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2018届高考化学总复习第3章金属及其化合物教师用书新人教版

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高中化学审核员

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                           第三章  金属及其化合物


                              考点一 钠的性质与应用


    一、5  个关键字记牢钠的物理性质
    1.软——质软,硬度小。
    2.亮——银白色,有金属光泽。

    3.轻——ρ(H2O)>ρ(Na)>ρ(煤油)。
    4.低——熔点低,低于          100 ℃。
    5.导——可导电、导热。
    [注意] (1)钠的质地柔软,可以用小刀切割。
    (2)钠通常保存在煤油中。
    二、从原子结构认识钠的化学性质——还原性


    1.钠与非金属单质反应

    (1)与 O2 反应
                            常温                         加热
                                           先熔化成小球,片刻后剧烈燃烧,
          现象             钠的表面变暗
                                            发出黄色火焰,生成淡黄色固体
                                 常温                         △
       化学方程式                  = = = = =                  = = = = =
                       4Na+O2     2Na2O           2Na+O2     Na2O2
        转移电子         1 mol Na 参加反应时转移      1 mol 电子

                                         △
                                     = = = = =
    (2)与 Cl2 反应的化学方程式:2Na+Cl2            2NaCl。
                                      △
                                  = = = = =
    (3)与 S 反应的化学方程式:2Na+S            Na2S。
    [思考  1] 金属钠长期露置于空气中,最终得到的白色粉末是什么?
    提示:碳酸钠;转化过程为
    银白色金属钠       O2  表面变暗(生成      Na2O)   H2O                 H2O              
               ――→                       ――→出生现成白N色aO固H体   ――→N出aO现H液潮滴解
 CO2 白色块状物质(生成        Na2CO3·10H2O)   风化  白色粉末状物质(生成         Na2CO3) 
――→                                  ――→
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    2.钠与水、盐溶液的反应
    (1)钠与水的反应

                                           +     -
    ①钠与水反应的离子方程式:2Na+2H2O===2Na             +2OH  +H2↑。
    ②钠与水(含酚酞)反应的实验现象及解释:


    (2)钠与盐溶液的反应
      先反与应水   盐再溶与液
      ――→     ――→
    Na   NaOH     是否发生复分解反应

                                                       2+     +
    如钠投入    CuSO4 溶液中,反应的离子方程式为            2Na+2H2O+Cu   ===2Na +Cu(OH)2↓+

H2↑。

    钠投入   BaCl2 溶液中,反应的化学方程式为            2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。
    3.钠与盐酸的反应

                       +     +
    离子方程式为      2Na+2H  ===2Na +H2↑。
    [思考  2] (1)钠着火时,能否用水灭火?
    (2)将大小相同的钠块分别投入到①水,②乙酸,③乙醇中,反应剧烈程度由大到小的
顺序是____________。

    提示:(1)不能;因为钠能与水剧烈反应,且钠着火生成的                       Na2O2 也与水反应,应用干
燥沙土盖灭。

    (2)②>①>③
    三、钠的制备与用途

    1.制备:电解熔融氯化钠,化学方程式为                 2NaCl(熔融)电解,2Na+Cl2↑。
    2.用途

    (1)制取  Na2O2 等化合物。
    (2)钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂。

    (3)作强还原剂,将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来,如                          4Na+TiCl4 熔融,
Ti+4NaCl。
    (4)用作电光源,制作高压钠灯。


    题点(一) 钠的性质与应用
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·全国甲卷)比较水与乙醇中氢的活泼性的方法是分别将少量钠投入到盛有水
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和乙醇的烧杯中(√)
    (2)(2016·浙江高考)钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火(√)
    (3)(2015·全国卷Ⅱ)钠在空气中燃烧可生成多种氧化物,23                     g 钠充分燃烧时转移电子

数为  NA(√)

    (4)(2015·广东高考)23 g    钠与足量     H2O 反应完全后可生成       NA 个 H2 分子(×)

    (5)(2014·北京高考)将钠投入水中,产生气体,其化学方程式为                       2Na+2H2O===2NaOH+

H2↑(√)

                                                            2+         +
    (6)(2013·全国卷Ⅱ)钠与      CuSO4 溶液反应的离子方程式:2Na+Cu            ===Cu+2Na  (×)
    2.取一小块金属       Na,放在燃烧匙里加热,下列现象描述正确的是(  )
    ①金属先熔化 ②在空气中燃烧,放出黄色火花 ③燃烧后得白色固体 ④燃烧时火焰
为黄色 ⑤燃烧后生成淡黄色固体物质
    A.②⑤                            B.①②③
    C.①④⑤                            D.④⑤

    解析:选    C 钠的熔点低,加热时先熔化,然后燃烧,产生黄色火焰,生成                           Na2O2 黄色
固体物质。
    题点(二) 钠与水反应的拓展
    3.取一支大试管,加入          20 mL 饱和澄清石灰水(ρ=1.6          g·cm-3),再加入     5  mL 苯
(ρ=0.87 g·cm-3),静置后缓慢加入黄豆粒大小的钠块(ρ=0.97 g·cm-3)。下列实验现
象中,能观察到的有(  )
    ①钠在饱和澄清石灰水层反应并四处游动 ②有气体产生
    ③澄清石灰水变浑浊 ④钠在石灰水与苯的界面处反应并上下跳动 ⑤钠停留在苯层不
反应 ⑥钠块最后消失
    A.①②⑥                            B.②③④⑥
    C.⑤                              D.①②③⑥
    解析:选    B 根据题意,金属钠的密度小于水,但大于苯,故将金属钠投入盛有水和苯

的大试管中,钠会处于二者的界面处;同时由于钠与水反应生成                           H2,H2 对金属钠产生推动

作用,故金属钠在界面处可能上下跳动。由于有                    NaOH 生成,并放出热量,Ca(OH)2        的溶解度

减小,饱和澄清石灰水中有            Ca(OH)2 析出,溶液变浑浊。
    4.金属钠分别与下列溶液反应时,既有沉淀析出,又有气体逸出的是(  )

    A.BaCl2 溶液                       B.K2SO4 溶液

    C.CuSO4 溶液                       D.NH4NO3 溶液

    解析:选    C 因为是溶液中的反应,所以都有               H2 产生,NH4NO3 溶液还产生     NH3,CuSO4 溶

液还产生    Cu(OH)2 沉淀。
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    1.钠与盐溶液反应的思维模板


    如:Na  与 MgSO4 溶液的反应,先考虑        Na 与水反应,再考虑        MgSO4 与生成的   NaOH 溶液反
应。
    2.钠与不同盐溶液反应实验现象的描述
    (1)共性
    因为钠与不同的溶液反应均属于剧烈的置换反应,故有共同的现象产生:①浮:钠浮在
液面上;②熔:钠熔化成光亮的小球;③游:在液面上不停地游动直至反应完;④响:反应
中不停地发出“嘶嘶嘶”的响声。
    (2)差异性
    与酸及能形成弱碱的金属盐溶液反应时,由于溶液中                      H+浓度较大,反应比与水剧烈,

最后钠可能在液面上燃烧;与盐溶液反应时,还可能会生成沉淀(如生成难溶碱)、气体(NH3)等。

                      考点二 钠的氧化物——氧化钠与过氧化钠


    一、掌握氧化钠与过氧化钠的区别

                             氧化钠(Na2O)                   过氧化钠(Na2O2)
    颜色、状态                      白色固体                        淡黄色固体

      电子式

     阴、阳离
                                 1∶2                          1∶2
     子个数比
  是否为碱性氧化物                        是                           不是

       与 H2O                 Na2O+H2O===                 2Na2O2+2H2O===

       反应                       2NaOH                      4NaOH+O2↑

       与 CO2                 Na2O+CO2===                 2Na2O2+2CO2===

       反应                       Na2CO3                     2Na2CO3+O2

      与盐酸                    Na2O+2HCl===                2Na2O2+4HCl===
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       反应                     2NaCl+H2O                 4NaCl+O2↑+2H2O

      稳定性                       不稳定                          较稳定
     主要用途                      可制烧碱                  漂白剂、消毒剂、供氧剂


    [注意] (1)Na2O  中只含离子键而       Na2O2 中既有离子键,又有共价键。

    (2)Na2O2 与 H2O、CO2 的反应都是   Na2O2 自身的氧化还原反应,反应中           H2O、CO2 既不是氧
化剂也不是还原剂。
    [基点小练]
    如图所示,两圆圈相交的阴影部分表示圆圈内物质相互发生的反
应。钠及其氧化物的物质的量均为              0.1 mol,水的质量为      100 g。
    (1)反应③的化学方程式为

__________________________________,0.1 mol  Na2O2 与水反应转移
电子数目为________。

    (2)反应③最多产生       O2 的物质的量为________mol。
    (3)①、②、③充分反应后,所得溶液中溶质的质量分数由大到小的顺序是________。

    答案:(1)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 0.1NA
    (2)0.05 (3)③=②>①

    二、Na2O2 的物质类别及其强氧化性
    1.碱性氧化物与酸性氧化物

    (1)能与酸反应生成盐和水的氧化物,叫碱性氧化物,Na2O2                    与酸反应除了生成盐和水外,

还生成   O2,故  Na2O2 不是碱性氧化物。

    (2)能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫酸性氧化物,如                      CO2、SO2、SO3、N2O5 等,但

NO2 不是酸性氧化物,因为         NO2 与 NaOH 反应,除了生成     NaNO3 外,还生成    NO。

    2.Na2O2 表现强氧化性的      5 个实例

    Na2O2 中 O 元素的化合价为-1      价,易得到一个电子形成-2            价,故表现为强氧化性。

    (1)Na2O2 与 SO2 的反应:Na2O2+SO2===Na2SO4。

                                    2+         3+
    (2)Na2O2 与 FeCl2 溶液的反应:能将     Fe  氧化成    Fe  ,得到 Fe(OH)3  沉淀。

    (3)Na2O2 与 H2S 的反应:能将    H2S 氧化成单质    S。
                                      -          -
    (4)Na2O2 与 Na2SO3 溶液的反应:能将     SO23 氧化成 SO24   。

    (5)Na2O2 与品红溶液的反应:能使品红溶液褪色;与酚酞溶液反应:能使酚酞先变红、
后褪色。


    题点(一) 过氧化钠的性质与应用
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2015·全国卷Ⅰ)过氧化钠与水反应时,生成                0.1 mol O2 转移的电子数为      0.2NA(√)

    (2)(2015·全国卷Ⅱ)CO2    通过  Na2O2 粉末后固体质量增重(√)

                                                                    2+
    (3)(2015·山东高考)向      CuSO4 溶液中加入    Na2O2 的离子方程式为     2Na2O2+2Cu  +

         +
2H2O===4Na +2Cu(OH)2↓+O2↑(√)

    (4)(2015·四川高考)标准状况下,5.6              L    CO2 与足量  Na2O2 反应转移的电子数为

0.5NA(×)
                                                 
                                            O     O
    (5)(2014·江苏高考)过氧化钠的电子式为             Na         Na(×)

    (6)(2014·山东高考)Na2O2    与水反应是水作还原剂的氧化还原反应(×)

    (7)(2014·全国卷)1 mol Na2O2   固体中含离子总数为         4NA(×)

                                                                   +     -
    (8)(2013·江苏高考)Na2O2    溶于水产生     O2 的离子方程式为      Na2O2+H2O===2Na +2OH  +

O2↑(×)
    2.(2017·阜阳模拟)过氧化钠具有强氧化性,遇木炭、铝粉等还原性物质时可燃烧。
下列有关说法不正确的是(  )

    A.Na2O2 与 CO2 反应时,Na2O2  是氧化剂,CO2    是还原剂

    B.1 mol 过氧化钠中阴离子数目为           NA
    C.过氧化钠与木炭、铝粉反应时,过氧化钠均表现出强氧化性
    D.过氧化钠与二氧化硫反应时可生成硫酸钠

    解析:选    A Na2O2 与 CO2 反应生成   Na2CO3 和 O2,反应中   Na2O2 既是氧化剂也是还原剂,
                                 
                            O     O
                        +               2-  +
A 错误;Na2O2  的电子式为     Na [         ]   Na ,1   mol  Na2O2 中阴离子数目为      NA,

B 正确;Na2O2  具有强氧化性,铝、木炭具有还原性,C                正确;Na2O2  具有氧化性,SO2      具有还

原性,Na2O2  与  SO2 反应时可生成硫酸钠       Na2O2+SO2===Na2SO4,D 正确。

               2+    3+   3+
    3.在含有    Fe  、Fe   、Al  、NH+4 的溶液中加入足量的         Na2O2 固体,再加入过量的稀
盐酸,完全反应后,离子数目几乎没有改变的是(  )
    A.Fe2+                          B.Fe3+
    C.Al3+                           D.NH+4

                 2+               3+    2+           3+
    解析:选    C Fe   被 Na2O2 氧化成  Fe  ,Fe   数目减少,Fe      数目增多;NH+4     与

                                                     3+                3+
NaOH(由 Na2O2 与水反应生成)反应放出氨气,NH+4           数目减少;Al      发生如下变化:Al

                   3+    3+
→Al(OH)3→AlO-2 →Al   ,Al   数目几乎没有改变。

    题点(二) 过氧化钠与         H2O、CO2 反应的定量关系

    4.200  ℃时,11.6    g  CO2 和水蒸气的混合气体与足量的            Na2O2 充分反应后固体质量增
加了  3.6 g,则原混合气体的总物质的量是(  )
    A.0.125 mol                     B.0.25 mol
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    C.0.5 mol                        D.1 mol

    解析:选    C 根据质量守恒定律可知,生成              O2 的质量为   11.6 g-3.6  g=8  g,n(O2)=
   8 g

32 g·mol-1=0.25     mol,根据    Na2O2 与 H2O(g)、CO2 反应的物质的量的关系可知,CO2          和

H2O(g)的物质的量之和为       0.25 mol×2=0.5 mol。
    5.过氧化钠可作为氧气的来源。常温常压下二氧化碳和过氧化钠反应后,若固体质量

增加了   28 g,反应中有关物质的物理量正确的是(NA               表示阿伏加德罗常数)(  )
                    选项     二氧化碳        碳酸钠      转移的电子

                     A       1 mol                  2NA
                     B      22.4 L     1 mol
                     C                 106 g      1 mol

                     D                 106 g        2NA
    解析:选    C


         +2CO2===2Na2CO3+O2 Δm   转移电子
      2 mol  2 mol  56 g  2 mol
      1 mol  1 mol  28 g  1 mol
    由上述关系,可得出         C 项正确;B   项中未指明标准状况,错误。

    6.在密闭容器中充入         CO2、CO、CH4 的混合气体共      m  g,若加入足量      Na2O2,充分振荡并

不断用电火花引燃至反应完全,测得固体质量增加                     m g,则  CO2 与 CH4 的体积比为(  )
    A.3∶1                           B.2∶1
    C.1∶1                            D.任意比
    解析:选    C 2CO+O     点燃     2CO ①
                     2 = = = = =  2

    2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2②

    ①+②得:Na2O2+CO===Na2CO3(虚拟的反应)

    即:CO  可被  Na2O2 完全吸收
    2H +O    点燃     2H O③
      2  2 = = = = =  2

    2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑④

    ③+④得:Na2O2+H2===2NaOH(虚拟的反应)

    即:H2 可被   Na2O2 完全吸收

    由于  CO 完全被吸收,当       CO2、CH4 的体积比符合     1∶1  时,相当于     2CO∶2H2,可被

Na2O2 完全吸收。


    Na2O2 与 H2O、CO2 反应计算的三个关系
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                                                                 -     -
 电子转         当  Na2O2 与 CO2、H2O 反应时,物质的量关系为         2Na2O2~O2~2e  ,n(e  )

 移关系         =n(Na2O2)=2n(O2)
             若  CO 、水蒸气(或两混合气体)通过足量             Na O ,气体体积的减少量是
气体体积              2                               2 2
                         1                               1
变化关系
             原气体体积的2,等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)=2V(原气体)

             CO2、水蒸气分别与足量         Na2O2 反应时,固体相当于吸收了          CO2 中的
固体质量
                                                                        -
             “CO”、水蒸气中的“H2”,所以固体增加的质量                   Δm=28     g·mol
变化关系
             1                      -1
              ×n(CO2)、Δm=2 g·mol      ×n(H2O)

                         考点三 碳酸钠与碳酸氢钠


一、两个角度认识        Na2CO3 与 NaHCO3

1.Na2CO3、NaHCO3 的物理性质
              名称          碳酸钠               碳酸氢钠

             化学式           Na2CO3            NaHCO3
              俗名        纯碱或苏打                小苏打
           颜色、状态         白色粉末             细小白色晶体

                                     水中易溶,但比       Na2CO3 的
             水溶性         易溶于水
                                            溶解度小


[注意] 因    NaHCO3 的溶解度小,故向饱和         Na2CO3 溶液中通入   CO2 时有  NaHCO3 晶体析出。


2.Na2CO3 和 NaHCO3 的化学性质

(1)Na2CO3


写出上述序号所表示反应的化学方程式:

①Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3

②Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH

③Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl

(2)NaHCO3
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    写出上述序号①、③、④所表示反应的化学方程式,②反应的离子方程式:

    ①NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑;

                           -    2+
    ②Ca(OH)2 过量:HCO-3  +OH  +Ca   ===CaCO3↓+H2O;

                  2+     -                      -
    Ca(OH)2 少量:Ca   +2OH  +2HCO-3 ===CaCO3↓+CO23  +2H2O;

    ③NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O;
    ④2NaHCO     △     Na CO +H O+CO ↑。
           3 = = = = =  2 3   2     2
                     ①①C固O体2+加H热2;O②;②适适量量OHH-+
                             
    (3)相互转化:Na2CO3       NaHCO3。

    3.Na2CO3 的制备及用途

    (1)Na2CO3 的工业制备——侯氏制碱法
    ①制备原理
    把二氧化碳通入氨的氯化钠饱和溶液中,使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液中析出,过滤
得到碳酸氢钠晶体,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠。
    ②反应的化学方程式

    a.NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3↓+NH4Cl;
    b.2NaHCO     △     Na CO +CO ↑+H  O。
            3 = = = = =  2 3    2    2

    (2)Na2CO3、NaHCO3 的用途

    ①Na2CO3 是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、
冶金、食品等工业中有着广泛的应用。

    ②NaHCO3 是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是治疗胃酸过多的一
种药剂。
    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)用试管加热碳酸氢钠固体时,使试管口竖直向上(×)

    (2)分别加热    Na2CO3 和 NaHCO3 固体,试管内壁均有水珠出现,则说明两种物质均受热分
解(×)
    (3)苏打是面包发酵粉的主要成分之一(×)

                                 -    +
    (4)NaHCO3 溶液中加入稀盐酸:CO23        +2H  ===H2O+CO2↑(×)
    (5)向小苏打和苏打溶液中分别加入盐酸,均有气泡冒出,说明两者均能与盐酸反应(√)
    (6)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水与饱和纯碱溶液(√)

    (7)确定  NaCl 溶液中是否混有      Na2CO3 的方法是取少量溶液滴加          CaCl2 溶液,观察是否出
现白色浑浊(√)
    (8)向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,该溶液一
定是碳酸盐溶液(×)

    2.能否用澄清石灰水鉴别          Na2CO3 和 NaHCO3 溶液?
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    答案:不能;二者均与          Ca(OH)2 反应生成   CaCO3 沉淀。

    二、明确    Na2CO3、NaHCO3、NaOH 及其混合物与盐酸反应的           4 类图像

    1.向  Na2CO3 溶液中逐滴加入盐酸

    消耗盐酸的体积与产生          CO2 的体积关系(如图所示)。
    图像特点:Oa     段、ab  段消耗盐酸的体积相等。
    反应原理:Oa     段离子方程式:CO23-+H+===HCO-3       ;

                           +
    ab 段离子方程式:HCO-3     +H   ===H2O+CO2↑。


    2.向  NaHCO3 溶液中逐滴加入盐酸

    消耗盐酸的体积与产生          CO2 的体积关系(如图所示)。

    图像特点:从      O 点开始即产生     CO2 气体。

                                 +
    反应原理:离子方程式:HCO-3          +H  ===H2O+CO2↑。

    3.向  Na2CO3、NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸

    消耗盐酸的体积与产生          CO2 的体积关系(如图所示,设         Na2CO3、

NaHCO3 的物质的量之比为       m∶n=1∶1,其他比例时的图像略)。
    图像特点:Oa     段消耗盐酸的体积小于          ab 段消耗盐酸的体积。
    反应原理:Oa     段离子方程式:CO23-+H+===HCO-3       ;

                           +
    ab 段离子方程式:HCO-3     +H   ===H2O+CO2↑。

    4.向  NaOH、Na2CO3 的混合物中逐滴加入盐酸

    消耗盐酸的体积与产生          CO2 的体积关系(如图所示,设         NaOH、

Na2CO3 的物质的量之比     x∶y=1∶1,其他比例时的图像略)。
    图像特点:Oa     段消耗盐酸的体积大于          ab 段消耗盐酸的体积。

                              +     -          -    +
    反应原理:Oa     段离子方程式:H        +OH  ===H2O,CO23 +H  ===HCO-3 ;

                           +
    ab 段离子方程式:HCO-3     +H   ===H2O+CO2↑。
    [基点小练]

                                                                       -1
    3.将一定体积的       CO2 通入 NaOH 溶液中,向所得的溶液         A 中逐滴加入     1   mol·L   的稀

盐酸,所加盐酸的体积与产生            CO2 的体积关系如图所示:


    溶液  A 中的溶质是________________。

    答案:Na2CO3  和 NaHCO3


    题点(一) 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·江苏高考)干燥      NaHCO3 的方法(见图甲)(×)
    (2)(2015·全国卷Ⅱ)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠混合溶液,立即产生气泡(×)

    (3)(2014·全国卷Ⅰ)用热的烧碱溶液洗去油污,是因为                   Na2CO3 可直接与油污反应(×)
    (4)(2014·全国卷Ⅱ)碳酸氢钠受热分解实验如图乙所示(×)


                               
                         甲        乙
    (5)(2014·全国卷Ⅱ)用热碱水清除炊具上残留的油污,没有发生化学反应(×)

                                                 -     +
    (6)(2013·全国卷Ⅱ)NaHCO3    溶液与稀    H2SO4 反应:CO23  +2H  ===H2O+CO2↑(×)

    (7)(2015·安徽高考)在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3              固体都能发生分解(×)

                                                             2+    -
    (8)(2015·江苏高考)NaHCO3    溶液中加足量      Ba(OH)2 溶液:HCO-3 +Ba   +OH

===BaCO3↓+H2O(√)
    2.为除去括号内的杂质,所选用的试剂或方法不正确的是(  )

    A.Na2CO3 溶液(NaHCO3),选用适量的       NaOH 溶液

    B.NaHCO3 溶液(Na2CO3),应通入过量的       CO2 气体

    C.Na2O2 粉末(Na2O),将混合物在氧气中加热

    D.Na2CO3 溶液(Na2SO4),加入适量     Ba(OH)2 溶液,过滤

    解析:选    D Ba(OH)2 与 Na2CO3 和 Na2SO4 均发生化学反应生成白色沉淀,不符合除杂要
求。


                             Na2CO3、NaHCO3 的除杂方法
    依据二者性质的差异确定除杂方法(后者为杂质)
                序号             混合物                除杂方法

                 ①        Na2CO3(s)、NaHCO3         加热法

                 ②       NaHCO3(aq)、Na2CO3         足量  CO2

                 ③       Na2CO3(aq)、NaHCO3      适量  NaOH 溶液

    题点(二) 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别

    3.现有两瓶失去标签的同浓度的             Na2CO3 和 NaHCO3 无色溶液,请提出简便的鉴别方法,
其中不合理的是(  )

    ①用干燥的     pH 试纸检验,pH    大的是    Na2CO3
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    ②取同量的溶液于两支试管中,各滴入酚酞溶液,红色较深的是                           Na2CO3

    ③取同量的溶液于两支试管中,加热,有气泡产生的是                       NaHCO3

    ④取同量的溶液于两支试管中,逐滴加入稀盐酸,开始就有气体放出的是                              NaHCO3

    ⑤取同量的溶液于两支试管中,滴加               BaCl2 溶液,生成白色沉淀的是          Na2CO3

    ⑥取同量的溶液于两支试管中,滴加               Ba(OH)2 溶液,生成白色沉淀的是          Na2CO3
    A.①②                            B.③⑥
    C.④⑤                             D.②⑤

    解析:选    B ①Na2CO3、NaHCO3  溶液均因水解呈碱性,同温度相同物质的量浓度两溶液,

                                       -
Na2CO3 水解程度大于    NaHCO3,前者溶液中      c(OH )大,pH   大,正确;②因       Na2CO3 溶液中

    -
c(OH )大,分别滴加酚酞溶液,红色较深的是                Na2CO3 溶液,正确;③取同量的溶液于两支
试管中,加热,均没有气体生成,错误;④同浓度的两溶液中,分别逐滴加入稀盐酸,

NaHCO3 开始就有气体放出,正确;⑤向同浓度的两溶液中分别滴加                        BaCl2 溶液,生成白色沉

淀的是   Na2CO3,正确;⑥二者均与        Ba(OH)2 溶液反应,生成白色沉淀,不能鉴别二者,错误。

    4.某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以
下实验,如图所示。


    (1)只根据图Ⅰ所示实验,不能够达到实验目的的原因是
    ________________________________________________________________________。
    (2)图Ⅱ、Ⅲ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
    (3)若用实验Ⅱ验证碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性,则试管                       B 中装入的固体最好是(填化
学式)________________________________________________________________________。

