2022年高考化學命題熱點提分攻略 專題11 金屬及其化合物難點突破學案

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1、2022年高考化學命題熱點提分攻略 專題11 金屬及其化合物難點突破學案 全國卷 年份 題號 考點分布 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 ★ (4)并不是Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑，該金屬氧化物對應的金屬活潑性應比鋁弱。 (5)Al2O3、Al(

2、OH)3與NaOH溶液的反應常用于物質(zhì)的分離提純。Al(OH)3不溶于氨水，所以實驗室常用鋁鹽和氨水來制備Al(OH)3。 (6)利用偏鋁酸鹽制備Al(OH)3，一般不用強酸，因為強酸的量控制不當會使制得的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過量時另一產(chǎn)物是HCO，不過量時另一產(chǎn)物是CO，書寫離子反應方程式時要特別注意。 (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．樹立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識主線 Fe→→→ (2)形成

3、網(wǎng)絡構建 2．掃除易忘知識盲點 (1)Fe與O2、H2O(g)反應的產(chǎn)物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe與Cl2反應時生成FeCl3，與S反應時生成FeS，說明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。Fe在Cl2中燃燒，無論Cl2過量還是不足均生成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，溶液會出現(xiàn)淺綠色―→棕色的顏色變化，該現(xiàn)象可用于Fe2＋的檢驗。 (3)Fe3＋的檢驗方法較多，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)

4、，前面兩種方法需溶液中Fe3＋濃度較大時才適用，最好也最靈敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的檢驗可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化劑的方法；也可用鐵氰化鉀檢驗Fe2＋，現(xiàn)象是生成藍色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置換反應外，還可用化合反應：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋與堿的復分解反應外，還可用化合反應：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

5、性條件下才能大量存在，當pH＝7時，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，應先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀過濾除去。 (8)制備Fe(OH)2的方法很多，原則有兩點：一是溶液中的溶解氧必須提前除去；二是反應過程中必須與O2隔絕。同時要牢記Fe(OH)2轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3時溶液的顏色變化(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)，

6、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．樹立物質(zhì)轉(zhuǎn)化思想 (1)理清知識主線 Cu→←Cu(OH)2→ (2)形成網(wǎng)絡構建 2．掃除易忘知識盲點 (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懸濁液常用來檢驗醛基。 (4)Cu和一定量的濃HNO3反應，產(chǎn)生的是NO2和NO的混合氣體，當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。

7、 (6)銅的焰色反應為綠色。 (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1】硫酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動力電池之一。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： 下列敘述錯誤的是 A. 合理處理廢舊電池有利于保護環(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

8、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錯誤。答案選D。 點睛：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)化關系是解答的關鍵，題目難度不大。 【典例2】【2018全國2】我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家，一種以閃鋅礦（ZnS，含有SiO2和少量F

9、eS、CdS、PbS雜質(zhì)）為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關金屬離子[c0(Mn+)=0.1 mol·L-1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3+ Fe2+ Zn2+ Cd2+ 開始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問題： （1）焙燒過程中主要反應的化學方程式為_______________________。 （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___________

10、_____。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應的離子方程式為_________________。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極的電極反應式為______________；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，因此焙燒過程中主要反應的化學方程式為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

11、有PbSO4；要測定鐵離子，需要調(diào)節(jié)溶液的pH，又因為不能引入新雜質(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，其后果是無法除去雜質(zhì)Fe2+。 （3）溶液中的Cd2+可用鋅粉除去，反應的離子方程式為Zn+Cd2+＝Zn2++Cd。 （4）電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時，陰極發(fā)生得到電子的還原反應，因此陰極是鋅離子放電，則陰極的電極反應式為Zn2++2e－＝Zn；陽極是氫氧根放電，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。 點睛：無機工業(yè)流程題能夠以

12、真實的工業(yè)生產(chǎn)過程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題為指導思想，能夠綜合考查學生各方面的基礎知識及將已有知識靈活應用在生產(chǎn)實際中解決問題的能力。解決本類題目的關鍵是分析流程中的每一步驟，可從以下幾個方面了解流程：①反應物是什么；②發(fā)生了什么反應；③該反應造成了什么后果，對制造產(chǎn)品有什么作用。即抓住一個關鍵點：一切反應或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務的。另外本題中呈現(xiàn)的內(nèi)容展示了中華優(yōu)秀科技成果對人類發(fā)展和社會進步的貢獻，可以引導學生自覺傳承我國科學文化，弘揚科學精神。 【典例3】【2018北京】驗證犧牲陽極的陰極保護法，實驗如下（燒杯內(nèi)均為經(jīng)過酸化的3%NaCl溶液）。 ① ② ③ 在

13、Fe表面生成藍色沉淀 試管內(nèi)無明顯變化 試管內(nèi)生成藍色沉淀 下列說法不正確的是 A. 對比②③，可以判定Zn保護了Fe B. 對比①②，K3[Fe(CN)6]可能將Fe氧化 C. 驗證Zn保護Fe時不能用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，對比②③，②Fe附近的溶液中加入K3[Fe（CN）6]無明顯變化，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)生藍色沉淀，③Fe附近的溶液中含F(xiàn)e2+，②中Fe被保護，A項正確；B項，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，F(xiàn)e表面產(chǎn)生

