2020届化学高考二轮复习（浙江）金属及其化合物学案
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第1讲 金属及其化合物
[考试说明]
知识内容
考试要求
(1)化学理论的建立和发展与人类认识世界的关系
a
(2)化学科学的研究内容和发展前景
a
(3)化学在合成新物质、提高人类生活质量方面的重要作用
a
(4)金属活动性与金属冶炼方法的关系
a
(5)钠、镁的物理性质及用途
a
(6)钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)
c
(7)钠、镁的生产原理
b
(8)碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法
c
(9)碳酸钠、碳酸氢钠的用途
a
(10)有关化学方程式过量问题的计算
b
(11)过氧化钠的主要性质
c
(12)地壳中铝的含量及存在形式，铝合金
a
(13)从铝土矿中获得铝的方法
b
(14)铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)
b
(15)两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性质
c
(16)明矾的组成及净水原理
b
(17)自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质
a
(18)工业炼铁的反应原理
b
(19)铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)
b
(20)Fe2＋、Fe3＋的性质
c
(21)检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法
c
(22)不锈钢的主要组成元素及其用途
a
常见金属元素的存在与制备原理[学生用书P25]
1．金属单质活动性及冶炼方法
2．常见的金属元素的存在形式及单质的制备
元素
存在形式
单质的制备原理
钠
在自然界以化合态形式存在，单质密封保存在煤油中
从海水中分离出食盐精制后，电解熔融的NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
镁
在自然界以化合态形式存在
从海水中提取镁的生产流程：
贝壳生石灰石灰乳Mg(OH)2沉淀MgCl2溶液MgCl2·6H2OMgCl2(熔融)Mg
铝
是地壳中含量最多的金属元素，以化合态存在，主要以铝土矿的形式存在
(1)从铝土矿制备铝的工艺流程
(2)有关化学反应
①Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
②NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
④2Al2O34Al＋3O2↑
铁
在自然界中主要以化合态存在，常见的矿石有磁铁矿、赤铁矿、硫铁矿等
(1)原理：在高温下用还原剂从铁矿石里还原出铁；
(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气；
(3)设备：炼铁高炉；
(4)生产过程
①还原剂的产生：C＋O2CO2；CO2＋C2CO
②铁矿石还原成铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
③炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑；SiO2＋CaOCaSiO3
铜
在自然界中以游离态和化合态存在，常见的矿石有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(碱式碳酸铜)等
(1)高温冶炼黄铜矿(CuFeS2)，得粗铜(99.5%～99.7%)；
(2)电解精炼，得纯度较高的铜(99.95%～99.98%)；
(3)生物炼铜，污染小、成本低，流程为硫化铜矿石硫酸铜铜
1．下列关于金属冶炼的说法中正确的是( )
A．金属银、汞可用热分解法冶炼
B．可用热分解法冶炼金、铂
C．金属Mg、Al都可以用电解熔融氯化物的方法制得
D．电解法是冶炼活泼金属(如钾、钠、镁、铝等)的唯一方法
解析：选A。银、汞为不活泼金属，工业上可用热分解其氧化物的形式制得，A项正确；金、铂极不活泼，应用富集法(物理方法)冶炼，B项错误；AlCl3为共价化合物，工业上制备金属Al是用电解熔融Al2O3的方法，C项错误；工业上冶炼钾可以用钠还原法：Na＋KClNaCl＋K↑，反应制得的钾蒸气遇冷即得到金属钾，D项错误。
2．(2019·慈溪高一期中)下列有关金属的工业制法中，正确的是 ( )
A．制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛
B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物
C．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液
D．炼铜：用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)直接电解精炼得到纯度为99.9%的铜
解析：选B。将金属钠投入到氯化钛溶液中，钠先与水反应，应用金属钠与熔融的氯化钛反应来制取金属钛，故A错误；工业炼铁是CO还原铁矿石：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，故B正确；工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，而电解纯净的NaCl溶液：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得不到钠，故C错误；黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜，粗铜进行电解精炼得到99.9%的铜，故D错误。
3．铝热反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔、沸点数据如下：
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
—
(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，当观察到________________的现象时，说明熔融物中含有金属铝。
(3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的________(填序号)。
A．浓硫酸 B．稀硫酸
C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液
