專題十 金屬元素及其化合物 1 了解常見金屬的活動順序 2 了解常見金屬 鈉 鎂 鋁 鐵 銅等 及其重要化合物的主要性質及其應用 3 了解合金的概念及其重要應用 4 了解金屬的通性 金屬的冶煉原理 考綱解讀 近五年來 在新課標地區的高考試題中 對金屬性質及應用的考查共出現21次 對金屬及其化合物的實驗題的考查共出現9次 金屬性質及應用的考查題型以選擇題的形式出現14次 分值一般為4 6分 綜合推斷題的形式出現7次 分值一般為8 15分 高考試題對本專題內容能力點的考查以知識的識記 物質性質的探究及應用為主 試題一般以容易或中檔題為主 2013年高考對本講內容的考查仍將以金屬及其化合物的性質 應用為主 題型延續選擇題 填空題 綜合推斷題及實驗探究題的形式 分值一般為4 15分 預測2013年的高考題以生活 生產 實際應用為命題背景 突出化學知識在生活 生產中的應用的命題趨勢較大 考生應予以高度關注 考點探究 1 金屬鈉的硬度 熔點較 呈色金屬光澤 導熱 導電性 密度比水 比煤油 鈉與o2反應 在常溫下生成 加熱時 燃燒火焰呈 色 反應方程式為 2na o2na2o2 鈉通常保存在中 目的是 鈉在自然界中全部以 態存在 一 鈉的性質 小 低 銀白 良好 小 大 na2o 黃 隔絕空氣 防止空氣中氧氣 水等與其反應而變質 煤油 游離 基礎知識梳理 2 鈉投入水中的現象是 在水面上 成閃亮小球 四處并發出 滴入酚酞溶液變 這說明了 反應的化學方程式 離子方程式為 浮 熔 游動 響聲 紅色 鈉的密度比水小 熔點低 反應放熱 生成氣體 生成堿 2na 2h2o 2naoh h2 2na 2h2o 2na 2oh h2 2nacl 熔融 4na ticl4 ti 4nacl 強還原性 熱的良導體 電解法 3 鈉的制取方法是 反應方程式為 鈉可以用來冶煉金屬 如 這是利用na的 na k合金 液態 用作原子反應堆的導熱劑 這是利用na是且合金熔點低 液態 能流動導熱 2na cl2 二 鈉的化合物 1 在鈉的氧化物中 是淡黃色粉末 填 屬于 或 不屬于 堿性氧化物 它與水 二氧化碳反應的化學方程式分別為 過氧化鈉用作劑 劑 劑 2 氫氧化鈉是片狀白色固體 在空氣中極易吸收而潮解 可作 與生石灰按一定比例熔合制成 易溶于水并放出大量的熱 具有強烈的腐蝕性 俗稱 氫氧化鈉屬于一元強堿 具有堿的一切通性 過氧化鈉 不屬于 供氧 漂白 消毒 水分 干燥劑 堿石灰 燒堿 強 2na2o2 2h2o 4naoh o2 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 火堿 苛性鈉 3 碳酸鈉俗稱或 是固體 溶于水 其水溶液呈性 碳酸氫鈉俗稱 溶于水 其水溶液呈性 碳酸鈉與碳酸氫鈉都能與酸反應放出氣體 且產生氣體的速率快 其反應的離子方程式分別為 碳酸鈉與碳酸氫鈉中 還能與氫氧化鈉反應 其反應的離子方程式為 加熱會分解 其反應方程式為 純堿 蘇打 白色 易 堿 小蘇打 可 堿 二氧化碳 后者 co32 2h h2o co2 hco3 h h2o co2 碳酸氫鈉 hco3 oh h2o co32 碳酸氫鈉 2nahco3na2co3 h2o co2 1 一小塊鈉 長時間露置在空氣中 會有什么樣的變化 2 用澄清的石灰水 能鑒別na2co3和nahco3溶液嗎 為什么 用鹽酸呢 提示 1 現象為表面變暗 小液滴 白色晶體 白色粉末 對應物質依次為na2o naoh na2co3 10h2o na2co3 2 不能 因為二者與石灰水作用 均有白色沉淀生成 原理為 ca oh 2 na2co3 caco3 2naoh ca oh 2 2nahco3 caco3 na2co3 2h2o 用鹽酸時 