金属元素及其化合物-高考化学考前易错聚焦（原卷版）

易错专题05金属元素及其化合物

聚焦易错点：

A易错点一金属元素及其化合物的性质

A易错点二金属元素及其化合物的转化

典例精讲

易错点一金属元素及其化合物的性质

【易错典例】

例1为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下实验。

【实验一】探究铜和稀硝酸反应的产物。实验装置如图所示，气密性已检查。

已知：FeSO4+NO=[Fe(NO)]SOj该反应较慢，待生成一定量[Fe(NO)p+时，突显明显棕色。

(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸内的支管倾斜，然后向其中缓慢滴入稀硝酸，该实验操作的目的是

(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为。

(3)若Y形试管中产生的气体有NO2,B中的实验现象为；若Y形试管中产生的气体只有

NO,B中的实验现象是o

【实验二】探究铜和稀硝酸反应速率先慢后快的原因。经过实验一，测得硝酸的浓度小于6molL'lH-,

只有NO生成。当铜片与5moi硝酸反应，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显加快。为探

究此反应的反应速率先慢后快的原因，进行如下探究。

探究一：研究反应过程中温度变亿对反应速率的影响，实验所得现象记录如表所示。

时间/min现象

0〜15铜表面出现气泡，但速度很慢

25溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快

30气泡生成速度较快，均匀冒出

45洗气瓶中可见少量淡棕色的物质

50溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色

铜和稀硝酸的反应温度与时间的关系曲线

(4)分析上述图表信息可得到的结论是o

探究二：研究化学反应产物对反应速率的影响

某同学设计了如下实验，利用实验一的装置测定溶液突显明显棕色的时间。

序号温度/*C铜片/g硝酸/mL硝酸铜/g

125①②③

2255200.5

3255201.0

(5)请将表中的实验条件填写完整：①；②；③。

⑹通过实验发现实验1、2、3的反应速率并无明显变化，为达到实验目的还需要继续进行的实验是

【解题必备】

1.钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，而是先与H?O反应生成NaOH,然后生成的

NaOH溶液再与盐溶液反应，钠与H2。、酸反应的实质都是与H'反应，所以钠与酸溶液反

应更为剧烈。钠W熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。

2.无论Na与02反应生成NazO或Na?。?，只要参与反应的Na质量相等，则转移电子的

物质的量一定相等。Li和02反应只生成Li2。。

钠及其化合物

3.Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色，鉴别Na、K利用焰色反应。焰色反

应是大多金属元素的性质，属于物理变化。

4.Na-O.具有强氧化性，能将具有还原性的物质氧化，每摩Na2O2得2mol电子，1molNa2O,

参与反应转移电子的物质的量为1mol。

1.铝是活泼金属，但铝抗腐性相当强，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，并不是AI

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。

铝及其化合物

3.AI2O3、A1(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。A1(OH)3不溶于氨水，所

以实验室常用铝盐和氨水来制备AI(OH)3OA1(OH)3可用作抗酸药。

4.泡沫灭火器所用试剂为AL(S05溶液和NaHCCh溶液。

1.Fe与Ch、出0e)反应的产物都是FesOj而不是Fe2O3,Fe与Cb反应时生成FeCl3,与

S反应时生成FeS,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。

2.FeCL溶液与"OH溶液在空气中反应的现象变化，常用于物质推断。向Fe?+溶液中加

入硝酸、KMnCh溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色一棕色的颜色变化，

该现象可用于Fe?'的初步检验。Fe，+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

铁及其化合物

度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。

3.配制FeCL溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸);配制FcCb溶液要加

入浓盐酸防止水解。

4.F&A必须在酸性条件下才能大量存在，当pH=7时，F/+几乎完全水解生成Fe(0H)3沉

淀。除去酸性溶液ZnCL中的FeCb，应先通入CI2或加入H2O2,再加入ZnO,使F°3+水解

生成沉淀过滤除去。

5.制备Fe(OHb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02隔绝。

6.铁元素在周期表中的位置，铁、铁离子、亚铁离子的电子排布式、轨道表示式，离子的

稳定性与洪特规则，配合物的中心离子、配体。

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中的O2，灼热的CuO除去CO?中的CO。

铜及其化合物3.新制Cu(0H)2悬浊液常用来检验醛基。

4.Cu和一定量的浓HNCh反应，产生的是NO,和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入

稀H2so4,Cu继续溶解。

5.四水合铜离子与四氨合铜离子的中心离子、配体、配位能力、空间构型

1.金属的冶炼方法与金属活动性顺序表有密切的关系：

2.钠、镁的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCh，铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融AI2O3，

