文档内容
高考解密10 常见金属及其重要化合物
考点热度 ★★★★★
考点1.直接考查常见金属及化合物的主要性质及用途
1.（2022·浙江·统考高考真题）下列说法正确的是
A．铁与碘反应易生成碘化铁
B．电解ZnSO 溶液可以得到Zn
4
C．用石灰沉淀富镁海水中的Mg2+，生成碳酸镁
D．SO 通入BaCl 溶液中生成BaSO 沉淀
2 2 3
考点2.直接考查常见金属与其化合物的转化
9．（2021·广东·高考真题）部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A． 可与 反应生成
B． 既可被氧化，也可被还原
C．可将 加入浓碱液中制得 的胶体
D．可存在 的循环转化关系
考点3.以金属及其化合物为载体考查学生的实验探究能力
3.（2023·浙江·高考真题）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案 现象 结论
A 往 溶液中加入 片 短时间内无明显现象 的氧化能力比 弱往 溶液中滴加 溶液，再加 溶液先变成血红色后
B 与 的反应不可逆
无明显变化
入少量 固体
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐
C 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有 价铁
酸，滴加 溶液
向沸水中逐滴加5~6滴饱和 溶液，持 溶液先变成红褐色再 先水解得 再聚集成
D
析出沉淀
续煮沸 沉淀
A．A B．B C．C D．D
考点4.以金属及其化合物为载体考查学生计算能力
（2019·浙江·统考高考真题）某红色固体粉末可能是Fe O、Cu O或二者混合物，为探究其组成，称取mg
2 3 2
该固体粉末样品，用足量的稀HSO 充分反应后，称得固体质量为ag。
2 4
已知：Cu O+2H+ = Cu+Cu2++H O
2 2
(1)若a=____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物；(2)若a=m/9，则红色固体粉末中
Fe O 的物质的量为____________mol(用含m的最简式表示)。
2 3
考点5.以金属元素化合物与生产、生活、环境、自然、能源等实际问题考查学生的实际应用能力
5.（2022·海南·统考高考真题）胆矾( )是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料
[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、 、 ]制备胆矾。流程如下。
回答问题：
(1)步骤①的目的是_______。
(2)步骤②中，若仅用浓 溶解固体B，将生成_______(填化学式)污染环境。
(3)步骤②中，在 存在下Cu溶于稀 ，反应的化学方程式为_______。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______。
(5)实验证明，滤液D能将 氧化为 。
ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量 将 氧化为 ，理由是_______。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是 将 氧化为 ，写出乙同学的实验方案及结果_______(不要求写具体
操作过程)。
考点6.以金属元素及其化合物为载体考查化学基本理论
6.（2015·天津·高考真题）FeCl 具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污
3
水比FeCl 高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：
3
(1)FeCl 净水的原理是______。FeCl 溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是(用离子方程式表
3 3示)______。
(2)为节约成本，工业上用NaClO 氧化酸性FeCl 废液得到FeCl 。
3 2 3
①若酸性FeCl 废液中c(Fe2＋)=2.0×10-2mol·L-1，c(Fe3＋)=1.0×10-3mol·L-1，c(Cl－)=5.3×10-2mol·L-1，则该溶液
2
的pH约为______。
②完成NaClO 氧化FeCl 的离子方程式：
3 2
___ +___Fe2++___=___Cl−+___Fe3++__
(3)FeCl 在溶液中分三步水解：
3
Fe3＋+H O Fe(OH)2++H＋ K
2 1
Fe(OH)2++H O +H＋ K
2 2
+H O Fe(OH) +H＋ K
2 3 3
以上水解反应的平衡常数K 、K 、K 由大到小的顺序是__________。
1 2 3
通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氧化铁，离子方程式为：xFe3++yH O Fe (OH) (3x-y)++yH+，
2 x y
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)______。
a．降温 b．加水稀释 c．加入NH Cl d．加入NaHCO
4 3
室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是___。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁
