资源描述
第二单元 元素及其化合物
第17讲 非金属及其化合物
[考点点拨]
掌握常见的非金属元素(如：H、O、C、Si 、Cl、S、N、P、)单质、氢化物、氧化物、最高价氧化物对应水化物等的重要性质，并进行比较．从原子的核外电子排布，理解同族元素、同周期元素性质的相似性和递变性；了解一些重要物质如HClO(次氯酸)等的重要性质和用途；了解氮、硫、碳的氧化物对大气的污染及其防护；了解常见盐类的性质和用途；了解常见化肥的基本性质；了解一些生活用水的净化及工业污水的处理方法；了解常见的无机非金属材料。这部分知识在各地高考题中更多演变为解决基本概念、基本理论、化学实验或化学计算题的基石,几乎出现在所有的高考题型中，如选择题中的离子共存、氧化还原反应等概念，离子反应方程式的书写和判断，药品的保存和仪器的洗涤，填空题的物质推断，实验题，计算题等都是高考的热点。解题时要进行适度化的逻辑思维，及时调用所掌握的基础知识，加以筛选、类比、迁移、推理和矫正，得出正确的结论以及找到最合理的简洁的解题方法。
[智能整合]
1．同主族元素性质的比较
同主族元素原子结构的比较：（相同点和不同点）
同主族元素化学性质的比较：（从上向下）
如、非金属性、金属性、氧化性、还原性、得电子能力、失电子能力、元素的主要化合价、元素最高价氧化物、最高价氧化物对应的水化物等
2．同周期不同族元素氮族非金属性比较
单质与氢化合的能力、气态氢化物的稳定性、气态氢化物的还原性、最高价氧化物对应水化物的酸性、单质的氧化性、对应阴离子的还原能力等等
3．主要的三角关系（从物质的转化和化合价的变化两方面）
4．以化合价为主线，归纳、综合、整理非金属元素的单质及其化合物的主要化学性质及相互转化关系。
H2、H2O、O2、O3
氯及其化合物
硫及其重要化合物
碳及其化合物
硅及其化合物
氮及其化合物
[典题解析]
[典型例题1] (04上海)下列物质中不会因见光而分解的是
A. NaHCO3 B. HNO3 C. AgI D. HClO
[思路分析]本题直接考查常见化合物的性质，属于容易题中的一类。HNO3 、AgI 、HClO都具有见光分解的性质，通常实验室保存应放在棕色瓶、阴暗处，而NaHCO3在加热到250℃左右才能分解。
［参考答案］A。
［典型例题2］(04内蒙海南)久置空气中会发生颜色变化，但颜色变化不是由于跟氧气反应引起的物质是
A. 过氧化钠固体 B. 亚硫酸钠固体 C. 硫酸亚铁晶体 D. 苯酚晶体
［思路分析］过氧化钠固体会吸收水分和二氧化碳反应，由黄色变为白色固体碳酸钠。亚硫酸钠被空气中氧气氧化而不变色；浅绿色的硫酸亚铁晶体会被空气中氧气氧化而变成棕褐色的硫酸铁晶体；无色苯酚晶体会被空气中氧气氧化而变成粉红色。 所以选A。本题将元素及其化合物的知识与氧化还原反应和物质的保存的知识结合起来。
［参考答案］A
［典型例题3］(04江苏)下图中，A是一种无色液体，G是极易溶于水的碱性气体，Y是胃酸的主要成分，K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，反应⑤是工业制X的主要反应之一。
请按要求填空：
(1) 写出下列物质的化学式：A： ，E： ，F： ，Y： 。
(2) 反应⑤的化学方程式为： 。
(3) 1 mol B通过反应②得到1 mol F，B中F的质量分数为72%，则B的化学式为： 。
［思路分析］本题是元素及其化合物的典型试题—推断题，且题给信息都是显性信息，十分明确。A是一种无色液体即H2O；G是极易溶于水的碱性气体即氨气；Y是胃酸的主要成分即盐酸（HCl）；K是不溶于稀硝酸的白色沉淀，根据图示关系不难推出为AgCl；反应⑤是工业制X的主要反应之一即是氨的催化氧化。
［参考答案］(1)、N2、Ag、HCl (2)
(3) Ag3N
［典型例题4］(04上海)黄铜矿（主要成分CuFeS2）是提取铜的主要原料
（1）取12.5 g黄铜矿样品，经测定含3.60 g硫（杂质不含硫），矿样中CuFeS2含量为 。
（2）已知：2CuFeS2＋4O2 Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
产物Cu2S在1200℃高温下继续反应：
2Cu2S ＋ 3 O2 → 2Cu2O ＋ 2 SO2
2 Cu2O ＋ Cu2S → 6Cu ＋ SO2
