
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文檔簡介
1、模塊三元素及其化合物專題一非金屬知識規(guī)律(1)插入圖片專情動態(tài)分析非金屬元素及其化合物的考查在歷年的高考題型中都有體現(xiàn)。其中出現(xiàn)較多的是選擇 題、填空題、物質(zhì)推斷題,試題通常以基礎(chǔ)題、中檔題出現(xiàn)居多,有時以計算題或?qū)嶒烆}作 為拉開分數(shù)的較難試題。除在選擇題中直接考查元素及其化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制法及相互轉(zhuǎn)變關(guān)系外,更重要的是以元素及其化合物結(jié)合其他元素及其化合物知識為載體,綜合氧化還原、強弱電解質(zhì)、平衡移動原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等理論知識,對思維能力進行綜合考查。熱點 是以氧化還原反應(yīng)為知識內(nèi)容,以化工生產(chǎn)或環(huán)境保護為背景,綜合考查物質(zhì)的性質(zhì)以及與此相關(guān)的理論、實驗和計算,并滲透許多常見化學(xué)用語的考查
2、。預(yù)計今后會有各族元素信息知識型、綜合型試題出現(xiàn)。鹵素是典型的非金屬元素,是高考的重點內(nèi)容。 其主要熱點是:鹵素及其化合物的性質(zhì),既有對某一具體知識點考查的選擇題,又有與其他元素(如鐵、硫等)或者與電解氯化鈉溶液相結(jié)合組成框圖的物質(zhì)推斷題,還有對鹵素性質(zhì)、制法、 用途等全面考查的綜合題,尤其是以氯氣的性質(zhì)及其實驗室制取裝置為基礎(chǔ)的實驗題,曾多次出現(xiàn)在高考試題中。鹵素性質(zhì)的遷移應(yīng)用,主要考查分析能力、 適應(yīng)新情境的能力及知識的遷移應(yīng)用能力。鹵素知識與現(xiàn)代生產(chǎn)、日常生活、醫(yī)療保健、科學(xué)技術(shù)等各方面有著廣泛的聯(lián)系,如海洋資源的開發(fā)與利用、氯堿工業(yè)、漂白粉應(yīng)用、飲用水消毒、氟與人體健康、碘與甲狀腺腫、
3、碘化銀與 人工降雨等。這些內(nèi)容既能與化學(xué)基本理論、其他元素化合物知識、化學(xué)實驗和化學(xué)計算融為一體,又能與電學(xué)等物理學(xué)知識、激素調(diào)節(jié)等生物學(xué)知識密切相關(guān),常作為進行學(xué)科間相互綜合、相互滲透考查的內(nèi)容載體。所以鹵素與實際相聯(lián)系的知識必將是今后高考命題的熱 點之一。 插入圖片考點核心整合1.非金屬元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)特點 (1)在周期表中的位置在已知的109種元素中,非金屬元素有 16種,稀有氣體元素 6種,除氫元素位于周期表的 I A族外,其余都集中在元素周期表階梯線 (硼、硅、神、確、破斜線)的右上方,且都是主 族元素(稀有氣體為零族)。(2)原子結(jié)構(gòu)特點及化合價最外層上的電子:除 H
4、以外,其余均R 3(只有硼為3個),與其主族序數(shù)相同。最高正價分別是:+4 +5 +6 +7(與族序數(shù)相等); 對應(yīng)最低負價:-4 -3 -2 -1(等于族序數(shù)減8)。非金屬元素一般都有變價:除呈現(xiàn)上述最高價和最低價以外,有的非金屬還呈現(xiàn)其他價態(tài)。 例如:S: +4; N: +1、+2、+3、+4; Cl: +1、+3、+5。插入圖片鏈接思考通過哪些方面可以比較元素的非金屬性的強弱?答:元素的非金屬性的本質(zhì)是元素的原子吸引電子的能力。這種能力的大小取決于原子半徑、核電荷數(shù)、最外層電子數(shù)。題目常通過以下幾方面比較元素的非金屬性。(1)非金屬單質(zhì)與H2化合的條件,即難易程度;(2)氫化物的穩(wěn)定性;
5、(3)最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性;(4)非金屬間的置換反應(yīng);(5)非金屬單質(zhì)對應(yīng)陰離子的還原性;(6)勺變仆小m反底時,金反所早現(xiàn)習(xí)化er :(7)元素在化合物中化合價的相對高低(如在HC1O中,氯元素顯正價、氧元素顯負價,則說明氧的非金屬性比氯強)等。.非金屬單質(zhì)的聚集狀態(tài)和同素異形體(1)典型的非金屬單質(zhì)在固態(tài)時為分子晶體,如F2、C12、B2、gO2、S、N2、P 4、H2,這些晶體表現(xiàn)為硬度不大, 熔點不高,易揮發(fā),不導(dǎo)電,它們在常溫下的聚集狀態(tài)為氣態(tài) (“氣” 字頭卜液態(tài)(“ 7 ”旁)、固態(tài)(“石”字旁)。(2)碳(金剛石)、硅、硼為原子晶體,硬度很大,熔沸點很高。由于原子晶體中
