高考化学一轮复习 第一部分 第九专题 金属及其化合物课件

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1、第九专题 金属及其化合物1下列叙述不正确的是()。A(2012年广东)用食醋可除去热水壶内壁的水垢B(2012年广东)自行车钢架生锈主要是电化学腐蚀所致C(2012年广东)用浓硝酸与Cu反应制备NO2DFe2有氧化性，FeCl2溶液可用于回收废旧电路板中的铜D 解析：金属活动性顺序表中，Fe在Cu之前，故Fe2不能溶解(氧化)Cu，但高价态的Fe3可氧化Cu，故常用FeCl3溶液和Fe回收废旧电路板中的Cu。 2(2011年广东)某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()。 A将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性 B将NaOH溶液缓慢滴入MgS

2、O4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成 C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析：稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A 错误；过滤时需要用玻璃棒引流，C 错误；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，因 MgCl2 水解，所以加热时必须在 HCl 的气氛中加热才能得到 MgCl2 固体，D 错误。答案：B3(2011 年广东)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下：(注：NaCl

3、熔点为801 ；AlCl3在181 升华)(1)精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为：_；_。元素和氯元素主要以 形式存在，铝电极的主要(2)将 Cl2 连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 Cl2外还含有_；固态杂质黏附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_ 。(3)在用废碱液处理 A 的过程中，所发生反应的离子方程式为：_。(4)镀铝电解池中，金属铝为_极，熔融盐电镀中铝电极反应式为：_。(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是_。 解析：(1)铝属于活泼金属，在

4、高温下可置换某些金属或非金属(铝热反应)。 (2)700 的高温下，氯气可与氢气、金属钠和铝反应生成HCl、NaCl和AlCl3，且AlCl3会升华变成气体，因此气泡的主要成分除Cl2外还含有HCl和AlCl3；而NaCl熔点为801 ，故NaCl不会熔化，只能在浮渣中存在。 (3)尾气经冷凝后分为气体A和固体B，由框图可知A是氯气和氯化氢的混合气体，B是AlCl3，因此用废碱液处理A的过程中，所发生反应的离子方程式为：Cl22OH=ClClOH2O和HOH=H2O。答案：(1)2AlFe2O3 Al2O32Fe4Al3SiO2 2Al2O33Si(2)HCl和AlCl3 NaCl(3)Cl2

5、2OH=ClClOH2O，HOH=H2O(4)阳Al7AlCl3e=4Al2Cl(5)致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O 等接触，使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生高温 高温 金属及其化合物的知识是高中化学的主干知识，钠、铝、铁、铜的单质及其化合物的知识是高考化学的必考内容。在高考中一般以它们的基础知识为载体，与氧化还原反应、原电池与电解池、离子反应方程式书写、离子共存、离子浓度和离子水解后溶液的酸碱性比较、离子鉴别与分离、物质的量计算、元素在周期表中位置推断、沉淀溶解平衡等联系进行综合考查。预测 2013 高考仍将加强有关知识的考查，其出题形式是将该部分知识与物质结构、化学原

6、理等相结合考查学生运用已有知识解决新问题的能力。1掌握典型物质的三角转化关系(1)钠及其重要化合物之间的转化关系。写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：化学方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_。4Na2O2 2Na2O2点燃 2Na2H2O=2Na2OHH22Na2O22H2O=4Na4OHO22NaOHCO2=Na2CO3H2ONa2CO3H2OCO2=2NaHCO3NaOHCO2=NaHCO3(2)铝及其重要化合物之间的转化关系。写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：离子方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_

7、。(3)铁及其重要化合物之间的转化关系。写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：离子方程式：_；离子方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_。Fe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32ClFe2(SO4)3Fe=3FeSO4(4)铜及其重要化合物之间的转化关系。写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：离子方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_；化学方程式：_。2CuOC 2CuCO24CuO 2Cu2OO2CH3CHO2Cu(OH)2 CH3COOHCu2O2H2O高温 高温 2 相互转化的数量关系和图像(1)在适量的可溶性铝盐溶液中逐滴加入 NaOH 溶液至过量，见下图。(2)

8、在适量的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，见下图。(3)在适量的偏铝酸盐溶液中缓慢通入 CO2至过量，见下图。(4)在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量，见下图。(5)在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量：见下图。根据图像分别写出各图变化过程所表示的有关化学方程式或离子方程式：化学方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_；离子方程式：_；化学方程式：_。AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(合理即可，下同)Al(OH)33H=Al33H2ONaAlO2CO22H2O=Al(OH)3 NaHCO34HClNaAlO2=AlC

