專題化學(xué)金屬元素性質(zhì)及其化合物

1、專題化學(xué)金屬元素性質(zhì)及其化合物 元素及其化合物知識(shí)是歷年高考命題的重點(diǎn)陣地。元素化合物知識(shí)一般從兩個(gè)方面進(jìn)行考查：(1)獨(dú)立考查單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)；(2)作為有關(guān)概念、理論、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的載體，并聯(lián)系生產(chǎn)生活、環(huán)境保護(hù)等進(jìn)行命題設(shè)計(jì)。有機(jī)化學(xué)知識(shí)主要以拼盤式選擇題進(jìn)行考查，涉及的考點(diǎn)主要有：(1)典型有機(jī)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及應(yīng)用；(2)有機(jī)方程式的書寫及反應(yīng)類型的判斷；(3)同分異構(gòu)體的書寫與判斷等。 在復(fù)習(xí)本專題知識(shí)內(nèi)容時(shí)，要充分發(fā)揮物質(zhì)結(jié)構(gòu)、元素周期律等有關(guān)化學(xué)理論的指導(dǎo)作用。在縱向上注意抓住物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途、制法這條主線，在橫向上要注意抓住物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化以及官能團(tuán)的變化規(guī)律，善于從不同

2、角度去分析、比較、構(gòu)建完整的知識(shí)體系，形成立體化的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。金屬元素及其化合物1.常見金屬元素(如Na、Al、Fe、Cu等)。(1)了解常見金屬的通性、金屬冶煉的原理。初步了 解金屬的回收。(2)了解常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng) 用。(3)了解合金的概念及其重要應(yīng)用。2以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。一、鈉及其化合物1鈉在常溫下與在點(diǎn)燃條件下與O2反應(yīng)分別生成什么物質(zhì)？它們與H2O、CO2反應(yīng)的產(chǎn)物相同嗎？有何用途？提示：Na2O、Na2O2，前者生成NaOH、Na2CO3，后者還生成O2，Na2O2可用作供氧劑。2鈉在含有酚酞的水中反應(yīng)的現(xiàn)象是什么？如何解釋？提示：浮(密度比水小)、游(

3、劇烈反應(yīng)產(chǎn)生氣體)、熔(反應(yīng)放熱、鈉熔點(diǎn)低)、響(產(chǎn)生氣體，反應(yīng)劇烈)、紅(生成NaOH)。3鈉能置換出CuSO4溶液中的Cu嗎？提示：不能，Na先與水反應(yīng)，最終生成Cu(OH)2沉淀。4Na2CO3、NaHCO3的熱穩(wěn)定性如何比較？等物質(zhì)的量的二者與鹽酸的反應(yīng)現(xiàn)象有何不同？提示：利用套管加熱，內(nèi)管放NaHCO3，外管放Na2CO3，將導(dǎo)氣管插入澄清石灰水中，看哪個(gè)能產(chǎn)生使之產(chǎn)生渾濁的氣體；Na2CO3耗酸多，產(chǎn)生氣泡慢，NaHCO3耗酸少，產(chǎn)生氣泡快。二、鋁及其化合物1鋁與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)有何量的不同？提示：等物質(zhì)的量的鋁耗鹽酸是NaOH的3倍，產(chǎn)生的H2一樣多。2設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)從Al2O3

4、、Fe2O3、SiO2的混合物中冶煉金屬鋁？提示：3向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液有何現(xiàn)象？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備Fe(OH)2?提示：先產(chǎn)生白色沉淀，又迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；要隔絕空氣，可使用H2作為保護(hù)氣來制備。4如何檢驗(yàn)Fe3的存在？提示：用KSCN溶液，若產(chǎn)生血紅色物質(zhì)，則證明存在Fe3。5工業(yè)常用Fe3腐蝕Cu線路版，你能寫出其離子方程式嗎？提示：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。1鈉與O2的反應(yīng)產(chǎn)物與反應(yīng)條件有關(guān)，即使鈉在少量 O2中燃燒也生成Na2O2。2常溫下鐵、鋁遇濃HNO3、濃H2SO4發(fā)生鈍化。鈍化并不是不反應(yīng)，而屬于化學(xué)變化，鈍化體現(xiàn)了濃HNO3和濃H2SO4的強(qiáng)氧

5、化性。3Na2O2和CO2或H2O反應(yīng)的過程中，每有1 mol Na2O2參 加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1 mol，且勿誤認(rèn)為2 mol。4鐵與濃硝酸反應(yīng)時(shí)，如果鐵足量，開始生成Fe(NO3)3和 NO2，隨著硝酸濃度的減小，還原產(chǎn)物變?yōu)镹O，當(dāng)硝 酸完全反應(yīng)后，過量的鐵與Fe(NO3)3反應(yīng)生成Fe(NO3)2。5檢驗(yàn)含有Fe3溶液中的Fe2時(shí)應(yīng)選用KMnO4溶液，其 現(xiàn)象是：溶液紫紅色褪去。判斷正誤：(正確的打“”號(hào)，錯(cuò)誤的打“”號(hào))(1)(2009全國(guó)卷)向Na2CO3溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO2與原Na2CO3的物質(zhì)的量之比為12。 ()(2)(2009重慶高考)N

