高考化学（苏教版）一轮复习《专题二金属及其化合物》课件

专题二金属及其化合物

[考纲展示]

1.了解钠及其主要化合物的性质及应用。

2.了解铁的性质及应用，知道从海水中提取镁的过程。

第一单元钠、镁及其化合物[主干知识]一、钠1．物理性质2.化学性质钠的原子结构示意图为：

是活泼金属，在反应中表现出很强的

。(1)与非金属反应(2)与水反应①离子方程式：

还原性2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑②钠与含有酚酞的水反应的实验现象及解释(3)与酸反应离子方程式： ，钠与酸的反应比与水的反应更剧烈。(4)与盐溶液的反应先与水反应生成碱，再考虑碱与盐的反应。如Na投入CuSO4溶液中，反应的化学方程式为：

。3．钠的制取、保存(1)制取：

。(2)保存：密封保存，通常保存在

或

中。2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑石蜡油煤油钠能否保存在CCl4中？提示：不能。因钠的密度比CCl4的密度小，会浮在液面上，起不到隔绝空气的作用。二、钠的重要化合物1．Na2O与Na2O2(1)比较(2)写出Na2O2与CO2反应的化学方程式：

(3)写出Na2O2与H2O反应的离子方程式：

上述两个反应中：①每消耗1molNa2O2转移电子的物质的量为

mol；②每生成1molO2，转移电子的物质的量为

mol。2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O22Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑122．碳酸钠和碳酸氢钠(1)碳酸钠(写离子方程式，下同)(2)碳酸氢钠(3)转化3．焰色反应(1)概念：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。焰色反应属于

变化，是元素的固有性质。(2)操作步骤(3)常见元素的焰色钠元素：

；钾元素：

(透过蓝色钴玻璃)。物理黄色紫色能否用澄清石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3？用盐酸呢？提示：由于二者均能与澄清石灰水反应产生白色沉淀，故不能用澄清石灰水鉴别；用盐酸可以鉴别，向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，开始发生反应Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，无气体生成，待盐酸达到一定量时才产生CO2，而向NaHCO3溶液中滴入盐酸立刻便有气体产生。三、镁的提取与性质1．海水提镁往海水中加入贝壳煅烧得到的

，可使镁元素转化为

富集起来，通过一系列操作，最后电解熔融的MgCl2得到金属镁，其反应为

。

CaOMg(OH)22．镁的性质镁的原子结构示意图为：

，是较活泼的金属，在化学反应中表现较强的

性。还原CO2一定不支持燃烧吗？金属镁着火，能否使用泡沫灭火器灭火？提示：CO2可以与金属镁发生反应，可以支持金属镁等活泼金属燃烧；泡沫灭火器产生的CO2、H2O等能与金属镁反应，故镁着火不能使用泡沫灭火器。[自我诊断]1．饱和Na2CO3溶液通入足量CO2时有沉淀析出。(√)2．Na2O2晶体中阴、阳离子个数比为1∶1。(×)3．金属钠非常活泼，通常采用电解饱和食盐水的方法制备。(×)4．等质量的Na2CO3和NaHCO3与足量盐酸反应时NaHCO3放出的CO2多。(√)5．Na2O、Na2O2、MgO均能与盐酸反应，故三者均为碱性氧化物。(×)6．海水提镁过程中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制取无水MgCl2。(×)1．下列对于Na2O、Na2O2的比较中正确的一项是(

