学案十三常见的金属及其化合物.ppt

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1、学案 常见的金属及其化合物,要点一 钠及其化合物,【例1】某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢 钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如 图所示。,（1）只根据图、图所示实验，能够达到实验目 的的是（填装置序号）。（2）图、图所示实验均能鉴别这两种物质，其 反应的化学方程式为.；与实验 相比，实验的优点是（填选项序号）。,2NaHCO3 Na2CO3+H2O,+CO2、CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O,D,A.比复杂B.比安全C.比操作简便D.可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而 不行(3)若用实验验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是（填化学式）。(4

2、)将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当石灰水过量时，其离子方程式为.；当碳酸氢钠与氢氧化钙的物质的量之比为21时，,NaHCO3,Ca2+OH-,+HCO3-CaCO3+H2O,所得溶液中溶质的化学为。请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子：。,取少量上层清液（或过滤后的滤液或所得溶液）于洁净（若无“洁净”也可）的试管中，加入适量氯化钙溶液，振荡，若有白色沉淀生成，则证明溶液中含有,Na2CO3,变式训练1 设计下列实验方案鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色粉末，不能达到预期目的是（）,A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐 酸，比较生成气体的快慢B.分别向等量的白色粉末中

3、加等体积适量的水，比较 固体溶解量的多少C.分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石 灰水，比较是否有沉淀生成D.分别将等量的白色粉末用如上图所示装置进行实 验，比较澄清石灰水是否变浑浊,解析 本题通过多种鉴别方法，考查比较碳酸钠、碳酸氢钠在水中的溶解性、热稳定性、与酸的反应的区别。其中，向两种溶液中加入澄清石灰水，都有沉淀产生，不能达到区分的目的。,关于碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别方法总结如下：（1）两种固体的鉴别。方法一：分别取少量固体加入两支试管中并加热，能产生使澄清石灰水变浑浊的气体的为NaHCO3固体，无明显现象的为Na2CO3固体。方法二：分别取等质量的固体，加入等体积、等浓度的盐酸

4、，生成CO2较快较多的为NaHCO3，另一种则为Na2CO3。（2）两种溶液的鉴别。方法一:取两种溶液各少量分别置于两支试管中，再分别滴加BaCl2溶液，振荡，产生白色沉淀的为Na2CO3溶液，无现象的为NaHCO3溶液（该方法必须取稀溶液）。方法二：测同温度下两种等物质的量浓度的稀溶液（如0.1 mol/L）的pH，pH大的为Na2CO3溶液，pH小的为NaHCO3溶液。,答案 C,要点二 镁、铝及其化合物,【例2】把一块镁铝合金投入到1 mol/L HCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 mol/L的NaOH 溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积 变化的关系如图所示：下列

5、说法中不正确的是（）,图A 图B图C,解析 由图A知，沉淀Al3+和溶解Al(OH)3所需NaOH溶液总体积为(90-80)mL4=40 mL，则沉淀Mg2+和中和可能剩余的H+所需NaOH溶液的体积为50 mL，即a的取值范围为0a50；由图A知，n(Al)=nAl(OH)3=n()=1 mol/L(90-80)10-3 L=0.01 mol。要求n（Mg）/n(Al)的最大值，实际上就是求n(Mg)的最大值，即a=0时，n(Mg)最大且为1 mol/L5010-3 L/2=,A.若关系图按图A所示，则a的取值范围为0a50 B.若关系图按图A所示，则 的最大值为2.5 C.若关系图按图B所

6、示，则a的取值范围为80a90 D.若关系图按图C所示，则a的取值范围为75a90,2.510-2 mol，不难求出n(Mg)/n(Al)=2.510-2 mol/0.01 mol=2.5；由图B知，沉淀Al3+、溶解Al(OH)3需NaOH溶液总体积为4(a-80)mL，使Mg2+、Al3+沉淀及Al(OH)3溶解需NaOH溶液总体积为(a-30)mL。即a-304(a-80)，a290/3,故80a290/3；由图C知，沉淀Al3+和溶解Al(OH)3需NaOH溶液总体积为4(90-a)mL，而用于沉淀Mg2+、Al3+和溶解沉淀Al(OH)3需NaOH溶液总体积为(90-30)mL，即(

7、90-30)4(90-a)，a75，故75a90。,答案 C,变式训练2 将一定质量的Mg和Al的混合物投入到500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则下列说法正确的是（）,A.Mg和Al的总质量为8 gB.硫酸的物质的量浓度为5 mol/LC.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/LD.生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L,解析 分析图可以看出：(1)沉淀中Mg(OH)2的物质的量为0.15 mol，则原金属混合物中Mg的物质的量为0.15 mol,生成Mg(OH)2需要的NaO

