课件26张PPT。第三章 金属及其化合物第一节 金属的化学性质第1课时 金属与非金属的反应自主阅读自主检测一、金属的存在及通性
1.金属在自然界中的存在
(1)自然界中绝大多数金属元素的存在形态是化合态。
(2)地壳中含量占据前两位的金属元素是铝和铁。
2.物理通性3.化学通性
(1)金属的原子结构与化学性质:
①画出钠、镁、铝的原子结构示意图:自主阅读自主检测②金属的原子结构与化学性质的关系:
(2)写出下列反应的化学方程式:自主阅读自主检测二、金属与非金属的反应
1.钠与氧气的反应
(1)钠的物理性质:银白色固体、质软、硬度小、熔点低。
(2)常温下钠与氧气的反应:将金属钠露置于空气中,其表面迅速变暗,失去金属光泽,化学方程式为4Na+O2 2Na2O。
(3)钠在加热或点燃条件下与氧气的反应:2Na+O2 Na2O2。
2.铝与氧气的反应
(1)现象:铝箔熔化,失去金属光泽,但熔化的铝并不滴落。
(2)化学方程式:4Al+3O2 2Al2O3。
3.金属与Cl2、S的反应
金属与Cl2、S等物质反应生成相应的氯化物、硫化物等。自主阅读自主检测1.下列不是所有金属都具有的性质的是( )
A.导电性 B.导热性
C.延展性 D.常温下为固体
答案:D
2.下列性质属于钠的性质,不属于铝的性质的是( )
A.能与氧气反应
B.能与氯气反应
C.能与硫反应
D.质软、硬度小、熔点低
答案:D情境导入知识点拨典例引领重难点钠、铝与非金属的反应?
下图所示为某同学做的几组实验:
实验一、钠与氧气的反应
取一小块金属钠,用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去一端的外皮,这时可以看到钠的真面目。切下黄豆粒大小的一块钠,放入坩埚中加热。情境导入知识点拨典例引领重难点实验二、铝与氧气的反应
讨论探究?
(1)上述实验各有何现象?
(2)通过上述实验能证明金属钠和金属铝的化学性质具有哪些相同点和不同点?情境导入知识点拨典例引领重难点探究提示:(1)实验一的现象:刚切开钠时,断面呈银白色,慢慢失去光泽,放在坩埚中加热时,首先熔化成闪亮的小球,然后剧烈燃烧,发出黄光,最终生成淡黄色固体;实验二:加热后,铝箔熔化,失去光泽,但不滴落。
(2)都能与氧气反应,但金属钠与氧气反应时,条件不同,产物不同,缓慢氧化生成氧化钠,点燃时,生成过氧化钠;而铝在加热条件下与氧气反应只生成氧化铝。情境导入知识点拨典例引领重难点1.金属与氧气的反应规律
金属的金属性越强,越易与氧气发生化合反应。
(1)活泼金属K、Ca、Na常温下在空气中易被氧化,在空气中又可发生燃烧。
(2)较活泼金属Mg、Al常温下在空气中易被氧化,形成氧化膜,也可以发生燃烧。
(3)金属Zn、Fe、Sn、Pb常温下与干燥空气不发生氧化反应,加热条件下能被氧化,在纯氧中可发生燃烧。
(4)金属Cu、Hg在强热条件下,只氧化而不发生燃烧。金属活动性在Hg之后的金属不能被氧气氧化。情境导入知识点拨典例引领重难点2.经典燃烧实验现象集锦
(1)镁条在空气中燃烧:发出耀眼强光,放出大量的热,生成白烟。
(2)木炭在氧气中燃烧:发出白光,放出热量。
(3)硫在纯氧中燃烧:发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性气味的气体。
(4)铁丝在氧气中燃烧:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体物质。
(5)氢气在空气中燃烧:火焰呈现淡蓝色。
(6)钠在空气中燃烧:火焰呈黄色,生成淡黄色物质。
(7)将点燃的镁条伸入盛有二氧化碳的集气瓶中:剧烈燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁。情境导入知识点拨典例引领重难点题型一、钠与氧气的反应
例题1导学号98980040将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化:表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体(粉末),下列有关叙述中正确的是( )
A.表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了过氧化钠
B.“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液
C.最后变成碳酸钠粉末
D.该过程中的所有化学反应均为氧化还原反应情境导入知识点拨典例引领重难点解析:钠露置在空气中表面迅速变暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与水反应生成NaOH,NaOH又吸收空气中的H2O和CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化脱水,最后变成Na2CO3粉末,该过程中只有钠的氧化是氧化还原反应。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 下列关于钠的叙述中,不正确的是 ( )?
A.钠燃烧时发出黄色的火焰
B.钠燃烧时生成氧化钠
C.钠有很强的还原性
D.钠原子的最外层只有一个电子
解析:钠燃烧时生成过氧化钠,常温下与氧气反应生成氧化钠。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点题型二、铝与氧气的反应
例题2将一块铝箔用砂纸打磨表面后,在酒精灯上加热至熔化,下列说法中正确的是( )
A.熔化的是铝 B.熔化的是Al2O3
C.熔化物滴落 D.熔化物迅速燃烧
解析:打磨掉氧化膜的铝又迅速被O2氧化为Al2O3,包裹在Al的表面,保护内层的Al不被继续氧化;由于Al2O3的熔点比Al高,当加热至铝熔化时,Al2O3薄膜依然完好存在,里面熔化的铝不与O2接触不能迅速燃烧,也不会滴落。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 下列关于铝的叙述中不正确的是( )?
A.铝是地壳中含量最多的金属元素
B.铝容易失去电子,表现还原性
C.铝在空气中用酒精灯点不着
D.在常温下,铝不能与氧气反应
解析:铝是地壳中含量最多的金属元素,其最外层电子数为3,易失去电子,表现还原性,活动性较强,A、B正确;常温下在空气中加热铝时,铝表面形成的Al2O3可以阻碍O2与内部的铝继续反应,所以用酒精灯点不着,C正确。
答案:D1 2 3 41.取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察实验现象,以下描述正确的是( )
①金属钠先熔化
②在空气中燃烧,放出红色火花
③燃烧后得白色固体
④燃烧时火焰为黄色
⑤燃烧后生成浅黄色固体物质
A.①② B.①②③
C.①④ D.①④⑤
解析:钠的熔点只有97.8 ℃,受热时立即熔化,它是一种很活泼的金属,受热时与O2化合生成Na2O2,呈淡黄色。
答案:D1 2 3 42.小兰家中收藏了一件清末的铝制工艺品,该工艺品至今仍保存完好。该工艺品仍未锈蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应
B.铝的氧化物易发生还原反应
C.铝不易被氧化
D.铝易被氧化,但氧化铝具有保护内部铝的作用
解析:铝制品在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密而稳定的氧化铝(Al2O3)薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
答案:D1 2 3 43.下列关于金属元素性质的叙述正确的是( )
A.金属元素的原子只有还原性,离子只有氧化性
B.金属元素在化合物中一定显正化合价
C.金属元素在不同化合物中化合价一定是不同的
D.金属元素的单质在常温下都是固体
解析:金属单质只有还原性,具有可变化合价的金属的低价阳离子既有氧化性又有还原性(如Fe2+),A错误;金属元素无负价,B正确;Na2O与Na2O2中Na元素的化合价均为+1价,C错误;大多数金属单质在常温下为固体,少数为液体(如汞),D错误。
答案:B1 2 3 44.一块金属钠暴露于空气中最后变成( )
A.氧化钠 B.氢氧化钠
C.碳酸钠 D.碳酸氢钠第三章 金属及其化合物
第一节 金属的化学性质
第1课时 金属与非金属的反应
课后训练案
巩固提升
A组
1.下列关于金属的叙述中正确的是( )
A.所有的金属都是固态的
B.金属具有导电性、导热性和延展性
C.常温下所有金属都能与酸反应
D.金属元素在自然界中都是以化合态形式存在的
解析:汞是液态金属;金属一般具有导电性、导热性和延展性;常温下部分不活泼金属元素不能与酸反应(如金、铂等);金属元素在自然界中大多数是以化合态形式存在,但也有部分不活泼金属元素以游离态形式存在(如金、铂等)。
答案:B
2.镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料。工业制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却,下列可作为冷却气体的是( )
①空气 ②CO2 ③Ar ④H2 ⑤N2
A.①② B.②③
C.③④ D.④⑤
答案:C
3.铝在空气中能够稳定存在的原因是( )
A.铝的活动性差
B.铝的还原性差
C.铝与氧气不反应
D.铝表面有致密的氧化膜
解析:铝是一种活泼金属,在空气中与氧气发生反应,在表面形成致密的Al2O3薄膜,阻止了氧气与内部铝的继续反应,所以铝在空气中能够稳定存在。
答案:D
4.下面关于金属钠的描述正确的是( )
A.钠的化学性质很活泼,在自然界里不能以游离态存在
B.钠离子具有较强的还原性
C.钠很软,在新材料领域没有用途
D.钠露置于空气中最后变为Na2O
解析:钠的化学性质活泼,会与空气中的氧气等物质反应,在自然界中只能以化合态形式存在,A项正确;钠离子不能再失去电子,不具有还原性,B项错误;钠很软、熔点低,导电、导热性好,可用于新光源、原子反应堆导热剂等,C项错误;钠露置于空气中会发生一系列反应,最后变为Na2CO3,D项错误。
答案:A
5.导学号98980041将钠和碳分别置于下图所示的两个盛满氧气的集气瓶中,燃烧完毕冷却至室温后,打开装置中的两个活塞,这时观察到( )
A.水进入左瓶
B.水进入右瓶
C.水同时进入两瓶
D.水不进入任何一瓶
解析:由于钠与氧气反应生成过氧化钠,使左瓶氧气减少,压强减小,而右瓶中的碳与氧气反应生成二氧化碳,气体的量不变,压强不变,因左瓶的压强减小,故水进入左瓶。
答案:A
6.若将4.6 g钠块置于过量O2中燃烧后,生成了7.2 g固体物质,则下列推断合理的是( )
A.钠在燃烧前未被氧化
B.钠在燃烧前已有部分被氧化
C.生成物中只有氧化钠
D.以上说法均不正确
解析:若Na未被氧化完全反应生成Na2O2,则其质量为7.8 g,故说明Na燃烧前已部分被氧化。
答案:B
7.下列关于金属性质的叙述正确的是( )
A.钠与氧气反应时,产物由参加反应的氧气量决定
B.铝箔在空气中受热可以熔化且会发生剧烈燃烧
C.金属与非金属发生反应时,被氧化的一定是金属
D.铁丝不论在空气还是纯氧中都不会燃烧
解析:Na与O2反应的产物是由反应条件决定的,常温下生成Na2O,点燃时生成Na2O2,与O2的用量无关,A错误;铝箔在空气中受热可熔化,但由于表面形成熔点很高的Al2O3,故不会燃烧,B错误;金属与非金属单质反应时,金属只能失电子被氧化,C正确;铁丝可在纯氧中燃烧生成Fe3O4,D错误。
答案:C
8.下列说法错误的是( )
A.钠在空气中燃烧时先熔化,再燃烧,最后所得主要产物是Na2O2
B.镁因在空气中形成了一层致密的氧化物薄膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠一样特殊保护
C.铝制品在生活中应用非常普遍,是因为铝不活泼
D.铁因在潮湿的空气中生成的氧化物疏松,不能保护内层金属,故铁制品往往需涂保护层
解析:钠在空气中燃烧,主要生成Na2O2,故A正确。铝因易与O2反应生成致密的氧化物薄膜而耐腐蚀,我们日常用的铝器皿采用特殊工艺将氧化膜变厚,保护作用更好,并不是铝不活泼,C错误。
答案:C
9.把铝箔放在盐酸中除去表面的氧化膜,所发生反应的化学方程式为 ,把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热,看到的现象是 ,原因是 ,所发生的反应是 。?
解析:铝箔表面的氧化膜为Al2O3,它可以和酸反应生成盐和水;把除去氧化膜的铝箔迅速放到酒精灯火焰上加热时,其表面已生成致密的氧化膜,它阻碍了氧气和铝的进一步反应,并且它的熔点很高,难以熔化。
答案:Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O
铝箔形成液滴却不滴落
生成的Al2O3薄膜阻止了Al和O2的进一步反应,且Al2O3的熔点高于Al的熔点,故使内层熔化的Al无法滴落
4Al+3O22Al2O3
10.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题。
(1)下列关于钠的叙述中,正确的是 。?
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,发出黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
D.金属钠的熔点很高
(2)由于金属钠很容易与空气中的 等物质反应,通常将它保存在 里,以使它与 等隔绝。?
解析:通过外观和钠与水反应的实验现象可知,钠的物理性质有:银白色、密度小、熔沸点低、质软、导电、导热等,作为活泼的金属,钠易与O2、水等发生化学反应。
(1)A选项中有关钠硬度的描述不正确;C选项中有关钠在空气中燃烧的产物说法有误;D选项中有关金属钠熔点的描述不符合事实。只有B项正确。
(2)由于金属钠很活泼,很容易与空气中的氧气、水蒸气等物质反应,因此保存时应隔绝空气,通常保存在煤油里,这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应,钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。
答案:(1)B
(2)氧气 煤油 氧气
B组
1.某同学将金属钠露置于空气中,观察到下列现象:银白色变灰暗变白色出现液滴白色晶体白色粉末,根据钠及其化合物的性质分析,下列说法正确的是( )
A.①发生了氧化还原反应
B.①变灰暗是因为生成了过氧化钠
C.③是碳酸钠吸收空气中的水蒸气形成了溶液
D.④⑤只发生物理变化
解析:钠露置在空气中由银白色变灰暗,是因为Na与O2反应生成了Na2O,Na2O与H2O反应生成白色固体NaOH,NaOH易潮解,吸收空气中的H2O形成NaOH溶液而出现液滴,同时吸收空气中的CO2,生成Na2CO3·10H2O,Na2CO3·10H2O逐渐风化最后变为Na2CO3固体,其中①发生了氧化还原反应,A正确;Na只有在加热或点燃时才能生成Na2O2,B错误;③是NaOH潮解,C错误;④⑤中发生的反应有2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2ONa2CO3·10H2O及Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O,D错误。
答案:A
2.金属钠是一种活泼金属,除了具有金属的一般性质外,还具有自己的特性。下列关于钠的叙述中,正确的是( )
A.钠是银白色金属,熔点低,硬度大
B.钠放置在空气中,会迅速被氧化而生成淡黄色的过氧化钠
C.加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰
D.钠元素、铝元素在自然界里均可以游离态存在
解析:A中钠硬度大是错误的。钠放置在空气中被氧化首先变暗生成Na2O,并不是生成淡黄色的Na2O2,故B错误。钠、铝的化学性质很活泼,容易与氧气等反应,在自然界里全部以化合态存在,故D错误。
答案:C
3.日常生活中常用铝制炊具,它质轻且坚固耐用,其中的原因是( )
A.铝制品表面涂有一层油,可以保护铝不受腐蚀
B.铝很不活泼,不易与其他物质反应
C.铝制品表面有一层致密的氧化物薄膜,起保护作用
D.铝虽然很活泼,但只有在高温下才能反应
解析:铝的化学性质很活泼,易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜,而阻止内部的铝继续反应,从而使铝制炊具坚固耐用。
答案:C
4.等质量的两块钠,第一块在加热下与足量氧气充分反应,第二块在常温下与足量氧气充分反应。则下列说法正确的是( )
A.第一块钠失去电子数多
B.两块钠失去电子数相同
C.两块钠的反应产物的颜色相同
D.两块钠所得反应产物的质量相等
解析:Na与O2在不同条件下发生的反应分别为2Na+O2Na2O2,4Na+O22Na2O,等质量的Na无论生成Na2O2还是生成Na2O,Na的化合价都是由0价变为+1价,其失去电子数相同,A错误,B正确;Na2O2为淡黄色,Na2O为白色,两者颜色不同,C错误;等质量的Na生成Na2O2和Na2O的物质的量相同,因Na2O2摩尔质量大于Na2O的摩尔质量,故生成Na2O2的质量大,D错误。
答案:B
5.若m g Na在足量氯气中燃烧,生成固体的质量为(m+3.55) g,则m g Na与氧气反应,生成固体的质量为( )
①(m+0.8) g ②(m+1.0) g ③(m+1.2) g ④(m+1.6) g ⑤(m+1.4) g
A.①④ B.①⑤
C.③④ D.①②③④⑤
解析:由题可知,Na的质量为2.3 g,物质的量为0.1 mol,与O2反应可能生成(m+0.8) g Na2O,也可能生成(m+1.6) g Na2O2,也可以既生成Na2O,又生成Na2O2,质量在两者之间。
答案:D
6.(1)用金属钠制取过氧化钠的化学方程式是 ,现象是 。?
(2)指出下列各物质中氧元素的化合价:
Na2O2: ;Na2O: 。?
(3)已知用金属钠生成氧化钠,可有多种方法:
①4Na+O22Na2O;
②4Na+CO22Na2O+C;
③2NaNO2+6Na4Na2O+N2↑。
在上述三种方法中最好的方法是 (填序号),原因是 ?
?
?
。?
解析:解答第(3)题时,如果只简单考虑,当然是钠直接与氧气反应最好,但实际上钠与氧气反应时,生成的Na2O容易被空气中的氧气氧化生成Na2O2,产物含有杂质,故方法①不好。而方法②首先是产物中含有碳杂质,且生成的Na2O会与CO2反应生成Na2CO3,故此法也不好。最好的方法是方法③,产物纯,且不易变质。
答案:(1)2Na+O2Na2O2 产生黄色火焰,生成淡黄色固体
(2)-1价 -2价
(3)③ 此反应中产物只有Na2O是固体,而且另一产物N2可以把周围环境中的氧气排净,使得Na2O不被氧化成Na2O2
7.导学号98980042A、B、C是中学化学中常见的三种物质,它们之间的相互转化关系如下(部分反应条件及产物略去):
(1)若A是一种金属,C是淡黄色固体,则B的化学式为 ,A→C反应的化学方程式为 。?
(2)若A是一种非金属,其常见单质为黑色固体,C是最主要的温室气体,则C的分子式为 ,B→C反应的化学方程式为 。A和C是否可以反应? ,若能,写出反应的化学方程式,若不能,此空不填 。?
解析:(1)根据C是淡黄色固体,C为Na2O2,则B为Na2O、A为Na,A→C的反应为2Na+O2Na2O2。
(2)C是主要的温室气体,C为CO2,A为C,B为CO,B→C的反应为2CO+O22CO2,A和C可以反应生成B,化学方程式为C+CO22CO。
答案:(1)Na2O 2Na+O2Na2O2
(2)CO2 2CO+O22CO2 能 C+CO22CO
8.(1)如图所示装置,在平底烧瓶的底部有一块钠,平底烧瓶内是干燥的空气。过一段时间后可观察到 ,发生反应的化学方程式为 。?
