A.制取NH?

3.實(shí)驗(yàn)室制取并收集氨氣。下列裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?B)C.收集NH?D.吸收NH?B.

干燥NH?4.自然界中時(shí)刻存在著氮的轉(zhuǎn)化。實(shí)現(xiàn)氮按照一定方向轉(zhuǎn)化一直是科學(xué)領(lǐng)域研究的重要課題，如圖為N?分子在催化劑的作用下發(fā)

生的一系列轉(zhuǎn)化示意圖：下列敘述正確的是(D)A.N?→

NH?,NH?→

NO均屬于氮的固定B.催化劑a作用下氮原子發(fā)生了氧化反應(yīng)C.催化劑a、b表面均發(fā)生了極性共價(jià)鍵的斷裂D.使用催化劑a

、b均可

以提高單位時(shí)間內(nèi)生成物的產(chǎn)量完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用第一單元化石燃料與有機(jī)化合物煤、石油和天然氣等化石燃料是人們熟悉的物質(zhì)，也是提高生活水平、發(fā)展國(guó)民經(jīng)濟(jì)、加強(qiáng)國(guó)防建設(shè)的重要資源。從化石燃料中能獲得許多重要的有機(jī)化工原料。我國(guó)西部豐富的天然氣資源通過“西氣東輸”工程已在人們的日常生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用，也為西部大開發(fā)和

有效治理大氣污染創(chuàng)造了條件。根據(jù)近年的勘察，我國(guó)先后在渤海、黃海、東海和北部灣等海域發(fā)現(xiàn)了多個(gè)較大的油氣盆地。據(jù)《BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》統(tǒng)計(jì)，截至2016年底，我國(guó)石油的探明儲(chǔ)量已高達(dá)35億噸，但由于人口眾多，我國(guó)的人均石油擁

有量與世界平均水平之間仍存在著較大的差距。·

天然氣的利用甲烷天然氣往往在地層與煤、石油伴生，其主要成分是甲烷，它是最簡(jiǎn)單的

有機(jī)化合物。在我國(guó)南海和東海的

海底已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了儲(chǔ)量較大的天然氣

的水合物，并在南海成功進(jìn)行了試

開采。這種水合物外形似冰，被人

們稱為“可燃冰”。

“可燃冰”的

發(fā)現(xiàn)與開采，將在一定程度上協(xié)助

我們緩解目前面臨的能源緊缺問題?！翱扇急钡娜紵淄槭且环N無色、無味、難溶于水的氣體，熔點(diǎn)為-182.5C°,沸點(diǎn)為-164C,密度比空氣小。碳原子的最外層有4個(gè)電子，可以和其他原子形成4對(duì)共用電

子對(duì)。甲烷分子中碳原子最外層的4個(gè)電子分別與4個(gè)氫原子的電子形成4個(gè)C—H共價(jià)鍵，其分子式為CH?。甲烷的電子式甲烷的結(jié)構(gòu)式·

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)搭建甲烷的球棍模型觀察圖所示的碳原子與氫原子的空間位置關(guān)系，搭建甲烷分子的球棍模型，闡明甲烷分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。甲烷的球棍模型從上圖搭建的球棍模型可以看出，甲烷分子具有正四面體空間結(jié)構(gòu)。與甲烷類似，有機(jī)化合物分子都有著一定的空間結(jié)構(gòu)，這與有機(jī)物的性質(zhì)有著密切的關(guān)系。甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、KMnO?等物質(zhì)反應(yīng)。甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水。與許多氣體燃料相比，在相同的條件下，等體積甲烷燃燒釋放出較多的熱，且燃燒后的產(chǎn)物可直接參與大氣循環(huán)，所以甲烷是一種高效而潔凈的燃料。甲烷和氯氣的混合氣體在光照下發(fā)生反應(yīng)，瓶壁上有油狀液體生成物附著。這是因?yàn)榧淄楹吐葰庠诠庹諚l件下發(fā)生了下列反應(yīng)：在上述反應(yīng)中，甲烷分子里的4個(gè)氫原子逐步被氯原子取代，生成一系列甲烷的氯取代物，如一氯甲烷(CH?Cl,

常溫下呈氣態(tài))、二氯甲烷(CH?Cl?)、三氯甲烷(CHCl?)和四氯化碳(CCl?)等，后三種生成物在常溫下均為油狀液體。像這樣，有機(jī)化合物分子中的某種原子(或原子團(tuán))被另一種原子(或

原子團(tuán))所取代的反應(yīng)，叫作取代反應(yīng)。從石油煉制的產(chǎn)品中可以獲得一系列與甲烷結(jié)構(gòu)很相似的化合物，如乙烷(C?H?)、丙烷(C?H?)等，它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為CH?CH?、CH?CH?CH?

,

結(jié)構(gòu)式如下圖所示：乙烷和丙烷的結(jié)構(gòu)式這些有機(jī)化合物都由碳、氫兩種元素組成，我們稱之為碳?xì)浠衔?，又叫烴。在甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等分子中，碳原子都以碳碳單鍵相連，其余的價(jià)鍵均用于與氫原子結(jié)合，達(dá)到“飽和”,這一系列化合物被稱為烷烴。烷烴的分子組成可用通式C,H?n+2(n代表分子中碳原子的個(gè)數(shù))表示。分子中含1~10個(gè)碳原子的烷烴，按分子中碳原子的數(shù)目依次稱它們?yōu)榧淄?、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、已烷、庚烷、辛烷、壬烷和癸烷。如果分子中碳原子?shù)超過10個(gè)，就直接根據(jù)碳原子數(shù)稱之為某烷。例如，我們將C??H?稱為十六烷。我們把這些結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差1個(gè)或若干個(gè)

“CH?

”原

子團(tuán)的有機(jī)化合物互稱為同系物。·

石油煉制乙烯石油是一種重要的化石燃料，其組成元素主要是碳和氫，同時(shí)還含有少量的硫、氧、氮等元素。石油中含多種液態(tài)烴，并溶有少量的氣態(tài)和固態(tài)烴。通過煉制，我們可以從石油中獲得多種有機(jī)化合物，石油煉制與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系十分密切，無論工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸，還是國(guó)防建設(shè)都離不開石油產(chǎn)品。

分餾、催化裂化、裂解等都是煉制加工石油的常用手段。·觀察思索觀察實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油的實(shí)驗(yàn)，剖析有關(guān)操作和現(xiàn)象。在250mL

蒸留燒瓶中加入100

mL

石油和一些沸石(或碎瓷片),按圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別收集60~150C、150~300C°溫度

段

的餾分。1.觀察裝置中溫度計(jì)水銀球的位置，并剖析這樣放置的原因。2.觀察實(shí)驗(yàn)中冷凝管內(nèi)冷凝水的流向，并闡明這樣做的理由。3.結(jié)合下圖闡明石油分餾收集得到60~150C°、150~300C

溫

度段餾分的主要成分。分別取少量餾分點(diǎn)燃，觀察并比較燃燒的現(xiàn)象。蒸氣中冷凝的液體

石油氣沸點(diǎn)低于20℃的C?~C?碳?xì)浠衔铮Ｓ脕碇圃焖芰匣蜃?/p>

為燃料汽油

沸點(diǎn)為20～200℃的C?~C?2

碳?xì)浠衔?，常用作機(jī)動(dòng)車油、工

業(yè)溶劑煤油

沸點(diǎn)為175～275℃的C?2～C16

碳?xì)浠衔锊裼?/p>

沸點(diǎn)為250～400℃的C?5～C18

碳?xì)浠衔餄?rùn)滑油

沸點(diǎn)高于350℃的C16～C?0

碳?xì)浠衔?，常用作?rùn)滑劑重油

C??以上的碳?xì)浠衔镎魵饫^續(xù)上升液態(tài)蒸餾管原油及預(yù)

熱

蒸

氣石油分餾產(chǎn)品示意圖加熱石油時(shí)，沸點(diǎn)低的成分先汽化，經(jīng)冷凝后收集，沸點(diǎn)較高的成分隨后汽化、冷凝，這樣不斷操作，能使沸點(diǎn)不同的成分(餾分)逐步分離出來。這一過程在石油工業(yè)中是在分餾塔內(nèi)進(jìn)行的，稱為石油分餾。石油分餾得到的各種餾分都是混合物，各餾分含有沸點(diǎn)相近的若干種烴，各種烴分子中含有的碳、氫原子數(shù)各不相同。隨著餾分中烴分子含有的碳原子數(shù)增加，碳鏈增長(zhǎng)，相對(duì)分子質(zhì)量增大，它們的沸點(diǎn)也逐漸升高。為了提高石油分餾產(chǎn)品中低沸點(diǎn)的汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量，可以用石油分餾產(chǎn)品中沸點(diǎn)較高的餾分為原料，在加熱、加壓

和催化劑存在條件下，使相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂成相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。石油在這種加工煉制過程中發(fā)生催化裂化。例如，相對(duì)分子質(zhì)量較大的十六烷就可以被裂化為含8個(gè)碳原子的烷烴和烯烴。乙烯的物理性質(zhì)常溫下為無色、稍有氣味的氣體，比空氣輕，難溶于水。乙烯的化學(xué)性質(zhì)乙烯與氧氣的反應(yīng)：現(xiàn)象：火焰明亮，并伴有黑煙方程式：C?H?+30?