)A．Na2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体C．Na2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂D．Na2O2与水反应时，消耗1molNa2O2时转移2mol电子解析：A项中Na2O2与酸(如HCl)反应除生成盐(NaCl)和水外，还有O2生成，所以Na2O2不是碱性氧化物；B项中Na2O2是淡黄色固体；C项中Na2O2与CO2反应时电子转移关系为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO得到2×e－3＋O2失去2×e－，Na2O2中－1价O变成了－2价O和0价O2；过氧化钠的特性及计算D项中Na2O2与H2O反应时电子转移关系为2Na2O2＋2H2O===4NaO得到2×e－H＋O失去2×e－2↑由方程式可知，有2molNa2O2反应时，转移2mole－，则1molNa2O2与H2O反应转移1mole－。答案：C1．过氧化钠的强氧化性2．Na2O2与CO2、H2O(g)反应的重要关系(1)气体体积差的关系2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2气体体积差①21ΔV＝12Na2O2＋2H2O(g)===4NaOH＋O2气体体积差②21ΔV＝1(2)先后顺序关系一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物反应，可视为Na2O2首先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。(3)电子转移关系当Na2O2与CO2或H2O反应时，每产生1molO2就转移2mol电子。(4)固体质量变化关系①足量过氧化钠与水、CO2反应的计算②足量过氧化钠与H2、CO和O2反应的计算H2＋Na2O2===2NaOH(仅是计算关系)。所以，有ag通式符合(CO)m(H2)n(m＝0,1,2,3…，n＝0,1,2,3…)的物质(包括纯净物和混合物)在氧气中燃烧，将其通过足量过氧化钠，反应完毕后，固体增重ag。[特别提醒](1)用脱脂棉包裹住过氧化钠，滴加少量水时脱脂棉可以燃烧，不仅可以说明Na2O2与H2O反应生成O2，还可以说明该反应放热。(2)Na2O2与H2O反应时H2O既不是氧化剂也不是还原剂。[典例1]下列关于Na2O2的叙述正确的是(

)A．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物，其反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2B．Na2O2用作呼吸面具的供氧剂C．将0.01mol的Na2O和Na2O2分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度相同(溶液体积变化忽略)D．1molNa2O2与足量CO2和H2O充分反应，转移的电子数相同E．将10g乙酸(CH3COOH)充分燃烧，将生成物(H2O、CO2)通入足量的Na2O2固体中充分反应，固体增重为10gF．将Na2O2投入FeSO4溶液中生成白色沉淀[解析]

A项，Na2O2放置在潮湿的空气中，Na2O2先和水反应生成NaOH固体，NaOH固体吸水形成白色粘稠物，再与空气中的CO2反应。B项，Na2O2与呼出的CO2和H2O反应生成O2。

C项，根据反应Na2O＋H2O===2NaOH，Na2O2＋H2O===2NaOH＋O2↑可知，生成NaOH物质的量相同，浓度也相同。D项，转移的电子均为NA。E项，

①②两过程消耗和生成O2的量相同，固体增重的质量等于乙酸质量。F项，Na2O2具有强氧化性，应生成红褐色沉淀[Fe(OH)3]。[答案]

BCDE

1．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是(

)A．将过量Na2O2投入紫色石蕊试液中，溶液变蓝B．1molNa2O2与H2O完全反应，转移2mol电子C．充分加热等物质的量的Na2O2和NaHCO3的混合物，剩余物质为Na2CO3D．agCO和H2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加ag解析：A项，Na2O2与H2O反应产生NaOH使石蕊试液变蓝，但Na2O2具有强氧化性，过量的Na2O2又会使蓝色褪去；B项，Na2O2与水反应时，既作氧化剂，又作还原剂，1molNa2O2转移1mol电子；

C项，在计算时可处理成先让CO2与Na2O2全都反应，若剩余Na2O2，则再与H2O反应。1molNaHCO3受热分解产生0.5molCO2和0.5molH2O，则生成的CO2、H2O恰好与Na2O2反应，故残留的固体物质为Na2CO3、NaOH；

D项，组成符合(CO)m·(H2)n的物质，完全燃烧的产物通过Na2O2后，固体增加的质量等于原物质的质量。所以agCO和H2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na2O2充分反应后，固体质量增加ag。答案：DNa2CO3、NaHCO3的鉴别与计算2．现在有混有少量碳酸氢钠的碳酸钠固体，下列有关提纯碳酸钠的方法正确的是(

