高考化学自主复习要点 第11章 几种重要的金属训练课件.ppt

第35讲镁和铝 第十一章几种重要的金属 要点感悟 04 随堂试训 12 目录 要点感悟 1 al al2o3 al oh 3与酸 碱的反应例2下列叙述正确的是 a 和互为同位素 性质相似b 常温下 ph 1的水溶液中na no hco fe2 可以大量共存c 明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒 两者的作用原理相同d c 石墨 s c 金刚石 s h 0 所以石墨比金刚石稳定 d 解析 a选项中同位素是指中子数不同 质子数相同的不同核素 原子 的互称 选项中给出的是分子 错误 b中ph 1的溶 要点感悟 液为强酸性环境 解答时应在离子组na no hco fe2 中增加h 分析可知碳酸氢根离子和氢离子不共存 在氢离子存在时硝酸根离子和亚铁离子不能共存 错误 c中明矾的净水原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝能吸附水中悬浮物 而漂白粉是由其成分中的次氯酸钙和水 二氧化碳反应生成的次氯酸能杀菌消毒 作用原理不同 错误 d中此反应的 h 0 说明此反应是吸热反应 也就是金刚石的具有能量大于石墨 物质具有的能量越大 该物质越不稳定 正确 要点感悟 2 铝及其化合物转化的有关图像问题例3已知ba alo2 2可溶于水 下图表示的是向al2 so4 3溶液中逐滴加入ba oh 2溶液时 生成沉淀的物质的量y与加入ba oh 2的物质的量x的关系 下列有关叙述正确的是 bd 要点感悟 a a b时沉淀的物质的量 al oh 3比baso4多b c d时溶液中离子的物质的量 alo比ba2 多c a d时沉淀的物质的量 baso4可能小于al oh 3d d e时溶液中离子的物质的量 ba2 可能等于oh 解析 采用定量法分析 假设有1molal2 so4 3则溶液中含有2molal3 3molso 向溶液中逐滴加入ba oh 2溶液时发生的反应为 al3 3oh al oh 3 so ba2 baso4 则当2molal3 完全沉淀时 消耗ba oh 23mol 此时3molso 生成沉淀为2molal oh 3和3molbaso4共5mol 因此 在整个反应过程中baso4的物质的量始终大于al oh 3的物质的量 再加入ba oh 2 要点感悟 溶液时发生al oh 3 oh al oh 4 沉淀的量将逐渐减少 因此b点是沉淀的最大值 b d段al oh 3沉淀逐渐溶解转化为ba alo2 2 由于alo的水解是微弱的因此在b d段alo的物质的量大于ba2 d点时al oh 3沉淀恰好完全溶解 此时溶液中只存在ba alo2 2 因此随ba oh 2的加入在某一点 当d e段加入的ba oh 2的物质的量等于ba alo2 2的物质的量时 溶液中ba2 与oh 的量相等 例4将一定质量的mg al合金全部溶解在500ml盐酸中 体积变化不计 取10ml反应后的溶液 用1mol lnaoh溶液滴定得下图关系 要点感悟 1 求mg al质量各是多少 2 求盐酸的物质的量浓度为多少 解析 理解点和各线段的含义 oa段表示氢氧化钠中和过量的盐酸 ab段表示mg2 和al3 与oh 反应生成mg oh 2和al oh 3 要点感悟 沉淀 bc段表示溶解氢氧化铝沉淀 b点 最高点 表示盐酸和氢氧化钠恰好完全中和 1 由al al oh 3 oh alo知 27g1molm1 al 16 14 10 3l 1mol l则 m1 al 0 054g则 m al 0 054g 500 10 2 7g由mg 2oh mg oh 2知 24g2molm1 mg 14 2 2 3 10 3l 1mol l 要点感悟 则 m1 mg 0 072g则 m总 mg 0 072g 500 10 3 6g 2 当沉淀达到最大值时 溶液中溶质为nacl 根据naoh nacl hcl 相当于盐酸和氢氧化钠恰好完全中和 所以c hcl 14ml 1mol l 10 1 4mol l 答案 1 mg3 6gal2 7g 2 1 4mol l 随堂试训 1 把镁粉中混入的少量铝粉除去 应选用的试剂是 a 盐酸b 氯水c 烧碱溶液d 纯碱溶液 c 解析 盐酸跟镁 铝都反应 a错 氯水中存在游离氯 是氧化剂 镁 铝都有还原性 是还原剂 都会和氯反应 氯水中有氯和水反应的生成物 盐酸和次氯酸 镁 铝都会跟酸反应 b错 烧碱是氢氧化钠 铝有两性 可以跟氢氧化钠溶液反应放出氢气 铝变成偏铝酸钠溶于水 镁不反应而分离 2al 2naoh 2h2o2naalo2 3h2 c对 纯碱溶液 是碳酸钠溶液 镁 铝都不与之反应 d错 第36讲铁和铁的化合物 要点感悟 04 随堂试训 14 目录 要点感悟 1 铁及其化合物间的转化关系铁及其化合物间的转化关系可用下图表示 2 氢氧化亚铁的制备例2用下面两种方法可以制得白色的fe