2019_2020学年高中化学专题4化学科学与人类文明第一单元化学是认识和创造物质的科学课件苏教版必修2
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(2)20 世纪 ①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。 ②_扫___描__隧__道__显___微__镜___的发展，实现了对原子或分子的操纵。
3．人类对酸碱认识的发展
(1)阿伦尼乌斯电离学说 ①酸：电解质电离时产生的阳离子全是_____氢__离__子_______的化合
本部分内容讲解结束
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电极 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
反应式 阴极：Na＋＋e－===Na 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
电解 产物
Na、Cl2
H2、Cl2、NaOH
电解 方程式
通电 2NaCl(熔融)=====
2Na＋Cl2↑
通电 2NaCl＋2H2O=====H2↑
＋Cl2↑＋2NaOH
(2)金属的活动性与金属冶炼的关系
①冶炼实质：金属离子―得―电―子→金属原子。 ②冶炼依据：金属的____活__动__性_____不同，冶炼方法不同。 ③ 冶 炼 方 法 ： 常 用 的 有 ____电___解__法______ 、 ___热__还__原___法____ 、 ___热__分__解___法____。
高温 TiCl4=====2MgCl2＋Ti 。 答案：(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
重难易错提炼 1.人类对金属的利用(包括 Cu、Fe、Al 等)说明化学科学发展的 历史，是人类可深入认识物质、组成、结构、变化的历史，是 创造更多新物质推动人类文明发展的历史，化学科学理论的建 立与发展帮助人们更深刻地认识物质世界。 2.金属冶炼的方法主要取决于金属的活动性，而冶炼中选用的 原料物质还要结合原料物质的结构与性质。 3.通过化学反应和方法制备或从自然界中分离出多种物质，以 满足人类生活的需要。 4.合成氨技术的发明，抗生素和新药物的合成较大地缓解了人 类生存的压力。
二、化学是人类创造新物质的工具
通过化学合成技术合成或分离出的物质满足了人类的需要，
是化学对人类文明的重大贡献之一。
1．惰性电极电解熔融 NaCl 与电解 NaCl 水溶液的比较
电解熔融 NaCl
电解 NaCl 水溶液
存在 离子
Na＋、Cl－
Na＋、Cl－、OH－、H＋
电解熔融 NaCl
电解 NaCl 水溶液
物，如 HCl、H2SO4 等。 ②碱：电解质电离时产生的阴离子全是___氢__氧__根___离__子____的化合
物，如 NaOH 等。
(2)酸碱质子理论 ①酸：凡能给出____质__子___(H__＋__)___的物质，如 HNO3、CH3COOH 等。
②碱：凡能接受质子的物质，如 OH－、CH3COO－等。
选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属 活动性。在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前越难被还 原，金属的位置越靠后越容易被还原。
金属的冶炼 1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的 发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限， 之所以有先后，主要取决于( )
金属冶炼 1．不同的金属元素，将其由化合态还原为游离态的难易程度是 不相同的，有的差别很大。 金属元素的原子失电子越容易，该金属元素的阳离子得电子就 越难；相反，金属元素的原子失电子越难，该金属元素的阳离 子得电子就越容易。
2．金属冶炼的方法与金属的活动性有关。很不活泼的金属用热
分解法，因为其阳离子的氧化性比较强；活泼金属的还原性比
3．冶炼金属常用以下几种方法：①用 C、CO 或 H2 作还原剂 ②用活泼金属 Na、Mg 等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④ 电解法 ⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(用 序号填写下列空白) (1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag 等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属________。 (5)K、Rb、Cs、Ti 等金属________。
③酸碱两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质，如 H2O、 HCO－3 等。 ④举例 HCO－3 、H＋：HCO－3 ＋H＋===CO2↑＋H2O， HCO－3 、OH－：HCO－3 ＋OH－===CO23－＋H2O； 由此可知 HCO－3 属于___酸__碱__两___性__物__质____。
2．化学科学理论的建立与发展
(1)19 世纪
