高中化学 第四章 基本营养物质阶段复习 新人教必修2

阶段复习课第四章热点1金属矿物资源的综合利用角度1

金属的冶炼方法【例1】(2013·台州高一检测)冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法,②水煤气(或H2或CO)法,③活泼金属置换法,④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石法炼铜,(Ⅱ)湿法炼铜。现代有(Ⅲ)铝热法炼铬,(Ⅳ)从光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是(

)A.(Ⅰ)用①B.(Ⅱ)用②C.(Ⅲ)用③D.(Ⅳ)用④【解析】选B。选择金属的冶炼方法与金属在自然界中存在的状态、金属活动性等有关。对于(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)、(Ⅳ)发生的反应分别是(Ⅰ)Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2OC+2CuO2Cu+CO2↑,属于①;(Ⅱ)Fe+CuSO4====FeSO4+Cu,属于③;(Ⅲ)2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr,属于③;(Ⅳ)先从光卤石中提取MgCl2,再电解MgCl2,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,属于④,综上所述,选项B不正确。高温====高温====高温====电解====角度2

铝热反应的计算【例2】(2013·石家庄高一检测)把铝粉和四氧化三铁粉末配成铝热剂,分成两等份。第一份在高温下恰好完全反应,然后将生成物与足量盐酸反应;第二份直接投入足量NaOH溶液中,充分反应。则前后两种情况下生成气体的体积之比是(相同状况下)(

)A.1∶1B.9∶8C.3∶4D.4∶3【解析】选C。8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3,Fe+2HCl====FeCl2+H2↑,得：8Al～9Fe～9H2↑;2Al+2NaOH+2H2O====2NaAlO2+3H2↑,得：2Al～3H2↑;所以前后两种情况下产生的氢气体积比为9∶12,即3∶4。高温====【名师点拨】金属冶炼方法的选择(1)金属冶炼的实质。实质是把金属元素从化合态还原为游离态,即(化合态)→(游离态)。(2)金属冶炼的方法。①电解法：适用于一些非常活泼的金属。2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑②热还原法：适用于较活泼的金属。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2③热分解法：适用于一些不活泼的金属。2HgO2Hg+O2↑====电解冰晶石高温====△====(3)金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系。金属的活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu自然界中存在形态化合态多数是化合态,极少数是游离态游离态

主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法热点2海水资源的综合利用【例1】(双选)(2013·新乡高一检测)海水是一个巨大的化学资源宝库,下列有关海水综合利用的说法正确的是(

)A.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质B.海水蒸发制海盐的过程中只发生了物理变化C.从海水中可以得到NaCl,电解熔融NaCl可制备Cl2D.利用潮汐发电是将化学能转化为电能【解析】选B、C。海水中钾元素以离子形式存在,生成钾单质必然发生化学反应,A错;潮汐发电是将动能转化为电能,D错。【例2】(2013·孝感高一检测)全球海水中溴的藏量约占地球溴总藏量的99%,故溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65mg·L-1。其工业提取方法有(1)空气吹出纯碱吸收法。方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中,使溴离子氧化成溴单质,再用空气将溴吹出,用纯碱溶液吸收,最后用硫酸酸化,即可得到溴单质。该方法涉及的反应有①

(写出离子方程式);②3Br2+====+5Br-+3CO2↑;③

(写出离子方程式)。其中反应②中氧化剂是

,还原剂是

。(2)空气吹出SO2吸收法。该方法基本同(1),只是将溴吹出后是用SO2来吸收的,使溴转化为氢溴酸,然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴。写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：

。(3)溶剂萃取法。该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度不同的原理来进行的。实验室中萃取用到的实验仪器名称是

