高三化學二輪復習指導 第三部分 常見無機物及其應用 專題一 金屬及其化合物

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第三部分 常見無機物及其應用 專題一 金屬及其化合物 知識點 《高考考試說明》 對應教科書內(nèi)容 常見金屬元素（如、、、、等） 能應用金屬的活動順序判斷反應并解釋相關現(xiàn)象。 根據(jù)研究物質(zhì)的思路和方法，掌握常見金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應用。 了解生活中的常見合金 《模塊學習要求》 鈉、氧化鈉、過氧化 鈉、碳酸鈉、碳酸氫 鈉的性質(zhì) 能說出鈉及其重要化合物的物理性質(zhì)；認識鈉的主要化學性質(zhì)（與水、氧氣反應）；認識氧化鈉和過氧化鈉的主要化學性質(zhì)（與水、二氧化碳反應）；認識碳酸鈉和碳酸氫鈉的主要化學性質(zhì)（溶液呈堿性、與強酸反應、加熱分解反應），知道它們性質(zhì)的差異。 了解、離子的檢驗方法 必修1 第三章 第一、二、三節(jié) 鋁單質(zhì)及基重要化合物的性質(zhì) 能說出鋁的重要化合物的物理性質(zhì)；認識鋁的主要化學性質(zhì)（與氧氣、酸、強堿反應）；認識氧化鋁和氫氧化鋁的兩性；認識氫氧化鋁的制備原理及加熱分解的性質(zhì)；能列舉鋁合金材料在生產(chǎn)和生活中的重要應用 必修1 第三章 第一、二、三節(jié) 鐵及其化合物的重要性質(zhì) 能說出鐵的重要化合物的物理性質(zhì)；認識鐵的主要化學性質(zhì)（與非金屬、水、酸、鹽反應）；認識氧化鐵和氧化亞鐵的主要化學性質(zhì)（與酸反應）；認識氫氧化鐵和氫氧化亞鐵的制備原理及主要化學性質(zhì)（與酸反應、氫氧化亞鐵易被氧化、氫氧化鐵加熱分解）；認識和的相互轉(zhuǎn)化。 了解的檢驗方法。 了解鋼在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領域的應用 必修1 第三章 第一、二、三節(jié) 銅及其化合物的性質(zhì) 能結合其他元素化合物性質(zhì)的學習，歸納銅的主要性質(zhì)；了解銅合金在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領域的應用 必修1 第三章 第一、二、三節(jié) 合金材料，金屬的腐蝕與防護 認識金屬與合金在性能上的差異。 知道生活中幾種常見合金的組成。 知道金屬防護的常用方法。 認識防護金屬腐蝕的重要意義 選修1 第三章 第一、二節(jié) 一、知識整理 1．常見金屬元素的位置和物理通性 （1）元素在周期表中的位置。 （2）金屬材料的物理通性。 常用的金屬材料主要有金屬和合金兩類，它們具有如下的物理通性：①金屬具有金屬光澤；②金屬具有導電性；③金屬具有導熱性；④金屬具有良好的延展性。 2．比較金屬性強弱的方法 元素金屬性的本質(zhì)是指元素的原子失電子的能力。這種能力的強弱取決于金屬的原子半徑、核電荷數(shù)、最外層電子數(shù)等因素。通?？梢詮囊韵聨讉€方面來比較元素金屬性強弱： 根據(jù)與水反應的條件難易； 根據(jù)與非氧化性酸反應的劇烈情況； 根據(jù)最高價氧化物對應水化物的堿性強弱； 根據(jù)元素在周期表中的位置； 根據(jù)金屬問發(fā)生的置換； 根據(jù)原電池反應，做負極的金屬比做正極的金屬活潑。 3．金屬活動性順序的應用 在金屬的復習中，充分發(fā)揮金屬活動性順序表在金屬及化合物知識整合方面的強大功能對提高復習的實效性極為有利。 