专题五、金属及其化合物
命题方向点播：金属及其化合物在几乎不会错过任何一套考试试卷。其命题不仅包含
我们教材上学过的钠、铝、镁、铁，还会考察我们教材没有讲过的如：锰、铬、
钛、锌等过度元素。金属的考试题型通常会结合：元素周期律、无极推断、工艺
流程、电化学应用、氧化还原反应等知识一起考，通常在考试中占 18 分-22 分，
可见其复习的重要性。
基础知识点回顾
一、金属的物理性质和化学性质
1．元素的存在形式有两种：游离态和化合态。
（1）钠、镁、铝只以化合态形式存在：钠元素的主要存在形式是氯化钠，镁元素
的存在形式有菱镁矿，铝元素的存在形式有铝土矿。
（2）铁元素有两种存在形式：游离态的陨铁和化合态的铁矿石。
2、金属单质的物理性质
有金属光泽、不透明、易导电、导热、延展性
（1）、熔点规律
d 区金属单质大都熔点较高，尤其 IVB—VIIB（除 Mn 外）是高熔点金属，熔点最
高的是 W（钨）。
IIB 和 S 区、P 区金属单质为低熔点金属，最高熔点是汞（-38.842℃），Cs(28.40
℃)，Ga(29.78℃)
（2）、强度规律
d 区金属单质大都硬度较大，尤其 VIB，其两侧硬度趋于减弱，铬是硬度最大的。
（3）、熔点、硬度变化规律的解释――与金属键强弱有关
影响金属键强弱的因素：
金属原子半径减小，核对外层电子作用增强，金属键增强。 参加成键价电子越多，金属键越强。
（4）、导电性及解释
金属都能导电，是电的良导体，处于 p 区对角线附近的金属，如锗，导电能力
介于导体与绝缘体之间，是半导体
规律：1）导电性最佳的金属为：Ag，最常用的导电金属为：Cu，Al
2）杂质增加，温度升高，金属导电率减小。金属晶体中自由电子运动。
3、金属的化学性质
（1）、金属与非金属的反应（O2、S、Cl）
○1 、温度不同产物不同：
室温空气：4Na+O2=2Na2O（白色）；加热：2Na+O2 Na2O2 (淡黄色)
○2 、为什么熔化的铝并不滴落，而被一层无光泽的物质（氧化铝）包围着：
Al + O2 Al2O3（熔点 2050℃，而 Al 的熔点为 660℃）
（2）、金属与酸和水的反应
许多金属与水（或热水）不反应，如铁、铜、铝制水壶。但并不是所有金属都
不与水反应。如，Na 等。
Na 的特性：密度比水小；性质非常活泼，能与水发生剧烈反应；反应时放出热
量，反应后得到的溶液显碱性，生成氢气。2Na + 2H2O ＝2NaOH+ H2↑
铁与水蒸汽也发生反应： 3Fe（铁粉）+ 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2↑
（3）、铝与氢氧化钠溶液的反应
能与酸反应是活泼和较活泼金属的通性，但是有些金属还具有特殊的性质：与酸
和碱都能反应。
2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑
酸、碱、盐等都可以直接侵蚀到铝的保护膜（氧化铝也能够与酸、碱反应）和铝
本身。
二、物质的量在化学方程式计算中的应用
1、计量数之比规则：
物质是由原子、分子或离子等粒子组成的，物质之间的化学反应也是这些粒子按
一定的数目关系进行的。化学方程式可以明确地表示出化学反应中这些粒子数之间的
△
△
△数目关系。这些粒子之间的数目关系就是这些物质的物质的量的关系，也就是化学计
量数的关系。
例如： H2 ＋ Cl2 2HCl
化学计量数之比 1 ∶ 1 ∶ 2
物质微粒数之比 1 ∶ 1 ∶ 2
扩大 NA∽6.02×1023 倍 NA ∶ NA ∶ 2NA
物质的量之比 1mol∶1mol ∶ 2mol
标准状况下体积之比 22.4L∶22.4L ∶ 44.8L
相同条件下体积之比 1 ∶ 1 ∶ 2
从上述例子中可以看出，化学方程式中各物质前的系数（化学计量数）之比，等
