高中化学第二轮专题复习教学案：金属及其化合物

1、专题十三 金属元素的单质及其化合物【考纲要求】 1. 明白常见金属的活动次序, 明白常见金属及其重要化 合物的主要性质及其应用； 2. 明白合金的概念及其重要应用；【学问梳理】一. 金属的性质和冶炼方法金属活动 次序 仍原性 离子氧化K Ca Na Mg Zn Fe Sn （HCu Hg Pt Au ）Al Pb Ag （依次减弱）（依次增强）（Fe的离子为 Fe2+）性与 O2 反应常温易常温能常温不易（缓加热被氧不反氧化反应慢）氧化化应的条件与 H2O 反遇水就加热或与水蒸气反应不反应应放氢氢前置换氢不能置换出 H2与酸的置换反应与盐溶液先与前金换后金的反应H2O 反应冶炼方法熔融电解热仍

2、原法热分解富法集第 1 页 共 20 页二. 碱金属1. Na2CO3、NaHCO3 性质比较：俗名 溶解度与酸反应的离 子方程式及反 应的快慢 稳固性鉴别碳酸钠碳酸氢钠纯碱、苏打小苏打溶解度较大溶解度较小CO32+2H+= H2O+ HCO3+ H+= H2O+ CO2CO2慢快稳固不稳固均为固体时,用加热法鉴别；均为溶液时,用 BaCl2 或 CaCl2 溶液鉴别；2. 碱金属元素的原子结构及性质比较第 2 页 共 20 页元元核最外相像性化学核外递变性化学素素电颜色熔、沸名符核层电电子状态性质点性质称号数子数层数锂Li 3 都都为银都为强仍逐逐金钠Na 11 原剂,表钾是现为渐渐属K 1

3、9 白色金铷1 与非金增降性Rb 37 属,柔铯Cs 55 属反应多低逐软；（除与水反渐铯外）应增强3.钠在空气中放置发生的变化钠放置在空气中,第一被氧气氧化成 的水蒸气反应生成 NaOH；Na2O；Na2O 进一步与空气中NaOH 吸取空气中的水蒸气和 CO2生成碳酸钠晶体；碳酸钠晶体会逐步风化而成 Na2CO3；其变化过程是这里发生的反应有：4Na+O22Na2O Na2O+H2O2NaOH 2Na+2H2O2NaOH+H22NaOH+CO2+9H2O Na2CO310H2O Na2CO310H2O第 3 页 共 20 页Na2CO3+10H2O 4.钠的氧化物 Na2O：白色,具有碱性氧

4、化物的通性,不稳固,可连续氧化成 Na2O2 Na2O2：淡黄色固体,常用作供氧剂、漂白剂；跟水反应放出O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2跟 CO2 反应放出 O22Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O25.氢氧化钠：俗称烧碱、火碱、苛性钠；物理性质： 白色固体、易溶于水且放热, 有强腐蚀性,易潮解（可 作干燥剂）化学性质：具有强碱通性；与羧酸、酚等酸性有机物反应； 供应碱性环境,使某些有 机物发生反应,如卤代烃水解、消去反应,酯类水解,油脂皂化 等制法：电解食盐水法：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2 +H2石灰纯碱法： CaOH2+Na2CO3CaCO3 +2NaOH

5、 储存：盛装烧碱的试剂瓶不能用玻璃塞,应当用橡胶塞；由于 玻璃的主要成分是二氧化 硅（SiO2）,二氧化硅是酸性氧化物, 能与烧碱反应： 2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O 生成有粘性的 Na2SiO3,故不行用磨口玻璃塞, 否 就瓶塞与瓶口粘结在一起；盛装烧碱的试剂瓶不能敞口存放；由于烧碱易潮解、易与空气第 4 页 共 20 页中的二氧化碳反应而变质；6.焰色反应 很多金属或它们的化合物在燃烧时火焰呈特别的颜色,这在化学上 叫做焰色反应,是一种 物理 变化,是元素的性质而不仅属化合物；钠是黄色；钾是紫色（透过蓝色钴玻璃） ；钙是砖红色；做焰色反应的试验时应留意：火焰本身尽可能无色,铂

