1、1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
2、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、Fe 3+的氧化性，
3、Fe 3+和 Fe2+之间的相互转化，Fe 3+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、Fe 3+的氧化性，Fe 3+和 Fe2+之间的相互转化，Fe 3+的检验。五、知识网络1、钠及其化合物的相互转化22、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
4、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。3【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
5、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 mL6002 80.78g3 15.46g（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
6、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）=100mL1.5mol/L1.0mol/L=150mL（2）由第二次实验数据进行计算如下：n（Al（OH） 3）=0.78g78g/mol=0.01mol32)OH(AlHAlO0.01 mo1 0.01mol生成 0.01molAl（OH） 3，消耗的盐酸的体积为：0.01mol1.0mol/L=10mL所以用于和氢氧化钠反应的盐酸的体积为：80mL10mL=70mL当得到最大量的沉淀时，用于形成沉淀的盐酸的体积为：150mL70mL=80mL 322 )OH(A
7、lHAlO0.08 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。0.08mol27g/mol3.0g=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240mL150mL=90mL 盐酸，物质的量为 0.09mol。OHAl3)OH(Al 230.03 mo1 0.09 mol 0.03mol所以剩余 Al（OH） 3的物质的量为 0.08mol0.03mol=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
8、的形态 物质的量（mol）4Al3+（或 AlCl3） 0.03Al(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、K 2SO4C、CuCl 2 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
9、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、Fe 2+ B、OH C、Ag + D、Fe 3+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（Cu
10、2O） 。（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 ;COuCu2高 温22COuCuO2高 温。当恰好发生第一个反应时： 2高 温80 64ag bg45680ba即当 时，产物中一定没有氧化亚铜。答案：（1） 2COuCuO高 温 222高 温（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
11、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
12、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：)OAl(M2)l(m)Al 3r3217bg9054ag 合金中 Al 的质量分数： %a0ag)Al(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）MgCl 2、AlCl 3 Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗（3）Mg 2+2OH =Mg（OH） 2，Al 3+4OH =Al（OH） 4 （4） Al(OH) 4 +CO2=A1（OH） 3+ 3HCO（5） %a17b90OAl)H(l 233灼 烧（6）低 高 高
