北京版2021高考化学一轮复习专题五常见金属及其化合物1课件

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考点清单 考点一　钠及其化合物 考点基础 1.钠 2.钠的氧化物 3.氢氧化钠 4.Na 2 CO 3 与NaHCO 3 5.焰色反应 (1)定义 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,这在化学 上叫焰色反应。 (2)实验步骤 a.点燃酒精灯。 b.将焊在玻璃棒上的铂丝放入 稀盐酸 中清洗,再放到酒精灯外焰上灼烧,直 至火焰呈现原来的颜色。 c.用铂丝蘸取待测物,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色[在观察钾的火焰颜色 时,应透过 蓝色钴玻璃 (可滤去掩盖紫色的黄光)]。 d.将铂丝用 稀盐酸 洗净后,在外焰上灼烧至没有颜色,再做其他实验。 考点二　铁及其化合物 考点基础 铁及其化合物 (1)铁位于周期表中第四周期第Ⅷ族,是一种应用最广泛的过渡金属元素; 铁元素是一种变价金属元素,通常显+2价和+3价;其原子结构示意图为   。 (2)铁的化学性质 常温下,铁单质比较活泼,具有较强的还原性,遇一般的氧化剂如S、HCl、 FeCl 3 、CuSO 4 、I 2 等被氧化为+2价;遇强氧化剂如Cl 2 、Br 2 、HNO 3 等被氧 化为+3价。但在常温下会被浓硫酸、浓硝酸钝化。 1)与O 2 等非金属单质反应 3Fe+2O 2   Fe 3 O 4 2)与H 2 O反应 ① 　3Fe+4H 2 O(g)   Fe 3 O 4 +4H 2      3)与酸反应 a.与非氧化性强酸反应 Fe+2H +   Fe 2+ +H 2 ↑ b.与氧化性酸(硝酸、浓硫酸等)反应 Fe+6HNO 3 (浓)   Fe(NO 3 ) 3 +3NO 2 ↑+3H 2 O 2Fe+6H 2 SO 4 (浓)   Fe 2 (SO 4 ) 3 +3SO 2 ↑+6H 2 O 4)与某些盐溶液反应(如FeCl 3 、CuSO 4 溶液等) Fe+2Fe 3+   3Fe 2+ 、Fe+Cu 2+   Cu+Fe 2+ (3)铁的氧化物 铁和O 2 在不同的条件下反应,所生成的氧化物不同,通常有FeO、Fe 2 O 3 、 Fe 3 O 4 三种。其中,氧化亚铁是黑色粉末;氧化铁是红棕色粉末;四氧化三铁是 具有磁性的黑色晶体,它是一种结构较复杂的氧化物,可以看作FeO·Fe 2 O 3 , 其中有1/3的铁元素显+2价,有2/3的铁元素显+3价。 三种氧化物都可以和强酸反应,如Fe 3 O 4 +8H +   Fe 2+ +2Fe 3+ +4H 2 O。 三种氧化物都可在高温条件下与CO、H 2 、Al等具有还原性的物质反应。 如Fe 2 O 3 +3CO   2Fe+3CO 2 。 (4)铁的氢氧化物 Fe(OH) 2 是白色絮状物,易被空气中的氧气氧化,生成Fe(OH) 3 ,颜色由② 　白 色变为灰绿色     ,最后变为③ 　红褐     色。其化学方程式为④ 　4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O   4Fe(OH) 3      。 Fe(OH) 2 、Fe(OH) 3 都是弱碱,二者均能溶于强酸。 Fe(OH) 2 、Fe(OH) 3 均不稳定,受热易分解。 (5)铁盐、亚铁盐 Fe 2+ 在水溶液中较易水解,使溶液变浑浊;又易被氧化,生成Fe 3+ ,所以 在保存 亚铁盐的溶液时,应在溶液中放入少量相应的酸和铁屑,以抑制Fe 2+ 水解和 被氧化。 重点突破 1.“铁三角”及举例 ①FeO+H 2   Fe+H 2 O ②Fe+2HCl   FeCl 2 +H 2 ↑ ③2FeCl 2 +Cl 2   2FeCl 3 ④2FeCl 3 +Fe   3FeCl 2 ⑤Fe 2 O 3 +3CO   2Fe+3CO 2 ⑥2Fe+3Cl 2   2FeCl 3 在应用时要弄清两点:一是反应的条件和环境(否则记忆方程式无意义);二 是要从氧化性、还原性的强弱角度考虑反应能否进行。 2.Fe 3+ 具有氧化性,可与I - 、S 2- (H 2 S)、S   (SO 2 、H 2 SO 3 )等常见的具有还原 性的微粒反应。 Fe 2+ 主要表现还原性,可与HNO 3 、KMnO 4 、Cl 2 等常见的具有氧化性的微粒 反应。 知识拓展 1.铜及其化合物的相互转化关系   ①   +H 2 O+CO 2     (碱式碳酸铜) ②       +O 2 ↑ ③       +5H 2 O 2.铜及其化合物的颜色 紫红色 :Cu; 红色 :Cu 2 O; 青灰色 : 青铜 ; 黄色 : 黄铜 ; 绿色 : Cu 2 (OH) 2 CO 3 、 CuCl 2 ; 蓝色 :Cu(OH) 2 、 CuSO 4 ·5H 2 O 、 Cu(NO 3 ) 2 ; 白色 : 无水 CuSO 4 ; 黑色 :CuO 、 CuS 。 3.