第2讲常见金属元素单质及其重要化合物Word下载.docx
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如果滤液A只含NaAlO2不含Na2SiO3，则反应①的离子方程式为____________________________。
思路点拨金属单质及其化合物的基础知识
金属活动性顺序
KCaNa
MgAl
Zn
FeSnPb
（H）
CuHgAg
PtAu
性质变
化规律
和水的
反应
与冷水剧
烈反应
与沸水缓
慢反应
与高温水
蒸气反应
—
不跟水反应
生成碱和氢气
生成氧化
物和氢气
和酸的
剧烈反应
反应逐渐减缓
不能置换稀酸中的氢
与非氧化性酸反应放出H2；
与浓硫酸、浓硝酸及稀硝酸反应，不放出H2，一般产物为：
盐＋水＋成酸元素的低价化合物
与氧化性酸反应（但不放出H2）
只溶于王水
和盐溶液
的反应
金属先与水反应生成碱，碱再与盐反应
排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
和氧气
易被氧化
常温生成
氧化膜
加热能
被氧化
不能被
氧化
金属氧化物对应的水化物及碱的热稳定性
氧化物跟水剧烈反应，生成碱，碱受热不易分解
氧化物不溶于水，也不跟水反应，对应碱的热稳定性逐渐减弱
金属的
冶炼
电解法
热还原法
煅烧法
电解熔融盐
或氧化物
高温下用CO（或Al）从其氧化物中还原出来
自然界
中存在
的形式
只以化合态（盐、氧化物）存在
多以化合态存在，但有极少的游离态
只以游离态存在
我们除了应用上述金属活动顺序进行记忆外，还要注意特性，如Al既能与酸反应也可以与碱反应；
Fe、Al在冷的浓硫酸或冷的浓硝酸的条件下钝化；
活泼性很强的金属（如钠、钾）不能把活泼性弱的金属从其盐溶液中置换出来。
即时训练1（原创组合）下列叙述正确的是____________。
①铜具有良好的导电性，常用来制作印刷电路板，但在潮湿空气中长期保存表面会有铜绿生成
②称取等质量的两份铝粉，分别加入过量的稀盐酸和过量的NaOH溶液，充分反应后，放出氢气的体积（同温同压下）相等
③向FeCl3溶液中加入过量铁粉，溶液由棕黄色变为浅绿色
④铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝中获得铝
⑤Na可以把硫酸铜溶液中的Cu置换出来
⑥铝箔在空气中受热可以熔化，由于氧化膜的存在，熔化的铝并不滴落
⑦镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO，可知钠在空气中燃烧生成的氧化物是Na2O
⑧钠在空气中燃烧，发出黄色的火焰，生成淡黄色固体
⑨目前我国流通的硬币是由合金材料制造的
⑩铁不与水反应，所以铁锅可以烧水做饭
热点二、常见金属氧化物和氢氧化物
【例2】
（2012河南开封二模，26）某混合物X由Cu、SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种物质组成，进行如下实验。
（1）经Ⅰ得到蓝色溶液，该过程中一定发生的化学反应是（用离子方程式表示）__________________、__________________。
（2）X中一定含有的物质是________。
反应Ⅱ的化学方程式是______________________。
（3）为进一步确定上述混合物X的成分，另取9.08gX进行如下实验。
①加入足量的NaOH溶液，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体mg。
②向滤渣中加入过量盐酸，过滤，将滤渣在氮气气流中干燥得固体ng。
上述①②由于缺少________步骤（填操作名称），使得测定的质量m、n均________。
③按正确步骤重新进行实验后得到m＝6.08g、n＝1.6g。
计算原混合物中各成分的质量之比是________。
（不必化简）
思路点拨1.物理性质：
Na2O（白色）、Na2O2（淡黄色）、MgO（白色粉末、熔点高）、Al2O3（白色、熔点高）、Fe2O3（红棕色）、FeO（黑色）、Fe3O4（黑色、具有磁性）、CuO（黑色）、Cu（OH）2（蓝色）、Fe（OH）2（白色）、Fe（OH）3（红褐色）。
2．化学性质：
（1）规律：
①金属氧化物
②碱的稳定性，四大强碱[NaOH、KOH、Ba（OH）2、Ca（OH）2]均溶于水，受热均不分解，对应的氧化物（Na2O、Na2O2、K2O、BaO、CaO）也与水剧烈反应，生成碱；
其他金属氢氧化物一般不溶于水、受热分解，对应的氧化物一般也不与水反应，如Cu（OH）2、Mg（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等。
（2）特性：
①金属氧化物：
Na2O2可分别与水、CO2反应生成氧气；
Al2O3与强碱反应生成偏铝酸盐；
FeO、Fe3O4与强氧化性酸反应被氧化生成三价铁。
②碱：
Al（OH）3既与酸反应又与强碱反应；
Fe（OH）2极易被氧化，在空气中白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
即时训练2下列说法正确的是（ ）
A．Al（OH）3能与NaOH溶液反应，则Al（OH）3也能与氨水反应
B．过氧化钠能与二氧化碳反应产生氧气，可用作高空飞行或潜水的供氧剂
C．Fe（OH）3溶于氢碘酸的离子方程式为Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同
