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1、专题七 常见金属元素 考纲要求 常见金属元素(如 Na、Mg、Al、Fe、Cu 等)。(1)了解常见金属的活动顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用物；(4)以上各部分知识的综合应用。考点一 钠及其重要化合物 钠是“极其活泼”金属的代表，学习钠的性质可类比知道第A 族、第A 族活泼金属的一般性质，复习时应从以下几个方面掌握：1树立物质转化思想(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
2、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 的质量。(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 1 mol Na2O2与足量 SO2的反应转移电子应为 2 mol。(5)不能用 Ca(OH)2鉴别 Na2CO3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
3、。(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，而钠和氧气反应可生成 Na2O、Na2O2，钾的氧化物更复杂，有K2O、K2O2、KO2。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。(12)钠、钾保存在煤油中，而锂需密封在石蜡中。题组一 重要反应规范书写 1
4、用方程式回答下列问题(1)实验室怎样处理钠屑？2CH3CH2OH2Na 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，发生反应的离子方程式。OHH=H2O；CO23H=HCO3；HCO3H=H2OCO2。(5)怎样除去 CO2中的 SO2气体(用离子方程式表示)。SO22HCO3=2CO2SO23H2O。(6)怎样除去 Na2
5、CO3溶液中的 NaHCO3(用离子方程式表示)。HCO3OH=CO23H2O。(7)怎样除去 NaHCO3溶液中的 Na2CO3(用离子方程式表示)。CO23H2OCO2=2HCO3。(8)用化学方程式表示呼吸面具中产生 O2的原理。2Na2O22H2O=4NaOHO2；2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。题组二 高考真题跟踪再现 2正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)Na2O2吸收 CO2产生 O2，所以可用作呼吸面具供氧剂()(2017江苏，3A)(2)过氧化钠与二氧化碳反应制备氧气()(2017海南，7C)(3)灼烧白色粉末，火焰呈黄色，证明原粉末中有 Na，无 K()(2
6、015天津理综，2C)(4)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23 g 钠充分燃烧时转移电子数为 NA()(2015全国卷，10C)(5)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡()(2015全国卷，13A)(6)过氧化钠与水反应时，生成 0.1 mol 氧气转移的电子数为 0.2NA()(2015全国卷，8C)(7)分别加热 Na2CO3和 NaHCO3固体，试管内壁均有水珠，则两种物质均受热分解()(2015广东理综，22A)(8)用热的烧碱溶液洗去油污，是因为 Na2CO3可直接与油污反应()(2014新课标全国卷，8A)(9)用热碱水清除炊具上残留的油污发生了化学变化()(
7、2014新课标全国卷，7B)(10)二氧化碳通过 Na2O2粉末反应后固体物质增重()(2014新课标全国卷，9B)(11)()(2014新课标全国卷，10B)(12)中为 NaHCO3固体受热分解，中为澄清石灰水变浑浊，由中现象，能证实中发生的反应()(2014北京理综，11C)考点二 铝及其重要化合物 铝是“氢前”且氧化物、氢氧化物均具有两性的金属代表，它是典型的轻金属。学习铝的性质可类比知道铍、锌等元素的一般性质，复习时应从以下几个方面掌握：1树立物质转化思想(1)理清知识主线 AlAl2O3Al(OH)3 NaAlO2AlCl3Al2SO43KAlSO4212H2O(2)形成网络构建
8、2扫除易混知识盲点(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于 Al2O3的熔点高于 Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。(2)铝热反应不仅仅是单质铝与 Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。(4)并不是 Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。(5)Al
