金属及其化合物高考考查形式及解题策略

元素化合物知识是化学命题的基础,对任何知识的考查都脱离不了元素化合物知识,而金属及其化合物知识因其在必修和选修模块的分散性、在生产生活中的广泛应用性、性质的多样性而成为高考的热点．金属及其化合物的考查以钠、镁、铝、铁、铜等为基础,全面考查单质及其化合物的性质．笔者从2019年高考题出发,对这部分内容进行分类说明．

1 与金属及其化合物有关的化学反应原理题

图1

例1 (2019年江苏卷)将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图1所示装置中,进行铁的电化学腐蚀实验．下列有关该实验的说法正确的是( ).

A铁被氧化的电极反应式为Fe-3e-=Fe3+;

B铁腐蚀过程中化学能全部转化为电能;

C活性炭的存在会加速铁的腐蚀;

D以水代替NaCl溶液,铁不能发生吸氧腐蚀

分析本题考查的是金属腐蚀原理．根据实验所给条件可知,铁发生的是吸氧腐蚀,负极反应为Fe-2e-=Fe2+;正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-.在铁的电化学腐蚀中,铁单质失去电子转化为二价铁离子,即负极反应为Fe-2e-=Fe2+,故选项A说法错误;铁的腐蚀过程中化学能除了转化为电能,还有一部分转化为热能,故选项B说法错误;活性炭与铁混合,在氯化钠溶液中构成了许多微小的原电池,加速了铁的腐蚀,故选项C说法正确;以水代替氯化钠溶液,水也呈中性,铁在中性或碱性条件下易发生吸氧腐蚀,故选项D说法错误．答案为C．

解题策略这道题是以金属为载体,考查电化学知识中铁的吸氧腐蚀．答好这类题目,要求学生熟悉教材中的基础实验,并从多角度、多层面进行实验探究,同时能够熟练掌握原电池和电解池的工作原理等必会内容,能够快速根据电解质溶液的酸碱性,准确判断电化学腐蚀的类型,若电解质溶液为酸性条件,铁发生的电化学腐蚀为析氢腐蚀；若电解质溶液为碱性或中性条件,发生吸氧腐蚀．

例2 (2019年天津卷)下列有关金属及其化合物的说法中不合理的是( ).

A将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2;

B铝中添加适量钾,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

分析本题考查金属元素及其化合物的应用．氯气具有强氧化性,能将铁和亚铁离子氧化,除去工业废气中的氯气,故选项A说法正确;铝合金的密度低、强度高,应用于航空航天等工业,故选项B说法正确;Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,产物仍然呈碱性,达不到降低土壤碱性的目的,故选项C说法错误;利用无水氯化钴和氯化钴晶体的颜色不同,判断硅胶中是否含水,故选项D说法正确．答案为C．

解题策略这类题考查金属及其化合物相关应用,涉及除杂的相关知识．要求学生要熟练掌握常见金属元素及其化合物的性质,了解金属及其化合物在科学研究和生产生活中的广泛应用,再结合题干所给信息,运用所学知识解决问题．

2 与金属及其化合物有关的混合物分离问题

例3 (2019年浙江卷)白色固体混合物A,含有KCl、CaCO3、Na2CO3、Na2SiO3、CuSO4中的几种,常温、常压下进行如图2所示实验．

图2

下列推断不正确的是( ).

A无色溶液B的pH≥7;

B白色固体F的主要成分是H2SiO3;

C混合物A中有Na2SiO3、CuSO4和CaCO3;

D在无色溶液B中加HNO3酸化,无沉淀;再滴加AgNO3,若有白色沉淀生成,说明混合物A中有KCl

分析白色固体混合物A加水得无色溶液B和固体C,B中肯定不含Cu2+,但结合固体C加过量硝酸,产生蓝色溶液,说明A到B的过程中Cu2+转化为沉淀,A中必含有CuSO4,又结合固体C中加过量硝酸后得到白色固体F,说明A中必含有Na2SiO3,而且固体C与硝酸反应可得无色气体,该气体只能是CO2,可能是CaCO3和硝酸反应,也可能是Cu2+和双水解得到的碱式碳酸铜与硝酸反应生成的,因此,不能确定碳酸钙和碳酸钠是否一定存在,但两者至少存在一种．无色溶液B成分复杂,若B中只含有KCl,则pH=7;若含有Na2CO3或硅酸钠或两者均有,则和水解使溶液显碱性,pH>7,故无色溶液pH≥7,选项A正确;白色固体F难溶于硝酸,说明F为H2SiO3,选项B正确;固体C加入硝酸得无色气体,该气体只能是CO2,可能是CaCO3生成的,也可能是Na2CO3与硫酸铜反应生成的碱式碳酸铜再与硝酸反应生成的,因此,固体C中不一定含有CaCO3,选项C错误;无色溶液B中加HNO3酸化,无沉淀,可排除Na2CO3、Na2SiO3,再滴加AgNO3,若有白色沉淀生成,白色沉淀可能为AgCl或硫酸银,不能说明混合物A中含KCl,故选项D错误.答案为C、D．

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