高中化学新教材同步必修第一册第1章 物质及其变化 本章核心素养聚焦.docx

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高中化学新教材同步必修第一册第1章物质及其变化本章核心素养聚焦

本章核心素养聚焦

一、宏观辨识与微观探析

在学习本章知识的过程中，既能从宏观的角度认识物质的元素组成、性质表现及其实际应用；又能从微观的角度了解物质的构成，预测或解释物质的性质及其变化的实质，促进“宏观辨识与微观探析”化学核心素养的发展。

知识要点

宏观辨识

微观探析

物质的组成与分类

物质由一种或多种元素组成

构成物质的微粒有分子、原子、离子

胶体的性质不同于其他分散系

胶体与其他分散系的本质区别是分散质粒子大小不同

溶液中的离子反应

酸、碱、盐在水溶液中的性质

酸、碱、盐在水溶液中的电离及存在状态

离子反应发生的条件（宏观现象）

离子浓度发生改变（反应实质）

氧化还原反应

氧化还原反应相关概念的识别与判断

氧化还原反应的特征（化合价变化）与实质（电子转移）

设计实验探究验证物质的氧化性或还原性

由核心元素化合价的升降预测物质的性质

物质性质的应用

实际应用过程中产生的现象和出现的问题

用变化的实质进行分析解释

例1

　某同学在实验室中进行如下实验：

编号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

实验

现象

没有明显变化，溶液仍为无色

有沉淀生成，溶液为蓝色

有无色气泡产生

以下结论正确的是（　　）

A．Ⅰ中无明显变化，说明两溶液不反应

B．Ⅱ中的白色沉淀为CuCl2

C．Ⅲ中的离子方程式为2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑

D．Ⅲ中发生的反应不是离子反应

答案　C

解析　硫酸溶液和氢氧化钠溶液反应没有明显现象，A项错误；氯化钡溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化铜，故B项错误；锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的离子方程式为Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C项正确；有离子参与反应，是离子反应，D项错误。

例2

　某学习小组以氢氧化钡、水、硫酸为实验对象探究离子反应发生的条件。

实验1：

向烧杯中依次加入下列试剂，记录灯泡变化

①氢氧化钡粉末：

灯泡不亮

②加入蒸馏水：

灯泡变亮

③逐滴滴加稀硫酸，灯泡变化如下：

亮

（1）氢氧化钡与硫酸在溶液中能发生________（填字母）反应。

a．复分解反应　　　b．氧化还原反应　　　c．置换反应

（2）加水后，灯泡变亮的原因是氢氧化钡发生了_______________________________________。

（3）用离子方程式解释过程Ⅰ中灯泡变暗的原因_______________________________________

_______________________________________________________________________________。

（4）实验2：

用硫酸钠溶液替代稀硫酸，重复实验进行对照。

①硫酸钠溶液中SO

的浓度与稀硫酸中SO

的浓度________（填“相等”或“不相等”）。

②加入硫酸钠溶液过程中灯泡不熄灭，原因是_________________________________________

_______________________________________________________________________________。

答案　

（1）a　

（2）电离（或溶解）　（3）Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO

===BaSO4↓＋2H2O

（4）①相等　②反应生成NaOH，易溶于水电离出Na＋和OH－，灯泡不熄灭

解析　

（1）Ba（OH）2与H2SO4在溶液中能发生复分解反应生成硫酸钡沉淀和水。

（2）加H2O后，灯泡变亮的原因是Ba（OH）2发生了电离，电离出阴、阳离子而导电。

（3）由于Ba（OH）2与H2SO4在溶液中能发生复分解反应生成硫酸钡沉淀和水，离子浓度降低，导电性减弱，反应的离子方程式为Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO

===BaSO4↓＋2H2O。

（4）①作为对照实验，Na2SO4溶液的浓度应该与硫酸溶液的浓度相同。

②由于反应生成NaOH，易溶于水电离出Na＋和OH－，所以灯泡不熄灭。

【思维启迪】

“宏观辨识与微观探析”即宏观与微观相结合，能依据感觉到的宏观实验现象（如本题中的灯泡变化），从微观的角度去揭示现象的本质（如本题中发生的离子反应，溶液中离子浓度的变化等）。

例3

　已知将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。

现有一个氧化还原反应的体系，共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质。

（1）该反应中，化合价升高的反应物是______________，化合价没有发生变化的反应物是________。

（2）写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（需配平）：

_________________________

_______________________________________________________________________________。

（3）上述反应中，氧化剂是________，在反应中________（填“得到”或“失去”）电子发生________反应。

（4）如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又显紫红色。

此现象说明NaBiO3具有________。

写出该反应的离子方程式：

_________________________________________________________

_______________________________________________________________________________。

（提示：

NaBiO3为黄色或棕色粉末，不溶于冷水，在该反应中转化为Bi3＋）

答案　

（1）KCl　H2SO4　

（2）2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2O

（3）KMnO4　得到　还原　（4）强氧化性　5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋===2MnO

＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O

解析　将盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去，说明高锰酸钾能把Cl－氧化为氯气，高锰酸根离子被还原为Mn2＋；根据得失电子守恒及原子守恒可得配平后的化学方程式为2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===2MnSO4＋6K2SO4＋5Cl2↑＋8H2O。

（1）由上述可知，该反应中，KCl中氯元素的化合价升高，H2SO4中元素化合价没有发生变化。

（3）高锰酸钾中锰元素的化合价由＋7价变为＋2价，为氧化剂。

（4）在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又显紫红色，说明Mn2＋又被氧化为MnO

，说明NaBiO3具有强氧化性，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，得该反应的离子方程式为5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋===2MnO

＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O。

【思维启迪】

二、变化观念与平衡思想

本章利用电离、离子反应、氧化还原反应等概念对常见的化学反应进行分类和分析说明，特别是化学反应的类别随分类标准的不同而不同，电解质在水溶液中发生电离，离子反应引起溶液中离子浓度的改变，氧化还原反应中元素的化合价发生变化、电子发生转移等，都较好地体现了“变化观念与平衡思想”中“变化观念”的化学核心素养。

例4

　过氧化氢（H2O2）中氧的化合价为－1价，其水溶液俗称双氧水，它具有氧化性，可用于医疗中的杀菌消毒。

结合下列涉及H2O2的A～F反应，回答相关问题：

A．Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2

B．Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O

C．2H2O2===2H2O＋O2↑

D．3H2O2＋Cr2（SO4）3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O

E．H2O2＋MnSO4===MnO2＋H2SO4

F．H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（1）上述反应不属于氧化还原反应的是________（填字母，下同）。

（2）H2O2仅体现还原性的反应是____________________________________________________。

（3）H2O2既体现氧化性又体现还原性的反应是________________________________________。

（4）上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是_________________________。

答案　

（1）A　

（2）B　（3）C　（4）Ag2O>H2O2>K2CrO4

解析　

（1）反应前后各元素化合价不变的化学反应是非氧化还原反应，A中各元素化合价均不变，所以是非氧化还原反应，B、C、D、E、F各反应都涉及元素化合价的变化，都是氧化还原反应。

（2）B中过氧化氢中的氧元素化合价升高，失电子发生氧化反应，只体现还原性。

（3）C中H2O2中的O元素的化合价既升高又降低，H2O2既体现还原性又体现氧化性。

（4）反应Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O中，氧化银作氧化剂，H2O2作还原剂，则氧化性：

Ag2O>H2O2。

反应3H2O2＋Cr2（SO4）3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O中，H2O2作氧化剂，K2CrO4为氧化产物，则氧化性：

H2O2>K2CrO4。

故氧化性强弱顺序为Ag2O>H2O2>K2CrO4。

【思维启迪】

本题以医用杀菌消毒剂过氧化氢（双氧水）的系列反应为载体，考查氧化还原反应的相关概念，并根据氧化还原反应比较物质的氧化性强弱。

这类题目的解答方法是从元素的化合价“变化”入手，理清相关概念之间的关系。

例5

　某一反应体系有反应物和生成物共五种物质：

O2、H2CrO4、Cr（OH）3、H2O、H2O2。

已知该反应中H2O2只发生如下过程：

H2O2→O2。

（1）该反应中的还原剂是__________。

（2）该反应中，发生还原反应的过程是________→_________。

（3）写出该反应的化学方程式，用双线桥法标出电子转移的方向和数目：

___________________

_______________________________________________________________________________。

（4）已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－、H2O2均有还原性，它们在酸性溶液中还原性的强弱顺序为：

SO2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－，则下列反应不能发生的是______（填字母）。

A．2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO

＋4H＋

B．I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI

C．H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O

D．2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

答案　

（1）H2O2　

（2）H2CrO4　Cr（OH）3

（3）

（4）C

解析　

（1）由H2O2→O2，可知氧元素的化合价升高，H2O2作还原剂。

（2）所给物质中H2CrO4中铬元素的化合价降低，作氧化剂，发生还原反应，则发生还原反应的过程为H2CrO4―→Cr（OH）3。

（3）根据得失电子守恒、原子守恒和质量守恒，可得该反应的化学方程式，并用双线桥法标出电子转移的方向和数目，可表示为：

（4）在氧化还原反应中，氧化性：

氧化剂>氧化产物；还原性：

还原剂>还原产物。

已知还原性：

SO2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－；A项，若反应2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO

＋4H＋可以发生，则还原性：

SO2>Fe2＋，正确；B项，若反应I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI可以发