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  • 《金属元素》

    具有金属通性的元素。除Sn(锡)、Sb(锑)、Bi(铋)等少数几种金属的原子最外层电子数大于或等于4以外,绝大多数金属原子的最外层电子数均小于4,所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。

    编辑摘要

    目录

    目录/《金属元素》 编辑

    • 1 基本信息: 
    • 2 学习者特征分析: 
    • 3 学习内容分析: 
    • 4 教学目标分析 
    • 5 教学重点与难点 
    • 6 教学策略的选择与设计


    【说明】:此教学设计任务由南京晓庄学院现代教育技术课程老师yqiong参与教师-维基星光计划进行wiki教学而发布。此词条为范例词条,由翟莹莹选定主题并负责、参与现代教育技术课程的所有同学协作共同完成!

    基本信息/《金属元素》 编辑

     科目:有机化学         教学对象:高中一年级   
     课时:10           教学环境:多媒体教室

    学习者的特征分析/《金属元素》 编辑

      在前几章的学习中,学生已经学会利用化学方法解决化学问题,但元素化学的内容庞杂、琐碎,学起来枯燥乏味,记忆困难,学生不感兴趣。热爱是最好的老师。因此,如何激发学生学习元素化学的兴趣,充分发挥其主观能动性,成为“无机化学”教学中的重要课题。

    学习本章内容,要掌握好前面所学的基础知识,比如,物质的量,化学反应速率等等章节的内容。学生综合运用前面所学的知识的能力还不强,通过学习本章,可进一步提高解决化学问题的能力。

    学习内容的分析/《金属元素》 编辑

          各类金属

    本节课的教学内容是广东教育出社版、高中课程标准实验教材必修模块一《化学1》中的第4章

          包括:常见金属元素(如碱金属、等) 
      1.常见金属元素单质及其重要化合物的主要性质,了解其应用。 
      2.常见金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 
      3.及其化合物 钙及其化合物 及其他合物  及其合物  及其化合物 

    本章内容可以为前面所学的实验和理论补充感性认识的材料;又可以为学生今后学习物质结构、元素周期律、化学反应与能量等理论知识打下重要的基础,积累丰富的感性材料;还可以帮助学生逐步掌握学习化学的一些基本方法。学生要具备从原子分子层次理性的认识物质及其变化的能力,要认识化学科学对促进社会可持续发展的价值,没有元素化合物知识的感性认识,是不可能的。不仅如此,元素化合物组成、结构、性质、变化与制备的知识也是高考考查学生的化学科学素养和化学学习能力相关试题的重要载体。

    教学目标分析/《金属元素》 编辑

      一.掌握常见金属元素单质及其重要化合物的主要性质,了解其应用。 
      二。了解常见金属元素单质及其重要化合物对环境质量的影响。 
      三.以上各部分知识的综合应用  知识网络 
      1.钠,钙及其化合物  
      2.镁及其他合物 
      3.铝及其合物 
      4.铁及其化合物

           四。以典型的金属—ⅠA和ⅡA族元素中的钠、镁为例,从其原子的核外电子排布入手,理解ⅠA和ⅡA族(单质、化合物)的相似性和递变性。了解典型金属(钠、镁、铝、铁和铜)的物理性质和化学性质。综合运用一些重要化合物的性质进行解题
         重点掌握Na2O、Na2O2;铝、氧化铝、氢氧化铝的两性、Al3+、AlO2-、Al(OH)3和Fe、Fe2+、Fe3+的三角相互转变 

