元素及其化合物学法指导.docx
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元素及其化合物学法指导
元素及其化合物学法指导(学案)
授课时间:
2012年4月8
授课人:
陈三奎
对象:
高一年级学生
教学目的:
掌握元素及其化合物的基本学习方法
授课方式:
传统教学模式与多媒体课件相结合
教学过程:
如何提高化学成绩
(六大方法、六大策略)
元素及其化合物学习方法
•一、学习方法:
深入理解,掌握规律,归纳整理构建网络,建立系统
•1.应从组成、结构入手,抓住组成和结构决定物质性质这一关键,按类别学习物质的性质、用途及制备等内容
•2.在复习过程中要善于将知识点连成线,由线连成片最后形成知识网,对于元素及其化合物编成网络图,便于清楚转化关系,便于记忆。
•3.要善于利用归纳、对比等方法找出物质性质之间的共同性和差异性
•4.物质的性质由其组成和结构决定,学习时既要掌握相似物质性质的变化规律,又要记清不同物质性质的特点。
既要掌握“一般”又要掌握“特殊”如:
•
(1)卤素单质与水反应一般生成HX和HXO,但F2与水反应生成HF和O2
•
(2)AgX一般不溶于水也不溶于稀HNO3,但AgF可溶于水
•(3)卤族元素在化合物中既可显负价,又可显正价,但氟元素在化合物中只能显负价
•(4)硅和二氧化硅一般不溶于酸,但可溶于氢氟酸
•(5)一般由强酸制弱酸,但氢硫酸与硫酸铜溶液反应可生成硫酸
•(6)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气(如X2、S等),但硅与强碱溶液反应生成氢气。
•(7)金属单质与酸反应一般生成氢气,但硝酸、浓硫酸与金属反应不生成氢气。
•(8)浓硫酸可作干燥剂,一般不能干燥还原性气体(如H2S、HI、HBr等),但H2、SO2、CO等还原性气体可用浓硫酸干燥。
•(9)CaCl2固体是中性干燥剂,一般可以干燥酸性、中性和碱性气体,但不能干燥氨气.
•5.以周期表为载体,熟练运用元素周期律,强化对元素性质的感性认识,让各种元素走自己的路。
•
(1)同一周期中,从左至右,金属元素的最高价氧化物对应水化物—氢氧化物的碱性逐渐减弱;
•例:
碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
•
(2)同一周期中,从左至右,非金属元素的最高价氧化物对应水化物—含氧酸的酸性逐渐增强;
•例:
酸性H2SiO3 •(3)同一周期中,从左至右,非金属元素的气态氢化物的稳定性逐渐增强; •例: 稳定性SiH4 •(4)同一主族中,从上至下,金属元素的最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性逐渐增强; •例: 碱性LiOH •(5)同一主族中,从上至下,非金属元素的最高价氧化物的水化物—含氧酸的酸性逐渐减弱; •例: 酸性HNO3>H3PO4 •(6)同一主族中,从上至下,非金属元素的气态氢化物的稳定性逐渐减弱; •例: 稳定性HF>HCl>HBr>HI •二、考题形式 •无机推断、物质制备型、性质型实验题、选择题、计算题 •1.无机推断解题策略: • (1)解读题意: 对题中所叙述的内容要读全读懂,明确已知和要求。 • (2)筛选信息: 对题中的信息要进行筛选并迅速记忆。 剔除无用信息,圈定有用信息的最小范围。 •(3)寻找突破口: 根据题干和框图寻找突破口是解框图题的关键所在。 突破口就是某些物质的特殊的物理性质或化学性质、特殊的反应、特殊的现象、相关信息处理后的焦点等。 • (4)规范作答: 理清题意,明确要求,规范答题,注意答题的准确性。 •2.