2022年高考化学一轮复习课件 第3章 第18讲　常见金属及其化合物的综合应用 (含解析)

常见金属及其化合物的综合应用第三章第18讲1.掌握常见金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。2.了解硼及其化合物的性质。复习目标二、知识拓展专题硼及其化合物的性质一、知识网络构建及方程式再书写课时精练巩固提高专项提能特训3热点金属及其化合物的制备大题微专题7热重分析判断物质成分内容索引一、知识网络构建及方程式再书写1.钠及其重要化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。①Na和H2O的反应_______________________________；②Na在空气中燃烧___________________；③Na2O2和H2O的反应__________________________________；2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑④Na2O2和CO2的反应____________________________；⑤向NaOH溶液中通入过量CO2___________________；⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合______________________________；⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2__________________________；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合_________________________；⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合__________________________________；⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合___________________________________________。2.铝及其重要化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的离子方程式。①Al和NaOH溶液的反应________________________________；②Al(OH)3和NaOH溶液的反应____________________________；③Al(OH)3和盐酸的反应____________________________；④Al2O3和NaOH的反应__________________________；Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O⑤Al2O3和盐酸的反应___________________________；⑥NaAlO2和过量盐酸的反应_________________________；⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体_____________________________________；⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合_____________________________________；Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合_______________________________；⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合________________________________。3.铁及其化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①Fe和过量稀HNO3的反应___________________________________；②Fe高温下和水蒸气的反应____________________________；③铝与氧化铁的铝热反应__________________________；④用赤铁矿冶炼铁的原理__________________________；⑤Fe(OH)2长时间露置于空气中_______________________________；⑥FeO和稀HNO3的反应_______________________________________；⑦Fe(OH)3和HI的反应_______________________________________；4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)32Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O⑧FeBr2溶液和少量Cl2的反应_________________________；⑨FeBr2溶液和等物质的量的Cl2反应_____________________________________；⑩FeBr2溶液和过量Cl2的反应_____________________________________。2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－4.铜及其化合物(1)知识网络构建(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①用两个化学方程式表示Cl2的氧化性大于Sa：__________________；b：__________________。②铜在潮湿的空气中生锈__________________________________。2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3③将Cu和浓H2SO4混合加热_______________________________________。④Cu与浓HNO3的反应_______________________________________。⑤Cu与稀HNO3反应________________________________________。⑥FeCl3溶液腐蚀铜板_________________________。Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋⑦将氨水逐滴滴入CuSO4溶液过程中所发生的反应___________________________________；_______________________________________________。⑧用惰性电极电解CuSO4溶液_________________________________。⑨用Cu作电极电解H2SO4溶液_______________________。⑩胆矾加热分解_____________________________。Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O返回二、知识拓展专题硼及其化合物的性质1.硼硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼，能发生如下反应：(1)高温下，与N2、S、X2等单质反应，如2B＋N22BN。(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。(3)赤热下，与水蒸气反应，2B＋6H2O(g)2B(OH)3＋3H2。(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3H2SO4(浓)2H3BO3＋3SO2↑，B＋3HNO3(浓)H3BO3＋3NO2↑。2.硼酸(H3BO3)(1)一元弱酸，H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－。(2)H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。3.硼氢化钠(NaBH4)硼氢化钠中的氢元素为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂：。4.硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3。(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。专题精练1.NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑，下列说法正确的是A.该反应中氧化剂只有FeCl31234B.NaBH4的电子式为C.NaBH4不能与水发生反应D.该反应中每生成1molFe转移电子3mol√NaBH4中H为－1价，水中H为＋1价，两者发生归中反应可生成氢气，C项错误；题述氧化还原反应中，化合价升高的只有NaBH4中的H，由－1价升高到0价，可据此判断电子转移数目，每生成1molFe，消耗3molNaBH4，转移电子12mol，D项错误。解析反应2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑中，FeCl3中的Fe由＋3价降低到0价，水中部分H由＋1价降低到0价，所以该反应中氧化剂为FeCl3和H2O，A项错误；NaBH4由钠离子与

