2024年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題07金屬及其化合物教案

PAGEPAGE1專題07金屬及其化合物高考對(duì)鈉及其化合物的考查重點(diǎn)是鈉的氧化物和鈉鹽的性質(zhì)、推斷、計(jì)算和試驗(yàn)探究。鈉的化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系是聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際的重要切入點(diǎn)。常以框圖題形式出現(xiàn)在綜合題中，應(yīng)專心體會(huì)。鋁及其化合物的學(xué)問(wèn)點(diǎn)豐富，性質(zhì)應(yīng)用廣泛，命題空間大。以試驗(yàn)為手段，以工業(yè)生產(chǎn)為背景，以圖像分析和計(jì)算為重點(diǎn)，題型敏捷、是高考的熱點(diǎn)。鐵及其化合物因?yàn)樾再|(zhì)的困難多變而成為高考命題的熱點(diǎn)。題型以筆答題為主，在選擇題中也有涉及，試題以化工生產(chǎn)為背景，以豐富的流程分析和物質(zhì)轉(zhuǎn)化為特征，考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的實(shí)力。2024年應(yīng)高度重視。銅及其化合物的學(xué)問(wèn)以及金屬材料的應(yīng)用，在新課標(biāo)高考中的地位在逐步得到加強(qiáng)，屬于新出現(xiàn)的高考熱點(diǎn)。鋰作為鋰電池的主要原料，近年來(lái)備受命題者青睞，預(yù)料鋰及其化合物的性質(zhì)仍是今后高考考査的重點(diǎn)。亞鐵離子和三價(jià)鐵離子的性質(zhì)及檢驗(yàn)是高考的命題熱點(diǎn)；銅的性質(zhì)常結(jié)合電化學(xué)學(xué)問(wèn)進(jìn)行考查，另外鎂、鋁、鐵、銅元素有關(guān)的化合物與生活、生產(chǎn)緊密聯(lián)系的內(nèi)容也是高考命題的熱點(diǎn)。主要考查方面：一、鈉的性質(zhì)與應(yīng)用1．鈉的物理性質(zhì)(1)軟——質(zhì)軟，硬度小。(2)亮——銀白色，有金屬光澤。(3)輕——ρ(H2O)eq\a\vs4\al(>)ρ(Na)eq\a\vs4\al(>)ρ(煤油)。(4)低——熔點(diǎn)低，低于100℃。(5)導(dǎo)——可導(dǎo)電、導(dǎo)熱。[留意]金屬鈉要保存在煤油中，不能保存在CCl4中，因ρeq\a\vs4\al(CCl4)>ρNa>ρ煤油，故鈉浮在CCl4液面上而沉在煤油底部，鈉在煤油中能隔絕空氣防止被氧化。2．鈉的化學(xué)性質(zhì)——還原性從原子結(jié)構(gòu)相識(shí)鈉的化學(xué)性質(zhì)Naeq\o(→,\s\up7(失去1個(gè)e－))Na＋(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)①與O2反應(yīng)項(xiàng)目常溫加熱現(xiàn)象鈉的表面變eq\a\vs4\al(暗)先熔化成小球，片刻后猛烈燃燒，發(fā)出eq\a\vs4\al(黃)色火焰，生成淡黃色固體化學(xué)方程式4Na＋O2=2Na2O2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2轉(zhuǎn)移電子1molNa參與反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移eq\a\vs4\al(1)mole－②與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na＋Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2NaCl。③與S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Na＋Seq\o(=,\s\up7(△))Na2S。(2)與水反應(yīng)①離子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑。②與滴加酚酞的水反應(yīng)的現(xiàn)象與說(shuō)明：(3)與鹽酸反應(yīng)離子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑。3．鈉的制取及用途(1)制取方法：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。(2)用途：[思索]金屬鈉長(zhǎng)期露置于空氣中，最終得到的白色粉末是什么？提示：碳酸鈉；轉(zhuǎn)化過(guò)程為例1．取一小塊金屬鈉，放在燃燒匙里加熱，下列現(xiàn)象描述正確的是()①金屬先熔化②在空氣中燃燒，放出黃色火花③燃燒后得白色固體④燃燒時(shí)火焰為黃色⑤燃燒后生成淡黃色固體物質(zhì)A．②⑤ B．①②③C．①④⑤ D．④⑤【答案C】例2．金屬鈉分別與下列溶液反應(yīng)時(shí)，既有沉淀析出，又有氣體逸出的是()A．BaCl2溶液 B．K2SO4溶液C．Ca(HCO3)2溶液 D．NH4NO3溶液【答案】C【解析】因?yàn)槭侨芤褐械姆磻?yīng)，所以都有H2產(chǎn)生，NH4NO3溶液還產(chǎn)生NH3，Ca(HCO3)2溶液還產(chǎn)生CaCO3沉淀。例3．將0.05molNa分別投入到盛有100mL水、100mL鹽酸、100mL硫酸銅溶液的X、Y、Z三個(gè)燒杯中，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．三個(gè)燒杯中肯定均會(huì)發(fā)生的離子反應(yīng)有：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑B．三個(gè)燒杯中鈉均在液面上猛烈反應(yīng)，相比而言，X燒杯中的反應(yīng)平緩些C．Z燒杯中肯定會(huì)有沉淀生成，但沉淀不是單質(zhì)銅D．三個(gè)燒杯中置換反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量肯定相同【答案】A例4．某同學(xué)探究鈉的性質(zhì)時(shí)，將等量的金屬鈉分別投入下列溶液中，請(qǐng)你幫他完成試驗(yàn)報(bào)告：序號(hào)溶液現(xiàn)象說(shuō)明及反應(yīng)方程式①飽和NaCl溶液②飽和石灰水③CuSO4溶液④FeCl3溶液⑤NH4Cl溶液【答案】①溶液中出現(xiàn)渾濁Na與H2O反應(yīng)使水量削減，2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑②溶液中出現(xiàn)渾濁Na與H2O反應(yīng)放熱，Ca(OH)2溶解度隨溫度上升而減小，且Na與H2O反應(yīng)使水量削減，2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑產(chǎn)生的OH－促進(jìn)Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)溶解平衡逆向移動(dòng)③溶液中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、CuSO4＋2NaOH=Cu(OH)2↓＋Na2SO4④溶液中出現(xiàn)紅褐色沉淀2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、FeCl3＋3NaOH=Fe(OH)3↓＋3NaCl⑤產(chǎn)生刺激性氣味氣體2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、NH4Cl＋NaOH=NaCl＋NH3↑＋H2O。[規(guī)律方法]鹽溶液與Na反應(yīng)的思維流程二、鈉的氧化物——氧化鈉與過(guò)氧化鈉1．氧化鈉、過(guò)氧化鈉的性質(zhì)比較物質(zhì)氧化鈉(Na2O)過(guò)氧化鈉(Na2O2)顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體類(lèi)別堿性氧化物過(guò)氧化物氧元素化合價(jià)－2－1化學(xué)鍵類(lèi)型只有離子鍵有離子鍵和共價(jià)鍵電子式____________________________組成結(jié)構(gòu)由Na＋與O2－構(gòu)成，eq\f(nNa＋,nO2－)＝eq\f(2,1)由Na＋與Oeq\o\al(2－,2)構(gòu)成，eq\f(nNa＋,nO\o\al(2－,2))＝eq\f(2,1)與水反應(yīng)Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑與CO2反應(yīng)Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2與鹽酸反應(yīng)Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑主要用途可制燒堿漂白劑、消毒劑、供氧劑保存密封密封、遠(yuǎn)離易燃物2．