元素化学解题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、竞赛培训之元素化学题解竞赛培训之元素化学题解林瑞蔡第1页元素化学学习方法理论指导1.原子结构Fe3+比Fe2+稳定2.离子极化碳酸盐稳定性3.相同相溶原理I2易溶于有机溶剂4.软硬酸碱理论AlF63-稳定原因,AgCl中加入I5.库仑定律金属、离子晶体熔点6.惰性电子对效应7.电中性原理PCl5电离形成PCl4+和PCl6-非Cl-等等第2页元素化学学习方法类比1.对角线规则2.Ti与Si3.Cr与Al4.Co与Fe5.Mn与Fe等等第3页元素化学学习方法找规律1.金属活动次序表应用KCaNaMgAlZnFeHCuHgAg 还原性n逐步减弱离子氧化性n逐步增强与酸反应能与酸反应难与酸反应n氢氧
2、化物碱性n逐步减弱水溶性n逐步减弱稳定性n逐步减弱硫化物颜色白色,水溶液无色或水解黑色水溶性n逐步减弱n硝酸盐稳定性亚硝酸盐和氧气氧化物、NO2、O2单质、NO2、O2第4页元素化学学习方法找规律2.元素周期表应用(1)元素金属性、非金属性(2)氢化物稳定性(3)最高价氧化物水化物酸碱性(4)卤化银水溶性、颜色(5)碱土金属硫酸盐水溶性(6)碳酸盐稳定性等等第5页元素化学学习方法构建知识网络1.金刚石二氧化硅2.白磷三氧化二磷五氧化二磷3.原硅酸多聚硅酸二氧化硅4.磷酸多聚磷酸五氧化二磷第6页元素化学考查特点单纯知识考查(,1)X和Y在周期表中相邻。CaCO3与X单质高温反应,生成化合物B和一
3、个气态氧化物;B与Y单质反应生成化合物C和X单质;B水解生成D;C水解生成E,E水解生成尿素。确定B、C、D、E、X和Y。直接考查B:CaC2 C:CaCN2 D:C2H2 或或Ca(OH)2 E:NH2CN C(NH)2也可 X:C Y:N第7页元素化学考查特点单纯知识考查联络考查与生活、科技、化工等第8页元素化学考查特点单纯知识考查联络考查与生活、科技、化工等第9页元素化学考查特点单纯知识考查联络考查与生活、科技、化工等第10页元素化学考查特点单纯知识考查联络考查与生活、科技、化工等第11页元素化学考查特点作为考查载体考查结构第12页元素化学考查特点作为考查载体考查结构簇状化合物指含有原子
4、间直接键合成团簇有限原子骨架化合物。Ru6(CO)16是一个常见金属羰基簇合物,其分子结构高度对称性,全部Ru原子都是等价,而CO有两种空间位置。试画出Ru6(CO)16一个合理结构式。(Ru处于八面体位置,有12个CO处于棱上形成桥键,还有4个处于8个面中四个面上组成正四面体位置)第13页元素化学考查特点作为考查载体考查配合物第14页元素化学考查特点作为考查载体考查电化学第15页元素化学考查特点作为考查载体考查试验第16页元素化学竞赛题型描述型n(全国预赛第4题)已探明我国锰矿储量占世界第三位,但富矿仅占6.4%,每年尚需进口大量锰矿石。有些人设计了把我国菱锰矿(贫矿)转化为高端“菱锰矿砂”
5、绿色工艺。该工艺首先将矿砂与硫酸铵一起焙烧,较佳条件是:投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5;焙烧温度450oC;焙烧时间1.5 小时。n(1)写出焙烧反应方程式:n (NH4)2SO4MnCO3MnSO42NH3CO2H2O n(2)其次,将焙烧产物转化为高端“菱锰矿砂”,写出反应方程式:nMnSO42NH3CO2H2O(NH4)2SO4MnCO3n(3)若焙烧温度过高或时间过长,将造成什么结果?n MnSO4,MnCO3分解生成高价锰氧化物而造成锰浸出率下降。第17页元素化学竞赛构型计算型第18页元素化学竞赛题型推理型第19页元素化学解题方法顺藤摸瓜沿沿题给题给信息信息(“藤藤”
