资源简介 第5讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物[考纲解读] 1.知道铜及其重要化合物的性质。2.了解合金的概念及重要应用。3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。考点一 铜及其化合物1．单质铜(1)物理性质：________色固体，具有良好的延展性、导____性和导____性。(2)化学性质反应物质 化学方程式非金属 O2 ①潮湿的空气_____________________ __ (______固体) ②在空气中加热___________________________________________________________ (____固体)Cl2S氧化性酸 浓H2SO4浓HNO3稀HNO3盐 AgNO3FeCl32.氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜 氧化亚铜颜色与酸反应(H＋) Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应转化关系3．氢氧化铜(1)物理性质：____色____溶于水的固体。(2)化学性质：Cu(OH)2属于________，能与____反应生成盐和水。4．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。1．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：(1)CuCuSO4硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。(2)CuCuO硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。(3)硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？2．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是 。a．灼烧过程中部分氧化铜被还原b．灼烧不充分铜未被完全氧化c．氧化铜在加热过程中分解生成铜d．该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是________________________________________________________________________。(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是 。A．CuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离B．Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C．干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净考点二 合金的概念及其重要应用1．合金(1)概念：合金是指________________________________熔合而成的具有____________的物质。(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。①熔点：一般比它的各成分金属的____；②硬度和强度：一般比它的各成分金属的__________。2．常见金属材料金属材料包括纯金属和它们的合金，可分为黑色金属材料和有色金属材料。(1)重要的黑色金属材料①黑色金属材料：通常包括____________________________________________________。②钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢(2)几种有色金属材料①有色金属材料：除黑色金属以外的其他各种金属材料及其合金。②几种有色金属材料3．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是 ( )A．不易生锈 B．导电性好C．密度小 D．强度高4．某化学兴趣小组对奥运会金牌成分提出猜想：甲认为金牌是由纯金制成；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜(铜锌合金)制成。为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误 ( )A．硫酸铜溶液 B．稀硝酸C．盐酸 D．硝酸银溶液考点三 金属矿物的开发和利用1．金属在自然界中存在的形态除了____、____等极少数金属外，绝大多数金属以________的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显____化合价。2．金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子____电子被________为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。3．金属冶炼的一般步骤4．金属冶炼方法(1)热分解法例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。用热分解冶炼法冶炼金属的特点是：金属元素的金属性____，金属元素的原子________失去电子，其金属离子________得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性________。(2)热还原法冶炼金属①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为_______________________。②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为_________________。③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为_____________________。④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为_________________。(3)电解法冶炼金属例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为________________________。5．能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg 6．铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？7．2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为：①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2；②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O；③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl；④H2MoO4MoO3＋H2O；⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是 ( )A．MoS2煅烧产生的尾气可直接排入空气中B．MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C．H2MoO4是一种强酸D．利用H2、CO和铝分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2考点四 铝热反应1．本质利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来：________________________________________________________________________。2．实验(以Al和Fe2O3的反应为例)(1)实验步骤①把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状，套在一起使四周都有四层。把内层滤纸取出，在其底部剪一个孔，用水润湿，再套回架在铁圈上的纸漏斗上(如图所示)，下面放置一盛沙子的蒸发皿。②把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀，放在纸漏斗上，上面加少量氯酸钾固体并在混合物中间插一根镁条。③用燃着的小木条点燃镁条，观察发生的现象。(2)实验现象：当外露部分镁条刚刚燃毕时，纸漏斗内的混合物________________，发出__________，产生大量的烟。纸漏斗被烧破，有______________落入蒸发皿内的细沙上，液珠冷却后变为____________。(3)实验结论：在高温下，铝与氧化铁反应，放出__________________________________，化学方程式：_______________________________________________________________。3．反应特点在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与__________分离。4．应用(1)在生产上，可用于________等。(2)在冶金工业上用于______________。5．铝热剂(1)在铝热反应中，反应混合物(铝、金属氧化物)称为__________。(2)能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有________、__________、__________、________、________等。8．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L－1盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请填空：(1)①中引发铝热反应的实验操作是________，产物中的单质B是________。(2)②中所发生的各反应的化学方程式是________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是_______________________________________。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为__________，c(Fe2＋)为_______。9． 某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 462沸点/℃ 2 467 2 980 2 750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是__________，反应的离子方程式为_________________________________________。(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是________(填序号)。A．浓硫酸 B．稀硫酸C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液10．用铝热反应还原下列物质，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是 ( )A．MnO2 B．Cr2O3 C．V2O5 D．Fe3O4金属综合性质概括1．金属活动性的判断规律(1)单质与水或酸反应的难易程度：反应越剧烈，该金属越活泼。(2)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：碱性越强，金属越活泼。(3)金属间的置换反应：若A能置换B，则A的活动性比B的强。(4)简单阳离子氧化性的强弱：氧化性越强，该金属的活动性越弱。(5)两金属构成原电池时，作负极(或电子流出、或电流流入、或发生氧化反应等)的金属比作正极(或电子流入、或电流流出、或发生还原反应等)的金属活泼。2．金属与酸反应的定量关系(1)金属与酸反应失去电子的物质的量＝产生氢气的物质的量×2。(2)当两溶液中参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，则反应后两溶液增加的质量相等。(3)相同物质的量的金属与足量酸反应产生氢气的物质的量之比等于反应后对应金属离子呈现的化合价之比。(4)相同质量的金属与足量酸反应产生氢气的质量之比等于金属失去1 mol电子时质量的倒数比。(5)若产生相同量的氢气，所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属离子呈现的化合价的倒数比。(6)若产生相同量的氢气，所需金属的质量之比等于失去1 mol电子时金属的质量之比。【例1】 等量镁铝合金粉末分别与下列4种过量的溶液充分反应，放出氢气最多的是( )A．2 mol·L－1 H2SO4溶液 B．18 mol·L－1 H2SO4溶液C．6 mol·L－1 KOH溶液 D．3 mol·L－1 HNO3溶液【例2】 有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实验：1 将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易腐蚀2 将片状的X、W分别投入等浓度的盐酸中都有气体产生，W比X反应剧烈3 用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z根据以上事实，下列判断或推测错误的是 ( )A．Z的阳离子氧化性最强B．W的还原性强于Y的还原性C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X作负极海水中镁的提取1．流程2．有关反应的化学方程式MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2OMgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O↑MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑【例3】 海水是镁的主要来源之一，从海水中提取金属镁的主要生产步骤有：①浓缩结晶 ②加熟石灰 ③加盐酸 ④过滤 ⑤熔融电解(1)正确的生产顺序是______________。(2)以上提取镁的全过程中，没有涉及的化学反应类型是________(填序号)。A．分解反应 B．化合反应C．置换反应 D．复分解反应(3)下列关于提取镁的说法中，不正确的是_____________________________________(填序号)。A．此法的优点之一是原料来自大海B．进行①②③步骤的目的是富集MgCl2C．常用电解熔融氧化镁的方法制取镁D．电解冶炼镁要消耗大量电能高考题组一 金属活动性、合金、金属冶炼1．(2011·山东理综，12)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，下列说法正确的是 ( )A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al2．(2011·上海春季，17)金属的使用是人类拓展自身能力的标志之一。人类利用几种常用金属的先后顺序依次为：金、铜、铁、铝，之所以有先后，主要取决于 ( )A．金属在地壳中的含量多少B．金属的熔、沸点高低C．金属的活泼性强弱D．金属的导电性强弱3．合金相对于纯金属制成的金属材料的优点是 ( )①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A．①②③⑤ B．②③④C．①②④ D．①②④⑤4．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)电解熔融氯化镁制取金属镁 ( )(2010·上海，8A)(2)电解饱和氯化镁溶液，可制得金属镁 ( )(2009·上海，5D)(3)目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 ( )(2009·广东理基，23A)(4)生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 ( )(2009·广东理基，23B)(5)用嵌有一铜螺丝钉的铁板在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极反应为Cu－2e－===Cu2＋ ( )(2011·浙江理综，10D改编)(6)常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快( )(2011·北京理综，10C)(7)用金属钠可区分乙醇和乙醚 ( )(2011·大纲全国卷，7A)高考题组二 铜、铜合金及其化合物5．(2010·北京理综，11)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是( )A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度B．原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性C．CuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓D．整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应6．(2009·广东，10改编)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是 ( )A．锡青铜的熔点比纯铜低B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程7．(2010·课标全国卷，26)物质A～G有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：B________、E__________、G________；(2)利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是________；(3)反应②的化学方程式是____________________________________________________。品味高考评分细则，提高答题能力考生答卷案例——找错纠错规范答案(1)将气体通入品红溶液中，溶液褪色，加热恢复原色(合理即得分) (2)d e c b 防止倒吸 吸收多余的SO2 (3)铁屑 过滤 (4)将小片pH试纸放在点滴板(或表面皿)上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，与标准比色卡对照 低(小)答题规范点拨1.以下三种答案同样给分：(1)将气体通入品红溶液，溶液褪色；(2)将气体通入高锰酸钾溶液，溶液褪色；(3)将气体通入溴水溶液，溶液褪色。不给分的情况：品红倒入；看是否褪色；出现错字等。2.第一空大写字母不得分；第二防止回流、防倒流、防止氢氧化钠回流、安全瓶等都得分，但有错别字不得分；第三空吸收SO2、除去SO2、防止SO2污染空气、与SO2反应、中和SO2等都给分，但必须写出SO2字样，否则不得分，如吸收尾气、除尾气、防止污染等都不给分。3.只要出现Fe就有分，加入硫酸和铁不得分；“过滤”写错别字不得分。4.玻璃棒可写成胶头滴管或玻棒，润湿的pH试纸不得分，必须有“与标准比色卡对照”字眼。课时规范训练1．下列说法正确的是 ( )A．所有不锈钢都只含有金属元素B．我国流通的硬币材质是金属单质C．广东打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具D．镁合金的硬度和强度均高于纯镁2．人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间顺序是 ( )A．铜、铁、铝、钛 B．铁、铝、铜、钛C．铜、铁、钛、铝 D．铁、铜、铝、钛3．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，即可炼出闪烁着金子般光泽的“药金”，则下列说法中不正确的是( )A．“药金”实质上是铜锌合金B．冶炼炉中炉甘石直接被碳还原为锌C．用王水或硝酸均可区别黄金和“药金”D．用火焰灼烧法可以区别黄金和“药金”4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是 ( )A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu5．下列说法中不正确的是 ( )A有些活泼金属如铝可作高温还原法的还原剂B．用电解熔融NaCl的方法来冶炼金属钠C．可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝D．回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物6．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，下表为四种金属的熔、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CuC．Fe和Na D．Al和Na7．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是 ( )A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．溶液A和B均可以选用稀硝酸C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D．实验方案Ⅱ更便于实施8．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)9．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成(1)～(3)题：(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式：_____________________________________________________。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：_____________________，这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为 什么铜常用于制造货币：___________________________________________________。(铜的熔点是1 183.4 ℃，铁的熔点是1 534.8 ℃)10．金属及其化合物的应用很广泛，现举几种常见金属及其化合物的用途，回答有关问题：(1)FeCl3溶液常用于腐蚀印刷电路铜板，其离子方程式为_________________________。(2)黄铜矿熔炼后得到的粗铜中含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理： ______________________________________。(3)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从下表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。浓硫酸、稀硫酸、CuO、NaOH溶液有关反应的化学方程式：___________________________________________________、________________________________________________________________________。劣质不锈钢腐蚀的实验现象：________________________________________________。(4)合金在生活和生产上用途越来越广泛。请用相关的知识解释在航空业上铝合金比铁合金用途更广泛的原因。11. 已知某混合金属粉末中，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1 mol·L－1硫酸、2 mol·L－1硝酸、2 mol·L－1 NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程：(1)提出假设假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。(2)设计实验方案基于假设3，设计出实验方案(不需在答题卡上作答)(3)实验过程根据(2)的实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。编号 实验操作 预期现象与结论①②③④12. 某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为 。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是___________________________________________。(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是 (填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 。(4)B中发生反应的化学方程式为______________________________________________。(5)若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为 。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。答案基础再现·深度思考考点一1．