鈉、鋁、鐵、銅及其化合物是日常生活中非常重要的物質，特別是鋁、鐵在國民經濟中占有極其重要的地位。命題的重點將是鈉及其化合物(特別是Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性質、鋁及其化合物的兩性、Fe2＋與Fe3＋之間的轉化關系、銅的冶煉及Cu(OH)2的性質等。估計以后高考試題將會在選擇題中以離子共存、離子方程式、氧化還原反應、物質的鑒別與分離等角度考查金屬元素及其化合物的性質，也會在非選擇題中以金屬元素的性質為載體，通過推斷題、實驗題，考查考生運用金屬元素的有關知識分析解決問題的能力。以實驗探究的形式考查元素化合物的性質將成為2014年高考命題的新亮點。
【知識網絡】
1. 專題知識網絡
（1）鈉及其化合物相互轉化關系圖：
（2）鎂元素及其化合物相互轉化關系圖如下：
（3）鋁及其化合物網絡圖如下：
【考點突破】
考點一 金屬單質及其化合物間的轉化
例1 A、B、C、D、X均為中學化學常見物質。它們之間存在如下圖所示轉化關系。(圖中反應條件略去)
填寫下列空白：
(1)若A為金屬鋁，B為氧化鐵，寫出反應A+B?→C+D的一種用途： 。
(2)若A、B、C、D都是化合物，其中A為H2O，B、C、D均含有氮元素，則B為 色氣體。
(3)若A為金屬單質，B、C、D都是化合物，A與B發生的反應常用于制作印刷電路板，該反應的離子方程式為 。
(4)若A、B、C為化合物，D、X為單質，A、B、C中肯定含有X元素的是 。
解析 (1)若A為金屬鋁，B為氧化鐵，則此反應為鋁熱反應，其用途有焊接鋼軌等。
(2)若A為H2O，B、C、D均含有氮元素，則此反應是：H2O＋3NO2===2HNO3＋NO，NO2氣體是紅棕色的。
(3)若A為金屬單質，B、C、D都是化合物，A與B發生的反應常用于制作印刷電路板，可以推斷此反應是金屬銅和Fe3＋的反應，離子方程式：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。
(4)D和X化合生成B，所以B中一定有X；A和B反應生成C和D，D是單質，B中的X只能進入C；A中是否有X無法判斷。
答案 (1)焊接鋼軌(或其他合理答案)
(2)紅棕
(3) Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
(4) BC
考點二 金屬氧化物和氫氧化物
例2 由短周期元素組成的單質A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五種化合物有如圖所示的轉換關系，甲是工業上制取A的主要原料。請回答：
(1)寫出下列物質的化學式：
A： ，乙： 。
(2)寫出甲物質在工業上的任意兩種主要用途
。
(3)寫出下列變化的化學方程式：
①A與NaOH溶液反應的化學方程式： ；
②乙與過量CO2反應的離子方程式： ；
③戊溶液與乙溶液混合的離子方程式： 。
解析 本題的“突破口”是單質A與NaOH溶液反應，生成單質C，則C為H2，A可能是鋁或硅，而A和B的產物甲能與鹽酸反應，推知A為Al，B為O2。
答案 (1)Al NaAlO2
（2）作耐高溫材料；制取鋁單質
（3）①2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑②AlO2- +CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
③Al3++3AlO2- +6H2O=4Al(OH)3↓
考點三 金屬陽離子的檢驗
例3有A、B、C、D、E和F六瓶無色溶液，他們都是中學化學中常用的無機試劑。純E為無色油狀液體；B、C、D和F是鹽溶液，且它們的陰離子均不同。現進行如下實驗：
①A有刺激性氣味，用沾有濃鹽酸的玻璃棒接近A時產生白色煙霧；
②將A分別加入其它五種溶液中，只有D、F中有沉淀產生；繼續加入過量A時，D中沉淀無變化，F中沉淀完全溶解；
③將B分別加入C、D、E、F中，C、D、F中產生沉淀，E中有無色、無味氣體逸出；
④將C分別加入D、E、F中，均有沉淀生成，再加入稀HNO3，沉淀均不溶。
根據上述實驗信息，請回答下列問題：
(1)能確定的溶液是(寫出溶液標號與相應溶質的化學式)：
；
(2)不能確定的溶液，寫出其標號、溶質可能的化學式及進一步鑒別的方法： 。
