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文档简介

1、专题三 金属及其化合物金属元素钠、铝、铁、铜及其化合物由于在国民经济和日常生活中的重要用途,因此一直是高考考查的重点。命题的重点将在钠及其化合物特别是Na2O2、NaHCO3、Na2CO3的性质,铝及其化合物的两性,铁()、铁()之间的转化关系,或以金属元素的性质为载体考查学生的实验能力、分析推理能力及计算能力。在复习过程中要将相关知识放在氧化还原反应的理论下复习,这样可以将各种金属元素及其化合物在氧化和还原的过程中进一步形成元素间的联系及转化,让物质之间形成网络,如铝三角、铁三角的转化,加强化合知识与理论部分联系。要注重与化学实验的联系,特别是探究性实验是新课程高考的核心。本部分知识是高考考

2、查的核心内容,从近几年新课标高考卷来看,主要以选择题、实验探究题、框图推断以及填空简答题的形式进行考查,难度中等。随着高考中联系实际、学以致用的试题所占的比例比重增大,碱金属及其化合物的应用将成为高考命题的热点之一。在归纳和对比中发现同族元素及其化合物在各方面(如结构、性质等)的相同点和递变性,发现相邻族元素及其化合物各方面(如结构、性质等)的相似性。在知识的对比、归纳中加深印象、深化理解。例如在复习碱金属时,可将金属锂到金属铯分别与水、氧气、卤素单质反应时发生的现象、生成的产物等多方面列表进行对比,归纳总结碱金属元素化学性质的共同点和递变性。知识梳理1钠及其重要化合物间的转化关系2镁及其重要

3、化合物间的转化关系3铝及其重要化合物间的转化关4铁及其重要化合物间的转化关系5铜及其重要化合物间的转化关系第一节 金属的化学性质考纲解读考纲内容要求名师解读金属钠的性质仔细分析考纲,本节的重要知识点主要是金属钠、镁、铝、铁等金属单质的化学性质,考题形式多样,有选择题、实验题、填空题等。选择题一般考查单独知识点,这种题型在高考中多次出现,是考查热点;填空题、实验题一般综合性较强,涉及多个知识点,是与实验、元素推断结合的考题,预测在20XX年的高考,会出现下面几个方面的考题:Na2O2与CO2、H2O的反应与计算结合;钠、钾与水、盐溶液反应的现象及产物的判断;铁与氧气反应产物的判断等镁铝的性质铁铜

4、及其它金属的性质基础巩固一钠(可保存在 中)1物理性质 金属钠很 ,用刀切开可以看到它具有 的金属光泽,是热和电的 ;它的密度为0.97gcm3,比水的密度还 ;而且熔点(97.8)、沸点(882.9)都 。2.化学性质 (1)跟氧气反应: 与空气接触缓慢氧化: 在空气(或氧气)中燃烧: ,以上反应说明Na202比Na20 。(2)在氯气中燃烧: (3)钠与硫混合研磨 (4)钠与水反应,可见到下列现象: 钠投入水中并 水面上-密度小于水。钠立即跟水反应,并 热量,发出嘶嘶响声,产生气体。同时钠熔成一个闪亮的小球并在水面上向各方向迅速游动最后消失熔点低。反应后的水溶液使酚酞 与水反应生成 。反应

5、方程式为: (5)钠与酸反应:钠与酸的反应比水反应更 。【思考交流1】金属钠着火后,应如何灭火?提示:水灭火、泡沫灭火器灭火都不适用于钠着火时的灭火,因为Na与H2O反应,不但生成易爆炸的H2,而且还生成腐蚀性很强的NaOH。一般用沙土覆盖,隔绝空气,达到灭火目的。二镁物理性质 色,有 光泽,熔点 ,硬度 ,密度 。化学性质 (1)能与O2、Cl2、N2等非金属单质反应,产物分别为 、 、 。与CO2反应:化学方程式为: 。与酸反应:镁与非金属如稀硫酸、盐酸等反应生成氢气,离子方程式为 。镁与氧化性如浓H2SO4、稀HNO3、浓HNO3在常温下也能反应,但不生成H2。(4)与盐溶液反应:与Zn

6、的盐溶液反应,其离子方程式为: 。3用途镁与其他金属构成 ,强度 、机械性能 ,是制造汽车、飞机、火箭的重要材料。在冶金工业做 。贝壳(CaCO3)CaO海水Mg(OH)2MgCl2 Mg通电过滤Ca(OH)2HCl4镁的提取(一)向海水中加入石灰乳: ;(二)制取MgCl26H2O: ;(三)加热蒸干MgCl2: ;(四)电解MgCl2: 。点燃【思考交流2】镁条在空气中燃烧的实验时,用纯净的镁条和纯净的空气,燃烧产物是纯净物还是混合物?为什么?点燃点燃提示 镁条在空气中燃烧时,与空气中的O2、N2发生反应,2MgO2 2MgO(主要产物),3MgN2 Mg3N2(少量),故燃烧后的产物是混