假定各步反应都完全，完成下列计算：
① 由6 mol CuFeS2生成6 mol Cu，求消耗O2的物质的量？
② 6 mol CuFeS2和14.25 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？
③ 6 mol CuFeS2和15.75 mol O2反应，理论上可得到多少摩尔铜？
［思路分析］本题是将元素及其化合物的知识与化学计算进行有机的组合，很明显黄铜矿的煅烧后的生成物与氧气的量有关，是一个讨论计算的问题。从上述化学方程式可知，生成物为Cu、FeO、SO2。只须配平下面的化学方程式就能很好地解题。
6CuFeS2＋15O2＝6Cu＋6FeO＋12SO2
［参考答案］（1）82.8%
（2）① CuFeS2 Cu＋FeO＋2SO2
n(O2)＝(＋2)×6 mol＝15 mol
② O2不足量 Cu2S＋O2 ® 2Cu＋SO2
n(Cu)＝6 mol－2(15 mol－14.25 mol)＝4.5 mol
③ O2过量 2Cu2S＋3O2 → 2Cu2O＋2SO2
n(Cu)＝()×6 mol＝3 mol
［知能训练］
一选择题
1．有A、B、C、D四只无标签的集气瓶中，分别盛有Cl2、H2、HBr、HCl四种气体。A、B两瓶混合时，瓶壁上出现橙红色液滴；A、C两瓶混合光照发生爆炸，则D瓶内盛的气体是
A、Cl2 B、H2 C、HBr D、HCl
2．某溶液中可能含有硫酸盐、硝酸盐和氯化物，经测定，知溶液中含有较多的H＋、Fe2＋、Ba2＋，该盐溶液中主要的阴离子是
A、NO3－ B、SO42－ C、Cl－ D、Cl－和SO42－
3．可用于区别Na2S、Na2SO3、Na2SO4、Na2CO3、Na2SiO3五种溶液的一种试剂是
A、NaOH B、盐酸 C、酚酞试液 D、BaCl2
4．关于NH4Cl的用途，下列叙述不正确的是
A、氮肥 B、实验室制NH3 C、制炸药 D、焊接金属时用于除锈
5．既可在溶液中由硫离子与金属离子反应生成，也可以由单质与金属在加热条件下直接化合生成的金属硫化物是
A、FeS B、CuS C、Al2S3 D、Na2S
6．下列过程中，没有发生化学变化的是
A、AgI用于人工降雨 B、接触法制硫酸中炉气的净化
C、豆科植物的根瘤菌对空气中氮的固定 D、溶洞中钟乳石的形成
7．盛NO2的集气瓶里放入一块木炭，一段时间后，瓶内气体颜色变浅，这是因为
A、NO2与木炭发生了化学反应 B、木炭吸附了部分NO2
C、反应生成了N2O4 D、木炭促使NO2分解
8．仅用水，不可能除净
A、氢气中氨气 B、氧气中的二氧化碳
C、空气中的氯化氢 D、一氧化氮中的二氧化氮
9．某气体的水溶液呈酸性，该气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色，并能使溴水褪色而出现浑浊，该气体是
A、HCl B、H2S C、SO2 D、CO2
10．有关硅及其化合物的叙述，不正确的是
A、硅可用来制造半导体器材 B、硅藻土可作吸附剂和催化剂
C、SiO2是制造光导纤维的原料 D、水玻璃可做粘合剂及耐火材料
二、填空题
11．在淀粉－KI溶液中，滴加少量NaClO溶液，并加入少量稀H2SO4，溶液立即变蓝，这是因为 ，离子方程式是 ；在上述溶液中滴加足量的Na2SO3溶液，蓝色逐渐消失，这是因为 ，离子方程式为 ，从以上实验可知，ClO－、I2、SO42－的氧化性由强到弱的顺序是 。
12．某固体混合物可能由KNO3、K2SO4、KI、KCl、NaCl、CuCl2、CaCl2和Na2CO3中的一种或几种组成。依次进行下列五步实验，观察到的现象记录如下：
（1）混合物加水得无色透明溶液；
（2）向上述溶液中滴加BaCl2溶液，有白色沉淀生成，将该沉淀滤出，并将滤液分成两份；
（3）上述白色沉淀可完全溶于稀盐酸；
（4）将两份滤液中的一份，滴加氯水并加入CCl4，振荡后静置，CCl4层无色；
（5）将另一份滤液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀硝酸。根据以上实验，可以判断出混合物中肯定含有 ；但不能判断是否含有 。
13．将红热的固体单质甲投入显黄色的溶液乙中，剧烈反应，产生混和气体A，A在常温下不与空气接触，有以下变化：
