高中化学 专题十金属元素及其化合物教案.docx

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高中化学专题十金属元素及其化合物教案

2019-2020年高中化学专题十金属元素及其化合物教案

【专题要点】

金属元素及其化合物的性质是高考中的重点内容.在高考题中主要以金属及其化合物的性质设计的实验、推断、计算的形式出现.在解这类题目时,除了掌握必要的有关金属元素及其化合物的性质和转化关系的知识外,还要具备一定的推理、实验和分析能力。

涉及到的考点有：

1.金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律

2.钠为代表的碱金属化合物性质及应用

3.镁铝及其化合物的性质和应用

4.铁铜及其化合物的性质和应用

5.金属活动性关系与氧化还原知识和离子反应知识的联系应用

6.常见的金属的性质与电解质溶液.电解理论的综合应用

7.以金属元素及其化合物的性质为背景的综合计算

8.以金属元素及其化合物的性质为背景的实验试题

【考纲要求】

1.常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等）

⑴了解常见金属的活动顺序。

⑵了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。

⑶了解合金的概念及其重要应用。

2.了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。

了解从海水中提取镁的反应原理及有关化学反应

3.以上各部分知识的综合应用

⑴能依据所提供的资料或信息，获取并归纳元素化合物的性质。

⑵能够设计简单的实验，具备研究元素化合物性质的基本思路。

⑶尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质

【教法指引】

1．利用原子守恒、得失电子守恒和电荷守恒来解决涉及金属知识的习题，深入理解金属单质（或原子）的还原性，金属阳离子的氧化性，注意从氧化还原的角度掌握金属知识主线

2．理解联系元素周期表和元素周期律，利用电解质溶液相关知识解决金属离子的有关知识，包括相关的计算、分析、归纳是高考的基础考查点。

3．金属与酸的相关计算，以及涉及金属及其化合物知识的混合计算是高考经常考试的重点，尤其是联系新科技、新发现和社会相关的知识，注意解题方法的总结归纳。

【知识网络】

一、金属元素的通性

1、金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置：

⑴结构特点：

金属元素原子的最外层电子数____，原子的半径（与同周期元素相比）___。

⑵位置：

金属元素集中于元素周期表的______方，分布于______族和所有的_____族中，_____族是完全由金属元素构成的族。

2、金属性强弱的判断规律：

⑴跟水（或非氧化性酸）反应的剧烈程度；⑵金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱；

⑶置换反应；⑷原电池的正、负极；⑸电解时金属阳离子的放电顺序（金属阳离子的氧化性）。

3、金属单质的性质：

⑴金属单质的化学性质：

①金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化：

M-ne—=Mn+。

可以根据___________判断金属单质还原性的强弱。

②金属单质跟酸反应的规律：

按金属活动性顺序表______________________________

A、与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）反应：

________________________能与非氧化性酸发生置换反应，实质是：

M+nH+=Mn++H2↑

等物质的量的金属与足量的酸反应，生成H2物质的量多少决定于什么？

___________________。

等质量的金属跟足量的酸反应生成H2的多少应如何判断？

__________________。

B、与强氧化性酸的反应：

Fe和Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应

强氧化性酸跟金属反应不能生成H2，为什么？

写出几个典型的反应：

_____________________________________________________

4、金属氧化物：

金属氧化物可分为__________、__________、___________三类。

⑴碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，其性质是：

_______________________。

⑵两性氧化物，如Al2O3，其性质是____________________

⑶过氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶体中存在的阳离子是_____，阴离子是___；过氧化物典型的化学性质是，原因是，为什么H2O2也存在此典型性质？

。

5、金属氢氧化物：

NaOH、Ca（OH）2、Mg（OH）2、Al（OH）3、Fe（OH）3、Cu（OH）2

①属于强碱的是________________②难溶于水的是_________________③受热易分解的是________________④易被氧化的是_______________⑤能经水解反应生成的是________________⑥和HI反应不能生成对应价态金属盐的是_________。

实验室中如何制备Al（OH）3和Fe（OH）3？

为什么？

6、金属的冶炼：

⑴原理：

_______________________________________

⑵方法：

根据金属活动性强弱，常用以下三种方法：

电解法，如:

__________________________________；

热还原法，如:

