高考化学复习专题十元素及其化合物Word格式文档下载.docx
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2NaCl
(2)与水反应
①离子方程式:
2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑。
②与滴加酚酞的水反应的现象及解释
(3)与盐酸反应
离子方程式:
2Na+2H+===2Na++H2↑。
3.钠的制取及保存
(1)制取:
化学方程式为2NaCl(熔融)
2Na+Cl2↑。
(2)保存:
密封保存,通常保存在石蜡油或煤油中。
4.钠的用途
(1)制取Na2O2等化合物。
(2)钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。
(3)用作电光源,制作高压钠灯。
(4)冶炼某些金属
金属钠具有强的还原性,熔融状态下可以用于制取金属,如4Na+TiCl4
4NaCl+Ti。
说明 工业上在850℃,钠与熔融状态的KCl反应可以制取金属钾:
Na(l)+KCl(l)
NaCl(l)+K(g),反应发生是因为在反应温度下,体系中只有钾是气体,能从体系中逸出,利于反应正向进行,即在反应温度下,为熵增反应,该反应不能说明金属钠的还原性强于金属钾!
二、碳酸钠与碳酸氢钠
1.性质
2.转化
三、焰色反应
(1)焰色反应的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色,其属于物理变化,属于元素的性质。
(2)焰色反应的操作
铂丝
无色
待测物
观察火焰颜色
(3)常见元素的焰色
钠元素黄色;
钾元素紫色(透过蓝色钴玻璃观察);
铜元素绿色。
【核心考点讲练】
1.氧化钠、过氧化钠
化学式
Na2O
Na2O2
氧元素化合价
-2
-1
色、态
白色固体
淡黄色固体
阴、阳离子个数比
1∶2
是否为碱性氧化物
是
不是
与水反应的化学方程式
Na2O+H2O
===2NaOH
2Na2O2+2H2O
===4NaOH+O2↑
与CO2反应的化学方程式
Na2O+CO2
===Na2CO3
2Na2O2+2CO2
===2Na2CO3+O2
与盐酸反应的化学方程式
Na2O+2HCl
===2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl===
4NaCl+2H2O+O2↑
2.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
特别提醒
(1)当Na2CO3、NaHCO3溶液的浓度不同时,一般不用气体法。
(2)不能用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3,因为二者都能产生白色沉淀。
【典例1】(2011·
北京理综,11)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 取a克混合物充分加热,减重b克,根据差量法可求出NaHCO3的质量,从而求出Na2CO3的质量分数,故A正确;
取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体氯化钠,列方程组即可求出,B正确;
C中,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,由于逸出气体中含有H2O,故无法求解;
D中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀,由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系,列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数,D正确。
答案 C
【典例2】
(2005北京春季高考)化学活动课上,三组学生分别用图示甲、乙两装置,探究“Na2CO3、NaHCO3与HCl的反应”,按表中的试剂用量,在相同的条件下,将两个气球的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已验)。
请完成下列问题:
①各组反应开始时__________________装置中的气球体积先变大,该装置中的离子方程式__________________。
②当试管中不再有气体生成时,三组实验出现不同的现象,填写下表。
试剂用量
实验现象(气球体积变化)
分析原因
第①组
0.53gNa2CO3
0.42gNaHCO3
3mL4mol·
L-1盐酸
甲中气球与乙中气球体积相等
甲、乙盐酸均过量
n(Na2CO3)=n(NaHCO3)
V甲(CO2)=V乙(CO2)
第②组
0.3gNa2CO3
0.3gNaHCO3
甲中气球比乙中气球体积大
第③组
0.6gNa2CO3
0.6gNaHCO3
(用离子方程式表示)
片刻后,乙中气球又缩小,甲中气球的体积基本不变
解析:
本题主要考查Na2CO3与NaHCO3分别与HCl溶液反应放出的CO2的速率及最终生成CO2的多少。
相同条件下NaHCO3与HCl反应生成CO2的速率快,所以开始时甲装置的气球体积先变大;
由①组中的数据可知②组中的甲、乙盐酸均过量,生成CO2的量与速率无关,只与Na2CO3和NaHCO3的物质的量有关,由于n(NaHCO3)>
n(Na2CO3),所以V甲(CO2)>V乙(CO2);
③n(HCl)=0.006mol,所以无论是NaHCO3还是Na2CO3,HCl都不足。
消耗的n(NaHCO3)>n(Na2CO3),所以V甲(CO2)>V乙(CO2)。
正盐和酸反应生成酸式盐,所以CO2+H2O+
====2
。
答案:
①甲
+H+====CO2↑+H2O
②
甲、乙盐酸均过量n(NaHCO3)>
n(Na2CO3)
V甲(CO2)>
