1、几种重要的金属第一课时 金属的概述考纲要求1.金属元素原子结构的特征和在周期表中的位置;2.金属晶体的结构和性质;3.金属的共性和结构的关系。自学反馈1.金属元素在周期表中的位置及原子结构特征1.1.金属元素在周期表中的位置在目前已知的 112 种元素中,金属元素有 90 种,集中位于周期表的左、中下方,属于主族元素和过渡元素。请你自己画出一个元素周期表,并标出金属元素所处的区域。1.2.原子结构特征金属元素原子最外层电子数比同周期非金属元素原子最外层电子数少,一般小于4( Sn、 Pb、Sb、Bi4) 。金属元素原子半径比同周期非金属元素原子半径大(惰性元素除外) 。1.3.晶体结构金属元素
2、形成的金属单质,在固态时全是金属晶体。在金属晶体中,金属原子好像硬球,一层一层地紧密堆积着。即一个挨一个地堆积在一起,使一定体积的晶体内有最多数目的原子。但由于金属原子的价电子较少,容易失去电子成为金属离子,而释出的价电子并不专属于某个特定的金属离子,它们在整个晶体里自由地运动着,称为自由电子。金属晶体就是依靠金属阳离子和自由电子间的较强作用形成的。金属晶体熔沸点与金属键的强弱有关,金属键的强弱与 和 有关;随着 增强,金属键依次增强,金属晶体的熔沸点依次 。2.金属的分类2.1.按原子结构特点分无变价金属:A、A 及 Al 等金属;变价金属:A、A 族、副族、第族金属元素。试从结构上分析其原
3、因。 2.2.冶金工业上2.3.按密度不同2.4.按其丰度不同3.金属的性质3.1.物理共性:由于金属一般都是以金属键形成金属晶体,实现层状紧密堆积,使金属具有许多共同的性质。状态:通常情况下,除 Hg 外,其余金属都是固态。有金属光泽,不透明。有导热性和导电性。有延展性。3.2.化学共性:(1)均具有较强的还原性:(2)在化合物中只有正价没有负价。4.合金教学目标4.1.认识金属与合金在性能上的主要差异及其原因;4.2.了解合金元素的种类、含量对合金性能的影响;4.3.知道生活中常见合金(如:铁合金、铝合金和铜合金)的组成、性能和用途;4.4.感受新型合金的特殊性能及其在现代社会的应用;教学
4、重点4.5.金属和合金在性能上的主要差异及其原因;4.6.铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途;教学难点合金的结构与性能之间的关系合金:由两种或两种以上金属(或与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。物理性质(1)一般情况下,合金比纯金属硬度大、更坚硬;(2)多数合金的熔点一般比各成分金属的低;(3)一般来说,合金的性质并不是各成分的性质的总和,合金具有良好的物理、化学和机械的性能;(4)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如:生铁的熔点比纯铁的低、硬铝(Cu、Mn 、Si )的强度和硬度都比纯铝大;设问:为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后,它的
5、性能与纯金属有很大的差异呢?(主要分析硬度与熔点两方面)(学生阅读教材 P4849,归纳总结)小结:合金内加入了其他元素或大或小的原子,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难。因此,在一般情况下,合金比纯金属硬度大。同理在纯金属内,所有的原子大小相同,排列十分规整。而合金内原子的大小不一,排列没有纯金属那样整齐,使得原子之间的相互作用力减小。所以,多数合金的熔点一般比各成分金属的低。知识简介:4.7.常用的合金4.7.1.铁和铁合金生 铁 钢含碳量 24.3% 0.03%2%性能 生铁硬度大、抗压、性脆,可铸不可锻 有良好的延展性,机械性能好,可铸可锻4.7.2.铝和铝
6、合金成 分 性 能铝 Al 硬度、强度较小铝合金向 Al 中加入少量的合金元素如:Cu、Mg、Si、Mn、Zn 及稀土元素1.抗腐蚀能力强,强度高,密度较小,如:高压锅是由铝合金制造的2.硬铝的性能4.7.3.铜合金A.铜合金分类:铜合金分为黄铜、青铜和白铜。 白铜:是铜镍合金,主要用来制造精密机械、精密仪表中的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。黄铜:铜和锌著称的合金统称为黄铜。其中铜锌二元合金称普通黄铜。除锌外再加入其它元素所组成的多元黄铜称为特殊黄铜。铸造黄铜具有较高的力学性能,铸造性能较好,且价格比青铜低。常用于一般用途的轴承、衬套、齿轮等耐磨件和阀门等耐蚀件。青铜:可分为普通青铜(锡青铜)和
