高三化学一轮复习必备精品——专题六《金属及其化合物》.pdf

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1、专题六：金属及其化合物 1. （09 年北京理综 12） 由短周期元素组成的中学 常见无机物A、B、C、D、E、X存在如右图转化关系 （部分生成物和反应条件略去）。下列推断不正确的 是 A若 X是 Na2CO3 ，C为含极性键的非极性分子，则 A一定是氯气，且D和 E不反应 B若 A是单质， B和 D的反应是 OH + 3 HCO =H2O+ 2 3 CO ，则 E一定能还原Fe2O3 C若 D为 CO ， C能和 E反应，则A一定为 Na2O2 ，其电子式是 D若 D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则X一定是铝盐 答案： A 2. （09 年广东文基 65）下列有关金属及其化合物的说法正确的是

2、 A1 L 生理盐水（ 0.9 NaCl 溶液）中含有9 molNa+ B出土的古代铜制品表面覆盖着铜绿，其主要成分是CuO C装修门窗使用的铝合金材料的硬度比铝小，熔点比铝低 D节日燃放的烟花是某些金属元素发生焰色反应所呈现出来的色彩 答案： D 3. （ 09 年上海化学 25）铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。 （1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应： Fe2O3(s) 3CO(g)2Fe(s) 3CO2(g) 该反应的平衡常数表达式为：K= 。 该温度下，在2L 盛有 Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体， 10min 后，生成了单 质铁 11.

3、2g 。则 10min 内 CO的平均反应速率为。 （2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态： 。 （3）某些金属氧化物粉末和Al 粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率（v）和 温度（ T）的关系示意图中与铝热反应最接近的是。 （4）写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：， 欲使上述体系中Al3 浓度增加，可加入的物质是。 答案：（本题共8分） （1） 3 2 3 CO CO0.015mol /(Lmin) （2） CO或（ CO2 ）的生成速率与消耗速率相等；CO （或CO2 ）的质量不再改变（合理即 给分） （3） b （4） Al(OH)3H A

4、lO2 H2O 盐酸（合理即给分） 4. 把铜粉和过量的铁粉加入到热的浓硝酸中，充分反应后，溶液中大量存在的金属阳离子是 （） A.只有 Fe2+ B.只有 Fe3+ C.有 Fe2+和 Cu2+ D.有 Fe3+和 Cu2+ 答案： A 考试说明 (1) 理解并能应用常见金属的活动顺序。、 (2) 了解常见金属 ( 如 Na、Al 、Fe、Cu等) 及其重要化合物的主要性质和重要应用。 命题方向 钠及其化合物的性质推断、碱金属元素性质的比较、有关钠及其化合物的计算是近几年 高考的方向。有关Mg 、 Al、Fe 的知识的试题在近几年的高考中出现次数很多，它们的离子共 存、离子方程式、 物质鉴别

5、、 制取、推断、计算等题型中大量出现，其中 Mg与 CO2反应，Mg3N2 跟水反应、 Mg(OH)2比 MgCO3 难溶能在填空题中应用，Al 及 Al2O3、Al(OH)3 的两性， Al3+与 CO32-双不解； Al3+ 、Al(OH)3 、AlO2- 间的转化是考试的热点；铁的变价、Fe(OH)2 和 Fe(OH3) 炼铁的反应多与实验、推断、计算相结合，进行应用。试题形式多样、选择、简答、实验、 推断、计算都有 高考预测 预计今后的考题还会以该元素化合物知识为载体考查有关概念、理论、实验和计算。 有关 Na2O2 的实验， NaHCO3 与 Na2O2 、 CO2与 NaOH反应的

6、计算将是重点。今后命题的方向主要集中在： 铁三角，铝三角，Fe3+、Al3+ 与 AlO2的双水解，尤其是以Mg 、Al 、Fe 及其化合物为主干的 无机推断将仍是重点考查的内容。2006 年高考估计上述题型、命题特点基本保持不变。 知识框架 （1）金属钠及其化合物： （2）金属镁及其化合物： （3）金属铝及其化合物： （4）金属铁及其化合物 （5）金属铜及化合物 金属钠及化合物 （一）、金属钠 钠：原子结构示意图： 核外电子排布式： 在周期表中位置： 性质：（1）. 物理性质： （2）. 化学性质：（完成下列方程式） 与非金属的反应（常温下O2 ，点燃条件下与O2 ） 与 H2O的反应 与有

