2019年高考化学二轮复习专题07金属及其化合物教案.docx

专题07 金属及其化合物高考对钠及其化合物的考查重点是钠的氧化物和钠盐的性质、推断、计算和实验探究。钠的化合物的转化关系是联系生产、生活实际的重要切入点。常以框图题形式出现在综合题中，应用心体会。铝及其化合物的知识点丰富，性质应用广泛，命题空间大。以实验为手段，以工业生产为背景，以图像分析和计算为重点，题型灵活、是高考的热点。铁及其化合物因为性质的复杂多变而成为高考命题的热点。题型以笔答题为主，在选择题中也有涉及，试题以化工生产为背景，以丰富的流程分析和物质转化为特征，考查学生分析问题和解决问题的能力。2018年应高度重视。铜及其化合物的知识以及金属材料的应用，在新课标高考中的地位在逐步得到加强，属于新出现的高考热点。锂作为锂电池的主要原料，近年来备受命题者青睐，预计锂及其化合物的性质仍是今后高考考査的重点。亚铁离子和三价铁离子的性质及检验是高考的命题热点；铜的性质常结合电化学知识进行考查，另外镁、铝、铁、铜元素有关的化合物与生活、生产紧密联系的内容也是高考命题的热点。主要考查方面：一、钠的性质与应用1钠的物理性质(1)软质软，硬度小。(2)亮银白色，有金属光泽。(3)轻(H2O)(Na)(煤油)。(4)低熔点低，低于100 。(5)导可导电、导热。注意金属钠要保存在煤油中，不能保存在CCl4中，因Na煤油，故钠浮在CCl4液面上而沉在煤油底部，钠在煤油中能隔绝空气防止被氧化。2钠的化学性质还原性从原子结构认识钠的化学性质NaNa(1)与非金属单质反应与O2反应项目常温加热现象钠的表面变先熔化成小球，片刻后剧烈燃烧，发出色火焰，生成淡黄色固体化学方程式4NaO2=2Na2O2NaO2Na2O2转移电子1 mol Na参加反应时转移 mol e与Cl2反应的化学方程式：2NaCl22NaCl。与S反应的化学方程式：2NaSNa2S。(2)与水反应离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2。与滴加酚酞的水反应的现象与解释：(3)与盐酸反应离子方程式：2Na2H=2NaH2。3钠的制取及用途(1)制取方法：2NaCl(熔融)2NaCl2。(2)用途：思考金属钠长期露置于空气中，最终得到的白色粉末是什么？提示：碳酸钠；转化过程为例1取一小块金属钠，放在燃烧匙里加热，下列现象描述正确的是()金属先熔化在空气中燃烧，放出黄色火花燃烧后得白色固体燃烧时火焰为黄色燃烧后生成淡黄色固体物质ABC D【答案C】例2金属钠分别与下列溶液反应时，既有沉淀析出，又有气体逸出的是()ABaCl2溶液 BK2SO4溶液CCa(HCO3)2溶液 DNH4NO3溶液【答案】C【解析】因为是溶液中的反应，所以都有H2产生，NH4NO3溶液还产生NH3，Ca(HCO3)2溶液还产生CaCO3沉淀。例3将0.05 mol Na分别投入到盛有100 mL水、100 mL盐酸、100 mL硫酸铜溶液的X、Y、Z三个烧杯中，下列有关说法错误的是()A三个烧杯中一定均会发生的离子反应有：2Na2H2O=2Na2OHH2B三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，相比而言，X烧杯中的反应平缓些CZ烧杯中一定会有沉淀生成，但沉淀不是单质铜D三个烧杯中置换反应生成气体的物质的量一定相同【答案】A例4某同学探究钠的性质时，将等量的金属钠分别投入下列溶液中，请你帮他完成实验报告：序号溶液现象解释及反应方程式饱和NaCl溶液饱和石灰水CuSO4溶液FeCl3溶液NH4Cl溶液【答案】溶液中出现浑浊Na与H2O反应使水量减少，2Na2H2O=2NaOHH2溶液中出现浑浊Na与H2O反应放热，Ca(OH)2溶解度随温度升高而减小，且Na与H2O反应使水量减少，2Na2H2O=2NaOHH2产生的OH促进Ca(OH)2(s)Ca2(aq)2OH(aq)溶解平衡逆向移动溶液中出现蓝色沉淀2Na2H2O=2NaOHH2、CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4溶液中出现红褐色沉淀2Na2H2O=2NaOHH2、FeCl33NaOH=Fe(OH)33NaCl产生刺激性气味气体2Na2H2O=2NaOHH2、NH4ClNaOH=NaClNH3H2O。规律方法盐溶液与Na反应的思维流程二、钠的氧化物氧化钠与过氧化钠1氧化钠、过氧化钠的性质比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色状态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧元素化合价21化学键类型只有离子键有离子键和共价键电子式_组成结构由Na与O2构成，由Na与O构成，与水反应Na2OH2O=2NaOH2Na2O22H2O=4NaOHO2与CO2反应Na2OCO2=Na2CO32Na2O22CO2=2Na2CO3O2与盐酸反应Na2O2HCl=2NaClH2O2Na2O24HCl=4NaCl2H2OO2主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂保存 密封密封、远离易燃物2Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质(1)Na2O2的强氧化性试剂现象反应原理并解释SO2气体Na2O2SO2=Na2SO4FeCl2溶液有红褐色沉淀生成4Na2O24FeCl26H2O=4Fe(OH)3O28NaClNa2SO3溶液Na2O2Na2SO3H2O=Na2SO42NaOH氢硫酸溶液变浑浊Na2O2H2S=S2NaOH酚酞溶液溶液先变红后褪色与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色品红溶液溶液红色褪去Na2O2的强氧化性使之褪色(2)遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为。