7、特殊青铜(铝青铜、铅青铜、硅青铜、铍青铜等)两大类。B.铜合金铸造工艺各种成分的铜合金的结晶特征不同,铸造性能不同,铸造工艺特点也不同。锡青铜:结晶特征是结晶温度范围大,凝固区域宽。铸造性能方面流动性差,易产生缩松,不易氧化。工艺特点是壁厚件采取定向凝固(顺序凝固),复杂薄壁件、一般壁厚件采取同时凝固。铝青铜和铝黄铜:结晶特征是结晶温度范围小,为逐层凝固特征。铸造性能方面流动性较好,易形成集中缩孔,极易氧化。工艺特点是铝青铜浇注系统为底注式,铝黄铜浇注系统为敞开式。硅黄铜:结晶特征是介于锡青铜和铝青铜之间。铸造性能最好(在特殊黄铜中)。工艺特点是顺序凝固工艺,中注式浇注系统,暗冒口尺寸较小。4
8、.7.4.新型合金 储氢合金:未来能源的开发中,氢是一种发热高、无污染、无公害、取之不尽、用之不竭的能源,是能源研究的一个发展方向,关键问题是如何贮存氢?氢气是一种易燃易爆的气体,要在-253才液化。1968 年美国首先发现 Mg-Ni 合金具有贮氢功能,但要在 250时才放出氢。后相继发现 Ti-Fe,Ti-Mn,La-Ni 等合金也有贮氢功能。 LaN1 贮氢台金在常温、0.152 MPa 下就可放出氢,可用于汽车、燃料电池等,新型贮氢合金材料的发现和实际应用有待于 21 世纪继续努力。钛合金:以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。钛合金具有密度低、比强度高、抗腐蚀性能好、工艺性能
9、好等优点,是较为理想的航天工程结构材料。耐热合金:镍钴合金能耐 1200,用于喷气发动机和燃气轮机的构件。镍铬铁非磁性耐热合金在 1200时仍具有高强度、韧性好的特点,可用于航天飞机的部件和原子反应堆的控制捧等。寻找耐高温(1000以上)、可长时间运行(10000 h 以上)、耐腐蚀、高强度等要求的合金材料,仍是今后研究的方向。形状记忆合金:它们具有高弹性、金属橡胶性能、高强度等特点,如 Ni-Ti,Ag-Cd,Cu-Cd,Cu-A1-Ni ,Cu-A1-Zn 等合金,可用作调节装置的弹性元件(如离合器,节流阀,温控元素等)、热引擎材料、医疗材料(牙齿矫正材料)等。点燃泡沫合金w.k.s.5.
10、u.c.o.m第二课时 镁、铝及其化合物考纲要求1.掌握镁和铝单质的化学性质,并重点掌握镁和铝的特性;2.掌握镁和铝的化合物的性质,并重点掌握铝及其化合物的两性;3.注重图像在化学解题中的应用。自学反馈复习重点:1.掌握金属 Al 及其重要化合物的主要性质、应用及其计算。2.了解海水提镁、硬水软化的方法。3.了解金属 Al 的冶炼原理。知识梳理1.铝的结构:1.1.原子结构示意图:1.2.周期表中位置:第三周期A 族,铝原子核外有三个电子,在化学反应中,容易失去最外层的三个电子,显+3 价。2.铝单质的性质2.1物理性质:银白色金属,硬度和密度小,具有良好的导电导热性和延展性。在空气中具有很好
11、的耐腐蚀性。2.2化学性质:(1)与非金属单质反应:A、2Al+3Cl 2=2AlCl3B、铝在空气中缓慢氧化,在氧气中点燃剧烈燃烧。4Al+3O2 = 2Al2O3思考:在金属活泼性顺序中铝排在铁的前面,那为什么铁在空气中易生锈而铝在空气中不易被腐蚀呢?铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化膜并牢固地覆盖在铝表面,阻止了内部的铝与空气接触。(2)与盐溶液反应:2Al+3CuSO 4 3Cu+Al 2(SO4)3(3)与某些氧化物反应铝热反应:2Al + Fe2O3 = 2Fe + Al2O3 铝热剂现象:发出耀眼的光芒、放出大量的热、有熔融物生成。类比:写出 Al 分别与 MnO2 、V 2O5