)A．加入过量的氢氧化钠溶液B．加入适量的盐酸C．将固体充分加热，直到质量不变为止D．加入氯化钙溶液解析：由于碳酸氢钠不稳定，受热时会分解生成碳酸钠、CO2和H2O，所以当碳酸钠固体中混有碳酸氢钠时可用加热的方法除去。答案：C1．差量法在NaHCO3分解计算中的应用在化学反应中，根据质量守恒定律，反应物和生成物按一定的质量比发生反应。碳酸氢钠固体的分解反应，产物中的二氧化碳是气体，水是液体。反应中固体物质反应前后的差值与反应物、生成物的质量成正比例关系。具体如下：

2×84g106g44g18g62g其固体差量可用下列两种方法得出：(2NaHCO3－Na2CO3)或(CO2＋H2O)(2×84g－106g)或(44g＋18g)2．Na2CO3、NaHCO3的鉴别3．Na2CO3、NaHCO3与足量盐酸反应的比较4．Na2CO3溶液与盐酸反应滴加顺序不同，现象不同，化学方程式不同。①向盐酸里逐滴加入Na2CO3溶液(开始时酸过量)2HCl＋Na2CO3===2NaCl＋CO2↑＋H2O②向Na2CO3溶液里逐滴加入盐酸(开始时酸不足)HCl＋Na2CO3===NaCl＋NaHCO3(无气泡)HCl＋NaHCO3===NaCl＋CO2↑＋H2O(后来有气泡)[特别提醒](1)Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别。(2)滴加顺序不同，放出CO2的量可能相同，也可能不同。[典例2]下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是(

)A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体[解析]

C项混合物与硫酸反应的产物被碱石灰吸收的不仅是二氧化碳，还有水蒸气，所以无法准确的计算。其他三个选项的方法都可以通过计算得出结果。[答案]

C2．某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。(1)只根据图Ⅰ所示实验，不能够达到实验目的的原因是

_____________________________________________________。(2)图

Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为___________________________________________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅱ的优点是(填选项代号)________。A．Ⅱ比Ⅲ复杂B．Ⅱ比Ⅲ安全C．Ⅱ比Ⅲ操作简便D．Ⅱ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是(填化学式)___________________________________。解析：(1)NaHCO3、Na2CO3都与盐酸反应放出CO2，不能达到目的。(2)Ⅱ、Ⅲ都是利用NaHCO3的不稳定性进行鉴别。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠温度高，不分解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠很不稳定。答案：(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的现象一样，故达不到鉴别目的镁的提取3．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉时，使镁蒸气在某气体中冷却。下列可作为冷却气体的是(

)①空气②CO2

③Ar

④H2

⑤N2A．①和②

B．②和④C．③和④ D．④和⑤解析：“镁蒸气在某气体中冷却”，说明高温下镁与这些气体不反应，由于O2、CO2、N2在加热的条件下均能与Mg反应，故①②⑤不能用作冷却气体。答案：C1．流程2．基本步骤及主要反应CaO＋H2O===Ca(OH)2。②沉淀：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。③酸化：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。④蒸发结晶：析出MgCl2·6H2O。⑤脱水：在氯化氢环境中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁。⑥电解：电解熔融氯化镁制得镁。[特别提醒]

(1)MgCl2溶液蒸干时，MgCl2易水解生成Mg(OH)Cl，因此必须在HCl气氛中蒸干抑制水解，才能得到MgCl2。(2)因镁蒸气能与N2、O2、CO2、H2O反应，故应在H2或稀有气体中冷却生成的镁。(3)注意在海水中钠、镁、溴和碘都以化合态形式存在且含量较低，需要先富集再提取，提取过程中要通过发生氧化还原反应获得它们的单质。[典例3]海水是镁的主要来源之一，从海水中提取镁可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②向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；

④电解得到产物。(1)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是________(填序号)A．分解反应

