高二化学新高三暑期作业高考复习第11讲 金属及其化合物复习的基本方法精析.docx
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高二化学新高三暑期作业高考复习第11讲金属及其化合物复习的基本方法精析
高三化学复习第11讲
“金属及其化合物”复习的基本方法
金属及其化合物的复习应抓住重点、以点带面。
要抓住钠、镁、铝、铁、铜及其重要化合物的主要性质，了解它们的共性、特性及转化；同时应注意归纳总结金属与化学理论、化学实验的联系点，能够合理应用相关知识解决相应的问题。
1．抓转化，构建网络
常见金属元素及其化合物的相互转化关系
【例1】 下列物质的转化在给定条件下能实现的是（ ）
①Al2O3
NaAlO2（aq）
Al（OH）3
②S
SO3
H2SO4
③饱和NaCl（aq）
NaHCO3
Na2CO3
④Fe2O3
FeCl3（aq）
无水FeCl3
⑤MgCl2（aq）
Mg（OH）2
MgO
A．①③⑤B．②③④
C．②④⑤D．①④⑤
【例2】 如图中A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。
已知：
①反应C＋G
B＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；
②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：
2E＋I
2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。
回答问题：
（1）①中反应的化学方程式为___________________________________________
________________________。
（2）化合物I的电子式为____________________，它的空间结构是____________。
（3）1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少需铜粉的质量（写出离子方程式和计算过程）：
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
（4）C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为____________________________，反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为________________________。
（5）E在I中燃烧观察到的现象是________________________________________
__________________________。
2．抓重点，以点带面
（1）金属钠及其化合物的性质
①单质金属钠具有很强的还原性，能与非金属、水等发生剧烈反应；
②两种氧化物：
类别、过氧化钠的电子式与氧元素价态、过氧化钠与水及二氧化碳反应的原理（电子转移）；
③Na2CO3、NaHCO3：
典型性质（与酸H2SO4、碱NaOH、Ca（OH）2反应的离子方程式的书写）、碳酸钠与碳酸氢钠的检验与鉴别。
（2）铝及其化合物的性质
①铝、氧化铝、氢氧化铝具有两性，都能与强碱（如NaOH）、强酸（如稀硫酸）反应；
②铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐（铝三角）之间的转化
Al3＋＋3OH－===Al（OH）3↓
Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O
AlO
＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓
AlO
＋4H＋===Al3＋＋2H2O
Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
③铝及其化合物的两性常用于混合物的分离、除杂与鉴别，如Fe3＋与Al3＋的分离，除去Fe2O3中混有的Al2O3，选用一种试剂鉴别NaCl、MgCl2、AlCl3溶液等。
（3）铁及其化合物的性质
①“铁三角”关系
Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
Fe＋NO
＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
Fe2＋＋Zn===Zn2＋＋Fe
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
Fe2O3＋2Al
2Fe＋Al2O3
②氯化亚铁溶液的保存、氯化铁溶液的保存、水解制备胶体
③铁及其化合物的鉴别
【例3】 （根据近两年高考试题改编）下列说法正确的是____________。
A．用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体
B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液
D．常温下将Al片放入浓HNO3中无明显现象可说明Al与浓HNO3不反应
E．氯离子存在时，铝表面的氧化膜易被破坏，因此含盐腌制品不宜直接存放在铝制容器中
F．要确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3可采取的操作为取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色沉淀
G．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
H．新制的Al2O3溶于NaOH溶液的离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO
＋H2O
I．Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应
J．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
K．将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变红说明铁与水在高温下发生反应
3．抓性质，会应用
（1）相关物质的制备