__________________________________；

热分解法，如：

___________________________________。

7、金属活动性顺序表应用小结

二、重点金属元素化合物

1、镁铝及其化合物

（1）镁是活泼金属，虽不跟碱性溶液反应，但能置换出酸中的氢，也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。

（2）注意对Al2O3、Al（OH）3两性的理解，以及对Al3+、存在条件的认识。

Al2O3、Al（OH）3仅能溶于强酸和强碱溶液中（如在氨水和碳酸中均不溶），Al3+、只能分别存在于酸性与碱性溶液中Al3+与下列离子不能大量共存：

、、、、、，其中是因为直接反应，其余均是“双水解”；与下列离子不能大量共存：

H+、、NH4+、Al3+、Mg2+、Cu2+。

其中H+和是因为直接反应（++H2O=Al（OH）3↓+），其余也是“双水解”。

（3）注意正确理解图象的涵义

图示中每个曲线或每条曲线的转折点（拐点），都反映了特定的反应，若没有找对，或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入（或通入）溶液（或气体）的量之比没搞清，易导致错误。

注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：

①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴加入NaOH溶液直至过量；④向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；③向NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量；⑤向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量。

这些是以化学知识为载体考查学生的综合能力的重要的命题内容，认真研究一定会有益处

（4）Mg（OH）2的溶解度小于MgCO3。

所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg（OH）2沉淀，产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg（OH）2[MgCO3+H2O（沸水）=Mg（OH）2+CO2↑]。

三、碱金属元素化合物

（1）注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。

（2）注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。

若先发生反应：

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，必还发生2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应

（3）正确理解“焰色反应”：

①它是元素的一种物质性质。

无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。

它属物理变化过程。

②不是所有元素都有特征的焰色。

只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应

③焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。

焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程，而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光的过程。

四、过渡元素化合物

（1）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）注意亚铁盐及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）注意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+21世

专题十金属元素及其化合物

1．ag铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到ag铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为（）

A．1：

7B．7：

1C．7：

8D．8：

7

2．钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反应为：

2Fe＋2H2O＋O22Fe2＋＋4OH－。

以下说法正确的是（）

A．负极发生的反应为：

Fe－2e－Fe2＋

B．正极发生的反应为：

2H2O＋O2＋2e－4OH－

C．原电池是将电能转变为化学能的装置

D．钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀

3．由海水制备无水氯化镁，主要有以下步骤：

①在一定条件下脱水干燥；②加熟石灰；③加盐酸；④过滤；⑤浓缩结晶。

其先后顺序正确的是（）

A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①

4．（09广东理科基础23）下列有关金属及其合金的说法不正确的是（）

A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的

B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加

C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹

D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用

5．（09广东理科基础28）下列说法正确的是（）

A．MgSO4晶体中只存在离子键

B．含Ca2+、Mg2+的水都是硬水

C．雾是气溶胶，在阳光下可观察到丁达尔效应

D．玻璃是氧化物，成分可表示为

6．（广东省揭阳市09测试）下列关于钠的叙述错误的是（）

A．钠在常温下就容易被氧化B．钠在空气中燃烧生成Na2O

C．钠燃烧时发出黄色的火焰D．钠的密度比水小，熔点低于100℃

7．（广东省揭阳市09测试）不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是（）

A．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清石灰水

B．分别加热这两种固体，并将生成的气体通入澄清石灰水中

C．分别在这两种物质的溶液中，加入少量氯化钙溶液

D．分别在这两种物质的等浓度的溶液中，加入等量的稀盐酸

8．称取两份铝粉，第一份加入足量的盐酸，第二份加入足量的烧碱溶液。

若生成的氢气的质量相同，则两份铝粉的质量比为（）

A．1:

1B．2:

3C．3:

2D．1:

6

9（湛江师院附中xx学年高三级第三次月考）某学生测定CuSO4·H2O晶体的值，数据如下（已知的理论值为5）：

坩埚的质量

坩埚的质量+晶体的质量

失水后坩埚的质量+固体的质量

11.7克

14.2克

13.2克

导致上述结果可能的原因（）

A．晶体中含有不分解的杂质B．没有放在干燥器中冷却

C．实验前，晶体表面吸附水D．没有进行恒重操作

10.

