高11级第一轮复习讲义金属元素及其化合物学生.docx

1、高11级第一轮复习讲义金属元素及其化合物学生四川省阆中市二龙中学高11级第一轮复习讲义第四部分：金属元素及其化合物一 考纲解读1能力要求了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和资源保护。掌握Fe和A1的化学性质。掌握若干常见金属的活动顺序。以Fe2、Fe3的相互转化为例，了解变价金属的氧化还原性。了解铝的重要化合物。了解钢铁的腐蚀和保护。初步了解合金的概念。2内容要点Mg、Al、Fe的物理性质和化学性质。金属置换H2的有关计算、比较。Al2O3、A1(OH)3、NaAlO2及Al3+的性质。Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe2+、Fe3+的相互转变。围绕Al(OH)3的

2、有关计算。合金、金属腐蚀与保护。Fe3+、Fe2、Al3有关离子共存问题。今后命题的方向主要点集中在：铁三角、A13与Al(OH)3及AlO2相互转化、Fe3+和Al3+及AlO2的双水解、Mg、Al、Fe与酸反应等方面，这些知识与其他元素化合物知识相结合，联系化学理论知识，在推断、计算、离子共存、实验、金属腐蚀等试题应用。二 考点解读（一）碱金属1 代表物-钠钠原子最外层只有一个电子，在反应中易失去最外层电子，表现强的金属性。(1) 钠与非金属反应 与O2反应：常温下，4Na+O2=2Na2O 现象： 。 加热时，2Na + O2 Na2O2 现象： 。 与Cl2反应：2Na + Cl2 2

3、NaCl与S反应：2Na + S Na2S。(2) 钠与水反应：钠与水反应的现象及解释。离子方程式： 。实 验 现 象现 象 解 释 。 。熔化成小球。反应放热，钠的熔点低。钠球在水面迅速游动有嘶嘶声。 。滴入酚酞后溶液变红。 。 (3) 钠与酸反应：(4) 钠与盐反应：Na放入盐溶液时，金属钠先与水反应，生成的碱再与盐发生复分解反应。 钠与CuSO4溶液反应：有蓝色沉淀生成。 。 钠与三氯化铁溶液反应：有红褐色沉淀生成。 。 钠与氯化铵溶液反应：产生刺激性气味的气体。 。 钠和熔融的盐反应：与熔融的盐可发生置换反应。4Na+TiCl4(熔融) Ti+4NaCl。【例1】向盛有无水乙醇的烧杯中

4、投入一小块金属钠，可以观察到的现象是（ ）A钠块在乙醇液面上四处快速游动钠块。B开始时钠块沉在乙醇液面下。C熔成小球。 D钠块表面有大量气泡迅速产生，比水反应剧烈。【例2】将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到20 mL pH=14的溶液，然后用l mol的盐酸滴定，至沉淀质量最大时，消耗盐酸40 mL，原合金中钠的质量为（ ） A046 g B069 g C092 g D023 g2. 碱金属原子结构、单质性质相似和递变性名称和符号锂（Li）钠(Na)钾(K)铷(Rb)铯Cs结构相同点最外层电子数相同，都是1个电子，主要化合价为+1。不同点 原（离）子半径金属活动性单质还原性阳离子氧

5、化性物理性质颜色和状态银白色固体密 度 熔 点 沸 点化学性质跟氧气反应随着核电荷数的递增，与氧气反应的产物越来越复杂。跟卤素反应2M+X22MX(M、X2表示碱金属、卤素)跟硫反应2M+SM2S。与水反应 与酸反应2M+2H+2M+H2与盐溶液反应如（CuSO4） 3 焰色反应（1）定义：某些金属或它们的化合物在灼烧时，火焰呈特殊的颜色叫做焰色反应。它是元素的一种物理性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应，属物理变化过程。（2）焰色反应的步骤：用 铂丝，铂丝在火焰上灼烧至 （如不能灼烧至原火焰色，则需再用盐酸洗，再灼烧）。 溶液（沾取固体）放在火焰上灼烧， 火焰颜色，观察钾火焰颜色要

6、透过蓝色的钴玻璃去观察。 钾、钠焰色反应颜色： 。【例3】99全国关于A族和A族元素的下列说法中正确的是（ ）A 在同一周期中，A族单质的熔点比A族的高。B 浓度都是0.01 molL1时，氢氧化钾溶液的pH比氢氧化钡的小。C 氧化钠的熔点比氧化镁的高。 D 加热时，碳酸钠比碳酸镁易分解。4 钠的氧化物和氢氧化物的性质比较 名称和化学式氧化钠（Na2O）过氧化钠(Na2O2)氢氧化钠(NaOH)颜色和状态白色固体淡黄色固体无色固体类 别碱性氧化物 离子化合物过氧化物 离子化合物碱 离子化合物电子式Na+ Na+Na+ 2Na+Na+ H-与水反应与酸反应与酸酐反应与盐溶液反应【例4】 ( 07

