育才高三强化训练5

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金属及其化合物

【知识网络】

1. 专题知识网络

（1）钠及其化合物相互转化关系图：

（2）镁元素及其化合物相互转化关系图如下：

（3）铝及其化合物网络图如下：

一、金属元素的通性

1、金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置：

⑴结构特点：⑵位置：，

2、金属性强弱的判断；有哪些方法？

3、金属单质的性质：

⑴金属单质的化学性质：

①金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化： M-ne—=Mn+。可以根据___________判断金属单质还原性的强弱。

②金属单质跟酸反应的规律：按金属活动性顺序表______________________________

A、与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）反应：________________________能与非氧化性酸发生置换反应，实质是： M+nH+= Mn++H2↑

等物质的量的金属与足量的酸反应，生成H2物质的量多少决定于什么？___________________。等质量的金属跟足量的酸反应生成H2的多少应如何判断？ ___________________。

B、与强氧化性酸的反应：

Fe和Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应强氧化性酸跟金属反应不能生成H2

，

为什么？写出几个典型的反应：_____________________________________________________

4、金属氧化物：金属氧化物可分为__________、__________、___________三类。

⑴碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，其性质是：_______________________。 ⑵两性氧化物，如Al2O3，其性质是____________________

⑶过氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶体中存在的阳离子是_____，阴离子是___；过氧化物典型的化学性质是 ，原因是 ，为什么H2O2也存在此典型性质？ 。

5、金属氢氧化物：NaOH、Ca（OH）2、Mg（OH）2、Al（OH）3、Fe（OH）3、Cu（OH）2①属于强碱的是________________②难溶于水的是_________________③受热易分解的是________________④易被氧化的是_______________⑤能经水解反应生成的是________________⑥和HI反应不能生成对应价态金属盐的是_________。

实验室中如何制备Al（OH）3和Fe（OH）3？为什么？

6、金属的冶炼：

⑴原理：_______________________________________⑵方法：根据金属活动性强弱，常用以下三种方法：电解法，如:__________________________________；热还原法，如:__________________________________；热分解法，如：___________________________________。

7、金属活动性顺序表应用小结

【高考失分警示】

对金属的考查常见的错误有：

1．铝及其化合物

注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解，以及对Al3、AlO2存在条件的认识。 ＋－

Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)，Al3、AlO2只能＋－

分别存在于酸性与碱性溶液中。

22Al3与下列离子不能大量共存：OH、CO23、HCO3、SO3、S、AlO2，其中OH是因＋－－－－－－－

为直接反应，其余均是“双水解”。

AlO2与下列离子不能大量共存：H、HCO3、NH4、Al3、Mg2、Cu2。其中H和HCO3－＋－＋＋＋＋＋－是因为直接反应(AlO2＋HCO3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO23)，其余也是“双水解”。 －－－

2．钠及其化合物

(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。

(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，必定还发生2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。

(3)正确理解“焰色反应”。

①它是元素的一种物质性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。它属物理变化过程。

②不是所有元素都有特征的颜色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。

(4)不清楚Na2O、Na2O2、KO2的结构，判断阴、阳离子配比时易出错，三种化合物阴、阳离子数之比为1∶2、1∶2、1∶1。

3．铁、铜及其化合物

(1)NO3与Fe2在酸性条件下，不能共存。 －＋

(2)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3还＋可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3===3Fe2。 ＋＋

(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3＋

溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。

(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3，也可能含有Fe2。 ＋＋

(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3＋Fe=3Fe2。 ＋＋

【高考真题精解精析

1.（重庆）下列叙述正确的是

A. Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同

B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性

C. Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大

D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强

2．（上海）高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是

A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质

B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质

C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌

D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌

3．（上海）过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)

4．（上海）物质的量为0.10 mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为

A．3.2g B．4.0g C．4.2g D．4.6g

5.（重庆）对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是

A.明矾溶液加热 B.CH3COONa溶液加热

C.氨水中加入少量NH4Cl固体 D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体

6.（四川）下列“化学与生活”的说法不正确的是( )

A．硫酸钡可用钡餐透视B．盐卤可用于制豆腐

C．明矾可用于水的消毒，杀菌D．醋可用于除去暖水瓶中的水垢

7.（山东）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的混合溶液是阴极上依次析出Cu，Fe，Al

8、（广东）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是

A、将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性

B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成

C、将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀

D、将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体

9.（安徽）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是

10.（江苏）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是

A.常温下浓硫酸能是铝发生钝化，可在常温下作用铝制贮藏贮运浓硫酸

B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器

C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀

11 江苏高考2012.(15分)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下：

(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。

②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。

(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去H2O2

2＋2＋后溶液中Cu的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu的溶液于带塞锥形瓶中，

加适量水稀释，调节pH=3～4，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下：

2＋－2－－2－2Cu＋4I=2CuI(白色)↓＋I2 I2＋2S2O3=2I＋S4O6

①滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。

2＋②若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的Cu的含量将会 (填“偏高”“偏低”

“不变”)。

2－(3)已知pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]。下表列出了

－1·L计算)

实验中可选用的试剂：30% H2O2、1.0 mol·LHNO3、1.0 mol·L NaOH。

由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：① ； ② ； ③过滤；

④ ； ⑤过滤、洗涤、干燥

⑥900℃煅烧。

12 .江苏高考2012(14分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

－1Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g) △H=a kJ·mol

－13AlCl(g)=3Al(l)＋AlCl3(g) △H=b kJ·mol －1①反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H= kJ·mol(用含a、b的代数

式表示)。

②Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式 。

(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为

Mg17Al12＋17H2=17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下释放出氢气。 ①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。

－1②在6.0mol·LHCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混

合物

Y

与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 。

－1－1③在0.5 mol·L NaOH和1.0 mol·L MgCl2溶液中，

混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X-射线

衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是

否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述

NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是

(填化学式)。

(3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下

动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应

的化学方程式为：

。

13 （2012上海高考） 碱式碳酸铜

【Cu2(OH)2CO3】是一种用途广泛的化工原料，实验室以

废铜

屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：

步骤一：废铜屑制硝酸铜

如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。

步骤二：碱式碳酸铜的制备

向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70℃左右，用0.4 mol／L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。

完成下列填空：

35．写出浓硝酸与铜反应的离子方程式。

36．上图装置中NaOH溶液的作用是__。反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有____(填写化学式)。

37．步骤二中，水浴加热所需仪器有____、__(加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是____。

2-2-38．步骤二的滤液中可能含有CO3，写出检验CO3的方法。

39．影响产品产量的主要因素有____。

40．若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是____。

14．2012高考全国 (14分)

铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。

(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和漓定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH－的阴离子交换柱，使Cl－和OH－发生交换。交换完成后，流出溶液的OH－用0.40 mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中，x值：———(列出计算过程)；

(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(C1)=1：2.1，则该洋品中FeCl3的物质的量分数为__________。在实验室中，FeCl2可用铁粉和__________反应制备，FeCl3可用铁粉和__________反应制备；

(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为________________；

(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为________________。与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4－Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为________________，该电池总反应的离子方程式为________________。