四川省德阳五中高三化学总复习 考点9 金属及其重要化合物

四川省德阳五中高三化学总复习考点9金属及其重要化合物1.（2022·海南高考·T15·9分）A是自然界存在最广泛的ⅡA族元素，常以化合物F存在。从单质A起始发生的一系列化学反应可由下图表示：请回答下列问题：(1)A与水反应的化学方程式为____________，E与水反应的化学方程式为_____________；(2)F的化学式为_____________，G和D的电子式分别为____________和______________；(3)D与H反应可能生成的盐有_____________(填化学式)；(4)实际生产中，可由F为原料制备单质A，简述一种制备方法_________________。【命题立意】本题考查了钙、钠及其化合物的性质，同时考查了离子化合物、共价化合物电子式的书写，最后要求利用所学的知识，设计物质的制备方案，能力层次逐渐提升，学以致用的应用能力是高考考查的重点。【思路点拨】突破口①A是自然界存在最广泛的ⅡA族元素②A常以化合物F存在，F在1000℃时分解【规范解答】自然界存在最广泛的ⅡA族元素是Ca元素，Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑，Ca元素在自然界中常以化合物F存在，F在1000℃时分解，可知F为CaCO3，所以C为Ca(OH)2，D为CO2，G为CaO，B为H2，H2与Na发生反应，H2+2Na==2NaH，NaH与H2O反应，生成H2，则另一产物应为NaOH；钙为活泼金属，仿照钠、镁工业制备方法，设计钙的制备方案。【答案】（1）Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑，NaH+H2O=NaOH+H2↑OCOO（2）CaCO3Ca2+[]2—（3）Na2CO3NaHCO3（4）将CaCO3与盐酸反应转化为CaCl2，然后电解熔融状态的CaCl2固体就制得单质Ca。2.（2022·北京高考·T25·14分）由短周期元素组成的化合物Ｘ是某抗酸药的有效成分。甲同学欲探究Ｘ的组成。10\n查阅资料：①由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。　②Al３＋在ｐＨ＝5.0时沉淀完全；Mg２＋在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全。实验过程：Ⅰ．向化合物Ｘ粉末中加入过量盐酸，产生气体Ａ，得到无色溶液。Ⅱ．用铂丝蘸取少量Ｉ中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰。Ⅲ．向Ｉ中所得的溶液中滴加氨水，调节ｐＨ至５～６，产生白色沉淀Ｂ，过滤。Ⅳ．向沉淀Ｂ中加过量NaOH溶液，沉淀全部溶解。Ⅴ．向Ⅲ中得到的滤液中滴加NaOH溶液，调节ｐH至12，得到白色沉淀Ｃ。（１）Ⅰ中气体Ａ可使澄清石灰水变浑浊，Ａ的化学式是__________。（２）由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、_____________。（３）Ⅲ中生成B的离子方程式是_____________。（４）Ⅳ中B溶解的离子方程式是_____________。（５）沉淀C的化学式是_____________。（６）若上述n（A）：n（B）：n（C）=1:2:3，则X的化学式是_____________。【命题立意】本题以探究由短周期元素组成的化合物Ｘ的有效成分为目的进行命题,体现了元素化合物知识在高考中的重要性，主要考查钠镁铝的性质。【思路点拨】①化合物Ｘ的有效成分为碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝中的一种。②Al(OH)3在ｐＨ＝5.0时沉淀完全;Mg(OH)2在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全。【规范解答】（1）Ⅰ中气体Ａ可使澄清石灰水变浑浊，说明Ａ是CO2。(2)向化合物Ｘ粉末中加入过量盐酸，产生气体Ａ，得到无色溶液，说明X不是硅酸镁铝，若是会生成H2SiO3沉淀；用铂丝蘸取少量Ｉ中所得的溶液，在火焰上灼烧，无黄色火焰,说明不含钠元素。因此由Ⅰ、Ⅱ判断X一定不含有的元素是磷、钠、硅。（3）向Ｉ中所得的溶液中滴加氨水，调节ｐＨ至５～６，根据题中信息此时生成的是Al(OH)3沉淀，+。（4）Al(OH)3是两性氢氧化物，能溶于强碱NaOH中,。（5）根据Mg２＋在ｐＨ＝8.8时开始沉淀，在ｐＨ＝11.4时沉淀完全可知沉淀为。（6）若上述n（CO2）：n（Al(OH)3）：n（10\n）=1:2:3，碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝中只有碱式碳酸镁铝符合，可得化学式是。