(2)某班同学用如右图所示装置测定空气中氧气的含量。
先用弹簧夹夹住橡胶管。点燃钠,伸入瓶中并塞上瓶塞。待钠熄灭并冷却后,打开弹簧夹,观察广口瓶内水面变化情况。
①上述实验过程中发生反应的化学方程式为 。?
②实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的,乙同学的广口瓶内水面上升明显大于瓶内空气体积的。下列对这两种现象解释合理的是 。?
A.甲同学可能使用钠的量不足,瓶内氧气没有消耗完
B.甲同学可能未塞紧瓶塞,钠熄灭冷却时外界空气进入瓶内
C.乙同学可能没夹紧弹簧夹,钠燃烧时瓶内部分空气受热从导管逸出
D.乙同学可能插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出
解析:(1)钠与空气中的氧气反应生成Na2O,使钠表面变灰暗,同时烧瓶内压强降低,气球会膨胀。
(2)A项,若钠的量不足,则氧气消耗不完,造成进水量少于容器容积的,结果偏低,合理。B项,若瓶塞未塞紧,钠熄灭冷却,瓶内气体收缩,外面的空气会进入瓶内,使气体得到补充,造成结果偏低,合理。C项,若弹簧夹未夹紧,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,使部分气体从导管口逸出,造成结果偏高,合理。D项,若插入燃烧匙太慢,钠燃烧时,瓶内气体膨胀,在塞紧瓶塞前,瓶内部分气体从瓶口逸出,造成结果偏高,合理。
答案:(1)钠表面变灰暗,气球膨胀 4Na+O22Na2O
(2)①2Na+O2Na2O2
②ABCD
课件24张PPT。第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应自主阅读自主检测一、金属与酸和水的反应
1.金属与酸的反应自主阅读自主检测2.金属与水的反应
(1)钠与水的反应:
①反应现象及解释
②反应的化学方程式:2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。自主阅读自主检测(2)铁与水的反应:通常铁与冷水和热水均不反应,但铁可与水蒸气反应。自主阅读自主检测二、铝与氢氧化钠溶液的反应
铝分别与盐酸、NaOH溶液反应的对比实验自主阅读自主检测1.钠与水的反应现象与钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点较低
B.钠的密度比水的小
C.钠的硬度小
D.钠有很强的还原性
解析:钠与水反应的现象可归纳为“浮”“熔”“游”“响”“红”,其中“浮”说明钠的密度比水的小,“熔”说明钠的熔点低,“游”“响”说明钠与水反应剧烈,钠具有很强的还原性,无法证明钠的硬度大小。
答案:C自主阅读自主检测2.在天平的左、右两个托盘上放有两个烧杯,两个烧杯中分别盛有相同物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液,天平处于平衡状态,当分别向两烧杯中加入等质量的铝(铝是足量的)充分反应后( )
A.天平保持平衡 B.左高右低
C.左低右高 D.无法确定
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点钠、铝分别与水、酸、碱、盐溶液的反应?
实验:将相同大小的钠和铝分别与水、盐酸、NaOH溶液、CuSO4溶液反应,观察实验现象。
讨论探究?
(1)将大小相同的钠分别加入稀盐酸和水中,钠与稀盐酸反应更剧烈,试分析其原因。
(2)将有关钠的实验和有关铝的实验相比,现象有何不同?说明了什么?情境导入知识点拨典例引领重难点探究提示:(1)钠与盐酸或水反应,实质是钠与H+反应生成H2,盐酸中H+浓度远大于水中的H+浓度,所以钠与盐酸反应比钠与水反应剧烈得多。
(2)钠与水剧烈反应,产生气体,滴入酚酞溶液变红,而铝放入水中无现象;将钠和铝分别放入盐酸中,均能发生反应,并伴有气体产生,钠较铝反应剧烈;将钠与铝分别放入NaOH溶液中,均能发生反应,且均有气体产生,钠反应更剧烈;将钠加入到CuSO4溶液中,先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀,不会置换出CuSO4中的Cu。而将铝加入到CuSO4溶液中,铝不与水反应,与硫酸铜反应置换出铜。上述实验说明钠比铝活泼。情境导入知识点拨典例引领重难点1.钠与酸、碱、盐溶液反应的实质 情境导入知识点拨典例引领重难点2.铝与酸、碱、盐溶液反应的实质 情境导入知识点拨典例引领重难点题型一、钠与水、酸、碱、盐溶液反应的应用
例题1将适量金属钠投入下列物质的溶液中,有气体放出,但无沉淀生成的是( )
A.HCl B.饱和NaOH溶液
C.FeCl3 D.CuSO4
解析:钠与水溶液反应均放出氢气。A项发生的反应为2Na+2HCl
2NaCl+H2↑,只有气体放出,无沉淀生成;B项中NaOH溶液是饱和溶液,投入钠后,消耗水,析出氢氧化钠晶体;C项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与FeCl3反应产生氢氧化铁沉淀;D项中钠与水反应生成的氢氧化钠还能进一步与CuSO4反应产生氢氧化铜沉淀。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 有一位学生将一小块钠投入到盛有煤油和水的试管中(煤油和水均足够多),可能观察到的现象是 ( )?
A.钠浮在试管中的液面上
B.钠沉入试管底部
C.钠没有变化
D.钠处于煤油和水的交界处,上下浮动
解析:钠的密度比煤油的大,但比水的小,与水反应生成的H2会使钠在煤油和水的交界处上下浮动。
答案:D情境导入知识点拨典例引领重难点题型二、铝与酸、碱、盐溶液反应的应用
例题2导学号98980043甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L-1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1∶2,则加入的铝粉质量为( )
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
解析:由2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O
2NaAlO2+3H2↑可知,若两份等质量的Al都完全反应时,生成H2的量相等,消耗HCl与NaOH的物质的量不相等。实际上HCl、NaOH同为0.3 mol,且已知生成H2的体积比为1∶2,所以发生反应时分别为HCl不足,Al过量;NaOH过量,Al不足。与0.3 mol HCl完全反应的Al为2.7 g,则由生成H2的体积比为1∶2可知,反应的Al的质量之比也为1∶2,即与NaOH溶液反应的Al为5.4 g。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 称取两份铝粉,第一份加入足量的盐酸,第二份加入足量的烧碱。若同温同压下放出相同体积的气体,则两份铝粉的质量比为( )?
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.1∶6
解析:铝与盐酸或烧碱溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2↑,因为盐酸和烧碱都是足量的,铝粉将全部参加反应,当生成等体积气体时消耗铝的量相同。
答案:A1 2 3 4 51.将绿豆大小的金属钠投入加有酚酞溶液的100 mL蒸馏水中,则不正确的是( )
A.溶液变红色
B.钠熔化成小球
C.有H2生成
D.有O2生成
解析:钠与水反应生成氢气和氢氧化钠,酚酞遇碱变红色。不产生氧气。
答案:D1 2 3 4 52.下列说法正确的是( )
A.Fe比Al活泼
B.Fe和盐酸反应的离子方程式为2Fe+6H+ 2Fe3++3H2↑
C.铁可置换出铜的盐溶液中的铜
D.Fe不与H2O反应
解析:在金属活动性顺序中Al排在Fe的前面,故Al比Fe活泼;Fe与盐酸反应的离子方程式应为Fe+2H+ Fe2++H2↑;铁可置换出铜的盐溶液中的铜,如:Fe+CuSO4 FeSO4+Cu;Fe在高温下可以与H2O(g)发生反应生成Fe3O4和H2。
答案:C1 2 3 4 53.把一小块钠投入到硫酸铜溶液中,下列物质中不是该反应生成物的是( )
A.Cu B.Cu(OH)2
C.H2 D.Na2SO4
解析:将钠投入CuSO4溶液中时,钠首先与水反应:2Na+2H2O2 NaOH+H2↑,生成的NaOH再与CuSO4发生复分解反应:CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4,反应中不可能生成铜。
答案:A1 2 3 4 54.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
解析:钠与冷水反应的离子方程式为2Na+2H2O 2Na++2OH-+H2↑,铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O
+3H2↑,D项电荷不守恒。
答案:C1 2 3 4 55.(1)等物质的量的Na、Mg、Al分别与足量盐酸反应产生氢气的物质的量之比为 。?
(2)与足量盐酸反应后产生H2的物质的量相同,则所加入Na、Mg、Al三种金属的质量之比为 。?答案:(1)1∶2∶3 (2)23∶12∶9 第2课时 金属与酸和水的反应 铝与氢氧化钠溶液的反应
课后训练案
巩固提升
A组
1.在实验室里做钠与水反应的实验时,下列各项中最宜选用的仪器有( )
①试管夹 ②镊子 ③小刀 ④燃烧匙 ⑤滤纸 ⑥研钵 ⑦烧杯 ⑧石棉网 ⑨玻璃片 ⑩药匙
A.①②④⑧ B.③⑤⑥⑩ C.⑥⑦ D.②③⑤⑦⑨
解析:钠块需用镊子夹取,用滤纸吸干表面的煤油,用小刀在玻璃片上切去一小块,放入盛有水的烧杯内进行实验。
答案:D
2.将一小粒钠投入盛有硫酸铜溶液的小烧杯中,不可能观察到的现象是( )
A.溶液中出现蓝色絮状沉淀
B.钠粒熔成小球浮在水面四处游动
C.有气体产生
D.有红色的铜被置换出来
解析:钠与硫酸铜溶液反应时不能置换出金属铜,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠又与硫酸铜反应,生成蓝色絮状沉淀,因此只有D项中的现象不可能观察到。
答案:D
3.等质量的钠进行下列实验,其中生成氢气最多的是( )
A.将钠投入到足量水中
B.将钠用铝箔包好并刺一些小孔,再放入足量的水中
C.将钠放入足量稀硫酸中
D.将钠放入足量稀盐酸中
解析:钠与水或酸反应,均是与H+反应,故A、C、D三项中产生的氢气相等;钠与水反应生成氢气和氢氧化钠溶液,生成的氢氧化钠溶液又与铝箔反应,生成氢气,故B项中产生的氢气最多。
答案:B
4.将下列各种单质投入或通入CuSO4溶液中,能产生铜单质的是( )
A.Fe B.Na C.H2 D.Ag
解析:Fe比Cu活泼,可以从CuSO4溶液中置换出Cu;Na虽然比Cu活泼,但钠先与CuSO4溶液中的H2O反应,生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2,不能置换出Cu;H2不与CuSO4溶液反应;Cu比Ag活泼,Ag不与CuSO4溶液反应。
答案:A
5.对于铝和烧碱溶液的反应,下列说法不正确的是( )
A.铝是还原剂
B.该反应是氧化还原反应
C.该反应说明所有金属都能与碱反应
D.H2为还原产物
解析:铝与烧碱溶液反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,分析元素化合价变化可知反应为氧化还原反应,铝是还原剂,H2为还原产物,A、B、D正确。铝能与烧碱溶液反应,并不能说明所有金属都能与碱反应,如镁、铁、铜等均不与碱溶液反应。
答案:C
6.向一小烧杯中分别加入等体积的水和煤油,片刻后再向该烧杯中缓慢地加入一绿豆粒大的金属钠,可能观察到的现象是下图中的( )
解析:钠的密度比煤油的大,比水的小,故钠在水和煤油的交界处与水发生反应生成氢气,从而可看到气泡,正确答案为A项。
答案:A
7.下列关于铁与水反应的描述中,不正确的是( )
A.铁与水蒸气反应的产物是黑色的Fe2O3
B.红热的铁能与水蒸气反应,放出的气体点燃时能发出爆鸣声
C.铁与水蒸气的反应是氧化还原反应
D.常温下,Fe与H2O不反应,但在空气中的O2、CO2、H2O共同作用下能发生反应
解析:铁与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成黑色的Fe3O4,A错误;H2在不纯的氧气中点燃时能发出爆鸣声,B正确;该反应为氧化还原反应,C正确;常温下,铁在潮湿的空气中被缓慢氧化,D正确。
答案:A
8.导学号98980044等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应,放出氢气最多的是( )
A.2 mol·L-1 H2SO4溶液 B.3 mol·L-1 CuSO4溶液
C.6 mol·L-1 KOH溶液 D.3 mol·L-1 Ba(OH)2溶液
解析:镁与铝都能与2 mol·L-1 H2SO4溶液反应得到H2;Mg、Al与CuSO4反应可置换出Cu,不产生H2;KOH溶液和Ba(OH)2溶液只能与铝反应产生氢气。
答案:A
9.向一个铝制易拉罐中充满CO2,然后往罐中注入足量的NaOH溶液,立即用胶布严封罐口,不多会儿听到罐内“咔咔”作响,发现易拉罐变瘪,再过一会儿易拉罐又鼓起来。
(1)易拉罐变瘪的原因是 ,反应的离子方程式是 ?
。?
(2)易拉罐又鼓起来的原因是 ,反应的离子方程式是 ?
。?
解析:开始CO2溶于NaOH溶液,罐内气压减小,小于外界气压,易拉罐被压瘪。之后铝制的易拉罐与NaOH溶液反应,产生H2,罐内压强又增大,易拉罐又鼓起。
答案:(1)NaOH溶液吸收CO2,罐内压强减小,外界气压将易拉罐压瘪 CO2+2OH-C+H2O
(2)Al与NaOH溶液反应产生H2 2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
10.在进行钠和水的反应实验中,有如下操作和实验现象,回答下列各问题。
(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈 色,在空气中放置几分钟后发生的变化为 。?
(2)切下来的金属钠块要用滤纸擦净后方可放入水中进行实验,这是为防止 燃烧。?
(3)金属钠块投入水中后,观察到 (说明反应放热), (说明钠的密度小)。?
(4)钠小球在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的声响,说明反应有 生成。?
(5)如果水中事先已滴入酚酞溶液,反应后溶液由无色变为 色,说明反应生成 。?
解析:(1)刚用小刀切开的金属钠断面呈银白色,并很快变暗,这是因为钠与氧气反应,在钠的表面生成了一薄层氧化物所致。(2)用滤纸吸干钠块表面的煤油,防止钠与水反应放热,引起煤油燃烧。(3)钠的密度比水的小,浮在水面上,与水反应,放热,使钠熔化形成银白色小球。(4)钠与水反应放出氢气,推动钠球在水面上游动。(5)钠与水反应生成NaOH,使酚酞变红。
答案:(1)银白 变暗 (2)煤油 (3)钠熔化成闪亮的小球 浮在水面上 (4)气体 (5)红 氢氧化钠
B组
1.甲、乙两个烧杯中分别盛有100 mL 4.0 mol·L-1的盐酸和100 mL 4.0 mol·L-1 NaOH溶液,向两个烧杯中均加入5.4 g铝粉,在相同状况下产生气体的体积比为( )
A.1∶1 B.2∶3 C.3∶2 D.3∶1
解析:甲、乙两烧杯中含HCl、NaOH的物质的量都为0.4 mol,根据化学方程式2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,5.4 g(即0.2 mol)Al分别与盐酸和NaOH溶液反应时,盐酸不足量而NaOH过量,故Al与盐酸反应生成H2 0.2 mol,与NaOH溶液反应生成H2 0.3 mol,其体积比为2∶3。
答案:B
2.在杠杆的两端分别挂着质量相同的铝球和铁球,此时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在溶液密度相等的稀烧碱溶液和硫酸铜溶液中一段时间,如图所示。下列说法正确的是( )
A.铝球表面有气泡产生,且有白色沉淀生成,杠杆不平衡
B.铝球表面有气泡产生,溶液澄清;铁球表面有红色物质析出,溶液蓝色变浅,杠杆右边下沉
C.反应后去掉两烧杯,杠杆仍平衡
D.右边球上出现红色,左边溶液的碱性增强
解析:左边中的Al球与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,有一部分铝溶解,并产生气体,生成NaAlO2易溶于水,消耗掉一部分NaOH,左边烧杯中的溶液碱性减弱;右边Fe球浸在CuSO4溶液中发生反应:Fe+CuSO4FeSO4+Cu,铁球表面有红色物质析出,铁球质量增加,Cu2+减少,溶液蓝色变浅。
答案:B
3.将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,反应后溶液质量减小的是( )
A.HCl B.K2SO4 C.NaOH D.CuSO4
解析:对于A、B、C三项,都是消耗Na,产生H2,2Na→H2;投入46 g Na,放出2 g H2,溶液质量均增大。对于D项,钠首先与H2O反应,生成NaOH、放出H2,然后NaOH与Cu2+生成Cu(OH)2沉淀,化学方程式为2Na+2H2O+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2+H2↑,由化学方程式可以看出,每溶解46 g Na,生成98 g沉淀和2 g H2,溶液质量减小54 g。
答案:D
4.导学号98980045将11.5 g钠、9 g铝、28 g铁分别投入200 mL 1 mol·L-1的盐酸中,下列分析结果正确的是( )
A.钠与盐酸反应最剧烈,产生的气体最多
B.铝与盐酸反应的速率仅次于钠,但产生的气体最多
C.铁与盐酸反应产生的气体比钠多
D.反应结束时产生的气体一样多
解析:已知金属与盐酸的量,计算放出H2的量时,要先判断谁过量,钠与酸、碱、盐等的水溶液反应时,生成H2的量均根据Na计算,反应的剧烈程度由金属的活动性决定,即钠最剧烈,其次是铝。钠、铝、铁物质的量依次为 mol、 mol、 mol,HCl物质的量为0.2 mol,铝、铁过量。可见,铝、铁与盐酸反应时生成H2一样多,均为0.1 mol。Na先与酸反应,后与H2O反应,共生成H2 0.25 mol。
答案:A
5.某实验小组对钠与水反应的实验进行研究,为点燃反应生成的氢气,他们设计了如图1所示的装置。请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式: 。?
(2)在点燃H2之前必须先进行 ,方法是 ?
?
?
。?
(3)实验小组查阅到钠、苯(常温下为液体,不溶于水,与钠不反应)、水的密度分别为0.97 g·cm-3、0.88 g·cm-3、1.00 g·cm-3,并据此对实验进行了如图2所示的改进。
①在改进后的实验中观察到的现象可能为 。?
A.钠在水层中反应并四处游动
B.钠停留在苯层中不发生反应
C.钠在苯的液面上反应并四处游动
D.钠在苯与水的界面处反应并可能做上下跳动
②在改进后的实验中H2的生成速率减慢,氢气燃烧更平稳,原因是?
?
?
?
。?
解析:点燃可燃性气体之前要检验气体的纯度。苯与水互不相溶,钠的密度介于苯和水之间,能与水反应而不与苯反应,另外钠与水接触的位置是钠的底部,与水反应放出的氢气给钠一个向上的推力,同时与钠受到的重力作用可使钠在苯与水的界面处上下跳动,如此反复,就减慢了Na与H2O反应的速率。
答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(2)验纯 用向下排空气法收集一小试管氢气,用拇指堵住试管口,移近火焰,松开拇指,若听到轻微的“噗”声,则表明H2纯净
(3)①D ②钠的密度比水的小,比苯的大,落在苯与水的交界处。钠与H2O反应产生的H2使钠浮起,脱离水面,反应停止;当钠表面的H2逸出时,钠又回落,与水反应,如此反复,就可减慢Na与H2O反应的速率
6.应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请完成该实验中的问题:
(1)写出该反应的化学方程式: ;?
