2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題06金屬及其化合物學(xué)案魯科版.doc
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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題06金屬及其化合物學(xué)案魯科版 學(xué)習(xí)目標(biāo): 1、了解常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序。 2、了解常見(jiàn)金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 3、了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 學(xué)習(xí)重難點(diǎn): 常見(jiàn)金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 自主學(xué)習(xí) 考點(diǎn)一:鈉及其重要化合物 【知識(shí)梳理】 1.理清知識(shí)主線 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 2.注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3.掃除知識(shí)盲點(diǎn) (1)鈉和鹽溶液反應(yīng),不能置換出鹽中的金屬,與熔融的鹽反應(yīng)才能置換出鹽中的金屬。 (2)無(wú)論Na與O2反應(yīng)生成Na2O還是Na2O2,只要參與反應(yīng)的Na的質(zhì)量相等,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等,但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的。 (3)注意Na及其化合物發(fā)生焰色反應(yīng)時(shí)火焰顏色均為黃色。 (4)Li和O2反應(yīng)只生成Li2O:4Li+O22Li2O。 (5)1 mol Na2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol,如Na2O2與SO2的反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為2 mol。 (6)不用試劑也可鑒別Na2CO3和鹽酸。 (7)不能用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液,應(yīng)選用CaCl2或BaCl2溶液。 (8)除去CO2中的HCl氣體,應(yīng)選用飽和NaHCO3溶液。 (9)Na—K合金常溫下呈液態(tài),是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。 (10)鑒別Na、K利用焰色反應(yīng)。 (11)堿金屬的密度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),但K反常。 (12)向飽和的Na2CO3溶液中通入過(guò)量CO2,有晶體析出。 題組一 重要反應(yīng)必練 1.按要求書(shū)寫(xiě)方程式。 (1)Na與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式 2Na+2H2O+Cu2+===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑。 (2)Na在空氣中緩慢氧化 4Na+O2===2Na2O。 (3)Na2O2和H2O反應(yīng)的離子方程式 2Na2O2+2H2O===4Na++4OH-+O2↑。 (4)Na2O2和SO2的反應(yīng) Na2O2+SO2===Na2SO4。 (5)Na2CO3轉(zhuǎn)化成NaOH的化學(xué)方程式 Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH。 (6)向飽和Na2CO3溶液中通入過(guò)量CO2氣體的離子方程式 2Na++CO+CO2+H2O===2NaHCO3↓。 (7)NaHCO3與過(guò)量Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式 HCO+Ca2++OH-===CaCO3↓+H2O。 (8)NaHCO3與少量Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式 2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+CO+2H2O。 (9)向NaOH溶液中通入少量CO2氣體反應(yīng)的離子方程式 2OH-+CO2===CO+H2O。 (10)向NaClO溶液中通入過(guò)量CO2氣體反應(yīng)的離子方程式 ClO-+H2O+CO2===HClO+HCO。 (11)用惰性電極電解飽和的食鹽水的化學(xué)方程式 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。 (12)NaHCO3溶液轉(zhuǎn)化成Na2CO3溶液的化學(xué)方程式 NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O。 題組二 準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)用熱的燒堿溶液洗去油污,是因?yàn)镹a2CO3可直接與油污反應(yīng)() (2)用熱堿水清除炊具上殘留的油污發(fā)生了化學(xué)變化(√) (3)二氧化碳通過(guò)Na2O2粉末反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(√) (4) () (5)除去Na2CO3固體中的NaHCO3固體可用灼燒的方法(√) (6)①中為NaHCO3固體受熱分解,②中為澄清石灰水變渾濁,由②中現(xiàn)象,能證實(shí)①中發(fā)生的反應(yīng)(√) (7)小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一(√) (8)用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液(√) (9)用鉑絲蘸取少量某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰呈黃色,該溶液一定是鈉鹽溶液() (10)食鹽可作調(diào)味劑,也可作食品防腐劑(√) (11)侯氏制堿法的工藝過(guò)程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異(√) (12)用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體(√) 題組三 典型實(shí)驗(yàn)探究 3.