高中化学 第三章 第二节 几种重要的金属化合物 几种重要的金属化合物（教师版）素材 新人教版必修1

几种重要的金属化合物知识梳理拓展迁移一、钠的重要化合物1氧化钠和过氧化钠氧化钠过氧化钠化学式Na2O Na2O2 氧化物类型碱性氧化物 过氧化物 物理性质颜色白色 淡黄色 状态固体粉末 固体粉末 化学性质Na2O+H2O2NaOHNa2O+CO2Na2CO3Na2O+2HCl2NaCl+H2O2Na2O2+2H2O4NaOH+O22Na2O2+2H2O4Na+4OH-+O22Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 用途供氧剂、漂白剂 典例精析探究规律【例题1】下列各组中的两物质作用时，反应条件或反应物用量的改变，对生成物没有影响的是 ANa与O2 BNa2O2与CO2 CNaOH与CO2 D碳与O2 【答案】B【例题2】把3.6 g 的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加为 A2.1g B3.6g C7.2g D无法确定【答案】B【例题3】下列对于Na2O、Na2O2的比较正确的一项是 ANa2O2、Na2O都是钠的氧化物，都是碱性氧化物BNa2O、Na2O2都是易溶于水(与水反应)的白色固体CNa2O2在和CO2的反应中既是氧化剂又是还原剂DNa2O2与水反应时，1 mol Na2O2转移2 mol电子 【答案】C2碳酸钠和碳酸氢钠碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打盐的类型正盐酸式盐颜色状态白色粉末白色细小颗粒水溶性易溶(比NaHCO3易溶)可溶水溶液的酸碱性碱性较强碱性较弱热稳定性稳定，加热难分解不稳定，加热分解： 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2与酸反应逐滴加入稀酸(H+)： CO32-+H+HCO3 HCO3+H+H2O+CO2一次加入稀酸(H+)： CO32-+2H+H2O+CO2HCO3+H+H2O+CO2与碱反应Na2CO3+NaOH不反应 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+H2O (多)NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3+H2O (少)与盐反应Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl相互转化鉴别方法（1）如何鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体？ （2）如何鉴别Na2CO3和NaHCO3两种无色溶液？除杂提纯（1）如何除去Na2CO3固体中的少量NaHCO3？ （2）如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3？【思考】（1）饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有什么现象？为什么？ （2）药品滴加顺序不同，反应和现象往往不同。思考下列问题：滴加顺序现 象反 应往盐酸中滴加碳酸钠往碳酸钠溶液中滴加盐酸往盐酸中滴加碳酸氢钠溶液往碳酸氢钠溶液中滴加盐酸3焰色反应（1）定义：很多金属或它们的化合物在灼烧时火焰呈现特殊的颜色。焰色反应为物理变化。（2）操作： 洗将铂丝(或光洁无锈的铁丝)用稀盐酸洗净。 烧将洗净后的铂丝在外焰灼烧至与火焰原来颜色相同为止。 蘸蘸取试样。 烧在外焰上灼烧，并观察火焰的颜色。 洗再用稀盐酸洗涤铂丝，并在外焰上灼烧至与火焰原来颜色相同为止，以备后用。（3）一些金属及化合物的焰色反应 LiNaKCaSrBaCu紫红色黄色浅紫色砖红色洋红色黄绿色绿色典例精析探究规律【例题1】有两个无标签的试剂瓶，分别装有Na2CO3和NaHCO3，有4位同学为鉴别它们采用了以下不同的方法，其中可行的是A分别配成溶液，再加入澄清石灰水B分别配成溶液，再加入NaOH溶液C分别加热，再检验是否有使石灰水变浑浊的气体产生D分别配成溶液，再进行焰色反应 【答案】C【例题2】取NaHCO3、Na2CO3、NaCl的混合物100g，加热到质量不再改变不止，剩下残渣84.5g。将此残渣加入过量盐酸200g，至气泡不再产生后，称量全部溶液的质量为251.5g。求混合物中NaCl的质量。 