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矛与盾的集合教学设计

发表时间:2021-07-25

高三化学教案:《集合与函数的概念》教学设计。

学习目标

1. 理解集合有关概念和性质,掌握集合的交、并、补等三种运算的,会利用几何直观性研究问题,如数轴分析、Venn图;

2. 深刻理解函数的有关概念,理解对应法则、图象等有关性质,掌握函数的单调性和奇偶性的判定方法和步骤,并会运用解决实际问题.

学习过程

一、课前准备

(复习教材P2~ P45,找出疑惑之处)

复习1:集合部分.

① 概念:一组对象的全体形成一个集合

② 特征:确定性、互异性、无序性

③ 表示:列举法{1,2,3,…}、描述法{x|P}

④ 关系:∈、 、 、 、=

⑤ 运算:A∩B、A∪B、

⑥ 性质:A A; A,….

⑦ 方法:数轴分析、Venn图示.

复习2:函数部分.wWw.jaB88.coM

① 三要素:定义域、值域、对应法则;

② 单调性: 定义域内某区间D, ,

时, ,则 的D上递增;

时, ,则 的D上递减.

③ 最大(小)值求法:配方法、图象法、单调法.

④ 奇偶性:对 定义域内任意x,

奇函数;

偶函数.

特点:定义域关于原点对称,图象关于y轴对称.

二、新课导学

※ 典型例题

例1设集合 ,

, .

(1)若 = ,求a的值;

(2)若 ,且 = ,求a的值;

(3)若 = ,求a的值.

例2 已知函数 是偶函数,且 时, .

(1)求 的值; (2)求 时 的值;

(3)当 >0时,求 的解析式.

例3 设函数 .

(1)求它的定义域; (2)判断它的奇偶性;

(3)求证: ;

(4)求证: 在 上递增.

※ 动手试试

练1. 判断下列函数的奇偶性:

(1) ; (2) ;

(3) ( R); (4)

练2. 将长度为20 cm的铁丝分成两段,分别围成一个正方形和一个圆,要使正方形与圆的面积之和最小,正方形的周长应为多少?

三、总结提升

※ 学习小结

1. 集合的三种运算:交、并、补;

2. 集合的两种研究方法:数轴分析、Venn图示;

3. 函数的三要素:定义域、解析式、值域;

4. 函数的单调性、最大(小)值、奇偶性的研究.

※ 知识拓展

要作函数 的图象,只需将函数 的图象向左 或向右 平移 个单位即可. 称之为函数图象的左、右平移变换.

要作函数 的图象,只需将函数 的图象向上 或向下 平移 个单位即可. 称之为函数图象的上、下平移变换.

学习评价

※ 自我评价 你完成本节导学案的情况为( ).

A. 很好 B. 较好 C. 一般 D. 较差

※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:

1. 若 ,则下列结论中正确的是( ).

A. B. 0 A

C. D. A

2. 函数 , 是( ).

A.偶函数 B.奇函数

C.不具有奇偶函数 D.与 有关

3. 在区间 上为增函数的是( ).

A. B.

C. D.

4. 某班有学生55人,其中音乐爱好者34人,体育爱好者43人,还有4人既不爱好体育也不爱好音乐,则班级中即爱好体育又爱好音乐的有 人.

5. 函数 在R上为奇函数,且 时, ,则当 , .

课后作业

1. 数集A满足条件:若 ,则 .

(1)若2 ,则在A中还有两个元素是什么;

(2)若A为单元集,求出A和 .

2. 已知 是定义在R上的函数,设

, .

(1)试判断 的奇偶性;

(2)试判断 的关系;

(3)由此你猜想得出什么样的结论,并说明理由?

相关知识

集合与函数的概念


一名合格的教师要充分考虑学习的趣味性,教师要准备好教案,这是每个教师都不可缺少的。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐,帮助教师提高自己的教学质量。那么怎么才能写出优秀的教案呢?以下是小编为大家收集的“集合与函数的概念”希望对您的工作和生活有所帮助。

第一章集合与函数的概念(复习)

学习目标
1.理解集合有关概念和性质,掌握集合的交、并、补等三种运算的,会利用几何直观性研究问题,如数轴分析、Venn图;
2.深刻理解函数的有关概念,理解对应法则、图象等有关性质,掌握函数的单调性和奇偶性的判定方法和步骤,并会运用解决实际问题.

学习过程
一、课前准备
(复习教材P2~P45,找出疑惑之处)
复习1:集合部分.
①概念:一组对象的全体形成一个集合
②特征:确定性、互异性、无序性
③表示:列举法{1,2,3,…}、描述法{x|P}
④关系:∈、、、、=
⑤运算:A∩B、A∪B、
⑥性质:AA;A,….
⑦方法:数轴分析、Venn图示.

复习2:函数部分.
①三要素:定义域、值域、对应法则;
②单调性:定义域内某区间D,,
时,,则的D上递增;
时,,则的D上递减.
③最大(小)值求法:配方法、图象法、单调法.
④奇偶性:对定义域内任意x,
奇函数;
偶函数.
特点:定义域关于原点对称,图象关于y轴对称.

二、新课导学
※典型例题
例1设集合,
,.
(1)若=,求a的值;
(2)若,且=,求a的值;
(3)若=,求a的值.

