2019届一轮复习人教版元素及其化合物学案

2019届一轮复习人教版元素及其化合物学案

‎2019年全国卷高考化学总复习《元素及其化合物》专题突破 ‎【高考展望】‎ 元素化合物知识是中学化学的重要组成部分，也是基本理论、化学实验等化学核心知识的载体；元素化合物知识是高考理综的必考内容之一，更是化学单科命题的主要内容；同时，以元素化合物知识为载体重点考查考生的化学概念、化学原理等知识及化学实验方法与技能，成为高考命题的主干内容。而这部分知识多数是描述性的，内容繁杂、零碎和分散，需要记忆的东西较多，令不少同学厌烦。所以很有必要重视元素化合物知识的学习，为高考化学取得好成绩奠定坚实的基础。‎ ‎【方法点拨】‎ 一、突出基本点，抓住主线，构建网络 元素化合物内容：包括氢、氧、硫、氯、氮、碳、硅、钠、铝、铁、铜、镁等12种元素，在7种非金属元素中，以硫、氮的知识较为复杂；在5种金属元素中，铝具有两性特点，铁的变价具有代表性。复习时应以这些典型元素（Na、Al、Fe、Cu、Cl、S、N、C、Si等）为核心，把该元素的单质及化合物各点有机联系起来便形成知识主线，进而构建成网络。“线”的形成有两种思路，一是以物质分类为主线，掌握各类物质的通性和特性；二是以氧化还原反应理论为主导，以元素价态变化和复分解反应的规律为主线，来掌握物质的氧化还原性质及其转化规律。抓住主线，可使所学知识系统化、条理化，知识点清晰，便于记忆和应用。最后与基本概念、理论、实验等融合构成化学学科体系。‎ ‎1、四种金属的知识主线 　　 ‎ ‎2、四种非金属元素（Cl、S、N、C）的价态变化线：‎ 氢化物←单质→氧化物→含氧酸→相应的盐 二、掌握描述物质物理性质和化学性质的思路 ‎1、描述物质物理性质的思路：‎ 颜色-状态-气味-密度-熔沸点-水溶性-特性等。‎ ‎ （描述顺序- 观察 - 感觉 - 测量 ）‎ ‎2、描述物质化学性质的思路：‎ ‎ ‎ 将上述思路运用到各种物质性质的描述，按其顺序可以举一反三。通过适当的复习，一般学生可以对所学各种物质的性质如数家珍。掌握以上思路对元素化合物知识进行网络化可以起到很大的促进作用。‎ 三、运用基本理论，指导元素化合物的复习 元素化合物知识虽然内容繁多，但其中有许多内容和化学基本理论紧密联系在一起，复习时可以用化学理论去统率和掌握元素化合物知识，而不需死记硬背。理论知识和元素化合物知识相结合是学好元素化合物的法宝，高考中金属和非金属元素的知识和基本概念、基本理论知识综合考查仍是高考的主流。‎ ‎1、与氧化还原反应、离子反应的结合 根据氧化还原理论，能判断一种物质的氧化性、还原性，以及发生反应的可能性和反应规律。而元素化合物中的反应大多属于离子反应，其中离子方程式正误的判断、离子共存问题、离子方程式的书写都是每年必考的重要内容。因此要把氧化还原反应、离子反应的学习贯穿于元素化合物的整个复习之中，并总结其规律性的东西，来指导元素化合物的学习。‎ 如以下三种氧化还原反应在考试中经常出现，应注意总结。‎ ‎（1）常见的歧化反应有：‎ ‎①水参加的歧化反应：氯气、二氧化氮、过氧化钠分别遇水的反应；‎ Cl2+ H2O= HCl + HClO ‎3NO2 + H2O= 2HNO3+ NO ‎2Na2O2+2H2O= 4NaOH+O2↑‎ ‎②非金属单质（磷、硫、氯、溴、碘单质）和强碱的歧化；‎ Br2+2NaOH =NaBr + NaBrO + H2O ‎3S+6NaOH =2 Na2S +Na2SO3 + 3H2O ‎③其它歧化反应：2NO2 + 2NaOH =NaNO3+ NaNO2+ H2O SiO2+3CSiC+2CO↑‎ ‎2CO2 + 2Na2O2 =2Na2CO3+O2‎ ‎（2）常见的归中反应有：‎ ⅦA：KClO3+6 HCl（浓）=3Cl2↑+ KCl+3H2O ‎ ‎ KClO +2 HCl(浓) =Cl2+ KCl+H2O ‎ ⅥA：2K2S + K2SO3 +3 H2SO4 =3S +3 K2SO4 + 3H2O ‎ ‎ 2H2S+SO2 = 3S+2H2O ‎ ⅤA：6NO2 +8NH3 = 7N2+ 12H2O；‎ ‎6NO +4 NH3 =5 N2+ 6H2O；‎ ‎ NO +NO2+2NaOH = 2NaNO2+H2O ‎ ⅣA：CO2 + C2CO ‎ ⅠA：NaH + H2O= NaOH + H2↑‎ ‎（3）化合物+化合物→化合物+单质 ‎ ‎2H2S+SO2 = 3S+2H2O ‎ ‎2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 ‎ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ‎ CO+H2OCO2+H2‎ ‎2、与物质结构理论结合 根据物质结构和元素周期表，可以判断某主族元素及其化合物的通性，‎ 同主族元素或同周期元素的性质的递变规律。