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第四章　金属及其化合物
微题型26　钠及其化合物
(1~4题，每小题4分，共16分)
1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)
A.Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B.钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3
C.石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，没有气泡生成
D.将Na投入盐酸中，Na先与水反应，生成的NaOH再与HCl反应
2.钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A.钠暴露在空气中的物质转化：NaNa2O2NaOHNa2CO3
B.侯氏制碱法生产过程中的物质转化：NaClNaHCO3Na2CO3
C.Na2O2与CO2反应为潜水艇供氧的原理：2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
D.NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液反应用于灭火的原理：Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
3.某钠块在空气中燃烧，发现其产物中混有黑色物质，某研究小组对黑色物质进行如图所示的实验探究。下列推测错误的是(　　)
A.a试管中的现象说明钠的燃烧产物中可能含有Fe3O4
B.b试管的溶液为无色，推测滤液中含有Fe2+
C.由上述实验现象可得Na2O2与硫酸反应的离子方程式为Na2O2+2H+===2Na++H2O2
D.滤渣中黑色物质产生的原因可能是4Na+3CO22Na2CO3+C
4.探究Na2O2与水的反应，实验如图(已知：H2O2H++H、HH++)。下列分析不正确的是(　　)
A.①⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同，产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性：HCl5.(16分)(2025·天津高三模拟)小苏打(NaHCO3)试样中含有碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)，为测定试样中小苏打的质量分数w(NaHCO3)，实验小组同学设计了如下装置进行实验。
实验过程：
Ⅰ.按图组装仪器，检查装置的气密性；
Ⅱ.将试样m1 g放入硬质玻璃管中，装置B、C、D中药品如图，已知加药品后装置B的质量为m2 g，装置C的质量为m3 g；
Ⅲ.关闭活塞a，点燃酒精灯加热试样，直到B装置中无气泡冒出后，打开活塞a向装置中通入N2，一段时间后，撤掉酒精灯，关闭活塞a；
Ⅳ.称得装置B的质量为m4 g，装置C的质量为m5 g。
请回答以下问题(装置中原有空气对实验的影响忽略不计)：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　，　　　　。
(2)装置C的作用为　　　　　。装置D的作用为　　　　　。
(3)实验过程中通入N2的目的为　　　　　。
(4)用下列各项所提供的数据能计算出w(NaHCO3)的是　　　　(填字母)。
选项 a b c d
数据 m1、m2、m3 m2、m3、m4、m5 m1、m4、m5 m1、m3、m5
(5)实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的w(NaHCO3)，若能，则w(NaHCO3)的计算式为　　　　　(若不能，此问不作答)。
(6)若没有D装置，则测得的w(NaHCO3)　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
微题型26　钠及其化合物
(1~4题，每小题4分，共16分)
1.下列关于钠及其化合物的叙述正确的是(　　)
A.Na2O2与SO2反应生成Na2SO3和O2
B.钠与浓NH4Cl溶液反应，放出的气体中含H2和NH3
C.石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，没有气泡生成
D.将Na投入盐酸中，Na先与水反应，生成的NaOH再与HCl反应
答案　B
解析　Na2O2具有强氧化性，与SO2反应生成Na2SO4而不是Na2SO3，A项错误；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气且产生大量的热，生成的氢氧化钠和氯化铵能反应生成氯化钠和氨气，B项正确；Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气，所得溶液呈碱性，使石蕊溶液变蓝；过氧化钠因有强的氧化性而具有漂白性，可以使石蕊溶液褪色，所以石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡产生，C项错误；将Na投入盐酸中，Na先与HCl反应生成氢气和氯化钠，若Na过量，过量的Na再与水反应，D项错误。
2.钠及其化合物的转化具有重要应用。下列说法不正确的是(　　)
A.钠暴露在空气中的物质转化：NaNa2O2NaOHNa2CO3
B.侯氏制碱法生产过程中的物质转化：NaClNaHCO3Na2CO3
C.Na2O2与CO2反应为潜水艇供氧的原理：2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
D.NaHCO3溶液与Al2(SO4)3溶液反应用于灭火的原理：Al3++3HC===Al(OH)3↓+3CO2↑
答案　A
解析　钠暴露在空气中不能转化为Na2O2，生成Na2O，A项错误；侯氏制碱法是将氨气先通入饱和食盐水，再通入CO2生成NaHCO3，发生反应：NaCl+NH3+CO2+H2O===NH4Cl+NaHCO3↓，加热NaHCO3生成Na2CO3，B项正确。
3.某钠块在空气中燃烧，发现其产物中混有黑色物质，某研究小组对黑色物质进行如图所示的实验探究。下列推测错误的是(　　)
A.a试管中的现象说明钠的燃烧产物中可能含有Fe3O4
B.b试管的溶液为无色，推测滤液中含有Fe2+
C.由上述实验现象可得Na2O2与硫酸反应的离子方程式为Na2O2+2H+===2Na++H2O2
D.滤渣中黑色物质产生的原因可能是4Na+3CO22Na2CO3+C
答案　B
解析　a试管溶液变浅红，说明钠块不纯，含有Fe元素；滤渣中有不溶于酸的黑色物质，说明燃烧产物中有C；加足量硫酸后加入KSCN溶液变浅红说明滤液中有Fe3+，故产生的黑色物质可能由Fe3O4和C组成，A正确； b试管中KMnO4溶液褪色，并产生小气泡，说明滤液中有H2O2，则Na2O2与硫酸反应的离子方程式：Na2O2+2H+===2Na++H2O2，而Fe2+与H2O2不可能共存，故滤液中不可能有Fe2+，B错误，C正确；滤渣中有不溶于酸的黑色物质，说明燃烧产物中有C，则原因可能为钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和碳单质，反应的化学方程式为4Na+3CO22Na2CO3+C，D正确。
4.探究Na2O2与水的反应，实验如图(已知：H2O2H++H、HH++)。下列分析不正确的是(　　)
A.①⑤中产生的气体能使带火星的木条复燃
B.①④中均发生了氧化还原反应和复分解反应
C.②⑤中KMnO4与MnO2的作用不同，产生气体的量也不同
D.通过③能比较酸性：HCl答案　D
解析　试管①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，试管④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢与硫酸钡沉淀，过氧化氢分解产生氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应，B项正确；试管②中酸性KMnO4与过氧化氢反应生成氧气，KMnO4体现氧化性，而试管⑤中MnO2起催化作用，两个试管中产生氧气的量均由过氧化氢的量决定，因溶液是等分的，但试管②中过氧化氢全部被氧化，试管⑤中的过氧化氢发生歧化反应，所以产生气体的量不相同，C项正确；根据已知条件可知H2O2是二元弱酸，而HCl是一元强酸，且试管③生成BaO2沉淀，则不能证明HCl与H2O2的酸性强弱，D错误。