6、丝要 干净,焰色反应鉴定物质的方法,一般是在其他化学方法无效 时才采纳；焰色反应的操作步骤：铂丝放在酒精灯上灼烧至与铂的原先颜 色相同；蘸取待测溶液；在酒精灯上灼烧,观看焰色；用 稀盐酸洗净铂丝,在酒精灯上灼烧；进行焰色反应之前,灼烧铂丝是为了防止操作之前铂丝上的残留 物对试验产生影响；用盐酸洗铂丝灼烧可除去铂丝上的残留物对 后面试验的干扰；焰色反应所用铂丝昂贵,试验室常用光滑的铁 丝等无焰色的金属代替；三. 镁、铝及其重要化合物单金属镁（Mg）铝（Al ）项目物理性镁和铝都是密度较小、熔点较低、硬度较小的银白色金属,但镁和铝相比较,铝的硬度比镁的稍大,熔点质质和沸点都是铝比镁的高活泼性较活泼

7、 :Mg2e=Mg2+较活泼： Al3e = Al3+第 5 页 共 20 页抗腐蚀 在空气中都能跟氧气反应,表面掩盖一层致密而坚硬性 的氧化物薄膜,都具有抗腐蚀性能；与 O2 反应2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3与酸反Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=Al3+3H2应与碱反不反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 应2Mg+CO2与氧化物反应2MgO+C 主要用镁合金汽车、飞机制铝合金汽车、船舶、飞机制造、途造、照明弹等防锈油漆、导线、电缆等1.铝热反应某些金属氧化物粉末,与铝粉混合后在较高温度下猛烈反应生成Al2O3 和其它金属并放出大量的热的反应,叫铝热反应；

8、能作铝热剂的不只是 Fe2O3,仍可以是 V2O5、Cr2O3、MnO2 等与 Al 粉形成铝热剂,铝热反应较多的应用于生产上,如：焊接钢轨,熔炼难熔金属 V、Cr 等；2. Al2O3与 AlOH3Al2O3与 AlOH3 均为白色固体,不溶于水,不能与水直接制取 AlOH3；Al2O3 熔点高,是优良的耐火材料；Al2O3 是两性氧化物、第 6 页 共 20 页AlOH 3 是两性氢氧化物、四. 铁及其重要化合物1. Fe、Fe3+、Fe2+之间的三角转化2. Fe3+、Fe2+的检验Fe3+的检验 : 向 Fe3+盐溶液中滴加 KSCN溶液,现象是溶液变红色；反应方程式： FeCl3+3

9、KSCN= FeSCN 3+3KCl Fe 3+3SCN -= FeSCN3（红色）向 Fe3+盐溶液中滴加NaOH溶液,现象是产生红褐色沉淀；反应方程式： FeCl3+3NaOH= FeOH 3 +3NaCl Fe 3+ 3OH -= FeOH3（红褐色）Fe2+的检验 : 向 Fe2+盐溶液中滴加KSCN溶液,再滴加氯水,现象是先无明 显现象,加氯水 后溶 液呈 红色； 反应方程 式：2FeCl2+Cl2=2FeCl3；FeCl3+3KSCN= FeSCN 3+3KCl 向 Fe2+盐溶液中滴加 NaOH溶液,现象是产生白色沉淀迅速转变为灰绿色,最第 7 页 共 20 页后 变 成 红 褐

10、 色 沉 淀 ； 反 应 方 程 式 ： FeCl2+2NaOH= FeOH2 +2NaCl 4FeOH2+O2+2H2O=4F eOH3（红褐色）3. FeOH2 的制备FeOH2极易被氧化,溶解在水中的少量O2 都能将它氧化成 FeOH3,所以按一般强碱与弱酸盐反应制弱碱的操作很难得到 FeOH2 白色沉淀；要制得 FeOH2 白色沉淀必需用加热煮沸过的蒸馏水（以减少溶解在水中的 O2）暂时配制 FeSO4 溶液,最好在溶液中再滴几滴植物油以防止 FeSO4 溶液与空气接触,预备加入的 NaOH 溶液也要先加热煮沸,加入 NaOH 溶液时应将滴管尖嘴伸入 FeSO4 溶液的试管底部再挤出

