新高考化学一轮复习讲义课件 第3章 第18讲　常见金属及其化合物的综合应用

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1.掌握常见金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。2.了解硼及其化合物的性质。
二、知识拓展专题　硼及其化合物的性质
一、知识网络构建及方程式再书写
专项提能特训3　热点金属及其化合物的制备大题
微专题7　热重分析判断物质成分
1.钠及其重要化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。①Na和H2O的反应_______________________________；②Na在空气中燃烧___________________；③Na2O2和H2O的反应__________________________________；
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑
2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑
④Na2O2和CO2的反应____________________________；⑤向NaOH溶液中通入过量CO2___________________；⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合______________________________；⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2__________________________；
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合_________________________；⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合__________________________________；⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合___________________________________________。
2.铝及其重要化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的离子方程式。①Al和NaOH溶液的反应________________________________；②Al(OH)3和NaOH溶液的反应____________________________；③Al(OH)3和盐酸的反应____________________________；④Al2O3和NaOH的反应__________________________；
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
⑤Al2O3和盐酸的反应___________________________；⑥NaAlO2和过量盐酸的反应_________________________；⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体_____________________________________；⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合_____________________________________；
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合_______________________________；⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合________________________________。
3.铁及其化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①Fe和过量稀HNO3的反应___________________________________；②Fe高温下和水蒸气的反应____________________________；③铝与氧化铁的铝热反应__________________________；
④用赤铁矿冶炼铁的原理__________________________；⑤Fe(OH)2长时间露置于空气中_______________________________；⑥FeO和稀HNO3的反应_______________________________________；⑦Fe(OH)3和HI的反应_______________________________________；
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O
⑧FeBr2溶液和少量Cl2的反应_________________________；⑨FeBr2溶液和等物质的量的Cl2反应_____________________________________；⑩FeBr2溶液和过量Cl2的反应_____________________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－
4.铜及其化合物(1)知识网络构建
(2)重要反应必练写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。①用两个化学方程式表示Cl2的氧化性大于Sa：__________________；b：__________________。②铜在潮湿的空气中生锈__________________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
③将Cu和浓H2SO4混合加热_______________________________________。④Cu与浓HNO3的反应_______________________________________。⑤Cu与稀HNO3反应________________________________________。⑥FeCl3溶液腐蚀铜板_________________________。
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
⑦将氨水逐滴滴入CuSO4溶液过程中所发生的反应___________________________________；_______________________________________________。⑧用惰性电极电解CuSO4溶液_________________________________。⑨用Cu作电极电解H2SO4溶液_______________________。⑩胆矾加热分解_____________________________。
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O
1.硼硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼，能发生如下反应：(1)高温下，与N2、S、X2等单质反应，如2B＋N2 2BN。(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。(3)赤热下，与水蒸气反应，2B＋6H2O(g) 2B(OH)3＋3H2。(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3H2SO4(浓) 2H3BO3＋3SO2↑，B＋3HNO3(浓) H3BO3＋3NO2↑。
2.硼酸(H3BO3)(1)一元弱酸，H3BO3＋H2O H＋＋[B(OH)4]－。(2)H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。
3.硼氢化钠(NaBH4)硼氢化钠中的氢元素为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂：
4.硼砂(Na2B4O7·10H2O)(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3。(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。
1.NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑，下列说法正确的是A.该反应中氧化剂只有FeCl3
B.NaBH4的电子式为
C.NaBH4不能与水发生反应D.该反应中每生成1 ml Fe转移电子3 ml
NaBH4中H为－1价，水中H为＋1价，两者发生归中反应可生成氢气，C项错误；题述氧化还原反应中，化合价升高的只有NaBH4中的H，由－1价升高到0价，可据此判断电子转移数目，每生成1 ml Fe，消耗3 ml NaBH4，转移电子12 ml，D项错误。
解析　反应2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑中，FeCl3中的Fe由＋3价降低到0价，水中部分H由＋1价降低到0价，所以该反应中氧化剂为FeCl3和H2O，A项错误；
2.按要求回答问题(1)[2019·全国卷Ⅰ，26(3)]根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2O H＋＋ ，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是_______酸。
(2)[2015·全国卷Ⅰ， 27(1)(6)]写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：____________________________________________。单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：____________________________________________________。
(3)[2015·安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：____NaBO2＋____SiO2＋____Na＋____H2===____NaBH4＋____Na2SiO3。(4)[2014·重庆理综，11(2)]NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为_____________________________。
NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑
3.硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：
(1)写出硼元素在元素周期表中的位置：_______________。
(2)将硼砂溶于水后，用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为________________________________。(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，一定条件是________________。
解析　因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2O Mg(OH)2＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，需要在HCl氛围中加热。
(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3，BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.200 0 g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100 mL碘水，量取10.00 mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.300 0 ml·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示： )滴定终点的现象为_____________________________________________________________________，该粗硼样品的纯度为____%。
最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色
解析　消耗的Na2S2O3的物质的量为0.300 0 ml·L－1×0.018 L＝0.005 4 ml，
则硼的质量为11 g·ml－1×0.018 ml＝0.198 g，
(5)H3BO3[也可写成B(OH)3]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。
①b膜为________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：__________________________，理论上每生成1 ml H3BO3，N室可生成_____L(标准状况)气体。
阴极的电解液为氢氧化钠溶液，所以N室的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，
生成1 ml H3BO3时，需要M室和原料室分别转入1 ml H＋、1 ml ，则需转移1 ml e－，所以N室可生成0.5 ml氢气，其体积在标准状况下为11.2 L。
②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%______(填“>”或“