2022屆新高考化學一輪復習金屬及其化合物學案

元素化合物的常見性質(zhì)和應用、轉(zhuǎn)化關(guān)系一、不同價態(tài)型轉(zhuǎn)化1.連續(xù)氧化型轉(zhuǎn)化酸H?O酸某些酸性氧化物,滿足此關(guān)系的有Na、K、Ca。堿或某些堿性氧化物H?O堿非金屬氧化物酸鹽,滿足此關(guān)系的有N、S。高價非金屬氧化物,滿足此關(guān)系的有N、S。2.連續(xù)非氧化型轉(zhuǎn)化(2)若X為強酸，如HCl(3)若X為強堿，如NaOH①SiO?不能通過一步反應轉(zhuǎn)化為H?SiO?。②S不能通過一步反應轉(zhuǎn)化為SO?。③N?不能通過一步反應轉(zhuǎn)化為NO?。④Cl?不能通過一步反應生成FeCl?。⑤CuO不能通過一步反應生成Cu(OH)?2.三角轉(zhuǎn)化二、同價態(tài)型轉(zhuǎn)化1.工業(yè)轉(zhuǎn)化及應用方式一：方式一：2.三角轉(zhuǎn)化三、常見無機物的重要性質(zhì)和應用物質(zhì)性質(zhì)應用作干燥劑(不能干燥NH?、H?S、HI)生石灰、無水氯化鈣能與水反應可作(食品)干燥劑鐵粉具有強還原性，能吸收空氣中的O2可作袋裝食品中的脫氧劑硅膠能吸收水分可作(袋裝食品)干燥劑硅是常用的半導體材料可作太陽能電池板SiO?具有光的全反射性質(zhì)可作光導纖維4HF+SiO?=2H?O+SiF?個用氫氟酸雕刻玻璃ClO?具有較強的氧化性用于自來水的殺菌消毒次氯酸鹽具有強氧化性可作殺菌消毒劑，還可作漂白劑碘酸鉀在常溫下穩(wěn)定食鹽中的加碘物質(zhì)NH?HCO?、NH?NO?是可溶的含氮化合物濃氨水具有揮發(fā)性和還原性用濃氨水檢驗輸送Cl?的管道是否漏氣二氧化硫具有漂白性可以用來漂白紙漿、草帽辮等NaHCO?受熱分解生成CO?,能與酸反應用作焙制糕點的膨松劑、胃酸中和劑Na?CO?水解使溶液顯堿性用熱的純堿溶液洗去油污Na?O?與H?O、CO?反應均生成O?作供氧劑硅酸鈉的水溶液是一種無機黏合劑盛放堿性溶液的試劑瓶不能用玻璃塞Al具有良好的延展性和抗腐蝕性常用鋁箔包裝物品常溫下，鋁、鐵遇濃硫酸、濃硝酸鈍化可盛裝、運輸濃硫酸、濃硝酸鋁有還原性，與氧化鐵反應放出大量的熱可用于焊接鐵軌MgO、Al?O?熔點高Al3+水解生成的氫氧化鋁膠體具有吸附性明礬作凈水劑(混凝劑)小蘇打溶液和硫酸鋁溶液反應生成CO?可以作泡沫滅火器明礬溶液顯酸性利用明礬溶液清除銅鏡表面的銅銹Al(OH)?有弱堿性可用于中和胃酸Fe具有還原性還原鐵粉用于防止食品氧化變質(zhì)Fe?O?是紅棕色粉末Fe3+水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性鐵鹽可用作凈水劑(混凝劑)K?FeO?是強氧化劑，還原產(chǎn)物Fe3+水解生成氫氧化鐵膠體K?FeO?作新型消毒劑、凈水劑FeCl?溶液具有較強氧化性FeCl?溶液腐蝕Cu刻制印刷電路板CuSO?使蛋白質(zhì)變性誤服CuSO?溶液，喝蛋清或豆?jié){解毒BaSO?不溶于水，不與胃酸反應在醫(yī)療上進行胃部造影前，BaSO?作患者服用的"鋇餐"干冰升華吸收大量的熱用于人工降雨液氨汽化吸收大量的熱作制冷劑序號舉例解釋×N?與氧氣一步反應只能生成NOXS與O?一步反應只能生成SO?XNaOH難于一步分解生成Na?O和水XSiO?難溶于水且不能與水反應XX√√分類物過氧化物兩性氧化物物物物顏色狀態(tài)白色固體淡黃色固體白色固體黑色粉末紅棕色粉末黑色固體與水作用反應生成反應生成NaOH和O?O不溶于水，也不與水反應與酸作用反應生成反應生成和氧氣反應生成鋁鹽和水反應生成亞鐵鹽和水反應生成反應生成除Na?O?外，氧化性很弱，通常不能用還原劑還原可用C、CO、Al、H?等還原，生成單質(zhì)鐵、銅與CO?反與CO?