2021_2022学年高中化学专题2研究物质的基本方法阶段素养提升课学案苏教版必修1

阶段素养提升课  专题2

以“科学探究与创新意识”为核心探究溶液的组成与原子的结构

1．化学实验基本方法：

2．原子的组成与结构：

科学探究不仅是一种学习内容，而且是一种学习形式。通过科学探究活动，对物质的分离提纯、离子的检验、溶液的配制、原子的结构等现实问题进行研究，可以把科学知识与观察、推理和思维结合起来，从而获得对这些问题的科学理解。培养学生形成勤于思考、乐于表达、善于交流的科学素养，为学生的全面发展奠定坚实基础。

(一)从科学探究的角度研究物质分离及检验的方法(混合物的分离提纯、常见离子的检验)

(1)写出除去KNO3固体中混有的少量NaCl进行的实验操作步骤。

提示：溶解、蒸发浓缩、降温结晶、过滤。KNO3固体的溶解度随温度的升高明显增大，NaCl固体的溶解度受温度变化影响较小，所以先溶解，然后用降温结晶的方法，最后过滤得到KNO3。

(2)除去KCl溶液中的SO依次加入什么溶液？

提示：BaCl2[或Ba(OH)2]、K2CO3、HCl。除去SO可用Ba2＋，为了不引入新杂质，可选用BaCl2溶液或Ba(OH)2溶液，过量的Ba2＋再用CO除去，最后CO用盐酸除去。

(3)对下列各组物质可按照溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序将它们分离的是哪些？

①NaNO3和NaCl　　　　　②CaCl2和CaCO3

③MnO2和KCl            ④BaSO4和AgCl

提示：②③。两种固体可按溶解、过滤、蒸发的实验操作顺序分离，必然是一种物质难溶于水，过滤后蒸发滤液得到易溶于水的另一种物质。①中两者都易溶，④中两者都难溶，故①④均不能用指定的方法分离。②中CaCl2易溶而CaCO3难溶，③中MnO2难溶而KCl易溶，故②③可用指定方法分离。

(4)下面每种物质中均含有一种杂质，加入相应的除杂试剂后能否达到除杂的目的。请你对每组除去物质中的杂质的方法给予评价。

提示：解决除杂问题的关键是在除去原有杂质时，不能引入新的杂质，同时又要易于分离。故思考时应根据实际发生的化学反应，循序而行。

①组不正确，因为加入H2SO4后虽除去了CO，但又引入了SO；②组不正确，因为CuSO4与Ba(OH)2溶液反应生成了两种沉淀Cu(OH)2和BaSO4，而无法分开；③组正确，因为Fe比Ag活泼，Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，过滤出Fe、Ag，可得滤液Fe(NO3)2。

(5)某同学设计了下列4种离子的检验方法，哪些是错误的？

①某溶液产生白色沉淀，说明原溶液中有Cl－

②某溶液产生白色沉淀，说明原溶液中有SO

③某溶液产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Cu2＋

④某溶液生成无色无味气体，说明原溶液中有CO

提示：①②④。白色沉淀白色沉淀不溶解；

无明显现象白色沉淀；

蓝色沉淀；

白色沉淀白色沉淀溶解且产生气体变浑浊。

故①有CO等离子干扰，②有Ag＋干扰，④有HCO等离子干扰。

(二)科学探究中规范性操作的典范(配制一定物质的量浓度的溶液)

现用98%的浓H2SO4(密度为1.84 g·cm－3)配制成浓度为0.5 mol·L－1的稀硫酸

500 mL。简要回答下列问题：

(1)所需浓硫酸的体积为________mL，量取时发现量筒不干净，用水冲洗后直接量取将会使所配溶液浓度__________(填偏大、偏小或无影响，下同)。

提示：13.6；偏小。溶液稀释前后溶质的质量、物质的量不变，设需要浓硫酸的体积为V mL，则有1.84 g·cm－3×V mL×98%＝0.5 mol·L－1×0.5 L×98 g·mol－1，解得V≈13.6；量取时发现量筒不干净，用水洗净后直接量取浓硫酸，相当于稀释浓硫酸，量取的硫酸溶液中含硫酸的物质的量偏小，溶液的浓度偏小。

(2)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，不断搅拌的目的是___________________________________________________________________，

若搅拌过程中有液体溅出，会使所配溶液浓度________。

提示：迅速散热，防止暴沸；偏小。稀释浓硫酸时，将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入盛水的烧杯中，浓硫酸溶于水放出大量的热，不断搅拌的目的是迅速散热，防止浓硫酸暴沸飞溅；搅拌过程中有液体溅出，导致溶质的物质的量偏小，溶液的浓度偏小。

(3)在转入容量瓶前烧杯中的液体应________，否则会使浓度________。

提示：冷却至室温；偏大。容量瓶不能盛放过热液体，溶解或者稀释后应待冷却至室温后再移液，否则会导致溶液的体积偏小，溶液的浓度偏大。

(4)定容时，若仰视则会使最终结果________；在定容过程中的正确操作应该是____________________________________________________________________