11、NaOH,就可以看到 FeOH2 白色沉淀了；五. 铜及其重要化合物1.物理性质：纯铜呈暗红色,导电导热性、延展性良好,焰色反应呈绿色；2.化学性质：铜是一种较不活泼的金属,在金属活动性次序表中位于氢后；与 O2 的反应生成黑色 CuO 与 O2、CO2、H2O 作用可生成铜绿, 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2OH2CO3与其他非金属的反应：Cu 在 Cl2 中燃烧生成棕黄色烟：Cu+Cl2CuCl2；在硫蒸气里燃烧生成黑色固体：2Cu+S Cu2S 第 8 页 共 20 页与酸的反应：与稀盐酸、稀硫酸不反应；与浓 H2SO4 反应： Cu+2H2SO4CuSO4 +SO2+2H2O 与

12、硝酸反应： Cu + HNO3浓Cu + HNO3稀与盐溶液反应： Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+ 作催化剂： 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 3.铜的重要化合物CuO 是不溶于水的碱性氧化物,有较强氧化性,加热时能被 CO、H2、C 等仍原,可与酸反应；Cu2O 呈砖红色,用于制红色玻璃,生歧化反应生成 Cu 和 Cu2+；Cu2O 较稳固,但在酸液中易发CuOH2 为蓝色难溶性弱碱,可与酸反应,受热易分解,有弱氧化性,新制 CuOH2 能氧化醛基化合物,本身被仍原为 Cu2O,常用于醛基化合物的检验；常见的铜盐有 CuCl2、CuSO

13、4、CuNO32 等；无水硫酸铜呈白色,CuSO45H2O 及溶液呈蓝色；常用无水硫酸铜白色粉末检验水蒸气或水的存在； Cu2OH2CO3 是绿色；六. 金属学问规律1. 识别图像：氢氧化铝沉淀量图象大致可分为下图六类；（纵坐标为AlOH 3 沉淀量,横坐标为加入试剂的体积）第 9 页 共 20 页图 为向 AlCl3溶液滴入 NaOH溶液；图 为向盐酸酸化了的AlCl3 溶液中滴入 NaOH溶液；图 为向盐酸酸化了的 AlCl3 溶液中滴入氨水； 图 为向 NaOH溶液中滴入 AlCl3 溶液；图 为向 NaAlO2 溶液中加入盐酸；图为向 NaAlO2 溶液中通入 CO2；2.易错指津：

14、NO3与 Fe2+在酸性条件下,不能共存；过量的 Fe与硝酸作用, 或在 Fe和 Fe2O3 的混合物中加入盐酸, 要留意产生的Fe 3+仍可以氧化单质 Fe这一隐含反应： Fe+2Fe3+=3Fe 2+；留意FeCl3、Fe2SO43 的水溶液蒸干所得剩余固体的区分；FeCl3溶液加热浓缩时, 因 Fe3+水解和 HCl的挥发,得到的固体为 FeOH3,如灼烧后得到红色的Fe2O3固体；但 Fe2SO43 溶液蒸干时,因硫酸是难挥发性酸,将不能得到FeOH3 固体；忽视亚铁盐及FeOH2易被空气中 O2氧化成三价铁的化合物；如某溶液中加入碱溶液后,最终得到红褐色沉淀,并不能确定该溶液中肯定含

15、有 Fe3+,也可能含有 Fe2+；忽视铁单质与强氧化性物质反应时,也有生成二价铁化合物的可能性；反应中如铁为足量,最终铁元素将以二价铁形式第 10 页 共 20 页存在： 2Fe3+Fe=3Fe2+ 七. 合金1. 合金是指由两种或两种以上的金属 具有金属特性的物质；（或金属与非金属） 熔合而成的2. 合金的一般性质： 合金的硬度一般 大于各成分金属, 机械性能一般优于 各成分金属；合金的熔点一般低于它的各成分金属；3. 常见的合金：铜合金 铁合金【智能训练】1以下说法中不正确选项（）A人类历史上使用最早的合金是青铜 前已发觉的最重的青铜器C目前世界上使用量最大的合金是铝合金 广的合金是钢B