8、H的物质的量为0.3 mol，溶解Mg需要的H2SO4为0.15 mol;(2)Al(OH)3的物质的量为(0.35-0.15)mol=0.2 mol，原金属混合物中的Al的物质的量为0.2 mol,使Al(OH)3沉淀的NaOH的物质的量为0.6 mol,使Al(OH)3沉淀溶解的NaOH的物质的量为0.2 mol、体积为(240-200)mL=40 mL;(3)H2SO4过量。,根据上述信息,原金属混合物的质量为0.15 mol24 g/mol+27 g/mol0.2 mol=9 g;c(NaOH)=0.2 mol0.040 L=5 mol/L,沉淀最多时溶液中的溶质为Na2SO4，根据N

9、a+与 的比为21的关系,5 mol/L0.2 L=20.5 Lc(H2SO4)，解得c(H2SO4)=1 mol/L。生成的H2在标准状况下的体积为(0.15+0.21.5)mol22.4 L/mol=10.08 L。,答案 C,【例3】AJ分别表示中学化学中常见的一种物质，它们之间相互转化关系如下图所示（部分反应物、生成物没有列出）：,要点三 铁及其化合物,已知：A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素；G为主族元素的固态化合物。（1）写出下列物质的化学式：E：，F：，J：。（2）写出下列反应的化学方程式：;。,Fe(OH)2,Fe(OH)3,NaAlO2,3Fe3O4+8Al 9

10、Fe+4Al2O3,Fe3O4+8HCl FeCl2+2FeCl3+4H2O,2Al2O3（熔融）4Al+3O2,（3）生成32 g H 需要转移 mol电子。,4,解析 C与NaOH溶液反应得E，且E在空气中转变为F，结合学过的知识，如Fe(OH)2在空气中易被氧化为Fe(OH)3，推测E为Fe(OH)2，F为Fe(OH)3；又因A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同种元素，故C为FeCl2，D为FeCl3；B中含铁元素，且B中既有+2价铁，又有+3价铁，又因为A在氧气中燃烧生成B，所以B为Fe3O4，A为Fe；G为主族元素的固态化合物，能电解，且与NaOH反应生成J，所以G为Al2O3，

11、反应为铝热反应；将以上推测物质代入框图验证，知推测正确。,变式训练 3 下图表示各物质之间的转化关系。已知：A、D、F、H均为单质，X常温下为无色液体，B为淡黄色固体，J溶于酸得到黄色溶液。,请按要求填空：（1）写出B的电子式：。（2）写出生成E的电极反应式：，反应的现象是.。（3）反应的化学方程式是.，在实验室中引发反应的操作是.。（4）反应中若转移1 mol电子，则被还原的X是 mol。,白色沉淀迅速转变为灰,绿色最终变为红褐色,Na+2-Na+,3Fe+4H2O（g）,Fe3O4+4H2,加入少,量KClO3，在KClO3上插上镁条并将其点燃,1,Fe+2OH-2e-Fe(OH)2,解析

12、 由题意可设X为H2O，B为Na2O2，J溶于酸得黄色溶液，可知J中含有Fe3+。再由框图中转化关系：反应B(Na2O2)+X(H2O)G+F知G为NaOH、,F为O2；据反应和反应A+X(H2O)C+D,可推知A可能为Fe,C为Fe3O4。由反应C(Fe3O4)+H A+I,可能是铝热反应，则H为Al；结合电解反应Fe作阳极必溶解：Fe-2e-Fe2+,Fe2+2OH-Fe(OH)2。反应为2Al+2NaOH+6H2O 2NaAlO2+3H2+4H2O,6mol H2O被还原，转移电子物质的量为6 mol。最后验证各物质，符合题意。,1.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝，下列操 作步骤中

13、恰当的组合是()加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入 过量的二氧化碳 加过量的烧碱溶液 加过量的 盐酸 A.B.C.D.,解析,答案 B,2.在前一种分散系中慢慢滴加后一种试剂，能观察到 先生成沉淀后变澄清的是（）氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液 偏铝酸钠溶 液中加盐酸 氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液 蛋白质溶液中滴入硫酸铜溶液 氯化铝溶液中 滴加氨水 硝酸银溶液中滴加氨水 氢氧化铁 胶体中滴加硫酸,解析 先生成Al(OH)3沉淀，再生成可溶性；先生成Al(OH)3沉淀，再生成可溶性的Al3+;先生成，再生成Al(OH)3沉淀，即一段时间后观察到沉淀出现；蛋白质的变性，观察到有沉淀出现；立即观察到