[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为_____mg·L-1。
1、对点核心素养
（1）宏观辨识和微观探析：以物质性质为突破点，能描述或预测物质的性质和在一定条件下可能发生的
化学变化。
（2）平衡思想与变化观念：由点到线、由线成面、由面构体,将金属元素化合物知识与反应原理、物质结
构深度融合
（3）科学探究与创新意识：能设计并优化实验方案,对典型物质及其性质进行实验探究，尊重事实和证据,
能独立思考,对相关实验大胆质疑并能改进和创新。
2、对点命题分析金属及其化合物的知识是高中化学的主干知识，是高考化学的必考内容。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，钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中非常
重要的物质，特别是铝、铁在国民经济中占有极其重要的地位。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，在选择题中经常以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物
质的检验、分离与提纯、气体的制取和性质实验、物质推断、计算等题型融合出现，在非选择题中以金属
元素的性质为载体，通过工业生产为背景的工艺流程、实验探究，考查考生运用金属元素的有关知识分析
解决问题的能力。近几年的高考加强了元素及其化合物知识与基本概念、基本理论的结合，该部分知识在
高考中的考查要求逐渐提高，侧重考查学生分析问题、解决问题的能力，命题的重点将是钠及其化合物(特
别是NaO 、NaCO 、NaHCO )的性质、铝及其化合物的两性、Fe2＋与Fe3＋之间的转化关系、铜的冶炼及
2 2 2 3 3
Cu(OH) 的性质等基础知识，但非选择题常常以不常见的过渡元素考查基础知识的理解能力和迁移能力，
2
一般较难。
核心考点一 钠及其化合物
1.理清知识主线
Na→Na O→Na O→NaOH→Na CO→NaHCO
2 2 2 2 3 3
2.形成网络构建
3.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,与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。
②Na与足量O 反应无论生成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定
2 2 2 2
相等,但得到NaO 的质量大于NaO。
2 2 2
③Na分别与HO和乙醇发生反应均能生成H,但反应的剧烈程度不同,前者反应剧烈,后者反应缓慢。
2 2
④1 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 的反应转移电子应为
2 2 2 2 2
2 mol。
⑤不能用Ca(OH) 溶液鉴别NaCO 和NaHCO 溶液,应选用CaCl 或BaCl 溶液。
2 2 3 3 2 2
⑥除去CO 中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO 溶液。
2 3
⑦向饱和的NaCO 溶液中通入过量CO，有NaHCO 白色晶体析出。
2 3 2 3
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，应通过蓝色的钴玻璃片。
⑨Na－K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。
Li和O 反应只生成LiO；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。NaO、NaO 阴阳离子个数比均为
2 2 2 2 2
1∶2。
⑪
NaO 投入品红溶液中,因溶液中有强氧化性物质,因而可使品红溶液褪色。NaO 投入无色酚酞溶液中,酚
2 2 2 2
酞溶液先变红后褪色。
⑫
核心考点二 镁、铝及其重要化合物
1.理清知识主线
Al→Al O→Al(OH) →
2 3 3
Mg→MgO→Mg(OH) →
2
2.形成网络构建
3.扫除易忘知识盲点
(1)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 的熔点高于
2 3
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。
(2)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，故铝
2 3
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。
(3)引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO ，然后插上镁条，最后点燃镁
3
条。
(4)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。
(5)AlO 、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，所以实验室常用铝
2 3 3 3盐和氨水来制备Al(OH) 。
3
(6)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。若向偏
