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第四章重点内容回顾：
一、如何学好硅及其化合物
1．抓住转化关系，形成知识体系
硅及其化合物是生产生活中应用较为广泛的物质，这就需要熟练掌握硅及其化合物的性质，下面我们从硅及其化合物之间的转化角度入手来形成硅及其化合物的知识网络。

从这个转化关系中，通过书写发生转化的化学方程式，以及该反应常用于解释的问题，来形成硅及其化合物的知识体系。
(1)Si＋O2SiO2(硅是亲氧元素，自然界中没有游离态的硅，只有化合态的硅)
(2)SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O(HF是唯一可以与SiO2发生反应的酸，HF是弱酸；盛装氢氟酸的试剂瓶不能用玻璃瓶)
(3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O(Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃，是一种矿物胶，该方程式可解释为什么盛碱液的试剂瓶常用橡胶塞，而不用玻璃塞)
(4)SiO2＋CaOCaSiO3(解释水泥和玻璃的成分中都含有硅酸钙)
(5)SiO2＋2CSi＋2CO↑(工业上制备粗硅的方法)
(6)H2SiO3SiO2＋H2O(硅酸易失去水)
(7)Na2SiO3＋2HCl===H2SiO3(胶体)＋2NaCl或Na2SiO3＋2HCl===2NaCl＋H2SiO3↓
SiO＋2H＋===H2SiO3↓(在溶液中H＋与SiO不能大量共存)
Na2SiO3＋CO2＋H2O===Na2CO3＋H2SiO3↓(SiO＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋CO)；通入过量CO2时，Na2SiO3＋2H2O＋2CO2===H2SiO3↓＋2NaHCO3(解释硅酸盐溶液在空气中长时间放置所发生的化学反应；还可以证明硅酸的酸性小于碳酸；利用该反应在实验室中制备硅酸)
通过上面的分析，利用物质之间的转化关系，就可以把某种元素形成的各种物质串成一个知识块，这种学习方法是学习物质性质的一种有效方法，在以后的学习中要多总结。
2．注重归纳总结，熟知特殊性质
硅作为非金属元素应该具有非金属的性质，但是在学习硅及其化合物时，我们发现硅的某些性质表现出与其他非金属的不同，现归纳如下：
(1)硅的还原性比碳强，而碳在高温下能从SiO2中还原出Si。即SiO2＋2CSi＋2CO↑。此反应之所以能够发生是因为生成的CO是气体，它离开反应体系使得反应向生成Si的方向进行到底。
(2)非金属单质与强碱溶液反应一般不生成氢气，而硅与氢氧化钠等强碱溶液反应产生氢气。
(3)非金属单质一般不与非氧化性酸反应，而硅不但与氢氟酸反应，而且有氢气生成，化学方程式为Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑。
(4)酸性氧化物一般不与酸发生反应，而二氧化硅能与氢氟酸反应，生成四氟化硅和水。
(5)无机酸一般易溶于水，而硅酸和原硅酸却难溶于水。
(6)在水溶液中，碳酸的酸性比硅酸强，二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠和硅酸沉淀。在高温下碳酸钠与二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，其原因是在高温条件下，生成的二氧化碳离开反应体系而使反应进行到底。
(7)Na2SiO3俗称泡花碱，其水溶性俗称水玻璃，但泡花碱是盐溶液而非碱，这是由于水玻璃显碱性。
从上面的分析可以看出，硅及其化合物的这些特殊点并不是真的特殊，而是由于某些原因导致硅及其化合物表现出了与其他同类物质不同的性质。在学习物质性质时，一定要注重理解而不要盲目的记忆规律。
【例1】　根据如图所示A、B、D、E的变化关系，回答下列问题：