【答案】⑴⑵钠硅⑶+⑷⑸　　　⑹【类题拓展】钠元素的焰色反应呈黄色，钾元素的焰色反应通过蓝色钴玻璃观察呈浅紫色，这两种元素的焰色反应特征现象要记住，经常考。Al2O3和Al(OH)3都是两性化合物，既能溶于酸又能溶于碱。常见的能溶于强碱的沉淀除Al(OH)3外，还有H2SiO3。3.（2022·安徽高考·T27·14分）锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料（、碳粉等涂覆在铝箔上）进行资源回收研究，设计实验流程如下：（1）第②步反应得到的沉淀X的化学式为。（2）第③步反应的离子方程式是。（3）第④步反应后，过滤所需的玻璃仪器有。若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：、。（4）若废旧锂离子电池正极材料含的质量为18.1g，第③步反应中加入20.0ml3.0mol.的溶液，假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为，则至少有______g参加了反应。【命题立意】考查铝及其化合物的性质，混合物分离的方法及物质制备中涉及的相关计算。【规范解答】（1）通过②信息，可知铝箔溶解在过量的氢氧化钠溶液，产生了NaAl(OH)4，第二步就是NaAl(OH)4溶液与过量的CO2生成Al(OH)3，③是氧化还原反应，反应物应是LiMn2O4、硫酸、O2，产物为MnO2和Li2SO4，注意LiMn2O4不溶于水，要写成化学式。（4）根据③式提供的离子方程式，通过计算，判断出硫酸过量，LiMn2O4中的Li最终转化到Li2CO310\n，因n(LiMn2O4)=18.1g/181g.mol-1=0.1mol，故n(Li+)=0.1mol，根据Li守恒，故n(Li2CO3)=0.1mol/2=0.05mol，再由CO32－守恒可知：n(Li2CO3)=n(Na2CO3),m(Na2CO3)=0.05mol×106g/mol=5.3g，参加反应的Na2CO3的质量至少为5.3g。【答案】（1）Al(OH)3(2)4LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O(3)漏斗、玻璃棒、烧杯；滤纸破损、滤液超过滤纸边缘等（4）5.34.（2022·江苏高考·T20·10分）以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，已知常温下Mg(OH)2的KSP=1.8×10-11，若溶液中c(OH—)=3.0×10-6mol·L-1，则溶液中c(Mg2+)=▲。(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为▲。(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数▲（填“升高”、“降低”或“不变”）。【命题立意】本题以用水氯镁石为原料生产碱式碳酸镁为背景要求学生进行相关计算和推断，体现化学的真实性和价值。【思路点拨】注意运用守恒等化学学科基本思想进行有关计算和推断。【规范解答】（1）Mg(OH)2的KSP=c(Mg2+)·c(OH—)2(2)从质量守恒角度分析，投入为MgCl2·6H2O、H2O、NH3、NH4HCO3、产品为碱式碳酸镁，滤液浓缩结晶，所得主要固体应为NH4Cl。根据质量守恒反应生成的水的物质的量为：根据碳、镁质量守恒得碱式碳酸镁中n(Mg2+)=5.00×10-2moln(CO2—3)=4.00×10-2mol根据电荷平衡可知：碱式碳酸镁中n(OH—)=2.00×10-2mol10\n根据氢元素守恒，碱式碳酸镁中所含结晶水：n(H2O)=5.00×10-2mol-2.00×10-2mol÷2=4.00×10-2mol所以该碱式碳酸镁的化学式为：Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O（4）MgCO3镁的质量分数比Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O大，所以混有MgCO3将导致镁的质量分数升高。【答案】（1）2.0mol·L-1（2）NH4Cl（3）Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O（4）升高5.（2022·安徽高考·T28·13分）某研究性学习小组在网上收集到如下信息：溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：【实验】制作银镜，并与溶液反应，发现银镜溶解。（1）下列有关制备银镜过程的说法正确的是。a.边振荡盛有2%的溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止b．将几滴银氨溶液滴入2ml乙醛中c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热d．