2CO?+2H?注：產(chǎn)生黑煙是因?yàn)橐蚁┲泻剂扛?，燃燒不充分。乙烯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)

論實(shí)驗(yàn)1酸性高錳酸鉀溶液褪色可與酸性高錳酸鉀反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2

溴的紅棕色很快褪去

乙烯可與溴反應(yīng)(1)乙烯與酸性高錳酸鉀的反應(yīng)。5C?H?+12KMnO?+18H?SO?=12MnSO?+10CO?+28H?O+6K?SO?乙烯能夠被氧化劑氧化。加成反應(yīng)：有機(jī)物分子中雙鍵(或三鍵)連接的碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)。(2)乙烯的加成反應(yīng)：如果想要獲得碳原子數(shù)更小的烴類(如乙烯),我們就需要對(duì)石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)中的長(zhǎng)鏈烴進(jìn)行裂解，以比裂化更高的溫度(700～800C,有時(shí)甚至高達(dá)1000C°以上),使這些長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯(CH?=CH?)、

丙烯(CH?—CH=CH?)等氣態(tài)短鏈烴?！?/p>

拓展視野汽油的辛烷值經(jīng)催化裂化得到的汽油，稱為裂化汽油，它就是汽油的基礎(chǔ)油，但這種基礎(chǔ)油抗爆性較差，無法直接使用。汽油的不完全燃燒造成發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)烈震動(dòng)，導(dǎo)致輸出功率下降、機(jī)件受損。若想提高裂化汽油的抗爆性，必須向其中加入抗爆性優(yōu)良的成分。早期使用

的抗爆劑是四乙基鉛，但由于其易造成環(huán)境污染，現(xiàn)已被淘汰，

改用甲基叔丁基醚(MTBE)等。為確定所使用的某種汽油在氣缸內(nèi)的抗爆震能力，常常選擇最理想的抗爆劑——異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)為參照標(biāo)準(zhǔn)，這就是通常所說的辛烷值，其值越高表示抗爆性越好。不同結(jié)構(gòu)的烴類，具有不同的抗爆震能力。異辛烷的抗爆性好，其辛烷值定為100。正庚烷的抗爆性差，其辛烷值定為0。其他的碳?xì)浠衔镆灿胁煌男镣橹担锌赡苄∮?(如正辛烷),也有可能大于100(如甲苯)。汽油辛烷值的測(cè)定是以異辛烷和正庚烷為標(biāo)準(zhǔn)燃料進(jìn)行的。調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)燃料組成的比例，使標(biāo)準(zhǔn)燃料產(chǎn)生的爆震強(qiáng)度與試樣相同，

此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷所占的體積分?jǐn)?shù)就是試樣的辛烷值。如某種標(biāo)號(hào)的汽油與含異辛烷90%、正庚烷10%的標(biāo)準(zhǔn)汽油具有相同的抗爆性，則該汽油的辛烷值為90。我們常用的93#汽油的辛烷值為93,就代表與含異辛烷93%、正庚烷7%的標(biāo)準(zhǔn)汽油具有相同的抗爆性，以此類推，97#汽油就是與含異辛烷97%、正庚烷3%的標(biāo)準(zhǔn)汽油抗爆性相同。石油裂解的化學(xué)過程比較復(fù)雜，生成的裂解氣也是成分復(fù)雜的混合氣體。經(jīng)過凈化和分離后，我們才能得到純度較高的乙烯、丙烯等基本有機(jī)化工原料。目前石油裂解已經(jīng)成為生產(chǎn)乙烯的主要方法。H×C:C×HH

H乙烯的電子式和結(jié)構(gòu)式HHH乙烯和乙烷都屬于烴類，但兩者的組成不同，分子中原子間的成鍵方式也有差異。乙烷分子中的化學(xué)鍵都是單鍵，乙烯分子中含有雙鍵和單鍵，乙烯中6個(gè)原子都在同一平面上。乙烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，乙烯相對(duì)比較活潑。乙烯能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，使酸性高錳酸鉀溶液褪色。乙烯和溴的四氯化碳溶液反應(yīng)時(shí)，乙烯分子雙鍵中的一個(gè)鍵

斷裂，兩個(gè)碳原子分別與一個(gè)溴原子結(jié)合，生成無色的1,2-二溴乙烷，可觀察到反應(yīng)液的橙紅色褪去。1,2-二溴乙烷乙烯C?H?H

H●

×

●

×H:C:C.H分子式電子式結(jié)構(gòu)式乙烷乙烯

乙烷結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH?=CH?

CH?

-CH?分子內(nèi)各原子

2個(gè)碳原子和4個(gè)氫

2個(gè)碳原子和6個(gè)氫原的相對(duì)位置

原子在同一平面上子不在同一平面上注意：乙烷的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，乙烯相對(duì)比較活潑。我

們把有機(jī)物分子中雙鍵(或三鍵)連接的碳原子與其他原子或原子團(tuán)直接結(jié)合生成新的化合物的反應(yīng)，叫作加成反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，乙烯在一定條件下還能與水、氫氣、鹵化氫(

用HX

表示，其中X代表鹵素原子)等發(fā)生加成反應(yīng)。烷烴是飽和的碳?xì)浠衔铩Ｌ荚铀Y(jié)合的氫原子數(shù)小于飽和烴里的氫原子數(shù)的碳?xì)浠衔飳儆诓伙柡蜔N。不飽和烴除了含有碳碳雙鍵的烯烴外，還有含碳碳三鍵的炔烴。乙炔是最簡(jiǎn)單的炔烴，分子式為C?H?,

乙炔分子中4個(gè)原子都在同一條直線上。乙炔的球棍模型和空間填充模型乙炔的加成反應(yīng)加成反應(yīng)是不飽和碳碳鍵所具有的特征反應(yīng)，乙炔也可以發(fā)生加成反應(yīng)。例如，乙炔與足量溴的四氯化碳溶液反應(yīng)，分子中碳碳三鍵

中有兩個(gè)鍵可以斷裂發(fā)生加成反應(yīng)，每個(gè)碳原子與兩個(gè)溴原子結(jié)合，

生成新的物質(zhì)。1,2-二溴乙烯·

拓展1,1,2,2-

四溴乙烷·

煤的綜合利用苯煤是由有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜混合物。

煤中含量最高的元素是碳，其次是氫和氧，另外還有少量的硫、磷、氮等元素。煤的氣化、液化和干餾是煤綜合利用的主要方法，利用這些加工手段可以從煤中獲得多種有機(jī)化合物。干餾使煤隔絕空氣加

強(qiáng)熱，使其分解

的過程煤焦炭、煤焦油、

焦?fàn)t煤氣等液化把煤轉(zhuǎn)化為液體

燃料的過程煤液體燃料(柴

油、汽油等)氣化把煤中的有體內(nèi)

物轉(zhuǎn)化為可燃性

氣體的過程煤氫氣、一氧化碳煤的綜

合利用原理原料產(chǎn)品汽油、煤油、柴油液態(tài)烴、甲醇、二甲醚等含氧有機(jī)物H?O(g)水煤氣苯、甲苯、二甲苯、酚類等氫氣、甲烷、乙烯等苯、甲苯、二甲苯等煤的綜合利用氣化液化煤干餾CO

、H?等液態(tài)烴焦炭煤焦油焦?fàn)t煤氣粗苯煤的氣化就是把煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。

在高溫下，煤和水蒸氣作用得到CO、H?

等氣體，可作為燃料或化工原料氣。煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。在高溫、催化劑存在條件下，煤和氫氣作用可以得到液體燃料，也可以獲得潔

凈的燃料油(汽油、煤油、柴油等)和化工原料。煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱，使其發(fā)生復(fù)雜的變化，得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t煤氣、粗苯和粗氨水等。從煤干餾得到的煤焦油、粗苯中均可分離出苯、甲苯和二甲苯等有機(jī)化合物，利用這些有機(jī)化合物可以制得染料、化肥、

農(nóng)藥、洗滌劑、溶劑和多種合成材料。從煤焦油中分離得到的苯是一種重要的化工原料。苯

的分子式是C?H?

,它是一種無色、有特殊氣味的液態(tài)烴。苯具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，有毒，使用苯時(shí)應(yīng)注意防護(hù)，并保持良好的通風(fēng)條件。我國(guó)的煉焦和煤化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)能巨大，傳統(tǒng)的煤干餾工藝能耗大，對(duì)環(huán)境有一定的影響。目前，煤焦工藝改造以清潔能源產(chǎn)業(yè)要求為目的，探索清潔高效的氣體燃燒技術(shù)和提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)污染氣體零排放和CO?氣體低排放，建構(gòu)清潔高效的煤干餾工藝過程。同時(shí)，新型煤化工將向煤炭—能源化工一

體化方向轉(zhuǎn)型，以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主，減輕燃煤造成的環(huán)境污染，降低對(duì)進(jìn)口石油的依賴，促進(jìn)煤化工

的綠色發(fā)展。苯的物理性質(zhì)：無色帶有特殊氣味的液體，比水輕，不溶于水，易揮發(fā)，蒸氣有毒，沸點(diǎn)80.1C,

熔點(diǎn)5C。實(shí)驗(yàn)證明，苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色，也不能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，

這闡明苯分子中不存在碳碳雙鍵，也不具有碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替出現(xiàn)的結(jié)

構(gòu)。研究表明，苯分子的碳碳鍵是一種

介于碳碳單鍵和碳碳雙鍵之間的特殊共

價(jià)鍵。苯分子中6個(gè)碳原子連接成平面正六邊形，每個(gè)碳原子分別結(jié)合1個(gè)氫原子，

分子中6個(gè)碳原子和6個(gè)氫原子完全等價(jià)。

人們稱苯的這種特殊結(jié)構(gòu)為苯環(huán)結(jié)構(gòu)。苯的空間填充模型苯具有可燃性，完全燃燒生成水和二氧化碳。苯在空氣中不易燃燒完全，燃燒時(shí)會(huì)有明亮的火焰，并伴有濃煙產(chǎn)生。在一定條件下，苯能發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，苯分子中的氫原子可被其他原子或原子團(tuán)所取代，生成一系列重要的有機(jī)化合物。

