2020高考化学二轮复习第一部分专题突破方略专题五元素及其化合物教学案

专题五元素及其化合物常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)：(1)了解常见金属的活动顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。

常见非金属元素(如H、C、N、O、Si、S、Cl等)：(1)了解常见非金属元素单质及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(2)了解常见非金属元素单质及其重要化合物对环境的影响。

以上各部分知识的综合应用。

元素及其化合物基础知识和应用一、钠及其重要化合物的性质和应用1．理清知识主线Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO32．明确转化关系(1)钠的化合物俗名：火碱、烧碱、苛性钠——NaOH；纯碱、苏打——Na2CO3(纯碱在物质的分类方面的考题中常出现，虽然其俗名为纯碱，但其不属于碱，而属于盐)；小苏打——NaHCO3；芒硝——Na2SO4·10H2O；水玻璃——硅酸钠溶液。

(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2，还是生成二者的混合物，1 mol Na 只能转移1 mol电子(此知识点在N A的判断考题中常有考查)。

考题中常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。

过氧化钠的电子式为，其中含有离子键和非极性共价键。

过氧化钠中阴离子为O2－2，故Na2O2中阳离子和阴离子的个数之比为2∶1。

Na2O2不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到湿润的红色石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。

(3)Na 2CO 3与盐酸反应时，二者相对用量或滴加顺序不同，产生的现象和得到的产物不同。

(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na 2CO 3和NaHCO 3溶液，应选用CaCl 2或BaCl 2溶液。

(5)除去CO 2中的HCl 气体，应选用饱和NaHCO 3溶液。

(6)向饱和Na 2CO 3溶液中通入过量CO 2，有晶体析出，发生反应Na 2CO 3＋CO 2＋H 2O===2NaHCO 3↓。

(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应利用的是物质(或元素)的物理性质。

(8)将NaHCO 3溶液与NaAlO 2溶液混合得到Al(OH)3沉淀，发生反应NaHCO 3＋NaAlO 2＋H 2O===Al(OH)3↓＋Na 2CO 3，此反应并非相互促进的水解反应。

(9)二氧化碳气体通入NaClO 溶液中，无论二氧化碳少量还是过量，都发生反应CO 2＋NaClO ＋H 2O===HClO ＋NaHCO 3，而不会生成碳酸钠，因酸性：H 2CO 3>HClO>HCO －3。

CO 2与苯酚钠的反应也是如此。

(10)侯氏制碱法的原理：NaCl ＋CO 2＋H 2O ＋NH 3===NaHCO 3↓＋NH 4Cl 、2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 。

(11)Li 和O 2反应只生成Li 2O ；NaH 是离子化合物，是一种强还原剂。

Na­K 合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。

(12)不足量的Na 2O 2与CO 2、H 2O(g)混合气体反应时，Na 2O 2先与CO 2反应。

(13)钠、钾保存在煤油中，而锂需要密封在石蜡中。

二、铝及其重要化合物的性质和应用1．理清知识主线Al →Al 2O 3→Al(OH)3→⎩⎪⎨⎪⎧NaAlO 2AlCl 3Al 2(SO 4)3KAl(SO 4)2·12H 2O 2．明确转化关系(1)要熟记有关“Al”的几个重要反应方程式①2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑；②CO 2(少量)＋2NaAlO 2＋3H 2O===2Al(OH)3↓＋Na 2CO 3；③CO 2(过量)＋NaAlO 2＋2H 2O===Al(OH)3↓＋NaHCO 3；④Al 3＋＋4OH －===AlO －2＋2H 2O(AlCl 3溶液与过量强碱溶液混合)；⑤AlO －2＋4H ＋===Al 3＋＋2H 2O(NaAlO 2溶液与过量强酸溶液混合)；⑥2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe(铝热反应)；⑦2Al 2O 3(熔融)=====电解冰晶石4Al ＋3O 2↑(电解制铝)。

(2)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面容易生成一层致密的氧化物薄膜。

由于Al 2O 3的熔点高于Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。

(3)Al 、Al 2O 3、Al(OH)3均既能与强酸反应，又能与强碱反应。

弱酸(如碳酸)、弱碱(如NH 3·H 2O)不能与它们反应。

(4)铝元素在溶液中有两种存在形式：Al 3＋、AlO －2。

有Al 3＋存在的溶液为酸性，与其发生相互促进的水解反应的离子有CO 2－3、HCO －3、S 2－、HS －、ClO －等；有AlO －2存在的溶液为碱性，AlO －2与Al 3＋不能在溶液中同时存在，会因发生相互促进的水解反应而产生沉淀：Al 3＋＋3AlO －2＋6H 2O===4Al(OH)3↓。

(5)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe 2O 3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，但不能制备金属性比Al 强的金属，如镁等，因为铝热反应的本质是利用了铝的强还原性，铝被氧化时放出大量热。

铝热剂是混合物。

(6)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水；泡沫灭火器所用试剂为Al 2(SO 4)3溶液和NaHCO 3溶液。