框图题的“题眼”—特殊性总结 •物质的特有颜色,特征反应现象,特征转化关系,特殊反应条件,重要工业生产反应,特征数据(反应物物质的量比、相对分子质量、化合物中离子个数比、电子总数、化合价等) •常见的“特”的归纳 • (1)特殊性总结之一----常见的有颜色的物质 ①有色气体单质: F2(淡黄绿色)、Cl2(黄绿色)、O3(淡蓝色) ②其他有色单质: Br2(深棕红色液体)、I2(紫黑色固体)、S(淡黄色固体)、Cu(紫红色固体)、 Au(金黄色固体)、P(白磷是白色蜡状固体,红磷是暗红色粉状固体)、Si(灰黑色晶体)、C(黑色粉未) ③无色气体单质: N2、O2、H2; ④有色气体化合物: NO2(红棕色); 黄色固体: S(淡黄色)、Na2O2(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、Ag3PO4(黄色)、AgI(黄色); 黑色固体: FeO、Fe3O4(黑色晶体)、MnO2、C、CuS、PbS、CuO 红色固体: Fe(OH)3(红褐色)、Fe2O3(红棕色)、Cu2O、Cu 蓝色固体: CuSO4·5H2O五水合硫酸铜(胆矾或蓝矾); 绿色固体: FeSO4·7H2O七水合硫酸亚铁(绿矾); 紫黑色固体: KMnO4、碘单质。 白色: [Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3] 有色离子(溶液): Cu2+、Fe2+、Fe3+、MnO4-、Fe(SCN)2+ 不溶于稀酸的白色沉淀: AgCl、BaSO4 不溶于稀酸的黄色沉淀: S(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、AgI 全部颜色分类: 红色: Fe2O3红棕色;Fe(OH)3红褐色;[Fe(SCN)]2+红色(或血红色);Cu2O红色(或砖红色); 被氧化的苯酚(即苯醌)粉红色;石蕊在pH<5的溶液中呈红色;酚酞在Ph为8~10的溶液中呈浅红色;NO2红棕色;红磷暗红色;液溴深棕红色;品红溶液红色;充氦气、氖气的灯管红色;Cu紫红色;*甲基橙在pH<3.1的溶液中显红色。 紫色: MnO4-紫红色;[Fe(C6H5O)6]3—紫色;I2紫黑色;I2蒸汽紫色;I2的CCl4或苯或汽油等溶液紫红色(碘酒褐色);充氩气的灯管蓝紫色;石蕊在pH5~8的溶液中呈紫色。 橙色: 溴水橙色;溴溶于有机溶剂中橙色或橙红色;*甲基橙在pH3.3~4.4的溶液中呈橙色。 灰色: 硒;Fe(OH)2变成Fe(OH)3的中间产物灰绿色。 棕色: CuCl2晶体棕黄色;FeCl3晶体棕红色。 黄色: S(淡黄色)、Na2O2(淡黄色)、AgBr(淡黄色)、AgI、Ag3PO4、Fe3+、不纯硝基苯黄色;三硝基甲苯、F2(、硝化甘油、NaNO2黄色;*甲基橙在pH>4.4的溶液中呈黄色。 蓝色: Cu2+、Cu(OH)2、CuSO4·5H2O;石蕊在pH>8的溶液中呈蓝色;I2遇淀粉变蓝色;液态、固态的氧气淡蓝色; 黑色: 木炭、焦炭、黑色火药、MnO2、CuO、CuS、Cu2S、PbS、Ag2S、FeS、FeO、Fe3O4黑色;Si灰黑色;石油黑色或深棕色;煤焦油黑褐色。 绿色: Fe2+浅绿色;Cl2黄绿色;CuCl2浓溶液绿色(很浓黄绿色、稀则蓝色);碱式碳酸铜绿色。 金色: 铯、金。 褐色: Ag2O褐色;溶解了溴的溴苯黄褐色;碘的酒精溶液为褐色。 • 例题1: 根据下图所示的关系,确定A、B、C、D、E、F的化学式,并写有关方程式。 A为B为C为___________ D为E为F为___________ (2)特殊性总结之二---常见的特征反应现象及对应物质 ①.焰色反应显黄色的元素是__,显紫色(透过钴玻璃)的元素是__ ②.有臭鸡蛋气味或能使湿润的________试纸变黑的气体是______ ③.在空气中由无色迅速变为红棕色的气体是_________ ④.使品红溶液褪色的往往是__________ ⑤.能使淀粉变蓝的是__________ ⑥.与碱溶液反应生成白色沉淀且放置空气中变灰绿色最终变红褐色的离子是_________ ⑦.滴入_____溶液显血红色以及遇苯酚显紫色的离子是_______ ⑧.既能跟酸反应又能跟碱反应且生成气体的物质一般是 _________________________________________________________ ⑨.能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是_____ ⑩.与碱反应产生气体的物质是_________________ 产生气体一般是_________ ⑾.与水反应产生气体的物质一般是_________________ ⑿.既能酸反应,又能与碱反应的物质是 ___________________________________________________ ⒀.