第5章 金属及其化合物（八大题型）-【举一反三】2024-2025学年高一化学同步讲与练（沪科版2020必修第二册）

第5章 金属及其化合物 题型01 金属的物理及化学性质 题型02 铁及其重要化合物 题型03 铝及其重要化合物 题型04 钠及其重要化合物 题型05 化学反应及热能的相互转换 题型06 化学键与化学反应中能量变化的关系 题型07 化学能与电能的相互转化 题型01 金属的物理及化学性质 知识积累 1、 金属的通性 （1）在常温下，除汞是液体以外，其余金属都是固体。 （2）除金、铜、铋等少数金属具有特殊的颜色外，大多数金属呈银白色。但当金属处于粉末状态时，常显不同的颜色。 （3）金属都是不透明的，金属表面一般都有光泽，黄金、白银、铂金等饰品就是利用了这一性质。 （4）金属的密度、硬度、熔点等性质的差别很大。 （5）金属具有导电性。 （6）金属具有导热性。 （7）金属具有良好的延展性。 【典例1】我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的世界列车最高时速，全路铺设优质平滑的超长钢轨。下列有关说法错误的是 A．制造钢轨的材料是钢，钢是用量较多的合金 B．钢的熔点比铁的熔点高 C．我国在商代就开始使用铜合金 D．合金的强度、硬度一般比组成合金各成分金属的大 【答案】B 【解析】A．钢是铁碳合金，是目前世界上用量最大的合金，A正确； B．钢是铁碳合金，熔点比铁的熔点低，B错误； C．青铜器属于铜合金，我国人民在商代就制造出精美的青铜器，C正确； D．合金的强度、硬度一般比组成合金的各成分金属的高，D正确； 故选B。 【变式1-1】我校学生对教材中的实验进行了不同的实验创新，将U形管广泛应用在实验中。请你参与回答相关问题。 实验一： 探究分子运动 实验二： 探究气体制取 实验三： 探究金属活动性 探究四： 综合探究实验 (1)实验一：观察到的现象是 。 (2)实验二：该装置可控制反应的发生和停止，实验时停止反应可通过 (填操作)完成。 (3)实验三：金属表面的颜色变化能证明金属活动性。要得到金属活动性Fe>Ag的结论，还可以将硫酸铜溶液换成 (填药品名称)。 (4)实验四：该装置可探究得出燃烧的 (填“1”“2”或“3”)个条件；使用足量的白磷，该装置还可以探究的实验是 。 【答案】(1)蘸有酚酞试液的纸条变红 (2)关闭弹簧夹 (3)硝酸银溶液（或稀盐酸，或稀硫酸，合理即可） (4) 2 测定空气中氧气的含量 【分析】学生对教材中的探究实验包括分子运动、二氧化碳气体制取、比较金属活动性、燃烧的条件和空气中氧气的含量进行了研究。 【解析】（1）蘸浓氨水的棉球会挥发出NH3，氨分子不断运动，遇酚酞试液时可使酚酞试液变红。答案为：蘸有酚酞试液的纸条变红； （2）题图装置关闭弹簧夹后气体在右侧管中积聚，使右侧管中压强增大，液面下降，从而使盐酸和大理石分离，反应停止。答案为：关闭弹簧夹； （3）验证金属Fe、Ag的金属活动性，可将它们分别与酸溶液反应，Fe可置换出酸溶液中的H生成H2，而Ag不能，则证明金属活动性Fe>Ag；也可将一种金属(金属1)放到另一种金属(金属2)的盐溶液中，若能发生反应，则证明金属1的活动性强于金属2，若不能发生反应，则证明金属1的活动性弱于金属2。如将Fe放入AgNO3溶液中，Fe可以置换出Ag，说明金属活动性：Fe>Ag；答案为：硝酸银溶液(或稀盐酸，或稀硫酸，合理即可)； （4）燃烧匙中白磷燃烧、红磷不燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点；燃烧匙中白磷燃烧、热水中白磷不燃烧，说明燃烧需要氧气。U形管左侧热水上部部分等分为5等份，结合足量白磷，可以用来测定空气中氧气的含量。答案为：2；测定空气中氧气的含量。 【变式1-2】Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐。回答下列问题： (1)第一组同学配制500mL0.1mol/LNa2CO3溶液 ①称取Na2CO3固体的质量为 g。 ②配制溶液时，进行如下操作，正确的操作顺序是 (填标号)。 C→_______→_______→_______→A→E 需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、 。 ③配制过程中，下列操作会造成结果偏低的有 (填标号)。 A．容量瓶洗净后未干燥就进行实验   B．称量Na2CO3固体时，将砝码和药品的位置颠倒 C．在烧杯中溶解搅拌时，溅出少量溶液    D．定容时俯视刻度线 (2)第二组同学进行了如图的4组实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与酸反应的差异。 已知：+H+=；+H+=H2O+CO2↑ 其中可以鉴别Na2CO3和NaHCO3的实验组合是_______ (填字母序号)。 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ (3)第三组同学比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。利用如图实验比较两物质的稳定性，则甲的化学式为 ，能证明二者稳定性差异的实验现象为 。 【答案】(1) 5.3 BDF 胶头滴管、500mL容量瓶 BC (2)C (3) NaHCO3 烧杯丙内澄清石灰水不变浑浊，烧杯丁内澄清石灰水变浑浊 【解析】（1）①配制溶液，需称取碳酸钠固体的质量为； 故答案为：5.3 ②配制溶液时，进行如下操作，正确的操作顺序是：溶解、转移、洗涤、定容、摇匀，排列顺序是C→B→D→F→A→E；需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、500mL容量瓶、胶头滴管； 故答案为：BDF；胶头滴管、500mL容量瓶 ③A．容量瓶洗净后未干燥就进行实验，不影响溶液浓度，A不符合题意； B．称量固体时，将砝码和药品的位置颠倒，称量固体质量偏小，配制溶液浓度偏低，B符合题意； C．在烧杯中溶解搅拌时，溅出少量溶液，溶质有损失，所配溶液浓度偏低，C符合题意； D．定容时俯视刻度线，V偏小，配制溶液浓度偏高，D不符合题意； 故答案选BC； （2）盐酸滴加到碳酸钠溶液中发生、，现象：开始时无明显现象，一段时间后产生气泡，而将盐酸滴加到碳酸氢钠溶液中发生，现象：立即产生气泡；实验①③可以鉴别碳酸钠、碳酸氢钠；而将碳酸钠、碳酸氢钠滴加到盐酸中分别发生，现象：均立即有气泡产生，实验②④无法鉴别碳酸钠、碳酸氢钠； 故答案选C。 （3）试管乙的温度高于试管甲，碳酸钠比碳酸氢钠稳定，碳酸钠受热不易分解，故碳酸钠应放在温度较高的位置，而碳酸氢钠受热易分解，放在温度较低的位置，则乙为碳酸钠，甲为碳酸氢钠；根据题意可知，试管甲中碳酸钠不分解，没有二氧化碳产生，烧杯丙内澄清石灰水无明显现象，试管乙中碳酸氢钠分解，产生的二氧化碳使烧杯丁中澄清石灰水变浑浊； 故答案为：；烧杯丙内澄清石灰水不变浑浊，烧杯丁内澄清石灰水变浑浊。 题型02 铁及其重要化合物 知识积累 二、铁及其化合物 1、铁的化学性质 (1)铁在一定条件下能跟非金属反应： 铁与氧化性不同的物质反应，生成铁的价态也不同。如与C12反应生成+3价铁的化合物FeCl3，与S反应生+2价铁的化合物FeS。 (2)与盐酸、稀硫酸的置换=H2↑ (3)与强氧化性酸反应 ①铁的钝化：铁在冷的浓H2SO4、浓HNO3中，表面会形成一层致密的氧化膜，发生钝化现象。 ②Fe与稀HNO3的反应： Fe+4HNO3(稀) =Fe(NO3)3+NO↑+2H2O 3Fe+8HNO3(稀) =3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O (4)与水反应： 3Fe+4H2O Fe3O4+4H2↑ 【注意】铁在热的浓硫酸、浓硝酸中不钝化=Fe2+（铁过量），Fe3+ (铁少量) (5)与盐溶液反应=置换活动顺序排在后面的金属 2、铁的重要化合物 （1）铁的氧化物 【注意】铁是变价金属。铁能失去最外层2个电子，也能失去次外层1个电子。因此铁通常显+2价和+3价，且+3价更稳定。 3、铁的氢氧化物 【注意】制备Fe(OH)2时，需注意以下问题： ①Fe2+必须是新制的并放入铁粉以防Fe2+被氧化成Fe3+； ②除去溶液中溶解的O2，其方法是加热NaOH溶液； ③滴管末端插入试管内的液面以下； ④必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。 4、铁盐和亚铁盐 (1) Fe2+和 Fe3+比较 (2) “铁三角”的转化关系（由学生书写方程式。） ①FeO+H2Fe+H2O ②Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ ③2FeCl2+C12=2FeCl3 ④2FeCl3+Fe=3FeCl2 ⑤3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe ⑥2Fe+3C122FeCl3 (3) Fe2+和 Fe3+的检验 ▲Fe3+的检验 ①滴加KSCN(或NH4SCN)无色溶液，溶液变成红色。 Fe3++3SCN-=Fe (SCN)3 ②滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀。 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色) ▲Fe2+的检验 ①先滴加KSCN溶液，无明显现象，再加入新制氯水，溶液立即变成红色。 