高考专题金属汇编.docx

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高考专题金属汇编

高考专题金属

[高考关键词]　单质——氧化物（碱性氧化物）——氢氧化物（碱）——盐（阳离子）。

1.钠：

活泼、还原性（保存）；过氧化钠：

结构特点、与水及CO2反应特点；烧碱。

2.铝：

还原性、与强碱反应、合金；氧化铝、氢氧化铝：

两性；Al3＋：

水解、净水、离子共存、铝三角转化。

3.铁：

腐蚀、变价；Fe2＋：

还原性、离子共存、保存、检验；Fe3＋：

氧化性、水解、离子共存、检验；Fe2＋、Fe3＋的相互转化。

4.铜：

不活泼、冶炼；氧化物、Cu2＋：

颜色。

1．熟记几种物质的颜色

Na2O2是________；Fe2O3是________；

Al（OH）3、Fe（OH）2均是__________________；

Fe（OH）3是________；CuSO4是________；

FeCl3________。

答案　淡黄色　红棕色　白色　红褐色　白色　棕黄色

2．熟悉4类特殊反应

（1）Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2是否过量，产物均为________。

（2）Na在氧气中燃烧，无论O2是否过量，产物均为________。

（3）与水接触产生气体单质的物质有________。

（4）与水接触产生气体化合物的物质有________。

答案　

（1）FeCl3　

（2）Na2O2　（3）Na、K、Na2O2等

（4）Al2S3、Mg3N2、CaC2

3．典型元素及其化合物的特征性质

（1）Na、Al、Fe、Cu四种元素的单质中：

①能与水剧烈反应的是____________，反应的离子方程式：

______________________；

②能与NaOH溶液反应的是________，反应的离子方程式：

______________________，

其中作氧化剂的是__________________________________________________________；

③Cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式：

___________________________________

________________________________________________________________________；

④与氧气反应条件不同，反应产物不同的是__________________________________。

（2）上述四种金属的氧化物中：

①能用作供氧剂的是________，写出一个化学方程式：

________________________________________________________________________；

②既能溶于酸溶液又能溶于强碱溶液的是_____________________________________，

离子方程式分别为_________________________________________________________，

________________________________________________________________________；

③常温下为黑色固体的是__________________________________________________。

（3）上述四种金属的氢氧化物中：

①易在空气中被氧化的是__________，现象__________________________________

________________________________________________________________________，

反应的化学方程式为______________________________________________________；

②具有两性的是________________。

（4）上述四种金属形成的阳离子共有________种，其中既能表现还原性，又能表现氧化性的是________，检验Fe2＋的方法是________________________________；其中氧化性最强的是________，它腐蚀金属铜的离子方程式为______________________________。

答案　

（1）①Na　2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

②Al　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑　H2O

③2Cu＋CO2＋H2O＋O2===Cu2（OH）2CO3

④Na、Fe

（2）①Na2O2　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2（或2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑）

②Al2O3　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

Al2O3＋2OH－===2AlO

＋H2O

③FeO、Fe3O4、CuO

（3）①Fe（OH）2　白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色　4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

②Al（OH）3

（4）6　Fe2＋、Cu＋　先加KSCN溶液不显红色，再加H2O2溶液变为红色　Fe3＋　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

高考题型1　典型物质的性质及应用

1．（2016·高考选项组合题）化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（　　）

A．利用Al2（SO4）3和小苏打反应，制造泡沫灭火器灭火（2016·全国卷Ⅲ，7A）

B．Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强，可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板（2016·全国卷Ⅲ，7B）

C．Fe2（SO4）3易溶于水，可用作净水剂（2016·江苏，3C）

D．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料（2016·江苏，3D）

2．（2016·上海，12）下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是（　　）

A．氧化镁中混有氧化铝

B．氯化铝溶液中混有氯化铁

C．氧化铁中混有二氧化硅

D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜

3．（2016·高考选项组合题）下列叙述不正确的是（　　）

A．钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火（2016·浙江理综，8A）

B．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3（2016·上海，21C）

C．Ba2＋浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内，作为造影剂用于X射线检查肠胃道疾病（2016·浙江理综，7C）

D．钠米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，其本质是铁的还原性（2016·浙江理综，7D改编）