6、沒有離子和自 由電子,所以,固態(tài)和熔融態(tài)都不導(dǎo)電。但某些原子晶體如硅、錯、硒等還可以作半導(dǎo)體材 料。(3)非金屬元素常出現(xiàn)同素異形體現(xiàn)象,如金剛石與石墨;白磷與紅磷;02與O3; S2、S4、S8等分別互為同素異形體。.非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)(1)具有強氧化性的有:F2、。2、C12、B2等;以氧化性為主的有: N2、12、S、Se等;以還 原性為主的有:H2、C、Si、P等。(2)多數(shù)非金屬單質(zhì)能與 H2化合,形成氣態(tài)氫化物。(3)多數(shù)非金屬能與 O2形成酸性氧化物,元素的非金屬性越強,最高價氧化物對應(yīng)水化物酸 性越強(F除外)。(4)非金屬單質(zhì)的活動性與非金屬元素的活動性有密切的聯(lián)系,但不是
7、一回事。例如氮元素 的非金屬性相當(dāng)強,可是它的單質(zhì)N2化學(xué)性質(zhì)卻很不活潑。單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不僅取決于原子結(jié)構(gòu),而且取決于分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。.常見非金屬單質(zhì)的制取方法常見非金屬單質(zhì)的制取大致有以下五種方法(1)電解法電解水溶液:上電解人 人如 2NaCl+2H 2O2NaOH+Cl 2 T+H 2 T(陽極)(陰極)(2)分解法如 2KClO 3 MnO2 2KCl+3O 2 T2H2O2M-2H2O+O2T(3)置換法如 Cl2+2NaBr=2NaCl+Br 2(4)氧化法如 MnO2+4HCl(濃)=MnCl 2+C12T +2H2O2NaBr+2H 2SO4(濃)+MnO 2=Na 2SO
8、4+MnSO 4+Br2+2H2O2H2S+SO2=3S J +2H2O(煤氣脫硫)(5)還原法局溫局溫如 H2O(g)+CCO+H2 Zn+2HCl=ZnCl 2+H 2 T SiOz+2C= Si+2CO T.非金屬氧化物的通性(1)除SiO2以外,其他非金屬氧化物固態(tài)時都是分子晶體,所以,它們?nèi)鄯悬c差別較大。(2)許多非金屬低價氧化物都有毒,如SO2、NO、NO? CO等,不能隨便排放入大氣中。(3)非金屬氧化物大都為酸性氧化物 (酸酎,NO2不屬于酸酎),相對應(yīng)的酸易溶于水時,則氧 化物易與水化合,反之與水化合反應(yīng)難以進行或不發(fā)生反應(yīng)。SO3+H2O=H 2SO4熱P2O5+3H2O=
9、2H3P。4(無毒)冷P2O5+H2O2HPO3(居IJ毒)SQ2+H2OW不反應(yīng)(4)不成鹽氧化物(如CO、NO)不溶于水,不與堿反應(yīng)生成鹽和水。.非金屬含氧酸的通性(1)非金屬性的強弱,決定了最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強弱,其順序是HClO 4 H2SO4H3P。4 H2CO3H4SiO4。(2)對于同種非金屬形成的不同含氧酸,價態(tài)越高,酸性越強。H2SO4H2SO3; HNO3HNO2用“強酸制弱酸”的規(guī)律,可以證明這些元素形成的酸的酸性強弱。如 Na2SiO3+CO2+2H2O=Na2CO3+H4SiO4 J3H2SO4+Ca3(PO4)2=3CaSO4 J +2H3PO4H2SO4
10、+Na2CO3=Na 2SO4+CO21 +H2OH2SO4+Na2SO3=Na2SO4+SO2 T +H2O(4)難揮發(fā)的H2SO4、H 3PO4受熱難分解;強氧化性的HNO 3 HNO 2見光或受熱易分解;非氧化性的H2CO3、H2SO3易分解。插入圖片 考題名師詮釋 TOC o 1-5 h z 【例1】 下列單質(zhì)中,最容易跟氫氣發(fā)生反應(yīng)的是()A.O2B.N2C.F2D.C12解析:本題以非金屬單質(zhì)的性質(zhì)為載體,考查對元素周期表中元素性質(zhì)遞變規(guī)律的理解。非金屬單質(zhì)與氫氣反應(yīng)的難易取決于其非金屬性強弱及與H成鍵的強弱。一般來說,元素的非金屬性越強,它的單質(zhì)越容易和H2發(fā)生化合反應(yīng),題給四種
11、物質(zhì)中,F(xiàn)2非金屬性最強,F(xiàn)2在冷、日i處和 H2就能發(fā)生爆炸。答案:C【例2】下列物質(zhì)不會因見光而分解的是()A.NaHCO 3B.HNO 3C.AgID.HClO解析:本題主要通過對一些常見物質(zhì)是否分解及分解原因的分析,考查考生對元素化合物知識的掌握程度。題目所給四種物質(zhì)在受熱時皆易分解,而在見光時,HNO3、AgI和HClO易分解,NaHCO3不分解,所以本題答案為 Ao答案:A插入圖片鏈接拓展常見的見光分解的物質(zhì)有哪些?實驗室中應(yīng)該如何保存這些物質(zhì)?答:見光易分解的物質(zhì)有:AgNO3、濃HNO3、HClO、鹵化銀、KMnO 4、氮水、漠水等。用棕色瓶保存,放在冷暗處?!纠?】化學(xué)中常用
12、類比的方法來預(yù)測許多物質(zhì)的性質(zhì)。如根據(jù)H2+Cl2=2HCl推測:H2+Br2=2HBr。但類比是相對的, 如根據(jù) 2Na2O2+2CO2=2Na 2CO3+O2,類推 2Na?O2+ 2SO2=2Na 2SO3+O2是錯誤的,應(yīng)該是 Na2O2+SO2=Na 2SO4。(1)下列各組類比中正確的是 () . .A.由 NH4Cl=NH3 T +HCl T 推測:NH4l=NH 3 T +HI TB.由 CO2+Ca(ClO) 2+H 2O=CaCO 3 J +2HClO 推測:SO2+Ca(ClO) 2+H2O=CaSO3 J +2HClOC.由 2CO2+Ca(ClO)2+2H2O=Ca(