    解析:(1)NaHCO3、Na2CO3  都与盐酸反应放出        CO2,不能达到目的。

    (2)Ⅱ、Ⅲ都是利用       NaHCO3 受热易分解的性质进行鉴别。
    (3)试管  B 中装入碳酸氢钠,试管         A 中装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠温度高,不
分解,不能使澄清石灰水变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,使澄清石灰水变浑浊,表明
了碳酸氢钠受热易分解。

    答案:(1)无论是      Na2CO3 还是 NaHCO3 均可以与盐酸反应产生        CO2,两者的反应现象相同,
故达不到鉴别目的

    (2)2NaHCO3△,Na2CO3+H2O+CO2↑,
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    CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O (3)NaHCO3


                           鉴别  Na2CO3、NaHCO3 的常用方法


    题点(三) 用数形结合思想突破可溶性碳酸盐(碳酸氢盐)与盐酸反应图像
    5.(2017·岳阳模拟)分别取等物质的量浓度的氢氧化钠溶液各                       100 mL,再通入一定量

                                                      -1
的 CO2,随后分别各取       20 mL 溶液,向其中逐滴滴入         0.2 mol·L   的盐酸,在标准状况下产

生 CO2 的体积(y  轴)与所加入盐酸的体积(x          轴)的关系如下图(分        A、B  两种情况):


    (1)在 A 情况下,溶质是________(填化学式),其物质的量之比为________。
    (2)在 B 情况下,溶质是________(填化学式),其物质的量之比为________。
    (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。

    解析:CO2  与  NaOH 溶液反应时,据      CO2 量与  NaOH 量的相对多少,有这样两个阶段:

①CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,此时溶质可能为        NaOH 和 Na2CO3 或只有  Na2CO3(刚好反应);

②Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,此时溶质可能为        Na2CO3 和 NaHCO3 或只有 NaHCO3;据图分析:

B 情况最终生成的      CO2(其实就是最初通入的与          NaOH 溶液反应的    CO2)是 A 情况的   2 倍。(3)当
加入  150    mL 盐酸时,恰好完全反应,此时溶液中溶质为                  NaCl。据物料守恒有       n(NaOH)=
                                                                  0.03 mol
n(Na+)=n(Cl-)=0.2     mol·L-1×0.15    L=0.03    mol,所以   c(NaOH)=  0.02 L =1.5 
mol·L-1。

    答案:(1)NaOH、Na2CO3 1∶1

    (2)Na2CO3、NaHCO3 1∶1
    (3)1.5 mol·L-1


                          依据图像特点判断溶液成分的方法
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      (1)若  a=0(即图像从原点开始)                         溶液中的溶质为       NaHCO3
(2)若 V(Oa)=V(ab)(即  Oa 段与  ab 段消耗盐酸
                                                  溶液中的溶质为       Na2CO3
              的体积相同)
(3)若 V(Oa)>V(ab)(即 Oa 段消耗盐酸的体积大
                                              溶液中的溶质为        Na2CO3 和 NaOH
         于 ab 段消耗盐酸的体积)
(4)若 V(Oa)”或“<”填空:
    (1)还原性:Li____Na____K。
    (2)单质的熔点:Li____Na____K。
    (3)碱性:LiOH____NaOH____KOH。
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    (4)与水反应的剧烈程度:Li____Na____K。
    答案:(1)< < (2)> > (3)< < (4)< <
    二、牢记两种元素的焰色反应
    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颜色的现象。
    2.操作步骤
        酒灼精烧灯             酒灼精烧灯           用洗盐涤酸  酒灼精烧灯
        ――→               ――→             ――→    ――→
    铂丝     无色   蘸取   待测物      观察火焰颜色          铂丝     无色。
               ――→
    3.常见元素焰色反应的颜色
    钠元素:黄色;钾元素:紫色(透过蓝色钴玻璃观察)。

    [思考] 焰色反应是物理变化还是化学变化?灼烧                    Na、Na2SO4 的火焰是否相同?
    提示:物理变化 相同


    题点(一) 碱金属元素性质的递变规律
    1.有关碱金属的叙述正确的是(  )
    A.随核电荷数的增加,碱金属单质的熔点逐渐降低,密度逐渐增大

    B.碱金属单质的金属性很强,均易与               Cl2、O2、N2 等发生反应

    C.Cs2CO3 加热时不能分解为       CO2 和 Cs2O

    D.无水硫酸铯的化学式为          Cs2SO4,它不易溶于水
    解析:选    C 钾的密度小于钠的密度,这是碱金属单质密度依次增大的一个例外;碱金

属中除锂外,均不与         N2 直接反应;由     Na2CO3 加热不分解,可得出       Cs2CO3 加热也不分解;

Cs 与 Na 同为碱金属元素,性质相似,由             Na2SO4 易溶于水,可得出      Cs2SO4 也易溶于水。
    2.金属活动性顺序表中          K 在 Na 的前面,K   与  Na 在性质上具有很大的相似性。下面是
根据  Na 的性质对    K 的性质的预测,其中不正确的是(  )

    A.K 可以被空气中的       O2 氧化

    B.K 可以与乙醇发生反应生成           H2
    C.K 与水的反应不如       Na 与水的反应剧烈
    D.K 也可放在煤油中保存

    解析:选    C K 比  Na 活泼,K  在空气中可以被        O2 氧化,A  正确;Na   与乙醇反应放出

H2,K 也能与乙醇反应放出         H2,B 正确;K   与水的反应比      Na 与水的反应剧烈,C        错误;Na、
K 均可放在煤油中保存,D         正确。
    题点(二) 焰色反应
    3.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2015·天津高考)灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有                       Na+无  K+(×)
    (2)(2013·江苏高考)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定
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是钠盐溶液(×)
    (3)所有金属及其化合物灼烧时火焰均有颜色(×)
    (4)非金属单质燃烧时火焰均为无色(×)
    (5)焰色反应均应透过蓝色钴玻璃观察(×)

    (6)NaCl 与 Na2CO3 灼烧时火焰颜色相同(√)


                                   [课堂巩固练]
    1.(2017·唐山模拟)下列说法不正确的是(  )

    A.Na2O2 用作呼吸面具的供氧剂

    B.NaHCO3 的热稳定性大于      Na2CO3
    C.乙醇可与金属钠反应放出氢气

    D.钠久置在空气中最终产物为            Na2CO3

    解析:选    B NaHCO3 受热易分解,Na2CO3     受热不易分解,故        Na2CO3 的热稳定性强于

NaHCO3。
    2.(2017·山东师大附中模拟)下列说法正确的是(  )

    A.Na2O、Na2O2 的组成元素相同,二者分别与            CO2 反应的产物也相同

    B.在反应    2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,Na2O2  是氧化剂,H2O     是还原剂

                                                    +     -
    C.Na2O2 溶于水产生    O2 的离子方程式为      Na2O2+H2O===2Na +2OH  +O2↑

    D.Na2O2 用作呼吸面具的供氧剂时,一部分氧元素被氧化,另一部分氧元素被还原

    解析:选    D Na2O 与 CO2 反应的产物为     Na2CO3,Na2O2 与 CO2 反应的产物为     Na2CO3 和 O2,

A 项错误;在反应      2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑中,Na2O2  既是氧化剂又是还原剂,B           项错误;
选项  C 所给离子方程式中的氧原子数不守恒,得失电子不守恒,C                        项错误。
    3.下列化学实验事实及其解释不正确的是(  )

    A.滴有酚酞的      NaHCO3 溶液呈浅红色,微热后红色加深,是因为                NaHCO3 分解生成了

Na2CO3
    B.钠保存在煤油中,是因为煤油不与钠发生反应,且钠比煤油密度大,煤油可以使钠
隔绝空气和水蒸气

    C.用洁净的玻璃管向包有          Na2O2 的脱脂棉吹气,脱脂棉燃烧,说明              CO2、H2O 与 Na2O2 的
反应是放热反应

    D.钠长期暴露在空气中的产物是             Na2CO3,原因是钠与氧气生成的          Na2O 与水和   CO2 反应

    解析:选    A NaHCO3 溶液微热,HCO-3    水解程度增大,溶液的碱性增强,A               项错误。
    4.如图所示在密封容器中,一部分装入               2.3     g 金属钠,另一部分装入
HgO,同时加热两部分,若加热后容器内的空气成分未变,那么装入容器中的
HgO 是(  )
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    A.21.6 g                        B.20.0 g
    C.1.6 g                          D.10.8 g
    解析:选    A 完全反应后,恢复到原温度,容器中空气的成分仍不变,相当于钠和

HgO 发生置换反应生成过氧化钠和            Hg,化学方程式为       2Na+2HgO===Na2O2+2Hg,可知,
    2Na   ~   2HgO

    2 mol     2 mol
       2.3 g
    23 g·mol-1 n(HgO)
    n(HgO)=0.1 mol,m(HgO)=n(HgO)×M=0.1 mol×216.6 g·mol-1=21.66 g。

    5.(2016·江苏高考)根据侯氏制碱原理制备少量                 NaHCO3 的实验,经过制取氨气、制取

NaHCO3、分离   NaHCO3、干燥  NaHCO3 四个步骤。下列图示装置和原理能达到实验目的的是(  )


    解析:选    C A 项中,制取     NH3 应用  Ca(OH)2 和 NH4Cl 固体加热,不正确;B       项中,

CO2 气体应长管进、短管出,不正确;C             项中,析出的      NaHCO3 晶体用过滤的方法分离,正确;
D 项中  NaHCO 应低温烘干,不能直接加热,易发生反应                 2NaHCO     △    Na CO +CO ↑+
          3                                          3 = = = = = 2  3   2

H2O,不正确。
    6.A、B、C  是三种常见短周期元素的单质。常温下                D 为无色液体,
E 是一种常见的温室气体。其转化关系如图所示(反应条件和部分产物
略去)。下列说法中不正确的是(  )
    A.转化过程中的反应均是氧化还原反应
    B.转化过程中的反应均是放热反应
    C.化合物    F 中既有离子键又有共价键
    D.由  E 生成  B 的反应可用于实验室制备          B
    解析:选    D 根据题中信息和流程图判断             A 是氢气,B   是氧气,

C 是碳,D  是水,E    是 CO2,F 是  Na2O2。若用  CO2 和 Na2O2 反应制备

O2,则  O2 中易混有   CO2,因此   D 错误;实验室中可用        Na2O2 和水反应

制备  O2。
    7.如图实验装置用于验证某些物质的性质。在试管                    A 中装入足

量的固体    NaHCO3,D 为固定蚊香的硬纸片。试回答下列问题:
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    (1)在 A 试管内发生反应的化学方程式是____________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)B 装置的作用是__________________________________________________。
    (3)在双球干燥管内发生反应的化学方程式为______________________________
    ________________________________________________________________________。
    (4)双球干燥管内观察到的实验现象是____________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (5)若将干燥管内的       Na2O2 换成 Na2O,则双球干燥管内观察到的实验现象是
________________________________________________________________________。

    解析:NaHCO3  受热发生分解反应产生的           CO2 经浓硫酸干燥后,与双球干燥管中              Na2O2 发

生反应:2CO2+2Na2O2===2Na2CO3+O2,淡黄色的        Na2O2 固体逐渐变为白色粉末,同时由于

O2 的产生,使点燃的蚊香燃烧更加剧烈;若换为                  Na2O,则只发生反应       CO2+Na2O===Na2CO3,
点燃的蚊香逐渐熄灭。
    答案:(1)2NaHCO       △     Na CO +H O+CO ↑
                  3 = = = = =  2 3   2    2

    (2)吸收气体中的水蒸气(干燥          CO2)

    (3)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2

    (4)淡黄色的    Na2O2 逐渐转变为白色粉末,点燃的蚊香燃烧更加剧烈
    (5)点燃的蚊香逐渐熄灭
                                   [课下提能练]
    1.钠及其化合物与人们的生活密切相关,某同学对其认识不正确的是(  )
    A.碳酸氢钠常用于治疗胃酸过多症
    B.热的纯碱可去除油污
    C.发酵粉中主要含有碳酸氢钠,能使焙制出的糕点疏松多孔
    D.金属钠着火时,使用泡沫灭火器来灭火

    解析:选    D D 项,Na   燃烧生成的     Na2O2 能与 CO2 反应生成   O2,因此金属钠着火时不能
用泡沫灭火器灭火,应用沙土掩埋法灭火。
    2.关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是(  )
    A.钠是银白色金属,质软,熔点相对较低,密度比水小

    B.Na2O2 属于碱性氧化物
    C.金属钠在空气中长期放置,最终变为碳酸钠

    D.Na2O 和 Na2O2 都能由金属钠和氧气化合生成,但             Na2O 和 Na2O2 中氧的价态不同

    解析:选    B A 项,正确;B     项,Na2O2  属于过氧化物,不属于碱性氧化物,不正确;

C 项,金属钠切开后置于空气中,发生反应:4Na+O2===2Na2O、Na2O+H2O===2NaOH、

2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O、Na2CO3+10H2O===Na2CO3·10H2O、Na2CO3·10H2O===Na2CO3+
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10H2O,正确;D    项,Na2O2 中 O 为-1  价,Na2O  中  O 为-2价,正确。
    3.如图所示,若锥形瓶内是水,分液漏斗内的液体也是水,向烧杯内滴加
水时,发现     U 形管内液体慢慢右移,恢复到原温度后液面左边与右边基本相平,
则烧杯内的物质是(  )
    A.过氧化钠                           B.氧化钠
    C.钠                              D.钾

    解析:选    B Na2O2、Na、K  与水反应均有气体生成,均会使              U 形管内液面左边低于右边,

A、C、D  不符合题意;Na2O      与水反应放热但没有气体生成,则              U 形管内液体慢慢右移,待恢
复到原温度后又使        U 形管内两液面相平。
    4.下列有关钠及其化合物的叙述正确的是(  )

    A.Na2O2 中的阴离子与阳离子的物质的量之比为                1∶1
    B.9.2 g 金属钠投入到足量的重水中,则产生的气体中含有                     0.4 mol 电子
    C.钠在化学反应中常常失去电子被氧化,作氧化剂,故                       Na+具有强氧化性
    D.钠、钾是低熔点的轻金属,所以钠钾合金在常温时柔软似蜡

                                   -      +
    解析:选    B Na2O2 中的离子分别是      O22 和  Na ,其阴离子与阳离子的物质的量之比为
1∶2,A  项错误;9.2       g 钠的物质的量为      0.4   mol,其与足量重水反应生成重氢失去               0.4 
mol 电子,根据得失电子守恒可知,产生的气体中含有                    0.4  mol 电子,B   项正确;在化学反
应中钠易失去电子作还原剂,Na+具有弱氧化性,C                   项错误;钠钾合金在常温时呈液态,可
用作原子反应堆的导热剂,D            项错误。
    5.下列各反应中,生成物不随反应条件或反应物的用量变化而变化的是(  )

    A.Na 和 O2                        B.NaOH 和 CO2

    C.NaHCO3 和 NaOH                  D.Na2CO3 和 HCl

    解析:选    C A 项反应条件不同,生成物不同;B              项 CO2 的用量不同,生成物不同;D           项,

Na2CO3 溶液与盐酸的加入顺序不同,生成物不同。

    6.向 Na2CO3、NaHCO3 混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随
盐酸加入量的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能
大量共存的是(  )
    A.a 点对应的溶液中:Na+、OH-、SO24-、NO-3
    B.b 点对应的溶液中:K+、Ca2+、MnO-4         、Cl-
    C.c 点对应的溶液中:Na+、Ca2+、NO-3         、Cl-
    D.d 点对应的溶液中:F-、NO-3         、Fe2+、Ag+
                                                                  -
    解析:选    C Na2CO3、NaHCO3 混合溶液与盐酸反应时,a           点溶液中含有      CO23 和 HCO-3 ,
b 点溶液中含有     HCO-3 ,不含  CO23-,c  点恰好完全反应生成         NaCl,d 点盐酸过量,溶液呈酸
性。A  项,HCO-3  与 OH-反应不能大量共存,错误;B            项,MnO-4  与 Cl-发生氧化还原反应而
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

不能大量共存,错误;C          项,c  点为  NaCl 溶液,离子之间不发生反应,能大量共存,正确;
D 项,d  点呈酸性,酸性条件下,NO-3          与 Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存,F-在酸性
条件下不能大量共存,且溶液中的              Cl-与  Ag+也不能大量共存,错误。
    7.为了使宇航员在飞船中有一个稳定的、良好的生存环境,一般在飞船内安装盛有

Na2O2 或 K2O2 颗粒的装置,它的用途是产生氧气。下列关于                 Na2O2 的叙述正确的是(  )

    A.Na2O2 与 H2O 反应时,每生成      1 mol O2 转移 4 mol 电子

    B.Na2O2 分别与水、CO2    反应产生相同量的        O2 时,需要水和     CO2 的质量相等

    C.Na2O2 分别与水、CO2    反应产生相同量的        O2 时,转移电子的物质的量相等

    D.Na2O2 的漂白原理与     SO2 的漂白原理相同

    解析:选    C Na2O2 与 H2O 反应时,每生成      1 mol O2 转移 2 mol 电子,A   项错误;生成相

同量的   O2 时,消耗   H2O 和 CO2 的物质的量相同,但质量不同,B            项错误;由得失电子守恒知

两者转移电子的物质的量相等,C             项正确;Na2O2    因具有强氧化性而有漂白性,SO2            的漂白原
理是其与有色物质化合生成不稳定的无色物质,二者的漂白原理不同,D                             项错误。
    8.下列实验装置不能达到实验目的的是(  )


    解析:选    D A 项,如果为放热反应,U          形管左端液面下降,右端液面上升,正确;B                   项,

CO2 易与 NaOH 溶液反应,导致烧瓶压强减小,可形成喷泉,正确;C                      项,铁丝的焰色反应为

无色,可用来做纯碱的焰色反应实验,正确;D                   项,套装小试管加热温度较低,NaHCO3             应放
在套装小试管中,通过澄清石灰水是否变浑浊可证明稳定性,错误。 
    9.(2017·南通模拟)如表所示,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的
判断都正确的是(  )
 选项              陈述Ⅰ                         陈述Ⅱ                    判断

  A     碳酸钠溶液可用于治疗胃病                   Na2CO3 可与盐酸反应           Ⅰ对,Ⅱ对,有
        向滴有酚酞的水溶液中加入
  B                                 Na2O2 与水反应生成氢氧化钠           Ⅰ对,Ⅱ错,无
               Na2O2 变红色

  C        金属钠具有强还原性               高压钠灯发出透雾性强的黄光               Ⅰ对,Ⅱ对,有

  D      过氧化钠可为航天员供氧               Na2O2 能与 CO2 和 H2O 反应生成     Ⅰ对,Ⅱ对,有
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                                               O2


    解析:选    D A 项中陈述Ⅰ错误,治疗胃酸过多用               NaHCO3 而不是  Na2CO3;B 项中陈述

Ⅰ错误,酚酞在       Na2O2 的水溶液中最终呈无色;C         项,陈述Ⅰ与Ⅱ之间无因果关系。

    10.为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量                     NaCl),准确称量     W0 g 样品进行

实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据最合理(除                         W0 外)的是(  )
          实验方法                         实验方案                          测量数据
                     将样品配成     100 mL 溶液,取    10 mL,加入甲基橙,用          消耗盐酸
   A       滴定法
                                      标准盐酸滴定                          的体积
                                                                     碱石灰增
   B       量气法        将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收
                                                                        重
                                                                     减轻的质
   C       重量法          样品放入烧瓶中,置于天平上,加入足量盐酸
                                                                        量

   D       量气法         将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气                         排水体积


    解析:选    A A 项,用甲基橙作指示剂,发生反应               Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,

根据消耗    HCl 的物质的量可确定       Na2CO3 的含量,正确;B      项,CO2  中含有水蒸气,导致结果

偏大,错误;C      项,CO2  挥发带出水蒸气,导致结果偏大,错误;D                 项,CO2  能溶于水,不能

用排水法收集,可用排饱和            NaHCO3 溶液的方法收集,错误。

    11.向某   NaOH 溶液中通入    CO2 气体后得溶液      M,因  CO2 通入量的不同,溶液        M 的组成也

不同。若向     M 中逐滴加入盐酸,产生的气体体积              V(CO2)与加入盐酸的体积        V(HCl)的关系有
下列图示四种情况,且(2)(3)(4)图中分别有              OAAB,则下列分析与判断不
正确的是(  )


    A.M 中只有一种溶质的有(1)和(3)
    B.M 中有两种溶质的有(2)和(4)

    C.(2)图显示    M 中 c(NaHCO3)AB,说明含有     NaOH 和 Na2CO3 两种溶质,正确;C      项,

图(2)中  OA2OA 时,才能得出     M 中

c(NaHCO3)>c(Na2CO3),错误;D  项,图(4)中     OA>AB,说明含有     NaOH 和 Na2CO3 两种溶质,不

存在  NaHCO3,正确。
    12.A、B、C、D、E、F     六种物质中除      D 为单质外其余均为常见的化
合物,E   和 F 的水溶液均呈碱性,且都为重要的化工原料,其焰色反应
为黄色。转化关系如图所示。
    请回答下列问题:
    (1)写出  A、B、D  的化学式:
    A________,B________,D________。
    (2)写出  F―→E  的离子方程式:___________________________________________。
    (3)写出  E―→F  的化学方程式:_________________________________________。
    解析:从题目信息“焰色反应为黄色”,可确定化合物                       E、F 为钠的化合物。结合常见
钠的化合物——氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氧化钠、过氧化钠、氯化钠及转化关系图,
可确定   D 是氧气,则化合物        C 是过氧化钠,A     为水,B   为二氧化碳,E       为碳酸钠,F     为氢氧化
钠。

    答案:(1)H2O CO2 O2

         -           -
    (2)2OH +CO2===CO23 +H2O

    (3)Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH

    13.某化学小组在实验室制取           Na2O2。查阅资料可知,钠与空气在            453~473 K  之间可生

成 Na2O,迅速提高温度到        573~673   K 之间可生成    Na2O2,若温度提高到       733~873   K 之间

Na2O2 可分解。除   Li 外其他碱金属不与        N2 反应。


    (1)甲组设计制取      Na2O2 装置如图。

    ①使用该装置制取的         Na2O2 中可能含有的杂质为________。

    A.Na3N                           B.Na2CO3

    C.Na2O                           D.NaOH

    E.NaHCO3

    ②该小组为测定制得的          Na2O2 样品的纯度,设计装置如下:
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    烧瓶中发生的主要反应的化学方程式是______________________。分液漏斗和烧瓶用导
管连接可使稀硫酸顺利流下,也可防止产生实验误差,若没有该导管将导致测定结果
________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。测定装置的接口从左至右正确的连接顺序是
________。
    (2)乙组从反应历程上分析该测定反应存在中间产物,从而导致测定结果________(填
“偏大”或“偏小”)。为证明其分析的正确性,设计实验方案如下:
               实验方案                                   产生的现象

 Ⅰ.取烧瓶中的反应液加入少量             MnO2 粉末                 有大量气泡逸出
Ⅱ.向  NaOH 稀溶液中加入      2~3 滴酚酞溶液,
                                                   溶液先变红后褪色
         然后加入少量的反应液
Ⅲ.向反应液中加入        2~3  滴酚酞溶液,充分           开始无明显现象,加         NaOH 溶液先变红后褪
  振荡,然后逐滴加入过量的           NaOH 稀溶液                         色

    在上述实验中,能够证明乙组分析正确的最佳方案是____(填实验序号)。根据上述实验
可知,反应溶液中存在的中间产物与酚酞作用的条件是____________________。
    (3)丙组根据上述提供的有关信息,设计一个方案可准确的测定样品的纯度。请简述实
验操作和需要测定的有关数据________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    解析:(1)①由于空气中含有少量的             CO2 和水蒸气,因此钠与空气反应时产物中可能含

有 Na2CO3 和 NaOH,当反应温度在      453~473   K 之间还有    Na2O 生成,故选    BCD;②Na2O2  与水

反应生成    NaOH 和 O2,NaOH 与 H2SO4 反应,烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为                  2Na2O2+

2H2SO4===2Na2SO4+O2↑+2H2O;若没有该导管,由于硫酸的流入,会使得收集的气体(含有

部分空气)体积偏大,导致测定结果偏大;根据①的分析,需要将生成的                             CO2 除去后再收集

O2,从左至右的连接顺序为          aedfgh(或 aedh),增加澄清石灰水是检验           CO2 是否除净。

    (2)从反应历程上看,Na2O2       与水反应生成      H2O2,如果  H2O2 没有完全分解,将会导致放出

的氧气偏少,测定结果偏小;为了使               H2O2 分解,可以加入少量        MnO2 粉末作为催化剂,故选

Ⅰ;根据实验Ⅲ可知,H2O2         与酚酞作用的条件是碱性条件。

    (3)根据钠与空气在       453~473  K 之间可生成    Na2O,迅速提高温度到        573~673  K 之间可

生成  Na2O2,若温度提高到      733~873 K  之间  Na2O2 可分解,可以称取一定质量的样品(m),加

热到  733~873   K 使之分解,使用量气装置测定常温常压下生成                   O2 体积(V),然后进行有关

计算,也可以称取一定质量的样品(m),加入少量                   MnO2 固体,再加入足量水并使用量气装置

测定常温常压下生成         O2 体积(V),然后进行有关计算。

    答案:(1)①BCD ②2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+O2↑+2H2O 偏大 aedfgh(或          aedh)
    (2)偏小 Ⅰ 碱性条件
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    (3)称取一定质量的样品(m),加热到            733~873   K 使之分解,使用量气装置测定常温常

压下生成    O2 体积(V),然后进行有关计算[或称取一定质量的样品(m),加入少量                        MnO2 固体,

再加入足量水并使用量气装置测定常温常压下生成                     O2 体积(V),然后进行有关计算]


