（全国）2017年高中化学 暑期作业第11讲“金属及其化合物”复习的基本方法（高考复习适用）.doc

第11讲“金属及其化合物”复习的基本方法金属及其化合物的复习应抓住重点、以点带面。要抓住钠、镁、铝、铁、铜及其重要化合物的主要性质，了解它们的共性、特性及转化；同时应注意归纳总结金属与化学理论、化学实验的联系点，能够合理应用相关知识解决相应的问题。1抓转化，构建网络常见金属元素及其化合物的相互转化关系【例1】下列物质的转化在给定条件下能实现的是()al2o3naalo2(aq)al(oh)3sso3h2so4饱和nacl(aq)nahco3na2co3fe2o3fecl3(aq)无水fecl3mgcl2(aq)mg(oh)2mgoa bc d【例2】如图中a、b、c、d、e是单质，g、h、i、f是b、c、d、e分别和a形成的二元化合物。已知：反应cgbh能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；i是一种常见的温室气体，它和e可以发生反应：2ei2fd，f中e元素的质量分数为60%。回答问题：(1)中反应的化学方程式为_。(2)化合物i的电子式为_，它的空间结构是_。(3)1.6 g g溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)：_。(4)c与过量naoh溶液反应的离子方程式为_，反应后溶液与过量化合物i反应的离子方程式为_。(5)e在i中燃烧观察到的现象是_。2抓重点，以点带面(1)金属钠及其化合物的性质单质金属钠具有很强的还原性，能与非金属、水等发生剧烈反应；两种氧化物：类别、过氧化钠的电子式与氧元素价态、过氧化钠与水及二氧化碳反应的原理(电子转移)；na2co3、nahco3：典型性质(与酸h2so4、碱naoh、ca(oh)2反应的离子方程式的书写)、碳酸钠与碳酸氢钠的检验与鉴别。(2)铝及其化合物的性质铝、氧化铝、氢氧化铝具有两性，都能与强碱(如naoh)、强酸(如稀硫酸)反应；铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐(铝三角)之间的转化al33oh=al(oh)3al34oh=alo2h2oalohh2o=al(oh)3alo4h=al32h2oal(oh)33h=al33h2oal(oh)3oh=alo2h2o铝及其化合物的两性常用于混合物的分离、除杂与鉴别，如fe3与al3的分离，除去fe2o3中混有的al2o3，选用一种试剂鉴别nacl、mgcl2、alcl3溶液等。(3)铁及其化合物的性质“铁三角”关系fecu2=fe2cufeno4h=fe3no2h2o2fe2cl2=2fe32clfe2zn=zn2fefe2fe3=3fe2fe2o32al2feal2o3氯化亚铁溶液的保存、氯化铁溶液的保存、水解制备胶体铁及其化合物的鉴别【例3】(根据近两年高考试题改编)下列说法正确的是_。a用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体b工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气c用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液d常温下将al片放入浓hno3中无明显现象可说明al与浓hno3不反应e氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中f要确定nacl溶液中是否混有na2co3可采取的操作为取少量溶液滴加cacl2溶液，观察是否出现白色沉淀gna2o2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物2na2o22co2=2na2co3o2h新制的al2o3溶于naoh溶液的离子方程式为al2o32oh=2aloh2oife与稀hno3、稀h2so4反应均有气泡产生，说明fe与两种酸均发生置换反应jfe在足量cl2中燃烧生成fecl2和fecl3k将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红说明铁与水在高温下发生反应3抓性质，会应用(1)相关物质的制备电解法冶炼钠、镁、铝，还原法冶炼铁和铜，工业冶炼铜原理可以与硫酸工业联系起来，而冶铁原理是介绍了重要化工生产范例。氢氧化亚铁、氢氧化铝、硫酸铝、氧化铝、氧化铁、氯化铁、硫酸亚铁等典型物质制备一直是高考关注的热点。(2)钠及其化合物的典型计算典型的差量计算，如过氧化钠与二氧化碳的计算、碳酸钠、碳酸氢钠混合加热的计算；过氧化钠与碳酸氢钠的计算。(3)铝及其化合物的典型计算图像中难点是铝盐和偏铝酸盐的图像。