B．化合反应C．置换反应

D．复分解反应(2)下列关于提取镁的说法中，不正确的是________(填序号)A．此法的优点之一是原料来自大海B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2C．可用电解熔融氧化镁的方法制取镁D．电解冶炼镁要消耗大量电能[解析]

(1)根据镁的提取过程：(2)由于MgO的熔点高，不能使用电解熔融MgO的方法冶炼Mg。[答案]

(1)C

(2)C3．世界上60%的镁是从海水中提取的，其提取步骤如下：①把贝壳制成生石灰②在海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物③将沉淀物与盐酸反应，结晶、过滤④在氯化氢热气流中加热晶体⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是(

)A．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型C．在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速度D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法解析：A中洗涤液中如果含有Ca2＋，滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀，所以可检验沉淀是否洗涤干净。B中提取镁的过程中涉及的反应主要有：CaCO3

CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋H2O===

Ca(OH)2；Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓；Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O；MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑；MgCl2

(熔融)Mg＋Cl2↑。上述反应中没有置换反应，故B项错误。C中在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制MgCl2水解。D中电解MgCl2溶液将得到氢氧化镁。答案：A

1．物质性质探究性试题的考查形式(1)对已知物质的未知性质进行探究；(2)对未知物质的未知性质进行探究；(3)对有关物质性质的实验方案进行评价；(4)将定性和定量的探究实验相结合进行考查。突破性质探究型实验题2．解题策略有关物质性质的探究实验题，一般通过新颖的情境来探究，在试题命制上主要体现以下特点：①很多试题来源于教材，但在药品使用、仪器使用、实验操作等方面进行了优化，有时则是对教材上的多个实验进行组合考查；②“重视实验过程的创新”，如实验原理的创新、实验途径的创新和实验条件的创新等；③“给出新信息，增加陌生度”，在设计或探究过程中，一定要重视这些信息，要多问“该信息体现了物质的什么性质？”“这样的性质会对本实验带来什么影响？”“如何才能消除这些影响？”等。只要把学过的知识运用到位，基本上都可以顺利作答。【典例】(2014年衡水模拟)为了探究过氧化钠的强氧化性，某研究性学习小组设计了如图所示的实验装置。实验步骤及现象如下：①检查装置气密性后，装入药品Na2O2并连接仪器。②缓慢通入一定量的N2后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，剧烈反应，产生黄绿色气体。③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N2，至装置中气体无色。回答下列问题：(1)装置B中湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有________(填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因_________________________

________________________________________________。(2)装置C的作用是_______________________________________。(3)甲同学认为O2是Na2O2被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确，其不赞成的理由可能为①____________________________________________________；②_______________________________________________________。[解析]

(1)B中湿润的红色纸条褪色，说明A中反应有Cl2生成；若B中是湿润的淀粉KI试纸且变蓝，不能说明一定有Cl2生成，因为O2也可以把I－氧化成I2：4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O，从而使试纸变蓝。(2)装置C中盛放的是NaOH溶液，其作用是吸收HCl和Cl2，防止污染空气并使D中收集到较纯净的O2。(3)Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不能得到O2；O2可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应得到。[答案]

(1)Cl2

4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(2)吸收HCl和过量的Cl2，防止污染空气，使D中能收集到较为纯净的氧气(3)①Na2O2被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到O2

②O2有可能是Na2O2与盐酸中的H2O反应所得第二单元从铝土矿到铝合金

[考纲展示]

1.了解铝的主要性质及应用。2.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。3.了解合金的概念及铝合金的重要应用。[主干知识]一、铝的主要性质及应用1．铝的物理性质铝是

