2019-2020年高考化学复习 专题05 金属及其化合物考点剖析.doc

2019-2020年高考化学复习 专题05 金属及其化合物考点剖析主标题：金属及其化合物副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：钠,铝,铁,铜难度：4重要程度：4内容： 此知识点为高考的重要考查内容，考纲要求了解钠及其氧化物的性质。 了解碳酸钠和碳酸氢钠的性质，能正确鉴别并转化。了解铝铁铜及其重要化合物的主要性质和应用以Fe2+、Fe3+相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应，能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。 题型有选择题（结合离子反应、氧化还原反应）、无机推断（结合实验操作和化工生产实际）等，重在考查学生对各种金属及其化合物性质的掌握，如xx年山东高考12题以离子方程式判断正误的形式考查钠铝铜化合物的性质，xx年山东高考31题结合实验操作分离提纯考查铜镁铁的性质，有一定的难度，但很注重基础知识的掌握情况，如考查硫酸铝与氨水的反应，所以平常学习要注重落实双基。复习备考主要抓住以下知识点：知识点一、钠及其化合物知识网络:1、钠与水的反应(1)实验过程： Na与水的反应(2)反应原理：2Na2H2O2NaOHH2(3)注意事项：取钠不要太大，钠块过大，会发生爆炸(4)实验现象： (5) 2收集并检验钠与水反应放出的气体(1)实验过程：收集并检验Na与水反应生成的气体(2)反应原理：2Na2H2O2NaOHH2，2H2O22H2O。(3)注意事项试管内要装满水，不要留有气泡，以防点燃时发生爆炸。钠不要太大，用刺有小孔的铝箔包住，包裹时不要用手触摸金属钠。试管中气体集满后，不要急于从水中取出试管，应待钠反应完毕后再取试管，以避免在取试管时，皮肤蘸上钠而灼伤。试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立，点燃时可将试管微微倾斜。(4)实验现象：试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声。(5)实验结论：钠与水反应剧烈，生成碱放出氢气。3钠和氧气的反应(1)实验过程：钠与氧气的反应(2)反应原理：2NaO2Na2O2，2Na2O22H2O4NaOHO2(3)注意事项玻璃管中装的钠不能太大，太大反应太剧烈，会将玻璃管炸裂。反应开始时，即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管，但是角度不能太大，以防止钠从玻璃管中脱出并能保证空气疏通从而观察到明显现象。在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去，用纯钠进行实验因为表面被氧化的钠在受热熔化后，钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察。加热时间不能太长，否则钠与O2迅速反应、燃烧起来，现象就不是很明显了。盛Na2O2的小试管要干燥。(4)实验现象：钠熔成小球，先变成白色后变成淡黄色固体，淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体。(5)实验结论钠熔点低，与O2加热反应生成Na2O2，Na2O2遇水生成O2。4、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应(1)实验步骤 (2)反应原理Na2CO32HCl2NaClH2OCO2或CO32-2HH2OCO2NaHCO3HClNaClH2OCO2或HCO3-HH2OCO2(3)注意事项：使用的盐酸浓度不能太大，否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管.(4)实验现象和结论：两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体，但NaHCO3与盐酸反应更剧烈。【典型例题】：例1将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中，有气体放出，且溶液质量减轻的是（）A、B、C、 D、答案 D 解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中，均有产生，故都满足题目的第一个条件“有气体放出”，而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有放出，故溶液质量是增加的。D选项中由于与反应生成的NaOH还能继续与反应析出沉淀：，反应后溶液质量减轻。例2 将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来，并放在石棉网上加热，反应后生成的固体是A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠答案 A、C解析 在加热条件下，钠既能与硫化合生成，也能与空气中的氧气反应生成，而钠又是过量的，所以除生成外还有生成。