1、金属及其化合物全章复习与巩固编稿：宋杰审稿：曹玉婷【学习目标】【学习目标】1、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质；2、通过金属及其化合物性质的实验，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力；3、以金属知识的学习为线索，培养获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等，逐步掌握学习元素化合物的一般方法。【要点梳理】【要点梳理】要点一、钠、铝、铁及其重要化合物之间的转化关系要点一、钠、铝、铁及其重要化合物之间的转化关系1钠及其化合物之间的转化：2铝及其化合物之间的转化：3铁及其化合物间的转化：要点诠释：要点诠释：金属活动性顺序及其应用金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSn
2、Pb（H）CuHgAgPtAu原子失电子能力逐渐减弱（金属性逐渐减弱，还原性逐渐减弱）在空气中的反应易被氧化常温下能被氧化加热时能被氧化难被氧化跟水的反应剧烈反应加热或与水蒸气反应不能与水反应跟酸的反应能置换出稀酸（盐酸、硫酸）中的氢不能与稀酸（盐酸、硫酸）反应剧烈反应反应剧烈程度减弱跟硝酸、浓硫酸反应溶于王水跟盐溶液的反应与水先反应金属活动性顺序表中前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来跟强碱溶液反应Al、Zn 等金属能跟强碱溶液发生反应要点二、碳酸钠和碳酸氢钠的关系总结要点二、碳酸钠和碳酸氢钠的关系总结1俗名：Na2CO3：纯碱、苏打；NaHCO3：小苏打。2溶解度：Na2CO3Na
3、HCO3。3热稳定性：Na2CO3NaHCO3（一般温度下 Na2CO3不分解） 。4其固体跟同浓度的盐酸反应产生气体的速率：Na2CO3NaHCO3。5将稀盐酸逐滴加入到 Na2CO3、NaHCO3的水溶液中，发生的反应与现象分别为：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，NaHCO3+HClCO2+H2O+NaCl。现象：开始无气体产生，盐酸滴加一定量后（Na2CO3全部转化为 NaHCO3） ，才开始产生气体。NaHCO3溶液：NaHCO3+HClCO2+H2O+NaCl。现象：立即产生气体。说明：该方法可用于鉴别 Na2CO3与 NaHCO3的水溶液。6除杂（括号内为杂质）Na2C
4、O3（NaHCO3） ：加热即可。NaHCO3（Na2CO3） ：将混合物溶于水后通入足量 CO2气体（Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3） ，然后将溶液低温蒸干即得 NaHCO3晶体。要点三、铝三角中的图像及其相互转化问题要点三、铝三角中的图像及其相互转化问题铝元素有三种存在形式：它们之间的转化关系可用铝三角表示为：在 Al3+、Al(OH)3、AlO2的相互转化反应中，都有特定的数量关系。用坐标图形式可把其中的定量关系概括如下。1向 AlCl3溶液中滴加氨水至过量，离子方程式为：Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+。图像如下图所示2向 AlCl3溶液中滴加 NaOH 至
5、过量，离子方程式为：Al3+3OHAl(OH)3，Al(OH)3+OHAlO2+2H2O。图像如下图所示3KAl(SO4)2溶液中逐滴加入 Ba(OH)2溶液至过量。离子方程式为：Al3+2SO42+2Ba2+4OH2BaSO4+AlO2+2H2O。图像如下图所示。要点诠释要点诠释：图像题是考查铝的一类重要题型，在解答此类试题时，应该数形结合，综合分析计算进而求出答案。而要对化学图像进行分析，应该抓住有关化学原理、物质的性质和图像的意义，尤其是图像的特点，即图像的四点（起点、交点、拐点、终点） 。要点四、离子的鉴别要点四、离子的鉴别1Fe2+、Fe3+的鉴别。（1）KSCN 法：加入 KSCN
6、 或其他可溶性硫氰化物溶液，呈红色的是 Fe3+的溶液，而 Fe2+的溶液无此现象。离子方程式为 Fe3+3SCNFe(SCN)3。要点诠释：要点诠释：此处是溶液而不是沉淀，不能用于除杂。若要除杂，Fe2+（Fe3+）可加铁粉，Fe3+（Fe2+）可加H2O2、O3。（2）观察法：其溶液呈黄色的是 Fe3+，呈浅绿色的是 Fe2+。（3）碱液法：加入氨水等碱液，生成红褐色沉淀的是 Fe3+；生成白色沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀的是 Fe2+。（4）淀粉 KI 试纸法：能使淀粉碘化钾试纸变蓝的是 Fe3+溶液，无明显现象的是 Fe2+。2焰色反应注意事项。（1）蘸取待测物的金属丝：铂
7、丝或铁、铬、钨丝等，因为它们在火焰上灼烧无颜色，同时熔点高，不易被氧化。（2）焰色反应所用火焰本身颜色要浅，否则会干扰实验的观察。采用煤气灯较理想，若用酒精灯，则要使用其外焰的侧面。（3）金属丝使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无颜色，这是因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发，以除去能起焰色反应的少量杂质。（4）操作步骤：可归纳为六个字：即：洗烧蘸烧洗烧。要点五、金属及其化合物推断题常见的突破口要点五、金属及其化合物推断题常见的突破口1、特殊颜色（1）焰色反应：Na+（黄色） 、K+（紫色）（2）有色溶液含有的离子Fe2+Fe3+Cu2+MnO4颜色浅绿色黄色蓝色紫红色（3）有
