专题十一专题十一常见金属元素单质及其重要化合物专题十一│考纲导航[热点考向]1.常见金属元素单质及其化合物之间的转化2.常见金属阳离子的检验3.无机框图推断考纲导航专题十一│考纲导航[复习策略]1.归纳、比较的方法梳理常见金属单质及其化合物之间的转化关系,特别注意特殊转化关系,明确铁三角、铝三角的转化。2.常见金属阳离子如K+、Na+、Fe3+、Fe2+的检验。3.归纳、整理、记忆框图推断的突破口。专题十一│主干知识整合主干知识整合专题十一│主干知识整合专题十一│主干知识整合专题十一│主干知识整合专题十一│主干知识整合[易错警示]1.焰色反应属于物理变化,而不是化学变化。2.1mol金属钠无论被氧化成Na2O还是Na2O2,失去的电子都是1mol。3.既能与酸反应生成气体,又能与碱反应生成气体的物质未必一定是Al,还可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。4.并非只有非金属元素才能发生归中反应,如Fe+2Fe3+=3Fe2+。专题十一│主干知识整合[触摸高考]判断正误1.[2012·北京卷]切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗:2Na+O2=Na2O2()×[解析]切开的金属钠在空气中变暗是因为Na与空气中的O2反应生成Na2O。2.[2012·福建卷]金属钠着火时,用细沙覆盖灭火()√[解析]钠着火时,用细沙覆盖可隔绝空气,从而使火熄灭,正确。专题十一│主干知识整合3.[2012·广东卷]用浓HNO3与Cu反应制备NO2()√[解析]浓硝酸与铜发生如下反应:“Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O”,因此可用于制备NO2气体。4.[2012·天津卷]CaO能与SO2反应,可作工业废气的脱硫剂()√[解析]CaO与SO2反应生成固体CaSO3,可起到固硫作用,因此CaO可作工业废气的脱硫剂。专题十一│主干知识整合5.[2012·北京卷]Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间,变成白色黏稠物:2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2()×[解析]Na2O2在潮湿的空气中变为白色黏稠物是因Na2O2与空气中的水蒸气反应生成NaOH的缘故。6.[2012·福建卷]钠与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3()√[解析]钠溶于水形成NaOH溶液,能与NH4Cl发生复分解反应生成NH3。7.[2012·山东卷]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()×[解析]Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO,该反应不是置换反应。专题十一│要点热点探究►探究点一常见金属及其化合物间的转化1.铝热反应金属Al能与活泼性弱于Al的金属的氧化物反应,生成金属单质和氧化铝,并放出大量的热,称为铝热反应。利用此反应可冶炼难熔金属和野外焊接无缝钢轨。2.直线型转化关系A――→XB――→XC(1)Na――→O2Na2O――→O2Na2O2要点热点探究专题十一│要点热点探究(2)X为强酸,如NaAlO2――→HClAl(OH)3――→HClAlCl3(3)X为强碱,如AlCl3――→NaOHAl(OH)3――→NaOHNaAlO23.三角型转化关系(1)铁三角专题十一│要点热点探究专题十一│要点热点探究拓展延伸:①既能与酸又能与碱反应的物质有:Al、Si、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等;②既能与强酸溶液反应放出气体,又能与强碱溶液反应放出气体的物质有:Al、弱酸的铵盐;③A物质加到B物质中,先生成沉淀,继续加入沉淀又溶解的物质组合有:CO2(或SO2)与Ca(OH)2、NaOH与Al3+、HCl与AlO-2。专题十一│要点热点探究例1[2012·江苏卷]下列物质的转化在给定条件下能实现的是()①Al2O3――→NaOHaq△NaAlO2(aq)――→CO2Al(OH)3②S――→O2/点燃SO3――→H2OH2SO4③饱和NaCl(aq)――→NH3,CO2NaHCO3――→△Na2CO3④Fe2O3――→HClaqFeCl3(aq)――→△无水FeCl3⑤MgCl2(aq)――→石灰乳Mg(OH)2――→煅烧MgOA.①③⑤B.②③④C.②④⑤D.①④⑤A[解析]本题考查无机物之间的转化关系。②中S与O2只能生成SO2,错;④中FeCl3溶液在加热时,Fe3+水解生成Fe(OH)3,进而分解生成Fe2O3,得不到无水FeCl3,错。[点评]思维拓展:从FeCl3溶液中获得无水FeCl3,应在HCl的气氛中加热蒸干溶液。专题十一│要点热点探究当0.2molNa182O2与足量CO2完全反应后,下列说法正确的是()生成Na2CO3质量关于所生成O2的描述A21.2gO2的摩尔质量是36g·mol-1B21.6g生成的标况下O2的体积为2.24LC21.2gO2的摩尔质量是32g·mol-1D22.4g生成的标况下O2的体积为2.24L专题十一│要点热点探究[答案]B[解析]Na2O2与CO2反应的本质是过氧化钠中-1价的氧自身氧化还原反应:2Na182O2+2CO2===2Na2C18OO2+18O2,生成Na2CO3的质量为21.6g,生成18O2的摩尔质量为36g/mol,标况下体积为2.24L。专题十一│要点热点探究[2012·课标全国卷]铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:________________(列出计算过程);专题十一│要点热点探究(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备;(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为_________________;(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为_____________。