高考化学专题复习讲义金属及其化合物Word格式文档下载.docx
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江苏卷)KAl(SO4)2·
12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体
(5)(2018·
江苏卷)CaO能与水反应,所以可用作食品干燥剂
(6)(2018·
江苏卷)Al2O3是两性氧化物,所以可用作耐高温材料
(7)(2018·
天津卷)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
(8)(2015·
全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,熔化后的液态铝滴落下来,原因是金属铝的熔点较低
(9)(2016·
海南卷)将铁屑放入稀HNO3中证明Fe比H2活泼
(10)(2015·
全国卷Ⅱ)将氯化铝溶液滴入到浓氢氧化钠溶液,立即产生大量白色沉淀
(11)(2016·
天津卷)为了除去NaHCO3固体中的Na2CO3,可将固体加热至恒重
(12)(2016·
四川卷)根据铁比铜活泼,在实际应用中可用FeCl3溶液腐蚀铜刻制印刷电路板
突破点拨
记住常见物质的用途,而且关键点是:
该用途所对应的物质的性质。
解析
(1)碳酸钠水解显碱性,能使油污发生水解反应而除去,正确;
(2)氢氧化铝可与胃酸盐酸反应,从而可作胃药,正确;
(3)NaHCO3是因为可以消耗胃酸而作胃酸中和剂,错误;
(4)明矾溶于水水解产生氢氧化铝胶体,正确;
(5)生石灰能消耗水,从而可作食品干燥剂,正确;
(6)Al2O3用作来高温材料是因为其熔点高,错误;
(7)司母戊鼎是青铜器,属于铜合金,正确;
(8)熔化后的液态铝不能滴落下来,原因是产生的氧化铝熔点比铝的熔点高,错误;
(9)铁与稀硝酸反应不能产生氢气而是NO,错误;
(10)将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液,开始时产物为偏铝酸钠,而不是氢氧化铝,错误;
(11)加热时NaHCO3分解转化为Na2CO3,错误;
(12)FeCl3溶液腐蚀铜的反应不能说明铁比铜活泼,错误。
【变式考法】
下列说法中正确的是__(5)(6)(8)(10)(11)__。
唐山三模)用热的烧碱溶液洗去油污,是因为Na2CO3可直接与油污反应
唐山三模)海水中提取金属镁所有的反应均为氧化还原反应
遂宁三诊)越活泼的金属制品,在空气中一定越容易被腐蚀,金属在空气中久置均变成氧化物
遂宁三诊)工业上冶炼铝和镁,均电解其熔融的氯化物
惠州模拟)向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是H2
惠州模拟)已知反应:
BeCl2+Na2BeO2+2H2O===2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行,所以Be(OH)2为两性氢氧化物
徐州三模)Fe3O4可用作红色油漆和涂料,Na2O2可用作呼吸面具
(8)(2018·
徐州三模)高铁酸钠可进行水体处理,既可消毒又可以净水
(9)(2018·
泉州期末)铁生锈及高温下与水蒸气反应均生成Fe2O3
(10)(2018·
泉州期末)细铁粉可作食品抗氧剂
(11)(2018·
南昌二模)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈,现在也经常用硫酸铜进行游泳池水体消毒
解析
(1)热的烧碱溶液洗去油污不是碳酸钠直接与油脂反应,而是其水解产生的碱性使油脂水解,错误;
(2)海水中提取金属镁其中有些是复分解反应,错误;
(3)铝和镁比铁活泼,但是因为易形成致密的氧化膜,所以反而不易腐蚀;
钠在空气中久置产物为碳酸钠,铜转化为碱式碳酸铜,错误;
(4)工业上用氧化铝制备铝,因为氯化铝不是离子化合物,熔化不导电,错误;
(5)CuSO4溶液显酸性,加入镁条时生成气体是H2,正确;
(6)由方程式可知Be(OH)2既可以生成BeCl2,又可以生成Na2BeO2,所以与氢氧化铝相似为两性氢氧化物,正确;
(7)作红色油漆和涂料的物质不是Fe3O4,是Fe2O3,错误;
(8)高铁酸钠有强氧化性,所以可以杀菌消毒,其还原产生的铁离子可以水解产生氢氧化铁胶体,所以可以净水,正确;
(9)铁在高温下与水蒸气反应均生成Fe3O4,错误;
(10)细铁粉有还原性能与氧气反应,从而可作食品的抗氧化剂,正确;
(11)明矾水解显酸性,可与碱式碳酸铜反应;
硫酸铜为重金属盐,能使蛋白质变性,常用作游泳池水体消毒,正确。
2.(2018·
江苏卷)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( A )
A.NaHCO3(s)
Na2CO3(s)
NaOH(aq)
B.Al(s)
NaAlO2(aq)
Al(OH)3(s)
C.AgNO3(aq)
[Ag(NH3)2]+(aq)
Ag(s)
D.Fe2O3(s)
Fe(s)
FeCl3(aq)
解析 Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2,NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O,选项B错误;
AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液,蔗糖中不含醛基,蔗糖不能发生银镜反应,选项C错误;
Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe,Fe与HCl反应生成FeCl2和H2,选项D错误。
3.(2018·
江苏卷)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:
(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为 SO2+OH-===HSO
。
(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如图所示。
已知:
多数金属硫酸盐的分解温度都高于600℃
硫去除率=(1—
)×
100%
①不添加CaO的矿粉在低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于__FeS2__。
②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是__硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中_。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由__NaAlO2__(填化学式)转化为__Al(OH)3__(填化学式)。
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。
Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2):
n(Fe2O3)=__1∶16__。
解析
(1)过量SO2与NaOH反应生成NaHSO3,反应的化学方程式为SO2+NaOH===NaHSO3,离子方程式为SO2+OH-===HSO
(2)①根据题给已知,多数金属硫酸盐的分解温度高于600℃,不添加CaO的矿粉低于500℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于FeS2。
②添加CaO,CaO起固硫作用,添加CaO发生的反应为2CaO+2SO2+O2===2CaSO4,根据硫去除率的含义,700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是:
硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。
(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3,向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3,反应的离子方程式为CO2+AlO
+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
,即Al元素存在的形式由NaAlO2转化为Al(OH)3。
(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,FeS2+16Fe2O3
11Fe3O4+2SO2↑,S元素的化合价由-1→+4,Fe元素的化合价一部分+3→+2,理论上完全反应消耗的n(FeS2):
n(Fe2O3)=1:
16。
金属及其化合物制备的答题策略
从资源中获取无机物,通常需要富集、除杂、物质间的转化等多步反应才能完成。
(1)解析 已知的生产过程,分析每一步加入的物质是什么、出来的物质是什么、发生了什么样的变化。
(2)涉及Fe元素的杂质除去步骤一般为:
溶液含(Fe2+,Fe3+)
Fe3+
使铁元素转化为氢氧化铁沉淀,氧化剂可选择H2O2、Cl2等,沉淀剂的选择要考虑不引入新的杂质。
(3)涉及铝元素的分离,需要应用:
(4)从溶液中获取晶体时,要充分考虑水解、氧化等因素的影响。
考点二 生产及实验中金属离子推断与检验应用
选择题,填空题。
选择题主要考查常见金属离子的性质,常将金属离子的特性作为推断的题眼。
Ⅱ卷主要是在工艺流程中根据目标产物与金属离子的性质差异考查检验与除杂方式的选择。
1.阳离子的检验方法
(1)常规检验法:
用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、NH
(2)特殊检验法
同时存在Fe3+和Fe2+时检验Fe2+:
加入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色。
(3)焰色反应
2.常见阳离子的净化方法
主要离子
杂质离子
除杂试剂和方法
Fe2+
加入H2O2
加入过量铁粉,过滤
Cu2+
Mg2+
加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2,过滤
先加入H2O2,再加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2,过滤
加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,过滤
先加入H2O2,再加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,过滤
1.
