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专题十三金属元素及其化合物Ⅰ[考点分析]1、了解元素原子核外电子排布的周期性与元素性质递变关系。重点掌握典型金属在周期表中的位置及与其性质的关系。了解其他常见金属单质及其化合物。2、了解金属钠的物理性质，掌握钠和镁化学性质。从原子的核外电子排布，理解ⅠA、ⅡA族元素（单质、化合物）的相似性和递变性。以氢氧化钠为例，了解重要的碱的性质和用途。了解钠的重要化合物。3、其他常见的金属（如：Fe、Al）：了解金属的通性，金属冶炼的一般原理。初步了解金属的回收和资源保护。掌握Fe和Al的化学性质。掌握常见金属的活动顺序。以Fe（Ⅱ）Fe（Ⅲ）的相互转化为例，了解变价金属元素的氧化还原性。了解铝的重要化合物。初步了解合金的概念。Ⅱ、金属单质的知识网络构建：（1）金属钠及其化合物：金属钠的物性：银白色、硬度小、比水轻、熔点低、易传热、导电（2）金属镁及其化合物：（3）金属铝及其化合物：（4）金属铁及其化合物[例题解析]例1：（2005年上海）含8.0gNaOH的溶液中通入一定量H2S后，将得到的溶液小心蒸干，称得无水物7.9g，则该无水物中一定含有的物质是（）A．Na2SB．NaHSC．Na2S和NaHSD．NaOH和NaHS解析：由于不能确定H2S是否过量，因此假设有下列几种情况若NaOH全生成Na2S时Na2S的质量为8/40*78*1/2g=7.8g全生成NaHS时Na2S的质量为8/40*56g=11.2g而NaOH的质量为8g而得到无水物的质量为7.9g。7.8＜7.9＜8,7.8＜7.9＜11.2所以无水物中可能为Na2S和NaOH或Na2S和NaHS,所以无水物中一定有Na2S。答案：A点评：本题是一个常规极限法解答题，但仅凭文字计算很容易漏掉一种情况而导致错选，若用图象法和极限法结合解答，则直观明了。数形结合应该是考生处理问题的有效方式。例题2：某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变成灰绿色，最后变为红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入含0.001molKMnO4的酸性溶液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+。请回答以下问题：（1）该结晶水合物中含有的两种阳离子是____和_____，阴离子是_______.（2）试通过计算确定该结晶水合物的化学式。[解析]溶液加Ba(OH)2生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后变成红褐色，说明水合物中含有Fe2+，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明水合物中有NH4+，最后用盐酸处理沉淀，还剩余白色固体说明水合物中有SO42-，再根据计算确定其化学式。[答案]（1）NH4+Fe2+SO42-（2）根据题意molmolggSOn01.0/23333.2)(24根据离子化合物中阴、阳离子电荷平衡的原理n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-)n(NH4+)=0.01molmolmolgmolgmolmolgmolmolgmolgmolgOHn03.0/18/1801.0/56005.0/18/9601.096.1)(2得n(NH4+):n(Fe2+):n(SO42-):n(H2O)=2:1:2:6该结晶水合物的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O或[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]点评：本题为一道常规题，判断化合物组成，写出化学式，关键是在求NH4＋的物质的量时，用到电荷守恒。【方法归纳】1、方法与技巧：(1)铁的化合物与亚铁的化合物间的相互转变Fe只有还原性，可以被氧化成Fe2＋和Fe3＋，也可由Fe2＋、Fe3＋还原而得到Fe；Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，但主要表现为还原性，当遇到强氧化剂时，被氧化为Fe3＋，遇到较强的还原剂时，被还原为Fe2＋或者Fe。