3 3
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。
(7)Al(OH) 可用作抗酸药；明矾常用于净水。
3
(8)泡沫灭火器所用试剂为Al (SO ) 溶液和NaHCO 溶液。
2 4 3 3
(9)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＋CO
2 2 3 2 2
2MgO＋C。
(10)Mg N 与水反应：MgN ＋6HO===3Mg(OH) ＋2NH ↑。加热Mg(HCO ) 溶液生成的是Mg(OH) 沉淀，
3 2 3 2 2 2 3 3 2 2
而不是 MgCO 沉淀，因为 Mg(OH) 比 MgCO 更难溶于水。反应方程式为 Mg(HCO ) Mg(OH) ↓＋
3 2 3 3 2 2
2CO↑。
2
核心考点三 铁、铜及其化合物
1.理清知识主线
Fe→→→
Cu→→Cu(OH) →
2
2.形成网络构建
3.扫除易忘知识盲点
(1)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FeS，
2 2 3 4 2 3 2 3
说明Cl 的氧化性大于S的。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
(2)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→棕黄色
4
的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。
(3)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
(4)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) 除了
2 3 2 3
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
(5)配制FeCl 溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl 溶液要加入浓盐酸防止水解。
2 3
(6)Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH) 沉淀。
3
(7)除去酸性溶液ZnCl 中的FeCl ，应先通入Cl 或加入HO，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。
2 2 2 2 2
(8)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 O
2 2
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 3
(9)Fe(OH) 胶体的制备方法是将饱和FeCl 溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带
3 3
电，带电的是胶粒。
(10)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。
(11)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu (OH) CO]。
2 2 3
(12)常用灼热的铜粉除去N 中的O，灼热的CuO除去CO 中的CO。
2 2 2
(13)新制Cu(OH) 悬浊液常用来检验醛基。
2
(14)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继
3 2 2 4
续溶解。
(15)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu S：黑色；CuS：黑色；Cu O：砖红色。
2 2
(16)铜的焰色反应为绿色。
(17)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。
(18)铜合金有：①青铜(Sn、Pb等)；②黄铜(Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Ni、Zn、Mn等)。
核心考点四 其它金属及其化合物
一、锰
锰( Mn)位于第四周期第ⅦB族，价电子构型为3d54s2，软锰矿主要成分为MnO ，价态以＋2、＋4、＋
25 2
6、＋7为最为常见，是活泼金属。
1、Mn2＋的性质
Mn2＋价电子构型为较稳定的3d5半充满结构，因此Mn2＋是锰的最稳定状态。在水溶液中呈粉红色，多数盐
易溶。Mn2＋可与CO2－生成白色沉淀：Mn2＋＋CO2－=MnCO↓
3 3 3
（1）在高酸度热溶液中，与过二硫酸铵、铋酸钠(NaBiO)等强氧化剂作用，可Mn2＋氧化成MnO -：
3 4
2Mn2＋＋5SO 2－＋8HO 2MnO -＋10SO 2-＋16H＋
2 88 2 4 4
2Mn2＋＋5NaBiO＋14H＋ 2MnO -＋5Na＋＋5Bi3＋＋7HO
3 4 2
（2）在碱性溶液中，Mn2＋会生成沉淀：Mn2＋＋2OH－==Mn(OH) ↓(白)
2
2、MnO 的性质
2
MnO 是黑色不溶性粉末，是制造干电池的原料，在酸性介质中MnO 是一种强氧化剂。在实验室中常用此
2 2
性质制备氯气：
MnO ＋4HCl(浓) MnCl ＋Cl↑＋2HO
2 2 2 2
MnO 还能氧化HO 和Fe2＋等：
