高二化学几种重要的金属.ppt

1、第1讲 镁和铝,第四章 几种重要的金属,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，pH1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)；H0，所以石墨比金刚石稳定,D,要点感悟,例3 将一定质量的Mg、Al合金全部溶解在500 mL盐酸中（体积变化不计），取10 mL反应后的溶液，用1 molL NaOH溶液滴定得下图关系。,2.铝及其化合物转化的有关图像问题,（1）求Mg、Al质量各是

2、多少？ （2）求盐酸的物质的量浓度为多少？,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AlAl(OH)3OHAlO 知： 27 g 1 mol m1(Al) (1614)103 L1 molL 则：m1(Al)0.054 g 则：m(Al)0.054 g500102.7 g 由Mg 2OH Mg(OH)2知： 24 g 2 mol m1(Mg) (14223)103 L1 molL,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,则：m1(Mg)0.07

3、2 g 则：m总(Mg)0.072 g500103.6 g （2）当沉淀达到最大值时，溶液中溶质为NaCl，根据NaOHNaClHCl，相当于盐酸和氢氧化钠恰好完全中和，所以c(HCl) 14 mL1 molL101.4 molL,答案 （1）Mg 3.6 g Al 2.7 g （2）1.4 molL,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,第2讲 铁和铁的化合物,第四章 几种重要的金属,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(

4、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。,（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 。,（4）这样生成的Fe

5、(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,（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,要点感悟,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。,Fe、Fe2、Fe3的相互转化关系如下图所示。,例3 铁及铁的化合物应用广泛，如F

6、eCl3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0.10 molL1，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 。,（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

7、验现象 。,答案 （1）2Fe3Cu 2Fe2Cu2 （2） 正极反应：Fe3e Fe2（或2Fe32e 2Fe2） 负极反应：Cu Cu22e（或Cu2e Cu2） （3）通入足量氯气将Fe2氧化成Fe3；加入CuO调节溶液的pH至3.24.7；过滤除去Fe(OH)3 （4）CuOH2SO4 CuSO4H2O CuSO4Fe FeSO4Cu 不锈钢表面有红色物质生成,要点感悟,4.铁与硝酸反应计算 例4 含n g HNO3的稀溶液，恰好使5.6 g 铁粉完全溶解，若有 g HNO3被还原成NO（无其他还原产物）则n值不可能是（ ） A.12.6 B.16.8 C.18.9 D.25.2,A,

8、提示 Fe4HNO3 Fe(NO3)3NO2H2O（HNO3相对过量） 3Fe8HNO3 3Fe(NO3)22NO4H2O（铁相对过量）,只进行第二步反应时，需HNO3最少， m(HNO3) 63 gmol116.8 g； 所以需硝酸的质量为：16.8 gn25.2 g,要点感悟,解析 Fe4HNO3 Fe(NO3)3NO2H2O（HNO3相对过量） 3Fe8HNO3 3Fe(NO3)22NO4H2O（铁相对过量） 5.6 g铁粉完全溶解，只进行第一步反应时，需HNO3最多， m(HNO3) 463 gmol125.2 g；,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

9、2FeCl3Cu 2FeCl2CuCl2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,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。,解析 向盛有FeCl3溶液的烧杯中同

10、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。其他三个选项的都,第3讲 金属的冶炼,第四章 几种重要的金属,1.金属冶炼方法的选择 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。,1.在冶金工业上均不能用通常化

11、学还原剂制得的金属组是（ ） A.Na、Ba、Mg、Al B.Na、K、Zn、Fe C.Zn、Fe、Cu、Ag D.Mg、Al、Zn、Fe 2.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 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。 Fe2Fe3 3Fe2 FeHg2 Fe2Hg FeCu2 Fe2Cu （2）

12、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。 Fe2H Fe2H2,3.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(KClMgCl26H2O)。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

13、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)2CO3 2CuOH2OCO2 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。 C2CuO 2CuCO2 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

14、属置换法。 FeCuSO4 FeSO4Cu 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。 2AlCr2O3 Al2O32Cr 适合于,随堂试训,（）从光卤石（KClMgCl26H2O）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。 MgCl2 MgCl2 符合,答案 （1） Cu2(OH)2CO3 2CuOH2OCO2 C2CuO 2CuCO2 （2）Fe2O33CO 2Fe3CO2 WO33H2 W3H2O 3MnO24Al 3Mn2Al2O3 2NaCl 2NaCl2,第4讲 原电池,第四章 几种重要的金属,1.理解原电

15、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60 g，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47 g，试计算： 产生氢气的体积(标准状况)； 通过导线的电量。（已知NA6.021023mol，电子电荷为1.601019 C）,要点感悟,解析 （1）因金属的活动性顺序为ZnAg，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Zn2e Zn2；银片作正极，发生还原反应2H2e 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

16、消耗的锌的质量，设产生的氢气的体积为x。 Zn2H Zn2H2 65 g 22.4 L 60 g47 g x 所以 ，解得x4.5 L。,反应消耗的锌的物质的量为 ，因为锌发 生氧化反应时Zn2e Zn2，所以通过导线的电量为0.20 mol 26.021023 mol11.601019 C3.8104 C。 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,B D,答案 （1）Zn2e Zn2 2H2e H2 （2）4.5 L 3.8104 C,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

17、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：2CO2CO 4e 4CO2,解析 铜绿是生活中常见现象, 反应原理为2CuO2CO2H2O Cu2(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。,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： 2COO2 2CO2，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： O22CO24e 2CO 。,答案 O22CO24e 2CO 2COO2 2CO2,1.下列叙述中正确的是（ ） A.构成原电池