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金属及其化合物
金属及其化合物专题复习
一、金属的性质
1.金属的物理性质
相似性:
①常温下,除汞以外都是固体;②有金属光泽;③大多数为电和热的良导体;
④有延展性;
密度较大;
熔点较高。
差异性:
(1)颜色:
大多数金属块状时呈银白色,而铜为紫红色,金为黄色。
(2)导电性:
银最强,铜次之,铅较差。
(3)密度差异较大,金较大(19.3g/cm3),铝较小(2.7g/cm3)。
(4)熔点钨最高(3410℃),锡较低(232℃)。
(5)硬度铬最大,铅较小。
2.金属的化学性质
金属活动顺序表:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活泼性依次减弱
①绝大部分金属能和氧气等非金属单质反应。
4Al+3O2====2Al2O32Cu+O2
2CuO
镁、铝的氧化膜致密,可以保护内层金属不能继续被氧化,铁表面的铁锈比较疏松,不能保护内层金属。
②通常情况下金属活动顺序表氢之前的金属能和酸反应。
浓H2SO4、HNO3还能和不太活泼的金属反应:
Fe+2H+=Fe2++H2↑Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
③较活泼的金属和水反应:
2Na+2H2O===2NaOH+H2↑3Fe+4H2O(气)
Fe3O4+4H2
④和某些盐溶液反应:
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
3.合金
合金是一种金属跟其他一种或几种金属(或金属和非金属)熔合在一起而成的具有金属特性的物质。
合金属于混合物,合金与组成它的纯金属本身相比硬度更 ,熔点更 。
生铁和钢都是铁的合金,它们的区别在于含碳量的不同,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。
4.金属的冶炼
金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。
(1)金属冶炼的一般方法:
金属的活动性不同,冶炼的方法不同。
①热分解法:
对于不活泼金属(活动顺序中,Hg及H
g以后)可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来,例如:
2HgO
2Hg+O2↑2Ag2O
4Ag+O2↑
②热还原法:
在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属(Zn~Cu),通常是在高温下用还
原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来,例如:
Fe2O3+3CO
2Fe+CO2↑
WO3+3H2
W+3H2O
ZnO+C
Zn+CO↑
③电解法:
非常活泼的金属(
活动顺序中:
K~Al)用一般的还原剂很难将它们还原出来,通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属,例如:
2NaCl(熔融)
2N
a+Cl2↑
MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑
5.铝热反应
(1)概念:
指铝粉与某些金属氧化物在高温下发生的置换反应。
(2)原理:
Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3(铝热反应)
(3)特点:
在高温下引燃后剧烈反应
,放出大量的热,产生高温,使被还原出来的金属熔化,与熔渣分离。
体现铝的还原性、氧化铝高熔点的性质。
(4)应用:
焊接钢轨;冶炼高熔点金属V、Cr、Mn等。
【例1】下列说法中,正确的是()
A凡能导电的物质一定是单质
B金属单质都能与稀硫酸发生置换反应
C活泼金属都能从盐溶液中置换出较不活泼的金属
D在化学反应中,金属失电子,常作还原剂
【例2】出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是( )
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
【例3】下列金属冶炼的反应原理,错误的是( )
二、钠
【例4】已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是( )
A.溶液呈碱性
B.与澄清石灰水反应产生白色沉淀
C.与足量盐酸反应放出气体
D.受热易分解
【例5】下列对于Na2O2的叙述中,正确的是()
A.Na2O2能与酸反应生成盐和水,所以Na2O2是碱性氧化物
B.Na2O2能与水反应,所以Na2O2可以做气体的干燥剂
C.Na2O2与水反应时,Na2O2是氧化剂,水是还原剂
D.Na2O2与二氧化碳反应时,Na2O2既是氧化剂又是还原剂
难点:
Na2O2与CO2、H2O反应的重要关系
2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2↑
2H2O+2Na2O2===4NaOH+O2↑
(1)物质的量的关系
无论是单一的CO2或H2O,还是二者的混合物,与足量Na2O2反应时:
①生成O2的物质的量总是CO2或H2O(或CO2和H2O的混合物)物质的量的一半,也是反应掉的Na2O2物质的量的一半。
②如果在相同状况下,且水为气态时,气体体积的减少量是原混合气体体积的一半,即为生成氧气的体积。
(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。
【例6】1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3 B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3D.Na2O2 NaOH Na2CO3
二、镁
【例5】下列关于镁的叙述正确的是( )
A.镁条燃烧可用CO2进行扑灭
B.镁不能与NaOH溶液反应放出H2
C.镁制容器可用来装浓HNO3
D.镁在空气中燃烧产物全是MgO
三、铝
【例6】下列各组物质的稀溶液相互反应,无论是前者滴入后者,还是后者滴入前者,反应现象都相同的是( )
A.NaHSO4和Ba(OH)2B.AlCl3和NaOH
C.NaAlO2和H2SO4D.Na2CO3和盐酸
【例7】用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如下图所示),将试管浸入硝酸汞溶液中,片刻后取出,然后置于空气中,不久铝箔表面生出“白毛”,红墨水柱右端上升。
根据实验现象判断下列说法错误的是( )
A.实验中发生的反应都是氧化还原反应
B.铝是一种较活泼的金属
C.铝与氧气反应放出大量的热
D.铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
难点:
铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应的原理:
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑
2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
1.等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应,产生氢气的体积比
2.足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应,产生氢气的体积比为
3.一定量的铝分别和一定量的盐酸和氢氧化钠反应,若产生氢气的体积比为
,则必定是:
(1)铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足。
