1、专题十 金属及其化合物【考纲解读】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。【考点回顾】1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：能与水剧烈反应的是_，反应的离子方程式：_；能与NaOH溶液反应的是_，反应的离子方程式：_，其中作氧化剂的是_；Cu在潮湿的空气中被
2、腐蚀的化学方程式： _；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：能用作供氧剂的是_，写出一个化学方程式：_；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_，_；常温下为黑色固体的是_。（3）上述四种金属的氢氧化物中：易在空气中被氧化的是_，现象_，反应的化学方程式为_；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）Na2Na2H2O=2Na2OHH2Al2Al2OH2H2O=2AlO3H2H2O2CuCO2H2OO2
3、=Cu2(OH)2CO3Na、Fe（2）Na2O22Na2O22CO2=2Na2CO3O2(或2Na2O22H2O=4NaOHO2)Al2O3Al2O36H=2Al33H2OAl2O32OH=2AlOH2OFeO、Fe3O4、CuO（3）Fe(OH)2白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3Al(OH)3（4）6Fe2、Cu先加KSCN溶液不显红色，再加H2O2溶液变为红色Fe32Fe3Cu=2Fe2Cu22典型元素及其化合物的转化关系（1）钠及其化合物间的转化关系离子方程式：2Na2H2O=2Na2OHH2；化学方程式：2NaO2Na2O2；离子方程
4、式：2Na2O22H2O=4Na4OHO2；化学方程式：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2；化学方程式：2NaHCO3Na2CO3CO2H2O；离子方程式：2OHCO2=COH2O；离子方程式：CO2OH=HCO；化学方程式：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2。（2）铝及其化合物间的转化关系离子方程式：2Al2OH2H2O=2AlO3H2；离子方程式：Al2O32OH=2AlOH2O；离子方程式：AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO；离子方程式：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；化学方程式：2Al(OH)3Al2O33H2O；离子方程式：Al33AlO6H2O=4Al
5、(OH)3。（3）铁及其化合物间的转化关系化学方程式：FeSFeS；化学方程式：2Fe3Cl22FeCl3；化学方程式：Fe2O33CO2Fe3CO2或Fe2O32AlAl2O32Fe；离子方程式：2Fe2Cl2=2Fe32Cl或2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；离子方程式：2Fe3Fe=3Fe2或2Fe3Cu=2Fe2Cu2；化学方程式：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。【题型预测】题型1典型物质的性质及应用1(2014北京理综，7)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 DAl【答案】D【解析】金属铝在空气中表面会形成一层
6、致密的氧化膜保护层，防止内层的金属进一步被氧化，D正确；K、Na、Fe表面形成的氧化膜比较疏松，不能保护内层金属，A、B、C错误。2(2015山东理综，10)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()AAlCl3 BNa2O CFeCl2 DSiO2【答案】A【解析】A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2 气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中没有气体产生 ，错误；C项，Fe 与Cl2 反应生成FeCl3 ，错误；D项，SiO2
7、 与Ba(HCO3)2不反应，错误。【归纳】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O之比为21。（3）Na2O2的强氧化性常表现为加入FeCl2溶液，将Fe2氧化，同时生成Fe(OH)3沉淀。可将H2S氧化生成单质硫。加入Na2SO3溶液中，将SO氧化成SO。（4）Na2O2与H2O、CO2的反应，属于O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
8、)3具有两性，决定了它的制备方法：Al33NH3H2O=Al(OH)33NH；AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO。（3）离子共存问题：Al3与OH、CO、HCO、SO、S2、AlO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”；AlO与H、HCO、NH、Al3、Mg2、Cu2不能大量共存，其中AlO和H、HCO是因为直接反应如AlOHCOH2O=Al(OH)3CO，其余是“相互促进水解”。（4）鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)：AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为先产生白色沉淀，后沉淀溶解；NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不
9、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(H)时转化为3价。（2）Fe3的氧化性常表现为可氧化Fe、Cu、I、S2、SO。（3）证明溶液中既有Fe2又有Fe3的方法证明Fe3用KSCN溶液，溶液变红；证明Fe2用酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。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)2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3（2）CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO45H2O)，可用于检验H2O的存在。（3）Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O此反应当Cu足量时，H2SO4不能完全反应。同时此
10、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。题型2金属及其化合物的制备22013山东理综，28（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3【答案】bd【解析】Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。2(2015浙江理综，13)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：下列说法不正确的是()A溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉B固体1中一定有SiO2，控制pH是为
11、了使Al3转化为Al(OH)3进入固体2C从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解D若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O【答案】D【解析】根据题意，分析得出以下流程：A项，溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉，正确；B项，由于SiO2不溶于硫酸，则固体1中一定含有SiO2，为了使溶液中的Al3转化成Al(OH)3沉淀，故用NaOH溶液控制pH，得固体2为Al(OH)3，正确；C项，由于Fe2易被氧化、FeSO47H2O易分解，故在从FeSO4溶液中得到FeSO47H2O产品过程中，须控制条件防
12、止其氧化和分解，正确； D项，若在溶液1Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3溶液中直接加NaOH至过量，得到的为Fe(OH)3，用硫酸溶解得到Fe2(SO4)3溶液，故经结晶不能得到FeSO47H2O，错误。【归纳】金属单质冶炼方法归纳其中电解法是指电解熔融盐或氧化物；热还原法中常用还原剂有H2、CO、C、Al等。规律方法金属及其化合物制备的答题策略从资源中获取无机物，往往需要富集、除杂、物质间的转化等多步反应才能完成。（1）这类试题一般是解析已知的生产过程，重点是分析每一步加入的物质是什么、出来的物质是什么、发生了什么样的变化。（2）涉及Fe元素的除去步骤一般为溶液含(Fe2、Fe3)Fe3使铁元素转化为氢氧化铁沉淀，氧化剂可选择H2O2、Cl2等，沉淀剂的选择要考虑不引入新的杂质。（3）涉及铝元素的分离，需要应用： （4）从溶液中获取晶体时，要充分考虑水解、氧化等因素的影响。