专题五金属及其化合物——知识讲解册.pdf

该【专题五金属及其化合物——知识讲解册 】是由【毒药 Posion】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【专题五金属及其化合物——知识讲解册 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..专题五金属及其化合物基础篇考点一钠及其化合物3)化学性质①水溶液均显碱性,同浓度时碱性:Na2CO3>。1)物理性质及保存方式:质软、银白色、有金属△光泽,导电性、导热性良好,密度ρ煤油<ρ钠<②热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。2NaHCO3ρ水,熔点较低;保存在煤油或石蜡油中。Na2CO3+CO2↑+H2O。2)化学性质及制备③与盐酸反应:Na2CO3+2HClH2O+CO2↑+2NaCl,NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑(盐酸逐滴加入时NaHCO3先产生气泡)。4)相互转化CO和水(或少量H+)2Na2CO3NaHCO3△(或NaOH)3)用途:①冶炼金属;②高压钠灯;③钠钾合金5)用途:Na2CO3用于纺织、制皂、造纸、制玻璃用作原子反应堆的导热剂。等;NaHCO3用于制药、焙制糕点等。)碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法1)氧化钠(Na2O):白色固体,碱性氧化物。①利用热稳定性不同与水反应:Na2O+H2O2NaOH。与CO2反应:Na2O+CO2Na2CO3。2)过氧化钠(Na2O2):淡黄色固体,常用作漂白剂、消毒剂、供氧剂。②利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条··2-++··O·×]Na。件下)电子式:Na[·×O······与水反应:2Na2O2+2H2O+4NaOHO2↑。与CO2反应:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2。③)Na2CO3俗名纯碱、苏打;NaHCO3俗名小苏打。)物理性质:均为白色固体,易溶于水,溶解度专题五金属及其化合物1)本质:电子的跃迁,物理变化。Na2CO3>NaHCO3。溶于水时Na2CO3放热、用盐酸灼烧蘸取2)实验步骤:铂丝→→无色→NaHCO3吸热。洗涤待测物【日常生活情境】含***消毒剂及其合理使用含***消毒剂具有一定的氧化性、腐蚀性以及致敏性,过量或长期接触可能会使人体灼伤,与其他物质混用可能引起中毒。配制人员应佩戴防护镜、帽子、口罩、乳胶手套,避免受到损伤。 235:..灼烧用盐酸灼烧3)化学性质→观察火焰颜色→铂丝→无色。洗涤注意也可用洁净的铁丝代替铂丝。3)一些金属元素的焰色金属元素锂钠钾铷焰色紫红色黄色紫色紫色金属元素钙锶钡铜焰色砖红色洋红色黄绿色绿色①铁遇冷的浓***、浓硫酸发生钝化。注意透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色。Fe与过量稀HNO3的反应:+-3+4H3++NOFe+NO↑+2H2O1)工艺流程Fe与少量稀HNO3的反应:++-38H2+3Fe+2NO3Fe+2NO↑+4H2O注意氧化性酸会把Fe氧化为Fe3+,但当Fe过量时,Fe3++Fe→Fe2+。②与铁反应的非金属单质的氧化性强弱决定产物中铁元素为+2价还是+3价,如:注意先向饱和食盐水中通入氨气,再通入二氧化△2Fe+3Cl22FeCl3碳,有助于反应进行。△2)反应原理Fe+SFeS①产生NaHCO3的反应:NH3+NaCl+CO2+↓+NH4Cl。FeO:黑色粉末,碱性氧化物,不稳定。△FeO:俗称铁红,红棕色粉末,碱性氧化物,②产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+23+可作红色颜料。CO2↑H2O。