1、高三一轮复习之 基于“价类观”的金属单质及其化合物 以“铁及其化合物到工业流程“为例 ContentsContents 课标解读 1 复习目标 2 “价类观”看铁的转化 3 “价类观”看工业流程 4 【课标解读课标解读】 普通高中化学课程标准（普通高中化学课程标准（20172017年版）普通高中化学课程标准（年版）普通高中化学课程标准（20172017年版年版20202020修订版）修订版） 以上两版对于这一部分的内容要求、学习要求、化学学科核心素养要求均一致。以上两版对于这一部分的内容要求、学习要求、化学学科核心素养要求均一致。 【内容要求】【内容要求】 1.1. 结合真实情境中的应用实例或
2、通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2.2. 结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进 社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 3.3. 认识到化学科学与技术对我国走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路将
3、发挥重要作用，树立建设美丽中国、认识到化学科学与技术对我国走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路将发挥重要作用，树立建设美丽中国、 为全球生态安全作出贡献的信念。为全球生态安全作出贡献的信念。 【学业要求】【学业要求】 1.1. 能依据能依据物质类别和元素价态物质类别和元素价态列举某种元素的典型代表物。列举某种元素的典型代表物。 2.2. 能从能从物质类别、元素价态物质类别、元素价态的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初的角度，依据复分解反应和氧化还原反应原理，预测物质的化学性质和变化，设计实验进行初 步验证，并能分析、解释有关实验现象，步验证
4、，并能分析、解释有关实验现象， 3.3. 能从能从物质类别和元素价态变化物质类别和元素价态变化的视角说明物质的转化路径。的视角说明物质的转化路径。 4.4.能说明元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识运用所学知识或寻求相关证据参与社会性议题能说明元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识运用所学知识或寻求相关证据参与社会性议题 的讨论。的讨论。 【复习目标】【复习目标】 1. 1. 通过分析陌生情境下的化学反应，理解并会运用通过分析陌生情境下的化学反应，理解并会运用“价价类类观观”看物质转化，看物质转化， 培养培养“宏观辨识与微观探析宏观辨识与微观探析”
5、素养。素养。 2. 2. 通过探究通过探究K K2 2FeOFeO4 4净水原理与制备方法，进一步完善净水原理与制备方法，进一步完善“价价类类观观”看铁的转化，看铁的转化， 培养培养“证据推理与模型认知证据推理与模型认知”素养。素养。 3. 3. 通过运用通过运用“价类观价类观”探究工业流程中各环节的微粒成分探究工业流程中各环节的微粒成分，建构分析工业流，建构分析工业流 程的思维模型，培养程的思维模型，培养“证据推理与模型认知证据推理与模型认知”素养。素养。 4. 4. 通过了解工业流程与高端产业的关系，树立追求卓越、报效祖国的大志，通过了解工业流程与高端产业的关系，树立追求卓越、报效祖国的大
6、志， 培养培养“科学态度与社会责任科学态度与社会责任”素养。素养。 赤铁矿赤铁矿 黄铁矿黄铁矿 FeFe2 2O O3 3FeSFeS2 2FeFe3 3O O4 4 磁铁矿磁铁矿 你对下列铁矿石有哪些认识？你对下列铁矿石有哪些认识？ 0101 PART ONE PART ONE “价类观价类观”看铁的转化看铁的转化 1 1、价态观价态观 整理：整理：铁常见价态铁常见价态0、+2、+3, 整合三种价态之间的转化，整合三种价态之间的转化， 横线上写出常见的试剂。横线上写出常见的试剂。 CuCu2+ 2+、 、H H+ +、S S、I I2 2 ZnZn、AlAl、 COCO Zn(Zn(过量过量