试推导：
（1）甲为 ，乙为 ，丙为 ；
（2）混合气体A的主要成分为 ；
（3）气体B为 ，蓝色溶液C为 ；
（4）甲与乙反应的化学方程式是： ；
（5）若将气体A依次通过澄清石灰水和Ba（OH）2溶液，发现气体经过石灰水颜色消失，但无白色沉淀，气体通过Ba（OH）2时，产生白色沉淀，盛石灰水的洗气瓶中发生反应的化学方程式是 ，盛Ba（OH）2溶液的洗气瓶中的化学方程式为 。
14．根据下列图示，回答（1）－（4）题：
（1）原两种黑色粉末的名称是 和 ；W盐的化学式为 ；
（2）X与Mg反应的化学方程式为 ；
（3）Z溶液呈酸性的主要原因是: ；
三、计算题
15．某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96 g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33 g。另一份加入含0.001 mol KMnO4的酸性溶液，恰好完全还原为Mn2+。
(1) 该结晶水合物中含有的两种阳离子是 和 ，阴离子是 。
(2) 试通过计算确定该结晶水合物的化学式。
16．孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：
xCuCO3•yCu(OH)2 (x、y为正整数且x≤2,y≤2)
（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1；石青则为3∶1。请推算它们的化学组成。(04广东化学)
孔雀石： 石青：
（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO2 3.36 L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20 g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。
第18讲 非金属元素及其化合物的应用
[考点点拨]
近几年来，高考中除直接考查元素单质和化合物的重要知识外，常常将元素及其化合物知识一原子结构、化学平衡、电解质溶液、电化学、化学实验等知识纵横交错、相互渗透。试题中体现元素及其化合物与生产、生活、科学技术紧密联系。如“明星分子C60、NO”、“BGO闪烁晶体材料”、“食盐加碘”、“青铜除锈”、“酸雨”、“光化学污染”、“饮料”、“口服液”、“析氢材料”、“纳米材料”、“超导材料”、 “透明陶瓷”、“无机高分子”、“碳酸盐燃料电池”、“锂电池”、“净水剂”等等。
[智能整合]
［典例解析］
［典型例题1］(04广东)上世纪80年共后期人们逐渐认识到，NO在人体内起着多方面的重要生理作用。下列关于NO的说法不正确的是
A、NO分子中有极性共价键 B、NO是造成化学烟雾的因素之一
C、NO是汽车尾气的有害成分之一 D、NO分子所含电子总数为偶数
［思路分析］由于氧原子吸引电子的能力比氮原子强， NO分子中共用电子对偏向于氧原子，所以NO分子中存在的是极性共价键；NO和NO2是大气污染物，空气中的NO和NO2主要来自于石油产品和煤燃烧的产物、汽车尾气以及硝酸工厂的废气等；近几年来，光化学污染已经引起人们的注意，空气中的NO2是造成光化学污染的主要因素；NO分子中含有15个电子。本题把元素及其化合物的知识与分子结构和环境污染的知识结合在一起。
［参考答案］D
［典型例题2］(04上海)下图中能验证氯化钠溶液（含酚酞）电解产物的装置是
［思路分析］本题将元素及其化合物的知识与电解原理共同设计，要求考生应具备对比求异的思维能力。NaCl水溶液电解是混合电解，电解后在阴极区产生氢气和氢氧化钠，在阳极区产生氯气。从图中电源的电子流动方向可以确定其正负极，并由此可得出电解池的阴、阳极。A和C中左为阳极，右为阴极；B和D中左为阴极，右为阳极。阳极应析出氯气，而碘化钾淀粉溶液是用来检验氯气的。
［参考答案］D
［典型例题3］(04江苏)有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验。通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。
请回答下列问题：
