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专题 06 金属及其化合物
1．常见金属元素(如Na、Mg、Al、Fe、Cu等)
(1)了解常见金属的活动顺序。
(2)了解常见金属、重要化合物的主要性质及其应用。
(3)了解合金的概念及其重要应用。
2．了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。
考纲
3．了解从海水中提取镁的反应原理及有关化学反应。
4．以上各部分知识的综合应用
(1)能依据所提供的资料或信息，获取并归纳元素化合物的性质。
(2)能够设计简单的实验，具备研究元素化合物性质的基本思路。
(3)尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质。
金属的单质和化合物占中学元素化合物的主体，它们是基本概念、基本理论的载体，
高考主要从以下角度考查钠、镁、铝、铁、铜及其化合物特点，高考中一般不会出现
单独元素化合物知识的题目，而是分散在不同的题型和题目中，从题型来看，选择题
和填空题中均会出现，在选择题中一般直接考查金属元素及其化合物的性质，常见形
考情预测 式为正误的判断，所涉及的都是元素化合物基本性质的识记和应用；在填空题中一般
有两种考查形式，一是直接考查元素及其化合物的性质，通常以物质的判断(化学式的
书写)、化学方程式的书写、微粒的检验和鉴别等形式出现；二是与基本概念和基本理
论结合，如与氧化还原反应、电化学、物质在水溶液中的行为、实验、计算等知识点
结合考查。
核心素养 宏观辨识与微观探析 科学态度与社会责任高频考点一 金属单质的性质
1．常见金属的主要性质
(1)钠及其化合物
①等物质的量的金属钠被氧化成NaO和NaO 时转移的电子数相同。
2 2 2
②钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。
③钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质
反应。④NaO 与CO 或HO反应时，生成1 mol O ，转移电子的物质的量为2 mol。
2 2 2 2 2
⑤)Na O 跟CO 和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑NaO 跟CO 的反应。因为若先发生反应：
2 2 2 2 2 2
2NaO＋2HO===4NaOH＋O↑，必定还发生反应：2NaOH＋CO===Na CO＋HO。
2 2 2 2 2 2 3 2
⑥NaO 与SO 反应的化学方程式为：NaO＋SO ===Na SO 。
2 2 2 2 2 2 2 4
⑦向NaCO 溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为：CO＋H＋===HCO、
2 3
HCO＋H＋===HO＋CO↑。
2 2
(2)镁、铝及其化合物
①镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O=====2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N=====MgN 、2Mg
2 2 3 2
＋CO 2MgO＋C。
2
②MgN 与水反应：MgN＋6HO===3Mg(OH) ＋2NH ↑。
3 2 3 2 2 2 3
③加热Mg(HCO ) 溶液生成的是Mg(OH) 沉淀，而不是MgCO 沉淀，因为Mg(OH) 比MgCO 更难溶于水。
3 2 2 3 2 3
反应方程式为Mg(HCO ) Mg(OH) ↓＋2CO↑。
3 2 2 2
④铝与NaOH溶液、非氧化性强酸反应生成H。常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。
2
⑤Al O、Al(OH) 仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。
2 3 3
⑥Al3＋、AlO只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al3＋与下列离子不能大量共存：OH－、CO、HCO、
SO、S2－、ClO－、AlO，其中OH－是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。AlO与下列离子
不能大量共存：H＋、HCO、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋，其中 H＋和 HCO 是因为与 AlO 直接反应(AlO＋HCO＋
