高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料教学演示ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 金属材料教学演示ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了自主预习·新知导学，合作探究·释疑解惑，课堂小结，问题引领等内容，欢迎下载使用。

自主预习·新知导学
1.物质的量与各物理量之间的关系(1)图示关系:
2.物质的量在化学方程式计算中的应用(NA表示阿伏加德罗常数的数值)
【自主思考】 物质的量能否应用到离子方程式的计算中?提示:离子方程式中各种粒子(包括离子、分子等)也是按照一定物质的量之比反应的,故物质的量同样适用于离子方程式的计算。
【效果自测】 1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)物质在发生化学反应时,它们的质量不一定相等,但物质的量一定相等。(　　)(2)物质在发生化学反应时,它们的质量比等于化学方程式中化学计量数之比。(　　)(3)物质在发生化学反应时,它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比。(　　)
(4)化学方程式4Na+O2══2Na2O可表示4 ml Na与1 ml O2反应生成2 ml Na2O。(　　)(5)根据离子方程式Mg+2H+══Mg2++H2↑可知1 g镁与足量氢离子反应可生成1 ml氢气。(　　)(6)化学反应前后质量和物质的量均守恒。(　　)
g钠与水反应,得到100 mL溶液,试计算:(1)生成的气体在标准状况下的体积;(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度。
(2)2Na+2H2O══2NaOH+H2↑ 2 ml 2 ml 0.05 ml n(NaOH)
答:(1)生成的气体在标准状况下的体积为0.56 L;(2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度为0.5 ml·L-1。
3.将5.4 g Al投入足量的NaOH溶液中,计算生成H2的体积(标准状况)和消耗NaOH的物质的量。(写出解题步骤)
2Al　+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑2 ml2 ml 3 ml0.2 mln(NaOH) n(H2)
n(NaOH)=0.2 ml,n(H2)=0.3 ml,V(H2)=0.3 ml×22.4 L·ml-1=6.72 L。答:生成H2的体积为6.72 L,消耗NaOH的物质的量为0.2 ml。
合作探究·释疑解惑
探究任务1 物质的量应用于化学方程式的计算
问题引领1.“化学反应前后质量守恒,那么物质的量也一定守恒!”这种说法正确吗?提示:错误。化学方程式中各物质的物质的量之比等于各物质化学计量数之比,所以化学反应前后物质的量可能增大,可能减小,也可能不变。
2.根据化学方程式计算,各物质对应的各物理量的单位左右、上下都必须相同吗?提示:不一定,由于同一物质的质量与其物质的量成正比关系,同种状况下,气体体积与物质的量成正比关系,因此根据化学方程式计算时,各物质对应的各物理量的单位上、下都必须一致,左、右相互对应即可。
2.物质的量应用于化学计算的基本方法(1)把已知物的物理量转化为物质的量;(2)根据化学方程式或关系式,根据已知物的物质的量求出未知物的物质的量;(3)把未知物的物质的量转化为未知物的所求物理量。
(1)化学方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的物质的量之比,而非质量之比。(2)计算时,各种物质不一定要用物质的量表示,也可以用质量表示,气态物质还可以用体积表示,但要注意物质的量与其他各物理量之间的换算关系;具体选用什么物理量,应该根据题中的实际情况而定。(3)在化学方程式下面列出的各量,同种物质的单位一定要相同,不同物质的单位可同可不同,但要对应。
典型例题【例题1】 将2.3 g钠投入97.8 g水中,反应完毕后,得到100 mL溶液,求:(1)产生的氢气在标准状况下的体积为　 ; (2)所得氢氧化钠溶液的溶质质量分数为　 ; (3)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为　　　　　; (4)在K2Cr2O7+14HCl(浓)══2KCl+3Cl2↑+7H2O+2CrCl3的反应中,有0.3 ml电子转移时生成Cl2的体积为　　　　(标准状况),被氧化的HCl的物质的量为　　　。 
答案:(1)1.12 L　(2)4%　(3)1 ml·L-1(4)3.36 L　0.3 ml
(2)0.1 ml Na完全反应生成0.1 ml NaOH和0.05 ml H2,氢氧化钠的质量为40 g·ml-1×0.1 ml=4 g,所得溶液质量为2.3 g+97.8 g-2 g·ml-1×0.05 ml=100 g,则所得溶液中氢氧化钠的质量分数为 ×100%=4%。
(4)反应中Cl元素化合价由-1价升高到0价,若转移了0.3 ml电子,则生成氯气的物质的量为 =0.15 ml,在标准状况下的体积为0.15 ml×22.4 L·ml-1=3.36 L;反应中HCl被氧化,生成氯气,被氧化的HCl的物质的量为0.15 ml×2=0.3 ml。
有关物质的量的计算中的“三个规范”(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示粒子数,而“n”表示物质的量。(2)符号规范:各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)× V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。
【变式训练1】 1.将3.1 g Na2O 与5.3 g Na2CO3溶于水,向得到的溶液中加入100 mL盐酸,正好完全反应,并放出气体。则:(1)Na2O的物质的量为　　　　　; (2)放出气体的体积在标准状况下为　　　　; (3)盐酸中c(HCl)=　　　　　　　。 答案:(1)0.05 ml(2)1.12 L(3)2 ml·L-1
2.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,两者恰好完全反应,计算:(1)Al的物质的量;(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;(3)生成的H2在标准状况下的体积。
(3)2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑ 2 ml　　　　　　　　　　　　3×22.4 L 0.4 ml V(H2)
答:(1)Al的物质的量为0.4 ml。(2)参加反应的NaOH的物质的量为0.4 ml,NaOH的物质的量浓度为0.8 ml·L-1。(3)生成的H2在标准状况下的体积为13.44 L。
探究任务2 化学计算中的常用方法
提示:方法一:根据化学方程式得4FeS2~8SO2~8SO3~8H2SO4,即FeS2~2H2SO4。方法二:由硫元素守恒得,FeS2~2H2SO4。
2.将质量为100 g的铁棒插入1 L 0.5 ml·L-1的CuSO4溶液中,足够长的时间后,铁棒的质量将变为多少?提示:可以采用差量法。设铁棒增大的质量为x,则Fe　+　CuSO4══FeSO4+Cu　　Δm56 g 1 ml 64 g 8 g 0.5 ml x
x=4 g,故铁棒质量变为100 g+4 g=104 g。
归纳提升1.关系式法当已知物和未知物之间是靠多个反应来联系时,可直接确定已知量物质和未知量物质之间的“关系式”。(1)根据化学方程式确定关系式:写出发生反应的化学方程式,根据量的关系写出关系式。如:把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清石灰水中,求生成沉淀的量。
则关系式为3CO~3CO2~3CaCO3,即CO~CaCO3。(2)根据原子守恒确定关系式:上述例子中也可直接根据碳原子守恒得出CO~CaCO3。
2.守恒法化学反应的实质是原子的重新组合,依据质量守恒定律,在化学反应中存在一系列守恒关系,如质量守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。(1)质量守恒:化学反应前后各物质的质量总和不变。(2)电荷守恒:电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混合物、溶液等,正电荷总数和负电荷总数相等。如K2SO4和NaCl的混合溶液中,n(K+)+n(Na+)=2n( )+n(Cl-)。
(3)电子得失守恒:电子得失守恒是指在发生氧化还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数。如反应2Al+6H+══2Al3++3H2↑中,2 ml Al失去6 ml电子,H+得到6 ml电子生成3 ml H2。
3.差量法根据反应前后物质有关物理量发生的变化,找出所谓“理论差量”,该差量的大小与反应物的有关量成正比。差量法就是借助这种比例关系,解决问题的计算方法。
如Fe+CuSO4══Cu+FeSO4　固体质量增大 56 g 64 g 64 g-56 g=8 g x m g
典型例题【例题2】 将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中铁、铝物质的量之比为(　　)A.3∶2B.2∶1C.3∶4D.4∶3答案:C
解析:设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为
【变式训练2】 等物质的量的常见金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应,所得氢气的体积依次为V(A)、V(B)、V(C),已知V(B)=2V(C),且V(A)=V(B)+V(C),则在金属C的生成物中,该金属的化合价为(　　)A.+1价B.+2价C.+3价 D.+4价答案:A解析:V(B)=2V(C),V(A)=V(B)+V(C)=3V(C),根据得失电子守恒,等物质的量的A失去的电子数为C的3倍,金属最外层电子数一般<4,故A的化合价为C的3倍,C的化合价只能为+1价。
【例题3】 把足量的铁粉加入硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后,剩余金属粉末的质量与原加入铁粉的质量相等,求原溶液中H+与 的物质的量浓度之比。解:设原溶液中H2SO4和CuSO4的物质的量分别为x、y。Fe +H2SO4══FeSO4+H2↑　Δm(固体质量减小)56 g1 ml 56 g x 56x
Fe + CuSO4══FeSO4+Cu 　Δm(固体质量增大)56 g1 ml 64 g 8 g y 8y因为固体在反应前后质量相等,所以Δm(减)=Δm(增)
【变式训练3】 将足量铁粉加入一定浓度的氯化铁和氯化铜的混合溶液中,充分反应后,剩余固体的质量与加入铁粉的质量相同,求原溶液中氯化铜和氯化铁的物质的量浓度之比。解:设原溶液中CuCl2和FeCl3的物质的量分别为x、y。Cu2++Fe══Fe2++Cu　Δm(固体质量增大)1 ml (64 g-56 g)=8 g x 8x
2Fe3++Fe══3Fe2+　Δm(固体质量减小)2 ml 56 g y 28y反应前后固体质量相等得:8x=28y,解得x∶y=28∶8=7∶2。答:原溶液中氯化铜和氯化铁的物质的量浓度之比为7∶2。
1.有关化学方程式的计算的三个等式关系各物质的化学计量数之比=各物质的物质的量之比=各粒子的粒子数之比=相同条件下的气体的体积之比。2.化学方程式的一般计算步骤设—写—标—列—解—答