【步步高】（考前三个月）高考化学 第一部分 专题4 常见金属元素及其化合物学案10.doc

学案10常见金属元素及其化合物最新考纲展示1.了解常见金属的活动性顺序。2.了解常见金属元素(na、al、fe、cu)及其重要化合物的主要性质及其应用。3.了解合金的概念及其重要应用。基础回扣1典型元素及化合物的特征性质(1)na、al、fe、cu四种元素的单质中：能与水剧烈反应的是_，反应的离子方程式：_；能与naoh溶液反应的是_，反应的离子方程式：_，其中作氧化剂的是_；cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式：_；与氧气反应条件不同，反应产物不同的是_。(2)上述四种金属的氧化物中：能用作供氧剂的是_，写出一个化学方程式：_；既能溶于酸溶液又能溶于强碱溶液的是_，离子方程式分别为_，_；常温下为黑色固体的是_。(3)上述四种金属的氢氧化物中：易在空气中被氧化的是_，现象_，反应的化学方程式为_；具有两性的是_。(4)上述四种金属形成的阳离子共有_种，其中既能表现还原性，又能表现氧化性的是_，检验fe2的方法是_；其中氧化性最强的是_，它腐蚀金属铜的离子方程式为_。答案(1)na2na2h2o=2na2ohh2al2al2oh2h2o=2alo3h2h2o2cuco2h2oo2=cu2(oh)2co3na、fe(2)na2o22na2o22co2=2na2co3o2或2nao22h2o=4naoho2al2o3al2o36h=2al33h2oal2o32oh=2aloh2ofeo、fe3o4、cuo(3)fe(oh)2白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3al(oh)3(4)6fe2、cu先加kscn溶液不显红色，再加h2o2溶液变血红色fe32fe3cu=2fe2cu22典型元素及其化合物的转化关系(1)钠及其化合物间的转化关系离子方程式：2na2h2o=2na2ohh2；化学方程式：2nao2na2o2；离子方程式：2na2o22h2o=4na4oho2；化学方程式：2na2o22co2=2na2co3o2；化学方程式：2nahco3na2co3co2h2o；离子方程式：2ohco2=coh2o；离子方程式：co2oh=hco；化学方程式：2nacl2h2o2naohh2cl2。(2)铝及其化合物间的转化关系离子方程式：2al2oh2h2o=2alo3h2；离子方程式：al2o32oh=2aloh2o；离子方程式：aloco22h2o=al(oh)3hco；离子方程式：al33nh3h2o=al(oh)33nh；化学方程式：2al(oh)3al2o33h2o；离子方程式：al33alo6h2o=4al(oh)3。(3)铁及其化合物间的转化关系化学方程式：fesfes；化学方程式：2fe3cl22fecl3；化学方程式：fe2o33co2fe3co2或fe2o32alal2o32fe；离子方程式：2fe2cl2=2fe32cl或2fe2h2o22h=2fe32h2o；离子方程式：2fe3fe=3fe2或2fe3cu=2fe2cu2；化学方程式：4fe(oh)2o22h2o=4fe(oh)3。题型1金属及其化合物的性质应用1(2014北京理综，7)下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()ak bna cfe dal答案d解析金属铝在空气中表面会形成一层致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，d正确；k、na、fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，a、b、c错误。2(2014上海，19)下列反应与na2o2so2na2so4相比较，na2o2的作用相同的是()a2na2o22co22na2co3o2b2na2o22so32na2so4o2cna2o2h2so4na2so4h2o2d3na2o2cr2o32na2cro4na2o答案d解析na2o2so2na2so4反应中na2o2的作用是氧化剂，a、b项中na2o2既作氧化剂也作还原剂；c项中na2o2既不是氧化剂也不是还原剂；d项中只作氧化剂。3高考真题选项正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂()(2014江苏，4b)解析al(oh)3是两性氢氧化物，表现一定的弱碱性，可中和胃酸。