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2019-2020年高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題5 金屬及其化合物學(xué)案 【考綱展示】 1.了解金屬（如Na、Al、Fe、Cu等）在周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。 2.了解常見金屬元素及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 3.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 4.以上各部分知識的綜合應(yīng)用。 【知識回扣】 知識網(wǎng)絡(luò) 要點(diǎn)掃描 一、金屬及其化合物關(guān)系圖 1.鈉及其化合物 2.鋁及其化合物 3.鐵及其化合物 4.銅及其化合物 二、離子檢驗(yàn) 離子 試劑 現(xiàn)象 反應(yīng)化學(xué)方程式或離子方程式 Na+ 焰色反應(yīng) 火焰呈黃色 K+ 焰色反應(yīng) 透過藍(lán)色鈷玻璃觀察火焰呈紫色 NH4+ NaOH溶液 加熱，生成能使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體 NH4++OH—H2O+NH3↑ Fe3+ ①KSCN溶液 ②NaOH、氨水等堿液 ③苯酚溶液 ①溶液有黃色變?yōu)榧t色 ②生成紅褐色沉淀 ③溶液有黃色變?yōu)樽仙? ①Fe3++SCN—= [Fe（SCN）] 2+或Fe3++3SCN—= Fe（SCN）3 ②Fe3++3OH—=Fe（OH）3↓ Fe2+ ①KSCN溶液+氯水或氯氣 ②NaOH溶液 ①加入KSCN無明顯現(xiàn)象，再加入氯水或通入氯氣，溶液變?yōu)榧t色 ②先生成白色沉淀，白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色 ②Fe2++2OH—=Fe（OH）2↓；4 Fe（OH）2+2HO2+O2= 4Fe（OH）3 Cu2+ NaOH溶液 生成藍(lán)色沉淀 Cu2++2OH—=Cu（OH）2↓ Mg2+ NaOH溶液 生成白色沉淀 Mg2++2OH—=Mg（OH）2↓ Al3+ NaOH溶液 先生成白色沉淀，繼續(xù)加如NaOH溶液，沉淀又逐漸溶解 Al3++3OH—=Al（OH）2↓ Al（OH）3+OH—=AlO2—+H2O 三、無機(jī)框圖推斷題“突破口”總結(jié) 1.同一元素的氣態(tài)氫化物和氣態(tài)氧化物反應(yīng)，生成該元素的單質(zhì)和水，該元素可能是硫或氮。 2.同一元素的氣態(tài)氫化物和最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物化合，生成鹽的元素一定是氮。 3.兩溶液混合后既有氣體又有沉淀生成，這兩種溶液可能分別是Ba（OH）2和（NH4）2SO4等。 4.在由常見非金屬元素組成的無機(jī)物中，既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)可能是弱酸的銨鹽、弱酸的酸式鹽等。 5.既能與強(qiáng)酸反應(yīng)放出氣體又能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出氣體的常見物質(zhì)有：Al、（NH4）2CO3、NH4HCO3等。 6.既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì) （1）單質(zhì)：Al、Zn、Cl2（與還原性酸如H2SO3、HI、HBr、H2S等發(fā)生氧化還原反應(yīng)）、S（與氧化性酸如濃硫酸、濃硝酸等發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與NaOH等強(qiáng)堿在加熱條件下發(fā)生歧化反應(yīng)）。 （2）兩性氧化物：Al2O3、ZnO等。 （3）兩性氫氧化物：Al（OH）3、Zn（OH）2等。 （4）弱酸的銨鹽：如（NH4）2CO3、（NH4）2SO3等。 （5）弱酸的酸式鹽：如NaHCO3、NaHSO3等。 7.常見的金屬單質(zhì)：Na、Mg、Al、Fe、Cu；常見的非金屬單質(zhì)：H2、O2、N2、Cl2、Br2（或F2、I2）。 8.常見物質(zhì)的顏色 （1）有顏色的單質(zhì)：F2、Cl2； （2）無色氣體單質(zhì)：N2、H2、O2； （3）有色氣態(tài)化合物：NO2（紅棕色）； （4）常見固體的顏色：淡黃色固體：S、Na2O2、AgBr；黃色固體：AgI；黑色固體：FeO、Fe3O4、MnO2、CuO；紅色固體：Fe（OH）3（紅褐色）、Fe2O3（紅棕色）、Cu2O（磚紅色）、Cu（紫紅色）；藍(lán)色固體：CuSO45H2O、Cu（OH）2；白色固體：Fe（OH）2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3；不溶于稀酸的白色沉淀：BaSO4、AgCl；不溶于稀酸的黃色沉淀S、AgBr、AgI；常見有色溶液：Fe2+（淺綠色）、Fe3+（棕黃色）、Cu2+（藍(lán)色）、MnO4—（紫紅色）、溴水（深紅棕色）。 