2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題06金屬及其化合物學(xué)案魯科版.doc

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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題06金屬及其化合物學(xué)案魯科版 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1、了解常見金屬的活動性順序。 2、了解常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 3、了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 學(xué)習(xí)重難點： 常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 自主學(xué)習(xí) 考點一：鈉及其重要化合物 【知識梳理】 1．理清知識主線 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 2．注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3．掃除知識盲點 (1)鈉和鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬，與熔融的鹽反應(yīng)才能置換出鹽中的金屬。 (2)無論Na與O2反應(yīng)生成Na2O還是Na2O2，只要參與反應(yīng)的Na的質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等，但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的。 (3)注意Na及其化合物發(fā)生焰色反應(yīng)時火焰顏色均為黃色。 (4)Li和O2反應(yīng)只生成Li2O：4Li＋O22Li2O。 (5)1 mol Na2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol，如Na2O2與SO2的反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為2 mol。 (6)不用試劑也可鑒別Na2CO3和鹽酸。 (7)不能用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液，應(yīng)選用CaCl2或BaCl2溶液。 (8)除去CO2中的HCl氣體，應(yīng)選用飽和NaHCO3溶液。 (9)Na—K合金常溫下呈液態(tài)，是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。 (10)鑒別Na、K利用焰色反應(yīng)。 (11)堿金屬的密度呈現(xiàn)增大的趨勢，但K反常。 (12)向飽和的Na2CO3溶液中通入過量CO2，有晶體析出。 題組一　重要反應(yīng)必練 1．按要求書寫方程式。 (1)Na與CuSO4溶液反應(yīng)的離子方程式 2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑。 (2)Na在空氣中緩慢氧化 4Na＋O2===2Na2O。 (3)Na2O2和H2O反應(yīng)的離子方程式 2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑。 (4)Na2O2和SO2的反應(yīng) Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (5)Na2CO3轉(zhuǎn)化成NaOH的化學(xué)方程式 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (6)向飽和Na2CO3溶液中通入過量CO2氣體的離子方程式 2Na＋＋CO＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。 (7)NaHCO3與過量Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式 HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O。 (8)NaHCO3與少量Ca(OH)2溶液反應(yīng)的離子方程式 2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。 (9)向NaOH溶液中通入少量CO2氣體反應(yīng)的離子方程式 2OH－＋CO2===CO＋H2O。 (10)向NaClO溶液中通入過量CO2氣體反應(yīng)的離子方程式 ClO－＋H2O＋CO2===HClO＋HCO。 (11)用惰性電極電解飽和的食鹽水的化學(xué)方程式 2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (12)NaHCO3溶液轉(zhuǎn)化成Na2CO3溶液的化學(xué)方程式 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。 題組二　準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)用熱的燒堿溶液洗去油污，是因為Na2CO3可直接與油污反應(yīng)() (2)用熱堿水清除炊具上殘留的油污發(fā)生了化學(xué)變化(√) (3)二氧化碳通過Na2O2粉末反應(yīng)后固體物質(zhì)增重(√) (4) () (5)除去Na2CO3固體中的NaHCO3固體可用灼燒的方法(√) (6)①中為NaHCO3固體受熱分解，②中為澄清石灰水變渾濁，由②中現(xiàn)象，能證實①中發(fā)生的反應(yīng)(√) (7)小蘇打是面包發(fā)酵粉的主要成分之一(√) (8)用酚酞試液可鑒別飽和食鹽水和飽和純堿溶液(√) (9)用鉑絲蘸取少量某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng)，火焰呈黃色，該溶液一定是鈉鹽溶液() (10)食鹽可作調(diào)味劑，也可作食品防腐劑(√) (11)侯氏制堿法的工藝過程中應(yīng)用了物質(zhì)溶解度的差異(√) (12)用加熱分解的方法區(qū)分碳酸鈉和碳酸氫鈉兩種固體(√) 題組三　典型實驗探究 3．已知某純堿樣品中含有少量NaCl雜質(zhì)，為測定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗。 