高三化学第二轮复习《专题8》鲁教版.doc

高三化学第二轮复习《专题8》鲁教版
【本讲教育信息】
一、教学内容：
高考第二轮复习《专题8》

二、教学目的
1、关注钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物在生产、生活中的应用实例，通过对钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物性质的实验探究，增强学习化学的兴趣，发展科学探究能力。
2、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要物理性质。
3、了解钠、铝、铁、铜等金属分别与氧气、水、酸、碱、盐等物质的反应情况，了解其共性和个性。
4、了解氧化钠、氧化铝、氧化铁、氧化铜等金属氧化物分别与水、酸、碱等物质反应的情况。
5、了解氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法，了解氢氧化铝的两性，了解氢氧化铝、氢氧化铁的受热分解。
6、比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，掌握鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。
7、了解Fe3+的氧化性，认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化，了解Fe3+的检验。
8、了解钠、钾的焰色反应。
9、能列举钢、铝合金等合金材料的重要应用。

三、重点、难点
1、钠、镁、铝、铁和铜等金属单质的主要物理性质。
2、钠、镁、铝、铁、铜等金属单质的主要化学性质。
3、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氧化物的主要物理性质和化学性质。
4、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氢氧化物的主要物理性质和化学性质。
5、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。
6、Fe3+的氧化性，Fe3+和Fe2+之间的相互转化，Fe3+的检验。

四、考点分析
本专题内容在高考中的主要考查点是：
1、钠、镁、铝、铁和铜等金属单质的主要物理性质。
2、钠、镁、铝、铁、铜等金属单质的主要化学性质。
3、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氧化物的主要物理性质和化学性质。
4、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氢氧化物的主要物理性质和化学性质。
5、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。
6、Fe3+的氧化性，Fe3+和Fe2+之间的相互转化，Fe3+的检验。

五、知识网络
1、钠及其化合物的相互转化

2、镁及其化合物的相互转化

3、铝及其化合物的相互转化

4、铁及其化合物的相互转化

【典型例题】
【例1】 工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。由于金属的化学活动性不同，因此选用不同的冶炼方法。你认为选择方法的主要依据是 （ ）
A、金属在自然界中的存在形式
B、金属元素在地壳中的含量
C、金属熔点的高低
D、金属阳离子得电子的能力
［解析］ 工业上冶炼金属的方法是根据金属活动性顺序来选择的。如果金属特别活泼，用电解法，如钠、镁、铝的冶炼使用电解法。如果金属不是特别活泼，则可以用热还原法，如用炭还原铁的氧化物炼铁。如果金属非常不活泼，可考虑热分解法，如分解硫化汞制汞。所以选D。

【例2】 某学生课外兴趣小组为了测定镁铝合金中铝的含量，进行了如下实验。将合金3.0克投入足量的100mL1.5mol/L烧碱溶液中，充分反应后分离未反应的镁，然后在溶液中滴加1.0mol/L盐酸，加入盐酸的体积与得到沉淀的数据如下表：
实验次数
加入盐酸的体积
沉淀质量
1

0
2

0.78g
3

5.46g

（1）若得到沉淀的量最大时，加入的盐酸体积为 mL。
（2）合金中铝的质量分数为 。
（3）如果加入240mL盐酸后，反应体系中铝元素存在的形式有哪些，物质的量各为多少，将你的结果填入下表中：（可以不用填满）
铝元素存在的形态
物质的量（mol）

［解析］ 本题是一道有关镁、铝与酸碱反应的综合计算题。
（1）当得到沉淀的量最大时，溶液中的溶质只有氯化钠。根据元素守恒，所加盐酸中的氯元素全部进入氯化钠中，所加的氢氧化钠中的钠元素全部进入氯化钠中。所以氢氧化钠的物质的量和盐酸的物质的量相等。
V（HCl）=100mL×1.5mol/L÷1.0mol/L=150mL
（2）由第二次实验数据进行计算如下：
n（Al（OH）3）=0.78g÷78g/mol=0.01mol