(1)紫红 热 电 (2)①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 绿色②2Cu＋O22CuO 黑色Cu＋Cl2CuCl22Cu＋SCu2SCu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2AgCu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22．(从左至右，从上至下)黑色 砖红色 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 4CuO2Cu2O＋O2↑3．(1)蓝 不 (2)弱碱 酸考点二1．(1)两种或两种以上的金属(或金属与非金属) 金属特性(2)①低 ②大2．(1)①铁、铬、锰以及它们的合金 ②低碳钢 中碳钢 高碳钢 合金钢考点三1．金 铂 化合物 正2．得 还原4．(1)弱 不易 容易 较差(2)①C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑②3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2③3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O④2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3(3)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑考点四1．2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM2．(2)立即剧烈反应 耀眼的光芒 红热状态的液珠 黑色固体(3)大量的热 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O33．Al2O34．(1)焊接钢轨 (2)冶炼难熔金属5．(1)铝热剂 (2)Fe2O3 Fe3O4 Cr2O3 MnO2 V2O5深度思考1．方案(1)产生污染性气体，且消耗硫酸较多。方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。因而方案(3)更经济合理。2．(1)a、b(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生 (3)D3．B 4.B5．不能。因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量电能，成本较高。6．铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。7．D8．(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(4)0.67 mol·L－1 2.3 mol·L－19．(1)合理 (2)NaOH溶液 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)B10．D规律方法·解题指导【例1】 A 【例2】 C 【例3】 (1)②④③①⑤ (2)C (3)C真题重组·规范集训1．C 2.C3．A 4．(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)×(6)× (7)√5．D 6．D7．(1)SO2 浓H2SO4 Cu2O(2)粗铜 精铜 CuSO4溶液(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O课时规范训练1．D 2.A 3.B 4.B 5.C 6.C 7.B8．C9．(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O(3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀10．(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)电解池中，粗铜作阳极，精铜作阴极，电解质溶液为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu变为Cu2＋进入溶液：Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu：Cu2＋＋2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的(3)CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2OCuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu不锈钢表面有紫红色物质生成(4)①铝合金比铁合金要轻，易于用于航空业；②铝合金表面易形成致密的氧化膜，此氧化膜耐高温，防腐蚀，而铁合金的氧化膜易脱落，起不到防腐蚀的作用11．(1)Cu Fe(答案顺序可交换)(3)编号 实验操作 预期现象与结论① 用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用。 样品部分溶解，并有气体放出。② 往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用。 固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁。③ 在试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液。 溶液先变成黄色，加KSCN后显血红色，结合②可知，一定含铁。④ 往②剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液。 固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。12．(1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)①④③② 使D和C的液面相平(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(5) (6)偏小性能：良好的延展性和导电性,用途：制导线性能：良好的导电性和导热性用途：制导线铝铝及铝合金性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉用途：主要用于建筑业、容器和包装业、,交通运输业、电子行业等铝合金性能：良好的导电性和导热性用途：主要用于电器和电子工业、建筑业铜铜及铜合金铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜专题讲座四 无机化工流程题复习策略与解题方法指导1．无机化工流程题的特点无机工业流程题能够以真实的工业生产过程为背景，体现能力立意的命题为指导思想，能够综合考查学生各方面的基础知识及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力。所以这类题成为近年来高考的必考题型。这类题常呈现的形式：流程图、表格、图像这类题常围绕以下几个知识点进行设问：(1)反应速率与平衡理论的运用；反应物颗粒大小：反应速率、原料的利用率等温度：反应速率、物质的稳定性、物质的结晶等(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；(3)利用控制pH分离除杂；(4)化学反应的能量变化；(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；(6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；(7)环境保护与绿色化学评价。2．工业生产流程主线规律：主线主产品、分支副产品、回头为循环核心考点：物质的分离操作、除杂试剂的选择、生产条件的控制3．解答无机化工流程试题的程序基本步骤：①从题干中获取有用信息，了解生产的产品。②然后整体浏览一下流程，基本辨别出预处理、反应、提纯、分离等阶段。③分析流程中的每一步骤，从几个方面了解流程：A、反应物是什么 B、发生了什么反应 C、该反应造成了什么后果，对制造产品有什么作用；抓住一个关键点：一切反应或操作都是为获得产品而服务。④从问题中获取信息，帮助解题。解题思路：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点4．熟悉工业流程常见的操作与名词工业流程题目在流程上一般分为3个过程：→→(1)原料处理阶段的常见考点与常见名词①加快反应速率②溶解：通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等水浸：与水接触反应或溶解浸出：固体加水(酸)溶解得到离子浸出率：固体溶解后，离子在溶液中的含量的多少(更多转化)酸浸：在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程③灼烧、焙烧、煅烧：改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解④控制反应条件的方法(2)分离提纯阶段的常见考点①调pH值除杂a．控制溶液的酸碱性使其某些金属离子形成氢氧化物沉淀例如：已知下列物质开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表所示物质 开始沉淀 沉淀完全Fe(OH)3 2.7 3.7Fe(OH)2 7.6 9.6Mn(OH)2 8.3 9.8若要除去Mn2＋溶液中含有的Fe2＋，应该怎样做？提示：先用氧化剂把Fe2＋氧化为Fe3＋，再调溶液的pH到3.7。b．调节pH所需的物质一般应满足两点：能与H＋反应，使溶液pH值增大；不引入新杂质。例如：若要除去Cu2＋溶液中混有的Fe3＋，可加入CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3等物质来调节溶液的pH值。②试剂除杂③加热：加快反应速率或促进平衡向某个方向移动如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物，则要注意对温度的控制。如：侯德榜制碱中的NaHCO3；还有如H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。④降温：防止某物质在高温时会溶解(或分解)、为使化学平衡向着题目要求的方向移动⑤萃取(3)获得产品阶段的常见考点：①洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子，并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗。②蒸发、反应时的气体氛围抑制水解：如从溶液中析出FeCl3、AlCl3、MgCl2等溶质时，应在HCl的气流中加热，以防其水解。③蒸发浓缩、冷却结晶：如除去KNO3中的少量NaCl。④蒸发结晶、趁热过滤：如除去NaCl中的少量KNO3。⑤重结晶(4)其他常见考点①化学方程式 ②实验仪器 ③计算 ④信息5．注重答案的文字叙述规范(1)洗涤沉淀：往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作2～3次。(2)从溶液中得到晶体：蒸发浓缩－冷却结晶－过滤－洗涤－干燥。(3)在写某一步骤是为了除杂时，应该注明“是为了除去XX杂质”，只写“除杂”等一类万金油式的回答是不给分的。(4)看清楚是写化学反应方程式还是离子方程式，注意配平。6．热点题型探究热点1 碱金属及其矿物的开发利用【例1】 碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。工业碳酸钠(纯度约98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－和SO等杂质，提纯工艺流程如下：已知碳酸钠的溶解度(S)随温度变化的曲线如下图所示：回答下列问题：(1)滤渣的主要成分为________________________________________________________。(2)“趁热过滤”的原因是____________________________________________________。(3)若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是_____________________________(写出一种)。(4)若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是___________________________。(5)已知：Na2CO3·10H2O (s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g) ΔH1＝＋532.36 kJ·mol－1Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g) ΔH2＝＋473.63 kJ·mol－1写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式_____________________________________。方法技巧 首尾分析法：对一些线型流程工艺(从原料到产品为一条龙生产工序)试题，首先对比分析生产流程示意图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品)，从对比分析中找出原料与产品之间的关系，弄清生产流程过程中原料转化为产品的基本原理和除杂、分离提纯产品的化工工艺，然后再结合题设的问题，逐一推敲解答。关键在于认真对比分析原料与产品的组成，从中产生将原料转化为产品和除去原材料中所包含的杂质的基本原理和所采用的工艺生产措施。当把生产的主线弄清楚了，围绕生产主线所设计的系列问题也就可解答了。迁移应用1 锂被誉为“金属味精”，以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β 锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下：已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2开始沉淀pH 2．7 3．7 9．6完全沉淀pH 3．7 4．7 11②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表：温度/℃ 0 10 20 50 75 100Li2CO3的溶解度/g 1．539 1．406 1．329 1．181 0．866 0．728请回答下列问题：(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成： 。(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是________________________________________________。(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式：____________________________________。(4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀，写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称 ，洗涤所得Li2CO3沉淀要使用 (选填“热水”或“冷水”)，你选择的理由是_____________________________________________________________________。(5)电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是_____________。热点2 镁、铝及其矿物的开发利用【例2】 高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：过氧化氢/氨水 硫酸铝溶液 (1)“除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量Fe2＋。检验Fe2＋是否除尽的实验操作是________________________________。(2)通常条件下Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38，除杂后溶液中c(Fe3＋)约为______________。(3)配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的目的是______________。(4)“结晶”操作中，母液经蒸发浓缩至溶液表面刚出现薄层的结晶为止，冷却结晶，得到铵明矾(含结晶水)。母液不能蒸干的原因是____________________________________。(5)“分离”操作名称是______(填字母代号)。A．蒸馏 B．分液 C．过滤(6)测定铵明矾组成的方法是：a．称取0.453 0 g铵明矾样品，高温灼烧，得Al2O3固体0.102 0 g；b．称取0.453 0 g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的BaCl2溶液，经陈化、过滤、灰化，得BaSO4 0.465 9 g。c．称取0.453 0 g铵明矾样品，加入足量的NaOH溶液，加热，将产生的气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.017 0 g。则铵明矾的化学式为________________。迁移应用2 镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。某学校课外兴趣小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na＋、Mg2＋、Cl－、Br－等)中模拟工业生产来提取镁，主要过程如下：回答下列问题：(1)工业上从盐卤中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是_______________。(2)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2 ，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有 溶液的烧杯中，充分搅拌后经 、 (填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2。(3)下图是该兴趣小组设计进行过程③的实验装置图：其中装置A的作用是_________________________________________________________。(4)写出过程④中发生反应的化学方程式_________________________________________。热点3 铁、铜及其矿物的开发利用【例3】 (2011·江苏，16)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下：回答下列问题：(1)在一定条件下，SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，该反应的平衡常数表达式为K＝____________________；过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量，其目的是_______________________________、________________________________________________________________________。(3)通氯气氧化时，发生的主要反应的离子方程式为_______________________________；该过程产生的尾气可用碱溶液吸收，尾气中污染空气的气体为_____________________。(写化学式)。迁移应用3 工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl)，其工艺流程如下图所示：试根据上图转化回答下列问题：(1)工业生产Cl2时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_____________。(2)还原过程中的产物为Na[CuCl2]，试写出反应的化学方程式_______________________。制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl，为什么不用一步法制得CuCl？(已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl↓)_________________________________________________。(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是__________________________________________，加入NaCl且过量的原因是_____________________________________________________。(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是____________________________________。(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的离子方程式________________________________________________________________。答案【例1】 (1)Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3(2)使析出的晶体为Na2CO3·H2O，防止因温度过低而析出Na2CO3·10H2O晶体，令后续的加热脱水耗时长(3)用已预热的布氏漏斗趁热抽滤 (4)溶解时有大量沉淀生成，使Na2CO3损耗且产物Na2CO3中混有杂质；原因：“母液”中含有的离子有Ca2＋、Na＋、Cl－、SO2－4、OH－、CO2－3，当多次循环后，使得离子浓度不断增大，溶解时会生成CaSO4、Ca(OH)2、CaCO3等沉淀(5)Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g) ΔH＝＋58.73 kJ·mol－1迁移应用1 (1)Li2O·Al2O3·4SiO2(2)除去反应Ⅰ中过量的H2SO4；控制pH，使Fe3＋、Al3＋完全沉淀 (3)Mg2＋＋2OH－= ==Mg(OH)2↓、Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓ (4)过滤 热水 Li2CO3在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗 (5)加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li2O，电解时产生O2(其他合理答案均可)【例2】 (1)取样，加适量H2O2溶液，振荡，滴加KSCN溶液，若无明显现象，说明Fe2＋已除尽 (2)4.0×10－20 mol·L－1 (3)抑制Al3＋水解 (4)减少可溶性杂质的析出及Al3＋的水解 (5)C (6)NH4Al(SO4)2·12H2O迁移应用2 (1)石灰乳原料丰富，成本低(2) MgCl2 过滤 洗涤(3)制备干燥的HCl气体(4) MgCl2(熔融)Mg ＋Cl2↑【例3】 (1)SO2＋NaOH===NaHSO3(2)提高铁元素的浸出率 抑制Fe3＋水解(3)Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ Cl2、HCl迁移应用3 (1)石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉(2)CuCl2＋2NaCl＋Cu===2Na[CuCl2]CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行(3)防止Cu2＋水解 增大NaCl的浓度有利于生成更多的Na[CuCl2]，提高产率(4)使CuCl尽快干燥，防止被空气氧化(5)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO2－4第3讲 铝及其重要化合物[考纲解读] 了解铝及其重要化合物的主要性质和应用。考点一 铝1．铝的结构和存在铝位于元素周期表______________，原子结构示意图为________________。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于____。自然界中的铝全部以________态存在。2．金属铝的物理性质________色有金属光泽的固体，有良好的____________、__________和传热性等，密度较小，质地柔软。3．金属铝的化学性质根据下列转化关系，完成化学方程式。①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________；④________________________________________________________________________；⑤________________________________________________________________________；⑥________________________________________________________________________；⑦________________________________________________________________________。1．金属铝是活泼的金属，能与酸反应，为什么能用铝槽储运浓H2SO4或浓HNO3 2．实验室能否用硫化物与铝盐溶液混合制取Al2S3？用离子方程式说明原因。3．金属铝与酸、碱反应的本质及定量计算(1)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？