專(zhuān)題七 金屬及其化合物專(zhuān)題
專(zhuān)題新平臺(tái)
【直擊高考】
1．ⅠA和ⅡA族元素是典型的金屬，要從原子的核外電子排布，理解ⅠA和ⅡA族元素（單質(zhì)、化合物）的相似性和遞變性，掌握它們?cè)谥芷诒碇械奈恢眉芭c性質(zhì)的關(guān)系。1999年高考選擇題考查了ⅠA和ⅡA族元素性質(zhì)的比較。
2．掌握Al、Fe單質(zhì)及其化合物的重要性質(zhì)。Al的兩性、Fe、Fe2＋與Fe3＋ 相互轉(zhuǎn)化及變價(jià)元素的氧化性、還原性，是近年高考選擇題、無(wú)機(jī)推斷題命題的重要內(nèi)容。
3．常見(jiàn)金屬與人體健康的關(guān)系以及重金屬鹽的污染與環(huán)保問(wèn)題。
4．堿金屬元素在電光源、貴重金屬冶煉方面的應(yīng)用，堿金屬的氫化物和氮化鎂的有關(guān)性質(zhì)及“侯氏制堿法”等也是近年高考無(wú)機(jī)信息題的出題知識(shí)點(diǎn)。
【難點(diǎn)突破】
1．方法與技巧
（1）有關(guān)金屬單質(zhì)及其化合物的框圖推斷，是高考命題中的難點(diǎn)內(nèi)容。復(fù)習(xí)過(guò)程中，對(duì)出題頻率較高的四種金屬（Na、Mg、Al、Fe）的單質(zhì)及其化合物的特性、結(jié)合金屬的活動(dòng)性順序要要進(jìn)行歸納、梳理和比較，并能熟練地加以應(yīng)用。
（2）鋁與鎂、鐵及其化合物的有關(guān)計(jì)算（如圖像、函數(shù)關(guān)系等）為過(guò)去高考的較難題。要根據(jù)它們的性質(zhì)寫(xiě)出有關(guān)的化學(xué)方程式，通過(guò)圖像或函數(shù)找出解題的突破口，如圖像中的最大值（最高點(diǎn)）、最低點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)和水平線等對(duì)正確解題往往有重要意義，同樣函數(shù)的邊界條件及定義域?qū)�解題也非常重要。
2．解題注意點(diǎn)
要學(xué)會(huì)分析信息，正確應(yīng)用基本理論，如周期律的知識(shí)、化學(xué)鍵和晶體理論、金屬的活動(dòng)性順序表等知識(shí)來(lái)解答有關(guān)習(xí)題。掌握若干常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序是學(xué)好中學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)，也是高考必備的基礎(chǔ)。
3．命題趨向
金屬陽(yáng)離子的檢驗(yàn)和溶液中有關(guān)離子的共存，是高考命題的傳統(tǒng)“節(jié)目”；通過(guò)信息給出有關(guān)金屬、合金等無(wú)機(jī)新的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，是前幾年的高考熱點(diǎn)；通過(guò)無(wú)機(jī)信息給予題考查考生接受信息和處理信息的能力，可能成為今后高考命題的關(guān)注點(diǎn)。
專(zhuān)題新例析
【例1】關(guān)于IA族和IIA族元素的下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．在同一周期中，IA族單質(zhì)的熔點(diǎn)比IIA族的高
B．濃度都是0．01mol．?L-1時(shí)，氫氧化鉀溶液的pH比氫氧化鋇的小
C．氧化鈉的熔點(diǎn)比氧化鎂的高
D．加熱時(shí)，碳酸鈉比碳酸鎂易分解
【解析】對(duì)選項(xiàng)A，想一下金屬鈉與金屬鎂的熔點(diǎn)即可辨別A是明顯錯(cuò)誤的。KOH和Ba（OH）2都是強(qiáng)電解質(zhì)，與KOH不同，每摩Ba（OH）2能電離出2 mol OH? ，OH? 濃度大，溶液的pH大，B選項(xiàng)正確。C選項(xiàng)中聯(lián)想到氧化鎂可作耐火磚的事實(shí)可知C選項(xiàng)不正確。對(duì)選項(xiàng)D，碳酸鎂受熱可發(fā)生分解，而碳酸鈉比較穩(wěn)定， 選項(xiàng)D也是錯(cuò)誤的。
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查對(duì)典型金屬元素單質(zhì)及其化合物性質(zhì)的了解。錯(cuò)選A、C或D，表明考生對(duì)這些物質(zhì)的特性還不熟悉，尤其是認(rèn)為碳酸鈉也容易熱分解，一直是學(xué)生的常見(jiàn)錯(cuò)誤。復(fù)習(xí)過(guò)程中，要對(duì)這些典型物質(zhì)的特性進(jìn)行和整理，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)膹?qiáng)化記憶。