在特定條件下可以 二者濃度要相等 鹽酸要稀且加入速度相同 問題探究一 三 鋁的性質1 在人類發現的一百多種元素中 金屬大約占五分之左右 金屬單質在常溫下除是液體外 其余都是固體 除金 銅等少數金屬具有特殊的顏色外 絕大多數呈色 不透明 有 光澤 有 一般都是良導體 2 合金是 一般來說 合金的熔點比各成分金屬 硬度 強度比各成分金屬 最早制得的合金是 用量最大的合金是 四 汞 銀白 金屬 延展性 熱和電的 由兩種或兩種以上金屬 或金屬和非金屬 熔合而 低 大 青銅 成的具有金屬特性的物質 鋼 3 鋁是地殼中含量的金屬 它屬于有色金屬和輕金屬 鋁在周期表中位于第周期第族 反應中易 表現出強性 主要表現的性質有 1 鋁與氧氣反應 在空氣中表面生成一層 最多 三 a 失去3個電子 還原 致密的氧化物保護膜 4al 3o22al2o3 無明顯變化 熔化但不滴落表面形成白膜 2 與酸的反應 因酸而異 2al 6h 2al3 3h2 鈍化 鈍化 3 與燒堿溶液反應 鋁的特性 也能與酸反應 跟堿溶液反應的化學方程式 電子轉移 和離子方程式 4 與金屬氧化物反應 鋁能與fe2o3 mno2等金屬氧化物在一定條件下發生鋁熱反應 并放出大量的熱 鋁與氧化鐵的反應方程式 可用于焊接 鋼軌 2al fe2o3al2o3 2fe 2al 2naoh 6h2o 2naalo2 4h2o 3h2 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 1 al2o3是一種固體 是冶煉鋁的原料 熔點很高 可作材料 氧化鋁溶于水 是典型的氧化物 既能與反應 又能與反應 其離子方程式為 白色 耐火 不 兩性 強堿 酸 al2o3 6h 2al3 3h2o al2o3 2oh 2alo2 h2o 四 鋁的氧化物 2 實驗室常用可溶性鋁鹽與制取al oh 3 它是一種難溶于水的色狀物質 有較強的吸附能力 al oh 3受熱易分解 是一種典型的氫氧化物 溶于強酸和強堿的離子方程式分別是 3 明礬的化學式是 它是一種復鹽 它能凈水的原因是 用離子方程式表示 氨水 白 膠 兩性 al oh 3 3h al3 3h2oal oh 3 oh alo2 2h2o kal so4 2 12h2o al3 3h2oal oh 3 膠體 3h 五 al3 al oh 3和alo2 的三角關系 據下圖寫出下列轉化的離子方程式 1 al al oh 3 al al oh 3 al 4al oh 3 al al oh 3 3nh3 h2o 3alo2 6h2o 3oh 3nh4 2 al oh 3 alal oh 3 al 3 al alo2 al alo2 4 alo2 alalo2 al 3h 3h2o 4oh 2h2o 4h 2h2o 5 alo2 al oh 3 naalo2溶液中通少量co2 naalo2溶液中通入足量co2 6 al oh 3 alo2 al oh 3 alo2 2alo2 co2 3h2o 2al oh 3 co32 alo2 co2 2h2o al oh 3 hco3 alo2 h h2o al oh 3 oh 2h2o 3alo2 al3 6h2o 4al oh 3 1 鋁是活潑金屬 為何在生活中廣泛使用 工業上如何冶煉鋁 2 鋁制餐具不宜長時間盛放酸 堿性食物 也不宜打磨光亮 為什么 提示 1 鋁能在其表面形成致密的氧化物保護膜 阻止進一步氧化 所以在生活中廣泛使用 工業上用電解熔融氧化鋁的辦法冶煉鋁 2 因為鋁與酸和堿均能發生反應而溶解 鋁制品打磨后 新露出的鋁又會被氧化 加快鋁制品損耗 問題探究二 六 鐵的單質 1 鐵在地殼中的含量僅次于鋁 主要以態形式存在 除隕鐵 我國在開始使用鐵 