既产生沉淀又产生气体的物质一般是 __________________________________________________ 例题2: A、B、C、D、四种元素原子核电荷数依次增大(均小于20),其单质及相应的化合物能发生如下反应关系: (1)写出B、D形成化合物电子式_____________ (2)写出下列有关物质化学式: E______J______ (3)写出C单质与H水溶液反应的离子方程式___________ (3)特殊性总结之三----根据特征转化关系推断 一般思路是找出特别的变化关系,用可能的几种情况试探,得出合理答案. 掌握一些特别的连续变化关系 直线型转化 金属 碱性氧化物 碱 盐 非金属 酸性氧化物 酸 盐 ① ② ③ ④ A为气体时: 可能是N2或NH3或H2S, A为固体时: 可能是S或C或Na。 交叉型转化: 三角形转化: 例题3: 下列关系图中,A是一种正盐,D的分子式比C的大16,E是酸,当X无论是强酸或强碱都有如下反应关系: 当X是强酸时,A、B、C、D、E均含同一元素; 当X是强碱时,A、B、C、D、E均含另一元素。 回答下列问题(用化学式) 1、A是______,Y是______,Z是______ 2、当X是强酸时,E是______ 当X是强碱时,E是______ (4)特殊性总结之四----根据特殊反应条件推断 ①无机框图中常用到催化剂的反应: 2KClO3 2KCl+3O2↑4NH3+5O2 4NO+6H2O 2H2O2 2H2O+O2N2+3H2 2NH3 2SO2+O2 2SO3 ②与水反应产生气体: 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 单质: 2F2+2H2O==4HF+O2↑ 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ 化合物: Mg3N2+3H2O==3Mg(OH)2↓+2NH3↑ Al2S3+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2S↑ CaC2+2H2O==Ca(OH)2+C2H2↑ ③既能酸反应,又能与碱反应: 单质: Al、Zn、Be。 化合物: Al2O3、Al(OH)3、弱酸弱碱盐、弱酸的酸式盐、氨基酸。 ④归中反应: 2H2S+SO2=3S+2H2O; 4NH3+6NO 4N2+6H2O 6HCl+KClO3==3Cl2↑+H2O+KCl ⑤受热分解产生2种或3种气体的反应: NH4HCO3[(NH4)2CO3] NH3↑+CO2↑+H2O 铵盐: NH4HSO3[(NH4)2SO3] NH3↑+SO2↑+H2O NH4HS[(NH4)2S] NH3↑+H2S↑ 硝酸盐 2Cu(NO3)2 2CuO+4NO2↑+O2↑ 2AgNO3 2Ag+4NO2↑+O2↑ ⑥与碱反应产生气体: Al、SiH2 单质: 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑ Si+2NaOH+H2O==Na2SiO3+2H2↑ 铵盐: NH4+NH3↑ ⑦与酸反应产生气体: 金属 H2 SO2↑ H2SO4 NO2↑、NO↑ HNO3 单质 浓H2SO4 非金属 C SO2↑、CO2↑ 浓HNO3 NO2↑、CO2↑ 浓H2SO4 S SO2↑ 浓HNO3 H+ SO2↑、NO2↑ CO32-(HCO3-)CO2↑ H+ 化合物: S2-(HS-)H2S↑ H+ SO32-(HSO3-SO2↑ ⑧Na2S2O3与酸反应既产生沉淀又产生气体: S2O32-+2H+==S↓+SO2↑+H2O ⑨高温条件的反应 例题4: 物质A—F有如下转化关系,反应均是高温下进行,(必要时要用催化剂)A是常见金属单质,B是最常见溶剂,E分子与N2电子数相同。 