常見金屬及其化合物復習指南

金屬元素鈉、鋁、鐵、銅及其化合物由于在國民經濟和日常生活中的重要用途，因此一直是高考考查的重點。分析近三年考題，可以發現一些規律，如鎂鋁合金的計算、鈉與水的反應、鐵及其氧化物的計算等在選擇題出現頻率較高，無機框圖題經常涉及鋁、鐵的性質。預測在2014年的高考，會出現下面幾個方面的考題：①Na2O2與CO2、H2O的反應并與計算結合；②鈉、鉀與水、鹽溶液反應的現象及產物的判斷；③鐵與氧氣反應產物的判斷等。

1.借助網圖 練好書寫

網絡圖將金屬元素的重點知識整合在一起，借助其轉化關系，同學們在復習時可練習有關方程式的書寫。注意每個轉化關系可能對應多個反應，要多聯系該反應體現的用途、制法、保存方法等知識，進行知識之間的相互融合。

2.抓住重點 以點帶面

Mg、Al及其化合物反應眾多，也比較復雜。同學們在復習時應充分利用氧化還原、化學平衡、電離平衡等理論知識，把相關知識整合在一起，根據網絡圖中的轉化關系，準確書寫相關反應方程式或離子方程式，并聯想相關反應現象，盡可能畫出反應量的相關直角坐標圖象，這樣就能把知識學活學透，在解答試題時就能得心應手，游刃有余。

3.歸納比較 講究方法

對一種具體的物質來說，其知識鏈的基本構成如下：結構→性質→用途、制法、保存、鑒別、分離、除雜、提純等。在復習時要對這些知識鏈善加歸納，對于相關物質最好進行比較，找出相同點和不同點，從而加深理解。由于物質的保存、鑒別、分離等都與物質的物理性質和化學性質戚戚相關，所以同學們還要學會以物質的結構為基礎，以物質的性質為中心的化學思維方法，這也是學習元素化合物的基本方法。

4.重視實驗 學會創新

本章實驗內容很多，學習時，要格外重視。最好能走進實驗室，自己動手操作，對各種實驗現象進行全面、細致的觀察，并對觀察的結果及時、如實地做記錄，把各種觀察到的實驗現象聯系起來進行思考分析，做到看與想相結合，培養良好的觀察能力和分析能力。實驗內容是創新試題的基點，同學們在學習過程中，盡可能結合實驗原理，自己設計出一些實驗裝置，并仔細分析評價自己所設計的裝置優缺點，這樣同學們一定會受益匪淺。

例1 （2013·四川卷）1.52 g銅鎂合金完全溶解于50 mL密度為1.40 g/mL、質量分數為63%的濃硝酸中，得到NO2和N2O4的混合氣體1120 mL （標準狀況），向反應后的溶液中加入1.0 mol/LNaOH溶液，當金屬離子全部沉淀時，得到2.54 g沉淀，下列說法不正確的是 （ ）

A.該合金中銅與鎂的物質的量之比是2︰1

B.該濃硝酸中HNO3的物質的量濃度是14.0 mol/L

C. NO2和N2O4的混合氣體中，NO2的體積分數是80%

D.得到2.54 g沉淀時，加入NaOH溶液的體積是600 mL

【思路點撥】從轉化過程可知，最終固體的質量為Cu2+、Mg2+和OH-的質量和。設銅、鎂的物質的量分別為x、y，則有如下關系：

解得x=0.02 mol，y=0.01 mol。

設N2O4、NO2的物質的量分別為a、b，結合電

子守恒：，解得 a=0.01 mol，b=0.04 mol，

A、C項正確；c（HNO3）=mol/L=

14.0 mol/L，C項正確；沉淀達到最大值時，溶液中溶質只有NaNO3，故n（NaOH）=n（HNO3）=0.7 mol，則NaOH溶液的體積為：V（NaOH）== 0.7 L= 700 mL，D項錯誤。

【參考答案】D

【精彩點評】試題通過銅鎂合金與濃硝酸反應，涉及了多個化學反應，需要學生具有提取知識、應用知識的能力，同時還考查了計算能力和分析問題能力。對于這類有關化學計算的題型，同學們首先要弄清楚反應前后的物質，再充分運用三大守恒定律（質量守恒，電荷守恒，物料守恒）聯立方程式輕松解題。

例2 （2013·浙江卷）氫能源是一種重要清潔能源。現有兩種可產生H2的化合物甲和乙。將6.00 g甲加熱至完全分解，只得到一種短周期元素的金屬單質和6.72 L的H2（已折算成標準狀況）。甲與水反應也能放出H2，同時還產生一種白色沉淀物，該白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化劑存在下可分解得到H2和另一種單質氣體丙，丙在標準狀況下的密度為1.25 g/L。請回答下列問題：

