高中化學(xué)第三章金屬及其他化合物階段素養(yǎng)提升課學(xué)案新人教版必修1

第三章金屬及其他化合物金屬及其化合物在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用主題目標(biāo)1.以真實(shí)的情境“金屬及其化合物在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用”復(fù)習(xí)金屬及其化合物的主要知識。2．以真實(shí)的情境，培養(yǎng)學(xué)生刻苦鉆研的精神，養(yǎng)成節(jié)約資源，利用資源，保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。3．以解決真實(shí)生產(chǎn)情境中的問題，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。1．鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系2．鋁及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系3．鐵及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系4．銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中最重要的物質(zhì)生產(chǎn)部門之一。它決定著國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化的速度、規(guī)模和水平，在當(dāng)代世界各國國民經(jīng)濟(jì)中起著主導(dǎo)作用。工業(yè)還為自身和國民經(jīng)濟(jì)的其他各個(gè)部門提供原材料、燃料和動(dòng)力，為人民物質(zhì)文化生活提供工業(yè)消費(fèi)品；它還是國家財(cái)政收入的主要源泉，是國家經(jīng)濟(jì)自主、政治獨(dú)立、國防現(xiàn)代化的根本保證。(一)侯氏制堿法工業(yè)流程分析“侯氏制堿法”以NaCl、NH3、CO2和水等為原料以及如圖所示裝置制取NaHCO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3＋CO2＋H2O＋NaCl=NaHCO3↓＋NH4Cl。然后再將NaHCO3制成Na2CO3。(1)該過程循環(huán)使用的物質(zhì)有哪些？提示：CO2、飽和食鹽水。(2)產(chǎn)生Na2CO3的化學(xué)方程式。提示：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(3)制取的Na2CO3中可能含有少量Cl－，如何檢驗(yàn)？提示：取少量溶液于試管中，滴加HNO3溶液，充分反應(yīng)后滴加AgNO3溶液，若產(chǎn)生白色沉淀，證明含有Cl－。(二)工業(yè)流程中鋁及其化合物的提純流程工業(yè)上冶煉鋁的原料是鋁土礦，鋁土礦的主要成分是Al2O3，雜質(zhì)為Fe2O3、SiO2等，已知SiO2是不溶于水的酸性氧化物，F(xiàn)e2O3是不溶于水的堿性氧化物。某化學(xué)研究小組設(shè)計(jì)的提純Al2O3的方案如下：(1)沉淀A的化學(xué)式是什么？提示：沉淀A受熱生成Al2O3，可知A是Al(OH)3。(2)加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質(zhì)有哪些？提示：NaOH、NaAlO2、NaCl。(3)寫出由沉淀A→Al2O3的化學(xué)方程式；寫出通入過量的CO2生成沉淀A的離子方程式。提示：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(三)工業(yè)流程中鐵及其化合物的制備流程氧化鐵是重要工業(yè)顏料，用廢鐵屑制備它的流程圖如下：(1)操作Ⅰ、操作Ⅱ的名稱是什么？提示：由工藝流程圖可知，操作Ⅰ是將固體與液體分離，應(yīng)采取過濾的方法；FeCO3沉淀會(huì)附著其他離子，需要進(jìn)行洗滌。(2)如何洗滌沉淀？提示：在漏斗中加入適量蒸餾水至恰好沒過沉淀，讓蒸餾水自然流下，重復(fù)2～3次。(3)請寫出生成FeCO3沉淀的離子方程式。提示：Fe2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。由工藝流程圖可知，操作Ⅰ所得的濾液中主要有FeSO4，加入NH4HCO3，實(shí)質(zhì)是Fe2＋和HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))反應(yīng)生成FeCO3，同時(shí)生成CO2和H2O，反應(yīng)的離子方程式為Fe2＋＋2HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))=FeCO3↓＋CO2↑＋H2O。(四)工業(yè)流程中銅及其化合物的提取銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業(yè)的主角”。銅主要是由黃銅礦煉制，焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2，其簡單流程如圖所示：(1)焙燒時(shí)黃銅礦會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染嗎？提示：焙燒時(shí)硫元素部分轉(zhuǎn)化為二氧化硫，引起環(huán)境污染。(2)在焙燒時(shí)氧化劑是什么？提示：氧氣和CuFeS2。