(7)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。

若向偏铝酸盐溶液中通入CO 2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO 2过量时生成HCO －3，不过量时生成CO 2－3，书写离子方程式时要特别注意。

三、铁、铜及其重要化合物的性质和应用1．铁及其化合物(1)Fe 与O 2、H 2O(g)反应的产物都是Fe 3O 4，而不是Fe 2O 3；Fe 在Cl 2中燃烧，无论Cl 2过量还是不足均生成FeCl 3；Fe 与S 反应时只能生成FeS ；通过上述事实说明Cl 2的氧化性强于S 的氧化性(或氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性)。

(2)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，钝化属于化学变化，但加热后继续反应。

(3)一定条件下，铁与硝酸、浓硫酸反应时，首先生成的一定是Fe3＋，当铁过量时，过量的铁将Fe3＋还原为Fe2＋：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。

(4)Fe3＋存在的溶液一定呈酸性，因为Fe3＋在pH为3.2左右时已经沉淀完全。

(5)当Fe2＋与Fe3＋共存时，检验Fe2＋的方法是取少许溶液，向其中加入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫红色褪去；检验Fe3＋的方法是取少许溶液，向其中加入KSCN溶液，溶液变为红色。

(6)铁氰化钾{化学式为K3[Fe(CN)6]}法鉴别Fe2＋、Fe3＋：Fe2＋能与[Fe(CN)6]3－形成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2，而Fe3＋则不能。

(7)配制FeCl2溶液要加入Fe粉防氧化，同时加入盐酸，抑制Fe2＋水解；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸抑制Fe3＋水解。

(8)除去酸性ZnCl2溶液中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成Fe(OH)3沉淀而过滤除去。

(9)Fe2＋、Fe3＋的同类盐溶液蒸发、灼烧，得到的最终物质为Fe3＋的盐固体或Fe2O3。

(10)制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。

同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变为红褐色)。

2．铜及其化合物(1)铜在潮湿的空气中最终生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。

(2)铜及其化合物大多数为有色物质，如Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色；CuSO4·5H2O：蓝色。

(3)无水CuSO4为白色固体，吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色[无水CuSO4可用于检验水的原理：CuSO4(白色)＋5H2O===CuSO4·5H2O(蓝色)]。

(4)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基，该反应需要在碱性环境中进行，加热至沸腾可生成砖红色沉淀氧化亚铜(Cu2O)。

(5)联系铜、铁的一个重要反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(该反应是FeCl3溶液刻蚀铜电路板的原理，同时也证明氧化性：Fe3＋>Cu2＋)。

(6)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。

(7)常用灼热的铜粉除去N 2中的O 2，灼热的CuO 除去CO 2中的CO 。

(8)Cu 和一定量的浓HNO 3反应，产生的是NO 2和NO 的混合气体，当Cu 有剩余，再加入稀H 2SO 4，Cu 继续溶解。

(9)重金属离子可使蛋白质变性，因此，可溶性铜盐均有毒。

另一方面，可溶性铜盐可作为消毒杀菌剂，如用于配制波尔多液等。

四、碳、硅及其重要化合物的性质和应用1．理清知识主线C －4H 4C 0 ―→C ＋2O ―→C ＋4O 2Si －4H 4Si 0 ―→Si ＋4O 2(H 2Si ＋4O 3)2．明确转化关系(1)Si 、SiO 2用途勿混淆：Si 可用作半导体材料、光电池和芯片；SiO 2可用于制作光导纤维、石英玻璃和光学仪器等。

(2)HF 是弱酸，但能够与Si 、SiO 2反应：Si ＋4HF===SiF 4↑＋2H 2↑、SiO 2＋4HF===SiF 4↑＋2H 2O 。

所以HF 不能用玻璃仪器盛放；其他的强酸都不能与Si 、SiO 2反应。

(3)硅单质能够与NaOH 溶液反应生成H 2：Si ＋2NaOH ＋H 2O===Na 2SiO 3＋2H 2↑。

(4)硅的还原性比碳强，但高温下碳可用于制取粗硅：SiO 2＋2C=====高温Si(粗)＋2CO↑(粗硅精炼的反应为Si ＋2Cl 2=====高温SiCl 4、SiCl 4＋2H 2=====高温Si ＋4HCl)。

(5)H 2CO 3的酸性强于H 2SiO 3，所以有Na 2SiO 3＋CO 2(少量)＋H 2O===H 2SiO 3↓＋Na 2CO 3；但SiO 2能够与Na 2CO 3在高温下反应：SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑(工业制玻璃的原理之一)。

原因可从两方面解释：①硅酸盐比碳酸盐稳定；②从化学平衡角度分析可知，该反应是由高沸点难挥发固体SiO 2制得低沸点易挥发气体CO 2。

(6)水泥、玻璃与陶瓷是三大传统无机非金属材料；碳化硅、氮化硅等是新型无机非金属材料。