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1、第 1 页 共 14 页【专题七】金属及其化合物【考点突破】1理顺网络、抓住重点二轮复习本专题，要突出重点物质，以典型物质为信息源联系非金属元素、基本概念和基本理论，联系无机化工生产和实验，提高知识应用能力。通过“线”将重点知识串联起来，主要抓住四条线： （1）典型物质线。碱金属抓住钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸盐等；铝元素及其化合物主要抓住铝、铝盐、偏铝酸盐、氧化铝和氢氧化铝。铁及其化合物重点抓住铁、铁的氧化物（以氧化铁为主，了解氧化亚铁，四氧化三铁）、铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐等。镁及其化合物主要掌握镁的性质。铜及其化合物中，氧化铜、氧化亚铜、氢氧化铜等出现频率高；（ 2）物质之间转化线。同
2、一条转化线可以通过多种方法实现，训练发散思维，同时，联系化学反应类型、氧化还原反应概念、离子方程形式书写等。例如，铁、铁盐、亚铁盐之间转化，铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐之间转化都是高考命题热点；（3）制备线。工业上常以金属冶炼为线联系晶体性质、环境保护以及化学计算等。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，而冶铁原理是教材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；（4）实验线。 研究近十年高考化学实验命题，不难发现高考以金属及其化合物为载体命题实验题成为高考重点，其中近三年发展新
3、题型值得关注：猜想式命题， 连续三年广东化学都以铁及其化合物为载体探究其价态；定量分析命题，如宁夏等高考以金属纯度测定为线，评价实验方案与实结果的关系，开放性、 探究性是新高考实验命题新趋势。2突破瓶颈，攻克难点（1）反应条件理解金属及其化合物要以反应条件为突破口，其中重点掌握以下条件：铝热反应条件： 只有比铝活泼性差的金属氧化物才能被铝还原，如氧化钠、 氧化镁、 氧化钙、氧化钡等活泼金属与铝不能发生置换反应；镁与二氧化碳、二氧化硫、二氧化硅反应，其中产物硫、硅继续与镁反应生成硫化镁、硅化镁；铁的价态与氧化剂、反应条件有关，铁在电化学中发生氧化反应、与硫，碘，H+，不活泼的金属阳离子反应都只生
4、成+2 价铁的化合物； 铁发生电化学腐蚀最终产物是氧化铁，而铁丝氧气中燃烧生成四氧化三铁；氢氧化铝溶于强酸强碱，不溶于氨水， 碳酸等。 铜与硫反应只生成硫化亚铁，而与浓硫酸、 硝酸、氯气、氧气等反应生成+2 价铜的化合物。（2）反应图像图象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象在Al3+ 、Al （OH）3、AlO2- 之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系，现概括如下：在适量的可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 溶液至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多 最多 n（ NaOH） n（Al3+ ）=31渐少 消失 n（NaOH） n（Al3+ ）=41 ，见下图。在适量的偏
5、铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多 最多 n（H+ ） n（ AlO2- ）=11渐少 消失 n（H+ ） n（AlO2- ）=41 ，见下图。在适量的偏铝酸盐溶液中缓慢通入CO2 至过量：现象：立即产生白色沉淀渐多 最多n（CO2） n（AlO2- ）=12 沉淀不消失。见下图。在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量：现象：局部产生白色沉淀振荡消失 白色沉淀 渐多 最多 n（OH） n（Al3+ ）=31不消失。见下图。第 2 页 共 14 页在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象：局部产生白色沉淀振荡消失 白色沉淀 渐多 最多。见下图。（3）盲点警示忽
6、视反应本质有一些化学反应会出现生成物与生成物之间反应（如浓硝酸与铜反应，生成物二氧化氮可部分转化为N2O4 等） ，反应物与生成物反应（多步反应）（如铝盐与强碱，偏铝酸盐与强酸，铁与硝酸反应等）。忽视物质溶解性例如，氢氧化钙、碳酸镁、硫酸银、硫酸钙等是微溶。澄清石灰水的质量分数很小。忽视金属离子水解程度阴、阳离子水解程度与价态有关，+3 价的铁、铝离子与CO32-、HCO3- ，S2-等能发生双水解，而+2 价的亚铁离子、铜离子与CO32-主要生成沉淀，在部分物质溶解性表中，有碳酸铜、碳酸亚铁物质存在（难溶）。忽视溶液的酸、碱性许多物质之间的反应与溶液的酸、碱性有关，如NO3-只有在酸性条件下
7、才有强氧化性，高锰酸钾在酸性条件下还原产物为Mn2+，在碱性条件下还原产物为MnO2 等，Al3+ 和 AlO2- 在酸性、碱性、中性溶液中都不能大量共存。3重视实验学会创新本章实验内容很多，学习时，要重视实验。最好同学们走进实验室，自己动手操作，对各种实验现象进行全面、细致的观察，并对观察的结果及时、如实地做记录，把各种观察到的实验现象联系起来进行思考分析，做到看与想相结合，培养良好的观察习惯，培养观察实验的能力和思维能力。实验内容是创新试题的基点，同学们在学习过程中，尽可能联想实验原理， 自己设计出一些实验装置来，并仔细分析评价自己所设计的装置优缺点，这样同学们会受益匪浅。有关 Na、Mg
8、、 Al 、Fe、Cu 的知识的试题在近五年的高考试题中出现次数很多，它们在离子共存、离子方程式、物资鉴别、制备、推断、计算等题型中大量出现。这部分内容与化学理论知识、 基本概念、实验有广泛联系，实际应用也很广泛，因此在试题中能以多种题型出现。高点主要集中在：铁三角、Al3与 Al(OH)3 及 AlO2 的相互转化、 Fe3和 Al3及 AlO2 的双水解、 Mg、Al 、 Fe 与酸反应等方面，这些知识与其他元素化合物知识相结合，以各种面孔出现在试题中。【精题精讲】例 1下表中，对陈述、的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是() 选项陈述陈述判断A 小苏打可用于治疗胃病NaHCO
9、3 可与盐酸反应对，对，有B 向 Na2O2 的水溶液中滴入酚酞变红色Na2O2 与水反应生成氢氧化钠对，错，无C 金属钠具有强还原性高压钠灯发出透雾性强的黄光对，对，有D 过氧化钠可用作航天员的供氧剂Na2O2 能和 CO2、 H2O 反应生成 O2 对，对，有解析： B 项向过氧化钠水溶液中滴入酚酞，先变红，后马上褪色，陈述错，陈述正确；第 3 页 共 14 页C 项高压钠灯发黄光是物理变化，与金属钠具有还原性没有因果关系。答案： AD 例 2向 100 mL 0.250 mol L1 的 AlCl3 溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和 NaAlO2 的澄清溶液，则加入金属钠
10、的质量是() A3.45 gB2.30 g C1.15 g D0.575 g 解析：根据原子守恒，加入金属钠的物质的量等于氯元素和铝元素物质的量之和，即为0.1 L 0.250 molL1 40.1 mol，其质量为2.30 g。答案： B 例 3下列各组中两种浓溶液相混合时既无沉淀析出又无气体放出的是() ABa(HCO3)2 、NaHSO4 BNaHCO3 、Al2(SO4)3 CMg(HCO3)2 、CaCl2 DNa2SiO3 、HCl 解析： A 项中反应为Ba(HCO3)2 2NaHSO4=Na2SO4 BaSO4 2H2O2CO2 ，既有沉淀产生， 又有气体放出； B 项中反应为
11、Al3 3HCO3 =Al(OH)3 3CO2 ，既有沉淀产生，又有气体放出；D 项中 SiO232H=H2SiO3 ，有沉淀产生。答案： C 例 4锌与 100 mL 18.5 mol L1 的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6 L(标准状况 )。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH 1，下列叙述不正确的是() A反应中共消耗1.8 mol H2SO4 B气体甲中SO2 与 H2 的体积比为41C反应中共消耗97.5 g Zn D反应中共转移3 mol 电子解析：反应前n(H2SO4)1.85 mol，反应后剩余H2SO4 为 0.05 mol，推知气体甲应该是Zn与
