高中化學(xué)《金屬及其化合物》全章復(fù)習(xí)與鞏固基礎(chǔ)知識講解導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修

1、2014年高中化學(xué)金屬及其化合物全章復(fù)習(xí)與鞏固基礎(chǔ)知識講解導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)；2、通過金屬及其化合物性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)意識、操作技能、觀察能力和分析問題的能力；3、以金屬知識的學(xué)習(xí)為線索，培養(yǎng)獲取知識及信息加工的能力。通過比較、歸納等，逐步掌握學(xué)習(xí)元素化合物的一般方法?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、鈉、鋁、鐵及其重要化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 1鈉及其化合物之間的轉(zhuǎn)化： 2鋁及其化合物之間的轉(zhuǎn)化： 3鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化： 要點(diǎn)詮釋：金屬活動性順序及其應(yīng)用金屬活動性順序K Ca NaMg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag

2、Pt Au原子失電子能力逐漸減弱（金屬性逐漸減弱，還原性逐漸減弱）在空氣中的反應(yīng)易被氧化常溫下能被氧化加熱時能被氧化難被氧化跟水的反應(yīng)劇烈反應(yīng)加熱或與水蒸氣反應(yīng)不能與水反應(yīng)跟酸的反應(yīng)能置換出稀酸（鹽酸、硫酸）中的氫不能與稀酸（鹽酸、硫酸）反應(yīng)劇烈反應(yīng)反應(yīng)劇烈程度減弱跟硝酸、濃硫酸反應(yīng)溶于王水跟鹽溶液的反應(yīng)與水先反應(yīng)金屬活動性順序表中前面的金屬能將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)Al、Zn等金屬能跟強(qiáng)堿溶液發(fā)生反應(yīng)要點(diǎn)二、碳酸鈉和碳酸氫鈉的關(guān)系總結(jié) 1俗名：Na2CO3：純堿、蘇打；NaHCO3：小蘇打。 2溶解度：Na2CO3NaHCO3。 3熱穩(wěn)定性：Na2CO3NaHCO3（一

3、般溫度下Na2CO3不分解）。 4其固體跟同濃度的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速率：Na2CO3NaHCO3。 5將稀鹽酸逐滴加入到Na2CO3、NaHCO3的水溶液中，發(fā)生的反應(yīng)與現(xiàn)象分別為： Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，NaHCO3+HClCO2+H2O+NaCl。 現(xiàn)象：開始無氣體產(chǎn)生，鹽酸滴加一定量后（Na2CO3全部轉(zhuǎn)化為NaHCO3），才開始產(chǎn)生氣體。 NaHCO3溶液：NaHCO3+HClCO2+H2O+NaCl。 現(xiàn)象：立即產(chǎn)生氣體。 說明：該方法可用于鑒別Na2CO3與NaHCO3的水溶液。 6除雜（括號內(nèi)為雜質(zhì)） Na2CO3（NaHCO3）：加熱即可。 NaHCO3

4、（Na2CO3）：將混合物溶于水后通入足量CO2氣體（Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3），然后將溶液低溫蒸干即得NaHCO3晶體。要點(diǎn)三、鋁三角中的圖像及其相互轉(zhuǎn)化問題 鋁元素有三種存在形式：它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系可用鋁三角表示為： 在Al3+、Al(OH)3、AlO2的相互轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，都有特定的數(shù)量關(guān)系。用坐標(biāo)圖形式可把其中的定量關(guān)系概括如下。 1向AlCl3溶液中滴加氨水至過量，離子方程式為： Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+。 圖像如下圖所示 2向AlCl3溶液中滴加NaOH至過量，離子方程式為： Al3+3OHAl(OH)3， Al(OH)3+OHAlO2+2H2