13、HCO 3)2+2HClO 推測:CO2+NaCIO+H 2O=NaHCO 3+ HClODM Na2SO3+2HCl=2NaCl+H 2O+SO2 T 推測:Na2SO3+2HNO 3=2NaNO 3+H2O+SO2 T(2)根據(jù)2NaCl+H 2SO4(濃)=Na2SO4+2HCl T的反應(yīng)原理例舉一個制取類似氣體的反應(yīng)(寫出方程式)。(3)由氫氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,應(yīng)用有關(guān)知識,推斷氫氧化鐵與氫碘酸的化學(xué)方程式 O(4)從 2F2+2H2O=4HF+O 2 反應(yīng),預(yù)測 2F2+4NaOH=4NaF+2H 2O+O2,然而經(jīng)過實驗, 物質(zhì)的量相等的氟氣和氫氧化鈉正好完全反應(yīng),生成
14、氟化鈉、水和放出一種氣體,請根據(jù)實驗結(jié)果寫出化學(xué)方程式。解析:本題主要考查類比、演繹的能力, 既要能夠用類比的方法推斷物質(zhì)的性質(zhì),又要注意具體物質(zhì)的特殊性。如NH4I在受熱分解日產(chǎn)生的 HI也會分解,HClO能夠把CaSO3氧化成 CaSO4,硝酸能夠把Na2SO3氧化成Na2SO4, Fe3+能夠把氧化成等。答案:(1)C (2)CaF2+H2SO4(濃尸=CaSO4+2HF T (3)2Fe(OH)3+6HI=2FeI 2+I2+6H2O (4)2F2+2NaOH=2NaF+H 2O+OF2【例4】2006年2月14日21世紀經(jīng)濟報道:“候鳥和家禽傳播是禽流感傳播的兩個方向,”禽流感病毒是
15、一種沒有超常抵抗力的病毒。研究證明,許多常用消毒藥物如漂粉精、漂白粉、高鎰酸鉀等,可以將禽流感病毒殺滅。 氯氣與氫氧化鈣充分反應(yīng),使次氯酸鈣成為主要成分,可得到漂粉精。(1)將漂粉精溶于適量水中,呈白色濁狀物,靜置沉降。取少許上層清液,滴加碳酸鈉溶液出現(xiàn)白色沉淀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。另取少許上層清液, 先滴 加適量的 (填化學(xué)式)酸化,再滴加 (填化學(xué)式)溶液即可檢驗Cl-的存在, 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。再取少許上層清液,滴加幾滴酚酗:溶液, 溶液呈紅色,隨后溶液迅速褪色,說明漂粉精溶液呈 性并具有 性。(2)漂粉精同鹽酸作用產(chǎn)生氯氣:Ca(ClO)2+4HCl=2Cl 2 T +C
16、aCl2+2H2O該反應(yīng)中,每生成1 mol Cl2,轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為 ,被氧化的HCl的物質(zhì)的量 為。有效氯是漂粉精中有效成分Ca(ClO)2的含量大小標志,已知:有效氯漂粉精加鹽酸所釋放出的氯氣的質(zhì)量乂 100%若某漂粉精的有效氯為65%,(計算結(jié)果保留小數(shù)點后 1位。=143)(3)現(xiàn)用濃鹽酸、MnO 2共熱制則該漂粉精中Ca(ClO) 2的質(zhì)量分數(shù)=漂粉精的質(zhì)量已知相對分子質(zhì)量用Mr表示:Mr(Cl 2)=71, Mr :Ca(ClO)2:Cl2,并用Cl2和Ca(OH)2反應(yīng)制少量漂粉精,甲、乙、丙三人分別設(shè)計三個實驗裝置,如圖1-3-1所示。已知C12與Ca(OH)2制漂粉精的反
17、應(yīng)是放熱反應(yīng),而在較高溫度下即發(fā)生如下反應(yīng):6C12+6Ca(OH)2=5CaC1 2+Ca(C1O 3)2+6H2O圖 1-3-1請指出三個裝置各自的缺點或錯誤(如沒有可不填):丙 。圖中甲由A、B兩部分組成,乙由 C、D、E三部分組成,丙由 F、G組成,從上述甲、乙、丙三套裝置中選出合理的部分(按氣流從左到右的方向)組裝一套較完善的實驗裝置(填所選部分的編號)。實驗中若用100 mL 12 mol L-1的濃鹽酸與足量的 MnO2反應(yīng),最終生成Ca(C1O)2的物質(zhì) 的量總小于0.15 mol ,其可能的主要原因是 (假定各步反應(yīng)均無反應(yīng) 損耗且無副反應(yīng)發(fā)生)。解析:(1)漂粉精的主要成分
18、為 Ca(C1O)2和CaC12,其溶液中含有 Ca2+、Cl-、C1O-,其中C1O- 具有較強的氧化性并水解顯堿性;(2)Ca(C1O) 2+4HC1=2C1 2 T+CaC12+2H 2O,該反應(yīng)實質(zhì)是Cl-、C1O-在酸性條件下進行的“價態(tài)歸中”反應(yīng);要注意對題目所給“有效氯”的計算171g *mo1 2 m式的理解;可設(shè)漂粉精中Ca(C1O)2的質(zhì)量為m,則釋放出的氯氣的質(zhì)量為143,71 2m/14365% 143則有 65%=X 100%,故 w Ca(C1O)21%= X 100%=65.5%。(3)甲裝漂粉精質(zhì)量71 2置中制C12的裝置不對,且U形管與大氣不相通,氣流不暢,
