高考化學—重要物質的性質.ppt

元素及其化合物 金屬元素及其化合物,1. 金屬元素的原子結構特點和在周期表中的位置 （1）結構特點：金屬元素原子的最外層電子數(shù)較少，原子的半徑（與同周期元素相比）較大 （2）位置：金屬元素集中于元素周期表的左下方，分布于AA族和所有的副族元素族中，副族是完全由金屬元素構成的族。 2. 金屬性強弱的判斷規(guī)律 （1）與水（或非氧化性酸）反應的劇烈程度； （2）金屬最高價氧化物對應水化物堿性的強弱； （3）置換反應；,（4）原電池的正、負極； （5）電解時金屬陽離子的放電順序(金屬陽離子的氧化性)。 3. 金屬單質的性質 （1）金屬晶體：金屬單質形成的晶體都屬于金屬晶體，它們由金屬離子和自由電子構成；金屬晶體有導電、導熱、延展、金屬光澤等通性。 （2）金屬單質的化學性質 金屬在化學反應中都較容易失去電子被氧化：Mne=Mn+?？梢愿鶕?jù)失電子能力判斷金屬單質還原性的強弱。 金屬單質跟酸反應的規(guī)律：,a. 與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）反應 位于H前的金屬能與非氧化性酸發(fā)生置換反應，實質是： M+nH+ Rn+ H2 注意： 金屬原子失去電子數(shù)與被還原的H+的離子數(shù)、生成的H2的分子數(shù)之間存在什么關系？ n（e）=n（H+）= （H2）； m（溶液）=m（M）m（H2）； 等物質的量的金屬與足量的酸反應，生成H2物質的量多少決定于該金屬元素的化合價或失電子的數(shù)目；,另外，等質量的金屬跟足量的酸反應生成H2的多少應如何判斷？ b. 與強氧化性酸的反應 注意：Fe和Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化反應；強氧化性酸跟金屬反應不能生成H2。 4. 金屬氧化物 金屬氧化物可分為堿性氧化物、兩性氧化物、過氧化物 三類。 （1）堿性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，其性質是能與酸反應生成鹽和水；,（2）兩性氧化物，如Al2O3，其性質是既能與酸作用生成鹽和水、也能與堿作用生成鹽和水； （3）過氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶體中存在的陽離子是Na+、Ba2+，陰離子是過氧離子（ ）；過氧化物典型的化學性質是與水和二氧化碳作用均能產生氧氣。 5. 金屬氫氧化物 在NaOH、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2等常見重要的金屬氫氧化物中： （1）屬于強堿的是NaOH、Ca(OH)2； （2）難溶于水的是Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2；,（3）受熱易分解的是Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe(OH)3、Fe(OH)2、Cu(OH)2； （4）易被氧化的是Fe(OH)2； （5）和HI反應不能生成對應價態(tài)金屬鹽的是Fe(OH)3； 思考：實驗室中如何制備Al(OH)3和Fe(OH)2？為什么？（通過閱讀課本找到答案）。 6. 注意兩個“三角”關系,鋁及其重要化合物相互關系,Fe（）和Fe()的轉化,7. 金屬的冶煉 （1）原理：在一定條件下，用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質。 （2）方法：根據(jù)金屬活動性強弱，常用以下三種方法。 電解法，如:鉀KCl、鈉NaCL、鈣、鋁Al2O3； 熱還原法，如:鐵、鎢、鉻； 熱分解法，如：汞、銀。,例1 工業(yè)上對海水資源開發(fā)利用的部分工藝流程如下圖所示。,陽離子交換膜 作用： 防止CL2與NAOH反應 防止CL2與H2混合 如果無陽離子交換膜， CL2與NAOH反應，生成NACL,NACLO,（1）電解飽和食鹽水常用離子膜電解槽和隔膜電解槽，離子膜和隔膜均允許通過的分子或離子是 。電解槽中的陽極材料為 。 （2）本工藝流程中先后制得Br2、CaSO4和Mg(OH)2，能否按Br2、Mg(OH)2、CaSO4的順序制備？ 原因是 。 （3）溴單質在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多，四氯化碳與水不互溶，故可用于萃取溴，但在上述工藝中卻不用四氯化碳，原因是 。,解析 （1）工業(yè)上用離子交換膜法電解食鹽水時采用的陽離子交換膜只允許Na+通過，隔膜電解槽中的隔膜只允許水和離子通過，,則兩者均允許通過的離子或分子共同的是陽離子（或Na+），電解槽中用來做陽極的是鈦或石墨。 （2）硫酸鈣是微溶性的物質，如果先反應生成氫氧化鎂，加入石灰水生成氫氧化鎂沉淀的同時，過量的Ca(OH)2會生成硫酸鈣沉淀，造成產品中有雜質，使產品不純。 （3）用四氯化碳萃取溴時需要的工藝復雜，設備投資大，并且四氯化碳會造成環(huán)境污染。,答案 （1）陽離子（或Na+） 鈦（或石墨） （2）否 如果先沉淀Mg(OH)2，則沉淀中會夾雜有CaSO4沉淀，產品不純,（3）四氯化碳萃取法工藝復雜、設備投資大；經濟效益低、環(huán)境污染嚴重,非金屬元素及其化合物,化工生產條件的選擇是理論聯(lián)系生產實際的一個重點應用，在處理問題選擇生產條件時既涉及外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響，又會考慮生產實際問題。在備考復習時應結合非金屬元素及其化合物的性質用途來夯實基礎，尤其是對合成氨、二氧化硫的催化氧化的生產條件的選擇充分理解、熟練掌握，并學會舉一反三。,1. 非金屬元素的原子結構及其在周期表中的位置 （1）非金屬元素在周期表中的位置：除氫外，都在周期表的右上方，共有22種。 （2）非金屬元素的原子結構特征及化合價 與同周期的金屬原子相比較最外層電子數(shù)較多（一般為47個，氫為1個，氦為2個，硼為3個），次外層都是飽和結構（2、8或18電子結構） 與同周期金屬原子相比較，非金屬原子核電荷數(shù)較大，原,子半徑較小，化學反應中易得電子，表現(xiàn)氧化性。氟為非金屬性最強的元素。 最高正價等于族序數(shù)，對應最低負價等于族序數(shù)減去8；硫、氮、氯等呈現(xiàn)變價。 2. 比較非金屬性強弱的八條依據(jù) （1）元素在周期表中的相對位置 同周期元素，自左向右，元素的非金屬性依次增強，如FONCB；ClSPSi等。 同主族元素自上而下，非金屬性依次減弱，如FClBrI；OSSe；NPAs等 。,（2）非金屬單質與氫氣化合的越容易，非金屬性越強。如F2、Cl2、Br2、I2與H2化合由易到難，所以，非金屬性FClBrI。 （3）氣態(tài)氫化物的越穩(wěn)定，非金屬性越強，如穩(wěn)定性HFH2OHClNH3HBrHIH2SPH3，所以非金屬性FO ClNBrISP。 （4）最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，非金屬性越強，如酸性HClO4H2SO4H3PO4H2CO3H4SiO4，則非金屬性ClSPCSi。 （5）非金屬性強的元素的單質能置換出非金屬性弱的元素的單質。如2F2+2H2O 4HF+O2；O2+4HCl 2H2O+2Cl2（地康,法制Cl2）；Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2；3Cl2+2NH3 N2+6HCl；Cl2+H2S S+2HCl。 （6）非金屬單質對應陰離子的還原性越強，該非金屬元素的非金屬性越弱。常見陰離子的還原性由強到弱的順序是S2IBrClF，則非金屬性SIBrClF。 （7）與變價金屬反應時，金屬所呈價態(tài)越高，非金屬性越強，如Cu+Cl2 CuCl2；2Cu+S Cu2S，說明非金屬性ClS。 （8）幾種非金屬同處于一種物質中，可用其化合價判斷非金屬性的強弱，如HClO、HClO3中，氯元素顯正價、氧元素顯負價，說明氧的非金屬性強于氯。,3. 