在春秋初期我國已掌握冶鐵技術 鐵位于元素周期表中第四周期 第族 是過渡金屬元素的代表 鐵原子在化學反應中容易失去個或個電子 因此 鐵的常見化合價是價和 價 其化合物及其水溶液往往帶有顏色 2 常溫下 鐵單質比較活潑 具有較強的還原性 主要表現 寫出反應方程式 1 鐵在氧氣中劇烈燃燒 火星四射 生成固體 3fe 2o2 2 鐵跟氯氣 硫的反應 有棕黃色的煙 fes 化合 商代 2 3 2 3 黑色 fe3o4 2fe 3cl22fecl3 fe s 3 鐵與非氧化性酸 如鹽酸 反應 常溫下遇濃h2so4 濃hno3會發生作用 加熱時會劇烈反應 但不會有h2產生 4 鐵與水蒸氣的反應 5 鐵與某些鹽溶液反應 fe cuso4 fe 2fecl3 3 鐵跟o2在不同條件下生成的氧化物中呈紅棕色的是 四氧化三鐵具有磁性 它是一種結構較復雜的氧化物 可以看作 其中1 3的鐵元素顯價 2 3的鐵元素是價 fe 2hcl fecl2 h2 鈍化 feso4 cu 3fecl2 3fe 4h2o g fe3o4 4h2 氧化鐵 feo fe2o3 2 3 1 鐵的氧化物鐵的氧化物主要有feo fe2o3 fe3o4 其中具有磁性的是 紅棕色粉末 可用作油漆顏料的是 完成下列化學方程式 1 feo在空氣中加熱 2 feo和稀h2so4反應 3 fe2o3和稀h2so4反應 2 鐵的氫氧化物 1 氫氧化亞鐵 feso4 2naoh 白色 na2so4 4fe oh 2 o2 2h2o 紅褐色 2 氫氧化鐵 受熱發生 2fe oh 3 6feo o22fe3o4 feo h2so4 feso4 h2o fe2o3 3h2so4 fe2 so4 3 3h2o fe oh 2 4fe oh 3 分解反應 fe2o3 3h2o 七 鐵的化合物 fe3o4 fe2o3 3 鐵鹽和亞鐵鹽 1 亞鐵鹽含有fe2 的溶液呈色 fe2 既有性 也有性 與zn cl2反應的離子方程式分別為 2 鐵鹽 氧化性含有fe3 的溶液呈黃色 fe3 具有氧化性 與cu i 反應的離子方程式分別為 特性含有fe3 的鹽溶液遇到kscn溶液時變成紅色 反應的離子方程式為 zn fe2 zn2 fe 2fe2 cl2 2fe3 2cl 淺綠 氧化 還原 2fe3 cu 2fe2 cu2 2fe3 2i 2fe2 i2 fe3 3scn fe scn 3 1 銅單質的化學性質 八 銅 2cu o22cuo 2cu scu2s cu cl2cucl2 cu 4hno3 濃 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 2agno3 cu no3 2 2ag 2fecl3 cu 2fecl2 cucl2 2cu co2 o2 h2o cu2 oh 2co3 2 氧化銅cuo hcl h2 cuoc cuo cuo 2hcl cucl2 h2o h2 cuocu h2o 2cuo c2cu co2 3 cu oh 2cu oh 2 hcl cu oh 2ch2 oh choh 4cho cu oh 2 cu oh 2 2hcl cucl2 2h2o cu oh 2cuo h2o ch2 oh choh 4cho 2cu oh 2 ch2 oh choh 4cooh cu2o 2h2o 4 cuso4cuso4 naoh cuso4 5h2o cuso4 2naoh cu oh 2 na2so4 cuso4 5h2ocuso4 5h2o 歸納與總結1 鈉及其化合物間的轉化關系 2 鎂及其化合物間的轉化關系 3 鋁及其化合物間的轉化關系 4 銅及其化合物間的轉化關系 5 鐵及其化合物間的轉化關系 考點整合 2naoh co2 na2co3 