9、2O3、Al(OH)3与 NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备 Al(OH)3。(6)利用偏铝酸盐制备 Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入 CO2，生成的 Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成 HCO3，不过量时生成 CO23，书写离子反应方程式时要特别注意。(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。(8)泡沫灭火器所用试剂为 Al2(SO4)3溶液和 NaHCO3溶液。(9)等物质的量的铝单质、氧化铝和氢氧化铝在和酸、碱分别反应时，消耗 H、OH的
10、物质的量之比总是 31。题组一 重要反应规范书写 1用方程式回答下列问题(1)用化学方程式表示除去铁粉中的铝粉。2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(2)用离子方程式表示除去 Fe2O3中的 Al2O3。Al2O32OH=2AlO2H2O。(3)用离子方程式表示除去 Mg(OH)2中的 Al(OH)3。Al(OH)3OH=AlO22H2O。(4)现有 AlCl3溶液、氨水、NaOH 溶液，制备 Al(OH)3的最佳方案是(用化学方程式表示)：AlCl33NH3H2O=Al(OH)33NH4Cl。(5)现有 NaAlO2溶液、CO2、盐酸，制备 Al(OH)3的最佳方案是(用离子方程
11、式表示)：2AlO2CO23H2O=2Al(OH)3CO23(或 AlO2CO22H2O=Al(OH)3HCO3)。(6)用离子方程式表示泡沫灭火器的原理。Al33HCO3=Al(OH)33CO2。(7)用离子方程式分别表示 Al3、AlO2；AlO2、HCO3不能大量共存的原理。Al33AlO26H2O=4Al(OH)3；AlO2H2OHCO3=Al(OH)3CO23。(8)用离子方程式表示 KAl(SO4)2和 Ba(OH)2的反应。沉淀的物质的量最大；沉淀的质量最大。2Al33SO246OH3Ba2=2Al(OH)33BaSO4；Al32SO242Ba24OH=AlO22H2O2BaSO
12、4。(9)铵明矾NH4Al(SO4)212H2O是常见的食品添加剂，用于焙烤食品，向铵明矾溶液中逐滴滴入 NaOH 溶液，试写出反应的离子方程式。Al33OH=Al(OH)3；NH4OH=NH3H2O；Al(OH)3OH=AlO22H2O。题组二 高考真题跟踪再现 2正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝()(2017海南，7D)(2)Al2O3熔点高，可用作耐高温材料()(2016江苏，3D)(3)由 MgCl2溶液制备无水 MgCl2，可以将 MgCl2溶液加热蒸干()(2016全国卷，13B)(4)根据 Al2(SO4)3和小苏打反应，在实际应用中可
13、用作泡沫灭火器灭火()(2016全国卷，7A)(5)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，是因为铝的熔点较低()(2015全国卷，10C)(6)将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，会产生红棕色气体()(2015全国卷，13B)(7)将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，会产生大量白色沉淀()(2015全国卷，13C)(8)制备 Al(OH)3悬浊液：向 1 molL1 AlCl3溶液中加过量的 6 molL1 NaOH 溶液()(2015江苏，13A)(9)铝与 Fe2O3发生铝热反应，反应后固体质量增加()(2014新课标全国卷，9C)(10)氢氧化铝具有
14、弱碱性，可用于制胃酸中和剂()(2014江苏，4B)题组三 明矾的制备 32016海南，14(1)(2)(3)KAl(SO4)212H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：易拉罐 试剂微热，过滤滤液A NH4HCO3沉淀B 稀H2SO4K2SO4 产物 (1)为尽量少引入杂质，试剂应选用_(填标号)。aHCl 溶液 bH2SO4溶液 c氨水 dNaOH 溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 _。(3)沉淀 B 的化学式为_；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是
