高三化学二轮复习教案及解析：金属及其化合物

【专题七】金属及其化合物【考点突破】1．理顺网络、抓住重点二轮复习本专题，要突出重点物质，以典型物质为信息源联系非金属元素、基本概念和基本理论，联系无机化工生产和实验，提高知识应用能力。

通过“线”将重点知识串联起来，主要抓住四条线：（1）典型物质线。

碱金属抓住钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸盐等；铝元素及其化合物主要抓住铝、铝盐、偏铝酸盐、氧化铝和氢氧化铝。

铁及其化合物重点抓住铁、铁的氧化物（以氧化铁为主，了解氧化亚铁，四氧化三铁）、铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐等。

镁及其化合物主要掌握镁的性质。

铜及其化合物中，氧化铜、氧化亚铜、氢氧化铜等出现频率高；（2）物质之间转化线。

同一条转化线可以通过多种方法实现，训练发散思维，同时，联系化学反应类型、氧化还原反应概念、离子方程形式书写等。

例如，铁、铁盐、亚铁盐之间转化，铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐之间转化都是高考命题热点；（3）制备线。

工业上常以金属冶炼为线联系晶体性质、环境保护以及化学计算等。

电解法冶炼钠、镁、铝，还原法冶炼铁和铜，工业冶炼铜原理可以与硫酸工业联系起来，而冶铁原理是教材介绍了重要化工生产范例。

氢氧化亚铁、氢氧化铝、硫酸铝、氧化铝、氧化铁、氯化铁、硫酸亚铁等典型物质制备一直是高考关注的热点；（4）实验线。

研究近十年高考化学实验命题，不难发现高考以金属及其化合物为载体命题实验题成为高考重点，其中近三年发展新题型值得关注：①猜想式命题，连续三年广东化学都以铁及其化合物为载体探究其价态；②定量分析命题，如宁夏等高考以金属纯度测定为线，评价实验方案与实结果的关系，开放性、探究性是新高考实验命题新趋势。

2．突破瓶颈，攻克难点（1）反应条件理解金属及其化合物要以反应条件为突破口，其中重点掌握以下条件：①铝热反应条件：只有比铝活泼性差的金属氧化物才能被铝还原，如氧化钠、氧化镁、氧化钙、氧化钡等活泼金属与铝不能发生置换反应；②镁与二氧化碳、二氧化硫、二氧化硅反应，其中产物硫、硅继续与镁反应生成硫化镁、硅化镁；③铁的价态与氧化剂、反应条件有关，铁在电化学中发生氧化反应、与硫，碘，H+，不活泼的金属阳离子反应都只生成+2价铁的化合物；铁发生电化学腐蚀最终产物是氧化铁，而铁丝氧气中燃烧生成四氧化三铁；④氢氧化铝溶于强酸强碱，不溶于氨水，碳酸等。

⑤铜与硫反应只生成硫化亚铁，而与浓硫酸、硝酸、氯气、氧气等反应生成+2价铜的化合物。

（2）反应图像图象中难点是铝盐和偏铝酸盐的图像。

例如，铝三角之间的转换及其图象在Al3+、Al（OH）、AlO2-之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系，现概括如下：3⑴在适量的可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量：现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（NaOH）∶n（Al3+）=3∶1〕→渐少→消失〔n（NaOH）∶n （Al3+）=4∶1〕，见下图⑴。

⑵在适量的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量：现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（H+）∶n（AlO2-）=1∶1〕→渐少→消失〔n（H+）∶n（AlO2-）=4∶1〕，见下图⑵。

⑶在适量的偏铝酸盐溶液中缓慢通入CO2至过量：现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（CO2）∶n （AlO2-）=1∶2〕→沉淀不消失。

见下图⑶。

⑷在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量：现象：局部产生白色沉淀→振荡消失→白色沉淀→渐多→最多〔n（OH）－∶n（Al3+）=〔3∶1〕→不消失。

见下图⑷。

⑸在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量现象：局部产生白色沉淀→振荡消失→白色沉淀→渐多→最多。

见下图⑸。

（3）盲点警示①忽视反应本质有一些化学反应会出现生成物与生成物之间反应（如浓硝酸与铜反应，生成物二氧化氮可部分转化为N2O4等），反应物与生成物反应（多步反应）（如铝盐与强碱，偏铝酸盐与强酸，铁与硝酸反应等）。

②忽视物质溶解性例如，氢氧化钙、碳酸镁、硫酸银、硫酸钙等是微溶。

澄清石灰水的质量分数很小。

③忽视金属离子水解程度阴、阳离子水解程度与价态有关，+3价的铁、铝离子与CO32-、HCO3-，S2-等能发生双水解，而+2价的亚铁离子、铜离子与CO32-主要生成沉淀，在《部分物质溶解性表》中，有碳酸铜、碳酸亚铁物质存在（难溶）。

④忽视溶液的酸、碱性许多物质之间的反应与溶液的酸、碱性有关，如NO3-只有在酸性条件下才有强氧化性，高锰酸钾在酸性条件下还原产物为Mn2+，在碱性条件下还原产物为MnO2等，Al3+和AlO2-在酸性、碱性、中性溶液中都不能大量共存。

3．重视实验学会创新本章实验内容很多，学习时，要重视实验。

最好同学们走进实验室，自己动手操作，对各种实验现象进行全面、细致的观察，并对观察的结果及时、如实地做记录，把各种观察到的实验现象联系起来进行思考分析，做到看与想相结合，培养良好的观察习惯，培养观察实验的能力和思维能力。

