2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細(xì)解析 金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法 新課標(biāo)
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1、2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細(xì)解析 金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法 新課標(biāo) 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)技能:根據(jù)金屬元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)特征,歸納、整理金屬單質(zhì)的性質(zhì)和制法內(nèi)在規(guī)律。 能力培養(yǎng):通過(guò)分析和討論,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)金屬單質(zhì)性質(zhì)和制法進(jìn)行歸納重組,統(tǒng)攝整理和綜合演繹能力,并能做“意義記憶”和“邏輯記憶”的能力。 科學(xué)思想:通過(guò)對(duì)金屬活動(dòng)性順序和原子結(jié)構(gòu)的理解,進(jìn)行“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)與制法”的辯證唯物主義教育。 科學(xué)方法:通過(guò)問(wèn)題的分析、討論,引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)踐歸納、總結(jié)、探究式學(xué)習(xí)方法,逐步形成學(xué)習(xí)方法的新模式。 重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn):金屬單質(zhì)的性質(zhì):金屬活動(dòng)性順序的理解和應(yīng)用。
2、 難點(diǎn):金屬活動(dòng)性順序的理解和應(yīng)用。 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 教師活動(dòng) 【板書(shū)】一、金屬元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)特征 【講解】在已發(fā)現(xiàn)的109種元素中,除22種非金屬元素外,其余87種都屬于金屬元素。它們位于周期表中的位置如下所示(見(jiàn)右側(cè))。 【提問(wèn)】金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征是什么? 學(xué)生活動(dòng) 記筆記,開(kāi)始回憶標(biāo)題中的相關(guān)內(nèi)容。 【板書(shū)】 ①原子最外層電子:一般≤3個(gè)。 ②價(jià)電子:主族——最外層電子; 副族——最外層+次外層電子。 ③半徑: 同一周期原子r金屬>r非金屬; 同一元素的原子和陽(yáng)離子r原子>r陽(yáng)離子 【板書(shū)】二、金屬的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 1.金屬晶體
3、【講述】金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子通過(guò)自由電子的強(qiáng)烈相互作用(即金屬鍵)形成的晶體。這一結(jié)構(gòu)特征決定了金屬具有的通性。 回憶筆記: 【投影】 例題1 下列說(shuō)法正確嗎?為什么? (1)含有金屬陽(yáng)離子的晶體一定含有陰離子。 (2)在離子晶體中既有陰離子,又有金屬陽(yáng)離子。 (3)離子晶體的化合物其熔點(diǎn)一定高于金屬晶體。 引導(dǎo)學(xué)生思考、回答。 回答:(1)不正確。在金屬晶體內(nèi)就不存在陰離子。 (2)不正確。由銨根離子形成的離子晶體所含的陽(yáng)離子不是金屬陽(yáng)離子。 (3)不正確。不同金屬晶體熔點(diǎn)高低有的相差較大,如鎢的熔點(diǎn)3410℃,而離子晶體的熔點(diǎn)一般在800℃左右。 【板書(shū)】 2
4、.金屬的物理性質(zhì) 【講述】金屬都具有金屬光澤、良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。而密度、顏色、硬度、熔點(diǎn)等,不同金屬之間存在一定的差別。 【投影】 例題2 判斷、填空題: (1)金屬可分為重金屬和輕金屬,其中密度大于______的叫做重金屬,如(舉5種)_______。 (2)金屬又可分為黑色金屬和有色金屬,其中Fe、Cr、Mn常稱(chēng)為_(kāi)_____。 (3)在金屬中,熔點(diǎn)最低的是______,硬度最大的是______。 引導(dǎo)學(xué)生思考、回答。 回答:(1)4.5g·cm-3,Cu、Hg、Ag、Pb、Ba (2)黑色金屬 (3)Hg、Cr 【板書(shū)】三、金屬的化學(xué)性質(zhì) 【講述】金屬原
