1、本專題重難點突破專題3從礦物到基礎材料學習目標定位1.熟知金屬單質及其重要化合物的性質。2.掌握金屬與酸反應的計算規(guī)律和方法。3.熟知硅及其化合物之間的轉化關系。4.了解SiO2、Si、Na2SiO3的特性和用途。內容索引一、金屬的重要化學性質及其應用二、重要金屬化合物的性質及其應用三、金屬與酸反應的計算規(guī)律和方法四、如何學好硅及其化合物一、金屬的重要化學性質及其應用例例1對下列實驗現(xiàn)象及其解釋不正確的是A.金屬鈉在Cl2中燃燒產(chǎn)生白煙，這是因為產(chǎn)生的NaCl固體顆粒分散到空 氣中所致B.把燒紅的鐵絲放在氧氣中，發(fā)出耀眼白光，產(chǎn)生黑色固體，這是因為 該反應放熱多，生成的Fe3O4為黑色C.單質

2、Mg、Al與O2反應，條件不同，可能產(chǎn)生不同的產(chǎn)物D.鎂帶在空氣中點燃發(fā)出耀眼光芒，并發(fā)生三個反應：答案解析理解感悟解析解析NaCl為白色固體，固體小顆粒分散到空氣中就形成煙，所以A項正確；Mg或Al與O2反應，不論加熱與否，都是只有一種產(chǎn)物MgO或Al2O3，所以C項錯誤；D項中，Mg與O2反應放出大量熱，火焰明亮，所以軍事上常用它制照明彈，在這三個反應中，Mg的化合價都是從0價升高到2價，所以Mg都是作還原劑，D項正確。理解感悟理解感悟理解感悟金屬與氧氣反應的多樣性(1)活潑金屬(如Na)在常溫下即可反應，加熱或點燃所得的產(chǎn)物一般更復雜。4NaO2=2Na2O(常溫)2NaO2 Na2O2

3、(2)較活潑的金屬在高溫下一般都能劇烈反應，常溫下一般也能反應，但具體情況存在差異。Mg和Al在加熱時均能劇烈反應(Al在純O2中)，常溫下因能形成致密氧化膜而阻止內層金屬繼續(xù)反應，所以Mg、Al雖然較活潑，但常溫下在空氣中能夠穩(wěn)定存在。2MgO2=2MgO4Al3O2=2Al2O3鐵絲在純O2中劇烈燃燒生成Fe3O4；鐵在空氣中緩慢氧化，形成的氧化膜(生銹)不致密而能持續(xù)反應。3Fe2O2 Fe3O44Fe3O2=2Fe2O3(3)不活潑的金屬(如Au、Pt)一般不與O2反應。例例2根據(jù)你對金屬鈉性質的了解，回答下列問題：(1)由于金屬鈉很容易跟空氣中的_、_等物質反應，通常將它保存在_里，

4、以使它與_、_等隔絕。解析解析由于金屬鈉很活潑，很容易跟空氣中的氧氣、水蒸氣等物質反應，因此保存時應隔絕空氣，通常保存在煤油中。這是因為鈉的密度大于煤油的密度且鈉與煤油不反應，鈉在煤油中沉在底部而避免了與空氣的接觸。答案解析氧氣水蒸氣煤油氧氣水蒸氣答案答案鈉投入Fe2(SO4)3溶液中，首先發(fā)生反應：2Na2H2O=2NaOHH2 ， 生 成 的 N a O H 能 與 F e2( S O4)3反 應 ： 6 N a O H Fe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2SO4，所以會觀察到有紅褐色沉淀生成。該反應的總反應方程式可以表示為6Na6H2OFe2(SO4)3=2Fe(OH)33Na2

5、SO43H2。(2)將金屬鈉加入Fe2(SO4)3溶液中會產(chǎn)生紅褐色沉淀。你能解釋這一現(xiàn)象嗎？解析解析金屬鈉與鹽溶液的反應，不可能置換出金屬單質，這是因為鈉首先要和溶液中的水反應生成NaOH和H2，生成的NaOH能和Fe2(SO4)3反應生成紅褐色Fe(OH)3沉淀。答案解析二、重要金屬化合物的性質及其應用解析解析都是堿，可以使Na2CO3、NaHCO3中都含有CO ，結果現(xiàn)象一樣(都有沉淀、都無沉淀)，所以不能區(qū)分；使二者放出CO2的速度不同，可以區(qū)分；使Na2CO3有沉淀，而NaHCO3無沉淀，可以區(qū)分；加熱法，因二者都是溶液，加熱都不分解，無法區(qū)分。例例3現(xiàn)有兩瓶無標簽的無色溶液，分別裝