在每种元素化合物的复习中，各个知识点应以元素的单质及其重要化合物的化学性质为重点。物质结构决定物质的性质，性质决定物质的存在、制法、检验、用途、保存等。因此，对每一重点知识，应从物质结构理论入手进行联想复习。‎ 复习元素化合物知识的一般思路图：‎ ‎3、与化学平衡理论结合 中学化学教材中，有一些元素化合物知识，在讲授新课时限于知识水平，有些内容在当时是不能要求的或者是不能深刻理解的。根据化学平衡理论,就可以解释物质发生变化的一些现象和本质原因，就能较好地理解元素化合物知识。如：如何运用化学平衡理论去认识氯气与水的反应以及氯水的成分与性质？为何可用饱和食盐水收集氯气？‎ ‎【知识升华】‎ 一、物质化学性质的记忆模式 酸碱盐氧化物之间的相互关系如下图所示： 　　‎ 要点诠释：‎ 既要掌握其所属类别的通性，还要掌握这种物质的特性及氧化还原性。例如，酸与金属反应可以生成氢气和盐，这是一般规律，但并不是所有的酸和金属反应都产生H2。再如，碱性氧化物不都能与水反应生成相应的碱，如Fe2O3与H2O不反应。‎ ‎1．非金属的五条通性：‎ ‎（1）与金属反应：3 Cl2+ 2Fe2FeCl 3； （2）与非金属反应：Cl2 +H22HCl； （3）与H2O的反应：Cl2+H2O = H Cl +HClO；‎ ‎（4）与碱反应 ：Cl2+2NaOH =NaCl + NaClO + H2O ‎（5）与盐反应：Cl2+2NaI=2NaCl + I2 2．金属的四条通性 ‎（1）与非金属的反应：2Na+Cl22NaCl （2）与水的反应：2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑‎ ‎（3）与酸反应： 　　①金属活动表H前面的金属与酸发生置换反应生成盐和H2‎ ‎ 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑‎ ‎　②金属与HNO3、浓H2SO4不发生置换反应：‎ ‎3Cu+8HNO3(稀)=3Cu (NO3)2+2NO↑+4H2O ‎（4）与盐溶液反应 　　①在金属活动顺序表中，排在前面的金属将后面的金属从盐溶液中置换出来。‎ Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 　　②K、Na、Ca等非常活泼的金属与盐溶液不直接发生置换反应，先与水反应，再考虑其他后续反应。‎ ‎3．酸的五条通性 ‎（1）与指示剂反应：如酸遇甲基橙变红；‎ ‎（2）与金属反应：2CH3COOH+Zn=(CH3COO)2Zn+H2↑‎ ‎（3）与碱性氧化物反应：酸+碱性氧化物→含氧酸盐+水；‎ 如：CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O （4）与碱反应：碱+酸 ‎ 盐+水 （5）与盐反应：强酸+弱酸盐→弱酸+强酸盐 ，即强酸制弱酸； 　 如：2HCl+Na2CO3=2NaCl+H2O+CO2↑ 4．碱的五条通性 ‎ ‎（1）与指示剂反应：如遇酚酞变红；‎ ‎（2）与非金属反应：2Cl2＋2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O ‎（3）与酸性氧化物反应：碱+酸性氧化物→盐+水，2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O； 　 （4）与酸反应： 碱+酸 盐+水 　 （5）与盐反应：强碱+弱碱盐→弱碱+强碱盐，即强碱制弱碱 　　 如：3NaOH+FeCl3=Fe(OH)3↓+3NaCl； 　　KOH+NH4Cl=NH3·H2O+KCl，若反应物是浓溶液或加热时，则NH3·H2O分解生成NH3↑+H2O 　 其他：难溶性碱的不稳定性：难溶性碱受热易分解，难溶性碱碱性氧化物+水 　　 例如：Cu(OH)2 CuO+H2O ； 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O 　　注意：强碱稳定，受热难分解。 5．