高三金属元素复习.docx
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高三金属元素复习
高三化学金属元素及其化合物的复习
钠及其化合物
钠————还原性
1.钠与非金属反应
与O2（常温和加热）
与Cl2
与S
2.钠与水反应
3.钠与盐酸
4.钠与硫酸铜溶液
氧化钠————碱性氧化物
1.与盐酸
2.与二氧化碳
3.与水
过氧化钠————过氧化物（不属于碱性氧化物）
1.与水
2.与二氧化碳
3.与盐酸
4.强氧化性：
举例
氢氧化钠————强碱
1.与酸（离子反应）
2.与酸性氧化物（分别写出少量和过量氢氧化钠）
CO2
SO2
SiO2（与足量氢氧化钠）
3.与两性物质反应
Al2O3
Al（OH）3
4.与盐
FeCl3
Cu（NO3）2
铵盐NH4Cl
酸式盐NaHCO3
NaHSO3
NaHSO4
5.与指示剂显色酚酞石蕊甲基橙
碳酸钠————强碱弱酸盐
1.与酸
强酸HCl
弱酸CH3COOH
H2SO3
2.与酸性氧化物
CO2
SO2
3.与碱
Ba（OH）2
4.与盐
BaCl2
Ca（NO3）2
碳酸氢钠————弱酸酸式盐
1．与酸
强酸HCl
弱酸CH3COOH
2.与碱
Ba（OH）2少量
Ba（OH）2过量
3.与盐BaCl2Ca（NO3）2不反应
4.碳酸氢钠固体受热分解
镁及其化合物
镁——还原性
1.与CO2
2.与N2
3.与沸水
4.活泼金属通性与酸
与盐
氢氧化镁————难溶于水的碱
1.受热分解
2.与酸反应
铝及其化合物
铝————还原性
1.与非金属
O2
S
Cl2
2.与酸
HCl
H2SO4
HNO3稀
HNO3浓
H2SO4浓
3.与盐
FeCl3
CuCl2
3.与金属氧化物（铝热反应）
V2O5
Fe2O3
4.与氢氧化钠溶液
氧化铝————两性氧化物
1．与强酸
HCl
2.与强碱
NaOH
氢氧化铝————两性氢氧化物
1.与强酸
HCl
2.与强碱
NaOH
4.受热分解
氯化铝————铝盐，强酸弱碱盐
1.与碱
NaOH少量
NaOH过量
氨水过量
2.与盐
AgNO3
偏铝酸钠————偏铝酸盐，强碱弱酸盐
1.与酸
HCl少量
HCl过量
CO2少量
CO2过量
2.与盐
偏铝酸钠溶液与氯化铝溶液
铁及其化合物
铁————还原性
1.与非金属单质
O2
Cl2
Br2
I2
S
2.金属通性
与酸HCl
H2SO4
与盐CuSO4
AgNO3
2.与水蒸汽
3.氧化性酸
铁与过量HNO3稀
铁与少量HNO3稀
铁与过量HNO3浓
铁与少量HNO3浓
铁与过量H2SO4浓，加热
铁的氧化物——FeOFe2O3Fe3O4
1.与酸
HCl+FeO
HCl+Fe2O3
HCl+Fe3O4
稀HNO3与FeO
2.被还原剂（C、CO、Al、H2）还原
Fe2O3+CO
Fe3O4+Al
铁盐Fe2（SO4）3——强酸弱碱盐
1.被还原剂还原
与铁
与铜
与碘化钾（离子反应）
与硫化钠（离子反应）
与二氧化硫（离子反应）
与亚硫酸钠（离子反应）
2.盐的通性
与碱NaOH
氨水
与盐BaCl2
NaHCO3
Fe（OH）3_______难溶于水的碱
1.受热分解
2.与酸反应HCl
3.与HI酸
亚铁盐FeSO4————强酸弱碱盐
1.被氧化剂氧化
与O2（离子反应）
与Cl2（离子反应）
与Br2（离子反应）
与HNO3（离子反应）
与H2O2（离子反应）
与KMnO4（离子反应）
2.盐的通性
与碱NaOH
氨水
与盐BaCl2
Na2S
Fe（OH）2_______难溶于水的碱
1.被氧化
与O2
与稀硝酸
2.与酸:
HCl
总结：
铁离子和亚铁离子的检验方法（方法或试剂、现象、反应方程式）
铜及其化合物
铜————不活泼金属，还原性
1.与非金属
O2
S
Cl2
2．与氧化性酸
与浓硫酸
与浓硝酸
与稀硝酸
3．与盐：
与硝酸银
与氯化铁
氧化铜————碱性氧化物
1.与酸：
H2SO4
2.被还原剂（C、CO、乙醇、H2）还原
Cu（OH）2————难溶于水的碱
1.与酸
H2SO4
2.受热分解
3.与乙醇、葡萄糖反应
4.与氨水反应
铜的冶炼：
火法炼铜
湿法炼铜
铜的精炼和电镀铜：
请分别写出电极材料、电极名称、电极反应和电解液浓度变化情况
太原北辰双语学校高三化学金属元素及其化合物的复习
新考纲测试目标和能力要求
1、常见金属元素（如Na、Al、Fe、Cu等）
⑴了解常见金属的活动顺序。
⑵了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。
⑶了解合金的概念及其重要应用。
2、了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
了解从海水中提取镁的反应原理及有关化学反应。
3、以上各部分知识的综合应用
⑴能依据所提供的资料或信息，获取并归纳元素化合物的性质。
⑵能够设计简单的实验，具备研究元素化合物性质的基本思路。
⑶尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质。
命题预测
1．《2007考试大纲》中有“如Na、Al、Fe、Cu等”的内容叙述，Na、Al、Fe、Cu元素化合物自然成为命题热点。
3．金属元素及其化合物跟化学实验的综合。
近几年的实验试题中比较多地出现了以金属元素及其化合物为落点的实验试题和元素推断题，请大家加以重视。
知识体系和复习重
一、金属元素的通性
1、金属元素的原子结构特点和在周期表中的位置：
⑴结构特点：
金属元素原子的最外层电子数____，原子的半径（与同周期元素相比）___。
⑵位置：
金属元素集中于元素周期表的______方，分布于______族和所有的_____族中，_____族是完全由金属元素构成的族。
2、金属性强弱的判断规律：
