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1、1,专题二 元素及其化合物,第13课时 金属元素及其化合物,2,一、海水的综合利用,3,(1)氯碱工业：,注：,4,(2)海水提镁：,煅烧,水,Mg,熔融电解,HCl,MgCl2,5,二、从矿物质到基础物质,6,三、典型题型分析,【例1】 氯化铜晶体中常含FeCl2杂质，为制得纯净氯化铜晶体(CuCl22H2O)，首先将其溶于稀盐酸中，然后按下面所示操作步骤进行提纯。,Cu2+ 、Fe2+ 、 Cl-,Cu2+ 、Fe3+ 、 Cl-,加入 氧化剂X,沉淀Z,滤液,蒸发结晶,CuCl2H2O(晶体),加入物质Y过滤,7,已知：,下列物质中，最适合作为氧化剂X的是_(填序号)。 AH2O2 BK
2、MnO4 CNaC1O D浓硫酸 写出加入X后发生反应的离子方程式：_。,8,加入的物质Y可以是_，目的是_。 从CuCl2稀溶液中得到CuCl22H2O晶体，在蒸发结晶的过程中，为了防止Cu2+的水解，应采取的措施是_ _。,9,解析：除杂的要求：不引入新杂质不减少主要成分浓度简便易行。 在四个氧化剂中，双氧水是一种清洁的除杂试剂，无污染，且还原产物为水不引入新的杂质。加入物质Y的目的是消耗溶液中的H+，调节溶液的pH在3.24.7之间，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而不使Cu2+形成Cu(OH)2沉淀。,10,变式题1. (2011广东)由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这
3、些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：,(注：NaCl熔点为801 ；AlCl3在181 升华),11,HCl，氯化铝,NaCl,12,(3)在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为,(4)镀铝电解池中，金属铝为极，熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl和Al2Cl形式存在，铝电极的主要电极反应式为 。,(5)钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是,Cl22OH =ClClOH2O,HOH= H2O,阳,Al3e7AlCl=4Al2Cl,致密的氧化铝膜能隔绝钢材与空气中的O2、CO2和H2O等接触，使电化学腐蚀和化学腐
4、蚀不能发生,13,解析： (1)结合题意，即是Fe2O3、SiO2和金属Al在高温下发生置换反应。 (2)杂质中还存在H2，与Cl2结合形成HCl，高温下Cl2也能与Na和Al反应生成NaCl和AlCl3(700 时升华形成气体)。 (3)冷凝后的气体Cl2和HCl均能与碱液反应。 (4)电镀时，镀层金属作阳极，失电子形成阳离子，即Al失电子形成Al3，Al3再与 结合形成 。 (5)防止腐蚀的原理包括隔绝金属与空气中的O2、CO2和H2O等接触、改变金属内部的结构等。,14,【例2】某实验小组利用两种方法制备Fe(OH)2。 方法一：用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的N
5、aOH溶液反应制备。 用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入_。 除去蒸馏水中溶解的O2常采用_ 的方法。 生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含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_。,15,方法二：如图，用NaOH 溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂 制备。 在试管里加入的试剂是_。 在试管里加入的试剂_。 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_。 这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，其理由是_。,16,解析：制备Fe(OH)2实验的关键是防止空气中氧气将其氧化为Fe
6、(OH)3。 方法一：FeSO4配制时为防止水解和氧化，应加入稀H2SO4和铁屑。 方法二：利用硫酸与铁屑反应制备FeSO4，同时由于生成氢气，在氢气气氛的保护下保证实验不会受到空气的干扰。将氢气充满整个装置后，关闭止水夹，利用装置中气压的变化将FeSO4压入装置中与NaOH反应制备较纯的Fe(OH)2。,17,答案： 方法一： 稀H2SO4、铁屑 煮沸 避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2 方法二： 稀H2SO4、铁屑 NaOH溶液 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 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,18,变式题2. (2011天津)
7、图中X、Y、Z为单质，其他为化合物，它们之间存在如下转化关系(部分产物已略去)。其中，A俗称磁性氧化铁；E是不溶于水的酸性氧化物，能与氢氟酸反应。,回答下列问题：,(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是 ；M中存在的化学键类型为 ；R的化学式是,第A族,离子键、共价键,H2SiO3(H4SiO4),第二周期,19,(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4，ZH4的电子式,为 。,(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)放出a kJ热量。写出该反应的热化学方程式： 。,8Al(s)3Fe3O4(s)=9Fe(s)4Al2O3(s),H8a kJ/mol,20,(4)写出
8、A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式：,3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O,(5)向含4 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2)的最大值。,21,提示：从磁性氧化铁推出A为Fe3O4，从E是不溶于水的酸性氧化物且能与氢氟酸反应推出E为SiO2，则单质X为Fe，Y为O2，Z为Si。,22,B稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe+6HNO3(稀) Fe(NO3)3+3NO2+3H2O CCr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对FeCr合金的腐蚀性最强 D随着Cr含量增加，
9、稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性减弱,【例3】右图是三种稀酸对FeCr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是() A稀硝酸对FeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱,23,解析： A选项应该说铬的含量大于13%，稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸、硫酸弱； B应生成NO； C中5%为质量分数，稀酸密度近似等于水的密度，可推知三种酸中氢离子浓度大小为HClH2SO4HNO3。,答案：D,24,【变式练习3】 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了如图所示的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。,
10、25,填写下面空白： (1)图中标号处需加入的相应物质分别是_、_、_、 _ 、 _ ； (2)写出处发生反应的离子方程式：_ _ _； 写出处发生反应的化学方程式：_ _；,26,(3)铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红 _；氧化铜_。,Fe2O3,用作红色涂料,用作制造铜盐的原料,提示：首先用过量铁屑将H+、Fe3+、Cu2+、Au3+等离子还原成H2、Fe2+、Cu、Au，发生4个反应，E中应为Fe2+，因为后面生成铁红，故为碱液氢氧化钠，试剂是将y过量铁屑溶解，试剂是将Cu、Au分离应为稀硝酸，从C中的Cu2+到氧化铜，也应为碱液氢氧化钠。,27,28,高温,高温,高温,29,电解,电解,