高考化学考点解读——金属元素单质及其重要化合物

高考频度：★★★★★   难易程度：★★★☆☆

下列关于元素及其化合物的说法正确的是

A．Fe在常温下可与浓硝酸、稀硝酸、浓硫酸剧烈反应

B．Al、Cl₂均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用相同

C．Na久置于空气中，可以和空气中的有关物质发生反应，最终生成Na₂CO₃

D．制备FeCl₃、CuCl₂固体均可采用将溶液直接蒸干的方法

【参考答案】C

【试题解析】浓硝酸、浓硫酸都具有强氧化性，常温下能和铁发生钝化反应，无剧烈现象，铁和稀硝酸能发生剧烈反应，A错误；铝和氢氧化钠的反应为2Al+2NaOH+2H₂O2NaAlO₂+3H₂↑，铝只作还原剂；Cl₂+2NaOHNaCl+NaClO+H₂O，氯气既作氧化剂又作还原剂，两单质的作用不相同，B错误；Na的性质活泼，易与空气中氧气反应生成Na₂O，反应为4Na+O₂2Na₂O，Na₂O易与水反应生成NaOH，反应为Na₂O+H₂O2NaOH，NaOH吸收空气中的水和CO₂生成Na₂CO₃·xH₂O，Na₂CO₃·xH₂O风化脱水生成Na₂CO₃，C正确；由于FeCl₃、CuCl₂在加热过程中被促进水解，且生成的HCl又易挥发而脱离体系，造成水解完全，生成氢氧化铁、氢氧化铜，以致于得不到FeCl₃、CuCl₂，故D错误。

1．铝热反应的三个要点：

①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。

②铝热剂是单质铝与难熔金属氧化物的反应，并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。

③引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO₃，然后插上镁条，最后点燃镁条引发反应进行。

（2）铝既能与酸(非氧化性酸)又能与强碱反应产生H₂的性质常作为推断题的“题眼”。

2．“铝三角”的应用

（1）判断离子共存：

Al^3＋与OH^?、S^2?、HS^?、、、因为相互促进水解或生成沉淀而不能大量共存，与H^＋、、Al^3＋、Fe^3＋等不能大量共存。

（2）物质的鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)：

AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶解；NaOH溶液中滴加AlCl₃溶液现象为：开始生成沉淀立即溶解，后产生白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。

（3）Al(OH)₃的制备：

①可溶性铝盐和氨水反应：Al^3＋＋3NH₃·H₂O===Al(OH)₃↓＋3。

②可溶性铝盐和偏铝酸盐反应：Al^3＋＋3＋6H₂O===4Al(OH)₃↓。

③偏铝酸盐和弱酸反应：＋CO₂＋2H₂O===Al(OH)₃↓＋

④离子反应先后顺序问题：

当溶液中有多种离子时，要考虑离子间的反应顺序，如向含有H^＋、、Mg^2＋、Al^3＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序为：H^＋―→Mg^2＋、Al^3＋―→―→Al(OH)₃。

3．铁、铜及其化合物的一些易误知识点也应掌握，现总结如下：

①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是生成铜绿[Cu₂(OH)₂CO₃]。

②常用灼热的铜粉除去N₂中的O₂，灼热的CuO除去CO₂中的CO。

③新制Cu(OH)₂悬浊液常用来检验醛基。

④Cu和一定量的浓HNO₃反应，产生的是NO₂和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H₂SO₄，Cu继续溶解。

⑤Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu₂S：黑色；CuS：黑色；Cu₂O：砖红色。

⑥Fe与O₂、H₂O(g)反应的产物都是Fe₃O₄而不是Fe₂O₃。Fe与Cl₂反应时生成FeCl₃，与S反应时生成FeS，说明Cl₂的氧化能力大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl₂中燃烧，无论Cl₂过量还是不足均生成FeCl₃。

⑦向含Fe^2＋的溶液中加入硝酸、KMnO₄溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe^2＋的检验。

