高中化学竞赛辅导——元素及其化合物——lyzh
- 1 - （一）主族元素及其化合物
一、氢和稀有气体
（一）氢
氢位于周期表的第一周期IA族，具有最简单的原子结构。氢在化学反应中有以下几种成键情况：
1、氢原子失去1个电子成为H+ 。但是除了气态的质子外，H+ 总是与其它的原子或分子相结合。
2、氢原子得到1个电子形成H－离子，主要存在于氢和IA、IIA中（除Be外）的金属所形成的离子型氢化物的晶体中。
3、氢原子和其它电负性不大的非金属原子通过共用电子对结合，形成共价型氢化物。此外，与电负性极强的元素相结合的氢原子易与电负性极强的其它原子形成氢键。
（二）稀有气体
1、稀有气体的存在、性质和制备
（1）存在：稀有气体的价电子结构称为饱和电子层结构，因此稀有气体不易失去电子、不易得到电子，不易形成化学键，以单质形式存在。
（2）物性：稀有气体均为单原子分子，He是所有单质中沸点最低的气体。
（3）制备：①空气的液化 ②稀有气体的分离
2、稀有气体化合物
（1）氟化物
①制备：氙和氟在密闭的镍反应器中加热就可得到氙氟化物
F2 + Xe（过量）→ XeF2 F2 + Xe（少量）→ XeF4 F2 + Xe（少量）→ XeF6
②性质：（a）强氧化性：氧化能力按XeF2——XeF4——XeF6顺序递增。
一般情况被还原为单质。NaBrO3 + XeF2 + H2O → NaBrO4 + 2HF + Xe
XeF2 + H2 → 2HF + Xe XeF2 + 2Cl- → 2F- + Xe + Cl2 XeF4 + Pt → 2PtF4 + Xe
（b）与水反应：氙氟化物与水反应活性不同
2XeF2 + 2H2O = 2Xe + 4HF + O2 （在碱中迅速反应） 6XeF4 + 12H2O = 2XeO3 + 4Xe + 3O2 + 24HF
高三化学教案：过渡元素
第 2 页 高三化学教案：过渡元素
1.NO3-与Fe2+在酸性条件下，不能共存。
2.过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+。
3.注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。
FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3+水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。
4.忽视亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3+，而也可能含有Fe2+。
5.忽视铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3++Fe=3Fe2+。
【典型例题评析】
例1久置于空气中的下列物质，因被氧化而呈黄色的是(2019年全国高考题)
A.浓HNO3B.氯化亚铁溶液C.溴苯D.溴化银
思路分析：本题考查的是常见的“黄色体系”有四种固体：
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本题考查了两个知识点：(1)NH4+在碱性受热条件下不稳定;(2)Fe2+易变质，特别在碱性条件下Fe(OH)2→Fe(OH)3速率极快。
例3将铁屑溶于过量盐酸后，再加入下列物质，会有三价铁生成的是(2019年全国高考题)
A.硫酸B.氯水C.硝酸锌D.氯化铜
思路分析：本题考查Fe2+与Fe3+相互转化。其中A项中加入硫酸，无任何反应;若加入B项中氯水，因2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故有Fe3+生成;C项中加入Zn(NO3)2，因溶液中有H+，发生反应：3Fe2++4H++NO3-=3Fe3++NO↑+2H2O，C正确;D项中加入CuCl2无反应发生。