    教学重点与难点/《金属元素》 编辑

    难点

    Na2O、Na2O2的性质;铝、氧化铝、氢氧化铝的两性、Al3+、AlO2-、Al(OH)3和Fe、Fe2+、Fe3+的三角相互转变 

    重点

     1. 钠,铁,镁,铝元素及其化合物 
          在中学化学课本中,元素及其化合物的章节,都有一个具有代表性的元素(如碱金属中的钠元素)。从这些代表性的元素及其化合物的性质能类推该族其他元素及化合物的性质的性质,这也是元素及其化合物章节由一般到特殊的一个编排体系 ,同时也是我们认识事物的一个重要方法—演绎(由一般到特殊)。因此,在学习过程中抓住典型、代表性的元素及其化合物重点学习就显得尤为重要,而且这部分知识也是各类考试中频繁出现的内容。 
     2.注重金属族内和族间元素及其化合物的对比、归纳 
      在归纳和对比中发现同族元素及其化合物在各方面(如结构、性质等)的相同点和递变性,发现相邻族元素及其化合物各方面(如结构、性质等)的相似性。在知识的对比、归纳中加深印象、深化理解。在学习碱金属时,可将金属锂到金属铯分别与氧气卤素单质反应时发生的现象、生成的产物等多方面列表进行对比,归纳总结碱金属元素化学性质的共同点和递变性。 
     3.化学实验
      对于课堂演示实验,要善于去观察实验现象,尝试用规范的化学用语描述实验现象、解释现象发生的原因;对于学生实验要勇于去参与,培养自己的实验操作能力。特别是对于一些探索性的开放型的实验,是对实验能力与理论知识的综合考查。在学习过程中体会化学实验对化学理论知识的巩固加深,化学理论知识是对化学实验的指导。 

        4.了解常见金属的活动顺序。 
        5.了解常见金属及其重要化合物的主要性质,了解其应用。以钠为例,了解碱金属的物理性质和化学性质。理解碱金属元素性质的相似性和递变性。  以氢氧化钠为例,了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物(如碳酸钠和碳酸氢钠)。  以Na2O2为例,了解过氧化物的性质。 
        6.了解焰色反应,并能用焰色反应检验钠、钾等元素。  碱金属元素是近几年高考的重点内容之一,涉及的内容有: 钠、钾与水、盐溶液反应的现象及产物; Na2O2与CO2、H2O发生的反应;NaOH作为强碱,与很多物质发生复分解反应,此内容广泛出现在离子方程式、物质的鉴别、提纯和离子共存中;  Na2CO3、NaHCO3性质的异同,以及互相转化、提纯,还有由它们组成的混合物的计算; 同族元素性质的判断,其中尤以涉及Na2O2的题目更为常见。 

    教学策略与设计/《金属元素》 编辑


    1.结合真实问题创设情境,实现知识探究和知识意义的构建 
     我们可以利用日常生活中很多具有现实意义的情景,让学生参与进来,在真实的问题情境中,学生为了解决问题,会自觉地调动各种思考方法,用头脑风暴法、对比归纳法从生活和经验中提升处知识,寻找问题的答案,同时看到了身边的化学,体验了探索的苦和发现的乐。进而实现了知识的探究和知识意义的构建。

    2.充分利用感性知识、素材,整合资源,培养学生“问题意识”,搭建研究性学习桥梁 
    元素化合物的教学中,要运用现代技术、实验现象、模型、图表、文字描述为学生提供物质组成、结构与性质变化的信息,要帮助学生从中获取有用的信息,联系、运用存贮的知识,通过分析、综合和必要的推理、论证,获得新知。从某种角度看,元素化合物的教学重点,不在于详尽系统地掌握元素化合物知识,而在于能否帮助学生通过对实验现象、实物、模型、图形、图表以及自然界、生产和生活中的化学现象的观察,获取有关的感性知识和印象,提高对这些感性知识进行初步加工和记忆的能力。

    3.通过元素化合物知识的分类、比较、归纳常见无机物的重要性质,提高比较、观察、分析问题能力,同时着重培养学生自我设计实验的能力;在元素化合物教学中,要尽量联系已学概念原理知识,分析说明元素化合物的组成、结构或变化知识,验证物质组成、结构和变化的客观规律。