(1)写出A、D的名称：
A：____________、D：____________。
(2)写出B→A的化学方程式：_________________________________________。
(3)写出下列反应的离子方程式：
A→E：________________________________________________________________________；
B→E：________________________________________________________________________。
解析　由图示分析：A与O2反应生成B，而B与碳在高温下反应生成A，可推知A是单质，B是氧化物。而A、B均能与NaOH溶液反应，应确认A是硅，B是二氧化硅，则E是硅酸钠，D是硅酸。
答案　(1)硅　硅酸　(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑(3)Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
【例2】　有A、B、C、D四种含有硅元素的物质，它们能发生如下反应：
①C与烧碱反应生成A和水；
②已知A中含有钠元素，A溶液与钙盐反应生成白色沉淀D；
③B在空气中燃烧生成C；
④C在高温下，与碳酸钙反应生成D和一种气体；
⑤C在高温下与碳反应生成单质B。
根据上述变化，
(1)写出化学式：B__________，D__________。
(2)写出C与烧碱反应生成A和水的反应方程式： __________________。
解析　①C能与烧碱反应，含硅，C可能是SiO2和H2SiO3；②A溶液是钠盐，又含硅，A确定为Na2SiO3，D为CaSiO3；③B＋O2―→C(可能是SiO2和H2SiO3)，确定B为Si、C为SiO2；④反应为SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑；⑤反应为SiO2＋2CSi＋2CO↑。
答案　(1)Si　CaSiO3　(2)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
二、Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－的转化及其图像
1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－间的相互转化——“铝三角”

(1)Al3＋―→Al(OH)3
①可溶性铝盐与少量NaOH溶液反应：
Al3＋＋3OH－(少量)===Al(OH)3↓
②可溶性铝盐与氨水反应：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH
(2)Al(OH)3―→Al3＋
Al(OH)3溶于强酸溶液：
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
(3)Al3＋―→[Al(OH)4]－
可溶性铝盐与过量的强碱反应：
Al3＋＋4OH－(过量)===[Al(OH)4]－
(4)[Al(OH)4]－―→Al3＋
四羟基合铝酸盐溶液与足量的盐酸反应：
[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O
(5)[Al(OH)4]－―→Al(OH)3
①四羟基合铝酸盐溶液中加入少量盐酸：
[Al(OH)4]－＋H＋(少量)===Al(OH)3↓＋H2O
②四羟基合铝酸盐溶液中通入CO2：
2[Al(OH)4]－＋CO2(少量)===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O
[Al(OH)4]－＋CO2(过量)===Al(OH)3↓＋HCO
(6)Al(OH)3―→[Al(OH)4]－
Al(OH)3溶于强碱溶液：
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
2．氢氧化铝图像解析方法
(1)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量发生反应的离子方程式为
OA段：Al3＋＋3OH－―→Al(OH)3↓
AB段：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－

从图中不难看出，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，若达不到最大沉淀量时，对应的氢氧化钠溶液的体积有两种情况：一是氯化铝过量即加入的氢氧化钠不足；二是加入的氢氧化钠将生成的氢氧化铝溶解了一部分。
(2)向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液

由于氢氧化铝只能与酸或强碱反应，氨水是一种弱碱，所以氢氧化铝不会溶解在氨水中，则向铝盐溶液中滴入氨水或向氨水中滴加铝盐溶液，反应现象是相同的。
若向铝盐中滴加氨水，离子反应方程式为3NH3·H2O＋Al3＋===Al(OH)3↓＋3NH，当氨水增加到n(Al3＋)∶n(NH3·H2O)＝1∶3时，产生最大沉淀量。
(3)向四羟基合铝酸盐溶液中滴入强酸发生反应的离子方程式为
OA段：[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O
AB段：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
当n[Al(OH)4]－∶n(H＋)＝1∶1时，产生最大沉淀量，继续滴入强酸，沉淀逐渐溶解。

(4)向Na[Al(OH)4]溶液中通入CO2

由于碳酸的酸性大于氢氧化铝，所以四羟基合铝酸钠能与二氧化碳反应，生成氢氧化铝，产生的Al(OH)3沉淀不溶解在碳酸中，所以产生的沉淀不消失。
(5)向AlCl3、MgCl2的酸性溶液中滴加NaOH溶液

反应的离子方程式依次为
H＋＋OH－===H2O
Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
出现的现象是先产生沉淀，到沉淀最大值，继续滴加NaOH，沉淀部分溶解，最后剩余的为氢氧化镁沉淀，消失的是氢氧化铝沉淀。
关于氢氧化铝的图像，实际上就是氢氧化铝、铝盐和四羟基合铝酸盐之间的转化关系，需要熟练记忆有关的化学反应方程式，再结合数学上函数图像的有关知识，一定会把握住这个知识点！
【例3】　某溶液中可能含有H＋、Na＋、NH、Mg2＋、Fe3＋、Al3＋、SO等离子，已知①该溶液的焰色反应没有黄色；②当向该溶液中加入某浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示。由此可知：