(3)遇CO2、H2O、H时则会发生自身的氧化还原反应。1、Na2O2的组成、结构与性质例5下列关于Na2O2的说法正确的是()ANa2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2BNa2O2投入到酚酞溶液中，溶液变红CNa2O2与水反应，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂DNa2O2能与酸反应生成盐和水，所以Na2O2是碱性氧化物【答案】C例6用双线桥分析Na2O2与水反应中电子转移的方向和数目：_。(1)氧化剂和还原剂是_，氧化产物是_，还原产物是_。(2)1 mol Na2O2与水完全反应时转移的电子数：_。(3)反应的离子方程式为_。(4)7.8 g Na2O2与足量水完全反应时，标准状况下生成O2的体积为_ L。【答案】(1)Na2O2O2NaOH(2)NA(或6.021023)(3)2Na2O22H2O=4Na4OHO2(4)1.122、Na2O2与H2O、CO2反应的定量关系例7过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)()选项二氧化碳碳酸钠转移的电子A1 mol2NAB22.4 L1 molC106 g1 molD106 g2NA【答案】C【解析】2CO2=2Na2CO3O2 m 转移电子 2 mol 2 mol 56 g 2 mol 1 mol 1 mol 28 g 1 mol由上述关系，可得出C项正确；B项中未指明标准状况，错误。 例11某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示。(1)只根据图所示实验，不能够达到实验目的的原因是_。(2)图、所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_。(3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，则试管B中装入的固体最好是_(填化学式)。【答案】(1)无论是Na2CO3还是NaHCO3均可以与盐酸反应产生CO2，两者的反应现象相同，故达不到鉴别目的(2)2NaHCO3,Na2CO3H2OCO2，CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O(3)NaHCO3 2、Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合液与盐酸反应的图像例12将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()【答案】C【解析】向NaOH与Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸，盐酸首先与NaOH反应，然后与Na2CO3反应转化为NaHCO3：COH=HCO，之后与HCO反应生成CO2，因n(OH)n(CO)0.01 mol，故加入0.02 mol HCl后开始有气体生成。结合各种物质的量分析图像可知，选项C符合题意。 例18.在铝制易拉罐中收集满CO2，加入过量的NaOH溶液，立即封口并振荡，可以发现易拉罐先咔咔作响，变瘪，然后再次鼓起来，其过程中没有涉及的化学反应是()AAl(OH)3分解 BCO2OHCAlOHH2O DAl2O3OH【答案】A【解析】NaOH溶液先与CO2反应，气压减小，易拉罐变瘪；再与铝表面的Al2O3反应，最后与Al反应，生成H2，易拉罐变鼓。2、铝与酸碱反应的定量分析例19.取四等份铝，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A3 molL1氨水 B4 molL1HNO3C8 molL1NaOH D18 molL1H2SO4【答案】C【解析】A项，氨水与铝不反应，不产生氢气；B项，铝与HNO3反应不放出氢气；C项，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气；D项，铝与浓硫酸发生钝化，不产生氢气。例20铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题：(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、NaOH溶液反应，所得H2的体积之比是_。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，在相同状况下，产生H2的体积之比是_。(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2的量相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是_。(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 molL1的盐酸和NaOH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V(甲)V(乙)12，则加入铝粉的质量为_(填字母)。A5.4 g B3.6 gC2.7 g D1.8 g【答案】(1)11(2)13(3)31(4)A六、铝的重要化合物(一)氧化铝1性质及用途2Al2O3的提取由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：(二)氢氧化铝1物理性质白色胶状固体，溶于水，有较强的吸附性。