高考化学专题11 常见金属元素及其化合物

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[高考关键词] 单质——氧化物(碱性氧化物)——氢氧化物(碱)——盐(阳离子)。1.钠：活泼、还原性(保存)；过氧化钠：结构特点、与水及CO2反应特点；烧碱。2.铝：还原性、与强碱反应、合金；氧化铝、氢氧化铝：两性；Al3＋：水解、净水、离子共存、铝三角转化。3.铁：腐蚀、变价；Fe2＋：还原性、离子共存、保存、检验；Fe3＋：氧化性、水解、离子共存、检验；Fe2＋、Fe3＋的相互转化。4.铜：不活泼、冶炼；氧化物、Cu2＋：颜色。

1．熟记几种物质的颜色

Na2O2是________；Fe2O3是________；

Al(OH)3、Fe(OH)2均是__________________；

Fe(OH)3是________；CuSO4是________；

FeCl3________。

答案 淡黄色 红棕色 白色 红褐色 白色 棕黄色

2．熟悉4类特殊反应

(1)Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2是否过量，产物均为________。

(2)Na在氧气中燃烧，无论O2是否过量，产物均为________。

(3)与水接触产生气体单质的物质有________。

(4)与水接触产生气体化合物的物质有________。

答案 (1)FeCl3 (2)Na2O2 (3)Na、K、Na2O2等

(4)Al2S3、Mg3N2、CaC2

3．典型元素及其化合物的特征性质

(1)Na、Al、Fe、Cu四种元素的单质中：

①能与水剧烈反应的是____________，反应的离子方程式：_______________________；

②能与NaOH溶液反应的是________，反应的离子方程式：_________________________， 第2页 共19页 其中作氧化剂的是________________________________________________________；

③Cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式：__________________

________________________________________________________________________；

④与氧气反应条件不同，反应产物不同的是_________________________________。

(2)上述四种金属的氧化物中：

①能用作供氧剂的是________，写出一个化学方程式：

________________________________________________________________________；

②既能溶于酸溶液又能溶于强碱溶液的是_________________________，

离子方程式分别为__________________________________________________，

________________________________________________________________________；

③常温下为黑色固体的是_____________________________________。

(3)上述四种金属的氢氧化物中：

①易在空气中被氧化的是__________，现象____________________________

________________________________________________________________________，

反应的化学方程式为__________________________________；

②具有两性的是________________。

(4)上述四种金属形成的阳离子共有________种，其中既能表现还原性，又能表现氧化性的是________，检验Fe2＋的方法是________________________________；其中氧化性最强的是________，它腐蚀金属铜的离子方程式为______________________________。

答案 (1)①Na 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

②Al 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑ H2O

③2Cu＋CO2＋H2O＋O2===Cu2(OH)2CO3

④Na、Fe

(2)①Na2O2 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(或2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑)

②Al2O3 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O

Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O

③FeO、Fe3O4、CuO

(3)①Fe(OH)2 白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

②Al(OH)3 第3页 共19页 (4)6 Fe2＋、Cu＋ 先加KSCN溶液不显红色，再加H2O2溶液变为红色 Fe3＋ 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

高考题型1 典型物质的性质及应用

1．(高考选项组合题)化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是( )

A．利用Al2(SO4)3和小苏打反应 ，制造泡沫灭火器灭火(全国卷Ⅲ，7A)

B．Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强，可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板(全国卷Ⅲ，7B)

C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作净水剂(江苏，3C)

D．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料(江苏，3D)

答案 C

解析 A项，Al2(SO4)3和小苏打反应生成氢氧化铝和二氧化碳，能灭火；B项，能说明Fe3＋的氧化性比Cu2＋的强；C项，利用Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体的吸附作用，不是Fe2(SO4)3的溶解性；D项，Al2O3熔点高，可用作耐高温材料。

2．(上海，12)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是( )

A．氧化镁中混有氧化铝

B．氯化铝溶液中混有氯化铁

C．氧化铁中混有二氧化硅

D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜

答案 D

解析 A项，MgO是碱性氧化物，与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，不符合题意；B项，向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al(OH)3，再向沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，不符合题意；C项，二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应，而氧化铁与NaOH溶液不能发生反应，加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，不符合题意；D项，两者都可以与NaOH溶液发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，两者都溶解，不能分离、提纯两者，符合题意。

3．(高考选项组合题)下列叙述不正确的是( )

A．钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火(浙江理综，8A) 第4页 共19页 B．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3(上海，21C)

C．Ba2＋浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内，作为造影剂用于X射线检查肠胃道疾病(浙江理综，7C)

D．钠米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金属离子，其本质是铁的还原性(浙江理综，7D改编)

答案 B

解析 B项，铁离子具有强氧化性，能氧化I－。

1．钠及其重要化合物

(1)钠与酸反应比与纯水反应剧烈，钠与盐溶液反应，先考虑与水反应，再考虑生成的NaOH能否与盐进一步发生复分解反应。

(2)Na2O2为淡黄色固体，Na＋与O2－2之比为2∶1。

(3)Na2O2的强氧化性常表现为

①加入FeCl2溶液，将Fe2＋氧化，同时生成Fe(OH)3沉淀。

②可将H2S氧化生成单质硫。

③加入Na2SO3溶液中，将SO2－3氧化成SO2－4。

(4)Na2O2与H2O、CO2的反应，属于O2－2的歧化反应，CO2、H2O既不是氧化剂也不是还原剂。

2．铝及其重要化合物

(1)Al、Al2O3、Al(OH)3与H＋、OH－都反应，其量的关系如图：

(2)由于Al(OH)3具有两性，决定了它的制备方法：

①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4；

②AlO－2＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3。

(3)离子共存问题：

①Al3＋与OH－、CO2－3、HCO－3、SO2－3、S2－、AlO－2不能大量共存，其中OH－是因为直接反应，其余均是“相互促进水解”；

②AlO－2与H＋、HCO－3、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋不能大量共存，其中AlO－2和H＋、HCO－3是因为直接反应[如AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3]，其余均是“相互促进水解”。 第5页 共19页 (4)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)：

①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀溶解；

②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

3．铁及其重要化合物

(1)Fe2＋的还原性常表现为遇HNO3、H2O2、Cl2、MnO－4(H＋)时转化为＋3价。

(2)Fe3＋的氧化性常表现为可氧化Fe、Cu、I－、S2－、SO2－3。

(3)证明溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋的方法

①证明Fe3＋用KSCN溶液，溶液变红；

②证明Fe2＋用酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。

③证明Fe2＋也可以用K3[Fe(CN)6]，生成蓝色沉淀。

4．铜及其重要化合物的几个重要反应分析

(1)Cu在潮湿空气中生成铜锈(绿色)

2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3

(2)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验H2O的存在。

(3)Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O

此反应当Cu足量时，H2SO4不能完全反应。同时此反应也不适合用于制备CuSO4，因为有SO2的污染且H2SO4的利用率低。

考向1 重要反应方程式的书写

1．钠及其化合物间的转化关系

①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；

②化学方程式：2Na＋O2=====△Na2O2；

③离子方程式：2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；

④化学方程式：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；