5.(16分)(2025·天津高三模拟)小苏打(NaHCO3)试样中含有碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)，为测定试样中小苏打的质量分数w(NaHCO3)，实验小组同学设计了如下装置进行实验。
实验过程：
Ⅰ.按图组装仪器，检查装置的气密性；
Ⅱ.将试样m1 g放入硬质玻璃管中，装置B、C、D中药品如图，已知加药品后装置B的质量为m2 g，装置C的质量为m3 g；
Ⅲ.关闭活塞a，点燃酒精灯加热试样，直到B装置中无气泡冒出后，打开活塞a向装置中通入N2，一段时间后，撤掉酒精灯，关闭活塞a；
Ⅳ.称得装置B的质量为m4 g，装置C的质量为m5 g。
请回答以下问题(装置中原有空气对实验的影响忽略不计)：
(1)装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　，　　　　。
(2)装置C的作用为　　　　　。装置D的作用为　　　　　。
(3)实验过程中通入N2的目的为　　　　　。
(4)用下列各项所提供的数据能计算出w(NaHCO3)的是　　　　(填字母)。
选项 a b c d
数据 m1、m2、m3 m2、m3、m4、m5 m1、m4、m5 m1、m3、m5
(5)实验结束后发现装置A中硬质玻璃管右端有水珠，你认为利用实验中所提供的数据还能否得到准确的w(NaHCO3)，若能，则w(NaHCO3)的计算式为　　　　　(若不能，此问不作答)。
(6)若没有D装置，则测得的w(NaHCO3)　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案　(1)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑　Na2CO3·10H2ONa2CO3+10H2O
(2)吸收反应生成的CO2　防止空气中CO2和水蒸气进入装置，影响测定结果
(3)把装置中的水蒸气和CO2排出，被装置B和装置C吸收　(4)bd
(5)×100%　(6)偏高
解析　(4)根据CO2的质量可以计算碳酸氢钠的质量，进而计算产生的水蒸气的质量，利用浓硫酸增加的质量可以计算碳酸钠晶体和碳酸氢钠分解产生的水蒸气的质量，进而计算碳酸钠晶体的质量。m4-m2是水蒸气的质量，m5-m3是CO2的质量。
(5)由于只有碳酸氢钠分解产生CO2，所以利用固体的质量和反应中产生的CO2质量即可以计算碳酸氢钠的质量分数，则w(NaHCO3)=×100%=×100%。
(6)若没有D装置，导致空气中二氧化碳和水蒸气进入C装置，使得m5数值偏大，则×100%偏高。微题型27　侯氏制碱法
(1~2题，每小题4分，3~4题，每小题5分，共18分)
1.侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.气体A是CO2，气体B是NH3
B.第Ⅱ步反应的离子方程式为Na++H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+N
C.第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O
D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
2.侯氏制碱法利用CO2、NH3、饱和NaCl溶液先制得NaHCO3，进一步生产Na2CO3，下列说法不正确的是(　　)
A.生产中，向溶有CO2的饱和食盐水中通入NH3，析出NaHCO3
B.将所得NaHCO3固体加热生产纯碱
C.碳酸氢钠和碳酸钠的溶液均呈碱性，可用作食用碱或工业用碱
D.新制氯水中加入少量碳酸氢钠，可提高氯水漂白效果
3.实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，下列步骤中操作不正确的是(　　)
A.制备NH3 B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3 D.制备Na2CO3
4.(2025·浙江模拟)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图甲所示(部分物质已略去)。
下列有关该工艺流程的说法不正确的是(　　)
A.实验室模拟“侯氏制碱法”时，通入NH3与CO2可采用图乙装置
B.步骤①与步骤③均为过滤操作，步骤②为加热操作
C.在溶液A中加入NaCl，促进NH4Cl(s)N(aq)+Cl-(aq)逆向进行，有利于NH4Cl析出
D.CO2可循环使用，所以无需补充CO2
微题型27　侯氏制碱法
(1~2题，每小题4分，3~4题，每小题5分，共18分)
1.侯氏制碱法在实验室进行模拟实验的生产流程如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.气体A是CO2，气体B是NH3
B.第Ⅱ步反应的离子方程式为Na++H2O+NH3+CO2===NaHCO3↓+N
C.第Ⅲ步得到的晶体是Na2CO3·10H2O
D.第Ⅳ步操作的主要过程有溶解、蒸发、结晶
答案　B
解析　侯氏制碱法先向饱和食盐水中通入氨气再通入CO2，气体A是NH3，气体B是CO2，A错误；第Ⅱ步NH3、CO2与饱和食盐水反应生成NaHCO3沉淀和氯化铵，B正确；第Ⅲ步得到NaHCO3晶体，C错误；第Ⅳ步的主要操作为加热NaHCO3晶体生成Na2CO3，D错误。
2.侯氏制碱法利用CO2、NH3、饱和NaCl溶液先制得NaHCO3，进一步生产Na2CO3，下列说法不正确的是(　　)
A.生产中，向溶有CO2的饱和食盐水中通入NH3，析出NaHCO3
B.将所得NaHCO3固体加热生产纯碱
C.碳酸氢钠和碳酸钠的溶液均呈碱性，可用作食用碱或工业用碱
D.新制氯水中加入少量碳酸氢钠，可提高氯水漂白效果
答案　A
解析　NH3在水中的溶解度远大于CO2，所以生产中，应向溶有NH3的饱和食盐水中通入过量CO2，析出NaHCO3，故A错误；NaHCO3热稳定性不强，受热易分解，将所得NaHCO3固体加热分解可生成碳酸钠，故B正确；碳酸氢钠和碳酸钠均为强碱弱酸盐，均能水解，其溶液均呈碱性，可用作食用碱或工业用碱，故C正确；新制氯水中加入少量碳酸氢钠，碳酸氢钠能和盐酸反应，促进氯气和水的反应正向进行，溶液中次氯酸浓度增大，可提高氯水的漂白效果，故D正确。
3.实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，下列步骤中操作不正确的是(　　)
A.制备NH3 B.制备NaHCO3
C.分离NaHCO3 D.制备Na2CO3
答案　D
解析　制备氨气，将浓氨水滴加到碱石灰中，由于碱石灰溶解放热可以使氨气溢出，故A正确；制备NaHCO3，先往饱和食盐水中通入氨气(极易溶于水，导管在液面以上)再通入二氧化碳，蘸有稀硫酸的脱脂棉可以吸收尾气中的NH3，防止污染环境，故B正确；从溶液中分离出固体碳酸氢钠，可以用过滤装置，故C正确；碳酸氢钠加热分解制备碳酸钠应选用坩埚，故D错误。
4.(2025·浙江模拟)我国化学家侯德榜发明了联合制碱法，对世界制碱工业做出了巨大贡献。联合制碱法的主要工艺流程如图甲所示(部分物质已略去)。
下列有关该工艺流程的说法不正确的是(　　)
A.实验室模拟“侯氏制碱法”时，通入NH3与CO2可采用图乙装置
B.步骤①与步骤③均为过滤操作，步骤②为加热操作
C.在溶液A中加入NaCl，促进NH4Cl(s)N(aq)+Cl-(aq)逆向进行，有利于NH4Cl析出
D.CO2可循环使用，所以无需补充CO2
答案　D
解析　饱和食盐水中通入氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤，碳酸氢钠固体加热分解得到碳酸钠；氯化铵溶液中加入氯化钠固体，通入氨气，蒸发浓缩，冷却结晶析出氯化铵固体。氨气极易溶于水，氨气溶于水要防倒吸，实验室模拟“侯氏制碱法”时，通入NH3与CO2可采用图乙装置，故A正确；步骤①与步骤③均为固液分离，操作为过滤，碳酸氢钠受热分解为碳酸钠和二氧化碳，步骤②为加热操作，故B正确；在溶液A中加入NaCl，增大氯离子浓度，促进NH4Cl(s)N(aq)+Cl-(aq)逆向进行，有利于NH4Cl析出，故C正确；CO2可循环使用，但最终产物是碳酸钠，根据碳元素守恒，需补充CO2，故D错误。微题型28　碱金属元素性质的相似性和递变性