8、色固体红色：Cu、Fe2O3（红棕色）红褐色：Fe(OH)3绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO47H2O蓝色：Cu(OH)2、CuSO45H2O黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑浅黄色：Na2O2、AgBr白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)22、特殊性质（1）在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有 Na2O2。（2）遇 SCN显红色的只有 Fe3+。（3）常见的可溶于 NaOH 溶液的白色沉淀有 Al(OH)3，可溶于 NaOH 溶液的金属氧化物有 Al2O3。（4）不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4（白色） 、Ag
9、Cl（白色） 。3、特征反应（1）能与强酸反应产生气体的物质：活泼的金属，如 Na、Al、Zn 等；不稳定的弱酸盐，如碳酸盐、碳酸氢盐等。（2）能与强碱反应产生气体的物质：单质，如 Al 等；盐类，如铵盐等。（3）既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如 Al 等；两性氧化物，如 Al2O3等；两性氢氧化物，如 Al(OH)3等；弱酸的铵盐，如 NH4HCO3、(NH4)2CO3等；弱酸的酸式盐，如 NaHCO3、KHS 等。（4）能与水反应产生气体的物质：活泼的金属单质，如 Na、K、Mg（加热） 、Fe（高温生成 Fe3O4）等；金属过氧化物，如 Na2O2等。4、特殊的转换关系（
10、1）特征转换：如 Na2O Na2O2O Na2O22H O NaOH（2）三角转换【典型例题】【典型例题】类型类型一一：金属及金属材料金属及金属材料例 1 铁和铁合金是生活中常用的材料。下列说法正确的是（） 。A不锈钢是铁合金，只含金属元素B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应D在空气中，铁板比镀锌铁板更耐腐蚀【思路点拨】铁虽然不能跟冷水甚至热水反应，但在高温下可以和水蒸气反应生成 Fe3O4，3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。【答案】B【解析】不锈钢中除含金属元素外，还含有 C、Si 等非金属元素；在高温条件下，Fe 和水蒸气发生反应生成 Fe3O4和
11、H2；铁和铁合金均和盐酸发生反应；镀锌铁由于锌比铁活泼，锌首先失电子，将铁板保护，因此铁板比镀锌板易被腐蚀，因此只有 B 正确。【总结升华】金属材料的性质和合金是常见的考点，在学习过程中要重点了解。举一反三举一反三：【变式 1】下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中，不正确的是（）A题中所指的元素分别是 Al 和 OB题中所指的元素分别是 Fe 和 OC这两种元素组成的化合物的相对分子质量是 102D这两种元素组成的化合物能与酸反应【答案】B【解析】地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为 Al 和 O，它们所形成的化合物的化学式是 Al2O3，
12、其相对分子质量是 102，Al2O3能与酸反应。类型类型二二：金属及其化合物的性质金属及其化合物的性质例 2 现有浓度各为 1 molL1的 FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液 100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。（1）反应完毕后，铁粉有剩余。反应完毕后，溶液中一定含有_阳离子，为_mol，一定没有_阳离子；固体物质干燥后，其中一定有_，与反应前加入铁粉的质量相比_（填“多”或“少” ）_g。（2）反应完毕后，有铜生成，铁粉无剩余。则反应完毕后溶液中一定含有_阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是_。【思路点拨】 溶液中三种阳离子的氧化性顺序为： Fe3+Cu2+Fe2
13、+， 所以加入铁粉时， 反应的顺序为： Fe+2Fe3+3Fe2+Fe+Cu2+Fe2+Cu，然后再展开讨论各种量的关系。【答案】 （1）Fe2+0.35Fe3+、Cu2+Fe、Cu少2（2）Fe2+0.25 moln (Fe2+)0.35 mol【解析】 （1）当铁粉有剩余时，说明溶液中 Fe3+、Cu2+都全部被转化为 Fe2+，其中由 Fe3+转化生成的 Fe2+为0.15 mol，由 Cu2+转化生成的 Fe2+为 0.1 mol，原溶液中含 Fe2+为 0.1 mol，所以反应完毕后，溶液中共有 Fe2+0.35mol。此过程共溶解铁粉，而生成的铜 0.1mol64 gmol-1=6
14、.4g，所以与反应前加入的铁粉对比，共减少了 8.4 g6.4 g=2 g。（2）反应完毕后有铜生成、无铁粉剩余时，说明 Fe3+已全部反应完毕，而 Cu2+可能部分被还原，也可能恰好全部被还原。所以溶液中一定会含有 Fe2+，最少时为 Fe3+恰好反应时，为 0.1 mol+0.1 mol=0.25 mol，最多时为 Cu2+恰好完全反应时，为 0.1 mol+0.25 mol=0.35 mol，所以其范围为 0.25 moln(Fe2+)0.35 mol（由于必须有铜生成，所以 0.25 mol 取不到） 。【总结升华】铁粉与多种离子反应时，首先要弄清反应的顺序，然后才能逐一展开讨论，找出