【答案】5 g【例题3】下列叙述中正确的是 A向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，有CaCO3沉淀生成B向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:2C等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出【答案】D【例题4】某物质灼烧，焰色为黄色，下列判断正确的是A该物质一定是钠的化合物B该物质一定是含钠元素C该物质一定是金属钠D不能确定该物质是否含钾元素 【答案】BD二、铝的重要化合物1氧化铝(Al2O3) 颜色状态白色固体水溶性难溶于水熔点、硬度熔点很高，晶体时硬度很大用途冶炼金属铝的原料 良好的耐火材料化学性质Al2O3是一种两性氧化物： 与酸反应生成盐和水：Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O 与强碱反应生成盐和水：Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O (偏铝酸钠) 【思考】能用氧化铝耐火坩埚来熔融氢氧化钠吗？为什么？2氢氧化铝Al(OH)3 制 法Al2(SO4)3+6NH3H2O2Al(OH)3+3(NH4)2SO4 现象：溶液中有白色胶状沉淀生成。化学性质（1）Al(OH)3为一种两性氢氧化物，在水溶液中存在两种电离：H+AlO2+H2OH3AlO3Al(OH)3Al3+3OH (酸式电离) (酸式) (碱式) (碱式电离)与酸反应生成盐和水：Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O 与强碱反应生成盐和水：Al(OH)3 + OH AlO2+ 2H2O (偏铝酸根)（2）Al(OH)3受热分解：2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 用 途（1）净化水（能凝聚水中悬浮物，并吸附色素。） （2）胃酸中和剂。 【思考】为什么常用氨水与硫酸铝溶液反应来制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液？3硫酸铝钾KAl(SO4)2 盐的类型复盐电离方程式KAl(SO4)2 K+ + Al3+ + 2SO42 。结晶水合物KAl(SO4)212H2O：俗称明矾，无色晶体，可溶于水，在天然水中生成Al(OH)3胶体，Al(OH)3胶体粒子能和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清。所以明矾常作净水剂。 4铝的化合物之间的相互转化“铝三角”“铝三角”具体转化反应及条件图像分析(1) Al3+ Al(OH)3加强碱(不过量)：加弱碱(可过量)：(2) Al(OH)3 Al3+加强酸：(3) Al3+ AlO2加强碱(过量)：(4) AlO2 Al3+加强酸(过量)：(5) Al(OH)3 AlO2加强碱：(6) AlO2 Al(OH)3加强酸(不过量)：加弱酸(H2CO3，不过量) ：加弱酸(H2CO3，过量) ：典例精析探究规律【例题1】下列关于Al2O3的说法正确的是 AAl2O3也可以通过分解反应制得BAl2O3是两性氧化物CAl2O3非常致密，所以可用铝制容器盛HCl和NaOH等D擦去表面氧化铝的铝条，在酒精灯上灼烧时，熔化的铝纷纷滴落下来【答案】AB【例题2】既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应的化合物是AlNaHCO3Al2O3Mg(OH)2 Al(OH)3 A B C D 【答案】C【例题3】有一镁、铝合金，作适量稀硫酸恰好完全溶解，再加入氢氧化钠溶液，析出沉淀的物质的量随氢氧化钠的体积关系如右图所示，则原合金中镁、铝物质的量比为 A2:1 B4:1 C1:1 D1:2【答案】D【例题4】用含少量镁的铝片制取纯净的氢氧化铝，下述操作步骤中最恰当的组合是 加盐酸溶解；加烧碱溶液溶解；过滤；通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀；加入盐酸生成Al(OH)3沉淀；加入过量烧碱溶液生成Al(OH)3沉淀。A B C D 【答案】C三、铁的重要化合物1铁的氧化物名称氧化亚铁氧化铁四氧化三铁化学式FeOFe2O3Fe3O4俗名铁红磁性氧化铁铁的化合价+2+3+2、+3氧化物类型碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性均难溶于水存在不稳定，在空气中受热易被氧化成Fe3O4 赤铁矿磁铁矿化学性质(1)与酸(H+)反应 FeO+2H+Fe2+H2O Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O Fe3O4+8H+2Fe3+Fe2+4H2O(2)与CO反应 FexOy+yCOxFe+yCO2(3)与Al的反应 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(铝热反应) 用途炼铁原料红色油漆和涂料炼铁原料磁性材料、炼铁原料2铁的氢氧化物名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3属类弱碱弱碱颜色状态白色固体红褐色固体水溶性难溶于水难溶于水制法可溶性的亚铁盐与碱反应： Fe2+2OH-Fe(OH)2可溶性的铁盐与碱反应： Fe3+3OH-Fe(OH)3化学性质(1)热稳定性 Fe(OH)2不稳定，在空为中受热的产物复杂。 