构成，为离子化合物，则其电子式为

，B项正确；12342.按要求回答问题(1)[2019·全国卷Ⅰ，26(3)]根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋

，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是_______酸。一元弱1234(2)[2015·全国卷Ⅰ，27(1)(6)]写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：____________________________________________。单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：____________________________________________________。1234(3)[2015·安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：____NaBO2＋____SiO2＋____Na＋____H2===____NaBH4＋____Na2SiO3。(4)[2014·重庆理综，11(2)]NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为_____________________________。124212NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑12343.硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：(1)写出硼元素在元素周期表中的位置：_______________。第二周期ⅢA族1234(2)将硼砂溶于水后，用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为________________________________。(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，一定条件是________________。在HCl氛围中加热1234解析因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，需要在HCl氛围中加热。1234(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3，BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.2000g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100mL碘水，量取10.00mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.3000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00mL。(提示：)滴定终点的现象为_____________________________________________________________________，该粗硼样品的纯度为____%。最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色滴加991234解析消耗的Na2S2O3的物质的量为0.3000mol·L－1×0.018L＝0.0054mol，则硼的质量为11g·mol－1×0.018mol＝0.198g，1234(5)H3BO3[也可写成B(OH)3]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。①b膜为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：__________________________，理论上每生成1molH3BO3，N室可生成_____L(标准状况)气体。阴离子11.21234阴极的电解液为氢氧化钠溶液，所以N室的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1molH3BO3时，需要M室和原料室分别转入1molH＋、1mol

，则需转移1mole－，所以N室可生成0.5mol氢气，其体积在标准状况下为11.2L。解析产品室可得到H3BO3的原因是M室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的

穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，其离子方程式为H＋＋===H3BO3＋H2O，所以b膜应为阴离子交换膜。1234②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%______(填“>”或“<”)b%。<解析N室溶液中氢氧根离子浓度增大，Na＋从原料室通过阳离子交换膜进入N室，故N室进口溶液浓度比出口的小，即a%<b%。12344.[2019·全国卷Ⅰ，26(1)(2)(4)]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________________________。NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO31234解析由流程图加入物质可知，“溶浸”时产生的气体只能是NH3，NH3与NH4HCO3反应生成用于“沉镁”的物质只能是(NH4)2CO3。1234(2)“滤渣1”的主要成分有____________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是___________。SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN溶液解析由流程图可知，在过滤获取H3BO3之前没有除Fe3＋、Al3＋的步骤，推知氧化铁、氧化铝在“溶浸”时没有溶解，而二氧化硅不溶于硫酸铵溶液，因而滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN溶液。1234(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________，母液经加热后可返回______工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。溶浸2Mg2＋＋高温焙烧1234解析“沉镁”中，结合反应物有Mg2＋、

，生成物为Mg(OH)2·MgCO3，依据离子方程式书写要求，即可写出方程式。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁。1234返回课时精练巩固提高1.下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是A.可用Na与MgCl2溶液反应制MgB.金属单质导电与电解质溶液导电原因相同C.常温下氧气与铝不反应，故常温下铝制品可以广泛应用D.观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋1234567891011√解析Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，所以Na不能置换Mg，故A错误；金属导电是自由电子定向移动，电解质溶液导电是溶液中阴、阳离子的定向移动，金属单质导电与电解质溶液导电原因不同，故B错误；常温下，铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了内部的铝与氧气的接触，所以铝制品可以广泛利用，故C错误；钠元素焰色为黄色，观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋，故D正确。1234567891011解析室温下，Na在空气中反应生成Na2O，A项错误；2Al＋2H2O＋2OH－===＋3H2↑，B项正确；室温下，铜与浓硝酸反应生成NO2，C项错误；室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，D项错误。2.(2020·江苏，6)下列有关化学反应的叙述正确的是A.室温下，Na在空气中反应生成Na2O2B.室温下，Al与4.0mol·L－1