h2o 特別指出的是 na2co3的形成并非na2o co2 na2co3反應所致 因na2o更易與水反應 2 鈉和水反應的實質是鈉與水電離出來的氫離子的反應 酸在水中電離出氫離子 所以鈉和酸溶液的反應是鈉與溶液中h 的反應 而不是先和水反應生成氫氧化鈉后再和酸中和 3 活動性很強的金屬 如k ca na 跟鹽溶液反應不是金屬與鹽的置換反應 關鍵是弄清鈉與鹽溶液反應的實質 即首先與水作用生成堿 放出氫氣 是置換反應 堿再與鹽作用生成沉淀等 發生的是復分解反應 4 由于鈉的化學性質非常活潑 密度比煤油大且不與煤油反應 所以要保存在煤油中 5 鈉的氧化物的性質及比較 6 na2co3與nahco3性質比較 7 鈉三角 na2o2 naoh na2co3 的相互轉化 2na2o2 2h2o 4naoh o2 2na2o2 2co2 2na2co3 o2 2naoh co2 na2co3 h2o na2co3 ca oh 2 caco3 2naoh 2 鎂鋁及其化合物的性質 1 鋁單質的物理性質和化學性質金屬鋁呈銀白色 硬度小 密度小 熔點較低 和鎂類似 鋁的主要用途是制造鋁合金 由于鋁具有優良的導電性且密度小 因此鋁被大量用來制作導線 鋁元素位于元素周期表的第三周期第 a族 化學性質比較活潑 在反應中多被氧化為al3 重要的化學反應有 鋁在純氧中燃燒 4al 3o22al2o3 鋁與鹽酸反應 2al 6hcl 2alcl3 3h2 鋁溶于naoh溶液的反應 2al 2naoh 6h2o 2na al oh 4 3h2 或2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 用鎂條引燃鋁粉和fe2o3的混合物 2al fe2o3al2o3 2fe這一反應也被稱作鋁熱反應 2 鋁的重要化合物 氧化鋁氧化鋁屬于離子化合物 室溫下 它是一種白色固體 熔點很高 氧化鋁是冶煉鋁的原料 也是一種較好的耐火材料 氧化鋁屬于典型的兩性氧化物 與強酸 強堿都能反應 氧化鋁溶于鹽酸 al2o3 6hcl 2alcl3 3h2o 氧化鋁與燒堿溶液反應 al2o3 2naoh 3h2o 2na al oh 4 或 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o 電解熔融的氧化鋁 2al2o3 熔融 4al 3o2 氫氧化鋁可溶性鋁鹽和氨水反應可制得al oh 3 它是一種難溶于水的白色膠狀物質 具有較強的吸附能力 al oh 3受熱易分解 是一種典型的兩性氫氧化物 al oh 3與鹽酸反應 al oh 3 3h al3 3h2oal oh 3與naoh溶液反應 al oh 3 oh al oh 4 或al oh 3 oh alo2 2h2o 寫出al oh 3受熱分解的化學方程式 2al oh 3al2o3 3h2o 明礬 kal so4 2 12h2o明礬易溶于水 完全電離 kal so4 2 k al3 2so42 其水溶液因al3 水解而顯酸性 3 鋁三角 及其應用 鋁三角 是指al3 al oh 3和alo2 相互轉化的三角關系 如圖所示 具體反應有 al oh 3 oh alo2 2h2oal oh 3 3h al3 3h2oal3 3oh al oh 3 alo2 h h2o al oh 3 alo2 4h al3 2h2oal3 4oh alo2 2h2oal3 3alo2 6h2o 4al oh 3 應用 a 制取al oh 3al3 3nh3 h2o al oh 3 3nh4 alo2 co2 2h2o al oh 3 hco3 b 離子共存問題al3 與hs s2 alo2 hco3 co32 