金属及其化合物——2026届高考化学一轮复习

金属及其化合物 【课标要求】 1.掌握钠的主要性质及其应用。 2.掌握钠的重要化合物的主要性质及其应用。 3.了解钠及其重要化合物的制备方法。 4.结合应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的性质及其在生产、生活中的应用。 5.了解常见金属及其重要化合物的制备方法。 6.能说明常见金属及其化合物的应用(如金属冶炼等)、对社会的价值、对环境的影响。 7.了解铝、铜及其重要化合物的性质及应用。 8.了解常见金属的活泼性顺序和常见金属的制备方法。 【核心素养】 1.宏观辨识与微观探析:认识物质的多样性,能从钠元素的原子结构认识钠的性质,理解“结构决定性质”的内涵。 2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的有关钠及其化合物性质的探究方案,进行实验探究。 3.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与钠性质有关的社会热点问题作出正确的价值判断。 4.宏观辨识与微观探析:认识铁及其化合物的性质,能以Fe2+、Fe3+的相互转化为例,理解变价金属元素的氧化还原反应实质。 5.科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的氢氧化亚铁的制备方案,进行实验探究。 6.宏观辨识与微观探析:认识铝与强酸、强碱的反应及其化合物的两性,理解铝及其化合物的性质。 7.证据推理与模型认知:具有证据意识,能基于证据对金属材料性质提出可能的假设,通过分析推理加以证实,能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。 8.科学探究与创新意识:能对金属的性质提出有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究。 【例题】 1.某小组同学探究金属Na与不同浓度HCl的反应，进行下列实验。下列说法不正确的是( ) 实验装置 序号 实验操作 实验现象 实验10.36% HCl 放入一小片金属钠 钠浮在液面上并来回移动，与Na和水的反应剧烈程度相当 实验236% HCl 放入与实验1表面积基本相同的钠 钠浮在液面上并来回移动，不如实验1剧烈；表面出现白色固体，白色固体逐渐沉到烧杯底部；液体不沸腾，液面上方出现少量雾 A.实验2白色固体是NaCl B.实验2液面上方出现白雾是因为反应放热加速浓盐酸的挥发，从而形成白雾 C.实验2不如实验1剧烈说明盐酸浓度越大反应越不剧烈 D.实验2不如实验1剧烈的原因是表面包裹白色固体，使得反应变慢 答案：C 解析：钠和盐酸反应生成氯化钠和氢气，氯化钠在浓盐酸中溶解度降低，所以实验2中钠表面形成NaCl固体，A项正确；钠和盐酸反应放热，实验2液面上方出现白雾是因为反应放热加速浓盐酸的挥发，从而形成白雾，B项正确；实验2不如实验1剧烈的原因是钠表面包裹白色固体，使钠与盐酸接触面积减小，反应变慢，故C项错误、D项正确。 2.侯氏制碱法工艺流程如图所示。 下列说法不正确的是( ) A.饱和食盐水“吸氨”的目的是使“碳酸化”时产生更多的 B.煅烧时发生反应 C.“盐析”后溶液pH比“盐析”前溶液pH大 D.母液Ⅱ与母液Ⅰ所含粒子种类相同，但前者的浓度更大 答案：D 解析：氨气极易溶于水使溶液显碱性，饱和食盐水“吸氨”的目的是吸收更多二氧化碳，使“碳酸化”时产生更多的，A正确；碳酸氢钠受热分解为碳酸钠、水、二氧化碳，B正确；铵根离子水解生成氢离子使溶液显酸性，加入氯化钠“盐析”后溶液中铵根离子浓度减小，溶液酸性减弱，故“盐析”后溶液pH比“盐析”前溶液pH大，C正确；母液Ⅱ为加入氯化钠晶体，析出氯化铵后得到的，与母液Ⅰ所含粒子种类相同，但母液Ⅱ中碳酸氢根离子的浓度没有变大，故D错误。 3.在探究和的混合物中各组分含量的过程中，进行了如下实验，下列说法错误的是( ) A.反应②中铁粉过量，V=2240 B.固体中有铁粉和铜粉，m=0.68 C.