高中化學(xué)-過渡金屬(Ⅰ)競賽課件

高中化學(xué)-過渡金屬(Ⅰ)競賽課件過渡金屬概述元素周期表過渡金屬位于元素周期表的第3到12族，它們介于堿金屬和非金屬元素之間。性質(zhì)多樣過渡金屬具有豐富的化學(xué)性質(zhì)，在不同的反應(yīng)中表現(xiàn)出多種氧化態(tài)和配位數(shù)。廣泛應(yīng)用過渡金屬在工業(yè)、生物醫(yī)藥、材料科學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，例如，鐵、銅、銀等。鐵屬元素1鐵鐵是地球上含量最豐富的金屬元素之一。2鈷鈷是一種銀白色金屬，常用于制造磁鐵和電池。3鎳鎳是一種銀白色金屬，具有耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于不銹鋼和合金中。鐵的性質(zhì)磁性鐵是常見的鐵磁性物質(zhì)，可以被磁鐵吸引。易氧化鐵在潮濕的空氣中容易生銹，形成氧化鐵。反應(yīng)活性鐵可以與酸、鹽、氧氣等多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。鐵的化合物氧化鐵氧化鐵是鐵與氧氣反應(yīng)的產(chǎn)物，常見的氧化鐵有氧化亞鐵(FeO)和氧化鐵(Fe2O3)，它們在自然界中廣泛存在。硫化鐵硫化鐵是鐵與硫反應(yīng)的產(chǎn)物，常見的硫化鐵有硫化亞鐵(FeS)和硫化鐵(FeS2)，它們是重要的礦物資源。鹵化鐵鹵化鐵是鐵與鹵素元素反應(yīng)的產(chǎn)物，常見的鹵化鐵有氯化鐵(FeCl3)和溴化鐵(FeBr3)，它們在工業(yè)和實驗室中有廣泛的應(yīng)用。鐵元素的應(yīng)用鋼鐵工業(yè)鋼鐵是人類歷史上最重要的金屬材料之一，廣泛應(yīng)用于建筑、制造、交通等領(lǐng)域。電子技術(shù)鐵基磁性材料是電子元件的重要組成部分，例如硬盤驅(qū)動器、磁帶和磁鐵。生物醫(yī)藥鐵是人體必需的微量元素，參與血紅蛋白的合成，對于氧氣的運輸至關(guān)重要。銅屬元素原子結(jié)構(gòu)銅原子核外有29個電子，最外層有1個電子，容易失去形成Cu+或Cu2+離子。晶體結(jié)構(gòu)銅的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。化學(xué)性質(zhì)銅在空氣中表面生成氧化銅薄膜，能抵抗腐蝕，但高溫下會與氧氣反應(yīng)生成氧化銅。銅的性質(zhì)延展性銅具有良好的延展性，可拉成細(xì)絲或壓成薄片。導(dǎo)電性銅是良好的導(dǎo)電體，廣泛應(yīng)用于電線和電子元件。化學(xué)性質(zhì)銅在空氣中表面氧化，形成一層氧化銅薄膜，保護(hù)內(nèi)部金屬。銅的化合物氧化物氧化亞銅(Cu2O)和氧化銅(CuO)是常見的銅氧化物，在工業(yè)和化學(xué)領(lǐng)域有重要應(yīng)用。硫化物硫化銅(CuS)和硫化亞銅(Cu2S)等硫化物常存在于礦石中，可用于銅的冶煉。鹵化物氯化銅(CuCl2)和溴化銅(CuBr2)等鹵化物具有多種性質(zhì)，例如催化劑和光敏材料。鹽類硫酸銅(CuSO4)和硝酸銅(Cu(NO3)2)等鹽類在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、電鍍等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。銅元素的應(yīng)用導(dǎo)電性銅是優(yōu)良的導(dǎo)電體，廣泛應(yīng)用于電線、電纜、電子元件等。導(dǎo)熱性銅具有良好的導(dǎo)熱性，應(yīng)用于散熱器、熱交換器等。