2024-2024学年化学人教版必修第二册课件研究与实践

研究与实践:测定雨水的pH2021/10/10星期日1(针对教材P17“研究与实践”)【材料阅读】材料一、酸雨的由来1872年英国科学家史密斯分析了伦敦市雨水成分,发现它呈酸性,且农村雨水中含碳酸铵,酸性不大;郊区雨水中含硫酸铵,略呈酸性;市区雨水含硫酸或酸性的硫酸盐,呈酸性,于是史密斯首先在他的著作《空气和降雨:化学气候学的开端》中提出“酸雨”这一专有名词。它认为大气中二氧化碳饱和时,略呈酸性,pH为5.6,被大气中存在的酸性气体污染,pH小于5.6的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水,称为酸雨。2021/10/10星期日2材料二、引起酸雨的因素大量的环境监测资料表明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的雨水正在变酸,如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,给人类带来的危害也将与日俱增,现已确认,大气中的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质。美国测定的酸雨成分中,硫酸占60%,硝酸占32%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧,它们在空气中氧化剂的作用下形成溶解于雨水的各种酸。据统计,全球每年排放进大气的二氧化硫约1亿吨,二氧化氮约5000万吨,所以,酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。2021/10/10星期日3【思考提升】1.如何收集雨水并测定雨水的pH?提示:(1)将收集雨水的器材放置在露天处,防止雨水收集器在收集雨水时打翻。(2)每隔10分钟收集一次,以减少实验误差。(3)用玻璃棒蘸一下雨水,滴在pH试纸上,待试纸变色后,再与标准比色卡比较来确定雨水的pH。(4)反复试验,尽量减少实验误差。(5)综合数据,取平均值。2021/10/10星期日42.收集雨水时,应该注意什么问题?提示:(1)收集雨水,应该采取“多地点,多角度,长期连续测定”的方法。(2)采集雨水样品一定要找好具有代表性的不同的地方。(3)根据实际的情况,尽可能收集一些不同高度的样品。(4)收集雨水使用的容器一定禁止使用铁制品,可以采用陶瓷制品。2021/10/10星期日5【迁移应用】1.甲、乙两同学测定某次雨水的pH,并判断某次雨水是否为酸雨。甲同学取pH试纸用蒸馏水润湿后置于表面皿上,取雨水少量并滴几滴雨水到pH试纸上,待试纸变色后,与标准比色卡对照,测得pH为6。由此,甲同学得出这次雨水不是酸雨的结论。乙同学用烧杯取雨水少许,用pH试纸正确测定该雨水的pH,测得pH为5。露置于教室中一段时间后,再测得pH为4。请回答下列问题:2021/10/10星期日6(1)甲、乙两同学上述化学研究性学习思路的可取之处是

__。

(2)你认为甲同学的结论是否合理并说明你的理由______________________________________

。

(3)请你解释乙同学的实验中先测得pH为5,露置于教室中一段时间后,再测得pH为4的原因________________(用化学方程式并结合文字说明)。

(4)酸雨形成的原因与下列哪些气体有关____(填代号)。

A.CO2

B.SO2

C.CO

D.NO22021/10/10星期日7【解析】(1)甲、乙两同学都是通过实验的方法来解决化学问题的。(2)甲同学的结论不合理,因为甲同学测定雨水的pH前将pH试纸用蒸馏水润湿,相当于将雨水进行稀释。(3)亚硫酸容易被氧化,生成H2SO4是强酸使酸性增强。(4)SO2、NO2是酸雨形成的原因。2021/10/10星期日8答案:(1)通过实验的方法来解决化学问题(2)结论不合理,甲同学测定雨水的pH前将pH试纸用蒸馏水润湿,相当于将雨水进行稀释(3)2H2SO3+O2====2H2SO4,生成H2SO4是强酸使酸性增强(4)BD2021/10/10星期日92.2019年某省部分地区监测到的雨水平均pH如表。请回答下列问题:城市ABCDEFG雨水平均pH4.474.84.546.374.864.834.582021/10/10星期日10(1)上表列举的7个地区中,没有酸雨污染的地区是______;

