2013届高三化学二轮复习：《常见金属元素单质及其重要化合物》课件

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► 探究点一 常见金属及其化合物间的转化
1．铝热反应 金属 Al 能与活泼性弱于 Al 的金属的氧化物反应， 生成 金属单质和氧化铝，并放出大量的热，称为铝热反应。利用 此反应可冶炼难熔金属和野外焊接无缝钢轨。 2．直线型转化关系 X X A――→B――→C O2 O2 (1)Na――→Na2O――→Na2O2
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[触摸高考] 判断正误 1. [2012·北京卷] 切开的金属Na暴露在空气中，光亮表 面逐渐变暗：2Na＋O2=Na2O2( ) × [解析] 切开的金属钠在空气中变暗是因为Na与空气 中的O2反应生成Na2O。 2．[2012·福建卷] 金属钠着火时，用细沙覆盖灭火 ( ) √ [解析] 钠着火时，用细沙覆盖可隔绝空气，从而使 火熄灭，正确。
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(3)特殊转化关系 ①连续氧化过程， 在框图推断题中常常以“A→B→C， 且 A、B、C 的相对分子质量相差 16 或 16 的倍数”等形式 给出，中学中常见的连续氧化有 CH4→C→CO→CO2 ； H2S→S→SO2→SO3 ； NH3→NO→NO2 ； Na→Na2O→Na2O2。 ②既能与酸又能与碱反应的有：多元弱酸的酸式盐、 弱酸的铵盐、两性氧化物或氢氧化物、铝、氨基酸等。 ③能与碱反应生成气体的物质有：Si、Al、铵盐。 ④高温下的置换反应有：铝热反应、二氧化硅与碳的 反应、镁在二氧化碳中燃烧、铁与水蒸气的反应、炭与水 蒸气的反应。
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3．[2012·广东卷] 用浓HNO3与Cu反应制备NO2( ) √ [解析] 浓硝酸与铜发生如下反应：“Cu＋ 4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O”，因此可用于制备NO2 气体。 4．[2012·天津卷] CaO能与SO2反应，可作工业废气的脱 硫剂( ) √ [解析] CaO与SO2反应生成固体CaSO3，可起到固硫作 用，因此CaO可作工业废气的脱硫剂。
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②状态类：常温下为液体的单质只有溴或汞；③气味类： 臭鸡蛋气味的气体为 H2S，酒精或其他低级的醇、低级的 酯都具有各自特殊的香味；④密度类：密度最小的气体为 H2，乙酸乙酯的密度比水小等。 (2)特征反应现象：①焰色反应黄色的为钠元素，紫色 的为钾元素(透过蓝色钴玻璃)； ②使湿润的醋酸铅试纸变黑 色的气体是 H2S； ③在空气中变红棕色的气体是 NO； ④使 品红溶液褪色加热后又恢复颜色的是 SO2；⑤使淀粉变蓝 色的是 I2；⑥白色沉淀迅速变成灰绿色最后变成红褐色的 是 Fe(OH)2； ⑦滴入 SCN－溶液出现血红色的是 Fe3＋； ⑧使 红色石蕊试纸变蓝色的气体是 NH3 ；⑨两种元素能形成 A2B 和 A2B2 型离子化合物的为 Na 和 O，能形成 A2B 和 A2B2 型共价化合物的为 H 和 O。
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例 1 [2012· 江苏卷] 下列物质的转化在给定条件下能 实现的是( ) CO2 ①Al2O3NaOHaq NaAlO2(aq)――→Al(OH)3 ――→ △ H2O ②SO2/点燃SO3――→H2SO4 ――→ △ ③饱和 NaCl(aq)NH3，CO2NaHCO3――→Na2CO3 ――→ △ ④Fe2O3HClaq FeCl3(aq)――→无水 FeCl3 ――→ 煅烧 ⑤MgCl2(aq)石灰乳Mg(OH)2――→MgO ――→ A．①③⑤ C．②④⑤ B．②③④ D．①④⑤
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A [解析] 本题考查无机物之间的转化关系。②中 S 与 O2 只能生成 SO2，错；④中 FeCl3 溶液在加热时，Fe3 ＋ 水解生成 Fe(OH)3，进而分解生成 Fe2O3，得不到无水 FeCl3，错。 [点评] 思维拓展：从 FeCl3 溶液中获得无水 FeCl3， 应在 HCl 的气氛中加热蒸干溶液。