实验内容是创新试题的基点，同学们在学习过程中，尽可能联想实验原理，自己设计出一些实验装置来，并仔细分析评价自己所设计的装置优缺点，这样同学们会受益匪浅。

有关Na、Mg、Al、Fe、Cu的知识的试题在近五年的高考试题中出现次数很多，它们在离子共存、离子方程式、物资鉴别、制备、推断、计算等题型中大量出现。

这部分内容与化学理论知识、基本概念、实验有广泛联系，实际应用也很广泛，因此在试题中能以多种题型出现。

高点主要集中在：铁三角、Al3＋与A l(O H)3及AlO2―的相互转化、Fe3＋和Al3＋及AlO2―的双水解、Mg、Al、Fe与酸反应等方面，这些知识与其他元素化合物知识相结合，以各种面孔出现在试题中。

【精题精讲】例1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是()解析：B项向过氧化钠水溶液中滴入酚酞，先变红，后马上褪色，陈述Ⅰ错，陈述Ⅱ正确；C项高压钠灯发黄光是物理变化，与金属钠具有还原性没有因果关系。

答案：AD例2．向100 mL 0.250 mol·L－1的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是()A．3.45 g B．2.30 gC．1.15 g D．0.575 g解析：根据原子守恒，加入金属钠的物质的量等于氯元素和铝元素物质的量之和，即为0.1 L×0.250 mol·L－1×4＝0.1 mol，其质量为2.30 g。

答案：B例3．下列各组中两种浓溶液相混合时既无沉淀析出又无气体放出的是()A．Ba(HCO3)2、NaHSO4B．NaHCO3、Al2(SO4)3C．Mg(HCO3)2、CaCl2D．Na2SiO3、HCl解析：A项中反应为Ba(HCO3)2＋2NaHSO4===Na2SO4＋BaSO4↓＋2H2O＋2CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；B项中反应为Al3＋＋3HCO－3===Al(OH)3↓＋3CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；D 项中SiO2－3＋2H＋===H2SiO3↓，有沉淀产生。

答案：C例4．锌与100 mL 18.5 mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。

将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，下列叙述不正确的是()A．反应中共消耗1.8 mol H2SO4B．气体甲中SO2与H2的体积比为C．反应中共消耗97.5 g ZnD．反应中共转移3 mol电子解析：反应前n(H2SO4)＝1.85 mol，反应后剩余H2SO4为0.05 mol，推知气体甲应该是Zn与浓H2SO4反应产生的SO2及Zn与稀H2SO4反应产生的H2的混合气体。

设生成SO2、H2的物质的量分别为x mol、y mol，则有：x＋y＝1.5，根据反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，得2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2。

n(SO2)/n(H2)＝0.3 mol/1.2 mol＝1/4。

反应中消耗Zn的质量＝1.5 mol×65 g/mol＝97.5 g。

反应中转移电子的物质的量＝2×1.5 mol＝3 mol。

综合上述知选项B错误。

答案：B例5．右图中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。

下列选项编号对应的曲线编号错误的是()A ．向NaAlO 2溶液中逐滴加入盐酸至过量B ．向澄清石灰水中通入CO 2至过量C ．向含有盐酸的AlCl 3溶液中滴入NaOH 溶液至过量D ．向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH 的混合溶液中通入CO 2至过量解析：根据AlO －2＋H ＋＋H 2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H ＋===Al 3＋＋3H 2O ，A 对；根据Ca(OH)2＋CO 2===CaCO 3↓＋H 2O 、CaCO 3＋CO 2＋H 2O===Ca(HCO 3)2，B 对；根据H ＋＋OH －===H 2O 、Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH －===AlO －2＋2H 2O ，C 对；D 项中产生沉淀和沉淀的量不变时消耗的CO 2相等，D 错。

答案：D例6．将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。

向反应后的溶液中加入3 mol/L NaOH 溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g 。

则下列叙述中不正确的是( )A ．当生成的沉淀量达到最大时，消耗Na OH 溶液的体积V ≥100 mLB ．当金属全部溶解时收集到NO 气体的体积一定为2.24 LC ．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m >3.6 gD ．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol解析：沉淀增加的质量为OH －的质量，则n (OH －)＝5.1 g17 g/mol＝0.3 mol ，因此当沉淀量达到最大时，消耗NaOH 溶液的体积最少为0.3 mol 3 mol/L ＝0.1 L ，A 对；根据Cu(OH)2、Mg(OH)2，则n (Cu)＋n (Mg)＝12n (OH－)＝0.15 mol ，根据得失电子守恒，有2n (Cu)＋2n (Mg)＝3n (NO)，则n (NO)＝0.15 mol ×2×13＝0.1 mol ，则收集到NO 的体积在标准状况下为2.24 L ，B 错；假设混合物全部为Mg ，则金属总质量为0.15 mol ×24 g·mol －1＝3.6 g ，假设混合物全部为Cu ，则金属总质量为0.15 mol ×64 g·mol －1＝9.6 g ，故参加反应的金属的总质量为9.6 g>m >3.6 g ，C 对；Mg 和Cu 与稀硝酸的反应可以写为3M ＋8HNO 3===3M(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O ，参加反应的n (HNO 3)＝4n (NO)＝0.4 mol ，D 对。