2022届新高考化学一轮复习金属及其化合物学案

元素化合物的常见性质和应用、转化关系一、不同价态型转化1.连续氧化型转化酸H₂O酸某些酸性氧化物,满足此关系的有Na、K、Ca。碱或某些碱性氧化物H₂O碱非金属氧化物酸盐,满足此关系的有N、S。高价非金属氧化物,满足此关系的有N、S。2.连续非氧化型转化(2)若X为强酸，如HCl(3)若X为强碱，如NaOH①SiO₂不能通过一步反应转化为H₂SiO₃。②S不能通过一步反应转化为SO₃。③N₂不能通过一步反应转化为NO₂。④Cl₂不能通过一步反应生成FeCl₂。⑤CuO不能通过一步反应生成Cu(OH)₂2.三角转化二、同价态型转化1.工业转化及应用方式一：方式一：2.三角转化三、常见无机物的重要性质和应用物质性质应用作干燥剂(不能干燥NH₃、H₂S、HI)生石灰、无水氯化钙能与水反应可作(食品)干燥剂铁粉具有强还原性，能吸收空气中的O2可作袋装食品中的脱氧剂硅胶能吸收水分可作(袋装食品)干燥剂硅是常用的半导体材料可作太阳能电池板SiO₂具有光的全反射性质可作光导纤维4HF+SiO₂=2H₂O+SiF₄个用氢氟酸雕刻玻璃ClO₂具有较强的氧化性用于自来水的杀菌消毒次氯酸盐具有强氧化性可作杀菌消毒剂，还可作漂白剂碘酸钾在常温下稳定食盐中的加碘物质NH₄HCO₃、NH₄NO₃是可溶的含氮化合物浓氨水具有挥发性和还原性用浓氨水检验输送Cl₂的管道是否漏气二氧化硫具有漂白性可以用来漂白纸浆、草帽辫等NaHCO₃受热分解生成CO₂,能与酸反应用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂Na₂CO₃水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗去油污Na₂O₂与H₂O、CO₂反应均生成O₂作供氧剂硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞Al具有良好的延展性和抗腐蚀性常用铝箔包装物品常温下，铝、铁遇浓硫酸、浓硝酸钝化可盛装、运输浓硫酸、浓硝酸铝有还原性，与氧化铁反应放出大量的热可用于焊接铁轨MgO、Al₂O₃熔点高Al³+水解生成的氢氧化铝胶体具有吸附性明矾作净水剂(混凝剂)小苏打溶液和硫酸铝溶液反应生成CO₂可以作泡沫灭火器明矾溶液显酸性利用明矾溶液清除铜镜表面的铜锈Al(OH)₃有弱碱性可用于中和胃酸Fe具有还原性还原铁粉用于防止食品氧化变质Fe₂O₃是红棕色粉末Fe³+水解生成的氢氧化铁胶体具有吸附性铁盐可用作净水剂(混凝剂)K₂FeO₄是强氧化剂，还原产物Fe³+水解生成氢氧化铁胶体K₂FeO₄作新型消毒剂、净水剂FeCl₃溶液具有较强氧化性FeCl₃溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板CuSO₄使蛋白质变性误服CuSO₄溶液，喝蛋清或豆浆解毒BaSO₄不溶于水，不与胃酸反应在医疗上进行胃部造影前，BaSO₄作患者服用的"钡餐"干冰升华吸收大量的热用于人工降雨液氨汽化吸收大量的热作制冷剂序号举例解释×N₂与氧气一步反应只能生成NOXS与O₂一步反应只能生成SO₂XNaOH难于一步分解生成Na₂O和水XSiO₂难溶于水且不能与水反应XX√√分类物过氧化物两性氧化物物物物颜色状态白色固体淡黄色固体白色固体黑色粉末红棕色粉末黑色固体与水作用反应生成反应生成NaOH和O₂O不溶于水，也不与水反应与酸作用反应生成反应生成和氧气反应生成铝盐和水反应生成亚铁盐和水反应生成反应生成除Na₂O₂外，氧化性很弱，通常不能用还原剂还原可用C、CO、Al、H₂等还原，生成单质铁、铜与CO₂反与CO₂反与强碱反应生成偏与氧化性酸反应生颜色状态白色固体白色胶状沉淀红褐色沉淀白色沉淀蓝色沉淀稳定，加热不分解加热分解成加热分解成不稳定，易被氧化成受热易分解成CuO和与酸反应均易与酸反应生成对应的盐，若为氧化性酸，则Fe(OH)₂还要被氧化其他反应与某些盐、Al(OH)₃反应与强碱溶液反应具有还原性新制Cu(OH)₂悬浊液被醛基还原3.了解12种物质的重要用途：钠：制Na₂O₂、冶炼Ti等金属、钠钾合金原子反应堆导热剂过氧化钠(Na₂O₂):做漂白剂(强氧化性漂白),呼吸面具或潜艇中的供氧剂。小苏打(NaHCO₃):发酵粉、灭火剂、治疗胃酸过多(有胃溃疡时不能用)4.掌握16种常见问题Na₂O₂钠的质量相等时，无论是生成Na₂O还是Na₂O₂,转移的电子数都相等。晶)→Na₂CO₃(风化，化学变化),最终得到是一种白色粉末。(最终产物是Na₂CO₃)。