第三讲金属元素及其化合物

-1-第三讲典型金属元素及其化合物1、以钠为例，了解碱金属的物理性质和化学性质。理解碱金属元素性质的相似性和递变性。了解焰色反应，并能用焰色反应检验钠、钾等元素。2、以过氧化钠为例，了解过氧化物的性质。了解钠的一些重要化合物的性质和用途。3、以镁为例，了解钙、镁等金属的物理性质和化学性质。从原子的核外电子排布，理解ⅠA、ⅡA族元素的相似性和递变性掌握铝的性质和用途。4、以氢氧化铝、氧化铝为例，了解两性氢氧化物和两性氧化物的性质。了解氧化铝、氢氧化铝、铝盐的制备方法和主要用途。了解复盐的组成和明矾的性质特征。5、了解铁单质的性质和用途。以Fe2+、Fe3+的相互转化为例，掌握变价金属元素的性质特征，掌握Fe2+、Fe3+的检验方法。典型例题例1、某混合气体，可能含有N2、HCl、CO。把混合气体依次通过足量的NaHCO3溶液和灼热的CuO，气体体积没有变化；再通过足量的Na2O2固体，气体体积减少；最后通过灼热的铜网，经充分反应后，气体体积又减少，但还有气体剩余。以下对混合气体组成的判断，不正确的是（）A一定没有N2，CO和HCl中至少有一种B一定有N2，CO和HCl中至少有一种C一定有N2，可能有CO和HClD一定有N2和CO，没有HCl例2、有Ba（OH）2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液，已知其中两种溶液的物质的量浓度相同，且分别为另一种溶液的物质的量的浓度的2倍；若先将NaHSO4和NaHCO3溶液各100ml混合反应后，再加入Ba（OH）2溶液100ml，充分反应后，将生成的白色沉淀滤出，测得滤液中只含一种NaOH溶质，其物质的量的浓度为0.9mol/l（不考虑溶液混合时引起溶液体积的变化），试回答：（1）通过分析，判断原Ba（OH）2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液中哪两种溶液的物质的量浓度不可能相同？，原因是（2）Ba（OH）2、NaHSO4、NaHCO3三种溶液可能的物质的量浓度分别为、、课堂练习1将4.6g金属钠投入到足量水中，得ag溶液；4.8g镁投入到足量盐酸中（与水等质量），得到bg溶液，则反应后的两溶液质量的关系是（）A、a=bB、abC、abD、无法判断2、某溶液中含有HCO3-、SO32-、、CO32-、SO42-等4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子数基本不变的是（）A、SO42-B、SO32-C、CO32-DHCO3-3、将5g铝、镁、铁三种金属的混合物与足量的稀硫酸反应，反应完全时共放出氢气2.8L（标况下），则-2-三种金属的物质的量之和为（）A、等于0.125molB、可能小于0.125mol，也可能大于0.125molC、小于0.125molD、无法确定4、有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D是含铝元素的化合物，F是一种气体，标准状况下对空气的相对密度这1.103。且有下列反应：①A+NaOH→D+H2O②BA+H2O③C+NaOH(适量)→B+NaCl④E+H2O→NaOH+F⑤C+D+H2O→B。则A、B、C、D化学式分别为A，B，C，D。写出4molC和6molE在水溶液中发生反应的化学方程式：.5、为了验证长期存放的硫酸亚铁溶液已经部分被空气所氧化，可取少量溶液，加入几滴；如果溶液呈色，说明溶液中含有，硫酸亚铁已经部分发生了化学变化，防止这种变化发生的方法是。6、在4.56克硫酸亚铁中加入适量的稀H2SO4后，再加入1.01克硝酸钾恰好使Fe2+全部转化为Fe3+,而硝酸钾转化为氮的氧化物,试写出所发生的反应的离子方程式。课后练习1、下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是（）A、Al3+B、Mg2+C、Be2+D、H+2、NaH是一种离子化合物它和水反应的方程式为NaH+H2O==NaOH+H2，它也能和液氨，乙醇等发生类似的反应，并都能产生H2。