(1) 第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是： 。
(2) 请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3。
。
(3) 第2小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成。为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：
上述方案是否合理？ 。请简要说明理由：
① ；② 。
［思路分析］本题以SO2的还原性和Na2O2的氧化性为知识点，以实验验证和实验设计为结合点，以考查学生的分析和创新设计能力为目的。思维台阶由低到高，步步提升。
［参考答案］(1) 2Na2O2＋2SO2＝2Na2SO3＋O2 (2) 取白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体。(3) 不合理；稀硝酸能将亚硫酸钡氧化为硫酸钡；如果反应后的固体中还残留Na2O2，它能溶于水后能将亚硫酸根氧化成硫酸根。
［典型例题4］航天飞行器座舱内空气更新过程如图所示：
（1）Ⅱ是CO2和H2的反应装置，该反应的化学方程式
（2）从装置Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ可看出，O2的来源是CO2和H2O，宇航员每天消耗28mol O2，呼出
23 mol CO2，则宇航员每天呼出的气体中含H2O mol。
（3）以下是另一种将CO2转化为O2的实验设想
其中，由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置（铁架台、酒精灯已略）如下：
①上图中，装置a由 、 、双孔塞和导管组成
②循环物质甲的名称是
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行，原因是
④装置b中填充的物质可能是 （填入编号）
c.硅胶 f.碱石灰 g. 无水氯化钙 h.浓硫酸
⑤设计d装置要注意防止倒吸，请在方框中画出d装置的简图，并要求与装置c的出口处相连（铁架台不必画出）。
［思路分析］本题以最新科技—航天飞行器座舱内空气更新过程为知识综合点，把元素及其化合物的知识、物质的量计算、物质的制备的实验设计串联组合在一起，对考生的能力要求较高，注重考查学生的分析问题、解决问题的能力。从CO2和H2的反应到CO2转化为O2，把传统的饿框图题以较新的面孔呈现在考生面前，以无水氯化镁的制备为思维提高点。
［参考答案］（1）2H2＋CO2 → 2H2O＋C （2）10 （3）①分液漏斗 烧瓶 ②盐酸 ③防止水解 ④e g
⑤
［知能训练］
一选择题
1、 能减少酸雨产生的有效措施是 ①少用煤作燃料；②把工厂烟囱升高；③燃料脱硫；④在已酸化的土壤中加入石灰⑤开发新能源
A、①②⑤ B、①③⑤ C、②③④ D、③④⑤
2、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是 ①温室效应；②赤潮；③酸雨；④光化学污染；⑤臭氧空洞；⑥水俣病；⑦潮汐；⑧大脖子病；⑨水体富氧化。
A、②⑨ B、⑦⑧ C、⑥⑦⑧ D、②⑤⑦
3、食用下列物质不会引起中毒的是
A、加碘盐（含碘酸钾的食盐） B、用甲醇兑制的白酒
C、用于混泥土防冻的NaNO2 D、用BaSO4作X射线透视的“钡餐”
4、为保护环境、防止污染，下列最理想的燃料是
A、酒精 B、氢气 C、汽油 D、无烟煤
5、下列肥料属于复合肥的是
A、磷酸二氢钾 B、氨水 C、硫酸铵 D、硝酸钾
6、目前地球气温普遍上升是由于温室效应而引起的，引起温室效应的主要原因是
A、大量使用矿物燃料 B、植物光合作用需要的CO2 大量减少
C、大量使用氟氯烃 D、汽车尾气的大量排放
7．2000年1月底，罗马尼亚一金矿污水处理池因降暴雨而发生裂口，10万升含氰化物和铅、汞等重金属的污水流入蒂萨河（多瑙河支流），造成该河90%以上的动植物死亡。这是继切尔诺贝利核泄漏以来，欧洲最严重的环境污染事件。氰气[(CN)2]和氰化物都是剧毒性物质，氰分子的结构式为N≡C－C≡N，性质与卤素相似，下列叙述错误的是
A 氰分子中四原子共直线，是非极性分子
