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金属及其化合物含答案
金属及其化合物
钠及其化合物
考点整合
考点1钠
1.Na与水反应的离子方程式:
2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
2.Na、K的保存:
放于煤油中而不能放于水中,也不能放于汽油中;实验完毕后,要放回原瓶
3.Na、K失火的处理:
不能用水灭火,必须用干燥的沙土灭火。
4.Na、K的焰色反应:
颜色分别黄色、紫色,做钾的焰色反应实验时,要透过钴玻璃观察
考点2氢氧化钠
1.俗名:
火碱、烧碱、苛性钠
2.溶解时放热。
例如,制取氨气时,将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上,NaOH吸水、溶解放热,促进了氨水的分解,另外提供的大量的OH-离子,使平衡朝着生成NH3.H2O的方向移动。
与之相似的还有:
将浓氨水或铵盐滴加到生石灰上。
3.与CO2的反应:
书写离子方程式:
CO2少量CO2+2OH-=CO32-+H2O
CO2过量CO2+OH-=HCO3-
4.潮解:
易潮解的物质还有CaCl2、MgCl2
考点3过氧化钠
1.不属于碱性氧化物:
金属氧化物不一定是碱性氧化物,因其与酸反应除了生成盐和水外,还有
氧气生成,化学方程式为:
2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑
2.过氧化钠中微粒的组成:
1mol过氧化钠中所含有离子的数目为3NA,所含离子的个数之比为2:
1。
3.过氧化钠与水、CO2的反应:
用双线桥和单线桥表示该反应,并指出氧化剂和还原剂
氧化剂和还原剂都是过氧化钠
3.强氧化性:
注意加入过氧化钠后溶液离子共存问题;过氧化钠与SO2反应的实验探究。
Na2O2+SO2=Na2SO4
考点4碳酸钠与碳酸氢钠
1.俗名:
Na2CO3纯碱、苏打;NaHCO3小苏打
2.除杂:
CO2(HCl):
通入饱和的NaHCO3溶液而不是饱和Na2CO3溶液。
3.NaHCO3(少量与过量)与石灰水的反应:
写出对应的离子方程式
Ca2++OH-+HCO3=CaCO3↓+H2O、Ca2++2OH-+2HCO3=CaCO3↓+2H2O+CO32
4.鉴别:
用加热、加BaCl2溶液等方法,不能用石灰水,原因是
碳酸钠和碳酸氢钠都能和石灰石反应生成白色沉淀
5.NaHCO3溶液中离子浓度大小的顺序问题:
因HCO3-水解程度大于电离程度,因此,溶液显
碱性,离子浓度由小到大顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(CO32-)
也有c(CO32-) 考点5氯化钠: 1. 除杂: NaCl的溶解度受温度的影响不大,而KNO3的溶解度受温度的影响较大,NaCl(KNO3): 蒸发、结晶、过滤;KNO3(NaCl): 降温、结晶、过滤。 2.氯碱工业: 即电解饱和食盐水,某电极电解后产生气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝,判断此极为电解池的阳极;在电解后的某电极溶液滴入酚酞试液,溶液液变红,判断此极为电解池的阴极。 3.配制一定物质的量的浓度的溶液: 配制200mL1mol/L的NaCl溶液的操作步骤为: 1、计算2、称量3、溶解4、转移5、洗涤6、定容7、摇匀8、装瓶 ★高考重点热点题型探究 例1、 (1)取一支大试管,加入15mL蒸馏水,在加入5mL苯(d=0.87g/cm-3),静置,取黄豆大小的金属钠(d=0.97g/cm-3),轻轻放入这支试管中,试推测能观察到的现象是 (2)在实验室里常把钠浸在煤油中保存,要取用金属钠进行上述实验,取用的操作方法是 例2、将一小块钠分别投入下列溶液中,指明现象写出有关反应的化学方程式 (1)MgCl2溶液 (2)少许浓盐酸(3)FeCl2溶液(4)足量稀AlCl3 例3、下列关于Na2O2的叙述中正确的是() A、Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成白色 B、Na2O2的稳定性比Na2O差 C、用Na2O2漂白的织物日久又渐渐变黄 D、Na2O2放入饱和氢氧化钠溶液中放出氧气并有白色沉淀 例4、向硫酸亚铁溶液中加入等物质的量的过氧化钠,恰好使溶液中Fe2+完全转化成氢氧化铁,反应的离子方程式是。 例5、取ag某物质在氧气中完全燃烧,将其产物跟足量的Na2O2固体完全反应,反应后固体的质量恰好也增加了ag。 