江苏省高考化学二轮 专题五 金属及其化合物最新讲义 (2).doc

专题五 金属及其化合物nana2snaohna2co3nahco3co2 h2oohco2ca(oh)2h2osna2o2h2oo2点燃co2 c2h5onanaclc2h5oh电解水溶液（1）钠及其化合物alal2o3naalo2alcl3al(oh)3o2点燃fe3o4高温电解naohnaohnaohnaoh、nh3h2ohclhclhclhcl、co2（2）镁、铝及其化合物hclmgmgomgco3mg(oh)2mgcl2mgso4h2so4h2so4h2so4电解沸水hclnaohca(oh)2h2o煅烧o2点燃co2点燃cl2 fe feoh2so4cl2fefecl2fesfeso4fe2o3fecl3fe(scn)3fe(oh)3fe(oh)2fe3o4h2so4h2so4h2so4hclnaohhclnaohc o2 al h2oc o2al co o2o2 h2os kscn（3）铁、铜、银及其化合物agohna2ss feagagno3ag2sag(nh3)2ohrcho 水浴加热ag2co3agiagbragclh2shno3hno3nh3h2onh3h2ohclh2so4naohfefehno3cuh2so4hno3cuocu(oh)2cu2ocu(no3)2cuso4cu2scush2s浓h2so4s点燃o2 co hno3 高温rcho 水浴加热【备考策略】在江苏近三年的高考中，第i卷主要考查典型物质的性质及其应用，而第卷则将元素化合物知识的考查分散到多个题型中，结合化学理论、化学实验和计算等进行考查。元素化合物知识是中学化学的核心，必须打牢基础。高考以识记、理解、综合应用、探究等各种能力层次呈现，以应用为主，第1卷较简单而第卷中中等难度的题目居多，似乎有将框图题挪于选择题中的趋势。第i卷中涉及的主打金属元素al、fe、cu，第卷中常考查陌生金属如zn、ma、cr、co等。2013年的备考中，在复习元素化合物知识时，应以化学基本理论为指导，与化学实验相结合，这样不仅能够知其然，还能够知其所以然。就能较好地掌握元素化合物知识。结合化学基本理论复习元素化合物，并以此强化基本理论知识，突出应用。类型一、金属及其化合物性质例1(2012海南化学卷) 在fecl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下： i：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液： ii：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液ph，同时鼓入足量的空气。 己知：kspfe(oh)3= 4.010-38 回答下列问题： (1)fecl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ： (2)过程i 加入铁屑的主要作用是 ，分离得到固体的主要成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是 ； (3)过程ii中发生反应的化学方程式为 ； (4)过程ii中调节溶液的ph为5，金属离子浓度为 。(列式计算)【知识总结】金属及其化合物的特性1.金属单质的性质：与水、酸反应，注意铁与水蒸气反应、铝与naoh溶液反应、铝热反应。2.金属氧化物的性质：与水、酸反应，注意na2o2与水反应、fe3o4与盐酸反应。3.金属阳离子的性质：与oh反应，注意al3+、fe3+与h2o、oh/、hco3、co32、alo2的反应，注意fe3+的氧化性。【变式训练1】下列实验中，溶液颜色有明显变化的是a.少量明矾溶液加入到过量naoh溶液中b.往fecl3溶液中滴入ki溶液，再滴入淀粉溶液c.少量na2o2固体加入到过量nahso3溶液中d.往酸性高锰酸钾溶液中滴入少量fe2(so4)3溶液类型二、金属及其化合物的转化例2(2012徐州市三模)铝是一种很重要的金属，可以发生一系列反应制备物质。下列说法错误的是( )a.反应又称铝热反应，曾用于野外焊接铁轨b.利用反应都能产生氢气，产生等量氢气消耗al的质量也相等且转移电子数也相等c.常用反应制备al(oh)3，方法是向al2(so4)3溶液中滴加naoh溶液至恰好完全沉淀d.工业上常用反应制备金属铝，制备过程中常加入冰晶石以降低al2o3的熔点【方法总结】金属及其化合物的相关“题眼”1.物理性质及用途：银白色的常见金属na、mg、al,淡黄色的na2o2，白色胶状沉淀al(oh)3(还有h4sio4)2.特征反应：两性al2o3、al(oh)3的反应,铝铁的钝化 、fe3+与scn、苯酚的显色反应，银氨溶液的银镜反应， 3.