它们之间能相互转变，其关系常称为铁三角关系。铁的不同价态之间的三角关系，反映出了铁单质及其铁的化合物的化学性质，在解题过程中有重要的作用。（2）试剂相同、滴加顺序不同，现象不同A、NaOH和AlCl3向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液：先出现白色沉淀后消失。向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液：开始无沉淀后出现白色沉淀。B、HCl和NaAlO2向NaAlO2溶液中盐酸：开始出现白色沉淀后消失。向盐酸溶液中滴加NaAlO2：开始无现象，后出现白色沉淀。C、Na2CO3和盐酸（不稳定多元弱酸盐和强酸）向Na2CO3溶液中滴加盐酸：开始无现象，后产生气泡。向盐酸溶液中滴加Na2CO3溶液，立即产生气泡。D、AgNO3溶液和氨水向AgNO3溶液中滴加氨水：先出现白色沉淀后消失。向氨水中滴加AgNO3溶液：开始无沉淀后出现沉淀。（3）有关Na2O2跟CO2、H2O反应的计算技巧推广：Wg通式符合(CO)m(H2)n(m=0,1,2,…;n=0,1,2,…)的物质在氧气中燃烧,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕后,固体增重Wg,如果(CO)m(H2)n(m=0,1,2,…;n=0,1,2,…)为气体,反应完毕后,生成气体的体积为原气体体积的一半.符合通式(CO)m(H2)n(m=0,1,2,…;n=0,1,2,…)熟悉的物质有:CO、H2、CH3OH、HCHO、CH3COOH、HCOOCH3、C6H12O6等。2、命题趋向：从近几年的高考看，碱金属的考查主要侧重于下列三个方面：钠及其化合物的性质推断、碱金属元素性质的比较、有关钠及其化合物的计算。预计今后的考题还会以该元素化合物知识为载体考查有关概念、理论、实验和计算。有关Na2O2的实验，NaHCO3与Na2O2、CO2与NaOH反应的计算将是重点。有关Mg、Al、Fe的知识的试题在近几年的高考中出现次数很多，它们的离子共存、离子方程式、物质鉴别、制取、推断、计算等题型中大量出现，其中Mg与CO2反应，Mg3N2跟水反应、Mg(OH)2比MgCO3难溶能在推断题中应用，Al及Al2O3、Al(OH)3的两性，Al3+与CO32-双不解；Al3+、Al(OH)3、AlO2-间的转化是考试的热点；铁的变价、Fe(OH)2和Fe(OH3)炼铁的反应多与实验、推断、计算相结合，进行应用。试题形式多样、选择、简答、实验、推断、计算都有。今后命题的方向主要集中在：铁三角，铝三角，Fe3+、Al3+与AlO2—的双水解，尤其是以Mg、Al、Fe及其化合物为主干的无机推断将仍是重点考查的内容。2006年高考估计上述题型、命题特点基本保持不变。课堂训练：1、（2004年广东）下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是（）A、灼烧氯化铷，火焰有特殊颜色B、硝酸铷是离子化合物，易溶于水C、在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点较高D、氢氧化铷是弱碱2、（04广东·）把Ba(OH)2溶液滴入明矾溶液中，使SO42—全部转化成BaSO4沉淀；此时铝元素的主要存在形式是（）A、Al3+B、Al(OH)3C、AlO2—D、Al3+和Al(OH)33、（2004·上海·16）将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是（）A、稀硝酸B、稀盐酸C、硝酸铜D、氢氧化钠4、（03广东）下列有关纯铁的描述正确的是（A）．熔点比生铁的低（B）．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快（C）．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀（D）．在冷的浓硫酸中可钝化5、（04上海）等物质的量的N2、O2、CO2混合气体通过Na2O2后，体积变为原体积的8/9（同温同压），这时混合气体中N2、O2、CO2物质的量之比为（A）．3：4：1（B）．3：3：2（C）．6：7：3（D）．