2 Fe2++C12—2 Fe3++2C1- Fe3++3SCN-=Fe (SCN)3 ②滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，随后沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。 Fe2++20H-=Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色) 【典例2】某实验室制备柠檬酸铁的流程如下： 已知：柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。下列说法不正确的是 A．步骤①的滤液中可回收 B．步骤③制备柠檬酸铁时，的作用是氧化剂 C．可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全 D．步骤③控制温度既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成分解 【答案】A 【解析】A．根据分析可知，步骤①的滤液中可回收，A正确； B．通过步骤③柠檬酸亚铁制成了柠檬酸铁，发生了氧化反应，所以H2O2的作用是氧化剂，B错误； C．应用检验Fe2+，KSCN检验Fe3+，C错误； D．柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水，温度过低，不利于溶解，同时反应物活化分子百分数低，反应速率慢，温度过高，H2O2会分解，D错误； 故选A。 【变式2-1】计算题(写计算过程) I．把11.5g Na放入水中反应，得到500mL溶液。计算： (1)Na的物质的量 。 (2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度 。 (3)反应生成气体的体积 (标准状况)。 II．11.0g铁铝混合物与足量的盐酸反应，生成标准状况下的H2 8.96L，求： (4)混合物中Fe与Al的物质的量之比 。 (5)混合物中Fe的质量分数 。(保留小数点后三位) 【答案】(1)0.5mol (2)1mol/L (3)5.6L (4)1：2 (5)50.909% 【解析】（1）11.5g Na的物质的量为； （2）钠与水反应的化学方程式为，根据钠元素守恒，生成氢氧化钠的物质的量为0.5mol，反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度：； （3）由方程式可知生成0.25mol H2，标况下的体积为； （4）设混合物中Fe与Al的物质的量分别为x mol和y mol，则56x+27y=11.0，根据得失电子守恒：2x+3y=，解得x=0.1，y=0.2，故混合物中Fe与Al的物质的量之比为0.1：0.2=1：2； （5）混合物中Fe的质量分数：。 【变式2-2】I．某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并对产物组成进行探究(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。请回答下列问题： (1)装置A的作用是 。 (2)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 。 (3)实验中先点燃酒精灯a，再点燃酒精喷灯，目的是 。 (4)装置E中的现象是 。 II．如图： (5)检验A溶液中金属阳离子常用的试剂是 。 (6)写出上述过程中A→B的离子方程式 。 (7)写出B溶液加入氯水的离子方程式 。 (8)描述C暴露在空气中的颜色变化 ，写出相关的化学方程式 。 【答案】(1)为反应提供水蒸气 (2) (3)防止铁粉被装置中的空气(或氧气)氧化 (4)黑色的粉末变成紫红色，且管壁产生水珠 (5)KSCN溶液 (6)2Fe3++Fe=3Fe2+ (7)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- (8) 白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 【解析】（1）装置A的作用是：为反应提供水蒸气； （2）硬质玻璃管B中Fe和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，发生反应的化学方程式为：； （3）玻璃管内有空气，若先点燃酒精喷灯，玻璃管内Fe会被氧气氧化，故实验中先点燃酒精灯a再点燃酒精喷灯，可能的原因是：防止铁粉被装置中的空气(或氧气)氧化； （4）装置E中氢气和CuO反应生成Cu和水，E中现象是：黑色的粉末变成紫红色，且管壁产生水珠； （5）Fe2O3与HCl溶液反应得到A：FeCl3溶液，A与足量铁粉反应得到B：FeCl2溶液，b与NaOH反应得到C：Fe(OH)2沉淀，C与O2反应得到D：Fe(OH)3。根据分析：A为FeCl3溶液，检验A溶液中金属阳离子常用的试剂是：KSCN溶液； （6）A为FeCl3溶液，B为FeCl2溶液，A→B的离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+； （7）B为FeCl2溶液，B溶液加入氯水的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （8）C为Fe(OH)2沉淀，C暴露在空气中的颜色变化：白色迅速变为灰绿色，最终变为红褐色，相关的化学方程式：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。 题型03 铝及其重要化合物 知识积累 三、铝及其化合物 1、铝的化学性质 （1）铝的氧化反应 ▲A1与O2反应，发出耀眼的白光，生成Al2O3：4Al+3O22Al2O3 ▲铝的钝化：铝在冷的浓硝酸和浓硫酸中发生钝化现象。 （2）铝与其他非金属单质反应 （5）铝热反应：2Al+Fe2O3Al2O3 +2Fe；Al+Cr2O32Cr+Al2O3 【归纳】(1)铝粉与氧化铁的混合物叫做铝热剂。 (2)V2O5、Cr203、Mn02能发生与氧化铁相似的铝热反应。 (3)工业上常利用铝热反应冶炼某些难熔的金属。 （6）铝与热水反应：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ 白色胶状沉淀 （7）铝与盐酸、稀硫酸反应=H2↑ （8）铝与碱反应： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 3、Al(OH)3的弱酸性和弱碱性 （1）Al(OH)3能跟强酸和强碱溶液反应，具有两性。 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O （2）Al(OH)3溶于强酸强碱，而不溶于弱酸弱碱，所以在反应中可把Al(0H)3认为是一元弱酸或三元弱碱。 【归纳】A12O3也具有两性，既能和强酸、强碱反应，但不能和弱酸、弱碱反应。具体反应如下： Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 【典例3】下列离子方程式中，正确的是 A．铝粉投入NaOH溶液中：2Al + 2OH−= 2[Al(OH)4]− + H2↑ B．Al与稀盐酸反应：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ C．过氧化钠与水反应：Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH− + O2↑ D．铁粉溶于稀硫酸：Fe + 6H+ = Fe3+ + 3H2↑ 【答案】B 【解析】A．铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气：2Al + 2OH−+6H2O= 2[Al(OH)4]− + 3H2↑，A错误； B．Al与稀盐酸反应生成氯化铝与氢气，离子方程式正确，B正确； C．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH− + O2↑，C错误； D．铁粉溶于稀硫酸生成硫酸亚铁和氢气：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑，D错误； 故选B。 【变式3-1】下列解释事实的方程式正确的是 A．硫酸铜溶液中加少量的铁粉： B．用氨水吸收烟气中的二氧化硫： C．把金属钠放入冷水中产生气体： D．用氢氧化钠溶液可以溶解氢氧化铝固体：Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- 【答案】D 【解析】A．铁与硫酸铜反应生成亚铁离子和铜，离子方程式为：Cu2++Fe=Fe2++Cu，故A错误； B．一水合氨是弱电解质，不能拆，用氨水吸收烟气中少量二氧化硫离子方程式为：SO2+2NH3•H2O=，故B错误； C．把金属钠放入冷水中产生氢气，离子方程式为：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑，故C错误； D．氢氧化钠与氢氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-，故D正确； 答案选D。 【变式3-2】在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C． D．NaOH溶液溶液 【答案】B 【解析】A．CO高温条件下还原氧化铁生成铁，铁和盐酸生成氯化亚铁而非氯化铁，A不符合题意； B．