第一篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第三單元 化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化 第四節(jié)燃燒熱和中和熱

第二課時(shí)

［引言］上節(jié)課我們主要介紹了燃燒熱的概念、計(jì)算及應(yīng)用，同時(shí)了解到化石燃料對當(dāng)今世界的重要性，本節(jié)課我們以我們較熟悉的煤為例，來探討以煤為燃料的利弊問題，同時(shí)認(rèn)識另一種反應(yīng)熱——中和熱。

［板書］第四節(jié)

燃燒熱和中和熱（第二課時(shí)）

三、使用化石燃料的利弊 有關(guān)煤作燃料的探討

［師］請大家參考以下論點(diǎn)，并利用你所查閱到的資料，從資源蘊(yùn)藏、開采和運(yùn)輸、資源綜合利用以及環(huán)境保護(hù)等方面，對煤作燃料的問題提出你的觀點(diǎn)。

［投影給出P44有關(guān)煤的論點(diǎn)］ ［投影］

討論：下面列出的是有關(guān)煤作燃料利弊問題的一些主要論點(diǎn)，請參考這些論點(diǎn)，并準(zhǔn)備有關(guān)材料，簡要論述你對該問題的看法。

煤是我國儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用該資源為我國的社會(huì)主義建設(shè)服務(wù)。

據(jù)有人估計(jì)，我國的煤炭儲(chǔ)量足夠使用幾百年。

煤的形成需經(jīng)過數(shù)億年的時(shí)間，用一些就少一些，不可再生。

煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燒掉太可惜，應(yīng)該綜合利用。

煤是發(fā)熱量很高的固體燃料，我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，用煤作燃料合算。

煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，且運(yùn)輸不方便。煤直接燃燒時(shí)產(chǎn)生SO2等有毒氣體和煙塵，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

可以通過清潔煤技術(shù)，如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等，大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，提高煤燃燒的熱利用率。

煤大量開采時(shí)，會(huì)造成地面塌陷。

［學(xué)生分組討論，并派代表用簡短的語言論述本組的觀點(diǎn)］

參考觀點(diǎn)： 資源蘊(yùn)藏方面：煤是我國儲(chǔ)量最多的能源資源，應(yīng)充分利用，但由于煤為不可再生能源，故使用過程中應(yīng)減少不必要的浪費(fèi)，并提高其能量利用率，同時(shí)應(yīng)加快開發(fā)新能源。

開采和運(yùn)輸方面：我國煤炭資源相對比較集中，開采成本較低，這從我國的大、中、小型煤礦繁多即可說明，且一般的煤礦工人不需要多么高深的技術(shù)；但煤在大量開采時(shí)，又會(huì)造成地面塌陷；在運(yùn)輸方面，很不方便，需要裝、卸、運(yùn)等諸多環(huán)節(jié)，且開采出來的煤在貯存時(shí)便有部分變質(zhì)，造成資源浪費(fèi)，同時(shí)造成環(huán)境污染，這從煤礦周圍的空氣質(zhì)量普遍不佳（尤其是粉塵）即可證明，故應(yīng)大大提高清潔煤技術(shù)，使煤通過氣化等手段而變得易于運(yùn)輸。

資源綜合利用：煤作為固體燃料，燃燒反應(yīng)速率小，熱利用效率低，我們國家的煤，在進(jìn)行綜合利用時(shí)的辦法主要是煤的干餾和煤的氣化、液化，但在此過程中，卻有相當(dāng)多的副產(chǎn)物不能有效利用，如在煉焦過程中產(chǎn)生的焦?fàn)t氣、煤焦油等，我們都沒有很好地進(jìn)行再加工，結(jié)果是既浪費(fèi)了資源，又污染了環(huán)境。因此，積極開展煤的綜合利用十分重要。污染環(huán)境方面：由于煤中除了主要元素C外，還含有少量的H、S、N、O等元素，煤在直接燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生SO2、氮氧化物及煙塵等，嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量且易導(dǎo)致酸雨、溫室效應(yīng)等，從而使環(huán)境受到嚴(yán)重污染，故通過清潔煤技術(shù)（如煤的液化和氣化，以及實(shí)行煙氣凈化脫硫等），大大減少燃煤對環(huán)境造成的污染，勢在必行。提高煤燃燒的熱利用率、開發(fā)新的能源也是大勢所趨。

［議一議］1.城市家用燃料使用氣體燃料比使用煤、煤球等固體燃料有什么好處？ 2.推廣使用天然氣（相對于管道煤氣和液化氣）為什么是城市燃?xì)獾陌l(fā)展方向？

答案：1.首先，因氣體易擴(kuò)散，故氣體燃料與空氣混合充分，容易發(fā)生完全燃燒，與固體燃料相比有較高的能量利用率。

其次，氣體燃料便于管道運(yùn)輸、使用方便（易點(diǎn)燃、易熄滅）、無渣無塵、清潔衛(wèi)生。第三，固體煤中含有硫、氮等雜質(zhì)，直接燃煤，會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物（NOx）、粉塵，造成大氣污染，住宅環(huán)境、居室空氣的污染則更嚴(yán)重。

2.管道煤氣是一種清潔燃料，然而這是相對于住宅、居室環(huán)境而言的，從城市大環(huán)境看，并沒有改善城市大氣的污染程度。原因很簡單，制造煤氣要燃煤，使用煤氣沒有降低城市的煤炭消耗量，原來一家一戶煤球爐的廢氣僅僅變成由數(shù)家煤氣廠排放而已。

液化氣是發(fā)熱量最高的優(yōu)質(zhì)清潔燃料，但液化氣使用不便，且要消耗寶貴的石油資源，天然氣則是一種既有管道煤氣的方便，又有液化氣無毒、發(fā)熱量高的優(yōu)點(diǎn)且不易爆的燃料，所以，推廣使用天然氣是城市燃?xì)猱a(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

［想一想］1.工業(yè)上常用把煤塊粉碎、液體燃料噴成霧狀，而使燃料充分燃燒，這種方法是否適合家用？

2.從能量守恒的角度看，把煤加工成煤氣，是否能增加煤的發(fā)熱量？

［答案：1.不適合2.不能］

［總結(jié)］我國目前的主要燃料是煤和石油，它們主要是由碳、氫等元素組成的混合物。煤和石油深加工后，可得到重要的化工原料。目前，我國對煤、石油的深加工能力不足，造成能源的巨大浪費(fèi)，同時(shí)它們中含的硫、氮等元素經(jīng)燃燒后可產(chǎn)生一些有毒氣體，污染環(huán)境。因此，為使我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，必須發(fā)展合理的能源結(jié)構(gòu)，對化石燃料進(jìn)行深加工，同時(shí)發(fā)展新型的能源。

［板書］

四、新能源的開發(fā)

［講解］據(jù)專家分析，最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能等。這些新能源的特點(diǎn)是資源豐富，且有些可以再生，為再生性能源，在使用時(shí)對環(huán)境沒有污染或很少污染。因此，它們都是很有發(fā)展前途的能源，在21世紀(jì)的能源中將會(huì)占據(jù)越來越重要的地位。

［投影展示學(xué)生收集來的有代表性的能源資料，亦可放有關(guān)能源的錄像帶（如中央電視臺(tái)的《科技博覽》《科技之光》等欄目的內(nèi)容）］

1.燃料電池：主要指氫、氧燃料電池。其產(chǎn)生電流的原理為： 負(fù)極：H2＋2OH－－2e－???2H2O（氧化反應(yīng)）

－正極：O2＋2H2O＋4e－???4OH（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)式：2H2＋O2===2H2O 即氫氣的燃燒反應(yīng)，但在燃料電池中沒有火焰，而是產(chǎn)生電流。除氫氣外，甲烷、煤氣、天然氣都能作為燃料電池的燃料。

燃料電池的優(yōu)點(diǎn)，首先是能量利用率高，可達(dá)70%；其次，可節(jié)約大量的金屬。然而，要使燃料電池產(chǎn)生平穩(wěn)的電流并不容易。氫氣、氧氣必須要有特殊的催化劑才能在電極上發(fā)生上述反應(yīng)，而這類催化劑的研制十分困難，價(jià)格昂貴，因此，目前燃料電池僅應(yīng)用于人造衛(wèi)星、航天飛機(jī)等尖端科技領(lǐng)域。

2.氫能：氫能是一種理想的、極有前途的二次能源。氫能有許多優(yōu)點(diǎn)：氫的原料是水，資源豐富；氫燃燒時(shí)反應(yīng)速率快，燃燒熱值大；氫燃燒的產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境，是最干凈的燃料。另外，氫能的應(yīng)用范圍廣，適應(yīng)性強(qiáng)。

3.太陽能：太陽能是一種取之不盡、用之不竭又無污染的能源。太陽能來自氫聚變成氦的核反應(yīng)。估計(jì)地球表面接受來自太陽的巨大能量每年總共有5×1021 kJ，只要能利用它的 萬分之一，就可滿足目前世界上所需的能量。對太陽能的收集和利用主要有三種方式：光—熱轉(zhuǎn)換，光—電轉(zhuǎn)換和光—化學(xué)轉(zhuǎn)換。

4.風(fēng)能：風(fēng)能是指空氣在流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的能量。它是可以不斷再生的能源，也是沒有污染的清潔能源。大氣運(yùn)動(dòng)的能量來源于太陽輻射，由于太陽輻射受地球緯度的影響，所以使風(fēng)能具有地區(qū)差異性。風(fēng)能較為廣泛的利用是將之轉(zhuǎn)化為電能或機(jī)械能。

［總結(jié)］新型能源除了上述幾種外，還有生物能、核能、地?zé)崮?、潮汐能等。它們的共同特點(diǎn)是資源豐富、可以再生、沒有污染或少污染，它們是遠(yuǎn)有前景，近有實(shí)效的能源。我國長期面臨能源供不應(yīng)求的局面，人均能源水平低，同時(shí)能源利用率低，單位產(chǎn)品能耗高。所以，必須用節(jié)能來緩解供需矛盾，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也有利于環(huán)境保護(hù)。因此節(jié)能是我國的一項(xiàng)基本國策。在節(jié)能的同時(shí)我們也要積極開展各種新型能源的研究和探索。［過渡］以上討論話題多與燃燒熱有關(guān)，由于燃燒現(xiàn)象的熱量變化比較明顯，故易于測量，但也有許多化學(xué)反應(yīng)的熱量變化并不明顯。如酸、堿中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。那么，是不是它們就無法測量了呢？非也！我們?nèi)匀豢梢酝ㄟ^實(shí)驗(yàn)對其進(jìn)行測量。下面我們要講的中和熱，就與酸、堿的中和反應(yīng)密切相關(guān)。

［板書］

五、中和熱

［設(shè)問］中和熱是否就是酸、堿發(fā)生中和反應(yīng)的反應(yīng)熱呢？

請大家閱讀課本有關(guān)內(nèi)容，進(jìn)行回答。［學(xué)生看完課本后回答］

［教師板書］1.在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1 mol H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。

［師］在理解中和熱的概念時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

［講解并板書］ 研究條件：稀溶液 反應(yīng)物：酸與堿

生成物及其物質(zhì)的量：1 mol H2O 放出熱量：ΔH<0 單位：kJ/mol ［講解］在書寫物質(zhì)在溶液中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的方程式時(shí)，我們常用aq來表示稀溶液，稀溶液是指溶于大量水的離子。

中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應(yīng)。

［投影練習(xí)］寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： 實(shí)驗(yàn)測得：（1）1 L 1 mol/L 稀鹽酸跟1 L 1 mol/L NaOH溶液起中和反應(yīng)放出57.3 kJ熱量。

（2）1 L 1 mol/L KOH 溶液中和1 L 1 mol/L HNO3溶液，放出57.3 kJ的熱量。

（3）1 L 1 mol/L H2SO4溶液與2 L 1 mol/L NaOH 溶液完全反應(yīng)，放出114.6 kJ的熱量。［學(xué)生練習(xí)，教師巡視］ ［請一位同學(xué)把結(jié)果寫于黑板］

［學(xué)生板書］

（1）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol（2）KOH（aq）＋HNO3（aq）===KNO3（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（3）2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；ΔH=－114.6 kJ/mol ［設(shè)問］第（1）個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱是多少？中和熱是多少？第（2）個(gè)反應(yīng)呢？ ［學(xué)生答］反應(yīng)（1）、（2）的反應(yīng)熱和中和熱均為57.3 kJ/mol ［追問］反應(yīng)（3）的情況又怎樣呢？

［學(xué)生思考后回答］反應(yīng)（3）的反應(yīng)熱為114.6 kJ/mol，中和熱為57.3 kJ/mol（114.6 kJ/mol2）

［問］為什么它的反應(yīng)熱與中和熱不同呢？

［生］因?yàn)橹泻蜔嵋蠓磻?yīng)生成的H2O為1 mol，而反應(yīng)（3）生成H2O為2 mol，故其中和熱應(yīng)為反應(yīng)熱的二分之一。