6、有Na2CO3和NaHCO3，用下列試劑或方法能將兩者區(qū)分的是Ca(OH)2鹽酸CaCl2NaOH加熱A. B. C. D.答案解析理解感悟理解感悟理解感悟Na2CO3與NaHCO3的區(qū)分方法方法一：與強酸反應。在兩個試管中放入等量的兩種固體，同時加入等量的同一鹽酸，放氣體快者為NaHCO3。方法二：加熱法。對固體進行加熱，把產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水，使澄清石灰水變渾濁者為NaHCO3。方法三：沉淀法。在兩種溶液中加入BaCl2(或CaCl2)溶液，有沉淀生成者為Na2CO3。例例4由單質A與化合物B兩種粉末組成的混合物，在一定條件下可按如圖所示發(fā)生轉化：請回答：(1)A、B的化學式分別為_、

7、_。答案解析AlFe2O3解析解析由紅褐色沉淀知為Fe(OH)3，H為Fe(OH)2，F(xiàn)為FeCl2，單質D為Fe。又因溶液E與CO2生成沉淀J，則J為Al(OH)3，Al(OH)3與鹽酸反應生成的溶液K為AlCl3溶液，灼燒后生成的化合物C為Al2O3。固體B加鹽酸后生成溶液G，溶液G又與D(Fe)生成溶液F，則知B為Fe2O3，進而推知其他物質。(2)反應的化學方程式：_。(3)寫出反應的離子方程式：_；_。答案Fe2O32Al Al2O32Fe2Al2OH2H2O=2AlO 3H22Fe3Fe=3Fe2理解感悟理解感悟理解感悟(1)特殊顏色焰色反應Na：黃色；K：紫色(透過藍色鈷玻璃)有

8、色溶液含有的離子Fe2Fe3Cu2MnO顏色淺綠色黃色藍色紫紅色有色固體紅色：Cu、Fe2O3(紅棕色)紅褐色：Fe(OH)3綠色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O藍色：Cu(OH)2、CuSO45H2O黑色：FeO、CuO、MnO2、炭黑淺黃色：Na2O2、AgBr白色：Fe(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、CaCO3、BaSO4、AgCl(2)特殊性質在一定條件下能漂白有色物質的淡黃色固體只有Na2O2。遇SCN顯紅色的只有Fe3。常見的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金屬氧化物有Al2O3。不溶于水又不溶于稀鹽酸或稀硝酸的化合物有Ba

9、SO4、AgCl。(3)特殊反應既能與強酸又能與強堿溶液反應的物質：金屬單質，如Al；兩性氧化物，如Al2O3等；兩性氫氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的酸式鹽，如NaHCO3等；弱酸的銨鹽，如NH4HCO3、(NH4)2CO3等。能與水反應放出氣體的物質：活潑金屬單質，如K、Ca、Na、Mg(加熱)、Fe(高溫生成Fe3O4)；金屬過氧化物，如Na2O2。(4)特殊轉化關系三角轉化例例5過去電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板，制成印刷線路板，發(fā)生反應的化學方程式為2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。(1)檢驗腐蝕后的溶液中是否含有Fe3應選用的試劑是_。KSCN溶液

10、(或其他含SCN的鹽溶液)答案解析解析解析Fe3與SCN反應，生成的Fe(SCN)3呈紅色。(2)為了從使用過的廢腐蝕液中回收銅，并重新制得純凈的FeCl3溶液，可采用下列實驗步驟，請在各空格內填上適當?shù)奈镔|以使實驗達到預期目的。Fe鹽酸Cl2FeCl2Fe、CuCu答案解析解析解析先要審清題意，目的有兩個：“回收銅，重新制得純凈的FeCl3溶液。”由題中給出的反應可知，廢腐蝕液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2，回收銅可利用Fe與CuCl2的置換反應來完成，步要加入過量Fe粉，發(fā)生反應：2FeCl3Fe=3FeCl2、FeCuCl2=FeCl2Cu，所以A為FeCl2，B為Fe和Cu。

