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新高考化学一轮复习讲与练 第08讲 金属材料（讲）（2份打包，原卷版+解析版）
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这是一份新高考化学一轮复习讲与练 第08讲 金属材料（讲）（2份打包，原卷版+解析版），文件包含新高考化学一轮复习讲与练第08讲金属材料讲原卷版doc、新高考化学一轮复习讲与练第08讲金属材料讲解析版doc等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
1.宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理。
2.科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养绿色环保意识。
3.科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要性质。
【必备知识解读】
一、铝镁的性质及应用
1．金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
2．金属铝的化学性质
①4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2Al2O3
②2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
3．铝热反应
4.铝的制备和用途
(1)制备原理
电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5( ))4Al＋3O2↑。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
(2)铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
二、铝的重要化合物
1．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
(2)化学性质
与H+反应Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O
与强碱反应Al2O3+2OH-＝2AlO2-+H2O
2．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH)3的电离方程式为
酸式电离：Al(OH)3＋H2O [Al(OH)4]－＋H＋
碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。
③2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。
(3)制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为
[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。
③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
3．常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。
三、铜及其化合物
1．铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
2.铜的氧化物和氢氧化物
3.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑ 。
(2)无水CuSO4是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为反应产物中是否含水的检验依据，但不适于作干燥剂。CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO4·5H2Oeq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化为白色粉末。
(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。
四、合金和金属材料
1．合金
(1)概念：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。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
2．常见金属材料及应用
金属材料—eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金,有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金))
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(碳素钢\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(低碳钢：韧性、焊接性好，强度低,中碳钢：强度高，韧性及加工性好,高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好)),合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢, 及各种特种钢))
(2)几种有色金属材料
铝及铝合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铝\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的延展性和导电性,用途：制导线)),铝合金\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、, 制造工艺简单、成本低廉,用途：主要用于建筑业、容器和包装业、, 交通运输业、电子行业等))))
铜及铜合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的导电性和导热性,用途：主要用于电器和电子工业、建筑业)),铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的, 还有黄铜和白铜))
【归纳总结】合金的组成与性质
(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3．应用金属活动顺序表整合金属的性质
【关键能力拓展】
一、铝、镁的化学性质
二、铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为eq \f(1,3)＜eq \f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
三、数形结合与“铝三角”
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O
(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
2．铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlOeq \\al(－,2)反应：
2H2O＋AlOeq \\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用eq \f(1,4)Al制备Al3＋，eq \f(3,4)Al制备AlOeq \\al(－,2)，然后将二者混合：
Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlOeq \\al(－,2)、HS－、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)等。
②与AlOeq \\al(－,2)不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlOeq \\al(－,2)与HCOeq \\al(－,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NHeq \\al(＋,4)反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq \\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlOeq \\al(－,2)又与NHeq \\al(＋,4)反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。