该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 。?
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是
?
?
?
?
?
。?
(3)圆底烧瓶中盛装的是水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。?
(4)酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是 ,为什么? 。?
(5)干燥管中盛装的物质是 ,作用是 。?
(6)试管中收集的气体是 。如果要在C处的玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 ,这一操作的目的是 。?
解析:产生气体的装置实验前必须检验气密性,本装置的气密性检验是密封装置后加热,利用气体热胀冷缩的原理检验;铁与水蒸气在高温下反应,所以首先对烧瓶加热,使烧瓶中的水产生水蒸气到硬质玻璃管中与铁粉反应产生氢气。由于水蒸气没有完全反应,收集点燃氢气前需用干燥剂干燥,此时要选取固体干燥剂,氢气的检验不能直接在导气管口点燃,以免引起爆炸。
答案:(1)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 Fe H2O
(2)在玻璃管口C处接一段乳胶管,乳胶管头上连一段玻璃管,并将管口没入水中,用酒精灯火焰微热烧瓶底部,如果能够观察到没入水中的玻璃管口有气体逸出,停止加热后,玻璃管内有水柱上升,且较长时间水柱不回落,则表明该套装置气密性良好
(3)提供持续不断的水蒸气 防止暴沸
(4)先点燃酒精灯,产生水蒸气后,再点燃酒精喷灯 防止先点燃酒精喷灯导致Fe与O2的反应
(5)碱石灰 除去反应产生的H2中混有的水蒸气
(6)H2 验纯 防止点燃时,氢气中混有空气而爆炸
课件32张PPT。第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用自主阅读自主检测一、物质的量在化学方程式计算中的应用
以钠和水反应的化学方程式为例:
化学计量数 2 2 2 1
扩大NA倍 2×NA 2×NA 2×NA 1×NA
物质的量 2 mol 2 mol 2 mol 1 mol
结论:化学方程式中各物质的化学计量数之比=参加反应的物质的微粒个数之比=参加反应的物质的物质的量之比=参加反应的物质的气体体积(相同状况)之比。自主阅读自主检测二、根据化学方程式进行计算的基本步骤 自主阅读自主检测1.物质在发生化学反应时( )
A.它们的质量一定相等
B.它们的物质的量一定相等
C.它们的质量之比等于化学方程式中化学计量数之比
D.它们的物质的量之比等于化学方程式中化学计量数之比
解析:化学反应时,其物质的量之比等于化学计量数之比。
答案:D自主阅读自主检测2.铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应,当两个反应放出的气体在相同状况下体积相同时,反应中消耗的HCl和NaOH的物质的量之比为( )
A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.1∶3
解析:设反应放出的气体均为3 mol,
所以n(HCl)∶n(NaOH)=6 mol∶2 mol=3∶1。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点物质的量应用于化学方程式的计算?
讨论探究?
(1)“化学反应前后质量是守恒的,那么物质的量也一定守恒!”这种说法对吗?
(2)根据化学方程式进行计算时,如果遇到已知物理量与未知物理量不一致时,可以直接列式计算吗?情境导入知识点拨典例引领重难点探究提示:(1)不对。化学方程式中各物质的物质的量之比=各物质的化学计量数之比,所以,化学反应后物质的量可能增大,可能减小,也可能不变。
(2)可以。只要满足“上下一致,左右相当”即可进行求算,例如:
2Na+2H2O 2NaOH + H2↑
46 g 2 mol 22.4 L
m(Na) n(NaOH) 5.6 L
虽然Na、NaOH与H2对应的物理量不同,但表示的意义相当。情境导入知识点拨典例引领重难点有关物质的量的计算中的“三个规范”
(1)书写规范:各种符号的书写要规范,大写字母与小写字母的意义各不相同。如“M”表示摩尔质量,而“m”表示质量,“N”表示微粒数,而“n”表示物质的量。
(2)符号规范:
①设未知数直接用各物理量的符号表示,且要注明物质(或粒子)的符号。如设参加反应HCl溶液的体积为V[HCl(aq)]。
②各物理量及单位、物质的名称、公式等尽量用符号表示。如已知NaOH溶液的体积和物质的量浓度,求NaOH溶液的质量时就写成:m(NaOH)=c(NaOH)×V[NaOH(aq)]×M(NaOH)。
(3)单位规范:把已知量代入计算式中计算时都要带单位且单位要统一。情境导入知识点拨典例引领重难点题型一、物质的量的相关计算
例题1把1.1 g铁、铝混合物溶于200 mL 5 mol·L-1盐酸中,反应后溶液中c(HCl)变为4.6 mol·L-1(溶液体积变化忽略不计)。求:
(1)反应中消耗HCl的物质的量。
(2)该混合物中铝、铁的物质的量。
解析:(1)消耗HCl的物质的量:
0.2 L×5 mol·L-1-0.2 L×4.6 mol·L-1=0.08 mol。情境导入知识点拨典例引领重难点答案:(1)0.08 mol (2)Al的物质的量为0.02 mol;Fe的物质的量为0.01 mol情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6 L,该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为( )?
A.1 mol·L-1 B.2 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.3 mol·L-1
解析:设NaOH的物质的量浓度为c,则答案:B 情境导入知识点拨典例引领重难点题型二、化学计算中的常用方法
例题2导学号98980046将某份铁铝合金样品均分为两份,一份加入足量盐酸,另一份加入足量NaOH溶液,同温同压下产生的气体体积比为3∶2,则样品中铁、铝物质的量之比为( )
A.3∶2 B.2∶1 C.3∶4 D.4∶3 答案:C 情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 若18 g某金属与足量盐酸充分反应,放出22.4 L(标准状况)H2,则该金属是( )?
A.Al B.Mg
C.Fe D.Zn
解析:本题可用电子守恒求解,生成22.4 L(标准状况)H2,即1 mol H2时,转移电子2 mol,说明与盐酸反应时18 g金属失去2 mol电子,以上四种金属失去2 mol电子所需的质量分别为Al 18 g、Mg 24 g、Fe 56 g、Zn 65 g。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点题型三、过量计算
例题3把6.5 g锌加入到50 g 20%的稀硫酸中,可产生标准状况下的氢气多少升?
解析:此题将反应中两种反应物的量都已给出,则应先通过计算判断两种反应物是否恰好完全反应。如果不是恰好完全反应,应判断哪种物质有剩余,然后根据完全反应的物质来计算。
设6.5 g锌完全反应需要H2SO4的质量为x,则有情境导入知识点拨典例引领重难点答案:2.24 L 情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验3 21 g铁粉与8 g硫粉混合加热,若不考虑其他损失,可生成硫化亚铁a g;将上述反应后的固体混合物全部投入到足量的稀硫酸中,可得标准状况下V L气体。则a、V的数值分别为( )?
A.33、8.4 B.22、5.6
C.29、8.4 D.22、8.4
解析:根据题意n(Fe)=0.375 mol,n(S)=0.25 mol
由S+Fe FeS可知Fe过量,按S的量计算,参加反应的n(FeS)=n(S)=0.25 mol,所以m(FeS)=22 g。产生的气体为H2S和H2的混合气体,由于Fe~H2,Fe~FeS~H2S,则n(H2+H2S)=n(Fe)=0.375 mol,标准状况下V=8.4。
答案:D1 2 3 41.Mg、Al组成的混合物与足量盐酸反应,产生标准状况下的氢气4.48 L。下列推断中错误的是( )
A.参加反应的Mg、Al共0.2 mol
B.参加反应的HCl为0.4 mol
C.Mg、Al在反应中共失去0.4 mol电子
D.若与足量的稀硫酸反应能产生0.2 mol H2答案:A 1 2 3 42.标准状况下,3.25 g锌与足量的盐酸反应生成a L氢气,下列比例式正确的是( )1 2 3 4解析:根据化学方程式计算时必须满足“上下一致,左右相当”。
答案:C1 2 3 43.1 L混合溶液中含有 0.25 mol,Cl- 0.75 mol,Na+ 0.25 mol,其余为H+,则H+的物质的量浓度为( )
A.2.5 mol·L-1 B.5 mol·L-1
C.0.1 mol·L-1 D.1 mol·L-1
解析:根据电荷守恒:2×c( )+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),2×0.25 mol·L-1+0.75 mol·L-1=0.25 mol·L-1+c(H+),得c(H+)=1 mol·L-1。
答案:D1 2 3 44.向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反应,试计算:
(1)Al的物质的量;
(2)参加反应的NaOH的物质的量和溶液中NaOH的物质的量浓度;
(3)在标准状况下生成H2的体积。1 2 3 4答案:(1)0.4 mol
(2)参加反应的NaOH的物质的量是0.4 mol,NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度是0.8 mol·L-1。
(3)13.44 L第3课时 物质的量在化学方程式计算中的应用
课后训练案
巩固提升
A组
1.等物质的量的常见金属A、B、C分别与足量的稀盐酸反应,所得氢气的体积依次为VA、VB、VC,已知VB=2VC,且VA=VB+VC,则在金属C的生成物中,该金属的化合价为( )
A.+1 B.+2 C.+3 D.+4
解析:VB=2VC,VA=VB+VC=3VC,根据得失电子守恒,A失去的电子为C的3倍,金属最外层电子数一般小于4,故A的化合价为C的3倍,C的化合价只能为+1价。
答案:A
2.将足量铁粉放入100 mL 0.1 mol·L-1的CuSO4溶液中,充分反应后析出的铜的质量为( )
A.32 g B.6.4 g
C.0.64 g D.3.2 g
解析:n(CuSO4)=0.100 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,由CuSO4+FeFeSO4+Cu,可知n(Cu)=n(CuSO4)=0.01 mol,m(Cu)=0.01 mol×64 g·mol-1=0.64 g。
答案:C
3.在500 mL NaOH溶液中加入足量铝粉,反应完全后共收集到标准状况下的气体6.72 L,生成物NaAlO2的物质的量浓度为(假定反应前后,溶液体积不变)( )
A.1 mol·L-1 B.0.4 mol·L-1
C.1.5 mol·L-1 D.2 mol·L-1
解析:设NaAlO2物质的量浓度为c,则
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2 + 3H2↑
2 mol 3×22.4 L
0.5 L·c 6.72 L
2 mol∶(0.5 L·c)=(3×22.4 L)∶6.72 L
解得c=0.4 mol·L-1。
答案:B
4.把一小块钠放入足量水中,会发生如下反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )
A.反应中Na与NaOH的质量相等
B.反应中H2O和H2的质量相等
C.反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D.反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
解析:该反应中,Na与NaOH的物质的量之比为1∶1,质量之比为23∶40,所以A项错误,D项正确;H2O与H2的物质的量之比为2∶1,质量之比为18∶1,所以B项、C项均错误。
答案:D
5.2 mol·L-1的盐酸和硫酸各100 mL,分别加入等质量的铁粉,反应后生成的气体质量之比为2∶3,则向盐酸中加入的铁粉的物质的量为( )
A.0.05 mol B.0.075 mol
C.0.15 mol D.0.2 mol
解析:n(HCl)=0.2 mol,n(H2SO4)=0.2 mol
现生成H2的质量之比为2∶3说明盐酸不足,硫酸过量;根据盐酸中HCl的物质的量可求出生成H2 0.1 mol,则H2SO4反应生成0.15 mol H2,则铁粉为0.15 mol。
答案:C
6.将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L-1的盐酸中,同温同压下产生的气体体积比是( )
A.1∶2∶3 B.6∶3∶2
C.3∶1∶1 D.1∶1∶1
解析:根据金属与酸反应的实质2M+2nH+2Mn++nH2↑可知三种金属都过量,而铝、镁都不与H2O反应,按盐酸计算,两者产生气体的物质的量都为0.05 mol,金属钠可继续与H2O反应最终产生0.15 mol H2,即同温同压下产生气体的体积比为0.15 mol∶0.05 mol∶0.05 mol=3∶1∶1。
答案:C
7.将Fe和Al按一定的质量比组成合金。
(1)取一定量的该合金,向其中加入足量NaOH溶液,生成气体n L(标准状况),则反应的离子方程式是 ,合金中Al的物质的量是 。?
(2)另取相同质量的该合金,向其中加入足量稀硫酸,固体全部溶解,生成气体m L(标准状况),则反应中转移电子的物质的量是 mol,合金中Fe的质量是 。?
解析:合金中Al既能与NaOH反应,也能与稀硫酸反应,且等量Al与足量的NaOH溶液或稀硫酸反应生成等量的H2;而Fe只能与稀硫酸反应;由2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑可知,合金中Al的物质的量为mol;Fe、Al与稀硫酸反应生成m L H2,由2H+H2可知转移电子物质的量为 mol;由Fe置换出的H2体积为(m-n) L,故m(Fe)=×56 g·mol-1即 g。
答案:(1)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
mol
(2) g
8.用8.7 g MnO2与1 000 g 36.5%的浓盐酸反应制取氯气,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。计算:
(1)消耗HCl的物质的量是多少?
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积是多少?
解析:已知MnO2和HCl的物质的量分别为n(MnO2)==0.1 mol,n(HCl)==10 mol。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 4 mol 22.4 L
0.1 mol 10 mol V(Cl2)
根据上述比例关系可知,反应物HCl过量,应根据MnO2的物质的量来计算生成Cl2的量。
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
1 mol 4 mol 22.4 L
0.1 mol n(HCl) V(Cl2)
(1)消耗HCl的物质的量为
n(HCl)==0.4 mol。
(2)产生的Cl2在标准状况下的体积为
V(Cl2)==2.24 L。
答案:(1)0.4 mol (2)2.24 L
B组
1.导学号98980047将Cu片放入0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中,反应一段时间后取出Cu片,溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为( )
A.3∶2 B.3∶5 C.3∶4 D.4∶3
解析:当将Cu片放入FeCl3溶液中时,发生反应2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,设溶液中n(Cu2+)=a mol,则n(Fe2+)=2a mol,因为溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,则n(Fe3+)=n(Fe2+)=a mol,故n(Cu2+)∶n(Fe3+)=a mol∶a mol=3∶4。
答案:C
2.一块表面已被氧化为Na2O的钠块10.8 g,将其投入100 g水中,产生H2 0.2 g,则被氧化的钠的质量是( )
A.9.2 g B.10.6 g C.6.2 g D.4.6 g
解析:由于钠块放入水中发生反应:2Na+2H2O2NaOH+H2↑,由产生H2的质量可求出Na的质量,进而可求出钠块中Na2O的质量,最后根据关系式:Na2O~2Na才能求出“被氧化的钠”的质量。
答案:D
3.导学号98980048将铁加入到100 mL某浓度的盐酸中恰好完全反应,反应后生成的气体为V L(标准状况下),将铝加入到100 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液中恰好完全反应,充分反应后生成的气体为3V L。下列说法正确的是( )
A.铁和铝的物质的量相等
B.原盐酸的浓度为2 mol·L-1
C.铁加入盐酸中的离子方程式为2Fe+6H+2Fe3++3H2↑
D.盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为1∶3
解析:Al与NaOH溶液的反应为
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
2 mol 2 mol 3 mol
n(Al) 0.1 L×2 mol·L-1 n(H2)
列比例式,
解得n(H2)=0.3 mol
,解得n(Al)=0.2 mol
由Al与NaOH溶液反应生成的气体为3V L,
得=0.3 mol
则V=2.24。
再根据反应Fe+2HClFeCl2+H2↑,可求出反应的Fe的物质的量为0.1 mol,HCl的物质的量为0.2 mol,则c(HCl)==2 mol·L-1,B正确;由上述数据分析知铁、铝物质的量不相等,A错误;Fe与盐酸反应生成Fe2+,C错误;盐酸与NaOH溶液中溶质的物质的量浓度之比为1∶1,D错误。
答案:B
4.在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30 mL同浓度的盐酸,加入同一种镁铝混合物粉末,产生气体,有关数据列表如下:
实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体/mL
280
336
336
(1)甲、乙两组实验中,哪一组盐酸是不足量的? (填“甲”或“乙”)。理由是 ?
?
?
?
。?
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度,题中可作计算依据的数据是 ,求得盐酸中HCl的物质的量浓度为 。?
(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比,题中可作计算依据的数据是 ,求得Mg、Al的物质的量之比为 。?
解析:(2)在乙或丙中,因盐酸反应完全,则可根据
2HCl ~ H2
2 1
n(HCl)=×2=3×10-2 mol
c(HCl)==1 mol·L-1
(3)在甲中,混合物完全反应,盐酸有剩余,则可根据混合物质量255 mg,生成气体280 mL计算。根据Mg~H2,Al~H2得:
求得:n(Mg)=0.005 mol,n(Al)=0.005 mol,
n(Mg)∶n(Al)=1∶1。
答案:(1)乙 因甲、乙生成H2的体积不等,则产生H2体积小的,说明还有酸未反应,因此甲中盐酸过量,混合物反应完全;若乙中盐酸过量,则可产生H2:×385 mL≈423 mL,而实际为336 mL,说明乙中盐酸不足,合金过量
(2)336 mL 1 mol·L-1
(3)255 mg和280 mL 1∶1
5.将1.15 g金属钠与水反应后,得到100 mL溶液,试计算:
(1)生成的气体在标准状况下是多少毫升?
(2)反应后所得溶液中NaOH的物质的量浓度是多少?