已知某純堿樣品中含有少量NaCl雜質(zhì),為測(cè)定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù),可用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 主要實(shí)驗(yàn)步驟如下: ①按如圖所示裝置來(lái)組裝儀器,并檢查裝置的氣密性; ②將a g純堿樣品放入錐形瓶中,加入適量蒸餾水溶解,得到純堿樣品溶液; ③稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為b g; ④通過(guò)分液漏斗滴入6 molL-1的硫酸,直到不再產(chǎn)生氣體為止; ⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣; ⑥再次稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為c g; ⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作,直到U形管的質(zhì)量基本不變,為d g。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)在用托盤(pán)天平稱量樣品時(shí),如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn),說(shuō)明________。 (2)裝置中干燥管B的作用是________________。 (3)如果將分液漏斗中的硫酸換成物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸,測(cè)量結(jié)果將________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 (4)步驟⑤的目的是__________。 (5)步驟⑦的目的是__________。 (6)該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算式為_(kāi)___________。 (7)還可以用其他實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請(qǐng)簡(jiǎn)述一種不同的實(shí)驗(yàn)方法。 【答案】(1)樣品質(zhì)量較大 (2)防止空氣中的CO2與水蒸氣進(jìn)入U(xiǎn)形管 (3)偏高 (4)將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部趕入U(xiǎn)形管中 (5)保證產(chǎn)生的CO2被充分吸收、減小誤差 (6)100% (7)向一定量的純堿樣品溶液中加入足量BaCl2溶液,經(jīng)過(guò)濾、洗滌、烘干、稱量沉淀質(zhì)量的方法測(cè)定樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(其他合理答案均可) 【解析】題目所提供的裝置圖根據(jù)功能不同劃分為五個(gè)部分:①凈化(洗氣)裝置——除去空氣中的CO2;②氣體發(fā)生裝置——Na2CO3與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2;③干燥(洗氣)裝置——除去CO2中的水蒸氣;④氣體吸收裝置——用堿石灰吸收CO2;⑤尾氣處理裝置——防止空氣中的CO2與水蒸氣進(jìn)入U(xiǎn)形管。 【反思?xì)w納】 一般來(lái)說(shuō),根據(jù)高考對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的具體要求及各個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置的功能不同,常把中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置分為以下“模塊裝置”:氣體發(fā)生裝置、洗氣裝置、干燥裝置、化學(xué)反應(yīng)裝置、集氣裝置、易溶氣體吸收裝置、尾氣處理裝置、量氣裝置和安全吸收裝置等。 考點(diǎn)二:鋁及重要其化合物 【知識(shí)梳理】 1.理清知識(shí)主線 Al→Al2O3→Al(OH)3→ 2.注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3.掃除知識(shí)盲點(diǎn) (1)鋁是活潑金屬,但鋁抗腐蝕性相當(dāng)強(qiáng),因?yàn)殇X表面生成一層致密的氧化物薄膜。 (2)鋁熱反應(yīng)不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應(yīng),還包含制取其他難熔金屬的反應(yīng),由于鋁熱劑是混合物,故鋁熱反應(yīng)不能用于工業(yè)上冶煉鐵。注意鋁熱反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中唯一一類金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應(yīng)。 (3)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn),具體操作是先鋪一層KClO3,然后插上鎂條,最后點(diǎn)燃鎂條。 (4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑,該金屬氧化物對(duì)應(yīng)的金屬活潑性應(yīng)比鋁弱。 (5)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應(yīng)常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水,所以實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽和氨水來(lái)制備Al(OH)3。 (6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3,一般不用強(qiáng)酸,因?yàn)閺?qiáng)酸的量控制不當(dāng)會(huì)使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,生成的Al(OH)3不溶于碳酸,CO2過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是HCO,不過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是CO,書(shū)寫(xiě)離子反應(yīng)方程式時(shí)要特別注意。 (7)Al(OH)3可用作抗酸藥。 (8)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。 【題組集訓(xùn)】 題組一 重要反應(yīng)必練 1.按要求書(shū)寫(xiě)方程式。 (1)Al與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 2Al+6H+===2Al3++3H2↑、 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。 (2)Al和Fe3O4的反應(yīng) 8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe。 (3)Al2O3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、 Al2O3+2OH-===2AlO+H2O。 (4)Al(OH)3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O、 Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O。 (5)AlCl3與過(guò)量NH3H2O、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH、 Al3++4OH-===AlO+2H2O。 (6)NaAlO2與少量鹽酸或過(guò)量鹽酸反應(yīng)的離子方程式 AlO+H++H2O===Al(OH)3↓、 AlO+4H+===Al3++2H2O。 (7)向NaAlO2溶液中通入少量或過(guò)量CO2反應(yīng)的離子方程式 2AlO+CO2+3H2O===2Al(OH)3↓+CO、 AlO+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO。 (8)Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式Al3++3HCO===Al(OH)3↓+3CO2↑。 (9)AlCl3溶液與NaAlO2溶液反應(yīng)的離子方程式 Al3++3AlO+6H2O===4Al(OH)3↓。 (10)用離子方程式表示NaAlO2與NaHCO3不能共存的原因 AlO+H2O+HCO===Al(OH)3↓+CO。 題組二 準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng),反應(yīng)后固體質(zhì)量增加() (2)明礬用作凈水劑,涉及化學(xué)變化(√) (3)氫氧化鋁具有弱堿性,可用于制胃酸中和劑(√) (4)鋁罐可久盛食醋() (5)只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液() (6)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體:Al3++3H2O===Al(OH)3↓+3H+() (7)硫酸鋁溶液中加入過(guò)量氨水Al3++3OH-===Al(OH)3↓() (8)AlCl3溶液與濃氨水反應(yīng)有白色沉淀生成(√) (9)明礬能水解生成Al(OH)3膠體,可用作凈水劑(√) 題組三 定量計(jì)算 3.足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng),放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是( ) A.氫氧化鈉溶液 B.稀硫酸 C.鹽酸 D.稀硝酸 【答案】A 【解析】A項(xiàng),2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ 1 mol Al消耗1 mol NaOH; B項(xiàng),2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑ 1 mol Al消耗1.5mol H2SO4; C項(xiàng),2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 1 mol Al消耗3 mol HCl; D項(xiàng),Al和稀硝酸反應(yīng)不放H2,綜上所述,符合題意的是A項(xiàng)。 考點(diǎn)三 鐵及其重要化合物 【知識(shí)梳理】 1.理清知識(shí)主線 Fe→→→ 2.注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3.掃除知識(shí)盲點(diǎn) (1)Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應(yīng)時(shí)生成FeCl3,與S反應(yīng)時(shí)生成FeS,說(shuō)明Cl2的氧化能力大于S的。常溫下,F(xiàn)e、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化,但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。Fe在Cl2中燃燒,無(wú)論Cl2過(guò)量還是不足均生成FeCl3。 (2)向含F(xiàn)e2+的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時(shí),溶液會(huì)出現(xiàn)淺綠色棕色的顏色變化,該現(xiàn)象可用于Fe2+的檢驗(yàn)。 (3)制備Fe(OH)2的方法很多,原則有兩點(diǎn):一是溶液中的溶解氧必須提前除去;二是反應(yīng)過(guò)程中必須與O2隔絕。 (4)Fe3+的檢驗(yàn)方法較多,如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血紅色溶液),前面兩種方法需溶液中Fe3+濃度較大時(shí)才適用,最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2+的檢驗(yàn)可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法;也可用鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2+,現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (5)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3+與堿的復(fù)分解反應(yīng)外,還可用化合反應(yīng):4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。 (6)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入鹽酸);配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。 (7)Fe3+必須在酸性條件下才能大量存在,當(dāng)pH=7時(shí),F(xiàn)e3+幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 (8)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2,應(yīng)先通入Cl2或加入H2O2,再加入ZnO,使Fe3+水解生成沉淀過(guò)濾除去。 題組一 重要反應(yīng)必練 1.按要求書(shū)寫(xiě)方程式。 (1)Fe在少量Cl2中燃燒 2Fe+3Cl22FeCl3。 (2)Fe和S混合加熱 Fe+SFeS。 (3)Fe和H2O(g)高溫下反應(yīng) 4H2O(g)+3FeFe3O4+4H2。 (4)稀HNO3和過(guò)量Fe粉或少量Fe粉反應(yīng)的離子方程式 3Fe+8H++2NO===3Fe2++2NO↑+4H2O(鐵過(guò)量)、 Fe+4H++NO===Fe3++NO↑+2H2O(鐵少量)。 (5)FeO與鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 FeO+2H+===Fe2++H2O、 3FeO+10H++NO===3Fe3++NO↑+5H2O。 (6)Fe2O3與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe2O3+6HNO3===2Fe(NO3)3+3H2O。 (7)Fe3O4與稀鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 Fe3O4+8H+===2Fe3++Fe2++4H2O、 3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。 (8)Fe(OH)2與稀鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 Fe(OH)2+2H+===Fe2++2H2O、 3Fe(OH)2+10H++NO===3Fe3++NO↑+8H2O。 (9)Fe(OH)3與稀鹽酸、氫碘酸反應(yīng)的離子方程式 Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O、 2Fe(OH)3+6H++2I-===2Fe2++I(xiàn)2+6H2O。 (10)Fe(OH)2露置于空氣中 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。 (11)制備Fe(OH)3膠體 FeCl3+3H2O(沸水)Fe(OH)3(膠體)+3HCl。 (12)鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹的過(guò)程 負(fù)極:2Fe-4e-===2Fe2+, 正極:O2+4e-+2H2O===4OH-, Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓, 4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3, 2Fe(OH)3+nH2O===Fe2O3nH2O+3H2O。 題組二 準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)①中為鐵粉與水蒸氣加熱,②中為肥皂水冒泡,由②中現(xiàn)象能證實(shí)①中發(fā)生了反應(yīng)() (2)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性(√) (3)氧化鐵能與酸反應(yīng),所以可用于制作紅色顏料() (4)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2:3Mg(OH)2+2Fe3+===2Fe(OH)3+3Mg2+(√) (5)生鐵中含有碳,抗腐蝕能力比純鐵弱(√) (6)Fe與S混合加熱生成FeS2() (7)因?yàn)镕e3+有強(qiáng)氧化性,所以FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅(√) (8)Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生,說(shuō)明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)() (9)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3() (10)稀硫酸中加入鐵粉2Fe+6H+===2Fe3++3H2↑() 題組三 Fe(OH)2制備裝置集錦 3.下列圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的有_________________________。 【答案】Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 【解析】Fe(OH)2是一種白色沉淀,在空氣中或含有氧氣的水溶液中很容易被氧化變色,因此難以觀察到它的本來(lái)顏色。要制備純凈穩(wěn)定的Fe(OH)2,需要隔絕空氣:圖中裝置Ⅰ中油脂的作用是防止空氣中的O2進(jìn)入硫酸亞鐵溶液中。裝置Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ:其原理都是利用鐵和稀硫酸現(xiàn)制FeSO4,并用產(chǎn)生的H2趕走試管和溶液中的氧氣,但其裝置的設(shè)計(jì)卻有區(qū)別。