                              考点一 铝的性质及应用


    一、两个方面突破铝的性质
    1.铝的物理性质


    [注意] 铝是地壳中元素含量最高的金属元素。
    2.掌握铝的化学性质与用途
    (1)铝的化学性质


    写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式:
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    (2)铝的制备及用途
                                                   电解
           制备                                    = = = = =
                            电解熔融     Al2O3:2Al2O3   4Al+3O2↑
                            ①纯铝用作导线
           用途
                            ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等


    二、铝与酸、碱反应生成          H2 的量的关系
    铝分别与盐酸、NaOH       溶液反应的化学方程式为

    2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

    2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
    从化学方程式可以看出,Al          与酸、碱反应时生成         H 的实质是:A0       失  3e-,A+3,所以
                                              2           l           l

不论是   Al 与酸还是与碱反应,Al        与产生的     H2 的关系均是:2Al~3H2。
                                                             VHClH2
    1.等量铝分别与足量盐酸和           NaOH 溶液反应,产生氢气的体积比为VNaOHH2=
1∶1。
    2.足量的铝分别与等物质的量的盐酸和                NaOH 溶液反应,产生氢气的体积比为
 VHClH2
VNaOHH2=1∶3。
                                                                  1
    3.一定量的铝分别与一定量的盐酸和               NaOH 溶液反应,产生氢气的体积比3<
 VHClH2    1
VNaOHH2<1,则必定是        a.铝与盐酸反应时,铝过量而盐酸不足;b.铝与                  NaOH 溶液反
应时,铝不足而       NaOH 过量。

    [基点小练]
     判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
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    (1)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物(×)
    (2)常温下,铝与稀硝酸反应可以制取氢气(×)
    (3)铝在空气中耐腐蚀,所以铝是不活泼金属(×)
    (4)氧化铝是金属氧化物,也是碱性氧化物(×)
    (5)冶炼铝时常用焦炭作还原剂(×)
    (6)1 mol Al 与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同(√)


    题点(一) 铝的性质与应用
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·天津高考)用      NaOH 溶液除去镁粉中的杂质铝:

           -
    2Al+2OH  +2H2O===2AlO-2 +3H2↑(√)
    (2)(2015·全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热,
熔化后的液态铝滴落下来,说明铝的熔点较低(×)
    (3)(2015·全国卷Ⅱ)浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中,产生红棕色气体(×)

                                                              2+   +
    (4)(2015·江苏高考)与      Al 反应能产生    H2 的溶液中一定大量共存:Fe           、K   、NO-3 、
SO24-(×)
    (5)(2015·福建高考)铝合金片用于冶金工业(√)
    (6)(2015·福建高考)铝罐可久盛食醋(×)

    (7)(2014·全国卷Ⅱ)铝与      Fe2O3 发生铝热反应后固体物质增重(×)
    (8)(2014·安徽高考)常温下,相同的铝片分别加入足量的浓、稀硝酸,浓硝酸中铝片
先溶解完(×)
    2.(2014·北京高考)下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧
化的是(  )
    A.K                             B.Na
    C.Fe                             D.Al

    解析:选    D K、Na  易与   O2 反应,A、B   错误;铁易生锈,生成的           Fe2O3 不能保护内部金

属,C  错误;在空气中       Al 表面形成致密的       Al2O3 保护层,保护内层金属不被氧化,D             正确。
    题点(二) 铝与酸、碱的反应及计算
    3.取四等份铝,分别加入足量的下列溶液中,充分反应后,放出氢气最多的是(  )

              -1                               -1
    A.3 mol·L    氨水                  B.4 mol·L   HNO3

              -1                                -1
    C.8 mol·L   NaOH                 D.18 mol·L   H2SO4

    解析:选    C A 项,氨水与铝不反应,不产生氢气;B                项,铝与    HNO3 反应不放出氢气;
C 项,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气;D                    项,铝与浓硫酸发生钝化,不产生氢
气。
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    4.甲、乙两烧杯中各盛有          100  mL 3 mol·L-1 的盐酸和氢氧化钠溶液,向两烧杯中分
别加入等质量的铝粉,反应结束后测得生成气体体积之比为                         1∶2,则加入的铝粉的质量为(  )
    A.5.4 g                          B.3.6 g
    C.2.7 g                          D.1.8 g

    解析:选    A 由  2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑可知,

两份等质量的      Al 都完全反应时,生成        H2 的量相等,消耗      HCl 与 NaOH 的量不相等。题中已

知 HCl、NaOH 的物质的量均为       0.3   mol,且生成    H2 的体积之比为     1∶2,所以实际发生反应

时的情况为     HCl 的量不足,Al    过量;NaOH    过量,Al   的量不足。由生成        H2 的体积之比为
1∶2 可知,反应的      Al 的量之比也为      1∶2,即与    0.3 mol 盐酸完全反应的       Al 为 2.7 g,与
NaOH 溶液反应的    Al 为 5.4 g。
                              考点二 铝的重要化合物


    一、突破铝的      3 种重要化合物
    1.氧化铝


    [思考] 能否用氧化铝坩埚熔融            NaOH 固体?

    提示:不能;因为        Al2O3 能与 NaOH 发生反应。
    2.氢氧化铝
    (1)物理性质
    白色胶状固体,有较强的吸附性。
    (2)化学性质


    写出上图标号中有关反应的化学方程式或离子方程式:

                +     3+
    ①Al(OH)3+3H  ===Al  +3H2O;

                -
    ②Al(OH)3+OH  ===AlO-2 +2H2O;
    ③2Al(OH)     △     Al O +3H O。
            3 = = = = =  2 3   2
    [注意]
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    (1)Al(OH)3 的电离


    Al(OH)3 具有两性,能溶于强酸(如盐酸)、强碱(如               NaOH 溶液),但不溶于弱酸(如         H2CO3)、
弱碱溶液(如氨水)。

    (2)既能与盐酸反应,又能与          NaOH 溶液反应的物质有:Al、Al2O3、Al(OH)3,多元弱酸

的酸式盐(如     NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4 等),弱酸的铵盐(如       CH3COONH4 等)。
    3.一种重要的复盐——明矾
    (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<7(填

                                                     3+
“<”“>”或“=”)。明矾可以净水,其净水的原理是:Al                          +3H2OAl(OH)3(胶体)

    +
+3H  ,Al(OH)3 胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。

    [注意] 明矾溶液与        Ba(OH)2 溶液反应的两种情况

    (1)沉淀的物质的量最大,此时铝元素的存在形式是                    Al(OH)3,明矾与    Ba(OH)2 的物质的

                                  3+      -      2+    -
量之比为    2∶3。反应的离子方程式:2Al            +3SO24  +3Ba   +6OH  ===2Al(OH)3↓+

3BaSO4↓。

    (2)沉淀的质量最大,此时铝元素的存在形式是                  AlO-2 ,明矾与   Ba(OH)2 的物质的量之比

                           3+      -      2+     -
是 1∶2,反应的离子方程式:Al            +2SO24  +2Ba   +4OH  ===2BaSO4↓+AlO-2 +2H2O。
    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

                 -1                           -1
    (1)向 1 mol·L    AlCl3 溶液中加过量的      6 mol·L   NaOH 溶液制备    Al(OH)3 悬浊液(×)
    (2)氢氧化铝具有弱碱性,可用于制胃酸中和剂(√)
    (3)明矾用作净水剂不涉及化学变化(×)

    (4)Al(OH)3 既能与稀硫酸反应又能与         NaOH 溶液反应(√)
    (5)下列物质的转化在给定条件下能够实现:
        NaOHaq
          ――→
                      CO2
    Al2O3   NaAlO2(aq)――→Al(OH)3(√)
              3+
    二、掌握    Al  、AlO-2 、Al(OH)3 转化的“三角关系”
    1.转化关系图示


    2.含铝化合物转化关系的应用
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    (1)判断离子共存问题
    ①Al3+与  OH-及  AlO-2 、CO23-、S2-等弱酸根阴离子因生成沉淀或发生相互促进的水解
反应而不能共存。
    ②AlO-2 与 H+、HCO-3 以及弱碱阳离子       Al3+、Fe3+等因生成沉淀或发生相互促进的水解
反应而不能大量共存。
    (2)鉴别(利用滴加试剂顺序不同,现象不同)

    ①向  AlCl3 溶液中滴加    NaOH 溶液,先产生白色沉淀,后沉淀溶解。

    ②向  NaOH 溶液中滴加     AlCl3 溶液,开始无明显现象,后产生白色沉淀,沉淀不溶解。
    (3)判断铝元素的存在形式
    可溶性铝盐与强碱(如         NaOH)溶液反应,铝元素的存在形式


    [基点小练]
    2.下列各组物质的无色溶液,不用其他试剂即可鉴别的是________。

    ①NaOH、AlCl3 ②NaHCO3、H2SO4 ③NaAlO2、NaHSO4

    ④Na2CO3、HCl ⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2
    解析:采用互滴法,两次操作应产生不同的现象。
    ①向含   Al3+的溶液中滴加      NaOH 溶液,先生成白色沉淀,后沉淀又逐渐溶解;向
NaOH 溶液中滴加含     Al3+的溶液,开始无沉淀产生,后产生白色沉淀,且沉淀不溶解。两次

现象不同,可以鉴别。②不论是             NaHCO3 滴入  H2SO4 中还是  H2SO4 滴入 NaHCO3 中都会立即产生

气泡,现象相同,不能鉴别。③NaHSO4             溶液显强酸性,向        NaAlO2 溶液中滴加    NaHSO4,开始

出现白色沉淀后沉淀逐渐溶解;向              NaHSO4 溶液中滴加    NaAlO2 溶液,开始无沉淀,后出现白

色沉淀。现象不同,可以鉴别。④向               Na2CO3 溶液中滴加盐酸,开始无气泡,后产生气泡;

向盐酸中滴加      Na2CO3 溶液,立即产生气泡。现象不同,可以鉴别。⑤不论是                      NaHCO3 溶液还

是 Na2CO3 溶液,加入到     Ca(OH)2 溶液中都会产生白色沉淀,不能鉴别。
    答案:①③④


    题点(一) 铝的重要化合物的性质与应用
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国丙卷)泡沫灭火器灭火是利用了               Al2(SO4)3 和小苏打的反应(√)

    (2)(2016·江苏高考)Al2O3    熔点高,可用作耐高温材料(√)

    (3)(2016·江苏高考)向      Al2(SO4)3 溶液中加入过量氨水的离子方程式:
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      3+
    Al  +3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4 (√)
    (4)(2015·全国卷Ⅱ)氯化铝溶液滴入浓            NaOH 溶液中,产生大量白色沉淀(×)
    (5)(2015·四川高考)明矾作净水剂时起还原作用(×)

    (6)(2015·重庆高考)Al2O3    和 MgO 均可与   NaOH 溶液反应(×)

                                                     -1
    (7)(2015·江苏高考)制备      Al(OH)3 的方法是:向     1  mol·L    AlCl3 溶液中加入过量的
6 mol·L-1 NaOH 溶液(×)
    (8)(2014·四川高考)氢氧化铝可作胃酸的中和剂(√)
    2.(2017·郑州模拟)下列除去杂质的方法不正确的是(  )
    A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
    B.用过量氨水除去        Fe3+溶液中的少量      Al3+

    C.Al(OH)3 中混有少量     Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入

过量  CO2 后过滤

    D.MgO 中混有少量     Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到                       MgO
    解析:选    B 氨水与    Fe3+和 Al3+均反应生成氢氧化物沉淀,不符合除杂的要求。


                                含铝杂质的提纯方法

    利用  Al、Al2O3、Al(OH)3 可溶于强碱的特性,可除去物质中的含铝杂质,如
    ①Mg(Al):加足量     NaOH 溶液;

    ②Fe2O3(Al2O3):加足量   NaOH 溶液;

    ③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量    NaOH 溶液;
    ④Mg2+(Al3+):加过量     NaOH 溶液,过滤,再加酸充分溶解。

    题点(二) 从铝土矿中提取          Al2O3 的工艺流程

    3.工业上用铝土矿(主要成分为            Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2 等)提取纯    Al2O3 作冶炼铝的
原料,提取时操作过程如图所示,图中操作错误的是(  )


    A.④⑤                            B.③④
    C.②⑤                             D.①②

    解析:选    A 由流程图可知,反应③得到的滤液为                NaAlO2 溶液,加入过量盐酸后得到

AlCl3 而不是  Al(OH)3 沉淀,应通入过量       CO2,操作④错误;Al(OH)3      在常温干燥条件下并不
发生分解,故操作⑤需要加热,⑤错误。
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    4.工业上用铝土矿(主要成分为            Al2O3,含  Fe2O3 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所
示:


    下列叙述正确的是(  )
    A.试剂   X 可以是   NaOH 溶液,也可以是盐酸

    B.反应①过滤后所得沉淀为           Fe(OH)3
    C.图中所有转化反应都不是氧化还原反应

    D.反应②的化学方程式为          NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3

    解析:选    D A 项,试剂     X 不可以是盐酸;B      项,过滤后所得沉淀为          Fe2O3;C 项,电解

Al2O3 生成 Al 是氧化还原反应。


    从铝土矿(主要成分是         Al2O3,含 SiO2、Fe2O3、MgO 等杂质)提取     Al2O3 的两大工艺流程:


    题点(三) 制备      Al(OH)3 的最佳途径
    5.实验室可用铝屑、氨水、氢氧化钠溶液、稀硫酸等来制备氢氧化铝,某同学设计了
三种实验方案:

                                         3+
                      方案①          Al→Al   →Al(OH)3

                      方案②          Al→AlO-2 →Al(OH)3

                      方案③            Error!→Al(OH)3

    (1)用方案①制备      Al(OH)3 时使用的药品最好是铝屑、稀硫酸和氨水,不用氢氧化钠代
替氨水的原因是_________________________________________________________
    ________________________________________________________________________;
    写出该方案中有关的离子方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (2)用方案②来制备       Al(OH)3 时,必须注意________的用量,以防止生成的              Al(OH)3 溶解。
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    (3)三种方案中,你认为最好的是________(填序号),原因是
________________________________________________________________________。

    解析:分析本题应从         Al(OH)3 的两性着手,过量的强酸、强碱均会降低                Al(OH)3 的产率,

    3+
而 Al  与 AlO-2 反应制取    Al(OH)3,则不存在该问题,故方案③最佳。

                               3+
    答案:(1)若用     NaOH 溶液沉淀   Al  ,终点不易控制,因为          Al(OH)3 会溶于过量的

                                          +      3+
NaOH 溶液,从而影响      Al(OH)3 的生成量 2Al+6H      ===2Al  +3H2↑,

      3+
    Al  +3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4
    (2)稀硫酸 (3)③ 药品用量最少


                              制备  Al(OH)3 的三种方法
    方法一:可溶性铝盐溶液与过量氨水反应
    离子方程式:

      3+
    Al  +3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH+4

    方法二:向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量                  CO2
    离子方程式:

    AlO-2 +2H2O+CO2===Al(OH)3↓+HCO-3
    方法三:相互促进水解法


    题点(四) 可溶性铝盐与强碱反应的计算

                                            -1
    6.甲和乙两烧杯中各盛有          100  mL 0.2 mol·L    AlCl3 溶液,向两烧杯中分别加入相
同体积、相同浓度的         NaOH 溶液和氨水,两烧杯中都有沉淀生成。下列判断正确的是(  )
    A.实验过程中甲中和乙中的现象始终保持一致
    B.甲中沉淀一定比乙中的少
    C.甲中沉淀可能比乙中的多
    D.乙中沉淀可能比甲中的多

    解析:选    D Al(OH)3 能溶于   NaOH 溶液,而不溶于氨水,NaOH         溶液和氨水均为一元碱的
水溶液,根据加入的碱溶液的量进行分析,可能出现以下几种情况:①若加入的碱溶液均不

足量或均恰好完全反应生成            Al(OH)3,则甲、乙中的现象一致,生成沉淀的量相等;②若加

入的碱溶液均过量,过量的            NaOH 会使生成的    Al(OH)3 沉淀部分溶解或完全溶解,而加入氨

水的烧杯中生成的        Al(OH)3 不会溶解。综上分析,只有          D 项符合题意。

                                                   2+            -1     -
    7.现有   100  mL MgCl2 和 AlCl3 的混合溶液,其中      c(Mg  )=2   mol·L  ,c(Cl   )=7 
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      -1        2+                   2+    3+                            -1
mol·L   ,要使   Mg  转化成   Mg(OH)2 并使 Mg  和  Al 分离开来,至少需要         4   mol·L   的
NaOH 溶液(  )
    A.140 mL                         B.120 mL
    C.200 mL                         D.80 mL
    解析:选    C 溶液中,n(Cl-)=0.1         L×7     mol·L-1=0.7     mol,n(Mg2+)=0.1 
mol·L-1×2   L=0.2   mol,所以   n(Al3+)=0.1   mol,将  100  mL 此溶液中的    Mg2+转化为

Mg(OH)2 沉淀并分离出来,反应后为          NaCl、NaAlO2 的混合液,由原子守恒可知,n(NaOH)=
n(Na)=n(Cl)+n(Al)=0.7    mol+0.1   mol=0.8   mol,至少需要     NaOH 溶液的体积为      0.8 
mol÷4 mol·L-1=0.2 L=200 mL。


                          可溶性铝盐与强碱反应的计算规律

    (1)求产物   Al(OH)3 的量。
                                       1
            -        3+                     -
    ①当  n(OH )≤3n(Al   )时,n[Al(OH)3]=3n(OH   );

             3+       -        3+                     3+      -
    ②当  3n(Al  )<n(OH  )<4n(Al   )时,n[Al(OH)3]=4n(Al    )-n(OH  );

            -        3+
    ③当  n(OH )≥4n(Al   ),n[Al(OH)3]=0,无沉淀。
    (2)求反应物碱的量。
    ①若碱不足(Al3+未完全沉淀),

        -
    n(OH )=3n[Al(OH)3];

    ②若碱使生成的       Al(OH)3 部分溶解,

        -        3+
    n(OH )=4n(Al   )-n[Al(OH)3]。

                     考点三 用数形结合思想分析             Al(OH)3 的图像


    1.把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)溶液中至过量
    (1)现象:先有白色沉淀产生,然后沉淀逐渐溶解。
    (2)有关反应的离子方程式:

           3+     -
    A→B:Al   +3OH   ===Al(OH)3↓;

                    -
    B→D:Al(OH)3+OH   ===AlO-2 +2H2O。
    2.把铝盐(Al3+)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量
    (1)现象:先无明显现象,然后逐渐产生大量的白色沉淀。
    (2)有关反应的离子方程式:

           3+     -
    A→B:Al   +4OH   ===AlO-2 +2H2O;

           3+
    B→C:Al   +3AlO-2 +6H2O===4Al(OH)3↓。
    3.把强酸溶液逐滴加入到          AlO-2 溶液中至过量
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    (1)现象:先生成白色沉淀,随后沉淀逐渐溶解。
    (2)有关反应的离子方程式:

                 +
    A→B:AlO-2 +H  +H2O===Al(OH)3↓;

                    +     3+
    B→D:Al(OH)3+3H   ===Al  +3H2O。
    4.向强酸溶液中逐滴加入          AlO-2 溶液至过量
    (1)现象:先无明显现象,反应一段时间后逐渐产生白色沉                                           淀。

    (2)有关反应的离子方程式:

           +            3+
    A→B:4H   +AlO-2 ===Al +2H2O;

           3+
    B→C:Al   +3AlO-2 +6H2O===4Al(OH)3↓。

    5.把  Ba(OH)2 溶液逐滴加入到明矾溶液中至过量

    O→A 反应:2KAl(SO4)2+3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓+3BaSO4↓+

K2SO4;

    A→B 反应:2Al(OH)3+K2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2KAlO2+4H2O。

    6.向等物质的量的        AlCl3、MgCl2 混合溶液中逐滴加入        NaOH 溶液至
过量

                3+     -               2+     -
    O→A 反应:Al     +3OH  ===Al(OH)3↓,Mg   +2OH

===Mg(OH)2↓;

                        -
    A→B 反应:Al(OH)3+OH    ===AlO-2 +2H2O。
    [注意] 
    (1)分析图像时要注意加入酸或碱的强弱。

    因为强酸、强碱会使         Al(OH)3 溶解,而弱酸、弱碱不能使          Al(OH)3 溶解。

    (2)强酸、强碱使      Al(OH)3 溶解的图像中要注意加入的量和加入的顺序,因为滴加顺序
不同,产生的现象可能不同。
    (3)若产生的沉淀有多种,则应仔细分析相关量间的关系,要特别关注沉淀是否同步生
成,沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中。
    (4)领悟  2 个数量关系。

            3+        -                       -
    ①沉淀   Al  所需  n(OH )与  Al(OH)3 溶解所需   n(OH )的比为   3∶1。

                         -
    ②Al(OH)3 溶解所需    n(OH )=n[Al(OH)3]。


    题点(一) 有关      Al(OH)3 沉淀的图像分析

    1.如图表示     AlCl3 溶液与  NaOH 溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线,下列判断错
误的是(  )
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    A.①线表示     Al3+的物质的量的变化

    B.x 表示  AlCl3 的物质的量

    C.③线表示     Al(OH)3 的物质的量的变化
    D.④线表示     AlO-2 的物质的量的变化

    解析:选    B AlCl3 溶液与   NaOH 溶液混合有两种方式:向          AlCl3 溶液中缓慢滴加      NaOH 溶
液,开始有沉淀生成,后沉淀溶解,且生成沉淀与沉淀溶解消耗的                            NaOH 的物质的量之比为
3∶1,则   x 表示  NaOH 的物质的量,B     项符合题意;另一种方式是向             NaOH 溶液中缓慢滴加

AlCl3 溶液,开始没有沉淀,后有沉淀生成,与本题图示情况不符。
    2.下列实验操作对应的图像不正确的是(  )
 选项                      实验操作                                  图像


         向 MgCl2、AlCl3 溶液中(各    1 mol),逐滴加入
  A
                        NaOH 溶液


       向  HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl  溶液中(各    1 mol),
  B
                    逐滴加入     NaOH 溶液


         向 NaOH、NaAlO2 溶液中(各    1 mol),逐滴加入
  C
                         HCl 溶液


  D    向  NaOH、Na2CO3 混合溶液中(各     1 mol)滴加稀盐酸


    解析:选    D A 项,向    MgCl2、AlCl3 溶液中加入    NaOH 溶液,会产生      Al(OH)3、

Mg(OH)2 沉淀,当   NaOH 溶液过量时,Al(OH)3     沉淀又逐渐溶解,最后只剩余            Mg(OH)2 沉淀,

图像与反应事实符合,正确;B            项,向    HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl  溶液中加入     NaOH 溶液,

首先与   HCl 反应,无沉淀产生,然后产生            Al(OH)3、Mg(OH)2 沉淀,再生成      NH3·H2O,最后

Al(OH)3 沉淀溶解,只有      Mg(OH)2 沉淀,图像与反应事实符合,正确;C              项,向   NaOH、

NaAlO2 溶液中加入    HCl 溶液,首先与     NaOH 反应,没有沉淀生成,然后与            AlO-2 反应生成

Al(OH)3 沉淀,HCl  溶液过量后,Al(OH)3     沉淀完全溶解,图像与反应事实符合,正确;D                    项,

向 NaOH、Na2CO3 混合溶液中滴加稀盐酸,首先与             NaOH 反应,没有气体生成,后与           Na2CO3 反
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应生成   NaHCO3,没有气体生成,再与         NaHCO3 生成气体,图像与反应事实不符合,符合题意。


                        含 Al3+的混合溶液与碱反应的先后顺序
    当溶液中有多种离子时,要考虑离子之间的反应顺序,如向含有                           H+、NH+4 、Mg2+、
Al3+的混合溶液中逐滴加入          NaOH 溶液,NaOH  先与   H+反应,再与     Al3+、Mg2+反应生成沉淀,

再与  NH+4 反应,最后才溶解       Al(OH)3 沉淀。

    题点(二) 利用      Al(OH)3 图像进行的相关计算

    3.现有   AlCl3 和 MgSO4 混合溶液,向其中不断加入          NaOH 溶液,得到沉淀的量与加入
NaOH 溶液的体积如下图所示。原溶液中              Cl-与 SO24-的物质的量之比为(  )


    A.1∶3                           B.2∶3
    C.6∶1                            D.3∶1

    解析:选    C OA 上升的直线表示       Al(OH)3 和 Mg(OH)2 沉淀的生成,AB    下降的直线表示

Al(OH)3 沉淀溶解,B    点表示   Al(OH)3 完全溶解。AB    段完全溶解     Al(OH)3 消耗 NaOH  0.1  L,

    3+                                         2+
则 Al  生成  Al(OH)3 消耗  NaOH    0.3     L,沉淀   Mg  消耗   NaOH    0.1     L,因而

                                  -        -
n(AlCl3)∶n(MgSO4)=2∶1,所以,n(Cl      )∶n(SO24  )=6∶1。

                                                 -1
    4.(2015·天津高考节选)向盛有          10  mL  1  mol·L  NH4Al(SO4)2 溶液的烧杯中滴加       1 
mol·L-1NaOH 溶液,沉淀物质的量随          NaOH 溶液体积的变化示意图如下:


    (1)写出  m 点反应的离子方程式:__________________________________________。

                                                -1
    (2)若在  NH4Al(SO4)2 溶液中改加   20 mL  1.2 mol·L    Ba(OH)2 溶液,充分反应后,溶
液中产生沉淀的物质的量为________mol。

                                                                 3+     -
    解析:(1)向    NH4Al(SO4)2 溶液中加入   NaOH 溶液,由图像分析,先发生           Al  +3OH

                           -                                      -
===Al(OH)3↓,之后是    NH+4 +OH ===NH3·H2O,最后是沉淀的溶解         Al(OH)3+OH ===AlO-2 +

                                 -
2H2O,故  m 点的离子方程式为       NH+4 +OH ===NH3·H2O。

                                               -1
    (2)因 NH4Al(SO4)2 的物质的量为    0.01 L×1  mol·L   =0.01  mol,Ba(OH)2 的物质的量
为 0.02   L×1.2    mol·L-1=0.024     mol,产生沉淀的反应有两类,一是              SO24-+Ba2+
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                -
===BaSO4↓,n(SO24 )=0.01   mol×2=0.02   mol,0.02  mol<0.024   mol,故  n(BaSO4)=
0.02 mol;二是   OH-参与的反应,

      3+            -
    Al    +  3OH      === Al(OH)3↓
    0.01 mol   0.03 mol   0.01 mol
    OH-余 0.024     mol×2-0.03      mol=0.018      mol,之后发生反应:NH+4       +OH-

                                     -                    -
===NH3·H2O,n(NH+4 )=0.01  mol,消耗   OH  0.01  mol,则剩余    OH 为  0.018  mol-0.01 

                                                   -                 -
mol=0.008   mol,最后发生沉淀溶解的反应:Al(OH)3+OH              ===AlO-2 +2H2O,OH 为  0.008 

mol,溶解   Al(OH)3 0.008 mol,剩余   Al(OH)3 为 0.01 mol-0.008  mol=0.002  mol。溶液
中产生沉淀的物质的量为           0.02 mol+0.002 mol=0.022 mol。

                    -
    答案:(1)NH+4  +OH  ===NH3·H2O (2)0.022


                            破解   Al(OH)3 图像计算的技巧

    当横坐标为     NaOH 溶液,纵坐标为沉淀的物质的量(或质量)时,可利用                    Al(OH)3 溶于
NaOH 溶液的“量”的关系来计算。原溶液中                Al3+的物质的量:沉淀溶解过程中消耗              NaOH 的

物质的量与沉淀中        Al(OH)3 的物质的量或原


            3+
    溶液中   Al  的物质的量相等。抓住这一定量关系可迅速破题。例如,向                         MgCl2、

AlCl3 混合溶液中加入      NaOH 溶液的图像如右所示。

                                                3+
    则 AB 段为  Al(OH)3 溶于 NaOH 的过程,原溶液中       n(Al  )=n[Al(OH)3]=(0.6-
0.5)mol=0.1 mol,
            0.5 mol-0.1 mol × 3
    n(Mg2+)=        2       =0.1 mol。
                              考点四 镁的性质及应用


    一、镁的性质
    1.物理性质
    (1)镁:镁是银白色有金属光泽的固体,密度较小,硬度较低。
    (2)镁合金:密度较小,硬度和强度都较大。
    2.化学性质
    (1)与非金属单质的反应

    ①镁条在    O2 中燃烧,发出耀眼的强光,生成白色固体物质,反应的化学方程式为                            2Mg+
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O   点燃     2MgO。
 2 = = = = =
    ②镁条能与     N 反应,化学方程式为         3Mg+N    点燃     Mg N 。
               2                        2 = = = = = 3 2
    (2)与水或酸的反应
    ①镁与水反应:镁不易与冷水反应,能与沸水反应                     Mg+2H O     △    Mg(OH) +
                                                     2 = = = = =      2

H2↑。

    ②镁与酸的反应:镁是活泼金属,能与盐酸、稀硫酸反应放出                          H2,反应的离子方程式

        +     2+
为 Mg+2H  ===Mg  +H2↑。
    (3)与某些氧化物的反应
    镁能在   CO 中燃烧,反应的化学方程式为             2Mg+CO    点燃     2MgO+C。
            2                                2 = = = = =
    [思考] 镁在空气中燃烧,所得的固体产物可能有哪些?

