1、专题3 从矿物到基础材料本章专题总结拓展一、铜与铁相关反应的计算和讨论假设将 a mol Fe3、b mol Cu2、c mol Fe 和 d mol Cu 混合于同一反应体系中充分反应。可能发生的反应有2Fe3Fe=3Fe22Fe3Cu=Cu22Fe2FeCu2=Fe2Cu因氧化性：Fe3Cu2Fe2，故三个反应的先后顺序为、，但是无论在何种情况下，三个反应都不可能同时发生。现从以下角度进行讨论：(1)从发生的化学反应来讨论无论 a、b、c、d 取何值，反应、不可能均发生。当 ca2时，只发生反应，因为 Fe3的氧化性最强。当 ca2时，发生的反应是先后。当 ca2时，发生的反应是先后。(2
2、)从反应后不溶物的成分来看溶液中的成分及含量不溶物的成分只有两种情况，即只有 Cu，或 Fe、Cu 都有。若不溶物是 Fe 和 Cu，则溶液中一定无 Fe3和 Cu2，一定有 Fe2，Fe2的物质的量为 n(Fe2)(3a2 b)mol。若不溶物只有 Cu，则溶液中一定无 Fe3，一定有 Fe2，其物质的量为(ac)mol，可能有 Cu2。若满足 ca2b，则无 Cu2；若a2ca2b，则有 Cu2，其物质的量为(bca2)mol，且小于 b mol；若 ca2cd，则也有 Cu2，其物质的量仍为(bca2)mol，但大于 b mol。(3)从反应后溶液的成分来看不溶物的成分及含量若溶液中有
3、Fe3，则必定还有 Cu2和 Fe2，反应后无不溶物。若溶液中只有 Cu2和 Fe2，则不溶物中一定无 Fe，可能有 Cu。当满足 a2c2d 时，无 Cu；当满足 2ca2c2d 时，有 Cu，其物质的量为(dca2)mol，且小于 d mol；当满足 a2ca2b 时，有 Fe，其物质的量为(ca2b)mol。【例】把等物质的量的铜粉、铁粉、锌粉投入一定量的FeCl3 溶液中充分反应。(1)如果取部分溶液，加一滴 KSCN 溶液后，溶液显血红色，那么溶液里有_(填阳离子)，_(填“有”或“无”)金属粉末存在。(2)如果溶液呈蓝色，加入一滴 KSCN 溶液后，不变色，那么溶液里有_(填阳离子
4、)，如有金属存在，则该金属是_(填化学式)。Fe3、Zn2、Fe2、Cu2无Zn2、Fe2、Cu2 Cu(3)写出 Zn、Fe、Cu 分别和 FeCl3 反应的离子方程式_。(4)Fe3、Fe2、Zn2、Cu2氧化性由强到弱的排列顺序是_。Zn2Fe3=Zn22Fe2、Fe2Fe3=3Fe2、Cu2Fe3=Cu22Fe2Fe3Cu2Fe2Zn2【解析】本题侧重掌握“铁三角”关系，判断离子共存。在(1)中，有 Fe3(遇 SCN显血红色)，则 Zn、Fe、Cu 都已分别转化为 Zn2、Fe2、Cu2。在(2)中，有 Cu2(显蓝色)，无 Fe3(加 SCN不变色)，则不可能存在 Zn、Fe，有阳
5、离子 Zn2、Fe2、Cu2。二、金属元素及其化合物在无机推断题中的突破点及方法归纳1突破点(1)特殊颜色焰色反应：Na(黄色)、K(紫色，透过蓝色钴玻璃)。有色溶液：Fe2(浅绿色)、Fe3(棕黄色)、Cu2(蓝色)、MnO4(紫色)。有色固体红色：Cu；红棕色：Fe2O3；红褐色：Fe(OH)3；绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O；蓝色：Cu(OH)2、CuSO45H2O；黑色：CuO、FeO、MnO2、炭、Fe3O4；淡黄色：Na2O2、AgBr、S；白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2。(2)特殊性质在一定条件下能漂白有色
6、物质的淡黄色固体只有 Na2O2。遇 SCN显红色的只有 Fe3。常见的可溶于强碱溶液的白色沉淀是 Al(OH)3，可溶于强碱溶液的金属氧化物是 Al2O3。(3)特征反应能与强酸反应产生气体的物质：活泼金属，如 Na、Al、Zn 等；部分弱酸盐或弱酸的酸式盐，如碳酸盐、碳酸氢盐等。能与强碱反应产生气体的物质：单质，如 Al 等；盐类，如铵盐等。既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如Al 等；两性氧化物，如 Al2O3 等；两性氢氧化物，如 Al(OH)3等；弱酸的铵盐，如 NH4HCO3、(NH4)2CO3 等；弱酸的酸式盐，如 NaHCO3 等。能与水反应产生气体的物质：活泼的金
