搜索
华蓥中学：杨旭专题十:常见金属及其重要化合物1、了解常见金属的活动性顺序。2、了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。3、了解合金的概念及其重要应用。考纲展示：金属及其化合物夯实基础：考点一：钠及其化合物的性质和应用考点二：铝及其化合物的性质和应用考点三：铁、铜及其化合物的性质和应用考点一：钠及其化合物的性质和应用(1)钠的化合物俗名：火碱、烧碱、苛性钠——NaOH；纯碱、苏打——Na2CO3(纯碱在物质的分类方面的考题中常出现，因其俗名为纯碱，但其不属于碱，而属于盐)；小苏打——NaHCO3；芒硝——Na2SO4·10H2O；水玻璃——硅酸钠溶液。(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2，还是生成二者的混合物，1molNa只能转移1mol电子(此点在NA的判断考题中常有考查)。常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为，其中含有离子键和非极性键。过氧化钠中阴离子为O22-，故Na2O2中阳离子和阴离子的物质的量之比为2∶1。Na2O2不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到湿润的石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。【特别提醒】：(3)Na2CO3与盐酸反应时，二者相对用量或滴加顺序不同，产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(5)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和NaHCO3溶液。(6)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出，发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓。(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应是物质(或元素)的物理性质。(8)将NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合得到Al(OH)3沉淀，发生反应NaHCO3＋NaAlO2＋H2O=Al(OH)3↓＋Na2CO3，此反应并非水解反应。(9)二氧化碳气体通入NaClO溶液中，无论二氧化碳少量还是过量，都发生反应CO2＋NaClO＋H2O=HClO＋NaHCO3，而不会生成碳酸钠，因酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-。(10)侯氏制碱法的原理：NaCl＋CO2＋H2O＋NH3=NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。(11)Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。例1、下列说法不正确的是()A.[2017·全国卷Ⅱ]将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生，CO2具有氧化性B.[2017·江苏卷]电解饱和食盐水获取烧碱和氯气：2Cl－＋2H2OH2↑＋Cl2↑＋2OH－C.[2017·天津卷]除去NaHCO3固体中的Na2CO3，可将固体加热至恒重D.[2017·海南卷]过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气【典例探究】：C【变式1】：工业上用粗盐(含Ca2＋、Mg2＋、SO42-等杂质)为主要原料采用“侯氏制碱法”生产纯碱和化肥NH4Cl，工艺流程如图102所示。下列有关说法正确的是()A.对粗盐溶液除杂可依次加入NaOH、Na2CO3、BaCl2，再加入盐酸调节溶液pHB.饱和食盐水中先通入的气体为CO2C.流程图中的“系列操作”若在实验室中进行，一定需要玻璃棒D.如图103所示装置可以比较Na2CO3和NaHCO3晶体的热稳定性C【变式2】：汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性实验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题：(1)甲的化学式为_______，丙的电子式为________。(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为________________________。(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为_________，安全气囊中红棕色粉末的作用是。(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。A.KClB.KNO3C.Na2SD.CuO(5)设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物)______。NaN3Na2O＋2CO2＋H2O=2NaHCO36Na＋Fe2O32Fe＋3Na2O避免分解产生的金属钠可能产生的危害D可溶性盐的成分可能是Na2CO3，或NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为Na2CO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3，或Na2CO3与NaHCO3混合物返回考点二：铝及其化合物的性质和应用(1)要熟记有关“Al”的几个重要反应方程式①2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑②CO2(少量)＋2NaAlO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋Na2CO3③CO2(过量)＋NaAlO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3④Al3＋＋4OH－=AlO2-＋2H2O(AlCl3溶液与过量NaOH溶液混合)⑤AlO2-＋4H＋=Al3＋＋2H2O(NaAlO2溶液与过量盐酸混合)⑥2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe(铝热反应)⑦2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑(电解制铝)(2)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。【特别提醒】：(3)Al、Al2O3、Al(OH)3均既能与强酸反应，又能与强碱反应。