HO===Al(OH) ↓＋CO)，其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。
2 3
(7)明矾的净水原理：明矾的化学式为 KAl(SO )·12H O，它在水中能电离：KAl(SO )===K＋＋Al3＋＋
4 2 2 4 2
2SO。铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到
净水目的：Al3＋＋3HO Al(OH) (胶体)＋3H＋。
2 3
(3)铁、铜及其化合物
①Fe与Cl 反应只能生成FeCl ，与I 反应生成FeI，与反应物的用量无关。
2 3 2 2
②Fe与水蒸气在高温下反应生成H 和Fe O，而不是Fe O。
2 3 4 2 3
③过量的Fe与硝酸作用，或在Fe和Fe O 的混合物中加入盐酸，均生成Fe2＋。要注意产生的Fe3＋还可以
2 3
氧化单质Fe这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
④NO与Fe2＋在酸性条件下不能共存。
⑤Fe O、Fe(OH) 与氢碘酸反应时，涉及Fe3＋与I－的氧化还原反应，产物为Fe2＋、I 和HO。
2 3 3 2 2
⑥FeCl 溶液加热浓缩时，因Fe3＋水解和HCl的挥发，得到的固体为Fe(OH) ，灼烧后得到红棕色Fe O 固
3 3 2 3
体；而 Fe (SO ) 溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性的酸，将得不到 Fe(OH) 固体，最后得到的固体仍为
2 4 3 3
Fe (SO )。
2 4 3⑦注意亚铁盐及Fe(OH) 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得到红
2
褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。
2．常见金属的性质比较
金属活动
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
性顺序表
性质变化规
元素的金属性逐渐减弱，单质的还原性依次减弱，离子的氧化性逐渐增强
律
与冷水剧 与沸水缓 高温与水
烈反应 慢反应 蒸气反应
和水的反应 — 不跟水反应
生成氧化
生成碱和氢气
物和氢气
剧烈反应 反应逐渐减缓 不能置换稀酸中的氢
和酸的 与非氧化性酸反应放出H ；与浓硫酸、浓硝 与氧化性
2
— 只溶于
反应 酸及稀硝酸反应，不放出H ，一般产物为： 酸反应(但
2
王水
盐＋水＋成酸元素的低价化合物 不放出H)
2
金属先与水反
和盐溶液
应生成碱，碱 排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
的反应
再与盐反应
和氧气 常温生成 加热能 加热能 不能被
易被氧化 —
的反应 氧化膜 被氧化 被氧化 氧化
金属氧化物 氧化物跟水剧
对应的水化 烈反应，生成 氧化物不溶于水，也不跟水反应，对应碱的热稳定性逐渐
物及碱的热 碱，碱受热不 减弱
稳定性 易分解
电解法 热还原法 煅烧法 —
金属的 高 温 下 用 CO( 或
冶炼 电解熔融盐或氧化物 Al)从其氧化物中还 — —
原出来
只以游
自然界中存 多以化合态存在，但有极少的游
只以化合态(盐、氧化物)存在 离态存
在的形式 离态
在
3．金属元素及其化合物的重要性质和应用
常见物质 日常应用 利用的性质
钠 核反应堆的传热介质 熔点较低，导热性好
氢氧化钠 制肥皂 与油脂发生皂化反应生成高级脂肪酸钠
调味剂 具有咸味
氯化钠
配制生理盐水(0.9%) 体液替代物发酵粉、
2NaHCO NaCO＋HO＋CO↑
3 2 3 2 2
膨松剂
碳酸氢钠 胃酸中和剂 HCO＋H＋===H O＋CO↑
2 2
Al (SO )＋6NaHCO ===
2 4 3 3
用于泡沫灭火器
2Al(OH) ↓＋6CO↑＋3NaSO
3 2 2 4
清洗油污 水解，溶液显碱性
碳酸钠
制玻璃 NaCO＋SiO NaSiO＋CO↑
2 3 2 2 3 2
氧化铝 耐火材料 熔点高
铝制品 表面易生成致密的氧化膜
铝
铝热剂(焊接钢轨) 2Al＋Fe O Al O＋2Fe(放出大量热量)
2 3 2 3
氢氧化铝 胃酸中和剂 碱性较弱Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO
3 2
在水中生成Al(OH) [或Fe(OH) ]胶体，其可
3 3
明矾、铁盐 净水剂
以和悬浮的泥沙形成絮状不溶物沉降下来
氧化铁 红色油漆和涂料 氧化铁是一种红棕色粉末
硫酸铜 配制农药，杀菌消毒 铜离子(重金属离子)能使蛋白质变性
【典例剖析】