例如，苯能與濃硝酸在濃硫酸作催化劑和一定的溫度條件下發(fā)生取代反應(yīng)，生成硝基苯和水。苯紫紅色不褪

苯溴水

→上層橙黃色，下層幾乎無色苯與高酸性錳酸鉀和溴水的反應(yīng)：酸性高錳酸鉀苯的燃燒

：現(xiàn)

象

：產(chǎn)生明亮的火焰，并伴有濃煙反應(yīng)方程式點(diǎn)燃苯發(fā)生取代反應(yīng)得到一系列生成物，如氯苯、溴苯、苯磺酸(右圖),它們都是重要的有機(jī)化工原料，常被用來合成多種染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥和炸藥等。Cl氯苯—Br溴苯SO?H苯磺酸苯的取代產(chǎn)物·

拓展視野有機(jī)化合物分子中的基團(tuán)有機(jī)化合物分子失去一個(gè)原子或原子團(tuán)剩余的部分被稱為基團(tuán)。常見的基團(tuán)有甲基(—CH?)、

乙基(—C?H?)、

羥基(—OH)

等。如一氯甲烷(CH?CI)

分子可以看成是由甲基(—CH?)原子團(tuán)和氯原子結(jié)合而成的；硝基苯分子可以看成是由苯基(—C?H?)

原子團(tuán)

和硝基(—NO?)原子團(tuán)結(jié)合而形成的。完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用第二單元食品中的有機(jī)化合物有機(jī)化合物是生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，人類日常食物的主要成分大多是有機(jī)化合物，如我們熟知的葡萄糖、蔗糖、淀粉、

纖維素、油脂和蛋白質(zhì)等人體重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。人體攝入富含這些物質(zhì)的食物，它們?cè)隗w內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的變化，經(jīng)消化、吸收，轉(zhuǎn)化為能量，構(gòu)成人體的組織。人們還通過一定的加工手段從

各種農(nóng)作物或動(dòng)物體內(nèi)獲取淀粉、蔗糖、油脂和蛋白質(zhì)等，供

食用或作為工業(yè)原料?！?/p>

乙醇乙醇是由碳、氫、氧三種元素組成的有機(jī)化合物，分子式是C?H?

O。乙醇分子中含有羥基(—OH),其結(jié)構(gòu)式如下圖所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可表示

為C?

H?OH或C?

H?—OH。酒類飲料中含有濃度不等的乙醇，

醫(yī)

療上常用體積分?jǐn)?shù)為75%的乙醇溶液進(jìn)行消毒。乙醇的結(jié)構(gòu)式和空間填充模型·

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)乙醇的性質(zhì)[實(shí)驗(yàn)1]取一小塊鈉，用濾紙吸干鈉表面的煤油，并用小刀切去鈉的表層，然后

投入到盛有1~2mL無水乙醇的試管中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[實(shí)驗(yàn)2]向一支潔凈的小試管中加入3~4mL無水乙醇，將該試管浸入50C

左右的

熱水中。另取一根一端已經(jīng)卷曲好的銅絲，將銅絲在酒精燈上燒至紅熱狀態(tài)，迅速插入乙醇中，反復(fù)多次，觀察銅絲顏色的變化，并感受整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中乙

醇?xì)馕兜淖兓Ｒ掖嫉拇呋趸瘜?shí)驗(yàn)思索下列問題：1.實(shí)驗(yàn)1中金屬鈉與煤油、無水乙醇是否發(fā)生反應(yīng)?從實(shí)驗(yàn)中你能得到什么啟示?2.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2的過程中，銅絲的顏色先后發(fā)生什么變化?乙醇在實(shí)驗(yàn)中是被氧化還是被還原?綜合整個(gè)反應(yīng)過程，闡明銅絲所起的作用。H

H乙醇與水的分子結(jié)構(gòu)比較lmage乙醇在銅、銀等催化劑的作用下可以被氧氣氧化，生成具有特殊氣味的乙醛。乙醛的結(jié)HO

構(gòu)式為醛基結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH?CHO或

乙醛分子中含有乙醇分子中含有的羥基(—OH),乙醛分子中含有的醛基(—CHO),

這些基團(tuán)對(duì)乙醇、乙醛的性質(zhì)起著決定性作用，

這樣的基團(tuán)叫作官能團(tuán)。乙醛有較強(qiáng)的還原性。在適當(dāng)條件下，乙醛可以進(jìn)一步被氧氣氧化生成乙酸。·

生活導(dǎo)向甲醛的危害和去除甲醛是最簡(jiǎn)單的醛類化合物。

甲醛是一種無色、有刺激性氣味的氣體。甲醛的水溶液(俗稱福爾馬林)常用于種子的殺菌消毒和標(biāo)本

的防腐等。甲醛對(duì)人體有害，不能用甲醛溶液浸泡食品，也要注意防

止裝修材料中揮發(fā)出的甲醛氣體污染居室空氣。去除新居裝飾材料中的甲醛污染主要有“通風(fēng)”和

“吸附”兩種方法。大葉面或香草類的植物、活性炭、甲醛清除劑等對(duì)去除室內(nèi)甲醛都有一定的效果?！?/p>

乙

酸食醋是一種生活中常見的調(diào)味品，食醋中含有3%~5%的乙酸。乙酸又稱

醋酸，純凈的乙酸在16.6C°以下呈冰狀固體，故又稱冰醋酸。乙酸的分子式是C?H?O?,結(jié)構(gòu)式如下圖所示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH?COOH或c

。乙酸分子中含有羧基(—COOH),羧基是乙酸的官能團(tuán)。乙酸的結(jié)構(gòu)式和空間填充模型[實(shí)驗(yàn)2]向一支試管中加入3mL

乙醇，然后邊振蕩試管，邊慢慢加入2mL98%的濃硫酸和2mL

冰醋酸，按圖所示連接好裝置。用酒精燈小心加熱試管3~5

min,產(chǎn)生的

蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上方。乙酸的性質(zhì)mL

稀醋酸溶液，分別滴加石蕊試液和碳酸鈉溶液?！せA(chǔ)實(shí)驗(yàn)[實(shí)驗(yàn)1]向兩支試管中各加入3乙酸在水溶液中可部分電離生成H+和CH3COO-,因而具有一定的酸

性，能使石蕊試液變紅。CH?COOH

一CH?COO-+H醋酸的酸性比碳酸強(qiáng)，能與碳酸鹽溶液反應(yīng)放出CO?氣體。2CH?COOH+Na?CO?→2CH?COONa+H?O+CO?↑實(shí)驗(yàn)表明，乙酸和乙醇在濃硫酸存在的條件下可以反應(yīng)生成有濃郁香味、不易溶于水的油狀液體——乙酸乙醋。乙酸乙酷是乙醇分子中的乙氧基(CH?CH?O—)

取代了乙酸分子中基上的基(—OH)

的生成物，即乙酸分子和乙醇分子反應(yīng)脫去一個(gè)水分子的產(chǎn)物。化學(xué)方程式可表示為：CH?COOH+

CH?CH?OH我們把這種醇和某些酸作用生成酯和水的反應(yīng)叫作酯化反應(yīng)?！?/p>

酯油脂許多水果、花卉有芳香氣味，這些芳香氣味是水果、花卉中含有的有機(jī)化合物—酯的氣味。乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成的乙酸乙酯就是一種酯。酯類物質(zhì)含有酯基。乙酸乙酯在酸或堿存在的條件下能與水發(fā)生水解反應(yīng)，生成乙醇和乙酸(或乙酸鹽)。酯基的結(jié)構(gòu)植物油、動(dòng)物脂肪的主要成分是油脂。油脂屬于高級(jí)脂肪酸甘油酯，即把它看成是高級(jí)脂肪酸(RCOOH,R表示烴基，其中的碳原子數(shù)一般多達(dá)十幾個(gè))和甘油(丙三醇)發(fā)生酯化反應(yīng)的產(chǎn)物。油脂是熱值最高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

花生油、豆油或菜籽油是從植物果實(shí)中榨取出來的，通常呈液態(tài)，牛油、羊油是動(dòng)物體內(nèi)含有的脂肪，通常

呈固態(tài)。油脂也是一種重要的工業(yè)原料，可以用來制造肥皂和油漆等?！?/p>

實(shí)驗(yàn)探尋通過下列實(shí)驗(yàn)知曉怎樣從油脂制得肥皂。(1)在小燒杯中加入約5

g新鮮動(dòng)物脂肪(如牛油)和6mL95%的乙醇，

微熱使脂肪完全溶解。(2)在(1)的反應(yīng)液中加入6mL40%的氫氧化鈉溶液，邊攪拌，邊小

心加熱，直至反應(yīng)液變成黃棕色黏稠狀。用玻璃棒蘸取反應(yīng)液，滴

入裝有熱水的試管中，振蕩，若無油脂滴浮在液面上，闡明反應(yīng)液

中的油脂已完全反應(yīng)，否則要繼續(xù)加熱。(3)在(2)的反應(yīng)液中加入60mL

熱的飽和食鹽水，攪拌，觀察浮在液面上的固體物質(zhì)。用藥匙將固體物質(zhì)取出，用濾紙或紗布瀝干，擠壓成塊，觀察，并與日常使用的肥皂作比較。油脂的水解實(shí)驗(yàn)表明，油脂在酸或堿存在的條件下，可以加快發(fā)生水解反應(yīng)。將以硬脂酸甘油酯為主要成分的油脂和燒堿溶液混合加熱，水解生成的硬脂酸鈉就是肥皂的主要成分，所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)可表示為：油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)又叫皂化反應(yīng)。油脂水解的另一種產(chǎn)物——甘油是一種重要的工業(yè)原料。·拓寬視野