不是电解熔融AlCb，因为A1CL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

金属冶炼

前面的金属能够瘠后面的金属从其化合物中置换出来，但不定是从其盐溶液中置换，例

如Na由于活泼性太强，不能从CuCh溶液中置换出Cu,但是可以在其熔融状态下置换出

铜。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。

【变式突破】

1.(2023年福建福州市高三期末)某班同学用如下实验探究F/+、Fe3+的性质。回答下列问题：

(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1molLr的溶液。在FeCL溶液中需加入少量铁屑，

其目的是。

⑵甲组同学取2mLFeCL溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明CL可将Fe?+氧

化。FeCL溶液与氯水反应的离子方程式为。

⑶乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mLFcCb溶液中先加入0.5mL燥油，再于液面下依次

加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是。

(4)丙组同学取10mL0.1molf'KI溶液，加入6mLO.lmol-L「FeCb溶液混合。分别取2mL此溶液于3

支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入ImLCCL充分振荡、静置，CC14层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K3［Fe(CN)6］溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是(填离子符号)；实验①和③说明：在I一过量的情况下，溶液中仍含有

(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为O

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCh溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程

式为;一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是

,生成沉淀的原因是(用平衡移动原理解释)。

4/A4

①根据实验结果，小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是

含Fe"的试剂

含Fe3+试剂序号再加入的试剂吸光度

I

5mL5/

B—苯酚

目溶液

6/4

④根据实验1〜6的结果，小组同学得出猜想3成立，且H+对Fe"与苯酚的显色反应有抑制作用，从化学平

衡角度解释其原因是。

①加入KI溶液前需加热除去多余的叱，否则会使测定结果______(填“偏高”或“偏低

【解题必备】

1.钠及其化合物之间的转化关系

(l)2Na+2H2O=2NaOH+H2T

(2)2Na+2H2O4-CuSO4=Na2SO4+Cu(OH)2l+H2t

(3)4Na+O2=2Na2O(空气中缓慢氧化)

(4)2Na+O2=Na2O2

(5)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O21

(6)2Na2O2十2co2=2Na2c。3+O?

(7)Na2co3+2HCI(过量)=2NaCl+CO2T+H2。

(8)Na2cO3+HQ(不足)=NaCl+NaHCCh

(9)Na2cO3+CO2+H2O=2NaHCO3

(10)Na2cO3+Ca(OH)2=CaCO3l+2NaOH

(IDNaHCOa+HCl=NaCl+C02]+H20

(12)NaHCOs+NaOH=Na2CO3+H2O

(13)2NaHCO3+Ca(OH)2(不足)=Na2CCh+CaCO31+2H2O

(14)NaHCO3+Ca(OH)2(过M)=CaCO5J,+NaOH+H2O

(15)CO2+2NaOH(过量)=Na2cO3+H2O

(16)82(过量)+NaOH=NaHCO5

2.铝及其化合物之间的转化关系

(1)4AI4-3O22A12O3

(2)2Al+6HCl=2AlC13+3H2f

(3)2A1+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3H2T

(4)2A1+Fez。，热温2Fe+AI2O3

⑸AI2O3+6HCl=2AlCh+3H2O

(6)AI2O3+2NaOH=2NaAIO2+H20

(7)A1(OH)3+3HC1=AIC13+3H2O

(8)Al(OH)3+NaOH=NaAlO24-2H2O

3+

(9)AI+3NH3H2O=AI(OH)31+3NH4

(10)AiCl3+3NaOH=AI(OH)31+3NaCI(NaOH适量)

(11)AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O(NaOH过量)

(12)NaAIO2+HCl+H2O=Al(OH)3j+NaCI(少量盐酸)

(13)NaA102+4HQ=AIC13+NaQ+2H20(足量盐酸)

(14)2AIO9+CO2+3H2O=2Al(OH)31+COr(少量CC>2)

