金属元素及其化合物复习

1、金属元素及其化合物【考点精要】一、金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置结构特点：金属元素原子的最外层电子数较少，原子的半径（与同周期元素相比）较大。位置：金属元素集中于元素周期表的右下方，分布于部分主族和所有的副族及VIII族。二、金属性强弱的判断规律 跟水（或非氧化性酸）反应的剧烈程度；金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱；置换反应；原电池的正、负极；电解时金属阳离子的放电顺序（金属阳离子的氧化性）。三、金属单质的性质 金属单质的化学性质：金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化：M-ne=Mn+。金属单质跟酸(非氧化性酸、氧化性酸)反应的规律警示误区1. 铁与强氧化性酸反应不一定生成三价

2、铁的化合物，如铁与浓硫酸、硝酸等反应，若铁过量则生成亚铁离子。2. 具有金属光泽并能导电的单质不一定是金属，如石墨、硅都具有金属光泽，它们属于非金属单质。3. 含金属元素的离子不一定都是阳离子，如Al(OH)4。 4. 金属单质Al、Fe遇冷的浓HNO3、浓H2SO4发生钝化为化学变化。5. 金属单质在溶液显酸性的条件下产生氢气，则溶液中不可能有NO3。授之以渔常见金属阳离子的检验规范作答答题模板：取原溶液（或待测液）少许于试管中，滴加xxxxxx溶液（试剂），若出现xxxxxx现象，则证明原溶液中含有xxxxxx离子。点拨：要确保现象的唯一性，如不能证明，则可继续加试剂描述现象，直至得出结论

3、。例：如何检验某溶液中是否含有Fe2离子？规范答案：取待测液少许于试管中，滴加几滴KSCN溶液，无明显现象，继续滴加几滴新制氯水，若溶液变为红色，则证明原溶液中含有Fe2,反之，则不含。要点点拨：要取出溶液，不能在原溶液中检验注意试剂的滴加顺序现象的准确描述（不是红色沉淀）【典题对应】典例1（2014·新课标全国II 9）下列反应中，反应后固体物质增重的是A氢气通过灼热的CuO粉末 B二氧化碳通过Na2O2粉末C铝与Fe2O3发生铝热反应 D将锌粒投入Cu(NO3)2溶液答案：B解析：A项氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO+H2Cu+H2O，固体由CuO变为Cu，反应后固体质

4、量减小，错误；B项二氧化碳通过Na2O2：粉末发生的反应为2Na2O22CO2=2Na2CO3O2，固体由Na2O2变为Na2CO3，反应后固体质量增加，正确；C项铝与Fe2O3发生铝热反应，化学方程式为2AlFe2O3Al2O32Fe，反应前后各物质均为固体，根据质量守恒定律知，反应后固体质量不变，错误；D项将锌粒投入Cu(NO3)2溶液发生的反应为ZnCu(NO3)2=Zn(NO3)2Cu，固体由Zn变为Cu，反应后固体质量减小，错误。考点：考查元素化合物知识、根据化学方程式计算。命题意图：本题以铜、铁、钠的化合物为载体，综合考查了氧化铜的氧化性、过氧化钠的自身氧化还原反应、铝热反应、金属

5、在溶液中的置换反应以及它们在反应前后固体质量变化等知识，题目的综合性较强，难度中等，侧重考查考生的综合应用能力、知识迁移应用能力。 名师坐堂：元素化合物的复习中，化学性质尤其是方程式的正确书写一定要引起高度重视，原理不清在相关的计算中就无从下手。典例2（2014·山东30）离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系，由有机阳离子、Al2Cl7和AlCl4组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。（1）钢制品应接电源的 极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为 。（2）为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢

6、制品表面的铝镀层，当反应转移6 mol电子时，所得还原产物的物质的量为 mol。（3）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有 。 aKCl b. KClO3 c. MnO2 d. Mg 取少量铝热反应所得到的固体混合物，将其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液无明显现象， （填“能”或“不能”）说明固体混合物中无Fe2O3，理由是 （用离子方程式说明）。 答案：（1）负 4Al2Cl7+3e-=Al+7AlCl4 H2 （2）3 （3） b、d 不能 Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O 2Fe3+ Fe=3Fe2+（或只写Fe+ 2Fe3+ =3Fe2+）解析：（1）在钢制品上