7、) )、 AlAl、COCO ClCl2 2、HNOHNO3 3、H H2 2SOSO4 4( (浓、加热）浓、加热） ClCl2 2、O O2 2、HNOHNO3 3、H H2 2SOSO4 4( (浓、加热）、浓、加热）、KMnOKMnO4 4(H(H+ +) ) FeFe、ZnZn、CuCu、H H2 2S S、KIKI、SOSO3 32- 2- 弱氧化剂强氧化剂 强氧化剂 还原剂还原剂 还原剂 你还知道铁的哪些价态？说出代表性物质。你还知道铁的哪些价态？说出代表性物质。 K K2 2FeOFeO4 4 +6+6 2 2、分类观分类观 铁的氧化铁的氧化 物物 FeOFeO、FeFe2 2
8、O O3 3 分类分类 碱性氧化物；碱性氧化物； 金属氧化物金属氧化物 通性通性 1 1、与酸、与酸 2 2、与酸性氧化物、与酸性氧化物 3 3、与一些还原剂高温、与一些还原剂高温 （金属的冶炼（金属的冶炼) ) 价类价类观观 （即：价类二维图）（即：价类二维图） 0 0 +2+2 +3+3 +6+6 Fe Fe2O3 Fe(OH)2FeCl2FeO Fe(OH)3 FeCl3 K2FeO4 Fe3O4 下图是用共沉淀法制备纳米四氧化三铁的流程。 （1）写出该方法中发生的主要反应的离子方程式： _。 （2）实际生产中为提高产率，起始所用FeSO47H2O和FeCl36H2O的物质的量之 比大于
9、1 2，原因是_。 反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子反应过程中部分亚铁离子被氧气氧化为铁离子 实战体验实战体验1 1 （1）纳米级Fe和稀盐酸反应的离子方程式为_ （2）生成纳米级Fe的化学方程式为_ 实战体验实战体验2 2 1纳米材料一直是人们研究的重要课题，例如纳米级Fe粉表面积大，具有超强的 磁性，高效催化性等优良的性质。实验室采用气相还原法制备纳米级Fe，其流程如 图所示： Fe+2H+=Fe2+ +H2 N N2 2 实战体验实战体验3 3 2FeCO3与砂糖混用可以作补血剂，实验室里制备FeCO3的流程如图所示： 写出沉淀时反应的离子方程式： NHNH4 4HCOHCO3
10、3沉淀沉淀FeFe2+ 2+、 、MnMn2+ 2+本质： 本质： 复分解反应（不变价）复分解反应（不变价） 阅读下列论文摘要，回答问题： 到目前为止，饮水消毒以氯及氯制剂消毒被世界各国广泛采用，特别是应用漂白粉 或漂白粉精极为普遍。但近年来对饮水的氯消毒提出了质疑，国外对氯消毒的饮水中所 检出的卤有机物(以三卤甲烷为主)的致癌性进行了讨论，目前虽尚无肯定结论，但其副作 用已引起了广泛的重视。为了确保人类饮水的安全，近年来不少国家都在寻找新型的饮 水消毒剂，以期最后取代氯消毒。 据国内、外的试验，初步认为高铁酸钾高铁酸钾是一种有希望的新型饮水消毒剂。它具有杀 菌力强(消毒能力达99.9599.
11、99)，在水中能产生出氢氧化铁凝胶，故能沉淀除去水中 的部份重金属离子和在水中无味、无臭以及有良好的除味作用等 。 要求：根据以上信息，分析要求：根据以上信息，分析K2FeO4净水过程中发生的化学反应，并解释净水原理？净水过程中发生的化学反应，并解释净水原理？ 实战体验实战体验4 4 K2FeO4中铁为中铁为+6价，具有强氧化性，可以杀菌消毒；产物为价，具有强氧化性，可以杀菌消毒；产物为Fe3+水解生成水解生成Fe(OH)3胶胶 体，可吸附悬浮物。体，可吸附悬浮物。 FeFe3+ 3+净水本质： 净水本质： FeFe3+ 3+水解（不变价） 水解（不变价） 实战体验实战体验5 5 方法：次氯酸
12、盐氧化法。 (1)完成“氧化”过程中反应的化学方程式： _FeCl3_NaOH_NaClO=_Na2FeO4 _，其中氧化 剂是_(填化学式)。 (2)“转化”过程中发生反应的化学方程式为 2 2 1010 3 32 29NaCl9NaCl5H5H2 2O O NaClONaClO 新型净水剂高铁酸钾(K2FeO4)为暗紫色固体，可溶于水， 在中性或酸性溶液中逐渐分解，在碱性溶液中稳定。工 业上制备K2FeO4的常用方法有两种。 制制K K2 2FeOFeO4 4本质：本质： 溶解度差异（不变价）溶解度差异（不变价） 方法：电解法。 以铁为阳极电解氢氧化钠溶液，然后在阳极液中加入KOH。 电解