盐的五条通性 ‎　（1）与金属反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ‎（2）与非金属反应：Br2+2NaI=2NaBr + I2‎ ‎（3）与碱反应：2NaOH+CuCl2=Cu (OH)2↓+2NaCl 　（4）与酸反应： HCl+CH3COONa=CH3COOH+NaCl ‎（5）与盐反应： 盐+盐→生成两种新盐；‎ 要点诠释：‎ 盐和盐反应，要求反应物均可溶，且生成物要有沉淀。‎ 如：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl； BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl 6．碱性氧化物的三条通性：‎ ‎(1)与H2O反应： 碱性氧化物（易溶）+H2O→碱（易溶） 　　如：K2O+H2O=2KOH CaO+H2O=Ca(OH)2 (2)与酸性氧化物反应：碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 　　如：Na2O+SO3=Na2SO4 (3)与酸反应：碱性氧化物+酸→含氧酸盐+水 如：CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O 7．酸性氧化物的三条通性：‎ ‎(1)与水反应：酸性氧化物+水→酸 ‎ 如：SO3+H2O=H2SO4 P2O5+3H2O=2H3PO4； 　　注意：SiO2难溶于水，不与水反应 ‎(2)与碱性氧化物反应：碱性氧化物+酸性氧化物→含氧酸盐 ‎　如：SiO2+CaOCaSiO3 (3)与碱反应：酸性氧化物+碱→盐+水 ‎　如：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 　SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O 　注意：难溶性的碱与酸性氧化物不反应 二、化学反应的动力 ‎1、复分解反应的条件：生成沉淀、气体、弱电解质。‎ ‎（1）生成沉淀（溶解度小的为沉淀）‎ 熟记《溶解性表》对于解决离子方程式、离子共存等问题时就可以得心应手，也是掌握元素化合物知识的必备基础，所以《溶解性表》很重要。‎ 常见酸碱盐的溶解性规律可总结为：‎ ‎①酸：酸中只有硅酸微溶，其它酸都可溶。‎ ‎②碱：可溶的碱有：KOH、NaOH、Ba(OH)2、NH3 H2O；微溶的碱是：Ca(OH)2 其它碱都不溶（说明：不常见可溶的碱还有很多）‎ ‎③盐 ：钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐、醋酸盐、碳酸氢盐、磷酸二氢盐都可溶；‎ 硫酸盐中只有硫酸钡、硫酸铅不溶，硫酸银、硫酸钙微溶，其他都可溶； ‎ 盐酸盐中只有氯化银、氯化亚汞为沉淀、其它可溶；‎ 碳酸盐和亚硫酸盐相似，除以上所述可溶的以外，碳酸镁和亚硫酸镁微溶，其它都不溶。‎ ‎（2）生成气体：（沸点低的为气体）‎ ‎（3）生成弱电解质 ‎①酸性大表：‎ 强酸：HClO4 、HI、 HBr、 HCl、HNO3、H2SO4‎ 中强酸：H2SO3、H3PO4 、HNO2、H2C2O4‎ 弱酸：HF、CH3COOH、H2CO3 、H2S、HClO、H2SiO3等 ‎②碱性大表：‎ 强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2 、Ca(OH)2 ‎ 中强碱：Mg(OH)2 、LiOH 弱碱：NH3·H2O , Al(OH)3 、Fe(OH)3等不溶性碱 ‎2、氧化还原反应 ‎（1）常见强氧剂：KMnO4（酸性、中性、碱性）、K2Cr2O7（酸性）、ClO-、KNO3（H+）、Na2O2、H2SO4(浓)、FeCl3‎ ‎（2）常见强还剂：S2— 、SO32- 、 I— 、Fe2+ 、Br—、 Cl- 、NH3 、 C、 Cu 、Fe ‎【典型例题】‎ 类型一、酸碱盐氧化物之间的相互转化 例1、有下图所示的反应关系，A是中学常见的无机物，A、B、C中含有同一种元素R，不含R的产物已经略去。‎ ‎ ‎ (1) A与NaOH溶液反应，既可只生成B，又可只生成C， 还可生成B+C。写出符合上述反应关系的A的两种不 同类物质的分子式____________ ；‎ (2) 若A与NaOH无论以何种物质的量之比反应，其产物必有B+C，则A的分子式可能是__________________， R在A、B、C中的化合价必须满足的条件是_______ ‎ ‎_______ 。