钠和氧气加热生成过氧化钠，过氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，B符合题意； C．铝和氧气加热生成氧化铝，氧化铝和水不反应、不能生成氢氧化铝，C不符合题意； D．氢氧化钠和过量二氧化碳生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和氢氧化钠生成碳酸钠而不是二氧化碳，D不符合题意； 故选B。 【变式3-3】利用硫铁矿烧渣(主要成分为、FeO、等)和粉煤灰(主要成分为、、FeO等)，制备高效水处理剂聚合硫酸铁铝的流程如下： (已知：不与溶液反应) (1)“酸溶Ⅰ”得到的溶液中所含的金属正离子主要有 。 (2)其中“氧化”这步涉及离子方程式是 ，选择作为氧化剂的优点有 。(至少写两点) (3)“碱溶”时，发生反应的化学方程式为 。“沉淀”时通入足量生成沉淀的离子方程式为 。 (4)在流程中可以循环利用的是 (填“滤渣Ⅰ”或“滤渣Ⅱ”)。 (5)向、FeO的固体混合物中，加入足量溶液，充分反应后，再加入足量铜粉，充分搅拌，得到的溶液中离子浓度比为，则固体混合物中为 。 【答案】(1)、 (2) 产物为水，无污染，不引入新杂质 (3) (4)滤渣Ⅱ (5)2：1 【解析】（1）“酸溶Ⅰ”、FeO和硫酸反应，得到的溶液中所含的金属阳离子主要有、； （2）滤液中加双氧水把Fe2+氧化为Fe3+，“氧化”这步涉及离子方程式是，双氧水是绿色氧化剂，还原产物为水，作为氧化剂的优点有产物为水，无污染，不引入新杂质。 （3）“碱溶”时，和氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，发生反应的化学方程式为。偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，“沉淀”时通入足量生成沉淀的离子方程式为为。 （4）滤渣Ⅱ是、FeO；、FeO可以循环到“酸溶Ⅰ”中利用，在流程中可以循环利用的是滤渣Ⅱ。 （5）根据反应过程得关系式~2Fe3+~Cu2+，得到的溶液中离子浓度比为，设Cu2+的物质的量为2mol、Fe2+的物质的量为7mol，则的物质的量为2mol，根据铁元素守恒，FeO的物质的量为7mol-2mol×3=1mol，则固体混合物中为2:1。 题型04 钠及其重要化合物 知识积累 1、 钠 1．金属的物理通性有哪些？ （1）金属在常温下的状态 除汞是液体外，其他在常温下是固体。 （2）金属的颜色、光泽 绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。 （3）良好的导电、导热性。 （4）延展性 延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。 2．化学通性有哪些？ （1）化合态金属元素只有正化合价 （2）金属单质易失电子，表现还原性 （3）易与氧气反应，得到氧化物 （4）活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气 （5）与盐反应，置换出活动性弱的金属单质 3.金属钠的性质有哪些？ （1）物理性质有哪些？ 钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★ （2） 化学性质有哪些？ ①很活泼，常温下：4Na + O2＝2Na2O ★（新切开的钠放在空气中容易变暗） ②加热条件下：2Na+O2 Na2O2 ★（先熔化成小球，后燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。） 钠在空气中的变化过程：Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O（结晶）―→Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。 ③钠与水的反应与H2O反应 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ ★离子方程式：2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平） 实验现象 分析与结论 浮在水面上 钠的密度比水小 熔成小球 反应放热，且钠的熔点低 四处游动 有气体生成，推动小球迅速游动 发出嘶嘶的响声 有气体生成，反应剧烈 加入酚酞溶液由无色变红色 生成碱性物质生成 知识拓展： a：将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质？ 不能，2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 实验现象：钠熔成小球，在液面上四处游动，有蓝色沉淀生成，有气泡放出 K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应 b：将钠放入盐酸中，钠将先和H2O反应，还是先和HCl反应？ 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 一般规律： 钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。但当钠与其它盐溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！ （3）钠的保存方法是什么？ ①钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在煤油或石蜡中。 ②钠着火的处理？用干燥的砂土扑灭 3、钠的存在：以化合态存在。 4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。 5、工业制钠：电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 2.钠的化合物 (1)氧化物 Na2O Na2O2 色态 白色固体 淡黄色固体 物质种类 碱性氧化物 过氧化物 氧元素价态 －2 －1 生成条件 4Na+O2==2Na2O 2Na+O2Na2O2 与水反应 Na2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑★ 与酸性氧化物反应 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2★ 与酸反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O 稳定性 不稳定 2Na2O+O22Na2O2 稳定 提示：a、Na2O2与H2O的离子反应方程式：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑ 实质：Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 实验现象：产生气泡，试管壁发烫，溶液(滴加酚酞)先变红，后褪色 与H2O、CO2的反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，是过氧化物 b、Na2O2的用途：做漂白剂 （强氧化性漂白），呼吸面具或潜艇中的供氧剂。 （2）Na2CO3和NaHCO3 ①碳酸钠和碳酸氢钠性质比较 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 苏打、纯碱 小苏打 色、态 白色粉末 白色细小晶体 用途 洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业 发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用） 溶解度大小 溶解度：Na2CO3 ＞NaHCO3 水溶液碱性 碱性（同浓度）：Na2CO3＞NaHCO3 与酸反应方程式 NaHCO3比Na2CO3快 CO32- ＋ 2H＋= H2O+CO2↑ Na2CO3 + 2HCl ==2NaCl + CO2 ↑ + H2O HCO3- ＋ H＋= H2O +CO2↑ NaHCO3 + HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O 热稳定性 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 与CaCl2反应 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl（白色沉淀） NaHCO3+CaCl2不反应 与澄清石灰水反应 Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH CO32- + Ca2+ = CaCO3↓ 有白色沉淀生成（量不同产物不同） ②注意：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。 