2019高考化学金属元素及其化合物导学案.docx

金属元素及其化合物李仕才【高考考试说明要求】（1）能应用金属的活动性顺序判断反应并解释相关现象（2）根据研究物质的思路和方法，掌握常见金属单质及其重要化合物的主要性质和应用（3）了解生活中常见的合金第一讲 钠元素及其化合物任务一. 回顾旧知识，形成知识体系，建构分类观，转化观。问题1. 将一小块新切开的钠露置在潮湿空气中，切面很快失去金属光泽变暗。慢慢的钠块儿表面出现液滴，又慢慢变成白色固体，最后变成白色粉末。请结合现象用化学方程式解释出现这一系列现象的原因。问题2. 将Na2O2固体加入硫酸亚铁溶液中，产生红褐色沉淀，没有气体逸出。写出相应的离子方程式。问题3. 按照物质的分类罗列出你熟悉的钠及其化合物，放入下面的二维图。从多角度认识物质的性质和物质间的转化，写出实现转化的反应试剂和条件。 注意认识物质的物理性质（如颜色、状态、密度、熔沸点、溶解性等）、化学性质、制备和物质的用途等化合价单质氧化物碱盐（以NaOH的制备为例,认识二维图的使用!）任务二 .从实验入手认识重要物质的性质和制备等序号实验目的实验方法、操作实验现象、解释（文字方程式）、结论1探究乙醇和水分子中羟基H的活泼性23探究过氧化钠与水的反应产物和能量转换？反应后，向试管中加几滴酚酞，溶液变红，振荡试管，溶液很快褪色。针对褪色现象，请你根据假设（NaOH浓度过大;H2O2的氧化作用）设计实验进行探究。（已知反应Na2O2+2H2O=H2O2+2NaOH）4探究Na2CO 3、NaHCO3的性质在 2 支试管里分别加Na2CO 3、NaHCO3固体（各约 1g）：观察二者外观上细小的差别。分别滴入几滴水，振荡试管，观察现象。用手摸一摸试管底部，有什么感觉？继续向试管内加入10mL水，用力振荡，有什么现象？向试管内滴加 12滴酚酞后，观察颜色。（也可用pH试纸测定0.1mol/L的Na2CO3、NaHCO3两种溶液的pH)将上述两溶液加热，观察溶液颜色变化。5用试纸分别测定0.1mol/L的Na2SiO3和Na2CO3溶液的pH6探究Na2CO3、NaHCO3两种溶液分别与CaCl2溶液的反应向0.1mol/L Na2CO3溶液滴加酚 酞，再加1mol/L CaCl2溶液 向 0.1mol/L NaHCO3溶液加 1mol/L CaCl2 溶液。产生白色沉淀，并有气泡冒出。7如何鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种固体？【牛刀小试】1、某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质，发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是，他们先对固体A、B进行鉴别，再通过实验进行性质探究。（1）分别加热固体A、B，发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。（2）称取两种固体各2 g，分别加入两个小烧杯中，再各加10 mL 蒸馏水，振荡，测量温度变化；待固体充分溶解，恢复至室温，向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。发现Na2CO3固体完全溶解，而NaHCO3固体有剩余，由此得出结论 。同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中，盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是 （填字母序号）。a溶液温度下降 b溶液温度升高 c滴入酚酞后呈浅红色 d滴入酚酞后呈红色（3）如图所示，在气密性良好的装置和中分别放入药品，将气球内的固体同时倒入试管中。两试管中均产生气体， （填“”或“”）的反应程度更为剧烈。反应结束后，气球均有膨胀，恢复至室温，下列说法正确的是 。a装置的气球体积较大 b装置的气球体积较大c生成气体的体积根据盐酸计算d生成气体的体积根据固体计算（4）同学们将两种固体分别配制成0.5 molL-1的溶液，设计如下方案并对反应现象做出预测：实验方案预测现象预测依据操作1：向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 molL-1CaCl2溶液有白色沉淀Na2CO3溶液中的CO32-浓度较大，能与CaCl2发生反应: （写离子方程式）。操作2：向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 molL-1CaCl2溶液无白色沉淀NaHCO3溶液中的CO32-浓度很小，不能与CaCl2反应。实施实验后，发现操作2的现象与预测有差异：产生白色沉淀和气体。则该条件下，NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为 。2、10 时加热NaHCO3饱和溶液，测得该溶液的pH发生如下变化：温度()102030加热煮沸后冷却到50 pH8.38.48.58.8甲同学认为，该溶液pH升高的原因是HCO的水解程度增大，故碱性增强，该反应的离子方程式为_ 。乙同学认为，溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解，生成了Na2CO3，并推断Na2CO3的水解程度_(填“大于”或“小于”)NaHCO3，该分解反应的化学方程式为_。丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为：（1）只要在加热煮沸的溶液中加入足量的BaCl2溶液，若产生沉淀，则乙判断正确。为什么？能不能选用Ba(OH)2溶液？_。（2）将加热后的溶液冷却到10 ，若溶液的pH_(填“高于”、“低于”或“等于”)8.3，则_(填“甲”或“乙”)判断正确。任务三、了解侯氏制碱法侯德榜是我国化学工业的奠基人,纯碱工业的创始人。他发明的“侯氏制碱法”又称联合制碱法，使合成氨和制碱两大生产体系有机地结合起来。生产过程及四种盐的溶解度曲线如下图所示： （1）图示中“侯氏制碱法”用到的原料有 （2）CO2和NH3来源于工业上合成氨。我国在合成氨时主要是用煤、焦炭与水蒸气制取原料气氢气，用空气分离出氮气。写出相关的化学方程式 、 、 。（3）写出图示“碳化”和“煅烧”过程中反应的化学方程式： 、 。（4）上述生产的优点有 ，且副产品NH4Cl可以做 和化工原料。（5）在经过M1后向母液中通氨气，冷却，加入细小食盐颗粒，析出副产品。通氨气的作用有_；加NaCl的目的是 ；冷却的目的是 （6）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶入水后，再 若产品碳酸钠中仅含有氯化钠杂质，为测定样品中Na2CO3的质量分数，甲同学设计实验如下（夹持及加热装置略）： 测定样品中Na2CO3的质量分数所需的数据是 。