广西专用2020版高考化学二轮复习专题2第1讲常见的金属元素及其化合物课件

广西专用2020版高考化学二轮复习专题2第1讲常见的金属元素及其化合物课件

第1讲　常见的金属元素及其化合物 -2- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 -3- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 -4- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 C -5- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 -6- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 2.(2015全国Ⅰ)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具 有因果关系的是(　　)D -7- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 解题要领￿A选项,稀硝酸与过量的Fe充分反应产物为硝酸亚铁、 NO和水,所以加入KSCN溶液后,溶液不变血红色,现象和结论错误 ;B选项,Cu与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无 黑色固体出现,现象和结论错误;C选项,铝在空气中加热,表面生成 的氧化铝熔点较高,所以内部熔化的铝不会滴落,现象错误;D选项, 硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜溶液, 则生成氢氧化铜蓝色沉淀,符合溶解度较小的沉淀向溶解度更小的 沉淀转化,又二者均为AB2型化合物,所以相同温度下氢氧化铜的溶 度积比氢氧化镁的溶度积小,现象和结论都正确。 -8- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 3.(2016全国Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答 下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶 液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶 液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子 方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液 中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶 液,溶液变红,煤油的作用是　 。  -9- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 (4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1  FeCl3溶液混合。分别取2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验: ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀; ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验②检验的离子是　　　　(填离子符号);实验①和③说明:在I- 过量的情况下,溶液中仍含有　　　(填离子符号),由此可以证明该 氧化还原反应为　　　　　　　　　　　　　。  (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液, 溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为　       ; 一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。 产生气泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　; 生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　(用平衡移动原理解释)。 -10- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 -11- 专题知识脉络 能力目标解读 热点考题诠释 -12- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 金属单质的性质及冶炼 有关金属单质性质及冶炼思维路径 -13- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究 金属单质及其化合物有怎样的相似性和递变性? -14- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -15- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -16- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -17- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例1(1)为测定镀层厚度,用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层, 当反应转移6 mol电子时,所得还原产物的物质的量为　　　mol。  (2)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有　　　　。 　　 A.KClB.KClO3 C.MnO2 D.Mg 取少量铝热反应所得的固体混合物,将其溶于足量稀硫酸,滴加 KSCN溶液无明显现象,　　　　(填“能”或“不能”)说明固体混合物 中无Fe2O3,理由是　　　　　　　　　　　　(用离子方程式说明)。 -18- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理￿(1)解决电子转移数量的关键点。 当要求计算转移电子数或产物的物质的量时,首先应想到得失电 子守恒,解决本题的关键是由化学方程式2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑判断还原产物为H2,每转移6 mol电子生成3 mol H2。 (2)实验用品的记忆。 要由实验操作及反应原理记忆实验用品,如铝热反应实验中,用 镁条及氯酸钾引发反应。 (3)解答与铁有关试题的关键点。 