5、O。 圖像如下圖所示 3KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量。離子方程式為： Al3+2SO42+2Ba2+4OH2BaSO4+AlO2+2H2O。 圖像如下圖所示。 要點(diǎn)詮釋：圖像題是考查鋁的一類重要題型，在解答此類試題時，應(yīng)該數(shù)形結(jié)合，綜合分析計(jì)算進(jìn)而求出答案。而要對化學(xué)圖像進(jìn)行分析，應(yīng)該抓住有關(guān)化學(xué)原理、物質(zhì)的性質(zhì)和圖像的意義，尤其是圖像的特點(diǎn)，即圖像的四點(diǎn)（起點(diǎn)、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)）。要點(diǎn)四、離子的鑒別 1Fe2+、Fe3+的鑒別。 （1）KSCN法：加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈紅色的是Fe3+的溶液，而Fe2+的溶液無此現(xiàn)象。離子方程式為Fe3+3SCN

6、Fe(SCN)3。 要點(diǎn)詮釋：此處是溶液而不是沉淀，不能用于除雜。若要除雜，F(xiàn)e2+（Fe3+）可加鐵粉，F(xiàn)e3+（Fe2+）可加H2O2、O3。 （2）觀察法：其溶液呈黃色的是Fe3+，呈淺綠色的是Fe2+。 （3）堿液法：加入氨水等堿液，生成紅褐色沉淀的是Fe3+；生成白色沉淀并迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色沉淀的是Fe2+。 （4）淀粉KI試紙法：能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)的是Fe3+溶液，無明顯現(xiàn)象的是Fe2+。 2焰色反應(yīng)注意事項(xiàng)。 （1）蘸取待測物的金屬絲：鉑絲或鐵、鉻、鎢絲等，因?yàn)樗鼈冊诨鹧嫔献茻裏o顏色，同時熔點(diǎn)高，不易被氧化。 （2）焰色反應(yīng)所用火焰本身顏色要淺，否則會干擾實(shí)驗(yàn)的觀

7、察。采用煤氣燈較理想，若用酒精燈，則要使用其外焰的側(cè)面。 （3）金屬絲使用前用稀鹽酸將其表面的氧化物洗凈，然后在火焰上灼燒至無顏色，這是因?yàn)榻饘俾然镒茻龝r易氣化而揮發(fā)，以除去能起焰色反應(yīng)的少量雜質(zhì)。 （4）操作步驟：可歸納為六個字：即：洗燒蘸燒洗燒。要點(diǎn)五、金屬及其化合物推斷題常見的突破口 1、特殊顏色 （1）焰色反應(yīng)：Na+（黃色）、K+（紫色） （2）有色溶液含有的離子Fe2+Fe3+Cu2+MnO4顏色淺綠色黃色藍(lán)色紫紅色 （3）有色固體 紅色：Cu、Fe2O3（紅棕色） 紅褐色：Fe(OH)3 綠色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O 藍(lán)色：Cu(OH)2、CuSO45H2O

8、 黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑 淺黃色：Na2O2、AgBr 白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2 2、特殊性質(zhì) （1）在一定條件下能漂白有色物質(zhì)的淡黃色固體只有Na2O2。 （2）遇SCN顯紅色的只有Fe3+。 （3）常見的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金屬氧化物有Al2O3。 （4）不溶于水又不溶于稀鹽酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4（白色）、AgCl（白色）。 3、特征反應(yīng) （1）能與強(qiáng)酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)：活潑的金屬，如Na、Al、Zn等；不穩(wěn)定的弱酸鹽，如碳酸鹽、碳酸氫鹽等。 （2）能與強(qiáng)堿

9、反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)：單質(zhì)，如Al等；鹽類，如銨鹽等。 （3）既能與強(qiáng)酸又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)的物質(zhì)：金屬單質(zhì)，如Al等；兩性氧化物，如Al2O3等；兩性氫氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的銨鹽，如NH4HCO3、(NH4)2CO3等；弱酸的酸式鹽，如NaHCO3、KHS等。 （4）能與水反應(yīng)產(chǎn)生氣體的物質(zhì)：活潑的金屬單質(zhì)，如Na、K、Mg（加熱）、Fe（高溫生成Fe3O4）等；金屬過氧化物，如Na2O2等。 4、特殊的轉(zhuǎn)換關(guān)系 （1）特征轉(zhuǎn)換： 如NaNa2ONa2O2NaOH （2）三角轉(zhuǎn)換 【典型例題】類型一：金屬及金屬材料 例1 鐵和鐵合金是生活中常用的材料。下列說法正確的是（ ）。 A不銹

