1、专题十一 金属元素及其化合物专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 1(2020全国卷)北宋沈括梦溪笔谈中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是()A胆矾的化学式为 CuSO4B胆矾可作为湿法冶铜的原料C“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 解 析：A 项，胆 矾 为 硫 酸 铜 晶 体，化 学 式 为CuSO45H2O，错误；B 项，湿法冶铜是用铁与硫酸铜溶液发生置换反应制取铜，正确；C 项，加热浓缩硫酸铜溶液可析出胆矾，
2、故“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程，正确；D 项，铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，正确。答案：A专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 2(2020天津卷)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，使用的“84 消毒液”的主要有效成分是()ANaOH BNaClCNaClO DNa2CO3解析：工业上用 Cl2 与 NaOH 溶液反应制取“84 消毒液”，反应原理为 Cl22NaOH=NaClNaClOH2O，NaClO 具有强氧化性，能用于杀菌消毒，故“84消毒液”的主要有效成分是 NaClO。答案：C专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 3(2020江苏卷)下列有关化学反应的叙
3、述正确的是()A室温下，Na 在空气中反应生成 Na2O2B室温下，Al 与 4.0 molL1NaOH 溶液反应生成NaAlO2C室温下，Cu 与浓 HNO3 反应放出 NO 气体D室温下，Fe 与浓 H2SO4 反应生成 FeSO4解析：A 项，室温下，钠与空气中氧气反应生成氧化钠，错误；B 项，室温下，铝与 NaOH 溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，正确；C 项，室温下，铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体，错误；D 项，室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，错误。答案：B专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 金属及其化合物的知识是高中化学的主干知识，是高考化学的必考内容。钠、铝、铁、铜及其化合
4、物是日常生活中非常重要的物质，特别是铝、铁在国民经济中占有极其重要的地位。这部分内容，单独出题考查的方式很少，在选择题中经常以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的检验、分离与提纯、气体的制取和性质实验、物质推断、计算等题型融合出现，在非选择题中以金属元素的性质为载体，通过工业生产为背景的工艺流程、实验探究，专题十一 金属元素及其化合物 高考调研明晰考向 考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。近几年的高考加强了元素及其化合物知识与基本概念、基本理论的结合，该部分知识在高考中的考查要求逐渐提高。高考题型多为选择题和填空题，侧重考查学生分析问题、解决问题的能力，命题的重点将是钠及其
5、化合物(特别是 Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性质、铝及其化合物的两性、Fe2与 Fe3之间的转化关系、铜的冶炼及 Cu(OH)2的性质等基础知识，但非选择题常常以不常见的过渡元素考查基础知识的理解能力和迁移能力，一般较难。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 1钠及其化合物之间的转化关系(1)2Na2H2O=2NaOHH2(2)2Na2H2OCuSO4=Na2SO4Cu(OH)2H2(3)4NaO2=2Na2O(空气中缓慢氧化)考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(4)2NaO2=Na2O2(5)2Na2O22H2O=4NaOHO2(6)2Na2O22CO2=2Na2CO3O
6、2(7)Na2CO32HCl(过量)=2NaClCO2H2O(8)Na2CO3HCl(不足)=NaClNaHCO3(9)Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3(10)Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH(11)NaHCO3HCl=NaClCO2H2O(12)NaHCO3NaOH=Na2CO3H2O考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(13)2NaHCO3Ca(OH)2(不足)=Na2CO3CaCO32H2O(14)NaHCO3 Ca(OH)2(过 量)=CaCO3 NaOH H2O(15)CO22NaOH(过量)=Na2CO3H2O(16)CO2(过量)NaOH=NaHCO32
7、钠及其化合物的重要性质(1)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(2)金属钠在空气中无论生成单一的 Na2O 或 Na2O2，还是生成二者的混合物，1 mol Na 只能转移 1 mol 电子(此点在 NA 的判断考题中常有考查)。常考查过氧化钠电子式的 书 写 或 化 学 键 的 类 型。过 氧 化 钠 的 电 子 式 为，其中含有离子键和非极性键。过氧化钠中阴离子为 O22，故 Na2O2 中阳离子和阴离子的物质的量之比为 21。Na2O2 不是碱性氧化物，有强氧化性
8、、漂白性，遇到湿润的石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(3)Na2CO3 与盐酸反应时，二者相对用量或滴加顺序不同，产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用 Ca(OH)2 鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液，应选用 CaCl2 或 BaCl2 溶液。(5)除去 CO2 中的 HCl 气体，应选用饱和 NaHCO3溶液。(6)向饱和的 Na2CO3 溶液中通入过量 CO2 有晶体析出，发生反应 Na2CO3CO2H2O=2NaHCO3。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应利用的是物质(或元素)