Fe3O4:俗称磁性氧化铁,黑色晶体,Fe呈现3)绿色化学思想:循环使用的物质为CO2、+2、+3价,能被磁铁吸引,可作磁性材料。NaCl。)优点(与索尔维法制纯碱相比):食盐利用率Fe(OH)2:白色固体,难溶于水;在空气中极提高到了96%,副产物NH4Cl可作氮肥。易被氧化,发生反应4Fe(OH)2+O2+2H2O考点二铁及其化合物4Fe(OH)3(现象:,最后变成红褐色)。1)Fe位于元素周期表第四周期Ⅷ族。原子结Fe(OH)3:红褐色固体,难溶于水,受热时易5年高考△3分解为Fe2O3,2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。年模拟构示意图:。常见价态:+2和+3。+3+2)物理性质:导热性、延展性良好,有导电性,1)观察法:含Fe的溶液呈浅绿色,含Fe的易被磁铁吸引。溶液呈棕黄色。【学术探索情境】氪-81我们身边有一种微量的稀有气体———氪,氪有多种同位素,其中有一种半衰期为23万年的放射性同位素氪-81。科研人员发明了一种“原子阱痕量分析”检测方法,可以测出环境样品中所含的 236氪-81,从而给古地下水与冰川定年。:..2)和***:适合冶炼不活泼的金属。加***水溶液2+△溶液→无明显现象→→Fe2HgO2Hg+O2↑ 溶液变红色→溶液变红色Fe3+→△2Ag2O4Ag+O2↑3):用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原加NaOH白色2+溶液→沉淀→灰绿色→红褐色→Fe溶液金属氧化物,适合冶炼较活泼的金属。→红褐色沉淀→Fe3+高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO24)淀粉-KI试纸法-变蓝高温淀粉KI试纸3+2Al+Cr2O32Cr+Al2O3溶液→Fe 不变蓝2+:适合冶炼金属活动性很强的金属。→Fe 电解5)加溴水2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑溴水→无变化→Fe3+电解溶液2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑2+冰晶石→溴水褪色→Fe电解6)特征试剂法MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑KMnO4溶液2+溶液→褪色→Fe二、金属材料溶液苯酚→溶液呈紫色→Fe3+[)6]2+1)组成:两种或两种以上的金属(或金属与非溶液→蓝色沉淀→Fe(铁***化钾)金属)加热熔合生成的具有金属特性的注意当检验混合溶液中的Fe2+、Fe3+时,①检验Fe2+物质。溶液,后2)性能:熔点一般比各成分金属低,硬度和强的混合溶液加入足量的新制***水中(新制***水可能会氧-3+2+-度一般比各成分金属大。)。②Fe、Fe、Cl同时存在时不能用酸性2+-3)常见合金KMnO4溶液检验Fe(Cl能还原KMnO4,有干扰)。2+3+①铁合金:生铁和钢(、Fe、Fe在一定条件下可以相互转化钢)。碳素钢根据含碳量不同,可分为低碳Fe+2HClFeCl2+H2↑钢、中碳钢、高碳钢。△2Fe+3Cl22FeCl3②铝合金,如硬铝密度小、强度高,具有较强的2++3++-2FeCl22Fe2Cl抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想Fe2++ZnFe+Zn2+材料。3++2++2+2FeCu2FeCu③新型合金:储氢合金、钛合金、耐热合金、形高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2状记忆合金等,广泛用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。、金属冶炼1)镁(Mg)专题五金属及其化合物①物理性质:银白色、有金属光泽的固体,密度、硬度较小,导电性、导热性、延展性良好。【生产环保情境】炼油废催化剂的回收利用对炼油废催化剂进行综合回收利用,不仅能提高资源利用率,也能避免废催化剂造成的环境污染。