热点三、金属阳离子的检验
【例3】下列说法正确的是（ ）
A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋、Ag＋
B．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。
再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，该溶液中不一定含有Fe2＋
C．NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用烧碱溶液就可把它们鉴别开来
D．要证明Fe3＋溶液中含有Fe2＋可以用NH4SCN溶液和氯水
方法规律常见金属阳离子的鉴别方法
离子
试剂
现象
沉淀法
Al3＋
NaOH溶液
白色沉淀→消失
Cu2＋
蓝色沉淀
Fe2＋
白色沉淀→灰绿色→红褐色
Fe3＋
红褐色沉淀
显色法
KSCN
溶液变为红色
淀粉KI
变蓝
酸性高锰酸钾
紫色褪去
KSCN、氯水
无现象→红色
Na＋
铂丝和稀盐酸
火焰为黄色
K＋
火焰为紫色（透过蓝色钴玻璃）
注意：
阳离子的检验除了一些特殊的方法外，我们一般用NaOH溶液即可鉴别。
即时训练3有一瓶无色溶液，可能含有Na＋、K＋、Al3＋、Mg2＋、NH
、Cl－、SO
、HCO
、MnO
离子中的几种。
为确定其成分，进行如下实验：
①取少许溶液，逐渐加入过量的Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀且白色沉淀逐渐增多后又部分溶解；
②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba（NO3）2溶液，有白色沉淀产生；
③用洁净的铂丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧，观察到黄色火焰。
下列推断正确的是（ ）
A．肯定有Na＋、Al3＋、Mg2＋、SO
B．肯定有Na＋、Mg2＋、Al3＋、HCO
C．肯定没有K＋、HCO
D．肯定没有K＋、NH
、Cl－
误区警示
1．忽视金属单质与溶液中的水反应
如把Na投入到硫酸铜溶液中的现象，常错解为有红色沉淀生成，正确解答：
Na熔化成小球在液面上不断游动，并发出“嘶嘶”的响声，最后消失，溶液中有蓝色沉淀生成。
2．混淆Fe与HNO3反应产物与反应物量的关系
Fe少量时生成Fe3＋，如果Fe过量，HNO3反应完后，过量的Fe会与Fe3＋反应最后生成Fe2＋。
3．错误认为Na在氧气中燃烧产物与氧气的量有关
Na与氧气反应，产物与反应条件有关，Na暴露在空气中首先被氧气氧化生成Na2O，而在空气中或氧气中燃烧，不论氧气是否足量均生成Na2O2。
4．正确理解焰色反应
焰色反应是物理变化，是元素的物理性质，如钠，不论是单质钠，还是化合态的钠，焰色反应均是黄色；
观察钾的焰色反应时要透过蓝色钴玻璃。
5．混淆碱性强弱
Al（OH）3可溶于强碱，但不与弱碱（如氨水）反应。
跟踪练习判断正误：
（正确的打“√”号，错误的打“×
”号）
1．过量Fe在少量氯气中燃烧生成FeCl2。
2．Fe2（SO4）3溶液加热蒸干后得到的固体仍为Fe2（SO4）3。
3．用铂丝蘸取少许溶液，并在酒精灯火焰上灼烧，焰色反应为黄色，一定含有钠元素，一定无钾元素。
4．向AlCl3溶液中滴加氨水至过量，看到的现象为先有白色沉淀，最后白色沉淀消失。
5．向NaOH溶液中逐滴滴加AlCl3溶液至过量，看到的现象为先有白色沉淀，最后白色沉淀消失。
6．金属钠放入FeCl3溶液中，先把Fe3＋还原成Fe2＋，最后再还原为Fe单质。
1．（2012北京东城期末，11）下列实验的前后，铜的质量一定发生变化的是（ ）
A．铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇
B．铜片放入酸化的硝酸钠溶液
C．铜和铁的混合物放入稀硝酸
D．铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电
2．（2012安徽合肥三模，10）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是（ ）
选项
实验操作
解释或结论
A
Fe3O4中加入足量HCl溶液，加热充分反应后，滴入KSCN溶液
溶液呈红色
盐酸将Fe3O4溶解，得到的是FeCl3溶液
B
AgCl沉淀中滴入稀K2S溶液
有黑色沉淀出现
Ag2S的Ksp比AgCl的Ksp大
C
Fe粉加入稀HNO3中
产生气体和淡绿色溶液
Fe粉被HNO3溶解，得到亚铁盐溶液和氢气
D
浓硝酸滴到蓝色石蕊试纸上
试纸变红色后又逐渐褪去
浓硝酸具有酸性和强氧化性
3．下列说法中正确的是（ ）
A．在Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的Fe粉，充分反应后，所得的固体可能仅为Cu和Fe的混合物
B．隔绝空气，把Na2O2投入FeCl2溶液中，既有无色气体生成最终又有白色沉淀生成
C．金属钠投入到FeCl3溶液，有黑色铁粉生成
D．NaHCO3溶液与Fe2（SO4）3溶液混合，既有无色气体生成最终又有红褐色沉淀生成
4．（2012江西南昌调研，2）下列各组物质混合后，不能同时产生无色气体和白色沉淀的是（ ）
A．少量过氧化钠投入AlCl3溶液