Na2O2的強(qiáng)氧化性與還原性從元素化合價(jià)角度分析Na2O2的性質(zhì)(1)Na2O2的強(qiáng)氧化性試劑現(xiàn)象反應(yīng)原理并說(shuō)明SO2氣體—Na2O2＋SO2=Na2SO4FeCl2溶液有紅褐色沉淀生成4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O=4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaClNa2SO3溶液—Na2O2＋Na2SO3＋H2O=Na2SO4＋2NaOH氫硫酸溶液變渾濁Na2O2＋H2S=S↓＋2NaOH酚酞溶液溶液先變紅后褪色與水反應(yīng)生成NaOH，Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色品紅溶液溶液紅色褪去Na2O2的強(qiáng)氧化性使之褪色(2)遇KMnO4等強(qiáng)氧化劑時(shí)，表現(xiàn)出還原性，氧化產(chǎn)物為eq\a\vs4\al(O2)。(3)遇CO2、H2O、H＋時(shí)則會(huì)發(fā)生自身的氧化還原反應(yīng)。1、Na2O2的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)例5．下列關(guān)于Na2O2的說(shuō)法正確的是()A．Na2O2與SO2反應(yīng)生成Na2SO3和O2B．Na2O2投入到酚酞溶液中，溶液變紅C．Na2O2與水反應(yīng)，Na2O2既是氧化劑，又是還原劑D．Na2O2能與酸反應(yīng)生成鹽和水，所以Na2O2是堿性氧化物【答案】C例6．用雙線橋分析Na2O2與水反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________。(1)氧化劑和還原劑是________，氧化產(chǎn)物是__________，還原產(chǎn)物是________。(2)1molNa2O2與水完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)：_________________________________。(3)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________________________________。(4)7.8gNa2O2與足量水完全反應(yīng)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成O2的體積為_(kāi)_______L?！敬鸢浮?1)Na2O2O2NaOH(2)NA(或6.02×1023)(3)2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑(4)1.122、Na2O2與H2O、CO2反應(yīng)的定量關(guān)系例7．過(guò)氧化鈉可作為氧氣的來(lái)源。常溫常壓下二氧化碳和過(guò)氧化鈉反應(yīng)后，若固體質(zhì)量增加了28g，反應(yīng)中有關(guān)物質(zhì)的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數(shù))()選項(xiàng)二氧化碳碳酸鈉轉(zhuǎn)移的電子A1mol2NAB22.4L1molC106g1molD106g2NA【答案】C【解析】＋2CO2=2Na2CO3＋O2Δm轉(zhuǎn)移電子2mol2mol56g2mol1mol1mol28g1mol由上述關(guān)系，可得出C項(xiàng)正確；B項(xiàng)中未指明標(biāo)準(zhǔn)狀況，錯(cuò)誤。例11．某校化學(xué)課外小組為了鑒別碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種白色固體，用不同的方法做了以下試驗(yàn)，如圖所示。(1)只依據(jù)圖Ⅰ所示試驗(yàn)，不能夠達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康牡木売墒莀__________________________________。(2)圖Ⅱ、Ⅲ所示試驗(yàn)均能鑒別這兩種物質(zhì)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。(3)若用試驗(yàn)Ⅱ驗(yàn)證碳酸鈉和碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性，則試管B中裝入的固體最好是________________(填化學(xué)式)?！敬鸢浮?1)無(wú)論是Na2CO3還是NaHCO3均可以與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2，兩者的反應(yīng)現(xiàn)象相同，故達(dá)不到鑒別目的(2)2NaHCO3△,Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O(3)NaHCO32、Na2CO3、NaHCO3、NaOH及其混合液與鹽酸反應(yīng)的圖像例12．將0.4gNaOH和1.06gNa2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1mol·L－1稀鹽酸。下列圖像能正確表示加入鹽酸的體積和生成CO2的物質(zhì)的量的關(guān)系的是()【答案】C【解析】向NaOH與Na2CO3的混合溶液中滴加鹽酸，鹽酸首先與NaOH反應(yīng)，然后與Na2CO3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaHCO3：COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)，之后與HCOeq\o\al(－,3)反應(yīng)生成CO2，因n(OH－)＝n(COeq\o\al(2－,3))＝0.01mol，故加入0.02molHCl后起先有氣體生成。結(jié)合各種物質(zhì)的量分析圖像可知，選項(xiàng)C符合題意。例18.在鋁制易拉罐中收集滿CO2，加入過(guò)量的NaOH溶液，馬上封口并振蕩，可以發(fā)覺(jué)易拉罐先咔咔作響，變癟，然后再次鼓起來(lái)，其過(guò)程中沒(méi)有涉及的化學(xué)反應(yīng)是()A．Al(OH)3分解 B．CO2＋OH－C．Al＋OH－＋H2O D．Al2O3＋OH－【答案】A【解析】NaOH溶液先與CO2反應(yīng)，氣壓減小，易拉罐變癟；再與鋁表面的Al2O3反應(yīng)，最終與Al反應(yīng)，生成H2，易拉罐變鼓。2、鋁與酸堿反應(yīng)的定量分析例19.．取四等份鋁，分別加入足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后，放出氫氣最多的是()A．3mol·L－1氨水 B．4mol·L－1HNO3C．8mol·L－1NaOH D．18mol·L－1H2SO4【答案】C【解析】A項(xiàng)，氨水與鋁不反應(yīng)，不產(chǎn)生氫氣；B項(xiàng)，鋁與HNO3反應(yīng)不放出氫氣；C項(xiàng)，鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣；D項(xiàng)，鋁與濃硫酸發(fā)生鈍化，不產(chǎn)生氫氣。例20．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特別性質(zhì)回答下列問(wèn)題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸、氫氧化鈉溶液中，在相同狀況下，產(chǎn)生H2的體積之比是________。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、肯定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2的量相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為_(kāi)_______(填字母)。A．5.4g B．3.6gC．2.7g D．1.8g【答案】(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A六、鋁的重要化合物(一)氧化鋁1．性質(zhì)及用途2．Al2O3的提取由鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))提取Al2O3的兩大工藝流程：(二)氫氧化鋁1．物理性質(zhì)白色膠狀固體，eq\a\vs4\al(不)溶于水，有較強(qiáng)的吸附性。2．化學(xué)性質(zhì)(1)Al(OH)3的電離(2)兩性氫氧化物[留意]Al(OH)3不溶于弱酸(如H2CO3)，也不溶于弱堿(如氨水)。