高中化学-第三章-金属及其化合物章末复习学案-新人教版必修11

-1-金属及其化合物章一、金属的性质【归纳总结】1.物理性质：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性，金属的熔沸点和硬度相差很大。2.化学性质：多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。金属单质NaAlFe与O2反应常温下氧化成Na2O点燃生成Na2O2常温下氧化生成致密氧化膜，使得铝耐腐蚀，纯氧中可燃潮湿空气中腐蚀，纯氧中点燃生成Fe3O4与H2O反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑受氧化膜阻碍3Fe＋4H2OFe3O4+4H2高温与酸反应2Na+2H+=2Na++H2↑2Al＋6H+＝2Al3++3H2↑Fe＋2H+＝Fe2++H2↑与盐反应2Na+2H2O+Cu2+=2Na++Cu(OH)2↓+H2↑2Al+3Cu2+=2Al3++3CuFe+Cu2+=Fe2++Cu与碱反应与水反应2Al＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－+3H2↑不反应金属活泼性金属活泼性逐渐减弱【题型过关】过关一金属的性质及应用例题1下列说法错误的是()A．钠在空气中燃烧最后所得产物为Na2O2B．镁因在空气中形成了一薄层致密的氧化膜，保护了里面的镁，故镁不需要像钠一样进行特殊保护C．铝制品在生活中非常普遍，这是因为铝不活泼D．铁在潮湿的空气中生成的氧化物很疏松，不能保护内部金属，故铁制品往往需涂保护层答案解析C钠在空气中燃烧最后所得产物为Na2O2；铝因易与O2反应生成致密的氧化物保护膜而耐腐蚀，我们日常用的铝制品常采用特殊工艺将氧化膜变厚，保护作用更好，并不是铝不活泼例题2下列金属用途与性质不相对应的是()-2-A．用铜做电线是由于其导电性良好B．用钨做灯丝是因为其熔点高C．铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化D．用铝制炊具是因为铝的溶点比铁高答案解析D铜是硬度较小的紫红色金属，有良好的延展性、导电性和导热性，可用铜做电线。钨是熔点最高的金属，做灯丝。铬是较硬的金属，铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易被氧化过关二金属的性质及计算例题3由钠、镁、铝、锌四种金属单质中的两种组成的合金共12g，跟足量的盐酸反应产生5.6L氢气（标准状况），那么此合金中一定含有的金属是（）A．NaB．MgC．AlD．Zn答案解析D依题意，当产生22.4L即1molH2时，消耗合金的质量为48g。而欲产生1molH2，所消耗的Na、Mg、Al质量分别为46g、24g、18g，均小于48g，它们两两组成合金均不合要求，只有Zn的质量65g＞48g，所以，该合金中必含有Zn例题4托盘天平的两盘中各放一只盛有等体积、等物质的量浓度盐酸的小烧杯，调整天平平衡后向两烧杯中分别加入等质量的Fe粉和Zn粉，下列现象不可能出现的是()A．开始天平加锌的一端上升B．最终天平加锌的一端上升C．最终天平仍平衡D．最终加铁的一端上升答案解析B由于Zn的活动性大于铁，开始时Zn产生H2的速率快，加Zn的一端上升，A对；如果酸过量，最终加Zn的一端的增重大于加Fe一端的增重，最终加铁的一端上升，D对。如果酸量不足，金属过量，则两端产生的H2的量相等，最终天平仍平衡，C对过关三金属的性质及实验例题5(1)如图所示装置，在平底烧瓶的底部有一块钠，平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到_________，发生反应的化学方程式为______________________________。-3-(2)某班同学用如图所示装置测定空气里氧气的含量。先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠，伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后，打开弹簧夹，观察广口瓶内水面变化情况。①上述实验过程中发生反应的化学方程式为：_________________________。②实验完毕，甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的15，乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的15。下列对这两种现象解释合理的是________。a．甲同学可能使用钠的量不足，瓶内氧气没有消耗完b．甲同学可能未塞紧瓶塞，钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内c．乙同学可能没夹紧弹簧夹，钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出d．乙同学可能插入燃烧匙太慢，塞紧瓶塞之前，瓶内部空气受热逸出答案解析(1)钠表面变暗，气球膨胀4Na＋O2===2Na2O(2)①2Na＋O2点燃Na2O2②abcd(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O，使钠表面变暗，同时烧瓶内压强降低，气球会膨胀。(2)a项，若钠的量不足，则氧气消耗不完，造成进水量少于容器容积的15，结果偏低，合理。b项，若瓶塞未塞紧，钠熄灭冷却，瓶内气体收缩，外面的空气会进入瓶内，使气体得到补充，造成结果偏低，合理。c项，若弹簧夹未夹紧，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，使部分气体从导管口逸出，造成结果偏高，合理。d项，若插入燃烧匙太慢，钠燃烧时，瓶内气体膨胀，在塞紧瓶塞前，瓶内部分气体从瓶口逸出，造成结果偏高，合理例题6应用下列装置，在硬质破璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热，并通过水蒸-4-气，就可以完成“高温下Fe与水蒸气的反应实验”。请完成该实验中的问题：(1)写出该反应的化学方程式：_______________；该氧化还原反应的氧化剂是________。(2)实验前必须对整套装置进行的操作是________。(3)圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是_____________；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是________。(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是________。(5)干燥管中盛装的物质是________。答案解析(1)3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2H2O(2)检验装置的气密性(3)提供持续不断的水蒸气防止暴沸(4)先点燃酒精灯，产生水蒸气后，再点燃酒精喷灯(5)碱石灰(或无水CaCl2)产生气体的装置实验前必须检验气密性，本装置的气密性检验是密封装置后加热，利用气体热胀冷缩的原理检验；铁与水蒸气在高温下反应，所以首先对烧瓶加热，使烧瓶中的水产生水蒸气，到硬质玻璃管中与铁粉反应产生氢气。