7、电镀铝时，即钢制品为镀件，电镀时作为阴极（与电源的负极相连）；在电镀时，阴极生成Al单质，所以电极反应为4Al2Cl7+3e-=Al+7AlCl4；电镀时若用AlCl3作为电解液，则由水电离出的H+也能在阴极放电生成H2；（2）用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层时，发生反应的方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，该反应的还原产物是H2。根据H2与转移电子数的关系：H22e-，所以H2的物质的量是3mol。（3）铝热反应常用于冶炼高熔点的金属，并且它是一个放热反应其中镁条为引燃剂，氯酸钾为助燃剂，所以答案选bd；H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式为Fe2O3+6H+

8、=2Fe3+3H2O，铝热反应生成的Fe可将Fe3+还原为Fe2+，所以不能说明固体混合物中无Fe2O3。命题意图：以铝、铁及其化合物，考查考生对电化学原理、氧化还原中有关简单计算、铝热反应的相关实验操作、铝铁及其化合物的物理、化学性质及Fe3+的检验，注重了知识体系的整合考查。名师坐堂：训练掌握基本知识、基本概念原理和基本实验操作元素化合物物理、化学性质等有关知识，尤其是Fe3+的检验的考查，特别是训练重点知识整合在新情境下解决问题的能力。【命题趋向】1典型金属元素（铝、铁、铜）及其化合物的性质用途等（选择题呈现）2以金属元素及其化合物为落点的实验试题和元素推断题、检验题。3以金属元素化合物

9、知识为背景考查化工生产化学反应原理、原料与能源的合理利用、“三废处理”与环境保护以及生产过程中的综合经济效益问题等等。【直击高考】1.（2014·北京7）下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（ ）AK BNa CFe DAl2.（2014·安徽13）室温下，在0.2mol/L Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol/L 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：Al3+3OH-Al(OH)3Ba-b段，溶液pH增大，A13+浓度不变Cb-

10、c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3（2013·山东9）足量下列物质与等质量的铝反应，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4(2013·新课标全国I10) 银质器皿日久表面会逐渐变黑，这是生成了Ag2S的缘故。根据电化学原理可进行如下处理：在铝质容器中加入食盐溶液，再将变黑的银器浸入该溶液中，一段时间后发现黑色会褪去。下列说法正确的是（ ）A处理过程中银器一直保持恒重 B银器为正极，Ag2S被还原生成单质银C该过程中总反应为2Al3Ag2S=6AgAl2S3 D黑色褪去的原因是黑

11、色Ag2S转化为白色AgCl5(2014·潍坊9)已知X、Y、Z、M均为中学常见单质或化合物，它们之间存在如图所示转化关系 (部分产物略去)。 上述转化中X可能是下列物质中的（ ） S单质 AlCl3 NaOH NH3A1种 B2种 C3种 D4种6(2013·青岛11)下列叙述正确的是（ ） ANa、Al、Fe金属单质在一定条件下与水反应都生成H2和对应的碱 B漂白粉和明矾都常用于自来水的处理，二者的作用原理不相同 C将SO2通入Ca(ClO)2溶液可生成CaSO3沉淀D过量的铜与浓硝酸反应，生成的气体只有NO27(2012·西安)下列叙述正确的是（ ）A将CO

12、2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2，产生沉淀B在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固体，铜粉仍不溶解C向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入过量NaHSO4溶液，沉淀消失D纯锌与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢；再加入少量CuSO4固体，速率不改变8（易错题）将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，向合金中加入1mol·L1的盐酸20mL，此时沉淀量达到最大值，则原合金中钠的质量为 A0.46 g B0.02g C0.80 g D0.23g9.（2012·江苏5）下列有关物质的性质与应用不相对应的是（ ）A. 明矾能水解生成Al

13、(OH)3胶体,可用作净水剂B. FeCl3溶液能与Cu反应，可用于蚀刻印刷电路C. SO2具有氧化性，可用于漂白纸浆D. Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料10将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为32，则样品中铁、铝物质的量之比为（ ）A32 B21 C34 D4311.（2012·山东28）工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。 a浓H2SO4 b稀HNO3 cNaOH溶液 d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶

14、液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在 (填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是 (注明试剂、现象)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是 。 a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 。12.（2012·山东30）实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液

15、与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下:沉淀反应器过滤洗涤沉淀干燥高温焙烧MgAl2O4氨水(B)MgCl2、AlCl3的混合溶液(A)(1)为使Mg2、Al3同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入 (填“A”或“B")，再滴加另一反应物。(2)如右图所示，过滤操作中的一处错误是 。(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 。高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是 。(4)无水AlCl3(183升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。ABCDE(收集瓶)FG浓盐酸MnO2Al粉NaOH溶液装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是 。F中试剂的作用是 。用一

