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。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。估计以后高考试题将会在选择题中以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的鉴别与分离等角度考查金属元素及其化合物的性质，也会在非选择题中以金属元素的性质为载体，通过推断题、实验题，考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。以实验探究的形式考查元素化合物的性质将成为2014年高考命题的新亮点。
【知识网络】
1. 专题知识网络
（1）钠及其化合物相互转化关系图：
（2）镁元素及其化合物相互转化关系图如下：
（3）铝及其化合物网络图如下：
【考点突破】
考点一 金属单质及其化合物间的转化
例1 A、B、C、D、X均为中学化学常见物质。它们之间存在如下图所示转化关系。(图中反应条件略去)
填写下列空白：
(1)若A为金属铝，B为氧化铁，写出反应A+B?→C+D的一种用途： 。
(2)若A、B、C、D都是化合物，其中A为H2O，B、C、D均含有氮元素，则B为 色气体。
(3)若A为金属单质，B、C、D都是化合物，A与B发生的反应常用于制作印刷电路板，该反应的离子方程式为 。
(4)若A、B、C为化合物，D、X为单质，A、B、C中肯定含有X元素的是 。
解析 (1)若A为金属铝，B为氧化铁，则此反应为铝热反应，其用途有焊接钢轨等。
(2)若A为H2O，B、C、D均含有氮元素，则此反应是：H2O＋3NO2===2HNO3＋NO，NO2气体是红棕色的。
(3)若A为金属单质，B、C、D都是化合物，A与B发生的反应常用于制作印刷电路板，可以推断此反应是金属铜和Fe3＋的反应，离子方程式：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
(4)D和X化合生成B，所以B中一定有X；A和B反应生成C和D，D是单质，B中的X只能进入C；A中是否有X无法判断。
答案 (1)焊接钢轨(或其他合理答案)
(2)红棕
(3) Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
(4) BC
考点二 金属氧化物和氢氧化物
例2 由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有如图所示的转换关系，甲是工业上制取A的主要原料。请回答：
(1)写出下列物质的化学式：
A： ，乙： 。
(2)写出甲物质在工业上的任意两种主要用途
。
(3)写出下列变化的化学方程式：
①A与NaOH溶液反应的化学方程式： ；
②乙与过量CO2反应的离子方程式： ；
③戊溶液与乙溶液混合的离子方程式： 。
解析 本题的“突破口”是单质A与NaOH溶液反应，生成单质C，则C为H2，A可能是铝或硅，而A和B的产物甲能与盐酸反应，推知A为Al，B为O2。
答案 (1)Al NaAlO2
（2）作耐高温材料；制取铝单质
（3）①2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑②AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
③Al3++3AlO2- +6H2O=4Al(OH)3↓
考点三 金属阳离子的检验
例3有A、B、C、D、E和F六瓶无色溶液，他们都是中学化学中常用的无机试剂。纯E为无色油状液体；B、C、D和F是盐溶液，且它们的阴离子均不同。现进行如下实验：
①A有刺激性气味，用沾有浓盐酸的玻璃棒接近A时产生白色烟雾；
②将A分别加入其它五种溶液中，只有D、F中有沉淀产生；继续加入过量A时，D中沉淀无变化，F中沉淀完全溶解；
③将B分别加入C、D、E、F中，C、D、F中产生沉淀，E中有无色、无味气体逸出；
④将C分别加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。
根据上述实验信息，请回答下列问题：
(1)能确定的溶液是(写出溶液标号与相应溶质的化学式)：
；
(2)不能确定的溶液，写出其标号、溶质可能的化学式及进一步鉴别的方法： 。
解析 (I)由题干表述可知A和E不是盐，又由纯E为无色油状液体，推知E为硫酸(③步操作进一步确定)；(II)由题干和①步操作可知A为氨水； (III)再由②步操作可知F中阳离子为Ag＋发生的反应为：Ag＋＋NH3?H2O===AgOH↓＋NH＋4；AgOH＋2NH3?H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O；而常见的盐中只有AgNO3可溶于水，故F为AgNO3； (IV)由③步操作可知B中阴离子应为CO2－3,由于此无色无味的气体只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀说明不能是HCO－3，而阳离子可是常见的K＋、Na＋、NH＋4等待定；(V)同样由②步操作D中能与氨水生成沉淀的无色溶液中常见的为阳离子为Mg2＋或Al3＋，而阴离子需待下步反应再确定；(VI)由④步操作生成的沉淀可能为AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等，但限于题干所述中学常用试剂，则沉淀应为AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一个是与AgNO3结合生成的沉淀，一个是与硫酸结合形成的沉淀，故C应该同时含有Ba2＋和Cl－，即C为BaCl2，进而推出D中阴离子应该为SO2－4，因为题干所述盐溶液中阴离子均不同，故D为Al2(SO4)3或MgSO4；其他解析见答案。
答案 (1) A：NH3或NH3?H2O，C：BaCl2，E：H2SO4，
F：AgNO3
(2) B，Na2CO3或K2CO3：焰色反应实验：用铂丝或铁丝蘸取少量的B，在酒精灯火焰上灼烧，若火焰为黄色，则B为Na2CO3；若透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色，火焰为紫色，则B为K2CO3。D，MgSO4或Al2(SO4)3：取少量D溶液，向其中滴加过量的氢氧化钠溶液，若产生的沉淀没有溶解，证明是MgSO4，若生成的沉淀完全溶解说明是Al2(SO4)3。
