2018届高考二轮复习鲁科版专题06金属及其化合物学案17

2018届高考二轮复习鲁科版专题06金属及其化合物学案17

专题六 金属及其化合物 学习目标： 1、了解常见金属的活动性顺序。 2、了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。 3、了解合金的概念及其重要应用。 学习重难点： 常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。 自主学习 考点一：钠及其重要化合物 【知识梳理】 1．理清知识主线 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 2．注意网络构建 3．扫除知识盲点 (1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。 (2)无论 Na 与 O2反应生成 Na2O 还是 Na2O2，只要参与反应的 Na 的质量相等，则转移电子的物质的量一定相 等，但得到 Na2O2的质量大于 Na2O 的。 (3)注意 Na 及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。 (4)Li 和 O2反应只生成 Li2O：4Li＋O2===== 点燃 2Li2O。 (5)1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为 1 mol，如 Na2O2与 SO2的反应转移电子数应为 2 mol。 (6)不用试剂也可鉴别 Na2CO3和盐酸。 (7)不能用 Ca(OH)2鉴别 Na2CO3和 NaHCO3溶液，应选用 CaCl2或 BaCl2溶液。 (8)除去 CO2中的 HCl 气体，应选用饱和 NaHCO3溶液。 (9)Na—K 合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。 (10)鉴别 Na、K 利用焰色反应。 (11)碱金属的密度呈现增大的趋势，但 K 反常。 (12)向饱和的 Na2CO3溶液中通入过量 CO2，有晶体析出。 题组一 重要反应必练 1．按要求书写方程式。 (1)Na 与 CuSO4溶液反应的离子方程式 2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑。 (2)Na 在空气中缓慢氧化 4Na＋O2===2Na2O。 (3)Na2O2和 H2O 反应的离子方程式 2Na2O2＋2H2O===4Na ＋ ＋4OH － ＋O2↑。 (4)Na2O2和 SO2的反应 Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (5)Na2CO3转化成 NaOH 的化学方程式 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (6)向饱和 Na2CO3溶液中通入过量 CO2气体的离子方程式 2Na＋＋CO 2－ 3 ＋CO2＋H2O===2NaHCO3↓。 (7)NaHCO3与过量 Ca(OH)2溶液反应的离子方程式 HCO － 3 ＋Ca 2＋ ＋OH － ===CaCO3↓＋H2O。 (8)NaHCO3与少量 Ca(OH)2溶液反应的离子方程式 2HCO － 3 ＋Ca 2＋ ＋2OH － ===CaCO3↓＋CO 2－ 3 ＋2H2O。 (9)向 NaOH 溶液中通入少量 CO2气体反应的离子方程式 2OH － ＋CO2===CO 2－ 3 ＋H2O。 (10)向 NaClO 溶液中通入过量 CO2气体反应的离子方程式 ClO － ＋H2O＋CO2===HClO＋HCO － 3 。 (11)用惰性电极电解饱和的食盐水的化学方程式 2NaCl＋2H2O===== 通电 2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 (12)NaHCO3溶液转化成 Na2CO3溶液的化学方程式 NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O。 题组二 准确判断物质性质 2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)用热的烧碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3可直接与油污反应(×) (2)用热碱水清除炊具上残留的油污发生了化学变化(√) (3)二氧化碳通过 Na2O2粉末反应后固体物质增重(√) (4) (×) (5)除去 Na2CO3固体中的 NaHCO3固体可用灼烧的方法(√) (6)①中为 NaHCO3固体受热分解，②中为澄清石灰水变浑浊，由②中现象，能证实①中发生的反应(√) (7)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一(√) (8)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液(√) (9)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液(×) (10)食盐可作调味剂，也可作食品防腐剂(√) (11)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异(√) (12)用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体(√) 题组三 典型实验探究 3．已知某纯碱样品中含有少量 NaCl 杂质，为测定该样品中纯碱的质量分数，可用如图所示的装置进行实 验。 主要实验步骤如下： ①按如图所示装置来组装仪器，并检查装置的气密性； ②将 a g 纯碱样品放入锥形瓶中，加入适量蒸馏水溶解，得到纯碱样品溶液； ③称量盛有碱石灰的 U 形管的质量为 b g； ④通过分液漏斗滴入 6 mol·L －1 的硫酸，直到不再产生气体为止； ⑤从导管 A 处缓缓鼓入一定量的空气； ⑥再次称量盛有碱石灰的 U 形管的质量为 c g； ⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到 U 形管的质量基本不变，为 d g。 请回答下列问题： (1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明________。 (2)装置中干燥管 B的作用是________________。 (3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸，测量结果将________(填“偏高”、“偏低” 或“不变”)。 (4)步骤⑤的目的是__________。 (5)步骤⑦的目的是__________。 (6)该样品中纯碱的质量分数的计算式为____________。 (7)还可以用其他实验方法测定该样品中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。 【答案】(1)样品质量较大 (2)防止空气中的 CO2与水蒸气进入 U 形管 (3)偏高 (4)将反应产生的 CO2全部赶入 U 形管中 (5)保证产生的 CO2被充分吸收、减小误差 (6) 106(d－b) 44a ×100% (7)向一定量的纯碱样品溶液中加入足量 BaCl2溶液，经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品 中纯碱的质量分数。(其他合理答案均可) 【解析】题目所提供的装置图根据功能不同划分为五个部分：①净化(洗气)装置——除去空气中的 CO2；② 气体发生装置——Na2CO3与硫酸反应产生 CO2；③干燥(洗气)装置——除去 CO2中的水蒸气；④气体吸收 装置——用碱石灰吸收 CO2；⑤尾气处理装置——防止空气中的 CO2与水蒸气进入 U 形管。 【反思归纳】 一般来说，根据高考对中学化学实验考查的具体要求及各个实验装置的功能不同，常把中学化学实验装置 分为以下“模块装置”：气体发生装置、洗气装置、干燥装置、化学反应装置、集气装置、易溶气体吸收 装置、尾气处理装置、量气装置和安全吸收装置等。 考点二：铝及重要其化合物 【知识梳理】 1．理清知识主线 Al→Al2O3→Al(OH)3→ NaAlO2 AlCl3 Al2(SO4)3 KAl(SO4)2·12H2O 2．注意网络构建 3．扫除知识盲点 (1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。 (2)铝热反应不仅仅是单质铝与 Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热 反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下 的置换反应。 (3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁 条。 (4)并不是 Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。 (5)Al2O3、Al(OH)3与 NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和 氨水来制备 Al(OH)3。 (6)利用偏铝酸盐制备 Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3溶解。若向偏铝 酸盐溶液中通入 CO2，生成的 Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时另一产物是 HCO － 3 ，不过量时另一产物是 CO 2－ 3 ， 书写离子反应方程式时要特别注意。 (7)Al(OH)3可用作抗酸药。 (8)泡沫灭火器所用试剂为 Al2(SO4)3溶液和 NaHCO3溶液。 【题组集训】 题组一 重要反应必练 1．按要求书写方程式。 (1)Al 与盐酸、NaOH 溶液反应的离子方程式 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、 2Al＋2OH － ＋2H2O===2AlO － 2 ＋3H2↑。 (2)Al 和 Fe3O4的反应 8Al＋3Fe3O4===== 高温 4Al2O3＋9Fe。 (3)Al2O3与盐酸、NaOH 溶液反应的离子方程式 Al2O3＋6H ＋ ===2Al 3＋ ＋3H2O、 Al2O3＋2OH－===2AlO － 2 ＋H2O。 (4)Al(OH)3与盐酸、NaOH 溶液反应的离子方程式 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、 Al(OH)3＋OH － ===AlO － 2 ＋2H2O。 (5)AlCl3与过量 NH3·H2O、NaOH 溶液反应的离子方程式 Al 3＋ ＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH ＋ 4 、 Al 3＋ ＋4OH － ===AlO － 2 ＋2H2O。 (6)NaAlO2与少量盐酸或过量盐酸反应的离子方程式 AlO － 2 ＋H ＋ ＋H2O===Al(OH)3↓、 AlO － 2 ＋4H ＋ ===Al 3＋ ＋2H2O。 (7)向 NaAlO2溶液中通入少量或过量 CO2反应的离子方程式 2AlO － 2 ＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－ 3 、 AlO － 2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO － 3 。 (8)Al2(SO4)3溶液与 NaHCO3溶液反应的离子方程式 Al 3＋ ＋3HCO － 3 ===Al(OH)3↓＋3CO2↑。 (9)AlCl3溶液与 NaAlO2溶液反应的离子方程式 Al 3＋ ＋3AlO － 2 ＋6H2O===4Al(OH)3↓。 (10)用离子方程式表示 NaAlO2与 NaHCO3不能共存的原因 AlO － 2 ＋H2O＋HCO － 3 ===Al(OH)3↓＋CO 2－ 3 。 题组二 准确判断物质性质 2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)铝与 Fe2O3发生铝热反应，反应后固体质量增加(×) (2)明矾用作净水剂，涉及化学变化(√) (3)氢氧化铝具有弱碱性，可用于制胃酸中和剂(√) (4)铝罐可久盛食醋(×) (5)只滴加氨水鉴别 NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液(×) (6)明矾溶于水产生 Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋(×) (7)硫酸铝溶液中加入过量氨水 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(×) (8)AlCl3溶液与浓氨水反应有白色沉淀生成(√) (9)明矾能水解生成 Al(OH)3胶体，可用作净水剂(√) 题组三 定量计算 3．