鲁科版必修1 第4章 材料家族中的元素 复习学案.doc

第4章 材料家族中的元素 复习学案一、硅及其化合物(1)sio2sio2(硅是亲氧元素，自然界中没有游离态的硅，只有化合态的硅)si2naoh +h2o=na2sio32h2(硅在常温下不与强酸反应，但却能与强碱如氢氧化钠溶液反应)(2)sio24hf=sif42h2o(hf是唯一可以与sio2发生反应的酸，hf是弱酸；盛装氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃瓶)(3)sio22naoh=na2sio3h2o(na2sio3的水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，该方程式可解释为什么盛碱液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞)(4)sio2caocasio3(解释水泥和玻璃的成分中都含有硅酸钙)(5)sio22csi2co(工业上制备粗硅的方法)(6)h2sio3sio2h2o(硅酸易失去水)(7)na2sio32hcl=h2sio3(胶体)2nacl或na2sio32hcl=2naclh2sio3sio2h=h2sio3(在溶液中h与sio不能大量共存)na2sio3co2h2o=na2co3h2sio3(sioco2h2o=h2sio3co)；通入过量co2时，na2sio32h2o2co2=h2sio32nahco3(解释硅酸盐溶液在空气中长时间放置所发生的化学反应；还可以证明硅酸的酸性小于碳酸；利用该反应在实验室中制备硅酸)【练习1】根据如图所示a、b、d、e的变化关系，回答下列问题：(1)写出a、d的名称：a：_、d：_。(2)写出ba的化学方程式：_。(3)写出下列反应的离子方程式：ae：_；be：_。【练习2】有a、b、c、d四种含有硅元素的物质，它们能发生如下反应：c与烧碱反应生成a和水；已知a中含有钠元素，a溶液与钙盐反应生成白色沉淀d；b在空气中燃烧生成c；c在高温下，与碳酸钙反应生成d和一种气体；c在高温下与碳反应生成单质b。根据上述变化，(1)写出化学式：b_，d_。(2)写出c与烧碱反应生成a和水的反应方程式：_。二、al3、al(oh)3、al(oh)4的转化及其图像1al3、al(oh)3、al(oh)4间的相互转化“铝三角”(1)al3al(oh)3可溶性铝盐与少量naoh溶液反应：al33oh(少量)=al(oh)3可溶性铝盐与氨水反应：al33nh3h2o=al(oh)33nh(2)al(oh)3al3al(oh)3溶于强酸溶液：al(oh)33h=al33h2o(3)al3al(oh)4可溶性铝盐与过量的强碱反应：al34oh(过量)=al(oh)4(4)al(oh)4al3四羟基合铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：al(oh)44h=al34h2o(5)al(oh)4al(oh)3四羟基合铝酸盐溶液中加入少量盐酸：al(oh)4h(少量)=al(oh)3h2o四羟基合铝酸盐溶液中通入co2：2al(oh)4co2(少量)=2al(oh)3coh2oal(oh)4co2(过量)=al(oh)3hco(6)al(oh)3al(oh)4al(oh)3溶于强碱溶液：al(oh)3oh=al(oh)42氢氧化铝图像解析方法(1)向alcl3溶液中滴加naoh溶液至过量发生反应的离子方程式为oa段：al33ohal(oh)3ab段：al(oh)3oh=al(oh)4从图中不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧化钠溶液的体积有两种情况：一是氯化铝过量即加入的氢氧化钠不足；二是加入的氢氧化钠将生成的氢氧化铝溶解了一部分。(2)向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液由于氢氧化铝只能与酸或强碱反应，氨水是一种弱碱，所以氢氧化铝不会溶解在氨水中，则向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液，反应现象是相同的。若向铝盐中滴加氨水，离子反应方程式为3nh3h2oal3=al(oh)33nh，当氨水增加到n(al3)n(nh3h2o)13时，产生最大沉淀量。(3)向四羟基合铝酸盐溶液中滴入强酸发生反应的离子方程式为oa段：al(oh)4h=al(oh)3h2oab段：al(oh)33h=al33h2o当nal(oh)4n(h)11时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀逐渐溶解。(4)向naal(oh)4溶液中通入co2由于碳酸的酸性大于氢氧化铝，所以四羟基合铝酸钠能与二氧化碳反应，生成氢氧化铝，产生的al(oh)3沉淀不溶解在碳酸中，所以产生的沉淀不消失。