高考化学二轮复习精品课件 专题12 常见金属元素单质及其重要化合物

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【点评】 本题依托常见的三种金属考查了多个重要知识点： 氧化物的分类、金属的性质、盐类水解及物质制备、电解时 离子放电顺序等。
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用类推的方法可能会得出错误结论，因此推出的结论 要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列推论中正确的是 ( ) A．Na失火不能用CO2灭火，K失火不能用CO2灭火 B．工业上用电解熔融MgCl2 的方法制取金属镁，也用电解熔 融AlCl3的方法制取金属铝
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专题十二 │ 要点热点探究
C 【解析】 铝的氧化物属于两性氧化物，不属于碱性氧化物， 故A错；铜在空气中放置，可以生成铜绿Cu2(OH)2CO3]，故B 错；因HCl易挥发，三种盐在加热条件下，都能彻底水解，故C 正确；电解三种盐溶液的混合物时，首先是Fe3＋＋e－===Fe2＋， 不能得到金属单质；当Fe3＋消耗完，Cu2＋＋2e－===Cu；当Cu2 ＋消耗完，2H＋＋2e－===H ，不可能得到铁单质和铝单质，故 2 D错。
2 能电离：KAl(SO4)2===K ＋Al3 ＋2SO4 。铝离子发生水解反应，生成
＋ ＋ －
的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以 达到净水目的：Al3 ＋3H2O 3．铁、铜及其化合物 (1)Fe 与 Cl2 反应只能生成 FeCl3，与 I2 反应生成 FeI2，与反应物的 用量无关。 (2)Fe 与水蒸气在高温下反应生成 H2 和 Fe3O4，而不是 Fe2O3。
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【解析】 (1)结合题意，即是Fe2O3、SiO2和金属Al在高温下发 生置换反应；(2)杂质中还存在H2，与Cl2结合形成HCl，高温下 Cl2也能与Na和Al反应生成NaCl和AlCl3(700 ℃时升华形成气 体)；(3)冷凝后的气体Cl2和HCl均能与碱液反应；(4)电镀时， 镀层金属作阳极，失电子形成阳离子，即Al失电子形成Al3＋， Al3＋再与AlCl结合形成Al2Cl；(5)防止腐蚀的原理包括隔绝金 属与电解质溶液的接触、改变金属内部结构等。
＋
Al(OH)3(胶体)＋3H 。
＋
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(3)过量的 Fe 与硝酸作用，或在 Fe 和 Fe2O3 的混合物中加入盐酸， ＋ ＋ 均生成 Fe2 。要注意产生的 Fe3 还可以氧化单质 Fe 这一隐含反应：Fe ＋ ＋ ＋2Fe3 ===3Fe2 。 － ＋ (4)NO3 与 Fe2 在酸性条件下不能共存。 ＋ － (5)Fe2O3、 Fe(OH)3 与氢碘酸反应时， 涉及 Fe3 与 I 的氧化还原反应， ＋ 产物为 Fe2 、I2 和 H2O。 ＋ (6)FeCl3 溶液加热浓缩时，因 Fe3 水解和 HCl 的挥发，得到的固体 为 Fe(OH)3，灼烧后得到红棕色 Fe2O3 固体；而 Fe2(SO4)3 溶液蒸干时， 因硫酸是难挥发性的酸，将得不到 Fe(OH)3 固体，最后得到的固体仍为 Fe2(SO4)3。 (7)注意亚铁盐及 Fe(OH)2 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。 如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中 ＋ ＋ 一定含有 Fe3 ，也可能含有 Fe2 。
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专题十二 常见金属元素单质 及其重要化合物
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主干知识整合
一、金属元素单质及其化合物的转化关系 1．钠及其化合物
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2．铝及其化合物
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3．铁及其化合物
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【答案】
(1)FeCl3
(2)⑤
－ 通电 － (3)2H2O＋2Cl =====Cl2↑＋H2↑＋2OH
高温 (4)2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3 (5)O2＋2H2O＋4e ＝4OH
－ －
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【解析】 (1)沸腾的水中加入饱和 A 溶液得到红褐色的液体是 Fe(OH)3 胶体，则 A 为 FeCl3 溶液。可推知 M 是 Cl2，B 是 FeCl2，N 是 Fe，D 是 HCl，X 是 H2，E 是氢氧化物，C 为氯化物，Y 为 Al，F 为铁的氧化物，根据化合物 F 中含有组成单质 Fe 的元素，且该元素的 质量分数为 70%，计算出 F 为 Fe2O3。 (2)将 NaOH 注入 FeCl2 溶液中，产生 Fe(OH)2 沉淀，易被氧化，快 速转化为灰绿色，最后转化为红褐色沉淀。 － 通电 (3)C 为氯化物溶液，电解的离子方程式为 2H2O＋2Cl =====Cl2↑ ＋H2↑＋2OH 。 (4)Al 和 Fe2O3 高 温 下 发 生 铝 热 反 应 ， 反 应 方 程 式 为 2Al ＋ 高温 Fe2O3=====2Fe＋Al2O3。 (5)铁、碳合金在潮湿的空气中容易腐蚀，负极是 Fe－2e ＝Fe2 ， － － 正极是 O2＋2H2O＋4e ＝4OH 。
