高中化学专题3从矿物到基础材料本专题重难点突破省公开课一等奖新名师优质课获奖课件.pptx

,本专题重难点突破,专题,3,从矿物到基础材料,1/47,学习目标定位,1.,熟知金属单质及其主要化合物性质。,2.,掌握金属与酸反应计算规律和方法。,3.,熟知硅及其化合物之间转化关系。,4.,了解,SiO,2,、,Si,、,Na,2,SiO,3,特征和用途。,2/47,内容索引,一、金属主要化学性质及其应用,二、主要金属化合物性质及其应用,三、金属与酸反应计算规律和方法,四、怎样学好硅及其化合物,3/47,一、金属主要化学性质及其应用,4/47,例,1,对以下试验现象及其解释不正确是,A.,金属钠在,Cl,2,中燃烧产生白烟，这是因为产生,NaCl,固体颗粒分散到空,气中所致,B.,把烧红铁丝放在氧气中，发出刺眼白光，产生黑色固体，这是因为,该反应放热多，生成,Fe,3,O,4,为黑色,C.,单质,Mg,、,Al,与,O,2,反应，条件不一样，可能产生不一样产物,D.,镁带在空气中点燃发出刺眼光芒，并发生三个反应：,答案,解析,了解感悟,5/47,解析,NaCl,为白色固体，固体小颗粒分散到空气中就形成烟，所以,A,项正确；,Mg,或,Al,与,O,2,反应，不论加热是否，都是只有一个产物,MgO,或,Al,2,O,3,，所以,C,项错误；,D,项中，,Mg,与,O,2,反应放出大量热，火焰明亮，所以军事上惯用它制照明弹，在这三个反应中，,Mg,化合价都是从,0,价升高到,2,价，所以,Mg,都是作还原剂，,D,项正确。,了解感悟,6/47,了解感悟,金属与氧气反应多样性,(1),活泼金属,(,如,Na),在常温下即可反应，加热或点燃所得产物普通更复杂。,4Na,O,2,=2Na,2,O(,常温,),2Na,O,2,Na,2,O,2,(2),较活泼金属在高温下普通都能猛烈反应，常温下普通也能反应，但详细情况存在差异。,Mg,和,Al,在加热时均能猛烈反应,(Al,在纯,O,2,中,),，常温下因能形成致密氧化膜而阻止内层金属继续反应，所以,Mg,、,Al,即使较活泼，但常温下在空气中能够稳定存在。,2Mg,O,2,=2MgO,4Al,3O,2,=2Al,2,O,3,7/47,铁丝在纯,O,2,中猛烈燃烧生成,Fe,3,O,4,；铁在空气中迟缓氧化，形成氧化膜,(,生锈,),不致密而能连续反应。,3Fe,2O,2,Fe,3,O,4,4Fe,3O,2,=2Fe,2,O,3,(3),不活泼金属,(,如,Au,、,Pt),普通不与,O,2,反应。,8/47,例,2,依据你对金属钠性质了解，回答以下问题：,(1),因为金属钠很轻易跟空气中,_,、,_,等物质反应，通常将它保留在,_,里，以使它与,_,、,_,等隔绝。,解析,因为金属钠很活泼，很轻易跟空气中氧气、水蒸气等物质反应，所以保留时应隔绝空气，通常保留在煤油中。这是因为钠密度大于煤油密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而防止了与空气接触。,答案,解析,氧气,水蒸气,煤油,氧气,水蒸气,9/47,答案,钠投入,Fe,2,(SO,4,),3,溶液中，首先发生反应：,2Na,2H,2,O=2NaOH,H,2,，生成,NaOH,能与,Fe,2,(SO,4,),3,反应：,6NaOH,Fe,2,(SO,4,),3,=2Fe(OH),3,3Na,2,SO,4,，所以会观察到有红褐色沉淀生成。该反应总反应方程式能够表示为,6Na,6H,2,O,Fe,2,(SO,4,),3,=2Fe(OH),3,3Na,2,SO,4,3H,2,。,(2),将金属钠加入,Fe,2,(SO,4,),3,溶液中会产生红褐色沉淀。你能解释这一现象吗？,解析,金属钠与盐溶液反应，不可能置换出金属单质，这是因为钠首先要和溶液中水反应生成,NaOH,和,H,2,，生成,NaOH,能和,Fe,2,(SO,4,),3,反应生成红褐色,Fe(OH),3,沉淀。