(3)受熱分解：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。3．制備Al(OH)3的三種方法方法一：可溶性鋁鹽溶液與過(guò)量氨水反應(yīng)離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)方法二：向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過(guò)量CO2離子方程式：AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O＋CO2=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)方法三：相互促進(jìn)水解法(三)常見(jiàn)的鋁鹽1．硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。2．明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無(wú)色晶體，可溶于水，水溶液pHeq\a\vs4\al(＜)7(填“＜”“＞”或“＝”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。3．明礬溶液與Ba(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式(1)Al3＋恰好完全沉淀：2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓。(2)SOeq\o\al(2－,4)恰好完全沉淀：Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)＋2Ba2＋＋4OH－=2BaSO4↓＋AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。(四)鋁及其化合物之間的轉(zhuǎn)化1．“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系寫(xiě)出實(shí)現(xiàn)上述各步轉(zhuǎn)化的離子方程式。(1)①eq\a\vs4\al(Al3＋＋3NH3·H2O=AlOH3↓＋3NH\o\al(＋,4))②Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(4)AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O(5)①eq\a\vs4\al(AlO\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=AlOH3↓＋HCO\o\al(－,3))eq\a\vs4\al(或2AlO\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2AlOH3↓＋CO\o\al(2－,3))②AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O2．含鋁化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用(1)推斷離子共存問(wèn)題①Al3＋與OH－及AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、S2－等弱酸根陰離子因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能共存。②AlOeq\o\al(－,2)與H＋、HCOeq\o\al(－,3)以及弱堿陽(yáng)離子Al3＋、Fe3＋等因生成沉淀或發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存。(2)鑒別(利用滴加試劑依次不同，現(xiàn)象不同)①向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解。②向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液，起先無(wú)明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。(3)推斷鋁元素的存在形式可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng)，鋁元素的存在形式1、Al2O3和Al(OH)3的兩性例21．既能與稀鹽酸反應(yīng)，又能與NaOH溶液反應(yīng)的化合物是()①NaHCO3②Al2O3③Al(OH)3④AlA．僅①②③ B．僅①④C．僅②③④ D．①②③④【答案】A例22．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()A．鐵粉中混有少量鋁粉：加入過(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥B．用過(guò)量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)濾，向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、干燥得到MgO【答案】B【解析】氨水與Fe3＋和Al3＋均反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，不符合除雜的要求。[規(guī)律方法]含鋁雜質(zhì)的提純方法利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿的特性，可除去很多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。(4)Mg2＋(Al3＋)：加過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，再加酸充分溶解。2、“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用例23．下列各組物質(zhì)，不能按a→b→c(“→”表示反應(yīng)一步完成)關(guān)系轉(zhuǎn)化的是()選項(xiàng)abcAAl2O3NaAlO2Al(OH)3BAlCl3Al(OH)3NaAlO2CAlAl(OH)3Al2O3DMgCl2Mg(OH)2MgO【答案】C【解析】氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉溶液通入二氧化碳生成氫氧化鋁，故A正確；氯化鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁，氫氧化鋁溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉，故B正確；鋁不能干脆生成氫氧化鋁，故C錯(cuò)誤；氯化鎂與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鎂，氫氧化鎂加熱分解生成氧化鎂，故D正確。例24．現(xiàn)有100mLMgCl2和AlCl3的混合溶液，其中c(Mg2＋)＝2mol·L－1，c(Cl－)＝7mol·L－1，要使Mg2＋轉(zhuǎn)化成Mg(OH)2并使Mg2＋和Al3＋分別開(kāi)來(lái)，至少須要4mol·L－1的NaOH溶液()A．140mL B．120mLC．200mL D．80mL【答案】C[規(guī)律方法]可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿反應(yīng)的計(jì)算規(guī)律(1)求產(chǎn)物Al(OH)3的量。①當(dāng)n(OH－)≤3n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝eq\f(1,3)n(OH－)；②當(dāng)3n(Al3＋)＜n(OH－)＜4n(Al3＋)時(shí)，n[Al(OH)3]＝4n(Al3＋)－n(OH－)；③當(dāng)n(OH－)≥4n(Al3＋)，n[Al(OH)3]＝0，無(wú)沉淀。(2)求反應(yīng)物堿的量。①若堿不足(Al3＋未完全沉淀)，n(OH－)＝3n[Al(OH)3]；②若堿使生成的Al(OH)3部分溶解，n(OH－)＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]。3、Al2O3的提取與Al(OH)3的制備例25．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等)提取純Al2O3作冶煉鋁的原料，提取時(shí)操作過(guò)程如圖所示，圖中操作錯(cuò)誤的是()A．④⑤ B．③④C．②⑤ D．①②【答案】A例26．