Fe(OH)3不稳定，受热分解成Fe2O3和H2O： 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(2)与酸(H+)反应Fe(OH)2+2H+Fe2+2H2OFe(OH)3+3H+Fe3+3H2O(3)Fe(OH)2极容易被O2氧化 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 现象：白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。【思考】Fe(OH)2极容易被O2氧化，制备时很难看到它的白色。如何才能使生成的白色Fe(OH)2沉淀保持较长时间以便于观察？措施1：配制反应物溶液时，用煮沸并冷却后的蒸馏水，以除去溶解的氧气。措施2：在FeSO4溶液的表面加入煤油或苯，隔绝空气，并将吸有NaOH溶液的胶头滴管伸入到FeSO4溶液层，再挤出NaOH溶液使反应发生。见图甲。措施3：见图乙或图丙。甲乙丙3铁盐和亚铁盐（1）Fe3+和Fe2+的检验Fe3+Fe2+加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，证明有Fe3+。 Fe3+3OH-Fe(OH)3 加入KSCN溶液，溶液呈红色，证明有Fe3+。 Fe3+3SCN-Fe(SCN)3加入NaOH溶液，有白色色沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，证明有Fe2+。 Fe2+2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 加入KSCN溶液，溶液颜色无变化，加入氯水，溶液变成红色，证明有Fe3+。 2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-Fe(SCN)3 （2）Fe3+和Fe2+的转化操作现象向FeCl3溶液中加入适量铁粉后，溶液呈浅绿色，再加入KSCN溶液不变红，滴入氯水后，溶液变成红色。反应2Fe3+fe3Fe2+2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-Fe3+3SCN-Fe(SCN)3结论4铁和铁的化合物之间的相互转化“铁三角” “铁三角”具体转化反应及条件（1）Fe Fe2+加较弱氧化剂：H+、Fe3+、Cu2+、S（2）Fe2+Fe加较强还原剂：Zn、H2、CO、C（3） Fe Fe3+加强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3(过量)（4）Fe3+Fe加较强还原剂(过量)：Zn、H2、CO、C（5）Fe2+ Fe3+加强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3（6）Fe3+ Fe2+加较弱还原剂(可过量)：Fe、Cu、SO2、SO32-加较强还原剂(不过量)：Zn【思考】如何除去下列物质中的杂质(括号内的为杂质)？ （1）FeCl3 溶液（FeCl2） （2）FeCl2 溶液（FeCl3）典例精析探究规律【例题1】由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的混合物，测得混合物中铁元素与氧元素的质量比为21:8，则此混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比为 A1 : 2 : 1 B2 : 1 : 1 C1 : 1 : 1 D1 : 1 : 3【答案】CD【例题2】在FeCl3和CuCl2混合液中，加入过量的铁粉，充分反应后，溶液中的金属离子主要是AFe2 BFe3和Fe2 CCu2和Fe2 DCu2 【答案】A【例题3】有0.4g铁的氧化物，用足量的CO在高温下将其还原，把生成的CO2全部通入过量的澄清石灰水中，得到0.75g固体沉淀物。求这种铁的氧化物的化学式。 【答案】Fe2O3 【例题4】在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、 稀H2SO4等试剂制备Fe(OH)2。 （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 。