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1、1第一单元第一单元 化学是认识和创造物质的科学化学是认识和创造物质的科学一、化学是打开物质世界的钥匙1人类开发、利用金属的历程(1)人类开发、利用金属的特点金属越活泼，人类开发、利用的越晚。(2)金属冶炼原理与实质原理：将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程。实质：用还原剂使化合态的金属得到电子变成金属单质。(3)金属冶炼方法常用方法其他方法(4)金属的活泼性与冶炼方法的关系2金属单质还原性、失电子能力依次减弱金属阳离子氧化性、得电子能力依次增强2化学科学理论建立与发展(1)19 世纪：化学科学建立了以道尔顿原子论、分子结构和原子价键理论为中心内容的经典原子分子论。1869
2、 年门捷列夫发现了元素周期律。质量作用定律的提出，奠定了化学反应的动力学基础。尿素的人工合成，彻底动摇了“生命力论” ，使有机化学得到迅猛发展。(2)20 世纪：化学家鲍林提出了氢键理论和蛋白质分子的螺旋结构模型，为 DNA 分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。人们借助扫描隧道显微镜，实现了对原子或分子的操纵。3人类对酸碱认识的发展(1)认识发展过程无定义阶段波义耳酸碱理论拉瓦锡酸碱理论酸碱电离理论酸碱质子理论(2)阿伦尼乌斯酸碱理论：电解质电离时产生的阳离子全是氢离子的化合物是酸。电解质电离时产生的阴离子全是氢氧根离子的化合物是碱。(3)酸碱质子理论：凡能给出质子(H)的物质都是酸。凡能接受
3、质子的物质都是碱。若某物质既能给出质子又能接受质子，可称为酸碱两性物质。(4)NaHCO3=NaHCO，HCOH=H2OCO2，HCOOH=H2OCO，故根据 3 3 323酸碱质子理论可知 HCO可以被称为酸碱两性物质。 3例 1 下列说法不正确的是( )A有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂B用电解熔融 NaCl 的方法来冶炼金属钠C可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物答案 C解析 铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属，如32AlFe2O32FeAl2O3；金属钠是用电解熔融的 NaCl 的方法制取；铝是活=高温泼金属，很难用还原剂把它还原出
4、来；回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。例 2 根据酸碱质子理论，下列说法不正确的是( )A所有的弱酸根都是碱B弱酸酸式酸根既是酸又是碱C一种物质不可能既是酸又是碱D氢氧根是碱答案 C解析 弱酸的电离是可逆的，其逆反应就是弱酸根或酸式酸根与 H结合生成弱酸的反应，所以它们都是碱，A 正确；弱酸酸式酸根能进一步电离出 H，所以又是酸，B 正确；既能电离出质子又能接受质子的物质既是酸又是碱，C 错误；OHH=H2O，D 正确。二、化学是人类创造新物质的工具1电解熔融的氯化钠与电解饱和食盐水电解熔融的氯化钠电解饱和食盐水存在离子Na、ClNa、Cl、OH、H电极反应式阳极：2Cl2e= Cl2
5、阴极：2Na2e=2Na阳极：2Cl2e=Cl2阴极：2H2e= H2电解产物Na、Cl2H2、Cl2、NaOH电解方程式2NaCl2Na=通电Cl22NaCl2H2O2NaOH=通电H2Cl22.合成氨(1)反应原理：N23H22NH3。高温、高压催化剂(2)合成氨技术对人类的贡献：哈伯等人于 20 世纪初发明的合成氨技术，使世界粮食产量增长近一倍。3合成农药(1)DDT：残留毒性较强，对环境危害大。(2)发展方向：研制高效、低残毒、能够被生物降解的农药。4合成药物合成医药：抗生素和新药物的合成，提高了人类控制和治疗疾病的能力。4化学对人类的重要性(1)人类不仅要不断开发利用自然资源，还要制