7、全国)在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol/L的HCl溶液中和，则该生成物的成分是( )(A)、Na2O (B)、Na2O2 (C)、Na2O和Na2O2 (D)、Na2O2和NaO2【例5】取a g某物质在氧气中完全燃烧，将其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了a g。下列物质中不能满足上述结果的是（ ）AH2 BCO CC6H12O6 DC12H22O115 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较 名称和化学式碳酸钠（Na2CO3）碳酸氢钠(NaHCO3)俗 名纯碱、苏打小苏打水中溶解性易溶易溶（比Na2CO3

8、小），见备注(1)热稳定性稳定见备注(1)不稳定 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O与酸反应与某些碱反应相互转化 Na2CO3 NaHCO3鉴别见备注(3)Na2CO3和NaHCO3的鉴别及提纯。备注：（1）碳酸及碳酸盐的热稳定性规律和溶解性规律热稳定性： 正盐酸式盐H2CO3 (盐含同种金属阳离子)，如稳定性 Na2CO3NaHCO3H2CO3。 IA族碳酸盐IIA族碳酸盐，如 Na2CO3CaCO3。碳酸正盐和酸式碳酸盐的溶解性 IA族碳酸盐的溶解性： 正盐酸式盐，如Na2CO3NaHCO3。 IIA族碳酸盐的溶解性： 酸式盐正盐， 如Ca(HCO3)2CaCO3。(2)滴加顺序不

9、同，实验现象不同Na2CO3与盐酸反应，滴加顺序不同，实验现象不同。 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸。现象：开始无明显现象，随后出现气泡。原理：先发生反应：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3；继续滴加盐酸时又发生反应：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2。 向盐酸中逐滴加入Na2CO3溶液。现象：立刻出现气泡。原理：发生反应：Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2。(3) Na2CO3和NaHCO3的鉴别及提纯。 Na2CO3和NaHCO3的鉴别：根据热稳定性进行鉴别：分别加热固体Na2CO3和NaHCO3，有气体放出的是NaHCO3。鉴别其溶液的方法是：方法

10、一：将稀酸逐滴加入Na2CO3和NaHCO3溶液中，一开始就有气体放出的是NaHCO3溶液，也可加入少量BaCl2或CaCl2溶液，产生白色沉淀者为Na2CO3溶液。方法二：碳酸钠和碳酸氢钠虽然都属于盐类，但它们的溶液都显碱性，等温等浓度时，比较溶液的碱性强弱。 Na2CO3和NaHCO3的提纯：Na2CO3中含有NaHCO3，加热分解NaHCO3成Na2CO3。NaHCO3中含有Na2CO3时，通入足量的CO2气体，使Na2CO3转化成NaHCO3。【例6】（09宁夏）下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无

11、色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。（反应条件图中已省略。）（1）A、B、C、D代表的物质分别为 、 、 、 （填化学式）；（2）反应中的C、D均过量，该反应的化学方程式是 ；（3）反应中，若B与F物质的量之比为43，G、H分别是 、 （填化学式）；（4）反应产物中K的化学式为 ；（5）反应的离子方程式为 。【例7】（06四川）A、B、C、D是按原子序数由小到大排列的第二、三周期元素的单质。B、E均为组成空气的成分。F的焰色反应呈黄色。在G中，非金属元素与金属元素的原子个数比为12。在一定条件下，各物质之间的相互转化关系如下（图中部分产物未列出）：请填写下列空白：（1）A是 ，C是 。（2）H

12、与盐酸反应生成E的化学方程式是 。（3）E与F反应的化学方程式是 。（4）F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是 。【例8】有A、B、C、D、E、F、G、H、I等九种常见物质，它们的转化关系（反应条件未注明）如下图所示。已知：B、C、F为单质，常温常压下，B为固态，C、F为气态；化合物中仅A、E为气态；常温下，D为淡黄色粉末，H的焰色反应为黄色。（1）写出G与D反应的离子方程式_。（2）写出B与G反应的化学方程式_。（3）写出A的电子式_；用电子式表示G的形成过程_。（4）在、五个反应中，H0的两个反应是_（填代号）。【例9】（05全国I)已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱

13、的质量分数，可用右图中的装置进行实验。主要实验步骤如下： 按图组装仪器，并检验装置的气密性。 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液。 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g。 从分液漏斗滴入6molL1的硫酸，直到不再产生气体时为止。 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气。 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g。 重复步骤和的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g。请填空和回答问题： 在用托盘天平称量关品时，如果天平的指针向左偏转，说明_。 装置中干燥管B的作用是_。 如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果_（填偏高、偏低或不变）。 步骤的目的是_。 步

14、骤的目的是_。 试样中纯碱的质量分数的计算式为_。 还可以用其它实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。【例10】 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选用适当的化学试剂和实验用品，用上图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。（1）A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式： 。（2）填写表中空格：（请在答题卡上填写）仪器加入试剂加入该试剂的目的B饱和NaHCO3溶液CD（3）写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。（4）试管F中收集满气体后，下一步实验操作是： 。6 有关碱金属的混合物计算【例11】（10上海）将0.4gNaOH和1.06g

15、Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是（ ）二 镁和铝（一） 比较镁和铝的结构和化学性质：1 根据在周期表中的位置和结构比较镁和铝的化学性质（1） 元素的金属性强弱；单质的还原性强弱：都具有还原性，镁比铝强些。（2）据铝元素在周期表中的位置推导铝元素 氧化铝 氢氧化铝的性质（两性）。H+AlO2_+H2OAl(OH)3Al3+3OH- 酸式电离 碱式电离2 镁和铝的化学性质的差异 金属性 质 镁铝与碱反应与某些氧化物反应某些非金属氧化物2y/3Al+MxOy=xM+y/3Al2O3【例12】（06广东）

16、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 A2molL-1H2SO4溶液 B18 molL-1H2SO4溶液； C6 molL-1KOH溶液； D3 molL-1HNO3溶液。【例13】（09四川）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。则下列关系不正确的是A. B. C.n=m+17Vc D. (二) 镁、铝化合物的性质比较1 氧化镁与氧化铝 物质项目MgOAl2O3类

17、 型碱性氧化物强 酸强 碱不反应【例14】（04上海）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（ ）。A. 稀硝酸 B. 稀盐酸 C. 硝酸铜 D. 氢氧化钠2 氢氧化镁和氢氧化铝 物质项 目Mg(OH)2AL(OH)3与强碱反应制 法 备注：Mg(OH)2的溶解度小于MgCO3。所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg(OH)2沉淀，产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg(OH)2MgCO3+H2O(沸水)=Mg(OH)2+CO2。3 滴加顺序不同，现象不同，在中学化学中，不用其他任何试剂，采用互滴方法就能鉴别的物质组：1、硝酸银与氨水;2、可溶碳酸盐与盐酸；除此以外

18、，还有：强碱与可溶性铝盐；可溶性偏铝酸盐与酸。（1）AgNO3与NH3H2O： AgNO3向NH3H2O中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀。NH3H2O向AgNO3中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失。（2）Ca(OH)2与H3PO4(多元弱酸与强碱反应均有此情况)： Ca(OH)2向H3PO4中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀。 H3PO4向Ca(OH)2中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失。（3）NaOH与AlCl3： NaOH向AlCl3中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失。 AlCl3向NaOH中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀。（4）HCl与NaAlO2： HCl向NaAlO2

19、中滴加开始有白色沉淀，后白色沉淀消失。 NaAlO2向HCl中滴加开始无白色沉淀，后产生白色沉淀。（5）Na2CO3与盐酸： Na2CO3向盐酸中滴加开始有气泡，后不产生气泡。盐酸向Na2CO3中滴加开始无气泡，后产生气泡。4 有关Al(OH)3的反应图像：(1)NaOH溶液与AlCl3溶液反应。向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量： Al3+3OH-=Al(OH)3，Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O由此可画出图（）。AlCl3溶液滴入NaOH溶液中：Al3+4OH-=AlO2-+2H2O，3AlO2-+Al3+6H2O=4Al(OH)3由此可画出图（）。可溶性铝盐与强碱

20、溶液的计算规律Al3+与OH随着相对量的不同发生下列有关反应：Al33OHA1(OH)3 Al(OH)3OHAlO22H2O 由、得：Al3+4OHAlO22H2O 由于Al3+与OH反应的产物能与反应物之一的OH反应，所以，计算的思路与CO2与Ca(OH)2反应的计算思路相似，规律如下：(1)求A1(OH)3的量：时，发生反应，则：nAl(OH)3时，发生反应，无Al(OH)3生成。 时，发生反应、，则：nA1(OH)34n(Al3+)n(OH)(2)求反应物碱的量nAl(OH)3n(Al3+)时，发生反应n(OH)3n(Al3+)nA1(OH)3n(Al3+)时，分两种情况：碱不足时，发生