7、属单质，如 Na、K、Mg(加热)、Fe(高温生成 Fe3O4)等；金属过氧化物，如 Na2O2等。(4)特殊的转换关系特征转换：AO2BO2CH2O(酸或碱)如 NaO2Na2OO2Na2O2H2O NaOH三角转换2规律方法无机物推断题主要分为三类：选择型推断题、文字叙述型推断题、框图型推断题。此类题目的常见解题思路：(1)抓突破口，如特殊性质、特殊现象、特殊转化关系等；(2)猜想验证，假设思维模式是由题设条件和转化关系图找出题目突破口，并对有关内容建立假设，然后将假设结果代入题中验证判断。假设模式的思维途径可表示为对“铁三角”及其转化关系认识不清【例 1】下列叙述正确的是()A向某溶液中
8、加入 KSCN 后无明显现象，证明溶液中不含有 Fe3BFeCl2 无法直接通过化合反应而得到C向某溶液中通入 Cl2，再加入 KSCN 溶液变红色，说明原溶液中含有 Fe2D因为在金属活动性顺序表中 Cu 排在 Fe 后面，故把铜粉加入到 FeCl3 溶液中不发生反应A【误区警示】错选 B 的原因在于对基础知识的积累不到位，对于常见的化学反应不熟练，不能灵活地加以利用。制备FeCl2 时首先想到的是用 Fe 和 HCl 或者 Fe 和 Cl2 反应，以上两个反应，一个不是化合反应，一个生成的不是 FeCl2。因此就错误地认为 FeCl2 不能通过化合反应而得到。错选 C 的原因是考虑问题不全
9、面。加入 KSCN 后溶液变红色，说明溶液中此时一定含有 Fe3，但是该 Fe3可能是原溶液中含有的 Fe2通入 Cl2后氧化而成的，还可能是原溶液中本身就含有 Fe3而没有 Fe2。【正解】B 项：FeCl2 可由化合反应 2FeCl3Fe=3FeCl2而得到；C 项：判断 Fe2存在的正确方法是：先加入 KSCN，溶液不变色(无 Fe3)，再通入氯气后变为红色，从而证明 Fe2的存在。忽视了铝元素在溶液中有两种存在形式【例 2】将 AlCl3 溶液和 NaOH 溶液等体积混合，所得沉淀物中铝元素的质量是所得溶液中铝元素的质量的 2 倍，则原AlCl3 溶液和 NaOH 溶液溶质的物质的量浓
10、度之比可能是()A23 B12C310 D27BC【误区警示】对解答本题时易犯的错误具体分析如下：常见错误错误原因漏选 C忽视了溶液中的 Al 元素除了Al3外还可以为 AlO2【正解】若 AlCl3 过量：据关系式 AlCl33NaOHAl(OH)3，设 Al(OH)3 为 2x mol，则过量的 AlCl3 为 x mol，消耗的 AlCl3 为 2x mol，消耗的 NaOH 为 6x mol，故原来 AlCl3 共有：3x mol，由于 AlCl3 溶液与 NaOH 溶液体积相等，故 c(AlCl3)c(NaOH)3x6x12。若 NaOH 过量，则后来 Al 元素存在形式为：NaAl
11、O2 和Al(OH)3，据 关 系 式：AlCl3 NaAlO2 4NaOH AlCl3 Al(OH)33NaOH 可知：设 NaAlO2 为 x mol，则 Al(OH)3 为 2xmol，生成 NaAlO2 消耗的 AlCl3 和 NaOH 分别为 x mol、4x mol，生成 Al(OH)3 所消耗的 AlCl3 和 NaOH 分别为 2x mol、6x mol，故 n(AlCl3)3x mol，n(NaOH)10 x mol，因此：c(AlCl3)c(NaOH)310。化学知识掌握不实，性质、用途张冠李戴【例 3】下列说法正确的是()A硅材料广泛应用于光纤通信B工艺师利用盐酸刻蚀石英制作艺术品C水晶项链和餐桌上的瓷盘都是硅酸盐制品D粗硅制备单晶硅不涉及氧化还原反应A【误区警示】对解答本题时易犯的错误具体分析如下：常见错误错误原因错选 C化学基础知识不扎实，忽视了水晶的主要成分错选 D不知道粗硅制单晶硅的反应原理【正解】水晶、石英和光纤成分均为 SiO2，因此 A 正确，C 错误。SiO2 不与盐酸反应，只与氢氟酸反应，因此 B 选项错误。粗硅制单晶硅反应原理为：Si2Cl2=SiCl4，SiCl42H2=Si4HCl，涉及的反应均为氧化还原反应，故 D 错。