19、無吸收余氣裝置;乙無降溫裝置,易發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生 Ca(C1O3)2。不能選用石灰水,應(yīng)選用消石灰 ;丙裝置也無降溫裝置,無吸收余氣和防止 C12污染空氣的裝置。因此正確的裝置應(yīng)是發(fā)生裝置C或F,制漂粉精裝置B,吸收余氣裝置E。結(jié)合題給信息,對所用儀器、裝置作對比分析,組裝出一套較完善 的實驗裝置,這是實驗中考查能力的一個方面。答案:(1)Ca2+CO; =CaCO 3 J HNO 3 AgNO 3 Ag+C1 =AgC1 J 堿漂白(2)1 mol 1 mol 65.5% (3)甲:發(fā)生裝置錯誤:沒有吸收余氣裝置;U形管右端不與大氣相通,氣體不能流動乙:沒有降溫裝置(制漂粉精);D應(yīng)換成U形管
20、,改為裝消石灰丙:沒有降溫裝置;無吸收余氣裝置C(F)、B、E MnO2能氧化濃HCl ,但隨著反應(yīng)進行,c(Cl-)減小,還原性減弱,不能被 MnO2氧化,反應(yīng)不能繼續(xù)進行【例5】鼠(CN/、硫停(SCN/的化學(xué)性質(zhì)和鹵素(X2)很相似,化學(xué)上稱為“擬鹵素”, 有關(guān)粒子的還原性強弱順序為:Cl-Br-CN-SCNH2s。3H+ HSOI向逆反應(yīng)方向進行,降低SO2的溶解度,A符合題意,制備乙烯和 CO都是利用了濃 H2SO4的脫水性、吸水性, 而利用Cu與濃H2SO4反應(yīng)制備SO2則是利用了濃 H2SO4的強氧化性,B、C、D皆不符合 題目要求,本題答案為 Ao答案:A【例2】 同溫同壓下,
21、在 3支相同體積的試管中分別充有等體積混合的2種氣體,它們是NO和NO2,NO2和。2,NH3和N2?,F(xiàn)將3支試管均倒置于水槽中,充分反應(yīng)后, 試管中剩余氣體白體積分別為Vi、V2、V3,則下列關(guān)系正確的是()A.V1 V2V3B.V1 V3V2C.V2 V3ViD.V3 Vi V2解析:NO不與H2O反應(yīng),設(shè)原有NO、NO2各3體積,則由反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO 3+NO 知,3體積的NO2與H2O反應(yīng)后,變?yōu)?體積的NO,此時剩余NO的總體積與原來氣體的 體積比為4: 6。由反應(yīng)4NO2+O2+2H2O=4HNO 3可知等體積的 NO2與。2混合溶于水 時O2過量,若二者皆為4體積,
22、則剩余3體積氧氣,與原來總體積的比為 3 : 8。N2不與 水反應(yīng),NH3與H2O完全反應(yīng),氣體剩余體積為原來的一半。顯然有ViV3V2答案:B插入圖片鏈接拓展根據(jù)氣體中氮原子、氧原子守恒關(guān)系分析討論:將NO2、NO的混合氣體與 O2同時通入水中,恰好完全溶解時應(yīng)滿足怎樣的比例關(guān)系?答:將NO2、NO的混合氣體與。2同時通入水中,發(fā)生的總反應(yīng)是:4NO2+O2+2H2O= 4HNO3, 4NO+3O2+2H2O=4HNO 3。由此分析可知,恰好完全反應(yīng)時, 三種氣體中n(N):n(O)=2 : 5?!纠?】(2005上海,21)碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體 X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體 Y 同時通
23、入盛有足量氯化鋼溶液的洗氣瓶中(如圖1-3-4裝置),下列有關(guān)說法正確的是 ()A.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋼 C.洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋼 解析:本題是一道聯(lián)合實驗題,圖 1-3-4B.在Z導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳D.在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)即將兩個簡單獨立的實驗聯(lián)合進行,能很好地考查考生的綜X氣體為CO2和SO2的混合氣NO2與水和SO?共同作用要產(chǎn)生合實驗?zāi)芰腿娣治鰡栴}的能力。碳與濃硫酸共熱產(chǎn)生的體,銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的 Y氣體是NO2,同時通入時因SCf/口 NO, NO在空氣中又會生成 NO2,故C、D正確,A、B錯誤。答案:CD【例4】(2006江蘇,20)圖1-3-5是
24、部分短周期元素的單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(有關(guān)反應(yīng)的條件及生成的 H2O已略去),已知:(a)A、B、C、D是非金屬單質(zhì),其中 B、C、D 在常溫常壓下是氣體。(b)反應(yīng)、是化工生產(chǎn)中的重要反應(yīng)。(c)化合物E是形成酸雨的污染物之一,化合物 K是常用的氮肥。(d)化合物L(fēng)具有漂白性,可由 Cl2與NaOH溶液反 應(yīng)而制得。(e)化合物J由兩種元素組成,其相對分子質(zhì)量為 32。圖 1-3-5請按要求填空:(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式 。(2)C的結(jié)構(gòu)式 ; H的化學(xué)式 。(3)L的溶液與化合物 E反應(yīng)的離子方程式。(4)化合物J的化學(xué)式 。解析:本題主要考查N、S、Cl等非金屬元素及化合物的性質(zhì)。形
