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高中一年级化学

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    下列叙述正确的是
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    A.过量的Fe粉与氯气和氯水反应所得氯化物相同
    B.Na、Mg、Al分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
    C.铁粉中混有铝粉既可用过量的NaOH溶液,也可以用过量FeCl3充分反应过滤除去
    D.常温下,铝制品用浓硫酸或浓硝酸处理过,可耐腐蚀
    本题信息:2012年0111期末题化学单选题难度一般 来源:杨云霞
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本试题 “下列叙述正确的是[ ]A.过量的Fe粉与氯气和氯水反应所得氯化物相同B.Na、Mg、Al分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性C.铁粉中混有铝粉既可用过量的NaO...” 主要考查您对

单质铝

单质铁

氯气

氯水

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  • 单质铝
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铝的主要性质:

  • 物理性质:
    铝是银白色,具有金属光泽的固体,硬度较小,具有良好的导电性、导热性和延展性。
  • 化学性质:
    活泼金属,具有较强的还原性;常温下铝在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化;既可以与酸反应又可以与碱反应。
    (1)与氧气反应:(纯氧中发出耀眼的白光)
    (2)与Cl2 、S 、N2反应:
    (Al2S3在溶液中完全双水解)

    (AlN与水反应生成Al(OH)3和NH3↑)
    (3)与水反应:
    (4)与酸反应:
    (5)与碱的反应:
    (6)铝热反应:2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
  • 铝的用途
    纯铝制作导线,铝合金用于制造飞机、汽车、生活用品等。



铝的特殊性质:

铝既能与酸反应,也能与强碱反应。
铝与酸反应:铝与浓硫酸在常温下发生钝化,2Al+6HCl==2AlCl3+3H2
铝与碱反应:2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2

铝热反应:

铝热法是一种利用铝的还原性获得高熔点金属单质的方法。此种反应被称为铝热反应。 
可简单认为是铝与某些金属氧化物(如Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)或非金属氧化物(如SiO2等)在高热条件下发生的反应。    
铝热反应常用于冶炼高熔点的金属,并且它是一个放热反应,   
其中镁条为引燃剂,氯酸钾为助燃剂。
其装置如下图所示:


铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,然后便可得到Al为8,Fe为9。


镁铝的化学性质比较:

单质
与非金属反应 2Mg+O2=(点燃)=2MgO
(发出耀眼白光)
Mg+Cl2=(点燃)=MgCl2
3Mg+N2=(点燃)=Mg3N2
4Al+3O2=(加热)=2Al2O3
2Al+3Cl2=(加热)=2AlCl3
2Al+3S=(加热)=Al2S3
与沸水反应 Mg+2H2O=(加热)=Mg(OH)2+H2 不反应
与酸反应 Mg+2H+==Mg2++H2
与稀硝酸反应生成Mg(NO3)2、NOx(或者N2、NH4NO3)、H2O
2Al+6H+==2Al3++3H2
在冷的浓硝酸或浓硫酸中钝化
与氧化物反应 2Mg+CO2=(点燃)=2MgO+C
(剧烈燃烧,生成白色粉末和黑色固体)
2Al+Fe2O3=(高温)=2Fe+Al2O3(铝热反应)
与盐溶液反应 Mg+2NH4++2H2O==Mg2++2NH3·H2O+H2
Mg+Cu2+==Mg2++Cu
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
与强碱反应 不反应 2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2

铝热反应配平技巧:

取反应物和生成物中氧化物中两边氧的最小公倍数,即可快速配平,如8Al+3Fe3O4=4Al2O3+9Fe中,可取Fe3O4和Al2O3中氧的最小公倍数12,则Fe3O4前应为3Al2O3前应为4,底下便可得到Al为8,Fe为9。

铝与酸、碱反应的计算技巧:

铝与酸、碱反应的实质都是,所以根据得失电子守恒可知:,利用此关系可以方便地进行有关计算。

铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的计算:

 Al是我们中学阶段学习的唯一既与H反应也与OH反应的金属,它与酸、碱反应既有相同点,也有不同点。

相同点:Al均被氧化成+3价,所以1molAl不论与H还是与OH反应均生成3gH2
不同点:1molAl与H反应消耗3molH,而与OH反应只消耗1molOH,所以含有等物质的量的NaOH溶液和HCl溶液分别与足量的铝反应时生成的氢气的物质的量之比为3∶1。


“铝三角”关系:


Al3++3OH-===Al(OH)3
Al(OH)3+OH-===AlO2-+2H2O
Al3++4OH-===AlO2-+2H2O
AlO2-+2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO3-
AlO2-+H++H2O===Al(OH)3
AlO2-+4H+===Al3++2H2O


钝化:

