专题05 金属及其化合物1常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)(1)了解常见金属的活动顺序。(2)了解常见金属、重要化合物的主要性质及其应用。 (3)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(1)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。(2)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。(3)尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质。一 、常见金属及化合物的主要性质1钠及其化合物(1)等物质的量的金属钠被氧化成Na2O和Na2O2时转移的电子数相同。(2)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。(3)钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。(4)Na2O2与CO2或H2O反应时，生成1 mol O2，转移电子的物质的量为2 mol。(5)Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑Na2O2跟CO2的反应。因为若先发生反应：2Na2O22H2O=4NaOHO2，必定还发生反应：2NaOHCO2=Na2CO3H2O。(6)Na2O2与SO2反应的化学方程式为：Na2O2SO2=Na2SO4。(7)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为：COH=HCO、HCOH=H2OCO2。2镁、铝及其化合物(1)镁在空气中燃烧主要发生反应：2MgO22MgO，此外还发生反应：3MgN2Mg3N2、2MgCO22MgOC。(2)Mg3N2与水反应：Mg3N26H2O=3Mg(OH)22NH3。(3)加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀，因为Mg(OH)2比MgCO3更难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2Mg(OH)22CO2。(4)铝与NaOH溶液、非氧化性强酸反应生成H2。常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。(5)Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。(6)Al3、AlO只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al3与下列离子不能大量共存：OH、CO、HCO、SO、S2、ClO、AlO，其中OH是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。AlO与下列离子不能大量共存：H、HCO、Al3、Fe2、Fe3，其中H和HCO是因为与AlO直接反应(AlOHCOH2O=Al(OH)3CO)，其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。(7)明矾的净水原理：明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2=KAl32SO。铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到净水目的：Al33H2OAl(OH)3(胶体)3H。3铁、铜及其化合物(1)Fe与Cl2反应只能生成FeCl3，与I2反应生成FeI2，与反应物的用量无关。(2)Fe与水蒸气在高温下反应生成H2和Fe3O4，而不是Fe2O3。(3)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，均生成Fe2。要注意产生的Fe3还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe2Fe3=3Fe2。(4)NO与Fe2在酸性条件下不能共存。(5)Fe2O3、Fe(OH)3与氢碘酸反应时，涉及Fe3与I的氧化还原反应，产物为Fe2、I2和H2O。(6)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，灼烧后得到红棕色Fe2O3固体；而Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性的酸，将得不到Fe(OH)3固体，最后得到的固体仍为Fe2(SO4)3。 (7)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，也可能含有Fe2。二、常见金属与其化合物的转化两种常见金属及其化合物的转化形式：1直线型转化关系ABC(1)NaNa2ONa2O2(2)X为强酸，如NaAlO2Al(OH)3AlCl3(3)X为强碱，如AlCl3Al(OH)3NaAlO22三角型转化关系 三、金属及其化合物的实验探究有关金属及其化合物探究实验的特点：要求考生对文字、图形、表格数据、反应流程中的信息进行提取、分析、猜想和归类，考查学生基础知识的综合应用、基本的实验方法和基本技能的掌握程度，考查学生对科学探究方法和过程的理解，对实验的评价。四、金属的性质1、金属性强弱的判断规律 (1) 跟水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度； (2) 金属最高价氧化物对应水化物碱性的强弱； (3) 置换反应； (4) 原电池的正、负极； (5) 电解时金属阳离子的放电顺序(金属阳离子的氧化性)。2金属单质的性质金属单质的化学性质： 金属在化学反应中都较容易失去电子被氧化，只作还原剂，但金属离子则可能既表现出氧化性又表现出还原性，如Fe2+。 