6、造、合成有特定性能的新物质，而化学则是人类创造新物质的工具。(2)化学科学发展在化学合成技术上所取得的巨大成就，使化学科研工作人工合成或从自然界分离出了更多的物质，以满足人类的需要，这是化学对人类文明的重大贡献之一。例 3 (2017梅州高一检测)早在 1807 年化学家戴维电解熔融氢氧化钠制得钠：4NaOH(熔融)4NaO22H2O；后来盖吕萨克用铁与熔融氢氧化钠作=通电用也制得钠，反应原理为 3Fe4NaOH(熔融)Fe3O42H24Na。下列=高温有关说法正确的是( )A电解熔融氢氧化钠制钠，阳极发生的电极反应为 2OH2e=H2O2B戴维用电解熔融氢氧化钠法制钠(如图)，电解槽中可以用
7、石墨为阳极，铁为阴极C盖吕萨克法制钠原理是利用铁的还原性比钠强D若戴维法与盖吕萨克法制得等量的钠，则两反应中转移的电子总数也相同答案 B解析 电解熔融氢氧化钠的阳极反应为 4OH4e=2H2OO2，A 错误；活泼金属铁作电解池阳极，易被氧化，故选用石墨作阳极，B 正确；铁的还原性比钠弱是事实，而盖吕萨克法制钠原理是一个可逆反应，产物钠、氢气作为气体脱离反应体系，使反应得以向生成钠的方向移动，C 错误；电解熔融 NaOH 法制得 4 mol Na，则转移 4 mol 电子，盖吕萨克法制得 4 mol Na，则转移 8 mol 电子，D 错误。例 4 下列化工生产原理错误的是( )可以用电解熔融氯
8、化钠的方法来制取金属钠可以将钠加入到氯化镁饱和溶液中制取镁用电解法冶炼铝时，原料是氯化铝炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热 A B C D 答案 D解析 钠可以和氯化镁饱和溶液中的水反应，故不能将镁置换出来；电解法冶炼铝所用的原料为氧化铝；炼铁高炉中所发生的反应 CO2C2CO 属于吸热反应。=高温5知识拓展 高炉炼铁所涉及的主要反应为CO2CO2，CO2C2CO,3COFe2O32Fe=高温=高温3CO2，反应过程中真正还原 Fe2O3的是 CO 而不是 C，反应过程中既被氧化又被还原的元素是碳。1(2017金华十校期末调研)如图为原子结构模型的演变图，其中为道尔顿原子模型，为近代
9、量子力学原子模型。下列排列符合历史演变顺序的一组是( )A BC D答案 A解析 表示实心球模型，为道尔顿原子模型，于 1803 年提出；为葡萄干面包式结构，于 1904 年由汤姆生提出；为卢瑟福原子模型，卢瑟福于 1911 年提出；为玻尔的轨道模型，于 1913 年提出；为近代量子力学原子模型，也即电子云模型，因此按照时间的先后顺序排列的一组是，答案选 A。2(2018台州中学高一期末)美国科学家用某有机分子和球形笼状分子 C60制成了“纳米车”(如图所示)，每辆“纳米车”是由一个有机分子和 4 个 C60分子构成。 “纳米车”可以用来运输单个的有机分子。下列说法正确的是( )6A人们用肉眼
10、可以清晰看到“纳米车”的运动B “纳米车”诞生说明人类操纵分子的技术进入了一个新阶段CC60是一种新型的化合物DC60与12C 是同位素答案 B解析 因纳米车很小，我们不能直接用肉眼清晰地看到这种“纳米车”的运动，A 错误；“纳米车”的诞生，说明人类操纵分子的技术进入一个新阶段，B 正确；由不同种元素形成的纯净物是化合物，C60是一种单质，C 错误；质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素，C60是单质，不是核素，D 错误。3氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是( )A电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化B湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元