②向含有AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq \\al(－,2)比COeq \\al(2－,3)先反应)；Ⅲ.COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq \\al(－,3)比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
四、金属活动顺序与金属冶炼的关系
①热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。由HgO冶炼Hg的化学方程式：2HgOeq \(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。
②热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。
完成冶炼铁、锌、钨的化学方程式：
a．CO还原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq \(=====,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2；
b．C还原ZnO：ZnO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))Zn＋CO↑；
c．H2还原WO3：WO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O。
③电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属)。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑、
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑、2Al2O3eq \(=====,\s\up7(通电),\s\d5(冰晶石))4Al＋3O2↑。
【方法技巧】有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KCleq \(=====,\s\up7(850 ℃))K↑＋NaCl
2RbCl＋Mgeq \(========,\s\up7(700～800 ℃))MgCl2＋2Rb↑等，
主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。
五、铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
（1）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
（2）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
（3）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
（4）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3（5）铝既能与非氧化性酸反应产生氢气，也能与碱反应产生氢气，前者是置换反应，后者不是置换反应。
（6）铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。
六、化学计算方法技巧
1．关系式法
当已知物和未知物之间是通过多个反应联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”，就可求得未知量。
例如，把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。根据化学方程式3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋3CO2、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O得关系式3CO～3CO2～3CaCO3，由此建立CO与CaCO3之间的直接关系3CO～3CaCO3，一步算出未知量。
2．差量法
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
如：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋ O2 固体差值
2 ml 2×106 g 1 ml 2×28 g
n(Na2O2) m(Na2CO3) n(O2) 5.6 g
则：eq \f(2 ml,nNa2O2))＝eq \f(2×106 g,mNa2CO3))＝eq \f(1 ml,nO2))＝eq \f(2×28 g,5.6 g)
3．平均值法——判断合金成分
平均值法就是根据两组分物质的某种平均值，来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)如：两种金属形成的合金23 g与足量盐酸反应，放出1 ml H2，则平均摩尔电子质量为eq \f(23 g,2 ml)＝11.5 g·ml－1，可判断合金可能为Al与Fe形成合金。
4．守恒法
【核心题型例解】
高频考点一 铝及其化合物性质
例1.下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A．熔点高，可用作电解制铝B．不稳定，可用于治疗胃酸过多
C．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂
【答案】C
【解析】熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，而不是因为其熔点高，物质的性质和用途不具有对应关系，A不符合题意；能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，物质的性质和用途不具有对应关系，B不符合题意； 明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混凝剂，物质的性质和用途具有对应关系，C符合题意；铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，物质的性质和用途不具有对应关系，D不符合题意；故选C。
【变式探究】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．熔点高，可用于做耐高温材料B．显碱性，可用作制冷剂
C．受热易分解，可用作氮肥D．具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
【答案】A
【解析】Al2O3是离子化合物，熔点高耐高温，可用于做耐高温材料，性质与用途具有对应关系， A符合题意；NH3加压易液化，气化时吸收大量的热使环境温度降低，可用作制冷剂，性质与用途不具有对应关系，B不符合题意；NH4HCO3作氮肥，是利用其溶解后的铵根离子可被植物吸收，性质与用途不具有对应关系，C不符合题意；ClO2 具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，有毒性且也不能用于自来水的杀菌消毒，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意；故选A。
高频考点二 有关金属及其化合物的工艺流程
例2.碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如下。下列说法错误的是
A．“加热”步骤可选用水浴加热
B．“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收
C．“滤液”中溶质的主要成分为
D．可用盐酸和溶液检验“滤液”中是否有
【答案】B
【分析】废铜屑与稀硝酸反应，产生的气体为一氧化氮；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝酸，加入碳酸钠溶液加热，与硝酸、硝酸铜反应，生成硝酸钠和铜盐，再加氢氧化钠溶液调节适当pH值，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。