21、反应，n(OH)3nAl(OH)3碱过量时，发生反应、，n(OH)4n(Al3+)nA1(OH)3(2)盐酸与NaAlO2溶液反应。 向NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量：AlO2-+H+H2O=Al(OH)3，Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O 由此可画出图（）。 NaAlO2溶液滴入盐酸中：AlO2-+4H+=Al3+2H2O，Al3+3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3由此可画出图（）。7 归纳总结-铝三角。（1） 可溶性铝盐与强碱反应的量的关系；（2）、可溶性偏铝酸盐与强酸反应的量的关系【例15】.有一镁、铝合金，用适量稀硫酸完全溶解，再加入氢氧化钠溶液，析出沉淀的

22、质量随氢氧化钠的体积关系如图所示，原合金中镁、铝质量比为( )。A.43 B.49 C.89 D.2027【例16】.把NaOH、MgCl2、AlCl3三种固体组成的混合物溶于足量的水后，产生1.16 g白色沉淀，再向所得浊液中滴加入1.00 molL1 HCl溶液，加入HCl溶液的体积与生成沉淀的关系如下图所示。试回答：(1)A点的沉淀物的化学式为_理由_。(2)写出A点至B点发生反应的离子方程式：_(3)原混合物中MgCl2的质量是_g。 AlCl3的质量是_g，NaOH的质量是_g。(4)C点HCl溶液的体积为_mL。【例17】.（ 05年江苏）下图中，A、C是工业上上用途很广的两种重要

23、化工原料，B为日常生活中常见的金属，H、G是正四面体结构的非极性分子，H是一种重要的能源，J是一种耐高温材料，K是由两种常见元素组成的化合物（图中部分反应物或生成物没有列出）。请按要求回答： 写出B的化学式 ，G的电子式 。 反应的离子方程式为 ； 反应进行的条件是 ； 反应的化学方程式为 。【例18】.己知 :(1) 下图中 A,J 均为中学化学中的常见物质。 (2) 常温下 ,A 、 G 为液体 ,c 、 F 为气体。 (3)E 、 I 、 J 的焰色反应为黄色。 (4) 化合物C、G为正四面体的分子。 (5)B是耐高温的材料 , 工业上常用电解 B 物 质的方法获得一种日常生活中常见的金

24、属。 X( 由两种元素组成 ) 、 AJ 之间的转化关系如下图所 示 , 请回答 :(l)A 的电子式为 (2) 以铁为阴极 , 石墨为阳极电解含有酚酞的 E 溶液时溶液颜色变红的电极为 (3) 从 H 的溶液制备 H 的无水物的操作为 (4) 在 PH=8 的 I 溶液中 ,c (Na+ )c (Al02-的精确值为 .molL -1。(5) 试写出反应的化学反应方程式为 (6) 试写出反应的离子反应方程式 (7) 将过量的 SO2 气体通入 J 溶液中 , 得到 K 溶液 .请写出向 K 溶液中加入少量的 Na202 的总反应的离子方程式 【例19】.（99年全国）提示：某些金属氧化物跟熔

25、融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空：(1)单质F是_。(2)写出由E生成G的离子反应方程式（或化学方程式）_。(3)溶液I中所含金属离于是_。(4)由CEF若改用浓酸，则不能选用的浓酸是（写分子式）_。【例20】AJ分别代表中学化学中常见的一种单质或化合物，其转化关系如图。已知A在工业上常用作耐火材料，C、D、G、I为短周期元素形成的单质，D、G、I常温下为气态；形成D的元素的原子最外层电子数是次外层的3倍；B在焰色反应中呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，L是目前应用最广泛的金属。请回答下列问题：（1）若K为红棕色粉末，写出C与K反应的化学方程式_，引发该反应的操作为_。（2）写出电解E水溶

26、液的化学方程式_。（3）J与H反应的离子方程式为_。若在上述转化关系中每一步反应均为恰好反应，且不考虑C+KA+L的变化时，为了最终得到J，则A、B的物质的量之比为_。【例21】（04全国） 粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验： 取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成。 另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1的盐酸中，得溶液C。将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L（标况）气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B。 用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：（1）中引发铝热反应的实验操作是 ，产物中的单质B是 。（2）中所发生的各反应的化学方程式是 。（3）中所发生的各反应的离子方程式是 。（4）若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c（Mg2+）为 ，c（Fe2+）为 。三 铁1 原子结构及性质： Fe-2e Fe2+ ; Fe-3e Fe3+2 Fe（0） Fe（） Fe（）的相互转化（铁三角）（1） Fe（0）在具有弱氧化剂的作用下被氧化为Fe（） Fe+S FeS F