有关铁的试题,一定要注意铁为变价金属;滴加KSCN溶液无明显 现象,说明溶液中无Fe3+,但是,固体溶于足量稀硫酸,由于Fe2O3与 H2SO4反应生成Fe2(SO4)3,生成的Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4, 所以不能说明固体中无Fe2O3。 -19- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 答案￿(1)3 (2)B、D　不能　 -20- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练1下列叙述中正确的是　　　　　　　　。  ①铜具有良好的导电性,常用来制作印刷电路板,但在潮湿空气 中长期保存,表面会有铜绿生成 ②称取等质量的两份铝粉,分别加入过量的稀盐酸和过量的 NaOH溶液,充分反应后,放出氢气的体积(同温同压下)相等 ③向FeCl3溶液中加入过量铁粉,溶液由棕黄色变为浅绿色 ④铝合金的大量使用,归功于人们能使用焦炭等还原剂从氧化铝 中获得铝 ⑤Na可以把硫酸铜溶液中的Cu置换出来 ⑥铝箔在空气中受热可以熔化,由于氧化膜的存在,熔化的铝并 不会滴落 -21- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 ⑦镁条在空气中燃烧生成的氧化物是MgO,可知钠在空气中燃烧 生成的氧化物是Na2O ⑧钠在空气中燃烧,发出黄色的火焰,生成淡黄色固体 ⑨目前我国流通的硬币是由合金材料制成的 ⑩铁不与水反应,所以铁锅可以烧水做饭 答案￿①②③⑥⑧⑨ -22- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 常见金属氧化物及氢氧化物 有关金属氧化性及氢氧化物解题思维路径 -23- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究 1.金属氧化物及氢氧化物有哪些特殊的物理性质? Na2O(白色)、Na2O2(淡黄色)、MgO(白色粉末、熔点高)、 Al2O3(白色、熔点高)、Fe2O3(红棕色)、FeO(黑色)、Fe3O4(黑色、 具有磁性)、CuO(黑色)、Cu(OH)2(蓝色)、Fe(OH)2(白色)、 Fe(OH)3(红褐色)、Cu2(OH)2CO3(绿色)。 -24- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2.金属氧化物及氢氧化物有哪些化学共性及特性? (1)共性: -25- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 碱的稳定性,四大强碱[NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2]均溶 于水,受热均不易分解,对应的氧化物(Na2O、Na2O2、K2O、BaO、 CaO)也与水反应,生成碱;其他金属氢氧化物一般不溶于水、受热 分解,对应的氧化物也不与水反应,如Cu(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、 Al(OH)3等。 -26- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (2)特性: ①金属氧化物:Na2O2阴、阳离子个数比1∶2,可分别与H2O、CO2 反应生成O2,可做供氧剂、漂白剂;Al2O3与强碱反应生成偏铝酸盐 ;FeO、Fe3O4与强氧化性酸反应被氧化生成Fe3+,Fe2O3与强还原性 酸反应被还原生成Fe2+,FeO、Fe3O4、Fe2O3、CuO均能被C、CO、 H2、Al等还原剂还原,Cu2O遇H+转化为Cu和Cu2+。 ②碱:Al(OH)3既能与酸反应,又能与强碱反应;Fe(OH)2极易被氧 化,在空气中由白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。 ③类别:Na2O2、Al2O3、Fe3O4均不属于碱性氧化物,Al2O3属于两 性氧化物。 -27- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例2某混合物X由Cu、SiO2、Al2O3、Fe2O3中的一种或几种物质 组成。进行如下实验。 请回答下列问题: (1)经Ⅰ得到蓝色溶液,该过程中一定发生的化学反应是(用离子 方程式表示)　 、 　　　　　　　　　　。  (2)X中一定含有的物质是　　　　　　　　　。反应Ⅱ的化学 方程式是　 。  -28- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (3)为进一步确定上述混合物X的成分,另取9.08 g X进行如下实 验。 ①加入足量的NaOH溶液,过滤,将滤渣在氮气气流中干燥得固体 m g。 ②向滤渣中加入过量盐酸,过滤,将滤渣在氮气气流中干燥得固 体n g。 上述①②由于缺少　　　　步骤(填操作名称),使得测定的质量 m、n均　　　　(填“偏高”“偏低”或“不变”)。  ③按正确步骤重新进行实验后得到m=6.08、n=1.6。计算原混 合物中各成分的质量之比是　　　　　　　　　　。(不必化简)  -29- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理(1)蓝色溶液中一定含有Cu2+,X中的Cu不与盐酸反应, 那么Cu2+怎么得来的? 首先分析X物质中哪些与盐酸反应及反应产物:Fe2O3、Al2O3分 别与盐酸反应生成Fe3+、Al3+,Cu、SiO2不与盐酸反应;Fe3+把Cu氧 化为Cu2+,所以蓝色溶液中一定含有Cu2+、Fe2+,可能含有Al3+。 (2)怎样处理题中所给数据? 因为SiO2完全溶于过量的NaOH溶液,所以1.6 g固体C为Cu,B中含 有4.6 g-1.6 g=3.0 g SiO2;固体B中含有Cu单质,所以蓝色溶液中一定 无Fe3+。 -30- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -31- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练2下列关于金属及其化合物的叙述正确的是　　　 (填 序号)。  ①(2018全国卷Ⅱ)碳酸钠可用于去除餐具的油污 ②(2018全国卷Ⅱ)Al(OH)3可用于中和胃酸过多 ③(2017全国卷Ⅱ)将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2 的集气瓶,集气瓶中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生,说明CO2 具有氧化性 ④(2016全国卷Ⅱ)将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中制备 Fe(OH)3胶体 ⑤(2016全国卷Ⅱ)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶 解、过滤、洗涤、干燥 ⑥(2016全国卷Ⅲ)因为铁比铜金属性强,所以可用FeCl3腐蚀Cu 刻制印刷电路板 ⑦(2015全国卷Ⅱ)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,产生红棕 色气体 ①②③  -32- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 金属阳离子的检验 有关物质检验的思维路径 -33- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究 1.如何鉴别常见金属阳离子? -34- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2.物质检验时对实验操作和化学反应有哪些要求? (1)当试样是固体时,一般需要先将少量试样配成溶液,观察溶解 后溶液的颜色,在溶解过程中有无气体产生、有无沉淀生成以及沉 淀的颜色等。 (2)反应要有明显的外部特征。如溶液颜色的改变、沉淀的生成 或溶解、气体的产生等。 (3)反应要在适宜的条件下进行。如溶液的酸碱性、浓度、温度 的选择。 (4)检验时常需排除其他离子的干扰。如用        检验Ba2+,应排除 Ca2+、Ag+等离子的干扰。 (5)检验反应要求具有一定的选择性和特效性。如品红溶液检验 SO2,KSCN溶液检验Fe3+,湿润的红色石蕊试纸检验NH3。 -35- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -36- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理离子推断的四项原则:①肯定性原则;②互斥性原则;③ 电中性原则;④进出性原则。 (1)根据实验现象判断肯定存在或肯定不存在的离子。 -37- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 答案￿B 题后反思 ①掌握离子的性质,特别是哪些离子之间不能共存。不知Fe2+与      不能大量共存,无法排除D项干扰。②利用溶液中电荷守恒计 算判断存在的离子是解题的关键,不能正确书写电荷守恒无法对 Cu2+、Al3+、Cl-作出判断。 -38- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练3现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁) 的复合制剂,某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并 完成了如下实验: 已知:控制溶液pH=4时,Fe(OH)3沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。 该同学得出的结论正确的是(　　) A.根据现象1可推出该试液中含有Na+ B.根据现象2可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C.根据现象3和4可推出该试液中含有Ca2+,但没有Mg2+ D.根据现象5推出该试液中一定含有Fe2+ 答案解析解析 关闭 加入NaOH溶液、Na2CO3溶液后,观察到黄色火焰,不能确定原试液中是 否含有Na+,A项不正确;由于葡萄糖酸根离子中不含醛基,不能与银氨溶液 发生银镜反应,现象2不能说明任何问题,B项不正确;滤液中加NH3·H2O无 沉淀产生,说明无Mg2+,加Na2CO3溶液有白色沉淀,说明有Ca2+,C项正确;用 H2O2氧化之前未检验是否含Fe3+,D项不正确。 答案解析 关闭 C -39- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 无机化学工艺流程 有关无机化学工艺流程的思维路径 -40- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 问题探究 1.如何对原料进行预处理? (1)研磨:减小固体的颗粒,增大固体与液体或气体间的接触面积, 加快反应速率。(2)水浸:与水接触反应或溶解。(3)酸(碱)浸:与酸 (碱)接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤 除去。(4)灼烧:除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中提 取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。(5)煅烧:把物料加热到 低于熔点的一定温度,使其除去所含结晶水、二氧化碳或三氧化硫 等挥发性物质。 -41- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 2.如何理解流程题中表述性词语的作用? (1)控制较低温度:应联想到物质的挥发、物质的不稳定性和物质 的转化等。(2)加过量试剂:应联想到反应完全或增大转化率、产 率等。(3)能否加其他物质:应联想到会不会引入杂质或是否影响 产品的纯度。(4)在空气中或在其他气体中反应:应联想到O2、H2O、 CO2或其他气体是否参与反应或是否要达到防氧化、防水解、防 潮解等目的。(5)检验某物质的设计方案:通常取少量待检液于试 管中,加入一种试剂产生某现象,然后得出结论。(6)用某些有机试 剂清洗:应联想到降低物质的溶解度,有利于析出、减少损耗或提 高利用率。 -42- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 例4石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%),  Al2O3(5.1%),Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合 利用工艺如下: -43- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是　。  (2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物,气体 Ⅰ中的碳氧化物主要为　　　　。由气体Ⅱ中某物质得到水玻璃 的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。  (3)步骤①为:搅拌、　　　,所得溶液Ⅳ中的阴离子有　　　　。 (4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为 　            。  100 kg初级石墨最多可获得Ⅴ的质量为　　　　kg。  (5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐。完成如图防腐示 意图,并作相应标注。 -44- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 分析推理(1)怎样分析实验目的? 从两个方面分析:①通入氮气的目的是排出空气;②分析反应器 中的物质——只有石墨与空气中的氧气反应。 (2)什么时候碳生成CO、CO2? ①与氧气完全燃烧、与氧化物反应不强调高温时,一般生成CO2, 如碳还原氧化铜生成CO2;②与氧气不完全燃烧、与氧化物反应强 调高温时,一般生成CO,如SiO2与碳在高温下反应生成CO。 -45- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -46- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (4)怎样处理化工流程中的计算? 一般用守恒进行计算,Al(OH)3受热分解生成Al2O3。根据铝元素 守恒可列式子:Al2O3~2Al(OH)3,即m[Al(OH)3]=100 kg×5.1%×  ×2=7.8 kg。 (5)怎样判断金属电化学防腐的方法? 金属电化学防腐常用两种方法:①利用原电池原理的牺牲阳极保 护法,②利用电解原理的外加电源的阴极保护法;此题中所给电极 为石墨、铜,保护铜,所以只能利用电解原理进行防腐。 -47- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -48- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 评分细则警示￿(1)一定要写出防止石墨被氧化或损失等意思 ;(2)CO或一氧化碳均正确;不是书写化学方程式、未配平或任一物 质的符号书写错误不得分;(3)写出名称或离子符号均正确;(4)不是 书写离子方程式、未配平或任一物质的符号书写错误不得分;(5) 电极不标明石墨、铜,正负极画反均错误。 -49- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 对点训练4Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利 用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制 备。工艺流程如下: -50- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 回答下列问题: (1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁 的浸出率为70%时,所采用的实验条件为 　 。  (2)“酸浸”后,钛主要以              形式存在,写出相应反应的离子方 程式 　 。  -51- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如 下表所示: 分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因   　 。  (4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4价,其中过氧键的数目为　　　　。 (5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol·L-1,加入双氧水和磷酸(设溶 液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5  mol·L-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?   　(列式计算)。  FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。 (6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 　 。  -52- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -53- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 -54- 命题热点一 命题热点二 命题热点三 命题热点四 (6)在工业流程图中陌生化学方程式书写的关键是找准反应物和 产物,其次要判断反应是否为氧化还原反应。反应物为FePO4、 Li2CO3和草酸,产物主要为LiFePO4,从Fe的化合价可以看出,此反应 为氧化还原反应,FePO4为氧化剂,H2C2O4为还原剂,被氧化为CO2,由 元素守恒和电荷守恒,可知氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 2∶1。再根据Li元素、C元素守恒可确定LiFePO4的化学计量数为 2,CO2的化学计量数为3,H2O的化学计量数为1。 -55- 1.下列说法正确的是(　　) A.1 mol FeI2与足量氯水反应时转移的电子数为2NA B.明矾用作净水剂不涉及化学变化 C.灼烧白色粉末火焰呈黄色,证明原粉末中含有Na+、无K+ D.向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2,会有NaHCO3晶体析出 D -56- 2.某溶液中含有                                                                   六种离子, 若向其中加入过量的氢氧化钡溶液,微热后并搅拌,再加入过量的 氢碘酸,充分反应后溶液中大量减少的离子有(　　) A.4种 B.3种 C.2种 D.1种 B 解析 -57- 3.下表中的实验事实和结论均正确的是(　　)  答案解析解析 关闭 答案解析 关闭 -58- 4.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS, 含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如 图所示: 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如 下: -59- 回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 　 。  (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有　　　　　　;氧化除杂工序中 ZnO的作用是　　　　　　　　　　　。若不通入氧气,其后果是　 。  (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式 为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为　　　　　 ;沉积锌后的电解液可返回　　　　　工序继续使用。  -60-