例如，铝三角之间的转换及其图像在al3、al(oh)3、alo之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系，现概括如下：图1把强碱溶液逐滴加入到铝盐(al3)溶液中至过量图2把铝盐(al3)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量图3把强酸溶液逐滴加入到alo溶液中至过量图4向强酸溶液中逐滴加入alo溶液至过量图5向明矾溶液中逐滴加入ba(oh)2溶液至过量【例4】某溶液中可能含有h、nh、mg2、al3、fe3、co、so、no中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入naoh溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入naoh的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()a溶液中的阳离子只有h、mg2、al3b溶液中n(nh)0.2 molc溶液中一定不含co，可能含有so和nodn(h)n(al3)n(mg2)111一、钠及其化合物1已知a是一种金属单质，b显淡黄色，其转化关系如图所示，则以下c的性质错误的是()a溶液呈碱性b与澄清石灰水反应产生白色沉淀c与足量盐酸反应放出气体d受热易分解2将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是()mgso4溶液na2so4稀溶液饱和澄清石灰水ca(hco3)2溶液cuso4溶液饱和nacl溶液a bc d31 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是()ana2co3bna2o2 na2co3cnaohna2co3dna2o2 naoh na2co3二、镁、铝及其化合物4足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()a氢氧化钠溶液 b稀硫酸c盐酸 d稀硝酸5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，则加入铝粉质量为()a5.4 g b3.6 gc2.7 g d1.8 g6某校化学兴趣小组用如图所示过程除去alcl3溶液中含有的mg2、k杂质离子并尽可能减少alcl3的损失。下列说法正确的是()anaoh溶液可以用氨水来代替b溶液a中含有al3、k、cl、na、ohc溶液b中只含有nacld向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的ph三、铁、铜及其化合物7已知酸性条件下有如下反应：2cu=cu2cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生cu或cu2o，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体和蓝色溶液无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()acubcu2oc一定有cu，可能有cu2od一定有cu2o，可能有cu8cuso4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是()a相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想by可以是葡萄糖溶液cx可能是so2和so3的混合气体d将cuso4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体9银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：(1)电解精炼银时，阴极反应式为_；滤渣a与稀hno3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_。(2)固体混合物b的组成为_；在生成固体b的过程中，需控制naoh的加入量，若naoh过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_cuo_al2o3_cualo2_。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为_ mol cualo2，至少需要 1.0 moll1的al2(so4)3溶液_ l。(5)cuso4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_、过滤、洗涤和干燥。四、图像题10下列实验与对应示意图的关系正确的是()abcdnaalo2溶液中逐滴滴加盐酸至过量alcl3溶液中逐滴滴加氨水至过量明矾溶液中逐滴滴加ba(oh)2溶液至过量澄清石灰水中缓慢通入co2至过量11.向四只盛有一定量naoh溶液的烧杯中通入不同量的co2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的co2气体与hcl物质的量的关系如图(忽略co2的溶解和hcl的挥发)：则下列分析都正确的组合是()图对应溶液中的溶质为nahco3图对应溶液中的溶质为na2co3和nahco3，且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为naoh和na2co3，且二者的物质的量之比为11图对应溶液中的溶质为na2co3a b c d12向na2co3、nahco3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如右图所示。