高一化学必修1第三章金属及其化合物疑难剖析.doc

高一化学必修1第三章金属及其化合物疑难剖析1、关于铝的两性  铝既能与酸反应放出氢气，也能与碱反应放出氢气，体现了铝的两性，这两性是不是既体现了金属性，也体现了非金属性？由于金属性是气态金属原子失去电了的能力，而非金属性是得到电子的能力。当然铝在与酸的反应中，铝元素失去电子是体现了金属性，但在铝与碱反应中也是失去电子，不能说是体现非金属性。其实这两种都反应是由铝和氢离子反应。酸溶液直接提供氢离子；而铝和碱溶液反应实质是铝先和水中的氢离子反应生成氢氧化铝和氢气，氢氧化铝再和碱反应。实质是一样的。2、制备氢氧化铝时，为什么不用铝盐与NaOH等强碱溶液？不行，因为氢氧化铝与氢氧化钠反应Al3+4OH-=AlO2-+2H2O3、关于铝盐与强碱反应量的计算问题：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O AlCl3+4NaOH=NaAlO2+ 3NaCl +2H2O离子方程式： Al3+4OH-=AlO2-+ 2H2O 注意：与的物质的量比例1、1mol/L的AlCl3溶液中加入1mol/L的 NaOH溶液，得到0.26g沉淀。则加入NaOH溶液的体积为 A、10mL B、20mL C、30mL D、36.7mL解析：0.26g 沉淀可能由 AlCl3+3NaOH=Al(OH)3+3NaCl得到；0.26g沉淀也有可能由Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 未反应完的Al(OH)3。参考答案：A。D例2、粉与过氧化钠的混合物放入烧杯中加足量水，当反应停止后，变成澄清溶液，测得混合物总质量减少35g，再向所得澄清溶液中滴加35mol/L的盐酸200mL时，原澄清溶液先无明显现象，后出现白色沉淀，最后又恰好溶解。求原混合物中铝和过氧化钠各多少克？设原混合物中过氧化钠的的物质的量为x，铝的物质的量为y 已知 m(H2) + m(O2)=35g n(HCl)=02L×35mol/L=07mol2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 2Al + 2NaOH + 2H2O =2 NaAlO2 +3H22 mol 1 mol 2 mol 3 molx x/2 y 1.5y x/2×32g/mol + 1.5y×2g/mol=3.5g n(Cl-)=n(NaOH) + 3n(AlCl3)= n(Na) + 3n(Al) 2x + 3y = 07 由和得：x=0.2 mol y=o.1 mol即:铝的质量为0.1 mol×27 g/mol=2.7 g，过氧化钠的质量为0.2 mol×78 g/mol=15.6 g。4、有关量的化学反应：物质间反应离子方程式AlCl3+NaOH(少量)Al3+3OH-(少量)=Al(OH)3AlCl3+NaOH(过量)Al3+4OH-(过量) =AlO2-+2H2ONaAlO2+HCl(少量)AlO2-+H+H2O= Al(OH)3NaAlO2+HCl(过量)AlO2-+4H+= Al3+2H2ONaOH+CO2(少量)2OH-+CO2=CO32-+H2ONaOH+CO2(过量)OH-+CO2=HCO3-Ca(OH)2+ NaHCO3(少量)Ca2+ HCO3-+OH-=CaCO3+H2OCa(OH)2+ NaHCO3(过量)Ca2+2 OH-+ 2HCO3-=CaCO3+ CO32 -+ 2H2OCa(HCO3)2+ NaOH(少量)Ca2+ HCO3-+OH-=CaCO3+H2OCa(HCO3)2+ NaOH(过量)Ca2+2 OH-+ 2HCO3-=CaCO3+ CO32 -+ 2H2OFe(少量)+HNO3(稀)Fe(少量)+4HNO3=Fe(NO3)3+NO+2H2OFe(过量)+HNO3(稀)3Fe(过量)+8HNO3(稀) =3Fe(NO3)2+2NO+4H2O例3、下列反应的离子方程式书写正确的是（D）（2006、全国）A. 氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3+ + 4NH3H2O AlO2- + 4NH4+ + 2H2OB. 澄清石灰水与少量苏打溶液混合：Ca2+ + OH- + HCO3- CaCO3 + H2OC. 碳酸钙溶于醋酸CaCO3 + 2H+ Ca2+ + CO2 + H2OD. 氯化亚铁溶液中通入氯气：2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-5、有关Fe3+与金属的反应问题： Fe3+与金属的反应要看反应的实质，不能只要遇到Fe3+与金属的反应就是Fe3+间的氧化还原反应，如：（1）、金属钠投入到FeCl3溶液中：它反应的实质是钠先与水反应生成NaOH, NaOH再与FeCl3发生复分解反应生产Fe(OH)3红褐色沉淀，反应过程如下：2Na+2H2O=2NaOH+H2 3 NaOH+ FeCl3= Fe(OH)3+3NaCl再将两式相加得总方程式：6Na+6H2O+2 FeCl3=2 Fe(OH)3+6NaCl +3H2（2）、金属镁投入到FeCl3溶液中：它反应的实质是FeCl3与水发生水解反应生成酸，酸电离出的H+再与镁发生置换反应，反应过程如下：Fe3+ 3H2O Fe(OH)3+3 H+ Mg+ 2H+ = Mg2+ H2再将两式相加得总方程式：2Fe3+ 6H2O+3 Mg=3 Mg2+2 Fe(OH)3+3 H2(3)、金属铜投入到FeCl3溶液中：它反应的实质是Fe3+与金属铜发生氧化还原反应，反应方程式如下：2Fe3+Cu=2 Fe2+ Cu2+例4、将铜片放入.Mol/FeCl3溶液中，反应一定时间取出铜片,溶液中(Fe3+)：(Fe2+）：，侧溶液中Cu2+和Fe3的物质的量之比为：（），：.：解析：搞清原理，反应的三价铁离子为x，反应后溶液中的铁离子为（0.1-x），生成的亚铁离子为X根据离子方程式Cu+2Fe3+=2Fe2+Cu2+，设反应的Fe3+浓度为x，则(0.1-x)/x=2/3，解出x，即可求得。