2022屆高考化學(xué)二輪教學(xué)案-命題區(qū)間四角度二　金屬及其化合物的性質(zhì)與化工流程

角度二金屬及其化合物的性質(zhì)與化工流程1．提煉金屬及其重要化合物的性質(zhì)，熟練寫出化學(xué)方程式是提高答題速度和準(zhǔn)確率的根本。2．理清典型金屬的知識主線，善于類推和遷移是提高答題速度和準(zhǔn)確率的絕招。(1)鈉及其重要化合物主線Na→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Na2O,Na2O2))→NaOH→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Na2CO3,NaHCO3))按要求解答下列問題：①用化學(xué)方程式表示過氧化鈉與水、CO2反應(yīng)產(chǎn)生O2的原理：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。指出上述反應(yīng)中的氧化劑和還原劑均是過氧化鈉。1molNa2O2完全發(fā)生上述反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為1NA。②怎樣除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用離子方程式表示)：HCOeq\o\al(－,3)＋OH－=COeq\o\al(2－,3)＋H2O。③怎樣除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用離子方程式表示)：COeq\o\al(2－,3)＋H2O＋CO2=2HCOeq\o\al(－,3)。(2)鐵及其重要化合物主線，鐵是變價金屬的代表，用氧化還原反應(yīng)的視角理解此類物質(zhì)的轉(zhuǎn)化是解答有關(guān)問題的根本，Cu、Co、Mn等金屬及其化合物的性質(zhì)可類比鐵元素。Fe→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(FeO,Fe2O3,Fe3O4))→eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(Fe,\s\up6(＋2))Cl2→FeOH2,,\o(Fe,\s\up6(＋3))Cl3→FeOH3))按要求解答下列問題：①在一定量的稀HNO3溶液中逐漸加入鐵粉至過量，用離子方程式表示溶液中的主要反應(yīng)過程：Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。②怎樣除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用適當(dāng)?shù)奈淖趾碗x子方程式說明)。答案加入H2SO4酸化的H2O2：2H＋＋2Fe2＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O。③常用FeCl3溶液腐蝕銅板(用離子方程式表示)：Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋。④如何檢驗(yàn)?zāi)臣t色粉末中既有Fe2O3又含有少量FeO(用適當(dāng)?shù)奈淖趾碗x子方程式說明)。答案第一步：取少量樣品于試管中，加稀H2SO4使其溶解，離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O，F(xiàn)eO＋2H＋=Fe2＋＋H2O。＋，原樣品中含有Fe2O3，離子方程式為Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3。第三步：再加入少量酸性KMnO4溶液，若紫紅色褪去，證明溶液中含有Fe2＋，原樣品中含有FeO，離子方程式為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。(3)鋁及其重要化合物主線，金屬單質(zhì)、氧化物、氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿的典型代表，鈹、鋅等金屬及其化合物的性質(zhì)可類比鋁元素。按要求解答下列問題：①如何除去下列物質(zhì)括號中的雜質(zhì)，用方程式表示(是離子反應(yīng)的書寫離子方程式)。鐵粉(鋁粉)：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。Fe2O3(Al2O3)：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O。Mg(OH)2[Al(OH)3]：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。②用離子方程式表示泡沫滅火器的滅火原理：Al3＋＋3HCOeq\o\al(－,3)=Al(OH)3↓＋3CO2↑。③銨明礬[NH4Al(SO4)2·12H2O]是常見的食品添加劑，用于焙烤食品，向銨明礬溶液中逐滴滴入NaOH溶液，依次寫出各步反應(yīng)的離子方程式：Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓；NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O；Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。3．審題能力提升例某廢催化劑含48.6%的SiO2、16.2%的ZnO、19.4%的ZnS、12.8%的CuS及少量的Fe2O3。某同學(xué)以10.0g該廢催化劑為原料制備硫酸鋅和硫酸銅，采用的實(shí)驗(yàn)方案如下：已知：①ZnS與稀硫酸反應(yīng)，且化合價不變；CuS既不溶解于稀硫酸，也不與稀硫酸反應(yīng)。②酸性條件下，H2O2具有強(qiáng)氧化性。下列說法正確的是()A．檢驗(yàn)濾液1中的雜質(zhì)金屬陽離子的試劑為KSCN溶液B．濾渣1的成分為SiO2、CuS，濾渣2的成分為SiO2C．粗五水硫酸銅純化時洗滌劑選擇酒精或蒸餾水，產(chǎn)率不受影響D．