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元素及其化合物知识复习思路

元素及其化合物知识复习思路
元素及其化合物知识复习思路

元素及其化合物知识复习思路

高考化学总复习一般分三轮展开:第一轮复习的主要内容是学科内主干知识的复习与学科能力的培养(一般安排在先年9月至次年3月),第二轮复习的主要内容是热点(或专题)复习与综合能力的培养(一般安排在次年3月至4月),第三轮复习的主要内容是套题训练与查漏补缺(一般安排在次年5月)。元素化合物知识是中学化学的重要组成部分,是其它版块研究的具体对象。从备考复习角度讲这部分知识也是高考命题的重要热点之一,况且化

学实验、化学计算、化学原理等也常把元素化合物作为背景和载体。因此,复习中应把这部

分内容放在必须导深、导活、导透的战略高度来认识。

由于元素化合物涉及到的知识点太多,且许多都是描述性的,内容繁杂零碎,需要理解和记忆的东西分散、不系统,因此复习使用起来不太容易。鉴于这些特点,在进行专题复习

时应着重抓好如下几点。

一、深入研究教材和《考试大纲》,明确每个知识点的要求

每年的《考试大纲》都有细微的变化,但一些已经明确不要求的知识点(如HCI的实

验室制法、H2S的性质、硝酸盐的化学性质)就没有必要再去“深挖洞”了;而一些与社会生活生产实际有密切的知识点(如O3、H2O2、光化学烟雾以及其它环境的污染与保护涉及

到的知识)就必须高度重视。再比如铜及其化合物、酸式盐等知识,在教材中极其分散,《考试大纲》也没有明确要求,但从近年实际情况看必须进行深入研究。下面是笔者设计的酸式

盐知识专题复习内容:

(一)酸式盐的定义:酸式盐是多元酸中的氢离子部分被碱中和的产物,它由金属阳离

子(或NH4+)和酸式酸根离子构成,例如KHS04、NaHS、NH 4HCO 3等。

(二)酸式盐的类别:为了研究的方便,一般可把酸式盐分成强酸酸式盐(硫酸氢盐)、弱酸酸式盐(非硫酸氢盐)两大类。

(三)酸式盐的形成

1、不足量碱与多元酸反应,例如:H2SO4+NaOH==NaHSO 4+H2O;

2、正盐与对应的酸反应,例如:Na2CO3+H2O+CO2==2NaHCO 3;

3、弱酸正盐与少量强酸的反应,例如:Na2CO3+HCI==NaHCO 3+NaCI ;

4、过量的酸性氧化物跟少量的可溶性碱溶液反应,例如:CO2(过量)+NaOH==NaHCO 3;

5、过量的酸性氧化物与少量相应酸的正盐或更弱酸的盐反应,例如:

Na2CO3+CO2+H2O==NaHCO 3

NaAIO 2+CO2+2H2O==NaHCO 3+AIQH)3 J

(四)酸式盐在水中的溶解性:绝大多数的酸式盐易溶于水,而且酸式盐的溶解度大于

正盐,例如Ca(HCO3)2> CaCO3、Mg(HCO 3)2> MgCO3,但是碱金属元素中有例夕卜——W2CO3 在水中的溶解度就比NaHCO3要大。

五)酸式盐的化学性质

1、热稳定性

(1)热稳定性大小顺序一般为:正盐〉酸式盐〉对应酸,例如:Na2CO3受热难分解、

2 NaHCO3?Na2CO3+CO2+H2O、H2CO3=CO2? +H2O。

(2)一般说来,多元弱酸(如H2CO3、H2SO3)易分解,其酸式盐受热也易分解,例

如:2NaHSO3=Na2SO3+SO2+H2O;多元酸较稳定,其酸式盐也较稳定,例如:H2SO4较H2CO3 稳定,则NaHSO4要较NaHCO3稳定。

2、酸式盐与碱的反应

(1)强酸的酸式盐

具有强酸的性质,例如:NaHS04 +NaOH==Na 2SO4+H 2O (其离子方程式为

H++0H-==H20), NaHC03+ NaHS04== Na2SO4+CO2f +H2O (其离子方程式为HC03-+H+== CO2T

+H2)。

(2)弱酸酸式盐

弱酸酸式盐具有H+的某些性质,能与碱反应。例如:NaHCO s + NaOH == Na 2CO3+H2O (其离子方程式为HCO3-+OH-==CO32-+H2O), Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2==CaC0 3 +H2O (其离子方程式为Ca2++HCO3-+OH-==CaCO3J +H2O)。

