3第三章金属及其化合物5章末整合.ppt

* * (对应学生用书P50)　 一、金属及其化合物的相互转化 1．钠及其重要化合物的转化关系 2．铝及其重要化合物的转化关系 3．铁及其重要化合物的转化关系 4．铜及其重要化合物的转化关系 二、金属材料 “终态法”的应用 终态法是一种特殊的思维方法。对于连续进行的多步反应往往有着比较复杂的反应过程，如果按部就班去步步求解，过程也必然是繁杂的；解题时如果大胆的忽略掉繁杂的中间过程，关注“起始状语”与“最终状态”之间存在的联系，寻找到二者之间的等量关系，从而求得结果，势必大大减少中间环节，加快解题速率，提高解题效率，在时间有限的高考中就能争取主动，取得最终胜利。 1．“终态法”在镁铝混合物与酸、碱反应计算中的运用 将5.1 g镁和铝投入500 mL 2 mol/L的盐酸中，生成氢气0.5 g，金属完全溶解。再加入4 mol/L的NaOH溶液。 (1)若要使生成的沉淀最多，则应加入NaOH溶液的体积是(　　) A．200 mL　　B．250 mL　　C．425 mL　　D．560 mL (2)生成沉淀的质量最多是(　　) A．22.1 g　　B．8.5 g　　C．10.2 g　　D．13.6 【解析】　(1)要使生成的沉淀最多，Mg2＋和Al3＋全部生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，溶液中溶质只含NaCl，据Na元素与Cl元素守恒有：500 mL×2 mol/L＝4 mol/L×V(NaOH)，所以V(NaOH)＝250 mL。(2)从始态(金属镁和铝)到终态[Mg(OH2)和Al(OH)3]沉淀，固体增加的质量为OH－的质量，只要计算出OH－的物质的量即可，而OH－的物质的量等于反应中转移的电子的物质的量，因反应中生成氢气0.5 g，所以转移的电子的物质的量为氢气物质的量的2倍，即OH－的物质的量为0.5 mol，即OH－的质量为8.5 g，生成沉淀的质量最多是13.6 g。 【答案】　(1)B　(2)D 2．“终态法”在有关图像问题中的运用 对这一类问题，只要识破镁铝图像中四个基本点，即：原点、拐点、极值点、终点并能正确分析出四个基本点所对应数据的含义和所发生的化学反应以及元素存在的形式，再加以深入的研究，综合运用元素守恒法和终态分析法，完全可以找到解题方法。 将0.1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol/L H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol/L NaOH溶液。请回答： (1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化如图所示。 当V1＝160时，则金属粉末中：n(Mg)＝________mol，V2＝________。(2)若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝________mL。 (3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a，用100 mL 2 mol/L的硫酸溶解该混合物后，再加入450 mL 1 mol/L的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是________。 【解析】　首先分析出图像中的原点、拐点、极值点、终点及其含义。原点O为过量的H2SO4、MgSO4、Al2(SO4)3的混合溶液；A点为拐点，其含义为溶液中的Mg2＋、Al3＋刚好完全沉淀，生成Mg(OH)2、Al(OH)3；B点也为拐点，其含义为生成的Al(OH)3沉淀刚好完全溶解，生成NaAlO2，但Mg(OH)2并不发生变化。 (1)由图像可知：V1 mL的NaOH溶液是与过量的H2SO4反应的，则与Mg、Al反应的H2SO4为：0.2 mol－0.16 mol×＝0.12 mol。假设Mg、Al物质的量分别为x mol、ymol，则有方程组：①x＋y＝0.1，②x＋y＝0.12，解得：x＝0.06，y＝0.04。 当加入V2 ml NaOH溶液时，刚好得到Mg(OH)2沉淀和NaAlO2溶液，由关系式法：Mg2＋～2OH－，Al3＋～4OH－，有V2＝160＋×103＝440。 (2)由终态分析法有，当Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全时，溶液中只有Na2SO4，关系式为2NaOH～H2SO4，故V(NaOH)＝＝400 mL。 (3)当所得沉淀中无Al(OH)3时，NaOH溶液过量，反应后生成的溶质为Na2SO4、NaAlO2。则由Na元素守恒：n(NaOH)＝0.45 L×1 mol/L≥0.1 L×2 mol/L×2＋0.1×(1－a) mol。解得a≥，则满足此条件的a的取值范围是≤a1。 【答案】　(1)0.06　440　(2)400　(3)≤a1