12、 的反应方程式(4)与沸水微弱反应:2Al+6H 2O = 2Al(OH ) 3 + 3H2 (5)与酸反应:2Al+6HCl = 2AlCl3+H2 2Al+3H 2SO4 = Al2(SO4)3+ 3H2注意:铝在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。某些金属在常温下遇强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸时在表面生成致密的氧化膜,从而阻止内部金属进一步发生反应,这种现象称为钝化。(6)与碱反应: Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO2+3H2反应的实质:分两步进行: 化合价降低,被还原,得6e2Al+6H 2O = 2Al(OH)3 +3H2化合价升高,被氧化,失6e Al(OH) 3+NaOH = Na
13、AlO2+2H2O 2Al+6H2O+2NaOH = 2NaAlO2+3H2+4H 2O 失2 3 e得6 e3.铝的重要化合物 3.1.氧化铝(Al2O3) (1)物理性质:白色固体、熔点高(2054) 、不溶于水,不与水化合。常作耐火材料。刚玉的主要成分是 Al2O3 ,其中把含少量铬元素的刚玉称为红宝石;含少量的铁和钛元素的刚玉称为蓝宝石。(2)化学性质:电解熔融的氧化铝制备单质铝但由于氧化铝的熔点很高,故在氧化铝中添加冰晶石(Na 3AlF6)降低其熔点。2Al2O3 = 2Al + 3 O2 与酸反应:Al 2O36HCl AlCl33H 2O与碱反应:Al 2O32NaOH 2Na
14、AlO2H 2O既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的氧化物叫两性氧化物3.2.氢氧化铝(Al(OH) 3)(1)物理性质:氢氧化铝是白色胶状物质,不溶于水,有强的吸附性,可以吸附水中的悬浮物和各种色素。(2)化学性质:不稳定性:氢氧化铝不稳定,受热易分解。2Al(OH)3 Al 2O32H 2O 这是工业上制取纯净氧化铝的方法。Al(OH) 3+NaOH= NaAlO2+2H2OAl(OH)3 具有两性的原因: H+AlO2+H2O Al(OH)3 Al3+ + 3OH注意:(1)氢氧化铝作为碱时是三元碱;作为酸时是一元酸(HAlO3) 。(2)氢氧化铝与酸碱反应时,弱酸弱碱是不能把氢氧化铝溶
15、解的。3.3.明矾:KAl(SO 4)212H2O复盐的概念:由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的盐叫复盐。4.Al3+、 AlO2的 性质电解Al(OH) 3 + 3HCl= AlCl3 + 3H2OKAl(SO4)2 =K+Al3+2SO42-Al3+3H2O = Al(OH)3 (胶体) +3H+4.1.Al3+的性质4.1.1.AlCl3 中逐滴加入氨水:Al 3+3NH3H2O=Al(OH)3 +3NH 4+用 Al3+制取 Al(OH)3 用弱碱更合适n(NH3H2O)/molnAl(OH)3/mol4.1.2AlCl3 中逐滴加入 NaOH 溶液至过量?方程式:Al 3+3O
16、H= Al(OH)3Al(OH)3+OH = AlO2-+2H2O现象:白色沉淀先增加再减少最后消失图像:n(NaOH)/molnAl(OH)3/mol0 1 2 3 44.1.3 向 NaOH 溶液中滴加 AlCl3 溶液有关反应:Al 3+4OH =AlO2+2H2OAl3+3AlO2+6H2O = 4Al(OH)3现象:开始无沉淀生成,后来白色沉淀逐渐增加,最后沉淀量不变图像:nAl(OH)3/mol0 1/12 1/6 1/4 1/3 n(Al3+)/mol4.2.AlO2的性质4.2.1 向含有 AlO2的偏铝酸盐溶液中通入 CO2 直至过量 离子方程式:图像: n(CO2)/mol
17、nAl(OH)3/mol0 11/2 2AlO 2CO 2(少量)3H 2O = 2Al(OH)3CO 32AlO 2CO 2(足量)2H 2O= Al(OH)3HCO 34.2.3 向含有 AlO2的偏铝酸盐溶液中逐滴滴入稀盐酸直至过量 离子方程式:AlO 2H +H 2O=Al(OH)3 Al(OH) 33H += Al3+3H 2O图像: 0 1 2 3 4n(HCl)/molnAl(OH)3/mol4.3.向含有 H的强酸溶液中逐滴滴入偏铝酸盐溶液直至过量 离子方程式:AlO 24H += Al3+2H 2OAl 3+ 3AlO26H 2O= 4Al(OH)3图像: n(AlO2)/m
