苏教版高三化学元素化合物专题复习学案（1）——元素化合物与STS的结合

高三化学元素化合物专题复习学案（1）元素化合物与STS的结合【复习目标】1、体验元素化合物与STS相结合的推断试题的特点，总结元素化合物的重点知识。2、体验工业流程试题中对元素化合物的考查方式，总结解答氧化还原试题注意的问题。3、学习元素化合物知识的梳理、归纳方法。【复习重点】1、重要的元素化合物知识的归纳、整理与强化。2、新情境下氧化还原反应的分析。【复习难点】新情境下氧化还原反应的分析。课前预习区【预习导读】元素化合物与STS科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）相结合是当今高考试题的重要方向之一，试题中涉及一些重要物质的特征性质、物质在生产生活中的应用、化学与新科技的联系等，这些知识是解答试题的重要条件。解题的关键有2个：一是抓住特征条件，迅速、正确地做出物质推断；二是根据化学原理、按照试题要求，准确、规范作出解答。请做好下列预习总结，并予以强化记忆。一、推断物质的重要特征条件重要物质的典型物理性质具体物质（离子）及颜色（1）焰色反应 （2）有色气体黄绿色 红棕色 （3）有色固体淡黄色 红棕色粉末 红褐色沉淀 蓝色沉淀 砖红色沉淀（固体） 黑色固体 （4）有色溶液黄色 蓝色 紫色 浅绿色 红色溶液 （5）无色无味的液体和气体液体 气体 （6）刺激性气味的气体 二、工业知识1、重要的矿物及主要成分矿物名称主要成分及用途（1）磁铁矿、赤铁矿、硫铁矿（2）铝土矿（3）石英石（4）孔雀石2、写出下列反应的化学方程式工业生产化学方程式使用催化剂的反应合成氨（铁触媒）硝酸工业（氨催化氧化）硫酸工业（二氧化硫的催化氧化）重要的电解铝（钠、镁）的冶炼氯碱工业制漂白粉尾气处理SO2NOX试剂Cl2NH3课堂讨论区【课堂提示】课堂是学习的主阵地，学习要紧跟课堂节奏，勤于动脑动手，将知识整理到学案上；与同学积极讨论、主动发言是暴露问题、解决问题的最好途径。课堂既要体验独立思考的深邃，也要体验交流讨论的乐趣。一、STS知识与物质推断【例题1】A、B、C均为钠的常见化合物，在空气中露置均易变质，且A在变质过程中伴有明显的颜色变化。已知B的阳离子和阴离子的物质的量之比为2:1，C是一种家用消毒剂的有效成分，D、F为常见单质气体，E为主要的大气污染物之一，H溶液显强酸性。它们可以发生如图所示的反应。水ABCDEFGH水浓盐酸稀盐酸催化剂加热完成下列各题：（1）A的一种重要用途是 ，检验A在空气中完全变质的试剂和现象为 。（2）B在空气中变质的化学方程式为 ，E、F与水反应的离子方程式为 。（3）A、C、E、F分别投入（或通入）石蕊试液中，观察到的现象是 。答案（1）供氧剂；蒸馏水，无气泡产生（或酚酞试液，溶液变红而不退去） （2）2Na2SO3+O2=2Na2SO4， Cl2+ SO2+ 2H2O = 4H+2Cl+ SO42（3）A、C中溶液先变蓝色后褪色，E中溶液变红色，F中溶液先变红色后褪色【总结1】1、物质的变质原因与防变质措施（1）物质在空气中变质的主要原因有哪几种？举例说明。与空气中的氧气反应：还原性物质如亚铁盐、亚硫酸钠等与空气中二氧化碳反应：氢氧化钠、氢氧化钙、氧化钙、过氧化钠等与空气中的水蒸气反应：金属钠、过氧化钠等（2）下列情况应采取什么措施防止物质变质？问题防变质措施药品保存绿矾、亚硫酸钠氢氧化钠、过氧化钠浓硝酸溶液配制硝酸银溶液硫酸亚铁溶液实验过程高温下，氢气或CO还原氧化铜或氧化铁的实验，防止铜或铁变质实验中制备氯化铁等易潮解的固体的实验利用氯化亚铁溶液和氢氧化钠溶液制备氢氧化亚铁2、物质的重要用途填写表格，整理用途用途具体物质净水剂 漂白剂 耐火材料 供氧剂 干燥剂 治疗胃酸过多 用作燃料的气体 光缆、半导体材料 思考讨论净水剂与杀菌剂有什么区别？用离子方程式表示明矾作净水剂的化学原理。从化学原理分析，漂白剂主要有几类？