2020高考化学第二轮复习 专题 钠、镁、铝、铁和铜等金属单质及其化合物的化学性质学案 鲁科版

2020高考化学第二轮复习 专题 钠、镁、铝、铁和铜等金属单质及其化合物的化学性质学案 鲁科版

钠、镁、铝、铁和铜等金属单质及其化合物的化学性质 ‎【本讲教育信息】‎ 一、教学内容：‎ 高考第二轮复习《专题8》‎ 二、教学目的 ‎1、关注钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物在生产、生活中的应用实例，通过对钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物性质的实验探究，增强学习化学的兴趣，发展科学探究能力。‎ ‎2、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要物理性质。‎ ‎3、了解钠、铝、铁、铜等金属分别与氧气、水、酸、碱、盐等物质的反应情况，了解其共性和个性。‎ ‎4、了解氧化钠、氧化铝、氧化铁、氧化铜等金属氧化物分别与水、酸、碱等物质反应的情况。‎ ‎5、了解氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化亚铁的制备方法，了解氢氧化铝的两性，了解氢氧化铝、氢氧化铁的受热分解。‎ ‎6、比较碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，掌握鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。‎ ‎7、了解Fe3+的氧化性，认识Fe3+和Fe2+之间的相互转化，了解Fe3+的检验。‎ ‎8、了解钠、钾的焰色反应。‎ ‎9、能列举钢、铝合金等合金材料的重要应用。‎ 三、重点、难点 ‎1、钠、镁、铝、铁和铜等金属单质的主要物理性质。‎ ‎2、钠、镁、铝、铁、铜等金属单质的主要化学性质。‎ ‎3、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氧化物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎4、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氢氧化物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎5、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。‎ ‎6、Fe3+的氧化性，Fe3+和Fe2+之间的相互转化，Fe3+的检验。‎ 四、考点分析 本专题内容在高考中的主要考查点是：‎ ‎1、钠、镁、铝、铁和铜等金属单质的主要物理性质。‎ ‎2、钠、镁、铝、铁、铜等金属单质的主要化学性质。‎ ‎3、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氧化物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎4、钠、镁、铝、铁、铜等金属的氢氧化物的主要物理性质和化学性质。‎ ‎5、碳酸钠、碳酸氢钠的溶解性、热稳定性、与酸的反应，鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法。‎ ‎6、Fe3+的氧化性，Fe3+和Fe2+之间的相互转化，Fe3+的检验。‎ 五、知识网络 ‎1、钠及其化合物的相互转化 5‎ ‎2、镁及其化合物的相互转化 ‎3、铝及其化合物的相互转化 ‎4、铁及其化合物的相互转化 ‎【典型例题】‎ ‎【例1】 工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。由于金属的化学活动性不同，因此选用不同的冶炼方法。你认为选择方法的主要依据是 （ ）‎ A、金属在自然界中的存在形式 B、金属元素在地壳中的含量 C、金属熔点的高低 D、金属阳离子得电子的能力 ‎［解析］ 工业上冶炼金属的方法是根据金属活动性顺序来选择的。如果金属特别活泼，用电解法，如钠、镁、铝的冶炼使用电解法。如果金属不是特别活泼，则可以用热还原法，如用炭还原铁的氧化物炼铁。如果金属非常不活泼，可考虑热分解法，如分解硫化汞制汞。所以选D。‎ 5‎ ‎【例2】 某学生课外兴趣小组为了测定镁铝合金中铝的含量，进行了如下实验。将合金‎3.0克投入足量的100mL1.5mol/L烧碱溶液中，充分反应后分离未反应的镁，然后在溶液中滴加1.0mol/L盐酸，加入盐酸的体积与得到沉淀的数据如下表：‎ 实验次数 加入盐酸的体积 沉淀质量 ‎1‎ ‎0‎ ‎2‎ ‎0.78g ‎3‎ ‎5.46g ‎（1）若得到沉淀的量最大时，加入的盐酸体积为 mL。‎ ‎（2）合金中铝的质量分数为 。‎ ‎（3）如果加入240mL盐酸后，反应体系中铝元素存在的形式有哪些，物质的量各为多少，将你的结果填入下表中：（可以不用填满）‎ 铝元素存在的形态 物质的量（mol）‎ ‎［解析］ 本题是一道有关镁、铝与酸碱反应的综合计算题。‎ ‎（1）当得到沉淀的量最大时，溶液中的溶质只有氯化钠。根据元素守恒，所加盐酸中的氯元素全部进入氯化钠中，所加的氢氧化钠中的钠元素全部进入氯化钠中。所以氢氧化钠的物质的量和盐酸的物质的量相等。