5、子易失去價(jià)電子成為陽(yáng)離子,因而表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性。由于不同的金屬原子結(jié)構(gòu)、原子半徑的不同,表現(xiàn)的還原性也有強(qiáng)弱不同。 【提問(wèn)】請(qǐng)寫(xiě)出金屬活動(dòng)性順序,并按它們的活動(dòng)性順序把有關(guān)反應(yīng)的難易條件總結(jié)出來(lái)。 (指導(dǎo)學(xué)生討論回答,并填表整理) 討論回答(并列表投影展示) 金屬活動(dòng)性順序: K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 金屬活動(dòng)性(還原性):由強(qiáng)→弱 與O2: 與Cl2: 與水: 與酸: 與鹽: 【投影】下圖表示物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系: (1)若單質(zhì)甲為金屬,單質(zhì)乙為非金屬,指出它們的物質(zhì)名稱(chēng),并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程
6、式。 (2)若單質(zhì)甲為非金屬,單質(zhì)乙為金屬,指出它們的物質(zhì)名稱(chēng),并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 分析、討論: ①X+甲→Y+丙,是置換反應(yīng)。 ②X與Z都是含Z、丙兩種元素的化合物,則:X+丙→Z,為相同元素的不同價(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化,可以考慮下列化合物轉(zhuǎn)化的有: CO2 CO; FeBr2 FeBr3; FeCl2 FeCl3; FeCl3 FeCl2; SO2 SO3; NO NO2等。 ③若甲為金屬,乙為非金屬,能形成X與甲置換關(guān)系的可能有: 由于單質(zhì)丙的不一致性,后者可以刪去,答案只有前者。 ④若甲為非金屬,乙為金屬,能形成X與甲置換關(guān)系的只有: 答案
7、:(1)X:二氧化碳;Z:一氧化碳;Y:氧化鎂 甲:鎂;乙:氧氣;丙:碳(化學(xué)方程式從略)。 (2)X:溴化鐵;Y:氯化亞鐵;Z:溴化鐵; 甲:氯氣;乙:鐵;丙:溴。(化學(xué)方程式從略) 【投影】有 A、B、C、D、E五種金屬。已知:①E的氧化產(chǎn)物比D的氧化產(chǎn)物氧化能力強(qiáng);②A投入E的鹽溶液中可得E單質(zhì);③在以A、D為極板形成的原電池中,D極上發(fā)生還原反應(yīng);④電解含有A、B、C、E離子的鹽溶液時(shí),B離子最先在電極上放電,其次是 E離子,而A、C離子則不能在電極上放電;⑤C的碳酸鹽的溶解度大于它的酸式碳酸鹽。推出五種金屬的活動(dòng)順序是______。 判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序,也就是判斷出金
8、屬在反應(yīng)中失去電子的難易??梢愿鶕?jù)金屬活動(dòng)性順序和金屬元素在周期表中位置結(jié)合試題進(jìn)行分析、判斷。 由①:氧化性E離子>D離子,說(shuō)明金屬性D>E。 由②:A能從鹽溶液置換出E,說(shuō)明金屬性A>E。 由③:根據(jù)原電池工作原理,活潑金屬為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);不活潑金屬為正極,發(fā)生還原反應(yīng),說(shuō)明A>D。 由④:根據(jù)金屬離子在溶液中放電順序一般恰好與金屬活動(dòng)性順序相反,說(shuō)明金屬性強(qiáng)弱A(或C)>E>B。 由⑤:只有堿金屬元素才具有碳酸鹽的溶解度大于相應(yīng)酸式碳酸鹽的溶解度。 總結(jié)分析,金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋篊>A>D>E>B。 【答案】C>A>D>E>B。 【小結(jié)】本節(jié)只對(duì)金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)規(guī)律
9、進(jìn)行了總結(jié),不同的金屬特性,將在以后的課中復(fù)習(xí)。 【板書(shū)】四、金屬的冶煉 【提問(wèn)】什么是金屬的冶煉?其本質(zhì)上是怎樣的一個(gè)過(guò)程? 引導(dǎo)學(xué)生分析,回答,并進(jìn)行筆記整理(見(jiàn)右側(cè)內(nèi)容)。 原理:將金屬化合物或礦石通過(guò)還原反應(yīng)的方法使金屬陽(yáng)離子還原成金屬單質(zhì)的過(guò)程。 【投影】設(shè)計(jì)化學(xué)方法怎樣實(shí)現(xiàn)Ag+→Ag。 要求寫(xiě)出各方案的原理,并寫(xiě)相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式。 學(xué)生分析、討論: 方案A:置換法。用鐵置換出銀: 2Ag++Fe=Fe2++2Ag↓ 方案B:銀氨溶液還原法。先使Ag+轉(zhuǎn)化成銀氨溶液,然后用葡萄糖溶液去還原: 2Ag++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+ AgOH+
10、2NH3·H2O=Ag(NH2)2++OH-+2H2O 方案C:電解法:粗Ag為陽(yáng)極,精Ag為陰極,NO3-溶液為電解液。 4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3 【提問(wèn)】在溶液中能實(shí)現(xiàn)Mg2+→Mg;Al3+→Al和Na+、Na嗎?為什么? 學(xué)生:Na+、Mg2+、Al3+的得電子能力比溶液中的H+強(qiáng),所以很難被還原成金屬。 【講解】 由此可以看出,隨著不同金屬的陽(yáng)離子的氧化能力不同,主要有:電解法、還原劑法、加熱法等,我們可以根據(jù)金屬活動(dòng)順序把金屬冶煉的方法規(guī)律總結(jié)如下: 學(xué)生思考、記筆記: K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)Cu、