1．钠及其重要化合物

（1）钠与酸反应比与纯水反应剧烈，钠与盐溶液反应，先考虑与水反应，再考虑生成的NaOH能否与盐进一步发生复分解反应。

（2）Na2O2为淡黄色固体，Na＋与O

之比为2∶1。

（3）Na2O2的强氧化性常表现为

①加入FeCl2溶液，将Fe2＋氧化，同时生成Fe（OH）3沉淀。

②可将H2S氧化生成单质硫。

③加入Na2SO3溶液中，将SO

氧化成SO

。

（4）Na2O2与H2O、CO2的反应，属于O

的歧化反应，CO2、H2O既不是氧化剂也不是还原剂。

2．铝及其重要化合物

（1）Al、Al2O3、Al（OH）3与H＋、OH－都反应，其量的关系如图：

（2）由于Al（OH）3具有两性，决定了它的制备方法：

①Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

；

②AlO

＋CO2（过量）＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

。

（3）离子共存问题：

①Al3＋与OH－、CO

、HCO

、SO

、S2－、AlO

不能大量共存，其中OH－是因为直接反应，其余均是“相互促进水解”；

②AlO

与H＋、HCO

、NH

、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋不能大量共存，其中AlO

和H＋、HCO

是因为直接反应[如AlO

＋HCO

＋H2O===Al（OH）3↓＋CO

]，其余均是“相互促进水解”。

（4）鉴别（利用滴加顺序不同，现象不同）：

①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象：

先产生白色沉淀，后沉淀溶解；

②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象：

开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

3．铁及其重要化合物

（1）Fe2＋的还原性常表现为遇HNO3、H2O2、Cl2、MnO

（H＋）时转化为＋3价。

（2）Fe3＋的氧化性常表现为可氧化Fe、Cu、I－、S2－、SO

。

（3）证明溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋的方法

①证明Fe3＋用KSCN溶液，溶液变红；

②证明Fe2＋用酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。

③证明Fe2＋也可以用K3[Fe（CN）6]，生成蓝色沉淀。

4．铜及其重要化合物的几个重要反应分析

（1）Cu在潮湿空气中生成铜锈（绿色）

2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO3

（2）CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体（CuSO4·5H2O），可用于检验H2O的存在。

（3）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O

此反应当Cu足量时，H2SO4不能完全反应。

同时此反应也不适合用于制备CuSO4，因为有SO2的污染且H2SO4的利用率低。

考向1　重要反应方程式的书写

1．钠及其化合物间的转化关系

①离子方程式：

2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；

②化学方程式：

2Na＋O2

Na2O2；

③离子方程式：

2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；

④化学方程式：

2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；

⑤化学方程式：

2NaHCO3

Na2CO3＋CO2↑＋H2O；

⑥离子方程式：

2OH－＋CO2===CO

＋H2O；

⑦离子方程式：

CO2＋OH－===HCO

；

⑧化学方程式：

2NaCl＋2H2O

2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。

2．铝及其化合物间的转化关系

①离子方程式：

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑；

②离子方程式：

Al2O3＋2OH－===2AlO

＋H2O；

③离子方程式：

AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

；

④离子方程式：

Al3＋＋3NH3·H2O===Al（OH）3↓＋3NH

；

⑤化学方程式：

2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O；

⑥离子方程式：

Al3＋＋3AlO

＋6H2O===4Al（OH）3↓。

3．铁及其化合物间的转化关系

①化学方程式：

Fe＋S

FeS；

②化学方程式：

2Fe＋3Cl2

2FeCl3；

③化学方程式：

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2或Fe2O3＋2Al

Al2O3＋2Fe；

④离子方程式：

2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；

⑤离子方程式：

2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋或2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；

⑥化学方程式：

4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3。

考向2　金属及其化合物的性质和用途

4．判断下列关于金属及其化合物的说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解（）

（2）溶解度：

小苏打<苏打（）

（3）Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应（）

（4）制备Al（OH）3悬浊液：

向1mol·L－1AlCl3溶液中加过量的6mol·L－1NaOH溶液（）

（5）将水蒸气通过灼热的铁粉，出现的现象是粉末变红，说明铁与水在高温下发生反应（）

（6）中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈（）

（7）明矾净化水和纯碱去油污均利用了它们的氧化性（×）

5．下列物质的性质与应用均正确且二者具有对应关系的是（　　）

A．钠钾合金的导热性强，可用作快中子反应堆的热交换剂

B．氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料

C．Na2CO3溶液显碱性，可用于除去锅垢中的硫酸钙

D．常温下铝与浓硝酸不反应，常用铝罐车运输浓硝酸

6．化学知识在生产和生活中有着重要的应用。

下列说法中正确的是（　　）

A．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同

B．BaCO3、BaSO4都难溶于水，均可用作钡餐

C．Al与Fe2O3能发生铝热反应，曾用于焊接钢轨

D．Na2CO3可以与胃酸反应，可用Na2CO3治疗胃酸过多

考向3　金属及其化合物的性质实验

7．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且二者具有因果关系的是（　　）

选项

实验

现象

结论

①

将Cu片放入浓硫酸中

无明显变化

Cu与浓硫酸不反应

②

向FeSO4溶液中加入KSCN溶液

溶液变红

Fe2＋全部被氧化成Fe3＋

③

向Al（OH）3中分别加入盐酸和氨水

Al（OH）3都溶解

Al（OH）3具有两性

④

加热NaHCO3溶液

无明显变化

NaHCO3的热稳定性较强

A．①②B．③④

C．②③④D．全部错误

考向4　以金属为载体的简单计算

8．拟晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是（　　）

A．盐酸、稀硝酸、烧碱B．烧碱、盐酸、稀硝酸

C．烧碱、稀硝酸、盐酸D．稀硝酸、烧碱、盐酸

9．（2016·上海，17）某铁的氧化物（FexO）1.52g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况下112mLCl2，恰好将Fe2＋完全氧化。

x值为（　　）

A．0.80B．0.85C．0.90D．0.93

10．向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L－1HCl溶液，测得溶液中的某几种离子物质的量的变化如图所示。

