高中化学专题之金属及其化合物

高中化学专题——金属及其化合物一、钠及其化合物1、（1）钠的物理性质：银白色、质软、比水轻、熔点低（2）钠的化学性质：与非金属反应：2Na＋Cl2点燃2NaCl(白烟)2Na＋S＝＝Na2S与O2反应：缓慢氧化：4Na+O2==2Na2O(白色固体)剧烈燃烧：2Na+O2==Na2O2(淡黄色固体)与H2O反应：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑(2Na+2H2O==2Na＋+2OH―+H2↑)与酸反应：2Na+2H＋==2Na＋+H2↑与盐溶液反应：(先与水作用生成NaOH，NaOH再与盐发生复分解反应)2Na+2H2O+CuSO4==Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑6Na+6H2O+2FeCl3==2Fe(OH)3↓+6NaCl+3H2↑2Na+2NH4Cl===2NaCl+2NH3↑+H2↑与熔融盐：4Na+TiCl4△4NaCl+Ti2、氧化钠与过氧化钠氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2化合价O(-2)O(-1)颜色、状态白色固体淡黄色粉末化学性质O22Na2O+O2==Na2O2---CO2Na2O+CO2==Na2CO32Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2↑H2ONa2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑HClNa2O+2HCl==2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl==4NaCl+2H2O+O2↑SO2Na2O+SO2==Na2SO3Na2O2+SO2==Na2SO4类别碱性氧化物过氧化物3、碳酸钠与碳酸氢钠物质Na2CO3NaHCO3俗名苏打、纯碱小苏打颜色、状态白色固体白色粉末水溶性易溶于水能溶于水溶解度大小比较:Na2CO3NaHCO3溶液与酚酞变红变红颜色深浅比较:Na2CO3NaHCO3与盐酸反应Na2CO3+2HCl==2NaCl+CO2↑+H2ONaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑反应速率：NaHCO3Na2CO3与氯化钙溶液Na2CO3+CaCl2==CaCO3↓+2NaCl(CO32―+Ca2＋==CaCO3↓)-------与澄清石灰水Na2CO3+Ca(OH)2==CaCO3↓+2NaOH(CO32―+Ca2＋==CaCO3↓)NaHCO3+Ca(OH)2==NaOH+CaCO3↓+H2O(HCO3―+OH―+Ca2＋==CaCO3↓+H2O)或NaHCO3+Ca(OH)2==Na2CO3+CaCO3↓+2H2O(2HCO3―+2OH―+Ca2＋=CaCO3↓+2H2O+CO32―)与氢氧化钠溶液-----NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O(OH―+HCO3―==CO32―+H2O)热稳定性稳定2NaHCO△Na2CO3+H2O+CO2↑相互转化Na2CO3NaHCO3:Na2CO3+CO2+H2O==2NaHCO3NaHCO3Na2CO3:NaOH+NaHCO3==Na2CO3+H2O(OH―+HCO3―==CO32―+H2O)2NaHCO△Na2CO3+H2O+CO2↑二、铝的氧化物和氢氧化物三、铁及其化合物铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4颜色、状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体俗名---铁红磁性氧化铁水溶性不溶不溶不溶稳定性不稳定，在空气里加热迅速被氧化，稳定稳定氧化物类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物与非氧化性酸反应FeO+2HCl==FeCl2+H2O(FeO+2H＋==Fe2＋+H2O)Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O(Fe2O3+6H＋==2Fe3＋+3H2O)Fe3O4+8HCl==2FeCl3+FeCl2+4H2OFe3O4+8H＋==2Fe3＋+Fe2＋+4H2O二价铁与三价铁二价铁三价铁化学式FeCl2FeCl3名称氯化亚铁氯化铁溶液颜色浅绿色黄色物质氧化铝氢氧化铝化学式Al2O3Al(OH)3俗名刚玉------物理性质白色粉末，不溶于水，熔点高，自然界中为无色晶体。