|
基于证据推理的化学反应分析
高三化学备课组 授课时间9.21
一 学习目标
1.运用证据推理提升对于核心知识的理解力度；
2.借助证据推理提升信息素养的发展水平；
3.依靠证据推理培养探究与创新意识。
二 学习重难点
基于证据推理的方程式书写
三 学习过程
【课上导练】
1..按要求完成下列方程式。
(1)已知在酸性介质中FeSO4能将＋6价铬还原成＋3价铬。写出Cr2O与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式：________________________________________________。
(2)KMnO4氧化废水中Mn2＋生成MnO2的离子方程式为_________________________。
(3)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下：
Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为________________________________________。
【课堂导学】
活动一 直面问题 建立模型
例1（2020全国）苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，其反应原理简示如下：
+KMnO4→ + MnO2 +HCl→ +KCl
实验步骤：
(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。
(2)停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。
思考：1.加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的？
2.该步骤亦可用草酸在酸性条件下处理，请写出涉及的离子反应方程式？
活动二 实战体验 完善模型
例2（2020全国卷）据文献报道：Fe(CO)5催化某反应的一种反应机理如下图所示。下列叙述错误的是
A. OH-参与了该催化循环
B. 该反应可产生清洁燃料H2
C. 该反应可消耗温室气体CO2
D. 该催化循环中Fe的成键数目发生变化
例3（2020全国卷）CH4和CO2都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所示：
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，
则消耗的CH4和CO2体积比为_________。
例4（2020江苏）实验室由炼钢污泥（简称铁泥，主要成份为铁的氧化物）制备软磁性材料α−Fe2O3。其主要实验流程如下：
沉铁。将提纯后的FeSO4溶液与氨水−NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀。
① 生成FeCO3沉淀的离子方程式为 ；
【课堂导练】
2.(1)氢能是一种极具发展潜力的清洁能源，以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图1所示：
图1 图2
反应Ⅰ的化学方程式：____________________________________________________。
(2)地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
上图2表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系(部分副反应产物曲线略去)。请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
活动三 走出模型 拔高提升（选用）
例5(2017北京)某小组在验证反应“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的实验中检测到Fe3＋，发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，烧杯底部有黑色固体，溶液呈黄色。取上层清液，滴加KSCN溶液，溶液变红，同时发现有白色沉淀产生，且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关，对比实验记录如下：
(资料：Ag＋与SCN－生成白色沉淀AgSCN)
1.对Fe3＋产生的原因提出假设；
2.如何验证你的假设？
实验Ⅰ：向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉，搅拌后静置，不同时间取上层清液滴加KSCN溶液，3 min时溶液呈浅红色，30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ：装置如图，其中甲溶液是________，操作及现象是________________________。
3.根据实验现象，结合方程式推测实验ⅰ～ⅲ中Fe3＋浓度变化的原因：________________
活动四 自我总结 建构思维
|