    4注意对学生实验的整体规划和进行有计划的指导,进行实验前指导、实验中指导和实验后指导。

    总之,尽管元素化合物知识内容在覆盖面上与现行课程的差别不大,但在内容的组织线索、具体化合物知识内容的选取以及处理的深广度、学习的重点和方式等都有了较大的变化。《新课标》没有明确给出和限定要学习这些元素的那些具体化合物,这与传统教材相比,弱化了按照族来介绍元素化合物知识的做法。新课程元素化合物教学真正体现了内容向少而精变化,提倡“从生活走进化学,从自然走进化学,从化学走向社会”,是化学科学发展对中学化学教学内容选择影响的反映。 

    教学过程与媒体资源/《金属元素》 编辑

    (一)金属元素概述

    32
    44
    金属在生活中
    23

      1、金属在元素周期表中的位置及结构特点:金属元素分布在周期表的左下部,金属元素原子最外层电子数比同周期非金属元素原子最外层电子数少,一般小于4(Ge、Sn、Pb=4,Sb、Bi=5,Po=6)。金属元素原子半径比同周期非金属原子半径大。金属原子的结构特点决定了金属原子易失去电子显强还原性。金属元素形成的金属单质固态时全是金属晶体。
    2、金属的物理性质:
    通性:
    (1)状态:通常情况下,除汞外其他金属都是固态。
    (2)金属光泽:多数金属具有光泽,但除Mg、Al、Cu、Au在粉末状态有光泽外,其他金属在块状时才表现出来。
    (3)易导电、导热:由于金属晶体中自由电子的运动,使金属易导电、导热。
    (4)延展性
    (5)熔点及硬度:由金属晶体中金属离子跟自由电子间的作用强弱决定。

    特性
    (1)颜色:绝大多数金属都是银白色,有少数金属具有颜色,例如:Au为金黄色,Cu为紫红色,Cs为银白略带金色。
    (2)密度:与原子半径、相对原子质量、晶体质点排列的紧密程度有关。最重的金属为锇(Os 22.57g·cm (3)、(Pt 21.45g·cm-3),最轻的金属是(Li 0.534g·cm-3)
    (3)熔点:最高的金属是(W 3413℃),最低的为(Hg -39℃)。
    (4)硬度:最硬的金属为,最软的金属为(K)、钠(Na)、(Cs)等,可用小刀切割。
    (5)导电性:导电性较强的金属是银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)等。导电性较差的金属为汞(Hg)。
    (6)延展性:延展性最好的金属是金(Au)。

    3、金属单质的化学性质
    金属活动顺序
     K Ca Na
     Mg Al Zn
     Fe Sn Pb
     (H)
     Cu Hg Ag
     Pt  Au 
      原子失电子能力
     由大到小,还原性由强到弱 
      阳离子得e-能力
     由小到大,氧化性由弱到强 
      和O2反应
     常温被氧化
     常温能被氧化(生成氧化膜)
     常温干燥空气中不易被氧化 
       加热时能被氧化
     不能被氧化 
      和H2O反应
     常温置换出氢
     加热或与H2O(g)反应置换出氢 
       不能置换水中的氢 
      和酸反应
     剧烈置换出酸中的氢
     能置换出酸中的氢,Fe、Al常温在浓HNO3、浓H2SO4中“钝化” 
        不能置换稀酸中的氢 
      与氧化性酸反应
     只与王水反应 


      和碱反应
     仅Al和Zn能跟强碱水溶液反应生成H2
     
    和盐反应
     先与水反应
     前面的金属从盐溶液中置换后边的金属
     
    碱的热分解
     受热不分解
     受热分解
      
     常温分解
     
    硫化物溶解性
     溶于水
     水解
     不溶于水,溶于非氧化性稀酸
      
     只溶于强氧化性酸
     
    冶炼方法
     电解法
     热还原法
      
     加热分解法
     物理方法
     

    4、金属的冶炼方法


    金属活动顺序
     K Ca Na
     Mg Al Zn
     Fe Sn Pb
     (H)
     Cu Hg Ag
     Pt  Au
     
