金属元素及其化合物专题练习.ppt

北大附中化学组卢明,重要的金属及化合物的性质复习,（一）元素化合物知识的复习 最重要的是注重基础,一、复习指导思想,（二）元素化合物知识的复习要 与学科内其它知识相结合,1含理论因素的元素化合物试题,2含概念因素的元素化合物试题,3含实验因素的元素化合物试题,4含计算因素的元素化合物试题,5含信息因素的元素化合物试题,（三）元素化合物知识的复习要与 新成就和社会热点相结合,1联系工业生产实际的元素化合物知识,2与社会的热点问题有关的元素化合物知识,3与新材料有关的元素化合物知识,4应用自然科学基本知识解决问题,（四）复习建议,1回归课本抓重点 （1）以元素化合物知识为基础，上要结合化学基础理论，下要联系化学实验与计算。 （2）根据物质结构和化学反应规律，使知识有机结合并解决实际问题。 （3）结合高科技和最新知识中能用中学基础知识来解决或处理的一些问题。 （4）运用想象、思维、判断等能力，结合实际生活中的问题进行某些设计，注意环境保护，防止污染等问题。,2因材施教抓落实 （1）建立结构网络，理清知识体系 （2）抓住重点内容，带动全局知识 （3）充分利用实验，加深感性认识 （4）选好典型例题，规范解题步骤,（一）高考说明要求(2003年) 1. IA和IIA族元素典型的金属； (1)以钠、镁为例，了解典型金属的物理性质和化 学性质。 (2)从原子的核外电子排布，理解lA、A族元素( 单质、化合物)的相似性和递变。 (3)了解钠的几种重要化合物(NaOH、Na2O2、 Na2CO3和NaHC03)的性质和用途 。 (4)了解硬水及其软化。,二、高考知识内容和要求,2. 其它常见金属(如：Fe 、Al 、 Zn 、Cu); (1)了解Fe和Al的天然资源、冶炼原理、性质和用途。 (2)掌握若干常见金属的活动顺序。 (3)以Fe()、Fe()的相互转化为例，了解变价金属元素的氧化还原性。 (4)以Al2O3和Al(OH)3为例，了解两性氧化物和两性氢氧化物。 (5)了解钢铁的腐蚀和防护 (6)以钢铁为例，了解合金的概念。,3. 知识的综合应用。,（二）高考热点,1.金属元素在周期表中的位置和原子结构特征； 金属与酸反应规律的应用； 金属活动性的判断与比较； 金属活动顺序表的应用。 2.金属元素及其化合物，的重要性质： 金属元素及其化合物重点是Na及其化合物（Na2O、Na2O2 、NaOH、NaHCO3等）、铝及其化合物（Al2O3、Al(OH)3、AlCl3等）、铁及其化合物（Fe2O3、FeO、Fe(OH)3等）的重要性质以及相关化学计算。,钠是典型的活泼的金属，其化合物Na2O2 、NaOH、Na2CO3 、NaHCO3分别作为过氧化物、强碱、强碱弱酸盐、酸式盐的代表，在无机化学中有着重要的地位，因而都成为命题的重点物质，他们是物质推断、鉴别及有关实验、计算的常见物质。,镁、铝、铁及其化合物的试题在近几年高考题中常常出现。试题的形式有离子共存判断、离子方程式的书写及正误的判断、物质的鉴别与推断。,其他有关金属及其化合的性质（Zn、Cu、Ca、Ag）也在近几年高考题中常常出现。试题的形式有离子的共存、离子的分离、离子的浓度大小判断。及物质推断、鉴别，有关实验、计算等。,1元素化合物的知识比较琐碎、零散，要善于将分布在各处的知识点有机地组合联系起来，便于全面、系统、熟练掌握。对每一种物质，都可以采用下面的思维框架进行基础复习： 化学式、电子式、结构式 颜色、气味、状态、密度、溶解性、熔、沸点 能否与金属或非金属反应 能否与水反应 能否与氧化物反应 能否与酸、碱、盐反应 能否与有机物反应,方法与能力培养,实验室制法：原料、原理、发生装置、净化装置、收集方法、尾气处理 工业制法：原料、原理、设备、流程、废气、废水、废渣的净化处理 节约能源与综合利用 保存：由化学性质和物理性质决定 鉴别：物理方法；化学方法(反应灵敏、现象鲜明) 存在：游离态(单质及晶体类型)；化合态(化合物及典型晶体类型) 用途：工、农业及化工生产、高科技领域；日常生活中的应用。