7、机物的反应（与乙醇，与苯酚，与乙酸） 与盐溶液的反应（与硫酸铜溶液） 3. 保存、制取、应用 例 1. （09 年上海化学 10） 9.2g 金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 A0.2mol 中子B0.4mol 电子 C0.2mol 质子D0.4mol 分子 解析与评价：本题典型考察了单质钠与水反应的相关计算。9.2 克钠物质的量为0.4mol, 生成 +1 Cu C CO H2 Fe NH 3 C2H5OH 0 Cu +2 Cu O2 Cl 2 H2SO4 HNO3 Fe 3+ H 2O2 KMnO4 K2Cr2O7 S O2 Cl2 R SO2 Cu H + H + 浓 HCl

8、 C CO H2 I - 氢气 0.2mol,0.2mol氢气分子中含有0.4mol 电子， 0.4mol 质子， 0mol 中子，故只有B正确。 答案： B 【变式训练1】下列关于钠的说法不正确的是（） A、金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同 B、钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂 C、钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂 4 CCl 中 D、由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属 【变式训练2】将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的 是（） A. HCl B. NaOH C. 24 K SO D. 4 CuS

9、O （二）、钠的化合物 1. 钠的氧化物（ Na2O 、Na2O2 ） 化学名称Na2O Na2O2 俗名 颜色 / 状态 / 稳定性 电子式 重 要 反应 与水 与 CO2 例 2. （08 年全国理综I 6）在溶液中加入足量Na2O2后仍能大量共存的离子组是 A 4 NH 、Ba2、 Cl 、 3 NO BK、 2 AlO 、 Cl 、 2 4 SO CCa2、 Mg2 、 3 NO 、 3 HCO DNa、Cl、 2 3 CO 、 2 3 SO 解析与评价：本题典型考察Na2O2与水反应的性质。Na2O2与水反应方程式： 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,显然 A中 NH4 与

10、OH-不能共存， C中 Ca2 、 Mg2 、 3 HCO 与 OH-不能共存， D 中 O2可以将 2 3 SO 氧化，故只能选B。 答案： D 【变式训练3】 （08 北京卷） 1mol 过氧化钠与2mol 碳酸氢钠固体混合后，在密闭的容器中加 热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是( ) ANa2CO3 BNa2O2 Na2CO3 CNaOH 、Na2CO3 DNa2O2 、NaOH Na2CO3 例 3. 2.1g CO 和 2 H 组成混合气体与足量的 2 O 充分反应后， 立即通入足量的 22 Na O 固体中， 固体质量增加（） A.2.1g B.3.6 g C.7.2

11、 g D.不可确定 解析与评价：本题是有关氧化钠的计算，解决它主要是建立思维模型, CO 和 2 H 与 2 O 燃烧的 化学方程式为： 22 22COOCO 点燃 ， 222 22HOH O 点燃 2 CO 、 2 H 跟 22 Na O 的反应分别 为： 222232 222CONa ONa COO ， 2222 224H ONa ONaOHO 。从 4 个化学方 程 式 可 以 看 出 ： 增 加 的 质 量 恰 好 为 CO 和 2 H 混 合 气 体 的 质 量 ， 即 2 222322 ,2 HCO Na ONa CO Na ONaOH 答案： A 【变式训练4】 200 时， 1

12、1.6g 由 CO2和 H2O组成的混合气体与足量的Na2O2充分反应后， 固体质量增加3.6g ，则原混合气体的平均相对分子质量为（） A.5.8 B.11.6 C.23.2 D.46.4 【变式训练5】将含有O2和 CH4的混合气体置于盛有23.4 g Na2O2的密闭容器中，电火花点 燃，反应结束后，容器内的压强为零（150） ，将残留物溶于水中，无气体产生。下列叙述 正确的是 A原混合气体中O2和 CH4的体积比为21 B 残留物只有Na2CO3 C原混合气体中O2与 CH4的体积比为11 D 残留物只有Na2CO3 和 NaOH 2. 常见的钠盐（ Na2CO3和 NaHCO3 ）