(3)钠与溶液反应顺序：先酸后水再盐(5)向饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳会析出晶体；(6)模拟侯氏制碱法：先向饱和食盐水中NHCONaHCO(7)焰色试验是物理变化，不是所有元素都有焰色试验，钠的焰色是黄色，钾透过蓝色(11)检验(Fe²+):①向氯化亚铁溶液中滴加KSCN溶液，无现象，再通入氯气，溶液③检验含有Fe₂(SO₄)₃的溶液中含有FeSO₄的操作方法：取待测液少许置于试管中，滴加少许酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，说明含有Fe²+注意：该方法不可以用来检测FeCl₃的溶液中含有FeCl₂,因该溶液中的阴离子含有CI,容易被酸性KMnO₄溶液氧化。(12)Fe³+的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，最好选择KSCN溶液，因为此法最灵敏。溶液中同时含有Fe³+、Fe²+,由于Fe³+的存在对Fe²+的检验起了干扰作用，通常取少量溶液于试管中，向溶液中滴加适量酸性高锰酸钾溶液(或溴水),溶液紫红色褪去(或溴水褪色),说明含有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、MgCO₃、Mg(OH)₂中之一，与Fe³+水解产生的H反应，促进Fe³+的水解，将Fe³+转化为Fe(OH)₃沉淀除去。中之一，与Fe³+水解产生的H反应，促进Fe³+的水解，将Fe³+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。③除去Mg²+中混有的Fe²+的方法：先加入氧化剂(如H₂O₂)将溶液中的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：先加入氧化剂(如H₂O₂)将溶液中的Fe²+氧化成Fe³+,然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe³+。(14)合金属于混合物，与一般混合物不同的是，合金有固定的熔点，其原因是合金有固定的组成。多种金属熔合成合金的过程是物理变化，各成分金属仍保持各自的化学性质不变。合金的用途比纯金属的更广泛。(15)既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al、Al₂O₃、Al(OH)₃、弱酸的酸式盐(如(16)与水接触产生气体的常见物质有Na、K、Na₂O₂。与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al₂S₃、Mg₃N₂、CaC₂等。物质一"活泼"金属代表钠"价—类"二维图转化反应②Na与足量O₂反应无论生成Na₂O还是Na₂O₂,只要参与反应的Na的质量相等，则转移电④1molNa₂O₂参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol,如1molNa₂O₂与足量SO₂的反应转移电子应为2mol,生成Na₂SO₄。⑤不能用Ca(OH)₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，应选用CaCl₂或BaCl₂溶液。有NaHCO₃晶体析出。焰色反应不是化学变化。在观察钾元素的焰色反应时，应透过蓝色的钴玻璃片观察。焰色反应子个数比均为1:2。钾的活泼性超过钠，钾与O₂反应除生成K₂O₂外，还生成KO₂(超氧化钾)。KO₂的阴离子为O₂,有极强的氧化性，与H₂O、CO₂的反应分别为4KO₂+2H₂O==4KOH+3O21、4KO₂+与水反应生成H₂:Ca+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂T。在空气中燃烧：Ca+O₂Ca3N₂。溶于酸生成H₂O₂:CaO₂+2H¹=Ca²++H₂O₂。与水反应：2CaO₂+2H₂O=2Ca(OH)2+O₂↑。在碱性条件下，CaCl₂与H₂O₂反应可制得CaO₂。草酸钙CaC2O4难溶于水。溶于盐酸：CaC₂O₄+2H¹=Ca²++H₂C₂O₄物质二镁和"两性"金属的代表铝"价—类"二维图转化反应③AlCl₃+4NaOHNaAIONaCl④NaAlO₂+4HClNaClAlCl⑤NaAlO₂+2H₂OCOAlOHNaHCO③引发铝热反应的操作是高考实验考查的常考点，具体操作是先在铝热剂表面铺一层⑦泡沫灭火器所用试剂为Al₂(SO₄)₃溶液和NaHCO₃溶液。物质性质与盐酸反应：Zn+2H¹=Zn²++H₂↑;与NaOH溶液反应：Zn+2OH⁻=ZnO²⁻+H₂T。