把单质、化合物各点有机联系起来可形成知识网络。,结构(决定)一性质(决定)一制法、鉴别、保存、用途的主线思维模式；其中每一部分按照上述框架内容加以充实，则可形成一个扎实的知识面；再将各知识面的相应部分进行分析对比，便可全面系统地掌握元素化合物的知识。,2.元素化合物知识综合应用能力的考查是高考命题的重点，应注意两个方面,(1)元素化合物推断题的解题方法 审阅全题，发散思维，寻找题给条件比较充分的知识点根据反应特征、现象特征、或物质结构特征收敛思维，找到突破口。 经过逻辑思维，正推或逆推、或二者相结合、筛选得出结论。 检验结论。,(2)对元素化合物间的反应从不同角度进行归纳综合 （）根据反应物种类或生成物状态特征归纳 同一元素的气态氢化物和气态氧化物反应生成该元素单质和水该元素可能为硫或氮。 既能和酸反应，又能和碱反应的物质有：Al、A12O3、Al(OH)3、氨基酸、弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐等。 既能和强酸反应放出气体又能和强碱反应放出气体的有：Al、弱酸的铵盐。 两种盐溶液混合生成沉淀和气体的有：Ba(OH)2和(NH4)2SO4；Al3+和HCO3-；A13+和CO32；S2O32-和H+。 与水反应放出气体的有：Na(Li、K)；Na2O2；F2。 与水反应生成气体和沉淀的有：A12S3；Mg3N2。,复习要点：,1 金属元素在周期表中的位置和原子结构特征；金属 与酸反应的规律判断金属活动性的规律; 2 金属的制备； 3 金属的共性和不同单质及化合物的差异； （1）碱金属应注意Na2O2与CO2和H2O(g)中单一气体或混合气体反应，反应前后气体体积、质量变化情况； （2）正确理解镁铝及化合物，图示表示意义； （3）正确理解A12O3、Al(OH)3和的两性以及A13+和AlO2-存在的条件； （4）亚铁盐和Fe(OH)2易被氧化； （5）FeCl3、Fe2(SO4)3蒸干所得固体物质不相同。 4知识规律整合。,19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Cs Ba 57-71 At 85 Fr Ra 89-103 107 * *,Na Mg IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB Al Si P S Cl Ar,Li Be B C N O F Ne,H IIA IIIA IVA VA VIA VIIA He,IA 0,元 素 周 期 表,123,4 5 6 7,金属在周期表中的位置,1. 与非金属发生反应。,3. 与酸的反应,4. 与盐溶液反应,2. 与水的反应（较活泼金属）,1. 常温下多数为固体（Hg除外）,金属共性：,2. 有金属光泽，大多数金属呈银白色,3. 大多数金属有延展性,4. 金属一般是电和热的良导体；,物理通性,金属的还原性,化学通性,知 识 网 络,1、钠及其化合物相互转,知 识 网 络,2、镁及其化合物相互转,MgCl2,3、铝及其化合物相互转化,知 识 网 络,知 识 网 络,4、铁及其化合物相互转,知 识 网 络,5、铜及其化合物相互转,1.由金属活动性顺序表分析金属知识的规律,置换反应,置换反应,（5）,与碱反应,与酸反应,（4）,与H2O反应,与H2O反应,（3）,与其它非金属反应,（2）,与H2反应,与O2反应,卤素单质,碱金属单质,（1）,与金属反应,一、复习思路指导： 1、注意联系已学过的卤族元素和氧族元素的知识内容，通过对比，掌握碱金属的知识内容。如下表：,例1将同样大小的金属Na分别投入 （1）饱和NaCl溶液 ; （2）饱和NaHCO3溶液; （3）饱和Na2CO3溶液; （4）饱和NH4Cl溶液。 