試驗(yàn)室可用鋁屑、氨水、氫氧化鈉溶液、稀硫酸等來(lái)制備氫氧化鋁，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三種試驗(yàn)方案：方案①Al→Al3＋→Al(OH)3方案②Al→AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3方案③eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(Al→Al3＋,Al→AlO\o\al(－,2))))→Al(OH)3(1)用方案①制備Al(OH)3時(shí)運(yùn)用的藥品最好是鋁屑、稀硫酸和氨水，不用氫氧化鈉代替氨水的緣由是_______________________________________；寫(xiě)出該方案中有關(guān)的離子方程式：__________________________________________。(2)用方案②來(lái)制備Al(OH)3時(shí)，必需留意________的用量，以防止生成的Al(OH)3溶解。(3)三種方案中，你認(rèn)為最好的是________(填序號(hào))，緣由是______________________?！敬鸢浮?1)若用NaOH溶液沉淀Al3＋，終點(diǎn)不易限制，因?yàn)锳l(OH)3會(huì)溶于過(guò)量的NaOH溶液，從而影響Al(OH)3的生成量2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑，Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(2)稀硫酸(3)③藥品用量最少【解析】分析本題應(yīng)從Al(OH)3的兩性著手，過(guò)量的強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均會(huì)降低Al(OH)3的產(chǎn)率，而Al3＋與AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)制取Al(OH)3，則不存在該問(wèn)題，故方案③最佳。七、用數(shù)形結(jié)合思想分析Al(OH)3的圖像1．可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的圖像(1)把強(qiáng)堿溶液逐滴加入到鋁鹽(Al3＋)溶液中至過(guò)量(如圖1所示)現(xiàn)象先有白色沉淀產(chǎn)生，然后沉淀漸漸溶解書(shū)寫(xiě)離子方程式A→BAl3＋＋3OH－=Al(OH)3↓B→DAl(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(2)把鋁鹽(Al3＋)溶液逐滴加入到強(qiáng)堿溶液中至過(guò)量(如圖2所示)現(xiàn)象先無(wú)明顯現(xiàn)象，然后漸漸產(chǎn)生大量的白色沉淀書(shū)寫(xiě)離子方程式A→BAl3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2OB→CAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓圖1圖22．偏鋁酸鹽與強(qiáng)酸溶液反應(yīng)的圖像(1)把強(qiáng)酸溶液逐滴加入到AlOeq\o\al(－,2)溶液中至過(guò)量(如圖3所示)現(xiàn)象先生成白色沉淀，隨后沉淀漸漸溶解書(shū)寫(xiě)離子方程式A→BAlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B→DAl(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O(2)向強(qiáng)酸溶液中逐滴加入AlOeq\o\al(－,2)溶液至過(guò)量(如圖4所示)現(xiàn)象先無(wú)明顯現(xiàn)象，反應(yīng)一段時(shí)間后漸漸產(chǎn)生白色沉淀書(shū)寫(xiě)離子方程式A→B4H＋＋AlOeq\o\al(－,2)=Al3＋＋2H2OB→CAl3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓圖3圖43．把Ba(OH)2溶液逐滴加入到明礬溶液中至過(guò)量(如圖5所示)O→A反應(yīng)2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2=2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4A→B反應(yīng)2Al(OH)3＋K2SO4＋Ba(OH)2=BaSO4↓＋2KAlO2＋4H2O4．向等物質(zhì)的量的AlCl3、MgCl2混合溶液中逐滴加入NaOH溶液至過(guò)量(如圖6所示)O→A反應(yīng)Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓A→B反應(yīng)Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O圖5圖6[題點(diǎn)全練]1、有關(guān)Al(OH)3沉淀的圖像分析例27.如圖表示AlCl3溶液與NaOH溶液相互滴加過(guò)程中微粒的量的關(guān)系曲線，下列推斷錯(cuò)誤的是()A．①線表示Al3＋的物質(zhì)的量的變更B．x表示AlCl3的物質(zhì)的量C．③線表示Al(OH)3的物質(zhì)的量的變更D．④線表示AlOeq\o\al(－,2)的物質(zhì)的量的變更【答案】B例28、向肯定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，生成沉淀Al(OH)3的量隨AlCl3加入量的變更關(guān)系如圖所示。則下列離子組在對(duì)應(yīng)的溶液中肯定能大量共存的是()A．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Na＋、Fe3＋、SOeq\o\al(2－,4)、HCOeq\o\al(－,3)B．b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－C．c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：Ag＋、Ca2＋、NOeq\o\al(－,3)、Na＋D．d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中：K＋、NHeq\o\al(＋,4)、I－、HCOeq\o\al(－,3)【答案】B【解析】向肯定量的NaOH溶液中逐滴加入AlCl3溶液，先發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O，無(wú)沉淀生成，當(dāng)溶液中的OH－反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓，生成Al(OH)3沉淀的量隨AlCl3加入量的增大而增大，當(dāng)溶液中的AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)完全后，再接著滴加AlCl3溶液，Al(OH)3沉淀的量保持不變。a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中氫氧化鈉過(guò)量，F(xiàn)e3＋和HCOeq\o\al(－,3)都不能大量存在，A項(xiàng)不符合題意；b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中溶質(zhì)為NaCl、NaAlO2，AlOeq\o\al(－,2)、Na＋、S2－、SOeq\o\al(2－,4)、Cl－可以大量共存，B項(xiàng)符合題意；c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中含有Cl－，Ag＋不能大量存在，C項(xiàng)不符合題意；d點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中含有Al3＋，HCOeq\o\al(－,3)會(huì)與Al3＋發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)而不能大量共存，D項(xiàng)不符合題意。2、利用Al(OH)3圖像進(jìn)行計(jì)算例29、在200mL含Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋、Cl－的溶液中，逐滴加入5mol·L－1NaOH溶液，所加NaOH溶液的體積(mL)與產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的量(mol)的關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是()A．x－y＝0.01molB．原溶液中c(Cl－)＝0.75mol·L－1C．原溶液的pH＝1D．原溶液中n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝5∶1【答案】B例30．