例3 2.1g 和组成混合气体与足量的充分反应后，立即通入足量的固体中，固体质量增加（）A、2.1gB、3.6 gC、7.2 gD、不可确定答案 A解析 和与燃烧的化学方程式为：，；、跟的反应分别为：，。从4个化学方程式可以看出：增加的质量恰好为和混合气体的质量，即。例4 某干燥粉末可能由、中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应，有气体X逸出，X通过足量的溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热，也有气体放出，且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量，下列判断正确的是（ ）A、粉末中一定有，B、粉末中一定不含有和C、粉末中一定不含有和D、无法肯定粉末里是否含有和答案 A、D解析 与盐酸反应产生气体的物质可能有、和，气体X通过足量的溶液后体积缩小(而不是气体全部消失)，说明X由和组成，原粉末中、和至少有一种一定存在。将原混合粉末加热，有气体放出，说明混合物中一定有，但受热分解会使混合物粉末质量减少，而实际剩余固体的质量都增加了，原因只能是发生了反应：。综上分析，混合物中有、，无法确定混合物中是否有和。例5 将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 molL1的盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是()答案C解析向NaOH和Na2CO3的混合溶液中滴加盐酸，发生反应：OHH=H2O、COH=HCO、HCOH=H2OCO2，由此可知答案为C项。知识点二、铝及其化合物1、铝(1)与O2反应：常温下，铝的表面形成致密的氧化膜(具有一定的抗腐蚀性)；点燃或加热时的化学反应方程式为：4Al3O22Al2O3；(2)与酸反应：常温下，铝遇浓HNO3、浓H2SO4能够发生钝化；铝与盐酸反应，离子方程式为2Al6H=2Al33H2；(3)与强碱反应：铝与NaOH溶液反应化学方程式为：2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2；(4)铝热反应：铝与氧化铁反应的化学反应方程式为：2AlFe2O3Al2O32Fe；2、氧化铝两性氧化物：Al2O36HCl=2AlCl33H2O、Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O3、氢氧化铝：（1）两性氢氧化物Al(OH)33HCl=AlCl33H2O、Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O (2)制备：向铝盐中加入氨水，离子方程式为：Al33NH3H2O=Al(OH)33NHNaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCONaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlOAl36H2O=4Al(OH)34、铝三角之间的转化：有关反应的离子方程式为： Al33NH3H2O=Al(OH)33NH Al33AlO6H2O=4Al(OH)3Al33OH=Al(OH)3 Al(OH)33H=Al33H2OAl34OH=AlO2H2O AlO4H=Al32H2OAlOCO22H2O=Al(OH)3HCOAlOHH2O=Al(OH)3Al(OH)3OH=AlO2H2O【典型例题】：1、足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()A氢氧化钠溶液B稀硫酸C盐酸 D稀硝酸 答案A 解析铝与稀硝酸反应但不产生H2，与NaOH溶液反应方程式为2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2，可知2 mol Al可消耗2 mol NaOH，生成3 mol H2；与稀硫酸反应方程式为2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，可知2 mol Al消耗3 mol H2SO4，生成3 mol H2；2、下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是()NaHCO3(NH4)2SO3Al2O3Al(OH)3AlA全部 B只有C只有 D只有 答案A 解析弱酸的酸式盐、弱酸弱碱盐、Al、Al2O3、Al(OH)3等物质既可与强酸反应又可与强碱反应，故选A项。