(1)该溶液中肯定含有的离子是__________，各离子的物质的量之比为__________。
(2)肯定不含的阳离子是_______________________________________________。
解析　不难判断出最初两份NaOH是与H＋反应。也不难判断出溶液中无Mg2＋、Fe3＋，因为最后无沉淀。也判断出有Al3＋，从图形的“先三份碱使其沉淀、后一份碱使其溶解”可以确定。关键是寻找平台上与OH－反应、而又使沉淀量不变化的离子，从题给离子中可以找出是NH。在H＋、Al3＋、NH共存时，加入OH－，与OH－反应的前后顺序是H＋、Al3＋、NH。原因是电解质的强弱是H2O＜Al(OH)3＜NH3·H2O，最弱者先形成，所以是上述反应顺序。三者的强弱可以从下面三个反应来证明：
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH[证明Al(OH)3比氨水弱]
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O[证明H2O比Al(OH)3弱]
待溶液中成为Al(OH)3、NH3·H2O时，再加入OH－，才能溶解Al(OH)3。这是因为Al(OH)3与弱碱不反应，只有与强碱反应时才溶解。
该题还有个陷阱就是易把SO当作是不能确定的。由于溶液是电中性的，必须有阴离子，所以SO一定存在。
现在，从图像不难判断出n(H＋)∶n(NH)∶n(Al3＋)∶n(SO)＝2∶3∶1∶n(SO)，再利用电荷守恒：
n(H＋)＋n(NH)＋3n(Al3＋)＝2n(SO)
即：(2＋3＋3×1) mol＝2n(SO)
得n(SO)＝4 mol。
答案　(1)H＋、NH、Al3＋、SO　2∶3∶1∶4
(2)Na＋、Mg2＋、Fe3＋
【例4】　取一定量由等物质的量组成的Al2O3、Fe2O3的混合物，全部溶于100 mL稀硫酸中。向反应后的溶液中加入10 mol·L－1的NaOH溶液，产生沉淀的量与所加NaOH溶液的体积关系如下图所示。