11、素都发生还原反应C用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被 CO 还原成 Fe，转移 9 mol eD铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化答案 C解析 C 项，应转移 8 mol e。4根据酸碱电离理论，判断下列化合物属于酸的是( )HCl NaHSO4 CH3COOH Na2CO3 Al(OH)3 NaOHA B C D答案 C解析 酸碱电离理论认为电解质电离时产生的阳离子全部是 H的化合物是酸。5(1)下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是_。A2HgO2HgO2=BFe3O44CO3Fe4CO2=高温C2MgO2MgO2=通电D2Ag2O4AgO2=(2)简要说明不符合工
12、业实际的原因：_。答案 (1)C(2)MgO 熔点高，电解耗能大，实际工业生产中采用电解熔融态的 MgCl2冶炼镁7对点训练题组一 金属的冶炼1下列说法中，正确的是( )A金属的冶炼是把金属单质从其矿物中分离出来B金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被氧化C金属冶炼过程中，被冶炼的金属只能被还原D金属冶炼过程中，被冶炼的金属既可被氧化，也可被还原考点 金属的存在与冶炼原理题点 金属的冶炼原理答案 C解析 金属冶炼的原理是利用氧化还原反应，把金属矿物中的金属阳离子还原成金属单质。在金属的冶炼过程中，被冶炼的金属只能得到电子被还原。2铝用来焊接钢轨是利用( )A铝与氧气反应生成稳定的保护层B铝是热的良
13、导体C铝是强还原剂，铝热反应放热D铝合金强度大答案 C解析 铝是强还原剂，铝热反应放出大量的热，可达到很高的温度，生成 Al2O3和液态铁，从而将钢轨焊接在一起。3下列金属的冶炼方法中正确的是( )A电解氯化钠溶液冶炼金属钠B电解熔融的氯化铝冶炼金属铝C将铁粉与氧化镁混合加热冶炼镁D用一氧化碳还原氧化铁冶炼铁考点 金属的冶炼方法题点 金属冶炼方法的选择答案 D解析 冶炼金属钠应电解熔融的氯化钠，而不是氯化钠溶液；冶炼金属铝应电解熔融的三氧化二铝，而不是氯化铝；铁不能将氧化镁中的镁还原出来。4金属锂是密度最小的金属，等质量的不同金属，锂可以释放出更多的电子，故常用来制造高性能电池。已知锂的金属性
14、介于钠和镁之间，则冶炼金属锂应采用的方法是( )A电解法 B热还原法8C热分解法 D铝热法考点 金属的冶炼方法题点 典型金属的冶炼方法答案 A解析 金属的冶炼方法与金属活动性顺序的关系：金属锂的活动性介于钠与镁之间，应采用电解法冶炼金属锂。5金属矿物通常色彩缤纷、形状各异。下列冶炼金属的方法属于热还原法的是( )A2NaCl(熔融)2NaCl2=通电BWO33H2W3H2O=CFeCuSO4=CuFeSO4D2Ag2O4AgO2=考点 金属的冶炼方法题点 常见金属冶炼方法的识别答案 B解析 钠性质活泼，用电解法制取；钨性质较不活泼，用热还原法制取；FeCuSO4=CuFeSO4为湿法炼铜的反应
15、原理，不属于热还原法；银性质不活泼，可用热分解法制取。6热还原法冶炼金属的反应一定是( )A氧化还原反应 B置换反应C复分解反应 D分解反应考点 金属冶炼的综合与应用题点 金属冶炼的相关综合答案 A解析 热还原法冶炼金属的反应一定不是复分解反应，也一定不是分解反应，不一定是置换反应，如 3COFe2O32Fe3CO2，但一定是氧化还原反应。=高温7(2017成都七中期末考试)我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至 800 ，这种方法可炼出有金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )A “药金”实质上是铜锌合金B冶炼炉中炉甘石直接被
16、木炭还原为锌9C用王水可区别黄金和“药金”D用灼烧法不能区别黄金和“药金”考点 金属冶炼的综合与应用题点 金属冶炼的相关综合答案 A解析 冶炼“药金”的相关反应方程式为 ZnCO3ZnOCO2，2ZnOC=高温2ZnCO2，2Cu2OC4CuCO2，故 A 项正确，B 项错=高温=高温误；王水可以溶解黄金和“药金” ，故 C 项错误；用灼烧法可以区别黄金和“药金” ，因为高温下黄金与氧气不反应，而“药金”可以与氧气反应，故灼烧后的“药金”颜色有变化，D 项错误。8以辉铜矿(Cu2S)为原料冶炼铜，其反应原理可表示为Cu2SO22CuSO2。下列说法不正确的是( )=高温A化合价发生变化的元素有