10、鋼是鐵合金，只含金屬元素 B一定條件下，鐵粉可與水蒸氣反應(yīng) C鐵與鹽酸反應(yīng)，鐵合金不與鹽酸反應(yīng) D在空氣中，鐵板比鍍鋅鐵板更耐腐蝕 【思路點(diǎn)撥】鐵雖然不能跟冷水甚至熱水反應(yīng)，但在高溫下可以和水蒸氣反應(yīng)生成Fe3O4，3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。【答案】B 【解析】不銹鋼中除含金屬元素外，還含有C、Si等非金屬元素；在高溫條件下，F(xiàn)e和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成Fe3O4和H2；鐵和鐵合金均和鹽酸發(fā)生反應(yīng)；鍍鋅鐵由于鋅比鐵活潑，鋅首先失電子，將鐵板保護(hù)，因此鐵板比鍍鋅板易被腐蝕，因此只有B正確。【總結(jié)升華】金屬材料的性質(zhì)和合金是常見的考點(diǎn)，在學(xué)習(xí)過程中要重點(diǎn)了解。舉一反三：【變式1】下列關(guān)

11、于地殼中含量最多的金屬元素與地殼中含量最多的非金屬元素的說法中，不正確的是（ ）A題中所指的元素分別是Al和OB題中所指的元素分別是Fe和OC這兩種元素組成的化合物的相對分子質(zhì)量是102D這兩種元素組成的化合物能與酸反應(yīng)【答案】B【解析】地殼中含量最多的金屬元素與地殼中含量最多的非金屬元素分別為Al和O，它們所形成的化合物的化學(xué)式是Al2O3，其相對分子質(zhì)量是102，Al2O3能與酸反應(yīng)。類型二：金屬及其化合物的性質(zhì)例2 現(xiàn)有濃度各為1 molL1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。（1）反應(yīng)完畢后，鐵粉有剩余。反應(yīng)完畢后，溶液中一定含有

12、_陽離子，為_mol，一定沒有_陽離子；固體物質(zhì)干燥后，其中一定有_，與反應(yīng)前加入鐵粉的質(zhì)量相比_（填“多”或“少”）_g。（2）反應(yīng)完畢后，有銅生成，鐵粉無剩余。則反應(yīng)完畢后溶液中一定含有_陽離子，該陽離子在溶液中的物質(zhì)的量的范圍是_。 【思路點(diǎn)撥】溶液中三種陽離子的氧化性順序?yàn)椋篎e3+Cu2+Fe2+，所以加入鐵粉時，反應(yīng)的順序?yàn)椋篎e+2Fe3+3Fe2+ Fe+Cu2+Fe2+Cu，然后再展開討論各種量的關(guān)系。【答案】（1）Fe2+ 0.35 Fe3+、Cu2+ Fe、Cu 少 2（2）Fe2+ 0.25 moln(Fe2+)0.35 mol【解析】（1）當(dāng)鐵粉有剩余時，說明溶液中F

13、e3+、Cu2+都全部被轉(zhuǎn)化為Fe2+，其中由Fe3+轉(zhuǎn)化生成的Fe2+為0.15 mol，由Cu2+轉(zhuǎn)化生成的Fe2+為0.1 mol，原溶液中含F(xiàn)e2+為0.1 mol，所以反應(yīng)完畢后，溶液中共有Fe2+0.35 mol。此過程共溶解鐵粉，而生成的銅0.1mol64 gmol-1=6.4g，所以與反應(yīng)前加入的鐵粉對比，共減少了8.4 g6.4 g=2 g。（2）反應(yīng)完畢后有銅生成、無鐵粉剩余時，說明Fe3+已全部反應(yīng)完畢，而Cu2+可能部分被還原，也可能恰好全部被還原。所以溶液中一定會含有Fe2+，最少時為Fe3+恰好反應(yīng)時，為0.1 mol+0.1 mol=0.25 mol，最多時為Cu