(1)计算b的数值________________________。
(2)计算a的数值_______________________。
(3)计算原硫酸的物质的量浓度______________________________________________。
解析　(1)NaOH溶液为62～72 mL时，沉淀部分溶解，溶解的沉淀为Al(OH)3。根据反应Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，则n[Al(OH)3]＝n(NaOH)＝10 mol·L－1×(0.072 L－0.062 L)＝0.1 mol，n(Al3＋)＝0.1 mol。由于混合物中Al2O3、Fe2O3的物质的量相等，则溶于H2SO4后，n(Al3＋)＝n(Fe3＋)＝0.1 mol，加NaOH溶液后最终剩余沉淀为Fe(OH)3，
则n[Fe(OH)3]＝0.1 mol，即b＝0.1。
(2)由于n(Al3＋)＝n(Fe3＋)＝0.1 mol，则沉淀Al3＋、Fe3＋消耗NaOH 0.6 mol，体积为60 mL，则a＝62－60＝2。
(3)沉淀量最多时Al3＋、Fe3＋恰好完全沉淀，溶液为Na2SO4溶液。则n(SO)＝n(Na＋)，即n(H2SO4)＝n(NaOH)＝×10 mol·L－1×0.062 L＝0.31 mol，c(H2SO4)＝＝3.1 mol·L－1。
答案　(1) 0.1　(2)2　(3) 3.1 mol·L－1
三、金属与酸反应的计算规律和方法
1．金属与酸反应的定量规律(只考虑生成氢气的情况)
(1)金属与酸反应，金属失去电子的物质的量等于酸得到电子的物质的量。
(2)1 mol a价金属与足量酸反应，可生成 mol氢气。
(3)当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。
(4)相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比。
(5)特别注意，在钠等活泼金属与酸反应时，金属过量时还会跟水反应产生氢气。
2．铝分别与酸、碱反应产生氢气量的比较
(1)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，消耗盐酸和NaOH的物质的量之比为3∶1。
(2)等量的铝分别与足量的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的体积比为1∶1。
(3)足量的铝分别与等物质的量浓度、等体积的盐酸和NaOH溶液反应，产生H2的体积比为1∶3。
3．摩尔电子质量和平均摩尔电子质量
(1)摩尔电子质量：某物质在反应中转移1 mol电子时该物质的质量，如Mg的摩尔电子质量为 g·mol－1＝12 g·mol－1，Al的摩尔电子质量为 g·mol－1＝9 g·mol－1。
(2)平均摩尔电子质量：两种或两种以上物质的混合物在反应中转移1 mol电子时混合物的质量，如2 g金属混合物生成2.24 L H2(标准状况)，则平均摩尔电子质量为＝10 g·mol－1。
【例5】　计算填空：
(1)取w g钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是____________。
(2)取0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，在相同条件下产生氢气的体积之比是____________。
(3)若产生相同体积(同温同压)的氢气，所需钠、镁、铝三种金属的物质的量之比是______________；质量之比是________。
(4)若将0.2 mol钠、镁、铝分别投入到10 mL 1 mol·L－1盐酸中，在标准状况下产生氢气的体积大小顺序是__________。
解析　(1)利用电子守恒，产生氢气的体积之比即为金属转移的电子数之比：(×1)∶(×2)∶(×3)。
(2)0.1 mol钠、镁、铝分别与足量盐酸反应，金属转移的电子数之比为(0.1 mol×1)∶
(0.1 mol×2)∶(0.1 mol×3)，所以产生氢气的体积之比为1∶2∶3。
(3)与前两问恰好反过来，氢气的体积相等，转移的电子数相等，即金属的失电子数相等。
(4)Mg、Al过量应以盐酸的量计算生成的气体的体积(转移电子为0.01 mol)，Na也过量，但过量的钠可以与水反应(共转移电子0.2 mol)。
答案　(1)∶∶　(2)1∶2∶3 (3)6∶3∶2　23∶12∶9　(4)V(Na)>V(Al)＝V(Mg)
【例6】　等体积、等物质的量浓度的稀硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加入等质量的铝，生成氢气的体积之比为5∶6，则甲、乙两烧杯中的反应情况是(　　)
A．甲、乙中都是铝过量
B．甲中铝过量、乙中碱过量
C．甲中酸过量、乙中铝过量
D．甲中酸过量、乙中碱过量
解析　假设甲、乙中产生氢气的物质的量分别为5 mol、6 mol，根据2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，可知，甲中参加反应的Al为
mol、H2SO4为5 mol，乙中参加反应的铝为4 mol、NaOH为4 mol，故酸、碱均为5 mol、Al为4 mol，因此甲中铝过量，乙中碱过量。
答案　B
四、无机推断题的方法思路与判断
1．解题主要思路
首先通读全题，把握题目的概况。其次要认真读题、审题，准确掌握解题要求和已知条件及其特征。再次是尝试解题，包括归纳出已知条件中的最有效信息、最先用信息，确定解题的突破口、推断方向(正推断或逆推断)；若遇到困难，一要检查是否有隐含信息尚未发现，二要看是否可从现有条件中推导出新的条件，还可以假设被推断的物质或结论。最后要做全面检查，验证结论是否正确。
2．解题主要突破口
(1)特殊物质的化学性质
如遇水显碱性的气体是氨；可溶于氢氟酸的酸性氧化物是二氧化硅；跟强碱溶液反应生成氢气的单质是铝和硅等；既可溶于强酸又可溶于强碱溶液的化合物可能是氢氧化铝等。
(2)特殊物质的物理性质
有色气体：氟气(浅黄绿色)、氯气(黄绿色)、二氧化氮(红棕色)等。
无色但在空气中变红棕色的气体：一氧化氮。
有刺激性气味的气体：氨气、二氧化硫、氯气。
有臭鸡蛋气味的气体：硫化氢。
溶解度最大的气体：氨气。
最轻的气体：氢气。
银白色、有金属光泽的液体：汞、钠钾合金。
深红棕色液态纯净物：单质溴。
有色溶液：Fe2＋(淡绿色)、Cu2＋(绿色或蓝色)、Fe3＋(黄色或棕黄色)、MnO(紫红色)、氯水(淡黄绿色)、溴水(橙色)、碘水(褐色)、氢氧化铁胶体(红褐色)。
有色固体：铜、氧化亚铜(均为红色)；氧化铜、氧化亚铁、四氧化三铁、硫化亚铁、硫化亚铜(均为黑色)；氢氧化铜(蓝色)；氢氧化铁(红褐色)；单质硫、过氧化钠、溴化银(淡黄色)。
(3)具有特征的化学反应
催化反应，如：SO2＋O22SO3
2H2O22H2O＋O2↑
N2＋3H22NH3
4NH3＋5O24NO＋6H2O
在酸性溶液和碱性溶液中都生成气体的反应，如：
氢气铝氢气
氨气碳酸氢铵(或碳酸铵)二氧化碳
(4)具有特征的数据，如：同温同压下与一氧化碳密度相同的气态单质是氮气等。
【例7】　下图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质，其余物质也都是含B元素的化合物。C是一种钠盐，E是C的对应的酸，B的结构类似金刚石，D为B的氧化物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去)，请填写空白：

