【二轮精品】高三化学二轮复习精品教学案【专题4】-元素及其化合物(DOC)

第1页共13页专题四元素及其化合物【考情分析】一、考纲要求1．常见金属元素（如Na、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主要性质及其应用。（3）了解合金的概念及其重要应用。2．常见非金属元素（如H、C、N、O、Si、S、Cl等）（1）了解常见非金属单质及其重要化合物的主要性质及应用。（2）了解常见非金属单质及其重要化合物对环境质量的影响。3．以上各部分知识的综合应用。二、命题趋向钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素，特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位，这部分内容一直是高考考查的重点。如以钠及其化合物(特别是Na2O2、NaHCO3、Na2CO3)的性质为载体的推断题或实验题、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。钠及其化合物、合金与硝酸的反应是每年高考的必考知识点。由于铝、铁、铜及其化合物的性质很丰富，在高考命题中立足点也多种多样，如以选择题形式考查离子共存、离子反应、氧化还原反应、简单计算等，也可以出推断题，还可以出实验题。因此在复习时要注意元素单质及其化合物之间的相互转化，如“铝三角”、“铁三角”，同时在复习时要加强化合物知识与理论部分的联系。非金属元素部分在保持原有考点不变的情况下，弱化了对磷的考查，但H、C、N、O、Si、S、Cl元素及其化合物的性质仍是高考化学的重点。由于非金属元素存在多种价态，所以不同价态的非金属化合物之间的转化也成为高考命题的热点之一，这在历年高考试题中也均有体现。另外，这部分知识往往与其他知识结合在一起进行综合考查。因此复习这部分内容时，在注意特殊元素及其化合物的性质和应用的同时，还要注意知识本身的内涵和外延及知识点间的联系，要将知识点与实际生活联系起来。【知识归纳】一、常见无机物及其应用（一）金属元素1．金属的通性金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示还原性，这与它们的原子结构有关。常见金属的主要化学性质列于下表：金属活动性顺序KCaNaMgAlMnZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失电子能力依次减小，还原性减弱空气中跟氧气的反应易被氧化常温时能被氧化加热时能被氧化不能被氧化跟水的反应常温可置换出水中的氢加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢不与水反应跟酸的反应能置换出稀酸（如HCl、H2SO4）中的氢不能置换出稀酸中的氢反应剧烈反应程度依次减弱能跟浓硫酸、硝酸反应能跟王水反应第2页共13页跟盐的反应位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来跟碱的反应Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应2．碱金属元素及其化合物联系脉络3．Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的转化（二）非金属元素1．非金属的通性（1）原子结构特点及化合价①最外层电子均大于、等于3（除H以外），与其主族序数相同。②最高正价分别为：+4+5+6+7（与族序数相等）对应最低负价：-4-3-2-1（等于族序数减8）③非金属元素一般都有变价：除呈现上述最高价及最低价以外，有的非金属还呈现其它价态。如：S：+4价；N：+1+2+3+4价；Cl：+1+3+5价。（2）非金属单质的聚集状态和同素异形体①典型的非金属单质在固态时为分子晶体，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、S、N2、P4、H2，这些晶体表现为硬度不大，熔点不高，易挥发、不导电，它们在常温下聚集态为气态（“气”字头）液态（“氵”旁）或固态（“石”字旁）②碳（金刚石）、硅、硼为原子晶体，硬度很大，熔沸点很高。由于原子晶体中没有离子和自第3页共13页由电子，所以固态和熔融态都不导电。但某些原子晶体，如单晶硅可以作为半导体材料。③非金属元素常出现同素异形现象。如：金刚石与石墨；白磷与红磷；O2与O3；S2、S4、S8等互为同分异构体。（3）元素非金属性的强弱规律①常见元素的非金属性由强到弱的顺序：F、O、Cl、N、Br、I、S、P、C、Si、H②元素的非金属性与非金属单质活泼性是并不完全一致的：如元素的非金属性O＞Cl，N＞Br；而单质的活泼性：O2＜Cl2，N2＜Br2。但由于某些非金属单质是双原子分子，原子间以强烈的共价键相结合（如NN等），当参加化学反应时，必须消耗很大的能量才能形成原子，表现出了单质的稳定性。这种现象不一定说明这种元素的非金属性弱。强的分子内共价键恰是非金属性强的一种表现。③比较非金属性强弱的八条依据I．元素在周期表中的相对位置i．同周期，自左向右，元素的非金属性依次增强，如Cl＞S＞P＞Si等。ii．同主族，自上而下，非金属性依次减弱，如F＞Cl＞Br＞I等。II．非金属单质与氢气化合的越容易，非金属性越强。如F2、Cl2、Br2、I2与H2化合由易到难，所以，非金属性F＞Cl＞Br＞I。III．气态氢化物的越稳定，非金属性越强，如稳定性HF＞H2O＞HCl＞NH3＞HBr＞HI＞H2S＞PH3，所以非金属性F＞O＞Cl＞N＞Br＞I＞S＞P。IV．最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性越强，如酸性HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞H4SiO4，则非金属性Cl＞S＞P＞C＞Si。V．非金属性强的元素的单质能置换出非金属性弱的元素的单质。如2F2＋2H2O＝4HF＋O2↑；O2＋4HCl＝2H2O＋2Cl2（地康法制Cl2）；Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2；3Cl2＋2NH3＝N2＋6HCl；Cl2+H2S＝S＋2HCl。VI．非金属单质对应阴离子的还原性越强，该非金属元素的非金属性越弱。常见阴离子的还原性由强到弱的顺序是S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞F-，则非金属性S＜I＜Br＜Cl＜F。VII．与变价金属反应时，金属所呈价态越高，非金属性越强，如Cu+Cl2CuCl2；2Cu+SCu2S，说明非金属性Cl＞S。VIII．