(2)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是多少？为什么？(3)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸、氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是多少？为什么？(4)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是多少？为什么？(5)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为 ( )A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 铝与酸、碱反应生成H2的量的关系铝与酸、碱反应的化学方程式分别为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H2的实质都是AlAl3＋，所以无论与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。(1)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气体积比＝1∶1。(2)足量的铝分别与等物质的量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为＝1∶3。(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为≤≤，则必定是①铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；②铝与氢氧化钠反应时，铝不足而氢氧化钠过量。解题时应充分利用上述过量关系。考点二 铝的重要化合物1．氧化铝(1)物理性质：____色固体，____溶于水，有很高的________________________________。(2)化学性质两性氧化物—2．氢氧化铝(1)物理性质色胶状不溶于水的固体，有较强的________性。(2)化学性质(用化学方程式表示)②受热分解：_______________________________________________________________。(3)制备向铝盐中加入NH3·H2O，离子方程式为_________________________________________。4．下列物质中既能跟稀硫酸反应，又能跟氢氧化钠溶液反应的是 ( )①NaHCO3 ②(NH4)2SO3 ③Al2O3 ④Al(OH)3⑤AlA．全部 B．只有①③④⑤C．只有③④⑤ D．只有②③④⑤特别提醒 两性物质：两性物质指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，包括Al2O3、ZnO、Al(OH)3、Zn(OH)2、氨基酸、蛋白质等。多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱碱弱酸盐(如CH3COONH4、NH4HS等)也既能与强酸反应又能与强碱反应，但不能将它们称为两性物质。5．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、NaHSO4④Na2CO3、HCl ⑤Na2CO3、NaHCO3、Ca(OH)2考点三 Al3＋、Al(OH)3、AlO之间转化关系的应用6．写出上述转化的离子方程式。7．试设计制备Al(OH)3的途径。方案一 用铝盐(Al3＋)制取Al(OH)3加入氨水至沉淀完全，一般不用NaOH等强碱，为什么？方案二 用铝屑、烧碱、稀H2SO4制取Al(OH)3方法一：AlAl3＋Al(OH)3；方法二：AlAlOAl(OH)3；方法三：Al(OH)3。若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70% H2SO4溶液，NaOH固体240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。甲、乙、丙用各自设计的方案制得Al(OH)3的质量分别是W1、W2、W3。三种实验方案如下：甲：铝→加NaOH溶液→加H2SO4溶液→W1 g Al(OH)3乙：铝→加H2SO4溶液→加NaOH溶液→W2 g Al(OH)3丙：→W3 g Al(OH)3试回答：(1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是________。(2)三位学生制得的Al(OH)3，W1、W2、W3其质量由大到小的顺序是___________________。(3)制得Al(OH)3的最大质量是________。用数形结合思想理解Al3＋、Al(OH)3、AlO三者之间关系及相关计算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：A→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(3)图像(4)有关计算①根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量②根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量NaOH的量 n(NaOH)当NaOH不足时 n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]当NaOH过量时 n(NaOH)＝3n(Al3＋)＋{n(Al3＋)－n[Al(OH)3]}＝4n(Al3＋)－n[Al(OH)3]【例1】 向30 mL 1 mol·L－1的AlCl3溶液中逐渐加入浓度为4 mol·L－1的NaOH溶液，若产生0.78 g白色沉淀，则加入的NaOH溶液的体积可能为 ( )A．3 mL B．7.5 mL C．15 mL D．17.5 mL2．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：A→B：Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像3．在AlO溶液中逐滴加入强酸至过量(1)现象：先生成白色沉淀，随后沉淀逐渐溶解。(2)有关反应：A→B：AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓B→D：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)图像(4)有关计算①根据NaAlO2和HCl计算生成Al(OH)3的量②根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要加入的HCl的量HCl的量 n(HCl)当HCl不足时 n(HCl)＝n[Al(OH)3]当HCl过量时 n(HCl)＝n(AlO)＋3{n(AlO)－n[Al(OH)3]}＝4n(AlO)－3n[Al(OH)3]4. 在强酸溶液中逐滴加入AlO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：A→B：4H＋＋AlO===Al3＋＋2H2OB→C：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓(3)图像5．明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量(1)现象：先有白色沉淀生成，然后部分沉淀溶解。(2)有关反应：O→A：2KAl(SO4)2＋3Ba(OH)2===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓＋K2SO4A→B：2Al(OH)3+K2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2KAlO2+4H2O(3)图像(右图)6．向Mg2＋与Al3＋的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：无明显现象→出现沉淀→渐多→最多→减少→不变(2)反应O→A：H＋＋OH－===H2OA→B：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓B→C：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(3)图像【例2】 某无色溶液中，已知含有H＋、Mg2＋、Al3＋等阳离子，逐滴加入NaOH(溶液)，则消耗NaOH(溶液)体积(x轴)和生成沉淀量(y轴)之间的函数关系，可用下图表示，则下列图中正确的是 ( )【例3】 将0．1 mol的镁、铝混合物溶于100 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液中，然后再滴加1 mol·L-1的NaOH溶液。请回答：(1)若在滴加NaOH溶液的过程中，沉淀质量m随加入NaOH溶液的体积V变化的关系如上图所示。当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ mol，V2＝______ mL。(2)若在滴加NaOH溶液过程中，欲使Mg2＋、Al3＋刚好沉淀完全，则滴入NaOH溶液的体积V(NaOH)＝____mL。(3)若混合物仍为0.1 mol，其中Mg粉的物质的量分数为a ，用100 mL 2 mol·L－1 的H2SO4溶解此混合物后，再加入450 mL 1 mol·L－1 的NaOH溶液，所得沉淀中无Al(OH)3。满足此条件的a的取值范围是_____________________________________________________。铝土矿冶炼金属铝的流程铝是地壳中含量最多的金属元素，在自然界主要以化合态形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。对于以提纯某一物质为实验目的的流程题，其实就是考查混合物的除杂、分离、提纯的有关知识。当遇到这一类题时，一般的思路是认真地在流程中找出得到的主要物质是什么，混有的杂质有哪些；认真分析当加入某一试剂后，能与什么物质发生反应，生成了什么产物，要用什么样的方法才能将杂质除去。只有这样才能明白每一步所加试剂或操作的目的。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一：碱溶法讨论回答下列问题：(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是___________________________________。(3)步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有 杂质，在电解时它不会影响铝的纯度的原因： ____________________________________________________________________。方案二：酸溶法讨论回答下列问题：(1)写出①、②中可能发生反应的离子方程式。(2)步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋的原因：_________________________________________。【例4】 (2009·福建理综，24)从铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下：请回答下列问题：(1)流程甲加入盐酸后生成Al3＋的离子方程式为__________________________________。(2)流程乙加入烧碱后生成SiO的离子方程式为________________________________。(3)验证滤液B中含Fe3＋，可取少量滤液并加入________(填试剂名称)。(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式)，写出该溶液的一种用途：________________________________________________________________________。(5)已知298 K时，Mg(OH)2的溶度积常数Ksp＝5.6×10－12，取适量的滤液B，加入一定量的烧碱达到沉淀溶解平衡，测得pH＝13.00，则此温度下残留在溶液中的c(Mg2＋)＝__________。高考题组一 有关铝及其化合物所参与的离子反应1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)向NaAlO2溶液中通入过量CO22AlO＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO ( )(2011·江苏，6D)(2)用氢氧化钠溶液除去铝表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ( )(2010·江苏，3B)(3)氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O ( )(2010·浙江理综，12D)(4)金属铝溶于稀硫酸中：Al＋2H＋===Al3＋＋H2↑ ( )(2010·海南，10A)(5)向明矾溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液：Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O ( )(2010·四川理综，9A)(6)AlCl3溶液中加入过量的浓氨水：Al3＋＋4NH3·H2O―→AlO＋4NH＋2H2O ( )(2009·上海，18C)高考题组二 铝及铝合金的性质应用2．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)铝制容器可盛装浓H2SO4 ( )(2010·重庆理综，8A)(2)日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 ( )(2009·广东理基，23D)(3)明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 ( )(2009·江苏，5A)3．(2011·上海综合，10)世界上一次性建成的最长高速铁路——京沪高铁，计划于2011年6月底通车。列车时速高达380公里，车厢大部分采用铝合金材料制造，这是因为铝合金 ( )A．比纯铝熔点高B．具有比较活泼的化学性质C．各种成分在自然界中含量丰富，容易获取D．质量轻，强度大，抗腐蚀能力比较强高考题组三 铝及铝制品的处理与应用4．(2011·重庆理综，26)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。(1)Al的原子结构示意图为____________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为 。(2)30Si原子的中子数为____；SiO2的晶体类型为________。(3)Al3＋与Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是__________________________________________________________。(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是____________。(5)经处理后的熔渣36.0 g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分离得到11.0 g固体；滤液中加入过量NaOH溶液，分离得到21.4 g固体；则此熔渣中Al2O3的质量分数为________。5．[2010·山东理综－29(1)]对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命。以下为铝材表面处理的一种方法：铝材 ↓ 槽液①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，碱洗时常有气泡冒出，其原因是____________________(用离子方程式表示)。为将碱洗槽液中的铝以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的________。a．NH3 b．CO2 c．NaOH d．HNO3②以铝材为阳极，在H2SO4溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，阳极电极反应式为________。取少量废电解液，加入NaHCO3溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是________。6．(2009·上海，25)铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：Fe2O3(s)＋3CO(g) ??2Fe(s)＋3CO2(g)①该反应的平衡常数表达式为：K＝____________；②该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为____________。(2)请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：①______________；②________________。(3)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是__________。(4)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式： ___________________________。欲使上述体系中Al3+浓度增加，可加入的物质是_________________________________。解答铝及其化合物题目的常见错误考生答卷案例——找错纠错失分原因分析第一，原子结构示意图各部分的含义不清楚，不理解Al与NaOH溶液反应的本质，不知道Al与NaOH溶液反应时H2O是氧化剂。第二：①忽视Al(OH)3的两性，Al(OH)3能溶于HNO3；②没达到铝材表面形成氧化膜的目的。第三：答非所问。解决方案与规范指导：1.Al2O3、Al(OH)3仅溶于强酸和强碱，Al3＋只能存在于酸性溶液中，AlO只能存在于碱性溶液中。2．与Al反应产生H2时，可能是强酸溶液(不能有NO)，也可能是强碱溶液。本质都是Al与H＋之间的氧化还原反应。课时规范训练教材习题回扣1．(必修1P53－3)下列关于铝的叙述中，不正确的是 ( )A．铝是地壳里含量最多的金属元素B．在常温下，铝不能与氧气反应C．铝是一种比较活泼的金属D．在化学反应中，铝容易失去电子，是还原剂2．(必修1P54－6)相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为 ( )A．1∶1 B．1∶6 C．2∶3 D．3∶23．(必修1P63－8)在实验室里，要想使AlCl3溶液中的Al3＋全部沉淀出来，应选用下列试剂中的 ( )A．石灰水 B．氢氧化钠溶液C．硫酸 D．氨水4．(必修1P54－9改编)相同质量的镁、铝，分别与足量的盐酸反应，产生的氢气在相同状况下的体积之比为_____________________________________________________________。5．(必修1P71－8改编)在铝制易拉罐中收集一满罐CO2，加入过量浓NaOH溶液，立即把口封闭。可以发现易拉罐“咔咔”作响，并变瘪了，用化学方程式表示变瘪的原因：________________________________________________________________________。过一会后，易拉罐又会“咔咔”作响并鼓起来。试用离子方程式解释又鼓起的原因：________________________________________________________________________。能力提升训练1．化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法中不正确的是 ( )A．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化B．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料D．电解AlCl3饱和溶液，可制得金属铝2．用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁(如图)，将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是( )A．实验中发生的反应都是氧化还原反应B．铝是一种较活泼的金属C．铝与氧气反应放出大量的热量D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物3．将下列各组物质，分别按等物质的量混合后加水溶解，有沉淀生成的是 ( )A．Na2CO3、NaAlO2、NaOHB．AlCl3、K2SO4、HClC．CaCl2、Na2CO3、NaOHD．AlCl3、NaOH、HNO34．在火星上工作的美国“勇气号”、“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及硫酸盐的信息，以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是 ( )A．铝热剂就是单指Fe2O3和铝粉的混合物B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为：样品―→粉碎―→加水溶解―→过滤―→向滤液中滴加KSCN溶液C．分别还原a mol Fe2O3所需H2、Al、CO的物质的量之比为 3∶2∶3D．明矾属硫酸盐，含结晶水，是混合物5．相同质量的下列物质分别与等浓度的NaOH溶液反应，至体系中均无固体物质，消耗碱量最多的是 ( )A．Al B．Al(OH)3C．AlCl3 D．Al2O36．(2009·上海，22改编)实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是 ( )①Fe2O3和MnO2 ②MnO2和V2O5③Cr2O3和V2O5 ④Fe3O4和FeOA．①② B．②④ C．①④ D．②③7．将物质X逐渐加入(或通入)Y溶液中，生成沉淀的量与加入X的物质的量关系如图所示，符合图示情况的是 ( )A B C DX CO2 HCl NaOH AlCl3Y Ca(OH)2 NaAlO2 AlCl3 NaOH8. 有一无色溶液，可能含有K＋、Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－、SO、HCO、MnO中的几种。为确定其成分，做如下实验：①取部分溶液，加入适量Na2O2固体，产生无色无味的气体和白色沉淀，再加入足量的NaOH溶液后白色沉淀部分溶解；②另取部分溶液，加入HNO3酸化的Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀产生。下列推断正确的是 ( )A．肯定有Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－B．肯定有Al3＋、Mg2＋、HCOC．肯定有K＋、HCO、MnOD．肯定有Al3＋、Mg2＋、SO9．下列各反应的离子方程式中，错误的是 ( )A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHB．铁片放入过量的稀硝酸中：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO2↑＋4H2OC．将铝片放入过量NaOH溶液中：2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑D．偏铝酸钠与过量盐酸反应：AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O10．将3.9 g镁铝合金，投入到500 mL 2 mol·L－1的盐酸中，金属完全溶解，再加入4 mol·L－1的NaOH溶液，若要生成的沉淀最多，加入的这种NaOH溶液的体积是 ( )A．125 mL B．200 mL C．250 mL D．560 mL11. 由短周期元素组成的单质A、B、C和甲、乙、丙、丁、戊五种化合物有如图所示的转换关系，甲是工业上制取A的主要原料。请回答：(1)写出下列物质的化学式：A__________，乙__________。(2)写出甲物质在工业上的任意两种主要用途： _________________________________。(3)写出下列变化的化学方程式。①A与NaOH溶液反应的离子方程式： ________________________________________；②乙与过量CO2反应的离子方程式： ___________________________________________；③戊溶液与乙溶液混合的离子方程式： ________________________________________。12．如图所示为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后，产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线。请回答下列问题：(1)A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比为 。(2)AB段曲线所表示的反应的离子方程式为____________________________________。(3)向B处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是_________________________。(4)向含有0.1 mol NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入5 mol·L-1 NaOH溶液，开始发现溶液中出现白色沉淀并逐渐增多；一段时间后有刺激性气味的气体逸出；最后白色沉淀逐渐 减少并最终消失。