(1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。
(2)A和B的互转在工业上有什么实际意义____________________。
(3)写出D→C反应的化学方程式：__________________________。
(4)写出E→D反应的化学方程式：__________________________。
解析　本题的突破口是“B是一种单质”、“B的结构类似金刚石”。据此，容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4，因此，A为SiCl4。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4，SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D为B的氧化物，可知D为SiO2，由此可知其他答案。
答案　(1)SiCl4　SiO2　H2SiO3
(2)粗硅提纯
(3)SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O
(4)H2SiO3SiO2＋H2O
【例8】　下列物质(均为中学化学常见物质)转化关系图中，D为红棕色粉末(反应条件及部分反应物、产物未全部说明)，B、C、E为常见单质，A、D为氧化物。

根据图示转化关系填写下列空白：
(1)写出下列物质的化学式A________，B__________，G__________。
(2)C与D的混合物通常称__________(填名称)。
(3)写出下列化学方程式或离子方程式
I＋J→K____________________________________________(离子方程式)。
G＋B→H___________________________________________(化学方程式)。
解析　由“D为红棕色粉末”可知D为Fe2O3，然后逆推可得H为Fe(OH)3，G为Fe(OH)2，F为FeCl2，E为Fe。由图知，A既能与酸反应，又能与碱反应，可知A为氧化铝。
答案　(1) Al2O3　O2　Fe(OH)2　
(2) 铝热剂
(3)Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3