‎ ‎【答案】（1）酸性氧化物：CO2 、SO2，多元弱酸：H2S、 H3PO4 ，可溶性铝盐AlCl3。（任选两种）‎ ‎（2）Cl2、S。A中R的化合价在B、C中间。‎ ‎【解析】从碱的通性来考虑，常温下与氢氧化钠反应的物质有哪些，问题（1）即可打开思路。从歧化反应的角度来分析，可知常温下氯气、硫、二氧化氮等分别与氢氧化钠发生歧化反应。‎ ‎【总结升华】学习元素化合物，必须掌握其通性、特性及氧化还原性。‎ ‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】下列反应能一步完成的是（ ）‎ A．Fe2O3 Fe(OH)3 B．CuO Cu(OH)2‎ C．CaCO3 Ca(OH)2 D．Na2CO3 NaOH ‎【答案】D ‎【解析】Fe2O3 、CuO 与水都不反应；CaCO3 难溶，不与碱反应；‎ Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH ‎【总结升华】要注意复习巩固初中化学有关酸碱盐氧化物之间的相互关系。 【变式2】请选择尽可能多的途径制备NaCl： 【答案】请参考以下方法：　 　　①金属+非金属：2Na+Cl2=2NaCl 　　②酸+碱：HCl+NaOH=NaCl+H2O 　　③盐+盐：Na2CO3+CaCl2=2NaCl+CaCO3↓ 　　④酸+盐：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 　　⑤碱+盐：2NaOH+MgCl2=Mg(OH)2↓+2NaCl 　　⑥碱性氧化物+酸：Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 　　⑦金属+酸：2Na+2HCl=2NaCl+H2↑‎ ‎【变式3】写出5个有CO2生成，且符合下列要求的化学方程式：‎ ‎（1）一种盐分解________ ； ‎ ‎（2）一种金属氧化物跟单质反应________ ；‎ ‎（3）一种非金属氧化物跟单质反应________ ； ‎ ‎（4）两种氧化物反应 ；‎ ‎ （5）一种盐跟一种酸反应 。‎ ‎【答案】（1）CaCO3CaO+CO2↑ （2）2CuO+C2Cu+CO2↑‎ ‎ （3）2CO+O22CO2 （4）CuO+COCu+CO2‎ ‎ （5）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（其他正确答案也可）‎ ‎【变式4】图示为含同一种元素的a、b、c、d、e五种物质的转化关系。其中a是单质，b是气态氢化物，c、d是氧化物，e是该元素最高价氧化物对应的水化物，则a不可能的是 ‎（ ）‎ ‎①F2 ②N2 ③C ④S ‎ A．只有① B．②和④ ‎ C．③和④ D．②和③‎ ‎【答案】A ‎【解析】此题考查学生对非金属元素主线知识的掌握程度。而氟是最活泼的非金属元素，HF非常稳定，加热不分解，也没有其他非金属单质可与HF发生置换反应产生F2，所以F2不能实现如图所示的转化。‎ ‎【变式5】下列各组物质不能按“”所示关系实现转化的是（“”表示反应一步完成）（ ）‎ A． B．‎ C． D． ‎ ‎【答案】D 类型二、置换反应的考查 例2、X、Y、Z是主族元素的单质，U、V是化合物。它们会有如下反应(式中的反应系数和条件均已略去)：①X+U→V+Y ②X+Z→V　　　 ③Y+Z→U，若X、Y的组成元素不是同一族，请写出符合①式的3个不同的化学方程式，并要求3个式子中的3种X和3种Y，全部由不同族的元素组成。_____________________________________________。‎ 今有某化合物W，它跟化合物U或CO2反应，都能生成单质Y。符合题设的3个反应式关系的单质X是______，单质Y是______，单质Z是______，化合物W为______。‎ ‎【答案】‎ ‎(1)2F2+2H2O= O2+4HF（VIA、VIA）‎ ‎2Mg+ CO2 C+2MgO（IIA、IVA）‎ ‎2Al+6HCl= 2AlC13+3H2（IIIA、IA）‎ ‎(2) X是F2，Y是O2，单质H2‎ ‎【解析】(1)本题考查的是置换反应规律及元素周期表的知识。根据题目要求，3个X和3个Y的组成元素应分布在6个不同的主族中，在弄清题意找到突破口后，应选择适宜的解题方法。