3.例题精讲

例1  下列叙述中,正确的是:

A:某物质中只含有一种元素,该物质一定是纯净物。

B:某晶体中含有阳离子,则必定含有阴离子。

C:金属晶体的自由电子属整个晶体所共有。

D:金属晶体发生形变时其内部金属离子与自由电子的相互作用消失了。

解析:由同素异形体(如金刚石、石墨)组成的混合物中只含有一种元素,故A的叙述是错误的;在金属晶体中含有金属阳离子却不含有阴离子,故B的叙述是错误的;金属虽发生形变,只是“各层之间发生了相对的滑动”,但不致断裂,就是因为“金属离子和自由电子之间较强的相互作用仍然存在”,故B的叙述也同样是错误的,所以只有C项是正确的,应选C。

例2  下列金属晶体中,金属离子和自由电子的相互作用最弱的是:

A:钠    B:钾    C:镁     D:铝

解析:钠、镁、铝属于同一周期,在同一周期中,从左到右,“作用”增强,故钠、镁、铝中,“钠”最弱;在同一主族中,从上到下,“作用”减弱,钠和钾同属碱金属元素,钾在钠的下方,“作用”不如钠,故选B。

例3.下列各组物质中,按熔点由低到高排列正确的是      (   )

A.O2、I2、Hg           B.CO2、KCl、SiO2

C.Na、K、Rb            D.SiC、NaCl、SO2

解析:本题主要考查离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体四类典型晶体熔点的关系。一般的分子晶体的熔点低于金属晶体与离子晶体,这两种晶体的熔点又低于原子晶体。同一类型晶体间,其微粒之间的作用力越强,熔点越高。A组中O2、I2、Hg常温下分别是气体、固体和液体,所以熔点应为O2<Hg<I2,A不符合题意。B中CO2、KCl、SiO2分别属于分子晶体、离子晶体和原子晶体,它们的熔点由低到高的顺序为:CO2<KCl<SiO2,符合题意要求。C中的晶体都是金属晶体,结合碱金属的知识,熔点应为Na>K>Rb,C不符合题意。D中SiC、NaCl、SO2分别属于原子晶体、离子晶体和分子晶体,它们的熔点为SiC>NaCl>SO2。

故选B。

例4  将相同质量的镁条分别在①氧气中②空气中③氮气中④二氧化碳中完全燃烧,燃烧后所得固体产物的质量由小到大的顺序是      (    )

A.②①③④         B.④①②③

C.③②①④         D.③①②④

[思路]: 本题考查Mg在O2、N2、CO2中燃烧的反应以及定量分析问题的能力,只要能利用质量守恒定律,逐一分析其质量关系,即可解题。

[解析]:

Mg在氧气中:2Mg+O2 = 2MgO

Mg在氮气中:2Mg+O2 = 2MgO(主)  3Mg+N2 = Mg3N2(微量)

Mg在二氧化碳中:2Mg+CO2 = 2MgO+C

依元素守恒法,1mol Mg燃烧生成1mol MgO,质量增加16g;1mol Mg燃烧生成1/3mol Mg3N2,质量增加28/3g;1molMg在二氧化碳中燃烧,固体产物分别为1/2mol在C和1mol的MgO,质量增加6g+16g=22g。因此,相同质量的镁粉若分别在上述气体中燃烧,所得固体产物的质量的大小关系是在二氧化碳中燃烧最大,应选C。

[注意]:Mg在二氧化碳中燃烧时,不存在2Mg+CO2 = 2MgO+C的反应,这是因为在空气中的主要成分是N2和O2,只含微量的CO2,O2的氧化性远强于CO2,所以存在过量O2的条件下,不可能发生与CO2的反应(即使假定发生了此反应,生成的C也会继续与O2反应生成CO2,最终结果也相当于没反应)。

例5、如何用化学方法除去下列物质中的杂质,写出有关的化学方程式:

(1)铝中含少量的镁        (2)镁中含少量的铝

[思路]:提纯物质主要应考虑:①利用被提纯物质与杂质的不同化学性质,②所加试剂最好只与杂质作用,不改变被提纯的物质,③不要引入新杂质,④反应较快,操作方便,被提纯物质易于分离出来。

[解析]本题所给物质为金属混合物,主要从金属活泼性来考虑。(1)中的镁比铝活泼,可利用金属与盐的转换反应除杂。(2)中的铝能与强碱溶液反应,镁不能,可选用强碱溶液作试剂。

答案:(1)将混合物加入足量的氯化铝溶液中,充分反应后过滤。

3Mg+2AlCl3=3MgCl2+3Al

(2) 将混合物加入足量的氢氧化钠溶液中,充分反应后过滤。

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

例6.若镁粉着火,请注意不要用泡沫灭火器灭火,也不要用干粉灭火器灭火。简述理由(提示:泡沫灭火器产生CO2和H2O等,干粉灭火器中含NaHCO3)。

[思路]:本题应从Mg活泼的化学性质入手。

[解析]:在泡沫灭火器喷射出CO2和H2O的混合物时,Mg可与CO2和H2O反应,会促进燃烧,事与愿违。

2Mg+CO2 = 2MgO+C   Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑   2H2+O2=2H2O

干粉灭火器中:2NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O,Mg仍在CO2中燃烧,所以不能使用。

例7:等物质的量的钠、镁、铝分别与1L1mol/L的盐酸作用产生氢气,可出现下列四种情况:①Na<Mg<Al;②Na<Mg=Al;③Na=Mg=Al;④Na>Mg=Al.讨讨论上述四种情况所需金属的物质的量分别在何范围?

