高考

化學新高考專用專題五金屬及其化合物考點一鈉及其化合物基礎篇1.鈉1)物理性質及保存方式:質軟、銀白色、有金屬光澤,導電性、導熱性良

好,密度ρ煤油<ρ鈉<ρ水,熔點較低;保存在煤油或石蠟油中。2)化學性質及制備

3)用途:①冶煉金屬;②高壓鈉燈;③鈉鉀合金用作原子反應堆的導熱劑。3)用途:①冶煉金屬;②高壓鈉燈;③鈉鉀合金用作原子反應堆的導熱劑。2.鈉的氧化物1)氧化鈉(Na2O):白色固體,堿性氧化物。與水反應:Na2O+H2O

2NaOH。與CO2反應:Na2O+CO2

Na2CO3。2)過氧化鈉(Na2O2):淡黃色固體,常用作漂白劑、消毒劑、供氧劑。電子式:與水反應:2Na2O2+2H2O

4NaOH+O2↑。與CO2反應:2Na2O2+2CO2

2Na2CO3+O2。3.Na2CO3與NaHCO31)Na2CO3俗名純堿、蘇打;NaHCO3俗名小蘇打。2)物理性質:均為白色固體,易溶于水,溶解度Na2CO3>NaHCO3。溶于水時

Na2CO3放熱、NaHCO3吸熱。3)化學性質①水溶液均顯堿性,同濃度時堿性:Na2CO3>NaHCO3。②熱穩定性:Na2CO3>NaHCO3。2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O。③與鹽酸反應:Na2CO3+2HCl

H2O+CO2↑+2NaCl,NaHCO3+HCl

NaCl+H2O+CO2↑(鹽酸逐滴加入時NaHCO3先產生氣泡)。4)相互轉化Na2CO3

NaHCO35)用途:Na2CO3用于紡織、制皂、造紙、制玻璃等;NaHCO3用于制藥、焙

制糕點等。6)碳酸鈉與碳酸氫鈉的鑒別方法①利用熱穩定性不同

②利用和酸反應生成氣體的速率不同(相同條件下)

③利用溶液的酸堿性不同

4.焰色試驗1)本質:電子的躍遷,物理變化。2)實驗步驟:鉑絲

無色

觀察火焰顏色

鉑絲

無色。注意:也可用潔凈的鐵絲代替鉑絲。金屬元素鋰鈉鉀銣焰色紫紅色黃色紫色紫色金屬元素鈣鍶鋇銅焰色磚紅色洋紅色黃綠色綠色注意:透過藍色鈷玻璃觀察鉀元素的焰色。3)一些金屬元素的焰色5.侯氏制堿法1)工藝流程

注意:先向飽和食鹽水中通入氨氣,再通入二氧化碳,有助于反應進行。2)反應原理①產生NaHCO3的反應:NH3+NaCl+CO2+H2O

NaHCO3↓+NH4Cl。②產生Na2CO3的反應:2NaHCO3

Na2CO3+CO2↑+H2O。3)綠色化學思想:循環使用的物質為CO2、NaCl。4)優點(與索爾維法制純堿相比):食鹽利用率提高到了96%,副產物NH4Cl

可作氮肥。1.鐵1)Fe位于元素周期表第四周期Ⅷ族。原子結構示意圖:

。常見價態:+2和+3。2)物理性質:導熱性、延展性良好,有導電性,易被磁鐵吸引。考點二鐵及其化合物

①鐵遇冷的濃硝酸、濃硫酸發生鈍化。Fe與過量稀HNO3的反應:Fe+N

+4H+

Fe3++NO↑+2H2OFe與少量稀HNO3的反應:3）化學性質3Fe+2N

+8H+

3Fe2++2NO↑+4H2O注意:氧化性酸會把Fe氧化為Fe3+,但當Fe過量時,Fe3++Fe

Fe2+。②與鐵反應的非金屬單質的氧化性強弱決定產物中鐵元素為+2價還是+

3價,如:2Fe+3Cl2

2FeCl3Fe+S

FeS2.鐵的氧化物FeO:黑色粉末,堿性氧化物,不穩定。Fe2O3:俗稱鐵紅,紅棕色粉末,堿性氧化物,可作紅色顏料。Fe3O4:俗稱磁性氧化鐵,黑色晶體,Fe呈現+2、+3價,能被磁鐵吸引,可作磁

性材料。3.鐵的氫氧化物Fe(OH)2:白色固體,難溶于水;在空氣中極易被氧化,發生反應4Fe(OH)2+O2

+2H2O

4Fe(OH)3(現象:白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色)。Fe(OH)3:紅褐色固體,難溶于水,受熱時易分解為Fe2O3,2Fe(OH)3