氯气、过氧化钠、次氯酸钠、二氧化硫遇到品红溶液有什么现象？二、工业流程【例题2】七水硫酸镁（MgSO47H2O）在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用。可利用化工厂生产硼砂的废渣M（主要成分是MgCO3，还含有MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3等杂质）来制取七水硫酸镁。已知：温度溶解度CaSO4Mg SO47H2O部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH沉淀pH Al(OH)35.2Fe(OH)33.2Fe(OH)29.7Mg(OH)211.2某些盐的溶解度随温度变化关系由废渣M制取七水硫酸镁的工艺流程如下：回答下列问题：（1）检验过滤后的滤液中含有Fe2+的试剂和现象是 。（2）氧化水解步骤中，加入NaClO溶液的目的是 ，离子方程式为 ，生产中若用ClO2代替NaClO，理论上1molNaClO可用 mol ClO2代替。水解的离子方程式为 。（3）沉淀C的化学式是 ，过滤需趁热过滤的理由是 。（4）上述生产中，调节溶液pH至5-6，采用加入废渣M而不是用NaOH等物质的理由是 。答案（1）高锰酸钾溶液，紫色退去。（2）将Fe2+氧化为Fe3+；6Fe2+3ClO3H2O2Fe(OH)3+ 4Fe3+3Cl或2Fe2+ClO2H+2Fe3+Cl+H2O；0.4；Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+；Al3+3H2OAl(OH)3+3H+（3）CaSO42H2O或CaSO4；防止温度降低时MgSO47H2O结晶析出。 （4）充分利用硫酸，降低成本。【总结2】1、如何理解下列问题（1）生产流程中的工业小常识工业常识含义酸溶（酸解）水洗煅烧（灼烧）循环操作（2）当试题中出现下列条件时，如何运用？金属元素氢氧化物沉淀的pH （控制酸碱度不使金属离子沉淀或让某些离子沉淀） 溶解度数据或溶解度曲线 （采用蒸发结晶还是冷却结晶分离出晶体）2、新情境下氧化还原反应的分析（1）如何选择氧化剂或还原剂？常见氧化剂及对应的还原产物氧化剂Cl2O2浓硫酸HNO3KMnO4(H+)、MnO2Fe3+NaClOH2O2还原产物常见还原剂及对应的氧化产物还原剂M(金属)I-(HI)S2-(H2S)CO、CH2NH3SO2、SO32-Fe2+H2O2氧化产物（2）氧化还原方程式的书写酸碱环境对产物的影响练习：（1）用KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失，写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式_。（不必配平）（2）写出硫酸亚铁溶液空气中变质的离子方程式_。（不必配平）（3）将下列补充下列反应产物，不必配平。亚硫酸钠溶液中通氯气：SO32-+ Cl2 SO42-+ Cl-酸性条件：Cr2O72-+ Fe2+ Cr3+ (1)4KIO22H2O2I24KOH(2)4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O(3)总结：反应中O2或氧原子的处理酸性条件下， O2与H+生成H2O；碱性或中性条件下，O2与H2O生成 OH-有关反应物、生成物中氧原子的处理 酸性溶液或中性：由H2O提供氧原子（生成H+）碱性溶液：由OH- 提供氧原子（生成H2O） 酸性溶液： 生成H2O (反应物中加H+ )碱性溶液或中性：生成 OH- (反应物中加H2O)课后巩固区【课后指导】典型物质的性质与用途永远是考试命题的素材和重点，元素化合物知识的有效复习方法之一就是及时整理、归纳总结、加强记忆和应用、提高解题能力。