9、的物理性质。(8)将 NaHCO3 溶液与 NaAlO2 溶液混合得到 Al(OH)3沉淀，发生反应 NaHCO3NaAlO2H2O=Al(OH)3Na2CO3，此反应并非水解反应。(9)二氧化碳气体通入 NaClO 溶液中，无论二氧化碳少量还是过量，都发生反应 CO2NaClOH2O=HClONaHCO3，而不会生成碳酸钠，因酸性：H2CO3HClOHCO3。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(10)向 Na2CO3 溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为 CO23 H=HCO3、HCO3 H=H2OCO2。(11)Na2O2 投入 FeCl2 溶液中，可将 Fe2
10、氧化成 Fe3，同时生成 Fe(OH)3 沉淀；Na2O2 投入氢硫酸中，可将 H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊；Na2O2 投入 Na2SO3 溶液，可将 SO23 氧化成 SO24；Na2O2 具有漂白性，投入品红溶液中，可使品红溶液褪色。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(12)Li 和 O2 反应只生成 Li2O：4LiO2=点燃 2Li2O，NaH 是离子化合物，是一种强还原剂。NaK 合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 (2020宁波五校适应性考试)钠是很活泼的金属，在空气中燃烧的产物是 Na2O2。Na2O 的制取可以通过钠与硝酸钠共
11、热反应完成：NaNaNO3Na2ON2(未配平)。请回答下列问题：(1)上述反应的氧化剂是_(写化学式)。制取Na2O 时，若金属钠与 NaNO3 按质量比 2317 投料，充分反应后收集到的气体体积为 1.12 m3(标准状况下)，则制得的 Na2O 的质量为_kg。考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破(2)制取 Na2O 时由于设备密封性不好而进入了少量空气，导致制得的 Na2O 产品中含有 Na2O2 杂质。现有Na2O 产品 m g(假设只含有 Na2O2 杂质)，请从下面选用合适的仪器和试剂，设计一种可选用的实验仪器组合，以完成样品中 Na2O 含量的测定。可选用的试剂：a.浓硫酸
12、 b水 c盐酸标准溶液dNaOH 标准溶液 e酚酞 f碱石灰 g稀盐酸考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 实验过程中发生反应的化学方程式实验所需仪器(用字母表示)实验所需试剂(用字母表示)实验需直接测定的有关物理量(用文字说明)(3)某学生设计了以下实验方案来测定该试样中Na2O 的质量分数，其操作流程和实验数据如下，该 Na2O产品中 Na2O 的质量分数为_。7.75 g Na2O产品在氧气中充分灼烧 固体 冷却 称量得固体9.35 g考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 解析：(1)由 N 元素的化合价降低可知，NaNO3 是氧化剂。配平化学方程式：10Na2NaNO3=6Na2O
13、N2，收集到 1.12 m3(标准状况下)N2，n(N2)50 mol，那么n(Na2O)300 mol，故 m(Na2O)300 mol62 g mol11.86104 g18.6 kg。(2)要测定样品中氧化钠的含量有多种方法，可通过测生成 O2 的体积来计算 Na2O2 的量；也可测反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差，还可以通过滴定法测锥形瓶中生成考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 NaOH 的量来计算。(3)设试样中 Na2O 的物质的量为 x mol，Na2O2 的物质的量为 y mol，则有：62x78y7.75 g，78(xy)9.35 g，解得：
14、x0.1 mol，那么 Na2O 的质量分数为0.1 mol62 g mol17.75 g100%80%。答案：(1)NaNO3 18.6(2)(以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可)2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOHA、Db反应前锥形瓶、样品和水的总质量；反应后锥形瓶和溶液的总质量考点一 钠及其化合物 核心整合热点突破 2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOHG、Cb量筒中收集到的气体的体积2Na2O22H2O=4NaOHO2，Na2OH2O=2NaOH，NaOHHCl=NaClH2OD、H b、c、e中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液
15、使用的盐酸标准溶液的体积(3)80%考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 1铝及其化合物之间的转化关系(1)4Al3O2=2Al2O3(2)2Al6HCl=2AlCl33H2(3)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破(4)2AlFe2O3=高温 2FeAl2O3(5)Al2O36HCl=2AlCl33H2O(6)Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O(7)Al(OH)33HCl=AlCl33H2O(8)Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O(9)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH4(10)AlCl33NaOH=