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、oh、so、nobb点对应的溶液中：al3、fe3、mno、clcc点对应的溶液中：na、ca2、no、cldd点对应的溶液中：f、no、fe2、ag五、综合提升13al、fe、cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是()a三者对应的氧化物均为碱性氧化物b三者的单质放置在空气中均只生成氧化物c制备alcl3、fecl3、cucl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法d电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液时阴极上依次析出cu、fe、al14易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是()选项实验方案现象、结论a加入盐酸产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属b加入naoh溶液有无色气体产生；含有镁、铝两种金属c加入盐酸后，所得溶液中再加入少量naoh溶液产生白色沉淀；含有金属镁d用盐酸溶解并放置一会儿后，加入kscn溶液溶液呈红色；含有铁元素15.下列各组物质按下图所示转化关系每一步都能一步实现的是()选项甲乙丙丁afecl3fecl2fe2o3fe(oh)3bcucuocuso4cucl2cnohno3no2nh3dal(oh)3naalo2al2o3alcl316.某研究小组利用下图装置探究温度对co还原fe2o3的影响(固定装置略)。(1)mgco3的分解产物为_。(2)装置c的作用是_，处理尾气的方法为_。(3)将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置d加热，反应产物均为黑色粉末(纯净物)，两组分别用产物进行以下实验。步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入稀盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加k3fe(cn)6溶液蓝色沉淀蓝色沉淀3取步骤1中溶液，滴加kscn溶液变红无现象4向步骤3溶液中滴加新制氯水血红色褪去先变血红，后褪色乙组得到的黑色粉末是_。甲组步骤1中反应的离子方程式为_。乙组步骤4中，溶液变血红的原因为_；溶液褪色可能的原因及其验证方法为_。从实验安全考虑，上图装置还可采取的改进措施是_。第11讲“金属及其化合物”复习的基本方法备考指导例1a在提供的物质转化关系中，中s在o2中的燃烧产物应为so2，故错；中fecl3溶液在加热时会促进fe3的水解：fecl33h2ofe(oh)33hcl，最终得不到无水fecl3，要实现这个过程，需将fecl3溶液在hcl的氛围中加热蒸干，才能得到无水fecl3，故错。例2(1)2alfe2o32feal2o3(2) 直线形(3)fe2o36h=2fe33h2o，2fe3cu=2fe2cu2n(cu)n(fe2o3)0.01 mol需铜粉的质量为0.01 mol64 gmol10.64 g(4)2al2oh2h2o=2alo3h2aloco22h2o=al(oh)3hco(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体解析(1)铝热反应应用于铁轨的焊接，由可知c为al、g为铁的氧化物，常用的为fe2o3、b为fe、h为al2o3，反应的化学方程式为2alfe2o32feal2o3。co2是最常见的温室气体，由可知e为mg、i为co2、f为mgo、d为c(碳)。综上可知a为o2。(2)co2的电子式为，它的空间结构是直线形。(3)fe2o3与盐酸反应的离子方程式为fe2o36h=2fe33h2o，fecl3与铜粉完全反应的离子方程式为2fe3cu=2fe2cu2，可知n(cu)n(fe2o3)0.01 mol，需铜粉的质量为0.01 mol64 gmol10.64 g。(4)al与过量naoh溶液反应的离子方程式为2al2oh2h2o=2alo3h2，反应后溶液为naalo2，与过量co2反应的离子方程式为aloco22h2o=al(oh)3hco。(5)mg在co2中燃烧的化学方程式为2mgco22mgoc，观察到的现象是镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体。例3acefh解析a项nahco3加热分解生成co2而na2co3难分解，正确；b项电解nacl溶液不能得到na，错误；c项纯碱溶液呈碱性，使酚酞变红，正确；d项al遇浓hno3钝化，错误；e项腌制食品需要nacl，含cl，正确；f项na2co3与cacl2反应生成caco3沉淀，正确；g项na2o2与h2o反应生成naoh，naoh吸水潮解，错误；h项al2o3属两性氧化物，可与naoh反应，正确。i项fe与稀h2so4反应生成氢气发生置换反应，与稀hno3反应生成no不是置换反应，错误；j项fe在足量cl2中燃烧只生成fecl3，错误；k项将水蒸气与铁在高温下发生反应生成黑色的fe3o4，错误。例4b由知溶液中一定含有h，一定没有co、no，由及图像知溶液中一定含有mg2、al3和nh，且n(nh)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(h)0.1 mol，n(al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀al3、mg2共消耗0.4 mol oh，其中沉淀al3消耗0.3 mol oh，沉淀mg2消耗0.1 mol oh，根据mg22oh，可得n(mg2)0.05 mol，故只有选项b正确。