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文档简介
1、物质结构、元素周期律李仕才“金属及其化合物”说课本节课的内容是人教版普通高中课程标准实验教科书必修1“第三章金属及其化合物。本节课依据 “建构主义学习”及“元认知”理论的教育思想,本着新课标“关注社会、关 注生活”的教学理念,给学生分析金属及其化合物的性质。一、课标与教材分析1、考纲要求1.了解钠、镁、铝、铁及其重要化合物的制备方法。2.掌握钠、镁、铝、铁、铜及其重要化合物的主要性质和应用。3.了解常见金属活动顺序,合金的概念及其重要的应用。2、近年高考试题分析.1、(2018全国卷一7)磷酸亚铁锂(LiFeP04)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿 法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片
2、中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有C.“沉淀”反应的金属离子为Fe*D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠【答案】D【解析】精准分析;正极片碱濬时铝转化为偏铝酸钠滤渣中含有磷酸亚铁锂,力口入硫酸和硝酸酸濬,过滤后滤渣 是炭黑,得到含 5P,氏的滤液加入碱液生成氢氧化钱沉淀滤液中加入碳酸钠生成含锂的沉淙*扎 废旧电池中含有重金属随意排放容易污染环境,因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A正确,根据流程的?专化可知从正扱片中可回收的金属元素有Ah Fe. Li, E正确;5 得到含Ln P、Fe的滤祝加入
3、碼液生成氢氧化钱沉淀,因此“沉浇反应的金属离子是F占,C正确i 6硫酸锂能濬 于水因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D错误。答秦选D。正极片軽就黑等滤渣沉淀詰缠也含沉淀Al、Fe、LiL 含口、P、2考点定位:考查金属元素的回收、环境保护等【试题点评】 本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收,明确流程中元素的转化关3系以及常见元素及其化合物的性质是解答的关键,题目难度不大2、(2017全国卷一10)实验室用H2还原WO制备金属W的装置如图所示(Zn粒中往往含有硫等杂质,焦性没食子酸溶液用于吸收少量氧气),下列说法正确的是A.、中依次盛装KMnO溶液、浓H2SO4、焦性没食子酸溶液B.
4、管式炉加热前,用试管在处收集气体并点燃,通过声音判断气体纯度C.结束反应时,先关闭活塞K,再停止加热D.装置Q(启普发生器)也可用于二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气【解析】A.如粒中往往含有硫等杂底因此生成的氢气中可鶴有时,所以KMng綺除去氐轧另 外装罢含有空气高温下能芍秤反慮,焦性没倉子酸濬滾吸收氧气,最后通过浓磁干燥氢气,A错 误i B+氛气是可燃性气体, 通过爆鸣法验纯,B正确C.対了防止W被氧化反危结束后应该先停 止加热,在氮气的氛围中冷却,等待*冷却后再关闭K, C错误孑D.二氛化誌与浓盐酸制备氯气的 反应需要期热而启普发主器不能加勲,所以不能用于该反应,D错误。答案选Bo【试题点评】
5、该题通过氢气的制备以及性质检验考查学生的化学实验基本素养,明确实验原理和相关物质的性质是解答的关键, 注意化学实验的考查今后仍然是以常见仪器的 选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规 范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力3、(2017全国卷一27)Li4Ti5O2和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO SQ2等杂质)来制备,工艺流程如下:钛铁矿竺TiOrxIbO沉淀 氨水反应LiOH L0Q,皿 6 - 莎一沉淀高删烧*?,?5 液磐丝霊4回答下列问题:(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下
6、图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,5所采用的实验条件为_t/h(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCI:形式存在,写出相应反应的离子方程式 _(3)TiO:xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:温度rc3035404550TiO2xH:O转化率 /%9295979388分析40C时TiO:xH2O转化率最高的原因 _。(4)_Li:Ti5O5中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 _。r _2_1(5) 若滤液”中c(Mg ) =0.02mol L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3胎好沉淀完全即溶液中c(Fe3)=1.0 10 mol LJ,此