各发生什么现象？主要生成物各是什么？,【解析】本题主要考查Na的活泼性，NaOH的碱性，Na2CO3、NaCl的溶解度等基础知识。,Na投入到四种溶液中时均与水反应有NaOH、H2生成。（1）（3）中有部分Na与水反应，浓度增大，饱和溶液中有 NaCl和Na2CO3析出，变浑浊。（2）中Na与H2O反应生成的NaOH可与NaHCO3作用有 Na2CO3生成。（4）中NaOH与NH4Cl作用NH3.H2O，NH3.H2O不稳定，有NH3生成,与酸反应： Al2O3+6H+=2Al3+3H2O,与碱反应： Al2O3+2OH-=2AlO2- +H2O,（二）两性氧化物,1.Al2O3 （铝土矿、刚玉 ）白色不溶水的固体,2. ZnO白色不溶水的固体,与酸反应： ZnO +2H+=2Zn2+H2O,与碱反应： ZnO +2OH-=ZnO22-+H2O,Fe3O4黑色晶体，无毒有磁性，不溶于水,与非氧化性的酸： Fe3O4 +8H+= Fe2+2Fe3+H2O,与非氧化性的酸：3Fe3O4+28H+NO3=9Fe3+14H2O+NO,（三）不成盐的氧化物（Na2O2 、Fe3O4 ）,Na2O2,与水反应 ：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,与酸反应： 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O,淡黄色固体，强氧化性、漂白性,制法：钠在空气中燃烧,制法：铁在氧气中燃烧,小结:反应条件不同对反应现象和生成物的影响的化学反应 H2与Cl2、Fe与O2 、Na与O2 、Cl2与NaOH、Cu与HNO3、Cu与H2SO4 、Al与H2SO4、Fe与H2SO4 、 NaCl与H2SO4 、P2O5与H2O 、NH4NO3加热分解等,注意！,钠、钠化合物之间的相互转变关系，可用“钠三角”图示表示,反应中因物质的量不同对生成物影响的反应,Al、 Al3+、Al(OH)3、AlO2-之间的互变规律及应用,反应中因物质的量不同对生成物影响的反应,反应物加入顺序不同，产生现象产物不同的反应,铁、亚铁化合物和铁化合物之间的相互转变关系， 可用“铁三角”图示表示,Fe,弱氧化剂S、I2、H+、Cu2+、Fe3+,还原剂CO C H2 AI Zn,强氧化剂CI2 O2 Br2 HNO3 H2SO4 (浓) KMnO4,弱还原剂I-、S2-、Fe、Cu等,还原剂CO、C、H2、AI、Zn,强氧化剂CI2 O2 Br2 HNO3,反应条件不同对反应现象和生成物的影响的化学反应,氢氧化铝的实验室制法_氨水与铝盐反应,（1） AlCl3+3NH3.H2O Al(OH)3+3NH4Cl,(2) AlO2-通入CO2气体,NaAlO2 + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ NaHCO3 AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ HCO3-,(通入少量CO2气体可写成Na2CO3),(3) 加水解显酸性的盐发生双水解,3NaAlO2+AlCl3+6H2O=4Al(OH)3+3NaCl 3AlO2- +Al3+ +6H2O=4Al(OH)3,特殊反应：H2O+AlO2- +HCO3 - = Al(OH)3+CO32-,根据以上几个反应，可知写AlO2-生成Al(OH)3沉淀的化学方程式时，反应物中一定有H2O参加反应，因为Al(OH)3进行酸式电离时有水生成。