2019年高考化学大串讲专题07元素及其化合物教案.doc
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1、- 1 -专题 07 元素及其化合物一钠1. 氧化钠和过氧化钠物 质 氧化钠 过氧化钠色、态 白色固体 淡黄色固体化学式 Na2O Na2O2类 别 碱性氧化物 过氧化物氧元素的化合价 -2 -1稳定性 较稳定 稳定与 H2O 反应的方程式Na2O + H2O = 2NaOH 2Na2O2+2H2O = 4NaOH + O2与 CO2反应的方程式Na2O + CO2 =Na2CO3 2Na2O2 + 2CO2 =2Na2CO3 + O2氧化性、漂白性 无 有用 途 制 NaOH 呼吸面具、漂白剂2. 重要的钠盐名 称 碳酸钠 碳酸氢钠化学式 Na2CO3 NaHCO3俗 名 纯碱、苏打 小苏打
2、色 态 白色固体粉末 细小白色晶体水溶性 易溶 易溶,但比碳酸钠小热稳定性 稳定不稳定 主要性与 H反应CO32- + H + = CO2 + H2O慢H+ + HCO3- = CO2 + H 2O快- 2 -与碱反应Ca(OH) 2Ca2+ + CO32- = CaCO3 Ca(OH) 2过量Ca2+ + OH- + HCO3- = CaCO3 + H 2OCa(OH) 2少量Ca2+ +2 OH-+2HCO3-=CaCO3+2H 2O+ CO32-氯化钙Ca2+ + CO32- = CaCO3 不反应质盐硫酸铝2Al3+ + 3CO32-=3CO2 +Al( OH) 3Al3+ +3HCO
3、3-=Al(OH) 3+ 3CO 2主要用途制玻璃,制皂,造纸,纺织发酵粉,制药,灭火剂相互转化例 1 如图是模拟“侯氏制碱法”制取 NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是( )A a 通入 CO2,然后 b 通入 NH3,c 中放碱石灰B b 通入 NH3,然后 a 通入 CO2,c 中放碱石灰C a 通入 NH3,然后 b 通入 CO2,c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉D b 通入 CO2,然后 a 通入 NH3,c 中放蘸稀硫酸的脱脂棉【答案】C二铝1. 镁和铝- 3 -金属项目镁(Mg) 铝(Al)原子结构 原子最外层 2 个电子 原子最外层 3 个电子原子半径 1.601010 m 1.4
4、31010 m化合价 +2 +3物 理性 质镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属,但镁和铝相比较,铝的硬度比镁的稍大,熔点和沸点都是铝比镁的高活泼性 较活泼: 较活泼:抗 腐蚀 性在空气中都能跟氧气反应,表面覆盖一层致密而坚硬的氧化物薄膜,都具有搞腐蚀性能与 O2反应 2Mg+ O2 = 2MgO 4Al + 3O2 =2Al2O3与卤素单质、硫等反应Mg+ Cl2 MgCl2 Mg+ S MgS2Al+ 3Cl2 2AlCl3 2Al+ 3S Al2S3 与 酸反 应Mg + 2 H+ = Mg2+ + H2 2Al + 6 H+ = 2Al3+ + 3H2 与水反应 Mg +
5、2H2O Mg(OH) 2+H2 不反应与碱反应 不反应 2Al+2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2 与氧化物反应 2Mg + CO2 2MgO +C2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3结 论 镁、铝均为较活泼的金属,但镁的金属性强于铝解 释 核电荷数镁小于铝,而原子半径镁大于铝,故核对最外层的电子引力镁小于铝,即 Al 比 Mg 难失电子,金属性弱于 Mg单质性质主要用途镁合金汽车、飞机制造、照明弹等铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等2. MgO 与 Al2O3的比较- 4 -MgO Al2O3物 理性 质均为白色粉末,不溶于水,熔点高(MgOAl
