Transcript 高中化学第3章《金属及其化合物》

第三章
金属及其化合物
 章末专题复习
第三章
金属及其化合物
第三章
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金属及其化合物
一、金属单质及其重要化合物的转化关系
1．钠及其重要化合物的转化关系
第三章
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金属及其化合物
2．铝及其重要化合物的转化关系
第三章
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金属及其化合物
3．铁及其重要化合物的转化关系
第三章
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金属及其化合物
二、焰色反应
1．焰色反应的实验操作
2．掌握两种金属及其离子的焰色反应
(1)钠或钠离子——焰色反应呈黄色
(2)钾或钾离子——焰色反应呈紫色(透过蓝
色钴玻璃观察)。
第三章
金属及其化合物
第三章
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金属及其化合物
钠 及 其 化 合 物 (Na2O 、 Na2O2 、 NaOH 、
Na2CO3、NaHCO3)的性质是高考考查的核
心内容。常考查以下几个方面：(1)钠与水
(或盐溶液)反应的原理和现象，
(2)Na2O2 与H2O、CO2 反应，(3)NaOH的有
关性质，
(4)Na2CO3、NaHCO3在与酸反应的原理、
快慢及消耗酸的量(或生成CO2的量)大小
比较。考题除在选择题中对这些知识直接
考查外，还利用这些知识结合其他元素及
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金属及其化合物
【例1】 将等物质的量的Na2O和Na2O2分
别投入到足够量且等质量的水中，得到溶
质质量分数分别为a%和b%的两种溶液，
则a和b的关系是
(
)
A．a＝b
B．a＞b
C．a＜b
D．无法确定
【解析】 Na2O＋H2O===2NaOH,2Na2O2
＋2H2O===4NaOH＋O2↑。等物质的量的
Na2O和Na2O2 与水反应时，生成等质量的
NaOH，耗去了等质量的水，剩余水的质
量相等，则溶液的质量分数相等。
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金属及其化合物
【例2】 (2009·全国理综Ⅰ卷·11)为了检
验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，
现将W1g样品加热，其质量变为W2g，则该
样品的纯度(质量分数)是
(
)
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金属及其化合物
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【解析】 设样品中含NaHCO3的质量为x。
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【解析】 A
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金属及其化合物
近年来高考中，铝及其化合物的内容逐渐
增多，如它们在离子共存、离子方程式、
物质的鉴别与推断等题型中都大量出现。
此外它们与酸反应的定量计算，Al3 ＋ 与
OH－，AlO与H＋的相对量对反应产物、现
象的影响和计算。Al2O3 、Al(OH)3 等的性
质在无机推断题中的应用也常出现。预计
在今后这部分还会增加图像的考查。
学习时，要牢固掌握铝的性质及铝三角之
间的转化关系。
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金属及其化合物
【 例 3】 某混合 物 A ， 含 有 KAl(SO4)2 、
Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实验下图所
示的物质之间的变化：
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金属及其化合物
据此判断：
(1)固体B所含物质的化学式为________。
(2)固体E所含物质的化学式为________。
(3) 反 应 ① 的 离 子 方 程 式 为
______________________。
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金属及其化合物
【解析】 铝及其化合物的性质与一般活
泼金属元素的性质有差异之处，这是因为
铝的金属性不强，已表现出一定的非金属
性，考生要紧紧围绕这一中心，展开思路，
那么困难就迎刃而解了。加入水后，沉淀
是Al2O3、Fe2O3，Al2O3是两性氧化物，溶
于NaOH溶液生成NaAlO2，
NaAlO2 ＋ CO2 ＋ 2H2O===Al(OH)3↓ ＋
NaHCO3，
2Al(OH)3
Al2O3 ＋
3H2O；KAl(SO4)2溶于氨水，
Al3 ＋ ＋ 3NH3·H2O===Al(OH)3↓ ＋ 3NH ，
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【答案】
K2SO4

【 点 拔 】 此 题 应 注 意 利 用 Al(OH)3 、
Al2O3的两性来分析推断。
(1)Al2O3
(2)(NH4)2SO4 、
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金属及其化合物
【例4】 根据下图的化学反应框图解图。
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金属及其化合物
(1)单质F是________，溶液H中所含的主
要离子是

