2019-2020年高考化學二輪復習 全套教學案詳細解析 金屬元素單質的性質和制法 新課標.doc

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2019-2020年高考化學二輪復習 全套教學案詳細解析 金屬元素單質的性質和制法 新課標 教學目標 知識技能：根據(jù)金屬元素在周期表中的位置和原子結構特征，歸納、整理金屬單質的性質和制法內在規(guī)律。 能力培養(yǎng)：通過分析和討論，培養(yǎng)學生對金屬單質性質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。 科學思想：通過對金屬活動性順序和原子結構的理解，進行“結構決定性質與制法”的辯證唯物主義教育。 科學方法：通過問題的分析、討論，引導學生掌握實踐歸納、總結、探究式學習方法，逐步形成學習方法的新模式。 重點、難點 重點：金屬單質的性質：金屬活動性順序的理解和應用。 難點：金屬活動性順序的理解和應用。 教學過程設計 教師活動 【板書】一、金屬元素在周期表中的位置和原子結構特征 【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）。 【提問】金屬元素原子結構特征是什么？ 學生活動 記筆記，開始回憶標題中的相關內容。 【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、金屬的晶體結構和物理性質 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。這一結構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。 引導學生思考、回答。 回答：（1）不正確。在金屬晶體內就不存在陰離子。 （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 【講述】金屬都具有金屬光澤、良好的導電、導熱性和延展性。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______。 引導學生思考、回答。 回答：（1）4.5gcm-3，Cu、Hg、Ag、Pb、Ba （2）黑色金屬 （3）Hg、Cr 【板書】三、金屬的化學性質 【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構、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反應的難易條件總結出來。 （指導學生討論回答，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】下圖表示物質之間的相互轉化關系： （1）若單質甲為金屬，單質乙為非金屬，指出它們的物質名稱，并寫出有關反應的化學方程式。 （2）若單質甲為非金屬，單質乙為金屬，指出它們的物質名稱，并寫出有關反應的化學方程式。 分析、討論： ①X+甲→Y+丙，是置換反應。 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)的轉化，可以考慮下列化合物轉化的有： 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與甲置換關系的可能有： 由于單質丙的不一致性，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。（化學方程式從略） 【投影】有 A、B、C、D、E五種金屬。已知：①E的氧化產物比D的氧化產物氧化能力強；②A投入E的鹽溶液中可得E單質；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；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中失去電子的難易。可以根據(jù)金屬活動性順序和金屬元素在周期表中位置結合試題進行分析、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；不活潑金屬為正極，發(fā)生還原反應，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酸式碳酸鹽的溶解度。 總結分析，金屬的活動性順序為：C＞A＞D＞E＞B。 【答案】C＞A＞D＞E＞B。 【小結】本節(jié)只對金屬單質化學性質規(guī)律進行了總結，不同的金屬特性，將在以后的課中復習。 【板書】四、金屬的冶煉 【提問】什么是金屬的冶煉？其本質上是怎樣的一個過程？ 引導學生分析，回答，并進行筆記整理（見右側內容）。 原理：將金屬化合物或礦石通過還原反應的方法使金屬陽離子還原成金屬單質的過程。 【投影】設計化學方法怎樣實現(xiàn)Ag+→Ag。 要求寫出各方案的原理，并寫相應反應的離子方程式。 學生分析、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)律總結如下： 學生思考、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——內容見右】 【提問】請同學通過Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法，寫出化學方程式。 學生回答： 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．下列質量相同的各組金屬混合物，分別與足量的鹽酸反應，在相同狀況下產生H2的體積也相同。其中含鋁的質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，將0.02 mol甲放入1L 0.01 mol L-1的鹽酸中，完全反應后過濾，再往溶液中（假設無損耗）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、b、c、d、e分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種。已知：①a、C都能跟稀硫酸反應放出氣體；②b跟d的硝酸鹽溶液反應，會有單質d析出；③C跟強堿溶液反應放出氣體；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X能從鹽的溶液中置換出單質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．相等物質的量的短周期金屬元素單質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的摩爾質量 D．鹽酸和稀硫酸物質的量濃度 7．14.0g的銅、銀金屬混合粉末，跟足量的某濃度的硝酸反應，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．相等物質的量的鈉、鎂、鋁分別與相等質量且過量的稀硫酸反應，反應完全后三種溶液的質量（用m金屬表示）大小關系為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　　 ） A．mNa＞mMg＞mAl B．mNa=mMg=mAl C．mNa=mMg＜mAl D．mNa＜mMg＜mAl 10．鉈（Tl）是硼族元素，是超導體材料的組成元素之一，下列關于鉈的敘述可能不正確的是　 （　　　 ） ①是易導電的銀白色金屬；②反應后能生成+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，填寫下面幾種情況的空白。 （1）稱取相同質量的鈉、鎂、鋁，然后再分別與足量的鹽酸反應，產生的氫氣在通常條件下的體積比為______________。 （2）取相同物質的量的鈉、鎂、鋁，后再分別與足量的鹽酸反應，產生的氫氣的質量比為________________________。 （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時所消耗的鈉、鎂、鋁的質量比為_____________；物質的量之比為__________。 13．X、Y、Z是主族元素的單質，U、V的化合物。它們會有如下反應（式中的反應系數(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，都能生成單質Y。符合題設的3個反應式關系的單質X是______，單質Y是______，單質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、鋁合金粉末產生氣體，有關數(shù)據(jù)列表如下： （1）鹽酸的物質的量濃度為______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的量之比為___________________。 15．11.5g鋁、銅、鎂合金溶于足量鹽酸中，直到反應無氣體放出，收集到的氣體在標準狀況下體積為5.6L。將反應的不溶物溶于足量稀硝酸中時，被還原的HNO3的質量為4.2g。試計算合金中各金屬成分的質量分數(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％