裝置Ⅲ:陽(yáng)極反應(yīng)式為Fe-2e-===Fe2+,陰極反應(yīng)式為2H++2e-===H2↑,H+來(lái)源于水的電離,因此總反應(yīng)為Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,產(chǎn)生的H2有利于趕走溶液中的氧氣,液面上的汽油使溶液與空氣隔開(kāi)。 【反思?xì)w納】 成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵 由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性,易被氧化為Fe(OH)3,在實(shí)驗(yàn)室中制備Fe(OH)2,并使Fe(OH)2長(zhǎng)時(shí)間保持白色沉淀狀態(tài),成為物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。 制備原理:Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓ 成功關(guān)鍵:①溶液中不含F(xiàn)e3+和O2等氧化性物質(zhì)。 ②制備過(guò)程中,保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。 題組四 鐵及其化合物性質(zhì)的綜合應(yīng)用 4.鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 (2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下: ①步驟Ⅰ若溫度過(guò)高,將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________ ________________________________________________________。 ②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng):4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O===2Fe2O3nH2O+8HNO3,反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ③上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是______(任寫(xiě)一項(xiàng))。 (3)已知t ℃時(shí),反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。 ①t ℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)=______。 ②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=________。 【答案】(2)①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O ②4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O ③氮氧化物排放少(或其他合理答案) (3)①4∶1?、?.05 【解析】(2)①硝酸分解生成NO2、H2O和O2。 ②根據(jù)圖示可知Fe和HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2和NH4NO3,結(jié)合得失電子守恒可寫(xiě)出化學(xué)方程式。 ③因?yàn)镠NO3的還原產(chǎn)物主要是NH4NO3,1 mol HNO3作氧化劑轉(zhuǎn)移8 mol電子,故產(chǎn)生的氮氧化物較少,節(jié)約原料。 (3)①根據(jù)該反應(yīng)的K==0.25,可知反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(CO)∶n(CO2)=4∶1。 ②根據(jù)反應(yīng):FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 初始物質(zhì)的量/mol 0.02 x 0 0 變化物質(zhì)的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡物質(zhì)的量/mol 0.01 x-0.01 0.01 0.01 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)可知:K==0.25,解得x=0.05。 考點(diǎn)四:銅及其重要化合物 【知識(shí)梳理】 1.理清知識(shí)主線 Cu→→Cu(OH)2→ 2.注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3.掃除知識(shí)盲點(diǎn) (1)銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO,而是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼熱的銅粉除去N2中的O2,灼熱的CuO除去CO2中的CO。 (3)新制Cu(OH)2懸濁液常用來(lái)檢驗(yàn)醛基。 (4)Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng),產(chǎn)生的是NO2和NO的混合氣體,當(dāng)Cu有剩余,再加入稀H2SO4,Cu繼續(xù)溶解。 (5)Cu:紫紅色;CuO:黑色;Cu2S:黑色;CuS:黑色;Cu2O:磚紅色。 (6)銅的焰色反應(yīng)為綠色。 (7)冶煉銅的方法有①熱還原法;②濕法煉銅;③電解精煉銅。 【題組集訓(xùn)】 題組一 重要反應(yīng)必練 1.按要求書(shū)寫(xiě)方程式。 (1)Cu和濃H2SO4、稀HNO3的反應(yīng)的化學(xué)方程式 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O、 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。 (2)銅綠的生成 2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3。 (3)FeCl3溶液腐蝕銅板的離子方程式 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。 (4)Cu和S混合加熱、Cu在Cl2中燃燒 2Cu+SCu2S、 Cu+Cl2CuCl2。 (5)用惰性電極電解CuSO4溶液 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。 (6)用Cu作電極電解H2SO4溶液 Cu+2H+Cu2++H2↑。 題組二 準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作,是因?yàn)镕eCl3能從含Cu2+的溶液中置換出銅() (2)氫氣通過(guò)灼熱的CuO粉末固體質(zhì)量減少(√) (3)將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液中,反應(yīng)后固體質(zhì)量增加() (4)制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼是合金(√) (5)向CuSO4溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成,該氣體是H2(√) (6)用銅作電極電解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+() (7)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成(√) (8)Al、Fe、Cu的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物() 題組三 綜合實(shí)驗(yàn)探究 3.堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料,實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下: 步驟一:廢銅屑制硝酸銅 如圖,用膠頭滴管吸取濃HNO3緩慢加到錐形瓶?jī)?nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過(guò)量),充分反應(yīng)后過(guò)濾,得到硝酸銅溶液。 步驟二:堿式碳酸銅的制備 向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液,水浴加熱至70 ℃左右,用0.4 molL-1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5,振蕩,靜置,過(guò)濾,用熱水洗滌,烘干,得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。 完成下列填空: (1)寫(xiě)出濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上圖裝置中NaOH溶液的作用是____________。反應(yīng)結(jié)束后,廣口瓶?jī)?nèi)的溶液中,除了含有NaOH外,還有__________(填寫(xiě)化學(xué)式)。 (3)步驟二中,水浴加熱所需儀器有__________________________________________、 __________________(加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外);洗滌的目的是________________。 (4)步驟二的濾液中可能含有CO,寫(xiě)出檢驗(yàn)CO的方__________________________ ________________________________________________________________________。 (5)影響產(chǎn)品產(chǎn)量的主要因素有______________________________________________。 (6)若實(shí)驗(yàn)得到2.42 g樣品(只含CuO雜質(zhì)),取此樣品加熱至分解完全后,得到1.80 g固體,此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。 【答案】(1)Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+2H2O (2)吸收氮氧化物(合理即可) NaNO3、NaNO2 (3)燒杯 溫度計(jì) 除去產(chǎn)品表面吸附的硝酸鈉 (4)取樣,加入稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,說(shuō)明含有CO (5)溫度、pH (6)0.92 【解析】 (2)廣口瓶?jī)?nèi)銅與濃硝酸反應(yīng)生成大氣污染氣體NOx,NaOH溶液可用來(lái)吸收NOx,利用NOx+NaOH―→NaNO2+NaNO3+H2O可知,反應(yīng)結(jié)束后,廣口瓶?jī)?nèi)的溶液中,除了剩余的NaOH外,還含有新生成的NaNO2與NaNO3。(3)因反應(yīng)器為大試管,故水浴加熱中用來(lái)盛放水的儀器可以選用燒杯,另外還需要溫度計(jì)(測(cè)定水溫);洗滌可除去堿式碳酸銅表面吸附的硝酸鈉。(5)由步驟二可知實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是控制溶液pH和反應(yīng)溫度,故影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素為溫度、pH。(6)堿式碳酸銅完全分解得到CuO,設(shè)樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,依據(jù)堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程式,利用“差量法”可得:222∶62=2.42x∶(2.42-1.80),解得x=0.92。 考點(diǎn)五:洞悉金屬活動(dòng)性順序與金屬冶煉 【知識(shí)精講】 1.規(guī)律方法 金屬的冶煉方法與金屬活動(dòng)性順序表有密切的關(guān)系: 2.特別提醒 (1)電解法冶煉活潑金屬使用的是熔融的金屬鹽或金屬氧化物,不是鹽溶液。 (2)鈉、鎂的冶煉是電解熔融的NaCl、MgCl2;鋁的冶煉是電解加了冰晶石的熔融Al2O3,不是電解熔融AlCl3,因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電。 (3)熱還原法中使用的還原劑通常為碳、一氧化碳和氫氣等。在金屬活動(dòng)性順序表中,雖然前面的金屬能夠?qū)⒑竺娴慕饘購(gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái),但不一定是從其鹽溶液中置換,例如Na由于活潑性太強(qiáng),不能從CuCl2溶液中置換出Cu,但是可以在其熔融狀態(tài)下置換出銅。 (4)在高爐煉鐵中,加入的還原劑是焦炭,但真正作還原劑的是CO。 (5)“沙里淘金”描述的是“金”的冶煉方法。 【題組集訓(xùn)】 題組一 金屬活動(dòng)性順序的比較 1.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)有嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板,在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液,則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu-2e-===Cu2+() (2)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、Al() 2.①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時(shí),外電路電流從②流向①;①③相連時(shí),③為正極;②④相連時(shí),②上有氣泡逸出;③④相連時(shí),③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動(dòng)性由大到小的順序是( ) A.①③②④ B.①③④② C.③④②① D.③①②④ 【答案】B 【解析】利用原電池的形成和工作原理解決問(wèn)題。在外電路中,電流從正極流向負(fù)極,則①作原電池的負(fù)極,②作正極,故活動(dòng)性①>②;活動(dòng)性相對(duì)較差的金屬作原電池的正極,故金屬的活動(dòng)性①>③;有氣泡產(chǎn)生的電極發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-===H2↑,為原電池的正極,故活動(dòng)性④>②;質(zhì)量減少的電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬離子而溶解,為負(fù)極,故活動(dòng)性③>④。由此可得金屬活動(dòng)性:①>③>④>②。 題組二 金屬冶煉方法的選擇 3.正誤判斷,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)氯化鋁是一種電解質(zhì),可用于電解法制鋁() (2)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)(√) 4.下列有關(guān)金屬冶煉的方法敘述正確的是( ) A.電解氯化鎂水溶液制備鎂 B.利用鋁熱反應(yīng)制備鋁 C.加熱分解Fe2O3制備鐵 D.用火法或濕法均可制備銅 【答案】C 【解析】電解氯化鎂水溶液的化學(xué)方程式:MgCl2+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑,不能制備鎂,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋁熱反應(yīng)是利用鋁的強(qiáng)還原性制備鎢、鉻等高熔點(diǎn)金屬的一種方法,B項(xiàng)錯(cuò)誤;冶煉鐵用熱還原法,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是________。 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3 【答案】C 【解析】Na、K、Mg、Al等活潑金屬的冶煉均采用電解法,F(xiàn)e、Cu的冶煉采用熱還原法。 6.已知: 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子化合物 離子化合物 離子化合物 共價(jià)化合物 熔點(diǎn)/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時(shí),電解MgCl2而不電解MgO的原因是________________________________;制鋁時(shí),電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本 AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)難導(dǎo)電 【解析】MgO的熔點(diǎn)太高,電解時(shí)消耗的能量多,增加生產(chǎn)的成本;AlCl3屬于共價(jià)化合物,熔融態(tài)時(shí)難導(dǎo)電。 題組三 金屬冶煉的綜合應(yīng)用 7.鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料,可在氬氣保護(hù)下,將一定化學(xué)計(jì)量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg17Al12+17H2===17MgH2+12Al。得到的混合物Y(17MgH2+12Al)在一定條件下可釋放出氫氣。 熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時(shí)通入氬氣的目的是_____________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】防止Mg、Al被空氣氧化 【解析】Mg、Al都是活潑金屬,高溫時(shí)易與空氣中的O2反應(yīng),通入氬氣的目的是隔絕空氣,防止Mg、Al被氧化。 8.鎂是一種非常重要的金屬,其單質(zhì)及化合物在航空航天、汽車(chē)制造、醫(yī)藥、添加劑、建筑等方面都有非常廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂,而MgCl2的獲得主要有兩種方法: 方法一:從海水或光鹵石中先獲得MgCl26H2O,然后再制得無(wú)水MgCl2。 方法二:MgCO3MgO+CO2↑;MgO+C+Cl2MgCl2+CO。 則在“方法一”中,從MgCl26H2O制無(wú)水MgCl2操作時(shí)應(yīng)在________保護(hù)下進(jìn)行。 【答案】HCl氣流 【解析】由于MgCl26H2O制無(wú)水MgCl2時(shí)發(fā)生水解,故要得到無(wú)水MgCl2,應(yīng)該在HCl保護(hù)氣流作用下進(jìn)行。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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