晶胞含有4个NaCl的离子对。
在NaCl晶格中（一个晶胞的1/8），Na+和Cl-均为：1/8×4=1/2（个）；即每个小立方体含有1/2个NaCl的离子对。
（1）根据FexO的晶体密度、体积、摩尔质量、阿伏加德罗常数，求x值。
解①：（按一个晶胞考虑）
[（4.28×10-8）3×5.71×6.02×1023]÷4=55.9x+16
x=0.92
解②：（按一个晶格考虑）
[（2.14×10-8）3×5.71×6.02×1023]×2=55.9x+16
x=0.92
（2）解①设：在FexO晶体中Fe2+的数目为m，Fe3+的数目为n，
解②假设在FexO晶体中，Fe2+、Fe3+分别以FeO和Fe2O3的组成存在，其中FeO数目为y，Fe2O3的数目为z。则
Fe2+所占分数为：
（3）依据（2）解①可知：在FexO晶体中Fe2+的数目为0.76，Fe3+的数目为0.16，则此晶体的化学式为：
（4）认真观察晶体的几何图形发现：当某个Fe2+（或Fe3+）位于立方体的中心时，与之距离最近且等距离的O2-离子位于立方体的6个面的面心，所以围成的空间几何形状为正八面体。
（5）在晶体中，两个铁离子处于边长为2.14×10-10m的正方形的对角线位置，应用勾股定理求得铁元素的离子间最短距离为：
【讲述】如图6-15，某含有A、B、C三元素晶体的晶胞（前后面心上的未画出），处于顶点处的微粒为8个晶胞共有，每个晶胞有1/8个；处于面心的微粒为2个晶胞共有，每个晶胞有1/2个；处于体心的微粒，则完全属于该晶胞。若棱边上也有，则为4个晶胞共有，每个晶胞有1/4个。
【讲述】此题涉及的是晶体的空间构型，正确认识晶体的几何外形，分析晶体中各微粒在晶胞中所处的位置是解题的基础。本题将立体几何图形和化学分子模型联系起来，将化学问题抽象为数学问题来解决，达到了考查思维能力的较高层次。
【投影】例8　 现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中CuO的质量为xg。实验中可以测定如下数据：W—混合物的质量（g）、W（H2O）—生成水的质量（g）、W（Cu）—生成Cu的质量（g）、V（H2）—消耗H2在标准状况下的体积（L）。
（已知摩尔质量：Cu—64g/mol、CuO—80g/mol、Cu2O—144g/mol、H2O18g/mol）
（1）为了计算x，至少需要测定上述四个数据中的____个，这几个数据中的组合有____种，请将这些组合一一填入下表格中。
说明：①选用W、W（H2O）、W（Cu）、V（H2）表示，不用列出具体算式；②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。
（2）从上述组合中选写一个含W的求x的计算式：x=______。
【组织讨论】分析解题思路并求解。
【讲述】此题选用熟悉的H2还原CuO的反应，考查从诸多测定的数据中确定至少需要多少个数据才能求得混合物的组成，而且还要判断这些数据有多少种组合，考查了利用数学工具解化学计算题的能力，以及思维的敏捷性和创造性。
认真阅读，倾听讲解。
分析题意，讨论4种数据的可能组合。
（1）题目提供有4个数据：W、W（H2O）、W（Cu）、V（H2）。为了求混合物中CuO的质量x，如果只有一个上述数据，显然无法计算；如果有两个数据，通过列方程进行可求解。如：
已知W和W（Cu），根据反应前后Cu的物质的量不变，x/80+2（W-x）/144= W（Cu）/64求解，得x。
题给4种数据的两两组合并非都能求得CuO的质量，只有两个独立变量才能求解。
（2）选择含W的组合①、②、③，依据某元素反应前后物质的量守恒，列方程求解。
同学争先抢答：题目给出4个数据，共有6种组合形式，即①W和 W（H2O），②W和W（Cu），③W和V（H2），④W（H2O）和W（Cu），⑤W（H2O）和W（H2），⑥W（Cu）和V（H2）。
书写化学方程式，分析反应前后各物质之间的量的关系。
CuO+H2 Cu+H2O
Cu2O+H2 2Cu+H2O
观察、分析以上两个化学方程式，可发现其中H2与H2O的物质的量之比为1∶1，不论CuO与Cu2O按何种比例混合，W（H2O）和V（H2）之比均不变，说明W（H2O）和V（H2）这两个量不是独立变量，不能由该组合计算CuO的含量，所以合理的组合共5种。
（1）计算CuO的质量，需要2个独立的变量。合理的组合共5种。
（2）从合理的5种组合中，选择含W的组合①、②、③，通过运用物质的量守恒，列方程求解。
①根据W和W（Cu）
由Cu原子物质的量守恒：
x/80+2（W-x）/144=W（Cu）/64
x=（40W-45W（Cu））/4
②根据W和W（H2O）
由O原子物质的量守恒：
x/80+（W-x）/144=W（H2O）/18
x=（40W（H2O）-5W）/4
③根据W和V（H2）
因n（CuO）+n（Cu2O）=n（H2）
则/80+（W-x）/144=V（H2）/22.4
即x=（225V（H2）-35W）/28
　
精选题
　
1．一定量的钠、铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20mL、pH=14的溶液。然后用1mol/L的盐酸滴定至沉淀量最大时，消耗盐酸40mL。求原合金中钠的质量。
2．由于保存不当，将mg的生石灰（CaO）露置于空气中而变质，质量变为1.2mg。为测定此生石灰中CaO的质量分数，按下列过程进行实验和计算，回答有关问题：
（1）粉末A的成分______；气体B的成分______；气体C的成分______。
（2）粉末A中CaO的质量分数______。
3．现有一重水（D2O）和水（H2O）的混合物（不是天然的纯水。）当wg这种水被电解时，电路上通过xmol电子，阳极收集气体w1g，阴极收集气体w2g（电解产物的溶解忽略不计）。
（1）若要求出重水的质量分数y，至少需上述w，x，w1，w2等4个数据中的______个。这种数据共有几组，在下列空格中分别列出（不必填满，填错要倒扣分）。
①____；②____；③____；④____；⑤____；⑥____；⑦____；⑧____。
（2）从（1）中空格所填的数据中任取一组含w1的数据，计算已被电解的水中D2O的质量分数y。
4．等物质的量NaHCO3和KHCO3的混合物9.20g与100mL盐酸反应。
（1）试分析，欲求标准状况下生成的CO2体积时，还需什么数据（用a、b等表示，要注明单位）______。
（2）求标准状况下生成的CO2的体积：
（3）若NaHCO3和KHCO3不是等物质的量混合，则9.20g固体与盐酸完全反应时在标准状况下生成CO2气体的体积大于____L；小于____L。
5．有一固体混合物，由下列物质中的若干盐组成：①Na2S；② Na2SO3；③Na2S2O3；④NaHSO4。将混合物溶于适量水中，各物质恰好完全反应，生成沉淀nmol，产生一种气体VL（标准状况下，假设气体全被收集）。该气体不能使湿润品红试纸褪色，过滤，将滤液蒸干，得一纯净物。
（1）原混合物至少由______种物质组成。
（2）计算（1）中各组成成分可能的物质的量。
　
答　 案
　
做图分析题意，反应前的Na最后恰好生成NaCl，利用Na和HCl物质的量守恒，求算。n（Na）=n（NaCl）=n（HCl）=0.04 mol，m（Na）=0.04 mol×23 g/mol=0.92 g。
2．（1）A的成分为CaO，Ca（OH）2，CaCO3的混合物。B的成分为H2O，CO2，HCl。C的成分是CO2。
（2）由CaO→A，质量增加了0.1mg，这是CaO→Ca（OH）2，CaO→CaCO3的结果，A中的CaCO3与沉淀D（CaCO3）质量相等（CaCO3→CaO→CaCO3）。
设：变成Ca（OH）2的CaO质量为x1，变为CaCO3的CaO质量为x2。
18x1/56+0.1m=0.2m x2=0.28m（g） x2=0.14m（g）
故变质的CaO质量共有：0.28m+0.14m=0.42m（g）
A中未变质的CaO的质量为：m-0.42m=0.58m（g）
A中的CaO的质量分数为：0.58m/1.2m×100％=48.3％
3．（1）至少需2个数据。①w和x，②w和w1，③w和w2，④w1和w2，⑤w2和x。（2）设被电解的H2O和D2O的物质的量分别为a和b，则电解产生的H2，D2，O2的物质的量分别为a，b，1/2（a+b）。
若选w和w1一组，列式为：
1/2a+1/2b=1/32w1　　　　　　　　　 解得b=（8w-9w1）/16mol
18a+20b=w　　　　　　　　　　　 y=5（8w-9w1）/4w×100％
若选w2和w1一组，列式为：
1/2a+1/2b=1/32w2　　　　　　　　　 解得b=（8w2-w1）/16mol
2a+4b=w2　　　　　　　　　　　　　　　　　 y=5（8w2-w1）/4（w1+w2）×100％
4．（1）缺少的为盐酸的物质的量浓度，表示为amol/L。
（2）①当盐酸不足时，a＜1.0mol/L　 V（CO2）=0.1amol×22.4 L/mol=2.24aL。
②当盐酸过量时，a＞1.0 mol/L
V（CO2）=[9.20 g÷（84.0+100.0）g/mol]×2×22.4 L/mol=2.24 L。
（3）若9.2g全部为NaHCO3，V（CO2）=（9.2g÷84 g/mol）×22.4L/mol=2.45L；若9.2g全部为KHCO3，V（CO2）=（9.2g÷100g/mol）×22.4L/mol=2.06L。所以，9.20g固体与盐酸完全反应时在标准状况下生成CO2气体的体积大于2.06L；小于2.45L。
5．（1）原混合物至少由三种物质组成。即：Na2S、Na2SO3、 NaHSO4或Na2S、Na2S2O3、NaHSO4组成。
（2）Na2S+2NaHSO4=2Na2SO4+H2S↑
V/22.4mol 2V/22.4mol　 V/22.4mol
2Na2S+Na2SO3+6NaHSO4=6Na2SO4+3S↓
2n/3mol　　　　 n/3mol　　　　 2nmol　　 nmol
2Na2S+Na2S2O3+6NaHSO4=6Na2SO4+4S↓
n/2mol　　　　　 n/4mol　　　　 3n/2mol　 nmol
原混合物至少由（V/22.4+2n/3）molNa2S，n/3molNa2SO3和（2V/22.4+2n）molNaHSO4组成，或至少由（V/22.4+n/2）molNa2S，n/4molNa2S2O3和（V/11.2+3n/2）molNaHSO4组成。同系物及同分异构体
　
教学目标
知识技能：通过同系物和同分异构体的专题复习，巩固同系物和同分异构体的概念、书写、判断、确定等；了解同系物化学性质的相似性及物理性质的递变性，了解同分异构体的较常见的题型。
能力培养：培养学生认真审题、有序思维、准确判断推理的能力，培养学生对“信息知识”的自学能力。
科学思想：学会多层面、多角度地分析和看待问题；形成尊重事实、尊重科学的学风。
科学品质：对学生进行严谨求实、认真仔细的科学态度教育；强化参与活动的乐趣及获得成功的体验。
科学方法：感性认识与理性认识相互转化，透过现象抓本质的方法。
重点、难点　　 同系物判断，同分异构体的辨析能力。
教学过程设计
教师活动
【引言】本节课我们重点复习有机化学的同系物、同分异构体的有关内容。
【板书】有机化学同系物、同分异构体专题复习
一、同系物、同分异构体的概念
【设问】1．中学阶段我们已学习过的涉及“同”字的概念主要有哪几个？
2．同学们能否设计一个表格或方案将这几个概念所涉及的有关内容进行比较？请同学们思考并设计。
学生活动
明确复习重点。
做笔记、思考。
回忆、思考、发言。
回答：（1）含“同”的概念主要有四个：同位素、同素异形体、同系物、同分异构体。
方案之一：
指导学生：
1．用实物投影仪展示学生们的设计方案。
2．展示经大家补充修改的方案。
【讲述】同学们根据方案的要求将表格中的各项内容自己整理进行复习。
【提示】这部分内容课前已布置预习作业。
指导学生：
1．完成表格中的各项内容达到复习巩固的目的。
2．及时订正学生回答中的不准确内容，或找学生评价或订正相关内容。
【讲述】本节课的复习重点是同系物和同分异构体，现就这两个概念我们进一步深入进行讨论。
【讲述】首先我们就“同系物”的有关内容讨论下列问题。请同学们分小组讨论5min并推荐代表发言。
【投影】
讨论题：
1．同系物是否必须符合同一通式？举例说明。
2．通式相同组成上相差若干个CH2原子团是否一定是同系物？
3．CH3CH2Br与CH3CH2CH2Cl都是卤代烃，且结构相差一个CH2原子团是否是同系物？为什么？
4．CH3CH2CH3和 ，前者无支链，后者有支链能否互称同系物？
5．请你概括总结判断同系物的要点。
讨论、发言：
发言要点：
1．同系物必符合同一通式。如：CH3CHO和CH3COOH，前者符合CnH2nO的通式，后者符合CnH2nO2的通式，故它们不是同系物。
2．通式相同不一定是同系物，必须是同一类物质。例如：CH2=CH2与 虽都符合CnH2n通式，但它们分别属于烯烃和环烷烃结构不相似，不是同系物。
3．同系物组成元素相同。例如：CH3CH2Br与CH3CH2CH2Cl虽都符合CnH2n+1；X的通式，C、H原子数又相差一个CH2原子团，同属卤代烃，但因原子不同，即组成元素不同，故不是同系物。
4．同系物结构相似但不一定完全相同。例如：CH3CH2CH3和 ，虽前者无支链而后者有支链，结构不尽相同，但两者碳原子均以单键结合成链状，结构相似，属于同系物。
5．
【讲述】下面我们就同分异构体的有关内容围绕下列问题进行讨论。
【投影】
讨论题：
1．同分异构体中分子式相同分子量一定相同，能不能把概念中的分子式换成分子量呢？为什么？请举例说明。
2．最简式相同的物质是否为同分异构体？举例说明。
讨论、发言：
1．回答：不能。因为分子量相同分子式不一定相同。例如：分子量为28，可以是乙烯也可以是一氧化碳。
2．最简式相同的物质不是同分异构体。
例：（CH2）n可以是CH2=CH2也可以是 ，它们不具有相同的分子式，所以不是同分异构体。
【讲述】通过前面的复习，同学们对四个含“同”的概念的内涵已比较清楚了，下面我们通过一组例题反馈巩固上述内容。
【投影】
1．O2和O3是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．同分异构体　　　　　　　　　　　　 B．同系物
C．同素异形体　　　　　　　　　　　　 D．同位素
2．下列各组物质的相互关系正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．同位素：1H+、2H-、2H2、2H、3H
B．同素异形体：C60、C70、C金刚石、C石墨
C．同系物：CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2
D．同分异构体：乙二酸二乙酯、乙二酸乙二酯、二乙酸乙二酯
3．如果定义有机物的同系物是一系列结构式符合 （其中n=0、1、2、3…）的化合物。式中A、B是任意一种基团（或氢原子），W为2价有机基团，又称为该同系列的系差。同系列化合物的性质往往呈现规律变化。下列四组化合物中，不可称为同系列的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH3CH2CH2CH3、CH3CH2CH2CH2CH3
B．CH3CH=CHCHO、CH3CH=CHCH=CHCHO、
CH3（C=CH）3CHO
C．CH3CHClCH3、CH3CHClCH2CH3、CH3CHClCH2CHClCH3
D．ClCH2CHClCCl3、ClCH2CHClCH2CHClCCl3、
ClCH2CHClCH2CHCl
CH2CHClCCl3
4．下列各组物质中，两者互为同分异构体的是　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．NH4CNO与CO（NH2）2
B．CuSO4·3H2O与CuSO4·5H2O
C．[Cr（H2O）4Cl2]Cl·2H2O与[Cr（H2O）5Cl]Cl2·H2O
D．H2O与D2O（重水）
思考、讨论、回答：
1．答案：C
2．分析：A2H2表示分子式非同位素。
C尽管分子式相差若干个CH2，而每个分子式可表示不同类物质。例：C2H4O2可表示CH3COOH也可表示HCOOCH3，所以无法确定。D分子式不相同，非同分异构体。
答案：B
3．分析：A．符合结构相似且相差一个CH2原子团是同系物。
B．结构相似相差若干个“CH=CH”原子团是同系物。
C．结构相似，组成相差若干个“CHCl”是同系物。
D．没有固定“系差”所以为非同系物。
答案：D
4．分析：A．每个分子都在1个C、4个H、1个O和2个N，而且结构不同。正确。B．分子式不同故不正确。C．两物质都含有1个Cr、3个Cl、12个H和6个O，且结构不同。正确。D．水和重水有相同结构，不同是H的同位素不同，不属同分异构，不正确。
答案：A、C
【讲述】通过反馈练习，同学们加深了对含“同”的四个概念的理解，重点是同系物和同分异构体的理解。对于同系物主要是理解概念而对于同分异构体不仅要理解概念，还需要灵活运用。下面我们进一步复习常见的同分异构体的类别。
思考、听讲、记笔记。
【板书】二、常见同分异构体的类别
【讲述】请同学们看一组题，分析正确答案是什么？并分析每道题涉及同分异构体是属于哪一类异构现象？
【投影】
1．下列各组物质与CH3CH2C（CH3）2CH2CH3互为同分异构体的是 （　　　 ）
A．
B．
C．
D．
分析、思考、回答：
1．答案：B
属于同分异构中的碳链异构现象。
2．与CH3CH= 互为同分异构体的是　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CH3CH=CHCH2CH3
B．
C．
D．
2．答案：B、C
属于同分异构中的官能团位置异构现象。
3．对复杂的有机物的结构，可以用键线式简化表示。如：有机物CH2=CHCHO，可简化写成 。则与键线式为 的物质互为同分异构体的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．
B．
C．
D．
3．分析 中有7个C，8个H，1个O，与其分子式相同而结构不同只有D。
答案：D
属于同分异构中的官能团异构现象。
【板书】1．碳链异构
2．官能团位置异构
3．官能团异构
【提问】关于三种异构现象我们已经让同学们课下预习、小结了。请同学们就官能团异构的有关内容将你们设计的小结方案大家之间相互交流一下，看看同学们归纳的是否合理，是否全面，是否正确，请同学们发言。
某学生方案：
指导学生：小结、复习。
【指导】
1．利用实物投影仪展示学生们的小结方案。
2．请同学到前面宣讲自己的小结内容。
3．及时订正学生回答中的不准确的内容或找学生评价或订正相关内容。
【讲述】我们已复习了同分异构体的概念和同分异构体的类别等相关内容，下面通过练习题巩固已复习的有关内容。
【投影】
例1下列有机物的一氯取代物的同分异构体数目相等的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
（1）
（2）
（3）
（4）
A．①、②　　　　　　　　　　　　　　　 B．②、③
C．③、④　　　　　　　　　　　　　　　 D．①、④
分析、思考、回答：
（1）
（2）
（3）
（4）
答案：B、D
例2在化合物C3H9N的分子中，N原子以三个单键与其它原子相连接，则化合物C3H9N具有的同分异构体数目为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．1种　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2种
C．3种　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．4种
2．答案D①CH3CH2CH2NH2，
②
③CH3—CH2—NH—CH3，
④
例3液晶是一类新型材料。MBBA是一种研究得较多的液晶化合物，它可以看作是由醛A和胺B去水缩合的产物
问：（1）对位上有一个—C4H9的苯胺可能有4个同分异构体，它们是______、______、______、______。
（2）醛A的异构体甚多。其中属于酯类化合物，而且结构式中有苯环结构的同分异构体就有6个，它们是______、______、______、______、______、______。
3．答案：（1）
①
②
③
④
（2）①
②
③
④
⑤
⑥
思考、回答。
【讲述】上述三道题属于两种常见题型，一种是确定同分异构体的数目，如：例1、例2；一种是写出同分异构体如：例3，请同学们课下再进一步练习。
【过渡】除了上述三种同分异构现象外，还有没有其它的同分异物现象呢？
【讲述】其它类的同分异构现象是中学阶段我们还没有系统学习的内容，我们可以用信息题的形式进行学习。
【板书】三、有关同分异构体信息题
【投影】例1 1，2，3-苯基丙烷的3个苯基可以分布在环丙烷平面的上下，因此有如下2个异构体：
（ 是苯基，环用键线表示，C、H原子都未画出）
据此，可判断1，2，3，4，5-五氯环戊烷（假定五个碳原子也处于同一平面上）的异构体数是 （　　　 ）
A．4　　　　　　　 B．5　　　　　　　 C．6　　　　　　 D．7
分析、思考、讨论。
1．答案：A
（●表示氯原子在环平面上）
例2 已知 和 互为同分异构体（称作“顺反异构体”），则化学式为C3H5Cl的链状的同分异构体共有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．3种　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．4种
C．5种　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．6种
【讲述】请同学们思考上述两道信息题中有什么相似点？有什么不同点？你怎样看待这个问题，请同学们讨论（分小组）然后各组推举代表谈谈看法。
2．答案B
①
③
分小组讨论后各小组代表发言。
【评价】同学们的发言很好，谈出了自己的体会和看法。上述两道信息题所展示的同分异构现象是同学们中学阶段还没有学习的“顺反异构”现象，通过上述分析可以看出同学们自学能力和信息检索能力在逐步提高，希望大家继续努力。下面我们再提供给同学们另一组信息题。
【投影】
例3 当有机物分子中的一个碳原子所连四个原子或原子团均不相同时，此碳原子就是“手性碳原子”，具有手性碳原子的物质往往具有旋光性，存在对映异构体，如 等，下列化合物中存在对映异构体的是 （　　　 ）
A．
B．
C．甲酸
D．C6H5CHOCH3
【讲述】请同学们根据题目的信息分组讨论并请代表发言说出正确答案及原因。
学生讨论、分析、发言。
答案：B、D
A．无手性碳原子。
B．有手性碳原子 存在对映异构体。
C．无手性碳原子。
D．有手性碳原子 存在对映异构体。
【评价】刚才同学们的讨论非常热烈说明同学们在积极思维，经过同学们补充和订正我们找出了正确答案，希望同学们继续努力。
【提问】通过对同系物、同分异构体的专题复习，你认为这节课的重点是什么？请归纳一下；通过复习你有什么体会请谈谈。
听课。
思考、讨论、回答。
　
精选题
　
一、选择题
1．某烃的一种同分异构体只能生成一氯代物，该烃的分子式可以是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．C3H8　　　　　　　　　　　　　　　　 B．C4H10
C．C5H12　　　　　　　　　　　　　　　 D．C6H14
2．下列叙述中，不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．金刚石和石墨互为同素异形体
B．O2和O3互为同位素
C．油酸和丙烯酸是同系物
D．氨基乙酸和硝基乙烷互为同分异构体
3．下列各组物质中既不是同分异构体又不是同素异形体、同系物或同位素的是　 （　　　 ）
A．HCOOC2H5　　　　 CH3CH2COOH
B．
C．O2、O3
D．H、D、T
4．某烷烃一个分子中含有9个碳原子，其一氯代物只有两种，这种烷烃的名称是 （　　　 ）
A．正壬烷
B．2，6-二甲基庚烷
C．2，2，4，4-四甲基戊烷
D．2，3，4-三甲基己烷
5．已知有机物A的结构为 ，可发生硝化反应，则产生的硝基化合物可能有 （　　　 ）
A．4种　 B．5种　 C．6种 D．7种
6．有机物A的结构简式为 ，它的同分异构体中属于芳香族化合物的结构共有　 （　　　 ）
A．2种　 B．3种　 C．5种 D．6种
7．烯烃、一氧化碳和氢气，在催化剂作用下，生成醛的反应叫羰基合成，也叫烯烃的醛化反应，由乙烯制丙醛的反应为CH2=CH2+CO+H2 CH3CH2CHO。由分子式为C4H8的烯进行醛化反应，得到醛类的同分异构体可能有（不包括酮）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．2种　 B．3种　 C．4种 D．5种
8．已知二氟二氮N2F2分子中两个氮原子之间以双键相结合，每个氮原子各连一个氟原子，分子中的四个原子都在一个平面上。由于几何形状的不同，它有两种同分异构体，这种原子排布顺序相同，几何形状不同的异构体被称作“几何异构”。在下列化合物中存在几何异构现象的有　　　　　　 （　　　 ）
9．下列各组化合物中，属于同分异构体的是　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．苯和环己烷
B．乙醇和乙醚
C．硝基乙烷和氨基乙酸
D．丙醛和丙醇
10．化学式为C4H9NO2的化合物的同分异构体中，属于氨基酸的有
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．3种　 B．4种　 C．5种 D．6种
二、非选择题
11．已知烯烃的同分异构体除存在双键的位置异构体外，还有顺反异构，产生顺反异构的条件必须是双键两端的碳原子，上连有不同的原子或原子团。如：
为顺式结构， 为反式结构（a、b为不同的原子或原子团）。