与MnO2—Zn电池类似,K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为________________,该电池总反应的离子方程式为___________。专题十一│要点热点探究[答案](1)n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.19gn(Fe)=0.19g56g·mol-1=0.0034moln(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,x=3(2)0.10盐酸氯气(3)2Fe3++2I-===2Fe2++I2(或2Fe3++3I-===2Fe2++I-3)(4)Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓,2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-===2FeO2-4+5H2O+3Cl-(或2Fe3++10OH-+3ClO-===2FeO2-4+3Cl-+5H2O)FeO2-4+3e-+4H2O===Fe(OH)3+5OH-2FeO2-4+8H2O+3Zn===2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-专题十一│要点热点探究[解析](2)由题意得nFeCl2+nFeCl32nFeCl2+3nFeCl3=1∶2.1,解得nFeCl3nFeCl2=19,故样品中FeCl3的物质的量分数为11+9=0.10。(3)Fe3+将I-氧化成I2(或I-3),书写离子方程式时要注意氢碘酸为强酸,反应的离子方程式为2Fe3++2I-===2Fe2++I2。专题十一│要点热点探究(4)FeCl3与KClO在强碱性条件下发生复分解反应和氧化还原反应,可制取高铁酸钾,根据化合价升降的总数相等及电荷守恒原理可写出反应的离子方程式:“Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓、2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-―→2FeO2-4+3Cl-+5H2O(或2Fe3++10OH-+3ClO-===2FeO2-4+3Cl-+5H2O)”;类比MnO2-Zn电池电极反应式的书写,K2FeO4-Zn电池负极反应式为Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,正极反应式为FeO2-4+4H2O+3e-===Fe(OH)3+5OH-,负极反应式乘3与正极反应式乘2相加得电池总反应的离子方程式为3Zn+2FeO2-4+8H2O===3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-。专题十一│要点热点探究►探究点二无机推断专题十一│要点热点探究1.无机框图推断的解题策略解答无机框图推断题的关键就是抓特征——特征反应、特征现象、特征颜色等,从而确定突破口,再采取顺推、逆推或先猜后验的方法确定框图中所有物质的化学式。2.无机框图推断中常见的突破点(1)物质的特殊性质:①颜色类:红棕色粉末为Fe2O3、红褐色沉淀为Fe(OH)3、蓝色晶体CuSO4·5H2O、蓝色絮状沉淀为Cu(OH)2、红棕色气体为NO2、黄绿色气体为Cl2、紫色蒸气为I2;浅绿色溶液为Fe2+、棕黄色溶液为Fe3+;专题十一│要点热点探究②状态类:常温下为液体的单质只有溴或汞;③气味类:臭鸡蛋气味的气体为H2S,酒精或其他低级的醇、低级的酯都具有各自特殊的香味;④密度类:密度最小的气体为H2,乙酸乙酯的密度比水小等。(2)特征反应现象:①焰色反应黄色的为钠元素,紫色的为钾元素(透过蓝色钴玻璃);②使湿润的醋酸铅试纸变黑色的气体是H2S;③在空气中变红棕色的气体是NO;④使品红溶液褪色加热后又恢复颜色的是SO2;⑤使淀粉变蓝色的是I2;⑥白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色的是Fe(OH)2;⑦滴入SCN-溶液出现血红色的是Fe3+;⑧使红色石蕊试纸变蓝色的气体是NH3;⑨两种元素能形成A2B和A2B2型离子化合物的为Na和O,能形成A2B和A2B2型共价化合物的为H和O。专题十一│要点热点探究(3)特殊转化关系①连续氧化过程,在框图推断题中常常以“A→B→C,且A、B、C的相对分子质量相差16或16的倍数”等形式给出,中学中常见的连续氧化有CH4→C→CO→CO2;H2S→S→SO2→SO3;NH3→NO→NO2;Na→Na2O→Na2O2。②既能与酸又能与碱反应的有:多元弱酸的酸式盐、弱酸的铵盐、两性氧化物或氢氧化物、铝、氨基酸等。③能与碱反应生成气体的物质有:Si、Al、铵盐。④高温下的置换反应有:铝热反应、二氧化硅与碳的反应、镁在二氧化碳中燃烧、铁与水蒸气的反应、炭与水蒸气的反应。专题十一│要点热点探究⑤两种溶液混合产生气体和沉淀的一般为双水解或Ba(OH)2与(NH4)2SO4溶液混合;与水反应既产生气体又产生沉淀的可能是双水解。专题十一│要点热点探究例2A、B、C、D都是中学化学中常见物质,其中A、B、C均含有同一种元素,在一定条件下相互转化关系如下(部分反应中的水已略去)。(1)若A为氯碱工业的产品,C为厨房中的用品。①D的电子式是________。②反应Ⅲ的离子方程式是___________________。③氯碱工业制备A的化学方程式是______________。专题十一│要点热点探究(2)若A、D均为单质,且A为气体,D元素的一种红棕色氧化物常用作颜料。①反应Ⅲ的离子方程式是_____________________。②B可作净水剂,其原理是__________________(用离子方程式表示)。在使用时发现B不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是__________