名师讲练11 金属元素及其化合物【高考定位】金属及其化合物的知识是高中化学的主干知识，是高考化学的必考内容。钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常重要的物质，特别是铝、铁在国民经济中占有极其重要的地位。这部分内容,单独出题考查的方式很少,在选择题中经常以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的检验、分离与提纯、气体的制取和性质实验、物质推断、计算等题型融合出现，在非选择题中以金属元素的性质为载体，通过工业生产为背景的工艺流程、实验探究，考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。近几年的高考加强了元素及其化合物知识与基本概念、基本理论的结合，该部分知识在高考中的考查要求逐渐提高。高考题型多为选择题和填空题，侧重考查学生分析问题、解决问题的能力，命题的重点将是钠及其化合物(特别是Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性质、铝及其化合物的两性、Fe2＋与Fe3＋之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等基础知识，但非选择题常常以不常见的过渡元素考查基础知识的理解能力和迁移能力，一般较难。【知识讲解】一、钠及其化合物1．钠及其化合物之间的转化关系(1)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(2)2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑(3)4Na＋O2===2Na2O(空气中缓慢氧化)(4)2Na＋O2Na2O2(5)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(6)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(7)Na2CO3＋2HCl(过量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O(8)Na2CO3＋HCl(不足)===NaCl＋NaHCO3(9)Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3(10)Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH(11)NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O(12)NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O(13)2NaHCO3＋Ca(OH)2(不足)===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O(14)NaHCO3＋Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1


碳化体通入Na气O溶液中，无论二氧Cl碳少量还是过量，都生反应CO发2＋NaClO＋H2O===HClO＋NaHCO3，
而不会生成碳酸钠，因酸性HH2CO3＞HClO＞：CO 3-。(10)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分
步进行的。反应的离子方程式依次为CO：＋H＋=HCO、HCO＋H＋=H2O＋CO2↑。(11)Na2O2投
入FeCl2溶液中，可Fe2＋氧化成将Fe3＋，沉时生成Fe(OH)3 同淀Na2投2；O入硫氢
酸中，可质H2将S化成单氧硫，溶液变投浊浑Na2O2；入液Na2，O3溶S可SO氧化成SO将；Na2O2具
有漂白性，投入品红溶液中，可使品红2。(12)Li和O溶液褪色反应只生成Li2O：4Li＋O2
点a2Li2O.N燃H是离子化合物，是一
种强还原。剂NaK合金常
温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。[例
题1] 钠是很活泼的金属，在空气中燃烧产的物是Na2制O2。Na2O的取可以通过钠与2原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！硝
(15)CO2＋2NaOH(过量)===Na2CO3＋H2O(16)CO2(过量)＋NaOH===NaHCO32．钠及其化合物的重要性质(1)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2，还是生成二者的混合物，1 mol Na只能转移1 mol电子(此点在NA的判断考题中常有考查)。常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为，其中含有离子键和非极性键。过氧化钠中阴离子为O 22-，故Na2O2中阳离子和阴离子的物质的量之比为2∶1。Na2O2不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到湿润的石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。(3)Na2CO3与盐酸反应时，二者相对用量或滴加顺序不同，产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(5)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和NaHCO3溶液。(6)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2有晶体析出，发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓。(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应是物质(或元素)的物理性质。(8)将NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合得到Al(OH)3沉淀，发生反应NaHCO3＋NaAlO2＋H2O=Al(OH)3↓＋Na2CO3，此反应并非水解反应。(9)二氧化


热反应完成N：a＋NaNO3→Na2O＋N2↑(未配平)。请回答下列问题述(1)上：
反应的氧化剂，是_______(写化学式)。制取Na2O时_若a属钠与N金NO3按质量比2料∶17投3
，充分反应后收集的到气体体积11.为2 m3(标准状况下)，则的得制Na2O的质量为____ kg。(2)制取Na2O时
由于设备密封性不好而进入了少量空气，导致得的制Na2O产品中含有Na2O2杂
质。现有Na2O产品m g(假设杂含有Na只2O2质)，请从下面选用合适的仪器和试剂，设
计一种可选用的实验仪器组合，以完成样aN品中2O含量的测定。可
选用的试a：剂．浓硫酸水　b．　c．盐酸标准溶液　d．NaOH标准．溶e液酚碱石　f．酞
灰　g．稀程实验过盐酸中发生反应的化学方程式实验
所需仪器(用验母表示字实)所需试剂(用验母表示)实字需直接测关的有定用理量(物
文字说明)(3)某
生学设计了以下方实验案来测定该试样中Na2O的质量分数，其作操流程和实验a据如下,该N数2O产品中Na2O的质量分
数析________。【解为】(1)由N元素的化合
价降低可化，知aNO3是氧N剂。配平化学方程式N10：a＋2NaNO36Na2O＋N2↑，
收集标1.12 m3(到准状况下)N2，n(N2)＝50 mol，0么n(Na2O)＝3那0 mol，故m(Na2O)＝300 mol×62 g· mol－1＝18.6 kg。(2)要
测定样钠中氧化品的含量有多种
方法，可通过测成生O2的体积来量算Na2计2的O；也可测反应后锥形瓶的溶液和总质量与反应
锥形瓶前、样品和水的总质量之差，还可定通以滴过法测锥形瓶N生成中aOH的量来
算。(3)设计试样Na2O的物质的量为x mol，Na中2O2的物质的量为y mol，则有623x：＋原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！
酸钠共