(1~3题，每小题2分，4~5题，每小题3分，共12分)
1.(2026·石家庄模拟)锂是重要的新能源材料，下列关于锂及其化合物的说法错误的是(　　)
A.Li+半径小，在电池充放电过程中，能在电极材料中快速嵌入和脱出
B.Li与Na是同族元素，Li与O2反应生成Li2O2
C.Li2O的熔点比Na2O高
D.根据对角线规则，Li2CO3在水中的溶解度不大
2.(2026·海淀模拟)下列关于铷(Rb)的叙述正确的是(　　)
A.它位于元素周期表的第四周期第ⅠA族
B.在钠、钾、铷3种单质中，铷的熔点最高
C.氢氧化铷是弱碱
D.硝酸铷含共价键，属于离子化合物
3.下列有关焰色试验的说法正确的是(　　)
A.金属及其化合物在灼烧时产生的不同特征颜色是发生化学变化引起的
B.焰色试验适合所有金属元素的检验
C.某溶液做焰色试验，火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素、一定不含钾元素
D.焰色试验必需的仪器及试剂：铂丝或光洁无锈的铁丝、酒精灯或煤气灯、盐酸
4.下列对碱金属的叙述，完全不正确的是(　　)
①K通常保存在煤油中，以隔绝空气
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最强的是钾
④碱金属阳离子，氧化性最强的是Li+
⑤碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A.②③⑥ B.②③④
C.④⑤⑥ D.①③⑤
5.钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成黄色的超氧化物(如KO2)。 下列说法不正确的是(　　)
A.在450 ℃ 、15 MPa下， Na 与 O2反应也能够得到纯净的NaO2，常温下Na2O2的稳定性比 NaO2好
B.CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中水作还原剂
C.4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2，因此KO2可用来作氧气源
D.KO2与水反应后的溶液呈强碱性
6.(16分)碳化锂(Li2C2)是一种重要的化工试剂，在空气中易潮解。制备Li2C2的一种原理是2Li+2COLi2C2+O2。实验室制备CO的一种原理是H2C2O4在浓硫酸、加热条件下生成CO、CO2和H2O，通过净化得到CO。某实验小组设计实验制备碳化锂并探究其性质，实验装置如下。
已知：碳化锂与水反应生成氢氧化锂和乙炔(C2H2)。回答下列问题：
(1)实验室里通常将金属锂保存在　　　　　中。
(2)气流从左至右，装置连接顺序为A→　　　　　　　　　　　。
(3)实验时，先点燃　　　　(填“A”或“C”)处酒精灯，其目的是　　　　 　　　　。
(4)装置D中集气瓶收集的气体经干燥后得到　　　　　　　(填化学式)。
(5)如果用甲酸(HCOOH)代替草酸(其他不变)，也可以制备CO，用甲酸制备CO的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(6)设计简单实验检验碳化锂产品中是否有锂单质：　　　 　　　　。
(7)取少量碳化锂投入酸性KMnO4溶液(含H2SO4)中，振荡，溶液由紫色变为无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，写出反应的化学方程式：　　　 　　　　。
微题型28　碱金属元素性质的相似性和递变性
(1~3题，每小题2分，4~5题，每小题3分，共12分)
1.(2026·石家庄模拟)锂是重要的新能源材料，下列关于锂及其化合物的说法错误的是(　　)
A.Li+半径小，在电池充放电过程中，能在电极材料中快速嵌入和脱出
B.Li与Na是同族元素，Li与O2反应生成Li2O2
C.Li2O的熔点比Na2O高
D.根据对角线规则，Li2CO3在水中的溶解度不大
答案　B
解析　Li+半径小，离子迁移能力强，能在电极材料中快速嵌入和脱出，这是锂离子电池工作的基础，A正确；Li与O2反应生成Li2O，Na与O2燃烧生成Na2O2，Li的金属性较弱，不会直接生成过氧化物，B错误；Li2O和Na2O均为离子晶体，Li+半径小于Na+，Li2O的离子键强度更大，熔点更高，C正确；根据对角线规则，Li与Mg性质相似，MgCO3微溶，故Li2CO3溶解度不大，D正确。
2.(2026·海淀模拟)下列关于铷(Rb)的叙述正确的是(　　)
A.它位于元素周期表的第四周期第ⅠA族
B.在钠、钾、铷3种单质中，铷的熔点最高
C.氢氧化铷是弱碱
D.硝酸铷含共价键，属于离子化合物
答案　D
解析　铷的原子序数为37，位于元素周期表第五周期第ⅠA族，故A错误；碱金属元素从上到下，金属单质的熔点逐渐降低，在钠、钾、铷3种单质中，钠的熔点最高，故B错误；同主族元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性逐渐增强，NaOH为强碱，则氢氧化铷也是强碱，且碱性更强，故C错误；硝酸铷电离产生金属阳离子和酸根离子，属于离子化合物，硝酸根离子中N、O之间存在共价键，故D正确。
3.下列有关焰色试验的说法正确的是(　　)
A.金属及其化合物在灼烧时产生的不同特征颜色是发生化学变化引起的
B.焰色试验适合所有金属元素的检验
C.某溶液做焰色试验，火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素、一定不含钾元素
D.焰色试验必需的仪器及试剂：铂丝或光洁无锈的铁丝、酒精灯或煤气灯、盐酸
答案　D
解析　焰色试验是物理变化，故A错误；只有某些金属或其化合物才能用焰色试验检验，如Fe不能用焰色试验检验，故B错误；钾元素的焰色试验为紫色，需要透过蓝色钴玻璃观察，故焰色试验火焰呈黄色说明该溶液一定含有钠元素，不确定是否含有钾元素，故C错误。
4.下列对碱金属的叙述，完全不正确的是(　　)
①K通常保存在煤油中，以隔绝空气
②碱金属常温下呈固态，取用时可直接用手拿
③碱金属中还原性最强的是钾
④碱金属阳离子，氧化性最强的是Li+
⑤碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大
⑥从Li到Cs，碱金属的密度越来越大，熔、沸点越来越低
A.②③⑥ B.②③④
C.④⑤⑥ D.①③⑤
答案　A
解析　①钾的密度大于煤油，和空气中的水蒸气、氧气、二氧化碳均发生反应，少量K通常保存在煤油中，以隔绝空气，正确；②碱金属是活泼金属，和皮肤中的水反应生成碱，具有强腐蚀性，取用时不能直接用手拿，错误；③依据同主族元素性质递变分析，碱金属中还原性最强的是钫，错误；④金属性越强，对应阳离子的氧化性越弱，所以碱金属阳离子氧化性最强的是Li+，正确；⑤同主族元素，原子半径和离子半径随核电荷数的增大而增大，碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大，正确；⑥从Li到Cs，碱金属的密度呈增大的趋势，K的密度反而比Na小，从Li到Cs，其熔、沸点逐渐降低，错误。
5.钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成黄色的超氧化物(如KO2)。 下列说法不正确的是(　　)
A.在450 ℃ 、15 MPa下， Na 与 O2反应也能够得到纯净的NaO2，常温下Na2O2的稳定性比 NaO2好
B.CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中水作还原剂
C.4KO2+2CO2===2K2CO3+3O2，因此KO2可用来作氧气源
D.KO2与水反应后的溶液呈强碱性
答案　B
解析　钠在氧气中燃烧生成Na2O2，在高温、高压下与O2反应才能得到纯净的 NaO2，可见常温下Na2O2比NaO2稳定，故A正确；CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中CsO2既是氧化剂，又是还原剂，而水既不是氧化剂，又不是还原剂，故B错误；KO2与水反应生成KOH和O2，所得溶液呈强碱性，故D正确。