3、弱酸酸式盐与强酸的反应

例如:NaHC03+ HCl ==NaCl+CO 2T +H20(其离子方程式为HC0 3-+H+== CO2T +H2O)。当然,酸式盐仍然是盐,肯定能体现盐的某些性质一一包括金属阳离子(或NH4+)和

酸根离子的某些性质。

(六)酸式盐的水解与电离

1、酸式盐的水解

水解的规律是"有弱才水解、越弱越水解",例如:HCO3-+H2O= H2CO3+OH-。

弱酸酸式盐与某些弱碱强酸盐溶液混合时可能发生“双水解反应”,例如:AICI 3+

3NaHC0 3=====AI(0H)3 J +3C0 2 f +3NaCI。

2、酸式盐的电离

(1)水溶液中

①NaHC0 3==Na++ HCO 3-、HCO 3= H++CO32-

②NaHS04== Na++ H++ SO42-(或NaHS04= Na++ HS04-)

(2)熔化状态下

①2NaHCO3 (熔)==Na2CO3+CO2+H2O (NaHC03在熔化状态下不存在,要分解),Na2CO3 (熔)==2Na++CO32-。

②NaHS04== Na++ HS04-。

3、酸式盐水溶液的酸碱性

酸式盐溶于水后,溶液的酸碱性与酸式阴离子的电离和水解程度的大小有关,如果电离

大于水解,则溶液显酸性;如果电离小于水解,则溶液显碱性。所以酸式盐溶液不一定显酸

性,相反,绝大多数酸式盐水溶液显碱性,只有HSO4-、H2PO4-、HS03-等盐的水溶液显酸性。

(七)涉及酸式盐的常考题型

1、酸式盐与碱反应的离子方程式问题

(1)单纯“中和”,如前述NaHS04 +NaOH ==Na 2SO4+H20的离子方程式为H++0H-=H20, NaHC03 + NaOH = Na 2CO3+H2O 的离子方程式为HC0 3-+0H-==CO32-+H2O , NaHCO 3+ NaHS04== Na2SO4+CO2 f +H20的离子方程式为HC03-+H+== CO2 f +H2O。

(2)既“中和”又“沉淀”

①NaHS04 (少量)+Ba(OH)2的离子方程式为:H++SO42-+Ba2++OH-==BaS04 J +H2O;

NaHS04 (过量)+Ba(OH)2的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++SO42-== BaS04 J +2H2O。

