竞赛专题五金属及其化合物

专题五金属及其化合物一、金属的通性1.金属的物理性质：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），有金属光泽、有延展性、导电、导热。

但不同金属在密度、硬度、熔沸点等方面差别较大。

2.金属的化学性质：在反应中容易电子，表现出，可表示为M–ne-→M n+，主要表现在金属能与、、、等发生反应。

二、钠及其化合物1.钠单质：银白色固体、熔点低、密度小、硬度小；与氧气反应：a、常温下， b、加热时，与水反应：；2.钠的氧化物3.碳酸钠及碳酸氢钠：4.钠及其化合物间的转化：3④三、铝及其化合物——唯一能与碱反应的金属、唯一的两性氧化物、两性氢氧化物 1.铝单质——与强酸、强碱的反应及铝热反应：与HCl ： ； 与NaOH ： ； 铝热反应：铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。

可简单认为是铝与某些金属氧化物（如Fe 2O 3、Fe 3O 4、Cr 2O 3、V 2O 5等）在高热条件下发生的反应。

如：Al + Fe 2O 3 → ； 2.氧化铝——两性氧化物：与HCl ： ； 与NaOH ： ； 3.“铝三角”的转化：(写离子方程式) ①Al 3+→Al(OH)3：加入碱液加入NaOH ： ； 加入氨水： ；②Al(OH)3→AlO 2-：加入强碱，如NaOH ： ； ③AlO 2-→Al 3+：加入酸，如HCl ： ； ④Al(OH)3→Al 3+：加入酸，如HCl ： ； ⑤AlO 2-→Al(OH)3：加入酸，如HCl ： ； 通入CO 2： ； ⑥Al 3+→AlO 2-：加入强碱，如NaOH ： ； 4.氢氧化铝的制备：在可溶性铝盐中滴入氨水： ； 在偏铝酸盐中通入CO 2： 。

5.铝及其化合物间的转化：3四、铁及其化合物：1.铁在周期表中的位置：第 周期，第 族；⑥Al 3+AlO 2-Al(OH)3①②③④⑤铁与水蒸气的反应： ； 2.铁的氧化物：废铁屑的主要成分Fe 2O 3；铁锈的主要成分为Fe 2O 3·nH 2O ；黑色晶体、磁性氧化铁为Fe 3O 4；红棕色粉未，俗称铁红，作红色油漆和涂料的为Fe 2O 3，赤铁矿的主要成分为Fe 2O 3，它是炼铁的原料。

3.“铁三角”的转化：(写离子方程式) ①Fe →Fe 2+：非氧化性酸，如盐酸、硫酸等，； ②Fe 2+→Fe 3+：加入强氧化剂，如Cl 2、H 2O 2、KMnO 4、HNO 3等； ③Fe 3+→Fe ：如Fe 2O 3与H 2、CO 等在高温下的反应，； ④Fe 3+→Fe ：FeO 与CO 、H 2： ； ⑤Fe 3+→Fe 2+：加入还原剂，如Fe 、Cu 、I -等； ⑥Fe →Fe 3+：强氧化剂，如与Cl 2反应： ；4.Fe 2+、Fe 3+的检验：Fe 2+：①碱液法：加入NaOH ，先产生 ，迅速转变为 ，最后变成 ，方程式 ； ②先加入 ，不变色，再加入 后，溶液变成 ，方程式 ； Fe 3+：①碱液法：加入NaOH ，产生 ，方程式 ； ②加入 ，溶液变成 ，方程式 ；5.氢氧化物的制备：①实验室制备Fe(OH)2 ：现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀。

为较长时间的看到Fe(OH)2白色沉淀，采取的防护措施：一是煮沸，二是将胶头滴管插入液面以下，三是加一层油膜，如苯、汽油等。

②氢氧化铁胶体的制备：①先将水煮沸，②加入饱和的FeCl 3溶液，③再煮沸至红褐色，④停止加热。

对应的离子方程式为Fe 3++3H 2O=Fe(OH)3(胶体)+3H +。

6.铁及其化合物间的转化：Fe Fe Fe 3+2+①②③⑤⑥①Fe3O4 Fe FeCl3五、用途广泛的金属材料合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各金属成分。

合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点比它的各成分金属的低。

合金在工业上具有比纯金属更广泛的用途。

综合练习一、选择题1.下列说法正确的是( )A．我国流通的硬币材质是金属单质 B．所有的不锈钢都只含有金属元素C．镁合金的硬度和强度均高于纯镁D．装修门窗使用的铝合金材料的硬度比铝小，熔点比铝低2.随着人们生活节奏的加快，方便的袋装食品已被广泛接受。

为了延长食品的保质期，防止食品受潮及富脂食品氧化变质，常在袋装食品内放入一小袋固体，在该小袋中应放入的化学物质是( )A．无水硫酸铜、蔗糖B．生石灰、硫酸亚铁C．食盐、硫酸亚铁 D．生石灰、食盐3.下列实验能达到实验目的且符合安全要求的是( )4.下列除去杂质的方法正确的是( )A．除去CO2中混有的CO：用澄清石灰水洗气B．除去BaCO3固体中混有的BaSO4：加过量盐酸后，过滤、洗涤C．除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入过量铁粉，过滤D．除去Cu粉中混有的CuO：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤5.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水D．加入稀盐酸6.在甲、乙两烧杯溶液中，含有大量的Cu2＋、Na＋、H＋、SO42－、CO32－、OH－等6种离子。