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(4)FeCl3 与 KClO 在强碱性条件下发生复分解反应和氧 化还原反应，可制取高铁酸钾，根据化合价升降的总数相等 及电荷守恒原理可写出反应的离子方程式：“Fe3＋＋3OH－ ===Fe(OH)3↓、 2Fe(OH)3＋3ClO－＋4OH－―→2FeO2－＋3Cl 4 － ＋5H2O(或 2Fe3 ＋ ＋10OH － ＋3ClO － ===2FeO 2－ ＋3Cl － ＋ 4 5H2O)”； 类比 MnO2－Zn 电池电极反应式的书写， 2FeO4 K －Zn 电池负极反应式为 Zn＋2OH－－2e－===Zn(OH)2，正 极反应式为 FeO2－＋4H2O＋3e－===Fe(OH)3＋5OH－，负极 4 反应式乘 3 与正极反应式乘 2 相加得电池总反应的离子方程 式为 3Zn＋2FeO2－＋8H2O===3Zn(OH)2＋2Fe(OH)3＋4OH 4 － 。
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[答案] (1)n(Cl)＝0.0250 L×0.40 mol· －1＝0.010 mol L － 0．54 g－0.010 mol×35.5 g· mol 1＝0.19 g 0.19 g n(Fe)＝ ＝0.0034 mol 56 g· －1 mol n(Fe)∶n(Cl)＝0.0034∶0.010≈1∶3，x＝3 (2)0.10 盐酸 氯气 (3)2Fe3 ＋ ＋2I － ===2Fe2＋ ＋I2(或 2Fe3＋ ＋3I－ ===2Fe2 ＋ ＋ I－) 3 (4)Fe3 ＋ 3OH ===Fe(OH)3↓ ， 2Fe(OH)3 ＋ 3ClO ＋ 4OH－===2FeO2－＋5H2O＋3Cl－(或 2Fe3＋＋10OH－＋3ClO－ 4 － ===2FeO 2 ＋ 3Cl － ＋ 5H2O) FeO 2－ ＋ 3e － ＋ 4 4 4H2O===Fe(OH)3 ＋ 5OH － 2FeO 2－ ＋ 8H2O ＋ 4 3Zn===2Fe(OH)3＋3Zn(OH)2＋4OH－
＋ － －
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nFeCl2＋nFeCl3 [解析] (2)由题意得 nFeCl3 2nFeCl2＋3nFeCl3
＝1∶2.1， 解得
1 1 ＝ ， 故样品中 FeCl3 的物质的量分数为 ＝0.10。 9 1＋9 nFeCl2
－ (3)Fe3＋将 I－氧化成 I2(或 I3 )， 书写离子方程式时要注意 ＋ － ＋ 氢碘酸为强酸，反应的离子方程式为 2Fe3 ＋2I ===2Fe2 ＋I2。
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(2)现有一含有 FeCl2 和 FeCl3 的混合物样品， 采用上述方 法测得 n(Fe)∶n(Cl)＝1∶2.1，则该样品中 FeCl3 的物质的量 分数为________。在实验中，FeCl2 可用铁粉和________反应 制备，FeCl3 可用铁粉和________反应制备； (3)FeCl3 与氢碘酸反应时可生成棕色物质， 该反应的离子 方程式为_________________； (4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂 和高容量电池材料。 FeCl3 与 KClO 在强碱性条件下反应可制 取 K2FeO4 ， 其 反 应 的 离 子 方 程 式 为 _____________ 。 与 MnO2—Zn 电池类似，K2FeO4—Zn 也可以组成碱性电池， K2FeO4 在 电 池 中 作 为 正 极 材 料 ， 其 电 极 反 应 式 为 ________________ ， 该 电 池 总 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ___________。
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HCl HCl (2)X 为强酸，如 NaAlO2――→Al(OH)3――→AlCl3 (3)X 为强碱，如 AlCl3NaOHAl(OH)3NaOHNaAlO2 ――→ ――→ 3．三角型转化关系 (1)铁三角
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拓展延伸：①既能与酸又能与碱反应的物质有：Al、 Si、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的铵盐、弱酸的酸式盐等；② 既能与强酸溶液反应放出气体，又能与强碱溶液反应放出 气体的物质有：Al、弱酸的铵盐；③A 物质加到 B 物质中， 先生成沉淀，继续加入沉淀又溶解的物质组合有：CO2(或 SO2)与 Ca(OH)2、NaOH 与 Al3＋、HCl 与 AlO－。 2
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当 0.2 mol Na18O2 与足量 CO2 完全反应后，下列说法正 2 确的是( ) 生成 Na2CO3 关于所生成 O2 的描述 质量 21.2 g O2 的摩尔质量是 36 g· －1 mol 21.6 g 生成的标况下 O2 的体积为 2.24 L － 21.2 g O2 的摩尔质量是 32 g· mol 1 22.4 g 生成的标况下 O2 的体积为 2.24 L