2化学性质(1)Al(OH)3的电离(2)两性氢氧化物注意Al(OH)3不溶于弱酸(如H2CO3)，也不溶于弱碱(如氨水)。(3)受热分解：2Al(OH)3Al2O33H2O。3制备Al(OH)3的三种方法方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量CO2离子方程式：AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO方法三：相互促进水解法(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)212H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH7(填“”“”或“”)。明矾可以净水，其净水的原理是：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。3明矾溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式(1)Al3恰好完全沉淀：2Al33SO3Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4。(2)SO恰好完全沉淀：Al32SO2Ba24OH=2BaSO4AlO2H2O。(四)铝及其化合物之间的转化1“铝三角”转化关系写出实现上述各步转化的离子方程式。(1)Al33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3(2)Al(OH)33H=Al33H2O(3)Al34OH=AlO2H2O(4)AlO4H=Al32H2O(5)AlOHH2O=Al(OH)3(6)Al(OH)3OH=AlO2H2O2含铝化合物转化关系的应用(1)判断离子共存问题Al3与OH及AlO、CO、S2等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能共存。AlO与H、HCO以及弱碱阳离子Al3、Fe3等因生成沉淀或发生相互促进的水解反应而不能大量共存。(2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同，现象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后沉淀溶解。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)判断铝元素的存在形式可溶性铝盐与强碱(如NaOH)溶液反应，铝元素的存在形式1、Al2O3和Al(OH)3的两性例21既能与稀盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的化合物是()NaHCO3Al2O3Al(OH)3AlA仅B仅C仅 D【答案】A例22下列除去杂质的方法不正确的是()A铁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B用过量氨水除去Fe3溶液中的少量Al3CAl(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤DMgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO【答案】B【解析】氨水与Fe3和Al3均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。规律方法含铝杂质的提纯方法利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝杂质，如：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。(3)Mg(OH)2Al(OH)3：加足量NaOH溶液。(4)Mg2(Al3)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。2、“铝三角”转化关系的应用例23下列各组物质，不能按abc(“”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C【解析】氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液通入二氧化碳生成氢氧化铝，故A正确；氯化铝与氨水反应生成氢氧化铝，氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠，故B正确；铝不能直接生成氢氧化铝，故C错误；氯化镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁，氢氧化镁加热分解生成氧化镁，故D正确。例24现有100 mL MgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2)2 molL1，c(Cl)7 mol L1，要使Mg2转化成Mg(OH)2并使Mg2和Al3分离开来，至少需要4 molL1的NaOH溶液()A140 mL B120 mLC200 mL D80 mL【答案】C 规律方法可溶性铝盐与强碱反应的计算规律(1)求产物Al(OH)3的量。当n(OH)3n(Al3)时，nAl(OH)3n(OH)；当3n(Al3)n(OH)4n(Al3)时，nAl(OH)34n(Al3)n(OH)；当n(OH)4n(Al3)，nAl(OH)30，无沉淀。(2)求反应物碱的量。若碱不足(Al3未完全沉淀)，n(OH)3nAl(OH)3；若碱使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH)4n(Al3)nAl(OH)3。