原混合物中和的物质的量之比为5:1 D.反应①为 答案：C 解析：由上述分析可知，反应②中铁粉过量，生成的为0.1mol，其在标准状况下的体积为2240mL，所以V=2240，A正确；固体中有铁粉0.04g，铜粉0.64g，则m=0.68，B正确；原混合物中和的物质的量分别为0.1mol、0.01 mol，物质的量之比为0.1:0.01=10:1，C错误；反应①为，，D正确。 4.已知：普通铁+水蒸气铁的氧化物+氢气，铁的氧化物+氢气“引火铁”+水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置（铁架台、铁夹、铁网、石棉网、加热仪器等略去）如图。 关于上述装置和实验，下列分析错误的是( ) A.I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰 B.A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁” C.需要加热的仪器只有A、E D.D用于收集氢气，F处的尾气需处理 答案：C 解析：根据上述分析可知，A正确；Fe和水蒸气反应生成磁性氧化铁，即四氧化三铁，结合上述分析可知，B正确；本实验中仪器B也需要加热，目的是提供水蒸气，C错误；D用于收集氢气，F处的尾气中含有，在室内达到一定浓度可能发生爆炸，所以尾气需要处理，D正确。 5.有A、B两个完全相同的装置，某学生在A的侧管中装入0.01 mol ，在B的侧管中装入0.01 mol ，并且A、B中分别有10 mL相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物质同时倒入A、B中，下列叙述正确的是( ) A.A装置的气球膨胀速率大 B.若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于2 C.若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于1 D.最终两试管中的物质的量一定相同 答案：B 解析：碳酸氢钠和盐酸反应产生气体更快，所以A装置的气球膨胀速率小，A项错误；A、B中加入的和均为0.01 mol，根据知，若最终两气球体积相同，则氯化氢的物质的量大于或等于0.02mol，其浓度大于或等于2，若最终两气球体积不同，则其浓度小于2，B项正确、C项错误；和的物质的量相同，所以和中钠离子的物质的量不同，则最终两试管中Na+的物质的量一定不相同，D项错误。 6.研究甲醛与新制反应的固体产物（固体A），实验如图。 已知：、CuO均能溶于浓氨水，分别产生（无色）、（蓝色）。 下列说法不正确的是( ) A.甲醛与新制反应时，被还原 B.②→④无色溶液变蓝，说明固体A中存在 C.③→⑤出现蓝色溶液的原因是 D.将试管①替换为，放置一段时间后发现溶液变蓝，也能确认固体A的成分 答案：D 解析：根据实验现象，结合已知信息知，②中为，放置在空气中，被空气中的氧化为④中蓝色的，说明甲醛与新制反应时生成，铜元素化合价降低，被还原，A正确，B正确；③中红色固体为Cu，则③→⑤出现蓝色溶液的原因是，C正确；将试管①替换后，没有密封，空气中的氧气可能参与反应，则放置一段时间后发现溶液变蓝，不能确认固体A的成分，D错误。 7.工业上用铝土矿（主要成分为，含有等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程如下： 已知：①。 ②的沸点分别为57.6℃、1023℃、300℃（升华）、180℃（升华）。 下列说法不正确的是( ) A.步骤Ⅰ中300℃焙烧可将还原为Al B.步骤Ⅱ中加入的原料气应为和 C.步骤Ⅲ的尾气经足量NaOH溶液吸收，生成物有、NaClO D.步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是除去，提高纯度 答案：A 解析：由上述分析知，A错误，B正确；由分析可知，步骤Ⅲ的尾气为、多余的和以及，经足量NaOH溶液吸收，可生成、NaClO，C正确；铝的金属活动性强于铁，加铝粉，可以除去氯化铁，提高氯化铝纯度，D正确。 