2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題十 金屬及其化合物(學(xué)案+課件+試題)(打包4套)新人教版,2017屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí),專題十,金屬及其化合物(學(xué)案+課件+試題)(打包4套)新人教版,2017,高考,化學(xué),二輪,復(fù)習(xí),專題,金屬,及其,化合物,課件,試題,打包,新人
專題十 金屬及其化合物
考點(diǎn)一 鈉及其重要化合物
1.樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想
(1)理清知識(shí)主線
Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn)
(1)鈉和鹽溶液反應(yīng),不能置換出鹽中的金屬,與熔融的鹽反應(yīng)才能置換出鹽中的金屬。
(2)無(wú)論Na與O2反應(yīng)生成Na2O還是Na2O2,只要參與反應(yīng)的Na的質(zhì)量相等,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等,但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的。
(3)Na分別與H2O和乙醇發(fā)生的反應(yīng)均屬于置換反應(yīng),二者現(xiàn)象明顯不同,前者劇烈,后者緩慢。
(4)1 mol Na2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol,如Na2O2與SO2的反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為2 mol。
(5)不能用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液,應(yīng)選用CaCl2或BaCl2溶液。
(6)除去CO2中的HCl氣體,應(yīng)選用飽和的NaHCO3溶液。
(7)向飽和的Na2CO3溶液中通入過(guò)量CO2,有晶體析出。
(8) 焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì),無(wú)論游離態(tài)還是化合態(tài),均具有相同的焰色反應(yīng),它不是化學(xué)變化,在觀察鉀元素的焰色反應(yīng)時(shí),應(yīng)通過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃片。
(9)Na-K合金常溫下呈液態(tài),是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。
(10)堿金屬的密度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),但K反常。
(11)Li和O2反應(yīng)只生成Li2O;NaH是離子化合物,是一種強(qiáng)還原劑。Na2O、Na2O2陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比均為1∶2。
【例1】將0.05 mol Na分別投入到盛有100 mL水、100 mL鹽酸、100 mL硫酸銅溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.三個(gè)燒杯中一定均會(huì)發(fā)生的離子反應(yīng)有:2Na+2H2O===2Na++2OH-+H2↑
B.三個(gè)燒杯中鈉均在液面上劇烈反應(yīng),相比而言,X燒杯中的反應(yīng)平緩些
C.Z燒杯中一定會(huì)有沉淀生成,但沉淀不是單質(zhì)銅
D.三個(gè)燒杯中置換生成氣體的物質(zhì)的量一定相同
【答案】A
【解析】鈉與鹽酸反應(yīng)本質(zhì)是Na與H+反應(yīng),當(dāng)酸足量時(shí)鈉只與酸反應(yīng),A錯(cuò);三種溶液中,水中氫離子濃度最小,故反應(yīng)速率最低,B對(duì);Z燒杯中的沉淀是Cu(OH)2,C對(duì);三個(gè)燒杯中生成的氣體均是H2,而且H2物質(zhì)的量相同,D對(duì)。
【例2】下列方法不能用于鑒別Na2CO3和NaHCO3固體的是( )
A.分別加熱兩種固體,將放出的氣體通入澄清石灰水
B.分別取兩種固體溶于水,滴加Ba(OH)2溶液,觀察是否生成沉淀
C.分別取兩種固體各1 g,滴入幾滴水振蕩,用手觸摸試管底部
D.分別取等質(zhì)量的固體與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒稱重
【答案】B
【解析】碳酸鈉很穩(wěn)定,不分解,A正確;兩者都能產(chǎn)生沉淀,不能用于檢驗(yàn),B錯(cuò);碳酸鈉溶于水會(huì)放熱,碳酸氫鈉溶于水吸熱,因此可以用來(lái)區(qū)別兩種固體,故C正確;等質(zhì)量的Na2CO3和NaHCO3分別與足量鹽酸反應(yīng),生成的鹽的質(zhì)量不同,D正確。
考點(diǎn)二 鋁及其重要化合物
1.樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想
(1)理清知識(shí)主線
Al→Al2O3←Al(OH)3→
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.掃除易混知識(shí)盲點(diǎn)
(1)鋁是活潑金屬,但鋁抗腐蝕性相當(dāng)強(qiáng),因?yàn)殇X表面生成一層致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔點(diǎn)高于Al的熔點(diǎn),故在酒精燈上加熱鋁箔直至熔化,發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。
(2)鋁熱反應(yīng)不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應(yīng),還包含制取其他難熔金屬的反應(yīng),由于鋁熱劑是混合物,故鋁熱反應(yīng)不能用于工業(yè)上冶煉鐵。注意鋁熱反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中唯一一類(lèi)金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應(yīng)。
(3)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn),具體操作是先鋪一層KClO3,然后插上鎂條,最后點(diǎn)燃鎂條。
(4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑,該金屬氧化物對(duì)應(yīng)的金屬活潑性應(yīng)比鋁弱。