色，具有金属光泽的固体，硬度较小，具有良好的导电性、导热性和延展性。2．铝的化学性质铝的原子结构示意图为：

，是一种较活泼的金属，在化学反应中表现较强的

性。银白还原(1)与非金属单质反应(2)与酸溶液反应致密(3)与NaOH溶液反应的离子方程式为

。(4)铝热反应：如Al与Fe3O4反应的化学方程式为

。3．铝的用途纯铝制作导线，铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓硫酸或浓硝酸？提示：常温下浓硫酸、浓销酸能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应继续进行。2．Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？提示：不恰当。金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去3e－化合价升高为＋3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。二、铝重要化合物的主要性质及应用1．氧化铝(1)化学性质(用离子方程式表示)(2)用途①熔点高，是一种较好的

材料；天然刚玉的成分是Al2O3，还可制作各种宝石。耐火2．氢氧化铝(1)化学性质(用化学方程式表示)①两性氢氧化物(2)制备(用离子方程式表示)①向铝盐中加入NH3·H2O

。②向偏铝酸盐中通入足量CO2，

。(3)用途①作吸附剂，用来净水。②作药物，医治

过多。胃酸3．明矾净水原理(1)明矾的化学式为

，其净水的原理涉及到的离子方程式为：Al3＋＋3H2O

Al(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的Al(OH)3胶体具有

作用。(2)Al3＋可与

、

、

、SiO、S2－、HS－等发生相互促进的水解反应。[点拨]其他常见既能与强酸反应、又能与强碱反应的物质还有弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaHS、NaHSO3)、弱酸的铵盐[如CH3COONH4、NH4F、(NH4)2S]与氨基酸(如H2NCH2COOH)等。KAl(SO4)2·12H2O吸附三、从铝土矿中提取铝1．工艺流程2．各步反应的化学方程式四、合金1．概念：合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2．性能(1)熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点

；(2)硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度

。合金只能是金属与金属的混合物吗？提示：不是，合金可以是金属与金属熔合得到，也可以由金属与非金属组成，如生铁就是铁、碳合金。低大[自我诊断]1．铝合金抗腐蚀性强是因为其硬度大。(×)2．Al箔插入稀硝酸中，无现象，说明Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜(×)3．向AlCl3溶液中加足量氨水，离子方程式为Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O。(×)4．加入铝粉能产生H2的溶液中，可能存在大量的Na＋、Ba2＋、AlO、NO(√)5．MgO与铝粉可发生铝热反应。(×)6．由Al2O3―→Al(OH)3可一步生成Al(OH)3。(×)1．相同质量的下列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(

)A．Al B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．Al2O3Al、Al2O3、Al(OH)3与酸或碱的反应答案：A1．铝的氧化物和氢氧化物(1)Al2O3、Al(OH)3均属两性化合物溶于强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2]溶液和酸溶液，但不溶于氨水和CO2的水溶液。(2)由Al(OH)3的两式电离以及与酸和碱反应的离子方程式可知：与酸反应时相当于三元碱，与碱反应时相当于一元酸。由电荷守恒，Al、Al2O3、Al(OH)3与酸反应时，每生成1molAl3＋均消耗3molH＋；每生成1molAlO均消耗1molOH－。但由Al3＋―→AlO耗4molOH－，由AlO―→Al3＋耗4molH＋。2．铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算Al是我们中学阶段学习的唯一既与H＋反应也与OH－反应的金属，它与酸、碱反应既有相同点，也有不同点。不同点：1molAl与H＋反应消耗3molH＋，而与OH－反应只消耗1molOH－，所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。①与酸反应时，Al过量、H＋不足；②与碱反应时，Al不足、OH－过量。[误区警示]

与酸和强碱溶液都能反应的物质不一定都是两性物质。如Al、Al2O3、Al(OH)3，弱酸酸式盐、弱酸的铵盐、氨基酸等都能与酸和强碱反应，其中Al2O3属于两性氧化物，Al(OH)3属于两性氢氧化物，氨基酸属于两性有机物，其他都不属于两性物质。[典例1]甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1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，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为(

)A．5.4g

B．3.6gC．2.7g D．1.8g[解析]