课堂跟踪练习
1．在炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是(　　)
A．纯碱 B．石灰石
C．石英 D．黏土
答案　B
解析　制玻璃的原料是纯碱、石灰石和石英；制水泥的原料是石灰石、黏土等；炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。相互对比后可知B项为正确答案。
2．“神州六号”实现了双人多天太空旅行，这标志着中国人的太空时代又前进了一大步。飞船在重返大气层时，由于同空气的剧烈磨擦，船体的表面温度将上升到2 000 ℃～3 000 ℃，因此飞船表面必须有良好的防高温措施。下列有关飞船的防高温措施中不可取的是(　　)
A．使用陶瓷类的贴面覆盖船体，以防止高温侵入舱内
B．使用在一定条件下能熔化或气化的表面覆盖材料
C．使用在一定条件下能与大气中的氧气发生剧烈燃烧的表面覆盖材料
D．使用在一定条件下能发生分解反应的表面覆盖材料
答案　C
解析　选项A中，新型无机非金属材料中的氮化硅陶瓷具有耐高温不易传热等性能，故产生的高温不会传入舱内，因此这种方法可取；选项B中，使用能熔化或气化的表面覆盖材料，从而带走大量的热，所以这一措施也是可取的；选项C中，表面覆盖材料能与大气中的氧气剧烈燃烧，而使飞船的温度更高，故C不正确；选项D中，在一定条件下能分解的材料，因为分解吸热，故使飞船表面温度降低，故D选项也可行。
3．氧化锆陶瓷系列和磷酸钙陶瓷系列属于新型无机非金属材料，都可以用于制造人造骨骼，这是利用了它们的(　　)
A．耐高温和强度高 B．光学特性
C．电学特性 D．生物功能
答案　D
解析　能够用于制成人造骨骼的材料必须具有良好的生物功能，磷酸钙陶瓷可以用于制成人造骨骼，说明具有良好的生物功能。
4．中国短道速滑队在索契冬奥会取得了骄人的成绩。速滑冰刀可用不锈钢制成，不锈钢含有的主要元素是(　　)
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A．铁 B．碳
C．铜 D铝
答案　A
解析　不锈钢的主要成分是铁。
5．据2016年11月2日报道，天宫二号伴随卫星通过7次轨道控制，从天宫二号正上方飞越，并拍摄了多幅照片。拍摄照片的相机包括镜头和CCD(图像传感器)，镜头材料为玻璃，CCD为半导体材料。下列叙述正确的是(　　)
A．玻璃中含有SiO2
B．普通玻璃的制备原料为纯碱、黏土和石英
C．通讯传输的光导纤维是单晶硅
D．高温下利用氧化剂可使SiO2转化为Si
答案　A
解析　石英玻璃的主要成分是SiO2，而且普通玻璃中也含有SiO2，A项正确；普通玻璃的制备原料为纯碱、石灰石和石英，B项错误；光导纤维的主要成分是SiO2，C项错误；SiO2转化为Si需要还原剂，D项错误。
6．下列离子方程式正确的是(　　)
A．钠与硫酸铜溶液反应：2Na＋Cu2＋===2Na＋＋Cu
B．铁钉放入硫酸铜溶液中：2Fe＋3Cu2＋===2Fe3＋＋3Cu
C．氯化亚铁溶液中通入足量氯气：Fe2＋＋Cl2===Fe3＋＋2Cl－
D．同物质的量浓度NH4HSO4与NaOH两溶液等体积反应：H＋＋OH－===H2O
答案　D
解析　A中应是钠与水反应，产生的NaOH再与铜离子反应；B中应产生亚铁离子；C中电荷不守恒。
7．将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为15.68 L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为(　　)
A．11.20 L B．15.68 L
C．22.40 L D．31.36 L
答案　A
解析　一份直接放入足量的烧碱溶液中，铝与氢氧化钠发生反应生成氢气15.68 L，氢气的物质的量为15.68 L÷22.4 L/mol＝0.7 mol。铁的氧化物FeO·2Fe2O3中的氧原子全部与铝结合生成氧化铝，所以根据关系式：
3H2～　　2Al～　　3O～Al2O3
3 2 3
0．7 mol mol 0.7 mol