6.(16分)碳化锂(Li2C2)是一种重要的化工试剂，在空气中易潮解。制备Li2C2的一种原理是2Li+2COLi2C2+O2。实验室制备CO的一种原理是H2C2O4在浓硫酸、加热条件下生成CO、CO2和H2O，通过净化得到CO。某实验小组设计实验制备碳化锂并探究其性质，实验装置如下。
已知：碳化锂与水反应生成氢氧化锂和乙炔(C2H2)。回答下列问题：
(1)实验室里通常将金属锂保存在　　　　　中。
(2)气流从左至右，装置连接顺序为A→　　　　　　　　　　　。
(3)实验时，先点燃　　　　(填“A”或“C”)处酒精灯，其目的是　　　　 　　　　。
(4)装置D中集气瓶收集的气体经干燥后得到　　　　　　　(填化学式)。
(5)如果用甲酸(HCOOH)代替草酸(其他不变)，也可以制备CO，用甲酸制备CO的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(6)设计简单实验检验碳化锂产品中是否有锂单质：　　　 　　　　。
(7)取少量碳化锂投入酸性KMnO4溶液(含H2SO4)中，振荡，溶液由紫色变为无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，写出反应的化学方程式：　　　 　　　　。
答案　(1)石蜡　(2)E→C→B→D　(3)A　制备CO气体，排尽装置内空气，避免空气干扰实验　(4)O2、CO　(5)HCOOHCO↑+H2O
(6)取少量碳化锂产品加入足量水，将产生的气体缓慢通过含足量溴的四氯化碳溶液后再通入水中，若有气泡产生，则含锂，否则不含锂
(7)Li2C2+2KMnO4+4H2SO4===Li2SO4+2MnSO4+K2SO4+2CO2↑+4H2O
解析　通过锂与CO反应制备Li2C2，可知装置C是制备Li2C2所用；反应需要CO，通过H2C2O4在浓硫酸、加热条件下生成，即装置A制备CO；生成CO的同时，还会产生CO2和H2O，可以用碱石灰吸收；碳化锂在空气中易潮解，则在尾气处理前，要通过浓硫酸洗气瓶，吸收水，据此分析作答。(1)锂的密度小于煤油，锂不能保存在煤油中；通常将锂保存在石蜡中，避免锂与空气中的水、氧气等反应。(2)E中用碱石灰吸收CO中混有的二氧化碳和水蒸气；B中盛放浓硫酸，防止水槽中水蒸气进入C中与碳化锂、锂反应。装置连接顺序是A(制备CO)→E(净化CO)→C(CO和锂反应)→B(吸收水蒸气)→D(收集尾气)。(4)收集的气体有产物O2，同时还有未反应完的CO。(5)HCOOH在浓硫酸、加热条件下生成CO和H2O，化学方程式为HCOOHCO↑+H2O。微题型29　铁及其化合物的性质及转化
(1~3题，每小题2分，共6分)
1.(2025·衡水二模)部分含钠、铁的物质“价—类”关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.常温下，能实现a→b→c的转化
B.在高温下，d与O2或水蒸气反应生成e
C.用KSCN溶液可检验e是否变质
D.工业上，电解饱和食盐水可以制备a
2.(2025·重庆高三模拟)金属单质X的转化如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.单质b可以作为燃料
B.c为碱性氧化物
C.d中加入KSCN溶液显红色
D.单质e具有强氧化性，f中加入K3溶液不会产生蓝色沉淀
3.(2025·南宁一模)某小组同学向pH=1的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中分别加入过量Zn粉和Mg粉，探究反应的还原产物：
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
下列说法错误的是(　　)
A.取Ⅱ中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若观察到蓝色沉淀，则证明有Fe2+生成
B.Ⅰ中红褐色沉淀生成的原因：Zn消耗H+，促进Fe3+水解，使其转化为Fe(OH)3沉淀
C.Ⅰ中未检测到Fe单质的原因可能是Zn被Fe(OH)3沉淀包裹，阻碍了Zn与Fe2+的反应
D.若向pH=1的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中加入过量Cu粉，也可观察到生成大量红褐色沉淀
4.(16分)(2025·湖北高三模拟)从“铁器时代”开始，铁单质及其化合物一直备受青睐。
(1)甲实验小组中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A.增加一酒精灯至湿棉花下方加热实验效果更好
B.盛装肥皂液的仪器名称为坩埚
C.点燃肥皂泡检验生成的氢气
(2)乙实验小组探究上述实验中所得黑色固体的成分。待所得固体冷却后，取少许进行如下实验：
①用离子方程式解释现象1：　　　　　。
②现象2为　　　　　。
(3)丙实验小组以FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料Fe/Fe3O4复合物。过程如下：
在氩气气氛下，向50 mL 1 mol·L-1FeCl2溶液中逐滴加入100 mL 14 mol·L-1KOH溶液(如图)，用磁力搅拌器持续搅拌，在100 ℃下回流3 h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①仪器a的名称为　　　　　；三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为　　　　　。
②待三颈烧瓶中沉淀冷却后，过滤，再依次用热水和乙醇洗涤，在40 ℃干燥后焙烧2 h，得到Fe/Fe3O4复合物产品3.2 g。判断沉淀是否已经用水洗涤干净的方法为　　　 　　　　；
使用乙醇洗涤的目的是　　　　　。
③该实验所得磁性材料的产率为　　　　　(保留3位有效数字)。
微题型29　铁及其化合物的性质及转化
(1~3题，每小题2分，共6分)
1.(2025·衡水二模)部分含钠、铁的物质“价—类”关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.常温下，能实现a→b→c的转化
B.在高温下，d与O2或水蒸气反应生成e
C.用KSCN溶液可检验e是否变质
D.工业上，电解饱和食盐水可以制备a
答案　A
解析　a为Na，b为Na2O或Na2O2，c为NaOH，常温下，Na与O2反应生成Na2O，Na2O与水反应生成NaOH，A正确；d为Fe，e为FeO，在高温下，铁与水蒸气反应生成Fe3O4，Fe在氧气中燃烧生成Fe3O4，B错误；铁离子遇KSCN溶液变红色，FeO为不溶于水的固体，可用盐酸和KSCN确认FeO是否变质，C错误；工业上，电解熔融NaCl可制备Na，而电解饱和食盐水可制备NaOH，D错误。
2.(2025·重庆高三模拟)金属单质X的转化如图所示，下列说法不正确的是(　　)
A.单质b可以作为燃料
B.c为碱性氧化物
C.d中加入KSCN溶液显红色
D.单质e具有强氧化性，f中加入K3溶液不会产生蓝色沉淀
答案　B
解析　金属单质X和氧化物a反应生成单质b和黑色氧化物c，该黑色氧化物为Fe3O4，则X为Fe，a为H2O，b为H2，Fe3O4和盐酸反应生成FeCl2和FeCl3，溶液d中通入过量单质e得到溶液f。单质b为H2，可以作为燃料，A正确；黑色氧化物为Fe3O4，Fe3O4不属于碱性氧化物，B错误；溶液d中含有Fe2+和Fe3+，加入KSCN溶液显红色，C正确；单质e具有强氧化性，溶液f中不含Fe2+，f中加入K3溶液不会产生蓝色沉淀，D正确。
3.(2025·南宁一模)某小组同学向pH=1的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中分别加入过量Zn粉和Mg粉，探究反应的还原产物：
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后无气泡冒出，此时溶液pH为3~4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3~4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