3、Al2O3的提取与Al(OH)3的制备例25工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取纯Al2O3作冶炼铝的原料，提取时操作过程如图所示，图中操作错误的是()A BC D【答案】A例26实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝，某同学设计了三种实验方案：方案AlAl3Al(OH)3方案AlAlOAl(OH)3方案Al(OH)3(1)用方案制备Al(OH)3时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水，不用氢氧化钠代替氨水的原因是_；写出该方案中有关的离子方程式：_。(2)用方案来制备Al(OH)3时，必须注意_的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。(3)三种方案中，你认为最好的是_(填序号)，原因是_。【答案】(1)若用NaOH溶液沉淀Al3，终点不易控制，因为Al(OH)3会溶于过量的NaOH溶液，从而影响Al(OH)3 的生成量2Al6H=2Al33H2，Al33NH3H2O=Al(OH)33NH(2)稀硫酸(3)药品用量最少【解析】分析本题应从Al(OH)3的两性着手，过量的强酸、强碱均会降低Al(OH)3的产率，而Al3与AlO反应制取Al(OH)3，则不存在该问题，故方案最佳。七、用数形结合思想分析Al(OH)3的图像1可溶性铝盐与强碱溶液反应的图像(1)把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3)溶液中至过量(如图1所示)现象先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解书写离子方程式ABAl33OH=Al(OH)3BDAl(OH)3OH=AlO2H2O(2)把铝盐(Al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(如图2所示)现象先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀书写离子方程式ABAl34OH=AlO2H2OBCAl33AlO6H2O=4Al(OH)3图1图22偏铝酸盐与强酸溶液反应的图像(1)把强酸溶液逐滴加入到AlO溶液中至过量(如图3所示)现象先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解书写离子方程式ABAlOHH2O=Al(OH)3BDAl(OH)33H=Al33H2O(2)向强酸溶液中逐滴加入AlO溶液至过量(如图4所示) 现象先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀书写离子方程式AB4HAlO=Al32H2OBCAl33AlO6H2O=4Al(OH)3图3图43把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量(如图5所示)OA反应2KAl(SO4)23Ba(OH)2=2Al(OH)33BaSO4K2SO4AB反应2Al(OH)3K2SO4Ba(OH)2=BaSO42KAlO24H2O4向等物质的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量(如图6所示)OA反应Al33OH=Al(OH)3，Mg22OH=Mg(OH)2AB反应Al(OH)3OH=AlO2H2O图5图6题点全练1、有关Al(OH)3沉淀的图像分析例27.如图表示AlCl3溶液与NaOH溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线，下列判断错误的是()A线表示Al3的物质的量的变化Bx表示AlCl3的物质的量C线表示Al(OH)3的物质的量的变化D线表示AlO的物质的量的变化【答案】B例28、向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量随AlCl3加入量的变化关系如图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()Aa点对应的溶液中：Na、Fe3、SO、HCOBb点对应的溶液中：Na、S2、SO、ClCc点对应的溶液中：Ag、Ca2、NO、NaDd点对应的溶液中：K、NH、I、HCO【答案】B【解析】向一定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，先发生反应：Al34OH=AlO2H2O，无沉淀生成，当溶液中的OH反应完全后，发生反应：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，生成Al(OH)3沉淀的量随AlCl3加入量的增大而增大，当溶液中的AlO反应完全后，再继续滴加AlCl3溶液，Al(OH)3沉淀的量保持不变。a点对应的溶液中氢氧化钠过量，Fe3和HCO都不能大量存在，A项不符合题意；b点对应的溶液中溶质为NaCl、NaAlO2，AlO、Na、S2、SO、Cl可以大量共存，B项符合题意；c点对应的溶液中含有Cl，Ag不能大量存在，C项不符合题意；d点对应的溶液中含有Al3，HCO会与Al3发生相互促进的水解反应而不能大量共存，D项不符合题意。 2、利用Al(OH)3图像进行计算例29、在200 mL含Mg2、Al3、NH、H、Cl的溶液中，逐滴加入5 molL1 NaOH溶液，所加NaOH溶液的体积(mL)与产生沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。