高考冲刺：金属及其化合物

【知识归纳】一、钠及其化合物：（一）、钠1．Na与水反应的离子方程式：命题角度是违反电荷守恒定律。2...



【知识归纳】

一、钠及其化合物： 

（一）、钠 

1． Na与水反应的离子方程式：命题角度是违反电荷守恒定律。

2． Na、K的保存：放于煤油中而不能放于水中，也不能放于汽油中；实验完毕后，要放回

原瓶，不要放到指定的容器内。

3． Na、K失火的处理：不能用水灭火，必须用干燥的沙土灭火。

4． Na、K的焰色反应：颜色分别黄色、紫色，易作为推断题的推破口。注意做钾的焰色反

应实验时，要透过蓝色的钴玻璃，避免钠黄光的干扰。

5． Na与熔融氯化钾反应的原理：因钾的沸点比钠低，钾蒸气从体系中脱离出来，导致平衡

能向正反应移动。

（二）、氢氧化钠 

1． 俗名：火碱、烧碱、苛性钠

2． 溶解时放热：涉及到实验室制取氨气时，将浓氨水滴加到氢氧化钠固体上，其反应原理

为：一是NaOH溶解放出大量的热，促进了氨水的分解，二是提供的大量的OH-，使平衡朝着生成NH3.H2O的方向移动。与之相似的还有：将浓氨水或铵盐滴加到生石灰上。

3． 与CO2的反应：主要是离子方程式的书写（CO2少量和过量时，产物不同）

4． 潮解：与之相同的还有CaCl2、MgCl2

（三）、过氧化钠 

1． 非碱性氧化物：金属氧化物不一定是碱性氧化物，因其与酸反应除了生成盐和水外，还

有氧气生成，化学方程式为：2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑

2． 过氧化钠中微粒的组成：1mol过氧化钠中所含有离子的数目为3NA，或说它们的微粒个

数之比为2：1，命题角度为阿伏加德罗常数。

3． 过氧化钠与水、CO2的反应：一是过氧化钠既是氧化剂也是还原剂，水既不是氧化剂也

不是还原剂；二是考查电子转移的数目（以氧气的量为依据）。

4． 强氧化性：加入过氧化钠后溶液离子共存的问题；过氧化钠与SO2反应产物的实验探究。

（四）、碳酸钠与碳酸氢钠 

1． 俗名：Na2CO3（纯碱、苏打）；NaHCO3（小苏打）

2． 除杂：CO2（HCl）：通入饱和的NaHCO3溶液而不是饱和Na2CO3溶液。

3． NaHCO3（少量与过量）与石灰水的反应：命题角度为离子方程式的书写正误

4． 鉴别：用BaCl2、CaCl2或加热的方法，不能用石灰水。

5． NaHCO3溶液中离子浓度大小的顺序问题：因HCO3-水解程度大于电离程度，顺序为c(Na+

)＞c(HCO3-)＞c(OH-)＞c(CO32-)＞c(H+)，也有c(CO32-) ＜c(H2CO3)。

（五）、氯化钠：

1． 除杂：NaCl的溶解度受温度的影响不大，而KNO3的溶解度受温度的影响较大，利用二

者的差异情况，进行分离。NaCl（KNO3）：蒸发、结晶、过滤；KNO3（NaCl）：降温、结晶、过滤。

2． 氯碱工业：电解饱和的食盐水，以此为载体，考查电解原理的应用。题目的突破口为：

一是湿润的淀粉KI试纸变蓝，判断此极为电解池的阳极；二是在电解后的溶液滴入酚酞试液，溶液液变红，判断此极为电解池的阴极。

3． 配制一定物质的量的浓度的溶液：因其是高中化学中的第一个定量实验，其重要性不言

而喻。主要命题角度为：一是计算所需的物质的质量，二是仪器的缺失与选择，三是实验误差分析。

点评：钠及其化合物，在高考中，过氧化钠的强氧化性、碳酸氢钠溶液中各离子浓度的大小比较、实验室配制一定物质的量浓度的溶液、电解饱和的食盐水已成为高考的热点。 

 

二、铝及其化合物： 

（一）、铝 

1． 铝与NaOH溶液的反应：因它是唯一能与碱反应的金属，具有代表性，易成高考的热点，

主要涉及除杂问题。

2． 铝箔的燃烧：现象是铝箔熔化，失去光泽，但不滴落。原因是铝表面的氧化膜保护了铝，

氧化铝的熔点（2050℃）远远高于铝（660℃）的熔点。

3． 铝、铁钝化：常温下，与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，发生化学反应（不是不反应），因