请在下图中画出生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系示意图。13．某混合物甲中含有明矾[KAl(SO4)2]、Al2O3和Fe2O3。在一定条件下由甲可实现下图所示的物质之间的转化：请回答下列问题：(1)写出A、B、D的化学式：A 、B 、D 。(2)试剂a最好选用 (选填A、B、C、D)。A．NaOH溶液 B．稀盐酸C．二氧化碳 D．氨水(3)写出反应①的离子方程式：________________________________________________。(4)固体E可以作为复合性的化学肥料，E中所含物质的化学式为__________。14．铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下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回答下列问题：(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液操作中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)滤渣A的主要成分为 ；滤渣A的用途是 (只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是___________________________________。(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是_______________________。(4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用 (填编号)。理由是________________________________________________________________________。A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸答案基础再现·深度思考考点一1．第三周期ⅢA族 硅 化合2．银白 延展性 导电性3．①2Al＋3Cl22AlCl3②2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑③2Al＋3SAl2S3④2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑⑤4Al＋3O22Al2O3⑥2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑⑦2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe考点二1．(1)白 难 熔点(2)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2OAl2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O2．(1)白 吸附(2)①Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2OAl(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O②2Al(OH)3Al2O3＋3H2O(3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4深度思考1．常温下浓H2SO4、浓HNO3能使铝钝化(在表面形成一层致密的氧化膜)，阻止反应的继续进行。2．Al3＋和S2－在水溶液中发生双水解反应：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑。3．(1)铝与酸、碱反应的实质都是： Al3＋，2H＋H2，只不过碱中的H＋来源于水的电离，氧化剂分别为酸和水。(2)1∶1(或相等)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al相等，所得H2必相等。(3)1∶3 因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2；2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。(4)3∶1 因为铝足量且产生H2相等，根据2中的关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(5)A4．A5．①③④6．(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4②Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O(4)AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O(5)①AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO②AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(6)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O7．方案一 氢氧化铝易溶于强碱而不溶于氨水，因此实验室制备氢氧化铝时一般不用氢氧化钠等强碱代替氨水，以免强碱过量时氢氧化铝溶解，或强碱不足时铝离子未完全沉淀。方案二 (1)丙 (2)W3>W1>W2(3)520 g规律方法·解题指导【例1】 B 【例2】 B 【例3】 (1)0.06 440 (2)400 (3)≤a<1高考热点方案一(1)①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O。③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，SiO2－3＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。(2)因为①AlO与酸反应生成的Al(OH)3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；②CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好(3)SiO2 由于SiO2的熔点很高，在加热到1 000 ℃左右时不会熔化，因而不影响电解产物的纯度方案二(1)①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。(2)Al(OH)3只能溶于强碱，不能溶于氨水，不能将Fe(OH)3和Al(OH)3分离【例4】 (1)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O(2)SiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O(3)硫氰化钾(或苯酚溶液等合理答案均可)(4)NaHCO3 制纯碱(或做发酵粉等合理答案均可)(5)5.6×10－10 mol·L－1真题重组·规范集训1．(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√(6)×2．(1)√ (2)√ (3)√3．D4．(1) 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (2)16 原子晶体(3)HCl (4)CO2 (5)25%5．①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ b②2Al＋3H2O－6e－===Al2O3＋ 6H＋HCO与H＋反应使H＋浓度降低，产生Al(OH)3沉淀6．(1) 0.015 mol·L－1·min－1(2)①CO(或CO2)的生成速率与消耗速率相等②CO(或CO2)的质量不再改变(合理即给分)(3)b(4)Al(OH)3??H＋＋AlO＋H2O 盐酸(合理即给分)课时规范训练教材习题回扣1．B 2.A 3.D4．3∶45．2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑能力提升训练1．D 2.D 3.C 4.C 5.A 6.C 7.C8．D 9.B 10.C11．(1)Al NaAlO2 (2)作耐高温材料；制取铝单质(3)①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑②AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO③Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓12．(1)1∶3(2)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(3)生成白色沉淀(4)13．(1)Al Al2O3 O2(2)D(3)AlO＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO(4)K2SO4、(NH4)2SO414．(1)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2OSiO2＋2OH－===SiO2－3＋H2O(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 作炼铁的原料(或作生产硅酸盐产品的原料) 引流(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3(4)B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝但会产生NO气体，污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染大题冲关滚动练之二——无机化工流程题1．活性氧化锌用作橡胶硫化的活性剂、补强剂。以氧化锌粗品为原料制备活性氧化锌的生产工艺流程如下：一些阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：沉淀物 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2 Fe(OH)2pH 3.2 6.7 8.0 9.7(1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒，目的是_______________________________。(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO，另含有Fe2＋、Cu2＋等杂质。先加入__________(填“Na2CO3”或“H2SO4”)调节溶液的pH至5.4，然后加入适量KMnO4，Fe2＋转化为Fe(OH)3，同时KMnO4转化为MnO2。经检测溶液中Fe2＋的浓度为0.009 mol·L－1，则每升溶液中至少应加入________mol KMnO4。(3)杂质Cu2＋可利用置换反应除去，应选择的试剂是____________。(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅烧”在450～500 ℃下进行，“煅烧”反应的化学方程式为_____________________________________________________________。2．以下是用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：回答下列问题：(1)酸浸、过滤后滤液A中的金属阳离子是______________________________________。(2)煅烧FeCO3生成产品I的化学反应方程式为__________________________________。(3)已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如下图所示，产品Ⅱ的化学式为 ，为了获得产品Ⅱ，向(NH4)2SO4溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是 、趁热过滤、洗涤、干燥。(4)检验产品Ⅱ晶体中是否含有少量的氯化物杂质需用到的试剂是_________________，进一步提纯产品Ⅱ的方法是________________；(5)步骤Ⅲ中可选用______________(填序号)试剂调节溶液的pH。A．稀硝酸 B．双氧水C．氨水 D．高锰酸钾溶液3．有关钴和铁化合物的性质见下表分子式 溶度积Ksp 沉淀完全时的pH 氯化钴晶体的性质Co(OH)2 5.9×10－15 9.4 CoCl2·6H2O呈红色，常温下稳定。110～120 ℃时脱水变成蓝色无水氯化钴。Fe(OH)2 1.6×10－14 9.6Fe(OH)3 1.1×10－36 3.7用含钴废料(含少量铁)可制备氯化钴：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑。工艺流程如下：试回答：(1)“净化除铁”中，写出加入H2O2时反应的离子方程式________________________________________________________________________。(2)②步中用Na2CO3调pH≈4的原因是________________________________________。(3)“滤液”中所含主要溶质的化学式是 。(4)为防止CoCl2·6H2O脱水，“干燥”时可采用的方法或操作是______________________。4．铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为____________________________。(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出Y与盐酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O的工艺流程如下：已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为9.7、3.2、6.4。试回答下列问题：①试剂F应选用 。(填编号)A．Cl2 B．NaClO C．HNO3 D．浓硫酸理由是_____________________________________________________________________。②为了获得CuCl2·2H2O晶体，对滤液B进行的操作是：蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如图)，“趁热过滤”得到的固体是____________。5．我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：冶炼中的主要反应：Cu2S+O22Cu+SO2(1)烟气中的主要废气是 ，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是________________________________________________________________________。(2)电解法精炼铜时，阳极是 (填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽 (填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是_________________________________________________________________。(3)在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数(Ksp)物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Cu(OH)2Ksp 8．0×10-16 4．0×10-38 3．0×10-17 2．2×10-20①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度的Fe2+、Zn2+、Fe3+、Cu2+的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是 。②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是__________。加入H2O2后发生反应的离子方程式为_________________________________________。6．某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的组成如下：软锰矿：MnO2含量≥65%，SiO2含量约20%，Al2O3含量约4%，其余为水分；闪锌矿：ZnS含量≥80%，FeS、CuS、SiO2含量约7%，其余为水分。科研人员开发了综合利用这两种资源的同槽酸浸工艺，工艺流程如下图所示。请回答下列问题：(1)反应Ⅰ的滤液中含有MnSO4、ZnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3等。试完成反应Ⅰ中生成CuSO4和MnSO4的化学方程式：MnO2 + CuS+ === ↓+ + CuSO4+ 。(2)反应Ⅱ加入适量锌的作用是_______________________________________________；如果锌过量，还会进一步发生反应的离子方程式为_______________________________。(3)反应Ⅲ要调节pH生成Fe(OH)3、Al(OH)3，中和过量的H+所使用的物质是 ，调节的pH范围是 (pH数据见下表)。沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Zn(OH)2开始沉淀pH 2．3 4．0 5．4完全沉淀pH 4．1 5．2 8．0(4)本工艺可以循环利用的物质有ZnCO3、、MnCO3和 。答案1．(1)增大固液接触面积，加快溶解时的反应速率(2)Na2CO3 0.003 (3)锌粉(4)ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO＋CO2↑＋3H2O↑2．(1)Fe3＋、Fe2＋ (或铁离子、亚铁离子)(2)4FeCO3＋O2===2Fe2O3＋4CO2(3)K2SO4 蒸发结晶(4)Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液 重结晶(5)C3．(1)H2O2＋ 2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(2)碳酸钠可与盐酸反应，降低溶液的酸性，增大pH，使铁离子沉淀完全(3)NaCl、CoCl2(HCl不写也可)(4)减压烘干晶体表面的水分；或常温下晾干；或常温下鼓风吹干；或低于100度小心烘干等，但是不能用高温烘干4．(1)2H2O＋O2＋4e－===4OH－(2)Fe3O4＋8HCl===FeCl2＋2FeCl3＋4H2O(3)①B NaClO能将Fe2＋氧化为Fe3＋，且溶液显碱性(或消耗H＋)，能增大溶液pH，使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀②Na2SO45．(1)SO2 制硫酸(2)粗铜板 阳极 Cu2＋＋ 2e－===Cu(3)①Fe3＋ ②将Fe2＋氧化为Fe3＋2Fe2＋＋2H＋ ＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O6．(1)2H2SO4 S MnSO4 2H2O(后两种物质顺序可颠倒)(2)将溶液中的硫酸铜转化为铜 Zn＋Fe2＋===Fe＋ Zn2＋(3)MnCO3、ZnCO3 5.2～5.4(4)MnO2第2讲 碳酸钠与碳酸氢钠、碱金属[考纲解读] 1.了解Na2CO3和NaHCO3的性质。2.能正确鉴别Na2CO3和NaHCO3，并能用实验的方法实现它们之间的相互转化。3.从原子的核外电子排布，理解ⅠA族元素(单质、化合物)的相似性和递变性。4.了解碱金属的主要物理性质和化学性质及其应用。5.了解碱金属及其化合物的典型计算。6.记住Na、K等重要金属元素的焰色反应。考点一 碳酸钠和碳酸氢钠的性质比较名称 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3)俗名物理性质 色态 白色晶体 细小白色晶体水溶性 易溶于水，溶液呈____ 易溶于水(但比Na2CO3溶解度____)，溶液呈碱性稳定性 ____，但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易____ 不稳定，受热易分解，方程式：___________________化学性质 与H＋反应与碱反应[Ca(OH)2] 与OH－不反应，但Ca2＋＋CO===CaCO3↓ _______________________ (碱过量) ____________________ (碱不足)与盐反应 CaCl2 不反应_硫酸铝 3HCO＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3CO2↑主要用途 玻璃、造纸、制皂、洗涤 发酵、医药、灭火器相互转化1．将CO2气体通入到饱和Na2CO3溶液中有何现象？原因是什么？2．Na2CO3固体粉末中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？Na2CO3溶液中混有少量NaHCO3，用什么方法除杂？NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3，用什么方法除杂？3．如何鉴别Na2CO3和NaHCO3 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Ⅰ～Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是____________________________(填装置序号)。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_______________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是________(填选项序号)。A．Ⅳ比Ⅲ复杂B．Ⅳ比Ⅲ安全C．Ⅳ比Ⅲ操作简便D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是_____ (填化学式)。4．下列几种试剂能把等物质的量浓度的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是__________。(1)CaCl2溶液 (2)澄清石灰水 (3)稀盐酸 (4)pH试纸5．书写下列反应的离子方程式(1)NaHCO3溶液与NaOH溶液反应________________________________________________________________________(2)少量NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应________________________________________________________________________(3)过量NaHCO3溶液与Ba(OH)2溶液反应________________________________________________________________________考点二 碱金属元素1．碱金属的一般性与特殊性(1)一般性相似性 递变性(由Li→Cs)原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多核电荷数逐渐____原子半径逐渐____元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为＋1价 金属性逐渐____单质性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔点____ 密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐____化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐____；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂(2)特殊性①碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。②碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。③碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物，其中氢以H－形式存在，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。④碱金属所形成的盐均溶于水，并且酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。6．下列叙述正确的是 ( )A．碱金属性质相似均为银白色金属B．随原子序数的增大碱金属的密度依次增大C．钠可保存在煤油中而锂不能D．碳酸氢盐的溶解度大于其正盐的溶解度7．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，均易与氯气、氧气、氮气等发生反应C．碳酸铯加热时不能分解为二氧化碳和氧化铯D．无水硫酸铯的化学式为Cs2SO4，它不易溶于水2．焰色反应(1)焰色反应的概念某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于________变化， 属于元素的性质。(2)焰色反应的操作铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色(3)常见元素的焰色钠元素____色；钾元素____色(透过____________观察)；铜元素________色。