金属元素及其化合物专题复习学案.docx

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金属元素及其化合物专题复习学案

金属元素及其化合物

一、钠及其化合物

【知识清单1、

（1）金属钠是色，质地，密度____，熔沸点_____，导电导热性____的金属。

少量金属钠可保存在里，大量的金属钠则保存在中。

△

（2）化学性质：

完成反应方程式：

Na+O2──Na+O2──（_____火焰,大量烟,生成_________固体）

Na+Cl2──（现象：

）Na+S──

Na+H2O──离子方程式：

钠块投入到CuSO4溶液中：

钠块投入到FeCl3溶液中：

2、氧化钠和过氧化钠的比较

氧化钠

过氧化钠

化学式

色、态

氧元素化合价

所属物质类别

化

学

性

质

与H2O反应

与CO2反应

与SO2反应

与HCl反应

稳定性

＞

用途

【典例剖析】

例1、下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是（）

A．干冰灭火剂　　B．黄砂C．干粉（含NaHCO3）灭火剂D．泡沫灭火剂

例2、向紫色石蕊试液中加过量的Na2O2粉末，振荡，正确的叙述是（）

A．溶液仍为紫色B．最后溶液变为蓝色

C．最后溶液褪色D．反应中有气泡产生

例3、下列四组反应中既有沉淀产生又有气体放出的是（）

A．金属钠投入到MgSO4溶液中B．BaCl2和NaHSO4溶液反应

C．小苏打溶液和澄清石灰水反应D．Na2O2和CuSO4溶液反应

例4、将等质量的Na、Na2O、Na2O2、NaOH，分别投入等质量的足量水中，所得溶液质量分数最大的是（）

A．NaB．Na2OC．Na2O2D．NaOH

例5、将ag水煤气（成分为CO和H2）充分燃烧，将燃烧生成的气体（150℃）通过盛有过量的Na2O2的干燥管（反应气体无损失），充分反应后干燥管增重bg，则a和b的关系为（）

A．a＞bB．a＝bC．a＜bD．无法比较

例6、将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（）

A．HClB．K2SO4　C．CuCl2D．饱和NaOH溶液

例7、有一块表面被氧化成氧化钠的金属钠，质量为10.8g，投入到100g水中完全反应后，收集到0.2g氢气，试计算：

（1）未被氧化的金属钠的质量是多少克？

（2）钠元素的质量分数是多少？

（3）反应后所得溶液的溶质的质量分数？

二、镁及其化合物

【知识清单】1、

（1）镁是色的金属，是的良导体，质地，硬度较，熔点较，镁的密度较_____,镁可形成许多合金,硬度和强度都很____,因此镁合金被大量用于制造、和的部件,氧化镁的熔点可以达到2800℃，是很好的______材料。