    提示:Mg   与空气中的     O2、N2 及 CO2 反应,所得固体产物可能是           MgO、Mg3N2、C。
    二、镁的提取和用途
    1.从海水中提取镁
    (1)工艺流程


    (2)基本步骤及主要反应
                                  高温
 制熟石灰                          = = = = =
                          CaCO3    CaO+CO2↑,CaO+H2O===Ca(OH)2

                                    2+     -
   沉淀                             Mg  +2OH  ===Mg(OH)2↓

   酸化                           Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O

 蒸发结晶                                析出   MgCl2·6H2O

   脱水      在氯化氢气流中使        MgCl2·6H2O 脱水制得无水氯化镁
                                               电解
   电解                                       = = = = =
           电解熔融氯化镁制得镁:MgCl2(熔融)                 Mg+Cl2↑


    [思考] MgCl2·6H2O   加热脱水制无水氯化镁时,为什么要在                HCl 的气流中进行?

    提示:防止     MgCl2 水解生成   Mg(OH)2,Mg(OH)2 加热分解得到     MgO。
    2.镁的用途
                   镁合金       用于制造火箭、导弹和飞机的部件
                     镁              制造信号弹和焰火
                   氧化镁                 耐高温材料
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    [基点小练]
    判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)镁不是银白色金属(×)
    (2)镁表面能形成氧化膜对内部金属起保护作用,因此实验室对镁条不需要特殊保护(√)

    (3)镁失火可用     CO2 灭火器灭火(×)

    (4)2.4 g Mg 在足量  O2 中燃烧,转移的电子数为          0.1NA(×)
    (5)海水中提取镁所涉及的化学反应全都是氧化还原反应(×)

    (6)将氯化镁晶体(MgCl2·6H2O)直接加热可制得无水氯化镁(×)
    (7)有下列物质间转化:MgCO         HClaqMgCl (aq) 电解  Mg(×)
                            3 ――→       2    ――→

    题点(一) 镁的性质及应用
    1.某同学通过系列实验探讨           Mg 及其化合物的性质,下列对整个过程说法正确的是(  )
    A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁片于其中探讨                      Mg 的活泼性

    B.将  NaOH 溶液缓慢滴入     MgSO4 溶液中,观察      Mg(OH)2 沉淀的生成

    C.将  Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀

    D.将  Mg(OH)2 沉淀转入表面皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水                     MgCl2 固体

    解析:选    B 浓  H2SO4 稀释时应将浓     H2SO4 加到水中,A    错误;过滤时应用玻璃棒引流,

C 错误;由于    MgCl2 水解,故加热蒸干       MgCl2 溶液时得不到     MgCl2 固体。

    2.等质量的金属镁分别在下列气体中充分燃烧:①O2、②CO2、③N2、④空气,燃烧后

固体的质量分别是        W1 g、W2 g、W3 g、W4 g,试比较它们的大小:____________。

    答案:W2>W1>W4>W3
    题点(二) 海水中提取镁
    3.世界上    60%的镁是从海水中提取的,其提取步骤如下:①把贝壳制成生石灰;②向
海水中加入生石灰,过滤,洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤;④在氯化氢
热气流中加热晶体;⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正确的是(  )
    A.向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净
    B.上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型
    C.在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速度
    D.步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法
    解析:选    A 洗涤液中如果含有         Ca2+,滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀,所以可检验沉
                                                             高温
                                                           = = = = =
淀是否洗涤干净,A        正确。提取镁的过程中涉及的反应主要有:CaCO3                     CaO+CO2↑、

CaO+H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2+MgCl2===CaCl2+Mg(OH)2↓、Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+
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                    △                         电解
                = = = = =                   = = = = =
2H2O、MgCl2·6H2O    MgCl2+6H2O↑、MgCl2(熔融)       Mg+Cl2↑。上述反应中没有置换反

应,故   B 错误。在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制                   MgCl2 水解,故   C 错误。电解

MgCl2 溶液将得到氢氧化镁,故         D 错误。
    4.(2014·全国卷Ⅱ节选)(1)海水提镁的一段工艺流程如下图:


    浓海水的主要成分如下:

                     离子          Na+    Mg2+    Cl-     SO24-
                浓度/(g·L-1)      63.7    28.8   144.6    46.4
    该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为
______________________________________,产品  2 的化学式为________________,1      L 浓
海水最多可得到产品         2 的质量为________g。
    (2)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式为
________________________________;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出
有关反应的化学方程式
________________________________________________________________________。
    解析:(1)由题给海水的主要成分,脱硫就是除掉硫酸根离子,发生反应:Ca2++

   -                                                            2+
SO24 ===CaSO4↓;由框图信息知,产品         2 为 Mg(OH)2;1  L 浓海水中含有      Mg   28.8  g,物

                                                                      -1
质的量为    1.2 mol,则最多生成       Mg(OH)2 1.2 mol,质量为    1.2  mol×58  g·mol   =69.6 
g。(2)电解熔融氯化镁生成氯气和单质镁,若有水存在,则高温下镁与水反应。

              2+     -
    答案:(1)Ca    +SO24  ===CaSO4↓ Mg(OH)2 69.6
    (2)MgCl   电解     Mg+Cl ↑
          2 = = = = =      2
    Mg+2H O   高温     Mg(OH) +H ↑
         2  = = = = =      2  2


                                   [课堂巩固练]
    1.铝箔在酒精灯上加热至熔化的实验现象与下列性质的叙述无关的是(  )
    A.铝表面可形成一层氧化物保护膜
    B.铝的熔点较低

    C.Al2O3 熔点高,酒精灯不能将其熔化
    D.铝能与酸或强碱溶液反应
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    解析:选    D 铝箔在酒精灯上加热至熔化看到的实验现象是铝熔化但不滴落,原因是铝

在加热条件下与空气中的氧气反应生成致密的熔点较高的                        Al2O3 薄膜,内部低熔点的铝虽熔
化但不能滴落,可见该现象与            D 项叙述无关。
    2.欲将含有     Mg2+、Al3+的混合溶液中的        Mg2+沉淀下来,下列措施可行的是(  )
    A.向混合溶液中加入过量的铝粉
    B.向混合溶液中加入过量的盐酸
    C.向混合溶液中加入过量的氨水
    D.向混合溶液中加入过量的氢氧化钠溶液
    解析:选    D A 项,向混合溶液中加入过量的铝粉,不发生反应,不能将                        Mg2+沉淀下来,
错误;B   项,向混合溶液中加入过量的盐酸,不发生反应,不能将                        Mg2+沉淀下来,错误;
C 项,向混合溶液中加入过量的氨水,两种离子均转化为沉淀,错误;D                            项,向混合溶液中
加入过量的氢氧化钠溶液,生成的氢氧化铝能溶解在强碱中,而氢氧化镁不能溶解,从而可
将 Mg2+沉淀出来,正确。

    3.双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂,其化学式是                         NaAl(OH)2CO3,关于该物
质的说法正确的是(  )
    A.该物质属于两性氢氧化物

    B.该物质是     Al(OH)3 和 Na2CO3 的混合物

                                         +
    C.1 mol NaAl(OH)2CO3 最多可消耗    3 mol H
    D.该药剂不适合于胃溃疡患者服用
    解析:选    D A 项,该物质不属于氢氧化物,错误;B                项,双羟基铝碳酸钠是一种纯净

物,错误;C     项,       NaAl(OH)2CO3 与盐酸发生反应      NaAl(OH)2CO3+4HCl===NaCl+AlCl3+

                                                               +
3H2O+CO2↑,因此    1 mol 该物质最多可消耗        4 mol HCl,即消耗     4 mol H ,错误;D     项,

               +
该物质与较多的       H 反应会产生     CO2 气体,胃溃疡患者容易导致胃穿孔,故不适合胃溃疡患
者,正确。
    4.下列均为实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的量(X)之间的关系图,其
中正确的是(  )


    A.图①:向     AlCl3 溶液中逐滴加入      NaOH 溶液至过量且边滴边振荡

    B.图②:向     NaAlO2 溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡

    C.图③:向     NH4Al(SO4)2 溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液直至过量

    D.图④:向     NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2 的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量
    解析:选    C 生成沉淀与沉淀溶解消耗            NaOH 的物质的量之比应为        3∶1,A  错误;滴入
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盐酸即可产生沉淀,且最终沉淀全部溶解,生成沉淀与沉淀溶解消耗                             HCl 的物质的量之比为

                                          3+
1∶3,B  错误;滴加     NaOH 溶液,依次与溶液中         Al 、NH+4 、Al(OH)3 反应,沉淀生成、溶解

以及  NH+4 完全反应时消耗      NaOH 的物质的量之比为       3∶1∶1,C    正确;通入的过量的         CO2 首先

    -            -        -     2+
与 OH 反应生成     CO23 ,且  CO23 与 Ba  反应生成    BaCO3[相当于   CO2 先与 Ba(OH)2 反应生成

BaCO3,再与   NaOH 反应生成   Na2CO3],然后   CO2 与 NaAlO2 反应生成  Al(OH)3 沉淀,最后    CO2 与

BaCO3 反应沉淀溶解,即最终溶液中的沉淀只有                Al(OH)3,D 错误。
    5.(2017·衡水模拟)常温下,将一定量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到                               20 
mL pH=14  的溶液,然后用       1  mol·L-1 的盐酸滴定,测得生成沉淀的质量与消耗盐酸的体
积关系如图所示,则下列说法正确的是(  )


    A.原合金质量为       0.92 g
    B.产生氢气的体积为         896 mL(标准状况下)
    C.图中   m 的值为   1.56

    D.图中   V2 的值为  60
    解析:选    C pH=14,则    c(OH-)=1   mol·L-1,即   n(NaOH)=1  mol·L-1×0.02    L=
               0.02 mol
                                                             -1
0.02 mol,V1=1 mol·L-1=0.02    L=20  mL,则   n(NaAlO2)=1  mol·L  ×0.02   L=0.02 
mol。根据元素守恒,m(合金)=(0.02+0.02)mol×23             g·mol-1+0.02   mol×27  g·mol-
                                     0.04 mol      3
                                            +0.02 ×  mol
1                                   (                  )              -1
=1.46    g,A 错误;在标准状况下生成           H2   2          2    ×22.4   L·mol   =1.12 

                                          -1
L,B 错误;m[Al(OH)3]=0.02     mol×78   g·mol   =1.56  g,C  正确;V2=(40-V1)×3+
40=100,D  错误。
    6.A、B、C、D、E     五种化合物均含有某种短周期常见元素,它们的转化关系如图所示,
其中  A 为澄清溶液,C      为难溶的白色固体,E         则易溶于水,若取        A 溶液灼烧,焰色反应为浅
紫色(透过蓝色钴玻璃)。


    (1)写出化学式:A________,B________,C________,D________,E________。
    (2)写出下列反应的离子方程式:
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    A→B:____________________________________________________________。
    A→D:____________________________________________________________。

    解析:B   既能与盐酸反应,又能与           NaOH 溶液反应,知     B 为 Al(OH)3,C 为  Al2O3,A 溶液

的焰色反应为浅紫色,则           A 为 KAlO2。

    答案:(1)KAlO2 Al(OH)3 Al2O3 AlCl3 NaAlO2

    (2)AlO-2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3

            +     3+
    AlO-2 +4H ===Al +2H2O
    7.以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细                α­氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源

的利用率。已知铝灰主要成分为             Al2O3(含少量杂质     SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如
下:


    (1)铝灰中氧化铝与硫酸反应的化学方程式为________________________________。

    (2)加 30%的 H2O2 溶液的目的是_______________________________________。
    (3)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:
                         1 240 ℃
    4[NH4Al(SO4)2·12H2O] = = = = = 2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O,将
产生的气体通过如下图所示的装置。


    ①集气瓶中收集到的气体是________(填化学式);

                                2+
    ②KMnO4 溶液褪色(MnO-4   还原为   Mn  ),此褪色过程中,氧化剂与还原剂的物质的量之
比为________。

    解析:铝灰的主要成分为          Al2O3(含少量杂质     SiO2、FeO、Fe2O3),加稀硫酸,Al2O3、

                                                      3+    2+    3+
FeO、Fe2O3 转化为离子,SiO2     不溶于硫酸,过滤,滤液中含有             Al  、Fe   、Fe   ,加双氧

      2+          3+                  3+
水,Fe    被氧化为    Fe  ,加入   K4[Fe(CN)6]Fe 转化为沉淀,过滤,在滤液中加入硫酸铵,

生成  NH4Al(SO4)2,结晶、干燥、煅烧得到          α­Al2O3;

    (1)Al2O3 与硫酸反应生成硫酸铝和水,化学方程式为                 Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+

3H2O。

                   3+    2+   3+                    2+          3+
    (2)滤液中含有     Al  、Fe  、Fe   ,加   30%的 H2O2 溶液 Fe  被氧化为    Fe  ,有利于在
沉铁过程中除去。

    (3)①NH4Al(SO4)2·12H2O 分解生成的气体      NH3 和 SO3 被亚硫酸氢钠吸收,二氧化硫被高
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锰酸钾吸收,最后集气瓶中收集到的气体是                  N2;②在酸性条件下,氧化剂            KMnO4 与还原剂

                                           2+      -    +
SO2 反应的离子方程式为        2MnO-4 +5SO2+2H2O===2Mn +5SO24  +4H  ,其中氧化剂与还原剂
的物质的量之比为        2∶5。

    答案:(1)Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O
    (2)氧化  Fe2+为 Fe3+,有利于在沉铁过程中除去

    (3)①N2 ②2∶5
                                   [课下提能练]
    1.科学家发明的透明坚硬镁铝氧化物新型材料,可以用作显示器和手机屏幕。下列有
关镁和铝的说法正确的是(  )
    A.镁的金属性比铝弱
    B.镁和铝的氧化物都可以与盐酸反应
    C.镁和铝原子的最外层电子数都为              3
    D.镁和铝的氧化物都可以与氢氧化钠溶液反应
    解析:选    B A 项,镁的金属性比铝强,错误;B              项,镁和铝的氧化物都可以与盐酸反
应,正确;C     项,镁和铝原子的最外层电子数分别是                2 和 3,错误;D     项,氧化铝是两性氧
化物,可以与氢氧化钠溶液反应,氧化镁是碱性氧化物,与氢氧化钠溶液不反应,错误。

    2.用含有少量      Mg 的 Al 片制取纯净的     Al(OH)3,下列操作中最恰当的组合是(  )

    ①加盐酸溶解 ②加         NaOH 溶液 ③过滤 ④通入过量           CO2 生成 Al(OH)3 ⑤加盐酸生成

Al(OH)3 ⑥加过量氨水生成        Al(OH)3
    A.①⑥③                           B.①③⑥③
    C.②③④③                           D.②③⑤③

                       -
    解析:选    C 2Al+2OH   +2H2O===2AlO-2 +3H2↑,Mg  和 NaOH 溶液不反应,过滤后向

NaAlO2 溶液中通入过量      CO2 生成 Al(OH)3 沉淀,再过滤即得到        Al(OH)3。
    3.如图所示的装置中,把         X 溶液逐滴滴下与       Y 物质反应,若      X 为浓硫
酸,Y  为第三周期金属元素中常温下与水难反应的单质。Z                     为品红溶液。实
验中观察到     Z 褪色。则    Y 为(  )
    A.Na                             B.Mg
    C.Al                             D.Mg 或 Al

    解析:选    B 实验中品红溶液褪色,说明反应中有                SO2 产生,因为铝在常温下遇浓硫酸
钝化,而钠是活泼的金属,极易与水反应,因此该金属是镁,B                          项正确。

                        -1                            -1
    4.将  100 mL 3 mol·L   的  NaOH 溶液与  100 mL 3 mol·L    的 AlCl3 溶液按下列两种

方法混合:(1)将      NaOH 溶液逐滴滴入     AlCl3 溶液中,(2)将    AlCl3 溶液逐滴滴入     NaOH 溶液中,
对上述实验所得结论正确的是(  )
    A.现象相同,沉淀量相等
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    B.现象相同,沉淀量不等
    C.现象不同,沉淀量相等
    D.现象不同,沉淀量不等
    解析:选    C 100  mL 3 mol·L-1  NaOH 溶液中   n(NaOH)=0.3  mol,100 mL 3 mol·L-

1                                                                           3+
 的 AlCl3 溶液中  n(AlCl3)=0.3   mol;①将    NaOH 溶液逐滴滴入     AlCl3 溶液中,发生:Al

     -
+3OH  ===Al(OH)3↓,产生白色沉淀,n[Al(OH)3]=0.1            mol;②将   AlCl3 溶液逐滴滴入

                        3+    -                 3+
NaOH 溶液中,分别发生:Al         +4OH   ===AlO-2 +2H2O,Al +3AlO-2 +

6H2O===4Al(OH)3↓,开始没有沉淀后出现沉淀,二者现象不同,根据方程式可知最终得到
的沉淀是    0.1 mol,沉淀量相等。

                                                           2+   +
    5.某校化学兴趣小组用如图所示过程除去                 AlCl3 溶液中含有的     Mg  、K  杂质离子并尽

可能减小    AlCl3 的损失。
         NaO足H量溶液
          ――→
    Error!   Error!
    下列说法正确的是(  )
    A.NaOH 溶液可以用氨水来代替
    B.溶液   a 中含有   Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
    C.溶液   b 中只含有    NaCl
    D.向溶液    a 中滴加盐酸需控制溶液的          pH

                                  2+    3+
    解析:选    D A 项,若用氨水,则        Mg  、Al   均转化为沉淀,不能分离           Mg(OH)2 和

                     3+                                             +    -
Al(OH)3,错误;B   项,Al    与过量    NaOH 反应生成   NaAlO2,溶液   a 中含  AlO-2 、K 、Cl  、
Na+、OH-,错误;C     项,K+、Cl-、Na+在整个过程中不参加反应,溶液                   b 中含 KCl、
NaCl,错误;D    项,因氢氧化铝能溶于盐酸,则向溶液                a 中滴加盐酸需控制溶液的           pH,正确。

    6.把  X 溶液逐滴滴入      Y 溶液中,与把     Y 溶液逐滴滴入      X 溶液中,反应现象不同的是(  )

               选项          A           B         C         D

                 X       NaHCO3     NaAlO2     NaHCO3    MgCl2

                 Y      Ca(OH)2       HCl       HCl      NaOH

    解析:选    B A、C、D   三项中,无论前者滴入后者,还是后者滴入前者,反应现象均相

同;B  项,若将    NaAlO2 溶液滴入盐酸中,开始盐酸过量,没有沉淀生成,随着                      NaAlO2 溶液

的增多,会产生       Al(OH)3 白色沉淀,若将盐酸滴入          NaAlO2 溶液中,开始盐酸少量,会立即产

生 Al(OH)3 白色沉淀,随着盐酸的过量,最后白色沉淀逐渐溶解,反应现象不同,符合题意。


    7.下列各组物质,不能按                    (“→”表示反应一步完成)关系转化的是(  )
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                   选项        a          b            c

                    A      Al2O3      NaAlO2      Al(OH)3

                    B      AlCl3     Al(OH)3       NaAlO2

                    C       Al       Al(OH)3        Al2O3

                    D      MgCl2     Mg(OH)2        MgO
    解析:选    C A 项,Al   O NaOH NaAlO CO2+H2OAl(OH)    △  Al O ;B 项,AlCl
                      2 3――→       2 ――→          3――→    2 3           3
 氨水  Al(OH) NaOH NaAlO  HCl AlCl ;C 项,Al―→Al(OH)     不能一步完成;D       项,MgCl
――→        3――→       2――→      3                   3                      2
NaOH Mg(OH)   △  MgO HCl  MgCl 。
――→        2――→     ――→       2
    8.(2016·上海高考)下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的
是(  )
    A.氧化镁中混有氧化铝   
    B.氯化铝溶液中混有氯化铁
    C.氧化铁中混有二氧化硅 
    D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜

    解析:选    D A 项,MgO   是碱性氧化物,与        NaOH 溶液不能反应,而       Al2O3 是两性氧化物,

可以与   NaOH 溶液发生反应产生       NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的             MgO,向滤液中加入盐

酸至沉淀达到最大量,过滤洗涤,不溶物加热得                    Al2O3;B 项,向溶液中加入过量的           NaOH 溶

液,氯化铁变为       Fe(OH)3 沉淀,氯化铝变为       NaAlO2,过滤,然后向滤液中加入适量的盐酸,

当沉淀达到最大值,过滤,得到             Al(OH)3,再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解,
就分别得到氯化铝溶液和氯化铁溶液;C                项,二氧化硅是酸性氧化物,能与               NaOH 溶液发生
反应,而氧化铁与        NaOH 溶液不反应。加入过量的          NaOH 溶液,然后过滤洗涤,就得到纯净的
氧化铁;D    项,二者都能与       NaOH 溶液反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,

而且得到    FeCl3 溶液,不能分离、提纯二者。
    9.向甲溶液中缓慢滴加乙溶液,反应生成沉淀的质量如图所示,其中符合图像的一组
是(  )
           选项                    甲                乙

            A            AlCl3、Mg(NO3)2、HNO3     NaOH

            B           Na2CO3、NH4HCO3、Na2SO4   Ba(OH)2

                          NH4NO3、Al(NO3)3、
            C                                    NaOH
                            Fe(NO3)3、HCl

            D             NaAlO2、氨水、NaOH         H2SO4

    解析:选    C A 项,向甲溶液中缓慢滴加           NaOH 溶液时,图像中间一段沉淀质量不变的反
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应不存在,与图像变化不符。B            项,向甲溶液中缓慢滴加           Ba(OH)2 溶液时,不存在沉淀部分
溶解的反应,与图像变化不符。C             项,在甲溶液中加入         NaOH 溶液时,NaOH    先与盐酸反应,
没有沉淀生成;随后         Al3+、Fe3+开始沉淀,当两种离子沉淀完全后,OH-和                 NH+4 反应,此