Zn(OH)₂+2H¹=Zn²ZnOHZnO物质性质Cr(OH)₃+3H¹=Cr³CrOHCrO物质三变价金属的代表——铁"价—类"二维图转化反应③FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃的水溶液蒸干所得固体不同：FeCl₃溶液加热蒸干得Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)₃可得Fe₂O₃;Fe₂(SO₄)₃溶液蒸干可得Fe₂(SO₄)3。⑥除去ZnCl₂溶液中的FeCl₂,应先通入Cl₂或加入H₂O₂,再加入ZnO,使Fe³+水解生成沉淀Co、Ni在化合物中的价态与铁类似，主要为+2价和+3价，其中+3价表现为氧化性。2Co(0H)₃+SO³+4H¹=2Co²+SO2Ni(OH)₃+SO³+4H¹=2Ni²+SO①K₂Cr₂O₇及K₂CrO₄均为+6价铬的化合物，具有强氧化性，在酸性条件下的还原产物均为Cr³+。如K₂Cr₂O₇和K₂CrO₄均能将SO-氧化成SO:Cr₂Oj-+3SO³+8H¹=2CrSO2CrO⁴⁻+3SO³⁻+10H¹==2Cr³++SO②铬酸盐(CrO)与重铬酸盐(Cr₂O3)在一定条件下能相互转化：在酸性条件下，主要以Cr₂OJ形式存在，在碱性条件下，上述平衡逆向移动，主要以CrO4形式存在。物质四"过渡"元素的代表——铜分解线受热分解：Cu(OH)2(蓝色)—→CuO(黑色)—→Cu₂O(红色)—→Cu(紫红色)从左到右，分解温度越来越高，Cu(OH)z在常温下就能缓慢分解，而CuO需要在高温下才能分解。无水硫酸铜(白色)遇水变成硫酸铜晶体(蓝色)。用此反应检验水的存在。用新制Cu(OH)₂悬浊液来检验醛基。热还原法：湿法炼铜：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO4。电解精炼铜：粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO₄溶液作电解液。知识盲区铜是紫红色金属，它在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是铜绿较强的氧化剂，如氧气、氯气、液溴、双氧水、硝酸、浓硫酸等，在一定条件下，能将铜从0价氧化为+2价；较弱的氧化剂，如硫黄、单质碘等，在一定条件下，只能将铜从0价氧化到+1价。Cu和Cu₂O均为红色固体，Cu与稀H₂SO4不反应，而Cu₂O能与稀H₂SO₄反应：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O(溶液变蓝),利用此性质可以区分Cu和Cu₂O。常用灼热的铜网除去N₂中的O₂;用灼热的CuO可除去CO₂中的CO。"价—类"二维图转化反应①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是生成CuOHCO②常用灼热的铜粉除去N₂中的O₂,用灼热的CuO除去CO₂中的CO。突破集训B[A.硫与足量氧气在点燃条件下只生成二氧化硫，A错误；B.粗硅D.I₂S,硫的氧化性弱，与铜反应只生成Cu₂S,D错误。]2.已知A、B、C、D为短周期元素构成的四种物质，它们有如下转化关系，且D为强电下列说法不正确的是()A.若A为非金属单质，则它与Mg反应的产物中阴、阳离子的个数比可能为2:3B.若A为非金属单质，则其组成元素在周期表中的位置可能处于第二周期第IVA族C.不论A为单质还是化合物，D都有可能是同一种物质，该物质的浓溶液在常温下都能使铁和铝发生钝化D.若A是共价化合物，0.1molA分子中含有的电子数可能为NA(NA为阿伏加德罗常数的值)B[A项，当转化关系为N₂→NONOHNO₃时，A为N₂,与Mg反应生成的Mg3N₂中阴、阳离子的个数比为2:3,正确；B项，若A为非金属单质，A可能是S、N,其D项正确。]3.已知A、B、D、E均为中学化学中的常见物质，它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有关物质的推断不正确的是()过量过量EBADA.若A是铁，则E可能为稀硝酸B.若A是CuO,E是碳，则B为COD.若A是AlCl₃溶液，则E可能是氨水D[A项，考查硝酸的氧化性以及2Fe³++Fe=3Fe²+,据此可判断A正确；B项，根据碳在高温下与CO₂反应可生成CO,可判断B正确；C项，碳酸是二元弱酸，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应可以生成碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠和碳酸氢钠可以相互转化，正确；D项，Al(OH)₃沉淀不能溶于氨水，错误。]4.(2020.广东汕头模拟)如图是硫元素在自然界中的循环示意图，下列有关说法不正确的是()A.硫在自然界中既有游离态又有化合态B.过程⑤宜在土壤的缺氧区实现C.硫元素的循环过程中只有硫的还原D.