某CuSO4、Fe2（SO4）3、H2SO4的混合溶液100mL，已知溶液中阳离子的浓度相同（不考虑水解），且的物质的量浓度为6mol·L－1，则此溶液最多溶解铁粉的质量为（）

A．5.6gB．11.2gC．22.4gD．33.6g

11．（09广东化学21）

三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe（C2O4）3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。

某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。

请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

限选试剂：

浓硫酸、1.0mol·L-1HNO3、1.0mol·L-1盐酸、1.0mol·L-1NaOH、3%H2O2、0.1mol·L-1KI、0.1mol·L-1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

（1）将气体产物依次通过澄清石灰水（A）、浓硫酸、灼热氧化铜（B）、澄清石灰水（C），观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是。

（2）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3。

验证固体产物中钾元素存在的方法是，现象是。

（3）固体产物中铁元素存在形式的探究。

①提出合理假设

假设1：

；

假设2：

；

假设3：

。

②设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）

③实验过程

根据②中方案进行实验。

在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：

步骤2：

步骤3：

……

12．（09北京卷26）

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）；

I从废液中提纯并结晶处。

II将溶液与稍过量的溶液混合，得到含的浊液

IV将浊液过滤，用90°C热水洗涤沉淀，干燥后得到固体

V煅烧，得到固体

已知：

在热水中分解

（1）I中，加足量的铁屑出去废液中的，该反应的离子方程式是

（2）II中，需加一定量硫酸，运用化学平衡原理简述硫酸的作用

（3）III中，生成的离子方程式是。

若浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是。

（4）IV中，通过检验来判断沉淀是否洗涤干净。

检验操作是是。

（5）已知煅烧的化学方程式是

，现煅烧464.0kg的，得到316.8kg产品，若产品中杂质只有，则该产品中的质量是kg（摩尔质量/g·；

）

13．（09上海卷25）铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。

（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：

①该反应的平衡常数表达式为：

K=

②该温度下，在2L盛有粉末的密闭容器中通入CO气体，10min后，生成了单质铁11．2g。

则10min内CO的平均反应速率为

（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：

①②

（3）某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。

下列反应速率（v）和温度（T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是。

（4）写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：

欲使上述体系中浓度增加，可加入的物质是。

14．（09宁夏卷26）碱式碳酸铜可表示为：

xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。

（1）现采用氢气还原法，请回答如下问题：

①写出xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O与氢气反应的化学方程式；

②试验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：

（a）→（）（）→（）（）→（）（）→（）（）→（）（）→（l）

③称取23.9g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。

该样品的结晶水质量为g，化学式为；

（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？

请说明理由。

。

参考答案

1.B2.A3.D4.B5C6.B7.A8.A9C10C

11．

（1）CO2、CO

（2）焰色反应透过蓝色钴玻璃，观察到紫色的火焰

（3）①FeOFeO、FeFe

实验步骤

预期现象与结论

步骤1：

取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。

分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体

固体产物部分溶解

步骤2：

向试管中加入适量硫酸铜溶液，再加入少量不溶固体，充分振荡

（1）若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立。

（2）若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体生成，则证明有铁单质存在

步骤3：

继续步骤2中的

（2）,进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。

取少量固体与试管中，滴加过量HCl，静置，取上层清液，滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN

结合步骤2中的

（2）：

（1）若溶液基本无色，则假设

（1）成立

（2）若溶液呈血红色，则假设（3）成立

③步骤1：

将固体产物加入1.0mol·L-1盐酸中观察有无气体若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁，反之，则不含单质铁

步骤2：

将固体产物加入足量的0.1mol·L-1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后，将沉淀物溶于1.0mol·L-1盐酸，再加入20%KSCN，最后加入3%H2O2，若最终溶液显红色，说明固体产物中含有FeO，若不出现红色、说明不含有FeO

12．

（1）Fe+2Fe3+=3Fe2+

（2）加入硫酸，H+浓度增大，使Fe2++2H2OFe（OH）2+2H+的平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解

（3）Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O

4FeCO3+6H2O+O2=4Fe（OH）3↓+4CO2

（4）取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净

（5）288.0

13．

（1）

（2）①CO或（CO2）的生成速率与消耗速率相等；②CO（或CO2）的质量不再改变（合理即给分）（3）b

（4）

盐酸（合理即给分）

14．

（1）①xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O+（x+y）H2=（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O

