《高中化学 第4课 材料家族中的元素模块复习课课件 鲁科版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 第4课 材料家族中的元素模块复习课课件 鲁科版必修1（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四课 材料家族中的元素,一、材料中的元素 1.硅及其重要化合物间的转化关系:,2.铝及其重要化合物间的转化关系:,3.铜及其重要化合物间的转化关系:,二、各类材料 1.无机非金属材料。 传统无机非金属材料:如玻璃、水泥等。 新型无机非金属材料:如高温结构陶瓷、生物陶瓷、压电陶瓷等。,2.金属材料。 黑色金属材料:包括铁、铬、锰及其合金。 有色金属材料:指除黑色金属材料以外的其他所有金属及其合金。 3.复合材料。 复合材料由基体和增强体两部分构成,基体起黏结作用,增强体起骨架作用,复合材料的各组成成分相互协同作用,形成了优于各组成成分的新性能。,一、方程式排查练 写出下列反应的化学方程式,是离
2、子反应的写出其离子反应方程式。 1.硅及其化合物: (1)工业制粗硅的反应。 _,2C+SiO2 Si+2CO,(2)SiO2与CaCO3的反应。 _ (3)SiO2与NaOH溶液的反应。 SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O、 _ (4)氢氟酸腐蚀玻璃。 _,SiO2+CaCO3 CaSiO3+CO2,SiO2+4HF=SiF4+2H2O,2.铝及其化合物: (1)铝在氧气中燃烧。 _ (2)Al与NaOH溶液的反应。 _, _,4Al+3O2 2Al2O3,2Al+2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2,2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-+3H2,(3)Al
3、2O3与稀盐酸的反应。 Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O, _ (4)Al2O3与NaOH溶液的反应。 Al2O3+2NaOH+3H2O=2NaAl(OH)4, _,Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-,(5)向AlCl3溶液中加入足量NaOH溶液 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl _ Al(OH)3+NaOH=NaAl(OH)4 _,Al3+3OH-=Al(OH)3,Al(OH)3+OH-=Al(OH)4-,3.铜及其化合物: (1)Cu与氧气的反应。 _ (2)氢气还原氧化铜。 _,2Cu+O2 2CuO,
4、CuO+H2 Cu+H2O,(3)CuO溶于盐酸。 _、 _ (4)铜在潮湿空气中形成铜绿。 _ (5)CuCl2与NaOH溶液的反应。 CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2+2NaCl, _,CuO+2HCl=CuCl2+H2O,CuO+2H+=Cu2+H2O,2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3,Cu2+2OH-=Cu(OH)2,二、易错判断排查练 1.单质硅可以导电因此是一种金属单质。 ( ) 提示:硅是非金属元素,单质硅是一种半导体。 2.二氧化硅和二氧化碳的物理、化学性质都相似。 ( ) 提示:二者化学性质相似,物理性质不同,二氧化硅常温下是晶体,熔点高,硬度大,二
5、氧化碳常温下是气体。,3.玻璃是一种晶体。 ( ) 提示:玻璃是一种玻璃态物质,不是晶体,没有固定熔点,是一种混合 物。 4.铝可与酸反应也可与碱反应是一种两性元素。 ( ) 提示:铝是一种金属元素。 5.氢氧化铝既溶于酸也溶于碱。 ( ) 提示:氢氧化铝只溶于强酸、强碱,不溶于弱酸、弱碱。,6.生铁是人类使用最早的合金。 ( ) 提示:青铜是人类使用最早的合金。 7.镁铝合金是一种特殊的复合材料。 ( ) 提示:合金具有金属特性,不属于复合材料。,三、问题式排查练 1.二氧化硅是一种酸性氧化物吗? 提示:二氧化硅可以与碱生成盐和水,也可以与碱性氧化物反应生成盐,属于酸性氧化物。 2.碳酸与硅
6、酸相比,哪个酸性更强? 提示:碳酸的酸性强于硅酸,所以碳酸可以与硅酸钠反应生成硅酸沉淀,但是二氧化硅在高温下可以与碳酸盐反应生成硅酸盐和二氧化碳。,3.等体积1 molL-1的盐酸、NaOH溶液与足量的铝反应,生成氢气一样多吗? 提示:不一样多。设溶液均为1 L,则HCl、NaOH均为1 mol,则铝与盐酸反应生成的氢气为1/2 mol,而与氢氧化钠溶液反应时生成的氢气为3/2 mol。 4.用NaOH溶液和氨水与铝盐制取氢氧化铝沉淀,哪一种更合适? 提示:氢氧化铝溶于过量的NaOH溶液,不溶于氨水,因此用氨水与铝盐制取氢氧化铝沉淀更合适。,5.铜锈的成分是氧化铜吗? 提示:不是。铜在潮湿的空
7、气中容易形成铜锈,其成分为碱式碳酸铜。 6.金属都是用还原法制取的吗? 提示:不是。活泼金属通常用电解法,较活泼金属通常用还原法,较不活泼金属可以用热分解法,惰性金属一般用物理方法。,一、硅及其化合物的性质 1.(2015塘沽高一检测)下列说法正确的是( ) A.高温下,可在试管内完成焦炭和石英砂(SiO2)制取硅的反应 B.CO2通入水玻璃中会出现白色胶状沉淀 C.硅是构成矿物和岩石的主要元素,在地壳中的含量居第一位 D.长期盛放NaOH溶液的试剂瓶难打开,因为NaOH与瓶中的CO2反应形成“负压”,【解析】选B。A选项,试管是玻璃的,含有SiO2,错误;C选项,氧元素在地壳中的含量居第一位