白色固体，不深于水化学性质与酸反应Al2O3+6HCl==AlCl3+3H2O(Al2O3+6H＋==Al3＋+3H2O)Al(OH)3+3HCl==AlCl3+3H2O(Al(OH)3+3H＋==Al3＋+3H2O)与碱反应Al2O3+2NaOH==2NaAlO2+H2O(Al2O3+2OH―=2AlO2―+H2O)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+OH―=AlO2―+2H2O相互转化----2Al(OH)3△Al2O3+3H2O与氢氧化钠现象：产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。FeCl2+2NaOH==Fe(OH)2↓+2NaCl4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3现象：产生红褐色沉淀FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl与KSCN溶液无现象产生血红色Fe3＋+3SCN-==Fe(SCN)3氧化（还原性）主要表现：还原性，举例：2FeCl2+Cl2==2FeCl3表现：氧化性，举例：2FeCl3+Fe==3FeCl2相互转化FeCl2FeCl3：2FeCl2+Cl2==2FeCl3FeCl3FeCl2：2FeCl3+Fe==3FeCl2名称氢氧化亚铁氢氧化铁化学式Fe(OH)2Fe(OH)3颜色、状态白色固体红褐色固体水溶性难溶于水难溶于水与酸反应Fe(OH)2+2HCl==FeCl2+2H2OFe(OH)2+2H＋==Fe2＋+2H2OFe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2OFe(OH)3+3H＋==Fe3＋+3H2O氢氧化亚铁露置空气中4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3滴加顺序不同，得到的现象也不同：（1）向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸，开始时无气体产生，达到一定量后才有气泡冒出，由少到多的过程中依次发生下列反应：Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O向稀盐酸中逐滴加入稀Na2CO3溶液立即有气泡冒出，由少到多只发生下列反应：2HCl+Na2CO3==2NaCl+CO2↑+H2O（2）稀AlCl3溶液与稀NaOH溶液间的反应向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至过量时发生的反应依次为：Al3＋+3OH―==Al(OH)3↓Al(OH)3+OH―==AlO2―+2H2O现象：白色沉淀逐渐增多，继续加NaOH溶液沉淀逐渐溶解，直至完全消失。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液至过量时发生的反应依次为：Al3＋+4OH―==AlO2―+2H2OAl3＋+3AlO2―+6H2O==4Al(OH)3↓现象：开始时无沉淀，接着产生沉淀，继续滴加AlCl3溶液，沉淀量不变。综合练习：一、基本计算1、将70克由Na2O2和Na2O组成的混合物跟98克H2O充分反应后，所得NaOH溶液中溶质的质量分数为50%，试分别写出Na2O2和Na2O跟H2O反应的化学方程式，并计算原混合物中Na2O2和Na2O的质量2、（差量法）将一定量H2和CuO10克共热，CuO部分被还原，得到固体粉末质量为8.4克，有多少克Cu生成？参加反应的H2有多少克3、加热10克Na2CO3和NaHCO3混合物至质量不再变化，剩余的固体质量为8.4克，求混合物中Na2CO3的质量分数是多少。4、（平均法）有两种金属组成的混合物粉末10g与足量的稀盐酸反应，生成11．2L（标况）H2，则该混合物的组成不可能是（）A．Fe、ZnB．Al、CuC．Al、MgD．Al、Fe5、有碳酸盐组成的混合物9克，加足量稀盐酸，产生4.4克CO2气体，问下列哪种情况合理()A、CaCO3、Na2CO3B、Na2CO3、K2CO3C、NaHCO3、Na2CO3D、K2CO3、KHCO36、4.6g纯净金属钠在干燥空气中被氧化后,得到7.0g固体,由此可判断其氧化产物是()A．