7、合物。注意:基本上无MgCO2 2MgOC,因CO2在空气中的含量极少(0.03%)。三、铝1.铝的物理性质铝是 金属,熔点660.4,密度2.7g/cm3,是电的 。2.铝的化学性质(1)与非金属单质(氧气、氯气、硫等)的反应: ; ; (2)与水的反应(高温条件且反应缓慢): (3)与酸的反应:2Al6HCl (4)与盐溶液的反应:2Al3CuSO4 (5)与强碱溶液的反应:2Al2NaOH2H2O (6)常温下遇 钝化(7)铝热反应:2AlFe2O3 ;2AlCr2O3 3主要用途:常用于制造轻质 ,用于飞机、汽车、轮船部件;做导线、炊具、 材料等。四、铁1物理性质纯铁是一种 色金属,密

8、度 ,硬度 ,熔沸点 ,有较好的 、 、延展性,能被磁铁吸引。2化学性质 (1)与非金属反应Fe与O2、Cl2、I2、S反应的化学方程式分别为: 、 、 、 。(2)与水蒸气反应反应的化学方程式为: 。(3)与酸反应与非氧化性酸:如与稀H2SO4、盐酸等反应,其离子方程式为: 。与氧化性酸:如与稀HNO3反应,一般不产生 ,常温下,可被浓HNO3、浓H2SO4钝化。A稀HNO3过量时生成Fe3,其离子方程式: 。B铁过量时生成Fe2,其离子方程式: 。(4)与盐溶液反应能与活动性较弱的金属盐溶液反应,如Fe和CuSO4溶液反应的离子方程式为: 。与FeCl3溶液反应,其离子方程式为: 。3铁的

9、冶炼(1)设备: 。 (2)原料: 、 、 、 。 (3)反应原理: ; ; 。(4)产品: (含杂质较多),进一步炼制得钢。(5)炉渣的形成: ; 。自我校对:一三、四、1银白,大,强,较高,导电性、导热性。实验探究拓展实验:Al及其化合物的性质与实验探究【原理】铝的化学性质比较活泼,可以与酸、碱、盐都发生反应,有的反应比较复杂,可能涉及多个反应。【准备】打磨过的铝片 CuCl2溶液 蒸馏水 过滤器 烧杯 玻璃棒【操作】实验步骤实验现象将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿空气

10、中一段时间后固体由红色变为绿色其主要成分为Cu2(OH)2CO3练一练:(1)按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_;化合反应_。(2)用石墨作电极,电解上述实验分离出的溶液,两极产生气泡。持续电解,在阴极附近的溶液中还可观察到的现象是_。解释此现象的离子方程式是_。(3)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。 用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式表示)_。MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。若将适量MnO2加入酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解产生Mn2,该反应的离子方程式是_。【解析】(1)由于CuCl2溶液中C

11、u2的水解使溶液呈酸性,所以会有2Al6H=2Al33H2,也有2Al3Cu2=2Al33Cu;单质铜在潮湿空气中由红色变为绿色,化学方程式可写成:重点突破 一.直击考点:考点一 钠这类试题主要在卷二里出现,往往联系现实例子,也可以是与其他知识结合的选择题的形式出现。解决这部分试题的关键在于要从实验中学习化学,将书本的知识与实验相联系。钠与盐溶液的反应(实质上是先与水反应生成 NaOH,NaOH再与盐反应): 与CuSO4溶液反应 2Na+2H2O=NaOH+H2 (1) CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2 (2) 合并(1)(2)得 2Na+2H2O+CuSO4=Na2SO4

12、 +Cu(OH)2+H2 与FeCl3溶液反应 6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3+3H2【特别提醒】钠和盐溶液反应,不能置换出盐中的金属,这是因为金属阳离子在水中一般是以水合离子形式存在,即金属离子周围有一定数目的水分子包围着,不能和钠直接接触。【例1】钠与FeSO4溶液反应,很难完整地观察到反应全过程的有关现象。有人用如图所示装置进行实验改进:先往试管内新制备的FeSO4溶液液面上覆盖一薄层汽油,然后将试管放入烧杯中,待试管内汽油层消失后,往试管内投入一小粒钠,并迅速塞上带导管的单孔塞。(1)实验中汽油的作用是_(2)加入钠后观察到液面上有大量气泡逸出,溶液中有_

13、色沉淀生成。(3)如果往试管中加入汽油后立即投入钠粒可能发生爆炸,其原因是_(4)写出钠与FeSO4溶液反应的离子方程式_【解析】由于Fe(OH)2在空气中易被氧化成Fe(OH)3,要想看到完整的实验现象关键是隔绝空气。钠投入到FeSO4溶液中和首先水反应生成H2及NaOH,NaOH与FeSO4反应生成白色的考点二 镁、铝结构和性质的比较这种题型的特点是以社会热点为背景,起点高落点低,只要结合所学知识分析,就能解题。解决这部分试题的关键在于要从联系实际、联系社会,把书本的知识与实际相联系。镁铝原子结构晶体结构都是金属晶体物理性质密度较小,熔点较低,硬度较小,银白色。铝的硬度、熔沸点比镁大化学性

14、质与O2的反应常温下被O2氧化,生成致密氧化膜,因而具有抗腐蚀性2Mg+O22MgO在空气中点燃,发出耀眼白光4Al+3O22Al2O3,在纯氧中或高温下可燃烧与非金属化合与Cl2、S、I2、N2等反应2Al+3SAl2S3与H2O的反应Mg+2H2O(沸水)=Mg(OH)2+H2与氧化物的置换反应2Mg+CO22MgO+C8Al+3Fe3O49Fe+4Al2O3与非氧化性酸的反应Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2与浓H2SO4、浓HNO3的反应反应,不放H2常温下钝化与碱的反应不反应2Al+2OH-+2H2O=2 AlO2 -+3H2冶炼海水Mg(OH)22MgCl2