已知某有机物A的结构简式为： ，它在一定条件下能发生与多肽水解类似的水解反应。（1）写出A的顺式结构的结构简式___________________________________________。
（2）写出A在一定条件下水解的化学方程式__________。
（3）写出与A分子式相同的分子中含有 的α-氨基酸的结构简式______________________________________。
12．开链烷烃的分子通式为CnH2n+2（n为正整数），分子中每减少2个碳氢键必然同时增加1个碳碳键，可能形成双键或三键也可能是环状烃，但都称之为增加一个不饱和度。例如：CH3C=CCH2CH=CH2其不饱和度为3。如图4-2篮烷的结构，其不饱和度为______，其一氯取代物有种。
13．1mol Br2和1mol完全反应，生成的化合物的
同分异构体的结构简式除 之外，还有________。
　
答　 案
　
一、选择题
1．C　　　 2．B　　　　 3．B　　　　 4．C　　　　 5．B
6．C　　　 7．C　　　　 8．B　　　　 9．C　　　　 10．C
二、非选择题
11．（1）
（2）
（3）
12．5；4种
13．
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第 17 页 共 23 页原电池与电解
　
教学目标
知识技能：通过复习掌握原电池、电解、电镀、金属的腐蚀和防护原理。
能力培养：根据知识点的复习培养总结、归纳的能力，培养应用所学知识解决实际问题的能力。
科学思想：应用电化学的知识综合、归纳，理论联系实际。
科学方法：应用实验研究问题的方法。
重点、难点　 　原电池与电解池的比较。
　
教学过程设计
　
教师活动
一、电化学知识点的复习
【设问】
电化学中有哪些知识点是重点要掌握的呢？
学生活动
回答：
原电池与电解池的不同点；原电池的工作原理以及电解池的工作原理；两极反应的判断和书写；电化学的应用。
很好，我们可以将电化学的知识归纳在网络图中，哪一个同学能够写出？
【投影】知识点的归纳，网络图
学生打出投影：
1．常见的电池
【设问】
①构成原电池的材料是什么呢？
②原电池的原理是什么呢？
③它的原理与电解池有什么不同？
④常见的电池的类型？
看录像或投影：
回答：
①原电池是由金属与金属或非金属，电解质溶液构成的。
②原电池是由化学能转化为电能的装置。
③它的原理与电解池不同，因为电解池是由电能转化为化学能的装置。
④常见的电池有：干电池；蓄电池。
几种电池示意图：
【设问】
根据示意图你能说明电池的种类吗？
回答：
锌锰电池（干电池）、铅蓄电池、燃烧电池（氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池）等。
【设问】
①电池的两极各发生了什么反应？
②电池正、负两极应该如何确定？
它的两极与电解池的两极有什么不同点？
③在可逆电池中，充电、放电过程是应用了原电池的原理还是电解池的原理？
回答：
①活泼的金属为负极，发生氧化反应。
不活泼的金属为正极，发生还原反应。
②原电池与电解池的两极不相同，表现在：原电池活泼金属是负极，而电解池与电源负极相互联结的就是负极（阴极）。
原电池两极金属的金属活动性必须不同，而电解池两极可以是惰性电极，也可以是金属电极。
③放电的过程是应用了原电池的原理，而充电过程应用了电解池的原理。
【讲解】
电池可以分为可逆电池和不可逆电池，比如：干电池、燃烧电池等都是不可逆电池，它们在发生反应时有气体或生成的物质无法在相同的条件下返回，所以，称为不可逆电池。
【设问1】
请举例说明不可逆电池（展示学生解剖的干电池）？
干电池的两极材料是什么？
电解质溶液是什么？
两极反应式如何书写？
总反应如何书写？
回答1：
如：锌-锰电池
两极材料是Zn、MnO2
电解质溶液是：NH4Cl
负极：Zn-2e=Zn2+
总反应：Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑
【评价】纠正学生的错误，写出正确的反应。
【设问2】
还有什么实例呢？
两极材料是什么呢？
电解质溶液是什么呢？
回答2：
再如：锌-铜电池，负极-Zn，正极-Cu。
负极：Zn-2e=Zn2+，电解质溶液——稀硫酸。
正极：2H++2e=2H=H2
总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+
什么是可逆电池呢？（看前面的图）
谁能写出两极反应式？
总反应式又如何书写呢？
（教师指导学生书写）
铅蓄电池是可逆电池
两极反应式：
负极：Pb-2e=Pb2+
总反应：
【练习】
书写两极反应式。
若有：
（1）铜、锌、稀硫酸
（2）铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀
（3）锌、铁放在食盐水中
（4）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成）
（5）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下
根据信息写出（4）、（5）的电池总反应式。
板演：
（1）负极：Zn-2e=Zn2+
正极：2H++2e=2H=H2
（2）负极：2Fe-4e=2Fe2+
正极：O2+4e+2H2O=4OH-
（3）负极：2Zn-4e=2Zn2+
正极：O2+4e+2H2O=4OH-
（4）负极：2H2+4OH--4e=4H2O
正极：O2+4e+2H2O=4OH-
总反应：2H2+O2=2H2O
正极：2O2+8e+4H2O=8OH-
【设问】
谁能够将燃烧电池小结一下呢？
回答：
在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：
负极发生氧化反应，化合价升高，失去电子；
总反应式为：两极反应的加合；
书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。
【评价】回答的很好。
燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：
负极：化合价升高，失去电子，发生氧化反应；
正极：化合价降低，得到电子发生还原反应。
2．分析电解应用的主要方法和思路
【设问】
电解质在通电前、通电后的关键点是什么呢？
在电解时离子的放电规律是什么呢？
电解的结果：溶液的浓度、酸碱性有无变化？
回答：
通电前：电解质溶液的电离（它包括了电解质的电离也包括了水的电离）。
通电后：离子才有定向的移动（阴离子移向阳极，阳离子移向阴极）。
放电规律：
阳极：
金属阳极＞S2-＞I-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根
阴极：
Ag+＞Cu2+＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Mg2+
溶液的离子浓度可能发生变化如：电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。
因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电，所以酸碱性可能发生改变。
请同学们看下列的归纳表格。
3．原电池、电解池、电镀池的判
断规律
（1）若无外接电源，可能是原电池，依据原电池的形成条件判断，主要有“三看”。
【设问】看什么呢？
回答：
看电极；看溶液；看回路。
【投影】
先看电极：两极为导体且活泼性不同，有一个先发生化学反应。
再看溶液：两极插入电解质溶液中。
【设问】
这样就可以形成电池了吗？
回答：
不能。
对，还应该看回路：形成闭合回路或者两极板相接触。
【设问】
若有外接电源，两极插入电解质溶液，并有回路，可能是什么池？
回答：
是电解池。
【评价】不完全正确。（纠正后看投影）
（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液，可能是电解池或者是电镀池。
【设问】为什么呢？
回答：
当阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同时，则为电镀池，其余的情况是电解池。
【评价】很好，根据电解液、根据阳极的电极材料，确定电解或电镀。
二、电化学的应用
1．原电池原理的应用
【设问】
请同学们根据已经复习的知识回答原电池原理的应用及依据？
回答：
应用到实际中有：
（1）由电极反应现象确定原电池的正极和负极，用来判断电极金属活动性强弱。
（2）分析判断金属腐蚀的快慢程度。
（3）由电池反应分析判断新的化学能源的变化，判断放电、充电。
【投影】
【评价】学生总结的很好，看以下归纳。
根据学生的回答小结：
原电池原理的三个应用和依据：
（1）电极反应现象判断正极和负极，以确定金属的活动性。其依据是：原电池的正极上现象是：有气体产生，电极质量不变或增加；负极上的现象是：电极不断溶解，质量减少。
（2）分析判断金属腐蚀的速率，分析判断的依据，对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是：
作电解池的阳极＞作原电池的负极＞非电池中的该金属＞作原电池的正极＞作电解池的阴极。
判断依据：
（1）根据反应现象原电池中溶解的一方为负极，金属活动性强。
（2）根据反应的速度判断强弱。
（3）根据反应的条件判断强弱。
（3）由电池反应分析判断新的化学能源的变化，分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池的正极和负极，然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。
【练习】
1．下列五个烧杯中均有天然水
铁被腐蚀由快到慢的顺序是：______。
回答：
从图和复习归纳的方法可以分析，有外接电源时铁放在电源的正极，铁被腐蚀的最快；若放在负极腐蚀的最慢；原电池中，两极的金属活动性差别越大，反应越快，但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀（保护了铁），所以此题的答案是：
（4）、（2）、（1）、（3）、（5）。
2．电解规律的应用
【设问】
电解规律的应用有什么内容？
回答：
主要应用是：依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。
【设问】
如何恢复电解液的浓度呢？（举例说明）
回答：
电解液应先看pH的变化，再看电极产物。欲使电解液恢复一般是：
电解出什么物质就应该加入什么，如：电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气，所以应该加入的是氯化氢。
【设问】
如果电解硫酸铜时，要恢复原来的浓度应该加入什么呢？
回答：
因为电解硫酸铜时，生成的是铜和氧气，所以应该向溶液中加入氧化铜。
【设问】
电解在应用中还应该注意什么呢？
回答：
在分析应用问题中还应该注意：
一要：不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序，还应该注意电极材料（特别是阳极）的影响；二要：熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。
【练习】
用石墨电极电解1mol/L的下列溶液，溶液的pH不变的是______。
（1）HCl　　　　　　　　　　　 （2）NaOH
（3）Na2SO4　　　　　　　　　　 （4）NaCl
回答：
盐酸溶液电解产生氯气和氢气，溶液的pH升高。
氢氧化钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH升高。
硫酸钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH不变。
氯化钠溶液电解产生氢氧化钠、氢气和氯气，溶液的pH升高。
所以（1）、（2）、（4）溶液的pH都增大。
答案：pH不变的是（3）。
以上的四种溶液电解后，如何使其浓度恢复到原来的浓度呢？
回答：
在（1）中应该加入氯化氢。
在（2）中应该加入一定量的水。
在（3）中应该加入一定量的水。
在（4）中应该加入一定量的氯化氢。
3．综合利用——实用电池与可逆电池
常见的电池应用是：
①干电池（Zn-Mn电池）
日常生活和照明。
②铅蓄电池
应用于国防、科技、交通、化学电源等。
③锂电池
密度小，寿命长应用于电脑、手表、心脏起搏器、火箭、导弹的电源。
④燃烧电池
污染小、能量转化高，应用于高科技研究。
⑤其它电池
铝电池：能量高、不污染环境应用于照明、野营作业。
回答：
应用在手电、心脏起搏器、海洋照明、航标电源。
今后我们还可以根据原理设计出更多更好的实用电池。
三、典型习题分析
【投影】
例题1如图2-17，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。
（1）外电源的正、负极分别是R为____，S为_____。
（2）A附近溶液的现象是_______，B附近发生的电极反应式为_____。
（3）滤纸上的紫色点向哪方移动____。
（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为____，有关的反应式为_____。
根据图分析回答：
（1）C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定R为负极而S端是正极。
（2）A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e=H2。因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：4OH--4e=2H2O+O2。
（4）氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应，（类似燃烧电池），消耗了氢气和氧气。
（-）2H2+4OH--4e=4H2O
（+）O2+2H2O+4e=4OH-
【评价】此题是一道比较综合的题，它考察了电化学知识的大部分内容。
此题的突破点是，示意图中的两种气体的体积，由此确定电源的正、负极，使题中所有问题迎刃而解。这位同学分析得非常好，我们应该认真的读题，抓住题中的突破口。
【投影】
例题2 　用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通电一段时间后，两极各出现气体2.24L（标准状况），求原来溶液中CuSO4的浓度。
请同学们分析后给出答案。
回答：
阳极产生的氧气为2.24L，阴极产生的氢气为2.24L。
由CuSO4电解时放出的氧气为0.05mol，计算是：
2Cu2+～O2
2/y=1/0.05　　　　　 y=0.1mol
c（Cu2+）=0.1/0.1=（mol/L）
【评价】
此题的突破口是根据题意分析出两极各产生的气体为2.24L；根据得失电子守恒。
同学们的分析是非常正确的。
【投影】
例题3 　人工生成铝表面的氧化铝保护膜的方法是将表面光洁的铝制品作为阳极放入盛18％H2SO4溶液的电解槽。通电一定时间，设阳极氧气全部与铝反应。
思考后回答：
通过的电量为1A×3600s=3600C（库仑）。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的电子。
今有表面积约1.0dm2的铝制品，放入电解槽，通入1A的电流1h（小时），已知氧化铝膜的密度为2.67g/cm3，则生成均匀的氧化膜的厚度是多少？
请同学们分析：
在从2molAl与1.5mol氧气反应产生氧化铝可知，得失电子为6mol。根据此反应计算出氧化铝的物质的量，再根据氧化铝的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此题的答案是：24μm（微米）。
【评价】
同学们分析的比较清楚，在作此题时应该抓住时间、表面积、电量、物质的量的相互关系，应用数学方法得到正确的答案。
请同学们通过练习巩固复习的知识，提高解题的能力，以适合生活、生产、科技的需要。
　
精选题
　
一、选择题
1．银锌电池广泛应用各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：
反应的物质是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．Ag
B．Zn（OH）2
C．Ag2O
D．Zn
2．应用惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解，当电解溶液的pH从6变为3时（设阴极没有H2析出，电解前后的溶液体积不变），电极上析出银的质量是　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．27mg
B．54mg
C．108mg
D．216mg
二、非选择题
离子组成符合下列情况的电解质，进行电解（各离子只能使用一次）。
（1）以碳棒为电极进行电解，电解质的含量减少，水量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为____，电解的电极反应____，电解的总方程式是____。
（2）以铂丝为电极进行电解，水量减少，电解质的含量保持不变，两极都有气体生成，气体体积为2∶1，则该电解质的化学式为____，电极反应式为____。
（3）惰性电解，电解质的含量减少，水的含量也减少，pH下降，则电解质的化学式为____，电解总的方程式____。
4．正在研究应用锌顶替铅的电池，它可以减少环境污染容量又很大，其电池反应为2Zn+O2=ZnO，其原料为锌和电解质溶液、空气。请写出：
（1）电极反应____，____。
（2）估计该电解质溶液应该用____（强的酸或强的碱）。
5．定温下，将一定量饱和Na2SO4溶液用铂电极通电电解。当阳极逸出amol气体时，同时从溶液中析出mgNa2SO4·10H2O晶体，则原来饱和Na2SO4溶液的质量分数是____。
6．某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：
①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图2-18。
②在电流强度为IA，通电时间为ts后，精确测得某电极上析出的铜的质量为mg。试回答：
（1）连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同）E接____，C接____，接F____。
实验电路中的电流方向为____→____→____→C→____→____。
（2）写出B电极上发生反应的离子方程式______。
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为______，相应的离子方程式为______。
（3）为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是______。
①称量电解前电极质量
②刮下电解后电极上的铜并洗净
③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量
⑥再次低温烘干后称量至恒重
（4）已知电子电量为1.6×10-19C，试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：N=______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D　 2．B
二、非选择题
3．（1）HCl 阳极：2Cl-—2e→Cl2↑阴极：2H++2e→H2↑
总反应式：2HCl H2↑+Cl2↑
（2）KOH 阳极：4OH--4e→2H2O+O2↑阴极：4H++4e→2H2↑
（3）CuSO4总反应式：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4．（1）负极：Zn—2e→Zn2+正极：O2+4e+2H2O→4OH-
（2）强碱
6．（1）D、A、B F→B→A→C→D→E
（2）2Cl-—2e=Cl2，变蓝色，2I-+Cl2=I2+2Cl-
（3）①③④⑥
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第 页 共 18 页溶解度及有关计算
　
教学目标
知识技能：了解饱和溶液、不饱和溶液的概念。理解溶解度概念。理解温度对溶解度的影响及溶解度曲线。掌握有关溶解度的计算。
能力培养：结合溶解度计算，培养学生学会用比例法和守恒法解决溶解度有关计算的能力。
科学思想：结合饱和溶液、不饱和溶液和溶解度曲线的复习，使学生进一步树立平衡是相对的、有条件的、动态的辩证思想。
科学方法：结合溶解度计算的复习，进一步掌握守恒法、比例法解决问题的方法。
重点、难点 有关溶解度的计算。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引言】上一讲我们复习了溶液浓度计算，溶液有饱和溶液和不饱和溶液之分。而且在一定温度下，固体不能无限溶于水中，因此存在溶解度的问题。本节我们将复习饱和溶液、不饱和溶液和溶解度的概念，同时要重点复习溶解度的有关计算。
【板书】一、饱和溶液和不饱和溶液
【投影】问题：1．什么是饱和溶液，什么是不饱和溶液？
2．溶液处于饱和状态时，有什么特点？
学生活动
倾听、回忆。
回答：
1．在一定温度下，当溶质溶解的速率和溶质从溶液中析出的速率相等，此时溶液达到溶解平衡状态，所得的溶液为饱和溶液，反之为不饱和溶液。
2．在一定条件下，溶液达到饱和时，溶液处于溶解平衡状态，它与化学平衡状态相似，具有“等”、“定”、“动”、“变”等特点。即在一定条件下，当溶液达饱和时，溶质溶解和结晶的速率相等，溶液处于动态平衡，溶液的浓度保持不变，当条件改变时，例如：改变温度，可使溶液由饱和变成不饱和。
【评价】同学们回答得很好。这里还应明确两点：
1．当溶液溶解一种溶质达饱和时，溶液中仍可溶解其他溶质。
倾听、思考。
2．化学平衡移动原理适用于溶解平衡，条件改变时，溶液可由饱和溶液转化成不饱和溶液。
倾听、思考。
【投影】练习题：氯气在下列液体中溶解度最小的是　　　　　　　　 [　　　 ]
A．水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．饱和食盐水
C．氢氧化钠溶液　　　　　　　　　　　　　　 D．饱和石灰水
分析并回答：
氯气溶于水中发生如下反应：
Cl2+H2O H++Cl-+HClO
当氯气溶于氢氧化钠溶液或饱和石灰水时，由于生成的盐酸和次氯酸与碱反应，可加速氯气在溶液中的溶解，并生成金属氯化物和次氯酸盐。
而在饱和食盐水中，由于存在下列溶解平衡：
NaCl Na++Cl-
溶液中氯离子浓度已达饱和，抑制了氯气在溶液中的溶解。因此氯气在饱和食盐水中溶解度最小，应选B。
【小结】由于饱和食盐水中溶解平衡的存在，溶液中氯离子浓度已达饱和，对氯气在溶液中的溶解起抑制作用，和化学平衡中增大生成物浓度使平衡向逆方向移动的道理相同。
【板书】二、溶解度（S）
1．概念
【提问】什么是溶解度？气体的溶解度是如何表示的？影响溶解度的因素有哪些？条件改变后，饱和溶液有什么变化？
思考并回答：
在一定温度下，在100g溶剂中溶解溶质达饱和，所溶解溶质的质量称为溶解度。溶解度单位是g。若溶质是气体，则溶解度是指：在一定温度和压强下，1体积溶剂溶解溶质达饱和时，所溶解的气体的体积。（单位是：L/L）
影响溶解度的因素首先是溶质和溶剂的性质。此外条件对溶解度也有影响。固体的溶解度与温度有关，而气体则和温度、压强都有关系。
由影响溶解度的条件可知，当条件改变时，溶解平衡将被打破，溶质溶解的速率和结晶的速率不再相等，饱和溶液可以转化成不饱和溶液，也可以析出晶体，在新的条件下达到新的溶解平衡。
【评价】肯定学生的回答并强调：在掌握固体的溶解度的概念时，一定要注意：（1）温度；（2）达饱和；（3）100g溶剂，这三个关键性的词语。
2．溶解度曲线
【提问】温度和压强怎样影响气体溶质的溶解度？
温度怎样影响固体溶质的溶解度？
回答：气体溶质的溶解度与温度、压强有关，温度越高，气体的溶解度越小，压强越大，气体的溶解度越大。固体的溶解度与温度有密切关系，多数固体的溶解度随温度升高，溶解度增大，少数物质，如氯化钠的溶解度则受温度影响很小。个别物质的溶解度随温度升高而降低，如氢氧化钙。
【再问】能否形象地表示出溶解度随温度改变的关系呢？
回答：可以，用溶解度曲线即可。
看图1-2，并练习。
【评价】很好。请同学们根据图1-1，找出不同温度下固体溶质的溶解度。
3．有关溶解度的计算
溶解度计算是本讲的难点，希望同学们认真思考、积极练习，掌握解题的思路和方法。
【指导练习】将90℃饱和氯化铵溶液680g，蒸发100g水再冷却至40℃，将析出晶体多少克？已知90℃时溶解度为71.3g，40℃时溶解度为45.8g。
做练习后回答问题：这个问题我是按两步计算的：
（1）求90℃时蒸发100g水将析出多少克晶体。
由90℃氯化铰的溶解度可知，100g水最多能溶71.3g 氯化铵，所以在90℃蒸发100g水将析出71.3g氯化铵。
（2）析出晶体后，余下508.7g饱和溶液，从90℃降温至40℃将析出晶体多少克。
设508.7g饱和氯化铵溶液从90℃降温至40℃可析出晶体的质量为x，可根据比例关系解x。
508.7g∶x=171.3g∶25.5g
x=75.7g
蒸发水100g和降温后，共析出晶体
75.7g+71.3g=147g。
【评价】肯定学生的解题思路和方法正确，结论也正确，然后指出有关溶解度计算的常用的一种方法：比例式法。
指出：上述比例关系只适用于析出的晶体不含结晶水时的有关计算，而且要注意，若原溶液不是饱和溶液，上述比例关系不成立。
【提问】上题还有没有更简便的解题方法？
在学生分析和解答的基础上指出有关溶解度计算的另一种方法：守恒法，即高温下饱和液中溶质的质量=析晶后饱和溶液中溶质的质量+蒸发水和降温后析出的晶体的质量。