向含Al2(SO4)3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入1mol·L－1Ba(OH)2溶液至過(guò)量，加入Ba(OH)2溶液的體積和所得沉淀的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖，下列說(shuō)法不正確的是()A．圖中C點(diǎn)鋁元素存在形式是AlOeq\o\al(－,2)B．向D點(diǎn)溶液中通入CO2氣體，馬上產(chǎn)生白色沉淀C．原混合溶液中c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2D．OA段反應(yīng)的離子方程式為2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋8OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋3BaSO4↓＋4H2O【答案】D【解析】C點(diǎn)為BaSO4沉淀，其物質(zhì)的量為3mol，此時(shí)鋁元素以AlOeq\o\al(－,2)的形式存在，A正確；D點(diǎn)溶液溶質(zhì)為Ba(AlO2)2，通入CO2氣體，馬上產(chǎn)生BaCO3和Al(OH)3沉淀，B正確；B點(diǎn)為Al(OH)3和BaSO4沉淀，此時(shí)Al(OH)3的物質(zhì)的量為7mol－3mol＝4mol，故原混合液中有1molAl2(SO4)3，AlCl3物質(zhì)的量為4mol－1mol×2＝2mol，即c[Al2(SO4)3]∶c(AlCl3)＝1∶2，C正確；OA段反應(yīng)的離子方程式為2Al3＋＋3SOeq\o\al(2－,4)＋3Ba2＋＋6OH－=3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，D錯(cuò)誤。例31.向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L－1HCl溶液，測(cè)得溶液中的某幾種離子的物質(zhì)的量的變更如圖所示，則下列說(shuō)法不正確的是()A．a(chǎn)曲線表示的離子方程式為AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B．b和c曲線表示的離子反應(yīng)是相同的C．M點(diǎn)時(shí)，溶液中沉淀的質(zhì)量為3.9gD．原混合溶液中的COeq\o\al(2－,3)與AlOeq\o\al(－,2)的物質(zhì)的量之比為1∶2【答案】D八、鎂的性質(zhì)及應(yīng)用1．鎂的物理性質(zhì)(1)鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較eq\a\vs4\al(小)，硬度較eq\a\vs4\al(低)、有延展性，是電和熱的良導(dǎo)體。(2)鎂合金：密度較eq\a\vs4\al(小)，硬度和強(qiáng)度都較eq\a\vs4\al(大)。2．鎂的化學(xué)性質(zhì)物質(zhì)主要性質(zhì)反應(yīng)方程式鎂與O2、N2反應(yīng)2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO(發(fā)出刺眼白光)3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2與CO2反應(yīng)2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C(燃燒，生成白色粉末和黑色固體)與非氧化性強(qiáng)酸反應(yīng)Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑與沸水反應(yīng)Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2↓＋H2↑氧化鎂堿性氧化物MgO＋2H＋=Mg2＋＋H2O氫氧化鎂中強(qiáng)堿Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2O難溶于水Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓溶解度小于碳酸鎂MgCO3＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋CO2↑[留意]①M(fèi)g在空氣中燃燒得到的固體物質(zhì)主要為MgO和少量Mg3N2及C的混合物；②Mg著火后，不行用CO2滅火；③由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。3．鎂的用途鎂合金用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機(jī)的部件鎂制造信號(hào)彈和焰火氧化鎂熔點(diǎn)高，可作耐高溫材料4．從海水中提取鎂(1)工藝流程(2)基本步驟及主要反應(yīng)制熟石灰CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2沉淀Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓酸化Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O蒸發(fā)結(jié)晶析出MgCl2·6H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無(wú)水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑1、鎂及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用例32．Mg能在NO2中燃燒，產(chǎn)物為Mg3N2、MgO和N2。某科學(xué)小組通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物并探究產(chǎn)物的比例關(guān)系。資料信息：2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O，Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑，限用如圖裝置進(jìn)行試驗(yàn)(夾持裝置省略，部分儀器可重復(fù)運(yùn)用)。(1)裝置連接的依次為_(kāi)_________________(填字母)。(2)連接好儀器，裝入藥品前檢驗(yàn)裝置氣密性的方法是___________________________。(3)裝置A中盛裝的干燥劑是________；裝置F的作用是_________________________。(4)驗(yàn)證產(chǎn)物中存在Mg3N2的詳細(xì)試驗(yàn)操作為_(kāi)__________________________________，確定產(chǎn)物中有N2生成的試驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)_______________________________________。(5)已知裝置E中初始加入鎂粉的質(zhì)量為13.2g，在足量的NO2中充分燃燒，試驗(yàn)結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管冷卻至室溫、稱量，測(cè)得硬質(zhì)玻璃管中剩余固體的質(zhì)量為21.0g，產(chǎn)生N2的體積為1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。寫(xiě)出硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________。【答案】(1)BAEAFC(D)(2)關(guān)閉分液漏斗活塞，將導(dǎo)氣管末端插入水中，對(duì)錐形瓶微熱，若導(dǎo)氣管口有氣泡冒出，停止加熱，導(dǎo)氣管中進(jìn)入一段水柱，表示氣密性良好(3)無(wú)水CaCl2(或五氧化二磷等)除去NO2(4)取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入到水中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使潮濕的紅色石蕊試紙變藍(lán)色裝置C中收集到大量氣體(答案合理即可)(5)11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2置C中收集到大量氣體，則說(shuō)明產(chǎn)物中有N2生成。(5)設(shè)生成Mg3N2的物質(zhì)的量為xmol，生成MgO的物質(zhì)的量為ymol，n(Mg)＝eq\f(13.2g,24g·mol－1)＝0.55mol，依據(jù)鎂元素守恒，有3xmol＋ymol＝0.55mol；依據(jù)生成固體物質(zhì)的總質(zhì)量為21.0g，有100g·mol－1×xmol＋40g·mol－1×ymol＝21.0g，解得：x＝0.05，y＝0.4，再依據(jù)N2的物質(zhì)的量為0.05mol，即可寫(xiě)出化學(xué)方程式：11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2。