弱酸如碳酸、弱碱如NH3·H2O不能与它们反应。(4)铝元素在溶液中有两种存在形式Al3＋、AlO2-。Al3＋存在的溶液为酸性，AlO2-存在的溶液为碱性，二者不能在溶液中同时存在，会因相互促进水解而产生沉淀：Al3＋＋3AlO2-＋6H2O=4Al(OH)3↓。(5)铝盐与强碱、偏铝酸盐与强酸按不同方式混合产生的现象不同，由反应物的相对用量的差异所致。(6)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，但不能制备金属性比其强的金属，如镁等，因本质是利用了铝的强还原性。铝热剂是混合物。(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水；泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。例2、[2017·江苏卷]铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下：注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__________________________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。【典例探究】：Al2O3＋2OH－=2AlO2-＋H2O减小(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_______。(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如下图所示。阳极的电极反应式为_________，阴极产生的物质A的化学式为________。(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要原因是__________________________________。石墨电极被阳极上产生的O2氧化4CO32-＋2H2O－4e－=4HCO3-＋O2↑H2NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜【变式1】：下列各组物质，不能按“”(“→”表示反应一步完成)关系转化的是()选项abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgOC变式2：聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]。工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下：已知：高岭土：Al2O3(25%～34%)、SiO2(40%～50%)、Fe2O3(0.5%～3.0%)及少量杂质和水。Al3＋以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH为5.2。根据流程图回答下列问题：(1)写出溶解过程中反应的离子方程式：_________________。(2)加适量铝粉的主要目的是_________________。(3)溶液的pH需控制在4.2～4.5的原因是：________________________。(4)“蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，控制该温度的操作名称是______________，写出该过程反应的化学方程式：_____________________。Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O除去溶液中的铁离子pH超过4.5，Al3＋会形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3＋水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6－n]水浴加热2AlCl3＋nH2O=Al2(OH)nCl6－n＋nHCl返回考点三：铁、铜及其化合物的性质和应用1、铁及其化合物(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。Fe与S反应时只能生成FeS。通过上述事实说明Cl2的氧化性强于S的氧化性(或氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性)。(2)常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，钝化属于化学变化，但加热后继续反应。(3)一定条件下，铁与硝酸、浓硫酸反应时，首先生成的一定是Fe3＋，当铁过量时，过量的铁将Fe3＋还原为Fe2＋：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。(4)Fe3＋存在的溶液一定呈酸性，因为Fe3＋在pH为3.2左右时已经沉淀完全。【特别提醒】：(5)当Fe2＋与Fe3＋共存时，检验Fe2＋的方法是取少许溶液向其中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去；检验Fe3＋的方法是取少许溶液，向其中加入KSCN溶液，溶液变为血红色。(6)铁氰化钾法(化学式为K3[Fe(CN)6])鉴别Fe2＋、Fe3＋：Fe2＋能与[Fe(CN)6]3－形成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2，而Fe3＋则不能。(7)配制FeCl2溶液要加入Fe粉防氧化；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(8)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。(9)Fe2＋、Fe3＋的同类盐溶液蒸发、灼烧，得到的最终物质为Fe3＋的盐固体或Fe2O3。2、铜及其化合物(1)铜在潮湿的空气中最终生成铜绿Cu2(OH)2CO3(2)铜及其化合物大多数为有色物质，如Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色，CuSO4·5H2O：蓝色。(3)无水CuSO4为白色固体，吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色[CuSO4可用于检验水的原理：CuSO4(白色)＋5H2O=CuSO4·5H2O(蓝色)【特别提醒】：(4)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基，该反应需在碱性环境中进行，加热至沸腾可生成砖红色沉淀氧化亚铜(Cu2O)。(5)联系铜铁的一个重要反应：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(FeCl3溶液腐蚀电路板原理，同时也证明氧化性：Fe3