1、版高考化学二轮复习第二编元素化合物的综合专题六金属及其化合物学案专题六金属及其化合物考试标准知识条目必考要求加试要求1.钠、镁及其化合物钠、镁的物理性质及用途钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)钠、镁的生产原理碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法碳酸钠、碳酸氢钠的用途过氧化钠的主要性质焰色反应ababaaacbcaca2.铁、铜的获取及应用自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质工业炼铁的反应原理铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)Fe2、Fe3的性质及转化检验Fe2、Fe3的常用方法不锈钢的主要组成元素及其用途abbcbabbcca考点一钠及其重要化合物1树立物质转化思想
2、(1)理清知识主线NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO3(2)形成网络构建2扫除易忘知识盲点(1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。(2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的。(3)Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。(4)1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol，如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol。(加试)(5)不能用Ca(OH)2鉴别Na2C
3、O3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(6)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。(7)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。(8)焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。(9)NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。(10)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。(11)Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为12。3规范书写重要反应(1)实验室怎样处理钠屑？2CH3CH2OH2Na
4、2CH3CH2ONaH2。(2)写出Na与CuSO4溶液反应的离子方程式。2Na2H2OCu2=Cu(OH)2H22Na。(3)怎样将Na2CO3溶液转化为NaOH溶液(用化学方程式表示)。Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH。(4)向NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，写出发生反应的离子方程式。OHH=H2O；COH=HCO、HCOH=H2OCO2；HCOH=H2OCO2。(5)怎样除去CO2中的SO2气体(用离子方程式表示)。SO22HCO=2CO2SOH2O。(6)怎样除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用离子方程式表示)。HCOOH=COH2O。(7)
5、怎样除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用离子方程式表示)。COH2OCO2=2HCO。(8)用化学方程式表示呼吸面具中产生O2的原理。2Na2O22H2O=4NaOHO2；2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。题组一考查金属钠的性质1下列有关钠的叙述正确的是()A2.3 g钠与97.7 g水反应后溶液中溶质的质量分数等于4%B钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜C因为钠比铁活泼，故将钠放入FeCl3溶液中有红褐色沉淀生成D钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样答案C解析根据反应方程式，2.3 g钠与97.7 g水反应生成4.0 g NaOH，放
6、出0.1 g氢气，溶液的质量为99.9 g，所以NaOH的质量分数大于4%，A项错误；Na与H2O反应生成NaOH，NaOH再与Cu2反应生成Cu(OH)2，因Na与H2O发生的反应是放热反应，可导致生成的Cu(OH)2表面部分分解为CuO(黑色)而非Cu，B项错误；钠与FeCl3溶液反应，反应的化学方程式为2Na2H2O=2NaOHH2，3NaOHFeCl3=Fe(OH)33NaCl，C项正确；Na在空气中缓慢氧化生成Na2O，钠在空气中点燃或加热时生成淡黄色固体Na2O2，D项错误。2有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中
7、先加40 mL 煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题： (1)有关钠反应的现象：_。(2)大试管的溶液中出现的现象：_。(3)装置中液面的变化：大试管内_；长颈漏斗内_。(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：_。答案(1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全消失(2)下层溶液出现白色絮状沉淀(3)下降上升(4)2NaFeSO42H2O=Na2SO4Fe(OH)2H2解析(1)金属Na与FeSO4溶液反应实质是Na先与水反应，使Na粒熔化成闪亮的
8、小球，由于钠的密度小于水大于煤油，钠随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。(2)反应生成的NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀，溶液的颜色逐渐变浅。(3)产生的H2使装置内压强增大，大试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升。(4)反应的化学方程式为2NaFeSO42H2O=Na2SO4Fe(OH)2H2。在探究金属钠与可溶性盐溶液反应时，要考虑：题组二考查碳酸钠、碳酸氢钠的性质(一)Na2CO3、NaHCO3的鉴别及实验探究3为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是()A分别加入1 molL1的盐酸，看气泡产生的快慢B分别取样在试管中