0.01 mo1 0.01mol
生成0.01molAl（OH）3↓，消耗的盐酸的体积为：
0.01mol÷1.0mol/L=10mL
所以用于和氢氧化钠反应的盐酸的体积为：80mL－10mL=70mL
当得到最大量的沉淀时，用于形成沉淀的盐酸的体积为：150mL－70mL=80mL

0.08 mo1 0.08mol
生成Al（OH）3的物质的量为0.08mol，合金中铝的物质的量也为0.08mol。
0.08mol×27g/mol÷3.0g=0.72
（3）当加入240mL盐酸后，相当于在0.08mol最大量的Al（OH）3沉淀中又加入240mL－150mL=90mL盐酸，物质的量为0.09mol。

0.03 mo1 0.09 mol 0.03mol
所以剩余Al（OH）3的物质的量为0.08mol－0.03mol=0.05mol
生成Al3+的物质的量为0.03mol。
答案：（1）150 （2）0.72
（3）
铝元素存在的形态
物质的量（mol）
Al3+（或AlCl3）
0.03
Al(OH)3
0.05

【例3】 将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是 （ ）
A、HCl B、K2SO4
C、CuCl2 D、饱和NaOH溶液
［解析］ 钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。解题的关键在于题干中的最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。选项A、B中每有23g钠进入溶液均生成lgH2，溶液质量增加22g。C选项中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuCl2反应，析出氢氧化铜沉淀，所以溶液质量减轻，D选项中氢氧化钠溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。
答案：CD

【例4】 向含有下列离子的溶液中通入Cl2时，该离子的浓度没有减小的是 （ ）
A、Fe2+ B、OH－
C、Ag+ D、Fe3+
［解析］ Cl2可和溶液中的Fe2+、OH－反应，故A、B离子浓度减小；C项，Cl2+H2O===H++Cl－+HClO，Cl－+Ag+===AgCl↓，Ag+浓度减小。
答案：D

【例5】 氧化铜在高温下可以与一氧化碳反应，若一氧化碳过量，可以生成红色的单质铜；若一氧化碳不足量，可以生成红色的氧化亚铜（Cu2O）。
（1）试写出这两个反应的化学方程式。
（2）ag氧化铜与一氧化碳反应后得到bg红色固体，则当a、b满足什么关系时，产物中一定没有氧化亚铜。
［解析］ 氧化铜与一氧化碳反应的两个化学方程式是
。
当恰好发生第一个反应时：

80 64
ag bg

即当时，产物中一定没有氧化亚铜。
答案：（1）

（2）当a/b=5/4时，产物中一定没有Cu2O。

【例6】 某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
（1）称取样品ag，称量时应该使用的主要仪器的名称是 。
（2）将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤，滤液中主要含有 ，滤渣中含有 ，溶解、过滤用到的玻璃仪器是 。
（3）滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关的离子方程式是 。
（4）步骤（3）的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是 。
（5）步骤（4）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为bg，有关的化学方程式是 ，原样品中铝的质量分数是 。
（6）若步骤（3）中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果偏 （填“高”、“低”或“不影响”，下同）；若步骤（5）中滤渣没有洗涤，则实验结果偏 ；若滤渣灼烧不充分，则实验结果偏 。
［解析］ 由实验过程中的化学反应原理可知，质量为bg的物质是Al2O3，ag合金与bgAl2O3所含Al元素的质量相同。ag合金中所含Al元素的质量：

ag合金中Al的质量分数：

本题是集Mg、Cu、Si及其重要化合物基础知识、化学仪器的功能、定量实验误差分析为一体的综合题，解题需有全面、牢固的基础知识。
答案：（1）托盘天平
（2）MgCl2、AlCl3 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
（3）Mg2++2OH－===Mg（OH）2↓，Al3++4OH－===［Al（OH）4］－
（4）［Al(OH)4］－+CO2===A1（OH）3↓+
（5）
（6）低 高 高