15、_ _。答案(1)d (2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)Al(OH)3 Al3水解，使溶液中 H浓度增大 解析(1)易拉罐的主要成分为 Al，含有少量的 Fe、Mg 杂质，试剂的作用是将 Al 溶解，HCl 溶液和 H2SO4溶液可溶解 Al 及 Fe、Mg 杂质，会引入 Fe2、Mg2，氨水不溶解 Al；NaOH溶液可溶解 Al，但不溶解 Fe、Mg 杂质，故 d 项符合。(2)选用 NaOH 溶液溶解易拉罐，主要发生反应 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(3)滤液 A 中铝元素以 AlO2形式存在，与溶液中 HCO3发生反应：AlO2HCO3H2O=
16、Al(OH)3CO23，故沉淀 B 为 Al(OH)3；明矾溶于水时，KAl(SO4)2=KAl32SO24，Al33H2OAl(OH)33H，使溶液呈弱酸性。考点三 铁及其重要化合物 铁是“氢前”且是“变价”金属的代表，它是典型的黑色金属，也是工农业生产中用途最广的金属。复习时应从以下几个方面掌握：1树立物质转化思想(1)理清知识主线 Fe FeOFe2O3Fe3O4 FeOH2FeOH3 FeSO47H2OFeCl3(2)形成网络构建 2扫除易忘知识盲点(1)与铁反应的氧化剂可按相对强弱分为两类：较强的氧化剂，如氧气、氯气、液溴、双氧水、硝酸、浓硫酸、次氯酸盐、高锰酸钾等。较弱的氧化剂，如
17、硫黄、单质碘、可溶性铜盐、3 价铁盐、盐酸、稀硫酸等。通常，第一类氧化剂可以将铁的化合价从 0 或2 氧化到3，第二类氧化剂只能将铁的化合价从 0 氧化到2。(2)与铁的化合物反应的还原剂亦可按相对强弱分为两类：较强的还原剂，如锌粉、铝粉、单质碳、氢气、一氧化碳等；较弱的还原剂，如铁粉、铜粉、硫离子、亚硫酸根离子、碘离子、硫化氢、二氧化硫等。通常，第一类还原剂可以将铁的化合价从3 或2 还原到 0，第二类还原剂只能将铁的化合价从3 还原到2。(3)Fe 与 O2、H2O(g)反应的产物都是 Fe3O4而不是 Fe2O3。Fe 与 Cl2反应时生成 FeCl3，与 S反应时生成 FeS，说明 C
18、l2的氧化性大于 S。常温下，Fe、Al 在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe 在 Cl2中燃烧，无论 Cl2过量还是不足均生成 FeCl3。(4)向含 Fe2的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色 棕色的颜色变化，该现象可用于 Fe2的检验。(5)Fe3的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中 Fe3浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是 KSCN 溶液法。Fe2的检验可采用先加入 KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验 Fe2，
19、现象是生成蓝色沉淀Fe3Fe(CN)62。(6)生成 FeCl2除了用 Fe 和 HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3Fe=3FeCl2；生成 Fe(OH)3除了用 Fe3与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(7)配制 FeCl2溶液既要防氧化(加入 Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制 FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(8)Fe3必须在酸性条件下才能大量存在，当 pH7 时，Fe3几乎完全水解生成 Fe(OH)3沉淀。(9)除去酸性溶液 ZnCl2中的 FeCl2，应先通入 Cl2或加入 H2O2，再加入 ZnO，消耗 H
20、，提高pH，使 Fe3水解生成沉淀过滤除去。(10)制备 Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与 O2隔绝。同时要牢记 Fe(OH)2转化为 Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。(11)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和 FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。(12)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。题组一 重要反应规范书写 1用方程式回答下列问题(1)高温下铁和 H2O(g)的反应。4H2O(g)3Fe=高温Fe3O