下列物质中不能满足上述结果的是() A.H2B.COC.C6H12O6D.C12H22O11 例6、过量的NaHCO3和少量的Na2O2混合,在密闭体系中充分加热,最后排除气体物质,残留物是() D、A、Na2O、NaOHB、NaHCO3、Na2CO3C、Na2CO3D、NaOH [真题1](2007全国理综Ⅱ)在一定条件下,将钠与氧气反应的生成物1.5g溶于水,所得溶液恰好能被80mL浓度为0.50mol/L的HCl溶液中和,则该生成物的成分是 A.Na2OB.Na2O2C.Na2O和Na2O2D.Na2O2和NaO2 [真题2](2008全国理综Ⅰ)在溶液中加入过量Na2O2后仍能大量共存的离子组是 A.NH4+、Ba2+、Cl-、NO3-B.K+、AlO2-、Cl-、SO42- C.Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3-D.Na+、Cl-、CO32-、SO32- 镁及其化合物 ★高考重点热点题型探究 例1、怎样从海水中提取金属镁? 写出有关反应的化学方程式。 [真题1](2007海南)下列溶液能与镁反应生成氢气的是 A.氯化铵溶液 B.氢氧化钠溶液 C.碳酸钾溶液 D.饱和石灰水 [真题2](2007海南)由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤: ①在一定条件下脱水干燥;②加熟石灰;③加盐酸;④过滤;⑤浓缩结晶。 其先后顺序正确的是 A.②④⑤③① B.③②④①⑤ C.③④②⑤① D.②④③⑤① 铝及其化合物 考点整合 考点1铝 1.铝与NaOH溶液的反应: 写出化学方程式和离子方程式 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2↑2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 它是唯一能与碱反应的金属,具有代表性 2.铝箔的燃烧: 现象是铝箔熔化,失去光泽,不滴落。 原因是生成的氧化铝熔点高,不熔化,将铝包裹住 3、铝、铁钝化: 常温下,与浓硫酸、浓硝酸发生钝化,发生化学反应(不是不反应),生成了致密的氧化膜。 但在加热条件下,则继续反应 4、铝热反应: 实验现象: 剧烈反应,发出耀眼的光芒,放出大量的热,有大量的熔化物落下来。 引燃剂: 镁条、氯酸钾;铝热剂: 铝粉和金属氧化物组成的混合物。 5.离子共存: 加入铝能产生氢气的溶液,说明此溶液含有大量的H+或OH-,但如果是酸溶液,则不能有NO3-。 考点2氧化铝 1.熔点高: 作耐高温、耐火材料。 2.两性氧化物: 高中化学学习中唯一的两性氧化物,写出反应的化学方程式和离子方程式 Al2O3+2NaOH====2NaAlO2+H2O6HCl+Al2O3=2AlCl3+3H2O Al2O3+2OH-====2AlO2-+H2O6H++Al2O3=2Al3++3H2O 3.工业制备铝: 反应原理2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑ 考点3氢氧化铝 1.制备原理: 请设计三种途径用稀H2SO4、NaOH溶液和金属铝为原料制取Al(OH)3,写出有关的化学方程式,并讨论哪种方案更好? 2.两性氢氧化物: 高中化学学习中唯一的两性氢氧化物,写出反应的化学方程式和离子方程式 Al(OH)3+NaOH====NaAlO2+2H2O3HCl+Al(OH)3=AlCl3+3H2O Al(OH)3+OH-====AlO2-+2H2O3H++Al(OH)3=Al3++3H2O 3.治疗胃酸过多: 因其碱性不强,不会对胃壁产生强剌激作用 4.明矾净水原理: 因溶液中的铝离子发生水解反应,生成氢氧化铝胶体,它可以和悬浮水中的泥沙形成不溶物沉降下来,故明矾可用作净水剂。 ★高考重点热点题型探究 例1、为什么向充满CO2的铝罐中加入一定量的浓NaOH溶液,会发现铝罐先变蹩后又鼓起? 例2、将氯化铝溶液和氢氧化钠溶液等体积混合,得到的沉淀中含铝元素的质量与溶液中含铝元素的质量相等,则原氯化铝溶液与氢氧化钠溶液的物质的量浓度之比可能为()A.1: 3B.2: 3C.1: 4D.2: 7 例3、有一未知浓度的AlCl3溶液,取出50mL该溶液与60mL1mol/L的NaOH溶液和60mL3mol/L的NaOH溶液充分反应,得到沉淀的质量相等,试求AlCl3溶液的物质的量浓度。 例4、既能与酸又能与碱反应的物质中单质有哪些? 氧化物有哪些? 氢氧化物有什么? 另外还有哪些你所熟悉的物质? 它们都能称为两性物质吗? [真题1](2007江苏)在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除氧化膜、并用针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内。 待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0L,溶液中NaOH的浓度为0.050mol·L-1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。 (1)写出该实验中发生反应的化学方程式。 (2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。 [真题2](2008重庆)某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量. (1)A中试剂为. (2)实验前,先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是. (3)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有: ①记录C的液面位置;②将B中剩余固体过滤,洗涤,干燥,称重;③待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C的液面位置;④由A向B中滴加足量试剂;⑤检查气密性,上述操作的顺序是;(填序号)记录C的液面位置时,除视线平视外,还应. (4)B中发生反应的化学方程式为. (5)若实验用铝镁合金的质量为ag,测得氢气体积为bml(已换算为标准状况),B中剩余固体的质量为cg,则铝的相对原子质量为. (6)实验过程中,若未洗涤过滤所得的不溶物,则测得铝的质量分数将.(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”) [真题3](2007北京理综)某课外小组对一些金属单质和化合物的性质进行研究。 (1)下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分: 实验步骤 实验现象 将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中。 产生气泡,析出疏松的红色固体,溶液逐渐变为无色。 反应结束后分离出溶液备用 红色固体用蒸馏水洗涤后,置于潮湿空气中。 一段时间后固体由红色变为绿色[视其主要成分为Cu2(OH)2CO3] 按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应只写离子方程式) 置换反应; 化合反应。 (2)工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO2)反应来冶炼金属锰。 ①用铝与软锰矿冶炼锰的原理是(用化学方程式来表示)__________________。 ②MnO2在H2O2分解反应中作催化剂。 若将适量MnO2加入酸化的H2O2的溶液中,MnO2溶解产生Mn2+,该反应的离子方程式是 铁及其化合物 考点整合 考点1铁 1.铁与水蒸气的反应: 方程式3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2 2.铁的生锈: 纯铁不易生锈,生铁放在潮湿的环境中易生锈,原理是发生电化学腐蚀,涉及的主要反应原理: (负极)Fe-2e-=Fe2+,(正极)2H2O+O2+4e-=4OH-, 反应方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,2Fe(OH)3.xH2O=Fe2O3.nH2O+(2x-n)H2O 3.铁与氯气、盐酸反应: 产物分别为FeCl3、FeCl2,它们之间的相互转化(离子方程式) 2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- 4、铁的重要化学性质 注意: (1)铁与强氧化剂反应(如浓硫酸、硝酸、高锰酸钾、氯气、双氧水等,可显_+3___价。 铁与弱氧化剂反应(如硫、稀硫酸等)可显_+2____价。 (2)钢铁在酸性条件下发生电化学腐蚀的化学方程式为: 负极Fe-2e-=Fe2+ 正极2H++2e-=H2↑ 考点2氧化物 1.铁的氧化物成分: 铁锈的主要成分为Fe2O3.nH2O;黑色晶体、磁性氧化铁为Fe3O4;红棕色粉未,俗称铁红,作红色油漆和涂料的为Fe2O3,赤铁矿的主要成分为Fe2O3,它是炼铁的原料。 铁在氧气燃烧与铁与水蒸气反应的产物都是Fe3O4。 考点3氢氧化物 1.实验室制备Fe(OH)2: 现象: 白色沉淀→灰绿色→红褐色。 为较长时间的看到Fe(OH)2白色沉淀,采取的防护措施有①将溶液煮沸、 ②将胶头滴管插入液面以下③溶液表面覆盖一层有机油膜(苯等) 2.Fe(OH)3的受热分解: 方程式为2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O, 与此相以的还有Cu(OH)2、Al(OH)3。 3.氢氧化铁胶体的制备: 实验操作要点: 四步曲: ①先煮沸,②加入饱和FeCl3溶液,③再 加热至红褐色色,④停止加热。 对应的离子方程式为Fe3++3H2O=Fe(OH)3(胶体)+3H+ 考点4铁盐与亚铁盐 1.Fe2+、Fe3+的检验: (1)Fe2+: 一是碱液法: 现象为先生成白色沉淀,又迅速转变成灰绿色,最后变成红褐色沉淀 离子方程为Fe2++2OH-=Fe(OH)2 二是先加入KSCN溶液,现象溶液不变色,再加入氯气后,出现红色色。 (注意: 此处不用高锰酸钾氧化) (2)Fe3+: 一碱液法: 加入碱液,出现红褐色沉淀。 二是加入KSCN溶液,出现红色色,离子方程式为: Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 2.铁盐与亚铁盐的配制: 因Fe2+、Fe3+易水解,且Fe2+易被空气中的氧气氧化,故配制过程为: 先将它们溶解在对应的酸中,然后加水冲稀到指定的浓度。 (注意: 配制亚铁盐溶液时,要加入少量的铁粉,以防止Fe2+的氧化) 3.制印刷电路板常用FeCl3作腐蚀液: 该反应的离子方程式2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 利用此反应式设计成原电池,画出装置图。 C FeCl3+溶液 4.离子共存: 不能与Fe2+共存的离子: (H+、NO3-)、(MnO4-)、(ClO-);不能与Fe3+共存的离子有: I-、SO32-、SCN-。 5.Na2FeO4(高铁酸钠)作新型净水剂: 原理是高价铁具有强氧化性,能杀菌消毒;同时反应生成氢氧化铁胶体,能吸附水中的杂质悬浮物,因此它是一种新型的净水剂. 6.Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+的除杂: 先是加入氧化剂(氯气或H2O2),将Fe2+氧化成Fe3+,然后加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等其他物质(以不引入杂质离子为准),目的是调节溶液的pH,待Fe3+水解完全生成沉淀(此时其他离子不水解),过滤除去。 ★高考重点热点题型探究 [真题1](2008四川延考)下图中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。 根据图示回答问题: (1)写出下列物质的化学式: A,E,I; (2)反应①的化学方程式是; 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KSCN反应的化学方程式是。 [真题2](2007江苏理综)下列离子方程式书写正确的是 A.过量的SO2通入NaOH溶液中: SO2+2OH-=SO32-+H2O B.Fe(NO3)3溶液中加入过量的HI溶液: 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 C.NaNO2溶液中加入酸性KMnO4溶液: 2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O D.NaHCO3溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液 2HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+CO32- [真题3](2007江苏理综)某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为ymol,其中Cu的物质的量分数为a,将其全部投入50mLbmol·L-1的硝酸溶液中,加热使其充分反应(假设NO是唯一的还原产物)。 下列说法正确的是 A.若金属有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金属又开始溶解 B.若金属全部溶解,则溶液中一定含有Fe3+ C.若金属全部溶解,且产生336mL气体(标准状况),则b=0.3 D.当溶液中金属离子只有Fe3+、Cu2+时,则a与b的关系为: b≥80y(1- ) 铜及其化合物 考点整合 考点1铜绿的形成: 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3, 考点2.波尔多液消毒: 其主要成分组分CuSO4溶液、石灰水,原理是重金属盐能使蛋白质变性。 考点3.粗铜的精炼: 电解池中,粗铜作阳极,纯铜作阴极,电解质为含铜离子溶液。 阳极反应: Fe-2e-=Fe2+、Cu-2e-==Cu2+;阴极反应: Cu2++2e-==Cu,硫酸铜溶液浓度减小。 考点4.电解硫酸铜溶液: 书写其电解方程式2CuSO4+H2O=2Cu+O2+2H2SO4。 考点5.铜与浓硫酸反应: 铜与浓硫酸在加热的条件下发生反应,不加热不反应;铜与稀硫酸在加热条件下不反应,有氧化剂存在的条件下,如通入O2(加热)或加入H2O2,对应的化学方程式为: 2Cu+O2+H2SO4=2CuSO4+2H2O,Cu+2H2O2+H2SO4=CuSO4+4H2O。 考点6.制备CuSO4方案的选择: 一是Cu→CuO→CuSO4,二是用铜和浓硫酸的反应。 从绿色化学概念角度进行: 一是原料利用率高,节约成本;二是不产生有毒气体,不造成大气污染。 