14、2+恰好完全反應(yīng)時，為0.1 mol+0.25 mol=0.35 mol，所以其范圍為0.25 moln(Fe2+)0.35 mol（由于必須有銅生成，所以0.25 mol取不到）。【總結(jié)升華】鐵粉與多種離子反應(yīng)時，首先要弄清反應(yīng)的順序，然后才能逐一展開討論，找出各種情況下各種量的關(guān)系。舉一反三：【變式1】鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿。但氫氧化鋁不溶于氨水，而氫氧化鋅能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+?；卮鹣铝袉栴}： （1）單質(zhì)鋁溶于氫氧化鈉溶液后，溶液中鋁元素的存在形式為_（用化學(xué)式表示）。 （2）寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 （3）下列各組中的兩種

15、溶液，用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法即可鑒別的是_。 Al2(SO4)3和NaOH Al2(SO4)3和NH3H2O ZnSO4和NaOH ZnSO4和NH3H2O （4）寫出可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式：_。試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水制備氫氧化鋅的原因_。 【答案】（1）AlO2或Al(OH)4 （2）Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2或Zn+2NaOH+2H2ONa2Zn(OH)4+H2 （3） （4）Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+ 可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的Zn(OH)2可溶于過量氨水中生成Zn(NH3)42+，氨水的用量不易控制 【解析】（2）中利用Al與堿反

16、應(yīng)，推導(dǎo)出Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2或Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2；（3）利用題干信息可知Al(OH)3和Zn(OH)2溶于強(qiáng)堿液，Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，可判斷滴加順序不同，現(xiàn)象也不一樣；而不論怎樣滴加現(xiàn)象只有一個，即產(chǎn)生白色沉淀。（4）中氨水為弱堿，不能溶解生成的Al(OH)3，故生成物為Al(OH)3和NH4+。又因Zn(OH)2能溶于過量氨水，不易控制氨水的量，故不適宜在實(shí)驗(yàn)室用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備Zn(OH)2。 【總結(jié)升華】本題依據(jù)鋅、鋁性質(zhì)的相似性，考查學(xué)生運(yùn)用類比推理，進(jìn)行正向遷移的能力。類型三：金屬及其化

17、合物的推斷 例3 下圖表示有關(guān)物質(zhì)（均由短周期元素形成）之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A為常見的金屬單質(zhì)，B為非金屬單質(zhì)（一般是黑色粉末），C是常見的無色無味液體，D是淡黃色的固體化合物。（反應(yīng)條件圖中已省略） （1）A、B、C、D代表的物質(zhì)分別為_、_、_、_（填化學(xué)式）； （2）反應(yīng)中的C、D均過量，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_； （3）反應(yīng)中，若B與F物質(zhì)的量之比為43，G、H分別是_、_（填化學(xué)式）； （4）反應(yīng)產(chǎn)物中K的化學(xué)式為_； （5）反應(yīng)的離子方程式為_。 【思路點(diǎn)撥】做推斷題時抓住突破口，本題的突破口為“B為非金屬單質(zhì)（一般是黑色粉末）”、“C是常見的無色無味液體”、“D是淡黃色的固體化合物

18、”，利用這些信息分別推出B、C、D，再順藤摸瓜，推測其他物質(zhì)?！敬鸢浮浚?）Al C H2O Na2O2 （2）2Na2O2+2H2O4NaOH+O2 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2 （3）CO2 CO （4）Na2CO3 （5）CO2+AlO2+OH+H2OCO32+Al(OH)3 【解析】（1）由C是常見無色無味液體，推知為H2O；D是淡黃色固體化合物，推知D為Na2O2，C、D反應(yīng)后生成NaOH，并且又能和常見金屬單質(zhì)A反應(yīng)，可知A為Al；由B為黑色非金屬單質(zhì)，猜測為碳。 （2）分步書寫，減少錯誤。先寫出Na2O2與H2O的反應(yīng)，生成的NaOH再與Al發(fā)生反應(yīng)。 （3）根據(jù)C和O2反應(yīng)的物質(zhì)的量，兩者比值為44時產(chǎn)物為CO2。比值為42時，產(chǎn)物為CO，現(xiàn)在比值為43，所以產(chǎn)物為CO2和CO的混合物。 （4）反應(yīng)Na2O2和CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。 （5）反應(yīng)溶液甲的成分為NaOH和NaAlO2，通入CO2后，CO2可以和NaAlO2溶液反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，同時CO2又和NaOH反應(yīng)生成N