［師］很好！

比較這三個(gè)反應(yīng)的異同，可得出什么結(jié)論？ ［學(xué)生分組討論后回答］

結(jié)論：不同點(diǎn)：不同酸、堿之間的反應(yīng)。

相同點(diǎn)：同為強(qiáng)酸、強(qiáng)堿之間的中和反應(yīng)；它們的中和熱相同。

［問］為什么不同的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿之間發(fā)生中和反應(yīng)，其中和熱的數(shù)值相同？ ［答］因?yàn)樗鼈兎磻?yīng)的實(shí)質(zhì)相同，即均為H與OH結(jié)合成H2O的反應(yīng)。

［師］十分正確！于是，強(qiáng)酸強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及中和熱我們可表示如下： H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol ［議一議］若是有弱酸和弱堿參加的中和反應(yīng)，能用上式表示嗎？其中和熱的數(shù)值還為57.3 kJ/mol嗎？若不是，偏大還是偏??？ 答案：不能；中和熱的數(shù)值不為57.3 kJ/mol，一般偏?。ㄒ?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離多為吸熱）。［想一想］已知NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.32 kJ/mol。

Ca（OH）2（aq）＋H2SO4（aq）===CaSO4（s）＋2H2O(l);ΔH=－130.20 kJ/mol。導(dǎo)致130.20 kJ/mol≠2×57.32 kJ/mol的因素是。

分析：本題考查學(xué)生對中和熱實(shí)質(zhì)的理解。CaSO4沉淀（不是以離子形式存在于大量水中）有熱效應(yīng)，HSO?4不是強(qiáng)酸，Ca（OH）2不是強(qiáng)堿，即不是獨(dú)立的H和OH。

解答：因?yàn)樯蒀aSO4沉淀有熱效應(yīng)；又HSO?4不是強(qiáng)酸，中和過程中電離有熱效應(yīng)；Ca（OH）2不是強(qiáng)堿，中和過程中電離為Ca2＋和OH－時(shí)也有熱效應(yīng)。

［講解］由于中和熱是以生成1 mol H2O 所放出的熱量來定義的，故在書寫它們的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以生成1 mol H2O（l）為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。例如：上述反應(yīng)式（3）可寫為

［板書］NaOH（aq）＋

12＋

－

＋

－

H2SO4（aq）===

12Na2SO4（aq）＋H2O(l)；ΔH=－57.3 kJ/mol ［師］即表示中和熱的化學(xué)反應(yīng)方程式中也可以出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。

［過渡］我們知道，中和熱和燃燒熱都是反應(yīng)熱中的一種。那么，它們之間有什么異同呢？

［板書］2.中和熱和燃燒熱的比較。

［師］請大家分組討論，得出結(jié)果。［學(xué)生討論］

［教師把學(xué)生的討論結(jié)果進(jìn)行投影歸納］ ［投影］中和熱與燃燒熱的比較。

［小結(jié)］本節(jié)課我們主要對化石燃料中煤的利弊進(jìn)行了研討，并重點(diǎn)學(xué)習(xí)了中和熱的知識，同時(shí)認(rèn)識了幾種新能源。

［布置作業(yè)］習(xí)題

四 復(fù)習(xí)題：

二、6 ［板書設(shè)計(jì)］

第四節(jié)

燃燒熱和中和熱（第二課時(shí)）

三、使用化石燃料的利弊 有關(guān)煤作燃料的探討

四、新能源的開發(fā)

五、中和熱

1.在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1 mol H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱。研究條件：稀溶液 反應(yīng)物：酸與堿

生成物及其物質(zhì)的量：1 mol H2O 放出熱量：ΔH<0 單位：kJ/mol（1）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（2）KOH（aq）＋HNO3（aq）===KNO3（aq）＋H2O（l）；ΔH=－57.3 kJ/mol（3）2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）；ΔH=－114.6 kJ/mol NaOH（aq）＋12H2SO4（aq）===

12Na2SO4（aq）＋H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O(l);ΔH=－57.3 kJ/mol 2.中和熱和燃燒熱的比較 ●教學(xué)說明

本節(jié)教材是反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程式的繼續(xù)和拓寬。教學(xué)中，除了對燃燒熱和中和熱的概念及燃燒熱的計(jì)算作為重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容外，還重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生綜合分析問題的能力。本節(jié)課設(shè)計(jì)時(shí)，以學(xué)生比較熟悉的管道煤氣和煤為話題，展開討論，這樣，既可調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性，又可培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，還可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)他們在進(jìn)行對比討論和學(xué)習(xí)時(shí)，還可提高他們的經(jīng)濟(jì)效益觀念。

另外，本節(jié)課在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，還充分注意了對學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，意在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性。

在教學(xué)內(nèi)容順序上，特意把“使用化石燃料的利弊及新能源的開發(fā)”提在了“中和熱”的前面進(jìn)行講授，這主要是為了和前面所學(xué)燃燒熱更好地銜接，同時(shí)突出燃料與能源的關(guān)系，且中和熱的內(nèi)容調(diào)到后面講，可使學(xué)生對“中和熱的測定”的實(shí)驗(yàn)原理能更好地理解。

另外，教師也可結(jié)合課后的備課資料組織學(xué)生對有關(guān)燃料和能源的問題進(jìn)行討論和辯論。

●綜合能力訓(xùn)練題

1.已知?dú)鈶B(tài)乙炔的燃燒反應(yīng)為：C2H2（g）＋

52O2（g）?； ??2CO2（g）＋H2O（g）ΔH=－1257 kJ·mol－1，試求乙炔在理論量的空氣中燃燒時(shí)的火焰最高溫度。

已知CO2（g）、H2O（g）、N2（g）的平均摩爾熱容cm分別為54.36 J/(K·mol),43.57 J/(K·mol),33.40 J/(K·mol)。

解析：設(shè)參加反應(yīng)的C2H2為1 mol，需要的理論量O2為2.5 mol，按空氣中O2和N2的體積比為1∶4計(jì)算所需理論量空氣為12.5 mol，完全燃燒后氣體的組成為2 mol CO2、1 mol H2O及10 mol N2，假定反應(yīng)釋放的能量全部用來使反應(yīng)后的氣體從25℃升高到T，則溫度T 便是火焰的最高溫度。

答案：根據(jù)能量關(guān)系，設(shè)乙炔物質(zhì)的量為1 mol，則有：

－1257×103 J=［2 mol·cm(CO2)＋1 mol·cm(H2O)＋10 mol·cm(N2)］·ΔT

即－1257×103 J=［2 mol×54.36 J/(K·mol)＋1 mol×43.57 J/(K·mol)＋10 mol×33.40 J/(K·mol)］×(298.3 K－T)T=2883 K或T=2610℃

2.某液化石油氣由相差1個(gè)碳原子的A、B兩種烷烴組成。使m g此液化氣在過量O2中燃燒的產(chǎn)物通過盛有無水CaCl2的干燥管，干燥管增重了4.608 g，再使之通過100 mL 3.04 mol/L的NaOH溶液，然后將反應(yīng)液低溫蒸干，可得19.026 g白色固體。

（1）此白色固體是什么物質(zhì)？其物質(zhì)的量是多少？（2）A、B各為何種物質(zhì)？其質(zhì)量分?jǐn)?shù)各為多少？（3）已知：

CH4（g）＋2O2(g)????CO2（g）＋2H2O(g);ΔrH0m =－846 kJ/mol 2C2H6（g）＋7O2(g)????4CO2（g）＋6H2O(g);ΔrH0m =－3306 kJ/mol C3H8（g）＋5O2(g)????3CO2（g）＋4H2O(g);ΔrH0m =－2200 kJ/mol 2C4H10（g）＋13O2(g)????8CO2（g）＋10H2O(g);ΔrH0m =－5800 kJ/mol C5H12（l）＋8O2(g)????5CO2（g）＋6H2O(g);ΔrH0m =－3059 kJ/mol 注：ΔrH0m為標(biāo)準(zhǔn)條件下，燃料燃燒釋放出的熱量。

點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃點(diǎn)燃

現(xiàn)有質(zhì)量為500 g、容積為4 L的鋁壺，其中盛滿20℃的水，1 atm下需燃燒135 g此液化氣才能將水燒開，燃料的利用率多大？

（4）這種程度的利用率說明了什么問題？根據(jù)你學(xué)到的知識談?wù)劰I(yè)生產(chǎn)和日常生活中可采取哪些措施提高燃料的利用率？

解析：（1）由題意可知，白色固體為烷烴燃燒生成的CO2與NaOH反應(yīng)的產(chǎn)物（其中NaOH有可能過量）故有以下幾種可能①NaOH、Na2CO

3②Na2CO3

③Na2CO3、NaHCO3④NaHCO3

n（NaOH）=0.1 L×3.04 mol/L=0.304 mol 若與CO2反應(yīng)后產(chǎn)物只有Na2CO3，則所得固體質(zhì)量應(yīng)為：

12×0.304×106=16.112 g<19.026 g 若與CO2反應(yīng)后產(chǎn)物只有NaHCO3，則所得白色固體的質(zhì)量應(yīng)為：

0.304×84=25.536 g>19.026 g 由此可知，白色固體應(yīng)為Na2CO3和NaHCO3的混合物。設(shè)其中含Na2CO3 x mol NaHCO3 y mol 則有??2x?y?0.304?106x?84y?19.026

解之：x=0.105 mol y=0.094 mol（2）由液化氣的成分可知，A、B應(yīng)為C3H8和C4H10 液化氣燃燒生成H2O的物質(zhì)的量為： n(H2O)=4.608 g18 g?mol?1=0.256 mol n(H)=2×0.256 mol=0.512 mol n(C)=0.105 mol＋0.094 mol=0.199 mol 液化氣的質(zhì)量m=0.199×12＋0.512×1=2.9 g 設(shè)m g液化氣中含C3H8 a mol C4H10 b mol 則??3a?4b?0.199?8a?10b?0.512

a=0.029 b=0.028

液化氣中含C3H8的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

0.029?442.9×100%=44% 含C4H10：1－44%=56%（3）135 g液化氣燃燒放出熱量為：

C3H8

~ 2200 kJ/mol

2C4H10

~ 5800 kJ/mol 44

2200

2×56

5800 135×44%

Q1

135×56%

Q2 Q1=2970 kJ Q2=3915 kJ Q=Q1＋Q2=2970 kJ＋3915 kJ=6885 kJ 4 L水燒開共吸熱：

4000×4.18×(100－20)=1337.6 kJ

500 g 的鋁壺共吸熱： 500×0.88×(100－20)=35.2 kJ 注：0.88 J/g·℃為鋁的比熱 燃料利用率：1337.6?35.26885×100%≈20%(4)此液化灶燃料的利用率較低，能量損失較大。

建議：要在農(nóng)村改革低效爐灶，推廣使用節(jié)能爐灶，將散發(fā)的熱量用于加熱水等；在城市要實(shí)行熱電并供（如火力發(fā)電站）等；在生產(chǎn)中要利用科學(xué)技術(shù)改良熱機(jī)性能，充分利用氣體帶走的內(nèi)能（如熱電并供、高溫氣體的循環(huán)使用——熱交換等），合理開發(fā)常規(guī)能源（煤、石油、天然氣等），大力開發(fā)新能源（核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能等?/p>

3.內(nèi)燃機(jī)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。根據(jù)燃料的不同可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)等類型。汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作原理均為利用燃料燃燒產(chǎn)生大量的氣體和熱能，推動(dòng)活塞進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。汽油機(jī)和柴油機(jī)工作原理的區(qū)別在于壓縮的工作物質(zhì)和點(diǎn)火方式的不同：汽油機(jī)是將汽油霧化后和空氣混合利用活塞下行吸入汽缸，然后活塞上行進(jìn)行壓縮，到一定體積（活塞幾乎上行到頂端）后采用火花塞（俗稱火嘴，一種采用高壓放電產(chǎn)生火花的裝置）打火，從而點(diǎn)燃混合氣體使之體積劇烈膨脹推動(dòng)活塞下行，當(dāng)活塞下行到底部時(shí)，活門打開并利用二次上行的壓力排出氣體，完成一個(gè)循環(huán)過程；而柴油機(jī)則是吸入空氣進(jìn)行壓縮，到一定程度產(chǎn)生高溫高壓后噴入霧化的柴油，由于此時(shí)壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過了柴油的燃點(diǎn)，柴油立即燃燒推動(dòng)活塞上行。柴油機(jī)的壓縮比遠(yuǎn)高于汽油機(jī)（這也是柴油機(jī)效率高于汽油機(jī)的原因之一）。根據(jù)上述信息回答下列問題：

（1）內(nèi)燃機(jī)推動(dòng)活塞往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)可通過連桿和

轉(zhuǎn)化為圓周運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)車輛和其他機(jī)械進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）某195柴油機(jī)的壓縮比為1∶20，已知室溫27℃,大氣壓強(qiáng)1.01×105Ｐa。測得壓縮到最大限度時(shí)，氣缸內(nèi)壓強(qiáng)為3.03×106Ｐa，此時(shí)混合氣體的溫度是。

（3）檢測發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣發(fā)現(xiàn)，汽油機(jī)尾氣中氮的氧化物（以NOx表示）含量遠(yuǎn)高于柴油機(jī)尾氣，請解釋原因，并寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。