答案：(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金 (2)NaOH溶液 有气泡生成 (3)B
钠、镁及其化合物[学生用书P26]
一、钠及其重要化合物的主干知识
1．树立物质转化思想
(1)理清知识主线
Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
(2)形成网络构建
2．扫除易忘知识盲点
(1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。
(2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，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。
(3)Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。
(4)1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol，如1 mol Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol。
(5)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。
(6)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。
(7)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有NaHCO3晶体析出。
(8)焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应透过蓝色的钴玻璃片。
(9)NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。
(10)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。
(11)Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比均为1∶2。
二、镁及其重要化合物的主干知识
1．树立物质转化思想
(1)理清知识主线
(2)形成网络构建
2．扫除易忘知识盲点
(1)Mg是较活泼的金属，常温下能被空气中的O2氧化，表面生成一层致密的氧化膜。
(2)镁在纯氧中剧烈燃烧，发出耀眼的白光。
(3)镁不易和冷水反应，但能与沸水反应。
(4)MgO是很轻的白色粉末，属碱性氧化物，它能与水缓慢反应生成Mg(OH)2；它具有很高的熔点，可做耐高温材料。
(5)MgCl2是一种无色、味苦、易溶于水的固体，易潮解，可作干燥剂。
(6)工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁。
题组一 钠、镁的性质及应用
1．下列有关钠及其化合物的说法不正确的是( )
A．电解饱和食盐水可制取金属钠
B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关
C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠
D．钠可以从四氯化钛中置换出钛
答案：A
2．镁粉在焰火、闪光粉、鞭炮中是不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在某冷却剂中冷却，下列可作为冷却剂的是( )
①CO2 ②O2 ③Ar ④H2 ⑤N2 ⑥Cl2
A．①② B．③④
C．③⑥ D．③⑤
解析：选B。镁蒸气可与CO2、O2、Cl2、N2等发生反应，故不能作为冷却剂使用。
题组二 钠的重要化合物的性质及应用
3．(2018·浙江11月选考，T5)可用于治疗胃酸过多的物质是( )
A．碳酸氢钠 B．氯化钠
C．氯化钾 D．氢氧化钠
解析：选A。胃酸的主要成分是盐酸，治疗胃酸过多就是用盐或碱去反应掉胃中过多的盐酸。碳酸氢钠可以和盐酸反应，生成对人体无害的氯化钠、水和二氧化碳。氢氧化钠的碱性太强，与盐酸反应剧烈，且具有强腐蚀性，会对人体造成伤害。所以一般选用碳酸氢钠治疗胃酸过多。
4．化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中正确的是( )
①钠的还原性很强，可以用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等
②KNa合金可作原子反应堆的导热剂
③发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔
④Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦秆、羽毛等
⑤碳酸钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂
⑥明矾常作为消毒剂
A．①②③④ B．①②③④⑤
C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥
解析：选A。①金属钠的还原性强于金属钛等，可以将金属钛、钽、铌、锆等从其熔融态的盐中置换出来，所以可以
用来冶炼金属钛、钽、铌、锆等，故正确；②KNa合金熔点低，可作原子反应堆的导热剂，故正确；③碳酸氢钠和酸反应生成二氧化碳，所以发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔，故正确；④Na2O2和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，且又有强氧化性，有漂白性，所以Na2O2既可作呼吸面具中O2的来源，又可漂白织物、麦秆、羽毛等，故正确；⑤碳酸钠碱性较强，所以不能用来治疗胃酸过多，碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的一种药剂，故错误；⑥明矾是强酸弱碱盐，能水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有吸附性，所以可作净水剂，不能作消毒剂，故错误。
5．下列有关Na2CO3和NaHCO3的叙述中正确的是( )
A．NaHCO3比Na2CO3的热稳定性强
B．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：NaHCO3＜Na2CO3
C．Na2CO3和NaHCO3均可与NaOH溶液反应
D．向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出
解析：选D。Na2CO3受热不分解，而NaHCO3受热分解，A错；与同浓度盐酸反应的剧烈程度：Na2CO3