3、向物质的量浓度均为1 molL1的AlCl3和盐酸的混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，如图中n表示Al(OH)3的物质的量、V表示NaOH溶液的体积能正确表示这个反应过程的是()答案D解析向混合溶液中逐滴滴入NaOH溶液，反应情况分为三个阶段：第一阶段为OHH=H2O，此时无沉淀产生；第二阶段有白色沉淀产生，反应的离子方程式为Al33OH=Al(OH)3；第三阶段滴加NaOH溶液至过量，沉淀逐渐溶解最后完全消失，反应的离子方程式为Al(OH)3OH=AlO2H2O，结合反应方程式及浓度关系可知三个阶段消耗NaOH物质的量之比为131。4、向30 mL 1 molL1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 molL1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为()A3 mL B7.5 mL C15 mL D17.5 mL 答案B解析把该题的信息转化为图像，用图像法求解，如图所示： 当生成沉淀0.01 mol时需NaOH 0.03 mol或需NaOH 0.11 mol，显然B项符合题意。5、室温下，在0.2 molL1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 molL1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如下图，下列有关说法正确的是()Aa点时，溶液呈酸性的原因是Al3水解，离子方程式为：Al33OHAl(OH)3 Bab段，溶液pH增大，Al3浓度不变Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时，Al(OH)3沉淀开始溶解 答案C解析C项中，假设合金都是铝，生成Al(OH)3沉淀消耗NaOH溶液的体积为80 mL30 mL50 mL，溶解Al(OH)3沉淀需要 mL NaOH溶液，所需NaOH溶液的总体积(80) mL。假设合金都是镁，生成Mg(OH)2沉淀后，Mg(OH)2不再溶解，即需要NaOH溶液的体积为80 mL，所以a的取值范围为80a80，C项错误。知识三、铁及其化合物有关“铁”的知识，其知识点贯穿于教材的各个章节，显得分散、零乱，一定程度上影响了同学们的学习。为了使同学们尽快掌握、巩固、提高“铁”知识，必须选择科学的复习方法，达到事半功倍的效果。一、构建网络铁及其主要化合物的相互关系如下：二、列表比较1、铁的主要化学性质小结如下：2铁的氧化物3.铁的氢氧化物 （1）Fe(OH)2 ：与非氧化性酸(如稀盐酸)反应 ：Fe(OH)22H=Fe2H2O 与氧化性酸(如稀HNO3)反应 ：3Fe(OH)210HNO=NO3Fe38H2O与还原性酸HI反应 ：Fe(OH)22H=Fe22H2O （2）Fe(OH)3 ：与非氧化性酸(如稀盐酸)反应 ：Fe(OH)33H=Fe33H2O与氧化性酸(如稀HNO3)反应 ：Fe(OH)33H=Fe33H2O与还原性酸HI反应 ：2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O（3）二者转化：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)34、铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为2价和3价，请归纳总结：(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成2价？ (2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成3价？ 解析：(1)FeFe2：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。如：FeSFeS,2HFe=Fe2H2，Cu2Fe=Fe2Cu。(2)FeFe3：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe3Cl22FeCl3，Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,2Fe6H2SO4(浓)Fe2(SO4)33SO26H2O。5、铁及其化合物的相互转化：【典型例题】：1、下列物质能用化合反应直接制得的是()FeCl2Fe(OH)3NaHSO3Fe(OH)2 ABC D 答案B 解析均可通过化合反应制得，其反应依次是：FeCl3Fe、Fe(OH)2H2OO2、Na2SO3H2OSO2(或NaOHSO2)。2、下列图像表示将铁粉逐渐加入到一定量的稀硝酸中时，铁和硝酸铁之间物质的量(mol)的关系，其中正确的是()答案B 解析由发生反应的化学方程式，得出关系式：FeFe(NO3)3，2Fe3Fe，即2 mol Fe参加反应，生成2 mol Fe(NO3)3，1 mol Fe与2 mol Fe(NO3)3反应，对比图像比例关系，B项正确。3、为了验证Fe3的性质，某化学兴趣小组设计了下图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是()A BC D 答案C 解析不反应，实验方案及现象均错；检验的是Cl，与Fe3的性质无关。