⑴跟水（或非氧化性酸）反应的剧烈程度；⑵金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱；
⑶置换反应；⑷原电池的正、负极；⑸电解时金属阳离子的放电顺序（金属阳离子的氧化性）。
3、金属单质的性质：
⑴金属单质的化学性质：
①金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化：
M-ne—=Mn+。
可以根据___________判断金属单质还原性的强弱。
②金属单质跟酸反应的规律：
按金属活动性顺序表______________________________
A、与非氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）反应：
________________________能与非氧化性酸发生置换反应，实质是：
M+nH+=Mn++
H2↑
等物质的量的金属与足量的酸反应，生成H2物质的量多少决定于什么？
___________________。
等质量的金属跟足量的酸反应生成H2的多少应如何判断？
___________________。
B、与强氧化性酸的反应：
Fe和Al遇冷的浓硫酸、浓硝酸发生钝化反应。
强氧化性酸跟金属反应不能生成H2，为什么？
写出几个典型的反应：
_____________________________________________________
4、金属氧化物：
⑴碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，其性质是：
_______________________。
⑵两性氧化物，如Al2O3，其性质是____________________
⑶过氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶体中存在的阳离子是_____，阴离子是___；过氧化物典型的化学性质是，原因是，为什么H2O2也存在此典型性质？
。
5、金属氢氧化物：
NaOH、Ca（OH）2、Mg（OH）2、Al（OH）3、Fe（OH）3、Cu（OH）2
①属于强碱的是________________②难溶于水的是_________________③受热易分解的是________________④易被氧化的是_______________⑤能经水解反应生成的是________________⑥和HI反应不能生成对应价态金属盐的是_________。
实验室中如何制备Al（OH）3和Fe（OH）3？
为什么？
7、金属的冶炼：
⑴原理：
_______________________________________
⑵方法：
根据金属活动性强弱，常用以下三种方法：
电解法，如:
__________________________________；
热还原法，如:
__________________________________；
热分解法，如：
___________________________________。
8、金属活动性顺序表应用小结
二、重点金属元素化合物
1、碱金属元素化合物
（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）注意钠的物理性质
状态
颜色
硬度
密度
熔点
导电、导热性
固体
银白色
较小（比水大）
较小（比水小）
较低（用酒精灯加热，很快熔化）
是电和热的良导体
钠的保存
通常钠保存在煤油中，原因是①钠极易与空气中的O2、水蒸气反应；②钠不与煤油反应；③钠的密度比煤油大，沉于底部。
注意：
钠保存在煤油中，而不能保存在汽油、CCl4中，因汽油易挥发，CCl4的密度比钠的密度大，起不到隔离O2和H2O的作用。
⑷钠的用途：
①冶炼金属：
TiCl4+4Na
Ti+4NaCl；②钠钾合金，作原子反应堆的导热剂；③在电光源上，用钠制高压钠灯。
（3）注意Na2O、Na2O2和NaOH
名称和化学式
氧化钠（Na2O）
过氧化钠（Na2O2）
氢氧化钠（NaOH）
颜色和状态
白色固体
淡黄色固体
无色固体
类别
碱性氧化物
离子化合物
过氧化物
离子化合物
碱
离子化合物
电子式
Na+[
]2-Na+
Na+[
]2-Na+
Na+[
]－
氧元素化合价
-2
-1
-2
化学键
离子键
离子键
非极性键
离子键
极性键
稳定性
不稳定
比Na2O稳定
稳定
用途
制氢氧化钠
漂白剂、供氧剂、
氧化剂
化工原料、制纸浆、肥皂
知识拓展：
Na2O2的强氧化性：
能氧化SO2、FeCl2、H2S、Na2SO3、等，因强氧化性而使品红溶液褪色。
（4）Na2CO3和NaHCO3
名称和化学式
碳酸钠（Na2CO3）
碳酸氢钠（NaHCO3）
俗名
纯碱、苏打
小苏打
颜色和状态
白色粉末
白色晶体
水中溶解性
易溶
易溶（比Na2CO3溶解度小）
用途
制玻璃、肥皂、造纸、纺织
发酵粉、治胃酸过多
知识拓展：
①钠在露置于空气中的变化过程：
Na→Na2O→NaOH→NaOH（aq）→Na2CO3·10H2O→Na2CO3
银白色→变暗→白色固体→溶液→白色块状→白色粉末
②碳酸钠与盐酸的反应：
若将盐酸逐滴缓慢滴加到碳酸钠溶液中：
H++CO32－=HCO3－；HCO3－+H+=H2O+CO2↑。
现象：
开始无气体生成，滴加到一定量后出现气体。
若将碳酸钠逐滴缓慢滴加到盐酸中：
2H++CO32－＝H2O+CO2↑。
现象：
立即出现气泡。
（常用来相互鉴别）
（5）正确理解“焰色反应”：
①它是元素的一种物质性质。
无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。
它属物理变化过程。
②不是所有元素都有特征的焰色。