耐腐蝕性銅具有耐腐蝕性，被用于制作水管、屋頂、雕塑等。銀屬元素性質(zhì)銀是一種貴金屬，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和反射性，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但遇氧化劑或硫化物會發(fā)生反應(yīng)。應(yīng)用銀廣泛應(yīng)用于電子、工業(yè)和裝飾領(lǐng)域，如制造銀器、珠寶、電池和催化劑。化合物銀形成多種化合物，如硝酸銀（AgNO3）、氯化銀（AgCl）和氧化銀（Ag2O）。銀的性質(zhì)1高延展性銀具有極高的延展性，可以被拉成細(xì)絲或錘成薄片，用于制造各種飾品和電子元件。2良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性銀是導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好的金屬，廣泛應(yīng)用于電子和熱交換領(lǐng)域。3抗氧化性銀在空氣中不易氧化，保持光澤，但會被硫化氫等物質(zhì)腐蝕，形成黑色硫化銀。4抗菌性能銀離子具有良好的抗菌性能，可以抑制細(xì)菌和真菌的生長，常用于醫(yī)療和保健領(lǐng)域。銀的化合物鹵化銀鹵化銀是重要的感光材料，如鹵化銀膠片，廣泛應(yīng)用于攝影和電影制作。氧化銀氧化銀是一種黑色固體，可用于制造銀器、電池等。硝酸銀硝酸銀是一種無色晶體，是常用的銀鹽，可用于制造銀鏡、化學(xué)試劑等。銀元素的應(yīng)用珠寶銀是制作首飾和裝飾品的常用材料。餐具銀具有良好的抗氧化性和導(dǎo)熱性，因此常用于制作餐具。貨幣銀自古以來就被用作貨幣，其價值穩(wěn)定且易于流通。金屬過渡系列元素金屬過渡系列元素是指周期表中d區(qū)元素，它們位于主族元素和副族元素之間，包括從第3周期到第7周期的過渡金屬。過渡金屬元素的電子層結(jié)構(gòu)特點是d軌道電子數(shù)發(fā)生變化，因此它們具有豐富的化學(xué)性質(zhì)和重要的應(yīng)用價值。過渡金屬的特點多變的價態(tài)過渡金屬元素可以形成多種價態(tài)，這使得它們能夠參與各種化學(xué)反應(yīng)。豐富的顏色過渡金屬的化合物通常具有鮮艷的顏色，這使得它們在顏料、染料和寶石中得到廣泛應(yīng)用。優(yōu)異的催化性能過渡金屬及其化合物在許多重要的化學(xué)反應(yīng)中起著催化劑的作用，例如汽車尾氣凈化。價態(tài)變化與絡(luò)合物過渡金屬的價態(tài)過渡金屬元素由于其d軌道電子數(shù)較多，可以形成多種價態(tài)的離子，例如，鐵元素可以形成Fe2+和Fe3+兩種離子。絡(luò)合物的形成過渡金屬離子可以與某些分子或離子結(jié)合形成絡(luò)合物。絡(luò)合物的形成是由于過渡金屬離子的空d軌道接受配位體提供的孤對電子，形成配位鍵。絡(luò)合物的性質(zhì)絡(luò)合物的形成可以改變過渡金屬離子的顏色、溶解度、穩(wěn)定性等性質(zhì)，在化學(xué)反應(yīng)中起著重要的作用。催化功能加速反應(yīng)降低活化能，加快反應(yīng)速率。改變反應(yīng)途徑提供新的反應(yīng)路徑，使反應(yīng)更容易發(fā)生。循環(huán)利用催化劑本身不參與反應(yīng)，可以重復(fù)使用。色彩繽紛過渡金屬元素的化合物往往呈現(xiàn)出豐富多彩的顏色，這是由于其d軌道電子躍遷造成的。例如，鈷的化合物通常呈藍(lán)色，鉻的化合物通常呈綠色，銅的化合物通常呈藍(lán)色或綠色。這些化合物在顏料、染料、玻璃、陶瓷等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。