常见金属及其化合物复习指南

金属元素钠、铝、铁、铜及其化合物由于在国民经济和日常生活中的重要用途，因此一直是高考考查的重点。分析近三年考题，可以发现一些规律，如镁铝合金的计算、钠与水的反应、铁及其氧化物的计算等在选择题出现频率较高，无机框图题经常涉及铝、铁的性质。预测在2014年的高考，会出现下面几个方面的考题：①Na2O2与CO2、H2O的反应并与计算结合；②钠、钾与水、盐溶液反应的现象及产物的判断；③铁与氧气反应产物的判断等。

1.借助网图 练好书写

网络图将金属元素的重点知识整合在一起，借助其转化关系，同学们在复习时可练习有关方程式的书写。注意每个转化关系可能对应多个反应，要多联系该反应体现的用途、制法、保存方法等知识，进行知识之间的相互融合。

2.抓住重点 以点带面

Mg、Al及其化合物反应众多，也比较复杂。同学们在复习时应充分利用氧化还原、化学平衡、电离平衡等理论知识，把相关知识整合在一起，根据网络图中的转化关系，准确书写相关反应方程式或离子方程式，并联想相关反应现象，尽可能画出反应量的相关直角坐标图象，这样就能把知识学活学透，在解答试题时就能得心应手，游刃有余。

3.归纳比较 讲究方法

对一种具体的物质来说，其知识链的基本构成如下：结构→性质→用途、制法、保存、鉴别、分离、除杂、提纯等。在复习时要对这些知识链善加归纳，对于相关物质最好进行比较，找出相同点和不同点，从而加深理解。由于物质的保存、鉴别、分离等都与物质的物理性质和化学性质戚戚相关，所以同学们还要学会以物质的结构为基础，以物质的性质为中心的化学思维方法，这也是学习元素化合物的基本方法。

4.重视实验 学会创新

本章实验内容很多，学习时，要格外重视。最好能走进实验室，自己动手操作，对各种实验现象进行全面、细致的观察，并对观察的结果及时、如实地做记录，把各种观察到的实验现象联系起来进行思考分析，做到看与想相结合，培养良好的观察能力和分析能力。实验内容是创新试题的基点，同学们在学习过程中，尽可能结合实验原理，自己设计出一些实验装置，并仔细分析评价自己所设计的装置优缺点，这样同学们一定会受益匪浅。

例1 （2013·四川卷）1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL （标准状况），向反应后的溶液中加入1.0 mol/LNaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀，下列说法不正确的是 （ ）

A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2︰1

B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L

C. NO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80%

D.得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL

【思路点拨】从转化过程可知，最终固体的质量为Cu2+、Mg2+和OH-的质量和。设铜、镁的物质的量分别为x、y，则有如下关系：

解得x=0.02 mol，y=0.01 mol。

设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b，结合电

子守恒：，解得 a=0.01 mol，b=0.04 mol，

A、C项正确；c（HNO3）=mol/L=

14.0 mol/L，C项正确；沉淀达到最大值时，溶液中溶质只有NaNO3，故n（NaOH）=n（HNO3）=0.7 mol，则NaOH溶液的体积为：V（NaOH）== 0.7 L= 700 mL，D项错误。

【参考答案】D

【精彩点评】试题通过铜镁合金与浓硝酸反应，涉及了多个化学反应，需要学生具有提取知识、应用知识的能力，同时还考查了计算能力和分析问题能力。对于这类有关化学计算的题型，同学们首先要弄清楚反应前后的物质，再充分运用三大守恒定律（质量守恒，电荷守恒，物料守恒）联立方程式轻松解题。

例2 （2013·浙江卷）氢能源是一种重要清洁能源。现有两种可产生H2的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 L的H2（已折算成标准状况）。甲与水反应也能放出H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状况下的密度为1.25 g/L。请回答下列问题：