9、加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊C分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀D分别配成溶液、做焰色反应实验，观察火焰的颜色答案C解析A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，不可行；D项，钾的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色为黄色，可行。4小明通过学习知道：Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如
10、果能反应，生成物可能是什么？【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是_；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：【作出猜想】只有NaOH有Na2CO3和NaOH_【实验设计】步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有_；步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_，整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想成立。【拓展提高】若步骤1中
11、未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为_。答案【进行实验】CaCO3【作出猜想】只有Na2CO3【实验设计】Na2CO3溶液先由无色变红色，然后红色变为无色【拓展提高】Ca(OH)2NaHCO3=CaCO3NaOHH2O解析因为题给信息：Ca(HCO3)2能溶于水，而HCO能与OH反应生成CO，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外溶液中还可能有：Ca(OH)2过量时：发生反应NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3NaOHH2O；恰好反应时：2NaHCO3Ca(OH)2=CaCO3Na2CO32H2O；NaHCO3过量时，产物有CaCO3、
12、Na2CO3，剩余的NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：NaOH、Na2CO3和NaOH、Na2CO3。判断类别，用准性质，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用阴离子不同(4)利用溶液的酸碱性不同(二)有关碳酸盐、碳酸氢盐参与反应的定量计算5(2017浙江省金华十校联考高一上期末)有相同质量的两份NaHCO3粉末，第一份加入足量盐酸，第二份先加热使其完全分解再加足量同质量分数的盐酸，则两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比为()A21 B11C12 D42答案B解析两个过程最终都得到NaC
13、l，由原子守恒可知两过程消耗HCl的质量相等，故选B。6(2017宁波市十校高三9月联考)将可能混有NaOH的16.80 g NaHCO3固体，在200 条件下充分加热，排出反应产生的气体，得到固体的质量为b g。(1)b的最小值为_。(2)当b_时，产物中水的质量最多。答案(1)10.60(2)14.416解析考查氢氧化钠和碳酸氢钠的计算，发生的反应是2NaHCO3Na2CO3CO2H2O,2NaOHCO2=Na2CO3H2O。(1)当16.80 g全部是NaHCO3时，反应后的固体质量为g10.60 g，假设全部是NaOH，NaOH受热不分解，因此固体质量仍为16.8 g，即b质量最小为1
14、0.60 g。(2)当NaOH和NaHCO3中氢原子全部转化成H2O，产生H2O的质量是最多的，假设生成CO2物质的量为x mol，则消耗NaHCO3物质的量为2x mol，消耗NaOH的物质的量为2x mol，因此有2x(8440)16.8，解得x0.068，因此固体的质量为0.0682106 g14.416 g。用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO转化为HCO，无气体产生；第二步：HCO与H反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图A所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生
15、CO2的体积的关系如图B所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图C所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比xy11，其他比例时的图像略)。(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图D所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比mn11，其他比例时的图像略)。题组三考查Na2O2的性质(加试)7下列说法中不正确的是()ANa2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同B向滴有酚酞的水中加入过量Na2O2粉末并振荡，溶液由无色变红又变无色C向包有Na2O2
16、粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应是一个放热反应且有氧气生成D在一定条件下将10 L CO2和水蒸气的混合气体通过足量的Na2O2充分反应，恢复到原条件，剩余5 L气体答案A解析Na2O与CO2反应只生成Na2CO3，而Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，A项错误；Na2O2与水反应产生O2和NaOH，碱使酚酞变红，又因为Na2O2具有强氧化性，所以过量的Na2O2能将红色酚酞氧化变为无色，B项正确；“脱脂棉剧烈燃烧起来”说明反应放热且有氧气生成，C项正确；根据Na2O2与CO2、水蒸气反应的化学方程式可知，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体
17、)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，D项正确。8有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验，通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中的溶液上方，木条复燃。试回答下列问题：(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2，该反应的化学方程式是_。(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3：_。(3)第2小组同学认为Na2O2和SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成，为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：将B中反应后的固体溶解于