金屬活動性順序 （） 金屬原子失去電子能力 強————————————弱 金屬陽離子得電子能力 弱————————————弱 金屬與氧氣反應 常溫極易氧化，燃燒產(chǎn)生過氧化物或超氧化物 常溫形成氧化膜，點燃劇烈反應 常溫與氧氣緩慢反應，高溫下可在純氧中燃燒 銅加熱與氧化合，其余難反應 金屬與水反應 常溫劇烈 加熱反應， 去膜后反應 鐵與水蒸氣反應產(chǎn)生四氧化三鐵和氫氣 與水不反應 金屬與水反應 可置換非氧化性酸中的氫 不可置換酸中的氫 金屬與鹽溶液反應 首先與水反應，生成的堿再與鹽溶液反應 一般是位于金屬活動性順序表前邊的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬 氧化物與水反應 、、的氧化物易和水化合生成堿，與水反應緩慢，及其以后金屬的氧化物均不與水反應 氫氧化物熱穩(wěn)定性 、的氫氧化物穩(wěn)定，受熱不分解，其余受熱分解得到相應的氧化物和水，且它們的穩(wěn)定性逐漸減弱 跟堿溶液反應 與堿溶液反應產(chǎn)生鹽和氫氣 冶煉方法 電解法（電解熔融鹽或氧化物） 熱還原法（還原劑：、、、等） 熱分解法 物理方法 二、重點知識解析 1．鈉及鈉的化合物 （1）鈉及鈉的化合物的知識體系 （2）鈉的性質(zhì) 物理性質(zhì) 銀白色、質(zhì)軟、比水輕，熔點，沸點 化學 ①與氧氣反應：（常溫下極易氧化） ②與其他非金屬反應：（產(chǎn)生大量白煙） ③與水反應： （浮于水面，熔成閃亮的小球，并在水面上四處游動，發(fā)出咝咝的響聲） ④與鹽反應： （鈉先與水反應，其產(chǎn)物繼續(xù)與鹽反應） ⑤與乙醇反應： （3）氧化鈉與過氧化鈉 氧化鈉 過氧化鈉 陰、陽離子個數(shù)比 顏色、狀態(tài) 白色固體 淡黃色固體 化學式 氧的化合價 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定，在空氣中可以繼續(xù)氧化： 穩(wěn)定，加熱不分解 與反應 與反應 氧化性、漂白性 一般不表現(xiàn)氧化性、無漂白性 有強氧化性、漂白性，可殺菌消毒 （4）碳酸鈉與碳酸氫鈉 碳酸鈉 碳酸氫鈉 俗名 蘇打、純堿 小蘇打 顏色、狀態(tài) 常以存在，為無色晶體，易風化失水為白色粉末 白色粉末 水溶性 易溶于水 溶解度比碳酸鈉小 熱穩(wěn)定性 穩(wěn)定，受熱難分解 與鹽酸反應 與堿反應 相互轉(zhuǎn)化 用途 重要的化工原料，用于玻璃、造紙、紡織、洗滌劑等的生產(chǎn) 食品工業(yè)，泡沫滅火劑等 2．鋁及鋁的化合物 （1）鋁及鋁的化合物的知識體系 （2）鋁的性質(zhì) ①鋁在周期表中的位置和物理性質(zhì) 鋁在周期表中第三周期第ⅢA族，是一種銀白色輕金屬，具有良好的導電性、導熱性和延展性。它可 應用于制導線、電纜、炊具，鋁箔常用于食品和飲料的包裝，鋁還可以用于制造鋁合金。 ②化學性質(zhì) 與非金屬反應 （常溫生成致密而堅固的氧化膜） （鋁粉在純氧中燃燒發(fā)出耀眼的白光） 與酸反應 （與非氧化性酸反應產(chǎn)生氫氣） （?。? 常溫時遇濃、濃發(fā)生鈍化，但加熱可反應（可以用鋁制的容器裝運冷濃硝酸） 與堿溶液反應 與氧化物反應 （鋁熱反應可用于焊接鋼軌、冶煉某些金屬） （3）氧化鋁 ①是一種白色難熔的固體，不溶于水。是冶煉鋁的原料，是一種比較好的耐火材料。 ②氧化鋁是兩性氧化物。 與酸反應： 與堿反應： 既能與強酸反應，又能與強堿反應的物質(zhì)：、、、弱酸的酸式鹽（、、 弱酸的銨鹽[、]、氨基酸等。 （4）氫氧化鋁 制備 與酸反應 與堿反應 加熱分解 （5）、、間的相互轉(zhuǎn)化關系 在溶液中逐滴加入溶液的現(xiàn)象：先出現(xiàn)白色沉淀，溶液過量白色沉淀又逐漸消失。 ； （兩瓶無色的溶液其中一瓶是溶液，另一瓶是溶液，采用互滴法可以對這兩瓶無色溶液進行鑒別） 在溶液中逐滴加入鹽酸的現(xiàn)象：先出現(xiàn)白色沉淀，鹽酸過量白色沉淀又逐漸消失。 ； 3．鐵及鐵的化合物 （1）鐵及鐵的化合物的知識體系 （2）鐵的性質(zhì) ①鐵的核電荷數(shù)為26，最外層電子數(shù)為2；位于周期表的第四周期第Ⅷ族；在地殼中的含量排在第四位。 ②物理性質(zhì)： 銀白色、具有金屬光澤、有良好的延展性，是電和熱的良導體，密度是7．86，能被磁體吸引，具有鐵磁性。純鐵抗蝕性強，但生鐵因含碳和其他元素，易生銹。 ③化學性質(zhì)： 與非金屬反應 （空氣） 與反應 與酸反應 與非氧化性酸 與氧化性酸 常溫時遇濃、濃發(fā)生鈍化，但加熱可反應 （硝酸過量） （鐵過量） 與鹽溶液反應 （3）鐵的氧化物、氫氧化物及鐵鹽、亞鐵鹽的比較 ①鐵的氧化物： 化學式 名稱 氧化亞鐵 三氧化二鐵 四氧化三鐵 俗名 — 鐵紅 磁性氧化鐵 化合價 、 類型 堿性氧化物 堿性氧化物 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 與鹽酸反應 與還原劑反應 ②鐵的氫氧化物： 化學式 實驗室制法 原理 現(xiàn)象 產(chǎn)生白色沉淀 產(chǎn)生紅褐色沉淀 與酸反應 稀 穩(wěn)定性 白色灰綠色紅褐色 ③鐵鹽、亞鐵鹽的性質(zhì)： 二價鐵鹽既有氧化性又有還原性，以還原性為主。亞鐵鹽溶液在保存時，應在溶液中放少量鐵粉以 防其被氧化，同時滴加少量的相應酸以防其水解。 三價鐵鹽具有較強的氧化性： 氯化鐵腐蝕銅： 三價鐵鹽具有較強的水解性： ④與的檢驗、與與其他離子的共存： 的檢驗 的檢驗 1．觀察顏色：黃色溶液 2．加氫氧化鈉溶液：產(chǎn)生紅褐色沉淀。 紅褐色 3．加溶液：溶液呈紅色 黃色 無色 紅色 1．觀察顏色：淺綠色溶液 2．加氫氧化鈉溶液：先生成白色沉淀，在空氣中迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色 3．在溶液中先加：溶液不呈紅色，再加氯水或稀溶液呈紅色 、與其他離子的共存： 不能大量共存的離子 、（水解相互促進）；、（氧化還原反應）；、（絡合反應）；產(chǎn)生沉淀等 、、、、等不能共存 （4）鐵的三角轉(zhuǎn)化關系 ：、、、 ：、、、、濃、 ：、、、、濃、 ：、 ：、 、、：、、、 的變色情況 ①向的溶液中加入溶液，溶液呈紅色； ②向的溶液中加入溶液，生成紅褐色沉淀； ③將的溶液中加入到淀粉溶液中，溶液變藍色； ④將飽和的的鹽溶液加入到沸水中，生成紅褐色膠體； ⑤向的溶液中加入過量粉，溶液變淺綠色； ⑥向的溶液中加入過量粉，溶液變藍綠色。 4．銅及其化合物 三、典型例題解析 【例1】鐵和鐵合金是生活中常用的材料，下列說法正確的是（ ） A．不銹鋼是鐵合金，只含金屬元素 B．一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應 C．鐵與鹽酸反應，鐵合金不與鹽酸反應 D．在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕 【知識點】合金的組成、鐵的性質(zhì)、金屬腐蝕與防護 【能力層次】理解 【答案】B 【思路解析】A．不銹鋼屬于合金，含有碳元素； B．鐵粉與水蒸氣可在高溫下反應； C．鐵及合金都可以與鹽酸反應； D．在潮濕空氣中鐵板容易發(fā)生電化學腐蝕，鍍鋅鐵板則不容易被腐蝕，鋅比鐵活潑，鋅鐵構成原電池，鐵作正極被保護。 【例2】過氧化鈉與碳酸氫鈉固體混合后，在密閉的容器中加熱充分反應，排出氣體物質(zhì) 后冷卻，殘留的固體物質(zhì)是（ ） A． B．