讨论后回答：可先求出680g饱和氯化铵溶液中含有水和氯化铵的质量。再求出蒸发100g水后，余下的水的质量，并求出在40℃时，余下的水最多能溶解多少克氯化铵。原有的饱和溶液中氯化铵的质量和蒸发水及降温后饱和溶液中所含溶质质量之差为析出的晶体的质量。
具体方法是：（1）求90℃时，680g的饱和氯化铵溶液中，溶质和溶剂的质量。设溶剂的质量为x。
根据溶解度的数据可知：
在90℃时，若以100g水配制饱和氯化铵溶液，则饱和液的质量为171.3g。因此可得以下比例式：
171.3g∶100g=680g∶x
x=397g（水的质量）
氯化铵的质量=680g-397g=283g
蒸发100g水后，余下水297g，在40℃时，297g水最多能溶氯化铵的质量为y，则根据40℃时，溶解度的数据列出比例式可求出y。
297g∶y=100g∶45.8g，y=136.0g
析出晶体的质量应为283.0g-136.0g=147.0g。
【指导练习】摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图1-3，现有t2℃300g该物质的溶液，在温度不变时蒸发掉50g水后，溶液恰好达到饱和，此饱和溶液的密度为ρg/mL，则饱和溶液的物质的量浓度为____mol/L，若将此饱和溶液降温至t1℃时，析出无水物晶体的质量为______g。
【组织讨论】请分析此题的解题思路和方法。
讨论并回答：由溶解度曲线可知，在t2时，该物质的溶解度为a2g，
再根据物质的量浓度和溶质质量分数的换算公式，求出溶液的物质的量浓度。
由t2℃的溶解度数据可求出溶液的溶质质量分数=
设降温至t1时，析出的晶体的质量为x
根据公式：100+S（高温）∶S（高温）-S（低温）=高温下饱和溶液质量∶析出晶体质量
（100 +a2）∶（a2-a1）=（300-50）∶x
x=250（a2-a1）/（100+a2）g
【评价】对学生讨论的情况进行小结，充分肯定学生的正确回答，激励学生积极思考和回答问题。
学生回答问题后归纳出：某温度下，饱和溶液的溶质质量分数可直接由溶解度的数据所推出的公式进行计算。因为某温度下，用100g水配制饱和溶液所需溶质的质量等于该温度下溶质的溶解度。而该温度下用100g水所配制的饱和溶液的溶质质量分数和用任意质量的水配制成的饱和溶液的溶质质量分数相等。
【指导练习】A、B两种化合物的溶解度曲线如图1-4，要用结晶法从A、B混合物中提取A（不考虑A、B共存时，对各自溶解度的影响）。
（1）取50g混合物将它溶于100g热水，然后冷却至20℃。若要使A析出，B不析出，则混合物中B的质量分数（B％）最高不超过多少？（写推理与计算过程）
（2）取Wg混合物，将它溶于100g热水，然后冷却至10℃，若仍要使A析出B不析出，请写出下列两种情况下，混合物中A的质量分数（A％）应满足什么关系式（以W，a，b表示），当W＜a+b时，A％____，当W＞a+b时，A％____。
【提问】（1）中若要使A析出B不析出，A和B的质量必须满足的条件是什么？
积极思考、讨论并回答：
（1）因为在20℃时，A的溶解度为10g，B的溶解度为20g，所以50gA和B的混合物溶于100g热水中，降温至20℃时，要使B不析出，A能析出，则在50g混合物中，B的质量应≤20g，A的质量应≥30g，即在50g混合物中B的质量分数应≤40％。
（2）中要使A析出，B不析出，必须满足的条件是什么？
思考并回答：
（2）要使B不析出，B的质量≤b，而A要析出，A的质量应＞a。当W＜a+b时，只要A＞a，即可满足条件，所以A％＞
当W＞a+b时，B≤b即可满足条件，所以A％≥
刚才你们讨论和回答都很好，说明对溶解度计算方法有了正确的思路。
请思考以下问题，如何选择正确答案：
【指导练习】在一定温度下，向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g 无水碳酸钠，搅拌静置后，最终所得晶体的质量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．等于1.06g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．等于2.86 g
C．大于 2.86 g　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．大于1.06g，小于2.86g
分析并回答：假如析出晶体时，无水碳酸钠只从。饱和溶液吸水，生成+水碳酸钠，则生成的碳酸钠晶体的质量应等于2.86g，这是因为：
实际上，析出结晶水合物时，由于无水碳酸钠从饱和溶液中带出水，生成结晶水合物，使溶液中溶剂减少，溶液由饱和变成过饱和，使溶液又析出结晶水合物，重新转化成饱和溶液，因此析出的结晶水合物的质量必然大于2.86g。正确答案为C。
【提问】如果析出的晶体带结晶水时，如何进行计算，可有几种解法？
【指导练习】 80℃时，饱和硫酸铜溶液310g，加热蒸发掉100g水，再冷却至30℃，可析出多少克胆矾？
（80℃硫酸铜S=55g， 30℃ S=25g）
讨论并回答：可有多种方法进行计算，如下：
解法1　 析出晶体后的溶液仍为饱和溶液，所以析晶之后饱和溶液中水和溶质的质量比=100∶S。
设80℃310g饱和溶液中含xg水，则310g∶x=（100+55）∶100，x=200g。
溶质质量为（310-200）g=110g。
蒸发100g水后，设析出胆矾的质量为y，则其中含结晶水为9y/25g，无水硫酸铜为16y/25g，析晶后溶液中余下水（200-100-9y/25）g，余下溶质的质量为（110-16y/25）g。
30℃时，硫酸铜的溶解度为25g，所以析出晶体后，饱和溶液中溶质和溶剂的质量比为25∶100。所以，
（200-100-9y/25）g∶（110-16y/25）g=100∶25
解出y=154g
解法2 　析晶前溶质质量为110g，析出晶体质量为y。溶液中溶质质量为
（110-16y/25）g，饱和溶液的质量为（310-100y）g。所以
（100+25）∶25=（310-100y）g∶（110-16y/25）g
解出y=154 g
解法3　 用守恒法。
原溶液中溶质质量=析晶后饱和溶液中溶质质量+晶体中的溶质质量。
设析出xg胆矾，其中硫酸铜的质量为16x/25，结晶水的质量为9x/25。蒸发水和冷却后，溶液中溶剂的质量为100-9x/25。根据30℃硫酸铜的溶解度可知：晶后溶质的质量：溶剂质量=25∶100，所以溶质质量=[25（100-9x/25）÷100]g。原饱和溶液溶质的质量110g=16x/25g+[25（100-9x/25）÷100]g
解出x=154g
解法4　 设析出胆矾的质量为x
余下的饱和溶液质量∶余下溶质质量=（100+S）∶S
余下饱和溶液的质量为310-100-x，余下溶质为110-16x/25。
（210-x）∶（110-16x/25）=125∶25解x=154g
【小结】回答很好，下面我们将解题思路归纳如下：
一、带结晶水合物的析晶计算的基本思路是：析出结晶水合物后的溶液仍为饱和溶液，其中溶剂与溶质的质量比=100∶S，或饱和溶液的质量与溶质质量之比=（100+S）∶S。
二、不论什么类型的溶解度计算或判断题，都离不开对溶解度概念和溶解度曲线的正确理解；在对概念正确理解的基础上熟练掌握有关公式和解题的基本思路和方法。
有关溶解度计算的常用公式有：
①某温度下，饱和溶液中溶质的质量分数=（饱和溶液中溶质质量/饱和溶液质量）×100％=S/（100+S）×100％
②某温度下，饱和溶液中溶质质量：溶剂质量=S∶100
溶质质量∶饱和溶液质量=S∶100+S
③一定温度下的饱和溶液蒸发一部分水，再冷却至原来的温度，将有晶体析出。析出晶体后余下的溶液仍为饱和溶液，若将析出的晶体与蒸发的水重新混合，也应得到饱和溶液。若晶体中不含结晶水，则：
蒸发的水的质量∶析出的晶体的质量=100∶S
若晶体中含结晶水，则由于析出含结晶水的晶体后的溶液仍为饱和溶液，所以蒸发的水和析出的结晶水与析出的晶体中的无水物混合在一起也可配成饱和溶液。所以，析出的晶体中的无水物的质量∶（结晶水的质量+蒸发水的质量）=S∶100
④将饱和溶液从高温冷却至低温，由于一般来说，其溶解度降低，所以将有晶体析出，若晶体中不含结晶水，其质量可用以下2个公式来求：
若用100g水在高温下配制饱和溶液，此时可得（100+S高漫）g饱和溶液。若将饱和溶液降至某温度时，析出的晶体的质量为两个温度下的溶解度之差。所以：
析出晶体的质量∶饱和溶液中溶剂的质量=（S高温-S低温）∶100
析出晶体的质量∶高温下饱和溶液质量=（S高温-S低温）∶（100+S高温）上述公式应根据不同情况加以应用。而解题的基本方法是比例式法或守恒法。
　
精选题
　
一、选择题
1．某结晶水合物的化学式为R·nH2O，其式量为M，在25℃时，ag晶体溶于bg水中即达饱和，形成密度为ρg/mL的溶液，下列表达式正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．饱和溶液的物质的量浓度为：1000a（M-18n）/M（a+b）mol/L
B．饱和溶液中溶质的质量分数为：100a（M-18n）/M（a+b）％
C．饱和溶液的物质的量浓度为：1000ρa/M（a+b）mol/L
D．25℃时，R的溶解度为：a（M-18n）/（bM+18an）g
2．A、B两固体的溶解度都随温度升高而增大，现将80℃时A和B的饱和溶液各100g降温到20℃，A晶体析出的量比B晶体析出的量多（均不含结晶水），下列说法正确的是　　　　　 [　　　 ]
A．80℃时A的溶解度一定小于B的溶解度
B．20℃时A的溶解度一定小于B的溶解度
C．温度对A的溶解度的影响一定比对B的溶解度的影响大
D．温度对B的溶解度的影响一定比对A的溶解度的影响大
3．已知t℃时，某物质的不饱和溶液ag含溶质mg。若该溶液蒸发bg水并恢复到t℃时，析出溶质m1g，若原溶液蒸发cg水并恢复到t℃时，则析出溶质m2g，用S表示该物质在t℃的溶解度，下列各式中正确的是 [　　　 ]
A．S=100m/（A-m）
B．S=100m2/c
C．S=100（m1-m2）/（b-c）
D．S=100（m-m1）/（a-b）
4．某温度下硫酸铜的溶解度是25g，若温度不变，将32g无水硫酸铜粉末放入mg水中，形成饱和溶液并有胆矾晶体析出时，则m的取值范围是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．18g≤m≤128g
B．36g＜m＜180g
C．18g＜m＜128g
D．36g≤m≤128g
5．在25℃时，向50g2％的氢氧化钡溶液加入氧化钡粉末5g，析出4.65g固体（设晶体不含结晶水），则氢氧化钡在该温度下的溶解度是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．3.5g
B．4.0g
C．5.7g
D．6.7g
二、非选择题
6．将含有不溶性杂质的氯化钾的固体混合物放入一定量的水中充分搅拌，有以下实验数据：
温度（℃）20　　　　　　 40　　　　　　　 60
剩余固体质量（g）38 20　　　　　　　 10
已知氯化钾的溶解度：
温度（℃）20　　　　　　 40　　　　　　　 50　　　　　 60　　　　　 70
溶解度（g）34.0　　　　 40.0　　　　　 42.6　　　 45.5　　　 48.6
试计算：（1）加入水的质量____g。
（2）原固体混合物中氯化钾的质量____g。
（3）使60℃时所得溶液变成饱和溶液，应加入______g氯化钾。
7．已知在60℃时，硝酸钾的溶解度为110g，氯化钾的溶解度46g。在0℃ 时，硝酸钾的溶解度为18g，氯化钾溶解度为30g。（1）在60℃时，100g水溶解80g 硝酸钾和氯化钾的混合物，再蒸发50g水，若要在此温度下析出硝酸钾而不析出氯化钾，则在混合物中硝酸钾的质量分数应为______。（2）若60℃时，有50g硝酸钾和氯化钾的混合物溶于100g水中，降温到0℃时，若要使氯化钾析出，硝酸钾不析出，氯化钾在混合物中的质量分数应为______。（3）若 60℃时硝酸钾和氯化钾的混合物是45g，溶于100g水中，降温到0℃时，则要使氯化钾析出，硝酸钾不析出，氯化钾在混合物中的质量分数为______。
8．用亚硫酸钠和硫在水溶液中加热反应，可制得硫代硫酸钠。10℃和70℃时，硫代硫酸钠在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下，从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。
现取15.1g亚硫酸钠溶于80.0mL水。另取5.00g硫粉，用少许乙醇润湿后（以便硫能被水浸润），加到上述溶液中，用小火加热至微沸，反应约1小时后过滤，滤液在100℃经蒸发、浓缩、冷却至10℃后，析出五结晶水硫代硫酸钠晶体。
（1）设亚硫酸钠跟硫完全反应，当将滤液蒸发浓缩后，冷却至70℃，溶液的体积约30mL，该溶液是否达饱和？请通过计算说明。（70℃时，硫代硫酸钠饱和溶液的密度为1.17g/mL）
（2）若要计算在100℃下，将溶液蒸发至体积30.0mL，再冷却至10℃所能得到的五水硫代硫酸钠晶体的质量。你认为______。
A．前面提供的数据已足够
B．还需提供100℃时溶液的密度（1.14g/mL）
C．还需提供结晶后剩余溶液的体积（10.0mL）
（3）根据第（2）小题你的选择，计算从10℃，30.0mL溶液中结晶出的五水硫代硫酸钠的质量。
　
答　 案
　
一、选择题
1．B、C　 2．C　 3．C　 4．C．　 5．B
二、非选择题
6．（1）300g（2）136.5 g（3）6.5g
7．（1）KNO3≥71.25％（2）92％≥KCl≥64％（3）KCl＞60％
8．（1）设生成硫代硫酸钠质量为x，反应用去硫的质量为y反应的化学方程式：
5g硫过量，应当用硫代硫酸钠的质量求x
126∶158=15.1g∶x x=18.94 g
根据 70℃溶解度数据可知：饱和Na2S2O3溶液在70℃的质量312g，含211g的Na2S2O3，若18.94gNa2S2O3溶于水形成70℃的饱和溶液，则饱和溶液的质量应为27.87g。此时溶液的体积=27.87g÷1.17g/mL=23.8mL，所以若溶液的体积为30mL，则溶液未达饱和。
（2）B（3）30mL溶液质量34.2g。含18.94g溶质，水15.27g。设降温至10℃，析出晶体质量为z。剩余的溶液仍为饱和溶液，其中水的质量∶溶质质量=100∶S。
zg晶体含结晶水90/248z溶质212/248z，饱和溶液中水质量=15.27-90/248z，溶质质量18.94-212/248z。
15.27-90/248z∶18.94-212/248z=100∶60z，解得z=23.2g。即可析出23.2g硫代硫酸钠晶体
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第 1 页 共 15 页氮元素单质和化合物
　
教学目标
知识技能：通过对氮元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”关系的复习，认识非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”的依存关系。
能力培养：通过对氮元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”关系的分析与讨论，训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的逻辑思维能力；通过对非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”依存关系的探索，培养学生应用已有的化学概念和原理认识新事物的能力以及设计实验的能力。
科学思想：通过对氮元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”关系的认识，使学生更加热爱科学、相信科学和崇尚科学，感悟到科学的魅力。
科学品质：通过对非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”依存关系的逐步认识，激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质。
科学方法：通过对非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”依存关系的研究，指导学生用模型或假说的方法进行化学学科研究，学习对事物的现象与本质进行转化以及科学抽象的研究方法。
重点、难点　　　 认识非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”的依存关系。培养学生分析综合、归纳演绎的逻辑思维能力。激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的优良品质，使学生感悟到科学的魅力。指导学生用模型或假说的方法进行化学学科研究，学习对事物的现象与本质进行转化以及科学抽象的研究方法。
教师活动
教师活动
【复习提问】请你按下表要求填入你所知道的含有氮元素的物质的化学式：
学生活动
再现、讨论后得到：
【引入】这节课我们以氮元素单质和化合物为例，复习非金属元素单质和化合物“结构—性质—应用”及“性质—存在—制备”之间的依存关系。
【板书】
一、“结构—性质—应用”的依存关系
【提问】你能否根据已有的元素化合物知识，列出上表中各物质之间的转化关系？
【要求】在建立氮元素单质化合物联系的基础上，确认物质之间的转化关系并熟练地书写能反映这些转化关系的化学方程式。
再现、讨论并逐步完善后得到：
【投影】请用上述转化关系中物质结构和性质方面的知识，探讨解决下列化学问题的方法和途径：
1．氮气约占空气体积的4/5，为什么金属镁在空气中燃烧，主要生成氧化镁？
2．“等电子体”之间具有某些相似的化学性质。化学家还常用“等电子体”来预测某些物质的结构，例如：NH4+、CH4之间即为“等电子体”的关系，请你分析一下具备什么条件，方可称为“等电子体”？
（讨论时引导学生从组成、构成与结构方面进行分析）
3．当前城市空气质量恶劣的重要原因是汽车尾气的超标排放，你能否应用氮元素单质和化合物之间的转化关系，设计除去汽车尾气中的CO和氮氧化物（如NO、NO2等）的理论构想？其中包括：确定无害化过程及其产物和选择无害化试剂及反应条件等。
【思考】
（1）将有害物质转化为什么物质即可完成无害化过程？
（2）应依据什么化学原理完成无害化过程？
（3）完成无害化过程中，无害化试剂的选择原则是什么？
（4）对无害化过程反应条件的确定原则是什么？
（5）写出无害化过程的化学方程式。
思考后回答：性质方面的原因是：氧气的氧化性强于氮气；结构方面的原因是：氮分子中氮原子间具有三条共价键。
思考分析：互为“等电子体”应满足的条件是：
（1）在微粒的组成上：微粒所含原子数目相同；
（2）在微粒的构成上：微粒所含电子数目相同；
（3）在微粒的结构上：微粒中原子的空间排列方式相同。
讨论并确定：
（1）无害化过程应为：
①CO→CO2；
②NO→N2；
③NO2、N2。
（2）分析：对①应加入氧化剂；对②、③应加入还原剂。
（3）讨论：选择氧化剂和还原剂的原则：
①尾气中的其他成分；
②无毒无害、成本适度的其他物质。
（4）对反应条件进行选择：
①反应条件最好应为常温、常压。
②对常温、常压不能进行的反应，应适当地选择催化剂，使其在常温、常压下进行。
（5）经反复探讨确定下列理论构想：
①2CO+2NO 2CO2+N2；
（选NO是因为：它是初级有害物质）
②6NO+4NH3 6H2O+5N2；
③6NO2+8NH3 12H2O+7N2。

4．硝酸与金属反应的还原产物与硝酸的浓度和金属的活泼性有密切的关系，可以是N2O、NO2（N2O4）等，又已知这些氮氧化物均可与铜发生反应：
你能否设计一个可以确定硝酸与金属反应的还原产物的实验装置模型？
【设问】此装置系统应包含几个大部分？
思考回答：应该包含三个大部分——金属与硝酸反应的部分、氮氧化物与铜反应的部分和氮气体积的确定部分。
【追问】根据金属与硝酸反应物的状态及反应条件，应选择何种装置？
若反应速率太小，应采取什么对策？
应选择固-液反应的装置。
给反应容器加热。
加热应考虑什么因素？选择什么方式？
加热应防止硝酸分解；所以，加热方式应是微热，如水浴加热。
如果反应产物中含有NO，你认为此装置的设计有没有问题，应该如何完善？
如果反应产物中含有NO，会与装置中空气里的氧气发生反应，导致测定结果错误。应该在金属与硝酸反应之前排净装置中的空气。
用什么方法排净空气？怎样改进装置的设计？
可以用CO2排净装置中的空气，在金属与硝酸反应的装置前添加一个CO2发生器。
根据金属与硝酸反应的反应物的性质及反应条件，判断产物气体的成分除氮的氧化物以外还可能有什么？其对后续反应有无干扰？应如何净化？净化装置的位置是什么？
还可能有水蒸气和CO2。水蒸气的存在可能干扰氮氧化物与铜的反应（如：NO2与H2O反应生成HNO3，HNO3会和Cu反应，再生成氮氧化物）；CO2的存在可能使氮气体积的测量产生误差。可以用浓硫酸干燥除去水蒸气，其装置应放在氮氧化物与铜的反应的装置之前；用NaOH溶液除去CO2，其装置放在氮气体积测量的装置之前。
选择什么装置完成氮氧化物与铜的反应？
用加热的硬质试管。
铜选择什么形态？原因何在？怎样防止铜粉被气流扬起？
用铜粉，反应接触面积大，使氮氧化物与铜的反应更为完全。在硬质试管两端填入玻璃棉。
如何测量N2的体积？
用量气装置。
师生共同探讨后确定下列实验装置模型：
【引导】通过上述化学问题的探讨，能否归纳“结构—性质—应用”的依存关系？
归纳：
【过渡】不仅“结构—性质—应用”有这样的依存关系，而且“性质—存在—制备”也有依存关系。
【板书】二、“性质—存在—制备”依存关系
【投影】请用物质结构和性质方面的知识，探讨解决下列化学问题的方法和途径：
1．空气的成分在一定时期内基本上是固定不变的。其中N2与O2含量基本稳定的实质是否相同？
（讨论中引导学生联系其它学科的知识内容）
讨论后回答：实质是不同的。N2是由于分子中三个共价键，结构稳定，导致性质稳定，通常不易与其他物质发生化学反应的缘故；O2是化学性质比较活泼的物质，其在通常状况下，也可与许多物质发生反应。而自然界的一些其他变化中又可产生O2，如光合作用等。在自然界O2的消耗速率和O2的生成速率大致相等，达成动态平衡，导致空气中O2的含量基本保持不变。
2．如果实验室想获得少量纯净的N2，有哪些可能的途径？
（提示学生用空气并不方便）。
思考后可提出三种方案：
用气体备气体，会使制得的气体不纯）；
【讨论】在这些途径中，最可行的途径是哪一种？
讨论后得出结论：
铵盐。
NO2，而很少得到N2。
途径。
【追问】具体应选择什么物质之间的反应合适？
判断：
铵盐选择NH4Cl最保险（因为，如果为了提高反应速率需要加热，其受热分解的产物不复杂）。
酸盐，最简单的是NaNO2。
【追问】此反应的原料应是什么状态？
回答：应用溶液之间的反应，而不用固体之间的反应（防止在反应需要加热时铵盐分解）。
【介绍】实验室制取少量纯净的氮气，确实使用的是饱和NaNO2与NH4Cl之间的反应。此反应需加热，但反应开始后要立即移开酒精灯。请写出化学方程式（启发学生考虑此反应是放热反应）。
【设问】请从N2的结构和性质方面解释此反应为什么是放热反应？
思考并书写：
NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O+Q
【启发】通过以上化学问题的讨论与解决，你认为“性质”、“存在”、“制备”三方面有什么关系？
讨论并解释：生成N2时要形成三个共价键，所以N2的能量要低于NaNO2与NH4Cl，多余的能量以热的形式释放出来，所以，此反应为放热反应。
讨论后归纳：
【作业】北京练习册，化学总复习非金属部分的练习。
　
精选题
　
1．试应用“等电子体”的知识，写出下列微粒的“等电子体”的化学式______。
（1）N2H62+
（2）CO32-
（3）NO2+
（4）C2O42-
（5）N2
2．实验室用饱和NaNO2与NH4Cl溶液反应制取纯净的氮气，实验装置如图3-11所示：试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏烧瓶之间连接的导管所起的作用是______（填写编号）。
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发
B．保证实验装置不漏气
C．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）B部分的作用是______。
A．冷凝
B．冷却氮气
C．缓冲氮气流
（3）加热前必须进行的一个操作步骤是______；加热片刻后，即应移去酒精灯，以防止反应物冲出，其原因是______。
（4）收集N2前必须进行的步骤是（用文字说明）______，收集最适宜的方法是（填写编号）______。
A．用排气法收集在集气瓶中
B．用排水法收集在集气瓶中
C．直接收集在排净空气的球胆或塑料袋中
3．实验室合成氨装置如右图所示：
试回答：
（1）装置甲的作用是：
①__________________________；
②__________________________；
③__________________________。
（2）从乙处导出的气体是______，检验产物的简单化学方法是_____________。
4．实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似原子量，反应的化学方程式为：
3CuO+2NH3 N2+3Cu+3H2O
（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量（mCuO、mH2O）的方法进行测定，请用如图3-13所示的仪器设计一个简单的实验方案，并回答下列问题：
①仪器的连接顺序为______（用字母编号表示，仪器可重复使用）。（D）中浓硫酸的作用是______。实验完毕时，观察到（A）中的现象是______。
