高中化学 第四章 金属及其化合物章末复习学案 新人教版必修11.docx

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高中化学第四章金属及其化合物章末复习学案新人教版必修11

金属及其化合物

一、硅及其化合物

【归纳总结】

1.二氧化硅和二氧化碳比较

二氧化硅

二氧化碳

类别

酸性氧化物

酸性氧化物

晶体结构

原子晶体

分子晶体

熔沸点

高

低

与水反应

不反应

CO2+H2O

H2CO3

与酸反应

SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O

不反应

与烧碱反应

SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O

少：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O

过：

NaOH+CO2=NaHCO3

与CaO反应

SiO2+CaO

CaSiO3

CaO+CO2==CaCO3

存在状态

水晶、玛瑙、石英、硅石、沙子

人和动物排放

2.硅以及硅的化合物的用途

物质

用途

硅单质

半导体材料、光电池（计算器、人造卫星、登月车、探测器）

SiO2

饰物、仪器、光导纤维、玻璃

硅酸钠

矿物胶

SiC

砂纸、砂轮的磨料

【题型过关】

例题1下列叙述中，正确的是（　　）

A．自然界中存在大量的单质硅

B．石英、水晶、硅石的主要成分都是二氧化硅

C．二氧化硅的化学性质活泼，能跟酸或碱溶液发生化学反应

D．自然界中二氧化硅都存在于石英中

答案

解析

B

自然界中硅元素含量很高，但都以化合态形式存在，A项错误；硅元素是亲氧元素，主要以氧化物和硅酸盐的形式存在，D项错误；二氧化硅的性质稳定，C项错误

例题2制备硅单质时，主要化学反应如下：

①SiO2（石英砂）＋2C（焦炭）

Si（粗硅）＋2CO↑；②Si（粗硅）＋2Cl2

SiCl4；③SiCl4＋2H2

Si（纯硅）＋4HCl，下列对上述三个反应的叙述中，不正确的是（　　）

A．①③为置换反应B．①②③均为氧化还原反应

C．②为化合反应D．三个反应的反应物中硅元素均被还原

答案

解析

D

在反应②中Si元素化合价升高，被氧化

例题3将过量的CO2分别通入：

①CaCl2溶液　②浓Na2SiO3溶液　③Ca（OH）2溶液　④饱和Na2CO3溶液。

最终溶液中有白色沉淀析出的是（　　）

A．①②③④B．②④C．①②③D．②③

答案

解析

B

CO2溶于水：

CO2＋H2O

H2CO3，H2CO3的酸性比盐酸弱，而比硅酸强。

根据酸与盐反应的规律，CO2通入CaCl2溶液无明显现象；过量的CO2通入浓Na2SiO3溶液中有白色沉淀H2SiO3生成；CO2通入Ca（OH）2溶液至过量，Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O，CaCO3＋H2O＋CO2===Ca（HCO3）2，最终生成Ca（HCO3）2而无沉淀；过量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：

Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3↓，生成的NaHCO3溶解度比Na2CO3溶解度小而结晶析出，故选B