14、了Fe2+，對比①②的異同，①可能是K3[Fe（CN）6]將Fe氧化成Fe2+，B項正確；C項，對比①②，①加入K3[Fe（CN）6]在Fe表面產(chǎn)生藍色沉淀，①也能檢驗出Fe2+，不能用①的方法驗證Zn保護Fe，C項正確；D項，由實驗可知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項錯誤；答案選D。 點睛：本題通過實驗驗證犧牲陽極的陰極保護法，考查Fe2+的檢驗、實驗方案的對比，解決本題的關鍵是用對比分析法。要注意操作條件的變化，如①中沒有取溶液，②中取出溶液，考慮Fe對實驗結(jié)果的影響。要證明Fe比Cu活潑，可用②的方法。 【典例4】【

15、2018天津】由下列實驗及現(xiàn)象推出的相應結(jié)論正確的是 實驗 現(xiàn)象 結(jié)論 A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液 產(chǎn)生藍色沉淀 原溶液中有Fe2+，無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)

16、中還有Na2S，加入硫酸銅溶液以后，Cu2+一定與溶液中的S2-反應得到黑色的CuS沉淀，不能證明發(fā)生了沉淀轉(zhuǎn)化。選項C錯誤。 D．向溶液中加入硝酸鋇溶液，得到白色沉淀（有很多可能），再加入鹽酸時，溶液中就會同時存在硝酸鋇電離的硝酸根和鹽酸電離的氫離子，溶液具有硝酸的強氧化性。如果上一步得到的是亞硫酸鋇沉淀，此步就會被氧化為硫酸鋇沉淀，依然不溶，則無法證明原溶液有硫酸根離子。選項D錯誤。 點睛：在解決本題中選項C的類似問題時，一定要注意判斷溶液中的主要成分。當溶液混合進行反應的時候，一定是先進行大量離子之間的反應（本題就是進行大量存在的硫離子和銅離子的反應），然后再進行微量物質(zhì)之間的反應。

17、例如，向碳酸鈣和碳酸鈉的懸濁液中通入二氧化碳，二氧化碳先和碳酸鈉反應得到碳酸氫鈉，再與碳酸鈣反應得到碳酸氫鈣。 【典題5】【2018江蘇】在給定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】分析：A項，NaHCO3受熱分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3與飽和石灰水反應生成CaCO3和NaOH；B項，Al與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2，NaAlO2與過量鹽酸反應生成NaCl、AlCl3和H2O；C項，AgNO3中加入氨水可獲得銀氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應；D項，Al與Fe2O3高溫發(fā)生鋁熱

18、反應生成Al2O3和Fe，F(xiàn)e與HCl反應生成FeCl2和H2。 詳解：A項，NaHCO3受熱分解成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3與飽和石灰水反應生成CaCO3和NaOH，兩步反應均能實現(xiàn)；B項，Al與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2，NaAlO2與過量鹽酸反應生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反應不能實現(xiàn)；C項，AgNO3中加入氨水可獲得銀氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能發(fā)生銀鏡反應，第二步反應不能實現(xiàn)；D項，Al與Fe2O3高溫發(fā)生鋁熱反應生成Al2O3和Fe，F(xiàn)e與HCl反應生成FeCl2和H2，第二步反應不能實現(xiàn)；物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是A項，答案選A。 點睛

19、：本題考查元素及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化和反應條件，解題的關鍵是熟悉常見物質(zhì)的化學性質(zhì)和轉(zhuǎn)化的條件。注意量的多少對生成物的影響，如NaAlO2與少量HCl反應生成NaCl和Al（OH）3，NaAlO2與過量HCl反應生成NaCl、AlCl3和H2O。 【典例6】【2018江蘇】以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下： （1）焙燒過程均會產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。 （2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除

20、率隨溫度變化曲線如題16圖所示。 已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 ℃ 硫去除率=（1—）×100% ①不添加CaO的礦粉在低于500 ℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于__________________。 ②700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。 （3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學式）轉(zhuǎn)化為_______________（填化學式）。 （4）“

21、過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________________。 【答案】 （1）SO2+OH?HSO3? （2）①FeS2 ②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 （3）NaAlO2 Al(OH)3 （4）1∶16 ②添加CaO，CaO起固硫作用，根據(jù)硫去除率的含義，700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低。 （3）“堿浸”時Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中

22、通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al（OH）3。 （4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑。 詳解：（1）過量SO2與NaOH反應生成NaHSO3和H2O，反應的化學方程式為SO2+NaOH=NaHSO3，離子方程式為SO2+OH-=HSO3-。 （2）①根據(jù)題給已知，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600℃，不添加CaO的礦粉低于500℃焙燒時，去除的硫元素主要來源于FeS2。 ②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO發(fā)生的反應為2CaO+2SO2+O2=2Ca

23、SO4，根據(jù)硫去除率的含義，700℃焙燒時，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的原因是：硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4留在礦粉中。 （3）“堿浸”時Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應生成NaHCO3和Al（OH）3，反應的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al（OH）3。 （4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應的化學方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理論上完全反應消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16。 點睛：本題以高硫鋁土礦為原料生產(chǎn)氧化鋁和Fe3O4的流程為載體，考查流程的分析，F(xiàn)e、Al、S元素及其化合物的性質(zhì)，圖像的分析，獲取新信息的能力，指定情境下方程式的書寫。如NaOH溶液吸收過量SO2則產(chǎn)物為HSO3?，F(xiàn)e2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒則沒有氧氣作氧化劑等需注意反應物及用量的不同。