若生物体有机硫的成键方式为CSH,则过程④中S未发生氧化还原反应C[硫在自然界中有游离态和化合态两种存在形态，A项正确；在土壤中缺氧的条件下可实现⑤的转化，B项正确；题图循环过程中①②均为硫的氧化，C项错误；结合生物体有机硫中S的成键方式可知，S元素为-2价，则过程④中S元素的化合价未发生变化，D项正确。]5.(2020.安徽芜湖模拟)大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾，其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是()A.丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛B.生成O₃的反应属于氧化还原反应C.反应I属于复分解反应D.该过程中O₂作催化剂A[A.丙烯转化成甲醛和乙醛，是丙烯中的双键发生断裂，此反应属于氧化反应，故A正确；B.根据示意图，O₂→O₃,化合价没有发生变化，因此生成O;的反应不属于氧化还原反应，故B错误；C.反应I中NO转化成NO₂,化合价升高，即反应I为氧化还原反应，故C错误；D.有O₂参与反应，但后面没有O₂的生成，因此O₂不作催化剂，故D错误。]6.(2020·湖北鄂州模拟)三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，C.还原过程中生成0.1molN₂,转移电子数为NAD.三效催化剂能有效实现汽车尾气中CO、C,H,、NO,三种成分的净化学性质不变，错误；C项，还原过程中氮元素从+5价降为0价，生成0.1molN₂,转移电子C.污染指数越高，形成酸雨的速率越大B.酸溶时H₂O₂被还原C.H₂SO₄/H₂O₂可改用浓盐酸D.铝、钴产物可再利用化CI转化成+2价Co,正确；D项，根据上述分析知，铝、钴产物可以再利用，正确。]量FeS₂)为原料，生产氧化铝并获得Fe₃O₄的部分工艺流程如下，下列叙述不正确的是()A.加入CaO可以减少SO₂的排放同时生成建筑材料CaSO₄B.向滤液中通入过量CO₂,过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al₂O₃C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS₂):n(Fe₂O₃)=1:5D.烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe₃O₄分离出来C[A项，FeS₂煅烧时会生成SO₂,加入的CaO会与SO₂反应，减少SO₂的排放，而且,理论上反应消耗的n(FeS₂):n(Fe₂O₃)=1:16,而不是1:5,符合题意；D项，Fe₃O₄具有磁性，能够A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al、FeD.上述流程中可用NaHSO₄代替NaHCO₃巨大的促进作用，故不选A;易拉罐的主要成分为Al,含有少量的Fe,因此可从易拉罐中回收的金属元素有Al、Fe,故不选B;"沉淀"反应是铁离子生成氢氧化铁的反应，故不选C;铝不水解，不与铝离子反应，故选D。]A.上述制备过程所涉及的物质中只有一种酸性氧化物C.上述流程中的饱和Na₂CO₃溶液和Na₂CO₃固体不可互换再次充入SO₂,将Na₂SO₃转化为NaHSO₃,得到过饱和的NaHSO₃溶液，由过饱和的NaHSO₃溶液结晶脱水制得Na₂S₂Os,发生反应2NaHSO₃=Na₂S₂O₅+H₂O,据此分析解答。上述制备溶液和Na₂CO₃固体不可互换，否则得不到过饱和的NaHSO₃溶液，故C正确；"结晶脱水"是加热固体分解，应该在坩埚中进行，故D错误。]A.产品中可能含有NaClB.反应Ⅱ中H₂O₂作氧化剂C.NaCIO₂的漂白原理与SO₂相同D.实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行故A正确；反应Ⅱ:2ClO₂+H₂O₂+2NaOH=2NaClO₂+2H₂O+O₂,H₂O₂作还原剂，故B错A.滤渣A中主要含有SiO₂、CeO₂B.过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒C.过程②中发生反应的离子方程式为CeO₂+H₂O₂+3H¹=Ce³++2H₂O+O₂1+H₂O₂+2CeO₂=2Ce³++O₂1+4H₂O,故C错误；过程④中消耗11.2LO₂的物质的量为0.5B.通入N₂是防止空气中的O₂氧化二价铁离子D.溶液A中Fe²+和Fe³+的浓度比为2:1气氧化Fe²+,故B说法正确；利用H₂O₂的氧化性，把Fe²+氧化成Fe³+,涉及反应2Fe²++H₂O₂