元素化学解题市公开课获奖课件

1、竞赛培训之元素化学题解林瑞蔡第1页第1页元素化学学习办法理论指导1.原子结构Fe3+比Fe2+稳定2.离子极化碳酸盐稳定性3.相同相溶原理I2易溶于有机溶剂4.软硬酸碱理论AlF63-稳定原因，AgCl中加入I5.库仑定律金属、离子晶体熔点6.惰性电子对效应7.电中性原理PCl5电离形成PCl4+和PCl6- 非Cl-等等第2页第2页元素化学学习办法类比1.对角线规则2.Ti与Si3.Cr与Al4.Co与Fe5. Mn与Fe等等第3页第3页元素化学学习办法找规律1.金属活动顺序表应用KCaNaMgAlZnFeHCuHgAg 还原性逐步削弱离子氧化性逐步增强与酸反应能与酸反应难与酸反应氢氧化物碱

2、性逐步削弱水溶性逐步削弱稳定性逐步削弱硫化物颜色白色，水溶液无色或水解黑色水溶性逐步削弱硝酸盐稳定性亚硝酸盐和氧气氧化物、NO2、O2单质、NO2、O2第4页第4页元素化学学习办法找规律2.元素周期表应用(1)元素金属性、非金属性(2)氢化物稳定性 (3)最高价氧化物水化物酸碱性(4)卤化银水溶性、颜色(5)碱土金属硫酸盐水溶性(6)碳酸盐稳定性等等第5页第5页元素化学学习办法构建知识网络1.金刚石二氧化硅2.白磷三氧化二磷五氧化二磷3.原硅酸多聚硅酸二氧化硅4.磷酸多聚磷酸五氧化二磷第6页第6页元素化学考察特点单纯知识考察（,1）X和Y在周期表中相邻。CaCO3与X单质高温反应，生成化合物B

3、和一个气态氧化物；B与Y单质反应生成化合物C和X单质；B水解生成D；C水解生成E，E水解生成尿素。拟定B、C、D、E、X和Y。 直接考察B: CaC2 C: CaCN2 D: C2H2 或Ca(OH) 2 E: NH2CN C(NH)2也可 X: C Y: N第7页第7页元素化学考察特点单纯知识考察联系考察与生活、科技、化工等第8页第8页元素化学考察特点单纯知识考察联系考察与生活、科技、化工等第9页第9页元素化学考察特点单纯知识考察联系考察与生活、科技、化工等第10页第10页元素化学考察特点单纯知识考察联系考察与生活、科技、化工等第11页第11页元素化学考察特点作为考察载体考察结构第12页第1

4、2页元素化学考察特点作为考察载体考察结构簇状化合物指含有原子间直接键合成团簇有限原子骨架化合物。Ru6(CO)16是一个常见金属羰基簇合物，其分子结构高度对称性，所有Ru原子都是等价，而CO有两种空间位置。试画出Ru6(CO)16一个合理结构式。 （Ru处于八面体位置，有12个CO处于棱上形成桥键，尚有4个处于8个面中四个面上构成正四周体位置）第13页第13页元素化学考察特点作为考察载体考察配合物第14页第14页元素化学考察特点作为考察载体考察电化学第15页第15页元素化学考察特点作为考察载体考察试验第16页第16页元素化学竞赛题型描述型（全国预赛第4题） 已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富

5、矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有些人设计了把我国菱锰矿（贫矿）转化为高端“菱锰矿砂”绿色工艺。该工艺首先将矿砂与硫酸铵一起焙烧，较佳条件是：投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙烧温度450oC；焙烧时间1.5 小时。 （1） 写出焙烧反应方程式： (NH4)2SO4MnCO3MnSO42NH3CO2H2O （2）另一方面，将焙烧产物转化为高端“菱锰矿砂”，写出反应方程式：MnSO42NH3CO2H2O (NH4)2SO4MnCO3（3）若焙烧温度过高或时间过长，将造成什么结果？ MnSO4，MnCO3分解生成高价锰氧化物而造成锰浸出率下降。 第17页第17页元素化学竞赛

6、构型计算型第18页第18页元素化学竞赛题型推理型第19页第19页元素化学解题办法顺藤摸瓜沿题给信息(“藤”)、认真分析、找到题眼(“瓜”)（,4（1）汞与次氯酸（摩尔比1：1）发生反应，得到2种反应产物，其一是水。该反应方程式为： ；反应得到含汞产物中文名称为 。2Hg+2HClO = Hg2OCl2+H2O碱式氯化汞（或氯氧化汞）。（1分）。 注：Hg2OCl2也可写成HgOHgCl2或HgCl2HgO第20页第20页下列是某一类主要铂配合物生产办法，用NaOH调整氯铂酸溶液至pH=12, 煮沸2小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调整pH至5，得到黄色沉淀（A），洗涤，干燥后备用。原子吸取