2 2 2MnO ＋HO＋2H＋==Mn2＋＋O↑＋2HO
2 2 2 2 2
MnO ＋2Fe2＋＋4H＋==Mn2＋＋2Fe3＋＋2HO
2 2
3、高锰酸钾
高锰酸钾KMnO4(俗名灰锰氧)是强氧化剂，是一种深紫色的晶体，水溶液呈紫红色的。KMnO4的稀溶液
(0.1%)可用于消毒和杀菌。
在酸碱性不同的条件下，高锰酸钾的还原产物是不同的。例如：
介质 酸性 中性、弱碱性 强碱性
产物 Mn2＋ MnO MnO 2－
2 4
1）KMnO 的应用：
4
(1)加热KMnO 是实验室制备氧气的简便方法:
4
2KMnO KMnO ＋MnO ＋O↑
4 2 4 2 2
(2)KMnO 在酸性溶液中，是很强的氧化剂，它可以氧化Cl－、I－、SO 2－、C O2－、Fe2＋等，本身还原为
4 3 2 4
Mn2＋。
常见用途有：
①制备氯气：2MnO -+10Cl－＋16H＋==2Mn2＋＋5Cl↑＋8HO
4 2 2
②标定KMnO 的浓度：2MnO -＋5HC O＋6H＋==2Mn2＋＋10CO↑＋8HO
4 4 2 2 4 2 2
③Fe含量的测定:MnO-＋5Fe2＋＋8H＋==2Mn2＋＋5Fe3＋＋4HO
4 2
2）KMnO 的制备
4
(1)MnO 与KClO、KOH一起加热熔融生成锰酸钾：
2 3
3MnO ＋6KOH＋KClO 3KMnO (绿)＋KCl＋3HO
2 3 2 4 2
再将KMnO 酸性条件下发生歧化反应，即可得到高锰酸钾：3MnO 2－＋4H＋=2MnO-－＋MnO ＋2HO
2 4 4 4 2 2
(2)电解法：电解KMnO 溶液可以制备KMnO ：
2 4 4
阳极反应：2MnO 2－－2e-==2MnO -
4 4
阴极反应：2HO＋2e-==H ↑＋2OH－
2 2
总的电解反应：2MnO 2－＋2HO==2MnO-－＋2OH－＋H↑
4 2 4 2
二、铬
Cr是第四周期第ⅥB族金属元素，铬的价电子构型为3d54s1，以＋3、＋6两种价态化合物最为重要。
24
1.铬单质是最硬的金属，与铁、镍能组成不锈钢。可用铝热法由Cr O 制备金属铬：
2 3
Cr O＋2Al 2Cr＋Al O。
2 3 2 3
2.含Cr3＋的溶液呈绿色，铬酸钾(K CrO)为黄色，重铬酸盐(K Cr O)为橙色。
2 4 2 2 7
二者可以相互转化：2CrO2－＋2H＋ Cr O2－＋HO。
4 2 7 2
加酸平衡向右移动c(CrO2－)增大，c(CrO 2－)减小，溶液为橙红色；加碱平衡左移c(CrO 2－)增大c(CrO2－)
2 7 4 4 2 7
减小，溶液为黄色；中性时溶液为橙色。
3.与Al O、Al(OH) 相似，Cr O、Cr(OH) 具有两性，Cr(OH) 在溶液中存在两种平衡：
2 3 3 2 3 3 3
Cr3＋＋3OH－ Cr(OH) H＋＋CrO-
3 2
Cr(OH) 既溶于酸，又溶于碱：
3Cr(OH) ＋3HCl==CrCl ＋3HO
3 3 2
Cr(OH) ＋NaOH==NaCrO ＋2HO
3 2 2
4.在酸性溶液中，Cr O2－是强氧化剂。如加热的条件下，KCr O 可以氧化浓盐酸制备氯气：
2 7 2 2 7
KCr O＋14HCl(浓) 2CrCl ＋2KCl＋3Cl↑＋7HO
2 2 7 3 2 2
交警查酒驾，就是用重铬酸钾的酸性溶液，来检验酒精的含量：
KCr O＋3CHCHOH＋4HSO =Cr (SO )＋KSO ＋3CHCHO＋7HO
2 2 7 3 2 2 4 2 4 3 2 4 3 2
5.含铬废水中，以Cr(Ⅵ)的毒性最大。我国规定工业废水含Cr(Ⅵ)的排放标准为0.1mg·L－1。含铬废水处理
的基本原理就是将铬(Ⅵ)还原为铬(Ⅲ)，然后转化为Cr(OH) 沉淀除去。
3
现介绍两种中学化学常考到的方法：
(1)化学还原法，可先将废水用硫酸调pH值至2~3，再加入FeSO 等还原剂，将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ):
4
Cr O2－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7HO
2 7 2
然后用NaOH或Ca(OH)2调pH值至7~8，生成Cr(OH) 沉淀，再加混凝剂，使Cr(OH) 沉淀除去。
3 3
(2)电解还原法
电解还原法是用金属铁作阳极，Cr(Ⅵ)在阴极上被还原成Cr(Ⅲ)，在电解过程中阳极铁板溶解下来的Fe2＋
(Fe－2e-=Fe2＋)也可将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)。同时由于阴极板上析出H，使废水pH值逐步上升，最后呈中
2
性，此时Cr3＋、Fe3＋都以氢氧化物沉淀析出。
三、银
1. 银单质
( Ag)是第五周期IB族元素，在自然界有游离态的银。银的活动性在氢之后，在电化学中，Ag是活性电极，
47
在阳极放电：Ag－e-=Ag＋。
Ag O对热不稳定，加热到时完全分解：2Ag O 4Ag＋O↑。
2 2 2
乙醇在单质Ag或Cu催化下，可被氧化成乙醛，其催化原理是：
4Ag＋O 2Ag O C HOH＋Ag O CHCHO＋2Ag＋HO
2 2 2 5 2 3 2
银器表面变暗，主要是由于生成了Ag2S所致，为使其表面恢复光泽，可将其放入盛食盐水的铝盆中，发
生原电池反应：
负极(Al)：2Al－6e-=2Al3＋
正极(Ag2S)：3Ag S＋6e-=6Ag＋S2－，
2
3S2－＋2Al3＋＋6HO=2Al(OH) ↓＋3HS↑
2 3 2
总反应：2Al＋3Ag S＋6HO=2Al(OH) ↓＋6Ag＋3HS↑
2 2 3 2