【例1】(2022•江苏卷)我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；
Pb、PbO 是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质
2
与用途具有对应关系的是( )
A．石墨能导电，可用作润滑剂
B．单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C．青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D．含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
【答案】C
【解析】A项，石墨是过渡型晶体，质软，可用作润滑剂，故A错误；B项，单晶硅可用作半导体材料与
空穴可传递电子有关，与熔点高无关，故B错误；C项，青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，
古代用青铜铸剑，故C正确；D项，含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含
铅化合物颜色丰富无关，故D错误；故选C。
【例2】(2021•浙江6月选考)下列说法不正确的是( )
A．硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐 B．镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁
C．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气 D．常温下，铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化
【答案】A
【解析】A项，硅酸钠是溶于水的硅酸盐，故A错误；B项，镁在空气中燃烧时，与氧气和二氧化碳反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，故B正确；C项，钠具有强还原性，能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气，
故C正确；D项，浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性，铝在浓硫酸和浓硫酸中会发生钝化，阻碍反应的继续进行，
故D正确；故选A。
【变式探究】
1． (2022•浙江省山水联盟高三联考)下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )
A．Na久置于空气中最终生成NaHCO
3
B．金属单质在化学反应中往往体现出还原性
C．铁元素在自然界中都是以化合态形式存在的
D．Al能与任意强酸反应生成H
2
【答案】B
【解析】A项，碳酸氢钠不稳定，易分解，Na久置于空气中最终生成NaCO，A错误；B项，金属单质
2 3
在化学反应中只能失去电子而被氧化，因此金属单质在化学反应中往往体现出还原性，B正确；C项，铁元素
在自然界中也有游离态形式存在的，如陨石中含有游离态的铁，C错误；D项，Al与硝酸反应不能生成H，D
2
错误；故选B。
2．下列推理正确的是( )
A．铝粉在氧气中燃烧生成Al O，故钠在氧气中燃烧生成NaO
2 3 2
B．铁能从硫酸铜溶液中置换出铜，故钠也能从硫酸铜溶液中置换出铜
C．活泼金属钠保存在煤油中，故活泼金属铝也保存在煤油中
D．钠与氧气、水等反应时钠均作还原剂，故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂
【答案】D
【解析】钠在氧气中燃烧生成NaO ，A项错误；钠非常活泼，钠加入硫酸铜溶液中，钠先与水反应生成
2 2
NaOH，NaOH再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，B项错误；由于钠易与水、氧气反应，故为了隔绝空气保
存在煤油中；铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化物保护膜，故不需要保存在煤油中，放在广口瓶中即可，
C项错误；由于金属单质在反应中，化合价均升高被氧化，故金属单质参与反应时金属单质均作还原剂，D项
正确。
3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是( )
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
【答案】B