6：9：06、（18分）某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl3·6H2O晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）（1）装置B中发生反应的化学方程式是。（2）装置E中的现象是。（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe3+的操作方法：（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl3·6H2O晶体，设计流程如下：滤液→FeCl3溶液→FeCl3·6H2O晶体①步骤I中通入Cl2的作用是。②步骤II从FeCl3稀溶液中得到FeCl3·6H2O晶体的主要操作包括：。③该流程中需保持盐酸过量，主要原因是（结合离子方程式简要说明）。7、下图表示往某Na2CO3溶液中滴入稀盐酸产生CO2的过程。(1)写出a点以前发生反应的离子方程式(2)写出a点到b点发生反应的离子方程式(3)若某Na2CO3溶液中含mmolNa2CO3，滴入一定量的稀盐酸，恰好使溶液中Cl-和HCO3-的物质的量之比为2:1，则滴入稀盐酸的物质的量等于mol(用m表示)课堂训练答案：1、AB2、C3、C4、D5、A6、13Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2（2）黑色固体变红，右端管壁有水珠（3）取少量滤液，滴入几滴KSCN溶液，观察溶液是否变红色（4）①将Fe2+氧化成Fe3+；②加热浓缩。冷却结晶，过滤7、(1)CO32-+H+=HCO3-(2)HCO3-+H+=H2O+CO2↑(3)m34ab51015CO2的物质的量HCl的体积课后训练：1、（2005年上海）下列金属冶炼的反应原理，错误的是（）A．2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B．MgO+H2Mg+H2OC．Fe3O4+4CO3Fe+4CO2D．2HgO2Hg+O2↑2、（2004年江苏）．向一种溶液中滴加另一种溶液后，溶液的颜色不发生变化的是（）A．碳酸氢钠溶液中滴加稀盐酸B．硫酸铁溶液中滴加硫氰化钾溶液C．碘水中滴加淀粉碘化钾溶液D．高锰酸钾酸性溶液中滴加亚硫酸钠溶液3、（2005年广州测试）在一定温度下，向饱和烧碱溶液中放入少量过氧化钠，反应后恢复到原来的温度，下列说法正确的是A、溶液的pH增大，有O2放出B、溶液的pH不变，有O2放出C、溶液中的c(Na+)增大，有O2放出4、（2005年广州测试）下列对铍及其化合物的叙述，不正确的是A、氯化铍分子中有2对共用电子对B、铍原子半径小于硼原子半径C、单质铍能跟冷水反应放出氢气D、氢氧化铍能跟氢氧化钠溶液发生反应D、溶液中的c(Na+)减小，有O2放出5、（2005年广东模拟）下列各组溶液中，仅用物质间相互反应不能一一区别的一组是A.Fe2（SO4）3、K2CO3、KHSO4、NH4ClB.NaOH、Na2CO3、Al2（SO4）3、MgCl2C.AgNO3、NaCl、KCl、CuCl2D.BaCl2、Na2SO4、（NH4）2SO4、KOH6、（2005年丰台检测）电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜通电高温△△箔的绝缘板，制成印刷线路板。有关反应为：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入8.00×102mL某FeCl3溶液A中，一段时间后，将该线路板取出，向所得溶液B中加入铁粉mg，充分反应后剩余固体ng；将固体滤出并从滤液C（忽略反应前后溶液体积的变化）中取出20.00mL，向其中滴入3.00mol/LAgNO3溶液60.00mL时，溶液中的Cl-恰好完全沉淀。请计算：（1）溶液A中FeCl3的物质的量浓度为__________；（2）假若铁粉不再溶解，向溶液B中加入的铁粉质量至少应当大于__________；（3）讨论当剩余固体的组成不同时m与n可能的取值范围，并填入下表剩余固体的组成m的取值范围n的取值范围只有铜有铁且有铜（用含m的代数式表示）（4）当m=100.0，n=96.8时，溶液B中FeCl2的物质的量浓度为_______mol/L。7、（05年汕头试卷）现有由等质量的NaHCO3和KHCO3组成的混合物ag，与100mL盐酸反应。（题中涉及的气体体积均以标准状况计，填空时可以用带字母的式子表示。）（1）该混合物中NaHCO3与KHCO3的物质的量之比为。