例题4下图是利用二氧化硅制备硅及其化合物的流程，下列说法正确的是（　　）

A．SiO2属于两性氧化物B．酸性：

H2SiO3＞H2CO3

C．硅胶吸水后可重复再生D．图中所示转化反应都是氧化还原反应

答案

解析

C

SiO2是酸性氧化物；酸性：

H2CO3＞H2SiO3；图中有的转化反应不是氧化还原反应，如SiO2与NaOH溶液的反应

二、氯气的性质

【归纳总结】

1．液氯、新制的氯水和久置的氯水比较

液氯

新制氯水

久置氯水

分类

纯净物

混合物

混合物

颜色

黄绿色

黄绿色

无色

成分

Cl2

Cl2、H2O、HClO、H＋、Cl―、ClO―、极少量的为OH―

H＋、Cl―、H2O、极少量的OH―

性质

氧化性

氧化性、酸性、漂白性

酸性

2．氯气的性质

与金属钠反应方程式

2Na+Cl2

2NaCl

与金属铁反应方程式

2Fe+3Cl2

2FeCl3

与金属铜反应方程式

Cu+Cl2

CuCl2

与氢气反应方程式

H2+Cl2

2HCl；H2+Cl2

2HCl

与水反应方程式

H2O+Cl2=HCl+HClO

制漂白液反应方程式

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O

制漂白粉反应方程式

2Cl2+2Ca（OH）2=CaCl2+Ca（ClO）2+2H2O

实验室制法

MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2+Cl2↑+2H2O

氯离子的检验

Ag＋+Cl―==AgCl

【题型过关】

例题5新制备的氯水，显________色，说明氯水中有________分子存在。

向氯水中滴入几滴AgNO3溶液，立即有________生成，说明氯水中有________存在。

蓝色石蕊试纸遇到氯水后，首先变红，但很快又褪色，这是因为_____________________。

氯水经光照后，颜色逐渐消失，并放出无色________，该反应的化学方程式为____________________。

答案

解析

浅黄绿　Cl2　白色沉淀　Cl－　溶液中有H＋显酸性，HClO又有漂白性而使试纸褪色　O2　2HClO

2HCl＋O2↑

新制备的氯水中溶解的Cl2使其显浅黄绿色。

新制备的氯水中含有Cl－，当加入AgNO3溶液时，会发生反应：

Ag＋＋Cl－===AgCl↓；蓝色石蕊试纸遇氯水变红，说明有H＋存在，很快褪色，则是因为HClO起漂白作用；HClO不稳定，见光易分解放出O2

例题6新制氯水中含有多种粒子，某校化学研究性学习小组的同学为探究其性质，做了如下实验，请你帮助完成：

（1）HClO不稳定，见光易分解生成HCl和O2。

请设计实验证明有O2生成____________。

（2）氯气能使湿润的红色布条褪色。

对于使红色布条褪色的物质，同学们的看法不一致，认为氯水中存在的几种粒子都有可能。

请你设计实验，得出正确结论。

提出问题

收集资料

提出假设

验证假设

得出结论

氯水中何种物质能使湿润的红色布条褪色

①氯气有强氧化性

②氯气与冷水反应生成盐酸和次氯酸

③次氯酸有强氧化性

①_________

②____________

③____________④H2O使布条褪色

实验①：

把红色干布条放入充满氯气的集气瓶中，布条不褪色；

实验②：

_____实验③：

把红色布条放在水里，布条不褪色

答案

解析

（1）将盛满氯水的无色矿泉水瓶倒置在水槽中，光照一段时间后，瓶底有无色气体生成。

将瓶子倒转过来，把带火星的木条放在瓶口，若木条复燃，证明HClO分解生成的气体为氧气

（2）提出假设：

①氯气使红色布条褪色　②HClO使红色布条褪色　③盐酸使红色布条褪色

验证假设：

②把红色布条伸入稀盐酸中，红色布条不褪色

结论：

次氯酸使红色布条褪色

（1）要证明O2的生成，应用带火星的木条检验，能使带火星的木条复燃，说明生成了O2。

O2的收集，结合教材实验，是用盛满氯水的瓶子倒置在水槽中，光照一段时间后，收集到无色气体来验证。

（2）提出假设是根据收集到的资料结合所学知识进行的。

氯气有氧化性，那么假设氯气使红色布条褪色，氯气和水生成盐酸和次氯酸，假设盐酸或次氯酸能使红色布条褪色，实验②把红色布条放到稀盐酸中，红色布条不褪色。

氯水中的氯气、稀盐酸、水均不能使红色布条褪色，说明是HClO使红色布条褪色

例题7氯气是一种重要的化工原料。

（1）实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气，反应的化学方程式是_______________。

（2）某学习小组利用此原理设计如图所示的装置制取氯气。

①在该实验中，制取氯气的装置是________（填字母）。

②C装置中盛放饱和氯化钠溶液，其作用是_____________________。

③D装置的作用是干燥氯气，其中盛放的试剂是________________。

④该实验存在明显的缺陷，改进的方法是____________________________。

答案

解析

（1）MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

（2）①c　②除去氯气中的氯化氢　③浓硫酸　④在E装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶（合理即可）

实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气的反应原理是MnO2＋4HCl（浓）

MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，该反应是固体和液体需要加热的反应，故选c装置制取氯气。

因为氯化氢易挥发，制取的氯气中含有杂质氯化氢，还有水蒸气，所以要得到干燥纯净的氯气，应先通过饱和氯化钠溶液，除去氯气中的氯化氢，再通过浓硫酸干燥氯气，最后为防止氯气污染环境，要用氢氧化钠溶液吸收尾气

例题8如图所示装置（其中A是连有注射器针头的橡皮管，针头已插入并穿过橡皮塞），可以制取氯气，并进行氯气的性质和用途的验证。

试回答下列问题：

（1）乙中的现象是________________________，丙中的现象是______________________，丁中的现象是________________________，分离丁中液体的方法是____________；

（2）橡皮管连通后，分液漏斗的气体压强p1与烧瓶中的气体压强p2的关系为________（填“>”“<”或“＝”），连接橡皮管的目的是________________________；

（3）烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。

答案

解析

（1）干燥的红布条不褪色　湿润的红布条褪色　下层CCl4层呈紫红色　分液

（2）p1＝p2　有利于分液漏斗中的浓盐酸顺利流下

（3）MnO2＋4H＋＋2Cl－

Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O

利用图示装置制得的Cl2通过浓H2SO4（甲中），浓H2SO4干燥Cl2；Cl2与干红布条不反应（乙中）；Cl2与H2O生成HClO，HClO起漂白作用（丙中）；Cl2与KI溶液反应生成I2，CCl4萃取I2，溶液分层（丁中）；用向上排空气法收集Cl2（戊中）；进行尾气吸收（己中），利用针头连接后，分液漏斗与烧瓶内气压相等，有利于液体流下

三、硫及其化合物

【归纳总结】

1.二氧化硫的性质：

物理性质

颜色状态

密度

毒性

无色气体

比空气大

有毒

化学性质

酸性

与水反应

SO2+H2O

H2SO3

与烧碱反应

SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O

Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3

SO2+NaOH=NaHSO3

漂白性

漂白原理：

能跟某些有色物质生成不稳定的无色物质

吸附漂白：

活性炭

氧化漂白：

HClO、O3、Na2O2

还原性

与氧气反应

2SO2+O2

2SO3

与氯水反应

SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl

氧化性

与硫化氢反应

SO2+2H2S=3S↓+2H2O

2.浓硫酸的特性：

物理性质

浓硫酸是无色油状液体，难挥发，与水以任意比混溶，溶解时放出大量热。

实验室稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿容器内壁缓缓注入水或溶液中，并用玻璃棒不断搅拌

特性

吸水性

浓硫酸的吸水性是指浓硫酸有吸收游离的水份的性能，不仅能吸收空气中、物质表面的水，还能夺取结晶水合物中的结晶水。

浓硫酸常做干燥剂，可以干燥中性、酸性的且无还原性的气体，不能干燥如NH3、H2S等气体

脱水性

硫酸的脱水性是指浓硫酸可以使许多有机物中的氢、氧原子按2：

1的比例，形成水分子而脱去

强氧化性

在常温下遇铁、铝则发生钝化

Cu+2H2SO4（浓）

CuSO4+SO2↑+2H2O

C+2