18、olnAl(OH)3/mol0 1/4 1/2 3/4 15.铝三角6.镁的化合物7.镁和铝的氧化物的主要性质(1)MgO 具有 性氧化物的性质,写出相关的化学方程式(2)Al2O3 具有 性氧化物的性质,写出相关的化学方程式8.镁和铝的氢氧化物的主要性质(1)Mg(OH) 2 具有 氧化物的性质,写出相关的化学方程式(2)Al(OH) 3 具有 氧化物性质,写出相关的化学方程式9 Mg3N2 的性质:例题 1:在标准状况下,进行甲、乙、丙三组镁铝合金与盐酸的反应实验。三组实验的有关数据如下表:组别 镁铝合金质量/mg HCl 溶液体积/mL 氢气的体积/mL甲 255 30 280乙 385
19、 30 336丙 459 30 336试完成下列问题:(1)甲组实验中,盐酸 _(填“过量” “适量”或“不足量” ) ,理由是_;乙组实验中,盐酸_(填“过量” “适量”或“不足量” ) ,理由是_;要计算出盐酸的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是_,求得的盐酸物质的量浓度是_;(2)求合金中镁、铝的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是_,求得镁、铝的物质的量之比是_;(3)在丙组实验之后向容器中加入 1 molL-1 的氢氧化钠溶液,使合金中的铝恰好溶解,不形成含铝的沉淀,并使 Mg2+刚好沉淀完全,再过滤出不溶固体。求滤液中各溶质的物质的量和所加入的氢氧化钠溶液的体积(写计算过程)
20、 。答案:(1)过量 合金质量增加,氢气量也增加 不足量 m(合金乙)/m(合金甲)V(氢气乙)/V (氢气甲) 丙中 30 mL 与 336 mL 1 molL-1(2)甲中 255 mg 与 280 mL 11(3)根据实验过程可判断:滤液中含溶质 NaCl 和 NaAlO2。根据“原子守恒及丙组中合金过量” ,可得 n(NaCl)=n(HCl)=2n(H2)=2336 mL10-3 LmL-122.4 Lmol-1=0.03 mol。又 459 mg 合金中 n(Al)=45910 -3 g(27 gmol-1+24 gmol-1)=0.009 mol,故 n(NaAlO2)=0.009
21、 mol。n(NaOH)=n(NaCl)+n(NaAlO2)=0.039 molVNaOH(aq) =0.039 L,即 390 mL。例题 2:将溶液(或气体)X,逐渐加入(或通入)到一定量的 Y 溶液中,产生沉淀的量与加入 X 物质的量的关系如图,符合图中情况的一组物质是A B C DX H2S HCl NH3 NH3.H2OY Na2SO3 NaAlO2 AlCl3 AgNO3解析:由图可知,B 中加入试剂 1 份,沉淀完全,再加入 3 份,沉淀全溶解。NaAlO2+HCl+H2O=Al(OH)3+NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OA 中二者反应生成 S,继续通入不
22、溶解;C 中通入 NH3 生成沉淀,继续通入也不溶;而 D中 AgNO3 AgOH Ag(NH3)2+OH-。答案:B OHN23. OHN23.例题 3:若在加入铝粉能放出氢气的溶液中,分别加入下列各组离子,可能共存的是A.NH4+ NO3- CO32- Na+ B.Na+ Ba2+ Mg2+ HCO3-C.NO3- Ca2+ K+ Cl- D.NO3- K+ AlO2- OH-解析:铝粉加入酸溶液或强碱溶液中均可放出 H2,A 中 NH4+与 OH-不能大量共存,CO 32-不能与 H+大量共存;B 中 HCO3-既能与 H+反应又能与 OH-反应;C、D 在强碱条件下可以共存。答案 C、
23、D例题:(1)引发铝热反应的操作是_;(2)某学生用体积为 0.11025 cm3,质量分数99.5%的铝片和酸反应制取氢气,实验现象见下表:1 min 2 min 5 min 15 min 20 min3 molL-1 HCl 少量气泡 较多气泡 大量气泡 反应剧烈 铝片耗尽1.5 molL-1 H2SO4 均无明显现象(只有少量气泡)写出铝与酸反应的离子方程式_;反应 115 min 内,铝与盐酸的反应逐渐加快,其原因是 _;根据以上现象,可做出如下猜想:_。答案:(1)加少量氯酸钾,插上镁条并将其点燃X 物质的量沉淀量(2)2Al+6H +=2Al3+3H2反应放热,温度升高,化学反应速