①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。 ②1869 年门捷列夫发现了__元___素__周__期___律____。 ③__质__量__作___用__定__律___的提出奠定了化学反应的动力学基础。 ④______尿__素________的人工合成，彻底动摇了“生命力论”。
1．成语、诗词话科学——对下列成语或诗句所描述现象的解释，
你认为错误的是( )
选项
成语或诗句
用化学知识解释
这是生活中常见的一种分子扩散 A “风吹柳花满店香”
运动
金的性质稳定，在烈火中也不会发
B
“烈火见真金”
生反应
选项
成语或诗句
用化学知识解释
它指石灰石碾碎成粉末状的物理 C “粉身碎骨浑不怕”
变化过程
冶炼一些高熔点的金属，如 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3，A 项正确；电解 NaCl 溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解 熔融 NaCl 的方法制取，B 项错误；铝是活泼金属，很难用还原 剂把它还原出来，C 项错误；回收旧金属可节约资源或减少对 环境的污染，D 项错误。
3.根据酸碱质子理论判定下列说法不正确的是( ) A．所有的弱酸根都是碱 B．酸式弱酸根既是酸又是碱 C．一种物质不可能既是酸又是碱 D．氢氧根是碱 解析：选 C。酸碱质子理论认为，凡能给出质子的物质都是酸， 如 H2CO3、CH3COOH、HNO3 等；凡能接受质子的物质都是 碱，如 OH－、CH3COO－等；若某物质既能给出质子又能接受 质子，称之为酸碱两性物质，如 HCO－3 。分析后知 C 项不正确。
2.合成氨 催化剂
(1)反应原理：N2＋3H2 高温、高压 2NH3。 (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、能够被生物降解的新型农药。 4．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。
较强，通常用电解法；其他金属常用热还原法。具体如下表：
金属的活 K、Ca、Na、Zn、Fe、Sn、 Hg、Ag
动性顺序 Mg、Al Pb(H)、Cu
Pt、Au
金属原子失 电子能力
强→弱
金属离子得 电子能力
弱→强
主要冶 炼方法
实例
电解法 热还原法 热分解法
2NaCl(熔 融)=通==电==
Fe2O3＋
通过反复锤炼，减少铁合金中碳
D
“百炼成钢”
元素的质量分数
答案：C
2.下列说法正确的是( ) A．有些活泼金属如铝可作还原剂法冶炼金属的还原剂 B．用电解 NaCl 溶液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．回收旧金属意义不大
解析：选 A。本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂 高温
Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3
方法 热分解法
电解法 热分解法 热还原法
[解析] 活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 等用电解法冶炼，中 等活泼金属 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu 等用热还原法冶炼，不活泼 金属 Hg、Ag 利用热分解法冶炼，故 A、B、D 正确。C 错误， C 项为火法炼铜。 [答案] C
2HgO
高温 △ 3CO===== =====2Hg
2Na＋Cl2↑ 2Fe＋3CO2 ＋O2↑
物理 方法
——
下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
选项 A B C D
冶炼原理 △
2Ag2O=====4Ag＋O2↑ 通电
2Al2O3(熔融)冰==晶==石= 4Al＋3O2↑ 高温
Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2 高温
解析：根据每种金属的特点选择最佳的方案。其中(5)K、Rb、 Cs、Ti 等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金
高温 属，而是利用化学平衡的原理，如 Na＋KCl=====NaCl＋K↑， 抽离钾蒸气使此反应得以继续进行。而 Ti 是用 Na 来置换的：
高温 4Na ＋ TiCl4 ===== 4NaCl ＋ Ti 或 用 Mg 来 置 换 ： 2Mg ＋
专题4 化学科学与人类文明
第一单元 化学是认识和创造物质的科学
1.知道化学科学理论发展的历程及化学技术的发展对人 类社会的贡献。 2．知道金属在自然界中的存在形态和金属冶炼的一般方法， 会写相关的化学方程式。
一、化学是打开物质世界的钥匙 1．人类对金属使用的发展过程 (1)金属使用的发展历程 金属铜约在 6 000 年前已大规模使用，铁约在 2 500 年前，而铝 的使用仅有 200 年左右，这与金属的活动性及人类冶炼金属的 技术有关。
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少 C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