B 氰分子中C≡N键长大于C≡C键长
C 氰气能与强碱溶液反应得到氰化物和次氰酸盐
D 氰化氢在一定条件下能与烯烃发生加成反应
8．汽车尾气（含有烃类、CO、SO2和NO等物质）是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”。它的特点是使CO与NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。控制城市空气污染源的方法可以有
A 开发氢能源 B 使用电动车 C 植树造林 D 戴上呼吸面具
9．电解NaCl—KCl—AlCl3熔体制铝比电解Al2O3—NaAlF6制铝节省电能约30%，但现在仍用后一种方法制铝，其主要原因是
A AlCl3是分子晶体，其熔体不导电 B 电解AlCl3生成的Cl2会严重污染大气
C 自然界不存在富含AlCl3的矿石 D 生产无水AlCl3较困难，成本又较高
10、近年来，加“碘”食盐较多使用了碘酸钾，KIO3在工业上可用电解法制取，以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液（加少量K2CrO4）为电解液在一定条件下电解，反应方程式为KI+3H2OKIO3+3H2↑。下列有关说法正确的是
A 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B 电解液调节至酸性比较合适
C 电解后得到KIO3产品的步骤有：过滤→浓缩→结晶→灼烧
D 电解中每转移0.6mol电子，理论上可得到21.4g无水KIO3晶体
二．填空题
11、NO分子因污染空气而臭名昭著。但近年来，发现少量的NO在生物体内许多组织中存在，它有扩张血管、免疫、增强记忆的功能，而成为当前生命科学研究的热点；NO亦被称为“明星分子”。请回答下列问题：
(1)NO对环境的危害在于 ；
A.破坏臭氧层 B.高温下使一些金属被氧化
C.造成酸雨 D.与人体血红蛋白的结合
(2)在含Cu＋的酶的活化中心中，亚硝酸根离子(NO)可转化为NO。写出Cu＋和亚硝酸根离子在酸性水溶液中反应的离子方程式 ；
(3)在常温下，把NO气体压缩至压强为100个大气压，在1个体积固定的容器里加热到50℃，发现气体的压强迅速下降，压强降至略小于原压强的就不再改变，已知其中一种产物为N2O。解释气体总压强小于原压强的理由(用化学方程式表示)
。
12、胆结石的成因有两种，一种为无机钙型，一种为胆固醇型。前者需手术治疗，后者则有人设计用甲基叔丁基醚制成针剂，注射病灶部位后，适时再将病灶处的液体抽取出来的治疗方案。
请回答：
（1）在用甲基叔丁基醚治疗胆固醇型结石的过程中，甲基叔丁基醚可使胆固醇型胆结石（填选项字母） 。
A．溶解 B．变性 C．氧化 D．分解为气体
(2)现有甲、乙、丙、丁四种制备甲基叔丁基醚的方案：
现已知上述四种方案中丙为最佳。因为液体反应物之间接触面积大，易于反应，且没有副产物生成。综合上述所给提示，请分析甲、乙、丁方案的不妥之处。
甲： ；
乙： ；
丁： 。
13、目前市场上出现一种检验CO的“检测卡”。外形像一张塑料信用卡，正中有一个直径约2cm的小窗口，露出橙红色固态物质，其化学成分包括：亲水性的硅胶，CaCl2，固体酸（Hg[Si(Mo2O7)6]·28H2O），CuCl2·H2O，PdCl2·2H2O等。检测时若发现橙红色变为黑色并在短时间内不复原，表明一氧化碳浓度已超标，有中毒危险；而当CO不超标时，橙红色也会变黑，但能很快复原。请写出以下化学方程式（说明：所发生的反应均为氧化还原反应）。
①．CO与 PdCl2·2H2O的反应；
②．产物之一与CuCl2·2H2O反应而复原
③．产物之一复原的反应。
14、我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：
pH值在6.5～8.5之间，Ca2＋、Mg2+总浓度＜0.0045mol/L，细菌总数＜100个/mL。
以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：
原水曝气池一级沉降池二级沉降池过滤池自来水
（1）原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3－、Cl－等，加入石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式。