按周期表搜索：‎ 以下是不同族元素的单质之间的置换：‎ ⅦA→ⅥA：‎ ‎2F2+2H2O= 4HF +O2‎ C12+H2S= S +HCl ⅦA→ⅤA： 3C12+2NH3=N2+6HCl（课本没讲）‎ ⅥA→ⅤA ：3O2+4NH32N2+6H2O（课本没讲）‎ ⅤA：（没涉及）‎ ⅣA→ⅠA：C+H2OCO+H2‎ ⅣA→ⅡA：2Mg+ CO2 C+2MgO ⅢA→ⅠA：2Al+6HCl= 2AlC13+3H2‎ ⅡA→ⅠA：Mg+2HC1=MgC12+H2‎ 此外，以下是同族之间的置换：‎ ⅠA→ⅠA：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑‎ ⅣA→ⅣA：C+SiO2CO↑+Si ⅥA：→ⅥA：O2+2H2S=2 S + 2H2O ⅦA→ⅦA：C12+2 NaBr= Br2 +2NaCl ‎【总结升华】本题通过元素周期表对置换反应进行系统的提取和总结，减少做题的盲目性，使思维严密，不易出现遗漏。‎ 类型三、元素化合物与基本理论结合 例3、氯气溶于水达到平衡后，若其他条件不变，只改变某一条件，下列叙述正确的是（ ）‎ A．再通入少量氯气，c(H＋)/c(ClO－)减小 B．通入少量SO2，溶液漂白性增强 C．加入少量固体NaOH，一定有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)‎ D．加入少量水，水的电离平衡向正反应方向移动 ‎【答案】D ‎【解析】原反应为：Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO，再通入少量氯气后，c(H＋‎ ‎)与c(HClO)同等程度增大，若HClO的电离程度不变，c(H＋)/c(ClO－)应该相等，但实际上HClO的电离程度减小，使c(ClO－)增大倍数不够，所以c(H＋)/c(ClO－)增大，A错。SO2与Cl2反应，生成无漂白性的盐酸和硫酸，二者的漂白性都减弱，B错。据电荷守恒有：c(Na＋)＋c(H＋) = c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－)，当溶液呈中性时，c(H＋) = c(OH－)，才有c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)，C错。加入少量水，溶液中H＋浓度减小，水的电离平衡H2OH＋＋OH－，向正反应方向移动。‎ ‎ 举一反三：‎ ‎【变式1】将0.01 mol下列物质分别加入100 mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计)（ ）‎ ‎①Na2O2　②Na2O　③Na2CO3　④NaCl A．①>②>③>④　　　　　 B．①>②>④>③‎ C．①＝②>③>④ D．①＝②>③＝④‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据化学反应方程式或者原子守恒可知，0.01 mol的Na2O2和Na2O分别与H2O反应都生成0.02 mol NaOH，因此①、②中阴离子浓度相等，又由于Na2CO3溶液中CO发生水解：CO32-＋H2OHCO3-＋OH－，故阴离子的物质的量增大，大于0.01 mol，而④中Cl－的物质的量不变，为0.01 mol，因此四种溶液中阴离子浓度的大小顺序是：①＝②>③>④。‎ ‎【变式2】在pH为4～5的环境中，Cu2+、Fe2+不生成沉淀，而Fe3+几乎完全沉淀，工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到80℃左右，再慢慢加入粗氧化铜（含杂质FeO），充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法正确的是（ ）‎ A．加入纯Cu将Fe2+还原 B．向溶液中加入(NH4)2S使Fe2+沉淀 C．直接加水加热使杂质离子水解除去 D．在溶液中通入Cl2，再加入CuO粉末调节pH为4～5‎ ‎【答案】D ‎ ‎【解析】先通入氯气氧化Fe2+：2FeCl2+Cl2==2FeCl3；Fe3+存在水解平衡：‎ Fe3++ H2O Fe(OH)3+3H+，加入CuO粉末中和HCl，调节pH为4～5，使以上平衡右移，使得Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。‎