高中化学 第12讲:常见元素的单质及其化合物应试辅导
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高考化学二轮专题训练专题十二常见金属元素单质及其重要化合物教案(学生版)【命题规律】钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的物质,特别是铝、铁在国民经济中占有极其重要的地位。
命题的重点将是钠及其化合物(特别是Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性质、铝及其化合物的两性、Fe2+与Fe3+之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等。
估计以后高考试题将会在选择题中以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的鉴别与分离等角度考查金属元素及其化合物的性质,也会在非选择题中以金属元素的性质为载体,通过推断题、实验题,考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。
以实验探究的形式考查元素化合物的性质将成为2012年高考命题的新亮点。
【知识网络】1. 专题知识网络(1)钠及其化合物相互转化关系图:(2)镁元素及其化合物相互转化关系图如下:(3)铝及其化合物网络图如下:【考点突破】考点一金属单质及其化合物间的转化例1 A、B、C、D、X均为中学化学常见物质。
它们之间存在如下图所示转化关系。
(图中反应条件略去)填写下列空白:(1)若A为金属铝,B为氧化铁,写出反应A+B―→C+D的一种用途:。
(2)若A、B、C、D都是化合物,其中A为H2O,B、C、D均含有氮元素,则B为色气体。
(3)若A为金属单质,B、C、D都是化合物,A与B发生的反应常用于制作印刷电路板,该反应的离子方程式为。
(4)若A、B、C为化合物,D、X为单质,A、B、C中肯定含有X元素的是。
解析(1)若A为金属铝,B为氧化铁,则此反应为铝热反应,其用途有焊接钢轨等。
(2)若A为H2O,B、C、D均含有氮元素,则此反应是:H2O+3NO2===2HNO3+NO,NO2气体是红棕色的。
(3)若A为金属单质,B、C、D都是化合物,A与B发生的反应常用于制作印刷电路板,可以推断此反应是金属铜和Fe3+的反应,离子方程式:Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+。
《元素与物质分类》单质与化合物在我们周围的世界中,物质丰富多样,千变万化。
为了更好地理解和研究这些物质,科学家们通过长期的探索和总结,建立了一套科学的分类体系。
其中,单质和化合物是物质分类中非常重要的概念。
首先,让我们来认识一下单质。
单质是由同一种元素组成的纯净物。
这意味着单质只包含一种原子,而且这种原子的种类是完全相同的。
比如说,氧气(O₂)就是一种单质,它由两个氧原子组成;再比如金属铁(Fe)、金属铜(Cu)、氢气(H₂)、氮气(N₂)等等,这些都是单质。
单质具有一些独特的性质。
由于它们只由一种元素构成,所以其化学性质相对较为简单和稳定。
例如,氧气支持燃烧,具有氧化性;而金属单质如铁,通常具有良好的导电性和导热性。
接下来,我们再看看化合物。
化合物是由两种或两种以上不同元素组成的纯净物。
与单质不同,化合物中的原子种类不止一种,并且这些原子按照一定的比例和方式结合在一起。
例如,水(H₂O)就是由氢元素和氧元素组成的化合物;二氧化碳(CO₂)是由碳元素和氧元素组成的化合物;氯化钠(NaCl)则是由钠元素和氯元素组成的化合物。
化合物的性质往往比单质更加复杂多样。
这是因为不同元素的原子在化合物中相互作用,产生了新的化学性质。
比如水可以溶解许多物质,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,氯化钠在溶液中能够导电。
那么,单质和化合物之间有什么关系呢?一方面,单质可以通过化学反应转化为化合物。
比如氢气和氧气在点燃的条件下可以发生反应生成水。
另一方面,化合物也可以通过化学反应分解为单质。
例如电解水可以得到氢气和氧气。
在日常生活和工业生产中,单质和化合物都有着广泛的应用。
单质中的氧气是维持生命活动不可或缺的气体,它参与呼吸作用,为我们的身体提供能量。
金属单质如铁、铜等被广泛用于制造各种工具、机器和建筑结构。
化合物中的水是生命之源,是我们日常生活和工农业生产中必不可少的物质。
二氧化碳在食品工业中用于制造碳酸饮料,在消防领域用于灭火。
课标与考点高中化学-常见的单质及其重要化合物讲义及练习题第一节金属元素主题一ⅠA和ⅡA族元素——典型的金属1.钠、镁为例,了解典型金属的物理性质和化学性质。