[思路]:本题可用分段讨论的方法,但比较繁琐,用作图法则方便快捷.

[解析]:化学反应中,反应物与生成物的量通常成线性关系,作图时可利用特殊点(如刚开始反应,恰好完全反应等)画出投入金属量与产生氢气量的关系图,各种情况一目了然.

 

根据Na-H+- H2  Mg-2H+-H2

Al-3H+- H2

对于Na:起点O(0,0),盐酸恰好完全反应时为A点(1,1/2 );

对于Mg:起点O(0,0),盐酸恰好完全反应时为B点( 1/2、1/2 );

对于Al:起点O(0,0),盐酸恰好完全反应时为C点(1/3 ,1/2 )

显然,当n<1/2 时,Na<Mg<Al

当 1/2≤n<1时,Na<Mg=Al

1.合金的组成成份,可以是不同的金属,也可以是金属和非金属,不要望文生义,把合金理解为只是金属与金属的熔合,从而使合金的外延变窄。一般来说,合金的硬度一般比它的各成份金属的大,如硬铝(含少量的Cu、Mg、Mn、Si等);合金的熔点比它的各成份金属的熔点都低,如K-Na合金可以作原子反应堆的导热剂;又如做保险丝材料的“伍德合金”,是锡、铋、镉、铅按1:4:1:2质量比组成的合金,熔点仅为67℃,比水的沸点还低,因此,当电路上电流过大,电线发热到70℃左右,保除丝即可熔化,自动切断电路,保证电路安全。

合金可以分为三种类型:

(1)金属固熔体:这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体,是固态溶液。如黄铜(67%Cu、33%Zn),银与金的合金都是金属固溶体。

(2)金属互化物:金属与金属之间形成的化合物。其组成有的是固定不变的,如铜化锌(ZnCu)、碳化铁(Fe3C)等,有的是可变的,如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。

(3)机械混合物:其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成的,每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同,机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属于这一类合金。

从以上介绍可以看出笼统的说合金是混合物还是化合物都是不合适的。

2.两性物质与物质的两性

两性物质指即能与酸反应,又能与碱作用生成盐和水的化合物,如Al2O3、ZnO、Zn(OH)2、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质等。

物质的两性,如强碱弱酸盐(NaHCO3、KHS、Na2HPO4等)弱酸弱碱盐(CH3COONH4、NH4HS)等,既能与强酸反应,又能与强碱作用,但只能说这种物质的性质有两性,不能将它们称为两性物质,因为这些化合物不是由本身直接电离出的H+和OH-参加反应,并且生成物不全是盐和水。

Al既能与酸作用,又能与强碱溶液反应,但不属于两性物质,也不能说它具有两性,因为Al与强碱溶液反应的本质是:2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,两式相加为:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,由以上反应可知:Al不直接与NaOH溶液反应,Al仍然为金属元素。

Al(OH)3具有两性,是两性物质,可用电离平衡移动的原理来解释:Al(OH)3的电离方程式可表示如下:

AlO2-+H++H2O≒Al(OH)3≒Al3++3OH-

其电离程度相当微弱,只有加入强酸(或强碱)时,大量的H+(或OH-)才能破坏Al(OH)3的电离平衡,使平衡向右(或左)移动,生成铝盐(或偏铝酸盐),所以Al(OH)3即具有碱性,又具有酸性。当加入弱酸或弱碱时,因H+(或OH-)浓度太小,不能使上述平衡移动,因此Al(OH)3只溶于强酸或强碱,而不溶于弱酸或弱碱(如碳酸、氨水)。

Al3+只能在酸性溶液中大量存在,如AlCl3、Al2(SO4)3溶液均是酸性溶液;铝元素在碱性溶液中能以AlO2-离子大量存在,所以AlO2-与OH-、Al3+与H+ 不能大量共存,AlO2-与Al3+也不能大量共存,其离子方程式是:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓。

 0  294909  294917  294923  294927  294933  294935  294939  294945  294947  294953  294959  294963  294965  294969  294975  294977  294983  294987  294989  294993  294995  294999  295001  295003  295004  295005  295007  295008  295009  295011  295013  295017  295019  295023  295025  295029  295035  295037  295043  295047  295049  295053  295059  295065  295067  295073  295077  295079  295085  295089  295095  295103  447090 

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