2.氢氧化银(AgOH)的性质
在AgNO 溶液中，逐滴加入稀氨水，首先生成白色沉淀AgOH↓，AgOH极不稳定，立即脱水生成暗棕色
3
的Ag O 沉淀，AgOH及Ag O均能溶于氨水形成银氨溶液:
2 2
AgNO＋NH ·H O=AgOH↓＋NH NO
3 3 2 4 3
AgOH＋2NH ·H O=Ag(NH)OH＋2HO
3 2 3 2 2
3.银盐
多数银盐难溶于水，能溶的只有AgNO、AgF、AgSO 等少数几种。
3 4在卤化银中，除AgF外，AgCl(白↓)、AgBr(淡黄↓)、AgI(黄↓)均不溶于水且不溶于稀HNO3。
常见难溶银盐的溶解度大小为：S(AgCl)＞S(AgBr)＞S(AgI)＞S(Ag S)
2
依次加入Br－、I－、S2－可实现沉淀转化：AgCl→AgBr→AgI→Ag S。
2
AgCl、AgBr、AgI都具有感光性。
照像底片及印相纸上都散布着细小的AgBr明胶，摄影时，受光线照射而分解成细小的银：
2AgBr 2Ag＋Br ；
2
AgI可用于人工降雨。硝酸银见光或加热容易分解：
2AgNO=2Ag↓＋2NO ↑＋O↑
3 2 2
因此AgNO 晶体或溶液应装在棕色试剂瓶中。
3
四、钛
1.钛单质：与浓盐酸和浓硫酸反应，均生成氢气：
(1)2Ti ＋ 6HCl(浓) = 2TiCl ＋3H↑
3 2
(2)2Ti ＋3HSO (浓) = Ti (SO )＋3H↑
2 4 2 4 3 2
2.单质钛的制备：
(1)FeTiO 加HSO 处理，同时加入铁屑，目的是防止Fe2＋被氧化：
3 2 4
FeTiO ＋2HSO = TiOSO ＋FeSO ＋2HO
3 2 4 4 4 2
(2)加热使TiOSO 水解得到TiO ·xHO，脱水得到TiO ：
4 2 2 2
TiO2＋ ＋(x＋2)H O (过量) TiO ·xHO↓＋4H＋
2 2 2
(3)将TiO 与碳、氯气共热生成TiCl ，然后在Ar的气氛中，用Na或Mg还原成Ti，熔化铸成钛锭：
2 4
TiO ＋2Cl＋2C TiCl ＋2CO
2 2 4
2Mg ＋ TiCl 2MgCl ＋Ti
4 2
3.TiO 的性质：典型的晶体叫做金红石，纯净的TiO 叫做钛白粉。
2 2
(1)TiO 溶于HSO 生成Ti(SO )：
2 2 4 4 2
TiO ＋2HSO (浓) = Ti(SO )＋2HO
2 2 4 4 2 2
但从HSO 溶液中析出的不是Ti(SO )，而是TiOSO。
2 4 4 2 4
(2)TiO 不溶于碱，但能与熔融的烧碱反应生成偏钛酸盐，所以TiO 是两性氧化物。例如：
2 2
TiO ＋2NaOH(熔融) = Na TiO ＋HO
2 2 3 2
4.四氯化钛
常温，是一种无色发烟的液体，有刺激性气味。若暴露在潮湿的空气中，会冒出白烟，部分水解生成钛酰
氯，利用此性质，制备烟幕弹：TiCl ＋HO = TiOCl ＋2HCl
4 2 2
核心考点五 金属及其化合物的几个专题
1、颜色专题
（1）常见金属及其化合物的颜色
赤： Fe O、Fe(OH) 、Fe(SCN) (3—X)—、Cu O、Cu
2 3 3 X 2
黄： NaO、AgBr、AgI、浓硝酸、FeS、工业盐酸（ Fe 3+）、钠焰色
2 2 2
绿：Fe2+（FeSO •7H O）、Cu (OH) CO、CuCl （浓）
4 2 2 2 3 2青：FeS、CuS、Ag S、PbS、FeO、Fe O、Cu S、CuO、MnO
2 3 4 2 2
蓝：Cu2+（带结晶水）、Cu(OH)
2
紫：MnO —、 [Fe(C HO) ]3—、钾的焰色
4 6 5 6
白：Fe(OH) 、CuSO (无水)、NaO、NaSO 、Al(OH) 、Mg(OH) 、AgCl、BaSO 、CaCO 、MgCO 大多数
2 4 2 2 3 3 2 4 3 3
沉淀
棕：固体FeCl 、CuCl
3 2
（2）特征反应颜色变化：
（1）白色沉淀[Fe(0H) ] 红褐色[Fe(OH) ]
2 3
（2）使Fe3+溶液显紫色的是酚。
（3）Fe3+遇SCN-显血红色。
2.特征反应专题
（1）既能与强酸反应, 又能与强碱反应的物质一般有:
①某些金属Al
②两性氧化物Al O
2 3
③两性氢氧化物Al(OH)
3
④弱酸的酸式盐如NaHCO 、NaHS、NaHSO、NaHPO 、NaH PO 等
3 3 2 4 2 4
（2）置换反应
{1.金属
+盐→
金属
+盐¿¿¿¿
①金属→金属
{活泼金属（Na 、 Mg 、 Fe ）⃗
H
+
或H O
H ↑¿¿¿¿
2 2
②金属→非金属
{H + 金属氧化物 ⃗ 金属 +H O ¿¿¿
高温 ¿
2 2
③非金属→金属
3、掌握金属活动性顺序总览金属全局
金属的化学性质主要表现为易失去最外层的电子，显示还原性，这与它们的原子结构有关。常见金属
的主要化学性质列于下表：
金属活动性 K Ca Na Mg Al Mn Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au
顺序
金属原子 依次减小，还原性减弱
失电子能力
空气中跟氧气 易被氧化 常温时能被氧化 加热时能被氧化 不 能 被
的反应 氧化
常温可置换 加热或与水蒸气反应时能
跟水的反应 出水中的氢 置换出水中的氢 不与水反应
能置换出稀酸（如HCl、HSO ）中的氢 不能置换出稀酸中的氢
2 4跟酸的反应 反应剧烈 反应程度依次减弱 能跟浓硫酸、硝 能 跟 王
酸反应 水反应
跟盐的反应 位于金属活动性顺序前面的金属可以将后面的金属从其盐溶液中置换出来
跟碱的反应 Al、Zn等具有两性的金属可以与碱反应