特别提醒 (1)焰色反应为物理变化。(2)用焰色反应检验钾元素时，需透过蓝色钴玻璃观察。原因：含有钾元素的物质常混有钠元素，故用焰色反应检验钾元素时，一定要透过蓝色钴玻璃观察焰色。否则，钠元素的黄色焰色会干扰钾元素紫色焰色的观察。用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应1．盐酸逐滴加入Na2CO3溶液(1)现象：开始无明显现象，后有无色气体放出。(2)反应：无明显现象时反应的离子方程式：CO＋H＋===HCO，无色气体放出时反应的离子方程式：HCO＋H＋===CO2↑＋H2O。2．Na2CO3溶液逐滴加入稀盐酸中(1)现象：有无色气体放出。(2)反应的离子方程式：CO＋2H＋===CO2↑＋H2O。3．碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的基本图像的归纳总结(1)向Na2CO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图1所示；(2)向NaHCO3中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图2所示；(3)向NaOH、Na2CO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图3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)；(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合物中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图4所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。【例1】 下列溶液反应后，溶液内含有0.5 mol NaHCO3和0.5 mol Na2CO3(不考虑HCO和CO的水解)的是 ( )A．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 NaOHB．0.5 L 0.75 mol·L－1 Na2CO3＋0.5 L 0.5 mol·L－1 HClC．0.5 L 1 mol·L－1 NaHCO3＋0.5 L 0.25 mol·L－1 NaOHD．1 L 1 mol·L－1 Na2CO3＋1 L 0.5 mol·L－1 HCl【例2】 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)图中分别为OAAB，则下列分析与判断正确的是(不计CO2的溶解) ( )A．M中只有一种溶质的只有(1)B．M中有两种溶质的有(2)和(4)C．(2)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)D．(4)图显示M中c(NaHCO3)>c(Na2CO3)有关碳酸钠的综合实验1．变量控制思想在实验探究中的应用设计以下探究实验：某一研究性学习小组做了以下实验：常温下，某纯碱(Na2CO3)溶液中滴入酚酞，溶液呈红色。[提出问题] 产生上述现象的原因是什么？[提出猜想]①甲同学认为是配制溶液所用的纯碱样品中混有NaOH所至。②乙同学认为是________________________________________________________。[设计方案]请你设计一个简单的实验方案给甲和乙两位同学的说法以评判(包括操作、现象和结论)。实验操作 预期现象与结论步骤1：步骤2：……2. Na2CO3的制取方法及综合实验探究制取Na2CO3的方法(1)我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，其生产流程可简要表示如下：思考1 往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法)，而不先通CO2再通NH3的原因是_____________________________________________________________________。思考2 从生产流程图可知，可循环的物质是__________。思考3 写出反应的化学方程式。(2)如何用CO2和50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液制取50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3溶液？①写出简要的实验步骤： ____________________________________________________。②写出有关反应的化学方程式：_______________________________________________。特别提醒 直接在NaOH溶液中通入CO2很难控制CO2的量，若CO2的量较少，得到的是NaOH和Na2CO3的混合液，若CO2的量较多，得到的是Na2CO3和NaHCO3的混合液。高考题组一 有关碳酸钠、碳酸氢钠所参与的离子反应1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋H2O可用H＋＋OH－===H2O表示 ( )(2010·大纲全国卷Ⅱ，6C)(2)向Na2CO3溶液中滴入酚酞试液，溶液变红CO＋H2O??HCO＋OH－ ( )(2010·北京理综，10D)(3)小苏打与氢氧化钠溶液混合HCO＋OH－===CO2↑＋H2O ( )(2009·广东理基，32B)(4)向Na2CO3溶液中加入过量CH3COOH溶液CO＋2H＋===CO2↑＋H2O ( )(2008·上海，20C)高考题组二 Na2CO3、NaHCO3的性质比较及其质量分数的测定2．(2011·北京理综，11)下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是 ( )A．取a克混合物充分加热，减重b克B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体3．(2009·全国理综Ⅱ，8)下列叙述中正确的是 ( )A．向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO3饱和溶液，又有CaCO3沉淀生成B．向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1∶2C．等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO2体积相同D．向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，有NaHCO3结晶析出4．(2009·海南，3)除去NaHCO3溶液中混有的少量Na2CO3可采取的方法是 ( )A．通入二氧化碳气体 B．加入氢氧化钡溶液C．加入澄清石灰水 D．加入稀盐酸5．(2009·全国理综Ⅰ，11)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度，现将w1 g样品加热，其质量变为w2 g，则该样品的纯度(质量分数)是 ( )A. B.C. D.6．(2008·北京理综，7)1 mol过氧化钠与2 mol碳酸氢钠固体混合后，在密闭容器中加热充分反应，排出气体物质后冷却，残留的固体物质是 ( )A．Na2CO3B．Na2O2 Na2CO3C．NaOH Na2CO3D．Na2O2 NaOH Na2CO3高考题组三 数形结合理解Na2CO3、NaOH、NaHCO3与盐酸的反应7．(2010·上海，11)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液，向溶液中滴加0.1 mol·L－1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是( )高考题组四 碱金属元素8．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2 ( )(2010·大纲全国卷Ⅰ，7A)(2)Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大 ( )(2011·重庆理综，7C)高考题组五 综合运用9．(2006·北京理综，26)X、Y、Z、W四种化合物均由短周期元素组成。其中X含有四种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)。请回答：(1)W的电子式是___________________________________________________________。(2)X与Y在溶液中反应的离子方程式是________________________________________。(3)X含有的四种元素之间(二种、三种或四种)可组成多种化合物，选用其中某些化合物，利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色气体。①装置Ⅰ中反应的化学方程式是_____________________________________________，装置Ⅱ中物质的化学式是___________________________________________________。②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是______________，所需仪器装置是______(从上图选择必要装置，填写编号)。(4)向Z溶液中通入氯气，可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的物质，同时有X生成，该反应的化学方程式是_______________________________________________。10．(2010·浙江理综，25)汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的固体粉末分解释放出大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解，经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0 g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72 L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题：(1)甲的化学式为__________，丙的电子式为__________________________________。(2)若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为______________________。(3)单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为______________________________，安全气囊中红棕色粉末的作用是_____________________________________________。(4)以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是________。A．KCl B．KNO3 C．Na2S D．CuO(5)设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分(不考虑结晶水合物) ____________________________________________________________________。解答钠及其化合物题目时的常见错误考生答卷案例——找错纠错失分原因分析第一：(2)在水溶液中两物质以1∶1比例反应生成Na2CO3和H2O；(3)忽略了原子团O的存在。第二：(1)未能通过计算得出甲的化学式，不能正确书写丙的电子式；(3)答非所问。答题规范点拨1.理解Na及其重要化合物的反应本质是正确书写化学方程式(包括离子方程式的前提)，复习时要注意将反应现象与反应本质联系起来。2．Na2O、Na2O2中阴、阳离子个数比都是1∶2，O是原子团。3．书写化学方程式时还应注意“配平”、“??”、“反应条件”、“↑”、“↓”等。课时规范训练教材习题回扣1．(必修1P88－13改编)碳酸钠俗名纯碱或苏打，在外观上与食盐相似，可用于洗涤，如清洗厨房用具的油污等。下列哪种试剂不能将厨房中的食盐和碳酸钠区别开的是 ( )A．稀硫酸 B．澄清石灰水C．AgNO3溶液 D．酚酞试液2．(必修1P63－12改编)加热33.6 g NaHCO3至没有气体放出时，剩余的物质是__________，剩余物质的质量是________________。能力提升训练1．为使以面粉为原料的面包松软可口，通常用碳酸氢钠作发泡剂，因为它 ( )①热稳定性差 ②增加甜味 ③产生二氧化碳 ④提供钠离子A．②③ B．①③ C．①④ D．③④2．向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2，结果有晶体析出，对析出晶体的原因分析不正确的是 ( )A．相同温度下，NaHCO3的溶解度小于Na2CO3B．溶液中溶剂减少了C．溶质质量增加了D．反应过程放热3．向0.1 mol·L－1 NaOH溶液中通入过量CO2后，溶液中存在的主要离子是 ( )A．Na＋、CO B．Na＋、HCOC．HCO、CO D．Na＋、OH－4．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5．下列是某兴趣小组根据教材实验设计的一个能说明碳酸钠与碳酸氢钠热稳定性的套管实验。请观察如下图所示实验装置，分析实验原理，并判断下列说法和做法，其中不科学的是 ( )A．甲为小苏打，乙为纯碱B．要证明碳酸氢钠受热能产生水，可在小试管内塞上沾有无水硫酸铜粉末的棉花球C．加热不久就能看到A烧杯的澄清石灰水变浑浊D．整个实验过程中都没有发现A烧杯的澄清石灰水变浑浊6．一定量的NaOH稀溶液(含酚酞)中分别加入足量的下列物质，一段时间后，红色一定消失的是 ( )①H2O2 ②HCl ③SO2 ④Cl2 ⑤NaHCO3A．① B．②⑤C．②③④⑤ D．①②③④7．为确证碳酸氢钠固体中是否含有碳酸钠，下列实验操作及判断正确的是 ( )A．观察加热时能否放出气体B．观察滴加盐酸时能否放出气体C．溶于水中，滴加澄清石灰水，观察是否有沉淀生成D．溶于水中，滴加少量氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成8．通常用NaHCO3溶液除去混在CO2中的少量HCl气体，其离子方程式为________________________________________________________________________，而不用NaOH溶液的原因(用离子方程式表示)为_________________________________，也不用饱和Na2CO3溶液的原因(用离子方程式表示)为____________________________。9．向50 mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变)，随后取此溶液10 mL，将其稀释至100 mL，并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1的盐酸，产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图所示。(1)写出OA段所发生反应的离子方程式：_____________________________________。(2)NaOH在吸收CO2后，所得溶液的溶质为 ，其物质的量浓度之比为 。(3)产生的CO2体积(标准状况下)为 。(4)原NaOH溶液的物质的量浓度为 。10．化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中(装置的气密性已检查)。请回答：(1)各组反应开始时，________装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是_____________________________________________________________________。(2)当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。试剂用量 实验现象 (气球体积变化) 分析原因第①组 0.42 g NaHCO30.53 g Na2CO33 mL 4 mol·L－1盐酸 甲中气球与乙中气球的体积相等 甲、乙盐酸均过量n(NaHCO3)＝n(Na2CO3) V甲(CO2)＝V乙(CO2)第②组 0.3 g NaHCO30.3 g Na2CO33 mL 4 mol·L－1盐酸 甲中气球比乙中气球的体积大第③组 0.6 g Na2CO30.6 g NaHCO33 mL 2 mol·L－1盐酸 甲中气球比乙中气球的体积大片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变 (用离子方程式表示)11.纯碱、烧碱等是重要的化工原料。(1)利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是______________________，若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是_____________________________。(2)向NaOH溶液中通入一定量CO2，结晶后得到白色固体，该白色固体的组成可能是A．NaOH和Na2CO3；B. ；C． ；D. 。(3)设计实验确定(2)中白色固体中存在A项中的阴离子：实验操作 实验现象 结论(1)取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液(2)12．我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业作出了突出贡献。以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为：NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl；2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。Ⅰ.原理分析碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是________。a．碳酸氢钠难溶于水b．碳酸氢钠受热易分解c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，在溶液中首先结晶析出Ⅱ.实验探究(1)一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。回答下列有关问题：①乙装置中的试剂是_______________________________________________________；②丁装置中稀硫酸的作用是_________________________________________________；③实验结束后，分离出NaHCO3晶体的操作是________(填分离操作的名称)。(2)另一位同学用图中戊装置(其他装置未画出)进行实验。①实验时，须先从____________管通入____________气体，再从____________管通入__________气体。②有同学建议在戊装置的b导管下端连接己装置，理由是________________________。(3)请再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法： ___________________________。答案基础再现·深度思考考点一 (从左至右，从上至下)纯碱或苏打 小苏打碱性 小 稳定 风化 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O CO2－3＋2H＋===H2O＋CO2↑ HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O Ca2＋＋CO2－3===CaCO3↓ 2Al3＋＋3CO2－3＋3H2O===2Al(OH)3↓＋3CO2↑考点二1．(1)(从左至右，从上至下)增大 增大 增强 较低 降低 增强2．(1)物理 (3)黄 紫 蓝色钴玻璃 黄绿深度思考1．有沉淀析出，原因是NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度，而且反应消耗溶剂水。2．用加热法可以将Na2CO3固体粉末中混有的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中滴加适量的NaOH溶液，可以将其中的NaHCO3转化为Na2CO3；向混合液中通入过量的CO2气体，可以将Na2CO3转化为NaHCO3。3．(1)Ⅱ(2)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O D(3)NaHCO34．(1)(3)(4)5．(1)HCO＋OH－===CO2－3＋H2O(2)HCO＋OH－＋Ba2＋===BaCO3↓＋H2O(3)2HCO＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋CO2－3＋2H2O6．C 7.C规律方法·解题指导【例1】 D 【例2】 B实验探究1．②Na2CO3水解产生的碱所致步骤1：取适量纯碱的酚酞红色溶液于试管中步骤2：滴加过量的BaCl2溶液预期的现象及结论：若产生白色沉淀，溶液红色完全褪去，则乙同学说法正确；若产生白色沉淀，溶液仍呈红色，则甲同学说法正确。2．(1)思考1 由于CO2在NaCl溶液中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水呈碱性，能够吸收大量CO2气体，产生大浓度的HCO，才能析出NaHCO3晶体思考2 食盐水，CO2分析 (1)沉淀池发生的反应为NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3(s)＋NH4Cl，分离沉淀后的母液中还含有NaCl，为了提高原料的利用率，NaCl再送入沉淀池循环利用。(2)煅烧炉中发生的反应为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，分解产生的CO2，再送入沉淀池中循环利用。思考3 NH3＋CO2＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O(2)①将50 mL 2 mol·L－1 NaOH溶液等分成两份，在一份NaOH溶液中通入过量的CO2气体，再将两溶液混合，即得50 mL 1 mol·L－1 Na2CO3溶液②NaOH＋CO2===NaHCO3、NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O真题重组·规范集训1．(1)× (2)√ (3)× (4)×2．C 3.D4．A 5．A6．A [涉及的反应有：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O22H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O基于CO2与NaOH的反应，本题在计算时可处理成先让CO2与Na2O2全都反应，若剩余 Na2O2，则再与H2O反应。2 mol NaHCO3受热分解产生1 mol CO2，已足以把Na2O2反应掉，故残留固体只有Na2CO3。]7．C 8．(1)× (2)×9．(1)··C··(2)HCO＋OH－===CO2－3＋H2O(3)①Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O或2NaHCO3＋H2SO4===Na2SO4＋2CO2↑＋2H2O Na2O2②H2O2 Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ(4)2Na2CO3＋Cl2＋H2O===NaClO＋NaCl＋2NaHCO310．(1)NaN3 Na＋[]2－Na＋(2)Na2O＋H2O＋2CO2===2NaHCO3(3)6Na＋Fe2O3高温,3Na2O＋2Fe 避免分解产生的金属钠可能产生的危害(4)BD (5)可溶性盐的成分可能是Na2CO3或NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为Na2CO3；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为NaHCO3或Na2CO3与NaHCO3的混合物课时规范训练教材习题回扣1．C2．Na2CO3 21.2 g能力提升训练1．B 2.D 3.B 4.D 5.C6．D 7．D 8．HCO＋H＋===CO2↑＋H2OCO2＋2OH－===CO2－3＋H2OCO2－3＋CO2＋H2O===2HCO9．(1)H＋＋OH－===H2O；CO2－3＋H＋===HCO(2)NaOH和Na2CO3 1∶1(3)0.056 L (4)0.75 mol·L－110．(1)甲 HCO＋H＋===CO2↑＋H2O(2)甲、乙盐酸均过量，n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，V甲(CO2)>V乙(CO2)甲、乙盐酸均不足，消耗的n(NaHCO3)>n(Na2CO3)CO2－3＋CO2＋H2O===2HCO11．(1)水沿导管由广口瓶进入烧瓶 广口瓶中的长导管口有气泡产生(2)Na2CO3 Na2CO3和NaHCO3NaHCO3(3)实验操作 实验现象 结论(1) 产生白色沉淀 有CO2－3(2)过滤，取少量滤液于试管中，滴加酚酞 滤液变红 有OH－12.Ⅰ.c Ⅱ.(1)①饱和碳酸氢钠溶液 ②吸收未反应的NH3 ③过滤 (2)①a NH3 b CO2 ②增大CO2气体与溶液接触的面积，提高CO2在溶液中的吸收率 (3)往烧碱溶液中通入过量CO2(或往饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2等)第4讲 铁及其化合物[考纲解读] 1.