其过程如下:①烧炭:除去积碳;②补***:分散反应和燃烧过程中熔融的钯;③还原:将氧化态催化剂还原为游离态。 237:..②化学性质机、生活用品等。Mg3N22)氧化铝(Al2O3)↑ N2点燃①物理性质及用途:白色固体,难溶于水,熔、CO2O2MgO+C←Mg→MgO沸点高;可作耐火材料,冶炼铝的原料。点燃点燃②化学性质↓+3+金属化学通性a.***氧化物:Al2O3+6H2Al+3H2O、--2+H2O。③用途:用于信号弹和焰火,镁合金用于制造Al2O3+2OH2AlO电解航天部件。:2Al2O3(熔融)冰晶石4Al+3O2↑。2)氧化镁(MgO):白色粉末,熔点高,可作耐高温、耐火材料,是一种碱性氧化物。3)氢氧化铝[Al(OH)3]3)氢氧化镁[Mg(OH)]:白色固体,难溶于①物理性质及用途:白色不溶于水的固体,可2用于制药。水,溶解度小于碳酸镁,是一种中强碱。②***氢氧化物:Al(OH)+3H+Al3++--2+2H2O。3H2O、Al(OH)3+OHAlO1))铜的性质①物理性质:紫红色固体,导热性、导电性、延展性良好。②化学性质2)注意事项:①脱水时,为防止MgCl2水解,应在***化氢气氛中进行;②应电解熔融***化镁制得镁。)铝(Al)注意铜与氧化性强的Cl2、O2反应生成+2价铜的化①物理性质:银白色、有金属光泽的固体,密合物,与氧化性弱的S反应生成+1价铜的化合物。度、硬度较小,导电性、导热性、延展性良好。2)铜的化合物及转化②化学性质↓Cu2(OH)2CO3→CuO→CuSO4CuSO4·5H2O △↓ Cu2O←Cu(OH)25氧化亚铜(Cu2O):砖红色固体,难溶于水,年高考+3在稀硫酸中发生歧化反应:Cu2O+2H年模拟Cu2++Cu+HO。A2版高考化学注意铝遇冷的浓***、浓硫酸发生钝化。无水CuSO4:遇水变蓝色(生成CuSO4·③用途:制作导线;铝合金用于制造汽车、飞5H2O),可用于检验水。【生产环保情境】碘酸钾生产工艺优化碘酸钾是工业上最重要的碘酸盐,过去常用***酸钾直接氧化法来制备,该过程中会产生Cl2,污染环境。现利用电合成法进行制备,以Pb-PbO2电极为阳极,不锈钢为阴极,用I2 238和KOH配制电解液,在适宜温度下进行电解。:..综合篇2+2+综合化工流程题解题策略若要除去Mn溶液中含有的Fe,可先用氧2+3+化剂把Fe氧化为Fe,再调节溶液的pH一、≤pH<。②调节pH所需的物质应满+足两点:能与H反应,使溶液pH增大;不引入2+新杂质。例如:要除去含Cu溶液中混有的Fe3+,可加入CuO、Cu(OH)、Cu(OH)CO等2223物质来调节溶液的pH。、提纯的常用方法二、流程步骤分析要点1)过滤:分离难溶物和可溶物,,找出核心元素。采用趁热过滤、抽滤等方式。,关注成分2)萃取和分液:利用物质在互不相溶的溶剂里和元素化合价的变化。的溶解度不同分离、提纯物质。,留心杂质去向,看清产品流向。3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的物三、常见化工流程操作及其目的质,如NaCl。)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的物1)粉碎:增大接触面积,加快反应速率或使反质、易水解的物质或结晶水合物,如KNO3、应更完全。FeCl3、CuSO4·5H2O。2)煅烧:①氧化、分解一些还原性物质;②改变矿样5)蒸馏和分馏:分离沸点不同且互溶的液体混的结构,利于后续处理;③除有机物或碳杂质。合物。3)溶解:采用酸浸、碱浸或水浸方式使某些金6)冷却法:利用气体易液化的特点分离气体,如合属离子进入溶液,通过过滤除去不溶物。成氨工业采用冷却法分离氨气和氮气、氢气。)改变温度:①改变反应速率,防止物质分解,改1)洗涤:冰水、热水或有机溶剂洗涤,减少产品变物质的溶解量。②促进或抑制平衡移动。溶解损失。③在某温度下,催化剂的催化效果达到最好。2)在气体氛围下蒸发:如从溶液中析出FeCl32)改变压强:①减压蒸馏,降低温度,防止物质等溶质时,应在HCl气流中加热,以防水解。分解。②促进或抑制平衡移动。