21、44H2。(2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀 HNO3中的反应过程。Fe4HNO3=Fe3NO2H2O；2Fe3Fe=3Fe2。(3)用离子方程式表示 FeO、Fe3O4与稀 HNO3的反应。3FeO10HNO3=3Fe3NO5H2O；3Fe3O428HNO3=9Fe3NO14H2O。(4)用离子方程式表示 Fe(OH)2与稀 HNO3反应；3Fe(OH)210HNO3=3Fe3NO8H2O；Fe(OH)3与氢碘酸反应。2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O。(5)用化学方程式表示铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程。负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O24e2H2O=4OH，Fe22OH
22、=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，Fe(OH)3脱去一部分水生成 Fe2O3xH2O。(6)怎样除去 Fe2(SO4)3中的 FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)。答案 加入 H2SO4酸化的 H2O2，2H2Fe2H2O2=2Fe32H2O。(7)怎样检验 Fe2O3中的 FeO(用适当的文字和离子方程式说明)。答案 取少量样品于试管中，加稀 H2SO4使其溶解，Fe2O36H=2Fe33H2O，FeO2H=Fe2H2O。再加入少量酸性 KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明溶液中含有 Fe2，原样品中含有 FeO，5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2
23、O。题组二 高考真题跟踪再现 2正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜()(2017海南，7A)(2)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应()(2016四川理综，2B)(3)根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用 FeCl3腐蚀 Cu 刻制印刷电路板()(2016全国卷，7B)(4)配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释()(2016全国卷，10C)(5)将铁屑放入稀 HNO3中证明 Fe 比 H2活泼()(2016海南，7B)(6)因为 Fe2(SO4)3易溶于水，所以可用作净水剂()(2016江苏
24、，3C)(7)检验溶液中是否含有 Fe2：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加 KSCN溶液，观察实验现象()(2015江苏，13C)(8)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加 KSCN 溶液，有气体生成，溶液呈红色，则稀硝酸将 Fe 氧化成 Fe3()(2015全国卷，10A)(9)观察 Fe(OH)2的生成()(2015重庆理综，4A)32016全国卷，28(1)(2)(3)(4)某班同学用如下实验探究 Fe2、Fe3的性质。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 molL1的溶液。在 FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学
25、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)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是 _。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL1KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验：第一支试管中加入 1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；第二支试管中加入 1
