金属及其化合物专题复习高三学生综述.docx
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金属及其化合物专题复习高三学生综述
金属及其化合物专题复习
知识点一:
金属的通性:
1、化学通性:
⑴与非金属单质反应:
(金属:
Na、Mg、Al、Fe、Cu为例)
1与O2反应:
2与Cl2反应:
3与S反应:
⑵与水反应:
⑶与酸反应:
⑷与碱反应:
⑸与盐反应:
2、金属的个性:
⑴钠的物理性质:
固体,软,熔点。
钠的保存:
钠在自然界以态存在,因为钠,在实验室保存在中,目的是:
⑵镁可以与CO2和N2反应:
⑶铝制品不容易被腐蚀是因为:
金属钝化:
铝热反应焊接钢轨:
⑷工业炼铁:
【例题】1、(2006广东高考)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
2、(2006江苏高考)将5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L—1的某溶液中有氢气产生,充分反应后有金属剩余。
该溶液可能为
A、HNO3溶液 B、Ba(OH)2溶液 C、H2SO4溶液 D、HCl溶液
3、(2013上海高考)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用。
完成下列填空:
(1)铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向,有 种不同运动状态的电子。
(2)镓(Ga)与铝同族。
写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式。
(3)硅与铝同周期。
SiO2是硅酸盐玻璃(Na2CaSi6O14)的主要成分,Na2CaSi6O14也可写成Na2O·CaO·6SiO2。
盛放NaOH溶液的试剂瓶若用玻璃瓶塞容易形成粘性的硅酸盐而无法打开,发生反应的化学方程式 。
长石是铝硅盐酸,不同类长石其氧原子的物质的量分数相同。
由钠长石化学式NaAlSi3O8可推知钙长石的化学式为 。
(4)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。
如:
2Al+4BaO
3Ba↑+BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性 (选填“强”“弱”)。
利用上述方法可制取Ba的主要原因是 。
a.高温时Al的活泼性大于Ba b.高温有利于BaO分解
c.高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定 d.Ba的沸点比Al的低
【课堂练习】1、(2009上海高考)9.2g金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有
A.0.2mol中子 B.0.4mol电子 C.0.2mol质子 D.0.4mol分子
2、(2005江苏春季)下列有关钠的叙述中,错误的是
A.钠的还原性很强,可以用来冶炼金属钛、锆、铌等
B.钠的化学性质非常活泼,钠元素只能以化合态存在于自然界
C.钠是一种灰黑色的固体
D.钠的质地软,可用小刀切割
3、(2013山东高考)足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是
A.氢氧化钠溶液 B.稀硫酸 C.盐酸 D.稀硝酸
4、(2003广东高考)下列有关纯铁的描述正确的是
A 熔点比生铁的低B 与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快
C 在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀D 在冷的浓硫酸中可钝化
5、(2010四川高考)短周期元形成的常见非金属固体单质A与常见金属单质B,在加热条件下反应生成化合物C,C与水反应生成白色沉淀D和气体E,D既能溶于强酸,又能溶于强碱。
E在足量空气中燃烧产生刺激性气体G,G在大气中能导致酸雨的形成。
E被足量氢氧化钠溶液吸收得到无色溶液F。
溶液F在空气中长期放置发生反应,生成物之一为H。
H与过氧化钠的结构和化学性质相似,其溶液显黄色。
请回答下列问题:
(1)组成单质A的元素位于周期表中第 周期,第 族。
(2)B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:
(3)C与氯酸钠在酸性条件下反应可生成消毒杀菌剂二氧化氯。
该反应的氧化物为 ,当生成2mol二氧化氯时,转移电子 mol
(4)溶液F在空气中长期放置生成H的化学方程式为:
。
(5)H的溶液与稀硫酸反应产生的现象为 。
知识点二:
几种重要的金属化合物:
一、钠的化合物
1、氧化钠和过氧化钠
名称
氧化钠
过氧化钠
化学式
色态
色固体
色固体
氧的价态
与H2O反应
与CO2反应
稳定性
用途
无
2、碳酸钠与碳酸氢钠
名称
化学式
色态
俗名
溶解性
与盐酸反应
与NaOH溶液反应
受热分解
水溶液酸碱性
⑴碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化:
碳酸钠转化为碳酸氢钠:
碳酸氢钠转化为碳酸钠:
⑵碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别:
①
②
③
不能用 :
因为:
⑶除杂方法:
碳酸钠固体(含有碳酸氢钠杂质):
碳酸氢钠溶液(含有碳酸钠杂质):
3、焰色反应:
⑴概念:
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,叫做焰色反应。
⑵步骤:
洗(盐酸)→烧→蘸→烧→洗
⑶记住:
钠:
黄色钾:
紫色(透过蓝色钴玻璃)焰色反应时物理变化
【例题】1、(2011上海高考)120mL含有0.20mol碳酸钠的溶液和200mL盐酸,不管将前者滴加入后者,还是将后者滴加入前者,都有气体产生,但最终生成的气体体积不同,则盐酸的浓度合理的是
A.2.0mol/L B.1.5mol/L C.0.18mol/L D.0.24mol/L
2、(2009全国高考)下列叙述中正确的是
A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成
B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1:
2
C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同
D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出
3、(2009全国高考)为了检验某含有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.