由于水蒸气没有完全反应；收集点燃氢气前需要干燥剂干燥，此时要选取固体干燥剂二、金属化合物的性质【概念辨析】1．氧化物的性质：-5-2．氢氧化物的性质：氢氧化物NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3属性碱两性氢氧化物碱碱与酸反应H++OH-=H2OAl(OH)3+3H+=Al3++3H2OFe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O与碱反应不反应Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O不反应不反应热稳定性稳定2Al(OH)3=Al2O3+3H2O2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O还原性无还原性无还原性4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3无还原性制备略Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓用途化工原料净水、中和胃酸净水净水3．盐盐Na2CO3NaHCO3FeCl2FeCl3与酸反应CO32－+2H+=CO2↑+H2OHCO3－+H+=CO2↑+H2O不反应不反应与碱反应不反应HCO3－+OH－=CO32－+H2OFe2++2OH-=Fe(OH)2↓Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓氧化、还原性无无2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl－2Fe3++Fe=3Fe2＋稳定性稳定2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O稳定稳定用途工业原料等中和胃酸制糕点净水剂、印刷线路板等-6-金属离子检验焰色反应呈黄色遇KSCN不显血红色，加入溴水后显红色遇KSCN显血红色【题型过关】过关一金属及其化合物的性质及应用例题7化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下列说法不正确的是()A．氧化镁用作耐火材料B．Na2O常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂C．明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化D．FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板答案解析BA项，MgO熔点很高，可用作耐火材料；B项，Na2O2与H2O、CO2反应产生O2，常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂；C项，明矾可用作净水剂；D项，FeCl3与Cu发生反应2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，故FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板例题8下列各组中两种物质作用时，反应条件或反应物用量改变，对生成物没有影响的是()A．Na与O2B．Na2O2与CO2C．NaOH溶液与CO2D．AlCl3溶液与NaOH溶液答案解析BNa2O2与CO2的反应与反应条件或反应物用量无关，反应为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。A中Na与O2常温生成Na2O，点燃生成Na2O2；NaOH与CO2反应，CO2少量生成Na2CO3，CO2过量生成NaHCO3；AlCl3溶液中加入NaOH溶液，NaOH少量生成Al(OH)3沉淀，NaOH过量生成NaAlO2过关二金属化合物的性质及提纯例题9要将NaCl溶液中含有的少量FeCl3、AlCl3杂质除去，合理的方案是()A．加入过量氨水后过滤B．加入过量NaOH溶液后过滤C．先加过量NaOH溶液后过滤，取滤液再通入足量CO2再过滤D．先加过量NaOH溶液后过滤，取滤液通入足量CO2再过滤，往滤液中加入适量盐酸答案解析-7-DA项，加氨水后，溶液中会混有NH＋4；B项，加过量NaOH溶液，溶液中会混有AlO－2和OH－；C项NaOH过量，溶液中混有OH－；D项，通入CO2除去了AlO－2，加入适量盐酸除去了OH－，D项合理。物质除杂时，加入试剂应过量，但不能引入新的杂质例题10除去FeSO4溶液中少量的硫酸铁，可行的办法是()A．加入铁粉B．加入铜粉C．加入氢氧化钠溶液D．滴入KSCN溶液答案解析AA项，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋；B项，Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，引入杂质Cu2＋；C项，Fe2＋、Fe3＋均与OH－反应生成沉淀；D项，引入K＋等其他杂质离子过关三金属化合物的性质及计算例题11硫酸铁和硫酸亚铁的混合物中，若其中铁元素的质量分数为a%，则其中硫元素的质量分数为()A．(100－3a)%B.100－a3%C.100－3a3%D.23(100－a)%答案解析BFe(SO4)3、FeSO4中w(S)∶w(O)都等于1∶2，所以混合物中w(S)＝×13＝(1－a%)×13＝100－a3%例题12有Na2CO3、NaHCO3、CaO和NaOH组成的混合物27.2g，把它们溶于足量的水中，充分反应后，溶液中Ca2＋、CO2－3、HCO－3均转化为沉淀，将反应容器内水分蒸干，最后得白色固体物质共29g，则原混合物中含Na2CO3的质量是()A．10.6gB．5.3gC．15.9gD．无法确定答案解析A由Ca2＋、CO2－3、HCO－3全转化为沉淀可得反应式：CaO＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH，CaO＋Na2CO3＋H2O===CaCO3↓＋2NaOH。固体的质量增重29－27.2＝1.8g，即后一反应消耗的水的质量，由此反应即可求出Na2CO3的质量过关四金属化合物的性质及实验例题13“套管实验”是将一支较小的试管装入另一试管中，经组装来完成原来需要两只或更多试管进行的实验。因其有许多优点，近年来被广泛开发并应用于化学实验中。下面这个实验为“套管实验”，实验装置中，小试管中部有沾上无水硫酸铜粉末的脱脂棉。请观察实验装置，分析实验原理，并回答下列问题：-8-(1)整个实验过程中，能观察到的现象为：①烧杯A中________________________；②小试管中__________________；③烧杯B中__________________；(2)实验结束时，在操作上要特别注意的问题是：_________________；(3)写出实验过程中发生反应的化学方程式：____________________。答案解析(1)①有气泡冒出②脱脂棉变蓝，试管内壁有水珠产生③有气泡产生，澄清石灰水变浑浊(2)先将导气管从A、