【模拟试题】
1、常温下铁制容器可以盛放的试剂是 （ ）
A、浓硝酸 B、稀硫酸
C、浓盐酸 D、硫酸铜溶液
2、从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于（ ）
A、金属的导电性强弱
B、金属在地壳中的含量多少
C、金属的化合价高低
D、金属的活动性大小

3、将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述不正确的是 （ ）
A、表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠
B、“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液
C、最后变成碳酸钠粉末
D、该过程的所有化学反应均为氧化还原反应
4、用铝热法还原下列氧化物，制得金属各1mol，消耗铝最多的是 （ ）
A、MnO2 B、WO3
C、Cr2O3 D、Fe2O3
5、下列物质能通过化合反应直接制得的是（ ）
①FeCl2 ②H2SO4 ③NH4NO3 ④HCl
A、只有①②③ B、只有②③
C、只有①③④ D、全部
6、等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是 （ ）
A、2mol·L－1H2SO4溶液
B、18mol·L－1H2SO4溶液
C、6mol·L－1KOH溶液
D、3mol·L－1HNO3溶液
7、铝和镓的性质相似，如M（OH）3都是难溶的两性氢氧化物。在自然界镓常以极少量分散于铝矿，如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿（A12O3）时，生成NaAlO2、NaGaO2而后通入适量CO2，得Al（OH）3沉淀，而NaGaO2留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）。发生后一步反应是因为 （ ）
A、镓酸酸性强于铝酸
B、铝酸酸性强于镓酸
C、镓浓度小，所以不沉淀
D、Al（OH）3是难溶物
8、钢铁“发蓝”是将钢铁制品浸到某些氧化性的溶液中，在钢铁的表面形成一层四氧化三铁的技术过程。其中一种办法是将钢铁制品浸到亚硝酸钠和浓氢氧化钠的混合溶液中加热到130℃反应。其过程可以用如下化学方程式表示：
①3Fe+NaNO2+5NaOH===3Na2FeO2+H2O+NH3↑
②3Na2FeO2+2NaNO2+4H2O===3Na2FeO4+2NH3↑+2NaOH
③5Na2FeO2+Na2FeO4+6H2O===2Fe3O4+12NaOH
下列说法正确的是 （ ）
A、反应①不是氧化还原反应
B、该生产过程不产生任何污染
C、整个反应过程中，每有5.6gFe参加反应转移0.8mol电子
D、反应②中的氧化剂是NaNO2
9、金属钒（V）在材料科学上有重要作用，被称为“合金的维生素”。以下是测定矿石中钒的含量的两个反应：
（1）用稀硫酸溶解五氧化二钒，得到（VO2）2SO4溶液。写出该反应的化学方程式
；该反应 （选填“是”或“不是”）氧化还原反应。
（2）用已知浓度的硫酸酸化的H2C2O4（H2C2O4中C为+3价）溶液，滴定（VO2）2SO4溶液，完成下列离子方程式，短线上填写物质的化学式或离子符号。

反应中做氧化剂的是 ，被还原的元素是 。
欲知该反应能否用盐酸酸化，还需要知道的是 （填序号）。
a、和Cl2氧化性的相对大小
b、和HCl氧化性的相对大小
10、A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系（副产物已略去）。

试回答：
（1）若X是强氧化性单质，则A不可能是 。
a、S b、N2 c、Na d、Mg e、Al
（2）若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，则B的化学式为 ；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是（用必要的文字和离子方程式表示） ，检验此C溶液中金属元素价态的操作方法是 。
（3）若A、B、C为含金属元素的无机化合物，X为强电解质，A溶液与C溶液反应生成B，则B的化学式为 ，X的化学式可能为（写出不同类物质） 或 ，反应①的离子方程式为 或 。
11、（1）物质X是中学化学中的常见物质，X既能与稀硫酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应。
①若X为氧化物，X的化学式是 。
②若X为单质，X用于焊接钢轨反应的化学方程式是 。
③若X与稀硫酸反应生成无色无味的气体A，与浓氢氧化钠溶液加热反应生成气体B。等物质的量的A和B在水溶液中反应又生成X。
X与稀硫酸反应的离子方程式是 ；
X与足量稀氢氧化钠溶液反应的离子方程式是 。
（2）在宇航器中，可以不断地将座舱内的空气通过盛有金属过氧化物（以过氧化钠为例）的容器，以除去A。反应的化学方程式是 。
科学家设计出新的航天飞船内的空气更新系统。其中一步是A和氢气在200℃～250℃时，镍催化剂作用下，生成甲烷和另一种物质。该反应的化学方程式是
。
12、工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3，还有少量的Fe2O3、SiO2）提取冶炼铝的原料氧化铝。工艺流程如下图：