（2）化学性质：

完成反应方程式：

Mg+O2──Mg+Cl2──Mg+N2──

Mg+HCl──Mg+CO2──

【典例剖析】

例1、海水提镁的步骤：

石灰乳

加

煅烧

贝壳（CaCO3）

加

Mg

MgCl2·6H2O

MgCl2

加

沉淀

、

相关的化学反应方程式为：

①

②③

④⑤

例2、质量相同，浓度也相同的稀硫酸分别与足量的下列物质反应，所得硫酸镁溶液的质量分数最小的是（）

A.MgB.MgOC.Mg（OH）2D.MgCO3

三、铝及其化合物

【知识清单】1、铝是较活泼的金属元素，在自然界中以态存在，在地壳中的含量占金属中的第位，铝元素在地壳中主要存在的物质是。

2、

（1）铝是色，硬度、质地较，具有良好的性、性和性。

常温下，铝在空气中生成，因此常温下铝制品具有抗腐蚀的性能。

（2）铝的化学性质：

完成反应方程式：

Al+O2──Al+S──Al+Cl2──

Al+Fe2O3──Al+HCl──Al+NaOH──

3、

（1）氧化铝是色，溶于水，熔点。

属于氧化物。

（2）氧化铝的化学性质：

完成反应方程式：

与HCl反应（离子方程式）

与H2SO4反应（化学方程式）

与强碱反应（离子方程式）

4、

（1）氢氧化铝是色，溶于水，有较强的，可用作。

属于氢氧化物。

（2）氢氧化铝的化学性质：

完成反应方程式：

与HCl反应（离子方程式）

与H2SO4反应（化学方程式）

与少量氢氧化钠反应（离子方程式）

与过量氢氧化钠反应（离子方程式）

实验室常用和反应制取氢氧化铝：

（离子方程式）

5、铝三角

【典例剖析】

例1、两个烧杯加入同体积的浓度为2mol／L的H2SO4，置于天平两端，调平天平后分别加入10．8g的A1和Mg，则反应完毕后，天平（）

A．可能向加Mg一端下倾B．可能向加Al一端下倾

C．可能仍保持天平平衡D．无法判断

例2、用铝箔包装0．1mol金属钠，用针扎出一些小孔，放入水中，完全反应后，用排水集气法收集产生的气体，则收集到的气体为（标准状况）（）

A．O2和H2的混合气体B．1．12LH2

C．大于1．12LH2D．小于1．12L气体

例3、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．18mol·L-1H2SO4溶液

C．6mol·L-1KOH溶液D．3mol·L-1HNO3溶液

例4、下列各金属的混合物2．5g和足量的盐酸反应，放出的H2在标准状况下体积为2．24L，其中可能的是（）

A．Zn和FeB．Mg和ZnC．Al和MgD．Cu和Fe

例5、Na、Mg、Al三种金属各0．2mol，分别与100mL1mol／L的HCl溶液反应，放出H2的量是（）

A．Mg最多B．Al最多C．Na最多D．一样多

例6、有10.2gMg、Al混合物，溶于0.5L4mol/L盐酸中。

若加入2mol/LNaOH溶液，使得沉淀量最大，应加NaOH溶液的体积是（）

A.0.1LB.0.5LC.1LD.1.5L

例7、有一根粗铝含铁和硅两种杂质，取等质量的粗铝分别投入足量稀HCl和足量的NaOH溶液中，放出等量的H2，则该粗铝中，铁和硅的关系为（）。

a.物质的量之比为2∶1b.物质的量之比为3∶1

c.质量之比为2∶1d.质量之比为4∶1

A．bdB.bcC.adD.只有d

例8、等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积比为5：

6，则甲、乙两烧杯中的反应情况可能分别是（）

A．甲、乙中都是铝过量B．甲中铝过量、乙中碱过量

C．甲中酸过量、乙中铝过量D．甲中酸过量、乙中碱过量

例9、氢氧化铝沉淀量图象大致可以分为如图六类。

[图中横坐标为加入试剂的体积]

（1）图为向AlCl3溶液中滴人NaOH溶液

反应离子方程式：

A～B段：

B～C段：

（3）图为向盐酸酸化了的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液

A～B段：

B～C段：

C～D段：

（5）图为向NaAlO2溶液中加入盐酸

A～B段：

B～C段：

四、铁及其化合物

【知识清单】1、在地壳中含量第一的元素是，铁是含量第的元素，铁是含量第的金属元素。

铁元素在自然界中的存在形式是态

2、

（1）纯净的铁是色金属，有较好的、、性能，还能被吸引。

（2）铁的化学性质：

完成反应方程式：

Fe+O2

Fe+Cl2

Fe+I2==△==Fe+S

Fe+HNO3（过量）==

离子方程式为：

Fe（过量）+HNO3==

离子方程式为：

Fe+HNO3（浓）

铁与浓HNO3、浓H2SO4在常温下会发生现象，所以可用铁制容器贮存和运输浓HNO3和浓H2SO4。

Fe+Cu2+====Fe+Fe3+====

3、铁的氢氧化物

化学式

Fe（OH）2

Fe（OH）3

色态

制法

（化学方程式）

二者的关系

空气中，Fe（OH）2能迅速被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是__色迅速变成______色，最后变成_____色，反应方程式为____________________

由此可知Fe（OH）3比Fe（OH）2稳定

4、Fe、Fe2＋、Fe3＋之间的相互转化关系（铁三角）

Fe单质具有还原性、Fe3＋具有氧化性、Fe2＋既具有氧化性又具有还原性

特别提醒：

注意转化过程所选氧化剂或还原剂的强弱

（1）常见Fe2＋转化成Fe3＋的离子方程式

2Fe2＋＋Cl2（Br2）===2Fe3＋＋2Cl－（Br－）

3Fe2＋＋4H＋＋NO3－===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

（2）常见Fe3＋转化成Fe2＋的离子方程式

2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋

2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2

2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓或2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋

2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋SO42－＋4H＋

（3）Fe2＋、Fe3＋转化成单质铁一般是高温时利用还原剂（H2、C、CO、Al）进行还原生成。

5、Fe2+、Fe3+的检验

（1）Fe2+：

①加强碱溶液，得到白色沉淀迅速转化为灰绿色，最后转化为红褐色。

②加KSCN溶液无明显现象，通入氯气后溶液变红。

（2）Fe3+：

①加强碱溶液，得到红褐色沉淀。

②加入KSCN溶液，溶液变为红。

③加入苯酚溶液，溶液变为紫色。

【典例剖析】

例1、铁与下列物质反应后中铁元素的化合价只有+3的是（）

A．氧气（燃烧）B．稀硫酸C．氯化铁D．氯化铜E氯气F硫单质

例2、下列物质发生反应时其离子方程式正确的是（）

A、铁与三氯化铁溶液反应：

Fe+Fe3+=2Fe2+

B、足量的氯气通入溴化亚铁溶液中：

2Fe2++4Br－+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl－

C、Fe（OH）3跟盐酸反应：

Fe（OH）3+3H+=Fe3++3H2O

D、FeS跟稀硝酸反应：

FeS+2H+=Fe2++H2S

例3、1.4g铁全部溶于盐酸中，加入足量NaOH溶液，得红棕色沉淀，过滤后给红棕色沉淀加热（在空气中），最后得到红色物质的质量是（）

A.1gB.1.6gC.2gD.1.8g

例4、将Fe，Cu，Fe2＋，Fe3＋和Cu2＋盛于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能有（）

A.Cu，Fe3＋B.Fe2＋，Fe3＋C.Cu，Cu2＋，FeD.Cu，Fe2＋，Fe

例5、在FeCl3和CuCl2的混合物溶液中，加入过量的Fe屑，反应停止后，称得固体与加入的铁屑质量相等。

原混合液中FeCl3和CuCl2的物质的量之比是。

高考真题

27.（14分）（2013年高考理综全国卷二）

氧化锌为白色粉末，可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。

纯化工业级氧化锌（含有Fe（II）、Mn（II）、Ni（II）等杂质）的流程如下：

提示：

在本实验条件下，Ni（II）不能被氧化；高锰酸钾的还原产物是MnO2。

回答下列问题：

（1）反应②中除掉的杂质离子是，发生反应的离子方程式为；在加高锰酸钾溶液前，若pH较低，对除杂的影响是。

（2）反应③的反应类型为，过滤得到的滤渣中，除了过量的锌外还有。

（3）反应④形成的沉淀要用水洗，检查沉淀是否洗涤干净的方法是。

（4）反应④中产物的成分可能是ZnCO3·xZn（OH）2。

取干燥后的滤饼11.2g，锻烧后可得到产品8.1g，则x等于。

第四章非金属及其化合物复习学案

复习目标

1．了解氯、氮、硫、硅等非金属单质的化学性质，认识不同的非金属单质的性质有较大的差异。

2．了解氯、氮、硫、硅的重要化合物的主要性质，认识某些非金属化合物既有相似的性质，又有各自的特性。

3．认识氯、氮、硫、硅及其化合物的广泛的用途。

4．了解氮循环对生态平衡的重要作用，了解某些污染的来源、性质和危害。

一．无机非金属材料的主角—硅

含量：

硅在地壳中含量为，居第位。

存在：

硅在自然界中以（“游离”或“化合”）态的形式存在，硅是构成

基本元素。

原了结构特点：

原子结构示意图，硅原子既不容易也不容易

电子，因而性质比较，在其形成的化合物中，硅通常显价。

1．二氧化硅和硅酸

（1）二氧化硅硅是一种亲氧元素，因而主要以化合物的形式存在。

结构：

①SiO2存在的形态有和，统称为。

②SiO2晶体的基本结构单元是，原子个数比Si:

O=。

③无色的石英晶体叫，具有彩色带状或层状的称为。

物理性质：

SiO2是溶于水的固体，熔、沸点（“高”或“低”），硬度（“大”或“小”）。

化学性质：

①与氢氟酸反应方程式：

，利用此反应可用HF的溶液来玻璃。

②酸性氧化物SiO2与CaO反应方程式：

SiO2与NaOH反应方程式：

；

思考：

实验室中盛放NaOH溶液的试剂瓶用塞不用塞，试解释其原因？

用途：

①信息高速公路的骨架；②是基本的建筑材料；③制玻璃、光学仪器的原料；④制作工业饰品。

（2）硅酸

制法：

硅酸钠溶液与稀盐酸反应方程式：

，产生现象是。

化学性质：

①弱酸性酸性比较碳酸硅酸。

向硅酸钠溶液中通入CO2反应方程式：

。

该反应的原理是。

②不稳定性硅酸受热分解的反应方程式：

。

硅酸凝胶经脱水后生成“”，常作实验室中的干燥剂。

2．硅酸盐是由组成的化合物的总称。

特点：

种类，结构，绝大部分溶于水，化学性质。

表示：

常用金属氧化物••二氧化硅•水形式表示。

例镁橄榄石（Mg2SiO4）:

；

高岭石[Al2Si2O5（OH）4]:

；

硅酸钠：

其水溶液俗称，呈（“酸”或“碱”）性，是制备和木材等原料。

陶瓷：

原料是，经而成的。

举三例陶瓷产品。

玻璃：

制取普通玻璃原料是，设备是，普通玻璃的成分是。

水泥：

制取水泥原料是，设备是，水泥的成分是

。

3．硅单质

①存在形式：

硅以和两种形式存在.

②结构：

晶体硅结构同相似.

③性质：

晶体硅是固体,熔点（“高”或“低”）,硬度（“大”或“小”）.它是良好的材料.常温下,硅的化学性质（“活泼”或“不活泼”）

④用途:

写出硅的两种重要用途.

二.富集在海水中的元素—氯

氯的原子结构示意图,由此可知氯原子易（“失去”或“得到”）电子,表现为典型的（“金属”或“非金属”）性.氯在自然界中是以态形式存在.

1．氯气

（1）制法:

反应方程式：

。

（2）物理性质:

氯气是色,具有气味的气体。

思考：

如何闻氯气的气味?

（3）化学性质

①与金属反应：

Cu与Cl2反应方程式：

；

Fe与Cl2反应方程式：

。

②与H2反应方程式：

，现象是。

③与H2O反应：

氯水是色，部分Cl2与水作用的方程式：

。

HClO具有强氧化性，因而能；HClO不稳定，分解反

应方程式：

。

思考：

将Cl2通入紫色石蕊试液中，观察到的现象是什么？

为什么？

④与碱反应：

Cl2与NaOH反应方程式：

，该反应常用于实验室中Cl2；NaClO为成分。

Cl2与Ca（OH）2反应方程式，漂白粉（精）的成分是，有效成分是；漂白粉的漂白原理是（用方程式表示）

；酸性：

H2CO3（“>”或“<”,下同）HClO，所以漂白粉应保存；稳定性：

次氯酸盐次氯酸，

（4）用途：

写出Cl2的三种重要用途：

。

2．氯离子的检验

检验Cl-常用试剂是，其中试剂主要是排除

离子的干扰。

思考：

如何用实验鉴别Na2SO4溶液、Na2CO3溶液和NaCl溶液？

三．硫和氮的氧化物

硫：

俗称，是晶体，溶于水，溶于二硫化碳。

写出反应方程式：

Fe与S；Hg与S；

S与H2；S与O2。

1．二氧化硫和三氧化硫

（1）二氧化硫

物理性质：

是色，有气味的毒气体，液化，溶于水。

化学性质：

①酸性氧化物写出反应方程式

SO2与NaOH；

SO2与Ca（OH）2；

SO2与H2O。

可逆反应是指在下，既能向进行又能向进行的反应。

②还原性SO2与O2。

③漂白性原理：

SO2能与某些有色物质反应生成的无色物质。

若加热该无色物质，则易色。

检验SO2常用溶液。

SO2还用于等。

（2）三氧化硫

SO3是色固体，是酸性氧化物。

写出反应方程式：

SO3与H2O（工业制）；

SO3与NaOH；

SO3与CaO。

（2）二氧化氮和一氧化氮

①N2：

是色味的气体，常温下性质。

在一定条件下，N2与O2反应方程式：

。

②NO：

是色毒气体，溶于水。

NO与O2反应方程式：

。

③NO2：

是色有气味毒气体，溶于水。

NO2与H2O反应方程式为，工业上利用此反应制取。

思考：

现有一试管二氧化氮，请设计实验，要求尽可能多地使二氧化氮被水充分吸收？

3．二氧化硫和二氧化氮对大气的污染

（1）SO2：

在燃烧或冶炼时生成的。

产生NO2的反应式：

。

（2）酸雨是指的降水。

写出形成酸雨的反应式：

。

四．氨硝酸硫酸

氮的固定：

是指将转变为。

自然界固定氮有途径有。

工业合成氨的方程式为。

1．氨

（1）物理性质：

氨是色，有气味的气体，溶于水，液化。

（2）化学性质：

①与水反应NH3+H2O⇌⇌.