25、成酸雨的物質(zhì)一般為NOX和SO2據(jù)H+H2SO4E+K, K是一種氮肥知 E為SO2。K為(NH 4”SO4,而H可能為(NH4)2SO3或NH4SO3。又由F+H2SO4K知F為氨氣;由已知(d)知L為NaClO;又由NH3+NaClO I+J 及已知(e)推知 J為 N2H4,又 N2H4+B C 知 B 為。2,則 A 為 S,C為N2, D為H2,元素及其化合物確定后,其他問題便可迎刃而解。答案:(1)2NH3+H2SO4=(NH 4)2SO4(2)N 三 N (NH 4)2SO3 或 NH 4HSO3(3)ClO -+SO2+2 OH -=Cl-+ SO2 FH 2O(4)N2 H4
26、【例5】A、B、C是中學(xué)化學(xué)中常見的三種化合物,它們各由兩種元素組成,甲、乙是兩 種單質(zhì),三種化合物和單質(zhì)之間存在如下關(guān)系:在A、B、C這三種化合物中,必定含有乙元素的是 。(用A、B、C字母填寫) (2)單質(zhì)乙必定是 (填“金屬”或“非金屬”),其理由是 。 (3)單質(zhì)乙的化學(xué)式可能是 ,則化合物B的化學(xué)式是 。解析:據(jù)題意甲+乙A(含甲、乙),甲+B A(含甲、乙)+C,從可看出,B中一定含有乙。 A(含甲、乙)+B(含乙)乙+C,從式分析,A、B中化合態(tài)的乙元素反應(yīng)后變?yōu)橛坞x態(tài)的乙,A、B中的乙元素的價態(tài)必分別處于正價和負價,反應(yīng)時發(fā)生電子轉(zhuǎn)移生成單質(zhì),而金屬元素?zé)o負化合價,所以可以推斷
27、出乙必定是非金屬元素。處于正、負價態(tài)的非金屬元素的化合物相互反應(yīng)生成單質(zhì)的例子很多,如:2H2S+SO2=3S J +2H2O, 6NOx+4xNH 3=(3+2x)N 2+6xH 2O 等。所以,乙可能是 S 或 N 等,化合 物B是它們的氫化物 H2s或NH3。上述反應(yīng)為 O2+S=SO2(或 N2+O2=2NO);反應(yīng)為 2H2S+3O2=2SO 2+2H2O (或 4NH3+5O2=4NO+6H 2O);反應(yīng)為 2H2S+SO2=3S J +2H?O(或 6NO+4NH 3=5N 2 +6H2O)。上述反應(yīng)的反應(yīng)條件均已略去。答案:(1)AB(2)非金屬 因為A、B中均含乙元素,并有如
28、下反應(yīng):A+B 乙+C,且乙為單質(zhì),可知乙元素在A、B中分別呈正、負價,由于金屬元素?zé)o負化合價,所以乙必是非金屬 S(或 N2) H2s(或 NH3) 插入圖片鏈接提示一位參加閱卷的老師的指點:本題考查的知識規(guī)律是:含同種元素的化合物間發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì),這兩種化合物中,該元素的化合價一定分別處于正價和負價;金屬元素?zé)o負化合價。題目要求從題中圖示的物質(zhì)的關(guān)系中,運用上述基本規(guī)律, 考查考生知識的調(diào)用和遷移應(yīng)用能力??忌氖Х植辉谟诨A(chǔ)知識的匱乏,也不在于解決問題的能力弱,而在于知識的儲存和調(diào)用上。此題并非難題,但得分率不高,尤其是問題(2)的得分率相當(dāng)?shù)?,說明不少考生平時不注意基本素材的積累和運
29、用,在金屬元素?zé)o負化合價這個大家的“共識”面前, 居然“好似不相識”。這不能不引起我們的警覺。專題三 金屬知識規(guī)律(1)插入圖片專情動態(tài)分析從近幾年的高考試題分析來看,金屬元素單質(zhì)及其化合物的知識在高考中出現(xiàn)的幾率較高,題型有選擇題、物質(zhì)推斷題、實驗題和計算題等。題目特點是:將金屬元素的性質(zhì)與氧 化還原、電解質(zhì)溶液、電化學(xué)、化學(xué)平衡、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等化學(xué)理論相結(jié)合;與非 金屬元素的知識糅合在一起進行綜合考查。由于金屬,特別是合金在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)及電子工業(yè)中都具有重要的作用,因此有關(guān)金屬元素知識的應(yīng)用在理科綜合考試中應(yīng)引起足 夠的重視。預(yù)計今后高考中,金屬及其化合物知識的考查仍會保持
30、原有題型不變,進一步加強對知識綜合應(yīng)用能力的考查。題目將向綜合性、交叉性方向發(fā)展,同時注意對學(xué)生進行分析、理解、記憶能力的考查。堿金屬是典型的活潑金屬,其化合物一般為離子化合物,既要注意堿金屬元素與鹵素化合的典型性,與氧族元素化合的復(fù)雜性(能形成過氧化物、超氧化物、多硫化物等),又要注意還能與氫、氮等元素形成離子化合物,并且注意這些化合物的性質(zhì)(如易水解),這也是無機信息題出題的一個很好的知識點。堿金屬與科學(xué)技術(shù)聯(lián)系較多,如堿金屬元素在電光源、 光電管、核技術(shù)和貴重金屬冶煉方面的應(yīng)用常常涉及物理、生物等學(xué)科知識,是理科綜合命題的內(nèi)容載體,也是今后的一個命題方向。 插入圖片考點核心整合.金屬元素