②列出计算Cu的原子量的表达式______________。
③下列情况使测定结果偏大的是______________。
A．CuO未全部还原为Cu
B．部分CuO受潮
C．CuO中混有Cu
D．部分CuO被还原为Cu2O
（2）如果仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量有________。
A．m（CuO）、m（Cu）
B．m（N2）、m（H2O）
C．m（Cu）、m（H2O）
D．m（H2O）、m（NH3）
　
答　 案
　
1．（1）C2H6　　　　　　　　　　 （2）NO3-
（3）CO2　　　　　　　　　　　　 （4）N2O4　　　　　　　 （5）CO或C22-
2．（1）C （2）A （3）检查系统的气密性；此反应为放热反应。（4）排净系统中的空气；C
3．（1）①干燥气体；②使两种气体充分混合；③观察气泡，以调节H2、N2的气流速度（注：只要求在三项中写出任意两项）。
（2）NH3、H2、N2的混合物；用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在导管口，有白烟生成。
4．（1）①（B）（C）（A）（C）（D）；吸收未反应的NH3，防止空气中的水蒸气进入（C）中；固体由黑色变为亮红色。
③A　 C　 D
（2）A　 C
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第 1 页 共 13 页化学平衡
　
教学目标
知识技能：复习和强化对化学平衡状态标志的认识、对同一平衡状态的判断；勒沙特列原理的广泛应用，以及化学平衡计算知识。
能力培养：培养学生应用化学平衡的概念、平衡移动的原理解决实际问题的能力，以及在化学计算中的另类思维能力。
科学思想：通过对化学平衡概念的深刻讨论，使学生建立平衡思想，并能广泛应用于一定条件下的可逆过程中。
科学品质：通过化学平衡例题的讨论，培养学生认真的审题习惯，多方位的或换位的思维方式，严谨的科学态度。
科学方法：通过对化学平衡理论的复习，培养学生学会讨论问题的科学方法。
重点、难点化学平衡概念的深刻剖析和化学平衡移动原理的应用。
　
教学过程设计
　
教师活动
一、建立化学平衡状态的标志
【提问】我们根据什么可以来判断，在一定条件下，一任意可逆反应： mA+nB pC+qD，是否达到了化学平衡状态？
学生活动
回答：一定条件下。
①正逆反应速率相等；
②平衡混合气中各组分的体积分数不变。
【过渡】还有哪些衍生出的因素也可以是建立化学平衡状态的标志？
讨论题：
例1 　在恒温下，密闭容器中的可逆反应：2SO3（气） 2SO2（气）+O2（气）可用来确定该反应已经达到平衡状态的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．反应容器内，压强不随时间改变
B．单位时间消耗1molSO3同时生成1molSO2
C．单位时间消耗1molSO3同时消耗1molSO2
D．容器内混合气体的总质量不发生变化
例2 　在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时，不能表明可逆反应A（固）+2B（气） C（气）+D（气）+Q已达到平衡状态的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．B的物质的量浓度
D．反应放出的热量
【讨论引导】
从化学平衡概念的本质及它的外延去讨论和判断，但需注意题中可逆反应的特征、物质的状态。
讨论：
回答　 例1中可逆反应在反应前后气体的体积不相等，故可以通过容器内压强不再改变来确定反应达到了平衡状态，A正确；B选项只描述了正反应速率，C正确。
回答：例1未指明密闭容器的体积固定，对于体积可变容器，达平衡与否，容器内压强均不会改变，A不正确。
回答：例2中容器的体积虽然固定，但可逆反应在反应前后气体的体积相等，混合气体的总体积不变，达平衡与否，容器内压强均不会改变，A选项不正确。由质量守恒定律来分析，B选项也不正确。
回答：反应物A为固体，达平衡前后气体质量不相等，B选项正确。
回答：密闭容器的体积固定，虽然混合气体的总物质的量不变，但反应过程中成分气体的物质的量在改变，浓度在改变，所以C选项正确；正反应为放热反应，D选项也正确。
【评价】例1中的A、B、D三个选项均不正确，只有C正确。
例2中只有A选项不能表明可逆反应达到平衡状态。
【小结】化学平衡的判断（标志）
1．从反应速率：v正=v逆来判断。
①正逆反应的描述：
同一物质　　　　　　　　　　　　　　 消耗和生成
反应物和生成物　　　　　　　　　 消耗或生成
②速率相等：
同一物质　　　　　　　　　　　　　　 速率的数值相等
不同物质　　　　　　　　　　　　　　 速率的数值与系数成正比即相等
2．从混合气体中成分气体的体积分数或物质的量浓度不变来判断。
3．从容器内压强、混合气体平均分子量、混合气体的平均密度、反应的热效应不变等来判断，与可逆反应中m+n和p+q是否相等，容器的体积是否可变，物质的状态、反应过程中有无明显的热效应等因素有关，应具体情况具体分析。
二、同一平衡状态
【提问】从化学平衡的概念出发，化学平衡的建立与哪些条件有关？
回答：反应温度、压强、物质的量浓度。
【过渡】对于同一可逆反应，如果反应的起始态不同，所达到的平衡状态，是否相同呢？
讨论题：
例1 　可逆反应3H2+N2 2NH3，在一固定容积的容器内，500℃Fe为催化剂，三种不同的初始态：①3molH2、1molN2，②2mol NH3，③1.5 mol H2、0.5 mol N2、1mol NH3，发生反应达到平衡时，混合气体中NH3的体积分数是否相同？
例2　 在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行反应：A（气）+B（气） 2C（气）。已知加入1mol A和2mol B达到平衡后，生成amol C，此时在平衡混合气体中C的摩尔分数为R。若在相同的条件下，向同一容器中加入2mol A和4mol B，达平衡后的C物质的量为多少？此时C在平衡混合气体中的摩尔分数与R的关系？
【讨论引导】
注意例1、例2中相关可逆反应的特征。
在讨论例2时，可将浓度的改变转化为容器体积的改变，从而由平衡移动的角度分析。
讨论：
回答：例1，温度相同，容器的体积相同（即压强相同），虽然起始态不同，将②③转换后与①中反应物的初始浓度相同，所以对同一个可逆反应，在相同的条件下，所达到的平衡状态是同一平衡状态。即三种不同的起始态的平衡混合体系中NH3的体积分数相同。
回答：例2，由于可逆反应的反应前后气体体积不变，在固定体积的容器中充入2molA和4molB，就相当于把第一个起始态容器的体积减小到原来的一半，但由于压强不影响该反应平衡状态，所以，达平衡时C的物质的量为2a mol，C在平衡混合气体中的摩尔分数与R相等。
【评价】例1的答案正确。对同一可逆反应的三种不同的起始态，在同一温度和压强下达到平衡，平衡混合体系中NH3的体积分数相同。例2答案正确。
【小结】
1．可逆反应的平衡状态只与反应的条件有关，与反应的过程无关。
2．在相同温度和相同体积的容器中，同一可逆反应：mA+nB pC+qD
当m+n≠p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度完全相同，则达到平衡时，为同一平衡状态；
当m+n=p+q，由不同的起始态均转换为从正反应开始的起始态，若反应物的浓度比完全相同，达到平衡时，则为同一平衡状态。
三、勒沙特列原理的应用
【讨论引导】
什么是勒沙特列原理，在化学平衡中的具体体现有哪些？
回答（略）。
【复习讨论】
讨论题：
在密闭容器中有可逆反应：nA（气）+mB（气） pC（气）—Q处于平衡状态（已知n+ m＞p，Q＞0），则下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
①升温，[B]/[C]的比值变小
②降温时体系内混合气体平均分子量变小
③加入B，A的转化率增大
④加入催化剂，气体总的物质的量不变
⑤加压使容器体积减小，A或B的浓度一定降低
⑥若A的反应速率为vA，则B的反应速率为vAn/m
A．①②③⑤ B．①②③④ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥
【讨论引导】注意可逆反应的特点，改变条件后的平衡移动方向，以及题中涉及的化学量的概念。
讨论：
回答：此可逆反应的正反应是气体体积的缩小反应，是吸热反应。
升高温度，使平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，平均分子量变大；B的浓度变小，C的浓度增大。
增大压强，使容器的体积变小，各物质的浓度应增大，但由于平衡向正反应方向移动，反应物气体A、B的物质的量变小，生成物气体C的物质的量增大。正确答案为B。
【评价】讨论的结论正确。不仅应会判断平衡移动的方向也应会判断平衡移动后的结果。
【过渡】对于其他平衡体系，如：电离平衡、水解平衡、溶解平衡等，勒沙特列原理是否适用呢？
例题　 一定温度下，一定量的水中，石灰乳悬浊液存在下列平衡：Ca（OH）2 Ca2++2OH-，当向悬浊夜中加入少量的生石灰时，下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．溶液中Ca2+数目减少
B．Ca2+浓度增大
C．溶液pH保持不变
D．溶液pH增大
【讲解】难溶物在水中存在着溶解和沉淀的可逆过程，在一定条件下，当溶解的速率等于沉淀的速率，就达到了平衡状态，称为溶解平衡。同化学平衡一样，改变条件，平衡被破坏而发生移动。应用勒沙特列原理来分析例题中的问题。
【提问】在一定条件下，石灰乳悬浊液存在着平衡状态，那么对于溶液而言，是否处于饱和状态？加入生石灰会发生什么反应？对溶解平衡有什么影响？
倾听。
思考并议论。
回答：是饱和状态。生石灰与溶剂水反应，虽然由于溶剂的减少，平衡会发生移动，但温度不变，Ca（OH）2的溶解度不变，所以溶液的浓度不变，只是溶质和溶剂的量改变。A、C正确。
【评价】回答正确。
【结论】凡是存在可逆过程的变化，均会在一定条件下建立平衡状态，均可应用勒沙特列原理来分析解决平衡移动问题，但不能脱离
该问题所涉及的概念。
四、化学平衡的有关计算
【引入】在复习化学平衡的计算时，除了常规的计算方法，还应具备一些常用的数学思想，以及常用的解题方法。
倾听。
1．极值思想
例题：
在一定条件下，将物质的量相同的NO和O2混合，发生如下反应：2NO+O2 2NO2，2NO2 N2O4，所得混合气体中NO2的体积分数为40％，则混合气体的平均分子量是　　　　　 [　　　 ]
A．49.6
B．41.3
C．62
D．31
【分析】首先确定混合气体的组成，用常规方法解题。
【引导】由于第二个反应是可逆反应，故可以采用化学计算中常用的方法——极端假设法。
【启示】极端假设法常用在混合物的组成的计算中，同样也可以应用在可逆反应的有关计算中。
解题：混合气体是由O2、NO2、N2O4组成的。（解题过程略）
思考：
回答：假设混合气体只是由1molO2和2mol NO2组成的，其平均分子量为41.3；假设混合气体只是由1molO2和1 molN2O4组成的，其平均分子量为62。但实际上混合气体是由O2、NO2、N2O4组成的，所以平均分子量应在二者之间。A正确。
2．代换思维
例题：
在一真空的一定体积的密闭容器中盛有1molPCl5，加热到200℃时发生如下反应：PCl5（气） PCl3（气）+Cl2（气），反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M％。若在同一温度和容器中，最初投入的PCl5是2 mol，反应达平衡时，PCl5所占体积分数为N％，则M和N的正确关系是　　　　　　　 [　　　 ]
A．M＞N　 B．M＜N　 C．M=N　 D．无法比较
【分析】在同一容器中投入不同量的反应物，即反应物的浓度不同，因此，我们可以把两个独立的平衡体系看成是在第一个平衡体系的基础上的平衡移动问题。所以思考时应注意①浓度的改变对平衡的影响；②平衡混合气体的总体积数也在改变。
思考：
提问：平衡移动时PCl5减少的量与投入的PCl5增加的量，哪一个大？
思考讨论：
回答：在同一容器中投入2molPCl5可相当于容器的体积减小一半，相当于对第一个平衡体系增大压强，使平衡向左移动，PCl5的量增大，B正确。
【引导】为了回避这样的问题，我们可以进行思维代换，把浓度的改变代换为体积的改变，然后再代换为压强的改变。
【启示】当需要比较两个相同的可逆反应的不同平衡状态时，即可采用这样的代换思维方法：
①转换为平衡移动问题；
3．差量方法
例题：
在一定条件下，合成氨反应达到平衡，混合气中NH3的体积分数为25％，若反应条件不变，则反应后缩小的气体体积与原反应物体积的比值是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1/5　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．1/4
C．1/3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．1/2
【分析】根据平衡时混合气中NH3的体积分数为25％，可按常规计算方法列出方程后解题。
解题（略）。
【引导】若把有关化学方程式的差量法计算引入此题中，可简约思维。
3H2+N2 2NH3…△V
变化3L　 1L　　　　 2L　　　 2L
由此可知反应过程气体体积缩小的量即生成NH3的量。
【启示】可逆反应是化学反应中的一种，反应过程中是按反应式各物质的系数比变化的，所以差量法经常应用在化学平衡的计算中。
思考解题：
回答：设平衡混合气体为100L，其中NH3为25L，即反应生成NH325L，气体体积缩小了25L，原反应物体积为125L，A正确。
五、综合问题
例题：
在一容积固定的反应容器中，有一可左右滑动的密封隔板，两侧分别进行如图所示的可逆反应。各物质的起始加入量如下： A、 B和C均为4.0mol， D为 6.5mol， F为2.0mol，设E为xmol，x在一定范围内变化时，均可以通过调节反应器的温度，使两侧反应都达到平衡，并且隔板恰好处于反应器的正中间位置。

①若x=4.5，则右侧反应在起始时向______方向进行，欲使起始反应维持向该方向进行，则x的取值范围为____ 。
②若x分别为4.5和5.0，则在这两种情况下，当反应达平衡时，A的物质的量是否相等？______，其理由是______。
【分析】左侧可逆反应是反应前后气体的物质的量不变的反应，右侧可逆反应的正反应是气体的物质的量缩小的反应。隔板在中间意味着左右两侧可逆反应在一定条件下达到平衡时，气体的物质的量相等。左侧气体的起始量已知，共12mol，由此进行讨论。
【引导启发】在推算x的取值范围时，可采用极端假设法进行讨论。
思考讨论。
回答：①当x=4.5时，气体总物质的量为13.0mol，欲使右侧反应的总物质的量为12mol，应在起始时向气体体积缩小的方向进行。欲使反应向正反应方向进行，可以通过极端假设的方法来讨论：假设平衡不移动，x=12.0 mol-6.5 mol-2.0 mol=3.5mol；假设平衡向正反应方向移动使E为0 mol，（6.5-0.5x）+（2.0+x）=12.0 mol，x=7.0 mol，故x取值范围为3.5＜x＜7.0。
②当x的取值不同时，反应分别达到平衡的气体总物质的量均为12mol，两个反应的温度肯定不同，所以左侧中的气体A的物质的量也肯定不同。
【评价】回答正确。
【启示】解化学平衡综合题，应围绕着化学平衡概念，应用平衡的基本知识来综合分析问题，解决问题。
　
精选题
　
一、选择题
1．在一定温度下，可逆反应　 A（气）+3B（气） 2C（气）达到平衡的标志是　　　 [　　　 ]
A．C生成的速率与C分解的速率相等
B．单位时间生成a molA，同时生成 3a molB
C．A、B、C的浓度不再发生变化
D．A、B、C的分子数比为1∶2∶3
2．在一真空容器中，充入10molN2、30molH2，发生如下反应：N2+3H2 2NH3，在一定条件下达到平衡时，H2的转化率为25％。若在同一容器中，在相同温度下，向容器中充入NH3，欲使达到平衡时各成分的质量分数与上述平衡时相同，则起始时NH3的物质的量和达平衡时NH3的转化率为 [　　　 ]
A．15mol 25％　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．20mol 50％
C．20 mol 75％　　　　　　　　　　　　　　　　 D．40mol 80％
3．在一固定容积的密闭容器中，充入2molA和1molB发生反应：2A（气）+B（气） x C（气），达到平衡后， C的体积分数为w％。若维持容器体积和温度不变，按0.6 molA， 0.3molB和1.4 molC为起始物质，达到平衡后，C的体积分数也为w％，则x的值　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2
C．3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．4
4．在一个固定体积的密闭容器中，保持一定的温度，进行以下反应：
H2（气）+Br2（气） 2HBr（气），已知加入1molH2和2mol Br2时，达到平衡后生成a molHBr。在相同条件下，起始加入H2、Br2、HBr分别为x、y、z（均不等于0），如果仍保持平衡时各组分的质量分数不变，以下推断正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．x、y、z应满足的关系是4x+z=2y
B．达平衡时HBr物质的量为（x+y+z）a/3 mol
C．达平衡时HBr物质的量为 a mol
D．x、y、z应满足的关系为x+y=z
5．在一真空密闭容器中，通入一定量气体A，一定条件下，发生如下反应：2A（气） B（气）+xC（气），反应达到平衡时，测得容器内压强增大了p％，若此时A的转化率为a％，下列关系正确的是　　 [　　　 ]
A．若x=1，则p＞a　　　　　　　　　　　　　 B.若x=2，则p＜a
C．若x=3，则p=a　　　　　　　　　　　　　　 D．若x=4，则p≥a
6．已知反应3A（气）+B（气） C（固）+4D（气）+Q，图2-14中a、b表示在一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是　　　　　 [　　　 ]
A．增大B的浓度
B．升高温度
C．缩小反应容器的体积（加压）
D．加入催化剂
7．在CuCl2水溶液中存在下列平衡：
[Cu（H2O）4]2++4Cl- [CuCl4]2-+4H2O，能使黄绿色氯化铜溶液
蓝色　　　　　　　　　　　　 黄绿色
向蓝色转化的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．蒸发浓缩　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．加水稀释
C．加入AgNO3溶液　　　　　　　　　　　　　 D．加入食盐晶体
8．在接触法制硫酸中，进入接触室的气体组成为（体积分数）SO27％、O211％、N282％。在一定条件下达到平衡时，SO2的转化率为77％，则平衡时气体总体积是反应前的　　　　 [　　　 ]
A．38.5％　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．77％
C．6.4％　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．97.3％
9．一定条件下，在2SO2+O2 2SO3（气）的化学平衡体系中，各物质的浓度分别是2.0mol·L-1、0.8mol·L-1、2.4 mol·L-1，则O2在反应初始时的浓度可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.8～2.0 mol·L-1　　　　　　　　　　　　 B．0～2.0mol·L-1
C．0～0.8mol·L-1　　　　　　　　　　　　　 D．无法确定
10．在800℃时，下列可逆反应达到化学平衡状态：CO（气）+H2O（气） CO2（气）+H2 （气），已知CO和H2O（气）的初始浓度为0.01mol·L-1时，H2平衡浓度为0.005mol·L-1。若此时再加入0.02mol·L-1的H2O（气），重新达到平衡时，H2平衡浓度为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.0025 mol·L-1　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．0.0075 mol·L-1
C．0.010 mol·L-1　　　　　　　　　　　　　　 D．0.015 mol·L-1
二、非选择题
11．下列平衡体系均有颜色，改变条件后，平衡怎样移动？颜色怎样变化？
（1）2NO2（气） N2O4（气）+57 kJ，迅速加压：平衡______，颜色______。
加热：平衡______，颜色______。
（2）2HI（气）=H2（气）+I2（气）-Q
加压：平衡______，颜色______。
加热：平衡______，颜色______。
加氢气：平衡______，颜色______。
12．在某条件下，容器中有如下平衡反应：A+4B 2C+D+Q
此时，A、B、C的物质的量均为 a mol，而D的物质的量为 d mol。
（1）改变a的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新平衡时，D的物质的量只允许在 d/2到 2d之间变化，则 a的取值范围应是_______（用a和d的关系式表示）。
（2）如果要使本反应重新建立的平衡中， D的物质的量只允许在d到2d之间取值，则应采取的措施是____（从下面列出的选项中选择）。
A．升高反应温度　　　　　　　　　　　　　　　　 B．增大反应容器内的压强
C．增大反应容器的容积　　　　　　　　　　　 D．降低反应温度
E．减小反应容器内的压强　　　　　　　　　　 F．减小反应容器的容积
13．若温度为830K时，下列可逆反应及其平衡具有某些特殊性。 CO+H2O H2+CO2，若起始浓度[CO]=2mol·L-1，[H2O]=3mol·L-1，反应达平衡时，CO转化为CO2的转化率为60％；如果将H2O的起始浓度加大到6mol·L-1，则CO的转化率为75％。
请注意上述有关数据，总结出其中规律。填写以下空白：
设830K时，起始浓度[CO]=a mol·L-1，[H2O]=b mol·L-1，达平衡时[H2]= cmol· L-1。
（1）当b不变时， a减小，重新达到平衡时CO的转化率______ ；H2O转化率_______。
（2）当a=5， c=20/9时，b=______。
（3）当a=b时，c/a= ____。
（4）用以表示a、b、c之间的关系的代数式____。
　
答　 案
　
一、选择题
1．A、C　 2．C　 3．B、C　 4．A、B　 5．B、C　 6．C、D　 7．B、C提示：从图象看，改变条件只加快反应速率，不使平衡发生移动。　 8．D提示：采用差量法计算。　 9．B提示：采用极值思想来确定取值范围　 10.B
二、非选择题
11．（1）向右移动　 先深后浅　 向左移动　 变深（2）不移动　 变深　 向右　 移动　 变深　 向左移动　 变浅
12．（1）a＞4d（2）D提示：可以将题中的平衡看作是新平衡的起始态，按照题中给出的D的物质的量变化范围的下限（d/2）和上限（2d）来分别讨论。讨论时应注意平衡移动的方向，由哪一种物质来确定a的取值。
13．（1）提高降低（2）4（3）0.5（4）c/a+c/b
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第 1 页 共 15 页非金属元素概论
　
教学目标
知识技能：了解元素核外电子排布的周期性与元素性质递变关系，掌握典型非金属在周期表中的位置及其性质的关系。了解常见非金属元素（Cl、Br、I、F、H、O、S、N、P、C、Si）的单质及其化合物。
能力培养：通过对本节内容的分析讨论，使学生在掌握元素化合物知识的基础上培养学生对知识进行分析综合、归纳演绎的逻辑思维能力和直觉思维能力以及灵活运用所学知识解决问题的能力。
科学思想：培养学生建立“一切客观事物本来是互相联系和具有内部规律的”辩证唯物主义的观点。
科学品质：认识本质，进行知识整理、综合、提高与拓展的方法培养。
科学方法：培养学生科学抽象、概括整理、归纳总结、准确系统地掌握知识规律的方法。
重点、难点　 　非金属元素的结构、性质及应用。元素化合物知识的综合应用及物质推断。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】一、元素化合物的复习方法
落实存在、性质、制备、用途四要点。
学生活动
体会“位、构、性”三者关系。
【举例】（1）从位置出发，以Cs为例。位置：第六周期，IA族。→结构特点：最外层只有一个电子，原子半径大。→比Na、K更活泼的金属元素，具强的金属性。→应隔绝空气保存；与水反应剧烈，可能发生爆炸；与氧气迅速反应，主要产物肯定不是Cs2O。
（2）从结构出发：已知某元素原子有六个电子层，最外层2个电子→最外层电子数少，电子层数多，应是活泼金属，金属性大于钙→与水剧烈反应；氢氧化物是可溶性强碱；碳酸盐、硫酸盐均不溶于水。
与教师共同分析。
（3）从性质出发：某单质能从水中置换出O2。→非金属性大于氧，应为最活泼的非金属元素F→在周期表的右上角，第二周期ⅦA族→可与绝大多数金属、非金属甚至某些稀有气体直接反应；化合价只有-1价；几乎无法用氧化剂将F-氧化成F2。
分析：
归纳：