解析:根据物质的量、质量和摩尔质量的关系,先计算出1.15 g钠的物质的量,然后根据化学反应中各物质之间的化学计量数之比,计算出所得溶液的浓度和生成H2的体积。
(1)Na的摩尔质量是23 g·mol-1
n(Na)==0.05 mol
2Na+2H2O2NaOH + H2↑
2 mol 2 mol 22.4 L
0.05 mol n(NaOH) V(H2)
n(NaOH)==0.05 mol
V(H2)==0.56 L=560 mL
(2)c(NaOH)==0.5 mol·L-1
答案:(1)560 mL (2)0.5 mol·L-1
6.在隔绝空气的条件下,某同学将一块部分被氧化的钠块用一张已除去氧化膜并用针刺一些小孔的铝箔包好,然后放入盛满水且倒置于水槽中的容器内,待钠块反应完全后,在容器中仅收集到1.12 L氢气(标准状况),此时测得铝箔质量比反应前减少了0.27 g,水槽和容器内溶液的总体积为2.0 L,溶液中NaOH的浓度为0.050 mol·L-1(忽略溶液中离子的水解和溶解的氢气的量)。
(1)写出该实验中发生反应的化学方程式。
(2)试通过计算确定该钠块中钠元素的质量分数。
解析:(1)该实验中发生的反应可表示为:
①2Na+2H2O2NaOH+H2↑
②Na2O+H2O2NaOH
③2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(2)消耗的Al的物质的量为n(Al)==0.010 mol,根据反应③可得由铝消耗NaOH的物质的量为n(NaOH)=0.010 mol,生成的氢气的物质的量为n(H2)=0.015 mol,那么由金属钠生成的氢气的物质的量为n(H2)=-0.015 mol=0.035 mol,根据反应①可得金属钠的物质的量为n(Na)=2×0.035 mol=0.070 mol,又因为反应后溶液中NaOH的物质的量为n(NaOH)=2.0 L×0.050 mol·L-1=0.10 mol,所以溶液中Na+的总物质的量即原金属钠的总物质的量为n(Na+)=0.10 mol+0.010 mol=0.110 mol,n(Na2O)==0.020 mol,该钠块中钠元素的质量分数为
×100%=89%。
答案:(1)2Na+2H2O2NaOH+H2↑
Na2O+H2O2NaOH
2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
(2)89%
课件21张PPT。第三节 用途广泛的金属材料自主阅读自主检测一、常见合金的重要应用
1.合金的定义和性能自主阅读自主检测2.常见的合金
(1)铜合金。
(2)钢。自主阅读自主检测二、正确选用金属材料
1.金属材料的分类自主阅读自主检测2.金属材料的正确选用
在选择金属材料时,常常要考虑以下几个方面:
(1)主要性质和外观。
(2)物理性质:密度、硬度、强度、导电性、导热性。
(3)化学性质:对水的作用、耐腐蚀性。
(4)其他:价格、加工难度、日常维护等。自主阅读自主检测1.下列物质中,不属于合金的是( )
A.硬铝 B.黄铜
C.钢铁 D.水银
解析:硬铝为Al-Cu-Mg-Mn-Si合金;黄铜为Cu-Zn合金;水银即单质汞,是纯净物,不是合金。
答案:D自主阅读自主检测2.钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是 ( )
A.用来作保险丝 B.用于制造航天飞机
C.用来制造人造骨 D.用于家庭装修,作钛合金装饰门
解析:钛和钛的合金密度小,可塑性好,因此可用于航天领域,B正确;由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”,可与人体的组织相容,不引起排异反应,因此可以用来制造人造骨,C正确;由于其密度小、可塑性好、易于加工,因此可用于家庭装修,作钛合金装饰门,D正确;由于其熔点高,不适合作保险丝,A错误。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点合金的组成与性质?
讨论探究?
(1)制造飞机的材料应具备哪些特点?
(2)合金的性质是各成分金属的性质之和吗?情境导入知识点拨典例引领重难点探究提示:(1)制造飞机的材料——合金应具有以下特点:①密度小;②机械强度大。
(2)合金具有许多优良的物理性质、化学性质和机械性能,在物理性质、机械性能方面优于各成分金属,不是简单地加和;但一般认为在化学性质上,合金体现的是各成分金属的化学性质。情境导入知识点拨典例引领重难点正确理解合金的性质
(1)物理性质:合金是由不同金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,与其成分金属的物理性质不同。
(2)化学性质:合金中的各成分金属在形成合金时,并未改变物质结构,所以合金中各物质保持其原有的化学性质。情境导入知识点拨典例引领重难点题型、合金性质的应用
例题1导学号98980058碲锌镉(Te-Zn-Cd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料,下列有关叙述中不正确的是( )
A.它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的,无固定的熔、沸点
B.它易导电、导热,具有延展性
C.它的熔、沸点比Zn的低
D.它的硬度和强度比Cd的大
解析:碲锌镉晶体是由Te、Zn、Cd按一定比例熔合而成的具有金属特性的合金,只要比例确定,其组成就固定,因而有固定的熔、沸点;合金具有比成分金属低的熔、沸点,高的硬度和强度。
答案:A情境导入知识点拨典例引领重难点例题2铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料,主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )
A.不易生锈 B.导电性好
C.密度小 D.强度高
解析:根据题目给定的信息可知,作防护栏主要是利用了它的强度高,轻巧说明合金的密度较小,但与导电性无关。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 下列说法正确的是( )?
A.我国流通的硬币材质是金属单质
B.所有的不锈钢都只含有金属元素
C.广东打捞出的明代沉船上存在大量铝制餐具
D.镁合金的硬度和强度均高于纯镁
解析:我国流通的硬币材质是合金,A错误;不锈钢中也含有碳元素,B错误;在明朝时铝还没有得到应用,应用铝的历史只有一百多年,C错误;合金的硬度和强度均高于它的纯金属,D正确。
答案:D情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 钢笔的笔头是合金钢,其笔头尖端是用机器轧出的便于使用的圆珠体。为了改变笔头的耐磨性能,在笔头尖端点上铱金粒,为区别钢笔而叫铱金笔。下列说法中错误的是( )?
A.钢笔的笔头不易被氧化,抗腐蚀性能好
B.铱金笔的耐磨性能比钢笔要好
C.铱金笔的笔头和笔尖都是用纯金属制成的
D.铱金笔经久耐磨,书写时弹性特别好,是一种理想的硬笔
解析:铱金笔的笔头是用黄金的合金、笔尖是用铱的合金制成的,而不是用纯金属制成。
答案:C1 2 3 4 51.下列关于合金的叙述中正确的是( )
A.合金是由两种或多种金属熔合而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金在任何情况都比单一金属性能优良
D.商代的后母戊鼎是纯铜打造而成的
解析:合金是金属与金属或金属与非金属熔合形成的,A错误;在机械加工时,合金的性能一般较单一金属优良,但并不是任何情况都是,如纯铝导电性比铝合金要强等,C错误;后母戊鼎是铜合金制成的,D错误。
答案:B1 2 3 4 52.下列熔合物的固体属于合金的是( )
①Al与Cu ②Fe与C ③K与Na ④Al与Si
A.①②③④ B.①③
C.②④ D.①④
答案:A1 2 3 4 53.有资料显示,铝元素在人体内的残留积累量过多后对大脑发育有不良影响,建议多用不锈钢代替铝合金作为材料制作餐厨等日用品。下列说法中不正确的是( )
A.不锈钢中含有铁元素、镍元素、铬元素
B.不锈钢属于铁合金
C.不锈钢是无腐蚀性的
D.不锈钢是绝对不能被腐蚀的
解析:不锈钢是含有镍、铬元素的铁合金,主要成分是铁。不锈钢本身无腐蚀性,耐腐蚀性也很强,但不锈钢也并不是绝对不能被腐蚀的。
答案:D1 2 3 4 54.联合国卫生组织经过考察和研究,认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具,并向全世界推广,其主要原因是( )
A.价格便宜,不易生锈
B.铁锅只含有铁元素
C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素
D.传热慢,保温性能好
解析:A项、D项不是铁锅作为理想炊具向世界推广的主要原因。铁锅是铁合金制成的,主要含有铁元素,还含有碳元素等,B错误。
答案:C1 2 3 4 55.古代的药金外观与金相似,常被误认为是金子,冶炼的方法如下:将碳酸锌、赤铜(Cu2O)、木炭混合加热到800 ℃,得到金光闪闪的“药金”。
(1)药金的主要成分是 。?
(2)冶炼时发生反应的化学方程式为?? 。?
解析:高温下,碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳,木炭在高温下将氧化亚铜和氧化锌还原为金属铜和锌,在这种高温下铜锌形成合金而呈金黄色。
答案:(1)铜锌合金第三节 用途广泛的金属材料
课后训练案
巩固提升
A组
1.自然界里常见金属元素存在最多的是铝,其次是铁,铜的含量较少。然而人类冶炼金属获得成功最早的反而是含量较少的铜,含量最多的铝最迟被冶炼出来。金属是当今社会不可缺少的材料之一。下列有关金属的说法错误的是( )
A.铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原,铝矿很难被还原
B.目前已制得的纯金属只有90多种,但制得的合金已达几千种,大量使用的不是纯金属而是它们的合金
C.生铁易生锈不耐腐蚀,但纯铁具有耐腐蚀性,所以不锈钢应是最纯的铁
D.废弃铝制包装既浪费金属材料又造成环境污染
解析:不锈钢中除铁以外,还含有抗腐蚀性很强的铬和镍等。
答案:C
2.钢材可以用作桥梁的结构材料,是因为它( )
A.有良好的导热性 B.有一定的机械强度
C.不易受空气和水的作用 D.有良好的导电性
解析:此题考查了铁合金的性能。钢材被大量应用于桥梁的结构材料说明它具有很强的机械强度而不是利用其导电、导热性。
答案:B
3.下列关于合金的叙述正确的是( )
A.合金的熔点一般比组分金属高
B.合金中只含金属元素
C.合金的机械性能一般比组分金属好
D.生铁是含杂质较多的铁合金
解析:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。合金的性质:①多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点;②硬度比其组分中任一金属的硬度大;③合金的导电性和导热性低于任一组分金属;④有的抗腐蚀能力强(如不锈钢)。
答案:C
4.铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道,目前已经能冶炼出纯度较高的铁。你估计这种“纯铁”不会具有的性质是( )
A.硬度比生铁低
B.熔、沸点比生铁高
C.能与Fe2(SO4)3溶液反应
D.不能与盐酸反应
解析:依据题目叙述,可认为这种“纯铁”为纯净物,与生铁(合金)相比,硬度小,熔、沸点高。同时它具有单质铁的化学性质。
答案:D
5.下面关于铝合金的说法中,错误的是( )
A.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点低
B.高温铝液易被氧化,铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀,但能被烧碱腐蚀
D.镁铝合金在冷的浓硫酸中钝化
解析:合金的熔点比各成分金属的熔点低;高温时铝很容易被氧化;镁铝合金中的铝能与烧碱反应;Mg在冷的浓硫酸中不钝化。
答案:D
6.“蛟龙”号载人潜水器成功下潜至西太平洋马里亚纳海沟7 020米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金,下面有关合金的说法中正确的是( )
A.钛合金是一种新型金属单质
B.钛合金熔点比成分金属高,硬度大
C.钛合金的化学性质与钛单质相同
D.青铜、碳素钢、合金钢和硬铝都是合金
解析:钛合金是混合物,A项错误;合金熔点一般比成分金属低,硬度比成分金属大,B项错误;钛合金是混合物,其化学性质与钛单质不同,C项错误;D项所给材料均是合金,正确。
答案:D
7.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为货币流通,从化学角度来看,主要是利用它们的 。?
A.硬度适中
B.密度适中
C.在自然界里都可得到纯净的单质
D.活动性差
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色,且有少量绿色锈状物的铜币,黑色物质是 ,绿色物质是 ,这枚金属币的真面目为 色。?
解析:(1)金、银、铜都属于不活泼金属,易加工,因此,在历史上都曾经用作货币。
(2)铜稳定性稍微差一些,容易与氧气等物质反应而“生锈”。
答案:(1)D
(2)CuO Cu2(OH)2CO3 红
8.(1)选择填空:将铝的用途与性质搭配起来(每个选项只选用一次)。
A.密度较小 B.延展性好
C.易传热 D.易导电
①太阳能热水器: ;②飞机: ;③电缆: ;④铝箔: 。?
(2)佛山是有色金属之乡,其中铝合金材料的产量约占全国的一半。铝合金材料属于 (填“纯净物”“混合物”或“单质”)。?
解析:(1)铝在太阳能热水器上的应用是由于它的导热性好;铝合金硬度大,是制造飞机的良好材料;铝用作电缆和铝箔则分别是由于其导电性和延展性好。(2)合金是由一种金属跟另外一种或几种金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,因此是混合物。
答案:(1)①C ②A ③D ④B
(2)混合物
B组
1.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔、沸点:
Na
Cu
Al
Fe
熔点/℃
97.5
1 083
660
1 535
沸点/℃
883
2 595
2 200
3 000
其中不能形成合金的是( )
A.Cu和Al B.Fe和Cu
C.Fe和Na D.Al和Na
答案:C
2.把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是( )
A.除去生铁中的各种杂质,把生铁提纯
B.适当降低生铁里的含碳量,除去大部分硫、磷等有害杂质
C.用还原剂把铁的氧化物还原成铁
D.加入合金元素改善生铁性能
解析:把握关键:生铁与碳素钢主要差别就是含碳量的不同。
答案:B
3.导学号98980059某合金粉末11 g,加入到足量的稀硫酸中,在标准状况下产生的气体体积为11.2 L,此合金可能是( )
A.Mg-Al合金 B.Cu-Zn合金
C.Zn-Fe合金 D.Mg-Zn合金
解析:设混合物的平均摩尔质量为,化合价为+2价,则:
M+2H+M2++H2↑
1 mol 22.4 L
11.2 L
=22 g·mol-1
则+2价金属的摩尔质量:Mg—24 g·mol-1、Al—×27 g·mol-1、Zn—65 g·mol-1、Fe—56 g·mol-1,Cu不反应,其摩尔质量比大,只有假设的+2价Al的摩尔质量小于22 g·mol-1。
答案:A
4.合金相对纯金属制成的金属材料来说优点是( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它各成分金属的更低 ③改变原料的配比,改变生成合金的条件,可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A.①②③⑤ B.②③④
C.①②④ D.①②④⑤
解析:合金一般比各成分金属熔点低、硬度大,具有更好的机械加工性能,故应用范围更广泛。但合金的导电性却不一定比纯金属更强,比如铝合金的导电性比纯铝要差。
答案:A
5.合金是生活中常用的材料,请回答下列问题:
(1)现代社会应用最广泛的金属是 。?
(2)生铁和钢是含碳量不同的铁碳合金,含碳量在2%~4.3%的称为 。不锈钢在空气中比较稳定,不易生锈,有强的抗腐蚀能力,其合金元素主要是 。?
(3)钢铁的腐蚀给社会造成的损失是巨大的,所以采取措施防止钢铁的腐蚀是十分必要的,请列举两种防止钢铁腐蚀的方法?
?
?
。?
(4)青铜的主要合金元素为 ,黄铜的主要合金元素为 。?
解析:(1)现代社会应用最广泛的金属是铁。
(2)碳素钢的含碳量较生铁低,小于2%,生铁中含碳量在2%~4.3%,而不锈钢中加入的合金元素主要是铬、镍。
(3)钢铁的腐蚀主要是与环境中的化学物质(如空气、水、酸等)接触而发生化学反应,故防止钢铁的腐蚀,只要使其避免与上述物质接触即可,可采用覆膜法、改变内部结构等方法。
答案:(1)铁 (2)生铁 铬和镍
(3)在钢铁的表面喷涂油漆;表面涂油;在钢铁的表面镀上铬、锌等金属;对钢铁的表面进行烤蓝处理(增厚氧化膜);制成不锈钢(答案合理即可)
(4)Sn Zn
6.某课外活动小组收集了一种合金进行以下探究(已知铜元素的焰色反应呈绿色)。
(1)外观暗灰色,表皮光滑;
(2)在酒精灯上灼烧,火焰呈绿色,合金片熔化,但不滴落;
(3)取刮去表皮的合金10 g,放入足量的稀硫酸中,收集到标准状况下的H2 8.96 L;
(4)另取刮去表皮的合金10 g,放入足量的NaOH溶液中,也收集到标准状况下的H2 8.96 L。
试据此判断,该合金中一定含有的元素是 (写元素符号);可能含有的元素是 (填选项编号)。?
A.Ag B.Mg
C.Na D.Fe
如果该合金中只含两种元素,则二者的质量比是 。?
解析:火焰呈绿色,说明有铜元素。等质量的合金与足量的稀硫酸或NaOH溶液反应放出H2的体积相同,说明一定含有铝,且不能再含有其他的活泼金属Na、Mg、Fe等。且Na的熔、沸点太低,不能与Cu熔合形成合金,则还可能含有不与稀硫酸和NaOH反应的Ag。该合金如果只含两种元素,则为Cu、Al。
2Al ~ 3H2
2 mol 3 mol
=0.4 mol
m(Al)= mol×27 g·mol-1=7.2 g
m(Cu)=10 g-7.2 g=2.8 g
m(Al)∶m(Cu)=7.2∶2.8=18∶7
答案:Cu、Al A m(Al)∶m(Cu)=18∶7
7.导学号98980060人体中含铜量比含铁量要少得多,可是缺了它,人体的造血功能就会受到影响。各种食物中动物肝脏铜含量最高。铜也是人类最早使用的金属之一。考古资料证实,远在一万年前,在西亚就用铜来制作装饰品。古埃及人在象形文字中,用带圈的十字架表示铜,含义是“永恒的生命”,盛赞它经久耐用和可以重复再生的特性。请完成下列各题。
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即:曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。试写出该反应的化学方程式: 。?
(2)铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式: 。?
这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式: 。?
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币(铜的熔点是1 183.4 ℃,铁的熔点是1 534.8 ℃)。
答案:(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(2)2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+4HCl2CuCl2+CO2↑+3H2O
(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型;铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀。
课件31张PPT。第二节 几种重要的金属化合物第1课时 钠的重要化合物自主阅读自主检测一、氧化钠和过氧化钠
1.物理性质
氧化钠是白色固体,过氧化钠是淡黄色固体。
2.化学性质
(1)过氧化钠与水反应的实验。自主阅读自主检测(2)氧化钠、过氧化钠分别与水、CO2反应的化学方程式。 自主阅读自主检测二、碳酸钠和碳酸氢钠
1.物理性质
2.化学性质
写出下列反应的化学方程式:自主阅读自主检测三、焰色反应
1.定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2.操作
3.几种金属的焰色
钠:黄色,钾:紫色(观察时要透过蓝色钴玻璃)。自主阅读自主检测1.Na2O和Na2O2具有的相似的性质是( )
A.颜色 B.水溶液的酸碱性
C.氧化性 D.漂白性
解析:Na2O为白色固体,不具有氧化性和漂白性;Na2O2为淡黄色固体,具有强氧化性,可用作漂白剂,A、C、D错误;二者均能与水反应生成NaOH,B正确。
答案:B
2.物质燃烧火焰呈紫色,被灼烧的物质一定含有( )
A.钾原子 B.钾离子
C.钾元素 D.钾的化合物
解析:焰色反应体现的是元素的性质,与元素存在状态无关。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二过氧化钠的性质?
讨论探究?
(1)Na2O和Na2O2都能与水反应生成碱,它们都是碱性氧化物吗?
(2)Na2O2为什么可用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源?情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二探究提示:(1)碱性氧化物是指与酸反应只生成盐和H2O的氧化物。Na2O与酸反应生成盐和水,而Na2O2与酸反应除生成盐和水外还生成O2,如:2Na2O2+4HCl 4NaCl+O2↑+2H2O,所以Na2O是碱性氧化物,而Na2O2不是碱性氧化物,是过氧化物。
(2)Na2O2能够吸收人体呼出的气体中的CO2和水蒸气,同时生成O2供给呼吸,所以可以用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气的来源。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二Na2O2与CO2、H2O反应的三大关系
反应的化学方程式为
(1)物质的量的关系。
无论是CO2还是H2O,通过足量的Na2O2时,放出O2的物质的量与CO2或H2O的物质的量之比均为1∶2。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二(3)电子转移关系。
在Na2O2与CO2或H2O的反应中,Na2O2既作氧化剂又作还原剂,每生成1 mol O2都转移2 mol电子。情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二例题导学号98980049下面是比较过氧化钠和氧化钠性质异同点的有关叙述,其中错误的是( )
A.过氧化钠和氧化钠长期露置于空气中最终产物相同
B.过氧化钠和氧化钠都能与二氧化碳或水发生化合反应
C.过氧化钠和氧化钠与水反应都有氢氧化钠生成
D.过氧化钠是强氧化剂,而氧化钠只是一种碱性氧化物
解析:Na2O2和Na2O都能与H2O和CO2反应,共同的产物分别是NaOH、Na2CO3,不同之处是Na2O2与H2O和CO2反应的产物中还有O2。A项,二者长期露置于空气中,都最终生成Na2CO3,A项正确;B项,Na2O2与H2O或CO2的反应不是化合反应;C项,Na2O2和Na2O与水反应都有NaOH生成,正确;D项,Na2O2是强氧化剂,Na2O没有强氧化性,属于碱性氧化物,正确。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二成功体验 向紫色石蕊溶液中加入过量的过氧化钠粉末振荡,可观察到的现象是( )?