oh 2沉淀 方法一 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 要点感悟 1 用硫酸亚铁晶体配制上述feso4溶液时还需加入 2 除去蒸馏水中溶解的o2常采用的方法 3 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 方法二 在如图装置中 用naoh溶液 铁屑 稀h2so4等试剂制备 1 在试管 里加入的试剂是 2 在试管 里加入的试剂是 3 为了制得白色fe oh 2沉淀 在试管 和 中加入试剂 打开止水夹 塞紧塞子后的实验步骤是 要点感悟 4 这样生成的fe oh 2沉淀能较长时间保持白色 其理由是 答案 方法一 1 稀h2so4 铁屑 2 煮沸 3 避免生成的fe oh 2沉淀接触o2方法二 1 稀h2so4 铁屑 2 naoh溶液 要点感悟 3 检验试管 出口处排出的氢气的纯度 当排出的h2纯净时 再夹紧止水夹 4 试管 中反应生成的h2充满了试管 和试管 且外界空气不容易进入3 fe2 与fe3 的相互转化fe2 既有氧化性又有还原性 但主要表现为还原性 当遇到较强氧化剂时 转化为fe3 fe3 具有较强的氧化性 可被还原性较强的物质还原为fe2 要点感悟 fe fe2 fe3 的相互转化关系如下图所示 要点感悟 例3铁及铁的化合物应用广泛 如fecl3可用作催化剂 印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等 1 写出fecl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 2 若将 1 中的反应设计成原电池 请画出原电池的装置图 标出正 负极 并写出电极反应式 正极反应 负极反应 3 腐蚀铜板后的混合溶液中 若cu2 fe3 和fe2 的浓度均为0 10mol l 1 请参照下表给出的数据和药品 简述除去cucl2溶液中fe3 和fe2 的实验步骤 要点感悟 4 某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢 但在某些盐溶液中腐蚀现象明显 请从上表提供的药品中选择两种 水可任选 设计最佳实验 验证劣质不锈钢易被腐蚀 有关反应的化学方程式 劣质不锈钢腐蚀的实验现象 答案 1 2fe3 cu2fe2 cu2 2 正极反应 fe3 e fe2 或2fe3 2e 2fe2 负极反应 cucu2 2e 或cu 2e cu2 3 通入足量氯气将fe2 氧化成fe3 加入cuo调节溶液的ph至3 2 4 7 过滤 除去fe oh 3 4 cuo h2so4cuso4 h2ocuso4 fefeso4 cu不锈钢表面有紫红色物质生成 要点感悟 要点感悟 4 铁与硝酸反应计算例4含nghno3的稀溶液 恰好使5 6g铁粉完全溶解 若有ghno3被还原成no 无其他还原产物 则n值不可能是 a 12 6b 16 8c 18 9d 25 2 a 解析 fe 4hno3fe no3 3 no 2h2o hno3相对过量 3fe 8hno33fe no3 2 2no 4h2o 铁相对过量 5 6g铁粉完全溶解 只进行第一步反应时 需hno3最多 m hno3 4 63g mol 1 25 2g 只进行第二步反应时 需hno3最少 m hno3 63g mol 1 16 8g 所以需硝酸的质量为 16 8g n 25 2g 要点感悟 随堂试训 2 制印刷电路时常用氯化铁溶液作为 腐蚀液 发生的反应为2fecl3 cu2fecl2 cucl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉 反应结束后 下列结果不可能出现的是 a 烧杯中有铜无铁b 烧杯中有铁无铜c 烧杯中铁 铜都有d 烧杯中铁 铜都无 b 解析 向盛有fecl3溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉 由于fe的还原性比cu强 fe3 首先应与fe反应 如果fe3 有剩余 剩余的fe3 再与cu反应 铁粉未反应完时铜粉就不会被氧化 所以不可能出现烧杯中有铁无铜的现象 故应选b 其他三个选项的情况都 随堂试训 可能再现 当fecl3过量或恰好完全反应时 fe cu均无剩余 即选项d 反应后溶液中有fe3 fe2 cu2 或fe2 cu2 当fecl3不足量时 有两种情况 fe粉有剩余 则cu尚未参加反应 即选项c 反应后溶液中只有fe2 不考虑h oh 铁粉无剩余 则cu反应了一部分或尚未参加反应 即选项a 反应后溶液中有fe2 cu2 或只有fe2 第37讲金属的冶炼 要点感悟 04 随堂试训 05 目录 要点感悟 1 金属冶炼方法的选择 内容详见学生用书 2 极值法应用于混合金属与酸 h 反应计算例3当燃烧镁和某金属组成的合金时 所形成的氧化物的质量为反应前合金质量的2倍 