（1）原料A的名称是 ，步骤①反应的离子方程式是 。
（2）滤液l中要加入稍过量原料B，原料B的化学式是 ，步骤②反应的离子方程式是 。
（3）步骤③的化学方程式是 。
（4）如果省去步骤①，即溶解铝土矿是从加入原料B开始，则会对氧化铝的提取有什么影响？ 。
13、以下一些氧化物和单质之间可发生如下图所示的反应：

其中，氧化物（Ⅰ）是红棕色固体、氧化物（Ⅱ）、（Ⅲ）、（Ⅳ）在反应条件下都是气体。
（1）氧化物（Ⅰ）的化学式（分子式）是 。氧化物（Ⅱ）的化学式（分子式）是 。
（2）反应①的化学方程式是 。
反应②的化学方程式是 。
反应③的化学方程式是 。
14、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J均为中学化学中常见物质，其相互转化的关系如下图所示：已知，A的焰色反应呈黄色，I是一种红褐色沉淀。

（1）写出下列物质的化学式：B： ；D： ；E： ；H： 。
（2）常温下C是黄绿色气体：
①写出A的电极反应方程式：阴极： ；阳极： 。
②写出H→I的化学方程式： 。
③G与足量C12反应的离子方程式： 。
15、已知X是一种盐，H是常见金属单质，F、I是常见非金属单质，E、G都是工业上重要的碱性物质，它们有下图所示的关系。

试回答下列问题：
（1）G的化学式为 。
（2）写出下列反应的化学方程式
① ；
② 。
（3）X在医药上用作解酸剂，与盐酸作用时，生成B的物质的量与消耗盐酸的物质的量之比为3：8，则X的化学式为 ；X与盐酸反应的化学方程式为 。
16、金属镁和镁合金在航空、汽车制造和电子工业等领域具有广泛的用途，金属镁的冶炼有多种方法，其中之一是以白云石（CaCO3·MgCO3）为原料，经高温煅烧生成氧化物（CaO·MgO），氧化物在还原炉中经1200℃真空条件下用硅铁还原生成镁蒸汽（铁在反应前后化合价不变），镁蒸汽经冷凝器冷聚为粗镁，粗镁再经精炼、铸锭得到成品金属镁。反应工艺流程如下图：

（1）在冶炼过程中反应温度对生成金属镁的影响如图，从图中分析，还原反应的反应热△H 0（填“<”“>”或“=”）理由是 。

（2）还原炉中需要在1200℃真空条件下反应，反应达到平衡时的温度与压强的关系如下：
剩余压强mmHg
760
10
1
0.1
平衡时的温度℃
2370
1700
1430
1235
真空条件对制备金属镁来讲，可以达到的目的是：
① ；②
（3）含镁矿物常见的有菱镁矿（MgCO3）、白云石和光卤石（KCl·MgCl2·6H2O），其中KCl·MgCl2·6H2O属于 （ ）
A、复盐 B、混合物 C、配合物
（4）写出下列反应的方程式。
①煅烧白云石 。
②CaO·MgO与Si的反应
17、氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜（含硫酸亚铁等杂质）进行如下实验：
（1）制备氧化铜
工业
①步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是 。
②步骤Ⅱ的目的是除铁。操作是：滴加H2O溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2（OH）2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=l。控制溶液pH=3.5的原因是 。
③步骤Ⅲ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是 ，过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是 。
（2）探究氧化铜性质
①取A、B两支试管，往A中加入适量CuO粉末，再分别向A和B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡。结论是 。
②为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪器有 。
18、蛇纹石矿可以看作MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如图：