【投影】例1　 BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验，它是锗酸铋的简称，若知：①在BGO中，锗处于其最高价态。②在BGO中，铋的价态与铋跟氯形成某种共价氯化物时所呈的价态相同，在此氯化物中铋具有最外层8个电子稳定结构。③BGO可看成是由锗和铋两种元素的氧化物所形成的复杂氧化物，且在BGO晶体的化学式中，这两种氧化物所含氧的总质量相同。请填空：
（1）锗和铋的元素符号分别是____、____。
（2）BGO晶体的化学式是____。
（3）BGO晶体所含铋氧化物的化学式是____。
【组织讨论】请分析解题思路，归纳思维过程。
2．总结规律、串联比较，使知识系统化、网络化。
分析：Ge：第Ⅳ主族元素，最高正价+4；最高价氧化物GeO2。
Bi：第Ⅴ主族元素，最外层5个电子→满足8电子稳定结构应形成共价键数目：8-5=3→BiCl3→在BGO中铋为+3价→氧化物Bi2O3。
设BGO化学式为mGeO2·nBi2O3
有：2m=3n　　 m∶n=3∶2
m=3　　 n=2
→BGO化学式为3GeO2·2Bi2O3
（或Bi4（GeO4）3）
答案：略。
归纳思维过程：
位置→最外层电子数→成键情况→实际价态→化学式
即：位置→结构→性质
【投影】例2　 有A、B、C三种常见的短周期元素，它们之间两两结合成化合物X、Y、Z。X、Y、Z之间也能相互反应。已知X是A和B按原子个数比1∶1组成的化合物，其它元素形成的单质（仍用A、B、C表示）和组成的化合物间反应关系式如下：
①B+C→Y　 ②A+C→Z　 ③X+Y→M
④X+Z→C+N　 ⑤Y+Z→C+N
请填空：
（1）上述反应中，一定属于氧化还原反应的是____，理由是____。
（2）若M是一种无色、粘稠的油状液体化合物，则X、Y、Z分别是____。
（3）写出反应③、④的化学方程式：
③______，
④______。
【组织讨论】请分析解题思路并总结思维方法。
分析：有单质参加的化合反应和置换反应一定是氧化还原反应，故①、②、④、⑤一定是氧化还原反应。由题意知：Y、Z中均含C元素，且一为正价，一为负价，故C为非金属元素。可能是硫或氮，则Y、Z极可能一为氧化物，一为气态氢化物→N可能是H2O。
又：M由A、B、C三种元素组成；M是一种无色、粘稠的油状液体化合物。依据物质的分类→M应是酸→M是H2SO4
A—H；B—O；C—S
X—H2O2；Y—SO2；Z—H2S
答案：略。
进行思维方法总结：
对元素化合物的推断题，首先要仔细审题，把握题意，明确题目给定条件和要求。然后，在熟练的知识网络基础上，搜索扫描，确定范围。寻找切入点或突破口，最后分析求解。
【点评】只有将所学过的知识系统化、网络化，并从中找到知识规律，才能准确地找到切入点和突破口，从而培养出良好的直觉思维能力。
3．以结构为主线，以元素周期律为指导，联系类型、掌握递变。

【投影】例3　 同主族元素所形成的同一类型的化合物，其结构和性质往往相似，化合物PH4I是无色晶体，下列对它的描述不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．它是一种共价化合物
B．在加热时此化合物可以分解
C．这种化合物能跟碱发生反应
D．该化合物可以由PH3与HI化合而成
【提问】怎样求解信息题？
分析：由题意知，PH4I与NH4I结构和性质相似，而NH4I又应与NH4CI结构与性质相似。而NH4CI是一种离子化合物；受热易分解；可与强碱反应；可由NH3与HCI化合而成。故所选答案为A。
总结：对信息题，先要准确地理解、把握信息，从中理出信息要素。然后利用信息要素，结合自己所学知识来分析和解决问题。
二、非金属元素在周期表中的位置和结构特点教师与学生一起分析周期表
【提问】1．非金属元素数目？在周期表中所处区域？与周期序数的关系？
回答：
1．22种非金属元素，有6种是稀有气体；除H外均处于周期表右上方；除第一周期外，每周期非金属元素数目=8-周期序数。
2．非金属元素的结构特点？
2．除H、He、B外，最外层电子数≥4；且原子半径比同周期的金属元素小。
三、非金属单质的物理性质
【提问】非金属单质有怎样的物理性质？请归纳他们的状态、晶体类型及其溶解性。
归纳：
常温下状态：气态H2、N2、O2、F2、Cl2（稀有气体除外）；液态Br2；其余为固态。晶体类型：原子晶体B、C、Si；分子晶体：除B、C、Si外的其它（常见）非金属单质。溶解性：除F2与水发生置换反应，Cl2、Br2在水中发生自身氧化还原反应（部分）外，可以说非金属单质均难溶于水。
【投影】例4 　有A、B、C、D四种短周期元素，已知A原子最外层电子数比电子层数少，常温、常压下，B2、C2、D2均为无色双原子气体分子。这四种元素的单质和化合物之间在一定条件下存在如下反应：
（1）2A+C2=2AC（3）3B2+D2=2DB3
（2）3A+D2=A3D2（4）2B2+C2=2B2C
请填空：
（1）电子式：AC____，B2C____，DB3____。
（2）DB3分子的空间构型____，是____（填极性或非极性）分子。
（3）A3D2溶于B2C中，发生复分解反应的化学方程式是______。
分析：由A原子最外层电子数比电子层数少→A可能为Li或Mg；
常温、常压下，B2、C2、D2均为无色双原子气体分子→它们可能是H2、N2、O2（五种气体中，F2、Cl2分别为浅黄绿色和黄绿色气体），再结合给定条件判断B—H；C—O；D—N；A—Mg。
所以，相应化合物：
AC—MgO；B2C—H2O；DB3—NH3；
A3D2—Mg3N2。
答案：略。
【提问】1．请分析解题思路；2．怎样把握物质的物理性质？
回答：首先要把握通性，然后根据不同物质类型，突出其代表性和特性。
四、非金属单质的制备
（一）实验室制备
制备非金属单质，要结合非金属元素及其化合物的性质、存在来考虑。
【组织讨论】实验室通常用哪些方法来制备非金属单质？请同学们通过讨论，给以归纳总结。
分小组读书讨论、归纳总结如下：
1．还原法
用还原剂还原的方法来制备，如H2：
Zn+2H+→Zn2++H2↑
2．氧化法
用氧化剂氧化非金属阴离子的方法来制备（包括用同一种非金属元素的高价态氧化该元素的低价态来制备单质。），如：Cl2、Br2、I2、（N2）等。
MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2O
（或用KMnO4、KClO3等做氧化剂；Br2可类似制备）
Cl2+2X-（Br-、I-）→X2+2Cl-
3．加热分解法
在加热条件下使某些化合物发生分解反应以制备单质，如：O2
也可通过其他分解反应来制备O2：
2Na2O2+2H2O→4NaOH+O2↑
4．分离法
将空气通过NaOH溶液、浓硫酸、灼热的铜网后，可得较纯净的N2气体。
【投影】例5　 根据下图实验，填空和回答问题
（1）烧瓶中所发生的主要反应的化学方程式为：______
装置（Ⅱ）的烧杯中冷水的作用是：______
装置（Ⅲ）的烧杯中液体的作用是：______
（2）进行此实验时，烧瓶内的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，这是因为______。
（3）装置（Ⅲ）的烧杯中使用倒置漏斗可防止液体倒吸，试简述其理由______。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
分析：由题目给定条件知，此为制取单质溴的实验装置，应该选用强氧化剂来氧化Br-成Br2。
在（Ⅰ）中，浓硫酸、二氧化锰和溴化钠发生反应生成溴单质。然后在（Ⅱ）中冷却成液态。故（Ⅲ）是用来吸收尾气中的溴化氢气体的。
由于溴蒸气的强腐蚀性，在实验过程中应避免与橡胶接触。
答案：
（1）MnO2+H2SO4+2NaBr 2NaHSO4+MnSO4+2H2O+Br2↑
冷凝：吸收未冷凝的气体。
（2）溴蒸气会腐蚀橡皮塞和橡皮管。
（3）当气体被吸收时，液体上升到漏斗中。由于漏斗的容积较大，导致烧杯中液面明显下降，使漏斗口脱离液面，漏斗中液体又流回到烧杯中，从而防止了倒吸。
【提问】此反应中浓硫酸的作用？可否用浓硫酸与溴化钠反应来制取溴化氢气体，为什么？
回答：此反应中，浓硫酸首先与溴化钠反应生成溴化氢，然后，溴化氢再与二氧化锰反应制取溴单质。尽管浓硫酸具有强氧化性，过程中会把部分溴化氢氧化生成溴单质，但由于最终目的是制单质溴，故无影响。但制溴化氢就不同了，因要求最终产物是溴化氢，而浓硫酸会把部分溴化氢氧化生成溴，故此法不可用。
【小结】解题思路与方法：（1）审题，（2）分析，（3）思考，（4）求解（注意与前面所总结方法相联系）。
（二）非金属单质的工业制法
【组织讨论】请同学们通过讨论，给以归纳总结。
分小组读书讨论、归纳总结如下：
1．电解法
用于将还原性较弱的非金属阴离子氧化成单质。
2NaCl+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH
2．还原剂还原法
在高温下，用还原剂将非金属元素的高价态还原成零价。如H2、Si的制备。
C+H2O CO+H2↑
2C+SiO2 Si+2CO↑
3．氧化剂氧化法
用氧化剂将非金属阴离子氧化成非金属单质。如从海水中提取溴、碘。
4．分离法
用物理方法从混合物中分离所需要的单质。如将空气液化后气化，分离出N2、O2。
【小结】引导学生将实验室制法与工业制法相对比（原理、原料、方法）。→工业制备要考虑原料来源、操作、生产的连续性、废弃物处理、经济效益、环境保护等问题。
　
精选题
　
一、选择题
1．氮的固定是指　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．植物从土壤中吸收含氮养分
B．植物将所吸收的含氮养分在体内转化为植物蛋白质
C．将氨转变为硝酸及其他氮的化合物
D．将空气中氮气转变为含氮化合物
2．汽车尾气中的CO、NO都是城市空气中浓度较高的严重污染物，有关它们的叙述不正确的是　　　 [　　 　]
A．CO、NO的燃烧产物分别是CO2和NO2
B．NO、NO2的混合气可与水反应生成一些HNO2，但NO、NO2都不是HNO2的酸酐
C．化学上有一种说法：等电子体结构类似。CO与NO+（亚硝酰基阳离子）的微粒中最外层电子数之和相等，应具有类似的结构
D．在催化剂作用下，可通过反应：2CO+2NO→N2+2CO2来达到净化汽车尾气的目的
3．有A、B、C三种气体，分别是Cl2、HCl、HBr，A和B混合无反应，那么下列判断正确的是 [　　　 ]
A．C一定不是HCl
B．不能确定A、B各是什么物质
C．C可能是HCl
D．C一定是HBr
4．密闭容器中，300℃时将100mL由H2O、CO2、H2和CO组成的混合气体与足量的Na2O2在连续电火花作用下充分反应后，容器内压强只有原来的五分之一，则原混合气体中各组分的体积比不可能是　 [　　　 ]
A．1∶1∶1∶1
B．3∶1∶2∶4
C．1∶3∶5∶1
D．2∶2∶3∶3
5．1998年，美国科学家合成出具有极强爆炸性的“N5”，但对其结构尚不十分清楚，只知“N5”实际是带正电荷的分子碎片。若“N5”的空间结构呈V型对称，5个氮原子最外电子层都达8电子结构，且含2个N≡N，将其视为“N5n+”，则n值为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1　 B．2　 C．3　 D．4
6．某种混合气体可能含有N2、HCl、CO，把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO，气体体积都没有变化。再通过足量的Na2O2固体，气体体积减小。最后通过灼热的铜网，经充分反应后气体体积又减小，但还有剩余气体。以下对混合气体组分的判断，正确的是　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．一定没有N2；CO和HCl至少有一种
B．一定含有N2、HCl和CO
C．一定有N2；CO和HCl至少有一种
D．一定有N2和HCl；没有CO
7．将1体积选项中的气体与10体积O2混合后，依次通过盛有足量浓NaOH溶液的洗气瓶和盛有足量灼热铜屑的管子（假设反应都进行完全），最后得到的尾气可以是　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．Cl2　　　　　　　　　　　　　　 B．CO
C．CO2　　　　　　　　　　　　　 D．N2
些性质来看，每组中的物质有些类似，据此判断下列反应正确的是　　　　 [　　　 ]
A．Cu+2NH3→Cu（NH2）2+H2↑
B．2Na+2NH3→2NaNH2+H2N—NH2
C．3Mg（NH2）2 Mg3N2+4NH3↑
D．2Na+2NH3→2NaNH2+H2↑
9．下列物质间发生化学反应：①H2S+O2，②Na+O2，③Cu+HNO3，④P2O5+H2O，⑤Fe+HCl。在不同条件下得到不同产物的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．①②③④
B．①③⑤
C．②③④⑤
D．①②③④⑤
10．两份质量均为1g的硫粉，分别使之与足量的H2和O2完全反应，将产生的含硫化合物混合，最终可得硫的质量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．0.5g　　　　　　　　　　 B．1g
C．1.5g　　　　　　　　　　 D．2g
二、非选择题
11．下列关系图中，A是一种正盐，D的分子量比C的式量大16，E是酸。当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其它产物及反应所需条件均已删去）：
回答下列问题：
（1）A是____，Y是_____，Z是_____，
（2）当X是强酸时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______，
（3）当X是强碱时，A、B、C、D、E均合同一种元素，E是______。
12．已知A、B、C、D是短周期中的4种非金属元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子形成的离子就是一个质子。又知，①B单质在高温下可从A与D组成的某种化合物中置换出A，同时生成化合物BD，②A、C、D三种元素组成的某种盐水溶液显酸性，③B、C均能与D组成原子数比为1∶1和1∶2的化合物。
（1）写出①中反应的化学方程式______，
（2）写出②中盐的水溶液显酸性的原因（写出离子方程式）______，
（3）这四种元素可组成原子个数比4∶1∶2∶1（按A、B、C、D顺序）的化合物，其名称为____。这四种元素又可组成原子个数比为4∶1∶1∶2（按A、B、C、D顺序）的化合物，其结构简式为______，
（4）C元素的气态氢化物能还原CuO，生成Cu、C单质及A与D形成的化合物，该反应的化学方程式为______。
13．A、B、C是中学化学常见的三种化合物，它们各由两种元素组成，甲、乙是两种单质，这些化合物和单质之间存在如下的关系：
据此判断：
（1）在A、B、C这三种化合物中，必定含有乙元素的是____（用A、B、C字母填写）。
（2）单质乙必定是____（填“金属”或“非金属”），其理由是____
（3）单质乙的化学式可能是____，则化合物B的化学式是____。
14．在化工生产中，要用到一种无色、可溶于水的晶体：铝铵矾。该晶体是一种复盐，其主要成分是十二水合硫酸铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓NaOH溶液，将发生一系列变化。
试回答：
（1）硫酸铝铵在水溶液中的电离方程式为______；
（2）在逐滴加入浓NaOH溶液的过程中，产生的现象有：①溶液中出现白色沉淀；②有刺激性气味的气体产生；③白色沉淀量逐渐增多；④白色沉淀完全消失；⑤白色沉淀量逐渐减少。
请答出各种现象由先到后出现的顺序（用序号回答）____→____→____→____→____；
（3）写出滴入NaOH溶液的过程中，有关反应的离子方程式：①____；②______；③____。
15．化合物E（含两种元素）与NH3反应，生成化合物G和H2。化合物G的式量约为81，G分子中硼元素（B的相对原子质量为10.8）和氢元素的质量分数分别为40％和7.4％，由此判断：
（1）化合物G的化学式为______。
（2）反应消耗1molNH3，可生成2molH2，组成化合物E的元素是____和____。
（3）1molE和2molNH3恰好完全反应，化合物E的分子式为______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D　 2．A　　 3．A、B 4．A　 5．A　　　 6．C　　　 7．C、D 8．C、D 9．A　　　 10．C
二、非选择题
11．（1）（NH4）2S　 O2 　H2O（2）H2SO4　 （3）HNO3
12．（1）C+H2O（气）→CO+H2（2）NH4++H2O→NH3·H2O+H+
（3）尿素H4NOOC—COONH4
（4）3CuO+2NH3→3Cu+N2+3H2O
13．（1）A、B（2）非金属；因为A+B→乙+C，且乙为单质，可知乙元素在A、B中分别显正、负价，所以乙是非金属。（3）S（或N2）H2S（或NH3）
（2）①→③→②→⑤→④；
（3）①Al3++3OH-→Al（OH）3↓②NH4++OH-→NH3↑+H2O
③Al（OH）3+OH-→AlO2-+2H2O
15．（1）B3N3H6（2）B、H（3）B2H6
非金属元素概命（二）
　
教师活动
五、非金属单质的化学性质
1．氧化性
（1）与氢气反应
【组织讨论】请结合元素周期表同周期、同主族非金属元素性质递变规律，总结非金属单质与氢气反应的规律。
学生活动
总结：
结论：非金属元素的非金属性越强，其非金属单质的氧化性就越强，就越易与氢气反应；生成的气态氢化物也就越稳定。
【提问】工业上用什么方法来制备HCl？可否用光照H2、Cl2混合气的方法来制HCl？
回答：工业上用氢气在氯气中燃烧的方法来制备HCl。不能用光照H2、Cl2混合气的方法来制HCl，因为这样会产生剧烈爆炸。
（2）与金属反应
【引入】非金属单质与金属单质的反应，非金属表现出氧化性。
【投影】练习：写出Cl2、O2、S分别与Fe、Cu反应的化学方程式，指明实验现象。
写化学方程式并描述实验现象：
2Fe+3Cl2→2FeCl3剧烈反应，大量棕褐色的烟。
Cu+Cl2→CuCl2剧烈燃烧，生成棕黄色的烟。加少量水，溶液变绿色；再加水，溶液变蓝绿色。
6Fe+4O2 2Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。
2Cu+O2 2CuO加热变黑。
Fe+S FeS剧烈反应，生成黑色固体。
2Cu+S Cu2S铜在硫蒸气中燃烧，有红光。
【提问】在铁过量的情况下，是否有FeCl2生成？为什么？将少量水加入反应容器中，振荡，溶液变浑浊，为什么？
回答：无FeCl2生成，因为Cl2具强氧化性，它将铁氧化成FeCl3，而固态时FeCl3与Fe不反应。当将FeCl3溶于水时，由于发生反应FeCl3+3H2O→Fe（OH）3↓+3HCl，即：FeCl3水解生成了Fe（OH）沉淀，故溶液变浑浊。
【提问】CuCl2晶体是什么颜色？（学生可能错误：无色；白色；蓝色；蓝绿色。）
回答：棕黄色。
【组织讨论】从以上几个反应来看，非金属单质与金属的反应，是否有什么规律存在？请加以分析总结。
分析：非金属单质与变价金属反应，若非金属单质的氧化性较强（如O2、Cl2、Br2等），则金属被氧化成高价态化合物；若非金属单质的氧化性较弱（如I2、S等），则金属被氧化成低价态化合物。
（3）非金属单质间的反应
【提问】哪些非金属单质间可发生相互反应，反应原则是什么？
分小组分析讨论、归纳小结：
通常，非金属单质可以与O2或X2反应，生成相应的氧化物或卤化
物。
O2做氧化剂，除X2外的非金属单质均可被直接氧化；X2做氧化剂，
许多非金属单质也可被氧化，较熟悉情况为H2、P等。
原则：非金属性强的氧化非金属性弱的。
（4）非金属间的置换
【提问】非金属间的置换反应按什么原则进行？
【投影】练习：写出满足下列要求的化学方程式：①同主族非金属元素间的置换；②同周期非金属元素间的置换；③不同周期、不同主族非金属元素间的置换。
回答：非金属间的置换原则是非金属性强的置换非金属性弱的。
即：元素同周期，右边的置换左边的；元素同主族；上面的置换下面的。
写化学方程式：
①Cl2+Br-（I-）或Br2+I-；O2+H2S；C+SiO2。
②F2+H2O；Cl2+H2S；CH4+O2（不完全燃烧）。
③O2+HI；Br2+H2S；I2+H2S。
【投影】例1 由短周期元素形成的四种常见的非金属单质A、B、C、D。在室温下，它们之中有三种气体，一种固体。在这些单质中，B的式量最小，C次之。这些单质和甲、乙、丙、X、Y五种化合物之间存在如下关系：
（1）写出化合物乙的化学式______。
（2）上述图示的化学反应共有。种基本反应类型，其中化合反应有______个。
（3）上述四种单质中存在同素异形体的元素是（写元素符号）______。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
分析：由题目给定条件和前面知识知，除稀有气体外，非金属单质只有5种在常温下是气态。故三种气体应是H2、N2、O2、Cl2中的三种（F2不常见）；
A与D反应存在量的问题，A（或D）有一个可能是固体（气体间的两两反应不存在量的问题）；
由相互反应关系可推断：B——H；C——O；D——Cl。
再考虑：X是氧化物，Y是氯化物，甲是H2O，丙是HCl。可推知：乙是含氧酸；Y是一种能水解生成含氧酸和HCl的氯化物；A与CI2反应是有一个量的限制，A——P。
答案：（1）H3PO4
（2）2种（化合与复分解），5
（3）O（O2与O3）、P（红磷与白磷）
2．还原性
【提问】哪些非金属单质以还原性为主？哪些非金属单质在一定条件下显现还原性？
读书讨论并归纳小结：
以还原性为主的非金属单质，如：C、H2等；遇强氧化剂如O2、Cl2、HNO3、H2SO4（浓）等时表现出还原性的非金属单质，如：S、P等。
非金属单质的氧化性与还原性情况：
强氧化性的：F2、O2、Cl2、Br2；
以氧化性为主的：N2、I2、S；
以还原性为主的：C、Si、P；
【投影】例2 120℃、101.3kPa条件下，有2LH2O、2LCO、2LCO2、0.5LO2和1LH2组成的混合气体。将混合气体通过分别放有足量Cu粉、C粉和CuO粉末的三个灼热的反应管。假设气体通过每个反应管都能充分反应，且不论三个反应管以何种顺序排列，问：
（1）尾气是否有可能是单一气体______？若可能，该气体是______。
（2）原气体中是否有几种（或一种）不可能再存在于尾气之中______？若有，它们（或它）是______。
（3）原气体是否有几种（或一种）肯定存在于尾气之中______？若有，它们（或它）是______。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
分析：根据题目给定条件，C、Cu均可与O2反应，而过程中却不会产生O2，所以，不管用何种排列顺序，最后一定没有O2；又依据质量守恒定律，C、H元素一定存在最后产物中，以H2O或H2、CO或CO2形式存在，但无法确定是以什么形式存在。
（1）不可能；
（2）有，O2；
（3）没有。
【启发】此题的求解可用排列、组合，依次分析的方法或同学们刚才所用的方法。请比较一下两种方法的差异，由此可得到什么启示？
回答：两种方法的差异在于：①效率。排列、组合法费时费力。②思维方式。排列、组合法的思维不敏捷，且容易使思维发生混乱（步骤太多、太繁）。
启示：对看似比较复杂的题，一定要先弄明白题目给了什么条件，要求解决什么问题，千万不要急于动手，因为“欲速则不达”。在读懂题的基础上理顺思路，剥丝抽茧，拓展思维。这样才能提高效率，培养较高层次的能力。
【投影】例3 如图：
已知：化合物E与水反应生成白色浆状物；化合物F是不能成盐的氧化物；单质D能与某些稀有气体反应。
据此，请填空：
（1）化合物F是______；化合物I是______。
（2）反应②、反应④的化学方程式是______；______。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
分析：由题目给定条件知：D为最活泼的非金属单质→F2；F为不成盐氧化物，且由单质B与化合物C发生置换反应得到→F为CO，B为碳，化合物C为氧化物，再结合G与H燃烧生成C，判断H为O2，C为H2O，G为H2，I为HF；化合物E由碳与化合物A反应得到（可能是碳化物），再考虑E与水反应生成白色浆状物，E是CaC2，A是CaO。
答案：（1）CO；HF　　　　　　　　　　　　　 （2）略
【总结】常用解题方法：把握类型，了解性质，直觉思维，推理结论。
六、（非金属）气态氢化物
【提问】什么叫气态氢化物？
【组织讨论】请归纳非金属气态氢化物的下列性质。
1．物理性质
2．水溶液酸碱性
3．稳定性（如前所述）、还原性
回答：非金属氢化物，都称为气态氢化物。
归纳：
物理性质：一般都是无色气体；除CH4、SiH4外，均为极性分子，都有刺激性气味；HX、NH3易溶于水，H2S可溶，其余一般不溶。
水溶液酸性：ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的水溶液一般为挥发性酸（HCl、HBr、HI为强酸，其余为弱酸）；NH3水溶液碱性，其余不溶，可视为中性。
还原性：非金属元素的非金属性越强，其气态氢化物的还原性越弱；非金属元素的非金属性越弱，其气态氢化物的还原性越强。
【投影】例4 某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：（A）氯化钠，（B）硫化钠，（C）亚硫酸钠，（D）硫代硫酸钠，（E）硫酸钠，（F）碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸，有浅黄色的沉淀析出，同时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清的石灰水变浑浊，不能使品红试液褪色。根据上述实验现象回答下列问题。
