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2019年全国高考化学二轮复习讲义:第一部分 专题序曲篇 第1讲 金属元素及其化合物 WORD版含答案.doc

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资源描述

1、编者按元素及其化合物知识是化学最基础的主干知识,是高考命题的载体和切入点,基于“元素及其化合物”的学科基础地位,故将本部分内容作为二轮复习的序曲篇置于起始位置。“元素及其化合物”在高考中既可以进行单独考查,也可以渗透到概念题、基本理论题、实验题中进行考查。研究近几年的高考试题可以看出命题有以下特点:(1)为基本概念、基本理论、化学实验的考查提供背景和载体;在生产、生活的真实背景下寻找化学可以解释或解决的设问点。(2)试题主要以离子反应与判断、化学反应式的书写、氧化还原反应规律的应用、物质的检验提纯、化学工业流程等题型来考查。(3)与元素周期表、元素周期律结合考查更加紧密,是“位构性”知识的完美

2、诠释。一、“元素及其化合物”考什么、怎么备考考什么1命题的重点仍将是钠及其化合物(特别是Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性质、铝及其化合物的两性、铁及其化合物的性质、Fe2与Fe3之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等。2高考试题将会在选择题中以离子方程式、氧化还原反应、物质的鉴别与分离等角度考查金属元素及其化合物的性质,也会在非选择题中以金属元素的性质为载体,通过化工流程题、实验题考查考生运用金属元素的有关知识分析解决问题的能力。怎么备考1针对繁杂、零碎、分散,学生难以系统掌握和运用的知识,按照“知识主线、知识点、知识网”的方式,将知识结构化、网络化、系统化,依据“由线引

3、点,由点连网,由网成体(立体)”的程序进行复习,掌握金属元素化合物的基本思路和方法,掌握单质及其化合物的性质,注意物质的特殊性质。2金属与酸的相关计算以及涉及金属及其化合物知识的混合计算是难点,与计算结合,既巩固、加深对物质性质的理解和运用,又可提高分析和计算能力,是复习好金属知识的重要一环。特别关注过渡金属元素成为高考命题热点纵观近几年高考化学试题,在元素及其化合物的综合考题中涉及过渡金属元素的有很多,而且呈逐年增加的趋势。除了铁、铜正常考查外,在工业或生活应用比较广的钛、钒、铬、锰、钴等经常涉及。这些题常常结合化工工艺流程、化学实验、最新科技发展成果等,依据流程图中涉及的化学知识、化学原理

4、设计问题,结合图表考查考生的信息获取能力、对比分析能力和理论联系实际的能力。这些题目的着眼点看起来比较高深,似乎与中学教学实际相脱节,但是细分析都是考查常规操作、元素化合物知识、化学反应原理等常规知识。在复习备考时,要关注热点知识和最新科技发展,兼顾基础知识,突出能力的考查和培养。对于这类题目,要仔细审题,认真阅读,分割联系,理解信息,掌握信息,运用信息,运用恰当的方法和技巧、综合题目所给信息和中学化学知识解答。(二)非金属元素及其化合物考什么1熟悉和掌握重要的非金属元素(包括Cl、Br、N、S、C、H、O、Si等)单质及其化合物的性质以及它们之间存在的相互转化关系。2几种重要气体(包括H2、

5、O2、CO2、Cl2、SO2、NH3以及NO2、NO等)的制取与净化、阴离子(包括Cl、Br、I、CO、SO、SO、S2)和NH的检验、喷泉实验等是实验原理的基础,也是非金属元素专题的重要内容。3物质的工业制备及有关环境保护问题、碳的化合物及有关的温室效应、微量非金属元素与作物生长和人体健康的相关知识等,成为化学知识与工农业生产和日常生活相联系的纽带,也是近年高考命题的热点问题。4非金属元素化合物的有关实验是高考命题的主要内容。怎么备考1对非金属元素知识的梳理,要以网络形式找出各知识点的内在联系,运用物质结构、元素周期律的有关理论找出相关物质的共性与异性及规律,尽可能加强理解,减少死记硬背,把

6、知识“盘熟”“盘活”。要将几种重要的非金属元素化合物(如几种重要气体等)的性质融合到气体的制备、物质的鉴别、分离等实验原理中去,可以减少高考实验题中答题的盲目性。2用有关理论解释无机非金属材料和中学教材中不常见的非金属元素相关物质的结构与性质,也备受命题者青睐。平时要学会从大量信息中抓主要信息,用熟悉的信息排除不熟悉的信息。二、复习“元素及其化合物”需必备的理论支撑1为何将元素周期表、周期律前置复习(1)知识相通,由个性到共性的升华复习完典型金属、非金属元素后,紧接着复习元素周期表、元素周期律的知识,由点上升到面,知识嫁接水到渠成,同时元素周期律的理论又能指导具体元素化合物的知识,二者相辅相成

7、。(2)考查相连,位构性的完美诠释元素周期表、元素周期律一般在选择题中考查,近几年大多是依据元素周期表和原子结构推出元素,根据元素性质推断原子半径、最高价氧化物对应水化物的酸(碱)性的强弱、非金属气态氢化物的稳定性、单质与水或H2的反应等。解题思路:信息元素金属性和非金属性关系解答(位、构、性的关系)。有时也会结合元素化合物知识考查元素性质。因此编者打破固有复习顺序,将金属元素、非金属元素和元素周期表、元素周期律放在一起复习,二者相辅相成,知识衔接更加紧密,更能深刻理解“位构性”这一核心要点。2金属元素与非金属元素的原子结构金属元素非金属元素最外层电子数一般r非金属3.金属、非金属元素在元素周