15、(电解)Mg铝土矿Al2O3Al用途制合金、飞机、照明弹等制合金、飞机、导线、日用品等【例2】使溶液中Ba2+、Mg2+、Al3+、Ag+、Cu2+分步逐一沉淀析出,加入下列试剂的顺序正确的是 ( )ANaClNa2SNa2SO4NaOHHNO3 BH2SO4HClH2SNaOHCO2CHClH2SO4H2SNaOHCO2 DNa2SNa2SO4NaClNaOHHCl【解析】SO42能同时除去Ba2+和Ag+,S2能同时除去Ag+和Cu2+,所以不能放在第一位,排除BD;AC相比,在加入前四种试剂后,Al3+以AlO2形式存在,加酸可使AlO2以Al(OH)3形式沉淀。但HNO3量不好控制,所

16、以最好的选项为C。【答案】C【点评】解除杂题应注意除杂试剂的选择。本题要求将离子分步逐一除去,所以试剂要一一对应:Ba2+SO42,Mg2+OH,Ag+Cl,Cu2+S2,除杂的顺序。为了将杂质除干净,除杂试剂一般是过量的,这样势必引入新杂质。所以后续的除杂试剂在去除对应杂质的同时,还要有将前一过量除杂试剂清除的作用。考点三 铝有关图像题Al既和H+反应也和OH-反应是与Mg的重要差异,应联系记忆。同时铝与酸、碱反应有异同点:相同点Al均被氧化成+3价铝,所以1 mol Al不论和H+反应还是和OH-反应均生成3 g(mol)H2。不同点1 mol Al与H+反应消耗3 mol H+,而与OH

17、-反应只消耗1 mol OH-。【例3】将溶液(或气体)Y逐滴加入(或通入)一定量的溶液X中(下表), 产生沉淀的物质的量(用纵坐标表示)与加入Y物质的量(用横坐标表示)的关系如图所示, 则符合图中所示关系的一组物质是( )ABCDXAl2(SO4)3Ca(OH)2AlCl3NaAlO2YBaCl2CO2NaOHHCl考点四 不同价态铁之间转化与讨论计算铁作为一种变价金属,是高考命题的热点,在离子共存、离子方程式、氧化还原反应、金属的腐蚀中铁都扮演重要的角色;特别是以铁及化合物知识为载体设计的化学实验、物质推断及化学计算等更能考查学生分析、推理、综合应用能力,在复习时应高度重视。复习此知识点应

18、抓住以下几个方面:1抓价态 从铁三角关系去认识铁及其化合物间的氧化还原反应规律。凡是遇到关于铁的题时,首先想到的就是铁的价态。还应总结记忆,如:低价铁Fe、Fe2+、FeO、Fe(OH)2遇到强氧化剂均被氧化成+3价铁;Fe3+只具有氧化性,既可被还原成Fe2+也可被还原成Fe,与还原剂有关系,如Fe3+与Fe、Cu、I-反应只能生成Fe2+。还应与量相联系,如:少量的Fe与足量的稀HNO3反应:Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O过量的Fe与少量的稀HNO3反应:先Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2O后过量的Fe与Fe3+反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+总3Fe

19、+8HNO3=3Fe(NO3)2+2NO+4H2O2抓特性Fe与H2O(气)及O2反应均生成Fe3O4Fe(OH)2极易被空气中的O2氧化成Fe(OH)3Fe的化合物的颜色:FeO、Fe3O4黑色;Fe2O3红棕色;Fe2+绿色;Fe3+棕黄色;Fe(OH)2白色;Fe(OH)3红褐色。3抓属类 铁是一种比较活泼的金属,FeO、Fe2O3为碱性氧化物,Fe(OH)2、Fe(OH)3为不溶性弱碱,即Fe2+、Fe3+溶于水均发生水解: Fe2+2H2OFe(OH)2+2H+;Fe3+3H2OFe(OH)3+3H+; Fe3+与OH-、SCN-、COeq oal(2,3)、HCO3-、AlO2-因

20、发生复分解反应而不能大量共存,与S2、I-因发生氧化还原反应而不能大量共存;Fe2+与OH-、COeq oal(2,3)、HCO3-、AlO2-、S2-因发生复分解反应而不能大量共存。【例4】 将ag铁粉投入到200mL1.0molL-1的稀硝酸中,使其充分反应后,回答下列问题(假设硝酸的还原产物只有NO,反应后溶液体积变化忽略不计)。写出可能发生反应的离子方程式: 。当a的取值不同时,充分反应后溶液中溶质的组成不同,经过讨论后填写下列表格:(表格可不填满)a的取值情况(g)溶液中存在的溶质a=3.5g时,溶液中溶质是什么?并计算各溶质的物质的量浓度。(写出计算过程)【答案】 Fe+4H+NO

21、3-=Fe3+NO+2H2O、3Fe+8H+2NO3-=3Fe2+2NO+4H2O;a的取值情况(g)溶液中存在的溶质a2.8gFe(NO3)3和HNO3a2.8gFe(NO3)32.8ga4.2gFe(NO3)2和Fe(NO3)3a4.2gFe(NO3)2cFe(NO3)3=,cFe(NO3)2=【点评】本题考查铁的性质及硝酸的性质等。由于铁为变价金属,所以在与强的氧化剂反应时随量的不同对应的氧化产物可能不同,当铁足量时通常产生Fe2+,当铁少量时则产生Fe3+,也可能产生Fe2+和Fe3+的混合物;需要注意的是铁在溶液中发生置换反应时只能产生Fe2+。二.走出误区: 误区一 误认为物质灼烧

