内容正文:
专题3
金属及其化合物
目
⊙
丝高效复习必备
1.钠及其化合物(山东高考6年1考)
考点
2.铁及其化合物(山东高考6年2考)
3.金属材料开发利用金属矿物(山东高考6年6考)
考查题型:实验探究题、工业流程题。
命题趋势:常出现在复杂流程题中,考查学生的信息提取能力和迁移应用能力,属于元素化合物必考
考情
内容。近年山东高考题命题规律,题干简洁,信息复杂,需要学生在掌握基础知识的同时,快速提取
信息灵活解决实际生产问题
专息内容梳理
考点1钠及其化合物(山东高考6年1考)》
一、钠的性质及应用
1.化学性质
Na*1
易失去1个电子
决定
钠具有强还原性
(1)钠与水反应:本质上是与水中H+反应。
得一密度比水小
熔一反应放热,钠的熔点低
(游一产生气体推动钠球游动
响
反应剧烈,发出“嘶嘶”响声
④一生成了强碱NaOH
(2)钠与酸的反应比与水的反应更剧烈。
(3)与盐反应
①与熔融盐反应:4Na十TiCL4(熔融)一4NaCl+Ti;
②Na十KCI高温NaCI+K+。
Na能够制取K不能说明Na的还原性比K强,因为K的沸点比Na低,使K成为蒸气逸出。
③金属钠与可溶性盐溶液反应
+H,0减少·对溶剂质量的影响
+生成NaOH·与溶质是否反应
加人Na+H,O
液
Na反应
生成H2→对装置的要求
放热→对实验环境的影响或对溶质的溶解度的影响
234
O专题3金属及其化合物
(4)与乙醇反应比水反应缓慢:2Na+2C2HOH→2C2HONa+H2个
2.钠的制取、保存
(1)制取:化学方程式为2NaCI(熔融)通电2Na十C2个。
(2)保存:通常保存在煤油或石蜡油中。
二、钠的氧化物一氧化钠和过氧化钠
1.化学性质的比较
Na2O
Na2O+H2O—2NaOH
水
NazO2
2Na2 O2+2H2O=4NaOH+O2
Na2O
Na2 O+CO2-Na2 CO3
C02
NazO2
2Na2O2+2C02—2Na2C03+O2
Na2O
Na2O+2HCI-2NaCl+H2O
盐酸
NazO2
2Na2 O2+4HCI-4NaCl+2H2O+O2
Na2O
Na2 O+SO2-Naz SOa
S02
NazO2
Na2 O2+SO2-Na2 SO
2.金属钠露置在空气中会发生一系列变化,其过程如下:
银白色金属钠一→表面变暗(Na2O)一→出现白色固体接着表面变稀(NaOH)一→白色块状固
体(Na2CO3·10H2O)→白色粉末状物质(Na2CO3)
三、碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质
Naz CO3
NaHCO3
热稳定性
受热难分解
2NaHCO,-A-NazCO+H:O+CO.
与酸(足量盐酸)反应
Naz CO+2HCI-2NaCl+H2OCOz
NaHCO,+HCI-NaC1+H2O+COz
与碱(如NaOHD溶液反应
不反应
NaHCO3+NaOH=Naz CO+H2O
①Na2CO3-→NaHCO3
向Na2CO3溶液中通入CO2,化学方程式为Na2CO3十H2O+CO2一2 NaHCO3。
相互转化
②NaHCO3→Na2CO3
NaHCO3固体受热分解转化成NazCOg
2.碳酸钠和碳酸氢钠化学性质的应用
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO固体。
②溶液的鉴别可用沉淀法、气体法和测pH法。
a.沉淀法:稀溶液中加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
b.气体法:滴入稀盐酸,立即产生气泡的是NaHCO3溶液。
c.测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
235
讲解
实战高考·化学】
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质)
除杂方法
Naz COa(s)(NaHCO)
加热法
NaHCO (aq)(Na2 CO)
通入足量CO2
Naz CO (aq)(NaHCO3)
滴加适量NaOH溶液
考点2铁及其化合物(山东高考6年2考)
一、铁的单质
Fe;Oa+H2
高温H,0
非氧化性
+2
3
Fe或Fe
非金属⊙酸
Fe2+H2
单质
氧化性
盐溶液
Fe2
二、铁的氧化物
化学式
FeO
FezOg
FesO
俗名
铁红
磁性氧化铁
颜色状态
黑色粉末
红棕色粉末
黑色晶体(有磁性)
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
铁的化合价
+2
+3
+2、+3
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与非氧化性酸反应
FeO+2H+—Fe2++
Fe2O3+6Ht—2Fe3++