,答案,解析,10/47,二、主要金属化合物性质及其应用,11/47,解析,都是碱，能够使,Na,2,CO,3,、,NaHCO,3,中都含有,CO,，结果现象一样,(,都有沉淀、,都无沉淀,),，所以,不能区分；,使二者放出,CO,2,速度不一样，能够区分；,使,Na,2,CO,3,有沉淀，而,NaHCO,3,无沉淀，能够区分；,加热法，因二者都是溶液，加热都不分解，无法区分。,例,3,现有两瓶无标签无色溶液，分别装有,Na,2,CO,3,和,NaHCO,3,，用以下试剂或方法能将二者区分是,Ca(OH),2,盐酸,CaCl,2,NaOH,加热,A.,B.,C.,D.,答案,解析,了解感悟,12/47,了解感悟,Na,2,CO,3,与,NaHCO,3,区分方法,方法一：与强酸反应。在两个试管中放入等量两种固体，同时加入等量同一盐酸，放气体快者为,NaHCO,3,。,方法二：加热法。对固体进行加热，把产生气体通入澄清石灰水，使澄清石灰水变浑浊者为,NaHCO,3,。,方法三：沉淀法。在两种溶液中加入,BaCl,2,(,或,CaCl,2,),溶液，有沉淀生成者为,Na,2,CO,3,。,13/47,例,4,由单质,A,与化合物,B,两种粉末组成混合物，在一定条件下可按如图所表示发生转化：,请回答：,(1)A,、,B,化学式分别为,_,、,_,。,答案,解析,Al,Fe,2,O,3,14/47,解析,由红褐色沉淀知,为,Fe(OH),3,，,H,为,Fe(OH),2,，,F,为,FeCl,2,，单质,D,为,Fe,。又因溶液,E,与,CO,2,生成沉淀,J,，则,J,为,Al(OH),3,，,Al(OH),3,与盐酸反应生成溶液,K,为,AlCl,3,溶液，灼烧后生成化合物,C,为,Al,2,O,3,。固体,B,加盐酸后生成溶液,G,，溶液,G,又与,D(Fe),生成溶液,F,，则知,B,为,Fe,2,O,3,，进而推知其它物质。,15/47,(2),反应,化学方程式：,_,。,(3),写出反应,离子方程式：,_,；,_,。,答案,Fe,2,O,3,2Al Al,2,O,3,2Fe,2Al,2OH,2H,2,O=2AlO,3H,2,2Fe,3,Fe=3Fe,2,了解感悟,16/47,了解感悟,(1),特殊颜色,焰色反应,Na,：黄色；,K,：紫色,(,透过蓝色钴玻璃,),有色溶液,含有离子,Fe,2,Fe,3,Cu,2,MnO,颜色,浅绿色,黄色,蓝色,紫红色,17/47,有色固体,红色：,Cu,、,Fe,2,O,3,(,红棕色,),红褐色：,Fe(OH),3,绿色：,Cu,2,(OH),2,CO,3,、,FeSO,4,7H,2,O,蓝色：,Cu(OH),2,、,CuSO,4,5H,2,O,黑色：,FeO,、,CuO,、,MnO,2,、炭黑,浅黄色：,Na,2,O,2,、,AgBr,白色：,Fe(OH),2,、,Mg(OH),2,、,Al(OH),3,、,CaCO,3,、,BaSO,4,、,AgCl,18/47,(2),特殊性质,在一定条件下能漂白有色物质淡黄色固体只有,Na,2,O,2,。,遇,SCN,显红色只有,Fe,3,。,常见可溶于,NaOH,溶液白色沉淀有,Al(OH),3,，可溶于,NaOH,溶液金属氧化物有,Al,2,O,3,。,不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸化合物有,BaSO,4,、,AgCl,。,(3),特殊反应,既能与强酸又能与强碱溶液反应物质：金属单质，如,Al,；两性氧化物，如,Al,2,O,3,等；两性氢氧化物，如,Al(OH),3,等；弱酸酸式盐，如,NaHCO,3,等；弱酸铵盐，如,NH,4,HCO,3,、,(NH,4,),2,CO,3,等。,19/47,能与水反应放出气体物质：活泼金属单质，如,K,、,Ca,、,Na,、,Mg(,加热,),、,Fe(,高温生成,Fe,3,O,4,),；金属过氧化物，如,Na,2,O,2,。,(4),特殊转化关系,三角转化,20/47,例,5,过去电子工业惯用,30%,FeCl,3,溶液腐蚀敷有铜箔绝缘板，制成印刷线路板，发生反应化学方程式为,2FeCl,3,Cu=2FeCl,2,CuCl,2,。