【解析】合金的性质与其成分金属的性质不完全相同，如硬度、强度更大，熔点更低等，A正确；因
AlCl 是共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝时应采用冰晶石(Na AlF)作熔剂电解熔融Al O 的方法，B错误；
3 3 6 2 3
金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，C正确；越活泼的金属，其金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。
4．中国载人潜水器“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史记录，
首次突破7 000米，最深达到7 020米海底。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关合
金的说法中正确的是( )
A．钛合金是一种新型的金属单质 B．钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小
C．钛合金的化学性质与钛单质相同 D．青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金
【答案】D
【解析】合金是指两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，不属于新型金
属单质，A错误；合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B错误；合金的化学性质与其成分金属的化
学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还具有其他成分的性质，C错误。
5．(2023·辽宁省抚顺市六校协作体高三联考)某混合物可能含有Al、Cu、Fe O、Al O，为探究该混合物
2 3 2 3
成分，某兴趣小组设计如图分析方案。下列分析错误的是( )
A．固体P一定是纯净物
B．若 ，则原混合物中可能含有Al
C．蓝绿色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2+、Fe2+
D．向溶液N中通入足量的CO，一定可观察到有白色沉淀生成
2
【答案】D
【解析】M加入过量氢氧化钠，若有铝、氧化铝则转化为偏铝酸钠，铜、氧化铁不反应进入N；N加入过
量稀盐酸，氧化铁和盐酸生成氯化铁、氯化铁会与铜生成氯化铜和氯化亚铁，得到固体P，说明铜过量，得到
蓝绿色溶液，则说明铁和部分铜转化为氯化铜、氯化亚铁。A项，由分析可知，固体P一定是纯净物铜，A正
确；B项，若 ，则原混合物中可能含有和氢氧化钠反应的铝或氧化铝或两者均有，B正确；C项，蓝绿
色溶液中一定含有的金属阳离子为Cu2+、Fe2+，C正确；D项，若不含铝、氧化铝，则向溶液N中通入足量的
CO，不能观察到白色沉淀生成，D错误；故选D。
2
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O 反应生成NaO还是NaO ，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一
2 2 2 2
定相等，但得到NaO 的质量大于NaO的质量。
2 2 2
3．1 mol Na O 参与反应转移电子的物质的量不一定为 1 mol，如1 mol Na O 与足量SO 的反应转移电子
2 2 2 2 2
应为2 mol。
4．不能用Ca(OH) 鉴别NaCO 和NaHCO 溶液，应选用CaCl 或BaCl 溶液。
2 2 3 3 2 2
5．除去CO 中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO 溶液。
2 3
6．向饱和的NaCO 溶液中通入过量CO，有晶体析出。
2 3 2
7．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，应通过蓝色的钴玻璃片。
8．Na－K合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。
9．铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于 Al O 的熔点高
2 3
于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。
10．铝热反应不仅仅是单质铝与Fe O 反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故
2 3