②a→k,j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l

③1.8CuCO3·Cu（OH）2·H2O

（2）可行根据反应xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O=（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成。

2019-2020年高中化学专题四化学反应中的能量变化热化学方程式教案

【专题要点】

反应热是高考重点考察内容之一，主要有

（1）热化学方程式的书写及正误判断；能用盖斯定律进行简单化学反应反应热的计算

（2）反应热的计算；（3）比较反应热的大小；（4）反应热与能源的综合考查。

（5）化学能与热能的相互转化及其应用。

了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）的概念

预计会在填空题、选择题、实验题中有所体现，难度不会太大。

重点考查学生灵活应用知识，接受新知识的能力。

从09、10年各地高考题中还体现出化学反应与能量的题目开始在大型填空题中出现。

而此类题型往往将热化学方程式与燃料的使用、奥运会、航空航天等高科技密切联系起来，充分体现化学与实际生产生活相联系的功能

【考纲要求】

1、认识化学反应中能量转化的原因，知道常见的能量转化形式。

2、了解化学能与热能的相互转化及其应用。

了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）等概念

3、能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。

【教法指引】

由于能源问题已成为社会热点，有关能源的试题也将成为今后命题的重点。

在复习过程中应以能源问题为切入点，从不同的角度设问，形成跨学科的综合试题，来全面考查学生的基础知识和运用多学科知识分析问题和解决实际问题的能力。

除此之外，今后高考命题的趋势是：

考查反应热的内容将不断拓宽，难度有所提高，形势也会更加灵活。

加强盖斯定律的教学也将是复习的重点。

【知识网络】

化学反应中的能量变化

专题四化学反应中的能量变化热化学方程式

1.推动上千吨的火箭和进行长距离的太空飞行的巨大能量是从哪里来的？

化学反应立下神功。

火箭使用的燃料是偏二甲肼[（CH3）2NNH2]，火箭升空时发生的化学反应为：

C2H8N2＋2N2O4＝2CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑。

下列有关该反应的说法正确的是

A．偏二甲肼既是氧化剂又是还原剂 

B．该反应进行时只有放热过程没有吸热过程

C．该反应中氮元素的化合价升高   

D．该反应中每生成1mol CO2转移8mol电子

2.科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如右图所示），与白磷分子相似。

已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则（　　）

A.N4的熔点比P4高

B.1molN4气体转化为N2时要吸收748kJ能量

C.N4是N2的同系物

D.1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量

3.已知：

CH3（CH2）2CH3（g）＋

O2（g）＝4CO2（g）+5H2O（l）；△H=－2878kJ·mol一1

（CH3）2CHCH3（g）＋

O2（g）＝4CO2（g）+5H2O（l）；△H=－2869kJ·mol一1

下列说法正确的是（）

A．正丁烷的燃烧热为一2878kJ·mol一1

B．正丁烷分子所具有的能量大于异丁烷分子

C．等量的异丁烷分子中碳氢键比正丁烷的多

D．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程

4.下列说法正确的是

①用25mL酸式滴定管可以准确放出8.00mL的稀盐酸；

②可用干燥的pH试纸测定氯水的pH；

③使用容量瓶配制溶液，定容时俯视，所得溶液的浓度偏大；

④加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成，则原溶液中—定有大量CO32-存在；

⑤在某温度下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合，若溶液呈碱性时，溶液中离子浓度大小的关系一定为：

c（Na+）﹥c（CH3COO—）﹥c（OH—）﹥c（H+）；

⑥右图是反应物和生成物的能量变化示意图，其可能发生反应的热化学方程式可表示为：

2A（g）+B（g）=2C（g）；△H=QkJ·mol-1（Q＜0）。

（）

A．①③⑥B．②④⑤C．①③④D．③⑤⑥

5.下列化学用语和叙述正确的是（）

A．M与N是同素异形体，由M＝N；△H＝＋119KJ／mol可知，N比M稳定

B．Na2O2的电子式：

C．表示乙炔“燃烧热”对应的热化学方程式：

C2H2（g）＋O2（g）2CO2（g）＋H2O（g）；△H＝－1256KJ／mol

D．葡萄糖的实验式：

CH2O

6.下列关于热化学反应的描述中正确的是（）

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ/mol

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）＝2CO（g）＋O2（g）反应的

ΔH＝2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol