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专题八 常见金属及其化合物
考纲再读
重点掌握典型金属在周期表中的位置及与其性质的关系。
了解其他常见金属元素的单质及其化合物。
1、IA和ⅡA族元素——典型的金属
（1）了解金属钠的物理性质，掌握钠和镁化学性质。
（2）从原子的核外电子排布，理解IA、ⅡA族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。 21世纪教育网
（3）以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物。
（4）以Na2O2为例，了解过氧化物的性质。
2、其他常见的金属（如：Fe、Al）
（1）了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和资源保护。
（2）掌握Fe和Al的化学性质。
（3）了解常见金属的活动顺序。
（4）以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原性。
（5）了解铝的重要化合物。
（6）初步了解合金的概念。
主干知识整合
1.钠及钠的化合物
(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。
(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应： 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑，必还发生2NaOH+ CO2===Na2CO3+H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。
2.铝及铝的化合物
(1)注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解，以及对Al3+、[Al(OH)4]-存在条件的认识。
Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中（如在氨水和碳酸中均不溶），Al3+、[Al(OH)4]-只能分别存在于酸性与碱性溶液中。
Al3+与下列离子不能大量共存：OH-、CO32-、HCO3-、SO32-、S2-、[Al(OH)4]-，其中OH-是因为直接反应，其余均是“双水解”。
[Al(OH)4]-与下列离子不能大量共存：H+、HCO3-、NH4+、Al3+、Mg2+、Cu2+。其中H+和HCO3-是因为直接反应（[Al(OH)4]-+ HCO3- ===Al(OH)3↓+CO32-+H2O），其余也是“双水解”。
(2)注意正确理解图象的涵义。
图示中每个曲线或每条曲线的转折点（拐点），都反映了特定的反应，若没有找对，或对生成沉淀和沉淀溶解所需加入（或通入）溶液（或气体）的量之比没搞清，易导致错误。
注意研究以下几个实验现象及产生沉淀的量与加入物质的量的数量关系的图象：
①向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；②向AlCl3和MgCl2混合中逐滴加入NaOH溶液直至过量；④向HCl、MgCl2、AlCl3混合液中逐滴加入NaOH溶液直至过量；③向Na[Al(OH)4]溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量；⑤向HCl溶液中逐滴加入Na[Al(OH)4]溶液直至过量。
3.铁及铁的化合物
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(1)NO3-与Fe2+在酸性条件下，不能共存。
(2)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3+还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe+2Fe3+===3Fe2+。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3+水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，若灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。
(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3+，而也可能含有Fe2+。
(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3++Fe===3Fe2+。
4.铜及铜的化合物
(1)铜绿的生成：2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
(2)铜与氧气的反应2Cu+O22CuO
(3)铜与硫的反应2Cu+SCu2S
(4)铜与稀硝酸的反应离子方程式3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO3-+4H2O
(5)铜与浓硫酸的反应Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(6)氧化铜高温分解反应4CuO 2Cu2O+O2↑
(7)铜、氧气和稀硫酸的反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O
例题讲解
例1.（09全国卷Ⅱ8）下列叙述中正确的是
A. 向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成
B. 向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1：2.
C. 等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成CO2体积相同
D. 向Na2CO3饱和溶液中通入CO2，有NaHCO3结晶析出
例2.将5.4g Al 投入到200.0mL 2.0mol·L－1的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余。该溶液可能为（ ）