Na2CO3 + HCl =NaCl + NaHCO3（无气泡产生） NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑ + H2O（有气泡） ③Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水 例如：NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- = CO32- + H2O ④Na2CO3与NaHCO3的相互转化： a、CO2+H2O Na2CO3 NaHCO3 b、固体加热c、氢氧化钠溶液 a、Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3 CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3- b、2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑ c、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- = CO32- + H2O ⑤如何区别Na2CO3和NaHCO3? a、加热 加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3 b、滴入CaCl2或BaCl2溶液 产生白色沉淀的是Na2CO3 c、逐滴滴入稀盐酸 反应较剧烈的是NaHCO3 3.焰色试验的概念和实验步骤是什么？ （1）概念： 金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫焰色试验。 （2）焰色反应是物理变化，反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。 （3）钠的焰色是黄色，钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。 （4）实验步骤 ①将铂丝（或光洁无锈的铁丝）用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同； ②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧，观察火焰颜色； ③用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧至火焰无色后，再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。 【典例4】下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中，所用试剂或操作不正确的是 A．溶液()：通入过量的CO2 B．Cl2(HCl)：将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶 C．Fe(Al)：加入稀盐酸再过滤 D．固体()：加热 【答案】C 【解析】A．与二氧化碳、水反应生成，故向溶液中通入过量的CO2可除去，A正确； B．HCl能溶于饱和食盐水而Cl2在其中溶解度很低，故将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶可除去Cl2中的HCl，B正确； C．铁和铝均与稀盐酸反应，铁与氢氧化钠溶液不反应而铝反应，应选用氢氧化钠溶液再过滤，C错误； D．受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，可用加热法除去固体中的，D正确； 故选C。 【变式4-1】连二亚硫酸钠俗称保险粉，造纸工业中用作漂白剂，可将部分有色物质还原为无色物质，提高纸浆白度。实验室利用进行制备，总反应为，装置如图所示： 已知：与性质相似。下列有关制备实验的说法中正确的是 A．实验室利用亚硫酸钠制备时，应选择浓硫酸 B．单向阀的作用只让气体单向通过并防倒吸 C．为了提高转化为的效率，应滴加过量的18%的NaOH溶液 D．装置中也可用苯代替 【答案】B 【解析】A．因为硫酸浓度太稀，生成的SO2溶于水中，如果硫酸浓度太大，浓硫酸电离出的H+太少，很难与Na2SO3固体反应，所以应用70%的浓硫酸，A错误； B．单向阀可以控制气体单向流动，由于二氧化硫能溶于水，所以单向阀可以起到防倒吸的作用，B正确； C．加入的NaOH过多，会导致Zn和Zn(OH)2沉淀与NaOH反应生成，难分离，因此NaOH的量不宜过大，C错误； D．苯的密度比水小，在水的上层，不能起到防倒吸的作用，D错误； 故选B。 【变式4-2】某项目学习小组对实验室制取二氧化碳后过滤所得的废液进行探究。取100g该废液，逐滴加入碳酸钠溶液，测得产生沉淀的质量如图所示，请回答： (1)由图可知，废液呈 性，可用 测定其pH。 (2)充分反应后生成碳酸钙的质量为 g。 (3)废液中氯化钙的质量分数为 。 (4)用氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙都可将该废液中的盐酸除去，获得氯化钙溶液，比较处理等质量的该废液，需这三种物质的质量由小到大的顺序为 (用物质名称填空)。 【答案】(1) 酸 pH试纸（或pH计） (2)10 (3)11.1% (4)氧化钙<氢氧化钙<碳酸钙 【解析】（1）实验室制取CO2发生反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，过滤后所得废液中一定含有CaCl2，可能含有HCl。向废液中加入Na2CO3溶液，一开始没有沉淀产生，说明废液中含有HCl，HCl反应完后，Na2CO3与CaCl2反应，有沉淀产生。故废液呈酸性，可用pH试纸或pH计测定其pH。 答案为酸；pH试纸（或pH计）。 （2）CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀和NaCl，加入Na2CO3溶液100g时，沉淀质量不再增大，结合图示，说明充分反应后生成CaCO3的质量为10g。 答案为10。 （3）加入Na2CO3溶液生成沉淀的反应为Na2CO3＋CaCl2=CaCO3↓＋2NaCl，可得关系式CaCO3～CaCl2，根据图示，生成CaCO3的质量为10g，则，得m(CaCl2)=11.1g，废液中氯化钙的质量分数为。 答案为11.1%。 （4）氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙与盐酸反应，化学方程式分别为CaO＋2HCl=CaCl2＋H2O、Ca(OH)2＋2HCl=CaCl2＋2H2O、CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O。设废液中含有HCl的质量为73 g，则处理该废液需要CaO 56 g、Ca(OH)2   74g、CaCO3 100g，即需要这三种物质的质量由小到大的顺序为氧化钙<氢氧化钙<碳酸钙。 答案为氧化钙<氢氧化钙<碳酸钙。 题型05 化学反应及热能的相互转换 知识积累 一、化学能与热能的相互转化 如图，我们知道有些燃烧反应能够释放出热能，那么其它反应的吸热和放热由什么决定的？请完成下列知识点： 1．吸热反应和放热反应 (1)定义 吸热反应：吸收热量的化学反应； 放热反应：放出热量的化学反应。 (2)实验探究[实验6－1][实验6－2] ①镁和稀盐酸的反应 实验现象 有气泡产生；用温度计测量，水银柱上升 离子反应 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 实验结论 活泼金属与酸反应是放热反应 ②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应 实验现象 闻到刺激性气味，烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状 化学反应 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 实验结论 该反应是吸热反应 常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C和CO2、C和H2O的反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属与酸或水的反应，燃烧反应，爆炸反应等。 【典例5】下列反应的能量变化与图示不相符的是 化学反应与能量变化的关系示意图 A．天然气燃烧 B．铝与稀硫酸反应 C．盐酸与氢氧化钠溶液反应 D．与固体反应 【答案】D 【解析】A．燃烧反应属于放热反应，即天然气燃烧放出热量，A不符合题意； B．活泼金属与酸的反应属于放热反应，即铝与稀硫酸反应放出热量，B不符合题意； C．酸碱中和反应属于放热反应，即盐酸与氢氧化钠溶液反应放出热量，C不符合题意； D．与固体的反应属于吸热反应，D符合题意； 故选D。 【变式5-1】如图是用化学电源使灯发光的装置。下列说法错误的是 A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 【答案】C 【解析】A．铜锌原电池中，作正极，溶液中的氢离子在正极上得电子生成氢气，所以上有气泡生成，故A正确； B．原电池中化学能转化为电能，灯发光时，电能转化为光能，故B正确； C．柠檬汁显酸性也能作电解质溶液，所以将稀硫酸换成柠檬汁，仍然构成原电池，所以导线中有电子流动，故C错误； D．金属性比弱，作正极，所以电路中的电流方向不变，仍然由流向负极，故D正确； 故选C。 【变式5-2】下列反应中，属于放热反应的是 A．碳酸钙高温分解的反应 B．与氯化铵的反应 C．镁与稀硫酸的反应 D．灼热的炭与二氧化碳的反应 【答案】C 【解析】A．碳酸钙高温分解是吸热反应，A错误； B．与氯化铵的反应是吸热反应，B错误； C．镁与稀硫酸的反应属于金属与酸反应，是常见的放热反应，C正确； D．灼热的碳和二氧化碳的反应是吸热反应，D错误； 故选C。 