(5)向alcl3、mgcl2的酸性溶液中滴加naoh溶液反应的离子方程式依次为hoh=h2omg22oh=mg(oh)2al33oh=al(oh)3al(oh)3oh=al(oh)4出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加naoh，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。三、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31。(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11。(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13。【练习3】计算填空：(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_。(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_。(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_。(4)若将0.2mol钠、镁、铝分别投入到10ml1moll1盐酸中，在标准状况下产生氢气的体积大小顺序是_。三、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。【练习4】下列物质(均为中学化学常见物质)转化关系图中，d为红棕色粉末(反应条件及部分反应物、产物未全部说明)，b、c、e为常见单质，a、d为氧化物。根据图示转化关系填写下列空白：(1)写出下列物质的化学式a_，b_，g_。(2)c与d的混合物通常称_(填名称)。(3)写出下列化学方程式或离子方程式ijk_(离子方程式)。gbh_(化学方程式)。课后检测一、选择题（每题只有一个选项符合题意，每题3分）1. 下列说法正确的是 （ ）a铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属b点燃的镁条插入盛有n2的集气瓶中,立即熄灭c铝在高温下能还原锰、铁、铬等金属氧化物得到金属d因为镁和铝在空气中都能形成氧化膜,所以镁铝都不能溶于浓硝酸2. 下列关于复合材料的说法中不正确的是 （ ）a.复合材料一定是两种或两种以上的材料制成的。b.复合材料保持了原材料的优点，又有优于原材料的特点。c.在复合材料中，基体起骨架作用。d.在复合材料中，增强体起骨架作用。3. 常温下，下列不发生反应的一组物质是 硅与naoh溶液 硅与盐酸 硅与氢氟酸 二氧化硅与碳酸钠 二氧化硅与naoh溶液 二氧化硅与浓硝酸a b c d4. 过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成：水泥 玻璃 瓷器 混凝土 一种硅酸盐产品a和 b和 c d5.下列几种情况都有白色沉淀物质生成，其中生成物化学成分相同的是 ( )块状纯碱久置于空气中生成的白色粉末盛澄清石灰水的烧杯内壁附着的白色物质 生石灰久置于空气中生成的白色物质na2sio3水溶液置于敞口容器中，溶液中出现的白色浑浊物 a b c d6. 下列反应的离子方程式正确的是a石英与烧碱溶液共热：sio22ohsio32h2ob在氯化铝溶液中滴加过量的氨水：al34 ohal (oh)4c在氢氧化钠溶液中通入过量的co2：2ohco2co32h2od在氢氟酸中加入石英：sio24h4f-sif4+2 h2o7. 镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有（ ）a.al (oh)4 bcu2+ cal3+ dmg2+8.将少量co2分别通入naal (oh)4溶液，na2sio3溶液，ca(clo)2溶液，ba（oh）2溶液,有沉淀析出的是（ ）a. b. c. d. 9.（5分） 有7个烧杯分别盛有：硝酸银、氯化钡、硫酸铜、四羟基合铝酸钠、氯化铁、硫酸铝钾和氯化镁7种溶液，试判断哪些溶液能发生下述反应？将正确答案填写在各题中的横线上。（1）能跟氢氧化钠溶液反应生成红褐色沉淀，此沉淀不溶于过量的氢氧化钠溶液。_（2）能跟氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀，随后该沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液。_（3）能跟盐酸反应先生成白色沉淀，随后该沉淀又溶于过量的盐酸形成无色溶液。_（4）能跟硫酸反应先生成白色沉淀，此沉淀不溶于过量的硝酸。_（5）能跟硫化氢气体反应生成黑色沉淀，该沉淀不溶于盐酸_10. (6分)某无色透明溶液跟金属铝反应放出h2。试判断下列离子：mg2、cu2、ba2、h、ag、so42、so32、hco3、oh、no3，在下列两种情况下何者能存在于溶液中。