只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
③焰色反应的显色过程与气体物质燃烧时产生各色火焰的过程有着本质的区别。
焰色反应并非金属及其化合物自身发生燃烧反应而产生各种颜色火焰的过程，而是它们的原子或离子的外围电子被激发而产生的各种颜色的光的过程。
2、镁铝及其化合物
（1）镁是活泼金属，虽不跟碱性溶液反应，但能置换出酸中的氢，也能与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2。
项目
Mg
Al
主要用途
镁合金汽车、飞机制造、照明弹等
铝合金汽车、船舶、飞机制造、防锈油漆、导线、电缆等
（2）．镁和铝氧化物的对比
氧化物
MgO
Al2O3
属类
碱性氧化物
两性氧化物
色态
白色粉末、熔点高
白色粉末、熔点高
重要用途
制造耐火、耐高温材料
制造耐火、耐高温器材，冶炼铝
（3）注意对Al2O3、Al（OH）3两性的理解，以及对Al3+、AlO2-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+、AlO2-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-、AlO2-，其中OH-是因为直接反应，其余均是“双水解”。
AlO2-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（AlO2-+HCO3-+H2O=Al（OH）3↓+CO32-），其余也是“双水解”。
（4）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NaAlO2溶液中逐滴加入HCl溶液直至过量；
⑤向HCl溶液中逐滴加入NaAlO2溶液直至过量。
这些是以化学知识为载体考查学生的综合能力的重要的命题内容，认真研究一定会有益处。
（4）Mg（OH）2的溶解度小于MgCO3。
所以在碱性溶液中Mg2+总是转化为Mg（OH）2沉淀，产生的MgCO3也会在加热的条件下逐渐转化为Mg（OH）2[MgCO3+H2O（沸水）=Mg（OH）2+CO2↑]。
（5）铝热反应及应用：
2Al+Fe2O3
2Fe+Al2O3；4Al+3MnO2
3Mn+2Al2O3
Cr2O3+2Al
2Cr+Al2O3；3Co3O4+8Al
9Co+4Al2O3
铝热剂――铝粉和金属氧化物；助燃剂――KClO3；引燃剂――镁条。
铝热反应应用：
焊接钢轨，冶炼熔点较高的金属如：
钒、铬、锰等。
铝热反应现象：
镁条剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，纸漏斗内剧烈反应，纸漏斗被烧穿，有熔融物落入沙中。
结论：
铝也是还原剂，在一定的条件下与某些金属氧化物反应，把其中的金属还原成单质。
所以一些活泼的金属也可作还原剂。
（6）既能与强酸又能与强碱反应的物质：
①金属单质：
Al；②两性氧化物：
Al2O3；③两性氢氧化物Al（OH）3；④弱酸的酸式盐：
NaHCO3、NH4HCO3等；⑤弱酸铵盐：
（NH4）2CO3、（NH4）2S等。
3、过渡元素化合物
（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，如灼烧后得到红色的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+。
（6）铁盐和铝盐能净水是因为在一定条件下水解生成相应的胶体，能吸附悬浮杂质。
（7）在配制易水解的盐溶液，如FeCl3水溶液，为了抑制Fe3+水解可在蒸馏水中加入少量的
，以防止溶液变浑浊。
配制FeSO4溶液时需加入抑制Fe2+水解，同时加入防止Fe2+被氧化。
（8）实验室制备氢氧化铁胶体时，采用的方法是向中滴加几滴
溶液，然后继续煮沸至溶液呈红褐色。
六、金属盐的制备
1.海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：
（1）若在空气中加热MgCl2•6H2O，生成的是Mg（OH）Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式
（2）用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。
在干燥的HCl气流中加热MgCl2•6H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是
2．MgSO4·7H2O是一种重要的化工原料。
某研究性学习小组设计了利用菱镁矿石（主要成分是MgCO3，并含有MnCO3、SiO2杂质）制取MgSO4·7H2O的实验，流程如下。
（1）第①步研磨的目的是____________________，所得滤液主要含__________________、__________________等溶质。
（2）第②步反应的离子方程式为_____________________________________________________。
（3）第③步浓缩结晶后，要经过________、洗涤、干燥等步骤才可得到MgSO4·7H2O，洗涤沉淀的基本操作是___________________________________________________________________。
（4）若制得MgSO4·7H2O质量为82.00g，测得MnO2质量为1.74g，且测得第①步滤渣质量为4.70g，忽略各物质在溶液中的溶解损失，可计算出菱镁矿石中MgCO3的质量分数为____________________。
（相对原子质量:
Mg24S32Mn55O16C12
