2011届高考化学第二轮专题复习课件11常见金属及其化合物

专题十一常见金属及其化合物考纲展示高考预测了解钠、镁、铝、铁、铜单质及其化合物的性质和用途。常见金属元素包括钠、铝、铁、铜、镁、金、银，其中前四种是高考命题的重点，围绕这四种元素的性质结合元素周期律、氧化还原理论进行综合考查是重要的形式，应对策略应熟练掌握常见元素的性质和用途。钠及其重要化合物间的转化关系写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：①化学方程式：2Na＋O2=====点燃Na2O2；②离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；③化学方程式：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；④化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；⑤离子方程式：2Cl－＋2H2O=====通电2OH－＋Cl2↑＋H2↑；⑥化学方程式：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3；⑦化学方程式：2NaHCO3=====△Na2CO3＋CO2↑＋H2O。铝及其重要化合物间的转化关系写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：①化学方程式：2Al＋Fe2O3=====高温Al2O3＋2Fe；②离子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑；③化学方程式：2Al2O3(熔融)=====通电4Al＋3O2↑；④离子方程式：Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O；⑤离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；⑥离子方程式：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O；⑦离子方程式：Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓。铁及其重要化合物间的转化关系写出图中标号的化学反应方程式或离子方程式：①化学方程式：3Fe＋4H2O(g)=====高温Fe3O4＋4H2；②化学方程式：2Fe＋3Cl2=====△2FeCl3；③离子方程式：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；④离子方程式：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；⑤化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；⑥化学方程式：2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O；⑦化学方程式：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2。铜及其重要化合物之间的转化关系图中重要转化(标号处)的反应方程式：①3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O；②Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O；③Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2；④2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3；⑤Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu；⑥Cu(OH)2=====△CuO＋H2O。难点解读——掌握重点突破难点1．对于金属的考查，往往集中在两个热点上：一是常见金属(Na、Mg、Al等)；二是过渡金属(Fe、Cu等)，从近年高考来看，常见金属的考查难度并不大，往往有难度的题目出现在过渡金属的考查上，特别是铁和铜的单质及化合物的颜色变化较多，应重点记忆。2．对金属的考查常见的错误有：(1)镁铝及其化合物①镁是活泼金属，虽不跟碱性溶液反应，但能置换出酸中的氢，也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。②注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解，以及对Al3＋、AlO－2存在条件的认识。Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)，Al3＋、AlO－2只能分别存在于酸性与碱性溶液中。Al3＋与下列离子不能大量共存：OH－、CO2－3、HCO－3、SO2－3、S2－、AlO－2，其中OH－是因为直接反应，其余均是“双水解”。AlO－2与下列离子不能大量共存：H＋、HCO－3、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋。其中H＋和AlO－2是因为直接反应(AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓)，其余是“双水解”。(2)钠及其化合物①注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。②注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，必还发生2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。③正确理解“焰色反应”a．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。它属物理变化过程。b．不是所有元素都有特征的颜色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。(3)铁、铜及其化合物①NO－3与Fe2＋在酸性条件下不能共存。②过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3＋还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。③注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。