26、 滴 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在 I过量的情况下，溶液中仍含有_(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为_。答案(1)防止 Fe2被氧化 (2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2 Fe3 可逆反应 解析(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止 Fe2被空气中的氧气氧化。(2)Cl2可将 Fe2氧化成 Fe3，自身得电子生成 Cl，反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe3
27、2Cl。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将 Fe2氧化，产生干扰。(4)根据 Fe2的检验方法，向溶液中加入 1 滴 K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有 Fe2，则实验检验的离子是 Fe2；碘易溶于 CCl4，在 CCl4中呈紫色，Fe3遇 KSCN 溶液显红色，实验和说明，在 I过量的情况下，溶液中仍含有Fe3，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应方程式为 2Fe32I2Fe2I2。考点四 铜及其重要化合物 铜是“氢后”且是变价金属的代表，它是典型的有色金属，也是典型的重金属。复习时应从以下几个方面掌握：1树立物质转化思想(1)理清知识主线 Cu Cu2OCu
28、OCu(OH)2 CuCl2CuSO4Cu2OH2CO3(2)形成网络构建 2扫除易忘知识盲点(1)铜是紫红色金属，它在潮湿的空气中最终不是生成 CuO，而是铜绿Cu2(OH)2CO3。(2)较强的氧化剂，如氧气、氯气、液溴、双氧水、硝酸、浓硫酸等，在一定条件，能将铜从0 价氧化为2 价；较弱的氧化剂，如硫黄、单质碘等，在一定条件下，只能将铜从 0 价氧化到1 价。(3)受热分解：Cu(OH)2(蓝色)CuO(黑色)Cu2O(砖红色)Cu(紫红色)。从左到右，分解所需温度越来越高，Cu(OH)2在常温下就能缓慢分解，而 CuO 需要在高温下才能分解。(4)常用灼热的铜粉除去 N2中的 O2，灼
29、热的 CuO 除去 CO2中的 CO。(5)新制 Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。(6)Cu 和一定量的浓 HNO3反应，产生的是 NO2和 NO 的混合气体，当 Cu 有剩余，再加入稀H2SO4，Cu 继续溶解。(7)铜的焰色反应为绿色。(8)冶炼铜的方法：热还原法；湿法炼铜；电解精炼铜。(9)铜合金有：青铜(Cu、Sn、Pb 等)；黄铜(Cu、Zn、Sn、Pb、Al 等)；白铜(Cu、Ni、Zn、Mn)。(10)重金属离子可使蛋白质变性，因此，可溶性铜盐均有毒。另一方面，可溶性铜盐可作为消毒杀菌剂，如用于配制波尔多液等。题组一 重要反应规范书写 1按要求书写方程式(1)用两组方程式表示
30、 Cl2的氧化性大于 S。2Fe3Cl2=点燃2FeCl3，FeS=FeS。CuCl2=点燃CuCl2，2CuS=Cu2S。(2)铜在潮湿的空气中生锈。2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。(3)将 Cu 和浓 H2SO4混合加热。Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O。(4)Cu 和稀 HNO3反应的离子方程式。3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2O。(5)常用 FeCl3溶液腐蚀铜板(用离子方程式表示)。Cu2Fe3=Cu22Fe2。(6)用离子方程式表示将氨水逐滴滴入到 CuSO4溶液的反应过程。Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4；Cu(OH)24NH3
31、H2O=Cu(NH3)422OH4H2O。(7)用惰性电极电解 CuSO4溶液。2CuSO42H2O=电解2CuO22H2SO4。(8)用 Cu 作电极电解 H2SO4溶液(用离子方程式表示)。Cu2H=电解Cu2H2。题组二 高考真题跟踪再现 2正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)除去 Cu 粉中混有的 CuO，可以加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥()(2016全国卷，13C)(2)FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作，是因为 FeCl3能从含 Cu2的溶液中置换出铜()(2014新课标全国卷，8D)(3)氢气通过灼热的 CuO 粉末固体质量减少()(2014新课标全国卷，9A)(4