(2)铝与氢氧化钠反应时,铝不足而氢氧化钠过量。
【例8】甲、乙两烧杯中分别盛有100mL3mol·L-1的盐酸和氢氧化钠溶液,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1:
2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.6g
四、铁
【例9】下列有关铁及其化合物的有关说法中正确的是( )
A.赤铁矿的主要成分是Fe3O4
B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
C.除去FeCl2溶液中的FeCl3杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
D.Fe3+与KSCN溶液产生红色沉淀
【例10】把铁片放入下列溶液中,铁片溶解,溶液质量减小的是()
A.稀硫酸B.氯化铁溶液C.硝酸银溶液D.硫酸钠溶液
难点:
Fe与HNO3的反应
(1)铁与浓硝酸在常温下钝化,在加热时剧烈反应。
(2)铁与稀硝酸反应:
HNO3过量时:
Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O①
Fe过量时:
3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O②
铁与稀硝酸反应有关量的问题,可用数轴表示为:
按反应①进行,产物仅有Fe(NO3)3,HNO3可能有剩余。
按反应②进行,产物仅有Fe(NO3)2,Fe可能有剩余。
则①②反应均发生,产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2。
【例11】向含有agHNO3的稀溶液中,加入bg铁粉,充分反应后铁粉全部溶解。
已知有a/4gHNO3被还原,则a:
b不可能是()A.2:
1B.3:
1C.4:
1D.9:
2
【例12】将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中,反应生成气体的物质的量x随着消耗铁粉的物质的量y的关系如图,正确的是()
五、铜
【例13】下列各组物质中两者不能由单质直接化合而得到的是()
A.FeSFe3O4B.CuSFeCl2
C.FeCl3SO2D.Cu2SFeI2
【例14】三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用做颜料。
某校一化学实验小组通过实验来探究—红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。
探究过程如下:
[查阅资料]:
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。
[提出假设]
假设1:
红色粉末是Fe2O3。
假设2:
红色粉末是Cu2O。
假设3:
红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。
[设计探究实验]
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂。
(1)若假设1成立,则实验现象是_____________。
(2)某同学认为若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。
你认为这种说法合理吗?
____________。
简述你的理由_______________________。
(3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则证明原固体粉末是________,写出发生反应的离子方程式______________________。
金属及其化合物专题练习
1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
金属被人类开发利用之所以有先后,主要取决于( )
A.金属的导电性强弱B.金属在地壳中的含量多少
C.金属的化合价高低D.金属的活动性大小
2.下列各组物质相互混合反应后,既有气体生成,最终又有沉淀生成的是()
①金属钠投入到
溶液中②过量NaOH溶液和明矾溶液混合
③少量
投入过量
溶液中④
投入到
溶液中
A.只有①④B.只有③C.只有②③D.只有①②③
3.下列有关铁元素的叙述中正确的是( )
A.铁是较活泼的金属,它与卤素(X2)反应的生成物均为FeX3
B.氢氧化铁可以由相应的物质通过化合反应而制得
C.氢氧化铁与氢碘酸反应:
Fe(OH)3+3HI===FeI3+3H2O
D.铁元素位于周期表中第四周期ⅦA族
4.物质的量浓度相同时,下列既能跟NaOH溶液反应,又能跟盐酸反应的溶液中,pH最大的是( )
A.Na2CO3溶液 B.NH4HCO3溶液C.NaHCO3溶液D.NaHSO4溶液
5.向含有FeCl2、FeCl3、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中先加入过量Na2O2固体,微热搅拌后再加入过量盐酸,溶液中阳离子数目变化最小的是( )
A.Fe2+B.Fe3+C.Al3+D.NH
6.下列化学反应中,水既不是氧化剂又不是还原剂的是( )
A.2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
B.2F2+2H2O===4HF+O2
C.2Na+2H2O===2NaOH+H2↑
D.NaH+H2O===NaOH+H2↑
7.只用试管和胶头滴管就可以对下列各组中的两种溶液进行鉴别的是()
①
溶液和NaOH溶液②
溶液和NaOH溶液③
溶液和盐酸④
溶液和氨水⑤
溶液和氨水
A.①③⑤B.①②③C.②③④D.③④⑤
8.下列除杂质的方法不正确的是()
A.镁粉中混有少量铝粉:
加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.
溶液中混有少量
:
加入过量的氨水,过滤、洗涤沉淀,将沉淀再用适量盐酸溶解
C.加入新制的生石灰,通过加热蒸馏,以除去乙醇中的少量水
D.
中混有少量
:
加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量
后过滤
9.如图A~J均代表无机物或其水溶液,其中B、D、G是单质,B是地壳中含量最高的金属元素,G是气体,J是磁性材料,常温下H为无色液体。
根据图示回答问题:
(1)写出下列物质的化学式:
A________,B________,E________,I________。
(2)反应①的离子方程式是____________________________。
反应②的化学方程式是________________________________。
(3)J与盐酸反应的化学方程式是____________________________。
反应后的溶液与D反应的离子方程式是___________________________________。
10.工业上用含有铝、铁、铜的合金工业废料制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体
和胆矾晶体
设计了如下方案:
请回答相关问题:
(1)写出合金溶于足量烧碱溶液时相关反应的离子方程式:
。
写出途径Ⅰ中相关反应的离子方程式:
。
(2)由滤液A得
溶液的途径有Ⅰ和Ⅱ两种,你认为合理的是途径(选填”Ⅰ”或”Ⅱ”),理由是。
(3)
是一种绿色氧化剂,应用十分广泛,在滤渣D中加入稀硫酸和
来制备胆矾晶体是一种绿色工艺,写出稀硫酸和
溶解滤渣D的离子方程式。
(4)如何在实验室从滤液C中获得绿矾晶体(写出主要的实验操作名称)。
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- 金属 及其 化合物