高中化学 专题3 从矿物到基础材料 专题重难点突破课件 苏教版必修1.ppt

专题重难点突破 专题3从矿物到基础材料 学习目标定位1 熟知金属单质及其重要化合物的性质 2 掌握金属与酸反应的计算规律和方法 3 熟知硅及其化合物之间的转化关系 4 了解sio2 si na2sio3的特性和用途 一 金属的重要化学性质及其应用 二 重要金属化合物的性质及其应用 三 金属与酸反应的计算规律和方法 四 如何学好硅及其化合物 内容索引 一 金属的重要化学性质及其应用 例1对下列实验现象及其解释不正确的是a 金属钠在cl2中燃烧产生白烟 这是因为产生的nacl固体颗粒分散到空气中所致b 把烧红的铁丝放在氧气中 发出耀眼白光 产生黑色固体 这是因为该反应放热多 生成的fe3o4为黑色c 单质mg al与o2反应 条件不同 可能产生不同的产物d 镁带在空气中点燃发出耀眼光芒 并发生三个反应 答案 解析 理解感悟 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o2反应 不论加热与否 都是只有一种产物mgo或al2o3 所以c项错误 d项中 mg与o2反应放出大量热 火焰明亮 所以军事上常用它制照明弹 在这三个反应中 mg的化合价都是从0价升高到 2价 所以mg都是作还原剂 d项正确 理解感悟 理解感悟金属与氧气反应的多样性 1 活泼金属 如na 在常温下即可反应 加热或点燃所得的产物一般更复杂 4na o2 2na2o 常温 2na o2na2o2 2 较活泼的金属在高温下一般都能剧烈反应 常温下一般也能反应 但具体情况存在差异 mg和al在加热时均能剧烈反应 al在纯o2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虽然较活泼 但常温下在空气中能够稳定存在 2mg o2 2mgo4al 3o2 2al2o3 铁丝在纯o2中剧烈燃烧生成fe3o4 铁在空气中缓慢氧化 形成的氧化膜 生锈 不致密而能持续反应 3fe 2o2fe3o44fe 3o2 2fe2o3 3 不活泼的金属 如au pt 一般不与o2反应 例2根据你对金属钠性质的了解 回答下列问题 1 由于金属钠很容易跟空气中的 等物质反应 通常将它保存在 里 以使它与 等隔绝 解析由于金属钠很活泼 很容易跟空气中的氧气 水蒸气等物质反应 因此保存时应隔绝空气 通常保存在煤油中 这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应 钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触 答案 解析 氧气 水蒸气 煤油 氧气 水蒸气 答案钠投入fe2 so4 3溶液中 首先发生反应 2na 2h2o 2naoh h2 生成的naoh能与fe2 so4 3反应 6naoh fe2 so4 3 2fe oh 3 3na2so4 所以会观察到有红褐色沉淀生成 该反应的总反应方程式可以表示为6na 6h2o fe2 so4 3 2fe oh 3 3na2so4 3h2 2 将金属钠加入fe2 so4 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的反应 不可能置换出金属单质 这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成naoh和h2 生成的naoh能和fe2 so4 3反应生成红褐色fe oh 3沉淀 答案 解析 二 重要金属化合物的性质及其应用 解析 都是碱 可以使na2co3 nahco3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co2的速度不同 可以区分 使na2co3有沉淀 而nahco3无沉淀 可以区分 加热法 因二者都是溶液 加热都不分解 无法区分 例3现有两瓶无标签的无色溶液 分别装有na2co3和nahco3 用下列试剂或方法能将两者区分的是 ca oh 2 盐酸 cacl2 naoh 加热a b c d 答案 解析 理解感悟 理解感悟na2co3与nahco3的区分方法方法一 与强酸反应 在两个试管中放入等量的两种固体 同时加入等量的同一盐酸 放气体快者为nahco3 方法二 加热法 对固体进行加热 把产生的气体通入澄清石灰水 使澄清石灰水变浑浊者为nahco3 方法三 沉淀法 在两种溶液中加入bacl2 或cacl2 溶液 有沉淀生成者为na2co3 例4由单质a与化合物b两种粉末组成的混合物 在一定条件下可按如图所示发生转化 请回答 1 a b的化学式分别为 答案 解析 al fe2o3 解析由红褐色沉淀知 为fe oh 3 h为fe oh 2 f为fecl2 单质d为fe 又因溶液e与co2生成沉淀j 则j为al oh 3 al oh 