高中化学 第4课 材料家族中的元素模块复习课课件 鲁科版必修1.ppt

第四课材料家族中的元素,一、材料中的元素1.硅及其重要化合物间的转化关系:,2.铝及其重要化合物间的转化关系:,3.铜及其重要化合物间的转化关系:,二、各类材料1.无机非金属材料。传统无机非金属材料:如玻璃、水泥等。新型无机非金属材料:如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。,2.金属材料。黑色金属材料:包括铁、铬、锰及其合金。有色金属材料:指除黑色金属材料以外的其他所有金属及其合金。3.复合材料。复合材料由基体和增强体两部分构成,基体起黏结作用,增强体起骨架作用,复合材料的各组成成分相互协同作用,形成了优于各组成成分的新性能。,一、方程式排查练写出下列反应的化学方程式,是离子反应的写出其离子反应方程式。1.硅及其化合物:(1)工业制粗硅的反应。_,2C+SiO2Si+2CO,(2)SiO2与CaCO3的反应。_(3)SiO2与NaOH溶液的反应。SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O、_(4)氢氟酸腐蚀玻璃。_,SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,2.铝及其化合物:(1)铝在氧气中燃烧。_(2)Al与NaOH溶液的反应。_,_,4Al+3O22Al2O3,2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2,(3)Al2O3与稀盐酸的反应。Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O,_(4)Al2O3与NaOH溶液的反应。Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4,_,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-,(5)向AlCl3溶液中加入足量NaOH溶液AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl_Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4_,Al3+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-,3.铜及其化合物:(1)Cu与氧气的反应。_(2)氢气还原氧化铜。_,2Cu+O22CuO,CuO+H2Cu+H2O,(3)CuO溶于盐酸。_、_(4)铜在潮湿空气中形成铜绿。_(5)CuCl2与NaOH溶液的反应。CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCl,_,CuO+2HCl=CuCl2+H2O,CuO+2H+=Cu2+H2O,2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,Cu2+2OH-=Cu(OH)2,二、易错判断排查练1.单质硅可以导电因此是一种金属单质。()提示:硅是非金属元素,单质硅是一种半导体。2.二氧化硅和二氧化碳的物理、化学性质都相似。()提示:二者化学性质相似,物理性质不同,二氧化硅常温下是晶体,熔点高,硬度大,二氧化碳常温下是气体。,3.玻璃是一种晶体。()提示:玻璃是一种玻璃态物质,不是晶体,没有固定熔点,是一种混合物。4.铝可与酸反应也可与碱反应是一种两性元素。()提示:铝是一种金属元素。5.氢氧化铝既溶于酸也溶于碱。()提示:氢氧化铝只溶于强酸、强碱,不溶于弱酸、弱碱。,6.生铁是人类使用最早的合金。()提示:青铜是人类使用最早的合金。7.镁铝合金是一种特殊的复合材料。()提示:合金具有金属特性,不属于复合材料。,三、问题式排查练1.二氧化硅是一种酸性氧化物吗?提示:二氧化硅可以与碱生成盐和水,也可以与碱性氧化物反应生成盐,属于酸性氧化物。2.碳酸与硅酸相比,哪个酸性更强?提示:碳酸的酸性强于硅酸,所以碳酸可以与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,但是二氧化硅在高温下可以与碳酸盐反应生成硅酸盐和二氧化碳。,3.等体积1molL-1的盐酸、NaOH溶液与足量的铝反应,生成氢气一样多吗?提示:不一样多。设溶液均为1L,则HCl、NaOH均为1mol,则铝与盐酸反应生成的氢气为1/2mol,而与氢氧化钠溶液反应时生成的氢气为3/2mol。4.用NaOH溶液和氨水与铝盐制取氢氧化铝沉淀,哪一种更合适?提示:氢氧化铝溶于过量的NaOH溶液,不溶于氨水,因此用氨水与铝盐制取氢氧化铝沉淀更合适。,5.铜锈的成分是氧化铜吗?提示:不是。铜在潮湿的空气中容易形成铜锈,其成分为碱式碳酸铜。6.金属都是用还原法制取的吗?提示:不是。活泼金属通常用电解法,较活泼金属通常用还原法,较不活泼金属可以用热分解法,惰性金属一般用物理方法。,一、硅及其化合物的性质1.(2015塘沽高一检测)下列说法正确的是()A.高温下,可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应B.CO2通入水玻璃中会出现白色胶状沉淀C.硅是构成矿物和岩石的主要元素,在地壳中的含量居第一位D.长期盛放NaOH溶液的试剂瓶难打开,因为NaOH与瓶中的CO2反应形成“负压”,【解析】选B。A选项,试管是玻璃的,含有SiO2,错误;C选项,氧元素在地壳中的含量居第一位,错误;D选项,因为NaOH与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,把瓶塞黏住,错误。,2.(2015杭州高一检测)二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化合物的重要原料,硅及其化合物的转化关系如图。下列说法正确的是(),A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物B.SiO2和Si都是光导纤维材料C.硅酸的酸性比碳酸弱D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应,【解析】选C。