等因相互促進水解而不能大量共存 alo2 與nh4 al3 fe3 等也不能大量共存 4 有關al oh 3的計算和圖象 1 鋁鹽與強堿溶液作用生成al oh 3沉淀的計算反應關系如下 al3 3oh al oh 3 生成沉淀 al oh 3 oh alo2 2h2o 沉淀溶解 al3 4oh alo2 2h2o 生成沉淀 又恰好完全溶解 分析以上三個反應關系式 所得al oh 3沉淀的物質的量與n al3 n oh 的關系為 當 時 所得沉淀的物質的量 n al oh 3 n oh 當 時 所得沉淀的物質的量 n al oh 3 0 當 時 所得沉淀的物質的量 n al oh 3 n al3 n oh 3n al3 4n al3 n oh 2 鋁鹽與強堿溶液作用生成al oh 3沉淀的圖象 向鋁鹽溶液中滴入強堿 當n al3 n oh 1 3時 產生的al oh 3沉淀量最多 當n al3 n oh 1 4時 al oh 3沉淀全部溶解 如圖 1 所示 反應的離子方程式為 oa段 al3 3oh al oh 3 ab段 al oh 3 oh alo2 2h2o 向強堿溶液中滴入鋁鹽溶液 開始無沉淀 當al3 全部轉化為alo2 時 再滴入鋁鹽溶液 則偏鋁酸鹽與鋁鹽溶液發生了反應 產物都是al oh 3 如圖 2 所示 反應的離子方程式為 oa段 al3 4oh alo2 2h2oab段 3alo2 al3 6h2o 4al oh 3 向偏鋁酸鹽溶液中滴入強酸 當n alo2 n h 1 1時 產生al oh 3沉淀的量最多 繼續滴入強酸 沉淀逐漸溶解 如圖 3 所示 離子方程式為 oa段 alo2 h h2o al oh 3 ab段 al oh 3 3h al3 3h2o 向強酸溶液中滴入偏鋁酸鹽溶液 開始無沉淀 當h 完全反應后 再滴入偏鋁酸鹽 發生反應生成al oh 3沉淀 如圖 4 所示 反應的離子方程式為 oa段 4h alo2 al3 2h2oab段 al3 3alo2 6h2o 4al oh 3 向鎂鹽和鋁鹽的混合溶液中滴入naoh溶液 如圖 5 所示 反應的離子方程式為 oa段 mg2 2oh mg oh 2 al3 3oh al oh 3 ab段 al oh 3 oh alo2 2h2o oa 表示同時生成mg oh 2和al oh 3沉淀 ab 表示al oh 3沉淀被過量naoh溶液溶解 bc 表示沉淀量不再發生變化 此時只有mg oh 2沉淀 3 鐵的氧化物 鐵的氧化物主要有feo fe2o3 fe3o4 其中具有磁性的是fe3o4 紅棕色粉末 可用作油漆顏料的是fe2o3 下面列表比較如下 4 鐵的氫氧化物fe oh 2呈白色 難溶于水 暴露在空氣中會發生反應 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 fe oh 3呈紅褐色 難溶于水 用fecl3和氨水制fe oh 3的離子方程式為 fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh4 5 fe2 與fe3 的轉化fe2 和fe3 在水溶液中的顏色分別是淺綠色和棕黃色 為使fe2 轉化為fe3 可使用氧化劑 常見的有cl2 br2 h2o2 kmno4等 要實現fe3 fe2 可使用還原劑 常用的物質有cu fe i 等 6 fe3 的鑒別 fe3 加入強堿溶液或氨水生成特有的紅褐色沉淀 fe3 3oh fe oh 3 或fe3 3nh3 h2o fe oh 3 3nh4 而fe2 加入強堿先出現白色沉淀 迅速轉變為灰綠色 最后變為紅褐色沉淀 fe3 中加入kscn溶液 生成特有的血紅色溶液 而fe2 無明顯現象 要弄清兩點 