反应条件：电解氧化铝、氯化镁、氯化钠制单质、用c、al、co高温还原制备铁、铜等过渡金属，电解硫酸铜溶液，铜银催化醇氧化等。4.重要反应：al+hcl(naoh/h2o、fe2o3)、na2o2+h2o(co2、so2)、mg+(n2、co2、ch3ch2oh、nh4cl)、fe+h2o、fe2o3+al、fe3+scn(fe、cu、h2s、ki)、fe3+cl2(h2o2、hno3)、rcho+ag(nh3)2oh、cu(oh)2【变式训练2】(2012江苏高考)下列物质转化在给定条件下能实现的是a. b. c. d.类型三、金属及其化合物的制备工艺例3(2012徐州信息)利用制取硫酸产生的矿渣（主要成分为fe2o3、fe3o4、feo、al2o3及sio2等）制备高纯氧化铁(-fe2o3)的工艺流程如下：（1）“酸浸”过程中fe3o4发生反应的离子方程式为 。为提高“酸浸”中铁元素的浸出率，除了采用合适的液固比和循环浸取外，适宜的条件还有 、 。（任举两例）（2）调节ph至5.5的目的是 。（3）滤液中加入nh4hco3时需要控制反应温度不能过高，原因是 。（答一点即可）（4）在空气中煅烧feco3制备高纯氧化铁的化学方程式为 。【总结和方法】1.金属的冶炼：（1）冶炼方法：还原法 置换法 电解法（2）常见金属的冶炼：汞：热分解法：2hgo=2hg+o2 铜：置换法：cuso4+fe=cu+feso4 （又叫湿法炼铜） 铝：电解法：2al2o3= 4al+3o2(注意不能用alcl3,因为alcl3不是离子化合物） 镁：电解法：mgcl2（l） mg(s)+cl2(g) 钠：电解法：2nacl2na+cl2 钾：原理是高沸点金属制低沸点金属：na+kcl=k+nacl(反应条件是高温，真空。） 铁：热还原法：2fe2o3+3c=2fe+3co22.流程题中常用的制备方法(1)酸溶：用硫酸、硝酸、盐酸溶解原料。(2)调ph：用酸（h+）、碱（oh）、cuo、na2co3等调节【变式训练3】(2012南京盐城三模联考) 硝酸铝广泛用于有机合成、印染工业等工业上以铝灰为原料(主要成分为al，含少量al203、fe203、sio2、cao、mgo等)制备硝酸铝的工艺流程如下：已知：al(oh)3沉淀和溶解的ph如下表：回答下列问题：(1)碱溶时，发生主反应的离子方程式为 (2)工艺流程中第一次加入硝酸调ph=7.0的目的是 ph=7.0时，溶液中c(al3+)= (通常条件下，kspal(oh)3=1.310-33)(3)若忽略杂质跟酸、碱的反应，则在碱溶、调ph=7.0、酸溶过程中，理论上消耗碱、酸的物质的最之比，=n1(naoh)：n2(hno3)：n3(hno3)= 。 1. (2012重庆理综)下列叙述正确的是a.fe与s混合加热生成fes2 b.nahco3的热稳定性大于na2co3c.过量的铜与浓硫酸反应用一氧化氮生成 d.白磷在空气中加热到一定温度能转化成红磷2. (2012扬州三模)下列离子方程式正确的是a向40ml、8mol/l的硝酸溶液中加入5.6 g铁粉：fe+4h+no3-=fe3+no+2h2ob在海带灰的浸出液（含有i-）中滴加h2o2得到i2：2i- +h2o2 + 2h+ = i2 + 2h2o c一小块金属钠放入0.1 mol/l醋酸溶液中：2na+2h+=2na+h2d苯酚与碳酸钠溶液反应：c6h5oh+co32-c6h5o-+ co2+h2o3. fecl3、cucl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，则下列判断不正确的是()a加入kscn溶液一定不变血红色 b溶液中一定含fe2c溶液中一定不含cu2 d剩余固体中一定含cu4. (2012南师附中模拟)工业上用铝土矿(主要成分为al2o3，含fe2o3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()a. 试剂x可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸b. 反应过滤后所得沉淀为氢氧化铁c. 图中所示转化反应都不是氧化还原反应d. 反应的化学方程式为naalo2co22h2o=al(oh)3nahco35. (1)工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体：在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是_。在保温去铁的过程中，为使fe3+沉淀完全，可以向溶液中加入cuo，调节溶液的ph，根据下表数据，溶液的ph应保持在范围。氢氧化物开始沉淀时的ph氢氧化物沉淀完全时的phfe3+cu2+19473267不用加水的方法调节溶液ph的原因是_。