13、碳酸钠碳酸氢钠 俗名苏打、纯碱小苏打 色、态通常以 Na2CO3 10H2O存在，为无 色晶体，易风化失水为白色粉未 Na2CO3 白色粉未 水溶性易溶于水溶解度较碳酸钠小 热稳定性稳定，受热为分解2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O 与盐酸反应慢 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2+H2O 快NaHCO3+HCl= NaCl+CO2 +H2O 与碱反应Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH NaHCO3+NaOH= Na2CO3+H2O 相互 转化 用途重要的化工原料， 用于玻璃、 造纸、 纺织、洗涤剂等的生产 食品

14、工业，泡沫灭火剂等 例 4.（09 年全国理综卷I 11）微粒检验某含有NaHCO3 杂质的 Na2CO3 样品的纯度， 现将 w1g 样品加热，其质量变为w2g ，则该样品的纯度（质量分数）是 A 1 12 31 5384 w ww B 1 21 31 )(84 w ww C 1 12 31 4273 w ww D 1 12 31 84115 w ww 解析与评价：本题考察了碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化，属于容易题。碳酸氢钠加热分解方 程式如下： 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2, 2*84 62 84*2*(w1-w2) /62 (w1-w2) Na2CO3 NaHCO3 酸 加

15、热或碱 纯度 =1- 84*2*(w1-w2) /62w1= 1 12 31 5384 w ww 答案： A 【变式训练6】有关纯碱和小苏打的叙述正确的是（） A.等质量的Na2CO3 、NaHCO3 分别与足量稀H2SO4 反应， NaHCO3 产生的 CO2多 B.等质量的Na2CO3 、NaHCO3 分别与足量的同种盐酸反应，NaHCO3 消耗的盐酸多 C.向 NaHCO3 溶液中滴入Ba(OH)2 溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2 溶液出现白色 沉淀 D. Na2CO3和 NaHCO3 都既能与酸反应，又能与氢氧化钠反应 例 5. （常州一中2009 学年度第二学期高

16、三化学期初试卷）我国化工专家侯德榜的“侯氏制 碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以NaCl、NH3 、CO2等为原料先制得NaHCO3 ，进 而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为： NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3NaCl = NaHCO3 NH4Cl ； 2NaHCO3 = Na2CO3 CO2 H2O （1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是（填字母标号） 。 a碳酸氢钠难溶于水 b碳酸氢钠受热易分解 c碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出 （2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方 案实验

17、。 一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示 （图中夹持、固定用的仪器未画出）。 试回答下列有关问题： （）乙装置中的试剂是； （）丁装置中稀硫酸的作用是； （）实验结束后，分离出NaHCO3 晶体的操作是（填分离操作的名称） 。 另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验。 （）实验时，须先从管通入气体，再从管中通入气体； （）有同学建议在戊装置的b 管下端连接己装置，理由是； （3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： 解析与评价：本题将侯氏制碱法作为试题的载体，主要考察了碳酸钠与碳酸氢钠的性质、转 化等内容，同时融合了实验的基本原理，操作

18、、探究内容，属于中等难度试题。（ 1）问中考 察碳酸氢钠与碳酸钠的溶解度，（ 2）问考察了基本实验原理、操作、评价等问题，乙中试剂 的选择主要考虑从甲装置中出来的气体，含有氯化氢气体的二氧化碳，故要除去氯化氢，因 此选择饱和碳酸氢钠溶液。丁的作用是用来除去尾气，尾气应该包含氨气和二氧化碳，而稀 硫酸只能吸收氨气。分离碳酸氢钠晶体的操作从题目中可知道分离的是固液混合物，最优的 当然是过滤。 （3）通入气体需注意先通入氨气，在通入二氧化碳，可以提高二氧化碳的吸收 率，进而提高碳酸氢钠的产率 答案： （1） c （2）（）饱和碳酸氢钠溶液； （）吸收未反应的NH3 （答“防止倒吸”或“吸收CO2 ”