于组成各物质的粒子数之比，等于各物质的物质的量之比，等于在相同条件下气体物
质的体积之比。
因此，将物质的量、摩尔质量、摩尔体积、物质的量浓度等概念应用于化学方程
式进行计算时，对于定量的研究化学反应中各物质之间的量的关系会更加方便。
2、应用：
⑴ 根据计量数之比规则，由一种物质的物质的量，可以求出另一种反应物或生成
物的物质的量，再把物质的量转化为其它物理量（如质量、体积等）。
⑵ 如果确知化学反应中各反应物和生成物的物质的量之比（或同温同压下气体的
体积之比），就可以知道其化学方程式中的化学计量数之比，结合质量守恒定律，
就可以确定反应的化学方程式或确定某一反应物或生成物的化学式。
三、 几种重要的金属化合物
金属活动性Na＞Mg＞Al＞Fe
（一）、钠的重要化合物
1、氧化钠和过氧化钠
点燃氧化钠 过氧化钠
化学式 Na2O Na2O2
电子式
化学键 只有离子键 离子键、共价键
摩 尔 质
量
61.979g/mol 77.96 g/mol
相 对 密
度
2.27 2.8
熔点 1132℃ 460℃
色态 白色固体，无定形或粉
末
纯品为白色，燃烧法制作的过氧化钠为淡黄色固体（常含有
10%的超氧化钠 NaO2）
生 成 条
件
常温。金属钠在一个含
氧 量 低 于 空 气 的 环 境
下形成 Na2O
加热。含氧量高于空气的环境下，加热 200～350℃Na 2O
进一步氧化为 Na2O2
制备 在熔融状态的钠与硝酸
钠反应，制取 Na2O
10Na + 2NaNO3 ＝6Na2O +
N2↑
钠直接燃烧会有 20%的
过氧化钠产生
过氧化钠主要靠钠的燃烧来制取，工业上将钠装入铝盘，
通入干燥且不含二氧化碳的空气，先保持 180~200 摄氏度，
使钠氧化成氧化钠（Na2O），再增加通入气体量，同时升
温至 300~400 摄氏度，即可得到纯净的过氧化钠。
，
也可以通过过氧化氢与氢氧化钠的反应制取：
在空气或氧气中对氧化钠（Na2O）进行加热也可以制取过
氧化钠：
热 稳 定
性
不稳定，受热生成过氧
化钠
稳定, 可加热到熔融状态而不分解。
氧 元 素
的 化 合
价
-2 －1；作为氧化剂氧元素的化合价降低为－2；作为还原剂时，
氧元素的化合价升为 0
水溶性 易溶于水，溶液呈碱性使
酚酞变红
Na2O + H2O ＝2NaOH
不溶于其他溶剂
空气中吸收水分。2Na2O2 + 2H2O ＝4NaOH + O2↑
易溶于水，生成氢氧化钠和过氧化氢，放出大量热量，在钠
离子作为催化剂下，过氧化氢很快分解成水和氧气。
与 CO2 反
应
Na2O + CO2 ＝Na2CO3 空气中吸收二氧化碳。 2Na2O2 + 2CO2 ＝2Na2CO3 + O2↑
与 酸 反
应
典型的碱性氧化物，具
有其通性
Na2O +2HCl ＝ 2NaCl +
H2O
不是碱性氧化物，是过氧化物，Na2O2 具有强氧化性，有漂白
性，可使品红溶液褪色。可与多种金属单质及非金属化合物
发生反应。
2Na2O2 +4HCl ＝4NaCl + 2H2O + O2↑
2Na2O2 +2H2SO4 ＝2Na2SO4 + 2H2O + O2↑
氧化性 Na2O2 + SO2 ＝2Na2SO4 ； Na2O2 + MnO2 ＝Na2MnO4
-1 +4 +6 -2 -1 +4 +6 -2
还原性 遇到强氧化剂时，被氧化：
5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4＝5Na2SO4+K2SO4+2MnSO4 +5O2↑+8H2O
既有氧化性又有还原性，以氧化性为主，是强氧化剂
转 化 关
系
2Na2O + O2→Na2O2（加热）； 2 Na2O2→2Na2O+ O2（无二氧化碳和水，低温，缓慢反
应）；
歧 化 反 主要表现在与水、酸和二氧化碳的反应中
+
−
+
NaONa
2..
..