进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的ph=1，其目的是(结合离子方程式说明) _。(2)工业上常利用硝酸铜溶液电镀铜，电镀时阴极的电极反应式是_。(3)如图是某小组同学查阅资料所绘出的硝酸铜晶体cu(no3)2nh2o的溶解度曲线(温度在30 前后对应不同的晶体)，下列说法正确的是(填字母)。aa点时的溶液为不饱和溶液bb点时两种晶体可以共存c按上述流程最终得到的晶体是cu(no3)23h2od若将c点时的溶液降温至30 以下，可以析出cu(no3)26h2o晶体专题五金属及其化合物 【例1】(1) 2fe3 cu = 2fe2 cu2(2) 回收铜cu和fe加入过量的盐酸后过滤(3) fecl2ca(oh)2=cacl2fe(oh)24fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3(4) 4.01011moll1解析： (1) fe3具有强氧化性，能将cu氧化，其离子方程式为2fe3 cu = 2fe2 cu2(2) 废液中含有fe2和cu2，加入过量的铁屑发生的反应为fe cu2 = fe2 cu，故铁屑的作用是回收铜，分离得到的固体为cu和fe的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸，再过滤。(3) “向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为fecl2ca(oh)2=cacl2fe(oh)2；“鼓入足量的空气”发生的反应为4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。(4) 据kspfe(oh)3 c(fe3)c(oh)3 4.01038 ，ph5，则c(oh)109moll1，可知c(fe3)4.01011moll1。【变式训练1】bd解析：选项a中有白色沉淀的出现和消失，溶液颜色基本不变；选项b中溶液呈蓝色；选项c中淡黄色的na2o2固体消失，但溶液颜色基本不变；选项d中酸性高锰酸钾溶液中红棕色溶液褪色，最终溶液呈黄色。【例2】c解析：铝热反应是铝和某些金属氧化物在高温下的反应，此题中的铝与氧化铁属于铝热反应，选项a的说法正确；铝与强酸强碱反应都产生3价铝元素，即转移的电子数相等，生成的氢气也相等，选项b的说法正确；用氨水与铝盐溶液制备氢氧化铝最合适，选项c的说法错误；电解氧化铝制备铝，由于氧化铝的熔点高，常加入冰晶石降低al2o3的熔点，选项d的说法正确。【变式训练2】a解析：本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理 、fe3水解fecl3溶液蒸干得不到无水fecl3、氢氧化镁不稳定性。【例3】(1) fe3o48h=fe22fe34h2o 合适的酸浓度、连续搅拌、延长酸浸时间等 (任答两点即可) (2) 除去滤液中的al3 (3) 防止nh4hco3受热分解或防止fe2水解程度增大 (4) 4feco3o22fe2o34co2解析：(1) 酸浸可用盐酸或硝酸，由于后续实验中将fe3还原为fe2，而且用硝酸会产生nox污染物，故用盐酸酸浸。(2) 从流程看调ph是除去al3的操作。(3) nh4hco3受热会分解，而且能促进fe2的水解。(4) feco3能被氧气氧化。【变式训练3】(1) 2al2oh2h2o=2alo3h2(2) 使al(oh)3沉淀完全1.31012 moll1(3) 113解析：(1) 铝溶于强碱。(2) ph7.0时，c(oh)107mol/l，c(al3)c3(oh)kspal(oh)31.31033，c(al3)1.31012mol/l。(3) 碱溶反应：2al2naoh2h2o=2naalo23h2；调ph7.0，反应：naalo2hno3h2o=nano3al(oh)3；酸溶反应：al(oh)33hno3=al(no3)33h2o；n1(naoh)n2(hno3)n3(hno3)113。随堂训练1. c解析：fe与s混合加热生成fes，故选项 a错误；nahco3的热稳定性小于na2co3，即nahco3能分解生成na2co3，选项b错误；浓硝酸变稀，选项c中会出现铜与稀硝酸反应生成no的反应，选项c正确；白磷在空气中能自然，选项d错误。2. a解析：选项a的离子方程式是ba2ohhco=bacl32h2o，选项a错误；选项b中的i先被氧化，选项b错误；选项c中少量cl2只氧化fe2，选项c错误；选项d中的fe3能氧化i，选项d错误。3. b解析：该固体一定含cu，可能含fe；溶液中一定不含fe3，一定含fe2，可能含cu2。4. d解析：根据通入y生成nahco3分析，y是co2，则试剂x一定是碱，选项a错误；反应过滤后所得沉淀fe2o3，选项b错误；电解al2o3的反应是氧化还原反应，选项c错