第12讲 常见的金属元素-2022高考化学二轮复习高分冲刺课件
展开考点一 金属及其化合物的性质与转化
真 题 感 悟——悟真题、明方向
[解析] B错:NaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应,生成AlCl3。C错:蔗糖(aq)中无醛基,不能与[Ag(NH3)2]+(aq)反应生成Ag(s)。D错:Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq)。
2.(2019·天津,3)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是( )A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业C.盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良D.无水CCl2呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水
[解析] 将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2,发生反应2FeCl2+Cl2===2FeCl3、2FeCl3+Fe===3FeCl2,A项正确;铝中添加适量锂,制得的铝合金密度小、硬度大,可用于航空工业,B项正确;盐碱地中施加熟石灰,发生反应Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH,生成的NaOH为强碱,不利于作物生长,C项错误;无水CCl2吸水后会发生颜色变化,可用于判断变色硅胶是否吸水,D项正确。
[解析] A项,Cl2与Fe发生反应生成FeCl3,错误;B项,MgCl2与Ca(OH)2发生反应生成Mg(OH)2沉淀,煅烧Mg(OH)2生成MgO固体,正确;C项,S在O2中燃烧只能生成SO2,错误;D项,NH3、CO2和NaCl溶液反应生成NaHCO3,反应的化学方程式为NH3+CO2+NaCl+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl,错误。
核 心 突 破——补知能、学方法
1.区分8种物质的颜色:Na2O2是_________;Fe2O3是_________;Fe3O4、CuO是_______;Mg(OH)2、Al(OH)3是_______;Fe(OH)3是_________;Cu(OH)2是_______。
2.熟记6种物质的俗名或化学式:CuSO4·5H2O:_______________,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。
Cu2(OH)2CO3
3.知道十一种物质的重要用途:钠——制Na2O2、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(Fe2O3)——红色涂料、冶炼铁氧化铝(Al2O3)——耐火材料、冶炼铝氢氧化铝——中和胃酸
明矾(KAl(SO4)2·12H2O)——净水剂氯化铁——印刷电路板回收铜、净水剂小苏打(NaHCO3)——治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂纯碱(Na2CO3)——去油污高铁酸钠(Na2FeO4)——杀菌、消毒、净水
4.辨明5个常见认识误区:(1)Na2O2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Fe3+的溶液中混有Fe2+,一般可用酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液检验,现象为酸性KMnO4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KMnO4溶液氧化,不能使用酸性KMnO4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Cl2反应,无论Cl2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_____________。
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、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、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、Na2O2。(3)与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
6.混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法(1)除去Mg2+(或Zn2+)中混有Fe3+的方法。向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3]中之一,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。(2)除去Cu2+中混有的Fe3+的方法。向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3四种物质中的其中一种,与Fe3+水解产生的H+反应,将Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。
(3)除去Mg2+(或Zn2+)中混有Fe2+的方法。先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。(4)除去Cu2+中混有的Fe2+的方法。先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。
1.(2019·唐山一模)氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛用作有机合成的催化剂。Ⅰ.实验室用如图所示装置,利用还原铜粉和氯气来制备氯化铜。
备 考 验 证——练典题、重应用
(1)石棉绒的作用是___________________________。(2)装置B中的试剂是_______________。(3)所得产品中CuCl2的质量分数为90%,则其中可能含有的杂质是_________________________(写一种即可)。
增大铜粉与氯气的接触面积
Cu或CuCl或石棉绒
Ⅱ.另取纯净的CuCl2固体用于制备CuCl。(4)操作①中加入盐酸的目的主要是_______________________。(5)操作②中反应的离子方程式为___________________________________________________________________。(6)操作①中若用10 ml·L-1盐酸代替0.2 ml·L-1盐酸,再通入SO2后,无白色沉淀产生。对此现象有如下两种猜想:
酸抑制Cu2+的水解
取少量白色沉淀加入饱和氯化钠溶液
中,搅拌,若白色沉淀溶解,说明猜想二成立,反之不成立
2.(2019·邢台一模)四氯化锡在军工业生产中具有重要的作用。实验室常用金属锡与氯气直接化合制备无水四氯化锡。已知:①无水四氯化锡的熔点-33 ℃、沸点114.1 ℃;②四氯化锡易水解;③四氯化锡有毒,易引起水体污染,易溶于有机溶剂。