32、)将锌粒投入 Cu(NO3)2溶液中，反应后固体质量增加()(2014新课标全国卷，9D)(5)制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金()(2014广东理综，7A)考点五 数形结合的典型图像分析题 (一)关于碳酸盐、碳酸氢盐与酸反应的图像分析 1向 Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积关系如下图所示：图像特点：Oa 段、ab 段消耗盐酸的体积相等。反应原理：Oa 段 CO23H=HCO3，ab 段 HCO3H=H2OCO2。2向 NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积关系如下图所示：图像特点：从 O 点开始即产生 CO2气体。反应原理：H
33、CO3H=H2OCO2。3向 Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积关系如下图所示(设 Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比为 mn11，其他比例时的图像略)。图像特点：Oa 段消耗 HCl 的量小于 ab 段消耗 HCl 的量。反应原理：Oa 段 CO23H=HCO3，ab 段 HCO3H=H2OCO2。4向 NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生 CO2的体积关系如下图所示(设 NaOH、Na2CO3的物质的量之比为 xy11，其他比例时的图像略)。图像特点：Oa 段消耗 HCl 的量大于 ab 段消耗 HC
34、l 的量。反应原理：Oa 段 HOH=H2O，CO23H=HCO3；ab 段 HCO3H=H2OCO2。(二)关于 Al(OH)3沉淀变化图像分析 1可溶性铝盐溶液与 NaOH 溶液反应的图像 操作 向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量 向 NaOH 溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀 渐多 最多 渐少 消失 无沉淀(有但即溶)出现沉淀 渐多 最多 沉淀不消失 图像 离子方程式 Al33OH=Al(OH)3 Al(OH)3OH=AlO22H2O Al34OH=AlO22H2O Al33AlO26H2O=4Al(OH)3 2偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图像 操作 向
35、偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量 向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量 现象 立即产生白色沉淀 渐多 最多 渐少 消失 无沉淀(有但即溶)出现沉淀 渐多 最多 沉淀不消失 图像 离子方程式 AlO2HH2O=Al(OH)3 Al(OH)33H=Al33H2O AlO24H=Al32H2O Al33AlO26H2O=4Al(OH)3 3.可溶性铝盐与弱酸、弱碱反应产生沉淀的图像(1)向 AlCl3溶液中滴加氨水的图像(如图所示)。原理：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4 现象：立即产生白色沉淀 渐多 最大量(2)向 NaAlO2溶液中通入足量 CO2的图像(如图所示)。原理：CO2A
36、lO22H2O=Al(OH)3HCO3 现象：立即产生白色沉淀 渐多 最大量 4混合离子(含 Al3、Mg2、H)反应的图像 向含有铝离子、镁离子、氢离子的混合溶液中逐滴加入 NaOH 溶液，H先与 OH反应，该过程中无沉淀生成，而后 Al3、Mg2与 OH反应至沉淀达到最大值，最后 Al(OH)3再与 OH反应导致沉淀部分溶解。反应的离子方程式为 第一阶段：HOH=H2O 第二阶段：Mg22OH=Mg(OH)2 Al33OH=Al(OH)3 第三阶段：Al(OH)3OH=AlO22H2O(三)有关复盐与 Ba(OH)2溶液反应的图像分析 1明矾与 Ba(OH)2溶液反应的图像分析 向含 1.
37、0 mol 明矾KAl(SO4)212H2O的溶液中滴入 Ba(OH)2溶液，加入 Ba(OH)2的量与沉淀物质的量图像：(1)当 nBa(OH)21.5 mol 时，恰好发生反应：2KAl(SO4)23Ba(OH)2=3BaSO42Al(OH)3K2SO4；即 nKAl(SO4)2nBa(OH)223 时，生成 1.5 mol 硫酸钡和 1.0 mol 氢氧化铝沉淀，此时沉淀的物质的量最大，为 2.5 mol。离子方程式：2Al33Ba23SO246OH=3BaSO42Al(OH)3。(2)当 nBa(OH)21.5 mol 时，生成的 Al(OH)3逐渐溶解，并且溶液中继续有 BaSO4沉
