專題11 ：金屬知識(shí)規(guī)律

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【專題目標(biāo)】（1）熟練掌握各種代表金屬的性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象

（2）綜合運(yùn)用一些重要化合物的性質(zhì)進(jìn)行解題

（3）重點(diǎn)掌握Fe、Fe²⁺、Fe³⁺的相互轉(zhuǎn)變

【經(jīng)典題型】

【例1】?jī)煞N金屬混合粉末15g，與足量的鹽酸反應(yīng)時(shí)生成11.2L氫氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），符合上述情況的金屬混合物的是

     A.Mg和Al   B.Mg和Ag     C.Al和Zn      D.Fe和Zn

【點(diǎn)撥】由題知，若生成1mol氫氣，則需金屬混合物的質(zhì)量為30g；對(duì)于選項(xiàng)中的各種金屬，分別只要生成1mol氫氣，一個(gè)質(zhì)量大于30g，一個(gè)質(zhì)量小于30g，即符合題意，不反應(yīng)的按無窮大計(jì)算。所以該題答案為 B、C

【鞏固】由鋅、鐵、鋁、鎂四種金屬中的兩種組成的混和物10克，與足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2升，則混和物中一定含有的金屬是
 A、鋅B、鐵C、鋁D、鎂

【答案】C

請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻?/span>:

(1)物質(zhì)B是       ,F是        ,J是       .

(2)反應(yīng)①的離子方程式是                                  .

【點(diǎn)撥】飽和食鹽水電解的產(chǎn)物是NaOH、Cl₂、H₂ 。由反應(yīng)關(guān)系可知A為NaOH，B為Cl₂,C為H₂，G為HCl。再由F和HCl生成氫氣，且Cl₂+F→I,H+Cl₂→I可知F為變價(jià)金屬，不難推知F為Fe,H和I分別為FeCl₂和FeCl₃ ；最后注意理解D與H、I的反應(yīng)。由題知D、E為NaCl、NaClO，通過上述分析可知D應(yīng)為NaClO，有關(guān)反應(yīng)為：I→J: Fe³⁺ + 3ClO^- + 3H₂O = Fe(OH)₃↓ + 3HClO ,發(fā)生了互促水解反應(yīng)。而H→J是因?yàn)镃lO^－有強(qiáng)氧化性，將Fe^2＋氧化為Fe^3＋，再發(fā)生I→J的反應(yīng)。反應(yīng)①的離子方程式是Cl₂ + 2OH^- = ClO^- + Cl^- + H₂O

    這是一道有一定難度的物質(zhì)推斷題，涉及的知識(shí)面廣，考查了氯單質(zhì)、氯化物、氯的含氧化合物、鐵元素的變價(jià)、鐵元素的化合物、鹽的水解及氧化性、電解等知識(shí)。除了考查知識(shí)外，還以上述知識(shí)為載體考查學(xué)生對(duì)學(xué)過的知識(shí)整理、歸納、分析的能力，對(duì)物質(zhì)I和H的推斷論證考查了學(xué)生的思維的發(fā)散和收斂以及對(duì)元素知識(shí)的“升華”的能力。因而本題是當(dāng)前知識(shí)、能力型高考試題中一個(gè)成功的典型。

【鞏固】在一定條件下可實(shí)現(xiàn)下圖所示物質(zhì)之間的變化:

請(qǐng)?zhí)顚懸韵驴瞻?/span>:

(2)寫出明礬溶液與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:         .

(3)圖中所得G和D都為固體,混和后在高溫下可發(fā)生反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:             .

(4)每生成1摩D,同時(shí)生成       摩E.

【答案】(1)CO₂                       (2)Al³⁺ + 4OH^- = AlO^2- + 2H₂O  

   (3)3CuO + 2Al 3Cu + Al₂O₃            (4)3/4

【例3】將高嶺土（Al₂O₃·2SiO₂·H₂O）和純堿混合均勻，加熱熔融，冷卻后用水浸取熔塊，過濾并棄其殘?jiān)瑸V液用適量的鹽酸酸化，經(jīng)過濾得到沉淀和含Al³⁺的濾液。

（1）高嶺土與純堿熔融時(shí)，發(fā)生的化學(xué)方程式是              最后得到的沉淀物是           

（2）取上述部分濾液用NaOH溶液處理，使Al³⁺全部轉(zhuǎn)化為含AlO₂^-的溶液（A溶液），另取部分原濾液（B溶液）與A溶液混合，欲使混合后溶液中的Al元素全部轉(zhuǎn)變成Al(OH)₃ 沉淀，若A溶液中含a mol AlO₂^-離子，B溶液中含b mol Al³⁺ 離子。

 ①當(dāng)A、B溶液恰好完全反應(yīng)，則a與b的關(guān)系是           

② 當(dāng)Al³⁺剩余，則應(yīng)通入       （氣體）為沉淀劑，其物質(zhì)的量是          （用含a、b關(guān)系式表示，下同）

