钠及其重要化合物间的转化关系

一、钠及其重要化合物间的转化关系专题三化学常见物质第10讲常见金属及其化合物①化学方程式：。②离子方程式：。③化学方程式：。④化学方程式：。⑤离子方程式：。⑥化学方程式：。⑦化学方程式：。2Na+O2Na2O22Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑2Na2O2+2CO22Na2CO3+O22Cl-+2H2O2OH-+Cl2↑+H2↑Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO32NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O点燃△通电①化学方程式：。②离子方程式：。③化学方程式：。④离子方程式：。⑤离子方程式：。⑥离子方程式：。⑦离子方程式:。2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe2Al+2OH-+2H2O2AlO+3H2↑2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑Al2O3+2OH-2AlO+H2OAl3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NHAl(OH)3+OH-AlO+2H2OAl3++3AlO+6H2O4Al(OH)3↓高温通电-2-2+4-2-2三、铁及其重要化合物间的转化关系①化学方程式：。②化学方程式：。③离子方程式：。④离子方程式：。⑤化学方程式：。⑥化学方程式：。⑦化学方程式：。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H22Fe+3Cl22FeCl32Fe3++Cu2Fe2++Cu2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2OFe2O3+3CO2Fe+3CO2高温高温△△四、铜及其重要化合物之间的转化关系①;②;③;④;⑤;⑥。3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+2FeCl32FeCl2+CuCl22Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3Fe+Cu(NO3)2Fe(NO3)2+CuCu(OH)2CuO+H2O△考点一金属活动性顺序表、金属性质及冶炼【例1】X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下①水溶液中：X+Y2+X2++Y②Z+2H2O(冷)Z(OH)2+H2↑③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M-2e-M2+④Y可以溶于稀H2SO4中，M不被稀H2SO4氧化，则这五种金属的活动性由弱到强的顺序是（）A.M＜N＜Y＜X＜ZB.N＜M＜X＜Y＜ZC.N＜M＜Y＜X＜ZD.X＜Z＜N＜M＜Y解析Z能与冷水反应，活泼性最强；X能置换出Y，则X＞Y；M、N构成的原电池，M失去电子，则M＞N；Y与稀H2SO4反应，M不能被稀H2SO4氧化，则Y＞M。答案C【例2】在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应后剩余金属m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属m2g，则m1与m2之间的关系是（A.m1一定大于m2B.m1可能小于m2C.m1一定等于m2D.m1可能大于m2解析铁和铜的混合物与一定量的硝酸反应，当金属剩余时，硝酸耗尽，但生成物中有硝酸亚铁或硝酸铜或这两种物质的混合物。若再向其中加入稀硫酸，则继续发生如下反应：3Cu+8H++2NO3Cu2++2NO↑+4H2O或：3Fe+8H++2NO3Fe2++2NO↑+4H2OFe+4H++NOFe3++NO↑+2H2O使金属质量减少。所以m1一定大于m2。-3-3-3答案A【例3】下列金属冶炼的反应原理，错误的是（A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.MgO+H2Mg+H2OC.Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D.2HgO2Hg+O2↑高温通电△△B金属活动性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au原子失电子能力强弱单质还原性强弱阳离子氧化性弱强金属的化学统性与非金属反应Cl2都能直接化合，变价金属一般生成高价金属氯化物不反应O2常温易氧化，点燃生成过氧化物或超氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应与H2O反应常温下反应生成碱和H2与热水反应在有碱存在下反应与水蒸气在高温下反应不反应不反应与H+反应生成盐和氢气不反应不反应与氧化性酸(H2SO4、浓HNO3)不生成H2，Fe、Al钝化与浓HNO3生成NO2，与稀HNO3生成NO不反应，与王水反应液反应不与盐反应而先与水反应排在前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来碱的稳定性受热不分解加热分解冶炼方法电解法(电解熔融的盐、氧化物、氢氧化物)热还原法（C、H2、CO、活泼金属）热分解法或其他方法某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回（1①、②、③④、⑤（2）写出①处发生反应的离子方程式；写出③处发生反应的化学方程式。（3）铁红的化学式为；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红；氧化铜。解析（1）本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3+、Cu2+、Au3+，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能，将其分离，Cu2+和Fe2+分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。（2）由于废水显酸性，又含有Cu2+、Au3+、Fe3+Fe+2H+H2↑+Fe2+Fe+Cu2+Cu+Fe2+3Fe+2Au3+2Au+3Fe2+2Fe3++Fe3Fe2+（3）铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。答案（1）①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠（2）Fe+2H+Fe2++H2↑，2Fe3++Fe3Fe2+，Cu2++FeCu+Fe2+，2Au3++3Fe2Au+3Fe2+3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O（3）Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料【例4】（2009·江苏，5）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是（）A.