届高考化学二轮复习第9讲金属元素及其化合物学案Word文档下载推荐.docx
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③Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
④2FeCl2+Cl2===2FeCl3
⑤4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
(4)铜及其化合物之间的转化关系
①2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
②Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+2H2O+SO2↑
③CuO+COCu+CO2或CuO+H2Cu+H2O
(5)镁及其化合物之间的转化关系
①3Mg+N2Mg3N2
②2Mg+CO22MgO+C
③Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
④MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
[核心强化]
1.区分6种物质的颜色
Na2O2是淡黄色;
Fe2O3是红棕色;
Fe3O4是黑色;
Al(OH)3、Fe(OH)2是白色;
Fe(OH)3是红褐色。
2.熟记4种物质的俗名
Na2CO3——纯碱(苏打),NaHCO3——小苏打,KAl(SO4)2·
12H2O——明矾,CuSO4·
5H2O——蓝矾(胆矾)。
3.辨明5个常见认识误区
(1)Na2O2不是碱性氧化物。
(2)溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有Fe2+。
(3)既能与酸反应生成气体,又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al,还可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。
(4)Fe与Cl2反应,无论Cl2是否过量,产物均为FeCl3。
(5)Na在氧气中燃烧,无论氧气是否足量,产物均为Na2O2。
4.掌握3类特殊的反应
(1)既能与酸反应,又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、弱酸的铵盐等。
(2)与水接触产生气体的常见物质有Na、K、Na2O2。
(3)与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
考点一 金属单质及其化合物的性质与应用
[解析] 向氯化铁溶液中加入还原性铁粉生成氯化亚铁,溶液由黄色变为浅绿色,A项错误;
铁与水蒸气在高温下反应的产物为Fe3O4和H2,B项错误;
NH3·
H2O是弱碱,AlCl3与过量氯水反应生成Al(OH)3,C项错误;
Cu与浓HNO3反应:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,当浓HNO3变为稀HNO3时,发生反应:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,D项正确。
[答案] D
[分点突破]
角度一:
金属单质及其化合物的性质
1.下列事实不能用金属活动性解释的是( )
A.生活中可用铝制的水壶烧水
B.镀锌铁制品破损后,镀层仍能保护铁制品
C.工业上常用热还原法冶炼铁,用电解法冶炼钠
D.电解法精炼铜时,其含有的Ag、Au杂质沉积在电解槽的底部
[解析] A项,铝的表面能形成一层致密的氧化膜,阻碍了反应的进一步进行,与活动性无关,错误;
B项,镀锌铁制品破损后,活泼性较强的锌作原电池的负极,铁作正极,正确;
C项,根据金属活动性强弱选择合适的冶炼方法,一般来说,活泼金属用电解法,较活泼金属用热还原法,不活泼金属如Hg、Ag等用热分解法冶炼,正确;
D项,利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极,精铜作阴极,Cu2+得到电子,电解过程中不活泼的Ag、Au不会失去电子,而是形成阳极泥,正确。
[答案] A
2.下列反应中,反应后固体物质增重的是( )
A.氢气通过灼热的CuO粉末
B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应
D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
[答案] B
3.下列有关物质用途的说法错误的是( )
A.过氧化钠可用作潜艇里氧气的来源
B.金属钠用于生产玻璃
C.乙醇可用作燃料
D.用漂白粉对H7N9禽流感疫区进行环境消毒
4.下列有关金属的说法中,正确的是( )
A.钠在空气中燃烧只生成白色的氧化钠固体
B.燃着的镁条伸入盛满二氧化碳的集气瓶中不能继续燃烧
C.铜能与氯化铁溶液反应,该反应可以用于印刷电路板的制作
D.铁能与硫酸发生反应,故不能用铁制容器贮存浓硫酸
[答案] C
5.化学无处不在,下图是物质间发生化学反应的颜色变化,其中X是( )
A.稀盐酸B.稀硫酸
C.硫酸钠溶液D.碳酸钠溶液
(1)金属元素及其化合物的重要性质和应用
(2)辨清金属及其化合物性质的4大误区
①溶液中加入KSCN溶液,溶液变红色,只能说明溶液中含有Fe3+,无法证明是否含有Fe2+。
②既能与酸反应生成气体,又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al,还有可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。
③Fe与Cl2反应,不论Cl2是否过量,产物均为FeCl3而不是FeCl2。
④Na在氧气中燃烧,不论氧气是否足量,产物均为Na2O2。
角度二:
金属及其化合物的分离与提纯
6.某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化关系如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.X为NaOH溶液,Y为盐酸
B.a→b发生的反应为:
AlO+H++H2O===Al(OH)3↓
C.b→c→Al的反应条件分别为:
加热、电解
D.a、b、c既能与酸反应又能与碱反应
[解析] 铁铝混合物,加入试剂X,过滤得到铁,试剂X能溶解铝,盐酸和铁、铝都反应,NaOH溶液只和铝反应:
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,则a为偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠和适量盐酸反应:
NaAlO2+HCl+H2O===Al(OH)3↓+NaCl,所以X为NaOH溶液,Y为盐酸,故A、B正确;
b为Al(OH)3,Al(OH)3受热分解生成Al2O3和H2O,电解Al2O3生成Al和O2,故C正确;
a为NaAlO2溶液,NaAlO2只能和酸反应,不能和碱反应,故D错误。
7.要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3,可行的是( )
A.加入铜粉B.滴入KSCN溶液
C.加入铁粉D.通入氯气
[解析] 因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子,化学方程式为2FeCl3+Fe===3FeCl2,故可用铁除去FeCl2溶液中的少量氯化铁,故选C。
常见金属阳离子的除杂或净化方法
考点二 金属单质及其化合物的转化与推断
[解析] A项,NaCl溶液中通入CO2不能生成NaHCO3,错误;
B项,Cu(OH)2与葡萄糖反应生成Cu2O,不是Cu,错误;
C项,Al和NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,加热NaAlO2溶液可以得到NaAlO2固体,正确;
D项,制取金属镁应该电解熔融MgCl2,电解Mg(NO3)2溶液不能生成金属镁,错误。
做此类题目,往往是把选项一一代入,按照箭头指向看是否能转化,然后选出正确答案。
[分点突破]
角度:
金属单质及其化合物间的转化
1.(2017·
广东深圳三校联考)下列物质间的转化关系中不能全部通过一步反应完成的是( )
A.Na→NaOH→Na2CO3→NaCl
B.Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
C.Al→Al2O3→Al(OH)3→AlCl3
D.Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe2O3
[解析] A项,钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与少量二氧化碳反应生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠,所以Na→NaOH→Na2CO3→NaCl能全部通过一步反应完成;
B项,镁与氯气反应生成氯化镁,氯化镁与氢氧化钠反应生成氢氧化镁,氢氧化镁与硫酸反应生成硫酸镁,所以Mg→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4能全部通过一步反应完成;
C项,氧化铝不溶于水,与水不反应,所以Al2O3→Al(OH)3不能一步完成;
D项,铁与氯气反应生成氯化铁,氯化铁与氢氧化钠反应生成氢氧化铁,氢氧化铁分解生成氧化铁,所以Fe→FeCl3→Fe(OH)3→Fe2O3,能全部通过一步反应完成。
2.下表各组物质之间通过一步反应不可以实现如图所示转化关系的是( )
选项
a
b
c
箭头上所标数字的反应条件
A
AlCl3
NaAlO2
Al(OH)3
①加入过量的NaOH
B
Si
SiO2
H2SiO3
②常温加水
C
NaOH
NaHCO3
Na2CO3
③加澄清石灰水
D
Fe
FeCl3
FeCl2
④通入氯气
[解析] AlCl3与过量NaOH反应生成NaAlO2,NaAlO2与弱酸反应生成Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2,Al(OH)3与HCl反应生成AlCl3,A项正确;
Si与O2反应生成SiO2,但SiO2不能通过一步反应生成H2SiO3,且SiO2不溶于水,不能与水反应,B项错误;
NaOH与过量CO2反应生成NaHCO3,将NaHCO3加热可生成Na2CO3,Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3,Na2CO3与澄清石灰水反应生成NaOH,C项正确;
Fe与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl2与Zn反应生成Fe,D项正确。
3.如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头表示能一步转化的常见反应,其中常温下能实现图示转化关系的是( )
[解析] 常温下N2不能直接转化为NH3、NO2、HNO3,A项不符合题意;
常温下Na与O2反应生成Na2O而不是Na2O2,B项不符合题意;
常温下Fe不能一步转化为Fe(OH)2,Fe和氯气在点燃时发生反应生成FeCl3,C项不符合题意;
Al与盐酸反应转化为AlCl3,与NaOH溶液反应转化为NaAlO2,与硫酸反应转化为Al2(SO4)3,AlCl3与过量NaOH溶液反应转化为NaAlO2,NaAlO2与过量硫酸反应转化为Al2(SO4)3,Al2(SO4)3与BaCl2溶液反应转化为AlCl3,D项符合题意。
(1)常见金属及其化合物的两种转化关系
①直线型转化关系(ABC)
ⅰ.NaNa2ONa2O2。
ⅱ.X为强酸,如NaAlO2Al(OH)3AlCl3。
ⅲ.X为强碱,如AlCl3Al(OH)3NaAlO2。
②三角型转化关系。
(2)常见的不能一步转化的反应
①S不能一步转化成SO3,只能:
SSO2SO3。
②N2不能一步转化成NO2,只能:
N2NONO2。
③SiO2不能一步转化成H2SiO3,只能:
SiO2Na2SiO3H2SiO3。
④部分金属氧化物(如CuO、Al2O3、MgO、Fe2O3等)不能一步转化成相应的碱。
以CuO为例,只能:
CuOCuSO4Cu(OH)2。
类型二 寻找突破口,破解“综合框图”推断题