下列叙述不正确的是()Axy0.01 molB原溶液中c(Cl)0.75 molL1C原溶液的pH1D原溶液中n(Mg2)n(Al3)51【答案】B例30向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1 molL1 Ba(OH)2溶液至过量，加入Ba(OH)2溶液的体积和所得沉淀的物质的量的关系如图，下列说法不正确的是()A图中C点铝元素存在形式是AlOB向D点溶液中通入CO2气体，立即产生白色沉淀C原混合溶液中cAl2(SO4)3c(AlCl3)12DOA段反应的离子方程式为2Al33SO3Ba28OH=2AlO3BaSO44H2O【答案】D【解析】C点为BaSO4沉淀，其物质的量为3 mol，此时铝元素以AlO的形式存在，A正确；D点溶液溶质为Ba(AlO2)2，通入CO2气体，立即产生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正确；B点为Al(OH)3和BaSO4沉淀，此时Al(OH)3的物质的量为7 mol3 mol4 mol，故原混合液中有1 mol Al2(SO4)3，AlCl3物质的量为4 mol1 mol22 mol，即cAl2(SO4)3c(AlCl3)12，C正确；OA段反应的离子方程式为2Al33SO3Ba26OH=3BaSO42Al(OH)3，D错误。例31.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150 mL 1 molL1 HCl溶液，测得溶液中的某几种离子的物质的量的变化如图所示，则下列说法不正确的是()Aa曲线表示的离子方程式为AlOHH2O=Al(OH)3Bb和c曲线表示的离子反应是相同的CM点时，溶液中沉淀的质量为3.9 gD原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为12【答案】D八、镁的性质及应用1镁的物理性质(1)镁：镁是银白色有金属光泽的固体，密度较，硬度较、有延展性，是电和热的良导体。(2)镁合金：密度较，硬度和强度都较。2镁的化学性质物质主要性质反应方程式镁与O2、N2反应2MgO22MgO(发出耀眼白光) 3MgN2Mg3N2与CO2反应2MgCO22MgOC(燃烧，生成白色粉末和黑色固体)与非氧化性强酸反应Mg2H=Mg2H2 与沸水反应Mg2H2OMg(OH)2H2氧化镁碱性氧化物MgO2H=Mg2H2O氢氧化镁中强碱Mg(OH)22H=Mg22H2O难溶于水Mg22OH=Mg(OH)2溶解度小于碳酸镁MgCO3H2OMg(OH)2CO2注意Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物；Mg着火后，不可用CO2灭火；由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。3镁的用途镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件镁制造信号弹和焰火氧化镁熔点高，可作耐高温材料4从海水中提取镁(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应制熟石灰CaCO3 CaOCO2，CaOH2O=Ca(OH)2沉淀Mg22OH=Mg(OH)2酸化Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O蒸发结晶析出MgCl26H2O脱水在氯化氢气流中使MgCl26H2O脱水制得无水氯化镁电解电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融) MgCl21、镁及其化合物的性质和应用例32Mg能在NO2中燃烧，产物为Mg3N2、MgO和N2。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O，Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3，限用如图装置进行实验(夹持装置省略，部分仪器可重复使用)。(1)装置连接的顺序为_(填字母)。(2)连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是_。(3)装置A中盛装的干燥剂是_；装置F的作用是_。(4)验证产物中存在Mg3N2的具体实验操作为_，确定产物中有N2生成的实验现象为_。(5)已知装置E中初始加入镁粉的质量为13.2 g，在足量的NO2中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0 g，产生N2的体积为1 120 mL(标准状况)。写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式：_。【答案】(1)BAEAFC(D)(2)关闭分液漏斗活塞，将导气管末端插入水中，对锥形瓶微热，若导气管口有气泡冒出，停止加热，导气管中进入一段水柱，表示气密性良好(3)无水CaCl2(或五氧化二磷等)除去NO2(4)取少量反应后的固体产物，加入到水中产生有刺激性气味的气体，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色装置C中收集到大量气体(答案合理即可)(5)11Mg4NO2Mg3N28MgON2置C中收集到大量气体，则说明产物中有N2生成。(5)设生成Mg3N2的物质的量为x mol，生成MgO的物质的量为y mol，n(Mg)0.55 mol，根据镁元素守恒，有3x moly mol0.55 mol；根据生成固体物质的总质量为21.0 g，有100 gmol1x mol40 gmol1y mol21.0 g，解得：x0.05，y0.4，再根据N2的物质的量为0.05 mol，即可写出化学方程式：11Mg4NO2Mg3N28MgON2。