2019届二轮复习常见金属元素课件（54张）（全国通用）

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第一部分 专题整合突破 专题三 元素及其化合物 第 12 讲 常见金属元素 1 高考点击 2 高频考点 3 课后热点强化 高 考 点 击 最新考纲 考向分析 1. 了解钠的主要性质及其应用。 2 ．了解钠的重要化合物的主要性质及其应用。 3 ．了解铝的主要性质及应用。 4 ．了解铝的重要化合物的主要性质及应用。 5 ．了解铁的主要性质及应用。 6 ．了解铁的重要化合物的性质及其应用。 1. 客观题：结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验的现象和分析，考查重要金属元素单质和化合物的重要性质。 2 ．主观题：结合物质的制备或分离提纯的工艺流程、化学实验等综合考查重要金属元素及其化合物的性质、化合物之间的相互转化，并要将其与基本理论 ( 电离、水解、电化学、胶体 ) 等密切联系起来。 高 频 考 点 考点一　金属及其化合物的性质及转化 A [ 解析 ] 　 B 错： NaAlO 2 (aq) 与过量 HCl(aq) 反应，生成 AlCl 3 。 C 错：蔗糖 (aq) 中无醛基，不能与 [Ag(NH 3 ) 2 ] ＋ (aq) 反应生成 Ag(s) 。 D 错： Fe(s) 与 HCl(aq) 反应生成 FeCl 2 (aq) 。 调节溶液 pH 使 Fe(OH) 3 沉淀 酸 除去溶液中的 CO 2 CaCl 2 ＋ 2NH 3 ·H 2 O ＋ H 2 O 2 ＋ 6H 2 O=== CaO 2 ·8H 2 O ↓ ＋ 2NH 4 Cl 或 CaCl 2 ＋ 2NH 3 ·H 2 O ＋ H 2 O 2 ===CaO 2 ↓ ＋ 2NH 4 Cl ＋ 2H 2 O 温度过高时双氧水易分解 (4) 将过滤得到的白色结晶依次使用蒸馏水、乙醇洗涤，使用乙醇洗涤的目的是 ___________________ 。 [ 解析 ] 　 (1) 由碳酸钙的制备流程图可以看出，加入盐酸后得到的溶液中含有 Ca 2 ＋ 、 Fe 2 ＋ 或 Fe 3 ＋ ，加入双氧水可以把 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3 ＋ ，加入氨水先中和多余的盐酸，再把 Fe 3 ＋ 转化为氢氧化铁沉淀经过滤而除去，即可得到比较纯净的氯化钙溶液。 (2) 向 CaCO 3 固体中逐滴加入稀盐酸生成 CaCl 2 、 H 2 O 和 CO 2 ，因为溶液中尚存有少量的固体，所以盐酸不足，溶液中的溶质是 CaCl 2 ，因为 CaCl 2 是强酸强碱盐，在水中不能水解，其溶液显中性，但是由于产生的 CO 2 能够部分溶于水生成碳酸，所以溶液显酸性。将溶液煮沸可以除去溶液中溶解的 CO 2 。 去除结晶表面水分 (3) 根据题意，反应物是 CaCl 2 、 NH 3 · H 2 O 和 H 2 O 2 ，生成物中一定有 CaO 2 ，根据元素守恒可以判断还有 NH 4 Cl 和 H 2 O ，据此写出并且配平方程式；因为反应物中 H 2 O 2 受热易分解，所以该反应需要在冰浴中进行。 (4) 过氧化钙微溶于水，用水洗可以洗去结晶表面的少量杂质，然后用乙醇洗涤结晶表面残留的少量水，利用其挥发性而除去水。 3 ． (2016 · 全国 Ⅱ · 28 节选 ) 某班同学用如下实验探究 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 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 FeCl 2 溶液中需加入少量铁屑，其目的是 _____________________ 。 (2) 甲组同学取 2 mL FeCl 2 溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl 2 可将 Fe 2 ＋ 氧化。 FeCl 2 溶液与氯水反应的离子方程式为 ________________________________ 。 [ 解析 ] 　 (1)Fe 2 ＋ 具有还原性， FeCl 2 溶液易被氧化而变质，配制 FeCl 2 溶液时加入少量铁屑，目的是防止 Fe 2 ＋ 被氧化。 (2) 溶液变红，说明有 Fe 3 ＋ 生成，则 FeCl 2 溶液与氯水反应生成 FeCl 3 ，离子方程式为： 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 。 防止 Fe 2 ＋ 被氧化 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 ===2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 4 ．判断正误 ( 下列叙述正确的画 “ √ ” ，错误的画 “ × ” ) (1)(2017 课标全国 Ⅱ ， 10B) 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。 ( 　　 ) (2)(2017 课标全国 Ⅱ ， 13B) 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满 CO 2 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 CO 2 具有氧化性。 ( 　　 ) (3)(2015 课标全国 Ⅱ ， 10C) 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。 23 g 钠充分燃烧时转移电子数为 N A 。 ( 　　 ) (4)(2015 课标全国 Ⅱ ， 13A) 将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。 ( 　　 ) × √ √ × (5)(2016 课标全国 Ⅲ ， 7A)Al 2 (SO 4 ) 3 和小苏打反应应用于泡沫灭火器灭火。 ( 　　 ) (6)(2016 课标全国 Ⅱ ， 1B) 将 MgCl 2 溶液加热蒸干制备无水 MgCl 2 。 ( 　　 ) (7)(2015 课标全国 Ⅰ ， 10C) 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，说明铝的熔点较低。 ( 　　 ) (8)(2015 课标全国 Ⅱ ， 13B) 浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，产生红棕色气体。 ( 　　 ) (9)(2015 课标全国 Ⅱ ， 13C) 氯化铝溶液滴入浓 NaOH 溶液中，产生大量白色沉淀。 ( 　　 ) √ × × × × 1 ．区分 8 种物质的颜色： Na 2 O 2 是 _________ ； Fe 2 O 3 是 _________ ； Fe 3 O 4 、 CuO 是 _______ ； Mg(OH) 2 、 Al(OH) 3 是 _______ ； Fe(OH) 3 是 _________ ； Cu(OH) 2 是 _______ 。 淡黄色 红棕色 黑色 白色 红褐色 蓝色 2 ．熟记 6 种物质的俗名或化学式： CuSO 4 · 5H 2 O ： _______________ ， 烧碱、火碱、苛性钠： ___________ ， 熟石灰、消石灰： _________________ ， 铜绿、孔雀石： _________________________ ， 水玻璃、泡花碱： _____________________ ， 碱石灰： CaO 与 NaOH 的混合物。 蓝矾 ( 胆矾 ) NaOH Ca(OH) 2 Cu 2 (OH) 2 CO 3 Na 2 SiO 3 溶液 3 ．知道十一种物质的重要用途： 钠 —— 制 Na 2 O 2 、冶炼 Ti 等金属、钠钾合金原子反应堆导热剂 铁粉 —— 袋装食品中的脱氧剂 生石灰 (CaO) —— 袋装食品中的干燥剂 氧化铁 (Fe 2 O 3 ) —— 红色涂料、冶炼铁 氧化铝 (Al 2 O 3 ) —— 耐火材料、冶炼铝 氢氧化铝 —— 中和胃酸 明矾 (KAl(SO 4 ) 2 · 12H 2 O) —— 净水剂 氯化铁 —— 印刷电路板回收铜、净水剂 小苏打 (NaHCO 3 ) —— 治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂 纯碱 (Na 2 CO 3 ) —— 去油污 高铁酸钠 (Na 2 FeO 4 ) —— 杀菌、消毒、净水 4 ．辨明 5 个常见认识误区： (1)Na 2 O 2 不是 _______ 氧化物。 (2) 溶液中加入 KSCN 溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有 ___________ ，无法证明是否含有 ___________ 。 含 Fe 3 ＋ 的溶液中混有 Fe 2 ＋ ，一般可用酸性 KMnO 4 溶液或 K 3 [Fe(CN) 6 ] 溶液检验，现象为酸性 KMnO 4 溶液褪色或产生蓝色沉淀；若该溶液中的阴离子含有 Cl － ，则容易被酸性 KMnO 4 溶液氧化，不能使用酸性 KMnO 4 溶液检验。 (3) 既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质不一定是 Al ，还可能是 _____________________ 或 _________________ 等。 (4)Fe 与 Cl 2 反应，无论 Cl 2 是否过量，产物均为 _____________ 。 (5)Na 在氧气中燃烧，无论氧气是否足量，产物均为 _____________ 。 碱性 Fe 3 ＋ Fe 2 ＋ (NH 4 ) 2 CO 3 NH 4 HCO 3 FeCl 3 Na 2 O 2 5 ．掌握 3 类特殊的反应： (1) 既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是 Al 、 Al 2 O 3 、 Al(OH) 3 、弱酸的酸式盐 ( 如 NaHCO 3 ) 、弱酸的铵盐 [ 如 (NH 4 ) 2 CO 3 ] 、氨基酸和蛋白质等。 (2) 与水接触产生气体的常见物质有 Na 、 K 、 Na 2 O 2 。 (3) 与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有 Al 2 S 3 、 Mg 3 N 2 、 CaC 2 等。 6 ． 混合溶液中 Fe 3 ＋ 、 Fe 2 ＋ 的除去方法 (1) 除去 Mg 2 ＋ ( 或 Zn 2 ＋ ) 中混有 Fe 3 ＋ 的方法。 向混合溶液中加入 MgO 、 MgCO 3 、 Mg(OH) 2 [ 或 ZnO 、 Zn(OH) 2 、 ZnCO 3 ] 中之一，与 Fe 3 ＋ 水解产生的 H ＋ 反应，促进 Fe 3 ＋ 的水解，将 Fe 3 ＋ 转化成 Fe(OH) 3 沉淀过滤除去。 (2) 除去 Cu 2 ＋ 中混有的 Fe 3 ＋ 的方法。 向混合溶液中加入 CuO 、 CuCO 3 、 Cu(OH) 2 、 Cu 2 (OH) 2 CO 3 四种物质中的其中一种，与 Fe 3 ＋ 水解产生的 H ＋ 反应，将 Fe 3 ＋ 转化成 Fe(OH) 3 沉淀过滤除去。 (3) 除去 Mg 2 ＋ ( 或 Zn 2 ＋ ) 中混有 Fe 2 ＋ 的方法。 先加氧化剂 ( 如 H 2 O 2 等 ) 将溶液中的 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3 ＋ ，再按 (1) 的方法除去溶液中的 Fe 3 ＋ 。 (4) 除去 Cu 2 ＋ 中混有的 Fe 2 ＋ 的方法。 先加氧化剂 ( 如 H 2 O 2 等 ) 将溶液中的 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3 ＋ ，再按 (2) 的方法除去溶液中的 Fe 3 ＋ 。 C [ 解析 ] 　 A 项， AlCl 3 与过量氢氧化钠溶液反应生成 NaAlO 2 ， A 错误； B 项， Na 和 O 2 加热反应生成 Na 2 O 2 ， B 错误； C 项， 2FeCl 3 ＋ Cu===2FeCl 2 ＋ CuCl 2 、 2FeCl 2 ＋ Cl 2 ===2FeCl 3 ， C 正确； D 项，金属镁的冶炼方法是电解熔融的氯化镁， D 错误。 2 ． (2018 · 武汉考前模拟 ) 下列关于元素及其化合物的说法不正确的是 ( 　　 ) A ． Fe 在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应 B ． Al 、 Cl 2 均能和 NaOH 溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同 C ．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入 KNO 3 固体，铜粉会溶解 D ．金属单质 Na 、 Mg 、 Fe 在一定条件下与水反应都生成 H 2 和相应的碱 [ 解析 ] 　 A 项，铁是活泼的金属，在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应， A 正确； B 项， Al 、 Cl 2 均能和 NaOH 溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同，铝是还原剂，氯气是氧化剂也是还原剂， B 正确； C 项，在酸性溶液中硝酸根具有强氧化性，能氧化金属铜， C 正确； D 项，铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气， D 错误。 D D 4 ． (2018 · 深圳一模节选 ) 小组同学称取 13.8 g MgCO 3 · n H 2 O 进行热重分析，并绘制剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示，则 n ＝ _____ 。温度为 T 1 时发生反应的化学方程式 _____________________ __ ________________ ；温度为 T 2 时所得固体为 _____________ 。 3 MgCO 3 1 ． (2017 · 全国 Ⅱ 节选 ) 水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为 CaO 、 SiO 2 ，并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示： 考点二　以金属为背景的化工流程 回答下列问题： (1) 在分解水泥样品过程中，以盐酸为溶剂，氯化铵为助溶剂，还需加入几滴硝酸，加入硝酸的目的是 ____________________________________ ，还可使用 ___________ 代替硝酸。 (2) 沉淀 A 的主要成分是 _________________ ，其不溶于强酸但可与一种弱酸反应，该反应的化学方程式为 _________________________________________________________ 。 (3) 加氨水过程中加热的目的是 ___________________________ 。沉淀 B 的主要成分为 _________________ 、 _________________( 填化学式 ) 。 将样品中可能存在的 Fe 2 ＋ 氧化为 Fe 3 ＋ H 2 O 2 SiO 2 或 H 2 SiO 3 防止胶体生成，易沉淀分离 Al(OH) 3 Fe(OH) 3 [ 解析 ] 　 本题结合实验室测定水泥样品中钙含量的流程考查元素化合物、物质分离提纯等知识的应用。 (1) 水泥熟料中的 CaO 和铁、铝、镁等金属的氧化物均能溶于盐酸，加入硝酸能将水泥样品中可能含有的 Fe 2 ＋ 氧化为 Fe 3 ＋ ，为了不引入新杂质，还可用 H 2 O 2 代替硝酸。 (2) 根据图示流程可知，不溶于盐酸和硝酸的沉淀 A 为 SiO 2 ( 或 H 2 SiO 3 ) ， SiO 2 ( 或 H 2 SiO 3 ) 能溶于弱酸氢氟酸，生成 SiF 4 和 H 2 O 。 (3) 加入氨水调节溶液的 pH ＝ 4 ～ 5 的过程中加热，能防止胶体生成，易沉淀分离，结合流程图可知，沉淀 B 的主要成分是 Al(OH) 3 和 Fe(OH) 3 。 2 ． (2015 · 全国 Ⅰ · 36) 氯化亚铜 (CuCl) 广泛应用于化工、印染、电镀等行业。 CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜 ( 主要成分是 Cu 和少量 CuO) 为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下： 回答下列问题： (1) 步骤①中得到的氧化产物是 ___________________ 。溶解温度应控制在 60 ～ 70 ℃ ，原因是 _____________________________________ 。 (2) 写出步骤③中主要反应的离子方程式 _________________ __ ______________________________ 。 (3) 步骤⑤包括用 pH ＝ 2 的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是 _______( 写名称 ) 。 (4) 上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是 ___________________________________________________ 。 CuSO 4 或 Cu 2 ＋ 温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解 硫酸 醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化 BD 0.597 ab / m × 100% (5) 用于分离固体和液体的设备与实验室中过滤的原理是相似的。 A ．分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误； B ．离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确； C ．反应釜为发生反应的设备，错误； D ．框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选 BD ； (6) 根据题意， CuCl 与 K 2 Cr 2 O 7 发生氧化还原反应， K 2 Cr 2 O 7 被还原为 Cr 3 ＋ ，则 a mol/L b mL K 2 Cr 2 O 7 溶液发生反应时，转移电子的物质的量是 ab × 10 － 3 × 2 ×3 mol ＝ 6 ab ×10 － 3 mol ，＋ 1 价 Cu 会被氧化为 Cu 2 ＋ ，根据得失电子守恒，则 CuCl 的物质的量是 6 ab ×10 － 3 mol ，则样品中 CuCl 的质量分数是 (6 ab ×10 － 3 mol×99.5 g/mol)/ m g×100% ＝ 0.597 ab / m ×100% 。 3 ． (2018 · 全国 Ⅱ 卷 · 26) 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 SiO 2 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 [ c 0 (M n ＋ ) ＝ 0.1 mol · L － 1 ] 形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下： 金属离子 Fe 3 ＋ Fe 2 ＋ Zn 2 ＋ Cd 2 ＋ 开始沉淀的 pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的 pH 2.8 8.3 8.2 9.4 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 SiO 2 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 Cd 2 ＋ 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。 