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第四章 非金属及其化合物
第三节 氧、硫及其重要化合物
第一课时 《“见风使舵”的过氧化氢》导学案
【考情分析】
2016年全国卷 I
13.C 28(4)
2016年全国卷 Ⅱ
9.B 28.(5) 36
2016年全国卷 Ⅲ
26 36(3)
2016年武汉市部分学校起点考试
15(2) 16(1)、(2)
【学习目标】
1.知识与技能:了解过氧化氢的结构、物理性质及不稳定性;理解过氧化氢的氧化性和还原性;了解过氧化氢在生产和生活中的应用。
2.过程与方法:通过问题探究与交流讨论,培养自己的探究、交流、合作、反思、评价的意识,提高自己的观察能力、思维能力、分析与解决问题的能力。通过学习本节知识,形成举一反三,知识迁移的能力。
3.情感态度与价值观:以实验和视频为载体,激发自己学习化学的兴趣;通过对过氧化氢用途的了解,体会化学与生产、生活的密切联系,树立为人类发展而努力学习的责任感和使命感。
【重点难点】
1.学习重点:过氧化氢的氧化性和还原性
2.学习难点:涉及过氧化氢的陌生信息方程式的书写及分析方法
【问题导入】
观看大象的牙膏视频,引出问题:如果把燃着的蜡烛放进刚刚形成的大象的牙膏中,会发生什么样的现象?
A、火会烧的更旺 B、火会熄灭 C、产生爆炸现象
一、结构
化学式: 结构式: 电子式:
H、O原子的个数比为1:1,是既含 键又含 键的共价化合物(填“极性”或“非极性”),属于 分子(填“极性”或“非极性”)。
二、物理性质
纯的H2O2是淡蓝色的粘稠液体,能与水以任意比例互溶,水溶液为无色透明的液体。过氧化氢的水溶液俗称双氧水,市售试剂是约30% 的水溶液,消毒用的是3% 的H2O2水溶液。
思考:从结构的角度解释, H2O2能与水以任意比例互溶的主要原因。
。
三、化学性质
1、见催化剂分解
回顾旧知:在MnO2催化作用下H2O2分解,2H2O2 2H2O+O2↑。其实不光是MnO2,在FeCl3和CuSO4溶液中,H2O2同样会发生分解。
【回顾教材经典实验】人教版《化学》选修4 P23科学探究部分实验1 并观看视频
在两支试管中各加入2 mL 5% H2O2溶液,再向H2O2溶液中分别滴入0.1 mol·L¯1FeCl3和
CuSO4各1 mL ,摇匀,比较的H2O2分解速率。
加入试剂
0.1 mol·L¯1 FeCl3溶液
0.1 mol·L¯1 CuSO4溶液
产生气泡快慢
结论
对H2O2的催化效果FeCl3 CuSO4
2、见热分解
受热、光照也可以促使H2O2的分解速率加大,一般当加热到153℃时便猛烈地分解为H2O和O2。
思考:(1)H2O2应储存在什么环境中?
。
(2)在制备过氧化氢时通常采用 的方法,原因是 。
A、常压蒸馏 B、减压蒸馏
3、氧化还原反应
在H2O2中,氧为-1价,属于氧的中间价态,因此H2O2既有氧化性又有还原性。
(1)H2O2无论在酸性还是碱性溶液中都有较强氧化性;
请写出下列反应②中的化学方程式及③、④中涉及的离子方程式:
①用10%的双氧水漂白羽毛及丝织品;
②与还原性的氧化物反应:如SO2 ;
③与还原性的酸反应:如H2S ;
④与还原性的盐,如金属硫化物(S2-)、亚硫酸盐(SO)、亚铁盐(Fe2+)等反应;
________________________________ _;________________________________ _____;
________________________________ _。
【例1】过二硫酸(H2S2O8)可以看成过氧化氢的衍生物。H2O2中两个氢原子都被—SO3H取代后即为过二硫酸。其常见的盐有过K2S2O8和(NH4)2S2O8 ,它们也是强氧化剂,在酸性环境中可氧化Fe2+、Mn2+等离子。
请写出酸性环境中K2S2O8与Fe2+反应的离子方程式:_____________________________。
小结:_________________ ______ ________________________________ ______
_________________ ______ ________________________________ ______ 。
(2)H2O2还原性较弱,只有当与强氧化剂作用时,才能被氧化放出O2。如:酸性KMnO4溶液,酸性K2Cr2O7溶液、氯气等。请写出下列反应的离子方程式:
①与氧化性单质氯气反应 ;
②在酸性条件下与氧化性盐如KMnO4溶液等反应
________________________________ 。
4、弱酸性
H2O2是一种极弱的二元酸,电离方程式为: 。
能与某些金属氢氧化物反应,生成过氧化物和水。
例如:H2O2+Ba(OH)2=BaO2+2H2O。
四、用途
1、漂白棉织物、象牙、纸浆和羽毛等。
2、消毒杀菌。
3、高浓度的过氧化氢可用作火箭动力燃料(世界上第一枚导弹就是用双氧水和乙醇作燃料的)。
【揭开谜底】
演示实验:把燃着的蜡烛放进刚刚形成的大象的牙膏中
实验现象:
实验原理:
__________________________________________ ;
________________________________ ________。
【学以致用】
1.【高考题组编】下列有关说法H2O2的说法中错误的是( )
A.[2013.天津高考]Na2SO3与H2O2的反应为氧化还原反应
B.[2016.全国卷Ⅰ]氧元素的氢化物常温常压下为液态
C.[2015.天津高考]FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D.O3、H2O2都有漂白作用,但漂白原理相同
2.【2016年全国卷Ⅱ.28.(5)】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(5) 丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ____________________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是____________________________,生成沉淀的原因是 ____________________________________________________ (用平衡移动原理解释)。
3.【原创试题】过氧化氢(H2O2)在生活、医疗、化工生产、军事上都有广泛的应用,具有较强的氧化性、还原性、不稳定性和酸性。
请回答下列问题:
(1) H2O2的Ka1=2.0×10-12,Ka2≈1×10-25:
①写出H2O2的第一步电离方程式___________;
②从物质分类角度看,BaO2除了属于过氧化物外,还属于______;
③从结构角度看,Ka1≫Ka2的原因是_________________________。
(2)在硫酸介质中,用双氧水将黄铜矿(CuFeS2)氧化,测得有SO2-4生成。
①该反应的离子方程式为 ;
②该反应在25-50℃进行,实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值,简述原因 。
(3) H2O2用途广泛:
①医用双氧水(浓度≤3%)擦拭到创伤面进行消毒杀菌,利用了H2O2的_______性。
②H2O2可以除去废水中的游离氯,利用了H2O2的_______性,该法的优点是 。
③H2O2可把黑色的PbS转化为白色PbSO4,以修复变黑的古代油画,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
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