9、l3NaCl2H2O，AlCl33NaAlO26H2O=4Al(OH)33NaCl例 1(2012 年重庆改编)下列叙述不正确的是( )。金属单质及其冶炼AFe 与 S 混合加热生成 FeS2B钢铁厂用热还原法冶炼铁发生了化学变化C过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D钠、锂分别在空气中燃烧，生成的氧化物中阴、阳离子数目比均为 1 2答案：A 解析：A错误，Fe是变价金属，遇强氧化剂(如HNO3、Cl2等)生成3价Fe，遇弱氧化剂(如S或I2)生成2价Fe，故 Fe与S混合加热生成FeS；B正确，CO还原Fe2O3炼铁是化学变化； C正确，Cu与浓硝酸反应开始时生成Cu(NO3)2、NO2、H2

10、O，随反应的进行，硝酸变稀，过量的铜继续与稀硝酸反应生成NO，故过量的铜与浓硝酸反应生成的气体，既有NO2又有NO；D正确，在空气中，钠燃烧生成Na2O2，阴离子为 ，故阴、阳离子数目比为12，锂燃烧生成Li2O，阴、阳离子数目比为12。【触类旁通】1下列制备金属单质的方法或原理正确的是()。A在高温条件下，用 H2还原MgO制备单质MgB在通电条件下，电解熔融 Al2O3制备单质AlC在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质 NaD加强热，使 CuO 在高温条件下分解制备单质 Cu 解析：A项，Mg是十分活泼的金属，应采用电解熔融MgCl2的方法制取，不用电解熔融MgO是由于其熔点太高，生产成本

11、太大；C项，Na能与水反应，电解饱和食盐是氯碱工业，用于生产烧碱等产品，而制备Na应电解熔融NaCl；D项，利用CuO制备Cu，应采用热还原法，如H2CuO CuH2O。 B 1金属单质与水反应。 (1)水与 K、Ca、Na、Ba等活泼金属在常温下直接快速反应产生氢气和氢氧化物。 (2)水与镁加热时反应：Mg2H2O Mg(OH)2H2。 (3)水与Fe等在高温时反应：3Fe4H2O(g) Fe3O44H2。 2金属的冶炼方法。 金属的冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程，金属元素性质越稳定，越易从化合物中还原出来。工业上依据金属的活动性差异而采用不同的冶炼方法。 (1)

12、热分解法：冶炼不活泼金属，如2HgO 2HgO2，2Ag2O 4AgO2。 (2)热还原法： 用还原剂C、CO、H2等将金属活动性顺序表中处于中间位置的金属从其化合物中还原出来。例如： WO33H2 W3H2O，ZnOC ZnCO。 (3)电解法：用电解熔融金属化合物的方法冶炼活泼金属，电解过程需要消耗大量的电能，能用化学还原法制备的金属不用此法。例如：2NaCl(熔融) 2NaCl2，MgCl2(熔融) MgCl2。 注意：金属冶炼对环境的污染主要来自重金属离子对土壤、水体的污染和冶炼过程中产生废气SO2、CO等对大气的污染。电解 电解 金属的氧化物与氢氧化物例 2设计实验方案证明铁与水蒸气

13、反应产物是由二价铁和三价铁组成的化合物 Fe3O4，而不是氧化亚铁和氧化铁的混合物。(1)_；(2)_；(3)_。解析：化合物是纯净物，有固定的熔沸点，混合物没有固定的熔沸点。确定固态物质是否是纯净物，通常用简单的物理方法，即固态物质测定该物质是否有固定的熔点，液态物质测定该物质是否有固定的沸点。答案：(1)取 Fe3O4样品一份置于试管中并溶于稀盐酸，向其中滴加几滴 KSCN 溶液，溶液变为血红色，证明 Fe3O4 含有三价铁(2)另取 Fe3O4 样品一份置于试管中加入浓硝酸，样品溶解时有红棕色气体产生，证明 Fe3O4 含有二价铁(或加入稀硝酸，样品溶解时产生的无色气体在试管上方变成红棕

14、色气体，证明Fe3O4含有二价铁)(3)测定 Fe3O4 样品的熔点，若有固定熔点证明 Fe3O4 是由二价铁和三价铁组成化合物，若无固定熔点，证明是氧化亚铁和氧化铁的混合物【触类旁通】2下列说法不正确的是()。A Fe(OH)2 易 被 氧 化 生 成 Fe(OH)3， 说 明 稳 定 性 ：Fe(OH)2Fe(OH)3B用新制的 Cu(OH)2 悬浊液，可以检验醛基C向新制的 FeSO4 溶液中滴入适量的 NaOH 溶液，放置片刻，整个反应过程的颜色变化是浅绿色溶液白色沉淀灰绿色沉淀红褐色沉淀D称取等质量的两份铝粉，分别加入过量的稀盐酸和过量的 NaOH 溶液则放出氢气的体积(同温同压下)