,往AlCl3溶液中加入NaOH溶液至过量,Al3+ + 3OH- = Al(OH)3,Al(OH)3 + OH- = AlO2- + 2H2O,往NaAlO2溶液中加入 稀盐酸至过量,AlO2- + H+ + H2O =Al(OH)3,Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 3H2O,Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O,Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3,往NaOH溶液中加入 AlCl3溶液至过量,往稀盐酸溶液中加入 NaAlO2至过量,AlO2- + 4H+ = Al3+ + H2O,Al3+ + 3AlO2- + 6H2O= 4Al(OH)3,2.有关图象,化 学 性 质,互相转化,Fe(OH)2,Fe(OH)3,白色固体、难溶于水,红褐色固体、难溶于水,Fe(OH)2+2H+=Fe2+2H2O,Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O,3Fe(OH)2+10H+NO3- =Fe3+8H2O+NO,Fe(OH)3+3H+=Fe3+3H2O,2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,加热,Fe2+2OH- = Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O = 4Fe(OH)3,白色灰绿色红褐色,铁的氢氧化物,Fe3+3OH- = Fe(OH)3,说明2003年理综实验体,性质归类：常见七种不溶性氢氧化物的颜色、状态 1.氢氧化铝：白色絮状沉淀、两性氢氧化物、不溶于弱酸、弱碱中，而溶解在强酸、强碱中，常用此鉴别Al(OH)3。 2. 氢氧化锌：白色絮状沉淀、两性氢氧化物，既能溶于强酸、强碱中，也能溶解在氨水中，用此鉴别Zn(OH)2。 3.氢氧化镁：白色颗粒状沉淀，它不溶于强碱，也不溶于氨水，溶于强酸中，用此鉴别Mg(OH)2。 4.氢氧化银：白色颗粒状沉淀，极不稳定，在常温下分解成褐色的氧化银（Ag2O），用此鉴别AgOH。 5.氢氧化亚铁：白色絮状沉淀、不稳定，易被空气中的O2氧化，先迅速变为灰绿色，最后生成红棕色的Fe(OH)3，用此鉴别Fe(OH)2。 6.氢氧化铁：红褐色絮状沉淀，通过颜色鉴别。 7.氢氧化铜：蓝色絮状沉淀，通过颜色鉴别。,常用于物质鉴别、推断,二、相关知识学法指导：,1. 硫酸氢钠的性质：（NaHSO4） NaHSO4也是酸式盐，但不能像NaHCO3那样类推，它属于强酸酸式盐，有其性质的特殊性。,2. 利用酸式盐与正盐的转化关系除气体中的杂质。 例如：除去CO2中的SO2要用饱和的NaHCO3溶液而不能用Na2CO3溶液。 用NaHCO3： NaHCO3 + SO2 = NaHSO3 + CO2（可除SO2） 若用Na2CO3： Na2CO3 + SO2 = Na2SO3 + CO2（可除SO2） 但：Na2CO3 + CO2 + H2O =2NaHCO3（损失CO2）,又例如：除去SO2中的HCl要用饱和的NaHSO3溶液洗气 NaHSO3 + HCl =NaCl + H2O + SO2（除HCl） 若用Na2SO3： Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3（损失SO2） 同理除去H2S中的HCl，要用饱和的NaHS溶液避免用Na2S损失H2S。,小结：除去酸性较弱气体里的酸性较强气体，应选用酸性较弱气体对应的酸式盐的浓溶液，而不能用其正盐溶液。,注意！,哪些离子不能在水溶液中大量共存,共存即大量共存，就是离子间不能相互反应，离子的浓度不降低。下面就离子间不能共存的四个方面的条件展开总结：, 氧化还原反应,（2） 复分解反应,生成难溶性物质,生成易挥发的物质, 生成难电离的物质, 因双水解生成气体和沉淀,(3) 弱酸的酸式根离子与H+、OH-、AlO2- 不共存,(4) 络合反应*,思考：1.