22、时,焰色反应呈黄色,该物质一定是钠的化合物; 焰色反应是某些金属元素的特征性质。如:钾元素焰色反应为浅紫色(透过蓝色的钴玻璃)、钠元素为黄色、铜元素为绿色。根据这一特征性质可用来检验这些元素。做焰色反应的实验时的用品有:铂丝(或铁、铬、镍、钨丝)、酒精灯(或煤气灯)、试剂。操作:“洗”,“烧”,“蘸”,“烧”,“观”。【例1】物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断正确的是 ( )A该物质一定是钠的化合物B该物质一定含钠元素C该物质一定是金属钠D确定该物质一定不含钾元素错解:AD原因:氯化钠、硝酸钠、碳酸钠等钠的化合物的焰色反应均呈黄色,可知该物质一定是钠的化合物;由于钾的化合物焰色反应均呈浅紫色

23、,而上述物质焰色反应呈黄色,故不含钾元素。故正确答案为AD。正解:B原因:没考虑到焰色反应是某些金属元素(包括单质和化合物)的特征性质,焰色反应呈黄色说明该物质中一定含钠元素,即可能是金属钠,也可能是钠的化合物;没考虑到钠的黄光对观察钾的焰色的干扰,必须透过蓝色的钴玻璃滤去黄光后才能观察有无钾元素。故正确答案为B。误区二 金属钠的活动性很强,金属钠能将硫酸铜溶液中置换出铜我们知道,Fe能从CuSO4溶液中置换出Cu。虽然在金属活动性顺序中钠远在铜的位置之前,但钠却不能从CuSO4溶液中置换出Cu,这是因为钠的金属性很强,钠加入到CuSO4溶液中,首先与反应生成NaOH,生成的NaOH再进一步与

24、CuSO4反应生成蓝色絮状沉淀。这一例子告诉我们,在学习一些概念和物质性质要深入分析其特征和本质,否则,很容易被假象迷惑,作出错误的判断。【例2】下列分析推断正确的是 ( )A因金属钠比铜活泼,故钠可从硫酸铜溶液中置换出铜B过氧化钠能与水反应生成氢氧化钠,故过氧化钠属于碱性氧化物C氧化钠溶于水,电离出来的自由离子并不是自身的,故氧化钠是非电解质D碳酸钙难溶于水,但属于强电解质。错解:AB原因:钠的活动性很强,金属钠可从硫酸铜溶液中置换出铜;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠具有碱性氧化物的特征,属于碱性氧化物;碳酸钙不溶于水,为弱电解质。正解:D原因:(1)钠与水剧烈反应,而不能从溶液中置换出铜;(

25、2)过氧化钠与水反应发生了氧化还原反应,不符合碱性氧化物的特征;(3)氧化钠属于离子化合物,熔融状态时自身能电离,且完全电离,属强电解质;(4)碳酸钙难溶于水,但不是绝对不溶于水,在25时,碳酸钙的溶解度为1.4103g,溶解在水中的碳酸钙能完全电离,故碳酸钙为强电解质。误区三、误认为铝和氢氧化钠溶液反应的氧化剂是氢氧化钠和H2O铝和氢氧化钠溶液的反应的实质是铝先和H2O反应生成Al(OH)3和H2,生成的Al(OH)3再和氢氧化钠反应生成NaAlO2和H2O。为什么铝单质平时不和水反应,是因为生成的Al(OH)3难溶于水,阻止了铝和水的反应,铝表面的氧化物也阻止了铝和水的反应。铝是不能将氢氧

26、化钠中的H置换出来的,所以下列表示法是错误的: 该错误也是学生常犯的,也是试题中的陷阱。【例3】Al和NaOH水溶液反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为( )A11 B21 C31 D41错解:B原因:2Al + 2 NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3 H2 2mol 2mol 2mol 根据上述反应方程式得到铝作还原剂,NaOH和H2O全作氧化剂,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比是:2(2+2)=12 正解:C原因:铝能将NaOH中的+1价的H还原吗?当然不能,因为即使是还原性极强的金属钠也不能和氢氧化钠反应放出氢气,氢氧化钠作氧化剂很显然是错误的。铝和氢氧化钠溶液反应的实

27、质是:2Al + 6H2O 2Al(OH)3+ 3H2;2Al(OH)3 + 2NaOH 2NaAlO2+ 4H2O将上述反应方程式相加得到反应式:2Al + 2H2O + 2NaOH 2NaAlO2+ 3H2该反应的电子转移的方向和数目可按下式进行分析:Al与NaOH溶液反应,氧化还原反应部分为2Al + 6H2O2Al(OH)3+3H2,氧化剂为H2O,还原剂为Al。所以是31,选C误区四、Al(OH)3制取的最佳途径Al(OH)3该物质的制取往往有多种方法和途径,怎样选择最佳途径,也是学生容易被忽略的问题,常凭主观想象,作出错误的结论。【例4】用稀H2SO4、NaOH和Al为原料制取Al