11、除去Cu中的Fe可加鹽酸，Cu不溶于鹽酸，F(xiàn)e與鹽酸反應生成FeCl2和H2。、兩過程得到的FeCl2匯集在一起被Cl2氧化：2FeCl2Cl2=2FeCl3。(3)寫出有關化學反應的離子方程式：_；_；_。答案2Fe3Fe=3Fe2、FeCu2=Fe2CuFe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32Cl理解感悟理解感悟理解感悟鐵元素及其化合物的推斷題的解題關鍵：一是尋找特征反應及特征現(xiàn)象，二是正確運用“鐵三角”的轉化關系，三是注意與其他金屬及其化合物知識的綜合?；瘜W框圖題綜合性強，難度大，解題時常由于知識的綜合性不夠，找不到“突破口”而無法下手。例例6某溶液中可能含有H、Na、NH 、Mg

12、2、Fe3、Al3、SO 等離子，已知：該溶液的焰色反應沒有黃色；當向該溶液中加入某濃度的NaOH溶液時，發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質的量隨NaOH溶液的體積變化如圖所示。由此可知：(1)該溶液中肯定含有的離子是_；各離子的物質的量之比為_。(2)肯定不含的陽離子是_。Na、Mg2、Fe3答案解析理解感悟解析解析由圖可判斷出最初0.2 mol NaOH是與H反應，溶液中無Mg2、Fe3，因為最后無沉淀。從圖形的0.3 mol堿使其沉淀、0.1 mol堿使其溶解”可以確定有Al3。關鍵是尋找與OH反應、而又使沉淀量不變化的離子，從題給離子中可以找出是NH 。在H、Al3、NH 共存時，加入OH，與OH反應

13、的前后順序是H、Al3、NH 。原因是電解質的強弱是H2OAl(OH)3NH3H2O，最弱者先形成，三者的強弱可以從下面三個反應來證明：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH 證明Al(OH)3比氨水弱Al(OH)33H=Al33H2O證明H2O比Al(OH)3弱待溶液中成為Al(OH)3、NH3H2O時，再加入OH，才能溶解Al(OH)3。這是因為Al(OH)3與弱堿不反應，只有在強堿性時才溶解。該題還有個陷阱就是易把SO 當作是不能確定的。由于溶液是電中性的，必須有陰離子，所以SO 一定存在。理解感悟理解感悟理解感悟(1)鋁鹽、氫氧化鋁、偏鋁酸鹽(鋁三角)之間的轉化Al33OH=Al(

14、OH)3Al(OH)33H=Al33H2O(2)鋁及其化合物的兩性常用于混合物的分離、除雜與鑒別，如Fe3與Al3的分離，除去Fe2O3中混有的Al2O3，選用一種試劑鑒別NaCl、MgCl2、AlCl3溶液等。1.金屬與酸反應的定量規(guī)律金屬與酸反應的定量規(guī)律(只考慮生成氫氣的情況只考慮生成氫氣的情況)(1)金屬與酸反應，金屬失去電子的物質的量等于酸得到電子的物質的量。(2)1 mol a價金屬與足量酸反應，可生成 mol氫氣。(3)當參加反應的金屬與產(chǎn)生氫氣的質量差相等時，則反應后兩溶液增加的質量相等。(4)相同物質的量的金屬與足量的酸反應產(chǎn)生氫氣的量之比等于反應后對應金屬呈現(xiàn)的化合價之比。

15、三、金屬與酸反應的計算規(guī)律和方法(5)特別注意，在鈉等極活潑金屬與酸反應時，金屬過量時還會跟水反應產(chǎn)生氫氣。2.鋁分別與酸、堿反應產(chǎn)生氫氣量的比較鋁分別與酸、堿反應產(chǎn)生氫氣量的比較(1)等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，消耗鹽酸和NaOH的物質的量之比為31。(2)等量的鋁分別與足量的鹽酸和NaOH溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為11。(3)足量的鋁分別與等物質的量濃度、等體積的鹽酸和NaOH溶液反應，產(chǎn)生H2的體積比為13。3.摩爾電子質量和平均摩爾電子質量摩爾電子質量和平均摩爾電子質量(1)摩爾電子質量：某物質在反應中轉移1 mol電子時該物質的質量，如Mg的摩爾電子質量為 gmol