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。
11．并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。
12．Al O 、Al(OH) 与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。Al(OH) 不溶于氨水，所以实验室常用
2 3 3 3
铝盐和氨水来制备Al(OH) 。
3
13．利用偏铝酸盐制备Al(OH) ，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的 Al(OH) 溶解。若向
3 3
偏铝酸盐溶液中通入CO ，生成的Al(OH) 不溶于碳酸，CO 过量时生成HCO，不过量时生成CO，书写离子
2 3 2
反应方程式时要特别注意。
14．自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。
15．Fe与O 、HO(g)反应的产物都是Fe O 而不是Fe O 。Fe与Cl 反应时生成FeCl ，与S反应时生成
2 2 3 4 2 3 2 3
FeS，说明Cl 的氧化性大于S。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe
2
在Cl 中燃烧，无论Cl 过量还是不足均生成FeCl 。
2 2 3
16．向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO 溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕
4
色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
17．Fe3＋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
(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋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溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验 Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀
{Fe [Fe(CN) ]}。
3 6 2
18．生成FeCl 除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl ＋Fe===3FeCl ；生成Fe(OH) 除
2 3 2 3
了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH) 。
2 2 2 3
19．制备Fe(OH) 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
2
O 隔绝。同时要牢记Fe(OH) 转化为Fe(OH) 时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。
2 2 3
20．铜是紫红色金属，它在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu (OH) CO]。
2 2 3
21．Cu和一定量的浓HNO 反应，产生的是NO 和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀HSO ，Cu
3 2 2 4继续溶解。
22．铜合金有：①青铜(Cu、Sn、Pb等)；②黄铜(Cu、Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Cu、Ni、Zn、Mn)。
高频考点二 常见金属的化合物
1．常见金属氧化物
化学式 NaO NaO MgO Al O FeO Fe O Fe O
2 2 2 2 3 2 3 3 4
分 类 碱性氧化物 过氧化物 碱性氧化物 两性氧化物 碱性氧化物碱性氧化物 ——
颜色状态 白色固体 淡黄色固体 白色粉末 白色固体 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
反应生成 反应生成 与水缓慢反应
与水作用 不溶于水，也不与水反应
NaOH NaOH和O 生成Mg(OH)
2 2
反应生成钠 反应生成钠 反应生成 反应生成 反应生成 反应生成
与酸作用 盐、水和氧 ——
盐和水 气 镁盐和水 铝盐和水 亚铁盐和水 铁盐和水