下列有关NaH的叙述错误的是（）A、和水反应时，水作氧化剂B、NaH中H-半径比Li+半径小C、和液氨反应时，有NaNH2生成D、和乙酸反应时NaH被氧化3、将一定量的镁铝合金投入到250ml、4mol/l的盐酸溶液中，金属完全溶解后，在加入2mol/l的NaOH溶液，若要生成沉淀最多，加入的这种NaOH溶液的体积是（）A、250mlB、400mlC、500mlD、750ml4、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5.甲、乙两烧杯中分别加入等物质的量浓度、等体积的H2SO4溶液，向甲烧杯中加入mgMg，向乙烧杯中加入mgZn，完全反应后，一烧杯中仍有金属未溶解，则甲、乙烧杯中原来H2SO4的物质的量(x)是：（）A.＜x＜B.C.＞x≥D.＞x≥6．下列灭火剂能用于扑灭金属钠着火的是A．干冰灭火剂B．黄沙C．干粉灭火剂(含NaHC03)D．泡沫灭火剂7．重金属离子有毒性。实验室有甲、乙两种废液，均有一定毒性。甲废液经化验呈碱性，主要有毒离子-3-为Ba2+，如将甲、乙两废液按一定比例混合，毒性明显降低。乙废液中可能含有的离子是()A．Cu2+和SO42-B．Cu2+和Cl-C．K+和SO42-D．Ag+和NO3-8.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应2FeC13+Cu=2FeCl2+CuCl2向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是A．烧杯中有铜无铁B．烧杯中有铁无铜C．烧杯中铁、铜都有D．烧杯中铁、铜都无9．为了使鱼苗顺利地长途运输，必须满足3个条件；①需要保持适量的氧气，②使鱼苗呼出的二氧化碳及时排除，③防止细菌大量繁殖。已知下列4种物质加入水中都可以起到供氧杀菌的作用，在长距离储运鱼苗的水中，你觉得最好加入的药剂是()A．CaO2·2H2OB．Na2O2C．Cl2D．H2O210．将Cu片放入0.1mol／LFeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中C(Fe3+)：C(Fe2+)=2：3，则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为()A．3：2B．3：5C．4：3D．3：411.两份铝屑，第一份与盐酸反应，第二份与NaOH溶液反应，产生的氢气的体积比为1：2(相同状况下)，则第一份与第二份铝屑的质量比为()A．1：lB．1：2C．1：3D．2：112．铁酸钠(Na2FeO4)是水处理过程中的一种新型净水剂，它的氧化性比高锰酸钾更强，本身在反应中被还原成三价铁离子达到净水的目的。它是由硝酸铁、氢氧化钠和氯气在一定条件下制得的，同时还生成硝酸钠和氯化钠等。(1)写出制取铁酸钠的化学方程式：。(2)在制取铁酸钠的反应中元素被氧化。（3）铁酸钠之所以有净水作用，除杀菌外，另一个原因是。12．在某化工厂生产中，要用到一种无色、可溶于水的晶体铝铵矾。该晶体是一种复盐，其主要化学成分为十二水合硫酸铝铵。向该复盐的浓溶液中逐滴加入浓氢氧化钠溶液。将发生一系列变化。已知，NH4+与AlO2-在水溶液中不能大量共存，会发生如下反应：NH4++A102-+H2O=Al(0H)3↓+NH3↑试回答：(1)硫酸铝铵在水溶液中的电离方程式为(2)在逐滴加入浓氢氧化钠溶液的过程中，产生的现象有：①溶液中出现白色沉淀；②有刺激性气体逸出；③白色沉淀量逐渐增多；④白色沉淀完全消失；⑤白色沉淀逐渐减少。请回答各种现象由先到后出现的顺序是(用序号回答)：；(3)写出滴入氢氧化钠溶液的过程中，有关反应的离子方程式：①；②；14．呼吸面具中Na2O2可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾(KO2)代替Na2O2也可起到同样的作用。-4-(1)写出KO2与CO2的反应方程式(2)lkgNa2O2和lkgKO2，分别和CO2反应，生成的O2体积比(同温同压下)为。(3)等物质的量的CO2分别与足量的Na2O2，KO2反应生成的O2体积比(同温同压下)为。(4)你认为选用作补氧剂更为合适，理由是。15．在我国南方某些地区，原本澄清透明的井水在水缸中久置后，水面会出现一层棕红色的“锈皮”，并有少量棕红色絮状沉淀积于缸底，当地居民常采用往水中加明矾的方法来处理这个问题。