几种非金属同处于一种物质中，可用其化合价判断非金属性的强弱，如HClO、HClO3中，氯元素显正价、氧元素显负价，说明氧的非金属性强于氯。（4）非金属元素的化学性质（注意反应条件、现象、生成物的聚集状态）第4页共13页（5）常见非全属单质的制取方法①电解法电解水溶液：如2NaCl＋2H2O2NaOH＋Cl2↑＋H2↑电解熔融物：如2KHF2F2↑＋H2↑＋2KF②分解法：如2KClO32KCl＋3O2↑CH4C＋2H22H2O22H2O＋O2↑③置换法：如Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br22H2S＋O2(不足)2H2O＋2S④氧化法：如MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O4NaBr＋3H2SO4＋MnO22Na2SO4＋MnSO4＋2Br2+3H2O，2H2S＋SO2＝3S＋2H2O⑤还原法：C＋H2OCO＋H2，Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑，2C＋SiO2Si＋2CO↑2．氯元素的知识网络第5页共13页3．碳、硅及化合物的联系网络4．氧及其化合物相互联系5．氮及其化合物间的转化关系第6页共13页【考点例析】例1．研究发现，空气中少量的NO2能参与硫酸型酸雨的形成，反应过程如下：①SO2＋N2O5SO3＋NO②SO3＋H2OH2SO4③2NO＋O22NO2NO2在上述过程中的作用，与H2SO4在下述变化中的作用相似的是（）A．潮湿的氯气通过盛有浓H2SO4的洗气瓶B．硫化氢通入浓H2SO4C．浓H2SO4滴入萤石中，加热D．加入少量的H2SO4使乙酸乙酯水解解析：在反应①中NO2起氧化剂的作用，从反应①、③看NO2起催化作用，选项A中浓硫酸起吸水剂的作用；选项B中浓硫酸起氧化剂作用；选项C中浓硫酸起酸性作用；选项D中浓硫酸起催化剂作用。答案：B、D例2．(2012·重庆理综，26)(15分)金刚石SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性，应用广泛.(1)碳与周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物，其中一种化合物H为非积极性分子，碳元素在周期表中的位置是___________，Q是___________，R的电子式为______________.(2)一定条件下，Na还原CCl4可制备金刚石，反应结束冷却至室温后，回收中CCl4的实验操作名称为___________，除去粗产品中少量钠的试剂为_________________(3)碳还原SiO2制SiC，其粗产品中杂质为Si和SiO2.先将20.0gSiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应，收集到0.1mol氢气，过滤得SiC固体11.4g，滤液稀释到1L，生成氢气的离子方程式为，硅盐酸的物质量浓度为。(4)下列叙述正确的有(填序号)，①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应②水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同③Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱④钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1:2解析：(1)因C与Q能生成两种气态化合物，一种为非极性分子，故Q为O元素，两种化合物分别为CO和CO2，其中R为CO2，C为6号元素，位于周期表中第二周期IVA族；CO2为直线形分子，C与O之间是双键，电子式为。(2)金刚石为固体而CCl4为液体，分离两者的操作为过滤；乙醇与金属钠反应缓慢，故可以用乙醇除去粗产品中的钠。(3)加入NaOH溶液后，Si和SiO2都能溶解，但只有Si能与其反应生成H2，反应的离子方程式为Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑；根据样品质量、SiC固体质量以及生成的H2的物质的量可求算出SiO2的物质的量为0.12mol，故硅酸钠的物质的量共为0.12mol＋0.05mol=0.17mol，故硅酸盐的浓度为0.17mol·L－1。(4)①中Na还原CCl4的反应是置换反应，而Cl2与水生成HCl和HClO，不属于置换反应。第7页共13页②中水晶属于原子晶体，熔化时破坏共价键；而干冰是分子晶体，熔化时破坏分子间作用力。③Na2SiO3溶液与SO2能反应，说明酸性H2SO3＞H2SiO3，但H2SO3不是S元素的最高价含氧酸，故不能说明非金属性S＞Si。④Na在空气燃烧生成Na2O2，晶体中含有的阴离子是O22－，其中的阴阳离子个数比为1:2，而Li在空气中燃烧生成Li2O，阴阳离子个数比也是1:2。故正确的是③④。答案：(1)第二周期第IVA族，氧(或O)，(2)过滤，水(或乙醇)(3)Si＋2OH－＋H2O=SiO32－＋2H2↑，0.17mol·L－1(4)③④例3．(2012·天津理综，9)(18分)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：⑴第①步Cu与酸反应的离子方程为____________________________________；得到滤渣1的主要成分为___________________。⑵第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O2的优点是______________________；调溶液pH的目的是使________________________________________生成沉淀。⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是______________________________________。⑷由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_________________方案不可行，原因是______________________：从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。⑸探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmolL－1EDTA(H2Y2－－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液6mL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－＝Cu