___________________________________________________________________。

提示：偏小；向容量瓶中加水至距离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。定容时必须使溶液凹液面与刻度线相切，若仰视刻度线会导致溶液的体积偏大，溶液的浓度偏小；在定容过程中的正确操作应该是向容量瓶中加水至距离刻度线1～2 cm时，改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。

(三)依据问题，建立假设进行探究(原子结构)

原子的结构是联系宏观物质与微观微粒的桥梁。可以依据对原子结构探究得出的结论，解释化学中的实际问题。

(1)Mg原子最外层电子数为________，反应中容易________个电子而显________价；F原子最外层电子数为________，反应中容易________个电子而显________价。在上述过程中，F原子和Mg原子通过________都形成了8电子稳定结构。

提示：2；失去2；＋2；7；得到1；－1；得、失电子。

(2)H、H、H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。

提示：核素；同位素。

(3)H、H、H的化学性质是否相同？为什么？

提示：相同，因为这三种原子的最外层电子数相同，都为1。

(4)现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。对于X，按下列要求各举一例(要求：分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)。

①Z、n、b相同而A不同：_____________________________________________；

②A、n、b相同而Z不同：______________________________________________；

③A、Z、b相同而n不同：______________________________________________；

④Z、n、A相同而b不同：______________________________________________。

提示：①H、H(或C、C)　②C、N

③Fe2＋、Fe3＋　④O2、O3

1．(2021·南通高一检测)下列有关物质检验的操作、现象及结论均正确的是(　　)

【解析】选D。A项，向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，生成的白色沉淀可能是BaSO4，也可能是AgCl，错误；B项，向某溶液中加入硝酸银溶液，生成的白色沉淀可能为AgCl、Ag2SO4等，错误；C项，向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水变浑浊，则溶液中可能含有CO、HCO等，错误；D项，丁达尔效应是胶体具有的性质，鸡蛋白溶液能产生丁达尔效应，说明鸡蛋白溶液属于胶体，正确。

2．某兴趣小组在课外活动中对某溶液进行了多次检测，其中的三次检测结果如表所示，请回答下列问题：

(1)三次检测结果中，第________次的结果肯定不正确。

(2)在检测时，为了确定溶液中是否存在SO、CO和Cl－，该小组的学生进行了如表所示的实验，请仔细分析实验，将表格补充完整：

 (3)在上述实验的第一步中，能否将硝酸改为稀盐酸？________(填“能”或“不能”)，如果填“能”，则不用说理由；如果填“不能”，则说明理由_________________

_______________________________________________________。

【解析】(1)因BaCl2＋Na2CO3=== BaCO3↓＋2NaCl，所以CO和Ba2＋在同一溶液中不共存，三次检测中，第二次检测结果肯定不正确。(2)用三种试剂将三种离子检验出来，每加一种试剂能够检验出一种离子，此时要注意每加入一种试剂只能与一种离子结合，检验氯离子可以使用银离子，检验硫酸根离子可以使用钡离子，检验碳酸根离子可以使用氢离子，而碳酸根离子和硫酸根离子都可以与钡离子结合成沉淀，所以需先检验碳酸根离子，此时可以加入稀硝酸，其次检验硫酸根离子，离子反应方程式为2H＋＋CO===CO2↑＋H2O，此时加过量的硝酸钡溶液，检验并除去硫酸根离子，离子反应方程式为Ba2＋＋SO===BaSO4↓，最后检验氯离子，可以加入硝酸银。(3)不能加入盐酸，若加入盐酸，则引入Cl－。

答案：(1)二　(2)①CO　②2H＋＋CO===CO2↑＋H2O　③Ba(NO3)2　④K2SO4(Na2SO4)＋Ba(NO3)2===BaSO4↓＋2KNO3(NaNO3)　⑤AgNO3　⑥Cl－　(3)不能　若加入盐酸，则引入Cl－

3．(2021·泰州高一检测)用废铜屑生产硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的流程如下：

(1) “溶解”时需要加热，但温度不宜过高，原因是____________________________

___________________________________________________________________。

(2) “系列操作”包括：除杂、__________、__________、过滤、洗涤等。 “洗涤”时为减少晶体损失，最好选用__________(填序号)。

a．热水　　　b．冰水　　　c．95%的酒精溶液

(3)测定胆矾中含有结晶水数目的实验方案：称取一定质量的固体样品，通过加热至恒重后冷却，称量剩余固体质量，计算。

①下列仪器中，在灼烧固体样品时必须用到的是__________________(填名称)。

②实验中需加热至恒重的目的是_______________________________________。

【解析】(1)溶解过程中加入了H2O2，由于H2O2受热易分解，所以温度不宜过高。

(2)从溶液中获得晶体的方法为蒸发浓缩、冷却结晶。用酒精溶液洗涤，可以减少晶体的溶解损失，同时还易干燥。

(3)①灼烧固体应在坩埚中。②若固体加热至恒重，则表明结晶水已完全失去。

答案：(1)温度过高过氧化氢易分解

(2)蒸发浓缩　冷却结晶　c

(3)①坩埚、泥三角　②保证结晶水失水完全