下列说法错误的是(　　)
A.取Ⅱ中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若观察到蓝色沉淀，则证明有Fe2+生成
B.Ⅰ中红褐色沉淀生成的原因：Zn消耗H+，促进Fe3+水解，使其转化为Fe(OH)3沉淀
C.Ⅰ中未检测到Fe单质的原因可能是Zn被Fe(OH)3沉淀包裹，阻碍了Zn与Fe2+的反应
D.若向pH=1的0.5 mol·L-1FeCl3溶液中加入过量Cu粉，也可观察到生成大量红褐色沉淀
答案　D
解析　Fe2+与K3[Fe(CN)6]会生成蓝色的KFe[Fe(CN)6]沉淀，故取Ⅱ中少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若观察到蓝色沉淀，则证明有Fe2+生成，A正确；对比Ⅰ、Ⅱ可知，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不易被Fe(OH)3沉淀包裹，Zn粉反应缓慢，红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2+的反应，C正确；加入铜粉会发生反应：Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+，无法促进Fe3+水解平衡正向移动，故看不到红褐色沉淀生成，D错误。
4.(16分)(2025·湖北高三模拟)从“铁器时代”开始，铁单质及其化合物一直备受青睐。
(1)甲实验小组中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法正确的是　　　　　(填字母)。
A.增加一酒精灯至湿棉花下方加热实验效果更好
B.盛装肥皂液的仪器名称为坩埚
C.点燃肥皂泡检验生成的氢气
(2)乙实验小组探究上述实验中所得黑色固体的成分。待所得固体冷却后，取少许进行如下实验：
①用离子方程式解释现象1：　　　　　。
②现象2为　　　　　。
(3)丙实验小组以FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料Fe/Fe3O4复合物。过程如下：
在氩气气氛下，向50 mL 1 mol·L-1FeCl2溶液中逐滴加入100 mL 14 mol·L-1KOH溶液(如图)，用磁力搅拌器持续搅拌，在100 ℃下回流3 h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①仪器a的名称为　　　　　；三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为　　　　　。
②待三颈烧瓶中沉淀冷却后，过滤，再依次用热水和乙醇洗涤，在40 ℃干燥后焙烧2 h，得到Fe/Fe3O4复合物产品3.2 g。判断沉淀是否已经用水洗涤干净的方法为　　　 　　　　；
使用乙醇洗涤的目的是　　　　　。
③该实验所得磁性材料的产率为　　　　　(保留3位有效数字)。
答案　(1)AC
(2)①K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓　②溶液变为红色
(3)①球形冷凝管　4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O　②取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中加入稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀则证明沉淀已洗涤干净，反之说明沉淀未洗涤干净　除去晶体表面水分，便于快速干燥　③88.9%
解析　(1)增加一酒精灯至湿棉花下方加热使水转化成水蒸气，更有利于铁与水蒸气反应，A正确；盛装肥皂液的仪器为蒸发皿，B错误；点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确。
(2)①亚铁离子遇铁氰化钾溶液产生特征蓝色沉淀，离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓。②Fe3+遇KSCN溶液呈红色，现象2为溶液变为红色。
(3)②判断沉淀是否已经用水洗涤干净的方法是检验是否有残留的氯离子；由于乙醇易挥发，使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面水分，便于快速干燥。③根据离子方程式4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O可知反应物中氯化亚铁少量、氢氧化钾过量，且生成的Fe和Fe3O4物质的量相等，则理论上所得的Fe和Fe3O4的物质的量各自为=0.012 5 mol，所以得到的黑色产品质量应为0.012 5 mol×(56 g·mol-1+232 g·mol-1)=3.6 g，实际得到的产品为3.2 g，所以其产率为×100%≈88.9%。微题型30　含铁物质的制备
(1~4题，每小题7分，共28分)
1.(2025·临汾模拟)工业上制备高铁酸钾的一种工艺如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.过量铁屑在干燥氯气中发生反应Ⅰ生成FeCl2
B.反应Ⅱ中NaOH溶液和NaClO可通过氯碱工业直接或间接制得
C.该条件下，氧化性：NaClO>Na2FeO4
D.生成K2FeO4的离子方程式为Fe+2K+===K2FeO4↓
2.(2025·南通模拟)FeS2在酸性条件下可发生反应：FeS2+2H+===Fe2++S+H2S↑。以FeS2为原料制取FeSO4·7H2O晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是(　　)
A.用装置甲制取含FeSO4的悬浊液
B.用装置乙吸收挥发出的H2S气体
C.用装置丙除去S和未反应的FeS2
D.用装置丁蒸干FeSO4溶液，获得FeSO4·7H2O
3.(2026·四川诊断性测试)高铁酸钾(K2FeO4)是具有极强氧化性的消毒剂，可用NaClO溶液(Cl2与NaOH溶液反应生成)在碱性条件下氧化Fe(NO3)3后经转化分离制得。某实验小组按照表中图示步骤(夹持、加热装置均略去)依次操作，制备K2FeO4固体。常温下的溶解度：Na2FeO4>K2FeO4。下列步骤中的装置和原理无法达成相应实验目的的是(　　)
A.制取Cl2 B.得到含Na2FeO4的溶液
C.得到含K2FeO4的溶液 D.洗涤K2FeO4固体
4.用FeCl3·6H2O晶体制取无水FeCl3的实验装置如图所示，已知无水FeCl3易水解、易升华。下列说法错误的是(　　)
A.先打开分液漏斗活塞再点燃酒精灯
B.b装置中盛装的试剂是浓硫酸
C.d装置起到冷凝收集产物的作用
D.f装置中上层为苯，下层为NaOH溶液
5.(22分)(2025·四川巴中模拟)碳酸亚铁晶体[FeCO3·2H2O]为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为Fe(OH)3，呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题：
(1)实验室利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液制备FeCO3·2H2O，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示：
①方框内为制取CO2的装置，下列装置和药品较为适宜的是　　　　　 (填字母)。
②装置D中仪器a的名称是　　　　　　　。
③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是　　　　　　　，其作用为　　　　　　　。
④开始先通入一段时间CO2的作用是　　　　　　　。
(2)FeCO3的制备，步骤如下：
通入一段时间CO2后，向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到FeCO3·2H2O。
①生成FeCO3·2H2O的化学方程式为　　　　　　　　　　。
②装置丙的作用是　　　　　　　　。