A.溶液仍为紫色
B.溶液最终变成蓝色
C.最终溶液褪色,而无其他现象
D.溶液中有气泡产生,溶液最终变成无色
解析:过氧化钠首先与水反应,生成NaOH和O2,石蕊溶液显蓝色,过氧化钠具有漂白性(强氧化性),故石蕊溶液又变无色(褪色)。
答案:D重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领Na2CO3与NaHCO3?
实验一、观察碳酸和碳酸氢钠的溶解性
①在两支试管里分别加入少量Na2CO3和NaHCO3(各约1 g),观察二者外观上的细小差别。分别滴入几滴水,振荡试管。
②继续向试管内加入10 mL水,用力振荡。
③向试管内滴入1~2滴酚酞溶液。
实验二、观察碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性
如图所示,分别用Na2CO3和NaHCO3做实验,观察现象。这一反应可以用来鉴别Na2CO3和NaHCO3。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领实验三、观察碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应
讨论探究?
(1)Na2CO3与NaHCO3相比,溶解性、热稳定性有何不同?Na2CO3、NaHCO3固体与等浓度等体积足量盐酸反应时现象有何异同?
(2)如何鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液?重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领探究提示:(1)Na2CO3与NaHCO3相比,Na2CO3的溶解性、热稳定性均比NaHCO3的强;二者均可以与盐酸反应生成二氧化碳气体,当二者均与等浓度等体积的盐酸反应时,NaHCO3产生二氧化碳的速率快,反应更剧烈。
(2)取两溶液少许分别放入两支试管中,加入CaCl2溶液或BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则原溶液为Na2CO3溶液,若无沉淀产生,则原溶液为NaHCO3溶液。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
(1)两点相似:
①均能与酸反应生成CO2气体;
②均能与澄清石灰水反应生成CaCO3白色沉淀。
(2)四点不同:
①在水中的溶解度不同:Na2CO3>NaHCO3;
②与酸反应的速率不同:NaHCO3>Na2CO3;
③热稳定性不同:Na2CO3>NaHCO3;
④与CaCl2溶液反应的现象不同:Na2CO3有白色沉淀生成。重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领例题关于Na2CO3和NaHCO3的说法正确的是 ( )
A.向两者的溶液中加入BaCl2均生成白色沉淀
B.向两者的溶液中逐滴加入稀盐酸,反应现象完全相同
C.Na2CO3和NaHCO3两物质之间可以相互转化
D.向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,观察不到任何实验现象
解析:向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体,反应生成的NaHCO3会以沉淀的形式析出。原因有三:①生成的NaHCO3相对于Na2CO3来说溶解度更小;②反应后生成的NaHCO3质量大于Na2CO3的质量(溶质质量增加);③反应中要消耗一部分水(溶剂减少)。综合以上三点,向饱和的Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体的化学方程式是Na2CO3+CO2+H2O 2NaHCO3↓,因此可观察到有晶体析出。
答案:C重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领重难点一重难点二情境导入知识点拨典例引领成功体验 关于Na2CO3和NaHCO3性质的有关叙述正确的是( )?
A.在水中溶解度:Na2CO3B.热稳定性:Na2CO3C.与酸反应速度:Na2CO3D.Na2CO3不能转化成NaHCO3,而NaHCO3能转化为Na2CO3
解析:溶解度:NaHCO3答案:C1 2 3 4 51.下列物质中,有一种物质的颜色与其他三种的颜色不同,这种物质是( )
A.NaOH B.Na2O
C.Na2O2 D.NaHCO3
解析:Na2O2为淡黄色固体,其他均为白色固体。
答案:C1 2 3 4 52.下列关于Na2O和Na2O2叙述正确的是( )
A.Na2O2是淡黄色固体,久置于空气中变成白色NaOH固体
B.都能与CO2反应生成碳酸钠
C.向Na2O和Na2O2固体中分别加水再滴加2滴酚酞,最终溶液都为红色
D.用过氧化钠漂白织物、麦秆等日久又逐渐变成黄色
解析:Na2O2久置于空气中变成白色Na2CO3固体,A错误;Na2O、Na2O2都能与CO2反应生成Na2CO3,B正确;Na2O、Na2O2都能与H2O反应生成NaOH,使溶液呈碱性,可使酚酞变红色,但Na2O2具有强氧化性,可漂白有机色质,最终酚酞溶液褪为无色,C错误;过氧化钠漂白是由于它的氧化性将有色物质漂白,是永久性漂白,D错误。
答案:B1 2 3 4 53.除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是( )
A.通入二氧化碳气体 B.加入氢氧化钡溶液
C.加入澄清石灰水 D.加入稀盐酸
解析:除杂方法要操作简便,效果好,不引入新的杂质,保留非杂质成分。因为反应Na2CO3+H2O+CO2 2NaHCO3,所以A项正确。
答案:A1 2 3 4 54.下列关于焰色反应的表述确切的是( )
A.焰色反应是元素的性质
B.焰色反应是单质的特有性质
C.焰色反应是离子的特有性质
D.焰色反应是化合物的特有性质
解析:焰色反应是金属元素的性质,所以只要含有该元素,不论该物质是单质还是化合物,在灼烧时均呈现特殊的颜色。
答案:A1 2 3 4 55.下图为几种物质的转化关系,其中A为金属,B为淡黄色固体粉末,每一物质均含有A对应的元素。
(1)写出下列物质的化学式:
B ,C ,E ,F 。?
(2)写出下列各步反应的化学方程式:
C→E ;?
C→F ;?
F→C 。?1 2 3 4 5解析:根据A为金属,B为淡黄色固体粉末,可知A为Na,B为Na2O2,前后联系,可知其他物质。
由钠的性质 ,可知,D、E分别为Na2O、NaCl、NaOH中的一种,由Na2O2的性质可知,C必为Na2CO3,则F为NaHCO3,由Na2CO3→E可知,E为NaOH或NaCl,由D→C知,E为NaOH时,D只能为Na2O;当E为NaCl时,D可以为Na2O或NaOH。第二节 几种重要的金属化合物
第1课时 钠的重要化合物
课后训练案
巩固提升
A组
1.如图所示,若锥形瓶内是水,分液漏斗内的液体也是水,向试管内滴加水时,发现U形管内液体右移,静置后液面左边低于右边,则试管内的物质是( )
A.过氧化钠
B.碳酸氢钠
C.铝
D.铁
解析:U形管内液体右移,静止后液面左边低于右边,说明锥形瓶内气体压强增大,结合选项,可知其原因是Na2O2与水反应有O2放出,使瓶内压强增大。
答案:A
2.在一定温度下,向饱和的烧碱溶液中加入一定量的过氧化钠,充分反应后恢复到原来温度,下列说法正确的是( )
A.溶液中Na+浓度增大,有O2放出
B.溶液碱性不变,有H2放出
C.溶液中Na+数目减少,有O2放出
D.溶液碱性增强,有O2放出
解析:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,B错误;因反应时消耗水,同时生成溶质NaOH,所以有NaOH结晶析出,原NaOH饱和溶液中溶质NaOH和溶剂水的质量、物质的量以及Na+数目均减少,C正确;因仍然是原温度下的饱和溶液,所以浓度不发生改变,碱性也无变化,A、D错误。
答案:C
3.关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.都是白色的固体
B.都是碱性氧化物
C.都能和水反应形成强碱溶液
D.都是强氧化剂
解析:Na2O2为淡黄色固体,A错误;Na2O2不是碱性氧化物,B错误;Na2O没有强氧化性,D错误;二者均能与水反应生成NaOH,C正确。
答案:C
4.做焰色反应实验时所用的铂丝,每次用完后都要( )
A.用水多洗几次
B.先用稀盐酸洗,再用水洗
C.用稀盐酸洗,再在火焰上灼烧到没有什么颜色为止
D.放在火焰上灼烧,直到铂丝发红为止
解析:做焰色反应实验所用的铂丝,用完后先用稀盐酸洗,因为蘸取盐酸后灼烧,可生成金属氯化物,金属氯化物在高温时可挥发,从而除去金属离子。
答案:C
5.向装有Na2O2的试管中加入一定量水,再滴入2滴酚酞溶液,振荡,下列叙述正确的是( )
A.加水后,用燃着的木条放到试管口,燃着的木条熄灭
B.滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色
C.滴入酚酞溶液,溶液仍为无色
D.因为Na2O2与酚酞发生氧化还原反应使溶液变为红色
解析:Na2O2与水发生如下反应:2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,O2能使木条复燃,NaOH与酚酞作用使无色的酚酞溶液变红色,在反应过程中Na2O2表现出强氧化性,它能将红色物质氧化而褪色,故滴入酚酞溶液先变红,振荡后褪色。
答案:B
6.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液(NaHCO3),选用适量的NaOH溶液
B.NaHCO3溶液(Na2CO3),应通入过量的CO2气体
C.Na2O2粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热
D.Na2CO3溶液(Na2SO4),加入适量Ba(OH)2溶液,过滤
解析:D项中,Ba(OH)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaOH,Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH,消耗了Na2CO3,而且还增加了新的杂质NaOH。
答案:D
7.下列关于钠的氧化物的叙述正确的是( )
A.Na2O2是白色固体,与冷水作用得到O2和NaOH
B.Na2O2与水的反应中,氧化剂是Na2O2,还原剂是水
C.Na2O不稳定,能继续被O2氧化生成Na2O2
D.都能与酸反应,生成含氧酸盐,都是碱性氧化物
解析:A中,Na2O2是淡黄色固体;B中,在Na2O2与H2O的反应中,Na2O2既是氧化剂,又是还原剂;D中,是否生成含氧酸盐要看酸是否为含氧酸,且Na2O2不属于碱性氧化物。
答案:C
8.下列关于钠的化合物的叙述中,错误的是( )
A.氧化钠是一种白色固体
B.过氧化钠与水反应放出氢气
C.烧碱和纯碱进行焰色反应,火焰都呈黄色
D.过氧化钠可用于呼吸面具中作为氧气的来源
解析:过氧化钠与水反应生成NaOH并放出氧气,B项错误;烧碱与纯碱都含有钠元素,其焰色反应中火焰均呈黄色,C项正确;Na2O2与CO2、H2O反应均生成O2,D项正确。
答案:B
9.把标准状况下4.48 L的CO2通过一定量的固体Na2O2后,收集到标准状况下3.36 L气体,则这3.36 L气体的成分是( )
A.O2 B.CO2
C.CO2和O2 D.无法确定
解析:4.48 L CO2与足量Na2O2反应时,产生2.24 L O2,现反应后气体体积为3.36 L,说明4.48 L CO2未反应完,则3.36 L气体应为CO2和O2的混合气体。
答案:C
10.欲除去下列各物质中的少量杂质(括号内为杂质),将所需试剂或操作方法、实验现象或结论及有关反应的化学方程式填入下表:
混合物
试剂或操作方法
实验现象或结论
化学方程式
NaOH溶液(Na2CO3)
Na2SO4溶液(NaHCO3)
NaHCO3溶
液(Na2CO3)
Na2CO3固体
(NaHCO3)
解析:①若NaOH溶液中混有少量Na2CO3,可加入适量的石灰水,会出现白色沉淀,过滤、洗涤,即可除去Na2CO3,反应的化学方程式为Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+CaCO3↓;②若Na2SO4溶液中混有少量NaHCO3,可加入适量的稀硫酸,有气泡冒出,反应的化学方程式为2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2CO2↑+2H2O;③若NaHCO3溶液中混有Na2CO3,可向混合液中通入过量的CO2,反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3;④Na2CO3固体中混有NaHCO3,可将混合固体加热至无气体产生为止,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑。
答案:
混合物
试剂或操
作方法
实验现象
或结论
化学方程式
NaOH溶液
(Na2CO3)
适量石灰水,过滤
生成白色沉淀
Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+
2NaOH
Na2SO4溶液
(NaHCO3)
适量稀硫酸
有气泡冒出
2NaHCO3+H2SO4Na2SO4+2H2O+2CO2↑
NaHCO3溶
液(Na2CO3)
通入过量CO2气体
无明显现象
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
Na2CO3固体
(NaHCO3)
加热至无气体产生
NaHCO3受热易分解
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
11.A、B、C、D、F五种物质的焰色反应均为黄色,A、B、C、D与盐酸反应均生成E,此外B还生成一种可燃性气体。而C、D还生成一种无色、无味气体H,该气体能使澄清石灰水变浑浊。D和A可反应生成C,F和H也可反应生成C和另一种无色、无味气体。请回答下列问题:
(1)写出A、B、C、D、E、F的化学式:
A ;B ;C ;?
D;E ;F 。?
(2)写出F和H反应的化学方程式: 。?
(3)写出下列反应的离子方程式。
①D+盐酸: ;?
②B+水: ;?
③D+A: 。?
解析:由焰色反应为黄色,且A、B、C、D均与盐酸反应生成E,知E为NaCl,B还生成可燃性气体知B为Na,由C、D还生成气体H,该气体使澄清石灰水变浑浊,知C、D为Na2CO3或NaHCO3,F和H(CO2)反应生成C和另一种气体,则F为Na2O2、C为Na2CO3,因而D为NaHCO3,D和A反应可生成Na2CO3,则A为NaOH。
答案:(1)NaOH Na Na2CO3 NaHCO3 NaCl Na2O2
(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
(3)①HC+H+H2O+CO2↑
②2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
③HC+OH-H2O+C
B组
1.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液,在火焰上灼烧,观察到黄色火焰,则下列有关叙述中正确的是( )
A.只有Na+
B.一定有Na+,也可能含K+
C.既含Na+又含K+
D.可能含有Na+或K+中的一种
解析:检验K+时必须透过蓝色钴玻璃,否则易被Na+的黄色火焰掩盖。
答案:B
2.已知A是一种金属单质,B显淡黄色,其转化关系如图所示,则C的以下性质错误的是( )
A.溶液呈碱性
B.与澄清石灰水反应产生白色沉淀
C.与足量盐酸反应放出气体
D.受热易分解
解析:A是金属,则B是淡黄色的金属氧化物,即B为Na2O2,依次可推知A为Na,C为Na2CO3,D为NaOH;Na2CO3溶液呈碱性,A正确;Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,B正确;Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O,C正确;Na2CO3性质稳定,受热不分解,D错误。
答案:D
3.导学号98980050有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液,下列操作或判断正确的是( )
选项
操作
判断
A
分别加入澄清石灰水
产生沉淀者为Na2CO3
B
分别加入等浓度的稀盐酸
反应较剧烈者为Na2CO3
C
分别加入CaCl2溶液
产生沉淀者为Na2CO3
D
逐滴加入等浓度的盐酸
立即产生气泡者为Na2CO3
解析:A项中发生的反应分别为Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,2NaHCO3+Ca(OH)2CaCO3↓+Na2CO3+2H2O,两者现象相同(产生白色沉淀);B项滴加等浓度的稀盐酸时,NaHCO3溶液反应更剧烈;C项Na2CO3与CaCl2发生反应:Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl,产生白色沉淀,NaHCO3与CaCl2不反应;D项逐滴加入盐酸时,NaHCO3立即产生气泡,Na2CO3开始无气泡产生,过一会儿才产生气泡。
答案:C
4.导学号98980051将a g由CO和H2组成的混合气体在足量的O2中充分燃烧后,将生成的所有产物通过足量的Na2O2固体,Na2O2固体增加的质量为( )
A.a g B. g
C. g D. g
解析:CO、H2分别与O2反应时的化学方程式:2CO+O22CO2,2H2+O22H2O;CO2、H2O分别与Na2O2反应时的化学方程式:2CO2+2Na2O22Na2CO3+O2,2H2O+2Na2O24NaOH+O2↑,由4个化学方程式可得:CO+Na2O2Na2CO3;H2+Na2O22NaOH,因此,CO、H2燃烧时消耗的O2在与Na2O2反应后,又都释放出去,其余的生成物都是固体,CO和H2混合物的质量也就是Na2O2固体增加的质量。
答案:A
5.为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是( )
A. B.
C. D.
解析:
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 减少
2×84 62
x w1-w2
解得x=,
从而有:w(Na2CO3)=。
答案:A
6.A~H为中学化学中常见的物质,转化关系如下所示,其中“?”代表化合物,“□”代表单质,A为医学上治疗胃酸过多的一种药剂,G为淡黄色固体,C在通常状况下为无色液体。
请回答下列问题:
(1)G的化学式为 ,每生成1 mol G转移电子 mol。?
(2)反应①②③④中 (填序号)属于氧化还原反应。?
(3)写出下列反应的化学方程式:
A→B+C+D: ,?
F+C: 。?
解析:可治疗胃酸过多,且受热分解生成三种物质可能是NaHCO3,由两种单质点燃生成的淡黄色固体只可能是Na2O2,通常状况下的无色液体可能是H2O。联系图中的转化关系即可推得:A、B、C、D、E、F、G、H分别是NaHCO3、CO2、H2O、Na2CO3、O2、Na、Na2O2、NaOH。
答案:(1)Na2O2 2 (2)②③
(3)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 2Na+2H2O2NaOH+H2↑
7.甲、乙、丙三种含钠元素的白色固体,均能溶于水,水溶液呈无色。甲与乙的溶液反应生成丙;加热乙时产生无色气体A,将A通入石灰水中有白色沉淀B生成;加热丙与甲均不产生气体;甲的水溶液有强腐蚀性;气体A与丙的水溶液反应可得到乙;过量甲与A反应可得到丙,甲不足时与A反应可得到乙。试判断:
(1)甲、乙、丙、A、B各是什么物质?
甲 ,乙 ,丙 ,?
A,B 。?
(2)写出下列反应的化学方程式(若是离子反应的只写离子方程式):
①甲+乙丙 ;?
②乙A ;?
③甲(不足)+A乙 。?