____________________________________
__。

(2)写出下列反应的化学方程式：

C
＋
L―→F
＋
E
：
________________________；

B―→F
＋
H
：
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金属及其化合物
【解析】 解答此类问题，一般地可以从
正、逆双向思维入手。找到“突破口”，
然后依图示逐渐扩展，直到“破译”整个
网络，得到全部答案。若从正向思维开始。
由化合物A、单质B反应生成单质C和化合
物D出发，这种两种固体之间发生的反应，
在中学学过的不多，印象最深当属“铝热
法”，鉴于B还可以跟强碱溶液反应，可
合理地假定单质B为铝，那么A应是一种
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金属及其化合物
【答案】
(1)H2
＋
－
－
Na 、AlO2 、OH
(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
＋
＋
(3)2Fe2 ＋Cl2===2Fe3 ＋2Cl
－
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
－
－
Al2O3＋2OH ===2AlO2 ＋H2O
(4)HNO3、H2SO4
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金属及其化合物
1.铁及其化合物间的转化
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金属及其化合物
2．铁及其化合物的知识在高考及统考试
题中屡见不鲜，主要考查：①铁的合金及
钢铁的腐蚀与防护；②Fe的化合物的生成
条件及Fe、Fe2＋、Fe3＋三种价态的相互转
化规律；③Fe2＋、Fe3＋的检验，铁及其化
合物的颜色、Fe3＋的氧化性；④铁及化合
物在社会生活中的实际应用。
近几年高考试题和统考题对这部分的内容
考查主要以选择题、填空题、推断题、实
验题的形式出现，几乎每年都是出题的热
点，特别是Fe2＋、Fe3＋的相互转化及
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金属及其化合物
【例5】 向15g铁和氧化铁的固态混合物
中，放入一定物质的量浓度的稀硫酸
150mL，固体全部溶解，同时放出气体(标
准状况下)1.68L；再向所得溶液中滴入
KSCN溶液，未见颜色变化。为了中和过
量的硫酸，且使Fe2＋完全转化为Fe(OH)2，
共消耗3mol/L的NaOH溶液200mL，则原
硫酸溶流的物质的量浓度为
(
)
A．1.5mol/L
B．2mol/L
C．2.5mol/L
D．3mol/L
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金属及其化合物
【解析】
本题涉及到的反应较多，采用常规解法比
较繁锁，不妨整体考虑，最后所得溶液中含有 Na＋和 SO42－，
根据电荷守恒有：n(Na＋ )＝2n(SO42－)，故有 2n(H2SO4)＝
n(NaOH)即 2×c(H2SO4)×0.15L＝3×0.2mol，得 c(H2SO4)
＝2mol/L

【答案】 B
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金属及其化合物
【例6】 往CuO和Fe粉的混合物中，加
入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止
后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁
钉，片刻后，取出铁钉，发现铁钉并无任
何变化。根据上述现象，确定下面结论正
确的是(
)
A．不溶物一定是铜
B．不溶物一定含铜，但不一定含铁
C．不溶物一定是铁
D．溶液中一定含有
，但不一定含
有
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金属及其化合物
【解析】 由于滤液中加铁无任何变化，说明滤液中
无 Cu2＋和 H＋，因而不溶物一定有铜，可能有铁。溶液中
＋
＋
一定含 Fe2 ，一定无 Cu2 。
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【答案】 B
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金属及其化合物
1.突破点
(1)特殊颜色
①焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)
②有色溶液
含有的离
Fe2＋ Fe3＋ Cu2＋
子
颜色
浅绿
黄色 蓝色
色
紫红
色
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金属及其化合物
③有色固体
红色：Cu、Fe2O3(红棕色)
红褐色：Fe(OH)3
绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色：Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑
浅黄色：Na2O2、AgBr
白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、
Al(OH)3、
Mg(OH)2
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金属及其化合物
(2)特殊性质
①在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色
固体只有Na2O2。
②遇SCN－显红色的只有Fe3＋。
③常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有
Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金属氧化物
有Al2O3。
④不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化
合物有：BaSO4(白色)、AgCl(白色)。
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金属及其化合物
(3)特征反应
①能与强碱反应产生气体的物质：活泼的
金属，如Na、Al、Zn等；不稳定的弱酸盐，
如碳酸盐、碳酸氢盐等。
②能与强碱反应产生气体的物质：单质，
如Al等；盐类，如铵盐等。
③既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：
金 属 单 质 ， 如 Al 等 ； 两 性 氧 化 物 ， 如
Al2O3 等；两性氢氧化物，如Al(OH)3 等；
弱酸的铵盐，如NH4HCO3 、(NH4)2CO3 等；
弱酸的酸式盐，如NaHCO3等。
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金属及其化合物
④能与水反应产生气体的物质：活泼的金
属单质，Na、K、Mg(加热)、Fe(高温生成
Fe3O4)等；金属过氧化物，如Na2O2等。
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金属及其化合物
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(4)特殊的转换关系

②三角转换
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金属及其化合物
2.方法
由于无机推断题综合性强，涉及面广，按
以下步骤分析题目，往往能迅速理清思想，
高效解题。
审题→挖掘、筛选信息→联系已学知识→
寻找突破点→推理判断→得出结论→正向
求证
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金属及其化合物
【例7】 A、B、C、D、E五种化合物，均
含有某种常见元素，它们的转化关系如图
所示，其中A为澄清溶液，C为难溶的白色
固体，E则易溶于水，若取A溶液灼烧，焰
色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
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金属及其化合物
(1) 写 出 化 学 式 ： A__________ ，
B____________，
 C____________ ， D____________ ，
E____________。
 (2)写出下列反应的离子方程式：
【答案】
(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3
 A→B_______________________________
________
NaAlO
2
(2)AlO2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3
 A→D_______________________________
________
AlO2 ＋4H ===Al3 ＋2H2O

－
－
－
＋
＋
第三章
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金属及其化合物
【例8】 有A、B、C、D四种物质的溶液，
在进行焰色反应实验时，火焰都呈黄色，
它们之间可发生如图所示的转化，则这四
种物质分别为：
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

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金属及其化合物
A___________________________________
________。
B___________________________________
_______。
C___________________________________
_______。
D___________________________________
_______。
有关反应的离子方程式：
①
____________________________________
第三章
金属及其化合物
【答案】
NaOH
－
Na2CO3
NaHCO3
－
①2OH ＋CO2===CO32 ＋H2O
－
－
②CO32 ＋CO2＋H2O===2HCO3
＋
③HCO－
＋H
===H2O＋CO2↑
3
＋
－
④Ba2 ＋SO24 ===BaSO4↓
－
＋
⑤CO32 ＋2H ===H2O＋CO2↑
Na2SO4