Fes O+8H+-Fe2++
的离子方程式
H2O
3H2O
2Fe3++4H2O
注意)FeO和Fe2O3都是碱性氧化物,FeO4不是。
三、铁的氢氧化物
化学式
Fe(OH)2
Fe(OH)3
颜色状态
白色固体
红褐色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+-Fe2++2H2O
Fe(OH)a+3H+-Fe3++3H2O
受热分解
2Fe(OH,△Fe,0,+3H,0
制备方法
反应:Fe2++2OH-Fe(OH)2V
反应:Fe3++3OH-Fe(OH)3V
在空气中,Fe(OH)2能够非常迅速被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,
二者的关系
最后变成红褐色,化学方程式为4Fe(OH)2十O2十2HO一4Fe(OH)3
四、铁盐及亚铁盐
1.亚铁盐
含有Fe2+的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。
236
O专题3金属及其化合物
(1)Fe2+的还原性:Fe+与O2、C2、Br2、HNO3、KMnO4(H+)、H2O2、HClO等氧化剂反应,生
成Fe+。
(2)Fe+的弱氧化性:Fe+与Zn反应的离子方程式为Zn+Fe+一Fe十Zn+。
2.铁盐
(1)含Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+具有较强的氧化性。
Fe+_Fe.Cu.S-SO
→Fe2+
SO2、H2S、HI等
(2)易水解:Fe(OH)3是很弱的碱,且溶度积很小,因而Fe3+极易水解,只能存在于酸性较强的
溶液中。
(3)特性:含有Fe3+的溶液滴加KSCN溶液时变成红色,滴加苯酚溶液变成紫色。
3.其他重要的铁盐及应用
绿矾(FeSO4·7H2O)
用作补血剂及植物补铁剂
高铁酸钾(K2FeO4)
用作水处理剂或制作高能电池
莫尔盐(或摩尔盐)[(NH4)2SO4·FSO4·6H2O]
用于冶金、电镀及织物染剂
赤血盐[K3Fe(CN)6]
用于检验Fe2+
4.Fe2+、Fe3+的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
带液加K心N溶滋广无明昆现象加氧水溶液查红色一Fe
→溶液变红色→Fe3+
(2)用NaOH溶液
溶液加NOH溶液广白色沉淀一→灰绿色一红褐色一F心
.L红褐色沉淀一→Fe+
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验
混合溶液滴加KSCN溶液溶液变红色,说明含有F+
滴加酸性KMnO,溶液紫红色褪去,说明含有Fe2+(C可干扰)。
混合溶液KMnO4溶液
(4)Fe2+的特征检验方法
溶液K[F©CN]溶液产生蓝色沉淀,说明溶液中含有Fe+,有关反应的离子方程式为3Fe+十
2[Fe(CN)6]3-=Fe[Fe(CN)6]2'。
注意)检验Fe+和Fe3+时的注意事项
(I)检验F+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量
的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN)。
(2)Fe3+、Fe+、CI-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(CI能还原酸性KMnO4,有
千扰)。
(3)检验Fe+、Fe3+的其他方法:检验Fe3+也可用苯酚(C6HOH);检验Fe2+最好用
K3[Fe(CN)6]溶液。
237
讲解
实战高考·化学
考点3金属材料
开发利用金属矿物(山东高考6年6考)】
一、铝及其化合物的性质
1.铝单质的相关反应
[AI(OH田+H
02
A,0
④强碱
浓H,S0、浓HNO钝化
非金凤O险
常温氧化性酸
A13+氧化物
单质
③
AC包
⑤fe,0
非氧化性酸
AP+H2
Fe+AL2O3
2.由铝土矿冶炼铝的流程(铝土矿主要成分为Al2O3,含有少量SiO2、F2O3等杂质)。
方案一:碱溶法
残
渣
铝土矿
加NaOH过滤
足量悬
滤
→沉淀:A1(OH田3
C02
过滤
烧较纯的AL,O
浊
一图
液
液
(Ⅱ)加热1000℃
滤液
方案二:酸溶法
加过量NaOH溶液
沉淀
滤液
加热
通C0,气体,并控
加热
A1(O田3
ALO
阁士矿加盐酸
过滤
滤液
制一定的反应条件
过滤、洗涤
沉淀
NaHCO
二、金属资源的开发利用
1.从海水中提取镁的流程
贝壳煅烧ca0水石灰乳
海水或苦卤一MaOHD,过滤浓缩MgC,·6H,0HC汽
盐酸
脱水(△)
MgC,
-Mg
2电解
2.金属冶炼的方法
电
+Na:2NaCl(熔融)
通电
2Na+CL
解
+Mg:MgCL,(熔融)
