2019年高考化学二轮复习 专题11 金属及其化合物（讲）（含解析）.doc

专题11 金属及其化合物（1） 考纲要求1.了解金属（如Na、Al、Fe、Cu等）在周期表中的位置及其性质递变的规律。2.了解常见金属元素及其重要化合物的主要性质及应用。3.了解合金的概念及其重要应用。4.以上各部分知识的综合应用。（2） 命题规律钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的金属元素，特别是铁在国民经济中占有极其重要的地位，这部分内容一直是高考考查的重点。如以钠及其化合物(特别是Na2O2、NaHCO3、Na2CO3)的性质为载体的推断题或实验题、铝及其化合物的两性、Fe2+与Fe3+之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等。钠及其化合物、合金与硝酸的反应是每年高考的必考知识点。估计以后高考试题将会在选择题中以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的鉴别与分离等角度考查金属元素及其化合物的性质，也会在非选择题中以金属元素的性质为载体，通过推断题、实验题，考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。【例1】【2018新课标1卷】磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是 （ ）A合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠【答案】D【解析】分析：正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠，滤渣中含有磷酸亚铁锂，加入硫酸和硝酸酸溶，过滤后点睛：本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收，明确流程中元素的转化关系是解答的关键，题目难度不大。 络离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2；化学方程式：2NaO2Na2O2；离子方程式：2Na2O22H2O=4Na4OHO2；化学方程式：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2；化学方程式：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；离子方程式：2OHCO2=COH2O；离子方程式：CO2OH=HCO；化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。（2）注意事项钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的。Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol，如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol。不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为12。2、镁及其化合物HClMgMgOMgCO3Mg(OH)2MgCl2MgSO4H2SO4H2SO4H2SO4电解沸水HClNaOHCa(OH)2H2O煅烧O2点燃CO2点燃（1）知识网络（2）注意事项镁在空气中燃烧主要发生反应：2MgO22MgO，此外还发生反应：3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC。加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀，因为Mg(OH)2比MgCO3更难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2Mg(OH)22CO2。3、铝及其化合物（1）知识网络离子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；离子方程式：Al2O32OH=2AlOH2O；离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；化学方程式：2Al(OH)3Al2O33H2O；离子方程式：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。（2）拓展反应NaAlO2与少量盐酸或过量盐酸反应的离子方程式：AlOHH2O=Al(OH)3、AlO4H=Al32H2O。向 NaAlO2 溶液中通入少量或过量 CO2 反应的离子方程式：2AlOCO23H2O=2Al(OH)3CO、AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO 。Al2(SO4)3 溶液与 NaHCO3 溶液反应的离子方程式：Al33HCO=Al(OH)33CO2。用离子方程式表示 NaAlO2 与 NaHCO3 不能共存的原因：AlOH2OHCO=Al(OH)3CO。（3）注意事项铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，但熔化的铝并不滴落。铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活动性应比铝弱。Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCO，不过量时生成CO，书写离子反应方程式时要特别注意。4、铁及其化合物（1）知识网络（2）注意事项Fe与Cl2反应只能生成FeCl3，与I2反应生成FeI2，与反应物的用量无关。过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，均生成Fe2。要注意产生的Fe3还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe2Fe3=3Fe2。Fe2O3、Fe(OH)3与氢碘酸反应时，涉及Fe3与I的氧化还原反应，产物为Fe2、I2和H2O。“铁三角”中的转化关系5、铜及其化合物知识网络6、金属冶炼【例1】【江苏兴化一中2019届高三上学期12月月考】给定条件下，下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是 （ ）ANaCl(aq)NaHCO3(s) Na2CO3(s)BCuCl2 Cu(OH)2 CuCAl NaAlO2(aq) NaAlO2(s)DMgO(s) Mg(NO3)2(aq) Mg(s)【答案】C【解析】A. NaCl溶液中通入二氧化碳不能反应生成碳酸氢钠，但碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，故不正确；【趁热打铁】【江苏南通海安高级中学2019届高三11月检测】在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 （ ）ANaNa2O2NaOHBMgCO3MgCl2（aq）MgCFeAlH2DC6H5ONaC6H5OHCO2【答案】A【解析】A.钠在氧气中燃烧生成过氧化钠，过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，可以实现转化，A正确；B. 工业上电解熔融的氯化镁得到金属镁，而电解氯化镁溶液得不到金属镁，B错误；C.金属铝的活泼性大于铁，所以铁不能置换铝，反应不能发生，C错误；D.苯酚显弱酸性，酸性弱于碳酸，苯酚与碳酸钠溶液反应生成苯酚钠和碳酸氢钠，不产生二氧化碳，D错误；综上所述，本题选A。 【解析】由图象可知，向合金溶解后的溶液中加盐酸，先发生NaOH+HClNaCl+H2O，后发生铝及其化合物图像问题分析：1铝盐与碱、偏铝酸盐与酸反应图像操作向可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液到过量向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量图像图1图2操作向偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量向稀盐酸中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量图像图3图4操作向AlCl3溶液中滴加氨水或NaAlO2溶液至过量向NaAlO2溶液中通入CO2或加入AlCl3溶液至过量图像图5图6操作向混合离子(H、Mg2、Al3)中滴加NaOH溶液至过量向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液，后加入盐酸(NaOH溶液与盐酸的物质的量浓度相等)图像图7图82解答图像题思维模板【说明】前两“看”较直观，难度较小。第三“看”难度大些，只有在正确书写出变化过程中的反应程式并理清化学方程式中化学计量数与题目相关量的数量关系才能顺利破题。【例】【湖北八校2019届高三12月第一次联考】2018第十二届中国国际航空航天博览会于11月6目至11日在珠海举行，银铜合金广泛用于航空工业。从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80。（1）加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4的速率的措施有_、_(写出两种)。（2）滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为_。（3）固体混合物B的组成为_；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_（4）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：_CuO+_Al2O3_CuAlO2+_（5）硫酸铜溶液可用于浸取硫铁矿中的铁元素，浸取时发生复杂的氧化还原反应。反应体系中除CuSO4和FeS2外，还有H2SO4、Cu2S、FeSO4和H2O，下列对该反应的分析不正确的是_(填序号)。A.氧化剂为CuSO4和FeS2 B.反应后溶液的pH降低C.每转移2mol电子消耗3 mol Cu SO4 D.被氧化的FeS2只占总量的30%【答案】搅拌 适当升温、适当增大硫酸的浓度 3Ag+4H+NO3-=3Ag+NO+2H2O Al(OH)3和CuO的混合物 Al(OH)3+OH=AlO2+2H2O 4 2 4 O2 C 【解析】由工艺流程图可以知道，废料在空气中熔炼时，Cu被氧化，渣料中含有CuO及少量的Ag，向渣A.在该氧化还原反应中，CuSO4是得电子的物质，是反应中的氧化剂，FeS2一部分被氧化为FeSO4，另一部分被还原为Cu2S，所以FeS2在这个反应中既是氧化剂又是还原剂，故A正确；B.反应生成了H2SO4，溶液的酸性增强，pH降低，故B正确；C.每转移21mol电子消耗14molCuSO4，即每转移3mol电子消耗2molCuSO4， 故C错误；D.根据反应方程式可知，被氧化的FeS2只占总量的30%，故D正确。故答案为：C。误区警示：1.金属元素化合物知识学习要与基本实验实验、化工生产工艺、日常生活等结合起来，做到学以致用，而不是简单的来回重复和死记硬背。2.在做好会做的题的基础上，关键要处理好半会半不会的试题，尽量争取多拿分，哪怕只写一个方程式或公式。对于从来就不会的题或某一小问，果断舍去。