其反应原理分别为：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对NaOH来说是不足的。2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

6mol

3mol3mol·L－1×0.1L

0.15mol则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑2×27g

3mol5．4g

0.3mol即投入的铝粉为5.4g。[答案]

A1．将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为(

)A．HNO3溶液

B．KOH溶液C．H2SO4溶液

D．HCl溶液解析：n(Al)＝0.2mol，完全溶解需H＋物质的量为0.6mol或OH－物质的量为0.2mol，A项不生成H2；B项n(OH－)＝0.4mol>0.2mol；C项n(H＋)＝0.8mol>0.6mol；D项n(H＋)＝0.4mol<0.6mol。答案：D“铝三角”转化关系及应用2．下列各种物质既能与强酸溶液反应又能与强碱溶液反应的是(

)①Al

②AlCl3

③NaAlO2

④Al(OH)3⑤Al2O3

⑥NaHCO3 A．①②③④⑤⑥ B．①③④⑤C．④⑤ D．①④⑤⑥解析：“√”表示能反应，“×”表示不反应答案：D1．“铝三角”转化关系2．应用(1)判断离子共存问题(2)鉴别(利用相互滴加的顺序不同，现象不同)①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先产生白色沉淀，后沉淀溶解。②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)分离提纯①利用Al能溶于强酸或强碱溶液，分离Al与其他物质的混合物，如铝粉、铜粉——稀盐酸；铝粉、铁粉——NaOH溶液。②利用Al2O3能与强酸、强碱溶液反应，分离Al2O3与其他物质的混合物，如Al2O3、MgO——NaOH溶液、Al2O3、SiO2——稀盐酸，③利用Al(OH)3能与强碱溶液反应，分离Al3＋与其他金属阳离子，如Mg2＋、Al3＋混合液中加过量NaOH溶液即能分离。[答案]

C2．(2014年北京东城模拟)下列各组物质，不能按(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是(

)解析：Al2O3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和AlCl3反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合；AlCl3和NaOH反应生成Al(OH)3，Al(OH)3和NaOH反应生成NaAlO2，NaAlO2和过量盐酸反应生成AlCl3，B符合；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合；MgCl2和NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO和盐酸反应生成MgCl2，D符合。答案：C1．四个基本图像(1)可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图像：有关氢氧化铝沉淀图像题的分析思路

(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像：2.拓展图像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至过量，图像如图1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至过量，图像如图2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和盐酸的混合溶液(即将Mg、Al溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至过量，图像如图3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH与盐酸的物质的量浓度相等)，沉淀图像如图4所示。3．图像题的解答要领(1)转化过程中要遵循化学方程式中的化学计量数的对应关系。(2)看清纵横坐标的含义，对图像进行全面分析。(3)对于一些复杂问题可先分解后组合，进行图像的叠加工作；只有抓住一些关键点(最高点、最低点、转折点等)和变化趋势，才能顺利地解决图像问题。【典例】将一定量的Mg、Al合金溶于1mol·L－1的盐酸中，然后用1mol·L－1的NaOH溶液进行滴定，产生沉淀的量随NaOH溶液的体积的变化图像如图所示。则(1)Al的质量是________。(2)盐酸的体积为________。(3)欲求a的值，还需要知道一个条件，这个条件可以是________。A．合金的质量B．Mg的质量C．产生H2的体积D．b点对应的沉淀量E．c点对应的沉淀量[解析]

用NaOH溶液滴定溶解镁铝合金的盐酸时的反应为：0～a：HCl＋NaOH===NaCl＋H2Oa～b：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaClAlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaClb～c：Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O(1)合金中Al～Al3＋～Al(OH)3～b～c间滴入的NaOH，即n(Al)＝n(NaOH)b～c＝1mol·L－1×(90－80)×10－3L＝0.01molm(Al)＝27g·mol－1×0.01mol＝0.27g(2)b点时溶液中只有NaCl，且Na＋来自于NaOH溶液，Cl－来自于原盐酸，故n(HCl)＝n(NaOH)0～b＝1mol·L－1×80×10－3L＝0.08mol，V盐酸＝0.08mol÷1mol·L－1＝0.08L，即为80mL。(3)在A～E五个条件中，再加其中任一个条件，就能求得a的值。[答案]