。下列可以用于海水中溴的萃取试剂的是

。①乙醇②四氯化碳③硝酸④裂化汽油【解析】(1)由方程式②可知用纯碱溶液吸收后,溶液中溴元素以、Br-形式存在,溴元素的化合价分别为+5、-1,在酸性条件下又生成0价的Br2,所以反应③的反应物为、Br-、H+,生成物为Br2和H2O,离子方程式为+5Br-+6H+====3Br2+3H2O。(3)该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度不同的原理来进行的。萃取剂必须符合的条件：a.不能与所要萃取的混合液发生反应(烯烃中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,所以④不可以);b.不能溶于水(乙醇、硝酸均易溶于水,所以①③均不可以);c.要萃取的物质易溶于萃取剂(溴易溶于四氯化碳),所以只有②符合。答案：(1)2Br-+Cl2====2Cl-+Br2

+5Br-+6H+====3Br2+3H2OBr2Br2(2)Br2+SO2+2H2O====H2SO4+2HBr(3)分液漏斗②【名师点拨】海水资源较成熟的利用(1)海水淡化：①蒸馏法;②电渗析法;③离子交换法。其中蒸馏法的历史最悠久,蒸馏法的原理是把水加热到水的沸点,使液态水变为水蒸气,与海水中的盐分离,水蒸气冷凝即得到淡水。(2)海水制盐：利用浓缩、沉淀、过滤、结晶、重结晶等分离方法制得各种盐。(3)海水提溴：浓缩海水→溴单质→氢溴酸→溴单质,有关反应方程式：①2NaBr+Cl2====Br2+2NaCl,②Br2+SO2+2H2O====2HBr+H2SO4,③2HBr+Cl2====2HCl+Br2。(4)海水提碘：海水提碘主要是从海带等藻类中提取。海带中的碘元素主要以I-的形式存在,提取时用适当的氧化剂将其氧化成I2,再萃取出来。(5)海水提镁：用生石灰将海水中的Mg2+转化成Mg(OH)2沉淀,过滤后再用盐酸溶解,结晶得MgCl2,电解熔融的MgCl2得金属镁。热点3化石燃料的综合利用【例1】(双选)(2013·锦州高一检测)下列说法中正确的是(

)A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上,煤的干馏过程包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯等芳香烃,煤是芳香烃的主要来源D.煤的气化和液化属于煤的综合利用【解析】选B、D。煤是由无机物和有机物组成的混合物。煤不直接含有芳香烃,煤在干馏过程中生成了芳香烃。【例2】(2013·福州高一检测)石油裂解的目的和原理是(

)A.使具有长链的烃深度裂化,断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃B.使直链烃转化为芳香烃C.避免碳化结焦D.除去石油中的杂质【解析】选A。A项,石油的裂解是深度裂化,目的是为了获取大量石油化工原料。作为合成原料的主要是气态烯烃,其中以乙烯量为最大,其次还有丙烯、丁二烯等。裂化产物中还有作为芳香烃的液态产品：苯、甲苯、二甲苯;B项,使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整;C项,重油采用减压蒸馏是为了避免碳化结焦;D项与裂解原理和目的无关。【名师点拨】蒸馏、分馏、干馏的比较归纳蒸馏分馏干馏原理根据物质沸点的差异,对液态混合物加热和冷凝,分离成两组不同沸点范围的物质根据物质沸点的差异,对液态混合物不断地加热和冷凝,分离成多组不同沸点范围的物质对固态有机物隔绝空气加强热和冷凝,经过化学变化和物理变化分离成不同沸点范围的物质变化类型物理变化物理变化化学变化和物理变化蒸馏分馏干馏实用举例从自来水中提取蒸馏水;分离碘的四氯化碳溶液中的碘石油(原油)分馏得石油气、汽油、煤油等;将煤焦油分馏得苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类和沥青等煤的干馏热点4环境保护与绿色化学【例1】(2013·厦门高一检测)导致下列现象的主要原因与排放SO2有关的是(

)A.温室效应B.光化学烟雾C.臭氧空洞D.酸雨【解析】选D。SO2和NOx引起酸雨,CO2引起温室效应,NOx引起光化学烟雾,氟氯代烃引起臭氧空洞。

【例2】(2013·杭州高一检测)“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应,不符合绿色化学概念的是(