电解法冶炼钠、镁、铝，还原法冶炼铁和铜，工业冶炼铜原理可以与硫酸工业联系起来，而冶铁原理是介绍了重要化工生产范例。
氢氧化亚铁、氢氧化铝、硫酸铝、氧化铝、氧化铁、氯化铁、硫酸亚铁等典型物质制备一直是高考关注的热点。
（2）钠及其化合物的典型计算
①典型的差量计算，如过氧化钠与二氧化碳的计算、碳酸钠、碳酸氢钠混合加热的计算；
②过氧化钠与碳酸氢钠的计算。
（3）铝及其化合物的典型计算
图像中难点是铝盐和偏铝酸盐的图像。
例如，铝三角之间的转换及其图像在Al3＋、Al（OH）3、AlO
之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系，现概括如下：
图1把强碱溶液逐滴加入到铝盐（Al3＋）溶液中至过量
图2把铝盐（Al3＋）溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量
图3把强酸溶液逐滴加入到AlO
溶液中至过量
图4向强酸溶液中逐滴加入AlO
溶液至过量
图5向明矾溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至过量
【例4】 某溶液中可能含有H＋、NH
、Mg2＋、Al3＋、Fe3＋、CO
、SO
、NO
中的几种。
①若加入锌粒，产生无色无味的气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。
则下列说法正确的是（ ）
A．溶液中的阳离子只有H＋、Mg2＋、Al3＋
B．溶液中n（NH
）＝0.2mol
C．溶液中一定不含CO
，可能含有SO
和NO
D．n（H＋）∶n（Al3＋）∶n（Mg2＋）＝1∶1∶1
一、钠及其化合物
1．已知A是一种金属单质，B显淡黄色，其转化关系如图所示，则以下C的性质错误的是（ ）
A．溶液呈碱性
B．与澄清石灰水反应产生白色沉淀
C．与足量盐酸反应放出气体
D．受热易分解
2．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有白色沉淀产生的是（ ）
①MgSO4溶液 ②Na2SO4稀溶液 ③饱和澄清石灰水
④Ca（HCO3）2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A．①④⑤⑥B．③④⑤⑥
C．②④⑤⑥D．①③④⑥
3．1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是（ ）
A．Na2CO3
B．Na2O2Na2CO3
C．NaOHNa2CO3
D．Na2O2NaOHNa2CO3
二、镁、铝及其化合物
4．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是（ ）
A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸
C．盐酸D．稀硝酸
5．甲、乙两烧杯中各盛有100mL3mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，则加入铝粉质量为（ ）
A．5.4gB．3.6g
C．2.7gD．1.8g
6．某校化学兴趣小组用如图所示过程除去AlCl3溶液中含有的Mg2＋、K＋杂质离子并尽可能减少AlCl3的损失。
下列说法正确的是（ ）
A．NaOH溶液可以用氨水来代替
B．溶液a中含有Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－
C．溶液b中只含有NaCl
D．向溶液a中滴加盐酸需控制溶液的pH
三、铁、铜及其化合物
7．已知酸性条件下有如下反应：
2Cu＋===Cu2＋＋Cu。
由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：
加入
试剂
稀硫酸
浓硫酸、
加热
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
红色固体和
蓝色溶液
无色气体和
蓝色溶液
无色气体和
蓝色溶液
红棕色气体
和蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是（ ）
A．Cu
B．Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
8．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．相对于途径②，途径①更好地体现了绿色化学思想
B．Y可以是葡萄糖溶液
C．X可能是SO2和SO3的混合气体
D．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体
9．银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
（1）电解精炼银时，阴极反应式为_______________________________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为____________________________________________________
__________________________________________________________________。
（2）固体混合物B的组成为________________________________________；
在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
____CuO＋____Al2O3
____CuAlO2＋________↑。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2（SO4）3溶液________L。
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是______________、过滤、洗涤和干燥。
四、图像题
10．下列实验与对应示意图的关系正确的是（ ）
A
B
C
D
NaAlO2溶液中逐滴滴加盐酸至过量
AlCl3溶液中逐滴滴加氨水至过量
明矾溶液中逐滴滴加Ba（OH）2溶液至过量
澄清石灰水中缓慢通入CO2至过量