28、(OH)3,甲、乙、丙三个学生分别用三种不同的途径制备。甲:AlAl2(SO4)3Al(OH)3 ; 乙:Al NaAlO2 Al(OH)3Al(OH)3AlAl2(SO4)3AlNaAlO2丙: 若要制得等量的Al(OH)3,则( )A乙消耗的原料最少 B三者消耗原料相同C丙消耗的原料最少 D甲、乙消耗原料相同错解:A原因:因为生成的Al(OH)3的量相等,所有三者消耗的原料相同。正解:C原因:甲的有关反应为:2Al + 3H2SO4= Al2(SO4)3 + 3H2 Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3+ 3Na2SO4生成2mol Al(OH)3时,消耗3mol H2SO

29、4和6mol NaOH乙的有关反应为:2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 2NaAlO2 + H2SO4 + 2H2O Na2SO4 + 2Al(OH)3生成2mol Al(OH)3时消耗 1mol H2SO4和2mol NaOH丙的有关反应为:2Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H22Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2Al2(SO4)3 + 6NaAlO2 +12H2O 8Al(OH)3 +3Na2SO4生成2mol Al(OH)3时消耗H2SO4 eq o(sup 4(eq o(sup 2(3),sdo 4(),sd

30、o 6(4)mol,消耗NaOH eq o(sup 4(eq o(sup 2(3),sdo 4(),sdo 4(2)mol显然,丙消耗的酸、碱最少。误区五、铁的可变化合价往往是解题中的陷阱因为铁在强氧化性的酸若硝酸或浓硫酸,生成三价的铁盐,而过量的铁又能和三价的铁盐溶液继续反应是容易被忽略的。有时生成三价铁盐和二价铁盐的混合物也是更易被忽略的。【例5】刚好能溶解1 g铝的稀硝酸,最多能溶解铁的质量是(还原产物相同)A1 g B5627 g C2827 g D289 g错解:B原因:铝和硝酸反应生成+3价的Al3,铁和硝酸反应生成+3价的Fe3,所以铝和铁的物质的量相等。所以铁的质量是:56。正

31、解:D原因:问题出在最多能溶解铁的质量,主要也必须考虑铁和Fe3继续反应,还能继续溶解铁,所以错了。用电子守恒解题:2n(Fe)=3n(Al) n(Fe)=1.5n(Al) m(Fe)=1.5=289 g。巩固复习1、镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,有下列气体:空气;CO2;Ar;H2;N2。其中可作为冷却气的是( )A、B、C、D、1、 C 解析 金属镁与空气中的CO2、N2、O2均能发生反应,所以不能作为冷却镁蒸汽的气体,故选C。2、近年来,冠以“绿色”的新概念不断产生,如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等。据此,由单质镁制硝酸镁的

32、下列4个方案中,你认为可行并且符合“绿色化学”要求的方案是( )稀HNO3A、Mg Mg(NO3)2稀HNO3NaOHCl2B、Mg MgCl2 Mg(OH)2 Mg(NO3)2稀HNO3O2C、Mg MgO Mg(NO3)2浓H2SO4Ba(NO3)2溶液D、Mg MgSO4 Mg(NO3)22、 C 解析 “绿色化学”要求从经济、环保和技术上出发设计可行的化学反应。3、下列溶液能与镁反应生成氢气的是( )A. 氯化铵溶液 B. 氢氧化钠溶液 C. 碳酸钾溶液 D. 饱和石灰水3、 A 解析 氯化铵溶液水解呈酸性,所以答案为A4、将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水

33、中,充分反应后得到200 mL溶液,再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L,若反应过程中溶液的体积保持不变,则()A反应过程中得到6.72 L气体(标况)B最终得到的溶液中c(Na)c(Cl)c(OH)C最终得到7.8 g沉淀D最终得到的溶液中c(NaCl)0.15 mol/L4、C 解析 由题n(Na2O2)0.2 mol,n(Al)0.2 mol,发生反应:2Na2O22H2O=4NaOHO2,2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2,可知生成气体0.4 mol,标况下体积为8.96 L;加入盐酸先和过量的NaOH反应,剩余0.1 mol和NaAlO2反应生成0.1

34、mol Al(OH)3:NaAlO2HClH2O=NaClAl(OH)3,最终溶液为0.3 mol NaCl、0.1 mol NaAlO2。5、(2011湖南长沙)在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀的量(y)的关系示意图中正确的是()5、C 解析 向混合溶液中加入NaOH溶液的过程中,Mg(NO3)2会生成难溶物Mg(OH)2,Al(NO3)3会生成难溶物Al(OH)3,随着NaOH溶液的加入,Al(OH)3逐渐溶解,而Mg(OH)2不能溶解。 6、(2011上海)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是( )A铁 B氮 C氧

35、 D碳6.D【解析】本题考查高炉炼铁的原理,难度中等。高炉炼铁中涉及C与O2生成CO,CO与Fe2O3生成CO2,CO2与C生成CO。过程中C的化合价有升有降,故既被氧化又被还原。7、(2011重庆) 下列叙述正确的是A. Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性C. Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强的密度大于K的,C不正确;C、P、S、Cl的非金属性逐渐增强,所以其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,D正确。8、(2011广东)某同学通过系列实验探究Mg及其化合