（1）蛇纹石加盐酸溶解后，溶液里除了Mg2+外，还含有的金属离子是 。
氢氧化物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
开始沉淀pH
1.5
3.3
9.4

（2）进行Ⅰ操作时，控制溶液pH=7～8（有关氢氧化物沉淀的pH见上表）
Ca(OH)2不能过量，若Ca(OH)2过量可能会导致 溶解、 沉淀。
（3）从沉淀混合物A中提取红色氧化物作颜料，先向沉淀A中加入 （填入物质的化学式），然后 （依次填写实验操作名称）。
（4）物质循环使用，能节约资源。上述实验中，可以循环使用的物质是 （填写物质化学式）。
（5）现设计一个实验，确定产品aMgCO3·bMg（OH）2·cH2O中a、b、c的值，请完善下列实验步骤（可用试剂：浓硫酸、碱石灰）：
①样品称量
②高温分解
③
④
⑤MgO称量
（6）18.2g产品完全分解后，产生6.6gCO2和8.0gMgO，由此可知，产品的化学式中：a= ，b= ，c= 。

【试题答案】
1、A 2、D 3、D 4、B 5、D 6、A 7、A 8、D
9、（1）V2O5+H2SO4===（VO2）2SO4+H2O
不是（2）2 1 2H+→2 2 2H2O （VO2）2SO4 +5价的V a
10、（1）de （2）FeCl3 2Fe3++Fe===3Fe2+ 防止Fe2+被氧化 用试管取少量C溶液，滴加KSCN溶液，无颜色变化，再滴加氯水（或硝酸），溶液呈血红色，证明原溶液中有Fe2+存在
（3）A1（OH）3 NaOH（或KOH） HCl（或其他强酸） Al3++3OH－===Al（OH）3↓，

11、（1）①Al2O3 ② ③

（2）2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2 CO2+4H2CH4+2H2O
12、（1）盐酸（硫酸、硝酸） Al2O3+6H+===2Al3++3H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
（2）NaOH H++OH－===H2O、Fe3++3OH－===Fe(OH)3↓、Al3++4OH－===+2H2O
（3）NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3
（4）若用NaOH溶液溶解铝土矿，则有部分SiO2溶解在NaOH溶液中生成硅酸钠，最后使加热制得的Al2O3混有SiO2杂质
13、（1）Fe2O3 CO （2）① ②
③
14、（1）NaOH H2 Fe Fe(OH)2
（2）①2H++2e－===H2↑（或2H2O+2e－===H2↑+2OH－） 2Cl－－2e－===Cl2↑
②4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ③2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl－
15、（1）NaOH
（2）①2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 ②
（3）3MgCO3·Mg(OH)2或Mg4(OH)2(CO3)3 3MgCO3·Mg(OH)2+8HCl===4MgCl2+
3CO2↑+4H2O
16、（1）> 升高温度Mg的产率增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应为吸热反应
（2）①降低反应所需温度，节约能源 ②防止Mg被空气氧化 （3）A
（4）①
②
17、（1）①称量、溶解、过滤 ②既促进 Fe3+转化为Fe（OH）3沉淀，又阻止Cu2+的水解 ③蒸发浓缩、冷却结晶 容易控制加热温度，且温度不超过l00℃，加热均匀
（2）①CuO对H2O2的分解有催化作用 ②水槽（或集气瓶）、导管、量筒、秒表（计时器）
18、（1）Fe3+、A13+ （2）Al（OH）3 Mg（OH）2
（3）NaOH 过滤、洗涤、灼烧 （4）CO2 （5）用浓硫酸吸收水蒸气 称量碱右灰吸收CO2前后的质量
（6）3 1 3
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