8、,错误;D选项,因为NaOH与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,把瓶塞黏住,错误。,2.(2015杭州高一检测)二氧化硅(SiO2)又称硅石,是制备硅及其化 合物的重要原料,硅及其化合物的转化关系如图。下列说法正确的是 ( ),A.SiO2既能与HF反应,又能与NaOH反应,属于两性氧化物 B.SiO2和Si都是光导纤维材料 C.硅酸的酸性比碳酸弱 D.图中所示转化反应都是非氧化还原反应,【解析】选C。两性氧化物实质是与酸和碱反应均生成盐和水的氧化物,SiO2与HF反应得到的SiF4不属于盐,A错误;SiO2是光导纤维材料, Si为半导体材料,B错误;硅酸钠与二氧化碳和水反应生成硅酸,说
9、明硅酸的酸性比碳酸弱,C正确;制取Si的过程中涉及了氧化还原反应,D错误。,【名师点拨】硅及其化合物的特性 (1)硅的特性。 具有金属光泽,自然界中无游离态存在,为半导体。 非金属单质跟强碱溶液作用一般无H2放出,但Si能与强碱溶液反应放出H2。,非金属单质一般不与非氧化性酸反应,但硅能与氢氟酸反应:Si+4HF=SiF4+2H2。 Si的还原性大于C,但C能在高温下还原出Si: SiO2+2C Si+2CO。,(2)二氧化硅的特性。 不溶于水,也难与水反应。 非金属氧化物熔点、沸点一般比较低,但二氧化硅的比较高。 酸性氧化物一般不与酸反应,但二氧化硅可与氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4
10、+2H2O。,二、铝及其化合物的转化 1.(2015泰州高一检测)下列叙述正确的是( ) A.氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+3 B.在加入铝粉能放出氢气的溶液中:K+、 Cl-一定能够大 量共存 C.镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液 D.根据铝热反应原理,能发生反应:2Al+3MgO 3Mg+Al2O3,【解析】选A。Al(OH)3不能溶于一水合氨、碳酸等弱碱或弱酸的溶 液中,A项正确;加入铝粉能够产生氢气的溶液可能是强酸性溶液,则 不能大量存在,也可能是强碱性溶液,N不能大量存在,B 项错误;镁和铝都属于活泼金属,故都能
11、够与盐酸反应,但是镁不能与 碱反应,C项错误;铝热反应的实质是利用铝的还原性将不活泼金属从 其氧化物中置换出来,但是活动性铝比镁弱,故不能用铝热法制取镁, D项错误。,2.在Al2(SO4)3和MgSO4的混合溶液中,滴加NaOH溶液,生成沉淀的量与滴入NaOH溶液的体积关系如图所示,则原混合溶液中Al2(SO4)3与MgSO4的物质的量浓度之比为( ) A.61 B.31 C.21 D.12,【解析】选D。由题给图象可知,当加入50 mL NaOH溶液时沉淀达到最大量,即溶液中Mg2+、Al3+全部转化为Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,而溶解Al(OH)3消耗10 mL NaOH溶液,则
12、生成Al(OH)3需30 mL NaOH溶液,生成Mg(OH)2需20 mL NaOH溶液,由此可知溶液中n(Mg2+)=n(Al3+),则cAl2(SO4)3c(MgSO4)=12,D项正确。,【名师点拨】铝及其化合物的转化的题目要注意综合应用。 实际题目往往把Al3+与Mg2+、Fe3+等或把Al(OH)4-与OH-、 等离子组合在一起,来考查学生的综合应用能力。 (1)氧化铝与氢氧化铝的两性,以及铝盐溶液与强碱反应时,碱过量与少量的区别。,(2)注意铝、氧化铝、氢氧化铝的性质的相同点。,(3)化合物的转化时的定量分析。 在Al3+、Al(OH)3、Al(OH)4-之间的相互转化反应中,都
13、有特定的数量关系,实际考查时往往利用这种定量关系进行产物的分析及相关计算。,三、金属及化合物的有关计算 1.(2015桂林高一检测)将铝粉与氧化亚铁粉末配制成铝热剂,分成三等份。 一份直接放入足量的烧碱溶液中,充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为V1; 一份在高温下恰好反应完全,反应后的混合物与足量的盐酸反应后,放出的气体在标准状况下的体积为V2;,一份直接放入足量的盐酸中,充分反应后放出气体在标准状况下的 体积为V3。下列分析正确的是( ) A.V1=V3V2 B.V2V1=V3 C.V1=V2=V3 D.V1V3V2 【解析】选C。第两份均符合关系2Al3H2,故V1=V3。对于第 份
14、,2Al+3FeO 3Fe+Al2O3,由关系2Al3H2,3Fe3H2知V2=V3。故 V1=V2=V3。,2.(2015西安高一检测)将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中,充分反应后得到200 mL溶液,再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L,若反应过程中溶液的体积保持不变,则下列说法正确的是( ) A.标准状况下,反应过程中得到7.84 L的气体 B.最终得到的溶液为NaCl溶液 C.最终得到7.8 g的沉淀 D.最终得到的溶液中c(Na+)=1.5 molL-1,【解析】选C。 2Na2O2+2H2O=4NaOH + O2 0.2 mol 0.4 mol 0.1 mol 2Al + 2NaOH+6H2O=2NaAl(OH)4+3H2 0.2 mol 0.4 mol 0.2 mol 0.3 mol,由以上两个方程式可知:生成的气体体积为(0.1 mol+0.3 mol)= 0.4 mol,为8.96 L,故A错;n(Na+)=0.4 mol,则c(Na+)=0.4 mol/0.2 L =2 molL-1,故D错。反应后剩余0.2 mol NaOH,故0.3 mo
