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1、第3章 金属及其化合物 章末重难点专题突破学习目标定位1.熟知金属单质及其重要化合物的性质。2.掌握金属与酸反应的计算规律和方法。一、金属的重要化学性质及其应用【例1】对下列实验现象及其解释不正确的有()A.金属钠在Cl2中燃烧产生白烟，这是因为产生的NaCl固体颗粒分散到空气中所致B.把烧红的铁丝放在氧气中，发出耀眼白光，产生黑色固体，这是因为该反应放热多，生成的Fe3O4为黑色C.单质Mg、Al与O2反应，条件不同，可能产生不同的产物D.镁带在空气中点燃发出耀眼光芒，并发生三个反应：2MgO22MgO、3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC(黑色)，Mg常用于照明弹。在这些反应中，M
2、g都是作还原剂解析NaCl为白色固体，固体小颗粒分散到空气中就形成烟，所以A项正确；Mg或Al与O2反应，不论加热与否，都是只有一种产物MgO或Al2O3，所以C项错误；D项中，Mg与O2反应放出大量热，火焰明亮，所以军事上常用它制照明弹，在这三个反应中，Mg的化合价都是从0价升高到2价，所以Mg都是作还原剂，D项正确。答案C理解感悟金属与氧气反应的多样性(1)活泼金属(如Na)在常温下即可反应，加热或点燃所得的产物一般更复杂。4NaO2=2Na2O(常温)2NaO2Na2O2(2)较活泼的金属在高温下一般都能剧烈反应，常温下一般也能反应，但具体情况存在差异。Mg和Al在加热时均能剧烈反应(A
3、l在纯O2中)，常温下因能形成致密氧化膜而阻止内层金属继续反应，所以Mg、Al虽然较活泼，但常温下在空气中能够稳定存在。2MgO2=2MgO4Al3O2=2Al2O3铁丝在纯O2中剧烈燃烧生成Fe3O4；铁在空气中缓慢氧化，形成的氧化膜(生锈)不致密而能持续反应。3Fe2O2Fe3O44Fe3O2=2Fe2O3(3)不活泼的金属(如Au、Pt)一般不与O2反应。【例2】根据你对金属钠性质的了解，回答下列问题。(1)由于金属钠很容易跟空气中的_、_等物质反应，通常将它保存在_里，以使它与_、_等隔绝。(2)将金属钠加入Fe2(SO4)3溶液中会产生红褐色沉淀。你能解释这一现象吗？解析(1)由于金
4、属钠很活泼，很容易跟空气中的氧气、水蒸气等物质反应，因此保存时应隔绝空气，通常保存在煤油中。这是因为钠的密度大于煤油的密度且钠与煤油不反应，钠在煤油中沉在底部而避免了与空气的接触。(2)金属钠与盐溶液的反应，不可能置换出金属单质，这是因为钠首先要和溶液中的水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH能和Fe2(SO4)3反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀。答案(1)氧气水蒸气煤油氧气水蒸气(2)钠投入Fe2(SO4)3溶液中，首先发生反应：2Na2H2O=2NaOHH2，生成的NaOH能与Fe2(SO4)3反应：6NaOHFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO4，所以会观察到有红褐色沉淀生
5、成。该反应的总反应方程式可以表示为6Na6H2OFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO43H2。二、重要金属化合物的性质及其应用【例3】现有两瓶无标签的无色溶液，分别装有Na2CO3和NaHCO3，用下列试剂或方法能将两者区分的是()Ca(OH)2盐酸CaCl2NaOH加热A. B. C. D.解析都是碱，可以使Na2CO3、NaHCO3中都含有CO，结果现象一样(都有沉淀、都无沉淀)，所以不能区分；使二者放出CO2的速度不同，可以区分；使Na2CO3有沉淀，而NaHCO3无沉淀，可以区分；加热法，因二者都是溶液，加热都不分解，无法区分。答案C理解感悟Na2CO3与NaHCO3的区分
6、方法方法一：与强酸反应。在两个试管中放入等量的两种固体，同时加入等量的同一盐酸，放气体快者为NaHCO3。方法二：加热法。对固体进行加热，把产生的气体通入澄清石灰水，变浑浊者为NaHCO3。方法三：沉淀法。在两种溶液中，加入BaCl2(或CaCl2)溶液，有沉淀生成者为Na2CO3。【例4】由单质A与化合物B两种粉末组成的混合物，在一定条件下可按如图所示发生转化：请回答：(1)A、B的化学式分别为_、_。(2)反应的化学方程式：_。(3)写出反应的离子方程式：_；_。解析由红褐色沉淀知I为Fe(OH)3，H为Fe(OH)2，F为FeCl2，单质D为Fe。又因溶液E与CO2生成沉淀J，则J为Al
7、(OH)3，Al(OH)3与盐酸反应生成的溶液K为AlCl3溶液，灼烧后生成的化合物C为Al2O3。固体B加盐酸后生成溶液G，溶液G又与D(Fe)生成溶液F，则知B为Fe2O3，进而推知其他物质。答案(1)AlFe2O3(2)Fe2O32AlAl2O32Fe(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H22Fe3Fe=3Fe2理解感悟(1)特殊颜色焰色反应Na：黄色；K：紫色(透过蓝色钴玻璃)有色溶液含有的离子Fe2Fe3Cu2MnO颜色浅绿色黄色蓝色紫红色有色固体红色：Cu、Fe2O3(红棕色)红褐色：Fe(OH)3绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O蓝色：Cu(OH)2、CuSO45