16、司母戊鼎是我国目D目前世界上用途最2以下化合物中,不能由单质直接化合而得到的是（）AFe3O4 BNa2O2 CFeCl2DFeCl3 3以下各组物质与其用途的关系不正确选项（）A过氧化钠：供氧剂 多的一种药剂C小苏打：发酵粉主要成分B烧碱：治疗胃酸过D明矾：净水剂4从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝 的利用是近百年的事；这个先后次序跟以下有关的是：地壳中第 11 页 共 20 页的金属元素的含量；金属活动性；金属的导电性；金属冶炼的难易程度；金属的延展性； （）DABC5以下有关钠的表达正确选项（）钠在空气中燃烧生成氧化钠 煤油中 钠与硫酸铜溶液反应,可以置换出铜金属钠

17、可以储存在金属钠有强仍原性钠原子的最外层上只有一个电子,所以在化合物中钠的化合价显+1 价ABCD6现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其缘由可能（）A苹果汁中的 Fe 2+变成 Fe3+ C苹果汁含有 OH- B苹果汁中含有 Cu 2+D苹果汁含有 Na+7在酸性溶液中,能大量共存的是离子组是（）AMg2+、Fe3+、NO3-、SCN-SO42-CK+、Na+、Cl-、HCO3-SO42-BAl3+、Fe2+、Cl-、DNa+、Ba2+、NO3-、8要证明某溶液中不含 Fe 3+而可能含有 Fe2+；进行如下试验操作时：加入足量氯水 加入足量 KMnO4溶液 加入少量 KSCN溶第 1

18、2 页 共 20 页液；正确次序为（）BC A D9相同质量的以下物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是（）AAl BAlOH3 CAl Cl3 DAl2O310将过氧化钠投入 FeCl2 溶液中,可观看到的试验现象是（）A有无色气体产生 C有白色沉淀生成B没有沉淀生成 D有红褐色沉淀生成11某溶液中有 Mg2+、Fe2+、Fe3+和 Al3+四种阳离子,如向其中加入过 量的 NaOH溶液,微热并搅拌,过滤,在滤渣中再加入过量的盐酸,所得溶液中大量增加的阳离子是（）C Fe3+A Mg2+B Fe2+DAl 3+ 12在 FeCl2、CuCl2 和 FeCl

19、3的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,滤 出的不溶物中除铜粉外,仍有少量铁粉就滤液中（）A确定有 Fe2+,可能有 Fe3+ 有 Cu2+B确定有 Fe3+,肯定没C确定有 Cu2+,肯定没有Fe3+D确定有 Fe2+,肯定没有 Fe3+和 Cu2+13向 MgSO4 和 Al2SO43 的混合溶液中,逐滴加入 NaOH溶液；以下图象中,能正确表示上述反应的是（横坐标表示加入 NaOH溶液第 13 页 共 20 页的体积,纵坐标表示反应生成沉淀的质量）14以下离子方程式书写正确选项（）AFeCl2 溶液中通入 Cl2 BBaOH 2 溶液与盐酸的反应 CAlOH 3 沉淀中滴加盐酸Fe2+Cl2

20、 Fe3+2Cl OHH+ H2O AlOH 33H + Al 3+3H2O DAlCl3 溶液中加入过量氨水 Al3+4OHAlO 2H2O 15某化合物的溶液中可能含有以下离子,当加入 NaOH溶液时,有沉淀生成；另取该化合物的溶液,并加入铁粉,溶液的质量将增加,该溶液中肯定含有（）CAl3+DMg2+ACu 2+BFe3+16甲、乙、丙三种物质之间有如下转化关系：甲H2SO4乙NH3H2O丙甲 如 乙 溶 液中 加 入 KSCN 溶 液 , 有 血 红 色 出 现 , 就 甲物 质是：“甲；写出”转化的离子；方程式：乙如甲是不溶于水的白色粉末状物质,既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液,就乙

21、是第 14 页 共 20 页； 写 出 “ 乙 丙 ” 转 化 的 离 子 方 程 式：；17.把 NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量水后有 1.16g白色沉淀,在所得的悬浊液中逐滴加入1molL 1HCl溶液,加入 HCl溶液的体积 V 与生成沉淀的质量 m 的关系如下列图；试回答：1A 点沉淀的化学式为 _；B 点沉淀的化学式为_；2原混合物中的 MgCl2的物质的量为 _,AlCl3 的物质的量为 _,NaOH的物质的量为 _；3HCl溶液在 Q 点的加入量是 _；18. 某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量；A中试剂为 _；试验前,

