高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第一部分 第九專(zhuān)題 金屬及其化合物課件

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1、第九專(zhuān)題 金屬及其化合物1下列敘述不正確的是()。A(2012年廣東)用食醋可除去熱水壺內(nèi)壁的水垢B(2012年廣東)自行車(chē)鋼架生銹主要是電化學(xué)腐蝕所致C(2012年廣東)用濃硝酸與Cu反應(yīng)制備N(xiāo)O2DFe2有氧化性，F(xiàn)eCl2溶液可用于回收廢舊電路板中的銅D 解析：金屬活動(dòng)性順序表中，F(xiàn)e在Cu之前，故Fe2不能溶解(氧化)Cu，但高價(jià)態(tài)的Fe3可氧化Cu，故常用FeCl3溶液和Fe回收廢舊電路板中的Cu。 2(2011年廣東)某同學(xué)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()。 A將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂片于其中探討Mg的活潑性 B將NaOH溶液緩慢滴入MgS

2、O4溶液中，觀(guān)察Mg(OH)2沉淀的生成 C將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過(guò)濾，洗滌并收集沉淀 D將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無(wú)水MgCl2固體解析：稀釋濃硫酸時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿著器壁慢慢加入水中，并及時(shí)攪拌，A 錯(cuò)誤；過(guò)濾時(shí)需要用玻璃棒引流，C 錯(cuò)誤；蒸發(fā)溶液時(shí)應(yīng)該用蒸發(fā)皿而不是表面皿，因 MgCl2 水解，所以加熱時(shí)必須在 HCl 的氣氛中加熱才能得到 MgCl2 固體，D 錯(cuò)誤。答案：B3(2011 年廣東)由熔鹽電解法獲得的粗鋁含有一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用鋼材鍍鋁。工藝流程如下：(注：NaCl

3、熔點(diǎn)為801 ；AlCl3在181 升華)(1)精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為：_；_。元素和氯元素主要以 形式存在，鋁電極的主要(2)將 Cl2 連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除 Cl2外還含有_；固態(tài)雜質(zhì)黏附于氣泡上，在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_ 。(3)在用廢堿液處理 A 的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：_。(4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為_(kāi)極，熔融鹽電鍍中鋁電極反應(yīng)式為：_。(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是_。 解析：(1)鋁屬于活潑金屬，在

4、高溫下可置換某些金屬或非金屬(鋁熱反應(yīng))。 (2)700 的高溫下，氯氣可與氫氣、金屬鈉和鋁反應(yīng)生成HCl、NaCl和AlCl3，且AlCl3會(huì)升華變成氣體，因此氣泡的主要成分除Cl2外還含有HCl和AlCl3；而NaCl熔點(diǎn)為801 ，故NaCl不會(huì)熔化，只能在浮渣中存在。 (3)尾氣經(jīng)冷凝后分為氣體A和固體B，由框圖可知A是氯氣和氯化氫的混合氣體，B是AlCl3，因此用廢堿液處理A的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Cl22OH=ClClOH2O和HOH=H2O。答案：(1)2AlFe2O3 Al2O32Fe4Al3SiO2 2Al2O33Si(2)HCl和AlCl3 NaCl(3)Cl2

5、2OH=ClClOH2O，HOH=H2O(4)陽(yáng)Al7AlCl3e=4Al2Cl(5)致密的氧化鋁膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O 等接觸，使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生高溫 高溫 金屬及其化合物的知識(shí)是高中化學(xué)的主干知識(shí)，鈉、鋁、鐵、銅的單質(zhì)及其化合物的知識(shí)是高考化學(xué)的必考內(nèi)容。在高考中一般以它們的基礎(chǔ)知識(shí)為載體，與氧化還原反應(yīng)、原電池與電解池、離子反應(yīng)方程式書(shū)寫(xiě)、離子共存、離子濃度和離子水解后溶液的酸堿性比較、離子鑒別與分離、物質(zhì)的量計(jì)算、元素在周期表中位置推斷、沉淀溶解平衡等聯(lián)系進(jìn)行綜合考查。預(yù)測(cè) 2013 高考仍將加強(qiáng)有關(guān)知識(shí)的考查，其出題形式是將該部分知識(shí)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)、化學(xué)原