(2)铝罐可久盛食醋()(2014福建理综，6c)解析铝是活泼金属，铝罐表面的氧化膜是两性氧化物，二者均能与醋酸反应(3)fecl3溶液可用于铜质印刷线路板制作，fecl3能从含有cu2的溶液中置换出铜()(2014新课标全国卷，8d)解析fecl3溶液溶解铜的离子方程式为2fe3cu=cu22fe2，fe3将cu氧化为cu2，不是置换反应。(4)nahco3的热稳定性大于na2co3()(2012重庆理综，7b)解析nahco3受热可生成na2co3，故nahco3的热稳定性小于na2co3。(5)将水蒸气通过灼热的铁粉，出现的现象是粉末变红，说明铁与水在高温下发生反应()(2013广东理综，23d)解析铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的fe3o4和h2。(6)明矾能水解生成al(oh)3胶体，可用作净水剂()(2012江苏，5a)解析明矾水解生成的al(oh)3胶体中，胶粒带正电，通过电性吸引作用，破坏了水中胶体杂质的稳定性，使胶体杂质聚沉，同时al(oh)3还能吸附一些悬浮物，所以明矾具有净水作用。(7)fe与s混合加热生成fes2()(2012重庆理综，7a)解析fe与s混合加热生成fes，而不生成fes2。(8)fe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()(2012山东理综，12c)解析铁与稀硝酸发生的反应不是置换反应。(9)由于na2co3可直接和油污反应，常用热的烧碱溶液洗去油污()(2014新课标全国卷，8a改编)解析na2co3是纯碱，水解产生的naoh(烧碱)能和油脂直接反应。(10)氧化铁能与酸反应，因而可用于制作红色涂料()(2014江苏，4d改编)解析氧化铁是红棕色粉末，可用作红色涂料，与能和酸反应没有任何联系。1误认为na在适量氧气中燃烧生成na2o，在过量氧气中生成na2o2。2误认为fe在少量氯气中燃烧生成fecl2，在过量氯气中燃烧生成fecl3。3氧化钠和过氧化钠中阳离子和阴离子数比都是21。4简单类比na2o2与co2的反应，书写na2o2与so2反应的化学方程式。5al2o3，al(oh)3溶于大部分酸和强碱溶液，而不能溶于氨水或碳酸。6误认为al与所有的金属氧化物都能发生铝热反应。7易忽视fe(no3)2溶液酸化后，fe2被氧化为fe3，而no被还原为no。8fecl3、alcl3、fe2(so4)3、明矾溶液蒸干、灼烧后所得固体产物都是氧化物。1下列叙述中正确的是()a氯化铝溶液中加入过量氨水反应的实质是al33nh3h2o=al(oh)33nhb存在于污水中的重金属离子，常用投加明矾等电解质的方法进行处理c镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量naoh溶液d依据铝热反应原理，能发生反应2al3mgo3mgal2o3答案a解析b项中明矾只能使污水中的悬浮物沉降，不能除去重金属离子；c项中mg不能溶于naoh溶液；d项中mg的金属性比al强，故al与mgo不能发生铝热反应。2下列有关铜及其化合物的说法中正确的是()a氧化铜可以作氯酸钾分解的催化剂b铜器表面的铜绿可以用稀硝酸洗涤c硫酸铜溶液与碳酸钠溶液混合会生成氢氧化铜、硫酸钠、二氧化碳d铜像用银底垫比用铁底垫好，银不易与空气中的氧气反应答案a解析过渡金属氧化物如氧化铜、二氧化锰等可以作氯酸钾分解的催化剂，a选项正确；硝酸能溶解铜，不能用硝酸洗涤铜绿，应用盐酸或稀硫酸洗涤铜绿，b选项错误；硫酸铜溶液与碳酸钠溶液混合会生成碱式碳酸铜沉淀，c选项错误；银没有铜活泼，银与铜在潮湿的空气中构成原电池，铜为负极，银为正极，加快了铜的电化学腐蚀；而铁比铜活泼，铁与铜构成原电池，铁为负极，铜为正极，能保护铜像，d选项错误。3金属离子和硫离子在水溶液中的反应比较复杂，其产物与离子的水解、金属硫化物的溶解度、离子的氧化性或还原性等因素有关。经过查阅资料可知，cus在水中的溶解度很小，在稀酸溶液中也不溶解；fe2s3在水中的溶解度更小，但却能溶于稀酸。下列有关说法正确的是()acu2和s2在水溶液中反应的产物是cusbnh和s2在水溶液中发生相互促进的水解反应，所以不存在(nh4)2s的水溶液cfe3和s2在酸性溶液中反应的产物只可能是fe2、sdfe3的氧化性比cu2的弱答案a解析根据题目提供的信息可知cus在水中的溶解度很小，在稀酸溶液中也不溶解，知cu2和s2在水溶液中反应生成cus，所以选项a正确；选项b中由于nh和s2发生双水解反应，水解得到的一水合氨和硫化氢在水中的溶解度较大，所以存在硫化铵的水溶液；c选项中当s2过量时还可生成h2s；fe3可以把cu氧化成cu2，fe3的氧化性比cu2的强，d选项错误。