專(zhuān)題10_金屬元素單質(zhì)及其重要化合物

1、主干知識(shí)整合主干知識(shí)整合要點(diǎn)熱點(diǎn)探究要點(diǎn)熱點(diǎn)探究 探究點(diǎn)一常見(jiàn)金屬及化合物的主要性質(zhì)探究點(diǎn)一常見(jiàn)金屬及化合物的主要性質(zhì)1鈉及其化合物鈉及其化合物(1)等物質(zhì)的量的金屬鈉被氧化成等物質(zhì)的量的金屬鈉被氧化成Na2O和和Na2O2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相同。相同。(2)鈉與酸反應(yīng)時(shí)，先與酸反應(yīng)，酸不足再與水反應(yīng)。鈉與酸反應(yīng)時(shí)，先與酸反應(yīng)，酸不足再與水反應(yīng)。(3)鈉與鹽的溶液反應(yīng)：鈉不能置換出溶液中的金屬，鈉直接與鈉與鹽的溶液反應(yīng)：鈉不能置換出溶液中的金屬，鈉直接與水反應(yīng)，反應(yīng)后的堿再與溶液中的其他物質(zhì)反應(yīng)。水反應(yīng)，反應(yīng)后的堿再與溶液中的其他物質(zhì)反應(yīng)。(4)Na2O2與與CO2或或H2O反應(yīng)時(shí)，

2、生成反應(yīng)時(shí)，生成1 mol O2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為的量為2 mol。例例1 2011山東卷山東卷 Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下都是重要的金屬元素。下列說(shuō)法正確的是列說(shuō)法正確的是()A三者對(duì)應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物三者對(duì)應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物B三者的單質(zhì)放置在空氣中只生成氧化物三者的單質(zhì)放置在空氣中只生成氧化物C制備制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的均不能采用將溶液直接蒸干的方法方法D電解電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是陰極上依次析出的混合溶液是陰極上依次析出Cu、Fe、AlC 用類(lèi)推的方法可能會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論，因此推

3、出的結(jié)論用類(lèi)推的方法可能會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論，因此推出的結(jié)論要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)才能確定其正確與否。下列推論中正確的是要經(jīng)過(guò)實(shí)踐的檢驗(yàn)才能確定其正確與否。下列推論中正確的是()ANa失火不能用失火不能用CO2滅火，滅火，K失火不能用失火不能用CO2滅火滅火B(yǎng)工業(yè)上用電解熔融工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂，也用電解熔的方法制取金屬鎂，也用電解熔融融AlCl3的方法制取金屬鋁的方法制取金屬鋁CAl與與S直接化合可以得到直接化合可以得到Al2S3，F(xiàn)e與與S直接化合也可以得到直接化合也可以得到Fe2S3DFe3O4可以寫(xiě)成可以寫(xiě)成FeOFe2O3的形式，的形式，Pb3O4也可寫(xiě)成也可寫(xiě)成PbOPb

4、2O3的形式的形式A(1)向沸騰的蒸餾水中滴加向沸騰的蒸餾水中滴加A的飽和溶液，可以得到紅褐色液體。的飽和溶液，可以得到紅褐色液體。A的化學(xué)式是的化學(xué)式是_。(2)將將NaOH溶液注入新制備的溶液注入新制備的B溶液，觀(guān)察到的現(xiàn)象是溶液，觀(guān)察到的現(xiàn)象是_(選填序號(hào)選填序號(hào))。生成白色沉淀生成白色沉淀生成血紅色沉淀生成血紅色沉淀生成紅褐色沉淀生成紅褐色沉淀生成藍(lán)色沉淀生成藍(lán)色沉淀生成白色沉淀，迅速變成灰綠色沉淀，最后變成紅褐色沉淀生成白色沉淀，迅速變成灰綠色沉淀，最后變成紅褐色沉淀例例2 2011廣東卷廣東卷 由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的由熔鹽電解法獲得的粗鋁含一定量的金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可

5、采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾金屬鈉和氫氣，這些雜質(zhì)可采用吹氣精煉法除去，產(chǎn)生的尾氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁，工藝流程如下：氣經(jīng)處理后可用于鋼材鍍鋁，工藝流程如下：(1)精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它精煉前，需清除坩堝表面的氧化鐵和石英砂，防止精煉時(shí)它們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為們分別與鋁發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生新的雜質(zhì)，相關(guān)的化學(xué)方程式為_(kāi)和和_。(2)將將Cl2連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣連續(xù)通入坩堝中的粗鋁熔體，雜質(zhì)隨氣泡上浮除去。氣泡的主要成分除泡的主要成分除Cl2外還含有外還含有_；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，

6、在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在在熔體表面形成浮渣，浮渣中肯定存在_。(3)在用廢堿液處理氣體在用廢堿液處理氣體A的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式的過(guò)程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為為_(kāi)。(4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為鍍鋁電解池中，金屬鋁為_(kāi)極，熔融鹽電鍍液中鋁元極，熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以素和氯元素主要以AlCl和和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為應(yīng)式為_(kāi)。(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是原因是_。 2010年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量為年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量為26億只，