④注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。⑤注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。考点1金属的性质及冶炼【例1】(2009·四川，11)向mg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bL。向反应后的溶液中加入cmol/L氢氧化钾溶液VmL，使金属离子刚好沉淀完全，得到的沉淀质量为ng。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止，得到固体pg。则下列关系不正确的是()A．c＝1000b11.2VB．p＝m＋Vc125C．n＝m＋17VcD.53mp179m解析：本题主要考查有关化学反应方程式计算、溶液浓度计算，以及考生对关系式法、守恒法等常用解题方法的掌握情况，旨在考查考生的综合分析能力和计算推理能力。由反应可知下列关系：Mg～H2～Mg(OH)2～2KOH～MgO,2Al～3H2～2Al(OH)3～6KOH～Al2O3，显然，KOH溶液中所含n(KOH)＝cV/1000＝2n(H2)＝b/11.2，可得A正确；由mg合金变成ng沉淀时，增加的质量就是OH－的质量，显然，m(OH－)＝17n(OH－)，n＝m＋17Vc/1000，选项C错误；由mg合金变成pg氧化物时，增加的质量是氧元素的质量，与OH－的关系为：2OH－～H2O＋O，质量增加为m(O)＝16n(OH－)/2＝16Vc/2000＝Vc/125，选项B正确；最终得到的氧化物的质量，最大值是全部为Al2O3时的质量，即17m/9g，最小值为全部为MgO时的质量，即为5m/3g，选项D正确。答案：C要点提醒——画龙点睛触类旁通金属的化学通性1．(2009·上海，22改编)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18g，则该氧化物粉末不可能是()A．Fe2O3和MnO2B．Fe2O3和V2O5C．Cr2O3和V2O5D．Fe3O4和FeO解析：n(Al)＝9g27g/mol＝13mol，Al完全反应时转移电子的物质的量为13mol×3＝1mol，则生成金属的摩尔电子质量(转移1mole－生成金属的质量)为18g/mol。A项生成Fe的摩尔电子质量为56g3mol＝18.67g/mol，生成Mn的摩尔电子质量为55g4mol＝13.75g/mol，根据平均值规律，A项正确；B项生成V的摩尔电子质量为51g5mol＝10.2g/mol，根据平均值规律，B项正确；同理，C项不可能生成单质18g；D项，Al完全反应时生成Fe的质量大于18g，当氧化物粉末不足量时，生成的金属可能为18g，D项正确。答案：C考点2金属的氧化物和氢氧化物【例2】将Na2O2逐渐加入到含有Al3＋、Mg2＋、NH＋4的混合液中并微热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如下图所示，则原混合液中Al3＋、Mg2＋、NH＋4的物质的量分别是()A．2mol、3mol、8molB．3mol、2mol、8molC．2mol、3mol、4molD．3mol、2mol、4mol思维点拨：本题主要考查学生“读图象”的能力。当n(Na2O2)＝6mol时，n(沉淀)＝5mol，沉淀Al3＋和Mg2＋共需OH－为12mol即n(Al3＋)＋n(Mg2＋)＝5mol,3n(Al3＋)＋2n(Mg2＋)＝12mol，解得：n(Al3＋)＝2mol，n(Mg2＋)＝3mol；当n(Na2O2)从6mol～8mol时，n(气体)从3mol～8mol，共产生5mol气体，显然有1molO2和4molNH3，发生了反应：OH－＋NH＋4=====△NH3↑＋H2O,2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，所以n(NH＋4)＝4mol。答案：C要点提醒——画龙点睛触类旁通1．金属氧化物化学式Na2ONa2O2MgOAl2O3FeOFe2O3Fe3O4分类碱性氧化物过氧化物碱性氧化物两性氧化物碱性氧化物碱性氧化物颜色状态白色固体淡黄色固体白色粉末白色固体黑色粉末红棕色粉末黑色晶体与水作用反应生成NaOH反应生成NaOH和O2与水缓慢反应生成Mg(OH)2不溶于水，也不与水反应与酸作用反应生成钠盐、和水反应生成钠盐、水和氧气反应生成镁盐和水反应生成铝盐和水反应生成亚铁盐和水反应生成铁盐和水氧化性除Na2O2外，氧化性很弱，通常不能用还原剂还原可用C、CO、Al等还原，生成单质铁其他反应与CO2反应生成Na2CO3与CO2反应生成Na2CO3和O2与NH4Cl溶液反应与强碱反应生成偏铝酸盐与氧化性酸反应生成铁盐2.金属氢氧化物化学式NaOHMg(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2颜色状态白色固体白色固体白色胶状沉淀红褐色沉淀白色沉淀蓝色沉淀稳定性稳定加热不分解较高温度分解成MgO和H2O加热分解成Al2O3和H2O加热分解成Fe2O3和H2O不稳定易被氧化成Fe(OH)3易分解成CuO和H2O与酸反应均易与酸反应生成对应的盐，若为氧化性酸则Fe(OH)2还要被氧化其他反应与盐反应，与Cl2、Al反应与NH4Cl溶液反应与强碱溶液反应具有还原性新制Cu(OH)2被醛基还原2．(2008·宁夏理综)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①__________、②__________、③________、④________、⑤________。(2)写出①处发生反应的离子方程式______________________________________________________________；写出③处发生反应的化学方程式________________________________________________________________。(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红________________；氧化铜____________________。解析：本题以工业废水中回收金为工艺流程，考查常见金属元素的转化关系，并以铁红、CuO的用途为考点，充分体现化学与生产的联系，旨在培养学生学以致用的能力，体现“科学为大众”的素质教育观。解决本题要充分利用题给工艺流程和提供的部分物质，迁移所学的铁三角转化、金属活动性顺序、金属离子的沉淀等知识综合解决。由工艺流程图示知，E为铁元素的离子，