主要實驗步驟如下： ①按如圖所示裝置來組裝儀器，并檢查裝置的氣密性； ②將a g純堿樣品放入錐形瓶中，加入適量蒸餾水溶解，得到純堿樣品溶液； ③稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為b g； ④通過分液漏斗滴入6 molL－1的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體為止； ⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣； ⑥再次稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為c g； ⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到U形管的質(zhì)量基本不變，為d g。 請回答下列問題： (1)在用托盤天平稱量樣品時，如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn)，說明________。 (2)裝置中干燥管B的作用是________________。 (3)如果將分液漏斗中的硫酸換成物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸，測量結(jié)果將________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 (4)步驟⑤的目的是__________。 (5)步驟⑦的目的是__________。 (6)該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算式為____________。 (7)還可以用其他實驗方法測定該樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。請簡述一種不同的實驗方法。 【答案】(1)樣品質(zhì)量較大　(2)防止空氣中的CO2與水蒸氣進(jìn)入U形管　 (3)偏高　(4)將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部趕入U形管中　 (5)保證產(chǎn)生的CO2被充分吸收、減小誤差　(6)100%　 (7)向一定量的純堿樣品溶液中加入足量BaCl2溶液，經(jīng)過濾、洗滌、烘干、稱量沉淀質(zhì)量的方法測定樣品中純堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(其他合理答案均可) 【解析】題目所提供的裝置圖根據(jù)功能不同劃分為五個部分：①凈化(洗氣)裝置——除去空氣中的CO2；②氣體發(fā)生裝置——Na2CO3與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2；③干燥(洗氣)裝置——除去CO2中的水蒸氣；④氣體吸收裝置——用堿石灰吸收CO2；⑤尾氣處理裝置——防止空氣中的CO2與水蒸氣進(jìn)入U形管。 【反思?xì)w納】 一般來說，根據(jù)高考對中學(xué)化學(xué)實驗考查的具體要求及各個實驗裝置的功能不同，常把中學(xué)化學(xué)實驗裝置分為以下“模塊裝置”：氣體發(fā)生裝置、洗氣裝置、干燥裝置、化學(xué)反應(yīng)裝置、集氣裝置、易溶氣體吸收裝置、尾氣處理裝置、量氣裝置和安全吸收裝置等。 考點二：鋁及重要其化合物 【知識梳理】 1．理清知識主線 Al→Al2O3→Al(OH)3→ 2．注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3．掃除知識盲點 (1)鋁是活潑金屬，但鋁抗腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)，因為鋁表面生成一層致密的氧化物薄膜。 (2)鋁熱反應(yīng)不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應(yīng)，還包含制取其他難熔金屬的反應(yīng)，由于鋁熱劑是混合物，故鋁熱反應(yīng)不能用于工業(yè)上冶煉鐵。注意鋁熱反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中唯一一類金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應(yīng)。 (3)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是高考實驗考查的熱點，具體操作是先鋪一層KClO3，然后插上鎂條，最后點燃鎂條。 (4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑，該金屬氧化物對應(yīng)的金屬活潑性應(yīng)比鋁弱。 (5)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應(yīng)常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水，所以實驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。 (6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3，一般不用強(qiáng)酸，因為強(qiáng)酸的量控制不當(dāng)會使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2過量時另一產(chǎn)物是HCO，不過量時另一產(chǎn)物是CO，書寫離子反應(yīng)方程式時要特別注意。 (7)Al(OH)3可用作抗酸藥。 (8)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。 【題組集訓(xùn)】 題組一　重要反應(yīng)必練 1．按要求書寫方程式。 (1)Al與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。 (2)Al和Fe3O4的反應(yīng) 8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe。 (3)Al2O3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。 (4)Al(OH)3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、 Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。 (5)AlCl3與過量NH3H2O、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式 Al3＋＋3NH3H2O===Al(OH)3↓＋3NH、 Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。 (6)NaAlO2與少量鹽酸或過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式 AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、 AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O。 (7)向NaAlO2溶液中通入少量或過量CO2反應(yīng)的離子方程式 2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO、 AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。 (8)Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液反應(yīng)的離子方程式Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。 (9)AlCl3溶液與NaAlO2溶液反應(yīng)的離子方程式 Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。 (10)用離子方程式表示NaAlO2與NaHCO3不能共存的原因 AlO＋H2O＋HCO===Al(OH)3↓＋CO。 題組二　準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加() (2)明礬用作凈水劑，涉及化學(xué)變化(√) (3)氫氧化鋁具有弱堿性，可用于制胃酸中和劑(√) (4)鋁罐可久盛食醋() (5)只滴加氨水鑒別NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四種溶液() (6)明礬溶于水產(chǎn)生Al(OH)3膠體：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋() (7)硫酸鋁溶液中加入過量氨水Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓() (8)AlCl3溶液與濃氨水反應(yīng)有白色沉淀生成(√) (9)明礬能水解生成Al(OH)3膠體，可用作凈水劑(√) 題組三　定量計算 3．足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng)，放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是(　　) A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．稀硝酸 【答案】A 【解析】A項，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 1 mol Al消耗1 mol NaOH； B項，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 1 mol Al消耗1.5mol H2SO4； C項，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 1 mol Al消耗3 mol HCl； D項，Al和稀硝酸反應(yīng)不放H2，綜上所述，符合題意的是A項。 考點三　鐵及其重要化合物 【知識梳理】 1．理清知識主線 Fe→→→ 2．注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3．掃除知識盲點 (1)Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應(yīng)時生成FeCl3，與S反應(yīng)時生成FeS，說明Cl2的氧化能力大于S的。常溫下，F(xiàn)e、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。Fe在Cl2中燃燒，無論Cl2過量還是不足均生成FeCl3。 (2)向含F(xiàn)e2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時，溶液會出現(xiàn)淺綠色棕色的顏色變化，該現(xiàn)象可用于Fe2＋的檢驗。 (3)制備Fe(OH)2的方法很多，原則有兩點：一是溶液中的溶解氧必須提前除去；二是反應(yīng)過程中必須與O2隔絕。 (4)Fe3＋的檢驗方法較多，如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血紅色溶液)，前面兩種方法需溶液中Fe3＋濃度較大時才適用，最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的檢驗可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法；也可用鐵氰化鉀檢驗Fe2＋，現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (5)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋與堿的復(fù)分解反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (6)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入鹽酸)；配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。 (7)Fe3＋必須在酸性條件下才能大量存在，當(dāng)pH＝7時，F(xiàn)e3＋幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 (8)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，應(yīng)先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀過濾除去。 題組一　重要反應(yīng)必練 1．按要求書寫方程式。 (1)Fe在少量Cl2中燃燒 2Fe＋3Cl22FeCl3。 (2)Fe和S混合加熱 Fe＋SFeS。 (3)Fe和H2O(g)高溫下反應(yīng) 4H2O(g)＋3FeFe3O4＋4H2。 (4)稀HNO3和過量Fe粉或少量Fe粉反應(yīng)的離子方程式 3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O(鐵過量)、 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O(鐵少量)。 (5)FeO與鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、 3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O。 (6)Fe2O3與稀HNO3反應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O。 (7)Fe3O4與稀鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O、 3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 (8)Fe(OH)2與稀鹽酸、稀HNO3反應(yīng)的離子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O。 (9)Fe(OH)3與稀鹽酸、氫碘酸反應(yīng)的離子方程式 Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O、 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I(xiàn)2＋6H2O。 (10)Fe(OH)2露置于空氣中 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (11)制備Fe(OH)3膠體 FeCl3＋3H2O(沸水)Fe(OH)3(膠體)＋3HCl。 (12)鐵發(fā)生吸氧腐蝕生成鐵銹的過程 負(fù)極：2Fe－4e－===2Fe2＋， 正極：O2＋4e－＋2H2O===4OH－， Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3＋nH2O===Fe2O3nH2O＋3H2O。 題組二　準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)①中為鐵粉與水蒸氣加熱，②中為肥皂水冒泡，由②中現(xiàn)象能證實①中發(fā)生了反應(yīng)() (2)鐵表面鍍鋅可增強(qiáng)其抗腐蝕性(√) (3)氧化鐵能與酸反應(yīng)，所以可用于制作紅色顏料() (4)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋(√) (5)生鐵中含有碳，抗腐蝕能力比純鐵弱(√) (6)Fe與S混合加熱生成FeS2() (7)因為Fe3＋有強(qiáng)氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收廢舊電路板中的銅(√) (8)Fe與稀HNO3、稀H2SO4反應(yīng)均有氣泡產(chǎn)生，說明Fe與兩種酸均發(fā)生置換反應(yīng)() (9)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl2和FeCl3() (10)稀硫酸中加入鐵粉2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑() 題組三　Fe(OH)2制備裝置集錦 3．下列圖示中能較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀的有_________________________。 【答案】Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 【解析】Fe(OH)2是一種白色沉淀，在空氣中或含有氧氣的水溶液中很容易被氧化變色，因此難以觀察到它的本來顏色。要制備純凈穩(wěn)定的Fe(OH)2，需要隔絕空氣：圖中裝置Ⅰ中油脂的作用是防止空氣中的O2進(jìn)入硫酸亞鐵溶液中。裝置Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ：其原理都是利用鐵和稀硫酸現(xiàn)制FeSO4，并用產(chǎn)生的H2趕走試管和溶液中的氧氣，但其裝置的設(shè)計卻有區(qū)別。裝置Ⅲ：陽極反應(yīng)式為Fe－2e－===Fe2＋，陰極反應(yīng)式為2H＋＋2e－===H2↑，H＋來源于水的電離，因此總反應(yīng)為Fe＋2H2OFe(OH)2＋H2↑，產(chǎn)生的H2有利于趕走溶液中的氧氣，液面上的汽油使溶液與空氣隔開。 【反思?xì)w納】 成功制備Fe(OH)2的關(guān)鍵 由于Fe(OH)2具有很強(qiáng)的還原性，易被氧化為Fe(OH)3，在實驗室中制備Fe(OH)2，并使Fe(OH)2長時間保持白色沉淀狀態(tài)，成為物質(zhì)制備實驗探究的熱點。 制備原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 成功關(guān)鍵：①溶液中不含F(xiàn)e3＋和O2等氧化性物質(zhì)。 ②制備過程中，保證生成的Fe(OH)2在密閉的隔絕空氣的體系中。 題組四　鐵及其化合物性質(zhì)的綜合應(yīng)用 4．鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 (2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下： ①步驟Ⅰ若溫度過高，將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為________________ ________________________________________________________。 ②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng)：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O===2Fe2O3nH2O＋8HNO3，反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________。 ③上述生產(chǎn)流程中，能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是______(任寫一項)。 (3)已知t ℃時，反應(yīng)FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常數(shù)K＝0.25。 ①t ℃時，反應(yīng)達(dá)到平衡時n(CO)∶n(CO2)＝______。 ②若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t ℃時反應(yīng)達(dá)到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%，則x＝________。 【答案】(2)①4HNO34NO2↑＋O2↑＋2H2O ②4Fe＋10HNO3===4Fe(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O ③氮氧化物排放少(或其他合理答案) (3)①4∶1?、?.05 【解析】(2)①硝酸分解生成NO2、H2O和O2。 ②根據(jù)圖示可知Fe和HNO3反應(yīng)生成Fe(NO3)2和NH4NO3，結(jié)合得失電子守恒可寫出化學(xué)方程式。 ③因為HNO3的還原產(chǎn)物主要是NH4NO3,1 mol HNO3作氧化劑轉(zhuǎn)移8 mol電子，故產(chǎn)生的氮氧化物較少，節(jié)約原料。 (3)①根據(jù)該反應(yīng)的K＝＝0.25，可知反應(yīng)達(dá)到平衡時n(CO)∶n(CO2)＝4∶1。 ②根據(jù)反應(yīng)：FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g) 初始物質(zhì)的量/mol 0.02 x 0 0 變化物質(zhì)的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡物質(zhì)的量/mol 0.01 x－0.01 0.01 0.01 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)可知：K＝＝0.25，解得x＝0.05。 考點四：銅及其重要化合物 【知識梳理】 1．理清知識主線 Cu→→Cu(OH)2→ 2．注意網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 3．掃除知識盲點 (1)銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO，而是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼熱的銅粉除去N2中的O2，灼熱的CuO除去CO2中的CO。 (3)新制Cu(OH)2懸濁液常用來檢驗醛基。 (4)Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的是NO2和NO的混合氣體，當(dāng)Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu繼續(xù)溶解。 (5)Cu：紫紅色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：磚紅色。 (6)銅的焰色反應(yīng)為綠色。 (7)冶煉銅的方法有①熱還原法；②濕法煉銅；③電解精煉銅。 【題組集訓(xùn)】 題組一　重要反應(yīng)必練 1．按要求書寫方程式。 (1)Cu和濃H2SO4、稀HNO3的反應(yīng)的化學(xué)方程式 Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O、 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (2)銅綠的生成 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。 (3)FeCl3溶液腐蝕銅板的離子方程式 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。 (4)Cu和S混合加熱、Cu在Cl2中燃燒 2Cu＋SCu2S、 Cu＋Cl2CuCl2。 (5)用惰性電極電解CuSO4溶液 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 (6)用Cu作電極電解H2SO4溶液 Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。 題組二　準(zhǔn)確判斷物質(zhì)性質(zhì) 2．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作，是因為FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅() (2)氫氣通過灼熱的CuO粉末固體質(zhì)量減少(√) (3)將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液中，反應(yīng)后固體質(zhì)量增加() (4)制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼是合金(√) (5)向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成，該氣體是H2(√) (6)用銅作電極電解CuSO4溶液：2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋() (7)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成(√) (8)Al、Fe、Cu的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物() 題組三　綜合實驗探究 3．堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]是一種用途廣泛的化工原料，實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下： 步驟一：廢銅屑制硝酸銅 如圖，用膠頭滴管吸取濃HNO3緩慢加到錐形瓶內(nèi)的廢銅屑中(廢銅屑過量)，充分反應(yīng)后過濾，得到硝酸銅溶液。 步驟二：堿式碳酸銅的制備 向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱至70 ℃左右，用0.4 molL－1的NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。 完成下列填空： (1)寫出濃硝酸與銅反應(yīng)的離子方程式________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上圖裝置中NaOH溶液的作用是____________。反應(yīng)結(jié)束后，廣口瓶內(nèi)的溶液中，除了含有NaOH外，還有__________(填寫化學(xué)式)。 (3)步驟二中，水浴加熱所需儀器有__________________________________________、 __________________(加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外)；洗滌的目的是________________。 (4)步驟二的濾液中可能含有CO，寫出檢驗CO的方__________________________ ________________________________________________________________________。 (5)影響產(chǎn)品產(chǎn)量的主要因素有______________________________________________。 (6)若實驗得到2.42 g樣品(只含CuO雜質(zhì))，取此樣品加熱至分解完全后，得到1.80 g固體，此樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。 【答案】(1)Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O (2)吸收氮氧化物(合理即可)　NaNO3、NaNO2 (3)燒杯　溫度計　除去產(chǎn)品表面吸附的硝酸鈉 (4)取樣，加入稀鹽酸，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，溶液變渾濁，說明含有CO (5)溫度、pH (6)0.92 【解析】 (2)廣口瓶內(nèi)銅與濃硝酸反應(yīng)生成大氣污染氣體NOx，NaOH溶液可用來吸收NOx，利用NOx＋NaOH―→NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，反應(yīng)結(jié)束后，廣口瓶內(nèi)的溶液中，除了剩余的NaOH外，還含有新生成的NaNO2與NaNO3。