6、理等相結(jié)合考查學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決新問(wèn)題的能力。1掌握典型物質(zhì)的三角轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)鈉及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)的化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式：化學(xué)方程式：_；離子方程式：_；離子方程式：_；化學(xué)方程式：_；化學(xué)方程式：_；化學(xué)方程式：_。4Na2O2 2Na2O2點(diǎn)燃 2Na2H2O=2Na2OHH22Na2O22H2O=4Na4OHO22NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3H2OCO2=2NaHCO3NaOHCO2=NaHCO3(2)鋁及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)的化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式：離子方程式：_；離子方程式：_；離子方程式：_；化學(xué)方程式：_

7、。(3)鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)的化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式：離子方程式：_；離子方程式：_；離子方程式：_；化學(xué)方程式：_。Fe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32ClFe2(SO4)3Fe=3FeSO4(4)銅及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。寫(xiě)出圖中標(biāo)號(hào)的化學(xué)反應(yīng)方程式或離子方程式：離子方程式：_；化學(xué)方程式：_；化學(xué)方程式：_；化學(xué)方程式：_。2CuOC 2CuCO24CuO 2Cu2OO2CH3CHO2Cu(OH)2 CH3COOHCu2O2H2O高溫 高溫 2 相互轉(zhuǎn)化的數(shù)量關(guān)系和圖像(1)在適量的可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至過(guò)量，見(jiàn)下圖。(2)

8、在適量的偏鋁酸鹽溶液中逐滴加入稀鹽酸至過(guò)量，見(jiàn)下圖。(3)在適量的偏鋁酸鹽溶液中緩慢通入 CO2至過(guò)量，見(jiàn)下圖。(4)在適量強(qiáng)堿性溶液中逐滴加入鋁鹽溶液至過(guò)量，見(jiàn)下圖。(5)在適量強(qiáng)酸性溶液中逐滴加入偏鋁酸鹽溶液至過(guò)量：見(jiàn)下圖。根據(jù)圖像分別寫(xiě)出各圖變化過(guò)程所表示的有關(guān)化學(xué)方程式或離子方程式：化學(xué)方程式：_；離子方程式：_；化學(xué)方程式：_；離子方程式：_；化學(xué)方程式：_。AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(合理即可，下同)Al(OH)33H=Al33H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3 NaHCO34HClNaAlO2=AlC

9、l3NaCl2H2O，AlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH)33NaCl例 1(2012 年重慶改編)下列敘述不正確的是( )。金屬單質(zhì)及其冶煉AFe 與 S 混合加熱生成 FeS2B鋼鐵廠(chǎng)用熱還原法冶煉鐵發(fā)生了化學(xué)變化C過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成D鈉、鋰分別在空氣中燃燒，生成的氧化物中陰、陽(yáng)離子數(shù)目比均為 1 2答案：A 解析：A錯(cuò)誤，F(xiàn)e是變價(jià)金屬，遇強(qiáng)氧化劑(如HNO3、Cl2等)生成3價(jià)Fe，遇弱氧化劑(如S或I2)生成2價(jià)Fe，故 Fe與S混合加熱生成FeS；B正確，CO還原Fe2O3煉鐵是化學(xué)變化； C正確，Cu與濃硝酸反應(yīng)開(kāi)始時(shí)生成Cu(NO3)2、NO2、H2