16、Al(OH)33NaCl(NaOH 适量)(11)AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O(NaOH过量)考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破(12)NaAlO2HClH2O=Al(OH)3NaCl(少量盐酸)(13)NaAlO24HCl=AlCl3NaCl2H2O(足量盐酸)(14)2AlO2 CO23H2O=2Al(OH)3CO23(少量 CO2)(15)AlO2 CO22H2O=Al(OH)3HCO3(足量CO2)(16)Al3 3AlO2 6H2O=4Al(OH)3(铝盐和偏铝酸盐在溶液中相互促进水解)考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 2铝、镁及其化
17、合物的重要性质(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于 Al2O3 的熔点高于 Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。(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，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层 KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条。(4)并不是 Al 与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该
18、金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。(5)Al2O3、Al(OH)3 与 NaOH 溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3 不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备 Al(OH)3。(6)利用偏铝酸盐制备 Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH)3 溶解。若向偏铝酸考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 盐溶液中通入 CO2，生成的 Al(OH)3 不溶于碳酸，CO2 过量时生成 HCO3，不过量时生成 CO23，书写离子反应方程式时要特别注意。(7)Al(OH)3 可用作抗酸药；明矾常用于净水。(8)泡沫灭火器所用试剂为 Al2(SO4)3
19、 溶液和 NaHCO3溶液。(9)镁在空气中燃烧主要发生反应：2MgO2=点燃2MgO，此外还发生反应：3MgN2=点燃 Mg3N2、2MgCO2=点燃 2MgOC。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破(10)Mg3N2 与水反应：Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。加热 Mg(HCO3)2 溶液生成的是 Mg(OH)2 沉淀，而不是 MgCO3沉淀，因为 Mg(OH)2比 MgCO3更难溶于水。反应方程式为 Mg(HCO3)2=Mg(OH)22CO2。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为 Al2O3，含 SiO2 和 F
20、e2O3 等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图 1：图 1注：SiO2 在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为_。(2)向“过滤”所得滤液中加入 NaHCO3 溶液，溶液的 pH_(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)“电解”是电解熔融 Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是_。(4)“电解”是电解 Na2CO3 溶液，原理如图 2 所示。阳极的电极反应式为_，阴极产生的物质 A 的化学式为_。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 图 2(5)铝粉在 1 000 时可与 N2 反应制备 A
21、lN。在铝粉中添加少量 NH4Cl 固体并充分混合，有利于 AlN 的制备，其主要原因是_。解析：(1)Al2O3 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2 和H2O。(2)为了提高铝土矿的浸出率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的 pH 减小。(3)阳极为 O2发生氧化反应生成 O2，石墨可能被 O2 氧化。(4)电解时阳极由图示可知是由碳酸钠生成碳酸氢钠的过程，阳极应该是水电离产生的氢氧根离子放电生成氧气，多出的氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子。
22、即：2H2O4e=O24H，CO23 H=HCO3合并得答案 4CO23 2H2O4e=4HCO3 O2。阴极应该是水电离产生的氢离子放电生成氢气，多出的氢氧根离子使得稀氢氧化钠溶液变成浓氢氧化钠溶液。(5)铝在空气中容易形成致密的 Al2O3 薄膜，阻碍反应的进行，加入 NH4Cl 分解产生 HCl，HCl 能够与 Al2O3 反应。考点二 铝、镁及其重要化合物 核心整合热点突破 答案：(1)Al2O32OH=2AlO2 H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的 O2 氧化(4)4CO23 2H2O4e=4HCO3 O2 H2(5)NH4Cl 分解产生的 HCl 能够破坏 Al 表面的
23、Al2O3薄膜考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 1铁及其化合物之间的转化关系(1)3Fe2O2=点燃 Fe3O4(2)FeS=FeS(3)2Fe3Cl2=点燃 2FeCl3考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(4)3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2(5)Fe2H=Fe2H2(酸为非氧化性酸)(6)Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O(铁适量)(7)3Fe 8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2 2NO 4H2O(铁过量)(8)FeCuSO4=CuFeSO4(9)2FeCl3Fe=3FeCl2考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(10)FeO2HCl=