以下知识的梳理会让你的基础知识更加系统与牢固，典型试题的训练会让你的解题更加得心应手。一、高考元素化合物考查的重点知识请梳理下列知识，把你想到的写下来。一定要写出来哦！1、钠的化合物（1）过氧化钠电子式 （2）过氧化钠与水、二氧化碳反应的方程式2、铁的化合物（1）Fe2+和Fe3+相互转化Fe2+分别与氯气、次氯酸钠溶液、双氧水反应的离子方程式Fe3+分别与铁、铜、二氧化硫反应的离子方程式（2）Fe2+和Fe3+检验方法：检验某溶液中存在Fe2+或Fe3+检验某溶液中同时存在Fe2+和Fe3+3、铝及化合物（1）铝、氧化铝、氢氧化铝与强酸、强碱的反应的方程式（2）以Al3+盐、Al(OH) 4 _盐制备Al(OH)3的原理与试剂（3）铝热反应4、氯及其化合物（1）氯气与水、氢氧化钠溶液反应方程式（2）次氯酸钠等的强氧化性（与Fe2+溶液反应的离子方程式）5、硫及其化合物（1）二氧化硫、亚硫酸（亚硫酸根离子）的还原性（2）二氧化硫的漂白性（与其他漂白剂的不同）（3）亚硫酸根离子、硫酸根离子的检验 检验某溶液中存在亚硫酸根离子或硫酸根离子 检验某溶液中同时存在亚硫酸根离子和硫酸根离子6、氮及其化合物（1）硝酸的强氧化性（2）氨的还原性（3）铵离子的检验7、碳硅及其化合物（1）碳的还原性：高温下与水、氧化铜、二氧化硅等反应的化学方程式（2）碳酸钠与碳酸氢钠二、典型试题训练两题用时约20分钟，让你体验高考的成功与喜悦。你肯定行！1、物质A、E、F的焰色反应呈黄色，物质I的1个分子由4个原子组成并共含有10个电子，B、C、D、K在常温下都是气体单质，G在常温下是无色液体，反应都是用于工业生产的反应，各有关物质之间的相互反应转化关系如下图所示（部分反应条件已略去）：（1）物质A的电子式是 ，M的化学式为 ，。（2）01mol/LE水溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。（3）反应的离子方程式反应的化学方程式（4）反应中，若转移002mol电子后停止反应，溶液的体积是200mL，则此时溶液（不考虑电解产物的相互反应）的pH=_。（1） HClO（2）c（Na+）c（ClO-）c（OH-）c（H+）（3）Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O（4）132、近年来，湿法炼铜有了新进展，科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下，可以将黄铜矿氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O24CuSO42Fe2(SO4)32H2O，某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下：回答下列问题：（1）CuFeS2在反应1中做 （氧化剂或还原剂）。（2）反应2中通常使用CuO而不用NaOH调节溶液pH的原因是 ，滤渣2的成分为 （写化学式）。（3）写出反应3由CuSO4溶液经一步反应制备Cu的2个不同类型的离子方程式 ， 。（4）试剂a、试剂b分别为 ，操作1是 。（5）欲从溶液2中获得绿矾晶体，实验操作应为 、 、 。（6）取上述制得绿矾样品02863 g配成2500 mL溶液，用001000 molL一1的酸性KMnO4溶液进行滴定，当紫色不在退去时，用去2000 mL酸性KMnO4溶液，反应的离子方程式为 ，则FeSO47H2O的质量分数为 。（1）还原剂通电（2）防止溶液中引入新的杂质离子； Fe(OH)3 和CuO（3）Cu 2+ Fe Cu + Fe2+ ，2Cu 2+ 2H2O= 2Cu + 4H+ O2 （4）稀H2SO4、铁粉，过滤 （5）蒸发浓缩、冷却结晶、过滤（6）5Fe2+MnO4+8H+ 5Fe3+Mn2+4H2O，97.1%8