专项突破一 渗透到选择题中的四类金属单质及其化合物.docx

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专项突破一渗透到选择题中的四类金属单质及其化合物

专题1　渗透到选择题中的八类典型元素化合物

建议课时：

3课时（二讲一练）

元素化合物的性质应用在高考试卷中，贯穿始终，题型灵活，作用之大、运用之广，很直接地反映出了其在知识体系中的重要性。

而且元素化合物的知识不仅是试题要直接考查的内容的本身，更是用来解决其他相关问题的基础和平台，学生解题的很多困难往往就是在对这些基本知识的理解、记忆和应用的方面达不到基本的要求，这是我们在复习中需要十分关注的问题。

专项突破一　渗透到选择题中的四类金属单质及其化合物

【金属元素知识综述】

1．金属氧化物

化学式

Na2O

Na2O2

Al2O3

FeO

Fe2O3

CuO

分类

碱性

氧化物

过氧

化物

两性

氧化物

碱性

氧化物

碱性

氧化物

碱性

氧化物

颜色

状态

白色

固体

淡黄色

固体

白色

固体

黑色

粉末

红棕色

粉末

黑色

固体

与水

作用

反应

生成

NaOH

反应生成

NaOH和O2

不溶于水，也

不与水反应

与酸

作用

反应生

成钠盐

和水

反应生成钠盐、水和氧气

反应生

成铝盐

和水

反应生

成亚铁

盐和水

反应生

成铁盐

和水

反应生

成铜盐

和水

氧化性

除Na2O2外，氧化性很弱，通常不能用还原剂还原

可用C、CO、Al、H2等还原，生成单质铁、铜

其他

反应

与CO2

反应

生成

Na2CO3

与CO2

反应

生成

Na2CO3

和O2

与强碱

反应生

成偏铝

酸盐

与氧化

性酸反

应生成

铁盐

2.金属氢氧化物

化学式

NaOH

Al（OH）3

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Cu（OH）2

颜色

状态

白色

固体

白色胶

状沉淀

红褐色

沉淀

白色

沉淀

蓝色

沉淀

稳定性

稳定，

加热

不分解

加热分解

成Al2O3

和H2O

加热分解

成Fe2O3

和H2O

不稳定，易

被氧化成

Fe（OH）3

易分解成

CuO和

H2O

与酸

反应

均易与酸反应生成对应的盐，若为氧化性酸，则Fe（OH）2还要被氧化

其他

反应

与某些

盐、Cl2、

Al、Si、

Al（OH）3

反应

与强碱溶

液反应

具有

还原性

新制

Cu（OH）2

悬浊液被

醛基还原

【金属元素分点突破】

物质一　“活泼”金属代表——钠

1．思维线索

2．三维考查

3．认知拓展

（1）钾及其重要化合物

钾的活泼性超过钠，钾与O2反应除生成K2O2外，还生成KO2（超氧化钾）。

KO2的阴离子为O

，有极强的氧化性，与H2O、CO2的反应分别为

4KO2＋2H2O===4KOH＋3O2↑、

4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2。

（2）钙及其重要化合物

①钙

a．与水反应生成H2：

Ca＋2H2O===Ca（OH）2＋H2↑。

b．在空气中燃烧：

Ca＋O2

CaO2、3Ca＋N2

Ca3N2。

②CaO2

a．溶于酸生成H2O2：

CaO2＋2H＋===Ca2＋＋H2O2。

b．与水反应：

2CaO2＋2H2O===2Ca（OH）2＋O2↑。

c．在碱性条件下，CaCl2与H2O2反应可制得CaO2。

③草酸钙（CaC2O4）

CaC2O4难溶于水，但溶于盐酸：

CaC2O4＋2H＋===Ca2＋＋CO↑＋CO2↑＋H2O。

物质二　“两性”金属的代表——铝

1．“三角”转化

2．拓展反应

（1）NaAlO2与少量盐酸或过量盐酸反应的离子方程式：

AlO

＋H＋＋H2O===Al（OH）3↓、

AlO

＋4H＋===Al3＋＋2H2O。

（2）向NaAlO2溶液中通入少量或过量CO2反应的离子方程式：

2AlO

＋CO2＋3H2O===2Al（OH）3↓＋CO

、

AlO

＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO

。

（3）Al2（SO4）3溶液与NaHCO3溶液反应的离子方程式：

Al3＋＋3HCO

===Al（OH）3↓＋3CO2↑。

（4）用离子方程式表示NaAlO2与NaHCO3不能共存的原因：

AlO

＋H2O＋HCO

===Al（OH）3↓＋CO

。

3．认知拓展

（1）锌及其化合物

①Zn

与盐酸反应：

Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑；

与NaOH溶液反应：

Zn＋2OH－===ZnO

＋H2↑。

②ZnO——两性氧化物

ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O；

ZnO＋2OH－===ZnO

＋H2O。

③Zn（OH）2——两性氢氧化物