生成了致密的氧化膜。但在加热条件下，则能继续反应、溶解。

4． 铝热反应：实验现象：剧烈反应，发出耀眼的光芒，放出大量的热，有大量的熔化物落

下来。引燃剂：镁条、氯酸钾；铝热剂：铝粉和金属氧化物组成的混合物。

5．离子共存：加入铝能产生氢气的溶液，说明此溶液含有大量的H+或OH-，酸溶液中不能含

有NO3-、AlO2-，溶液中一旦有了NO3-，溶液就成了HNO3，它与铝将不再产生氢气；碱溶液中

不能含有Al3+、NH4+，但可含有AlO2-。

（二）、氧化铝 

1．熔点高：作耐火坩埚，耐火管和耐高温的实验验仪器等。

2．两性氧化物：因它是化学中唯一的两性氧化物，特别与碱的反应，更应引起重视。 3．工业制备铝：2Al2O3(熔融)=4Al+3O2↑

（三）、氢氧化铝 

1．制备原理:命题角度为是离子方程式的书写；强调用氨水,而不能用强碱。

2．两性氢氧化物：因它是化学中唯一的两性氢氧化物，特别与碱反应，更应引起重视。 3．治疗胃酸过多：因其碱性不强，不会对胃壁产生强剌激作用，但可与胃酸（盐酸）反应，不能用强碱如NaOH。

4．明矾净水原理：因溶液中的铝离子发生水解，生成Al(OH)3胶体，它可以和悬浮水中的泥沙形成不溶物沉降下来，故明矾可用作净水剂。

点评：铝及其化合物具有一些独特的性质，如铝与碱的反应、Al2O3、Al(OH)3分别是两性氧化物、两性氢氧化物。利用铝能与碱反应而其他金属不能，经常出现在实验题中，有关Al、Al3+、AlO2-的离子共存问题，也是高考的热点。 

三、铁及其化合物： 

（一）、铁 

1．铁与水蒸气的反应：可能设计成探究实验，探究产物等。

2．铁的生锈：纯铁不易生锈，生铁放在潮湿的环境中易生锈，原理是发生电化学腐蚀，涉

及的主要反应原理：Fe-2e-=Fe2+（负极）,2H2O+O2+4e-=4OH- （正极）,

4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3, 2Fe(OH)3.xH2O =Fe2O3.nH2O+(2x-n) H2O

3．铁与氯气、盐酸反应：产物分别为FeCl2 、FeCl3，且它们之间的相互转化，在推断题和实验题的除杂中经常出现。

（二）、氧化物 

1．铁的氧化物成分：废铁屑的主要成分Fe2O3；铁锈的主要成分为Fe2O3. nH2O；黑色晶体、磁性氧化铁为Fe3O4；红棕色粉未，俗称铁红，作红色油漆和涂料的为Fe2O3，赤铁矿的主要成分为Fe2O3，它是炼铁的原料。铁在氧气燃烧与铁与水蒸气反应的产物都是Fe3O4。以上知识，往往容易出现在推断题和实验题中。

（三）、氢氧化物

1．实验室制备Fe(OH)2 ：现象：白色沉淀→灰绿色→红褐色沉淀。命题角度为：为较长时间的看到Fe(OH)2白色沉淀，采取的防护措施：一是煮沸，二是将胶头滴管插入液面以下，三是加一层油膜，如苯、汽油等。

2．Fe(OH)3的受热分解：2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O，与此相以的还有Cu(OH)2、Al(OH)3。

3．氢氧化铁胶体的制备：因其具有独特性，制备胶体的过程和对应的方程式是高考的重点与热点。实验操作要点：四步曲：①先煮沸，②加入饱和的FeCl3溶液，③再煮沸至红褐色，④停止加热。

对应的离子方程式为Fe3++3H2O=Fe（OH）3（胶体）+3H+，强调之一是用等号，强调之二是标明胶体而不是沉淀，强调之三是加热。

（四）、铁盐与亚铁盐 

1．Fe2+、Fe3+的检验：

(1)Fe2+：一是碱液法：先生成白色沉淀，又迅速转变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀； 二是先加入KSCN溶液，不变色，再加入氯水后，出现血红色。

（注意：此处不用高锰酸钾溶液氧化，因其具有紫色）

(2)Fe3+：一碱液法：加入碱液，出现红褐色沉淀。

二是加入KSCN溶液，出现血红色，离子方程式为：Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3(络合物)

2．铁盐与亚铁盐的配制：因Fe2+、Fe3+易水解，且Fe2+易被空气中的氧气氧化，故配制过程为：先将它们溶解在对应的酸中，然后加水冲稀到指定的浓度。（注意：配制亚铁盐溶液时，要加入少量的铁粉，以防止Fe2+的氧化）