(1)0.27g

(2)80mL

(3)ABCDE(其中任选一个)第三单元铁、铜的获取及应用

[考纲展示]

1.了解铁、铜的主要性质及应用。2.了解铁、铜的重要化合物的主要性质及应用。3.掌握铁、铜冶练的化学原理。

[主干知识]一、铁1．在元素周期表中的位置：铁位于周期表中第

周期，

族。2．物理性质具有金属的共性，具有能被

的特性。3．化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性。四Ⅷ磁体吸引(1)与非金属单质的反应①与O2的反应常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为

。Fe2O3(4)与某些盐溶液的反应(离子方程式)①与CuSO4溶液：

②与FeCl3溶液：

[点拨]

(1)铁元素性质活泼，自然界中的铁几乎都是以化合态形式存在，只有在陨石中有游离态的铁元素。(2)过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。(3)金属与强氧化性酸反应，不会产生H2。Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋CuFe＋2Fe3＋===3Fe2＋4．铁的冶炼(以Fe2O3为原料)二、铁的重要化合物1．铁的氧化物(1)物理性质(2)化学性质(写出离子方程式)2．铁的氢氧化物3.铁盐(Fe3＋)和亚铁盐(Fe2＋)(1)亚铁盐(Fe2＋)溶液呈

色，在空气中易被O2氧化而变质，故保存时要加少量

，防止其氧化。(2)铁盐(Fe3＋)溶液呈

色，极易水解生成Fe(OH)3胶体，故可以净水。Fe3＋具有

性，与Fe、Cu、I－反应的离子方程式分别为：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋、2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。淡绿铁钉棕黄氧化三、铜及其化合物1．铜的性质(1)铜的物理性质纯净的铜呈

，具有金属光泽，具有

、

和延展性。(2)铜的化学性质紫红色导电性导热性2．铜及其化合物之间的转化3．铜的冶炼(1)高温炼铜铜在空气中能生锈，其主要成分是什么？是如何生成的？提示：铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，生成其反应为：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。[自我诊断]1．铁与酸反应时，铁被氧化，酸被还原。(√)2．青铜的熔点比纯铜低。(√)3．Fe3O4与稀HNO3反应：3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。(√)4．FeCl3溶液中滴入KSCN：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓(血红色)。(×)5．铜锈的成分为CuO，可用盐酸清洗除去。(×)6．Fe(OH)3、FeCl2、Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2均可由化合反应生成。(×)1．已知下述三个实验中均有化学反应发生。“铁三角”及其重要应用下列判断正确的是(

)A．实验①中铁钉只做还原剂B．实验②中Fe2＋既显氧化性又显还原性C．实验③中发生的是置换反应D．上述实验证明氧化性：Fe3＋>Fe2＋>Cu2＋解析：实验①中铁钉与硫酸铜反应：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，Fe做还原剂；实验②中HNO3将Fe2＋氧化成Fe3＋，Fe2＋做还原剂；实验③发生反应：2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，Fe3＋做氧化剂；三个反应说明氧化性由强到弱的顺序为：HNO3>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。答案：A1．“铁三角”中的转化关系2．重要应用(1)除杂(2)判断离子共存(3)盐溶液的配制与保存(4)物质制备[特别提醒]Fe3＋水解程度较大，pH为4左右时几乎全部转化为Fe(OH)3沉淀，因而欲除去某溶液中的Fe2＋，一般先向溶液中加入氧化剂，使之转化为Fe3＋，然后再调溶液的pH使之沉淀。[典例1]