(3)将Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液能提高产品纯度，原因是Na2CO3碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为　　　　　　　　。
(4)某同学查阅资料得知，煅烧FeCO3·2H2O的产物中含有+2价铁元素，于是他设计了由FeCO3·2H2O制备Fe2O3的方案。先向FeCO3·2H2O中依次加入试剂：稀硫酸、　　　　 和　　　　　；然后再　　　　　(填操作)、灼烧，即可得到Fe2O3。
微题型30　含铁物质的制备
(1~4题，每小题7分，共28分)
1.(2025·临汾模拟)工业上制备高铁酸钾的一种工艺如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.过量铁屑在干燥氯气中发生反应Ⅰ生成FeCl2
B.反应Ⅱ中NaOH溶液和NaClO可通过氯碱工业直接或间接制得
C.该条件下，氧化性：NaClO>Na2FeO4
D.生成K2FeO4的离子方程式为Fe+2K+===K2FeO4↓
答案　A
解析　因为氯气具有很强的氧化性，与铁在点燃条件下发生：2Fe+3Cl22FeCl3，反应Ⅱ中利用NaClO的强氧化性，将Fe3+氧化成Fe，其反应的离子方程式为3ClO-+2Fe3++10OH-===2Fe+3Cl-+5H2O，再利用K2FeO4溶解度小于Na2FeO4，加入饱和KOH溶液获得高铁酸钾，据此分析解答。无论铁屑是否过量，铁屑与干燥氯气发生反应Ⅰ均生成FeCl3，故A错误；电解饱和食盐水：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，氯碱工业产物有NaOH溶液和Cl2，NaOH溶液和Cl2反应可制得NaClO，故B正确；根据上述分析，利用氧化剂的氧化性强于氧化产物，因此该条件下，氧化性：NaClO>Na2FeO4，故C正确；利用K2FeO4溶解度小于Na2FeO4，以及流程可知，生成K2FeO4的离子方程式为Fe+2K+===K2FeO4↓，故D正确。
2.(2025·南通模拟)FeS2在酸性条件下可发生反应：FeS2+2H+===Fe2++S+H2S↑。以FeS2为原料制取FeSO4·7H2O晶体的实验操作或原理不能达到实验目的的是(　　)
A.用装置甲制取含FeSO4的悬浊液
B.用装置乙吸收挥发出的H2S气体
C.用装置丙除去S和未反应的FeS2
D.用装置丁蒸干FeSO4溶液，获得FeSO4·7H2O
答案　D
解析　装置甲中，FeS2与稀硫酸在加热、电磁搅拌条件下发生反应：FeS2+2H+===Fe2++S+H2S↑，可制取含FeSO4的悬浊液，A正确；H2S是酸性气体，能与NaOH溶液反应，装置乙可吸收挥发出的H2S气体，B正确；S和未反应的FeS2难溶于水，FeSO4易溶于水，用装置丙(过滤装置)可除去S和未反应的FeS2，C正确；FeSO4溶液蒸发结晶时，Fe2+易被氧化，且直接蒸干溶液不能得到FeSO4·7H2O晶体，D错误。
3.(2026·四川诊断性测试)高铁酸钾(K2FeO4)是具有极强氧化性的消毒剂，可用NaClO溶液(Cl2与NaOH溶液反应生成)在碱性条件下氧化Fe(NO3)3后经转化分离制得。某实验小组按照表中图示步骤(夹持、加热装置均略去)依次操作，制备K2FeO4固体。常温下的溶解度：Na2FeO4>K2FeO4。下列步骤中的装置和原理无法达成相应实验目的的是(　　)
A.制取Cl2 B.得到含Na2FeO4的溶液
C.得到含K2FeO4的溶液 D.洗涤K2FeO4固体
答案　D
解析　装置中用MnO2和浓盐酸在加热条件下反应制取Cl2，生成的Cl2中含HCl，通过饱和NaCl溶液可除去HCl，能达成制取Cl2的目的，A正确；三颈烧瓶中NaOH固体提供碱性环境，Cl2与NaOH反应生成NaClO，NaClO在碱性条件下氧化Fe(NO3)3中的Fe3+生成Na2FeO4，右侧NaOH溶液吸收尾气Cl2，能得到含Na2FeO4的溶液，B正确；因常温下，Na2FeO4溶解度大于K2FeO4，向含Na2FeO4的溶液中加入饱和KOH溶液，发生复分解反应生成K2FeO4沉淀，能得到含K2FeO4的溶液，C正确；K2FeO4具有强氧化性，无水乙醇具有还原性，二者会发生氧化还原反应导致产品变质，无法实现洗涤目的，D错误。
4.用FeCl3·6H2O晶体制取无水FeCl3的实验装置如图所示，已知无水FeCl3易水解、易升华。下列说法错误的是(　　)
A.先打开分液漏斗活塞再点燃酒精灯
B.b装置中盛装的试剂是浓硫酸
C.d装置起到冷凝收集产物的作用
D.f装置中上层为苯，下层为NaOH溶液
答案　D
解析　FeCl3·6H2O晶体在HCl氛围中加热才能抑制FeCl3的水解，因此先打开分液漏斗活塞使产生的HCl充满整个装置再点燃酒精灯，A正确；用b装置干燥HCl，故选用浓硫酸，B正确；无水FeCl3易升华，遇冷也易凝华，d装置中冰块起的作用是降低无水FeCl3蒸气的温度，便于FeCl3冷凝结晶，C正确；为防倒吸，f装置中上层为NaOH溶液，下层为CCl4，D错误。
5.(22分)(2025·四川巴中模拟)碳酸亚铁晶体[FeCO3·2H2O]为白色固体，不溶于水，干燥品在空气中稳定，湿品在空气中缓慢氧化为Fe(OH)3，呈茶色，可用作阻燃剂、动物饲料铁添加剂、补血剂等。回答下列问题：
(1)实验室利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液制备FeCO3·2H2O，实验装置(夹持仪器已省略)如图所示：
①方框内为制取CO2的装置，下列装置和药品较为适宜的是　　　　　 (填字母)。
②装置D中仪器a的名称是　　　　　　　。
③根据①的选择，装置甲中试剂a的名称是　　　　　　　，其作用为　　　　　　　。
④开始先通入一段时间CO2的作用是　　　　　　　。
(2)FeCO3的制备，步骤如下：
通入一段时间CO2后，向FeSO4溶液中加入过量Na2CO3溶液，搅拌，反应后过滤，将沉淀洗涤、干燥，得到FeCO3·2H2O。
①生成FeCO3·2H2O的化学方程式为　　　　　　　　　　。
②装置丙的作用是　　　　　　　　。
(3)将Na2CO3溶液换成NH4HCO3溶液能提高产品纯度，原因是Na2CO3碱性较强，易产生副产物，该副产物的化学式可能为　　　　　　　　。
(4)某同学查阅资料得知，煅烧FeCO3·2H2O的产物中含有+2价铁元素，于是他设计了由FeCO3·2H2O制备Fe2O3的方案。先向FeCO3·2H2O中依次加入试剂：稀硫酸、　　　　 和　　　　　；然后再　　　　　(填操作)、灼烧，即可得到Fe2O3。
答案　(1)①C　②长颈漏斗　③饱和碳酸氢钠溶液　除去CO2中的HCl杂质　④排净装置中空气，防止FeCO3被氧化(合理即可)　(2)①FeSO4+Na2CO3+2H2O===Na2SO4+FeCO3·2H2O↓　②液封，防止O2(或空气)进入装置乙中　(3)Fe(OH)2　(4)氯水(或H2O2溶液，答案合理即可)　氢氧化钠溶液(或氨水等)　过滤、洗涤、干燥
解析　本题为制备类的实验题，装置甲左侧装置制备二氧化碳，通过装置甲除去二氧化碳中的氯化氢后，在装置乙中参与反应制备产物，由于二价铁具有还原性，容易被空气中氧气氧化，所以增加了装置丙，以此解题。(1)①应该采用稀盐酸和碳酸钙，不加热制备二氧化碳，故排除A、E，同时在选项D中使用的碳酸钠易溶于水且呈粉末状，不能用该装置制备二氧化碳，在选项B、C中，其中B中排出气体的导管在液面下方，故排除B，故答案为C。③利用稀盐酸和碳酸钙制备的二氧化碳中容易混入氯化氢气体，可以通过饱和碳酸氢钠溶液来除去其中的氯化氢。(2)①根据题意，硫酸亚铁和碳酸钠反应生成产物，化学方程式为FeSO4+Na2CO3+2H2O===Na2SO4+FeCO3·2H2O↓。(4)FeCO3·2H2O中铁为+2价，需要制备的氧化铁中的铁为+3价，则用稀硫酸溶解后，需要加入氧化剂，可以选择氯水或H2O2溶液，随后调高pH从而得到氢氧化铁沉淀，可以选择氢氧化钠溶液或氨水；随后过滤、洗涤、干燥、灼烧即可。微题型31　铜及其化合物的性质及转化
(1~4题，每小题5分，5~6题，每小题6分，共32分)
1.(2025·湛江一模)部分含Cu或Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.若a可与稀盐酸反应生成c，则直接加热蒸干c溶液一定不能得到溶质c
