《幾種重要的金屬化合物》要點(diǎn)精講和典型例題

《幾種重要的金屬化合物》要點(diǎn)精講和典型例題要點(diǎn)精講一、氧化物鋁和鐵的氧化物二、氫氧化物鋁和鐵的氫氧化物三、鹽1．鈉鹽2．Fe3+的氧化性注意：Fe2+和Fe3+鑒別Fe2+Fe3+水溶液顏色淺綠棕黃加入NaOHFe2++2OH-==Fe(OH)2↓（白色）4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3↓Fe3++3OH-==Fe(OH)3↓（紅褐色）加入KSCNFe2++2SCN-Fe(SCN)2無(wú)色Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+紅色典型例題解析一、氧化物例1．工業(yè)上從鋁土礦(含氧化鋁、氧化鐵等)制取鋁的流程如下圖，經(jīng)分析生產(chǎn)原料(鋁土礦)和提取Al2O3后的殘?jiān)?赤泥)的部分成分如下(以氧化物表示),且已知鋁土礦中的Fe2O3全部轉(zhuǎn)入赤泥。（1）生產(chǎn)中每消耗1噸鋁土礦將產(chǎn)生幾噸赤泥?（2）試計(jì)算出每煉出1噸鋁,理論上需要多少?lài)嶄X土礦?應(yīng)補(bǔ)充多少?lài)峃aOH?【分析】（1）1噸鋁土礦中含有的Fe2O3質(zhì)量=160公斤,這些Fe2O3全部轉(zhuǎn)入到赤泥后其所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%,則赤泥與Fe2O3之間可列出下列關(guān)系:

赤泥的質(zhì)量～Fe2O3的質(zhì)量

100公斤 48公斤?=公斤 160公斤 將產(chǎn)生赤泥公斤(噸)

（2）先求出1噸鋁土礦能生產(chǎn)出鋁的質(zhì)量X噸：由(1)中的計(jì)算可得,1噸鋁土礦能形成1/3噸赤泥,其中沒(méi)有被利用的Al2O3的質(zhì)量=1/3×15%=噸,而從表中給出的數(shù)據(jù)可知1噸鋁土礦中Al2O3的總質(zhì)量=噸,所以,1噸鋁土礦中實(shí)際被電解的Al2O3質(zhì)量=噸,這部分Al2O3被電解后可生成鋁的質(zhì)量可從下式求得:

Al2O3～2Al

102噸 54噸

噸 ?=噸

也就是說(shuō),每生產(chǎn)噸鋁,要消耗鋁土礦1噸,則生產(chǎn)1噸鋁所需的鋁土礦的質(zhì)量可由下式求得: 鋁土礦 ～ 鋁

1噸 噸

?=噸1噸需鋁土礦的質(zhì)量為噸

噸鋁土礦中:所含的Al2O3總質(zhì)量=×55%=噸， 形成赤泥的質(zhì)量=×=噸[利用(1)中的比例]，噸赤泥中,其中含沒(méi)有被利用的Al2O3的質(zhì)量=×15%=噸,被滯留的NaOH的質(zhì)量在赤泥中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)==%,則赤泥中NaOH的質(zhì)量=×%=噸。 被實(shí)際電解的Al2O3的質(zhì)量=噸,這部分的Al2O3被NaOH所溶解,所需的NaOH的質(zhì)量可從下式求得:

Al2O3 ～ 2NaOH

102噸 80噸

噸 ?=噸

所需的NaOH總量是參加反應(yīng)與被滯留這兩部分的質(zhì)量之和,即+=噸?！敬鸢浮浚?）1/3噸（2）噸噸二、氫氧化物例2．物質(zhì)的分離、提純、鑒別操作的著眼點(diǎn)各不相同，對(duì)此你是怎樣理解的？下列操作如何實(shí)現(xiàn)？①分離Al(OH)3和Fe(OH)3的混合物；②除去Al(OH)3中的Fe(OH)3雜質(zhì)；③鑒別Al(OH)3和Fe(OH)3兩種固體?！痉治觥课镔|(zhì)的分離是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ǎ鸦旌衔锢锏膸追N物質(zhì)分開(kāi)(要?dú)w原成原始物質(zhì)形式)，分別得到純凈物。例如分離Al(OH)3和Fe(OH)3的混合物可通過(guò)以下途徑完成：物質(zhì)的提純是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒?，把混合物中的雜質(zhì)除去以得到純凈物(摒棄雜質(zhì))。例如除去Al(OH)3中的Fe(OH)3雜質(zhì)可用以下方式：試比較上述兩例在操作上有何區(qū)別？若要除去Fe(OH)3中的Al(OH)3雜質(zhì)又該如何實(shí)現(xiàn)？物質(zhì)的鑒別是用一定的物理或化學(xué)方法把兩種或多種已知物質(zhì)一一區(qū)別開(kāi)。一般原則是：方法或試劑的選擇越簡(jiǎn)單越好，條件越低實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象越明顯越好；若有n種物質(zhì)需鑒別，一般只需檢驗(yàn)出n－1種物質(zhì)即可。例如Al(OH)3和Fe(OH)3兩固體的鑒別可用以下方法：物理法——觀察顏色；化學(xué)法——用NaOH溶液溶解法。又如今有兩瓶失去標(biāo)簽的濃H2SO4和稀H2SO4，現(xiàn)有以下幾種物質(zhì)：濃HCl、NaOH溶液、Na2O2、Cu、Al、Pt、火柴、水、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、NH3，請(qǐng)用以上物質(zhì)用4種簡(jiǎn)便易行的方法鑒別濃H2SO4和稀H2SO4。鑒別方法有多種：①分別將兩溶液小心滴入盛水的試管中，用手觸摸管壁溫度，高者加入的是濃H2SO4；②各取兩液體少許加入到盛Al片的小試管中，無(wú)變化者為濃H2SO4；③分別將兩溶液涂于火柴桿上，過(guò)一會(huì)兒變黑者為濃H2SO4；④分別量取同體積兩溶液稱(chēng)其質(zhì)量，質(zhì)量大者為濃H2SO4；⑤分別取兩液體少許加入到盛銅片的小試管中，加熱、無(wú)變化者為稀H2SO4。三、鹽例3．運(yùn)用鐵及其化合物的知識(shí)，完成下列各題。（1）下列物質(zhì)跟鐵反應(yīng)后的生成物，能跟KSCN溶液作用生成紅色溶液的是（）A.鹽酸B.氯氣溶液D.稀硫酸（2）既有氧化性，又有還原性的微粒是（）++（3）把過(guò)量的鐵粉加入稀硝酸中，其結(jié)果是（）A.不反應(yīng)B.生成硝酸銨C.生成硝酸亞鐵（4）要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的辦法是（）A.滴入KSCN溶液B.通入氯氣C.加入銅粉D.加入鐵粉（5）當(dāng)人體缺鐵時(shí)，往往需要吃補(bǔ)鐵保健品，人體能夠吸收的是+2價(jià)鐵元素。但是+2價(jià)鐵元素很容易被氧化。查看一種補(bǔ)鐵保健品，了解其中鐵元素的價(jià)態(tài)。①你認(rèn)為可以采用什么方法檢驗(yàn)補(bǔ)鐵劑中鐵元素的價(jià)態(tài)？②天然食品中含有的大多是+3價(jià)鐵元素，為了使+3價(jià)鐵元素轉(zhuǎn)化為+2價(jià)鐵元素并被人體較好地吸收，你認(rèn)為應(yīng)該采取哪些措施？請(qǐng)查找資料，尋找辦法?！痉治觥勘绢}綜合考查了鐵及其化合物的性質(zhì)。認(rèn)識(shí)到鐵是一種可變價(jià)態(tài)的金屬元素，化合價(jià)有0、+2、+3三種價(jià)態(tài)，其中0價(jià)的鐵只體現(xiàn)還原性，+3價(jià)的鐵只體現(xiàn)氧化性，+2價(jià)的鐵既有氧化性又有還原性。（1）鐵跟鹽酸、稀硫酸、CuSO4溶液反應(yīng)后得到+2價(jià)鐵離子，鐵跟氯氣反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與KSCN在水溶液中發(fā)生Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+（紅色）。選B。（3）在過(guò)量鐵粉存在條件下，不可能有Fe3+，因?yàn)镕e+2Fe3+==3Fe2+。溶液中鐵元素的存在形式只可能有Fe2+。答案為C。（4）除雜的原則是：除去雜質(zhì)而不引入新的雜質(zhì)。若滴入KSCN溶液，不能除去Fe3+反而引入了K+、SCN-等雜質(zhì)離子，A選項(xiàng)不正確；通入氯氣，發(fā)生反應(yīng)：2FeCl2+Cl2==2FeCl3，不符合題意，B選項(xiàng)不正確；加入銅粉，Cu+2Fe3+==Cu2++2Fe2+，溶液中增加了Cu2+，該方法錯(cuò)誤；加入鐵粉，F(xiàn)e+2Fe3+==3Fe2+，該方法可行。答案為D。（5）①檢驗(yàn)鐵元素的價(jià)態(tài)，可以考慮先觀察其水溶液顏色的方法：含F(xiàn)e2+的溶液為淺綠色，含F(xiàn)e3+的溶液為棕黃色。然后可以用和NaOH溶液反應(yīng)或KSCN溶液反應(yīng)觀察產(chǎn)物顏色的方法鑒別檢驗(yàn)：Fe2+與NaOH生成不穩(wěn)定的白色沉淀Fe(OH)2，該白色沉淀暴露在空氣中會(huì)迅速轉(zhuǎn)變成灰綠色，最紅變?yōu)榧t褐色沉淀Fe(OH)3，F(xiàn)e2+和KSCN溶液作用沒(méi)有顏色變