学案十三 常见的金属及其化合物.ppt

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)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，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(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 g B.硫酸的物质的量浓度为5 mol/L C.NaOH溶液的物质的量浓度为5 mol/L D.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NaOH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Na+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 9Fe+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，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 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+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，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(OH)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.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）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/L B.烧杯中有Cu无Fe,c(Fe2+)=0.3 mol/L C.烧杯中有Cu无Fe,c(Cl-)=0.6 mol/L D.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（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 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,