15、不相等解析：铝粉质量相等，失去的电子数目也相等，产生 H2的量相等，D 不正确。D 1金属氧化物与水反应。 (1)Na2O、K2O、CaO、BaO与水直接化合生成碱，Li2O、MgO与水缓慢反应。 (2)Al2O3、FeO、Fe3O4、Fe2O3、CuO不与水反应。 (3)金属过氧化物与水反应均可放出氧气，如2BaO22H2O=2Ba(OH)2O2。 2金属氧化物、氢氧化物、含氧酸盐的氧化性、还原性。 (1)变价金属的低价(3价以下)氧化物、氢氧化物有还原性。常见的有FeO、Fe(OH)2 、SnO、PbO、FeSO4等，如4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。 (2)变价金属的高价

16、(3价及以上)金属氧化物和含氧酸盐一般有较强的氧化性。常见的有MnO2、SnO2、PbO2、Na2FeO4 、KMnO4等，如MnO24HCl(浓) MnCl2Cl22H2O。 3氢氧化物热分解规律：金属活泼性越强，金属氢氧化物受热时越难分解，反之则越易分解，其分解产物一般为同价态金属氧化物和水。注意：NaOH、KOH等加热一般不分解；Fe(OH)2 在空气中加热发生氧化还原反应，最终生成 Fe2O3 和水。 4常见金属氧化物和氢氧化物的性质。 (1)常见金属氧化物的性质。 物质颜色溶解性与酸、碱反应备注Na2O白色与水反应与酸反应Na2O2淡黄色与水反应产生氧气与酸反应产生氧气具有强氧化性，

17、可作供氧剂、漂白剂Al2O3白色难溶于水既与酸反应又与碱反应FeO黑色难溶于水与酸反应能被C、CO、H2、Al等还原剂还原Fe2O3红色难溶于水与酸反应Fe3O4黑色难溶于水与酸反应CuO黑色难溶于水与酸反应Cu2O砖红色难溶于水遇H转化为Cu和Cu2(2)常见金属氢氧化物的性质。化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2颜色、状态白色固体白色固体白色胶状沉淀红褐色沉淀白色沉淀蓝色沉淀稳定性稳定，加热不分解高温分解成MgO和H2O加热分解成Al2O3和H2O加热分解成Fe2O3和H2O极易被氧化成Fe(OH)3加热易分解成CuO和H2O与酸反应均易与酸

18、反应生成相应的盐，若为氧化性酸，则Fe(OH)2还要被氧化为Fe3的盐其他反应与盐反应，与Cl2、Al反应与NH4Cl溶液反应与强碱溶液反应具有还原性新制的Cu(OH)2能被醛基还原金属离子检验 例3用一无色透明的溶液做如下实验： (1)取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成。 (2)另取部分溶液加入Na2O2，有无色无味气体放出且有白色沉淀生成，加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如下图所示： 试问：(1)Cu2、 等离子中一定存在的离子有_；可能存在的离子有_；一定不存在的离子有_。 (2)上述溶液至少由_等物质混合而成。 解析：(1)因为加入用盐酸酸化的BaCl2溶液有

19、白色沉淀生成，一定含有 加入Na2O2生成的无色无味气体是氧气，所以一定不存在 ；溶液为无色透明说明没有Cu2、Fe3；溶液中加入Na2O2有NaOH生成，随着Na2O2加入量的增加，白色沉淀增加，但再加入Na2O2沉淀量反而减少，说明一定含有Al3，沉淀减少到一定量后就不再减少，说明含有Mg2。【触类旁通】3某固体混合物可能含有 MgCO3、Al2(SO4)3、Na2SO4、Ba(NO3)2、AgNO3 和 CuSO4。将该混合物进行如下实验，根据所给实验现象完成表格(对于能确定的物质在相应位置写化学式，暂不能确定的物质在相应位置填“无”)。(1)将少许混合物放入水中得到无色溶液和白色沉淀。

20、肯定存在的物质肯定不存在的物质理由 (2)取溶液进行焰色反应，火焰呈黄色。(3)取白色沉淀加入稀盐酸，沉淀完全溶解并放出气体。(4)通过上述实验仍无法确定的物质是_。 肯定存在的物质肯定不存在的物质理由 肯定存在的物质肯定不存在的物质理由 答案：(1)无CuSO4溶液无色，而CuSO4溶液为蓝色Na2SO4无钠的焰色反应呈黄色(2) 解析：(1)根据无色溶液，可判断一定无CuSO4，因为CuSO4溶液为蓝色。(2)根据焰色反应呈黄色，则判断一定有Na2SO4，不能确定其他的物质是否存在。(3)与盐酸反应放出气体，且沉淀完全溶解，因此一定有MgCO3，一定无Ba(NO3)2和AgNO3，若有这两种物质，会生成不溶于盐酸的沉淀。MgCO3Ba(NO3)2、AgNO3MgCO3沉淀溶于稀盐酸，有气体放出；如有Ba(NO3)2，生成的BaSO4沉淀不溶于盐酸；如有AgNO3，生成的Ag2SO4沉淀在盐酸中也不溶(3)(4)Al2(SO4)3常见金属阳离子检验。2Fe3、Fe2的特殊检验法。3焰色反应。