则另一金属可能是 a 铜b 铍c 钠d 铝 b 解析 由mg生成mgo 质量增加的倍数小于1 则另一金属变为氧化物后质量增加的倍数应大于1 符合情况的为b 随堂试训 1 在冶金工业上均不能用通常化学还原剂制得的金属组是 a na ba mg alb na k zn fec zn fe cu agd mg al zn fe2 经分析知 某工厂的废水中含有zn2 cu2 hg2 fe3 离子 请你设计一个回收并分别得到cu和hg的实验方案 要求 写出简明的操作步骤和有关的离子方程式 a 解析 由于na ba mg al是极活泼的金属 只能电解其熔融的盐制得 故a正确 随堂试训 解析 根据金属活泼性不同 用铁粉与废水中的三种离子反应 得到铜 汞 铁的固体混合物 将固体混合物隔绝空气加热 汞变成气态 再冷凝得到液态汞 再用稀盐酸溶解铁 余下铜 答案 1 向废水中加入过量的铁粉 过滤 fe 2fe3 3fe2 fe hg2 fe2 hgfe cu2 fe2 cu 2 将 1 中的滤渣隔绝空气加热 将hg变成hg蒸气 再冷凝得到液态hg 固体中得到单质fe和cu 3 向 2 所得的固体中加入过量的稀盐酸 过滤 从滤渣中得到单质cu fe 2h fe2 h2 随堂试训 3 冶炼金属一般有下列方法 焦炭法 水煤气 或氢气 或一氧化碳 法 活泼金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有运用 1 孔雀石 cu2 oh 2co3 光卤石 kcl mgcl2 6h2o 请对下表中的金属冶炼方法进行分析 从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格 火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式 写主要的两个 随堂试训 2 请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个 用化学方程式表示 解析 焦炭 氢气 一氧化碳是常使用的还原剂 方法 一般冶炼不活泼或较活泼的金属 如铜 铁等 活泼金属置换法 一般在水溶液中进行 也可以是粉末状 在工业上利用铝热反应 用铝作还原剂冶炼难溶的金属 如钒 铬 锰等 活泼的金属一般采用电解的方法 电解熔融的氯化钠 氯化镁 氧化铝制取钠 镁 铝 随堂试训 孔雀石的主要成分是cu2 oh 2co3 加热分解 cu2 oh 2co32cuo h2o co2 火烧时 使用的树木变为木炭 cuo再与木炭反应 产生铜 属于焦炭法 c 2cuo2cu co2 符合 湿法炼铜是我国西汉时期用铁从某些含铜化合物的溶液中置换出铜 属活泼金属置换法 fe cuso4feso4 cu适合于 是使铝粉和cr2o3的混合物在高温下反应 置换出铬 反应产生的热量使铬熔化而分离 2al cr2o3al2o3 2cr适合于 随堂试训 从光卤石 kcl mgcl2 6h2o 中可得到六水合氯化镁晶体 再采用通电分解熔融的氯化镁的方法制取镁 mgcl2mg cl2 符合 答案 1 cu2 oh 2co32cuo h2o co2 c 2cuo2cu co2 2 fe2o3 3co2fe 3co2 wo3 3h2w 3h2o 3mno2 4al3mn 2al2o3 2nacl2na cl2 第38讲原电池 要点感悟 04 随堂试训 09 目录 要点感悟 1 理解原电池的原理例2 1 将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池 两电极间连接一个电流计 锌片上发生的电极反应 银片上发生的电极反应 2 若该电池中两电极的总质量为60g 工作一段时间后 取出锌片和银片洗净干燥后称重 总质量为47g 试计算 产生氢气的体积 标准状况 通过导线的电量 已知na 6 02 1023 mol 电子电荷为1 60 10 19c 要点感悟 解析 1 因金属的活动性顺序为zn ag 所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时 锌片作负极 发生氧化反应zn 2e zn2 银片作正极 发生还原反应2h 2e h2 2 根据电极反应 知锌片与银片减少的质量等于生成氢气所消耗的锌的质量 设产生的氢气的体积为x zn 2h zn2 h2 65g22 4l60g 47gx所以 解得x 4 5l 要点感悟 反应消耗的锌的物质的量为 因为锌发生氧化反应时zn 2e zn2 所以通过导线的电量为0 20mol 2 6 02 1023mol 1 1 60 10 19c 3 8 104c 2 金属腐蚀与防护例3为了避免青铜器生成铜绿 以下方法正确的是 a 将青铜器放在银质托盘上b 将青铜器保存在干燥的环境中 bd 答案 1 zn 2e zn2 2h 2e h2 2 4 5l 3 8 104c 要点感悟 c 将青铜器保存在潮湿的空气中d 