：x＝0.1 mol，分么Na2那的质量O数＝×100%为80%。【
答案以(1)NaNO3　】8.6(2)(1下三种方法任选一种，其他合理方)Ⅰ2Na2O2＋2H2O==法亦可=4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O===2NaOHA、Db①反应
前锥形瓶、样品和水的总质量②反应后
锥形瓶和溶液的总Ⅱ2Na质量2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O===2NaOHG、Cb量
筒中收集到的气体的体OⅢ2Na2积2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O===2NaOH，NaOH＋HCl===NaCl＋H2OD、Hb、c、e中和
锥形瓶中样水与品反应后所得溶液使用的盐酸
标准溶液的体2(3)80%二、铝及其重要化合物1．铝及其化合物之间的转化关系(1)4Al＋3O积2Al2O3(2)2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(4)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(5)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O(6)Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O(7)Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O(8)Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O(9)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH(10)AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl(NaOH适
量)(11)AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O(NaOH过量)(12)NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl(少量盐酸)原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4
78y＝7.75 g，78(x＋y)＝9.35 g，解得


偏铝酸盐在溶液中相互促进合)2.铝及其化水解物的重要性质(1)铝是活
泼铝金属，但抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一密致层的氧化物薄膜。A于由l2O3的
熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。(2)铝
热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包难制取其他含熔金属的反应，由于铝热剂铝混合物，故是
热反应不能用于工业上冶炼铁。注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高
温条件下的置换反应。(3)引
铝发热的反应操作的高考是验考查实热点，具体作操先是铺一，KClO层3然后条插上镁
，最后点燃镁条(4)。并不是Al与
所有金属氧化物均能组成铝热剂属该金，氧化物对应的金属活泼性应比铝弱
。(5)Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用
于不溶物质的分离提纯。l(OH)A3于氨水，所以实验
室常用铝盐和氨水来制HAl(O备)3。(6)利用
偏铝酸盐制)Al(OH备3，一般不用强酸，因量酸的为强控制不当会(O得的Al使制H)3溶解。
若向偏溶酸盐铝液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳时，CO2过量酸生成HCO，不过量时生成CO，书写离子反应方程式时要特别
注意(O(7)Al。H)3可
用作抗酸药；明矾常用于净水。(8)泡沫灭火器所
用试剂Al2(SO4)3为溶液和NaHCO3溶液。☆(9)镁
点燃2MgO，此
在空气中燃烧主要发生反应22Mg＋：O外还发生反应3：Mg＋N2
点3Mg燃N2、2Mg＋CO2点M2燃gO＋C。☆(10)Mg3N2与水反应
加Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。：热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，
而是MgCO3不沉淀，因(Mg为OH)2比MgCO3更难溶于方。反应水程式为Mg(HCO3)2Mg(OH)2↓＋2CO2↑。 [例
题2] 铝是应用广泛属金的。以铝矿(主要成分为土Al23，含SiO2和Fe2O3O等杂料质)为原
制备铝的一种工艺流程注：如下：SiO2在
“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！5
(13)NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量盐酸)(14)2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(少量CO2)(15)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(足量CO2)(16)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓(铝盐和


”时生成偏_铝酸钠的离子方程式为_________________________________。(2)向
“过滤Ⅰ”所得滤中加入NaHCO3溶液，液液的pH________(溶填“增大”“不变”或
“减小”)。(3)“电解Ⅰ”
是电解熔，电解过程中A融2O3l作阳极的石墨易消耗，原因是_______。(4)“电解Ⅱ”
是电解Na2CO3溶液，原理如图所示_阳极的电极反应式为_。_______，阴极产生的物质A的化学式为________。(5)铝
粉时1000在℃ 可与N2反应制铝AlN备在。粉中添固少量NH