【解析】加热的温度为70C，可选用水浴加热，A正确；酸浸产生的气体为NO，与NaOH溶液不反应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为等，C正确；的检验是先加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无味气体，D正确；故选B。
【变式探究】明矾可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A．①中反应的离子方程式是
B．③中反应的离子方程式是
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：水解生成的胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，据此解答。铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，A正确；③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式是，B正确；混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，C错误；明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D正确；故选C。
高频考点三 铜及其化合物
例3. 铜及含铜微粒的价荷图如图所示。下列推断不合理的是
A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B．转化成需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
【答案】D
【解析】根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2+、b是、c是、d是。a中Cu元素为+2价，在酸性条件下，H2O2氧化Cu变为Cu2+，A正确；由图可知，转化为需要碱性条件，B正确；中Cu元素为+1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成+2价的铜和单质铜，C正确；中铜元素为+3价具有强氧化性，D错误；故选D。
【变式探究】小组同学探究和物质A的反应，实验如下。
下列分析不正确的是
A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生的原因：时直接将还原为
C．若向③中加入固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
【答案】B
【解析】实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，A正确；经检验含，说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，选项B不正确；若向③中加入固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，选项C正确；①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子还原性等；也与反应速率有关，也氯离子、硝酸根离子，氢离子浓度等对反应速率的影响有关，选项D正确；答案选B。
高频考点四、考查有关的离子方程式
例4．下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向稀硝酸中加入少量铜粉：
B．锂在氧气中燃烧：
C．向溶液中滴几滴NaClO溶液：
D．用烧碱溶液除去铁粉中的少量铝粉：
【答案】D
【解析】向稀硝酸中加入少量铜粉发生反应生成NO和硝酸铜，离子方程式为：，故A错误；锂在氧气中燃烧生成Li2O，故B错误；向溶液和少量NaClO溶液会发生氧化还原反应生成硫酸钠和二氧化硫，离子方程式为：，故C错误；Fe不和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故D正确；故选D。
【变式探究】能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．将少量氯气通入NaHSO3溶液中：HSO+H2O+Cl2=2Cl-+3H++SO
B．将少量NaAlO2溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
C．将Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2•12H2O]溶液中至沉淀质量最大：Al3++2SO+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO+2H2O
D．同物质的量浓度同体积的NH4H2PO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3•H2O
【答案】C
【解析】Cl2有强氧化性，具有还原性，Cl2能将氧化为，而Cl2是少量的，则生成的能与反应生成，反应的离子方程式为，A错误；将少量溶液滴入溶液中，反应的离子方程式为，B错误；将溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大，反应的离子方程式为，C正确；电离出的优先和氢氧化钠溶液反应，同物质的量浓度同体积的溶液与氢氧化钠溶液混合，OH-只与反应，反应的离子方程式为，D错误；故选C。
高频考点五、考查有关的离子共存
例5．室温下，下列各组微粒在指定溶液中可能大量共存的是
A．无色透明的水溶液中：、、
B．硝酸型酸雨的雨水中：、、
C．加入金属Al产生的水溶液中：、、
D．水电离的浓度为 ml/L的水溶液中：、、
【答案】C
【解析】为橙红色，不符合无色条件，故A错误；硝酸型酸雨具有强氧化性，能氧化还原性的离子，所以不能大量共存，故B错误；加入金属Al生成的氢气的水溶液为弱氧化性酸或强碱溶液，如果溶液呈强碱性，这几种离子之间不反应且和OH−不反应，能大量共存，故C正确；水电离的H＋浓度为1×10−12ml/L的水溶液中，水的电离被抑制，溶液呈酸性或碱性，高锰酸根离子氧化甲醇而不能大量共存，故D错误；故选C。
【变式探究】在下列溶液中，离子一定能大量共存的是
A．室温下，pH=1的溶液中：Na+、Fe3+、NO、SO
B．含有0.1ml•L-1FeCl3的溶液中：K+、Mg2+、I-、NO
C．加入铝粉有气泡产生的溶液中：Na+、NH、Fe2+、NO
D．室温下，水电离出的c(H+)=1×10-10ml•L-1的溶液中：K+、Na+、[Al(OH)4]-、SO
【答案】A
【解析】室温下，pH=1的溶液中c(H+)=0.1ml•L-1，与Na+、Fe3+、NO、SO都能共存，A正确；Fe3+与I-发生氧化还原反应，不能共存，B错误；加入铝粉有气泡产生的溶液可能呈酸性或碱性，NH4+与OH-反应生成一水合氨，Fe2+与OH-反应生成沉淀，不能共存，含H+的溶液中NO与Fe2+发生氧化还原反应，不能共存，C错误；水电离出的c(H+)=1×10-10ml•L-1<10-7ml•L-1的溶液，可能呈酸性或碱性，[Al(OH)4]-与H+反应生成Al(OH)3沉淀或Al3+，不能共存，D错误； 故选A。
高频考点六、考查有关的金属的计算
例6．2.28 g铜镁合金完全溶解于75 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到和的混合气体1680 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入l.0 ml/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到3.81 g沉淀，下列说法正确的是
A．该合金中，镁的物质的量为0.03 ml
B．和混合气体的平均相对分子质量约为55.2
C．得到3.81 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为900 mL
D．该浓硝酸中的物质的量浓度为12.0 ml/L
【答案】B
【分析】设铜、镁的物质的量分别为x、y，则①64x+24y=2.28，②98x+58y=3.81，解得x=0.03ml，y=0.015 ml，混合气体的物质的量=，设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b，根据氧化还原反应中得失电子数相等：2×(0.03+0.015)=2a+b，a+b=0.075，则a=0.015ml，b=0.06ml，c(HNO3)=，硝酸的物质的量n(HNO3)=14.0 ml/L×75mL÷1000=1.05ml。