(1)下列说法中正确的是__A__。
A.(2018·
全国卷Ⅲ)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
B.(2018·
天津卷)某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则原溶液中有Fe2+,无Fe3+
C.(2015·
江苏卷)检验溶液中是否含有Fe2+:
取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加KSCN溶液,观察实验现象
D.(2016·
福建卷)只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液
全国卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。
晒制蓝图时,用K3[Fe(C2O4)3]·
3H2O作感光剂,以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。
其光解反应的化学方程式为:
2K3[Fe(C2O4)3]
2FeC2O4+3K2C2O4+2CO2↑;
显色反应的化学方程式为 3FeC2O4+2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2+3K2C2O4 。
信阳质检)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:
试回答下列问题:
①滤液X中含有的金属阳离子是__Fe2+、Fe3+__(填离子符号)。
②步骤Ⅲ中可选用__B__调节溶液的pH(填字母)。
A.稀硝酸B.氨水
C.氢氧化钠溶液D.高锰酸钾溶液
③步骤Ⅳ中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,检验Fe2+的方法是__取少量溶液,加入硫氰化钾溶液,不显红色,然后滴加氯水,溶液变为红色__。
熟悉各反应现象才能确定某些离子的存在。
例如:
加碱产生的使红色石蕊试纸变蓝色的气体必是NH3。
要特别注意信息所给出的反应,重视Fe2+的特征反应现象检验。
解析
(1)钠的焰色反应为黄色,选项A正确;
滴加K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀证明有Fe2+,Fe3+无法确定,选项B错误;
检验Fe2+应该先加KSCN溶液,再加少量新制氯水,选项C错误;
NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液滴加氨水时现象分别为:
无明显现象、白色沉淀、白色沉淀、无明显现象,所以无法鉴别,选项D错误。
(2)根据亚铁离子能与K3[Fe(CN)6]发生显色反应,分析反应物类别与成分的化合价;
(3)①硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)酸浸后过滤,SiO2为滤渣,滤液中含有的金属阳离子是Fe2+、Fe3+。
②步骤Ⅲ要把pH调高,步骤Ⅳ还要加NH4HCO3,若使用氢氧化钠溶液,产品中容易混入Na+,选项B正确。
鄂鲁联考)NH4Al(SO4)2·
12H2O俗称铵明矾,其性质稳定,是化学实验常用的基准试剂,借助碳酸氢铵与硫酸钠可以制备纯净的铵明矾,制备过程如下图。
下面相关说法错误的是( C )
A.为加快操作Ⅰ的速率实验时采用抽滤,常用玻璃纤维替代滤纸
B.操作Ⅰ的基本过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C.使用NaOH和BaCl2试剂可以检验铵明矾的三种离子
D.若气体a通入到饱和的纯碱溶液中会有晶体析出,该晶体与固体a相同
解析 玻璃纤维性质稳定,且韧性比滤纸的韧性好,可以替代使用,加快抽滤速率,选项A正确;
碳酸氢铵饱和液与硫酸钠溶液混合反应后生成碳酸氢钠和硫酸铵,然后制成高温时的饱和液,进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥操作,可以得到碳酸氢钠固体,选项B正确;
氢氧化钠可以检验铵根离子和铝离子,但是仅用BaCl2无法确定硫酸根根离子存在,应该还要使用盐酸,选项C错误;
气体a为二氧化碳,通入到饱和的纯碱溶液中会有产生碳酸氢钠晶体析出,与固体a成分相同,选项D正确。
2.(2016·
全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·
L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__防止Fe2+被氧化__。
(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl- 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是__隔绝空气(排除氧气对实验的影响)__。
(4)丙组同学取10mL0.1mol·
L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液混合。
分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是__Fe2+__(填离子符号);
实验①和③说明:
在I-过量的情况下,溶液中仍含有__Fe3+__(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为__可逆反应__。
解析
(1)Fe2+具有很强的还原性,易被空气中的O2氧化为Fe3+,在FeCl2溶液中加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。
(2)Fe2+被氧化为Fe3+,Cl2被还原为Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-。
(3)O2难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除O2对实验的影响。
(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+。
K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的试剂。
实验③溶液变红,说明溶液中仍存在Fe3+,由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。
离子检验的疏漏易错注意事项
(1)注意离子检验所要求的环境,如Ag+用含有Cl-的溶液检验时要用硝酸酸化。
(2)尽可能选择特效反应以减少干扰,如检验Fe3+时常选用KSCN溶液,而不选用Na2CO3溶液。
(3)一定要避免离子间的相互干扰,如检验CO
时要避免HCO
、SO
、HSO
的干扰,检验Ba2+时要避免Ag+的干扰。
(4)注意试剂的加入顺序,如检验Fe2+时要先加入KSCN溶液再加入少量氯水(或H2O2溶液),以排除Fe3+的干扰。
