幾種重要的金屬化合物的知識梳理及典題精析

幾種重要的金屬化合物的知識梳理及典題精析知識梳理·拓展遷移重要化合物1．氧化鈉和過氧化鈉氧化鈉過氧化鈉化學(xué)式Na2ONa2O2氧化物類型堿性氧化物過氧化物物理性質(zhì)顏色白色淡黃色狀態(tài)固體粉末固體粉末化學(xué)性質(zhì)Na2O+H2O＝2NaOHNa2O+CO2＝Na2CO3Na2O+2HCl＝2NaCl+H2O2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑2Na2O2+2H2O＝4Na++4OH-+O2↑2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2↑用途供氧劑、漂白劑典例精析·探究規(guī)律【例題1】下列各組中的兩物質(zhì)作用時，反應(yīng)條件或反應(yīng)物用量的改變，對生成物沒有影響的是A．Na與O2B．Na2O2與CO2C．NaOH與CO2D．碳與O2【答案】B【例題2】把g的CO與H2組成的混合氣體與足量的O2充分燃燒后，立即通入足量的Na2O2固體中，固體的質(zhì)量增加為A．B．C．D．無法確定【答案】B【例題3】下列對于Na2O、Na2O2的比較正確的一項是A．Na2O2、Na2O都是鈉的氧化物，都是堿性氧化物B．Na2O、Na2O2都是易溶于水(與水反應(yīng))的白色固體C．Na2O2在和CO2的反應(yīng)中既是氧化劑又是還原劑D．Na2O2與水反應(yīng)時，1molNa2O2轉(zhuǎn)移2mol電子【答案】C2．碳酸鈉和碳酸氫鈉碳酸鈉碳酸氫鈉化學(xué)式Na2CO3NaHCO3俗名純堿或蘇打小蘇打鹽的類型正鹽酸式鹽顏色狀態(tài)白色粉末白色細(xì)小顆粒水溶性易溶(比NaHCO3易溶)可溶水溶液的酸堿性堿性較強堿性較弱熱穩(wěn)定性穩(wěn)定，加熱難分解不穩(wěn)定，加熱分解：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑與酸反應(yīng)逐滴加入稀酸(H+)：CO32-+H+＝HCO3?HCO3?+H+＝H2O+CO2↑一次加入稀酸(H+)：CO32-+2H+＝H2O+CO2↑HCO3?+H+＝H2O+CO2↑與堿反應(yīng)Na2CO3+NaOH→不反應(yīng)Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOHNaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(多)NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(少)與鹽反應(yīng)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl相互轉(zhuǎn)化鑒別方法（1）如何鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種白色固體？（2）如何鑒別Na2CO3和NaHCO3兩種無色溶液？除雜提純（1）如何除去Na2CO3固體中的少量NaHCO3？（2）如何除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3？【思考】（1）飽和Na2CO3溶液中通入CO2，有什么現(xiàn)象？為什么？（2）藥品滴加順序不同，反應(yīng)和現(xiàn)象往往不同。思考下列問題：滴加順序現(xiàn)象反應(yīng)往鹽酸中滴加碳酸鈉往碳酸鈉溶液中滴加鹽酸往鹽酸中滴加碳酸氫鈉溶液往碳酸氫鈉溶液中滴加鹽酸3．焰色反應(yīng)（1）定義：很多金屬或它們的化合物在灼燒時火焰呈現(xiàn)特殊的顏色。焰色反應(yīng)為物理變化。（2）操作：洗—將鉑絲(或光潔無銹的鐵絲)用稀鹽酸洗凈。↓燒—將洗凈后的鉑絲在外焰灼燒至與火焰原來顏色相同為止。↓蘸—蘸取試樣?！裏谕庋嫔献茻?，并觀察火焰的顏色?！础儆孟←}酸洗滌鉑絲，并在外焰上灼燒至與火焰原來顏色相同為止，以備后用。（3）一些金屬及化合物的焰色反應(yīng)LiNaKCaSrBaCu紫紅色黃色淺紫色磚紅色洋紅色黃綠色綠色典例精析·探究規(guī)律【例題1】有兩個無標(biāo)簽的試劑瓶，分別裝有Na2CO3和NaHCO3，有4位同學(xué)為鑒別它們采用了以下不同的方法，其中可行的是A．