3)蒸发浓缩、冷却结晶:如除去KNO中的少33)调节溶液的pH:①调节溶液的pH使其中某些量NaCl,获得KNO晶体。3金属离子形成氢氧化物沉淀。例:下列物质开4)蒸发结晶、趁热过滤:如除去NaCl中的少量始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示。KNO3,获得NaCl晶体。物质开始沉淀沉淀完全例(2021河北,15,14分)绿色化学在推动社Fe(OH)。某科研团专题五金属及其化合物Fe(OH)(OH),该工艺不消耗除铬铁矿、氢氧化钠【实验探究情境】利用菱镁矿制备轻质氧化镁称取一定量的菱镁矿粉(主要成分为MgCO3),缓缓加入浓硫酸,搅拌后加入适量水;过滤,取滤液用浓氨水调节pH为8~9,静置;过滤,向滤液中通入CO2进行酸化至有大量MgCO3沉淀生成;过滤,将MgCO3高温煅烧,可得轻质氧化镁。 239:..和空气以外的其他原料,不产生废弃物,实现NaAlO2及过量NaOH);介稳态相分离得到---+了CrFeAlMg的深度利用和Na内循环。Na2CrO4、NaOH和NaAlO2的溶液;向Na2CrO4工艺流程如下:溶液中通入CO2(气体A,过量)得到Na2Cr2O7和NaHCO3;向NaAlO2溶液中通入过量的CO2得到Al(OH)3和NaHCO3;滤渣Ⅰ中通入过量CO2和水蒸气,MgO转化为Mg(HCO3)2,Fe2O3无变化;Mg(HCO3)2受热分解得到MgCO3和CO2、水蒸气(CO2、水蒸气可循环使用)。解析(4)根据流程图分析得出工序③中反应前后的物质,书写离子方程式时注意由工序④的产物可知工序③中CO2也是过量的。(5)NaOH的作用是获得Fe2O3、Na2CrO4和NaAlO2,NaHCO3与之作用一致,据此并根据得回答下列问题:失电子守恒、质量守恒写出反应的化学方程(1)高温连续氧化工序中被氧化的元素是式;通过以上分析知,可用Na2CO3代替NaOH。 (填元素符号)。(6)经“热解”产生的CO2和H2O的混合气体,-5+--1(2)工序①的名称为。最适合返回工序②。(浓度为7)Al(OH10)3molOH·L时-4-4,当Al(OH)](3)滤渣Ⅰ的主要成分是(填化学式)。Al(OH)-4c[Al(OH-)认为其完全转化为Al(OH)3,有c(OH)(4)工序③中发生反应的离子方程式为= 。+-4]·c(H)-5+(5)物质Ⅴ可代替高温连续氧化工序中的c[Al(OH)1×10×c(H)-+==,c(OH)·c(H)-14NaOH,此时发生的主要反应的化学方程式为10+=--1 ,可代替NaOH得c(H)10mol·L,,认的化学试剂还有(填化学式)。为Al恰好完全转化为Al(OH)3沉淀。(6)热解工序产生的混合气体最适宜返回工序答案(1)Cr、Fe (2)水浸或溶解++2-++ (填“①”“②”“③”或“④”)参与内循环。(3)Fe2O3、MgO (4)2Na2CrO42CO2H2O(7)工序④溶液中的铝元素恰好完全转化为沉CrO2-+2NaHCO↓(5)4Fe(CrO)+27322淀的pH为。{通常认为溶液中离子高温7O2+16NaHCO32Fe2O3+8Na2CrO4+浓度小于10-5mol·L-1为沉淀完全;Al(OH)+-143高温--4 K=10;KW=10;16CO+8HO,AlO+2NaHCO2NaAlO+OHAl(OH)222332-33Ksp[Al(OH)3]=10}2CO2↑+H2O Na2CO3 (6)②(7)-转化为CrO2-的本质为2CrO2-+2H+年模拟解题导引在O2和熔融NaOH作用下,4274CrO2-+HO,据此可快速理解和书写CO与AFe(CrO2)2转化为Na2CrO4和Fe2O3,Al2O3转2722版高考化学2-化为NaAlO2,MgO不反应;加水溶解过滤得到CrO4反应的离子方程式。滤渣Ⅰ(含MgO、Fe2O3)和滤液(含Na2CrO4、【实验探究情境】利用冶锌废渣制备ZnSO4?7H2O锌渣用硫酸酸浸后,经锌粉置换回收铜。中和除铁后,向酸浸液中加入锌片,与硫酸镉反应制取海绵镉,搅拌,海绵镉以镉粒沉积于烧杯底部。过滤,滤液冷却结晶、干 240燥后制得七水合硫酸锌。