2020年高考化学考前必记 精华03 金属元素及其化合物

精华03  金属元素及其化合物

一、钠及其化合物

(1)钠的重要反应

①与水反应

2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

2Na＋CuSO4＋2H2O===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑

【易错警示】钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，而是先与H2O反应生成NaOH，然后生成的NaOH溶液再与盐溶液反应，钠与H2O、酸反应的实质都是与H＋反应，所以钠与酸溶液反应更为剧烈。钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。

②与氧气反应

4Na＋O2===2Na2O(空气中缓慢氧化)

2Na＋O2Na2O2

2Na2O＋O22Na2O2

【巧学活用】①无论Na与O2反应生成Na2O或Na2O2，只要参与反应的Na质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的质量。

②注意Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。

③要注意推断题中的“题眼”——多步氧化关系：NaNa2ONa2O2。

(2)钠的化合物的重要反应

①Na2O2

2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑

2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2

SO2＋Na2O2===Na2SO4

【巧学活用】1 mol Na2O2歧化时转移电子的物质的量为1 mol，被还原剂还原时，则转移2 mol e－，该结论常用在考查NA的题目中。Na2O2跟CO2和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑Na2O2跟CO2的反应。Na2O2具有强氧化性，能将具有还原性的物质氧化，注意相关反应离子方程式的书写(如将Na2O2投入Na2S、Na2SO3、NaI、FeSO4等具有还原性的溶液中)。

②Na2CO3

Na2CO3＋2HCl(过量)===2NaCl＋CO2↑＋H2O

Na2CO3＋HCl(不足)===NaCl＋NaHCO3

Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3

Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH

【巧学活用】向Na2CO3溶液中加入盐酸时反应分两步进行，首先生成NaHCO3，然后是NaHCO3与盐酸反应生成CO2。二者滴加的顺序不同，产生的现象也不同，这就是不用其他试剂就能鉴别出Na2CO3溶液和盐酸的原理。

③NaHCO3

2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑

NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O

NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O

2NaHCO3＋Ca(OH)2(不足)===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O

NaHCO3＋Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O

【易错警示】a.不能用常压下蒸发溶剂的方法制备NaHCO3晶体，不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3。

b.在书写碳酸氢盐与澄清石灰水反应的离子方程式时要特别注意二者量的相对多少。

c.吸收CO2气体中的HCl不能用饱和Na2CO3溶液，需用饱和NaHCO3溶液。

④NaOH

2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O

CO2＋2NaOH(过量)===Na2CO3＋H2O

CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3

【巧学活用】CO2与NaOH溶液反应的产物可能是Na2CO3、NaHCO3或二者的混合物，可根据Na＋和C 守恒法确定CO2与NaOH溶液反应的产物。

二、铝及其化合物

 (1)Al单质的重要反应

4Al＋3O22Al2O3

2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑

2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3

4Al＋3MnO23Mn＋2Al2O3

【巧学活用】Al与NaOH溶液的反应常用于物质推断、含有Al的固体混合物分离提纯及含量测定。

【易错警示】①铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于成本高，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁，注意铝热反应是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。

(2)Al2O3、Al(OH)3的重要反应

Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O

Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O

2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑

Al(OH)3 ＋3HCl===AlCl3＋3H2O

Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O

【巧学活用】Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。

(3)铝盐和偏铝酸盐的重要反应

Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH

AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl(NaOH适量)

AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O(NaOH过量)

NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl(少量盐酸)

NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量盐酸)

2AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO(少量CO2)

AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO(足量CO2)

Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓(铝盐和偏铝酸盐在溶液中双水解)

Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋

【巧学活用】利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时另一产物是HCO，不过量时另一产物是CO，书写离子反应方程式时要特别注意这一点。

三、铁及其化合物

 (1)铁单质的重要反应

3Fe＋2O2Fe3O4

Fe＋SFeS

2Fe＋3Cl22FeCl3

3Fe＋4H2O(g) Fe3O4＋4H2

Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(酸为非氧化性酸)

Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(铁适量)

3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(铁过量)

Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4

2FeCl3＋Fe===3FeCl2

【易错警示】Fe与O2、H2O(g)在高温下反应的产物都是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在浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。

(2)铁的化合物的重要反应

FeCl2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl

4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

2FeCl2＋Cl2===2FeCl3

2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O

3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O

Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3

FeCl3＋3H2O(沸水) Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(氢氧化铁胶体的制备)

【巧学活用】①FeCl2溶液与NaOH溶液在空气中反应的现象变化，常用于物质推断。向Fe2＋溶液中加入硝酸、KMnO4、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的初步检验。

②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。

③Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋的浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液，再加入氧化剂的方法。

四、其他金属元素及物质制备反应

(1)铜及其化合物的重要反应

 2Cu＋O22CuO

 2Cu＋SCu2S

 Cu＋Cl2CuCl2

 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2

 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3

 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

(2)镁及其化合物的重要反应

2Mg＋O22MgO

3Mg＋N2Mg3N2

2Mg＋CO22MgO＋C

Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O(注意：不生成MgCO3沉淀)