Fe2O3+3H2O。4.鐵鹽及亞鐵鹽的檢驗與鑒別1)觀察法:含Fe2+的溶液呈淺綠色,含Fe3+的溶液呈棕黃色。2)用KSCN和氯水檢驗

3)加堿法

4)淀粉-KI試紙法

5)加溴水

6)特征試劑法溶液

褪色→Fe2+

注意:當檢驗混合溶液中的Fe2+、Fe3+時,①檢驗Fe2+時不能先加氯水后加

KSCN溶液,也不能將加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制

氯水可能會氧化SCN-)。②Fe3+、Fe2+、Cl-同時存在時不能用酸性KMnO4

溶液檢驗Fe2+(Cl-能還原KMnO4,有干擾)。5.Fe、Fe2+、Fe3+在一定條件下可以相互轉化Fe+2HCl

FeCl2+H2↑2Fe+3Cl2

2FeCl32Fe2++Cl2

2Fe3++2Cl-Fe2++Zn

Fe+Zn2+2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

一、金屬冶煉

考點三金屬冶煉金屬材料1.熱分解法:適合冶煉不活潑的金屬。2HgO

2Hg+O2↑2Ag2O

4Ag+O2↑2.熱還原法:用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物,適合冶煉較活

潑的金屬。Fe2O3+3CO

2Fe+3CO22Al+Cr2O3

2Cr+Al2O3

3.電解法:適合冶煉金屬活動性很強的金屬。2NaCl(熔融)

2Na+Cl2↑2Al2O3(熔融)

4Al+3O2↑MgCl2(熔融)

Mg+Cl2↑二、金屬材料1.合金1)組成:兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)加熱熔合生成的具有金

屬特性的物質。2)性能:熔點一般比各成分金屬低,硬度和強度一般比各成分金屬大。3)常見合金①鐵合金:生鐵和鋼(可分為碳素鋼和合金鋼)。碳素鋼根據含碳量不同,

可分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。②鋁合金,如硬鋁密度小、強度高,具有較強的抗腐蝕能力,是制造飛機和

宇宙飛船的理想材料。③新型合金:儲氫合金、鈦合金、耐熱合金、形狀記憶合金等,廣泛用于

航空航天、生物工程和電子工業等領域。2.鎂及其化合物的性質1)鎂(Mg)①物理性質:銀白色、有金屬光澤的固體,密度、硬度較小,導電性、導熱

性、延展性良好。②化學性質

③用途:用于信號彈和焰火,鎂合金用于制造航天部件。2)氧化鎂(MgO):白色粉末,熔點高,可作耐高溫、耐火材料,是一種堿性氧

化物。3)氫氧化鎂[Mg(OH)2]:白色固體,難溶于水,溶解度小于碳酸鎂,是一種中

強堿。3.從海水中提取金屬鎂的方法1)流程

2)注意事項:①脫水時,為防止MgCl2水解,應在氯化氫氣氛中進行;②應電

解熔融氯化鎂制得鎂。4.鋁及其化合物的性質1)鋁(Al)①物理性質:銀白色、有金屬光澤的固體,密度、硬度較小,導電性、導熱

性、延展性良好。②化學性質

注意:鋁遇冷的濃硝酸、濃硫酸發生鈍化。③用途:制作導線;鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。2)氧化鋁(Al2O3)①物理性質及用途:白色固體,難溶于水,熔、沸點高;可作耐火材料,冶煉

鋁的原料。②化學性質a.兩性氧化物:Al2O3+6H+

2Al3++3H2O、Al2O3+2OH-

2Al

+H2O。b.發生分解:2Al2O3(熔融)

4Al+3O2↑。3)氫氧化鋁[Al(OH)3]①物理性質及用途:白色不溶于水的固體,可用于制藥。②兩性氫氧化物:Al(OH)3+3H+

Al3++3H2O、Al(OH)3+OH-

Al

+2H2O。5.銅及其化合物的性質1)銅的性質①物理性質:紫紅色固體,導熱性、導電性、延展性良好。②化學性質

注意:銅與氧化性強的Cl2、O2反應生成+2價銅的化合物,與氧化性弱的S反應生成+1價銅的化合物。2)銅的化合物及轉化

Cu2O

Cu(OH)2氧化亞銅(Cu2O):磚紅色固體,難溶于水,在稀硫酸中發生歧化反應:Cu2O+

2H+

Cu2++Cu+H2O。無水CuSO4:遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O),可用于檢驗水。綜合化工流程題解題策略綜合篇一、化工流程結構

二、流程步驟分析要點1.遵循化工流程,找出核心元素。2.根據金屬元素及其化合物的性質,關注成分和元素化合價的變化。3.把握處理手段,留心雜質去向,看清產品流向。三、常見化工流程操作及其目的1.樣品的預處理1)粉碎:增大接觸面積,加快反應速率或使反應更完全。2)煅燒:①氧化、分解一些還原性物質;②改變礦樣的結構,利于后續處理;