B.若存在a→c→f→e转化过程，其中一定包含复分解反应
C.若可用b制备e，其过程中一定能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，再变成红褐色
D.若d能溶解于氨水中，则说明NH3与Cu2+配位能力大于H2O与Cu2+配位能力
2.(2026·江西模拟预测)铜及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列方程式书写正确的是(　　)
A.铜在潮湿的空气中生成铜绿：2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
B.用铜和浓硝酸制硝酸铜：3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
C.用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板：Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
D.用新制氢氧化铜检验尿糖是否超标：HOCH2(CHOH)4CHO+Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+CuO↓+3H2O
3.(2025·河南南阳模拟)实验室中利用如图装置探究铜与浓硫酸的反应。下列有关说法错误的是(　　)
A.试管A中发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
B.若试管B中的溶液为BaCl2溶液且实验过程中产生白色沉淀，则白色沉淀应为BaSO4沉淀
C.熄灭酒精灯后试管B中的液体会倒吸到试管A中
D.从D导管口向试管A中鼓入大量空气可防止尾气污染环境
4.(2025·河北沧州模拟)金属Cu发生如图转化，已知反应①是工业上制备金属Cu的方法之一，下列说法错误的是(　　)
A.若试剂a为H2O2，则H2O2表现还原性
B.反应①属于置换反应
C.溶液M的溶质为FeSO4
D.常见的试剂b可能是KSCN溶液或NH4SCN溶液
5.(2025·湖南模拟)氯化亚铜(CuCl，难溶于水，在空气中易被氧化)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。工业上以废铜泥[含CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3及少量金属Fe]为原料制备CuCl的工艺流程如图。下列说法正确的是(　　)
A.“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物
B.“除杂”过程加入H2O2时，温度越高，除杂效果越好
C.在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为分液漏斗
D.“还原”后“溶液”呈碱性
6.(2024·陕西高三质量检测)实验室以生锈的铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]为原料制备胆矾的流程如图。下列说法正确的是(　　)
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.步骤①的目的是除去油污
C.步骤②中H2O2作还原剂
D.步骤③的操作：蒸发结晶
7.(18分，每空3分)(2025·江苏徐州一模)Cu2O常在玻璃、搪瓷工业中作红色染料。回答下列问题：
(1)制备Cu2O。
方法Ⅰ.在碱性新制Cu(OH)2浊液中加入葡萄糖溶液，共热，制备Cu2O；
方法Ⅱ.在高温下，以CuO为原料制备Cu2O；
方法Ⅲ.可溶性铜盐在碱性条件下被肼(N2H4)还原制备Cu2O。
①若方法Ⅱ制备实验在实验室中完成，则盛装CuO的仪器是　　　　　　　(填名称)；Cu2O十分稳定，在1 235 ℃熔化但不分解，从结构角度解释CuO在高温下可分解得到Cu2O：　　　　　　　。
②方法Ⅲ的氧化产物对环境友好，写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　。
(2)探究Cu2O性质。
实验 操作及现象
a 向过量的稀硫酸中加入Cu2O粉末，振荡，得到蓝色溶液和红色固体M
b 向Cu2O中加入过量氨水，得到无色溶液，久置空气中变为深蓝色溶液
c 将CuCl溶于冷盐酸中，加入NaOH溶液，先生成黄色沉淀，然后黄色沉淀在空气中迅速变为橙色，最终变为红色固体(Cu2O)
已知：实验b中无色溶液中含[Cu(NH3)2]+；实验c中存在平衡CuCl(s)+Cl-(aq)[CuCl2]-(aq)，CuOH呈黄色。
①实验a中，在蒸馏水中加入M，无明显现象，再滴加KCN溶液，生成配位数为4、中心原子为+1价的络离子，并产生无色气泡。KCN的作用是　　　　　　　　　　。
②实验b中，得到无色溶液的离子方程式为　　　　　　　　　　；该无色溶液常用于吸收CO，产物为[Cu(NH3)3CO]+，该反应的正反应ΔH<0。要使失效的吸收液“再生”，宜采用的条件是　　　　　　　　　(填字母)。
a.高温、高压 b.高温、低压
c.低温、高压 d.低温、低压
微题型31　铜及其化合物的性质及转化
(1~4题，每小题5分，5~6题，每小题6分，共32分)
1.(2025·湛江一模)部分含Cu或Fe物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是(　　)
A.若a可与稀盐酸反应生成c，则直接加热蒸干c溶液一定不能得到溶质c
B.若存在a→c→f→e转化过程，其中一定包含复分解反应
C.若可用b制备e，其过程中一定能观察到白色沉淀迅速变成灰绿色，再变成红褐色
D.若d能溶解于氨水中，则说明NH3与Cu2+配位能力大于H2O与Cu2+配位能力
答案　C
解析　a与稀盐酸反应生成c，则c溶液为FeCl2溶液，FeCl2溶液直接加热蒸干，其中的二价铁被氧气氧化成三价铁，不能得到溶质FeCl2，A合理；f含Fe3+，e是Fe(OH)3，在a→c→f→e转化过程中，可以确定该元素是Fe，那么f→e的转化过程一定为复分解反应，B合理；e是Fe(OH)3，制备Fe(OH)3的方法很多，不一定是由Fe(OH)2转化得到，C不合理；d可能是Cu(OH)2或Fe(OH)2，能溶解于氨水中的只有Cu(OH)2，形成深蓝色的络合物，说明NH3与Cu2+配位能力大于H2O与Cu2+配位能力，D合理。
2.(2026·江西模拟预测)铜及其化合物在生产、生活中有广泛应用。下列方程式书写正确的是(　　)
A.铜在潮湿的空气中生成铜绿：2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
B.用铜和浓硝酸制硝酸铜：3Cu+8H++2N===3Cu2++2NO↑+4H2O
C.用氯化铁溶液腐蚀印刷电路板：Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
D.用新制氢氧化铜检验尿糖是否超标：HOCH2(CHOH)4CHO+Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+CuO↓+3H2O
答案　A
解析　铜绿的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，该方程式正确，A正确；浓硝酸与铜反应应生成二氧化氮，离子方程式应为 Cu+4H++2N===Cu2++2NO2↑+2H2O，B错误；该离子方程式电荷不守恒，正确方程式应为 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+，C错误；新制氢氧化铜在碱性条件下与葡萄糖反应生成砖红色的氧化亚铜(Cu2O)沉淀，正确方程式应为 HOCH2(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2+NaOHHOCH2(CHOH)4COONa+Cu2O↓+3H2O，D错误。
3.(2025·河南南阳模拟)实验室中利用如图装置探究铜与浓硫酸的反应。下列有关说法错误的是(　　)
A.试管A中发生的反应为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