反與強堿反應生成偏與氧化性酸反應生顏色狀態(tài)白色固體白色膠狀沉淀紅褐色沉淀白色沉淀藍色沉淀穩(wěn)定，加熱不分解加熱分解成加熱分解成不穩(wěn)定，易被氧化成受熱易分解成CuO和與酸反應均易與酸反應生成對應的鹽，若為氧化性酸，則Fe(OH)?還要被氧化其他反應與某些鹽、Al(OH)?反應與強堿溶液反應具有還原性新制Cu(OH)?懸濁液被醛基還原3.了解12種物質(zhì)的重要用途：鈉：制Na?O?、冶煉Ti等金屬、鈉鉀合金原子反應堆導熱劑過氧化鈉(Na?O?):做漂白劑(強氧化性漂白),呼吸面具或潛艇中的供氧劑。小蘇打(NaHCO?):發(fā)酵粉、滅火劑、治療胃酸過多(有胃潰瘍時不能用)4.掌握16種常見問題Na?O?鈉的質(zhì)量相等時，無論是生成Na?O還是Na?O?,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)都相等。晶)→Na?CO?(風化，化學變化),最終得到是一種白色粉末。(最終產(chǎn)物是Na?CO?)。(3)鈉與溶液反應順序：先酸后水再鹽(5)向飽和碳酸鈉溶液中通入二氧化碳會析出晶體；(6)模擬侯氏制堿法：先向飽和食鹽水中NHCONaHCO(7)焰色試驗是物理變化，不是所有元素都有焰色試驗，鈉的焰色是黃色，鉀透過藍色(11)檢驗(Fe2+):①向氯化亞鐵溶液中滴加KSCN溶液，無現(xiàn)象，再通入氯氣，溶液③檢驗含有Fe?(SO?)?的溶液中含有FeSO?的操作方法：取待測液少許置于試管中，滴加少許酸性高錳酸鉀溶液，紫色褪去，說明含有Fe2+注意：該方法不可以用來檢測FeCl?的溶液中含有FeCl?,因該溶液中的陰離子含有CI,容易被酸性KMnO?溶液氧化。(12)Fe3+的檢驗方法很多，但在沒有特殊要求的條件下，最好選擇KSCN溶液，因為此法最靈敏。溶液中同時含有Fe3+、Fe2+,由于Fe3+的存在對Fe2+的檢驗起了干擾作用，通常取少量溶液于試管中，向溶液中滴加適量酸性高錳酸鉀溶液(或溴水),溶液紫紅色褪去(或溴水褪色),說明含有Fe2+。(13)混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去的常用方法：①除去Mg2+中混有的Fe3+的方法：向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO?、Mg(OH)?中之一，與Fe3+水解產(chǎn)生的H反應，促進Fe3+的水解，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)?沉淀除去。中之一，與Fe3+水解產(chǎn)生的H反應，促進Fe3+的水解，將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。③除去Mg2+中混有的Fe2+的方法：先加入氧化劑(如H?O?)將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。④除去Cu2+中混有的Fe2+的方法：先加入氧化劑(如H?O?)將溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。(14)合金屬于混合物，與一般混合物不同的是，合金有固定的熔點，其原因是合金有固定的組成。多種金屬熔合成合金的過程是物理變化，各成分金屬仍保持各自的化學性質(zhì)不變。合金的用途比純金屬的更廣泛。(15)既能與酸反應，又能與堿反應的物質(zhì)可能是Al、Al?O?、Al(OH)?、弱酸的酸式鹽(如(16)與水接觸產(chǎn)生氣體的常見物質(zhì)有Na、K、Na?O?。與水接觸既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)有Al?S?、Mg?N?、CaC?等。物質(zhì)一"活潑"金屬代表鈉"價—類"二維圖轉(zhuǎn)化反應②Na與足量O?反應無論生成Na?O還是Na?O?,只要參與反應的Na的質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移電④1molNa?O?