    原子失电子能力
     由大到小,还原性由强到弱
     
    阳离子得e-能力
     由小到大,氧化性由弱到强
     
    和O2反应
     常温被氧化
     常温能被氧化(生成氧化膜)
     常温干燥空气中不易被氧化
      
     加热时能被氧化
     不能被氧化
     
    和H2O反应
     常温置换出氢
     加热或与H2O(g)反应置换出氢
      
     不能置换水中的氢
     
    和酸反应
     剧烈置换出酸中的氢
     能置换出酸中的氢,Fe、Al常温在浓HNO3、浓H2SO4中“钝化”
      
     不能置换稀酸中的氢
     
    与氧化性酸反应
     只与王水反应
     
    和碱反应
     仅Al和Zn能跟强碱水溶液反应生成H2
     
    和盐反应
     先与水反应
     前面的金属从盐溶液中置换后边的金属
     
    碱的热分解
     受热不分解
     受热分解
      
     常温分解
     
    硫化物溶解性
     溶于水
     水解
     不溶于水,溶于非氧化性稀酸
      
     只溶于强氧化性酸
     
    冶炼方法
     电解法
     热还原法 
      
    加热分解法
     物理方法 
      4、金属的冶炼方法
    (1)电解法:活泼金属(K~Al)的冶炼常采用电解它的熔盐或氧化物的方法。
    (2)还原法(高温)
    金属活动性顺序表中Zn~Cu之间的金属常采用此法冶炼。常用的还原剂有:H2(CuO→Cu)、C(ZnO→Zn)、Na(TiCl4→Ti)、Al(Cr2O3→Cr)、CO(Fe2O3→Fe)等。
    (3)加热法
    用于冶炼不活泼金属Hg、Ag。加热使HgO、HgS、Ag2S分解。
    (4)湿法:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
    (5)物理法:Au、Pt在自然界中主要以游离态存在。

    5.钠及其化合物(学生填表格)

       钠 过氧化钠  碳酸钠 碳酸氢钠 氢氧化钠
     俗名          
     化学式          
     电子式          
     颜色和状态          
     

    (二)金属元素及其化合物之间的相互转化关系:

    1、钠及其化合物的相互转化:

    9Na




    2、镁及其化合物之间的相互转化:

    9Mg




    3、铝及其化合物之间的相互转化



     

    8Al



    4、铁及其化合物之间的相互转化:

    8Fe

    说明:
    1、金属的通性:掌握金属的活动性顺序与掌握金属的化学性质,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。
    金属活动性顺序就是金属单质的还原性由强渐弱的顺序。按金属活动性顺序,把常见金属分为以下三组:
    活泼金属组:K、Ca、Na,Mg、Al;
    中活泼金属组:Zn、Fe,Sn、Pb、(H);
    不活泼金属组:Cu、Hg、Ag,Pt、Au。
    如上所示,每个金属组又分为两个不同层次,显示其还原性的差异。这样复习金属单质的化学性质,有利于掌握金属的全局,以及金属还原性强弱的变化规律。
    (1)跟O2反应:K、Ca、Na、Mg、Al迅速氧化,Zn、Fe、Sn、Pb缓慢氧化,Cu、Hg、Ag、Pt、Au很难氧化。
    (2)跟H2O反应:K、Ca、Na跟水反应剧烈,Mg、Al跟水在加热下缓慢反应,Zn、Fe在高温下跟水气反应,生成H2和金属氧化物。
    (3)跟盐酸反应:K、Ca、Na反应猛烈,Mg、Al反应剧烈,锌、铁反应较快,Sn、Pb反应缓慢,Cu、Hg、Ag、Pt、Au不能反应。
    (4)跟硝酸反应:Cu、Hg、Ag可与HNO3反应,Pt、Au不跟HNO3反应。
    2、与金属有关的特征的颜色:
    有色固体:红色(Cu、Cu2O、Fe2O3)红褐色[Fe(OH)3]、蓝色[Cu(OH)2、CuSO4·5H2O ]  黑色(CuO、FeO、FeS、CuS、Ag2S、PbS、Fe3O4)黄色(AgI、AgBr 、Ag3PO4 、 S、 Na2O2 、FeS2)绿色[FeSO4·7H2O 、Cu2 (OH)2CO3]
    有色溶液:Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO4—(紫色)、Fe3+与苯酚(紫色)、Fe3+与SCN-(血红色)等
    3、熟练掌握:NaOH、Na2CO3、NaHCO3;Al3+、AlO2-、Al(OH)3;Fe、Fe2+、Fe3+等三组物质中的三角关系。 