粗ZnSO4·7H2O純化后，得到5.74gZnSO4·7H2O，則鋅的回收率為50.0%帶你審題——流程梳理答案D解題思路濾液1中雜質(zhì)金屬陽離子為Fe2＋，不存在Fe3＋，因?yàn)閺U催化劑中的S2－會還原Fe3＋，而檢驗(yàn)Fe2＋的試劑為酸性KMnO4或K3[Fe(CN)6]溶液，A項錯誤；濾渣1的成分為SiO2、CuS、S，濾渣2中的成分為SiO2，酸性加熱條件下，CuS、S均被H2O2氧化，B項錯誤；洗滌粗五水硫酸銅時不能讓晶體損失過多，故應(yīng)當(dāng)用酒精沖洗，不適合用蒸餾水，C項錯誤；5.74gZnSO4·7H2O的物質(zhì)的量為eq\f(5.74g,287g·mol－1)＝0.02mol，其中含有鋅元素的質(zhì)量為0.02mol×65g·mol－1＝1.3g，原10.0g廢催化劑中鋅的質(zhì)量為(10.0×16.2%×eq\f(65,65＋16)＋10.0×19.4%×eq\f(65,65＋32))g＝2.6g，鋅的回收率為eq\f(1.3g,2.6g)×100%＝50.0%，D項正確。1．(2021·菏澤高三期末)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3，還含有少量FeS2)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．加入CaO可以減少SO2的排放B．向?yàn)V液中加入過量鹽酸過濾可制得Al2O3C．隔絕空氣焙燒時S元素被氧化D．燒渣分離可用磁選法答案B解析A項，加入CaO時，發(fā)生反應(yīng)：2CaO＋2SO2＋O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2CaSO4，二氧化硫與CaO結(jié)合，生成CaSO4固體，減少了二氧化硫的排放，正確；B項，濾液為偏鋁酸鈉溶液，向其中加入過量鹽酸時發(fā)生反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋4H＋=Al3＋＋2H2O，過濾不能得到沉淀，錯誤；C項，隔絕空氣焙燒，F(xiàn)eS2中的S被氧化成S單質(zhì)，正確；D項，燒渣中，只有Fe3O4具有磁性，可用磁篩選法分離提取Fe3O4，正確。2．(2021·重慶1月適應(yīng)性測試，12)連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)俗稱保險粉，有強(qiáng)還原性，在空氣中極易被氧化。用NaHSO3還原法制備保險粉的流程如下：下列說法錯誤的是()A．反應(yīng)1說明酸性：H2SO3>H2CO3B．反應(yīng)1結(jié)束后，可用鹽酸酸化的BaCl2溶液檢驗(yàn)NaHSO3是否被氧化C．反應(yīng)2中消耗的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶2D．反應(yīng)2最好在無氧條件下進(jìn)行答案C解析A項，反應(yīng)1為Na2CO3＋2SO2＋H2O=2NaHSO3＋CO2，說明酸性：H2SO3>H2CO3，正確；B項，若有白色沉淀(BaSO4)生成，說明NaHSO3被氧化，正確；C項，2NaHSO3～Na2S2O4～2e－，硫元素化合價降低，NaHSO3作氧化劑，n(NaHSO3)∶n(Zn)＝2∶1，錯誤；D項，因NaHSO3、Na2S2O4均易被氧化，反應(yīng)2最好在無氧條件下進(jìn)行，正確。3．(2021·湖南1月適應(yīng)性考試，13)以某冶金工業(yè)產(chǎn)生的廢渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)為原料，根據(jù)下列流程可制備K2Cr2O7。下列說法正確的是()A．煅燒時沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)B．濾渣Ⅱ中主要成分是Al(OH)3C．可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO2和Na2CO3D．由Na2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的過程中需加入KOH答案C解析向廢渣中加入碳酸鈉和氧氣并煅燒，發(fā)生如下反應(yīng)：4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O2eq\o(=,\s\up7(煅燒))4Na2CrO4＋4CO2等，煅燒時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A錯誤；用水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，會生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，B錯誤；從上述流程圖可知，CO2和Na2CO3均可循環(huán)使用，C正確；由Na2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的過程中需加入硫酸和KCl固體，反應(yīng)如下：2Na2CrO4＋H2SO4=Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固體，就會有K2Cr2O7晶體析出，D錯誤。4．(2021·河北高三模擬)二硫化鉬(MoS2，其中Mo的化合價為＋4價)被譽(yù)為“高級固體潤滑油之王”。利用低品質(zhì)的輝鉬礦(含MoS2、SiO2以及CuFeS2等雜質(zhì))制備高純二硫化鉬的一種生產(chǎn)工藝如圖所示。下列說法錯誤的是()已知：加入Na2S后，(NH4)2MoO4轉(zhuǎn)化為(NH4)2MoS4，加入鹽酸后發(fā)生反應(yīng)MoSeq\o\al(2－,4)＋2H＋=MoS3↓＋H2S↑。A．“酸浸”中加入氫氟酸是為了除去雜質(zhì)SiO2B．“氧化焙燒”主要是將MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3，其化學(xué)方程式為2MoS2＋7O2eq\o(=,\s\up7(焙燒))2MoO3＋4SO2C．在“氨浸”前需對焙燒后的固體進(jìn)行粉碎處理，其目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，提高浸出效率D．產(chǎn)生MoS3沉淀時，反應(yīng)體系溫度越高越好答案D解析A項