高二化学从矿物到基础材料.pptVIP

* 专题三 从矿物到基础 一、金属与酸溶液反应的有关计算 金属与酸反应分两种情况，一种是金属只与酸反应不与H2O反应，此时产生H2的量取决于金属与酸的相对多少，另一种是金属既与酸反应又与H2O反应，如钠，产生H2的量只取决于钠的多少，钠不会有剩余。 1．当金属不足、酸过量时，要以金属为标准进行计算，生成H2的物质的量等于金属失去电子的物质的量的一半，1 mol Na失1 mol e－，生成 mol H2,1 mol Mg、Zn、Fe均失去2 mol e－，生成1 mol H2,1 mol Al失去3 mol e－，生成1.5 mol H2。 2．当金属足量、酸不足时，对于Na来说，Na的量决定了H2的量。而对于Mg、Al、Zn、Fe等应以酸为标准进行计算，由于酸提供的H＋一样多，故生成H2的量也一样多。 金属 n(Na)＝ n(Mg)＝ n(Al)(不足) m(Na)＝ m(Mg)＝ m(Al)(不足) n(Na)＝ n(Mg)＝ n(Al)(过量) m(Na)＝ m(Mg)＝ m(Al)(过量) 酸 HCl(足量) HCl(足量) n mol HCl(不足) n mol HCl(不足) 生成H2 的体积比 1∶2∶3 n(Na)∶ n(HCl)∶ n(HCl) ∶ n(HCl)∶ n(HCl) 将钠、镁、铝各0.3 mol分别放入100 mL 1 mol·L－1的盐酸中，同温、同压下产生的气体体积比是(　　) A．1∶2∶3　　　　　　　　　B．6∶3∶2 C．3∶1∶1 D．1∶1∶1 【思路指引】　此题考查Na、Mg、Al与酸的反应，注意不要忽略Na与水的反应。 【解析】　方法一：(1)钠首先与HCl反应，过量钠与H2O反应。 2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 生成H2的量取决于Na，为0.15 mol。 (2)镁与HCl反应，过量的镁不与H2O反应。 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 生成H2的量取决于HCl，为0.05 mol。 (3)铝与HCl反应，过量的铝不与H2O反应。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 生成H2的量取决于HCl，为0.05 mol。 方法二：n(HCl)＝0.1 mol，由H＋ H2，最多能得到的电子为0.1 mol,0.3 mol的Na、Mg、Al分别最多能提供的电子为0.3 mol、0.6 mol、0.9 mol，盐酸不足，金属过量。但过量的Na会继续和水反应，所以Na不会剩余，能提供0.3 mol e－，而Mg、Al与盐酸反应时，盐酸不足，应以盐酸为标准进行计算，转移电子数为0.1 mol，产生氢气的体积与转移的电子数成正比，即3∶1∶1。 【答案】　C 由锌、铁、铝、镁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的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物中一定含有的金属是(　　) A．锌 B．铁 C．铝 D．镁 1． 【解析】　金属与水、酸或碱反应产生H2的量的关系为M―→H2，M代表某种金属，n代表金属化合价。即1 mol金属与水、酸或碱反应产生 mol的H2。 用极值思想和上述金属与酸反应产生H2的关系式，很容易求解。 由此很快算出，产生标准状况下11.2 L的H2时，需要各金属的质量分别是：m(Zn)＝32.5 g，m(Fe)＝28 g，m(Mg)＝12 g，m(Al)＝9 g10 g。只有当Al与其他任意一种金属混合才可能产生标准状况下的H2 11.2 L。 【答案】　C 二、金属元素及其化合物的推断 金属元素及其化合物的性质是高考中常考的重点内容，常以推断题的形式出现。 金属元素及其化合物的一些转化关系： 2．Na及其化合物间的转化关系 3．Al及其化合物间的转化关系 4．Fe及其重要化合物间的转化关系 某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，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。(已知Cu能溶于稀硝酸，而Au不溶) 填写下面空白： (1)图中标号处需加入的相应物质分别是①________、②________、③________、④________、⑤________。 (2)写出①处发生反应的离子方程式