[解析] Al(OH)3为两性氢氧化物,可与酸、碱反应生成Al3+、AlO,AlO和Al3+可发生水解相互促进生成Al(OH)3,A正确;
如果甲为Na2CO3溶液,可与CO2反应生成NaHCO3,与Ca(OH)2反应生成NaOH,NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,B正确;
如甲为Fe,丁为盐酸,则乙为FeCl2,丙可能为氯化铁或氧化铁等,但氯化铁或氧化铁与FeCl2均不反应,C错误;
如甲为N2,戊是O2,则丙为NO,乙可为NH3,NO和NH3反应可生成N2,D正确。
无机“框图”推断题的答题要领和解题流程
(1)答题要领
①思维要有整体性:
解答时必须认真研究题目的总体要求,仔细推敲每一个环节,结合限制条件,弄清各个环节的相互联系,相互影响,串联整个过程,回答力求完整。
②假设推断要合理:
在框图推断中,抓住关键环节,进行合理假设,按照题目要求理顺后再确定,这样可以大大节省时间。
③检验一遍很重要:
通过一系列思维活动推断出结果后,将结果放入原题中进行检验,完全符合才正确,如有一处不符,可能是哪个环节出现了纰漏,则需再思考。
④思维发散有必要:
注意多解,有时符合题意的解可能不止一种或一组。
(2)解题流程
无机框图推断
4.(2018·
甘肃兰州一中月考)如图所示的反应均是在高温引燃后进行的,选项中的物质表示A和B,不合理的是( )
A.MgO Al
B.CO2 Mg
C.Fe3O4 Al
D.CuO H2
[解析] Mg的活动性强于Al,若A为MgO,B为Al,二者不能发生铝热反应,A不合理;
CO2与Mg反应生成C(C)和MgO(D),Mg与O2反应生成MgO,C与足量O2反应生成CO2,B合理;
Fe3O4与Al能发生铝热反应,生成Fe(C)和Al2O3(D),Fe与O2反应生成Fe3O4,Al与O2反应生成Al2O3,C合理;
H2还原CuO生成Cu(C)和H2O(D),Cu与O2反应生成CuO,H2与O2反应生成H2O,D合理。
5.(2018·
山东济宁联考)工业上通过氮气和氢气反应合成氨,氨经一系列反应可以得到硝酸。
反应历程如图所示。
A.液氨可用作制冷剂
B.铵态化肥一般不能与碱性化肥共同使用
C.硝酸可用于制化肥、农药、炸药、染料、盐类等
D.某浓硝酸中含有溶质2mol,标准状况下,该浓硝酸与足量的铜完全反应可生成1molNO2
[解析] 液氨汽化时,吸收大量热,可用液氨作制冷剂,A正确;
铵态化肥与碱性化肥混用,会导致氮元素的流失,B正确;
硝酸可用于制氮肥(硝酸铵)、农药、炸药(TNT)、染料、盐类等,C正确;
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,随着反应的进行,HNO3的浓度降低,当浓硝酸变成稀硝酸时,稀硝酸与铜反应生成NO,故生成NO2的物质的量小于1mol,D错误。
6.(2018·
河南安阳模拟)下列转化关系中,X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质,A、B是氧化物,A呈红棕色,C、D、E是中学常见的三种化合物。
分析转化关系回答问题。
(1)请写出反应①的化学方程式:
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)检验D溶液中Y离子的方法是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)若试剂a是NaOH溶液,写出单质X与NaOH溶液反应的离子方程式:
(4)若试剂b是H2SO4,工业上用E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y(OH)SO4,已知还原产物为NO,则该反应的化学方程式是_____________________________________________________________________。
(5)工业上电解熔融的B制取X时,若阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6L,则阴极产物的质量为________。
[解析] X、Y是生活中用途广泛的两种金属单质,A、B是氧化物,A呈红棕色,则A为Fe2O3,反应①为铝热反应,所以X为Al,Y为Fe,B为Al2O3,若试剂a为NaOH,则C为偏铝酸钠,试剂b为硫酸,则D为硫酸铁,E为硫酸亚铁。
(1)反应①的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。
(2)D溶液中阳离子为铁离子,检验方法为取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则证明有Fe3+。
(3)单质X与NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。
(4)E、H2SO4和NaNO2为原料制取高效净水剂Y(OH)SO4,还原产物为NO,则该反应为2FeSO4+H2SO4+2NaNO2===2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO↑。
(5)电解熔融的B制取X时,发生2Al2O34Al+3O2↑,阳极产生的气体在标准状况下的体积为33.6L,n(O2)=mol=1.5mol,则得到Al的质量为1.5mol×
×
27g/mol=54g。
[答案]
(1)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
(2)取少量D溶液于试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液变红色,则证明有Fe3+
(3)2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑
(4)2FeSO4+H2SO4+2NaNO2===2Fe(OH)SO4+Na2SO4+2NO↑
(5)54g
物质推断的常用突破口
(1)抓住物质的特殊颜色作为突破口
①有色固体
②有色溶液
Fe2+(浅绿色)、Fe3+(黄色)、Cu2+(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3+遇SCN-(红色)、I2遇淀粉(蓝色)等。
③有色气体