::应 2Na2O2 + 4H2O ＝2H2O + O2 ↑ +4NaOH
NaOH 不是氧化产物，也不是还原产物
2Na2O2 既是氧化剂，也是还原剂，H2O 不是氧化剂，也不是还
原剂。
主 要 用
途
脱氢剂，化学反应的聚
合或缩合剂。
过氧化钠可用于呼吸面具或潜水艇中氧气的来源
2Na2O2 + 2H2O ＝4NaOH + O2↑
2Na2O2 + 2CO2 ＝2Na2CO3 + O2↑
过氧化钠可用来除去 O2 中的 H2O 和 CO2 杂质
过氧化钠还可以用于消毒、杀菌和漂白等，在工业上常
用做漂白剂、杀菌剂、消毒剂、去臭剂、氧化剂等。
鉴别 加酸无气体生成 加酸产生 O2
2、碳酸钠 Na2CO3 和碳酸氢钠 NaHCO3 比较
碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱或苏打 小苏打
色态 白色粉末 细小白色晶体
热稳定性 较稳定，受热难分解 受热易分解 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O
与酸反应 Na2CO3+2HCl＝2NaCl+CO2↑+H2O
CO32—＋H＋＝HCO3—，HCO3—＋H＋＝CO2↑＋
H2O
NaHCO3+ HCl = NaCl + H2O+CO2↑
HCO3—＋H＋＝CO2↑＋H2O
相条件下放出 CO2 的速度比 Na2CO3 快
鉴别 加酸产生 CO2；加热难分解 加酸产生 CO2 较 Na2CO3 快；加热分解出 CO2
与碱反应 Na2CO3＋Ca(OH)2＝CaCO3↓＋2NaOH
Na2CO3＋Na(OH)2＝不反应
2NaHCO3+Ca(OH)2 ＝ CaCO3↓+Na2CO3+2H2O
NaHCO3＋NaOH＝Na2CO3＋H2O
反应实质：CO32—与金属阳离子的复分解反
应
反应实质：HCO3—＋OH－＝H2O＋CO32—
与盐反应 Na2CO3＋CaCl2＝CaCO3↓＋2NaCl
Ca2＋＋CO32—＝CaCO3↓（白色沉淀）
不反应
水溶性 易溶于水，溶液呈碱性使酚酞变红 易溶于水（比 Na2CO3 溶解度小）溶液呈碱性
(酚酞变浅红)
与 H2O
和 CO2 的
反应
Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3
CO32—＋H2O＋CO2＝HCO3—
向饱和的 Na2CO3 溶液中通入 CO2 气体，溶
液中析出白色固体，因为 NaHCO3 的溶解度
小于 Na2CO3 的溶解度
不反应
主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵粉的主要成分、治疗胃酸过多、泡沫灭
火
转化关系 Na2CO3 NaHCO3
3、焰色反应
（1）焰色反应：很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，称之
为焰色反应。化学上用来测试某种金属是否存在在化合物的方法。因为每种元素都有
其个别的光谱
△（2）金属的焰色反应：碱金属及其离子均有焰色反应，Na+火焰呈黄色，K+透过蓝色钴
玻璃，火焰呈紫色
无焰色金属：Mg、Al、Fe、铂、镍等，都无焰色。
（二）、铝的重要化合物
铝是地壳中含量最多的金属元素。很活泼，单质铝提炼较难。
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 ↑
1、氧化铝 A12O3
难溶于水，熔点高，坚固，铝单质多有氧化铝保护膜。用于制造耐火材料。
能溶于酸或强碱溶液中，为两性氧化物。Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O； Al 2O3
+6HCl=2AlCl3+3H2O
2、氢氧化铝 Al(OH)3
为白色胶状，几乎不溶于水，但能凝聚水中的悬浮物，能吸附色素。
在实验室，常用铝盐溶液和氨水反应制取氢氧化铝：Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O ＝
2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
Al(OH)3为两性氢氧化物，能溶于酸或强碱溶液，既可与强酸反应生成盐和水，
也可与强碱反应生成盐和水。 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
Al(OH)3加热会分解为氧化铝和水：2Al(OH)3 Al2O3＋3H2O
用于胃酸中和剂，其碱性不强，不会对胃壁产生强烈刺激或腐蚀作用。
为什么常用氨水和硫酸铝溶液反应制取氢氧化铝，而不用氢氧化钠溶液？
3、硫酸铝钾 KAl(SO4)2
是由两种不同金属离子和一种酸根离子组成的化合物。
在水中能电离产生两种金属阳离子和硫酸根阴离子：KAl(SO4)2＝K+＋Al3+＋
2SO42-
十二水合硫酸铝钾俗名明矾。是无色晶体，可溶于水，在天然水中生成