4下列说法不正确的是()a将na2o2投入nh4cl溶液中只可能生成一种气体b铁分别与稀盐酸和硫反应，产物中铁元素的化合价相同c向饱和zns溶液中加入na2s有沉淀析出，但ksp(zns)不变d制备alcl3不能采用将溶液直接蒸干的方法答案a解析a项中可能产生o2和nh3；b项中fe与h、s、cu2等弱氧化剂均生成2价铁；c项中ksp(zns)只与温度有关；d项中alcl3溶液直接蒸干得到al(oh)3或al2o3。5部分被氧化的fecu合金样品(氧化产物为fe2o3、cuo)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()a滤液a中的阳离子为fe2、fe3、hb样品中铁元素的质量为2.24 gc样品中cuo的质量为4.0 gdv896 ml答案b解析根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与fe3不共存，a错误；最后的3.2 g固体为fe2o3，其中铁元素的质量为2.24 g，b正确；样品中铜元素和氧元素共5.76 g2.24 g3.52 g，c错误；2.24 g铁元素不可能全是单质，故标准状况下生成的h2的体积小于896 ml，d错误。题型2金属及其化合物的制备12013山东理综，28(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是()afe2o3 bnacl ccu2s dal2o3答案bd解析na、k、mg、al等活泼金属的冶炼均采用电解法，fe、cu的冶炼采用热还原法。22013山东理综，30(2)tio2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。工业上由钛铁矿(fetio3)(含fe2o3、sio2等杂质)制备tio2的有关反应包括：酸溶fetio3(s)2h2so4(aq)=feso4(aq)tioso4(aq)2h2o(l)水解tioso4(aq)2h2o(l)h2tio3(s)h2so4(aq)简要工艺流程如下：试剂a为_。钛液需冷却至70 左右，若温度过高会导致产品tio2收率降低，原因是_。取少量酸洗后的h2tio3，加入盐酸并振荡，滴加kscn溶液后无明显现象，再加h2o2后出现微红色，说明h2tio3中存在的杂质离子是_。这种h2tio3即使用水充分洗涤，煅烧后获得的tio2也会发黄，发黄的杂质是_(填化学式)。答案fe温度过高会导致tioso4提前水解，产生h2tio3沉淀fe2fe2o3解析加入h2so4，除发生fetio3酸溶外，还发生反应fe2o36h=2fe33h2o，为了使fe3转化成fe2，所以应加入fe粉(a)，钛液中含有feso4和tioso4，考虑到温度越高，tioso4的水解程度越大，造成tioso4提前水解生成h2tio3沉淀，在过滤时，造成钛损失。由于fe2不可能全部结晶生成绿矾，造成h2tio3中含fe2，滴入h2o2发生反应2fe22hh2o2=2fe32h2o，所以当加入kscn后，显红色，由于在h2tio3中含fe2，所以煅烧后会发生反应生成fe2o3，造成tio2发黄。从资源中获取无机物，往往需要富集、除杂、物质间的转化等多步反应才能完成。(1)这类试题一般是解析已知的生产过程，重点是分析每一步加入的物质是什么、出来的物质是什么，发生了什么样的变化。(2)涉及fe元素的除去步骤一般为溶液含(fe2、fe3)fe3使铁元素转化为氢氧化铁沉淀，氧化剂可选择h2o2、cl2等，沉淀剂的选择要考虑不引入新的杂质。(3)涉及铝元素的分离，需要应用：al(oh)3、al2o3(4)从溶液中获取晶体时，要充分考虑水解、氧化等因素的影响。(一)金属冶炼1下列制备金属单质的方法或原理正确的是()a在高温条件下，用h2还原mgo制备单质mgb在通电条件下，电解熔融al2o3制备单质alc在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质nad加强热，使cuo在高温条件下分解制备单质cu答案b2铝用途广泛，用铝土矿(主要成分为al2o3nh2o、少量sio2和fe2o3)制取al有如下途径：(1)滤液a可用于净水，其净水原理用离子方程式表示为_。(2)灼烧时盛放药品的仪器名称是_。(3)步骤中发生反应的化学方程式是_。(4)步骤中生成固体c反应的离子方程式为_。(5)取滤液b 100 ml，加入1 moll1盐酸200 ml，沉淀量达到最大且质量为11.7 g。则滤液b中c(alo)_，c(na)_(填“”、“”或“3菱锰矿的主要成分是mnco3(含有少量fes2、al2o3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程如下所示：浆化溶液1溶液2精制电解mn请回答下列问题：(1)菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是_。