（1）甲的化学式是 ；乙的电子式是 。

（2）甲与水反应的化学方程式是 。

（3）气体丙与金属镁反应的产物是 （用化学式表示）。

（5）甲与乙之间 （填“可能”或“不可能”）发生反应产生H2，判断理由是 。

【思路点拨】（1）甲加热只得到一种金属单质和H2，则甲只含有两种元素，又甲与水反应生成H2和一种能溶于碱的白色沉淀（即Al（OH）3），由此可推断甲中含有铝和氢两种元素，再由铝和氢的质量比易得出甲的化学式为AlH3。丙的相对分子质量为1.25 g/L×22.4 L/mol=28 g/mol，则单质气体丙为N2，又因乙分解只得H2和丙，由此推知乙为NH3。（2）AlH3中H为-1价，H2O中H为+1价，两者发生氧化还原反应生成H2，铝元素转化为Al（OH）3沉淀。（3）N2与Mg反应生成Mg3N2。（4）NH3还原CuO，根据氧化还原反应得失电子守恒可配平。由题中信息知，Cu2O能溶于H+，生成蓝色的Cu2+。由Cu不能溶于入非氧化性酸，故可用稀H2SO4来检验Cu2O的存在。（5）AlH3中H为-1价，而NH3中H为+1价，所以两者可发生氧化还原反应，生成0价的H2。

取样后加稀H2SO4，如果溶液变蓝，说明产物中含有Cu2O，反之则无Cu2O。

（5）可能；AlH3中的H为-1价，NH3中的H为+1价，有可能发生氧化还原反应生成氢气。

【精彩点评】试题立意高远，取材新颖，以实际的化学现象为问题情境，强调化学在生产、生活中的实际应用。试题立足于化学学科的主干与核心知识，以储氢材料为背景，选取Al、Cu、N等元素的重要化合物的性质，以定性与定量相结合推断物质 ，重点考查学生分析问题与解决问题的能力。

例3（2013·天津卷）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。

Ⅰ.经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；

②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；

③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；

④……

⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封。

请回答下列问题：

（1）装置A中反应的化学方程式为 。

（2）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是 。

（3）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号） 。

（4）装置B中冷水浴的作用为 ；装置C的名称为 ；装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效，写出检验FeCl2是否失效的试剂： 。

（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。

Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫；过滤后，再以石墨为电极，在一定条件下电解滤液。

（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。

（7）电解池中H+在阴极放电产生H2，阳极的电极反应式为 。

（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应，可知该实验有两个显著优点：

①H2S的原子利用率为100%；

② 。

【思路点拨】（1）装置A中进行的是Fe与Cl2制取FeCl3的反应，此题简单，但注意不要漏写加热符号。（2）由于FeCl3沉积在反应管A右端，时间长了会堵塞，所以应在此处进一步加热使FeCl3再次升华进入收集装置。（3）通入干燥氯气可排出空气以及其中所含的水蒸气，反应完毕后将多余Cl2赶出，将收集器密封以防吸收空气中的水蒸气从而避免了FeCl3的潮解。（4）通过冷水浴将升华的FeCl3冷却收集；Fe2+的检验可通过与赤铁盐（K3[Fe（CN）6]）生成蓝色沉淀（滕氏蓝）的方法来完成。（5）氯气的吸收用NaOH溶液，不用采取防倒吸装置。（6）Fe3+与H2S的氧化还原反应的离子方程式的书写应注意得失电子守恒与电荷守恒。（7）因为阳极材料为石墨，故阳极是溶液中的Fe2+放电：Fe2+-e-==Fe3+。（8）实验Ⅱ的显著优点是①H2S的利用率高，②根据（7）电解FeCl2溶液时阳极反应：Fe2+-e-===Fe3+知，溶液中FeCl3可以循环利用。

【精彩点评】本题借助FeCl3的性质，设计FeCl3制备实验，还设计考查电解知识，并进行实验评价。从而将实验、电解、评价有机结合在一起，综合考查了考生的分析问题、解决问题的能力。