高考化学（重庆）二轮复习课件：专题十 金属单质及其化合物

这是一份高考化学（重庆）二轮复习课件：专题十 金属单质及其化合物，共60页。PPT课件主要包含了变浑浊，单质硫，3除杂，通入足量CO2气体，加入适量NaOH溶液，加入过量铁粉过滤，电解法，热还原法，加热分解法，安全小贴士等内容，欢迎下载使用。
专题十　金属单质及其化合物
[最新考纲]1．常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)(1)了解常见金属的活动性顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。2．以上各部分知识的综合应用。
考点一　钠及其重要化合物[重温真题·考情]正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)用热的烧碱洗去油污是因为Na2CO3可直接与油污反应(×)(2014·课标卷Ⅰ，8A)(2)二氧化碳通过Na2O2粉末反应后固体物质增重(√)(2014·课标卷Ⅱ，9B)
(3)将Na块放入水中，产生气体：2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2(√)(2014·北京理综，9B)(4)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一(√)(2014·福建理综，6D)(5)在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 ml氧气，转移电子数目为0.4 NA(×)(2014·江苏化学，6D)(6)向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸，均有气泡冒出，说明两者均能与盐酸反应(√)(2014·广东理综，22A)
(7)1 ml Na2O2固体中含离子总数为4 NA(×)(2014·大纲卷，7C)(8)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液(√)(2013·安徽理综，12D)(9)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液(×)(2013·江苏，13B)(10)食盐可作调味剂，也可作食品防腐剂(√)(2013·天津理综，2A)(11)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异(√)(2013·新课标全国卷Ⅰ，7A)
高考定位高考对钠及其化合物的考查重点是钠及其化合物的转化关系，以及钠的氧化物和钠盐的性质及其有关推断。相关计算和实验探究一般不单独命题，通常出现在选择题的一个选项中，或渗透到非选择题中进行考查，命题角度灵活、难度不大、复习备考应注意把握钠及其化合物的性质和转化关系。
[知能突破·考点]1．钠及其化合物间的转化关系(1)知识主线：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3(2)网络构建说明：请同学们按序号完成相关反应
3．金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模式
注意：①反应前后的“四种关系”即气体的物质的量关系、气体的体积关系、电子转移关系、固体质量关系；②一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应，可看做Na2O2先与CO2反应，待CO2反应完全后，Na2O2再与H2O(g)发生反应。
5．Na2CO3和NaHCO3鉴别、转化和除杂(1)Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法①热稳定性不同
②和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)
③阴离子不同④溶液的酸碱性(2)Na2CO3与NaHCO3的相互转化
[题组训练·考能]题组一　钠及其重要化合物的性质判断　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1．下列叙述正确的是(　　)。①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀
③钠在常温下不容易被氧化④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行⑤向石蕊试液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡生成⑥钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3A．都正确 B．②③④⑤C．②⑤⑥ D．④⑤⑥
2．(2014·重庆南开中学模拟)将一定量的Na2O2和NaHCO3混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体，冷却后有固体物质剩余，下列选项不正确的是(　　)。
————[失误防范]————1．无论Na与O2反应生成Na2O或Na2O2，只要参与反应的Na质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的。2．注意Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。3．1 ml Na2O2参与反应转移电子的物质的量一般为1 ml，但与SO2或H2SO3等还原性物质反应转移2 ml电子。
题组二　钠及其化合物的实验探究3．某研究性学习小组在网上收集到信息：钠、镁等活泼金属都能在CO2气体中燃烧。他们对钠在CO2气体中燃烧后得到的白色产物进行了如下探究：【实验操作】 将燃烧的钠迅速伸入装满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧，反应后冷却，瓶底有黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