14、沉淀出现；先生成AgOH沉淀，再生成可溶性的Ag(NH3)2+；胶体的凝聚现象，先出现Fe(OH)3沉淀，再发生酸碱中和反应，生成Fe3+。,答案 A,A.B.C.D.,装有铜片的孔穴中溶液呈蓝色 装有胆矾的孔穴中固体的颜色变浅 装有铁片的孔穴中溶液呈浅绿色 装有铁片的孔穴中溶液呈浅黄色 装有蛋清溶液的孔穴中呈浅黄色A.B.C.D.,3.实验室常采用点滴板来完成部分实验，这样既可以 节约药品的用量，又便于观察实验现象。图中所示 的实验，点滴板上描述的现象正确的是（）,D,4.下列各组物质间反应可能包括多步反应，其总的离 子方程式正确的是（）A.NaClO溶液中通入过量SO2：ClO-+SO2+

15、H2O HClO+HSO B.AlCl3溶液中投入过量Na：Al3+4Na+2H2O AlO+4Na+2H2 C.FeBr2溶液中通入少量Cl2：2Fe2+4Br-+3Cl2 2Fe3+2Br2+6Cl-D.向明矾溶液中滴加Ba(OH)2，恰好使SO 沉淀完 全：2Al3+3SO+3Ba2+6OH-2Al(OH)3+3BaSO4,5.将某些化学知识用数轴表示直观形象、简明易记。下列用数轴表示正确的是（）A.平衡常数与转化率关系：B.分散系的分类：C.AlCl3和NaOH反应后铝元素的存在形式：D.Na与O2反应的产物：,B,6.向某二价金属M的M(OH)2的溶液中加入过量的 NaHCO3溶液，

16、生成了MCO3沉淀，过滤，将沉淀置 于足量的稀盐酸中，充分反应后，在标准状况下收 集到V L气体，如要计算金属M的相对原子质量，你认为还必须提供下列哪项数据（）A.M(OH)2溶液的物质的量浓度 B.与MCO3反应的盐酸的物质的量浓度 C.MCO3的质量 D.题给条件充足,不需要再补充数据,C,7.下列有关结论中，正确的是（）A.浓度为0.1 mol/L CuSO4溶液，温度升高，溶液 的pH降低 B.一元酸与一元碱恰好完全反应后的溶液中一定 存在c(H+)=c(OH-)C.浓度相同的AlCl3、NH3H2O、Ba(OH)2三种物质 的溶液，等体积混合时没有沉淀生成 D.在所有能够溶解Al(O

17、H)3的溶液中，Cu2+、ClO-、Cl-、Ca2+一定能够大量共存,A,8.一定体积0.01 mol/L的稀硝酸溶液恰好能氧化一定 质量的铁、铝混合物，已知两种金属均被氧化为最 高价态，还原产物只有NO。若用0.01 mol/L的 NaOH溶液溶解相同质量的该混合物，当反应完全 时所需氢氧化钠溶液的体积是稀硝酸溶液的1/5，则样品中铁、铝的物质的量之比为（）A.23B.13C.41D.53,C,9.1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密 闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残 留的固体物质是（）A.Na2CO3B.Na2O2和Na2CO3 C.NaOH和Na2CO3D.

18、Na2O2、NaOH和Na2CO3 解析 由反应2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2 2Na2O2+2H2O 4NaOH+O2 三个式子分析：2 mol NaHCO3分解生成1 mol CO2 和1 mol H2O，若1 mol H2O与1 mol Na2O2反应，则 生成2 mol NaOH，2 mol NaOH又恰好与1 mol CO2 完全反应生成Na2CO3，若1 mol CO2直接与1 mol Na2O2反应，也生成Na2CO3而不生成NaOH。,A,10.铜、银、金3种金属因很早就被人们 用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁

19、的金属性比铜、银、金的强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究 性学习小组为了证明铁的金属活动性 比铜强，设计了如下几种方案。（1）铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。（2）铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2。（3）足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成 FeSO4和CuSO4。（4）铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解。,（5）把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。（6）把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。其中合理的有（）A.2种方案B.3种方案C.4种方案D.5种方案,B,11.类比是化学

20、学习中常用的方法之一，已知硝酸能 把铁氧化成Fe(NO3)3，但当铁过量时，产物是 Fe(NO3)2。某同学受此启发，提出一个相似的观点：氯气与铁粉反应，当Cl2足量时生成FeCl3，当铁粉 过量时产物是FeCl2。为验证该观点是否正确，该,同学将一定量的铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固 体物质，然后通过实验确定其成分。探究过程如下：请填空：（1）提出假设：假设1：该固体物质是FeCl2 假设2：该固体物质是FeCl3 假设3：该固体物质是FeCl2和FeCl3（2）设计实验方案：取少量固体物质于烧杯中，加适量水溶解，得到溶 液A，然后取两份A溶液分别进行实验，实验现象与 结论如下表：,（3）