16、件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为 。13. (2014·青岛一模理综30)某研究所对含硫酸亚铁和硫酸铜的工业废料进行相关的研究。实验过程如下：回答下列问题：（1）滤渣的成分为 ，操作的名称为 。（2）上图溶液B中所发生反应的离子方程式为 。（3）实验要求向溶液B中通入过量的空气，证明通入空气过量的方法是 。（4）操作第一步需要的仪器除了酒精灯、铁架台外，还需要 、 。（5）某同学利用下面装置制备氢气并利用氢气还原某金属氧化物，根据要求回答问题。请设计一个实验方案验证H2的还原性并检验其氧化产物，其装置连接顺序是A_D（除D装置外，其它装置不能重复使用），最后D

17、装置中所加药品为_，其作用是 _。点燃B处酒精灯之前必须进行的操作是_。参考答案1.答案：D解析：Fe在空气中易被氧化为疏松的氧化铁，起不到保护内层金属的作用；金属铝的表面易形成致密的氧化物薄膜保护内层金属不被腐蚀，选D。2.答案：C解析：A项铝离子的水解方程式应为Al33H2OAl(OH)33H，错误；B项ab段，溶液pH增大，水解平衡正向移动，铝离子浓度减小，错误；C项bc段，加入氢氧根主要用于生成氢氧化铝沉淀，正确；D项c点时，Al(OH)3沉淀开始溶解，错误。3.答案：A解析：首先硝酸与金属铝反应不生成氢气，根据生成物的化学式：NaAl(OH)4、Al2(SO4)3、AlCl3，通过物

18、料守恒可直接判断出等量的铝消耗NaOH物质的量最少。4.答案：B 解析：负极反应为2Al6e=2Al3；正极反应为3Ag2S6e=6Ag3S2。溶液中的Al3与S2进一步发生反应2Al33S26H2O=2Al(OH)33H2S，故总反应为3Ag2S2Al6H2O=6Ag2Al(OH)33H2S，C项错误；由总反应式可知Ag2S转化为Ag，银器质量减轻，A项错误；黑色褪去说明Ag2S转化为Ag，D项错误；银器为正极，Ag2S被还原为Ag，B项正确。5. 答案：D解析：分别可发生如下反应：SO2SO2+O2SO3AlCl3NaOHAl(OH)3NaOHNaAl(OH)4NaOHCO2Na2CO3C

19、O2NaHCO3 或NaOHAlCl3NaAl(OH)4AlCl3Al(OH)3NH3O2NOO2NO2故应选D。6.答案：B解析：A、铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故错误。B、漂白粉是利用其强氧化性，明矾是利用其水解生成胶体的吸附性，作用原理不同，故正确。C、二氧化硫和次氯酸钙反应生成硫酸钙，故错误。D、反应过程中，浓硝酸变成稀硝酸，生成的气体中含有一氧化氮，故错误。7.答案：C解析：A项，BaCO3、BaSO3都与H反应，不可能存在于强酸性环境中；B项，加Cu(NO3)2固体后会发生：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O的离子反应，铜粉会溶解；C项，发生的反应依次为：Al33NH

20、3·H2O=Al(OH)33NH，Al(OH)33H=Al33H2O；D项，ZnCu2=Zn2Cu，生成的少量Cu附着在Zn粒上，形成CuZn原电池，会加快产生H2的速率。8.答案：A解析：当钠铝合金在水中全部溶解时，溶液中的溶质可能为NaAl(OH)4或NaAl(OH)4和NaOH的混合物，加入盐酸后沉淀量最大时，Al元素全部转化为Al(OH)3,此时溶液中的溶质为NaCl,由钠元素和氯元素守恒知，n(Na)n(Cl)=n(HCl)=1mol·L1×20mL×103L·mL1=0.02mol,合金中钠的质量为0.02mol×23g·mol1=0.46g。9.答案C 解析：铝离子水解、胶体的吸附性、Fe3的氧化性、SO2和Zn的还原性等内容，看来高三一轮复习围绕课本、围绕基础展开，也不失为一条有效途径。 10.答案：C解析：设每份铁铝合金样品中含铁、铝的物质的量分别为x、y，则由FeH2、Al H2、Al H2三个关系式得知(x)y32，解得xy34。11.答案： (1)c，d (2)Fe3；取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色 (3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu(4)b，d (5)4H+O2+4e=2H2O解析：(1)观察流