24、FeCl2H2O(11)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O(12)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(13)3FeO 10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3 NO 5H2O(14)3Fe3O4 28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3NO 14H2O(15)Fe(OH)22HCl=FeCl22H2O(16)Fe(OH)33HCl=FeCl33H2O考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(17)3Fe(OH)210HNO3(稀)=3Fe(NO3)3NO8H2O(18)2Fe(OH)36HI=2FeI2I26H2O(19)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3(20
25、)FeCl22NaOH=Fe(OH)22NaCl(21)2FeCl2Cl2=2FeCl3考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 2铁及其化合物的重要性质(1)Fe 与 O2、H2O(g)反应的产物都是 Fe3O4 而不是Fe2O3。Fe 与 Cl2 反应时生成 FeCl3，与 S 反应时生成 FeS，说明 Cl2 的氧化性大于 S 的。常温下，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。Fe 在 Cl2中燃烧，无论 Cl2 过量还是不足均生成 FeCl3。(2)向含 Fe2的溶液中加入硝酸、KMnO4 溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色棕黄色的颜色变化，该现
26、象可用于 Fe2的检验。考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(3)Fe3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(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中 Fe3浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是 KSCN 溶液法。Fe2的检验可采用先加入 KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验 Fe2，现象是生成蓝色沉淀(Fe3Fe(CN)62)。(4)生成 FeCl2 除了用 Fe 和 HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3Fe=3FeCl2；生成 Fe(OH)3 除了用Fe3与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4F
27、e(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(5)配制 FeCl2 溶液既要防氧化(加入 Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制 FeCl3 溶液要加入浓盐酸防止水解。(6)Fe3必须在酸性条件下才能大量存在，当 pH7时，Fe3几乎完全水解生成 Fe(OH)3 沉淀。(7)除去酸性溶液 ZnCl2 中的 FeCl2，应先通入 Cl2 或加入 H2O2，再加入 ZnO，使 Fe3水解生成沉淀过滤除去。(8)制备 Fe(OH)2 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 O2隔绝。同时要牢记 Fe(OH)2 转化为
28、Fe(OH)3 时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和 FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。(10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 某班同学用如下实验探究 Fe2、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0.1 molL1 的溶液。在 FeCl2 溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲组同学取 2 mL FeCl2 溶
29、液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl2 可将 Fe2氧化。FeCl2 溶液与氯水反应的离子方程式为_。考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2 溶液中先加入 0.5 mL 煤油，再向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 10 mL 0.1 molL1KI 溶液，加入 6 mL 0.1 molL1 FeCl3 溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于 3 支试管中进行如下实验：第一支试管中加入 1 mL CCl4 充分振荡、静置，CCl4层显
30、紫色；考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 第二支试管中加入 1 滴 K3Fe(CN)6溶液，生成蓝色沉淀；第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号)；实验和说明：在 I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_。(5)丁组同学向盛有 H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl2 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_；一段时间考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 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)。解析：(1)亚铁离子
