常见金属元素及其化合物专题Word格式.docx

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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）

答案　C

解析　A项，Al2（SO4）3和小苏打反应生成氢氧化铝和二氧化碳，能灭火；

B项，能说明Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强；

C项，利用Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体的吸附作用，不是Fe2（SO4）3的溶解性；

D项，Al2O3熔点高，可用作耐高温材料。

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

答案　D

解析　A项，MgO是碱性氧化物，与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，不符合题意；

B项，向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe（OH）3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al（OH）3，再向沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，不符合题意；

C项，二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应，而氧化铁与NaOH溶液不能发生反应，加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，不符合题意；

D项，两者都可以与NaOH溶液发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，两者都溶解，不能分离、提纯两者，符合题意。

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）

答案　B

解析　B项，铁离子具有强氧化性，能氧化I－。

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”；

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

2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑；

②离子方程式：

AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

④离子方程式：

Al3＋＋3NH3·

2Al（OH）3

Al2O3＋3H2O；

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；

2Fe＋3Cl2

2FeCl3；

③化学方程式：

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2或Fe2O3＋2Al

Al2O3＋2Fe；

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（×

）

解析　Na2CO3很稳定，一般加热不会分解。

（2）溶解度：

小苏打<

苏打（√）

（3）Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应（×

解析　Al2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，不与NaOH溶液反应，错误。

（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（×

解析　Al（OH）3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。

（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（×

解析　铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4和H2。

（6）中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈（√）

解析　明矾溶液中的Al3＋水解呈酸性，能溶解铜锈[Cu2（OH）2CO3]。

（7）明矾净化水和纯碱去油污均利用了它们的氧化性（×

解析　明矾净水是利用Al3＋水解生成Al（OH）3胶体的吸附作用，纯碱去油污是利用CO

水解的碱性，均与氧化性无关。

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

答案　A

解析　A项，钠和钾的合金在常温下呈液态，导热性好，可用作快中子反应堆的热交换剂，正确；

B项，氧化铁可与酸反应，也可用于制作红色涂料，但二者之间无直接对应关系，错误；

C项，因为CaCO3的Ksp比CaSO4的Ksp小，所以CaSO4可转化为CaCO3，与Na2CO3溶液显碱性无关，错误；

D项，铝遇浓硝酸反应形成一层致密的氧化膜，错误。

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

解析　A项，Na2O与CO2反应只生成Na2CO3，Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和氧气；

B项，BaCO3不能用作钡餐，BaSO4可用作钡餐；

D项，碳酸钠溶液的碱性较强，具有腐蚀性，可用碳酸氢钠、Al（OH）3等治疗胃酸过多。

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

NaHCO3的热稳定性较强

A．①②B．③④

C．②③④D．全部错误

解析　①中Cu与浓硫酸在常温下不反应，在加热条件下反应，因此不能根据无明显变化得出Cu与浓硫酸不反应的结论；

②中溶液变红，说明溶液中存在Fe3＋，但不能确定是否全部被氧化；

③中Al（OH）3能溶于盐酸，但不溶于氨水，现象错误；

④中热稳定性是指纯物质的热稳定性，结论错误。

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

解析　将Al65Cu23Fe12看作是由65mol铝、23mol铜、12mol铁组成的混合物，只有铝与烧碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65mol×

＝97.5mol；

与盐酸反应时，铝与铁都反应，放出氢气的物质的量是65mol×

＋12mol＝109.5mol；

与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放出NO气体，放出NO的物质的量是65mol＋23mol×

＋12mol≈92.3mol。

所以产生的气体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D项正确。

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

解析　根据电子守恒可知，FexO被氧化为Fe3＋转移的电子数和Cl2被还原为Cl－转移的电子数相等。

标准状况下112mLCl2转移电子数为0.01mol。

则有

×

（3－

）×

x＝0.01，解得x＝0.80。

故选A。

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相同的

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

解析　向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol·

L－1的盐酸，首先发生反应AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓，a曲线表示AlO

的减少，第二个阶段，CO

和盐酸反应生成HCO

，第三阶段，CO

反应完毕，发生反应HCO

＋H＋===CO2↑＋H2O，此阶段Al（OH）3不参与反应，d曲线表示HCO

减少，故A正确；

b曲线表示碳酸钠和盐酸的反应，c曲线也表示碳酸钠和盐酸的反应，只是b曲线表示碳酸钠的物质的量，c曲线表示碳酸氢钠的物质的量，所以b和c曲线表示的离子反应是相同的，故B正确；

加入的盐酸为50mL时，NaAlO2中铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，再加入100mL盐酸时，氢氧化铝沉淀不溶解，则M点沉淀的质量和加入50mL盐酸时沉淀的质量相同，由NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al（OH）3↓知，n[Al（OH）3]＝

n（NaAlO2）＝n（HCl）＝0.05mol，m[Al（OH）3]＝0.05mol×

78g·

mol－1＝3.9g，故C正确；

由图像知，Na2CO3、NaAlO2的物质的量相等，都是0.05mol，故D错误。

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_________________________________________

答案　

（1）d　

（2）2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

（3）Al（OH）3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大

解析　

（1）易拉罐的主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质，试剂①的作用是将Al溶解并除去Fe、Mg杂质，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg杂质，会引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；

NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg杂质，故d项符合。

（2）选用NaOH溶液溶解易拉罐，主要发生反应2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑。

（3）滤液A中铝元素以AlO

形式存在，与溶液中HCO

发生复分解反应：

，故沉淀B为Al（OH）3，明矾溶于水时，KAl（SO4）2===K＋＋Al3＋＋2SO

，Al3＋＋3H2OAl（OH）3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。

全国卷Ⅱ，28）某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。

（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______________________