Al(OH)3(胶体)
Al(OH)3(胶体)可和悬浮于水中的泥沙形成絮状不溶物沉降下来，使水澄清，因
△此明矾可用作净水剂。
（三）、铁的重要化合物
1、铁的氧化物（FeO、Fe2O3、Fe3O4）
FeO Fe2O3 Fe3O4
名称 氧化亚铁 氧化铁（铁红） 四氧化三铁（磁性氧化物，磁铁）
色态 黑色粉末 红棕色粉末 磁性黑色晶体
铁离子
的价位
+2 价 +3 价 Fe3O4 里铁显两种价态，一个亚铁离
子显+2 价，两个铁离子显+3 价，所
以说 Fe3O4 可看成是由 FeO 与 Fe2O3
组成的化合物：FeO·Fe2O3，但不能
说是 FeO 与 Fe2O3 的混合物，它属于
纯净物。
稳定
性
不稳定，空气中受热迅速氧化
成 Fe3O4
潮湿状态下空气中易氧化成三氧化二
铁
水溶
性
不溶于水，与水不反应 不溶于水，与水不反应 不溶于水，与水不反应
与酸
反应
碱性氧化物，与酸反应生成
亚铁盐
FeO＋2H+＝Fe2+＋H2O
碱性氧化物，与酸反应
生成铁盐
Fe2O3＋2H+＝Fe3+＋
3H2O
天然的不溶于酸。
用途 可被用作色素，在化妆品和
刺青墨水中都有应用；也应
用于瓷器制作中使釉呈绿
色。催化剂等
红色油漆和涂料、赤铁
矿（主要成分为氧化铁）
是炼铁原料
通常用作颜料和抛光剂，也可用于制
造录音磁带和电讯器材
2、铁的氢氧化物（氢氧化铁 Fe(OH)3、氢氧化亚铁 Fe(OH)2）
Fe(OH)3、Fe(OH)2 可分别由相对应的可溶性盐与碱溶液起反应来制取
FeCl3+3NaOH＝Fe(OH)3↓（红褐色）+3NaCl
FeSO4 +2NaOH＝Fe(OH)2↓（白色絮状沉淀）+2H2O 白色絮状沉淀迅速变成灰绿
色，最后变成红褐色 Fe(OH)3（这是因为氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化成氢
氧化铁）：4Fe(OH)2＋O2+2H2O＝4 Fe(OH)3↓
NaOH+FeCl3＝Fe(OH)3↓+NaCl
氢氧化铁的不稳定性 2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
碱性 Fe(OH)3 或 酸性 H 3FeO3
Fe(OH)3、Fe(OH)2 都是不溶性碱，与酸的反应为：
氢 氧 化 铁 (Fe(OH)3) 不 溶 于 水 ， 但 也 能 和 盐 酸 发 生 中 和 反 应 ：Fe(OH)3+3HCl==FeCl3+3H2O
氢氧化亚铁(Fe(OH)2)不溶于水，不溶于碱。但是也能和盐酸发生中和反应，
生成三氯化铁和水。Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
氢氧化亚铁与稀硝酸反应：要发生氧化还原反应，因为氢氧化亚铁中的铁为+2
价，具有强还原性，易被氧化为+3 价。而稀硝酸为强氧化剂：
化学方程式：3Fe(OH)2+10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3+NO（气体）+5H+（氢离子）
2Fe(OH)3＝（加热）Fe2O3 （红棕色粉末）+ 3H2O
3、铁盐和亚铁盐
（1）Fe3+的检验：可溶性硫氰化物(如 KSCN、NaSCN、NH4SCN)法：
三价铁遇硫氰化钾：Fe3++3SCN－=Fe(SCN)3 (红色) Fe2++2SCN－=Fe(SCN)2 (无
色络合物)
（2）Fe3+和 Fe2+的转化
FeCl3 溶液加入少量铁粉：2FeCl3+Fe=3FeCl2 2Fe3+ ＋Fe＝3Fe2+ （Fe3+被还原）
FeCl2 加入几滴氯水：2FeCl2+Cl2=2FeCl3 ，2Fe2+ ＋Cl2＝2Cl-＋2Fe3+（Fe2+被氧化）
赤铁矿炼铁 Fe2O3 +3CO 2 Fe+3CO2
4、金属化合物的用途：
（1）过氧化钠做漂白剂，过氧化钠做水下作业、坑道下作业的供氧剂；氯化钠、
碳酸钠、碳酸氢钠做食品添加剂；氯化钠做为制备单质钠和氯气的原料，氯
化钠做为制备氢氧化钠、氢气、氯气的原料。
（2）氧化镁的熔点高，做耐高温的材料：耐火管、耐火坩埚、耐高温的实验仪器。
（3）赤铁矿炼铁 Fe2O3 +3CO 2 Fe+3CO2
备战 2020 高考化学一轮基础知识点复习专题五训练、金属及其化合物
考点 1 钠及其化合物
1.（2019 天津理综，3,6 分）下列有关金属及其化合物的应用不合理的是（ ）
A.将废铁屑加入 FeCl2 溶液中,可用于除去工业废气中的 Cl2
B.铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业
C.盐碱地(含较多 Na2CO3 等)不利于作物生长,可施加熟石灰进行改良
D.无水 CoCl2 呈蓝色,吸水会变为粉红色,可用于判断变色硅胶是否吸水
2.（2019 江苏，6,2 分） 下列有关化学反应的叙述正确的是（ ）