两性氧化物实质是与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物,SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐,A错误;SiO2是光导纤维材料,Si为半导体材料,B错误;硅酸钠与二氧化碳和水反应生成硅酸,说明硅酸的酸性比碳酸弱,C正确;制取Si的过程中涉及了氧化还原反应,D错误。,【名师点拨】硅及其化合物的特性(1)硅的特性。具有金属光泽,自然界中无游离态存在,为半导体。非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出,但Si能与强碱溶液反应放出H2。,非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4+2H2。Si的还原性大于C,但C能在高温下还原出Si:SiO2+2CSi+2CO。,(2)二氧化硅的特性。不溶于水,也难与水反应。非金属氧化物熔点、沸点一般比较低,但二氧化硅的比较高。酸性氧化物一般不与酸反应,但二氧化硅可与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4+2H2O。,二、铝及其化合物的转化1.(2015泰州高一检测)下列叙述正确的是()A.氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中:K+、Cl-一定能够大量共存C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液D.根据铝热反应原理,能发生反应:2Al+3MgO3Mg+Al2O3,【解析】选A。Al(OH)3不能溶于一水合氨、碳酸等弱碱或弱酸的溶液中,A项正确;加入铝粉能够产生氢气的溶液可能是强酸性溶液,则不能大量存在,也可能是强碱性溶液,N不能大量存在,B项错误;镁和铝都属于活泼金属,故都能够与盐酸反应,但是镁不能与碱反应,C项错误;铝热反应的实质是利用铝的还原性将不活泼金属从其氧化物中置换出来,但是活动性铝比镁弱,故不能用铝热法制取镁,D项错误。,2.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示,则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为()A.61B.31C.21D.12,【解析】选D。由题给图象可知,当加入50mLNaOH溶液时沉淀达到最大量,即溶液中Mg2+、Al3+全部转化为Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,而溶解Al(OH)3消耗10mLNaOH溶液,则生成Al(OH)3需30mLNaOH溶液,生成Mg(OH)2需20mLNaOH溶液,由此可知溶液中n(Mg2+)=n(Al3+),则cAl2(SO4)3c(MgSO4)=12,D项正确。,【名师点拨】铝及其化合物的转化的题目要注意综合应用。实际题目往往把Al3+与Mg2+、Fe3+等或把Al(OH)4-与OH-、等离子组合在一起,来考查学生的综合应用能力。(1)氧化铝与氢氧化铝的两性,以及铝盐溶液与强碱反应时,碱过量与少量的区别。,(2)注意铝、氧化铝、氢氧化铝的性质的相同点。,(3)化合物的转化时的定量分析。在Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4-之间的相互转化反应中,都有特定的数量关系,实际考查时往往利用这种定量关系进行产物的分析及相关计算。,三、金属及化合物的有关计算1.(2015桂林高一检测)将铝粉与氧化亚铁粉末配制成铝热剂,分成三等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中,充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为V1;一份在高温下恰好反应完全,反应后的混合物与足量的盐酸反应后,放出的气体在标准状况下的体积为V2;,一份直接放入足量的盐酸中,充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。下列分析正确的是()A.V1=V3V2B.V2V1=V3C.V1=V2=V3D.V1V3V2【解析】选C。第两份均符合关系2Al3H2,故V1=V3。对于第份,2Al+3FeO3Fe+Al2O3,由关系2Al3H2,3Fe3H2知V2=V3。故V1=V2=V3。,2.(2015西安高一检测)将15.6gNa2O2和5.4gAl同时放入一定量的水中,充分反应后得到200mL溶液,再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72L,若反应过程中溶液的体积保持不变,则下列说法正确的是()A.标准状况下,反应过程中得到7.84L的气体B.最终得到的溶液为NaCl溶液C.最终得到7.8g的沉淀D.最终得到的溶液中c(Na+)=1.5molL-1,【解析】选C。2Na2O2+2H2O=4NaOH+O20.2mol0.4mol0.1mol2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H20.2mol0.4mol0.2mol0.3mol,由以上两个方程式可知:生成的气体体积为(0.1mol+0.3mol)=0.4mol,为8.96L,故A错;n(Na+)=0.4mol,则c(Na+)=0.4mol/0.2L=2molL-1,故D错。反应后剩余0.2molNaOH,故0.3molHCl先与其反应后,剩余的0.1molHCl再与NaAl(OH)4反应,生成0.1molAl(OH)3沉淀,质量为7.8g,故C正确;最终得到的是0.1molNaCl和0.1molNaAl(OH)4的混合溶液,故B错。,【名师点拨】在金属及其化合物的学习中有两点要特别留意:一是元素化合物性质;二是有关计算的方法与技巧。常用的计算方法有:(1)差量法:该法是根据反应过程中某些反应物和生成物间的某种物理量(物质的量、质量、气体体积等)的固定差值和实验测得的