分別配成溶液，再加入澄清石灰水B．分別配成溶液，再加入NaOH溶液C．分別加熱，再檢驗是否有使石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生D．分別配成溶液，再進行焰色反應(yīng)【答案】C【例題2】取NaHCO3、Na2CO3、NaCl的混合物100g，加熱到質(zhì)量不再改變不止，剩下殘渣。將此殘渣加入過量鹽酸200g，至氣泡不再產(chǎn)生后，稱量全部溶液的質(zhì)量為。求混合物中NaCl的質(zhì)量?！敬鸢浮?g【例題3】下列敘述中正確的是A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3飽和溶液，有CaCO3沉淀生成B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1:2C．等質(zhì)量的NaHCO3和Na2CO3分別與足量鹽酸反應(yīng)，在同溫同壓下，生成的CO2體積相同D．向Na2CO3飽和溶液中通入CO2，有NaHCO3結(jié)晶析出【答案】D【例題4】某物質(zhì)灼燒，焰色為黃色，下列判斷正確的是A．該物質(zhì)一定是鈉的化合物B．該物質(zhì)一定是含鈉元素C．該物質(zhì)一定是金屬鈉D．不能確定該物質(zhì)是否含鉀元素【答案】BD二、鋁的重要化合物1．氧化鋁(Al2O3)顏色狀態(tài)白色固體水溶性難溶于水熔點、硬度熔點很高，晶體時硬度很大用途①冶煉金屬鋁的原料②良好的耐火材料化學(xué)性質(zhì)Al2O3是一種兩性氧化物：①與酸反應(yīng)生成鹽和水：Al2O3+6HCl＝2AlCl3+3H2O②與強堿反應(yīng)生成鹽和水：Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O(偏鋁酸鈉)【思考】能用氧化鋁耐火坩堝來熔融氫氧化鈉嗎？為什么？2．氫氧化鋁[Al(OH)3]制法Al2(SO4)3+6NH3?H2O＝2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4現(xiàn)象：溶液中有白色膠狀沉淀生成?；瘜W(xué)性質(zhì)（1）Al(OH)3為一種兩性氫氧化物，在水溶液中存在兩種電離：H++AlO2?+H2OH3AlO3Al(OH)3Al3++3OH?(酸式電離)(酸式)(堿式)(堿式電離)①與酸反應(yīng)生成鹽和水：Al(OH)3+3H+＝Al3++3H2O②與強堿反應(yīng)生成鹽和水：Al(OH)3+OH?＝AlO2?+2H2O(偏鋁酸根)（2）Al(OH)3受熱分解：2Al(OH)3＝Al2O3+3H2O用途（1）凈化水（能凝聚水中懸浮物，并吸附色素。）（2）胃酸中和劑。【思考】為什么常用氨水與硫酸鋁溶液反應(yīng)來制取氫氧化鋁，而不用氫氧化鈉溶液？3．硫酸鋁鉀[KAl(SO4)2]鹽的類型復(fù)鹽電離方程式KAl(SO4)2＝K++Al3++2SO42?。結(jié)晶水合物KAl(SO4)2?12H2O：俗稱明礬，無色晶體，可溶于水，在天然水中生成Al(OH)3膠體，Al(OH)3膠體粒子能和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清。所以明礬常作凈水劑。4．鋁的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化——“鋁三角”“鋁三角”具體轉(zhuǎn)化反應(yīng)及條件圖像分析(1)Al3+→Al(OH)3加強堿(不過量)：加弱堿(可過量)：(2)Al(OH)3→Al3+加強酸：(3)Al3+→AlO2?加強堿(過量)：(4)AlO2?→Al3+加強酸(過量)：(5)Al(OH)3→AlO2?加強堿：(6)AlO2?→Al(OH)3加強酸(不過量)：加弱酸(H2CO3，不過量)：加弱酸(H2CO3，過量)：典例精析·探究規(guī)律【例題1】下列關(guān)于Al2O3的說法正確的是A．Al2O3也可以通過分解反應(yīng)制得B．Al2O3是兩性氧化物C．Al2O3非常致密，所以可用鋁制容器盛HCl和NaOH等D．