（1）甲的化學式是 ；乙的電子式是 。

（2）甲與水反應的化學方程式是 。

（3）氣體丙與金屬鎂反應的產物是 （用化學式表示）。

（5）甲與乙之間 （填“可能”或“不可能”）發生反應產生H2，判斷理由是 。

【思路點撥】（1）甲加熱只得到一種金屬單質和H2，則甲只含有兩種元素，又甲與水反應生成H2和一種能溶于堿的白色沉淀（即Al（OH）3），由此可推斷甲中含有鋁和氫兩種元素，再由鋁和氫的質量比易得出甲的化學式為AlH3。丙的相對分子質量為1.25 g/L×22.4 L/mol=28 g/mol，則單質氣體丙為N2，又因乙分解只得H2和丙，由此推知乙為NH3。（2）AlH3中H為-1價，H2O中H為+1價，兩者發生氧化還原反應生成H2，鋁元素轉化為Al（OH）3沉淀。（3）N2與Mg反應生成Mg3N2。（4）NH3還原CuO，根據氧化還原反應得失電子守恒可配平。由題中信息知，Cu2O能溶于H+，生成藍色的Cu2+。由Cu不能溶于入非氧化性酸，故可用稀H2SO4來檢驗Cu2O的存在。（5）AlH3中H為-1價，而NH3中H為+1價，所以兩者可發生氧化還原反應，生成0價的H2。

取樣后加稀H2SO4，如果溶液變藍，說明產物中含有Cu2O，反之則無Cu2O。

（5）可能；AlH3中的H為-1價，NH3中的H為+1價，有可能發生氧化還原反應生成氫氣。

【精彩點評】試題立意高遠，取材新穎，以實際的化學現象為問題情境，強調化學在生產、生活中的實際應用。試題立足于化學學科的主干與核心知識，以儲氫材料為背景，選取Al、Cu、N等元素的重要化合物的性質，以定性與定量相結合推斷物質 ，重點考查學生分析問題與解決問題的能力。

例3（2013·天津卷）FeCl3在現代工業生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業流程制備無水FeCl3，再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.經查閱資料得知：無水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們設計了制備無水FeCl3的實驗方案，裝置示意圖（加熱及夾持裝置略去）及操作步驟如下：

①檢驗裝置的氣密性；

②通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣；

③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應完成；

④……

⑤體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。

請回答下列問題：

（1）裝置A中反應的化學方程式為 。

（2）第③步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器，少量沉積在反應管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器，第④步操作是 。

（3）操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步驟序號） 。

（4）裝置B中冷水浴的作用為 ；裝置C的名稱為 ；裝置D中FeCl2全部反應后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑： 。

（5）在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。

Ⅱ.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質硫；過濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。

（6）FeCl3與H2S反應的離子方程式為 。

（7）電解池中H+在陰極放電產生H2，陽極的電極反應式為 。

（8）綜合分析實驗Ⅱ的兩個反應，可知該實驗有兩個顯著優點：

①H2S的原子利用率為100%；

② 。

【思路點撥】（1）裝置A中進行的是Fe與Cl2制取FeCl3的反應，此題簡單，但注意不要漏寫加熱符號。（2）由于FeCl3沉積在反應管A右端，時間長了會堵塞，所以應在此處進一步加熱使FeCl3再次升華進入收集裝置。（3）通入干燥氯氣可排出空氣以及其中所含的水蒸氣，反應完畢后將多余Cl2趕出，將收集器密封以防吸收空氣中的水蒸氣從而避免了FeCl3的潮解。（4）通過冷水浴將升華的FeCl3冷卻收集；Fe2+的檢驗可通過與赤鐵鹽（K3[Fe（CN）6]）生成藍色沉淀（滕氏藍）的方法來完成。（5）氯氣的吸收用NaOH溶液，不用采取防倒吸裝置。（6）Fe3+與H2S的氧化還原反應的離子方程式的書寫應注意得失電子守恒與電荷守恒。（7）因為陽極材料為石墨，故陽極是溶液中的Fe2+放電：Fe2+-e-==Fe3+。（8）實驗Ⅱ的顯著優點是①H2S的利用率高，②根據（7）電解FeCl2溶液時陽極反應：Fe2+-e-===Fe3+知，溶液中FeCl3可以循環利用。

【精彩點評】本題借助FeCl3的性質，設計FeCl3制備實驗，還設計考查電解知識，并進行實驗評價。從而將實驗、電解、評價有機結合在一起，綜合考查了考生的分析問題、解決問題的能力。