【例2】在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3+、NH4＋的稀溶液中，加入足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后，再加入過(guò)量的稀鹽酸，完全反應(yīng)后，離子數(shù)目幾乎沒(méi)有變化的是（ ）
A．Fe3＋ B．Al3+ C．NH4＋ D．Fe2＋
【解析】加入固體Na2O2，要考慮它發(fā)生兩方面的反應(yīng)：一是與H2O作用生成NaOH，二是能將Fe2＋ 氧化為Fe3＋ 。所以反應(yīng)后，F(xiàn)e3＋、Fe2＋ 的數(shù)目要發(fā)生變化， NH4＋ 與NaOH反應(yīng)生成NH3，由于Na2O2反應(yīng)放出熱量，使部分NH3揮發(fā)，NH4＋的數(shù)目也會(huì)發(fā)生變化。而Al3+
在與NaOH反應(yīng)后再與稀鹽酸反應(yīng)，離子數(shù)目不會(huì)變化。
【答案】B
【點(diǎn)評(píng)】少數(shù)學(xué)生誤選A和D，忽視了Fe2＋ 遇Na2O2氧化劑時(shí)被氧化為Fe3＋ 事實(shí)。誤選C，忽視了Na2O2 與H2O劇烈反應(yīng)放熱的特點(diǎn)。當(dāng)Fe3＋、Fe2＋ 與還原劑、氧化劑共存時(shí)，尤其要注意可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而引起溶液中微粒的變化。
【例3】（2001年廣東、河南高考題）將等物質(zhì)的量的兩種氧化物溶于100mL硫酸，而后逐漸滴入1．00mol?L－1的氫氧化鈉溶液。當(dāng)加入氫氧化鈉的體積V1= 50mL時(shí)，開(kāi)始有沉淀析出，且沉淀量隨氫氧化鈉加入量逐漸增加。當(dāng)氫氧化鈉的體積V2=650mL時(shí)，沉淀量達(dá)到最大值，繼續(xù)滴加氫氧化鈉時(shí)，沉淀量逐漸減小。當(dāng)V3=750mL時(shí)，沉淀量不再改變。
（1）最初加入的50mL氫氧化鈉溶液的作用是什么？
（2）計(jì)算所用硫酸的濃度。
（3）試判斷兩種氧化物各是什么，并計(jì)算其物質(zhì)的量。
【解析】（1）因兩種氧化物均溶于H2SO4 ，再加NaOH 至50mL時(shí)方產(chǎn)生沉淀 ，故此50mLNaOH的作用是中和過(guò)量的H2SO4 。
（2）由相關(guān)反應(yīng)的離子方程式可知，沉淀量達(dá)到最大時(shí)所用OH—的物質(zhì)的量與100mL的H2SO4 中H+的物質(zhì)的量相等n（OH—）== 1．00mol/L×0．650L ==0．650mol，所以，
n（H+）==0．650mol c（H2SO4）==0．650mol/2÷0．100L==3．25mol/L
（3）由題意可知，在“考試說(shuō)明”規(guī)定的范圍內(nèi)，其中一種氧化物為Al2O3。根據(jù)Al（OH）3 +OH－ ==AlO2 －+2H2O可知，該反應(yīng)用去n（NaOH）==1．00mol/L×（0．750－0．650）L ==0．100mol,故Al（OH）3為0．100mol,，Al2O3的物質(zhì)的量為0．0500mol。
又由Al3+ +3 OH－== Al（OH）3知生成0．100mol Al（OH）3用去0．300mol NaOH,而生成另一種氫氧化物用去NaOH的物質(zhì)的量為0．650mol－0．300mol－0．05mol==0．300mol，且已知兩種氧化物的物質(zhì)的量相等，故另一種氧化物也是三價(jià)金屬氧化物，它不溶于過(guò)量的強(qiáng)堿溶液，故另一種氧化物為 Fe2O3，其物質(zhì)的量為0．05mol。
【答案】略
【點(diǎn)評(píng)】本題通過(guò)化學(xué)計(jì)算推理兩種金屬氧化物，考查考生對(duì)鋁、鐵氧化物性質(zhì)的掌握和化學(xué)計(jì)算能力。對(duì)Al2O3的推斷，考生能依據(jù)解題經(jīng)驗(yàn)得到，而在推理另一種氧化物時(shí)，一是計(jì)算生成另一種氫氧化物消耗NaOH的物質(zhì)的量時(shí)出現(xiàn)差錯(cuò)；二是忽視了兩種氧化物“等物質(zhì)的量”的關(guān)系；三是沒(méi)有能自覺(jué)地在“考試說(shuō)明”范圍內(nèi)去找一種+3價(jià)的金屬。
高考訓(xùn)練新點(diǎn)擊
1．下列有關(guān)純鐵的描述正確的是（ ）
A．熔點(diǎn)比生鐵的低
B．與相同濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率比生鐵的快
C．在潮濕空氣中比生鐵容易被腐蝕
D．在冷的濃硫酸中可鈍化