3与盐酸反应生成的溶液k为alcl3溶液 灼烧后生成的化合物c为al2o3 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fe2o3 进而推知其他物质 2 反应 的化学方程式 3 写出反应 的离子方程式 答案 fe2o3 2alal2o3 2fe 2al 2oh 2h2o 2alo 3h2 2fe3 fe 3fe2 理解感悟 理解感悟 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 有色固体红色 cu fe2o3 红棕色 红褐色 fe oh 3绿色 cu2 oh 2co3 feso4 7h2o蓝色 cu oh 2 cuso4 5h2o黑色 feo cuo mno2浅黄色 na2o2 agbr白色 fe oh 2 mg oh 2 al oh 3 caco3 baso4 agcl 2 特殊性质 在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有na2o2 遇scn 显红色的只有fe3 常见的可溶于naoh溶液的白色沉淀有al oh 3 可溶于naoh溶液的金属氧化物有al2o3 不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有baso4 agcl 3 特殊反应 既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质 金属单质 如al 两性氧化物 如al2o3等 两性氢氧化物 如al oh 3等 弱酸的酸式盐 如nahco3等 弱酸的铵盐 如nh4hco3 nh4 2co3等 能与水反应放出气体的物质 活泼金属单质 如k ca na mg 加热 fe 高温生成fe3o4 金属过氧化物 如na2o2 4 特殊转化关系 三角转化 例5过去电子工业常用30 的fecl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板 制成印刷线路板 发生反应的化学方程式为2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 1 检验腐蚀后的溶液中是否含有fe3 应选用的试剂是 kscn溶液 或其 他含scn 的盐溶液 答案 解析 解析fe3 与scn 反应 生成的fe scn 3呈红色 2 为了从使用过的废腐蚀液中回收铜 并重新制得纯净的fecl3溶液 可采用下列实验步骤 请在各空格内填上适当的物质以使实验达到预期目的 答案 解析 fe 盐酸 cl2 fecl2 fe cu cu 解析先要审清题意 目的有两个 回收铜 重新制得纯净的fecl3溶液 由题中给出的反应可知 废腐蚀液中含有fecl3 fecl2和cucl2 回收铜可利用fe与cucl2的置换反应来完成 步要加入过量fe粉 发生反应 2fecl3 fe 3fecl2 fe cucl2 fecl2 cu 所以a为fecl2 b为fe和cu 除去cu中的fe可加盐酸 cu不溶于盐酸 fe与盐酸反应生成fecl2和h2 两过程得到的fecl2汇集在一起被cl2氧化 2fecl2 cl2 2fecl3 3 写出有关化学反应的离子方程式 答案 2fe3 fe 3fe2 fe cu2 fe2 cu fe 2h fe2 h2 2fe2 cl2 2fe3 2cl 理解感悟 理解感悟铁元素及其化合物的推断题的解题关键 一是寻找特征反应及特征现象 二是正确运用 铁三角 的转化关系 三是注意与其他金属及其化合物知识的综合 化学框图题综合性强 难度大 解题时常由于知识的综合性不够 找不到 突破口 而无法下手 例6某溶液中可能含有h na nh mg2 fe3 al3 so等离子 已知 该溶液的焰色反应没有黄色 当向该溶液中加入某浓度的naoh溶液时 发现生成沉淀的物质的量随naoh溶液的体积变化如图所示 由此可知 1 该溶液中肯定含有的离子是 各离子的物质的量之比为 2 肯定不含的阳离子是 na mg2 fe3 答案 解析 理解感悟 解析由图可判断出最初0 2molnaoh是与h 反应 溶液中无mg2 fe3 因为最后无沉淀 从图形的0 3mol碱使其沉淀 0 1mol碱使其溶解 可以确定有al3 关键是寻找与oh 反应 而又使沉淀量不变化的离子 从题给离子中可以找出是nh 在h al3 nh共存时 加入oh 与oh 反应的前后顺序是h al3 nh 原因是电解质的强弱是h2o al oh 3 nh3 h2o 最弱者先形成 三者的强弱可以从下面三个反应来证明 al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh 证明al oh 3比氨水弱 al oh 3 3h al3 3h2o 证明h2o比al oh 3弱 待溶液中的nh完全转化为nh3 