16、112 gmol1，Al的摩爾電子質量為 gmol19 gmol1。(2)平均摩爾電子質量：兩種或兩種以上物質的混合物在反應中轉移1 mol電子時混合物的質量，如2 g金屬混合物生成2.24 L H2(標準狀況)，則平均摩爾電子質量為 10 gmol1。例例7(1)取w g鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是_。答案解析解析解析0.1 mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應，金屬轉移的電子數(shù)之比為(0.1 mol1)(0.1 mol2)(0.1 mol3)，所以產(chǎn)生氫氣的體積之比為123。(2)取0.1 mol鈉、鎂、鋁分別與足量鹽酸反應，在相同條件下產(chǎn)生氫氣的體積之比是

17、_。答案解析123解析解析與前兩問恰好反過來，氫氣的體積相等，轉移的電子數(shù)相等，即金屬的失電子數(shù)相等。(3)若產(chǎn)生相同體積(同溫同壓)的氫氣，所需鈉、鎂、鋁三種金屬的物質的量之比是_；質量之比是_。答案解析63223 12 9解析解析Mg、Al過量應以鹽酸的量計算生成的氣體的體積(轉移電子為0.01 mol)，Na也過量，但過量的鈉可以與水反應(共轉移電子0.2 mol)。(4)若將0.2 mol鈉、鎂、鋁分別投入到10 mL 1 molL1鹽酸中，在標準狀況下產(chǎn)生氫氣的體積大小順序是_。答案解析V(Na)V(Al)V(Mg)例例8由Zn、Fe、Mg、Al四種金屬中的兩種組成的混合物10 g與

18、足量的鹽酸反應產(chǎn)生1.0 g H2，則混合物中一定含有的金屬是A.Zn B.Fe C.Al D.Mg答案解析解析解析Zn、Fe、Mg與鹽酸反應后在產(chǎn)物中的化合價皆為2價，而Al為3價，故可用平均摩爾電子質量法。該混合物的平均摩爾電子質量 10 gmol1，Zn、Fe、Mg、Al的摩爾電子質量分別為32.5 gmol1、28 gmol1、12 gmol1、9 gmol1，由于是兩種金屬組成的混合物，平均摩爾電子質量必介于兩種金屬的摩爾電子質量之間，故混合物中一定含有金屬Al。1.抓住轉化關系，形成知識體系抓住轉化關系，形成知識體系硅及其化合物是生產(chǎn)生活中應用較為廣泛的物質，這就需要熟練掌握硅及其

19、化合物的性質，下面我們從硅及其化合物之間的轉化角度入手來構建硅及其化合物的知識網(wǎng)絡。四、如何學好硅及其化合物2.注重歸納總結，熟知特殊性質注重歸納總結，熟知特殊性質硅作為非金屬元素應該具有非金屬的性質，但是在學習硅及其化合物時，我們發(fā)現(xiàn)硅的某些性質卻表現(xiàn)出與其他非金屬的不同，現(xiàn)歸納如下：(1)硅的還原性比碳強，而碳在高溫下能從SiO2中還原出Si，即SiO22C Si2CO。此反應之所以能夠發(fā)生是因為生成的CO是氣體，它離開反應體系使得反應向生成Si的方向進行到底。(2)非金屬單質一般不與非氧化性酸反應，而硅不但與氫氟酸反應，而且有氫氣生成，化學方程式為Si4HF=SiF42H2。(3)酸性氧

20、化物一般不與酸發(fā)生反應，而二氧化硅卻能與氫氟酸反應，生成四氟化硅和水。(4)無機酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸卻難溶于水。(5)在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸強，二氧化碳與硅酸鈉反應生成碳酸鈉和硅酸沉淀。在高溫下碳酸鈉與二氧化硅反應生成硅酸鈉和二氧化碳，其原因是在高溫條件下，生成的二氧化碳離開反應體系而使反應進行到底。(6)Na2SiO3水溶液俗稱水玻璃、泡花堿，但泡花堿卻是鹽溶液而非堿，這是由于水玻璃顯堿性。3.列表比較異同，掌握反應規(guī)律列表比較異同，掌握反應規(guī)律(1)CO2和SiO2的性質比較 CO2SiO2物理性質氣體，熔、沸點低，能溶于水固體，熔、沸點高，硬度大，不溶于水與堿性氧化物反應CaOCO2=CaCO3CaOSiO2 CaSiO3與堿液反應2NaOHCO2=Na2CO3H2O(CO2少量)SiO22NaOH=