參與反應轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1mol,如1molNa?O?與足量SO?的反應轉(zhuǎn)移電子應為2mol,生成Na?SO?。⑤不能用Ca(OH)?溶液鑒別Na?CO?和NaHCO?溶液，應選用CaCl?或BaCl?溶液。有NaHCO?晶體析出。焰色反應不是化學變化。在觀察鉀元素的焰色反應時，應透過藍色的鈷玻璃片觀察。焰色反應子個數(shù)比均為1:2。鉀的活潑性超過鈉，鉀與O?反應除生成K?O?外，還生成KO?(超氧化鉀)。KO?的陰離子為O?,有極強的氧化性，與H?O、CO?的反應分別為4KO?+2H?O==4KOH+3O21、4KO?+與水反應生成H?:Ca+2H?O=Ca(OH)?+H?T。在空氣中燃燒：Ca+O?Ca3N?。溶于酸生成H?O?:CaO?+2H1=Ca2++H?O?。與水反應：2CaO?+2H?O=2Ca(OH)2+O?↑。在堿性條件下，CaCl?與H?O?反應可制得CaO?。草酸鈣CaC2O4難溶于水。溶于鹽酸：CaC?O?+2H1=Ca2++H?C?O?物質(zhì)二鎂和"兩性"金屬的代表鋁"價—類"二維圖轉(zhuǎn)化反應③AlCl?+4NaOHNaAIONaCl④NaAlO?+4HClNaClAlCl⑤NaAlO?+2H?OCOAlOHNaHCO③引發(fā)鋁熱反應的操作是高考實驗考查的?？键c，具體操作是先在鋁熱劑表面鋪一層⑦泡沫滅火器所用試劑為Al?(SO?)?溶液和NaHCO?溶液。物質(zhì)性質(zhì)與鹽酸反應：Zn+2H1=Zn2++H?↑;與NaOH溶液反應：Zn+2OH?=ZnO2?+H?T。Zn(OH)?+2H1=Zn2ZnOHZnO物質(zhì)性質(zhì)Cr(OH)?+3H1=Cr3CrOHCrO物質(zhì)三變價金屬的代表——鐵"價—類"二維圖轉(zhuǎn)化反應③FeCl?、Fe?(SO?)?的水溶液蒸干所得固體不同：FeCl?溶液加熱蒸干得Fe(OH)3,灼燒Fe(OH)?可得Fe?O?;Fe?(SO?)?溶液蒸干可得Fe?(SO?)3。⑥除去ZnCl?溶液中的FeCl?,應先通入Cl?或加入H?O?,再加入ZnO,使Fe3+水解生成沉淀Co、Ni在化合物中的價態(tài)與鐵類似，主要為+2價和+3價，其中+3價表現(xiàn)為氧化性。2Co(0H)?+SO3+4H1=2Co2+SO2Ni(OH)?+SO3+4H1=2Ni2+SO①K?Cr?O?及K?CrO?均為+6價鉻的化合物，具有強氧化性，在酸性條件下的還原產(chǎn)物均為Cr3+。如K?Cr?O?和K?CrO?均能將SO-氧化成SO:Cr?Oj-+3SO3+8H1=2CrSO2CrO??+3SO3?+10H1==2Cr3++SO②鉻酸鹽(CrO)與重鉻酸鹽(Cr?O3)在一定條件下能相互轉(zhuǎn)化：在酸性條件下，主要以Cr?OJ形式存在，在堿性條件下，上述平衡逆向移動，主要以CrO4形式存在。物質(zhì)四"過渡"元素的代表——銅分解線受熱分解：Cu(OH)2(藍色)—→CuO(黑色)—→Cu?O(紅色)—→Cu(紫紅色)從左到右，分解溫度越來越高，Cu(OH)z在常溫下就能緩慢分解，而CuO需要在高溫下才能分解。無水硫酸銅(白色)遇水變成硫酸銅晶體(藍色)。用此反應檢驗水的存在。用新制Cu(OH)?懸濁液來檢驗醛基。熱還原法：濕法煉銅：Fe+CuSO?=Cu+FeSO4。電解精煉銅：粗銅作陽極，純銅作陰極，CuSO?溶液作電解液。知識盲區(qū)銅是紫紅色金屬，它在潮濕的空氣中最終不是生成CuO,而是銅綠較強的氧化劑，如氧氣、氯氣、液溴、雙氧水、硝酸、濃硫酸等，在一定條件下，能將銅從0價氧化為+2價；較弱的氧化劑，如硫黃、單質(zhì)碘等，在一定條件下，只能將銅從0價氧化到+1價。