    教师总结

    原子越容易失去电子,还原性越强
      1.金属活动顺序表中越靠前,金属性越强

    2.单质与水或非氧化性酸反应越剧烈,金属性越强

    3.单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强

    4.最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强

    5.周期表的位置(同主族,同周期),根据元素性质的族,周期变化判断

    6.形成原电池,做负极材料的为活泼金属;作正极材料的为不活泼金属

    【典型例题】

    [例1]下列金属冶炼的反应原理,错误的是
    A、2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑                 B、MgO+H2Mg+H2O
    C、Fe3O4+4CO3Fe+4CO2                    D、2HgO2Hg+O2↑
    解析:本题要求掌握随着不同金属的阳离子的氧化能力不同,冶炼方法主要有:电解法、还原剂法、加热法等,我们可以根据金属活动顺序把金属冶炼的方法规律总结如下:
    K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au、
    熔融电解法            高温还原剂法            加热法 金属阳离子:得电子(氧化性):弱→强 答案:B 
    [例2]A、B两种固体,都由甲、乙两种元素组成。在A、B中,甲、乙两种元素的原子个数比分别为l∶l和l∶2。高温煅烧A、B时,产物都是C(固体)和D(气体)。由D可制得E(酸)。E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。C与E的稀溶液反应得到溶液F,往F溶液中加入氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀生成,该沉淀经灼烧后转变成C。往F溶液中加入甲元素的单质得到溶液G。试根据以上信息填写下列空白:
    (1)A的化学式(分子式)是_____________;
    (2)B煅烧生成C和D的化学方程式是                                     ;甲元素的单质与F溶液反应的离子方程式是                                       ;
    (3) 往G溶液中加入NaOH溶液发生的现象是                              。
    解析:本题由E和另一种酸组成的混合酸跟甲苯反应可生成三硝基甲苯。作为突破口得E可能为HNO3或H2SO4,然后由酸的制法可判断该酸为H2SO4,说明A、B中一种元素为S。而根据:“F溶液中加入氢氧化钠溶液,有红褐色沉淀生成,该沉淀经灼烧后转变成C。”可得A、B中另一种物质为铁Fe。则A为FeS、B为FeS2;甲为Fe、乙为S。依次可推出其他物质:C为Fe2O3、E为H2SO4、F为Fe2(SO4)3、G为FeSO4。
    答案:(1) FeS  (2) 4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2        2Fe3++Fe=3Fe2+
    (3) 生成的沉淀由白色变成灰绿色最终变成红褐色。 
    [例3]Fe3O4可以写作Fe2O3·FeO,若把Fe3O4看成是一种盐,又可写成Fe(FeO2)2。根据化合价规律和化学式书写方法,把Pb3O4用上述氧化物形式表示,其化学式为________;若看成是一种盐,化学式为____________。又知,高价Fe不能把HCl氧化,而高价Pb能把HCl氧化成Cl2。试分别写出Fe3O4、Pb3O4与盐酸反应的化学方程式。 
    解析:①铅(Pb)是ⅣA族元素,化合价只有+2价和+4价。根据Fe3O4写成Fe2O3·FeO形式,+4价Pb的氧化物写在前,+2价的氧化物写在后,则有: PbO2·2PbO。 
    ②又根据Fe3O4看成盐的形式Fe(FeO2)2分析,低价金属为阳离子,高价为酸根离子,则Pb3O4可写成:Pb2(PbO4). 
    ③ Fe3+不能氧化HCl,所以Fe3O4与HCl反应生成两种盐,属于复分解反应;而Pb4+有强氧化性,能把HCl氧化成Cl2,这时会生成PbCl2的盐。 
    答案 :PbO2·2PbO;Pb2(PbO4); Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O;
    Pb3O4+8HCl=3PbCl2+Cl2↑+4H2O 