B．Ba（OH）2溶液与（NH4）2SO4
C．FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合加热
D．明矾溶液与小苏打溶液混合
5．（改编自2012江西省重点中学盟校联考，9）下列各组物质按下图所示转化关系每一步都能一步实现的是（ ）
甲
乙
丙
丁
FeCl3
FeCl2
Fe2O3
Fe（OH）3
Cu
CuO
CuSO4
CuCl2
NO
HNO3
NO2
NH3
Al（OH）3
NaAlO2
Al2O3
AlCl3
6．（2012北京西城期末，21）欲探究某矿石可能是由FeCO3、SiO2、Al2O3中的一种或几种组成，探究过程如下图所示。
已知：
碳酸不能溶解Al（OH）3沉淀。
（1）Si在周期表中的位置是_______________________________________________。
（2）下列说法正确的是______。
a．酸性：
H2CO3＞H2SiO3
b．原子半径：
O＜C＜Si＜Al
c．稳定性：
H2O＞CH4＞SiH4
d．离子半径：
O2－＜Al3＋
（3）该矿石的组成是________，滤渣和NaOH溶液反应的离子方程式是________________________________________________________________________。
（4）该矿石和1mol·
L－1HNO3反应的离子方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
（5）工业上依据上述实验原理处理该矿石，将反应池逸出的气体与一定量的O2混合循环通入反应池中，目的是____________________________________________；
若处理该矿石2.36×
103kg，得到滤渣1.2×
103kg，理论上至少需要1mol·
L－1HNO3的体积为______L。
7．（2012山东淄博一模，30）铁黄是一种重要的颜料，化学式为Fe2O3·
xH2O，广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。
实验室模拟工业利用硫酸渣（含Fe2O3及少量的CaO、MgO等）和黄铁矿粉（主要成分为FeS2）制备铁黄的流程如下：
（1）操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒，玻璃棒在两种操作中的作用分别是______________、________________。
（2）试剂a最好选用____________________（供选择使用的有：
铝粉、空气、浓HNO3）；
其作用是________________________________________。
（3）上述步骤中需用到氨气。
下列装置可用于实验室制氨气的是______________（填序号）。
（4）检验溶液Z中含有NH
的方法是____________________________________________。
（5）查阅资料知，在不同温度下Fe2O3被CO还原，产物可能为Fe3O4、FeO或Fe，固体质量与反应温度的关系如下图所示。
根据图像推断670℃时Fe2O3还原产物的化学式为______________，并设计一个简单的实验，证明该还原产物的成分（简述实验操作、现象和结论）____________________________________。
仪器自选。
可供选择的试剂：
稀硫酸、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
参考答案
命题调研·
明晰考向
1．C 解析：
因Al（OH）3的溶解度大于Fe（OH）3的，所以当向浓度均为0.1mol·
L－1的Fe（NO3）3和Al（NO3）3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液时，应先生成Fe（OH）3沉淀，再生成Al（OH）3沉淀，生成Al（OH）3沉淀时发生的反应为Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓，继续滴加NaOH溶液，发生反应Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O，最终Al（OH）3沉淀消失，由方程式知，生成Al（OH）3沉淀的过程与Al（OH）3沉淀消失的过程中，消耗NaOH溶液的体积比为3∶1，故C项正确。
2．答案：
（1）SO2 H2SO4 Cu2O
（2）粗铜 精铜 CuSO4溶液
（3）Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
解析：
本题突破口为“G为砖红色沉淀”，所以F含有Cu2＋，单质C为铜，E为浓硫酸、B为SO2、D为SO3、A为Cu2S。
3．答案：
（1）cd
（2）Fe3＋ 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色
（3）3Cu2O＋2Al
Al2O3＋6Cu
（4）bd
（5）4H＋＋O2＋4e－===2H2O
（1）观察流程图可知，气体A是SO2，应该用碱性溶液吸收尾气，c、d项正确。
（2）溶液中加入KSCN溶液显红色，说明溶液中存在Fe3＋；
若检验还存在Fe2＋，则可以加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫红色褪去，则说明还含有Fe2＋。