1写出①化学方程式: __________________________ 2写出③化学方程式: ______________________________ 3写出一个B作为还原剂的方程式___________________ 4写出一个F作为氧化剂的方程式___________________ (5)特殊性总结之五----根据重要工业生产反应推断 煅烧石灰石 煅烧黄铁矿 二氧化硫的催化氧化 氨的催化氧化 工业合成氨 电解饱和食盐水 工业制盐酸 高炉炼铁 工业制取漂粉精 工业制水煤气 硅酸盐工业例5、根据下列框图关系填空,已知反应①、③是工业生产中的重要反应,D、E常温下为气体、X常温下为无色液体,H与E相对分子质量之间的关系为: Mr(H)-Mr(E)=34,又知C焰色反应火焰呈黄色。 (1)化合物A中所包含的化学键有: 。 (2)反应④的离子方程式: 。 反应⑤的化学方程式: 。 (6)根据特征数据推断 近两年计算型推断题成为高考热点之一,解这类题时要善于抓住物质转化时相对分子质量的变化(例CO→CO2,NO→NO2,SO2→SO3转化时分子中都增加1个氧原子,相对分子质量变化均为16);放出气体的体积或生成沉淀的量;化合物中各元素的含量;气体的相对密度;相对分子质量;离子化合物中离子个数比;反应物之间的物质的量比;电子总数;质子总数等重要数据。 例题6: 已知甲、乙、丙为常见单质,A、B、C、D、X、Y、Z为常见的化合物,Y的摩尔质量数值比Z的小16,乙、丙的摩尔质量相同,B的摩尔质量比D的小2,B、X的摩尔质量相同,各物质转化关系如下: (1)写出下列有关物质化学式: 丙______B______ (2)写出Y→Z反应化学方程式___________ 3.物质制备型、性质型实验题 (1)上述装置中,在反应前用手掌贴烧瓶外壁检查装置的气密性,如观察不到明显的现象,还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。 答: (2)写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式: __________。 3)如果图中的装置检验上述反应的全部产物,写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用: A中加入的试剂是 ,作用是 ;B中加入的试剂是 ,作用是 ;C中加入的试剂是 ,作用是除尽 气体;D中加入的试剂是 ,作用是 ;E中加入的试剂是 ,作用是 。 (4)实验时,C中应观察到的现象是 。 过氧化钠是一种淡黄色固体,它能与二氧化碳反应生成氧气,在潜水艇中用作制氧剂,供人呼吸之用。 某学生为了验证这一实验,以足量的大理石、足量的盐酸和过氧化钠样品为原料,制取 ,设计出如下实验装置: (1)A为制取的装置,根据题中所给药品写出制取 的离子方程式: _____ (2)B装置的作用是除去 中混有的 气体,写出B装置中发生反应的离子 方程式_______________________________________________; (3)C装置内可能出现的现象是__________________________________; (4)写出D装置中过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为: __________; (5)若E中的石灰水出现轻微白色浑浊,写出其变化的离子方程式: ____; (6)为了检验E中收集到的气体,在取出集气瓶后,_________________________。 此实验 从常见植物中提取色素做指示剂的实验研究 陈三奎 (洛南县中学陕西洛南726100) 笔者曾在家庭厨房用紫甘蓝做凉菜时,为了味道鲜美,于是加入了实用白醋,结果紫甘蓝迅速由紫色变为红色,这触动了作为一名化学教师的我的神经,紫甘蓝中的色素会不会是一种很好的指示剂,如果是,它的变色范围是什么? 生活 中还有哪些植物色素能做指示剂? 带着这些问题,笔者查阅资料,做了大量的、多次的实验,终于有所成就,现将该实验过程展示如下: 一、实验目的 1.学会从常见植物中提取色素的方法 2.学会测试常见植物色素在不同PH值时的显色情况并分析得出变色范围 3.培养科学的研究问题和分析问题的能力 二、实验原理 依据不同植物色素在不同PH值时显色情况的差异,分析得出它们作为指示剂的变色范围 三、实验仪器与试剂 1.仪器: 大试管(容积50ml-100ml14支) 小试管(容积20ml-50ml14支) 试管架(超过14孔大小各一个) 量筒(10ml,20ml各3只) 碱式滴定管(25ml2支) 胶头滴管(9支) 研钵(4套) 表面皿(1个) 玻璃棒(14根) 洗瓶(带蒸馏水) 离心机(电动式或手摇式一台) 离心试管(与离心机配套4只) 3.