Cu和Cu?O均為紅色固體，Cu與稀H?SO4不反應，而Cu?O能與稀H?SO?反應：Cu?O+H?SO?=CuSO?+Cu+H?O(溶液變藍),利用此性質(zhì)可以區(qū)分Cu和Cu?O。常用灼熱的銅網(wǎng)除去N?中的O?;用灼熱的CuO可除去CO?中的CO。"價—類"二維圖轉(zhuǎn)化反應①銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO,而是生成CuOHCO②常用灼熱的銅粉除去N?中的O?,用灼熱的CuO除去CO?中的CO。突破集訓B[A.硫與足量氧氣在點燃條件下只生成二氧化硫，A錯誤；B.粗硅D.I?S,硫的氧化性弱，與銅反應只生成Cu?S,D錯誤。]2.已知A、B、C、D為短周期元素構(gòu)成的四種物質(zhì)，它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系，且D為強電下列說法不正確的是()A.若A為非金屬單質(zhì)，則它與Mg反應的產(chǎn)物中陰、陽離子的個數(shù)比可能為2:3B.若A為非金屬單質(zhì)，則其組成元素在周期表中的位置可能處于第二周期第IVA族C.不論A為單質(zhì)還是化合物，D都有可能是同一種物質(zhì)，該物質(zhì)的濃溶液在常溫下都能使鐵和鋁發(fā)生鈍化D.若A是共價化合物，0.1molA分子中含有的電子數(shù)可能為NA(NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)B[A項，當轉(zhuǎn)化關(guān)系為N?→NONOHNO?時，A為N?,與Mg反應生成的Mg3N?中陰、陽離子的個數(shù)比為2:3,正確；B項，若A為非金屬單質(zhì)，A可能是S、N,其D項正確。]3.已知A、B、D、E均為中學化學中的常見物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(部分產(chǎn)物略去),則下列有關(guān)物質(zhì)的推斷不正確的是()過量過量EBADA.若A是鐵，則E可能為稀硝酸B.若A是CuO,E是碳，則B為COD.若A是AlCl?溶液，則E可能是氨水D[A項，考查硝酸的氧化性以及2Fe3++Fe=3Fe2+,據(jù)此可判斷A正確；B項，根據(jù)碳在高溫下與CO?反應可生成CO,可判斷B正確；C項，碳酸是二元弱酸，二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應可以生成碳酸鈉和碳酸氫鈉，碳酸鈉和碳酸氫鈉可以相互轉(zhuǎn)化，正確；D項，Al(OH)?沉淀不能溶于氨水，錯誤。]4.(2020.廣東汕頭模擬)如圖是硫元素在自然界中的循環(huán)示意圖，下列有關(guān)說法不正確的是()A.硫在自然界中既有游離態(tài)又有化合態(tài)B.過程⑤宜在土壤的缺氧區(qū)實現(xiàn)C.硫元素的循環(huán)過程中只有硫的還原D.若生物體有機硫的成鍵方式為CSH,則過程④中S未發(fā)生氧化還原反應C[硫在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種存在形態(tài)，A項正確；在土壤中缺氧的條件下可實現(xiàn)⑤的轉(zhuǎn)化，B項正確；題圖循環(huán)過程中①②均為硫的氧化，C項錯誤；結(jié)合生物體有機硫中S的成鍵方式可知，S元素為-2價，則過程④中S元素的化合價未發(fā)生變化，D項正確。]5.(2020.安徽蕪湖模擬)大氣中氮氧化物和碳氫化合物受紫外線作用可產(chǎn)生二次污染物光化學煙霧，其中某些反應過程如圖所示。下列說法正確的是()A.丙烯發(fā)生氧化反應生成甲醛和乙醛B.生成O?的反應屬于氧化還原反應C.反應I屬于復分解反應D.該過程中O?作催化劑A[A.丙烯轉(zhuǎn)化成甲醛和乙醛，是丙烯中的雙鍵發(fā)生斷裂，此反應屬于氧化反應，故A正確；B.