铝、铁在常温下与浓硫酸发生钝化,钝化不是不反应,而是被氧化成一层致密的氧化物薄膜,恰恰说明金属的活泼性。


铁元素:

在元素周期表中的位置:铁的原子序数26,位于周期表中第四周期,第Ⅷ族。
(1)物理性质:银白色、有金属光泽,密度较大,熔点较高,硬度较小,具有导电、导热、延展性,可被磁铁吸引。
(2)化学性质:较活泼的金属,+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如:Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质:

  1. 物理性质:铁是黑色金属,具有铁磁性
  2. 铁的化学性质:
     ①与强氧化剂反应(如:Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如:


    注:铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化,但加热可以反应,且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物,如:


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应:

  1. 铁少量时:
  2. 铁过量时:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意:

  1. 铁元素性质活泼,自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在,只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应,不会生成FeCl2,因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应,不会生成H2

化学性质:

铁元素性质活泼,有较强的还原性。


铁三角关系:


氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl2CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H2+Cl22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl22PCl3(液态) PCl3+Cl2==PCl5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO

氯水的成分:

新制氯水中存在的分子有盐酸(HCl)、次氯酸(HClO),水(H2O)、还有氯气


氯水的性质:

新制氯水呈黄绿色、有刺激性气味,属于混合物,其所含的多种微粒使氯水的化学性质表现出多重性。
①氯水的Cl2氧化性,只表现氯水的氧化性
A. 在某些含非金属阴离子的溶液中加氯水。

 氯水滴加溶液  反应方程式  实验现象
 KI溶液  2KI+Cl2==2KCl+I2  溶液由无色变橙黄色
 NaBr溶液  2NaBr+Cl2==NaCl+Br2  溶液由无色变橙色
 K2S溶液  K2S+Cl2==2KCl+S↓  溶液变浑浊
 Na2SO3溶液  Na2SO3+Cl2+H2O==Na2SO4+2HCl  氯水颜色褪去
B. 在某些含有较强还原性阳离子的溶液中滴加氯水。如:在FeCl2溶液中滴加氯水,溶液由浅绿色变成棕黄色,是由于Cl2将Fe2+氧化Fe3+的缘故。2FeCl2+Cl2==2FeCl3
C. 某些强还原性的气体通入氯水中,氯气将其氧化。
 通入的气体   化学方程式 实验现象 
 H2S  H2S+Cl2==2HCl+S↓  溶液出现浑浊
 HBr  2HBr+Cl2==2HCl+Br2    溶液由浅黄绿色变橙色
 HI  2HI+Cl2==2HCl+I2  溶液由浅黄色变橙黄色
 SO2  SO2+Cl2+2H2O==H2SO4+2HCl  溶液浅黄色褪去
②氯水中的盐酸和次氯酸起作用。
A. 新制氯水滴入NaOH溶液等强碱溶液中,氯水褪色:

B. 新制氯水中滴加紫色石蕊试液时,溶液先变红色,后褪色,是盐酸的强酸性和次氯酸的强氧化性共同作用的结果。 ③氯水中次氯酸的强氧化性。
新制氯水起漂白作用时,是由于HClO的强氧化性将色素氧化使之褪色的结果,也是Cl2的漂白、杀菌、消毒作用必须有水存在的根本原因。
④氯水中盐酸的强酸性。
在AgNO3溶液中滴加适量的氯水,有白色沉淀生成。是氯水中的HCl与AgNO3作用的结果。
⑤氯水中盐酸的强酸性和氯气的强氧化性共同起作用。
向氯水中加镁粉、铝粉等活泼金属时,可观察到氯水颜色褪去且有气泡冒出,氯水中的Cl2和HCl与镁、铝共同作用的结果。


有关氯水问题的分析方法:

 1.氯水性质的多样性
氯气溶于水形成的溶液叫氯水,新制的氯水呈浅黄绿色,有刺激性气味。氯水中存在三个平衡:。所以,在氯水中存在三种分子:Cl2、 H2O、HClO;四种离子:H+、Cl-、ClO-及少量OH-。由于在光照条件下HClO可分解,故久置的氯水为盐酸。
(1)氯水的性质氯水在与不同物质发生反应时,表现出成分的复杂性和性质的多样性。

说明:
①氯水通常现用现制,可短时间密封保存于棕色试剂瓶中(见光或受热易分解的物质均保存在棕色试剂瓶中);
②Cl:使湿润的蓝色石蕊试纸先变红,后褪色。
(2)新制氯水、久置氯水、液氯的区别

外界因素对平衡的影响:


卤离子的检验方法:

1.银盐法:

特别提醒:加入稀HNO3的目的是防止CO32-、 PO43-等离子的干扰。有关反应为:

2.置换一萃取法

3.置换一淀粉法检验I-


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