专题十一常见金属元素

1、专题二 常见的金属元素考点一钠及其重要化合物1理清知识主线NaNa2ONa2O2NaOHNa2CO3NaHCO32注意网络构建3扫除知识盲点(1)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。(2)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。(3)注意Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。(4)Li和O2反应只生成Li2O：4LiO22Li2O。(5)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的反应转移电子数应为2

2、 mol。(6)不用试剂也可鉴别Na2CO3和盐酸。(7)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(8)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和NaHCO3溶液。(9)NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。(10)鉴别Na、K利用焰色反应。(11)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。(12)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。【题组训练】题组一重要反应必练1按要求书写方程式。(1)Na与CuSO4溶液反应的离子方程式：2Na2H2OCu2=2NaCu(OH)2H2。(2)Na在空气中缓慢氧化：4NaO2=2Na2O。(3

3、)Na2O2和H2O反应的离子方程式：2Na2O22H2O=4Na4OHO2。(4)Na2O2和SO2的反应：Na2O2SO2=Na2SO4。(5)Na2CO3转化成NaOH的化学方程式：Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH。(6)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2气体的离子方程式：2NaCOCO2H2O=2NaHCO3。(7)NaHCO3与过量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式：HCOCa2OH=CaCO3H2O。(8)NaHCO3与少量Ca(OH)2溶液反应的离子方程式：2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O。(9)向NaOH溶液中通入少量CO2气体反应的离子方程式：

4、2OHCO2=COH2O。(10)向NaClO溶液中通入过量CO2气体反应的离子方程式：ClOH2OCO2=HClOHCO。(11)用惰性电极电解饱和的食盐水的化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。(12)NaHCO3溶液转化成Na2CO3溶液的化学方程式：NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O。题组二典型实验探究3已知某纯碱样品中含有少量NaCl杂质，为测定该样品中纯碱的质量分数，可用如图所示的装置进行实验。主要实验步骤如下：按如图所示装置来组装仪器，并检查装置的气密性；将a g纯碱样品放入锥形瓶中，加入适量蒸馏水溶解，得到纯碱样品溶液；称量盛有碱石灰的U形管的质量为b g；

5、通过分液漏斗滴入6 mol·L1的硫酸，直到不再产生气体为止；从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；再次称量盛有碱石灰的U形管的质量为c g；重复步骤和的操作，直到U形管的质量基本不变，为d g。请回答下列问题：(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明_。(2)装置中干燥管B的作用是_。(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸，测量结果将_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(4)步骤的目的是_。(5)步骤的目的是_。(6)该样品中纯碱的质量分数的计算式为_。(7)还可以用其他实验方法测定该样品中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。考点二铝及其重要化合

6、物1理清知识主线AlAl2O3Al(OH)32注意网络构建3扫除知识盲点(1)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。(2)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。(3)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。(4)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泼性应比铝弱。(5)Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于

7、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。(6)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过量时另一产物是HCO，不过量时另一产物是CO，书写离子反应方程式时要特别注意。(7)Al(OH)3可用作抗酸药。(8)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。【题组训练】题组一重要反应必练1按要求书写方程式。(1)Al与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：2Al6H=2Al33H2、2Al2OH2H2O=2AlO3H

8、2。(2)Al和Fe3O4的反应：8Al3Fe3O44Al2O39Fe。(3)Al2O3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：Al2O36H=2Al33H2O、Al2O32OH=2AlOH2O。(4)Al(OH)3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：Al(OH)33H=Al33H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O。(5)AlCl3与过量NH3·H2O、NaOH溶液反应的离子方程式：Al33NH3·H2O=Al(OH)33NH、Al34OH=AlO2H2O。(6)NaAlO2与少量盐酸或过量盐酸反应的离子方程式：AlOHH2O=Al(OH)3、AlO4H=Al32H2

9、O。(7)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。(8)Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式：Al33HCO=Al(OH)33CO2。(9)AlCl3溶液与NaAlO2溶液反应的离子方程式：Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。(10)用离子方程式表示NaAlO2与NaHCO3不能共存的原因：AlOH2OHCO=Al(OH)3CO。题组二定量计算3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稀硝酸考点三铁

10、及其重要化合物1理清知识主线Fe2注意网络构建3扫除知识盲点(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化能力大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。(2)向含Fe2的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色棕色的颜色变化，该现象可用于Fe2的检验。(3)制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。(4)Fe

11、3的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2，现象是生成蓝色沉淀(Fe3Fe(CN)62)。(5)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3Fe=3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(6)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(

12、加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(7)Fe3必须在酸性条件下才能大量存在，当pH7时，Fe3几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。(8)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3水解生成沉淀过滤除去。【题组训练】题组一重要反应必练1按要求书写方程式。(1)Fe在少量Cl2中燃烧：2Fe3Cl22FeCl3。(2)Fe和S混合加热：FeSFeS。(3)Fe和H2O(g)高温下反应：4H2O(g)3FeFe3O44H2。(4)稀HNO3和过量Fe粉或少量Fe粉反应的离子方程式：3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O(铁过量)、Fe