银氨溶液具有较弱的氧化性e．在银氨溶液配置过程中，溶液的pH增大【提出假设】假设1：具有氧化性，能氧化Ag。假设2：溶液显酸性，在此酸性条件下能氧化Ag。【设计实验方案，验证假设】(2)甲同学从上述实验的生成物中检验出，验证了假设1的成立。请写出氧化Ag的离子方程式：。（3）乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论①②……若银镜消失，假设2成立。若银镜不消失，假设2不成立。【思考与交流】（4）甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2也成立，则丙同学由此得出结论：10\n溶液中的和都氧化了Ag。你是否同意丙同学的结论，并简述理由：。【命题立意】考查了银镜反应的实验过程，并借助探究和的氧化性，考查化学实验方案的设计能力及实验探究能力等。【思路点拨】采用实验探究题的常规思路，在充分理解题意的基础上，进行有效的假设验证。【规范解答】（1）b，银镜的制备，是将乙醛滴入银氨溶液中，b错误；c，制备银镜时，将试管放在水浴中温热，c错误,其余选项正确。（2）由题意可知，Fe3＋被还原成为Fe2＋，Ag则被氧化成Ag＋。离子方程式为：Fe3＋＋Ag=Fe2＋＋Ag＋。（3）要验证假设2正确，须验证在酸性条件下，起氧化作用的为NO3－而不是Fe3＋，故可选用其它的硝酸盐，同时要求盐溶液的pH与原溶液的PH相同。（4)解析见答案。【答案】（1）a、d、e(2)Ag＋Fe3＋=Ag＋＋Fe2－(3)实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH②配制相同pH的硝酸铜溶液，将此溶液加入有银镜的试管内（4）不同意。甲同学检验出了Fe2＋，可确定Fe3＋一定氧化了Ag；乙同学虽然验证了此条件下NO3－能氧化Ag，但在硝酸铁氧化Ag时，由于没有检验NO3－的还原产物，因此不确定NO3－是否氧化了Ag。[(3)(4)其他合理答案均可]6．（2022·海南高考·T13·8分）A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。请回答下列问题：(1)物质C和E的名称分别为________________、__________________；(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为_____________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为_____________；(3)反应②的化学方程式为_______________________________________；10\n(4)新配制的F溶液应加入___________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是____________，实验现象为_________________________________________。【命题立意】本题以框图推断的形式考查了学生元素化合物知识掌握的熟练程度和应用能力，体现了元素化合物知识的重要性，在近几年的高考试题中均有体现，是高考命题的热点。本题主要考查了氯气、氧气的性质和实验室制法、铁及其化合物的性质，有较强的综合性。【思路点拨】此题的突破口是：物质？MnO2的作用：①可能是反应物②可能是催化剂MnO2气体单质△MnO2MnO2加热【规范解答】在MnO2作用下反应生成气体，若MnO2是反应物，符合此项要求的反应是：MnO2+4HCl（浓）====MnCl2+Cl2↑+2H2O；若MnO2是催化剂，符合此项要求的反应有：2H2O2=====2H2O+O2↑和2KClO3=====2KCl+3O2↑。由此可知B、D为Cl2和O2；若B为Cl2，则E为FeCl3，C为H2O2或KClO3，但二者均不与FeCl3反应，故B只能是O2，D为Cl2，C为浓盐酸，铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，即E。Fe2+易被空气中的氧气氧化，故需加入铁粉，其原理为：2Fe3++Fe=3Fe2+；检验Fe3+的方法是：加入KSCN（或NH4SCN）溶液，若溶液显红色，说明存在Fe3+。【答案】（1）浓盐酸四氧化三铁MnO2△（2）2H2O2=====2H2O+O2↑KClO3（3）MnO2+4HCl（浓）===MnCl2+Cl2↑+2H2O（4）铁粉KSCN（或NH4SCN）溶液溶液变红。7.（2022·江苏高考·T18·12分）正极材料为LiCoO2的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。①共沉淀反应投料时，不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合的原因是。