解析 (I)由題干表述可知A和E不是鹽，又由純E為無色油狀液體，推知E為硫酸(③步操作進一步確定)；(II)由題干和①步操作可知A為氨水； (III)再由②步操作可知F中陽離子為Ag＋發生的反應為：Ag＋＋NH3?H2O===AgOH↓＋NH＋4；AgOH＋2NH3?H2O===[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O；而常見的鹽中只有AgNO3可溶于水，故F為AgNO3； (IV)由③步操作可知B中陰離子應為CO2－3,由于此無色無味的氣體只能是CO2, B、C、D中能生成沉淀說明不能是HCO－3，而陽離子可是常見的K＋、Na＋、NH＋4等待定；(V)同樣由②步操作D中能與氨水生成沉淀的無色溶液中常見的為陽離子為Mg2＋或Al3＋，而陰離子需待下步反應再確定；(VI)由④步操作生成的沉淀可能為AgCl、AgBr、AgI、BaSO4、H2SiO3(不合理)等，但限于題干所述中學常用試劑，則沉淀應為AgCl和BaSO4，才不溶于HNO3，一個是與AgNO3結合生成的沉淀，一個是與硫酸結合形成的沉淀，故C應該同時含有Ba2＋和Cl－，即C為BaCl2，進而推出D中陰離子應該為SO2－4，因為題干所述鹽溶液中陰離子均不同，故D為Al2(SO4)3或MgSO4；其他解析見答案。
答案 (1) A：NH3或NH3?H2O，C：BaCl2，E：H2SO4，
F：AgNO3
(2) B，Na2CO3或K2CO3：焰色反應實驗：用鉑絲或鐵絲蘸取少量的B，在酒精燈火焰上灼燒，若火焰為黃色，則B為Na2CO3；若透過藍色鈷玻璃觀察火焰顏色，火焰為紫色，則B為K2CO3。D，MgSO4或Al2(SO4)3：取少量D溶液，向其中滴加過量的氫氧化鈉溶液，若產生的沉淀沒有溶解，證明是MgSO4，若生成的沉淀完全溶解說明是Al2(SO4)3。
【高考失分警示】
對金屬的考查常見的錯誤有：
1．鋁及其化合物
注意對Al2O3、Al(OH)3兩性的理解，以及對Al3＋、AlO－2存在條件的認識。
Al2O3、Al(OH)3僅能溶于強酸和強堿溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)，Al3＋、AlO－2只能分別存在于酸性與堿性溶液中。
Al3＋與下列離子不能大量共存：OH－、CO2－3、HCO－3、SO2－3、S2－、AlO－2，其中OH－是因為直接反應，其余均是“雙水解”。
AlO－2與下列離子不能大量共存：H＋、HCO－3、NH＋4、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋。其中H＋和HCO－3是因為直接反應(AlO－2＋HCO－3＋H2O===Al(OH)3↓＋CO2－3)，其余也是“雙水解”。
2．鈉及其化合物
(1)注意鈉及其化合物溶于水所得溶液濃度的計算中，Na及Na2O2溶于水均會產生氣態物質，所得溶液的質量應是原混合物質的質量總和減去產生氣體的質量。
(2)注意Na2O2跟CO2和水蒸氣組成的混合氣體反應時的先后順序。若先發生反應：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，必定還發生2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O，即應先考慮Na2O2跟CO2的反應。
(3)正確理解“焰色反應”。
①它是元素的一種物質性質。無論是金屬離子或金屬原子均能發生焰色反應。它屬物理變化過程。
②不是所有元素都有特征的顏色。只有堿金屬元素以及鈣、鍶、鋇、銅等少數金屬元素才能呈現焰色反應。
(4)不清楚Na2O、Na2O2、KO2的結構，判斷陰、陽離子配比時易出錯，三種化合物陰、陽離子數之比為1∶2、1∶2、1∶1。
3．鐵、銅及其化合物
(1)NO－3與Fe2＋在酸性條件下，不能共存。
(2)過量的Fe與硝酸作用，或在Fe和Fe2O3的混合物中加入鹽酸，要注意產生的Fe3＋還可以氧化單質Fe這一隱含反應：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(3)注意FeCl3、Fe2(SO4)3的水溶液蒸干所得剩余固體的區別。FeCl3溶液加熱濃縮時，因Fe3＋水解和HCl的揮發，得到的固體為Fe(OH)3，如灼燒后得到紅色的Fe2O3固體。但Fe2(SO4)3溶液蒸干時，因硫酸是難揮發性酸，將不能得到Fe(OH)3固體。
(4)注意亞鐵鹽及Fe(OH)2易被空氣中氧氣氧化成三價鐵的化合物。如某溶液中加入堿溶液后，最終得到紅褐色沉淀，并不能斷定該溶液中一定含有Fe3＋，也可能含有Fe2＋。
(5)注意鐵單質與強氧化性物質反應時，也有生成二價鐵化合物的可能性。反應中若鐵為足量，最終鐵元素將以二價鐵形式存在，因為2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋。
【方法技巧】