8.某兴趣小组探究钠与水、盐酸、醋酸和乙醇反应的快慢。 （1）兴趣小组成员根据已有认知模型提出以下猜测： 猜测1 钠分别与水、盐酸反应，由于________，钠与盐酸反应更快。 猜测2 钠分别与乙醇、醋酸反应，由于醋酸________，钠与醋酸反应更快。 （2）设计实验进行“证实与证伪”实验Ⅰ配制一定浓度的HCl溶液 ①用12.00HCl溶液配制0.50HCl溶液和5.00HCl溶液时，除用到烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还必须用到下列仪器中的________（写对应字母）。 ②配制0.50HCl溶液250mL，需要取用12.00浓盐酸的体积为_______。（保留2位小数） 实验Ⅱ 相同温度下，比较钠与水、0.50HCl溶液、5.00HCl溶液反应的快慢 序号 钠块质量（形状几乎相同） 反应液体（50mL） 钠块消失时间 ⅰ 0.15g 水 ⅱ<ⅰ<ⅲ ⅱ 0.15g 5.00HCl溶液 ⅲ 0.15g 5.00HCl溶液 该小组查阅资料知，相同温度下，影响钠与盐酸反应速率的主要因素是和钠表面的。 ③钠与5.00HCl溶液反应，速率最慢的原因可能是______。 实验Ⅲ 相同温度下，比较钠与乙醇、醋酸反应的快慢 序号 钠块质量（形状几乎相同） 反应液体（50mL） 反应现象 钠块消失时间 ⅳ 0.15g 乙醇 钠沉在烧杯底部，产生气泡较快 ⅳ<ⅴ ⅴ 0.15g 冰醋酸 钠浮在液体表面，产生气泡较慢 实验现象分析： ④该小组某同学提出，依据化学实验的控制变量思想，该实验设计存在缺陷，该缺陷是_______。 ⑤请你帮助该小组设计新的方案，对上述实验进行改进_______。 实验结论： ⑥通过实验探究，该小组同学认为钠与醋酸反应比钠与乙醇反应慢，原因可能是_______。 A.冰醋酸是无水乙酸，无水情况下难以电离出氢离子 B.乙醇钠在乙醇中的溶解度大于乙酸钠在乙酸中的溶解度 C.乙酸羧基中的氢原子比乙醇羟基中的氢原子更难电离 答案：（1）盐酸中氢离子浓度大是电解质，能电离出氢离子 （2）①de；②10.42mL；③反应生成的氯化钠在盐酸中的溶解度较小，减少了钠与氢离子的接触或钠表面的钠离子浓度较大，阻滞了钠与氢离子的接触；④钠块与乙醇和乙酸反应的接触面积不同；⑤将钠块固定在盛乙酸的烧杯底部；⑥AB 解析：（1）钠分别与水、盐酸反应，水为弱电解质，HCl为强电解质，由于盐酸中氢离子浓度大，钠与盐酸反应更快；钠分别与乙醇、醋酸反应，乙醇为非电解质，醋酸为电解质，能电离出氢离子，钠与醋酸反应更快。 （2）①用12.00HCl溶液配制0.50HCI溶液和5.00HCl溶液时，量取12.00HCl溶液时需用到酸式滴定管，配制溶液需用到容量瓶。②设需要取用的浓盐酸的体积为V，根据稀释前后溶质的物质的量不变，得0.50×250mL=12.00×V，解得V=10.42mL。③根据相同温度下，影响钠与盐酸反应速率的主要因素是和钠表面的，知钠与5.00HCl溶液反应，速率最慢的原因可能是钠表面的钠离子浓度较大，阻滞了钠与氢离子的接触或反应生成的氯化钠在盐酸中的溶解度较小，减少了钠与氢离子的接触。④比较钠与乙醇、醋酸反应的快慢，ⅳ中钠沉在乙醇底部，而ⅴ中钠浮在冰醋酸表面，钠块与乙醇和乙酸反应的接触面积不同，因此不符合控制变量的思想。⑤将钠块固定在盛乙酸的烧杯底部，使钠块与乙醇、乙酸的接触面积相同，从而比较钠与乙醇、醋酸反应的快慢。⑥冰醋酸是无水乙酸，无水情况下难以电离出氢离子，因此乙酸与钠反应比乙醇与钠反应慢，A正确；乙醇钠在乙醇中的溶解度大于乙酸钠在乙酸中的溶解度，导致乙醇与钠反应时钠表面的小，乙酸与钠反应时钠表面的钠离子浓度较大，阻滞了钠与氢离子的接触，因此乙醇与钠反应比乙酸与钠反应快，B正确；乙酸羧基中的氢原子比乙醇羟基中的氢原子更易电离，C错误。 9.铼（Re）是熔点和沸点较高的金属单质之一，用于制造高效能喷射引擎和火箭引擎。钼酸锂为白色结晶粉末，用于电极材料。