肥皂的去污作用硬脂酸鈉在水溶液中電離生成鈉離子和硬脂酸根離子(C??H?5COO-)。硬脂酸根離子由兩部分組成：

一部分[CH?(CH?)16—]與油脂的親和力大，是親油

基團(tuán)；另一部分(—COO-)

與水的親和力大，是親水基團(tuán)。將沾了油污的衣物擦

上肥皂搓洗時(shí)，硬脂酸根離子一頭“拉著油”,另一頭“拉著水”,將油污“拖下水”,從而將衣物洗凈。合成洗滌劑的分子也由親水基團(tuán)和親油基團(tuán)兩

部分組成，它的去污原理與肥皂相似。肥皂的去污作用示意圖加熱、攪拌、加入食鹽細(xì)粒，上層：肥皂

靜置分層下層：甘油等取上層物質(zhì)加松香、硅酸鈉等壓濾、干燥成型成品肥皂肥皂，甘油等混合液油脂與NaOH

溶液用蒸氣加熱攪拌肥皂的制?。浩饰鲆掖肌⒁宜?、乙醛、乙酸、乙酯的結(jié)構(gòu)，不難發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)可以看成是飽和烴中的氫原子被某些具有特殊結(jié)構(gòu)的官能團(tuán)取代后形成的。這些官能團(tuán)的存在，往往決定了有機(jī)化合物的性質(zhì)和特征反應(yīng)。·

學(xué)科提煉

有機(jī)化合物官能團(tuán)的特征反應(yīng)有機(jī)化合物中，官能團(tuán)決定該物質(zhì)的主要化學(xué)性質(zhì)和特征反應(yīng)。我們可以根據(jù)其特征反應(yīng)來鑒別物質(zhì)或預(yù)測(cè)物質(zhì)可能的性質(zhì)。有機(jī)物中的官能團(tuán)及特征反應(yīng)官能團(tuán)典型有機(jī)化合物特征反應(yīng)碳碳雙鍵乙烯加成反應(yīng)碳碳三鍵乙炔加成反應(yīng)羥基(一OH)乙醇取代反應(yīng)

催化氧化羧基(

—

COOH)乙酸酯化反應(yīng)酯基(

—

CO0一)乙酸乙酯水解反應(yīng)在化學(xué)研究中，可以通過儀器剖析方法獲得有關(guān)信息，確定有機(jī)化合物中所含的官能團(tuán)，從而解析該有機(jī)物可能的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)?！?/p>

糖類在人體所需的基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)中，除了脂肪以外，

糖類是另一種重

要的人體供能物質(zhì)。在有機(jī)化學(xué)中，葡萄糖、蔗糖、淀粉和纖維

素都屬于糖類。糖類的組成及其在自然界的存在見下表。常見糖類化合物的組成與存在物質(zhì)葡萄糖蔗糖淀粉纖維素組成C?H??O?C??H??O?(C?H??O?)相對(duì)分子質(zhì)量從

幾萬到幾十萬(C?H??Os)。相對(duì)分子質(zhì)量在

200萬以上在自然界

的存在葡萄汁、蜂蜜、

帶甜味的水果甘蔗、甜菜等

植物體內(nèi)植物種子和塊根、大米、小麥植物的細(xì)胞壁、

棉花、木材葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素的形態(tài)不同，在水中的溶解性也不同。

淀粉、纖維素沒有甜味，它們都是天然高分子化合物，組成與結(jié)構(gòu)比葡萄糖復(fù)雜得多。人們從食物中攝入淀粉，淀粉在淀粉酶的作用下發(fā)生復(fù)雜的變化，水解生成葡萄糖。葡萄糖在人體組織中發(fā)生緩慢氧化，放出熱，提供生命活動(dòng)所需要的能量。C?H??O?(s)+6O?(g)=6CO?(g)+6H?O(1)△H=-2803kJ·mol?1工業(yè)上可以用淀粉、纖維素為原料生產(chǎn)葡萄糖。·

實(shí)驗(yàn)探尋觀察下列實(shí)驗(yàn)，思索并回答有關(guān)問題。[實(shí)驗(yàn)1]觀察葡萄糖、蔗糖、淀粉(用可溶性淀粉作樣品)、纖維素(用脫脂棉作樣品)的顏色、狀態(tài)以及它們?cè)谒械娜芙庑?。常見糖類的顏色、狀態(tài)和水溶性顏色、狀態(tài)水溶性葡萄糖白色粉末易溶蔗糖無色晶體易溶淀粉白色粉末難溶纖維素白色粉末

難溶[實(shí)驗(yàn)2]在潔凈的試管中加入2mL2%的硝酸銀溶液，邊振蕩試管，邊滴加2%的稀氨水，直到析出的沉淀恰好溶解為止(制得澄清的銀氨溶液),再加入1L10%

的葡萄糖溶液，將試管在溫水浴里加熱3~5min,觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。熱水浴后，在試管壁上有光亮的銀鏡生成葡萄糖能與銀氨溶液在熱水浴條件下，反應(yīng)生成銀鏡論現(xiàn)

絡(luò)[實(shí)驗(yàn)3]在試管中加入2mL

10%的氫氧化鈉溶液，滴加4~5滴5%的硫酸銅溶液，得到含氫氧化鈉的氫氧化銅懸濁液。再加入2

mL

10%的葡萄糖溶液，加熱至沸騰，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：試管中生成了磚紅色沉淀

O結(jié)論：葡萄糖能與新制氫氧化銅在加熱條件下生成磚紅色Cu

?

O。[實(shí)驗(yàn)4]向兩支試管中分別加入4mL

淀粉溶液。①向一支試管中滴加碘水，觀察溶液顏色的變化。②向另一支試管中加入少量20%的硫酸溶液，加熱4~5min,待溶液冷卻后分裝在其他兩支試管中。向其中一支試管中滴加碘水；將另一支試管中的水解液用氫氧化

鈉溶液中和，然后加入新制的氫氧化銅堿性懸濁液，加熱至沸騰。用新制的氫氧化銅堿性懸液檢驗(yàn)葡萄糖加入稀硫酸的試管加熱后試管中的藍(lán)色褪去淀粉在酸性條件并加熱的條件下發(fā)生了水解反應(yīng)先有藍(lán)色的氫氧化銅沉淀生成，酒精燈加熱煮沸

后有紅色沉淀生成淀粉在酸的催化作用下，能發(fā)生水解②現(xiàn)象：結(jié)論：①現(xiàn)

象：結(jié)

論OO1.你認(rèn)為酸在淀粉水解中起到什么作用?酸是催化劑2.為什么檢驗(yàn)淀粉水解生成的葡萄糖時(shí)，要先用氫氧化鈉溶液中和水解混合液?因?yàn)閷?duì)淀粉水解的溶液是稀硫酸，會(huì)使水解溶液顯酸性，而新制氫氧化銅要在堿性環(huán)境內(nèi)發(fā)揮作用，所以要用氫氧化鈉溶液中和水解溶液，使其為堿性。葡萄糖可以與銀氨溶液反應(yīng)生成光亮的

“銀鏡”,也可以與新制的氫氧化銅堿性懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀，這兩個(gè)反應(yīng)均可用于檢驗(yàn)葡萄糖的存在。醫(yī)學(xué)上曾用類似的反應(yīng)來檢驗(yàn)病人尿液中葡萄糖的含量是否偏高。含淀粉的物質(zhì)可以用來釀酒，植物秸稈(主要成分是纖維素)可以用來制造工業(yè)用途的酒精。這是因?yàn)榈矸邸⒗w維素在一定條件下能夠水解成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶的作用下能轉(zhuǎn)化為酒精。葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的反應(yīng)可簡(jiǎn)略地表示為：產(chǎn)生的酒精在某些微生物的作用下能進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)得到醋酸。淀粉、纖維素(C?H??O?)n與酒化酶作用生成酒精：醋酸CH?COOH葡萄糖C?

H??O?乙醇C?

H?OH催化劑水解酒化酶分解微生物·蛋白質(zhì)和氨基酸蛋白質(zhì)是組成細(xì)胞的基礎(chǔ)物質(zhì)。動(dòng)物的肌肉、毛皮以及在

人體新陳代謝中起催化作用的酶、運(yùn)輸氧氣的血紅蛋白、引起疾病的細(xì)菌和病毒、抵抗疾病的抗體中都含有蛋白質(zhì)。一切重要的生命現(xiàn)象和生理機(jī)能都與蛋白質(zhì)密切相關(guān)，不同結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)發(fā)揮著不同的生理功能，可以說沒有蛋白

質(zhì)就沒有生命。OH血紅蛋白中血紅素的結(jié)構(gòu)組成蛋白質(zhì)的元素有碳、氫、氧、氮、硫等，蛋白質(zhì)是結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的高分子化合物，相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬到幾千萬不等。CH?H?CH?CCH?CH?CH?OH·

觀察思索觀察下列實(shí)驗(yàn)，思索并回答有關(guān)問題。[實(shí)驗(yàn)1]向雞蛋清溶液中分別加入飽和硫酸銨溶液、稀硫酸、硫酸銅溶液、甲醛溶液，觀察現(xiàn)象。再加入蒸

餾水，振蕩，觀察生成物是否發(fā)生變化。[實(shí)驗(yàn)2]加熱雞蛋清溶液，再加入蒸餾水，觀察發(fā)生

的現(xiàn)象。蛋白質(zhì)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)操作加飽和硫酸銨溶液，再加蒸餾水加稀硫酸，再加蒸餾水加硫酸銅溶液，再加蒸餾水加甲醛溶液，再加蒸餾水加熱，再加蒸餾水實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶解不溶解不溶解不溶解不溶解蛋白質(zhì)溶液大豆蛋白、雞蛋清中所含的蛋白質(zhì)可溶于水，在這些蛋白質(zhì)溶液中加入某些濃的無機(jī)鹽溶液[如(NH?)?SO?

