高考化学二轮复习模块一元素化合物性质及转化课件(共75张PPT)

(共75张PPT)
模块一　元素化合物性质及转化
1.钠及其化合物间的转化关系
专题1　元素及其化合物转化关系
2.海水提镁
3.铝及其化合物间的转化关系
4.铁及其化合物间的转化关系
5.铜及其化合物间的转化关系
6.氯及其化合物间的转化关系
7.硫及其化合物间的转化关系
8.氮及其化合物间的转化关系
9.碳、硅及其化合物间的转化关系
专题2　常考过渡元素及其化合物
1.铬(Cr)
(1)铬比较活泼,铬在冷的浓硝酸中“钝化”。铬能溶于稀盐酸、稀硫酸,开始生成蓝色的Cr2+溶液,而后被空气中的氧气氧化成绿色的Cr3+溶液,Cr3+比Cr2+稳定:
(4)K2Cr2O7具有强氧化性,通常用硫酸酸化,增强氧化性。在冷的溶液中,
K2Cr2O7可以氧化H2S、H2SO3、HI:
加热时,K2Cr2O7和浓盐酸反应,产生氯气:
在分析化学中,常用K2Cr2O7来测定铁元素的含量。
2.锰(Mn)
(1)锰能溶于盐酸或稀硫酸生成Mn2+和H2:
(2)在碱性环境中,Mn2+极易被氧化成Mn4+的化合物:
(4)在熔融碱中,MnO2被空气氧化生成K2MnO4:
(6)锰酸钾是制备高锰酸钾的中间体:
(7)KMnO4是深紫色晶体,是强氧化剂,与还原剂反应所得产物因溶液酸碱性不同而异。
在酸性溶液中KMnO4氧化性最强。常用硫酸酸化来增强其氧化性,而不能用盐酸。
3.铁系元素:铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)
铁、钴、镍是第四周期第一过渡系中的三种元素,它们的性质非常相似,故称铁系元素。
Fe2+、Fe3+、Co3+与常见的配体(如CN-)会形成六配位数的配位离子(如[Fe(CN)6]3-);而Ni2+与常见的配体(如NH3)会形成四配位数的配位离子(如[Ni(NH3)4]2+)。
(1)铁(Fe)。
(2)钴(Co)、镍(Ni)。
①钴、镍的氧化物和氢氧化物中的金属元素价态一般为+2价、+3价,+3价的化合物具有较强的氧化性:
②钴与氯气反应生成二氯化钴。二氯化钴含结晶水数目不同而呈现不同
颜色:
蓝色无水二氯化钴在潮湿的空气中会逐渐变成粉红色,这一性质可用在作干燥剂的硅胶中指示硅胶干燥能力。
4.铜(Cu)
(1)Cu元素一般有+1、+2价。氧化亚铜是红色,氧化铜是黑色。
专题3　热点物质
1.二氧化氯(ClO2):是国际上公认的新一代广谱、高效、安全、环保的杀菌消毒剂。
(1)性质与用途。
有毒性,熔点为-59 ℃,沸点为11 ℃,气体呈黄绿色,极易溶于水,在碱性溶液中剧烈反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。ClO2不稳定,受热(85 ℃以上)或见光易分解,引起爆炸。常压下,当体积分数大于15%或水中浓度大于30%易爆炸,在生产和使用时必须用稀有气体或空气等进行稀释,同时要避免光照、震动等。ClO2主要用于污水杀菌消毒和纸浆漂白。
(2)工业制法。
(3)实验室制法。
ClO2易溶于H2O,不与水反应,一般储存在冰水中。
(5)ClO2水溶液中ClO2含量的测定。
原理:ClO2水溶液用稀硫酸酸化,再与一定浓度一定体积的碘化钾溶液反应,最后用硫代硫酸钠标准液滴定至蓝色消失。发生的反应:
定量关系:2ClO2~5I2~10Na2S2O3
2.亚氯酸钠(NaClO2)
(2)装置。
3.高铁酸钾(K2FeO4)
(1)实验室制备高铁酸钾。
先制备高铁酸钠,再与KOH反应得到高铁酸钾。实验室制取高铁酸钠的装置图如下:
因氯气与氢氧化钠也可以生成副产物氯酸钠,所以降低氯酸钠生成的措施:
①通入N2,目的是稀释氯气的浓度;②搅拌,防止局部浓度过大;③还可以用冷水浴降低反应的温度,减小反应的速率。
(2)工业上制备高铁酸钾。
①湿法(次氯酸盐氧化法):
②干法(熔融法):
③电解法(阳极发生氧化反应):
4.联氨——肼(N2H4)
(1)结构整合。
联氨又称肼,它可看成是氨分子中的一个氢原子被氨基所取代的衍生物。由于两个氮原子上的孤电子对相互排斥,使得N—N键能减小。氮元素是-2价,
联氨分子为极性分子,其电子式为 ,氮原子的杂化方式为 。16 g联氨中含有σ键的数目是 NA。
sp3
2.5
(2)性质。
①物理性质:纯净联氨是无色高吸湿性的液体,熔点为275 K,沸点为387 K,联氨能与水、甲醇、乙醇等混溶的原因是
。
②化学性质。
ⅰ.弱碱性:联氨的水溶液呈碱性,其碱性的机理与氨水相似,其强度比氨水弱。联氨的水溶液呈碱性的原因是 。
N2H6SO4的水溶液呈酸性,理由是 。
联氨分子间存在氢键;联氨分子能
与水分子或羟基形成分子间氢键
ⅲ.配位性质
因为N2H4中氮原子有孤电子对,所以N2H4可作配体形成配合物。例如:
配合物[Co(N2H4)6]Cl3的中心离子是 ,配体是 ,配位原子是
,配位数为 。
Co3+
N2H4
N
6
(3)用途。
①发射火箭时肼(N2H4)为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和气态水。已知4 g N2H4(g)在上述反应中放出71 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
②联氨—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的氢氧化钾溶液。该电池放电时,正极的电极反应式为 ,负极的电极反应式为 。
(4)制备水合肼(N2H4·H2O)。
联氨的常见制备方法主要有以下两种:
[方法Ⅰ]联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料生产水合肼:
N2H4·H2O+NaCl
[注意事项]
②氯气与氢氧化钠反应是放热反应,所以应控制氯气的通入速率,防止温度过高生成氯酸钠,一般采用冰水浴。
[方法Ⅱ]目前普遍采用的是尿素法生产水合肼:
专题4　重要的无机物生产过程
1.工业合成氨
(1)流程。
(2)原理。
(3)原料气的制备、净化和压缩。
①N2来源于空气。
方法一:空气液化法;方法二:用碳除氧法。
②H2来源于水和燃料。
③除去杂质后将H2、N2混合气体压缩至高压。
2.工业上氨氧化法生产硝酸的过程
(1)流程。
(2)生产设备主要有转化器、热交换器和吸收塔。
(3)主要反应的化学方程式。
3.接触法制硫酸
(1)流程。
(2)原理。
(3)催化剂:V2O5。
4.纯碱工业(侯氏制碱法)
5.氯碱工业
(1)流程。
(2)原理——电解饱和食盐水。
(3)阳离子交换膜电解装置示意图。
6.从海水中提取镁
(1)流程。
(2)原理。