(2)若酸雨的主要成分为H2SO4和HNO3,请写出下列化学方程式:含H2SO4的酸雨腐蚀七星岩的石灰石____________;

含HNO3的酸雨与撒在田地里的熟石灰反应________。

2021/10/10星期日11【解析】(1)城市D的雨水的pH是6.37,大于5.6,没有受到酸雨污染;(2)含H2SO4的酸雨腐蚀七星岩中的石灰石的化学方程式为H2SO4+CaCO3====CaSO4+CO2↑+H2O;含HNO3的酸雨与撒在田地里的熟石灰反应的化学方程式为2HNO3+Ca(OH)2====Ca(NO3)2+2H2O。答案:(1)D(2)H2SO4+CaCO3====CaSO4+CO2↑+H2O2HNO3+Ca(OH)2====Ca(NO3)2+2H2O2021/10/10星期日12

研究与实践:豆腐的制作(针对教材P115“研究与实践”)2021/10/10星期日13【材料阅读】

材料一:豆腐的传统制作过程2021/10/10星期日141.原料处理。取黄豆去壳筛净,洗净后放进水缸内浸泡,冬天浸泡4～5小时,夏天2.5～3小时。2.磨豆滤渣。黄豆浸好后,捞出,按每千克黄豆6千克水比例磨浆,用袋子(豆腐布缝制成)将磨出的浆液装好,捏紧袋口,用力将豆浆挤压出来。3.煮浆点兑。把榨出的生浆倒入锅内煮沸,不必盖锅盖,边煮边撇去面上的泡沫。火要大,但不能太猛,防止豆浆沸后溢出。豆浆煮到温度达90～110℃时即可。温度不够或时间太长,都影响豆浆质量。把盐卤冲入刚从锅内舀出的豆浆里、用勺子轻轻搅匀,数分钟后,豆浆凝结成豆腐花。2021/10/10星期日154.制水豆腐。豆腐花凝结约15分钟内,用勺子轻轻舀进已铺好包布的木托盆(或其他容器)里,盛满后,用包布将豆腐花包起,盖上板,压10～20分钟,即成水豆腐。5.制豆腐干。将豆腐花舀进木托盆里,用布包好,盖上木板,堆上石头,压尽水分,即成豆腐干。一般10千克黄豆可制25千克豆腐干。2021/10/10星期日16

材料二:豆腐制作的化学原理黄豆里的蛋白质团粒被水簇拥着不停地运动,聚不到一块儿,形成了“胶体”。要使胶体变成豆腐,必须点卤。点卤用盐卤或石膏,盐卤主要含氯化镁,石膏是硫酸钙,它们能使分散的蛋白质团粒很快地聚集到一块儿,成了白花花的豆腐脑。再挤出水分,豆腐脑就变成了豆腐。豆腐、豆腐脑就是凝聚的豆类蛋白质。加盐卤制豆腐是一个聚沉的过程,是由于正负电荷中和导致浊液内粒子稳定性下降,严格意义上来说不是化学反应。蛋白质溶液溶质分子太大(介于1～100nm),形成胶体溶液(液溶胶)。当加入电解质(及溶液)等物质时由于胶粒带电与电解质离子相互吸引发生凝聚。当凝聚的颗粒足够大时胶粒就从溶液里聚沉出来。豆腐就是豆浆(蛋白质胶体溶液)的聚沉产物。2021/10/10星期日17【思考提升】1.豆浆属于胶体,怎样进行简单实验加以验证?提示:用激光笔照射豆浆,能看到丁达尔效应,说明豆浆是胶体。2.盐析一般是指溶液中加入无机盐类而使某种物质溶解度降低而析出的过程,如加浓(NH4)2SO4溶液使蛋白质凝聚的过程。制作豆腐的过程中加入盐卤使豆浆中的蛋白质析出,是蛋白质的盐析还是蛋白质的变性?提示:制作豆腐的过程中加入盐卤(主要含氯化镁)使豆浆中的蛋白质析出是蛋白质的盐析。蛋白质变性时加入的是重金属盐,如铜盐、钡盐等。2021/10/10星期日18【迁移应用】1.淮南豆腐制作工艺驰名中外,下列手工制作豆腐的步骤中发生化学变化的是(