24、率加快猜想一:Cl -对该反应有促进作用猜想二: 对该反应有抑制作用(答其中之一)24SO解析:从影响化学反应速率的因素分析,铝与盐酸反应逐渐加快的原因只能是反应放热,温度升高,对速率有影响;盐酸和硫酸溶液中,起始时 c(H+)相等,但反应速率不同,其原因是酸根离子的不同,说明酸根离子对反应速率有影响。例题 4:将某质量的镁铝合金溶解在 500mL 盐酸中,然后取出 10mL 溶液用 1mol/LNaOH 溶液滴定,产生沉淀质量与碱溶液的关系如下图。求:(1)合金中镁和铝的物质的量之比; (2)盐酸的物质的量浓度(假设反应后溶液体积不变)。 几种重要金属练习(一)1.某物质熔融状态时可导电,固
25、体时可导电,将其投入水中后,水溶液也可导电,则可推断该物质可能是( )A.金属 B.非金属 C.可溶性盐 D.可溶性碱答案:A2.下列物质中,不属于合金的是 ( D )A 硬铝 B黄铜 C 钢铁 D金箔3镁、铝、铜三种金属粉末混合物, 加入过量盐酸充分反应 , 过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液, 再过滤 , 滤液中存在的离子有( A )A BCu 2+ CAl 3+ DMg 2+lO24向 MgSO4 和 Al2(SO4)3 的混合溶液中 , 逐滴加入 NaOH 溶液。下列图象中, 能正确表示上述反应的是(横坐标表示加入 NaOH 溶液的体积, 纵坐标表示反应生成沉淀的质量( D )5.1989
26、 年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是( )制铝合金 制电线 制炊具 明矾净水 明矾和苏打制食品膨松剂 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 银色漆颜料 制易拉罐 包装糖果和小食品A全部 B C D解析: “D”中所涉及的铝与进入食品、饭、水等中,并被人体吸收,所以要加以控制。答案: D6.在下列各物质中,加入过量盐酸后,最终不产生沉淀或浑浊的是A.偏铝酸钠溶液 B.苯酚钠溶液 C.硅酸钠溶液 D.硫代硫酸钠溶液解析:各选项中产物依次为 Al(OH)3、C 6H5OH、H 2SiO3、S。但 Al(OH)3 是两性氢氧化物,能溶于过量的盐酸中。答案:A7.将
27、表面已完全钝化的铝条,插入下列溶液中,不会发生反应的是A稀硝酸 B稀盐酸 C硝酸铜 D氢氧化钠8.将等物质的量的镁和铝相混合,取等质量该混合物四份, 分别加到足量的下列溶液中,充分反应后, 放出氢气最多的是A.3mol/LHCl B.4mol/LHNO3 C.8mol/LNaOH D.18mol/LH2SO4解析:在镁、铝混合物中加入 HNO3 和浓 H2SO4(两物质均具有强氧化性)都不能产生H2,加入 NaOH 溶液只有 Al 与 NaOH 溶液反应生成 H2 而与 Mg 不反应。而加入 HCl,Mg和 Al 都与盐酸反应生成 H2,所以 H2 量最多。答案:A9.甲、乙两烧杯中各盛有 1
28、00mL3mol/L 的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2,则加入铝粉的质量为A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.6g解析:根据铝与盐酸和氢氧化钠溶液反应的方程式判断,若在含等物质的量的 HCl 和 NaOH溶液中分别加入足量的铝粉,产生的 H2 之比为 1:3。而题中为 1:2,说明铝粉的量相对盐酸是过量的,而对 NaOH 是不足的。与前者反应的铝粉是 2.7g,则与后者反应的铝粉应为5.4g。答案:A10.氢化钠是一种离子晶体,它与水反应时生成氢氧化钠和氢气,现有氢化钠和铝粉 m g,与足量的水反应后铝无剩余,若