、 C．、 D．、、 【知識點】過氧化鈉、碳酸氫鈉的性質(zhì)，元素化合物知識和有關計算 【能力層次】理解 【答案】A 【思路解析】根據(jù)反應式：，，；根據(jù)計量關系，可知生成和各，只有，故其恰好和反應生成和，氣體排出后，只剩余。 【例3】（2008北京）由、、、、中的幾種物質(zhì)組成的混合粉末，取樣進行下列實驗（部分產(chǎn)物略去）： （1）取少量溶液，加入過量的溶液，有沉淀生成。取上層清液，通人，無明顯變化，說明樣品中不含有的物質(zhì)是（填化學式） ______________________________。 （2）為一種或兩種氣體： ①若只為一種氣體，試劑a為飽和溶液，則反應I中能同時生成兩種氣體的化學方程式是________________________________________。 ②若為兩種氣體的混合物，試劑a為適量的水，則中兩種氣體的化學式是 。 （3）向中通入過量的，并不斷攪拌，充分反應后，溶液中的陽離子是（填寫離子符號）____________________。 （4）取中的溶液，調(diào)節(jié)約為，加入淀粉和，溶液呈藍色并有紅褐色沉淀生成。當消耗時，共轉(zhuǎn)移電子，該反應的離子方程式是____________________。 （5）另取原樣品，加入足量稀硫酸充分反應，若溶液中一定不會產(chǎn)生中的紅色固體，則原樣品中 所有可能存在的物質(zhì)組合是（各組合中物質(zhì)用化學式表示） ____________________。 【答案】（1） （2）① ②和 （3）、和 （4） （5）和或、和 【思路解析】這是一道綜合性無機物質(zhì)推斷題，題給的范圍是、、、、種物質(zhì)，根據(jù)題給信息結合相關物質(zhì)的性質(zhì)逐一進行推斷。根據(jù)（1）中現(xiàn)象可推出樣品中不含，因為若樣品中含有，會與酸反應生成鋁鹽，在鋁鹽中加入過量的溶液會生成偏鋁酸鈉，在偏鋁酸鈉溶液中通入會有沉淀產(chǎn)生；由于加入過量的鐵，所以為亞鐵鹽溶液，固體為和；當為一種氣體時則濃酸為硫酸，其反應為：，反應產(chǎn)生的氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液后，被吸收剩余氣體只有；若是兩種氣體時，則濃酸為硝酸，其反應為：（濃），反應產(chǎn)生的氣體通過水，與水反應生成，剩余氣體為和；向中通入過量氯氣，生成的逐漸與鐵粉和銅粉反應生成和，溶液，由此推出溶液中的陽離子為、和；在氯化亞鐵溶液中加入淀粉溶液、碘化鉀溶液和時，根據(jù)消耗時，共轉(zhuǎn)移電子，可知失電子的離子應是和，所以反應為：；當在原樣品中加足量稀硫酸，溶液中不出現(xiàn)紅色固體，則說明原樣品中不存在鐵，否則會發(fā)生置換反應生成紅色固體銅，因此可能的組合為：和或、和。 四、反饋練習 1．下列實驗方案中，不能測定和混合物中質(zhì)量分數(shù)的是（ ） A．取a克混合物充分加熱，減重b克 B．取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C．取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D．取a克混合物與足量溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b克固體 2．一定溫度下，下列物質(zhì)在足量的氧氣中充分燃燒，產(chǎn)物與過量的過氧化鈉完全反應，過氧化鈉固體增重，符合此要求的是（ ） ① ② ③和 ④ ⑤ ⑥ ⑦ A．全部 B．僅④⑤ C．僅①②③ D．除⑤⑦以外 3．