通过已学知识说明以下结论的正确 或设计化学试验证明以下结论的正确 氧化性：Fe3+ Cu2+ H+ Fe2+ 还原性：S2- I- Fe2+ Br- Cl-,2. 几种离子的检验 方法。 Fe3+ 、Cu2+ 、Fe2+、 Al3+、Zn2+、Ag+,【例9】下列离子在同一溶液中因氧化还原反应而不能大量共存的是 ( ),C,练习7. 某无色透明溶液跟金属Al反应，放出H2。试判断下列离子：Mg2+、Cu2+、Ba2+、H+、Ag+、SO42-、 OH-、 CO32-、HCO3-、NO3-， 下列两种情况能存在此溶液中。 当生成Al3+时，可能存在 _ 当生成AlO2时，可能存在_,OH、Ba2+、NO3,H、Mg2+、SO42,练习6. 下列离子在溶液中能大量共存的是,A、,B、,C、,D、,B、C,练习8.某待测液A、B、C、D、E中可能含有Al3+ 、Fe3+、Ag+ 、Ba2+ 、Na+等阳离子和 Cl-、CO32- 、NO3- 、 SO42- 、OH-阴离子（都不重复）进行如下实验：C溶液中加纯铁粉，溶液的质量增加。A、E都成碱性，测得0.1mol。L-1的A溶液的PH值小于13。在B溶液中逐渐滴加入氨水出现沉淀，继而沉淀消失。在D溶液中加入Ba(NO3)2溶液，无明显现象。 由上述现象可推知各种溶液由上述阴、阳离子所组成的物质的分别是： A_B_ C_ D_E_。,Na2CO3,AgNO3,Fe2(SO4)3,AlCl3,Ba(OH)2,【例10】某待测液中可能含有Al3+ 、Fe3+、Fe2 + 、 Ag+ 、Ca2+、Ba2+ 、NH4 +等离子,进行了下述实验（所加酸、碱、氨水、溴水都是过量的）,根据实验结果 （1）判断待测液有无Ca2+、Ba2+离子，并写出理由 （2）写出沉淀D的分子式 （3）写出从溶液D生成沉淀E的反应的离子方程式,D,【答案】 （1）含有Ba2+、Ca2+中的一种或两种。因为BaSO4不溶于水，CaSO4微溶于水 （2）Fe(OH)3 （3） AlO2- + CO2 + 2H2O = Al(OH)3+ CO32-,练习9.取由CuCl2、FeSO4、Fe2(SO4)3组成的混合物63.9g溶于水得澄清溶液做以下实验（1）若向其溶液中通入足量的H2S可生成沉淀11.2g；（2）再取相同质量的混合物配成溶液向其中浸入100g铁片，待完全反应后，取出铁片，经洗净干燥，称重为98g，余下溶液的体积为500mL；（3）经测定实验（2）余下溶液中Fe2浓度为0.9mol/L。求混合物中各成分的物质的量。,CuCl2 0.1mol、FeSO4 0.2mol、Fe2(SO4)3 0.05mol,【练习】4.下列各组试剂，只用试管和胶头滴管，不用任何试剂就可以鉴别的是（ ） A.KOH和Al2(SO4)3 B.稀HCl和Na2CO3 C.CaCl2和Na2CO3 D.Ba(OH)2和NaHSO4,NaCl、MgCl2、AlCl3、FeCl3、FeCl2、CuCl2 、AgNO3,【例7】只用一种试剂变可用化学的方法鉴别下列七种溶液,( NaOH ),鉴别,A、B,不用任何试剂，只需通过不同的滴加顺序就能鉴别的两种一组的无色溶液还有：硫酸（或盐酸）和NaAlO2 、Ca(OH)2或Ba(OH)2和H3PO4 、 Ca(OH)2或Ba(OH)2和H2SO3 、AgNO3和NH3H2O 、硫酸（或盐酸）和Na2SO3、AlCl3与NaOH 、Na2CO3 与 HCl等。,小结：反应物加入顺序不同，产生现象产物不同的反应 H2SO4（或HCl ）和NaAlO2 Ca(OH)2或Ba(OH)2和H3PO4，Ca(OH)2或Ba(OH)2和H2SO3，AgNO3和NH3H2O， H2SO4（或HCl ）和Na2SO3、AlCl3与NaOH 、 Na2CO3 与 HCl等。,注意！,【例8】根据图中的实验现象及转化关系判断A、B、C、D、E、F、G各是什么物质写出、反应的离子方程式；反应的化学方程式。