22、先将铝镁合金在稀硝酸中浸泡片刻,其目的是_；检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作仍有：记录 C的液面位置；将 B中剩余固体过滤、洗涤、干燥,称重；待 B中不再有气体产生并复原至室温后,记录 C的液面位置；由 A向 B中滴加足量试剂；检查气密性；上述操作的次序是 _（填序号）；记录C 的 液 面 位 置 时,除 视 线 平 视 外,仍 应_； B 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为_；如试验用铝镁合金的质量为 a g ,测得氢气体积为 b mL （已换算第 15 页 共 20 页为标准状况）,B 中剩余固体质量为 c g ,就铝的相对原子质量为_；试验过程中

23、, 如未洗涤过滤所得的不溶物, 就测得铝的质量分数将_（填“ 偏大” 、“ 偏小” 、“ 不受影响” ）；专题十三 金属元素的单质及其化合物参考答案【智能训练】1.C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.A 7.B 8.A 9.A 10.AD 11.C 12.D 13.D 14.BC 15.B 16（1）Fe2O3 （1 分）（2）Al2SO43（1 分）Fe2O3 + 6H+ 2Fe3+ + 3H2O Al 3+ +3NH3H2O AlOH3 +3NH4+ 17.1MgOH2；MgOH2、AlOH3 20.02mol； 0.02mol； 0.13mol 3130mL 提示：盐酸加入量在010

24、mL时,沉淀的质量没有转变,说明未加盐酸时,沉淀物为 MgOH2,溶液为 NaAlO2 和 NaOH的混合液, 其过程中加盐酸是中和剩余混合物中的NaOH,A 处的悬浊液为 MgOH2、NaAlO2、NaCl,就原混合物中 nMgCl2=1.16g/58gmol 1=0.02mol. 加入盐酸 1030mL过程时,发生反应为：AlO2+H+H2O=AlOH3 ,B沉淀的化学式为MgOH2、AlOH3,原溶液中nAlCl3=30-10 103L 1mol/L=0.02mol；nNaOH= 0.02mol 2+0.02 4+10 10 3L 1mol 1=0.13mol 设 MgOH2、AlOH3

25、 完全溶解时,所消耗盐酸的体积为 VmL,V 10 3L 1mol 1=0.02mol 2+0.02mol 3,V=100mL,所以 Q 点表示加第 16 页 共 20 页入了 130mL；18.NaOH溶液 除去铝镁合金表面的氧化膜；使 D 和 C的液面相平2Al2NaOH2H2O2NaAlO23H233600 ac 偏小b提示：（1）Mg、Al 均可以和酸反应,因此不行以用酸来试验,由于碱可以和 Al 反应而不和 Mg 反应,故可以用NaOH溶液与 Al 反应制得 H2,然后用排水法收集 H2,以运算 Al 的量；（2）由于镁铝表面容易生成氧化膜,因而要用酸处理； （3）整个操作过程及原理

26、是：检查气密性；记录起始液面；加入碱反应；不产愤怒体后,记录末读数,两数相减即为产生 H2 的量；最终称得的固体即为 Mg 的质量；在读数时要留意 D、C液面相平,否就气体将受压,造成读数不准；（4）B 中发生的是 Al 与碱的反应；（5）（a-c）即为铝的质量,再除以 Al的物质的量即为铝的摩尔质量；而nAl可以由产生的 H2 获得；（6）未洗涤,就造成（ a-c）变小,就铝的质量分数偏小；第 17 页 共 20 页专题十三 金属元素的单质及其化合物参考答案【智能训练】1.C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.A 7.B 8.A 9.A 10.AD 11.C 12.D 13.D 14.BC 15.B 16（1）Fe2O3 （1 分）（2）Al2SO43（1 分）Fe2O3 + 6H + 2Fe 3+ + 3H2O Al3+ +3NH3H2O AlOH3 +3NH4+ 17.1MgOH2；MgOH