(2014年衡水模拟)根据下列转化关系，回答有关问题。(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为________，试剂1是________。(2)下列物质不能作为试剂2的是________(填序号)。a．Cl2 B．新制氯水c．浓硫酸

D．S

e．硝酸(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为_________________________

。(4)溶液C到溶液F红色加深的原因是_________________________。(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质，发现淡黄色褪去，现对褪色原因进行探究。提出你的假设：________；为了对你所提出的假设进行验证，你设计的实验方案是_________________。[解析]

解答本题的关键是熟悉铁的不同价态离子的溶液的颜色及其转化条件，从框图可知，铁和稀盐酸反应生成FeCl2溶液，为浅绿色，即D的主要成分为FeCl2，加入试剂2后变为淡黄色溶液，联想最终变为深红色溶液F(硫氰化铁溶液)，可以推断溶液E的主要成分为

Fe3＋，试剂2为强氧化剂，S不符合条件。铁和水蒸气反应生成固体Fe3O4，Fe3O4与盐酸反应的方程式为Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O，所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液，加入试剂1(KSCN溶液)后，Fe3＋变为硫氰化铁，加入试剂2(强氧化剂)，Fe2＋被氧化为

Fe3＋，并进一步转化为硫氰化铁所以溶液颜色加深。[答案]

(1)FeCl2

KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d

(3)Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O(4)溶液中的Fe2＋被氧化剂氧化成Fe3＋，使Fe3＋浓度增大，从而生成更多的硫氰化铁使红色加深(5)加入还原剂将Fe3＋还原用胶头滴管取少量淡黄色褪去后的溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色，加氯水后出现红色，则说明假设正确；若溶液不变红色，则假设不正确1．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(

)解析：A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入新的杂质NaCl。答案：C

Fe2＋、Fe3＋的检验2．现有氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种稀溶液，选用一种试剂通过一步操作就能将它们加以区分，这种试剂是(

)A．KSCN溶液

B．氨水C．NaOH溶液

D．AgNO3溶液解析：滴加NaOH溶液，现象分别为：无明显现象；先生成白色沉淀后沉淀溶解；生成白色沉淀并立即变成灰绿色，最终变成红褐色；生成红褐色沉淀；生成白色沉淀。C项符合题意。答案：C1．据溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色，含有Fe3＋的溶液显黄色。2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：3．用NaOH溶液(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。[特别提醒](1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。(2)检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时要选择酸性高锰酸钾溶液，检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。[典例2]证明某溶液含有Fe2＋而不含有Fe3＋的实验方法是(

)①先加氯水，后加KSCN溶液后显红色；②先加KSCN溶液，不显红色，再加氯水后显红色；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色；④只滴加KSCN溶液不显红色。A．①②

B．②③ C．③④ D．①④[解析]

①不能排除Fe3＋的干扰；②先加KSCN溶液不显红色，排除了Fe3＋的干扰，再加氯水后显红色，证明一定含有Fe2＋；③滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后呈红褐色，证明一定含有Fe2＋；④只滴加KSCN溶液不显红色，证明一定不含有Fe3＋，但无法证明是否含有Fe2＋，故选B项。[答案]

B2．下列离子的检验方法合理的是(

)A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案：C铜及其化合物的主要性质3．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成(1)～(2)题：(1)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：___________________________________________________________，(2)这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：__________________________________________

_______________________________________________。解析：(1)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；(2)要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。答案：(1)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O1．铜的化学性质

2.氧化铜和氢氧化铜3.铜盐(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。[特别提醒]

(1)常温下铜在空气中变质生成的是Cu2(OH)2CO3而不是CuO。(2)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的判断依据。(3)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2＋的方法之一。(4)无水CuSO4一般用于检验水，而不作为吸收水的干燥剂。[典例3]

(2012年高考江苏卷)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是____________(用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是________。(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH＝3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I2①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象为________。②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算)。实验中可选用的试剂：30%H2