21、根据上述实验结论，写出Cl2与铁粉加热时发生 反应的化学方程式：。（4）为进一步探究FeCl3溶液的性质，他又利用A溶液做了如下一些实验，其中明显错误的一项是。,2Fe+3Cl2 2FeCl3,FeCl2,溶液呈红色,A.在A溶液中加入淀粉KI溶液，溶液变蓝色B.在A溶液中滴加NaOH浓溶液，出现红褐色沉淀C.将A溶液加热蒸干并灼烧，得到FeCl3固体答案 C（5）取100 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液置于烧杯中，向其中加入一定量的Fe、Cu混合物，充分反应后仍有固体剩余，下列叙述一定正确的是（设溶液体积不变，不考虑水解因素）。A.烧杯中有Fe无Cu,c(Fe2+)=0.2 mol

22、/LB.烧杯中有Cu无Fe,c(Fe2+)=0.3 mol/LC.烧杯中有Cu无Fe,c(Cl-)=0.6 mol/LD.烧杯中Fe、Cu均有，c(Fe2+)=0.3 mol/L,CD,12.铜在自然界中存在于多种矿石中，如：,请回答以下问题：（1）上表所列铜的化合物中，铜的质量分数最高的是（填化学式）。（2）工业上以黄铜矿为原料，采取火法熔炼工艺生产铜。该过程中有如下反应：2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2，该反应的还原剂是；若在标准状况下放出气体56 L,则转移电子的物质的量为。,Cu2S,15 mol,Cu2S,H2SO3为弱酸，2H2SO3+O2 2H2SO4；H2SO4为强酸，c（

23、H+）增大，pH减小,（3）某同学采集酸雨样品并测其pH，发现在一段时间内其pH逐渐减小，请用必要的文字和化学方程式说明其原因:。.（4）铜制品长期置于潮湿的环境中，表面会产生一层铜绿，其主要成分与孔雀石相同。请写出采用化学方法除去铜器表面铜绿的有关反应的离子方程式：。（5）Cu2O与Fe2O3都是红色粉末。Cu2O溶于稀H2SO4会生成Cu和CuSO4。一同学为鉴定某Cu2O样品中是否混有少量的Fe2O3，设计了如下实验：取少量粉末,CuCO3Cu（OH）2+4H+2Cu2+CO2+3H2O,放入足量稀H2SO4中,向所得溶液中滴加KSCN试剂。该同学通过实验认为：若滴加KSCN试剂后溶液不

24、变红色，则证明原固体粉末中一定不含Fe2O3。你认为这种说法是否正确：；简述你的理由（用离子方程式表示）：,。如果要得到准确的结论，还需加入的一种试剂是。,不正确,Cu2O+2H+Cu+Cu2+H2O、,2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,氯水（溴水或H2O2）,试回答以下问题：（1）F是，H是。（填化学式）（2）写出J与D反应转化为G的离子方程式：。,NaAlO2,Fe(OH)2,2Fe3+Fe 3Fe2+,13.下图中AJ均为中学化学中常见的物质，其中A、D为金属单质，它们之间有如下转化关系（反应 过程中生成的水及其他产物已略去）。,（3）写出A与B反应的化学方程式：。（4）将12.5 g

25、 A、D组成的合金溶于足量NaOH溶液中，合金质量减少2.7 g。另取等质量的合金溶于过量的稀硝酸中，向反应后的溶液中加入适量的NaOH溶液，恰好使A、D的最高价阳离子完全转化为沉淀，则沉淀的质量为 g。,26.525,2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe,解析 A、D为金属单质，且A与B在高温条件下能发生置换反应，中学范围内只有铝热反应符合要求。另外，根据DI的一系列变化，若D为Fe，则B为Fe2O3，其他物质随之推出,A为Al,C为Al2O3,E为AlCl3，F为NaAlO2，G为FeCl2，H为Fe(OH)2，I为Fe(OH)3，进一步确定推理正确，然后按照要求写出相应的答案。12.5 g Al、Fe组成的合金，Al质量为2.7 g,则Fe质量为9.8 g,根据元素守恒,AlAl(OH)3,Al(OH)3质量为7.8 g，FeFe(OH)3，Fe(OH)3质量为18.725 g，则A、D最高价阳离子完全转化为沉淀的质量是26.525 g。,返回,