                      -
时沉淀质量不变;最后          OH 与 Al(OH)3 反应,沉淀部分溶解与图像变化相符。D                项,向甲溶
液中加硫酸时,最终沉淀会全部溶解,与图像变化不符。
    10.某同学在实验室利用氢氧化钠、盐酸分离铁粉和铝粉混合物,物质转化关系如图所
示:


    下列说法不正确的是(  )
    A.X 为 NaOH 溶液,Y   为盐酸

                               +
    B.a→b  发生的反应为      AlO-2 +H +H2O===Al(OH)3↓
    C.b→c→Al   的反应条件分别为:加热、电解
    D.a、b、c   既能与酸又能与碱反应
    解析:选    D A 项,在铁粉和铝粉混合物中加入试剂                X,过滤得到铁,试剂         X 能溶解铝

不能溶解铁,X      为 NaOH 溶液,a   为 NaAlO2 溶液,NaAlO2  和适量盐酸反应生成         Al(OH)3 沉淀,

X 为 NaOH 溶液,Y  为盐酸,正确;B       项,a   为 NaAlO2 溶液,b  为  Al(OH)3,a→b 发生的反应

          +
为 AlO-2 +H +H2O===Al(OH)3↓,正确;C     项,b  为  Al(OH)3,Al(OH)3 受热分解生成

Al2O3 和水,电解   Al2O3 生成铝和氧气,正确;D         项,b  为  Al(OH)3,c 为 Al2O3,均既能与酸

又能与碱反应,a       为 NaAlO2 溶液,只能和酸反应,不能和碱反应,错误。

    11.氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料。某课外活

动小组同学利用如图甲装置(固定装置略去)测定[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]的化学式,

[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]高温下分解为     MgO、Al2O3、HCl  和水蒸气。


    (1)装置连接后首先进行的操作是____________________________________。

    (2)将一定质量的[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]放在加热装置中充分加热,冷却后称量剩余固体
的质量是    131 g,则其中    MgO 的质量是________g。

    (3)若只通过测定装置        C、D 的增重来确定      x,加热前先通过       N2 排尽装置中的空气,称取

C、D 的初始质量后,再持续通入            N2。
    ①装置的连接顺序为         a→________________(用接口处的小写字母表示)。
    ②实验过程中装置        C 吸收 HCl 气体,没有用如图乙所示防倒吸装置的理由是
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________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    ③完全分解后测得        C 增重 3.65 g,D  增重  9.90 g,则  x=________。
    (4)下列实验方案也能测定         x 值的是________,并且对不选方案说明不合理的理由:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________
    (若两个方案都选,此问就不作答)。
    方案  1:测定加热装置剩余固体的质量和装置                 D 增重的质量
    方案  2:测定加热装置剩余固体的质量和装置                 C 增重的质量

    (5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1-2x(CO3)x·zH2O],该生
成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品,用(3)中连接的装置和试剂进行实验测
定 z,除测定    D 的增重外,至少还需测定下列数据中的________(填字母)。
    a.样品质量       b.样品分解后残余物质量
    c.装置   C 的增重
    解析:(1)装置连接后首先进行的操作是检查装置的气密性。(2)一定质量的

[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]样品充分加热,冷却后得到的固体是               Al2O3 和 MgO,共 131     g,设

MgO 的物质的量是     x  mol,根据[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]可知    Al2O3 的物质的量是     0.25x  mol,
所以  x  mol×40  g·mol-1+0.25x    mol×102  g·mol-1=131    g,解得   x=2,m(MgO)=2 
mol×40  g·mol-1=80   g。(3)①装置    C 的作用是吸收      HCl 气体,装置    D 的作用是吸收水蒸
气,实验中应首先吸收水蒸气再吸收               HCl 气体,气体通过洗气瓶吸收时应“长进短出”,因

此装置连接顺序为        a→e→d→b。②因为整个实验过程中持续通入                 N2,故不需采用如图乙所
示防倒吸装置。③根据题意写出方程式,则有

    2[Mg Al(OH) Cl·xH O]  高温
        2     6     2   = = = = =

    4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O
      73  18×(5+2x)

      3.65 g  9.90 g
     73   18 × 5+2x
    3.65 g=   9.90 g  ,解得   x=3。
    (4)根据上述反应方程式可知,测定加热装置剩余固体的质量和装置                          D 增重的质量即水
蒸气的质量可以计算出          x;装置   C 增重的质量是      HCl 气体的质量,其质量和加热剩余固体的
质量可以根据方程式互相换算而与              x 无关,因此不能计算         x 的值,故方案     2 不合理。

    (5)因为[Mg2Al(OH)6Cl1-2x(CO3)x·zH2O]中有  x 和 z 两个未知量,所以至少应该知道
3 个量才能列方程组计算,故除测定              D 的增重外还应该至少再测量           a、b、c  中的任意两个量。
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    答案:(1)检查装置的气密性 (2)80

    (3)①e→d→b ②实验过程中持续通入             N2,没有必要用如图乙所示防倒吸装置 ③3
    (4)方案  1 由加热装置剩余固体的质量可计算装置                 C 增重的质量,与       x 的大小没有关
系,因此方案      2 是不合理的
    (5)ab 或 ac 或 bc
    12.铝是一种重要的金属,在生产、生活中具有许多重要的用途,如图是从铝土矿中制
备铝的工艺流程:


    已知:(1)铝土矿的主要成分是           Al2O3,此外还含有少量        SiO2、Fe2O3 等杂质;
    (2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应,能生成硅铝酸盐沉淀,化学反应方程式为

2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O===Na2Al2Si2O8↓+4NaOH。
    请回答下列问题:

    (1)铝土矿中    Al2O3 与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为
    ________________________________________________________________________。
    (2)在工艺流程中“酸化”时,加入的最佳物质                  B 是______,理由是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________,
    写出酸化过程发生反应的化学方程式:

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (3)工业上用    Al2O3 与 C、Cl2 在高温条件下反应制取         AlCl3,理论上每消耗      6.0 g 碳单质,
转移  1 mol 电子,则反应的化学方程式为______________________________________
    ________________________________________________________________________。

    (4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有                         Fe2O3,设计了如下方案
来验证:取一块该熔融物投入少量稀硫酸中,反应一段时间后,向反应后的混合液中滴加物

质甲的溶液,观察溶液颜色的变化,即可证明熔融物中是否含有                           Fe2O3。
    则物质甲是________(填化学式),请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填
“合理”或“不合理”)。原因是____________________________________________

    ________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________(若
合理,则不用填写)。
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    解析:(1)铝土矿主要成分是          Al2O3 还有少量   SiO2,加入足量     NaOH 溶液后发生如下反应:

         -                       -       -
Al2O3+2OH ===2AlO-2 +H2O;SiO2+2OH  ===SiO23 +H2O;Fe2O3 不与 NaOH 溶液发生反应。

    (2)根据题干已知反应,滤液中主要含              NaAlO2,通入过量     CO2 可以将  NaAlO2 完全转化为

Al(OH)3。
    (3)每消耗   6.0 g(0.5 mol)碳单质,转移      1 mol 电子,说明碳被氧化为         CO,化学方程式
为 Al O +3Cl +3C    高温     2AlCl +3CO。
    2 3    2    = = = = =     3
    (4)Fe3+的检验可用     KSCN,但该同学的实验方案不合理,因为               Fe3+能与  Fe、Al  发生反
应生成   Fe2+,不能检验是否含有         Fe3+。

                     -
    答案:(1)Al2O3+2OH    ===2AlO-2 +H2O

    (2)CO2 CO2 过量时氢氧化铝不会溶解,反应易控制,且原料廉价 CO2+NaAlO2+

2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3
    (3)Al O +3C+3Cl    高温     2AlCl +3CO
        2 3         2 = = = = =    3
    (4)KSCN 不合理 Fe3+能与      Fe、Al  反应生成    Fe2+,不能检出     Fe3+


                             考点一 铁及其重要化合物


    一、铁的存在与性质
    1.铁元素的存在形式


    [注意] Fe3O4  有磁性,能被磁铁吸引,又称磁性氧化铁。
    2.铁的物理性质
           颜色状态        导电、导热性、延展性                特性         地壳含量
          银白色固体                良好             被磁铁吸引         占第  4 位

    3.铁的化学性质
    铁元素性质活泼,单质有较强的还原性,主要化合价为+2                        价和+3   价。
    (1)与非金属单质的反应
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    ①与  O2 的反应:

    常温下:铁被腐蚀生成铁锈,其主要成分为                  Fe2O3。

    点燃时:3Fe+2O2    点燃,Fe3O4。

    ②与  Cl2 的反应:2Fe+3Cl2   点燃,2FeCl3。
    ③与  S 的反应:Fe+S△,FeS。
    (2)与水的反应
    常温下铁与水不反应,在高温条件下与水蒸气反应:

    3Fe+4H2O(g)高温,Fe3O4+4H2。
    (3)与酸的反应
         酸                                化学方程式或现象

       稀 H2SO4                          Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑

             Fe 不足                 Fe+4HNO3===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
  稀  HNO3
             Fe 过量                3Fe+8HNO3===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O

   浓 HNO3、浓  H2SO4                           常温下钝化

    (4)与某些盐溶液的反应

                                        2+     2+
    ①与  CuSO4 溶液反应的离子方程式:Fe+Cu            ===Fe  +Cu。

                                     3+          2+
    ②与  FeCl3 溶液反应的离子方程式:2Fe           +Fe===3Fe  。

    [注意] (1)Fe   与 Cl2 反应生成   FeCl3,Fe 与盐酸反应生成       FeCl2。

    (2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是                 Fe2O3,而铁在纯氧中燃烧的产物是

Fe3O4。

    (3)铁与硫蒸气反应生成的是          FeS 而不是   Fe2S3;铁与碘蒸气反应生成的是           FeI2 而不是

FeI3。
    4.生铁的冶炼
    (1)原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。
    (2)设备:高炉。
    (3)主要反应
    ①还原剂的生成:C+O            高温     CO ,CO +C    高温    2CO;
                       2 = = = = =  2   2   = = = = =
    ②铁的还原:Fe      O +3CO   高温     2Fe+3CO  ;
                 2 3     = = = = =        2
    ③造渣反应:CaCO         高温     CaO+CO ↑,CaO+SiO       高温    CaSiO 。
                   3 = = = = =      2            2 = = = = =    3

    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性(√)
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    (2)纯铁与   O2 反应在表面生成      Fe3O4 薄膜,对内部金属起保护作用(√)
    (3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸(√)

    (4)Fe 与稀 HNO3、稀  H2SO4 反应均有气泡产生,说明          Fe 与两种酸均发生置换反应(×)

    (5)Fe 在足量  Cl2 中燃烧生成    FeCl3,在少量    Cl2 中燃烧生成    FeCl2(×)

    (6)根据  Cl2、S 与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱(√)
    二、铁的氧化物与氢氧化物
    1.铁的氧化物
    (1)物理性质

               化学式          FeO         Fe2O3          Fe3O4
                俗称                      铁红          磁性氧化铁
                色态        黑色粉末       红棕色粉末           黑色晶体
               溶解性        难溶于水        难溶于水           难溶于水
              铁的价态         +2 价        +3  价      +2  价,+3   价

    (2)化学性质

    FeO、Fe2O3、Fe3O4 分别与盐酸反应的离子方程式为

          +     2+
    FeO+2H  ===Fe +H2O,

            +      3+
    Fe2O3+6H ===2Fe  +3H2O,

            +      3+   2+
    Fe3O4+8H ===2Fe  +Fe  +4H2O。
    2.铁的氢氧化物

   化学式                    Fe(OH)2                          Fe(OH)3
    色态                   白色固体                            红褐色固体
   溶解性                   难溶于水                             难溶于水

                           +     2+                         +      3+
 与盐酸反应           Fe(OH)2+2H  ===Fe +2H2O          Fe(OH)3+3H === Fe  +3H2O
                                                               △
  受热分解                                                     = = = = =
                                                   2Fe(OH)3    Fe2O3+3H2O
                  可溶性亚铁盐与碱反应:                       可溶性铁盐与碱反应:
    制法
                    2+     -                         3+     -
                  Fe  +2OH  ===Fe(OH)2↓            Fe  +3OH  === Fe(OH)3↓

               空气中,Fe(OH)2   能够非常迅速地被氧气氧化成             Fe(OH)3,现象是白色沉淀

 二者的关系            迅速变成灰绿色,最后变成红褐色,化学方程式为                     4Fe(OH)2+O2+

                                       2H2O===4Fe(OH)3

    [注意] (1)Fe3O4  的组成可用氧化物的形式表示为              FeO·Fe2O3,即有   1/3 的铁显+2    价,
2/3 的铁显+3   价。

                           +                          2+        3+
    (2)Fe(NO3)2 溶液酸化后,H     、NO-3 具有强氧化性,会将         Fe  氧化成   Fe  。
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    [基点小练]
    2.将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。

    ①Fe2O3   a.红褐色 A.具有较强的还原性

    ②Fe(OH)2    b.红棕色  B.易被氧化成灰绿色最终变成红褐色

    ③Fe(OH)3  c.白色      C.红色油漆、涂料
    ④Fe2+     d.棕黄色     D.受热分解成红棕色粉末
    ⑤Fe3+     e.浅绿色     E.具有较强的氧化性
    答案:①—b—C;②—c—B;③—a—D;④—e—A;⑤—d—E


    题点(一) 铁及其化合物的性质
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国乙卷)1 mol Fe    溶于过量硝酸,电子转移数为             2NA(×)
    (2)(2016·四川高考)常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,铁片不溶解,说明常温下,
铁与浓硫酸不发生化学反应(×)

    (3)(2016·海南高考)将铁屑放入稀          HNO3 中,证明   Fe 比 H2 活泼(×)
    (4)(2016·上海高考)用      NaOH 溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅(√)

    (5)(2016·上海高考)Fe     与 Cl2 反应生成   FeCl3,推测   Fe 与 I2 反应生成   FeI3(×)
    (6)(2015·全国卷Ⅱ)下列过程没有发生化学反应:用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品
一起密封包装(×)
    (7)(2015·江苏高考)如下所示的物质间转化能一步实现:
Fe O 盐酸   FeCl (aq) 蒸发 无水   FeCl (×)
  2 3――→     3    ――→           3

     (8)(2015·广东高考)3 mol     单质  Fe 完全转化为     Fe3O4,失去  8NA 个电子
                               (√)
    (9)(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化

(×)

    (10)(2015·重庆高考)使用如图所示装置观察              Fe(OH)2 的生成(√)

                                                    -1
    2.一定质量的某铁的氧化物           FexOy,与足量的     4  mol·L   硝酸溶液充分反应,消耗硝
酸溶液 700 mL,生成      2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为(  )

    A.FeO                           B.Fe2O3

    C.Fe3O4                          D.Fe4O5

                                                     -1
    解析:选    C 铁的氧化物      FexOy 与足量的   4         mol·L   硝酸溶液充分反应,生成
                                     2.24 L

Fe(NO3)3,硝酸被还原生成       NO,n(NO)=22.4 L·mol-1=0.1     mol,根据氮原子守恒可得,
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                                                                -1
3n[Fe(NO3)3]+n(NO)=n(HNO3),3n[Fe(NO3)3]+0.1 mol=0.7 L×4 mol·L     ,n[Fe(NO3)3]=

0.9       mol,令氧化物     FexOy 中 Fe 元素的平均化合价为       a,根据得失电子守恒可得,0.9 
                                      8                                   8
mol×(3-a)=0.1     mol×(5-2),解得     a=3,由化合物中正负化合价代数和为               0 可得3x=

2y,x∶y=3∶4,故该氧化物的化学式为              Fe3O4。
    3.下列物质反应后一定有+3           价铁生成的是_________________________________。

    ①过量的    Fe 与 Cl2 加热时发生反应

    ②Fe 与过量稀    H2SO4 反应后,再向其中加        KNO3
    ③Fe 与过量的    S 加热时发生反应

    ④Fe(NO3)2 溶液中加少量盐酸

    ⑤Fe 和 Fe2O3 的混合物溶于盐酸中
                                    过量稀H2SO4     2+H+、NO-3    3+
    解析:Fe   与 Cl2 反应只生成    FeCl3;Fe    ――→     Fe    ――→    Fe  ;Fe 与  S 反应
             2+H+、NO-3    3+                    3+
只生成   FeS;Fe    ――→     Fe  ;Fe2O3 溶于盐酸生成     Fe  ,当混合物中      Fe 不足时,溶液
中仍有   Fe3+,当  Fe 足量时,溶液中无        Fe3+。
    答案:①②④


                             铁的氧化物组成的判断方法
    设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为                  m∶n,
                           m   n
    则氧化物中     n(Fe)∶n(O)=56∶16=a∶b,
    若 a∶b=1∶1,则铁的氧化物为           FeO;

    若 a∶b=2∶3,则铁的氧化物为           Fe2O3;

    若 a∶b=3∶4,则铁的氧化物是           Fe3O4,或 FeO 与 Fe2O3 按物质的量比     1∶1 的混合物,

或 FeO、Fe2O3、Fe3O4 的混合物(其中      FeO、Fe2O3 物质的量之比为      1∶1,Fe3O4  为任意值)。
    题点(二) 氢氧化亚铁的制备

    4.(1)下列各图示中,能较长时间观察到               Fe(OH)2 白色沉淀的是________。


                                                 3+
    (2)用下列方法可制得白色的          Fe(OH)2 沉淀:用不含     Fe  的  FeSO4 溶液与用不含     O2 的蒸
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馏水配制的     NaOH 溶液反应制备。

    ①用硫酸亚铁晶体配制上述           FeSO4 溶液时还需加入________。

    ②除去蒸馏水中溶解的          O2 常采用________的方法。

    ③生成白色     Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含            O2 的 NaOH 溶液,插入    FeSO4 溶液
液面下,再挤出       NaOH 溶液。这样操作的理由是

________________________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。

    解析:(1)因为     Fe(OH)2 在空气中容易被氧化为红褐色的            Fe(OH)3,因此要较长时间看到

Fe(OH)2 白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同,都是先用氢气将装置

                                                                        2+
中的空气排尽,并使生成的            Fe(OH)2 处在氢气的保护中;③的原理为铁作阳极产生                  Fe  ,与

              -
电解水产生的      OH 结合生成    Fe(OH)2,且液面用汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯

阻止了空气进入;④由于带入空气中的氧气,能迅速将                       Fe(OH)2 氧化,因而不能较长时间看
到白色沉淀。

          2+                                 2+
    (2)①Fe  易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe                 易被空气中的       O2 氧化,要加    Fe 粉

      2+
防止  Fe  被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低,所以煮沸后的水中溶解的                              O2 较少。

    答案:(1)①②③⑤ (2)①稀硫酸、铁屑 ②煮沸 ③避免生成的                        Fe(OH)2 沉淀接触    O2


                            制备   Fe(OH)2 常用的三种方法
    方法一:有机覆盖层法
    将吸有   NaOH 溶液的胶头滴管插到液面以下,并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用

CCl4),以防止空气与      Fe(OH)2 接触发生反应,如图        1 所示。


    方法二:还原性气体保护法

    用 H2 将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐与                NaOH 溶液混合,这样可长时间观察到白色
沉淀,如图     2 所示。
    方法三:电解法
    用铁作阳极,电解        NaCl(或 NaOH)溶液,并在液面上覆盖苯(或煤油),如图                3 所示。
                               考点二 铁盐和亚铁盐


    一、掌握亚铁盐、铁盐的化学性质
    1.亚铁盐
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    含有  Fe2+的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性。
    (1)氧化性:Fe2+与     Zn 反应的离子方程式:
    Zn+Fe2+===Fe+Zn2+。
    (2)还原性

    ①向  FeCl2 溶液中滴入几滴      KSCN 溶液,再加入氯水(或通入          Cl2),若溶液变红色,证明

  2+                        2+          3+     -
Fe  具有还原性。反应原理:2Fe            +Cl2===2Fe  +2Cl  。

                                                                 2+
    ②向少量酸性      KMnO4 溶液中加入    FeCl2 溶液,若溶液紫红色褪去,证明            Fe  具有还原性。

                   2+    +      3+    2+
反应原理:MnO-4    +5Fe   +8H  ===5Fe  +Mn   +4H2O。
    2.铁盐
    (1)氧化性:含     Fe3+的溶液呈黄色,Fe3+具有较强的氧化性。

    ①向  FeCl3 溶液中滴入几滴      KSCN 溶液,再加入过量活泼金属(如            Fe),若溶液红色褪去,
证明  Fe3+具有氧化性。反应原理:2Fe3++Fe===3Fe2+。

                                                          3+
    ②向  FeCl3 溶液中加入淀粉­KI      溶液,若溶液变成蓝色,证明             Fe  具有氧化性。反应原

       3+   -          2+
理:2Fe   +2I   ===I2+2Fe  。

                                                      3+
    ③向  FeCl3 溶液中通入    H2S 气体,若出现黄色浑浊,证明            Fe  具有氧化性。反应原理:

   3+          2+        +
2Fe  +H2S===2Fe  +S↓+2H    。
    (2)特性:含有     Fe3+的盐溶液遇到 KSCN      时变成红色。

    (3)FeCl3 易水解:将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为                            FeCl3+3H2O
    △     Fe(OH) (胶体)+3HCl。
= = = = =      3
    3.Fe2+、Fe3+的相互转化
        强还氧原化剂剂如如②①FBer2
            
    Fe2+   Fe3+
    上述转化中标号反应的离子方程式为

        2+           3+    -
    ①2Fe  +Br2===2Fe  +2Br   ;
    ②2Fe3++Fe===3Fe2+。
    [基点小练]
    1.除去括号中的杂质,并写出反应的离子方程式。

              3+
    (1)FeCl2(Fe )除去方法:__________________,离子方程式:
________________________________________________________________________。

    (2)FeCl3(FeCl2)除去方法:______________________离子方程式:
________________________________________________________________________。

    (3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法:____________________,离子方程式:
________________________________________________________________________。

              2+
    (4)FeCl2(Cu )除去方法:__________________________,离子方程式:
________________________________________________________________________。
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    答案:(1)加入过量铁粉,过滤 2Fe3++Fe===3Fe2+

                            2+          3+     -
    (2)加入氯水或通入       Cl2 2Fe  +Cl2===2Fe  +2Cl

                   2+         +      3+
    (3)滴加  H2O2 2Fe  +H2O2+2H  ===2Fe  +2H2O
    (4)加入过量铁粉,过滤 Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
    二、明晰    Fe2+、Fe3+的检验方法
    1.Fe2+的检验
                                滴或加双氯氧水
                                 ――→
       样品溶液滴加KSCN溶液                                       2+
    (1)          ――→      无现象       溶液变红色,证明含有          Fe
    (2)样品溶液加入氢氧化钠溶液产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最终变为红褐色,
                   ――→
证明有   Fe2+

       样品溶液加入K3[FeCN6]溶液                             2+
    (3)              ――→         生成蓝色沉淀,证明有          Fe
    2.Fe3+的检验

       样品溶液滴加KSCN溶液                             3+
    (1)          ――→      溶液变红色,证明含有          Fe
    (2)样品溶液加入氢氧化钠溶液产生红褐色沉淀,证明有                     Fe3+存在
                   ――→
    3.混合溶液中      Fe3+、Fe2+的检验
    (1)Fe3+的检验

      混合溶液滴加KSCN溶液                             3+
    ①           ――→      溶液变红色,说明含有          Fe
      混合溶液淀粉/KI试纸                            3+
    ②          ――→     试纸变蓝色,说明含有          Fe
    (2)Fe2+的检验
             K滴Mn加O酸4溶性液
               ――→
                                                    2+
    ①混合溶液        酸性  KMnO4 溶液紫红色褪去,说明含有           Fe
    ②混合溶液滴加溴水溴水褪色,说明含有                Fe2+
              ――→
      混合溶液滴加K3[FeCN6]溶液                               2+
    ③               ――→         生成蓝色沉淀,说明含有           Fe
    [基点小练]
    2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)检验溶液中是否含有         Fe2+,取少量待检验溶液,向其中加入少量新制氯水,再滴加
KSCN 溶液,观察实验现象(  )
    (2)向某溶液中滴加氯水后再加入            KSCN 溶液,溶液呈红色,则溶液中一定含有                Fe2+(  )

    (3)检验  Fe(NO3)2 晶体是否氧化变质的方法是将           Fe(NO3)2 样品溶于稀    H2SO4 后,滴加
KSCN 溶液,观察溶液是否变红(  )
    (4)向某溶液中滴加       KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含
有 Fe2+(  )
    解析:检验     Fe2+时,先加入氯水,会将溶液中的             Fe2+氧化成    Fe3+而无法用    KSCN 溶液

检验,应先加入       KSCN 溶液,再加入氯水,(1)、(2)错误,(4)正确;(3)中由于                 Fe(NO3)2 溶

                                  +        2+        3+
液中含有    NO-3 ,加入稀   H2SO4 后,NO-3 (H )会将  Fe  氧化成   Fe  。故不能用     KSCN 溶液检验
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  3+
Fe  而判断   Fe(NO3)2 是否变质。
    答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
    三、“铁三角”的转化
    1.“铁三角”转化关系


    2.具体应用
    (1)判断离子能否共存
        不共存
    Fe2+     NO-3 (H+)、ClO-、MnO-4 (H+)。
        不共存
    Fe3+     S2-、I-、SO23-。
             不共存
    Fe2+、Fe3+      HCO-3 、CO23-等水解相互促进的离子。
    (2)盐溶液的配制与保存


     (3)物质的制备


    题点(一) 铁盐、亚铁盐的性质
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)(2016·全国丙卷)FeCl3    腐蚀  Cu 制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强(×)

                        2+                            2+         +      3+
    (2)(2016·四川高考)Fe      与 H2O2 在酸性溶液中的反应:2Fe          +H2O2+2H   ===2Fe +