A.HNO3溶液 B.Ba(OH)2溶液 C.H2SO4溶液 D.HCl溶液
例3.一定量Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入0.5mol·L－1的盐酸400mL,恰好完全溶解，所得溶液中加KSCN无血红色出现，若用足量CO还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量为( )
A.11.2 g B.2.8 g C.5.6 g D.无法计算
【解析】依据题意恰好完全溶解时生成FeCl2溶液，依据Fe 2+～2Cl ，可以求出亚铁离子的物质的量为0.1 mol,足量CO还原混合物后，所有铁元素转化为单质铁，所以可以得到铁的质量为5.6 g。
【评注】依据元素守恒快速计算；对题中涉及的各种反应能迅速寻找出规律。
例4.在FeCl3,CuCl2,FeCl2的混合溶液中，Fe3+,Cu2+和Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉，使溶液中三种离子物质的量浓度之比变化为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液Fe3+的物质的量之比为 ( )[来源:21世纪教育网
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶421世纪教育网
【解析】依据题意反应后还有Fe3+,说明原来溶液中Cu2+没有发生反应，因为氧化性Fe3+>Cu2+>Fe2+；设原溶液中含有Fe3+为3mol,反应后剩余1mol,所以参加反应的Fe3+为2 mol,消耗铁粉0.1 mol。
考题再现
1.（2006上海）下列物质能通过化合反应直接制得的是①FeCl2②H2SO4 ③NH4NO3 ④HCl
A．只有①②③ B．只有②③
C. 只有①③④ D.全部
解析：氯化亚铁可用氯化铁和铁通过化合反应制取；硫酸可用三氧化硫与水通过化合反应来制取；硝酸铵可用硝酸和氨气通过化合反应来制取；氯化氢可用氢气和氯气通过化合反应来制取。
2.(2009年山东理综30)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：
请回答下列问题：
（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为　　　　（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为　　　　（填代号）。
a.KMnO4　　　　　b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN
（2）由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、　　　　、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是　　　　。
（3）制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中选通入（或先加入）　　　　（填化学式）。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列　　　　装置回收（填代号）。
（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应_________________________________________________________________________，直到　　　　。用KMnO4标准溶液滴定时应选用　　 　　滴定管（填“酸式”或“碱式”）。
【解析】（1）为使Fe2+、Fe3+一块沉淀，要加氧化剂将Fe2+氧化而又不引入新杂质，选H2O2；检验Fe3+ 选择SCN- （2）从溶液中要析出晶体，采用冷却结晶法；过滤时要用到玻璃棒引流。（3）CaCl2溶液不能与CO2反应，加入碱能反应，但又不能引入杂质，应通入NH3（或先加入NH3·H2O）；氨气极易溶于水，要注意防倒吸，a装置广口瓶内的进气管长，容易倒吸，c装置中的倒置漏斗、d中的多空球泡可以防倒吸。
跟综训练
1.若在加入铝粉能放出氢气的溶液中，分别加入下列各组离子，可能共存的是（ ）
A.NH4+ NO3- CO32- Na+ B.Na+ Ba2+ Mg2+ HCO3-
C.NO3- Ca2+ K+ Cl- D.NO3- K+ [Al(OH)4]- OH-
2. 9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有（ ）
A．0.2mol中子 B．0.4mol电子
C．0.2mol质子 D．0.4mol分子
3.某溶液含有①NO3- ②HCO3- ③SO32- ④CO32- ⑤SO42-等五种阴离子，向其中加入少量的Na2O2固体后，溶液中的离子浓度基本保持不变的是（忽略溶液体积的变化）（ ）
A．① B．①②④ C．①③⑤ D．①③④⑤
4.单质X能从盐溶液中置换出单质Y，则下列说法正确的是（ ）
A．X、Y都是金属时，则X一定比Y活泼
B．X是金属，Y一定是金属
C．X一定是排在金属活动性顺序表中氢前面的金属
D．X是金属时，Y一定比X活泼
5.标准状况下，将20升二氧化碳和一氧化碳的混合气体通过足量过氧化钠粉末，充分反应后，气体体积减少的到16升。则原混合气体中CO的体积为（ ）
A. 4L B. 8L C. 12L D. 16L
6.甲、乙两烧杯中各盛有100mL3 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后测得生成的气体体积比为甲:乙=1:2，则加入铝粉的质量为
A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.6g
7.等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是[来源:21世纪教育网
A.2mol·L-1H2SO4溶液 B.18 mol·L-1H2SO4溶液
C.6 mol·L-1KOH溶液 D.3 mol·L-1HNO3溶液
8.某铁的“氧化物”样品，用5 mol·L－1的盐酸140 mL恰好完全溶解，所得溶液还能吸收标准状况下0.56 L氯气，使其中Fe2+全部转化为Fe3+。该样品可能的化学式是