29、收集到氢气 n g,则混合物中铝粉的质量为:( )A.36n3m B.m24n/5 C.12nm D.24m5n 11.工业生产从海水中提取镁的方法是( )A.海水 Mg(OH)2 MgCl2 溶液 MgCl2 晶体 Mg NaOH HCl 电 解B.海水 MgCl2 溶液 MgCl2 晶体 Mg Cl 电 解C.海水 Mg(OH)2 MgO Mg 石 灰 乳 灼 烧 电 解D.海水 Mg(OH)2 MgCl2 溶液 MgCl2 晶体 Mg 石 灰 乳 HCl 电 解答案:D解析:制取物质时要求原料价廉易得(不能用 NaOH);MgO 熔点高,故应电解 MgCl2。12.铝与镓的性质相似,如
30、M(OH) 3 都是难溶的两性氢氧化物。在自然界,镓常以极少量分散于铝(如 Al2O3)中。用 NaOH 溶解处理铝土矿(Al 2O3)时,生成 NaAlO2;而后通入 CO2,得 Al(OH)3 沉淀,而 NaGaO2 留在溶液中(循环多次后成为提取镓的原料) 。发生后一步反应是因为( )A.镓酸酸性强于铝酸 B.铝酸酸性强于镓酸C.镓浓度小,所以不沉淀 D.Al(OH)3 是难溶物答案:A解析:不能生成镓酸,说明镓酸的酸性比碳酸强,比铝酸强。13.用稀 H2SO4、NaOH 溶液和金属铝为原料制取 Al(OH)3,甲、乙、丙三个学生制备途径分别为:甲:Al Al2(SO4)3 Al(OH)
31、3 42SO NaOH乙:Al NaAlO2 Al(OH)3 NaH 4S丙: 323)()(42 AllAlaOS 若要制得等量的 Al(OH)3,则( )A.三者消耗原料相同 B.甲消耗原料最多C.乙消耗原料最少 D.丙消耗原料比甲少,比乙多答案:B解析:写出各反应的化学方程式,比较得知,分别制备 2 mol Al(OH)3,甲需要 3 mol H2SO4 和 6 mol NaOH,乙需要 1 mol H2SO4 和 2 mol NaOH,丙需要 1.5 mol H2SO4 和 1 mol NaOH。显然 B 正确。14.镁带在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁,将燃烧后的产物溶解在 60 mL
32、 0.2 molL-1 的盐酸中,用 20 mL 0.5 molL-1 的 NaOH 溶液刚好完全中和多余的盐酸,然后在此溶液中加入过量的碱,把氨全部蒸出,用盐酸吸收,稀盐酸增重 0.17 g,则镁带的质量为( )A.3.6 g B.2.4 g C.1.2 g D.0.6 g答案:C解析:氯离子存在于两种物质中,即氯化钠和氯化镁中,则 m(Mg)=24 gmol-1(0.06 L0.2 molL-1-0.02 L0.5 molL-1)2=1.2 g。15.单质钛的机械强度高,抗腐蚀能力强,有“未来金属”之称。工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO 3)的方法来制取 TiO2,再由 TiO2 制金
33、属钛,主要反应有:FeTiO 3+3H2SO4=Ti(SO4)2+FeSO4+3H2O Ti(SO 4)2+3H2O=H2TiO3+2H 2SO4H 2TiO3=TiO2+H2O TiO 2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO TiCl 4+2Mg=2MgCl2+Ti下列有关上述反应的叙述错误的是( )A.反应是非氧化还原反应 B.反应是水解反应C.反应中 TiO2 是氧化剂 D.反应表现了金属镁还原性比金属钛强答案:C解析:反应中 Ti 的化合价不变,氧化剂为 Cl2。16.由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程
34、如下:(注 :NaCl 熔点为 801;AlCl 3在 181升华)(1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为 和 。(2)将 Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除 Cl2外还含有 ;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在 。(3)在用废碱液处理 A 的过程中,所发生反应的离子方程式为 。(4)镀铝电解池中,金属铝为 极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以 AlCl4 和Al2Cl7 形式存在,铝电镀的主要电极反应式为 。(5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,