NH3·H2O

思考：

氨气的喷泉实验说明了什么？

②与酸反应NH3+HCl=；NH3+H2O+CO2=；

NH3+H2SO4=；

思考：

将分别蘸有浓氨水和浓盐酸两玻璃棒靠近时，会出现什么现象？

为什么？

③氨的催化氧化NH3+O2=

（3）写出氨气的三种重要用途：

①，②，③。

（4）氨的制法

反应方程式；制取装置同制相同；用收集；验满的方法是；

棉花的作用是。

2．铵盐：

是指组成的盐。

铵盐溶于水。

（1）热的不稳定性NH4Cl；NH4HCO3。

（2）与碱反应NH4NO3与NaOH反应方程式：

；

（NH4）2SO4与NaOH反应方程式：

。

思考：

怎样检验铵盐溶液？

3．硫酸和硝酸的氧化性

（1）浓硫酸的脱水性浓硫酸能将许多有机物中按H:

O=脱去，例如。

（2）浓硫酸的强氧化性铜与浓硫酸共热的反应方程式：

；将生成的气体导入品红溶液，产生的现象是；若导入紫色的石蕊试液中，产生的现象是；将反应后液体倒入少量水中，溶液呈色；该反应体现了浓硫酸的性和性；浓硫酸与金属反应均（“有”或“无”）氢气生成。

C与浓硫酸共热的反应方程式：

，该反应的氧化剂是，还原剂是。

（3）硝酸的氧化性铜与浓硝酸反应的方程式为，

产生的现象是。

铜与稀硝酸反应的方程式为，产生的现象是。

上述反应均体现了硝酸的性和性。

硝酸的浓度越大，其氧化性就越

（“强”或“弱”）。

氧化性更强的王水的组成是。

思考：

为什么能用铝制或铁制容器盛放浓硝酸或浓硫酸？

（4）写出硫酸的三种重要用途：

。

直击高考：

1.［2012·江苏化学卷7］下列物质转化在给定条件下能实现的是

A.

B.

C.

D.

A解析：

本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。

三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理、Fe3＋水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。

2.［2012·江苏化学卷16］（12分）利用石灰乳和硝酸工业的尾气（含NO、NO2）反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca（NO3）2，其部分工艺流程如下：

（1）一定条件下，NO与NO2存在下列反应：

NO（g）＋NO2（g）

N2O3（g），其平衡常数表达式为K=。

（2）上述工艺中采用气液逆流接触吸收（尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋），其目的是；滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是（填化学式）。

（3）该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1：

1。

若n（NO）：

n（NO）＞1：

1,则会导致；若n（NO）：

n（NO）＜1：

1,则会导致。

（4）生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca（NO3）2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式。

【参考答案】

（1）k=c（N2O3）/c（NO）·c（NO2）

（2）使尾气中NO、NO2被充分吸收Ca（OH）2

（3）放气体中NO含量升高产品Ca（NO2）2中Ca（NO3）2含量升高

（4）3NO2－＋2H＋=NO3－＋2NO↑＋H2O

【解析】本题让元素化合物知识与生产工艺、化学平衡原理结合起来，引导中学化学教学关注化学学科的应用性和实践性。

本题考查学生在“工艺流程阅读分析，化学反应原理在工艺流程的应用，氧化还原反应分析，相关付反应的书写”等方面对元素化合物性质及其转化关系的理解和应用程度，考查学生对新信息的处理能力。

【备考提示】我们元素化合物知识教学要与基本实验实验、化学反应原理、氧化还原反应、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。

3.［2012·江苏化学卷21B实验化学］次硫酸氢钠甲醛（NaHSO2·HCHO·2H2O）在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。

以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：

步骤1：

在烧瓶中（装置如右图所示）加入一定量

Na2SO3和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，

至溶液pH约为4，制得NaHSO3溶液。

步骤2：

将装置A中导气管换成橡皮塞。

向烧瓶

中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，

在80～90益下，反应约3h，冷却至室温，

抽滤。

步骤3：

将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。

（1）装置B的烧杯中应加入的溶液是。

（2）

步骤2中，反应生成的Zn（OH）2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是。

冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有（填化学式）。

（3）

抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有、（填仪器名称）。

滤渣的主要成分有、（填化学式）。

（4）次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120℃以上发生分解。

步骤3中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是。

【参考答案】

（1）NaOH溶液

（2）

快速搅拌

HCHO

（3）

吸漏瓶布氏漏斗

Zn（OH）2Zn

（4）防止产物被空气氧化

【解析】这是一道“实验化学”的基础性试题，通过次硫酸氢钠甲醛制备相关实验过程的