B.
C.
D.
4、(2014上海高考)在精制饱和食盐水中加入碳酸氢铵可制备小苏打(NaHCO3),并提取氯化铵作为肥料或进一步提纯为工业氯化铵
完成下列填空:
(1)写出上述制备小苏打的化学方程式。
_________________________________________________
(2)滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:
①通入氨,冷却、加食盐,过滤②不通氨,冷却、加食盐,过滤
对两种方法的评价正确的是_____________。
(选填编号)
a.①析出的氯化铵纯度更高 b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用 d.②的滤液可直接循环使用
(3)提取的NH4Cl中含有少量Fe2+、SO42―。
将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵。
加热至沸的目的是____________________________________________________。
滤渣的主要成分是__________________、______________________
(4)称取1.840g小苏打样品(含少量NaCl),配置成250mL溶液,取出25.00mL用0.1000mol/L盐酸滴定,消耗盐酸21.50mL。
实验中所需要的定量仪器除滴定管外,还有_____________________________________。
选用甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是____________________________________。
样品中NaHCO3质量分数为_____________________。
(保留3位小数)
(5)将一定质量小苏打样品(含少量NaCl)溶于足量盐酸,蒸干后称量固体质量,也可测定小苏打的含量。
若蒸发过程中有少量液体溅出,则测定结果_______________。
(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)
5、(2006四川理综)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1︰2。
在一定条件下,各物质之间的相互转化关系如右(图中部分产物未列出):
请填写下列空白
(1)A是 ,C是 。
(2)H与盐酸反应生成E的化学方程式是 。
(3)E与F反应的化这方程式是 。
(4)F与G的水溶液反应生成I和D的离子方程式是 。
【课堂练习】1、(2014上海高考)下列反应与Na2O2+SO2→Na2SO4相比较,Na2O2的作用相同的是
A.2Na2O2+CO2→2Na2CO3+O2 B.2Na2O2+2SO3→2Na2SO4+O2
C.Na2O2+H2SO4→Na2SO4+H2O2 D.3Na2O2+Cr2O3→2Na2CrO4+Na2O
2、(2014上海高考)向等物质的量浓度的NaOH和Na2CO3的混合溶液中加入稀盐酸。
下列离子方程式与事实不相符的是
A.OH―+CO32―+2H+→HCO3―+H2O B.2OH―+CO32―+3H+→HCO3―+2H2O
C.2OH―+CO32―+4H+→CO2↑+3H2O D.OH―+CO32―+3H+→CO2↑+2H2O
3、(2012上海高考)将l00ml1mol/L的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化。
两份溶液中c(CO32-)的变化分别是
A.减小、减小 B.减小、增大 C.增大、增大 D.增大、减小
4、(2011上海高考)过氧化钠可作为氧气的来源。
常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量增加了28g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)
二氧化碳
碳酸钠
转移的电子
A
1mol
NA
B
22.4L
1mol
C
106g
1mol
D
106g
2NA
5、(2011北京高考)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数
A.取a克混合物充分加热,减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b克
D.取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b克固体
6、(2009海南高考)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是
A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
7、(2005全国Ⅲ卷)向0.1mol·L-1NaOH溶液中通入过量CO2后,溶液中存在的主要离子是
A、Na+、CO32- B、Na+、HCO3- C、HCO3-、CO32- D、Na+、OH-
8、(2008北京高考)1mol过氧化钠与2mol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.Na2CO3 B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na3CO3
9、(2006全国I卷)在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供养剂。
请选择适当的化学试剂和实验用品,用下图中的实验装置进行试验,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
C
D
(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:
_______________________________________。
10、(2006北京高考)X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成,其中X含有四种元素,X、Y、Z的焰色反应均为黄色,W为无色无味气体。
这四种化合物具有右图转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。
请回答:
(1)W的电子式是 。
(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是 。
(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物,选用其中某些化合物,利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验,装置Ⅲ中产生白色沉淀,装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。
①装置Ⅰ中反应的化学方程式是 ,装置Ⅱ中物质的化学式是 。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物,在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体,该化合物的化学式是 ,所需仪器装置是 (从上图中选择必要装置,填写编号)。
(4)向Z溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质,同时有X生成,该反应的化学方程式是 。
11、(2005全国I卷)已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到bg
④从分液漏斗滴入6mol·L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作,直到U型管的质量基本不变,为dg