)A.消除硫酸厂尾气中的SO2：SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染：NO+NO2+2NaOH====2NaNO2+H2OC.制CuSO4：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2OD.制CuSO4：2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O△====△====【解析】选C。由于C选项在制备CuSO4的同时,生成了大气污染物SO2,故选C。【名师点拨】环境问题与环境保护1.环境问题的含义通常所说的环境问题,主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。2.化学在解决环境问题中的任务(1)环境检测。化学科学在物质的鉴别与鉴定中具有独特的作用。利用化学技术和设备,对环境污染物的存在形态、含量、危害程度等进行分析和鉴定,可为环境治理提供可靠的分析数据,使环境治理有的放矢,提高效率。(2)“三废”治理。废液、废气、废渣统称为工业“三废”,它是主要的环境污染物。工业“三废”的治理可以应用酸碱中和法、氧化还原法、沉淀反应法等。更重要的是可以利用化学方法将废弃物转化为资源来利用。(3)寻找从源头治理环境污染的生产工艺。从人类生产活动的角度来说,污染物的排放大都是从物质的工业生产制造开始的。实施绿色化学战略,杜绝污染物的排放,就能从根本上解决环境问题。3.六大环境问题(1)酸雨：煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。降水pH<5.6时,将会对森林、农作物和材料、建筑物等产生明显损害。

(2)臭氧空洞：氟氯代烃等物质的排放使臭氧层被破坏。臭氧层被大量破坏后,吸收紫外线辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线明显增多,给人类健康和生态环境带来多方面的危害。(3)白色污染：生活、生产中丢弃的难降解的塑料制品造成的,它们的主要危害：①废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分,导致农作物减产;②废旧塑料易被动物当作食物吞入,导致动物死亡;③混入生活垃圾中的废塑料很难处理、回收,不易分解。(4)温室效应：工农业生产及生活中燃烧含碳化合物导致二氧化碳含量升高,造成全球气温上升,水位上升,陆地面积减少。(5)光化学烟雾：主要是由氮氧化物、碳氢化合物造成的,能刺激人体器官使人生病甚至死亡。(6)赤潮：工农业生产(如石油化工、生产化肥等)的废水中所含的氮、磷元素导致水体富营养化,从而使藻类大量繁殖,消耗水中大量的溶解氧,水体腐败变质、变臭,水生生物因缺氧死亡或被污染。淡水中叫水华,海水中叫赤潮。4.环境保护措施(1)燃煤烟气的脱硫。(2)消除汽车尾气对环境的污染。(3)回收CO2。(4)化工生产中的绿色化学。