氧 化 性 除NaO 外氧化性很弱，通常不能用还原剂还原 可用C、CO、Al等还原生成单质铁
2 2
与CO 反应 与CO 生成 与强碱生成 与氧化性酸
其它反应 2 2 与NH Cl溶液 —— ——
生成NaCO NaCO 和O 4 偏铝酸盐 生成铁盐
2 3 2 3 2
2．常见金属氢氧化物
化学式 NaOH Mg(OH) Al(OH) Fe(OH) Fe(OH) Cu(OH)
2 3 3 2 2
颜色状态 白色固体 白色固体 白色胶状沉淀 红褐色沉淀 白色沉淀 蓝色沉淀
稳定加热 较高温度分解 加热分解成 加热分解成 不稳定易被氧 易分解成CuO
稳 定 性
不分解 成MgO和H 2 O Al 2 O 3 和H 2 O Fe 2 O 3 和H 2 O 化成Fe(OH) 3 和H 2 O
与酸反应 均易与酸反应生成对应的盐，若为氧化性酸则Fe(OH) 还要被氧化
2
与盐反应，与 与NH Cl溶液 与强碱溶液反 新制Cu(OH)
其它反应 4 —— 具有还原性 2
Cl、Al反应 反应 应 被醛基还原
2
3．重要的盐
盐 NaCO NaHCO FeCl FeCl
2 3 3 2 3
CO＋2H＋==HO HCO＋H＋==H O＋
2 2
与酸反应 不反应 不反应
＋CO↑ CO↑
2 2
化
HCO＋OH－===H O Fe2＋＋2OH－ Fe3＋＋3OH－
2
学 与碱反应 不反应
＋CO ==Fe(OH) ↓ ==Fe(OH) ↓
2 3
性
2Fe2＋＋Cl==2Fe3
质 氧化还原性 无 无 2 2Fe3＋＋Fe==3Fe2＋
＋＋2Cl－
稳定性 稳定 稳定 稳定
2NaHCO NaCO
3 2 3＋HO↑＋CO↑
2 2
遇KSCN不显血
金属离子检 遇KSCN显血红
焰色反应呈黄色 焰色反应呈黄色 红色，加入氯水
验 色
后显红色
4．两种常见金属及其化合物的转化形式：
(1)直线型转化关系：A――→B――→C
①Na――→NaO――→NaO
2 2 2
②X为强酸，如NaAlO ――→Al(OH) ――→AlCl
2 3 3
③X为强碱，如AlCl ――→Al(OH) ――→NaAlO
3 3 2
(2)三角型转化关系
【典例剖析】
【例1】(2020•江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
【答案】D
【解析】A项，铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝，致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应，
铝具有延展性，故铝可用于制作铝金属制品，A错误；B项，氧化铝为离子化合物，可用作电解冶炼铝的原料，
B错误；C项，氢氧化铝为两性氢氧化物，可以用于中和过多的胃酸，C错误；D项，明矾溶于水后电离出的
铝离子水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物，用于净水，D正确；故选D。
【例2】(2021•湖南选择性考试)Ce (CO) 可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中，铈(Ce)主要
2 3 3
以CePO 形式存在，还含有SiO、Al O、Fe O、CaF 等物质。以独居石为原料制备Ce (CO)•nH O的工艺流
4 2 2 3 2 3 2 2 3 3 2
程如图：
回答下列问题：(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，该核素的符号为 ；
(2)为提高“水浸”效率，可采取的措施有 (至少写两条)；
(3)滤渣Ⅲ的主要成分是 (填化学式)；
(4)加入絮凝剂的目的是 ；
(5)“沉铈”过程中，生成Ce (CO)•nH O的离子方程式为 ，常温下加入的NH HCO
2 3 3 2 4 3
溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)(已知：NH •H O的K ＝1.75×10﹣5，HCO 的
3 2 b 2 3
K ＝4.4×10﹣7，K ＝4.7×10﹣11)；
a1 a2
(6)滤渣Ⅱ的主要成分为 FePO ，在高温条件下，LiCO 、葡萄糖(C H O)和 FePO 可制备电极材料
4 2 3 6 12 6 4
LiFePO ，同时生成CO和HO，该反应的化学方程式为 。
4 2
【答案】(1)138 Ce (2)适当升高温度，将独居石粉碎等
58
(3)Al(OH) (4)促使铝离子沉淀
3
(5)2Ce3++6HCO-+(n﹣3)HO＝Ce (CO)•nH O+3CO↑ 碱性
3 2 2 3 3 2 2
(6)6FePO +3Li CO+C H O 6LiFePO +9CO↑+6H O