17、 3 种BCu2S 在该反应中既是氧化剂又是还原剂C1 mol O2参加反应时，上述反应转移电子总物质的量为 4 molDSO2被分离、回收后氧化生成 SO3，作为制取硫酸的原料考点 金属冶炼的综合与应用题点 金属冶炼的相关综合答案 C解析 分析反应中化合价的变化：2222，反应过程中Cu1S2O0=高温Cu0S4O2Cu、S、O 三种元素的化合价均发生改变；Cu2S 中 Cu 元素化合价降低，S 元素化合价升高，因此 Cu2S 既是氧化剂又是还原剂；根据 S 元素化合价的改变可知，当 1 mol O2参加反应时，共转移电子 6 mol；SO2催化氧化可得 SO3，SO3被水吸收可得 H2SO
18、4。题组二 电解技术、合成技术的应用9下列事实得出的结论错误的是( )A维勒用无机物合成了尿素，突破了无机物与有机物的界限B门捷列夫在前人的基础上发现了元素周期律，表明科学研究既要继承又要创新CC60是英国和美国化学家共同发现的，体现了国际科技合作的重要性D科恩和波普尔因理论化学方面的贡献获诺贝尔化学奖，意味着化学已成为以理论研究为主的学科答案 D解析 化学是一门以实验为基础的学科，有的结论可以通过化学实验来验证，但是更要注10重以化学实验为切入点来进行实验，由感性认识上升到理论认识，逐渐形成理论体系，因而化学科学的研究应该是理论和实践的结合。10.如图为阳离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图
19、，下列说法不正确的是( )A从 E 口逸出的气体是 H2B从 D 口加入含少量 NaOH 的水溶液以增强导电性C标准状况下每生成 22.4 L Cl2，便产生 2 mol NaOHD粗盐水中含 Ca2、Mg2、Fe3、SO等离子，精制时先加 Na2CO3溶液24答案 D解析 Na向阴极区迁移，H在阴极上发生还原反应产生 H2，A 项正确；在阴极电解水，水导电能力弱，加入少量氢氧化钠增强其导电性，B 项正确；根据电解方程式 2NaCl2H2O2NaOHCl2H2知，n(Cl2)1 mol，生成 1 mol =通电22.4 L 22.4 Lmol1Cl2必生成 2 mol NaOH，C 项正确；精
20、制食盐时，要先加入过量 BaCl2溶液除去 SO，过24量的 BaCl2用 Na2CO3溶液除去，若先加 Na2CO3溶液，后加入 BaCl2溶液，则过量的 Ba2不能除去，D 项错误。题组三 从不同角度理解酸、碱的概念1120 世纪 20 年代，化学家提出了酸碱质子理论。其要点是凡能够给出质子的分子或离子都是酸；凡能够接受质子的分子或离子都是碱，按此观点，下列粒子既属于酸又属于碱的是( )H2O CO Al3 CH3COOH NH HCO23 4 3A B C D答案 A解析 领会或把握信息是关键。酸碱质子理论的核心：分子或离子接受 H为碱；给出H为酸。分析：H2OHOH是酸；H2OHH3O
21、是碱。HCOHCO是酸； 323HCOHH2CO3H2OCO2是碱。 312(2017丽水高一检测)最近，科学家用一种称为“超酸”的化合物 H(CB11H6Cl6)和 C60反应，使 C60获得一个质子，得到一种新型的离子化合物HC60CB11H6Cl6。该反应看起来很陌生，但反应类型上可以跟中学化学里某个熟悉的化学反应相比拟，该化学反应是( )AZn2HCl=ZnCl2H2BNaOHHCl=NaClH2OCNH3HCl=NH4Cl11DH2OCH3COOH=H3OCH3COO答案 C解析 从酸碱质子理论角度 C60可以看作碱，和超酸发生化合反应生成离子化合物，从反应类型和产物类别上看，只有