了解铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.以Fe2＋、Fe3＋的相互转化为例，理解变价金属元素的氧化还原反应。3.能鉴别溶液中的Fe2＋、Fe3＋。考点一 变价金属——铁的性质1．纯铁具有金属的共性，如具有________色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被________吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。2．用化学方程式或离子方程式表示下列变化⑤________________________________________________________________________⑥________________________________________________________________________特别提醒 常温下铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化的实质是强氧化性的酸使铁的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。故在常温时可用铁制容器贮存或运输浓硫酸、浓硝酸。1．铁元素是典型的变价金属元素，它在化合物中主要表现为＋2价和＋3价，请归纳总结：(1)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋2价？写出有关反应的化学方程式或离子方程式。(2)Fe单质通常与哪些氧化剂反应生成＋3价？写出有关反应的化学方程式。2．在一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相应的横线上。①Fe3+ ②Fe2+ ③Fe、Fe2+④Fe2+、Fe3+(1)AB段铁元素以 形式存在。(2)BC段铁元素以 形式存在。(3)CD段铁元素以 形式存在。3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题：装置一 装置二实验装置(1)方法一中，装置A的作用_________________________________________________。方法二中，装湿棉花的作用___________________________________________________。(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，试解释原因： ______________________________________________。 分析铁与稀HNO3反应的关键一是明确哪种物质过量，二是根据两种物质的量分析讨论判断，根据反应方程式：HNO3过量：Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，Fe过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2，两者相加得总方程式：3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，可以用数轴表示：解题时需注意量的范围。即：①≥，产物仅有Fe(NO3)3，HNO3可能有剩余；②≤，产物仅有Fe(NO3)2，Fe可能有剩余；③<<，产物为Fe(NO3)3和Fe(NO3)2，Fe和HNO3都反应完全。考点二 铁的氧化物、氢氧化物1．三种氧化物化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4俗名色态铁元素价态与盐酸反应生成的离子 Fe2＋ Fe3＋ Fe2＋、Fe3＋2.两种氢氧化物Fe(OH)2 Fe(OH)3色态 白色固体 红褐色固体与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O受热分解 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应________________二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成____色，最后变成红褐色，反应方程式为___________________________4．FeO分别溶于足量稀盐酸、稀硝酸，写出反应的离子方程式。5．向一定量的FeO、Fe、Fe3O4的混合物中加入100 mL 1 mol·L－1的盐酸，恰好使混合物完全溶解，放出224 mL(标准状况)气体，在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现。若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物，能得到铁的质量是 ( )A．11.2 g B．5.6 g C．2.8 g D．无法计算特别提醒 四氧化三铁可以用氧化物表示为Fe2O3·FeO，但其是纯净物，而不是混合物。6．写出Fe(OH)3和HI反应的离子方程式。考点三 “铁三角”及其应用7．Fe2＋处于铁的中间价态，既有氧化性又有还原性，通常以还原性为主，你知道哪些物质能使Fe2＋转化为Fe3＋？用离子方程式表示。8．Fe3＋处于铁的高价态，能与许多强还原性的物质发生反应，请用离子方程式列举你知道的能实现Fe3＋→Fe2＋的反应。9．如何除去括号中的杂质(1)Fe2＋(Fe3＋)：_____________________________________________________________(2)FeCl3(FeCl2)：____________________________________________________________(3)FeCl2(CuCl2)：____________________________________________________________(4)Fe(Al)：__________________________________________________________________(5)Fe2O3(Al2O3、SiO2)：_______________________________________________________归纳总结 (1)判断离子共存,①Fe2＋、Fe3＋均水解，与HCO、AlO、CO等因水解相互促进，在溶液中不能大量共存。,②Fe3＋与S2－、I－、HS－、SO，Fe2＋与NO (H＋)、ClO－、MnO (H＋)在溶液中因发生氧化还原反应不能大量共存。,(2)盐溶液的配制与保存,①Fe2＋的盐溶液：加少量铁粉，防止Fe2＋被氧化；加少量相应的酸，防止Fe2＋水解。,②Fe3＋的盐溶液：加少量相应的酸防止Fe3＋水解。考点四 检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法1．溶液颜色含有Fe2＋的溶液显浅绿色含有Fe3＋的溶液显黄色2．用KSCN溶液和氯水(1)流程：(2)有关反应：Fe3＋＋3SCN－?? Fe(SCN)3(血红色)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－3．用NaOH溶液(1)流程：溶液(2)有关反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)310．要证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋进行如下实验操作时，最佳顺序为 ( )①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4溶液 ③加入少量NH4SCN溶液A．①③ B．③②C．③① D．①②③实验报告的补充和完善【例1】 某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：(1)除胶头滴管外，你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器是__________。(2)请帮他们完成以下实验报告：实验目的：__________________________________________________________________。试剂：铁粉、FeCl3溶液、FeCl2溶液、氯水、锌片、铜片。实验记录(划斜线部分不必填写)：序号 实验内容 实验现象 离子方程式 实验结论① 在FeCl2溶液中滴入适量氯水 溶液由浅绿色变为棕黄色 Fe2＋具有还原性② 在FeCl2溶液中加入锌片 Zn＋Fe2＋=== Zn2＋＋Fe③ 在FeCl3溶液中加入足量铁粉 Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ Fe3＋具有氧化性④ Fe3＋具有氧化性实验结论：Fe只有还原性，Fe3＋只有氧化性，Fe2＋既有氧化性，又有还原性。联想发散：①简述Fe2＋的检验方法： _____________________________________________________。②将FeCl2溶液加热蒸干并灼烧，最后得到的固体物质是__________，原因是__________。【例2】 某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO，他用50 mL 0.1 mol·L－1 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SO：__________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化成SO。(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)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，对其它成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：①提出假设。 假设1：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋； 假设2：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)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、0.1 mol·L－1 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，并滴入______________ 若出现血红色，则假设1成立；若未出现血红色，则假设1不成立(或假设2成立)步骤2：步骤3：Fe(OH)2的制备与实验方案的设计 由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。下面是几种典型的制备方法：方法一 隔绝空气的复分解反应法【例3】 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入__________。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。(3)生成Fe(OH)2白色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________________________________。方法二 氢气氛围中的复分解反应法【例4】 在如图所示的装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。(1)在试管Ⅰ中加入的试剂是_________________________________。(2)在试管Ⅱ中加入的试剂是_________________________________。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是________________________________________________。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色，理由是_________________________。【例5】 如图所示制备氢氧化亚铁的改进实验：(1)按图所示组装仪器，向一支小的具支试管中加入2 mL左右的稀盐酸，再加入2 mL左右的煤油，玻璃管下端粘住钠粒(用滤纸吸干表面煤油，切去氧化层)。(2)将铁丝浸入盐酸，反应放出氢气，待试管内空气排尽后，向上提拉铁丝，使铁丝脱离液面。并关闭弹簧夹；用另一根细铁丝沿玻璃管内将钠粒捣入液体中。请回答下列问题：(1)写出该实验中发生反应的化学方程式：______________________________________。(2)如何检验试管内空气已排尽(回答具体操作)？_________________________________。(3)捣入钠粒后，预测具支试管中的现象：_______________________________________。(4)已知钠粒的质量约0.05 g，实验室现有以下两种不同浓度的盐酸，你选择(填“A”或“B”)________。A．1.1 mol·L－1 B．10 mol·L－1方法三 电解法【例6】 利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极的材料应为 ，电极反应式为_________________________________。(2)电解液c可以是__________(填编号)。A．纯水 B．NaCl溶液C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？______________________________________________________________。(4)为了在较短时间内看到白色沉淀，可采取的措施是________(填编号)。A．改用稀H2SO4作电解液B．适当增大电源的电压C．适当减小两极间的距离D．适当降低电解液的温度(5)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为_________________________________________。高考题组一 有关铁及其化合物所参与的离子反应1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)FeCl3溶液与Cu的反应：Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋ ( )(2011·江苏，6A)(2)铁溶于稀硝酸，溶液变黄：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O ( )(2010·北京理综，10C)(3)将FeCl2溶液与稀HNO3混合：Fe2＋＋4H＋＋NO===Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ( )(2010·大纲全国卷Ⅰ，8C)(4)Fe3O4与稀HNO3反应：Fe3O4＋18H＋===6Fe3＋＋H2↑＋8H2O ( )(2010·课标全国卷，13A)(5)FeSO4溶液中加入用H2SO4酸化的H2O2溶液：Fe2＋＋2H＋＋H2O2―→Fe3＋＋2H2O( )(2010·上海，19C)(6)向Fe(OH)2中加入足量稀HNO3：Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O ( )(2010·四川理综，9B)(7)Fe(OH)3溶于氢碘酸：Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O ( )(2009·广东，12B)高考题组二 铁的冶炼腐蚀及综合应用2．(2011·上海，8)高炉炼铁过程中既被氧化又被还原的元素是 ( )A．铁 B．氮 C．氧 D．碳3．铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质，某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花，然后倒置在水中(如图所示)。数天后，他观察到的现象是 ( )A．铁屑不生锈，试管内液面上升B．铁屑不生锈，试管内液面高度不变C．铁屑生锈，试管内液面上升D．铁屑生锈，试管内液面高度不变4．(2010·安徽理综，12)右图是三种稀酸对Fe Cr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是 ( )A．稀硝酸对Fe Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe Cr合金的腐蚀性最强D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe Cr合金的腐蚀性减弱5．(2009·台湾，23)已知铁锈的化学式为Fe(OH)3。在常温常压下，铁生锈除了需要氧，还必须有下列哪一种物质的存在 ( )A．水 B．盐 C．氮 D．氧 E．臭氧6．(2009·北京理综，26)以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略)；Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合，得到FeCO3的浊液。Ⅳ.将浊液过滤，用90 ℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO3固体Ⅴ.煅烧FeCO3，得到Fe2O3固体。已知：NH4HCO3在热水中分解。(1)Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe3＋，该反应的离子方程式是_________________。(2)Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用：____________________。(3)Ⅲ中，生成FeCO3的离子方程式是__________________________________________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是______________________________________________________________________。(4)Ⅳ中，通过检验SO来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO操作是________________________________________________________________________。(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3＋O2高温,2Fe2O3＋4CO2，现煅烧464.0 kg的FeCO3，得到316.8 kg产品，若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe2O3的质量是__________kg。(摩尔质量/g·mol－1：FeCO3 116 Fe2O3 160 FeO 72)抓准有效信息是物质推断的法宝回答下列问题：(1)组成单质Y的元素在周期表中的位置是_____________________________________；M中存在的化学键类型为____________；R的化学式是________________。(2)一定条件下，Z与H2反应生成ZH4。ZH4的电子式为______________。(3)已知A与1 mol Al反应转化为X时(所有物质均为固体)，放出a kJ热量，写出该反应的热化学方程式： ___________________________________________________________。(4)写出A和D的稀溶液反应生成G的离子方程式： ______________________________。(5)向含4 mol D的稀溶液中，逐渐加入X粉末至过量。假设生成的气体只有一种，请在坐标系中画出n(X2+)随n(X)变化的示意图，并标出n(X2+)的最大值。课时规范训练 教材习题回扣1．(必修1P70－2)把铁片放入下列溶液中，铁片溶解，溶液质量增加，但没有气体放出的是( )A．稀硫酸 B．CuSO4溶液C．Fe2(SO4)3溶液 D．AgNO3溶液2．(必修1P63－7)为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入 ( )A．NaOH溶液 B．铁片C．KSCN溶液 D．石蕊溶液3．(必修1P70－5)把少量废铁屑溶于过量稀硫酸中，过滤，除去杂质，在滤液中加入适量硝酸，再加入过量的氨水，有红褐色沉淀生成。过滤，加热沉淀物至质量不再发生变化，得到红棕色的残渣。上述沉淀和残渣分别为 ( )A．Fe(OH)3；Fe2O3B．Fe(OH)2；FeOC．Fe(OH)2、Fe(OH)3；Fe3O4D．Fe2O3；Fe(OH)34．(必修1P70－6)把一定量铁粉放入氯化铁溶液中，完全反应后，所得溶液中Fe2＋和Fe3＋的浓度恰好相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比为 ( )A．1∶1 B．1∶2 C．2∶3 D．3∶25．(必修1P6310、11整合)(1)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路时，要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”，请用离子方程式解释FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理：________________________________________________________________________。(2)试简述在FeSO4溶液中加入NaOH溶液时的反应现象：_________________________。能力提升训练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Fe3O4B．铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C．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2．下列中学常见实验的现象或表述正确的是 ( )A．过量的铁投入到一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色B．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会，然后冷却、过滤，滤纸上的物体为“蓝色固体”3．鉴定某一FeCl2溶液中阳离子只有亚铁离子，最好采用 ( )A．加入NaOH溶液B．加入KSCN溶液C．先通入氯气，再加入KSCN溶液D．先加足量铁粉，再加入KSCN溶液4．有NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用一种试剂就可把它们鉴别开来，这种试剂是 ( )A．盐酸 B．烧碱溶液C．氨水 D．KSCN溶液5．某学生设计了如下方法对X盐进行鉴定：由此分析，下列结论中正确的是 ( )A．X中一定有Fe3＋B．Z中一定有Fe3＋C．Y为AgI沉淀D．X一定为FeBr2溶液6．常温下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可发生如下两个反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，下列说法不正确的是 ( )A．H2O2的氧化性比Fe3＋强，其还原性比Fe2＋强B．在H2O2分解过程中，溶液的pH逐渐下降C．在H2O2分解过程中，Fe2＋和Fe3＋的总量保持不变D．H2O2生产过程要严格避免混入Fe2＋7．将1.12 g铁粉加入25 mL 2 mol·L－1的氯化铁溶液中，充分反应后，其结果是 ( )A．铁粉有剩余，溶液呈浅绿色，Cl－基本保持不变B．往溶液中滴入无色KSCN溶液，显血红色C．Fe2＋和Fe3＋物质的量之比为5∶1D．氧化产物和还原产物的物质的量之比为2∶58．向含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol 的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后，Fe溶解，溶液中不存在Fe3＋，同时析出0.1 mol Ag。下列结论错误的是 ( )A．氧化性：Zn2＋>Cu2＋>Fe3＋>Ag＋B．Fe3＋的氧化性大于Cu2＋C．溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶2D．1 mol Fe可还原2 mol Fe3＋9．FeCl3可通过多种途径转化成FeCl2。(1)在FeCl3溶液中加入适量氢碘酸，发生反应的离子方程式为______________________。(2)工业上常将无水FeCl3在氮气作保护气下加热至300～350 ℃，通入干燥H2而制得FeCl2。该反应的化学方程式为_________________________________________________。(3)工业上另一种制备FeCl2的方法是：将无水的FeCl3与适量氯苯(C6H5Cl)，在130 ℃持续加热约3小时，可发生如下反应：2FeCl3＋C6H5Cl2FeCl2＋C6H4Cl2＋HCl根据有机反应规律，该反应中氯苯发生的是__________(填有机反应类型)。(4)根据上述三个反应，下列有关说法正确的是________(填序号)。①反应(1)中，氢碘酸既表现了酸性，又表现了还原性②反应(3)中，HCl为氧化产物③上述三个反应中，FeCl2均为还原产物(5)请另写一个FeCl3转化成FeCl2的化学方程式：_________________________________。10. (2010·海南，13)A～G各物质间的关系如下图，其中B、D为气态单质。请回答下列问题：(1)物质C和E的名称分别为__________、_______________________________________。