【提出假设】假设1：白色物质是Na2O。假设2：白色物质是Na2CO3。假设3：白色物质是Na2O和Na2CO3的混合物。【设计方案】 该小组对燃烧后生成的白色物质进行如下探究：
请回答下列问题：(1)写出金属镁与二氧化碳反应的化学方程式：___________________________________________________________。(2)甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是________________________________________________________ 。(3)乙同学认为方案2得到的结论正确，白色物质为_________________________________________________________ 。(4)钠在二氧化碳中燃烧的化学反应方程式为_____________________________________________________________ 。(5)丙同学认为白色物质有可能是氢氧化钠。你是否同意丙同学的观点，并简述理由：____________________________。
4．(1)在潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂。请选择适当的化学试剂和实验用品，用下图中的实验装置进行实验，证明过氧化钠可作供氧剂。
①A是制取CO2的装置。写出A中发生反应的化学方程式：_________________________。②B中盛有饱和NaHCO3溶液，其作用是_______________。③写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式________。④D中盛放的试剂是________，其目的是_______________。⑤试管F中收集满气体后，下一步实验操作是___________。
(2)①某学生判断SO2和Na2O2反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？________，简要说明理由：____________。②该同学无法断定反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验(图中铁架台等装置已略去)。
装置B的作用是______________________，D的作用是___________________________。③为确认反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为合理的操作顺序是________(选填序号)。A．用带火星的细木条靠近干燥管口a，观察细木条是否复燃B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成D．在配成的溶液中先加入盐酸，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成
(2)①合理　由于过氧化钠具有强氧化性，能将＋4价的硫氧化为＋6价的硫而生成硫酸钠　②干燥SO2气体，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应　防止空气中的水蒸气和CO2进入C装置与Na2O2反应生成氧气，同时吸收过量SO2气体，便于氧气的检验和防止污染空气　③ABD
2．(2014·安徽理综，13)室温下，在0.2 ml·L－1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 ml·L－1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．a点时，溶液呈酸性的原因是Al3＋水解，离子方程式为： Al3＋＋3OH－ Al(OH)3 B．a～b段，溶液pH增大，Al3＋浓度不变 C．b～c段，加入的OH－主要用于生成Al(OH)3沉淀 D．d点时，Al(OH)3沉淀开始溶解
3．(2013·山东理综，9)足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(　　)。A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸C．盐酸 D．稀硝酸
高考定位高考对铝及其化合物的考查重点是铝、氧化铝、氢氧化铝的性质和用途，及有关图像分析和计算，其中以实验探究和工业生产为背景的综合实验是命题的热点，命题角度灵活，难度不大，解题的关键是准确把握有关过程中物质的转化关系，2015年复习备考应持续关注。
(2)网络构建说明：请同学们按序号完成上述反应。
先有白色沉淀产生，然后沉淀逐渐溶解
先无明显现象，然后逐渐产生大量的白色沉淀
先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解
先无明显现象，反应一段时间后逐渐产生白色沉淀
无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变
[题组训练·考能]1．Al(OH)3和Ga(OH)3均为两性氢氧化物，酸性强弱顺序为H2CO3>Ga(OH)3>Al(OH)3，若把过量的CO2通入含等物质的量的NaAlO2和NaGaO2的混合溶液中，下列说法正确的是(　　)。A．无任何明显现象B．先生成两种沉淀，后沉淀又逐渐溶解C．先出现Al(OH)3沉淀，后出现Ga(OH)3沉淀，沉淀不溶解D．先出现Ga(OH)3沉淀，后出现Al(OH)3沉淀，沉淀不溶解
————[易错提醒]————(1)并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，能组成铝热剂的金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。(2)铝是活泼金属，但铝抗腐性相当强，因为铝表面能生成一层致密的氧化物薄膜。(3)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。