【解析】由分析可知，该合金中，镁的物质的量为0.015 ml，A错误；和混合气体的摩尔质量约=，其平均相对分子质量约为55.2，B正确；沉淀达最大时，溶液中只有硝酸钠，根据原子守恒：n(NaOH)=n(HNO3)-（2a+b）=1.05ml-0.09ml=0.96ml，氢氧化钠溶液体积为960mL，C错误；c(HNO3)=，D错误；故选B。
【变式探究】将铜镁合金完全溶解于、密度为、质量分数为63%的浓硝酸中，得到(标准状况)气体，向反应后的溶液中加入一定量，使溶液中的金属离子恰好全部沉淀。下列说法不正确的是
A．该浓硝酸物质的量浓度是B．加入的体积是
C．D．得到的金属氢氧化物的沉淀为
【答案】B
【解析】浓硝酸的物质的量浓度c=ml/L==，A正确；当加入氢氧化钠后，溶液中的金属离子恰好全部沉淀，即铜离子变为氢氧化铜，镁离子变为氢氧化镁，此时溶液中只有硝酸钠，依据氮元素守恒n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2)，n(HNO3)=cV=14ml/L0.05L=0.7ml，标准状况下n(NO2)==0.08ml，n(NaNO3)=n(HNO3)-n(NO2)=0.7ml-0.08ml=0.62ml，硝酸钠中的钠离子全部来自于氢氧化钠，则n(NaOH)=n(NaNO3)=0.62ml，氢氧化钠溶液体积V==0.31L=310mL，B错误；假设mg合金全部为铜，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，n(Cu)=n(NO2)=0.08ml=0.04ml，mCu=0.04ml64g/ml=2.56g，假设mg合金全部为镁，Mg+4HNO3(浓)=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O，n(Mg)=n(NO2)=0.08ml=0.04ml，mMg=0.04ml24g/ml=0.96g，所以，C正确；硝酸中的氮元素由+5价降到了+4价，n(NO2)=0.08ml，所以金属与浓硝酸反应转移电子0.08ml1=0.08ml，而铜和镁均变为+2价的阳离子，依据得失电子守恒，镁铜合金的物质的量为=0.04ml，沉淀中氢氧根离子的物质的量为20.04ml=0.08ml，氢氧根离子的质量为0.08ml17g/ml=1.36g，则沉淀的质量为，D正确；答案选B。
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，
3MnO2＋4Aleq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
反应物
化学方程式
非金属
O2
①潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)
② 2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO (黑色固体)
Cl2
Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))CuCl2 (棕黄色烟)
S
2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S
氧化
性酸
浓硫酸
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓硝酸
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
盐
AgNO3、
FeCl3
Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 、
Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
氧化铜
氧化亚铜
氢氧化铜
化学式
CuO
Cu2O
Cu(OH)2
状态
不溶于水的黑色固体(粉末)
不溶于水的红色固体
不溶于水的蓝色固体
化学
性质
①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
②CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O
③CuO＋COeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2
①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
②Cu2O＋H2eq \(=====,\s\up7(△))2Cu＋H2O
①Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
②Cu(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))
CuO＋H2O
金属活动性顺序
K、Ca、Na
Mg
Al、Zn
Fe、Sn、Pb(H)
Cu、Hg、Ag
Pt、Au
与O2反应
常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物
常温下一般生成致密的氧化膜(铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属)
加热化合
不反应
与H2O反应
常温下生成碱和氢气
与热水反应
有碱存在与水反应
与高温水蒸气反应
不反应
与非氧化性酸反应
生成盐和氢气
生成盐和氢气
不反应
与盐溶液反应
先与水反应，生成的碱再与盐反应
排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
铝
镁
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO
3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应
Mg＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧：
2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C
方法
原理
步骤
质量
守恒
反应前后有关原子数不变
根据各步反应的方程式或追踪整个反应过程中某个粒子，确定反应物和生成物之间有关量的关系
电荷
守恒
电解质溶液呈电中性
①找出所有的阳离子及阴离子
②离子浓度乘以其化合价（1价可不写，2价、3价不能省略！）
③列等式，计算：
n(M＋)×1＋n(M2＋)×2＋n(M3＋)×3＝n(R－)×1＋n(R2－)×2＋n(R3－)×3
电子
守恒
氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数
①一找物质：氧化剂―→还原产物 还原剂―→氧化产物
②二定得失：确定1个粒子得失电子数(化合价变化值×变价原子数)
③三列关系
n(氧化剂)×1个粒子得电子数＝n(还原剂)×1个粒子失电子数
装置
序号
物质A
实验现象
①
溶液（调）
铜粉溶解，溶液变为深棕色［经检验含]
②
溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
溶液（调）
无明显变化
1.宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理。
2.科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养绿色环保意识。
3.科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要性质。
【必备知识解读】
一、铝镁的性质及应用
1．金属铝的物理性质
银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
2．金属铝的化学性质
①4Al＋3O2eq \(=====,\s\up7(△))2Al2O3
②2Al＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
3．铝热反应
4.铝的制备和用途
(1)制备原理
电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5( ))4Al＋3O2↑。