6、2O3) ,是优良的耐火材料与热水反应MgO +H2O Mg(OH) 2与水不反应化学性质碱性氧化物MgO +H+ = Mg2+ + H2O两性氧化物Al2O3 + 6H+= 2Al3+ +3H2O Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O3. Mg(OH)2与 Al(OH)3的比较Mg(OH)2 Al(OH)3物理性质均为白色固体,不溶于水不稳定性 不稳定性化学性质碱性 两性制备Mg2+2OH-= Mg(OH)2Mg2+2NH3H2O =Mg(OH)2+2NH 4+Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3NH 4+不用强碱AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3+HCO
7、 3-不用强酸例 2 某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,转化关系如下如所示:下列说法不正确的是( )A x 为 NaOH 溶液,y 为盐酸B ab 发生的反应为:AlO 2-+H+H2O=Al(OH)3- 5 -C 按照本流程,x 和 y 调换后也能达到实验目的D b、c 既能与强酸又能与强碱反应【答案】C三铁1. 铁原子结构和性质:铁是过渡元素,原子结构示意图: ,位于第四周期,第族,主要化合价:+2、+3。物理性质:银白色光泽、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。化学性质性 质 铁与非金属反应2Fe+3Cl2 点 燃 2FeCl3 Fe+ S Fe
8、S3Fe+2O2 点 燃 Fe3O4 Fe+I2= FeI2与盐酸反应Fe+2HCl=FeCl2+H2遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化;与氧化性酸反应不产生 H2,且氧化性酸过量时生成Fe3+与盐溶液反应Fe+CuSO4=CuSO4+FeFe + 2Fe3+ = 3Fe2+与水反应 3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2- 6 -2. 铁的氧化物物 质FeO Fe2O3(铁红) Fe3O4(磁性氧化铁)化合价+2 +2 +2、+3色、态黑色粉未 红棕色粉未 黑色晶体水溶性均不溶于水和 H+反应FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2OFe
9、3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O与 CO的反应FexOy+yCO x Fe + yCO2稳定性在空气中氧化为Fe3O4空气中稳定 在空气中稳定制 备高温熔融,过量的铁与 O2反应:2Fe+O 2 2FeO氢氧化铁加热分解2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O铁在氧气中燃烧3Fe + 2O2 Fe3O4Fe3O4中有 1/3 的 Fe 是+2 价,有 2/3 的 Fe 是+3 价,可写成 FeOFe2O3,但不能认为Fe3O4是 FeO 和 Fe2O3的混合物,实际上是纯净物。3. 铁的氢氧化物物 质 氢氧化亚铁(Fe(OH) 2) 氢氧化铁 Fe(OH) 3色 态
10、 白色固体 红褐色固体水溶性 难溶于水与酸反应 Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O与强氧化酸反应3Fe(OH)2 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO+8H 2OFe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O- 7 -稳定性不稳定,易被空气中的氧气氧化,颜色变化:白色灰绿色红褐色4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3较稳定空气中久置会部分失水成铁锈受热易分解实验室制备煮沸蒸馏水,赶走溶解的氧气煮沸 NaOH 溶液,赶走溶解的氧气配制FeSO4溶液,加少量的还原铁粉用长滴管将