2．(2014·重庆长寿区模拟)现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示的转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断不合理的是 (　　)。A．X可能为Al或Cl2B．Y一定为NaOH(aq)C．N一定是HCl(aq)D．Q、Z中的一种必为Al2O3
解析　首先根据这些物质，分析能与其反应的物质有几种，再与关系图中能与之反应的物质的种类数进行对照，便可得出相应的结论：Y为NaOH(aq)(有5种物质能与其反应)；N为HCl(aq)(有4种物质能与其反应)；M为Al(有3种物质能与其反应)；根据M(Al)推出X为Cl2(有2种物质能与其反应)；余下的Al2O3、Al(OH)3为Q、Z(有2种物质能与其反应)中的一种，二者均能与Y(NaOH溶液)、N(HCl溶液)反应。答案　A
—————[反思归纳]—————对于物质之间的转化，应注意以下三点：(1)牢记一些重要的转化关系，在解题时寻找相似情况，确定范围，如“铝三角”、“铁三角”等；(2)对比总结，加深对实验过程的分析和对实验原理的理解，加深对物质的感性认识，提高应用实验分析问题、解决问题的能力；(3)读懂题目中的信息，并挖掘题目中隐含的信息。
3．某研究小组将一定质量的镁铝合金材料投入200 mL硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n(ml)与加入NaOH溶液的体积V(mL)的关系如图所示。
请回答下列问题：(1)该合金材料中，镁、铝的物质的量之比为______。(2)硫酸的物质的量浓度为______。(3)另取相同质量的该合金材料与7.8 g Na2O2一起投入足量的H2O中，最终产生的气体在标准状况下的体积为______。
(3)7.8 g Na2O2首先与H2O反应生成0.2 ml NaOH、0.05 ml O2，0.2 ml NaOH与0.2 ml Al刚好反应生成0.3 ml H2，故共有0.35 ml气体产生，在标准状况下的体积为7.84 L。答案　(1)3∶4　(2)2.5 ml/L　(3)7.84 L
—————[思维建模]—————关于图像题的分析思路(1)看面：弄清纵、横坐标的含义。(2)看线：弄清线的变化趋势，每条线都代表着一定的化学反应过程。(3)看点：弄清曲线上拐点的含义，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。曲线的拐点代表着一个反应过程的结束和开始。
4．向含有a ml氯化铝的溶液中加入含有b ml氢氧化钠的溶液，生成沉淀的量可能是(　　)。①a ml　②b ml　③a/3 ml　④b/3 ml　⑤0⑥(4a－b) mlA．①②③④⑤⑥ B．①②④⑤⑥C．①④⑤⑥ D．①③⑤
2．(2012·山东理综，28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。a．浓H2SO4　　　　　　　b．稀HNO3c．NaOH溶液 d．氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是____________________(注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_______________。
高考定位有关铁、铜及其化合物以及金属材料的性质和应用的考查，在近几年高考中的地位在逐步加强，题型多样，有选择题、实验题，特别是以化工生产为背景的工艺流程题是高考的热点，以工艺流程为信息载体，以物质转化为特征，能很好地考查学生分析问题和解决问题的能力，二轮复习时应密切关注。
②网络构建说明：请同学们按序号完成上述反应。
(2)“铁三角”及其应用①“铁三角”是指Fe、Fe2＋、Fe3＋相互转化的三角关系。
Fe遇强氧化剂被氧化成Fe3＋。Fe遇弱氧化剂被氧化成Fe2＋。Fe只有还原性；Fe3＋一般只有氧化性；Fe2＋既有氧化性又有还原性，以还原性为主。常见氧化剂的氧化性强弱关系为：Cl2>Br2>Fe3＋>I2>S、Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。
②应用a．判断离子共存Fe3＋与I－、S2－、SO因发生氧化还原反应而不能大量共存。Fe2＋与ClO－、MnO、酸性溶液中的NO等离子因发生氧化还原反应而不能大量共存。b．除杂或净化
(3)Fe3＋和Fe2＋的鉴别方法①直接观察颜色：Fe2＋的溶液呈浅绿色，Fe3＋的溶液呈棕黄色。②利用显色反应(形成络离子)：有关反应的离子方程式：Fe3＋＋SCN－ [Fe(SCN)]2＋
3．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系
特别提醒：(1)电解法冶炼活泼金属均是用熔融的金属盐，不是盐溶液。(2)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AlCl3，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。(3)镁还可以用热还原法来冶炼：高温条件下C可以还原氧化镁。
[题组训练·考能]1．(2014·成都一诊)向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 ml·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe3＋。若用过量的CO在高温下还原相同质量的原混合物，固体减少的质量为(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A．6.4 g B．4.8 g C．2.4 g D．1.6 g
2．下列常见实验的现象或表述正确的是(　　)。A．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，该溶液中一定含有Fe2＋B．为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液变为红色，说明红砖中只有三氧化二铁