【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。
(2)铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
二、铝的重要化合物
1．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
(2)化学性质
与H+反应Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O
与强碱反应Al2O3+2OH-＝2AlO2-+H2O
2．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质(用化学方程式表示)
Al(OH)3的电离方程式为
酸式电离：Al(OH)3＋H2O [Al(OH)4]－＋H＋
碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。
③2Al(OH)3eq \(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。
(3)制备
①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)。
②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为
[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)。
③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。
3．常见的铝盐
(1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
(2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。
三、铜及其化合物
1．铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
2.铜的氧化物和氢氧化物
3.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：Cu2(OH)2CO3eq \(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑ 。
(2)无水CuSO4是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为反应产物中是否含水的检验依据，但不适于作干燥剂。CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO4·5H2Oeq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化为白色粉末。
(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。
四、合金和金属材料
1．合金
(1)概念：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。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
2．常见金属材料及应用
金属材料—eq \b\lc\[\rc\ (\a\vs4\al\c1(黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金,有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金))
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(碳素钢\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(低碳钢：韧性、焊接性好，强度低,中碳钢：强度高，韧性及加工性好,高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好)),合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢, 及各种特种钢))
(2)几种有色金属材料
铝及铝合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铝\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的延展性和导电性,用途：制导线)),铝合金\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、, 制造工艺简单、成本低廉,用途：主要用于建筑业、容器和包装业、, 交通运输业、电子行业等))))
铜及铜合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的导电性和导热性,用途：主要用于电器和电子工业、建筑业)),铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的, 还有黄铜和白铜))
【归纳总结】合金的组成与性质
(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。
(2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。
(3)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
3．应用金属活动顺序表整合金属的性质
【关键能力拓展】
一、铝、镁的化学性质
二、铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为eq \f(1,3)＜eq \f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
三、数形结合与“铝三角”
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之间的转化关系
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－
(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O
(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
2．铝三角的应用
(1)选择制备Al(OH)3的最佳途径
①由Al3＋制备Al(OH)3，宜用Al3＋与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq \\al(＋,4)
②由NaAlO2制备Al(OH)3宜用CO2与AlOeq \\al(－,2)反应：
2H2O＋AlOeq \\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq \\al(－,3)
③从节约原料角度，由Al制备Al(OH)3，宜用eq \f(1,4)Al制备Al3＋，eq \f(3,4)Al制备AlOeq \\al(－,2)，然后将二者混合：
Al3＋＋3AlOeq \\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓
(2)有关离子共存问题
①与Al3＋不能大量共存的(阴)离子有：OH－、AlOeq \\al(－,2)、HS－、SiOeq \\al(2－,3)、COeq \\al(2－,3)、HCOeq \\al(－,3)、SOeq \\al(2－,3)等。
②与AlOeq \\al(－,2)不能大量共存的(阳)离子有：H＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。
③AlOeq \\al(－,2)与HCOeq \\al(－,3)因发生(相对)强酸制弱酸的反应而不能共存。
(3)分析离子反应顺序
①向含有Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反应顺序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先与NHeq \\al(＋,4)反应，则生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq \\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq \\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，则产生的AlOeq \\al(－,2)又与NHeq \\al(＋,4)反应生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O。