2、從海水中提鎂例33．已知MgO、MgCl2的熔點(diǎn)分別為2800℃、604℃，將MgO、MgCl2加熱熔融后通電電解，都可得到金屬鎂。海水中含有MgCl2，工業(yè)上從海水中提取鎂正確的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(電解))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(灼燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(電解))Mg【答案】D【解析】從經(jīng)濟(jì)效益上看，用石灰乳沉淀Mg2＋比用NaOH成本低，電解MgCl2比電解MgO成本低。例34．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來(lái)源豐富B．步驟⑥電解MgCl2時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C．步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D．上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)【答案】B九、鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物1．鐵的存在2．鐵的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)顏色狀態(tài)導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性特性地殼含量銀白色固體良好被磁鐵吸引占第eq\a\vs4\al(4)位(2)化學(xué)性質(zhì)(寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式)①與非金屬反應(yīng)與O2反應(yīng)常溫鐵銹(成分為Fe2O3·xH2O)點(diǎn)燃3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),\s\do5())Fe3O4與Cl2反應(yīng)點(diǎn)燃2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3與S、I2反應(yīng)Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS、Fe＋I(xiàn)2eq\o(=,\s\up7(△))FeI2②與H2O(g)反應(yīng)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(△))Fe3O4＋4H2。③與酸反應(yīng)與H＋反應(yīng)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑與稀HNO3反應(yīng)過(guò)量Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O少量3Fe＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng)常溫下鈍化，加熱分別生成SO2、NO2④與鹽(Cu2＋、Fe3＋)反應(yīng)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu、Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋[留意]①鐵與一般氧化劑(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反應(yīng)時(shí)被氧化為Fe2＋，鐵與強(qiáng)氧化劑(如Cl2、Br2、HNO3、濃H2SO4等)反應(yīng)時(shí)被氧化為Fe3＋。②在電化學(xué)中單質(zhì)鐵發(fā)生電極反應(yīng)時(shí)生成Fe2＋，電極反應(yīng)式為Fe－2e－=Fe2＋。3.生鐵的冶煉(1)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石。(2)設(shè)備：高爐。(3)主要反應(yīng)①還原劑的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))CO2，CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO；②鐵的還原：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2；③造渣反應(yīng)：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2eq\o(=,\s\up7(高溫))CaSiO3。4．鐵的氧化物化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗稱鐵紅磁性氧化鐵色態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體溶解性難溶于水難溶于水難溶于水鐵的價(jià)態(tài)＋2價(jià)＋3價(jià)＋2價(jià)，＋3價(jià)與H＋反應(yīng)的離子方程式FeO＋2H＋=Fe2＋＋H2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O共性高溫時(shí)，都能被C、CO、H2、Al等還原劑還原，生成單質(zhì)鐵5．鐵的氫氧化物化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3色態(tài)白色固體紅褐色固體溶解性難溶于水難溶于水與鹽酸反應(yīng)Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O受熱分解2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法可溶性亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的關(guān)系空氣中，F(xiàn)e(OH)2能夠特別快速地被氧氣氧化成Fe(OH)3，現(xiàn)象是白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)36．Fe(OH)2的制備方法一：有機(jī)覆蓋層法將吸有NaOH溶液的膠頭滴管插到液面以下，并在液面上覆蓋一層苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空氣與Fe(OH)2接觸發(fā)生反應(yīng)，如圖1所示。方法二：還原性氣體愛(ài)護(hù)法用H2將裝置內(nèi)的空氣排盡后，再將亞鐵鹽與NaOH溶液混合，這樣可長(zhǎng)時(shí)間視察到白色沉淀，如圖2所示。方法三：電解法用鐵作陽(yáng)極，電解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆蓋苯(或煤油)，如圖3所示。1、鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用例35.在肯定條件下，下列物質(zhì)能與鐵單質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其中能將鐵元素從0價(jià)轉(zhuǎn)變?yōu)椋?價(jià)的是()A．鹽酸 B．稀硫酸C．稀硝酸 D．硫酸銅溶液【答案】C【解析】Fe與非氧化性酸(HCl、稀H2SO4)反應(yīng)生成Fe2＋：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑；Fe與弱氧化劑(Fe3＋、Cu2＋)反應(yīng)生成Fe2＋：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu。例36．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)不正確的是()A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋8H2O【答案】B【解析】Fe3O4與HNO3反應(yīng)生成Fe3＋，正確的離子方程式為3Fe3O4＋28H＋＋NOeq\o\al(－,3)=9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。例37．肯定質(zhì)量的某鐵的氧化物FexOy，與足量的4mol·L－1硝酸溶液充分反應(yīng)，消耗硝酸溶液700mL，生成2.24LNO(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。則該鐵的氧化物的化學(xué)式為()A．FeO B．Fe2O3C．Fe3O4 D．