（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程
A 只是物理过程 B 只是化学过程 C 是物理和化学过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成 沉淀。
（3）通入CO2的目的是 和 。
（4）气体A的作用是 。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有 。
（5）下列物质中，可以作为气体A的代用品是
A Ca(ClO)2 B 液NH3 C K2FeO4 D SO2
三．计算题
15、某工厂化验室为测定某黄铁矿(主要成份是FeS2)的纯度，取1.00g矿石样品(所含杂质不挥发且不与氧气反应)，在氧气流中充分灼烧，完全反应后，冷却，称量固体残留物，质量为0.75g。
(1)该黄铁矿中FeS2的质量分数为多少？
(2)该工厂用这种黄铁矿制硫酸，在FeS2燃烧过程中损失2%，由SO2氧化成SO3时，SO2的利用率为80%。求该工厂用10.0t这种黄铁矿可生产98%的硫酸多少吨？
16、合成氨原料可以由天然气制取。其主要反应为：
CH4（g）＋H2O（g）→CO（g）＋3H2（g）
（1）1m3（标准状况）CH4按上式完全反应，产生H2 mol。
（2）CH4和O2的反应为：2CH4（g）＋O2（g）→2CO（g）＋4H2（g）
设CH4同时和H2O（g）及O2（g）反应。1m3（标准状况）CH4按上述两式完全反应，产物气体的体积V（标准状况）为 。
（3）CH4和H2O（g）及富氧空气（O2含量较高，不同富氧空气氧气含量不同）混合反 应，产物气体组成如下表：
气体
CO
H2
N2
O2
体积（L）
25
60
15
2.5
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V（O2）／V（N2）=____________。
（4）若CH4和H2O（g）及富氧空气混合反应的产物中，V（H2）／V（N2）＝3︰1 （合成氨反应的最佳比），则反应中的H2O（g）和富氧空气的体积比为何值?____________。
第19讲 金属及其化合物
[考点点拔]
高考对金属部分考查主要集中在钠、镁、铝、铁及其化合物知识。要求能以钠、镁为例，了解典型金属的物理性质和化学性质。掌握Fe和Al的化学性质。重点是利用钠与水反应，过氧化钠与二氧化碳和水的反应，铝元素两性，铁三角的关系。其中氢化钠、氮化镁、三硫化二铝的水解性质是无机化学信息题的一个好的出题知识点和主要命题方向。
[智能整合]
1、金属元素及其化合物的相互转化关系
(1)钠及其化合物：
(2)镁、铝及其化合物：
(3)铁及其化合物：
2、解题的方法思路
(1)碱金属及其化合物
碱金属及其化合物重要的考点有：碱金属物理性质的变化规律（熔点、硬度、密度等）；钠的强还原性（与氧气、水、酸、盐溶液反应等）；钠（或钾、锂）、过氧化钠及氢氧化钠的保存方法；过氧化钠的属类（注意不是碱性氧化物）与主要性质（强氧化性，与水或二氧化碳反应原理及应用）；从草木灰中提取钾盐实验；典型混合物反应计算（如钠与过氧化钠、氧化钠，过氧化钠与碳酸氢钠，氢氧化钠与碳酸氢钠，碳酸钠与碳酸氢钠等）。对于有关计算，在复习过程中要注意不等式法、半定量分析法、讨论法、极值法等方法的应用，在应用中总结规律，优化解法。
(2)镁铝及其重要化合物
此类题以镁铝及其化合物性质为考查重点，解此类题的方法是：找出共性（即它们均能跟大多数非金属反应、跟酸反应等）；抓住特性，如镁不跟强碱溶液反应，铝跟强碱溶液反应；镁比铝活泼，把镁投入某些盐溶液里（水解呈酸性）就有剧烈反应放出H2，而铝不能。重点突破，既要考虑题目中的重点要求，又不主观片面思考问题。
(3)Fe2+和Fe3+的相互转化
铁是典型的变价金属，铁三角是铁的化学性质（变价关系）的具体体现，其重要的是亚铁离子和铁离子间相互转化。此类题目是高考年年考的知识点。它包括亚铁盐、铁盐溶液的存放和鉴别，判断Fe2+、Fe3+离子共存，物质的推断，有关铁的计算等题型。解此类题的方法思路：以铁三角相互转化条件和有关化学方程式为依据，利用一些特殊的现象[例如，Fe3+遇SCN-显红色，Fe (OH)2由白色到灰绿色最后变成红褐色等。]作为解题时的突破点。还要掌握反应物中氧化剂或还原剂的不同以及反应物消耗量不同对产物的影响，进行有关推断和计算。