h2o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当作是不能确定的 由于溶液是电中性的 必须有阴离子 所以so一定存在 理解感悟 理解感悟 1 铝盐 氢氧化铝 偏铝酸盐 铝三角 之间的转化 al3 3oh al oh 3 al oh 3 3h al3 3h2o 2 铝及其化合物的两性常用于混合物的分离 除杂与鉴别 如fe3 与al3 的分离 除去fe2o3中混有的al2o3 选用一种试剂鉴别nacl mgcl2 alcl3溶液等 1 金属与酸反应的定量规律 只考虑生成氢气的情况 1 金属与酸反应 金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量 2 1mola价金属与足量酸反应 可生成mol氢气 3 当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时 则反应后两溶液增加的质量相等 4 相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比 三 金属与酸反应的计算规律和方法 5 特别注意 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 碱反应产生氢气量的比较 1 等量的铝分别与足量的盐酸和naoh溶液反应 消耗盐酸和naoh的物质的量之比为3 1 2 等量的铝分别与足量的盐酸和naoh溶液反应 产生h2的体积比为1 1 3 足量的铝分别与等物质的量浓度 等体积的盐酸和naoh溶液反应 产生h2的体积比为1 3 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1mol电子时该物质的质量 如mg的摩尔电子质量为g mol 1 12g mol 1 al的摩尔电子质量为g mol 1 9g mol 1 2 平均摩尔电子质量 两种或两种以上物质的混合物在反应中转移1mol电子时混合物的质量 如2g金属混合物生成2 24lh2 标准状况 则平均摩尔电子质量为 10g mol 1 例7 1 取wg钠 镁 铝分别与足量盐酸反应 在相同条件下产生氢气的体积之比是 答案 解析 解析0 1mol钠 镁 铝分别与足量盐酸反应 金属转移的电子数之比为 0 1mol 1 0 1mol 2 0 1mol 3 所以产生氢气的体积之比为1 2 3 2 取0 1mol钠 镁 铝分别与足量盐酸反应 在相同条件下产生氢气的体积之比是 答案 解析 1 2 3 解析与前两问恰好反过来 氢气的体积相等 转移的电子数相等 即金属的失电子数相等 3 若产生相同体积 同温同压 的氢气 所需钠 镁 铝三种金属的物质的量之比是 质量之比是 答案 解析 6 3 2 23 12 9 解析mg al过量应以盐酸的量计算生成的气体的体积 转移电子为0 01mol na也过量 但过量的钠可以与水反应 共转移电子0 2mol 4 若将0 2mol钠 镁 铝分别投入到10ml1mol l 1盐酸中 在标准状况下产生氢气的体积大小顺序是 答案 解析 v na v al v mg 例8由zn fe mg al四种金属中的两种组成的混合物10g与足量的盐酸反应产生1 0gh2 则混合物中一定含有的金属是a znb fec ald mg 答案 解析 解析zn fe mg与盐酸反应后在产物中的化合价皆为 2价 而al为 3价 故可用平均摩尔电子质量法 该混合物的平均摩尔电子质量 10g mol 1 zn fe mg al的摩尔电子质量分别为32 5g mol 1 28g mol 1 12g mol 1 9g mol 1 由于是两种金属组成的混合物 平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间 故混合物中一定含有金属al 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的物质 这就需要熟练掌握硅及其化合物的性质 下面我们从硅及其化合物之间的转化角度入手来构建硅及其化合物的知识网络 四 如何学好硅及其化合物 2 注重归纳总结 熟知特殊性质硅作为非金属元素应该具有非金属的性质 但是在学习硅及其化合物时 我们发现硅的某些性质却表现出与其他非金属的不同 现归纳如下 1 硅的还原性比碳强 而碳在高温下能从sio2中还原出si 即sio2 2csi 2co 此反应之所以能够发生是因为生成的co是气体 它离开反应体系使得反应向生成si的方向进行到底 2 非金属单质一般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 sif4 2h2 3 酸性氧化物一般不与酸发生反应 而二氧化硅却能与氢氟酸反应 生成四氟化硅和水 4 无机酸一般易溶于水 而硅酸和原硅酸却难溶于水