Fe4O5【答案】C守恒可得，0.9mol×(3－a)＝0.1mol×(5－2)，解得a＝eq\f(8,3)，由化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0可得eq\f(8,3)x＝2y，x∶y＝3∶4，故該氧化物的化學(xué)式為Fe3O4。[規(guī)律方法]鐵的氧化物組成的推斷方法設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4，或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量比1∶1的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為隨意值)。2、Fe(OH)2的制備例38．(1)下列各圖示中，能較長(zhǎng)時(shí)間視察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含F(xiàn)e3＋的FeSO4溶液與用不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。①用硫酸亞鐵晶體配制上述FeSO4溶液時(shí)還需加入________。②除去蒸餾水中溶解的O2常采納________的方法。③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是________________________?！敬鸢浮?1)①②③⑤(2)①稀硫酸、鐵屑②煮沸③避開(kāi)生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空氣中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②氣體的溶解度隨溫度上升而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2較少。[規(guī)律方法]防止Fe(OH)2氧化的方法(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管的亞鐵鹽溶液底部，并漸漸擠出NaOH溶液。(3)在亞鐵鹽溶液上面充入愛(ài)護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。(4)在亞鐵鹽溶液上面加愛(ài)護(hù)層，如苯、植物油等。(5)用Fe作陽(yáng)極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。十、“鐵三角”及Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)1．“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)完成下列變更的離子方程式，體會(huì)Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件①將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀：2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋。②將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液變藍(lán)：2Fe3＋＋2I－=I2＋2Fe2＋。③向FeCl2溶液中滴入H2O2：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O。④FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色：5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。⑤將FeCl2溶液滴入到HNO3溶液中，有無(wú)色氣體放出：3Fe2＋＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。(2)“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用①推斷離子能否共存Fe2＋eq\f(不共存,)NOeq\o\al(－,3)(H＋)、ClO－、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)。Fe3＋eq\f(不共存,)S2－、I－、SOeq\o\al(2－,3)。Fe3＋eq\f(不共存,)HCOeq\o\al(－,3)、COeq\o\al(2－,3)等水解相互促進(jìn)的離子。②鹽溶液的配制與保存(3)物質(zhì)的制備2．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)(1)Fe2＋的檢驗(yàn)①eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))無(wú)現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(滴加氯水),\s\do5(或雙氧水))溶液變紅色，證明含有Fe2＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生白色絮狀沉淀，快速變成灰綠色，最終變?yōu)榧t褐色，證明有Fe2＋③eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入K3[FeCN6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，證明有Fe2＋(2)Fe3＋的檢驗(yàn)①eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，證明含有Fe3＋②eq\x(樣品溶液)eq\o(→,\s\up7(加入氫氧化鈉溶液))產(chǎn)生紅褐色沉淀，證明有Fe3＋存在(3)混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)①Fe3＋的檢驗(yàn)a.eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加KSCN溶液))溶液變紅色，說(shuō)明含有Fe3＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(淀粉/KI試紙))試紙變藍(lán)色，說(shuō)明含有Fe3＋②Fe2＋的檢驗(yàn)a.eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加酸性),\s\do5(KMnO4溶液))酸性KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋b.eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加溴水))溴水褪色，說(shuō)明含有Fe2＋c.eq\x(混合溶液)eq\o(→,\s\up7(滴加K3[FeCN6]溶液))生成藍(lán)色沉淀，說(shuō)明含有Fe2＋[留意]在水溶液中Fe2＋——淺綠色、Fe3＋——棕黃色。1、“鐵三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用例39．下列試劑中，不能使Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋的是()①氯氣②NaCl溶液③KMnO4溶液④稀硝酸⑤鹽酸⑥NaNO3溶液A．①②③ B．①③④C．②④⑤ D．②⑤⑥【答案】D【解析】強(qiáng)氧化劑Cl2、KMnO4溶液、稀HNO3等，可以把Fe2＋氧化成Fe3＋。例40．用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅，所得溶液中加入鐵粉。對(duì)加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是()A．若無(wú)固體剩余，則溶液中肯定有Fe3＋B．若有固體存在，則溶液中肯定有Fe2＋C．若溶液中有Cu2＋，則肯定沒(méi)有固體析出D．若溶液中有Fe2＋，則肯定有Cu析出【答案】B例41．Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋較完全地形成氫氧化物沉淀的pH分別為6.7、3.7、4.6。某硫酸鋅酸性溶液中含有少量Fe2＋、Fe3＋雜質(zhì)離子，為除去這些離子制得純凈的ZnSO4，應(yīng)加入的試劑是()A．NaOH溶液 B．氨水C．KMnO4、ZnCO3 D．H2O2、ZnO【答案】D【解析】由于Fe2＋沉淀所需pH比Zn2＋大，應(yīng)首先將Fe2＋氧化為Fe3＋，然后調(diào)整溶液的pH使Zn2＋還不沉淀時(shí)Fe3＋已沉淀完全。氧化劑H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋，ZnO能消耗溶液中的H＋且不引入新的雜質(zhì)離子，故D項(xiàng)符合要求。