⑧制备Fe(OH)₂的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O₂隔绝。

1．下列结论中正确的是

选项

实验1

实验2

结论

A

将SO₂通入石蕊试液中

将Na₂O₂加入酚酞试液中

都是先变红后褪色

B

将少量CO₂和H₂O(g)通过足量Na₂O₂固体

少量NaHCO₃溶液与过量Ca(OH)₂溶液混合

都有Na₂CO₃生成

C

将Na₂O₂固体加入FeCl₂溶液中

将NaOH溶液与Fe₂(SO₄)₃溶液混合

最终都有红褐色沉淀生成

D

1 mol Na₂O₂固体与足量水反应

1 mol Fe在足量Cl₂中燃烧

都是转移2 mol电子

2．如图W、X、Y、Z为四种物质，若箭头表示能一步转化的常见反应，其中常温下能实现图示转化关系的是

选项

W

X

Y

Z

A

N₂

NH₃

NO₂

HNO₃

B

Na

Na₂O₂

NaOH

NaCl

C

Fe

FeCl₃

Fe(OH)₂

FeCl₂

D

Al

AlCl₃

NaAlO₂

Al₂(SO₄)₃

3．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验室测定化合物X的组成实验如下：

下列说法不正确的是

A．固体2是氧化铁

B．X的化学式可以表示为Fe₃C₂

C．溶液甲中可能含有Fe³⁺

D．X与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生 

1．【答案】C

【解析】A项，将SO₂通入石蕊试液中，溶液只变红不褪色，错误。B项，将少量NaHCO₃溶液与过量Ca(OH)₂溶液混合，生成CaCO₃、NaOH和H₂O，错误。C项，Na₂O₂与水反应生成NaOH和O₂，NaOH与FeCl₂反应生成Fe(OH)₂，O₂将Fe(OH)₂氧化为Fe(OH)₃；NaOH溶液与Fe₂(SO₄)₃溶液反应生成Fe(OH)₃，正确。D项，1 mol Na₂O₂固体与水反应转移1 mol电子，1 mol Fe在足量Cl₂中燃烧转移3 mol电子，错误。

2．【答案】D

【解析】常温下N₂不能直接转化为NH₃、NO₂、HNO₃；A项错误；常温下Na与O₂反应生成Na₂O而不是Na₂O₂，B项错误；常温下Fe不能转化为Fe(OH)₂，Fe和氯气在点燃时发生反应生成FeCl₃，C项错误；Al和盐酸反应转化为AlCl₃，与NaOH溶液反应转化为NaAlO₂，与硫酸反应转化为Al₂(SO₄)₃，AlCl₃与NaOH溶液反应转化为NaAlO₂，NaAlO₂与硫酸反应转化为Al₂(SO₄)₃，Al₂(SO₄)₃与BaCl₂溶液反应转化为AlCl₃，D项正确。

3．【答案】B

【解析】铁碳化合物X，在足量空气中煅烧得固体1为铁的氧化物，可以有+2价或+3价的铁，溶于盐酸所得溶液中可能有Fe²⁺和Fe³⁺，再通入足量的氯气，溶液中都为+3价的铁，加热蒸发，Fe³⁺水解，生成氢氧化铁，灼烧后氢氧化铁分解得固体2为氧化铁，24 g氧化铁中含有铁元素的质量为×24 g=16.8 g，利用元素守恒，可计算得化合物X中铁元素的质量也是16.8 g，进而求得X中碳元素的质量为18.0 g?

16.8 g=1.2 g，所以在X中铁、碳原子的物质的量之比为∶=3∶1，所以X的化学式为Fe₃C，Fe₃C与热的浓硝酸发生氧化还原反应，碳元素可被氧化成二氧化碳，硝酸中的氮可被还原成二氧化氮，根据上面的分析可知。固体2是氧化铁，故A正确；X的化学式可以表示为Fe₃C，故B错误；溶液甲中可能含有Fe³⁺，故C正确；与足量的热浓硝酸反应有NO₂和CO₂生成，故D正确。