9.特殊實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 （1）H2在氯氣中燃燒發(fā)出蒼白色火焰。 （2）遇酚酞溶液變紅色的氣體是氨氣。 （3）在空氣中迅速由無色變?yōu)榧t棕色的氣體是NO。 （4）將Cl2通入含Br—溶液中，會(huì)出現(xiàn)橙色，加入有機(jī)溶劑，在有機(jī)溶劑層出現(xiàn)橙紅色。Cl2通入含I—溶液中，會(huì)出現(xiàn)紫色，加入有機(jī)溶劑，在有機(jī)溶劑層會(huì)出現(xiàn)紫紅色。 （5）遇BaCl2溶液生成白色沉淀的溶液中可能含有Ag+或SO42—。 （6）遇HCl生成沉淀的溶液中可能含有Ag+。 （7）電解電解質(zhì)溶液時(shí)陽極氣態(tài)產(chǎn)物一般是Cl2或O2，陰極的氣態(tài)產(chǎn)物一般是H2。 （8）使品紅溶液褪色的氣體可能是Cl2或SO2，物質(zhì)可能是氯水、次氯酸鹽、Na2O2等。 （9）白色絮狀沉淀→灰綠色沉淀→紅褐色沉淀：Fe2++2OH—→Fe（OH）2→Fe（OH）3 （10）焰色反應(yīng)：黃色：鈉；紫色：鉀。 （11）棕黃色煙：①銅在氯氣中燃燒（CuCl2）；②鐵在氯氣中燃燒（FeCl3）。 （12）固體加熱不留殘?jiān)氖牵篒2、NH4Cl、（NH4）2CO3、NH4HCO3等。 （13）常溫下與水反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)：Na、K、Na2O2等。 （14）與強(qiáng)堿溶液在加熱條件下反應(yīng)生成使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體的溶液中含有NH4+ （15）與MnO2相關(guān)的反應(yīng)：H2O2的分解、加熱KClO3制備O2、實(shí)驗(yàn)室制氯氣。 【熱點(diǎn)透視】 熱點(diǎn)題型 【典例1】下列各組物質(zhì)中，滿足下圖物質(zhì)一步轉(zhuǎn)化關(guān)系的選項(xiàng)是（ ） 選項(xiàng) X Y Z A Na NaOH NaHCO3 B Cu CuSO3 Cu（OH）2 C C CO CO2 D Si SiO2 H2SiO3 解析：NaHCO3不能一步轉(zhuǎn)化為Na，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu（OH）2不能一步轉(zhuǎn)化為Cu，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H2SiO3不能一步轉(zhuǎn)化為為Si，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案：C 命題意圖：本題考查元素化合物，意在考查考生對常見金屬和非金屬元素及其化合物相互轉(zhuǎn)化的理解和分析能力。 【典例2】有A、B、C、D、E和F六瓶無色溶液，他們是中學(xué)化學(xué)中常用的無機(jī)試劑。純E為無色油狀液體；B、C、D和F是鹽溶液，且他們的陰離子均不同。現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①A有刺激性氣味，用蘸有濃鹽酸的玻璃棒接近A時(shí)產(chǎn)生白色煙霧； ②將A分別加入其它五種溶液中，只有D、F中有沉淀產(chǎn)生；繼續(xù)加入過量A時(shí)，D中沉淀無變化，F(xiàn)中沉淀完全溶解； ③將B分別加入C、D、E、F中，C、D、F中產(chǎn)生沉淀，E中有無色、無味氣體逸出； ④將C分別加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)信息，請回答下列問題： （1）能確定的溶液是（寫出溶液標(biāo)號與相應(yīng)溶質(zhì)的化學(xué)式）： 。 （2）不能確定的溶液，寫出其標(biāo)號、溶質(zhì)可能的化學(xué)式及進(jìn)一步鑒別的方法： 。 