A.Fe 在稀硝酸中发生钝化 B.MnO2 和稀盐酸反应制取 Cl2
C.SO2 与过量氨水反应生成(NH4) 2SO3D.室温下 Na 与空气中 O2 反应制取 Na2 O2
3．用右图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是
（ ）
选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象
A． 稀盐酸
碳酸钠与氢氧化钠的
混合溶液
立即产生气泡
B． 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体
C． 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液 产生大量白色沉淀
D． 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色
4．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他
杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：
下列说法不正确的是（ ）
A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂 X 选用铁粉
NaOH 溶液
控制 pH试剂 X
足量酸
烧渣
固体 1
溶液 2
固体 2
FeSO4·7H2O
溶液 1B．固体 1 中一定含有 SiO2，控制 pH 是为了使 Al3+转化为 Al(OH)3，进入固体 2
C．从溶液 2 得到 FeSO4·7H2O 产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解
D．若改变方案，在溶液 1 中直接加 NaOH 至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液
经结晶分离也可得到 FeSO4·7H2O
考点 2 镁、铝及其化合物
1.（2019 全国Ι理综，26，14 分）硼酸（H3BO3）是一种重要的化工原料，广泛应用于
玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 Mg2B2O5·H2O、SiO2 及少量 Fe2O3、
Al2O3）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）在 95 ℃“溶侵”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式
为 。
（2）“滤渣 1”的主要成分有______ ___。为检验“过滤 1”后的滤液中是否含
有 Fe3+离子，可选用的化学试剂是 。
（3）根据 H3BO3 的解离反应：H3BO3+H2O H++B(OH)−4，Ka=5.81×10−10，可判断 H3BO3
是 _______ 酸 ； 在 “ 过 滤 2 ” 前 ， 将 溶 液 pH 调 节 至 3.5 ， 目 的 是
_______________。
（4）在“沉镁”中生成 Mg(OH)2·MgCO3 沉淀的离子方程式为 ，
母液经加热后可返回_______ ____工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质
氧化镁的方法是 。
考点 3 铁、铜及其化合物
1.（2019江苏，18,12分）（12分）聚合硫酸铁[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。
以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
（1）将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的
H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2+的离子方
程式为 ▲ ；水解聚合反应会导致溶液的pH ▲ 。
（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL
锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2+将Fe3+还原为
Fe2+），充分反应后，除去过量的Sn2+。用5.000×10−2 mol·L−1 K2Cr2O7溶液滴定至
终点（滴定过程中 与Fe2+反应生成Cr3+和Fe3+），消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2+，样品中铁的质量分数的测定结果将 ▲ （填
“偏大”或“偏小”或“无影响”）。
②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。