2.从原子的核外电子排布,理解ⅠA、ⅡA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
3.掌握最重要的几种碱性化合物(NaOH、Na2O、Na2O2、Na2CO3和NaHCO3)的性质和用途。
4.了解硬水及其软化。
自主学习1.碱金属原子容易最外层个电子变为离子时,最外层一般是个电子,但锂离子最外层只有个电子。
2.碱金属一般都保存在里,但锂的密度小于煤油而保存在中。
3.碱金属单质与水反应时,碱金属一般都水,但铷、铯跟水反应时因铷、铯的密度都比水,不能水而是。
4.活泼金属的氧化物一般都是典型的氧化物,但碱金属的和都不是碱性氧化物,它们跟酸反应时不仅生成,还有生成。
5.碱金属的盐中,只有盐可作化肥,如等都是化肥。
7.Mg(OH)2和MgO是性化合物,能跟酸反应生成盐和水。
8.Mg(OH)2的溶解度于MgCO3(填小或大),所以碱性溶液中Mg2+总是转化为沉1.碱金属原子失电子变为离子时最外层一般是但锂离子最外层只有2的增大而增大,但钾的密度比钠小。
2. 碱金属一般都保存在煤油里,但锂的密度小于煤油而保存在液体石蜡中。
碱金属单质硬度一般不大,可用小刀切割,但锂用小刀切割很难。
3.试剂瓶中药品取出后,一般不允许放回试剂瓶,但取用后剩余的Na、K可以放回原瓶。
.碱金属单质的熔点只有锂的熔点高于100℃,其余都低于100℃。
4.钾盐、钠盐一般都易溶于水,但KClO4微溶于水,Na2SiF6难溶于水。
5.碱金属一般用电解熔融氯化物制取,而制取钾用钠与熔融氯化钾在850℃反应,使钾生成后气化而分离出来。
碱金属在氧气中燃烧时生成过氧化物,甚至超氧化物,但Li只生成Li2O。
碱金属都可在氯气中燃烧,钾、铷、铯能跟液溴反应,而碱金属跟碘只在加热时反应。
6.活泼金属的氧化物一般都是典型的碱性氧化物,但碱金属的过氧化物和超氧化物都不是碱性氧化物,它们跟酸反应时不仅生成盐和水,还有氧气生成。
2019年高考化学常见元素的单质及其重要化合物复习常见元素的单质及其重要化合物了解元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变的关系。
重点掌握典型金属和典型非金属在周期表中的位置及与其性质的关系。
了解其他常见金属和非金属元素的单质及其化合物。
1.ⅠA和ⅡA族元素——典型的金属(1)了解金属钠的物理性质,掌握钠和镁的化学性质。
(2)从原子的核外电子排布,理解ⅠA、ⅡA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。
(3)以氢氧化钠为例,了解重要的碱的性质和用途。
了解钠的重要化合物。
【导读】这部分历来是高考的重点和难点。
钠及其化合物的性质,碱金属元素性质的比较,焰色反应等都是考查重点。
此外,还要注意差量法、守恒法等计算题的解题技巧。
【试题举例】在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5 g 溶于水,所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.5 mol/L的HCl 溶液中和,则生成物的成分是( )A.Na2OB.Na2O2C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2【答案】C【解析】由Na元素守恒可知,n(Na)=n(HCl)=0.08 L×0.5 mol/L=0.04 mol,若Na完全转化为Na2O,其质量为0.04 mol/2×62 g/mol=1.24 g;若完全转化为Na2O2,为1.56 g;完全转化为NaO2,为1.1 g。
而1.56 g1.5 g1.24 g1.1 g,根据平均值原理,可判断答案选C。
【试题举例】(2019·北京)X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。
这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。
请回答:(1)W的电子式是____________________。
(2)X与Y在溶液中反应的离子方式是___________________________________________________ _____________________。
高考化学常见元素化学是一门研究物质变化和性质的科学,而元素则是构成物质的基本单位。
高考化学中常见的元素是必须掌握的内容,它们在化学的各个分支中都起到关键的作用。
本文将介绍高考化学中常见的元素及其主要性质。
一、常见元素的分类常见元素可以按照元素周期表的位置分为主族元素和过渡金属元素两类。
1.主族元素主族元素是指周期表左侧的元素,包括1A、2A和3A族元素。
它们的最外层电子属于s和p轨道,具有明显的共性。