通电
Mg+CL
法
→A:2AL,0,(熔融)
通电
A1+3021
冰晶
金属单质的还原性减弱,金属离子的氧化性增强
热
高炉炼铁:Fe,0,+3C0
高温2Fe+3C0,
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)CuHg Ag Pt Au
还
电解法
热还原法
热分物理
原
解法方法
法
→焦炭还原制铜:2Cu04C高
:2Cu+CO,t
热
→Hg:2Hg0△
2Hg+021
分
解
法
Ag2Ag0△
4Ag+021
238
O专题3金属及其化合物
3.铝热反应
镁带:为铝热反应的起始反应
提供高温条件,作引发剂
实验装置
氯酸钾:为镁条继续燃烧提供氧气
氧化铁和铝粉的混合物
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反
实验现象
应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中
实验结论
高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程式为2A+F®,O,高温2Fe十AL,O
原理应用
①制取熔点较高、活泼性弱于A1的金属铬、锰、钨等;②金属焊接,如野外焊接钢轨等
三,过渡元素知识补充
1.Cr及其化合物
(I)铬(M)最重要的化合物是K2Cr2O,在水溶液中Cr2O号和CrO存在下列平衡:
2CrO(黄色)+2H+、Cr2O(橙红色)十H2O
在酸性溶液中,Cr2O号具有强氧化性,如可以氧化浓盐酸,生成氯气:
Cr2O号+6C1-+14H+=2Cr3++3C2个+7H2O
但在碱性溶液中CrO的氧化性要弱得多。
(2)Cr(Ⅲ)在酸性条件下以Cr3+存在,碱性条件下以Cr(OH)3、[Cr(OH)4]-(或CrO2)存在。
①C3+在酸性条件下是稳定的,只能被强氧化剂氧化,如:
2Cr3++3PbO2+H2O-3Pb2++Cr2O号+2H+。
但在碱性条件下能被氧化成CrO:2Cr3++3H2O2十10OH=2CrO+8H2O。
②在碱性溶液中,CrO2可以被H2O2氧化为CrO:
2CrO2+3H2O2+20H—2CrO+4H20。
Cr2O3和Cr(OH)3显两性,其转化关系如下:
Cr+(紫色)Cr(OH,(灰蓝)色aO[Cr(OH,(绿色)
④H+
③HH
2.Cu及其化合物
(1)铜与非金属反应
反应物
化学方程式
①常温下潮湿的空气中生成铜锈:2Cu十O2十CO2十H2O一C2(OHD2CO(碱式碳酸铜,绿色)
02
非
②在空气中加热:2C十O,△2C0(黑色固体),利用此反应可除去混在H,C0中的少量O,
盒
S
2Cu+S△CuS(黑色固体)
Cl2
Cu十C,点燃CuC,(棕黄色烟)
239
讲解
实战高考·化学】
(2)铜与强氧化性酸反应
Cu十2H2S0,(浓)△CuSO4十SO2个+2H,0,此反应中当Cu过量时,H2S0,也不能
浓硫酸
完全反应。此反应不适用于制备CuSO4,因为会产生污染性气体SO2且H2SO4的利
用率低
氧化性酸
浓硝酸
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
稀硝酸
3Cu+8HNO3(稀)-3Cu(NO3)2+2NO个+4H2O
(3)铜与某些盐溶液反应
AgNO,溶液
Cu+2Ag+-2Ag+Cu2+
Cu十2Fe3+一2Fe++Cu+,工业上用FeCL3溶液做“腐蚀液”,腐蚀多余的铜箔,制作印
FeCl,溶液
刷电路板
怎么考
题型各个击破
n
题型一
实验室制备氢氧化亚铁
续表
题型解读该题型常出现在选择题中,与实验
用H2将装置内
探究题相结合。由于氢氧化亚铁暴露在空气
的空气排尽后,
中容易被氧化,即4Fe(OH)2+O2+2H2O
方法二:
再将亚铁盐与
-一4Fe(OH)3,故要制备氢氧化亚铁,并使氢
还原性气NaOH溶液混
NaOH
稀硫酸
溶液
氧化亚铁长时间保持白色沉淀的状态,注意两
体保护法
合,这样可长时
(适量)
(过量)
Fe
间观察到白色沉
点:一是要减少溶液中氧气的含量,防止溶液
淀,如图所示
与空气的接触;二是要防止溶液中出现三价铁
离子。
用铁作阳极,电
解
NaCl(或
将吸有NaOH溶
方法三:
NaOH)溶液,并
Fe
液的胶头滴管插
电解法
在液面上覆盖一
入液面以下,并在
NaCl
层苯或煤油,如
溶液
方法一:
液面上覆盖一层
NaOH
溶液
图所示
有机覆盖
苯或煤油(不能用
苯
层法
CCL),以防止空
斟_FeSO,
以上方法可推广于其他需要排空气的制备
溶液
气与Fe(OH)2接
实验。
触发生反应,如图
典例某同学欲利用如图装置制取能较长时
所示
间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配
240