注：金属活动性顺序就是金属单质的还原性由强渐弱的顺序。按金属活动性顺序，把常见金属分为以下三
组：
活泼金属组：K、Ca、Na，Mg、Al；
中活泼金属：Zn、Fe，Sn、Pb、(H)；
不活泼金属：Cu、Hg、Ag，Pt、Au。
如上所示，每个金属组又分为两个不同层次，显示其还原性的差异。这样复习金属单质的化学性质，有利
于总览金属的全局，以及金属还原性强弱的变化规律。
(1) 跟O 反应：K、Ca、Na、Mg、Al迅速氧化，Zn、Fe、Sn、Pb缓慢氧化，Cu、Hg、Ag、Pt、Au很难
2
氧化。
(2) 跟HO反应：K、Ca、Na跟水反应剧烈，Mg、Al跟水在加热下缓慢反应，Zn、Fe在高温下跟水气反
2
应，生成H 和金属氧化物。
2
(3) 跟盐酸反应：K、Ca、Na反应猛烈，Mg、Al反应剧烈，锌、铁反应较快，Sn、Pb反应缓慢，Cu、
Hg、Ag、Pt、Au不能反应。
(4) 跟硝酸反应：Cu、Hg、Ag可与HNO 反应，Pt、Au不跟HNO 反应。
3 3
4．总结实验判断金属活动性的规律
(1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。
(2)金属对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。
(3)一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一金属强。
(4)两金属能构成原电池时，做负极的金属比做正极的金属活泼。
(5)在电解的过程中，一般先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应的
金属单质的活泼性差。
5、金属之“最”
(1)在生活、生产中使用最广泛的金属是铁，但一般不使用纯铁，而使用铁的合金。如熟铁(含碳在0.03%以
下的铁碳合金)、生铁(含碳在2%以上的铁碳合金)、钢(含碳在0.03%～2%的铁碳合金)。
(2)地壳中含量最多的金属元素为铝，铝单质广泛应用于生活中。
(3)最活泼的金属元素是铯，因为铯原子半径最大，最外层只有一个电子，易失电子，金属性最强。
(4)最硬的金属单质是铬，硬度为9(规定金刚石硬度为10)。
(5)熔点最高的金属单质是钨，熔点为3413℃。
(6)熔点最低的金属单质是汞，熔点为－39℃。
(7)最重的金属单质是锇(Os)，密度为22.57 g·cm－3。
(8)延性最好的金属单质是铂，展性最好的金属单质是金。
(9)金属中的杀菌冠军是银，每升水中只要有五百亿分之一克Ag+，就能消灭细菌。
(10)最稳定的金属单质是金。6.常见无机物性质与用途对应关系归纳
性质 用途
(1) 硅是常用的半导体材料 可作太阳能电池板
(2) 二氧化硅导光能力强，并且有硬度和柔韧度 可作光导纤维
(3) 4HF＋SiO===2HO＋SiF↑ 用HF雕刻玻璃
2 2 4
(4) 2C＋SiO=Si＋2CO↑ 碳还原二氧化硅制备粗硅
2
(5) 碘酸钾在常温下稳定 食盐中的加碘物质
(6) 氮气的化学性质稳定 作保护气
(7) 浓氨水具有挥发性和还原性 用浓氨水检验输送氯气的管道是否漏气
(8) 草木灰和硫铵反应生成氨气，使肥效降低 草木灰和硫铵不能混合施用
(9) 二氧化硫与氧气反应 二氧化硫可用于制作葡萄酒的食品添加剂
(10) 氦气化学性质稳定、密度小 可用于填充飞艇、气球
(11) 钠具有较强的还原性 可用于冶炼钛、锆、铌等金属
(12) NaHCO 受热分解生成CO，能与酸反应 可用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂
3 2
(13) NaCO 水解使溶液显碱性 用热的纯碱溶液洗去油污
2 3
(14) NaO 与HO、CO 反应均生成O 作供氧剂
2 2 2 2 2
(15) 肥皂水显碱性 肥皂水作蚊虫叮咬处的清洗剂
(16) 水玻璃不燃不爆 可用作耐火材料
(17) 硅酸钠的水溶液是一种无机黏合剂 盛放碱性溶液的试剂瓶不能用玻璃塞
(18) 锂质量轻、比能量大 可用作电池负极材料
(19) Al具有良好的延展性和抗腐蚀性 常用铝箔包装物品
(20) 铝有还原性能发生铝热反应 可用于焊接铁轨、冶炼难熔金属
(21) MgO、Al O 的熔点很高 作耐高温材料
2 3
(22) 小苏打与硫酸铝溶液发生双水解反应 可以作泡沫灭火器
(23) Al(OH) 有弱碱性 可用于中和胃酸
3
(24) 镁铝合金质量轻、强度大 可用作高铁车厢材料
(25) Fe粉具有还原性 可用于防止食品氧化变质
(26) Fe O 是红棕色粉末 可用作红色颜料
2 3
(27) Cu＋2FeCl ===2FeCl ＋CuCl FeCl 腐蚀Cu刻制印刷电路板
3 2 2 3
(28) CuSO 使蛋白质变性 误服CuSO 溶液，喝蛋清或豆浆解毒
4 4
(29) BaSO 不溶于水，不与胃酸反应 在医疗上用作“钡餐”透视
4
考点一 直接考查常见金属及化合物的主要性质及用途【高考解密】有关金属元素的考题几乎出现在每年的高考题中，考查方式除了在选择题中直接考查金属元
素及其化合物的性质、用途之外，还可以以元素及其化合物为载体，考查离子共存、离子方程式、氧化还
原反应、物质的鉴别与分离等有关知识，试题通常以基础题、中档题居多。
例1.（2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测）有关铝及其化合物的说法正确的是
A．铝片可与冷水剧烈反应 B．铝热反应放出的热量使生成的铁熔化
C．氧化铝是碱性氧化物 D．氢氧化铝能溶于稀氨水
