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1、2014年化学分类复习及详解答案七第七讲 常见金属元素教学目标：1理解并能应用常见金属的活动性顺序。2了解常见金属元素及其化合物的主要性质和重要应用。3了解金属材料在生产和生活中的重要应用。4认识化学在海水、金属矿物等自然资源综合利用方面的重要作用。典型例题：例1(2011年福建理综)下表各选项中，不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是ABCDYCO2Fe2O3C2H5OHFeCl3WMgOAl2O3C2H5ONaCuCl2例2将溶液(或气体)X，逐渐加入(或通入)到一定量的Y溶液中，产生沉淀的量与加入X的物质的量的关系如下图所示，符合图中情况的一组物质是ABCDXNaOHHClNH3NH
2、3H2OYAlCl3NaAlO2AlCl3AgNO3例3(2009年广东高考)出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程例4(2011年山东理综)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均只生成氧化物C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液蒸干的方法D电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液
3、时阴极依次析出Cu、Fe、Al例5(2011年重庆理综)下列叙述正确的是AFe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同BK、Zn分别与不足量的稀盐酸反应所得溶液均呈中性CLi、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增加DC、P、S、Cl的高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强例6(2010年四川高考)四川攀枝花蕴藏丰富的钒、钛、铁资源。用钛铁矿渣(主要成分为TiO2、FeO、Fe2O3，Ti的最高化合价为+4)作原料，生产白色颜料二氧化钛的主要步骤如下：请回答下列问题：(1)硫酸与二氧化钛反应的化学方程式是 。(2)向滤液中加入铁粉，发生反应的离子方程式为： 、 。(3)在实际生产过程中，向沸水中
4、加入滤液，使混合液pH达0.5，钛盐开始水解。水解过程中不断通入高温水蒸气，维持溶液沸腾一段时间，钛盐充分水解析出水合二氧化钛沉淀。请用所学化学平衡原理分析通入高温水蒸气的作用： 。过滤分离出水合二氧化钛沉淀后，将滤液返回的主要目的是充分利用滤液中的钛盐、 、 、 (填化学式)，减少废物排放。(4)A可用于生产红色颜料(Fe2O3)，其方法是：将556akgA(摩尔质量为278g/mol)溶于水中，加入过量氢氧化钠溶液恰好完全反应，鼓入足量空气搅拌，产生红褐色胶体，再向红褐色胶体中加入3336bkgA和112ckg铁粉，鼓入足量空气搅拌，反应完全后，有大量Fe2O3附着在胶体粒子上以沉淀形式析
5、出；过滤后，沉淀经高温灼烧得红色颜料，若所得滤液中溶质只有硫酸钠和硫酸铁，则理论上可生产红色颜料 kg。(1) TiO2 + 2H2SO4 = Ti2(SO4)2 + 2H2O或TiO2 + H2SO4 = TiOSO4 + H2O(2) Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ Fe + 2H+ = Fe2+ + H2(3)加入促进钛盐水解，加热促进钛盐水解，降低H+浓度促进钛盐水解H2O FeSO4 H2SO4(4) 160a+ 320b + 160c例7(2011年全国理综)0.80gCuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。请回答下列问题：试确定2
6、00时固体物质的化学式_（要求写出推断过程）；取270所得样品，于570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为 ，其存在的最高温度是 ；上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_；在0.10molL-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=_molL-1（KapCu(OH)2=2.210-20）。若在0.1molL-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶
7、液中的H+浓度是_molL-1。解释：(1)由图分析可知，CuSO45H2O受热到102时开始脱水分解，113时可得到较稳定的一种中间物，到258时才会继续分解。在200时失去的水的质量为0.57g，有差量法可以计算。CuSO45H2OCuSO4(5-n)H2O+n H2O250 18n0.80g 0.80g-0.57g=0.23gn=4(2) 570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，是CuO和SO3。CuO与稀硫酸反应的产物是硫酸铜和水，蒸发浓缩的晶体为CuSO45H2O。其存在的最高温度为102。(3) SO3与水反应生成硫酸，与铜加热反应：2H2SO4(浓)+ CuCuSO4