溶液、Na?SO?

溶液等],可使蛋白質(zhì)的溶解度降低而析出。

我們把這一過程稱為鹽析。鹽析的過程中，蛋白質(zhì)的化學(xué)組成和空間結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變。在加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金屬鹽、紫外線、福爾馬林(36%～40%)甲醛溶液)的作用下，蛋白質(zhì)原有的化學(xué)組成或

空間結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，其生理功能也會(huì)隨之改變，我們把變性是不可逆過程。蛋白質(zhì)是一種很大的分子，它們?cè)谝欢l件下能發(fā)生水解反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為各種小分子的氨基酸。這種變化稱為蛋白質(zhì)的變性。變性后的蛋白質(zhì)不能再恢復(fù)，·

溝通討論請(qǐng)觀察以下三種氨基酸的結(jié)構(gòu)，闡明氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)。HOOC—CH?—CH?—CH—COOH谷氨酸(α-氨基戊二酸)CH?—CH—COOH丙氨酸(α-氨基丙酸)CH?—COOHNH?甘氨酸(氨基乙酸)氨基酸分子中均含有羧基(—COOH)和氨基(—NH)。氨基酸的種類較多，α-氨基酸分子中氨基連接在離羧基最近的碳原子上。在一定條件下，氨基酸之間能發(fā)生反應(yīng)，生成較為復(fù)雜的化合物——多肽，多腦再經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化，從而構(gòu)成結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的蛋白質(zhì)。我們從食物中攝取的蛋白質(zhì)，在體內(nèi)先水解成各種氨基酸，生成的不同種類氨基酸能以不同的數(shù)目和順序彼此

重新結(jié)合，構(gòu)成人體組織所需的蛋白質(zhì)。變性蛋白質(zhì)在熱、酸、堿等條件

下性質(zhì)發(fā)生改變而凝結(jié)不可逆過程結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化，化學(xué)變化在加熱、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、重金

屬鹽、紫外線、福爾馬林、

強(qiáng)氧化劑、苯酚等殺菌消毒鹽析蛋白質(zhì)在某些鹽的濃溶液中溶解度降低而析出可逆過程溶解度降低，物理變化輕金屬的濃溶液提純蛋白質(zhì)概念特征實(shí)質(zhì)條件用途鹽析與變性·

拓展視野

酶酶是一種具有催化作用的物質(zhì)，它是一種最有效的天然生物催化劑。絕大多數(shù)酶是蛋白質(zhì)。生命活動(dòng)中的新陳代謝，與遺傳信息傳遞

和表達(dá)有關(guān)的所有化學(xué)變化都是在酶的催化作用下進(jìn)行的。酶的催化作用具有很強(qiáng)的專一性和高效性。人的唾液中有催化淀

粉水解的淀粉酶，胃液中有催化蛋白質(zhì)水解的胃蛋白酶，血液和新鮮

的動(dòng)物肝臟中有過氧化氫酶(能催化雙氧水的分解)。酶的催化反應(yīng)速

率比一般的催化反應(yīng)速率大1010~1014倍。到目前為止，人們還沒有找

到一種無機(jī)催化劑，能夠像酶這樣在很溫和的條件下就具有如此強(qiáng)的

催化效能，因此，酶在催化劑的研究領(lǐng)域中具有很廣闊的前景。完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題8有機(jī)化合物的獲得與應(yīng)用第三單元人工合成有機(jī)化合物近100年來，化學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)和合成了數(shù)千萬種有機(jī)化合物，在一定程度上滿足了生產(chǎn)、生活和科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域?qū)π阅芨鳟惖男挛镔|(zhì)的需求，促進(jìn)了科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，提高了人類的生活質(zhì)量。20世紀(jì)以來，化學(xué)家在有機(jī)化學(xué)合成方面取得的成就舉世矚目，已有10多項(xiàng)相關(guān)研究成果獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。·

常見有機(jī)化合物的合成由于自然條件的限制，天然有機(jī)物往往難以滿足生產(chǎn)、生活的需求，人們需要通過化學(xué)方法來合成新的有機(jī)化合物。合成有機(jī)物要依據(jù)被合成物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇合適的起始原料和反應(yīng)原理，精心設(shè)計(jì)合理的合成方法和路線?！贤ㄓ懻撘宜嵋阴ナ且环N常見的有機(jī)溶劑，在化工生產(chǎn)中具有廣泛用途，而乙烯是一種常見的化工原料。根據(jù)已學(xué)的知識(shí)，你能找到以乙烯為原料合成乙酸乙酯的方法嗎?我們可以從乙酸乙酯這個(gè)目的產(chǎn)物開始剖析，乙酸乙酯可以由乙醇和乙酸經(jīng)酯化反應(yīng)獲得。乙酸是乙醛的氧化產(chǎn)物，乙醛又可以由乙醇氧化得到，而乙醇可以由乙烯與水發(fā)生加成反應(yīng)而制得。因此，可按照以下反應(yīng)路線由乙烯合成乙酸乙酯：乙烯一→

乙醇一→

乙醛一→

乙酸一→

乙酸乙酯除了上述合成路線外，我們還可以設(shè)計(jì)出由乙烯合成乙酸乙酯的其他合成路線，如圖所示(不同顏色的線條代表不同的合成途徑)。乙醇(CH?CH?OH)O?催化劑乙醛(CH?CHO)O?催化劑乙酸(CH?COOH)催化劑③O?催化劑催化劑乙酸乙酯(CH?COOC?H?)制備乙酸乙酯可能的合成路線乙烯(CH?=CH?)催化劑

①H?O這些合成路線從理論上看都可以實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，我們還要綜合考慮原料來源、反應(yīng)物利用率、反應(yīng)速率、設(shè)備和技術(shù)條件、是否有污染物排放以及生產(chǎn)成本等因素，綜合選擇最佳的合成路線。設(shè)計(jì)合成路線的考慮因素：1.原料來源2.反應(yīng)物利用率、反應(yīng)速率3.設(shè)備和技術(shù)條件、是否有污染物排放以及生產(chǎn)成本等因素·

學(xué)科提煉有機(jī)合成中的綠色化學(xué)思想設(shè)計(jì)和創(chuàng)造新的有機(jī)化合物分子是有機(jī)化學(xué)研究的重要課題，如何把常見的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為具有特定組成結(jié)構(gòu)的生成物，是有機(jī)合成的關(guān)鍵。在有機(jī)合成中，我們要秉持綠色化學(xué)的理念，注意避免環(huán)境污染物的產(chǎn)生，盡可能降低能量消耗，最大限度地提高反應(yīng)過程中的原子利用率。例如，改變所用的試劑或反應(yīng)方式：避免分離中間

體，從幾個(gè)原料經(jīng)一步合成目的產(chǎn)物；使用含水的溶劑代替有機(jī)溶

劑作為反應(yīng)介質(zhì)等?！び袡C(jī)高分子的合成有機(jī)高分子材料是利用化學(xué)方法合成的，相對(duì)分子質(zhì)量高達(dá)幾萬乃至幾百萬的有機(jī)化合物。塑料、合成纖維、合成橡膠(統(tǒng)稱為三大合成材料)都是高分子化合物。有機(jī)高分子是由小分子有機(jī)化合物通過聚合反應(yīng)制得的。生活中常見的有機(jī)合成材料制品生活中用于制造水杯、奶瓶、食品保鮮膜等用品的聚乙烯是以乙烯為原料，在一定條件下通過化學(xué)反應(yīng)得到的。吹塑法生產(chǎn)聚乙烯薄膜乙烯發(fā)生反應(yīng)的過程可表示為：HHH

H

H

H

HH

H

H

H

H含有碳碳雙鍵(或碳碳三鍵)的相對(duì)分子質(zhì)量小的有機(jī)物分子，在一定條件下，通過加成反應(yīng)，互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子，我們把這樣的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)叫作加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反

應(yīng)。加聚反應(yīng)是合成有機(jī)高分子化合物的一種重要的反應(yīng)類型。上述反應(yīng)可簡(jiǎn)單表示為：·拓展視野大量用于制造玩具、標(biāo)本架、各種筆桿、包裝用泡沫塑料的聚苯乙

烯是苯乙烯在一定條件下，通過下列反應(yīng)得到的該反應(yīng)中，小分子有機(jī)物苯乙烯通過加聚反應(yīng)生成高分子化合物。除聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯外，日常生活中常見的腈綸、有機(jī)

玻璃、合成橡膠等都是通過加聚反應(yīng)得到的。聚苯乙烯苯乙烯聚氯乙烯制品有機(jī)高分子的合成為人類提供了大量的新材料，這些新材料不僅改善了人們的生活品質(zhì)，也使我們的生活變得更加豐富多彩。為了滿足經(jīng)濟(jì)、生活、科技、國(guó)防等方面的發(fā)展需求，在有機(jī)高分子合成領(lǐng)域中，化學(xué)工作者們正在研究和著力