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例1 [2011·山东卷] Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下 列说法正确的是( ) A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B．三者的单质放置在空气中只生成氧化物 C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的 方法 D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出 Cu、Fe、Al
高考化学总复习（第X、Y 是中学化学常见的 物质，其中 A、B、C、D、E、F 是化合物， M、N、X、Y 是单 质。已知反应关系如图 12－1 所示(部分产物已略去)：
图 12－1
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(1)向沸腾的蒸馏水中滴加A的饱和溶液，可以得到红褐色液 体。A的化学式是____________。 (2) 将 NaOH 溶 液 注 入 新 制 备 的 B 溶 液 ， 观 察 到 的 现 象 是 ________(选填序号)。 ①生成白色沉淀 ③生成红褐色沉淀 ②生成血红色沉淀 ④生成蓝色沉淀
⑤生成白色沉淀，迅速变成灰绿色沉淀，最后变成红褐色沉 淀
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(3)C溶液电解的离子方程式是_________________。 (4)化合物F 中含有组成单质N的元素，且该元素的质量分数 为 70% 。 化 合 物 F 和 单 质 Y 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ______________________。 (5)组成单质N的元素和碳的合金在潮湿的空气中容易腐蚀。 发生腐蚀时，正极的电极方程式是___________________。
－ ＋ －
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例2 [2011·广东卷] 由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的 金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾 气经处理后可用于钢材镀铝，工艺流程如下：
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(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 ①__________________和②__________________________。 (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)在用废碱液处理气体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，熔融盐电镀液中铝元 素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反 应式为___________________________________。
HCO3 、Al3 、Fe2 、Fe3 ，其中 H 和 HCO3 是因为与 AlO2 直
－ 接反应(AlO－＋HCO3 ＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－)，其余也是 2 3
－
＋
＋
＋
＋
－
－
因为发生了剧烈的双水解反应。
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(7)明矾的净水原理：明矾的化学式为 KAl(SO4)2· 2O，它在水中 12H
4．铜及其化合物
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要点热点探究 ► 探究点一 常见金属及化合物的主要性质
1．钠及其化合物 (1)等物质的量的金属钠被氧化成Na2O和Na2O2时转移的电子数 相同。 (2)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。 (3)钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与 水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。 (4)Na2O2与CO2或H2O反应时，生成1 mol O2，转移电子的物质 的量为2 mol。
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－ (6)Al3＋、AlO2 只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al3＋与 － 下列离子不能大量共存：OH－、CO2－、HCO3 、SO2－、S2－、 3 3 － ClO－、AlO2 ，其中 OH－是因为直接反应，其余均是因为发生 － 了剧烈的双水解反应。AlO2 与下列离子不能大量共存：H＋、
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(5)Na2O2 跟 CO2 和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑 Na2O2 跟 CO2 的反应。 因为若先发生反应： 2O2＋2H2O===4NaOH 2Na ＋O2↑，必定还发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。 (6)Na2O2 与 SO2 反应的化学方程式为：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (7)向 Na2CO3 溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的 ＋ － － ＋ 2－ 离子方程式依次为：CO 3 ＋H ===HCO 3 、HCO 3 ＋H ===H2O＋ CO2↑。 2．镁、铝及其化合物 点燃 (1)镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O2=====2MgO，此外 点燃 △ 还发生反应：3Mg＋N2=====Mg3N2、2Mg＋CO2=====2MgO＋C。