Zn（OH）2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O；

Zn（OH）2＋2OH－===ZnO

＋2H2O。

（2）铬的氧化物与氢氧化物

①Cr2O3——两性氧化物

Cr2O3＋6H＋===2Cr3＋＋3H2O；

Cr2O3＋2OH－===2CrO

＋H2O。

②Cr（OH）3——两性氢氧化物

Cr（OH）3＋3H＋===Cr3＋＋3H2O；

Cr（OH）3＋OH－===CrO

＋2H2O。

物质三　变价金属的代表——铁

1．三维考查

2．经典反应

（1）Fe在少量Cl2中燃烧：

______________________________。

（2）Fe和S混合加热：

_____________________。

（3）Fe和H2O（g）高温下反应：

_____________________。

（4）稀HNO3和过量Fe粉或少量Fe粉反应的离子方程式：

____________________。

（5）FeO与盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：

________________________

__________________________________________。

（6）Fe2O3与稀HNO3反应的化学方程式：

________________________________

______________________________________。

（7）Fe3O4与稀盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：

______________________

__________________________________________。

（8）Fe（OH）2与稀盐酸、稀HNO3反应的离子方程式：

_____________________

________________________________________________________________。

（9）Fe（OH）3与稀盐酸、氢碘酸反应的离子方程式：

_______________________

_____________________________________________________。

（10）Fe（OH）2露置于空气中：

___________________________________。

（11）制备Fe（OH）3胶体：

__________________________________________。

（12）铁发生吸氧腐蚀生成铁锈的过程

负极：

___________________________________；

正极：

___________________________________；

总反应式：

__________________________________。

答案　

（1）2Fe＋3Cl2

2FeCl3　

（2）Fe＋S

FeS

（3）4H2O（g）＋3Fe

Fe3O4＋4H2

（4）3Fe＋8H＋＋2NO

===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O（铁过量）、Fe＋4H＋＋NO

===Fe3＋＋NO↑＋2H2O（铁少量）

（5）FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、3FeO＋10H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O

（6）Fe2O3＋6HNO3===2Fe（NO3）3＋3H2O

（7）Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O、3Fe3O4＋28H＋＋NO

===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O

（8）Fe（OH）2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O、3Fe（OH）2＋10H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O

（9）Fe（OH）3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O、2Fe（OH）3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O

（10）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3

（11）FeCl3＋3H2O

Fe（OH）3（胶体）＋3HCl

（12）2Fe－4e－===2Fe2＋　O2＋4e－＋2H2O===4OH－　2Fe＋O2＋2H2O===2Fe（OH）2、4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3、2Fe（OH）3===Fe2O3·nH2O＋（3－n）H2O