31、在周期表的位置和原子結(jié)構(gòu)金屬元素分布在周期表的左下方,共有85種金屬,分別分布在除零族、鹵族以外的各主、副族中。金屬元素原子的最外層電子數(shù)大部分少于四個電子,但有六種金屬元素的原子最外層電子數(shù)等于4或大于4(Ge、Sn、Pb原子最外層電子數(shù)為 4, Sb、Bi原子最外層電子數(shù)為 5, Po原子最外層電子數(shù)為 6);金屬元素的原子半徑均比同周期的非金屬原子半徑大(稀有氣體原子半徑例外)。正是由于金屬原子的最外層電子數(shù)大部分少于4個,而且原子半徑又比同周期的非金屬原子半徑大,故金屬原子易失去電子。雖然某些金屬原子最外層電子數(shù)大于或等于4個,但原子半徑比同周期的非金屬原子半徑大,故也能失去電子。.金
32、屬之“最”(1)在生活、生產(chǎn)中使用最廣泛的金屬是鐵,但一般不使用純鐵,而使用鐵的合金。如熟鐵(含碳在0.03%以下的鐵碳合金 卜鋼(含碳在0.03% 2%的鐵碳合金)。(2)地殼中含量最多的金屬元素為鋁,鋁單質(zhì)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和生活中。(3)最活潑的金屬元素是葩,因為葩原子半徑最大,最外層只有一個電子,易失電子,金屬 性最強。(4)最硬的金屬單質(zhì)是銘,硬度為9(規(guī)定金剛石硬度為10)。(5)熔點最高的金屬單質(zhì)是鴇,熔點為3 413 Co(6)熔點最低的金屬單質(zhì)是汞,熔點為-39C。一一一 、一-3(7)最重的金屬單質(zhì)是鉞(Os),密度為22.57 g - cm。(8)延性最好的金屬單質(zhì)是鉗,
33、展性最好的金屬單質(zhì)是金。(9)金屬中的殺菌冠軍是銀,每升水中只要有五百億分之一克Ag + ,就能消滅細菌。(10)最穩(wěn)定的金屬單質(zhì)是金。.金屬與酸反應(yīng)的規(guī)律定性規(guī)律:按金屬活動性順序表:K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni SnPb(H) Cu Hg Ag Pt Au可分為五種情況:K-Pb和非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸等)發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)生 H2逸出。如Fe+H2sO4=FeSO4+H22。K-Pb和強氧化性酸 (如硝酸、濃硫酸等)發(fā)生氧化還原反應(yīng),不能生成H2。如3Zn+4H 2SO4(濃)=3ZnSO4+4H2O+S J。Al、Fe單質(zhì)遇強氧化性的濃硝酸、濃硫酸,在常溫
34、下發(fā)生鈍化,形成極薄的鈍化膜,保 護金屬不再與濃酸繼續(xù)反應(yīng)。Cu-Au和強氧化性酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),如Cu+4HNO3(濃尸Cu(NO 3)2+2H2O+2NO2T。Pt-Au和強氧化劑混酸(王水)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。如 Au+HNO 3+3HCl=AuCl 3+2H2O+ NO T。(2)定量規(guī)律金屬與酸反應(yīng)失去電子的物質(zhì)的量=產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量。當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量差相等時,則反應(yīng)后兩溶液增加的質(zhì)量相等。相同物質(zhì)的量的金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量之比等于反應(yīng)后對應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價之比。相同質(zhì)量的金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量之比等于其金屬失去1 mol電子時質(zhì)量的倒數(shù)比。若產(chǎn)生
35、相同量的氫氣,所需金屬的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價的倒數(shù) 比。若產(chǎn)生相同量的氫氣,所需金屬的質(zhì)量比等于失去1 mol電子時金屬的質(zhì)量比。.判斷金屬活動性的規(guī)律(1)金屬與水或酸的反應(yīng)越劇烈,該金屬越活潑。(2)金屬對應(yīng)的氫氧化物的堿性越強,該金屬越活潑。(3)一種金屬能從另一種金屬鹽的溶液中將其置換出來,則該金屬活潑性比另一金屬強。(4)兩金屬能構(gòu)成原電池時,作負極的金屬比作正極的金屬活潑。(5)在電解過程中,一般先得電子的金屬陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性比后得電子的金屬陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性差。插入圖片鏈接思考下列敘述是否正確?發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時失去電子越多的金屬原子,還原