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸 C．盐酸 D．稀硝酸 【答案】A 【解析】A项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 1 mol Al 消耗 1 mol NaOH； B 项，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 1 mol Al 消耗 1.5mol H2SO4； C 项，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 1 mol Al 消耗 3 mol HCl； D 项，Al 和稀硝酸反应不放 H2，综上所述，符合题意的是 A项。 考点三 铁及其重要化合物 【知识梳理】 1．理清知识主线 Fe→ FeO Fe2O3 Fe3O4 → Fe(OH)2 Fe(OH)3 → FeSO4·7H2O FeCl3 2．注意网络构建 3．扫除知识盲点 (1)Fe 与 O2、H2O(g)反应的产物都是 Fe3O4而不是 Fe2O3。Fe 与 Cl2反应时生成 FeCl3，与 S 反应时生成 FeS， 说明 Cl2的氧化能力大于 S的。常温下，Fe、Al 在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。 Fe 在 Cl2中燃烧，无论 Cl2过量还是不足均生成 FeCl3。 (2)向含 Fe 2＋ 的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色 棕色的 颜色变化，该现象可用于 Fe 2＋ 的检验。 (3)制备 Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与 O2 隔绝。 (4)Fe 3＋ 的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成 血红色溶液)，前面两种方法需溶液中 Fe 3＋ 浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是 KSCN 溶液法。Fe 2 ＋的检验可采用先加入 KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验 Fe2＋，现象是生成蓝色沉 淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (5)生成 FeCl2除了用 Fe 和 HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成 Fe(OH)3除了 用 Fe 3＋ 与碱的复分解反应外，还可用化合反应：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(加入盐酸)；配制 FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水 解。 (7)Fe 3＋ 必须在酸性条件下才能大量存在，当 pH＝7时，Fe 3＋ 几乎完全水解生成 Fe(OH)3沉淀。 (8)除去酸性溶液 ZnCl2中的 FeCl2，应先通入 Cl2或加入 H2O2，再加入 ZnO，使 Fe 3＋ 水解生成沉淀过滤除去。 题组一 重要反应必练 1．按要求书写方程式。 (1)Fe 在少量 Cl2中燃烧 2Fe＋3Cl2===== 点燃 2FeCl3。 (2)Fe 和 S 混合加热 Fe＋S===== △ FeS。 (3)Fe 和 H2O(g)高温下反应 4H2O(g)＋3Fe===== 高温 Fe3O4＋4H2。 (4)稀 HNO3和过量 Fe 粉或少量 Fe 粉反应的离子方程式 3Fe＋8H ＋ ＋2NO － 3 ===3Fe 2＋ ＋2NO↑＋4H2O(铁过量)、 Fe＋4H＋＋NO － 3 ===Fe 3＋＋NO↑＋2H2O(铁少量)。 (5)FeO 与盐酸、稀 HNO3反应的离子方程式 FeO＋2H ＋ ===Fe 2＋ ＋H2O、 3FeO＋10H ＋ ＋NO － 3 ===3Fe 3＋ ＋NO↑＋5H2O。 (6)Fe2O3与稀 HNO3反应的化学方程式 Fe2O3＋6HNO3===2Fe(NO3)3＋3H2O。 (7)Fe3O4与稀盐酸、稀 HNO3反应的离子方程式 Fe3O4＋8H ＋ ===2Fe 3＋ ＋Fe 2＋ ＋4H2O、 3Fe3O4＋28H ＋ ＋NO － 3 ===9Fe 3＋ ＋NO↑＋14H2O。 (8)Fe(OH)2与稀盐酸、稀 HNO3反应的离子方程式 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、 3Fe(OH)2＋10H ＋ ＋NO － 3 ===3Fe 3＋ ＋NO↑＋8H2O。 (9)Fe(OH)3与稀盐酸、氢碘酸反应的离子方程式 Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O、 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O。 (10)Fe(OH)2露置于空气中 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (11)制备 Fe(OH)3胶体 FeCl3＋3H2O(沸水)===== △ Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。 (12)铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程 负极：2Fe－4e － ===2Fe 2＋ ， 正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH －， Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓， 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3， 2Fe(OH)3＋nH2O===Fe2O3·nH2O＋3H2O。 