31、具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl2 溶液中加入少量铁屑的目的是防止 Fe2被空气氧化。(2)Cl2 可将 Fe2氧化成 Fe3，自身得电子生成Cl，反应的离子方程式为 2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将 Fe2氧化，产考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 生干扰。(4)根据 Fe2 的检验方法，向溶液中加入 1 滴K3Fe(CN)6 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有 Fe2，则实验检验的离子是 Fe2；碘易溶于 CCl4，在 CCl4 中呈紫色，Fe3遇 KSCN 溶液显血红色，实验和说明，在 I过量的情况下，溶液中仍含有
32、Fe3，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为 2Fe32I2Fe2I2。(5)H2O2 是强氧化剂，能将 Fe2氧化成 Fe3，则有 2Fe2H2O22H=2Fe32H2O；一段时间后，Fe3能将 H2O2 氧化成 O2，离子方程式考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破 为 2Fe3H2O2=2Fe2O22H，上述两步反应的总反应方程式为 2H2O2=O22H2O，Fe3是该反应的催化剂，因而有气泡出现，且溶液变为棕黄色；由于上述反应放热，温度升高，H2O2 反应生成水，起到了稀释作用，增大了溶液的pH，这些因素都能使水解平衡 Fe33H2OFe(OH)33H向正反应方向移动，因此
33、能生成红褐色沉淀。答案：(1)防止 Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(或排除氧气对实验的影响)考点三 铁及其重要化合物 核心整合热点突破(4)Fe2 Fe3 可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2O Fe3催化H2O2 分解产生 O2 H2O2 分解反应放热，促进 Fe3的水解平衡向正反应方向移动考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 1铜及其化合物之间的转化关系(1)2CuO2=2CuO(2)2CuS=Cu2S(3)CuCl2=点燃 CuCl2(4)Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破(5)2CuO2
34、CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(6)Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O(7)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(8)2CuSO42H2O=电解 2CuO22H2SO42铜及其化合物的重要性质(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 CO2 中的 CO。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破(3)新制 Cu(OH)2 悬浊液常用来检验醛基。(4)Cu 和一定量的浓 HNO3 反应，产生的是 NO2 和NO 的混合气体，当 Cu 有剩余，再加入稀 H2S
35、O4，Cu继续溶解。(5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。(6)铜的焰色反应为绿色。(7)冶炼铜的方法有热还原法；湿法炼铜；电解精炼铜。(8)铜合金有：青铜(Sn、Pb 等)；黄铜(Zn、Sn、Pb、Al 等)；白铜(Ni、Zn、Mn 等)。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 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：FeSO4NO=Fe(NO)SO4，该反应较慢，待生成一定量Fe(NO)2时，突显明显棕色。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突
36、破(1)实验开始时先将 Y 形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，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_。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 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 6 molL1 时，只有 NO 生成。当铜片与 5 molL1 硝酸反应，开始时反应非常缓慢，一段时间后反应速率明显增大。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化对
37、反应速率的影响和实验所得现象记录如图表所示。时间/min现象015铜表面出现气泡，但速度很慢25溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 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_。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 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/铜片/g硝酸/mL硝酸铜/g1252255200.53255201.0(5)请将表
38、中的实验条件填写完整：_；_；_。(6)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_。考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 解析：(1)实验开始时先将 Y 形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，然后向其中缓慢滴入稀硝酸，碳酸钙与稀硝酸反应生成 CO2，将整个装置内的空气赶尽，避免 NO 和O2 反应生成 NO2，对气体产物的观察产生干扰。(2)在常温下，铜片和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式为 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(3)若 Y 形试管中产生的气体有 NO2，NO2 溶于水生成硝酸，把 Fe2氧化成