例2已知函数是偶函数,且时,.
(1)求的值;(2)求时的值;
(3)当0时,求的解析式.

例3设函数.
(1)求它的定义域;(2)判断它的奇偶性;
(3)求证:;
(4)求证:在上递增.

※动手试试
练1.判断下列函数的奇偶性:
(1);(2);
(3)(R);(4)

练2.将长度为20cm的铁丝分成两段,分别围成一个正方形和一个圆,要使正方形与圆的面积之和最小,正方形的周长应为多少?

三、总结提升
※学习小结
1.集合的三种运算:交、并、补;
2.集合的两种研究方法:数轴分析、Venn图示;
3.函数的三要素:定义域、解析式、值域;
4.函数的单调性、最大(小)值、奇偶性的研究.

※知识拓展
要作函数的图象,只需将函数的图象向左或向右平移个单位即可.称之为函数图象的左、右平移变换.
要作函数的图象,只需将函数的图象向上或向下平移个单位即可.称之为函数图象的上、下平移变换.
学习评价
※自我评价你完成本节导学案的情况为().
A.很好B.较好C.一般D.较差
※当堂检测(时量:5分钟满分:10分)计分:
1.若,则下列结论中正确的是().
A.B.0A
C.D.A
2.函数,是().
A.偶函数B.奇函数
C.不具有奇偶函数D.与有关
3.在区间上为增函数的是().
A.B.
C.D.
4.某班有学生55人,其中音乐爱好者34人,体育爱好者43人,还有4人既不爱好体育也不爱好音乐,则班级中即爱好体育又爱好音乐的有人.
5.函数在R上为奇函数,且时,,则当,.
课后作业
1.数集A满足条件:若,则.
(1)若2,则在A中还有两个元素是什么;
(2)若A为单元集,求出A和.

2.已知是定义在R上的函数,设
,.
(1)试判断的奇偶性;
(2)试判断的关系;
(3)由此你猜想得出什么样的结论,并说明理由?

高三化学教案:《原电池与电解》教学设计


俗话说,磨刀不误砍柴工。作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的吸收课堂上所讲的知识点,帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。关于好的高中教案要怎么样去写呢?下面是小编帮大家编辑的《高三化学教案:《原电池与电解》教学设计》,相信能对大家有所帮助。

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:2HClH2↑+Cl2↑

(2)KOH阳极:4OH--4e→2H2O+O2↑阴极:4H++4e→2H2↑

(3)CuSO4总反应式:2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+O2↑

4.(1)负极:Zn—2e→Zn2+正极:O2+4e+2H2O→4OH-

(2)强碱

6.(1)D、A、BF→B→A→C→D→E

(2)2Cl-—2e=Cl2,变蓝色,2I-+Cl2=I2+2Cl-

(3)①③④⑥

高三化学教案:《卤素》教学设计


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本文题目:高三化学教案:卤素

1.通过实验了解氯气及其重要化合物的主要性质及在生产中的应用。

2.认识氯气及其重要化合物对生态环境的影响。

(一)卤素

1.分清氯水、溴水的成分,反应时的作用和褪色的原理。

氯水中正因为存在可逆反应Cl2+H2O HCl+HClO,使其成分复杂且随着条件的改变,平衡发生移动,使成分发生动态的变化。当外加不同的反应物时,要正确判断是何种成分参与了反应。氯水中的HClO能使有色物质被氧化而褪色。反之,也有许多物质能使氯水、溴水褪色,发生的变化可属物理变化(如萃取),也可属化学变化,如歧化法(加碱液)、还原法(如Mg、SO2等)、加成法(加不饱和的有机物)等。值得一提的是有时虽然发生化学变化,但仍生成有色物,如Br2与Fe或KI反应。

2.区分清楚萃取和分液的原理、仪器、操作以及适用范围与其他物质分离方法不同。

萃取和分液是物质分离的众多方法之一。每一种方法适用于一定的前提。分液适用于分离互不相溶的两种液体,而萃取是根据一种溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解性有很大差异从而达到提取的目的。一般萃取和分液结合使用。其中萃取剂的合理选择、分液漏斗的正确使用、与过滤或蒸馏等分离方法的明确区分等是此类命题的重点和解决问题的关键。

命题以选择何种合适的萃取剂、萃取后呈何现象、上下层如何分离等形式出现。解题关键是抓住适宜萃取剂的条件、液体是否分层及分层后上下层位置的决定因素。分液操作时注意“先下后上、下流上倒”的顺序。为确保液体顺利流出,一定要打开上部塞子或使瓶塞与瓶颈处的小孔或小槽对齐,与大气相通。

第1课时 氯及其化合物

一、氯气的性质及用途

1.物理性质:常温下,氯气是黄绿色、有刺激性、能溶于水、比空气重、易液化的有毒气体。

2.化学性质:氯气的化学性质很活泼的非金属单质。

(1)与金属反应(与变价金属反应,均是金属氧化成高价态)

如:①2Na+Cl2 2NaCl(产生白烟)

②Cu+Cl2 CuCl2(产生棕黄色的烟)

③2Fe+3Cl2 2FeCl3(产生棕色的烟)