2H2O(√)
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                                                      3+         2+
    (3)(2016·江苏高考)向      Fe2(SO4)3 溶液中加入过量铁粉:Fe         +Fe===2Fe  (×)

    (4)(2016·江苏高考)室温下,向         FeCl3 溶液中滴加少量      KI 溶液,再滴加几滴淀粉溶液,

                  3+
溶液变蓝色,说明        Fe  的氧化性比     I2 的强(√)

    (5)(2016·上海高考)用      NaOH 溶液和盐酸能除去       FeCl2 溶液中混有的     CuCl2(×)
    (6)(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加                       KSCN 溶液会观察到有
气体生成,溶液呈血红色,说明稀硝酸将                 Fe 氧化为   Fe3+(×)

    (7)(2015·广东高考)向      FeSO4 溶液中先滴入     KSCN 溶液再滴加    H2O2 溶液,加入    H2O2 后溶
液变成血红色,说明         Fe2+既有氧化性又有还原性(×)
    2.(2016·全国甲卷)某班同学用如下实验探究                Fe2+、Fe3+的性质。
    回答下列问题:

                                                          -1
    (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成                    0.1 mol·L   的溶液。在      FeCl2 溶
液中需加入少量铁屑,其目的是_____________________________________________。

    (2)甲组同学取     2 mL  FeCl2 溶液,加入几滴氯水,再加入            1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,

             2+
说明  Cl2 可将 Fe  氧化。FeCl2   溶液与氯水反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

    (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在                    2   mL    FeCl2 溶液中先加入     0.5 
mL 煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和                1 滴 KSCN 溶液,溶液变红,煤油的作用是
__________________________________________________。

                                 -1                             -1
    (4)丙组同学取     10 mL 0.1 mol·L    KI 溶液,加入     6 mL 0.1 mol·L    FeCl3 溶液混
合。分别取     2 mL 此溶液于    3 支试管中进行如下实验:

    ①第一支试管中加入         1 mL CCl4 充分振荡、静置,CCl4      层显紫色;

    ②第二支试管中加入         1 滴 K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
    ③第三支试管中加入         1 滴 KSCN 溶液,溶液变红。
    实验②检验的离子是________(填离子符号);实验①和③说明:在                      I-过量的情况下,
溶液中仍含有________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为________。

    (5)丁组同学向盛有       H2O2 溶液的试管中加入几滴酸化的           FeCl2 溶液,溶液变成棕黄色,
发生反应的离子方程式为______________________________;一段时间后,溶液中有气泡出
现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是
________________________________________________________________________;
    生成沉淀的原因是__________________________________________________
    (用平衡移动原理解释)。

              2+                                        3+
    解析:(1)Fe    具有很强的还原性,易被空气中的               O2 氧化为  Fe  ,在  FeCl2 溶液中加入
少量铁屑,可防止        Fe2+被氧化。

        2+           3+               -                       2+          3+
    (2)Fe 被氧化为     Fe  ,Cl2 被还原为    Cl ,反应的离子方程式为          2Fe  +Cl2===2Fe
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+2Cl-。

    (3)O2 难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除                O2 对实验的影响。

                                            -     3+         2+
    (4)KI 溶液与  FeCl3 溶液反应的离子方程式为          2I +2Fe   ===I2+2Fe  。K3[Fe(CN)6]是
检验  Fe2+的试剂。实验③溶液变红,说明溶液中仍存在                   Fe3+,由此可说明该氧化还原反应
为可逆反应。

                                   2+           3+
    (5)酸化的   FeCl2 溶液与  H2O2 反应,Fe   被氧化为     Fe ,H2O2 被还原为    H2O,反应的离子

                2+    +      3+         3+
方程式为    H2O2+2Fe  +2H  ===2Fe  +2H2O。Fe   对 H2O2 的分解起催化作用,当反应一段时
                        Fe3+
间后,会发生反应:2H2O2        = = = = = 2H2O+O2↑,故溶液中产生气泡。由于            H2O2 分解反应放
          3+                    +
热,促使    Fe  +3H2OFe(OH)3+3H    平衡右移,最终出现         Fe(OH)3 红褐色沉淀。
    答案:(1)防止     Fe2+被氧化

         2+          3+     -
    (2)2Fe +Cl2===2Fe  +2Cl
    (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
    (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应

         2+         +      3+
    (5)2Fe +H2O2+2H   ===2Fe +2H2O

      3+                                           3+
    Fe  催化  H2O2 分解产生   O2 H2O2 分解反应放热,促进        Fe  的水解平衡正向移动

                           检验   Fe2+和 Fe3+时的注意事项
    (1)检验  Fe2+时不能先加氯水后加         KSCN 溶液,也不能将加       KSCN 后的混合溶液加入足量
的新制氯水中(新制氯水可能氧化             SCN-)。

        3+    2+    -                                   2+   -
    (2)Fe 、Fe   、Cl  同时存在时不能用酸性          KMnO4 溶液检验    Fe (Cl  能还原酸性

KMnO4,有干扰)。
    题点(二) “铁三角”转化关系及应用

    3.从某含有     FeCl2、FeCl3、CuCl2 的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:


    则下列说法正确的是(  )
    A.试剂   a 是铁、试剂     b 是稀硫酸
    B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同

                                   2+          3+     -
    C.试剂   c 是氯气,相应的反应为         2Fe  +Cl2===2Fe  +2Cl

                                             2+
    D.用酸性    KMnO4 溶液可检验溶液      W 中是否含有    Fe
    解析:选    C A 项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b                   是盐酸,错误;B       项,操作
Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C                            项,滤液    Z 和 X 中均含
有氯化亚铁,因此        c 为氯气,正确;D      项,高锰酸钾能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检
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验是否含有亚铁离子,错误。
    4.下列除杂的操作不正确的是(  )

    A.MgCl2 溶液中混有少量      FeCl3:加入足量镁充分反应后过滤

    B.FeCl2 溶液中混有少量      FeCl3:加入过量铁粉充分反应后过滤

    C.CuCl2 溶液中混有少量      FeCl3:加入   NaOH 溶液充分反应后过滤

                                              2+        3+
    D.CuCl2 溶液中混有少量      FeCl2:先加入    H2O2 将 Fe 氧化成    Fe ,再加入     CuO 充分反
应后过滤

    解析:选    C FeCl3 溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加入               Mg 与

 +                    3+
H 反应,平衡右移,使         Fe  转化成   Fe(OH)3 而除去,A   正确;加入过量铁粉,FeCl3          与 Fe 反

                                                          2+   3+
应生成   FeCl2 而达到除杂的目的,B        正确;C   项中加入    NaOH 溶液,Cu     、Fe  均转化成氢氧

                                           2+        3+
化物沉淀,不符合除杂要求,错误;先用                 H2O2 将 Fe 氧化成   Fe  ,再利用     FeCl3 的水解,

           +        3+
加入  CuO 与 H 反应将    Fe 转化成    Fe(OH)3 而除去,D   正确。

                          混合溶液中     Fe3+、Fe2+的除去方法
    (1)除去  Mg2+中混有的    Fe3+的方法

                                                        3+           +
    向混合溶液中加入        Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2  其中之一,与      Fe  水解产生的     H 反应,

      3+            3+
促进  Fe  的水解,将     Fe  转化为   Fe(OH)3 沉淀而除去。
    (2)除去  Cu2+中混有的    Fe3+的方法

                                                                3+
    向混合溶液中加入        CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 其中之一,与      Fe  水解产生的

 +            3+            3+
H 反应,促进     Fe  的水解,将     Fe  转化为    Fe(OH)3 沉淀而除去。
    (3)除去  Mg2+中混有的    Fe2+的方法

                                   2+        3+
    先加入氧化剂(如       H2O2)将溶液中的    Fe  氧化成   Fe  ,然后再按(1)的方法除去溶液中的
Fe3+。
    (4)除去  Cu2+中混有的    Fe2+的方法

                                   2+        3+
    先加入氧化剂(如       H2O2)将溶液中的    Fe  氧化成   Fe  ,然后再按(2)的方法除去溶液中的
Fe3+。


                                   [课堂巩固练]
    1.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(  )

    A.赤铁矿的主要成分是          Fe3O4

    B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为               Fe2O3 和 H2

    C.除去   FeCl2 溶液中的   FeCl3 杂质可以向溶液中加入铁粉,然后过滤
    D.Fe3+与  KSCN 产生血红色沉淀
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    解析:选    C 赤铁矿的主要成分是          Fe2O3,A 错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为

                                                                  3+
Fe3O4 和 H2,B 错误;铁粉把     FeCl3 还原成  FeCl2,从而除去     FeCl3,C 正确;Fe    与  KSCN 产
生血红色溶液,不是沉淀,D            错误。
    2.为了验证     Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案
设计错误的是(  )


    A.④                             B.③
    C.③④                             D.①②③④⑤
    解析:选    C ③不反应,实验方案及现象均错误;④检验的是                     Cl-,与   Fe3+的性质无关。

    3.通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一。对下列
实验事实的解释正确的是(  )
  选项                    操作、现象                                解释

                                                      3+
   A     向  KI­淀粉溶液中加入       FeCl3 溶液,溶液变蓝          Fe  能与淀粉发生显色反应
         把生铁放置于潮湿的空气中,铁表面有一层红                       铁在潮湿的空气中易生成
   B
                        棕色的斑点                               Fe(OH)3
                                                   说明   Fe 置换出硝酸中的氢,
   C        向稀硝酸中加入少量铁粉,有气泡产生
                                                          生成了氢气

         新制   Fe(OH)2 露置于空气中一段时间,白色物               说明   Fe(OH)2 易被 O2 氧化成
   D
                      质变成了红褐色                               Fe(OH)3


                       3+   -
    解析:选    D A 项中   Fe  将 I 氧化为    I2,淀粉遇碘变蓝;B       项中红棕色斑点是

Fe2O3·xH2O;C 项中铁与稀硝酸反应产生的气体为               NO。
    4.将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应,下列对反应情况设想的评价正确的是(  )
 选项                反应情况设想                                  评价
         当铁、铜均不剩余时,溶液中一定有
  A                                            正确,Fe3+和    Fe、Cu  均可反应
             Fe2+、Cu2+,一定无     Fe3+
         当铁、铜均有剩余时,溶液中一定有                    正确,Fe   和 Cu 与 Fe3+都反应,故有
  B
               Fe2+、Cu2+,无   Fe3+                  Fe2+和  Cu2+,无  Fe3+

  C     当铜有剩余,铁无剩余时,溶液中一定                       正确,Cu    有剩余,故无      Cu2+
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                只有  Fe2+,无   Cu2+
        当铁有剩余,铜无剩余时,溶液中一定                  不正确,不可能有        Fe 剩余而无    Cu 剩余,
  D
                  有  Fe2+、Cu2+                  因为  Fe 比 Cu 优先与   Fe3+反应
    解析:选    D 当铁、铜的量比较少时溶液中可能有                Fe3+存在,A    项错误;当铁过量时,
铜不与   Fe3+反应,无    Cu2+生成,此时溶液中不存在           Cu2+和 Fe3+,B  项错误;铜有剩余则溶
液中一定无     Fe3+,可能有    Cu2+,C 项错误;铁比铜活泼,不可能铁剩余而铜无剩余,D                      项评
价正确。
    5.以下实验能证明某溶液中不含             Fe3+而可能含有     Fe2+的是(  )
    A.滴入   KSCN 溶液,不显红色
    B.滴加足量氯水,再加          KSCN 溶液,显红色
    C.滴入   KSCN 溶液,不显红色,再加氯水,溶液变红
    D.滴入   KSCN 溶液,不显红色,再加足量高锰酸钾溶液,溶液变红
    解析:选    C A 项,只滴加     KSCN 溶液,根据溶液是否显红色,能检验出溶液中是否含有
Fe3+,无法验证     Fe2+是否存在,错误;B        项,若原溶液中含        Fe3+,滴加氯水后再滴加
KSCN 溶液后也显红色,无法证明原溶液中含有的是                  Fe3+还是   Fe2+,错误;C    项,先滴加
KSCN 溶液,不显红色,说明原溶液不含              Fe3+,再滴加氯水后显红色,说明滴加氯水后溶液
中有  Fe3+,证明原溶液中含有         Fe2+,正确;D    项,滴入    KSCN 溶液,不显红色,证明不含
Fe3+,再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色溶液),溶液变红无法证明原溶液中含
有 Fe2+,错误。

    6.下图所示仪器可用于实验室制备少量无水                  FeCl3,仪器连接顺序正确的是(  )


    A.a-b-c-d-e-f-g-h
    B.a-e-d-c-b-h-i-g
    C.a-d-e-c-b-h-i-g
    D.a-c-b-d-e-h-i-f
    解析:选    B 根据反应     2Fe+3Cl      △    2FeCl ,可知实验顺序依次为:制取氯气、
                               2 = = = = =    3

除杂(HCl、水蒸气)、制备         FeCl3、尾气处理,故导管的连接顺序为              a-e-d-c-b-h-i-
g。
    7.下列中学化学中常见物质的转化关系图中,反应条件及部分反应物和产物未全部注
明,已知    A、D 为金属单质,其他为化合物。
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    回答下列问题:
    (1)写出物质的化学式:A:__________,B:____________,C:________,I:
________。
    (2)向 F 中逐滴滴加试剂①的现象为_______________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)写出下列反应的方程式:
    C→E 的离子方程式:________________________________________________,
    C→F 的离子方程式:________________________________________________,
    G→H 的离子方程式:_______________________________________________。

    解析:从    D 到红色粉末     B,是  Fe2O3 生成的过程,B     是 Fe2O3,I 是 Fe(OH)3,H 是

Fe(OH)2,D 是单质铁,试剂①是盐酸或硫酸,G              是亚铁盐,试剂②是碱溶液,A             是单质和

B 生成  C 和 D,是铝热反应,A      是  Al,C 是  Al2O3。

    (2)F 为偏铝酸盐,AlO-2    与酸反应,观察到的现象是先产生白色沉淀                   Al(OH)3,继而

                       3+
Al(OH)3 溶于酸中,生成      Al  。(3)C→E,是    Al2O3 和酸反应生成铝盐;C→F        是 Al2O3 和强碱

反应生成偏铝酸盐;G→H          是亚铁盐转化为       Fe(OH)2。

    答案:(1)Al Fe2O3 Al2O3 Fe(OH)3
    (2)开始有白色沉淀生成,继续滴加沉淀溶解

               +     3+                 -                 2+     -
    (3)Al2O3+6H ===2Al +3H2O Al2O3+2OH   ===2AlO-2 +H2O Fe  +2OH  ===Fe(OH)2↓

    8.(2017·黄冈模拟)一种新型高效净水剂              PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6-n]m),广
泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化
物)为原料制取      PAFC,设计生产流程如下:


    请回答下列问题:
    (1)用 10 mol·L-1 的浓盐酸配制      2 mol·L-1  的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒
外,还有________。
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    A.容量瓶                            B.烧杯
    C.烧瓶                             D.胶头滴管
    (2)下列关于    PAFC 的说法中正确的是________。
    A.PAFC 是一种有机高分子化合物
    B.PAFC 中 Fe 显+2  价
    C.PAFC 溶于水能电离出       OH-,是一种碱
    D.PAFC 在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在
    (3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。
    A.测定溶液中      Fe2+与 Fe3+的含量比
    B.测定原料是否完全溶解

                   2+
    C.测定溶液中      Fe  的含量,以确定加入         NaClO3 的量
    D.测定溶液中      Al3+的含量

    (4)写出向溶液中加入        NaClO3 时,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
    (5)该化工厂的化验室为测定产品            PAFC 中 Al 和 Fe 的含量,进行下列试剂的选择和基本
操作:
    ①测定时所需的试剂有________。

    A.NH3·H2O                        B.NaOH

    C.CO2                            D.NaClO3
    ②测定时,直接测定的是____________和____________的质量(填化学式)。
    ③在测定过程中的操作顺序是:过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)
。
    解析:(1)用    10 mol·L-1 的浓盐酸配制      2 mol·L-1 的稀盐酸,所用玻璃仪器除量筒和
玻璃棒外,还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。
    (2)A 项,PAFC 不是有机高分子化合物,错误;B              项, PAFC  中  Fe 显+3 价,错误;C      项,
PAFC 溶于水能电离出      OH-,但同时还有氯离子,不属于碱,错误;D                  项,PAFC  能电离出
Al3+、Fe3+和  OH-,在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在,D                   正确。

                   2+                                                     2+
    (3)溶液中含有     Fe  需用  NaClO4 氧化,所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中                   Fe

的含量,以确定加入         NaClO3 的量。

                                      2+          -    3+                 2+
    (4)向溶液中加入      NaClO3 时,ClO-3 与 Fe  反应生成    Cl 和 Fe  ,离子方程式为       6Fe

    +            3+    -
+6H  +ClO-3 ===6Fe +Cl  +3H2O。

    (5)①Al(OH)3 是两性氢氧化物,能与强碱反应生成偏铝酸盐,然后通入                       CO2 转化为

Al(OH)3 沉淀,灼烧得到      Al2O3,Fe(OH)3 不溶于强碱溶液,所以测定时所需的试剂有

NaOH 和 CO2。②根据①中分析可知,直接测定的是                Al2O3、Fe2O3 的质量。③在测定过程中的
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操作顺序是:过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。

                                   2+    +            3+    -
    答案:(1)ABD (2)D (3)C (4)6Fe       +6H  +ClO-3 ===6Fe +Cl  +3H2O (5)①BC 

②Al2O3 Fe2O3 ③洗涤 冷却
                                   [课下提能练]
    1.现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色,其原因可能是(  )
    A.苹果汁中的      Fe2+变成  Fe3+
    B.苹果汁中含有       Cu2+
    C.苹果汁中含有       OH-
    D.苹果汁中含有       Fe3+
    解析:选    A A 项,苹果汁中的       Fe2+变成   Fe3+,使得现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色
变为棕黄色,正确;B         项,Cu2+显蓝色,错误;C         项,OH-无色,错误;D        项,Fe3+本身是棕
黄色,错误。
    2.铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质,下列关于铁元素的叙述中正确的是(  )
    A.2Fe3++Fe===3Fe2+成立说明氧化性:Fe3+>Fe2+
    B.25 ℃,pH=0    的溶液中,Al3+、NH+4     、NO-3 、Fe2+可以大量共存
    C.5.6 g 铁与足量的氯气反应失去电子为              0.2 mol

                                        2+          +    3+
    D.硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液:Fe                  +2H2O2+4H  ===Fe +4H2O
    解析:选    A pH=0  的溶液呈强酸性,Fe2+、NO-3        、H+不能大量共存,B         项不正确;
C 项应为   0.3 mol,不正确;D    项电荷和电子得失不守恒,不正确。

    3.(2017·柳州模拟)以硫铁矿(主要成分为              FeS2)为原料制备氯化铁晶体

(FeCl3·6H2O)的工艺流程如图所示:


    下列说法不正确的是(  )
    A.酸溶过程使用的酸也可以是硝酸,且过量

    B.为了防止污染,焙烧过程中产生的               SO2 要回收利用
    C.通氯气的目的是氧化          Fe2+

    D.由  FeCl3·6H2O 制取无水    FeCl3 需要在氯化氢的气流中加热

    解析:选    A 若用过量硝酸酸溶,则会引入              NO-3 ,A 项说法错误;SO2    是一种污染气体,

                                              2+            3+
必须回收利用,B       项说法正确;通入        Cl2 的目的是将    Fe  全部氧化为     Fe  ,C 项说法正确;

          3+
为了防止    Fe  水解,由    FeCl3·6H2O 制取无水    FeCl3 时需要在   HCl 的气流中加热,D       项说法
正确。
                  中国现代教育网     www.30edu.com  全国最大教师交流平台

    4.为了除去硫酸铜溶液中含有的             Fe2+杂质,先加入合适的氧化剂使             Fe2+氧化为   Fe3+,
下列物质中最好选用(  )

    A.KMnO4 溶液                       B.H2O2 溶液

    C.氯水                             D.HNO3 溶液
    解析:选    B A、C、D   三项中的氧化剂虽均能使           Fe2+氧化为   Fe3+,但同时会引入新的杂

                                               2+    3+
质,故此三项不符合题意;H2O2           具有氧化性,能氧化         Fe  为 Fe  ,还原产物为水,不引入
新杂质,B    项符合题意。

    5.关于   FeCl3 进行的实验,下列预测正确的是(  )
 选项                   实验                                   预测

  A               蒸发  FeCl3 溶液                        得到  FeCl3 固体

        在  FeCl3、CuCl2 混合液中,加入少量
  B                                              一定有   H2 产生且有    Cu 析出
                      Fe 粉

  C       用 FeCl3 固体溶于水配制饱和溶液                      会有  Fe(OH)3 沉淀产生

  D        在  FeCl3 溶液中加入    KHCO3 溶液        有  CO2 产生,但无    Fe(OH)3 沉淀生成


                                    3+
    解析:选    C 蒸发   FeCl3 溶液可促进    Fe  水解,由于     HCl 易挥发,最后得到        Fe(OH)3,

                                                 3+            2+
A 错误;加入少量      Fe 粉时,不会有      H2 产生且  Fe 应先和   Fe  反应,再和     Cu  反应,B   错误;

  3+
Fe  与 HCO-3 发生相互促进的水解反应,有            CO2 和 Fe(OH)3 沉淀生成,D   错误。

    6.用  FeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应
后的溶液分析合理的是(  )
    A.若无固体剩余,则溶液中一定有              Fe3+
    B.若有固体存在,则溶液中一定有              Fe2+
    C.若溶液中有      Cu2+,则一定没有固体析出
    D.若溶液中有      Fe2+,则一定有     Cu 析出
    解析:选    B 若无固体剩余,说明铜全部以              Cu2+形式存在,加入的铁粉完全反应,溶液
中一定含有     Fe2+,可能含有     Fe3+,A 错误;若有固体存在,固体中一定有铜,可能有铁,
溶液中一定含有       Fe2+,B 正确;若溶液中有        Cu2+,有可能加入铁粉的量少,只有部分                Cu2+
与 Fe 反应,所以可能有固体析出,C            错误;当加入的铁粉较少时,只发生                Fe+2Fe3+
===3Fe2+时,不会有铜析出,D        错误。

    7.(2017·武汉调研)FeCO3     与砂糖混用可以作补血剂,实验室里制备                 FeCO3 的流程如图
所示。
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    下列说法错误的是(  )

    A.可利用    KSCN 溶液检验   FeSO4 溶液是否变质

    B.沉淀过程中有       CO2 气体放出
    C.过滤操作的常用玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒

    D.产品   FeCO3 在空气中高温分解可得到纯净的            FeO
    解析:选    D 硫酸亚铁变质后有         Fe3+生成,Fe3+遇硫氰化钾变红色,A           正确;Fe2+与     CO

 -                                                               +
23 反应生成    FeCO3 沉淀,促进了     HCO-3 的电离,溶液中的       HCO-3 又与生成的    H 反应生成

CO2 和 H2O,B 正确;FeCO3  在空气中高温加热时,+2           价铁会被    O2 氧化,故得不到纯净的
FeO,D 错误。
    8.A、B、C   三种物质中均含有同一种元素             M,它们之间有
如图所示的转化关系。A          为一种金属单质,其产量直接关系国
民经济命脉。反应①②③均为化合反应,反应④为置换反应。
下列有关说法不正确的是(  )
    A.①中所加试剂可能是氯气
    B.③中需要加具有氧化性的试剂
    C.A 与稀硝酸反应一定能实现元素             M 在①中发生的价态变化
    D.元素   M 在②中发生的价态变化也能通过加碘化钾溶液实现
    解析:选    C 根据转化关系可确定          A 为变价金属,应为       Fe,反应①加入氯气能实现,

B 为 FeCl3,C 为 FeCl2,A 项正确;反应③中铁元素由+2             价升高到+3     价,需要加具有氧化

                                                                    3+     -
性的试剂,B     项正确;过量的       Fe 与稀  HNO3 反应时,生成     Fe(NO3)2,C 项错误;Fe     能将  I

                        2+
氧化成   I2,自身被还原成       Fe  ,D 项正确。
    9.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(  )
 选项                      操作和现象                               结论或目的
       向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试
  A                                                       红砖中含有氧化铁
           管中,滴加     KSCN 溶液  2~3  滴,溶液呈红色

       CO 还原  Fe2O3 得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入
  B                                                      黑色固体中没有       Fe3O4
                   KSCN 溶液,溶液不显红色

        取少量   Fe(NO3)2 试样加水溶解,加稀       H2SO4 酸化,滴
  C                                                    该 Fe(NO3)2 试样已经变质
                  加 KSCN 溶液,溶液变为红色

                                                                        2+
  D     向某溶液中通入       Cl2,然后再加入      KSCN 溶液变红色           原溶液中含有      Fe
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    解析:选    A B 项中   CO 还原 Fe2O3 得到单质   Fe,即使有    Fe3O4,其溶于盐酸后产生的
Fe3+与 Fe 发生反应:Fe+2Fe3+===3Fe2+,加入        KSCN 溶液也不显红色,错误;C          项中
NO-3 +H+具有强氧化性,而        Fe2+具有还原性,两者发生氧化还原反应,有                 Fe3+生成,遇
KSCN 溶液呈红色,不能证明样品是否变质,错误;D                  项中若原溶液中不存在          Fe2+存在   Fe3+,
也有此现象,错误。
    10.某学生鉴定某可溶性甲盐的流程如图所示,下列说法正确的是(  )