题组二 准确判断物质性质 2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)①中为铁粉与水蒸气加热，②中为肥皂水冒泡，由②中现象能证实①中发生了反应(×) (2)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性(√) (3)氧化铁能与酸反应，所以可用于制作红色颜料(×) (4)向 FeCl3溶液中加入 Mg(OH)2：3Mg(OH)2＋2Fe 3＋ ===2Fe(OH)3＋3Mg 2＋ (√) (5)生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱(√) (6)Fe 与 S 混合加热生成 FeS2(×) (7)因为 Fe 3＋ 有强氧化性，所以 FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜(√) (8)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(×) (9)Fe 在足量 Cl2中燃烧生成 FeCl2和 FeCl3(×) (10)稀硫酸中加入铁粉 2Fe＋6H ＋ ===2Fe 3＋ ＋3H2↑(×) 题组三 Fe(OH)2制备装置集锦 3．下列图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的有_________________________。 【答案】Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 【解析】Fe(OH)2是一种白色沉淀，在空气中或含有氧气的水溶液中很容易被氧化变色，因此难以观察到它 的本来颜色。要制备纯净稳定的 Fe(OH)2，需要隔绝空气：图中装置Ⅰ中油脂的作用是防止空气中的 O2 进入硫酸亚铁溶液中。装置Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ：其原理都是利用铁和稀硫酸现制 FeSO4，并用产生的 H2赶 走试管和溶液中的氧气，但其装置的设计却有区别。装置Ⅲ：阳极反应式为 Fe－2e － ===Fe 2＋ ，阴极反应 式为 2H＋＋2e－===H2↑，H＋来源于水的电离，因此总反应为 Fe＋2H2O===== 电解 Fe(OH)2＋H2↑，产生的 H2有利 于赶走溶液中的氧气，液面上的汽油使溶液与空气隔开。 【反思归纳】 成功制备 Fe(OH)2的关键 由于 Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为 Fe(OH)3，在实验室中制备 Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2长时间保持 白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。 制备原理：Fe 2＋ ＋2OH － ===Fe(OH)2↓ 成功关键：①溶液中不含 Fe 3＋ 和 O2等氧化性物质。 ②制备过程中，保证生成的 Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。 题组四 铁及其化合物性质的综合应用 4．铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下： ①步骤Ⅰ若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为________________ ________________________________________________________。 ②步骤Ⅱ中发生反应：4Fe(NO3)2＋O2＋(2n＋4)H2O===2Fe2O3·nH2O＋8HNO3，反应产生的 HNO3又将废铁皮中的 铁转化为 Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________。 ③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是______(任写一项)。 (3)已知 t ℃时，反应 FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数 K＝0.25。 ①t ℃时，反应达到平衡时 n(CO)∶n(CO2)＝______。 ②若在 1 L 密闭容器中加入 0.02 mol FeO(s)，并通入 x mol CO，t ℃时反应达到平衡。此时 FeO(s)转化 率为 50%，则 x＝________。 【答案】(2)①4HNO3===== △ 4NO2↑＋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 ②0.05 【解析】(2)①硝酸分解生成 NO2、H2O 和 O2。 ②根据图示可知 Fe 和 HNO3反应生成 Fe(NO3)2和 NH4NO3，结合得失电子守恒可写出化学方程式。 ③因为 HNO3的还原产物主要是 NH4NO3,1 mol HNO3作氧化剂转移 8 mol 电子，故产生的氮氧化物较少， 节约原料。 (3)①根据该反应的 K＝ c(CO2) c(CO) ＝0.25，可知反应达到平衡时 n(CO)∶n(CO2)＝4∶1。 ②根据反应：FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g) 初始物质的量/mol 0.02 x 0 0 变化物质的量/mol 0.01 0.01 0.01 0.01 平衡物质的量/mol 0.01 x－0.01 0.01 0.01 根据化学平衡常数可知：K＝ 0.01 x－0.01 ＝0.25，解得 x＝0.05。 考点四：铜及其重要化合物 【知识梳理】 1．理清知识主线 Cu→ Cu2O CuO →Cu(OH)2→ CuCl2 CuSO4 Cu2(OH)2CO3 2．注意网络构建 3．扫除知识盲点 (1)铜在潮湿的空气中最终不是生成 CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼热的铜粉除去 N2中的 O2，灼热的 CuO 除去 CO2中的 CO。 (3)新制 Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。 (4)Cu 和一定量的浓 HNO3反应，产生的是 NO2和 NO 的混合气体，当 Cu 有剩余，再加入稀 H2SO4，Cu 继续溶 解。 (5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。 (6)铜的焰色反应为绿色。 (7)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。 【题组集训】 题组一 重要反应必练 1．按要求书写方程式。 (1)Cu 和浓 H2SO4、稀 HNO3的反应的化学方程式 Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O、 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。 (2)铜绿的生成 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。 (3)FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式 2Fe 3＋ ＋Cu===2Fe 2＋ ＋Cu 2＋ 。 (4)Cu 和 S 混合加热、Cu 在 Cl2中燃烧 2Cu＋S===== △ Cu2S、 Cu＋Cl2===== 点燃 CuCl2。 (5)用惰性电极电解 CuSO4溶液 2CuSO4＋2H2O===== 通电 2Cu＋O2↑＋2H2SO4。 (6)用 Cu 作电极电解 H2SO4溶液 Cu＋2H ＋===== 通电 Cu 2＋ ＋H2↑。 题组二 准确判断物质性质 2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作，是因为 FeCl3能从含 Cu 2＋ 的溶液中置换出铜(×) (2)氢气通过灼热的 CuO 粉末固体质量减少(√) (3)将锌粒投入 Cu(NO3)2溶液中，反应后固体质量增加(×) (4)制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金(√) (5)向 CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 H2(√) (6)用铜作电极电解 CuSO4溶液：2Cu 2＋ ＋2H2O===== 电解 2Cu＋O2↑＋4H ＋ (×) (7)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成(√) (8)Al、Fe、Cu 的单质放置在空气中均只生成氧化物(×) 题组三 综合实验探究 3．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如 下： 步骤一：废铜屑制硝酸铜 如图，用胶头滴管吸取浓 HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜 溶液。 步骤二：碱式碳酸铜的制备 向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至 70 ℃左右，用 0.4 mol·L －1 的 NaOH 溶液调节 pH 至 8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。 完成下列填空： (1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)上图装置中 NaOH 溶液的作用是____________。反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有 NaOH 外，还 有__________(填写化学式)。 (3)步骤二中，水浴加热所需仪器有__________________________________________、 __________________(加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是________________。 (4)步骤二的滤液中可能含有 CO 2－ 3 ，写出检验 CO 2－ 3 的方__________________________ ________________________________________________________________________。 (5)影响产品产量的主要因素有______________________________________________。 (6)若实验得到 2.42 g 样品(只含 CuO 杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到 1.80 g 固体，此样品中碱 式碳酸铜的质量分数是________。 【答案】(1)Cu＋4H ＋ ＋2NO － 3 ===Cu 2＋ ＋2NO2↑＋2H2O (2)吸收氮氧化物(合理即可) NaNO3、NaNO2 (3)烧杯 温度计 除去产品表面吸附的硝酸钠 (4)取样，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明含有 CO 2－ 3 (5)温度、pH (6)0.92 【解析】 (2)广口瓶内铜与浓硝酸反应生成大气污染气体 NOx，NaOH 溶液可用来吸收 NOx，利用 NOx＋ NaOH―→NaNO2＋NaNO3＋H2O 可知，反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了剩余的 NaOH 外，还含有新生 成的 NaNO2与 NaNO3。(3)因反应器为大试管，故水浴加热中用来盛放水的仪器可以选用烧杯，另外还需 要温度计(测定水温)；洗涤可除去碱式碳酸铜表面吸附的硝酸钠。(5)由步骤二可知实验成功的关键是 控制溶液 pH 和反应温度，故影响产品质量的主要因素为温度、pH。(6)碱式碳酸铜完全分解得到 CuO， 设样品中碱式碳酸铜的质量分数为 x，依据碱式碳酸铜分解的化学方程式，利用“差量法”可得：222∶ 62＝2.42x∶(2.42－1.80)，解得 x＝0.92。 考点五：洞悉金属活动性顺序与金属冶炼 【知识精讲】 1．规律方法 金属的冶炼方法与金属活动性顺序表有密切的关系： 2．特别提醒 (1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，不是盐溶液。 (2)钠、镁的冶炼是电解熔融的 NaCl、MgCl2；铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融 Al2O3，不是电解熔融 AlCl3， 因为 AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 (3)热还原法中使用的还原剂通常为碳、一氧化碳和氢气等。在金属活动性顺序表中，虽然前面的金属能够 将后面的金属从其化合物中置换出来，但不一定是从其盐溶液中置换，例如 Na 由于活泼性太强，不能从 CuCl2溶液中置换出 Cu，但是可以在其熔融状态下置换出铜。 (4)在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但真正作还原剂的是 CO。 (5)“沙里淘金”描述的是“金”的冶炼方法。 【题组集训】 题组一 金属活动性顺序的比较 1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)有嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加 NaCl 溶液，则负极发生的电极反应为 Cu－2e－===Cu2＋(×) (2)电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出 Cu、Fe、Al(×) 2．①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。①②相连时，外电路电流从②流向①；① ③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，③的质量减少。据此判断这四种金 属活动性由大到小的顺序是( ) A．①③②④ B．①③④② C．③④②① D．③①②④ 【答案】B 【解析】利用原电池的形成和工作原理解决问题。在外电路中，电流从正极流向负极，则①作原电池的负 极，②作正极，故活动性①>②；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性①>③；有 气泡产生的电极发生的反应为 2H＋＋2e－===H2↑，为原电池的正极，故活动性④>②；质量减少的电极发 生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性③>④。由此可得金属活动性：①>③>④>②。 题组二 金属冶炼方法的选择 3．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×” (1)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝(×) (2)工业上电解熔融状态的 Al2O3制备 Al 发生氧化还原反应(√) 4．下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是( ) A．电解氯化镁水溶液制备镁 B．利用铝热反应制备铝 C．加热分解 Fe2O3制备铁 D．用火法或湿法均可制备铜 【答案】C 【解析】电解氯化镁水溶液的化学方程式：MgCl2＋2H2O===== 通电 Mg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑，不能制备镁，A 项错 误；铝热反应是利用铝的强还原性制备钨、铬等高熔点金属的一种方法，B 项错误；冶炼铁用热还原法， C项错误。 5．由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。 a．Fe2O3 b．NaCl c．Cu2S d．Al2O3 【答案】C 【解析】Na、K、Mg、Al 等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu 的冶炼采用热还原法。 6．已知： 化合物 MgO Al2O3 MgCl2 AlCl3 类型 离子化合物 离子化合物 离子化合物 共价化合物 熔点/℃ 2 800 2 050 714 191 工业制镁时，电解 MgCl2而不电解 MgO 的原因是________________________________；制铝时，电解 Al2O3 而不电解 AlCl3的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】MgO 的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本 AlCl3是共价化合物，熔融态难导电 【解析】MgO 的熔点太高，电解时消耗的能量多，增加生产的成本；AlCl3属于共价化合物，熔融态时难导 电。 题组三 金属冶炼的综合应用 7．镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的 Mg、Al 单质在一定 温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为 Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的 混合物 Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。 熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_____________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】防止 Mg、Al 被空气氧化 【解析】Mg、Al 都是活泼金属，高温时易与空气中的 O2反应，通入氩气的目的是隔绝空气，防止 Mg、Al 被氧化。 8．镁是一种非常重要的金属，其单质及化合物在航空航天、汽车制造、医药、添加剂、建筑等方面都有非 常广泛的应用。工业上常用电解熔融 MgCl2制备金属镁，而 MgCl2的获得主要有两种方法： 方法一：从海水或光卤石中先获得 MgCl2·6H2O，然后再制得无水 MgCl2。 方法二：MgCO3===== △ MgO＋CO2↑；MgO＋C＋Cl2===== △ MgCl2＋CO。 则在“方法一”中，从 MgCl2·6H2O 制无水 MgCl2操作时应在________保护下进行。 【答案】HCl 气流 【解析】由于 MgCl2·6H2O 制无水 MgCl2时发生水解，故要得到无水 MgCl2，应该在 HCl 保护气流作用下进行。