解決以下課題：(1)對(duì)重要的通用有機(jī)高分子材料繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)和推廣，如導(dǎo)電高分子

的應(yīng)用研究等。(2)研制具有特殊功能的高分子材料，如合成仿生和智能高分子材料等。(3)研制用于物質(zhì)分離、能量轉(zhuǎn)換的高分子膜，如合成能將化學(xué)能轉(zhuǎn)換

成電能的傳感膜，合成將熱能轉(zhuǎn)換成電能的熱電膜等。(4)研制易分解的新型合成材料，防止“白色污染”,如研制可生物降

解的特種塑料等?！?/p>

生活導(dǎo)向塑料瓶底的數(shù)字密碼細(xì)心的同學(xué)一定會(huì)發(fā)現(xiàn)，我們生活中常見的塑料瓶底往往標(biāo)有一些數(shù)字符號(hào)，這些數(shù)字到底是什么意思?它們與我們的健康生活有沒有直接的關(guān)系?塑料瓶底的數(shù)字符號(hào)數(shù)字代表含義用途使用注意事項(xiàng)1PET,聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯礦泉水瓶、碳酸飲料瓶耐熱70C°,裝高溫液體或加熱容易變形，會(huì)有對(duì)人體有害的物質(zhì)逸出2HDPE,高密度聚乙烯盛裝清潔用品的塑料容器、塑料袋可耐110C高溫，標(biāo)明食品用的可用來盛裝食物3PVC,聚氯乙烯雨衣、塑料盒耐熱81C°,材質(zhì)中的增塑劑和沒有完全聚合的氯乙烯對(duì)

人體有害，使用中千萬不要對(duì)其加熱常用塑料的類別和用途數(shù)字代表含義用途使用注意事項(xiàng)4LDPE,低密度聚乙烯保鮮膜不耐熱，加熱食物時(shí)一

定要去除表面的保鮮膜5PP,聚丙烯微波爐餐盒耐130℃高溫6PS,聚苯乙烯碗裝方便面盒、

塑料餐盒既耐熱又抗寒，但不能

用微波爐加熱7PC及其他類奶瓶、水杯不宜盛放熱水，溫度過高會(huì)釋放出塑料中殘存的雙酚A,對(duì)人體有害常用塑料的類別和用途·

演練1.對(duì)生活中常見的有機(jī)物性質(zhì)表述錯(cuò)誤的是

(B)A.乙醇可以和乙酸反應(yīng)生成一種具有香味的液體B.

乙酸具有酸的通性，和乙醇反應(yīng)生成酯的過程中乙酸脫去氫原子C.

檢驗(yàn)乙醇中是否含有水可以向其中加入無水硫酸銅固體，觀察

固體是否變藍(lán)D.乙酸的酸性比碳酸強(qiáng)，?？梢詠沓妓猁}水垢2.下列關(guān)于基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是

(A)A.

用于紡織的棉花和蠶絲的主要成分都是纖維素B.

植物油含不飽和脂肪酸甘油酯，能使Br?

的CC

l?溶液褪色C.往皂化反應(yīng)后的溶液中加入熱的飽和食鹽水，上層析出固體物質(zhì)D.

不是所有的糖類都能發(fā)生水解3.下列關(guān)于各物質(zhì)水解應(yīng)用的說法不正確的是

(

D)A.用糧食釀酒與淀粉的水解有著密切關(guān)系B.

以淀粉、纖維素為原料通過水解制得葡萄糖C.

人體對(duì)食物中蛋白質(zhì)的消化其實(shí)就是使蛋白質(zhì)發(fā)生了水解D.

油脂的水解又稱為皂化反應(yīng)，故可用油脂的酸性水解來制

備肥皂和甘油完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題9金屬與人類文明第一單元金屬的冶煉方法地殼中蘊(yùn)含豐富的礦石，人類在尋找石器的漫長(zhǎng)過程中認(rèn)識(shí)了礦石，在燒陶生產(chǎn)中逐步發(fā)展了煉金術(shù)。礦石中含有豐富的金屬元

素，人類在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中探索出了各種冶煉金屬的化學(xué)方法。早在公元前4000多，人類就通過煅燒礦石煉銅，以制造各種器皿、工具、兵器和飾品等；商周時(shí)期，我國(guó)的青銅冶鑄技術(shù)已十分發(fā)達(dá)；到了春秋晚期，冶煉鐵的技術(shù)已比較成熟。隨著金屬冶煉的方法越來越先進(jìn)，人們能夠制備的金屬種類也越來越多，金屬在

生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用也越來越廣泛?！?/p>

金屬的存在形式從青銅器時(shí)代開始，人類就開始使用金屬制作各種各樣的工具。與

傳統(tǒng)的陶瓷和石器材料相比，金屬材料既有良好的可塑性，堅(jiān)固耐

用，而且還有導(dǎo)電、導(dǎo)熱等諸多優(yōu)良性能，因而具有廣泛的應(yīng)用。

大量的金屬元素存在于地殼的礦石中，必須把它們提煉出來，以滿

足人類生存和發(fā)展的需要。鋁土礦赤鐵礦自然金在自然界中，只有少量的金屬元素以游離態(tài)形式存在于地殼中，如自然金和自然銀等。這些礦石中的金屬元素以單質(zhì)形式存在，表

現(xiàn)出金屬的特性，通過熔鑄的方法即可對(duì)金屬進(jìn)行加工和鍛造。地殼中的大部分金屬元素都是以化合態(tài)形式存在的。例如，鐵元素存在于赤鐵礦(主要成分為Fe?O?)

中，鋁元素存在于鋁土礦(主要成分為Al?O?)中。這些礦石需要通過化學(xué)方法進(jìn)行冶煉，才能獲得較為純凈的金屬。除了地殼外，還有一些金屬以離子或礦石的形式

分布于海洋中，如鈉、鎂、錳等。下圖表示金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)利用的大致年限。KNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgAu約2500年前約6000年前

約6000年前約200年前在漫長(zhǎng)的生產(chǎn)、生活實(shí)踐中，人們逐步認(rèn)識(shí)到金屬的存在形式與其活動(dòng)性有關(guān)。

一般而言，活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，在自然界以各種

各樣的化合態(tài)存在；活動(dòng)性較弱的金屬，有可能以游離態(tài)形式存在。有的金屬元素的存在形式既有游離態(tài)又有化合態(tài)，如鐵元素

有單質(zhì)(主要存在于隕石中)、氧化物和硫酸鹽等存在形式，銀元

素有自然銀、輝銀礦(Ag?S)、

碲銀礦(Ag?Te)等存在形式?！そ饘俚囊睙挓o論原料是開采的礦石，還是從海水中獲取的物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)使金屬元素從化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài)的過程稱為金屬冶煉。金屬冶煉和其他物質(zhì)的制備一樣，需要選擇合適的金屬化合物為原料，利用特定的設(shè)備，在一定條件下通過化學(xué)方法將原料轉(zhuǎn)化為金屬單質(zhì)，并將其分離出來。工業(yè)上常用的金屬冶煉方法有熱分解法、

高溫還原法和電解法等。像銀這樣的不活潑金屬，可以采用熱分解法進(jìn)行冶煉，即通過加熱它們的氧化物使其分解生成金屬單質(zhì)和氧氣。例如，我們可以通過加熱氧化銀(Ag?O)的方法來制取金屬銀。利用金屬化合物與還原劑在高溫下的反應(yīng)，可以制備大部分金屬(如Fe、Zn等)常用的還原劑有C、CO、H?和活潑金屬等。這種高溫下借助

還原劑的冶煉方法稱為高溫還原法。工業(yè)上冶煉鐵的原料是鐵礦石、焦炭和石灰石等，該反應(yīng)在高爐中進(jìn)行，又被稱為高爐煉鐵。冶煉的基本過程為從高爐下方通入熱空

氣，原料從高爐上方的傳送帶送入爐中，焦炭先與熱空氣中的氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，并放出大量的熱；二氧化碳再與灼熱的焦炭反應(yīng)，生成

一氧化碳；一氧化碳在高溫下將氧化鐵還原為液態(tài)的金屬鐵，并從高爐

下方分離出來。原

料

：鐵礦石、焦炭、石灰石等設(shè)

備

：煉鐵高爐原

理

：高溫下用還原劑將鐵從其化

合物中還原出來。廢氣鐵礦石、焦炭等空氣

入口爐渣鐵水高爐煉鐵C

+

O?

CO?高溫C

+

CO?

2CO高溫Fe?O?+3

CO2Fe+3CO?CaCO?高

溫CaO+

CO?↑CaO+

SiO

?

CaSiO

?還原劑的生成鐵礦石的還原爐渣的生成冶煉過程：活動(dòng)性較強(qiáng)的單質(zhì)鋁也可還原出鐵。

將鋁粉和氧化鐵混合，在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)能夠放出大量的熱，生成氧化鋁和液態(tài)鐵。該反應(yīng)叫作鋁熱反應(yīng)，工業(yè)上常利用該反應(yīng)原理來焊接鋼軌。2Al+Fe?O?