,【答案】AFeS BH2S CFeSO4 DCuS ENa2SO4 FFe(OH)3 GS ,分析可知所加淡黄色固体的电子为 _，溶液中所含的离子是_，它们的物质的量之为 _ 。,【练习】5(1) 某溶液中可能含有Fe2+、Cu2+、NH4+、Mg2+、Al3+。当加入一种淡黄色固体加热时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄固体的量与析出沉淀，产生气体的量的关系如图,Mg2+、Al3+、NH4+,Mg2+、Al3+、NH4+ = 1:1:3,例2.从铝土矿中分离 Al2O3、Fe2O3、SiO2,Al2O3 Fe2O3 SiO2,HCl,FeCl3 AlCl3,SiO2,NaOH,Fe(OH)3,NaAlO2,Fe2O3,CO2,Al2O3,Al(OH)3,【例3】将铁和三氧化二铁的混合物2.72克，加入50mL1.6mol / L的盐酸中恰好完全反应，滴入KSCN溶液后不显血红色。若忽略化学反应中溶液体积变化，则在所得溶液中Fe2+离子的物质的量浓度为多少？,【练习】1.向一定量的FeO Fe Fe2O3的混合物中加入100ml1mol.L-1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224mL（标准状况）的气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原同质量的混合物能得到铁的质量是 （ ） A. 11.2g B. 5.6g C. 2.8g D.无法计算,【答案】c(Fe2+ )=0.8mol.L-1,C,【练习】2.将4.08g镁铝合金，投入400ml 1.2 mol /L的盐酸中，金属全部溶解，再加入3 mol /L的氢氧化钠溶液，若使沉淀量达到最大值，应加入氢氧化钠溶液的体积为_mL,(160mL),【例4】(1)向饱和Na2CO3溶液中通入CO2现象是： 有白色晶体析出。 (2)如何从NaHCO3溶液中得到NaHCO3晶体? 采用减压低温蒸干方法。 (3)只用试管怎样鉴别Na2CO3和HCl两种稀溶液? (启发:两溶液互滴现象是否相同?) (4)Na2CO3溶液中加HCl(稀)直至不再产生CO2,此过程中c(HCO3-)怎样变化? c(HCO3-)先逐渐变大,后又减小。,注意NaHCO3与Ca(OH)2反应时有量的关系。 NaHCO3与不足量Ca(OH)2反应：,NaHCO3与足量Ca(OH)2反应：,小结:反应中因物质的量不同对生成物影响的反应 P与Cl2 、H2S与O2 、C与O2 、AlCl3与NaOH、NaAlO2与HCl、Fe与HNO3 、FeCl3与Zn、Ca(OH)2与CO2 、H3PO4与NaOH 、FeCl3与Na2S 、FeBr2与Cl2等。,注意！,【例5】在一密闭容器中放有11.5 g Na、4.4 g CO2、0.3 mol水蒸气，此时压强为1.01105Pa。放置一段时间，保持温度不变，让几种物质充分反应。 （1）瓶中可能发生的反应方程式为 _。 （2）反应后瓶内压强变为 _Pa。 （3）反应后残留固体成分及各成分的物质的量分别为 。 (4)将全部固体用适量水配成50mL溶液，用盐酸滴定至终点，耗酸31.25mL。若指示剂为甲基橙，则盐酸浓度为_ mol/L，若指示剂为酚酞，则盐酸浓度为 _mol/L。,CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,2Na+2H2O2NaOH+H2,5.05104,Na：0.1mol、NaOH0.2mol、Na2CO3：0.1mol,12.8,16,【例6】取6.60 g NaHCO3和Na2O2的固体混合物,在密闭容器中加热到250,经充分反应后排出气体,冷却后称得固体质量为5.30g。计算原混合物中Na2O2的质量分数。,【