3.（2012·天津）信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。
某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70％Cu、25％Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
⑴第①步Cu与酸反应的离子方程式为___________________________________________；
得到滤渣1的主要成分为___________________。
⑵第②步加H2O2的作用是_____________________，使用H2O2的优点是______________
；调溶液pH的目的是使_____________生成沉淀。
⑶用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是________________________________________。
⑷由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，_____________方案不可行，原因是_____________________________：
从原子利用率角度考虑，___________方案更合理。
4．（2012·福建节选）酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：
①步骤（i）中Cu2（OH）2CO3发生反应的化学方程式为
。
②步骤（ii）所加试剂起调节pH作用的离子是（填离子符号）。
③在步骤（iii）发生的反应中，1molMnO2转移2mol电子，该反应的离子方程式为
。
5、现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，请从下图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体、6mol/L盐酸和蒸馏水）。
请填写下列空白:
（1）写出实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式_____________________。
（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）_____________________________。
（3）所选用装置的连接顺序应是（填各接口的字母；连接胶管省略）________________________。
6、某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。
倾斜A使稀硫酸（足量）与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL（已折算成标准状况）由上述实验事实可知：
（1）①固体M中一定有的物质是______________（填化学式）理由是___________________②其中一种物质的质量可以确定为___________g（用代数式表示）。
（2）B装置的名称是________。
写出B装置中反应的离子方程式___________________________。
（3）C装置的作用是_________________________，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是______________________________________________________
（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是_____________,要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_____________。
（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是_____________
a．M中有未反应的铁和硫b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c．A中留有反应生成的气体d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥
7、硫酸铁（PFS）是一种新型高效的无机高分子絮凝剂，广泛用于水的处理。
用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸猴，为控制水解时Fe3+的浓度，防止生成氢氧化铁沉淀，原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+。
实验步骤如下：
（1）用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃仪器除量筒外，还有。
（a）容量瓶（b）烧杯（c）烧瓶
（2）步骤
取样分析溶液中的Fe2+、Fe3+的含量，目的是。
（a）控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比（b）确定下一步还原所需铁的量
（c）确定氧化Fe2+所需NaClO3的量（d）确保铁的氧化物酸溶完全
（3）用NaClO3氧化时反应方程式如下：
6FeSO4+NaClO3+3H2SO4=3Fe2（SO4）3+NaCl+3H2O若改用HNO3氧化，则反应方程式如下
6FeSO4+2HNO3+3H2SO4→3Fe2（SO4）3+
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