②共沉淀反应的化学方程式为。③高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO410\n的导电性能外，还能。（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。①在上述溶解过程中，S2O2—3，LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为。②Co(OH)2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体成分为（填化学式）；在350～400℃范围内，剩余固体成分为。（填化学式）。【命题立意】本题以橄榄石型LiFePO4制备锂离子电池正极材料和废旧锂离子电池的正极材料回收利用为背景，考查学生解决实际问题、书写具体情景下的化学方程式、化学计算能力。【思路点拨】（1）依据题给信息，结合质量守恒、电子守恒书写反应方程式；（2）固体加热失重有关计算要抓住一些关键点。【规范解答】（1）①(NH4)2Fe(SO4)2中铁为+2价，+2价铁在碱性条件下更易被氧化；②依据题给信息生成的LiFePO4应不溶于水，+2价铁在碱性条件下更易被氧化，溶液应保持酸性，应生成NH4HSO4；③+2价铁有很强的还原性；（2）①根据流程图可知钴反应后将转化为+2价，Na2S2O3为还原剂；②当Co(OH)2完全转化为Co2O3，2Co(OH)2—Co2O3固体残留率为89.25%10\n当Co(OH)2完全转化为Co3O4，3Co(OH)2—Co3O4固体残留率为86.38%当Co(OH)2完全转化为CoO，Co(OH)2—CoO固体残留率为80.65%所以1000℃时，剩余固体为CoO，350～400℃范围内，剩余固体为Co2O3和Co3O4。【答案】（1）①Fe2+在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可）②(NH4)2Fe(SO4)2+LiOH+H3PO4=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O③与空气中的O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化（凡合理答案均可）（2）①8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O②CoOCo2O3Co3O48.（2022·山东高考·T30·8分）聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等）制备聚铁和绿矾（FeSO4·7H2O）过程如下：（1）验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是___________________________________。（2）实验室制备、收集干燥的SO2，所需仪器如下。装置A产生SO2，按气流方向连接各仪器接口，顺序为af,装置D的作用是_____，装置E中NaOH溶液的作用是______。（3）制备绿矾时，向溶液X中加入过量_____，充分反应后，经_______操作得到溶液Y，再经浓缩，结晶等步骤得到绿矾。K^S*5U.C#O%下（4）溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______________。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏_______。10\n【命题意图】本题以绿矾的制备为前提，考查SO2的检查方法，化学实验方案的设计（仪器的连接）、实验基本操作知识及实验结果的评价能力等。【规范解答】(1)检验SO2的方法一般是：将气体通入品红溶液中，如品红试剂红色褪去，加热后又变红。(2)收集干燥的SO2，应先干燥(从d口进气)，再收集(SO2密度比空气的大，要从c口进气)，最后进行尾气处理；因为SO2易与NaOH反应，故Ｄ的作用是安全瓶，防止倒吸。(3)因为在烧渣中加入了硫酸和足量氧气，故溶液Y中含有Fe3+，故应先加入过量的铁粉，然后过滤除去剩余的铁粉。(4)用pH试纸测定溶液pH的操作为：将pH试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。Fe(OH)3的含铁量比Fe2(SO4)3高，若溶液Z的pH偏小，则生成的聚铁中OH-的含量减少，SO42-的含量增多，使铁的含量减少。【答案】(1)将气体通入品红溶液中，如品红褪色，加热后又变红，证明有SO2。(2)debc；安全瓶，防止倒吸；尾气处理，防止污染（3）铁粉过滤（4）将pH试纸放到表面皿上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，然后跟标准比色卡对比。低10