2．1998年6月，我國(guó)科學(xué)家參與研制的阿爾法磁譜儀隨美國(guó)發(fā)現(xiàn)號(hào)航天飛機(jī)升入太空，開(kāi)始了探索宇宙中是否存在“反物質(zhì)”和“暗物質(zhì)”的研究工作。根據(jù)你所學(xué)的知識(shí)推測(cè)制造阿爾法磁譜儀核心部件的是（ ）
A．FeO B．Fe2O3
C．Fe3O4 D．Fe3C
3．下列各組物質(zhì)的稀溶液發(fā)生反應(yīng)，無(wú)論是前者滴入后者，還是后者滴入前者，反應(yīng)現(xiàn)象都相同的是（ ）
A．NaHSO4和Ba（OH）2B．AlCl3和NaOH
C．NaAlO2 和H2SO4D．Ba（HCO3）2 和Ba（OH）2
4．下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是（ ）
A．FeCl2溶液中通入Cl2：Fe2＋＋Cl2→Fe3＋＋2Cl－
B．澄清石灰水與少量小蘇打溶液混合：Ca2＋十OH－＋HCO3－→CaCO3↓＋H2O 。
C．FeS固體（不溶于水）放人稀硝酸溶液中：FeS＋2H＋→Fe2＋＋H2S↑
D．AlCl3溶液中加入過(guò)量氨水：Al3＋＋4OH－→AlO2－＋2H2O
5．鋇和鈉相似，也能形成含O22-離子的過(guò)氧化物，下列敘述不正確的是（ ）
A．過(guò)氧化鋇的化學(xué)式是Ba2O2
B．1 mol過(guò)氧化鋇或過(guò)氯化鈉跟足量的水反應(yīng)都生成0．5 mol氧氣