    A.如果甲中含有       S2-,则乙是硫黄沉淀

    B.如果乙是     AgCl 沉淀,那么甲是      FeCl3

                     3+
    C.丙中肯定含有       Fe  ,所以甲是     FeBr2
    D.甲中含有铁元素,可能显+2            或者+3    价
    解析:选    D 甲与酸化的硝酸银溶液反应可得乙与丙,乙为淡黄色沉淀,丙与                            KSCN 溶
液反应呈红色,则丙中一定含有             Fe3+,则甲中含有      Fe2+或  Fe3+。如果甲中含有       S2-,硫化
亚铁不溶于水,S2-与        Fe3+发生氧化还原反应而不能共存,故              A 错误;AgCl   是白色沉淀,乙
不可能是    AgCl,故  B 错误;甲可能是溴化亚铁,也可能是溴化铁,故                    C 错误、D   正确。

    11.有关   FeSO4 的转化关系如下图所示(无关物质已略去)。


    已知:①X    由两种化合物组成,将          X 通入品红溶液,溶液褪色;通入             BaCl2 溶液,产生
白色沉淀。
    ②Y 是红棕色的化合物。
    (1)气体  X 的成分是____________________________________________(填化学式)。
    (2)反应Ⅰ的反应类型属于______________(填字母)。
    a.分解反应  b.复分解反应  c.置换反应
    d.化合反应  e.氧化还原反应
    (3)溶液  2 中金属阳离子的检验方法是___________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (4)若经反应Ⅰ得到       16 g 固体 Y,产生的气体       X 恰好被  0.4 L 1 mol·L-1 NaOH  溶液完
全吸收,则反应Ⅰ的化学方程式是________________________________,反应Ⅳ中生成

FeSO4 的离子方程式是____________________________________________________。
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    解析:(1)X   能使品红溶液褪色说明          X 中含有   SO2,但  SO2 与氯化钡溶液不反应,所以

X 中还有   SO3。

    (2)反应Ⅰ为    FeSO4 受热分解生成     SO2、SO3、Fe2O3,既是分解反应又是氧化还原反应。

                                              3+
    (3)溶液  2 为 Fe2(SO4)3 溶液,用  KSCN 溶液检验    Fe  ,具体方法为取少量溶液           2 于试管
中,加入几滴      KSCN 溶液,溶液变红。

    (4)反应Ⅰ得到     16 g  Fe2O3,由得失电子守恒得生成          0.1 mol SO2,所以生成     SO3 也为
0.1    mol,则反应Ⅰ的化学方程式是           2FeSO     △     Fe O +SO ↑+SO  ↑。0.1      mol 
                                      4 = = = = =  2 3   2     3

SO3 与 0.2 mol NaOH 完全反应,0.1 mol SO2   与 0.2 mol NaOH 恰好完全反应生成       Na2SO3,溶

                                                3+     -           2+    -
液 1 中含有   Na2SO3 和 Na2SO4,反应Ⅳ的离子方程式为         2Fe  +SO23 +H2O===2Fe  +SO24  +
2H+。

    答案:(1)SO2、SO3 (2)a、e
    (3)取少量溶液     2 于试管中,加入几滴        KSCN 溶液,溶液变红色
    (4)2FeSO    △     Fe O +SO ↑+SO  ↑
           4 = = = = =  2 3   2     3
       3+    -           2+     -     +
    2Fe +SO23  +H2O===2Fe  +SO24  +2H

                        3+                     -                            -1
    12.某同学为了验证        Fe 是否能将     H2SO3 氧化成  SO24 ,用  50  mL  0.1     mol·L    

FeCl3 溶液吸收制取     SO2 气体的尾气后,进行以下实验:
    (1)检验吸收液中的       SO24-操作为_________________________________________
    ________________________________________________________________________,证

    3+
明 Fe  能够把   H2SO3 氧化
    成 SO24-。

    (2)请配平并完成上述反应中的化学方程式:2FeCl3+SO2+________===________+

H2SO4+________,反应中的氧化产物是________(写化学式)。

                        +    -     -                   3+    2+
    (3)吸收液中除了含有        H 、Cl  、SO24  以外,对其他成分(Fe         、Fe   、H2SO3)的可能
组合进行探究:
    ①提出假设。 
    假设  1:溶液中存在      Fe2+;
    假设  2:溶液中存在      Fe3+、Fe2+;
    假设  3:溶液中存在_________________________________________。
    ②设计方案,进行实验,验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。

                                          -1                       -1
限选实验试剂和仪器:试管、滴管、0.1                 mol·L    KMnO4 溶液、0.1    mol·L     KSCN 溶
液、品红稀溶液。
               实验步骤                                 预期现象和结论
 步骤  1:用试管取样品溶液         2~3 mL,并滴       若出现红色,则假设         2 成立,1、3    不成立;
        入____________________           若未出现红色,则假设          2 不成立,假设     1 或
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                                                        3 成立
               步骤  2:
               步骤  3:

                    -
    解析:(1)检验     SO24 常用稀盐酸和      BaCl2 溶液。

    (2)SO2 被氧化成了    H2SO4,则 FeCl3 被还原成   FeCl2。

                                                     3+
    (3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下:假设                   1,若  Fe  与  H2SO3 正好反应则只存
在 Fe2+;假设   2,若   Fe3+过量则存在     Fe3+与 Fe2+;假设   3,若   Fe3+不足,则存在      Fe2+与

                                         3+
H2SO3;三种假设的不同之处在于假设             2 中含有  Fe  ,假设    3 中含有  H2SO3,据此,可设计实
验方案进行探究。
    答案:(1)取少量样品溶液于试管中,先滴入足量的稀盐酸,再滴入氯化钡溶液,如果
有白色沉淀生成

    (2)2H2O 2FeCl2 2HCl H2SO4

          2+
    (3)①Fe  、H2SO3
    ②
               实验步骤                                 预期现象和结论
 步骤  1:1~2  滴  0.1  mol·L-1 KSCN 溶液
                                        若品红溶液红色褪去,则假设             3 成立;若品
步骤   2:另取   2~3 mL 样品溶液于试管中,
                                        红溶液不褪色,则假设          3 不成立,假设      1 成
        滴入  1~2 mL  品红稀溶液
                                                          立


    13.工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为               Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁

红(Fe2O3),具体生产流程如下:


    试回答下列问题:
    (1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为________(填化学式)。
    (2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有________;步骤Ⅳ中应选用
________试剂调节溶液的       pH(填字母编号)。
    A.稀硝酸                            B.氢氧化钠溶液
    C.高锰酸钾溶液                         D.氨水
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    (3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是_______________________________                 ____。
    (4)步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在             35                          ℃以下,其目的是
_________________________________________________。
    (5)步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为______________________________。
    (6)欲测定硫铁矿烧渣中         Fe 元素的质量分数,称取         a g 样品,充分“酸溶”“水溶”后

过滤,向滤液中加入足量的            H2O2,充分反应后加入       NaOH 溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、
洗涤、灼烧至固体恒重,冷却后称得残留固体                   b g。

    ①写出加入足量的        H2O2 发生反应的离子方程式:
    ________________________________________________________________________;
    ②测得该样品中       Fe 元素的质量分数为____________。

    解析:(1)SiO2  为酸性氧化物,不与稀          H2SO4 反应。(2)NaOH  溶液不易控制溶液        pH,应

                                     2+
选氨水。(4)既防止       NH4HCO3 分解,又减少    Fe  水解。(5)FeCO3   转变为   Fe2O3,肯定有氧化剂

O2 参与反应。(6)残留      b         g 固体为   Fe2O3,根据  Fe 原子守恒,Fe     元素的质量分数为
    112
b g ×
    160        7b
  a g  ×100%=10a×100%。

    答案:(1)SiO2
    (2)漏斗、玻璃棒、烧杯 D
    (3)KSCN 溶液(或其他合理答案)

                              2+
    (4)防止  NH4HCO3 分解,减少    Fe 的水解
    (5)4FeCO +O    高温    2Fe O +4CO
           3   2 = = = = =  2 3     2
           2+         +      3+
    (6)①2Fe  +H2O2+2H   ===2Fe +2H2O
      7b
    ②10a×100%


                       考点一 金属材料与金属矿物的开发利用


    一、熟知合金和常见的金属材料
    1.合金
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    [注意] 
    (1)常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。
    (2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质仍然不
变。
    (3)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果
一种金属还未熔化时,另一种金属已经汽化,则一般不能熔合在一起,如                              Cu 与 Na、Fe  与
Na 等不能形成合金。
    2.常见金属材料
    (1)黑色金属材料——钢铁
    ①钢是用量最大,用途最广的合金。


    ②

    (2)有色金属材料——铜和铝
    ①我国使用最早的合金是青铜,常见的铜合金有黄铜和白铜。
    ②铝合金。
    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)合金中至少含有两种金属元素,不含非金属元素(×)
    (2)合金中的金属元素以化合物的形式存在(×)
    (3)合金中各种元素的含量一定,所以合金是纯净物(×)
    (4)合金的硬度一般大于成分金属,而熔点一般低于成分金属(√)
    (5)铝合金的熔点比纯铝的高(×)
    (6)地震灾区重建所使用的钢材属于合金(√)
    二、掌握金属矿物开发利用的方法
    1.金属在自然界中的存在
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    2.金属冶炼的一般步骤


    3.金属冶炼的实质
    金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即:Mn++ne-===M(写反应
通式,用    M 表示金属)。
    4.金属冶炼的方法(用化学方程式表示)


    5.铝热反应


        实验
        装置


                 ①镁带剧烈燃烧,放出一定的热,并发出耀眼的白光,氧化铁和
        实验
                 铝粉在较高温度下发生剧烈反应;
        现象
                 ②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中

        实验       高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程
                                  高温
        结论                     = = = = =
                 式为   2Al+Fe2O3    2Fe+Al2O3
        原理       ①制取熔点较高、活泼性弱于             Al 的金属铬、锰、钨等;
        应用       ②金属焊接,如野外焊接钢轨等

    [基点小练]
    2.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

    (1)工业上电解熔融状态的         Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原反应(√)

    (2)电解  AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时,阴极上依次析出             Cu、Fe、Al(×)
    (3)电解氯化镁溶液制取金属镁(×)
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    (4)用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛(×)
    (5)将 MgO 与铝粉混合发生铝热反应制备镁(×)
    (6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气(×)
    (7)MgCl (aq)石灰乳Mg(OH)   煅烧   MgO 电解  Mg,在给定条件下能实现(×)
          2    ――→        2――→     ――→

    3.工业上冶炼铝为什么用电解熔融              Al2O3 而不用电解熔融      AlCl3?冶炼镁为什么用电解

熔融  MgCl2 而不用电解熔融      MgO?

    答案:AlCl3  为共价化合物,熔融时不导电,故不能用电解                    AlCl3 的方法冶炼铝。
    尽管  MgO 属于离子化合物,但其熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本,而

MgCl2 的熔点较低,更易熔融,故工业冶炼镁使用电解熔融                     MgCl2 的方法。


    题点(一) 金属矿物的开发与利用
    1.下列说法或转化正确的是(  )
    A.(2016·江苏高考)MgCO      HClaqMgCl (aq) 电解  Mg
                          3 ――→       2    ――→
    B.(2013·安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
    C.(2012·重庆高考)钢铁厂用热还原法冶炼铁

    D.(2012·广东高考)工业上电解熔融状态的               Al2O3 制备 Al 不涉及氧化还原反应

    解析:选    C Na、Mg  属于活泼金属,用电解熔融            NaCl、MgCl2 的方法制备而不能电解

NaCl 溶液、MgCl2  溶液,A、B    错误;电解熔融       Al2O3 制取 Al 的反应为    2Al2O3(熔融)
   电解     4Al+3O ↑,该反应属于氧化还原反应,D              错误。
= = = = =       2
    2.下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是(  )
 选项     金属      存在形式                            冶炼方法

  A      铜       化合态      铁的金属性比铜强,可将铁与             CuSO4 溶液反应冶炼铜

  B      银       化合态      银的金属性弱,用加热          Ag2O 的方法冶炼
  C      铁       化合态      铝的金属性比铁强,可用铝热法炼铁
                          钠的金属性强,一般的还原剂很难将其还原出来,所以用电
  D      钠       化合态
                          解饱和    NaCl 溶液的方法冶炼

    解析:选    D 一般用电解熔融        NaCl 的方法来制取钠,而电解饱和食盐水得到的是

NaOH、H2 和 Cl2。
    3.用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:
                         2Al+4BaO  高温   3Ba↑+BaO·Al   O
                                                 2 3
    常温下   Al 的金属性比     Ba 的金属性______(选填“强”、“弱”)。利用上述方法可制取
Ba 的主要原因是______。
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    A.高温时    Al 的活泼性大于     Ba
    B.高温有利于      BaO 分解

    C.高温时    BaO·Al2O3 比 Al2O3 稳定
    D.Ba 的沸点比    Al 的低
    解析:因    Ba 的金属性强于     Mg,而   Mg 的金属性强于     Al,故   Al 的金属性比    Ba 弱,题中
由 Al 制备  Ba 不符合常规金属性强的制备金属性弱的反应规律,原因是此反应为可逆反应,
Ba 在此温度下为气体,移出钡蒸气后,上述平衡右移,故能由铝制得钡。
    答案:弱 D


                            金属活动性与冶炼方法的关系


    题点(二) 合金组成与含量的测定
    4.(2013·重庆高考)合金是建造航空母舰的主体材料。
    (1) 航母升降机可由铝合金制造。
    ①工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为________。

    ②Al­Mg 合金焊接前用      NaOH 溶液处理    Al2O3 膜,其化学方程式为
________________________________________________________________________。
    焊接过程中使用的保护气为______________(填化学式)。
    (2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu­Al             合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,
过滤得白色沉淀       39.0 g,则合金中     Cu 的质量分数为________。

    解析:(1)①提取铝土矿中的氧化铝,通入                CO2 气体使  AlO-2 转化为  Al(OH)3 沉淀。

②Al2O3 与 NaOH 溶液发生反应:Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O;焊接过程中的保护气与金属
不能反应,故一般用稀有气体,如              Ar。

    (2)白色沉淀    Al(OH)3 的质量为   39.0 g,为  0.5  mol,合金中    Al 的质量为   0.5  mol×27 
g·mol-1=13.5 g,
                 80.0 g-13.5 g
    铜的质量分数为         80.0 g  ×100%=83.1%。

    答案:(1)①CO2 ②Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O Ar (2)83.1%
                               考点二 铜及其化合物


    一、了解单质铜的性质
    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,不能被磁铁吸引。
    2.化学性质
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    (1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐

渐形成一层绿色的铜锈,反应的化学方程式为                   2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。
    (2)写出下列化学方程式:
    铜在空气中加热:2Cu+O             △     2CuO;
                         2 = = = = =
    铜丝在硫蒸气中反应:2Cu+S              △     Cu S。
                             = = = = =   2
    [注意] (1)铜在潮湿空气中生锈与铁、铝不同,并不生成氧化物,而是生成碱式碳酸
铜。

    (2)铜为变价金属,与        Cl2 反应生成   CuCl2,与  S 反应生成   Cu2S。
    [基点小练]
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)用胆矾炼铜,不涉及化学反应(×)

    (2)Cu2(OH)2CO3 是铜锈的主要成分,在干燥空气中不易生成(√)
    (3)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成(×)

    (4)将铁片置于     CuSO4 溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼(√)
    二、掌握铜的重要化合物间的转化与性质


    1.氧化铜和氧化亚铜
      名称                     氧化铜                           氧化亚铜
      颜色                      黑色                            砖红色

           +                 +     2+                      +    2+
  与酸反应(H     )        CuO+2H   ===Cu +H2O          Cu2O+2H  ===Cu +Cu+H2O
   与  H 反应           H +CuO    △     Cu+H O        H +Cu O    △     2Cu+H O
       2              2     = = = = =     2         2   2 = = = = =       2
    转化关系                            4CuO   高温    2Cu O+O ↑
                                        = = = = =   2    2

    2.氢氧化铜
    (1)物理性质:蓝色不溶于水的固体。
    (2)化学性质及应用:
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    反应①的化学方程式:Cu(OH)              △    CuO+H  O
                             2 = = = = =     2
                                 +     2+
    反应②的离子方程式:Cu(OH)2+2H           ===Cu +2H2O
    3.铜盐

    (1)Cu2(OH)2CO3 的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,是铜在潮湿空气中
被腐蚀的结果,其受热分解的化学方程式为                  Cu (OH) CO    △     2CuO+H O+CO  ↑。
                                       2    2 3 = = = = =       2    2

    (2)CuSO4·5H2O 为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热分解的化学方程式为
CuSO ·5H O    △     CuSO +5H O,蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水                CuSO 遇水变蓝
    4   2 = = = = =     4   2                                      4

色(生成   CuSO4·5H2O),据此可用来检验水的存在。
    [注意] (1)通常利用反应:2Cu+O               △    2CuO 除去混合气体中的少量          O 。
                                  2 = = = = =                         2

    (2)Cu 与稀 H2SO4 不反应,但在通入       O2 的条件下,Cu    可在稀   H2SO4 中逐渐溶解:2Cu+

O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O。

    (3)无水  CuSO4 只能作为检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
    [基点小练]
    2.把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。


    题点(一) 铜及其化合物的性质
    1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
    (1)(2016·全国甲卷)除去      Cu 粉中混有    CuO 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干
燥(×)

                                           -1
    (2)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入         1.0  mol·L    Fe2(SO4)3 溶液中,现象是溶液变蓝,
有黑色固体出现(×)

    (3)(2015·广东高考)1 mol Cu    和足量热浓硫酸反应可生成            NA 个 SO3 分子(×)
    (4)(2015·四川高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(√)
    (5)(2015·四川高考)气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气(√)

    (6)(2014·全国卷Ⅱ)H2    通过灼热的     CuO 粉末,反应后固体物质增重(×)
    2.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(  )
 选项             陈述Ⅰ                       陈述Ⅱ                     判断

  A    铜绿的主要成分是碱式碳酸              可用稀盐酸除铜器表面的铜                Ⅰ对;Ⅱ对;无
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                  铜                         绿

  B    铜表面易形成致密的氧化膜               铜制容器可以盛放浓硫酸                Ⅰ对;Ⅱ对;有
       向硫酸铜溶液中通入氨气,
       有深蓝色沉淀产生,过滤后              把铜丝放在酒精灯火焰上灼
  C                                                          Ⅰ对;Ⅱ对;有
       灼烧滤渣,最后变成黑色固                  烧,铜丝表面变黑
                  体
       蓝色硫酸铜晶体受热转化为              硫酸铜溶液可用作游泳池的
  D                                                          Ⅰ错;Ⅱ对;无
       白色硫酸铜粉末是物理变化                       消毒剂
    解析:选    D 稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应,而且稀盐酸不与                            Cu 反
应,所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿,Ⅰ、Ⅱ有因果关系,A                          错误;铜表面不能形成致密
的氧化膜,铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应,所以不能用铜制容器盛放浓硫酸,B                                   错误;

硫酸铜与氨水反应生成          Cu(OH)2,Cu(OH)2 受热分解生成黑色       CuO,Ⅰ、Ⅱ均正确,但没有因

果关系,C    错误;蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末,属于化学变化,CuSO4                            可用
作消毒剂,但与前者没有因果关系,D               正确。
    3.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+===Cu2++Cu↓。由于反应温度不同,用氢气还

原氧化铜时,可能产生          Cu 或 Cu2O,两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实
验所得的红色固体产物作了验证,实验操作和实验现象记录如下:
  加入试剂            稀硫酸           浓硫酸、加热               稀硝酸            浓硝酸
               有红色固体剩                                             产生红棕色
                                                  产生无色气体和
  实验现象         余和溶液变为           产生无色气体                            气体和溶液
                                                   溶液变为蓝色
                   蓝色                                              变为绿色

    由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物(  )

    A.是  Cu                         B.是   Cu2O

    C.一定有    Cu,一定有    Cu2O          D.一定有    Cu2O,可能有    Cu

    解析:选    D 浓  H2SO4(加热)、硝酸均能氧化        Cu 或 Cu2O;而稀   H2SO4 与 Cu 不反应,与

Cu2O 反应。


                           区别红色物质      Cu 和 Cu2O 的方法

    向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为                            Cu2O,否则为

Cu。反应的化学方程式为          Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。
    题点(二) 铜及其化合物的制取

    4.Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一,下面是由                Cu2S 冶炼铜及制取     CuSO4·5H2O 的流程
图:
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         O△2
       ――→
    Cu S   Cu 焙烧  Cu O、CuO足量稀硫酸A操作ⅠB蒸发、结晶、过滤胆矾
      2      ――→    2        ――→     ――→        ――→

    (1)Cu2S 中铜元素的化合价为________,火法炼铜的反应原理是
________________________________________________________________________
    (用化学方程式表示)。

    (2)向 Cu2O、CuO 中加入足量稀硫酸得到的体系             A 中溶液呈蓝色,且有红色物质生成,
请写出生成红色物质的离子方程式:_________________________________________。
    (3)若将  A 中红色物质反应掉,操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。

    A.适量的    NaNO3  B.适量的     HNO3  C.适量的    H2O2

    解析:(1)Cu2S  中铜为+1     价,火法炼铜中       Cu、O 被还原,S    被氧化,反应的化学方程
式为  Cu S+O     △     2Cu+SO  。
      2    2 = = = = =      2
                                       2+
    (2)依据信息知     Cu2O 在酸性条件下生成       Cu  (蓝色)和单质铜(红色),反应的离子方程

            +    2+
式为  Cu2O+2H  ===Cu +Cu+H2O。

    (3)H2O2 不产生污染物,不引入杂质。
    答案:(1)+1 Cu     S+O      △    2Cu+SO
                   2    2 = = = = =      2
              +     2+
    (2)Cu2O+2H ===Cu  +Cu+H2O
    (3)C
    5.铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:

    (1)Cu 不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向                 Cu 和稀硫酸的混合物中滴入           H2O2 溶
液后,溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。

    (2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出                 Cu2(OH)2CO3 绿色固体,试写出该反应的离
子方程式:________________________________________________________
    ________________________________________________________________________。
    (3)火法炼铜的原理:Cu        S+O     △     2Cu+SO  ,在该反应中每生成         1 mol  Cu,转
                        2    2 = = = = =      2
移________mol e-。

    (4)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含            Al、Zn、Ag、Pt、Au    等杂质)的电解精炼,
下列说法正确的是________(填选项字母)。
    a.粗铜接电源正极,发生氧化反应
    b.溶液中    Cu2+向阴极移动
    c.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等
    d.利用阳极泥可回收         Al、Zn 等金属
    (5)据报道,有一种叫        Thibacillus Ferroxidans 的细菌在有氧气存在的酸性溶液中,

可将黄铜矿     CuFeS2 氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2===4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,利

用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):
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     ①检验溶液      B 中 Fe3+是否被除尽的实验方法____________________________
    ________________________________________________________________________。
    ②在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液                     B 中提炼金属铜(要求:一种方案只
用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式:方案一:________________;方
案二:________________________________________________________________________。

    解析:(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应,但再加入                     H2O2 溶液后铜开始溶解,溶液逐

渐变为蓝色,说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性,能溶解铜,离子方程式为                                 Cu+H2O2+

  +     2+
2H ===Cu +2H2O。

                                                                           2+
    (2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出                 Cu2(OH)2CO3,反应的化学方程式为         2Cu

     -                        +
+CO23 +2H2O===Cu2(OH)2CO3↓+2H  。
    (3)反应中   Cu 元素化合价由+1      价降低到     0 价,O 元素化合价由       0 价降低到-2    价,S   元
素化合价由-2      价升高到+4     价,由方程式可知生成          2 mol Cu,转移   6 mol 电子,则该反应
中每生成    1 mol Cu,转移   3 mol 电子。
    (4)a.精炼铜时,粗铜做阳极,连接电源正极,发生氧化反应故                        a 正确;b.溶液中     Cu2+
向阴极移动,故       b 正确;c.比铜活泼的金属先放电,所以阳极和阴极的质量变化不相等,故
c 错误;d.Al、Zn   比  Cu 活泼,在阳极会生成        Zn2+和 Al3+,故不能利用阳极泥回收           Al、
Zn 金属,故   d 错误。
    (5)①检验溶液     B 中 Fe3+是否被除尽的试剂是         KSCN 溶液,加入    KSCN 溶液若变红证明含
有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子;

    ②硫酸铜溶液得到金属铜的方法,可以加入铁粉置换铜,反应的化学方程式为                                CuSO4+

Fe===FeSO4+Cu;也可用惰性电极通电电解硫酸铜溶液,反应的化学方程式为                          2CuSO4+2H2O
   通电     2Cu+O ↑+2H   SO 。
= = = = =      2      2 4
                       +     2+
    答案:(1)Cu+H2O2+2H     ===Cu +2H2O

         2+     -                         +
    (2)2Cu +CO23  +2H2O===Cu2(OH)2CO3↓+2H
    (3)3 (4)ab
    (5)①加入   KSCN 溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子
    ②CuSO +Fe===FeSO +Cu 2CuSO  +2H  O   通电     2Cu+O ↑+2H   SO
         4           4          4   2 = = = = =       2     2  4

                                铜的冶炼“两方法”

    (1)湿法炼铜:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
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    (2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
                 800 ℃
               = = = = =
    2CuFeS2+4O2   Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
              1 200 ℃
             = = = = =
    2Cu2S+3O2   2Cu2O+2SO2
               1 200 ℃
              = = = = =
    2Cu2O+Cu2S   6Cu+SO2↑
    粗铜中铜的含量为        99.5%~99.7%,主要含有      Ag、Zn、Fe、Au   等杂质,粗铜通过电解精
炼可得到纯度达       99.95%~99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极,失电子变为
Cu2+,用纯铜棒作阴极即可得精铜。