8、+SO2+H2O(4)根据溶度积的概念可以直接计算。pH=8时，c(OH-)=10-6，由c(Cu2+)c(OH-)2= KapCu(OH)2可得，c(Cu2+)=(2.210-20)/10-12=2.210-8 。在0.1molL-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，溶液中溶质为硫酸，c(SO42-)不变，为0.1molL-1，c(H+)为0.2molL-1。答案：（1）CuSO4H2OCuSO45H2OCuSO4(5-n)H2O+n H2O250 18n0.80g 0.80g-0.57g=0.23gn=4(2) CuSO4 CuO+SO3，CuSO45H2O， 1
9、02(3) 2H2SO4(浓)+ CuCuSO4+SO2+H2O(4)2.210-8 ，0.2例8某天然碱(纯净物)可看作由CO2和NaOH反应后的产物所组成。称取天然碱样品四份，溶于水后，分别逐滴加入相同浓度的盐酸溶液30mL，产生CO2的体积(标准状况)如下表：盐酸液的体积(mL)30303030样品(g)3.324.155.817.47二氧化碳的体积(mL)672840896672由第组数据中的CO2体积与样品质量之比，可以推测用2.49g样品进行同样的实验时，产生CO2_mL(标准状况)。另取3.32g天然碱样品于300加热分解至完全（300时NaCO3不分解），产生CO2112mL（
10、标准状况）和水0.45g，计算并确定该天然碱的化学式。已知Na2CO3和HCl(aq)的反应分下列两步进行：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3Na2CO3+HCl=NaCl+CO2+H2O依据上表所列数据以及天然碱的化学式，讨论并确定上述实验中CO2(标准状况)体积V(mL)与样品质量W(g)之间的关系式答案(1) 504 (2)由题意可知，天然碱含NaHCO3、Na2CO3n(NaHCO3)=2n(CO2)=2n(Na2CO3)= n(H2O)=0.02（mol）天然碱组成：2Na2CO3NaHCO32H2O (3)2.5 (4)0W4.98 V(CO2)=202.4W(mL)4.
11、98W12.45 V(CO2)=1680-134.9W(mL)12.45W V(CO2)=0 注：30mL HCl(aq)中所含HCl物质的量： n(HCl)= CHCL=和30mL HCL(aq)完全反应的样品的质量： 样品中Na2CO3和盐酸反应完全生成NaHCO3时（没有CO2放出时），样品质量： 规律小结：1元素金属性强弱的实验标志与水或酸反应置换出氢的能力；最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱；相互之间的置换反应；原电池中正负极的判断，较活泼者为负极。2由金属活动性顺序表分析金属知识的规律金属活动性顺序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属原子失去电子的能力
12、(还原性) 强 弱金属阳离子得电子的能力(氧化性) 弱 强与氧气化合常温下易被氧化常温下缓慢被氧化加热被氧化不能置换水中H+常温下能置换加热时能置换不能置换置换酸中H+能置换不能置换与盐溶液反应先与水反应前面的金属置换后面的金属自然界中存在化合态化合态和游离态游离态冶炼方法电解熔融物还原剂还原加热法富集3焰色反应焰色反应利用的是物理性质，不属于化学方法检验。在进行焰色反应时应注意如下几点：焰色反应所用火焰本身颜色要浅。蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色，同时熔点要高、不易被氧化。用铂丝效果最好。金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无色(这是因为金属氯化物灼
13、烧时易气化而挥发)，以除去能起焰色反应的少量杂质。观察钾的焰色时，要透过蓝色的钴玻璃片。课堂练习：1以下各组均有三种溶液，这三种溶液中所含溶质的物质的量均相等，将它们充分混合后，不会产生沉淀的是AAlCl3、Ba(OH)2、HCl BBaCl2、Na2CO3、H2SO4CMgCl2、NaOH、HNO3 DNaAlO2、NaOH、H2SO42(2009年江苏高考)下列化学实验事实及其解释都正确的是：A向碘水中滴加CCl4，振荡静置后分层，CCl4层呈紫红色，说明可用CCl4从碘水中萃取碘B向SO2水溶液中滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明BaSO4难溶于盐酸C向0.1molL1 FeSO4溶液中滴加少量酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，说明Fe2+具有氧化性D