化學(xué)反應(yīng)活性氧化還原反應(yīng)過渡金屬可以形成多種氧化態(tài)，因此在氧化還原反應(yīng)中表現(xiàn)出較高的活性。絡(luò)合反應(yīng)過渡金屬離子可以與配體形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，影響反應(yīng)速度和平衡。催化作用許多過渡金屬及其化合物在催化反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，例如在工業(yè)生產(chǎn)中。生物功能與毒性鐵血紅蛋白的主要成分，負(fù)責(zé)氧氣運輸。銅參與酶的活性，例如細(xì)胞呼吸。鋅免疫系統(tǒng)功能和傷口愈合的重要元素。汞對神經(jīng)系統(tǒng)有毒，可能導(dǎo)致腦損傷。過渡金屬的環(huán)境問題1污染排放工業(yè)生產(chǎn)和人類活動會排放大量的重金屬，如汞、鉛、鎘等，污染水體、土壤和空氣。2生物富集重金屬會通過食物鏈富集，對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞，并最終影響人類健康。3環(huán)境修復(fù)開發(fā)有效的重金屬污染治理技術(shù)，如生物修復(fù)、化學(xué)修復(fù)等，是保護(hù)環(huán)境的重要任務(wù)。金屬與非金屬的差異金屬良好的導(dǎo)電性良好的導(dǎo)熱性延展性非金屬絕緣體脆性多種物理性質(zhì)金屬摻雜和合金摻雜在金屬材料中添加少量的其他元素來改變其性能，例如提高強度、硬度、耐腐蝕性等。合金由兩種或多種金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，合金通常具有比純金屬更好的性能。常見合金例如，黃銅（銅和鋅）、青銅（銅和錫）、不銹鋼（鐵、鉻、鎳）等。金屬的提取與冶煉1金屬礦石從地殼中獲取2物理選礦去除雜質(zhì)3化學(xué)冶煉還原金屬離子4精煉提純提高純度貴金屬的特殊應(yīng)用金飾品、電子產(chǎn)品、投資等銀器、攝影、電池等珠寶、汽車催化劑、醫(yī)療器械等過渡金屬元素的學(xué)習(xí)要點周期表位置了解過渡金屬元素在周期表中的位置和特點，例如，它們位于周期表的中間部分，有d軌道電子。電子構(gòu)型掌握過渡金屬元素的電子構(gòu)型，特別是d軌道的電子排布，這有助于理解它們的化學(xué)性質(zhì)。氧化態(tài)重點關(guān)注過渡金屬元素的多種氧化態(tài)，以及它們?nèi)绾斡绊懫浠衔锏男再|(zhì)和反應(yīng)。絡(luò)合物了解過渡金屬元素形成絡(luò)合物的能力，包括配位數(shù)、配位體類型和幾何結(jié)構(gòu)等概念。過渡金屬知識點梳理電子構(gòu)型過渡金屬元素的電子構(gòu)型特點，以及對過渡金屬性質(zhì)的影響。氧化態(tài)過渡金屬元素的多變價態(tài)，以及價態(tài)變化規(guī)律。重要化合物典型過渡金屬元素的重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用。反應(yīng)規(guī)律過渡金屬元素的典型化學(xué)反應(yīng)，包括氧化還原反應(yīng)、配合反應(yīng)等。過渡金屬競賽題型分析選擇題考察對基本概念、性質(zhì)、反應(yīng)的理解和應(yīng)用。簡答題要求考生解釋現(xiàn)象、分析問題，并運用知識解決實際問題。實驗題考察考生對實驗原理、操作、數(shù)據(jù)分析的掌握和應(yīng)用。過渡金屬競賽題庫演練1基礎(chǔ)題熟悉基本概念和性質(zhì)2綜合題考察