请填空和回答问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明
(2)装置中干燥管B的作用是
(3)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 (填高、偏低或不变)
(4)步骤⑤的目的是
(5)步骤⑦的目的是
(6)该试样中纯碱的质量分数的计算式为
(7)还可以用其他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法。
二、铝的化合物:
1、氧化铝
⑴物理性质:
色固体, 溶于水,熔点 ,硬度 。
⑵化学性质:
Al2O3是 氧化物,既可以与 也可以与 反应生成盐和水。
Al2O3与HCl反应:
Al2O3与NaOH反应:
⑶用途:
冶炼金属铝的原料,良好的耐火材料。
2、氢氧化铝
⑴制备:
Al2(SO4)3溶液与氨水反应,现象:
产生
化学方程式:
⑵化学性质:
1不稳定性:
2两性氢氧化物:
既可以与 也可以与 反应生成盐和水。
Al(OH)3与HCl反应:
Al(OH)3与NaOH反应:
⑶用途:
用于净水、吸附色素,作胃酸中和剂。
3、Al3+、AlO2—与Al(OH)3之间的相互转化:
⑴Al3+→Al(OH)3:
⑵Al3+→AlO2—:
⑶AlO2—→Al(OH)3:
⑷AlO2—→Al3+:
⑸Al(OH)3→Al3+:
⑹Al(OH)3→AlO2—:
4、明矾KAl(SO4)2·12H2O
⑴电离方程式:
⑵离子的检验:
K+:
Al3+:
SO42-:
⑶用途:
用作净水剂。
【例题】1、(2014安徽高考)室温下,在0.2mol/LAl2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0mol/LNaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图,下列有关说法正确的是
A.a点时,溶液呈酸性的原因是Al3+水解,离子方程式为:
Al3++3OH-
Al(OH)3
B.a-b段,溶液pH增大,Al3+浓度不变
C.b-c段,加入的OH-主要用于生成Al(OH)3沉淀
D.d点时,Al(OH)3沉淀开始溶解
2、(2012重庆高考)向10mL0.1mol·L−1NH4Al(SO4)2溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2溶液xmL,下列叙述正确的是
A.x=10时,溶液中有NH4+、Al3+、SO42-,且c(NH4+)>c(Al3+)
B.x=10时,溶液中有NH4+、AlO2-、SO42-,且c(NH4+)>c(SO42-)
C.x=30时,溶液中有Ba2+、AlO2-、OH-,且c(OH-) D.x=30时,溶液中有Ba2+、Al3+、OH-,且c(OH-)=c(Ba2+) 3、(2006上海高考)已知Ba(AlO2)2可溶于水。 右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时,生成沉淀的物质的量y与加入Ba(OH)2的物质的量x的关系。 下列有关叙述正确的是 A、a-b时沉淀的物质的量: A1(OH)3比BaSO4多 B、c-d时溶液中离子的物质的量: AlO2-比Ba2+多 C、a-d时沉淀的物质的量: BaSO4可能小于A1(OH)3 D、d-e时溶液中离子的物质的量: Ba2+可能等于OH- 4、(2013四川高考)明矾石经过处理后得到明矾[KAl(SO4)2•12H2O]。 从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如下所示: 焙烧明矾的化学方程式为: 4KAl(SO4)2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O 请回答下列问题: (1)在焙烧明矾的反应中,还原剂是 。 (2)从水侵后的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。 (3)Al2O3在一定条件下可制得AlN,其晶体结构如右图所示,该晶体中Al的配位数是 。 (4)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。 (5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。 已知25℃、101kPa时: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H1=-197kJ/mol H2O(g)=H2O(l) △H2=-44kJ/mol 2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l) △H3=-545kJ/mol 则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是 。 焙烧948t明矾(M=474g/mol),若SO2的利用率为96%,可生产质量分数为98%的硫酸 t。 5、(2009宁夏高考)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①中的C、D均过量,该反应的化学方程式是 ; (3)反应②中,若B与F物质的量之比为4∶3,G、H分别是 、 (填化学式); (4)反应③产物中K的化学式为 ; (5)反应④的离子方程式为 。 【课堂练习】1、(2009上海高考)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l8g,则该氧化物粉末可能是 A.Fe2O3和MnO2 B.MnO2和V2O5 C.Cr2O3和V2O5 D.Fe3O4和FeO 2、(2010上海高考)甲、乙两烧杯中分别装有相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液,各加入10mL0.1mol/LAlCl3溶液,两烧杯中都有沉淀生成。 下列判断正确的是 A.甲中沉淀一定比乙中的多 B.甲中沉淀可能比乙中的多 C.甲中沉淀一定比乙中的少 D.甲中和乙中的沉淀可能一样多 3、(2008广东高考)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 A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3 4、(2005江苏高考)有下列四组物质,如果把某组物质中的后者逐滴加人到前者中至过量,将出现“先产生白色沉淀,后白色沉淀溶解”的现象,这组物质是 A 稀硫酸、氯化钡溶液 B 硫酸亚铁溶液、氢氧化钠溶液 C 氯化钠溶液、硝酸银溶液 D 氯化铝溶液、氢氧化钠溶液 5、(2011福建高考)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究: 查得资料: 该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。 Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品,加水成分搅拌、过滤。 (1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。 氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是 。 (2)往 (1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。 观察到的现象是 。 Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳
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