39、 Fe3，B 中溶液显红色；若 Y考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 形试管中只有 NO 生成，FeSO4NO=Fe(NO)SO4，该反应较缓慢，待生成一定量Fe(NO)2时，突显明显棕色。(4)由图表信息可知，反应 2530 min 时，反应速率明显增大，但温度几乎不变；且反应 30 min 时，反应速率已经较大了，再升高温度，反应速率增大有限，可知反应溶液温度升高不是使反应速率增大的主要因素。(5)研究化学反应产物硝酸铜对反应速率的影响，实验 1 作为对照试验，故实验 1 中铜片的质量、硝酸的体积应该与实验考点四 铜及其重要化合物 核心整合热点突破 2、3 中完全一样，硝酸铜的质量
40、是 0。(6)实验 1、2、3的反应速率并无明显变化，说明硝酸铜没有催化作用；就需要研究另一种产物 NO 对反应速率是否有影响。答案：(1)利用生成的 CO2 将整个装置内的空气赶尽，避免 NO 和 O2 反应生成 NO2，对气体产物的观察产生干扰(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)溶液显红色 溶液突显明显棕色(4)反应溶液温度升高不是使反应速率增大的主要因素(5)5 20 0(6)研究 NO 对反应速率的影响专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答 1(2019天津卷)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A将废铁屑加入 FeCl2 溶液中，可用于除
41、去工业废气中的 Cl2B铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业C盐碱地(含较多 Na2CO3 等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良D无水 CoCl2 呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答 解析：A 项，溶液中发生反应：2Fe2Cl2=2Fe32Cl、2Fe3Fe=3Fe2，将废铁屑加入 FeCl2 溶液中可以除去工业废气中的 Cl2，正确；B 项，铝、锂均为轻金属，铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度的铝合金，正确；C 项，Na2CO3Ca(OH)2=CaCO32NaOH，施加熟石灰生成了烧碱 NaOH，碱性
42、增强，不利于作物生长，错误；D项，无水 CoCl2 吸水的现象(蓝色变粉红色)明显，可用于判断变色硅胶是否吸水，正确。答案：C专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答 2(2019全国卷)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含 Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si 等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子c0(Mn)0.1 molL1形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答 金属离子Mn2 Fe2Fe3Al3Mg2 Zn2Ni2开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀
43、完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣 1”含有 S 和_；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式_。(2)“氧化”中添加适量的 MnO2 的作用是_。(3)“调 pH”除铁和铝，溶液的 pH 范围应调节为_6 之间。(4)“除杂 1”的目的是除去 Zn2和 Ni2，“滤渣 3”的主要成分是_。专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答(5)“除杂 2”的目的是生成 MgF2 沉淀除去 Mg2。若溶液酸度过高，Mg2沉淀不完全，原因是_。(6)写出“沉锰”的离子方程式：_。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 LiNixCoyM
44、nzO2，其中 Ni、Co、Mn 的化合价分别为2、3、4。当 xy13时，z_。解析：(1)Si 元素以 SiO2 或不溶性硅盐存在，SiO2 与硫酸不反应，所以滤渣 1 中除了 S 还有 SiO2；在硫酸的溶浸过程中，二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应，二专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答 氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，方程式为 MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O。(2)二氧化锰作为氧化剂，使得 MnS 反应完全，且将溶液中 Fe2氧化为 Fe3。(3)由表中数据知 pH 在 4.7 时，Fe3和 Al3沉淀完全，所以应该控制 pH在 4.76 之间。(4)根
45、据题干信息，加入 Na2S 除杂为了除去锌离子和镍离子，所以滤渣 3 是生成的沉淀 ZnS 和 NiS。(5)由HFHF知，酸度过大，F浓度降低，使得 MgF2Mg22F平衡向沉淀溶解方向移动，Mg2沉淀不完全。专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答(6)根据题干信息沉锰的过程是生成了 MnCO3 沉淀，所以反应离子方程式为 Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O。(7)根据化合物中各元素化合价代数和为 0 的规律得：12x3y4z4，已知，xy13，带入计算得：z13。答案：(1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2MnS2H2SO4=2MnSO4S2H2O(2)将 Fe2氧化为 Fe3(3)4.7(4)NiS 和 ZnS专题十一 金属元素及其化合物 课堂练习规范解答(5)F与 H结合形成弱电解质 HF，MgF2Mg22F平衡向右移动(6)Mn22HCO3=MnCO3CO2H2O(7)13谢谢观赏 专 题 强 化 练