                                   [课堂巩固练]
    1.下列几种关于金属冶炼方法的叙述中,正确的是(  )
    A.蒸发海水制成饱和食盐水,将其电解可制得金属钠
    B.炼铁高炉中,利用焦炭作为还原铁矿石的还原剂
    C.高炉炼铁能得到纯铁
    D.铝热法能够使氧化铁跟铝在高温条件下炼出铁来
    解析:选    D 电解食盐水得到的是          NaOH,得不到    Na;炼铁高炉中利用        CO 作为铁矿石的
还原剂;高炉炼铁得到的是含碳等元素的生铁。
    2.下列常见金属的冶炼原理中不合理的是(  )
                  选项     金属               冶炼原理
                                                高温
                                             = = = = =
                   A      Fe
                                    Fe2O3+3CO   2Fe+3CO2
                                              △
                                           = = = = =
                   B      Hg
                                      2HgO    2Hg+O2↑
                                                通电
                                             = = = = =
                   C      Mg
                                   2MgO(熔融)      2Mg+O2↑
                                                通电
                                             = = = = =
                   D      Na
                                  2NaCl(熔融)      2Na+Cl2↑

    解析:选    C A 项,铁可以通过还原剂还原铁的氧化物进行冶炼,正确;B                        项,Hg   是不

活泼金属,通过热分解冶炼,正确;C               项,镁是活泼金属,电解熔融的              MgCl2 冶炼 Mg,错误;
D 项,Na  是活泼金属,电解熔融         NaCl 冶炼  Na,正确。
    3.在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜,有下列两种途径:

        H2SO4   CuO
    ①Fe――→H2――→Cu
        H2SO4       Fe
    ②CuO――→CuSO4――→Cu
    若用这两种方法制得等量的铜,则下列有关说法符合实际情况的是(  )
    A.消耗氧化铜的质量相同
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    B.消耗铁的质量相同
    C.消耗硫酸的质量相同
    D.生成硫酸亚铁的质量相同

    解析:选    A 制备   1 mol Cu 需要 1 mol CuO,而     H2 还原 CuO 时需要先用 H2 排除体

系内的空气,冷却时也需要继续通 H2,因此需要 H2 的量远大于 1 mol ,即第①种方法消

耗的  Fe、H2SO4 均比第②种方法多。

    4.由黄铜矿(CuFeS2)制取铜的简单流程如图:


    下列说法正确的是(  )

    A.由  CuFeS2 生成 Cu2S、SO2 和铁的氧化物反应中硫元素被还原
                                       高温
                                    = = = = =
    B.熔炼过程中的主要反应为           Cu2S+O2    2Cu+SO2
    C.铜的电解精炼过程中纯铜作阳极

    D.上述冶炼过程产生大量          SO2,通常用饱和      NaHSO3 溶液吸收

    解析:选    B A 项,由    CuFeS2 生成 Cu2S、SO2 和铁的氧化物,反应中硫元素的化合价由

-2 价变成+4    价,被氧化,错误;B         项,根据流程图,熔炼过程中的主要反应为                   Cu2S+O2
   高温     2Cu+SO ,正确;C    项,铜的电解精炼过程中纯铜作阴极,粗铜作阳极,错误;
= = = = =       2

D 项,SO2 与饱和   NaHSO3 溶液不反应,应该选用         Na2SO3 溶液,错误。

    5.CuSO4 是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的
是(  )


    A.将  CuSO4 溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾
    B.相对于途径①,途径②更好地体现了绿色化学思想

    C.CuSO4 在 1 100 ℃分解所得气体       X 可能是   SO2 和 SO3 的混合气体
    D.Y 可能是葡萄糖

    解析:选    C 将  CuSO4 溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾,A                项说法正确;相对于途

径①,途径②的优点是制取等质量              CuSO4 需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径②更好

地体现了绿色化学思想,B           项说法正确;由流程图知硫酸铜分解生成了                  Cu2O,若  X 是 SO2 和

SO3 的混合气体,则铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,根据
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       1 100 ℃
      = = = = =
2CuSO4   Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X      可能是    O2、SO2 和 SO3 的混合气体,C     项说法错误;

碱性条件下,葡萄糖与新制氢氧化铜反应会生成                    Cu2O,所以   Y 可能是葡萄糖,D      项说法正确。

    6.某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究                        Cu 的常见化合物的性质。过
程如下:

    [提出问题] ①在元素周期表中,Cu、Al              位置接近,Cu     不如   Al 活泼,Al(OH)3  具有两

性,Cu(OH)2 也具有两性吗?
    ②通常情况下,Fe2+的稳定性小于            Fe3+,Cu+的稳定性小于        Cu2+吗?

    ③CuO 有氧化性,能被       H2、CO 等还原,也能被       NH3 还原吗?

    [实验方案] (1)解决问题①需用到的药品有                CuSO4 溶液、________(填试剂名称,一种
或多种),同时进行相关实验。

    (2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取                98 g Cu(OH)2 固体,加热至     80~100 ℃时,
得到  80 g 黑色固体粉末,断续加热到            1 000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末                A。冷却
后称量,A    的质量为    72  g,A 的化学式为________。向       A 中加入足量的稀硫酸,得到蓝色溶
液,同时观察到容器中还有红色固体存在,则反应的离子方程式为________________。
(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):实验中观察到
CuO 变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体,该气体的化学式为
________。


    [实验结论] (4)Cu(OH)2    具有两性。证明       Cu(OH)2 具有两性的实验现象是
________________________________________________________________________。
    (5)根据实验方案(2),得出的         Cu+和  Cu2+稳定性大小的结论:在高温时__________;
在酸性溶液中________________。

    (6)CuO 能被 NH3 还原。有同学认为       NH3 与 CuO 反应后生成的红色物质是          Cu,也有同学认

为 NH3 与 CuO 反应后生成的红色物质是          Cu 和 A 的混合物。请你设计一个简单的实验方案验

证 NH3 与 CuO 反应后生成的红色物质中是否含有              A:
________________________________________________________________________。

    解析:(1)要证明      Cu(OH)2 具有两性,应先用       CuSO4 溶液与碱反应生成      Cu(OH)2,再做

Cu(OH)2 与酸、碱液反应的实验,所需试剂为稀硫酸、NaOH                  溶液。(2)98    g  Cu(OH)2 的物质
的量为   1 mol,加热分解生成的        72  g 固体中含   Cu  1 mol,即  64  g,氧原子的质量为        72-

64=8  g,n(O)=8/16=0.5    mol,A  中 n(Cu)∶n(O)=2∶1,A    的化学式为     Cu2O,向  A 中加
入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,说明生成了                                   Cu 和
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  2+                           +         2+
Cu  ,反应的离子方程式为          Cu2O+2H ===Cu+Cu   +H2O。(3)CuO 和  NH3 反应生成红色物质

Cu,根据元素守恒知生成无污染气体为               N2。(4)Cu(OH)2 如具有两性,则既能溶解于强酸(稀
硫酸),又能溶解于强碱(NaOH)溶液,分别生成盐和水。(5)80                     ℃~100   ℃时,得到黑色固
体粉末,为     CuO,继续加热到      1 000 ℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末,说明在较高温度

时 Cu2O 稳定,与酸反应生成        CuSO4 和 Cu,说明在酸性条件下+2         价的铜稳定。(6)如含有

Cu2O,则根据其与酸反应的现象可判断,化学方程式为                     Cu2O+H2SO4===Cu+CuSO4+H2O,故

步骤是取    NH3 与 CuO 反应后生成的红色物质少许,加入稀硫酸中,若溶液变为蓝色,说明红
色物质中含有      A,反之则无     A。

                                              +         2+
    答案:(1)稀硫酸、NaOH       溶液 (2)Cu2O Cu2O+2H     ===Cu+Cu  +H2O (3)N2 

                                                +     2+        2+    +
(4)Cu(OH)2 既能溶于稀硫酸,又能溶于          NaOH 溶液 (5)Cu    比 Cu  稳定 Cu     比 Cu 稳定 

(6)取 NH3 与 CuO 反应后生成的红色物质少许,加入稀硫酸中,若溶液变为蓝色,说明红色
物质中含有     A,反之则无     A
                                   [课下提能练]
    1.下列说法中正确的是(  )

    A.Cu→CuO→Cu(OH)2  每步转化均能通过一步反应实现
    B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高
    C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜
    D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,
阻止反应的进一步进行

    解析:选    C A 项,CuO→Cu(OH)2   不能通过一步实现,错误;B            项,铝合金比纯铝的熔
点低,错误;D      项,铜表面不能形成致密的氧化膜,错误。
    2.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物,
如表为四种金属的熔、沸点。

                                Na      Cu      Al      Fe
                   熔点(℃)       97.5   1 083    660     1 535
                   沸点(℃)        883   2 595   2 200    3 000
    根据以上数据判断其中不能形成合金的是(  )
    A.Cu 和 Al                       B.Fe  和 Cu
    C.Fe 和 Na                        D.Al 和 Na
    解析:选    C Na 的沸点 883 ℃,而      Fe 的熔点为 1 535 ℃,当       Fe 熔化时,Na   已汽化,
二者不会形成合金。
    3.(2017·南昌模拟)工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰,通常
采用的方法是(  )
    A.炭还原法
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    B.铝热法还原
    C.直接加热法
    D.盐的水溶液与活泼金属置换法
    解析:选    B 工业上用铝热法冶炼活泼性比              Al 差的、熔点较高的金属,如钒、铬、锰
等。
    4.利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是(  )


                                       高温
                                    = = = = =
    A.该反应的化学方程式是          2Al+Fe2O3    2Fe+Al2O3
    B.该反应会产生高温,发出强光
    C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些金属
    D.若反应中转移       3 mol 电子,消耗氧化剂的物质的量是             1 mol
    解析:选    D A 项,铝是活泼金属,高温条件下可置换出氧化铁中的铁,正确;B                           项,
铝热反应放出大量的热,产生高温、发出强光,正确;C                       项,高熔点的金属可采用铝热法冶

炼,正确;D     项,铁元素的化合价从+3           价降低到    0 价,因此    1  mol  Fe2O3 在反应中得到     6 
mol 电子,则若反应中转移         3 mol 电子,消耗氧化剂的物质的量是             0.5 mol,错误。
    5.(2017·宝鸡质检)已知下列转化关系中,M、N                均为单质,则      M 可能是(  )
        点燃溶于水        惰性电极电解
        ――→――→          ――→
    M+N    Q    Q 溶液     M+N
    A.Na                             B.Al
    C.Fe                             D.Cu
    解析:选    D Na、Al、Fe   均为活泼金属,电解相关溶液不能制取其单质;电解铜盐溶液
                                                       电解
                                                      ――→
可以生成铜单质,题给转化是:Cu+Cl2―→CuCl2―→CuCl2                溶液      Cu+Cl2。

    6.从经济效益和环境保护考虑,大量制取                 Cu(NO3)2 最宜采用的方法是(  )
        浓HNO3
    A.Cu ――→   Cu(NO3)2
        稀HNO3
         ――→
    B.Cu    Cu(NO3)2
        O2空△ 气稀H△NO3
          ――→――→
    C.Cu    CuO    Cu(NO3)2
          C△l2   硝酸银溶液
        ――→        ――→
    D.Cu    CuCl2   Cu(NO3)2

    解析:选    C A 项,Cu   与浓  HNO3 反应生成   NO2,NO2 是有毒气体,污染环境,错误;B             项,

Cu 与稀  HNO3 反应生成   NO,NO 是有毒气体,污染环境,错误;C              项,发生反应      2Cu+O2
    △     2CuO,CuO+2HNO  ===Cu(NO ) +H O,过程中没有有毒气体生成,不污染环境,
= = = = =               3       3 2  2
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正确;D   项,硝酸银成本较高,不经济,错误。

    7.氢化亚铜(CuH)是一难溶物质,用            CuSO4 溶液和另一种反应物在         40~50   ℃时反应可
生成它。CuH    不稳定,易分解;CuH        在氯气中能燃烧,跟盐酸反应能产生气体。下列有关推
断中错误的是(  )
    A.这里的“另一种反应物”具有还原性
    B.CuH 可作氧化剂、还原剂

    C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃烧)

    D.CuH+HCl===CuCl+H2↑(常温)

    解析:选    C Cl2 具有强氧化性,与多价态金属或化合物反应时,生成最高价态的金属

化合物,CuH    与 Cl2 反应产物应为     CuCl2 和 HCl,C 项错误。
    8.如图是物质间发生化学反应的颜色变化,其中物质                      a、b、c、d   对应的物质正确的是

(  )


       选项          物质  a          物质   b        物质  c         物质  d

        A       Cu2(OH)2CO3       Ba(OH)2      Fe(OH)3       酚酞溶液

        B           CuO           NaAlO2        Fe2O3      紫色石蕊溶液

        C           CuO            BaCl2         FeO         酚酞溶液

        D         Cu(OH)2        Ba(NO3)2        FeO       紫色石蕊溶液


    解析:选    D 稀硫酸与     Fe(OH)3 反应得到的    Fe2(SO4)3 溶液呈黄色,稀硫酸遇酚酞溶液不

变色,A   项错误,C    项错误;稀硫酸与        Fe2O3 反应得到的    Fe2(SO4)3 溶液呈黄色,B    项错误;

稀硫酸与    Cu(OH)2 反应得到的    CuSO4 溶液呈蓝色,稀硫酸与         Ba(NO3)2 反应得到的   BaSO4 是白

色沉淀,稀硫酸与        FeO 反应得到的    FeSO4 溶液呈浅绿色,稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红,D                   项
正确。
    9.氧化铜矿用稀硫酸溶解后所得酸浸液(含                 Cu2+、H+、SO24-、Mg2+、Al3+、Fe2+)经
下列流程可制得高纯度硫酸铜晶体:
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    已知:该实验条件下,各金属离子沉淀的                 pH 如图所示。


    下列判断正确的是(  )

    A.沉淀   1 的主要成分为      Al(OH)3 和 Fe(OH)3
    B.溶液   2 中所含金属阳离子只有         Mg2+

    C.将溶液    3 蒸干即得    CuSO4·5H2O 晶体
    D.若不加入     NaClO 溶液,对制得硫酸铜晶体的纯度将无影响
    解析:选    A 酸浸液中含      Cu2+、H+、SO24-、Mg2+、Al3+、Fe2+,加入        NaClO 溶液,

  2+        3+                                3+    3+
Fe  氧化为   Fe  ,调节溶液的      pH=4.7,由图可知,Al        、Fe   转化为   Al(OH)3 和

                                                        2+   +     -     2+
Fe(OH)3 沉淀,过滤,沉淀       1 为 Al(OH)3 和 Fe(OH)3,溶液  1 含有 Cu  、H  、SO24  、Mg   ,

               2+                                                         2+
调节  pH=6.7,Cu    转化为   Cu(OH)2 沉淀,过滤,沉淀       2 为 Cu(OH)2,溶液   2 主要含有   Mg  ,

Cu(OH)2 与硫酸反应生成溶液        3 为硫酸铜溶液,然后加热浓缩、冷却结晶得到硫酸铜晶体。

                                                                    2+    +
A 项,沉淀   1 的主要成分为      Al(OH)3 和 Fe(OH)3,正确;B   项,溶液 2    主要含有    Mg  、Na   ,
还有少量的     Cu2+、Al3+、Fe3+,因为     Cu2+、Al3+、Fe3+不能全部转化为沉淀,错误;C              项,

从溶液中制得      CuSO4·5H2O 晶体,应加热浓缩、冷却结晶,不能蒸干,错误;D                     项,若不加
入 NaClO 溶液,在调节      pH=4.7 时,Fe2+不能转化为沉淀,在调节             pH=6.7,Cu2+转化为

                     2+                    2+
Cu(OH)2 沉淀,而此时     Fe  不能转化为沉淀,但         Fe 具有很强的还原性,在操作过程中会有
部分  Fe2+被氧化,进而混入硫酸铜晶体中,影响硫酸铜晶体的纯度,错误。

    10.铜有两种常见的氧化物          CuO 和 Cu2O。某学习小组取       0.98      g(用精密天平测量)

Cu(OH)2 固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度变化如图                      1 所示;另外,某同学绘制
了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线,如图                           2 所示。则下列分析正确的
是(  )
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    A.图  1 中,A  到 B 的过程中有     0.005 mol 电子发生了转移
    B.图  1 整个过程中共生成       0.18 g 水
    C.图  2 三条曲线中,表示       CuO 和其中所含     Cu 元素质量关系的曲线是         A

    D.图  1 中 A 和 B 化学式分别为     Cu2O 和 CuO

    解析:选    B 0.98  g  Cu(OH)2 的物质的量为     0.01 mol,若全部生成      CuO,质量为     0.01 

              -1
mol×80  g·mol   =0.8   g,所以   A 点是  CuO;若全部生成      Cu2O,质量为    0.005  mol×144 
                                                      高温
                                                   = = = = =
      -1
g·mol   =0.72 g,所以    B 点是  Cu2O,D 项错误;根据      4CuO   2Cu2O+O2↑可知,A     到 B 的
                                                                   高温
                                                                 = = = = =
过程中有    0.01             mol 电子发生了转移,A        项错误;根据      Cu(OH)2   CuO+H2O、
       高温
    = = = = =
                                                                          -1
4CuO   2Cu2O+O2↑可知,水的物质的量为           0.01  mol,质量为    0.01 mol×18   g·mol   =
0.18 g,B 项正确;CuO    和其中所含     Cu 元素的质量关系(以        CuO 的质量为   10 g 计算)为:
    CuO~Cu

    80 64
    10 g  8 g
    观察图   2 可知,B   曲线符合上述质量关系,表示的是              CuO,C  项错误。
    11.(2017·长沙模拟)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用,铜在化合物中的常
见化合价有+1、+2。

    (1)工业上可用     Cu2S+O2===2Cu+SO2 反应制取粗铜,反应中被氧化的元素是________,

当消耗   32  g  Cu2S 时,转移电子数目是________(用        NA 表示,NA  表示阿伏加德罗常数的值)
。

    (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在                   50~60   ℃,通入    O2,反应一段时间
后可制得硫酸铜,发生反应的离子方程式为___________________________________。

    CuSO4 溶液中加入一定量的       Na2SO3 溶液和  NaCl 溶液加热,生成       CuCl 沉淀,写出生成
CuCl 的离子方程式:
    ________________________________________________________________________。
    (3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。
    ①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的                    CuO,其猜想可用化学方程式表示为:
                    △
                = = = = =
    Cu+H2SO4(浓)    ____________________。
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    ②乙同学认为:黑色固体除           CuO 外,还可能含有       Cu2S 和 CuS,其理由可能是
________(填字母)。

    a.Cu2S 和 CuS 都是黑色的

    b.铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出                   O2
    c.浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu              的化合价升高与       S 的化合价降低有多种可能

    解析:(1)硫元素的化合价从-2           升到+4,被氧化,当消耗           32 g  Cu2S 时,转移电子数
    32
                                                            +
目是160×6NA=1.2NA。(2)H2SO4、Cu    和 O2 反应的离子方程式为        2Cu+4H  +
  50~60 ℃     2+
O2 = = = = = 2Cu +2H2O。CuSO4 溶液中加入一定量的        Na2SO3 溶液和  NaCl 溶液加热,生成
                         2+    -     -                    -     +
CuCl 沉淀,离子方程式:2Cu         +2Cl   +SO23 +H2O===2CuCl↓+SO24   +2H  。(3)①按照

甲同学猜想:铜被氧化得           CuO,硫酸还原为      SO2,化学方程式表示为        Cu+H2SO4(浓)△,CuO+

SO2↑+H2O。②从化合价上分析,铜有可能升高到+1                  价,而硫也有可能从+6          价降到-2    价,

结合  Cu2S 和 CuS 均为黑色固体,故       a、c 符合。

    答案:(1)S 1.2NA
             +     50~60 ℃     2+
    (2)2Cu+4H  +O2 = = = = = 2Cu +2H2O
       2+    -     -                    -     +
    2Cu +2Cl   +SO23 +H2O===2CuCl↓+SO24   +2H

    (3)①CuO+SO2↑+H2O ②ac

    12.以硅孔雀石[主要成分为          CuCO3·Cu(OH)2、CuSiO3·2H2O,含    SiO2、FeCO3、Fe2O3 等

杂质]为原料制备       CuCl2 的工艺流程如下:


                       △
                   = = = = =
    已知:SOCl2+H2O      SO2↑+2HCl↑

    (1)“酸浸”时盐酸与        CuCO3·Cu(OH)2 反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
    检验“酸浸”后浸出液中的           Fe3+可用____________溶液。
    (2)“氧化”时发生反应的离子方程式为____________________________。
    (3)“滤渣   2”的主要成分为________(填化学式);“调             pH”时,pH   不能过高,其原因
是________________。

    (4)“加热脱水”时,加入         SOCl2 的目的是____________。解析:(1)盐酸与

CuCO3·Cu(OH)2 发生复分解反应,产物为          CuCl2、CO2 和 H2O,配平后的化学方程式为

                                               3+
CuCO3·Cu(OH)2+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。检验     Fe  用 KSCN 溶液作试剂。(2)根据流

                                   2+
程图,加盐酸“酸浸”后的溶液中只有                Fe  可被   Cl2 氧化,反应的离子方程式为          Cl2+
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2Fe2+===2Fe3++2Cl-。(3)根据流程图,经氧化后溶液中阳离子主要为                    Cu2+和 Fe3+,加试
剂 X 调节  pH 使 Fe3+完全沉淀而除去,Cu2+仍留在溶液中,实现                Cu2+和 Fe3+的分离,最终

                                         2+
制备  CuCl2;“调   pH”时,pH   不能过高,否则       Cu  转化为   Cu(OH)2 沉淀。(4)由反应
             △
         = = = = =
SOCl2+H2O    SO2↑+2HCl↑知,“加热脱水”时,加入              SOCl2 的目的是生成的      HCl 抑制

CuCl2 的水解。

    答案:(1)CuCO3·Cu(OH)2+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O KSCN

              2+     3+     -
    (2)Cl2+2Fe  ===2Fe +2Cl

                     2+
    (3)Fe(OH)3 防止  Cu  转化为    Cu(OH)2 沉淀

    (4)生成的   HCl 抑制  CuCl2 的水解
    13.某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体

[FeSO4·7H2O]和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:


    回答下列问题:
    (1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式_______________________________
    ________________________________________________________________________。
    (2)用滤渣   F 通过两种途径制取胆矾,与途径③相比,途径④明显具有的两个优点是
__________________________ ,____________________________。

    (3)进行途径②时,该小组用如图所示装置及试剂,将制得的                        CO2 气体通入滤液     A 中。
一段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少,其原因是
________________________________________(用离子方程式表示);为了避免沉淀             D 减少,
应该在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加一个盛有____________的洗气瓶。


    (4)通过途径④制取胆矾,必须进行的实验操作步骤:加硫酸、加热通氧气、过滤、
________、冷却结晶、过滤、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为
________________________________________(用离子方程式表示)。
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    (5)白磷有剧毒,不慎沾到皮肤上,可取少量胆矾配制成                      CuSO4 溶液冲洗解毒。白磷可

与热的   CuSO4 溶液反应生成     Cu3P(Cu 为+1 价),与冷     CuSO4 溶液则析出    Cu,反应方程式分别
(均未配平)为:

    ①P4+CuSO4+H2O△,Cu3P+H3PO4+H2SO4

    ②P4+CuSO4+H2O―→Cu+H3PO4+H2SO4

    若上述两反应中被氧化的          P4 的物质的量相等,则消耗的           CuSO4 的物质的量之比为
________。

    解析:合金中只有铝和          NaOH 溶液反应,所得滤液        A 中含有   NaAlO2 和剩余的   NaOH,向滤

液 A 通入足量的     CO2,生成沉淀为      Al  (OH)3,滤渣为   Fe 和 Cu。滤渣    B 加入足量的稀硫酸,

Fe 溶解,滤液    E 为 FeSO4 溶液,滤渣    F 为 Cu。

                                             -
    (1)Al 和 NaOH 溶液反应的离子方程式为          2Al+2OH  +2H2O===2AlO-2 +3H2↑。

    (2)途径④中通入空气,H2SO4        只表现酸性,所以产生等量胆矾途径④消耗                  H2SO4 少而且
途径④不会产生污染大气的气体。

    (3)大理石和浓盐酸反应生成的           CO2 中含有   HCl,通入   NaAlO2 溶液中,反应生成的

                                                       +     3+
Al(OH)3 和盐酸反应生成      AlCl3 和 H2O,离子方程式为      Al(OH)3+3H ===Al  +3H2O。除去

CO2 中的 HCl,用饱和    NaHCO3 溶液。
    (4)要得到硫酸铜晶体,先蒸发浓缩,然后冷却结晶。加热通入氧气可以在酸性条件下

             2+                        +      2+
把 Cu 氧化为   Cu  ,离子方程式为       2Cu+O2+4H   ===2Cu +2H2O。

    (5)两化学方程式配平后得         11P4+60CuSO4+60H2O△,20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4,P4+

10CuSO4+16H2O===10Cu+4H3PO4+10H2SO4,前一个反应中,有        6   mol  P4 被氧化,消耗      60 

mol CuSO4,后一个反应中,有        1 mol P4 被氧化,消耗     10 mol CuSO4,所以当被氧化的        P4 的

物质的量相等时,消耗的           CuSO4 的物质的量比为      1∶1。

                    -
    答案:(1)2Al+2OH    +2H2O===2AlO-2 +3H2↑
    (2)产生等量胆矾途径④消耗硫酸少 途径④不会产生污染大气的气体

                 +     3+
    (3)Al(OH)3+3H ===Al  +3H2O 饱和    NaHCO3 溶液

                           +     2+
    (4)蒸发浓缩 2Cu+O2+4H       ===2Cu +2H2O
    (5)1∶1
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