③除有機物或碳雜質。3)溶解:采用酸浸、堿浸或水浸方式使某些金屬離子進入溶液,通過過濾

除去不溶物。2.反應條件的控制1)改變溫度:①改變反應速率,防止物質分解,改變物質的溶解量。②促進

或抑制平衡移動。③在某溫度下,催化劑的催化效果達到最好。2)改變壓強:①減壓蒸餾,降低溫度,防止物質分解。②促進或抑制平衡移

動。3)調節溶液的pH:①調節溶液的pH使其中某些金屬離子形成氫氧化物沉

淀。例:下列物質開始沉淀和沉淀完全時的pH如下表所示。物質開始沉淀沉淀完全Fe(OH)31.53.7Fe(OH)27.69.6Mn(OH)28.39.8若要除去Mn2+溶液中含有的Fe2+,可先用氧化劑把Fe2+氧化為Fe3+,再調節

溶液的pH為3.7≤pH<8.3。②調節pH所需的物質應滿足兩點:能與H+反

應,使溶液pH增大;不引入新雜質。例如:要除去含Cu2+溶液中混有的Fe3+,

可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物質來調節溶液的pH。3.物質分離、提純的常用方法1)過濾:分離難溶物和可溶物,根據特殊需要采用趁熱過濾、抽濾等方

式。2)萃取和分液:利用物質在互不相溶的溶劑里的溶解度不同分離、提純

物質。3)蒸發結晶:提取溶解度隨溫度變化不大的物質,如NaCl。4)冷卻結晶:提取溶解度隨溫度變化較大的物質、易水解的物質或結晶

水合物,如KNO3、FeCl3、CuSO4·5H2O。5)蒸餾和分餾:分離沸點不同且互溶的液體混合物。6)冷卻法:利用氣體易液化的特點分離氣體,如合成氨工業采用冷卻法分

離氨氣和氮氣、氫氣。4.獲得產品階段的常用操作1)洗滌:冰水、熱水或有機溶劑洗滌,減少產品溶解損失。2)在氣體氛圍下蒸發:如從溶液中析出FeCl3等溶質時,應在HCl氣流中加

熱,以防水解。3)蒸發濃縮、冷卻結晶:如除去KNO3中的少量NaCl,獲得KNO3晶體。4)蒸發結晶、趁熱過濾:如除去NaCl中的少量KNO3,獲得NaCl晶體。例

(2021河北,15,14分)綠色化學在推動社會可持續發展中發揮著重要

作用。某科研團隊設計了一種熔鹽液相氧化法制備高價鉻鹽的新工藝,

該工藝不消耗除鉻鐵礦、氫氧化鈉和空氣以外的其他原料,不產生廢棄

物,實現了Cr-Fe-Al-Mg的深度利用和Na+內循環。工藝流程如下:

回答下列問題:(1)高溫連續氧化工序中被氧化的元素是

(填元素符號)。(2)工序①的名稱為

。(3)濾渣Ⅰ的主要成分是

(填化學式)。(4)工序③中發生反應的離子方程式為

。(5)物質Ⅴ可代替高溫連續氧化工序中的NaOH,此時發生的主要反應的

化學方程式為

,可代替NaOH的化學試劑還

有

(填化學式)。(6)熱解工序產生的混合氣體最適宜返回工序

(填“①”“②”

“③”或“④”)參與內循環。(7)工序④溶液中的鋁元素恰好完全轉化為沉淀的pH為

。{通常

認為溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1為沉淀完全;Al(OH)3+OH-

Al(OH

K=100.63;KW=10-14;Ksp[Al(OH)3]=10-33}解題導引在O2和熔融NaOH作用下,Fe(CrO2)2轉化為Na2CrO4和Fe2O3,Al2

O3轉化為NaAlO2,MgO不反應;加水溶解過濾得到濾渣Ⅰ(含MgO、Fe2O3)

和濾液(含Na2CrO4、NaAlO2及過量NaOH);介穩態相分離得到Na2CrO4、

NaOH和NaAlO2的溶液;向Na2CrO4溶液中通入CO2(氣體A,過量)得到Na2

Cr2O7和NaHCO3;向NaAlO2溶液中通入過量的CO2得到Al(OH)3和NaHCO3;

濾渣Ⅰ中通入過量CO2和水蒸氣,MgO轉化為Mg(HCO3)2,Fe2O3無變化;Mg(HCO3)2受熱分解得到MgCO3和CO2、水蒸氣(CO2、水蒸氣可循環使

用)。解析

(4)根據流程圖分析得出工序③中反應前后的物質,書寫離子方程

式時注意由工序④的產物可知工序