,(1),检验腐蚀后溶液中是否含有,Fe,3,应选取试剂是,_,_,。,KSCN,溶液,(,或其,他含,SCN,盐溶液,),答案,解析,解析,Fe,3,与,SCN,反应，生成,Fe(SCN),3,呈红色。,21/47,(2),为了从使用过废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净,FeCl,3,溶液，可采取以下试验步骤，请在各空格内填上适当物质以使试验到达预期目标。,Fe,盐酸,Cl,2,FeCl,2,Fe,、,Cu,Cu,答案,解析,22/47,解析,先要审清题意，目标有两个：,“,回收铜，重新制得纯净,FeCl,3,溶液。,”,由题中给出反应可知，废腐蚀液中含有,FeCl,3,、,FeCl,2,和,CuCl,2,，回收铜可利用,Fe,与,CuCl,2,置换反应来完成，,步要加入过量,Fe,粉，发生反应：,2FeCl,3,Fe=3FeCl,2,、,Fe,CuCl,2,=FeCl,2,Cu,，所以,A,为,FeCl,2,，,B,为,Fe,和,Cu,。除去,Cu,中,Fe,可加盐酸，,Cu,不溶于盐酸，,Fe,与盐酸反应生成,FeCl,2,和,H,2,。,、,两过程得到,FeCl,2,聚集在一起被,Cl,2,氧化：,2FeCl,2,Cl,2,=2FeCl,3,。,23/47,(3),写出相关化学反应离子方程式：,_,；,_,；,_,。,答案,2Fe,3,Fe=3Fe,2,、,Fe,Cu,2,=Fe,2,Cu,Fe,2H,=Fe,2,H,2,2Fe,2,Cl,2,=2Fe,3,2Cl,了解感悟,24/47,了解感悟,铁元素及其化合物推断题解题关键：一是寻找特征反应及特征现象，二是正确利用,“,铁三角,”,转化关系，三是注意与其它金属及其化合物知识综合。化学框图题综合性强，难度大，解题时常因为知识综合性不够，找不到,“,突破口,”,而无法下手。,25/47,例,6,某溶液中可能含有,H,、,Na,、,NH,、,Mg,2,、,Fe,3,、,Al,3,、,SO,等离子，已知：,该溶液焰色反应没有黄色；,当向该溶液中加入某浓度,NaOH,溶液时，发觉生成沉淀物质量随,NaOH,溶液体积改变如图所表示。由此可知：,(1),该溶液中必定含有离子是,_,；,各离子物质量之比为,_,。,(2),必定不含阳离子是,_,。,Na,、,Mg,2,、,Fe,3,答案,解析,了解感悟,26/47,解析,由图可判断出最初,0.2 mol NaOH,是与,H,反应，溶液中无,Mg,2,、,Fe,3,，因为最终无沉淀。从图形,0.3 mol,碱使其沉淀、,0.1 mol,碱使其溶解,”,能够确定有,Al,3,。关键是寻找与,OH,反应、而又使沉淀量不改变离子，从题给离子中能够找出是,NH,。在,H,、,Al,3,、,NH,共存时，加入,OH,，与,OH,反应前后次序是,H,、,Al,3,、,NH,。原因是电解质强弱是,H,2,O,Al(OH),3,NH,3,H,2,O,，最弱者先形成，三者强弱能够从下面三个反应来证实：,Al,3,3NH,3,H,2,O=Al(OH),3,3NH,证实,Al(OH),3,比氨水弱,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,证实,H,2,O,比,Al(OH),3,弱,27/47,待溶液中成为,Al(OH),3,、,NH,3,H,2,O,时，再加入,OH,，才能溶解,Al(OH),3,。这是因为,Al(OH),3,与弱碱不反应，只有在强碱性时才溶解。,该题还有个陷阱就是易把,SO,看成是不能确定。因为溶液是电中性，必须有阴离子，所以,SO,一定存在。,了解感悟,28/47,了解感悟,(1),铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐,(,铝三角,),之间转化,Al,3,3OH,=Al(OH),3,Al(OH),3,3H,=Al,3,3H,2,O,(2),铝及其化合物两性惯用于混合物分离、除杂与判别，如,Fe,3,与,Al,3,分离，除去,Fe,2,O,3,中混有,Al,2,O,3,，选取一个试剂判别,NaCl,、,MgCl,2,、,AlCl,3,溶液等。