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1、考点11 常见金属元素的单质及其化合物的综合应用【考点定位】本考点考查常见金属元素的单质及其化合物的综合应用，重点了解Na、Mg、Al、Fe及其化合物之间的转化关系，特别是钠的过氧化物、碳酸钠与碳酸氢钠的转化与鉴别、铝及其氧化物、氧化物的两性。【精确解读】金属及其化合物1金属原子的最外层电子排布特点：最外层电子数较少易失去最外层电子2金属的物理性质：常温下除汞外均为晶体，有金属光泽，是热、电的良导体，大多有良好的延展性3金属的化学性质（1）金属与氧气的反应：钠与氧气反应-常温：4Na+O22Na2O加热：2Na+O2 Na2O2；铝与氧气反应：通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用 4A
2、l+3O22Al2O3 加热铝箔时，由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高，故熔化的液态铝并不滴落除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜，熔化的液态铝并也不滴落铁与氧气反应：3Fe+2O2 Fe3O4(Fe2O3FeO)（2）金属与水的反应：钠与水反应：2Na+2H2O2NaOH+H2；实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红铝与水反应：加热时微弱反应铁与水反应：高温与水蒸气反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2（3）金属与酸的反应：钠与酸反应：如2Na+2HCl2NaCl+H2，Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反
3、应因此Na放入到酸中Na是不可能过量的比钠与水的反应剧烈多与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化加热时，与强氧化性反应，但无氢气放出非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出（4）某些金属与碱反应：和强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2（5）金属与盐溶液反应：钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应反应后的碱再与溶液中的其他物质反应如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2+Na2SO4+H2
4、铝与盐的溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属；铁与某些盐反应：如Fe+CuSO4Cu+FeSO4，Fe+2FeCl33FeCl2等。4金属的氧化物（1） 氧化钠和过氧化钠名称氧化钠过氧化钠化学式Na2ONa2O2颜色状态白色固体淡黄色固体(粉末)与H2O反应Na2O+H2O=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与CO2反应Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2与酸反应Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2+2H2O生成条件钠与O2常温下反应：4Na+O2=2Na2O金属钠燃烧或在空气中
5、点燃用途供氧剂、氧化剂、漂白剂（2）氧化铝：典型的两性氧化物（1）耐火材料(Al2O3熔点高)（2）冶炼金属铝2Al2O3 4Al+3O2宝石的主要成分是氧化铝 两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O，Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O Al2O3 +6H+=2Al3+3H2O，Al2O3 +2OH-=2AlO2-+H2O（3）铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4(Fe2O3FeO)铁元素的价态+2+3+2、+3俗称铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物水溶性难溶难溶难溶稳定性不稳定
6、稳定稳定主要化学性质有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物与酸反应生成三价铁盐化合物中+2的铁有还原性，易被氧化5金属的氢氧化物白色固体：NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2、Mg(OH)2、Al(OH)3、Fe (OH)2红褐色固体：Fe(OH)3蓝色固体：Cu(OH)2溶于水生成强碱与酸反应生成盐和水难溶碱受热分解生成金属氧化物和水特性：Al(OH)3是两性氢氧化物；Fe(OH)2 易被氧化（1）氢氧化铝(Al(OH)3)：白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物热易分解两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物Al(OH)3+3HClAlCl3+3H2O，Al(OH)3
