專題10-金屬元素單質(zhì)及其重要化合物

專題十

常見金屬元素單質(zhì)及其重要化合物主干知識(shí)整合要點(diǎn)熱點(diǎn)探究?探究點(diǎn)一常見金屬及化合物的主要性質(zhì)1．鈉及其化合物(1)等物質(zhì)的量的金屬鈉被氧化成Na2O和Na2O2時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)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)。(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CO2或H2O反應(yīng)時(shí)，生成1molO2，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol。例1

[2011·山東卷]Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是()A．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C．制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法D．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是陰極上依次析出Cu、Fe、AlC變式題1

用類推的方法可能會(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()A．Na失火不能用CO2滅火，K失火不能用CO2滅火B(yǎng)．工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法制取金屬鎂，也用電解熔融AlCl3的方法制取金屬鋁C．Al與S直接化合可以得到Al2S3，F(xiàn)e與S直接化合也可以得到Fe2S3D．Fe3O4可以寫成FeO·Fe2O3的形式，Pb3O4也可寫成PbO·Pb2O3的形式A變式題2(1)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。A的化學(xué)式是____________。(2)將NaOH溶液注入新制備的B溶液，觀察到的現(xiàn)象是________(選填序號(hào))。①生成白色沉淀②生成血紅色沉淀③生成紅褐色沉淀④生成藍(lán)色沉淀⑤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2

[2011·廣東卷]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：(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①__________________和②__________________________。(2)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。氣泡的主要成分除Cl2外還含有________；固態(tài)雜質(zhì)粘附于氣泡上，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A的過程中，所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。(4)鍍鋁電解池中，金屬鋁為________極，熔融鹽電鍍液中鋁元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，鋁電極的主要電極反應(yīng)式為___________________________________。(5)鋼材鍍鋁后，表面形成的致密氧化鋁膜能防止鋼材腐蝕，其原因是_________________________。變式題12010年我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量為26億只，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，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(一種炭黑)、鋁箔。某回收工藝流程如下：(1)“調(diào)pH”時(shí)加入稀硫酸，請(qǐng)寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________。(2)“堿浸”時(shí)主要反應(yīng)的離子方程式為__________________。(3)已知Li2CO3在水中的溶解度隨著溫度升高而減小，所以最后一步過濾時(shí)應(yīng)該________。(4)“酸浸”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H2SO4和H2O2的混合液，使用鹽酸的不利之處是_______________。請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛑挟嫵鼋鉀Q這個(gè)問題的簡(jiǎn)易裝置圖，并注明所用的化學(xué)試劑?！敬鸢浮?1)H＋＋OH－===H2OAlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑(3)趁熱過濾(4)HCl揮發(fā)，產(chǎn)生Cl2，污染環(huán)境?探究點(diǎn)二常見金屬與其化合物的轉(zhuǎn)化2．三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系例3

物質(zhì)A、B、C、D為中學(xué)常見單質(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，B為黃綠色氣體。試根據(jù)圖12－4中物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系回答下列問題。(1)A的化學(xué)式為________。(2)在FG的轉(zhuǎn)化中，A的作用是________；在①～⑥的反應(yīng)中，不屬于氧化還原反應(yīng)的是________。(多填或少填無分)(3)寫出A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)移的方向和數(shù)目：_____________________________。(4)寫出反應(yīng)⑥的化學(xué)反應(yīng)方程式：___________________。(5)已知在101kPa條件下，2molD完全燃燒生成液態(tài)生成物放出571.6kJ熱量；請(qǐng)書寫表示D燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_________________________________________。變式題1

A～I(xiàn)分別表示中學(xué)化學(xué)中常見的一種物質(zhì)，其中A、I為常見金屬，它們之間的相互關(guān)系如圖12－5所示(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)，且已知G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。圖12-5請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?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的位置是___________________。(2)寫出C物質(zhì)的化學(xué)式：________。(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：反應(yīng)①的化學(xué)方程式：__________________________；反應(yīng)④的離子方程式：____________________________；反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式：____________________。(4)從能量變化的角度看，反應(yīng)①②③中，屬于ΔH＜0的反應(yīng)是________。(填序號(hào))變式題2在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如圖12－6所示物質(zhì)之間的變化：圖12－6請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻祝?1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(堿式碳酸銅)，受熱易分解。圖中的F是________。(2)寫出明礬溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________。(3)圖中所得G和D都為固體，混合后在高溫下可發(fā)生反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________。(4)每生成1molD，同時(shí)生成________molE。?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，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)探究方法和過程的理解，對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)。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，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570℃時(shí)，生成FeO，高于570℃時(shí)，生成Fe3O4。老師用如圖12－7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)。(1)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)行了下列實(shí)驗(yàn)：圖12－7實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①取少量黑色粉末X放入試管1中，加入鹽酸，微熱黑色粉末逐漸溶解，溶液呈綠色；有少量氣泡產(chǎn)生②向試管1中滴加幾滴KSCN溶液，振蕩溶液沒有出現(xiàn)血紅色圖12-8【答案】(1)檢驗(yàn)反應(yīng)中生成的H2(2)FeFe3O4溶于鹽酸生成的Fe3＋與Fe反應(yīng)生成了Fe2＋(3)①2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2OFe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH②取少量最后一次洗滌液，滴加AgNO3溶液，若無沉淀生成，則沉淀已洗干凈③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)變式題

三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可有于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無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)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過程。限選試劑：濃硫酸、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1鹽酸、1.0mol·L－1NaOH、3%H2O2、0.1mol·L－1KI、0.1mol·L－1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。(1)將氣體產(chǎn)物依次通過澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水(C)，觀察到A、C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________。(2)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K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是________，現(xiàn)象是____________________。(3)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。

①提出合理假設(shè)假設(shè)1：_____________________________；假設(shè)2：____________________________________；假設(shè)3：________________________________。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)。③實(shí)驗(yàn)過程根據(jù)②中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在下表中寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論步驟1 步驟2 步驟3 ……

【答案】(1)CO2和CO(2)焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察到紫色火焰(3)①全部為鐵單質(zhì)全部為FeO同時(shí)存在鐵單質(zhì)和FeO實(shí)驗(yàn)步驟預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論步驟1：取適量固體產(chǎn)物于試管中，加入足量蒸餾水，充分振蕩，分離不溶固體與溶液，用蒸餾水充分洗滌不溶固體固體產(chǎn)物部