本章核心素養(yǎng)聚焦第一章物質(zhì)及其變化一、宏觀辨識(shí)與微觀探析在學(xué)習(xí)本章知識(shí)的過(guò)程中，既能從宏觀的角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)的元素組成、性質(zhì)表現(xiàn)及其實(shí)際應(yīng)用；又能從微觀的角度了解物質(zhì)的構(gòu)成，預(yù)測(cè)或解釋物質(zhì)的性質(zhì)及其變化的實(shí)質(zhì)，促進(jìn)“宏觀辨識(shí)與微觀探析”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。知識(shí)要點(diǎn)宏觀辨識(shí)微觀探析物質(zhì)的組成與分類物質(zhì)由一種或多種元素組成構(gòu)成物質(zhì)的微粒有分子、原子、離子膠體的性質(zhì)不同于其他分散系膠體與其他分散系的本質(zhì)區(qū)別是分散質(zhì)粒子大小不同溶液中的離子反應(yīng)酸、堿、鹽在水溶液中的性質(zhì)酸、堿、鹽在水溶液中的電離及存在狀態(tài)離子反應(yīng)發(fā)生的條件(宏觀現(xiàn)象)離子濃度發(fā)生改變(反應(yīng)實(shí)質(zhì))氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念的識(shí)別與判斷氧化還原反應(yīng)的特征(化合價(jià)變化)與實(shí)質(zhì)(電子轉(zhuǎn)移)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證物質(zhì)的氧化性或還原性由核心元素化合價(jià)的升降預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的現(xiàn)象和出現(xiàn)的問(wèn)題用變化的實(shí)質(zhì)進(jìn)行分析解釋例1某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：編號(hào)ⅠⅡⅢ實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象沒(méi)有明顯變化，溶液仍為無(wú)色有沉淀生成，溶液為藍(lán)色有無(wú)色氣泡產(chǎn)生以下結(jié)論正確的是A.Ⅰ中無(wú)明顯變化，說(shuō)明兩溶液不反應(yīng)

B.Ⅱ中的白色沉淀為CuCl2C.Ⅲ中的離子方程式為2H＋＋Zn===Zn2＋＋H2↑D.Ⅲ中發(fā)生的反應(yīng)不是離子反應(yīng)√解析硫酸溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)沒(méi)有明顯現(xiàn)象，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氯化鋇溶液和硫酸銅溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化銅，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，反應(yīng)的離子方程式為Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，C項(xiàng)正確；有離子參與反應(yīng)，是離子反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。例2某學(xué)習(xí)小組以氫氧化鋇、水、硫酸為實(shí)驗(yàn)對(duì)象探究離子反應(yīng)發(fā)生的條件。實(shí)驗(yàn)1：向燒杯中依次加入下列試劑，記錄燈泡變化

①氫氧化鋇粉末：燈泡不亮②加入蒸餾水：燈泡變亮③逐滴滴加稀硫酸，燈泡變化如下：(1)氫氧化鋇與硫酸在溶液中能發(fā)生___(填字母)反應(yīng)。a.復(fù)分解反應(yīng)b.氧化還原反應(yīng)c.置換反應(yīng)a解析Ba(OH)2與H2SO4在溶液中能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水。(2)加水后，燈泡變亮的原因是氫氧化鋇發(fā)生了_____________。電離(或溶解)解析加H2O后，燈泡變亮的原因是Ba(OH)2發(fā)生了電離，電離出陰、陽(yáng)離子而導(dǎo)電。實(shí)驗(yàn)1：向燒杯中依次加入下列試劑，記錄燈泡變化

①氫氧化鋇粉末：燈泡不亮②加入蒸餾水：燈泡變亮③逐滴滴加稀硫酸，燈泡變化如下：(3)用離子方程式解釋過(guò)程Ⅰ中燈泡變暗的原因______________________________________________。BaSO4↓＋2H2O解析由于Ba(OH)2與H2SO4在溶液中能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和水，離子濃度降低，導(dǎo)電性減弱，反應(yīng)的離子方程式為Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋

===BaSO4↓＋2H2O。實(shí)驗(yàn)1：向燒杯中依次加入下列試劑，記錄燈泡變化

①氫氧化鋇粉末：燈泡不亮②加入蒸餾水：燈泡變亮③逐滴滴加稀硫酸，燈泡變化如下：(4)實(shí)驗(yàn)2：用硫酸鈉溶液替代稀硫酸，重復(fù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照。①硫酸鈉溶液中

的濃度與稀硫酸中

的濃度____(填“相等”或“不相等”)。解析作為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，Na2SO4溶液的濃度應(yīng)該與硫酸溶液的濃度相同。相等實(shí)驗(yàn)1：向燒杯中依次加入下列試劑，記錄燈泡變化

①氫氧化鋇粉末：燈泡不亮②加入蒸餾水：燈泡變亮③逐滴滴加稀硫酸，燈泡變化如下：②加入硫酸鈉溶液過(guò)程中燈泡不熄滅，原因是_______________________________________________________。反應(yīng)生成NaOH，易溶于水電離出Na＋和OH－，燈泡不熄滅解析由于反應(yīng)生成NaOH，易溶于水電離出Na＋和OH－，所以燈泡不熄滅。實(shí)驗(yàn)1：向燒杯中依次加入下列試劑，記錄燈泡變化

①氫氧化鋇粉末：燈泡不亮②加入蒸餾水：燈泡變亮③逐滴滴加稀硫酸，燈泡變化如下：思維啟迪“宏觀辨識(shí)與微觀探析”即宏觀與微觀相結(jié)合，能依據(jù)感覺(jué)到的宏觀實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(如本題中的燈泡變化)，從微觀的角度去揭示現(xiàn)象的本質(zhì)(如本題中發(fā)生的離子反應(yīng)，溶液中離子濃度的變化等)。例3

已知將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去?，F(xiàn)有一個(gè)氧化還原反應(yīng)的體系，共有KCl、Cl2、H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七種物質(zhì)。(1)該反應(yīng)中，化合價(jià)升高的反應(yīng)物是____，化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化的反應(yīng)物是______。解析將鹽酸滴入高錳酸鉀溶液中，產(chǎn)生黃綠色氣體，而溶液的紫紅色褪去，說(shuō)明高錳酸鉀能把Cl－氧化為氯氣，高錳酸根離子被還原為Mn2＋；根據(jù)得失電子守恒及原子守恒可得配平后的化學(xué)方程式為2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===2MnSO4＋6K2SO4＋5Cl2↑＋8H2O。由上述可知，該反應(yīng)中，KCl中氯元素的化合價(jià)升高，H2SO4中元素化合價(jià)沒(méi)有發(fā)生變化。KClH2SO4(2)寫出一個(gè)包含上述七種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)方程式(需配平)：_________________________________________________________。(3)上述反應(yīng)中，氧化劑是________，在反應(yīng)中______(填“得到”或“失去”)電子發(fā)生______反應(yīng)。解析高錳酸鉀中錳元素的化合價(jià)由＋7價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，為氧化劑。2KMnO4＋10KCl＋8H2SO4===6K2SO4＋2MnSO4＋5Cl2↑＋8H2OKMnO4得到還原(4)如果在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3，溶液又顯紫紅色。此現(xiàn)象說(shuō)明NaBiO3具有_________。寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________。(提示：NaBiO3為黃色或棕色粉末，不溶于冷水，在該反應(yīng)中轉(zhuǎn)化為Bi3＋)強(qiáng)氧化性5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O解析在反應(yīng)后的溶液中加入NaBiO3，溶液又顯紫紅色，說(shuō)明Mn2＋又被氧化為

