2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細解析 金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法 新課標.doc

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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細解析 金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法 新課標 教學(xué)目標 知識技能：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)：通過分析和討論，培養(yǎng)學(xué)生對金屬單質(zhì)性質(zhì)和制法進行歸納重組，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：通過對金屬活動性順序和原子結(jié)構(gòu)的理解，進行“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：通過問題的分析、討論，引導(dǎo)學(xué)生掌握實踐歸納、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、難點 重點：金屬單質(zhì)的性質(zhì)：金屬活動性順序的理解和應(yīng)用。 難點：金屬活動性順序的理解和應(yīng)用。 教學(xué)過程設(shè)計 教師活動 【板書】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（見右側(cè)）。 【提問】金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征是什么？ 學(xué)生活動 記筆記，開始回憶標題中的相關(guān)內(nèi)容。 【板書】 ①原子最外層電子：一般≤3個。 ②價電子：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離子r原子＞r陽離子 【板書】二、金屬的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 1．金屬晶體 【講述】金屬晶體是由金屬陽離子通過自由電子的強烈相互作用（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 下列說法正確嗎？為什么？ （1）含有金屬陽離子的晶體一定含有陰離子。 （2）在離子晶體中既有陰離子，又有金屬陽離子。 （3）離子晶體的化合物其熔點一定高于金屬晶體。 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離子不是金屬陽離子。 （3）不正確。不同金屬晶體熔點高低有的相差較大，如鎢的熔點3410℃，而離子晶體的熔點一般在800℃左右。 【板書】 2．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常稱為______。 （3）在金屬中，熔點最低的是______，硬度最大的是______。 引導(dǎo)學(xué)生思考、回答。 回答：（1）4.5gcm-3，Cu、Hg、Ag、Pb、Ba （2）黑色金屬 （3）Hg、Cr 【板書】三、金屬的化學(xué)性質(zhì) 【講述】金屬原子易失去價電子成為陽離子，因而表現(xiàn)出較強的還原性。由于不同的金屬原子結(jié)構(gòu)、原子半徑的不同，表現(xiàn)的還原性也有強弱不同。 【提問】請寫出金屬活動性順序，并按它們的活動性順序把有關(guān)反應(yīng)的難易條件總結(jié)出來。 （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） 金屬活動性順序： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 金屬活動性（還原性）：由強→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，并寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （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，并寫出有關(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：（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；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，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順序是______。 判斷金屬活動性強弱順序，也就是判斷出金屬在反應(yīng)中失去電子的難易?？梢愿鶕?jù)金屬活動性順序和金屬元素在周期表中位置結(jié)合試題進行分析、判斷。 由①：氧化性E離子＞D離子，說明金屬性D＞E。 由②：A能從鹽溶液置換出E，說明金屬性A＞E。 由③：根據(jù)原電池工作原理，活潑金屬為負極，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性順序相反，說明金屬性強弱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，金屬的活動性順序為：C＞A＞D＞E＞B。 【答案】C＞A＞D＞E＞B。 【小結(jié)】本節(jié)只對金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)規(guī)律進行了總結(jié)，不同的金屬特性，將在以后的課中復(fù)習(xí)。 【板書】四、金屬的冶煉 【提問】什么是金屬的冶煉？其本質(zhì)上是怎樣的一個過程？ 引導(dǎo)學(xué)生分析，回答，并進行筆記整理（見右側(cè)內(nèi)容）。 原理：將金屬化合物或礦石通過還原反應(yīng)的方法使金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)的過程。 【投影】設(shè)計化學(xué)方法怎樣實現(xiàn)Ag+→Ag。 要求寫出各方案的原理，并寫相應(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++NH3H2O=AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3H2O=Ag（NH2）2++OH-+2H2O 方案C：電解法：粗Ag為陽極，精Ag為陰極，NO3-溶液為電解液。 4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3 【提問】在溶液中能實現(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，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、Hg、Ag、Pt、Au、 熔融電解法　　　　　　 高溫還原劑法　　　　　　　 加熱法　　　　　 溶液電解法 金屬陽離子：得電子（氧化性）：弱→強 【投影——內(nèi)容見右】 【提問】請同學(xué)通過Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法，寫出化學(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．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)后過濾，再往溶液中（假設(shè)無損耗）加入0.01 mol乙，整個過程中放出氫氣的量最多的是 （　　　 ） 3．下列敘述中，可以說明金屬甲的活動性比金屬乙的活動性強的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） 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．同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強 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，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)，會有單質(zhì)d析出；③C跟強堿溶液反應(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 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） 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X、Y都是金屬時，X一定比Y活潑 B．當X、Y都是非金屬時，Y一定比X活潑 C．當X是金屬時，Y可能是金屬，也可能是非金屬 D．當X是非金屬時，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標準狀況下的氧氣混合，通過水中恰好完全被吸收。則原金屬混合粉末中銅的質(zhì)量分數(shù)為　　　　 （　　　 ） A．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，停止加熱后使反應(yīng)進行完全，冷卻后，向所得固體加入足量的鹽酸，在標準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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） 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；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．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____。 ①一價金屬和二元酸　　　　　　　　　　 ②二價金屬和二元酸 ③三價金屬和二元酸　　　　　　　　　　 ④三價金屬和一元酸 ⑤二價金屬和三元酸　　　　　　　　　　 ⑥一價金屬和一元酸 12．用鈉、鎂、鋁分別與鹽酸反應(yīng)，填寫下面幾種情況的空白。 （1）稱取相同質(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______________。 （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________________________。 （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)時所消耗的鈉、鎂、鋁的質(zhì)量比為_____________；物質(zhì)的量之比為__________。 13．X、Y、Z是主族元素的單質(zhì)，U、V的化合物。它們會有如下反應(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，請寫出符合①式的3個不同的化學(xué)方程式，并要求3個式子中的3種X和3種Y，分別由不同族的元素組成。 _____________________________________________。 （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______。 14．在標準狀況下進行下列實驗，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______molL-1，在表中可作為計算依據(jù)的是（填寫實驗序號，要求全部寫出）：___________________________________。 （2）根據(jù)實驗序號______中的數(shù)據(jù)，可計算出鎂、鋁合金中鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為___________________。 15．11.5g鋁、銅、鎂合金溶于足量鹽酸中，直到反應(yīng)無氣體放出，收集到的氣體在標準狀況下體積為5.6L。將反應(yīng)的不溶物溶于足量稀硝酸中時，被還原的HNO3的質(zhì)量為4.2g。試計算合金中各金屬成分的質(zhì)量分數(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 molL-1　 乙、丙 （2）甲1∶1 15．Al：23.48％；Cu：55.65％；Mg：20.87％