)A.磨浆B.滤渣C.煮浆D.成形【解析】选C。磨浆没有新物质生成,属于物理变化,A项错误;滤渣没有新物质生成,属于物理变化,B项错误;煮浆,蛋白质发生变性,属于化学变化,C项正确;成形没有新物质生成,属于物理变化,D项错误。2021/10/10星期日192.菠菜营养丰富,素有“蔬菜之王”的美称。民间流传:菠菜豆腐同食,易得结石。某化学兴趣小组对“菠菜豆腐是否能同食”等问题进行了探究。【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等,豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐。②人体结石的主要成分:草酸钙(CaC2O4)。③醋酸不与草酸钙反应,但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。【提出猜想】“菠菜豆腐不能同食”的原因可能是____________________。

2021/10/10星期日20【探究】菠菜中部分成分分析(1)步骤③中加入足量的CaCl2溶液的目的是___________。

(2)已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,醋酸的化学式用HAc表示,写出步骤④的化学反应方程式____________________。沉淀A、B的质量关系:m(A)________m(B)(填“>”“<”或“=”)。

2021/10/10星期日21(3)白色沉淀B的化学式为________________,由此可见菠菜豆腐不能同食。以下饮食观点正确的是____(填字母)。

A.禁吃菠菜B.高钙牛奶可与菠菜同食C.菠菜烹饪时可用开水烫,可降低草酸盐含量2021/10/10星期日22【解析】从资料中的信息易知,菠菜与豆腐不能同食的原因是菠菜中的草酸盐与豆腐中的钙盐发生反应生成难溶性的草酸钙,从而形成结石;步骤③向溶液M中加入足量的CaCl2溶液的目的是将溶液M中的碳酸盐和草酸盐全部转化为碳酸钙和草酸钙沉淀,其中碳酸钙能与醋酸反应生二氧化碳气体,而草酸钙不与醋酸反应,因此沉淀A(即碳酸钙和草酸钙)的质量比沉淀B(即草酸钙)的质量大;为了降低菠菜中草酸盐的含量,菠菜烹饪时最好用开水烫2～3min。答案:【提出猜想】菠菜中的草酸盐与豆腐中的钙盐发生反应生成难溶性草酸钙,形成结石2021/10/10星期日23【探究】(1)将溶液M中的碳酸盐和草酸盐全部转化为沉淀(2)CaCO3+2HAc====Ca(Ac)2+CO2↑+H2O

>(3)CaC2O4

C2021/10/10星期日24研究与实践:了解车用能源

(针对教材P40“研究与实践”)2021/10/10星期日25【材料阅读】

材料一汽车燃料的发展历史汽车燃料的发展随着能源时代而变迁,可以分为3个阶段,从燃油汽车→替代燃料汽车(燃气汽车、掺混燃料汽车、两用燃料汽车、双燃料汽车、电动汽车)→燃料电池汽车。

1.燃油汽车阶段。以汽油和柴油为发动机的驱动力,燃料能耗高,汽车尾气排放有氮氧化物、含硫化合物和二氧化碳等,是造成城市雾霾的主要原因之一。2021/10/10星期日262.替代燃料汽车阶段。使用替代车用汽油和柴油的汽车。这种替代燃料汽车分为5种类型:燃气汽车、掺混燃料汽车、两用燃料汽车、双燃料汽车、电动汽车。

3.燃料电池汽车阶段。将车载燃料电池所产生的电力用作动力的汽车。燃料电池直接将化学能转化为电能而不经过热能这一中间环节,因而效率高。2021/10/10星期日27

材料二汽车常见燃料燃烧产物及热值氢气、甲烷(CH4)、辛烷(汽油的主要成分,化学式为C8H18)、乙醇(C2H5OH)均可作为汽车的燃料,燃烧的化学方程式分别为2H2+O2