（4）由石油分餾而得到的汽油稱直餾汽油，裂化而得到的汽油稱裂化汽油。單從使用效果看，汽油機(jī)一般使用何種汽油為宜，為什么？

（5）若汽油機(jī)使用的汽油（辛烷C8H18）在氣缸內(nèi)完全燃燒，則空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比x值為

；若空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比大于x值，則尾氣中有害氣體含量較多的是

；若空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比小于x值，則尾氣中有害氣體含量較多的是。

（6）為減少汽車對城市大氣的污染，1998年6月我國成功地開發(fā)了以新燃料作能源的“綠色汽車”，這種汽車可避免有毒的有機(jī)鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放，保護(hù)環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料是。

A.甲醇

B.汽油

C.柴油

D.重油

（7）汽車尾氣其實(shí)很多，除上述NOx有毒氣體外，還有燃料未完全燃燒的還原性氣體，以及SO2氣體等，也能給城市的空氣造成污染。目前治理的方法是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑），使上述氣體反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使燃料充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。但“催化轉(zhuǎn)換器”能在一定程度上提高空氣的酸度。請問這是為什么？寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并請你想出至少兩種控制城市空氣污染源的方法。

（8）某日，一少女駕駛摩托車上街購物，不幸遭遇飛賊搶劫，開走了她的摩托車。此時(shí)少女迅速從口袋里拿出一小物件，對著已逃出幾十米開外的摩托車一按按鈕，只見遠(yuǎn)處疾

馳的摩托車立即熄火停車。你認(rèn)為這種“遙控停車裝置”最可能的原理是什么？（請用最簡潔的文字回答，不超過20字）

（9）你站在離路口幾十米的地方觀察紅綠燈下等候通行的兩輛外形完全相同的大卡車，如何判斷哪一輛是采用的柴油機(jī)？簡單說明判斷依據(jù)。（答案不超過60字）

（10）柴油平均含碳約85%，含氫約14%。前幾年的報(bào)刊雜志上報(bào)道了“中國的第五大發(fā)明”：把25%的柴油和75%的水混合，加少量“膨化劑”，就可以變成柴油，稱之為“膨化柴油”，簡稱“水變油”。據(jù)說，它和天然的柴油有相同的熱值。此“發(fā)明”得到了包括我國某名牌大學(xué)校長在內(nèi)的若干位教授專家的肯定，并通過了“鑒定”；但同時(shí)被中科院何祚庥院士等一大批教授、專家所否定。問：“水變油”是否可能？請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)思路（不必詳述實(shí)驗(yàn)操作過程），證明水能否變成油？

（11）展望21世紀(jì)，人類最理想的燃料是什么？為什么？目前存在的主要問題是什么？ 解析：（1）據(jù)初中物理中的機(jī)械原理知：內(nèi)燃機(jī)的活塞運(yùn)動(dòng)是通過連桿和曲軸轉(zhuǎn)換為圓周運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)汽車。

（2）由氣態(tài)方程pV=nRT知：

p1V1T1?p2V2T2，帶入數(shù)據(jù)得T=627℃

（3）因汽油機(jī)的點(diǎn)火方式為電火花點(diǎn)火，空氣中的氮?dú)夂脱鯕饣希篘2＋O2?????2NO；2NO＋O2===2NO2;2NO2===N2O4。

（4）因裂化汽油中含大量的不飽和烴，活性高，易被氧化，不穩(wěn)定，故過去汽油機(jī)一般使用直餾汽油。

（5）汽油燃燒較復(fù)雜，可寫為：

2C8H18＋17O2???16CO＋18H2O（不完全燃燒）2C8H18＋25O2???16CO＋18H2O（完全燃燒）

由此方程式，很容易計(jì)算，x=14.7；當(dāng)空氣質(zhì)量與辛烷質(zhì)量之比大于x，則尾氣中有害氣體含量較多為NOx或NO和NO2；反之，則為CO。

（6）因汽油、柴油和重油這些從石油中提取的礦物燃料燃燒后對環(huán)境會(huì)造成污染，故選用A。

（7）本題涉及環(huán)保問題，由信息可知：2CO＋2NO?????2CO2＋N2；2SO2＋O2????? 2SO3；SO3＋H2O===H2SO4，故空氣酸度提高。要控制城市污染源，必須控制礦物燃料的用量，如使用電動(dòng)車、開發(fā)和使用氫能源等。

（8）根據(jù)燃燒三要素，欲使摩托車熄火，可從三個(gè)角度考慮：一是停止供油；二是停止供空氣；三是不點(diǎn)火。前兩種角度涉及油路或氣體通道的機(jī)械控制，遙控技術(shù)復(fù)雜，可靠性差，惟有通過斷開火花塞供電電源使之不能點(diǎn)火的方法最簡便易行。因此可答為：利用遙控器控制火花塞電源，使之?dāng)嚅_即可停車。

（9）由于距離較遠(yuǎn)，不能通過聞氣味、聽聲音等方法區(qū)別?？筛鶕?jù)柴油比汽油的碳原子多，含碳量高，燃燒時(shí)冒黑煙來區(qū)別。因此可答為：觀察汽車的排氣管，若由停車怠速狀態(tài)加油起步時(shí)冒黑煙的是柴油機(jī)。這是因?yàn)椴裼椭械臒N分子比汽油大，突然加油時(shí)燃燒不充分所致。

（10）本題意在揭露偽科學(xué)。由于水的組成是11%的氫和89%的氧，柴油平均為14%催化劑催化劑電火花

的氫和85%的碳，水要變成柴油，則水中的氧元素必須定量的分別變成氫、碳兩種元素，例如：O???C＋4H，3O???4C。這些涉及原子核的碎裂與重組，需要極高的能量（類似于原子彈爆炸的變化），少量的“膨化劑”難以提供如此高的能量，因此“水變油”難成事實(shí)。鑒定的方法是在防偽的條件下，對現(xiàn)場配制的“膨化柴油”與柴油同時(shí)進(jìn)行化學(xué)分析，看看彼此的元素組成是否相同或相近似，以說明氧是否變成了碳和氫；也可進(jìn)行同位素分析，如果氧變成氫和碳，則其同位素含量一定不同于柴油中的氫和碳。

（11）由于氫氣的燃燒值大，且燃燒后生成水，無污染，故是人類的理想燃料。目前存在的問題是：水具有很高的熱穩(wěn)定性，即使加熱到2000 K也只有0.588%的水分解成氫氣和氧氣，必須尋找一種方法，使水在常溫下分解。

第二篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第三單元 化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化 第一節(jié)重要的氧化劑和

第三單元

化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化

第一節(jié)

重要的氧化劑和還原劑

●教學(xué)目標(biāo)

1.使學(xué)生了解氧化劑和還原劑是性質(zhì)相反的一對物質(zhì)。2.使學(xué)生掌握重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)。3.培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識的能力。4.培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。

5.對學(xué)生進(jìn)行矛盾的對立、統(tǒng)一等辯證唯物主義觀點(diǎn)教育?！窠虒W(xué)重點(diǎn)

物質(zhì)作氧化劑還是還原劑與元素化合價(jià)的關(guān)系，重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)?！窠虒W(xué)難點(diǎn)

重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)。●教學(xué)方法

復(fù)習(xí)、討論、實(shí)驗(yàn)、探究、歸納、練習(xí)等?！窠叹邷?zhǔn)備 投影儀、膠片

試管、膠頭滴管、濾紙、藥匙

氯水、溴水、NaBr溶液、KI溶液、稀硫酸、濃硫酸、濃硝酸、稀HNO3、Fe粉、KSCN溶液、FeCl3溶液、品紅試劑。

●課時(shí)安排 共兩課時(shí)

第一課時(shí)：重要的氧化劑和還原劑。

第二課時(shí)：重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)?！窠虒W(xué)過程

第一課時(shí)

［引言］前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了很多與化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的知識。知道化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物分子舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物分子新化學(xué)鍵的形成，在該過程中，原子進(jìn)行重新組合，同時(shí)還伴隨著能量的變化。如：金屬鈉和氯氣在一定條件下的反應(yīng)我們可表示如下：

［投影］氯氣與金屬鈉在一定條件下反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量變化示意圖

能量1：拆開鈉原子與鈉原子之間的作用力（金屬鍵）所需能量。能量2：拆開氯原子與氯原子之間的作用力（共價(jià)鍵）所需能量。

能量3：氯原子與鈉原子通過靜電作用（離子鍵）形成氯化鈉所釋放出的能量。［講解］科學(xué)實(shí)驗(yàn)和人類的生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化是緊密地聯(lián)系在一起的。研究化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化具有重要意義，它不僅可以為人類提供各種性能的產(chǎn)品，而且可以為人類提供巨大的能量，改善人類的生活，推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步。

本單元我們就來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。［板書］第三單元

化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化

［過渡］根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的特征，我們可把化學(xué)反應(yīng)分為若干種不同的類型，其中，氧化還原反應(yīng)是我們接觸得最多的一類反應(yīng)，它的反應(yīng)物——氧化劑和還原劑便是我們本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容。

［板書］第一節(jié)

重要的氧化劑和還原劑

一、重要的氧化劑和還原劑

［設(shè)問］在高一伊始，我們就比較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)，那么，氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？其表現(xiàn)特征又是什么呢？

［學(xué)生回答］氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子的得失（或電子對的偏移），其表觀特征是反應(yīng)前后有元素化合價(jià)發(fā)生變化。

［師］很好！下面我們就從化合價(jià)的角度來分析以下反應(yīng)中各物質(zhì)所發(fā)生的變化，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。同時(shí)指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

［板書］Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu ［請一位同學(xué)在黑板上用雙線橋標(biāo)出，教師巡視］ ［學(xué)生板書］

［講述］由以上分析我們可以看出，氧化劑是指在反應(yīng)中得到電子（或電子對偏向）的物質(zhì)，也就是反應(yīng)后所含元素化合價(jià)降低的物質(zhì)。氧化劑具有氧化性，反應(yīng)時(shí)本身被還原，其生成物為還原產(chǎn)物。

還原劑是指在反應(yīng)中失去電子（或電子對偏離）的物質(zhì)，也就是反應(yīng)后所含元素化合價(jià)升高的物質(zhì)。還原劑具有還原性，反應(yīng)時(shí)本身被氧化，其生成物為氧化產(chǎn)物。

氧化劑和還原劑是性質(zhì)相反的物質(zhì)，它們作為反應(yīng)物共同參加氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中，還原劑把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑，即還原劑是電子的給予體，氧化劑是電子的接受體。

綜上所述，氧化劑和還原劑在化學(xué)反應(yīng)中的變化可簡單表示如下： ［投影并講解］氧化劑和還原劑是性質(zhì)相反的物質(zhì)。

失去電子（或電子對偏離）

得到電子（或電子對偏向）

所含元素的化合價(jià)升高

所含元素的化合價(jià)降低

具有還原性

具有氧化性

本身被氧化

本身被還原 ［說明：亦可只板書出左半邊，右邊讓學(xué)生填寫］ ［師］為了更清楚地表示出還原劑和氧化劑在氧化還原反應(yīng)中得失電子的特征，我們可以用單線橋來表示氧化還原反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移情況，如：

［講解］其中，單線橋表示還原劑Fe把電子轉(zhuǎn)移給氧化劑CuSO4。請注意單線橋的方向。

［過渡］其實(shí)，物質(zhì)在反應(yīng)中是作為氧化劑還是作為還原劑，主要決定于元素的化合價(jià)。下面，我們以硫元素的化合價(jià)為例來進(jìn)行分析。

［問］硫元素有哪些常見的化合價(jià)？ ［學(xué)生回答，教師板書］

?2S

S

S

S

0?4?6［問］以上不同價(jià)態(tài)的硫元素，在發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，其化合價(jià)的變化有何傾向？它們各表現(xiàn)出什么性質(zhì)？舉例說明。

［學(xué)生分組討論后，由各組代表回答］

［答案］S處于硫元素的最低化合價(jià)，在氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)只能升高（失電子），?