【变式5-3】人类生产生活离不开电能的使用。下列电能是由化学能转化而来的是 A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．太阳能发电 【答案】A 【解析】A．火力发电是利用了煤燃烧放出的热量，属于化学变化，是将化学能转化成电能，是利用化学反应产生电能，A符合题意； B．水力发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，B不符合题意； C．风力发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，C不符合题意； D．太阳能发电的过程中没有新物质生成，属于物理变化，不是利用化学反应获得电能，D不符合题意； 故选A。 题型06 化学键与化学反应中能量变化的关系 知识积累 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 如图是氢气与氯气反应的过程示意图，结合本图，完成下列知识点： 1．化学反应中能量变化的原因 　可以用键能计算反应类型 E1>E2，反应吸收能量；E1<E2，反应释放能量。 2．决定化学反应中能量变化的因素 反应物总能量大于生成物总能量，反应放热； 反应物总能量小于生成物总能量，反应吸热。 3．化学反应中能量转化的形式 (1)化学反应的能量变化还可以看做是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程。 (2)化学反应的能量变化也可以看做是热能、电能或光能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 4．从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化 化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。 (1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。 (2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。 5．从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化 一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表： 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 ①金属与水或酸的反应；②金属氧化物与水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸与碱的中和反应；⑤大部分化合反应 ①大部分分解反应； ②Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 ③高温下焦炭与水的反应 【典例6】先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气，化学反应原理是，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．形成键放出能量 B．断开键放出能量 C．反应物的总能量小于生成物的总能量 D．转变成的过程是一个吸收能量的过程 【答案】A 【解析】A．化学键的形成需要释放能量，因此形成H—H键放出能量，A正确； B．化学键的断裂需要吸收能量，因此断开键吸收能量，B错误； C．根据能量变化示意图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，C错误； D．根据能量变化示意图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，因此转化生成的反应属于放热反应，即该过程是一个放出能量的过程，D错误； 答案选A。 【变式6-1】能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A．铅蓄电池工作时，通过发生氧化还原反应产生电能，是将化学能转化为电能，A符合题意； B．氧炔焰焊接金属时，利用乙炔在氧气中燃烧产生的高温将金属熔化，则将化学能转化为热能，B不符合题意； C．硅太阳能电池是将太阳能(或光能)转化为电能，C不符合题意； D．太阳能热水器是将太阳能转化为热能，D不符合题意； 故选A。 【变式6-2】电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是 A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．火力发电中的能量转化，热能转化为机械能是关键 D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 【答案】B 【解析】A．火力发电能量转化主线为：化学能→热能→机械能→电能，是化学能间接转化为电能，A错误； B．火力发电的主要燃料是煤，在烧煤过程中，会产生大量CO2和SO2，可导致温室效应及酸雨，B正确； C．火力发电的关键是燃烧，C错误； D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是不可再生能源，D错误； 答案选B。 题型07 化学能与电能的相互转化 知识积累 三、化学能转化为电能 如图是电能的来源，哪些是化学能转化为电能呢？请完成下列知识点： 1．燃煤发电的能量转化 (1)过程：化学能热能机械能电能 (2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。 2．原电池 (1)实验[实验6－3] 实验装置 注意图中电子与离子流向 实验现象 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 电流表：指针偏转 结论 有电流产生，装置中化学能转化为电能 (2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置。 (3)铜锌原电池工作原理： 电极材料 电子转移 电极反应式 反应类型 Zn 失电子 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 Cu 得电子 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 电池总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 (5)构成原电池的条件 理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。必须自发 ①两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电 的非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路。 四、常见化学电源 如图是常用的化学电源，请完成下列知识点，以对它们有所了解： 1．干电池 干电池是一种一次性电池，放电后不能再充电。 2．充电电池 充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池　②镍氢电池　③锂离子电池 3．燃料电池 (1)原理：利用原电池工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。 (2)与其他电池的区别：反应物由外设装备提供燃料和氧化剂。,微判断 【典例7】普通铜锌原电池的结构如图所示。下列有关铜锌原电池的描述正确的是 A．铜片作负极 B．发生氧化反应 C．锌片质量减少 D．电子流向：铜片→电流表→锌片 【答案】C 【解析】A．根据分析，Zn作负极，A错误； B．正极发生还原反应：，B错误； C．Zn作负极，发生氧化反应：，锌片质量减少，C正确； D．电子从负极经导线移向正极，D错误； 答案选C。 【变式7-1】把化学能转化为电能的装置叫做原电池。 (1)装置①、②、③、④中能组成原电池的装置为 (填序号)。 (2)装置④中，正极材料是 ；负极的电极反应式为 ；电池工作时，总反应的离子方程式为 ；烧杯中向 电极移动(填“Cu”或“Ag”)；导线中电子的流动方向为 (填“Cu到Ag”或“Ag到Cu”)。 【答案】(1)②④ (2) Ag Cu-2e-=Cu2+ Cu+2 Ag+= Cu2++ 2Ag Cu Cu到 Ag 【解析】（1）根据原电池的构成条件分析，原电池的构成条件是：①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原反应；装置①中，酒精是非电解质，不能构成原电池，③中是断路，不能形成闭合回路，不能组成原电池，能组成原电池的是装置②④，故答案为：②④； （2）装置④中，金属铜可以和硝酸银之间发生反应，构成原电池，金属铜是负极，发生失电子的氧化应：Cu-2e-=Cu2+，正极是金属银，电极上是银离子得电子的还原反应，电池工作时，总反应的离子方程式为：Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+，烧杯中移向负极，即向着Cu电极移动，电子从负极流向正极，即Cu到Ag，故答案为：Ag；Cu-2e-=Cu2+；Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+；Cu；Cu到Ag； 【变式7-2】利用反应：设计原电池，要求画出电池装置图，标明电极材料，并写出电极反应式。 