明矾水解形成的Al（OH）3胶体能吸附水中的悬B.在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率C.MgOD.电解MgCl2饱和溶液，可制得金属镁考点二金属的氧化物和氢氧化物解析电解饱和MgCl2溶液发生的反应为：MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+H2↑+Cl2↑,无法制得金属镁。通电D【例5】（2009·上海，22）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（）A.Fe2O3和MnO2B.MnO2和V2O5C.Cr2O3和V2O5D.Fe3O4和FeO解析n（Al）=，Al完全反应时转移电子的物质的量为mol×3=1mol，则生成金属的摩尔电子质量（转移1mole-生成金属的质量）为18g/molmol31g/mol27g931A项生成Fe的摩尔电子质量为=18.67g/mol，生成Mn的摩尔电子质量为=13.75g/mol,根据平均值规律，A项正确；B项生成锰的摩尔电子质量为13.75g/mol,生成V的摩尔电子质量为=10.2g/mol，根据平均值规律，B项不可能生成单质18g；同理，C项也不可能生成单质18g;D项，Al完全反应时生成Fe的质量大于18g,当氧化物粉末不足量时，生成的金属可能为18g,D项正确。mol3g56mol4g55mol5g51答案AD1.金属氧化物2.金属氢氧化物(2009·福建理综，24)从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质）中提取氧（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的化学方程式为（2）流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为。（3）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入（4）滤液E、K中溶质的主要成份是(填化学式)，写出该溶液的一种用途。（5）已知298K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=。2-3解析(1)Al2O3溶于盐酸生成AlCl3和水，化学方程式为Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O(2)SiO2与NaOH溶液反应的离子方程式为SiO2+2OH-SiO+H2O(3)Fe3+的鉴定有多种方法，KSCN溶液、苯酚溶液、NaOH溶液等都可与之产生明显现象，若使用NaOH溶液，则NaOH（4）由于通入的是过量CO2，因此滤液E和K中的主要成分是NaHCO3，其用途广泛，工业上可用于制纯碱，2-3（5）298K，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12，即溶液中c(Mg2+)×c2(OH-)=5.6×10-12。pH=13的溶液中，c(OH-)=0.1mol/L,则此时c(Mg2+)==5.6×10-10(mol/L)212)1.0(106.5答案(1)Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O(2)SiO2+2OH-SiO+H2O(3)（4）NaHCO3制纯碱（或做发酵粉等合理答案（5）5.6×10-10mol/L2-3【例6】（2009·上海，15）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如下图。反应中镁和铝的（）考点三金属与酸的反应A.物质的量之比为3∶2B.质量之比为3∶2C.摩尔质量之比为2∶3D.反应速率之比为2∶3解析镁与稀硫酸反应：Mg+H2SO4MgSO4+H2↑，铝与稀硫酸反应：2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑，由图像知，产生的H2的量相同，各产生1molH2时，需Mg1mol，质量为24g;需Almol，质量为18g。故A正确，B、C错误。Mg的反应速率大于Al的，D错误。32答案A【例7】（2009·四川理综，11）向mg镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完全反应生成标准状况下的气体bL。向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是（）A.c=B.p=m+C.n=m+17VcD.pVb2.110001125Vcm35m917解析向mgMg、Al的混合物中加入适量的稀H2SO4，恰好完全反应，溶液中只有MgSO4、Al2(SO4)3两种物质，且Mg2+与Al3+的质量和为mg；向反应后的溶液中加入cmol/LKOH溶液VmL，使金属离子恰好完全沉淀，发生的反应是：Mg2++2OH-Mg（OH）2↓，Al3++3OH-Al(OH)3↓，则得到沉淀的质量是Mg2+、Al3+的质量与NaOH溶液中OH-质量的质量和，所以n=m+V×10-3×c×17=m+1.7×10-2Vc，C项错误。答案C金属与酸反应的规律（1①K→Pb和弱氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）②K→Pb和强氧化性酸（如硝酸、浓硫酸等）发生氧化还原反应，不能生成H2③Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸,在常温下发生钝化。④Cu→Ag⑤Pt→Au和强氧化性混酸（王水）发生氧化还（2①金属与酸反应失去电子的物质的量=产生氢原②当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，③相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价④相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去1mol电子时质量的倒数比。⑤若产生相同量的氢气，所需金属的物质的量之⑥若产生相同量的氢气，所需金属的质量比等于失去1mol电子时金属的质量比。等物质的量的主族金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应，所得氢气的体积依次为VA、VB、VC，已知VB=2VC，且VA=VB+VC，则在C的生成物中，该金属元素的化合价为（）A.+1B.+2C.+3D.+4解析本题考查电子得失守恒和化合价的有关知识，侧重考查学生分析推理的能力。由电子得失守恒知，等物质的量的金属与该反应失去电子形成的正价数与产生的H2的体积数成正比。根据VB=2VC和VA=VB+VC