3．制印刷电路板常用FeCl3作腐蚀液：一是离子方程式的书写正误（违反电荷守恒定律），二是利用此反应式设计成原电池，考查原电池原理的应用。

4．离子共存：不能与Fe2+共存的离子：（H+、NO3-）、（MnO4-）、(ClO-)；不能与Fe3+共存的离子有：I-、SO32-、SCN-。主要是对Fe2+的还原性、Fe3+的氧化性的考查，此点是离子共存问题和实验题的常见命题点。

5．Na2FeO4(高铁酸钠)作新型净水剂：原理是高价铁具有强氧化性，能杀菌消毒；同时生成Fe(OH)3胶体，能吸附水中的杂质悬浮物，因此它是一种新型的净水剂.

6．Fe2+、Fe3+、Cu2+、Al3+的除杂：这是近几年高考实验命题的热点。原理是利用Fe3+、Cu2+

、Al3+水解完全生成沉淀所需的PH范围不同。一般操作方法是：先是加入氧化剂（氯气或H2O2），

将Fe2+氧化成Fe3+，然后加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等其他物质（以不引入杂质离子为准），

目的是调节溶液的PH，待Fe3+水解完全生成沉淀（此时其他离子不水解），过滤除去。

点评：它和其他金属及其化合物相比，知识点多，高考命题往往将知识、实验、化学概念与理论考查集于一身，设计成具有一定综合性的题目，因此，它在高考中的霸主地位不可动摇。 

（五）、铜及其化合物 

1．铜绿的形成：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3, 为了避免青铜器生成铜绿，采用的方法是（1）将青铜器保存在干燥的环境中，（2）不能将青铜器放在银质（金属活性差的金属），避免发生电化学腐蚀。

2．波尔多液消毒：主要应用在农业植物杀菌和公共场合的消毒。其主要成分组分CuSO4溶液、石灰水，原理是重金属盐能使蛋白质变性。重金属还有Ba、Pb、Hg、Cd、Ag、Au等 3．粗铜的精炼：重在考查精炼原理：考查角度为电极材料，电极反应及溶液浓度变化等。

精炼原理为：电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极反应：Cu- 2e-

= Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-= Ni2+；阴极反应：Cu2++ e- = Cu，硫酸铜溶液浓度降低。

4．电解硫酸铜溶液：它是考查电解原理及规律的重要载体，必须熟炼书写其电解方程式。

5．铜与浓硫酸反应：铜与浓硫酸在加热的条件下发生反应，不加热不反应；铜与稀硫酸在加热条件下也不反应，但在有氧化剂存在的条件下发生反应，如通入O2（加热）或加入H2O2，对应的化学方程式为：2Cu+O2+H2SO4=2CuSO4+2H2O, Cu+2H2O2+H2SO4=CuSO4+4H2O。

6．制备CuSO4方案的选择：方法如下：一是Cu→CuO→CuSO4, 二是用铜和浓硫酸的反应。方案的选择主要从绿色化学概念角度进行：一是原料利用率高，节约成本；二是不产生有毒气体，不造成大气污染。与之相同的还有Cu(NO3)2的制备。

8．Cu2+水解：与Fe3+结合考查实验除杂；CuCl2溶液的蒸干、和含有结晶水时除去结晶水，分别对应的操作是加入盐酸，和在HCl气氛中加热。

点评：近几年的高考题中，有关对铜及其化合物的考查有“升温”的表现。它的命题有如下特点：一是紧密联系生活实际；二是与铁等其他金属一同出现在实验题中。

 

【高考真题】

一、选择题

1、【2015·新课标Ⅰ】下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是

选项

实 验

现 象

结 论

A．

将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液

有气体生成，溶液呈血红色

稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋

B．

将铜粉加1.0 mol·L－1 Fe2(SO4）3溶液中

溶液变蓝、有黑色固体出现

金属铁比铜活泼

C．

用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热

熔化后的液态铝滴落下来

金属铝的熔点较低

D．

将0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液

先有白色沉淀生成后变为浅蓝色沉淀

Cu(OH）2的溶度积比Mg(OH）2的小

【答案】D

【解析】A、稀硝酸与过量的Fe分反应，则生成硝酸亚铁和NO气体、水，无铁离子生成，所以加入KSCN溶液后，不变红色，现象错误；B、Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，现象错误；C、铝在空气中加热生成氧化铝的熔点较高，所以内部熔化的铝不会滴落，现象错误；D、硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀（硫酸镁足量是关键信息），再加入硫酸铜，则生成氢氧化铜蓝色沉淀，沉淀的自发转化应该由溶解度小的向溶解度更小的沉淀转化，所以氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小，正确，答案选D。