其中,1A族元素包括氢(H)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等,它们在自然界中以单质形式存在。
2A族元素包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)等,可与非金属形成离子化合物。
3A族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)等,常以氧化物或氢氧化物的形式存在。
2.过渡金属元素过渡金属元素是周期表中d区的元素,主要包括3B到12B族元素。
由于它们的d轨道不满或未满,所以它们在化学反应中具有多变的价态和与其他元素复杂的配位能力。
其中,常见过渡金属元素有铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、铬(Cr)等。
二、常见元素的性质常见元素的性质包括物理性质和化学性质。
1.物理性质常见元素的物理性质包括密度、熔点、沸点等。
不同元素之间的物理性质会有明显差异,这是因为它们的原子结构不同。
以主族元素为例,氢气是最轻的气体,具有较低的密度,而钠是一种常见的金属元素,具有较低的熔点和沸点。
2.化学性质常见元素的化学性质具有重要的实际应用价值。
常见元素能够与其他元素发生化学反应,形成化合物。
这些化合物在生活和工业中广泛应用。
以主族元素为例,氢气能够与氧气发生燃烧反应,生成水。
钠和氯可以发生一系列反应,生成氯化钠等化合物。
三、常见元素的应用常见元素在日常生活和工业生产中发挥着重要的作用。
1.氢气氢气是一种重要的能源,可作为燃料使用。
它还可以用于合成氨、氢氟酸等化工产品的生产。
2.钠钠在实验室和工业中有广泛的应用。
它可以用于制备金属钠、氢氧化钠等化合物。
第十二讲常见元素的单质及其化合物
————————————————————————————————————————一、知识补充:
一、单质的性质
1.单质的物理性质
单质的物理性质有状态、颜色、气味、味道、导热性、导电性、延展性;以及熔点、沸点、溶解度、密度、硬度等。
其中前者不能用物理量描述,后者则可以。
金属单质与非金属单质在金属光泽、导热性、导电性和延展性上一般各有明显的特征;但在熔沸点和硬度等性质上却有着较复杂的情况。
这是因为不同单质的晶体在晶体类型及其组成晶体粒子有所不同。
2.单质化学性质
化学性质主要指活泼性。
其活泼性的表现是在空气中的稳定性,同水、卤素、硫、酸(氧化性酸和非氧化性酸)、碱和盐等的特征反应。
对金属单质而言,活泼性是指其还原性;对非金属单质而言,是指其氧化性。
这些性质的变化,基本上可用元素周期律的递变规律解释。
二、无机化合物的性质
无机化合物包括酸碱盐。
由于盐种类多,考查也多。
我们主要论述盐。
1.物理性质
(1)颜色
无机化合物的颜色取决于组成化合物的阳离子颜色(一般情况下,大多数阴离子是无色的)。
而离子的颜色又取决于离子的电子构型。
此外,极化能力很强的不显色阳离子与变形性很大的阴离子所形成的化合物,由于有很强的相互极化作用,这类化合物也显色。
(2)熔沸点
主要取决于物质的晶体结构。
晶格能越大,熔沸点越高。
离子晶体、原子晶体熔沸点高,分子晶体熔沸点低。
(3)溶解性
相似相溶原理。
即极性溶质易溶于极性溶剂;非极性溶质易溶于非极性溶剂。
对于8e构型金属离子所生成盐的溶解性有如下经验规律:
离子电荷少,半径大的盐往往易溶,如IA和IIA氟化物易溶;阴离子半径较大时,盐的溶解度常随金属的原子序数的增大而减小;相反,阴离子半径较小时,盐的溶解度随金属原子序数增大而增大。
酸式盐一般比正盐在水中溶解度大(除NaHCO3、KHCO3和NH4HCO3外,因为HCO3-离子通过氢键形成了双聚离子)。
2.化学性质
主要包括稳定性(对热、光和歧化)、氧化还原性、水解性、氧化物的水化物的酸碱性。
(1)盐的热分解
①含水盐的分解
一般难挥发性含氧酸盐的水合物;碱金属、碱土金属、稀土金属的含氧酸盐的水合物,受热总是脱水变成无水盐。
②分解成碱性氧化物和酸性氧化物
具有单一氧化态的金属硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐等受热都发生此类分解。
③缩聚反应
无水的酸式含氧酸盐,受热后失水缩合,进一步聚合成多酸盐。
④自身氧化还原反应
如果组成盐的金属离子或酸根离子不稳定,加热时由于电子的转移而引起含氧酸盐的分解。
此类反应中,有阴离子氧化阳离子,阳离子氧化阴离子和阴离子的自身氧化还原。
⑤歧化反应
即发生在同一元素上的氧化还原反应。
有阴离子的歧化,也有阳离子的歧化。
(2)氧化还原性
影响因素和变化规律比较复杂。
若中心原子得电子能力强(电负性大),越易获得电子而被还原,即氧化性越强。
而R-O键的强度与中心原子的电子层构型和成键情况、以及H+和M n+的反极化作用和温度有关。
