【K12教育学习资料】2018高中化学 专题4 硫、氮和可持续发展 微型专题重点突破(六)学案 苏教
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微型专题重点突破(六)[学习目标定位] 1.熟知金属的重要性质及应用。
2.理解Fe3+、Fe2+的性质及其相互转化。
3.掌握无机物推断的方法。
一、金属与氧气反应的多样性例1下列说法不正确的是( )A.钠在空气中加热能燃烧,火焰呈黄色,有淡黄色固体生成B.镁在空气中点燃可剧烈燃烧,发出耀眼的白光C.烧红的铁丝在氧气中可剧烈燃烧,产生黑色固体氧化铁D.不活泼金属铜在空气中加热可生成氧化铜答案 C解析烧红的铁丝在氧气中燃烧,生成的黑色固体为四氧化三铁。
【考点】金属的重要性质及应用【题点】金属与氧气反应的多样性(1)活泼金属钠在常温下即被氧化,加热或点燃所得的产物为Na2O2。
(2)较活泼金属镁在空气中加热能剧烈燃烧,而铝则不能燃烧。
(3)较活泼金属铁在纯氧气中能剧烈燃烧,在潮湿的空气中易形成铁锈。
(4)不活泼的金属(如金、铂等)一般不与氧气反应。
变式1下列叙述中不正确的是( )A.钠在空气中极易被氧化,常保存在煤油中B.纯铁的抗腐蚀能力相当强,铁在干燥的空气里不易被氧化C.常温下,镁在空气中表面易形成致密的氧化膜而能稳定存在D.金属铝与氧气反应,条件不同,其产物不同答案 D解析铝与氧气反应的产物只有氧化铝。
【考点】金属的重要性质及应用【题点】金属与氧气反应的多样性二、金属的置换反应例2a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。
已知:(1)a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体;(2)b与d的硝酸盐溶液反应,置换出单质d;(3)c与强碱溶液反应放出气体,e的一种氧化物具有磁性。
由此判断,a、b、c、d、e依次为( )A.Fe、Cu、Al、Ag、Mg B.Mg、Cu、Al、Ag、FeC.Al、Cu、Mg、Ag、Fe D.Mg、Ag、Al、Cu、Fe答案 B解析c与强碱溶液反应放出气体,则c为Al,e的一种氧化物具有磁性,则e为Fe,a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体,则a为Mg,b与d的硝酸盐溶液反应,置换出单质d,则b为Cu,d为Ag,故B项正确。
【考点】金属的重要性质及应用【题点】金属的置换反应(1)金属与水、酸、盐溶液发生置换反应的依据是金属活动顺序表。
(2)钠与任何水溶液都能发生置换反应,都有氢气生成。
(3)钠不能从盐溶液中置换出金属;若盐为熔融状态,钠可以置换出较不活泼的金属。
(4)金属与酸反应产生氢气的量相同时,则金属转移电子的物质的量相同,消耗金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现化合价的倒数之比。
变式2镁、铝两种金属分别与相同体积、相同浓度的稀硫酸反应,同温同压下生成氢气的体积相同。
则下列说法正确的是( )A.两个反应中转移的电子数目相等B.加入镁、铝的质量比为4∶3C.消耗Mg、Al的物质的量相等D.加入的Mg、Al的质量一定不相等答案 A解析Mg、Al与H2SO4反应的化学方程式分别为Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑、2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑,同温同压下生成H2的体积相同,则两个反应中转移的电子数相等,A项正确。
设生成H2的物质的量为1 mol,若两个反应中H2SO4均过量,则m(Mg)=24 g,m(Al)=18 g,m(Mg)∶m(Al)=4∶3;若两个反应中H2SO4均恰好完全反应,则加入的Mg和Al的质量可能相等也可能不相等,故B、C、D项错误。
【考点】金属与酸反应的相关计算【题点】不同金属与酸反应间的定量关系三、判断确定金属混合物的成分例3 由镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6 g ,与足量的稀盐酸反应,产生标准状况下的氢气2.8 L ,由此得出的结论正确的是( ) A .该混合物中一定含有铝 B .该混合物中一定含有铁 C .该混合物一定是由铁和镁组成的 D .该混合物中一定不含铁 答案 B解析 设与足量稀盐酸反应产生1 g 氢气需要混合物的质量为x g ,则1∶x =⎝⎛⎭⎪⎫2.822.4×2∶6,解得x =24,运用平均组成法进行分析,则金属混合物中必有一种金属与酸反应产生1 g 氢气时所需金属的质量大于24 g ,另一种金属与酸反应产生1 g 氢气时所需金属的质量小于24 g 。
根据镁、铝、铁与稀盐酸的反应可知,产生1 g 氢气需要镁、铝、铁的质量分别为12 g 、9 g 、28 g ,则混合物中一定含有的金属为Fe 。
而另一种金属可能是Mg 或Al 。
【考点】金属与酸反应的相关计算 【题点】判断确定金属混合物的成分(1)先计算混合金属的平均摩尔电子质量,即混合金属在反应中转移1 mol 电子时的质量。
(2)再计算各金属的摩尔电子质量,即各金属在反应中转移1 mol 电子时的质量。
(3)比较平均摩尔电子质量与各金属摩尔电子质量的大小,判断确定混合金属的成分。
变式3 由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10 g ,与足量的盐酸反应产生1.0 g 氢气,则混合物中一定含有的金属是( ) A .Zn B .Fe C .Al D .Mg答案 C解析 该混合物的平均摩尔电子质量=10 g 0.5 mol×2=10 g·mol -1,锌、铁、镁、铝的摩尔电子质量分别为32.5 g·mol -1、28 g·mol -1、12 g·mol -1、9 g·mol -1,由于是两种金属组成的混合物,平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间,混合物中一定含有金属铝。