7、這對(duì)金屬鋰資億只，這對(duì)金屬鋰資源的消耗是相當(dāng)大的，因此鋰離子電池回收具有重要意義，源的消耗是相當(dāng)大的，因此鋰離子電池回收具有重要意義，其中需要重點(diǎn)回收的是正極材料，其主要成分為鈷酸鋰其中需要重點(diǎn)回收的是正極材料，其主要成分為鈷酸鋰( LiCoO2 )、導(dǎo)電乙炔黑、導(dǎo)電乙炔黑(一種炭黑一種炭黑)、鋁箔。某回收工藝流程、鋁箔。某回收工藝流程如下：如下： (1)“調(diào)調(diào)pH”時(shí)加入稀硫酸，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式時(shí)加入稀硫酸，請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)“堿浸堿浸”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)已知已知Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，所以最后一步過(guò)濾

8、時(shí)應(yīng)在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，所以最后一步過(guò)濾時(shí)應(yīng)該該_。(4)“酸浸酸浸”時(shí)，如果用鹽酸做還原劑也能達(dá)到溶解時(shí)，如果用鹽酸做還原劑也能達(dá)到溶解LiCoO2的目的，但相對(duì)于的目的，但相對(duì)于H2SO4和和H2O2的混合液，使用鹽酸的不利之處是的混合液，使用鹽酸的不利之處是_。請(qǐng)?jiān)谙旅?。?qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟?huà)出解決這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)易裝置圖，并注明所用的化學(xué)試劑。的方框中畫(huà)出解決這個(gè)問(wèn)題的簡(jiǎn)易裝置圖，并注明所用的化學(xué)試劑?！敬鸢浮俊敬鸢浮?1)HOH=H2OAlOHH2O=Al(OH)3(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)趁熱過(guò)濾趁熱過(guò)濾(4)HCl揮發(fā)，產(chǎn)生揮發(fā)，產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境，

9、污染環(huán)境 探究點(diǎn)二常見(jiàn)金屬與其化合物的轉(zhuǎn)化探究點(diǎn)二常見(jiàn)金屬與其化合物的轉(zhuǎn)化2三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系例例3 物質(zhì)物質(zhì)A、B、C、D為中學(xué)常見(jiàn)單質(zhì)，其組成元素的原子序?yàn)橹袑W(xué)常見(jiàn)單質(zhì)，其組成元素的原子序數(shù)依次減小，且其中只有三種是短周期元素，數(shù)依次減小，且其中只有三種是短周期元素，B為黃綠色氣體。為黃綠色氣體。試根據(jù)圖試根據(jù)圖124中物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問(wèn)題。中物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問(wèn)題。(1)A的化學(xué)式為的化學(xué)式為_(kāi)。(2)在在FG的轉(zhuǎn)化中，的轉(zhuǎn)化中，A的作用是的作用是_；在；在的反應(yīng)中，的反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是不屬于氧化還原反應(yīng)的是_。(多填或少填無(wú)分多填或少填無(wú)分)(3

10、)寫(xiě)出寫(xiě)出A在高溫下與在高溫下與H反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：的方向和數(shù)目：_。(4)寫(xiě)出反應(yīng)寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：的化學(xué)反應(yīng)方程式：_。(5)已知在已知在101 kPa 條件下，條件下，2 mol D完全燃燒生成液態(tài)生成物放完全燃燒生成液態(tài)生成物放出出571.6 kJ熱量；請(qǐng)書(shū)寫(xiě)表示熱量；請(qǐng)書(shū)寫(xiě)表示D燃燒熱的熱化學(xué)方程式：燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_。 AI分別表示中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的一種物質(zhì)，其中分別表示中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的一種物質(zhì)，其中A、I為常見(jiàn)金屬，它們之間的相互關(guān)系如圖為常見(jiàn)金屬，它們之間的相互關(guān)系如圖125所示所示(部分反應(yīng)部分反應(yīng)物

11、、生成物沒(méi)有列出物、生成物沒(méi)有列出)，且已知，且已知G為主族元素的固態(tài)氧化物，為主族元素的固態(tài)氧化物，A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中均含同一種元素。六種物質(zhì)中均含同一種元素。圖圖12-5請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：(1)A、B、C、D、E、F六種物質(zhì)中所含同一種元素在周期表中六種物質(zhì)中所含同一種元素在周期表中的位置是的位置是_。(2)寫(xiě)出寫(xiě)出C物質(zhì)的化學(xué)式：物質(zhì)的化學(xué)式：_。(3)寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：的化學(xué)方程式：_；反應(yīng)反應(yīng)的離子方程式：的離子方程式：_；反應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：的化學(xué)方程式： _。(4)從能量

12、變化的角度看，反應(yīng)從能量變化的角度看，反應(yīng)中，屬于中，屬于H0的反應(yīng)是的反應(yīng)是_。(填序號(hào)填序號(hào)) 在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖126所示物質(zhì)之間的變化：所示物質(zhì)之間的變化：圖圖126請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白：請(qǐng)?zhí)顚?xiě)以下空白：(1)孔雀石的主要成分是孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH)2(堿式碳酸銅堿式碳酸銅)，受熱易，受熱易分解。圖中的分解。圖中的F是是_。 (2)寫(xiě)出明礬溶液與過(guò)量寫(xiě)出明礬溶液與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：溶液反應(yīng)的離子方程式：_。(3)圖中所得圖中所得G和和D都為固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)都為固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