13、4HNO=Fe3NO2H2O(铁少量)。(5)FeO与盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：FeO2H=Fe2H2O、3FeO10HNO=3Fe3NO5H2O。(6)Fe2O3与稀HNO3反应的化学方程式：Fe2O36HNO3=2Fe(NO3)33H2O。(7)Fe3O4与稀盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O、3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(8)Fe(OH)2与稀盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：Fe(OH)22H=Fe22H2O、3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O。(9)Fe(OH)3与稀盐酸、氢碘酸反应的离子方程式：Fe(O

14、H)33H=Fe33H2O、2Fe(OH)36H2I=2Fe2I26H2O。(10)Fe(OH)2露置于空气中：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。(11)制备Fe(OH)3胶体：FeCl33H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)3HCl。(12)铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程：负极：2Fe4e=2Fe2，正极：O24e2H2O=4OH，Fe22OH=Fe(OH)2，4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3，2Fe(OH)3nH2O=Fe2O3·nH2O3H2O。题组二Fe(OH)2制备装置集锦3下列图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的有_。成功制备Fe(OH)

15、2的关键由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe22OH=Fe(OH)2成功关键：溶液中不含Fe3和O2等氧化性物质。制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。题组三铁及其化合物性质的综合应用4铁及其化合物与生产、生活关系密切。(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下：步骤若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为_。步骤中发生反应：4Fe(NO3)2O2(2n4)H2O=2Fe2O3·nH2O8HNO3，

16、反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2，该反应的化学方程式为_。上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是_(任写一项)。(3)已知t 时，反应FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)的平衡常数K0.25。t 时，反应达到平衡时n(CO)n(CO2)_。若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t 时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x_。考点四铜及其重要化合物1理清知识主线CuCu(OH)22注意网络构建3扫除知识盲点(1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿Cu2(OH)2CO3。(2)常用灼热的铜粉除去N2

17、中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。(4)Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。(5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。(6)铜的焰色反应为绿色。(7)冶炼铜的方法有热还原法；湿法炼铜；电解精炼铜。【题组训练】题组一重要反应必练1按要求书写方程式。(1)Cu和浓H2SO4、稀HNO3的反应的化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O、3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(2)铜绿的生成：2Cu

18、O2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。(3)FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式：2Fe3Cu=2Fe2Cu2。(4)Cu和S混合加热、Cu在Cl2中燃烧：2CuSCu2S、CuCl2CuCl2。(5)用惰性电极电解CuSO4溶液：2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。(6)用Cu作电极电解H2SO4溶液：Cu2HCu2H2。题组二综合实验探究3碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：步骤一：废铜屑制硝酸铜如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。步骤二：碱式碳

19、酸铜的制备向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70 左右，用0.4 mol·L1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。完成下列填空：(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式_。(2)上图装置中NaOH溶液的作用是_。反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH外，还有_(填写化学式)。(3)步骤二中，水浴加热所需仪器有_、_(加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是_。(4)步骤二的滤液中可能含有CO，写出检验CO的方_。(5)影响产品产量的主要因素有_。(6)若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分

20、解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是_。考点五洞悉金属活动性顺序与金属冶炼1规律方法金属的冶炼方法与金属活动性顺序表有密切的关系：2特别提醒(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，不是盐溶液。(2)钠、镁的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCl2；铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融Al2O3，不是电解熔融AlCl3，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。(3)热还原法中使用的还原剂通常为碳、一氧化碳和氢气等。在金属活动性顺序表中，虽然前面的金属能够将后面的金属从其化合物中置换出来，但不一定是从其盐溶液中置换，例如Na由于活泼性太强，不能从CuCl2溶液中

21、置换出Cu，但是可以在其熔融状态下置换出铜。(4)在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但真正作还原剂的是CO。(5)“沙里淘金”描述的是“金”的冶炼方法。【题组训练】题组一金属活动性顺序的比较1正误判断，正确的划“”，错误的划“×”(1)有嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu2e=Cu2( ) (2)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al( )2四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。相连时，外电路电流从流向；相连时，为正极；相连时，上有气泡逸出；相连时，的质量减少。据此判断这四种金属活动性由大到

22、小的顺序是()A B C D 题组二金属冶炼方法的选择3正误判断，正确的划“”，错误的划“×”(1)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝( ) (2)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al发生氧化还原反应( )4下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是()A电解氯化镁水溶液制备镁 B利用铝热反应制备铝C加热分解Fe2O3制备铁 D用火法或湿法均可制备铜5由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O36已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时，电解

23、MgCl2而不电解MgO的原因是_；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_。题组三金属冶炼的综合应用7镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下可释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是_。8镁是一种非常重要的金属，其单质及化合物在航空航天、汽车制造、医药、添加剂、建筑等方面都有非常广泛的应用。工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁，而MgCl