。 【答案】电池装置图为：，负极()反应式：、正极()反应式： 【解析】 反应：中铜元素化合价升高被氧化，发生氧化反应，银元素化合价降低，硝酸银被还原，原电池负极发生氧化反应、正极发生还原反应，则利用该反应设计的原电池负极反应式为Cu-2e-=Cu2+，负极材料为Cu，正极反应式为2Ag++2e-=2Ag，正极材料要能导电且活泼性比铜弱，如Ag等，电池装置图为：。 【变式7-3】锌与稀硫酸反应制取时，向溶液中滴入几滴溶液的目的是什么？ 。 【答案】加快反应速率；原因是置换出铜，附着在锌片上形成原电池而加快反应速率。 【解析】锌与稀硫酸反应制取时，向溶液中滴入几滴溶液，可以置换出铜，铜附着在锌片上，与稀硫酸溶液形成原电池而加快反应速率。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第5章 金属及其化合物 题型01 金属的物理及化学性质 题型02 铁及其重要化合物 题型03 铝及其重要化合物 题型04 钠及其重要化合物 题型05 化学反应及热能的相互转换 题型06 化学键与化学反应中能量变化的关系 题型07 化学能与电能的相互转化 题型01 金属的物理及化学性质 知识积累 1、 金属的通性 （1）在常温下，除汞是液体以外，其余金属都是固体。 （2）除金、铜、铋等少数金属具有特殊的颜色外，大多数金属呈银白色。但当金属处于粉末状态时，常显不同的颜色。 （3）金属都是不透明的，金属表面一般都有光泽，黄金、白银、铂金等饰品就是利用了这一性质。 （4）金属的密度、硬度、熔点等性质的差别很大。 （5）金属具有导电性。 （6）金属具有导热性。 （7）金属具有良好的延展性。 【典例1】我国自主研发的新一代动车组在京沪高铁上跑出过486.1公里的世界列车最高时速，全路铺设优质平滑的超长钢轨。下列有关说法错误的是 A．制造钢轨的材料是钢，钢是用量较多的合金 B．钢的熔点比铁的熔点高 C．我国在商代就开始使用铜合金 D．合金的强度、硬度一般比组成合金各成分金属的大 【变式1-1】我校学生对教材中的实验进行了不同的实验创新，将U形管广泛应用在实验中。请你参与回答相关问题。 实验一： 探究分子运动 实验二： 探究气体制取 实验三： 探究金属活动性 探究四： 综合探究实验 (1)实验一：观察到的现象是 。 (2)实验二：该装置可控制反应的发生和停止，实验时停止反应可通过 (填操作)完成。 (3)实验三：金属表面的颜色变化能证明金属活动性。要得到金属活动性Fe>Ag的结论，还可以将硫酸铜溶液换成 (填药品名称)。 (4)实验四：该装置可探究得出燃烧的 (填“1”“2”或“3”)个条件；使用足量的白磷，该装置还可以探究的实验是 。 【变式1-2】Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐。回答下列问题： (1)第一组同学配制500mL0.1mol/LNa2CO3溶液 ①称取Na2CO3固体的质量为 g。 ②配制溶液时，进行如下操作，正确的操作顺序是 (填标号)。 C→_______→_______→_______→A→E 需要的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、 。 ③配制过程中，下列操作会造成结果偏低的有 (填标号)。 A．容量瓶洗净后未干燥就进行实验   B．称量Na2CO3固体时，将砝码和药品的位置颠倒 C．在烧杯中溶解搅拌时，溅出少量溶液    D．定容时俯视刻度线 (2)第二组同学进行了如图的4组实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与酸反应的差异。 已知：+H+=；+H+=H2O+CO2↑ 其中可以鉴别Na2CO3和NaHCO3的实验组合是_______ (填字母序号)。 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ (3)第三组同学比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性。利用如图实验比较两物质的稳定性，则甲的化学式为 ，能证明二者稳定性差异的实验现象为 。 题型02 铁及其重要化合物 知识积累 二、铁及其化合物 1、铁的化学性质 (1)铁在一定条件下能跟非金属反应： 铁与氧化性不同的物质反应，生成铁的价态也不同。如与C12反应生成价铁的化合物，与S反应生价铁的化合物。 (2)与盐酸、稀硫酸的置换=H2↑ (3)与强氧化性酸反应 ①铁的钝化：铁在浓H2SO4、浓HNO3中，表面会形成一层致密的氧化膜，发生钝化现象。 ②Fe与稀HNO3的反应： Fe+4HNO3(稀) =3Fe+8HNO3(稀) =(4)与水反应： 3Fe+4H2O【注意】铁在浓硫酸、浓硝酸中不钝化=（铁过量），(铁少量) (5)与盐溶液反应=置换活动顺序的金属 2、铁的重要化合物 （1）铁的氧化物 【注意】铁是变价金属。铁能失去最外层2个电子，也能失去次外层1个电子。因此铁通常显+2价和+3价，且更稳定。 3、铁的氢氧化物 【注意】制备Fe(OH)2时，需注意以下问题： ①Fe2+必须是新制的并放入铁粉以防Fe2+被氧化成Fe3+； ②除去溶液中溶解的O2，其方法是加热NaOH溶液； ③滴管末端插入试管内的液面以下； ④必要时可在液面上加植物油或苯进行液封。 4、铁盐和亚铁盐 (1) Fe2+和 Fe3+比较 (2) “铁三角”的转化关系 (3) Fe2+和 Fe3+的检验 ▲Fe3+的检验 ①滴加KSCN(或NH4SCN)无色溶液，溶液变成。 Fe3++3SCN-=Fe (SCN)3 ②滴加NaOH溶液，产生。 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓(红褐色) ▲Fe2+的检验 ①先滴加，现象，再加入，溶液立即变成。 2 Fe2++C12—2 Fe3++2C1- Fe3++3SCN-=Fe (SCN)3 ②滴加NaOH溶液，先产生沉淀，随后沉淀迅速变为，最后变为。 Fe2++20H-=Fe(OH)2↓(白色) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(红褐色) 【典例2】某实验室制备柠檬酸铁的流程如下： 已知：柠檬酸亚铁微溶于冷水，易溶于热水。下列说法不正确的是 A．步骤①的滤液中可回收 B．步骤③制备柠檬酸铁时，的作用是氧化剂 C．可用KSCN溶液检验步骤③中柠檬酸亚铁是否反应完全 D．步骤③控制温度既利于柠檬酸亚铁溶解，又避免温度过高造成分解 【变式2-1】计算题(写计算过程) I．把11.5g Na放入水中反应，得到500mL溶液。计算： (1)Na的物质的量 。 (2)反应后所得溶液中溶质的物质的量浓度 。 (3)反应生成气体的体积 (标准状况)。 II．11.0g铁铝混合物与足量的盐酸反应，生成标准状况下的H2 8.96L，求： (4)混合物中Fe与Al的物质的量之比 。 (5)混合物中Fe的质量分数 。(保留小数点后三位) 【变式2-2】I．某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验，并对产物组成进行探究(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。请回答下列问题： (1)装置A的作用是 。 (2)硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为 。 (3)实验中先点燃酒精灯a，再点燃酒精喷灯，目的是 。 (4)装置E中的现象是 。 II．如图： (5)检验A溶液中金属阳离子常用的试剂是 。 (6)写出上述过程中A→B的离子方程式 。 (7)写出B溶液加入氯水的离子方程式 。 (8)描述C暴露在空气中的颜色变化 ，写出相关的化学方程式 。 题型03 铝及其重要化合物 知识积累 三、铝及其化合物 1、铝的化学性质 （1）铝的氧化反应 ▲A1与O2反应，发出耀眼的白光，生成Al2O3：4Al+3O22Al2O3 ▲铝的钝化：铝在中发生钝化现象。 （2）铝与其他非金属单质反应 （5）铝热反应：2Al+Fe2O3；Al+Cr2O3【归纳】(1)铝粉与氧化铁的混合物叫做铝热剂。 (2)V2O5、Cr203、Mn02能发生与氧化铁相似的铝热反应。 (3)工业上常利用铝热反应冶炼某些的金属。 （6）铝与热水反应：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2↑ 沉淀 （7）铝与盐酸、稀硫酸反应=H2↑ （8）铝与碱反应： 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 3、Al(OH)3的弱酸性和弱碱性 （1）Al(OH)3能跟强酸和强碱溶液反应，具有两性。 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O （2）Al(OH)3溶于强酸强碱，而不溶于弱酸弱碱，所以在反应中可把Al(0H)3认为是一元弱酸或三元弱碱。 【归纳】A12O3也具有两性，既能和强酸、强碱反应，但不能和弱酸、弱碱反应。具体反应如下： Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O 【典例3】下列离子方程式中，正确的是 A．铝粉投入NaOH溶液中：2Al + 2OH−= 2[Al(OH)4]− + H2↑ B．Al与稀盐酸反应：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑ C．