,29/47,1.,金属与酸反应定量规律,(,只考虑生成氢气情况,),(1),金属与酸反应，金属失去电子物质量等于酸得到电子物质量。,(2)1 mol,a,价金属与足量酸反应，可生成,mol,氢气。,(3),当参加反应金属与产生氢气质量差相等时，则反应后两溶液增加质量相等。,(4),相同物质量金属与足量酸反应产生氢气量之比等于反应后对应金属展现化合价之比。,三、金属与酸反应计算规律和方法,30/47,(5),尤其注意，在钠等极活泼金属与酸反应时，金属过量时还会跟水反应产生氢气。,2.,铝分别与酸、碱反应产生氢气量比较,(1),等量铝分别与足量盐酸和,NaOH,溶液反应，消耗盐酸和,NaOH,物质量之比为,3,1,。,(2),等量铝分别与足量盐酸和,NaOH,溶液反应，产生,H,2,体积比为,1,1,。,(3),足量铝分别与等物质量浓度、等体积盐酸和,NaOH,溶液反应，产生,H,2,体积比为,1,3,。,31/47,3.,摩尔电子质量和平均摩尔电子质量,(1),摩尔电子质量：某物质在反应中转移,1 mol,电子时该物质质量，如,Mg,摩尔电子质量为,gmol,1,12 gmol,1,，,Al,摩尔电子质量为,gmol,1,9 gmol,1,。,(2),平均摩尔电子质量：两种或两种以上物质混合物在反应中转移,1 mol,电子时混合物质量，如,2 g,金属混合物生成,2.24 L H,2,(,标准情况,),，则平均摩尔电子质量为,10 gmol,1,。,32/47,例,7,(1),取,w,g,钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气,体积之比是,_,。,答案,解析,33/47,解析,0.1 mol,钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移电子数之比为,(0.1 mol,1),(0.1 mol,2),(0.1 mol,3),，所以产生氢气体积之比为,1,2,3,。,(2),取,0.1 mol,钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气体积之比是,_,。,答案,解析,1,2,3,34/47,解析,与前两问恰好反过来，氢气体积相等，转移电子数相等，即金属失电子数相等。,(3),若产生相同体积,(,同温同压,),氢气，所需钠、镁、铝三种金属物质量之比是,_,；质量之比是,_,。,答案,解析,6,3,2,23129,35/47,解析,Mg,、,Al,过量应以盐酸量计算生成气体体积,(,转移电子为,0.01 mol),，,Na,也过量，但过量钠能够与水反应,(,共转移电子,0.2 mol),。,(4),若将,0.2 mol,钠、镁、铝分别投入到,10 mL 1 molL,1,盐酸中，在标准情况下产生氢气体积大小次序是,_,。,答案,解析,V,(Na),V,(Al),V,(Mg),36/47,例,8,由,Zn,、,Fe,、,Mg,、,Al,四种金属中两种组成混合物,10 g,与足量盐酸反应产生,1.0 g H,2,，则混合物中一定含有金属是,A.Zn B.Fe,C.Al D.Mg,答案,解析,解析,Zn,、,Fe,、,Mg,与盐酸反应后在产物中化合价皆为,2,价，而,Al,为,3,价，故可用平均摩尔电子质量法。该混合物平均摩尔电子质量,10 gmol,1,，,Zn,、,Fe,、,Mg,、,Al,摩尔电子质量分别为,32.5 gmol,1,、,28 gmol,1,、,12 gmol,1,、,9 gmol,1,，因为是两种金属组成混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属摩尔电子质量之间，故混合物中一定含有金属,Al,。,37/47,1.,抓住转化关系，形成知识体系,硅及其化合物是生产生活中应用较为广泛物质，这就需要熟练掌握硅及其化合物性质，下面我们从硅及其化合物之间转化角度入手来构建硅及其化合物知识网络。