，說(shuō)明NaBiO3具有強(qiáng)氧化性，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒，得該反應(yīng)的離子方程式為5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋===＋5Bi3＋＋5Na＋＋7H2O。思維啟迪二、變化觀念與平衡思想本章利用電離、離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等概念對(duì)常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類和分析說(shuō)明，特別是化學(xué)反應(yīng)的類別隨分類標(biāo)準(zhǔn)的不同而不同，電解質(zhì)在水溶液中發(fā)生電離，離子反應(yīng)引起溶液中離子濃度的改變，氧化還原反應(yīng)中元素的化合價(jià)發(fā)生變化、電子發(fā)生轉(zhuǎn)移等，都較好地體現(xiàn)了“變化觀念與平衡思想”中“變化觀念”的化學(xué)核心素養(yǎng)。例4過(guò)氧化氫(H2O2)中氧的化合價(jià)為－1價(jià)，其水溶液俗稱雙氧水，它具有氧化性，可用于醫(yī)療中的殺菌消毒。結(jié)合下列涉及H2O2的A～F反應(yīng)，回答相關(guān)問(wèn)題：A.Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2B.Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2OC.2H2O2===2H2O＋O2↑D.3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2OE.H2O2＋MnSO4===MnO2＋H2SO4F.H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(1)上述反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng)的是____(填字母，下同)。A解析反應(yīng)前后各元素化合價(jià)不變的化學(xué)反應(yīng)是非氧化還原反應(yīng)，A中各元素化合價(jià)均不變，所以是非氧化還原反應(yīng)，B、C、D、E、F各反應(yīng)都涉及元素化合價(jià)的變化，都是氧化還原反應(yīng)。A.Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2B.Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2OC.2H2O2===2H2O＋O2↑D.3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2OE.H2O2＋MnSO4===MnO2＋H2SO4F.H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(2)H2O2僅體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是___。解析B中過(guò)氧化氫中的氧元素化合價(jià)升高，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，只體現(xiàn)還原性。B解析C中H2O2中的O元素的化合價(jià)既升高又降低，H2O2既體現(xiàn)還原性又體現(xiàn)氧化性。A.Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2B.Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2OC.2H2O2===2H2O＋O2↑D.3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2OE.H2O2＋MnSO4===MnO2＋H2SO4F.H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(3)H2O2既體現(xiàn)氧化性又體現(xiàn)還原性的反應(yīng)是____。CA.Na2O2＋2HCl===2NaCl＋H2O2B.Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2OC.2H2O2===2H2O＋O2↑D.3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2OE.H2O2＋MnSO4===MnO2＋H2SO4F.H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(4)上述反應(yīng)說(shuō)明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由強(qiáng)到弱的順序是__________________。Ag2O>H2O2>K2CrO4解析反應(yīng)Ag2O＋H2O2===2Ag＋O2↑＋H2O中，氧化銀作氧化劑，H2O2作還原劑，則氧化性：Ag2O>H2O2。反應(yīng)3H2O2＋Cr2(SO4)3＋10KOH===2K2CrO4＋3K2SO4＋8H2O中，H2O2作氧化劑，K2CrO4為氧化產(chǎn)物，則氧化性：H2O2>K2CrO4。故氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)锳g2O>H2O2>K2CrO4。思維啟迪本題以醫(yī)用殺菌消毒劑過(guò)氧化氫(雙氧水)的系列反應(yīng)為載體，考查氧化還原反應(yīng)的相關(guān)概念，并根據(jù)氧化還原反應(yīng)比較物質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱。這類題目的解答方法是從元素的化合價(jià)“變化”入手，理清相關(guān)概念之間的關(guān)系。例5某一反應(yīng)體系有反應(yīng)物和生成物共五種物質(zhì)：O2、H2CrO4、Cr(OH)3、H2O、H2O2。已知該反應(yīng)中H2O2只發(fā)生如下過(guò)程：H2O2→O2。(1)該反應(yīng)中的還原劑是______。解析由H2O2→O2，可知氧元素的化合價(jià)升高，H2O2作還原劑。H2O2(2)該反應(yīng)中，發(fā)生還原反應(yīng)的過(guò)程是________→_________。H2CrO4Cr(OH)3解析所給物質(zhì)中H2CrO4中鉻元素的化合價(jià)降低，作氧化劑，發(fā)生還原反應(yīng)，則發(fā)生還原反應(yīng)的過(guò)程為H2CrO4―→Cr(OH)3。(3)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：__________________________________________。解析根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和質(zhì)量守恒，可得該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用雙線橋法標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目，可表示為：(4)已知I－、Fe2＋、SO2、Cl－、H2O2均有還原性，它們?cè)谒嵝匀芤褐羞€原性的強(qiáng)弱順序?yàn)椋篠O2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是_____(填字母)。A.2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋

＋4H＋B.I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HIC.H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2OD.2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2C解析在氧化還原反應(yīng)中，氧化性：氧化劑>氧化產(chǎn)物；還原性：還原劑>還原產(chǎn)物。已知還原性：SO2>I－>H2O2>Fe2＋>Cl－；A項(xiàng)，若反應(yīng)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋

＋4H＋可以發(fā)生，則還原性：SO2>Fe2＋，正確；B項(xiàng)，若反應(yīng)I2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HI可以發(fā)生，則還原性：SO2>I－，正確；C項(xiàng)，若反應(yīng)H2O2＋H2SO4===SO2↑＋O2↑＋2H2O可以發(fā)生，則還原性：H2O2>SO2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若反應(yīng)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2可以發(fā)生，則還原性：I－>Fe2＋，正確。三、證據(jù)推理與模型認(rèn)知在研究物質(zhì)的性質(zhì)及其變化時(shí)，要具有證據(jù)意識(shí)，即遵循科學(xué)依據(jù)提出可能的假設(shè)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)或分析推理進(jìn)行驗(yàn)證，建立觀點(diǎn)、結(jié)論和證據(jù)之間的邏輯關(guān)系，形成有序的認(rèn)知方法，建立相應(yīng)的思維模型并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”在本章的體現(xiàn)：根據(jù)物質(zhì)類別、元素化合價(jià)預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證；運(yùn)用化學(xué)流程或?qū)嶒?yàn)事實(shí)等推斷離子或物質(zhì)；相關(guān)知識(shí)應(yīng)用的思維模型，如離子方程式的書寫及其正誤判斷，離子在溶液中能否大量共存，氧化還原反應(yīng)相關(guān)概念的辨析，氧化還原反應(yīng)方程式的配平等。例6下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是A.用醋酸除去水垢：2H＋＋CaCO3===Ca2＋＋CO2↑＋H2OB.氧化亞鐵與稀鹽酸反應(yīng)：FeO＋2H＋===Fe3＋＋H2OC.向氫氧化鋇溶液中加入稀硫酸：Ba2＋＋OH－＋H＋＋

===BaSO4↓＋H2OD.實(shí)驗(yàn)室制CO2：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑解析

醋酸為弱電解質(zhì)，不能拆寫成離子的形式，A項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硫酸與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式中的H＋、OH－、H2O前面均需要配化學(xué)計(jì)量數(shù)2，C項(xiàng)錯(cuò)誤。√思維模型書寫化學(xué)方程式并配平→分析反應(yīng)物和產(chǎn)物是否易溶于水易電離→易溶于水易電離的物質(zhì)拆寫成離子形式→刪去不參加離子反應(yīng)的離子→比對(duì)題給的離子方程式→判斷正誤。例7某溶液的溶質(zhì)可能由下列離子組成：Cl－、

、H＋、Ba2＋、Na＋，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：(1)向溶液中加入過(guò)量的BaCl2溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，過(guò)濾。(2)向(1)中濾液里加入AgNO3溶液，有白色沉淀產(chǎn)生。(3)將(1)中沉淀加入稀鹽酸中，沉淀部分消失，有氣體產(chǎn)生。依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可以推斷，原溶液中一定含有_________________；一定沒(méi)有________；可能含有_____。H＋、Ba2＋Cl－思維模型例8有一包固體可能由硝酸銅、硫酸鈉、氯化鈉、碳酸氫鈉中的一種或幾種組成。為了探究該固體的組成，某化學(xué)小組設(shè)計(jì)并開(kāi)展如圖所示的實(shí)驗(yàn)：已知：①步驟Ⅰ中固體全部溶解，溶液呈藍(lán)色，且無(wú)氣泡產(chǎn)生。②步驟Ⅱ、Ⅲ中均可觀察到有白色沉淀生成。