过氧化钠与水反应：Na2O2 + H2O = 2Na+ + 2OH− + O2↑ D．铁粉溶于稀硫酸：Fe + 6H+ = Fe3+ + 3H2↑ 【变式3-1】下列解释事实的方程式正确的是 A．硫酸铜溶液中加少量的铁粉： B．用氨水吸收烟气中的二氧化硫： C．把金属钠放入冷水中产生气体： D．用氢氧化钠溶液可以溶解氢氧化铝固体：Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]- 【变式3-2】在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C． D．NaOH溶液溶液 【变式3-3】利用硫铁矿烧渣(主要成分为、FeO、等)和粉煤灰(主要成分为、、FeO等)，制备高效水处理剂聚合硫酸铁铝的流程如下： (已知：不与溶液反应) (1)“酸溶Ⅰ”得到的溶液中所含的金属正离子主要有 。 (2)其中“氧化”这步涉及离子方程式是 ，选择作为氧化剂的优点有 。(至少写两点) (3)“碱溶”时，发生反应的化学方程式为 。“沉淀”时通入足量生成沉淀的离子方程式为 。 (4)在流程中可以循环利用的是 (填“滤渣Ⅰ”或“滤渣Ⅱ”)。 (5)向、FeO的固体混合物中，加入足量溶液，充分反应后，再加入足量铜粉，充分搅拌，得到的溶液中离子浓度比为，则固体混合物中为 。 题型04 钠及其重要化合物 知识积累 1、 钠 1．金属的物理通性有哪些？ （1）金属在常温下的状态 除汞是液体外，其他在常温下是固体。 （2）金属的颜色、光泽 绝大多数金属都是银白色，具有金属光泽，少数金属是特殊颜色如铜是紫红色，金是金黄色。 （3）良好的导电、导热性。 （4）延展性 延性：拉成细丝的性质。展性：压成薄片的性质。 2．化学通性有哪些？ （1）化合态金属元素只有正化合价 （2）金属单质易失电子，表现还原性 （3）易与氧气反应，得到氧化物 （4）活动性排在氢前的金属元素与酸反应得到盐和氢气 （5）与盐反应，置换出活动性弱的金属单质 3.金属钠的性质有哪些？ （1）物理性质有哪些？ 钠银白色、质软、熔点低、密度比水的小但比煤油的大。★ （2） 化学性质有哪些？ ①很活泼，常温下：4Na + O2＝2Na2O ★（新切开的钠放在空气中容易变暗） ②加热条件下：2Na+O2 Na2O2 ★（先熔化成小球，后燃烧产生黄色火焰，生成淡黄色固体Na2O2。） 钠在空气中的变化过程：Na―→Na2O―→NaOH―→Na2CO3·10H2O（结晶）―→Na2CO3（风化），最终得到是一种白色粉末。一小块钠置露在空气中的现象：银白色的钠很快变暗（生成Na2O），跟着变成白色固体(NaOH)，然后在固体表面出现小液滴（NaOH易潮解），最终变成白色粉未（最终产物是Na2CO3）。 ③钠与水的反应与H2O反应 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑ ★离子方程式：2Na＋＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑（注意配平） 实验现象 分析与结论 浮在水面上 钠的密度比水小 熔成小球 反应放热，且钠的熔点低 四处游动 有气体生成，推动小球迅速游动 发出嘶嘶的响声 有气体生成，反应剧烈 加入酚酞溶液由无色变红色 生成碱性物质生成 知识拓展： a：将钠放入硫酸铜溶液中，能否置换出铜单质？ 不能，2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2↓ + Na2SO4 实验现象：钠熔成小球，在液面上四处游动，有蓝色沉淀生成，有气泡放出 K、Ca、Na三种单质与盐溶液反应时，先与水反应生成相应的碱，碱再和盐溶液反应 b：将钠放入盐酸中，钠将先和H2O反应，还是先和HCl反应？ 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 一般规律： 钠与酸溶液反应时，钠直接与溶液中的酸反应，酸不足量则钠先与酸反应再与水反应。但当钠与其它盐溶液反应时，一般是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后再看生成的氢氧化钠是否与原溶液中的溶质反应！ （3）钠的保存方法是什么？ ①钠必须保存在隔绝空气环境中，实验室将钠保存在煤油或石蜡中。 ②钠着火的处理？用干燥的砂土扑灭 3、钠的存在：以化合态存在。 4、钠的保存：保存在煤油或石蜡中。 5、工业制钠：电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑ 2.钠的化合物 (1)氧化物 Na2O Na2O2 色态 白色固体 淡黄色固体 物质种类 碱性氧化物 过氧化物 氧元素价态 －2 －1 生成条件 4Na+O2==2Na2O 2Na+O2Na2O2 与水反应 Na2O+H2O==2NaOH 2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2 ↑★ 与酸性氧化物反应 Na2O+CO2=Na2CO3 2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2★ 与酸反应 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O 稳定性 不稳定 2Na2O+O22Na2O2 稳定 提示：a、Na2O2与H2O的离子反应方程式：2Na2O2 + 2H2O = 4Na+ + 4OH- + O2↑ 实质：Na2O2 + 2H2O = 2NaOH + H2O2 2H2O2 = 2H2O + O2↑ 实验现象：产生气泡，试管壁发烫，溶液(滴加酚酞)先变红，后褪色 与H2O、CO2的反应，Na2O2既是氧化剂又是还原剂，是过氧化物 b、Na2O2的用途：做漂白剂 （强氧化性漂白），呼吸面具或潜艇中的供氧剂。 （2）Na2CO3和NaHCO3 ①碳酸钠和碳酸氢钠性质比较 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 苏打、纯碱 小苏打 色、态 白色粉末 白色细小晶体 用途 洗涤剂，玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业 发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多（有胃溃疡时不能用） 溶解度大小 溶解度：Na2CO3 ＞NaHCO3 水溶液碱性 碱性（同浓度）：Na2CO3＞NaHCO3 与酸反应方程式 NaHCO3比Na2CO3快 CO32- ＋ 2H＋= H2O+CO2↑ Na2CO3 + 2HCl ==2NaCl + CO2 ↑ + H2O HCO3- ＋ H＋= H2O +CO2↑ NaHCO3 + HCl ==NaCl + CO2↑ + H2O 热稳定性 热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3 2NaHCO3 Na2CO3＋H2O＋CO2↑ 与CaCl2反应 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl（白色沉淀） NaHCO3+CaCl2不反应 与澄清石灰水反应 Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + 2NaOH CO32- + Ca2+ = CaCO3↓ 有白色沉淀生成（量不同产物不同） ②注意：碳酸钠和碳酸氢钠都易与酸反应，但是碳酸氢钠与酸反应比碳酸钠更剧烈。 Na2CO3 + HCl =NaCl + NaHCO3（无气泡产生） NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2↑ + H2O（有气泡） ③Na2CO3易与Ba2+、Ca2+的碱反应生成碳酸盐沉淀和NaOH NaHCO3能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水 例如：NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- = CO32- + H2O ④Na2CO3与NaHCO3的相互转化： a、CO2+H2O Na2CO3 NaHCO3 b、固体加热c、氢氧化钠溶液 a、Na2CO3 + H2O + CO2 == 2NaHCO3 CO32- + H2O + CO2 = 2HCO3- b、2NaHCO3 Na2CO3 + H2O + CO2↑ c、NaHCO3 + NaOH = Na2CO3 + H2O HCO3- + OH- = CO32- + H2O ⑤如何区别Na2CO3和NaHCO3? a、加热 加热固体，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3 b、滴入CaCl2或BaCl2溶液 产生白色沉淀的是Na2CO3 c、逐滴滴入稀盐酸 反应较剧烈的是NaHCO3 3.焰色试验的概念和实验步骤是什么？ （1）概念： 金属或它们的化合物在灼烧时使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上叫焰色试验。 （2）焰色反应是物理变化，反映的是元素的性质。元素原子发射一定波长的光而产生各种颜色。 （3）钠的焰色是黄色，钾透过蓝色的钴玻璃焰色是紫色。 （4）实验步骤 ①将铂丝（或光洁无锈的铁丝）用稀盐酸洗涤后放在酒精灯外焰上灼烧至火焰颜色与原来相同； ②用铂丝蘸取待测碳酸钠溶液放在外焰上灼烧，观察火焰颜色； ③用盐酸洗净铂丝，在外焰上灼烧至火焰无色后，再蘸取碳酸钾溶液在外焰上灼烧，透过蓝色的钴玻璃观察火焰的颜色。 