[典例解析]
[典型例题1]（2003上海）NaH是一种离子化合物，它跟水反应的方程式为：NaH+H2O→NaOH+H2↑，它也能跟液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是
A．跟水反应时，水作氧化剂 B．NaH中H-半径比Li+半径小
C．跟液氨反应时，有NaNH2生成 D．跟乙醇反应时，NaH被氧化
[思路分析] [A：NaH+H2O===NaOH+H2↑H2O中+1价的H降为0价H，故H2O是氧化剂。B：由于H-和Li+是具有相同结构的离子[H-2和Li+2]。此时核电荷数越大时，离子半径越小，故B选项错误。C：NaH+NH3===NaNH2+H2↑。D：CH3CH2OH+NaH===
CH3CH2ONa+H2↑，此反应内NaHk 化合价升高了。故NaH作还原剂，被氧化了。]
[参考答案] B。
[典型例题2]（04南通模考）工业生产从海水中提取镁的方法是（ ）
A．
B．
C．
D．
[思路分析]海水中镁是以MgCl2存在的，因此首先用石灰乳将其沉淀出来，A选项用NaOH是错误的，主要是因为成本太高。最后电解MgCl2晶体制取Mg，而不是电解MgO（因其熔点太高），选D。
[参考答案] D。
[典型例题3]（天津质检题）将0.4mol铁粉逐渐加入含硝酸0.8mol的稀硝酸中，反应生成气体的物质的量N随着消耗铁粉的物质的量n关系，如图所示，其中正确的是（ ）
[思路分析]此题是铁跟稀硝酸反应，因为给出2种反应物的物质的量，首先要判断过量，然后再进行分析运算。铁跟硝酸反应，当铁少时反应为Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，若铁过量则又反应：Fe+2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2。
因此根据： Fe — 4NHO3 — NO
1mol 4mol 1mol
0.2mol 0.8mol 0.2mol
可判断铁过量，且产生0.2mol NO消耗0.2mol Fe。由此可知D选项表述合理。
[参考答案] D。
[典型例题4]（04全国理科）已知常温时反应2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+在水溶液中能够发生，将22.4g由铜和三氧化二铁组成的混合物粉末加入到浓度为1mol/L的硫酸中发生相应反应。
(1)若固体恰好完全溶解，消耗硫酸的体积为V，求V的取值范围。
(2)若硫酸溶液过量，反应后溶液的体积为1L，测得此溶液中Fe2+的浓度为0.1mol/L，求原混合物中含铜多少克？
[思路分析] (1)固体完全溶解涉及的反应：
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O Fe2(SO4)3+Cu=2FeSO4+CuSO4
若固体中只有Fe2O3恰好反应时有：1mol•L-1×V1=3×22.4g/160g • mol
得 V1=0.42L
若固体中有Cu和Fe2O3恰好反应时：n(Cu)=n[Fe2(SO4)3]=n(Fe2O3)
根据题意22.4g=64 g • mol x+160 g • mol x
解得x=0.1mol V2=3×0.1/1=0.3L 所得V的取值范围0.3L≤V<0.42L
(2)讨论：若Cu过量，则n(Fe2O3)=n[Fe2(SO4)3]=1/2n(FeSO4)=0.05mol
Cu的质量为22.4g－0.05mol×160g•mol-1=14.4g
若Fe2(SO4)3过量，则n(Cu)=1/2n(FeSO4)=0.05mol
Cu的质量为0.05mol×64g•mol-1=3.2g
[参考答案] （1）0.3L≤V<0.42L （2）3.2g
[知能训练]
一、选择题
1．化学实验室发生下列事故，处理方法正确的是
A．金属钠着火，用泡沫灭火器扑灭
B．苯酚沾在手
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