解析：(I)由題干表述可知A和E不是鹽，又由純E為無色油狀液體，推知E為硫酸（③步操作進(jìn)一步確定）；（II）由題干和①步操作可知A為氨水； (III)再由②步操作可知F中陽離子為Ag+發(fā)生的反應(yīng)為：Ag＋＋NH3H2O=AgOH↓＋NH4＋；AgOH＋2NH3H2O=[Ag（NH3）2]＋＋OH－＋2H2O；而常見的鹽中只有AgNO3可溶于水，故F為AgNO3；（IV）由③步操作可知B中陰離子應(yīng)為CO32—,由于此無色無味的氣體只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀說明不能是HCO3—,而陽離子可是常見的K+、Na+、NH4+等待定（V）同樣由②步操作D中能與氨水生成沉淀的無色溶液中常見的為陽離子為Mg2+或Al3+，而陰離子需待下步反應(yīng)再確定；（VI）由④步操作生成的沉淀為可能為AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等，但限于題干所述中學(xué)常用試劑，則沉淀應(yīng)為AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一個(gè)是與AgNO3結(jié)合生成的沉淀，一個(gè)是與硫酸結(jié)合形成的沉淀，故C應(yīng)該同時(shí)含有Ba2+和Cl—即，C為BaCl2,進(jìn)而推出D中陰離子應(yīng)該為SO42—，因?yàn)轭}干所述鹽溶液中陰離子均不同，故D為Al2（SO4）3或MgSO4。其他解析見答案 答案：(1)A NH3H2O或NH3 ；E H2SO4 F AgNO3 C BaCl2 若C作為不能確定的溶液，進(jìn)一步鑒別的方法合理，同樣給分 （2）B Na2CO3或K2CO3 用潔凈的鉑絲蘸取少量B，在酒精燈火焰中灼燒，若焰色呈黃色則B為Na2CO3溶液；若透過藍(lán)色鈷玻璃觀察焰色呈紫色，則B為K2CO3溶液 D Al2(SO4)3或MgSO4 取少量D，向其中滴加NaOH溶液有沉淀生成，繼續(xù)滴加過量的NaOH溶液，若沉淀溶解，則D為Al2(SO4)3溶液，若沉淀不溶解，則D為MgSO4溶液 命題意圖：考查學(xué)生的分析與綜合能力，涉及到無機(jī)元素及其化合物的性質(zhì)，離子反應(yīng)，未知物的推斷，物質(zhì)的檢驗(yàn)，常見物質(zhì)量多與量少的反應(yīng)不同，現(xiàn)象不同等，此題綜合性強(qiáng)，難度大，區(qū)分度很好，是一道不可多得的經(jīng)典好題！ 熱點(diǎn)預(yù)測 【預(yù)測1】下列操作能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） A.要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+，先加氯水，再加少量的KSCN B.為防止FeSO4水解而變質(zhì)，常在溶液中加入少量鐵粉 C.將Fe（OH）2露置在空氣中加熱灼燒可以得到FeO D.向AlCl3溶液中加入過量氨水后蒸干并灼燒可得到Al2O3 解析：要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+而可能含有Fe2+，先加少量KSCN溶液，再加氯水，A錯(cuò)；加鐵粉的目的可以與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+，不是抑制水解，B錯(cuò)；將Fe（OH）2露置在空氣中加熱灼燒，亞鐵會(huì)被氧化，得不到FeO，C錯(cuò)；向AlCl3溶液中加入過量氨水得到Al（OH）3沉淀，蒸干并灼燒得到Al2O3，D正確。 答案：D 預(yù)測點(diǎn)評：該題以實(shí)驗(yàn)形式考查了常見金屬離子的檢驗(yàn)，考查了物質(zhì)的保存方法、物質(zhì)的制備等知識。 【預(yù)測2】下列各組物質(zhì)中，不是按（“→”表示一步完成）關(guān)系相互轉(zhuǎn)化的是（ ） 選項(xiàng) A B C D a Fe Na Al（OH）3 Cu b FeCl3 NaOH NaAlO2 CuSO4 c FeCl2 NaCl Al2O3 CuCl2 解析：A項(xiàng)，F(xiàn)e與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，F(xiàn)eCl3與Fe反應(yīng)生成FeCl2，Zn與FeCl2反應(yīng)Fe；B項(xiàng)，Na與水反應(yīng)生成NaOH，NaOH與HCl反應(yīng)生成NaCl，電解NaCl生成Na；C項(xiàng)中NaAlO2不能一步轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3，Al2O3也不能一步轉(zhuǎn)變?yōu)锳l（OH）3；Cu與濃硫酸反應(yīng)可生成CuSO4，CuSO4與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4和CuCl2，電解CuCl2溶液可生成單質(zhì)Cu。 答案：C 預(yù)測點(diǎn)評：該題綜合考查了鐵、鈉、鋁和銅四種金屬及其化合物（氧化物、氫氧化物）的相互轉(zhuǎn)化。 【直擊高考】 1.