注:常温下干燥的氯气或液氯不与铁反应,所以液氯通常储存在钢瓶中。

(2)与非金属反应

如:①H2+Cl2 2HCl(发出苍白色火焰,有白雾生成)——可用于工业制盐酸

H2+Cl2 2HCl(会发生爆炸)——不可用于工业制盐酸

②2P+3Cl2 2PCl3(氯气不足;产生白雾)

2P+5Cl2 2PCl5(氯气充足;产生白烟)

(3)与水反应:Cl2+H2O = HCl+HClO

(4)与碱反应

Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O(用于除去多余的氯气)

2Cl2+2Ca(OH)2 = Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O(用于制漂粉精)

Ca(ClO)2+CO2+H2O = CaCO3↓+2HClO(漂粉精的漂白原理)

(5)与某些还原性物质反应

如:①2FeCl2+Cl2 = 2FeCl3

②2KI+Cl2 = 2KCl + I2(使湿润的淀粉-KI试纸变蓝色,用于氯气的检验)

③SO2+Cl2+2H2O = 2HCl + H2SO4

(6)与某些有机物反应

如:①CH4+Cl2 CH3Cl + HCl(取代反应)

②CH2=CH2+Cl2 → CH2ClCH2Cl(加成反应)

3.氯水的成分及性质

氯气溶于水得黄绿色的溶液----氯水。在氯水中有少部分氯分子与水反应,Cl2 + H2O = HCl + HClO (次氯酸),大部分是以Cl2分子状态存在于水中。

注意:(1)在新制的氯水中存在的微粒有:H2O、Cl2、HClO、H+、Cl-、ClO-、OH-;久置氯水则几乎是盐酸溶液

① 一元弱酸,比H2CO3弱

(2)HClO的基本性质 ② 不稳定,2HClO === 2HCl + O2↑

③ 强氧化性;

④ 漂白、杀菌能力,使色布、品红溶液等褪色。

(3)几种漂白剂的比较

漂白剂 HClO Na2O2(H2O2) SO2 活性炭

漂白原理 氧化漂白 氧化漂白 化合漂白 吸附漂白

品红溶液 褪色 褪色 褪色 褪色

紫色石蕊 先变红后褪色 褪色 只变红不褪色 褪色

稳定性 稳定 稳定 不稳定 ——

4.氯气的制法

(1)实验室制法

药品及原理:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + 2H2O + Cl2↑

强调:MnO2跟浓盐酸在共热的条件下才反应生成Cl2,稀盐酸不与MnO2反应。

仪器装置:发生装置---收集装置---吸收装置

实验步骤:检密—装药—固定—加热—收集

收集方法:向上排空气法 (或排饱和食盐水法)

净化装置:用饱和食盐水除去HCl,用浓硫酸干燥

尾气处理:用碱液吸收

(2)氯气的工业制法:(氯碱工业)

2NaCl + 2H2O 2NaOH + H2↑ + Cl2↑

二、氯化氢的性质和实验室制法

1.物理性质: 无色、有刺激性气味的气体;极易溶于水 (1:500)其水溶液为盐酸。

2.盐酸的化学性质: (挥发性强酸的通性)

3.氯化氢的实验室制法

(1)药品及反应原理:

NaCl + H2SO4 === NaHSO4 + HCl↑ (不加热或微热)

NaHSO4 + NaCl Na2SO4 + HCl↑ (加热到500oC—600oC)

总反应式: 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 + 2HCl↑

(2)装置: 与制氯气的装置相似

(3)收集方法: 向上排空气法

(4)检验方法: 用湿润的蓝色石蕊试纸是否变红或用玻璃棒蘸浓氨水靠近是否有白烟产生

(5)尾气处理: 用水吸收(倒扣漏斗)

【例1】(2010上海卷)右图是模拟氯碱工业生产中检查氯气是否泄漏的装置,下列有关说法错误的是

A.烧瓶中立即出现白烟

B.烧瓶中立即出现红棕色

C.烧瓶中发生的反应表明常温下氨气有还原性

D.烧杯中的溶液是为了吸收有害气体

答案:B

解析:此题考查化学实验、元素化合物的性质等知识。分析装置图,可知氨气和氯气接触时发生反应:4NH3+6Cl2=2NH4Cl+4HCl+N2,烧瓶中出现白烟,A对;不能出现红棕色气体,B错;该反应中氨气中的氮元素化合价升高,表现还原性,C对;烧杯中的氢氧化钠可以吸收多余的有害气体,D对。

知识归纳:对某种元素来讲,其处于最高价时,只有氧化性;处于最低价时,只有还原性;中间价态,则既有氧化性又有还原性。故此对同一种元素可以依据价态判断,一般来讲,价态越高时,其氧化性就越强;价态越低时,其还原性就越强;此题中氨气中的氮元素处于最低价,只有还原性。

【例2】(2010上海卷)向盛有KI溶液的试管中加入少许CCl4后滴加氯水,CCl4层变成紫色。如果继续向试管中滴加氯水,振荡,CCl4层会逐渐变浅,最后变成无色。

完成下列填空:

1)写出并配平CCl4层由紫色变成无色的化学反应方程式(如果系数是1,不用填写):

2)整个过程中的还原剂是 。

3)把KI换成KBr,则CCl4层变为__色:继续滴加氯水,CCl4层的颜色没有变化。Cl2、HIO3、HBrO3氧化性由强到弱的顺序是 。

4)加碘盐中含碘量为20mg~50mg/kg。制取加碘盐(含KIO3的食盐)1000kg,若庄Kl与Cl2反应制KIO3,至少需要消耗Cl2 L(标准状况,保留2位小数)。

