高三化学金属知识规律教案

专题11 ：金属知识规律

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【专题目标】（1）熟练掌握各种代表金属的性质和反应现象

（2）综合运用一些重要化合物的性质进行解题

（3）重点掌握Fe、Fe²⁺、Fe³⁺的相互转变

【经典题型】

【例1】两种金属混合粉末15g，与足量的盐酸反应时生成11.2L氢气（标准状况），符合上述情况的金属混合物的是

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

【点拨】由题知，若生成1mol氢气，则需金属混合物的质量为30g；对于选项中的各种金属，分别只要生成1mol氢气，一个质量大于30g，一个质量小于30g，即符合题意，不反应的按无穷大计算。所以该题答案为 B、C

【巩固】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克，与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升，则混和物中一定含有的金属是
 A、锌B、铁C、铝D、镁

【答案】C

请填写下列空白:

(1)物质B是       ,F是        ,J是       .

(2)反应①的离子方程式是                                  .

【点拨】饱和食盐水电解的产物是NaOH、Cl₂、H₂ 。由反应关系可知A为NaOH，B为Cl₂,C为H₂，G为HCl。再由F和HCl生成氢气，且Cl₂+F→I,H+Cl₂→I可知F为变价金属，不难推知F为Fe,H和I分别为FeCl₂和FeCl₃ ；最后注意理解D与H、I的反应。由题知D、E为NaCl、NaClO，通过上述分析可知D应为NaClO，有关反应为：I→J: Fe³⁺ + 3ClO^- + 3H₂O = Fe(OH)₃↓ + 3HClO ,发生了互促水解反应。而H→J是因为ClO^－有强氧化性，将Fe^2＋氧化为Fe^3＋，再发生I→J的反应。反应①的离子方程式是Cl₂ + 2OH^- = ClO^- + Cl^- + H₂O

    这是一道有一定难度的物质推断题，涉及的知识面广，考查了氯单质、氯化物、氯的含氧化合物、铁元素的变价、铁元素的化合物、盐的水解及氧化性、电解等知识。除了考查知识外，还以上述知识为载体考查学生对学过的知识整理、归纳、分析的能力，对物质I和H的推断论证考查了学生的思维的发散和收敛以及对元素知识的“升华”的能力。因而本题是当前知识、能力型高考试题中一个成功的典型。

【巩固】在一定条件下可实现下图所示物质之间的变化:

请填写以下空白:

(2)写出明矾溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式:         .

(3)图中所得G和D都为固体,混和后在高温下可发生反应,写出该反应的化学方程式:             .

(4)每生成1摩D,同时生成       摩E.

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

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

【例3】将高岭土（Al₂O₃·2SiO₂·H₂O）和纯碱混合均匀，加热熔融，冷却后用水浸取熔块，过滤并弃其残渣，滤液用适量的盐酸酸化，经过滤得到沉淀和含Al³⁺的滤液。

（1）高岭土与纯碱熔融时，发生的化学方程式是              最后得到的沉淀物是           

（2）取上述部分滤液用NaOH溶液处理，使Al³⁺全部转化为含AlO₂^-的溶液（A溶液），另取部分原滤液（B溶液）与A溶液混合，欲使混合后溶液中的Al元素全部转变成Al(OH)₃ 沉淀，若A溶液中含a mol AlO₂^-离子，B溶液中含b mol Al³⁺ 离子。

 ①当A、B溶液恰好完全反应，则a与b的关系是           

② 当Al³⁺剩余，则应通入       （气体）为沉淀剂，其物质的量是          （用含a、b关系式表示，下同）

③ 当AlO₂^-剩余，则应通入      （气体）为沉淀剂，其物质的量为          

（3）取上述含Al³⁺的滤液100mL，设物质的量浓度为c₁ mol·L^-1 ,逐滴加入 100mL

c₂ mol·L^-1 的NaOH溶液，当c₁、c₂满足        关系时，反应先有沉淀生成，然后沉淀部分溶解，此时还有Al(OH)₃            mol

【点拨】本题（2）的第①问主要依据Al³⁺ + 3AlO₂^- + 6H₂O = 4 Al(OH)₃↓来解答，第②问欲使Al³⁺变成沉淀，则沉淀只能是Al(OH)₃，应加入碱性物质，溶于水呈碱性的气体只有氨气，第③问欲使AlO₂^- 变成Al(OH)₃沉淀，则应加入弱酸，所以通入的气体是CO₂。所通气体的物质的量涉及到过量计算。

 第（3）小题则考查了Al(OH)₃的两性，Al(OH)₃能溶于强碱。

【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

【巩固】下表为几种盐在不同温度下的溶解度

我国化学家候德榜教授根据在通常情况下，NaHCO₃的溶解度比NaCl、Na₂CO₃、NH₄Cl都小的性质，运用CO₂+NH₃+H₂O == NH₄HCO₃  NaCl+NH₄Cl == NaHCO₃¯+NH₄Cl
其步骤如下图：

试回答：
(1)步骤(III)中过滤所得晶体A的化学式     ，固体残留物B的化学式       
(2)(I)、(II)步骤的顺序不能颠倒，其原因是                            
(3)步骤(V)从滤液中分离出来的晶体C的化学式为        ，根据溶解度说明为什么在冷却情况下可以将晶体C从滤液中分离出来                     

【答案】（1）NaHCO₃ ；Na₂CO₃

（2）二氧化碳在水中的溶解度小，先通氨气饱和，再通二氧化碳，可大大增加二氧化碳的溶解量，从而使后续过程中能生成更多的产物

（3）NH₄Cl；在高温下，氯化钠的溶解度比氯化铵小，而在冷却的情况下，氯化铵的溶解度反而比氯化钠小，从而使它从溶液中分离出来

【随堂作业】

1.将过氧化钠投入到氯化亚铁溶液中,可观察到的现象是

      A.最终生成白色沉淀            B.最终生成红褐色沉淀

      C.有气泡产生                  D.无变化

2．下列有关纯铁的描述正确的是

A.  熔点比生铁的低

B.  与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快

C.  在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀

D.  在冷的浓硫酸中可钝化

3. 相同条件下，将Mg、Al、Fe分别投入质量相等且足量的稀硫酸中，反应结束后三种溶液的质量相等，则投入的Mg、Al、Fe质量关系为

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

4.a升CO₂气体通过足量Na₂O₂所得的气体与b升NO相混和时,可得到c升气体(相同状况),以下表达式中错误的是  
  A.若a<b,则c<0.5(a+b)       B.若a>b,则c=0.5(a+b)

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

5.已知原子量：Li-6.9Na-23K-39Rb-85。今有某碱金属M及其氧化物M₂O组成的混和物10.8克，加足量水充分反应后，溶液经蒸发和干燥得固体16克。据此可确定碱金属M是
 A.LiB.NaC.KD.Rb

6．在由FeO、Fe和Fe₂O₃ 组成的混和物中加入100mL2mol/L的盐酸，恰好使混和物完全溶解，并放出448mL气体（标况），此时溶液中无Fe³⁺，则下列判断正确的是
 A、混和物里三种物质反应时消耗盐酸的物质的量之比为1：1：3
 B、反应后所得溶液中的Fe²⁺与Cl^-物质的量之比为1：2
 C、混和物里，FeO的物质的量无法确定，但Fe比Fe₂O₃的物质的量多
 D、混和物里，Fe₂O₃的物质的量无法确定，但Fe比FeO的物质的量多

7.在2升Fe₂(SO₄)₃和CuSO₄组成的混和液中,加入30克纯铁粉,最后得到2升0.25