6、a的金屬活動(dòng)性比Mg強(qiáng)，故可用Na 與MgCl2溶液反應(yīng)制Mg。 ()(3)(2011重慶高考)Fe分別與Cl2和稀鹽酸反應(yīng)所得氯化物 相同。 ()(4)(2009重慶高考)Fe在氯氣中燃燒生成FeCl3，故與其他 非金屬反應(yīng)的產(chǎn)物中Fe也顯3價(jià)。 ()(5)(2008北京高考)與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿都反應(yīng)的物質(zhì)只有兩性 氧化物或兩性氫氧化物。 ()做考題查漏補(bǔ)缺1(2011山東高考)Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是 ()A三者對(duì)應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物B三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接 蒸干的方法D電解AlCl3、Fe

7、Cl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依 次析出Cu、Fe、Al解析：A項(xiàng)，Al2O3為兩性氧化物；B項(xiàng)，Cu在空氣中的CO2和H2O(g)的作用下與O2反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3；C項(xiàng)，三種鹽均為強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱時(shí)都水解，且生成易揮發(fā)的HCl，隨著水分和HCl的揮發(fā)，蒸干時(shí)都得到金屬氧化物和其氫氧化物的混合物；D項(xiàng)，電解AlCl3溶液陰極上的產(chǎn)物為H2和Al(OH)3。答案：C解析：根據(jù)題意，反應(yīng)過程如下：答案：C3下圖表示有關(guān)物質(zhì)(均由短周期元素形成)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A為常見的金屬單質(zhì)，B為非金屬單質(zhì)(一般是黑色粉末)，C是常見的無色無味液體，D是淡黃色的固體化合物。(反應(yīng)條件圖中已

8、省略。)(1)A、B、C、D代表的物質(zhì)分別為_、_、_、_(填化學(xué)式)；(2)反應(yīng)中的C、D均過量，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_；(3)反應(yīng)中，若B與F物質(zhì)的量之比為43，G、H分別是_、_(填化學(xué)式)；(4)反應(yīng)產(chǎn)物中K的化學(xué)式為_；(5)反應(yīng)的離子方程式為_。解析：(1)由C是常見無色無味的液體，推知為H2O；D是淡黃色固體化合物，推知D為Na2O2，C、D反應(yīng)后生成NaOH，并且又能和常見金屬單質(zhì)A反應(yīng)，可知A為Al；由B為黑色非金屬單質(zhì)，猜測(cè)為碳。(2)分步書寫，減少錯(cuò)誤。先寫出Na2O2與H2O的反應(yīng)，再寫NaOH與Al的反應(yīng)。(3)根據(jù)C和O2反應(yīng)的物質(zhì)的量，兩者比值為44時(shí)產(chǎn)物為CO2

9、，比值為42時(shí)，產(chǎn)物為CO，現(xiàn)在比值為43，所以產(chǎn)物為CO2和CO的混合物。(4)Na2O2和CO2反應(yīng)生成Na2CO3和O2。(5)溶液甲的成分為NaOH和NaAlO2，通入CO2后，CO2可以和NaAlO2溶液反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，同時(shí)CO2又和NaOH反應(yīng)生成Na2CO3，兩者相加，即得總方程式，然后再拆為離子方程式。 鏈知識(shí)觸類旁通金屬的化學(xué)通性金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au原子失電子能力強(qiáng)弱單質(zhì)還原性強(qiáng)弱陽離子氧化性弱強(qiáng)金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與非金屬反

10、應(yīng)Cl2都能直接化合，變價(jià)金屬一般生成高價(jià)金屬氯化物不反應(yīng)O2常溫易氧化，點(diǎn)燃生成過氧化物或超氧化物常溫生成氧化膜加熱化合不反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與H2O反應(yīng)常溫下反應(yīng)生成堿和H2與熱水反應(yīng)在有堿存在下反應(yīng)與水蒸氣在高溫下反應(yīng)不反應(yīng)不反應(yīng)與H反應(yīng)生成鹽和氫氣不反應(yīng)不反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與氧化性酸(濃H2SO4、HNO3)不生成H2，F(xiàn)e、Al遇濃H2SO4、濃HNO3鈍化與濃HNO3生成NO2，與稀HNO3生成NO不反應(yīng)，與王水反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序K、

11、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與鹽溶液反應(yīng)不與鹽反應(yīng)而先與水反應(yīng)排在前面的金屬把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來堿的穩(wěn)定性受熱不分解加熱分解金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au冶煉方法電解法(電解熔融的鹽、氧化物、氫氧化物)熱還原法(C、H2、CO、活潑金屬)熱分解法或其他方法做考題查漏補(bǔ)缺4(2011北京高考)下列實(shí)驗(yàn)方案中，不能測(cè)定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是 ()A取a克混合物充分加熱，減重b克B取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得 b克固體C