36、物的性质,操作正确且能达到目的的是A、将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于其中探究Mg的活泼性B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成C、将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀D、将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体8B【解析】A项稀释方法不对。C项不能直接倒入,应采用玻璃棒引流。D项加热蒸干得MgO固体提高训练9、(2012长春)用类推的方法可能会得出错误结论,因此推出的结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列类推结论中正确的是()ANa失火不能用CO2灭火,K失火不能用CO2灭火B工业上

37、电解熔融MgCl2制取金属镁,也用电解熔融AlCl3的方法制取金属铝CAl与S直接化合可以得到Al2S3,Fe与S直接化合也可以得到Fe2S3DFe3O4可以写成FeOFe2O3,Pb3O4也可写成PbOPb2O39A【解析】AlCl3为共价化合物,熔融状态不导电,故不能用电解熔解AlCl3的方法制取金属铝;Fe与S直接化合只能生成FeS;Pb3O4中铅的化合价分别为4价和2价,故Pb3O4应写成2PbOPbO2的形式。10、在蒸发皿中放一小块钠,加热至熔化时,用玻璃棒蘸取少量无水CuSO4与熔化的钠接触,瞬间产生耀眼的火花,同时有红色物质生成。据此判断下列说法中不正确的是()A上述反应是置换

38、反应B上述反应是放热反应C上述反应中无水CuSO4表现了还原性D加热且无水条件下,Na可以与CuSO4反应并生成Cu10、 C 解析 由实验现象可知发生了反应2NaCuSO4=Na2SO4Cu,且该反应放热,故A、B、D三项均正确;该反应中Na表现还原性,CuSO4表现氧化性,C项错误。11、在天平两边各放同浓度等体积的盐酸,调节天平平衡,然后在左边的烧杯中放6.6g铝粉,为了使天平平衡,右边的烧杯中应加入镁粉的质量可能是( )A、6.6g B、6.5g C、6.4g D、6.3g12甲、乙两烧杯中各盛有100mL3molL1的盐酸和NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测

39、得生成的气体体积比为甲:乙=1:2,则加铝粉的质量为( )A、5.4g B、3.6g C、2.7g D、1.8g13、(2012吉林)将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20 mL pH14的溶液,然后用1 molL1的盐酸溶液滴定,至沉淀质量最大时消耗盐酸40 mL。原合金中钠的质量为()A.0.92 g B.0.69 g C.0.46 g D.0.23 g14、海水中含的MgCl2是Mg的重要来源之一,从海水中提镁,可按如下步骤进行:(1)将贝壳制成石灰乳(2)在引入的海水中加入石灰乳、沉降、过滤、洗涤沉淀物(3)将沉淀物与盐酸反应、结晶、过滤、干燥产物(4)将产物熔融后电解关于

40、提取镁,下列说法中不正确的是( )A此法的优点之一是原料来源丰富B进行(1)、(2)、(3)步的目的是从海水中提取MgCl2C第四步会产生氯气D以上过程中涉及到复分解反应、化合反应和置换反应14D【解析】原料来源丰富是此法的优点之一,A正确;(1)、(2)、(3)步的目的是从海水中提取MgCl2以便用于第(4)步的电解,B正确;电解MgCl2生成镁和氯气,C正确;此过程中无置换反应,D不正确。15、(2009上海)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应,产生气体的体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的( )A物质的量之比为3:2 B质量之比为3:2C摩尔质量之比为2:3 D反应速率

41、之比为2:316、在托盘天平的两盘中各放入同浓度同体积的足量稀硫酸,分别加入0.1mol两种金属,反应后需在游码中拨动0.2g后,天平才能恢复平衡。两金属是( )A、Mg、Al B、Fe、Al C、Mg、Na D、Fe、Cu16、A【解析】分别计算0.1mol下列金属与足量的酸反应后,可使溶液分别增重Mg为2.2g、Al为2.4g、Fe为5.4g、Na为2.2g、Cu不反应。其中相差0.2g的只有Mg、Al。故选A。17、将一定质量的Mg、Al合金投入到250mL4molL1的HCl中,金属完全溶解后,在加入2molL1NaOH溶液,若要生成的沉淀最多,加入的NaOH体积为( )A、250mL

42、 B、4omL C、500mL D、750mL17、C【解析】若使沉淀最多时,则Mg2+、Al3+全部转化为Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀。此时溶液中的溶质只有NaCl,即n(Na+)=n(Cl-)。则有关系式:0.25L4molL1=2molL1V(NaOH)得V(NaOH)=0.5L=500mL,故选C。18、(2011汉中)将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中,两者恰好完全反应,假设反应过程中还原产物全是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g,则下列有关叙述中正确的是()A加入合金的质量不可能为6.4

43、 gB参加反应的硝酸的物质的量为0.1 molC沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mLD溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24 L18、 D 解析 镁、铜合金都与硝酸反应,根据反应中电子得失守恒,金属失电子的物质的量等于OH的物质的量,所以n(e)n(OH)5.1 g17 g/mol0.3 mol。反应中HNO3中5价的N得电子变成2价的N,由此得到NO气体的体积为2.24 L,D正确。19、在标况下,取甲、乙、丙各30.0mL相同浓度的HCl,然后分别慢慢加入组成相同的Mg、Al合金粉末,得出下表中有关数据(假设反应前后溶液体积不发生变化)甲 乙丙合金质量(mg)255385459