V乙(CO2)
③
甲、乙盐酸均不足量,消耗的n(NaHCO3)>
n(
)
CO2+H2O+
====2
【技巧点拨】本题涉及Na2CO3、NaHCO3与HCl溶液的反应。
做这类题量的判断是关键。
所以熟知元素化合物的性质即化学反应原理是基础。
考查学生的判断思维能力和知识的综合运用能力。
◇考点2 铝及其化合物
一、铝的化学性质和用途
1.活泼金属单质的通性
(1)与非金属单质(氧气、氯气、硫等)的反应:
4Al+3O2
2Al2O3;
2Al+3Cl2
2AlCl3;
2Al+3S
Al2S3
(2)与水的反应(高温条件且反应缓慢):
2Al+6H2O
2Al(OH)3+3H2↑
(3)与酸的反应:
2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑
(4)与盐溶液的反应:
2Al+3CuSO4
Al2(SO4)3+3Cu
2.特性
(1)与强碱溶液的反应:
2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑
(2)常温下遇浓硫酸、浓硝酸钝化
(3)铝热反应:
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3;
2Al+Cr2O3
2Cr+Al2O3
3.铝的用途
纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
二、铝的重要化合物
(一)铝的氧化物
1.物理性质:
Al2O3是白色的难溶于水的固体粉末,熔点高(2054℃)。
刚玉的硬度仅次于金刚石。
红宝石是含铬元素的氧化铝晶体,蓝宝石是含铁、钛等元素氧化铝晶体。
2.化学性质:
(1)与酸反应
Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O离子方程式:
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O
(2)与碱反应
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O离子方程式:
Al2O3+2OH—=2AlO2—+H2O
[两性氧化物]既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氧化物。
3.制备:
2Al(OH)3
Al2O3+3H2O
4.氧化铝的用途:
常用来做耐火材料。
(二)氢氧化铝
1.制备
(1)铝盐与氨水的反应:
Al3++3NH3·
H2O
Al(OH)3↓+3NH
(不宜用强碱)
(2)偏铝酸盐与碳酸的反应:
AlO
+CO2+2H2O
Al(OH)3↓+HCO
(不宜用强酸)。
(3)Al3+与AlO
在溶液中的双水解反应:
Al3++3AlO
+6H2O
4Al(OH)3↓
2.物理性质:
白色的絮状沉淀(溶液中)具有很强的吸附能力,是很好的净水剂。
3.化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH)3的电离方程式为:
(1)两性氢氧化物
与酸反应离子反应式:
Al(OH)3+3H+
Al3++3H2O
与碱反应离子反应式:
Al(OH)3+OH-
+2H2O
既可以与酸反应又可以与碱反应生成盐和水的氢氧化物。
(2)受热分解:
2Al(OH)3=Al2O3+3H2O。
(三)常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·
12H2O,它是无色晶体,可溶于水,水溶液pH<
7(填“<
”、“>
”或“=”)。
明矾可以净水,其净水的原理是Al3++3H2O
Al(OH)3(胶体)+3H+,Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。
1.Al3+、Al(OH)3、AlO
之间的转化关系
写出上述转化的离子方程式。
答案
(1)①Al3++3NH3·
H2O===Al(OH)3↓+3NH
②Al3++3AlO
+6H2O===4Al(OH)3↓
③Al3++3OH-===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
(3)Al3++4OH-===AlO
(4)AlO
+4H+===Al3++2H2O
(5)①AlO
+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO
②AlO
+H++H2O===Al(OH)3↓
(6)Al(OH)3+OH-===AlO
2.与Al(OH)3沉淀生成有关的计算及图像分析
(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)溶液中至过量
①现象:
先有白色沉淀产生,然后沉淀逐渐溶解。
②有关反应:
A→B:
Al3++3OH-===Al(OH)3↓
B→D:
Al(OH)3+OH-===AlO
③图像
④有关计算
a.根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量
b.根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量
NaOH的量
n(NaOH)
当NaOH不足时
n(NaOH)=3n[Al(OH)3]
当NaOH过量时
n(NaOH)=3n(Al3+)+{n(Al3+)-n[Al(OH)3]}
=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]
(2)把铝盐(Al3+)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量
先无明显现象,然后逐渐产生大量的白色沉淀。
Al3++4OH-===AlO