19、不给分） ； （）过滤 （） a、NH3 ， b 、CO2 ； （）增大气体与溶液接触面积，提高CO2吸收率； （3）用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应。（或往烧碱溶液中通入过量CO2 ；往饱和 Na2CO3 溶 液中通入过量CO2 等。其他合理方法均可） 【变式训练7】我国化学侯德榜 （右图） 改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1) 上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。 (2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是。 (3) 写出上述流程中X物质的分子式。 (4) 使原料氯化钠的利用率从70% 提高到 90% 以上，主要是设计了（填上述流程中的 编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀

20、的操作是。 (5) 为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量试样溶于水后，再滴加 。 (6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。 (a) 增大 NH4+ 的浓度，使NH4Cl更多地析出 (b) 使 NaHCO3 更多地析出 (c) 使 NaHCO3 转化为 Na2CO3 ，提高析出的NH4Cl纯度 答案： （1）联合制碱法或侯德榜制碱法、化肥或电解液或制药等（其他合理答案均给分） （2）NH3 + CO2 + H2O + NaCl NH4Cl + NaHCO3 或 NH3 + CO2 + H2O NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl NaHCO3 +

21、NH4Cl （3） （4） I 过量稀硝酸和硝酸银溶液 （5） a、c 3. 氢氧化钠（ NaOH ） 氢氧化钠是中学阶段最为常见的强碱，是一种白色片状晶体，易吸水潮解。 例 6. 含 8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9g ， CO2 Na2CO3 X 食盐水 循环 II 循环 I 母液 (提取副产品 ) 煅烧炉合成氨厂沉淀池 NH3 NH3 则该无水物中一定含有的物质是（） ANa2S BNaHS CNa2S和 NaHS DNaOH和 NaHS 解析与评价：本题是一个常规极限法解答题，但仅凭文字计算很容易漏掉一种情况而导致错 选，若用图象法和极

22、限法结合解答，则直观明了。数形结合应该是考生处理问题的有效方式。 由于不能确定H2S是否过量，因此假设有下列几种情况 若 NaOH 全生成 Na2S时 Na2S 的质量为8/40*78*1/2g=7.8g 全生成 NaHS时 Na2S 的质量为8/40*56g=11.2g而 NaOH 的质量为 8g 而得到无水物的质量为 7.9g 。7.8 7.9 8,7.8 7.9 11.2 所以无水物中可能为Na2S和 NaOH或 Na2S和 NaHS,所以 无水物中一定有Na2S 。 答案： A 【变式训练8】有 50mLNaOH 溶液，向其中逐渐通入一定量的CO2 ，随后取此溶液10mL将其稀 释到

23、100mL ，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的 HCl 溶液，产生的 CO2气体体积 （标 准状况下）与所加入的HCl 的体积之间的关系如图所示： 试分析： NaOH 在吸收 CO2气体后，在甲、乙两种情况下，所得溶液中存在的溶质是 甲：其物质的量之比是： 乙：其物质的量之比是： 且在两种情况下产生的CO2气体（标准状况）各是甲： mL；乙： mL。 原 NaOH溶液的物质的量浓度是；若以 Na2O2固体溶于水配得100mL 溶液需 Na2O2 g 答案： NaOH ，Na2CO3 ；1:1 ；NaHCO3 和 Na2CO3 ；1:1 ； 56mL ；112mL；0.75mol/

24、L ；2.93g 有关钠的化合物的混合物的计算: （1）.NaHCO3和 Na2CO3固体混合物加热。仅发生反应2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O,反 应的差量即为分解产生的H2O和 CO2,由差量法求解. （2） amolNa2O2和 bmolNaHCO3 固体混合物在密闭容器中加热 发生的反应按下列方式处理：2NaHCO3Na2CO3 CO2 H2O 分解产生的CO2 与 Na2O2 反应完后，若Na2O2过量， H2O再与 Na2O2反应 . 当 a/b1:1, 按反应和由差量法求算，质量减少由两部分 组成： NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O产生的水和由2NaHCO3

25、Na2CO3 CO2 H2O 生成的 H2O和 CO2. 补充：碱金属元素性质的相似性和递变性 例：下列叙述正确的是（） A.碱金属性质相似均为银白色金属 B.按原子序数增加则碱金属的密度依次增大 C.钠可保存在煤油中而锂不能 D.碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度 答案： C 解析： 由于未深入研究个别碱金属的性质，仅按碱金属的相似性和递变性推导而产生错误。碱 金属中铯为微具浅黄色的金属，故 A不正确； 钾的密度为0.86g/cm3 ，比 Na的密度 0.97g/cm3 小而有特殊性，B也不正确；锂的密度为0.53g/cm3 ，比煤油密度小，可浮于煤油上，所以锂 要用密度更小的石蜡同保存，C