下列反應(yīng)中，Na2O2只表現(xiàn)強(qiáng)氧化性的是（ ） A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑B.Na2O2+MnO2=Na2MnO4 C.2Na2O2+H2SO4=Na2SO4+H2O+O2↑ D.5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O 2.一種溶液中大量存在以下主要離子：NO3—、SO42—、Fe3+、H+、M，這些離子的物質(zhì)的量之比為n（NO3—）︰n（SO42—）︰n（Fe3+）︰n（H+）︰n（M）=2︰3︰1︰3︰1，則M離子可能是（ ） A.S2— B.Ca2+ C.Cl— D.Mg2+ 3.ag鐵粉與含有H2SO4的CuSO4溶液完全反應(yīng)，得到ag銅，則參加反應(yīng)的H2SO4與CuSO4物質(zhì)的量之比為（ ） A.1︰7 B.7︰1 C.7︰8 D.8︰7 4.下列各離子組合在指定條件下能夠常量（濃度大于0.01molL—1）共存的是（ ） 溶液外觀 制定離子濃度或pH 離子組 A 無色 水電離c（OH—）=110—10 molL—1 Br—、I—、NO3—、Al3+ B 透明 pH=12 MnO3—、K+、NO3—、Mg2+ C 透明 pH=13，c（NO3—）=110—2 molL—1 [Ag（NH3）2]+、Na+、OH—、NH4+ D 淡藍(lán)色 水電離c（OH—）=110—10 molL—1 SO42—、Cu2+、Fe3+、Cl— 5.用足量的CO還原某金屬氧化物，得到76.8g金屬，將生成的氣體通入足量澄清石灰水中，得到60g沉淀，則該氧化物是（ ） A.FeO B.Fe2O3 C.CuO D.Cu2O 6.向一種溶液中滴加另一種溶液后，溶液的顏色不發(fā)生變化的是（ ） A.苯酚溶液中滴加FeCl3溶液 B.硫酸鐵溶液中滴加硫氰化鉀 C.淀粉溶液中滴加碘化鉀溶液 D.酸性高錳酸鉀溶液中加硫酸亞鐵溶液 7. 將51．2g Cu完全溶于適量濃硝酸中，收集到氮的氧化物（含NO、N2O4、NO2）的混合物共0．9 mol，這些氣體恰好能被500ml、2mol/LNaOH溶液完全吸收，生成含NaNO3和NaNO2的鹽溶液，其中NaNO3的物質(zhì)的量為（ ） A．0．2mol B．0．4mol C．0．8mol D．0．9mol 8. X、Y、Z是中學(xué)化學(xué)中常見元素的單質(zhì)，甲、乙是兩種常見的化合物，相互間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，請回答下列問題： （1）若X為金屬單質(zhì)，Y為固體非金屬單質(zhì)，則甲的化學(xué)式為 ，乙的化學(xué)式為 。 （2）若X、Y為金屬單質(zhì)，甲為黑色固體，則X與甲反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ，其反應(yīng)類型為 （填四種基本反應(yīng)類型）。 （3）若X、Y均為非金屬單質(zhì)，常溫下甲為無色液體，則X與甲反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 9. 下圖中，A、B、C、D、E是單質(zhì)，G、H、I、F是B、C、D、E分別和A形成的二元化合物。 已知： ①反應(yīng)能放出大量的熱，該反應(yīng)曾應(yīng)用于鐵軌的焊接； ②I是一種常見的溫室氣體，它和可以發(fā)生反應(yīng)：2E＋I(xiàn)2F＋D，F(xiàn)中的E元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%。 回答問題： (1）①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________； (2）1.6g G 溶于鹽酸，得到的溶液與銅粉完全反應(yīng)，至少所需 g銅粉； (3）C與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為___________________________，反應(yīng)后溶液與過量化合物Ⅰ反應(yīng)的離子方程式為_______________________________; (4）E在I中燃燒觀察到的現(xiàn)象是__________________________。 專題五 1.B 2.D 3.B 4.B 5.B 6.C 7. A 8.（1）CO MgO （2） 置換反應(yīng) （3）或2F2+2H2O=4HF+O2 9.（1）（2）0.64g （3）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；AlO2－＋CO2＋2H2O=HCO3－＋Al(OH)3↓ （4）鎂條劇烈燃燒，生成白色粉末，反應(yīng)器內(nèi)壁附著有黑色的碳。