（1）有關金屬單質及其化合物的框圖推斷，是高考命題中的難點內容。復習過程中，對出題頻率較高的四種金屬(Na、Mg、Al、Fe)的單質及其化合物的特性、結合金屬的活動性順序要進行歸納、梳理和比較，并能熟練地加以應用。
（2）鋁與鎂、鐵及其化合物的有關計算(如圖象、函數關系等)為過去高考的較難題。要根據它們的性質寫出有關的化學方程式，通過圖象或函數找出解題的突破口，如圖象中的最大值(最高點)、最低點、轉折點和水平線等對正確解題往往有重要意義，同樣函數的邊界條件及定義域對解題也非常重要。
（3）解題注意點
要學會分析信息，正確應用基本理論，如周期律的知識、化學鍵和晶體理論、金屬的活動性順序表等知識來解答有關習題。掌握若干常見金屬的活動性順序是學好中學化學的基礎,也是高考必備的基礎。
【高考真題精解精析】
【2014高考試題解析】
1.（重慶）下列敘述正確的是
A. Fe分別與氯氣和稀鹽酸反應所得氯化物相同
B.K、Zn分別與不足量的稀硫酸反應所得溶液均呈中性
C. Li、Na、K的原子半價和密度隨原子序數的增加而增大
D.C、P、S、Cl的最高價氧化物對應水化物的酸性逐漸增強
【答案】D
【解析】氯氣具有強氧化性，鐵在氯氣中燃燒生成FeCl3，H＋的氧化性較弱，與鐵反應生成FeCl2，A項錯誤。鋅與不足量的稀硫酸反應生成ZnSO4溶液，屬于強酸弱堿鹽，溶液顯酸性，K與硫酸反應后得到K2SO4為中性，而過量的K繼續與水反應生成KOH，因此最后溶液顯堿性，B項錯誤。Li、Na、K為同主族元素，從上到下原子半徑依次增大，但密度金屬鈉大于金屬鉀，出現反常，C項錯誤。非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，C、P、S、Cl的非金屬性依次增強，因此D項正確。
2．（上海）高鐵酸鉀( K2FeO4)是一種新型的自來水處理劑，它的性質和作用是
A．有強氧化性，可消毒殺菌，還原產物能吸附水中雜質
B．有強還原性，可消毒殺菌，氧化產物能吸附水中雜質
C．有強氧化性，能吸附水中雜質，還原產物能消毒殺菌
D．有強還原性，能吸附水中雜質，氧化產物能消毒殺菌
解析：高鐵酸鉀( K2FeO4)中Fe的化合價是+6價，具有強氧化性，其還原產物Fe3+水解生成氫氧化鐵膠體，能吸附水中雜質。
答案：A
3．（上海）過氧化鈉可作為氧氣的來源。常溫常壓下二氧化碳和過氧化鈉反應后，若固體質量增加了28 g，反應中有關物質的物理量正確的是(NA表示阿伏加德羅常數)
二氧化碳碳酸鈉轉移的電子
A1molNA
B22.4L1mol
C106 g1mol
D106g2NA
解析：二氧化碳和過氧化鈉反應的方程式為：2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2，每生成1mol氧氣，固體質量就增加56g、消耗2mol二氧化碳和2mol過氧化鈉，同時生成2mol碳酸鈉，而轉移的電子數是2mol。
答案：AC
4．（上海）物質的量為0.10 mol的鎂條在只含有CO2和O2混合氣體的容器中燃燒（產物不含碳酸鎂），反應后容器內固體物質的質量不可能為
A．3.2g B．4.0g C．4.2g D．4.6g
解析：若鎂全部與氧氣反應只生成氧化鎂，其質量是4g；若鎂全部與二氧化碳反應生成氧化鎂和碳，其質量是4.6g。因為只要有氧氣存在，就不可能生成單質碳，即鎂應該首先與氧氣反應，所以選項D是不可能。
答案：D
5.（重慶）對滴有酚酞試液的下列溶液，操作后顏色變深的是
A.明礬溶液加熱 B.CH3COONa溶液加熱
C.氨水中加入少量NH4Cl固體 D.小蘇打溶液中加入少量NaCl固體
【答案】B
【解析】明礬KAl(SO4)2?12H2O在水中電離后產生的Al3＋水解使溶液呈酸性，加熱導致水解程度增大，但酚酞遇酸性溶液顏色不變化，因此A項不符合題意。CH3COONa為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，滴加酚酞后溶液顯紅色，加熱使堿性增強，因此紅色變深。氨水為弱堿，發生不完全電離：NH3?H2O NH4＋＋OH－，加入酚酞后溶液變為紅色，而NH4Cl=NH4＋＋Cl－，其中的NH4＋會抑制氨水的電離，使溶液堿性減弱，顏色變淺。NaCl對NaHCO3溶液中HCO3－的水解無影響
6.（四川）下列“化學與生活”的說法不正確的是( )
A．硫酸鋇可用鋇餐透視
B．鹽鹵可用于制豆腐
C．明礬可用于水的消毒，殺菌
D．醋可用于除去暖水瓶中的水垢
【答案】C
【解析】硫酸鋇不溶于胃酸，可以做鋇餐，A項正確。鹽鹵可以使豆漿發生凝聚生產豆腐，B項正確。明礬可以用于水的凈化，不能殺菌、消毒，C項錯誤。醋酸可以與水垢的成分碳酸鈣反應，可以用來除垢，D項正確。