解析：选 D。由图可以看出，金属越活泼，开发利用的年代越 晚，也就是说金属越活泼，冶炼的技术难度越大，故开发利用 之所以有先后，主要取决于金属的活动性强弱。
2．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 e－ D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析：选 C。C 项，应转移 8 mol e－。
构模型，为 DNA 分子双螺旋结构模型的提出奠定了基础。 ②_扫___描__隧__道__显___微__镜___的发展，实现了对原子或分子的操纵。
3．人类对酸碱认识的发展
(1)阿伦尼乌斯电离学说 ①酸：电解质电离时产生的阳离子全是_____氢__离__子_______的化合
本部分内容讲解结束
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电极 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑ 阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑
反应式 阴极：Na＋＋e－===Na 阴极：2H＋＋2e－===H2↑
电解 产物
Na、Cl2
H2、Cl2、NaOH
电解 方程式
通电 2NaCl(熔融)=====
2Na＋Cl2↑
通电 2NaCl＋2H2O=====H2↑
＋Cl2↑＋2NaOH
(2)金属的活动性与金属冶炼的关系
①冶炼实质：金属离子―得―电―子→金属原子。 ②冶炼依据：金属的____活__动__性_____不同，冶炼方法不同。 ③ 冶 炼 方 法 ： 常 用 的 有 ____电___解__法______ 、 ___热__还__原___法____ 、 ___热__分__解___法____。
高温 TiCl4=====2MgCl2＋Ti 。 答案：(1)① (2)④ (3)⑤ (4)③ (5)②
重难易错提炼 1.人类对金属的利用(包括 Cu、Fe、Al 等)说明化学科学发展的 历史，是人类可深入认识物质、组成、结构、变化的历史，是 创造更多新物质推动人类文明发展的历史，化学科学理论的建 立与发展帮助人们更深刻地认识物质世界。 2.金属冶炼的方法主要取决于金属的活动性，而冶炼中选用的 原料物质还要结合原料物质的结构与性质。 3.通过化学反应和方法制备或从自然界中分离出多种物质，以 满足人类生活的需要。 4.合成氨技术的发明，抗生素和新药物的合成较大地缓解了人 类生存的压力。
二、化学是人类创造新物质的工具
通过化学合成技术合成或分离出的物质满足了人类的需要，
是化学对人类文明的重大贡献之一。
1．惰性电极电解熔融 NaCl 与电解 NaCl 水溶液的比较
电解熔融 NaCl
电解 NaCl 水溶液
存在 离子
Na＋、Cl－
Na＋、Cl－、OH－、H＋
电解熔融 NaCl
电解 NaCl 水溶液
物，如 HCl、H2SO4 等。 ②碱：电解质电离时产生的阴离子全是___氢__氧__根___离__子____的化合
物，如 NaOH 等。
(2)酸碱质子理论 ①酸：凡能给出____质__子___(H__＋__)___的物质，如 HNO3、CH3COOH 等。
②碱：凡能接受质子的物质，如 OH－、CH3COO－等。
选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属 活动性。在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前越难被还 原，金属的位置越靠后越容易被还原。
金属的冶炼 1．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的 发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限， 之所以有先后，主要取决于( )
金属冶炼 1．不同的金属元素，将其由化合态还原为游离态的难易程度是 不相同的，有的差别很大。 金属元素的原子失电子越容易，该金属元素的阳离子得电子就 越难；相反，金属元素的原子失电子越难，该金属元素的阳离 子得电子就越容易。
2．金属冶炼的方法与金属的活动性有关。很不活泼的金属用热
分解法，因为其阳离子的氧化性比较强；活泼金属的还原性比
3．冶炼金属常用以下几种方法：①用 C、CO 或 H2 作还原剂 ②用活泼金属 Na、Mg 等还原 ③利用铝热反应原理还原 ④ 电解法 ⑤热分解法。下列金属各采用哪种方法还原最佳。(用 序号填写下列空白) (1)Fe、Zn、Cu 等中等活泼金属________。 (2)Na、Mg、Al 等活泼或较活泼金属________。 (3)Hg、Ag 等不活泼金属________。 (4)V、Cr、Mn、W 等高熔点金属________。 (5)K、Rb、Cs、Ti 等金属________。
③酸碱两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质，如 H2O、 HCO－3 等。 ④举例 HCO－3 、H＋：HCO－3 ＋H＋===CO2↑＋H2O， HCO－3 、OH－：HCO－3 ＋OH－===CO23－＋H2O； 由此可知 HCO－3 属于___酸__碱__两___性__物__质____。
2．化学科学理论的建立与发展
(1)19 世纪