【变式训练1】（考查常见金属及其化合物的性质）（2022·江西·校联考模拟预测）2022年诺贝尔物理奖
获得者之一使用钙做实验材料。下列说法正确的是
A．钙的金属活动性比镁弱 B．钙与水反应生成H
2
C．钙在自然界以单质形式存在 D．实验中剩余的钙丢入下水道
【变式训练2】（考查常见金属及其化合物的用途）（2022·江苏·模拟预测）铁粉是冶金的主要原料。下列
有关铁的化学反应的叙述正确的是
A．高温下，铁粉与水蒸气反应生成磁性氧化铁
B．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应置换出铝
C．制备溴苯时，铁粉与液溴反应生成FeBr
2
D．铁粉和炭粉混合用食盐水湿润后发生析氢腐蚀
【变式训练3】（考查金属的回收和利用）（2023·湖南岳阳·统考一模）从某含有 、 、 的
工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下：
则下列说法错误的是
A．试剂a是铁、试剂b是盐酸
B．试剂c是氯气，相应的反应为
C．操作Ⅰ、操作Ⅱ所用仪器相同，均要用到烧杯、分液漏斗、玻璃棒
D．加入过量试剂c之后，溶液W依然能使少量酸性 溶液褪色
考点二 直接考查常见金属与其化合物的转化
【高考解密】常见金属与其化合物的转化是这一部分知识的灵魂，这一方面的考查比较灵活，可以以选择
题的形式进行直接考查，也可以在II卷以工艺流程题的形式进行间接考查。
例2.（2023·安徽宣城·安徽省宣城市第二中学模拟预测）几种常见物质的转化如图所示(反应条件省略)。
下列推断一定错误的是A．若化合物2是淡黄色固体，化合物3为液态氧化物，则化合物4为碱
B．若单质1为黑色粉末，化合物2能使澄清石灰水变浑浊，则化合物1易溶于水
C．反应(1)和(2)是氧化还原反应，反应(3)可能是非氧化还原反应
【变式训练1】（考查常见金属与其化合物间的转化）（2022·河北邯郸·邯郸一中校考模拟预测）实验室模
拟工业处理含铬废水，操作及现象如图甲所示，反应过程中铬元素的化合价变化如图乙。已知：深蓝色溶
液中生成了CrO。
5
下列说法正确的是
A．0～5s过程中，发生的离子反应为：
B．实验开始至30s，溶液中发生的总反应离子方程式为
C．30～80s过程中，Cr元素被氧化，可能是溶解的氧气和剩余的HO 所致
2 2
D．0s～80s时，溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
【变式训练2】（考查常见金属及其化合物价类二维图）（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期
末）部分含Cr物质的分类与相应化合价的关系如图所示。已知： 为难溶于水的两性氢氧化物。下
列推断合理的是
A．a的基态原子的价层电子排布式为
B．b可通过一步反应直接转化为c
C．可通过调节溶液的酸碱性完成e中两种含Cr离子的转化
D．e不能通过氧化还原反应直接转化为
【变式训练3】（考查金属的冶炼）（2022·湖南长沙·统考模拟预测）工业上冶炼金属钠通常采用的方法是
（ ）
A．热分解法 B．电解法 C．结晶法 D．热还原法考点三 以金属及其化合物为载体考查学生的实验探究能力
【高考解密】有关金属及其化合物探究实验的特点：要求考生对文字、图形、表格数据、反应流程中的信
息进行提取、分析、猜想和归类，考查学生基础知识的综合应用、基本的实验方法和基本技能的掌握程度，
考查学生对科学探究方法和过程的理解，对实验的评价。
例3．（2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测）某小组用如图装置探究铝片与酸碱的反应，实验如下：
①A为盐酸时，1分钟后有大量气泡产生
②A为NaOH时，20秒后有大量气泡产生
③A为硫酸时，3分钟后有极少量气泡产生，滴加1mLCuSO 溶液，立即产生大量气泡，Al表面有少量红
4
色固体。下列说法正确的是
A．对比①②说明氧化性NaOH＞HCl
B．对比①③说明Cl-对铝表面的氧化膜破坏能力强
C．对比①②③说明Al在不同的环境中还原性不同
D．③中实验说明Al与Cu2+反应剧烈放热
【变式训练】（2022·山东威海·校考模拟预测）用KSCN溶液和FeCl 溶液探究 的还原性时出现异常现
2
象实验如下：不正确的是
① ② ③
溶液变红，大约10秒左右红色褪
溶液变红且不褪色，有气体生 溶液变红且不褪色，滴加盐酸和
去，有气体生成(经检验为O)。取褪
2
成(经检验为O
2
)，经检验有丁
溶液，无白色沉淀，经检
色后溶液，滴加盐酸和 溶液，
达尔效应。 验无丁达尔效应。
产生白色沉淀
A．对比①③，可判定酸性条件下 可氧化
B．实验 中发生的氧化还原反应有两种
C．②中红色溶液中含有 胶体
D．③中发生的氧化还原反应为：考点四 以金属及其化合物为载体考查学生计算能力
【高考解密】本考点以金属及其化合物为载体考查学生计算能力——物质的量、物质的量浓度、气体摩尔
体积、氧化还原反应、中和滴定、物质的纯度等计算。
例4.（2023·湖南永州·统考二模）盐X由三种常见元素组成，某科学兴小组称取 盐X进行实验，数据
和现象如下：
已知：①气体B为两种气体的混合物，能被水完全吸收。
②取D溶液 ，用 的 溶液滴定，消耗 溶液 。
下列说法错误的是
A．试剂Y可能为 溶液
B．盐X的化学式为
C．用 的 溶液滴定溶液D时可用酚酞作指示剂
D．若在X的稀溶液中通入足量 气体，发生反应的离子方程式为：
【变式训练】（2022·浙江·三模）取1.77g镁铝合金投入到 的盐酸中，合金完全溶解，放
出氢气1.904L(已折算成标况)请计算：