26、 对；碳酸氢盐一般比其对应的正盐易溶，但NaHCO3例外， D 不正确 点评：碱金属元素单质的化学性质： 1）相似性：碱金属元素在结构上的相似性，决定了锂、钠、钾、铷、铯在性质上的相似性， 碱金属都是强还原剂，性质活泼。 具体表现在都能与 2 O 、 2 Cl 、水、稀酸溶液反应， 生成含 R （R为碱金属）的离子化合物；他们的氧化物对应水化物均是强碱； 2）递变性：随着原子序数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，失电子渐易，还原性渐强， 又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为：与 2 O 反应越来越剧烈，产物越来越复杂， 与 2 H O 反应越来越剧烈，随着核电荷数的增强，其最高价氧化物对

27、应的水化物的碱性增 强： CsOHRbOHKOHNaOHLiOH 。 （注：以上可作为两课时完成） 二、金属镁、铝及化合物 （一）、金属镁及化合物 镁：原子结构示意图： 核外电子排布式： 在周期表中位置： 性质：（1）. 物理性质： （2）. 化学性质：（完成下列方程式） 与非金属的反应（O2 、N2、 Cl2） 与 H2O （热水）的反应 与 CO2的反应 与酸的反应 与盐溶液的反应（与硫酸铜溶液） 镁的工业制备： 例 7. (2007年高考海南 ) 下列溶液能与镁反应生成氢气的是( ) A. 氯化铵溶液 B. 氢氧化钠溶液 C. 碳酸钾溶液 D. 饱和石灰水 解析与评价：本题考查学生对元素

28、及其化合物性质的理解，主要考查Mg与酸反应。氯化铵溶 液水解呈酸性，所以答案为A 答案： A 【变式训练9】 (2006 广东 ) 等量镁铝合金粉末分别与下列4 种过量的溶液充分反应，放出氢 气最多的是（） A.2mol.L-1H2SO4 溶液 B.18 molL-1H2SO4溶液 C.6 mol.L-1KOH 溶液 D.3 molL-1HNO3溶液 （二）、金属铝及化合物 1. 铝：原子结构示意图： 核外电子排布式： 在周期表中位置： 性质：（1）物理性质： （ 2）化学性质： （完成下列方程式） 与非金属的反应（O2 、Cl2 ） 与酸的反应 与碱的反应 与盐溶液的反应（与FeCl2 溶液

29、） 与三氧化二铝的反应 铝的工业制备： 练习：（09 年山东理综 31） 金属铝的生产是以Al2O，为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al+3O2 请回答下列问题： （1）冰晶石（ Na3AIF6）的作用是。 （2）电解生成的金属铝是在熔融液的（填“上层”或“下层”）。 （3）阴极和阳极均由材料做成；电解时不断消耗的电极是（填“阳极”或“阴 极”）。 （4）铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的 是将回收铝做成（填代号）。 a冰晶石b氧化铝c铝锭 d 硫酸铝 答案：（1）降低 Al2O3 的熔化温度（2）下层（ 3）碳素（或石墨）阳极（ 4）c

30、2. 铝的化合物 通电， Na3AlF6 750 970 铝三角 写出上述相关方程式： 铝的化合物相关图像 例 8. （08 年广东化学 6）相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中 均无固体物质，消耗碱量最多的是 AAl BAl(OH)3 CAl Cl3 DAl2O3 【变式训练10】 （09 年四川理综 11）向m g 镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸，恰好完 全反应生成标准状况下的气体b L 。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL，使 金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为n g 。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止， 得到固体p g 。则下列关系不