答案:1)I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)KI、I2;3)红棕、HBrO3>Cl2>HIO3;4)10.58。

解析:此题考查氧化还原反应的配平、氧化剂和还原剂、氧化性强弱的判断、化学计算知识。分析反应从开始滴加少许氯水时,其将KI中的I元素氧化成碘单质;等CCl4层变紫色后,再滴加氯水时,其将碘单质进一步氧化成碘酸。1)根据氧化还原反应方程式的配平原则,分析反应中的化合价变化,I元素的化合价从0→+5,升高5价,Cl元素的化合价从0→-1,降低1价,综合得失电子守恒和质量守恒,可配平出:I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl;2)分析整个过程中化合价升高的都是I元素,还原剂为:KI和I2;3)KI换成KBr时,得到的是溴单质,则其在CCl4中呈红棕色;继续滴加氯水时,颜色不变,可知氯水不能将溴单质氧化成HBrO3,故其氧化性强弱顺序为:HBrO3>Cl2>HIO3;4)综合写出反应方程式:KI+3Cl2+3H2O=KIO3+6HCl,根据化学方程式计算,按最小值计算时,1000kg加碘食盐中含碘20g,根据质量守恒,可知:换算成碘酸钾的质量为:33.70g,物质的量为:0.16mol,则需要消耗Cl2的体积为:(20g/127g.mol-1)×3×22.4L/mol=10.58L。

解法点拨:守恒定律是自然界最重要的基本定律,是化学科学的基础。在化学反应中,守恒包括原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。任何化学反应在反应前后应遵守电荷或原子守恒。电荷守恒即反应前后阴阳离子所带电荷数必须相等;原子守恒(或称质量守恒),也就是反应前后各元素原子个数相等;得失电子守恒是指在氧化还原反应中,失电子数一定等于得电子数,即得失电子数目保持守恒。比如此题中我们就牢牢抓住了守恒,简化了计算过程,顺利解答。

【例3】(2009全国卷Ⅱ13)含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是 ( )

A.x=0.4a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-

B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-

C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-

D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-

答案 B

解析 由于Fe2+的还原性强于Br-,故根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2先氧化

Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-,2Br- + Cl2 Br2 + 2Cl-,2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当x/a ≤0.5时,Cl2仅氧化Fe2+,故A项正确。当x/a ≥1.5时,Fe2+和Br-合部被氧化,D项正确;当介于两者之间时,则要分步书写方程式,然后进行叠加得总反应。如B项,当x=0.5a时,Cl2刚好把Fe2+全部氧化,而当x=0.6a,显然Cl2还要氧化Br-,而选项中没有表示,故错。

第2课时 卤族元素

卤族元素

1.卤素及化合物的性质比较:

氟 氯 溴 碘

单质物理性质 状态 气 气(易液化) 液(易挥发) 固(易升华)

熔、沸点 熔、沸点逐渐升高

颜色 淡黄绿色 黄绿色 红棕色 紫黑色

密度 密度逐渐增大

X2与H2化合 条件 冷暗处 光照 加热 持续加热

程度 剧烈爆炸 爆炸 缓慢 化合同时分解

X2与H2O化合 反应 2F2+2H2O=4HF+O2 X2 + H2O = HX + HXO

程度 剧烈 缓慢 微弱 极弱

水溶性 反应生成氢氟酸 水溶性依次减小,有机溶剂中溶解性依次增大

化合价 只有-1价 有-1、+1、+3、+5、+7等

含氧酸 化学式 无含氧酸 有HXO、HXO2、HXO3、HXO4等

强弱程度 同一价态的酸性依次减弱

卤化银 颜色 AgF(白) AgCl(白) AgBr(淡黄) AgI(黄)

水溶性 易溶 均难溶,且溶解度依次减小

感光性 难分解 见光均易分解,且感光性逐渐增强

2.卤素元素的有关特性:

(1)F2遇水发生置换反应,生成HF并放出O2。

(2)HF是弱酸、剧毒,但能腐蚀玻璃4HF + SiO2 == SiF4↑ + 2H2O;HF由于形成分子间氢键相互缔合,沸点反常的高。

(3)溴是唯一的液态非金属,易挥发,少量的液溴保存要用水封。

(4)碘易升华,遇淀粉显蓝色;碘的氧化性较弱,它与变价金属反应时生成低价化合物。

(5)AgX中只有AgF溶于水,且不具有感光性;CaF2中只有CaF2难溶。

3.卤素间的置换反应及X-离子的检验:

(1)Cl2 + 2Br- = Br2 + 2Cl-

Cl2 + 2I- = I2 + 2Cl-

Br2 + 2I- = I2 + 2Br-

结论:氧化性:Cl2 > Br2 > I2; 还原性:I- > Br- > Cl-

(2)溴和碘在不同溶剂中所生成溶液(由稀到浓)的颜色变化

溶剂

溶质 水 苯 汽 油 四氯化碳

Br2 黄 → 橙 橙 → 橙红 橙 → 橙红 橙→ 橙红

I2 深黄→ 褐 淡紫 → 紫红 淡紫→ 紫红 紫→ 深紫

密 度

比 水 轻 比 水 轻 比 水 重

(3)X-离子的检验

Cl- 白色沉淀

Br- + AgNO3 + HNO3 浅黄色沉淀

I- 黄色沉淀

【例1】(2010四川理综卷) (16分)