10、O，隨反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸變稀，過(guò)量的銅繼續(xù)與稀硝酸反應(yīng)生成NO，故過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)生成的氣體，既有NO2又有NO；D正確，在空氣中，鈉燃燒生成Na2O2，陰離子為 ，故陰、陽(yáng)離子數(shù)目比為12，鋰燃燒生成Li2O，陰、陽(yáng)離子數(shù)目比為12?！居|類(lèi)旁通】1下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()。A在高溫條件下，用 H2還原MgO制備單質(zhì)MgB在通電條件下，電解熔融 Al2O3制備單質(zhì)AlC在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì) NaD加強(qiáng)熱，使 CuO 在高溫條件下分解制備單質(zhì) Cu 解析：A項(xiàng)，Mg是十分活潑的金屬，應(yīng)采用電解熔融MgCl2的方法制取，不用電解熔融MgO是由于其熔點(diǎn)太高，生產(chǎn)成本

11、太大；C項(xiàng)，Na能與水反應(yīng)，電解飽和食鹽是氯堿工業(yè)，用于生產(chǎn)燒堿等產(chǎn)品，而制備N(xiāo)a應(yīng)電解熔融NaCl；D項(xiàng)，利用CuO制備Cu，應(yīng)采用熱還原法，如H2CuO CuH2O。 B 1金屬單質(zhì)與水反應(yīng)。 (1)水與 K、Ca、Na、Ba等活潑金屬在常溫下直接快速反應(yīng)產(chǎn)生氫氣和氫氧化物。 (2)水與鎂加熱時(shí)反應(yīng)：Mg2H2O Mg(OH)2H2。 (3)水與Fe等在高溫時(shí)反應(yīng)：3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。 2金屬的冶煉方法。 金屬的冶煉是工業(yè)上將金屬?gòu)暮薪饘僭氐牡V石中還原出來(lái)的生產(chǎn)過(guò)程，金屬元素性質(zhì)越穩(wěn)定，越易從化合物中還原出來(lái)。工業(yè)上依據(jù)金屬的活動(dòng)性差異而采用不同的冶煉方法。 (1)

12、熱分解法：冶煉不活潑金屬，如2HgO 2HgO2，2Ag2O 4AgO2。 (2)熱還原法： 用還原劑C、CO、H2等將金屬活動(dòng)性順序表中處于中間位置的金屬?gòu)钠浠衔镏羞€原出來(lái)。例如： WO33H2 W3H2O，ZnOC ZnCO。 (3)電解法：用電解熔融金屬化合物的方法冶煉活潑金屬，電解過(guò)程需要消耗大量的電能，能用化學(xué)還原法制備的金屬不用此法。例如：2NaCl(熔融) 2NaCl2，MgCl2(熔融) MgCl2。 注意：金屬冶煉對(duì)環(huán)境的污染主要來(lái)自重金屬離子對(duì)土壤、水體的污染和冶煉過(guò)程中產(chǎn)生廢氣SO2、CO等對(duì)大氣的污染。電解 電解 金屬的氧化物與氫氧化物例 2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明鐵與水蒸氣

13、反應(yīng)產(chǎn)物是由二價(jià)鐵和三價(jià)鐵組成的化合物 Fe3O4，而不是氧化亞鐵和氧化鐵的混合物。(1)_；(2)_；(3)_。解析：化合物是純凈物，有固定的熔沸點(diǎn)，混合物沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn)。確定固態(tài)物質(zhì)是否是純凈物，通常用簡(jiǎn)單的物理方法，即固態(tài)物質(zhì)測(cè)定該物質(zhì)是否有固定的熔點(diǎn)，液態(tài)物質(zhì)測(cè)定該物質(zhì)是否有固定的沸點(diǎn)。答案：(1)取 Fe3O4樣品一份置于試管中并溶于稀鹽酸，向其中滴加幾滴 KSCN 溶液，溶液變?yōu)檠t色，證明 Fe3O4 含有三價(jià)鐵(2)另取 Fe3O4 樣品一份置于試管中加入濃硝酸，樣品溶解時(shí)有紅棕色氣體產(chǎn)生，證明 Fe3O4 含有二價(jià)鐵(或加入稀硝酸，樣品溶解時(shí)產(chǎn)生的無(wú)色氣體在試管上方變成紅棕