由于氧化物为FeO·2Fe2O3，根据氧原子守恒，所以氧化物FeO·2Fe2O3的为0.7 mol÷7＝0.1 mol。根据铁原子守恒，可知另一份生成的铁的物质的量为0.1 mol×5＝0.5 mol，根据Fe～H2可知，0.5 mol Fe可生成氢气0.5 mol，所以另一份生成的氢气的体积为0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2 L。
8．下列物质中，在一定条件下既能与某些金属单质反应，又能与某些非金属单质反应；既能与某些酸反应，又能与某些碱反应的组合是①NaHSO4　②NH4HCO3
③H2SO3　④Cl2(　　)
A．①③ B．②④
C．②③ D．③④
答案　D
解析　A项中的NaHSO4不能和非金属单质反应，也不能和某些酸反应；NH4HCO3不能与金属和非金属单质反应；H2SO3可以与活泼金属反应，也可以与卤素单质反应，可以和某些氧化性酸(如硝酸等)或某些还原性酸(如氢硫酸等)反应；氯气既可以与金属反应，又可以与非金属反应，还可以和某些还原性酸(如亚硫酸、氢溴酸等)反应。
9．铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上通过如下工艺冶炼金属铝。下列说法错误的是(　　)

A．反应①②完成后需进行过滤操作
B．a、b中铝元素的化合价相同
C．反应③中需要通入过量的氨气
D．反应④进行的条件是加热，且d一定是氧化铝
答案　C
解析　反应①完成后，体系中含有二氧化硅，需过滤除去，反应②完成后，体系中有氢氧化铁沉淀，需过滤除去，A项正确；a、b中铝元素分别以AlCl3和Na[Al(OH)4]的形式存在，其中铝元素的化合价都是＋3，B项正确；NH3与Na[Al(OH)4]不反应，无法将其转化为Al(OH)3，C项错误；氢氧化铝在加热条件下生成氧化铝，D项正确。
10．含碳量在3%～4%的生铁，因断口呈灰色所以叫灰口铁。此生铁具有较好的韧性，常用于铸造机器底座和零件。试判断：①纯铁，②灰口铁，③碳三种固体熔点从高到低的顺序是(　　)
A．①②③ B．③②①
C．③①② D．②③①
答案　C
解析　碳单质有金刚石和石墨两种同素异形体，金刚石的熔点是3 550 ℃，石墨的熔点是3 652～3 697 ℃。纯铁的熔点是1 535 ℃，灰口铁是合金，熔点比各成分的低。
11．下列叙述不正确的是(　　)
A．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀，再加入NaHSO4溶液，沉淀溶解
B．在Cu(NO3)2溶液中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入稀硫酸，铜粉溶解
C．用如图所示的装置可以测定黄铜(铜锌合金)中Zn的含量
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D．在FeCl3溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，再加入足量铁粉充分振荡，溶液的红色退去
答案　C
解析　AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3沉淀，加入的NaHSO4溶液中含有H＋，Al(OH)3与H＋反应，则沉淀溶解，A项正确；Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，铜在酸性条件下能被NO氧化，故铜粉溶解，B项正确；该装置的集气装置不正确，应该“短进长出”，C项错误；足量铁粉与Fe3＋反应，使其转化为Fe2＋，所以溶液的红色退去，D项正确。
12．足量的CuS、Cu2S分别与等体积等物质的量浓度的稀硝酸完全反应，生成物中都含有Cu2＋、SO、NO，并且没有其他氮氧化物生成。则Cu2S、CuS分别反应生成NO质量之比为(　　)
A．8∶5 B．4∶5
C．1∶1 D．5∶8
答案　D
解析　依题意，Cu2S中铜与硫原子数比为2∶1，而硫酸铜中铜与硫原子个数比为1∶1，说明产物中一定有硝酸铜。写出两个化学方程式：①3CuS＋8HNO3===3CuSO4＋8NO↑＋4H2O，②3Cu2S＋16HNO3===3CuSO4＋3Cu(NO3)2＋10NO↑＋8H2O，等物质的量硝酸完全反应，反应②和反应①产生的NO质量比为5∶8。