（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】(1)稀H2SO4、铁屑(2)NaOH溶液 (3)检验试管出口处排出H2的纯度，当排出H2纯净时，再夹紧止水夹 (4)试管中反应生成的H2充满试管和试管，且外界空气不容易进入 四、铜盐1化学性质不活泼，使用铜器皿比较安全。 2CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2等铜盐易溶于水，因含有重金属离子Cu2+而有毒。 3铜绿：绿色，俗称孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式盐)，难溶于水。强化训练融会贯通1下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的比较中，正确的是A二者在水中的溶解度不同，碳酸氢钠的溶解度大于碳酸钠的溶解度B二者热稳定性不同，碳酸钠的热稳定性大于碳酸氢钠的热稳定性C二者都能与盐酸反应放出二氧化碳气体，但产气量和反应快慢不同D二者在一定的条件下可以相互转化2近期美国化学会志报道，中国科学家以二氧化碳为碳源，金属钠为还原剂，在470、80Mpa下合成出了金刚石，具有深远的意义。下列说法错误的是A由二氧化碳合成金刚石是氧化还原反应B该反应中二氧化碳完全被还原为金刚石 C钠被氧化最终生成碳酸钠D金刚石是碳的一种同素异形体3下列化合物与小苏打溶液反应，没有气体或沉淀生成的是A烧碱 B硫酸氢钠 C氢氧化钡 D过氧化钠4硫酸亚铁溶液含有杂质硫酸铜和硫酸铁，为除去杂质，提纯硫酸亚铁，应该加入下列哪种物质A锌粉 B镁粉 C铁粉 D 铝粉5在某溶液中酚酞呈红色。下列离子在该溶液中不能大量存在的是AFe3+BNa+CBa2+DAl3+6把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42-全部转化成BaSO4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是AAl3+ BAl(OH)3 CAlO2- DAl3+和Al(OH)37下列离子方程式书写正确的是AFeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+Cl2Fe3+2ClBBa(OH) 2溶液与盐酸的反应：OHH+ H2O CAl(OH) 3沉淀中滴加盐酸：Al(OH) 33H+ Al3+3H2ODAlCl3溶液中加入过量氨水：Al3+4OH2H2O8过量的NaHCO3和Na2O2混合，在密闭容器中充分混合加热后，最后排出气体，残留的固体是ANa2O BNa2CO3 CNa2O2和Na2CO3 DNa2O2和Na2O9将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液，通过一步实验就能加以区别，并只用一种试剂，这种试剂是AKSCN BBaCl2 C NaOH D HCl 10w g铁粉和铝粉的混合物和过量的 NaOH反应，然后过滤，将沉淀完全收集后，放蒸发皿中加热，直至被加热的物质质量不再变化，取出蒸发皿中的物质称量仍为wg。求原混合物中铝粉的质量分数是A30 B50 C70 D90 11若100 mL 0.1 molL-1 硫酸铝溶液和氢氧化钠溶液反应得到1.17 g沉淀，则需 0.5 molL-1 的NaOH溶液A130 mL B100 mL C90 mL D50 mL122020年2月日，美国“机遇”号火星车向地球传回了火星土壤的显微照片，显示的是“机遇”号火星车的着陆区域“梅里迪亚尼平面”，从照片上可以看出该地为红色和桔色（两种颜色近乎红棕色），所以可能存在赤铁矿（主要成分是Fe2O3）。试回答下列问题。（1）人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和桔色，来推断火星上可能存在着赤铁矿，这是利用了物质的颜色这一_性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步确定这种推测是否正确，必须通过实验验证。（2）假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素。实验原理： 。实验用品：锤头、研钵（研杵）、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KCNS溶液实验步骤及方法： 。 。 。 。实验结果分析及结论： 。13某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化。据此回答下列问题：（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是 。（2）根据上述框图反应关系，