高溫2Fe+Al?O?·

觀察思索將兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀，在其中一個(gè)紙漏斗的底部剪一個(gè)小孔，用水濕

潤(rùn)，再與另一個(gè)紙漏斗套在一起，有孔紙漏

斗置于內(nèi)層(使紙漏斗每邊都有4層),架在

鐵架臺(tái)的鐵圈上，其下方放置盛有細(xì)沙的蒸

發(fā)皿或鐵盤。將5g干燥的氧化鐵粉末和2g

鋁粉均勻混合后放入紙漏斗中，在混合物的上面加適

量氯酸鉀，再在混合物中間插一根鎂條。點(diǎn)

燃鎂條，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。鎂條氯酸鉀內(nèi)置氧化鐵和

鋁粉的混合物鋁熱反應(yīng)裝置圖實(shí)驗(yàn)原理鋁作還原劑，金屬氧化物作氧化劑，用鋁將氧化物中的金屬轉(zhuǎn)換出來實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.鎂條劇烈燃燒；2.氧化鐵粉末和鋁粉發(fā)生劇烈反應(yīng)；3.反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光；4.紙漏斗的

下部被燒穿，有熔融物落入沙中。實(shí)驗(yàn)結(jié)論在高溫下，鋁粉與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，

反應(yīng)方程式：Fe?O?+2

Al=高溫

2Fe

+

Al?O?原理應(yīng)用1.冶煉熔點(diǎn)較高、活動(dòng)性弱于Al的金屬，如釩、鉻、錳等；2.金屬焊接，如焊接鋼軌等。注意

：1.鋁熱反應(yīng)的引燃劑為鎂帶，助燃劑為氯酸鉀；2.鋁熱劑為混合物，是由鋁粉和某些難熔的金屬氧化物

(Fe?O?

、

Fe?O?

、MnO?

等

)

組

成

；3.鎂帶要打磨除去表面的氧化膜，否則難以點(diǎn)燃；氧化鐵粉末與

鋁粉要選擇干燥的；鋁粉要用沒有被氧化過的，否則難以反應(yīng)；4.蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融

的液體濺出傷人。某些金屬氧化物(如V?O5、Cr?O?

、MnO?等)與氧化鐵化學(xué)性質(zhì)相似，也能發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成相應(yīng)的金屬。工業(yè)上常利用鋁熱反應(yīng)來冶煉這些熔點(diǎn)較高的金屬(如釩、鉻、錳等)。鋁粉與某些難熔的金屬氧化物(如Fe?O?

等)以一定比例形成的混合物被稱為鋁熱劑。對(duì)于較活潑的金屬(鈉、鎂、鋁等),一般的還原劑很難將它們從化合物中還原出來，常采用電解熔融化合物的方法來制備這些金屬。電解質(zhì)(氧化鋁和冰晶石)鋼殼碳?jí)K陰極鋁冶煉鋁裝置示意圖通電2NaCl

2Na

+

Cl?↑電解法：較活潑的金屬煙

罩

、

陽(yáng)極、·

拓展視野鋁的冶煉鋁元素是地殼中含量最多的金屬元素(約占地殼總量的7.73%),主要

以鋁土礦(主要成分是Al?O?)形式存在。要從鋁土礦中提取鋁，首先

要獲得純度較高的氧化鋁。主要的工藝流程如下圖所示二氧化碳過濾

灼

燒NaAlO?

溶

液

Al(OH)?熔融電

解Al?O?

Al從鋁礦中提取鋁的工藝流程N(yùn)aOH溶液冰晶石鋁土礦溶解過濾從上述工藝流程可知，鋁土礦與氫氧化鈉溶液混合時(shí)，鋁土礦中的Al?O?與NaOH

能發(fā)生反應(yīng)，生成可溶于水的偏鋁酸鈉(NaAIO?

)。Al?O?+2NaOH=2NaAlO?+H?O將反應(yīng)得到的混合物過濾，除去殘?jiān)?，向?yàn)V液中通入過量CO?氣體，將其酸化，NaAIO?便轉(zhuǎn)化為Al(OH)?沉淀析出。NaA1O?+CO?+2H?O=Al(OH)?↓+NaHCO?將AI(OH)?在高溫下灼燒，即可得到Al?O?

。

但氧化鋁的熔點(diǎn)高達(dá)2054C°,直接加熱氧化鋁到熔融消耗的能量很大。1886年，美國(guó)化學(xué)家霍爾在氧化鋁中添加了冰晶石(Na?AIF?),

使氧化鋁熔融溫度降低至950C,從而減少了冶煉過程中的能量消耗。從礦石中提取人們想要的元素大多需要經(jīng)歷非常復(fù)雜的變化過程，其中最關(guān)鍵的是根據(jù)目的產(chǎn)物選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，以實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。冶煉得到的金屬有時(shí)仍含有較多雜質(zhì)，

需要經(jīng)過進(jìn)一步的精煉提純，以滿足實(shí)際使用。在金屬冶煉過程中，必須堅(jiān)持綠色環(huán)保、循環(huán)利用、節(jié)約成本等原則?！?/p>

演練1.下列說法錯(cuò)誤的是

(D)A.

工業(yè)上以氯氣和石灰乳為原料制取漂白粉B.75%

(體積分?jǐn)?shù))酒精溶液能使蛋白質(zhì)變性，其消毒效果比無水酒精好C.鈉是一種強(qiáng)還原劑，可用于制取鈦、鈮等金屬D.在工業(yè)煉鐵中，焦炭的作用是直接還原鐵礦石2.下列說法錯(cuò)誤的是

(

C)A.臭氧是飲用水的理想消毒劑之一，因?yàn)樗鼩⒕芰?qiáng)且不影響水質(zhì)B.在食品包裝袋內(nèi)放入鐵系保鮮劑可以防止食品因氧化而變質(zhì)C.因鋁

制品表面有致密的氧化膜保護(hù)層，故可長(zhǎng)時(shí)間盛放咸菜等腌制食品D.

工業(yè)上，二氧化硫可用于漂白紙漿以及草帽等編織物3.甲、乙兩只燒杯中各盛有100

mL6mol/L的鹽酸和NaOH溶液，向兩只燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后測(cè)得生成的氣體的體積比為V(甲):V

(乙)=1:2,則加入鋁粉的質(zhì)量為A(

)A.10.8g

B.3.6g

C.5.4

g

D.1.8g4.下列有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)的敘述正確的是(C)A.合成氨生產(chǎn)過程中將NH?

液化分離，可加快正反應(yīng)速率，提高

N?

、H?

的轉(zhuǎn)化率B.從海水中可以得到NaCl,

工業(yè)冶煉金屬鈉可以

通過電解NaCl

飽和溶液獲得C.電解精煉銅時(shí)，同一時(shí)間內(nèi)陽(yáng)極溶

解銅的質(zhì)量比陰極析出銅的質(zhì)量小D.電解飽和食鹽水制燒堿，采

用離子交換膜法，可防止陰極室產(chǎn)生的Cl?

進(jìn)入陽(yáng)極室5.下列說法錯(cuò)誤的是

(D)A.常溫下，鐵在濃硫酸中發(fā)生鈍化，可用鐵槽車貯運(yùn)濃硫酸B.金屬銅具有良好的導(dǎo)電性，可用來制作導(dǎo)線C.MgO

的熔

點(diǎn)很高，可用做耐高溫材料D.SO?

具有漂白性，可用于木耳

食品的漂白完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題9金屬與人類文明第

二單元探尋鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化自然界蘊(yùn)藏著大量的金屬化合物，為了更好地開發(fā)和利用這些自然資源，探索金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化規(guī)律至關(guān)重要。在人類的生產(chǎn)、生活實(shí)踐中，為了合理利用已經(jīng)獲得的金屬及其化合物，必須深入知曉它們的性質(zhì)和反應(yīng)。金屬種類多，性質(zhì)也有差異，必須結(jié)合具體的金屬進(jìn)行剖析。本單元側(cè)重

探尋鐵及其化合物轉(zhuǎn)化的思路。·

反應(yīng)的合理選擇物質(zhì)轉(zhuǎn)化首先必須明確目的產(chǎn)物是什么。有了的產(chǎn)物，可以依據(jù)產(chǎn)物特性選擇反應(yīng)原料和可能的反應(yīng)路徑，確定反應(yīng)的類型和反應(yīng)條件，依據(jù)所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)和產(chǎn)物分離的要求合理選擇反應(yīng)的裝置等。鐵元素有多種不同價(jià)態(tài)的存在形式和不同的物質(zhì)類型，如單質(zhì)、氧化物、氫氧化物和硫酸鹽等。這些物質(zhì)具有不同的性質(zhì)，在一定條件下能相互

轉(zhuǎn)化。下面以鐵及其化合物為例，嘗試探索物質(zhì)之間轉(zhuǎn)化路徑的設(shè)計(jì)。鐵的物理性質(zhì)：熔

點(diǎn)

：1535℃沸點(diǎn)：

2750℃密度：7.8g/cm3色澤：純鐵具有銀白色金屬光澤延展性：良好傳導(dǎo)性：良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性Nolmage從理論上看，上述3條反應(yīng)路徑都可以制備氯化鐵：路徑(1),在點(diǎn)燃條件下氯氣將鐵氧化為+3價(jià)的鐵化合物，并從反應(yīng)爐中排出，經(jīng)冷凝

后得到固體三氯化鐵；路徑(2),用鹽酸溶解鐵，生成的FeCl?在溶液中被Cl?

