镁铝铁铜的化学性质与高考

镁、铝、铁、铜等是常见的几种重要的金属元素，特别是铁和铁的化合物在日常生活中有着重要的用途，因此铁和铁的化合物在高考题中经常出现。铁的考查重点是Fe、Fe2+、Fe3+之间的相互转化，铝及其化合物也不容忽视，铝的考查重点是铝三角关系，这部分知识常以实验题、推断题、选择题等多种形式出现。该部分知识点易出现的问题：①不能正确书写镁与二氧化碳、铝、铝的氧化物与氢氧化钠溶液、铁在高温下与水蒸气以及溴化亚铁与氯气等反应的化学方程式；②误认为氢氧化铝能溶于氨水等。

未来高考预测：

以铁及其化合物、铝及其化合物的知识为线索，设计实验题；利用Al3+、AlO－2、Fe3+的双水解知识命制无机框图或离子组合题；围绕铝三角、铁三角设计创新题型；另外利用Al3+、AlO－2、Fe3+的双水解知识以及Fe2+的还原性考查离子共存问题。我们认为这些题型在今后的高考中都是出现几率较大的题型。

镁、铝、铁、铜是中学化学中常见的重要的金属，在高考中频频出现，现将其化学性质归纳、比较如下，供同学们复习参考：

化学性

质

镁铝铁铜

与O2反

应常温下生

成氧化膜，

点燃燃烧

2Mg

+O2 2

MgO

常温下生成氧化膜，点燃燃

烧

4Al +3O2 2 Al2O3

过度元素，第四

周期，第Ⅷ族，

在氧气中点燃燃

烧

3Fe +2O2

Fe3O4

过度元素，第四周期，第

I B族，加热氧化

2Cu + O22CuO

与其它非金属反应Mg+Cl2

MgCl2

Mg + S

MgS

3Mg+

N2

4Al+3Cl22AlCl3

2Al + 3S Al2S3

2Fe

+3Cl2

2FeCl3

Fe +S

FeS

Cu + Cl2CuCl2

2Cu + S Cu2S

Mg3N2

与酸反应

Mg + 2H+

===

Mg2++

H2↑

（与硝酸

反应复杂，

硝酸的浓

度不同，还

原产物可

以是NO2、

NO、N2O

或硝酸铵

等）

2Al + 6H+=== 2Al3+ + 3H2↑

（常温下遇浓硝酸、浓硫酸

钝化）

Fe + 2H+=== Fe2+

+ H2↑

（常温下遇浓硝

酸、浓硫酸钝化，

加热时反应，且

反应复杂，硝酸

的浓度、用量以

及铁的用量不

同，氧化产物和

还原产物均不相

同）

稀盐酸、稀硫酸不反应

Cu+2H2SO4(浓)

CuSO4+ SO2↑+2H2O

Cu+4HNO3(浓) ==Cu(NO3)2

+ 2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3(稀)

3

Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O

与碱溶

液反应不反应

2Al + 2H2O +2NaOH ===

2NaAlO2 + 3H2↑

不反应不反应

与某些盐溶液反应Mg +

2NH4+===

Mg2++

H2↑+

2NH3↑

2Al + 3Cu2+=== 2Al3+ + 3Cu

Fe + Cu2+===Fe

2+ + Cu

湿法炼铜

Cu +2Ag+=== 2Ag + Cu2+

与氧化

物反应

2Mg + CO2

2MgO + C 8Al+3Fe3O49Fe+

4Al2O3

3Fe + 4H2O(g)

Fe3O4+

4H2

【例题1】（2011广东高考10）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是

A. 将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁片于其中探究讨Mg的活泼性

B. 将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成

C. 将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀

D. 将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体

解析：本题考察镁及其化合物的性质、常见的基本实验操作。稀释浓硫酸时，应将浓硫酸沿着器壁慢慢加入水中，并及时搅拌，A是错误的；过滤时需要用玻璃棒引流，因此C 不正确；蒸发溶液时应该用蒸发皿而不是表面皿，由MgCl2水解，所以加热时必需在HCl

的气氛中加热才能得到MgCl2固体，所以D不正确。因此只有选项B是正确的。

答案：B

【例题2】（2011山东高考12）Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是

A. 三者对应的氧化物均为碱性氧化物

B. 三者的单质放置在空气中均只生成氧化物

C. 制备AlCl3、Fe Cl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法

D. 电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al

解析：铝对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，A不正确；铝属于活泼金属其表面易被空气中氧气氧化形成一层致密的氧化膜而使铝不易被腐蚀；铁放置在空气可以直接发生化学腐蚀，例如铁与氯气直接反应而被腐蚀；铜放置在空气中会和空气中氧气、二氧化碳和水缓慢的反应生成碱式碳酸铜即铜绿，方程式为2Cu + O2+ CO2+ H2O === C u2(O H)2C O3，因此选项B不正确；AlCl3、Fe Cl3、CuCl2均属于强酸弱碱盐，在溶液中会水解生成相应的氢氧化物和HCl，溶液在加热时会促进水解，同时生成的HCl挥发，进一步促进水解，当溶液蒸干后将最终将得到相应的氢氧化物或氧化物，所以选项C正确；铝属于活泼的金属元素，在水溶液中Al3+不会放电生成铝单质；Fe3+在水溶液会放电但产物是Fe2+，而不是单质铁；只有Cu2+在阴极上得到电子生成单质铜。所以选项D也不正确。

答案：C

【例题3】（2011年海南高考）铜（Cu）是重要金属，Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：

（1）CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_______；

（2）CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_______；

（3）SO42－的立体构型是________，其中S原子的杂化轨道类型是_______；

（4）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为______；一种铜合金晶体具有立方最密堆积的结构，在晶胞中Cu原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为_____；该晶体中，原子之间的作用力是_____；