(2)可选用不同的A进行反应①，若能在常温下进行，其化学方程式为_______________；若只能在加热情况下进行，则反应物A应为_____________________________________。(3)反应②的化学方程式为___________________________________________________。(4)新配制的F溶液应加入____________以防止其转化为G。检验G溶液中阳离子的常用试剂是__________，实验现象为_____________________________________________。11．现有浓度分别为1 mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。(1)充分反应后，如果溶液中还有一定量的Cu2＋，则溶液中一定含有的金属离子还有________________，该离子在溶液中的物质的量范围为_________________________，可能含有的金属或金属离子为____________。(2)反应完毕后，铁粉有剩余，溶液中一定含有的金属离子为____________，为______mol，一定没有的金属离子为______________。12．由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)__________。(2)Z为一种或两种气体：①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是_____________________________________________________________；②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是__________。(3)向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)_______________________________________________________________________。(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(5)另取原样品，加入足量稀硫酸充分反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)_______________。13．富马酸亚铁(分子式为C4H2O4Fe，结构简式为)是一种限量使用的铁强化剂。(1)下图为实验室模拟工业制取富马酸亚铁的流程图：①根据题意，请你写出富马酸的结构简式：______________________________________。②绿矾(FeSO4·7H2O)在保存过程中形成的杂质主要有 (填化学式)。③操作Y包括 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。④判断操作Y中“洗涤”富马酸亚铁产品表明已洗净的实验方法是___________________。(2)设计一个实验方案，证明所得富马酸亚铁产品属于亚铁盐(可供选用的试剂有KSCN溶液、酸性KMnO4溶液、稀硫酸。已知SCN－能被MnO氧化)。填写下表相应空格：步骤 实验操作与现象① 取富马酸亚铁产品1.5 g，加入稀硫酸25 mL，用水稀释至50 mL，加热使其完全溶解并反应，冷却后过滤(除去生成的富马酸及可能过量的反应物)，保存滤液②③④答案基础再现·深度思考考点一1．银白 磁铁2．(1)①3Fe＋2O2Fe3O4②2Fe＋3Cl22FeCl3③Fe＋SFeS(2)④3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2↑(3)⑤Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑⑥Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O考点二1．(从左至右，从上至下)铁红 磁性氧化铁 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 ＋2 ＋3 ＋2、＋32．Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 灰绿4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3深度思考1．(1)Fe→Fe2＋：铁与氧化性比较弱的非金属单质(如S、I2)，非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)，不活泼金属的盐溶液(如CuSO4溶液)反应，都可实现这种转化。如：Fe＋SFeS,2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu。(2)Fe→Fe3＋：铁与强氧化剂(如Cl2、HNO3、浓硫酸)在一定条件下反应都会实现这种转化。例如：2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O,2Fe＋6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3＋3SO2↑＋6H2O。2．(1)① (2)④ (3)③3．(1)提供水蒸气 提供水蒸气 (2)在溶液中Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为Fe2＋4．FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O 3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O5．C6．2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋6H2O＋I27．Fe2＋→Fe3＋，亚铁盐遇到强氧化剂(如Cl2、Br2、O2、HNO3、H2O2等)都会被氧化为铁盐。(1)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(2)2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－(3)4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(4)3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋2H2O＋NO↑(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O8．Fe3＋→Fe2＋(1)2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓；2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋2H＋＋S↓(2)2Fe3＋＋SO2＋2H2O===2Fe2＋＋4H＋＋SO2－4(3)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋；Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋(4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I29．(1)加过量铁粉过滤 (2)加氯水或H2O2 (3)加过量铁粉过滤 (4)加过量强碱溶液过滤 (5)加过量强碱溶液过滤10．C规律方法·解题指导【例1】 (1)试管(2)实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性实验记录：①Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋②Fe2＋具有氧化性③铁粉逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色④在FeCl3溶液中加入铜片联想发散：①取适量待测液于试管中，滴加少量KSCN溶液，无血红色出现，向混合液中滴入少量氯水，溶液变为血红色，则证明有Fe2＋(或其他合理答案)②Fe2O3 在FeCl2溶液中存在平衡FeCl2＋2H2O??Fe(OH)2＋2HCl，加热时，HCl挥发，平衡右移，生成的氢氧化亚铁很快被氧化成氢氧化铁，灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3【例2】 (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(3)①Fe2＋、H2SO3②实验步骤 预期现象和结论步骤1：1～2滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液步骤2: 另取2～3 mL样品溶液于试管中，滴入1～2 mL品红稀溶液 若品红溶液红色褪去，则假设2成立；若品红溶液不褪色，则假设2不成立(或假设1成立)。【例3】 (1)稀H2SO4、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化【例4】 (1)稀H2SO4和铁屑 (2)NaOH溶液 (3)检验试管Ⅱ出口处排出的H2的纯度，当排出的H2已经纯净时再夹紧止水夹 (4)试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，故外界O2不易进入【例5】 (1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2NaCl＋H2↑(也可写成3个：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋FeCl2===Fe(OH)2↓＋2NaCl)(2)在具支试管的出口处用向下排空气法收集满一小试管气体，用拇指堵住管口，移向酒精灯火焰，放开拇指，若听到“噗”的一声，则说明空气已排尽(3)钠不停地在煤油与稀盐酸界面处上下跳动，并有气泡产生，下层液体中很快有白色沉淀出现 (4)A【例6】 (1)Fe Fe－2e－===Fe2＋ (2)BC(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化加热煮沸，排出溶解的O2 (4)BC (5)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色真题重组·规范集训1．(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×(6)× (7)×2．D 3．C 4.D5．A 6．(1)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(2)加入硫酸，H＋浓度增大，使Fe2＋＋2H2O??Fe(OH)2＋2H＋的平衡向逆反应方向移动，从而抑制Fe2＋的水解(3)Fe2＋＋2HCO===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2(4)取少量洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉淀产生，则沉淀洗涤干净(5)288.0审题指导(1)第二周期第ⅥA族 离子键、共价键(或极性共价键) H2SiO3(或H4SiO4)(2)HSi, H(3)8Al(s)＋3Fe3O4(s)===9Fe(s)＋4Al2O3(s)ΔH＝－8a kJ·mol－1(4)3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋14H2O＋NO↑(5)课时规范训练教材习题回扣1．C 2.C 3.A 4.C5．(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)开始产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最后变为红褐色能力提升训练1．C 2.C 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8.A9．(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2(2)2FeCl3＋H22FeCl2＋2HCl(3)取代反应 (4)③ (5)2FeCl3＋Fe===3FeCl2(其他合理答案均可)10．(1)浓盐酸 四氧化三铁(2)2H2O22H2O＋O2↑ KClO3(3)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O(4)铁粉 KSCN溶液 溶液变血红色11．(1)Fe2＋ 0.1 mol12．(1)Al(2)①C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O②NO、CO2(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋(4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－===2Fe(OH)3↓＋2I2(5)CuO、C或CuO、C、Fe2O313．(1)①HOOCHC===CHCOOH②Fe(OH)3和Fe2(SO4)3等(其他合理答案也可) ③蒸发浓缩 ④取洗涤液，向其中加入少量盐酸酸化后再加入氯化钡溶液，无白色沉淀生成(2)②取少量滤液，滴加KSCN溶液，不显血红色③取少量滤液，向其中滴加酸性高锰酸钾溶液至溶液褪色④向上述褪色后的溶液中滴加KSCN溶液，显血红色第1讲 钠及其氧化物[考纲解读] 1.知道Na及其氧化物的性质。2.能利用Na及其氧化物分别与水反应的化学方程式进行相关计算。3.能规范解答以Na及其氧化物为载体的实验探究、框图推断题。考点一 钠1．物理性质颜色 密度 熔点比水____，比煤油____ ____100 ℃2.化学性质主要化学反应特别提醒 (1)实验室中钠常保存在煤油或者石蜡油中，使之隔绝空气和水。但不能保存在四氯化碳和汽油中。(2)钠与氧气反应，条件不同产物不同。1．金属钠着火，不能用H2O、干冰灭火的原因是__________________________________，通常用__________掩埋。2．金属钠露置在空气中会发生一系列变化：银白色金属钠3．将一小块金属钠分别投入盛a水、b乙醇、c稀H2SO4的三个小烧杯中，反应速率由快到慢的顺序为______________。解释反应速率不同的原因： _______________________。特别提醒 钠与水、酸反应的实质都是与H＋的反应。3．Na与水(滴有酚酞)反应的现象及解释实验现象 实验结论浮在水面上熔化成闪亮的银白色小球四处游动，发出嘶嘶的响声在反应后的溶液中滴入酚酞试液，溶液变成红色4．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体，又有沉淀产生的是____________。①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2溶液5．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)有关钠反应的现象是________________________________。(2)大试管的溶液中出现的现象：_____________________________________________。(3)装置中液面的变化：大试管内 ；长颈漏斗内 。(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：_________________________________。归纳总结 金属钠与可溶性盐溶液的反应思考方法考点二 氧化钠和过氧化钠完成下列表格化学式 Na2O Na2O2氧元素化合价色、态化学式阴、阳离子个数比是否为碱性氧化物与水反应的化学方程式与CO2反应的化学方程式与盐酸反应的化学方程式 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑转化关系 2Na2O＋O22Na2O2重要用途 强氧化剂、漂白剂、供氧剂6．设阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 ( )A．1 mol钠与氧气反应生成Na2O或Na2O2时，失电子数目均为NAB．1 mol Na2O2与足量CO2反应时，转移2NA个电子C．1 mol·L－1的NaOH溶液中含Na＋数目为NAD．1 mol Na2O2晶体中含有的阴离子数目为2NA7．过氧化钠的强氧化性比较下列两组反应，回答下列问题。一组：①Na2O2＋CO2 ②Na2O2＋SO2二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液) ④Na2O2＋FeCl2(溶液)问题：(1)写出①、②两反应的化学方程式。(2)判断③、④反应中可能发生的现象，为什么？(3)Na2O2在什么情况下表现强氧化性？8．某溶液中含有HCO、SO、CO、CH3COO－4种阴离子。向其中加入足量的Na2O2固体后，溶液中离子浓度基本保持不变的是(假设溶液体积无变化) ( )A．CH3COO－ B．SO C．CO D．HCO (1)Na2O2的电子式为Na＋[]2－Na＋，O是个原子团。(2)Na2O2与H2O、CO2的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应。(3)在研究Na2O2与其他溶液反应时，要注意Na2O2的强氧化性和溶液的强碱性。有关过氧化钠的定量计算1．Na2O、Na2O2分别与H2O反应后浓度的定量分析思考 等物质的量的Na2O和Na2O2分别投入等量且足量的水中，所得溶液的物质的量浓度有什么关系？二者溶液的质量差是否相等？归纳总结 (1)Na2O与Na2O2物质的量相等时，溶液的质量差相等。(2)Na2O与Na2O2物质的量相等时，所得NaOH相等，同时消耗的水也相等，溶剂也相等，故二者物质的量浓度、质量分数均相等。【例1】 往甲、乙、丙、丁四个烧杯内分别放入0.1 mol的钠、氧化钠、过氧化钠和氢氧化钠，然后各加入100 mL水，搅拌，使固体完全溶解，则甲、乙、丙、丁溶液中溶质的质量分数大小顺序是 ( )A．甲＜乙＜丙＜丁 B．丁＜甲＜乙＝丙C．甲＝丁＜乙＝丙 D．丁＜甲＜乙＜丙2．Na2O2跟H2O、CO2反应的减量计算技巧(1)Na2O2固体中滴入水，固体质量的变化2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm 2×18 g 32 g 2×18 g－32 g＝4 g2×78 g 4×40 g 4×40 g－2×78 g＝4 g(2)Na2O2吸收CO2时，固体质量变化2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Δm2×78 g 2×106 g 2×106 g－2×78 g＝56 g2×44 g 32 g 2×44 g－32 g＝56 g(3)Na2O2吸收CO2时，气体体积差量2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 ΔV 2 L 1 L 2 L－1 L＝1 L【例2】 物质的量相同的N2、O2、CO2混合后，通过Na2O2颗粒一段时间，测得体积变为原混合气体体积的(同温同压下)，此时N2、O2、CO2的物质的量之比为 ( )A．1∶1∶0 B．6∶9∶0C．3∶4∶1 D．3∶3∶23．Na2O2跟CO、H2的反应(在有足量O2存在的条件下)的计算技巧2CO＋O22CO2①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应)即：CO可被Na2O2完全吸收2H2＋O22H2O③2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应)归纳总结 凡分子组成符合(CO)m·(H2)n的物质，W g该物质在O2中完全燃烧，将其产物(CO2和水蒸气)通过足量的Na2O2后，固体增重必为W g。或是由C、H、O三种元素组成的物质，只要C、O原子个数比为1∶1，即可满足该条件。,中学阶段常见的符合这一关系的物质有：,(1)无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；,(2)有机物：CH3OH(甲醇)、HCHO(甲醛)、CH3COOH(乙酸)、HCOOCH3(甲酸甲酯)、C6H12O6(葡萄糖)等。【例3】 取a g某物质在O2中完全燃烧，将生成物与足量Na2O2固体完全反应，反应后，固体质量恰好也增加了a g，下列物质不能满足上述结果的是 ( )A．H2 B．COC．C6H12O6 D．C12H22O11过氧化钠与探究实验【例4】 过氧化钠保存不当容易变质，生成Na2CO3。(1)某过氧化钠样品已经部分变质，请你设计实验，限用一种溶液和水，证明过氧化钠已经变质： ______________________________________________________________。(2)检验样品中还有过氧化钠的方法是________________________________________。【例5】 某课题研究小组的同学在查阅资料时得知，Na2O2与干燥的CO2不能发生反应，当有少量水存在时，Na2O2可与CO2发生反应生成Na2CO3和O2。为了探究“二氧化碳是否在有水存在时才能与过氧化钠反应”。某课题研究小组的同学们设计了如图所示的实验装置，分别进行甲、乙两次实验：实验甲：干燥的二氧化碳和过氧化钠的反应，在干燥的试管Ⅱ中装入Na2O2，在通入CO2之前，关闭K1和K2。在试管Ⅰ内装入试剂X后，打开K1和K2，通入CO2，几分钟后，将带火星的木条插入试管Ⅲ的液面上，观察到木条不复燃，且Ⅱ中的淡黄色没有变化。实验乙：潮湿的二氧化碳和过氧化钠的反应，在试管Ⅰ内装入试剂Y，其他操作同实验甲，观察到木条复燃，且Ⅱ中的淡黄色变为白色。请回答下列问题：(1)在装入Na2O2后，通入CO2前，关闭K1和K2的目的是________。(2)在实验甲中，试剂X是________，其作用是__________________；在实验乙中，试剂Y是________。(3)根据上述两个实验现象，得到的结论是_____________________________________。(4)试管Ⅲ中的NaOH溶液的作用是____________________________________________。(5)为了确保实验现象的准确性，制备CO2所用的反应物最好选用________(填字母)。a．大理石 b．小苏打 c．烧碱d．盐酸 e．稀硫酸 f．稀硝酸高考题组一 有关Na、Na2O、Na2O2参与的离子反应，氧化还原反应及其结构1．判断下列说法是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(1)2Na2O2＋2H2O―→4NaOH＋O2↑H2O既不是氧化剂也不是还原剂 ( )(2011·上海，18A)(2)Na2O2与H2O反应制备O2Na2O2＋H2O===2Na＋＋2OH－＋O2↑ ( )(2010·天津理综，5B)(3)钠与水反应Na＋H2O===Na＋＋OH－＋H2↑ ( )(2008·广东理科基础，30A)(4)用惰性电极电解熔融NaCl的离子方程式为2Cl－＋2H2OCl2↑＋H2↑＋2OH－( )(2010·江苏，3A)(5)1 mol Na与足量O2反应，生成Na2O和Na2O2的混合物，钠失去NA个电子 ( )(2011·大纲全国卷，12D)(6)Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同 ( )(2010·山东理综，13B)(7)Na2O2的电子式为Na··Na ( )(2010·课标全国卷，7A)高考题组二 钠及其氧化物的综合应用2．(2011·上海，20改编)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) ( )二氧化碳 碳酸钠 转移的电子① 1 mol NA② 22.4 L 1 mol③ 106 g 1 mol④ 106 g 2NAA.①③ B．②④ C．①④ D．②③3．(2010·安徽理综，13)将0.01 mol下列物质分别加入100 mL 蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计) ( )①Na2O2 ②Na2O ③Na2CO3 ④NaClA．①>②>③>④ B．①>②>④>③C．①＝②>③>④ D．①＝②>③＝④4．(2009·上海，10)9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 ( )A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子5．(2007·全国理综Ⅱ，13)在一定条件下，将钠与氧气反应的生成物1.5 g溶于水，所得溶液恰好能被80 mL浓度为0.50 mol·L－1的HCl溶液中和，则该生成物的成分是 ( )A．Na2O B．Na2O2C．Na2O和Na2O2 D．Na2O2和NaO2高考题组三 有关钠及其氧化物参与的元素综合推断6．(2009·四川理综，27)已知A～O分别代表一种物质，它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应，与沸水迅速反应，放出氢气。D是一种离子化合物，其阴、阳离子的个数比为2∶3，且能与水反应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物，O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。请回答下列问题：(1)组成B单质的元素位于周期表第________周期，第________族。化合物C的电子式为________________。(2)J的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高，其原因是_________________________________。(3)写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式：_________________________。