(5)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應(yīng)常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水,所以實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽和氨水來(lái)制備Al(OH)3。
(6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3,一般不用強(qiáng)酸,因?yàn)閺?qiáng)酸的量控制不當(dāng)會(huì)使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO2過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是HCO,不過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是CO,書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式時(shí)要特別注意。
(7)Al(OH)3可用作抗酸藥;明礬常用于凈水。
(8)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
【例3】在1 L含0.1 mol NaAlO2和0.1 mol Ba(OH)2的混合溶液中,逐滴加入濃度為0.1 mol·L-1H2SO4溶液,下列圖像中能表示反應(yīng)產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量與加入硫酸溶液體積之間關(guān)系的是( )
【答案】A
【解析】混合溶液中加入H2SO4,首先發(fā)生Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O,0.1 mol H2SO4剛好與0.1 mol Ba(OH)2完全反應(yīng)生成0.1 mol BaSO4沉淀,且H2SO4電離出的H+與Ba(OH)2電離出的OH-也剛好完全中和,再加入H2SO4,則發(fā)生反應(yīng):AlO+H++H2O===Al(OH)3↓,即加入0.5 mol H2SO4時(shí)生成Al(OH)3 0.1 mol,繼續(xù)加入H2SO4,則Al(OH)3會(huì)溶解,最終只有BaSO4沉淀。
考點(diǎn)三 鐵及其重要化合物
1.樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想
(1)理清知識(shí)主線
Fe→→→
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn)
(1)Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應(yīng)時(shí)生成FeCl3,與S反應(yīng)時(shí)生成FeS,說(shuō)明Cl2的氧化能力大于S的。常溫下,F(xiàn)e、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化,但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。Fe在Cl2中燃燒,無(wú)論Cl2過(guò)量還是不足均生成FeCl3。
(2)向含F(xiàn)e2+的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時(shí),溶液會(huì)出現(xiàn)淺綠色―→棕色的顏色變化,該現(xiàn)象可用于Fe2+的檢驗(yàn)。
(3)Fe3+的檢驗(yàn)方法較多,如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血紅色溶液),前面兩種方法需溶液中Fe3+濃度較大時(shí)才適用,最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2+的檢驗(yàn)可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法;也可用鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+,現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。
(4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3+與堿的復(fù)分解反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。
(5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入鹽酸);配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。
(6)Fe3+必須在酸性條件下才能大量存在,當(dāng)pH=7時(shí),F(xiàn)e3+幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。
(7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2,應(yīng)先通入Cl2或加入H2O2,再加入ZnO,使Fe3+水解生成沉淀過(guò)濾除去。
(8)制備Fe(OH)2的方法很多,原則有兩點(diǎn):一是溶液中的溶解氧必須提前除去;二是反應(yīng)過(guò)程中必須與O2隔絕。同時(shí)要牢記Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時(shí)溶液的顏色變化(白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色)。
(9)Fe(OH)3膠體的制備方法是將飽和FeCl3溶液滴加到沸水中,加熱至呈紅褐色后立即停止加熱。膠體不帶電,帶電的是膠粒。
(10)自然界中有少量游離態(tài)的鐵(隕石中),純凈的鐵塊是銀白色的,而鐵粉是黑色的。
【例4】下列圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的有_____________。
【答案】Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ
【解析】Fe(OH)2是一種白色沉淀,在空氣中或含有氧氣的水溶液中很容易被氧化變色,因此難以觀察到它的本來(lái)顏色。要制備純凈穩(wěn)定的Fe(OH)2,需要隔絕空氣:圖中裝置Ⅰ中油脂的作用是防止空氣中的O2進(jìn)入硫酸亞鐵溶液中。裝置Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ:其原理都是利用鐵和稀硫酸現(xiàn)制FeSO4,并用產(chǎn)生的H2趕走試管和溶液中的氧氣,但其裝置的設(shè)計(jì)卻有區(qū)別。裝置Ⅲ:陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,H+來(lái)源于水的電離,因此總反應(yīng)為Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,產(chǎn)生的H2有利于趕走溶液中的氧氣,液面上的汽油使溶液與空氣隔開(kāi)。
【歸納】
成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵
由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性,易被氧化為Fe(OH)3,在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2,并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài),成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。
制備原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓
成功關(guān)鍵:①溶液中不含F(xiàn)e3+和O2等氧化性物質(zhì)。
②制備過(guò)程中,保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。
【例5】(2015·海南,17)工業(yè)上,向500~600 ℃的鐵屑中通入氯氣生產(chǎn)無(wú)水氯化鐵;向熾熱鐵屑中通入氯化氫生產(chǎn)無(wú)水氯化亞鐵?,F(xiàn)用如圖所示的裝置模擬上述過(guò)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
回答下列問(wèn)題:
(1)制取無(wú)水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中,A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________
_________________________________________,
裝置B中加入的試劑是________________________________________________________。
(2)制取無(wú)水氯化亞鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A用來(lái)制取________。尾氣的成分是____________。若仍用D 裝置進(jìn)行尾氣處理,存在的問(wèn)題是____________________________________________
____________________________、____________________。
(3)若操作不當(dāng),制得的FeCl2會(huì)含有少量FeCl3,檢驗(yàn)FeCl3常用的試劑是________。欲制得純凈的FeCl2,在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先___________________________________________________
_____________________,再________________________。
【答案】(1)MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O 濃硫酸
(2)HCl HCl和H2 發(fā)生倒吸 沒(méi)有處理氫氣
(3)KSCN溶液 點(diǎn)燃A處的酒精燈(趕盡裝置內(nèi)的空氣) 點(diǎn)燃C處的酒精燈
【解析】(1)根據(jù)裝置示意圖,制取無(wú)水氯化鐵的實(shí)驗(yàn)中,裝置A應(yīng)為制取氯氣的實(shí)驗(yàn)裝置,發(fā)生反應(yīng)為二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化錳、氯氣和水;裝置B的作用是除去混雜在氯氣中的水蒸氣,故B中加入的試劑為濃硫酸。(2)根據(jù)題給信息,在制取無(wú)水氯化亞鐵實(shí)驗(yàn)中,裝置A是用于制取HCl氣體;經(jīng)濃H2SO4干燥后,在硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,則尾氣的成分是氯化氫和氫氣;若仍用D裝置進(jìn)行尾氣處理,則因氯化氫極易溶于水,故會(huì)產(chǎn)生倒吸,且氫氣與NaOH溶液不反應(yīng),可燃性氣體氫氣也不能被吸收。(3)檢驗(yàn)氯化鐵溶液常用的試劑是KSCN溶液;欲制得純凈的氯化亞鐵,應(yīng)防止裝置中氧氣的干擾,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中先點(diǎn)燃A處的酒精燈,利用產(chǎn)生的氯化氫氣體排出裝置中的空氣,再點(diǎn)燃C處的酒精燈。
考點(diǎn)四 銅及其重要化合物
1.樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想
(1)理清知識(shí)主線
Cu→←Cu(OH)2→
(2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建
2.掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn)
(1)銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO,而是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。
(2)常用灼熱的銅粉除去N2中的O2,灼熱的CuO除去CO2中的CO。
(3)新制Cu(OH)2懸濁液常用來(lái)檢驗(yàn)醛基。
(4)Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng),產(chǎn)生的是NO2和NO的混合氣體,當(dāng)Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu繼續(xù)溶解。
(5)Cu:紫紅色;CuO:黑色;Cu2S:黑色;CuS:黑色;Cu2O:磚紅色。
(6)銅的焰色反應(yīng)為綠色。
(7)冶煉銅的方法有①熱還原法;②濕法煉銅;③電解精煉銅。
(8)銅合金有:①青銅(Cu、Sn、Pb等);②黃銅(Zn、Sn、Pb、Al等);③白銅(Ni、Zn、Mn)。
【例6】(2015·天津理綜,9)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡(jiǎn)圖如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3),反應(yīng)中H2O2的作用是____________。寫(xiě)出操作①的名稱:________。