14、色氣體，證明Fe3O4含有二價(jià)鐵)(3)測(cè)定 Fe3O4 樣品的熔點(diǎn)，若有固定熔點(diǎn)證明 Fe3O4 是由二價(jià)鐵和三價(jià)鐵組成化合物，若無(wú)固定熔點(diǎn)，證明是氧化亞鐵和氧化鐵的混合物【觸類(lèi)旁通】2下列說(shuō)法不正確的是()。A Fe(OH)2 易 被 氧 化 生 成 Fe(OH)3， 說(shuō) 明 穩(wěn) 定 性 ：Fe(OH)2Fe(OH)3B用新制的 Cu(OH)2 懸濁液，可以檢驗(yàn)醛基C向新制的 FeSO4 溶液中滴入適量的 NaOH 溶液，放置片刻，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的顏色變化是淺綠色溶液白色沉淀灰綠色沉淀紅褐色沉淀D稱(chēng)取等質(zhì)量的兩份鋁粉，分別加入過(guò)量的稀鹽酸和過(guò)量的 NaOH 溶液則放出氫氣的體積(同溫同壓下)

15、不相等解析：鋁粉質(zhì)量相等，失去的電子數(shù)目也相等，產(chǎn)生 H2的量相等，D 不正確。D 1金屬氧化物與水反應(yīng)。 (1)Na2O、K2O、CaO、BaO與水直接化合生成堿，Li2O、MgO與水緩慢反應(yīng)。 (2)Al2O3、FeO、Fe3O4、Fe2O3、CuO不與水反應(yīng)。 (3)金屬過(guò)氧化物與水反應(yīng)均可放出氧氣，如2BaO22H2O=2Ba(OH)2O2。 2金屬氧化物、氫氧化物、含氧酸鹽的氧化性、還原性。 (1)變價(jià)金屬的低價(jià)(3價(jià)以下)氧化物、氫氧化物有還原性。常見(jiàn)的有FeO、Fe(OH)2 、SnO、PbO、FeSO4等，如4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。 (2)變價(jià)金屬的高價(jià)

16、(3價(jià)及以上)金屬氧化物和含氧酸鹽一般有較強(qiáng)的氧化性。常見(jiàn)的有MnO2、SnO2、PbO2、Na2FeO4 、KMnO4等，如MnO24HCl(濃) MnCl2Cl22H2O。 3氫氧化物熱分解規(guī)律：金屬活潑性越強(qiáng)，金屬氫氧化物受熱時(shí)越難分解，反之則越易分解，其分解產(chǎn)物一般為同價(jià)態(tài)金屬氧化物和水。注意：NaOH、KOH等加熱一般不分解；Fe(OH)2 在空氣中加熱發(fā)生氧化還原反應(yīng)，最終生成 Fe2O3 和水。 4常見(jiàn)金屬氧化物和氫氧化物的性質(zhì)。 (1)常見(jiàn)金屬氧化物的性質(zhì)。 物質(zhì)顏色溶解性與酸、堿反應(yīng)備注Na2O白色與水反應(yīng)與酸反應(yīng)Na2O2淡黃色與水反應(yīng)產(chǎn)生氧氣與酸反應(yīng)產(chǎn)生氧氣具有強(qiáng)氧化性，