38、淀生成。(3)当 nBa(OH)22.0 mol 时，恰好发生反应：KAl(SO4)22Ba(OH)2=2BaSO4KAlO22H2O，即 nKAl(SO4)2nBa(OH)212 时，生成的 1.0 mol Al(OH)3完全溶解，但又生成0.5 mol BaSO4；此时沉淀的物质的量为 2.0 mol，但质量最大。继续滴加 Ba(OH)2溶液，沉淀的质量和物质的量都不再发生变化。离子方程式：Al32SO242Ba24OH=2BaSO4AlO22H2O。加入 Ba(OH)2物质的量与沉淀物质的量的图像 加入 Ba(OH)2物质的量与沉淀质量的图像 2NH4Al(SO4)2与 Ba(OH)2溶
39、液反应的图像分析 向含 2.0 mol NH4Al(SO4)2溶液中滴入 Ba(OH)2溶液，其反应过程：(1)当加入 3 mol Ba(OH)2时 2Al33SO243Ba26OH=2Al(OH)33BaSO4 20 mol 3.0 mol 3.0 mol 6.0 mol 2.0 mol 3.0 mol(2)再加入 1 mol Ba(OH)2时，2NH42OHSO24 Ba2=BaSO42NH3H2O 20 mol 2.0 mol 1.0 mol 1.0 mol1.0 mol(3)再加入 1 mol Ba(OH)2时 Al(OH)3OH=AlO22H2O 20 mol 2.0 mol 沉淀的
40、物质的量变化图像：1将 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加 0.1 molL1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成 CO2的物质的量的关系的是()答案 C 解析 0.4 g NaOH 和 1.06 g Na2CO3的物质的量分别是 0.01 mol、0.01 mol，加入稀盐酸后，HCl先与氢氧化钠反应，则消耗HCl的物质的量是0.01 mol，因此稀盐酸的体积是0.01 mol0.1 molL10.1 L，然后 HCl 再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠，此时又消耗 HCl 的物质的量是 0.01 mol，稀盐酸的体积是 0.1 L，最后 HC
41、l 再与 0.01 mol 的碳酸氢钠反应产生二氧化碳气体 0.01 mol，又消耗稀盐酸 0.1 L，所以对应的图像是 C。2向四只盛有一定量 NaOH 溶液的烧杯中通入不同量的 CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的 CO2气体与 HCl 物质的量的关系如图(忽略 CO2的溶解和 HCl 的挥发)：则下列分析都正确的组合是()图对应溶液中的溶质为 NaHCO3 图对应溶液中的溶质为 Na2CO3和 NaHCO3，且二者的物质的量之比为 11 图对应溶液中的溶质为 NaOH 和 Na2CO3，且二者的物质的量之比为 11 图对应溶液中的溶质为 Na2CO3 A
42、B C D 答案 A 解析 图像中从 O 点即开始产生 CO2气体，对应溶液中的溶质为 NaHCO3，正确；图像中Oa段消耗HCl的量小于ab段消耗HCl的量，对应的溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比nNa2CO3nNaHCO3131211，正确；图像中，Oa 段消耗 HCl 的量等于 ab 段消耗 HCl 的量，对应溶液中的溶质为 Na2CO3，不正确；图像中，Oa 段消耗 HCl的量大于 ab 段消耗 HCl 的量，对应溶液中的溶质为 Na2CO3、NaOH，且二者的物质的量之比：nNa2CO3nNaOH131211，不正确。3某溶液中可能含有 H、NH4、Mg
43、2、Al3、Fe3、CO23、SO24、NO3中的几种。若加入锌粒，产生无色无味的气体；若加入 NaOH 溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入 NaOH 的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法正确的是()A溶液中的阳离子只有 H、Mg2、Al3 B溶液中 n(NH4)0.2 mol C溶液中一定不含 CO23，可能含有 SO24和 NO3 Dn(H)n(Al3)n(Mg2)111 答案 B 解析 由知溶液中一定含有 H，一定没有 CO23、NO3，由知溶液中一定含有 Mg2、Al3，由图像可知溶液中还一定含有 NH4，且 n(NH4)0.7 mol0.5 mol0.2 mol，n(H)0
