高考化學(xué)最后沖刺專題六：金屬元素的梳理和綜合

 [命題趨向]

1．《考試大綱》中對金屬元素及化合物這塊內(nèi)容可分成二部分來理解。第一部分是鈉、鎂等典型的金屬元素的化合物；第二部分是其他金屬（如鐵和鋁）元素的化合物。每年的化學(xué)高考試題中往往都要考查到典型金屬。

2．《考試大綱》中有多條類似于“以××為例，了解（或理解、掌握）××××”的內(nèi)容敘述，如：以過氧化鈉為例，了解過氧化物的性質(zhì)；以Fe（Ⅱ）、Fe（Ⅲ）的相互轉(zhuǎn)化為例，了解變價金屬元素的氧化還原性。對這些內(nèi)容的要注意理解實質(zhì)，達(dá)到“舉一反三”的要求。在這些內(nèi)容往往是高考命題的重點。

3．金屬元素及其化合物跟化學(xué)實驗的綜合。近幾年的實驗試題中比較多地出現(xiàn)了以金屬元素及其化合物為落點的實驗試題和元素推斷題，請大家加以重視。

4.（2007年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明（海南卷）） 常見金屬元素（如Na、Al、Fe、Cu等）

⑴了解常見金屬的活動順序。

⑵了解常見金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。

⑶了解合金的概念及其重要應(yīng)用。

[知識體系和復(fù)習(xí)重點]

1．金屬的通性

金屬的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為易失去最外層的電子，顯示還原性，這與它們的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。常見金屬的主要化學(xué)性質(zhì)列于下表：

2．堿金屬元素及其化合物聯(lián)系脈絡(luò)

3．Fe（Ⅱ）和Fe(Ⅲ)的轉(zhuǎn)化

 [典型題析]

[例1]1998年中國十大科技成果之一是合成一維納米氮化鎵。已知鎵是第ⅢA族元素，則氮化鎵的化學(xué)式可能是（    ）

（A）Ga₃N₂       （B）Ga₂N₃             （C）GaN        （D）Ga₃N

[解析]鎵是第ⅢA族元素，與鋁元素相似可表現(xiàn)+3價，氮元素跟鎵結(jié)合氮元素應(yīng)表現(xiàn)-3價，所以氮化鎵的化學(xué)式應(yīng)該是GaN。答案選C。

[例2]在鐵與銅的混合物中，加入一定量的稀，充分反應(yīng)后剩余金屬m₁g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振蕩后，剩余金屬m₂g，則m₁與m₂之間的關(guān)系是（  ）

（A）m₁一定大于m₂                   （B）m₁可能m₂

（C）m₁一定等于m₂                   （D）m₁可能大于m₂

[解析]鐵和銅的混合物與一定量的反應(yīng)，當(dāng)金屬剩余時，耗盡，但生成物中有亞鐵或銅或這兩種物質(zhì)的混合物。若再向其中加入稀硫酸，則繼續(xù)發(fā)生如下反應(yīng)：

    3Cu+8H⁺+2NO₃^- = 3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O

或：3Fe +8H⁺+2NO₃^- = 3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O

    Fe +4H⁺+NO₃^- = Fe²⁺+NO↑+2H₂O

使金屬質(zhì)量減少。所以m₁一定大于m₂。所以答案為A。

[例3]化學(xué)實驗中，如使某步中的有害產(chǎn)物作為另一步反應(yīng)的反應(yīng)物，形成一個循環(huán)，就可不再向環(huán)境排放該種物質(zhì)。例如：

（1）在上述有編號的步驟中，需用還原劑的是________，需用氧化劑的是_______（填編號）。

（2）在上述循環(huán)中，既能與強(qiáng)酸反應(yīng)又能與強(qiáng)堿反應(yīng)的兩性物質(zhì)是________（填化學(xué)式）。

（3）完成并配平步驟①的化學(xué)方程式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：

（）Na₂Cr₂O₇+（）KI+（）HCl → （）CrCl₃+（）NaCl+（）KCl+（）I₂+（）______

[解析]觀察題中有關(guān)鉻的化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖，可發(fā)現(xiàn)CrCl₃經(jīng)反應(yīng)②可轉(zhuǎn)化成Cr(OH)₃，Cr(OH)₃經(jīng)反應(yīng)③又可轉(zhuǎn)化成NaCrO₂，發(fā)現(xiàn)與“氯化鋁跟氫氧化鈉反應(yīng)可先生成氫氧化鋁、氫氧化鋁跟氫氧化鈉反應(yīng)又可生成偏鋁酸鈉”類似，所以可確定Cr(OH)₃與氫氧化鋁一樣是一種兩性氫氧化物。

再分析轉(zhuǎn)化圖中各種含鉻化合物中鉻元素的化合價就可知反應(yīng)①應(yīng)加還原劑，反應(yīng)④應(yīng)加氧化劑，NaCrO₂ 轉(zhuǎn)化成Na₂CrO₄也需要加氧化劑。用化合價升降法可配平（3）中氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式。

所以答案為：（1）①，④。（2）Cr(OH)₃。

（3）Na₂Cr₂O₇+6KI+14HCl = 2CrCl₃+2NaCl+6KCl+3I₂+7H₂O。

[考題預(yù)測與專題訓(xùn)練]

1．NaH是一種離子化合物，與水反應(yīng)時生成燒堿和氫氣，它也能與乙醇，液氨等反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。下列有關(guān)NaH的敘述正確的是（    ）