C．O22-離子的電子式為

D．過(guò)氧化鋇或過(guò)氯化鈉都是強(qiáng)氧化劑
6．成功合成納米氮化鎵是我國(guó)科學(xué)家近年來(lái)取得的一項(xiàng)重大科研成果。已知鎵（Ga）是第ⅢA族元素，則氮化鎵的化學(xué)式是（ ）
A．Ga3N2 B．Ga2N3 C．GaN D．Ga3N
7．鋁在人體中積累可使人慢性中毒，1989年世界衛(wèi)生組織正式將鋁“食品污染源之一”而加以控制。鋁在下列使用場(chǎng)合必須加以控制的是（ ）
①制鋁錠 ②制易拉罐 ③制電線電纜 ④制牙膏皮
⑤用明礬凈水 ⑥制炊具 ⑦用明礬和小蘇打作食品膨化劑
⑧用Al（OH）3制成藥片治胃病 ⑨制防銹油漆
A．①②④⑤⑥⑦⑧B．②⑤⑥⑦⑨
C．②④⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧
8．通過(guò)下列有關(guān)操作或現(xiàn)象，可以確定溶液中一定有Fe3＋ 存在的是（ ）
A．加入足量鐵粉后，溶液變成淺綠色
B．滴入KI溶液后，溶液呈黃棕色
C．滴入NaOH溶液后，析出的沉淀由白色逐漸變?yōu)榛揖G色
D．滴加KSCN溶液后，溶液變?yōu)榧t色
9．下列各組物質(zhì)相互混合后，既有氣體生成又有沉淀生成的是（ ）
①金屬鈉投入到FeCl3溶液 ②過(guò)量NaOH溶液和明礬溶液
③少量電石投入過(guò)量NaHCO3溶液 ④Na2O2投入FeCl2溶液
A．① B．③ C．②③ D．①③④
10．將一定質(zhì)量的Mg、Zn、Al混合物與足量稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣2．8L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），原混合物的質(zhì)量可能是（ ）
A．2g B．4g C．8g D．10g
11．現(xiàn)有12種離子：H＋、Na＋、K＋、Al3＋、Fe3＋、NH4＋、S2?、OH?、NO3?、MnO4?、AlO2?、CO32? 。若將它們分成兩組，每組中至少有兩種陽(yáng)離子或兩種陰離子，兩組離子分別能在溶液中共存。試寫(xiě)出其中一組離子的化學(xué)式。
_____________________________________________________________。
12．實(shí)驗(yàn)室用久置的綠礬（已部分氧化變質(zhì)）配制純凈的FeSO4溶液。可選用的試劑有：蒸餾水、鐵粉、稀硫酸。試回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出綠礬中FeSO4變質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式：
__________________________________________________________________。
（2）鐵粉、稀硫酸的作用和有關(guān)的離子方程式分別是：
鐵粉______________________________________________________________；
稀硫酸_____________________________________________________________。
（3）配制過(guò)程中試劑的加入順序是_______________________________________。
13．A、B、C是短周期ⅠA和ⅡA族元素的碳酸鹽，它們的質(zhì)量分別為 mA、mB、mC，與足量鹽酸完全反應(yīng)，消耗鹽酸的物質(zhì)的量分別為nA（HCl）、nB（HCl）、nC（HCl）。
已知：mA＝mB＋mC，nA（HCl）＝nB（HCl）＋ nC（HCl）。請(qǐng)?zhí)羁眨?br /> （1）寫(xiě)出短周期ⅠA和ⅡA族元素形成的所有碳酸鹽的名稱(chēng)：____________________。
（2）若以MA、MB和MC分別表示A、B、C的相對(duì)分子質(zhì)量，試寫(xiě)出MA、MB和MC三者的相互關(guān)系式 。
（3）A的正確選擇有 種，其化學(xué)式為： 。
（4）若A和B為ⅡA族元素的碳酸鹽，C為ⅠA族元素的碳酸鹽，則A、B、C的化學(xué)式依次是 ，mB?mC＝1? 。（保留2位小數(shù)）
14．某校課外興趣小組用下圖所示過(guò)程除去AlCl3中含有的Mg2＋、Ca2＋雜質(zhì)離子。試根據(jù)圖中編號(hào)確定對(duì)應(yīng)物質(zhì)的分子式或化學(xué)式。


15．已知X為FeO 和CuO的混合物，取兩份等質(zhì)量的X樣品進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

（1）寫(xiě)出①、②、③步所有反應(yīng)的化學(xué)方程式。

（2）設(shè)從③步所得固體D的質(zhì)量為32g，溶液E中只含有一種金屬離子，氣體F在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5．6L，試計(jì)算取用的每份X的質(zhì)量和X中FeO 和CuO的質(zhì)量比。