      [例4]已知下列各物质都是由短周期元素组成,它们之间的关系如下图所示:

    6

    常温下,A、F为金属单质,F既能与L溶液反应,又能与N溶液反应。C、H、M为气体单质,其中H呈黄绿色,A、B、I、K、L、R焰色反应均为黄色。请回答:

    (1)P的结构式为    ,B的电子式为        。
    (2)R的水溶液呈碱性的原因可用离子方程式表示为   。
    (3)还有一种物质能与B反应生成C,写出这个反应的化学方程式       。
    (4)还有一种物质能与J反应生成C,写出这个反应的化学方程式        。
    (5)某气体Q具有漂白作用,将Q与H等物质的量通入水中所得溶液没有漂白作用,写出该过程中发生反应的离子方程式_____________________________________。
    解析:本题以碱金属元素钠为中心,覆盖了氧族、卤族和镁、铝等多种元素的性质。本题突破口为寻找特征反应和现象:首先应该由焰色反应均为黄色,确定的是A为金属钠,黄绿色气体确定H为Cl2,C、M可能属于H2、N2、O2和F2中的某一种,考虑到M和H均是电解产生的气体,显然M只能是H2,电解的对象为NaCl溶液,即I为NaCl,J为H2O,这样L只能是NaOH,依次类推可得F是铝,N为HCl,P为HClO,G为Al2O3,R为NaAlO2,B为Na2O2等。 
    答案:(1)P的结构式为:H-O-Cl,B为Na2O2,电子式为(略) (2)AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-; (3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;(4)2F2+2H2O=4HF+O2;
    (5)SO2+Cl2+2H2O=4H++SO42-+2Cl- 

     [例5]钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿,我国的钛铁矿储量居世界首位。用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3)制取TiO2的流程如下:

    6

    (1)Ti的原子序数为22,Ti位于元素周期表中第_______周期,第______族。
    (2)步骤①加铁的目的是_______________________________________________;
    步骤②冷却的目的是______________________________________________   _。
    (3)上述制备TiO2的过程中,可以利用的副产物是___________;考虑成本和废物综合利用因素,废液中应加入_________________处理。
    (4)由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为:
    已知:① C(s) + O2(g) =CO2(g);            △H = -393.5 kJ·mol-1
    ② 2CO(g) + O2(g) =2CO2(g);              △H =-566 kJ·mol-1
    ③ TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(s) + O2(g);   △H = +141 kJ·mol-1
    则TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)= TiCl4(s) + 2CO(g) 的△H = _________________。
    反应TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti 在Ar气氛中进行的理由是_____________________。
    解析:本题考查的是新情境下的工业流程图,同时还考查了盖斯定律和元素周期律的有关内容。按照钛的原子序数(22)可知钛的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d24s2,位于周期表中第四周期,第IVB族。流程中加过量铁屑的目的是为了将混合物中的Fe3+还原为Fe2+,从而在步骤②冷却得到较纯净的FeSO4·7H2O晶体。而在废液中加入石灰(或碳酸钙、纯碱等)可以中和废液中的酸,也可以得到副石膏等。而第(4)问则是有关盖斯定律的内容,①×2-②+③,可得△H =-80 kJ·mol-1。TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti,镁和钛的金属活泼性均较强,能与氧气等物质反应,因此,工业上制取钛时,应在Ar气氛中进行,以防氧化。
    答案:(1)4      IVB    (2)将Fe3+还原为Fe2+,析出(或分离、或得到)FeSO4· 7H2O
    (3)FeSO4·7H2O,石灰(或碳酸钙、废碱);  (4)-80 kJ·mol-1
    防止高温下Mg(Ti)与空气中的O2(或CO2、N2)作用 