12、浓 H2SO4 反应产生的SO2 及 Zn 与稀 H2SO4 反应产生的H2 的混合气体。设生成SO2、H2 的物质的量分别为x mol 、 y mol， 则有：xy 1.5， 根据反应： Zn2H2SO4(浓)=ZnSO4SO2 2H2O，Zn H2SO4(稀 )=ZnSO4 H2 ，得 2xy1.8，解得 x0.3，y1.2。n(SO2)/n(H2) 0.3 mol/1.2 mol 1/4。反应中消耗Zn 的质量 1.5 mol65 g/mol 97.5 g。反应中转移电子的物质的量2 1.5 mol 3 mol 。综合上述知选项B 错误。答案： B 例 5右图中横坐标为加入反应物的物质的
13、量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项编号对应的曲线编号错误的是() A向 NaAlO2 溶液中逐滴加入盐酸至过量B向澄清石灰水中通入CO2 至过量C向含有盐酸的AlCl3 溶液中滴入NaOH 溶液至过量D向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH 的混合溶液中通入CO2 至过量解析：根据AlO 2 H H2O=Al(OH)3 、Al(OH)3 3H=Al3 3H2O，A 对；根第 4 页 共 14 页据 Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O 、CaCO3CO2H2O=Ca(HCO3)2 ，B 对；根据H OH =H2O 、Al3 3OH=Al(OH)3 、Al(OH)3 OH =AlO 2
14、 2H2O，C对； D 项中产生沉淀和沉淀的量不变时消耗的CO2 相等， D 错。答案： D 例 6将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有 NO)。向反应后的溶液中加入3 mol/L NaOH 溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。则下列叙述中不正确的是() A当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH 溶液的体积V 100 mLB当金属全部溶解时收集到NO 气体的体积一定为2.24 L C参加反应的金属的总质量为9.6 gm3.6 g D当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol 解析：沉淀增加的质量为OH的
15、质量，则n(OH )5.1 g17 g/mol0.3 mol，因此当沉淀量达到最大时，消耗NaOH 溶液的体积最少为0.3 mol3 mol/L0.1 L，A 对；根据 Cu(OH)2、Mg(OH)2 ，则 n(Cu) n(Mg)12n(OH )0.15 mol ，根据得失电子守恒，有2n(Cu)2n(Mg) 3n(NO)，则 n(NO) 0.15 mol 213 0.1 mol，则收集到NO 的体积在标准状况下为2.24 L ，B 错；假设混合物全部为Mg，则金属总质量为0.15 mol 24 gmol13.6 g，假设混合物全部为Cu，则金属总质量为0.15 mol 64 gmol 19.
16、6 g， 故参加反应的金属的总质量为9.6 gm3.6 g ，C 对； Mg 和 Cu 与稀硝酸的反应可以写为3M8HNO3=3M(NO3)2 2NO 4H2O，参加反应的n(HNO3) 4n(NO)0.4 mol，D 对。答案： B 例 7.铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为_ 。(2)由于氧化性Fe3Cu2，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是_ 。(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是_( 用离子方程式表 示 )。 在 使 用 时 发 现 硫 酸 铁 不 能 使 酸 性 废 水 中 的 悬 浮 物 沉 降 而 除 去 ， 其 原 因 是_ 。(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O44CO=高温3Fe 4CO2，若有1.5 mol Fe3O4 参加反应，转移电子的物质的量是_。(5)下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是_(填字母 )。选项陈述陈述陈述A 铁是地壳中含量最高的金属元素铁是人类最早使用的金属材料对；对；有B 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气高