则下列说法不正确的是（　　）

A．a曲线表示的离子方程式为AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓

B．b和c曲线表示的离子反应是不同的

C．M点时，溶液中沉淀的质量为3.9g

D．原混合溶液中的CO

与AlO

的物质的量之比为1∶2

高考题型2　以金属及其化合物为载体的综合考查

1．[2016·海南，14

（1）

（2）（3）]KAl（SO4）2·12H2O（明矾）是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实验室中，采用废易拉罐（主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质）制备明矾的过程如下图所示。

回答下列问题：

（1）为尽量少引入杂质，试剂①应选用____________（填标号）。

a．HCl溶液b．H2SO4溶液

c．氨水d．NaOH溶液

（2）易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________

________________________________________________________________________。

（3）沉淀B的化学式为______________________________________________________；

将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________

________________________________________________________________________。

2．（2016·全国卷Ⅱ，28）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol·L－1的溶液。

在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_________________________________________________________。

（2）甲组同学取2mLFeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。

FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为___________________________。

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是

________________________________________________________________________。

（4）丙组同学取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。

分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________（填离子符号）；实验①和③说明：

在I－过量的情况下，溶液中仍含有________（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为________。

（5）丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为

________________________________________________________________________；

一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。

产生气泡的原因是________________________________________________________________________，

生成沉淀的原因是_______________________________________（用平衡移动原理解释）。

1．金属单质冶炼方法归纳

其中电解法是指电解熔融盐或氧化物；热还原法中常用还原剂有H2、CO、C、Al等。

2．金属及其化合物制备的答题策略

从资源中获取无机物，往往需要富集、除杂、物质间的转化等多步反应才能完成。

（1）这类试题一般是解析已知的生产过程，重点是分析每一步加入的物质是什么、出来的物质是什么、发生了什么样的变化。

（2）涉及铁元素的除去步骤一般为

溶液（含Fe2＋、Fe3＋）

Fe3＋

使铁元素转化为氢氧化铁沉淀，氧化剂可选择H2O2、Cl2等，沉淀剂的选择要考虑不引入新的杂质。

（3）涉及铝元素的分离，需要应用：

Al（OH）3Al2O3

（4）从溶液中获取晶体时，要充分考虑水解、氧化等因素的影响。

考向1　金属冶炼与氧化还原反应的综合

1．下列制备金属单质的方法或原理正确的是（　　）

A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg

B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al

C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na

D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu

2．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。

下列说法不正确的是（　　）

A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化

B．在湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应

C．用磁铁矿炼铁的反应中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移9mole－

D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化

3．工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺流程如图所示：

（1）冶炼过程中得到的Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”，Cu2O与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜，反应的化学方程式为___________________________________________。

粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的________极，可在________极得到纯度较高的精铜。

（2）传统炼铜的方法主要是火法炼铜，主要反应如下所示：

①2CuFeS2＋4O2

Cu2S＋3SO2＋2FeO

②2Cu2S＋3O2

2Cu2O＋2SO2

③2Cu2O＋Cu2S

6Cu＋SO2↑

每生成1molCu，共消耗________molO2。

反应③中的氧化剂是________。

（3）用炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。

根据流程回答下列问题：

①加入适量NaClO溶液的目的是________________________________________________

（用离子方程式表示）。

②除去Al3＋发生反应的离子方程式是_________________________________________

________________________________________________________________________。

③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。

提供的试剂有：

稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、高锰酸钾溶液、NaOH溶液、碘水。

所选试剂是_____________________________________________________________。

实验方案：

_____________________________________________________________。

考向2　以金属及化合物制备为载体考查反应原理

4．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三大金属，我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量十分丰富。

如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。

请回答下列问题：

（1）电解饱和食盐水时，总反应的离子方程式是_________________________________

________________________________________________________________________。

（2）写出钒钛磁铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式：

_____________________

________________________________________________________________________。

（3）已知：

①Mg（s）＋Cl2（g）===MgCl2（s）　ΔH＝－641kJ·mol－1

②Ti（s）＋2Cl2（g）===TiCl4（s）　ΔH＝－770kJ·mol－1

下列说法正确的是________（填字母）。

a．Mg的燃烧热为641kJ·mol－1

b．Ti的能量一定比TiCl4的高

c．等质量的Mg（s）、Ti（s）与足量的氯气反应，前者放出的热量多

d．Mg还原TiCl4的热化学方程式2Mg（s）＋TiCl4（s）===2MgCl2（s）＋Ti（s）　ΔH＝－512kJ·mol－1

（4）在上述产业链中，合成192t甲醇理论上需额外补充H2________t（不考虑生产过程中物质的任何损失）。

（5）以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。

该电池中负极上的电极反应式是_____________________________________________________________

________________________________________________________________________。

5．菱锰矿