(1)井水久置后，缸底出现的棕红色絮状沉淀的主要成分是(写化学式)。(2)用化学方法鉴别该井水的步骤是，离子方程式是。(3)用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是，离子方程式是。16．在一条鱼、虾几乎绝迹的小河边，从上游到下游依次有四座工厂：甲、乙、丙、丁，它们排出的废液里，每厂只含有Na2CO3、FeC13、Ca(OH)2、HCl中的一种，某中学环保小组对河水监测发现：①甲处河水呈乳白色，②乙处河水呈红褐色，③丙处河水由浑变清。④丁处产生气泡，河水仍清，请回答：(1)四座工厂排出的废液里含有的污染物是：甲、乙、丙、丁。(2)在丁的下游M处取出的河水中，肯定含有的离子是。(3)小河中鱼虾几乎绝迹的原因是。17．下图中A至F是化合物，G是单质写A、B、E、F的化学式ABEF18.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，由能溶于强碱。但是氢氧化铝不容于氨水，生成Zn（NH3）22+。回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为（用化学式表达）（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是。①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的化学方程式。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化钠的原因。-5-专题（六）附答案：例题1AD2答案NaHSO4、NaHCO3不可能相同；原因是当这两种浓度相同时，最后的溶液中必定含有硫酸根，不可能只剩氢氧化钠：有两种可能CBa（OH）2=CNaHSO4=1.8mol/l，CNaHCO3=0.9mol/l或CBa（OH）2=CNaHCO3=1.8mol/l，CNaHSO4=0.9mol/l课堂练习AAC6、A：Al2O3B：Al（OH）3C：AlCl3D：NaAlO24AlCl3+6Na2O2=4Al（OH）3+12NaCl7、KSCN红色Fe3+加入铁粉8、3Fe2++NO3-+4H+==3Fe3++NO+2H2O课后习题1B2B3C4D5DBABAAB1.（1）2Fe（NO3）3+16NaOH+3Cl2═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O（2）铁（3）净水时，铁酸钠被还原成三价铁离子，Fe3+易水解生成氢氧化铁胶体，有吸附悬浮性杂质的作用，因而能净水。2.（1）NH4Al（SO4）2═NH4++Al3++22SO24-（2）①③②⑤④（3）①Al3++3OH-═Al（OH）3↓②NH4++OH-═NH3↑+H2O③Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O3.（1）4KO2+2CO2═2K2CO3+3O2（2）0.6∶1（3）1∶3（4）选用KO2作补氧剂更合适，因为用释放氧气的效率更高。4（1）Fe（OH）3（2）取少量水样，滴入适量氯水后，在滴入几滴KSCN溶液，若溶液呈现血红色，则为该井水：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-；Fe3++SCN-═[Fe（SCN）]2+（3）取少量水样，加入少量BaCl2溶液，若出现白色沉淀（或变浑浊），即为用明矾处理过的水。SO42-+Ba2+═BaSO4↓5.（1）Ca（OH2）、FeCl3、HCl、Na2、CO3（2）Na+、Ca+、Fe3+、H+、Cl-（3）河水中的酸、碱等有毒化学试剂直接危害鱼、虾的生存。9.ANaHCO3Bna2CO3ENa2O2FNaOH10.（1）AlO2-[或Al（OH）4-（2）Zn+2NaOH═Na2ZnO2+H2↑[或Nn+2NaOH+2H2O═Na2Zn（OH）4+H2↑]（3）①③④（4）Al3++3NH2·H2O═Al（OH）2↓+3NH4+可容性锌盐与氨水反应产生的Zn（HO）2可容于过量-6-氨水中，生成Zn（NH3）42+，氨水的用量不易控制