      [例6]有铁粉、三氧化二铁和氧化铜组成的混合物,投入到110mL 4mol/L的盐酸中,充分作用后得很浅的绿色溶液,产生标准状况下的气体896mL,并留下固体1.28 g 。过滤并将滤液稀释到200 mL ,经测定其中含有过量盐酸为0.4 mol/L 。试求原混合物中三种物质的质量。

    解析:分析该题,反应后溶液为浅绿色,证明溶液中无Cu2+,又盐酸过量,知留下的固体中无铁粉,以此可通过得失电子守恒和Cl-守恒列出两个方程求解。
    则:根据题意,可把题中文字和数字的信息改组成如下框信息:


    6

    根据Cl—守恒,原盐酸中的Cl—的物质的量应等于生成物FeCl2中Cl—的物质的量与过量盐酸中的Cl—的物质的量之和,即:
    (x+2y)×2 + 0.2 × 0.4 = 0.11 × 4                      ┉┉┉①
    氧化剂   Fe2O3 → 2Fe2+、CuO  →  Cu、2H+ →  H2 ↑
    还原剂   Fe  →  Fe2+
    根据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数,得
    2y+(1.28/64)×2 +(896/22400)× 2 = 2x                  ┉┉┉②
    解方程组①与②得:x = 0.1 (mol) ,y = 0.04( mol) 。
    即原混合物中,Fe粉为5.6 g ,Fe2O3为6.4 g ,CuO为1.6 g 。
    答案:Fe粉为5.6 g ,Fe2O3为6.4 g ,CuO为1.6 g 

     

    【模拟试题】

    1、某溶液中含有大量Fe2+、Fe3+、Mg2+和NH4+,其c(H+)=10-2mol·L-1,在该溶液中可以大量存在的阴离子是:
    A、SO42-                           B、NO3-               C、SCN-              D、CO32-
    2、向FeCl3和BaCl2的酸性混合溶液中,通入SO2气体,有白色沉淀生成。此沉淀是 :
    A、BaSO4                    B、FeS                 C、Baso3             D、S
    3、在理论上我们可以用电解熔融KCl的方法来制备金属钾,而实际上,在工业生产中并不采用此法,而用熔融状态下的KCl和Na反应并及时抽走钾蒸气的方法制备钾,可能的原因是:①钾的沸点比Na低; ②钾蒸气易逸出而污染环境;③钾被氧化后的产物与K作用具有爆炸性;④抽走钾的蒸气有利于钠与熔融KCl的反应,其中正确的是:
    A、全部               B、①③                C、①④               D、②④
    4、有关碳酸氢钠和碳酸钠的性质,以下叙述错误的是:
    A、等质量的碳酸氢钠和碳酸钠与足量盐酸反应,在相同条件下碳酸钠产生的二氧化碳体积大
    B、等物质的量的两种盐与同浓度的盐酸完全反应,碳酸钠所消耗盐酸的体积是碳酸氢钠的两倍
    C、将石灰水加入碳酸氢钠溶液中不产生沉淀,加入碳酸钠溶液中产生白色沉淀
    D、同物质的量浓度的两种溶液,碳酸钠溶液的pH大于碳酸氢钠溶液

    5、向某晶体的溶液中加入Fe2+的溶液无明显变化,当滴加几滴溴水后,溶液变成红色,由此得出的结论错误的是:
    A、Fe2+的氧化性比溴的氧化性强
    B、该晶体中一定含有SCN-
    C、Fe2+与SCN-不能形成红色化合物
    D、Fe2+被溴氧化成Fe3+
    6、将amolAl203和bmolMgO混合后全部溶于VL过量的稀H2SO4中,然后再逐滴加入0.5 mol/L的NaOH 溶液,当加至x LNaOH溶液时,生成的沉淀量最大。则原稀H2S04的物质的量浓度是:
    A、mol/L                           B、mol/L
    C、mol/L                       D、无法计算