44、气体体积(mL)280336336请回答:(1)甲组实验中,HCl(填过量、适量或不足量,以下相同) ,乙组实验中,HCl 。(2)HCl的物质的量浓度为 . 。(3)合金中Mg、Al的物质的量之比为 . 。(4)丙实验后,向容器中加入一定量1.00molL1的NaOH溶液,能使合金中铝粉恰好完全反应,再过滤出不溶性固体。求所得滤液中各溶质的物质的量浓度。19、【答案】(1) 过量 不足(2) 1.00molL1(3) 1:1(4) c(NaCl)=0.0435 molL1 c(NaAlO2) =0.130 molL120、(2010海南)AG各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质。请回答

45、下列问题:(1)物质C和E的名称分别为_、_;(2)可选用不同的A进行反应,若能在常温下进行,其化学方程式为_;若只能在加热情况下进行,则反应物A应为_;(3)反应的化学方程式为_;(4)新配制的F溶液应加入_以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是_,实验现象为_。20、【答案】(1)浓盐酸、四氧化三铁;(2)2H2O22H2OO2 KClO3 (3)4HCl(浓)MnO2MnCl22H2OCl2 (4)铁粉; KSCN(或NH4SCN)溶液; 溶液变红。 几种重要的金属化合物考纲解读考纲内容要求名师解读钠的化合物考纲要求:“了解常见金属及其重要化合物的主要性质,了解其应用”。金属及

46、其化合物知识点多而繁琐,需要记忆的较多,重点是“铝三角”和“铁三角”这两块,要注意运用对比的方法理解和掌握,从而找出知识的规律性,同时要强化各知识点的纵横联系,构建完整的知识网络。在明年的高考中,考生需要注意三种题型,一是Al3+、Al(OH)3、AlO2间的转化和Fe2、Fe3之间的转化在无机框图题中的应用;二是铝的化合物、铁的化合物与实验相联系的综合实验题;三是选择题,主要有Na2CO3和NaHCO3的计算和实验、铁的氧化合物的计算、铝的化合物的图像题分析等。镁、铝的化合物铁、铜的化合物基础巩固一、钠的氧化物1、Na2O2:颜色状态 : 电子式: 与H2O 、CO2化学方程式 : 、 2、

47、Na2O:颜色状态 :白色固体 电子式: 与H2O 、CO2化学方程式 : 、 三、钠及化合物之间的关系 Na2O2Na Na2O NaO H Na2CO3 NaHCO3 【思考交流1】金属钠露置在空气中会发生什么样的变化?最终生成什么物质?二、氧化铝和氢氧化铝1、氧化铝(1)物理性质: 色 体,硬度 ,熔沸点 。刚玉、红宝石、蓝宝石的主要成分为 。(2)化学性质:与盐酸反应的化学方程式为: 。与NaOH溶液反应的化学方程式为: 两性氧化物:与 、 都能反应生成 和 的氧化物。(3)用途:用作 、Al2O3可做 等。2、氢氧化铝 (1)物理性质: 色 体, 溶于水。(2)化学性质:受热分解:化

48、学反应方程式为: 。两性:有关的化学方程式和离子方程式为:与盐酸的反应: ; 。与NaOH的反应: 。3、用途:(1)治疗胃酸过多,其原理可用离子方程式表示为: 。(2)铝盐水解生成的Al(OH)3胶体可净水。明矾的电离方程式为: 。Al3水解生成胶体的离子方程式为: 。Al(OH)3胶粒有强吸附能力,可用于净水。4、制取:可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式: 。三、铝盐和偏铝酸盐分别与碱和酸反应生成Al(OH)3沉淀的关系图像(一)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像1、向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量:(1)现象: 。(2)离子方程式: 。2、向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐

49、溶液至过量:(1)现象: (2)离子方程式: 。(二)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像1、向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量:(1)现象: 。(2)离子方程式: 。2、向盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量:(1)现象: 。(2)离子方程式: 。(三)向H和Al3、OH和AlO2混合溶液中分别滴加NaOH溶液、盐酸的反应图像1、向H和Al3混合液中滴加NaOH至过量:(1)现象: 。(2)离子方程式: 。2、向OH和AlO2混合液中滴加盐酸至过量:(1)现象: 。(2)离子方程式: 。(四)以上六种情况的图像【思考交流2】是否只有铝粉与氧化铁所发生的反应才叫铝热反应?提示 不是。铝粉可与许多难熔金属

50、的氧化物粉末混合形成铝热剂,并在一定条件下发生铝热反应,用以冶炼相应的金属。自我校对:2、无沉淀白色沉淀渐多最多渐少全部溶解HOHH2O,AlO2HH2OAl(OH)3,Al(OH)33HAl33H2O实验探究拓展实验:Fe(OH)2的制备原理和方法【原理】Fe(OH)2极易被氧化,溶解在水中少量的氧都能将它氧化成Fe(OH)3,所以很难得到白色的Fe(OH)2沉淀。要制得Fe(OH)2白色沉淀必须用加热煮沸过的蒸馏水临时配制的FeSO4溶液,并加入少量的Fe粉,准备加入的NaOH溶液也要加热煮沸;加入NaOH溶液时,应将滴管尖嘴伸入盛FeSO4溶液的试管底部再挤出NaOH溶液,这样就得到白色