11、Hg、Ag、Pt、Au、 熔融電解法 高溫還原劑法 加熱法 溶液電解法 金屬陽(yáng)離子:得電子(氧化性):弱→強(qiáng) 【投影——內(nèi)容見(jiàn)右】 【提問(wèn)】請(qǐng)同學(xué)通過(guò)Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法,寫(xiě)出化學(xué)方程式。 學(xué)生回答: ①Na和Al用熔融電解法冶煉: 2NaCl 2Na+Cl2↑ 2Al2O3 4Al+3O2↑ ②Fe用高溫還原劑法: Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑ ③Hg用加熱法或溶液電解法: 2HgO 2Hg+O2↑ 2Hg(NO3)2+2H2O 2Hg↓+O2↑+4HNO3 精選題 一、選擇題 1
12、.下列質(zhì)量相同的各組金屬混合物,分別與足量的鹽酸反應(yīng),在相同狀況下產(chǎn)生H2的體積也相同。其中含鋁的質(zhì)量最少的金屬混合物是 ( ) A.Fe和Al B.Zn和Al C.Mg和Al D.Na和Al 2.下表中的各組元素的單質(zhì),將0.02 mol甲放入1L 0.01 mol· L-1的鹽酸中,完全反應(yīng)后過(guò)濾,再往溶液中(假設(shè)無(wú)損耗)加入0.01 mol乙,整個(gè)過(guò)程中放出氫氣的量最多的是 ( ) 3.下列敘述中,可以說(shuō)明金屬甲的活動(dòng)性比金屬乙的活動(dòng)性強(qiáng)的是
13、 ( ) A.在氧化還原反應(yīng)中,甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多 B.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng) C.甲能跟稀硫酸反應(yīng)放出氫氣,而乙則不能 D.將甲、乙作電極組成原電池時(shí),甲溶解了,乙放出H2 4.a(chǎn)、b、c、d、e分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種。已知:①a、C都能跟稀硫酸反應(yīng)放出氣體;②b跟d的硝酸鹽溶液反應(yīng),會(huì)有單質(zhì)d析出;③C跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氣體;④c、e在冷濃硝酸中發(fā)生鈍化。由此可判斷a、b、c、d、e依次為
14、 ( ) A.Fe、Cu、Al、Ag、Mg B.Al、Cu、Mg、Ag、Fe C.Mg、Cu、Al、Ag、Fe D.Mg、Ag、Al、Cu、Fe 5.某單質(zhì)X能從鹽的溶液中置換出單質(zhì)Y。由此可知 ( ) A.當(dāng)X、Y都是金屬時(shí),X一定比Y活潑 B.當(dāng)X、Y都是非金屬時(shí),Y一定比X活潑 C.當(dāng)X是金屬時(shí),Y可能是金屬,也可能是非金屬 D.當(dāng)X是非金屬時(shí),Y可能是金屬,也可能是非金屬 6.相等物質(zhì)的量的短周期金屬元素單質(zhì)A和B,分別加入足量的酸,其中A中加入的是鹽酸,B中
15、加入的是稀硫酸,二者完全反應(yīng)后生成的H2體積分別為VA和VB(同溫、同壓下),并且VA≠VB。若要確定反應(yīng)生成物中A和B的陽(yáng)離子電荷數(shù),至少還需要給出的數(shù)據(jù)有 ( ) A.VA和VB的比值(即VA/VB) B.VA的值或VB的值 C.A和B的摩爾質(zhì)量 D.鹽酸和稀硫酸物質(zhì)的量濃度 7.14.0g的銅、銀金屬混合粉末,跟足量的某濃度的硝酸反應(yīng),將放出的氣體與1.12L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣混合,通過(guò)水中恰好完全被吸收。則原金屬混合粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( ) A
16、.68.86% B.45.71% C.22.86% D.11.43% 8.將8.4g鐵粉和3.2g硫粉均勻混合加熱至紅熱時(shí),停止加熱后使反應(yīng)進(jìn)行完全,冷卻后,向所得固體加入足量的鹽酸,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下得到的氣體體積是 ( ) A.1.12L B.2.24L C.3.36L D.4.48L 9.相等物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁分別與相等質(zhì)量且過(guò)量的稀硫酸反應(yīng),反應(yīng)完全后三種溶液的質(zhì)量(用m金屬表示)大小關(guān)系為
17、 ( ) A.mNa>mMg>mAl B.mNa=mMg=mAl C.mNa=mMg<mAl D.mNa<mMg<mAl 10.鉈(Tl)是硼族元素,是超導(dǎo)體材料的組成元素之一,下列關(guān)于鉈的敘述可能不正確的是 ( ) ①是易導(dǎo)電的銀白色金屬;②反應(yīng)后能生成+3價(jià)的化合物;③Tl(OH)3是兩性氫氧化物;④Tl3+的氧化能力比Al3+氧化能力強(qiáng);⑤金屬鉈能跟稀HNO3反應(yīng)生成硝酸鹽。 A.①、② B.②、③ C.④、⑤ D.