试剂(分析纯): 氢氧化钠溶液(1mol/l) 氨水(1mol/l) 盐酸(1mol/l) 醋酸(1mol/l) 酒精或市售白酒或四氯化碳 4.其它材料: 常见植物的花瓣或常见水果果皮、蔬菜的叶子等。 广范PH试纸 标签纸 剪刀或水果刀 四、实验步骤 1.常见植物色素的提取: 将采集来的植物花瓣或蔬菜、水果果皮洗净切碎在研钵中捣烂,加入白酒或酒精浸泡一段时间后,挤出汁液并注入离心试管中,离心沉淀,取上层澄清溶液于洁净试管中,贴上标签,以备待用。 2.配制PH为1-14的系列溶液: 准备14只干燥洁净的大试管按1-14顺序贴上标签排列在试管架上,然后按下表所示方法,量取相关溶液体积倒入相应标号的试管中,精确配制出PH为1-14的系列溶液。 配制完成后用广范PH试纸(条件许可,最好用精密PH试纸)测试所配溶液PH的准确性,对于所配PH值不准确的溶液重新配制,直到PH准确为止。 表一: PH为1-14的系列溶液配制方法 序号 量取所需溶液的体积(ml) PH (理论值) 氢氧化钠溶液(1mol/l) 氨水(1mol/l) 醋酸(1mol/l) 盐酸(1mol/l) 蒸馏水 1 —— —— —— 2 18 1 2 —— —— —— 0.2 19.8 2 3 —— —— 1.2 —— 18.8 3 4 2.6 —— 17.4 —— —— 4 5 7.8 —— 12.2 —— —— 5 6 9.8 —— 10.2 —— —— 6 7 —— 10 10 —— —— 7 8 —— 10.2 —— 9.8 —— 8 9 —— 12.2 —— 7.8 —— 9 10 —— 17.4 —— 2.6 —— 10 11 —— 1.2 —— —— 18.8 11 12 0.2 —— —— —— 19.8 12 13 2 —— —— —— 18 13 14 20 —— —— —— —— 14 3.测试所提取色素做指示剂的变色范围 各取上述PH值为1-14的溶液约2ml,分别注入小试管中,按1-14顺序排列在试 管架上,然后将步骤1中提取出的一种色素溶液按6、7滴的量分别滴入14只试管中,观察显示的颜色并做好记录填入下表中,重复同样的操作,再测试其它色素的显色情况一并做好记录填入下表中 笔者所做的实验情况记录为下表 注: 笔者所做的以上实验中,紫甘蓝和樱桃紫萝卜是从本地超市购得,其产地为中国杨凌农科城蔬菜生产园;牡丹花瓣、月季花瓣采自本地。 声明: 因产地和季节的不同,不同产地、不同季节的同一植物显色可能有差异。 五、分析总结 1.方法推广: 该实验是所有植物色素做指示剂研究其变色范围普遍适用的一种方法,可以推广,通过该方法可以找到一些变色范围明显的植物色素,并用该方法来提取出它做灵敏指示剂甚至做成试纸。 2.实验成败关键: PH为1-14系列溶液的配制要准确,允许误差,但不允许错误。 特别是PH为6、7、8的三种溶液,配制时一定要细心,稍不注意,有可能PH过大或过小,造成严重错误,笔者曾在此做了多次实验才获得成功。 3.误差分析: (1)配制PH为1-14的系列溶液时由于量取体积的误差而引起的误差。 (2)用广范PH试纸测PH值时由于个人视力差异引起误差。 (3)观察显示的颜色时由于个人视力差异以及认知差别引起误差。 (4)实验所用各种仪器的洁净程度引起误差。 4.减小误差的方法: (1)各种仪器及材料尽可能处理的十分洁净。 (2)所用试剂物质的量浓度应十分准确,最好现用现配。 (3)采集花瓣时不要带进绿叶,采集蔬菜果皮时尽量取用最有代表性部分。 (4)用有机溶剂浸泡时间尽可能长,达到萃取较完全。 (5)量取液体体积时力求方法正确,读数准确。 (6)在条件允许的情况下,做每一种植物色素实验时,尽量不用同一实验仪器(如: 试管、研钵、胶头滴管),以免相互干扰。 (7)观察颜色时,最好有多人协助观察,便于下结论,因为有些颜色能看见,但很难命名,特别是过渡色。 5.建议: 此实验最好在室温下完成。 (注: 此文章所用照片系笔者做实验时亲自拍摄)
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- 元素 及其 化合物 指导