[規(guī)律方法]混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法先加入氧化劑(如H2O2)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。2、Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)例42．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含有Fe2＋，進(jìn)行如下試驗(yàn)操作時(shí)，最佳依次為()①加入足量氯水②加入足量酸性KMnO4溶液③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③【答案】C【解析】用NH4SCN檢驗(yàn)Fe3＋是否存在，用氯水將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋進(jìn)行檢驗(yàn)Fe2＋的存在。例43．某溶液中可能存在Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入NaOH溶液，起先時(shí)有白色絮狀沉淀生成，白色沉淀快速變成灰綠色，最終變成紅褐色。下列結(jié)論正確的是()A．肯定有Fe2＋，肯定沒(méi)有Fe3＋、Mg2＋B．肯定有Fe3＋，肯定沒(méi)有Fe2＋、Mg2＋C．肯定有Fe3＋，可能有Fe2＋，肯定沒(méi)有Mg2＋D．肯定有Fe2＋，可能有Mg2＋，肯定沒(méi)有Fe3＋【答案】D例44．將銅和氧化鐵的混合物溶于足量稀鹽酸中，向所得溶液中滴入2滴KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．容器中可能有固體殘?jiān)麭．所得溶液中肯定存在Fe2＋C．反應(yīng)過(guò)程中水的電離程度增大D．再加入銅后，溶液紅色漸漸褪去【答案】A【解析】所得溶液中滴入KSCN溶液后變紅色，說(shuō)明會(huì)有Fe3＋，則Cu不存在。[易錯(cuò)易混]檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的留意事項(xiàng)（1）檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中新制氯水可能氧化SCN－。（2）Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾。十一、金屬材料與金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用1．合金(1)概念及性質(zhì)(2)留意事項(xiàng)①常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。②合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所變更，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍舊不變。③并非全部的金屬都能形成合金。當(dāng)一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn)時(shí)，這兩種金屬則不能形成合金。2．常見(jiàn)金屬材料(1)黑色金屬材料——鋼鐵①eq\a\vs4\al(鋼)是用量最大，用途最廣的合金。②鋼依據(jù)化學(xué)成分碳素鋼依據(jù)含碳量凹凸分中碳鋼低碳鋼高碳鋼合金鋼(2)有色金屬材料——銅和鋁①我國(guó)運(yùn)用最早的合金是青銅，常見(jiàn)的銅合金有黃銅和白銅。②鋁合金。3．金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在(2)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬的冶煉過(guò)程就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)還原為游離態(tài)的過(guò)程。即：Mn＋＋ne－=M(寫(xiě)反應(yīng)通式，用M表示金屬)。(4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)4．鋁熱反應(yīng)試驗(yàn)裝置試驗(yàn)現(xiàn)象①鎂帶猛烈燃燒，放出肯定的熱，并發(fā)出刺眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生猛烈反應(yīng)；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中試驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3原理應(yīng)用①制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等1、屬礦物的開(kāi)發(fā)利用例45．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu【答案】B例46．明代《天工開(kāi)物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷定，毀罐取出……即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說(shuō)法不正確的是()A．倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶煉Zn的過(guò)程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D．該冶煉鋅的方法屬于熱還原法【答案】A例47．用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。如：2Al＋4BaOeq\o(,\s\up7(高溫))3Ba↑＋BaO·Al2O3常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性______(填“強(qiáng)”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要緣由是________(填字母)。A．高溫時(shí)Al的活潑性大于BaB．高溫有利于BaO分解C．高溫時(shí)BaO·Al2O3比Al2O3穩(wěn)定D．Ba的沸點(diǎn)比Al的低[規(guī)律方法]金屬活動(dòng)性與冶煉方法的關(guān)系2、合金的組成與性質(zhì)例48．鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，被大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中，正確的是()A．此合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)都高B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小【答案】B【解析】鎂鋁合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低，硬度比它的各成分金屬的硬度大，合金的化學(xué)性質(zhì)與各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)基本相同。例49．球墨鑄鐵中含有一種鐵碳化合物X。試驗(yàn)室測(cè)定化合物X的組成試驗(yàn)如下：eq\x(\a\al(化合物X,18.0g))eq\o(→,\s\up7(足量空氣),\s\do5(高溫煅燒))eq\x(固體Ⅰ)eq\o(→,\s\up7(過(guò)量鹽酸),\s\do5())eq\x(溶液甲)eq\o(→,\s\up7(足量Cl2),\s\do5())eq\x(溶液乙)eq\o(→,\s\up7(加熱、蒸發(fā)),\s\do5(灼燒))eq\x(\a\al(固體2,24.0g))下列說(shuō)法不正確的是()A．固體2是氧化鐵B．X的化學(xué)式可以表示為Fe3CC．溶液甲中可能含有Fe3＋D．X與足量的熱濃硝酸反應(yīng)有NO2和CO2生成【答案】B十三、銅及其化合物1．單質(zhì)銅(1)物理性質(zhì)紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學(xué)性質(zhì)①常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面漸漸形成一層綠色的銅銹。有關(guān)化學(xué)方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3。②寫(xiě)出下列化學(xué)方程式：銅在空氣中加熱：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO；銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。2．銅