(4)写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式：______________________________。(5)上图中，在同一反应里一种物质既作氧化剂，又作还原剂，这样的反应共有_______个。课时规范训练教材习题回扣1．(必修1P53－2)下列关于钠的叙述中，不正确的是 ( )A．钠燃烧时发出黄色的火焰B．钠燃烧时生成氧化钠C．钠有很强的还原性D．钠原子的最外层只有一个电子2．(必修1P63－4)下列各组物质混合后，不能生成NaOH的是 ( )A．Na和H2OB．Na2O2和H2OC．Ca(OH)2溶液和Na2CO3D．Ca(OH)2溶液和NaCl溶液能力提升训练1．下列关于钠的叙述错误的是 ( )A．钠易与非金属S、Cl2等反应B．钠在空气中燃烧生成Na2OC．钠燃烧时发出黄色的火焰D．钠的密度比水小，溶点低于100 ℃2．金属钠不仅能跟氧气、水等无机物反应，还能跟酒精、醋酸等有机物反应。要研究金属钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点，下列研究方法中没有用到的是 ( )A．实验法 B．观察法 C．分类法 D．比较法3．将一小块钠投入盛有5 mL饱和澄清石灰水的试管里，不可能观察到的现象是 ( )A．钠熔成小球浮在液面上四处游动B．有气体产生C．溶液底部有银白色物质生成D．溶液变浑浊4．下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是 ( )A．过氧化钠能与酸反应生成盐和水，所以过氧化钠是碱性氧化物B．过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂C．过氧化钠与水反应时，过氧化钠是氧化剂，水是还原剂D．过氧化钠与二氧化碳反应时，过氧化钠既是氧化剂又是还原剂5．为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、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中阴、阳离子的个数比为1∶1B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要水和CO2的质量相等C．Na2O2分别与水及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6．将W g某气体与一定量的O2混合后通入装有足量Na2O2固体的密闭容器中，用间断电火花不断地引燃气体，经过足够长的时间后，发现固体质量增加W g，则气体可能是①H2、②CO、③CO与H2混合气体、④甲醛、⑤乙二醇蒸气中的 ( )A．只有① B．只有①②C．只有①②③ D．①②③④⑤7．某溶液中含有HCO、CO、SO、Na＋、NO五种离子。若向其中加入Na2O2粉末充分反应后(溶液体积变化忽略不计)，溶液中离子浓度保持不变的是 ( )A．NO B．CO、NOC．SO、NO D．CO、NO、Na＋8．下列判断正确的是 ( )A．可用水来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2B．可用CO2来确定某Na2O粉末中是否含有Na2O2C．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到酚酞试液中，最终溶液均为红色9．5.6 L CO2气体迅速通过Na2O2固体后得到4.48 L气体(气体体积均为标准状况)，这4.48 L气体的质量为 ( )A．8.2 g B．8.8 g C．6.4 g D．11 g10．2.1 g平均相对分子质量为7.2的CO与H2组成的混合气体与足量的O2充分燃烧后，立即通入足量的Na2O2固体中，固体的质量增加 ( )A．2.1 g B．3.6 g C．7.2 g D．无法确定11．A、B、C是三种常见的化合物，A为淡黄色固体，它们之间的转化关系如图所示。完成下列空白：(1)A的化学式为________，B的化学式为________。(2)写出甲＋B―→C＋丙的化学反应方程式： _________________________________。(3)写出A的一种重要用途________。12.(1)用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。由实验现象所得出的有关Na2O2和H2O反应的结论是：a.有氧气生成；b.反应放热。Na2O2和H2O反应的化学方程式是____________________________________________。(2)某研究性学习小组拟用如图的装置进行实验，以证明上述结论。用以验证结论a的实验方法是_____________________________________。用以验证结论b的实验方法及现象是_______________________。13．呼吸面具中有Na2O2，可吸收CO2放出O2，若用超氧化钾(KO2)代替Na2O2也可起到同样的作用。(1)写出KO2与CO2反应的化学方程式： _______________________________________。(2)1 kg Na2O2和1 kg KO2分别和CO2反应，生成的O2的体积比(同温、同压下)为______。(3)等物质的量的CO2分别与足量的Na2O2、KO2反应，生成的O2的体积比(同温、同压下)为________。(4)你认为选用________作补氧剂更合适，理由是_______________________________。14．钠在空气中燃烧(如图所示)生成产物的固体物质中除有淡黄色粉末外，还有黑色固体物质——碳。(1)请假设黑色固体物质产生的可能原因是假设①__________________________________________________________________；假设②__________________________________________________________________；假设③__________________________________________________________________。(2)为确认假设的正误，某同学进行如下推断：由于金属钠与氧的结合能力比碳强，因此黑色碳可能是二氧化碳与金属钠发生置换反应而生成。该同学设计实验如下：用打孔器钻取一段金属钠，取中间一小块钠放在充满二氧化碳气体的试管(如上右图所示)中加热，观察到钠燃烧发出黄色火焰，并有淡黄色固体和黑色固体生成，生成的淡 黄色固体立即变成白色。请回答下列问题：①用打孔器取金属钠的原因是_______________________________________________；②产生以上现象的化学反应方程式可能为_____________________________________。15．某研究性学习小组就Na2O2的有关性质探究如下：向滴有酚酞的水中投入一定量的Na2O2，观察到先有大量气泡产生，溶液变红，过一会儿溶液又变为无色。对上述实验中溶液变红，过一会儿又褪色的原因，甲、乙两同学提出了不同的解释：甲同学认为是Na2O2与水反应放出氧气，氧气有氧化性，将酚酞氧化而使溶液褪色；乙同学则认为是Na2O2与水反应时产生了H2O2，H2O2的强氧化性使酚酞褪色。(1)乙同学设计了如下实验来证明自己的猜想是正确的：在滴有酚酞的氢氧化钠溶液中滴加3%的H2O2溶液并振荡。①若乙同学的猜想正确，可观察到的现象是___________________________________。②甲同学针对乙同学的上述验证实验提出还应增做实验才能更直接证明Na2O2与水反应生成了H2O2，甲同学提出要增加的实验是什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)试设计简单实验证明甲同学的解释是否正确(画出简易装置图，说明简要步骤)。答案基础再现·深度思考考点一 钠1．银白 小 大 低于2．Na2O Na2O2 2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑ 2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑ 2Na＋2H2O＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑ 2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋2Na＋＋H2↑3．钠的密度比水小 钠的熔点低，钠与水反应为放热反应 钠与水剧烈反应，产生气体 钠与水反应生成碱性物质考点二 (从左至右，从上至下)－2 －1 白色固体 淡黄色固体 Na2O Na2O2 1∶2 1∶2 是 不是 Na2O＋H2O===2NaOH 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Na2O＋CO2===Na2CO3 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2 Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O深度思考1．钠是活泼的金属，能与H2O、CO2反应 沙子2．Na2O NaOH 潮解 Na2CO33．c>a>b 钠与上述三种物质反应的实质都是钠与H＋间的置换反应，H＋浓度的大小决定了反应速率的快慢，由三种物质电离H＋的能力可知H＋浓度的大小顺序为c>a>b，因而反应速率为c>a>b4．①④⑤5．(1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全溶解(2)下层溶液出现白色絮状沉淀(3)下降 上升(4)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑6．A7．(1)①2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2②2Na2O2＋2SO2===2Na2SO4(2)③、④反应均会有红褐色沉淀生成并有气体放出，④中气体明显少于③中气体，因为FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3，Fe(OH)3是不溶性的红褐色沉淀，④中Fe2＋具有强还原性，易被Na2O2氧化并生成Fe(OH)3，Na2O2与溶液中的水剧烈反应也会有O2产生。(3)Na2O2与水反应发生自身氧化还原反应放出O2，在遇到有还原性物质时会表现出强氧化性。8．A规律方法·解题指导规律方法1．根据反应：Na2O＋H2O===2NaOH Δm62 g 18 g 80 g 62 g2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ Δm2×78 g 32 g 124 g【例1】 B [(1)甲、丁相比：甲：Na→NaOH 消耗H2O，溶剂减少丁：NaOH无反应 溶剂不变故NaOH的质量分数：甲>丁。(2)乙、丙相比：NaOH相等消耗H2O相等溶剂相等故乙、丙溶液完全等同。(3)乙、丙与甲相比甲：Na 乙：Na2O 丙：Na2O2当它们物质的量相等时，Na(甲)所得NaOH是乙、丙(Na2O、Na2O2)所得物质的量的，它们所消耗的水相等，故溶剂相等，因此甲的质量分数比乙、丙小。]【例2】 C【例3】 D 【例4】 (1)取少量样品于一洁净试管中，加水溶解，向其中加入BaCl2溶液，充分振荡，有白色沉淀生成，证明Na2O2已经变质(2)取少量样品于一洁净试管中，再加入适量的水，将带有火星的木条伸入试管中，木条复燃，证明样品中仍有Na2O2【例5】 (1)防止Na2O2受潮(2)浓硫酸 除去CO2中的水 饱和碳酸氢钠溶液(3)二氧化碳只有在有水存在时才能与过氧化钠反应(4)除去混在氧气中的过量二氧化碳(5)b、e真题重组·规范集训1．(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√(6)× (7)×2．A3．C 4．B 5．C 6．(1)三 ⅡA Na＋[]2－Na＋(或K＋[]2－K＋)(2)水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强(3)4NH3＋3O2点燃,2N2＋6H2O(4)Mg3N2＋8HNO3===3Mg(NO3)2＋2NH4NO3(5)2课时规范训练教材习题回扣1．B 2.D能力提升训练1．B 2.C 3.C 4.D 5.C 6.D 7.A8．A 9.A 10.A11．(1)Na2O2 H2O(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(3)供氧剂、漂白剂、消毒剂(任答一种均可)12．(1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2)反应开始后，取带火星的木条靠近导气管p口处，发现木条复燃，说明结论a正确 反应开始前先将导管q口蘸上肥皂水，反应开始后q口有气泡产生，说明b结论正确(合理即可)13．(1)4KO2＋2CO2===2K2CO3＋3O2(2)3∶5 (3)1∶3(4)KO2 等量的KO2和Na2O2，KO2释放出的氧气多14．(1)①金属钠上有没擦干净的煤油，不完全燃烧后生成的碳 ②酒精不完全燃烧生成的碳 ③酒精燃烧产生的二氧化碳(或空气中的二氧化碳)与金属钠反应生成的碳 (2)①取得较纯的Na ②2Na＋CO2C＋Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2(或Na2O2＋2Na===2Na2O)15．(1)①溶液的红色褪去②在滴有酚酞的水中加入足量过氧化钠，待反应完成后向溶液中加入少量二氧化锰粉末，有气体放出，证明过氧化钠与水反应时有H2O2生成(2)向滴有酚酞的氢氧化钠溶液中通入氧气，若红色褪去，证明甲同学的推测正确，反之，则不正确。实验装置图如图所示(可用广口瓶等其他仪器代替烧杯，合理即可)大题冲关滚动练之三——金属及其化合物的综合推断题1．A、B、C、X均为中学常见的纯净物，它们之间有如下转化关系(副产物已略去)。(1)若X是强氧化性气体单质，则A可能是________(填序号)。a．C b．Al c．Na d．Mg(2)若X是金属单质，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，X在A中燃烧产生棕黄色的烟。B的化学式为________；C溶液在贮存时应加入少量X，理由是(用必要的文字和离子方程式表示) _______________________________________；检验此C溶液中金属元素的操作方法是__________________________________________；向C的溶液中加入氢氧化钠溶液，现象是________________________________________；请写出此过程中属于氧化还原反应的化学方程式__________________________________。(3)若A、B、C均为含有同种金属元素的化合物，X是强酸或强碱，则B的化学式为_______，反应①的离子方程式为_________________________________________________________或________________________________________________________________________。2．现有一份由C、Al、Fe、Fe2O3、CuO中的几种物质组成的混合物粉末，某校化学课外小组取样品进行了如下实验(其中部分产物已略去)：(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)________________。(2)Z为一种或两种气体：①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式为__________________________________________________________________。②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量H2O，则Z中两种气体的化学式是__________。(3)向Y中通入过量Cl2，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)______________。3．北京时间2011年3月11日13时46分，日本本州岛东部发生里氏9.0级大地震，地震带来凶猛的海啸，造成大量人员伤亡，部分城市供水中断，公路、铁路交通瘫痪。饮水安全在灾后重建中具有极其重要的地位，某研究小组提取三处被污染的水源进行了如下分析，给出了如下实验信息：其中一处被污染的水源含有A、B两种物质，一处含有C、D两种 物质，一处含有E物质，A、B、C、D、E为五种常见化合物，均由下表中的离子形成：阳离子 K＋ Na＋ Cu2＋ Al3＋阴离子 SO HCO NO OH－为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；③进行焰色反应，只有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃)；④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加入过量稀硝酸，A中放出无色气体，C、D中产生白色沉淀；⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成。根据上述实验填空：(1)写出B、D的化学式：B________，D________。(2)写出D、E发生反应的离子方程式：___________________________________________。(3)将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为__________。(4)C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理：________________________________。4．已知A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。试回答下列问题：(1)若反应①②③均为溶液中的置换反应，A、D、E为常见金属单质，则A、D、E的还原性由强到弱的顺序为______________，请写出满足以上要求的离子方程式：反应①______________________________________________________________________，反应②______________________________________________________________________。(2)若反应①②③均为复分解反应，且A、E均为常见的碱，溶液中形成的D是白色沉淀，请写出满足要求的化学方程式：反应①_____________________________________________________________________，反应②_____________________________________________________________________。(3)若B是水，C是一种具有磁性的化合物，E是一种无色无味的有毒气体，则反应①的化学方程式是_______________________________________________________________。5．A、B、C、D、E是中学常见的5种化合物，A、B是氧化物，元素X、Y的单质是生活中常见的金属，相关物质间的关系如下图所示。(1)X的单质与A反应的化学方程式是___________________________________________。(2)若试剂1是NaOH溶液，X的单质与试剂1反应的离子方程式是___________________。(3)若试剂1和试剂2均是稀硫酸。①检验物质D的溶液中金属离子的方法是_______________________________________。②将物质C溶于水，其溶液呈酸性，原因是(用离子方程式表示)________________________________________________________________________。③某高效净水剂是由Y(OH)SO4聚合得到的。工业上以E、稀硫酸和亚硝酸钠为原料来制备Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是___________________________。6．图中的物质均是中学化学中常见的物质，甲、乙均是离子化合物，且阴、阳离子个数比均为1∶1。甲是发酵粉的主要成分，乙是一种常用的化肥。B、D在常温常压下是气体。请回答下列问题：(1)甲的俗名是________。(2)向A、D物质的水溶液中分别滴入酚酞试液后，溶液均显红色，说明溶液均显________(填“酸”或“碱”)性，其原理是否相同？________(填“相同”或“不相同”)，请用必要的文字加以解释并写出离子方程式：____________________________________。(3)向饱和氯化钠溶液中通入气体D至饱和后，再通入足量的气体B可制得物质甲，写出该反应的化学方程式：_________________________________________________________。用该方法制取物质甲时，不先通B，再通D的原因是________________________________。7．A、B、C、D、E是中学化学常见的5种化合物，其中A、B是氧化物。单质X、Y是生活中常见的金属，相关物质间的转化关系如下图所示(部分反应物与产物已略去)：(1)若试剂1与试剂2不属于同类物质，则X与试剂1反应的离子方程式是________________________________________________________________________。(2)若试剂1和试剂2相同，且E溶液加热蒸干并灼烧后可得到A，则A的化学式是________。①检验物质D的溶液中金属离子的实验操作和现象是______________________________。②将物质C溶于水，其溶液呈________(填“酸性”、“中性”或“碱性”)，原因用离子方程式可表示为______________________________________________________________。(3)若E溶液隔绝空气加热蒸干后可得到该溶液的溶质，工业上以E、稀硫酸和NaNO2为原料来制备高效净水剂Y(OH)SO4，反应中有NO生成，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。答案1．(1)ac(2)FeCl3 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，防止Fe2＋被氧化 用试管取少量C溶液，滴加KSCN溶液，无颜色变化，再滴加氯水，溶液呈血红色，证明原溶液中有Fe2＋存在 生成白色沉淀，迅速转化为灰绿色，最终转化为红褐色沉淀 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(3)Al(OH)3 Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓2．(1)Al(2)①C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O②NO、CO2(3)Cu2＋、Fe3＋、H＋3．(1)KNO3 CuSO4(2)Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓(3)Na2CO3(4)Al3＋＋3H2O?? Al(OH)3(胶体)＋3H＋4．(1)E>A>D Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe(或Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，其他合理答案也可)(2)3NH3·H2O＋AlCl3===3NH4Cl＋Al(OH)3↓ NH4Cl＋NaOH===NH3·H2O＋NaCl(其他合理答案也可)(3)3Fe＋4H2O(g)===Fe3O4＋4H2↑5．(1)Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe(2)2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑(3)①取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变红色，则证明原溶液中含有Fe3＋②Al3＋＋3H2O?? Al(OH)3＋3H＋③2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4===2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑6．(1)小苏打(2)碱 不相同 碳酸钠水解显碱性：CO2－3＋H2O?? HCO＋OH－，氨气溶于水生成的NH3·H2O电离显碱性：NH3·H2O?? NH＋4＋OH－，所以加入酚酞试液后溶液均显红色(其他合理答案也可)(3)NaCl＋CO2＋H2O＋NH3===NaHCO3↓＋NH4Cl CO2在水中的溶解度较小，NH3极易溶于水，水溶液呈碱性，能吸收大量的CO2，生成大量的HCO，使NaHCO3晶体析出。7．(1)2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑(2)Fe2O3①取少量溶液于试管中，滴加几滴KSCN溶液，溶液变为血红色，则证明原溶液中含有Fe3＋(或其他合理答案)②酸性 Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋(3)2FeSO4＋2NaNO2＋H2SO4===2Fe(OH)SO4＋Na2SO4＋2NO↑(NaHSO4也可) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第三章 专题讲座四.doc 第三章 大题冲关滚动练之三.doc 第三章 大题冲关滚动练之二.doc 第三章 第1讲.doc 第三章 第2讲.doc 第三章 第3讲.doc 第三章 第4讲.doc 第三章 第5讲.doc
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