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► 探究点二 无机推断
1．无机框图推断的解题策略 解答无机框图推断题的关键就是抓特征——特征反 应、特征现象、特征颜色等，从而确定突破口，再采取顺 推、 逆推或先猜后验的方法确定框图中所有物质的化学式。 2．无机框图推断中常见的突破点 (1)物质的特殊性质：①颜色类：红棕色粉末为 Fe2O3、红 褐色沉淀为 Fe(OH)3、 蓝色晶体 CuSO4· 2O、 5H 蓝色絮状沉 淀为 Cu(OH)2、红棕色气体为 NO2、黄绿色气体为 Cl2、紫 色蒸气为 I2；浅绿色溶液为 Fe2＋、棕黄色溶液为 Fe3＋；
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[易错警示] 1.焰色反应属于物理变化，而不是化学变化。 2．1 mol金属钠无论被氧化成Na2O还是Na2O2，失去的电 子都是1 mol。 3．既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物 质未必一定是Al，还可能是(NH4)2CO3或NH4HCO3等。 4．并非只有非金属元素才能发生归中反应，如Fe＋2Fe3＋ =3Fe2＋。
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[2012· 课标全国卷] 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化 物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物 FeClx 的化学式，可用离子交换 和滴定的方法。 实验中称取 0.54 g 的 FeClx 样品， 溶解后先进 行阳离子交换预处理， 再通过含有饱和 OH－的阴离子交换柱， － － － 使 Cl 和 OH 发生交换。 交换完成后， 流出溶液的 OH 用 0.40 mol· －1 的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸 25.0 mL。计算该 L 样 品 中 氯 的 物 质 的 量 ， 并 求 出 FeClx 中 x 值 ： ________________(列出计算过程)；
A B Cห้องสมุดไป่ตู้D
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[答案] B [解析] Na2O2 与 CO2 反应的本质是过氧化钠中－1 价 的氧自身氧化还原反应：2Na18O2＋2CO2===2Na2C18OO2＋ 2 18 O2，生成 Na2CO3 的质量为 21.6 g，生成 18O2 的摩尔质量 为 36 g/mol，标况下体积为 2.24 L。
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常见金属元素单质及其重要化合物
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[热点考向] 1．常见金属元素单质及其化合物之间的转化 2．常见金属阳离子的检验 3．无机框图推断
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[复习策略] 1．归纳、比较的方法梳理常见金属单质及其化合物之间 的转化关系，特别注意特殊转化关系，明确铁三角、铝三角的 转化。 2．常见金属阳离子如K＋、Na＋、Fe3＋、Fe2＋的检验。 3．归纳、整理、记忆框图推断的突破口。
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5．[2012·北京卷] Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间， 变成白色黏稠物：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2( ) × [解析] Na2O2在潮湿的空气中变为白色黏稠物是因 Na2O2与空气中的水蒸气反应生成NaOH的缘故。 6．[2012·福建卷] 钠与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应 生成NH3( ) √ [解析] 钠溶于水形成NaOH溶液，能与NH4Cl发生复分解 反应生成NH3。 7．[2012·山东卷] Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡 产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应( ) × [解析] Fe与稀硝酸反应生成的气体为NO，该反应不 是置换反应。