NaOH溶液反应生成NaAlO2C.室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体D.室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4√12345678910113.(2020·浙江7月选考，8)下列说法不正确的是A.Cl－会破坏铝表面的氧化膜B.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强C.KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒D.钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀√12345678910114.(2020·江苏，10)下列选项所示的物质间转化均能实现的是1234567891011√解析由Cl2制备漂白粉应通入石灰乳而不是石灰水中，A项错误；向氯化钠溶液中通入二氧化碳，无法制取碳酸氢钠固体，B项错误；向溴水中加入碘化钠溶液，可得到碘单质，C项正确；电解MgCl2溶液得不到Mg，D项错误。12345678910115.a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、b均能与稀硫酸反应放出气体；②c与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；③b与强碱反应放出气体；④b、e在冷的浓硫酸中钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是A.Mg、Al、Cu、Ag、Fe B.Fe、Cu、Al、Ag、MgC.Mg、Cu、Al、Ag、Fe D.Al、Mg、Ag、Cu、Fe√12345678910116.以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因发现“准晶体”而一人独享了2011年度诺贝尔化学奖。某组成为Al65Cu23Fe12的准晶体W具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层。下列有关说法中正确的是A.W的熔点比铝、铁、铜的都高B.将一定量W投入少量的盐酸中，充分反应后溶液中一定有Fe2＋C.等质量W分别与足量NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的质量之比为65∶73D.W在氯气中完全燃烧时可形成AlCl3、FeCl3两种离子化合物√1234567891011解析W属于合金，合金与组成它的各成分金属相比，其熔点较低，A错误；此合金中含有的金属中，铝的还原性最强，当酸量不足时，溶液中一定存在Al3＋，可能存在Fe2＋，B错误；1234567891011合金与氯气反应产生的AlCl3为共价化合物，不是离子化合物，D错误。7.下列各组物质中，满足图示一步转化关系的是1234567891011序号XYZW①CuCuSO4Cu(OH)2CuO②NaNaOHNa2CO3NaCl③Cl2Ca(ClO)2HClOHCl④FeFeCl3FeCl2Fe(OH)2A.①②③

B.①③④

C.②③

D.①④√8.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是1234567891011A.a为冷却水进口B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会

阻碍反应的进行√解析冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。1234567891011下列叙述错误的是A.合理处理废旧电池有利于

保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠9.(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如图：1234567891011√解析Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。123456789101110.探究Na2O2与水的反应，实验如图：

1234567891011已知：

。下列分析不正确的是A.①④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应B.①⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2C.③和④实验不能说明溶解性：BaO2>BaSO4D.⑤实验中说明H2O2具有还原性√解析①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生复分解反应和氧化还原反应，④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成水和氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应，A项正确；①中过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；1234567891011④中过氧化钡与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4，C项正确；⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，H2O2作还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确。123456789101111.草酸亚铁，在形成晶体时会结晶一定量的水；在工农业生产中具有重要用途，如照相的显影剂，生产磷酸铁锂电池的原料等。已知：①草酸亚铁不溶于水，可溶于酸；②回答下列问题：Ⅰ.甲同学检查药品发现该晶体显浅黄色，认为晶体不纯，可能是因为部分的铁被氧化。为验证自己的猜想，进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在＋3价的铁。你认为________(填“正确”或“不正确”)，理由是______________________________________________。不正确12345678910111234567891011解析根据题给信息可知，

比SCN－更易与Fe3＋结合，所以取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化，不能判定晶体中不存在＋3价的铁。Ⅱ.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4·xH2O中的结晶水含量，利用如下装置：1234567891011(1)做实验前首先要：_______________。检查装置气密性(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤依次为__________，重复实验直至B中恒重。a.点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭K

d.打开K，缓缓通入氮气e.冷却至室温f.称量1234567891011dabecf解析称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤：由于草酸亚铁晶体中亚铁离子易被氧气氧化，所以要排净装置内的空气，打开K，缓缓通入氮气(d)，然后点燃酒精灯，加热(a)，反应发生，结束后，熄灭酒精灯(b)，冷却至室温(e)，关闭K(c