【高考失分警示】
对金属的考查常见的错误有：
1．铝及其化合物
注意对Al2O3、Al(OH)3两性的理解，以及对Al3＋、AlO－2存在条件的认识。
Al2O3、Al(OH)3仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)，Al3＋、AlO－2只能分别存在于酸性与碱性溶液中。
Al3＋与下列离子不能大量共存：OH－、CO2－3、HCO－3、SO2－3、S2－、AlO－2，其中OH－是因为直接反应，其余均是“双水解”。
AlO－2与下列离子不能大量共存：H＋、HCO－3、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋。其中H＋和HCO－3是因为直接反应(AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3)，其余也是“双水解”。
2．钠及其化合物
(1)注意钠及其化合物溶于水所得溶液浓度的计算中，Na及Na2O2溶于水均会产生气态物质，所得溶液的质量应是原混合物质的质量总和减去产生气体的质量。
(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时的先后顺序。若先发生反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，必定还发生2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，即应先考虑Na2O2跟CO2的反应。
(3)正确理解“焰色反应”。
①它是元素的一种物质性质。无论是金属离子或金属原子均能发生焰色反应。它属物理变化过程。
②不是所有元素都有特征的颜色。只有碱金属元素以及钙、锶、钡、铜等少数金属元素才能呈现焰色反应。
(4)不清楚Na2O、Na2O2、KO2的结构，判断阴、阳离子配比时易出错，三种化合物阴、阳离子数之比为1∶2、1∶2、1∶1。
3．铁、铜及其化合物
(1)NO－3与Fe2＋在酸性条件下，不能共存。
(2)过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入盐酸，要注意产生的Fe3＋还可以氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固体的区别。FeCl3溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH)3，如灼烧后得到红色的Fe2O3固体。但Fe2(SO4)3溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性酸，将不能得到Fe(OH)3固体。
(4)注意亚铁盐及Fe(OH)2易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。
(5)注意铁单质与强氧化性物质反应时，也有生成二价铁化合物的可能性。反应中若铁为足量，最终铁元素将以二价铁形式存在，因为2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。
【方法技巧】
（1）有关金属单质及其化合物的框图推断，是高考命题中的难点内容。复习过程中，对出题频率较高的四种金属(Na、Mg、Al、Fe)的单质及其化合物的特性、结合金属的活动性顺序要进行归纳、梳理和比较，并能熟练地加以应用。
（2）铝与镁、铁及其化合物的有关计算(如图象、函数关系等)为过去高考的较难题。要根据它们的性质写出有关的化学方程式，通过图象或函数找出解题的突破口，如图象中的最大值(最高点)、最低点、转折点和水平线等对正确解题往往有重要意义，同样函数的边界条件及定义域对解题也非常重要。
（3）解题注意点
要学会分析信息，正确应用基本理论，如周期律的知识、化学键和晶体理论、金属的活动性顺序表等知识来解答有关习题。掌握若干常见金属的活动性顺序是学好中学化学的基础,也是高考必备的基础。
【高考真题精解精析】
【2014高考试题解析】
1.（重庆）下列叙述正确的是
A. Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同
B.K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性
C. Li、Na、K的原子半价和密度随原子序数的增加而增大
D.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
【答案】D
【解析】氯气具有强氧化性，铁在氯气中燃烧生成FeCl3，H＋的氧化性较弱，与铁反应生成FeCl2，A项错误。锌与不足量的稀硫酸反应生成ZnSO4溶液，属于强酸弱碱盐，溶液显酸性，K与硫酸反应后得到K2SO4为中性，而过量的K继续与水反应生成KOH，因此最后溶液显碱性，B项错误。Li、Na、K为同主族元素，从上到下原子半径依次增大，但密度金属钠大于金属钾，出现反常，C项错误。非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C、P、S、Cl的非金属性依次增强，因此D项正确。
2．（上海）高铁酸钾( K2FeO4)是一种新型的自来水处理剂，它的性质和作用是
A．有强氧化性，可消毒杀菌，还原产物能吸附水中杂质
B．有强还原性，可消毒杀菌，氧化产物能吸附水中杂质
C．有强氧化性，能吸附水中杂质，还原产物能消毒杀菌
D．有强还原性，能吸附水中杂质，氧化产物能消毒杀菌
解析：高铁酸钾( K2FeO4)中Fe的化合价是+6价，具有强氧化性，其还原产物Fe3+水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中杂质。
答案：A
3．（上海）过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后，若固体质量增加了28 g，反应中有关物质的物理量正确的是(NA表示阿伏加德罗常数)
二氧化碳碳酸钠转移的电子
A1molNA
B22.4L1mol
C106 g1mol
D106g2NA
解析：二氧化碳和过氧化钠反应的方程式为：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，每生成1mol氧气，固体质量就增加56g、消耗2mol二氧化碳和2mol过氧化钠，同时生成2mol碳酸钠，而转移的电子数是2mol。