7、时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? _(列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的KSp分别为1.3 10二、1.0 10血。(6)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFe PO4的化学方程式 _。【答案】(1)100C、2h,90C,5h(2)FeTiO3+ 4H+4Cl-= Fe2+ TiOCl右+ 2H2。(3)低于40C,TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40C,双氧水分解与氨 气逸出导致TiO2XH2O转化反应速率下降(4)41弘1严(5 )Fe3+恰好沉淀完全时,C(PO3)= il molL-1=1.3x10-17mol -L-1,c3(Mg2+)xc2(P
8、o/)=(0.01)3x(1.3x10-17)2=1.7x10-40vKSPMg3(PO4)2,因此不会生成Mg(PO)2沉淀。6(6)2FePQ + Li2CO+ H2C2Q亠丄亠2LiFePO4+ H2OT+ 3CO4【解析】(1)由图示可知,“酸浸”时铁的净出率为70%寸所需要的时间最短,速率最快,则应选择在100C、如flat , sirffl行 + 2氐5Fe3+三种价态的相互转化规律;Fe2*、Fe3+的检验,铁及其化合物的颜色、Fe3+的氧化性;铁及化合物在社会生活中的实际应用。近几年高考试题和统考题对这部分的内容考查主要以选择题、填空题、推断题、实验题的形式出现,几乎每年都是出
9、题的热点,特别是Fe2*、Fe3+的相互转化及Fe(0H)2、Fe(0H)3的制 备等,学习时应重点对待。六、课时作业1化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是()选项现象或事实解释A用热的烧碱溶液洗去镀件油污NstCQ可直接和油污反应B漂白粉在空气中久置变质漂白粉中的CaCl2与空气中的CO反应生成CaCOC施肥时,草木灰(有效成分为K2CO)不能与NHCI混合使用K2CO与NHCI溶液反应生成氨气会降低氮肥肥效DFeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作FeCl3能从含有Cu2*的溶液中置换出铜2.某KCI样品中含有少量K2CO、K2SQ和不溶于水的杂质。为了提纯KCI,先将样
10、品溶 于适量水中,搅拌、过滤,再将滤液按下图所示步骤进行提纯(过滤操作已略去)。下列说法 正确的是()!试Ifi I混合物|试过量I I混合物I试适量I混合物IKCT滤液XYZ晶体A.起始滤液常温下pH=7 B.试剂I为Ba(NQ3)2溶液C.上图过程须经2次过滤D.步骤的目的是除去co2r3.设NA为阿伏加德罗常数的值, 下列说法正确的是()A.标准状况下,22.4 L CCI4中含CCI4分子数为NAB. 5.6 g铁和6.4 g铜分别与0.1 mol氯气完全反应,转移的电子数相等C. 0.1 mo1L MgCl2溶液中含Cl数为 0.2NAD.3.9 g NaO晶体中含有的离子总数为0.
11、2NAFcSO.NaOllFe(Oll)2A_NaOH或水溶铁及其化合物的知识在高考及统考试题中屡见不鲜,KSCNHC1Fe (SCN)31运(01D 3主要考查:铁的合金及钢铁的腐FeS -FeFeCl導HC1 . FeCl12C.的物质是HCI4下列离子方程式的书写及评价,均合理的是()选项离子方程式评价A将2 mol Cl2通入含1 mol Fe的溶液中:2Fe+2I+2Cl2=2Fe+4Cl+ 丨丨2正确;Cl2过量,可将Fe21、1一均氧化BBa(HCQ)2溶液与足量的NaQH溶液反应:2 丰Ba+HCQ+OH =BaCQX +H2Q正确;酸式盐与碱反应生成正盐和水C过量SQ通入Na
12、CIQ溶液中:正确;说明酸性:SQ+H2Q+ ClQ=HClQF HSQHSQ强于HCIQD1 mol/L的NaAIQ溶液和2.5 mol/L的HCl溶液等体积混合:13I2AIQ2+5H =Al+Al(QH)3J +H2Q正确;第一步反应和第一步反应消耗的H1的物质的量之比为2:35.已知NHCuSO与足量的3 mol/L硫酸溶液混合微热,产生下列现象:有红色金属生成;产生刺激性气味的气体;溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是()A.反应中硫酸作氧化剂B. NHCuSO中硫元素被氧化C.刺激性气味的气体是氨气D. 1 mol NH4CuSO完全反应转移0.5 mol电子6.已知X、Y、Z、