①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。 ②1869 年门捷列夫发现了__元___素__周__期___律____。 ③__质__量__作___用__定__律___的提出奠定了化学反应的动力学基础。 ④______尿__素________的人工合成，彻底动摇了“生命力论”。
1．成语、诗词话科学——对下列成语或诗句所描述现象的解释，
你认为错误的是( )
选项
成语或诗句
用化学知识解释
这是生活中常见的一种分子扩散 A “风吹柳花满店香”
运动
金的性质稳定，在烈火中也不会发
B
“烈火见真金”
生反应
选项
成语或诗句
用化学知识解释
它指石灰石碾碎成粉末状的物理 C “粉身碎骨浑不怕”
变化过程
冶炼一些高熔点的金属，如 2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3，A 项正确；电解 NaCl 溶液不能得到金属钠，金属钠应该用电解 熔融 NaCl 的方法制取，B 项错误；铝是活泼金属，很难用还原 剂把它还原出来，C 项错误；回收旧金属可节约资源或减少对 环境的污染，D 项错误。
3.根据酸碱质子理论判定下列说法不正确的是( ) A．所有的弱酸根都是碱 B．酸式弱酸根既是酸又是碱 C．一种物质不可能既是酸又是碱 D．氢氧根是碱 解析：选 C。酸碱质子理论认为，凡能给出质子的物质都是酸， 如 H2CO3、CH3COOH、HNO3 等；凡能接受质子的物质都是 碱，如 OH－、CH3COO－等；若某物质既能给出质子又能接受 质子，称之为酸碱两性物质，如 HCO－3 。分析后知 C 项不正确。
2.合成氨 催化剂
(1)反应原理：N2＋3H2 高温、高压 2NH3。 (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、能够被生物降解的新型农药。 4．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。
较强，通常用电解法；其他金属常用热还原法。具体如下表：
金属的活 K、Ca、Na、Zn、Fe、Sn、 Hg、Ag
动性顺序 Mg、Al Pb(H)、Cu
Pt、Au
金属原子失 电子能力
强→弱
金属离子得 电子能力
弱→强
主要冶 炼方法
实例
电解法 热还原法 热分解法
2NaCl(熔 融)=通==电==
Fe2O3＋
通过反复锤炼，减少铁合金中碳
D
“百炼成钢”
元素的质量分数
答案：C
2.下列说法正确的是( ) A．有些活泼金属如铝可作还原剂法冶炼金属的还原剂 B．用电解 NaCl 溶液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．回收旧金属意义不大
解析：选 A。本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂 高温
Fe2O3＋2Al=====2Fe＋Al2O3
方法 热分解法
电解法 热分解法 热还原法
[解析] 活泼金属 K、Ca、Na、Mg、Al 等用电解法冶炼，中 等活泼金属 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu 等用热还原法冶炼，不活泼 金属 Hg、Ag 利用热分解法冶炼，故 A、B、D 正确。C 错误， C 项为火法炼铜。 [答案] C
2HgO
高温 △ 3CO===== =====2Hg
2Na＋Cl2↑ 2Fe＋3CO2 ＋O2↑
物理 方法
——
下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是( )
选项 A B C D
冶炼原理 △
2Ag2O=====4Ag＋O2↑ 通电
2Al2O3(熔融)冰==晶==石= 4Al＋3O2↑ 高温
Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2 高温
解析：根据每种金属的特点选择最佳的方案。其中(5)K、Rb、 Cs、Ti 等利用的原理比较特别，不是用活泼金属置换不活泼金
高温 属，而是利用化学平衡的原理，如 Na＋KCl=====NaCl＋K↑， 抽离钾蒸气使此反应得以继续进行。而 Ti 是用 Na 来置换的：
高温 4Na ＋ TiCl4 ===== 4NaCl ＋ Ti 或 用 Mg 来 置 换 ： 2Mg ＋
专题4 化学科学与人类文明
第一单元 化学是认识和创造物质的科学
1.知道化学科学理论发展的历程及化学技术的发展对人 类社会的贡献。 2．知道金属在自然界中的存在形态和金属冶炼的一般方法， 会写相关的化学方程式。
一、化学是打开物质世界的钥匙 1．人类对金属使用的发展过程 (1)金属使用的发展历程 金属铜约在 6 000 年前已大规模使用，铁约在 2 500 年前，而铝 的使用仅有 200 年左右，这与金属的活动性及人类冶炼金属的 技术有关。
A．金属的导电性强弱 B．金属在地壳中的含量多少 C．金属的化合价高低 D．金属的活动性强弱
解析：选 D。由图可以看出，金属越活泼，开发利用的年代越 晚，也就是说金属越活泼，冶炼的技术难度越大，故开发利用 之所以有先后，主要取决于金属的活动性强弱。
2．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 e－ D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析：选 C。C 项，应转移 8 mol e－。