（3）根据流程图可知，由泡铜冶炼粗铜的化学方程式是3Cu2O＋2Al
6Cu＋Al2O3（铝热法）。
（4）在电解精炼中，不可能存在能量的完全转化，部分电能还可转化为热能等，a项错误；
在电解池中，阳离子应该移向阴极，c项错误；
b、d正确。
（5）根据所给的原电池反应可知，正极是氧气发生还原反应，即O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
精要例析·
聚焦热点
【例1】答案：
（1）Cu
（2）H2O2 Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
（3）逐滴滴加稀盐酸（或稀硫酸）至过量，先有白色沉淀，然后沉淀完全溶解 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
（3）如果含有Na2SiO3，则Na2SiO3与酸反应生成H2SiO3沉淀，此沉淀不与过量的酸反应，所以最终白色沉淀不消失。
【即时训练1】答案：
①②③⑥⑧⑨
依据2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑、2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑可知②正确；
由Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋可知③正确；
铝的冶炼是电解熔融的Al2O3，④错误；
⑤Na先与溶液中的水反应，不能置换出Cu，错误；
⑥铝箔表面的氧化膜（Al2O3）的熔点很高，正确；
⑦应该生成Na2O2，错误；
⑩铁可以与灼热的水蒸气反应，生成Fe3O4和H2，错误。
【例2】答案：
（1）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
（2）Cu、Fe2O3、SiO2 SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
（3）洗涤 偏高 m（Fe2O3）∶m（Cu）∶m（SiO2）＝3.2∶2.88∶3.0
（1）Cu不与盐酸反应，但经Ⅰ得到蓝色溶液中一定含有Cu2＋，所以上述混合物中一定含有Cu和Fe2O3，Fe2O3与盐酸反应生成的Fe3＋把Cu氧化为Cu2＋。
（2）因为SiO2完全溶于过量的NaOH溶液，所以1.6g固体C为Cu，B中含有3.0gSiO2。
（3）①后的滤渣为Cu和Fe2O3，质量为6.08g，质量减轻3.0g是SiO2的质量，所以X中无Al2O3；
设6.08g中含有xmolCu、ymolFe2O3，依Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知参加后一反应的n（Fe2O3）＝n（Cu），所以y＝x－
、6.08＝64x＋160y，解方程组x＝0.045、y＝0.02，m（Fe2O3）＝160g·
mol－1×
0.02mol＝3.2g、m（Cu）＝64g·
0.045mol＝2.88g。
【即时训练2】B 解析：
Al（OH）3不能与弱碱反应，A错误；
Fe3＋具有氧化性、I－具有还原性，所以产物含有Fe2＋、I2，C错误；
生成1molCO2分别需要84gNaHCO3、106gNa2CO3，D错误。
【例3】C 解析：
氨水无法鉴别Al3＋、Mg2＋，A错误；
该溶液中一定含有Fe2＋，B错误；
分别向NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的现象依次为：
无明显现象，先有白色沉淀后变为灰绿色最后变成红褐色，红褐色沉淀生成，白色沉淀生成且不消失，先有白色沉淀生成然后消失，C正确；
不论有没有Fe2＋，溶液均变成红色，D错误。
【即时训练3】A 解析：
无色排除MnO
，①2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，由无色无味的气体可知一定无NH
，白色沉淀逐渐增多后又部分溶解可知一定含有Al3＋、Mg2＋，有Al3＋存在则一定无HCO
；
由②可知一定含有SO
由③可知一定含有Na＋，因为没有透过蓝色钴玻璃，所以不能确定K＋的存在。
【跟踪练习】答案：
×
√ ×
×
1．不是在水溶液中进行的反应，所以过量的铁也不会与FeCl3反应，最终只生成FeCl3，错误；
2．H2SO4是难挥发性酸，水解不会进行到底，正确；
3．应该透过蓝色钴玻璃观察才能确认是否含有K元素，错误；
4．氨水是弱碱，错误；
5．一开始NaOH过量应该生成可溶性NaAlO2，随着AlCl3溶液的增多，当NaOH反应完后，过量的Al3＋会与AlO
反应生成白色沉淀Al（OH）3，错误；
6．金属钠先与水反应，错误。
创新模拟·
预测演练
1．B 解析：
A、D中铜的质量一定不变；
C选项中如果铁过量则铜的质量不变；
B选项中Cu会与H＋、NO
反应，质量一定减少。
2．D 解析：
A中盐酸将Fe3O4溶解，得到的是FeCl3和FeCl2混合溶液；
B中Ag2S的Ksp比AgCl的Ksp小；
C中Fe粉被HNO3溶解，得到亚铁盐溶液和NO气体；
只有D正确。
3．D 解析：
A选项，所得的固体一定含有Ag，错误；
B选项，Na2O
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