只有Na2OB．只有Na2O2C．Na2O2和Na2OD．无法确定7、（分类讨论）NaOH、NaHCO3固体混合物16.6克，在密闭容器中加热到250℃，经充分反应排出气体，冷却，称得剩余固体质量为13.25克。求原混合物中NaOH的质量分数8、今有120mL1mol/L的Na2CO3溶液和80mL2.5mol/L的盐酸。（1）若将Na2CO3溶液逐滴加至盐酸中则可收集到标况下的CO2气体体积为______（2）若将上述盐酸逐滴加至碳酸钠溶液中，则反应的离子方程式是______，当反应完全时，测得CO2在水中的浓度为0.04mol/L，假设溶液体积不变，则收集到的CO2在标况下的体积为______9、（守恒法）有一空气暴露过的NaOH固体，经分析知其含H2O7.65%，含Na2CO34.32%，其余是NaOH。若将1克该样品放入含有HCl3.65克的盐酸中使其完全反应后，残酸再用50克2%的NaOH溶液恰好中和反应，蒸干溶液，所得固体的质量是多少克？10、有5.1gMg–Al合金，投入500mL2mol/LHCl中，金属完全溶解后，又加4mol/LNaOH溶液VmL，得最多沉淀8.6g，则V等于A.425mLB.560mLC.250mLD.500mL二、铝相关图像问题1、向Al3＋的溶液中加入强碱(OH―)2、向强碱溶液中加入Al3＋3、向AlO2―溶液中加入H＋4、向H＋溶液中加入AlO2―1、有一定质量的Mg、Al合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸溶液中，合金全部溶液，向所得溶液中滴加5mol/LNaOH溶液到过量，生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示，求(1)原合金中Mg、Al的质量各是多少？(2)HCl的浓度是多少？2、0.1molAl2（SO4）3跟2mol/LNaOH溶液350mL混合，所得沉淀的质量为()A.78gB.15.6gC.7.8gD.3.93、将0.1mol的镁、铝混合物溶于100mL2mol/LH2SO4溶液中，然后再滴加1mol/LNaOH溶液。请回答：⑴若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如右图所示。当V1＝160mL时，则金属粉末中n(Mg)＝mol，V2＝mL。⑵若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)mL。⑶若混合物仍为0.1mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100mL2mol/L的硫酸溶解此混合物后，再加入450mL1mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是：4、将溶液（或气体）X逐渐加入到（或通入到）一定量的Y溶液中，产生沉淀的量m与加入X物质的量n的关系如下图，符合图中情况的一组物质是ABCDXH2SNaOHNH3HClYNa2SO3AlCl3MgSO4NaAlO2三、铁相关问题1、在FeCl3、CuCl2和HCl的混合液中加入Fe粉，待反应结束，所剩余的固体滤出后能被磁铁吸引，则反应后溶液中存在较多的阳离子是()A、Cu2＋B、Fe3＋C、Fe2＋D、H＋2、铁与稀HNO3反应规律当稀HNO3过量时，Fe+4HNO3==Fe(NO3)2+NO↑+H2O若铁过量，则在上述反应基础上，继续反应，Fe+2Fe(NO3)3==3Fe(NO3)2当铁粉过量时，3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O根据Fe与HNO3的物质的量的变化，可分为以下三种情况：)HNO(n)Fe(n3≦1/4时，产物为Fe(NO3)3≧3/8时，产物为Fe(NO3)2若1/4≦)HNO(n)Fe(n3≦3/8时，产物为Fe(NO3)3与Fe(NO3)2的混合物但需要注意的是，无论Fe过量与否，被还原的HNO3占总消耗的HNO3的1/43、守恒法（1）在2Ｌ硫酸铜和硫酸铁的混合溶液中，加入30ｇ铁粉，最后得到2Ｌ0．25ｇ·ｍｏｌ－1的硫酸亚铁溶液及26ｇ固体沉淀物。分别求原混合溶液中硫酸铁和硫酸铜的物质的量浓度。（2）已知2Ｆｅ2＋＋Ｂｒ2＝2Ｆｅ3＋＋2Ｂｒ－，当向100ｍＬ的ＦｅＢｒ2溶液中通入标准状况下的Ｃｌ23．36Ｌ，