【考点】金属与酸反应的相关计算 【题点】判断确定金属混合物的成分 四、Fe 3+与Fe 2+相互转化时离子种类的判断例4 向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀盐酸,充分反应后,仍有红色粉末存在,则关于溶液中阳离子的判断正确的是( )A.只有Fe2+和Cu2+B.一定有Fe2+、Cu2+,可能有Fe3+C.一定有Fe2+,可能有Cu2+D.只有Fe2+答案 C解析混合粉末中加入过量的稀盐酸反应后,仍有红色固体铜存在,溶液中一定有Fe2+,一定不可能有Fe3+,可能有Cu2+。
【考点】铁的重要化合物【题点】Fe3+与Fe2+相互转化时溶液中离子种类的判断依据氧化性:Fe3+>Cu2+>Fe2+,还原性:Fe2+<Cu<Fe来分析Fe、Cu与Fe3+、Cu2+的反应,判断固体和溶液的成分。
变式4把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中,充分反应后,所得溶液中的金属离子为( )A.Fe3+和Cu2+B.Fe2+和Cu2+C.Fe2+和Fe3+D.Fe2+答案 D解析本题涉及的物质的性质有:CuO与盐酸的反应,Fe、Fe2O3与盐酸的反应,Fe3+与Fe、Cu 的反应,Fe与Cu2+的反应等。
表面氧化物较少,溶于盐酸后,生成的Fe3+和Cu2+较少,分别被Fe还原为Fe2+和Cu,Cu与盐酸不反应,Fe与盐酸反应生成Fe2+。
【考点】铁的重要化合物【题点】Fe3+与Fe2+相互转化时溶液中离子种类的判断五、实验探究Fe3+与Fe2+的性质例5某同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。
请回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。
在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是__________________________________。
(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。
FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是______________。
(4)丙同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液混合。
取2 mL此溶液于试管中加入1 mL CCl 4充分振荡、静置,CCl 4层显紫色;写出发生反应的离子方程式________________________________________________________________________。
(5)丁同学向盛有H 2O 2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为______________________________________________。
答案 (1)防止Fe 2+被氧化 (2)2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)2Fe 3++2I -===2Fe 2++I 2 (5)H 2O 2+2Fe 2++2H +===2Fe 3++2H 2O解析 (1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl 2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。
(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe 2++Cl 2===2Fe 3++2Cl -。
(3)煤油不溶于水,密度比水小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。
(4)CCl 4层显紫色说明有单质碘生成,这是由于铁离子氧化碘化钾,发生反应的离子方程式为2Fe 3++2I -===2Fe 2++I 2。
(5)向盛有H 2O 2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为H 2O 2+2Fe 2++2H +===2Fe 3++2H 2O 。
【考点】铁的重要化合物【题点】实验探究Fe 3+与Fe 2+的性质设置实验情景考查Fe 2+的还原性,Fe 3+的氧化性及其检验方法,是一种常见的题型。
需要注意的是(1)Fe 2+的还原性大于Br -的,但比I -的弱。
亚铁盐在溶液中遇到强氧化剂(如氯气、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、溴水、双氧水等)时,一般能被氧化成铁盐。
(2)Fe 3+具有较强的氧化性,可跟Fe 、Cu 及SO 2、H 2S 、HI 等还原性物质反应,还原产物为Fe2+。
变式5 某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验:固体――→稀盐酸淡黄色溶液――→试剂1淡红色溶液――→新制氯水深红色溶液――――→一段时间后溶液褪色 (1)固体溶于稀盐酸的化学方程式为______________________________________________。