Cu2+和Fe为：例5、将Fe、Cu、Fe2、Fe3和Cu2盛于同一容器中充分反应，如Fe有剩余，则容器中只能有ACu、Fe3BFe2、Fe3CCu、Cu2、FeDCu、Fe2、Fe解析：因为Fe有剩余，则不可能存在Cu2和Fe3，那只可能为Cu、Fe2、Fe6、如何确保Fe(OH)2不被氧气氧化，观察到持续时间长的白色沉淀。方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。（1）除去蒸馏水中溶解的O2常采用 煮沸 的方法（2）生成白色Fe(OH)2沉淀的操作可采用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2方法二：在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。（1）在试管里加入的试剂是稀H2SO4铁屑 。（2）在试管里加入的试剂是NaOH溶液 。（3）为了制得白色Fe(OH)2沉淀，在试管和中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是检验试管出口处排出的氢气的纯度。当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹. 。（4）这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是 试管中反应生成的H2充满了试管和试管，且外界空气不容易进入 7、本章的几个三角关系：（1）钠盐之间的三角关系（2）铝三角：（3）铁三角：自测题：1、某研究性学习小组选用一种硬铝合金（主要含铝，其次是镁、硅、铜）进行实验探究。向1.500g样品中加入足量盐酸，待反应完毕后，收集到标准状况下气体1736mL。将反应混合物过滤，向滤液中加入过量的NaOH溶液，充分反应后再过滤；向滤液中通入足量的CO2，滤出沉淀。将沉淀加热蒸干、灼烧，得白色固体2.550g。请计算这种硬铝合金中含镁的质量分数。 2、高中教材中有这样一个实验：在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个分别装有0.3g NaHCO3、0.3g Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口。将气球内的NaHCO3、Na2CO3同时倒入试管中，观察到现象如下：试管中（填产生沉淀或气体及反应速率等相关现象）_两试管中气球大小（包含试管) 体积之比约为（填最简单整数比）（盐酸均足量）_；甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3的试管温度有升高。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和HCl反应为吸热反应，而Na2CO3和HCl反应为放热反应。类似如中和热，甲同学写出了下列热化学方程式（其中“aq”代表水合或无限稀释的含义）： HCO3-(aq)+ H+(aq) =H2O（l）+ CO2(g) ；H>0CO32-(aq)+ 2H+(aq)= H2O(l) + CO2(g)； H<0甲下结论的方法是否正确_ (填正确或不正确) 为研究是吸热还是放热反应，继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值）： 序号试剂1试剂2混合前温度混合后最高或最低温度50mL水2.5g NaHCO3固体2018.550mL水3.2g Na2CO3固体2023.0 35mL稀盐酸含2.5g NaHCO3的饱和溶液15mL2018.835mL稀盐酸含3.2g Na2CO3的饱和溶液15ml水2020.650mL稀盐酸2.5gNaHCO3固体2017.450mL稀盐酸3.2g Na2CO3固体2023.5请你帮助填写相关内容：该研究报告的题目是_；该实验中所用的仪器除试管、药匙（或V型纸槽）、气球、玻璃棒、烧杯、量筒、保温瓶外，还需要的仪器名称为_和_；通过上述实验可得出多条结论，如：a：NaHCO3的溶解是_(吸热或放热)过程； b：Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是_(吸热或放热)反应；c：NaHCO3固体与稀盐酸反应的反应热约是_的热效应之和。3、铝是国民经济发展的重要材料, 铝在地壳中含量约占8%，目前我国铝消费超过430万吨,在众多的金属中仅次于钢铁。试完成（1）、（2）两小题（1） 实验室中用金属铝制备少量氢氧化铝，有以下3种方案方案1、Al Al3+Al(OH)3方案2、AlAlO2-Al(OH)3制备相同物质的量的氢氧化铝消耗酸和碱最少的方案是 ；按最优方案，每制备1molAl(OH)3 ，至少消耗3mol/LH2SO4溶液 mL,6mol/LNaOH溶液 mL。（2） 工业上制取铝的流程图如下：在制取氧化铝中，分析铝土矿和赤泥所得数据如下：Al2O3Fe2O3NaOH其它杂质铝土矿55%16%0/赤泥15%48%8%/设杂质不参加反应，则每生产 a t 纯净氧化铝，需铝土矿多少吨？ 投入的烧碱固体多少吨？参考答案：1、答案： nH2（Mg、Al）=1.736L÷22.4L·mol-1=0.0775mol nH2（Al）=（2.550g÷102g·mol-1）×3=0.0750mol nH2（Mg）=0.0775mol0.0750mol=0.0025mol w（Mg）=（0.00250mol×24 g·mol-1）÷1.500g =0.0400=4.00% 2、（1）两支试管中都产生大量气泡，但盛NaHCO3的试管中反应速率要快得多约为53/42；不正确 NaHCO3、Na2CO3 和盐酸反应过程中热效应的研究托盘天平、温度计； a吸热b：放热c：NaHCO3溶解和NaHCO3与盐酸反应3、（1）方案3；125mL 125 mL （2）2a t ；0.84a t