专题9 常见金属元素及其重要化合物【2018年高考考纲解读】1．常见金属元素(如Na 、Al 、Fe 、Cu 等)(1)了解常见金属的活动性顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。

2．以上各部分知识的综合应用。

【重点、难点剖析】一、金属及其化合物的主要性质和转化关系 1．钠及其重要化合物(1)知识主线：Na→Na 2O→Na 2O 2→NaOH→Na 2CO 3→NaHCO 3 (2)转化关系2．铝及其重要化合物 (1)知识主线：Al→Al 2O 3→Al(OH)3→⎩⎪⎨⎪⎧NaAlO2AlCl3Al 2（SO 4）3KAl （SO 4）2·12H 2O(2)转化关系3．铁及其重要化合物 (1)知识主线Fe→⎩⎪⎨⎪⎧FeO Fe 2O 3Fe 3O 4→⎩⎪⎨⎪⎧Fe （OH ）2Fe （OH ）3→⎩⎪⎨⎪⎧FeSO 4·7H 2O FeCl 2FeCl 3(2)转化关系4．铜及其重要化合物 (1)知识主线：Cu→⎩⎪⎨⎪⎧Cu 2OCuO →Cu(OH)2→⎩⎪⎨⎪⎧CuCl 2CuSO 4Cu 2（OH ）2CO 3(2)转化关系：二、常见阳离子的检验与判断 常见阳离子的检验 1．用NaOH 溶液检验 Cu 2＋产生蓝色沉淀 Fe 3＋ 产生红褐色沉淀Fe 2＋ 产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Al 3＋产生白色沉淀，继续加入NaOH 溶液，白色沉淀溶解NH ＋4 共热生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体2．特殊检验法Fe 3＋⎩⎪⎨⎪⎧加入KSCN 溶液呈红色加苯酚溶液呈紫色Fe 2＋加入KSCN 溶液无现象，滴加新制氯水或双氧水后溶液呈红色3．焰色反应用焰色反应可检验出溶液中的K ＋和Na ＋K ＋火焰呈紫色（透过蓝色钴玻璃观察）Na ＋火焰呈黄色三、金属元素单质及其化合物 1．无机化工流程题常见设问方向 (1)反应速率与平衡理论的运用；(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写； (3)利用控制pH 分离除杂； (4)化学反应的能量变化；(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等； (6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用； (7)环境保护与绿色化学评价。

2．无机化工流程题的审题技能化工生产流程题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们审题所应考虑的角度。

常见的有：(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发，物质的不稳定性和物质的转化等。

(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。

(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。

(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O 2、H 2O 、CO 2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。

(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。

(6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。

(7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。

(8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。

【题型示例】题型一钠及其化合物由于元素化合物知识是高一完成的新课学习，课时少，任务重造成基础知识不牢，性质反应不熟，所以在复习钠及其化合物时，首先要强化双基，如常见代表物的性质与应用、常见离子的特征性质(如焰色反应)等，还要强化化学反应方程式、离子方程式的规范书写与训练。

以“元素→单质→氧化物(氧)→存在”为线索；学习具体的单质、化合物时既可以“结构→性质→用途→制法”为思路，又可从该单质到各类化合物之间的横向联系形成知识网，把一般知识规律化，零碎的知识系统化。

例1．【2017江苏卷】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维D．NH3易溶于水，可用作制冷剂【答案】A【举一反三】(2016·江苏化学，6)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是( )解析 NH 4Cl 在试管底部分解为NH 3和HCl ，温度一降低又会生成NH 4Cl ，无法得到NH 3，A 错误；通入CO 2的导管应长进短出，B 错误；CO 2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO 3沉淀：NH 3＋NaCl ＋CO 2＋H 2O ===NaHCO 3↓＋ NH 4Cl ，可用过滤方法分离NaHCO 3，C 正确；加热NaHCO 3会分解：2NaHCO 3=====△Na 2CO 3＋CO 2↑＋ H 2O ，同时装置中烧杯应垫上石棉网加热，D 错误。

答案 C【变式探究】(2014·福建理综，6，6分)下列有关物质应用的说法正确的是( ) A ．生石灰用作食品抗氧化剂 B ．盐类都可用作调味品 C ．铝罐可久盛食醋D ．小苏打是面包发酵粉的主要成分之一答案 D题型二 镁铝及其化合物铝及其化合物涉及到的反应较多，而且Al 2O 3、Al(OH)3又是两性物质的代表，所以掌握好本知识点的关键是掌握好相关反应及转化关系，理解好一些易错易误点，如①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。

②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe 2O 3反应，还包含制取其他难熔金属的反应。

③铝热反应的条件是高温，但引发铝热反应的具体操作为先铺一层KClO 3，然后插上镁条，最后点燃镁条；另外还需注意一些与量有关的反应过程。

如：①铝与酸、碱反应生成H 2的量的关系，②AlCl 3溶液与NaOH 溶液及NaAlO 2溶液与盐酸反应生成沉淀量的关系判断。

例2．【2017海南】下列叙述正确的是A. 稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜B. 碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢C. 过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气D. 铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝【答案】CD【解析】根据金属活动顺序表，Cu排在H的右边，因此金属铜不与稀硫酸反应，A错误；浓硫酸具有强氧化性，能把HI氧化，B错误；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，因此可以制备氧气，C正确；铝在氯气中燃烧生成AlCl3，D正确。

【举一反三】(2016·上海化学，20)已知NaOH＋Al(OH)3―→Na[Al(OH)4]。

向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。

上述实验过程中没有发生的离子反应是( )A．CO2＋2OH－―→CO2－3＋H2OB．Al2O3＋2OH－＋3H2O―→2[Al(OH)4]－C．2Al＋2OH－＋6H2O―→2[Al(OH)4]－＋3H2↑D．Al3＋＋4OH－―→[Al(OH)4]－答案 D【举一反三】(2016·海南化学，14)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。

回答下列问题：(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用________(填标号)。

a．HCl溶液 b．H2SO4溶液c．氨水 d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________。

(3)沉淀B的化学式为_________________________________________________________________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________。

(4)已知：K w＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO－2＋H＋＋H2O K＝2.0×10－13。

Al(OH)3溶于NaOH 溶液反应的平衡常数等于________。

(3)滤液A中铝元素以AlO－2形式存在，与溶液中HCO－3发生复分解反应：AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO2－4，Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。

(4)Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO－2＋2H2O K1，可分两步进行：Al(OH)3AlO－2＋H＋＋H2O KH＋＋OH－===H2O 1 K w则K1＝KK w＝2.0×10－131.0×10－14＝20。

答案(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大(4)20【变式探究】(2015·江苏化学，4，2分)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。

下列说法正确的是( )A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体B． Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)＞r(Mg)C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性D．该反应中化学能全部转化为热能解析A项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B项，Mg和Mg2＋的质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2＋有2个电子层，所以Mg半径大于Mg2＋半径，错误；C项，该反应中镁作还原剂，C为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg的还原性强于C的还原性，正确；D项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。

答案 C【变式探究】(2015·山东理综，10，5分)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。

下列化合物中符合上述条件的是( )A．AlCl3 B．Na2O C．FeCl2D．SiO2解析A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中没有气体产生，错误；C项，Fe 与Cl2反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2与Ba(HCO3)2不反应，错误。