享资源 练类题 弯道超越显功力
无机化工生产流程题突破
考向预测
无机化工生产流程题是将化工生产中的主要生产流程用框图形式表示出来,并根据其中涉及的化学知识步步设问,设计一系列问题,既能考查元素及其化合物的知识、基础实验,又能考查考生应用化学反应原理解决实际生产问题的能力
解题关键
(1)明确原始物质及目标物质。
(2)明确化工生产流程:
原料→对原料的预处理→核心化学反应→产品的提纯分离→目标产物。
(3)掌握主要的化工生产原理等。
(4)掌握常见与化工生产有关的操作方法及作用。
①对原料进行预处理的常用方法及其作用:
——以增大接触面积而加快反应速率;
|
——是与酸(或水)接触反应或溶解;
|
——以除去可燃杂质;
——以促使物质转化。
②常用的控制反应条件的方法:
——使某些金属离子沉淀;
——以加快反应速率或使平衡移动;
——以防止某物质降温而析出;
——以洗去杂质离子而减少晶体的损耗
失分防范
(1)明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点;
(2)抓住流程图中“每步转化的物质变化”与总过程目的的关系,分析某步转化试剂的选择及流程中加入某试剂的原因,得出转化后生成的所有物质,从问题中获取信息,帮助解题
【预测】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。
以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如下:
①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO
结合成[CeSO4]2+;
②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
(1)“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是_____________________。
(2)“酸浸”中会产生大量黄绿色气体,写出CeO2与盐酸反应的离子方程式:
__________为避免产生上述污染,请提出一种解决方案:
__________。
(3)“萃取”时存在反应:
Ce4++n(HA)2Ce·
(H2n-4A2n)+4H+。
实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为__________;
如图中D是分配比,表示Ce(Ⅳ)分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比(D=
)。
保持其他条件不变,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(SO
),D随起始料液中c(SO
)变化的原因:
_________________________________。
(4)“反萃取”中,在稀硫酸和H2O2的作用下CeO2转化为Ce3+。
H2O2在该反应中作__________(填“催化剂”“氧化剂”或“还原剂”),每有1molH2O2参加反应,转移电子的物质的量为__________。
(5)“氧化”步骤的化学方程式为__________。
(6)取上述流程中得到的CeO2产品0.4500g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+,其他杂质均不反应),消耗25.00mL标准溶液。
该产品中CeO2的质量分数为__________。
思维导航
结合流程图中承载的信息(加入物质、操作名称、生成物等)、给出的已知条件信息和各个问题中的提示信息:
规范答题:
氟碳铈矿(主要含CeFCO3),“氧化焙烧”的目的是将+3价铈氧化成+4价,Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,以便后续的提取,加稀硫酸,与SO
结合成[CeSO4]2+,加萃取剂,氟洗液,硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能,“反萃取”加H2O2,又将Ce4+还原为Ce3+,发生反应2Ce4++H2O2===2Ce3++O2↑+2H+,加入碱后Ce3+转化为沉淀,通入氧气将Ce3+从+3价氧化为+4价,得到产品;
(1)“氧化焙烧”前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是增大固体和氧气的接触面积,反应更充分;
(2)“酸浸”中会产生大量黄绿色气体应为氯气,CeO2与盐酸发生氧化还原反应生成Ce3+和氯气,反应的离子方程式为2CeO2+2Cl-+8H+===2Ce3++Cl2↑+4H2O,可以用硫酸代替盐酸而避免产生氯气污染;
(3)实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为分液漏斗,根据平衡:
(H2n-4A2n)+4H+,加入Na2SO4时,随着c(SO
)增大,水层中Ce4+被SO
结合成[CeSO4]3+,导致萃取平衡向左移动,D迅速减小;
(4)“反萃取”加H2O2的作用是将Ce4+离子重新还原为Ce3+,反应的离子方程式为2Ce4++H2O2===2Ce3++O2↑+2H+,H2O2在该反应中作还原剂,每有1molH2O2参加反应,转移电子的物质的量为2mol;
(5)“氧化”步骤中用次氯酸钠将Ce2+氧化成Ce4+,反应的化学方程式为2Ce(OH)2+NaClO+H2O===2Ce(OH)4+NaCl;
(6)FeSO4的物质的量为0.1000mol·
L-1×
0.025L=0.0025mol,根据电子得失守恒可得关系式CeO2~FeSO4,所以CeO2的质量为0.0025mol×
172g·
mol-1=0.4300g,产品中CeO2的质量分数为
×
100%=95.56%。
答案:
(1)增大固体与气体的接触面积,增大反应速率;
提高原料的利用率
(2)2CeO2+2Cl-+8H+===2Ce3++Cl2↑+4H2O 将盐酸换成硫酸酸浸
(3)分液漏斗 随着c(SO
结合成[CeSO4]2+,导致萃取平衡向生成[CeSO4]2+移动,D迅速减小
(4)还原剂 2mol (5)2Ce(OH)3+NaClO+H2O===2Ce(OH)4+NaCl (6)95.56%
【变式考法】
1.(2018·
四川四市二模)以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:
(1)溶解:
溶解后过滤,将滤渣洗涤2~3次,洗液与滤液合并,其目的是__提高钴等元素的利用率__。
所得滤渣的主要成分为__SiO2__。
(2)氧化:
加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式 6Fe2++6H++ClO
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- 高考 化学 专题 复习 讲义 金属 及其 化合物