答案：AC
4．（上海）物质的量为0.10 mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量不可能为
A．3.2g B．4.0g C．4.2g D．4.6g
解析：若镁全部与氧气反应只生成氧化镁，其质量是4g；若镁全部与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，其质量是4.6g。因为只要有氧气存在，就不可能生成单质碳，即镁应该首先与氧气反应，所以选项D是不可能。
答案：D
5.（重庆）对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是
A.明矾溶液加热 B.CH3COONa溶液加热
C.氨水中加入少量NH4Cl固体 D.小苏打溶液中加入少量NaCl固体
【答案】B
【解析】明矾KAl(SO4)2?12H2O在水中电离后产生的Al3＋水解使溶液呈酸性，加热导致水解程度增大，但酚酞遇酸性溶液颜色不变化，因此A项不符合题意。CH3COONa为强碱弱酸盐，水解呈碱性，滴加酚酞后溶液显红色，加热使碱性增强，因此红色变深。氨水为弱碱，发生不完全电离：NH3?H2O NH4＋＋OH－，加入酚酞后溶液变为红色，而NH4Cl=NH4＋＋Cl－，其中的NH4＋会抑制氨水的电离，使溶液碱性减弱，颜色变浅。NaCl对NaHCO3溶液中HCO3－的水解无影响
6.（四川）下列“化学与生活”的说法不正确的是( )
A．硫酸钡可用钡餐透视
B．盐卤可用于制豆腐
C．明矾可用于水的消毒，杀菌
D．醋可用于除去暖水瓶中的水垢
【答案】C
【解析】硫酸钡不溶于胃酸，可以做钡餐，A项正确。盐卤可以使豆浆发生凝聚生产豆腐，B项正确。明矾可以用于水的净化，不能杀菌、消毒，C项错误。醋酸可以与水垢的成分碳酸钙反应，可以用来除垢，D项正确。
7.（山东）Al，Fe，Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B.三者的单质放置在空气中只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu，Fe，Al
【答案】C
【解析】本题考查几种重要金属及其化合物知识，同时间杂着考查盐类水解规律应用与电解规律的应用。A选项中Al2O3为两性氧化物，故A项错误；B选项中Cu主要生成铜绿??碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，故B错误；C选项中三者氯化物溶液蒸干发生水解得到对应氢氧化物和氧化物混合物，若再灼烧得到全是氧化物，故一般在HCl气流中蒸干，才能得到无水物；D选项考查电解放电规律，Fe3+先放点得到Fe2+，再Cu2+放电得到Cu，然后Fe2+放电得到Fe，Al3+不在溶液中放电得到Al，故D错误
8、（广东）某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是
A、将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，置镁条于其中探究Mg的活泼性
B、将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成
C、将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D、将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体
答案：B
解析：此题以镁及其化合物知识为基础考查化学实验知识。将浓硫酸稀释为稀硫酸时，为防止液体飞溅，应将浓硫酸加入水中，A错；NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，发生反应：2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4，B对；过滤时浊液不能直接倒入漏斗中，应用玻璃棒导流，C错；加热蒸干MgCl2溶液时，由于镁离子的水解，其最后得到的是氧化镁固体，得不到无水MgCl2固体，D错。
9.（安徽）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项实验操作现象解释或结论
A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
BAgl沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比Agl更难溶
CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性
答案：D
10.（江苏）下列有关物质的性质和该性质的应用均正确的是
A.常温下浓硫酸能是铝发生钝化，可在常温下作用铝制贮藏贮运浓硫酸
B.二氧化硅不与任何酸反应，可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒
D.铜的金属活泼性比铁的差，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀
【答案】A
【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴，这些内容都来源于必修一、选修四和必修二等课本内容。看来高三一轮复习一定注意要抓课本、抓基础，不能急功近利。
二氧化硅不与任何酸反应，但可与氢氟酸反应。二氧化氯中氯的化合价为＋4价，不稳定，易转变为－1价，从而体现氧化性。铜的金属活泼性比铁的差，在原电池中作正极，海轮外壳上装铜块会加快海轮外壳腐蚀的进程。
11.（江苏）NaCl是一种化工原料，可以制备一系列物质（见图4）。下列说法正确的是
A.25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳与Cl2的反应中，Cl2既是氧化剂，又是还原剂
C.常温下干燥的Cl2能用钢瓶贮存，所以Cl2不与铁反应
D.图4所示转化反应都是氧化还原反应
【答案】B
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