总的说来,若物质的结构对称,则物质的氧化还原性弱;若物质的结构很不对称,则物质的氧化还原性很强。
物质有一由不对称到对称的过程,这个过程一般表现形式为氧化还原过程。
在水溶液中,酸有如下经验规律:
①同一氧化性酸,在酸性介质中的氧化性比在碱性中的强。
②同一元素的弱酸(如HNO2)的氧化性强于稀的强酸(如稀HNO3)
③酸的氧化性比其盐的氧化性强(与H+的反极化作用有关)。
(3)水解性
①离子化合物的水解
水解强弱取决于离子电荷、离子半径、离子构型。
电荷高、半径小的离子,极化能力强;电荷相同、半径相近时,主要取决于离子构型,其强弱是:18e构型(或18+2e构型)>9~17e 构型>8e构型。
②共价化合物的水解
必要条件是电正性原子的价层要有空轨道。
如:CCl4不水解,但SiCl4可以水解:
SiCl4+4H2O H4SiO4+4HCl
外界温度对水解的影响也较大,因为水解反应是吸热的。
③水解产物
离子化合物:低价金属离子水解产物一般是碱式盐;高价金属离子水解产物一般是氢氧化物或含水氧化物。
共价化合物:首先要准确判断元素的正负化合价(可用电负性判断),然后按照取代反应的特点进行。
负价非金属元素的水解产物一般为氢化物,正价非金属元素的水解产物一般为含氧酸。
三、几种常见物质的化学性质
1.主族元素
非金属:要重点弄清楚卤素、硫、氮、磷单质的化学性质,以及相关的化合物,如H2O2、碘酸盐等性质。
金属:要重点弄清楚Na、Ca、Mg、Al的单质及其化合物的性质。
如Al及其化合物的两性、Mg2+、Al3+的水解问题等,应用有硬水的软化等相关知识。
2.副族元素
要重点弄清楚Fe、Cu单质及其重要化合物,要弄清楚MnO4-、Cr2O72-等物质的性质。
二、考试真题:
(2020北大)NH4+的化合价、半径均和K+相同(近),因此铵盐溶解度和相应钾盐相近。
请各举一例说明铵盐和钾盐两种不同的性质。
(2020交大)法医常用马氏试砷法检验是否砷中毒。
这种方法是用锌、盐酸和试样混合,将产生的气体导入热玻璃管,如试样中含有砷的化合物,将在玻璃管中形成亮黑色的砷镜。
有关反应是①____________________;②____________________。
确证亮黑色物质是砷镜而不是锑镜,可用NaClO溶液检验,锑镜不溶而砷镜能溶于NaClO溶液,反应方程式是__________________________。
(2020东北大学)将一小块吸干表面上煤油的金属钠,放在坩埚中,加热至钠开始燃烧。
燃烧毕,发现其产物为黄色固体物质。
待冷却至室温,向坩埚内加入少量去离子水,黄色物质立即溶解成无色透明的溶液,同时有少量气体放出;向该溶液中加入少量1mol·dm-3H2SO4,然后再加一滴KMnO4溶液,发现KMnO4紫色褪去。
解释上述现象,写出相关反应。
三、仿真训练:
1.简述单质的化学性质
2.简述氧化物及其水合物的酸碱性的一般规律及其分类原则
3.简述含氧酸盐热稳定性的规律
4.简述含氧酸盐的氧化还原反应规律。
5.有四瓶试剂:Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3、Na2S,其标签已脱落。
试设计一简便方法鉴别它们。
6.(1)食盐加碘剂—碘酸钾的制备可以采用二条工艺路线:
第一条:利用碘与氯酸钾反应来制备。
试回答:
①该制备法的主要反应为______________________。
②可能的副反应有__________________________。
第二条:碘与过氧化氢在催化剂作用下反应生成碘酸,再与碳酸钾作用生成碘酸钾,请写出以上二步的反应方程式:
③一步:________________________。
④二步:________________________。
(2)在传统的加碘盐中,使用的加碘剂的主要成分为碘化钾。
为减少碘元素的损失,需加入一定量的硫代酸钠,为什么?
7.过量Na2SO3的酸性溶液与碘酸溶液反应,以淀粉为指示剂,该反应可以出现周期性的
颜色变化,被称为“化学钟”。
(1)写出离子反应方程式,并对反应过程(颜色变化等)加以说明。
(2)如只将上述的Na2SO3换成H2O2 ,又会发生什么情况,写出反应方程式,并对反应过程(颜色变化等)加以说明。
8.在酸性溶液中,NaNO2与KI反应可得到NO,现有两种操作步骤:
(1)先将NaNO2酸化后再滴加KI;
(2)先将KI酸化后再滴加NaNO2。
哪种方法制得的NO纯?为什么?
9.两位同学做实验:他们分别在一个托盘天平两盘中各放一个内盘20cm31mol·dm-3盐酸的等重的小烧杯,然后,他们分别向左右两边的小烧杯中加入等质量的Na2SO3和Na2S2O3。
反应完毕后,发现一个同学的天平仍保持平衡,另一个同学的天平却倾斜了。
老师说:“因为他们有一个地方做法不同,所以现象也不同”。
试问:他们哪个地方做法不同?。