,四、怎样学好硅及其化合物,38/47,2.,重视归纳总结，熟知特殊性质,硅作为非金属元素应该含有非金属性质，不过在学习硅及其化合物时，我们发觉硅一些性质却表现出与其它非金属不一样，现归纳以下：,(1),硅还原性比碳强，而碳在高温下能从,SiO,2,中还原出,Si,，即,SiO,2,2C,Si,2CO,。此反应之所以能够发生是因为生成,CO,是气体，它离开反应体系使得反应向生成,Si,方向进行到底。,(2),非金属单质普通不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成，化学方程式为,Si,4HF=SiF,4,2H,2,。,39/47,(3),酸性氧化物普通不与酸发生反应，而二氧化硅却能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。,(4),无机酸普通易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。,(5),在水溶液中，碳酸酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。,(6)Na,2,SiO,3,水溶液俗称水玻璃、泡花碱，但泡花碱却是盐溶液而非碱，这是因为水玻璃显碱性。,40/47,3.,列表比较异同，掌握反应规律,(1)CO,2,和,SiO,2,性质比较,CO,2,SiO,2,物理性质,气体，熔、沸点低，能溶于水,固体，熔、沸点高，硬度大，不溶于水,与碱性氧化物反应,CaO,CO,2,=CaCO,3,CaO,SiO,2,CaSiO,3,与碱液反应,2NaOHCO2,=Na2CO3H2O(CO2少许),SiO,2,2NaOH=Na,2,SiO,3,H,2,O,41/47,与,H,2,O,反应,CO,2,H,2,O,H,2,CO,3,不反应,与酸反应,不反应,只与,HF,反应：,SiO,2,4HF=SiF,4,2H,2,O,与盐反应,Na,2,SiO,3,CO,2,H,2,O,=H,2,SiO,3,Na,2,CO,3,Na,2,CO,3,SiO,2,Na,2,SiO,3,CO,2,与碳反应,CO,2,C 2CO,SiO,2,2C Si,2CO,相同点,都是酸性氧化物,(,酸酐,),，与碱反应生成盐和水,42/47,提醒,对于惯用含硅材料应分清楚其主要成份是单晶硅、二氧化硅还是硅酸盐。如：,硅,计算机芯片、太阳能电池等,二氧化硅,水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯、光导纤维等,硅酸盐,陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃等,43/47,解析,地壳中元素含量仅次于氧非金属元素为,Si,，,A,为,Si,，,Si,原子最外层有,4,个电子。在化合物中最高化合价等于元素原子最外层电子数，故,Si,元素在化合物中最高化合价为,4,价。,例,9,A,、,B,、,C,、,D,、,E,代表单质或化合物，它们之间相互转化关系以下所表示。,A,为地壳中含量仅次于氧非金属元素单质。,请填空：,(1),形成单质,A,元素，在化合物中最高化合价为,_,。,答案,解析,4,44/47,(2)B,和碳反应生成,A,和,E,化学方程式是,_,。,答案,解析,解析,在图中，,B,和碳反应生成,Si,和,E,，则,B,为,SiO,2,，,SiO,2,与碳在高温条件下反应化学方程式为,SiO,2,2C Si,2CO,。,SiO,2,2C Si,2CO,45/47,(3)C,化学式为,_,，,D,化学式为,_,。,答案,解析,解析,B,与氧化钙在高温下反应化学方程式为,SiO,2,CaO CaSiO,3,，则,C,为,CaSiO,3,。,B,与氢氧化钠在加热条件下反应化学方程式为,SiO,2,2NaOH=Na,2,SiO,3,H,2,O,，则,D,为,Na,2,SiO,3,。,CaSiO,3,Na,2,SiO,3,46/47,本课结束,47/47,