(2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機(jī)物RH反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
操作②用到的主要儀器名稱為_(kāi)_______,其目的是(填序號(hào))________。
a.富集銅元素
b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和________。若操作③使用右圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是___________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽(yáng)極產(chǎn)物是____________。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是___________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________。
(5)流程中有三處實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是________。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是___________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________。
【答案】(1)作氧化劑 過(guò)濾
(2)Cu(NH3)+2RH===2NH+2NH3+CuR2
分液漏斗 ab
(3)RH 分液漏斗下端尖嘴未緊靠燒杯內(nèi)壁、液體過(guò)多
(4)O2、H2SO4 加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾
(5)H2SO4 防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀
【解析】(1)廢電路板中含有Cu 單質(zhì),加入H2O2 的目的是將Cu 氧化為Cu2+;將溶液和固體分離的方法是過(guò)濾,所以操作①是過(guò)濾。(2)由流程圖知,銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機(jī)物RH反應(yīng)后得到CuR2和NH3、NH4Cl ,所以該反應(yīng)的離子方程式為Cu(NH3)+2RH===2NH+2NH3+CuR2;操作②是萃取分液,所以用到的主要儀器是分液漏斗;通過(guò)操作②,可以富集銅元素,同時(shí)使銅元素與水溶液中其他物質(zhì)分離,故選a、b。(3)CuR2中R為-1價(jià),再結(jié)合流程圖可知反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)生成CuSO4和RH;操作③是分液,圖中出現(xiàn)的錯(cuò)誤主要有分液漏斗頸尖嘴一側(cè)未緊靠燒杯內(nèi)壁及所加液體過(guò)多。(4)以石墨作電極電解CuSO4溶液,陽(yáng)極電極反應(yīng)式為2H2O-4e-===4H++O2↑,故陽(yáng)極產(chǎn)物為O2、H2SO4;操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟為加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。(5)操作④得到的H2SO4 可以利用到反應(yīng)Ⅲ中,所以第三處循環(huán)的試劑為H2SO4;NH4Cl水解溶液呈酸性,可以中和溶液中的OH―,防止由于溶液中的c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀。
8
專題十 金屬及其化合物
1.下列說(shuō)法正確的是( )
A.鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁高
B.鎂在空氣中或純凈的氧氣中燃燒,產(chǎn)物一定只有MgO
C.鈉在敞口容器中長(zhǎng)期存放或在空氣中燃燒,產(chǎn)物一定是Na2O2
D.銅具有良好的導(dǎo)電性,常用來(lái)制作印刷電路板
【答案】D
【解析】A項(xiàng),合金的特點(diǎn)是熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低、硬度比它的各成分金屬的大;B項(xiàng),Mg在空氣中燃燒時(shí),能與空氣中的O2、N2、CO2等反應(yīng),分別生成MgO、Mg3N2、C和MgO等;C項(xiàng),鈉在敞口容器中長(zhǎng)期存放最終形成Na2CO3。
2.下列關(guān)于金屬冶煉的敘述正確的是( )
A.工業(yè)上可利用鋁熱反應(yīng)大量冶煉金屬鐵
B.金屬鈉、鋁和銅都可用熱還原法制備
C.電解飽和氯化鎂溶液可得金屬鎂
D.用足量CO還原磁鐵礦得到9 mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24 mol電子
【答案】D
【解析】選項(xiàng)A,金屬鋁的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵的,所以工業(yè)上不用鋁熱反應(yīng)來(lái)大量冶煉鐵;選項(xiàng)B,鈉、鋁屬于活潑金屬,應(yīng)采用電解熔融NaCl、Al2O3的方法來(lái)制備N(xiāo)a、Al;選項(xiàng)C,電解飽和MgCl2溶液得到Mg(OH)2;選項(xiàng)D,磁鐵礦的主要成分為Fe3O4,根據(jù)Fe3O4―→3Fe,生成3 mol Fe時(shí)轉(zhuǎn)移8 mol電子,則得到9 mol鐵時(shí)轉(zhuǎn)移24 mol電子。
3.某同學(xué)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn),探究Cu及其化合物的性質(zhì),下列操作正確且能達(dá)到目的的是( )
A.將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuS
B.將Cu片放入過(guò)量濃硫酸中,一段時(shí)間后加水以觀察CuSO4溶液的顏色
C.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液,過(guò)濾洗滌并收集沉淀,加熱以制取CuO
D.設(shè)計(jì)Cu-Al-濃硝酸原電池,以證明金屬活動(dòng)性:Cu
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