第二单元配合物的形成和应用课程标准导航1.了解人类对配合物结构认识的历史。2.知道简单配合物的基本组成和形成条件。3.掌握配合物的结构与性质之间的关系。4.认识配合物在生产生活和科学研究方面的广泛应用。新知初探自学导引自主学习(2)配位键：共用电子对由一个原子单方向提供而跟另一个原子共用的共价键叫配位键。配位键可用A→B形式表示，A是_________________的原子，叫做电子对给予体，B是____________________的原子叫接受体。(3)形成配位键的条件提供孤电子对接受孤电子对①有能够提供_______________的原子，如______________等。②另一原子具有能够接受__________的空轨道，如___________________________等。孤电子对N、O、F孤电子对Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋想一想1.在水溶液中，Cu2＋与氨分子是如何结合成［Cu(NH3)4］2＋的呢？2.配位化合物(1)写出向CuSO4溶液中滴加氨水，得到深蓝色溶液整个过程的反应离子方程式。____________________________________;___________________________________________________________________________.Cu(OH)2+4NH3·H2O===［Cu(NH3)4］2++2OH-+4H2O(2)［Cu(NH3)4］SO4的名称为_______________________,它的外界为__________，内界为________________，中心原子为______，配位体为_______分子，配位数为_______。(3)配合物的同分异构体：含有两种或两种以上配位体的配合物，若配位体在____________________不同，就能形成不同几何构型的配合物，如Pt(NH3)2Cl2存在______和______两种异构体。硫酸四氨合铜［Cu(NH3)4］2＋Cu2+NH34空间的排列方式顺式反式想一想2.顺式Pt(NH3)2Cl2和反式Pt(NH3)2Cl2的化学式相同，它们的性质也相似吗？提示：不同，由于结构不同，所以其化学性质不相同。二、配合物的应用1.在实验研究中，人们常用形成配合物的方法来检验__________、分离物质、定量测定物质的组成。(1)向AgNO3溶液中逐滴加入氨水的现象为:_________________________________。产生的配合物是____________________。金属离子先生成沉淀，然后沉淀再溶解［Ag(NH3)2］OH(2)向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液的现象：____________________________。产生的配合物是______________。2.在生产中，配合物被广泛用于________、______、___________、___________领域。3.生命体中的许多金属元素都以配合物形式存在。4.配合物在医疗方面应用也很广泛。5.模拟生物固氮也与配合物有关。有血红色溶液出现Fe(SCN)3染色电镀硬水软化金属冶炼自主体验1.配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子的配位数是()A.2 B.3C.4 D.5解析：选C。配合物［Zn(NH3)4］Cl2的中心原子是Zn2＋，配位体是NH3，配位数是4。2.下列不能形成配位键的组合是()A.Ag＋、NH3 B.H2O、H＋C.Co3＋、CO D.Ag＋、H+解析：选D。配位键的形成条件必须是一方能提供孤电子对，另一方能提供空轨道，A、B、C三项中，Ag＋、H＋、Co3＋能提供空轨道，NH3、H2O、CO能提供孤电子对,所以能形成配位键，而D项Ag＋与H＋都只能提供空轨道，而无法提供孤电子对,所以不能形成配位键。3.下列不属于配离子的是()A.［Ag(NH3)2］＋ B.［Cu(CN)4］2－C.［Fe(SCN)6］3－ D.MnO－4解析：选D。MnO－4无配位原子。4.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液,不能生成AgCl沉淀的是()A.［Co(NH3)4Cl2］Cl B.［Co(NH3)3Cl3］C.［Co(NH3)6］Cl3 D.［Co(NH3)5Cl］Cl2解析：选B。在配合物中，内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离；内界和外界之间以离子键相结合，在溶液中能够完全电离。不难看出A、C、D三项中配合物在水中均电离产生Cl-，而B项无外界离子，不能电离。要点突破讲练互动探究导引1指出配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配离子、中心离子、配位体、配位数及配位原子。提示：配离子指配合物的内界，中心原子指提供空轨道的原子或离子，要点一配合物的组成和结构配位体指提供孤电子对的分子或离子，配位数是配位体的总个数，配位原子指配位体中提供孤电子对的原子。配合物[Pt(NH3)4Cl2]Cl2的配离子为[Pt(NH3)4Cl2]2＋,中心原子是Pt4＋，配位体是NH3、Cl－，配位数为6，配位原子为N和Cl。探究导引2配离子[Ag(NH3)2]＋是如何形成的？提示：配离子[Ag(NH3)2]＋是由Ag＋和NH3分子反应生成的，由于Ag＋空的5s轨道和5p轨道形成sp杂化轨道，接受2个NH3分子提供的孤电子对，形成直线形的[Ag(NH3)2]＋，该过程图示如下。