31、正确的是 A 1000 11.2 b c V B 125 Vc pm Cn=m+17Vc D 5 3 p 17 9 m 例 9. 将 a 克 Fe2O3、Al2O3 样品溶解在过量的200mL Ph=1 的硫酸溶液中，然后向其中加入 NaOH 溶液使 Fe3+、Al3+ 刚好完全沉淀， 用去 NaOH 溶液 100 mL,则 NaOH 溶液的浓度为( ) A.0.1 mol.L-1 B.0.2 mol.L-1 C.0.4 mol.L-1 D.0.8 mol.L-1 解析与评价：本题主要考查学生对铝的重要两性化合物（氧化铝、氢氧化铝）性质的理解和 迁移、推理、分析问题的能力。由题意及氧化物、氢氧

32、化铝的两性可知，要使Fe3+、Al3+ 刚 好完全沉淀，则须使溶液中的氢离子和氢氧根离子量相等。 由题目中反应式可知，溶解1 mol Fe2O3 所消耗的氢离子数与沉淀2 mol Fe3+ 所消耗的氢氧 根离子数相等。同理，Al2O3 也如此。故只要控制酸中的氢离子数与碱中所含氢氧根离子数相 等即可使Fe3+、Al3+ 刚好完全沉淀 答案： B 【变式训练11】 （湖南长沙一中09 高三化学第五次月考）下列实验中产生的现象与对应图形 （纵坐标n 均表示产生的Al(OH)3 的物质的量）不相符的是 A在 AlCl3 溶液中滴加氨水至过量B向 NaOH溶液中滴加AlCl3 至过量 C向 NaAlO

33、2溶液中滴加盐酸至过量D向 H2SO4 溶液中加入NaAlO2溶液至过量 n(AlCl3) n n(NH3H2O) n n n 铝及其化合物常见题型的计算公式如下： I. 3 Al 与 NaOH反应生成沉淀的质量 当 3:1)OH(n: )Al(n 3 时， )g)(OH(n2678 3 )OH(n )OH(Alm 3 。 当 3:1)OH(n:)Al(n4:1 3 时， )g)(OH(n)Al(n478)OH(Alm 3 3 。 当 4:1)OH(n: )Al(n 3 时， 0)OH(Alm 3 。 II. 2 AlO 与强酸（ H ）反应生成沉淀的质量 当 1)H(n:)AlO(n 2 时

34、， )g)(H(n78)OH(Alm 3 。 当 1)H(n:)AlO(n4:1 2 时， 26)OH(Alm 3 )g)(H(n)AlO(n4 2 。 当 4:1)H(n:)AlO(n 2 时， 0)OH(Alm 3 。 III. 32 AlMg、 的混合溶液与 OH 反应时，求 32 AlMg、 的物质的量。 若 32 AlMg、 与 OH 的反应关系如下图，则 mol)ab()Al(n 3 mol 2 b3a4 )Mg(n 2 IV. 明矾 OH12)SO(KAl 224 溶液与 2 )OH(Ba 溶液反应生成沉淀的质量。 当 3 2 )OH(Ban n 2 明矾 时， )OH(Ba n

35、285m 2沉淀 ； 当 3 2 )OH(Ban n 2 1 2 明矾 时， 明矾沉淀 n312)OH(Ba n77m 2 ； 当 3 2 )OH(Ban n 2 明矾 时， 明矾 沉淀 n466m 。 （注：以上可作为2 课时） 三、铁铜及化合物 （一）铁、铜单质 铁：原子结构示意图： 核外电子排布式： 在周期表中位置： 铜：原子结构示意图： 核外电子排布式： 在周期表中位置： 铁的性质：（1）. 物理性质： （2） . 化学性质：（完成下列方程式） 与非金属的反应（O2 、Cl2 、S） 与酸的反应（盐酸、硫酸、硝酸） 与水蒸汽的反应 与盐溶液的反应（与FeCl3 溶液， CuSO4 溶液

36、） 发生吸氧腐蚀的反应 铜的性质：（1）物理性质： （2）化学性质： （完成下列方程式） 与非金属的反应（O2 、Cl2、S） 与酸的反应（硫酸、硝酸） 与盐溶液的反应（与FeCl3 溶液，硝酸银溶液） （二）、铁铜的化合物 铁的三角转化 写出上述相关反应方程式 铁形成离子的检验（Fe3+、Fe2+） Fe2+和 Fe3+的检验 （1） Fe2+的检验： 方法一：滴加KSCN 溶液，无明显现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色。 方法二：滴加NaOH 溶液 , 生成白色絮状沉淀，该沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 （2） Fe3+的检验： 方法一：滴加KSCN 溶液或 NH4SCN 溶液，溶