②向含有AlOeq \\al(－,2)、COeq \\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入盐酸，反应顺序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq \\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq \\al(－,2)比COeq \\al(2－,3)先反应)；Ⅲ.COeq \\al(2－,3)＋H＋===HCOeq \\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq \\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq \\al(－,3)比Al(OH)3先反应]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
四、金属活动顺序与金属冶炼的关系
①热分解法：适用于不活泼的金属，如Hg和Ag。由HgO冶炼Hg的化学方程式：2HgOeq \(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶炼Ag的化学方程式：2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。
②热还原法：用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合较活泼的金属。
完成冶炼铁、锌、钨的化学方程式：
a．CO还原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq \(=====,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2；
b．C还原ZnO：ZnO＋Ceq \(=====,\s\up7(高温))Zn＋CO↑；
c．H2还原WO3：WO3＋3H2eq \(=====,\s\up7(高温))W＋3H2O。
③电解法：适合冶炼金属活动性很强的金属(一般指在金属活动性顺序中排在锌前面的金属)。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))2Na＋Cl2↑、
MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(通电))Mg＋Cl2↑、2Al2O3eq \(=====,\s\up7(通电),\s\d5(冰晶石))4Al＋3O2↑。
【方法技巧】有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KCleq \(=====,\s\up7(850 ℃))K↑＋NaCl
2RbCl＋Mgeq \(========,\s\up7(700～800 ℃))MgCl2＋2Rb↑等，
主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。
五、铝与盐酸、NaOH溶液反应的应用与定量关系
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
（1）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为3∶1。
（2）等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶1。
（3）足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为VHCl(H2)∶VNaOH(H2)＝1∶3。
（4）一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，若产生氢气的体积比为1∶3
（6）铝与盐酸、氢氧化钠的反应中，还原剂都是铝，还原产物都是氢气，故铝与产生氢气的关系式是相同的。
六、化学计算方法技巧
1．关系式法
当已知物和未知物之间是通过多个反应联系时，只需直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”，就可求得未知量。
例如，把CO还原Fe2O3生成的CO2通入足量澄清石灰水中，求生成沉淀的量。根据化学方程式3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up10(高温))2Fe＋3CO2、CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O得关系式3CO～3CO2～3CaCO3，由此建立CO与CaCO3之间的直接关系3CO～3CaCO3，一步算出未知量。
2．差量法
化学反应前后物质的量发生变化时均可用差量法。解题的一般步骤为
(1)准确写出有关反应的化学方程式。
(2)深入细致地分析题意，关键在于有针对性地找出产生差量的“对象”及“理论差量”。该“理论差量”可以是质量、物质的量、气体体积、压强等，且该差量的大小与参加反应的物质的有关量成正比。
(3)根据反应方程式，从“实际差量”寻找比例关系，列比例式求解。
如：2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋ O2 固体差值
2 ml 2×106 g 1 ml 2×28 g
n(Na2O2) m(Na2CO3) n(O2) 5.6 g
则：eq \f(2 ml,nNa2O2))＝eq \f(2×106 g,mNa2CO3))＝eq \f(1 ml,nO2))＝eq \f(2×28 g,5.6 g)
3．平均值法——判断合金成分
平均值法就是根据两组分物质的某种平均值，来推断两物质某种量的范围的方法。即X(a)
4．守恒法
【核心题型例解】
高频考点一 铝及其化合物性质
例1.下列物质的性质和用途具有对应关系的是
A．熔点高，可用作电解制铝B．不稳定，可用于治疗胃酸过多
C．明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂D．铝具有导热性，可用于制备铝热剂
【答案】C
【解析】熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，而不是因为其熔点高，物质的性质和用途不具有对应关系，A不符合题意；能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，物质的性质和用途不具有对应关系，B不符合题意； 明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混凝剂，物质的性质和用途具有对应关系，C符合题意；铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，物质的性质和用途不具有对应关系，D不符合题意；故选C。
【变式探究】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A．熔点高，可用于做耐高温材料B．显碱性，可用作制冷剂
C．受热易分解，可用作氮肥D．具有氧化性，可用于自来水的杀菌消毒
【答案】A
【解析】Al2O3是离子化合物，熔点高耐高温，可用于做耐高温材料，性质与用途具有对应关系， A符合题意；NH3加压易液化，气化时吸收大量的热使环境温度降低，可用作制冷剂，性质与用途不具有对应关系，B不符合题意；NH4HCO3作氮肥，是利用其溶解后的铵根离子可被植物吸收，性质与用途不具有对应关系，C不符合题意；ClO2 具有强氧化性，可用于自来水的杀菌消毒，有毒性且也不能用于自来水的杀菌消毒，性质与用途不具有对应关系，D不符合题意；故选A。
高频考点二 有关金属及其化合物的工艺流程
例2.碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如下。下列说法错误的是
A．“加热”步骤可选用水浴加热
B．“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收
C．“滤液”中溶质的主要成分为
D．可用盐酸和溶液检验“滤液”中是否有
【答案】B