要点归纳1.配合物的组成内界：中心体(原子或离子)与配位体，以配位键成键。外界：与内界电荷平衡的相反离子。有些配合物不存在外界，如[PtCl2(NH3)2]、[CoCl3(NH3)3]等。另外，有些配合物是由中心原子与配位体构成，如[Ni(CO)4]、[Fe(CO)5]等。2.配合物的结构配位数杂化轨道类型空间构型结构示意图实例2sp直线形[Ag(NH3)2]＋[Cu(NH3)2]＋配位数杂化轨道类型空间构型结构示意图实例4sp3正四面体形[Zn(NH3)4]2＋[ZnCl4]2－dsp2(sp2d)平面正方形[Ni(CN)4]2－[Cu(NH3)4]2＋6sp3d2(d2sp3)正八面体[AlF6]3－[Co(NH3)6]3＋即时应用1.化学家维多克·格利雅因发明了格氏试剂(RMgX)而荣获诺贝尔化学奖。RMgX是金属镁和卤代烃反应的产物，它在醚的稀溶液中以单体形式存在，并与二分子醚络合，在浓溶液中以二聚体存在，结构如下图：上述2种结构中均存在配位键，把你认为是配位键的用“→”在结构图中标出。解析:配位键是由孤电子对与空轨道形成的,Mg最外层有两个电子，可以与R、X形成离子键，而O原子中存在孤电子对，所以两个O(C2H5)2可以与Mg形成配位键。在二聚体中，同理，一个Mg与R、X相连，则另外一个X和O(C2H5)2，则与Mg形成配位键。答案：要点二配合物的性质探究导引现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。提示：在[Co(NH3)6]Cl3中Co3＋与6个NH3分子配合成[Co(NH3)6]3＋，3个Cl－都是外界离子。而[Co(NH3)5Cl]Cl2中Co3＋与5个NH3分子和1个Cl－配合成[Co(NH3)5Cl]2＋,只有两个Cl－是外界离子。由于配合物中内界以配位键结合很牢固，难以在溶液中电离，而内界和外界之间以离子键结合，在溶液中能够完全电离。不难看出，相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl－数是不同的，我们可以利用这一点进行鉴别。要点归纳1.配合物的颜色：当简单离子形成配合物时,其性质往往有很大的差异，颜色发生改变就是一种常见的现象，多数配离子都有颜色，如[Fe(SCN)6]3－为血红色、[Cu(NH3)4]2＋为深蓝色、[Cu(H2O)4]2＋为蓝色、[CuCl4]2－为黄色、[Fe(C6H6O)6]3－为紫色等等。我们根据颜色的变化就可以判断配离子是否生成，如Fe3＋离子与SCN－离子在溶液中可生成配位数为1～6的硫氰合铁(Ⅲ)配离子，这种配离子的颜色是血红色的，反应如下：Fe3＋＋nSCN－====[Fe(SCN)n]3－n，实验室通常用这一方法检验铁离子的存在。2.配合物的溶解性:有的配合物易溶于水，如[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4]SO4、Fe(SCN)3等。利用配合物的这一性质，可将一些难溶于水的物质如AgOH、AgCl、Cu(OH)2等溶解在氨水中形成配合物。如在照相底片的定影过程中，未曝光的AgBr常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解，反应的化学方程式为：AgBr＋2Na2S2O3====Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr。金和铂之所以能溶于王水中，也是与生成配合物的溶解性有关，反应式为：Au＋HNO3＋4HCl====H[AuCl4]＋NO↑＋2H2O，3Pt＋4HNO3＋18HCl====3H2[PtCl6]＋4NO↑＋8H2O。配合物的颜色和溶解性还与配合物的空间结构有关，如顺式[Pt(NH3)2Cl2]和反式[Pt(NH3)2Cl2]的溶解性和颜色等性质有一定的差异，其中顺式[Pt(NH3)2Cl2]为极性分子,根据相似相溶原理,它在水中的溶解度较大,具体情况见前面的表格。3.配合物的稳定性：配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越强,配合物越稳定.当作为中心原子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配位体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素就失去了输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。即时应用2.配合物CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，H2O、Cl－和Cr3＋有三种不同的连接方式，形成三种物质：一种呈紫罗兰色、一种呈暗绿色、一种呈亮绿色。将它们配成相同物质的量浓度溶液，各取相同体积的溶液，向其中分别加入过量的AgNO3溶液，完全反应后，所得沉淀的物质的量之比为3∶2∶1。(1)请推断出三种配合物的内界，并简单说明理由；(2)写出三种配合物的电离方程式。解析：CrCl3·6H2O的中心原子Cr3＋的配位数为6，H2O和Cl－均可作配位体，则其化学式可表示为：[Cr(H2O)6－nCln]Cl3－n·nH2O，当其与AgNO3反应时，只有外界的氯离子可形成AgCl沉淀，再根据它们与AgNO3反应时生成AgCl沉淀的物质的量之比为3∶2∶1，可知分