36、能力越強金屬陽離子被還原后,一定得到該元素的單質(zhì)金屬元素的原子只有還原性而離子只有氧化性金屬元素在化合物中一定顯正價金屬元素在不同化合物中化合價均相同金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體答:正確,不正確。插入圖片 考題名師詮釋【例1】 人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單質(zhì)的時間順序是()A.銅、鐵、鋁、鈦B,鐵、鋁、銅、鈦C.銅、鐵、鈦、鋁D.鐵、銅、鋁、鈦解析:金屬越不活潑,發(fā)現(xiàn)越早;金屬越活潑,得到這些金屬單質(zhì)越難,發(fā)現(xiàn)越遲。答案:A插入圖片鏈接拓展金、銀、銅等金屬性質(zhì)較穩(wěn)定,自然界有游離態(tài)形式,所以發(fā)現(xiàn)得較早。而鉀、鈉、鈣 等金屬非?;顫?,在自然界均以化合態(tài)形式存在,要得到這些金
37、屬的單質(zhì),只有用電解法強行還原,而電解方法只有在十九世紀人類認識電以后才可能建立?!纠?】下列金屬冶煉的反應(yīng)原理,錯誤的是()一 通電木A.2NaCl(熔融) 2Na+Cl 2 TB.MgO+H 2=Mg+H 2O高溫C.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO=2Hg+O 2 T解析:本題主要考查有關(guān)金屬冶煉的反應(yīng)原理。一般很活潑的金屬用電解法(K Al);較活潑的金屬用還原法(Zn-Cu),此法要求在較高溫時還原劑的還原性大于被冶煉的金屬;不活潑的金屬用熱分解法(Hg,Ag)。由于Mg的還原性大于 H2,故B不正確。答案:B【例3】X、Y、Z、M、N代表五種金屬。有以下化學(xué)反應(yīng),則這
38、五種金屬的活動性由弱 到強的順序是()水溶液中:X+Y 2+=X 2+Y(2)Z+2H 2O(冷)=Z(OH) 2+H 2 T(3)M、N為電極,與N鹽溶液組成原電池,發(fā)生的電極反應(yīng)為:M-2e=M 2+(4)丫可以溶于稀 H2SO4中,M不被稀H2SO4氧化A.M v N v YX ZB.N v MXvYvZC.NMYXZD.X Z NMY,且均不是Al以前的金屬;(2)與冷水反應(yīng)放出 H2,為活潑金屬;(3)原電池中負極活潑, MN;(4)Y可與稀H2SO4反應(yīng),M不能,則YM。答案:C【例4】 將鈉、鎂、鋁各0.3 mol分別放入100 mL 1 mol L-1的鹽酸中,同溫同壓下產(chǎn)生的
39、 氣體體積比是()A.1 : 2 : 3B.6 : 3 : 2C.3 : 1 : 1D.1 : 1 : 1解析:本題主要考查金屬與水、酸反應(yīng)的實質(zhì)。根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的實質(zhì) 2M+2nH +=2M+nH 2 T可知三種金屬都過量,而鋁、鎂都不與冷水反應(yīng),按鹽酸計算,兩者產(chǎn)生氣體體積 都為0.05 mol ,金屬鈉可繼續(xù)與 H2O反應(yīng)最終產(chǎn)生0.15 mol H 2,即同溫同壓下產(chǎn)生氣體的 體積比為:0.15 mol : 0.05 mol : 0.05 mol=3 : 1 : 1。答案:C【例5】NaH是一種離子化合物,它跟水反應(yīng)的方程式為NaH+H2O=NaOH+H 2T ,它也能跟液氨、乙醇等
40、發(fā)生類似的反應(yīng),并都產(chǎn)生氫氣。下列有關(guān)NaH的敘述錯誤的是()A.跟水反應(yīng)時,水作氧化劑B.NaH中H-半徑比Li+半徑小C.跟液氨反應(yīng)時,有 NaNH2生成D.跟乙醇反應(yīng)時,NaH被氧化解析:將NaH+H 2O=NaOH+H 2 T的信息上升至 NaH與液氨、乙醇反應(yīng)。NaH+NH 3=J. ::10NaNH2+H2,、NaH+C2H50H C2H5ONa+H 2 T。據(jù) Na H + H 2 O =NaOH+ H2T 化 合價變化,可知 A、C、D均正確。H-與Li +核外電子數(shù)相同,但 H-核電荷數(shù)小,故 H-半徑 大于Li +半徑。答案:B插入圖片鏈接提示本題為信息遷移題,主要考查學(xué)生
41、的自學(xué)能力、獲取信息的能力和知識遷移能力。金屬氫化物是離子化合物,其中氫元素形成H,具有較強的還原性。一些特殊的化合物要引起注意,如Mg3N2,離子型碳化物 CaC2、MgC?等。NaAlO專題四金屬知識規(guī)律(2)插入圖片專情動態(tài)分析常見金屬鎂、鋁、鐵及其化合物知識,在高考中占有重要地位,每年必考,試題形式多 樣,選擇、簡答、實驗、推斷、計算等都有??疾榈闹攸c有:鎂、鋁、鐵及其他金屬與足 量酸反應(yīng)后,通過放出的氫氣及金屬的質(zhì)量,判斷可能存在的金屬; Mg3N2的生成,Mg3N2與水反應(yīng)的原理、產(chǎn)物及有關(guān)的化學(xué)計算;Al3+與OH-, AlO;與H+之間由于彼此反應(yīng)物數(shù)量的不同引起產(chǎn)物、反應(yīng)現(xiàn)象