13、时阳极发生反应生成FeO42-，该电极反应方程式为： 实战体验实战体验6 6 价类价类观观 （即：价类二维图）（即：价类二维图） 小 结 1 0202 PART TWO PART TWO “价类观价类观”看工业流程看工业流程 钒矿粉中钒以钒矿粉中钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。 【20202020年高考全国年高考全国卷第卷第2626题改编题改编】 面对这样一道大题，先干什么，后干什么？面对这样一道大题，先干什么，后干什么？ 实战体验实战体验6 6 先用价类观先用价类观 看原料和最终产物看原料和最终
14、产物价类价类变化，明确核心元素走向。变化，明确核心元素走向。 钒矿粉中钒以钒矿粉中钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。 +3/+4/+5 +5 V V 后用价类观后用价类观 看流程中物质看流程中物质价类价类变化，明确杂质元素走向。变化，明确杂质元素走向。 钒矿粉中钒以钒矿粉中钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO2、Fe3O4。 FeFe2+ 2+ MnMn2+ 2+ FeFe3+ 3+ 和 和 AlAl3+ 3+ Fe(OH
15、)Fe(OH)3 3 核心：核心：V(+3/+4/+5)V(+3/+4/+5) 杂质：杂质：K K+ +、MgMg2+ 2+、 、AlAl3+ 3+、 、SiOSiO3 32- 2-、 、SiOSiO2 2、FeFe3 3O O4 4(+2/+3(+2/+3） FeFe3+ 3+ MnMn2+ 2+ H H+ +SOSO4 42- 2- V V2 2O O5 5xHxH2 2OO Fe(OH)Fe(OH)3 3Al(OH)Al(OH)3 3 VOVO3 3- - Al(OH)Al(OH)4 4- - 注意：加入试剂 除掉旧杂质，引入 新杂质。 “价类观价类观”看工业流程看工业流程 先用价类观先
16、用价类观 看原料和最终产物价类变化，明确核心元素走向。看原料和最终产物价类变化，明确核心元素走向。 后用价类观后用价类观 看流程中物质看流程中物质价类价类变化，明确杂质元素走向。变化，明确杂质元素走向。 小 结 2 用软锰矿（主要成分为用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量，含少量Fe3O4、Al2O3）和）和BaS制备高纯制备高纯MnCO3的工艺流程如下：的工艺流程如下： 实战体验实战体验7 7 【20202020年高考山东卷第年高考山东卷第1616题改编题改编】 +4 +2 MnO2 MnCO3 核心：核心：MnOMnO2 2 杂质：杂质：FeFe3 3O O4 4(+2/+3)(+2/+3
17、)、AlAl2 2O O3 3MnOMnO、S S FeFe2+ 2+、 、FeFe3+ 3+ AlAl3+ 3+ MnMn2+ 2+ H H+ + SO SO4 42- 2- NHNH4 4+ + H H2 2O O2 2 4.74.7 基于基于“价类观价类观”的金属单质及其化合物（价类二维图）的金属单质及其化合物（价类二维图） 铜的价类二维图铜的价类二维图铝的价类二维图铝的价类二维图 铁的价类二维图铁的价类二维图 芯片制造的主要流程：芯片制造的主要流程： 1、首先沙子中提取硅，反复提、首先沙子中提取硅，反复提 纯，得到超高纯度硅晶体；纯，得到超高纯度硅晶体； 2、晶体做成圆柱形后切片，、晶体做成圆柱形后切片， 得到的薄片称之为晶圆；得到的薄片称之为晶圆； 3、镀膜与刻蚀，期间包括光刻，、镀膜与刻蚀，期间包括光刻， 离子注入，干刻蚀，湿刻蚀，热离子注入，干刻蚀，湿刻蚀，热 处理，湿洗，等等数十道非常复处理，湿洗，等等数十道非常复 杂的操作，精度都在纳米级别；杂的操作，精度都在纳米级别； 4、最终在晶圆上，集成了数以千、最终在晶圆上，集成了数以千 亿的晶体管，再进行切片，得到亿的晶体管，再进行切片，得到 单个芯片；最后完成测试和封装。单个芯片；最后完成测试和封装。 追求卓越，报效祖国！追求卓越，报效祖国！