②Ca(HCO3)2 + NaOH (少量)的离子方程式为:0H-+ Ca2++HCO3-== CaCO3J +H2O; Ca

(HCO3)2 + NaOH (过量)的离子方程式为:Ca2++2HCO 3-+2OH -== CaCO3 J +2H2O。

书写这类离子方程式的诀窍是“设少为1,以少定多”一一设量少的物质为1mol,根据

其电离产生的离子物质的量,确定量多物质有关离子的用量(它们需多少便有多少)。

但要注意:Mg(HCO 3)2+NaOH (过量)的离子方程式为:Mg 2++2HCO3-+4OH-==

Mg(OH)2 J +2CO32-+2H2O,原因是Mg(OH)2比MgCO 3更难溶。

2、离子共存问题

(1)弱酸的酸式盐离子(如HCO3-、HS-等),不能与H+或0H-大量共存。

(2)HC03 -等弱酸酸式盐离子,在溶液中能与Al3+、Fe3+等离子发生双水解反应,因而

不能大量共存。

注意AI0 2-与HCO3-在溶液中也不能大量共存。这不是水解,而是因为AlO 2-的水解促进

了HCO3-的电离,其离子方程式为:AlO 2-+HCO 3-+H2O==AI(OH)3 J +CO32-。

(3)HS-、HSO3-等酸式盐离子通常具有还原性,因而不能与Fe3+、CIO -等具有强氧化

性的离子大量共存。

3、推断题。限于篇幅,这里从略。

二、充分运用理论的指导作用,把每个知识点导深、导活、导透

复习必须“树魂立根”一一树化学理论之魂、立元素及其化合物知识之根,充分运用理

论的指导作用,才能把每个知识点导深、导活、导透。重要的理论包括:

1、氧化还原反应理论:主要解决物质是否具有氧化性、还原性及其强弱等。例如,元

素处于最低价态时只可能具有还原性、处于最高价态时只可能具有氧化性、处于中间价态时

既可能具有还原性又可能具有氧化性。一般说来,元素处于高价且对应物质不稳定就具有强

氧化性,如HCIO、浓H2SO4、HNO2及其盐、HNO3及其盐;但如果物质稳定,即使元素处于最高价也没有强氧化性,如HCIO4及其盐(CIO4-稳定)、稀H2SO4及其盐(SO42-稳定)。

2、离子反应理论和电解质溶液理论:主要解决溶液中离子的种类和浓度、溶液的酸碱

性、离子之间是否发生反应一一包括离子互换反应、氧化还原反应、双水解反应和络合反应

等。例如FeCI3溶液的性质可以从以下方面去考虑:CI-的性质(沉淀性及还原性)、Fe3+的性质(沉淀性、水解性、氧化性、络合性);又如新制氯水的性质可以从以下方面去考虑:

3

性、同周期元素及其化合物的递变性、同主族元素及其化合物的相似性与递变性等。

4、化学键理论和晶体结构理论:主要解决物质结构、化学活性、稳定性、熔沸点、硬度、溶解性等。

5、化学反应速率与化学平衡理论:主要解决化学反应的快慢与进行的程度。

在复习每种物质(知识点)时,应引导学生按以下程序进行联想:

三、抓住两条主线,构建知识网络

在复习元素的单质及其化合物时首先列出以下两条知识主线: (一)非金属知识主线(六种)