4 2 3 6 12 6 4 2
【解析】天然独居石主要以CePO 形式存在，还含有SiO 、Al O 、Fe O 、CaF 等物质中加入浓硫酸焙烧
4 2 2 3 2 3 2
二氧化硅不反应，其他物质生成对应的硫酸盐，加水水浸，浸渣为硫酸钙和二氧化硅，滤液中含有加入 FeCl
3
除磷，生成FePO 沉淀，加氧化镁调节pH＝5，加絮凝剂聚沉，溶液中的Al3+和Fe3+沉淀除去，加入碳酸氢铵
4
沉铈，过滤获得Ce (CO)•nH O。(1)铈的某种核素含有58个质子和80个中子，依据核素的表示方法，其符号
2 3 3 2
为138 Ce；(2)升高温度，搅拌反应物可以加快水浸效率；(3)依据流程分析，氧化镁调节pH＝5，加絮凝剂聚沉，
58
溶液中的Al3+和Fe3+生成对应的氢氧化物沉淀除去，对应的滤渣 III为Fe(OH) 、Al(OH) ；(4)加入絮凝剂，吸
3 3
附沉淀，使沉淀颗粒变大，便于过滤除去；(5)“沉铈”过程中，加入Ce3+与CO2﹣结合，促进HCO ﹣电离，生
3 3
成Ce (CO)•nH O，离子方程式为：2Ce3++6HCO﹣+(n﹣3)HO＝Ce (CO)•nH O+3CO↑，根据盐类水解规律，
2 3 3 2 3 2 2 3 3 2 2
已知NH •H O的电离平衡常数K ＝1.75×10﹣5，HCO 的电离平衡常数K ＝4.4×10﹣7，K ＝4.7×10﹣11，所以碳
3 2 b 2 3 a1 a2
酸氢根的水解程度更大，所以 NH HCO 显碱性；(6)Li CO 、葡萄糖(C H O)和 FePO 可制备电极材料
4 3 2 3 6 12 6 4
LiFePO ，同时生成CO和HO，可知葡萄糖中C元素被氧化，FePO 中Fe元素被还原，LiCO 中C元素被还
4 2 4 2 3
原，据此可知方程式为6FePO +3Li CO+C H O 6LiFePO +9CO↑+6H O。
4 2 3 6 12 6 4 2
【变式探究】
1．(2022•浙江省嘉兴市高三基础测试)下列说法不正确的是( )
A．炼铁高炉中石灰石在高温下分解生成的氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣
B．铜盐能杀死某些细菌，并能抑制藻类生长，因此游泳馆常用硫酸铜作池水消毒剂C．光导纤维导电能力很强，它主要由二氧化硅制造而来
D．铝粉和氧化铁的混合物发生铝热反应可用于焊接铁轨
【答案】C
【解析】A项，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅等反应生成炉渣硅酸钙，A正确；B项，铜盐是重金属离子，
能使蛋白质变性，故能杀菌消毒，B正确；C项，二氧化硅不能导电，C错误；D项，铝粉和氧化铁粉末在高
温条件下发生铝热反应，该反应放出大量的热，用于焊接铁轨，D正确；故选C。
2．(2021年1月浙江选考)下列“类比”合理的是( )
A．Na与HO反应生成NaOH和H，则Fe与HO反应生成Fe(OH) 和H
2 2 2 3 2
B．NaClO溶液与CO 反应生成NaHCO 和HClO，则NaClO溶液与SO 反应生成NaHSO 和HClO
2 3 2 3
C．NaN与盐酸反应生成NaCl和NH Cl，则MgN 与盐酸反应生成MgCl 和NH Cl
3 4 3 2 2 4
D．NaOH溶液与少量AgNO 溶液反应生成Ag O和NaNO ，则氨水与少量AgNO 溶液反应生成Ag O和
3 2 3 3 2
NH NO
4 3
【答案】C
【解析】A项，Na与水反应生成NaOH和H，Fe与冷水、热水都不反应，Fe与水蒸气反应生成Fe O 和
2 3 4
H，A不合理；B项，NaClO具有强氧化性，SO 具有较强的还原性，NaClO溶液与SO 发生氧化还原反应时
2 2 2
SO 被氧化成SO 2-，ClO-被还原成Cl-，B不合理；C项，NaN与盐酸反应生成NaCl和NH Cl：
2 4 3 4
NaN+4HCl=3NaCl+NH Cl，MgN 与盐酸反应生成MgCl 和NH Cl：MgN+8HCl=3MgCl +2NHCl，C合理；
3 4 3 2 2 4 3 2 2 4
D项，氨水与少量AgNO 反应生成[Ag(NH)]+：Ag++2NH·H O=[Ag(NH)]++2H O，D不合理；故选C。
3 3 2 3 2 3 2 2
3．(2022·黑龙江省佳木斯市第一中学第五次调研)类推的思维方法在化学学习与研究中经常使用。下列类
推结论中正确的是( )
A．NaOH饱和溶液导电能力强，则Ca(OH) 饱和溶液的导电能力也强
2
B．加热时Cu与O 反应生成CuO，则加热时Cu与S反应生成CuS
2
C．BaCl 溶液中通入SO 无沉淀产生，则Ba(NO ) 溶液中通入SO 也无沉淀产生