擦去表面氧化鋁的鋁條，在酒精燈上灼燒時，熔化的鋁紛紛滴落下來【答案】AB【例題2】既能與鹽酸反應(yīng)又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化合物是①Al②NaHCO3③Al2O3④Mg(OH)2⑤Al(OH)3A．①②③⑤B．①④⑤C．②③⑤D．①③④【答案】C【例題3】有一鎂、鋁合金，作適量稀硫酸恰好完全溶解，再加入氫氧化鈉溶液，析出沉淀的物質(zhì)的量隨氫氧化鈉的體積關(guān)系如右圖所示，則原合金中鎂、鋁物質(zhì)的量比為A．2:1B．4:1C．1:1D．1:2【答案】D【例題4】用含少量鎂的鋁片制取純凈的氫氧化鋁，下述操作步驟中最恰當(dāng)?shù)慕M合是①加鹽酸溶解；②加燒堿溶液溶解；③過濾；④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀；⑤加入鹽酸生成Al(OH)3沉淀；⑥加入過量燒堿溶液生成Al(OH)3沉淀。A．①⑤⑥③B．②③⑥③C．②③④③D．②③⑤③【答案】C三、鐵的重要化合物1．鐵的氧化物名稱氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵化學(xué)式FeOFe2O3Fe3O4俗名鐵紅磁性氧化鐵鐵的化合價+2+3+2、+3氧化物類型堿性氧化物堿性氧化物復(fù)雜氧化物顏色、狀態(tài)黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體水溶性均難溶于水存在不穩(wěn)定，在空氣中受熱易被氧化成Fe3O4赤鐵礦磁鐵礦化學(xué)性質(zhì)(1)與酸(H+)反應(yīng)FeO+2H+＝Fe2++H2OFe2O3+6H+＝2Fe3++3H2OFe3O4+8H+＝2Fe3++Fe2++4H2O(2)與CO反應(yīng)FexOy+yCOxFe+yCO2(3)與Al的反應(yīng)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3(鋁熱反應(yīng))用途煉鐵原料紅色油漆和涂料煉鐵原料磁性材料、煉鐵原料2．鐵的氫氧化物名稱氫氧化亞鐵氫氧化鐵化學(xué)式Fe(OH)2Fe(OH)3屬類弱堿弱堿顏色狀態(tài)白色固體紅褐色固體水溶性難溶于水難溶于水制法可溶性的亞鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓可溶性的鐵鹽與堿反應(yīng)：Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓化學(xué)性質(zhì)(1)熱穩(wěn)定性Fe(OH)2不穩(wěn)定，在空為中受熱的產(chǎn)物復(fù)雜。Fe(OH)3不穩(wěn)定，受熱分解成Fe2O3和H2O：2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O(2)與酸(H+)反應(yīng)Fe(OH)2+2H+＝Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+＝Fe3++3H2O(3)Fe(OH)2極容易被O2氧化4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3現(xiàn)象：白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色。【思考】Fe(OH)2極容易被O2氧化，制備時很難看到它的白色。如何才能使生成的白色Fe(OH)2沉淀保持較長時間以便于觀察？措施1：配制反應(yīng)物溶液時，用煮沸并冷卻后的蒸餾水，以除去溶解的氧氣。措施2：在FeSO4溶液的表面加入煤油或苯，隔絕空氣，并將吸有NaOH溶液的膠頭滴管伸入到FeSO4溶液層，再擠出NaOH溶液使反應(yīng)發(fā)生。見圖甲。措施3：見圖乙或圖丙。甲乙丙3．鐵鹽和亞鐵鹽（1）Fe3+和Fe2+的檢驗Fe3+Fe2+①加入NaOH溶液，有紅褐色沉淀生成，證明有Fe3+。Fe3++3OH-＝Fe(OH)3↓②加入KSCN溶液，溶液呈紅色，證明有Fe3+。Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3①加入NaOH溶液，有白色色沉淀生成，白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色，證明有Fe2+。