17、可作供氧劑、漂白劑Al2O3白色難溶于水既與酸反應(yīng)又與堿反應(yīng)FeO黑色難溶于水與酸反應(yīng)能被C、CO、H2、Al等還原劑還原Fe2O3紅色難溶于水與酸反應(yīng)Fe3O4黑色難溶于水與酸反應(yīng)CuO黑色難溶于水與酸反應(yīng)Cu2O磚紅色難溶于水遇H轉(zhuǎn)化為Cu和Cu2(2)常見(jiàn)金屬氫氧化物的性質(zhì)?；瘜W(xué)式NaOHMg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2顏色、狀態(tài)白色固體白色固體白色膠狀沉淀紅褐色沉淀白色沉淀藍(lán)色沉淀穩(wěn)定性穩(wěn)定，加熱不分解高溫分解成MgO和H2O加熱分解成Al2O3和H2O加熱分解成Fe2O3和H2O極易被氧化成Fe(OH)3加熱易分解成CuO和H2O與酸反應(yīng)均易與酸

18、反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽，若為氧化性酸，則Fe(OH)2還要被氧化為Fe3的鹽其他反應(yīng)與鹽反應(yīng)，與Cl2、Al反應(yīng)與NH4Cl溶液反應(yīng)與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)具有還原性新制的Cu(OH)2能被醛基還原金屬離子檢驗(yàn) 例3用一無(wú)色透明的溶液做如下實(shí)驗(yàn)： (1)取少量溶液滴加鹽酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。 (2)另取部分溶液加入Na2O2，有無(wú)色無(wú)味氣體放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量與生成沉淀的量的關(guān)系如下圖所示： 試問(wèn)：(1)Cu2、 等離子中一定存在的離子有_；可能存在的離子有_；一定不存在的離子有_。 (2)上述溶液至少由_等物質(zhì)混合而成。 解析：(1)因?yàn)榧尤胗名}酸酸化的BaCl2溶液有

19、白色沉淀生成，一定含有 加入Na2O2生成的無(wú)色無(wú)味氣體是氧氣，所以一定不存在 ；溶液為無(wú)色透明說(shuō)明沒(méi)有Cu2、Fe3；溶液中加入Na2O2有NaOH生成，隨著Na2O2加入量的增加，白色沉淀增加，但再加入Na2O2沉淀量反而減少，說(shuō)明一定含有Al3，沉淀減少到一定量后就不再減少，說(shuō)明含有Mg2。【觸類(lèi)旁通】3某固體混合物可能含有 MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3 和 CuSO4。將該混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成表格(對(duì)于能確定的物質(zhì)在相應(yīng)位置寫(xiě)化學(xué)式，暫不能確定的物質(zhì)在相應(yīng)位置填“無(wú)”)。(1)將少許混合物放入水中得到無(wú)色溶液和白色沉淀。

20、肯定存在的物質(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由 (2)取溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色。(3)取白色沉淀加入稀鹽酸，沉淀完全溶解并放出氣體。(4)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)仍無(wú)法確定的物質(zhì)是_。 肯定存在的物質(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由 肯定存在的物質(zhì)肯定不存在的物質(zhì)理由 答案：(1)無(wú)CuSO4溶液無(wú)色，而CuSO4溶液為藍(lán)色Na2SO4無(wú)鈉的焰色反應(yīng)呈黃色(2) 解析：(1)根據(jù)無(wú)色溶液，可判斷一定無(wú)CuSO4，因?yàn)镃uSO4溶液為藍(lán)色。(2)根據(jù)焰色反應(yīng)呈黃色，則判斷一定有Na2SO4，不能確定其他的物質(zhì)是否存在。(3)與鹽酸反應(yīng)放出氣體，且沉淀完全溶解，因此一定有MgCO3，一定無(wú)Ba(NO3)2和AgNO3，若有這兩種物質(zhì)，會(huì)生成不溶于鹽酸的沉淀。MgCO3Ba(NO3)2、AgNO3MgCO3沉淀溶于稀鹽酸，有氣體放出；如有Ba(NO3)2，生成的BaSO4沉淀不溶于鹽酸；如有AgNO3，生成的Ag2SO4沉淀在鹽酸中也不溶(3)(4)Al2(SO4)3常見(jiàn)金屬陽(yáng)離子檢驗(yàn)。2Fe3、Fe2的特殊檢驗(yàn)法。3焰色反應(yīng)。