7.（山東）Al，Fe，Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是
A.三者對應的氧化物均為堿性氧化物 B.三者的單質放置在空氣中只生成氧化物
C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法
D.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是陰極上依次析出Cu，Fe，Al
【答案】C
【解析】本題考查幾種重要金屬及其化合物知識，同時間雜著考查鹽類水解規律應用與電解規律的應用。A選項中Al2O3為兩性氧化物，故A項錯誤；B選項中Cu主要生成銅綠??堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]，故B錯誤；C選項中三者氯化物溶液蒸干發生水解得到對應氫氧化物和氧化物混合物，若再灼燒得到全是氧化物，故一般在HCl氣流中蒸干，才能得到無水物；D選項考查電解放電規律，Fe3+先放點得到Fe2+，再Cu2+放電得到Cu，然后Fe2+放電得到Fe，Al3+不在溶液中放電得到Al，故D錯誤
8、（廣東）某同學通過系列實驗探究Mg及其化合物的性質，操作正確且能達到目的的是
A、將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，置鎂條于其中探究Mg的活潑性
B、將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，觀察Mg(OH)2沉淀的生成
C、將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀
D、將Mg(OH)2沉淀轉入蒸發皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無水MgCl2固體
答案：B
解析：此題以鎂及其化合物知識為基礎考查化學實驗知識。將濃硫酸稀釋為稀硫酸時，為防止液體飛濺，應將濃硫酸加入水中，A錯；NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中，發生反應：2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4，B對；過濾時濁液不能直接倒入漏斗中，應用玻璃棒導流，C錯；加熱蒸干MgCl2溶液時，由于鎂離子的水解，其最后得到的是氧化鎂固體，得不到無水MgCl2固體，D錯。
9.（安徽）下列有關實驗操作、現象和解釋或結論都正確的是
選項實驗操作現象解釋或結論
A過量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反應后，滴入KSCN溶液溶液呈紅色稀HNO3將Fe氧化為Fe3＋
BAgl沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出現AgCl比Agl更難溶
CAl箔插入稀HNO3中無現象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜
D用玻璃棒蘸取濃氨水點到紅色石蕊試紙上試紙變藍色濃氨水呈堿性
答案：D
10.（江蘇）下列有關物質的性質和該性質的應用均正確的是
A.常溫下濃硫酸能是鋁發生鈍化，可在常溫下作用鋁制貯藏貯運濃硫酸
B.二氧化硅不與任何酸反應，可用石英制造耐酸容器
C.二氧化氯具有還原性，可用于自來水的殺菌消毒
D.銅的金屬活潑性比鐵的差，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕
【答案】A
【解析】本題屬于元素及其化合物知識的考查范疇，這些內容都來源于必修一、選修四和必修二等課本內容�？磥砀呷惠啅土曇欢ㄗ⒁庖フn本、抓基礎，不能急功近利。
二氧化硅不與任何酸反應，但可與氫氟酸反應。二氧化氯中氯的化合價為＋4價，不穩定，易轉變為－1價，從而體現氧化性。銅的金屬活潑性比鐵的差，在原電池中作正極，海輪外殼上裝銅塊會加快海輪外殼腐蝕的進程。
11.（江蘇）NaCl是一種化工原料，可以制備一系列物質（見圖4）。下列說法正確的是
A.25℃，NaHCO3在水中的溶解度比Na2CO3的大
B.石灰乳與Cl2的反應中，Cl2既是氧化劑，又是還原劑
C.常溫下干燥的Cl2能用鋼瓶貯存，所以Cl2不與鐵反應
D.圖4所示轉化反應都是氧化還原反應
【答案】B
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