【分析】废铜屑与稀硝酸反应，产生的气体为一氧化氮；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝酸，加入碳酸钠溶液加热，与硝酸、硝酸铜反应，生成硝酸钠和铜盐，再加氢氧化钠溶液调节适当pH值，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。
【解析】加热的温度为70C，可选用水浴加热，A正确；酸浸产生的气体为NO，与NaOH溶液不反应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为等，C正确；的检验是先加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无味气体，D正确；故选B。
【变式探究】明矾可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔(主要成分为，含少量等)制备明矾的流程如下图所示。
下列说法不正确的是
A．①中反应的离子方程式是
B．③中反应的离子方程式是
C．操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D．明矾净水的原理：水解生成的胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，通入二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀，过滤后滤渣为氢氧化铝，氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝，加入硫酸钾饱和溶液，蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，据此解答。铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的离子方程式为：，A正确；③为氢氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的离子方程式是，B正确；混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，该操作为蒸发浓缩，冷却结晶得到明矾，C错误；明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体，胶体有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒物，从而达到净水目的，D正确；故选C。
高频考点三 铜及其化合物
例3. 铜及含铜微粒的价荷图如图所示。下列推断不合理的是
A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B．转化成需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
【答案】D
【解析】根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2+、b是、c是、d是。a中Cu元素为+2价，在酸性条件下，H2O2氧化Cu变为Cu2+，A正确；由图可知，转化为需要碱性条件，B正确；中Cu元素为+1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成+2价的铜和单质铜，C正确；中铜元素为+3价具有强氧化性，D错误；故选D。
【变式探究】小组同学探究和物质A的反应，实验如下。
下列分析不正确的是
A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生的原因：时直接将还原为
C．若向③中加入固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
【答案】B
【解析】实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，A正确；经检验含，说明加入铜粉后铜与铁离子反应生成蓝色铜离子和绿色亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，选项B不正确；若向③中加入固体，因酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，产生了硝酸铁，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，选项C正确；①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子还原性等；也与反应速率有关，也氯离子、硝酸根离子，氢离子浓度等对反应速率的影响有关，选项D正确；答案选B。
高频考点四、考查有关的离子方程式
例4．下列过程对应的离子方程式或化学方程式书写正确的是
A．向稀硝酸中加入少量铜粉：
B．锂在氧气中燃烧：
C．向溶液中滴几滴NaClO溶液：
D．用烧碱溶液除去铁粉中的少量铝粉：
【答案】D
【解析】向稀硝酸中加入少量铜粉发生反应生成NO和硝酸铜，离子方程式为：，故A错误；锂在氧气中燃烧生成Li2O，故B错误；向溶液和少量NaClO溶液会发生氧化还原反应生成硫酸钠和二氧化硫，离子方程式为：，故C错误；Fe不和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为：，故D正确；故选D。
【变式探究】能正确表示下列反应的离子方程式的是
A．将少量氯气通入NaHSO3溶液中：HSO+H2O+Cl2=2Cl-+3H++SO
B．将少量NaAlO2溶液滴入Ca(HCO3)2溶液中：AlO+HCO+H2O=Al(OH)3↓+CO
C．将Ba(OH)2溶液滴入明矾[KAl(SO4)2•12H2O]溶液中至沉淀质量最大：Al3++2SO+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO+2H2O
D．同物质的量浓度同体积的NH4H2PO4溶液与NaOH溶液混合：NH+OH-=NH3•H2O
【答案】C
【解析】Cl2有强氧化性，具有还原性，Cl2能将氧化为，而Cl2是少量的，则生成的能与反应生成，反应的离子方程式为，A错误；将少量溶液滴入溶液中，反应的离子方程式为，B错误；将溶液滴入明矾溶液中至沉淀质量最大，反应的离子方程式为，C正确；电离出的优先和氢氧化钠溶液反应，同物质的量浓度同体积的溶液与氢氧化钠溶液混合，OH-只与反应，反应的离子方程式为，D错误；故选C。
高频考点五、考查有关的离子共存
例5．室温下，下列各组微粒在指定溶液中可能大量共存的是
A．无色透明的水溶液中：、、
B．硝酸型酸雨的雨水中：、、
C．加入金属Al产生的水溶液中：、、
D．水电离的浓度为 ml/L的水溶液中：、、
【答案】C
【解析】为橙红色，不符合无色条件，故A错误；硝酸型酸雨具有强氧化性，能氧化还原性的离子，所以不能大量共存，故B错误；加入金属Al生成的氢气的水溶液为弱氧化性酸或强碱溶液，如果溶液呈强碱性，这几种离子之间不反应且和OH−不反应，能大量共存，故C正确；水电离的H＋浓度为1×10−12ml/L的水溶液中，水的电离被抑制，溶液呈酸性或碱性，高锰酸根离子氧化甲醇而不能大量共存，故D错误；故选C。
【变式探究】在下列溶液中，离子一定能大量共存的是
A．室温下，pH=1的溶液中：Na+、Fe3+、NO、SO
B．含有0.1ml•L-1FeCl3的溶液中：K+、Mg2+、I-、NO
C．加入铝粉有气泡产生的溶液中：Na+、NH、Fe2+、NO
D．室温下，水电离出的c(H+)=1×10-10ml•L-1的溶液中：K+、Na+、[Al(OH)4]-、SO
【答案】A
【解析】室温下，pH=1的溶液中c(H+)=0.1ml•L-1，与Na+、Fe3+、NO、SO都能共存，A正确；Fe3+与I-发生氧化还原反应，不能共存，B错误；加入铝粉有气泡产生的溶液可能呈酸性或碱性，NH4+与OH-反应生成一水合氨，Fe2+与OH-反应生成沉淀，不能共存，含H+的溶液中NO与Fe2+发生氧化还原反应，不能共存，C错误；水电离出的c(H+)=1×10-10ml•L-1<10-7ml•L-1的溶液，可能呈酸性或碱性，[Al(OH)4]-与H+反应生成Al(OH)3沉淀或Al3+，不能共存，D错误； 故选A。
高频考点六、考查有关的金属的计算
例6．2.28 g铜镁合金完全溶解于75 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到和的混合气体1680 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入l.0 ml/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到3.81 g沉淀，下列说法正确的是