51、的Fe(OH)2沉淀。【准备】不含Fe3的FeSO4溶液 不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液 长滴管 NaOH溶液铁屑 稀H2SO4 止水夹【操作】方法一用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。方法二用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀。练一练:方法一用不含Fe3的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入_。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液

52、,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是_。方法二在如右图所示的装置中,用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是_。(2)在试管里加入的试剂是_。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管和中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是_。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,理由是_。方法三利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,如右图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极的材料应为_,电极反应式为_。(2)电解液c可以是_(填编号)。A纯水 BNaCl溶液CNaOH溶液 DCuCl2溶液(3)d

53、为苯,其作用是_,在加入苯之前对电解液c应作何简单处理?_。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是_(填编号)。A改用稀H2SO4作电解液 B适当增大电源的电压C适当减小两极间的距离 D适当降低电解液的温度(5)若c用Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了电极上看到气泡外,另一明显现象为_。重点突破一.直击考点:考点一 关于过氧化钠的性质的考查这类试题近几年不经常出现,难度不会很大,只要认识变化规律解题就容易了。Na2O2跟CO2和水蒸气混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2,必还发生2NaOH+C

54、O2Na2CO3+H2O,即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。【例1】将含有O2和CH4的混合气体置于盛有23.4gNa2O2的密闭容器中,连续进行电火花点燃,反应结束后,容器内的压强为零(150)。将残留物溶于水中,无气体产生。原混合气体中O2和CH4的物质的量之比为( )A1 : 1B1 : 2C1 : 3D2 : 1考点二 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与用途复习本节内容时,紧紧抓住性质对比这条主线,归纳出Na2CO3和NaHCO3性质的共同点和不同点,从而找到鉴别Na2CO3和NaHCO3的方法及在一定条件下Na2CO3和NaHCO3的相互转化原理。【例2】下列实验能成功的是 ( )用水鉴别N

55、a2CO3和NaHCO3固体;用观察法区别Na2O和Na2O2;用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液;用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。A B C D的方法可区别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。考点三 氢氧化铝的制取物质制备方案的设计,首先要弄清物质制备的原理,从原理为切入点设计方案。在近几年的高考里经常出现这种试题。(1)制取Al(OH)3若用铝盐与强碱作用,应严格控制加入碱的量,因为强碱过量会使制得的Al(OH)3转化为四羟基合铝酸盐(或偏铝酸根AlO2-):Al(OH)3OHAl(OH)4。(2)若用强酸,强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解:Al

56、(OH)4 +H+Al(OH)3+H2O;Al(OH)3+3H+Al3+3H2O。【例3】明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:根据上述图示,完成下列填空:(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)_mL,用规格为_mL量筒量取。(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。检验NH4+的方法是_。 (3)写出沉淀物中所有物质的化学式_。 (4)滤液I的成分是水和_。 (5)为测定混合肥料K2SO

57、4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤: 称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量_溶液,产生白色沉淀。 _、_、_(依次填写实验操作名称)。 冷却、称重。(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:_mol(用含有m、n的代数式表示)。考点四 铁的探究性实验试题我们必须在认真做过探究实验的基础上才能做好此类题,该类题体现了对学生实验探究能力的要求。此类题常以探究铁氧化物中铁元素的价态、混合物的组成、含量为知识载体,培养学生分析、设计化学实验方案的能力。【例4】某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究:将适量稀硝酸加入少许

58、样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。(1)请指出该结论是否合理并说明理由。(2)请完成对铁元素价态的探究:限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹:3 molL1H2SO4、3 H2O2、6 molL1HNO3、0.01 molL1KmnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL1Kl、20 KSCN、蒸馏水。提出合理假设假设1:;假设2:;假设3:。设计实验方案证明你的假设实验过程根据的实验方案,进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1:步骤2:

59、步骤3:【解析】设计实验方案探究铁元素的价态,根据加酸后溶液的颜色变化,推测铁元素可能的化合价,然后取少量上述溶液,滴加酸性KMnO4溶液,根据KMnO4溶液是否褪色,确定铁氧化物是否存在2价铁元素;另取少量溶液,滴加KSCN溶液,根据溶液是否变为血红色,确定铁氧化物是否存在+3价铁元素。【答案】(1)该结论不正确。稀HNO3有强氧化性,若该铁的价态为+2价,则被氧化为+3价同样可使KSCN溶液变血红色。(2)提出合理假设假设1:催化剂中铁元素的价态为+3价。假设2:催化剂中铁元素的价态为+2价。假设3:催化剂中铁元素的价态既有+3价也有+2价。设计实验方法证明你的假设实验过程 实验操作预期现

60、象与结论步骤1:将适量稀H2SO4加入少许样品于试管中,加热溶解;溶液呈黄绿色,说明溶液中含Fe2+或Fe3+。步骤2:取步骤1少量溶液,滴加酸性KMnO4溶液。若KMnO4溶液的紫红色褪去为无色溶液,则说明催化剂中铁元素的价态含+2价;若不褪色,则说明催化剂中铁元素的价态不含+2价。步骤3:另取步骤1少量溶液,滴加KSCN溶液。若溶液变为血红色,则说明催化剂中铁元素的价态含+3价;若溶液无明显变化,则说明催化剂中铁元素的价态不含+3价。【点评】铁元素价态的检验一般使用典型方法,要记住其氧化性还原性的应用。二.走出误区: 误区一、化学反应先后顺序判断(1)多种物质之间同时进行的反应,究竟是谁先

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