（1）不能使品红试液褪色，说明该气体中不含______（填分子式）。
（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐？请写出全部可能的情况______（填写相应的字母）。
分析：由题意知，加酸后产生浅黄色沉淀和有臭鸡蛋气味的气体，此气体不能使品红试液褪色但能使澄清的石灰水变浑浊，则一定有硫化钠和碳酸钠，至少一定有亚硫酸钠或硫代硫酸钠中的一种（但都必须是硫化钠过量），无法判断硫酸钠是否存在。
（1）SO2
（2）B、C、F；B、D、F；B、C、D、F
七、非金属元素的含氧酸
【组织讨论】请归纳总结非金属元素含氧酸的分类、酸性强弱、化学性质及递变、特性等。
讨论归纳、总结如下：
（1）常见的含氧酸
（2）酸性强弱递变规律
同主族由上至下酸性逐渐减弱；同周期由左到右酸性逐渐增强；同种元素中，高价态酸的酸性一般大于低价态酸的酸性。
（3）氧化性酸与还原性酸
常见的强氧化性酸有：HNO3、浓H2SO4、HClO等。
常见的还原性酸有：H2SO3、H3PO3等。
HNO2既有氧化性，又有还原性，但以氧化性为主。
（4）某些酸的特殊性质
浓H2SO4：吸水性→做干燥剂；脱水性→使晶体脱结晶水，使有机物碳化。
HClO：漂白作用。漂白原理与Na2O2同，是利用强氧化性破坏有色物质。
H2SO3：漂白作用。与某些有色物质结合生成不稳定的无色物质，加热后恢复原色。
HF：与SiO2反应。SiO2+4HF→SiF4↑+2H2O
【提问】酸的氧化性与氧化性酸是不是一回事？为什么？
回答：酸的氧化性与氧化性酸是两个不同的概念。酸的氧化性就是指酸中H+结合电子的性质，凡酸皆有此性质。而氧化性酸是指含氧酸的中心元素结合电子的性质。
【投影】某学生设计实验，欲选用下列试剂证明NaNO2既有氧化性，又有还原性。
试剂：酸性高锰酸钾溶液、硝酸、硫酸、碘单质、淀粉-碘化钾试纸。
回答：欲证明NaNO2的氧化性，所选用的试剂是______，观察到的现象是______。
欲证明NaNO2的还原性，所选用的试剂是______ ，观察到的现象是______。
答案：硫酸、淀粉-碘化钾试纸淀粉-碘化钾试纸变蓝色。
酸性高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液的紫色消失。
【投影】例5 有A、B、C、D四种单质。在一定条件下，B可以和A、C、D化合生成化合物甲、乙、丙，C和D化合生成化合物丁。已知甲、乙、丙每个分子中都含有10个电子，并且甲、乙、丙、丁有如下关系：
回答：
（1）单质B的化学式。
（2）单质A与化合物乙反应的化学方程式。
（3）根据化合物丙、丁中D元素化合价判断丙、丁是否在一定条件下生成单质D，简述判断理由。
【组织讨论】请分析解题思路并求解。
教师注意引导学生将反应的可能性与实际能否反应加以区别。
分析：含10个电子的化合物有：CH4、NH3、H2O、HF，甲、乙、丙各为其中之一。B和A、C、D单质化合生成甲、乙、丙，B应为H2；上述四种氢化物中，能与某单质反应生成两种化合物的只有CH4和NH3，而这种单质为O2。故C为O2，A为F2（F比O非金属性强），乙为H2O，甲为HF；D可能为C或N2，则丁可能是CO2或NO；
答案：（1）H2
（2）2F2+2H2O→4HF+O2↑
（3）若D为N2，丙、丁分别是NH3和NO，在一定条件下可以反应（NH3、NO中N元素的化合价分别是-3、+2，0价居其中）；若D为C，丙、丁分别是CH4与CO2，化合价分别是-4、+4，0价居其中，故理论上也可发生反应生成碳单质。
【小结】解题思路与方法：
（1）审题，（2）分析，（3）思考，（4）求解（注意与前面所总结方法相联系）。
【投影】
八、重要非金属单质的性质比较表（如下表）
请同学认真思考，准确完成此表。
填表：（如下）
精 选 题
一、选择题
1．氢叠氨酸（HN3）与醋酸酸性相近，其盐稳定，但受撞击时发生爆炸生成N2，有关氢叠氮酸及其盐的叙述有：①NaN3的水溶液显碱性，②HN3的固体属于分子晶体，③NaN3的固体是离子晶体，④NaN3可用于小汽车防撞保护气囊。其中正确的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．①、②、③
B．②、③、④
C．①、③、④
D．全对
2．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-的物质的量浓度之比为1∶3，则此反应中被还原的氯元素与被氧化的氯元素原子的物质的量之比是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．21∶5　　　　　 B．11∶3　　　　　 C．4∶1　　　　　　　 D．3∶1
3．某K2CO3样品中含有Na2CO3、KNO3、Ba（NO3）2三种杂质中的一种或二种，现将13.8g样品加入足量水，样品全部溶解，再加入过量的CaCl2溶液，得到9g沉淀，对样品所含杂质的正确判断是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．肯定有KNO3
B．肯定有KNO3，可能还含有Na2CO3
C．肯定没有Ba（NO3）2，可能有KNO3
D．肯定没有Na2CO3和Ba（NO3）2
4．两个硫酸分子可以脱去一分子水生成焦硫酸（H2S2O7）。已知硫酸分子中有四个硫氧键，则焦硫酸分子中硫氧键的数目是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．4　　　　　　　 B．6　　　　　　　 C．7　　　　　　 D．8
5．下列溶液中通入足量SO2后，最终一定会出现沉淀的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Na2S
B．BaCl2
C．Ba（NO3）2
D．Ca（OH）2
6．工业废气中氮的氧化物是重要的污染源，有一种治理污染的方法是通入适量氨气将其还原成无毒物质N2和H2O，现有含氮氧化物NO和NO2的混合气体3L，与同条件下的NH33.5L恰好完全反应，则混合气中NO与NO2的体积比是
（　　　 ）
A．1∶4　　　　 B．1∶3　　　　　　　 C．1∶2　　　　　　　　 D．1∶1
7．测定空气中污染物含量的一种方法是：将一定体积的空气通入吸收剂，并测定其导电能力的变化（电阻越小，电导越大）。例如测定空气中H2S的含量，若用CuSO4溶液吸收，可测得很大浓度范围内的H2S，但电导变化不大；若用浓溴水吸收，则仅限于低浓度范围内的H2S，但有高灵敏度。现要兼顾吸收容量和灵敏度，用上述方法测定空气中氯气的含量时，最佳吸收剂是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Na2SO3溶液
B．KI溶液
C．NaOH溶液
D．H2O
8．下列关于砷（As）的叙述中，正确的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．砷的气态氢化物AsH3很不稳定，它具有较强的还原性
B．砷的相对原子质量为74.92，由此可见砷原子核内有42个中子
C．砷酸（H3ASO4）是强酸，其酸性与HNO3相当
D．砷在ⅤA族中的位置在P和Sb之间，因此，砷既体现一定的非金属性，又体现一定的金属性
二、非选择题
9．PCl3中加入蒸馏水，微热，PCl3完全水解，产物之一是亚磷酸（H3PO3），它的结构式为：
已知：（a）H3PO3与NaOH反应能生成NaH2PO3和Na2HPO3两种盐。
（b）H3PO3与碘水反应，碘水棕黄色褪去，再加AgNO3有黄色沉淀生成。
（c）盛放H3PO3的试管中加入AgNO3溶液，有黑色沉淀生成，试管口有红棕色气体出现。
填空：（1）上述反应中有H3PO3生成的是反应（填序号）______。
（2）b反应中黄色沉淀是______。
（3）c反应中黑色沉淀是______，反应中最先生成的气体是______。
10．在一定条件下，单质X与单质Y反应，生成化合物Z，Z与水作用可生成气体G和白色沉淀P（如下框图表示），已知气体G与空气之密度比约为1.17。
请填空：
（1）组成单质X和Y的元素分别属于第______族和第______族。（2）化合物Z的化学式为______。
（3）每生成1mol的气体G，同时应得到______mol的沉淀P。
　
答　 案
　
一、选择题
1．B　　　　　　 2．D　　　　　　　　　 3．D　　　　　　 4．C、D
5．B　　　　　　 6．B、C　　　　　　　 7．D　　　　　　 8．A、C
二、非选择题
9．（1）b、C　　　　　　　　　　 （2）AgI　　　　 （3）Ag、NO
10．（1）ⅢA；ⅦA。　　　　　　　　　　　 （2）Al2S3　　　　　　　　 （3）2/3氧族元素
　
教学目标
知识技能：通过硫及其化合物转化关系的教学，使学生掌握H2S、SO2、H2SO4的性质、制法和用途；通过实验设计的分析与讨论，使学生对硫及其化合物知识网络化、系统化。
能力培养：以硫及其化合物的性质为载体，以实验设计为核心，训练学生对已有知识进行分析综合、归纳演绎的思维能力以及解决实际问题的能力。
科学思想：通过学生自己对实验方案的设计与讨论，培养学生严谨求实的科学态度。
科学品质：通过以学生为主体的探究式教学途径，激发学生的学习兴趣，尝试成功的喜悦，使学生更加喜爱化学。
科学方法：通过实验设计的讨论与分析，使学生领会化学科学研究的一般方法。
重点、难点　　　 硫及其化合物的相互转化关系的实验设计与评价。硫及其化合物各代表物性质的综合运用。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引言】上节课我们复习了卤族元素的知识，下面我们复习氧族元素。在复习本部分内容时，建议以掌握S、H2S、SO2、H2SO4代表物的性质为核心，用氧化还原的观点为指导思想。
学生活动
倾听、形成基本的复习思路。
【板书】二、氧族元素
【提问】请按下表要求填入你所知道的含有硫元素的物质的化学式：
再现、讨论后得到：
【提问】请根据所学的元素化合物知识，列出上面表格中的各物质之间的转化关系
讨论逐步完善后得到：
【板书】1．硫及其重要化合物间相互转化关系
【投影】
要求学生叙述各转化关系的化学方程式。
【板书】2．硫的重要化合物性质的实验设计
结合上面的硫元素的知识网络图做好进行实验设计的心理准备。
【板书】（1）SO2、H2S的制备及性质的实验设计
【投影】请设计一套实验装置生成SO2并证明SO2有氧化性、还原性和漂白性。
【提问】
①该装置应包括几部分？
②通过怎样的实验证明SO2有氧化性？写出反应的化学方程式。将观察到怎样的现象。
③请确定气体发生装置及所需药品。写出化学方程式。
④制H2S时不使用浓硫酸的原因？
⑤如何证明SO2有还原性？将观察到怎样的实验现象？写出化学方程式。
⑥如果证明SO2有漂白性？将观察到怎样的实验现象？
⑦尾气能否排入大气？应如何处理？
⑧装置的各组成部分如何连接最合理？
讨论、设计实验方案。
思考并回答：
①气体发生装置、证明还原性的装置、证明漂白性的装置、证明氧化性的装置、尾气吸收装置。
②使SO2与H2S反应。
2H2S+SO2=3S↓+2H2O，将观察到有淡黄色固体物质生成。
③
Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑
④浓硫酸可将-2价S元素氧化。
⑤使SO2通过装有溴水或酸性KMnO4溶液的洗气瓶。溶液将褪色。
Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4
⑥使SO2气体通过装有品红溶液的洗气瓶或与湿润的有色布条接触，品红溶液或布条将褪色。
⑦因SO2和H2S均污染环境，所以不能排入大气，可用碱液吸收。
⑧充分讨论后最终得出下列装置图：（见图3-5）
【投影】SO2氧化性、还原性、漂白性的验证：
【练习】将等体积的SO2和Cl2的混合气体通入品红溶液中，品红溶液是否褪色？为什么？
思考、讨论并解答：不褪色，原因是发生了如下反应：
SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO4
【板书】
自我总结与概括。
【板书】（2）浓硫酸性质的实验设计
【提问】浓硫酸有哪些特殊性质？举例说明。（要求学生口述有关反应的化学方程式）。
回忆、再现浓硫酸的特殊性质。思考并回答：①吸水性——浓硫酸在空气中放置吸水而增重，浓硫酸可做气体干燥剂。②脱水性——浓硫酸使蔗糖炭化，浓硫酸使乙醇脱水转化为乙烯。③强氧化性——浓硫酸与金属Cu、非金属C等反应。
【投影】请设计一套实验装置图，用来演示浓硫酸与木炭共热的反应及检验其生成的产物。
【提问】
①写出浓硫酸与木炭反应的化学方程式。选择该反应的发生装置。
讨论、设计实验方案。
讨论、思考并确定：
①2H2SO4（浓）+C 2SO2↑+CO2↑+2H2O，依据反应物的状态和反应条件，选择如下实验装置：
②应先检验何种产物？选择实验装置。
②应先检验水，选择如下装置：
③填写下面的表格：
③
据上确定如何检验SO2和CO2，设计出实验装置图并说明实验现象及得出的结论。
回答：A中的品红溶液褪色，则证明了SO2的存在。B中的酸性KMnO4溶液或溴水用于吸收SO2，实验过程中颜色将变浅。C中的品红溶液用于证实SO2是否除净。当C中品红不褪色，D中石灰水变浑则证明了CO2的存在。
师生共同归纳后得出下面的实验装置图：
【投影】浓硫酸与木炭反应的实验设计：
【板书】
【提问】含硫元素的阴离子主要有哪些？
思考、回忆并归纳出：S2-、SO32-、S2O32-、SO42-。
【板书】
（3）S2-、SO32-、S2O32-、SO42-检验的实验设计
【提问】各种离子应如何检验？将检验方案填写在下面的表格内：
讨论、总结出各种离子的检验方案，与教师共同完成表格。
【投影】几种含硫离子的检验：
【提问】在某溶液中加入BaCl2溶液和稀硝酸，有白色沉淀产生，原溶液中一定有SO42-离子吗？为什么？
思考讨论在教师的引导下得出：原溶液中不一定含SO42-，原因是：
①Ag+与BaCl2产生的AgCl同样不溶于稀硝酸。
②若原溶液中含有SO32-，则加入BaCl2溶液时产生BaSO3沉淀，该沉淀遇稀硝酸会被氧化成BaSO4，仍然是白色沉淀。
【过渡】由此可见Ag+、SO32-对SO42-的检验有干扰。那么，应如何正确的检验SO42-呢？
讨论、发表不同见解。最终得出正确的检验方法是：先加稀盐酸排除Ag+、SO32-离子的干扰，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生，则证明原溶液含SO42-。
理解与记忆。
【板书】S2-、SO32-、S2O32-离子的检验用酸，SO42-离子的检验是先加稀盐酸，再加BaCl2溶液。
【投影】硫和氯是同周期的主族元素，通过哪些事实可以证明氯的非金属性强于硫？请从原子结构的角度给予解释。
讨论、回忆归纳得出：
①Cl2与Fe、Cu反应生成FeCl3、CuCl2，而S与Fe、Cu反应生成FeS、Cu2S。
②Cl2与H2见光可发生爆炸性反应，H2可在Cl2中燃烧，H2与Cl2
极易化合，HCl很稳定。S蒸气与H2加热才化合，H2S不稳定。
③Cl2通入H2S溶液中会置换出S，即Cl2+H2S=S↓+2HCl。
④酸性：HClO4（最强酸）＞H2SO4（强酸）。
引导学生从原子结构的角度解释这些事实并得出下面结论：
【板书】原子结构→非金属性（氧化性）：Cl＞S
　
精选题
　
一、选择题
1．将下列各种液体分别与溴水混合并振荡，静置后分成两层，溴水层几乎无色的是　 （　　　 ）
A．氯水
B．NaOH溶液
C．苯
D．碘化钾溶液
2．在NaBr与Nal的混合液中，通入过量的Cl2，把溶液蒸干后灼烧，最后残留的物质是　　 （　　　 ）
A．NaCl、Br2、I2
B．NaCl、NaBr、I2
C．NaCl、I2
D． NaCI3．除去下列污物的方法正确的是　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．做过碘升华实验的试管用酒精或CS2洗涤
B．附有硫的试管可用热NaOH溶液洗涤
C．附有AgCl固体的试管用稀硝酸洗涤
D．附有CuS的试管用稀盐酸洗涤
4．对盐酸的下列描述中，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．有酸性、有氧化性、无还原性
B．有酸性、有氧化性、有还原性
C．浓盐酸在空气中冒白烟
D．是一种无氧化性酸，所有不具有氧化性
5．下列反应或事实能够说明氯的非金属性比硫强的是　　　　　　　　 （　　　 ）
A．CuCl2+H2S=CuS↓+2HCl
B．Cl2+Na2S=2NaCl+S↓
C．硫在常温下是固体，Cl2通常是气体
D．盐酸是强酸，亚硫酸是中强酸
6．在反应：5KCl+KClO3+3H2SO4=3Cl2↑+3K2SO4+3H2O中，被氧化的氯元素与被还原的氯元素的质量比是 （　　　 ）
A．5∶1　　　　　　 B．1∶1　　　　　　 C．4∶1　　　　　　 D．3∶1
7．已知某溶液中，Cl-、Br-、I-的物质的量之比为1∶2∶3，现要使溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量之比为3∶2∶1，则通入的Cl2的物质的量与原溶液中I-的物质的量之比为　　　　　　　 （　　　 ）
A．1∶2　　　　　　　　 B．2∶1　　　　　 C．3∶1　　　　　　 D．1∶3
8．氯仿（CHCl3）可以作为麻醉剂，常因保管不善被空气氧化，生成剧毒物质光气（COCl2）：2CHCl3+O2→2HCl+2COCl2，为防止出现医疗事故，使用前要检验其是否变质，应选用的试剂是 （　　　 ）
A．NaOH溶液
B．溴水
C．酚酞试液
D．AgNO3溶液
9．下列物质中，不能用硫蒸气与金属直接化合得到的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Cu2S　　　　　　　 B．Fe2S3　　　　 C．FeS　　　　　　　 D．Na2S
10．除去SO2中的少量HCl气体应选用　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．NaOH溶液
B．CuSO4溶液
C．Na2S溶液
D．饱和NaHSO3溶液
11．H2S通入下列溶液中不产生浑浊的有：①溴水，②亚硫酸，③FeSO4溶液，④FeCl3溶液，⑤CuSO4溶液 （　　　 ）
A．①、②、③
B．①、②、③、④、⑤
C．③
D．④
12．铁粉和硫粉的混合物41g，隔绝空气充分加热后，将所得固体溶于足量的稀硫酸中，可得到标准状况下的气体11.2L，则原混合物中铁粉的质量是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．5.6g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2.8g
C．28g　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．11.2g
13．一种盐a和酸b反应可放出有刺激性气味的气体c，c与NaOH溶液反应生成a，a可被氧化最终生成d，d溶于水可生成b。则a和b分别是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Na2S和HCl
B．Na2S和H2SO4
C．Na2SO3和H2SO4
D．Na2SO3和HCl
14．向50mL 18mol/L的硫酸中加入足量的铜片加热，充分反应后，被还原的硫酸是　　 （　　　 ）
A．小于0.45mol
B．0.45mol
C．介于0.45mol和0.90mol之间
D．大于0.90mol
15．常温下，向20L真空容器中通入a mol H2S和b mol SO2（a和b都是不大于5的正整数），反应完毕后，容器内气体可能达到的最大密度约是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．14.4 g/L　　　　　　　　　　　　　　　　 B．24.5g/L
C．8g/L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．5.1g/L
二、非选择题
16．某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种：（A）NaCl，（B）Na2S，（C）Na2SO3，（D）Na2S2O3，（E）Na2SO4，（F）Na2CO3在此溶液中加入适量的稀硫酸，有浅黄色沉淀析出，同时有气体产生，此气体有臭鸡蛋气味，可使澄清石灰水变浑浊，不能使品红溶液褪色。根据上述实验现象回答下列问题：
（1）不能使品红溶液褪色，说明该气体中不含______（填化学式）。
（2）此无色溶液中至少存在哪几种钠盐？请写出全部可能的情况（填写相应的字母）。
第一种情况是______，第二种情况是______，第三种情况是______，第四种情况是______。（可不填满，也可补填）。
17．某亚硫酸钠试剂，已部分被氧化，为确定其纯度，要进行如下实验：①称取W1g样品，②将样品溶解，③给溶液加入稍过量的用盐酸酸化的BaCl2溶液，④过滤、洗涤、干燥沉淀，称其质量为W2g。回答：
（1）BaCl2要用盐酸酸化的原因是____________。
（2）BaCl2溶液要稍过量的原因是__________________。
（3）判断操作③是否完成的方法是___________________。
（4）判定沉淀是否洗涤干净的方法是___________________。
（5）Na2SO3纯度的表达式为：Na2SO3％=________________。
18．已知硫粉和亚硫酸钠共热可制得硫代硫酸钠，现以硫化亚铁为主要原料，按下图所示，制取硫代硫酸钠。图中A、B、C、D是硫单质或硫的化合物，其它不含硫的产物已被略去，各步反应可添加必要的试剂。
填写下列空白；
（1）反应I的化学方程式为_______________________。
（2）物质B的化学式为________，物质D的化学式为__________。
19．将5.000g NaCl、NaBr、CaCl2的混合物溶于水中，通入Cl2充分反应后将溶液蒸干并灼烧，灼烧后残留物的质量为4.914g，若将此残留物再溶于水，并加入足量的Na2CO3溶液，所得沉淀经干燥后质量为0.270g。求此混合物中各化合物的质量分数。
20．1.0 L H2S气体和a L空气混合后点燃，若反应前后气体的温度和压强都相同（0℃，1.01×105Pa），讨论当a的取值范围不同时，燃烧后气体的总体积V（用含a的表达式表示，假设空气中氮气和氧气的体积比为4∶1，其它成分忽略不计）。
　
答　 案
　
一、选择题
1．C　　　　　　 2．D　　　　 3．A、B　　　　　　　 4．B　　　　　　　 5．B
6．A　　　　　　 7．D　　　　 8．D　　　　　　　　　 9．B　　　　　　　 10．D
11．C　　　　　 12．C　　　　 13．B、C　　　　　　 14．A　　　　　　 15．A
二、非选择题
16．（1）SO2　　　　　　　 （2）F、B、C　　　　　　　　　 F、B、D
17．（1）防止Na2SO3与BaCl2反应生成BaSO3沉淀。（2）保证SO42-全部沉淀。
（3）充分反应后，静置，向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，若不再有沉淀生成，表示所加BaCl2溶液已过量。
（4）取洗涤沉淀所得滤液，加入稀硫酸，若无沉淀产生，表面沉淀已洗涤干净。
（5）（1—142W2/233W1）×100％
18．（1）FeS+H2SO4（稀）=FeSO4+H2S↑
（2）SO2　　　　　　 Na2SO3
19．w（NaCl）=90％　　　　　　 w（NaBr）=4.0％　　　　　 w（CaCl2）=6.0％
20．若 a≤2.5　　　　　　　　 V=（1+2a/5）L
若 a≥7.5　　　　　　　　　　　 V=（a-0.5）L
若 2.5≤a≤7.5　　　　　　　 V=（a-0.5）L
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第 15 页 共 15 页原子结构 元素周期律和周期表
　
教学目标
知识技能：掌握原子结构的知识，元素周期律的内容以及周期表的结构；理解原子结构与元素周期律和周期表（即位—构—性）之间的内在联系。
能力培养：通过例题培养学生运用位一构一性三者之间的联系规律解决实际问题的能力。通过原子结构和元素在周期表中的位置的推断，培养学生发散思维和收敛思维的能力。
科学思想：通过习题训练，使学生领悟事物是普遍联系的和量变引起质变的辩证法思想；学习用科学的方法和逻辑推理去挖掘物质之间的内在联系。
科学品质：通过例题中信息的学习，激励学生形成严谨求实的科学态度和勇于创新，追求真理的科学精神。
科学方法：通过推断题的分析与解答，学会运用位—构—性三者之间的规律解决实际问题的推理方法。
重点、难点位—构—性三者之间的规律及其应用。
　
教学过程设计
　
教师活动
【板书】一、原子结构
1．原子的组成
【提问】请说明原子的组成。
学生活动
回答原子结构的知识要点：
（2）原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
（3）质量数A=Z+N，是原子量的近似值。
在学生回忆的基础上予以补充
【板书】2．原子核
（1）所含质子数______；中子数______；
电子数______；质量数______。
（2）该微粒的结构示意图
思考并回答问题：
（1）所含质子数17；中子数18；电子数18；质量数35。
（2）该微粒的结构示意图
（5）已知Cl元素的原子量为35.5，可知这两种原子在自然界的原子百分组成之比是Cl-35∶Cl-37=3∶1。
这里应明确同位素与核外电子数无关；
并非所有原子核内都有中子。
非金属元素：其阴离子半径＞原子半径
金属元素：其阳离子半径＜原子半径

请认真思考后做出回答。
【提问】比较三种“原子量”之间的差别，并判断下列各式分别表示哪种“原子量”？
①M=m/mc/12；