13、W均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如图所 示(部分产物已略去)。则W X不可能是()选项WXA稀硫酸NaAICb溶液B稀硝酸FeCCQCa(QH)2溶液DCI2Fe过量的国Yi:确戰I77、Na2S2Q可用作纺织工业氯气漂白布匹后的+ -,有关该反应的叙述不正确的是(A.NatSzQ是还原剂B.根据该反应可判断氧化性:Cl2SO2“脱氯剂” :13-z少就的*14D.上述反应中,每生成1mol SO/,转移2mol e14.在含1mol KAI(SO4)2的溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液,下列有关说法中正确的是A.当溶液中AI3+全部沉淀出来时,沉淀的总物质的量最大B.当
14、溶液中A|3+全部沉淀出来时,沉淀的总质量最大C.先生成沉淀,后沉淀全部溶解D.最后的沉淀为2mol BaSO4、1mol AI(OH)3& (9分,除注明外,其余每空1分)草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为CQQ,含少量FezQ、AI2O、MnO MgO CaO SQ2等)制取CoGQ2H2O工艺流程如下图所示:已知:浸出液含有的阳离子主要有J、C6S Fe2*、MrT、Ca2+M+Al3+等;酸性条件下,ClOT不会氧化Co2+,CIOJ转化为C;部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:沉淀物Fe(OH)3AI(OH)3Co(OH)2Fe(OH)2Mn
15、(OH完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8浸出过程中加入N&SO的主要目的是向浸出液中加入NaCIO的离子反应方程式:_已知:常温下NHH2C?N宵+OH Kb=1.8X105HC2C4?H+HGCTKa1=5.4X102则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH_ 7(填“”或“V”或“=”)。加入(NH4)2GC4溶液后析出晶体,再过滤、洗涤,洗涤时可选用的试剂有 _(填字母代号)。A.蒸馏水B.自来水C.饱和的(NH4)2C2C4溶液D.稀盐酸(5)萃取剂对金属离子的萃取率与_pH的关系如图1所示,萃取剂的作用是其使用的适宜pH范围是_(填字母代号)。A. 2.02.5
16、B. 3.03.5C. 4.04.5沉淀HCC4?H+C2QKa2=5.4X10盐酸珂必;1口道正Is教育I,过滩加阻5骑I川至5卫15600C以后是在空气中加热。AB、C均为纯净物;C点所示产物的化学式是_。9.(12分)NHAI(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NHHSQ在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:(1)NHAI(SQ4)2可作净水剂, 其理由是 _(用离子方程式表示)。(2)_相同条件下,0.1 molLNHAI(SQ4)2中c(NH4)_(填“等于”“大于”或“小于”)0.1 molL-1NHHSQ中c(NH4+)。(3) 如图所示
17、是0.1 molL电解质溶液的pH随温度变化的图象。1其中符合0.1 molL-1NHAI(SO4)2的pH随温度变化的曲线是_ (填写序号)。220C时,0.1 molL NHAI(SO4)2中2c(SO4)-C(NH4)-3C(AI)=_1molL(填数值)。(4)_ 室温时,100 mL 0.1molL-1NHAI(SO4)2溶液中与300 mL 0.1 molL-1NaOH溶液混 合,写出发生反应的离子方程式 _: 反应后溶液中各离子浓度由大到小的顺序为10.(10分)二氧化铈(CeQ)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO2、FezQ、CeQ等
18、物质)。某课题以此粉末为原料,资源回收的 工艺流程如下:(1)洗涤滤渣A的目的是为了去除 _ (填离子符号),检验该离子是否洗净的方法是(2)_第步反应的离子方程式是 _,滤渣B的主要成分是_ 。(3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来,TBP_(填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作时用到的主加碱Ce(0H)3通 6|Ce(OH)4(含悬述液丨过谑i洗涤.干燥|产品-滩 EnIM(6)COC2C42H2O热分解质量变化过程如图2所示。其中600C以前是隔绝空气加热,o15D 3004506007509DO16要玻璃仪器有 _、烧杯、玻璃棒、量筒等。|(4)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用0.1000 moI/L FeSO4溶液(铈被还原为Ce3+),消耗25.00 mL溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为。11.(10分)化合物A、B是中学常见的物质,其阴、阳离子只能从下表中选择。阳离子+
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