6、)、认认真分析、找到真分析、找到题题眼眼(“瓜瓜”)(,4(1)汞与次)汞与次氯氯酸(摩酸(摩尔尔比比1:1)发发生反生反应应,得到,得到2种反种反应产应产物,物,其一是水。其一是水。该该反反应应方程式方程式为为:;反反应应得到含汞得到含汞产产物物汉汉字名称字名称为为 。2Hg+2HClO=Hg2OCl2+H2O碱式碱式氯氯化汞(或化汞(或氯氯氧化汞)。(氧化汞)。(1分)。分)。注:注:Hg2OCl2也可写成也可写成HgOHgCl2或或HgCl2HgO第20页以下是某一以下是某一类类主要主要铂铂配合物生配合物生产产方法,用方法,用NaOH调调整整氯铂氯铂酸溶液至酸溶液至pH=12,煮沸煮沸2
7、小小时时,冷却到室温,冷却到室温,迟缓迟缓滴加硝酸溶液,滴加硝酸溶液,调调整整pH至至5,得,得到黄色沉淀(到黄色沉淀(A),洗),洗涤涤,干燥后,干燥后备备用。原子吸收光用。原子吸收光谱测谱测量配合物(量配合物(A)中中铂铂含量含量为为65.22%,失重分析,失重分析试验试验得到两个得到两个阶阶段,段,120-300之之间间失失重重为为24.09%,300-600第二次失重第二次失重过过程程为为10.70%。元素化学解题方法顺藤摸瓜1.写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.经过计算,写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。经过计算,写出第
8、一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。第21页以下是某一以下是某一类类主要主要铂铂配合物生配合物生产产方法,用方法,用NaOH调调整整氯铂氯铂酸溶液至酸溶液至pH=12,煮沸煮沸2小小时时,冷却到室温,冷却到室温,迟缓迟缓滴加硝酸溶液,滴加硝酸溶液,调调整整pH至至5,得,得到黄色沉淀(到黄色沉淀(A),洗),洗涤涤,干燥后,干燥后备备用。原子吸收光用。原子吸收光谱测谱测量配合物(量配合物(A)中中铂铂含量含量为为65.22%,失重分析,失重分析试验试验得到两个得到两个阶阶段,段,120-300之之间间失失重重为为24.09%,300-600第二次失重第二次失重过过程程为为10.70%。元素化
9、学解题方法顺藤摸瓜1.写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.经过计算,写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。经过计算,写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。第22页以下是某一以下是某一类类主要主要铂铂配合物生配合物生产产方法,用方法,用NaOH调调整整氯铂氯铂酸溶液至酸溶液至pH=12,煮沸煮沸2小小时时,冷却到室温,冷却到室温,迟缓迟缓滴加硝酸溶液,滴加硝酸溶液,调调整整pH至至5,得,得到黄色沉淀(到黄色沉淀(A),洗),洗涤涤,干燥后,干燥后备备用。原子吸收光用。原子吸收光谱测谱测量配合物(量配合物(A)中中铂铂含量含量为为6
10、5.22%,失重分析,失重分析试验试验得到两个得到两个阶阶段,段,120-300之之间间失失重重为为24.09%,300-600第二次失重第二次失重过过程程为为10.70%。元素化学解题方法顺藤摸瓜1.写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。写出该铂配合物化学式和合成该配合物方程式。2.经过计算,写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。经过计算,写出第一次失重和第二次失重后含铂产物化学式。H2Pt(OH)6 或Pt(OH)4(H2O)2 PtO2,Pt 第23页元素化学解题方法分析讨论(,4)在)在30以下,将以下,将过过氧化氧化氢氢加到硼酸和加到硼酸和氢氢氧化氧化钠钠混合溶液中,混合溶