(15)A1O2+CO2+2H2O=A1(OH)3|+HC0](足量CO2)

(16)AI3l-h3AIO2十6H2O=4A1(OH)3](铝盐和偏铝酸盐在溶液中相"促进水解)

3.铁及其化合物之间的转化关系

(2)Fe+SFeS

(4)3Fe+4H20(g)金里F3O4+4H2

(5)Fe+2H+=Fe2++H2T(酸为非氧化竹:•酸)

(6)Fe+4HN()3(稀)=Fe(N0»3+NO?+2H20(铁适量)

(7)3Fe+8HNCh(稀)=3Fe(NO3)2+2NOf+4H20(铁过量)

(8)Fe+CuS04=Cu+FeSCh

(9)2FcCl3+Fe=3FeC12

(10)FeO+2HCl=FeCh+H2O

(11)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

(12)Fe3O4+8HCI=2FcC13+FcC12+4H2O

(13)3FeO+1()HN03(稀)=3Fe(NO3)3+NOT+5H2O

(14)3Fe3O.»+28HNCh(稀)=9Fe(NCh)3+NOf+14Hq

(15)Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2HQ

(16)Fe(OH)3+3HCl=FeCL+3HQ

(17)3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NOf+8H2O

(18)2Fe(OH)3+6HI=2FeI2+k+6H2O

(19)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(20)FeCl24-2NaOH=Fe(OH)21+2NaCI

(2D2FeCl2+Cl2=2FeCh

4.铜及其化合物之间的转化关系

（1）2CU+O22CUO

（2）2Cu+SCu2s

（4）Cu+2FeCh=CuCl2+2FeCh

（5）2Cu+O2+C02+H2O=CU2（OH）2CO3

（6）Qdz2H2SQ展）QI购±SQ2H2吐Q、

OHCu士朋II助£稀―3Q（NQ3）2±2NQt±4H&

（8）2CUSO4+2H2O^B2CU+02T-2H2so4

【变式突破】

3.锂离子电池能够实现千余次充放电，但长时间使用后电池会失效，其中的化学试剂排放至环境中不仅会

造成环境污染，还会造成资源的浪费。实验室模拟回收锂离子电池中的Co、Ni、Li的流程如图。

已知：LiCoO?难溶于水，易溶于酸。回答下列问题：

度做离子电泊H50|{O一水相……—•Ni（OH）,、LiF

正根材料忸末业％电%及出裱

（含LiCoO,、石■等杂质）

f机相且更氏.正与

CoSO闾体

（I）LiCoCh中Co的化合价是

（2）LiCoCh在浸出过程中反应的离子方程式是_。

（3）浸出剂除了H2O2外，也可以选择Na2s2O3，比较二者的还原效率比02_（填"/或"v”）Na2s2。3（还原效

率：还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量）.

（4）提高浸HI效率的方法有

（5）利用Cyanex272萃取时，pH对钻、锲萃取分离效果的影响如图。从图中数据可知，用Cyanex272萃取

分离时.，最佳pH是

（6）反萃取的离子方程式为2H++COR2=C6++2HR,则反萃取剂的最佳选择是_。

,5

（7）常温下，若水相中的Ni?+的质量浓度为1.18g-U,则pH=_时，Ni?+开始沉淀。[^sp（Ni（OH）2=2xlO]

（8）参照题中流程图的表达，结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图（如图）_。

「况淀1-洗曳产电②______（产品1）

水相彳Ni,1心卬、80；）陛大=过流

———‘节刈I-处冠③------_过绰「况渔2堂里卫良

产品2

1・旎港

已知:

物质

LiFU2CO3Ni(OH)2NiaCOs

溶解性(室温)难溶难溶难溶难溶微溶

提供的无机试剂：NaOH.Na2c0hNaF。

4.聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂，其化学式通常表示为［Fe2(OH)2a(SO」)3-小。某化