18、水白色沉淀仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4生成。上述方案是否合理？_。请简要说明两点理由：_；_。答案(1)2Na2O22SO2=2Na2SO3O2(2)取适量白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体(3)不合理稀硝酸能将亚硫酸钡氧化成硫酸钡如果反应后的固体中残留有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO解析(1)类比CO2与Na2O2反应的化学方程式，不难写出SO2和Na2O2反应的化学方程式：2Na2O22SO2=2Na2SO3O2。(2)检验SO，可向白色固体中加入稀H2SO4，看能否产生使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体，若产生这种气体，则证明有Na2SO3生成。(
19、3)由于稀HNO3具有强氧化性，可将BaSO3氧化成BaSO4；若反应后的固体中仍有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO，故所给方案不合理。Na2O2的性质(1)Na2O2的强氧化性，常见的表现为Na2O2与SO2的反应：Na2O2SO2=Na2SO4；Na2O2将FeCl2溶液中的Fe2氧化成Fe3，同时生成Fe(OH)3沉淀；Na2O2可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊；Na2O2可将Na2SO3溶液中的SO氧化成SO。(2)Na2O2的漂白性，主要表现为使品红溶液褪色；使酚酞溶液先变红后褪色。(3)Na2O2与CO2、H2O(g)反应Na2O2遇CO2和H2O(g)的混合气体时，可
20、视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。气体体积关系：若将CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，也等于生成氧气的量。固体质量变化规律：Na2O2Na2CO3，从组成上看相当于Na2O2吸收了CO2中的“CO”，所以固体物质增加的质量等于与参加反应的CO2等物质的量的CO的质量。同理，Na2O2与H2O反应增加的质量等于与参加反应的H2O等物质的量的H2的质量。因此，Na2O2与a g (CO)m(H2)n完全燃烧的产物反应时质量增加为a g。Na2O2与CO2、H2O反应的电子转移关系：当Na2
21、O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2O22e。考点二镁及其化合物1理清知识主线MgMgOMg(OH)22形成网络构建3扫除易忘知识盲点(1)Mg在空气中燃烧生成三种产物：MgO、Mg3N2、C。(2)水垢是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，而不是CaCO3和MgCO3，因为MgCO3H2OMg(OH)2CO2。(3)加热蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2晶体，若要得到MgCl2晶体，应在HCl的气氛中加热蒸干，目的是抑制Mg2的水解。(4)金属镁不仅可置换酸中的氢，也可与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2，如Mg条置于NH4Cl溶液中可产生H2和NH3。(5)MgO的熔点高，可
22、作耐高温材料；MgCl2的熔点较MgO熔点低，可电解熔融的MgCl2制取金属镁。4规范书写重要反应(1)Mg在CO2中燃烧。2MgCO22MgOC。(2)将Mg3N2放入水中。Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。(3)将MgCl2与Na2CO3溶液混合(写离子方程式)。Mg2CO=MgCO3。(4)将Mg(HCO3)2溶液和过量NaOH溶液混合(写离子方程式)。Mg22HCO4OH=Mg(OH)22CO2H2O。(5)将Mg(HCO3)2溶液和过量Ca(OH)2溶液混合(写离子方程式)。Mg22HCO2Ca24OH=Mg(OH)22CaCO32H2O。1(2017温州市十校联合体高一
23、上学期期末)镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是()AMgO BMgO和CCMgO、Mg3N2 DMgO、Mg3N2和C答案D解析镁能与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与CO2反应生成碳和氧化镁，因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C，答案选D。2(2017绍兴市第一中学高一下学期期末)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热，MgCl26H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，而MgO的熔沸点非常高，达到熔融状态需要消耗很多能源。所以，用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式：_。(2)在以
24、上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是_。A分解反应 B化合反应C置换反应 D复分解反应(3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“_”。请你写出电解饱和食盐水的化学方程式：_。答案(1)MgCl2MgCl2(2)C(3)氯碱工业2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2解析(1)电解熔融氯化镁生成金属镁和氯气，方程式是MgCl2MgCl2。(2)碳酸钙高温生成氧化钙、电解氯化镁生成镁和氯气属于分解反应；氧化钙与水反应生成氢氧化钙属于化合反应；氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙、氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水属于复分解反应；没有涉及的反应是置换反应，故选C。(3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气的方程式是2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。3(2016浙江省名校协作体高三试题)取钠镁合金7.0 g进行如下实验：(1)写出Mg在CO2中燃烧的化学方程式：_。(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为_。(3)写出合金的化学组成为_。答案(1)2MgCO22MgOC(2)HOH=H2O、Mg22OH=Mg(OH)2(3)Na2Mg解析(1)2MgCO22MgOC。(2)溶液1中含有的溶质为HCl、NaCl、MgCl2，加入过量的NaOH溶液，发生的反应为HOH=