考点突破1db是淡黄色的氧化物，因此，金属a为na，b为na2o2。根据图中转化关系，推知c为na2co3，d为naoh。na2co3水解使溶液呈碱性，与ca(oh)2反应生成caco3，与盐酸反应生成co2，但受热不易分解。2d2na2h2o=2naohh2，中mg22oh=mg(oh)2；中反应消耗水，溶液温度升高，ca(oh)2的溶解度降低，析出ca(oh)2沉淀；中ca2hcooh=caco3h2o；生成的cu(oh)2是蓝色沉淀，不符合题意；水减少，c(na)增大，使nacl(s) na(aq)cl(aq)平衡向左移动。3a碳酸氢钠固体受热发生分解反应：2nahco3na2co3co2h2o，生成的co2和h2o均能与na2o2反应：2co22na2o2=2na2co3o2、2h2o(g)2na2o2=4naoho2，根据计量关系可知，2 mol碳酸氢钠受热分解生成co2和h2o(g)各1 mol，na2o2只有1 mol，故其恰好和co2反应生成na2co3和o2要注意na2o2与co2、h2o(g)反应的先后顺序，排出气体物质后，只剩余na2co3。4a稀硝酸与铝反应不会产生氢气，可排除d项；naoh溶液、稀硫酸、稀盐酸均可与al反应产生氢气，其对应关系分别为2naoh2al，3h2so42al，6hcl2al，故相同质量的铝发生反应，消耗naoh的物质的量最少，故选a。5a其反应原理为2al6hcl=2alcl33h2，2al2naoh2h2o=2naalo23h2可见当参加反应的hcl和naoh的物质的量一样多时，产生h2的体积比是13，而题设条件为v(甲)v(乙)12，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于naoh来说是不足的。2al6hcl=2alcl33h26 mol 3 mol3 moll10.1 l 0.15 mol则al与naoh反应生成的h2为0.15 mol20.3 mol。2al2naoh2h2o=2naalo23h2227 g3 mol54 g0.3 mol即投入的铝粉为5.4 g。6da项，氨水也沉淀al3，不能代替naoh溶液；b项，a中不含al3；c项，b也含有kcl。7d由红色固体与稀硫酸反应的实验现象知该红色固体中一定含有cu2o，又由于cu2o、cu分别与浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸反应时产生的现象分别相同，故无法确定红色固体中是否有cu。8b途径中会产生有毒物质so2而途径不会，a错误；cuso4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，cuso4中只有氧元素的化合价能升高，故x中必有o2，c错误；d项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，d错误。9(1)age=ag2noo2=2no2(2)al(oh)3、cu(oh)2al(oh)3oh=alo2h2o(3)424o2(4)5025(5)蒸发结晶解析根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。(1)电解精炼银时，阴极反应式为age=ag。气体变色发生的反应为2noo2=2no2。(2)固体b含有cu(oh)2、al(oh)3。若naoh过量，则al(oh)3会转化为naalo2。(3)该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质，然后配平化学方程式。(4)生成cualo2的物质的量为50 mol，据al元素守恒可知，至少需要al2(so4)3的物质的量为 25 mol，则需溶液体积为25 l。(5)cuso4从饱和溶液中结晶生成cuso45h2o(胆矾)，由cuso4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥。10ca项，alohh2o=al(oh)3、al(oh)33h=al33h2o，应是13，错误；b项，al(oh)3不溶于nh3h2o，错误；c项，在溶解al(oh)3时，会增加baso4沉淀，所以质量仍增加，正确；d项，co2ca(oh)2=caco3h2o、caco3co2h2o=ca(hco3)2，错误。11a图像中从o点即开始产生co2气体，对应溶液中的溶质为nahco3，正确；图像中oa段消耗hcl的量小于ab段消耗hcl的量，对应的溶液中的溶质为na2co3和nahco3，且二者的物质的量之比，正确；图像中，oa段消耗hcl的量等于ab段消耗hcl的量，对应溶液中的溶质为na2co3，不正确；图像中，oa段消耗hcl的量大于ab段消耗hcl的量，对应溶液中的溶质为na2co3、naoh，且二者的物质的量之比：，不正确。12ca项，a点存在hco，oh不能大量共存；b项，b点正好生成nahco3溶液，al3、fe3不能大量共存；d项，d点含有大量的cl，ag不能大量共存。13ca项，fe、cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而al对应的氧化物al2o3属于两性氧化物，故a错误；b项，al、fe放置在空气中生成氧化物al2o3、fe2o3，而cu放置在空气中会生成cu2(oh)2co3(铜绿)，故b错误；c项，制备alcl