13、出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(4)每生成每生成1 mol D，同時(shí)生成，同時(shí)生成_mol E。 探究點(diǎn)三金屬及其化合物的實(shí)驗(yàn)探究探究點(diǎn)三金屬及其化合物的實(shí)驗(yàn)探究有關(guān)金屬及其化合物探究實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)：要求考生對(duì)文字、圖有關(guān)金屬及其化合物探究實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)：要求考生對(duì)文字、圖形、表格數(shù)據(jù)、反應(yīng)流程中的信息進(jìn)行提取、分析、猜想和形、表格數(shù)據(jù)、反應(yīng)流程中的信息進(jìn)行提取、分析、猜想和歸類(lèi)，考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用、基本的實(shí)驗(yàn)方法和基歸類(lèi)，考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用、基本的實(shí)驗(yàn)方法和基本技能的掌握程度，考查學(xué)生對(duì)科學(xué)探究方法和過(guò)程的理解，本技能的掌握程度，考查學(xué)生對(duì)科學(xué)探究方法和過(guò)程的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)。對(duì)實(shí)驗(yàn)的

14、評(píng)價(jià)。例例4 鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能與水蒸氣反應(yīng)。資料顯示，鐵不能與冷、熱水反應(yīng)，但能與水蒸氣反應(yīng)。資料顯示，在不同溫度下，還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是不同的，溫在不同溫度下，還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是不同的，溫度低于度低于570 時(shí)，生成時(shí)，生成FeO，高于，高于570 時(shí)，生成時(shí)，生成Fe3O4。老師。老師用如圖用如圖127所示實(shí)驗(yàn)裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的演所示實(shí)驗(yàn)裝置，完成還原鐵粉與水蒸氣反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)。示實(shí)驗(yàn)。(1)實(shí)驗(yàn)中使用肥皂液的作用是實(shí)驗(yàn)中使用肥皂液的作用是_。(2)甲同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體含有哪些物質(zhì)，進(jìn)行了甲同學(xué)為探究實(shí)驗(yàn)后試管內(nèi)的固體含有哪些物質(zhì)，進(jìn)行了

15、下列實(shí)驗(yàn)：下列實(shí)驗(yàn)：圖圖127實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)編號(hào)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象取少量黑色粉末取少量黑色粉末X放入試放入試管管1中，加入鹽酸，微熱中，加入鹽酸，微熱黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；有少量氣泡產(chǎn)生有少量氣泡產(chǎn)生向試管向試管1中滴加幾滴中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩溶液，振蕩溶液沒(méi)有出現(xiàn)血紅色溶液沒(méi)有出現(xiàn)血紅色圖圖12-8【答案】【答案】(1)檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H2(2)FeFe3O4溶于鹽酸生成的溶于鹽酸生成的Fe3與與Fe反應(yīng)生成了反應(yīng)生成了Fe2(3)2Fe22HH2O2=2Fe32H2OFe33NH3H2O=Fe(OH)33NH取少量最

16、后一次洗滌液，滴加取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO3溶液，若無(wú)沉淀生成，溶液，若無(wú)沉淀生成，則沉淀已洗干凈則沉淀已洗干凈固體樣品質(zhì)量和紅褐色固體的質(zhì)量固體樣品質(zhì)量和紅褐色固體的質(zhì)量(其他合理答案也可其他合理答案也可) 三草酸合鐵酸鉀晶體三草酸合鐵酸鉀晶體K3Fe(C2O4)33H2O可有于攝影和藍(lán)可有于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，色印刷。某小組將無(wú)水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解，對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。用儀器、用品和以下限

17、選試劑完成驗(yàn)證和探究過(guò)程。限選試劑：濃硫酸、限選試劑：濃硫酸、1.0 molL1 HNO3、1.0 molL1鹽酸、鹽酸、1.0 molL1 NaOH、3% H2O2、0.1 molL1 KI、0.1 molL 1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。(1)將氣體產(chǎn)物依次通過(guò)澄清石灰水將氣體產(chǎn)物依次通過(guò)澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水、澄清石灰水(C)，觀(guān)察到，觀(guān)察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是_。(2)該小組同學(xué)查閱

18、資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是的方法是_，現(xiàn)象是，現(xiàn)象是_。(3)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。 提出合理假設(shè)提出合理假設(shè)假設(shè)假設(shè)1：_；假設(shè)假設(shè)2：_；假設(shè)假設(shè)3：_。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程根據(jù)根據(jù)中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在下表中寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在下表中寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。結(jié)論。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟步驟1 步驟步驟2 步驟步驟3 【答案】【答案】(1)CO2和和CO(2)焰色反應(yīng)透過(guò)藍(lán)色鈷玻璃觀(guān)察到紫色火焰焰色