解析:因为甲、乙、丙均为含钠元素的白色固体,加热乙时产生无色气体A,所以乙为NaHCO3,A为CO2,据“甲能与乙发生反应”知甲为NaOH,发生反应为NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O,故丙为Na2CO3,白色沉淀B为CaCO3,NaOH与CO2反应时,NaOH过量时,反应为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,NaOH不足时,反应为NaOH+CO2NaHCO3。
答案:(1)NaOH NaHCO3 Na2CO3 CO2 CaCO3
(2)①OH-+HCC+H2O
②2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
③CO2+OH-HC
8.“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入另一玻璃仪器中,经组装来完成原来需要两支或更多普通玻璃仪器进行的实验。因其具有许多优点,近年被广泛开发并应用于化学实验中。请观察下列实验装置,分析实验原理,并回答下列问题:
(1)从点燃酒精灯开始,试管及烧杯A、B中能观察到的现象有?
?
。?
(2)整个实验结束时,在操作上需要特别注意的问题是
。?
(3)通过该实验可以得出的结论是(结合化学方程式来说明)?
。?
解析:(1)气体受热膨胀,所以一开始加热,A、B烧杯中均有气泡冒出,加热一段时间后可看到小试管内有水珠,说明NaHCO3分解,同时烧杯B溶液变浑浊,而烧杯A中无明显变化。
(2)当实验结束时应先将导管从澄清石灰水中取出,防止倒吸。
(3)从图示可以看出NaHCO3受热分解了,而Na2CO3受热没有分解,说明Na2CO3比NaHCO3稳定。
答案:(1)开始两烧杯中均有气泡冒出,加热一段时间后,大试管中无明显变化,小试管内壁上有水珠出现;烧杯A中无明显变化,烧杯B中出现白色浑浊
(2)先把导气管从烧杯中取出,再移去酒精灯
(3)NaHCO3的热稳定性不如Na2CO3,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
课件34张PPT。第2课时 铝的重要化合物自主阅读自主检测一、氧化铝
1.物理性质
2.化学性质
Al2O3是两性氧化物,与酸或强碱溶液都能反应生成盐和水。
(1)与强酸反应的离子方程式:
3.用途
(1)冶炼金属铝的原料;
(2)良好的耐火材料。自主阅读自主检测二、氢氧化铝
1.物理性质和用途
难溶于水的白色固体,在溶液中形成白色胶状沉淀。Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,又能吸附色素,可以用作净水剂。
2.化学性质
3.制备
(1)试剂:铝盐溶液和氨水。自主阅读自主检测三、硫酸铝钾[KAl(SO4)2]
2.十二水合硫酸铝钾[KAl(SO4)2·12H2O]。俗名明矾,为无色晶体,可溶于水,在天然水中生成Al(OH)3胶体,可用作净水剂。自主阅读自主检测1.为了除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,可选用的试剂是( )
A.KOH溶液 B.氨水
C.稀盐酸 D.稀醋酸
解析:要除去MgO中混有的少量杂质Al2O3,所加试剂只能与Al2O3反应而不能与MgO反应,反应完全后过滤即可。氨水与Al2O3不反应,稀盐酸、稀醋酸均能与MgO反应,只有KOH溶液能与Al2O3反应而与MgO不反应,故选A项。
答案:A自主阅读自主检测2.要使氯化铝溶液中的铝离子完全转化成氢氧化铝沉淀,应选的最佳试剂是( )
A.氢氧化钠溶液 B.稀盐酸
C.硝酸银溶液 D.氨水
解析:要实现由Al3+→Al(OH)3↓,需要加入OH-;但由于Al(OH)3能够溶于强碱溶液,故选用氨水。
答案:D自主阅读自主检测3.明矾可以净水是因为( )
A.明矾在水中能电离出
B.明矾中含有多种阳离子
C.明矾溶于水后可以生成Al(OH)3胶体
D.明矾可以与碱反应生成Al(OH)3沉淀
解析:明矾电离产生Al3+能与水作用,生成胶状Al(OH)3,能吸附水中悬浮颗粒。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点实验一、铝盐与氨水的反应
在试管里加入10 mL 0.5 mol·L-1 Al2(SO4)3溶液,滴加氨水,生成白色胶状物质。继续滴加氨水,直到不再产生沉淀为止。
实验二、氢氧化铝与酸或碱的反应
取一些上面实验中制得的Al(OH)3沉淀,分装在2支试管里,往一支试管里滴加2 mol·L-1盐酸,往另一支试管里滴加2 mol·L-1 NaOH溶液。边加边振荡,观察现象。
讨论探究?
(1)实验一中观察到什么实验现象?写出反应过程中发生反应的离子方程式。
(2)实验二的两支试管中各有何现象?分别写出反应过程中发生反应的离子方程式。情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点题型一、铝的化合物性质的应用
例题1A、B、C、D、E五种化合物,均含有某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。情境导入知识点拨典例引领重难点请回答下列问题:
(1)写出化学式:A ,B ,C ,D ,E 。?
(2)写出下列反应的离子方程式:
解析:以物质B作为突破口,B既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应,且能受热分解,B为Al(OH)3,C为Al2O3,则D为AlCl3,E为NaAlO2,A与过量CO2反应生成B,且焰色反应为紫色,A为KAlO2。情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 以氧化铝为原料制取氢氧化铝,最好的方法是( )?
A.将氧化铝溶于水
B.将氧化铝先溶于盐酸中,之后滴加氨水
C.将氧化铝溶于盐酸中,之后滴加氢氧化钠溶液
D.将氧化铝溶于氢氧化钾
解析:由氧化铝制取氢氧化铝,首先应将氧化铝转化为铝离子,然后加碱转化为氢氧化铝。考虑到滴加氢氧化钠溶液时,若过量会有部分氢氧化铝转化为偏铝酸盐,故选用弱碱溶液氨水更好。
答案:B情境导入知识点拨典例引领重难点题型二、有关Al(OH)3沉淀的图像分析及有关计算
例题2导学号98980052向20 mL某浓度的AlCl3溶液中滴加2 mol·L-1的NaOH溶液时,所得沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积之间的关系如图所示:
(1)写出A→B反应的化学方程式:? 。?
(2)最大沉淀量为 g。?
(3)V1= 。?
(4)所用AlCl3溶液的物质的量浓度为 。?
(5)当所得沉淀的质量为0.39 g时,用去NaOH溶液的体积是 。?情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 将NaOH溶液逐滴加入到用盐酸酸化的AlCl3溶液中,若用y轴表示Al(OH)3沉淀的量,x轴表示NaOH溶液的体积,下列图像正确的是( )?情境导入知识点拨典例引领重难点1 2 3 41.铝、氧化铝、氢氧化铝和可溶性铝盐与过量强碱溶液的反应,其生成物有一定的规律,下列说法中正确的是( )
A.都有H2O生成 B.都有H2生成
C.都有 生成 D.都有Al3+生成
解析:依据“铝三角”中铝及其化合物的转化关系可知:四种物质均能与过量强碱溶液反应,生成 (偏铝酸盐)。
答案:C1 2 3 42.下列说法正确的是( )
A.Al2O3难溶于水,不与水反应,所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B.因为Al2O3是金属氧化物,所以它是碱性氧化物
C.Al2O3能与所有的酸碱溶液反应
D.Al2O3能与强的酸碱溶液反应
解析:Al2O3虽然难溶于水,但是2Al(OH)3 Al2O3+3H2O,Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同,所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念,二者没有因果联系。Al2O3是两性氧化物,能与强酸、强碱反应。
答案:D1 2 3 43.下列关于Al(OH)3性质的叙述中,错误的是( )
A.Al(OH)3是两性氢氧化物
B.Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质
C.Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物,也能吸附色素
D.Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水,又能溶于盐酸
解析:Al(OH)3是两性氢氧化物,既能溶于强酸溶液,又能溶于强碱溶液,与弱酸、弱碱不反应。
答案:D1 2 3 44.相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应,至体系中均无固体物质,消耗碱量最多的是( )
A.Al B.Al(OH)3
C.AlCl3 D.Al2O3
解析:根据题设要求所发生的反应及Na原子守恒,有:n(NaOH)=n(Na+),Al→NaAlO2~NaOH,Al(OH)3→NaAlO2~NaOH,AlCl3→(NaAlO2+3NaCl)~4NaOH,Al2O3→2NaAlO2~2NaOH。设4种固体的质量均为m,则消耗碱的物质的量分别为m/27 mol,m/78 mol,m/33.375 mol,m/51 mol,可知选项A正确。
答案:A第2课时 铝的重要化合物
课后训练案
巩固提升
A组
1.氢氧化铝可作为治疗胃酸过多的内服药,这是利用了氢氧化铝的( )
A.酸性 B.碱性 C.两性 D.氧化性
解析:氢氧化铝具有弱碱性,可以用于中和胃酸。
答案:B
2.下列物质中既能与稀硫酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应的是( )
①NaHCO3 ②Al2O3 ③Al(OH)3 ④Al
A.③④ B.②③
C.①③④ D.①②③④
解析:Al2O3、Al(OH)3、Al都能与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3,都能与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2;NaHCO3与稀硫酸反应生成Na2SO4、CO2和H2O,与氢氧化钠溶液反应生成Na2CO3和H2O。
答案:D
3.在AlCl3溶液中逐滴加入过量的氨水至溶液呈碱性,下列图中能表示该反应产生的沉淀质量W与加入氨水的体积V关系的是( )
解析:Al(OH)3不溶于氨水,开始阶段Al(OH)3的质量随氨水体积增大而增大,直到Al3+全部沉淀后,Al(OH)3的质量不再变化,C中图像符合题意。
答案:C
4.由Al3+Al(OH)3Al ?Al3+系列变化中, 中应填写的是( )?
A.Al(OH)3 B.AlCl3
C.HCl D.NaOH
解析:由铝及其化合物转化关系可知,在Al中加入过量强酸才能实现转化为Al3+,其中间产物为Al(OH)3。
答案:A
5.下列各组中两瓶无标签的无色溶液,不用其他试剂能鉴别出来的一组是( )
A.AlCl3和NaOH B.NaHCO3和NaOH
C.Na2SO4和BaCl2 D.AgNO3和NaCl
解析:AlCl3逐滴加入NaOH溶液中,开始阶段无沉淀,之后生成沉淀,而NaOH加入AlCl3中先产生沉淀,后沉淀溶解,两过程现象不一致,可鉴别,A项正确;B项互滴无明显现象;C、D项互滴现象相同。
答案:A
6.镁铝合金溶于适量的盐酸中,再加入过量氢氧化钠溶液,反应后溶液中可能大量存在的离子组是( )
A.Na+、Mg2+、Al3+、Cl-
B.Na+、Al、Cl-、OH-
C.Na+、Mg2+、Al、Cl-
D.Na+、Al3+、Al、Cl-
解析:镁铝合金溶于适量的盐酸中,溶液中大量存在的离子有:Mg2+、Al3+、Cl-,加入过量氢氧化钠溶液,则Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀,Al3+转化为Al。
答案:B
7.下列离子方程式正确的是( )
A.铝溶于NaOH溶液:2Al+2OH-+H2O2Al+3H2↑
B.向NaAlO2溶液中加入少量盐酸:Al+4H+Al3++2H2O
C.向Al(OH)3沉淀中加入足量盐酸:Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
D.氧化铝溶于足量NaOH溶液:Al2O3+OH-Al+H2O
解析:A项中,H、O元素质量不守恒,正确的写法为:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑;B项中,向NaAlO2溶液中加入少量盐酸应生成Al(OH)3沉淀,即Al+H2O+H+Al(OH)3↓;D项中,Al2O3与足量NaOH溶液反应,其离子方程式为Al2O3+2OH-2Al+H2O。
答案:C
8.已知X是某金属单质,X、A、B、C含同一种元素,可发生如下转化:
(1)写出下列物质的化学式:X ,A ,B ,C 。?
(2)写出以下反应的离子方程式:
② ;?
④ 。?
解析:金属单质中既可与酸反应,又可与碱反应的只有Al,X是Al,则A是Al2O3,B是NaAlO2,C是AlCl3。
答案:(1)Al Al2O3 NaAlO2 AlCl3
(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2↑
Al2O3+2OH-2Al+H2O
9.胃酸过多是常见的胃病。下面是甲、乙两种常见胃药的说明摘要。
甲:①白色结晶状粉末,可缓缓分解;
②能溶于水,水溶液呈弱碱性;
③遇酸及酸性药物则产生二氧化碳;
④胃酸过多患者服用多见胃胀气,甚至有引起胃溃疡穿孔的危险。
乙:①与胃酸作用是中和反应,作用缓慢而持久,可维持3~4 h。
②凝胶本身覆盖于溃疡面上,具有保护作用。
③可溶于稀酸或氢氧化钠溶液中。
(1)请你推测,甲中含有的主要化学成分是 (填化学式);乙中含有的主要化学成分是 (填化学式)。?
(2)试写出甲中含有的主要化学成分引起胃胀气反应的离子方程式: 。?
(3)试写出乙中含有的主要化学成分溶于NaOH溶液的离子方程式: 。?
解析:根据题目信息对甲、乙性质的描述可知甲为NaHCO3,乙为Al(OH)3,NaHCO3与酸反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O,Al(OH)3溶于OH-的离子方程式为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。
答案:(1)NaHCO3 Al(OH)3
(2)HC+H+H2O+CO2↑
(3)Al(OH)3+OH-Al+2H2O
B组
1.导学号98980053向50 mL 1 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中加入100 mL KOH溶液,充分反应得到3.9 g沉淀,则KOH溶液中溶质的物质的量浓度可能是( )
A.1 mol·L-1 B.3 mol·L-1
C.2.5 mol·L-1 D.3.5 mol·L-1
解析:首先写出有关反应的化学方程式,根据所给的数据找出已知量和未知量的关系。
方法一:根据Al3+的物质的量与沉淀Al(OH)3的物质的量比较可推测KOH的两种情况:①加入溶液不足量时,n(KOH)=3n[Al(OH)3]=3×=0.15 mol,c(KOH)==1.5 mol·L-1。
②当KOH溶液过量时,n(KOH)=4n(Al3+)-n[Al(OH)3]=0.4 mol-0.05 mol=0.35 mol,
c(KOH)==3.5 mol·L-1。
方法二:用图像法求解,如图所示,当生成沉淀0.05 mol时,①需KOH 0.15 mol;②需KOH 0.35 mol。
答案:D
2.导学号98980054如图表示在某溶液中滴加Ba(OH)2溶液时,沉淀的物质的量随Ba(OH)2的物质的量的变化关系,该溶液的成分可能是( )
A.MgSO4 B.KAl(SO4)2
C.Al2(SO4)3 D.NaAlO2
解析:A项,MgSO4+Ba(OH)2BaSO4↓+Mg(OH)2↓,沉淀不会减少,错误;B项,n[Al(OH)3]∶n(BaSO4)=1∶2,不符合图像,错误;C项,n[Al(OH)3]∶n(BaSO4)=2∶3,符合图像,正确;D项,NaAlO2与Ba(OH)2不反应,无明显现象,错误。
答案:C
3.下列各组物质相混合后,可生成a mol沉淀的是( )
A.含a mol NaAlO2的溶液与含a mol AlCl3的溶液
B.含有a mol NaAlO2的溶液通入a mol CO2
C.含a mol AlCl3的溶液与含2a mol Ba(OH)2的溶液
D.含a mol AlCl3的溶液与含a mol NaOH的溶液
解析:A组中反应:
3NaAlO2+AlCl3+6H2O4Al(OH)3↓+3NaCl
a mol a mol a mol
B组中反应:
NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3
a mol a mol a mol
C组中反应:
2AlCl3+4Ba(OH)2Ba(AlO2)2+3BaCl2+4H2O
a mol 2a mol
D组中反应:
AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl
a mol a mol mol
答案:B
4.将物质X逐渐加入Y溶液中,生成沉淀的物质的量n2与所加X的物质的量n1的关系如图所示。符合图示情况的是( )
A
B
C
D
X
NaOH
AlCl3
HCl
NaAlO2
Y
AlCl3
NaOH
NaAlO2
HCl
解析:A项,随着NaOH溶液的加入先后发生以下两个反应:Al3++3OH-Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值);Al(OH)3+OH-Al+2H2O(沉淀物质的量由最大值降为0),两个反应中消耗的NaOH物质的量之比为3∶1,与题图不符。
B项,随着AlCl3溶液的加入先后发生以下两个反应:Al3++4OH-Al+2H2O(不产生沉淀);Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值),与题图也不符。
C项,随着盐酸的加入先后发生以下两个反应:H++Al+H2OAl(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值)和3H++Al(OH)3Al3++3H2O(沉淀物质的量由最大值降为0)。两个反应中消耗盐酸物质的量之比为1∶3,符合题图。
D项,随着NaAlO2溶液的加入先发生反应:Al+4H+Al3++2H2O(不产生沉淀);待盐酸耗尽发生反应Al3++3Al+6H2O4Al(OH)3↓(沉淀物质的量由0增至最大值),与题图也不符。
答案:C
5.A、B、C是单质,其中A是金属,B、C是气体,各种物质间的转化关系如图:
根据图示转化关系回答:
(1)写出下列物质的化学式:
A ,B ,乙 ,丁 。?
(2)写出下列反应的化学方程式:
①A与NaOH溶液反应的化学方程式:?
。?
②甲与NaOH溶液反应的离子方程式:?
。?
解析:常见金属单质中能与NaOH溶液反应产生气体的只有Al,所以A是Al,乙是NaAlO2,C是H2,甲是Al的化合物,可与NaOH溶液反应产生NaAlO2,可能是Al2O3,则丙是H2O,B是O2,所以甲一定是Al2O3;根据NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3↓得丁是Al(OH)3。
答案:(1)Al O2 NaAlO2 Al(OH)3
(2)①2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑
②Al2O3+2OH-2Al+H2O
6.将一定质量的镁铝合金投入一定浓度的100 mL盐酸中,使合金全部溶解,向所得溶液中滴加5.0 mol·L-1的NaOH溶液至过量,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液的体积的关系如图所示。
试求:(1)原合金中铝的质量分数。
(2)盐酸中HCl的物质的量浓度。
解析:(1)由图像知m[Mg(OH)2]=11.6 g,m[Al(OH)3]=(19.4-11.6) g=7.8 g,则铝的质量分数为w(Al)=×100%=
×100%=36%
(2)n[Al(OH)3]=7.8 g÷78 g·mol-1=0.1 mol,由Al(OH)3+OH-Al+2H2O知,溶解Al(OH)3所需要的NaOH的物质的量为0.1 mol;由图像知沉淀达到最大值时,溶液中的溶质只有NaCl,即此时n(HCl)=n(NaOH)=0.180 L×5.0 mol·L-1-0.1 mol=0.8 mol,则c(HCl)=0.8 mol÷0.1 L=8.0 mol·L-1。
答案:(1)36%
(2)8.0 mol·L-1
课件27张PPT。第3课时 铁的重要化合物自主阅读自主检测一、铁的重要化合物
1.铁的含量及存在形态
(1)含量:铁在地壳中的含量仅次于氧、硅和铝,居第四位。
(2)形态:铁的主要化合价为+2、+3,在地壳中主要是以化合物的形式存在。
2.铁的氧化物自主阅读自主检测自主阅读自主检测3.铁的氢氧化物 自主阅读自主检测4.铁盐、亚铁盐
(1)Fe3+的检验:
(2)Fe2+和Fe3+的转化:自主阅读自主检测(3)铁盐的净水作用:铁盐在天然水中可生成Fe(OH)3胶体,和水中的悬浮物形成絮状不溶物沉降下来。
二、铜盐
1.铜属于重金属,化学性质不活泼,使用铜器皿比较安全。
2.硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等铜盐易溶于水,都有毒。
3.铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,其难溶于水。自主阅读自主检测1.下列离子方程式中,正确的是( )
解析:由于盐酸中H+的氧化性弱,故铁与盐酸反应时,Fe只能被氧化为Fe2+,A错误;B项是化学方程式,不是离子方程式,FeCl2中Cl-实际不参加反应,应删去;C项中电荷不守恒。
答案:D自主阅读自主检测2.用一定量的铁与足量的稀硫酸及足量的CuO制单质铜,有人设计了以下两种方案:
若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量为( )
A.一样多 B.①多 C.②多 D.无法判断
解析:铁的量一定,转移的电子数一定。由于氢气还原氧化铜的实验中开始需消耗氢气排净装置中的空气,实验结束后铜粉需在氢气氛围下冷却,所以能够用于还原氧化铜的氢气量较少,根据电子守恒原理可知,①制得铜较少。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点铁的重要化合物?