44、.1 mol，n(Al3)0.8 mol0.7 mol0.1 mol，沉淀 Al3、Mg2共消耗 0.4 mol OH，其中沉淀 Al3消耗 0.3 mol OH，沉淀 Mg2消耗 0.1 mol OH，根据 Mg22OH，可得 n(Mg2)0.05 mol，故只有选项 B 正确。4实验研究发现，硝酸发生氧化还原反应时，硝酸的浓度越稀，对应还原产物中氮元素的化合价越低。现有一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，反应过程中无气体放出，在反应结束后的溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH 溶液，所加 NaOH 溶液的体积与产生沉淀的物质的量关系如图所示，下列说法不正确的是()A稀
45、硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵 Bc 点对应 NaOH 溶液的体积为 48 mL Cb 点与 a 点的差值为 0.05 mol D样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为 53 答案 B 解析 根据题给信息知一定量的铝粉和铁粉的混合物与一定量很稀的硝酸充分反应，生成硝酸铝、硝酸铁、硝酸铵和水，硝酸有剩余。在反应结束后的溶液中逐滴加入 5 molL1 NaOH溶液，发生的反应依次为HOH=H2O，Fe33OH=Fe(OH)3，Al33OH=Al(OH)3，NH4OH=NH3H2O，Al(OH)3OH=AlO22H2O，b 与 a 的差值为氢氧化铝的物质的量，由图可知，ef段消耗的氢氧化钠溶液为
46、104 mL94 mL10 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为 0.01 L5 molL10.05 mol，根据 Al(OH)3OH=AlO22H2O 可知，Al(OH)3的物质的量为 0.05 mol，根据铝元素守恒，故混合金属中 n(Al)0.05 mol，由图可知，de 段消耗的氢氧化钠的体积为 94 mL88 mL6 mL，故该阶段参加反应的氢氧化钠为0.006 L5 molL10.03 mol，根据NH4OH=NH3H2O可知溶液中n(NH4)0.03 mol，根据电子转移守恒有 3n(Fe)3n(Al)=8n(NH4)，即 3n(Fe)30.05 mol80.03 mol，解得 n
47、(Fe)0.03 mol，由反应过程可知，到加入氢氧化钠为 88 mL 时，溶液中溶质为硝酸钠与硝酸铵，n(NH4NO3)n(NH4)0.03 mol，根据钠元素守恒可知 n(NaNO3)n(NaOH)0.088 L5 molL1 0.44 mol，根 据 氮 元 素 守 恒 计 算 原 硝 酸 溶 液 中n(HNO3)=n(NaNO3)2n(NH4NO3)0.44 mol0.03 mol20.5 mol，而c点溶液为NaNO3、NH4NO3、Fe(NO3)3、Al(NO3)3，根据氮元素守恒 n(NaNO3)2n(NH4NO3)3nFe(NO3)33nAl(NO3)3n(HNO3)，故 c
48、点溶液中 n(NaNO3)0.5 mol0.03 mol20.03 mol30.05 mol30.2 mol，故 c 点加入 NaOH 的物质的量0.2 mol。A 项，由上述分析可知，稀硝酸与铝粉、铁粉反应，其还原产物为硝酸铵，正确；B 项，由上述分析可知，c 点对应 NaOH溶液的体积0.2 mol5 molL10.04 L40 mL，错误；C 项，由上述分析可知，b 与 a 的差值为 Al(OH)3的物质的量，为 0.05 mol，正确；D 项，由上述分析可知，混合金属中 n(Al)0.05 mol、n(Fe)0.03 mol，样品中铝粉和铁粉的物质的量之比为 53，正确。5Zn(OH)
49、2是两性氢氧化物，和强酸反应时生成 Zn2，跟强碱反应时生成 ZnO22，现有三份等物质的量浓度、等体积的 MgCl2、ZnCl2、AlCl3溶液(配制时均加入少量盐酸)，现将一定浓度的 NaOH 溶液分别滴入三种溶液中至过量，NaOH 溶液的体积 x(mL)与生成沉淀的物质的量 y(mol)的关系如下图所示，则与 MgCl2、ZnCl2、AlCl3三种溶液一一对应的正确图像是()A B C D 答案 C 解析 向氯化镁溶液中加入氢氧化钠，开始先中和其中的少量盐酸，然后生成白色沉淀氢氧化镁，当氢氧化钠过量时，沉淀也不会溶解，量保持不变，故对应的是图像，向氯化锌溶液中加入氢氧化钠，开始先中和其中
50、的少量盐酸，然后生成白色沉淀氢氧化锌，当氢氧化钠过量时，沉淀会溶解，依次发生反应 ZnCl22NaOH=Zn(OH)22NaCl，Zn(OH)22NaOH=Na2ZnO22H2O，沉淀量达到最大和沉淀完全消失所消耗的氢氧化钠是相等的，故图像是正确的，向氯化铝溶液中加入氢氧化钠，开始先中和其中的少量盐酸，然后生成白色沉淀氢氧化铝，当氢氧化钠过量时，沉淀会溶解，依次发生反应：AlCl33NaOH=Al(OH)33NaCl，Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，沉淀量达到最大和沉淀完全消失所消耗的氢氧化钠的物质的量之比是 31，故图像是正确的。6下列物质的溶液中分别滴加 Ba(OH)2溶液至