碘被称为“智力元素”,科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。

碘酸钾(KIO3)是国家规定的食盐加碘剂,它的晶体为白色,可溶

于水。碘酸钾在酸性介质中与过氧化氢或碘化物作用均生成单质

碘。以碘为原料,通过电解制备碘酸钾的实验装置如右图所示。

请回答下列问题:

(1)碘是 (填颜色)固体物质,实验室常用

方法来分离提纯含有少量杂质的固体碘。

(2)电解前,先将一定量的精制碘溶于过量氢氧化钾溶液,溶解时发生反应:

3I2+6KOH=5KI+KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区。另将氢氧化钾溶液加入阴极区,电解槽用水冷却。

电解时,阳极上发生反应的电极反应式为 ;阴极上观察到的实验现象是 。

(3)电解过程中,为确定电解是否完成,需检验电解液中是否有I—。请设计一个检验电解液中是否有I—的实验方案,并按要求填写下表。

要求:所需药品只能从下列试剂中选择,实验仪器及相关用品自选。

试剂:淀粉溶液、碘化钾淀粉试纸、过氧化氢溶液、稀硫酸。

实验方法 实验现象及结论

(4)电解完毕,从电解液中得到碘酸钾晶体的实验过程如下:

步骤②的操作名称是 ,步骤⑤的操作名称是 。步骤④洗涤晶体的目的是

答案:(1)紫黑色 升华

(2)

有气泡产生

(3)

实验方法 实验现象及结论

取少量阳极区电解液于试管中,加稀硫酸酸化后加入几滴淀粉试液,观察是否变蓝。 如果不变蓝,说明无 。(如果

变蓝,说明有 。)

(4)冷却结晶 干燥 洗去吸附在碘酸钾晶体上的氢氧化钾等杂质

解析:(1)考查物质的物理性质,较容易。(2)阳极发生氧化反应失电子 。阴极区加入氢氧化钾溶液,电解氢氧化钾实质是电解水。(3)考查I-的检验此题借助与碘单质遇淀粉变蓝色这一特性,要设法将碘离子转化为碘单质。(4)考查实验的基本操作。要求考生对整个流程分析透彻。

【例2】(2009天津卷,3)下列实验设计和结论相符的是 ( )

A.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中

B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性

C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO42-

D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液

答案 B

解析 A项,乙醇不可以作为萃取剂,错;

B项,石蕊变蓝,则肯定为碱性,正确。

C项,若原溶液中含有SO32 -,生成BaSO3,再加入HCl,则与溶液的NO3- 结合,相当于HNO3,则可以氧化BaSO3至BaSO4,沉淀不溶解,故错;

D项,加热时,FeCl3会水解,错。

【例3】(2009江苏卷14)I2在KI溶液中存在下列平衡:

某I2、、KI混合溶液中, 的物质的量浓度c( )与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是 ( )

A. 反应 的△H>0

B.若温度为 ,反应的平衡常数分别为

C.若反应进行到状态D时,一定有

D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大

答案 BC

解析 随着温度的不断升高, 的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以 ,所以A项错;

因为 , ,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即 ;C项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时 的浓度在增加,所以 ,C项正确;

D项,从状态A到状态B, 的浓度在减小,那么 的浓度就在增加。

卤素单元测试

一、选择题(只有一个合理答案)

1.市售“家用消毒液发生器”是以精盐和自来水为原料,通电时,发生器内的电极板上产生大量的气泡(同时使产生的气体充分与电解液接触),所制得的混合液具有强烈的杀菌能力,且不对人体造成伤害。该发生器配制消毒液所涉及到的化学反应有( )

①2NaCl+2H2O==2NaOH+Cl2↑+H2↑ ②Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

③H2+Cl2=2HCl ④Cl2+H2O=HCl+HClO ⑤2HClO=2HCl+O2↑

A. ①④⑤ B. ①② C. ③④⑤ D. ②③④

2.将一盛满Cl2的试管倒立在水槽中,当日光照射一段时间后,试管中最后剩余气体的体积约占试管容积的( )

A.1/4 B.1/2 C.1/3 D.2/3

3.下列物质加入溴水,经振荡,不因发生化学反应而使溴水褪色的是 ( )

A.Na2S B.NaOH C.甲苯 D.裂化汽油

4.有关卤素的说法正确的是( )

A.卤素是典型的非金属元素其单质只具有氧化性而无还原性.

B.卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高.

C.卤化银都不溶于水,也不溶于稀硝酸.