实验一、氢氧化亚铁与氢氧化铁的生成
在两支试管里分别加入少量FeCl3和FeSO4溶液,然后滴入NaOH溶液。观察并描述发生的现象。
实验二、铁盐与亚铁盐的检验
(1)在2支试管里分别加入5 mL FeCl2溶液和5 mL FeCl3溶液,各滴入几滴KSCN溶液。观察现象并记录。
(2)在试管中加入5 mL FeCl2溶液,然后滴加KSCN溶液,观察现象,然后滴加氯水,再观察现象。情境导入知识点拨典例引领重难点实验三、铁盐与亚铁盐间的转化
(1)在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中,加入少量铁粉,振荡试管。充分反应后,滴入几滴KSCN溶液,观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一试管,再加入几滴氯水。
(2)在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中,滴入几滴KSCN溶液,然后加入铜粉,充分振荡。
讨论探究?
(1)上述实验中,哪些可以用于检验铁盐和亚铁盐?
(2)分析上述实验,如何实现铁盐和亚铁盐间的转化?
探究提示:(1)实验一和实验二都可用于铁盐或亚铁盐的检验。
(2)铁盐与铁、铜等还原剂反应,可以转化成亚铁盐,亚铁盐与氯气反应,可以转化成铁盐。情境导入知识点拨典例引领重难点1.Fe只有还原性,可以被氧化成+2价或+3价的铁 情境导入知识点拨典例引领重难点2.Fe2+既有氧化性又有还原性 情境导入知识点拨典例引领重难点题型一、铁的化合物性质的应用
例题1已知有以下物质相互转化:
试回答:
(1)B的化学式: 、D的化学式: 。?
(2)写出由E转变成F的化学方程式: 。?
(3)常用 检验G中的阳离子,其现象为 。?
(4)向G溶液加入A的有关反应的离子方程式为 。?情境导入知识点拨典例引领重难点解析:根据流程图,推知D溶液为KCl溶液,H为AgCl,E为Fe(OH)2,F为Fe(OH)3,G为FeCl3,然后根据图中物质间的转化关系,推知A为Fe,B为FeCl2,C为KOH。
答案:(1)FeCl2 KCl情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验1 按下图要求写出下列三个反应的化学方程式,属于离子反应的只写出离子方程式。?情境导入知识点拨典例引领重难点解析:此题从反应转化过程来看,唯一能作为解题突破口的是红褐色固体F。结合题意不妨设F即为Fe(OH)3固体。由题可知,A在不同条件下反应能得到C和D,而由A经反应得到的B在同一反应中能产生C和D,C应为低价态,C经反应得到E,而E经O2氧化可得F[Fe(OH)3]。由此可判断E为Fe(OH)2,则C含Fe2+,所以D含Fe3+,而B则应是Fe3O4,A是Fe。把推断的结论进行验证,符合题意。情境导入知识点拨典例引领重难点题型二、Fe3+和Fe2+的检验、提纯
例题2导学号98980055要证明某溶液中不含Fe3+,而可能含有Fe2+,进行如下实验操作的最佳顺序为 ( )
①加入足量氯水 ②加入足量酸性KMnO4溶液 ③加入少量KSCN溶液
A.①③ B.③② C.③① D.①②③
解析:先加入少量KSCN溶液,若无红色,证明无Fe3+,然后加足量的氯水,若出现红色,说明有Fe2+存在。不用酸性KMnO4溶液的原因是酸性KMnO4溶液是紫红色,干扰Fe2+检验。
答案:C情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点情境导入知识点拨典例引领重难点成功体验2 下列离子的检验方法合理的是( )?
A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色,说明不含Fe2+
B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液变红色,说明原溶液中含有Fe2+
C.向某溶液中加入NaOH溶液,得到红褐色沉淀,说明溶液中含有Fe3+
D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色,说明溶液中含有Fe2+,不含有Mg2+
解析:A项说明含Fe3+,但不能说明是否含Fe2+;B项说明通入Cl2后溶液中含有Fe3+,不能说明原溶液中是否含有Fe2+;D项,因为Mg(OH)2为白色沉淀,Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时的颜色变化会掩盖其他白色沉淀的现象,所以当溶液中含有Mg2+时,会出现同样的题述现象,故D项不能说明溶液中是否含Mg2+。
答案:C1 2 3 41.下列关于Fe2+和Fe3+的叙述中,错误的是( )
A.Fe2+的水溶液为浅绿色
B.Fe3+的水溶液为黄色
C.Fe3+具有氧化性,Fe2+具有还原性
D.Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,立即出现红色沉淀
解析:Fe3+溶液中滴入含SCN-的溶液,生成红色可溶性物质,不是红色沉淀。
答案:D1 2 3 42.除去FeCl2溶液中少量的FeCl3,最好的办法是( )
A.加入氢氧化钠溶液 B.通入氯气
C.加入铜粉 D.加入铁粉
解析:要实现“Fe3+→Fe2+”的转化,需要加入还原剂,且不引入新的杂质离子,最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤,发生的化学反应为2FeCl3+Fe 3FeCl2。
答案:D1 2 3 43.向某溶液中加入含Fe2+的溶液后,无明显变化。当再滴入几滴新制氯水后,混合溶液变成红色,则下列结论错误的是( )
A.该溶液中一定含有SCN-
B.氧化性:Fe3+>Cl2
C.Fe2+与SCN-不能形成红色物质
D.Fe2+被氧化为Fe3+
解析:溶液中的Fe2+与加入的新制氯水发生反应:2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-,氧化性:Fe3+答案:B1 2 3 44.硫酸亚铁缓释片可以补铁、防治贫血,但存放不当很容易变质,药片中的Fe2+被氧化生成Fe3+。若将药片配成溶液,需使用刚刚煮沸过又冷却的蒸馏水,原因是? 。?
实验室检验Fe3+,除了可以用碱外,常用的试剂是 (填化学式),若 ,则证明有Fe3+。?
解析:硫酸亚铁缓释片溶于水时,药片中的Fe2+易被水中溶解的O2氧化为Fe3+,因此将药片配成溶液时,应预先将蒸馏水煮沸,以除去水中溶解的O2;检验Fe3+,还可以用KSCN溶液,Fe3+与SCN-发生反应使溶液变红色。
答案:防止水中溶解的氧气氧化Fe2+ KSCN 溶液变成红色第3课时 铁的重要化合物
课后训练案
巩固提升
A组
1.有关铁的氧化物的说法正确的是( )
A.Fe3O4是黑色固体,有磁性
B.Fe2O3既不溶于水也不溶于酸
C.FeO是碱性氧化物,可与H2O反应生成Fe(OH)2
D.FeO、Fe2O3、Fe3O4中铁的化合价相同
解析:Fe2O3能溶于酸,B错误;FeO是碱性氧化物,但不能与H2O反应生成Fe(OH)2,C错误;FeO中铁的化合价为+2价、Fe2O3中铁的化合价为+3价、Fe3O4中铁的化合价为+2价和+3价,D错误。
答案:A
2.将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色KSCN溶液,仍无色
C.Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
解析:n(Fe)=0.02 mol,n(FeCl3)=0.05 mol,由Fe+2Fe3+3Fe2+知,Fe3+过量0.01 mol,铁粉全部溶解,反应生成Fe2+ 0.06 mol;Fe3+过量,滴入无色KSCN溶液,溶液显红色;氧化生成的Fe2+和还原生成的Fe2+的物质的量之比为1∶2。
答案:C
3.为了检验某FeCl2溶液是否变质,可向溶液中加入( )
A.NaOH溶液 B.铁片
C.KSCN溶液 D.石蕊溶液
解析:Fe2+易被氧化为Fe3+,可用KSCN溶液检验是否存在Fe3+。
答案:C
4.下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ( )
①过量的Fe与Cl2反应
②Fe与过量稀硫酸反应
③FeCl2溶液中通入少量Cl2
④Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中
A.① B.①③
C.①②③ D.①②③④
解析:①中的Cl2氧化性强,它能将铁氧化为+3价,由于不是在溶液中反应,因此过量的铁不会将氯化铁还原。②中Fe与稀硫酸反应只能生成Fe2+。③在溶液中Fe2+被Cl2氧化生成Fe3+。④中首先发生Fe与盐酸生成FeCl2,Fe2O3与盐酸生成FeCl3的反应,但题中未给出反应物间相对量的关系,若铁是足量的,则能将生成的FeCl3全部还原为FeCl2。
答案:B
5.下列反应,其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、蓝色顺序排列的是( )
①金属钠在纯氧中燃烧 ②FeSO4溶液中滴入NaOH溶液,并在空气中放置一段时间 ③FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④无水硫酸铜放入医用酒精中
A.②③①④ B.③②①④
C.③①②④ D.①②③④
解析:①钠在纯氧中燃烧生成淡黄色的Na2O2,②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2,在空气中放置生成红褐色Fe(OH)3,③FeCl3与KSCN反应生成红色Fe(SCN)3,④CuSO4遇医用酒精中的水变蓝色。
答案:B
6.将铁粉放入盐酸、MgCl2溶液、FeCl3溶液、CuCl2溶液组成的混合液中,充分反应后,铁粉有剩余,则此时溶液中含有的大量阳离子是( )
A.Cu2+和Fe2+ B.Fe2+和Mg2+
C.Fe3+和Fe2+ D.H+和Cu2+
解析:混合溶液中加入铁粉依次发生如下反应:2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑,由于铁粉有剩余,故此时溶液中阳离子主要有Mg2+和Fe2+。
答案:B
7.选择合适试剂完成甲、乙两组实验。
甲组:检验含Fe3+的溶液中是否含有Fe2+;
乙组:检验含Fe2+的溶液中是否含有Fe3+。
下列试剂及加入试剂顺序能达到实验目的的是( )
试剂
选项
甲组
乙组
A
新制氯水、KSCN溶液
NaOH溶液
B
酸性KMnO4溶液
KSCN溶液
C
KOH溶液
溴水
D
溴水
酸性KMnO4溶液
解析:甲组,在Fe3+存在的条件下,检验Fe2+,要排除Fe3+干扰。所选试剂具备下列条件:一是能与Fe2+发生有明显现象的反应;二是Fe3+不反应,不干扰Fe2+的检验。酸性KMnO4溶液符合条件:5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,现象是紫色变浅(或褪去)。乙组,在Fe2+存在的条件下,检验Fe3+,用KSCN溶液检验Fe3+,Fe2+无干扰。
答案:B
8.导学号98980056将铁粉投入盛有Cu2+、Ag+、Fe3+的溶液中,反应完毕时,若烧杯底部有铁粉剩余,溶液中一定不含有的金属离子是 ,若烧杯中没有铁粉剩余,则溶液中一定含有的金属离子是 ,若溶液中不含有Cu2+时,则一定不含有的金属离子还有 。?
解析:溶液中三种离子的氧化性由强到弱是Ag+>Fe3+>Cu2+,Fe先与氧化性强的离子反应,之后才与氧化性弱的离子反应,离子方程式依次为①Fe+2Ag+Fe2++2Ag,②Fe+2Fe3+3Fe2+,③Fe+Cu2+Fe2++Cu。当Fe剩余时,溶液中Ag+、Fe3+、Cu2+均不存在;若烧杯中没有铁粉,说明至少会发生反应①,是否发生反应②③不确定,故溶液中一定存在的是Fe2+,其他离子均不能确定;若溶液中不含Cu2+,说明反应①②③已进行完全,则Ag+、Fe3+均不会存在。
答案:Ag+、Fe3+、Cu2+ Fe2+ Ag+、Fe3+
9.今有:①铁粉、②溴水、③NaOH溶液、④酸性高锰酸钾溶液、⑤KSCN溶液。用代表它们的序号填空:
(1)与FeCl3溶液反应溶液变红色的是 。?
(2)与FeCl3溶液反应产生红褐色沉淀的是 。反应的离子方程式为 。?
(3)能将FeCl3转化为FeCl2的是 。反应的离子方程式为 。?
解析:由题给试剂可知,与FeCl3溶液反应溶液变红色的为⑤,产生红褐色沉淀的为③,能将FeCl3还原为FeCl2的为①。
答案:(1)⑤
(2)③ Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
(3)① 2Fe3++Fe3Fe2+
10.将Fe和Fe2O3的混合物15 g加入150 mL稀硫酸中,生成标准状况下的H2 1.68 L,同时Fe和Fe2O3均无剩余,向溶液中加入KSCN溶液,未见颜色变化。为中和过量的硫酸,且使Fe全部转化为Fe(OH)2,共消耗3 mol·L-1NaOH溶液200 mL。原硫酸的物质的量浓度为 。?
解析:本题涉及的反应非常繁杂,数据又多,若用常规方法很难解答。可以采用整体分析法(也叫终态法或终态分析法,实质为守恒法)——根据题意,反应终了溶液中的溶质只有Na2SO4,根据溶液中的电荷守恒,有:n(Na+)=2n(S),即:n(S)==3 mol·L-1×0.2 L÷2=0.3 mol,c(H2SO4)==2 mol·L-1。
答案:2 mol·L-1
B组
1.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①
②
③
将铁钉放入硫酸铜溶液中
向硫酸亚铁溶液中滴入几滴氯水
将铜丝放入氯化铁溶液中
下列判断正确的是( )
A.实验①中铁钉只作还原剂
B.实验②中Fe2+既显氧化性又显还原性
C.实验③中发生的是置换反应
D.上述实验证明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+
解析:实验①中铁钉作还原剂,氧化性:Cu2+>Fe2+;实验②中Fe2+只表现还原性;实验③中反应为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2,不是置换反应,分析可知,氧化性:Fe3+>Cu2+。综上可知氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,故A正确,B、C、D错误。
答案:A
2.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液恰好完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为( )
A.7∶1 B.1∶7
C.7∶8 D.8∶7
解析:设参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量分别为x、y。
Fe+Cu2+Fe2++Cu
x x x
Fe+ 2H+Fe2++ H2↑
y 2y
由题意得:56(x+y)=64x
解得:x∶y=7∶1
答案:A
3.下列各图示中,不能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
解析:C项,由于液面上方没有采取隔离措施,因此只能看到白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
答案:C
4.导学号98980057向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L-1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出标准状况下的气体224 mL,在溶液中加入KSCN溶液无红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同量的此混合物,能得到铁的质量为( )
A.11.2 g B.5.6 g
C.2.8 g D.无法计算
解析:根据题意可得,恰好反应后溶液中只存在FeCl2,根据元素守恒可建立关系式:n(Fe)=n(Fe2+)=n(Cl-)=n(HCl)=×0.1 L×1 mol·L-1=0.05 mol,m(Fe)=0.05 mol×56 g·mol-1=2.8 g。
答案:C
5.只用一种试剂或操作,除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)写出试剂或操作的名称、方法及有关的化学方程式或离子方程式:
(1)Fe2O3(Al2O3) ;离子方程式 。?
(2)Fe2O3[Fe(OH)3] ;化学方程式 。?
(3)FeSO4溶液(CuSO4) ;离子方程式 。?
(4)FeCl3溶液(FeCl2) ;离子方程式 。?
解析:解答除杂题时要考虑除杂原则:除去杂质而不能引入新的杂质,同时考虑主要成分和杂质在性质上的差异,能用物理方法除去就选择物理方法除去,不能用物理方法可选择化学方法。
(1)因Fe2O3不溶于水,不与碱反应,而Al2O3溶于强碱溶液,所以可以用NaOH溶液除去。
(2)因Fe(OH)3不稳定,受热分解生成Fe2O3,可以用加热方法除去Fe(OH)3。
(3)Fe可以置换出Cu,可以加入Fe除去CuSO4。
(4)Fe2+与Fe3+可以相互转化,加入强氧化剂可以把Fe2+氧化生成Fe3+,所以通入Cl2把FeCl2氧化成FeCl3。
答案:(1)加足量氢氧化钠溶液溶解,然后过滤 Al2O3+2OH-2Al+H2O
(2)加热 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
(3)加足量铁粉,充分反应后过滤 Cu2++FeFe2++Cu
(4)通入适量氯气 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
6.两同学为制得纯净的Fe(OH)2,根据如图所示的装置,回答问题。A管中是铁粉和稀硫酸,B管中是NaOH溶液。
(1)同学甲:先夹紧止水夹a,使A管开始反应,在B管中观察到的现象是 。?
(2)同学乙:打开a,使A管中反应一段时间后再夹紧止水夹a,实验中在B管中观察到的现象是 ,此时B中发生反应的离子方程式为 。?
(3)乙同学打开a的目的是 ,同学 (填“甲”或“乙”)的实验可成功。?
解析:同学甲未排出装置内的空气,生成的Fe(OH)2迅速被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3。同学乙先让生成的氢气将装置内的空气排出,达到了隔绝氧气的目的,故可以看到白色沉淀。
答案:(1)生成红褐色沉淀
(2)有白色沉淀生成 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
(3)使A管中产生的气体通入B管中排出空气 乙
课件25张PPT。本章整合专题一专题二专题三金属及其化合物推断题常见的突破点及方法归纳
1.突破点
(1)特殊颜色。
①焰色反应:Na+(黄色)、K+(紫色)
②有色溶液。专题一专题二专题三③有色固体。
红色:Cu、Fe2O3(红棕色)
红褐色:Fe(OH)3
绿色:Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色:Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色:CuO、FeO、MnO2、炭黑、Fe3O4
浅黄色:Na2O2、AgBr、S
白色:Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2专题一专题二专题三(2)特殊性质。
①遇SCN-显红色的只有Fe3+。
②常见的可溶于强碱溶液的白色沉淀有Al(OH)3,可溶于强碱溶液的金属氧化物有Al2O3。
③不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有BaSO4(白色)、AgCl(白色)。专题一专题二专题三(3)特征反应。
①能与强酸反应产生气体的物质:活泼的金属,如Na、Al、Zn等;部分弱酸盐,如碳酸盐、碳酸氢盐等。
②能与强碱反应产生气体的物质:单质,如Al等;盐类,如铵盐等。
③既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质:金属单质,如Al等;两性氧化物,如Al2O3等;两性氢氧化物,如Al(OH)3等;弱酸的铵盐,如NH4HCO3、(NH4)2CO3等;弱酸的酸式盐,如NaHCO3等。
④能与水反应产生气体的物质:活泼的金属单质,Na、K、Mg(加热)、Fe(高温生成Fe3O4)等;金属过氧化物,如Na2O2等。专题一专题二专题三(4)特殊的转换关系。
②三角转换:2.方法
由于无机推断题综合性强,涉及面广,按以下步骤分析题目,往往能迅速理清思路,高效解题。
审题→挖掘、筛选信息→联系已学知识→寻找突破点→推理判断→得出结论→正向求证。专题一专题二专题三【应用举例1】 某混合物A,含有Al2(SO4)3、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的变化。
请回答下列问题。
(1)图中涉及分离溶液与沉淀的方法是 。?