③ 當(dāng)AlO₂^-剩余，則應(yīng)通入      （氣體）為沉淀劑，其物質(zhì)的量為          

（3）取上述含Al³⁺的濾液100mL，設(shè)物質(zhì)的量濃度為c₁ mol·L^-1 ,逐滴加入 100mL

c₂ mol·L^-1 的NaOH溶液，當(dāng)c₁、c₂滿足        關(guān)系時(shí)，反應(yīng)先有沉淀生成，然后沉淀部分溶解，此時(shí)還有Al(OH)₃            mol

【點(diǎn)撥】本題（2）的第①問主要依據(jù)Al³⁺ + 3AlO₂^- + 6H₂O = 4 Al(OH)₃↓來解答，第②問欲使Al³⁺變成沉淀，則沉淀只能是Al(OH)₃，應(yīng)加入堿性物質(zhì)，溶于水呈堿性的氣體只有氨氣，第③問欲使AlO₂^- 變成Al(OH)₃沉淀，則應(yīng)加入弱酸，所以通入的氣體是CO₂。所通氣體的物質(zhì)的量涉及到過量計(jì)算。

 第（3）小題則考查了Al(OH)₃的兩性，Al(OH)₃能溶于強(qiáng)堿。

【答案】

1. SiO₂ + Na₂CO₃   Na₂SiO₃ + CO₂    Al₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaAlO₂ + CO₂
2. ① a = 3b  ② NH₃ b - 3a  ③ CO₂  a - 1.5b
3. 3c₁< c₂ < 4c₁    0.4c₁ – 0.1c₂

【鞏固】下表為幾種鹽在不同溫度下的溶解度

我國(guó)化學(xué)家候德榜教授根據(jù)在通常情況下，NaHCO₃的溶解度比NaCl、Na₂CO₃、NH₄Cl都小的性質(zhì)，運(yùn)用CO₂+NH₃+H₂O == NH₄HCO₃  NaCl+NH₄Cl == NaHCO₃¯+NH₄Cl
其步驟如下圖：

試回答：
(1)步驟(III)中過濾所得晶體A的化學(xué)式     ，固體殘留物B的化學(xué)式       
(2)(I)、(II)步驟的順序不能顛倒，其原因是                            
(3)步驟(V)從濾液中分離出來的晶體C的化學(xué)式為        ，根據(jù)溶解度說明為什么在冷卻情況下可以將晶體C從濾液中分離出來                     

【答案】（1）NaHCO₃ ；Na₂CO₃

（2）二氧化碳在水中的溶解度小，先通氨氣飽和，再通二氧化碳，可大大增加二氧化碳的溶解量，從而使后續(xù)過程中能生成更多的產(chǎn)物

（3）NH₄Cl；在高溫下，氯化鈉的溶解度比氯化銨小，而在冷卻的情況下，氯化銨的溶解度反而比氯化鈉小，從而使它從溶液中分離出來

【隨堂作業(yè)】

1.將過氧化鈉投入到氯化亞鐵溶液中,可觀察到的現(xiàn)象是

      A.最終生成白色沉淀            B.最終生成紅褐色沉淀

      C.有氣泡產(chǎn)生                  D.無變化

2．下列有關(guān)純鐵的描述正確的是

A.  熔點(diǎn)比生鐵的低

B.  與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率比生鐵的快

C.  在潮濕空氣中比生鐵容易被腐蝕

D.  在冷的濃硫酸中可鈍化

3. 相同條件下，將Mg、Al、Fe分別投入質(zhì)量相等且足量的稀硫酸中，反應(yīng)結(jié)束后三種溶液的質(zhì)量相等，則投入的Mg、Al、Fe質(zhì)量關(guān)系為

A. Mg>Al>Fe    B. Fe> Al> Mg   C. Fe> Mg>Al   D. Al>Mg>Fe

4.a升CO₂氣體通過足量Na₂O₂所得的氣體與b升NO相混和時(shí),可得到c升氣體(相同狀況),以下表達(dá)式中錯(cuò)誤的是  
  A.若a<b,則c<0.5(a+b)       B.若a>b,則c=0.5(a+b)

      C.若a=b,則c=0.5(a+b)        D.若a<b,則c>0.5(a+b)

5.已知原子量：Li-6.9Na-23K-39Rb-85。今有某堿金屬M及其氧化物M₂O組成的混和物10.8克，加足量水充分反應(yīng)后，溶液經(jīng)蒸發(fā)和干燥得固體16克。據(jù)此可確定堿金屬M是
 A.LiB.NaC.KD.Rb

6．在由FeO、Fe和Fe₂O₃ 組成的混和物中加入100mL2mol/L的鹽酸，恰好使混和物完全溶解，并放出448mL氣體（標(biāo)況），此時(shí)溶液中無Fe³⁺，則下列判斷正確的是
 A、混和物里三種物質(zhì)反應(yīng)時(shí)消耗鹽酸的物質(zhì)的量之比為1：1：3
 B、反應(yīng)后所得溶液中的Fe²⁺與Cl^-物質(zhì)的量之比為1：2
 C、混和物里，FeO的物質(zhì)的量無法確定，但Fe比Fe₂O₃的物質(zhì)的量多
 D、混和物里，Fe₂O₃的物質(zhì)的量無法確定，但Fe比FeO的物質(zhì)的量多

7.在2升Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄組成的混和液中,加入30克純鐵粉,最后得到2升0.25