Fe2++2OH-＝Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)3②加入KSCN溶液，溶液顏色無變化，加入氯水，溶液變成紅色，證明有Fe3+。2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3（2）Fe3+和Fe2+的轉(zhuǎn)化操作現(xiàn)象向FeCl3溶液中加入適量鐵粉后，溶液呈淺綠色，再加入KSCN溶液不變紅，滴入氯水后，溶液變成紅色。反應(yīng)2Fe3++fe＝3Fe2+2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-＝Fe(SCN)3結(jié)論4．鐵和鐵的化合物之間的相互轉(zhuǎn)化——“鐵三角”“鐵三角”具體轉(zhuǎn)化反應(yīng)及條件（1）Fe→Fe2+加較弱氧化劑：H+、Fe3+、Cu2+、S（2）Fe2+→Fe加較強還原劑：Zn、H2、CO、C（3）Fe→Fe3+加強氧化劑：Cl2、Br2、HNO3(過量)（4）Fe3+→Fe加較強還原劑(過量)：Zn、H2、CO、C（5）Fe2+→Fe3+加強氧化劑：Cl2、Br2、HNO3（6）Fe3+→Fe2+加較弱還原劑(可過量)：Fe、Cu、SO2、SO32-加較強還原劑(不過量)：Zn【思考】如何除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì)(括號內(nèi)的為雜質(zhì))？（1）FeCl3溶液（FeCl2）（2）FeCl2溶液（FeCl3）典例精析·探究規(guī)律【例題1】由FeO、Fe2O3和Fe3O4組成的混合物，測得混合物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為21:8，則此混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物質(zhì)的量之比為A．1:2:1B．2:1:1C．1:1:1D．1:1:3【答案】CD【例題2】在FeCl3和CuCl2混合液中，加入過量的鐵粉，充分反應(yīng)后，溶液中的金屬離子主要是A．Fe2＋B．Fe3＋和Fe2＋C．Cu2＋和Fe2＋D．Cu2＋【答案】A【例題3】有鐵的氧化物，用足量的CO在高溫下將其還原，把生成的CO2全部通入過量的澄清石灰水中，得到固體沉淀物。求這種鐵的氧化物的化學(xué)式?！敬鸢浮縁e2O3【例題4】在如圖裝置中，用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備Fe(OH)2。（1）在試管Ⅰ里加入的試劑是。（2）在試管Ⅱ里加入的試劑是。（3）為了制得白色Fe(OH)2沉淀，在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是。（4）這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長時間保持白色，其理由是。【答案】(1)稀H2SO4、鐵屑(2)NaOH溶液(3)檢驗試管Ⅱ出口處排出H2的純度，當(dāng)排出H2純凈時，再夾緊止水夾(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2充滿試管Ⅰ和試管Ⅱ，且外界空氣不容易進入四、銅鹽1．化學(xué)性質(zhì)不活潑，使用銅器皿比較安全。2．CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2等銅鹽易溶于水，因含有重金屬離子Cu2+而有毒。3．銅綠：綠色，俗稱孔雀石，主要成分為Cu2(OH)2CO3(堿式鹽)，難溶于水。強化訓(xùn)練·融會貫通1．下列關(guān)于碳酸鈉和碳酸氫鈉的比較中，正確的是A．二者在水中的溶解度不同，碳酸氫鈉的溶解度大于碳酸鈉的溶解度B．二者熱穩(wěn)定性不同，碳酸鈉的熱穩(wěn)定性大于碳酸氫鈉的熱穩(wěn)定性C．二者都能與鹽酸反應(yīng)放出二氧化碳?xì)怏w，但產(chǎn)氣量和反應(yīng)快慢不同D．二者在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化2．