焙燒時(shí)Cu元素由＋2價(jià)降低到＋1價(jià)，S元素由－2價(jià)升高到＋4價(jià)，氧氣中O元素由0價(jià)降低到－2價(jià)，則氧化劑為氧氣和CuFeS2。(3)Cu2S如何制取粗銅，寫出化學(xué)方程式。提示：Cu2S＋O22Cu＋SO2。1．從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下：則下列說法正確的是()A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－D．用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2＋【解析】選C。A項(xiàng)，由最終要得到氯化鐵晶體及流程圖知，b是鹽酸，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，操作Ⅰ和操作Ⅱ是過濾，操作Ⅲ為蒸發(fā)結(jié)晶，所用儀器不相同，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，濾液Z和X中均含有氯化亞鐵，因此c為氯氣，正確；D項(xiàng)，高錳酸鉀也能氧化氯離子而褪色，因此不能用于檢驗(yàn)溶液W中是否含有亞鐵離子，錯(cuò)誤。2．鋁土礦的主要成分是Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)，按下列操作從鋁土礦中提取Al2O3。(已知：SiO2是不溶于水的酸性氧化物)回答下列問題：(1)寫出沉淀物的化學(xué)式：a________；d________；f________。(2)寫出加入過量NaOH溶液時(shí)所發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式：________________、________________。(3)寫出通入氣體B(過量)時(shí)溶液c中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：________________、________________。(4)氣體B能否改用試劑A代替？________(填“能”或“不能”)；原因是__________________________________________________________。【解析】(1)根據(jù)流程圖可知沉淀a為SiO2，沉淀d為Fe(OH)3，沉淀f為Al(OH)3。(2)溶液b中含有鐵離子和鋁離子，加入過量氫氧化鈉溶液后反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O，F(xiàn)e3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓。(3)根據(jù)流程圖可知，溶液c中含有氫氧化鈉和偏鋁酸根，NaAlO2溶液與過量的CO2反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為CO2＋AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，過量的CO2與OH－反應(yīng)生成HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，反應(yīng)的離子方程式為CO2＋OH－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(4)氣體B為二氧化碳，試劑A為強(qiáng)酸，氫氧化鋁能與過量的強(qiáng)酸反應(yīng)而溶解，無法控制加入酸的量。答案：(1)SiO2Fe(OH)3Al(OH)3(2)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2OFe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓(3)CO2＋AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))CO2＋OH－=HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(4)不能生成的氫氧化鋁能夠溶于強(qiáng)酸3．綠礬被廣泛用于醫(yī)藥和工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)上兩種制備綠礬(FeSO4·7H2O)的流程如圖所示，根據(jù)題意回答下列問題：方法一：利用黃銅礦粉(主要成分為CuFeS2)制取綠礬(1)試劑a和試劑b分別是______________，操作1的名稱是________。(2)有一種細(xì)菌在有氧氣存在的稀硫酸中，可以將CuFeS2氧化成硫酸鹽，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________。方法二：利用工業(yè)廢鐵屑制取綠礬(3)操作Ⅰ需要用到的玻璃儀器名稱有___________________________。(4)通過檢驗(yàn)COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))來判斷操作Ⅰ是否洗滌干凈，檢驗(yàn)的方法是___________________________________________________?！窘馕觥?1)由流程圖可知濾渣2為Fe(OH)3，而目標(biāo)產(chǎn)物為綠礬(FeSO4·7H2O)，所以試劑a為稀H2SO4，起溶解作用，試劑b為鐵粉，起還原作用；由流程圖可知操作1為過濾，其作用為除去過量的鐵粉。(2)由題意可知，在細(xì)菌的作用下，氧氣氧化黃銅礦的反應(yīng)方程式為4CuFeS2＋17O2＋2H2SO4=4CuSO4＋2Fe2(