2點(diǎn)燃?6表現(xiàn)還原性，如2H2S＋3O2????2SO2＋2H2O；S處于硫元素的最高化合價(jià)，在氧化還原反

0?應(yīng)中，化合價(jià)只能降低，表現(xiàn)氧化性，如Cu＋2H2SO4（濃）????CuSO4＋SO2↑＋2H2O；S、?4S位于硫元素的中間價(jià)態(tài)，其在氧化還原反應(yīng)中，隨反應(yīng)條件的不同，既可得電子，又可

點(diǎn)燃?失電子，故既能表示出氧化性，又能表現(xiàn)出還原性，如H2＋S????H2S、S＋O2????SO2、2H2S＋SO2===S＋2H2O、2SO2＋O22SO3或SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl等。

［師］大家回答得很好，于是，我們有以下結(jié)論得出：

［板書］

［投影練習(xí)1］在S、Fe、Fe、Mg、S、I、H中，只有氧化性的是

；只有還原性的是

；既有氧化性又有還原性的是。

解析：從元素價(jià)態(tài)上看，具有最高正價(jià)的元素只有氧化性（氧化性不一定很強(qiáng)）；具有最低價(jià)態(tài)的元素只有還原性；具有中間價(jià)態(tài)的元素既有氧化性又有還原性。

＋＋＋－－＋答案：Fe3、Mg2、H

S2、I

Fe2、S ［過渡］既然物質(zhì)在反應(yīng)中是作為氧化劑還是作為還原劑，主要決定于元素的化合價(jià)。那么，我們能否根據(jù)物質(zhì)所含元素的化合價(jià)并結(jié)合已學(xué)知識來總結(jié)出中學(xué)化學(xué)中重要的氧化劑和還原劑呢？

請大家根據(jù)以下提示，分組總結(jié)和歸納，并派出代表回答結(jié)果。［學(xué)生討論，教師板書］

［板書］重要的氧化劑和還原劑 2－

2＋

3＋

2＋

－

＋

說明：學(xué)生答出的結(jié)果應(yīng)是多種多樣，教師可根據(jù)回答結(jié)果的重復(fù)次數(shù)和學(xué)生一起選出典型范例并進(jìn)行講解和板書。

［板書］

［總結(jié)］由以上分析可知，作為氧化劑的物質(zhì)，一般是活潑的非金屬單質(zhì)和元素處于高化合價(jià)時(shí)的氧化物、酸、鹽等；而作為還原劑的物質(zhì)，主要是活潑的金屬單質(zhì)和元素處于低化合價(jià)時(shí)的氧化物、酸、鹽等，另外還有某些非金屬單質(zhì)如C、H2等。

［比一比，賽一賽］請大家舉例說明以上各物質(zhì)的性質(zhì)，看誰舉的例子最有代表性，且能對大家平時(shí)學(xué)習(xí)中容易忽視的問題起到提醒的作用。

［以上活動(dòng)分小組（4~6人）進(jìn)行，可每一欄物質(zhì)對應(yīng)一個(gè)小組，時(shí)間長短，可視具體情況而定］

［以下氧化還原反應(yīng)是學(xué)生較易忽略的內(nèi)容］ 1.2Fe＋3Br2===2FeBr3

高溫2.C＋CO2????2CO 高溫3.3Fe＋4H2O(g)????Fe3O4＋4H2 點(diǎn)燃4.2Mg＋CO2????2MgO＋C 高溫5.2Al＋Fe2O3????Al2O3＋2Fe 6.SO2＋Br2＋2H2O===H2SO4＋2HBr 7.2H2SO3＋O2===2H2SO4(酸雨形成)8.2FeCl3＋2KI===2FeCl2＋I(xiàn)2＋2KCl ［投影練習(xí)2］已知反應(yīng)：

??2CH3CH2CHF2＋Xe XeF4＋2CH3—CH== CH2?下列有關(guān)說法正確的是

A.該反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng) B.XeF4既是氧化劑又是還原劑 C.反應(yīng)中電子由Xe轉(zhuǎn)移到C D.氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為1∶2 解析：化合物間反應(yīng)有單質(zhì)生成的一定是氧化還原反應(yīng)，而F在化合物中的化合價(jià)只有－1價(jià)，因此XeF4中Xe為＋4價(jià)，由此可確定XeF4為氧化劑，丙烯為還原劑，因?yàn)閄e的化合價(jià)降低了，所以電子應(yīng)該從C轉(zhuǎn)移到Xe。綜上所述，正確答案為D項(xiàng)。

［投影練習(xí)3］利用化合價(jià)變化分析下列反應(yīng)是不是氧化還原反應(yīng)。若是氧化還原反應(yīng)，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，指出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物。

（1）氯酸鉀跟鹽酸反應(yīng)（KClO3＋6HCl===KCl＋3Cl2↑＋3H2O）（2）溴化碘與水反應(yīng)（IBr＋H2O===HIO＋HBr）

氧化劑KClO

3還原劑HCl Cl2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 另電子轉(zhuǎn)移也可如下表示：

（2）IBr?H2O???HIO?HBr

由于化合價(jià)不變，故該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng) ［小結(jié)］本節(jié)課我們認(rèn)識了氧化劑和還原劑在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生的變化及其與化合價(jià)的關(guān)系，同時(shí)歸納出了一些重要的氧化劑和還原劑，希望大家在以后的學(xué)習(xí)中能從化合價(jià)的角度出發(fā)來分析它們在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)的變化規(guī)律。

［布置作業(yè)］

習(xí)題

一、1,2 三 ［板書設(shè)計(jì)］

第三單元

化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化

第一節(jié)

重要的氧化劑和還原劑

一、重要的氧化劑和還原劑 ?1?1?1

第三篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第三單元 化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化 第一節(jié)重要的氧化劑和

●備課資料

一、判斷物質(zhì)氧化性、還原性的強(qiáng)弱常用的幾種方法 1.根據(jù)氧化還原反應(yīng)判斷 在氧化還原反應(yīng)中：

氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物的氧化性。還原劑的還原性>還原產(chǎn)物的還原性。2.根據(jù)元素在元素周期表中的位置判斷

（1）元素在周期表中，越是位于左下方，其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，其相應(yīng)的陽離子的氧化性越弱；

（2）元素在周期表中，越是位于右上方，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，其相應(yīng)的簡單陰離子的還原性越弱。

3.根據(jù)金屬活動(dòng)順序表判斷

4.根據(jù)化合價(jià)的高低判斷

（1）同元素中，化合價(jià)越高，其氧化性越強(qiáng)，元素的最高價(jià)態(tài)只有氧化性；（2）同元素中，化合價(jià)越低，其還原性越強(qiáng)，元素的最低價(jià)態(tài)只有還原性； 有時(shí)物質(zhì)的穩(wěn)定性也是一個(gè)重要的因素，它將會(huì)導(dǎo)致與上述規(guī)律相反的結(jié)論。如HClO的氧化性大于HClO4，就是因?yàn)镠ClO的穩(wěn)定性比HClO4差。

5.根據(jù)電極反應(yīng)判斷

（1）原電池的兩個(gè)電極，負(fù)極的還原性大于正極；

（2）在由惰性電極構(gòu)成的電解池中，在陽極優(yōu)先放電的陰離子的還原性強(qiáng)；在陰極優(yōu)先放電的陽離子的氧化性強(qiáng)。

6.根據(jù)反應(yīng)發(fā)生的難易程度判斷

幾種不同的物質(zhì)與同一種物質(zhì)反應(yīng)，一般來說，越易進(jìn)行的，其氧化性或還原性越強(qiáng)。如銅分別與濃、稀硝酸反應(yīng)，濃硝酸反應(yīng)較易、較激烈，則濃硝酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)。再如，常溫時(shí)KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)放出Cl2，而MnO2則需要加熱才與濃鹽酸反應(yīng)放出Cl2，可推知氧化性：KMnO4>MnO2

二、外界條件對氧化還原反應(yīng)的影響 1.反應(yīng)物濃度對氧化還原反應(yīng)的影響

濃度大時(shí)氧化劑氧化性強(qiáng)，還原劑的還原性也強(qiáng)，如MnO2與濃鹽酸反應(yīng)才能生成Cl2，與稀鹽酸不反應(yīng)。

再如：Cu與濃H2SO4能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而Cu跟稀H2SO4不反應(yīng)。2.反應(yīng)體系酸堿性的影響：

一般酸性條件下，含氧酸鹽的氧化性比在堿性和中性環(huán)境中強(qiáng)。如2KMnO4＋16HCl===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O KMnO4＋NaCl（水溶液）≠

??NO3在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性（實(shí)際是 HNO3的強(qiáng)氧化性），而中性和堿性溶液中NO3??幾乎沒有氧化性，如：NO3、I－、Na＋、K＋可大量共存，但NO3、I－、Na＋、H＋則不能大量共存（HNO3將I－氧化為I2）。

?另外：SO3、S2－可在中性和堿性溶液中大量共存，不能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但當(dāng)向溶液中加入稀H2SO4后，很快產(chǎn)生淡黃色沉淀，即H2SO3＋2H2S===2S↓＋3H2O。3.溫度對氧化還原反應(yīng)的影響：

溫度愈高，則氧化劑的氧化性愈強(qiáng)；還原劑的還原性也愈強(qiáng)。因此許多氧化還原反應(yīng)的發(fā)生條件，需要加熱，因這樣可以增強(qiáng)反應(yīng)物的氧化性與還原性。如CuO與H2反應(yīng)需加熱，因溫度高時(shí)，CuO的氧化性增強(qiáng)，H2的還原性增強(qiáng)，容易反應(yīng)，另外升高溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速度。又如CO、C還原某些金屬氧化物均需加熱，道理亦如此。

三、氧化還原反應(yīng)的變化規(guī)律

四、金屬活動(dòng)性順序表及其應(yīng)用 1.金屬活動(dòng)性順序表的由來

最初，金屬活動(dòng)性順序是由俄國學(xué)者貝托夫確定的。他研究了金屬單質(zhì)與水、酸及鹽溶液進(jìn)行置換反應(yīng)的速度，發(fā)表了《對某一元素為另一元素所置換的研究》論文，總結(jié)出金屬活動(dòng)性順序?yàn)椋?/p>

K Na Ca Mg Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au。在這個(gè)順序里，Na在Ca的前面，這是因?yàn)镹a與水反應(yīng)比Ca與水反應(yīng)的速度快得多。

后來，隨著電極電位的研究，發(fā)現(xiàn)鈣的標(biāo)準(zhǔn)電極電位（E°）的值比鈉更小。所以現(xiàn)在的金屬活動(dòng)性順序表是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位值由小到大的順序排列的。

標(biāo)準(zhǔn)電極電位是指在25℃的標(biāo)準(zhǔn)態(tài)下（離子濃度為1摩爾/升，氣體的分壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）純金屬與其鹽的溶液組成的電極和標(biāo)準(zhǔn)氫電極（在鉑黑上吸附氫，氫的分壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，［H＋］=1摩爾/升）組成原電池，且指定標(biāo)準(zhǔn)氫電極的電位為0.0000伏特，所測定的電極電位。比氫活潑的金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電位是負(fù)值，反之是正值。標(biāo)準(zhǔn)電極電位值越小，金屬原子越易失去電子變成金屬離子，而金屬離子越難得到電子變成金屬原子，反之亦然。按照金屬在水溶液中形成低價(jià)穩(wěn)定的簡單離子的標(biāo)準(zhǔn)電極電位由小到大的次序排列成的金屬活動(dòng)性順序?yàn)椋?/p>

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au

該順序只能說明金屬進(jìn)行置換反應(yīng)傾向的大小，而不能說明其反應(yīng)速度的快慢。2.金屬活動(dòng)性順序表的應(yīng)用（1）判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱 在中學(xué)化學(xué)中，金屬活動(dòng)性是指金屬在水溶液中的置換能力。金屬在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，既包括金屬原子脫離晶體表面變?yōu)闅鈶B(tài)原子，氣態(tài)原子變?yōu)闅鈶B(tài)陽離子，氣態(tài)陽離子再變?yōu)樗想x子的過程；又包括被置換的金屬由水合離子變?yōu)闅鈶B(tài)離子，氣態(tài)離子得電子變?yōu)闅鈶B(tài)原子，氣態(tài)原子沉積變?yōu)榻饘俚倪^程。金屬的電極電位就是綜合考慮上述各種因素并用以表示金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的物理量。

在金屬活動(dòng)性順序表中，越在前面的金屬，其原子在水溶液中越易失去電子，還原性越強(qiáng)，其離子越難得到電子，氧化性越弱。從K→Au，金屬活動(dòng)性遞減，即K是最強(qiáng)的還原劑，而Au是最強(qiáng)的氧化劑。

應(yīng)當(dāng)注意金屬活動(dòng)性與金屬性的區(qū)別。金屬性是包括元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)在內(nèi)的總概念，它重點(diǎn)是指某元素的原子失電子的難易程度。因此它可從電離能大小反映出來。一般地說，電離能越大，金屬性越弱。

（2）判斷金屬與氧的反應(yīng)規(guī)律

通常是越活潑的金屬越易與氧起反應(yīng)，生成的氧化物越穩(wěn)定。例如，K、Ca、Na在室溫下就極易與氧氣反應(yīng)，所以保存在煤油里；Al粉在空氣中遇火花會(huì)燃燒或爆炸；Cu在空氣中加熱就生成 CuO；而Ag、Au即使在空氣中加熱也不會(huì)有氧化物生成。幾種氧化物的穩(wěn)定性是：

Na2O>MgO>Al2O3>ZnO>Fe2O3>CuO>HgO（3）判斷金屬跟水、非氧化性酸及鹽溶液間的置換反應(yīng)規(guī)律

①金屬跟水的反應(yīng)

a.最活潑的金屬K、Ca、Na可直接跟冷水作用，置換出水中的氫，放出H2。如：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑

b.活動(dòng)性比較差的金屬能跟熱水反應(yīng)，生成H2。如：Mg＋2H2O????Mg（OH）2＋H2↑

c.活動(dòng)性更差的金屬能跟水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成H2。

高溫如：Zn＋H2O（g）????ZnO＋H2↑ ?3＋高溫3Fe＋4H2O（g）????Fe3O4＋4H2↑

d.氫后面的金屬不能置換水中的氫。②金屬跟酸的反應(yīng) a.跟非氧化性酸的反應(yīng)。

位于氫前面的金屬都能跟酸反應(yīng)，置換出酸中的氫，放出H2。如：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑

b.跟氧化性酸的反應(yīng)