1 高中化学竞赛模拟试题（二）
第1题（7分）
完成下列各步反应的化学反应式
1．由AgCl制备AgNO3：将AgCl溶解在氨水中，电解，所得产物溶于硝酸；
2．由Hg2Cl2得到Hg：浓硝酸氧化，加热至干，溶于热水后电解；
3．由Pb5(VO4)3Cl得到V：盐酸加热溶解（无气体产生），金属铝还原。
第2题（8分）
钢中加入微量钒可起到脱氧和脱氮的作用，改善钢的性能。
测定钢中钒含量的步骤如下：钢试样用硫磷混合酸分解，钒以四价形式存在。再用KMnO4将其氧化为五价，过量的KMnO4用NaNO2除去，过量的NaNO2用尿素除去。五价钒与N－苯甲酰－N－苯基羟胺在3.5～5mol/L盐酸介质中以1︰2形成紫红色单核电中性配合物，比色测定。
回答如下问题：
1．高价钒在酸性溶液中通常以含氧阳离子的形式存在。写出钒与浓硫酸作用的反应方程式。
2．以反应方程式表示上述测定过程中KMnO4、NaNO2和尿素的作用。
3．写出紫红色配合物的结构式（已知V六配位）。
第3题（8分）
黄金的提取通常采用氰化－氧化法。
（1）氰化法是向含氰化钠的矿粉（Au粉）混合液中鼓入空气，将金转移到溶液，再用锌粉还原提取Au。试写出反应过程的离子方程式，计算两个反应的平衡常数。
（已知：Ф0Au＋/Au＝1.68V，Ф0O2/OH－＝0.401V，Ф0Zn2＋/Zn＝－0.70V，K稳Au(CN)2－＝2.0×1038 K稳Zn(OH)42－＝1.0×1016）
（2）为保护环境，必须对含CN－废水进行处理，请设计两个原理不同的处理方案。比较它们的优缺点。
第4题（6分）
1．用通用的符号和式子说明所谓的过氧化合物，写出四种过氧化合物的化学式。
2．过氧化钙由于具有稳定性好，无毒，且具有长期放氧的特点，使之成为一种应用广泛的多功能的无机过氧化物，主要用于消毒杀菌。定量测定过氧化钙（Ⅱ）中过氧化物含量，通常先用适当的酸使过氧化钙分解，然后采用高锰酸钾法或碘量法测定以上分解产物。请写出这两种方法的化学方程式。
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高中化学《元素》课件板书
高中化学《元素》课件板书
[板书]一、臭氧
[承转]化学上为何将O3、O2称为同素异形体，其含义是什么在弄清这个问题之前，我们先比一比两兄弟。
[引导]O3与O2，均由氧元素组成，在分子组成上只不过仅是一个O原子之差，但两兄弟的＂脾气＂和＂外貌＂却大相径庭。
[板书]1.O3与O2物理性质的对比
[学生阅读]课本＂二、臭氧物理性质＂并与O2对比。
[投影]O3与O2物理性质的对比
O3 O2
色、味、态 通常为一有特殊臭味的淡蓝色气体，液态O3呈深蓝色，固态O3为紫黑色 通常为一无色无气味的气体
液态O2呈淡蓝色，固态O2呈雪花状，淡蓝色
溶解度（水中） 大 小
熔点 -251℃ -218℃
沸点 -112.4℃ -183℃
[师]由上表可知，O3与O2的组成元素虽然相同，但物理性质却差别甚大。化学上，我们把由同一种元素形成的不同的单质，称为这种元素的同素异形体。
[板书]同素异形体：由同一种元素形成的性质不同的单质，叫做这种元素的同素异形体。
[师]如我们刚才所学的O2和O3就是氧元素的同素异形体。
[问]我们以前可曾学过由同一种元素形成的不同单质吗它们是谁
[生]有！如金刚石和石墨都由碳元素组成；红磷和白磷都由磷元素组成。
[师]很好！这也就是说，金刚石和石墨都是碳元素的同素异形体；红磷和白磷都属磷元素的同素异形体。
[问]钠原子（Na）和钠离子（Na+）都是由同一种元素--钠元素组成，它们是钠的同素异形体吗为什么
[生]不是，因为Na和Na+是同一元素的不同粒子，不属单质。 2
[问]水（H2O）与过氧化氢（H2O2）的组成元素完全相同，它们是同素异形体吗为什么
[生]不是，因为它们是由完全相同的两种元素组成的两种不同的化合物。