‎ V（HCl）=100mL×1.5mol/L÷1.0mol/L=150mL ‎（2）由第二次实验数据进行计算如下：‎ n（Al（OH）3）=‎0.78g÷‎78g/mol=0.01mol ‎0.01 mo1 0.01mol 生成0.01molAl（OH）3↓，消耗的盐酸的体积为：‎ ‎0.01mol÷1.0mol/L=10mL 所以用于和氢氧化钠反应的盐酸的体积为：80mL－10mL=70mL 当得到最大量的沉淀时，用于形成沉淀的盐酸的体积为：150mL－70mL=80mL ‎0.08 mo1 0.08mol 生成Al（OH）3的物质的量为0.08mol，合金中铝的物质的量也为0.08mol。‎ ‎0.08mol×‎27g/mol÷‎3.0g=0.72‎ ‎（3）当加入240mL盐酸后，相当于在0.08mol最大量的Al（OH）3沉淀中又加入240mL－150mL=90mL盐酸，物质的量为0.09mol。‎ ‎0.03 mo1 0.09 mol 0.03mol 所以剩余Al（OH）3的物质的量为0.08mol－0.03mol=0.05mol 生成Al3+的物质的量为0.03mol。‎ 答案：（1）150 （2）0.72‎ ‎（3）‎ 铝元素存在的形态 物质的量（mol）‎ 5‎ Al3+（或AlCl3）‎ ‎0.03‎ Al(OH)3‎ ‎0.05‎ ‎【例3】 将金属钠分别投入下列物质的溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是 （ ）‎ A、HCl B、K2SO4‎ C、CuCl2 D、饱和NaOH溶液 ‎［解析］ 钠遇水或水溶液均能发生反应置换出氢气，故以上四个选项均能满足题干中有气体放出这一条件。解题的关键在于题干中的最后“溶液质量减轻”。若投入金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量，则溶液的质量必定减轻。选项A、B中每有‎23g钠进入溶液均生成lgH2，溶液质量增加‎22g。C选项中由于钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuCl2反应，析出氢氧化铜沉淀，所以溶液质量减轻，D选项中氢氧化钠溶液是饱和溶液，投入钠后消耗水，析出氢氧化钠固体，溶液质量也减轻。‎ 答案：CD ‎【例4】 向含有下列离子的溶液中通入Cl2时，该离子的浓度没有减小的是 （ ）‎ A、Fe2+ B、OH－‎ C、Ag+ D、Fe3+‎ ‎［解析］ Cl2可和溶液中的Fe2+、OH－反应，故A、B离子浓度减小；C项，Cl2+H2O===H++Cl－+HClO，Cl－+Ag+===AgCl↓，Ag+浓度减小。‎ 答案：D ‎【例5】 氧化铜在高温下可以与一氧化碳反应，若一氧化碳过量，可以生成红色的单质铜；若一氧化碳不足量，可以生成红色的氧化亚铜（Cu2O）。‎ ‎（1）试写出这两个反应的化学方程式。‎ ‎（2）ag氧化铜与一氧化碳反应后得到bg红色固体，则当a、b满足什么关系时，产物中一定没有氧化亚铜。‎ ‎［解析］ 氧化铜与一氧化碳反应的两个化学方程式是 ‎。‎ 当恰好发生第一个反应时：‎ ‎80 64‎ ag bg 即当时，产物中一定没有氧化亚铜。‎ 答案：（1）‎ ‎（2）当a/b=5/4时，产物中一定没有Cu2O。‎ 5‎ ‎【例6】 某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：‎ ‎（1）称取样品ag，称量时应该使用的主要仪器的名称是 。‎ ‎（2）将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤，滤液中主要含有 ，滤渣中含有 ，溶解、过滤用到的玻璃仪器是 。‎ ‎（3）滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关的离子方程式是 。‎ ‎（4）步骤（3）的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是 。‎ ‎（5）步骤（4）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为bg，有关的化学方程式是 ，原样品中铝的质量分数是 。‎ ‎（6）若步骤（3）中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果偏 （填“高”、“低”或“不影响”，下同）；若步骤（5）中滤渣没有洗涤，则实验结果偏 ；若滤渣灼烧不充分，则实验结果偏 。‎ ‎［解析］ 由实验过程中的化学反应原理可知，质量为bg的物质是Al2O3，ag合金与bgAl2O3所含Al元素的质量相同。ag合金中所含Al元素的质量：‎ ag合金中Al的质量分数：‎ 本题是集Mg、Cu、Si及其重要化合物基础知识、化学仪器的功能、定量实验误差分析为一体的综合题，解题需有全面、牢固的基础知识。‎ 答案：（1）托盘天平 ‎（2）MgCl2、AlCl3 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗 ‎（3）Mg2++2OH－===Mg（OH）2↓，Al3++4OH－===［Al（OH）4］－‎ ‎（4）［Al(OH)4］－+CO2===A1（OH）3↓+‎ ‎（5）‎ ‎（6）低 高 高 5‎