一是反應的條件和環境 否則記憶方程式無意義 二是要從氧化劑 還原劑強弱去考慮反應的進行與否 fe3 具有氧化性 可與i s2 h2s so32 so2 h2so3 等中學常見的還原性微粒反應 fe2 主要表現為還原性 可與hno3 kmno4 cl2等常見的氧化性微粒反應 8 fe oh 2的制備因fe oh 2在空氣中易被氧化 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3 故fe oh 2在水中穩定存在的時間只有幾秒鐘 在實驗室制取fe oh 2時 一定要用新制的fe2 和經過加熱驅趕o2后的naoh溶液反應 且滴管末端插入試管內的液面下 再滴加naoh溶液 也可以在反應液面上滴加植物油或苯等物質進行液封 減少fe oh 2與o2的接觸 9 銅及其化合物 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 堿式碳酸銅 思維拓展1 碳酸鈉和碳酸氫鈉與酸的反應規律 1 與酸反應放出co2的速率快慢的原因分析nahco3與hcl反應一步即放出co2氣體 故放出氣體速率較快 nahco3 hcl nacl co2 h2ona2co3與hcl反應時 第一步生成nahco3 此時尚無氣體放出 na2co3 hcl nahco3 nacl第二步是生成的nahco3與hcl反應放出co2 故將相同物質的量濃度的鹽酸分別滴入到相同物質的量濃度的nahco3溶液和na2co3溶液中 前者放出氣體的速率較快 2 不用任何試劑區別na2co3溶液和鹽酸的化學原理na2co3溶液與鹽酸作用時 滴加方式不同 現象不同 產生co2的量也不一定相同 以此可作為區別na2co3溶液和鹽酸的依據 把na2co3溶液逐滴加到鹽酸中 開始時鹽酸相對過量 則發生反應 na2co3 2hcl 2nacl co2 h2o 即開始就有co2氣體放出 把鹽酸逐滴加到na2co3溶液中 開始時na2co3相對過量 則發生反應na2co3 hcl nacl nahco3 進一步反應才有nahco3 hcl nacl co2 h2o 即開始階段無明顯現象 最后才有氣體產生 3 分析na2co3和nahco3的混合溶液與鹽酸反應的先后順序在na2co3和nahco3的混合溶液中 逐滴加入鹽酸 鹽酸先與何種物質反應 取決于co32 和hco3 結合h 的難易程度 由于co32 比hco3 更易結合h 形成難電離的hco3 故鹽酸應先與na2co3溶液反應 只有當co32 完全轉化為hco3 時 再滴入的鹽酸才與hco3 反應 2 fe3 與fe2 的鑒別方法歸納 1 直接觀察顏色fe2 溶液呈淺綠色 fe3 溶液呈棕黃色 2 利用顯色反應 形成絡離子 3 fecl3變色總結 1 向fecl3溶液中加幾滴kscn溶液后 溶液呈血紅色 2 fecl3溶液能使紫色石蕊試液呈紅色 3 fecl3與naoh溶液反應 生成紅褐色沉淀 4 向fecl3溶液中通入h2s氣體 生成淡黃色沉淀 5 向fecl3溶液中加入幾滴na2s溶液 生成淡黃色沉淀 當加入的na2s溶液過量時 又生成黑色沉淀 典例賞析 例1 某學生用nahco3和khco3組成的某混合物進行實驗 測得如下數據 鹽酸的物質的量濃度相等 考點一 鈉及其化合物 則下列分析推理中不正確的是 a 根據表中數據可以計算出混合物中nahco3的質量分數b 加入混合物9 2g時鹽酸過量c 鹽酸的物質的量濃度為3 0mol ld 15 7g混合物恰好與鹽酸完全反應 答案 d 取ag某物質在氧氣中完全燃燒 將其產物跟足量的過氧化鈉固體完全反應 反應后固體的質量恰好也增加了ag 下列物質中不能滿足上述結果的是 a h2b coc