工厂制备PFS并用其处理废水。

I.用硫酸铜废液制备PFS

(1)试剂A为一o

(2)“控温氧化”发生反应的离子方程式为

⑶测定PFS样品中的n(OH)：取ag样品,溶解于VimLcimolL-HCl溶液中,用KF溶液掩蔽Fe"(使Fe3+

不能与OFT反应)，滴入酚酸溶液，再用c2mo卜L-NaOH溶液滴定，到达滴定终点时消耗NaOH溶液体积为

V2mLoagPFS样品中的n(OH")=_moL

II.月石灰乳一PFS法处理含神废水

已知：

i.常温下，Ca3(AsCh)2.CaHAsO4的K卬均大于FeAsO*的KSp,FeXHAsO/可溶:

ii.常温L溶液中含种微粒的物质的量分数与pH的关系如图。

(4)下列说法不无娜的是一(填序号)。

a.NaH2AsO4溶液的pH<7

-2-3-

444+

b.pH=11.5IbhC(H2ASO)+2C(HASO)+3C(ASO)+C(OH-)=C(H)

3-2——

44

c.NasAsO』溶液中，3c(Na+)=c(AsO4)+c(HAsO)+c(H2AsO)+c(H3AsO4)

(5)“一级沉降”中，石灰乳的作用是一。

(6)“二级沉降”中，溶液的pH在8〜10之间，PFS形成的Fe(0H)3胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液

中的As含量，反应的离子方程式为

⑺溶液的pH和m(Fe)/m(As)对As去除率的影响如图。某酸性含珅废水中As含量为20mg/L,为达到排放标

准(As含量Smg/L),从节约成本的角度考虑，工业上选择的最佳条件是_(填序号)。

a.pH=b.pH=Fe)/m(As)=5b.pH=8.2m(Fe)/m(As)=8

c.pH=d.pH=Fe)/m(As)=5d.pH=9.0m(Fe)/m(As)=8

[m(Fe)/m(As)指PFS中Fe元素质量与对应废水中As元素质量之比]

考点精练

1.（2024・湖南长沙•一模）灵感是在劳动时候产生的。下列劳动项目涉及反应的离子方程式书写正确的是

2s2p

A.基态O原子的价层电子排布图为回FW

B.错位于周期表中第五周期第VIB族

D.该晶体中每个Zr周围等距且紧邻的Zr有8个

4.（2024•辽宁朝阳•二模）确被誉为金属性最强的非金属，某科研小组从硅渣（主要含有CsTe）中提取粗储

的工艺流程如图所示。下列有关说法错误的是

己知：①“焙烧”后，础主要以TeO2形式存在；②TeO2微溶于水，易溶于强酸和强碱。

A.“焙烧”后铜以012。形式存在

B.“碱浸”后过滤用到的主要仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒

C.“酸化”后生成Te（SO02

D.“还原”后，溶液的酸性减弱

5.（2024•山东潍坊•二模）三氯化格是常用的媒染剂和催化剂，易潮解，易升华，高温下易被氧气氧化。实

验室可利用下面装置模拟制取三氯化铭（&、人为气流控制开关）。

A.实验装置合理的连接顺序为a-b-c-hT-d-e-f

C.从安全的角度考虑，整套装置的不足是升华的三氯化铭易凝华，堵塞导管

D.实验开始和结束都通一段时间N?,且目的相同

6.（2024•广东梅州•二模）“科学探究与创新意识”是化学学科核心素养之一、某研究小组用下图装置进行探

究实验。下列说法正确的是

含酚做的

NaOH澹液

IIIII

D.III中溶液褪色，说明S02具有漂白性

7.12024.辽宁•一模）邻二氮菲能与反2+发生显色反应，生成橙红色螯合物，用于Fe?+检验，化学反应如下。

下列说法正确的是

2+

邻二氮菲

A.邻二氮菲的核磁共振氢谱有6组吸收峰

B.元素的电负性顺序：N>H>C>Fe

C.每个螯合物离子中含有2个配位键

D.用邻二氮菲检验Fe?+时，需要调节合适的酸碱性环境

A.锌片附近琼脂颜色变红

C.离子在半凝固态的琼脂内可定向移动

D.将锌片改为铜片，琼脂中会出现蓝、红、蓝三个色块

9.（2024.广西•二模）菠菜中富含铁元素，欲测定菠菜中铁元素含量，按如下流程进行实验，下述四步对应

操作错误的是

ABCD

12.（2024•黑龙江•二模）KMnCh是重要氧化剂，广泛用于化工、防腐以及制药等领域。以软锦矿（主要成