11.向四只盛有一定量NaOH溶液的烧杯中通入不同量的CO2气体，再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量，并将溶液加热，产生的CO2气体与HCl物质的量的关系如图（忽略CO2的溶解和HCl的挥发）：
则下列分析都正确的组合是（ ）
①Ⅰ图对应溶液中的溶质为NaHCO3
②Ⅱ图对应溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3，且二者的物质的量之比为1∶1
③Ⅲ图对应溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，且二者的物质的量之比为1∶1
④Ⅳ图对应溶液中的溶质为Na2CO3
A．①②B．①③C．②④D．②③
12．向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如右图所示。
则下列离子组在对应的溶液中，一定能大量共存的是（ ）
A．a点对应的溶液中：
Na＋、OH－、SO
、NO
B．b点对应的溶液中：
Al3＋、Fe3＋、MnO
、Cl－
C．c点对应的溶液中：
Na＋、Ca2＋、NO
、Cl－
D．d点对应的溶液中：
F－、NO
、Fe＋2、Ag＋
五、综合提升
13．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是（ ）
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al
14．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。
现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是（ ）
选项
实验方案
现象、结论
A
加入盐酸
产生无色气体；含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生；含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀；含有金属镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈红色；含有铁元素
15.下列各组物质按下图所示转化关系每一步都能一步实现的是（ ）
选项
甲
乙
丙
丁
A
FeCl3
FeCl2
Fe2O3
Fe（OH）3
B
Cu
CuO
CuSO4
CuCl2
C
NO
HNO3
NO2
NH3
D
Al（OH）3
NaAlO2
Al2O3
AlCl3
16.某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）。
（1）MgCO3的分解产物为______________________________________________。
（2）装置C的作用是____________________________，处理尾气的方法为__________________。
（3）将研究小组分为两组，按上图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解，无气泡
溶解，
有气泡
2
取步骤1中溶液，滴
加K3[Fe（CN）6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液，
滴加KSCN溶液
变红
无现象
4
向步骤3溶液中
滴加新制氯水
血红色褪去
先变血红，
后褪色
①乙组得到的黑色粉末是____________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为________________________________
_______________________________________________________________。
③乙组步骤4中，溶液变血红的原因为_______________________________
________________________________________________________________；
溶液褪色可能的原因及其验证方法为_________________________________
________________________________________________________________。
④从实验安全考虑，上图装置还可采取的改进措施是
____________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
第11讲 “金属及其化合物”复习的基本方法
备考指导
例1 A [在提供的物质转化关系中，②中S在O2中的燃烧产物应为SO2，故②错；④中FeCl3溶液在加热时会促进Fe3＋的水解：
FeCl3＋3H2O
Fe（OH）3＋3HCl，最终得不到无水FeCl3，要实现这个过程，需将FeCl3溶液在HCl的氛围中加热蒸干，才能得到无水FeCl3，故④错。
]
例2
（1）2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3
（2）
直线形
（3）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
n（Cu）＝n（Fe2O3）＝
＝0.01mol
需铜粉的质量为0.01mol×64g·mol－1＝0.64g
（4）2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑
AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
（5）镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体
解析
（1）铝热反应应用于铁轨的焊接，由①可知C为Al、G为铁的氧化物，常用的为Fe2O3、B为Fe、H为Al2O3，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3。
CO2是最常见的温室气体，由②可知E为Mg、I为CO2、F为MgO、D为C（碳）。
综上可知A为O2。
（2）CO2的电子式为
，它的空间结构是直线形。
（3）Fe2O3与盐酸反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，FeCl3与铜粉完全反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，可知n（Cu）＝n（Fe2O3）＝