2、从海水中提镁例33已知MgO、MgCl2的熔点分别为2 800 、604 ，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是()A海水Mg(OH)2MgB海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC海水Mg(OH)2MgOMgD海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg【答案】D【解析】从经济效益上看，用石灰乳沉淀Mg2比用NaOH成本低，电解MgCl2比电解MgO成本低。例34从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是()A用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【答案】B九、铁的单质、氧化物和氢氧化物1铁的存在2铁的性质(1)物理性质颜色状态导电、导热性、延展性特性地壳含量银白色固体良好被磁铁吸引占第位(2)化学性质(写出化学方程式或离子方程式)与非金属反应与O2反应常温铁锈(成分为Fe2O3xH2O)点燃3Fe2O2 Fe3O4与Cl2反应点燃2Fe3Cl22FeCl3与S、I2反应FeSFeS、FeI2FeI2与H2O(g)反应3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。与酸反应与H反应Fe2H=Fe2H2与稀HNO3反应过量Fe4HNO=Fe3NO2H2O少量3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O与浓H2SO4、浓HNO3反应常温下钝化，加热分别生成SO2、NO2与盐(Cu2、Fe3)反应FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2注意铁与一般氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3。在电化学中单质铁发生电极反应时生成Fe2，电极反应式为Fe2e=Fe2。3.生铁的冶炼(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。(2)设备：高炉。(3)主要反应还原剂的生成：CO2CO2，CO2C2CO；铁的还原：Fe2O33CO2Fe3CO2；造渣反应：CaCO3CaOCO2，CaOSiO2CaSiO3。4铁的氧化物化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性难溶于水难溶于水难溶于水铁的价态2价3价2价，3价与H反应的离子方程式FeO2H=Fe2H2OFe2O36H=2Fe33H2OFe3O48H=Fe22Fe34H2O共性高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁5铁的氢氧化物化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水与盐酸反应Fe(OH)22H=Fe22H2OFe(OH)33H= Fe33H2O受热分解2Fe(OH)3 Fe2O33H2O制法可溶性亚铁盐与碱反应：Fe22OH=Fe(OH)2可溶性铁盐与碱反应：Fe33OH=Fe(OH)3二者的关系空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)36Fe(OH)2的制备方法一：有机覆盖层法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。方法二：还原性气体保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。方法三：电解法用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图3所示。1、铁及其化合物的性质及应用例35.在一定条件下，下列物质能与铁单质发生反应，其中能将铁元素从0价转变为3价的是()A盐酸B稀硫酸C稀硝酸 D硫酸铜溶液【答案】C【解析】Fe与非氧化性酸(HCl、稀H2SO4)反应生成Fe2：Fe2H=Fe2H2；Fe与弱氧化剂(Fe3、Cu2)反应生成Fe2：FeCu2=Fe2Cu。例36如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是()AFe4HNO=Fe3NO2H2OBFe3O48H=Fe22Fe34H2OCFe(OH)33H=Fe33H2OD3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O【答案】B【解析】Fe3O4与HNO3反应生成Fe3，正确的离子方程式为3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。例37一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 molL1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液 700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为()AFeOBFe2O3CFe3O4 DFe4O5【答案】C守恒可得，0.9 mol(3a)0.1 mol(52)，解得a，由化合物中正负化合价代数和为0可得x2y，xy34，故该氧化物的化学式为Fe3O4。