B.若试管B中的溶液为BaCl2溶液且实验过程中产生白色沉淀，则白色沉淀应为BaSO4沉淀
C.熄灭酒精灯后试管B中的液体会倒吸到试管A中
D.从D导管口向试管A中鼓入大量空气可防止尾气污染环境
答案　C
解析　铜与浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，A正确；SO2与BaCl2溶液不直接反应(因H2SO3酸性弱于HCl)，若产生白色沉淀，可能是SO2被氧化为S(如接触空气被O2氧化)，与Ba2+结合生成BaSO4沉淀，B正确；熄灭酒精灯后，装置内温度降低，若D导气管与外界相通，A中气压不会显著减小，不会导致B中液体倒吸；若D导气管关闭，倒吸也可能发生在C中液体进入B，而非B倒吸到A，C错误；从D导气管鼓入空气，可将A中残留的SO2赶入B、C中，被NaOH溶液吸收，防止尾气污染，D正确。
4.(2025·河北沧州模拟)金属Cu发生如图转化，已知反应①是工业上制备金属Cu的方法之一，下列说法错误的是(　　)
A.若试剂a为H2O2，则H2O2表现还原性
B.反应①属于置换反应
C.溶液M的溶质为FeSO4
D.常见的试剂b可能是KSCN溶液或NH4SCN溶液
答案　A
解析　Cu与稀硫酸不反应，而铜与稀硫酸、试剂a反应能生成CuSO4，则试剂a作氧化剂；CuSO4溶液与过量金属单质b发生反应①生成Cu和溶液M，溶液M与稀硫酸、试剂a反应生成溶液N，溶液N与试剂b反应生成红色溶液，说明溶液N中含有Fe3+，则金属单质b为Fe，溶液M为硫酸亚铁溶液。若试剂a为H2O2，则Cu与稀硫酸、H2O2反应生成CuSO4，H2O2作氧化剂，表现氧化性，A错误；结合分析知，反应①是过量金属单质Fe与CuSO4溶液反应生成Cu和FeSO4溶液，属于置换反应，B正确；结合分析知，金属单质b为Fe，溶液M的溶质为FeSO4，C正确；溶液N加试剂b呈红色，说明发生了反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，试剂b可能是KSCN溶液或NH4SCN溶液，D正确。
5.(2025·湖南模拟)氯化亚铜(CuCl，难溶于水，在空气中易被氧化)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。工业上以废铜泥[含CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3及少量金属Fe]为原料制备CuCl的工艺流程如图。下列说法正确的是(　　)
A.“灼烧”可将废铜泥转化为金属氧化物
B.“除杂”过程加入H2O2时，温度越高，除杂效果越好
C.在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为分液漏斗
D.“还原”后“溶液”呈碱性
答案　A
解析　在空气中灼烧废铜泥可将铜、铁元素转化为相应的氧化物，所得氧化物加入硫酸酸浸，CuO和铁的氧化物溶解，酸浸液中主要为硫酸铜、硫酸铁、硫酸亚铁、过量的硫酸，除杂过程中加入过氧化氢和氢氧化钠稀溶液，可将亚铁离子氧化成铁离子，然后铁离子转化成氢氧化铁沉淀而除去，过滤得到的滤液为硫酸铜溶液，向其中加入亚硫酸钠和氯化钠后可得到CuCl。“灼烧”过程中，废铜泥中的金属元素转化为金属氧化物，硫元素转化为气体逸出，A正确；若温度过高，过氧化氢会分解，除杂效果减弱，B错误；在实验室模拟“过滤”步骤时使用的主要玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯，C错误；“还原”时溶液中的Cu2+被S还原为Cu+，Cu+再结合Cl-生成CuCl沉淀，而S被氧化为S，根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒可确定反应的离子方程式为2Cu2++S+2Cl-+H2O===2CuCl↓+S+2H+，所以“还原”后“溶液”呈酸性，D错误。
6.(2024·陕西高三质量检测)实验室以生锈的铜屑[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]为原料制备胆矾的流程如图。下列说法正确的是(　　)
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.步骤①的目的是除去油污
C.步骤②中H2O2作还原剂
D.步骤③的操作：蒸发结晶
答案　B
解析　胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，故A错误；碳酸钠溶液呈碱性，油脂在碱性条件下水解，步骤①的目的是除去油污，故B正确；步骤②中发生反应Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O，H2O2作氧化剂，故C错误；步骤③是从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误。
7.(18分，每空3分)(2025·江苏徐州一模)Cu2O常在玻璃、搪瓷工业中作红色染料。回答下列问题：
(1)制备Cu2O。
方法Ⅰ.在碱性新制Cu(OH)2浊液中加入葡萄糖溶液，共热，制备Cu2O；
方法Ⅱ.在高温下，以CuO为原料制备Cu2O；
方法Ⅲ.可溶性铜盐在碱性条件下被肼(N2H4)还原制备Cu2O。
①若方法Ⅱ制备实验在实验室中完成，则盛装CuO的仪器是　　　　　　　(填名称)；Cu2O十分稳定，在1 235 ℃熔化但不分解，从结构角度解释CuO在高温下可分解得到Cu2O：　　　　　　　。
②方法Ⅲ的氧化产物对环境友好，写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　。
(2)探究Cu2O性质。
实验 操作及现象
a 向过量的稀硫酸中加入Cu2O粉末，振荡，得到蓝色溶液和红色固体M
b 向Cu2O中加入过量氨水，得到无色溶液，久置空气中变为深蓝色溶液
c 将CuCl溶于冷盐酸中，加入NaOH溶液，先生成黄色沉淀，然后黄色沉淀在空气中迅速变为橙色，最终变为红色固体(Cu2O)
已知：实验b中无色溶液中含[Cu(NH3)2]+；实验c中存在平衡CuCl(s)+Cl-(aq)[CuCl2]-(aq)，CuOH呈黄色。
①实验a中，在蒸馏水中加入M，无明显现象，再滴加KCN溶液，生成配位数为4、中心原子为+1价的络离子，并产生无色气泡。KCN的作用是　　　　　　　　　　。
②实验b中，得到无色溶液的离子方程式为　　　　　　　　　　；该无色溶液常用于吸收CO，产物为[Cu(NH3)3CO]+，该反应的正反应ΔH<0。要使失效的吸收液“再生”，宜采用的条件是　　　　　　　　　(填字母)。
a.高温、高压 b.高温、低压
c.低温、高压 d.低温、低压
答案　(1)①坩埚　Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10，为全充满的稳定结构，Cu2+的价层电子排布式为3d9，不稳定　②4Cu2++8OH-+N2H4===2Cu2O↓+N2↑+6H2O　(2)①形成[Cu(CN)4]3-，使Cu还原性增强　②Cu2O+4NH3+H2O===2[Cu(NH3)2]++2OH-　 b
解析　(1)①灼烧固体选用坩埚；Cu+的价层电子排布式为3d10，Cu2+的价层电子排布式为3d9，3d10为3d轨道全充满的稳定状态。②由“氧化产物对环境友好”知，氧化产物为N2，反应的离子方程式为4Cu2++8OH-+N2H4===2Cu2O↓+N2↑+6H2O。(2)①根据氧化还原反应原理，氧化亚铜溶于稀硫酸，生成硫酸铜和铜。红色固体是铜，铜不能与水反应，加入KCN溶液后，生成[Cu(CN)4]3-，产生氢气，说明生成络离子后，铜的还原性增强，能还原水生成氢气，KCN的作用是形成[Cu(CN)4]3-，使Cu还原性增强。②氧化亚铜溶于氨水生成[Cu(NH3)2]+，根据电荷守恒，还生成了碱，方程式为Cu2O+4NH3+H2O===2[Cu(NH3)2]++2OH-；依题意，无色溶液吸收CO发生反应的方程式：[Cu(NH3)2]+(aq)+NH3(g)+CO(g)[Cu(NH3)3CO]+(aq)　ΔH<0，“再生”条件是升温、减压，使平衡向左移动，答案选b。

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