2H2OCH4+2O2

CO2+2H2O2C8H18+25O2

16CO2+18H2OC2H5OH+3O2

2CO2+3H2O,点燃====点燃====点燃====点燃====2021/10/10星期日281千克氢气、甲烷(CH4)、辛烷(C8H18)、乙醇(C2H5OH)完全燃烧放出热量分别为142500kJ、55643.74kJ、46100kJ、30200kJ。2021/10/10星期日29

材料三汽车发展史

1769年,法国人N·J·居纽制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮汽车,其能量转换方式为化学能(物质燃烧)→内能(蒸汽)→机械能(车轮运动);整个蒸汽机装置既笨重又庞大,热效率难以提高,工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,限制了功率的提高,燃料燃烧时对环境造成较大污染。2021/10/10星期日30

德国人卡尔·本茨于1885年10月研制成功了世界第一辆内燃机汽车,从能量转化的角度来看,内燃机是把内能转化为机械能的机器,内燃机的效率不高,主要原因是它在工作过程中,汽车尾气带走了许多内能,形成能量的损耗。且燃料燃烧时排放的尾气对空气造成较大污染。随着科技水平的发展,2013年2月份,世界第一辆量产版氢燃料电池车现代ix35FCV正式下线。氢燃料电池是最环保的汽车,可完全实现零排放,加上加氢时间短,续航长,它极有可能是未来汽车发展的主要途径。2021/10/10星期日31【思考提升】1.根据材料二,如果使用内燃机汽车,你认为选择哪种燃料较好?为什么?提示:氢气。氢气用作汽车燃料有三个优点:(1)氢气燃烧后的产物是水,不会造成环境污染;(2)可循环使用:地球70%被海洋覆盖,以水为原料制取氢气用之不竭。(3)热值高:等质量氢气燃烧产生的能量远高于甲烷、辛烷、乙醇等其他燃料。2021/10/10星期日322.氢气用作汽车燃料存在哪些不足?最理想的制氢方法是什么?提示:目前制造氢气的成本太高,且氢气不容易储存和运输,也是需要解决的难题。寻找合适的光分解催化剂,利用太阳能分解水制氢气是最理想的制氢方法。2021/10/10星期日333.从能量转化利用及环保的角度,分析从蒸汽机汽车到内燃机汽车再到燃料电池汽车,车用能源出现了什么进步?提示:从燃料的能量利用率来看,燃料电池汽车远高于内燃机汽车与蒸汽机汽车;从环保角度来看,燃料电池汽车能实现零污染或超低污染排放,而其他两种汽车排放的气体会严重污染空气。车用能源的发展向着无污染、效率高的方向发展。2021/10/10星期日34【迁移应用】被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池,在汽车工业中有着长远的发展前景。燃料电池汽车采用的燃料是装在特别的高压储罐中的液氢,“吃氢排水”。如图为氢氧燃料电池的结构示意图,电解质溶液为KOH溶液,电极材料为疏松多孔的石墨棒。当氧气和氢气分别连续不断地从正、负两极通入燃料电池时,便可在闭合回路中不断地产生电流。2021/10/10星期日352021/10/10星期日36试回答下列问题:(1)该电池工作时,是否产生蓝色的火焰?提示:燃料电池工作时燃料和氧化剂并不直接接触,所以不会产生火焰。(2)电池工作时,电子由____极流向____极。

提示:负正。所有电池工作时,电子都是从负极移向正极。2021/10/10星期日37(3)燃料电池的优点是________________;电解质溶液中的OH-移向________(填“负”或“正”)极。

提示:能量利用率高,绿色无污染负。因为是氧气和氢气的燃料电池,产物为水,并且氧气和氢气的燃烧放出的热量高,所以燃料电池的优点是能量利用率高,绿色无污染。根据原电池工作原理,在电解质溶液中,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。2021/10/10星期日38(4)写出氢氧燃料电池工作时正极反应式:__________________________。

