2019年高考化學(xué)命題熱點(diǎn)提分攻略 專題11 金屬及其化合物難點(diǎn)突破學(xué)案.doc
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專題11 金屬及其化合物 全國(guó)卷 年份 題號(hào) 考點(diǎn)分布 金屬單質(zhì)及其重要化合物 I 2018 7 ★ 2017 27、10D ★ II 2018 26 ★ 2017 13 ★ 2016 12、28 ★ III 2017 11、26、 27、9 ★ 2016 7 ★ 北京卷 2018 12 ★ 天津卷 2018 4 ★ 江蘇卷 2018 9、16 ★ 金屬及其重要化合物一直是高考的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，18年高考仍然是復(fù)習(xí)的重中之重，在客觀題和主觀題中仍然是結(jié)合離子反應(yīng)、阿伏伽德羅常數(shù)、物質(zhì)的制備或分離提純的工藝流程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，綜合考查。 一、鈉及其重要化合物 1．樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識(shí)主線 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 (2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 2．掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn) (1)鈉和鹽溶液反應(yīng)，不能置換出鹽中的金屬，與熔融的鹽反應(yīng)才能置換出鹽中的金屬。 (2)無(wú)論Na與O2反應(yīng)生成Na2O還是Na2O2，只要參與反應(yīng)的Na的質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量一定相等，但得到Na2O2的質(zhì)量大于Na2O的。 (3)Na分別與H2O和乙醇發(fā)生的反應(yīng)均屬于置換反應(yīng)，二者現(xiàn)象明顯不同，前者劇烈，后者緩慢。 (4)1 mol Na2O2參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量不一定為1 mol，如Na2O2與SO2的反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)應(yīng)為2 mol。 (5)不能用Ca(OH)2鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液，應(yīng)選用CaCl2或BaCl2溶液。 (6)除去CO2中的HCl氣體，應(yīng)選用飽和的NaHCO3溶液。 (7)向飽和的Na2CO3溶液中通入過(guò)量CO2，有晶體析出。 (8) 焰色反應(yīng)是元素的性質(zhì)，無(wú)論游離態(tài)還是化合態(tài)，均具有相同的焰色反應(yīng)，它不是化學(xué)變化，在觀察鉀元素的焰色反應(yīng)時(shí)，應(yīng)通過(guò)藍(lán)色的鈷玻璃片。 (9)Na－K合金常溫下呈液態(tài)，是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑。 (10)堿金屬的密度呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但K反常。 (11)Li和O2反應(yīng)只生成Li2O；NaH是離子化合物，是一種強(qiáng)還原劑。Na2O、Na2O2陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比均為1∶2。 二 鋁及其重要化合物 1．樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識(shí)主線 Al→Al2O3←Al(OH)3→ (2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 2．掃除易混知識(shí)盲點(diǎn) (1)鋁是活潑金屬，但鋁抗腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)，因?yàn)殇X表面生成一層致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔點(diǎn)高于Al的熔點(diǎn)，故在酒精燈上加熱鋁箔直至熔化，發(fā)現(xiàn)熔化的鋁并不滴落。 (2)鋁熱反應(yīng)不僅僅是單質(zhì)鋁與Fe2O3反應(yīng)，還包含制取其他難熔金屬的反應(yīng)，由于鋁熱劑是混合物，故鋁熱反應(yīng)不能用于工業(yè)上冶煉鐵。注意鋁熱反應(yīng)是中學(xué)化學(xué)中唯一一類金屬單質(zhì)與金屬氧化物在高溫條件下的置換反應(yīng)。 (3)引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是高考實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)，具體操作是先鋪一層KClO3，然后插上鎂條，最后點(diǎn)燃鎂條。 (4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑，該金屬氧化物對(duì)應(yīng)的金屬活潑性應(yīng)比鋁弱。 (5)Al2O3、Al(OH)3與NaOH溶液的反應(yīng)常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水，所以實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽和氨水來(lái)制備Al(OH)3。 (6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3，一般不用強(qiáng)酸，因?yàn)閺?qiáng)酸的量控制不當(dāng)會(huì)使制得的Al(OH)3溶解。若向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是HCO，不過(guò)量時(shí)另一產(chǎn)物是CO，書(shū)寫離子反應(yīng)方程式時(shí)要特別注意。 (7)Al(OH)3可用作抗酸藥；明礬常用于凈水。 (8)泡沫滅火器所用試劑為Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。 三 鐵及其重要化合物 1．樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識(shí)主線 Fe→→→ (2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 2．掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn) (1)Fe與O2、H2O(g)反應(yīng)的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應(yīng)時(shí)生成FeCl3，與S反應(yīng)時(shí)生成FeS，說(shuō)明Cl2的氧化能力大于S的。常溫下，F(xiàn)e、Al在冷的濃硫酸和濃硝酸中發(fā)生鈍化，但加熱后繼續(xù)反應(yīng)。Fe在Cl2中燃燒，無(wú)論Cl2過(guò)量還是不足均生成FeCl3。 (2)向含F(xiàn)e2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物質(zhì)時(shí)，溶液會(huì)出現(xiàn)淺綠色―→棕色的顏色變化，該現(xiàn)象可用于Fe2＋的檢驗(yàn)。 (3)Fe3＋的檢驗(yàn)方法較多，如觀察溶液顏色法(棕黃色)、NaOH溶液法(生成紅褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血紅色溶液)，前面兩種方法需溶液中Fe3＋濃度較大時(shí)才適用，最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的檢驗(yàn)可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法；也可用鐵氰化鉀檢驗(yàn)Fe2＋，現(xiàn)象是生成藍(lán)色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋與堿的復(fù)分解反應(yīng)外，還可用化合反應(yīng)：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入鹽酸)；配制FeCl3溶液要加入濃鹽酸防止水解。 (6)Fe3＋必須在酸性條件下才能大量存在，當(dāng)pH＝7時(shí)，F(xiàn)e3＋幾乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 (7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，應(yīng)先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀過(guò)濾除去。 (8)制備Fe(OH)2的方法很多，原則有兩點(diǎn)：一是溶液中的溶解氧必須提前除去；二是反應(yīng)過(guò)程中必須與O2隔絕。同時(shí)要牢記Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時(shí)溶液的顏色變化(白色沉淀迅速變成灰綠色，最后變成紅褐色)。 (9)Fe(OH)3膠體的制備方法是將飽和FeCl3溶液滴加到沸水中，加熱至呈紅褐色后立即停止加熱。膠體不帶電，帶電的是膠粒。 (10)自然界中有少量游離態(tài)的鐵(隕石中)，純凈的鐵塊是銀白色的，而鐵粉是黑色的。 四 銅及其重要化合物 1．樹(shù)立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識(shí)主線 Cu→←Cu(OH)2→ (2)形成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 2．掃除易忘知識(shí)盲點(diǎn) (1)銅在潮濕的空氣中最終不是生成CuO，而是銅綠[Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼熱的銅粉除去N2中的O2，灼熱的CuO除去CO2中的CO。 (3)新制Cu(OH)2懸濁液常用來(lái)檢驗(yàn)醛基。 (4)Cu和一定量的濃HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的是NO2和NO的混合氣體，當(dāng)Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu繼續(xù)溶解。 (5)Cu：紫紅色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：磚紅色。 (6)銅的焰色反應(yīng)為綠色。 (7)冶煉銅的方法有①熱還原法；②濕法煉銅；③電解精煉銅。 (8)銅合金有：①青銅(Cu、Sn、Pb等)；②黃銅(Zn、Sn、Pb、Al等)；③白銅(Ni、Zn、Mn)。 【典例1】【2018全國(guó)1】硫酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊硫酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下： 下列敘述錯(cuò)誤的是 A. 合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用 B. 從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li C. “沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+ D. 上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉 【答案】D 詳解：A、廢舊電池中含有重金屬，隨意排放容易污染環(huán)境，因此合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用，A正確； B、根據(jù)流程的轉(zhuǎn)化可知從正極片中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li，B正確； C、得到含Li、P、Fe的濾液，加入堿液生成氫氧化鐵沉淀，因此“沉淀”反應(yīng)的金屬離子是Fe3＋，C正確； D、硫酸鋰能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D錯(cuò)誤。答案選D。 點(diǎn)睛：本題以廢舊電池的回收為載體考查金屬元素的回收，明確流程中元素的轉(zhuǎn)化關(guān)系是解答的關(guān)鍵，題目難度不大。 【典例2】【2018全國(guó)2】我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關(guān)金屬離子[c0(Mn+)=0.1 molL-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 開(kāi)始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問(wèn)題： （1）焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________。 （2）濾渣1的主要成分除SiO2外還有___________；氧化除雜工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧氣，其后果是________________。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)________________。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________；沉積鋅后的電解液可返回_______工序繼續(xù)使用。 【答案】ZnS+O2ZnO+SO2 PbSO4 調(diào)節(jié)溶液的pH 無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+ Zn+Cd2+Zn2++Cd Zn2++2e－Zn 溶浸 詳解：（1）由于閃鋅礦的主要成分是ZnS，因此焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ZnS+3O22ZnO+2SO2。 （2）由于硫酸鉛不溶于水，因此濾渣1的主要成分除SiO2外還有PbSO4；要測(cè)定鐵離子，需要調(diào)節(jié)溶液的pH，又因?yàn)椴荒芤胄码s質(zhì)，所以需要利用氧化鋅調(diào)節(jié)pH，即氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大，所以若不通入氧氣，其后果是無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，反應(yīng)的離子方程式為Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng)，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反應(yīng)式為Zn2++2e－＝Zn；陽(yáng)極是氫氧根放電，破壞水的電離平衡，產(chǎn)生氫離子，所以電解后還有硫酸產(chǎn)生，因此沉積鋅后的電解液可返回溶浸工序繼續(xù)使用。 點(diǎn)睛：無(wú)機(jī)工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問(wèn)題的能力。解決本類題目的關(guān)鍵是分析流程中的每一步驟，可從以下幾個(gè)方面了解流程：①反應(yīng)物是什么；②發(fā)生了什么反應(yīng)；③該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。即抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。另外本題中呈現(xiàn)的內(nèi)容展示了中華優(yōu)秀科技成果對(duì)人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的貢獻(xiàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)傳承我國(guó)科學(xué)文化，弘揚(yáng)科學(xué)精神。 【典例3】【2018北京】驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，實(shí)驗(yàn)如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過(guò)酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在Fe表面生成藍(lán)色沉淀 試管內(nèi)無(wú)明顯變化 試管內(nèi)生成藍(lán)色沉淀 下列說(shuō)法不正確的是 A. 對(duì)比②③，可以判定Zn保護(hù)了Fe B. 對(duì)比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C. 驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe時(shí)不能用①的方法 D. 將Zn換成Cu，用①的方法可判斷Fe比Cu活潑 【答案】D 詳解：A項(xiàng)，對(duì)比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]無(wú)明顯變化，②Fe附近的溶液中不含F(xiàn)e2+，③Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+，②中Fe被保護(hù)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，F(xiàn)e表面產(chǎn)生了Fe2+，對(duì)比①②的異同，①可能是K3[Fe（CN）6]將Fe氧化成Fe2+，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，對(duì)比①②，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，①也能檢驗(yàn)出Fe2+，不能用①的方法驗(yàn)證Zn保護(hù)Fe，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，由實(shí)驗(yàn)可知K3[Fe（CN）6]可能將Fe氧化成Fe2+，將Zn換成Cu不能用①的方法證明Fe比Cu活潑，D項(xiàng)錯(cuò)誤；答案選D。 點(diǎn)睛：本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法，考查Fe2+的檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)方案的對(duì)比，解決本題的關(guān)鍵是用對(duì)比分析法。要注意操作條件的變化，如①中沒(méi)有取溶液，②中取出溶液，考慮Fe對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。要證明Fe比Cu活潑，可用②的方法。 【典例4】【2018天津】由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象推出的相應(yīng)結(jié)論正確的是 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 原溶液中有Fe2+，無(wú)Fe3+ B．向C6H5ONa溶液中通入CO2 溶液變渾濁 酸性：H2CO3>C6H5OH C．向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液 生成黑色沉淀 Ksp(CuS)下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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