是一種化工原料，可以制備一系列物質(zhì)（見右圖）。下列說法正確的是（ ） A．，在水中的溶解度比較大 B．石灰乳與的反應中，既是氧化劑，又是還原劑 C．常溫下干燥的能用鋼瓶貯存，所以不與鐵反應 D．右圖所示轉(zhuǎn)化反應都是氧化還原反應 4．實驗室常采用點滴板來完成部分實驗，這樣既可以節(jié)約藥品的用量，又便于觀察實驗現(xiàn)象。圖中所示的實驗，點滴板上描述的現(xiàn)象正確的是（ ） ①裝有銅片的孔穴中溶液呈藍色 ②裝有膽礬的孔穴中固體的顏色變淺 ③裝有鐵片的孔穴中溶液呈淺綠色 ④裝有鐵片的孔穴中溶液呈白色 ⑤裝有蛋清溶液的孔穴中呈黃色 A．①④ B．②③ C．①⑤ D．②⑤ 5．相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的溶液反應，至體系中均無固體物質(zhì)，消耗堿量最多的是（ ） A． B． C． D． 6．下列反應所得溶液中一定只含一種溶質(zhì)的是（ ） A．向鐵粉中加入稀硝酸 B．向稀鹽酸中滴入少量的溶液 C．向溶液中通人氣體 D．向、的混合液中滴人過量的溶液 7．已知鋇的金屬活動處于鉀和鈉之間。下列反應可以實現(xiàn)的是（ ） A．鋇從氯化鉀溶液中置換出鉀 B．鋇可以從冷水中置換出氫，得到氫氣 C．鋇可以從氯化鈉溶液中置換出鈉 D．在溶液中，鋇離子可以氧化金屬鋅，使之成為鋅離子 8．將一小塊金屬鈉投入盛有澄清的飽和石灰水中，不可能出現(xiàn)的現(xiàn)象是（ ） A．鈉熔成小球在液面上游動 B．有氣體產(chǎn)生 C．溶液底部有銀白色物質(zhì)產(chǎn)生 D．溶液變混濁 9．以富含硫酸亞鐵的工業(yè)廢液為原料生產(chǎn)氧化鐵的工藝如下（部分操作和條件略）： I．從廢液中提純并結晶出。 Ⅱ．將配制成溶液。 Ⅲ．溶液與稍過量的溶液混合，得到含的濁液。 Ⅳ．將濁液過濾，用熱水洗滌沉淀，干燥后得到固體。 V．煅燒，得到固體。 已知：在熱水中分解。 （1）I中，加足量的鐵屑除去廢液中的，該反應的離子方程式是____________________。 （2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。運用化學平衡原理簡述硫酸的作用______________________________。 （3）Ⅲ中，生成的離子方程式是__________________________________________________。 若濁液長時間暴露在空氣中，會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色，該變化的化學方程式是______________________________________________________________________。 （4）Ⅳ中，通過檢驗來判斷沉淀是否洗滌干凈。檢驗的操作是______________________________________________________________________。 （5）已知煅燒的化學方程式是。現(xiàn)煅燒的，得 到產(chǎn)品。若產(chǎn)品中雜質(zhì)只有，則該產(chǎn)品中的質(zhì)量是__________。 （摩爾質(zhì)量： ） 【反饋練習答案】 1．C 2．D 3．B 4．D 5．A 6．D 7．B 8．C 9．（1） （2）加入硫酸，濃度增大，使的平衡向逆反應方向移動，從而抑制的水解 （3） （4）取少量洗滌后的濾液放入試管中，滴加酸化的溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，則沉淀洗滌干凈 （5）288．0