2 2 3 2 2
D．Al与Fe O 能发生铝热反应，则与MnO 也能发生铝热反应
2 3 2
【答案】D
【解析】A项，NaOH是易溶于水易电离的强电解质，其饱和溶液离子浓度大，导电能力强，Ca(OH) 是
2
微溶于水的强电解质，溶于水的能完全电离，但因微溶，其饱和溶液离子浓度小，导电能力弱。故A错误；B
项，加热时Cu与O 反应生成CuO，硫的氧化性比氧气、氯气弱，只能把金属氧化到低价，Cu的低价为+1价，
2
2Cu+S Cu S，故B错误；C项，硝酸钡在酸化后隐含硝酸的氧化性，可以氧化二氧化硫为硫酸，与BaCl 溶
2 2
液反应生成硫酸钡沉淀，二氧化硫与BaCl 溶液不反应，故C错误；D项，Al与Fe O 能发生铝热反应，则Al
2 2 3
与MnO 也能发生铝热反应，均符合铝热反应的特点，故D正确；故选D。
24．已知甲、乙、丙三种物质均含有同种元素X，其转化关系如下：
的
下列说法错误 是( )
A．若A为NaOH溶液，乙为白色沉淀，则X可能为短周期金属元素
B．若A为硝酸，X为金属元素，则甲与乙反应可生成丙
C．若A为氧气，丙在通常状况下为红棕色气体，则甲可能为非金属单质
D．若乙为NaHCO ，则甲或丙可能是CO
3 2
【答案】B
【解析】A项，若A为NaOH溶液，甲是AlCl ，乙是Al(OH) 白色沉淀，丙是NaAlO ，X为短周期金属
3 3 2
元素铝，符合题意，A 正确；B 项，若 A 为硝酸，X 为金属元素，X 应是变价金属，则甲是 Fe，乙是
Fe(NO ) ，丙是Fe(NO ) ，甲与乙不反应，B错误；C项，若A为氧气，丙在通常状况下为红棕色气体即
3 2 3 3
NO ，则甲是N，乙是NO，C正确；D项，若乙为NaHCO ，甲是CO，A是NaOH，丙是NaCO，或者甲是
2 2 3 2 2 3
NaCO，乙是NaHCO ，A是HCl，丙是CO，D正确。故选B。
2 3 3 2
5．(2023·浙江省宁波市高三选考模拟考试)食品安全国家标准规定，K[Fe(CN) ]允许作为食盐的抗结剂，
4 6
最大使用量为0.01g/kg。己知K[Fe(CN) ]的熔点70℃、沸点104.2℃，400℃以上分解：3K[Fe(CN) ]
4 6 4 6
12KCN+Fe C+5C+3N↑，KCN有剧毒。下列关于K[Fe(CN) ]的推测不合理的是( )
3 2 4 6
A．可溶于水，溶液中离子主要存在形式为K+、[Fe(CN) ]4-
6
B．烹饪时不必担心食盐中的K[Fe(CN) ]转化为剧毒物质
4 6
C．在空气中灼烧，生成KCO、FeO、CO 和N
2 3 2 2
D．与稀硫酸反应可生成KSO 、FeSO 和HCN
2 4 4
【答案】C
【解析】A项，K[Fe(CN) ]属于钾盐，由K+和[Fe(CN) ]4-构成，该物质可溶于水，溶液中离子主要存在形
4 6 6
式为K+、[Fe(CN) ]4-，A正确；B项，K[Fe(CN) ]沸点为104.2℃，在104.2℃以上即变为气体逸出，故烹饪时
6 4 6
不必担心食盐中的K[Fe(CN) ]转化为剧毒物质，B正确；C项，在空气中灼烧K[Fe(CN) ]，Fe(II)会被氧化为
4 6 4 6
Fe(III)，不会生成FeO，C错误；D项，K[Fe(CN) ]可与稀硫酸反应可生成KSO 、FeSO 和HCN，D正确；故
4 6 2 4 4
选C。
金属及其化合物的性质应用物质 日常应用 原因分析
钠(钠和
核反应堆的传热介质 熔点较低，导热性好
钾的合金)
2NaO+2CO =2Na CO+O
过氧化钠 呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源 2 2 2 2 3 2
2NaO+2H O=4NaOH+O ↑
2 2 2 2
发酵粉、膨松剂 2NaHCO NaCO+H O+CO↑
3 2 3 2 2
碳酸氢钠 胃酸中和剂 HCO- +H+=H O+CO↑
3 2 2
用于泡沫灭火器 Al (SO )+6NaHCO=2Al(OH) ↓+6CO ↑+3Na SO
2 4 3 3 3 2 2 4
清洗油污 水解，溶液显碱性
碳酸钠
制玻璃 NaCO+SiO NaSiO+CO ↑
2 3 2 2 3 2
氧化铝 耐火材料 熔点高
铝制品 表面易生成致密的氧化膜
铝
铝热剂(焊接钢轨) 2Al+Fe O Al O+2Fe(放出大量热量)
2 3 2 3
氢氧化铝 胃酸中和剂 碱性较弱，Al(OH) +3H+=Al3++3H O
3 2
在水中生成Al(OH) [或Fe(OH) ]胶体，其可以
明矾、铁盐 净水剂 3 3
和悬浮的颗粒形成絮状不溶物沉降下来
氧化铁 红色油漆和涂料 氧化铁是一种红棕色粉末
硫酸铜 配制农药，杀菌消毒 铜离子(重金属离子)能使蛋白质变性