根據(jù)示意圖，O?→O?,化合價沒有發(fā)生變化，因此生成O;的反應不屬于氧化還原反應，故B錯誤；C.反應I中NO轉(zhuǎn)化成NO?,化合價升高，即反應I為氧化還原反應，故C錯誤；D.有O?參與反應，但后面沒有O?的生成，因此O?不作催化劑，故D錯誤。]6.(2020·湖北鄂州模擬)三效催化劑是最為常見的汽車尾氣催化劑，其催化劑表面物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系如圖所示，C.還原過程中生成0.1molN?,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NAD.三效催化劑能有效實現(xiàn)汽車尾氣中CO、C,H,、NO,三種成分的凈化學性質(zhì)不變，錯誤；C項，還原過程中氮元素從+5價降為0價，生成0.1molN?,轉(zhuǎn)移電子C.污染指數(shù)越高，形成酸雨的速率越大B.酸溶時H?O?被還原C.H?SO?/H?O?可改用濃鹽酸D.鋁、鈷產(chǎn)物可再利用化CI轉(zhuǎn)化成+2價Co,正確；D項，根據(jù)上述分析知，鋁、鈷產(chǎn)物可以再利用，正確。]量FeS?)為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe?O?的部分工藝流程如下，下列敘述不正確的是()A.加入CaO可以減少SO?的排放同時生成建筑材料CaSO?B.向濾液中通入過量CO?,過濾、洗滌、灼燒沉淀可制得Al?O?C.隔絕空氣焙燒時理論上反應消耗的n(FeS?):n(Fe?O?)=1:5D.燒渣分離可以選擇用磁鐵將燒渣中的Fe?O?分離出來C[A項，F(xiàn)eS?煅燒時會生成SO?,加入的CaO會與SO?反應，減少SO?的排放，而且,理論上反應消耗的n(FeS?):n(Fe?O?)=1:16,而不是1:5,符合題意；D項，F(xiàn)e?O?具有磁性，能夠A.合理處理易拉罐有利于環(huán)境保護和資源再利用B.從易拉罐中可回收的金屬元素有Al、FeD.上述流程中可用NaHSO?代替NaHCO?巨大的促進作用，故不選A;易拉罐的主要成分為Al,含有少量的Fe,因此可從易拉罐中回收的金屬元素有Al、Fe,故不選B;"沉淀"反應是鐵離子生成氫氧化鐵的反應，故不選C;鋁不水解，不與鋁離子反應，故選D。]A.上述制備過程所涉及的物質(zhì)中只有一種酸性氧化物C.上述流程中的飽和Na?CO?溶液和Na?CO?固體不可互換再次充入SO?,將Na?SO?轉(zhuǎn)化為NaHSO?,得到過飽和的NaHSO?溶液，由過飽和的NaHSO?溶液結(jié)晶脫水制得Na?S?Os,發(fā)生反應2NaHSO?=Na?S?O?+H?O,據(jù)此分析解答。上述制備溶液和Na?CO?固體不可互換，否則得不到過飽和的NaHSO?溶液，故C正確；"結(jié)晶脫水"是加熱固體分解，應該在坩堝中進行，故D錯誤。]A.產(chǎn)品中可能含有NaClB.反應Ⅱ中H?O?作氧化劑C.NaCIO?的漂白原理與SO?相同D.實驗室進行結(jié)晶操作通常在坩堝中進行故A正確；反應Ⅱ:2ClO?+H?O?+2NaOH=2NaClO?+2H?O+O?,H?O?作還原劑，故B錯A.濾渣A中主要含有SiO?、CeO?B.過濾操作中用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒C.過程②中發(fā)生反應的離子方程式為CeO?+H?O?+3H1=Ce3++2H?O+O?1+H?O?+2CeO?=2Ce3++O?1+4H?O,故C錯誤；過程④中消耗11.2LO?的物質(zhì)的量為0.5B.通入N?是防止空氣中的O?氧化二價鐵離子D.溶液A中Fe2+和Fe3+的濃度比為2:1氣氧化Fe2+,故B說法正確；利用H?O?的氧化性，把Fe2+氧化成Fe3+,涉及反應2Fe2++H?O?