提示:2H2O+O2+4e-====4OH-。正极上是氧气得电子和水生成氢氧根离子,发生还原反应,所以电极反应式为2H2O+O2+4e-====4OH-。2021/10/10星期日39研究与实践:了解食品中的有机化合物(针对教材P89“研究与实践”)2021/10/10星期日40【材料阅读】材料一、牛奶的食品包装袋2021/10/10星期日41材料二、反式脂肪反式脂肪是一大类含有反式双键的脂肪酸的简称。反式脂肪酸是一类对健康不利的不饱和脂肪酸,天然脂肪中有少量存在。除油脂氢化是反式脂肪酸的主要来源外,油脂在进行精炼脱臭过程中,因高温处理会使反式脂肪酸含量增加。烹调时习惯将油加热到冒烟及反复煎炸食物,这些油中反式脂肪酸也会增加。日常生活中,含有反式脂肪酸的食品很多,诸如蛋糕、糕点、饼干、面包、印度抛饼、沙拉酱、炸薯条、炸薯片、爆米花、巧克力、冰淇淋、蛋黄派……凡是松软香甜、口味独特的含油(植物奶油、人造黄油等)食品,基本都含有反式脂肪酸。反式脂肪酸没有列在现行的食品营养标签中,但有其他方法确定产品中是否含反式脂肪酸。最好的方法是看食品组分,如果一种食品标示使用转化脂肪,氢化棕榈油,人造植物黄油等等,那么这种产品含反式脂肪酸。2021/10/10星期日42材料三、饱和脂肪饱和脂肪是由饱和脂肪酸(SFA)和甘油形成的脂肪,饱和脂肪由于烷基结构规整,分子间作用力强,因而熔点较高,室温下呈固态。一般认为虽然饱和脂肪仍是必须摄取的,但较不饱和脂肪易使人发胖,过量的饱和脂肪酸也会造成心血管疾病风险。实验研究发现,进食大量饱和脂肪酸后肝脏的3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A(HMG-CoA)还原酶的活性增高,使胆固醇合成增加,容易导致动脉粥样硬化,冠状动脉疾病和中风等问题。

2021/10/10星期日43【思考提升】1.根据包装袋分析牛奶配料中的成分属于有机物的是什么?在食品中有什么作用?提示:生牛乳主要提供蛋白质,白砂糖、椰果、低聚果糖增加牛奶甜度,同时能提供能量,食品添加剂主要为了增加食品保质期。2021/10/10星期日442.阅读材料二和材料三思考过多食用蛋糕、糕点、饼干、炸薯片、爆米花、巧克力、冰淇淋等食品合适吗?你对家庭中做饭时油脂使用有何建议?提示:蛋糕、糕点、饼干、炸薯片、爆米花、巧克力、冰淇淋等食品中含有反式脂肪对人体健康不利,不能过多食用。家庭中做饭时应控制油脂的使用量,且尽量使用不饱和脂肪酸含量较高的植物油,如橄榄油等。

2021/10/10星期日45【迁移应用】1.有机化合物与人类生活密不可分,生活中的一些问题常涉及化学知识。(1)有下列几种食品:2021/10/10星期日46①花生油中所含人体所需的主要营养物质为__________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。

②吃饭时,咀嚼米饭一会儿后感觉有甜味,是因为淀粉发生了__________(填字母)反应。

A.分解B.水解C.裂解2021/10/10星期日47(2)在日常生活中,下列做法错误的是__________(填字母)。

A.用燃烧法鉴别毛织品和棉织品B.用纯碱洗涤锅盖上的油渍C.用闻气味的方法鉴别白酒和米醋D.用淀粉溶液鉴别加碘食盐和不含碘的食盐2021/10/10星期日48【解析】(1)①花生油属于油脂。②米饭里的主要营养物质是淀粉,淀粉在酶作用下发生水解得到有甜味的糖。(2)毛织品主要成分为蛋白质,灼烧有烧焦羽毛的气味,A项正确;油渍属于油脂,在碱性条件下可水解,B项正确;闻气味可鉴别白酒和米醋,C项正确;食盐中加入的是KI