D.卤化氢的水溶液都是强酸

5.F2是氧化性最强的非金属单质,物质的量相等的F2跟烧碱完全反应,生成NaF、H2O和另一种气体,该气体是下列中的( )

A.H2 B. HF C.OF2 D.O2

二、选择题(有1~2个合理答案)

6.下列离子方程式正确的是()

A.氯气与水反应:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-

B.氯气与氢氧化钠溶液反应:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

C.向留有残氯(Cl2)的水中加一定量的FeSO4,以除去水中的Cl2:Fe2++Cl2=2Cl-+Fe3+

D.漂白粉溶液中通入少量二氧化碳气体:Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO

7.已知Cl2与Br-、I-可发生反应:Cl2+2I-=I2+2Cl-、Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,且Br-、I-的还原性强弱顺序为:

I->Br-。某溶液中Cl-、Br-、I-的物质的量依次为0.2mol、0.4mol、0.6mol,欲使其Cl-、Br-、I-的物质的量比为1︰1︰1,需通入Cl2,那么通入Cl2的物质的量是原溶液中I-物质的量的( )

A.1/2 B.1/3 C.2/3 D.1/6

8. 液氯和氨的反应同氯气与水的反应类似,则氯气通入液氨中,产物可能有( )

A. B. C. D.

9.下列反应属于氧化还原反应的是( )

A.漂白粉吸收空气中的二氧化碳 B.用萤石和浓硫酸制取氟化氢

C.氯水使有色布条褪色  D.黑白照片的底片在相机里曝光时的反应

10.常用氯气给自来水消毒。某学生用自来水配制下列物质的溶液,不会产生明显药品变质的是 ( )

A.石蕊试剂 B.硝酸银 C.氢氧化钠 D.氯化铝

11. 氯水不稳定,因为氯水中存在如下平衡:Cl2+H2O HCl+HClO,下列措施会降低氯水的稳定性的是( )

A.通入少量H2S气体 B.加入少量小苏打 C.通入少量HCl气体 D.增大氯水浓度

12.某无色气体可能含HCl、HBr、SO2、CO2中的一种或几种。将该气体通入到适量氯水中,恰好完全反应,不再剩余气体。将所得到的无色溶液冷媒装在两支试管中,分别加入酸化的AgNO3溶液、酸化的BaCl2溶液,均产生白色沉淀。则下列判断正确的是

A.原气体中一定有SO2,一定没有HBr B.原气体中可能有SO2

C.原气体中一定有HCl D.不能确定有无HCl,但一定没有CO2

13.砹(At)是原子序数最大的卤族元素,推测砹或砹的化合物不可能具有的性质是( )

A.HAt很稳定 B.AgAt不溶于水 C.砹是有色固体 D.HAt溶液为强酸

三、实验题

14.用滴管将新制的饱和氯水慢慢滴入含酚酞的NaOH稀溶液中,当滴到最后一滴时红色突然褪去。试回答下列问题:

(1)产生上述现象的原因可能有两种:①是由于 ;

②是由于 。

(2)简述怎样用实验证明红色褪去原因是①或者②:_____________________________。

15.由于用氯气对饮用水消毒,会使水中的有机物发生氯化,生成有机含氯化合物于人体有害,世界环保联盟即将全面禁止这种消毒方法。建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯(ClO2)。ClO2极易爆炸,生产和使用时尽量用惰性气体稀释,避免光照、震动或加热。

(1)在ClO2中,所有原子是否都满足8电子结构?______________(填“是”或“否”)。

(2)欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2,同时有Cl2生成,且Cl2的体积为ClO2的一半。这一反应的化学方程式是___________________________________。

(3)浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是_______________(填写编号)。

A.只有还原性 B.还原性和酸性 C.只有氧化性 D.氧化性和酸性

(4)若上述反应产生0.1 mol Cl2,转移电子的物质的量为_______________mol。

(5)ClO2为高效低毒的消毒剂,其消毒的效率(以单位质量得到电子数表示)是Cl2的_____________倍。

(6)我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠(NaClO2)的柱内制得ClO2,表示这一反应的化学方程式是_______________________________。和欧洲的方法相比,我国这一方法的主要优点是_______________________________。

16. 图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置:

(1)A是氯气发生装置,其中的化学反应方程为

(2)实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开旋塞K,让Cl2充满整个装置,再点燃D处酒精灯,连接上E装置。Cl2通过C瓶后再进入D。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉,发生氧化还原反应,其产物为CO2和HCl。试写出D中反应的化学方程式: 。装置C的作用是 。

(3)在E处,紫色石蕊试液的颜色由紫色变为红色,再变为无色,其原因是 。

(4)若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水,反应过程现象为 。

(选填标号)(A)有白色沉淀生成(B)无现象(C)先生成白色沉淀,而后白色沉淀消失

(5)D处反应完毕后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,此时B中的现象是 ,B的作用是 。

四、无机题

17.下图表示的是有关物质A~Y的转化关系,其中反应③除生成A之外,还生成一种相对分子质量为174的物质。回答下列问题:

(1)写出反应②的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目: _____________________

(2)写出反应③的化学方程式:_________________________

(3)取液体F 3mL盛在试管中,向该试管中加入6mL苯,用力振荡试管后静置,可观察到的现象是_______________

(4)将沉淀Y放在日光下晒,可观察到的现象是:______________________________

18.多原子分子 、 、 的性质与卤素单质相似,故称它们为类卤人物化合物,它们可以生成酸和盐,见下表:(表中X代表F、Cl、Br、I)

卤素 氰 硫氰 ⑴

“单质” X2

酸 HX

盐 KX

⑴在表中⑴ 、⑵、 ⑶处分别填写相应的化学式: 、 、 。

⑵完成下列化学方程式①

② 与水反应的化学方程式为: 。

③ 与硫酸氢钠共热的化学方程式为: 。

19.工业上从海水中提出取溴常采用如下方法:

(1) 向海水中通入Cl2,将海水中的溴化物氧化,这一过程所发生的反应属于非金属间的___________反应;

(2) 向上述混合溶液中吹入热空气,将生成的溴吹出,用纯碱液吸收,生成NaBr、NaBrO3,这一过程可用离子方程式表示为:________________________________;

(3) 将(2)所得混合液用H2SO4酸化,使NaBr和NaBrO3中的溴转化为单质溴。这一过程可用化学方程式表示为____________________________________________;

(4) 这样得到的液溴中还混有少量Cl2,除去Cl2的方法是___________________。

参考答案

一.1B、2B、3C、4B、5C

二.6BD、7D、8CD、9CD、10D、11C、12AD、13A

三.

14.(1)①氯水与NaOH发生反应生成两种盐和水,溶液碱性减弱,红色褪去;②氯水中的HClO氧化漂白作用而褪色。(2)向褪色后的溶液中再滴加NaOH溶液,若不再出现红色,应为原因②,若重新出现红色,应为原因①。

15. (1)否(3分)

(2)2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O(3分)

(3)B(3分) (4)0.2(3分) (5)2.63(3分)

(6) 2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2;

对环境的污染较小(生成的ClO2中不含Cl2杂质)(3分)

16. (1)4HCl+MnO2 MnCl2+2H2O+Cl2↑(2)2Cl2+2H2O(气)+C 4HCl↑+CO2↑吸收Cl2中的HCl气体,提供D处所需水蒸气。(3)生成的HCl气体使紫色石蕊溶液变红,因未反应完的Cl2与H2O作用产生的HClO的漂白作用使红色消失。(4)B(5)瓶中液面下降,长颈漏斗内液面上升,贮存少量Cl2。

四.

17.

(1)

2Br-+Cl2=Br2+2Cl- 或 2Br-+Cl2= Br2+2Cl-

(2) 2KCl+H2SO4==2HCl↑+K2SO4

(3) 试管内液体分为上、下两层,上层呈橙红色,下层呈很淡的黄色。

(4) 淡黄色固体逐渐变为黑色固体,同时从固体上冒出了红棕色气体。

18. (1) ① 氧氰; ②HSCN; ③KOCN。

(2) ① 4H++2SCN-+MnO2== (SCN)2↑+Mn2++2H2O

② (CN)2+H2O=HCN+HOCN

③ KSCN+KHSO4== K2SO4+HSCN↑

高三化学教案:《电化学》教学设计


俗话说,凡事预则立,不预则废。教师要准备好教案为之后的教学做准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,让教师能够快速的解决各种教学问题。那么如何写好我们的教案呢?以下是小编为大家精心整理的“高三化学教案:《电化学》教学设计”,相信能对大家有所帮助。

学习目标

1、熟练掌握原电池的电极名称、电子流向、电极反应式及原电池总反应式;

2、掌握几种新型燃料电池的工作原理;

3、熟练掌握电解池电极名称、材料、电解质种类等的判断;会书写电极反应式和电解总反应方程式;

4、掌握电解前后溶液的浓度和pH值变化的计算。

典型例题

【例1】⑴今有2H2+O22H2O反应,构成燃料电池,则负极通的应是

,正极通的应是,电极反应式为负极:,正极:。

⑵若把KOH改为稀H2SO4作电解质,则电极反应式为负极:,

正极:。⑴和⑵的电解质不同,反应进行后,其溶液的pH个有什么变化。

⑶若把H2改为CH4,用KOH作电解质,则电极反应式为负极:,

正极。

【例2】(2003年南通四市联考试题)右图中电极a、b分别为Ag电极和Pt电极,电极c、d都是石墨电极。通电一段时间后,在c、d两极上共收集到336mL(标准状态)气体。回答:

(1)直流电源中,M为极。

(2)Pt电极上生成的物质是,其质量为__g。

(3)电源输出的电子,其物质的量与电极b、c、d分别生成的物质的物质的量之比为:2∶___∶_∶。

(4)AgNO3溶液的浓度(填增大、减小或不变。下同),AgNO3溶液的pH,H2SO4溶液的浓度,H2SO4溶液的pH___。

(5)若H2SO4溶液的质量分数由5.00%变为5.02%,则原有5.00%的H2SO4溶液为g。

课堂练习

1、蓄电池在放电时起原电池作用,在充电时起电解池作用,

下列是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时的反应:Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,下列有关爱迪生蓄电池的推断中不正确的是()

A.放电时Fe作负极,NiO2作正极

B.放电时溶液中的阳离子向正极移动

C.充电时的阴极反应是Fe(OH)2+2e-==Fe+2OH-

D.该蓄电池既可用KOH溶液又可用稀H2SO4作电解质溶液

2、生物体中细胞膜内的葡萄糖与细胞膜外富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池。下列有关电极反应及产物的判断正确的是:

A.负极反应可能是O2+2H2O+4e-=4OH-

B.负极反应的产物主要是C6H12O6被氧化生成的CO32-、HCO3-、H2O

C.正极反应可能是6C6H12O6-24e-+24OH-==6CO2+18H2O

D.正极反应的产物主要是C6H12O6生成的CO2、CO32-、H2O

3、下列四组原电池,其中放电后,电解质溶液质量增加,且在正极有单质生成的是()

A.Cu、Ag、AgNO3溶液B.Zn、Cu浓H2SO4

C.Fe、Zn、CuSO4溶液D.Fe、C、Fe2(SO4)3溶液

4.(多选)用石墨做电极电解AlCl3溶液时,下列电解液变化曲线合理的是()

ABCD

5.用惰性电极电解M(NO3)x的水溶液,当阴极上增重ag时,在阳极上同时产生bL氧气(标准状况),则M的相对原子质量为()

A.B.C.D.