试思考还可采用什么方法测定样品的纯度？ （7）产品纯碱中若仅含有碳酸氢钠杂质，如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为（注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 若用石灰水来测定其中纯碱的纯度，应采用的实验方法是 （8）某小组在实验室里模拟侯氏制碱法来制取碳酸氢钠。 用石灰石与盐酸反应制取CO2的离子方程式为 用生石灰和浓氨水制取NH3，请在右边方框中绘出制取NH3的装置示意图。 在下图中A口通入气体 ，B口通入气体 ，并且通入气体的先后顺序是 ，请说明理由 。 因上述产生碳酸氢钠的反应放热，为提高NaHCO3析出率，最好采取的措施是 【巩固练习】1下列说法正确的是 A在实验室里，金属钠常保存在煤油或石蜡油中B过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源C碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化铝等可作为抗酸药 D. 热的纯碱溶液可以洗去餐具表面的油污2、如何除去碳酸钠固体中的少量碳酸氢钠？ 如何除去碳酸氢钠溶液中的少量碳酸钠？3、某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10 mol/L NaHCO3溶液，测其pH为8.4；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是A.NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3的水解程度大于电离程度B.加入CaCl2促进了HCO3的水解C.反应的离子方程式是2HCO3Ca2+=CaCO3H2CO3D.反应后的溶液中存在：c(Na+)2c(Ca2+)c(HCO3)2c(CO32-)c(Cl)4（2012北京）.下列解释实验现象的反应方程式正确的是( )A切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na+O2=Na2O2B向AgC1悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgC1+S2-=Ag2S+2C1-CNa2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2D向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO3-+Ca2+2OH-=CaCO3+CO32-+2H2O5（2014上海）向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸。下列离子方程式与事实不相符的是( )A.OH-+CO32-+2H+=HCO3-+H2O B. 2OH-+CO32-+3H+=HCO3-+2H2OC.2OH-+CO32-+4H+=CO2+3H2O D. OH-+CO32-+3H+=CO2+2H2O6常温下，向1 L pH=10的 NaOH溶液中持续通入CO2。通入的CO2的体积（V）与溶液中水电离出的OH离子浓度（）的关系如下图所示。下列叙述不正确的是 Aa点溶液中：水电离出的c(H+)110-10mol/LBb点溶液中：c(H+)110-7mol/L Cc点溶液中：c(Na+)c(CO32)c(HCO3)Dd点溶液中：c(Na+)2c(CO32)c(HCO3)7、侯德榜是我国著名科学家，1933年出版纯碱制造一书，创立了中国自己的制碱 工艺。其纯碱制造原理如下图所示： （1）由NaHCO3制备纯碱的化学方程式是 。（2）过程通入NH3和CO2的顺序是 。（3）过程析出NH4Cl(s)的原因是 。（4）充分利用副产品NH4Cl生产NH3和HCl。直接加热分解NH4Cl，NH3和HCl的产率 往往很低，原因是 。（5）采用MgO循环分解NH4Cl。加热，在300以下获得NH3；继续加热至350600获得HCl气体。利用下列装置（加热及加持装置略）可测量NH3和HCl的产率。 低于300时，干燥管盛装的干燥剂是 。NH3吸收完全后，更换干燥剂和吸收装置中的吸收液。 产生NH3的化学反应方程式是 。 在350600，上图虚线框内应选择的安全瓶是 。 MgO可以循环分解NH4Cl制得NH3和HCl的原因是 （结合化学方程式解释）。答案：（1）2NaHCO3 Na2CO3 +H2O + CO2 （2 分） （2）先通NH3，后通CO2 （2 分） （3）NH4Cl(s) NH4+(aq) + Cl-(aq)，增大c(Cl-)，平衡左移，促进氯化铵析出（2 分）（4）NH3 + HCl = NH4Cl （2 分）（5） 碱石灰 （1分） MgO + 2NH4Cl 2NH3+ MgCl2 + H2O （2 分） c （1 分） 因为MgO+2NH4Cl 2NH3+MgCl2+ H2O， 而MgCl2水解生成Mg(OH)2和HCl， MgCl2+2H2O Mg(OH)2+2HCl；Mg(OH)2受热生成MgO，Mg(OH)2 MgO+H2O， 所以MgO可以循环应用与NH4Cl反应制得NH3和HCl。 （2 分） 8、资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。（1）提出假设实验I：用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测： 猜测1：白色不溶物可能为 。 猜测2：白色不溶物可能为MgCO3。猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁xMgCO3yMg(OH)2。（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：实验序号实验实验现象结论实验将实验I中收集到的气体点燃能安静燃烧、产生淡蓝色火焰气体成分为_ 实验取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量 白色不溶物可能含有MgCO3实验取实验I中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液产生白色沉淀溶液中存在 离子（3）为进一步确定实验I的产物，设计定量实验方案，如图所示：称取实验中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验前后装置A增重1.8 g，装置B增重8.8 g，试确定白色不溶物的化学式 。（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