除Pt、Au以外的金屬都能跟濃硝酸反應(yīng)放出NO2，跟稀硝酸反應(yīng)放出NO。除Ag、Pt、Au以外的金屬跟濃硫酸反應(yīng)放出SO2。Fe、Al等遇濃硝酸或濃硫酸發(fā)生“鈍化”。

Pt、Au不與濃硝酸或濃硫酸反應(yīng)，但跟王水反應(yīng)。

③金屬跟鹽在溶液中的置換反應(yīng)。

位于金屬活動(dòng)性順序表前面的金屬能把后面的金屬的離子從它們的鹽溶液中置換出來。例如：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag（4）判斷原電池的正負(fù)極

組成原電池的兩個(gè)基本條件是：①兩種活動(dòng)性不同的金屬作電極，②電解質(zhì)溶液中要有一種在金屬活動(dòng)性順序表中處在活動(dòng)的電極材料之后的離子。例如，下列裝置中，只有A、B可組成原電池，C就不能。

選擇兩種金屬作為原電池的電極時(shí)，位于活動(dòng)順序表左邊的金屬是負(fù)極，位于活動(dòng)順序表后邊的金屬是正極。作為原電池的電極的兩種金屬在金屬活動(dòng)性順序表中相距越遠(yuǎn)，那么它們構(gòu)成的原電池的電動(dòng)勢就越大。例如，Zn—Ag原電池的電動(dòng)勢比Fe—Cu原電池的電動(dòng)勢大。

（5）判斷電解池中金屬離子的放電順序（6）其他方面的應(yīng)用

①推斷金屬在自然界中的存在。

金屬活動(dòng)性順序表中氫前的活動(dòng)金屬呈化合狀態(tài)存在于自然界中；Cu、Hg、Ag等不活動(dòng)金屬在自然界中呈化合狀態(tài)和游離狀態(tài)存在；而Pt、Au僅呈游離狀態(tài)存在。

②確定金屬的治煉方法

a.從K—Al，可用電解熔融其化合物的方法。

b.從Zn—Cu，則可用C、CO、H2、Al等還原劑在加熱或高溫下還原該金屬的氧化物。c.Hg、Ag可用加熱法使它們的氧化物分解。③判斷硝酸鹽的分解產(chǎn)物

a.K、Ca、Na的硝酸鹽受熱分解，生成亞硝酸鹽和氧氣。

?如：2KNO3????2KNO2＋O2↑

b.從Mg—Cu的硝酸鹽受熱分解生成高價(jià)金屬氧化物、NO2和O2。如：2Cu（NO3）2????2CuO＋4NO2↑＋O2↑

c.Hg（NO3）2和AgNO3受熱分解生成金屬單質(zhì)、NO2和O2。

?如：2AgNO3?????2Ag＋2NO2↑＋O2↑

3.運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序表應(yīng)注意的問題

（1）金屬活動(dòng)性順序一般只適用于水溶液體系中金屬與其他非氧化性金屬離子或非氧化性酸間的置換反應(yīng)。

首先，反應(yīng)必須在水溶液中進(jìn)行。

例如，按照金屬活動(dòng)性順序，在水溶液中，金屬鈉不能置換出KCl中的鉀，但在高溫（760~880℃）熔融狀態(tài)下，金屬鈉可以把活潑金屬鉀從鉀鹽中置換出來。反應(yīng)方程式為：

高溫Na＋KCl????NaCl＋K 這是由于在熔融狀態(tài)時(shí)，鉀的揮發(fā)性大于鈉，同時(shí)NaCl比KCl更穩(wěn)定，因而使平衡向右移動(dòng)。

其次，發(fā)生的反應(yīng)必須是置換反應(yīng)。如果金屬與鹽溶液或酸之間發(fā)生非置換反應(yīng)，則就不能用金屬活動(dòng)性順序判斷其進(jìn)行的方向和產(chǎn)物。例如應(yīng)用金屬活動(dòng)性順序可以判定Cu不能與FeCl2溶液發(fā)生置換反應(yīng)，但Cu能跟FeCl3溶液發(fā)生氧化—還原反應(yīng)：

Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2

工業(yè)上印刷電路就是應(yīng)用了這一反應(yīng)。又如，位于金屬活動(dòng)性順序表中氫后面的銅與稀硫酸不能反應(yīng)，但與強(qiáng)氧化性的濃硫酸（或硝酸）能反應(yīng)：

Cu＋2H2SO4（濃）????CuSO4＋SO2↑＋2H2O Cu＋4HNO3（濃）????Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O（2）金屬活動(dòng)順序表不適用于活潑金屬（K、Ca、Na、Mg）與易水解的金屬陽離子間的反應(yīng)。

這是由于這些活潑金屬能與冷水反應(yīng)使溶液呈堿性，從而促進(jìn)了水解反應(yīng)的進(jìn)行。因此發(fā)生的不是置換反應(yīng)。

如：CuCl2＋2H2O＋2Na===Cu（OH）2↓＋2NaCl＋H2↑

（3）金屬活動(dòng)性順序只從熱力學(xué)角度上指出反應(yīng)進(jìn)行的可能性，而沒有考慮動(dòng)力學(xué)方面的有關(guān)因素的影響，即沒有指出反應(yīng)進(jìn)行的現(xiàn)實(shí)性。

例如：按金屬活動(dòng)性順序，Sn、Pb與稀鹽酸反應(yīng)置換出氫是完全可能的。但實(shí)際上反應(yīng)速度極慢。其原因是多方面的，主要是動(dòng)力學(xué)方面的因素的限制。金屬在酸中的溶解，本質(zhì)上是金屬在酸中的電化溶解，錫和鉛在電化溶解過程中，在錫和鉛表面可形成無數(shù)個(gè)微小電池，在陽極上錫和鉛生成Pb2＋和Sn2＋而被溶解：

Pb===Pb＋2e或Sn===Sn＋2e 酸中的H＋在陰極區(qū)結(jié)合留在錫和鉛上的電子，還原生成氫氣：

2H＋＋2e===H2↑

這個(gè)反應(yīng)發(fā)生在Sn和Pb的表面，阻力較大，表現(xiàn)為過電位高，所以反應(yīng)速度很小。4.金屬的純度及金屬的表面狀態(tài)，也是影響其活動(dòng)性的重要因素

例如，由Zn和Fe組成原電池，Zn是原電池的負(fù)極，理論判斷和實(shí)驗(yàn)事實(shí)完全符合金屬活動(dòng)性順序的。但如果用Al和Zn組成原電池，由金屬活動(dòng)性順序判斷，Al應(yīng)是負(fù)極，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明Zn是負(fù)極。造成這種反轉(zhuǎn)的原因是由于Al的表面生成了氧化膜。由于氧化膜是電的絕緣體，盡管很薄，但由于它的覆蓋使Al的電極電位提高了（由－1.67 V→－0.5 V）。

又如，按金屬活動(dòng)性順序判斷，粗粒的純金是不溶解于鹽酸的。但是膠體狀態(tài)的金卻可以溶解在鹽酸中。這是因?yàn)槟z體狀態(tài)的金具有巨大的表面能，使反應(yīng)得以發(fā)生。

注：備課資料“

四、金屬活動(dòng)順序表及其應(yīng)用”也可作為一個(gè)專題來講，這樣，既可鞏固前面所學(xué)知識，又會(huì)為將要學(xué)到的離子反應(yīng)、電解原理等打下良好的基礎(chǔ)。2＋

2＋

??

五、與氧化還原反應(yīng)知識相關(guān)的實(shí)踐題舉例

1.汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2和NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染源，治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)化器”。它的特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。催化轉(zhuǎn)化器如下圖所示：

（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式：

；（2）“催化轉(zhuǎn)化器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高了空氣的酸度，其原因是

；（3）控制城市空氣污染源的方法可以有

。A.開發(fā)氫能源

B.使用電動(dòng)車

C.植樹造林

D.戴上呼吸面具 解析：由題意及圖示可知，“催化轉(zhuǎn)化器”的作用是使CO、NO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成無毒的N2和CO2；空氣的酸度主要是SO2引起的，酸度增強(qiáng)的原因只能是SO2在催化轉(zhuǎn)化器的作用下被空氣中的O2氧化為SO3，并與水反應(yīng)生成強(qiáng)酸H2SO4，從而在一定程度上提高了空氣的酸度。

催化劑答案：（1）2CO＋2NO??????2CO2＋N2

(2)SO2轉(zhuǎn)化為SO3產(chǎn)生H2SO4而形成酸霧

(3）AB 2.生活中使用的復(fù)印機(jī)實(shí)際上是一種靜電印刷術(shù)，它通過可重復(fù)使用的光感器進(jìn)行工作。一次，小明到復(fù)印室復(fù)印資料發(fā)現(xiàn)：復(fù)印室有一種特殊的氣味，離復(fù)印機(jī)越近，該氣味越濃，若用潤濕的KI淀粉試紙接近該氣體A，則試紙會(huì)變藍(lán)。問：

（1）A是什么物質(zhì)？

（2）寫出A與KI溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式；（3）簡述A物質(zhì)產(chǎn)生的原因；

（4）簡述A物質(zhì)與我們?nèi)祟愔g的關(guān)系。

解析：復(fù)印機(jī)是現(xiàn)代社會(huì)普遍使用的東西。由于靜電作用，空氣中的O2會(huì)變成O3，從而會(huì)產(chǎn)生一種臭味。O3是一種強(qiáng)氧化性物質(zhì)，能把I－氧化成I2。大氣層有一層臭氧層，能吸收紫外線。

答案：（1）A為O3；

（2）O3＋2I＋H2O===O2＋I(xiàn)2＋2OH（說明：寫方程式時(shí)可根據(jù)氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)??I，即I2，化合價(jià)升高；化合價(jià)降低的元素一定是氧元素，所以O(shè)???O，書寫：I??10－

－

0?2只有結(jié)合H2O中的H生成OH，再根據(jù)得失電子數(shù)相等知O3除生成O（與H2O結(jié)合成 OH－）外，還有O2生成。寫方程式時(shí)要有這些技巧，即注意物質(zhì)反應(yīng)的介質(zhì)是酸性、中性還是堿性（注意方程式兩邊H、O原子個(gè)數(shù)相等?。?；

－

?（3）在靜電作用下，3O2???2O3；

（4）O3能吸收太陽的紫外線，能減少紫外線對人體皮膚的灼傷。保護(hù)臭氧層就是保護(hù)我們?nèi)祟悺?/p>

3.SO2是大氣污染物之一，為粗略地測定周圍環(huán)境中SO2的含量，某學(xué)生課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）檢查該裝置的氣密性時(shí)，先在試管中裝入適量的水（保證玻璃導(dǎo)管的下端浸沒在水中），然后

（填寫操作方法）時(shí)，將會(huì)看到

（填寫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），則證明該裝置的氣密性良好。

（2）向試管中加入0.0005 mol·L－1的碘水1.0 mL，用適量的蒸餾水稀釋后再加入2~3滴淀粉溶液，配制成溶液A。測定指定地點(diǎn)的空氣中SO2的含量時(shí)，推拉注射器的活塞反復(fù)抽氣，A溶液由

色變?yōu)?/p>

色時(shí)反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，此時(shí)停止抽氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

（3）我國環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中對每次空氣質(zhì)量測定中SO2的最高濃度限值如下表：

該學(xué)生課外活動(dòng)小組分成第一小組和第二小組，使用相同的實(shí)驗(yàn)裝置和溶液A，在同一地點(diǎn)、同時(shí)測量空氣中SO2的含量。當(dāng)反應(yīng)恰好完全進(jìn)行，記錄抽氣次數(shù)如下（假設(shè)每次抽氣500 mL）。請將下表填寫完整（計(jì)算時(shí)保留2位有效數(shù)字）：

判斷該地點(diǎn)的空氣中SO2的含量屬于

（填數(shù)字）級標(biāo)準(zhǔn)，（“第一”或“第二”）小組的測定結(jié)果正確，另一小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大偏差的原因是（兩個(gè)小組所用裝置和藥品均無問題）。

解析：本題考查學(xué)生的閱讀、理解能力及綜合分析問題的能力，同時(shí)考查了學(xué)生思維的敏捷性和嚴(yán)密性。

（1）檢驗(yàn)該裝置氣密性的原理是：使裝置內(nèi)外形成壓強(qiáng)差，分析圖中裝置可知，能形成壓強(qiáng)差的著手點(diǎn)有兩處，一是玻璃導(dǎo)管，二是注射器。若從玻璃導(dǎo)管處著手，理論上應(yīng)是