二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
13．(10分)现有金属单质A、B、C和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H，它们之间能发生如下反应(图中有些反应的产物和反应的条件没有全部标出)。
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请根据以上信息回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式B________、C________；
(2)反应①的化学方程式___________________________________；
(3)反应⑤的离子方程式是__________________________________________；
(4)反应⑥的离子方程式是___________________________________________。
答案　(1)Al　Fe
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
(3)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(4)Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓
解析　由金属A的焰色反应为黄色，可知A为Na，则甲为H2，D为NaOH；则由金属B与NaOH反应生成H2，可知B为Al；黄绿色气体乙为Cl2，丙为HCl气体，E为盐酸，据反应⑥的产物H为红褐色沉淀，可知H为Fe(OH)3，则C为Fe，F为FeCl2，G为FeCl3，然后作答即可。
14．(10分)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、酒精灯、坩埚、坩埚钳；硫酸、新制氯水、NaOH溶液、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______________________________；
假设2　该混合金属粉末中除铝外还含有___________________________；
假设3　该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu。
(2)设计实验方案
基于假设3，设计出合理的实验方案。
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象与结论。

编号 实验操作 预期现象与结论
①
②
③
④
答案　(1)Cu　Fe(答案的顺序可交换)
(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，再取过量NaOH溶液滴加到试管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 往试管B中加入少许新制氯水，再滴加KSCN溶液 溶液先变成黄色，加KSCN后溶液显红色，结合②可知，一定含铁
④ 取出②剩余固体在坩埚中加热，将加热后冷却的固体移入试管C中，再滴加稀硫酸 滴加稀硫酸后试管C中的固体溶解，溶液呈蓝色，说明一定含铜
解析　因该合金中除Al外还可能含有Fe和Cu中的一种或两种，故除Al之外的成分有三种可能：只含有Cu，只含有Fe或Fe和Cu都存在。因题目明确提出按照假设3进行实验方案的设计，即合金中含Al、Fe和Cu三种金属。其中Al和Fe都可以和稀硫酸反应生成H2，Cu不与稀硫酸反应；Fe与Cu都不与NaOH溶液反应，只有Al与NaOH溶液反应。所以可先用NaOH溶液溶解合金中的Al，再将不溶物与稀硫酸反应使Fe转化为Fe2＋，然后用新制氯水将Fe2＋氧化为Fe3＋，并用KSCN溶液证明含有Fe3＋，最后将不溶物在坩埚中加热使Cu变为CuO，并用稀硫酸溶解，得到蓝色溶液，可证明Cu的存在。
15．(10分)黄铜矿(CuFeS2)是一种铜铁硫化物矿物，常含微量的金、银等。如图是以黄铜矿为主要原料生产铜、铁红(氧化铁)颜料的工艺流程图，请回答下列问题：
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(1)CuFeS2中Fe的化合价为________。
(2)写出反应I的化学方程式：________________________________________，
该反应的氧化剂是________。
(3)CuCl可与过量的Cl－反应生成溶于水的[CuCl2]－。该反应的离子方程式为_______________________________________________________________。
(4)反应Ⅰ～Ⅴ中属于非氧化还原反应的是反应________(选填“Ⅰ～Ⅴ”)。
(5)反应Ⅴ中Na[CuCl2]既是氧化剂，又是还原剂，由此可推知溶液A中的溶质为________(写化学式)。
答案　(1)＋2
(2)CuFeS2＋3FeCl3===4FeCl2＋CuCl＋2S　CuFeS2、FeCl3
(3)Cl－＋CuCl===[CuCl2]－
(4)Ⅱ、Ⅳ　(5)CuCl2、NaCl
解析　(1)CuFeS2中，S为－2价，具有强还原性，故Fe只能是＋2价。(2)由图可知，反应I的反应物为CuFeS2、FeCl3，生成物有CuCl、S等，故该反应的化学方程式为CuFeS2＋3FeCl3===4FeCl2＋CuCl＋2S，该反应中化合价降低的是氯化铁中的铁元素和CuFeS2中的铜元素，故氧化剂是CuFeS2和FeCl3。(3)结合信息提示可写出离子方程式：Cl－＋CuCl===[CuCl2]－。(4)反应Ⅱ是FeCl2和Na2CO3生成FeCO3和NaCl的反应，为复分解反应，即非氧化还原反应；由(3)中的离子方程式可知，反应Ⅳ为非氧化还原反应。(5)由信息“Na[CuCl2]既是氧化剂，又是还原剂”及生成物中有单质Cu可知，Na[CuCl2]中铜元素的化合价既有降低，又有升高，故生成物中有CuCl2，另外一种生成物为NaCl。
16．(10分)下图表示有关物质(均由短周期元素形成)之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质(一般是黑色粉末)，C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。(反应条件图中已省略)
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(1)A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________(填化学式)；
(2)反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是
_____________________________________________________________；
(3)反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________(填化学式)；
(4)反应③产物中K的化学式为________；
(5)反应④的离子方程式为______________________________________。
答案　(1)Al　C　H2O　Na2O2
(2)2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2↑
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(3)CO2　CO　(4)Na2CO3
(5)2[Al(OH)4]－＋CO2===2Al(OH)3↓＋CO＋H2O
解析　“D是淡黄色的固体化合物”是本题的突破口，根据中学化学知识基本锁定Na2O2，能与水和CO2反应，题目中另一信息“C是常见的无色无味液体”可初步假定C是水，则G为CO2；再依据K能溶于水，说明K为Na2CO3，F为O2；题给信息黑色单质B与氧气(F)反应得到G(CO2)，说明B为C(碳)；依据F(O2)与E反应生成C(水)可知E为氢气，再根据金属A与碱性溶液反应产生氢气，可得到A为Al。
17．(12分)某化学兴趣小组用铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有SiO2及铁的氧化物)提取氧化铝做冶炼铝的原料，提取的操作过程如下图所示：
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(1)实验室中制取CO2时，为了使反应随开随用、随关随停，应选用下图中的装置________(填字母代号)。

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(2)在过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还需用到的玻璃仪器有________；洗涤沉淀的操作是__________________________________________________
____________________________________________________________。
(3)实验室制备氢氧化铝的方案有多种。现提供铝屑、氢氧化钠溶液、稀硫酸三种药品，若制备等量的氢氧化铝，请你从药品用量最少的角度出发，设计出最佳实验方案(方案不必给出)，写出此方案中发生反应的离子方程式：______________________________________________________________。
此方案中所用药品的物质的量之比是n(Al)∶n(H2SO4)∶n(NaOH)＝________。
答案　(1)C
(2)漏斗　向漏斗里加入蒸馏水，使水面浸没沉淀，等水自然流完后，重复2～3次
(3)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑、
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑、
Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓　8∶3∶6
解析　(1)CO2的制取不需要加热，A、D错；B不能达到随开随用、随关随停的目的。(2)洗涤时，蒸馏水浸没沉淀，可洗涤其表面吸附的离子。(3)制备氢氧化铝有三种方案；铝与硫酸反应生成硫酸铝，硫酸铝与氢氧化钠反应得氢氧化铝沉淀；铝与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，四羟基合铝酸钠再与硫酸反应得氢氧化铝；将铝按物质的量之比1∶3转化为Al3＋、[Al(OH)4]－，利用Al3＋和[Al(OH)4]－的反应制取氢氧化铝。写出化学方程式，通过观察可知第三种方案最节约原料。





















































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