回答：三种原子量的概念及计算：（略）
①为同位素的原子量；
②为元素的（平均）原子量；
③为元素的近似平均原子量（A为质量数）。
【投影】例2某元素构成的双原子分子有三种，其式量分别为158、160、162。在天然单质中，此三种单质的物质的量之比为1∶1∶1。由此推断以下结论中，正确的是　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．此元素有三种同位素
B．其中一种同位素质量数为80
C．其中质量数为79的同位素原子占原子总数的1/2
D．此元素的单质的平均式量为160
【组织讨论】请讨论解题思路并做答。
通过例题引导学生思考与分析：
（1）如何确定该元素同位素原子的种类？
（2）怎样计算其同位素原子的质量数？
（3）怎样计算各种同位素原子的百分比？
（4）如何确定此元素的单质的平均式量？
讨论并回答：
（1）有三种单质，说明该元素只可能有两种同位素原子；若有三种同位素原子，则形成的单质分子就不止三种。设这两种原子分别为aX和bX，则三种单质为：aXaX、aXbX、bXbX。
（2）这两种原子的质量数分别是：158/2=79；162/2=81；而式量为160的是由两种同位素原子共同形成的（79+81=160）。所以，质量数为80的同位素并不存在。
（3）由三种单质的物质的量之比为
1∶1∶1，可求得质量数为79和81的两种同位素原子的个数比为1∶1，即各占50％。
（4）单质的平均式量可由下式求得：
M=158×1/3+160×1/3+162×1/3= 160
【板书】3．原子核外电子的排布
【投影】例3 下列叙述中正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同；
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布；
C．两原子，若核外电子排布相同，则一定属于同种元素；
D．不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子。
请认真思考后做出回答。
引导学生小结有关电子排布的知识。
分析与辨析、回答：
A中的微粒，可以是原子、阳离子和阴离子，如Na+和O2-，都是2、8的电子层结构，但化学性质相差甚远。
B中当H形成H+时，不与任何稀有气体的原子结构相同。
C对于中性原子其质子数=电子数，所以核外电子排布相同时，一定属于同种元素。故，本题C、D正确。
【投影】（1）核外电子排布的四条规律；
（2）短周期元素各个电子层上电子数目之间的数量关系。
（3）最外层电子数与元素化合价的关系；确定元素的最高正价和最低负价（仅非金属元素），且两者绝对值之和等于8（H为2）。
听其他同学发言，积极思考，参与讨论，并给予必要的补充。比如：
半径比较三规律：
非金属元素的原子半径＜其相应的阴离子半径。
金属元素的原子半径＞其相应的阳离子半径。
具有相同电子层结构的阴阳离子，随着元素原子序数的递增，离子半径逐渐减小。
【板书】二、元素周期律
【投影】
1．写出1～20号元素的原子结构示意图；
思考并回答：
写出1～20号元素的原子结构示意图。
2．观察并思考：
随着原子序数的递增：
a．原子最外层电子数有何变化规律
a．原子最外层电子数总是由1～2或1～8出现周期性的变化
b．原子半径的变化有何规律
b．原子半径总是由大到小，到稀有气体元素时半径突然增大，呈周期性的变化
c．元素的主要化合价有何变化规律
c．元素的主要化合价（最高正价与最低负价）均呈现由低到高的周期性的变化
3．什么叫元素周期律？
回答：
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化的规律，就叫元素周期律。
【板书】三、元素周期表
1．元素周期表的结构
【提问】元素周期表的主要特征有哪些？
（1）引导学生复习元素周期表的结构：
【板书】
②周期的分类及各周期的元素数目
说明：
在此引导学生注意相邻两个短周期中元素原子序数之间的数量关系。
③族的分类
思考，归纳，发言。
倾听，回忆。
回忆，发言：
周期　 元素数目
（2）金属与非金属元素的分界线两边的元素有哪些？
思考并回答：把握金属与非金属元素的分界线两边的元素，如B、Al、Si等。
（3）掌握每个主族元素的名称、符号和序数。
练习书写主族元素的名称、符号和序数。
【投影】例4 两种短周期元素组成的化合物中，原子个数比为1∶2。若两种元素的原子序数分别为p和q，则对下列p和q可能的关系概括得最完全的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
①p+q=15　　　　　　　　 ②p=q+5
③p=q-5　　　　　　　　　 ④p+q=22
A．①④　　　　　　　　 B．①③④
C．①②③④　　　　　 D．①②④
【组织讨论】请讨论解题思路并做答。
讨论、分析、回答：
①两种“短周期元素”，说明这两种元素的原子序数都小于18；
②化合物中，原子个数比为1∶2，有两种形式：XY2或X2Y。其中XY2型的化合物，常见的有CO2、SO2、NO2以及ⅡA和ⅦA族元素之间形成的化合物，如MgCl2、BeF2等。
常见X2Y型的化合物如IA与ⅥA族之间的化合物如H2O、Na2O及N2O等。
所以此题应选C。
【板书】2．元素性质的递变规律
（1）元素周期表中微粒半径的递变规律
【投影】例5 各组微粒的半径比较，正确的是　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
①F＜F-＜Cl-　　　　　　　　　　 ②O2-＜Mg2+Al3+
③Ca2+＜Ca＜Ba　　　　　　　　 ④S2-＜Se2-＜Br-
A．①③　　　　　　　　　　　　　 B．②③
C．③④　　　　　　　　　　　　　 D．①④
读题与解题。答案是A。
【组织讨论】请讨论解题思路并总结微粒半径比较的规律。
讨论，总结微粒半径比较的规律：
（1）同周期元素原子半径，随原子序数的递增而递减；
（2）同主族元素原子半径，随原子序数的递增而增大；
（3）同主族元素离子半径，随原子序数的递增也增大；
（4）具有相同电子层结构的阴阳离子，其半径随原子序数的递增而减小。
【评价】对学生的正确回答予以鼓励，并对发言中的问题和不完善之处予以补充。
【板书】（2）元素周期表中各元素单质性质的递变规律
【提问】周期表中元素单质的性质呈现怎样的变化规律？
思考，总结：
（1）同周期从左到右，随原子序数的递增，元素的金属性和单质还原性逐渐减弱；元素的非金属性和单质的氧化性逐渐增强。
（2）同主族从上到下，随原子序数的递增，元素的金属性和单质还原性逐渐增强；元素的非金属性和单质的氧化性逐渐减弱。
（3）位于分界线两边的元素一般具有两性。
【投影】通过实验证明：Na、Mg、Al、Fe这四种金属活动性的相对强弱。
【组织讨论】不仅要提出方案，还要说明实验操作的方法和应该看到的实验现象。
【评价】因为是复习，因此学生有可能提出各方面的依据或设想。在学生提出可能的方案后，引导学生对每一个方法都进行评价，让学生自己分析并说明为什么可行？为什么不行的道理。
这9种设想中，不能完全充分说明问题
的有：（1）、（4）、（7）、（8）和（9）。
【提问】哪些实验事实能够说明：S的非金属性比Cl要弱？
思考，讨论，设计并提出实验方案或实验事实：（学生可能的方案有）
（1）与氧气反应的难易程度；
（2）与水反应的难易程度；
（3）与水反应后生成的氢氧化物的碱性的相对强弱；
（4）与强酸反应产生氢气的剧烈程度；
（5）四种金属之间的置换反应；
（6）它们形成的强酸盐溶液的pH的大小（水解程度）；
（7）它们对应的金属阳离子氧化性的相对强弱；
（8）这四种金属的冶炼方法；
（9）在自然界的存在形态。
【评价】与学生一起在讨论中评价每一个方案。
【板书】（3）最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性，以及非金属元素气态氢化物的稳定性的递变规律
【投影】例6　 已知同周期的X、Y、Z三元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序：HZO4＞H2YO4＞H3XO4，下列判断不正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．阴离子的还原性按X、Y、Z的顺序减弱
B．单质的氧化性按X、Y、Z的顺序减弱
C．原子半径按x、Y、Z的顺序减小
D．气态氢化物的稳定性按X、Y、Z的顺序减弱
思考，归纳，回答：
可能的思路有：
（1）与氢化合的反应条件；
（2）生成的气态氢化物的热稳定性；
（3）Cl2通入H2S或硫化物的溶液中，能得到S单质的沉淀；
（4）Fe或Cu在其中燃烧时，所得产物中Fe或Cu元素的价态等等。
【提问】应该如何比较最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性的相对强弱？
讨论，总结：
根据“最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性，以及非金属元素气态氢化物的稳定性，取决于金属或非金属元素的活动性的相对强弱”的规律，本题应选B、D。
非金属元素气态氢化物的稳定性与非金属元素单质的氧化性有何内在联系？
思考，回答。
四、“位—构—性”的规律及应用
【引入】元素周期律揭示了元素之间的内在联系，元素周期表是元素周期律的具体体现形式。那么，这种元素间的内在联系表现在哪些方面？这些规律对于我们解决实际问题又有哪些具体的指导意义呢？
请同学们谈谈自己的体会和看法。
倾听，思考。
积极参加讨论，并发言。
思考，发言：
（1）原子序数=核电荷数=质子数=核外电子总数；
（2）由核外电子总数可知电子的排布，从而知道电子层数，推知该元素在周期表中的周期数；
（3）最外层电子数决定元素的化学性质；
（4）根据元素在周期表中的位置，可推知元素的化学性质。
【评价】只知道周期数，能否确定元素在周期表中的位置？对，还得知道它所在的族序数。
【评价】元素的化学性质难道只与最外层电子数有关吗？对，还与原子半径即电子层数的多少有关。
教师活动
【投影】现在我们来系统地归纳“位—构—性”三者之间的关系：元素“位—构—性”三者之间的关系小结：
【过渡】现在我们来看例题：
【投影】例7 下图是周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B的质量数。B原子核内质子数和中子数相等。下面叙述中不正确的是　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．三种元素的原子半径的大小顺序是B＜A＜C
B．A元素最高价氧化物的对应水化物具有强氧化性和不稳定性
C．B元素的氧化物，氢化物的水溶液都呈酸性
D．C元素的单质是非金属单质中唯一能跟水激烈反应的单质
【提问】我们请一位同学示范讲解本题的分析及推断过程。其他同学注意思考，有欠缺的地方予以补充。
读题，思考并回答：
（1）由于 A、B、C是短周期元素，它们在表中的位置关系明确，因此，可设B的原子序数是x，则A的原子序数是（x-9），C原子序数是（x-7）；
（2）又由于 A、B、C三种元素原子核外电子数之和等于B的质量数，B原子核内质子数和中子数相等，则有等式：
（x-9）+x+（x-7）=2x，则有x=16。
可知B为16号S元素，则A为N元素，C为F元素。
（3）据上述分析得：只有A不正确。
【投影】例8　 在周期表主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三元素上下或左右紧密相邻。甲、乙两元素的原子序数之和等于丙元素的原子序数。这四种元素原子的最外层电子数之和为20。据此可以判断：元素甲为______，元素丙为______，元素乙和丁所形成化合物的分子式为______或______。
【组织讨论】请讨论解题思路并求解。
读题，分析及解答：
依据元素周期表中元素位—构—性三者之间的关系，利用题给信息，确定突破口：
（1）可以最外层电子数之和为20猜想，甲的最外层电子数在5左右；
（2）可以甲元素与乙、丙、丁三元素上下或左右紧密相邻，写出四种可能的位置关系，设出甲的序数，结合最外层电子数之和为20求解。
答案：甲为N，丙为P，乙和丁的化合物为CO或CO2。
【课堂小结】
　
精选题
　
一、选择题
1．短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如右图，其中正确的是　 [　　　 ]
A．Z一定是活泼金属元素
B．X的最高价氧化物的水化物是一种强酸
C． 1molY 的单质跟足量水反应时，发生转移的电子为2mol
D．由Z单质形成的晶体属于分子晶体
2．第二周期的元素与氢元素所形成的常见分子或离子中，电子总数为10的有　　 [　　　 ]
A．6种以上
B．5种
C．4种
D．3种
3．第三周期元素R，它的最外层达到饱和时所需电子数小于次外层和最内层电子数之差，并且等于最内层电子数的正整数倍，则关于R的正确说法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
①常温下能稳定存在的R的氧化物都能与NaOH溶液反应；
②R的最高价氧化物对应水化物都是强酸；
③R的单质固态时属于同一类型的晶体；
④R 的气态氢化物都能受热分解。
A．仅①
B．①②④
C．①④
D．②③④
4．下面的推断，错误的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．铍是一种轻金属，它的氧化物的水化物可能具有两性
B．砹是一种有色固体，HAt很不稳定，AgAt是有色难溶于水且感光性很强的固体
C．硫酸锶（SrSO4）是难溶于水和盐酸的白色固体
D．硒化氢（H2Se）是无色、有毒，比H2S稳定的气体
5．下列有关物质性质的比较顺序中，不正确的是　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．热稳定性：HF＜HCl＜HBr＜HI
B．微粒半径：K+＞Na+＞Mg2+＞Al3+
C．酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3
D．熔点：Li＜Na＜K＜Rb
6．下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是　　　　　　　　 [　　　 ]
A．NaF B．MgI2 C．BaI2 D．KBr
7．在F、P、Si、Fe这四种元素中，每种元素都有某些方面区别于其它三种元素，若从中选出氟元素，选择的理由正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．最高价氧化物对应水化物酸性最强
B．单质与冷水反应最剧烈
C．单质固态时为分子晶体，熔、沸点较低
D．在氧化物：OF6，P2O5，SiO2，Fe2O3中，OF6最稳定
8．已知aAn+、bB(n+1)+、cCn-、dD(n+1)-均是具有相同电子层结构的短周期元素形成的简单离子，下列叙述正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．原子半径C＞D＞A＞B
B．原子序数b＞a＞c＞d
C．离子半径D＞C＞A＞B
D．单质的还原性A＞B＞C＞D
9．下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．六氟化氙（XeF6）
B．次氯酸（HClO）
C．氯化硫（S2Cl2）
D．三氟化硼（BF3）
10．在元素周期表短周期中的X和Y两种元素可组成化合物XY3，下列说法正确的是 [　　　 ]
A．XY3晶体一定是离子晶体
B．若Y的原子序数为m，X的原子序数一定是m±4
C．X和Y可属同一周期，也可属于两个不同周期
D．XY3一定不属于同一主族
二、非选择题
11．a、b、c、d、e、f、g为七种由短周期元素构成的微粒，它们都有10个电子，其结构特点如下：
其中b的离子半径大于e的离子半径；d是由极性键构成的四原子极性分子；c与f可形成共价型g分子。
试写出：
（1）a微粒的结构示意图______；
（2）b与e相应元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较为（用化学式表示）______＞______；
（3） d溶于水的电离方程式______；
（4）g微粒所构成的晶体类型是______；
（5）c微粒是______，f微粒是______（用化学式表示）。
12．A、B、C、D是4种短周期元素，它们的原子序数依次增大，其中A、C及D、B分别是同主族元素，又知B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子中质子数和的2倍，这4种元素的单质中有2种气体，2种固体。
（1）写出元素符号：A______，C______。
（2）写出2种均含A、B、C、D四种元素的化合物相互反应逸出气体的化学方程式______。
（3）用A元素的单质和B元素的单质可以制成电池，电池中装有浓KOH溶液，用多种的惰性电极浸入KOH中，两极均有特制的防止气体透过隔膜，在一极通入A的单质，另一极通人B的单质，通入B单质的一极电极反应方程式是：______。
　
答　 案
　
一、选择题
1．C　 2．A　 3．C　 4．A、D　 5．A、D　 6．B　 7．B　 8．B、C　 9．C　 10．C
二、非选择题
11．
（2）NaOH＞Mg（OH）2
（4）分子晶体
（5）OH-　　　 H3O+
12．（1）H，Na
（2）NaHSO4+NaHSO3=Na2SO4+SO2↑+H2O
（3）O2+4e+2H2O→4OH
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第 1 页 共 19 页化学常用计量
　
教学目标
知识技能：掌握物质的量及其单位——摩尔、摩尔质量、气体摩尔体积的涵义。掌握物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状态下）之间的相互关系。
能力培养：通过基本计算问题的讨论，培养学生的计算思维能力。
科学思想：在阿伏加德罗定律的应用上，着重掌握有关比例的数学思想。
科学方法：演绎推理法。
重点、难点　　　 物质的量与微粒（原子、分子、离子等）数目、气体体积（标准状况下）之间的相互关系是重点，气体摩尔体积的应用条件是难点。
　
教学过程设计
　
教师活动
【引入】今天我们复习化学常用计量。
【提问】科学家引入物质的量这个物理量的意义是什么？
【再问】谁来说说物质的量是怎样联系宏观和微观的？
学生活动
回答：把质量、体积等宏观物理量和微观的微粒个数联系起来。
回答：主要通过以物质的量为核心物理量建立的下列关系图，把微粒数、物质质量、气体标准状况下的体积、溶液的物质的量浓度等相互关联起来。
归纳：
小结：物质的量及其单位摩尔的作用实际是联系宏观和微观的桥梁。
【提问】下列叙述是否正确？
（1）摩尔是物质的量的单位，1mol任何物质都含有6.02×1023个分子。
（2）1mol氢的质量为1g，它含有阿伏加德罗常数个氢分子。
（3）氧气的摩尔质量为 32g，氧气的分子量也为32g。
（4）12g碳-12所含的碳原子数是阿伏加德罗常数，每摩物质含有阿伏加德罗常数个微粒。
思考，回答：
（1）不正确，并非所有物质均含有分子。
（2）不正确，不能说 1mol氢，应指明微粒名称。
（3）不正确，摩尔质量的单位为g·mol-1，分子量没有单位。
（4）正确
【提问】在应用摩尔这个单位时，应注意什么？
回答：
（1）摩尔只能用来表示微粒的集体数目；
（2）必须指明微粒的具体名称。
【讲解】微粒可以是真实的，如：1mol水分子；也可以是假想的，如：1mol NaCl，表示1molNa+和1mol Cl- 的特定组合。
【提问】在化学反应中，下列叙述正确的是：
A．反应物的物质的量之和一定等于各生成物的物质的量之和
B．反应前原子的物质的量之和一定等于反应后原子的物质的量之和
C．反应前各物质的摩尔质量之和一定等于反应后生成物的摩尔质量之和
D．在同温、同压下，反应前气体体积之和一定等于反应后气体体积之和
思考，回答：
A．不正确，因为化学反应前后，分子数是可能发生变化的。
B．正确，因为原子是化学变化中的最小微粒。
C．不正确，因为分子是变化的，分子量很可能变化，摩尔质量也随之变化。
D．不正确，因为在同温、同压下，气体的体积随分子数变化。
【小结】化学反应的实质是分子组成、分子结构发生了变化。
【提问】质量守恒定律从宏观和微观两方面的涵义是什么？
回答：
在宏观上，反应物的总质量等于生成物的总质量；从微观上，反应物中原子的种类和总个数（或总物质的量）等于生成物中原子的种类和总个数（或总物质的量）。
【强调】物质的质量守恒定律在化学计算中有很重要的应用，需要大家努力掌握应用守恒的计算技巧。
【过渡】下面让我们再讨论一下有关气体摩尔体积的问题。
【提问】什么是气体摩尔体积？
回答：标准状况下，1mol任何气体的体积都约为22.4L。
【再问】标准状况的涵义是什么？
回答：273K，1.01×105Pa，或0℃，1atm。
提问：老师，标准状况下三氧化硫是气体吗？
【强调】气体摩尔体积不适用于非标准状况的气体及液体、固体。
【反问】谁知道这个问题？
回答：三氧化硫的熔点为16℃，标准状况下当然是固体。
【提问】有关气体问题的最重要的一个定律就是阿伏加德罗定律，谁来叙述一下该定律的内容？
回答：同温、同压下，同体积的气体具有相同的分子数。
【讲解】阿伏加德罗定律适用于任何状态下的气体，可归纳为：pV=nRT
具体应用有：（1）同温、同压下，体积比等于物质的量之比；（2）同温、同体积下，压强比等于物质的量之比；（3）同温、同压下，密度比等于摩尔质量（分子量）之比。
【板书并讲解】根据 pV=nRT和 n=m/M得：pV=（m/M）RT
pM=（m/V）RT
pM=ρRT
因此，同温、同压下，气体的密度之比等于摩尔质量（分子量）之比。
倾听。
提问：为什么同温、同压下，密度之比等于摩尔质量（分子量）之比？
【引导小结】气体分子量计算的常用公式：
①气体的摩尔质量=标准状况下气体密度×22.4。
②同温、同压下，气体的分子量与气体的密度成正比。
③混合气体的平均摩尔质量=混合气体总质量÷混合气体的总物质的量。
回忆、归纳、小结：
（1）M=ρ0×p22.4
（2）M=ρA×MA
（3）M=Σm/Σn
【提问】下列说法正确的是：
A．1mol任何物质在标准状况下的体积都约是22.4L
B．0.5 mol氢气的体积为11.2L
C．在标准状况下，各为1mol的二氧化硫、三氧化硫的体积均约为22.4L
D．在20L恒容密闭容器中，充入1mol的氮气和3mol氢气，达平衡后有0.5mol的氮气反应，平衡后混合气体的体积仍为20L
思考，回答：
A．不正确，只有1mol气体在标准状况下的体积都约是22.4L，不能说任何物质。
B．不正确，因为没有指明标准状况。
C．不正确，因为三氧化硫在标准状况下不是气体。
D．正确，因为不论在任何条件下，气体都将充满整个容器。
【评价】回答得很好，请注意 D选项的条件不是标准状况。
【提问】下列说法正确的是：
A．标准状况下，1L辛烷完全燃烧生成8/22.4 mol的二氧化碳分子
B．在标准状况下，任何气体的体积都约为22.4L
C．常温常压下，1mol氮气含有阿伏加德罗常数个氮分子
D．常温常压下，金属和酸反应，若生成2g 氢气，则有2mol电子发生转移
思考，回答：
A正确，辛烷的分子式为C8H18，在标准状况下1L辛烷的物质的量是1/22.4mol，因此，完全燃烧生成 8/22.4 mol的二氧化碳分子。
B．不正确，因为没有指明气体的物质的量是1mol。
C．正确，1mol氮气的分子数与是否标准状况无关。
D．正确，不论在任何条件下，2g氢气都是1mol，无论什么金属生成氢气的反应均可表示为：2H++2e=H2↑，因此，生成1mol氢气一定转移 2mol电子。
【质疑】辛烷在标准状况下是否为气体？
回答：辛烷在标准状况下为液体。
【评价】辛烷是汽油成分之一，在标准状况下为液体，1L辛烷的物质的量不是 1/22.4mol，因此，A选项是不正确的。
【提问】设N表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是：
A．标准状况下，以任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体22.4L，所含的气体的分子数约为N个
B．标准状况下，22.4LNO和11.2L氧气混合，气体的分子总数约为1.5N个
C．常温下，2.3g金属钠变成钠离子时，失去的电子数目为0.1N个
D．常温下，18g重水所含中子数为10N个
思考，回答：
A．正确，任意比例混合的甲烷和丙烷混合气体 22.4L，气体的总物质的量为1mol，因此含有N个分子。
B．不正确，因为NO和氧气一接触就会立即反应生成二氧化氮。
C．正确，2.3g钠是0.1mol钠原子，钠原子变成离子的反应为：
Na-e=Na+
0.1mol钠原子就失去0.1mol电子，也就是0.1NA个电子。
D．不正确，重水分子（D2O）中含有10个中子，分子量为 20，18g重水所含中子
数为：10×18g/20g· mol-1=9mol。
【强调】温度和压强条件只影响气体的体积，而不影响气体的质量和物质的量，因此，如果讨论物质的量、质量和微粒数目的关系，则与是否标准状况无关。
【引导小结】在计算中需要注意的问题：
（1）有关微粒个数计算，需要注意什么？
（2）有关气体的计算，需要注意什么？
（3）有关方程式的计算，需要注意什么常用技巧？
归纳、小结：
（1）注意分子数和原子数、质子数、电子数、中子数的比例关系
（2）注意温度和压强条件对气体体积的影响很大，因此应用气体摩尔体积计算必须要求标准状况条件，并注意标准状况下不是气体或不能共存的混合气的问题。
（3）注意运用电子守恒的计算技巧。
　
精选题
　
一、选择题
1．为方便某些化学计算，可将98％的浓硫酸表示成下列形式，其中合理的是　　　 [　　　 ]
A．H2SO4·1/9H2O　　　　　　　　　　　　 B．H2SO4·H2O