    7、下列框图中,A~M所代表的物质为中学化学常见的物质,其中A~F为单质;通常情况下,A、F为固体,B为黄绿色气体,C、D、E为无色气体,F可溶于强碱的溶液。在一定条件下相互转化关系如图所示(图中部分反应条件的产物已略去。)

    6

    请按要求回答问题。
    (1)写出化学式:A         ,B           ,C           ,D        。
    (2)I的电子式为               ,I与E在催化剂(如等)存在的条件下,发生反应的化学方程式为                                                  。
    (3)将G的水溶液加热、蒸干、灼烧,最后得到的固体是            ;G与K反应的离子方程式为                                              。
    (4)写出下列反应的化学方程式:
    ① L+F→A+M                                       。
    ② M→E+F                                            。

    8、下图是无机物A~M在一定条件下的转化关系(部分产物及反应条件未列出)。其中,I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属,K是一种红棕色气体。

    58

    请填写下列空白:
    (1)在周期表中,组成单质G的元素位于第________周期_______族。
    (2)在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
    (3)在反应②、③、⑥、⑨中,既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是_______。
    (4)反应④的离子方程式是:_______________________________________。
    (5)将化合物D 与KNO3、KOH 共融,可制得一种“绿色”环保高效净水剂K2FeO4 (高铁酸钾)。同时还生成KNO2和H2O 。该反应的化学方程式是:_____________________。

    9、已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,C为液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广(如被用作某些电池的电解质)。现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池。有关物质之间的转化关系如下图:
    (注意:其中有些反应的条件及部分生成物被略去)
    请填写下列空白:
    (1)反应④为A在某种气体中燃烧,生成单质Y和A的氧化物,其反应方程式为 
    (2)从D溶液制备D的无水晶体的“操作a”为                         。
    (3)反应②的化学方程式为                                        。
    (4)反应⑤的化学方程式为                                        。
    (5)原电池反应①中正极的电极反应式为                                。

    与10



    10、最近,我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如下:
    回答下列问题:

    tutu

    (1)若操作a、操作b均在实验室进行,则操作a时用到的玻璃仪器有     ;进行操作b时需注意 .  (2)装置a用于磷酸吸收NH3。若该过程在实验室中进行,请在下面的方框内画出装置a的示意图。

    图

    (3)热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的,如气、液热交换时通常使用的仪器是      。
    (4)固体A为生石膏(CaSO4·2H2O)和不含结晶水且高温时也不分解的杂质。生石膏在120℃时失水生成熟石膏(2CaSO4·H2O),熟石膏在200℃时失水生成硫酸钙。
    为测定固体A中生石膏的含量,某科研小组进行了如下实验:称取固体A 180g置于坩埚中加热,加热过程中固体质量随温度变化记录如图:

    图

    ① 实验中每次对固体称量时须在冷却后进行。为保证实验结果的精确性,固体冷却时必须防止       。
    ② 将加热到1400℃时生成的气体通入品红溶液中,品红褪色。写出1400℃时的化学反应方程式       。
    ③ 固体A中生石膏的质量百分含量=    。 






     

    教学流程图/《金属元素》 编辑

    11


     

    教学评价备注与反思/《金属元素》 编辑


    本节课从实验对比和理论分析入手,总结出了碱金属元素性质的相似性及递变规律。教师在讲述本节课的同时,要特别注意启发,引导学生从物质的结构入手来分析物质的性质并逐渐使学生学会比较的学习方法,以此来培养学生分析问题、解决问题的能力,为以后学习元素周期律知识打下良好的基础。 

    教学评价表/《金属元素》 编辑

    高二年级        班                 姓名 :                       学号:

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