向?qū)Ч軆?nèi)注水，若氣密性良好，則隨著裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)的增大，則注射器活塞應(yīng)向外移，但這樣的操作并不現(xiàn)實(shí)，因?yàn)橄虿ＡЧ軆?nèi)注水的行為不易操作；若從注射器入手，則應(yīng)移動(dòng)注射器的活塞，若向外拉，則裝置內(nèi)氣體因壓強(qiáng)減小，會(huì)吸引外界空氣進(jìn)來補(bǔ)充，故在浸沒在水中的導(dǎo)管口應(yīng)有氣泡冒出。若氣密性不好，則無此現(xiàn)象；若向內(nèi)推注射器的活塞，氣密性良好時(shí)，裝置內(nèi)氣體的壓強(qiáng)應(yīng)增加，故浸在水中的玻璃管內(nèi)應(yīng)有水面上升，形成一段水柱，且靜止片刻水柱也不落下。但第二種做法的前提是注射器內(nèi)必須先貯有一定量的氣體。

（2）碘水遇上空氣中的SO2要發(fā)生氧化還原反應(yīng)：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===H2SO4＋2HI，當(dāng)?shù)馑械牡鈫钨|(zhì)恰好消耗完時(shí)，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色。

（3）設(shè)空氣中SO2的物質(zhì)的量濃度為c

對于第一小組

由

I

2~

SO2 1

－3－41.0×10×5×10 mol c=56

－

3120×500×10 L×c

×10－8 mol·L－1

則其所測空氣中SO2的質(zhì)量含量為：

56×10－8×64×103×103=0.53 mg·m－3

同理可算得第二組同學(xué)測得空氣中SO2的含量為0.46 mg·m－3。

比較第一組與第二組的測得結(jié)果和抽氣次數(shù)會(huì)發(fā)現(xiàn)：第二組同學(xué)抽氣次數(shù)多，測得的SO2含量卻相對偏低，這說明第二組同學(xué)測得的結(jié)果不準(zhǔn)確，一定是抽氣頻率太快而導(dǎo)致空氣中的SO2未能充分與碘水反應(yīng)，從而產(chǎn)生較大的誤差。

答案：（1）向外輕輕拉動(dòng)注射器的活塞

浸沒在水中的玻璃導(dǎo)管口有氣泡冒出（在注射器內(nèi)預(yù)先貯有一定量的氣體的前提下，向內(nèi)輕輕推動(dòng)活塞，若玻璃導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，且靜止片刻也不落下，說明氣密性良好）

(2）藍(lán)

無

SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===H2SO4＋2HI(3)第一小組測得SO2的含量為：0.53 mg·m－3

第二小組測得SO2的含量為：0.46 mg·m－3 三

第一

抽氣速度過快，造成空氣中SO2無法與碘水充分反應(yīng)，產(chǎn)生較大的誤差 說明：以上三個(gè)實(shí)踐試題的設(shè)置，一是為擴(kuò)大學(xué)生的視野，二是鍛煉他們分析、解決問題的能力，更重要的是為了給他們提供一種感性的資料和方法，以使他們對以下的研究性課題能順利地展開。

*［研究性課題推薦］

課題1：復(fù)印室O3的檢驗(yàn)及其濃度的分析。

課題背景：

在不通風(fēng)的復(fù)印室工作時(shí)，人們常常聞到一種特殊的氣味（魚腥味），離復(fù)印機(jī)越近，該氣味越濃。該氣味是一種什么氣體產(chǎn)生的呢？

課題要求：

要求查閱復(fù)印機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，并用化學(xué)方法確定該氣體是O3，并提出分析O3濃度的方案。最后做實(shí)驗(yàn)分析復(fù)印室空氣中O3的濃度。

課題2：空氣中SO2含量的測定

背景資料：

中央電視臺(tái)自2001年6月5日起，每晚都要預(yù)報(bào)47個(gè)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市的空氣質(zhì)量，它一般將這些城市空氣中的SO2和可吸入顆粒的含量（用g·m－3表示）分為8個(gè)等級。目

前，測定空氣中SO2含量主要用氧化還原反應(yīng)。

方案一：用H2O2和NaOH溶液為試劑，用實(shí)驗(yàn)方法測定空氣中SO2的含量。實(shí)驗(yàn)原理：

H2O2＋SO2===H2SO

42NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O 實(shí)驗(yàn)要求：

用簡潔的文字簡要地說明測定方案，并列出計(jì)算大氣中SO2的含量（以g·m的表達(dá)式，寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式。設(shè)NaOH的濃度為c mol/L。

方案二：用KMnO4法測定空氣中SO2的含量。

實(shí)驗(yàn)原理：SO2氣體與酸性KMnO4溶液反應(yīng)時(shí)，MnO?被還原為Mn2＋，SO2被氧化成4?SO2。4－

3表示）實(shí)驗(yàn)藥品：0.1 mol·L的酸性KMnO4溶液、顆粒吸附劑、品紅試液、pH試紙。

－1

實(shí)驗(yàn)要求：

給你一個(gè)氣體流速管（單位時(shí)間內(nèi)通過氣體的體積恒定，且無除塵和吸收氣體作用），請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置，測定你所在地區(qū)的空氣中SO2和可吸入顆粒的含量。

實(shí)驗(yàn)問題思考：

（1）配制200 mL 0.1 mol·L－1酸性KMnO4溶液，除需用儀器玻璃棒外，還需要哪些玻璃儀器？玻璃棒的作用是什么？

（2）若氣體流速管中氣體流速為a cm3·min－1，經(jīng)過t min,200 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液恰好褪色。求空氣中SO2的含量（g·cm－3）是多少？

（3）若要測定空氣中可吸入顆粒的含量，需要測出的數(shù)據(jù)有哪些？

第四篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第三單元 化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化 第一節(jié)重要的氧化劑和

第二課時(shí)

［引言］上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了中學(xué)化學(xué)中常見的、重要的氧化劑和還原劑，本節(jié)課我們來學(xué)習(xí)有關(guān)它們的常見反應(yīng)。

［板書］第一節(jié)

重要的氧化劑和還原劑（第二課時(shí)）

二、重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)

［師］我們知道，鹵族元素單質(zhì)是我們最常見的氧化劑，請大家根據(jù)自己桌上的實(shí)驗(yàn)用品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Cl2、Br2、I2的氧化性強(qiáng)弱順序。

［說明：課前在學(xué)生的桌上擺設(shè)：氨水、NaBr溶液、KI溶液、濾紙、膠頭滴管五種用品，供學(xué)生在上課時(shí)使用。

由于學(xué)生在高一的學(xué)生實(shí)驗(yàn):《氨、溴、碘的性質(zhì)》和《同周期同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律》中均做過此實(shí)驗(yàn)，故其對學(xué)生而言，難度不大。］

［學(xué)生設(shè)計(jì)、做完實(shí)驗(yàn)后，投影展示該操作步驟］ ［投影］

［師］請大家寫出以上各步反應(yīng)的離子方程式。［請一位同學(xué)上黑板書寫］

－－［學(xué)生板書］2Br＋Cl2===Br2＋2Cl －－2I＋Cl2===I2＋2Cl －－2I＋Br2===I2＋2Br

［設(shè)問］根據(jù)以上離子反應(yīng)方程式，可知Cl2、Br2、I2的氧化性強(qiáng)弱順序怎樣？判斷的依據(jù)是什么？能否從原子結(jié)構(gòu)的角度去進(jìn)行解釋？

［學(xué)生回答］Cl2、Br2、I2的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篊l2>Br2>I2；其判斷依據(jù)是：在氧化還原反應(yīng)中，氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物的氧化性；分析其原子結(jié)構(gòu)可知，同主族元素的非金屬原子，其最外層電子數(shù)相同而電子層數(shù)不同，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，就越不容易

得到電子。因此，它們單質(zhì)的氧化性就越弱。

［師］很好！據(jù)此，我們可得出以下結(jié)論：

［思考］鹵族元素的陰離子在以上反應(yīng)中表現(xiàn)出什么性質(zhì)？它們的強(qiáng)弱順序怎樣？ ［學(xué)生思考后回答］鹵族元素的陰離子在以上反應(yīng)中表現(xiàn)出還原性，它們的強(qiáng)弱順序?yàn)椋海璉>Br>Cl

［師］根據(jù)以上分析，我們可得出如下結(jié)論：

［講解并板書］1.同一主族元素的非金屬單質(zhì)其氧化性隨著電子層數(shù)的增加而逐漸減弱，其對應(yīng)的陰離子的還原性卻逐漸增強(qiáng)。

［想一想］對于典型的金屬元素——堿金屬，它們的還原性強(qiáng)弱順序如何？其對應(yīng)陰離子的氧化性強(qiáng)弱順序又當(dāng)怎樣？

［學(xué)生回答］同一主族元素的金屬單質(zhì)，其還原性隨著電子層數(shù)的增加而增強(qiáng)，其對應(yīng)陽離子的氧化性卻逐漸減弱。

［草板書］

［過渡］對于金屬還原劑來說，金屬單質(zhì)的還原性強(qiáng)弱一般與金屬活動(dòng)性順序相一致，即越位于后面的金屬，越不容易失去電子，其還原性就越弱。

［師］請大家排出其對應(yīng)陽離子的氧化性順序強(qiáng)弱。［請一位同學(xué)上黑板排列、教師巡視］ ［學(xué)生板書］

［師］注意Fe2、Sn2、Pb2，而不是Fe3、Sn4、Pb4

［過渡］我們知道，鐵是一種具有可變化合價(jià)的常見金屬元素，請大家根據(jù)鐵及其化合物的性質(zhì)，解釋以下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。

［演示實(shí)驗(yàn)1］在盛有FeCl3溶液的試管中滴加KSCN液，溶液變紅色，在變紅色后的溶液中加入Fe粉，紅色褪去。

［請一位同學(xué)解釋］

＋－［生］Fe3遇SCN變紅，是由于生成了紅色的Fe（SCN）3溶液，加入Fe粉后，因＋＋Fe把Fe3還原成Fe2，使Fe（SCN）3被破壞，故紅色褪去。＋

＋

＋

＋

＋

＋

［師］很好！這說明同一元素不同價(jià)態(tài)的物質(zhì)間發(fā)生氧化還原反應(yīng)時(shí)，遵循什么規(guī)律？ ［生］趨中規(guī)律！

［師］很正確！請大家用離子方程式表示出以上反應(yīng)。你還能找出一個(gè)符合趨中規(guī)律的例子嗎？

［學(xué)生活動(dòng)，教師巡視并選取一些有代表性的例子進(jìn)行投影展示］ 可投影以下一些常見和常用的方程式：

＋＋2Fe3＋Fe===3Fe2

2H2S＋SO2===3S＋2H2O －－＋ClO＋Cl＋2H===Cl2＋H2O ?IO3＋5I＋6H===3I2＋3H2O(驗(yàn)證食鹽含碘元素)－＋［板書］3.趨中規(guī)律

［講解］一般說來，元素處于高化合價(jià)的物質(zhì)常具有氧化性，在一定條件下可與還原劑反應(yīng)，在生成的新物質(zhì)中該元素的化合價(jià)降低，如

［講解］若元素的化合價(jià)處于低價(jià)時(shí)，其物質(zhì)常具有還原性，在一定條件下可與氧化劑反應(yīng)，在生成的新物質(zhì)中該元素的化合價(jià)升高如：

［師］于是，我們得出以下的一般規(guī)律：

［板書］4.元素處于高化合價(jià)的物質(zhì)具有氧化性；元素 處于低化合價(jià)的物質(zhì)具有還原性。

［過渡］我們知道，F(xiàn)e是一種常見的還原劑，濃H2SO4是一種常見的氧化劑，兩者相遇能發(fā)生反應(yīng)嗎？若反應(yīng)，將生成什么呢？

［演示實(shí)驗(yàn)2］在一支試管里注入少量Fe粉，再加入濃H2SO4約2 mL，在管口放一張滴有品紅溶液的濾紙，觀察現(xiàn)象（注意鐵粉不要過量）

當(dāng)上述反應(yīng)完成后，取試管中溶液少量，用水稀釋，并滴加KSCN溶液，觀察。［問］你們看到了什么現(xiàn)象？說明了什么？

＋［生］品紅褪色，說明有SO2氣體生成；滴入KSCN溶液變紅，說明有Fe3生成。［設(shè)問］那么，稀H2SO4與Fe反應(yīng)有無此現(xiàn)象呢？

［演示實(shí)驗(yàn)3］取一支裝有適量鐵粉的試管，向其中加入約5 mL稀H2SO4反應(yīng)后在管口點(diǎn)燃產(chǎn)生的氣體，然后重復(fù)演示實(shí)驗(yàn)2的操作，觀察。試管內(nèi)溶液留待后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用。

［問］以上現(xiàn)象說明了什么？

［生］Fe與稀H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生的氣體檢驗(yàn)有爆鳴聲，說明有H2生成，品紅液不褪色和

＋滴入KSCN后溶液不變紅，說明無SO2和Fe3生成。

［師］寫出以上變化的反應(yīng)方程式，并從化合價(jià)的角度出發(fā)，分析濃、稀H2SO4與Fe

反應(yīng)時(shí)的氧化性實(shí)質(zhì)有何不同？

［學(xué)生活動(dòng)］

［教師板書］5.濃、稀硫酸的氧化性。

［請學(xué)生回答濃、稀H2SO4的氧化性實(shí)質(zhì)有何不同］

［生］稀H2SO4的氧化性由H表現(xiàn)出來，濃H2SO4的氧化性由S表現(xiàn)出來。［師］很好！

＋由H表現(xiàn)出來的氧化性是酸的通性，我們稱這樣的酸為非氧化性酸，其反應(yīng)后的產(chǎn)物為H2，若氧化性是由酸根中所含元素表現(xiàn)出來，我們稱這樣的酸為氧化性酸。濃H2SO4就是一種氧化性酸，其還原產(chǎn)物一般是SO2。