35、其原因是 。解析:本题考察物质的提纯、实验条件的选择、方程式的书写、原电池及电解的应用。(1)铝属于活泼金属,在高温下可置换某些金属或非金属,因此有关反应的方程式为2AlFe 2O3 高 温 Al2O32Fe、4Al3SiO 2 高 温 2Al2O33Si。(2)在高温下,氯气可与氢气、金属钠和铝反应生成 HCl、NaCl 和 AlCl3,由于温度是700,所以 AlCl3会升化变成气体,因此气泡的主要成分除 Cl2外还含有 HCl 和AlCl3;NaCl 熔点为 801,此时 NaCl 不会熔化,只能在浮渣中存在,即浮渣中肯定存在NaCl。(3)尾气经冷凝后分为气体 A 和 B,由框图可知
36、A 是氯气和氯化氢的混合气体,B 是AlCl3,因此用废碱液处理 A 的过程中,所发生反应的离子方程式为Cl22OH =Cl ClO H 2O 和 H+OH H 2O。(4)既然是镀铝,所以铝必需作阳极,由于熔融盐中铝元素和氯元素主要以 AlCl4 和Al2Cl7 形式存在,所以阳极的电极反应式为 Al +7 AlCl4 3e 4Al 2Cl7 。(5)铝在空气中易形成一层极薄的致密而坚固的氧化膜,它能阻止内部的金属继续被氧化,起到防腐蚀保护作用。答案:(1)2AlFe 2O3 高 温 Al2O32Fe 4Al3SiO 2 高 温 2Al2O33Si。(2)H 2和 AlCl3;NaCl(3)
37、Cl 22OH =Cl ClO H 2O。(4)阳极 Al +7 AlCl 4 3e 4Al 2Cl7 。(5)致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的 O2、CO 2和 H2O 等接触,使电化学腐蚀和化学腐蚀不能发生。17.镁化合物具有广泛用途,请回答有关镁的下列问题:(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的_,还生成少量的_(填化学式) ;(2)CH 3MgCl 是一种重要的有机合成剂,其中镁的化合价是_,该 化合物水解的化学方程式为_;(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为 298K 时的稳定状态) 。来源:Zxxk.Com 下列选项中正确的是_(填序号) 。MgI 2中
38、 Mg2+与 I-间的作用力小于 MgF2中 Mg2+与 F-间的作用力Mg 与 F2的反应是放热反应MgBr 2与 Cl2反应的H0化合物的热稳定性顺序为 MgI2MgBr 2MgCl 2MgF 2MgF 2(s)+Br 2(l)=MgBr 2(s)+F 2(g)H=+600kJmol -1答案(1)MgO,Mg 3N2;(2)+2, ;(3)命题立意:以元素及其化合物为载体的综合考查,包括物质性质及反应方程式、特殊图表信息的处理。解析:(1)镁在空气中的燃烧产物有氧化镁和氮化镁;(2)化合物的水解要看化合物中离子的正负价,题中 Mg 是+2 价,氯为-1 价,则 CH3为-1 价,负价的与
39、 H+结合,正价的与OH-结合得产物;(3)能量越低越稳定,越稳定的物质内部化学键键能越大,故正确错误,其他各选项可类比反应热中能量计算。【技巧点拨】关于能量变化的题,万变不离其宗。有以下的规律:键的断裂与能量之间关系及盖期定律计算;结构相似的物质能量越低越稳定,物质内部的化学键键能越大;焓变值大小比较和放吸热判断。1.8下图中,A、B、C、D、E 是单质,G、H、I、F 是 B、C、D、E 分别和 A 形成的二元化合物。已知: 反应 能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接; I 是一种常见的温室气体,它和 可以发生反应:2EI 点 燃 2FD,F 中的 E 元素E的质量分数为 60%.回答
40、问题:(1)中反应的化学方程式为_;(2)化合物的电子式为_,它的空间构型是_;(3)1.6g G 溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程) ;(4)C 与过量 NaOH 溶液反应的离子方程式为_,反应后溶液与过量化合物反应的离子方程式为_;(5)E 在 I 中燃烧观察到的现象是_。解析;中反应属于铝热反应,故 C 是单质铝,B 是单质铁,H 是氧化铝;中 I 是二氧化碳,D 所单质碳,E 是单质镁。F 是由氧元素和镁元素组成,即氧化镁,所以 A 是氧气。答案:(4)2Al2OH 2H 2O=2AlO2 3H 2AlO2 CO 22H 2O=HCO