12、取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收， 增重b克D取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、烘 干，得b克固體 解析：本題考查化學(xué)計(jì)算。A選項(xiàng)采用差量法，減少的質(zhì)量為碳酸氫鈉分解生成的二氧化碳和水的質(zhì)量，由此可求出碳酸氫鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；B選項(xiàng)中b克固體為生成的氯化鈉的質(zhì)量，根據(jù)鈉原子守恒和混合物總質(zhì)量可列式計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；C選項(xiàng)中堿石灰增加的質(zhì)量為鹽與酸反應(yīng)生成的二氧化碳和水的質(zhì)量及溶液中揮發(fā)出來的水蒸氣的質(zhì)量，因此不能通過數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；D選項(xiàng)中沉淀的質(zhì)量即為碳酸鋇的質(zhì)量，根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量和混

13、合物總質(zhì)量可以列式求出碳酸鈉的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案：C5(2011廣東高考)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探討 Mg 及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是 ()A將水加入濃硫酸中得稀硫酸，置鎂片于其中探討 Mg 的 活潑性B將 NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2 沉淀的生成C將 Mg(OH)2 濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾， 洗滌并收集沉淀D將Mg(OH)2 沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中，加足量稀鹽酸，加熱 蒸干得無水MgCl2固體 解析：本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作，意在考查考生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作的熟練運(yùn)用能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)能力。濃硫酸稀釋時(shí)，應(yīng)將濃硫酸沿玻

14、璃棒緩慢加入水中以防止液滴飛濺，A項(xiàng)錯(cuò)誤；將NaOH溶液與MgSO4 溶液混合即可得到Mg(OH)2沉淀，B項(xiàng)正確；過濾時(shí)，應(yīng)使用玻璃棒引流，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg2水解，對(duì)MgCl2溶液直接加熱，不能得到MgCl2固體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B6(2010北京高考)由短周期元素組成的化合物X是某抗酸藥的有效成分。甲同學(xué)欲探究X的組成。查閱資料：由短周期元素組成的抗酸藥的有效成分有碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鋁、硅酸鎂鋁、磷酸鋁、堿式碳酸鎂鋁。Al3在pH時(shí)沉淀完全；Mg2在pH時(shí)開始沉淀，在pH時(shí)沉淀完全。實(shí)驗(yàn)過程：.向化合物X粉末中加入過量鹽酸，產(chǎn)生氣體A，得到無色溶液。.用鉑絲蘸取少量中所得的溶液，在火焰

15、上灼燒，無黃色火焰。.向中所得的溶液中滴加氨水，調(diào)節(jié)pH至56，產(chǎn)生白色沉淀B，過濾。.向沉淀B中加過量NaOH溶液，沉淀全部溶解。.向中得到的濾液中滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至12，得到白色沉淀C。(1)中氣體A可使澄清石灰水變渾濁，A的化學(xué)式是_。(2)由、判斷X一定不含有的元素是磷、_。(3)中生成B的離子方程式是_。(4)中B溶解的離子方程式是_。(5)沉淀C的化學(xué)式是_。(6)若上述n(A)n(B)n(C)113，則X的化學(xué)式是_。2金屬氧化物的性質(zhì)類別性質(zhì)實(shí)物活潑金屬氧化物能溶于水而生成堿Na2O、CaO活潑性較差的金屬氧化物不溶于水，大多數(shù)溶于酸CuO兩性氧化物既能與酸反應(yīng)，又能

16、與堿反應(yīng)，生成鹽和水Al2O33.氫氧化物的性質(zhì)4金屬陽離子的檢驗(yàn)做考題查漏補(bǔ)缺7(2011嘉興測(cè)試)鈉及其化合物的下列用途與化學(xué)性質(zhì)有關(guān)的是()A制焰火B(yǎng)作原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑C冶煉金屬鈦D應(yīng)用在電光源答案：C8(2011臨汾模擬)向FeI2、FeBr2的混合溶液中通入適量氯氣，溶液中某些離子的物質(zhì)的量變化如圖所示。已知：2Fe2Br2=2Fe32Br，2Fe32I=2Fe2I2，則下列有關(guān)說法中，不正確的是().A線段BD表示Fe3物質(zhì)的量的變化B原混合溶液中FeBr2的物質(zhì)的量為6 molC當(dāng)通入2 mol Cl2時(shí)，溶液中已發(fā)生的離子反應(yīng)可表示 為：2Fe22I2Cl2=2Fe3I24ClD原溶液中：n(Fe2)n(I)n(Br)213解析：通過題給信息可知，發(fā)生反應(yīng)的先后順序?yàn)椋?ICl2=I22Cl，2Fe2Cl2=2Fe32Cl，2BrCl2=Br22Cl。在AB段發(fā)生反應(yīng)2ICl2=I22Cl，所以n(I)2 mol；在BD段，發(fā)生反應(yīng)2Fe2Cl2=2Fe32Cl，故原溶液中n(Fe2)4 mol，所以A項(xiàng)正確；從D開始發(fā)生反應(yīng)2BrCl2=Br22Cl，所以原溶液中n(Br)6 mol，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；對(duì)于C項(xiàng)，根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的先后順序判斷，也正確。答案：B9(2011重慶高考，有改動(dòng))用于金屬焊接的某種