6.摩托罗拉公司最新研发了一种由甲醇和氧气及强碱作电解质溶液的新型手机电池,电量可达现用锂电池的10倍,且待机时间超过一个月。假定放电过程中,甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32-。

⑴该电池总反应的离子方程式为——————————————————————————————————————;

⑵甲醇是————极,电池在放电过程中溶液的pH将_________(填“下降”或“上升”、不变”);若有16g甲醇蒸汽被完全氧化产生电能,并利用该过程中释放的电能电解足量的CuSO4溶液(假设整个过程中能量总利用率为80%),则将产生标准状况下的O2______升。

⑶最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体大是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆)固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。

①电池的正极反应式为_________________,

②放电时固体电解质里O2-离子的移动方向是向_______极移动(填正或负)。

7、1991年我国首创以铝、空气和海水电池为能源的新型海水航标灯.它以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流,只要把灯放入海水中数分钟,就发出耀眼的闪光,其能量比干电池高20~50倍.根据以上叙述,填写这种电池两极的电极反应式:

(1)负极:.

(2)正极:.

课后练习

1.下列关于实验现象的描述不正确的是()

A.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

B.用锌片做阳极,铁片做阴极,电解氯化铜溶液,铁片表面析出铜

C.把铜片插入三氯化铁溶液,在铜片表面析出铁

D.把锌放入稀盐酸中,加几滴氯化铜溶液,产生气泡速率加快

2.据报道,美国正在研究用锌电池取代目前广泛使用的蓄电池,它具有容量大、污染小的特点,其电池反应为:2Zn+O2=2ZnO,其原料为锌、空气和电解质溶液,则下列叙述正确的是()

A.锌为正极,空气在负极反应B.负极还原反应,正极氧化反应

C.负极的电极反应为:Zn-2e-+2OH-==ZnO+H2O

D.电池工作时溶液的pH降低

3.有a、b、c、d四种金属,将a与b用导线连接起来,浸入电解质溶液中,b不易腐蚀;将a、d分别投入等浓度盐酸中,d比a反应激烈;将铜浸入b的盐溶液中,无明显变化;若将铜浸入c的盐溶液中,有金属c析出,据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是:

A.dcabB.dabcC.dbacD.badc

4.在H2O中加入等物质的量的Ag+、Na+、Ba2+、NO3—SO42—、Cl—,该溶液放在惰性电极的电解槽中通电片刻后,氧化产物与还原产物的质量比是()

A.1:8B.8:1C.35.5:108D.108:35.5

5、在装有水的烧杯里,用细线挂一个呈水平方向的由Fe和Ag焊接成的圆柱棒,如右图。⑴向烧杯中加入CuSO4溶液后,棒的状态将如何变化?(溶液密度的变化忽略不计)

⑵说明上述变化的原因。

6.(18分)由于Fe(OH)2极易被氧化,所以实验室难用亚铁盐溶液与烧碱反应制得白色纯净的Fe(OH)2沉淀。若用下图所示实验装置可制得纯净的Fe(OH)2沉淀。两极材料分别为石墨和铁。

⑴a电极材料_______,其电极反应式为_____________________。

⑵电解液d可以是_______,则白色沉淀在电极上生成;也可以是_______,则白色沉淀在两极之间的溶液中生成。

A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液

⑶液体c为苯,其作用是________________,在加入苯之前,对d溶液进行加热处理的目的是__________________________。

⑷若d改为Na2SO4溶液,当电解一段时间,看到白色沉淀后,再反接电源,继续电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_______________________________________。

专题(七)答案例题例1【答案】⑴H2、O2;负极:2H2+4OH--4e-=4H2O,正极:O2+2H2O+4e-=4OH-;⑵负极:2H2-4e-=4H+,正极:O2+4H++4e-=2H2O;pH变小;pH变大;⑶负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-。

例2【答案】(1)正;(2)Ag、2.16;(3)2∶∶1;(4)不变、不变、增大、减小;(5)45.18。

课堂练习

1D2B3C4AD5C

6.⑴2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O,⑵负极,下降,13.44L,

⑶①O2+4e-=4O2-,②负极。)

7答案:(1)Al-3e=Al3+

(2)2H2O+O2+4e=4OH-

课后练习

1C2C3B4B

5答案:⑴Fe一端升高,Ag一端降低,同时Fe端逐渐溶解,Ag端有红色物质析出,水溶液略显浅蓝色;⑵上述变化的原因见解析。

6.⑴Fe,Fe-2e—=Fe2+;⑵C;B;⑶隔绝空气,防止产物被氧化;赶尽溶液中的氧气;⑷白色沉淀迅速变为灰绿色,最后变为红褐色。

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