非金屬元素的化學性質（注意反應條件、現(xiàn)象、生成物的聚集狀態(tài)）總結,（1）與非金屬反應,氧化性：與氫反應生成氫化物,還原性,S、N2、P、C與O2反應 C、P與Cl2反應 C與S反應,（2）與金屬反應,Cl2、Br2與金屬反應（變價金屬顯高價） O2與金屬反應 S與金屬反應（變價金屬顯低價） N2與活潑金屬反應（如Mg等）反應 C與活潑金屬反應,1氯元素的知識網絡,碳、硅及化合物的聯(lián)系網絡,氧及其化合物相互聯(lián)系,硫及其化合物相互聯(lián)系,氮及其化合物間的轉化關系,例1 化合物A、B、C、D、E、F是中學化學中的常見物質。這些化合物之間存在下圖所示的關系。其中A和B的反應是一種重要化工生產中的主要反應之一。,（1）A、C、F中含有的相同元素是： ； （2）化合物C的化學式是： ；化合物C可溶于水，水溶液呈 性，因為（用離子方程式表示）： ； （3）C的水溶液和D能否反應： ；其原因是（用文字表述，并認為可反應則還要寫出其反應方程式）： ； （4）該化工工業(yè)稱為： 。,解析 重要化工生產中的反應而又需要高溫條件的只有很少的幾個，由此可以打開突破口。注意:SiO 水解產物直接寫成H2SiO3。,答案 （1）鈉 （2）Na2SiO3 堿 SiO +2H2O H2SiO3+2OH （3）能 碳酸的酸性比硅酸酸性強: Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+,H2SiO3 （4）硅酸鹽工業(yè),點評 碳族元素的多個反應是重要工業(yè)生產的基礎，碳族元素的工業(yè)反應通常都需要高溫條件，這是進行與化學工業(yè)、碳族元素等有關的推導時常見的突破口之一。,3. 以無機框圖形式，考查考生的綜合思維能力 例3 A、B、C、D四種無機物在一定條件下具有如下圖所示的轉化關系：,回答下列問題： （1）若以上反應均為氧化還原反應，且A、B、C均含有同一,返回目錄,種元素： 若D為非金屬單質，則C的化學式為 （寫出一種物質即可）。 當D為金屬單質時，請寫出檢驗B中陽離子的一種方法 。 （2）若以上反應均為非氧化還原反應： 當D為酸或酸性氣體時，則A與少量D反應的離子方程式是 。 若D為堿，則C的名稱是 ，D的電子式是 。,解析 縱觀此框圖，包含了三個反應：A+DB，B+DC，A+CB，且D是前兩個反應的反應物，然后聯(lián)系到元素化合物中的幾個三角關系便可突破。,答案 （1）CO2 向B的鹽溶液中滴入幾滴KSCN溶液，溶液變成血紅色 （2）AlO + H+ + H2O Al（OH）3 偏鋁酸鈉 Na+ H,點評 元素化合物中的三角關系有：“硫三角”、“氮三角”、“鋁三角”和“鐵三角”等，具體構成如何，你清楚嗎？,4. 將非金屬元素與實驗題型相融合，考查考生的實驗能力 例4 某學生為了測定部分變質的Na2SO3樣品的純度，設計了如下實驗。,回答下列問題： （1）寫出A裝置中玻璃儀器的名稱：酒精燈、 。 （2）實驗開始后，寫出B中反應的離子方程式 。 （3）C中的現(xiàn)象是 ，E裝置的作用是 。,（4）按右圖所示稱取一定量的Na2SO3樣品放入A裝置的燒瓶中，滴入足量的H2SO4完全反應。然后將B中完全反應后的溶液與足量的BaCl2溶液反應，過濾、洗滌、干燥，得白色沉淀23.3 g，則原樣品中Na2SO3的純度為 （精確到0.1%）。,（5）在過濾沉淀時若過濾液出現(xiàn)渾濁，則必須要重復操作，若該學生沒有重復過濾，則測定的結果將 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。 （6）要使測定結果準確，第一：裝置氣密性必須良好；第二：應先點燃 處酒精燈（填裝置字母）。,解析 先從裝置的各個部件的作用及其反應原理入手，如A、D兩裝置分別是SO2與氯氣的發(fā)生裝置。,答案 （1）圓底燒瓶、分液漏斗 （2）Cl2+SO2+2H2O 4H+2Cl+SO,（3）紅色鮮花褪色 吸收未反應的有毒氣體，防止有毒氣體對大氣的污染 （4）50.8% （5）偏低 （6）D,點評 必須熟記各常見氣體的制取反應，特別是它們的反應條件。在實驗型習題中，反應條件經常是突破口。,W、X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的同一短周期元素，W是金屬元素，X是地殼中含量最多的金屬元素，且w、x的最高價氧化物的水化物相互反應生成鹽和水；Y、Z是非金屬元素，Y與W可形成離子化合物W2Y；G在Y的前一周期，其原子最外層比Y原子最外層少一個電子