22、C 项满足。综合强化13孔雀石的主要成分为 CuCO3Cu(OH)2，某同学设计从孔雀石中冶炼金属铜的方案如下：将孔雀石粉碎后加过量的稀硫酸；将反应后的混合物过滤；向滤液中加入一种金属粉末。根据上述实验方案，试回答：(1)第步反应中的现象为_。(2)第步加入的金属粉末是_，理由是_。(3)若向滤液中加入过量生石灰后，过滤，将沉淀加热灼烧后再通入_气体，可制得较纯净的铜。考点 金属冶炼的综合与应用题点 金属冶炼的相关综合答案 (1)固体溶解，有无色气体生成，溶液变成蓝色(2)Fe 铁的活泼性比铜强，可从溶液中置换出铜(3)氢气解析 孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，当加入过量稀硫酸时发生反应，固体逐
23、渐溶解，产生二氧化碳气体、水和硫酸铜；为冶炼金属铜，可加入过量的铁粉，把铜从硫酸铜溶液中置换出来；若向滤液中加入过量生石灰后生成氢氧化铜，过滤，将沉淀氢氧化铜加热灼烧后生成氧化铜，通入氢气生成铜和水。14化学科学发展的历史，是一部人类逐步深入认识物质组成、结构、变化的历史。随着知识水平的不断提高，人们对化学概念的认识与描述也在不断完善。(1)电离时生成的阳离子全部是氢离子的化合物叫做酸。这是 1883 年瑞典化学家阿伦尼乌斯(S.Arrhenius)提出的电离学说。试用有关方程式表示氨的水溶液呈弱碱性的原因：_。1923 年丹麦化学家布朗斯特(Bronsted)和英国化学家劳里(Lowry)提
24、出了酸碱质子理论。该理论认为凡能给出质子(H)的物质都是酸；凡能接受质子(H)的物质都是碱。根据酸碱质子理论判断，下列粒子既可看作酸又可看作碱的是_(填字母)。ACH3COO BNH CH2O DHSO EOH FNO 4 3 3(2)1923 年路易斯(Lewis)提出了广义的酸碱理论：凡是能给出电子对的物质都是碱；凡是12能接受电子对的物质都是酸。如：HOHHOH，即酸(电子对接受体)碱(电子对给予体)产物。试指出下列两个反应中的酸或碱：FH2OHFOH，该反应中的碱是_(填“F”或“H2O”)。H3BO3H2OHB(OH)，该反应中的酸是_(填“H3BO3”或“H2O”)。 4答案 (1
25、)NH3H2ONH3H2ONHOH CD (2)F H3BO3 4解析 (1)根据布朗斯特和劳里的酸碱质子理论：H2O 既可以接受质子形成 H3O，又可以给出质子形成 OH；HSO既可以接受质子形成 H2SO3，又可以给出质子形成 SO，所以这 323两种粒子既可看作酸又可看作碱。(2)根据路易斯的酸碱理论分析，F与 H2O 的反应中，F提供电子对，所以 F是该反应中的碱；H3BO3与 H2O 的反应中，H3BO3接受电子对，所以H3BO3是该反应中的酸。15钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和 Ti 的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世
26、界首位。用含 Fe2O3的钛铁矿(主要成分为 FeTiO3)制备 TiO2流程如下：(1)步骤加 Fe 的目的是_；步骤冷却的目的是_。(2)上述制备 TiO2的过程中，可以利用的副产物是_；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入_处理。(3)由金红石(TiO2)制取单质钛(Ti)，涉及到的步骤为TiO2TiCl4Mg800 ，ArTi反应 TiCl42Mg=2MgCl2Ti 在 Ar 气氛中进行的理由是_。考点 金属冶炼的综合与应用题点 金属冶炼的相关综合答案 (1)将 Fe3还原为 Fe2 析出绿矾(FeSO47H2O)(2)绿矾(FeSO47H2O) 生石灰(或碳酸钙、废碱)(3)防止高温下镁或钛与 O2、N2等反应解析 (1)分析框图知，铁最终转化成副产品绿矾，所以要将 Fe3转化为 Fe2，降温能减小 FeSO47H2O 的溶解度，有利于绿矾结晶。13(2)水浸后发生的离子反应为 TiO22H2O=H2TiO32H，废液主要呈酸性，所以应加入 CaO、CaCO3或碱。(3)反应后 Ti 和 Mg 易与空气中 O2、N2等反应，故应在 Ar 气氛中进行。