高考化學(xué)—重要物質(zhì)的性質(zhì).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(jié)構(gòu)特點(diǎn)和在周期表中的位置 （1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(gòu)成的族。 2. 金屬性強(qiáng)弱的判斷規(guī)律 （1）與水（或非氧化性酸）反應(yīng)的劇烈程度； （2）金屬最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物堿性的強(qiáng)弱； （3）置換反應(yīng)；,（4）原電池的正、負(fù)極； （5）電解時(shí)金屬陽離子的放電順序(金屬陽離子的氧化性)。 3. 金屬單質(zhì)的性質(zhì) （1）金屬晶體：金屬單質(zhì)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(gòu)成；金屬晶體有導(dǎo)電、導(dǎo)熱、延展、金屬光澤等通性。 （2）金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì) 金屬在化學(xué)反應(yīng)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(zhì)還原性的強(qiáng)弱。 金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的規(guī)律：,a. 與非氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）反應(yīng) 位于H前的金屬能與非氧化性酸發(fā)生置換反應(yīng)，實(shí)質(zhì)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(guān)系？ n（e）=n（H+）= （H2）； m（溶液）=m（M）m（H2）； 等物質(zhì)的量的金屬與足量的酸反應(yīng)，生成H2物質(zhì)的量多少?zèng)Q定于該金屬元素的化合價(jià)或失電子的數(shù)目；,另外，等質(zhì)量的金屬跟足量的酸反應(yīng)生成H2的多少應(yīng)如何判斷？ b. 與強(qiáng)氧化性酸的反應(yīng) 注意：Fe和Al遇冷的濃硫酸、濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng)；強(qiáng)氧化性酸跟金屬反應(yīng)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(zhì)是能與酸反應(yīng)生成鹽和水；,（2）兩性氧化物，如Al2O3，其性質(zhì)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(xué)性質(zhì)是與水和二氧化碳作用均能產(chǎn)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(qiáng)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(yīng)不能生成對(duì)應(yīng)價(jià)態(tài)金屬鹽的是Fe(OH)3； 思考：實(shí)驗(yàn)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(gè)“三角”關(guān)系,鋁及其重要化合物相互關(guān)系,Fe（）和Fe()的轉(zhuǎn)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(zhì)。 （2）方法：根據(jù)金屬活動(dòng)性強(qiáng)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(duì)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(yīng) 防止CL2與H2混合 如果無陽離子交換膜， CL2與NAOH反應(yīng)，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(zhì)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(shí)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(zhì)，如果先反應(yīng)生成氫氧化鎂，加入石灰水生成氫氧化鎂沉淀的同時(shí)，過量的Ca(OH)2會(huì)生成硫酸鈣沉淀，造成產(chǎn)品中有雜質(zhì)，使產(chǎn)品不純。 （3）用四氯化碳萃取溴時(shí)需要的工藝復(fù)雜，設(shè)備投資大，并且四氯化碳會(huì)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(huì)夾雜有CaSO4沉淀，產(chǎn)品不純,（3）四氯化碳萃取法工藝復(fù)雜、設(shè)備投資大；經(jīng)濟(jì)效益低、環(huán)境污染嚴(yán)重,非金屬元素及其化合物,化工生產(chǎn)條件的選擇是理論聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的一個(gè)重點(diǎn)應(yīng)用，在處理問題選擇生產(chǎn)條件時(shí)既涉及外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，又會(huì)考慮生產(chǎn)實(shí)際問題。在備考復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)結(jié)合非金屬元素及其化合物的性質(zhì)用途來夯實(shí)基礎(chǔ)，尤其是對(duì)合成氨、二氧化硫的催化氧化的生產(chǎn)條件的選擇充分理解、熟練掌握，并學(xué)會(huì)舉一反三。,1. 非金屬元素的原子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特征及化合價(jià) 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(gè)，氫為1個(gè)，氦為2個(gè)，硼為3個(gè)），次外層都是飽和結(jié)構(gòu)（2、8或18電子結(jié)構(gòu)） 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(xué)反應(yīng)中易得電子，表現(xiàn)氧化性。氟為非金屬性最強(qiáng)的元素。 最高正價(jià)等于族序數(shù)，對(duì)應(yīng)最低負(fù)價(jià)等于族序數(shù)減去8；硫、氮、氯等呈現(xiàn)變價(jià)。 2. 比較非金屬性強(qiáng)弱的八條依據(jù) （1）元素在周期表中的相對(duì)位置 同周期元素，自左向右，元素的非金屬性依次增強(qiáng)，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(zhì)與氫氣化合的越容易，非金屬性越強(qiáng)。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(qiáng)，如穩(wěn)定性HFH2OHClNH3HBrHIH2SPH3，所以非金屬性FO ClNBrISP。 （4）最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，如酸性HClO4H2SO4H3PO4H2CO3H4SiO4，則非金屬性ClSPCSi。 （5）非金屬性強(qiáng)的元素的單質(zhì)能置換出非金屬性弱的元素的單質(zhì)。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(zhì)對(duì)應(yīng)陰離子的還原性越強(qiáng)，該非金屬元素的非金屬性越弱。常見陰離子的還原性由強(qiáng)到弱的順序是S2IBrClF，則非金屬性SIBrClF。 （7）與變價(jià)金屬反應(yīng)時(shí)，金屬所呈價(jià)態(tài)越高，非金屬性越強(qiáng)，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(zhì)中，可用其化合價(jià)判斷非金屬性的強(qiáng)弱，如HClO、HClO3中，氯元素顯正價(jià)、氧元素顯負(fù)價(jià)，說明氧的非金屬性強(qiáng)于氯。,3. 非金屬元素的化學(xué)性質(zhì)（注意反應(yīng)條件、現(xiàn)象、生成物的聚集狀態(tài)）總結(jié),（1）與非金屬反應(yīng),氧化性：與氫反應(yīng)生成氫化物,還原性,S、N2、P、C與O2反應(yīng) C、P與Cl2反應(yīng) C與S反應(yīng),（2）與金屬反應(yīng),Cl2、Br2與金屬反應(yīng)（變價(jià)金屬顯高價(jià)） O2與金屬反應(yīng) S與金屬反應(yīng)（變價(jià)金屬顯低價(jià)） N2與活潑金屬反應(yīng)（如Mg等）反應(yīng) C與活潑金屬反應(yīng),1氯元素的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),碳、硅及化合物的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),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(zhuǎn)化關(guān)系,例1 化合物A、B、C、D、E、F是中學(xué)化學(xué)中的常見物質(zhì)。這些化合物之間存在下圖所示的關(guān)系。其中A和B的反應(yīng)是一種重要化工生產(chǎn)中的主要反應(yīng)之一。,（1）A、C、F中含有的相同元素是： ； （2）化合物C的化學(xué)式是： ；化合物C可溶于水，水溶液呈 性，因?yàn)椋ㄓ秒x子方程式表示）： ； （3）C的水溶液和D能否反應(yīng)： ；其原因是（用文字表述，并認(rèn)為可反應(yīng)則還要寫出其反應(yīng)方程式）： ； （4）該化工工業(yè)稱為： 。,解析 重要化工生產(chǎn)中的反應(yīng)而又需要高溫條件的只有很少的幾個(gè)，由此可以打開突破口。注意:SiO 水解產(chǎn)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(qiáng): Na2SiO3+CO2+H2O Na2CO3+,H2SiO3 （4）硅酸鹽工業(yè),點(diǎn)評(píng) 碳族元素的多個(gè)反應(yīng)是重要工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，碳族元素的工業(yè)反應(yīng)通常都需要高溫條件，這是進(jìn)行與化學(xué)工業(yè)、碳族元素等有關(guān)的推導(dǎo)時(shí)常見的突破口之一。,3. 以無機(jī)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(jī)物在一定條件下具有如下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系：,回答下列問題： （1）若以上反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)，且A、B、C均含有同一,返回目錄,種元素： 若D為非金屬單質(zhì)，則C的化學(xué)式為 （寫出一種物質(zhì)即可）。 當(dāng)D為金屬單質(zhì)時(shí)，請(qǐng)寫出檢驗(yàn)B中陽離子的一種方法 。 （2）若以上反應(yīng)均為非氧化還原反應(yīng)： 當(dāng)D為酸或酸性氣體時(shí)，則A與少量D反應(yīng)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(gè)反應(yīng)：A+DB，B+DC，A+CB，且D是前兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)物，然后聯(lián)系到元素化合物中的幾個(gè)三角關(guān)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(diǎn)評(píng) 元素化合物中的三角關(guān)系有：“硫三角”、“氮三角”、“鋁三角”和“鐵三角”等，具體構(gòu)成如何，你清楚嗎？,4. 將非金屬元素與實(shí)驗(yàn)題型相融合，考查考生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?例4 某學(xué)生為了測(cè)定部分變質(zhì)的Na2SO3樣品的純度，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。,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(shí)驗(yàn)開始后，寫出B中反應(yīng)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(yīng)。然后將B中完全反應(yīng)后的溶液與足量的BaCl2溶液反應(yīng)，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(shí)若過濾液出現(xiàn)渾濁，則必須要重復(fù)操作，若該學(xué)生沒有重復(fù)過濾，則測(cè)定的結(jié)果將 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。 （6）要使測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確，第一：裝置氣密性必須良好；第二：應(yīng)先點(diǎn)燃 處酒精燈（填裝置字母）。,解析 先從裝置的各個(gè)部件的作用及其反應(yīng)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(yīng)的有毒氣體，防止有毒氣體對(duì)大氣的污染 （4）50.8% （5）偏低 （6）D,點(diǎn)評(píng) 必須熟記各常見氣體的制取反應(yīng)，特別是它們的反應(yīng)條件。在實(shí)驗(yàn)型習(xí)題中，反應(yīng)條件經(jīng)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(jià)氧化物的水化物相互反應(yīng)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(gè)電子