(1)镁铝合金中镁的质量分数=______%(保留三位有效数字)
(2)上述溶液中继续滴加 的NaOH溶液，得到沉淀3.10g。则V的最大值=______mL。(写出
计算过程)
考点五 以金属元素化合物与生产、生活、环境、自然、能源等实际问题考查学生的实际应用能力
【高考解密】本考点主要以工艺流程题的形式考查金属及其化合物在生产、生活、环境、自然、能源等实
际问题考查学生的实际应用，考查化学方程式、离子方程式的书写、物质的分离提纯、产率的计算等。
例5．（2023·四川成都·一模）镀锌钢构件的酸洗废液中含有 盐酸、 和 。
实验室从酸洗废液中回收盐酸和 的实验流程如下：
已知化合物的溶解度( 水)数据如下表：
物质49.7 59.0 62.5 66.7 70.0 78.3 88.7 94.9
342 363 395 437 452 488 541 614
回答下列问题：
I．回收盐酸和 粗产品
(1)操作1应选择______________(填字母序号)。
A．水浴加热 B．油浴加热 C．投入沸石
(2)为了获得 粗产品，应适时停止加热且留有少量残余液，这样做除了防止 被氧化外，另
一目的是___________；若留有残余液过多，会造成的不良后果是___________(答一条)。
II． 粗产品的重结晶
(3)检验 粗产品中含有 的操作方法是____________。
(4)重结晶前加入的物质X为_____________；操作2的名称是______________。
III．滴定亚铁离子，测定 晶体纯度
准确称取 重结晶后的 晶体，溶于混酸中并定容至 。移取三份 溶液，加入指
示剂，用 标准溶液( )滴定至终点，半分钟内不恢复，平均消耗标准溶液体积为 (此时
不被氧化)。
(5)计算 晶体的纯度为____________ (含a、c的代数式，化到最简)。
【变式训练】（2022·四川成都·校考模拟预测）阳极泥是电解精炼铜过程中产生的一种副产品，其中含
Au、Pt、Ag、Cu、Se、CuAgSe和SiO 等。下图是全湿法处理铜阳极泥提取银的工艺：
2
回答下列问题：
(1)CuAgSe中铜元素的化合价为 _______ ，NaClO 的名称是_______ 。
3
(2)“脱铜”工艺需要加压酸浸，加压的目的是_______ ；酸浸过程每消耗33.6LO (标准状况)，能转化2 mol
2
CuAgSe，则该反应的氧化产物为_______ ；“脱铜”后的混合物经过_______操作，进入“浸硒”工艺。
(3)"浸硒"过程中NaClO 溶液的作用是氧化硒元素，该工艺通常还要加入NaCl，加入NaCl的作用是
3
_______ ；向“浸硒”得到的滤液I中通入SO ，过滤得到的滤渣为粗硒，滤液则可返回_______工艺进行
2
循环利用。
(4)“分银”得到滤渣的主要成分有Pt、Au和_______ 。
(5)分析“沉银”过程中水合肼(N H·H O)的作用：_______ 。
2 4 2
考点六 以金属元素及其化合物为载体考查化学基本理论
【高考解密】本考点以金属及其化合物为载体考查化学基本理论——盖斯定律的应用、电化学、化学反应速率与化学平衡、水溶液中的离子平衡等理论知识。
例6．（2022·江苏·模拟预测）地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。水体除NO
主要有电化学法、催化还原法等。
(1)电化学去除弱酸性水体中NO 的反应原理如图所示：
①作负极的物质是_______。
②正极的电极反应式是_______。
③取两份完全相同的含NO 废液A和B，调节废液A、B的pH分别为2.5和4.5，向废液A、B中加入足
量铁粉，经相同时间充分反应后，废液A、B均接近中性。废液A、B中铁的最终物质存在形态分别如图
所示。溶液的初始pH对铁的氧化产物有影响，具体影响为_______。pH=4.5，NO 的去除率低的原因是
_______。
初始pH pH=2.5 pH=4.5
NO 去除率 接近100% <50%
24小时pH 接近中性 接近中性
铁的最终物
质形态
(2)纳米Fe-Ni去除废液中的NO (Ni不参与反应)。
①在酸性条件下，Fe与NO 反应生成Fe2+和NH ，则反应的离子方程式为_______。
②初始pH=2.0的废液，加入一定量的纳米Fe-Ni，反应一段时间后，废液中出现大量白色絮状沉淀物，过
滤后白色沉淀物在空气中逐渐变成红褐色。产生上述现象的原因是_______。
(3)在金属Pt、Cu和Ir(铱)的催化作用下，H 可高效转化酸性溶液中的NO ，其工作原理如图所示。H 在
2 2
金属Pt和Cu的催化作用下将NO 转化为液体中NO的过程可描述为_______。
2【变式训练】（2022·河南焦作·焦作市第一中学校考模拟预测）钴是一种重要的过渡金属元素，常见化合
价有 、 价。钴及其化合物在电池、磁性材料、催化剂等方面应用广泛。
(1)控制反应温度为 、 ，向 溶液中缓慢加入 固体，并不断搅拌，
可获得 沉淀。已知：该温度下 、 。
①反应温度不高于 的原因可能是_______。
②试通过计算说明控制溶液 的主要原因：_______。
(2)通过 热分解可获得钴的氧化物。取 样品在空气中加热，充分反应后冷却，获得
固体X，通过计算可知X的化学式为_______；将所得X与足量浓盐酸反应，能产生黄绿色气体，
则该气体的物质的量在理论上应为_______ 。
(3)某科研机构通过以下装置获得了 薄膜：
①b极应为电源的_______极(填“正”或“负”)，生成 的电极反应式为_______。
②实验发现，当外电路中转移 电子时， 电极增重 ，其原因可能为_______。