A．该合金中，镁的物质的量为0.03 ml
B．和混合气体的平均相对分子质量约为55.2
C．得到3.81 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积为900 mL
D．该浓硝酸中的物质的量浓度为12.0 ml/L
【答案】B
【分析】设铜、镁的物质的量分别为x、y，则①64x+24y=2.28，②98x+58y=3.81，解得x=0.03ml，y=0.015 ml，混合气体的物质的量=，设N2O4、NO2的物质的量分别为a、b，根据氧化还原反应中得失电子数相等：2×(0.03+0.015)=2a+b，a+b=0.075，则a=0.015ml，b=0.06ml，c(HNO3)=，硝酸的物质的量n(HNO3)=14.0 ml/L×75mL÷1000=1.05ml。
【解析】由分析可知，该合金中，镁的物质的量为0.015 ml，A错误；和混合气体的摩尔质量约=，其平均相对分子质量约为55.2，B正确；沉淀达最大时，溶液中只有硝酸钠，根据原子守恒：n(NaOH)=n(HNO3)-（2a+b）=1.05ml-0.09ml=0.96ml，氢氧化钠溶液体积为960mL，C错误；c(HNO3)=，D错误；故选B。
【变式探究】将铜镁合金完全溶解于、密度为、质量分数为63%的浓硝酸中，得到(标准状况)气体，向反应后的溶液中加入一定量，使溶液中的金属离子恰好全部沉淀。下列说法不正确的是
A．该浓硝酸物质的量浓度是B．加入的体积是
C．D．得到的金属氢氧化物的沉淀为
【答案】B
【解析】浓硝酸的物质的量浓度c=ml/L==，A正确；当加入氢氧化钠后，溶液中的金属离子恰好全部沉淀，即铜离子变为氢氧化铜，镁离子变为氢氧化镁，此时溶液中只有硝酸钠，依据氮元素守恒n(HNO3)=n(NaNO3)+n(NO2)，n(HNO3)=cV=14ml/L0.05L=0.7ml，标准状况下n(NO2)==0.08ml，n(NaNO3)=n(HNO3)-n(NO2)=0.7ml-0.08ml=0.62ml，硝酸钠中的钠离子全部来自于氢氧化钠，则n(NaOH)=n(NaNO3)=0.62ml，氢氧化钠溶液体积V==0.31L=310mL，B错误；假设mg合金全部为铜，Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，n(Cu)=n(NO2)=0.08ml=0.04ml，mCu=0.04ml64g/ml=2.56g，假设mg合金全部为镁，Mg+4HNO3(浓)=Mg(NO3)2+2NO2↑+2H2O，n(Mg)=n(NO2)=0.08ml=0.04ml，mMg=0.04ml24g/ml=0.96g，所以，C正确；硝酸中的氮元素由+5价降到了+4价，n(NO2)=0.08ml，所以金属与浓硝酸反应转移电子0.08ml1=0.08ml，而铜和镁均变为+2价的阳离子，依据得失电子守恒，镁铜合金的物质的量为=0.04ml，沉淀中氢氧根离子的物质的量为20.04ml=0.08ml，氢氧根离子的质量为0.08ml17g/ml=1.36g，则沉淀的质量为，D正确；答案选B。
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O3＋2Aleq \(=====,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等，
3MnO2＋4Aleq \(=====,\s\up7(高温))3Mn＋2Al2O3；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
反应物
化学方程式
非金属
O2
①潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)
② 2Cu＋O2eq \(=====,\s\up7(△))2CuO (黑色固体)
Cl2
Cu＋Cl2eq \(=====,\s\up7(点燃))CuCl2 (棕黄色烟)
S
2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S
氧化
性酸
浓硫酸
Cu＋2H2SO4(浓)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓硝酸
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
盐
AgNO3、
FeCl3
Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 、
Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
氧化铜
氧化亚铜
氢氧化铜
化学式
CuO
Cu2O
Cu(OH)2
状态
不溶于水的黑色固体(粉末)
不溶于水的红色固体
不溶于水的蓝色固体
化学
性质
①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
②CuO＋H2eq \(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O
③CuO＋COeq \(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2
①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
②Cu2O＋H2eq \(=====,\s\up7(△))2Cu＋H2O
①Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
②Cu(OH)2eq \(=====,\s\up7(△))
CuO＋H2O
金属活动性顺序
K、Ca、Na
Mg
Al、Zn
Fe、Sn、Pb(H)
Cu、Hg、Ag
Pt、Au
与O2反应
常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物
常温下一般生成致密的氧化膜(铁在潮湿的空气中生成疏松的铁锈，不能保护内部金属)
加热化合
不反应
与H2O反应
常温下生成碱和氢气
与热水反应
有碱存在与水反应
与高温水蒸气反应
不反应
与非氧化性酸反应
生成盐和氢气
生成盐和氢气
不反应
与盐溶液反应
先与水反应，生成的碱再与盐反应
排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
铝
镁
与非金属反应
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO
3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃))Mg3N2
与水反应
反应很困难
能与沸水反应
Mg＋2H2Oeq \(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑
与碱反应
能溶于强碱溶液
不反应
与某些氧化物反应
能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应
能在CO2中燃烧：
2Mg＋CO2eq \(=====,\s\up7(点燃))2MgO＋C
方法
原理
步骤
质量
守恒
反应前后有关原子数不变
根据各步反应的方程式或追踪整个反应过程中某个粒子，确定反应物和生成物之间有关量的关系
电荷
守恒
电解质溶液呈电中性
①找出所有的阳离子及阴离子
②离子浓度乘以其化合价（1价可不写，2价、3价不能省略！）
③列等式，计算：
n(M＋)×1＋n(M2＋)×2＋n(M3＋)×3＝n(R－)×1＋n(R2－)×2＋n(R3－)×3
电子
守恒
氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数
①一找物质：氧化剂―→还原产物 还原剂―→氧化产物
②二定得失：确定1个粒子得失电子数(化合价变化值×变价原子数)
③三列关系
n(氧化剂)×1个粒子得电子数＝n(还原剂)×1个粒子失电子数
装置
序号
物质A
实验现象
①
溶液（调）
铜粉溶解，溶液变为深棕色［经检验含]
②
溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
溶液（调）
无明显变化
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