近期《美國化學(xué)會志》報道，中國科學(xué)家以二氧化碳為碳源，金屬鈉為還原劑，在470℃、80Mpa下合成出了金剛石，具有深遠的意義。下列說法錯誤的是A．由二氧化碳合成金剛石是氧化還原反應(yīng)B．該反應(yīng)中二氧化碳完全被還原為金剛石C．鈉被氧化最終生成碳酸鈉D．金剛石是碳的一種同素異形體3．下列化合物與小蘇打溶液反應(yīng)，沒有氣體或沉淀生成的是A．燒堿 B．硫酸氫鈉C．氫氧化鋇D．過氧化鈉4．硫酸亞鐵溶液含有雜質(zhì)硫酸銅和硫酸鐵，為除去雜質(zhì)，提純硫酸亞鐵，應(yīng)該加入下列哪種物質(zhì)A．鋅粉 B．鎂粉

C．鐵粉 D．鋁粉5．在某溶液中酚酞呈紅色。下列離子在該溶液中不能大量存在的是A．Fe3+ B．Na+ C．Ba2+ D．Al3+6．把Ba(OH)2溶液滴入明礬溶液中，使SO42-全部轉(zhuǎn)化成BaSO4沉淀，此時鋁元素的主要存在形式是A．Al3+B．Al(OH)3C．AlO2-D．Al3+和Al(OH)37．下列離子方程式書寫正確的是A．FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2+＋Cl2→Fe3+＋2Cl－B．Ba(OH)2溶液與鹽酸的反應(yīng)：OH－＋H+＝H2OC．Al(OH)3沉淀中滴加鹽酸：Al(OH)3＋3H+＝Al3+＋3H2OD．AlCl3溶液中加入過量氨水：Al3+＋4OH－→＋2H2O8．過量的NaHCO3和Na2O2混合，在密閉容器中充分混合加熱后，最后排出氣體，殘留的固體是A．Na2O B．Na2CO3C．Na2O2和Na2CO3D．Na2O2和Na2O9．將氯化鈉、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鎂五種溶液，通過一步實驗就能加以區(qū)別，并只用一種試劑，這種試劑是A．KSCNB．BaCl2C．NaOHD．HCl10．wg鐵粉和鋁粉的混合物和過量的NaOH反應(yīng)，然后過濾，將沉淀完全收集后，放蒸發(fā)皿中加熱，直至被加熱的物質(zhì)質(zhì)量不再變化，取出蒸發(fā)皿中的物質(zhì)稱量仍為wg。求原混合物中鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是A．30％ B．50％C．70％D．90％11．若100mLmol·L-1硫酸鋁溶液和氫氧化鈉溶液反應(yīng)得到g沉淀，則需mol·L-1的NaOH溶液A．130mLB．100mLC．90mLD．50mL12．2022年2月３日，美國“機遇”號火星車向地球傳回了火星土壤的顯微照片，顯示的是“機遇”號火星車的著陸區(qū)域——“梅里迪亞尼平面”，從照片上可以看出該地為紅色和桔色（兩種顏色近乎紅棕色），所以可能存在赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）。試回答下列問題。（1）人們從“機遇”號火星車所發(fā)回的實物照片的紅色和桔色，來推斷火星上可能存在著赤鐵礦，這是利用了物質(zhì)的顏色這一_________性質(zhì)對物質(zhì)的存在進行推測的。如果要進一步確定這種推測是否正確，必須通過實驗驗證。（2）假設(shè)有一塊火星礦物樣品，請同學(xué)們用學(xué)過的知識設(shè)計化學(xué)實驗來證明該火星礦物中是否有三價鐵元素。實驗原理：。實驗用品：錘頭、研缽（研杵）、燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺、濾紙、試管、滴管、稀鹽酸、KCNS溶液實驗步驟及方法：①。②。③。④。實驗結(jié)果分析及結(jié)論：。13．某混合物A含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3，在一定條件下可實現(xiàn)下圖所示的物質(zhì)之間的變化。據(jù)此回答下列問題：（1）I、II、III、IV四步中對于溶液和沉淀的分離采取的方法是。（2）根據(jù)上述框圖反應(yīng)關(guān)系，寫出下列B、C、D、E所含物質(zhì)的化學(xué)式沉淀固體B；C；沉淀D；溶液E。（3）寫出①、②、③、④四個反應(yīng)方程式①