7、光谱测量配合物（A）中铂含量为65.22%，失重分析试验得到两个阶段，120- 300之间失重为24.09%, 300-600第二次失重过程为10.70%。元素化学解题办法顺藤摸瓜写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.通过计算，写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。第21页第21页下列是某一类主要铂配合物生产办法，用NaOH调整氯铂酸溶液至pH=12, 煮沸2小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调整pH至5，得到黄色沉淀（A），洗涤，干燥后备用。原子吸取光谱测量配合物（A）中铂含量为65.22%，失重分析试验得到两个阶段，120- 300之间失重为24.09%, 300-600第

8、二次失重过程为10.70%。元素化学解题办法顺藤摸瓜写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.通过计算，写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。第22页第22页下列是某一类主要铂配合物生产办法，用NaOH调整氯铂酸溶液至pH=12, 煮沸2小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调整pH至5，得到黄色沉淀（A），洗涤，干燥后备用。原子吸取光谱测量配合物（A）中铂含量为65.22%，失重分析试验得到两个阶段，120- 300之间失重为24.09%, 300-600第二次失重过程为10.70%。元素化学解题办法顺藤摸瓜写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.通过计算，写出第一次失重和第二

9、次失重后含铂产物化学式。H2Pt(OH)6 或Pt (OH)4(H2O)2 PtO2, Pt 第23页第23页元素化学解题办法分析讨论(,4）在30下列，将过氧化氢加到硼酸和氢氧化钠混合溶液中，析出一个无色晶体X。构成份析证实，该晶体质量构成为Na 14.90，B 7.03 %，H 5.24 %。加热X，得无色晶体Y。Y含Na 23.0%，是一个温和氧化剂，常温下在干燥空气里稳定，但在潮湿热空气中分解放氧，广泛用作洗涤剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品，也用于有机合成。结构分析证实X和Y晶体中有同一个阴离子Z2-，该离子中硼原子化学环境相同，而氧原子却有两种成键方式。(1)写出X、Y最简式，给出推

10、理过程。 X最简式； Y最简式；(数据不足)利用题给数据，找到方程，进行讨论第24页第24页元素化学解题办法分析讨论 X最简式；NaBH8O7 Y最简式；NaBH2O4 (写成水合物也可) 推理过程： Na B H O 14.90/23.0 = 0.648 7.03/10.8 = 0.651 5.24/1.008= 5.20 72.83/16.0=4.55 11 8 7 X变成Y是脱水过程。若X为NaBH6O6H2O，则Y中Na质量百分数为23/135.8=0.17 不符合题意若X为NaBH4O52H2O，则Y中Na质量百分数为23/117.8=0.20 不符合题意若 X为NaBH2O43H2

11、O, 则Y中Na质量百分数为23/99.8 = 0.23若X为NaBO34H2O，则Y中Na质量分数为23/81.8=0.28 不符合题意。 第25页第25页元素化学解题办法分析讨论NO2-是一个常见配体，在八面体配离子MR2(NO2)4-中，中心离子M含量为21.27%，氮元素含量为30.33%，只检测到一个N-O键长，请回答下列问题3-1、给出自由状态下NO2-结构，NO2-在该配合物中配位方式3-2、通过计算，给出配离子化学式和名称3-3、画出该配离子结构第26页第26页3-2、若R中不含N,则氧元素含量为(0.3033/14) x32=0.6933,M,N,O之和将超出1，是不也许。因

12、此R必为含氮配体。设R中含x个N，则有nM : nN = 0.2127/MM : 0.3033/14.01 = 1 ：（2x+ 4） MM=19.65(x+2)x=1时，有合理解，MM=58.95 为Co元素，配离子摩尔质量=277g/mol,扣除掉1个Co,6个N,8个O后还剩余6，应为6个H，故配体R为NH3,配离子化学式为Co(NH3)2(NO2)4-，名称为四硝基二氨合钴(|)离子3-3、由于只一个N-O键长，所有氧原子等价，则配离子结构应为：元素化学解题办法分析讨论3-1、NO2-为角型， 由于只一个N-O键长，应为氮原子配位第27页第27页元素化学解题办法图表法利用题给信息，绘成图

13、表，使题愈加清楚明了（1997,1）次磷酸H3PO2是一个强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到4050，析出一个红棕色难溶物A。经鉴定：反应后溶液是磷酸和硫酸混合物；X射线衍射证实A是一个六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 构成稳定；A主要化学性质下列：1.温度超出60，分解成金属铜和一个气体；2.在氯气中着火；3.与盐酸应放出气体。回答下列问题：(1)写出A化学式。(2)写出A生成反应方程式。(3)写出A与氯气反应化学方程式。(4)写出A与盐酸反应化学方程式。第28页第28页元素化学解题办法图表法（1997,1）次磷酸H3PO2是一个强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到40