3．认知拓展

（1）钴（Co）、镍（Ni）及其化合物

Co、Ni在化合物中的价态与铁类似，主要为＋2价和＋3价，其中＋3价表现为氧化性。

如Co（OH）3、Ni（OH）3在H2SO3溶液中被还原：

2Co（OH）3＋SO

＋4H＋===2Co2＋＋SO

＋5H2O；

2Ni（OH）3＋SO

＋4H＋===2Ni2＋＋SO

＋5H2O。

Co2＋、Ni2＋在酸性溶液中主要表现为还原性。

如Co2＋、Ni2＋能被酸性KMnO4溶液氧化：

5Co2＋＋MnO

＋8H＋===Mn2＋＋5Co3＋＋4H2O；

5Ni2＋＋MnO

＋8H＋===Mn2＋＋5Ni3＋＋4H2O。

（2）铬的重要化合物

①K2Cr2O7及K2CrO4均为＋6价铬的化合物，具有强氧化性，在酸性条件下的还原产物均为Cr3＋。

如K2Cr2O7和K2CrO4均能将SO

氧化成SO

：

Cr2O

＋3SO

＋8H＋===2Cr3＋＋3SO

＋4H2O；

2CrO

＋3SO

＋10H＋===2Cr3＋＋3SO

＋5H2O。

②铬酸盐（CrO

）与重铬酸盐（Cr2O

）在一定条件下能相互转化：

在酸性条件下，主要以Cr2O

形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO

形式存在。

物质四　“过渡”元素的代表——铜

1．一条分解线

受热分解：

Cu（OH）2（蓝色）―→CuO（黑色）―→Cu2O（红色）―→Cu（紫红）

从左到右，分解温度越来越高，Cu（OH）2在常温下就能缓慢分解，而CuO需要在高温下才能分解。

2．两种检验方法

（1）无水硫酸铜（白色）遇水变成硫酸铜晶体（蓝色）。

用此反应检验水的存在。

（2）用新制Cu（OH）2悬浊液来检验醛基。

3．三种制备方法

（1）热还原法：

H2＋CuO

Cu＋H2O。

（2）湿法炼铜：

Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4。

（3）电解精炼铜：

粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液。

4．四个知识盲区

（1）铜是紫红色金属，它在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2（OH）2CO3]。

（2）较强的氧化剂，如氧气、氯气、液溴、双氧水、硝酸、浓硫酸等，在一定条件下，能将铜从0价氧化为＋2价；较弱的氧化剂，如硫黄、单质碘等，在一定条件下，只能将铜从0价氧化到＋1价。

（3）Cu和Cu2O均为红色固体，Cu与稀H2SO4不反应，而Cu2O能与稀H2SO4反应：

Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O（溶液变蓝），利用此性质可以区分Cu和Cu2O。

（4）常用灼热的铜网除去N2中的O2；用灼热的CuO可除去CO2中的CO。

5．经典反应

（1）Cu和浓H2SO4、稀HNO3的反应的化学方程式：

_______________________________________、

_______________________________________。

（2）铜绿的生成：

_______________________________________。

（3）FeCl3溶液腐蚀铜板的离子方程式：

_______________________。

（4）Cu和S混合加热、Cu在Cl2中燃烧：

________________________、__________________________。

（5）用惰性电极电解CuSO4溶液：

_________________________。

（6）用Cu作电极电解H2SO4溶液：

______________________。

答案　

（1）Cu＋2H2SO4（浓）

CuSO4＋SO2↑＋2H2O　3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O

（2）2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2（OH）2CO3

（3）2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

（4）2Cu＋S

Cu2S　Cu＋Cl2

CuCl2

（5）2CuSO4＋2H2O

2Cu＋O2↑＋2H2SO4

（6）Cu＋2H＋

Cu2＋＋H2↑

[专题训练]

1．（2019·天津理综，3）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，可用于除去工业废气中的Cl2

B．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

解析　将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2，发生反应2FeCl2＋Cl2===2FeCl3、2FeCl3＋Fe===3FeCl2，A项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金密度小、硬度大，可用于航空工业，B项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应Na2CO3＋Ca（OH）2===CaCO3＋2NaOH，生成的NaOH为强碱，不利于作物生长，C项错误；无水CoCl2吸水后会发生颜色变化，可用于判断变色硅胶是否吸水，D项正确。

答案　C

2．（2019·课标全国Ⅱ，11）下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是（　　）

A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4

B．澄清的石灰水久置后出现白色固体Ca（OH）2＋CO2===CaCO3↓＋H2O

C．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色2Na2O2===2Na2O＋O2↑

D．向Mg（OH）2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀3Mg（OH）2＋2FeCl3===2Fe（OH）3＋3MgCl2