8、H2O黑色：FeO、CuO、MnO2、炭黑浅黄色：Na2O2、AgBr白色：Fe(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、BaSO4、AgCl(2)特殊性质在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有Na2O2。遇SCN显红色的只有Fe3。常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金属氧化物有Al2O3。不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有BaSO4、AgCl。(3)特殊反应既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如Al；两性氧化物，如Al2O3等；两性氢氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的酸式盐，如NaHCO3等；弱酸的铵盐，如NH4HCO3
9、、(NH4)2CO3等。能与水反应放出气体的物质：活泼金属单质，如K、Ca、Na、Mg(加热)、Fe(高温生成Fe3O4)；金属过氧化物，如Na2O2。(4)特殊转化关系特征转化：ABC(酸或碱)如：NaNa2ONa2O2NaOH三角转化【例5】过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板，制成印刷线路板，发生反应的化学方程式为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3应选用的试剂是_。(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜，并重新制得纯净的FeCl3溶液，可采用下列实验步骤，请在各空格内填上适当的物质以使实验达到预期目的。(3)写出有关化学反
10、应的离子方程式：_；_；_。解析(1)Fe3与SCN反应，生成的Fe(SCN)3呈红色。(2)先要审清题意，目的有两个：“回收铜，重新制得纯净的FeCl3溶液。”由题中给出的反应可知，废腐蚀液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2，回收铜可利用Fe与CuCl2的置换反应来完成，步要加入过量Fe粉，发生反应：2FeCl3Fe=3FeCl2、FeCuCl2=FeCl2Cu，所以A为FeCl2，B为Fe和Cu。除去Cu中的Fe可加盐酸，Cu不溶于盐酸，Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2。、两过程得到的FeCl2汇集在一起被Cl2氧化：2FeCl2Cl2=2FeCl3。答案(1)KSCN溶液(或其他
11、含SCN的盐溶液)(2)Fe盐酸Cl2A.FeCl2B.Fe、CuC.Cu(3)2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32Cl理解感悟铁元素及其化合物的推断题的解题关键：一是寻找特征反应及特征现象，二是正确运用“铁三角”的转化关系，三是注意与其他金属及其化合物知识的综合。化学框图题综合性强，难度大，解题时常由于知识的综合性不够，找不到“突破口”而无法下手。【例6】某溶液中可能含有H、Na、NH、Mg2、Fe3、Al3、SO等离子，已知：该溶液的焰色反应没有黄色；当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变
12、化如图所示。由此可知：(1)该溶液中肯定含有的离子是_；各离子的物质的量之比为_。(2)肯定不含的阳离子是_。解析由图可判断出最初0.2 mol NaOH是与H反应，溶液中无Mg2、Fe3，因为最后无沉淀。从图形的0.3 mol 碱使其沉淀、0.1 mol碱使其溶解”可以确定有Al3。关键是寻找与OH反应、而又使沉淀量不变化的离子，从题给离子中可以找出是NH。在H、Al3、NH共存时，加入OH，与OH反应的前后顺序是H、Al3、NH。原因是电解质的强弱是H2OAl(OH)3NH3H2O，最弱者先形成，三者的强弱可以从下面三个反应来证明：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH 证明Al(OH
13、)3比氨水弱Al(OH)33H=Al33H2O证明H2O比Al(OH)3弱待溶液中成为Al(OH)3、NH3H2O时，再加入OH，才能溶解Al(OH)3。这是因为Al(OH)3与弱碱不反应，只有在强碱性时才溶解。该题还有个陷阱就是易把SO当作是不能确定的。由于溶液是电中性的，必须有阴离子，所以SO一定存在。n(H)n(NH)n(Al3)n(SO)231n(SO)，再利用电荷守恒：n(H)n(NH)3n(Al3)2n(SO)得n(H)n(NH)n(Al3)n(SO)2314。答案(1)H、NH、Al3、SOn(H)n(NH)n(Al3)n(SO)2314(2)Na、Mg2、Fe3理解感悟(1)铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐(铝三角)之间的转化Al33OH=Al(OH)3Al34OH=AlO2H2OAlOHH2O=Al(OH)3AlO4H=Al