考点 4 其他重要金属及其化合物
2.（2019全国Ⅲ理综，26,14分）高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工
业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，
工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的 pH 范围如下：
2
2 7Cr O −金属离子 Mn2+ Fe2+ Fe3+ Al3+ Mg2+ Zn2+ Ni2+
开始沉淀的 pH 8.1 6.3 1.5 3.4 8.9 6.2 6.9
沉淀完全的 pH 10.1 8.3 2.8 4.7 10.9 8.2 8.9
（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫
化锰反应的化学方程式 。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为 到6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完
全，原因是 。
（6）写出“沉锰”的离子方程式 。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为 LiNixCoyMnzO2，
其中 Ni、Co、Mn 的化合价分别为+2、+3、+4。当 x=y= 时，z= 。1
3参考答案
考点 1
1、C 本题考查金属及其化合物的性质及用途，考查的核心素养是科学探究与创新意
识。将废铁屑加入 Fe Cl2 溶液中，可用于除去工业废气中的 Cl2，发生反应 2FeCl2+ Cl2
2FeCl3、2FeCl3+Fe 3Fe Cl2，A 项正确；铝中添加适量锂，制得的铝合金
密度小、硬度大，可用于航空工业，B 项正确；盐碱地中施加熟石灰，发生反应
Na2CO3+Ca(OH) 2 CaCO3+2NaOH，生成的 NaOH 为强碱，不利于作物生长，C 项错
误；无水 Co Cl2 吸水后会发生颜色变化，可判断变色硅胶是否吸水，D 项正确。
2、C 本题考查常见化学反应。A 项，常温下，Fe 在浓硝酸中会发生钝化，错误；B 项，
MnO2 与浓盐酸在加热条件下发生反应生成 Cl2，与稀盐酸不反应，错误；C 项，氨水
过量，SO2 与 NH3·H2O 发生反应生成(NH4) 2SO3，正确；D 项，室温下，Na 与空气中 O2
反应生成 Na2O，错误。
3、D 本题 A、氢氧化钠是强碱，碳酸钠是盐，因此盐酸首先中和氢氧化钠，然后再与
碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠，最后盐酸与碳酸氢钠反应放出 CO2，A 错误；B、
常温下铝在浓硝酸中钝化，反应很快同志，看不到红棕色 NO2 气体，B 错误；C、氢
氧化钠溶液开始是过量的，滴入氯化铝生成偏铝酸钠，当氢氧化钠完全消耗后，再
滴入氯化铝，铝离子与偏铝酸根离子反应生成白色沉淀氢氧化铝，C 错误；D、草酸
具有还原性，酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，因此
草酸能使酸性高锰酸钾溶液褪色，D 正确，答案选 D。
4、D
考点 2 镁、铝及其化合物
1. （1）NH4HCO3+NH3 (NH4)2CO3
（2）SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN
（3）一元弱 转化为H3BO3，促进析出
（4）2Mg2++3 +2H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+2
（或 2Mg2++2 +H2O Mg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑） 溶浸 高温焙烧
【解析】本题考查无机化工流程，涉及流程分析、元素化合物等知识，考查的核心素
养是宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任。
（1）硫酸铵溶液中存在平衡：NH4+＋H2O NH3·H2O＋H+，硼酸镁能与水解出的 H+反应，
促进平衡向右移动，生成的一水合氨浓度增大，因溶液中存在平衡 NH3·H2O NH3
＋H2O，一水合氨浓度增大，促进 NH3·H2O 分解产生 NH3。用 NH4HCO3 溶液吸收氨气，
发生的反应为 NH4HCO3＋NH3 (NH4)2CO3。
（2）二氧化硅、氧化铁、氧化铝不溶于硫酸铵溶液，滤渣 1 的主要成分是二氧化硅、
氧化铁、氧化铝。检验 Fe3+的试剂可选用 KSCN。
（3）由题给硼酸的解离反应方程式知，硼酸是一元弱酸。“过滤 2”之前，调节 pH≈
3.5 目的是将硼元素转化为硼酸，促进硼酸析出。