16．現(xiàn)有AlCl3和FeCl3的混合溶液，其中Al3+和Fe3+的物質(zhì)的量之和為0．10mol，在此溶液中加入90 m L 4．0mol/L 的NaOH溶液，使其充分反應(yīng)，設(shè)Al3+物質(zhì)的量與總物質(zhì)的量的比值為x。
（1）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算x ==0．4時(shí)，溶液中產(chǎn)生的沉淀是什么物質(zhì)？物質(zhì)的量是多少？

（2）計(jì)算沉淀中只有Fe（OH）3的x的取值范圍，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫(huà)出沉淀總量（mol）隨x（0 →1．0）變化的曲線。

（3）若Al3+和Fe3+的物質(zhì)的量之和為Amol（A為合理值），其它條件不變時(shí)，求沉淀中同時(shí)有Fe(OH)3、Al（OH）3的x的取值范圍和各沉淀的物質(zhì)的量（用含有A、x的式子表示）。

參考答案

1．D 2．C 3．AD 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9．D 10．B C
11．H＋ 、NH4＋、Fe3＋、Al3＋、NO3?、MnO4? （其余為另一組）
12．（1） 12FeSO4+3O2 +6H2O==4Fe2（SO4）3 +4Fe（OH）3
（2）將Fe3＋ 轉(zhuǎn)化成Fe2＋ 和除去過(guò)量的H2SO4
Fe +2Fe3＋ ==3Fe2＋ Fe+2H＋ ==Fe2＋+H2 ↑
溶解氧化變質(zhì)生成的Fe（OH）3 Fe（OH）3 +3H＋ ==Fe3＋+3H2O
（3）綠礬、水、稀硫酸、鐵粉
13．（1）碳酸鋰，碳酸鈉，碳酸鈹，碳酸鎂
（2）mA/MA＝mB/MB＋mC/MC（或MB＜MA＜MC；MC＜MA＜MB 以及其它合理答案）
（3）2種 Li2CO3 MgCO3（4）MgCO3，BeCO3，Na2CO3 1．05
14．（1）過(guò)量NaOH
（2）NaAlO2 NaCl Ca（OH）2
（3）Mg（OH）2
（4） 過(guò)量的CO2
（5）Ca（HCO3）2 NaCl （6）Al（OH）3 （7） 過(guò)量HCl
15．（１）① ＣuO+ 2HCl ==CuCl2 +H2O, FeO + 2HCl ==FeCl2 +H2O
② ＣuO+ＣＯ＝Cu＋ＣＯ２ FeO +ＣＯ＝Fe ＋ＣＯ２
③ Ｆe + CuCl2 == Cu+ FeCl2 Fe+ 2HCl ==FeCl2 +H2↑
（2）∵n（Cu）==32g×0．5/64g ?mol－1 ==0．25mol
∴m（CuO）==0．25mol×80g/mol ==20g
又 n（H2）==5．6L/ 22．4L ?mol－1 ==0．25mol
由于n （Ｆe）== n（H2）＋n（Cu）
∴n （Ｆe）== 0．25mol＋0．25mol＝0．5 mol
m （ＦeO）== 0．5 mol×72g ?mol－1 ==36g
X的質(zhì)量＝36g＋20g＝56g
ＦeO 和CuO的質(zhì)量比為36g：20g==9：5
16．（1）Fe（OH）3 0．06mol （2）x == 0．60是轉(zhuǎn)折點(diǎn)，當(dāng)0＜x≤0．6時(shí)，沉淀只有Fe（OH）3，其物質(zhì)的量為0．10（1－x） mol；當(dāng)0．6＜x＜1．0時(shí)，沉淀為Al（OH）3和Fe（OH）3的混合物，其物質(zhì)的量為為0．04mol，如右圖所示。

（3） 0．36/A－3＜x＜1 n[Fe（OH）3] ==A（1－x）mol
n[Al（OH）3] ==[A（x －3）－0．36]mol


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