4、等质量的下列物质与足量稀硝酸反应，放出NO物质的量最多的是() AFeO BFe2O3 CFeSO4 DFe3O4 答案A 解析Fe2O3与硝酸反应不产生NO，等质量的FeO、FeSO4、Fe3O4中2价铁的物质的量最大的是FeO，失电子数最多，产生NO的物质的量最多。 5、在硫酸铁溶液中，加入a g铜，完全溶解后，又加入b g铁，充分反应后得到c g残余固体，且bc，则下列判断正确的是()A最后得到的溶液中含有Fe3 B残余固体可能为铁、铜混合物C最后得到的溶液中只含Cu2 D残余固体一定全部是铜 答案B解析依据：2Fe3Cu=2Fe2Cu2，a g Cu完全溶解，有2个可能：(1)刚好反应完全，溶液中有Fe2、Cu2，(2)Cu不足，溶液中有Fe2、Cu2和Fe3，再依据：加入Fe后2Fe3Fe=3Fe2优先反应，最后有固体残余，这一步的反应中铁没有不足，否则就不会有残余，接下来反应：FeCu2=Fe2Cu，这一步的反应中不管铁过量还是不足都会有残余固体，也就是Fe不过量的话就是Cu剩余，Fe过量则就是Cu和Fe剩余。 知识点四、铜及其化合物 物质CuO Cu2O Cu的化合价 2 1 主要物理性质 黑色粉末，不溶于水 红色粉末，不溶于水 主要化学性质 与H2反应 CuOH2 CuH2OCu2OH2 2CuH2O与C反应 2CuOC2CuCO22Cu2OC4CuCO2铝热反应 2Al3CuO Al2O33Cu2Al3Cu2O Al2O36Cu与酸反应 CuO2H= Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O转化关系 4 CuO2 Cu2O+ O2【典型例题】：1、出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程 答案B解析锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度大，可判断A项错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B项正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C项不正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D项错。2、已知A、B、C是单质且C是绿色植物光合作用的产物之一，X、Y是化合物，它们之间的转化关系如下(反应条件略)：下列A、B间的对应关系，不正确的是()A. A是铝，B是铁BA是碳，B是硅CA是氢气，B是铜DA是钠，B是氢气答案D解析由题意知C为O2。对于A项，A为Al，B为铁，则X为Fe3O4，Y为Al2O3，符合框图关系；对于B项，A为C，B为Si时，X为SiO2，Y为CO，符合框图转化关系；对于C项为： 符合转化关系；对于D项：，不符合转化关系。3将一定量铝粉和氧化铜混合加热，反应的化学方程式为3CuO2Al3CuAl2O3。反应结束后，为了检验氧化铜是否完全反应，取少量反应后的固体，加入一定量的稀硫酸，充分反应后，将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中，能够说明氧化铜没有完全反应的是()加入稀硫酸后，有气泡生成加入稀硫酸后，没有气泡生成加入稀硫酸后，溶液中有红色不溶物质插入溶液中的铁片表面有红色物质析出A只有BC D答案A解析铝粉与氧化铜混合加热后，固体残留物有以下三种情况：(1)恰好完全反应，生成铜和氧化铝；(2)铝过量，固体中含有铜、氧化铝和铝；(3)氧化铜过量，固体中含有氧化铜、铜和铝，以上三种情况只有(3)氧化铜有剩余。加入稀硫酸后有气泡生成，说明铝过量，(2)符合，氧化铜没剩余；加入稀硫酸后没有气泡生成，说明没有铝，(1)、(3)都有可能符合，无法证明氧化铜一定剩余；向反应后的固体中加入足量的稀硫酸，铜不能溶解，故溶液中一定会有红色不溶物质，不能证明；若有氧化铜剩余，能与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。充分反应后再插入铁片，若铁片表面会析出红色的固体，则一定是与硫酸铜反应置换出来的铜，证明原固体中含有氧化铜，正确。4某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C溶液A和B均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施答案C解析盐酸和Al反应，剩余铜，利用产生的氢气的体积，即可求出铝的质量分数，从而得出铜的质量分数；如用NaOH也和铝反应，根据产生的氢气的体积，也可求出铜的质量分数，所以A项叙述正确；如果选用浓硝酸，硝酸可以和铜反应，铝钝化使剩余固体的质量偏大，从而使测得铜的质量分数偏小，所以B项正确；C项如果选用稀硝酸，稀硝酸与铜、铝均反应，就会造成方案中没有固体剩余，所以C项错误；无论选用NaOH溶液还是盐酸，最后剩余的固体都是Cu，利用方案直接测固体的质量比较方便，而方案测气体的体积比较麻烦，所以方案更便于实施，故D项叙述正确。