15、各种情况下各种量的关系。举一反三举一反三：【变式 1】锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成 Zn(NH3)42+。回答下列问题：（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为_（用化学式表示） 。（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式_。（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是_。Al2(SO4)3和 NaOHAl2(SO4)3和 NH3H2OZnSO4和 NaOHZnSO4和 NH3H2O（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：_。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水制备氢氧化锌的原
16、因_。【答案】 （1）AlO2或 Al(OH)4（2）Zn+2NaOHNa2ZnO2+H2或Zn+2NaOH+2H2ONa2Zn(OH)4+H2（3）（4）Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3NH4+可溶性锌盐与氨水反应产生的 Zn(OH)2可溶于过量氨水中生成Zn(NH3)42+，氨水的用量不易控制【解析】 （2）中利用 Al 与碱反应，推导出 Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2或 Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2； （3）利用题干信息可知 Al(OH)3和 Zn(OH)2溶于强碱液，Al(OH)3不溶于氨水，而 Zn(OH)2能溶于氨水，可判断滴加顺序不同，现
17、象也不一样；而不论怎样滴加现象只有一个，即产生白色沉淀。 （4）中氨水为弱碱，不能溶解生成的 Al(OH)3，故生成物为 Al(OH)3和 NH4+。又因 Zn(OH)2能溶于过量氨水，不易控制氨水的量，故不适宜在实验室用可溶性锌盐与氨水反应制备 Zn(OH)2。【总结升华】本题依据锌、铝性质的相似性，考查学生运用类比推理，进行正向迁移的能力。类型类型三三：金属及其化合物的推断金属及其化合物的推断例 3 下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中 A 为常见的金属单质，B 为非金属单质（一般是黑色粉末） ，C 是常见的无色无味液体，D 是淡黄色的固体化合物。 （反应条件图中已省
18、略）（1）A、B、C、D 代表的物质分别为_、_、_、_（填化学式） ；（2）反应中的 C、D 均过量，该反应的化学方程式是_；（3）反应中，若 B 与 F 物质的量之比为 43，G、H 分别是_、_（填化学式） ；（4）反应产物中 K 的化学式为_；（5）反应的离子方程式为_。【思路点拨】做推断题时抓住突破口，本题的突破口为“B 为非金属单质（一般是黑色粉末） ” 、 “C 是常见的无色无味液体” 、 “D 是淡黄色的固体化合物” ，利用这些信息分别推出 B、C、D，再顺藤摸瓜，推测其他物质。【答案】 （1）AlCH2ONa2O2（2）2Na2O2+2H2O4NaOH+O22Al+2NaOH
19、+2H2O2NaAlO2+3H2（3）CO2CO（4）Na2CO3（5）CO2+AlO2+OH+H2OCO32+Al(OH)3【解析】 （1）由 C 是常见无色无味液体，推知为 H2O；D 是淡黄色固体化合物，推知 D 为 Na2O2，C、D 反应后生成 NaOH，并且又能和常见金属单质 A 反应，可知 A 为 Al；由 B 为黑色非金属单质，猜测为碳。（2）分步书写，减少错误。先写出 Na2O2与 H2O 的反应，生成的 NaOH 再与 Al 发生反应。（3）根据 C 和 O2反应的物质的量，两者比值为 44 时产物为 CO2。比值为 42 时，产物为 CO，现在比值为 43，所以产物为 C
20、O2和 CO 的混合物。（4）反应Na2O2和 CO2反应生成 Na2CO3和 O2。（5）反应溶液甲的成分为 NaOH 和 NaAlO2，通入 CO2后，CO2可以和 NaAlO2溶液反应生成 Al(OH)3沉淀，同时 CO2又和 NaOH 反应生成 Na2CO3，两者相加，即得总方程式，然后再拆为离子方程式。【总结升华】本题为推断题，题目文字表述简洁明了，主要考查元素化合物间的相互转化关系和对知识进行归纳分析、综合比较判断的能力。举一反三举一反三：【变式 1】A、C、E 是中学化学中常见的单质，A 是固体，C、E 是无色无味的气体，D 是黑色晶体，它们之间的转化关系如图所示：（1）写出 A、B、C 的化学式：A、_B、_C、_（2）写出 A、B 转化为 D、E 的化学方程式：_。（3）写出 D 与浓盐酸反应的离子方程式：_。【答案】 （1）FeH2OO2（2）3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2（3）Fe3O4+8H+Fe2+2Fe3+4H2O