【考点】中学常见实验、常见反应的定性考查；难度为一般等级

2、【2015·新课标Ⅱ】用下图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是



选项

①中物质

②中物质

预测②中的现象

A．

稀盐酸

碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液

立即产生气泡

B．

浓硝酸

用砂纸打磨过的铝条

产生红棕色气体

C．

氯化铝溶液

浓氢氧化钠溶液

产生大量白色沉淀

D．

草酸溶液

高锰酸钾酸性溶液

溶液逐渐褪色

【答案】D

【解析】A、氢氧化钠是强碱，碳酸钠是盐，因此盐酸首先中和氢氧化钠，然后再与碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应放出CO2，A错误；B、常温下铝在浓硝酸中钝化，反应很快同志，看不到红棕色NO2气体，B错误；C、氢氧化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化钠完全消耗后，再滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝，C错误；D、草酸具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D正确，答案选D。

【考点】本题主要是考查实验方案设计与评价，涉及碳酸钠、氢氧化钠与盐酸反应、铝及其化合物、钝化、氢氧化铝制备、浓硝酸、草酸、酸性高锰酸钾溶液等。

3、【2015·浙江】某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O），设计了如下流程：



下列说法不正确的是

A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉

B．固体1中一定含有SiO2，控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH）3，进入固体2

C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解

D．若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O

【答案】D

【解析】A、流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3，转化为硫酸盐，除去SiO2，然后用铁粉还原Fe3+得到硫酸亚铁，A正确；B、固体1为SiO2，分离FeSO4和Al2(SO4）3采用的是调控pH的方法，使Al3+转化为Al(OH）3沉淀从而与FeSO4分离，B不正确；C、Fe2+容易被氧化，所以在得到FeSO4·7H2O产品的过程中，要防止其被氧化和分解，C正确；D、在溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH）2沉淀，但Fe(OH）2不稳定，很容易被氧化为Fe(OH）3，这样的话，最终所得的产品不纯，混有较多的杂质Fe2(SO4）3，D不正确。答案选D。

【考点】本题以流程图的形式考查离子反应、物质分离、实验流程、实验评价、实验条件控制等。涉及试剂的选择、溶液pH控制、硫酸亚铁性质、实验条件选择和控制等。

4、【2015·上海】（本题共12分）

白云石的主要成份是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、熔化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2+、Mg2+的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH）2 + Mg(OH）2 + 3CO2 ⇌ CaCO3 + Mg(HCO3）2 + H2O

完成下列填空

（1）Ca(OH）2的碱性比Mg(OH）2的碱性      （选填“强”或“弱”）

Ca(OH）2的溶解度比Mg(OH）2的溶解度       （选填“大”或“小”）

（2）碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是     、     。温度偏低也不利于碳化反应，原因是      。

（3）已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反 应速率为      。15 min之后钙离子浓度增大，原因是      （用化学方程式表示）。



（4）Mg原子核外电子排布式为      ；Ca原子最外层电子的能量       Mg原子最外层电子的能量（选填“低于”、“高于”或“等于”）。

【答案】（1）强；大。

（2）平衡逆向移动、Mg(HCO3）2分解；反应速率慢。

（3）0.009mol/(L·min）；CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3）2。

（4）1s22s22p63s2；高于。

【解析】

（1）元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强。由于金属性Ca>Mg，所以碱性Ca(OH）2>Mg(OH）2。Ca(OH）2微溶于水，而Mg(OH）2难溶于水，所以溶解度：Ca(OH）2>Mg(OH）2。

（2）发生的碳化反应化学方程式如下：Ca(OH）2 + Mg(OH）2 + 3CO2 ⇌ CaCO3 + Mg(HCO3）2 + H2O，该反应是放热反应，碳化温度保持在50~60℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是该反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于平衡的正向移动；二是Mg(HCO3）2温度高，会发生分解反应，也不利于碳化。若温度偏低，反应速率慢，反应产生物质的效率低，因此对反应的进行了不利。

（3）根据图示在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为v(Ca2+）=(0.145-0.118）mol/L ÷3min= 0.009 mol/(L·min） 。15 min之后钙离子浓度增大，原因是产生的CaCO3与水及溶解的CO2发生反应：CaCO3+CO2+ H2O= Ca(HCO3）2，产生了溶于溶解的Ca(HCO3）2。

（4）Mg是12号元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2；Ca与Mg是同一主族的元素，原子最外层电子数相同，但是由于Ca的原子半径比Mg大，最外层电子离原子核较远，克服核对其吸引力强，容易失去，变为Ca2+。所以Ca原子最外层电子的能量高于Mg原子最外层电子的能量。

【考点】考查第II主族的金属元素镁和钙的性质比较的知识。

    关注 长春考试