氧化為FeCl?,分離提純后得到產(chǎn)物；路徑(3),在一定條件下用空氣將鐵氧化成氧化鐵，再將氧化鐵溶解在鹽酸中得到氯化鐵，分離提純后得到產(chǎn)物。鐵、氯化亞鐵與氯氣的反應(yīng)如下：2FeCl?+Cl?=

2FeCl?鐵的用途1、用于制藥、農(nóng)藥、粉末冶金、熱氫發(fā)生器、凝膠推進(jìn)劑、燃燒活

性劑、催化劑、水清潔吸附劑、燒結(jié)活性劑、粉末冶金制品、各種

機(jī)械零部件制品、硬質(zhì)合金材料制品等。2、純鐵用于制發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的鐵芯，還原鐵粉用于粉末冶金，鋼

鐵用于制造機(jī)器和工具。此外，鐵及其化合物還用于制磁鐵、藥物、

墨水、顏料、磨料等。3、用作還原劑。用于鐵鹽制備。還用于制備電子元器件。4、用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑(鐵質(zhì)強(qiáng)化劑)。5、在膠黏劑中用作環(huán)氧膠黏劑的填料，配制鑄件修補(bǔ)膠。常作為還

原劑使用。在電子工業(yè)、粉末冶金、機(jī)械工業(yè)中具有廣泛的用途?！?/p>

學(xué)科提煉物質(zhì)制備反應(yīng)路線的選擇實(shí)際制備物質(zhì)時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng)原料、反應(yīng)條件、反應(yīng)步驟、產(chǎn)物要求、反應(yīng)裝置、環(huán)境保護(hù)、生產(chǎn)成本等因素進(jìn)行綜合判斷，選擇合適、可控的反應(yīng)路徑。在實(shí)驗(yàn)室中，可從與Fe3+有關(guān)的多種反應(yīng)中選擇合適的反應(yīng)，以檢驗(yàn)溶液中的Fe3+。如在含有Fe3+的溶液中加入氫氧化鈉溶

液，通過觀察是否生成紅褐色的氫氧化鐵沉淀，便可定性地檢驗(yàn)出Fe3+的存在。這種方法需要加入的堿量較多，現(xiàn)象也容易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高。Fe3++3OH?=Fe(OH)?↓缺點(diǎn)：這種方法需要加入的堿量較多，現(xiàn)象也容易受到干擾，反應(yīng)的靈敏度和精確性都不高?！?/p>

方法導(dǎo)引Fe3+的

檢

驗(yàn)在溶液中，某些金屬離子能與一些特定的物質(zhì)結(jié)合生成有顏色的物質(zhì)，即便金屬離子的含量很少，溶液顏色也會(huì)因特定物質(zhì)的加入而發(fā)生顯著變化。在含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液，反應(yīng)混合液立刻變成了血紅色，而Fe2+遇KSCN

溶液不顯色。這種方法靈敏度高，常用于檢驗(yàn)溶液中是否存在Fe3+。用KSCN

溶液檢驗(yàn)Fe3+,發(fā)生的反應(yīng)可簡(jiǎn)單表示為：Fe3++3SCN?=Fe(SCN)?鐵及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)【實(shí)驗(yàn)1】取兩支試管分別編為A

、B,向A試管中加入3mL0.1

mol

·L-1FeCl?溶液，向B

試管中加入3

mL0.1

mol

·L-1FeCl?溶液。然后向兩試管各滴加2滴硫氰化鉀溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：A試管溶液變?yōu)榧t色，

B試管無明顯現(xiàn)象結(jié)論：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)?鐵離子的檢驗(yàn)預(yù)測(cè)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：紅色褪去結(jié)論：Fe3+具有氧化性，

Fe具有還原性：Fe3++Fe===2Fe2+【實(shí)驗(yàn)2】向?qū)嶒?yàn)1的A試管加入過量鐵粉，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。【實(shí)驗(yàn)3】向?qū)嶒?yàn)1的B試管加入少量新制氯水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?，F(xiàn)象：加入KSCN溶液后，無明顯現(xiàn)象，滴加氯水后溶液呈紅色。結(jié)論：Fe2+具有還原性：2Fe2++Cl?===2Fe3++2Cl2-_______________________________________________溶液呈棕黃色一

→

含

有Fe3+產(chǎn)生紅褐色沉淀含有Fe3+溶液呈紅色

含有Fe3+Fe3+的檢驗(yàn)方法：觀察顏色NaOH溶液KSCN

溶

液未知溶液溶液呈淺綠色

一產(chǎn)生白色絮狀沉淀，然后迅速變成灰綠色，

最后變成紅褐色觀察顏色NaOH溶液KSCN溶液含

有Fe2+含有Fe2+溶液不變紅色，含

有Fe2+氯水溶液呈紅色Fe2+的

檢

驗(yàn)

方

法

：未知溶液Fe2+在溶液中容易被一些氧化劑(如氯水中的Cl?

、空氣中的O?

、H?O?等)氧化為Fe3+,而Fe粉可以將Fe3+還原為Fe2+。2Fe2++H?O?+2H?=2Fe3++2H?O2Fe3++Fe=

3Fe2+為實(shí)現(xiàn)+2價(jià)的亞鐵鹽、+3價(jià)的鐵鹽之間的相互轉(zhuǎn)化，可以選擇適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蜻€原劑。Fe2+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化常發(fā)生在溶液中。例如，若要除去廢水中的Fe2+,我們常先將其氧化為Fe3+,

再調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為紅褐色的Fe(OH)?沉

淀析出，通過過濾的方法將其除去。FeCl?溶液中的Fe3+具有較強(qiáng)的氧化性，能將Cu

氧化成Cu2+。在制作印刷電路板時(shí)常用到這一反應(yīng)。印刷電路版Fe、Fe2+、Fe3+

常見的轉(zhuǎn)化Fe+強(qiáng)氧化劑

O?

、Cl?

、Br?

、H?O?+還原劑：

Cu、Fe、I-+

強(qiáng)氧化劑：劑原劑:AI、C、CO等Fe2+Fe3++強(qiáng)

還

原

劑:

A

I、

C

、

C

O

等原

劑

：弱

氧

化

劑

:+弱氧化劑：H

+

、

C

u下工

+

、

Cu

2

+2

+、·

反應(yīng)條件的控制化學(xué)反應(yīng)都是在一定條件下發(fā)生的。反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)的方向、速率和限度都會(huì)有不同程度的影響。在研究物質(zhì)的性質(zhì)和制備時(shí)，應(yīng)依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和反應(yīng)物、生成物的特點(diǎn)，合理選擇并控制好反應(yīng)條件，才能達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。例如，亞鐵鹽與氫氧化鈉溶液反應(yīng)能生成白色氫氧化亞鐵沉淀。Fe2++2OH?=Fe(OH)?

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(白色)亞鐵鹽非常容易被氧氣或其他氧化劑氧化，生成的氫氧化亞鐵也很不穩(wěn)定，容易被空氣中的氧氣氧化。在實(shí)驗(yàn)室中，希望利用亞鐵鹽與氫氧化鈉溶液反應(yīng)制得氫氧化亞鐵，反應(yīng)的原料必須使用新制的、不含三價(jià)鐵鹽的亞鐵鹽溶液與不含溶解氧的氫氧化鈉溶液；在反應(yīng)過程中還要采取措施，防止反應(yīng)混合物與氧氣或其他氧化劑接觸，才能得到白色氫氧化亞鐵沉淀?！?/p>

實(shí)驗(yàn)探尋取A、B

兩支試管，分別加入6mL0.1mol.L-1的新制FeSO?

溶液。(1)向A試管中滴加0.1mol.L-1NaOH溶液，邊滴加邊振蕩試管，

觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(2)用長(zhǎng)膠頭滴管吸取幾滴經(jīng)過煮沸并冷卻的0.1mol

·L-1NaOH溶液，將膠頭滴管末端伸入B試管中FeSO?

溶液的液面之下，慢

慢擠出NaOH

溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。_______________________________________________實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象溶液中先有的白色絮狀沉淀生成，迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色有紅褐色沉淀生成

試管A試管B實(shí)驗(yàn)表明，在不同的反應(yīng)條件下，F(xiàn)eSO?

溶液與NaOH

溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同，得到的產(chǎn)物也不同。

A

試管中開始生成白色絮狀的氫氧化亞鐵沉淀，并迅速被溶解在溶液中和液面上方的氧氣氧化，逐步變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀。4Fe(OH)?+O?+2H?O=4Fe(OH)?(紅褐色沉淀)B試管中控制了反應(yīng)條件，生成物盡量避免與空氣中的氧氣接觸而被氧化，因此可得到白色的氫氧化亞鐵絮狀沉淀。在化學(xué)研究和化學(xué)工業(yè)中，控制反應(yīng)條件十分重要。例如，二氧化硫的催化氧化、氨的合成反應(yīng)等，都需要嚴(yán)格控制反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)，選擇合適的催化劑，確定反應(yīng)物的配比，才能使物質(zhì)制備的過程得以順利進(jìn)行。·生活向?qū)цF元素與人體健康在人體膳食結(jié)構(gòu)中，鐵元素有血紅素鐵和非血紅素鐵。血紅素鐵是與血紅蛋白、肌紅蛋白中的卟啉結(jié)合的二價(jià)鐵，而非血紅素鐵則主要以三價(jià)鐵形式存在于植物中。血紅素鐵容易被人體吸收利用，而非血紅素鐵則需要將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵才能被吸收。維生素C具有還原性，能將三價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵。因此，營(yíng)養(yǎng)學(xué)家建議進(jìn)食含鐵的植物食品時(shí)，補(bǔ)充一定量的維生素C,

以促進(jìn)

鐵的吸收。為了預(yù)防缺鐵性貧血，人們應(yīng)合理進(jìn)食含鐵食物，如動(dòng)物血、肝臟、骨髓、蛋黃、紅棗、大豆、芝麻等。富含鐵的食物完成課后相關(guān)演練教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng)，而在于善于激勵(lì)喚醒和鼓舞。專題9金屬與人類文明第三單元金屬材料的性能及應(yīng)用人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的金屬元素有90余種，形成了豐富多樣的金屬材料。金屬材料因其優(yōu)良的性能，在改善人類生活、促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的過程中發(fā)揮了巨大的作用，有力地推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程