（1）当生成al3时，可能大量存在 。（2）当生成al (oh)4时，可能存在 。参考答案【练习1】(1)硅硅酸(2)sio22csi2co(3)si2ohh2o=sio32-2h2sio22oh=sio32-h2o解析由图示分析：a与o2反应生成b，而b与碳在高温下反应生成a，可推知a是单质，b是氧化物。而a、b均能与naoh溶液反应，应确认a是硅，b是二氧化硅，则e是硅酸钠，d是硅酸。【练习2】(1)sicasio3(2)sio22naoh=na2sio3h2o解析c能与烧碱反应，含硅，c可能是sio2和h2sio3；a溶液是钠盐，又含硅，a确定为na2sio3，d为casio3；bo2c(可能是sio2和h2sio3)，确定b为si、c为sio2；反应为sio2caco3casio3co2；反应为sio22csi2co。【练习3】(1)(2)123(3)63223129(4)v(na)v(al)v(mg)解析(1)利用电子守恒，产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：(1)(2)(3)。(2)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(0.1mol1)(0.1mol2)(0.1mol3)，所以产生氢气的体积之比为123。(3)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。(4)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)。【练习4】(1) al2o3o2fe(oh)2(2) 铝热剂(3)al33al(oh)4=4al(oh)34fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3课后检测答案1. c 铝在空气中耐腐蚀，是因为铝被空气中的氧气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜能阻止内部的金属继续与氧气发生反应，使金属铝表现出耐腐蚀的性质，其实铝是活泼金属，a错误；点燃的镁条插入盛有n2的集气瓶中，镁条会继续燃烧，b错误；铝热反应的实质是置换反应，是活泼金属铝在高温下将不活泼金属从它们的氧化物中还原出来，c正确；金属镁在浓硝酸中不发生钝化现象，能溶于浓硝酸，d错误。2. c 在复合材料中，基体起连接作用，增强体起骨架作用。3. d 硅的性质稳定，在常温下仅和强碱溶液、f2、氢氟酸反应，、反应，不反应；二氧化硅是酸性氧化物，常温下可与强碱溶液反应，反应；与盐酸、浓硝酸不反应，不反应；二氧化硅与碳酸钠在常温下不反应，在高温下才反应，不反应；4. b 泥沙的主要成分是二氧化硅，二氧化硅、纯碱、生石灰是工业上制玻璃的原料，因而将过量的泥沙、纯碱、生石灰熔化后生成的是玻璃，玻璃是一种硅酸盐产品,故b正确。5. b 块状纯碱是na2co310h2o，久置于空气中风化成na2co3，中的白色粉末是na2co3；澄清石灰水吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙：ca(oh)2+co2=caco3+ h2o，中的白色物质是caco3；生石灰露置于空气中发生反应：cao+ co2= caco3，中的白色物质是caco3；na2sio3水溶液吸收空气中的二氧化碳生成硅酸沉淀：na2sio3+ h2o+ co2=na2co3+ h2sio3, 中的白色混浊物是h2sio3。6.a nh3h2o是弱电解质，氨水参加的反应不能用oh代替nh3h2o，b错误；碱溶液和co2的反应， co2过量时产物是碳酸氢盐，不是碳酸盐，c错误；hf是弱电质，离子反应方程式中不能写成h和f-，d错误。7. a 在镁、铝、铜三种金属粉末混合物中加入过量盐酸，镁、铝溶解，铜不反应，因而过滤后的滤液中含有的金属离子是al3+、mg2+。向滤液再加入过量的烧碱溶液，金属离子的反应为：al3+4oh-=al (oh)4、mg2+2oh-= mg（oh）2，再过滤，滤液中存在的离子是al (oh)4。8. a co2通入naal (oh)4溶液中生成al (oh)3沉淀；co2通入na2sio3溶液中生成h2sio3沉淀；少量co2 通入ca(clo)2溶液中生成caco3沉淀；少量co2通入ba（oh）2溶液中生成baco3沉淀。9. （1）氯化铁 （2）硫酸铝钾 （3）偏铝酸钠 （4）氯化钡 （5）硝酸银、硫酸铜（1）红褐色沉淀是氢氧化铁，能与氢氧化钠溶液反应生成红褐色沉淀的盐是氯化铁。（2）跟氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀，随后该沉淀溶于过量的氢氧化钠溶液中，说明该盐含有铝离子，含有铝离子的盐是硫酸铝钾。（3）四羟基合铝酸钠与盐酸反