A.Fe2O3 B.Fe3O4 C.Fe4O5 D.Fe5O7
9.已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是
A. a－b时沉淀的物质的量:A1(OH)3比BaSO4多
B. c—d时溶液中离子的物质的量：[Al(OH)4]－比Ba2+多
C. a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3
D. d—e时溶液中离子的物质的量：Ba2+可能等于OH－
10.铁屑溶于过量的稀硫酸，过滤后向滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为（ ）
A.Fe(OH)3；Fe2O3 B.Fe(OH)2；FeO C.Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4 D.Fe2O3；Fe(OH)3
11.下列除杂质的方法不可行的是 （ ）
A．用过量氨水除去Al3+溶液中的少量Fe3+21世纪教育网
B．将混合气体通过灼热的铜网除去N2中的少量O221世纪教育网
C．用新制的生石灰，通过加热蒸馏，以除去乙醇中的少量水
D．用盐酸除去AgCl中少量的Ag2CO3
12.下列有关金属的说法中，不正确的是（ ）
A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B．铜表面易形成致密的氧化膜
C．工业上用电解熔融MgCl2 的方法制取金属镁
D．铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀 21世纪教育网
13.将相同质量的铜分别和过量浓硝酸、稀硝酸反应,下列叙述正确的是（ ）
A.反应速率：两者相同
B.消耗硝酸的物质的量：前者多，后者少
C.反应生成气体的颜色：前者浅，后者深
D.反应中转移的电子总数：前者多，后者少
14.将Na2O2逐渐加入到含有Al3+、Mg2+、NH4+的混合溶液中并加热，产生沉淀和气体的物质的量与加入Na2O2的物质的量的关系如图所示。则原溶液中Al3+、Mg2+、NH4+的物质的量分别为( )
A．2 mol、3 mol、8 mol B．3 mol、2 mol、8 mol
C．2 mol、3 mol、4 mol D．3 mol、2 mol、4 mol
15.下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。（反应条件图中已省略。）
（1）A、B、C、D代表的物质分别为 、 、 、 （填化学式）；
（2）反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是 ；
（3）反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是 、 （填化学式）；
（4）反应③产物中K的化学式为 ；
（5）反应④的离子方程式为 。
16.某课外兴趣小组为探究某种铝合金（合金元素为Mg Al）是否符合国家质量标准（国家规定其中铝含量不能低于78％），设计右图装置进行实验。
（1）如何检验该装置的气密性
。
（2）合金样品固体M与氢氧化钠溶液反应的离子方程
式 。
（3）倾斜左边装置使氢氧化钠溶液(足量)与ag合金粉末(固体M)充分反应，待反应停止后，进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)。若量气管最大量程为50mL．，则固体M中铝的质量(mA1)范围为 。21世纪教育网
（4）若将装置中的氢氧化钠溶液替换为足量的盐酸，则反应停止后量气管内气体体积 (填“＞”“＜”“＝”)VmL。
（5）若a＝38mg，V＝44.8mL(标准状况)，请通过计算说明该合金是否符合国家标准(不写计算过程) (填“符合”或“不符合”)。
17.向含有0.8mol的稀硝酸溶液中慢慢加入22.4g的铁粉.假设反应分为两个阶段.第一阶段为：Fe+HNO3Fe(NO3)3+NO↑+H2O
(1)写出这两个阶段反应的离子方程式. ，
。
(2)加入铁粉的物质的量和溶液中铁元素存在的形式.
(3)在图中分别画出溶液中Fe2+、NO3-的物质的量随加入铁粉的物质的量变化的关系图像(纵坐标是溶液中Fe2+、NO3-的物质的量).
专题八答案
例题讲解
1. D 2. D 3. C 4. C
考题再现
1. D
2. (1)c d (2)冷却结晶 引流 （3）NH3 （或NH3·H2O） b d
（4）注视凹页面的最低处与刻度线，凹页面的最低处与刻度线相平 酸式
跟踪训练
1.D 2.B 3.A 4.A 5.C 6.A 7.A 8.D 9.B 10.A 11.A 12.B 13.B 14.C
15.(1)Al C Na2O2
(2) Na2O2 + 2H2O ===4NaOH+O2↑ 2Al+ 2NaOH + 6H2O===2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
(3) CO2 CO
(4) Na2CO3
(5) 2[Al(OH)4]-+CO2===2Al(OH)3↓+CO32-+H2O
16.(1)安装好装置并在量气管内加人水，向下移动水准管，静置片刻．若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装量密封(合理即给分)
（2）2OH—+2Al+6H2O === 2 [AI(OH)4]—+ 3H2↑
（3）0＜mAl＜0.04g(或mAl＜0.04g （4）＞ （5）符合21世纪教育网
17.（1） Fe＋4H+＋ NO3— ===NO↑＋2H2O＋ Fe3＋
Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
（2）n(Fe)≤0.2mol时，Fe3＋
n(Fe)≥0.3mol时，Fe2＋
0.2mol＜n(Fe)＜0.3mol时，Fe2＋ Fe3＋
图形：
Fe(OH)3
CuSO4·5H2O
NH3·H2O
CaCO3
CaCl2溶液
CO2
溶液A
孔雀石
SiO2
稀H2SO4
试剂①
溶液B
CuO
过滤
溶液C
n(Na2O2)/mol
n(产物)/mol
n(沉淀)
n(气体)
8
9
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