（4）“沉镁”中，碳酸铵溶液与硫酸镁溶液发生双水解反应生成碱式碳酸镁：2MgSO4
＋2(NH4) 2CO3＋H2O Mg(OH)2·MgCO3↓＋2(NH4)2SO4＋CO2↑，或者反应生成碱式
碳酸镁和碳酸氢盐。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体
现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、
氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁，也可以联系碱式碳酸铜分解生成氧化铜、水
和二氧化碳，可知采用的方法是高温焙烧法，MgCO3·Mg(OH)2 2MgO＋H2O＋CO2
↑。
考点 3 铁、铜及其化合物
1.（1）2Fe2++ H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O （2分） 减小（2分）
（2）①偏大 （2分）
2
3CO −
3HCO−
2
3CO −②n( )=5.000×10−2 mol·L−1×22.00 mL×10−3 L·mL−1=1.100×10−3 mol
由滴定时 →Cr3+和Fe2+→Fe3+，根据电子得失守恒可得微粒的关系式：
~6Fe2+
（或 +14H++6Fe2+ 6Fe3++2Cr3++7H2O）
则n(Fe2+)=6n( )=6×1.100×10−3 mol=6.600×10−3 mol
样品中铁元素的质量：
m(Fe)=6.600×10−3 mol×56 g·mol−1=0.3696 g
样品中铁元素的质量分数：w(Fe)= ×100%=12.32%（6分）
【解析】 本题考查离子方程式的书写、盐类水解、化学计算，考查的核心素养是科
学探究与创新意识。
（1）H2O2 氧化 Fe2+生成 Fe3+，自身被还原为 H2O，根据得失电子守恒、电荷守恒、元素
守恒配平离子方程式。Fe3+发生水解聚合反应使溶液 pH 减小。
（2）聚合硫酸铁中的 Fe3+被 Sn2+还原为 Fe2+，然后用 K2Cr2O7 溶液滴定 Fe2+，根据 6
Fe2+~Cr2O72-，可知 n(Fe2+)=6×5.000×10-2×2200×10-3 mol=6.600×
10-3mol，进而计算出该样品中铁元素的质量分数w(Fe)=
=12.32%。若不除去具有还原性的 Sn2+，则消耗 K2Cr2O7 的量偏多，导致样品中铁的
质量分数的测定结果偏大。
考点 4 其他重要金属及其化合物
2. (除标明外，每空2分)
（1）SiO2（不溶性硅酸盐）（1分） MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O
（2）将Fe2+氧化为Fe3+（1分） （3）4.7
（4）NiS和ZnS
（5）F−与H+结合形成弱电解质HF，MgF2 Mg2++2F−平衡向右移动
2
2 7Cr O −
2
2 7Cr O − 2
2 7Cr O −
2
2 7Cr O −
2
2 7Cr O −
0.3696 g
3.000 g（6）Mn2++2 =MnCO3↓+CO2↑+H2O
（7）
【解析】 本题结合工艺流程考查元素化合物间的相互转化与物质的分离提纯等，考
查的核心素养是证据推理与模型认知。
（1）硫化锰矿中硅元素主要以 SiO2 或不溶性硅酸盐形式存在，则“滤渣 1”的主要成
分为 S 和 SiO2（或不溶性硅酸盐）。结合“滤渣 1”中含 S，可知“溶浸”时 MnO2
与 MnS 在酸性条件下发生氧化还原反应生成 MnSO4 和 S，根据化合价升价法可配
平该反应。
（2）“溶浸”后溶液中含 Fe2+，“氧化”中加入的适量 MnO2 能将 Fe2+氧化为 Fe3+。
（3）“调 pH”除去 Fe3+和 Al3+时，结合表格中数据信息可知需控制溶液的 pH 在
4.7~6 之间。
（4）“除杂 1”中加入 Na2S 能将 Zn2+和 Ni2+分别转化为沉淀除去，故“滤渣 3”的
主要成分为 NiS 和 ZnS。
（5）“除杂 2”中 F-与 Mg2+反应生成 MgF2 沉淀，若溶液酸度过高，则 F-与 H+结
合生成弱电解质 HF，导致 MgF2（s） Mg2+（aq）+2F-（aq）平衡向右移动，Mg2+
不能完全除去。
（6）“沉锰”时 Mn2+与 HCO3-反应生成 MnCO3 并放出 CO2，由此可写出离子方程式。
（7）化合物 LiNixCoyMnzO2 中，当
时，根据化合价代数和为 0 得 ，解得 z= 。
【思维拓展】 本题第（1）问中分析“滤渣 1”成分时，可结合硫化锰矿的成分和各元
素性质进行分析。硅是亲氧元素，在自然界中硅主要以熔点很高的氧化物和硅酸盐的
形式存在，硅酸盐是一大类结构复杂的固态物质，大多不溶于水，化学性质很稳定。
3HCO−
1
3
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