(3)因反應(yīng)器為大試管，故水浴加熱中用來盛放水的儀器可以選用燒杯，另外還需要溫度計(測定水溫)；洗滌可除去堿式碳酸銅表面吸附的硝酸鈉。(5)由步驟二可知實驗成功的關(guān)鍵是控制溶液pH和反應(yīng)溫度，故影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素為溫度、pH。(6)堿式碳酸銅完全分解得到CuO，設(shè)樣品中堿式碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x，依據(jù)堿式碳酸銅分解的化學(xué)方程式，利用“差量法”可得：222∶62＝2.42x∶(2.42－1.80)，解得x＝0.92。 考點五：洞悉金屬活動性順序與金屬冶煉 【知識精講】 1．規(guī)律方法 金屬的冶煉方法與金屬活動性順序表有密切的關(guān)系： 2．特別提醒 (1)電解法冶煉活潑金屬使用的是熔融的金屬鹽或金屬氧化物，不是鹽溶液。 (2)鈉、鎂的冶煉是電解熔融的NaCl、MgCl2；鋁的冶煉是電解加了冰晶石的熔融Al2O3，不是電解熔融AlCl3，因為AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電。 (3)熱還原法中使用的還原劑通常為碳、一氧化碳和氫氣等。在金屬活動性順序表中，雖然前面的金屬能夠?qū)⒑竺娴慕饘購钠浠衔镏兄脫Q出來，但不一定是從其鹽溶液中置換，例如Na由于活潑性太強(qiáng)，不能從CuCl2溶液中置換出Cu，但是可以在其熔融狀態(tài)下置換出銅。 (4)在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但真正作還原劑的是CO。 (5)“沙里淘金”描述的是“金”的冶煉方法。 【題組集訓(xùn)】 題組一　金屬活動性順序的比較 1．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)有嵌有一銅螺絲釘?shù)蔫F板，在銅鐵接觸處滴加NaCl溶液，則負(fù)極發(fā)生的電極反應(yīng)為Cu－2e－===Cu2＋() (2)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al() 2．①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是(　　) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 【答案】B 【解析】利用原電池的形成和工作原理解決問題。在外電路中，電流從正極流向負(fù)極，則①作原電池的負(fù)極，②作正極，故活動性①>②；活動性相對較差的金屬作原電池的正極，故金屬的活動性①>③；有氣泡產(chǎn)生的電極發(fā)生的反應(yīng)為2H＋＋2e－===H2↑，為原電池的正極，故活動性④>②；質(zhì)量減少的電極發(fā)生氧化反應(yīng)生成金屬離子而溶解，為負(fù)極，故活動性③>④。由此可得金屬活動性：①>③>④>②。 題組二　金屬冶煉方法的選擇 3．正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“” (1)氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁() (2)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)(√) 4．下列有關(guān)金屬冶煉的方法敘述正確的是(　　) A．電解氯化鎂水溶液制備鎂 B．利用鋁熱反應(yīng)制備鋁 C．加熱分解Fe2O3制備鐵 D．用火法或濕法均可制備銅 【答案】C 【解析】電解氯化鎂水溶液的化學(xué)方程式：MgCl2＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，不能制備鎂，A項錯誤；鋁熱反應(yīng)是利用鋁的強(qiáng)還原性制備鎢、鉻等高熔點金屬的一種方法，B項錯誤；冶煉鐵用熱還原法，C項錯誤。 5．由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是________。 a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 【答案】C 【解析】Na、K、Mg、Al等活潑金屬的冶煉均采用電解法，F(xiàn)e、Cu的冶煉采用熱還原法。 6．已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 類型 離子化合物 離子化合物 離子化合物 共價化合物 熔點/℃ 2 800 2 050 714 191 工業(yè)制鎂時，電解MgCl2而不電解MgO的原因是________________________________；制鋁時，電解Al2O3而不電解AlCl3的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本　AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)難導(dǎo)電 【解析】MgO的熔點太高，電解時消耗的能量多，增加生產(chǎn)的成本；AlCl3屬于共價化合物，熔融態(tài)時難導(dǎo)電。 題組三　金屬冶煉的綜合應(yīng)用 7．鎂鋁合金(Mg17Al12)是一種潛在的貯氫材料，可在氬氣保護(hù)下，將一定化學(xué)計量比的Mg、Al單質(zhì)在一定溫度下熔煉獲得。該合金在一定條件下完全吸氫的反應(yīng)方程式為Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定條件下可釋放出氫氣。 熔煉制備鎂鋁合金(Mg17Al12)時通入氬氣的目的是_____________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】防止Mg、Al被空氣氧化 【解析】Mg、Al都是活潑金屬，高溫時易與空氣中的O2反應(yīng)，通入氬氣的目的是隔絕空氣，防止Mg、Al被氧化。 8．鎂是一種非常重要的金屬，其單質(zhì)及化合物在航空航天、汽車制造、醫(yī)藥、添加劑、建筑等方面都有非常廣泛的應(yīng)用。工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂，而MgCl2的獲得主要有兩種方法： 方法一：從海水或光鹵石中先獲得MgCl26H2O，然后再制得無水MgCl2。 方法二：MgCO3MgO＋CO2↑；MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO。 則在“方法一”中，從MgCl26H2O制無水MgCl2操作時應(yīng)在________保護(hù)下進(jìn)行。 【答案】HCl氣流 【解析】由于MgCl26H2O制無水MgCl2時發(fā)生水解，故要得到無水MgCl2，應(yīng)該在HCl保護(hù)氣流作用下進(jìn)行。