C．H2SO4·SO3　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．SO3 ·10/9H2O
2．能从水溶液中还原 6molH+的是　　 [　　　 ]
A． 2 mol Fe　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B． 6 mol OH-
C． 6 molI-　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D． 6 mol Li
3．某稀溶液中含1mol硝酸钾和4mol硫酸，向其中加入1.5mol铜粉，充分反应后产生的气体在标准状况下的体积为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．5.6 L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．11.2L
C．22. 4L　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．44.8L
4．标准状况下，下列混合气体的平均式量可能是50的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．硫化氢和二氧化硫　　　　　　　　　　　 B．一氧化氮和氧气
C．二氧化硫和溴化氢　　　　　　　　　　　 D．碘化氢和氯气
5．在一个恒容密闭容器中充入11gX气体（摩尔质量为 44g·mol-1），压强为1×105pa。如果保持温度不变，继续充入X气体，使容器内压强达到5×105pa。则此时容器内的气体X的分子数约为 [　　　 ]
A．3.3×1025　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．3.3×1024
C．7.5×1023　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．7.5×1022
6．以N表示阿伏加德罗常数，下列说法中不正确的是　　　　　　　 [　　　 ]
A．在SiO2晶体中，1mol硅原子与2N个氧原子形成共价键
B．0.1mol甲基中含N个电子
C．16g臭氧O3中含有N个氧原子
D．31g白磷P4中含有1.5N个P-P键
7．由二氧化碳、氢气、一氧化碳组成的混合气体在同温、同压下与氮气的密度相同。则该混合气体中二氧化碳、氢气、一氧化碳的体积比为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．29∶8∶13　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．22∶1∶14
C．13∶8∶29　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．26∶16∶57
8．将一定量的铁粉和硫粉的混合物共热，充分反应后冷却，再加入足量稀硫酸，得到标准状况下的气体 11.2 L，则原混合物可能的组成是（n代表物质的量）　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．n（Fe）＜n（S）总质量等于 44g
B．n（Fe）＞n（S）总质量等于44g
C．n（Fe）=n（S）总质量大于 44g
D．n（Fe）＞n（S）总质量小于 44 g
9．同温、同压下，CO2 和NO的混合气体 20mL，通过足量过氧化钠后气体体积减少到10mL，则原混合气体的体积比可能是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．1∶1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．2∶3
C．3∶2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．1∶4
10．常温下，向20L真空容器中通入A mol硫化氢和 Bmol氯气（A，B均为不超过5的正整数），反应完全后，容器内气体可能达到的最大密度是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [　　　 ]
A．8.5 g·L-1 　　　　　　　　　　　　　　　　 B．18．25g·L-1
C．18.5 g·L-1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．35.5 g· L-1
二、非选择题
11下列分子数由少至多的顺序是______，质量由小到大的顺序是______。
①6g氢气②2mol氨气③4℃时 9mL水 ④1.204×1023个硫酸分子⑤标准状况下，5.6L二氧化碳
12．9g水（H2O）和______g重水（D2O）含有相同的中子数，和______g重水含有相同的质子数。
13．0.1mol下列物质：①氢氧化钠，②碳酸钠，③过氧化钠，④芒硝，分别溶于水，使所得溶液中铀离子与水分子的个数比为1∶100，则需要加入水的质量分别为：
①______g，②______g，③______g，④______g。
14．某溶液中含氯离子、溴离子、碘离子的物质的量之比为2∶3∶4。欲使它们的物质的量之比变为4∶3∶2，需要通入氯气的物质的量和原溶液中所含碘离子物质的量之比为：
15．若在一定条件下把硫化氢与120mL氧气混合反应后，相同状态下测得二氧化硫的体积为75mL，则原硫化氢气体的体积最少为______mL，最多为______mL。
　
答　 案
　
一、选择题
1．A、D　 2．D　 3．C　 4．B、D　 5．C　 6．A、B　 7．C、D　 8．D　 9．A、C　 10．B
二、非选择题
11．④⑤③②①；①③⑤④②
12．8　 10
13．180 360 361.8 341
14．1∶4
15．75 90
提示：4．平均值法：如果混合气的平均式量为50，则组成气体中必然有式量大于50的和式量小于50的。
A．选项，两种气体不能共存；
B．选项，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮化合生成四氧化二氮（式量为92）；
C．选项，两种气体的式量均大于50；
D．选项，氯气和碘化氢反应生成氯化氢（式量为36.5）和碘。
6．A选项，在SiO2晶体中，每个Si原子均和4个O原子相连，即有4个Si—O键；
B选项，甲基中有9个电子；
D选项，白磷P4分子为正四面体结构，有6个P—P键。
7．根据题意，混合气的平均式量等于氮气的式量28，由于CO的式量也为28，因此，只要二氧化碳和氢气的体积比满足13∶8（可用十字交叉法算出）即符合题意。
8．根据题意，所产生的气体可能为硫化氢和氢气，根据反应的化学方程式，得到如下关系：Fe～FeS～H2S，Fe～H2。因此，根据产生气体 11.2L（0.5 mol），得：铁粉的物质的量一定为0.5 mol（28g）。
若n（Fe）＜n（S），贝n（S）＞0.5 mol，m（S）＞16g，总质量大于44g。
其余选项的判断同理。
9．设混合气中CO2的体积为xmL，NO的体积为y mL，则x+y=20 方程①
根据反应的化学方程式：
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2
xmL　 x/2mL
2NO+O2=2NO2
ymL x/2mL
若氧气足量，则x/2≥y/2
生成NO2y mL，剩余氧气 x/2—y/2 mL
反应后混合气：y+（x/2—y/2）=10方程②
根据方程①，方程②总成立。
因此，只要满足x≥y，即体积比＞1∶1，均可。若氧气不足量，即y＞x，由于生成NO2的体积为y mL，因此剩余气体的体积不可能为10mL。
10．恒容条件下，当气体质量最大时，其密度最大，经讨论，当A=5，B=5时，反应后生成10molHCl，此时，气体的总质量最大。
因此，容器内气体密度的最大值为：
10mol×36.5g·mol-1/20L＝18.25g·L-1
14．根据Cl-、Br-、I-的物质的量之比由2∶3∶4变为4∶3∶2，说明反应前后Br-的物质的量没有改变，因此，反应如下：
Cl2+2I-=2Cl-+I2
15．根据硫化氢和氧气反应的化学方程式：2H2S+O2=2S↓+2H2O，2H2S+3O2=2SO2+2H2O。若生成SO275mL，则H2S的体积至少为75mL，此时消耗氧气的体积为112.5 mL，余7.5mL。7.5mL氧气还可以和15mL硫化氢反应生成S，因此H2S的体积至多为75mL+15mL=90mL铝　 铁
　
教学目标
知识技能：复习铝盐、偏铝酸盐及氢氧化铝之间的转化关系及转化时量的关系；能用离子方程式正确表达它们之间的关系；应用化学平衡原理解释氢氧化铝的两性，掌握实验室制备氢氧化铝的方法；
复习铁，二价铁，三价铁三者之间的相互转化关系，并能正确写出有关的氧化还原反应的离子方程式；掌握铁离子及亚铁离子的检验方法；通过计算掌握变价金属与硝酸反应时铁的量不同，反应产物不同。
能力培养：培养学生总结概况形成规律性认识的能力；培养学生的实验能力、观察能力及综合分析问题和解决问题的能力。
科学思想：通过复习氢氧化铝的两性及铝元素在化合物中的转化关系，对学生进行量变到质变、矛盾的对立统一等辩证唯物主义观点的教育；通过对铝、铁的综合题的计算，使学生建立数、形结合思想，拓展解题思路。
科学品质：通过学习，使学生善于总结，并在总结中发现问题。
科学方法：教会学生将化学中的定量问题表格化、图象化；通过对实验的观察，了解现象与本质的关系，使学生进一步掌握用实验的方法将化学中微观的问题宏观化；抽象的问题具体化。
重点、难点
重点：氢氧化铝的两式电离；铝化合物之间转化的量的关系；铁，二价铁，三价铁之间的转化关系及氢氧化亚铁转化成氢氧化铁；
难点：铝化合物之间转化的图象表示；变价金属与硝酸反应的计算。
教学过程设计
教师活动
【引言】
铝、铁是中学化学元素化合物中的重点，而其中的Al（OH）3、
和“铁三角”的这两部分内容既是重点又是难点，同时又是高考的热点。所以高三对这两部分内容的复习是非常重要的。结合这段内容，我准备了八个问题，其中有两个问题昨天已经布置下去了，请同学们分成小组先把上节布置的内容讨论一下，然后我们再按提纲逐一讨论，最后一起归纳总结。我们今天采用大屏幕实物投影，请同学们将讨论的结果直接写在白纸上，以便和其他的同学一起交流。
【投影】题目见右栏
将学生分成5～6人一组，按问题逐一讨论。
学生活动
回忆并讨论昨天布置的两题：
式正确表示其关系。
的化学方程式或离子方程式。
分组讨论。
【投影】例1
确表示其关系。
【要求】
1．指出三者之间存在着怎样的关系？
2．用离子方程式正确表示他们之间的关系。
3．通过总结发现其中的规律。
请一位同学到前面展示自己总结的内容：
（1）Al3++3OH-=Al（OH）3↓
（5）Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O
注：回答问题中，学生能够找出三者之间的关系，但思维无序，随意安排（1）～（6），故很难发现其中的规律。以上结果为两个同学补充的最终结果。
【评价】
同学们对三者之间的转化关系掌握较好，在此基础上还应正确排列（1）～（6），这样即可发现（1）～（3）中1mol铝离子能与3mol氢氧根反应生成氢氧化铝，而与4mol氢氧根反应则生成偏铝酸盐；同样的关系也可在（4）～（6）中发现，由此看出量变引起质变。
【投影】例2
【要求】
1．用桌上的仪器和药品完成题目所示实验，注意观察实验现象。
2．A、B中的反应现象是否相同？（用离子方程式表示）
3．用平衡移动原理解释Al（OH）3既能和强酸又能和强碱反应的原理。
分组实验、讨论并回答：
（A）Al3++3OH-=Al（OH）3↓
现象：先产生白色絮状沉淀，当氢氧化钠过量时沉淀消失。
现象：先产生沉淀，震荡消失，当AlCl3过量时产生沉淀不再消失。
得出结论：
当反应物相同，而反应的顺序不同时，现象也不同。
注：个别组的同学因药品用量不当，未在规定时间内做出正确现象。
得出结论：Al（OH）3是两性化合物，既能和强酸反应又能和强碱反应。
解释：
（1）当加酸时，H+立即跟溶液里少量的OH-起反应而生成水，平衡向右移动，氢氧化铝不断溶解。
（2）当加碱时，OH-立即跟溶液里少量的H+起反应而生成水，平衡向左移动，同样氢氧化铝也不断溶解。
这就是氢氧化铝既能和酸又能和碱起反应的原因。
4．实验室制取Al（OH）3时为何不用强碱？
回答：因氢氧化铝溶于强碱，所以实验室用氨水与铝盐反应：
Al3++3NH3·H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
【评价】
大部分同学操作正确，个别同学一开始制的Al（OH）3过多，未注意用量，造成后来溶解不利；也有的是因为未逐滴加入药品，也未看见实验的全过程。关于Al（OH）3的两式电离理解正确，故能得出实验室制备氢氧化铝的正确方法。
【投影】例3
画出下列各反应中生成沉淀的物质的量（纵坐标）随所加入或滴入的反应物的物质的量（横坐标）的变化曲线。
（1）在氯化铝溶液中加入氢氧化钠溶液；
（2）在偏铝酸钠溶液中加入盐酸；
（3）在氢氧化钠溶液中加入氯化铝溶液；
（4）在等物质的量的氯化镁和氯化铝混合溶液中加入氢氧化钠溶液；
（5）在明矾溶液中加入氢氧化钡溶液。
【演示】牛津剑桥化学教学软件，帮助同学直观建立有关图象，指出该类题是高考中常见题型，这类题是运用数形结合思想解决化学问题的典型题例。
【组织讨论】请同学们对例3进行讨论，并将结论写在投影胶片上。
讨论后，展示一组的投影片，5个变化曲线图及解释如下：
图（1）1mol铝离子与3mol氢氧根反应生成氢氧化铝，而与4mol氢氧根反应就生成偏铝酸盐。
图（2）1mol偏铝酸根与1mol氢离子反应就生成氢氧化铝，而与4mol氢离子反应就生成铝盐。
图（3）该反应的原理为：
当加入3mol铝离子时，溶液中开始产生沉淀，再加入1mol铝离子时，产生沉淀量最大且不再消失。
图（4）由于1mol镁离子与2mol氢氧根反应生成沉淀，所以该组溶液达到沉淀最大量与氢氧化铝溶解所消耗的氢氧根之比为5∶1。
图（5）这个反应比较复杂，反应为：
2KAl（SO4）2+3Ba（OH）2=2Al（OH）3↓+3BaSO4↓+K2SO4
2Al（OH）3+K2SO4+Ba（OH）2=BaSO4↓2KAlO2+4H2O
讨论：若KAl（SO4）2为a mol，Ba（OH）2为b mol，
故1molKAl（SO4）2与Ba（OH）2生成沉淀最大量时为2.5 mol，图象表现为开始时沉淀的物质的量增加，后减少，最后不变。
【评价】同学对该组问题的讨论很认真。解该类题的关键是：先明确化学反应原理，然后找出1mol沉淀需要某一反应物的物质的量与溶解1mol沉淀需要该反应物的物质的量的比值，结合图象分析判断。
【投影】例4
学方程式或离子方程式。
【提问】
Fe→Fe2+，Fe→Fe3+各选用哪些氧化剂？
Fe2+与Fe3+的氧化还原特性如何？
请一位同学到前面展示自己总结的内容：
（1）Fe+2H+=Fe2++H2↑
（2）2Fe+3Cl2=2FeCl3
（3）2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
（4）2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+
（5）FeO+C=Fe+CO
（6）Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2
【讨论后回答】
Fe→Fe2+加弱氧化剂，例如：S、H+（非氧化性酸、Cu2+等）
Fe→Fe3+加强氧化剂，例如：Cl2、HNO3等）
Fe2+主要体现还原性
Fe3+主要体现氧化性
【评价】
组内同学讨论热烈，化学方程式或离子方程式书写正确率高，我们只展示了一组，只要合理，其他答案也正确。
【投影】例5
在氯化亚铁溶液中投入一块钠，反应结束后过滤，把滤渣放入坩埚中加热，最后得到的固体是______。
实验：
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
FeCl2+2NaOH=Fe（OH）2+2NaCl
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
2Fe（OH）3 Fe2O3+3H2O
氢氧化铁受热分解的产物是Fe2O3。
分析讨论：
现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀
所以加热分解的产物为Fe2O3。
注：个别学生不了解这一反应，故认为沉淀是Fe（OH）2。
因过滤及加热分解时间过长，故该两步实验可以略去。
指导实验：
1．注意金属钠的取用方法；
2．注意观察实验现象；
3．由于反应较剧烈故应注意安全。
【小结】
4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3
该反应的现象是推断铁及铁化合物的突破口。
【评价】
实验做得很认真，但个别女同学胆子较小，不敢做，望今后加强动手能力，提高实验意识。
【投影】例6
要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+。进行实验操作的顺序有：①加入足量氯水，②加入足量高锰酸钾溶液，③加入少量硫氢化铰溶液，其中顺序正确的是　　　　　　　　　　　　　 （ 　　　）
A．①③　　　　　　　　　　　　　　　　 B．③②
C．③①　　　　　　　　　　　　　　　　 D．①②③
个别实验：
请一位同学到讲台前用事先准备好的药品进行实验。因Fe3+遇SCN-生成Fe（SCN）3而显血红色，Fe2+遇氯水才能氧化成Fe3+，高锰酸钾溶液本身显紫色，故应选C。注：学生容易忽视高锰酸钾的颜色。
【总结】
同学们已经掌握了三价铁及亚铁离子的检验方法。
【投影】例7
有28g铁完全溶于500 g 20.16％的稀HNO3中恰好完全反应，生成物是什么？质量是多少克？
请同学们讨论，分析解题思路并求解。
分组讨论：
请一组的同学派一个代表向同学介绍解题思路（同组的其他同学补充）。
由题目可知：
Fe+4HNO3=Fe（NO3）3+NO+2H2O（3∶12）
3Fe+8HNO3=3Fe（NO3）2 +2NO+4H2O（3∶8）
3∶9.6介于（3∶12）和（3∶8）之间，所以生成物既有Fe（NO3）3又有Fe（NO3）2
设生成 x mol Fe（NO3）3，y mol Fe（NO3）2，可得方程式x+y=0.5，4x+8y/3=1.6，联立求解得x=0.2mol，y＝0.3mol。
即 Fe（NO3）3为242×0.2=48.4g，Fe（NO3）2为180×0.3=54g。
注：本题选一名平时学得较好的同学回答，有利于正确概念的建立。
【小结】
通过计算使同学们明确，变价金属与硝酸反应时，铁的量不同，反应产物不同。
【投影】例8
为使溶液中的三种阳离子A+、B2+、C3+逐一沉淀出来并分离，将含有三种阳离子的水溶液进行如下实验：
【组织讨论】请讨论以下问题，并给出正确答案。
（1）写出过滤所用仪器名称。
（2）C3+可能是Al3+、Fe3+离子吗？为什么？
（3）B2+离子可能是Fe2+离子吗？为什么？
分组讨论：
1．铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒。
2．C3+可能是Al3+，因为在酸性条件下，Al3+不与H2S反应，但与过量的氨水反应生成Al（OH）3沉淀。C3+不可能为Fe3+，因为会发生如下反应：
2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+
3．B2+不可能是亚铁，因为在酸性条件下，Fe2+不能转化成硫化亚铁沉淀。
【评价】
该题充分考查同学综合分析问题和解决问题的能力。讨论激烈思维活跃。　
　
精选题
　
一、选择题（本题有1～2个答案正确）
1．下列各组物质的水溶液不用试剂无法鉴别出来的是　　　　　　　　 （　　　 ）
A．NaOH、AlCl3　　　　　　　　　　　 B．CuSO4、BaCl2
C．NaAlO2、HCl　　　　　　　　　　　 D．MgCl2
2．下列各组离子中，能在水溶液中大量共存且溶液显酸性的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
B．Al3+、Mg2+、SO42-
C．AlO2-、HCO3-、Na+
D．Al3+、AlO2-、Cl-
3．在30mL 1 mol·L-1氯化铝溶液中加入4 mol·L-1的烧碱溶液，若能生成0.01mol的沉淀，则加入烧碱溶液的体积可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．3mL　　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．7.5mL
C．27.5mL　　　　　　　　　　　　　　　 D．以上都不对
4．将含有A、B、C三种金属离子的水溶液进行实验：
符合上述情况的三种金属离子是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Ag+、Cu2+、Al3+
B．Ag+、Fe2+、Al3+
C．Ag+、Ba2+、Fe3+
D．Ag+、Cu2+、Fe3+
5．用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al（OH）3，甲、乙、丙三个同学制备的途径分别是：
若要得到等量的Al（OH）3，则　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．三者消耗原料相同
B．甲消耗原料最多
C．乙消耗原料最少
D．丙消耗原料最多
6．将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中三价铁离子和二价铁离子浓度相等。则已反应的三价铁离子和未反应的三价铁离子的物质的量之比是　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．2∶3　　　　　　　　　　　　　　　　 B．3∶2
C．1∶2　　　　　　　　　　　　　　　　 D．1∶1
7．可把苯酚、硫氰化钾、乙酸、氢氧化钠、碳酸氢钠鉴别开来的是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．溴水　　　　　　　　　　　　　　　　 B．甲基橙
C．氢氧化铜　　　　　　　　　　　　　 D．氯化铁溶液
8．将大量铁粉溶于少量稀硝酸中，过滤后，所得离子浓度大小的顺序排列正确的是　 （　　　 ）
A．[NO3-]＞[Fe3+]＞[H+]＞[OH-]
B．[NO3-]＞[Fe2+]＞[H+]＞[OH-]
C．[Fe3+]＞[NO3-]＞[H+]＞[OH-]
D．[Fe2+]＞[NO3-]＞[OH-]＞[H+]
9．按下列过程，最终能够实现的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．Fe FeCl2溶液 FeCl3溶液 FeCl3晶体
B．FeSO4溶液 Fe（OH）2 Fe（OH）3 Fe2（SO4）3溶液 Fe2（SO4）3

C．镀锌铁片 静置5min，刻痕处显红色
D．Cu CuO CuSO4溶液 胆矾
10．某溶液中有NH4+、Mg2+、Fe2+、Al3+四种离子，若向其中加入过量的氢氧化钠溶液，微热并搅拌，再加入过量盐酸，溶液中大量减少的阳离子是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ）
A．NH4+　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．Mg2+
C．Fe2+　　　　　　　　　　　　　　　　　　 D．Al3+
二、非选择题
11．在有固体氢氧化铝存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：
别加入（1）氢氧化钠溶液，（2）盐酸，（3）已分别用氢氧化钠、硝酸汞溶液处理过的铝条，（4）水。根据平衡原理回答：
（A）使固体质量增加的______，（B）使偏铝酸根离子物质的量增加的______，（C）使铝离子物质的量增加的______。
12．某物质的水溶液显浅绿色，向该溶液中通入过量的氯气后；加入四氯化碳振荡，静置，溶液分成两层，四氯化碳层为棕色，用分液漏斗分液后，向水层中加入硫氰化钾溶液显红色。则该物质是______，向该物质的水溶液中，通入氯气时，反应的离子方程式为____________；向水层中加入硫氰化钾溶液时，反应的离子方程式为______。
13．现有氯化铝和氯化铁混合溶液，其中铝离子和三价铁离子的物质的量之和为0.1mol，在此溶液中，加入90mL4mol·L-1的氢氧化钠溶液，使其充分反应。设铝离子的物质的量与总物质的量的比值为X。
（1）根据反应的化学方程式计算当x=0.4时，溶液中产生的沉淀是什么？物质的量有多少？
（2）计算沉淀中只有氢氧化铁x的取值范围。
请在右图中画出沉淀总量（mol）随x（0～1）变化的曲线。
　
答　 案
　
一、选择题
1．D　　　 2．B　　　　 3．B、C　 4．A 5．B、D
6．A　　　 7．D　　　 8．B　　　　 9．B、D 10．A、C
二、非选择题
11．（A）（3）；（B）（1）（4）；（C）（2）（4）
12．FeBr2　 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-
Fe3++SCN-=[Fe（SCN）]2+
13．（1）有0.6mol氢氧化铁沉淀生成。
（2）0＜X＜0.6时，沉淀只有氢氧化铁；
x=0时，氢氧化铁的沉淀量为0.1mol；
x=0.4时，氢氧化铁的沉淀量为0.06mol；
x=0.6时，氢氧化铁的沉淀量为0.04mol。
在0.6≤x≤1内，总沉淀量为0.04mol。
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