在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜3 新型电池的分析例4熔融盐燃料电池具有高的发电效率 因而受到重视 可用li2co3和na2co3的熔融盐混合物作电解质 co为负极燃气 空气与co2的混合气为正极助燃气 制得在650 下工作的燃料电池 完成有关的电池反应式 负极反应式 2co 2co 4e 4co2 解析 铜绿是生活中常见现象 反应原理为2cu o2 co2 h2ocu2 oh 2co3 故青铜器应保存在干燥的环境中或表面覆盖一层防渗的高分子膜防止被腐蚀 a可能发生原电池反应而被腐蚀 要点感悟 正极反应式 总电池反应式 解析 从燃料电池分析 其总电池反应式应为 2co o22co2 然后逆向思考正极反应式 应为总反应式减去负极反应式 就可得出结果 o2 2co2 4e 2co 答案 o2 2co2 4e 2co2co o22co2 随堂试训 1 下列叙述中正确的是 a 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属b 由铜 锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极c 马口铁 镀锡铁 破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀d 铜锌原电池工作时 若有13g锌被溶解 电路中就有0 4mol电子通过 d 解析 两种活动性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池 但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属 例如锌和石墨电极也能跟电解质溶液组成原电池 在原电池中 活动金属中的电子流向不活动的电极 因此活动金属是负极 镀锡铁表皮破损 随堂试训 后与电解质溶液组成原电池 铁较锡活泼 铁先失电子被腐蚀 铜锌原电池工作时 锌负极失电子 电极反应为zn 2ezn2 1molzn失去2mol电子 0 2mol锌 质量为13g 被溶解电路中有0 4mol电子通过 故选d 3 电子计算机所用纽扣电池的两极材料为锌和氧化银 电解质溶液为koh溶液 其电极反应是 zn 2oh 2e zno h2oag2o h2o 2e 2ag 2oh 下列判断正确的是 a 锌为正极 ag2o为负极 bc 随堂试训 b 锌为负极 ag2o为正极c 原电池工作时 负极区溶液ph减小d 原电池工作时 负极区溶液ph增大 解析 原电池中失去电子的极为负极 所以锌为负极 ag2o为正极 b是正确答案 因为zn 2oh 2e zno h2o 负极区域溶液中c oh 不断减少 故ph减小 所以c也正确 故选b c 第39讲电解原理及其应用 要点感悟 04 随堂试训 11 目录 要点感悟 1 原电池 电解池 电镀池判定规律 内容详见学生用书 2 酸 碱 盐溶液电解规律 惰性电极 例2某学生设计了一个 黑笔写红字 的趣味实验 滤纸先用氯化钠 无色酚酞的混合液浸湿 然后平铺在一块铂片上 接通电源后 用铅笔在滤纸上写字 会出现红色字迹 据此 下列叙述正确的是 d 要点感悟 a 铅笔端作阳极 发生还原反应b 铂片端作阴极 发生氧化反应c 铅笔端有少量的氯气产生d a点是负极 b点是正极 解析 本题考查的是电解饱和食盐水实验 电解实验中阳极发生氧化反应 生成氯气 阴极发生还原反应生成氢气 由电极反应式可知 在阴极生成氢氧化钠 出现红色字迹 所以铅笔做阴极 a为电源负极 故选d 要点感悟 3 电解原理的应用例3工业上对海水资源和开发利用的部分工艺流程如下图所示 要点感悟 1 电解饱和食盐水常用离子膜电解槽和隔膜电解槽 离子膜和隔膜均允许通过的分子或离子是 电解槽中的阳极材料为 2 本工艺流程中先后制得br2 caso4和mg oh 2 能否按br2 mg oh 2 caso4顺序制备 原因是 3 溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多 四氯化碳与水不互溶 故可用于萃取溴 但在上述工艺中却不用四氯化碳 原因是 解析 1 工业上用离子交换膜法电解食盐水时采用的阳离子交换膜只允许na 通过 隔膜电解槽中的隔膜只允许水和离子 要点感悟 通过 则二者均允许通过的离子或分子共同的是阳离子 或na 电解槽中用来做阳极的是钛或石墨 2 硫酸钙是微溶性的物质 如果先反应生成氢氧化镁 加入石灰水生成氢氧化镁沉淀的同时 过量的ca oh 2会生成硫酸钙沉淀 造成产品中有杂质 使产品不纯 3 用四氯化碳萃取溴时需要的工艺复杂 设备投资大 并且四氯化碳会造成环境污染 答案 1 阳离子 或na 钛 或石墨 2 否如果先沉淀mg oh 2 则沉淀中会夹杂有caso4沉淀 产品不纯 要点感悟 3 四氯化碳萃取法工艺复杂 设备投资大 经济效益低 环境污染严重4 电解有关计算的方法