37、液立即变为血红色 方法二：滴加NaOH 溶液 , 出现红褐色沉淀。 例 10. （08 北京卷）由Fe2O3 、Fe、CuO 、C、Al 中的几种物质组成的混合粉末，取样进行下 列实验 ( 部分产物略去) ： (1) 取少量溶液X ，加入过量的NaOH 溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2 ，无明显变化， 说明样品中不含有的物质是( 填化学式 )_ 。 (2)Z 为一种或两种气体： 若 Z 只为一种气体，试剂a 为饱和 NaHCO3 溶液，则反应中能同时生成两种气体的化 学方程式是 _ 。 若 Z为两种气体的混合物， 试剂 a 为适量的水，则 Z中两种气体的化学式是_。 (3) 向 Y 中

38、通入过量的Cl2 ，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是( 填写离子符 号)_ 。 (4) 取 Y中的溶液，调节pH约为 7，加入淀粉KI 和 H2O2 ，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。 当消耗 2molI 时， 共转移 3mol 电子， 该反应的离子方程式是_。 (5) 另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应，若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样 品中所有可能存在的物质组合是( 各组合中物质用化学式表示)_ 。 解析：根据题给物质，包括Fe2O3 ，Fe，CuO ，C，Al ，根据 (1) 中现象，可知不含Al ，Y 为亚 铁盐溶液，固体为Cu和 Fe；Z 为一种气体时，浓酸为硫酸，其

39、：C2H2SO4( 浓) CO2 2SO2 2H2O ，通过碳酸氢钠后，气体只有CO2 ， 若是两种气体时，浓酸为硝酸， C4HNO3=CO24NO2 2H2O ，通过水后，气体为CO2和 NO ；向 Y 中通入过量氯气，生成 的 FeCl3 逐渐与铁粉和铜粉反应生成CuCl2 和 FeCl3，溶液阳离子为Cu2，Fe3和 H；氯 化亚铁溶液中加淀粉碘化钾和H2O2时，其反应为 :2Fe2 3H2O2 4I=2Fe(OH)3 2I2 ； 原样品中加足量稀硫酸，Y溶液中不出现红色固体，则原样品中不存在铁和铝，故其可能组合 为： CuO和 C或 CuO 、C和 Fe2O3 答案： 【变式训练12】

40、 （08 宁夏卷）某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。 有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金， 并生产一定量的铁红和氧化铜。 填写下面 工业废水 EF铁红 AB C 金 D氧化铜 空白： (1 ）图中标号处需加入的相应物质分别是、 、。 (2 ）写出处发生反应的离子方程式。写 出处发生反应的化学方程式。 (3 ）铁红的化学式为；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途： 铁红；氧化铜。 答案： (1) 铁屑；稀硫酸；稀硝酸；氢氧化钠；氢氧化钠。 (2)Fe+2H+ Fe2+H2 ； 2Fe3+Fe3Fe2+。 Cu2+

41、Fe Cu+Fe2+ ；2Au3+3Fe 2Au+3Fe2+。 3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O (3)Fe2O3；用作红色涂料；用作制造铜盐的原料。 【变式训练13】 （08 江苏卷）根据下列框图回答问题（答题时，方程式中的M 、E用所对应的 元素符号表示） ： M 红色金属 H2SO4 H2O2 MSO4 蓝色溶液 E 金属 M X H2SO4 H2O2 Y KSCN 红色溶液 Z KOH KOH Cl2 K2EO4 写出 M溶于稀 H2SO4和 H2O2混合液的化学方程式：。 某同学取X 的溶液，酸化后加入KI、淀粉溶液，变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离

42、 子方程式：、。 写出 Cl2 将 Z氧化为 K2EO4的化学方程式：。 由 E 制备的 E(C2H5)2 的结构如右图，其中氢原子的化学环境完全相同。 但早期人们却错误地认为它的结构为： E 。核磁共振法能够 区分这两种结构。在核磁共振氢谱中，正确的结构有种峰， 错误的结构有种 峰。 答案： Cu + H2O2 + H2SO4 = CuSO4 + 2H2O 4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O 2Fe3+ + 2I = 2Fe2+ + I2 10KOH + 3Cl2 + 2Fe(OH)3 = 2K2FeO4 + 6KCl + 8H2O 1； 3 学习铁及其化合物的性