(2)B、C、D、E四种物质的化学式为:
B 、C 、D 、E 。?
(3)沉淀F与NaOH溶液反应的离子方程式为 。?
沉淀E与稀硫酸反应的离子方程式为 。?
溶液G与过量稀氨水反应的化学方程式为? 。?专题一专题二专题三解析:该题考查的是铝的化合物的性质,注意氢氧化铝可溶于强碱不能溶于弱碱。
答案:(1)过滤
(2)Al2O3 Fe2O3 NaAlO2 Al(OH)3专题一专题二专题三镁、铝氢氧化物沉淀的图像分析
1.Al(OH)3沉淀的图像及Al元素存在形式
(1)相关图像。专题一专题二专题三(2)滴加过程中铝元素的存在形式分析。
①向1 L 1 mol·L-1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液
②向1 L 1 mol·L-1的NaAlO2溶液中滴加稀盐酸专题一专题二专题三2.当Mg2+与Al3+按等物质的量混合,加入NaOH溶液,生成的沉淀和加入NaOH溶液体积的关系如图所示:专题一专题二专题三【应用举例2】 在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中,逐滴加入稀氢氧化钠溶液,直至过量。下列表示氢氧化钠加入量(x)与溶液中沉淀物的量(y)的关系示意图正确的是( )专题一专题二专题三解析:向硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液,发生的反应有:
即加入NaOH溶液后,Mg2+、Al3+分别生成Mg(OH)2、Al(OH)3沉淀,待沉淀完全后,再加入NaOH溶液时,Mg(OH)2不变,而Al(OH)3不断溶解,最后完全变为 。综上所述,沉淀物的变化趋势是先增加,然后减少,到某一时刻开始保持不变。
答案:C专题一专题二专题三极值法和差量法在化学计算中的应用
1.极值法(平均值法)
极值法就是先将思路引向极端状况,使问题简化以顺利得出结论,常用来判断混合物的组成。
实际计算时常根据题目给出的条件求出混合物中某个物理量的平均值。混合物的两个成分中肯定有一个大于平均值,一个小于平均值,才能符合条件,从而可判断出混合物的可能组成。专题一专题二专题三2.差量法
不考虑变化过程,利用最终态(生成物)与最初态(反应物)的量的变化来求解的方法叫差量法。因无须考虑变化的过程,所以可使问题简化。但应注意,只有当差值与始态量或终态量存在比例关系,且化学计量的差值必须是同一物理量时,才能用差量法。其关键是分析出引起差量的原因。
(1)差量法是根据题中的相关量或对应量的差量求解的方法。
(2)差量法是把化学变化过程中引起的一些物理量的增量或减量放在化学方程式的右端,作为已知量或未知量,利用各对应量成正比求解。专题一专题二专题三专题一专题二专题三因此这个差量(Δm)可作为一种量应用于根据化学方程式的计算中。
差量法给许多化学计算提供了很大的方便,甚至有的化学计算必须用差量法。差量法是高考化学计算中的热点之一。专题一专题二专题三【应用举例3】 导学号98980061两种金属混合物共15 g,投入足量的盐酸中,充分反应得11.2 L H2(标准状况),则原混合物组成中肯定不能为下列的( )
A.Mg、Ag B.Zn、Cu
C.Al、Zn D.Mg、Zn
解析:此题可用平均摩尔电子质量(提供1 mol e-所需的质量)法求解。15 g金属混合物可提供1 mol e-,其平均摩尔电子质量为15 g·mol-1。选项中金属Zn的摩尔电子质量为32.5 g·mol-1。若有不能和盐酸反应的金属,则其摩尔电子质量>15 g·mol-1。
答案:B专题一专题二专题三【应用举例4】 O2、CO、CO2的混合气体共18 mL,点燃爆炸后恢复到原来温度,体积减少了2 mL,再通过足量石灰水,气体体积又减少了10 mL,则原混合气体中O2、CO、CO2的体积比可能为多少?
解析:根据混合气体间发生的反应分析反应前后的体积之差。本题要对反应物过量问题进行分析讨论。
设参加反应的CO、O2和生成的CO2的体积分别为a、b、c。
a=4 mL,b=2 mL,c=4 mL。专题一专题二专题三因为石灰水只与CO2反应,所以CO2总共10 mL,除去反应生成的4 mL,原有CO2的体积为(10-4) mL=6 mL,原CO、O2共(18-6) mL=12 mL,比参加反应的CO、O2总体积(4+2) mL多,说明CO、O2中必有一种气体剩余,剩余气体体积为(12-6) mL=6 mL。
讨论:
答案:O2、CO、CO2的体积比为1∶5∶3或4∶2∶3。第三章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H—1 O—16 Na—23 Al—27 Cl—35.5 Fe—56
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有1个选项符合题意)
1.我国科学家参与研制的阿尔法磁谱仪随美国发现号航天飞机升入太空,开始了探索宇宙中是否存在“反物质”和“暗物质”的研究工作。根据所学的知识推测制造阿尔法磁谱仪核心部件的材料是( )
A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Fe
解析:Fe3O4具有磁性,又称为磁性氧化铁。
答案:C
2.下列叙述正确的是( )
A.通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜,可以防止生锈
B.常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C.氧化物只能作氧化剂,不能作还原剂
D.生铁中的球墨铸铁,没有机械强度,所以在什么场合都不可以代替钢
解析:A项,生成致密的氧化膜是化学变化;C项,有些氧化物可以作还原剂,如一氧化碳,利用它的还原性可以在工业上冶炼金属;D项,生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度,在某种场合可代替钢。
答案:B
3.关于钠及其化合物性质的叙述,不正确的是( )
A.过氧化钠是淡黄色固体,可用于呼吸面具中作为氧气来源
B.氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,生成物完全相同
C.碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠,可用加热的方法除去碳酸氢钠
D.质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生气体多
解析:过氧化钠是淡黄色固体,过氧化钠与人呼出的二氧化碳和水蒸气反应均放出氧气,故可用于呼吸面具中氧气的来源,A正确;氧化钠和过氧化钠都能与二氧化碳反应,前者只生成碳酸钠,后者除生成碳酸钠之外还放出氧气,B错误;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水蒸气和二氧化碳,故碳酸钠固体中混有少量碳酸氢钠时,可用加热的方法除去碳酸氢钠,C正确;1 mol碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,都生成1 mol CO2,即生成等量的CO2气体,消耗碳酸钠的质量大,故质量相等的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应,后者产生的气体多,D正确。
答案:B
4.下列推理正确的是( )
A.铝粉在氧气中燃烧生成Al2O3,故钠在氧气中燃烧生成Na2O
B.铁能从硫酸铜溶液中置换出铜,故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C.活泼金属钠保存在煤油中,故活泼金属铝也保存在煤油中
D.钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
解析:钠在氧气中燃烧生成Na2O2,A错误;钠非常活泼,钠加入硫酸铜溶液中,钠先与水反应生成NaOH,NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,B错误;由于钠易与水、氧气反应,故为了隔绝空气保存在煤油中;铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜,故不需要保存在煤油中,放在广口瓶中即可,C错误;由于金属单质在反应中,化合价均升高被氧化,故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂,D正确。
答案:D
5.下列有关焰色反应的叙述正确的是( )
A.只有金属的化合物灼烧时才会有不同的颜色
B.每次实验后,铂丝都要用水洗净
C.若透过蓝色钴玻璃只看到紫色,说明样品中含钾元素而一定不含钠元素
D.若样品灼烧呈黄色,判断一定有钠元素,但不能排除含其他金属元素
解析:焰色反应是元素的性质,单质和化合物均有,有些非金属在灼烧时也会有不同的焰色,如硫黄燃烧,A错误;每次实验完后,铂丝要用稀盐酸洗,用水洗不彻底,B错误;透过蓝色钴玻璃会滤去黄光,只看到紫色,说明样品中含钾元素却无法判定是否含钠元素,C错误;若灼烧样品火焰呈黄色,判断一定含钠元素,但有些不能发生焰色反应的金属如铁元素,却不能断定是否有,D正确。
答案:D
6.200 mL 0.1 mol·L-1的AlCl3溶液与等体积0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后充分反应,最终产生的沉淀的质量为( )
A.1.56 g B.0.78 g
C.2.08 g D.0
解析:据条件可知n(Al3+)∶n(OH-)=1∶4,此时Al3+恰好转化为Al;离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-Al+2H2O,故选D。
答案:D
7.下列各组中的两种物质作用,反应条件(温度或者反应物用量)改变,不会引起产物种类改变的是( )
A.Na和O2
B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2
D.AlCl3和NaOH
解析:A项,Na在常温下与O2反应,生成Na2O,点燃时生成Na2O2;B项,NaOH与少量CO2生成Na2CO3,足量CO2生成NaHCO3;D项,NaOH少量时生成Al(OH)3,过量时生成NaAlO2。
答案:C
8.下列实验的现象或表述正确的是( )
A.在酒精灯上灼烧铝箔,会发现熔化的铝不断滴落
B.检验红砖中的氧化铁成分,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴即可
C.制备氢氧化亚铁时,向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得白色的氢氧化亚铁
D.向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,煮沸后即得红棕色Fe(OH)3胶体
解析:铝在空气中燃烧,首先生成Al2O3,其熔点高,而内部的Al的熔点低,所以里面熔化,而外面不熔化,故看到不滴落的现象,A错误;制备氢氧化亚铁时,用长滴管吸取氢氧化钠溶液后,把滴管插入硫酸亚铁溶液的底部,不能搅拌,否则会带入氧气,看不到白色的氢氧化亚铁,C错误;向饱和FeCl3溶液中滴入少量NaOH溶液,得到Fe(OH)3沉淀,D错误。
答案:B
9.11.6 g Fe3O4加到100 mL某浓度的盐酸中,再加入9.8 g铁粉,反应停止时,溶液中无固体存在。向溶液中滴加硫氰化钾溶液,未见颜色变化,为了中和过量的盐酸(不考虑盐酸的挥发),且使铁完全转化成Fe(OH)2,共消耗5.0 mol·L-1NaOH溶液160 mL。原盐酸中HCl的物质的量浓度为( )
A.2 mol·L-1 B.4 mol·L-1
C.6 mol·L-1 D.8 mol·L-1
解析:由题意可知,经过一系列反应后,最终得到的物质是Fe(OH)2和NaCl,根据元素守恒得:c(HCl)×V(HCl)=c(NaOH)×V(NaOH),c(HCl)=5.0 mol·L-1×=8 mol·L-1。
答案:D
10.下列各组物质中,X是主要物质,Y是少量杂质,Z是除去杂质所需加入的试剂,其中所加试剂正确的一组是( )
选项
A
B
C
D
X
FeCl2
FeCl3
Fe
Na2SO4
Y
FeCl3
CuCl2
Al
Na2CO3
Z
Cl2
Fe
NaOH溶液
BaCl2溶液
解析:A项应加入铁粉与FeCl3反应生成FeCl2;B项Fe将FeCl3还原成FeCl2,所以加入铁粉置换出单质铜后还应再通入Cl2;D项加入BaCl2后生成BaCO3、BaSO4沉淀,应加入稀硫酸除杂。
答案:C
11.要验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,可选用下列哪组物质进行实验( )
A.Cu、FeCl2溶液、MgCl2溶液
B.Fe、Cu、MgCl2溶液
C.Mg、CuO、FeSO4溶液
D.Fe、CuSO4溶液、MgCl2溶液
解析:A项中Cu不与FeCl2溶液、MgCl2溶液反应,无法实现题中要求;B项Fe、Cu都不与MgCl2溶液反应;C项中Mg与FeSO4溶液反应,置换出Fe,证明Mg比Fe活泼,因氧化铜不溶于水,故无法证明Fe比Cu活泼;D项Fe与CuSO4溶液反应置换出Cu,证明Fe比Cu活泼,Fe和Cu不与MgCl2溶液反应证明Fe和Cu不如Mg活泼。
答案:D
12.向X的溶液中,加入Y试剂,产生的沉淀或气体如下图所示,下列选项与所述情形相符的是( )
A.向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液
B.向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液
D.向NaOH和Na2CO3的混合液中滴加稀盐酸
解析:向HCl和AlCl3的混合液中滴加NaOH溶液,开始NaOH先与HCl发生中和反应,无沉淀生成,继续滴加NaOH溶液与AlCl3反应先生成Al(OH)3白色沉淀,然后沉淀又溶解,且沉淀生成与溶解消耗的NaOH的物质的量之比为3∶1,A选项中图像不符。向NaOH和Ca(OH)2的混合液中通入CO2,CO2先与Ca(OH)2反应生成CaCO3白色沉淀,再与NaOH反应生成可溶性盐,此时沉淀量不变,后又与CaCO3及水反应生成可溶性盐Ca(HCO3)2,且CaCO3的生成与溶解消耗CO2的量相等,B项与之符合。向NH4Al(SO4)2溶液中滴加NaOH溶液,NaOH先与Al3+反应生成Al(OH)3沉淀,再与N反应生成NH3·H2O,最后与Al(OH)3沉淀反应生成可溶性偏铝酸盐,且整个过程消耗NaOH的量之比为3∶1∶1,C选项中的图像不符。向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加稀盐酸,HCl先与NaOH反应再与Na2CO3反应,且与Na2CO3反应是分步进行的,先生成NaHCO3,NaHCO3再与HCl反应才放出CO2气体,放出CO2气体消耗的HCl比未生成CO2气体消耗的HCl少,D选项中图像不符。
答案:B
二、非选择题(本题包括4小题,共52分)
13.(10分)已知X为Fe2O3和CuO的混合物,且氧化性强弱顺序:Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。X样品可发生如图所示的转化关系:
(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式(共有3个)
?
。?
(2)若溶液E中只有一种金属离子,则一定是 ;若溶液E中含有两种金属离子,则一定是 。?
(3)若D固体是纯净物,该固体是 (填化学式)。?
(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的,可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板,该过程发生反应的离子方程式为 。?
解析:(1)①步中的反应为CuO+2HClCuCl2+H2O、Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液;步骤②得到的固体有铜、铁两种,若B是铜,根据题给的氧化性顺序可知,只有一个反应,不符合3个反应的要求,故B应是铁。(2)若溶液E中只有一种金属离子,则必然是氧化性最弱的Fe2+;若溶液E中含有两种金属离子,则为Fe2+、Cu2+。(4)根据氧化性Fe3+>Cu2+可知,腐蚀电路板的反应为2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+。
答案:(1)2Fe3++Fe3Fe2+、Cu2++FeFe2++Cu、2H++FeFe2++H2↑
(2)Fe2+ Fe2+、Cu2+ (3)Cu
(4)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
14.(10分)如图所示装置,可用来制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化的颜色变化。实验时必须使用铁屑和6 mol·L-1的硫酸,其他试剂任选。
填写下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中应预先加入的试剂是 ,A中反应的离子方程式是 。?
(2)实验开始时应先将活塞a (填“打开”或“关闭”)。?
(3)简述生成Fe(OH)2的操作过程:?
?
?
。?
(4)实验完毕,打开b处活塞,放入一部分空气,此时B中发生反应的化学方程式为 。?
解析:A为氢气的发生装置,B为产生Fe(OH)2沉淀装置,当a打开时,H2通过a进入B中排出B内氧气,a关闭时,A内气体压强增大,使A中FeSO4、H2SO4混合液进入B中与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2沉淀。
答案:(1)铁屑 Fe+2H+Fe2++H2↑
(2)打开
(3)首先打开a,让分液漏斗中酸液流下,使A中产生的H2通入B中,一段时间后关闭a,A中液体沿导管流入B中,产生少量白色沉淀
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
15.(18分)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu,回答下列问题:
(1)固体A的成分是 (用化学式表示)。?
(2)写出B→D的离子方程式: ,该反应中氧化剂是 ,2 mol Cl2参加反应转移电子 mol,溶液D中滴加KSCN溶液的现象是 。?
(3)溶液E焰色反应呈黄色,试剂H是 (用化学式表示);D→E反应的离子方程式是 。?
(4)分别写出铁红和氧化铝在工业上的一种主要用途:
铁红 ;?
氧化铝 。?
解析:(1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,加入足量氯水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,由0价变为-1价,所以2 mol Cl2转移电子4 mol;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变红色。(3)焰色反应呈黄色,说明溶液E中含有Na+,溶液H为NaOH溶液。D→E反应的离子方程式为Al3++4OH-Al+2H2O。
答案:(1)Fe、Cu
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- Cl2 4 溶液变红色
(3)NaOH Al3++4OH-Al+2H2O
(4)红色油漆或涂料等 耐火材料
16.(14分)在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。
(1)写出下列线段内发生反应的离子方程式:
OD段?
,?
CD段 。?
(2)原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。?
(3)图中C点表示当加入 mol NaOH时,Al3+已经 ,Mg2+已经 。?
(4)图中线段OA∶AB= 。?
解析:(2)D点沉淀达到最大值。从D到C,Al(OH)3溶解,从图像知Al(OH)3的物质的量为0.1 mol,则Al3+的物质的量为0.1 mol,Mg(OH)2的物质的量为0.2 mol,Mg2+的物质的量为0.2 mol。故原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为2∶1。
(3)D点时,Mg2+、Al3+恰好沉淀完全,所需OH-的物质的量为0.1 mol×3+0.2 mol×2=0.7 mol,CD段0.1 mol Al(OH)3溶解所需NaOH的物质的量为0.1 mol,故C点时,加入的NaOH的物质的量为0.8 mol,此时Al3+已经全部生成NaAlO2,Mg2+已经完全生成沉淀Mg(OH)2。
(4)由以上分析知线段OA∶AB=7∶1。
答案:(1)Al3++3OH-Al(OH)3↓,Mg2++2OH-Mg(OH)2↓ Al(OH)3+OH-Al+2H2O
(2)2∶1 (3)0.8 全部生成NaAlO2 完全生成沉淀Mg(OH)2 (4)7∶1