24、2的获得主要有两种方法：方法一：从海水或光卤石中先获得MgCl2·6H2O，然后再制得无水MgCl2。方法二：MgCO3MgOCO2；MgOCCl2MgCl2CO。则在“方法一”中，从MgCl2·6H2O制无水MgCl2操作时应在_保护下进行。专题突破练1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下列有关碳酸钠在化学实验中的作用叙述错误的是()A用碳酸钠溶液制备少量烧碱B用饱和碳酸钠溶液除去CO2中混有的HCl气体C用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的乙醇和乙酸D用热的碳酸钠溶液洗涤银镜反应前试管内壁的油污3下列各组中的

25、两种物质相互反应时，无论哪种过量，都可以用同一个离子方程式表示的是()碳酸钠溶液与盐酸偏铝酸钠溶液与盐酸二氧化碳与氢氧化钠溶液硝酸银溶液和氨水氯化铝与氨水碳酸氢钠溶液与澄清石灰水A B C仅有 D4某同学对Na2O2和CO2反应后的所得固体进行研究。下列实验方案中不能测得固体中Na2CO3的质量分数的是()A取a g混合物与足量的稀盐酸充分反应，将反应后的固体加热蒸干、灼烧得到b g固体B取a g混合物与足量的稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b gC取a g混合物与足量的BaCl2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干得到b g固体D取a g混合物与足量的水反应，加热，使气体完全逸出，冷却至

26、室温测得气体体积为V L(标况)5下列反应所得溶液中，一定只含一种溶质的是()A向铁粉中加入稀硝酸B向烧碱溶液中通入CO2气体C向稀盐酸中滴入少量的NaAlO2溶液D向MgSO4、H2SO4的混合溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液6右图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()Aa通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰Bb通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰Ca通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉Db通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉7用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合

27、理的是()A若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3 B若有固体存在，则溶液中一定有Fe2C若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出 D若溶液中有Fe2，则一定有Cu析出8将质量为W1 g的钠、铝混合物投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，溶液澄清，共收集到标准状况下的气体V1 L。向溶液中逐滴加入浓度为a mol·L1的盐酸，过程中有白色沉淀生成后又逐渐溶解，当沉淀恰好消失时所加盐酸体积为V2 L，测得溶液中含盐酸盐溶质共W2 g。下列所列关系式中正确的是()A35.5a(W2W1)V2 Bn(Na)3n(Al) mol Cn(Al) mol DaV29向Na2CO3、NaHCO3混合溶液

28、中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸加入量的变化关系如下图所示。则下列离子组在对应的溶液中，一定能大量共存的是()Aa点对应的溶液中：Na、OH、SO、NOBb点对应的溶液中：Al3、Fe3、MnO、ClCc点对应的溶液中：Na、Ca2、NO、ClDd点对应的溶液中：F、NO、Fe2、Ag10CuO和Fe2O3的混合物m g，向其中加入1 mol·L1的HNO3溶液200 mL恰好完全反应，若将m g该混合物用足量CO还原，充分反应后剩余固体质量为()A(m3.2) g B(2m3.2) g C(m1.6) g D(2m1.6) g 11铁是人体中必需微量元素中含量最多的，体内缺失会

29、引起贫血。含FeO离子的盐具有强氧化性，能杀菌消毒，如高铁酸钾是一种新型、高效的消毒剂及绿色净水剂。铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示：Fe2Fe3FeO请回答下列有关问题：(1)Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO4。若用反应所得的酸性溶液实现上述的转化，要求产物纯净。可选用的试剂是_(填序号)。aCl2 bFe cHNO3 dH2O2(2)上述转化得到的硫酸铁可用于电化浸出黄铜矿精矿工艺。精矿在阳极浸出的反应比较复杂，其中有一主要反应：CuFeS24Fe3=Cu25Fe22S，则下列说法正确的是_(填序号)。a反应中，所有铁元素均被还原b从物质的组成来看，黄铜矿属于复盐c反应中，CuF

30、eS2既作氧化剂又作还原剂d当转移1 mol电子时，有46 g CuFeS2参加反应(3)下列是工业制取高铁酸钾的一种方法，请在方框内填上合适的微粒符号并配平该离子方程式：_Fe3_Cl2_FeO_Cl_12合金是建造航空母舰的主体材料。如：航母舰体可由合金钢制造；航母升降机可由铝合金制造；航母螺旋桨主要用铜合金制造。(1)下列事实可用作比较Al和Fe金属性强弱依据的是_。AAl的导电性、导热性比Fe更好BAl(OH)3可溶于NaOH溶液，Fe(OH)3不溶于NaOH溶液C相同质量的Al片和Fe片，投入到等浓度的稀硫酸溶液中，Al片产生氢气更多D在野外利用铝热剂焊接铁轨(2)航母在海洋中行驶时，舰体发生的电化学腐蚀类型为_，其中正极发生的电极反应式为_。(3)取a g CuAl合金样品用酸完全溶解后，加入过量NaOH，过滤、洗涤、烘干、燃烧得a g固体，则合金中Cu的质量分数为_。(4)AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理铝表面Al2O3膜，其化学方程式为_。(5)取适量AlMg合金样品置于烧杯中，加入20 mL 1 mol&#