14、50，析出一个红棕色难溶物A。经鉴定：反应后溶液是磷酸和硫酸混合物；X射线衍射证实A是一个六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 构成稳定；A主要化学性质下列：1.温度超出60，分解成金属铜和一个气体；2.在氯气中着火；3.与盐酸应放出气体。第29页第29页元素化学解题办法图表法（1998,8）锇名称源自拉丁文，原义“气味”，这是由于锇粉末会被空气氧化为有恶臭OsO4（代号A，熔点40，沸点130）。A溶于强碱转化为深红色OsO4(OH)22离子（代号B）, 向含B水溶液通入氨，生成C，溶液颜色转为淡黄色。C十分稳定。C是A等电子体，其中锇氧化态仍为8。红外图谱能够检出分子中一些化学键振动吸

15、取。红外谱图显示C有一个四氧化锇所没有吸取。C含钾化合物是黄色晶体，与高锰酸钾类质同晶。（1）给出C化学式。 （2）给出A、B、C最也许立体结构。第30页第30页元素化学解题办法图表法（1999,3）铬化学丰富多采，试验结果常出人意料。将过量30%H2O2加入(NH4)2CrO4氨水溶液, 热至50后冷至0，析出暗棕红色晶体A。元素分析汇报：A含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A 有NH键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A 中铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。（1）以上信息表明A化学式为： ；也许结构

16、式为： 。（2）A中铬氧化数为： 。（3）预期A 最特性化学性质为： 。（4）生成晶体A反应是氧化还原反应，方程式是： 。第31页第31页元素化学解题办法图表法第32页第32页第33页第33页（预赛第7题）某不活泼金属 X在氯气中燃烧产物Y溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中 X质量分数为50。在500mL浓度为0.10mol/LY水溶液中投入锌片，反应结束时固体质量比反应前增长4.95g。X是 ；Y是 ；Z是 。 不活泼金属 XXClnCl2HaXCln+a?（黄）HClXCln + (n/2) Zn = X + (n/2) Zn Cl2 MX - (n/2) MZn 0.05

17、0 4.95 MX 32.7n99 （n1，2，3) MX = 132, 164 or 197 X = Au AuAuCl3第34页第34页（预赛第7题）某不活泼金属 X在氯气中燃烧产物Y溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体Z，其中 X质量分数为50。在500mL浓度为0.10mol/LY水溶液中投入锌片，反应结束时固体质量比反应前增长4.95g。X是 ；Y是 ；Z是 。 不活泼金属 XXClnCl2HaXCln+a?（黄）HCl HAuCl4 ? H3AuCl6?Au: 57.9% 47.7%197-(1+35.54） 54？ 3H2OHAuCl4 3H2OHAuCl4 3H2OAuA

18、uCl3第35页第35页元素化学解题办法猜想求证（1997,1）次磷酸H3PO2是一个强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到4050，析出一个红棕色难溶物A。经鉴定：反应后溶液是磷酸和硫酸混合物；X射线衍射证实A是一个六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 构成稳定；A主要化学性质下列：1.温度超出60，分解成金属铜和一个气体；2.在氯气中着火；3.与盐酸应放出气体。回答下列问题：(1)写出A化学式。(2)写出A生成反应方程式。(3)写出A与氯气反应化学方程式。(4)写出A与盐酸反应化学方程式。依据题给各种信息，大胆推测，细心求证第36页第36页元素化学解题办法猜想求证首先能够把A写成M

19、X。其中M是铜是无疑，因A经加热分解能够得到铜(M=Cu)。X是什么？这是本题难点。先依据MX含有ZnS结构，是M：X=1：1构成，A只也许是CuS，CuP，CuO和CuH等等，显然，只有CuH才是与其它信息相应，若是CuS或CuO，生成反应中就找不到被强还原剂(NaH2PO2)还原元素，若是CuP，与铜和磷化合价矛盾(按化合价，应是Cu3P或者Cu3P2，均不是ZnS构成)，因此A是CuH。 第37页第37页用PCl5、PBr3、Br2和NH3在C2H2Cl4中回流得到固体A，经测定发觉A中有两种分子，物质量比为（约等于）1：1，且不能分离出一个没有极性分子。A中分子有六元环结构，且能产生类

20、似于苯环磁场。A中Cl元素百分含量为9.71%，P元素百分含量为16.96%。依据以上信息回答以下问题：1试推导出A平均分子式。2写出组成分子中，可能有哪些不同结构，请分别画出。元素化学解题办法猜想求证第38页第38页1P3N3Br4. 5Cl1.5 2P3N3Br4Cl2三种、P3N3Br 5Cl一个 元素化学解题办法猜想求证第39页第39页第40页第40页第41页第41页一个名为TAPB非烈性炸药是苯取代产物，它最简式是CHNO，由于这种炸药分子在没有引起剂特殊稳定性而较易储存，因而有主要用途。请写出TAPB含有特殊稳定性原因所在，并画图阐明。C6H6N6O6， 元素化学解题办法猜想求证第42页第42页第43页第43页(1)A:Co(NH3)5H2OBr3,B:CoBr(NH3)5Br2,C:CoBr(NH3)5Cl2 ，推断过程:A中