c6h12o6d c12h22o11 導航 h2 h2o2naohco co2na2co3 例2 解析 采用巧解算方法解題 分析題意要滿足題給條件 必須是物質燃燒消耗氧氣的量 等于co2和h2o與過氧化鈉反應產生氧氣的量 h2 na2o2 2naoh co na2o2 na2co3所以 a b滿足上述結果 c項可以改寫為 co 6 h2 6的形式 故c正確 而d項c12h22o11可改寫為 co 11 h2 11 c的形式 故d項不能滿足上述結果 答案 d 過量的nahco3和少量的na2o2混合 在密閉體系中充分加熱 最后排出氣體物質 殘留物是 a na2o naohb nahco3 na2co3c na2co3d naoh 導航 nahco3分解后產物中h2o和co2均與na2o2反應 反應能力和反應效果應區別開 變式訓練1 解析 由于nahco3受熱分解生成na2co3 co2和h2o 2nahco3na2co3 co2 h2o 而生成物co2 h2o都能與na2o2反應 但nahco3是過量的 生成的co2 h2o對于na2o2來說應是過量的 此時必須弄清na2o2究竟先與co2反應 還是先和h2o反應 還是任意發生 設想如果先和h2o反應 生成的naoh還會再與co2反應 最終還是生成na2co3 可見 na2o2首先應和co2反應 當co2消耗盡 如果還有na2o2 接下來才是na2o2與h2o反應 既然混合物中nahco3過量 則判斷殘留固體應為na2co3 答案 c 例3 鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應 當兩個反應放出的氣體在相同狀況下體積相等時 反應中消耗的hcl和naoh物質的量之比為 a 1 1b 2 1c 3 1d 1 3 導航 金屬鋁無論是與酸還是與堿反應 反應實質均是 alal3 2h h2 故與酸或與堿反應時鋁與氫氣的關系式均為2al 3h2 利用此性質可以很方便地進行有關的計算 考點二 鎂 鋁及其化合物 解析 al與鹽酸和naoh反應的產物分別為alcl3和naalo2 由元素守恒可以得出al 3cl 3hcl al na naoh 2al 6hcl 2alcl3 3h2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 據以上兩個方程式知 放出等量氣體時消耗hcl和naoh物質的量之比為3 1 答案 c 將鈉 鎂 鋁各0 3mol分別放入100ml1mol l 1的鹽酸中 同溫同壓下產生的氣體體積比是 a 1 2 3b 6 3 2c 3 1 1d 1 1 1 導航 鈉 鎂 鋁等金屬與酸或水反應時 金屬失去電子 h 得到電子放出氫氣 即金屬失電子的物質的量之比 等于氣體的體積比 變式訓練2 解析 由題意知 鈉 鎂 鋁的物質的量均為0 3mol n hcl 0 1l 1mol l 1 0 1mol 經分析知 鈉 鎂 鋁與鹽酸反應時 金屬均過量 鹽酸不足 當鈉與鹽酸反應時 產生h2的量以鈉為準進行計算 2na h2 2mol1mol0 3moln h2 n h2 0 15mol當鎂 鋁分別與鹽酸反應時 產生h2的量以鹽酸為準進行計算 2hcl h2 2mol1mol0 1moln h2 n h2 0 05mol 答案 c 例4 將氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液等體積混合 得到的沉淀物中鋁元素的質量與溶液中所含鋁元素的質量相等 則原氯化鋁溶液和氫氧化鈉溶液的物質的量濃度之比可能是 a 1 3b 2 3c 1 4d 2 7 導航 強堿與鋁鹽反應 首先要分析al oh 3是不是最大沉淀量 