解析　CuSO4溶液呈蓝色，加入足量Zn粉后，Cu2＋被还原为Cu，溶液变成无色，A项正确；澄清石灰水在空气中久置能吸收空气中的CO2，生成CaCO3白色固体，B项正确；Na2O2呈淡黄色，在空气中放置后变为白色，是Na2O2吸收空气中的CO2和H2O转化成了Na2CO3和NaOH的缘故，C项错误；向Mg（OH）2悬浊液中加入足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀，是因为Mg（OH）2与FeCl3溶液发生复分解反应生成了更难溶的Fe（OH）3，D项正确。

答案　C

3．（2019·江苏化学，6）下列有关化学反应的叙述正确的是（　　）

A．Fe在稀硝酸中发生钝化

B．MnO2和稀盐酸反应制取Cl2

C．SO2与过量氨水反应生成（NH4）2SO3

D．室温下Na与空气中O2反应制取Na2O2

解析　A项，常温下，Fe在浓硝酸中会发生钝化，错误；B项，MnO2与浓盐酸在加热条件下发生反应生成Cl2，与稀盐酸不反应，错误；C项，氨水过量，SO2与NH3·H2O发生反应生成（NH4）2SO3，正确；D项，室温下，Na与空气中O2反应生成Na2O，错误。

答案　C

4．（2019·天津理综，2）下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是（　　）

实验现象

离子方程式

A

向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液，沉淀溶解

Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·H2O

B

向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体

Fe3＋＋3H2O===

Fe（OH）3↓＋3H＋

C

二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色

3SO2＋2MnO

＋4H＋===3SO

＋2Mn2＋＋2H2O

D

氧化亚铁溶于稀硝酸

FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O

解析　氢氧化镁悬浊液中存在沉淀溶解平衡Mg（OH）2Mg2＋＋2OH－，滴加氯化铵溶液，NH

与OH－结合生成NH3·H2O，Mg（OH）2的沉淀溶解平衡正向移动，离子方程式为Mg（OH）2＋2NH

===Mg2＋＋2NH3·H2O，A项正确；向沸水中滴加饱和氯化铁溶液，得到红褐色Fe（OH）3胶体而不是沉淀，B项错误；二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色，发生反应5SO2＋2MnO

＋2H2O===5SO

＋2Mn2＋＋4H＋，C项错误；氧化亚铁与稀硝酸发生氧化还原反应3FeO＋10H＋＋NO

===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O，D项错误。

答案　A

5．（全国卷）下列反应中，反应后固体物质增重的是（　　）

A．氢气通过灼热的CuO粉末

B．二氧化碳通过Na2O2粉末

C．铝与Fe2O3发生铝热反应

D．将锌粒投入Cu（NO3）2溶液

解析　A项，CuO（s）―→Cu（s），固体物质减轻，不符合题意；B项，Na2O2（s）―→Na2CO3（s），固体物质增重，符合题意；C项固体物质质量不变，不符合题意；D项，Zn（s）―→Cu（s），固体物质减轻，不符合题意。

答案　B

6．（全国卷）下列叙述正确的是（　　）

A．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2

B．将SO2通入BaCl2溶液可生成BaSO3沉淀

C．将CO2通入次氯酸钙溶液可生成次氯酸

D．将NH3通入热的CuSO4溶液中能使Cu2＋还原成Cu

解析　同一主族元素，由上到下，金属性逐渐增强，Li不如钠活泼，在空气中燃烧只能生成Li2O。

A错误；因为BaSO3＋2HCl===BaCl2＋H2O＋SO2↑，所以通常情况下，不逆向进行，或因为酸性：

HCl＞H2SO3，所以通入SO2后无BaSO3沉淀，B错误；酸性：

H2CO3＞HClO，反应为：

CO2＋H2O＋Ca（ClO）2===CaCO3↓＋2HClO，强酸制弱酸，C正确；NH3通入热的CuSO4溶液中，将发生2NH3＋2H2O＋CuSO4===Cu（OH）2↓＋（NH4）2SO4,Cu（OH）2

CuO＋H2O，溶液中NH3不能还原CuO为Cu,D错误。

答案　C