回答下列问题:(1)仪器甲的名称为___________;试剂F为_____________。(2)装置甲中发生反应的离子方程式为____________________________________________________________。(3)上述各装置的连接顺序是a→_________________________________(填序号)。
h→i→f→g→e→d→c→b
(4)仪器乙的名称为_____________,作用为___________,进水口为_____(填“ⅰ”或“ⅱ”)。(5)试剂E为_________,目的为_____________________________________ ________________________________________。(6)实验所得SnCl4中因溶解了Cl2而略显黄色,提纯SnCl4的方法是_____(填标号)。a.用NaOH溶液洗涤 b.升华 c.重结晶 d.蒸馏 e.过滤 f.萃取
吸收过量的氯气,防止空气污染,同时
吸收空气中的水蒸气,防止四氯化锡水解
1.(2018·全国Ⅱ,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SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
考点二 以金属为背景的化工流程
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 ml·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
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SiO2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Cd2+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。
无法除去杂质Fe2+
Cd2++Zn===Cd+Zn2+
Zn2++2e-===Zn
(3)溶液中的Cd2+与加入的Zn粉反应而被除去,反应的离子方程式为Zn+Cd2+ ===Zn2++Cd。(4)电解ZnSO4溶液制备单质Zn时,阴极放电的是Zn2+和H+。因为溶液中的Zn2+浓度较大,所以阴极电极反应式应该是Zn2++2e-===Zn,阳极放电的是OH-,电极反应式是4OH--4e- ===2H2O+O2↑。沉积锌后的溶液应该是ZnSO4和稀H2SO4,可返回到溶浸工序循环使用。
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___________________________________________________。
CuSO4或Cu2+
温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解
醇洗有利加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化
0.597ab/m×100%
3.(2019·北京,28)化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。(1)实验一:用如下装置(夹持、加热仪器略)制备SO2,将足量SO2通入AgNO3溶液中,迅速反应,得到无色溶液A和白色沉淀B。①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是____________________________________________________________。②试剂a是_______________________。
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式:______________________________________________________。②加入盐酸后沉淀D大部分溶解,剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3,进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂,可进一步证实B中含有Ag2SO3。所用试剂及现象是_____________________________。
H2O2溶液,产生白色沉淀
Ag2SO4溶解度大于BaSO4,没有BaSO4沉淀时,必定没有
►知能补漏“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.以生产钛白的副产品硫酸亚铁制备的铁黄(FeOOH)代替硝酸铁等可溶性铁盐制备高铁酸钾,可降低生产成本且产品质量好。该制备工艺如下:
回答下列问题:(1)写出该生产工艺中得到的副产品的一种用途:___________________________________。(2)反应①的离子方程式为________________________________________。(3)反应③的化学方程式为2FeOOH+3KClO+4KOH===2K2FeO4+3H2O+3KCl,则流程中第一次加固体KOH的作用是_____________________________________________________________,第二次加固体KOH的作用是_____________________________________________。
作钾肥(或补钾剂、工业制备钾等)
与足量的Cl2继续反应生成更多的KClO,为下一步反应提供反应物
降低高铁酸钾的溶解度、增强高铁酸钾的稳定性
(5)实验测得反应液的pH、温度对铁黄产量的影响如图所示。为了获取更多的铁黄,反应液的pH应控制在_________附近;反应液温度高于40 ℃时,铁黄的产量下降的原因可能是_________________________________________________________________。
温度升高,催化剂NO、NO2的溶解度减小,容易逸出(或其他合理答案)
(6)用K2FeO4处理水时,不仅能消毒杀菌,还能除去水体中的H2S、NH3等,生成的Fe(OH)3胶体还能吸附水中的悬浮杂质。试写出K2FeO4处理含有NH3的污水时与NH3反应的离子方程式:__________________________________________________________________________________________________________。
[解析] (1)根据工艺流程图分析知,副产品为氯化钾。(2)由流程图知反应物为FeSO4溶液、O2,生成物为FeOOH,循环利用的滤液Ⅰ应该呈酸性,进而写出离子方程式。(3)注意分析“足量氯气”“反应②”即可得出结论;第二次加固体KOH后的操作是过滤,说明KOH可降低高铁酸钾的溶解度,结合第(4)问可知KOH可抑制高铁酸钾的“水解”。(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”。CH3COOK溶于水,水解使溶液显碱性,可抑制水解;异丙醇能减少洗涤过程中K2FeO4的损失,故B正确。
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