若不是 則有兩種情況 al3 部分沉淀和al oh 3部分溶解 計算過程中要分情況討論 解析 由題目中給出的溶液中的鋁與沉淀中的鋁質量相等 可以得出反應后的含鋁物質可能為al3 和al oh 3或al oh 3和alo2 兩種情況 然后根據反應比不難得出結論 本題應分兩種情況進行討論 若alcl3過量 naoh不足 溶液中的鋁元素應為al3 alcl3 3naoh al oh 3 3nacl1mol3mol1mol依題意 溶液中剩余1molal3 則 c alcl3 c naoh 1 1 3 2 3 若naoh量稍多 alcl3完全反應 溶液中的鋁元素的形式為alo2 不妨假設有2molal3 反應 依題意有關系式 alcl3 3naoh al oh 31mol3mol1molalcl3 4naoh naalo21mol4mol1molc alcl3 c naoh 2 3 4 2 7 答案 bd 例5 某興趣小組利用物質間的互變 設計成一個平面 魔方 如圖所示 考點三 鐵 銅及其化合物 已知 a b c d g含有同種元素 e是通常情況下密度最小的氣體 b與硝酸銀溶液反應生成不溶于稀硝酸的白色沉淀 在水溶液中b也能將一種氧化物氧化為f f是含有三種元素的共價化合物 f與a反應生成e和g 試回答下列問題 1 寫出d的化學式 2 g生成c的過程中所出現的現象為 3 寫出下列反應的化學方程式 e a a b 4 b f的離子方程式為 g與次氯酸反應的離子方程式為 解析 由 可知a b c d g都是fe元素 結合表中的顏色可知g含fe2 a為鐵單質 b含fe3 c為fe oh 3 d為fe2o3 再由 可知e為h2 b為fecl3 因f是含有三種元素的共價化合物 f與a反應生成e和g 又因為f是由fecl3在水溶液中將一種氧化物氧化得到的 可推知f為一種含氧酸 結合中學所學知識可推測此氧化物為具有還原性的so2 f為h2so4 變式訓練3 根據下述實驗裝置和操作 回答有關問題 按下圖所示裝置 用兩種不同操作分別進行實驗 觀察b管中現象 操作1 先夾緊止水夾a 再使a管開始反應 實驗中b管觀察到的現象是 b管發生反應的離子方程式是 操作2 打開止水夾a 使a管開始反應一段時間后再夾緊止水夾a 實驗中在b管觀察到的現象是 b管中發生的離子方程是 導航 此題是圍繞fe oh 2的實驗室制法設計的 由于fe oh 2極易被氧化為fe oh 3 溶液中溶解的o2就能把它氧化 此題既考查了實驗能力 又考查了思維的嚴密性 整體性和創造性 解析 本題有關的反應為fe與h2so4反應放出氫氣 同時制備出無氧的feso4溶液 并通過產生的氫氣排除裝置中的空氣 當關閉止水夾后 讓產生的氫氣將a中的溶液壓入b中發生反應feso4 2naoh fe oh 2 na2so4 由于裝置中的空氣被排盡 所以產生的fe oh 2能保護較長時間的白色 當夾緊a時 a試管便成了一個封閉體系 產生的h2使a試管內壓強增大 將生成的feso4溶液壓入b中 從而發生反應生成fe oh 2 而naoh溶液中溶解的o2可將fe oh 2迅速氧化 最后轉變成fe oh 3 所以看到白色沉淀的時間很短 當用操作2時 產生的h2首先通過導氣管通入到b中的naoh溶液中 將其中溶解的o2趕走 再夾緊a時 feso4溶液壓入b中 此時反應所產生的fe oh 2在一段時間內不變色 答案 先出現白色絮狀沉沉 然后沉淀迅速變為灰綠色 最后變為紅褐色fe2 2oh fe oh 2 4fe oh 2 o2 2h2o 4fe oh 3打開止水夾時 溶液中的導氣管口有氣泡冒出 夾緊夾子后出現白色沉淀 短時間內沉淀不變色fe2 2oh fe oh 2 例6 已知氨可以與灼熱的氧化銅反應得到氮氣和金屬銅