41、3 Al(OH) 3(5)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着有黑色的碳19在我国南方某些地区,原本澄清透明的井水在水缸中久置后,水面会出现一层棕红色的“锈皮 ”,并有少量棕红色絮状沉淀积于缸底,当地居民常采用往水中加明矾的方法来处理这个问题。 (1)井水久置后,缸底出现的棕红色絮状沉淀的主要成分是(写化学式) 。(2)用化学方法鉴别该井水的步骤是 ,离子方程式是 。(3)用化学方法鉴别经明矾处理后的水的步骤是 ,离子方程式是 。答案(1)Fe(OH ) 3(2 )取少量水样,滴入适量氯水后,在滴入几滴 KSCN 溶液,若溶液呈现血红色,则为该井水:2Fe 2+Cl22Fe 3+2Cl-
42、; Fe3+SCN-Fe(SCN) 2+(3 )取少量水样,加入少量 BaCl2 溶液,若出现白色沉淀(或变浑浊) ,即为用明矾处理过的水。SO 42-+Ba2+BaSO 420.锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强酸,由能溶于强碱。但是氢氧化铝不容于氨水,生成 Zn(NH 3) 22+。回答下列问题:(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后,溶液中铝元素的存在形式为 (用化学式表达)(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式 (3)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法即可鉴别的是 硫酸铝和氢氧化钠 硫酸铝和氨水 硫酸锌和氢氧化钠 硫酸锌和氨水(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的化学方程式 试解释
43、在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化钠的原因 。答案(1)AlO 2-或 Al(OH) 4-(2 ) Zn+2NaOHNa 2ZnO2+H2或 Nn+2NaOH+2H2ONa 2Zn(OH) 4+H2(3 ) (4 ) Al3+3NH2H2OAl(OH )2 +3NH 4+可容性锌盐与氨水反应产生的 Zn(HO) 2 可容于过量氨水中,生成 Zn(NH3) 42+,氨水的用量不易控制第三课时 铁及其化合物【考纲要求】1根据铁的原子结构的特点来分析记忆铁及其化合物的性质、相互转化的反应及原因等等。2应运用氧化还原原理,在“铁三角” ,即 中的相互转化关系。3重点掌握根据氧化还原的原理进
44、行有关铁及其化合物的相关计算复习重点:1.了解铁及其重要化合物的主要性质及应用。2.铁单质的化学性质。3.铁的重要化合物的氧化还原性;4.Fe( ) 、Fe( )的相互转化是高考的热点知识梳理:1.铁在周期表中的位置及结构铁位于第 周期第 族,原子结构示意图为Fe2e Fe 2+ Fe3e Fe 3+是地壳中含量 的金属元素。铁分布很广,能稳定地与其他元素结合,常以氧化物的形式存在,有赤铁矿(主要成分是 Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是 Fe3O4)、褐铁矿(主要成分是 Fe2O33H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是 FeS2)、钛铁矿(主要成分是 FeTiO3)等。铁是活泼的过渡元素。2物理性质银白色光泽、密度大,熔沸点高,延展性、导电、导热性较好、能被磁铁吸引。思考:纯铁抗蚀能力特别强,而我们常见的铁并非如此,为什么?3化学性质铁是较活泼的金属,铁原子的最外层电子数为 2 个,可失去 2 个或 3 个电子而显+2 价或+3 价,但 +3 价的化合物较稳定。(1)与非金属反应(与 O2、Cl 2、S 等) 现象: ,加水震荡后溶液显 色 比较和,说明氧化性