43、质要注意： (1) 抓价态：从铁元素三种价态的相互转化( 铁三角关系 ) 去认识铁及其化合物间的氧化还原 反应规律 . (2) 想属类： 如铁是一种比较活泼的过渡金属，氧化亚铁、 氧化铁为碱性氧化物，氢氧化亚铁、 氢氧化铁为不溶性弱碱，氯化铁为强酸弱碱盐，由此去分析理解它们各自所具有的性质. E （注：以上可作为2 课时） 1. （ 09 年上海化学 15）镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积 （V）与时间（ t ）关系如右图。反应中镁和铝的 A物质的量之比为3 2 B质量之比为32 C摩尔质量之比为2 3 D反应速率之比为23 答案： A 2. （ 09 年上海化学 2

44、2）实验室将9g 铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发 生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是 AFe2O3和 MnO2 B MnO2 和 V2O5 CCr2O3和 V2O5 DFe3O4和 FeO 答案： AD 3. （ 09 年北京理综 26）以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分 操作和条件略） ： 从废液中提纯并结晶出FeSO4 7H2O 。 将 FeSO4 7H2O配制成溶液。 FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3 溶液混合，得到含FeC03的浊液。 将浊液过滤，用90热水洗涤沉淀，干燥后得到FeC03固体。 煅烧FeCO3

45、，得到 Fe2O3固体。 已知： NH4HCO3 在热水中分解。 （1）中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3+，该反应的离子方程式是 。 （2）中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用。 （3） 中， 生成 FeCO3 的离子方程式是。 若 FeCO3 浊 液 长 时 间 暴 露 在 空 气 中 ， 会 有 部 分 固 体 表 面 变 为 红 褐 色 ， 该 变 化 的 化 学 方 程 式 是。 （4） IV 中，通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42的操作是 。 （5） 已知煅烧FeC03的化学方程式是4FeCO3+O2 高温 2Fe2O3+4CO2 。 现煅烧 46

46、4.0 kg 的 FeCO3 ，得到 316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO ，则该产品中Fe2O3的质量 是 Kg。( 摩尔质量 gmol -1 ：FeCO3 116 Fe2O3 160 FeO 72) 答案： （15 分）（1） Fe2Fe3=3Fe2 （2） 加入硫酸， H+ 浓度增大， 使 Fe2 2H2OFe(OH)2 2H得平衡向逆反应方向移动，从而抑制FeSO4的水解 （3） Fe2 2HCO3 =FeCO3 CO2 H2O 4FeCO36H2O O2=4Fe(OH)3 4CO2 （4）取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴 加酸化的BaCl2 溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤

47、干净（5） 288.0 4. （ 09 年福建理综 24）（13 分） 从铝土矿（主要成分是Al2O3，含 SiO2、Fe2O3 、MgO 等杂质）中提取两种工艺品的流程如下： 请回答下列问题： （1）流程甲加入盐酸后生成Al3 的方程式为。 （2）流程乙加入烧碱后生成 2 3 SiO 的离子方程式为。 （3）验证滤液B含 Fe3，可取少量滤液并加入（填试剂名称） 。 （4）滤液 E、K中溶质的主要成份是（填化学式） ，写出该溶液的一种用途。 （5）已知 298K时， Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.610 -12 ，取适量的滤液B，加入一定量的 烧碱达到沉淀溶液平衡，测得pH=13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2) = 。 答案：（1）Al2O3 6H2Al3 3H2O （2） SiO22OH 2 3 SiO H2O （3）硫氰化钾（或硫氰酸钾、苯酚溶液等合理答案：） （4） NaHCO3 ；制纯碱或做发酵粉等合理答案： （5）5.6 10 -10mol/L 1试管中装有煤油和水的混合物，静置后放入一小块碱金属，可观察到金属块在煤油和水的 界面附近上下往复运动。下列说法不正确的是 A此碱金属可能为钾或钠 B上下运动是由于该金属与水反应产生气体 C反应一段时间煤油会燃烧 D若是金属铷，则上下