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰（主要成分有）中提取铼粉和制钼酸锂的流程如图所示： 已知：Ⅰ.是酸性氧化物，过铼酸（）是易溶于水的一元强酸，但不具有强氧化性。 Ⅱ.过铼酸铵（）是白色片状晶体，微溶于冷水，溶于热水。 （1）铼（Re）是第六周期元素，与锰元素族序数相同，则基态Re原子的价电子排布式为_______。 （2）“碱浸”时，和分别与NaOH发生以下反应：、，则“滤渣Ⅰ”的主要成分为_______（填化学式）。 （3）“还原”时，Zn被氧化成，铼的化合物被还原生成难溶的，该反应的离子方程式为_______。 （4）“沉铼”时，加入热溶液至产生白色沉淀，为使沉淀充分析出并分离得到纯净的晶体，“操作Ⅰ”包括__________、洗涤、干燥。 （5）“酸化沉钼”过程溶液pH和反应时间对钼酸的析出有很大影响，根据图中数据判断最佳的“酸化沉钼”条件：反应时间为__________min；pH为__________。 （6）不纯的溶液中若含少量可溶性硫酸盐杂质，可加入固体除去，若溶液中，在结晶前逐渐加入固体，当开始沉淀时，的去除率是______%。[溶液体积变化可忽略不计，] 答案：（1） （2） （3） （4）冷却结晶；过滤 （5）60；1.0 （6）89 解析：（1）铼（Re）是第六周期元素，与锰元素族序数相同，锰的价电子排布式为，则基态Re原子的价电子排布式为。 （3）“还原”时，Zn被氧化成被还原生成难溶的，根据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒可写出该反应的离子方程式。 （4）过铼酸铵微溶于冷水，溶于热水，因此为使沉淀充分析出并分离得到纯净的晶体，需将反应后的溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 （5）由图可知，当反应时间为60min时，母液含钼量最小；当溶液的pH=1.0时，母液含钼量最小，所以选择的最佳“酸化沉钼”条件为反应时间为60min、pH为1.0。 （6），当开始沉淀时，，则此时溶液中硫酸根离子浓度为，所以的去除率=×100%=89%。 10.是重要的化工原料，由软锰矿（主要成分为，还含有少量和等杂质）和硫化锰（MnS）制备精的一种工艺流程如图： 已知相关金属离子[]形成氢氧化物沉淀的pH如下。 开始沉淀时 1.5 3.4 5.8 6.3 完全沉淀时 2.8 4.7 7.8 8.3 （1）“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和_____。 （2）“纯化”时加的作用是_______，假定溶液中，则加入氨水调节溶液pH的范围为_______。 （3）“沉锰”时生成，工业上不直接用溶液来沉锰的原因为_______。 （4）“热分解”后所得物质中还有少量MnO，需进一步进行氧化，“氧化”时生成的气体2为氯气，写出该过程中发生反应的化学方程式_______。 （5）操作x为_______。 （6）工业上还可用电解“纯化液”来制取，其阳极电极反应式为_______。电解后的废水中还含有少量，常用石灰乳进行一级沉降得到沉淀，过滤后再向滤液中加入适量进行二级沉降。已知，欲使溶液中，则应保持溶液中_______。 答案：（1） （2）将氧化为（或作氧化剂）； （3）碳酸钠溶液碱性强，会生成 （4） （5）过滤、洗涤、干燥 （6）； 解析：（1）结合流程梳理和不溶于硫酸，可知“滤渣1”中含有未反应完全的矿粉、S和。 （2）纯化时加入能将“酸浸”后溶液中的氧化为，即。由流程图知，加入氨水调节溶液pH的目的是使溶液中、完全沉淀而不沉淀，则由表可确定调节溶液pH的范围为。 （3）“沉锰”时，工业上不直接用溶液来沉锰，是因为溶液碱性较强，会生成。 （4）结合图示及题中信息可知氧化时，在酸性条件下能将MnO氧化为，并生成，该反应为。 （5）氧化后得到，经过滤、洗涤、干燥可得精。 （6）在阳极发生氧化反应生成，其电极反应式为；根据，可知。 学科网（北京）股份有限公司 $$