(2)用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为_；加入二氧化锰时被氧化的物质是_(填化学式)。(3)已知fe、al、mn的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的ph如表所示，则加氨水沉淀时应控制溶液的ph范围为_。此时得到的沉淀是_、_(填化学式)。氢氧化物fe(oh)3al(oh)3mn(oh)2开始沉淀ph1.84.18.3完全沉淀ph3.25.09.8(4)电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为_。用酸性高锰酸钾溶液检验mn2，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为_。答案(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率(2)mnco32h=mn2co2h2ofes2(3)5.0ph8.3al(oh)3fe(oh)3(4)mn22e=mn2mno3mn22h2o=5mno24h解析(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素的角度进行分析。(2)fes2中的2价铁及1价硫都具有还原性，均可被mno2氧化。(3)根据几种离子沉淀的ph，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀(氢氧化铁已完全沉淀)，氢氧化锰没有开始沉淀。(4)电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。高锰酸钾将锰离子氧化成二氧化锰。(二)实用金属化合物的制备4化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量fes、sio2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(feso47h2o)，过程如下：(1)将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是_(填选项序号)。a品红溶液 b紫色石蕊溶液c酸性kmno4溶液 d溴水(2)过程中，fes和o2、h2so4反应的离子方程式为_。(3)过程中，需加入的物质是_；反应的化学方程式为_。用溶液y制绿矾时，可取少量y溶液于试管中，向试管内加入少量的_溶液，观察溶液是否变为_色，以验证其中是否含有fe3。(4)在实验室里，完成过程中的_(填操作名称)，需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等，还需要的玻璃仪器有_。(5)过程调节ph，最好选用下列试剂中的_(填选项序号)。a稀硫酸 bcaco3cnaoh溶液 dfe2o3(6)过程中，将溶液z加热到7080 ，目的是_。答案(1)acd(2)4fes3o212h=4fe36h2o4s(3)fe(或铁)fe2(so4)3fe=3feso4硫氰化钾(或其他合理答案)血红(4)蒸发浓缩、冷却结晶蒸发皿、玻璃棒(5)c(6)促进fe3的水解解析由题中信息可知，过程向烧渣中加稀硫酸并同时通入氧气，铁的氧化物、硫化亚铁均会溶解，生成硫酸铁、单质硫和水，所以溶液x是硫酸铁溶液，过程灼烧固体，其中的硫被氧化为二氧化硫。(1)二氧化硫能分别使品红溶液、酸性kmno4溶液和溴水褪色。(2)过程中，fes和o2、h2so4反应的离子方程式4fes3o212h=4fe36h2o4s。(3)由产物绿矾逆推可知过程就是将硫酸铁转化为硫酸亚铁的过程，应加入铁粉还原硫酸铁，有关反应的化学方程式为fe2(so4)3fe=3feso4。验证硫酸亚铁溶液中是否含有fe3，可用含scn的溶液检验，若溶液变为血红色，证明溶液中含有fe3，若溶液不变色，证明溶液中不含fe3。(4)由硫酸亚铁溶液制绿矾，应使用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，需要使用酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等。(5)过程实质上是要提高溶液的ph，中和多余的硫酸，以生成聚铁胶体，最好选用naoh溶液。(6)过程中，将硫酸铁溶液加热到7080 ，目的是促进fe3的水解。5(1)实验室用锌片和稀硫酸反应制取氢气，并验证氢气的还原性及回收硫酸锌晶体。各仪器的连接顺序为_