铜的还原性 铜是不活泼金属,在金属活动性顺序中位于氢元素之后,要说明某物质具有 强氧化性时,可选用该物质与铜反应,因为铜是不活泼金属的代表,如Cu与 Cl 2 、Cu与HNO 3 、Cu与浓硫酸的反应,通过以上三个反应来说明Cl 2 、 HNO 3 、浓硫酸具有强氧化性。此外,Cu还应用于印刷电路板的制作: 2Fe 3+ +Cu   2Fe 2+ +Cu 2+ 。 4.铜及其化合物与有机化学部分的联系 (1)Cu在醇的催化氧化反应中作催化剂,并可实现从CuO至Cu的转化。 如2CH 3 CH 2 OH+O 2   2CH 3 CHO+2H 2 O或2Cu+O 2   2CuO、CH 3 CH 2 OH +CuO   CH 3 CHO+Cu+H 2 O (2)用新制的Cu(OH) 2 悬浊液来检验醛基,并可实现从Cu(OH) 2 至Cu 2 O的转化。 CH 3 CHO+2Cu(OH) 2 +NaOH   CH 3 COONa+Cu 2 O↓+3H 2 O (3)Cu 2+ 为重金属离子,能使蛋白质变性,利用此性质可用来配制农药,如配 制波尔多液。 5.铜及其化合物在电化学中扮演重要角色 (1)原电池:铜作铜锌原电池中的正极材料。 (2)电解池:电解CuCl 2 溶液的电池反应为CuCl 2   Cu+Cl 2 ↑。 (3)铜的精炼:以粗铜为阳极,纯铜为阴极,CuSO 4 溶液为电解质溶液进行电 解,可将粗铜提纯。阳极反应:Cu-2e -   Cu 2+ ;阴极反应:Cu 2+ +2e -   Cu。 (4)铜生锈:铜在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀生成铜绿,其中铜作负极,所含 杂质(如C等)作正极,与铁的吸氧腐蚀类似。 方法技巧 方法1      Fe 3+ 与Fe 2+ 的鉴别方法归纳 1.直接观察颜色 含Fe 2+ 的溶液呈浅绿色,含Fe 3+ 的溶液呈棕黄色。 2.利用显色反应 (1) (2)   3.利用氢氧化物沉淀的颜色   4.利用Fe 3+ 的氧化性 (1)   (2)   (3)   5.利用Fe 2+ 的还原性 (1)   (2)   例1　FeCl 3 、CuCl 2 的混合溶液中加入铁粉,充分反应后仍有固体存在,则 下列判断不正确的是(　　) A.加入KSCN溶液一定不变红色 B.溶液中一定含Cu 2+ C.溶液中一定含Fe 2+ D.剩余固体中一定含铜 解题导引　Fe 3+ 的氧化性比Cu 2+ 的强,铁先与Fe 3+ 反应。 解析　已知氧化性:Fe 3+ >Cu 2+ 。FeCl 3 、CuCl 2 的混合溶液中加入铁粉,充分 反应后仍有固体存在,该固体可能为Cu(铁粉不过量),也可能为Fe和Cu的混 合物(铁粉过量),故反应后的溶液中一定没有Fe 3+ ,一定有Fe 2+ ,可能有Cu 2+ ,B 不正确。 答案    B 方法2      守恒法在铁及其化合物的相关计算中的应用 守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法,也是解题中应用最多的方法 之一。其特点是抓住有关变化的始态和终态,忽略中间过程,利用其中某种 不变量建立关系式,从而简化思路,快速解题。 守恒法主要包括质量守恒法、原子守恒法、电荷守恒法、得失电子守恒 法等。 1.质量守恒法 质量守恒主要包括两项内容:①参加反应的各物质的质量总和等于生成的 各物质的质量总和;②反应前后各元素的质量守恒。 2.原子守恒法 原子守恒主要指系列反应中某原子个数(或物质的量)不变,以此为基础可 求出与该原子相关联的某些物质的数量(或质量)。 3.电荷守恒法 电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数=阴离子所带的负电荷总 数。常见的电荷守恒有以下几种情况:①化合物化学式中存在的电中性原 则(正、负化合价代数和为0);②离子反应中的电荷守恒(反应前后净电荷 数相等);③电解质溶液中存在的电荷守恒(阴、阳离子电荷总数相等)。 4.得失电子守恒法 氧化还原反应中(或系列化学反应中),氧化剂得电子总数=还原剂失电子总 数。 例2    现有CuO和Fe 2 O 3 组成的混合物 a g,向其中加入2 mol·L -1 的硫酸溶液 50 mL,恰好完全反应。若将 a g该混合物在足量H 2 中加热,使其充分反应,冷 却后剩余固体质量为(　　) 　　A.1.6 a g　　B.( a -1.6) g C.( a -3.2) g　　D.1.6 g 解题导引　混合物中氧元素的物质的量与硫酸根离子的物质的量是相等 的。 解析　金属氧化物与硫酸恰好完全反应,生成 n (H 2 O)= n (H 2 SO 4 )=50 × 10 -3 L × 2 mol·L -1 =0.1 mol。生成的H 2 O中的氧元素完全来自金属氧化物,所以 a g金 属氧化物中氧元素的质量为0.1 mol × 16 g·mol -1 =1.6 g,则 a g金属氧化物被 足量H 2 还原后剩余固体质量为( a -1.6) g。 答案    B