Cl2(黄绿色)、Br2(g)和NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。
(2)抓住物质的特殊性质作为突破口
①能使品红溶液褪色的气体
SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。
②沉淀特殊的颜色变化
Fe(OH)2Fe(OH)3(白色沉淀先变灰绿色,再变红褐色)。
③在空气中变为红棕色
NO(无色)NO2(红棕色)。
④能使澄清石灰水变浑浊的气体:
CO2、SO2。
⑤通入CO2气体变浑浊的溶液:
石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液。
⑥使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:
NH3。
⑦使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的物质:
NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。
⑧常温下能溶解SiO2固体的物质:
氢氟酸和NaOH溶液。
⑨滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液:
含Fe3+的盐溶液。
⑩烟雾现象
考向一 金属元素及其化合物的性质、转化与应用
1.(2018·
全国卷Ⅲ)化学与生活密切相关。
下列说法错误的是( )
A.泡沫灭火器可用于一般的起火,也适用于电器起火
B.疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C.家庭装修时用水性漆替代传统的油性漆,有利于健康及环境
D.电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法
[解析] 泡沫灭火器使用时会喷出硫酸钠溶液,硫酸钠是强电解质,其水溶液能导电,因此泡沫灭火器不适用于电器起火,A错误;
疫苗一般是具有活性的蛋白质,因此应冷藏存放,避免高温引起蛋白质变性,B正确;
油性漆含有大量的有害物质,会损害人体健康,水性漆对人体无害,不污染环境,因此使用水性漆有利于健康及环境,C正确;
电热水器的内胆材质多为不锈钢,将内胆与活泼金属镁连接,形成原电池时镁作负极从而保护内胆不被腐蚀,该防护方法是牺牲阳极的阴极保护法,D正确。
2.(2017·
天津卷)下列有关水处理方法不正确的是( )
A.用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸
B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C.用氯气处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子
D.用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨
[解析] 石灰、碳酸钠等碱性物质能与废水中的酸反应,因此可以用于处理废水中的酸,A项正确;
可溶性的铝盐和铁盐溶于水,电离出的Al3+、Fe3+水解分别生成Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,其可吸附水中的悬浮物质,因此可以处理水中的悬浮物,B项正确;
氯气与Cu2+、Hg2+等重金属离子不反应,不能用Cl2处理水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子,可用Na2S来处理,C项错误;
烧碱能与NH反应生成NH3,因此可用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用NH3,D项正确。
3.(2017·
海南卷)下列叙述正确的是( )
①稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜 ②碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢 ③过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气 ④铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝
A.①②B.②③
C.③④D.②④
[解析] 根据金属活动性顺序表,Cu排在H的右边,因此金属铜不与稀硫酸反应,故①错误;
浓硫酸具有强氧化性,能把HI氧化,故②错误;
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,因此可以制备氧气,故③正确;
铝在氯气中燃烧生成AlCl3,故④正确。
4.(2016·
全国卷Ⅱ)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:
①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;
再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;
②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。
该白色粉末可能为( )
A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3
C.Na2SO3、BaCO3D.Na2CO3、CuSO4
[解析] A项中,NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中,NaHCO3溶解,Al(OH)3不溶解;
加入稀盐酸,固体全部溶解,且有气泡产生;
NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应,最后不会有固体剩余。
B项中,NaHCO3溶于水,AgCl不溶于水,加入足量稀盐酸,AgCl仍不溶解。
C项中Na2SO3溶于水,BaCO3
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- 高考 化学 二轮 复习 金属元素 及其 化合物