【典例4】下列除杂的方法(括号里为少量杂质)中，所用试剂或操作不正确的是 A．溶液()：通入过量的CO2 B．Cl2(HCl)：将气体通过盛有饱和食盐水的洗气瓶 C．Fe(Al)：加入稀盐酸再过滤 D．固体()：加热 【变式4-1】连二亚硫酸钠俗称保险粉，造纸工业中用作漂白剂，可将部分有色物质还原为无色物质，提高纸浆白度。实验室利用进行制备，总反应为，装置如图所示： 已知：与性质相似。下列有关制备实验的说法中正确的是 A．实验室利用亚硫酸钠制备时，应选择浓硫酸 B．单向阀的作用只让气体单向通过并防倒吸 C．为了提高转化为的效率，应滴加过量的18%的NaOH溶液 D．装置中也可用苯代替 【变式4-2】某项目学习小组对实验室制取二氧化碳后过滤所得的废液进行探究。取100g该废液，逐滴加入碳酸钠溶液，测得产生沉淀的质量如图所示，请回答： (1)由图可知，废液呈 性，可用 测定其pH。 (2)充分反应后生成碳酸钙的质量为 g。 (3)废液中氯化钙的质量分数为 。 (4)用氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙都可将该废液中的盐酸除去，获得氯化钙溶液，比较处理等质量的该废液，需这三种物质的质量由小到大的顺序为 (用物质名称填空)。 题型05 化学反应及热能的相互转换 知识积累 一、化学能与热能的相互转化 如图，我们知道有些燃烧反应能够释放出热能，那么其它反应的吸热和放热由什么决定的？请完成下列知识点： 1．吸热反应和放热反应 (1)定义 吸热反应：吸收热量的化学反应； 放热反应：放出热量的化学反应。 (2)实验探究[实验6－1][实验6－2] ①镁和稀盐酸的反应 实验现象 有气泡产生；用温度计测量，水银柱上升 离子反应 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 实验结论 活泼金属与酸反应是放热反应 ②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应 实验现象 闻到刺激性气味，烧杯壁发凉；玻璃片和烧杯黏结在一起，混合物呈糊状 化学反应 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 实验结论 该反应是吸热反应 常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C和CO2、C和H2O的反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属与酸或水的反应，燃烧反应，爆炸反应等。 【典例5】下列反应的能量变化与图示不相符的是 化学反应与能量变化的关系示意图 A．天然气燃烧 B．铝与稀硫酸反应 C．盐酸与氢氧化钠溶液反应 D．与固体反应 【变式5-1】如图是用化学电源使灯发光的装置。下列说法错误的是 A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→电能→光能”的转换 C．如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 【变式5-2】下列反应中，属于放热反应的是 A．碳酸钙高温分解的反应 B．与氯化铵的反应 C．镁与稀硫酸的反应 D．灼热的炭与二氧化碳的反应 【变式5-3】人类生产生活离不开电能的使用。下列电能是由化学能转化而来的是 A．火力发电 B．水力发电 C．风力发电 D．太阳能发电 题型06 化学键与化学反应中能量变化的关系 知识积累 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 如图是氢气与氯气反应的过程示意图，结合本图，完成下列知识点： 1．化学反应中能量变化的原因 　可以用键能计算反应类型 E1>E2，反应吸收能量；E1<E2，反应释放能量。 2．决定化学反应中能量变化的因素 反应物总能量大于生成物总能量，反应放热； 反应物总能量小于生成物总能量，反应吸热。 3．化学反应中能量转化的形式 (1)化学反应的能量变化还可以看做是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程。 (2)化学反应的能量变化也可以看做是热能、电能或光能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。 4．从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化 化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。 (1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。 (2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。 5．从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化 一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表： 放热反应 吸热反应 能量变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见实例 ①金属与水或酸的反应；②金属氧化物与水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸与碱的中和反应；⑤大部分化合反应 ①大部分分解反应； ②Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 ③高温下焦炭与水的反应 【典例6】先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度混合气，化学反应原理是，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．形成键放出能量 B．断开键放出能量 C．反应物的总能量小于生成物的总能量 D．转变成的过程是一个吸收能量的过程 【变式6-1】能量变化是化学研究的重要内容之一。下列设备工作时将化学能转化为电能的是               A．铅蓄电池 B．氧炔焰焊接金属 C．硅太阳能电池 D．太阳能热水器 A．A B．B C．C D．D 【变式6-2】电能是国民生产、生活中的重要能源，下图是2015年我国电力生产量的构成图。下列有关火力发电的描述，正确的是 A．火力发电的能量转换形式为化学能直接转化为电能 B．火力发电不但排放出大量温室气体，还可能导致酸雨 C．火力发电中的能量转化，热能转化为机械能是关键 D．火力发电的主要燃料为煤，煤炭是可再生能源 题型07 化学能与电能的相互转化 知识积累 三、化学能转化为电能 如图是电能的来源，哪些是化学能转化为电能呢？请完成下列知识点： 1．燃煤发电的能量转化 (1)过程：化学能热能机械能电能 (2)燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。 2．原电池 (1)实验[实验6－3] 实验装置 注意图中电子与离子流向 实验现象 铜片：有气泡产生 锌片：逐渐溶解 电流表：指针偏转 结论 有电流产生，装置中化学能转化为电能 (2)原电池概念：将化学能转变为电能的装置。 (3)铜锌原电池工作原理： 电极材料 电子转移 电极反应式 反应类型 Zn 失电子 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 Cu 得电子 2H＋＋2e－===H2↑ 还原反应 电池总反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑。 (4)反应本质：原电池反应的本质是氧化还原反应。 (5)构成原电池的条件 理论上，自发的氧化还原反应均可设计成原电池。必须自发 ①两个活泼性不同的金属(或一个为金属，一个为能导电 的非金属)电极。 ②具有电解质溶液。 ③形成闭合回路。 四、常见化学电源 如图是常用的化学电源，请完成下列知识点，以对它们有所了解： 1．干电池 干电池是一种一次性电池，放电后不能再充电。 2．充电电池 充电电池又称为二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态。 ①铅酸蓄电池　②镍氢电池　③锂离子电池 3．燃料电池 (1)原理：利用原电池工作原理将燃料和氧化剂反应所放出的化学能直接转化为电能。 (2)与其他电池的区别：反应物由外设装备提供燃料和氧化剂。,微判断 【典例7】普通铜锌原电池的结构如图所示。下列有关铜锌原电池的描述正确的是 A．铜片作负极 B．发生氧化反应 C．锌片质量减少 D．电子流向：铜片→电流表→锌片 【变式7-1】把化学能转化为电能的装置叫做原电池。 (1)装置①、②、③、④中能组成原电池的装置为 (填序号)。 (2)装置④中，正极材料是 ；负极的电极反应式为 ；电池工作时，总反应的离子方程式为 ；烧杯中向 电极移动(填“Cu”或“Ag”)；导线中电子的流动方向为 (填“Cu到Ag”或“Ag到Cu”)。 【变式7-2】利用反应：设计原电池，要求画出电池装置图，标明电极材料，并写出电极反应式。 。 【变式7-3】锌与稀硫酸反应制取时，向溶液中滴入几滴溶液的目的是什么？ 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$