＝0.01mol，需铜粉的质量为0.01mol×64g·mol－1＝0.64g。
（4）Al与过量NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO
＋3H2↑，反应后溶液为NaAlO2，与过量CO2反应的离子方程式为AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
。
（5）Mg在CO2中燃烧的化学方程式为2Mg＋CO2
2MgO＋C，观察到的现象是镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着黑色固体。
例3 ACEFH
解析 A项NaHCO3加热分解生成CO2而Na2CO3难分解，正确；
B项电解NaCl溶液不能得到Na，错误；
C项纯碱溶液呈碱性，使酚酞变红，正确；
D项Al遇浓HNO3钝化，错误；
E项腌制食品需要NaCl，含Cl－，正确；
F项Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3沉淀，正确；
G项Na2O2与H2O反应生成NaOH，NaOH吸水潮解，错误；
H项Al2O3属两性氧化物，可与NaOH反应，正确。
I项Fe与稀H2SO4反应生成氢气发生置换反应，与稀HNO3反应生成NO不是置换反应，错误；
J项Fe在足量Cl2中燃烧只生成FeCl3，错误；
K项将水蒸气与铁在高温下发生反应生成黑色的Fe3O4，错误。
例4 B [由①知溶液中一定含有H＋，一定没有CO
、NO
，由②及图像知溶液中一定含有Mg2＋、Al3＋和NH
，且n（NH
）＝0.7mol－0.5mol＝0.2mol，n（H＋）＝0.1mol，n（Al3＋）＝0.8mol－0.7mol＝0.1mol，沉淀Al3＋、Mg2＋共消耗0.4molOH－，其中沉淀Al3＋消耗0.3molOH－，沉淀Mg2＋消耗0.1molOH－，根据Mg2＋～2OH－，可得n（Mg2＋）＝0.05mol，故只有选项B正确。
]
考点突破
1．D [B是淡黄色的氧化物，因此，金属A为Na，B为Na2O2。
根据图中转化关系，推知C为Na2CO3，D为NaOH。
Na2CO3水解使溶液呈碱性，与Ca（OH）2反应生成CaCO3，与盐酸反应生成CO2，但受热不易分解。
]
2．D [2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，①中Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓；③中反应消耗水，溶液温度升高，Ca（OH）2的溶解度降低，析出Ca（OH）2沉淀；④中Ca2＋＋HCO
＋OH－===CaCO3↓＋H2O；⑤生成的Cu（OH）2是蓝色沉淀，不符合题意；⑥水减少，c（Na＋）增大，使NaCl（s）
Na＋（aq）＋Cl－（aq）平衡向左移动。
]
3．A [碳酸氢钠固体受热发生分解反应：
2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，生成的CO2和H2O均能与Na2O2反应：
2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2、2H2O（g）＋2Na2O2===4NaOH＋O2，根据计量关系可知，2mol碳酸氢钠受热分解生成CO2和H2O（g）各1mol，Na2O2只有1mol，故其恰好和CO2反应生成Na2CO3和O2[要注意Na2O2与CO2、H2O（g）反应的先后顺序]，排出气体物质后，只剩余Na2CO3。
]
4．A [稀硝酸与铝反应不会产生氢气，可排除D项；NaOH溶液、稀硫酸、稀盐酸均可与Al反应产生氢气，其对应关系分别为2NaOH～2Al，3H2SO4～2Al，6HCl～2Al，故相同质量的铝发生反应，消耗NaOH的物质的量最少，故选A。
]
5．A [其反应原理为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件为V（甲）∶V（乙）＝1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑
6mol3mol
3mol·L－1×0.1L0.15mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15mol×2＝0.3mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27g 3mol
5．4g 0.3mol
即投入的铝粉为5.4g。
]
6．D [A项，氨水也沉淀Al3＋，不能代替NaOH溶液；B项，a中不含Al3＋；C项，b也含有KCl。
]
7．D [由红色固体与稀硫酸反应的实验现象知该红色固体中一定含有Cu2O，又由于Cu2O、Cu分别与浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸反应时产生的现象分别相同，故无法确定红色固体中是否有Cu。
]
8．B [途径①中会产生有毒物质SO2而途径②不会，A错误；CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合价能升高，故X中必有O2，C错误；D项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D错误。
]
9．
（1）Ag＋＋e－===Ag 2NO＋O2===2NO2
（2）Al（OH）3、Cu（OH）2 Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
（3）4 2 4 O2 （4）50 25 （5）蒸发结晶
解析 根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。
（1）电解精炼银时，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag。
气体变色发生的反应为2NO＋O2===2NO2。
（2）固体B含有Cu（OH）2、Al（OH）3。
若NaOH过量，则Al（OH）
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