金属单质跟酸反应的规律：A与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)反应：B与强氧化性酸(浓硫酸、浓稀硝酸)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。 3.金属氧化物(1) 碱性氧化物，如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3等，(2) 两性氧化物，如Al2O3，(3) 酸性氧化物，如Mn2O7，(4) 过氧化物，如Na2O2、BaO2等，其晶体中存在阴离子是O22-，溶于水中既有强碱性物质产生又有氧气产生。4金属活动性顺序表应用小结金属活动性顺序 KCaNaMgAlMnZnFeSnPb(H) CuHgAgPtAu 金属原子 失电子能力 KCaNaMgAlMnZnFeSnPb依次减小，还原性减弱(相应金属离子氧化性增强) 空气中跟 氧气的反应 易被氧化 常温时能被氧化 加热时能被氧化 不能被氧化 跟水的反应 常温可置换 出水中的氢 加热或与水蒸气反应时能置换出水中的氢 不与水反应 跟酸的反应 能置换出酸(如HCl、H2SO4)中的氢 不能置换出稀酸中的氢反应剧烈 反应程度依次减弱 能跟浓硫酸、 硝酸反应 能跟王 水反应 跟盐的反应 位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Na、Ca除外) 跟碱的反应 Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应 五、常见金属化合物的性质及离子的检验1.常见的金属氧化物化学式Na2ONa2O2MgOAl2O3FeOFe2O3Fe3O4颜色状态白色固体淡黄色粉末白色固体白色固体黑色粉末红棕色粉末黑色晶体与水作用反应生成NaOH反应生成NaOH和O2与水缓慢反应生成Mg(OH)2不溶于水，也不与水反应2.常见的金属氢氧化物及碱的通性(2)碱的通性可溶性碱使指示剂变色。可溶性碱与酸性氧化物反应，如向NaOH溶液中通入少量CO2，反应的化学方程式为：2NaOHCO2=Na2CO3H2O。与酸发生中和反应。可溶性碱与某些可溶性盐发生复分解反应，如Ca(OH)2与Na2CO3反应的化学方程式为：Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH。3. 金属阳离子的检验考点一钠及其化合物例1(双选)离子方程式2Ca23HCO3OH=2CaCO3CO3H2O可以表示()ACa(HCO3)2与NaOH溶液反应BNaHCO3与澄清石灰水反应CCa(HCO3)2与澄清石灰水反应DNH4HCO3与澄清石灰水反应解析：选AB。Ca(HCO3)2与NaOH溶液按照23混合，会发生反应，离子方程式是：2Ca23HCO3OH=2CaCO3CO3H2O，A正确。NaHCO3与澄清石灰水按照32混合，发生反应，离子方程式是：2Ca23HCO3OH=2CaCO3CO3H2O，B正确。Ca(HCO3)2与澄清石灰水反应，离子方程式是：Ca2HCOOH=CaCO3H2O，C错误。NH4HCO3与澄清石灰水反应的离子方程式是：Ca2HCONH2OH=CaCO3NH3H2OH2O，D错误。考点二铝及其重要化合物例2某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()AAlCl3 BNa2OCFeCl2 DSiO2考点三铁、铜及其重要化合物例3下列物质的转化在给定条件下能实现的是()AH2SO4(稀)SO2NH4HSO3(NH4)2SO3B饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3CFeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3DAlNaAlO2AlCl3溶液无水AlCl3解析：选B。Cu不与稀H2SO4反应，A错误；Fe与Cl2只能生成FeCl3，C错误；AlCl3加热促进Al3水解，最终得到Al(OH)3，D错误。【变式探究】用FeCl3溶液可以腐蚀印刷电路板上的铜，现向所得的溶液中加入一定量的铁粉，对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是()A若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3B若有固体存在，则溶液中一定有Fe2C若溶液中有Cu2，则一定没有固体析出D若溶液中有Fe2，则一定有Cu析出解析：选B。2Fe3Cu=2Fe2Cu2，FeCu2=Fe2Cu,2Fe3Fe=3Fe2。也可能恰好反应完无固体剩余，加入的铁粉与Fe3反应，Fe3可能有剩余，A错误；固体无论是Fe还是Cu，都与Fe3反应生成Fe2，B正确；FeCu2=Fe2Cu，铁不足时有部分铜产生，C错误；2Fe3Fe=3Fe2，加入的铁粉恰好与Fe3反应时，没有铜析出，D错误。考点四数形结合解答元素化合物图像题例3将22.4 g铁粉逐渐加入含HNO3 0.8 mol的硝酸溶液中，反应生成的气体的物质的量(x)(假设HNO3的还原产物只有NO)随消耗铁粉的物质的量(y)变化关系中正确的是()【变式探究】某Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸，测得溶液中的CO、HCO、AlO、Al3的物质的量与加入盐酸的体积变化关系如图所示，则下列说法正确的是()A原混合溶液中的CO与AlO的物质的量之比为12BV1V215CM点时生成的CO2为0.05 molDa曲线表示的离子方程式为：AlOHH2O=Al(OH)3解析：选D。因为酸性：HClH2CO3HCOAl(OH)3，所以在向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1 molL1的盐酸的过程中，首先发生反应AlOHH2O=Al(OH)3。则a线表示的是AlO的物质的量变化，D选项正确，且n(Al