B→C:
(3)把强酸溶液逐滴加入到AlO
溶液中至过量
先生成白色沉淀,随后沉淀逐渐溶解。
Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
a.根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量
b.根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入HCl的量
HCl的量
n(HCl)
当HCl不足时
n(HCl)=n[Al(OH)3]
当HCl过量时
n(HCl)=n(AlO
)+3{n(AlO
)-n[Al(OH)3]}
=4n(AlO
)-3n[Al(OH)3]
(4)向强酸溶液中逐滴加入AlO
溶液至过量
先无明显现象,反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。
4H++AlO
===Al3++2H2O
(5)向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量
先有白色沉淀生成,然后部分沉淀溶解。
O→A:
2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+K2SO4
2Al(OH)3+K2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2KAlO2+4H2O
(6)往等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中加入NaOH溶液至过量
开始出现白色沉淀⇒后沉淀量增多⇒沉淀部分溶解
Al3++3OH-===Al(OH)3↓,
Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
【典例1】
(2013江苏卷·
4)下列有关物质性质的应用正确的是
A.液氨汽化时要吸收大量的热,可用作制冷剂
B.二氧化硅不与强酸反应,可用石英器皿盛放氢氟酸
C.生石灰能与水反应,可用来干燥氯气
D.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝
NH3易液化,气化时吸收大量的热,可作制冷剂,A项正确;
二氧化硅能与氢氟酸反应生成SiF4和H2,B项错误;
生石灰吸水后生成Ca(OH)2,能吸收氯气,C项错误;
氯化铝是共价化合物,工业上用电解熔融的Al2O3制铝,D项错误。
A
【技巧点拨】制备Al,用电解Al2O3获得;
制备Mg,用电解MgCl2获得。
(2012·
安徽理综,13)已知室温下,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。
向浓度均为0.1mol·
L-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。
下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是
( )
解析 解答本题时应特别注意,难溶物的Ksp越大,在溶液中越难形成沉淀;
Al(OH)3能溶于过量的NaOH溶液。
由于Al(OH)3的Ksp比Fe(OH)3的Ksp大,故在混合液中加入NaOH溶液时,先生成Fe(OH)3沉淀,而不生成Al(OH)3沉淀,当Fe(NO3)3反应完全后再生成Al(OH)3沉淀,继续加入NaOH溶液,Al(OH)3沉淀又溶解,故只有C图像符合题意。
◇考点3铁、铜及其化合物
一、铜、铁的化学性质
1.铜的化学性质
(1)与氧气反应:
2Cu+O2
2CuO
(2)与硫反应:
2Cu+S
Cu2S(黑色物质)
(3)与氯气反应:
Cu+Cl2==CuCl2(棕黄色的烟)
2.铁的化学性质:
铁是较活泼的金属,常显+2、+3价,且通常Fe3+比Fe2+稳定。
(1)与氯气反应:
2Fe+3Cl2
2FeCl3
(2)在氧气中燃烧:
3Fe+2O2
Fe3O4
(3)与非氧化性酸反应:
Fe+2H+=Fe2++H2↑在冷的浓硝酸、浓硫酸中“钝化”
(4)与水反应:
3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2
二、铁的氧化物和氢氧化物
(1)铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2,+3
稳定性
不稳定
稳定
与H+反应的离子方程式
FeO+2H+===
Fe2++H2O
Fe2O3+6H+===
2Fe3++3H2O
Fe3O4+8H+===
Fe2++2Fe3++4H2O
(2)铁的氢氧化物
Fe(OH)2
Fe(OH)3
色态
红褐色固体
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+===
Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+===
Fe3++3H2O
受热分解
2Fe(OH)3
Fe2O3+3H2O
制法
可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
可溶性铁盐与碱溶液反应
Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓
二者的关系
在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
三、铁的盐
1.亚铁盐和铁盐
①绿矾(FeSO4·
7H2O),制法:
铁屑加稀硫酸→浓缩→冷却→绿色晶体。
用途:
分析化学上常用作还原剂,制蓝黑墨水、染料,杀虫剂等。
②三氯化铁(FeCl3),制法:
铁屑与氯气直接反应
2.Fe2+和Fe3+离子的检验
Fe3+的检验:
方法一:
向FeCl3溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液显血红色。
反应式:
Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3
方法二:
向FeCl3溶液加入NaOH溶液,有红褐色沉淀。
Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓
Fe2+的检验:
向FeCl2溶液加入NaOH溶液,有白色沉淀,在空气中立刻转化成灰绿色,最后变成红褐色。
Fe2++2OH-
Fe(OH)2↓(白色)
4Fe(OH)2+O2+2H2O
4Fe(OH)3↓(红褐色)
向盛有FeCl2溶液的试管中加入3滴KSCN溶液,溶液无明显现象,再滴加几滴新制的氯水后溶液变为血红色,说明有Fe2+存在。
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-==Fe(SCN)3
3.Fe2+与Fe3+的相互转化
Fe2+既有氧化性又有还原性,但主要表现为还原性,当遇到较强氧化剂时,转化为Fe3+。
Fe3+具有较强的氧化性,可被还原性较强的物质还原为Fe2+。
2FeCl2+Cl2=2FeCl3(溶液由浅绿色变为棕黄色)
2FeBr2+3C12(过量)=2FeCl3+2Br2
2FeSO4+2H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+SO2↑+2H2O
2FeCl3+H2S=S↓+2FeCl2+2HCl
2FeCl3+2KI=I2+2FeCl2+2KCl
2FeCl3+Fe=3FeCl2
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
2FeCl3+SO2+2H2O=H2SO4+2FeCl2+2HCl
一、“铁三角”的转化关系及应用
归纳总结
(1)判断离子共存
①Fe2+、Fe3+均水解,与HCO
、AlO
、CO
等因水解相互促进,在溶液中不能大量共存。
②Fe3+与S2-、I-、HS-、SO
,Fe2+与NO
(H+)、ClO-、MnO
(H+)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。
(2)盐溶液的配制与保存
①Fe2+的盐溶液:
加少量铁粉,防止Fe2+被氧化;
加少量相应的酸,防止Fe2+水解。
②Fe3+的盐溶液:
加少量相应的酸防止Fe3+水解。
二、铁与硝酸反应
一是明确哪种物质过量,二是根据两种物质的量分析讨论判断,根据反应方程式:
HNO3过量:
Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O,
Fe过量时:
Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2,两者相加得总方程式:
3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O,可以用数轴表示:
解题时需注意量的范围。
即:
①
≤
,产物仅有Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余;
≥
,产物仅有Fe(NO3)2,Fe可能有剩余;
<
,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2,Fe和HNO3都反应完全
13)下列依据相关实验得出的结论正确的是
A.向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液
B.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液
C.将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯
D.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+
所述溶液中含有HCO3-也会有类似现象,A项错误;
焰色反应是元素性质,故原溶液也可能是NaOH溶液,B项错误;
SO2、甲醛、乙烯、丙烯等气体都能使溴水褪色,C项错误;
D项,正确。
D
新课标全国,26)铁是最广泛的金属,铁的卤化物,氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的氯化物FeClX的化学式,可用离子交换和滴定的方法,实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH―的阴离子交换柱,使Cl―和OH―发生交换.交换完成后,流出溶液的OH―用0.4mol/L的盐酸滴定,滴定终点时消耗25.0mL.计算样品中氯的物质的量,并求出FeClX中X值:
(列出计算过程):
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):
n((Cl)=1:
2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为,在实验中,FeCl2可用铁粉和反应制备,FeCl3可用铁粉和反应制备
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为;
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理和高容量电池材料,FeCl3与KClO3在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其离子方程式为.与MnO2–Zn电池类
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