PbSO 4 调节溶液的 pH 无法除去杂质 Fe 2 ＋ Cd 2 ＋ ＋ Zn===Cd ＋ Zn 2 ＋ Zn 2 ＋ ＋ 2e － ===Zn 溶浸 “ 三抓法 ” 解流程题 1 ．抓箭头： 主线主产品；支线副产品；回头循环品。 2 ． 抓设问： 矿样的预处理方法： (1) 粉碎及目的：①增大接触面积；②增大反应速率；③增大反应物转化率。 (2) 煅烧及目的： ①除去有机物杂质或者碳的杂质。 ②使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化。 (3) 酸溶：与酸反应；碱溶：与碱反应；水溶：溶解于水或者与水反应 ( 一般在无机化工流程中，又叫酸浸、碱浸、水浸 ) 。 3 ． 抓信息： (1) 酸碱性的控制。 ①据题意提供的反应条件作答； ②从抑制水解、促进水解的角度作答； ③从题目提供的其他反应物引起的不利副反应角度作答。 (2) 温度的控制。 ①据题意提供的反应条件，一些反应物或生成物的熔沸点联系反应原理作答 ( 如控制某些物质为固态、液态，另一些物质为液态 ) ； ②据题目提供的信息，某些物质在某一个温度易分解； ③从抑制或促进水解的角度作答； ④从某些反应物或生成物在某个温度下会发生不利于生产流程的副反应角度作答； ⑤从运用化学反应速率、化学平衡的理论控制适宜化工生产条件角度作答。 1 ． (2018 · 山东聊城二模 )A 、 B 、 C 是所学过的三种单质， A 、 B 、 C 及其他物质之间的反应关系如图所示，其中 B 、 D 、 E 、 F 的水溶液呈酸性。若 D ＋ C―→E ＋ F 且常温下只有 B 为气态，则 A 、 B 、 C 分别为 ( 　　 ) A ． Fe 、 Cl 2 、 Cu B ． Fe 、 Cl 2 、 H 2 C ． Cu 、 Cl 2 、 Fe D ． Fe 、 Cl 2 、 Mg [ 解析 ] 　 B 单质水溶液呈酸性，温下为气态，则 B 为 Cl 2 ，结合转化关系可推出， A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 分别为 Fe 、 Cl 2 、 Cu 、 FeCl 3 、 CuCl 2 、 FeCl 2 。 A 2 ． (2018 · 广东重点中学第二次联考 ) 氯化铜已被广泛用于生产颜料、木材防腐剂等化工产品。某研究小组用粗铜 ( 含杂质 Fe) 按下述流程制备氯化铜晶体 (CuCl 2 · 2H 2 O) 。 试剂 X 用于调节 pH 以除去杂质， X 可选用下列试剂中的 ( 　　 ) ①NaOH 　② NH 3 · H 2 O 　③ CuO 　④ Cu 2 (OH) 2 CO 3 　⑤ CuSO 4 A ．①② B ．③④ C ．①②③④ D ．①②③④⑤ B [ 解析 ] 　 溶液 1 中含有 CuCl 2 和 FeCl 3 ，除去 CuCl 2 溶液中的 FeCl 3 时不能加入 NaOH 和 NH 3 · H 2 O ，原因是二者均可与 Cu 2 ＋ 反应生成沉淀；溶液 1 中加入 CuO 、 Cu 2 (OH) 2 CO 3 可消耗 H ＋ ，使 FeCl 3 的水解平衡向正反应方向移动，生成的 Fe(OH) 3 沉淀经过滤除去，且未引入新的杂质。 3 ． (2018 · 衡水中学三模 ) 随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为 “ 合金的维生素 ” 。为回收利用含钒催化剂 ( 含有 V 2 O 5 、 VOSO 4 及不溶性残渣 ) ，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，收率达 91.7% 以上。部分含钒物质在水中的溶解性如表所示： 该工艺的主要流程如下： 物质 VOSO 4 V 2 O 5 NH 4 VO 3 (VO 2 ) 2 SO 4 溶解性 可溶 难溶 难溶 易溶 请回答下列问题： (1) 请写出加入 Na 2 SO 3 溶液发生反应的离子方程式 _______________ __ _______________________ __ 。 (2) 催化氧化所使用的催化剂钒触媒 (V 2 O 5 ) 能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体 ( 如图 ) 。其中 a 、 c 两步的化学方程式可表示为 _____________________________ ， _______________________________ 。 (3) 经过热重分析测得： NH 4 VO 3 在焙烧过程中，固体质量的减少值 ( 纵坐标 ) 随温度变化的曲线如图所示。则 NH 4 VO 3 在分解过程中 _____ 。 A ．先分解失去 H 2 O ，再分解失去 NH 3 B ．先分解失去 NH 3 ，再分解失去 H 2 O C ．同时分解失去 H 2 O 和 NH 3 D ．同时分解失去 H 2 、 N 2 和 H 2 O B 课后热点强化