2020届高考化学二轮复习 第一部分 专题九 考点1 金属及其化合物的性质及应用课件

专题九常见金属元素及其化合物1．(2019·天津卷)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2B．铝中添加适量钾，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水解析：A项，氯气能将铁和亚铁氧化，从而除去工业废气中的氯气，不符合题意；B项，根据铝合金的性质，具有密度低、强度高，可应用于航空航天等工业，不符合题意；C项，Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH，产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，符合题意；D项，可利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同，判断硅胶中是否含水，不符合题意。答案：C2．(2019·江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是()A．Fe在稀硝酸中发生钝化B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2C．SO2与过量氨水反应生成(NH4)2SO3D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2解析：A项，常温下，Fe与浓硝酸发生钝化反应，错误；B项，二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应制取氯气，错误；C项，二氧化硫与过量氨水反应生成硫酸铵，正确；D项，常温下，Na与空气中的氧气反应生成Na2O，加热条件下，钠与氧气反应生成Na2O2，错误。答案：C3．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析：A、B对：合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素。C对：Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀。D错：Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀。答案：D4．(2018·全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有__________；氧化除杂工序中ZnO的作用是__________，若不通入氧气，其后果是_______________________________________。(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_____________________________。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为__________________________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。解析：(1)闪锌矿的主要成分是ZnS，所以高温焙烧过程中主要反应的化学方程式为ZnS＋32O2=====焙烧ZnO＋SO2。(2)闪锌矿焙烧后的主要成分变为ZnO，还存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，发生一系列化学反应：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4===CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4===PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下来，所以滤渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全转变为Fe(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，有利于除杂，若不通入O2，无法除去溶液中的杂质Fe2＋。(3)溶液中的Cd2＋与加入的Zn粉反应而被除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时，阴极放电的是Zn2＋。因为溶液中的Zn2＋浓度较大，所以阴极电极反应式应该是Zn2＋＋2e－===Zn，阳极放电的是OH－，电极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循环使用。答案：(1)ZnS＋32O2=====焙烧ZnO＋SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2＋(3)Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋(4)Zn2＋＋2e－===Zn溶浸考点1金属及其化合物的性质及应用1．金属及其化合物的组成、性质、用途(1)熟记常见物质的俗名或化学式。CuSO4·5H2O：胆矾、蓝矾；钡餐、重晶石：BaSO4；烧碱、火碱、苛性钠：NaOH；芒硝：Na2SO4·10H2O；熟石灰、消石灰：Ca(OH)2；熟石膏：2CaSO4·H2O；铜绿、孔雀石：Cu2(OH)2CO3；明矾：KAl(SO4)2·12H2O；水玻璃、泡花碱：Na2SiO3水溶液；铁红：Fe2O3；碱石灰：CaO与NaOH的混合物。(2)区分9种物质的颜色。Na2O2是淡黄色；Fe2O3是红棕色；Fe3O4、CuO是黑色；Mg(OH)2、Al(OH)3是白色；Fe(OH)3是红褐色；Cu(OH)2是蓝色；Cu2O是砖红色。(3)掌握常见物质的重要用途。钠——制Na2O2、冶炼Ti等金属、钠钾合金作原子反应堆的导热剂；铁粉——袋装食品中的脱氧剂；生石灰(CaO)——袋装食品中的干燥剂；氧化铁(Fe2O3)——红色涂料、冶炼铁；氧化铝(Al2O3)——耐火材料、冶炼铝；氢氧化铝——中和胃酸；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]——净水剂；氯化铁——印刷电路板溶液中的溶质、净水剂；小苏打(NaHCO3)——治疗胃酸过多、制发酵粉、制灭火剂；纯碱(Na2CO3)——去油污；高铁酸钠(Na2FeO4)——杀菌、消毒、净水。(4)金属活动性顺序与金属冶炼。①规律方法：金属的冶炼方法与金属的活动性有密切的关系。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu电解法热还原法加热分解法物理方法②必记重要结论：a.电解法冶炼活泼金属使用的是熔融金属盐，不是盐溶液。b．钠、镁的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCl2，铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融Al2O3，不是电解熔融的AlCl3，原因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。2．常见金属及其化合物的组成和性质(1)钠及其化合物。图中编号反应的化学方程式或离子方程式：①离子方程式：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；②化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；③化学方程式：Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH；④离子方程式：OH－＋CO2===HCO－3；⑤离子方程式：CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO－3。(2)铝及其化合物。图中编号反应的离子方程式：①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；②Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O；③Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；④Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O。(3)铁及其化合物。图中编号反应的离子方程式或化学方程式：①离子方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(或Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu等)；②化学方程式：2Fe＋3Cl2=====点燃2FeCl3；③离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋等)；④化学方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(4)铜及其化合物。图中编号反应的离子方程式或化学方程式：①离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(或Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O等)；②化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O等；③离子方程式：Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓。1．常温下，某溶液X由Fe3＋、SO2－4、Cu2＋、Na＋、CO2－3、Al3＋中的几种离子组成。取少量待测液滴加KSCN溶液，溶液变红；另取少量待测液滴加NaOH溶液至pH＝4后过滤，向滤液中继续滴加NaOH溶液至过量时又得到沉淀W和溶液Y。可能用到的数据如表所示(离子浓度等于1×10－5mol·L－1时恰好沉淀完全)。沉淀物Fe(OH)3Cu(OH)2Al(OH)3开始沉淀的pH1.94.73.4沉淀完全的pH3.26.74.7下列说法正确的是()A．该温度下Ksp[Fe(OH)3]＝1×10－14.6B．W主要含有Cu(OH)2和Al(OH)3C．溶液X中一定含有Cu2＋、Fe3＋和SO2－4D．取溶液Y进行焰色反应，可判断溶液X中是否含有Na＋解析：根据常温下Fe3＋沉淀完全的pH＝3.2可知，c(Fe3＋)＝1×10－5mol·L－1时，c(OH－)＝1×10－10.8mol·L－1，故该温度下Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe3＋)×c3(OH－)＝1×10－5×(1×10－10.8)3＝1×10－37.4，A项错误；向滤液中加入过量NaOH溶液得到沉淀W，则沉淀W中一定不含Al(OH)3，B项错误；滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液X中含有Fe3＋，向滤液中滴加NaOH溶液至过量，得到沉淀W，则沉淀W为Cu(OH)2，说明溶液X中含有Cu2＋，根据离子共存知，一定不含CO2－3，根据电荷守恒知，一定含有SO2－4，C项正确；由于之前向溶液中滴加了NaOH溶液，引入了Na＋，故对溶液Y进行焰色反应，不能判断溶液X中是否含有Na＋，D项错误。答案：C2．(2019·全国卷Ⅱ)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白)，是一种常用白色颜料。回答下列问题：(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时，钡的焰色为__________(填序号)。A．黄色B．红色C．紫色D．绿色(2)以重晶石(BaSO4)为原料，可按如下工艺生产立德粉：①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为______________________。回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为______________________。②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差。其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的____________(填化学式)。③沉淀器中反应的离子方程式为_______________。(3)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2­KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O2－3===2I－＋S4O2－6。测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。终点颜色变化为__________________，样品中S2－的含量为______________(写出表达式)。解析：(1)焰色反应不属于化学变化，常用来检验金属元素存在，常见金属元素焰色：钠Na(黄色)、锂Li(紫红)、钾K(浅紫)、铷Rb(紫色)、钙Ca(砖红色)、锶Sr(洋红)、铜Cu(绿色)、钡Ba(黄绿)、铯Cs(紫红)。(2)流程分析：重晶石与焦炭在回转炉中反应BaSO4＋4C==