已知甲烧杯的溶液显蓝色，则乙烧杯的溶液中大量存在的离子是( )A. Cu2＋、H＋、SO42－B. CO32－、OH－、SO42－C. Na＋、OH－、CO32－D. Na＋、H＋、SO42－7.下列反应的离子反应方程式正确的是( )A．过量的二氧化碳通入饱和碳酸钠溶液中：CO2＋2Na+＋CO32－＋ H2O==2NaHCO3↓B．过量铁屑溶于少量稀硝酸：Fe+4H＋+NO3－＝Fe3＋+NO↑+2H2OC．硫酸亚铁溶液加入过氧化氢溶液 Fe2+＋2H2O2＋4H+ ==Fe3+＋4H2OD．向AlCl3溶液中过量的氨水：Al3+十4NH3·H2O==AlO2-十4NH4+十2H2O8.将一块金属钠分别投入到下列物质的溶液中，有气体放出且溶液质量减轻的是( ) A．CuSO4 B．HCl C．BaCl2 D．KCl9.在一定温度下，向饱和的烧碱溶液中放入一定量的过氧化钠，充分反应后恢复到原温，下列说法正确的是( )A．溶液中Na+浓度增大，有O2放出B．溶液的OH－浓度不变，有H2放出C．溶液中Na+数目减少，有O2放出D．OH－浓度增大，有O2放出10.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是( )A．Al B．Al(OH)3 C．Al Cl3D．Al2O311.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是( )A．分别加热这两种固体物质，并将生成的气体通人澄清的石灰水中B．分别在这两种物质的溶液中，加入CaCl2溶液C．分别在这两种固体中，加入同浓度的稀盐酸D．分别在这两种物质的溶液中，加入少量澄清的石灰水12.下列几种物质中，既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的是：( )①Al2O3②Na2CO3③Fe2O3 ④NaHCO3⑤Fe(OH)3 ⑥Al(OH)3⑦MgO ⑧NaAlO2A．①⑥⑧ B．②④⑧ C．①③⑤⑦ D．①④⑥13.下列实验能成功的是( )①用水鉴别Na2CO3和NaHCO3固体；②用观察法区别Na2O和Na2O2；③用MgCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaOH溶液；④用稀盐酸鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液。

A．①②④ B．①② C．②③ D．①②③④14.在某无色溶液中缓慢滴加NaOH溶液直至过量，产生沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积关系如右图所示，由此确定，原溶液中含有的阳离子是( )A、Mg2+、AL3+、Fe2+B、H+、Mg2+、Al3+C、H+、Ba2+、Al3+D、只有Mg2+、Al3+二、实验题15.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe 2O 3、SiO 2、Al 2O 3、MgO 等，用硫酸渣制备铁红（Fe 2O 3）的过程如下：（1）酸溶过程中Fe 2O 3与稀硫酸反应的化学方程式为 ； “滤渣A ”主要成份的化学式为 。

（2）还原过程中加入FeS 2的目的是将溶液中的Fe 3 +还原为Fe 2 +，而本身被氧化为H 2SO 4，请完成该反应的离子方程式：FeS 2 + 14Fe 3 ++ H 2O== 15Fe 2 ++ SO 42- +。

（3）氧化过程中，O 2、NaOH 与Fe 2+反应的离子方程式为 。

（4）为了确保铁红的质量，氧化过程需 要调节溶液的pH 的范围是 （几种离子沉淀的pH 见右表）；滤液B 可以回收的物质有（写化学式） 。

16.某研究性学习小组对铝热反应实验展开研究。

现行高中化学教材（必修加选修）中对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。

查阅《化学手册》，Al 、Al 2O 3、Fe 、Fe 2O 3熔点、沸点数I ．⑪某同学推测，反应所得到的熔融物是铁铝合金。

理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和部分铝熔合形成铁铝合金。

你认为他的解释是否合理？答： （填“合理”或“不合理”）⑫设计一个简单实验，证明上述反应熔融物中含有金属铝。

该实验所用试剂是 ，反应的离子方程式为 。

⑬实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是 （填序号）。

A ．浓硫酸 B ．稀硫酸 C ．稀硝酸 D ．氢氧化钠溶液 II ．实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。

某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出。

在反应结束后的溶液中，逐滴加入4mol·L－１的氢氧化钠溶液，所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产酸溶生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。

试回答下列问题：⑪图中OC段没有沉淀生成，此阶段发生反应的离子方程式为；⑫在DE段，沉淀的物质的量没有变化，则此阶段发生反应的离子方程式；上述现象说明溶液中阳离子结合OH－的能力顺序为＞、＞（填离子符号）。

17. 二氧化钛(TiO2)广泛用于制造高级白色油漆，也是许多反应的催化剂。

工业上用钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁，不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]作原料，制取二氧化钛及绿矾，其生产流程如下：回答下列问题：⑪Ti原子序数为22，则Ti位于周期表第周期，第列。

⑫FeTiO3溶于过量硫酸的离子方程式______________________。

⑬流程中生成TiO2·xH2O离子方程式为________________________________ 。

(4)若铁粉的用量不足，可能导致产品TiO2中混有杂质。