与之相同的还有Cu(NO3)2的制备。 考点7.Cu2+水解: 一与Fe3+结合考查实验除杂; 考点8.CuCl2溶液的蒸干、和含有结晶水时除去结晶水,操作过程中要用到不断通入HCl气体来防止铜离子的水解。 阅读资料——物质的颜色 (1)单质 (2)化合物 F2气 淡黄绿色 Na2O2 淡黄色 Cl2气 黄绿色 氯水为淡黄绿色 NO2 红棕色 液Br2 深红棕色 Br2蒸汽为红棕色 Br2水为橙色 Br2的CCl4溶液为红棕色 MnO4— 紫色 I2固体 紫黑色 I2蒸汽为紫色 I2水为黄褐色 I2的CCl4溶液为紫色 Cu2+ 蓝色 S固体 黄色 Fe2+ 浅绿色 红磷固体 红棕色 Fe3+ 棕黄色 Fe 银白色 Fe(OH)2 Fe(OH)3 白色 Cu 亮红色 红褐色 FeO 黑色粉末 Fe2O3 红棕色粉末 Fe3O4 黑色晶体 Fe(SCN)3 红色 (3)白色沉淀 酸 H2SiO3或H4SiO4 碱 Mg(OH)2、Al(OH)3 盐 AgCl(不溶于酸) BaSO4(不溶于酸)、BaSO3、BaCO3 CaCO3、CaSO3 (4)焰色 Na—黄色K—紫色(透过蓝色钴玻璃滤去黄光) (5)特色反应 Fe3+遇SCN—溶液变红色遇苯酚溶液变紫色(显色反应) 含苯环蛋白质遇浓硝酸变黄色(颜色反应) 二、关于性质 Fe: (1)原子结构示意图为属第四周期Ⅷ族元素。 (2)Fe与硝酸(以稀硝酸为例)的反应: 第一步Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO+2H2O 第二步Fe+2Fe(NO3)3==3Fe(NO3)2 当 ≤ 时,Fe在第一步反应中完全消耗,不发生第二步反应,产物为 Fe(NO3)3。 当 ≥ 时,Fe经过第一步反应后有剩发生第二步反应,在第二步反应中 将Fe(NO3)3完全转化为Fe(NO3)2,产物为Fe(NO3)2。 当 < < 时,Fe经过第一步反应后有剩发生第二步反应,在第二步反 应中Fe不足将Fe(NO3)3部分转化为Fe(NO3)2,产物为 Fe(NO3)3与Fe(NO3)2。 金属元素及其化合物综合练习 一、单项选择题(每题一个正确选项) 1.从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近百年的事。 这个先后顺序跟下列有关的是: ①地壳中的金属元素的含量;②金属活动性;③金属的导电性;④金属冶炼的难易程度;⑤金属的延展性; A.①③B.②⑤C.③⑤D.②④ 2.下列有关钠的叙述正确的是 ①钠在空气中燃烧生成氧化钠②金属钠可以保存在煤油中 ③钠与硫酸铜溶液反应,可以置换出铜④金属钠有强还原性 ⑤钠原子的最外层上只有一个电子,所以在化合物中钠的化合价显+1价 A.①②④B.②③⑤C.①④⑤D.②④⑤ 3.在酸性溶液中,能大量共存的是离子组是 A.Mg2+、Fe3+、NO3-、SCN-B.Al3+、Fe2+、Cl-、SO42- C.K+、Na+、Cl-、HCO3-D.Na+、Ba2+、NO3-、SO42- 4.要证明某溶液中不含Fe3+而可能含有Fe2+。 进行如下实验操作时最佳顺序为①加入足量氯水②加入足量KMnO4溶液③加入少量KSCN溶液 A.③①B.③②C.①③D.①②③ 5.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 6.将适量铁粉放入FeCl3溶液中,完全反应后,溶液中的Fe2+和Fe3+浓度相等,则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比是 A.2︰3B.3︰2C.1︰2D.1︰1 7.将过氧化钠投入FeCl2溶液中,可观察到的实验现象是 A.无气体产生B.没有沉淀生成 C.有白色沉淀生成D.有红褐色沉淀生成 8.下列离子方程式书写正确的是 A.FeCl2溶液中通入Cl2Fe2++Cl2=Fe3++2Cl- B.Ba(OH)2溶液与盐酸的反应Ba(OH)2+2H+=2H2O+Ba2+ C.Al(OH)3沉淀中滴加盐酸Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O D.AlCl3溶液中加入过量氨水Al3++4OH-= +2H2O 二、填空题 9.下图所示装置可用来制取Fe(OH)2和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时的颜色变化。 实验时必须使用铁屑、6mol/L硫酸溶液,其他试剂任选。 填写下列空白: (1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是________,A中反应的化学方程式为________________________________。 (2)实验开
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