气态氢化物J单质T氧化物T对应水化物T相应含氧酸盐

气态氢化物单质氧化物对应水化物相应含氧酸盐

HCI CI2CI2O HCI NaCIO、Ca(CIO) 2

H2S S SO2、SO3H2SO3、H2SO4Na2SO3、Na2SO4

NH3N2NO、NO2 、N2O5HNO3NaNO3、C U(NO3)2

PH3P P2O5HPO3- H3PO4Ca3(PO4)2、Ca(H2PO4)2 CH4C CO、CO2H2CO3CaCO3、Ca(HCO 3)2

SiH4Si SiO2H4SQ4、H2SQ3Na2SiO3、CaSiO3

单质氧化物对应水化物相应盐

Na Na2O、Na2O2NaOH Na2CO3、NaHCO3

Mg MgO Mg(OH) 2MgCI 2、Mg(HCO 3)2

AI Al 2O3AI(OH) 3Al 2(SO4) 3、NaAIO 2

Fe FeO、Fe2O3、Fe3O4Fe(OH)2、Fe(OH)3FeSO4、Fe2(SO4)3

Cu CU2O、CuO Cu(OH) 2CuSO4

四、把握各类物质性质的一般规律,注意特殊性

CuO+COj + H jO

CnSO4 -5M a0(蓝J

中学无机化学重点研究的物质有单质、氢化物、氧化物、酸、碱、盐六大类。

1、单质

(1)结构:分子组成可分为单原子分子、双原子分子、多原子分子。晶体结构可分为: 分子晶体、原子晶体、金属晶体。

(2)性质

① 金属单质:由于最外层电子数一般少于 4个,易失去外层电子而达到稳定结构, 所以

容易表现出还原性, 不会表现氧化性,主要研究与氧化性物质的化学反应,

故一般研究其与

非金属单质、氢化物(包括 H 20)、高价态氧化物(如 C02)、酸(分氧化性酸和非氧化性 酸)和盐的反应。当然也要注意一些特殊的反应,如某些金属(如

Al )可与强碱溶液反应,

又如某些金属(如 Fe 和Al )与浓H 2SO 4、浓HN0 3会发生钝化等。

② 非金属单质:由于最外层电子数一般比较多, 易得到电子达到稳定结构, 容易表现出

氧化性(当然也可以表现出还原性), 主要研究与还原性物质的化学反应,

故一般研究其与

金属单质、非金属单质(如 H 2)、氢化物(如 H 20)、氧化物(一般是金属氧化物)、酸、 碱和盐的反

应,也要注意一些特殊的反应,如

Si 与HF 、C 与浓H 2SO 4或浓HN03等。

2、氢化物

(1) 结构:分族研究,各族都有特定的结构,如第

VA 族氢化物是三角锥形。另外 F 、 0、N

与H 原子之间可形成氢键,会使物质的一些性质(如熔点、溶解度)表现出特殊性。

(2) 性质

①金属氢化物:主要研究其与水反应生成碱和 H 2。其本质是金属氢化物中一1价的氢与

水中+1价的氢之间发生归中反应。

②非金属氢化物:先判断水溶液的酸碱性, 若水溶液显酸性,则一般可以表现酸的通性, 可与单质、氧化物、碱反应。其次非金属氧化物易表现还原性,注意 与H 2S , NH 3与Cu0 , H 20与F 2等的反应。

3、氧化物

(1) 分类 -酸性氧化物(包括 Mn 207等)

L 成盐氧化物 J 碱性氧化物 氧化物

I 两性氧化物(Al 203

1不成盐氧化物(C0、N0)

.过氧化物等特殊氧化物

(2) 非氧化还原通性

① 酸性氧化物:与水反应只生成酸, 与碱性氧化物反应只生成盐, 水,与某些盐反应。

② 碱性氧化物:与水反应只生成碱, 与酸性氧化物反应只生成盐, 水,与某些盐反应。

③ 两性氧化物:兼有酸性氧化物、碱性氧化物的性质。 (3)氧化性还原性

氧化物里中心元素的化合价决定了氧化物的氧化性和还原性。

若处于中间价态,则一般

既可表现氧化性、又可表现还原性;若处于最高价态,则只能表现氧化性。例如

H 2O 2跟强

氧化性物质(如KMn0 4/H +)作用表现还原性,与强还原性物质(如H 2S )作用表现氧化性。

4、酸

酸分为含氧酸和无氧酸,又可分为非氧化性酸、氧化性酸和还原性酸,还可分为挥发性 酸和高沸点酸,强酸和弱酸,一元酸和多元酸。

(1) 一般性:①与酸碱指示剂作用; ②含氧酸一般由酸酐与水反应得到,一般溶于水,

放出大量热,并电离出 H +和相应酸根离子;③酸能与碱性氧化物、碱反应生成盐和水;④ 酸能与活泼金属发生置换反应放出

H 2 ;⑤酸能与某些盐发生复分解反应生成新盐和新酸。

(2) 特殊性:①一些氧化性酸与酸碱指示剂先显色后褪色;②

H 2SQ 3不溶于水,且不

能由Si02与水反应得到;③与碱或碱性氧化物反应生成的盐不一定是正盐;④强氧化性酸 与金属反应,不一定是置换反应;不一定放出气体;放出的气体也不一定是

H 2。

Mn0 2与浓盐酸,S02

与碱反应只生成盐和

与酸反应只生成盐和

5、碱

(1)一般性:①与酸碱指示剂作用;②可溶性碱可由碱性氧化物与水反应得到;碱溶于水放出大量热,不溶性碱受热易分解;③可与酸性氧化物、酸反应生成盐和水;④碱可与一些非金属单质发生歧化反应;⑤碱能与某些盐发生复分解反应生成新盐和新碱。