11、液中,析出一个无色晶体析出一个无色晶体X。组组成份析成份析证实证实,该该晶体晶体质质量量组组成成为为Na 14.90,B 7.03%,H 5.24%。加。加热热X,得无色晶体,得无色晶体Y。Y含含Na 23.0%,是一个温和氧化,是一个温和氧化剂剂,常温下在干燥空气里,常温下在干燥空气里稳稳定,但在潮湿定,但在潮湿热热空空气中分解放氧,广泛用作洗气中分解放氧,广泛用作洗涤剂涤剂、牙膏、牙膏、织织物漂白物漂白剂剂和美和美发产发产品,品,也用于有机合成。也用于有机合成。结结构分析构分析证实证实X和和Y晶体中有同一个阴离子晶体中有同一个阴离子Z2-,该该离子中硼原子化学离子中硼原子化学环环境相同,而
12、氧原子却有两种成境相同,而氧原子却有两种成键键方式。方式。(1)写出写出X、Y最最简简式,式,给给出推理出推理过过程。程。X最最简简式;式;Y最最简简式;式;(数据不足数据不足)利用利用题给题给数据,找到方程,数据,找到方程,进进行行讨论讨论第24页元素化学解题方法分析讨论 X最最简简式;式;NaBH8O7 Y最最简简式;式;NaBH2O4(写成水合物也可写成水合物也可)推理推理过过程:程:Na B H O 14.90/23.0=0.648 7.03/10.8=0.651 5.24/1.008=5.20 72.83/16.0=4.55 11 8 7 X变变成成Y是脱水是脱水过过程。程。若若X为
13、为NaBH6O6H2O,则则Y中中Na质质量百分数量百分数为为23/135.8=0.17 不符合不符合题题意意若若X为为NaBH4O52H2O,则则Y中中Na质质量百分数量百分数为为23/117.8=0.20 不符合不符合题题意意若若 X为为NaBH2O43H2O,则则Y中中Na质质量百分数量百分数为为23/99.8=0.23若若X为为NaBO34H2O,则则Y中中Na质质量分数量分数为为23/81.8=0.28 不符合不符合题题意。意。第25页元素化学解题方法分析讨论NO2-是一个常是一个常见见配体,在八面体配离子配体,在八面体配离子MR2(NO2)4-中,中,中心离子中心离子M含量含量为为
14、21.27%,氮元素含量,氮元素含量为为30.33%,只只检测检测到一个到一个N-O键长键长,请请回答以下回答以下问题问题3-1、给给出自由状出自由状态态下下NO2-结结构,构,NO2-在在该该配合物中配位配合物中配位方式方式3-2、经过计经过计算,算,给给出配离子化学式和名称出配离子化学式和名称3-3、画出、画出该该配离子配离子结结构构第26页3-2、若、若R中不含中不含N,则氧元素含量为则氧元素含量为(0.3033/14)x32=0.6933,M,N,O之之和将超出和将超出1,是不可能。,是不可能。所以所以R必必为含氮配体。含氮配体。设R中含中含x个个N,则有有nM:nN=0.2127/M
15、M:0.3033/14.01=1:(:(2x+4)MM=19.65(x+2)x=1时,有合了解,时,有合了解,MM=58.95 为为Co元素,元素,配离子摩尔质量配离子摩尔质量=277g/mol,扣除掉扣除掉1个个Co,6个个N,8个个O后还剩下后还剩下6,应为,应为6个个H,故配体,故配体R为为NH3,配离子化学式为配离子化学式为Co(NH3)2(NO2)4-,名称为四硝基名称为四硝基二氨合钴二氨合钴(|)离子离子3-3、因为只一个、因为只一个N-O键长,全部氧原子等价,则配离子结构应为:键长,全部氧原子等价,则配离子结构应为:元素化学解题方法分析讨论3-1、NO2-为角型,为角型,因为只一
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