C．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁D．将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质解析　B项中不能证明红砖中是否含有二价铁，B错；C项中制备氢氧化亚铁时为了防止氧化不能搅拌，C错；D项中稀硝酸具有氧化性，可以把Fe2＋氧化为Fe3＋，D错。故选A。答案　A
(4)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。(5)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。(6)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。(7)Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。
3．(2013·天津卷，9)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：
①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。请回答下列问题：(1)装置A中反应的化学方程式为______________________。(2)第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是__________。
(3)操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。(4)装置B中冷水浴的作用为__________________________；装置C的名称为________；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂：_____________________________。(5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。(6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为________________。(7)电解池中H＋在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为____________________________。(8)综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：①H2S的原子利用率为100%；②_______________________。
4．(2014·重庆铜梁中学模拟)丹尼尔·舍特曼是2011年诺贝尔化学奖获得者。他第一个发现了准晶体(准晶体是一种介于晶体和非晶体之间的固体物质)。科学研究发现，三种金属或两种金属可以组成准晶体。现有铁、铜和铝组成的准晶体样品M。某研究性学习小组，为了探究准晶体样品M的组成及含量，拟定了以下探究过程。请回答下列问题：【实验目标】探究准晶体样品M的成分及含量。
【提出假设】猜想1：样品M的成分是铁和铜；猜想2：样品M的成分是铁和铝；猜想3：样品M的成分是铜和铝；猜想4：(请你补充)____________
【设计实验】取两份质量均为m g的样品M，按实验1(如图1所示)和实验2(如图2所示。图2的C管是碱式滴定管)装置进行实验：
实验前后都是常温、常压。按图1、图2实验方案都能顺利完成实验。待样品M完全溶解后，测得气体体积折算成标准状况下分别为V1mL和V2mL。(1)写出实验1锥形瓶中可能发生反应的离子方程式________________。(2)实验2装置的气密性检验的操作方法是__________。
【实验数据处理】(3)若V2>V1≠0，则样品M的组成是____________。(4)若猜想2成立，则样品M中铁的质量分数为___________。【实验评价】(5)实验1的装置(图1)和实验2的装置(图2)均能实现固体和液体反应产生气体，并都能测得产生气体的体积。甲同学认为实验1的装置(图1)比实验2的装置(图2)更好。乙同学认为实验2的装置(图2)比实验1的装置(图1)更好。请你简述乙同学的理由是______________________(任写一条)。
(5)实验2中导管a能平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压，使分液漏斗里的酸液能顺利流下；实验前后读数对必须调整B、C装置的液面使之相平。其方法是上下缓慢移动量气管c，调整液面更方便，量气更准确。
数形结合思想在解答化学图像题中的妙用【示例】如图是向MgCl2、AlCl3混合液中依次加入M和N时生成沉淀的物质的量与加入的M和N的体积关系图(M、N分别表示盐酸或氢氧化钠溶液中的一种)，以下结论不正确的是(　　)。
A.混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)＝1∶1B.混合溶液中c(AlCl3)∶c(MgCl2)＝3∶1C.点V之前加NaOH溶液，点V之后加盐酸D.所加盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度相同
数形结合思想：“数缺形，少直观；形缺数，难入微”。数形结合思想的应用大致可分为两种情形：或者借助于数的精确性来阐明形的某些属性，或者借助形的直观性来阐明数之间某种关系，即数形结合包括两个方面：第一种情形是“以数解形”，而第二种情形是“以形助数”。在化学上，有很多问题也可用这种数形结合的思想去解决。
拓展数形结合思想，在解答化学题时应用广泛，如我们平时所用的数轴法：①根据AlCl3与NaOH的量计算生成Al(OH)3的量
②根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量
(2014·重庆渝中区模拟)把一块镁铝合金投入到1 ml/L盐酸里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1 ml/L NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图A所示。下列说法中不正确的是(　　)。
课间活动请同学们注意安全