7、+NaOHNaAlO2+2H2O,2Al(OH)3Al2O3+3H2O Al(OH)3的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水AlCl3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4Cl向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解反应式：先Al3+3OH-Al(OH)3，后Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O（2）铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3主要性质白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：白色-灰绿色-红褐色反应式：4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3因此在制备时常采取措施：除溶液中的氧；加有机溶剂封住液面；胶头滴管要伸入到溶液中红褐色难溶于水的沉
8、淀，受热易分解2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O，能溶于强酸溶液，生成相应的盐6重要的盐（1）碳酸钠和碳酸氢钠 性质Na2CO3(Na2CO310H2O)NaHCO3性质比较俗称纯碱或苏打小苏打NaHCO3的颗粒比Na2CO3小水溶性易溶于水溶于水S(Na2CO3)S(NaHCO3)溶液酸碱性显碱性显碱性同浓度Na2CO3的pH大于NaHCO3的pH热稳定性稳定2NaHCO3=Na2CO3+CO2+H2ONaHCO3的热稳定性比Na2CO3差，用于除杂质与酸反应CO32-+2H+=H2O+CO2反应剧烈HCO3-+H+=H2O+CO2等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3与碱反应易
9、与Ba(OH)2、Ca(OH)2反应生成BaCO3、CaCO3沉淀和NaOH能与所有可溶碱反应生成碳酸正盐和水溶液中相互转化Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3Na2CO3+H2O+CO22 NaHCO3 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液，而不用Na2CO3溶液用途用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中发酵粉的主要成分之一；治疗胃酸过多等（2）明矾：化学式KAl(SO4)212H2O(十二水合硫酸铝钾)，无色晶体，易溶于水，明矾净水原理：明矾溶于水发生水解反应，生成Al(OH)3胶体，吸附水中的杂质，使水
10、澄清。【精细剖析】1钠及其主要化合物之间的转化关系2铝及其主要化合物之间的转化关系3铁及其主要化合物之间的转化关系【典例剖析】甲、乙、丙、丁、戊五种物质中，甲、乙、丙中均含有某种相同的元素，它们之间具有如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)下列有关物质的推断不正确的是()选项假设结论A甲为Al(OH)3丁可能是盐酸B甲为Na2CO3溶液戊可能是CO2C甲为Fe丁可能是盐酸D甲为N2戊可能是氧气【答案】C【变式训练】下列关于元素及其化合物的说法不正确的是()AFe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应BAl、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同C在稀硫酸
11、中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解D金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱【解析】D【实战演练】1本草图经中关于绿矾的分解有如下描述：“绿矾形似朴消(Na2SO410H2O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也”对此段话的说明中肯定错误的是()A绿矾的化学式为FeSO47H2OB绿矾分解过程中没有发生电子的转移C“色赤”物质可能是Fe2O3D流出的液体中可能含有硫酸【答案】B【解析】A绿矾形似朴消(Na2SO410H2O)，绿矾的化学式为FeSO47H2O，故A正确；B由信息可知生成红色的氧
12、化铁，Fe元素的化合价变化，有电子转移，故B错误；CFe的氧化物只有氧化铁为红色，则“色赤”物质可能是Fe2O3，故C正确；DFeSO47H2O分解生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫，三氧化硫与水结合生成硫酸，则流出的液体中可能含有硫酸，故D正确；故答案为B。2在复杂体系中，确定化学反应先后顺序有利于解决问题已知氧化性Fe3+Cu2+Fe2+若在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液里加入过量锌片下列说法正确的是()AFe3+首先反应，转化为FeB反应开始时c(Fe2+)增大，然后又减小CFe2+首先反应，转化为FeD存在反应Fe+Cu2+Fe2+Cu【答案】B【解析】在氯化铁溶液蚀刻铜印刷电路板后所得的溶液含有Fe3+、Cu2+、Fe2+，氧化性Fe3+Cu2+Fe2+，锌比铁活泼，加入过量的锌，Fe3+首先反应，生成Fe2+，c(Fe2+)增大，然后发生Zn+Cu2+=Zn2+Cu，最后发生Zn+Fe2+=Zn2+Fe，c(Fe2+)增大，然后又减小，只有B正确，故答案为B。3下列说法正确的是()A金属钠长期露置于空气中，最后变成过氧化钠B氢氧化钠和氢氧化铁都可以通过化合反应制得C向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液，微热并搅拌，再加入过量的盐酸，Fe2+的量不变DNa2CO3不能转化为NaHCO3，而NaHCO3可以转化为Na2CO3【答案】B【自我反思】 9