42、的不同,及產(chǎn)物種類和數(shù)量的計算;鋁熱反應(yīng)、鋁熱劑、鎂與二氧化碳反應(yīng)在無機推斷題中的應(yīng)用;Mg2+、Al3+、Al。1、Fe2+、Fe3+在離子共存、離子方程式、物質(zhì)檢驗與提純等也是主要考查形式;Fe2+和Fe3+之間的轉(zhuǎn)化,尤其 Fe3+的氧化性、強水解性等是命題的熱點;以鎂、鋁、鐵的知識為載體,在化學(xué)實驗和化學(xué)計算 中有許多精彩試題出現(xiàn);以選擇題或簡答題形式出現(xiàn)的原電池電極的反應(yīng)方程式、電極判斷、電子轉(zhuǎn)移、廢舊電池回收保護環(huán)境等問題的考查;銅及其化合物的重要性質(zhì)等。今后高考命題的方向主要集中在:“鐵三角”,Al3+、Al(OH) 3及NaAlO2相互轉(zhuǎn)化,F(xiàn)e3+和Al 3+及A102t勺水
43、解反應(yīng),鎂、鋁及鐵與酸反應(yīng)等方面。這些知識與其他元素化合物知識相結(jié)合,聯(lián)系化學(xué)理論知識,在離子共存、金屬腐蝕、推斷、實驗、計算等試題中應(yīng)用。此 類題目的能力要求較高,涉及的知識點考查并不復(fù)雜, 但綜合在一起則需要一定的綜合能力, 符合高考命題的發(fā)展趨勢,預(yù)計此類試題在今后的高考中將會繼續(xù)保持,并在設(shè)問方式、內(nèi)容背景等方面有所創(chuàng)新。插入圖片考點核心整合.鎂、鋁、鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系鎂及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系:a,點燃1cd,點燃(2)鋁及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系W,HC】Ch,加熱點燃迎史-AHOHFrikAlCI,I JNrlKAI(SO4)1(3)鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系FcS -.推斷元素化
44、合物的基本知識規(guī)律(1)同一元素的氣態(tài)氫化物和氣態(tài)氧化物反應(yīng),生成該元素的單質(zhì)和水的可能是硫或氮。(2)同一元素的氣態(tài)氫化物和最高價氧化物對應(yīng)的水化物化合,生成鹽的元素一定是氮。(3)兩溶液混合生成沉淀和氣體,這兩種溶液的溶質(zhì)可能分別是Ba(OH)2與(NH4)2SO4??扇苄凿X鹽與可溶性金屬硫化物或可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽。可溶性鐵鹽與可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽。硫代硫酸鹽與強酸(如鹽酸、稀H2SO4等)。(4)既能與酸反應(yīng),又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)可能是Al、AI2O3、Al(OH) 3、氨基酸、弱酸的錢鹽、弱酸的酸式鹽等。(5)既能與強酸反應(yīng)放出氣體又能與強堿反應(yīng)放出氣體的常見物質(zhì)有:Al、弱酸的俊
45、鹽如(NH4)2CO3、NH4HCO3、(NH4)2SO3、(NH4)2S、NH4HS 等。(6)在水中水解生成氣體和難溶物或微溶物的物質(zhì)可能是Al 2S3、Mg 3N2 CaC2等。(7)與水接觸放出氣體的常見物質(zhì)有:Li、Na、K、NazOz、F2。(8)A物質(zhì)加到B物質(zhì)中,先生成沉淀,后沉淀又溶解,A、B可能分別是CO2與Ca(OH)2、NaOH 與鋁鹽、NH3與 AgNO 3、HCl 與 NaAlO 2。(9)使濱水褪色的物質(zhì)有 H2S、SO2、不飽和燒類、活潑金屬、堿類等。(10)特殊的實驗現(xiàn)象H2在Cl2中燃燒呈蒼白色火焰。鈉元素焰色反應(yīng)為黃色,鉀元素焰色反應(yīng)為紫色(透過蘭色鉆玻璃
46、)。遇酚酗:變紅的氣體必是氨氣。在空氣中迅速由無色變?yōu)榧t棕色的氣體是NO。向一溶液中加入堿液,產(chǎn)生白色沉淀,進而變成灰綠色,最后變成紅褐色,該溶液中必含一 2+ Fe。遇SCN-顯紅色或遇OH-生成紅褐色沉淀,或遇苯酚顯紫色的離子是Fe3+O遇BaCl2生成白色沉淀的溶液中可能含有Ag+或SO:一。遇HCl生成沉淀的溶液中可能含有Ag +、SiO;一、S2O;一。具有臭雞蛋氣味的氣體是H2S,與H2s反應(yīng)生成淡黃色沉淀的氣體可能是Cl2、。2、SO2、NO2 等。電解電解質(zhì)溶液時,陽極氣態(tài)產(chǎn)物一般是Cl2或。2,陰極氣態(tài)產(chǎn)物是 H2。使品紅褪色的氣體可能是Cl2或SO2,物質(zhì)可能是次氯酸鹽NaClO、Ca(ClO)2,氯水、Na2O2 等。插入圖片鏈接思考鋁是地殼中含量最高的金屬元素,請思考以下問題:(1)自然界中有單質(zhì)鋁存在嗎?(2)為什么人們冶煉并使用鋁的年代較鐵、銅等晚許多?(3)Al(OH) 3為什么顯示兩性?(4)黏土中也含有Al 2。3形式的鋁元素,為什么不可用來冶煉鋁?(5)你能寫出下列原電池的負極反應(yīng)式嗎?鎂片、鋁片用導(dǎo)線連接置于氫氧化鈉溶液中;銅片、鋁片用導(dǎo)線連接置于濃硝酸中。答:(1)凡是在自然界中能以單質(zhì)形式存在的物
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