18、③、④ 二、非選擇題 11.如果1 mol金屬投入含1 mol酸的溶液中產(chǎn)生1 mol H2,下列哪種情況是可能的____。 ①一價(jià)金屬和二元酸 ②二價(jià)金屬和二元酸 ③三價(jià)金屬和二元酸 ④三價(jià)金屬和一元酸 ⑤二價(jià)金屬和三元酸 ⑥一價(jià)金屬和一元酸 12.用鈉、鎂、鋁分別與鹽酸反應(yīng),填寫(xiě)下面幾種情況的空白。 (1)稱(chēng)取相同質(zhì)量的鈉、鎂、鋁,然后再分別與足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣在通常條件下的體積比為_(kāi)_____________。 (2)取相同物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁,后再分別與足量的鹽酸反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量比為_(kāi)______
19、_________________。 (3)如果要制取相同體積的氫氣(同溫、同壓下),與足量鹽酸分別反應(yīng)時(shí)所消耗的鈉、鎂、鋁的質(zhì)量比為_(kāi)____________;物質(zhì)的量之比為_(kāi)_________。 13.X、Y、Z是主族元素的單質(zhì),U、V的化合物。它們會(huì)有如下反應(yīng)(式中的反應(yīng)系數(shù)和條件均已略去): ①X+U→V+Y ②X+Z→V ③Y+Z→U (1)若X、Y的組成元素不是同一族,請(qǐng)寫(xiě)出符合①式的3個(gè)不同的化學(xué)方程式,并要求3個(gè)式子中的3種X和3種Y,分別由不同族的元素組成。 _________________________________
20、____________。 (2)今有某化合物W,它跟化合物U或CO2反應(yīng),都能生成單質(zhì)Y。符合題設(shè)的3個(gè)反應(yīng)式關(guān)系的單質(zhì)X是______,單質(zhì)Y是______,單質(zhì)Z是______,化合物W為_(kāi)_____。 14.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),甲、乙、丙各取30.0mL同濃度的鹽酸,加入同一鎂、鋁合金粉末產(chǎn)生氣體,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下: (1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_____mol·L-1,在表中可作為計(jì)算依據(jù)的是(填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)序號(hào),要求全部寫(xiě)出):___________________________________。 (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)______中的數(shù)據(jù),可計(jì)算出鎂、鋁合金中鎂和鋁的物
21、質(zhì)的量之比為_(kāi)__________________。 15.11.5g鋁、銅、鎂合金溶于足量鹽酸中,直到反應(yīng)無(wú)氣體放出,收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L。將反應(yīng)的不溶物溶于足量稀硝酸中時(shí),被還原的HNO3的質(zhì)量為4.2g。試計(jì)算合金中各金屬成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答 案 一、選擇題 1.C 2.B 3.C、D 4.C 5.A、C 6.A 7.C 8.C 9.C 10.D 二、非選擇題 11.②③⑤ 12.(1)23∶12∶9 (2)1∶2∶3 (3)23∶12∶9 6∶3∶2 13.(1)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 2Mg+CO2=2MgO+C 2F2+2H2O=4HF+O2↑ (2)F2 O2 H2 Na2O2 14.(1)1 mol·L-1 乙、丙 (2)甲1∶1 15.Al:23.48%;Cu:55.65%;Mg:20.87%
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