规律方法铁的氧化物组成的判断方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为mn，则氧化物中n(Fe)n(O)ab，若ab11，则铁的氧化物为FeO；若ab23，则铁的氧化物为Fe2O3；若ab34，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比11的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为11，Fe3O4为任意值)。2、Fe(OH)2的制备例38(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是_。(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。除去蒸馏水中溶解的O2常采用_的方法。生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_。【答案】(1)(2)稀硫酸、铁屑煮沸避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2(2)Fe2易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2被氧化。气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。 规律方法防止Fe(OH)2氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸，驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部，并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气，如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层，如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极，石墨作阴极，电解NaOH溶液，利用新产生的Fe2与OH反应制取。十、“铁三角”及Fe2、Fe3的检验1“铁三角”的转化关系(1)完成下列变化的离子方程式，体会Fe2与Fe3转化条件将H2S气体通入FeCl3溶液中产生淡黄色沉淀：2Fe3H2S=2Fe2S2H。将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液，溶液变蓝：2Fe32I=I22Fe2。向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2H2O22H=2Fe32H2O。FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。将FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有无色气体放出：3Fe24HNO=3Fe3NO2H2O。(2)“铁三角”转化关系的应用判断离子能否共存Fe2NO(H)、ClO、MnO(H)。Fe3S2、I、SO。Fe3HCO、CO等水解相互促进的离子。盐溶液的配制与保存(3)物质的制备2Fe2、Fe3的检验(1)Fe2的检验无现象溶液变红色，证明含有Fe2产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2生成蓝色沉淀，证明有Fe2(2)Fe3的检验溶液变红色，证明含有Fe3产生红褐色沉淀，证明有Fe3存在(3)混合溶液中Fe3、Fe2的检验Fe3的检验a.溶液变红色，说明含有Fe3b.试纸变蓝色，说明含有Fe3Fe2的检验a.酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2b.溴水褪色，说明含有Fe2c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2注意在水溶液中Fe2浅绿色、Fe3棕黄色。1、“铁三角”转化关系的应用例39下列试剂中，不能使Fe2转化为Fe3的是()氯气NaCl溶液KMnO4溶液稀硝酸盐酸NaNO3溶液ABC D 【答案】D【解析】强氧化剂Cl2、KMnO4溶液、稀HNO3等，可以把Fe2氧化成Fe3。例40用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3B若有固体存在，则溶液中一定有Fe2C若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出D若溶液中有Fe2，则一定有Cu析出【答案】B例41Fe2、Fe3、Zn2较完全地形成氢氧化物沉淀的pH分别为6.7、3.7、4.6。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2、Fe3杂质离子，为除去这些离子制得纯净的ZnSO4，应加入的试剂是()ANaOH溶液 B氨水CKMnO4、ZnCO3 DH2O2、ZnO【答案】D【解析】由于Fe2沉淀所需pH比Zn2大，应首先将Fe2氧化为Fe3，然后调节溶液的pH使Zn2还不沉淀时Fe3已沉淀完全。氧化剂H2O2将Fe2氧化为Fe3，ZnO能消耗溶液中的H且不引入新的杂质离子，故D项符合要求。规律方法混合溶液中Fe3、Fe2的除去方法(1)除去Mg2中混有的Fe3的方法向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，与Fe3水解产生的H反应，促进Fe3的水解，将Fe3转化为Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2中混有的Fe3的方法