(2)特殊性:①强碱可与铝反应生成H2;②碱可使某些沉淀溶解,如NaOH溶液可溶解Al (OH)3 沉淀,氨水可溶解AgOH 沉淀(得到银氨溶液)。

6、盐

(1 )水溶性:钠盐、钾盐、铵盐均溶于水。碳酸盐大都不溶于水,而碳酸氢盐一般易溶于水。

(2)氧化性、还原性:①常见氧化性盐:Fe3+盐、KMnO 4/H+、NaClO ;②常见还原性盐:KI、Na2S、Na2SO3、Fe2+盐。

(3)特殊颜色:Fe3+(黄色)、F0 (浅绿色)、Cu2+(蓝色)、AgCI (白色)、AgBr (淡黄色)、AgI (黄色)、CuS (黑色)。

五、抓好“三个结合”,注重纵横联系元素及其化合物知识不仅与基本理论密切相关,也与实验、计算以及生产生活实际有密切的联系,在复习元素及其化合物时要将这三块内容穿插其中,使元素及其化合物知识与实验、计算以及生产生活实际融为一体。

1 、与实验结合化学是一门以实验为基础的学科,实验中除基本操作外,试剂保存、仪器洗涤、物

质的

制备、分离和提纯、检验、定量实验,特别是性质实验无不与元素化合物知识有关。复习元素及其化合物时,如果能结合一些典型实验进行教学,不但能提高学习兴趣,而且还能加深对知识的理解和运用。与实验结合结合时,要特别注意综合与创新。

实例1:在复习“ Fe2+”和“ Fe3"的相互转化关系时,可设计如下两组实验:(1)向

新制的FeCb溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液无明显变化,再向其中滴加氯水,观察现象;

(2 )取四支分别盛有FeCl3溶液的试管,再向其中三支试管中分别加入少量Fe粉,铜粉、

KI 溶液,观察产生的现象;并写出上述两组实验的有关反应方程式。通过上述实验,既复习了“ Fe2+”和“ Fe3+”的性质和相互转化关系,又复习了“Fe2*”和“ Fe3+”的检验。

实例2:使氯气依次通过湿的色布、浓硫酸、干燥的有色布条、FeCb溶液、氢硫酸、

KI 淀粉溶液和NaOH 溶液,各有什么现象?指出NaOH 溶液的3 个作用,写出有关化学方程式。这就把氯气的许多性质联系起来复习了。

实例3 :对SO2气体的性质可通过下列实验进行一一SO2通入哪种溶液中会出现下列现

象:(A )使澄色溶液变为无色;(B)使棕黄色溶液变为无色;(C)使紫色溶液变为红色;(D)使红色溶液变为无色,但加热后又变为红色;(E)使无色溶液变为浅黄色沉淀;(F)使无色溶液出现白色沉淀,继续通入过量的SO2,白色沉淀逐渐溶解。通过对问题的分析与

实验,把SO2的主要性质,即与溴水、FeCl3、石蕊、品红、氢硫酸、澄清石灰水等物质的

反应得到全面复习。

2、与计算结合

复习元素及其化合物的性质时,将定性深化为定量是必不可少的,与计算结合,既巩固加深了对物质性质的理解和运用,又可提高学生的分析和计算能力。例如CIO2、Cl2都是强

氧化剂,都可以消毒杀菌,与同质量的Cl2相比,CIO2具有更高的消毒效率计算相同质量的

CIO2消毒效率是Cl2的多少倍。又如在复习氮氧化物知识时,应穿插NO、NO2、O2、H2O 反应的有关计算。

3、与生产生活实际结合

在复习中,应尽可能将元素及其化合物知识与生产、生活、环境、自然、能源等实际问题紧密联系起来,使学生感到化学知识是有源之水、有本之木,学习化学知识不仅仅是为了应试,更重要的是具有实际的意义。同时,这也是激发学生学习兴趣的重要途径。

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