（A）跟水反應(yīng)時，水作氧化劑

（B）NaH中陽離子半徑大于陰離子半徑

（C）跟液氨反應(yīng)時，生成氫氣外，還生成銨鹽

（D）與乙醇反應(yīng)時，放出氫氣的速率比與水反應(yīng)時更快

2．為充分利用原料，降低成本，利用現(xiàn)有的濃度為70%的硫酸3.5t和純度為80%的燒堿2.5t，用足量的廢鋁與該酸、堿作用，最多可生成氫氧化鋁為（雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)）（    ）

（A）1.3t     （B）2.5t       （C）3.5t      （D）5.2t

3．用足量的一氧化碳還原14.5g鐵的氧化物的混合物。將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中，生成沉淀25g，則該混合物的組合不可能是（    ）

A．Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO     B．FeO、Fe₃O₄     C．Fe₃O₄、Fe₂O₃          D．FeO、Fe₂O₃

4．往100 mL FeCl₃溶液中，通入0.672L標(biāo)準(zhǔn)狀況下的硫化氫氣體，設(shè)氣體完全被吸收，再加入過量的鐵粉，反應(yīng)停止后，測得溶液中含有0.12mol金屬陽離子，則原氯化鐵溶液的物質(zhì)的量濃度為（    ）

A．     B．     C．      D．

5．將潔凈的金屬片A、B、C、D分別放置在浸有某種鹽溶液的濾紙上面并壓緊（如圖所示）。在每次實驗時，記錄電壓指針的移動方向和電壓表的讀數(shù)如下：

請依據(jù)記錄數(shù)據(jù)判斷，下列有關(guān)說法正確的是（   ）

A．在四種金屬中C的還原性最強(qiáng)

B．金屬B能從硫酸銅溶液中置換出銅

C．A、D若形成原電池時，A為正極

D．A、B形成合金時，將該合金露置在空氣中，A先被腐蝕

6．氯化鐵是工業(yè)上常用的凈水劑之一。

（1）請寫出氯化鐵凈水的原理。

（2）為盡可能地降低凈水生產(chǎn)費用，應(yīng)該用廉價的原料來制備氯化鐵，最好是三廢的綜合利用。請?zhí)岢鲆恍┯昧畠r原料制取氯化鐵的方法，寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，并對所提各種方法的優(yōu)缺點加以評述。

7．完成下列反應(yīng)的離子方程式：

（1）氫氧化鐵溶于氫碘酸：              

（2）苯酚鈉溶液中通入氣體：               

（3）氫氧化亞鐵溶于稀：              

（4）已知H⁺比Ag⁺更易與NH₃結(jié)合，要使[Ag(NH₃)₂]⁺轉(zhuǎn)化為Ag⁺，應(yīng)加入的有效試劑是         ，實現(xiàn)此反應(yīng)的離子方程式為：          。

（5）① 在淀粉碘化鉀溶液中，滴加少量的次氯酸鈉溶液，立即會看到溶液變藍(lán)色，這是因為：          。

② 在碘和淀粉形成的藍(lán)色溶液中，滴加亞硫酸鈉溶液，發(fā)現(xiàn)藍(lán)色逐漸消失，這是因為：              。

③ 對比①和②所得的實驗結(jié)果，將I₂、ClO^-、SO₄^2-按氧化性強(qiáng)弱順序排列為：   

            。

8．銅與濃反應(yīng)和銅與稀反應(yīng)，產(chǎn)物不同，實驗現(xiàn)象也不同。

（1）某課外活動小組為了證明并觀察到銅與稀反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。請你根據(jù)他們的思路，選擇下列藥品，完成該實驗，并敘述實驗步驟。

藥品：稀、稀鹽酸、Zn粒、CaCO₃固體。

②向試管中加入一定量碳酸鈣固體；

③                                                           

④                                                           

⑤將銅絲插入到溶液中；

⑥用注射器向廣口瓶內(nèi)推入氧氣(或空氣)。

（2）推入氧氣或空氣的目的是                           。

（3）分別將等質(zhì)量的銅片與等體積均過量的濃、稀反應(yīng)，所得到的溶液前者呈綠色，后者呈藍(lán)色，某同學(xué)提出這可能是Cu²⁺濃度差異的結(jié)果，你同意這種看法嗎?      （填“同意”或“不同意”），原因是                 ；另一同學(xué)提出溶液呈“綠色”是Cu²⁺與NO₂混合的結(jié)果，請你設(shè)計一個實驗證明之(簡述實驗方案和實驗現(xiàn)象)                            。

9．“鋁和氯化銅溶液反應(yīng)”實驗中預(yù)料之外現(xiàn)象的研究

化學(xué)實驗中預(yù)料之外的現(xiàn)象往往包含我們還沒有認(rèn)識的事物規(guī)律。下面是某同學(xué)進(jìn)行“鋁和氯化銅溶液反應(yīng)”實驗時觀察到的預(yù)料之外的現(xiàn)象：

①鋁絲表面附上的銅沒有緊密吸附在鋁絲的表面而是呈蓬松的海綿狀；②反應(yīng)一段時間后有大量氣泡逸出，且在一段時間內(nèi)氣泡越來越快，經(jīng)點燃能發(fā)出爆鳴聲，證明是氫氣。

“科學(xué)研究還離不開合理的猜想和假設(shè)。”該同學(xué)先從理論上猜想鋁絲表面產(chǎn)生氫氣的多種可能原因，再設(shè)計實驗驗證自己的猜想。

實驗操作及現(xiàn)