11、 NaOH 溶液送入 FeSO4溶液液面以下Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2铁盐与可溶性碱反应Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)34. Fe2+、Fe 3+离子的检验方法方 法 Fe2+ Fe3+观察溶液颜色浅绿色 黄色加碱溶液先产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色产生红褐色沉淀加 SCN溶液无现象 变红加苯酚溶液无现象 变为紫色Fe2+、Fe 3+离子的应用: 共存问题 Fe 2+在酸性条件下不能与强氧化性离子共存,如:NO 3 、MnO 4 、ClO 等。不能 发生复分解和双水解反应的离子共存,如:OH 、CO 32 、HCO 3 、S 2 、SO 32 等。 Fe
12、3+:不能与还原性离子共存,如:I 、S 2 、SO 32 等。不能与发生复分解和双水解反应的离子共存,如:OH 、CO 32 、HCO 3 、AlO 2 等;不能与 SCN 共存;不能与苯酚共存。 分离与提纯 FeCl 2(杂质 FeCl3) ,加入铁钉或铁粉后过滤。- 8 - FeCl3(杂质 FeCl2) ,通入 Cl2或滴加氯水或加入“绿色”氧化剂 H2O2:离子方程式: 2Fe2+H2O2+2H+ 2 Fe3+2H2O例 3FeCl3易潮解、易升华,实验室制备 FeCl3的装置如图所示(加热和夹持装置略去)。下列说法正确的是( )A 导管 g 的作用是增强装置的气密性B 试剂 X 和
13、试剂 Y 分别为浓硫酸、饱和食盐水C 直接用 E 接收产物比用导管连接的优点是可防止堵塞D 出于简化装置的目的,F 装置可拆除【答案】C四碳和硅1. 硅硅的存在和物理性质存在:只以化合态存在,主要以 SiO2和硅酸盐的形式存在于地壳岩层里,在地壳中含量居第二位。物理性质:晶体硅是一种灰黑色固体,具有金属光泽,硬而脆的固体,熔沸点较高,能导电,是良好 的半导体材料 。硅的化学性质 与单质(O 2、F 2)反应 Si + O 2 SiO2 Si+2F2=SiF4 与酸(HF)反应 Si+4HF = SiF 4+2H 2 与强碱(如 NaOH)溶液反应 Si+2NaOH +H2O = Na2SiO3
14、+2H2用途:制造半导体、计算机芯片、太阳能电池。2. CO2和 SiO2的比较- 9 -物 质 二氧化硅 二氧化碳晶体类型 原子晶体 分子晶体物理性质 硬度大、熔沸点高、常温下为固体、不溶于水熔沸点低,常温下为气体,微溶于水与水反应不反应 CO2 + H2O H2CO3与酸反应SiO2 + 4HF = SiF4+ 2H 2O 不反应与碱反应SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O盛碱液的试剂瓶用橡皮塞CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O 或CO2 + NaOH = 2NaHCO3与盐反应SiO2 + Na2CO3 Na 2SiO3 + CO2SiO2 + Ca
15、CO3 CaSiO 3 + CO2Ca(ClO)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2HClOCO2 + Na2CO3 + H2O = 2NaHCO3与碱性氧化物反应SiO2 + CaO CaSiO 3 CO2 + Na2O Na 2CO3化学性质与碳反应SiO2+2C 2CO+Si CO2+C 2CO主要用途 制光学仪器、石英玻璃。水晶可制作饰品,常用来制造通讯材料光导纤维。化工原料、灭火剂。干冰用作制冷剂,人工降雨。 3. 硅酸及硅酸盐硅酸 物理性质:与一般的无机含氧酸不同,硅酸难溶于水。 化学性质:. 弱酸性:是二元弱酸,酸性比碳酸弱,与 NaOH 溶液反应的化学方程式为:H
16、2SiO3+2NaOH= Na2SiO3+2H2O。. 不稳定性:受热易分解,化学方程式为:H 2SiO3 H2O+ SiO2。 制备:通过可溶性硅酸盐与其他酸反应制得,如 Na2SiO3溶液与盐酸反应:高温高温- 10 -Na2SiO3+2HCl= H2SiO3+2NaCl 用途:硅胶可用作干燥剂、催化剂的载体等。硅酸盐定义:硅酸盐是由硅、氧、金属所组成的化合物的总称。硅酸盐结构复杂,一般不溶于水,性质很稳定。通常用氧化物的形式来表示其组成。例如:硅酸钠 Na2SiO3(Na 2OSiO2) ,高岭石 Al2Si2O5(OH)4(Al 2O32SiO22H2O) 。书写顺序为:活泼金属氧化物
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- 2019 年高 化学 串讲 专题 07 元素 及其 化合物 教案 DOC