［過渡］下面，我在演示實(shí)驗(yàn)3的所得溶液中加入濃HNO3，請大家觀察有何現(xiàn)象發(fā)生？ ［演示實(shí)驗(yàn)4］把3所得溶液取少許于另一試管中，滴加濃HNO3，觀察。［問］上述現(xiàn)象說明了什么？

＋［生］試管內(nèi)有紅棕色氣體生成，說明有NO2產(chǎn)生，溶液變紅，說明原溶液中的Fe2＋被HNO3氧化成了Fe3。

［追問］若加入稀HNO3會(huì)發(fā)生反應(yīng)嗎？若能，會(huì)看到什么現(xiàn)象？

［生］若加入稀HNO3，一樣能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，只不過此時(shí)生成的氣體為無色，在試管口變成紅棕色而已。溶液依然變紅。

［演示實(shí)驗(yàn)5］取少許實(shí)驗(yàn)3所得溶液，滴加稀HNO3，驗(yàn)證學(xué)生的推測。

［師］請大家寫出以上反應(yīng)的方程式，并根據(jù)化合價(jià)的變化判斷：HNO3是否為氧化性酸？

［學(xué)生板書］2FeSO4＋2HNO3(濃)＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋2NO2↑＋2H2O 6FeSO4＋2HNO3(稀)＋3H2SO4===3Fe2（SO4）3＋2NO↑＋4H2O ［教師與學(xué)生一起得出結(jié)論并板書］ 6.濃、稀HNO3均為氧化性酸

［講解］濃HNO3的還原產(chǎn)物一般是NO2，稀HNO3的還原產(chǎn)物一般是NO。

［想一想，試一試］若在上述滴有KSCN的FeSO4溶液中滴入溴水，會(huì)有變化嗎？ ［學(xué)生說出自己的想法后，讓學(xué)生上來演示，并把發(fā)生的現(xiàn)象解釋給大家聽］

［學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)6］在實(shí)驗(yàn)3所得滴有KSCN的FeSO4溶液中滴入溴水，請大家觀察。［學(xué)生解釋反應(yīng)的現(xiàn)象，并寫出反應(yīng)方程式］

［學(xué)生板書］6FeSO4＋3Br2===2Fe2（SO4）3＋2FeBr3 ［投影練習(xí)1］已知在常溫時(shí)能發(fā)生下列反應(yīng)：

＋＋

Fe＋Cu2===Fe2＋Cu ＋＋－

2Fe2＋Br2===2Fe3＋2Br

＋＋＋

2Fe3＋Cu===2Fe2＋Cu2 ＋＋＋根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)，分析Fe3、Fe2、Cu2、Br2作為氧化劑時(shí)，其氧化能力的強(qiáng)弱順序。

解析：根據(jù)氧化劑的氧化性>氧化產(chǎn)物這一規(guī)律可得出這四種粒子的氧化能力強(qiáng)弱順序＋＋＋為：Br2>Fe3>Cu2>Fe2

［投影練習(xí)2］向100 mol FeBr2溶液中緩慢地通入2.24 L Cl2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），反應(yīng)后溶液

＋

?6

中有1－的Br被氧化成溴單質(zhì)，求原FeBr2溶液物質(zhì)的量濃度是 3＋

＋

－（提示：2Fe2＋Br2===2Fe3＋2Br）A.0.12 mol/L

B.1.2 mol/L C.6 mol/L

D.9 mol/L 解析：B.本題考查通過還原性強(qiáng)弱，進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。根據(jù)提示所列的反應(yīng)方程式，F(xiàn)e2＋－＋－還原性>Br，Cl2首先將Fe2氧化，再氧化Br，設(shè)FeBr2溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量為x(mol)，x1－－

mol，被氧化的Br為2x×，因2 Br~Cl2，232.24Lxx10.12mol消耗Cl2 mol，共消耗Cl2＋x==0.1 mol，x=0.12 mol,c==1.2 ?132322.4L?mol0.1L被氧化的Fe2為x，因2Fe~Cl2，消耗Cl2＋mol/L。

［小結(jié)］本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)，并總結(jié)出了一些氧化劑和還原劑發(fā)生反應(yīng)時(shí)的規(guī)律，這將對我們判斷氧化劑的氧化性、還原劑的還原性以及氧化還原反應(yīng)的產(chǎn)物提供很大的幫助。

［布置作業(yè)］

習(xí)題

一、3 二、四 ［板書設(shè)計(jì)］

第一節(jié)

重要的氧化劑和還原劑（第二課時(shí)）

二、重要氧化劑和還原劑的常見反應(yīng)

3.趨中規(guī)律

●教學(xué)說明

本節(jié)教材的特點(diǎn)是：涉及以往的知識面較寬、容量較大，對學(xué)生綜合運(yùn)用知識分析問題的能力要求較高，通常說來，學(xué)生對這部分知識的學(xué)習(xí)體會(huì)是：理解起來易，應(yīng)用起來難。究其因，一是對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律——得失電子（或電子對偏移）引起化合價(jià)變化認(rèn)識得不夠透徹，二是對氧化還原反應(yīng)的載體——具體的化學(xué)反應(yīng)掌握得不夠熟練或在平時(shí)的學(xué)習(xí)中僅僅注意了物質(zhì)種類的變化卻很少從氧化還原反應(yīng)的角度去認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)?；谝陨险J(rèn)識，本節(jié)課在設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了從化合價(jià)的角度去認(rèn)識氧化劑和還原劑以及它們的反應(yīng)規(guī)律，意在給學(xué)生提供一種學(xué)習(xí)和分析問題的方法。為了能把理論性的知識落到實(shí)處，在教學(xué)過程中特意注重了對以往所學(xué)知識的歸納和總結(jié)，并輔以相應(yīng)的練習(xí)；為了能使抽象的理論知識變得有趣，在教學(xué)過程中主要采用了討論、分析、實(shí)驗(yàn)、探究、參予等方法來激發(fā)學(xué)生智慧的火花，并重點(diǎn)培養(yǎng)了學(xué)生的歸納、總結(jié)、探究等能力。

本節(jié)課所用的化學(xué)反應(yīng)方程式多是學(xué)生在平常的學(xué)習(xí)中常用的，且易忽略的內(nèi)容，這樣做的目的，是為了使學(xué)生溫故知新，并能把新舊知識有機(jī)地融合在一起，以提高其綜合能力。

本節(jié)課的學(xué)習(xí)進(jìn)程，與學(xué)生的原有知識水平密切相關(guān)，故教學(xué)時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況分配課時(shí)。

●綜合能力訓(xùn)練題

1.某單質(zhì)X能從鹽的溶液中置換出單質(zhì)，由此可知 A.當(dāng)X、Y都是金屬時(shí)，X一定比Y活潑 B.當(dāng)X、Y都是非金屬時(shí)，Y一定比X活潑

C.當(dāng)X是金屬時(shí)，Y可能是金屬，也可能是非金屬 D.當(dāng)X是非金屬時(shí)，Y可能是金屬，也可能是非金屬

解析：本題用字母代替物質(zhì)，考查全面掌握物質(zhì)反應(yīng)規(guī)律的能力及綜合思維判斷能力。解答本題關(guān)鍵要認(rèn)真審題，全面地考慮學(xué)過的知識，切勿以局部反應(yīng)規(guī)律代替全體；依題應(yīng)知A選項(xiàng)中X、Y都為金屬時(shí)，該反應(yīng)一定為金屬與鹽溶液間的置換反應(yīng)，如Cu＋2AgNO3===Cu（NO3）2＋2Ag，因此反應(yīng)中金屬X比鹽溶液中的金屬Y活潑，結(jié)論正確，符合題意；B選項(xiàng)中X、Y為非金屬時(shí)則為非金屬間的置換反應(yīng)，如：Br2＋2KI===2KBr＋

I2，由反應(yīng)知非金屬X一定比Y活潑，因此B選項(xiàng)結(jié)論錯(cuò)誤，不符合題意；在C選項(xiàng)中X是金屬時(shí)，Y可能是金屬或非金屬，應(yīng)考慮到金屬與鹽的反應(yīng)規(guī)律同時(shí)注意金屬與酸的反應(yīng)，例：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，所以C選項(xiàng)結(jié)論正確，為本題答案；且D選項(xiàng)中X為非金屬時(shí)，Y一定不是金屬，因此結(jié)論錯(cuò)誤，不符合題意也不為答案。

答案：AC 2.在一定量的H2S溶液中逐漸通入Cl2，如圖（x軸表示Cl2的物質(zhì)的量），所表示變化關(guān)系正確的是

解析：本題考查學(xué)生的觀察能力和綜合分析問題的能力。解答圖象類試題的關(guān)鍵是要準(zhǔn)確地弄清楚題目中涉及的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系及圖象中坐標(biāo)軸表示的意義和曲線變化的規(guī)律。

本題涉及的化學(xué)反應(yīng)為：H2S＋Cl2===2HCl＋S↓由于反應(yīng)中生成了HCl，使原弱酸溶＋液變?yōu)閺?qiáng)酸溶液，H濃度增大，pH減少；且由于強(qiáng)電解質(zhì)完全電離，溶液中離子濃度增大，使之導(dǎo)電能力增強(qiáng)，結(jié)合圖象中曲線變化趨勢分析，可知A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；H2S與Cl2反應(yīng)，生成S沉淀，隨著Cl2的通入，S沉淀逐漸增加，當(dāng)H2S完全反應(yīng)后S的沉淀量不隨Cl2量的變化而變化，C項(xiàng)正確。

答案：C

－3.在熱的稀硫酸溶液中溶解了11.4 g FeSO4。當(dāng)加入50 mL、0.5 mol·L1 KNO3 溶液后，＋＋使其中的Fe2全部轉(zhuǎn)化成Fe3，KNO3也反應(yīng)完全，并有NxOy氮氧化合物氣體逸出。

??K2SO4＋Fe2(SO4)3＋NxOy＋H2O FeSO4＋KNO3＋H2SO4?（1）推算出x=

,y=

；

（2）配平該化學(xué)方程式，并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目。（3）反應(yīng)中氧化劑是

。解析：從題意可知： n(FeSO4)∶n(KNO3)=

11.4g－3－1

∶50×10 L×0.5 mol·L ?1(56?96)g?mol=0.075∶0.025=3∶1 根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子數(shù)相等的原理，鐵由＋2價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，而FeSO4與KNO3恰好以3∶1反應(yīng)，故3×（3－2）=1×（5－a）(a為KNO3中＋5價(jià)氮元素被還原后所得氮氧化合物中氮元素的化合價(jià))，則a=＋2。由此推出x=y=1，此時(shí)再根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平法進(jìn)行配平，然后按要求答題。

答案：（1）x=1，y=1

（3）KNO3

第五篇：【鼎尖教案】高中化學(xué)(大綱版)第三冊 第六單元 化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 第四節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求(

第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

●教學(xué)目標(biāo)

通過前面三節(jié)對各種化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的練習(xí)，初步了解和熟悉化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本方法和基本要求。

●教學(xué)重點(diǎn)

對前面三節(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程的總結(jié)與回顧?！窠虒W(xué)難點(diǎn)

對化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)基本要求的總結(jié)?！窠虒W(xué)方法

回憶——?dú)w納——討論——閱讀——總結(jié)?！裾n時(shí)安排 一課時(shí)

●教具準(zhǔn)備 投影儀、膠片等?！窠虒W(xué)過程

［引言］通過前面三節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)以及對相關(guān)幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與具體操作，我們可知，化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案是一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的靈魂。那么，對一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，具體有哪些基本要求，本節(jié)課，我們將通過對前述內(nèi)容以及各實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回憶與歸納，對此加以總結(jié)。

［板書］第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

［講述］對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，我們在之前已有過一些練習(xí)，下面請同學(xué)們首先回憶一下我們在前面的實(shí)驗(yàn)方案中的一般方法即基本思路。

［回憶］第一節(jié)中以鋁為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路。［板書］

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路

［提問］部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可予以補(bǔ)充。［師生共同進(jìn)行總結(jié)］

［投影1］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和目的，以鋁原料的化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，推測Al(OH)3得以制備的可能化學(xué)過程及反應(yīng)原理。

2.通過比較和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，選得最佳實(shí)驗(yàn)制備方案。

3.對最佳制備方案的實(shí)驗(yàn)過程即實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行比較或驗(yàn)證進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.對實(shí)驗(yàn)步驟中所需儀器和藥品進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。

5.對實(shí)驗(yàn)操作過程中易出現(xiàn)的問題以及易發(fā)生的錯(cuò)誤判斷進(jìn)行提示，或者以問題和討論之形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

［過渡］很好。下面請?jiān)倩貞泴?shí)驗(yàn)四硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程。

