内容正文:
专题1 元素及其化合物
第三单元 物质的性质及综合应用(氧化还原反应)
第2讲 元素及其化合物综合应用
一、课程标准要求
1.认识元素可以组成不同种类的物质,根据物质的组成和性质可以对物质进行分类;
2.同类物质具有相似的性质,一定条件下各类物质可以相互转化;
3.认识元素在物质中可以具有不同的价态,可以通过氧化还原反应实现含有不同价态同种元素的物质的相互转化;
4.结合实例认识金属、非金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
二、在高中化学教材体系中的地位
从课程模块层面看,元素及其化合物位于必修课程内容,是普通高中学生发展的共同基础;研究元素及其化合物性质的基本方法和在生产生活中的实际应用是研究元素及其化合物的基本思路。
通过元素及其化合物性质的学习,形成元素及其化合物的认知模型,明确认识思路,逐步提升利用“氧化还原反应”等认知角度研究元素及其化合物的性质的系统性。
三、思维导图
四、课时安排建议
第1课时 元素及其化合物综合应用(1课时)
第2课时 元素及其化合物综合应用(1课时)
第1课时 元素及其化合物综合应用(1课时)
一、教学流程
活动一:陌生方程式的书写
问题1:陌生非氧化还原反应方程式的书写的基本思路?
[例题1] Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
“酸浸”后,钛主要以TiOCl形式存在,写出相应反应的离子方程式:_________________。
[解析] 第一步:依据题意写出主要反应物及生成物。
用盐酸溶解FeTiO3,反应后钛主要以TiOCl形式存在,则O3―→OCl。
第二步:依据质量守恒和电荷守恒完成方程式。
①经分析,反应物中有氯元素,产物中有铁元素,且钛元素的价态未变化,可知左边应加上Cl-,右边生成Fe2+:FeTiO3+Cl-―→TiOCl+Fe2+。②左边比右边多两个氧原子,且左边电荷数为-1,右边电荷数为0,题中加了盐酸,可知左边还应补充H+,右边生成H2O:FeTiO3+H++Cl-―→Fe2++TiOCl+H2O。依据右边有4个氯原子,可知左边Cl-前的化学计量数为4,铁原子与钛原子个数相等,右边电荷数为0,可知H+的化学计量数为4,H2O前的化学计量数为2。
[答案] FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl+2H2O
[归纳总结] (一)、陌生非氧化还原反应方程式的书写
运用“证据→推理→符号”思路书写新情境方程式的基本过程如下:
读取题目中的有效信息(证据),写出主要反应物和生成物的化学式(推理+表征);
再依据质量守恒、电荷守恒(基本规律),即可轻松写出规范的方程式。
问题2:陌生氧化还原反应方程式的书写的基本思路?
[例题2] (1)写出高温煅烧下FePO4与Li2CO3、H2C2O4反应制备LiFePO4的化学方程式:___________________________________________。
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨(N2H4),反应的化学方程式为____________________________________________________。
(3)烟气中含有SO2和NO,写出用NaClO2溶液将烟气中NO转化成NO的离子方程式:___________________________________________________。
(4) (2021江苏高考) 400℃时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有ZnFe2O4脱硫剂的硫化反应器。硫化过程中,ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为________________________________________。
[答案] (1)2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O
(2)2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O
(3)4NO+3ClO+4OH-===4NO+3Cl-+2H2O
(4)ZnFe2O4+3H2S+H2ZnS+2FeS+4H2O
[例题3](2021江苏高考) 以软锰矿粉(含 MnO2及少量 Fe、Al、Si、Ca、Mg 等的氧化物)为原料制备电池级MnO2。
浸取。将一定量软锰矿粉与Na2SO3、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈瓶中(装置见题17图−1),70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。滴液漏斗中的溶液是 ;MnO2转化为M