［想一想］對硫酸亞鐵制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與以Al為原料制備Al(OH)3的設(shè)計(jì)有何異同。［提問］學(xué)生回答后師生共同總結(jié)得出結(jié)論。［投影2］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅紫葘χ苽湓线M(jìn)行選擇。

2.根據(jù)所選定的原料，以原料所具化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)，以FeSO4的最終得以制備為目的，推測制備的可能過程和反應(yīng)原理。

3.以后之設(shè)計(jì)同于投影1中2以后之思路。

［過渡］對于物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)方案思路，同學(xué)們分析總結(jié)得很好。下面，請接著回憶第 二節(jié)中，對乙二酸化學(xué)性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程和思路。

［學(xué)生回憶］第二節(jié)中乙二酸性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的過程和思路。［提問］部分同學(xué)回答，其余同學(xué)可質(zhì)疑補(bǔ)充。［師生共同討論完善后總結(jié)］ ［投影3］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，首先對乙二酸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。

2.根據(jù)對乙二酸結(jié)構(gòu)分析的結(jié)論，推測對其性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的可能方法和原理。

3.之后的設(shè)計(jì)思路同于投影1中2以后之思路。

［講述］對于第一、二節(jié)所涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的思路，同學(xué)們分析得很好，總結(jié)得也較為全面。

［想一想］在第三節(jié)中，對于離子的檢驗(yàn)與對于未知物檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，其設(shè)計(jì)思路與上述思路有何異同。

［學(xué)生活動(dòng)］教師巡視，并予以適當(dāng)?shù)奶崾?。［師生共同總結(jié)］

［投影4］

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅瑢Υ龣z物質(zhì)、待檢離子或未知物可能含有的離子或物質(zhì)進(jìn)行判斷分析。

2.根據(jù)所含離子或可能所含離子的化學(xué)性質(zhì)，推測其可能的檢驗(yàn)方法。3.之后思路仍同于投影1中2以后之思路。

［問題］通過上述的回憶和分析，請同學(xué)們總結(jié)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。［提示］請同學(xué)們注意大屏幕上，剛才大家討論總結(jié)的四個(gè)結(jié)論。

［投影5］投影1、2、3、4。［學(xué)生活動(dòng)］教師參與指導(dǎo)。

［提問］部分同學(xué)回答，其余學(xué)生補(bǔ)充，師生共同討論得出結(jié)論。

［過渡］通過大家的討論分析和總結(jié)，我們可得出化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。［投影］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，對?shí)驗(yàn)所用原料進(jìn)行選擇。

2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，對?shí)驗(yàn)待用或待檢物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與組成進(jìn)行分析。3.推測可能的實(shí)驗(yàn)過程或?qū)嶒?yàn)方案。

4.討論、比較或?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證確定最佳實(shí)驗(yàn)方案。

5.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，對實(shí)驗(yàn)步驟中可能出現(xiàn)錯(cuò)誤或問題之處進(jìn)行分析。6.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，選擇實(shí)驗(yàn)所用儀器和藥品。

7.對5中可能出現(xiàn)的其他錯(cuò)誤和意外以問題和討論的形式列出。

［講評］通過上述的回憶和總結(jié)，我們得出了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路。然而，若依據(jù)上述思路對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，所得方案并不是一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)方案，一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案有它約定俗成的固定的格式和內(nèi)容。

［問題］那么，一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案，具體應(yīng)包含哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？下面，請?jiān)俅位貞浳覀冎皩?shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程的學(xué)習(xí)，也可翻閱課本上有關(guān)的實(shí)驗(yàn)方案。

［學(xué)生活動(dòng)］教師參與、指導(dǎo)。

［板書］

二、一個(gè)完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容。［師生共同活動(dòng)后總結(jié)］

［投影］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案包含的主要內(nèi)容 1.實(shí)驗(yàn)名稱： 2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

3.實(shí)驗(yàn)原理：指實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所選擇的最佳實(shí)驗(yàn)方案中所涉及的主要化學(xué)反應(yīng)原理，需注意的是此條目可根據(jù)不同實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的具體情況予以保留和刪減；

4.實(shí)驗(yàn)用品：包括實(shí)驗(yàn)所用儀器及規(guī)格，所用藥品以及濃度、狀態(tài)等； 5.實(shí)驗(yàn)步驟：包括所用實(shí)驗(yàn)儀器的裝配以及具體的實(shí)驗(yàn)操作過程； 6.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及結(jié)果處理：可根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成表格或其他；

7.問題和討論：一般是對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟中一些現(xiàn)象和問題的補(bǔ)充和修正。［講評］通過上述的學(xué)習(xí)，我們分析總結(jié)出了一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路和其他應(yīng)包括的主要內(nèi)容。那么，一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，其關(guān)鍵的所在應(yīng)該是方案中的哪些地方？

［議一議］化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。［學(xué)生互相討論后提問］

［答］實(shí)驗(yàn)原理的選擇以及實(shí)驗(yàn)步驟之設(shè)計(jì)。［問］對于以上二者，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意什么？ ［板書］

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，為何沒有選用Al2O3和水為原料來制備Al(OH)3？

［答］Al2O3不溶于水，這個(gè)方案在實(shí)驗(yàn)操作中無法完成。

［講評］對。這個(gè)制備方法在實(shí)驗(yàn)中難于完成，它違背了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，科學(xué)性。

［板書］1.科學(xué)性：指所選實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作程序和方法應(yīng)是正確的。［想一想］在以上幾節(jié)實(shí)驗(yàn)方案中科學(xué)性的具體體現(xiàn)。

［提問］要求學(xué)生舉例說明。

［總結(jié)］科學(xué)性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中可謂比比皆是。

如：硫酸亞鐵制備的原料選擇過量鐵屑和稀H2SO4，沒有選擇少量鐵屑和濃H2SO4；

?又如：在對硫酸亞鐵銨晶體檢驗(yàn)過程中，如對SO24檢驗(yàn)過程中同樣HNO3酸化在先，則對Fe2＋之檢驗(yàn)將無法進(jìn)行等等。

［講評］科學(xué)性是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的首要原則，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中一定要遵循客觀事實(shí)，不能憑主觀臆想設(shè)計(jì)出違背客觀事實(shí)即科學(xué)性的原理或程序。

實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)過程中，第二個(gè)原則是安全性原則，它包括避免環(huán)境污染和人身傷害。在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，因其波及程序和范圍較小，對環(huán)境污染要求不是很高，但我們在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，還是應(yīng)盡可能避免，如對實(shí)驗(yàn)尾氣的處理等應(yīng)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中予以充分的考慮。［想一想］在所接觸的實(shí)驗(yàn)方案中，哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的安全性要求。

［學(xué)生討論］教師巡視，可做適當(dāng)提示，之后提問。

［答］安全性在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中體現(xiàn)較多。如：易燃物的使用與處理，比如Na和白磷等；易燃易爆物的制取與檢驗(yàn)，比如H2之驗(yàn)純與石油的分餾；實(shí)驗(yàn)室制取Cl2、SO2等尾氣的處理等等。

［板書］2.安全性

［講述］很好。在實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，我們還應(yīng)注意其第三條原則，即實(shí)驗(yàn)方案中的可行性，其含義為實(shí)驗(yàn)方案中所選用的化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備和方法應(yīng)是在現(xiàn)有知識和實(shí)驗(yàn)條件下可以完成的，否則，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)將會(huì)成為空中樓閣，無法付諸具體的實(shí)驗(yàn)操作。

［板書］3.可行性

［過渡］在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中，可行性因受知識水平之限制一般違規(guī)較少。但對

其第四條原則，則應(yīng)用較多。

［想一想］在以Al為原料制備Al(OH)3時(shí)，我們?yōu)槭裁丛谧詈蟮娜齻€(gè)方案中，選擇了雙水解這樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。

［學(xué)生討論］略

［投影］以Al為原料制備Al(OH)3

［提問］為何舍棄1、2，而選用3？

［答］因?yàn)?操作簡便,藥品用量少且易于操作,現(xiàn)象明顯。［講述］很好。這就是實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的第四條原則，即簡約性

［板書］4.簡約性

［閱讀］下面，請同學(xué)們閱讀課文主要內(nèi)容，并聯(lián)系以前化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的實(shí)際，進(jìn)一步熟悉和掌握化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的一般思路、主要內(nèi)容及基本要求。

［課時(shí)小結(jié)］ 本節(jié)課，我們通過對前面部分實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的回顧，較為系統(tǒng)地總結(jié)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路、包含內(nèi)容以及設(shè)計(jì)基本要求。對同一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以有多種不同的實(shí)驗(yàn)方案，但一個(gè)較為完整的實(shí)驗(yàn)方案，無不具備上述的基本要求。

［布置作業(yè)］

1.課本習(xí)題：在設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)注意哪些問題？ 2.運(yùn)用本節(jié)課對實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般方法和基本要求，完成實(shí)驗(yàn)八實(shí)驗(yàn)習(xí)題中，實(shí)驗(yàn)1、2、3之實(shí)驗(yàn)方案之設(shè)計(jì)(各一種即可)。

●板書設(shè)計(jì)

第四節(jié)

化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的基本要求

一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的一般思路 二、一個(gè)相對完整的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)包含的主要內(nèi)容

三、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的一般原則 1.科學(xué)性

2.安全性 3.可行性

4.簡約性

●教學(xué)說明

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容相對較為簡單，其主要知識均來自于前面幾節(jié)的學(xué)習(xí)體會(huì)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因此，對前面部分內(nèi)容的回憶、復(fù)習(xí)以及分析、總結(jié)之效果，將直接左右本節(jié)課的授課效果。

●綜合能力訓(xùn)練題

某課外活動(dòng)小組加熱炭粉(過量)和氧化銅的混合物，再用下圖裝置對獲得的銅粉(含炭)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去。

請你幫助他們完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

(一)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

(二)實(shí)驗(yàn)用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等；

藥品：紅褐色銅粉(含炭)樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃H2SO4等。(三)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

(四)計(jì)算：樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝

(用含Ｗ、ｍ

1、ｍ2的代數(shù)式表示)(五)問題和討論：

實(shí)驗(yàn)完成，老師評議說：按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即使G中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也不會(huì)得出正確的結(jié)果。經(jīng)討論，有同學(xué)提出在B與G之間加入一個(gè)裝置。再次實(shí)驗(yàn)后，得到了較正確的結(jié)果。那么，原來實(shí)驗(yàn)所測得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是

。在B與G之間加入的裝置可以是

，其中盛放的藥品是。

解析：本題考查學(xué)生對一定實(shí)驗(yàn)?zāi)康南聦?shí)驗(yàn)原理的分析能力以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理能力和對實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差的分析能力，對學(xué)生思維的整體性、嚴(yán)密性和靈活性提出了較高的要求。從(四)計(jì)算和(五)問題的討論可得出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)內(nèi)容是圍繞著實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行的。因?yàn)镚中含銅粉和炭粉，要求銅粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需先求出樣品中銅粉或炭粉的質(zhì)量，從圖示裝置可以看出，A、B為制氣裝置，再從所提供的藥品進(jìn)行分析，可知能生成氣體的試劑應(yīng)

MnO2是過氧化氫溶液和二氧化錳，兩者發(fā)生反應(yīng)：2H2O2??????O2↑＋2H2O，其中MnO2作該反應(yīng)的催化劑，反應(yīng)發(fā)生時(shí)，B中有大量氣泡產(chǎn)生，產(chǎn)生的O2通過G裝置時(shí)，發(fā)生反應(yīng)2Cu?＋O2?????2CuO、C＋O2????CO2，此時(shí)單質(zhì)銅變成黑色的CuO，樣品中的炭粉變?yōu)镃O2而被D裝置吸收，未反應(yīng)的O2通過E時(shí)，會(huì)有氣泡產(chǎn)生，E中盛放液體應(yīng)為濃H2SO4，是為

了防止空氣中的水分進(jìn)入D管而設(shè)置的，D中盛放的藥品應(yīng)是堿石灰，(m2－m1)g應(yīng)為CO2的質(zhì)量，樣品中炭粉的質(zhì)量為(m2－m1)g×

1244 g，則銅粉質(zhì)量應(yīng)為［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g。據(jù)此，樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可求出。實(shí)驗(yàn)所測銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小的原因是制氧裝置中制得的O2帶有水蒸氣，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，水蒸氣也被D吸收，致使m2的數(shù)值偏大，(m2－m1)×1244g的質(zhì)量大于樣品中炭粉的實(shí)際質(zhì)量，從而，［Ｗ－(m2－m1)×

1244］g小于樣品中銅粉質(zhì)量，使測得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。改進(jìn)的方法是在B和G之間加一個(gè)干燥裝置，若是洗氣瓶，盛放的藥品是濃H2SO4，若是干燥管，盛放的藥品是堿石灰。

答案：(一)測定銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

MnO(三)B、E中有氣泡產(chǎn)生

2HO222??????2H2O＋O2↑

G中紅褐色粉末變成黑色

2Cu＋O?2===2CuO、C＋O2????CO2

W?(m122?m1)?(四)

44W×100％

(五)從B中出來的水蒸氣通過G被D中堿石灰吸收

洗氣瓶

濃硫酸(或干燥管 灰)

堿石