8、期表中的位置在使用的含118种元素的元素周期表中:金属元素共95种,位于“硼砹分界线”的左下方;非金属元素共有23种,位于“硼砹分界线”的右上方(H除外,含硼砹分界线上的元素)。第1讲 金属元素及其化合物第1课时宏观角度抓共性、理线索,形成规律认知一、金属元素及其化合物的共性知识1金属元素的共性(1)从化学性质来看,在化学反应中金属元素的原子易失电子,表现出还原性,其单质常作还原剂。(2)从物理性质来看主要是:金属单质一般具有金属光泽,大多数金属为银白色;金属除汞在常温时为液态外,其他金属单质在常温时都呈固态;金属的密度一般较大,熔点较高;金属大都具有延展性,能够传热、导电。2金属元素形成的化

9、合物(1)金属氧化物化学式Na2ONa2O2MgOAl2O3FeOFe2O3分类碱性氧化物过氧化物碱性氧化物两性氧化物碱性氧化物碱性氧化物颜色状态白色固体淡黄色固体白色粉末白色固体黑色粉末红棕色粉末与水作用反应生成NaOH反应生成NaOH和O2与水缓慢反应生成Mg(OH)2不溶于水,也不与水反应与酸作用反应生成钠盐和水反应生成钠盐、水和氧气反应生成镁盐和水反应生成铝盐和水反应生成亚铁盐和水反应生成铁盐和水氧化性除Na2O2外,氧化性很弱,通常不能用还原剂还原可用C、CO、Al、H2等还原,生成单质铁其他反应与CO2反应生成Na2CO3与CO2反应生成Na2CO3和O2与NH4Cl溶液反应与强碱

10、反应生成偏铝酸盐与氧化性酸反应生成铁盐(2)金属氢氧化物化学式NaOHAl(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2颜色状态白色固体白色胶状沉淀红褐色沉淀白色沉淀蓝色沉淀稳定性稳定,加热不分解加热分解成Al2O3和H2O加热分解成Fe2O3和H2O不稳定,易被氧化成Fe(OH)3易分解成CuO和H2O与酸反应均易与酸反应生成对应的盐,若为氧化性酸,则Fe(OH)2还要被氧化其他反应与盐、Cl2、Al、Si、Al(OH)3反应与强碱溶液反应具有还原性新制Cu(OH)2悬浊液被醛基还原(3)含金属离子盐的检验用NaOH溶液检验Cu2产生蓝色沉淀Fe3产生红褐色沉淀Fe2先产生白色沉淀,然

11、后迅速变成灰绿色,最终变为红褐色Al3产生白色沉淀,继续加入NaOH溶液,白色沉淀又会溶解NH共热生成使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体焰色反应K火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃)Na火焰呈黄色特殊检验法Fe3加入KSCN溶液呈红色Fe2加入KSCN溶液无现象,滴加新制氯水或双氧水后溶液呈红色二、金属元素及其化合物的知识线索1掌握常见金属元素及其化合物的对应关系单质氧化物对应的碱对应的盐NaNa2ONaOH钠盐(NaCl、Na2CO3、NaHCO3)MgMgOMg(OH)2镁盐(MgCl2)AlAl2O3Al(OH)3铝盐(AlCl3)、偏铝酸盐(NaAlO2)FeFeO、Fe2O3Fe(OH)2、Fe

12、(OH)3亚铁盐(FeCl2)、铁盐(FeCl3)2.形成“单质氧化物对应的碱对应的盐”的思维线索(以金属钠为例)考法一元素化合物的性质与用途1(2018全国卷)化学与生活密切相关。下列说法错误的是()A碳酸钠可用于去除餐具的油污B漂白粉可用于生活用水的消毒C氢氧化铝可用于中和过多胃酸D碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查解析:选DNa2CO3水溶液显碱性,能用于洗涤油污,A项正确;漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,能杀灭生活用水中的细菌,B项正确;Al(OH)3是弱碱,可用于中和过多胃酸,C项正确;BaCO3能与人体胃液中的盐酸反应生成可溶性钡盐,有毒,不能用于胃肠X射线造影检查,D项错误。2(

13、2018江苏高考)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是()A向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色BKAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体CNH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3DCu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2解析:选AFe3遇SCN溶液显红色,A项错误。3(2016全国卷)化学在生活中有着广泛的应用,下列对应关系错误的是()选项化学性质实际应用AAl2(SO4)3和小苏打反应泡沫灭火器灭火B铁比铜金属性强FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板C次氯酸盐具有氧化性漂白粉漂白织物DHF与SiO2反应氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记解析:选BA项,Al2(SO

14、4)3与NaHCO3在溶液中能发生水解相互促进反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,能灭火;B项,2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2,只能说明还原性Cu强于Fe2,无法说明Fe与Cu的金属性强弱;C项,次氯酸盐具有强氧化性,可以漂白织物;D项,氢氟酸与玻璃的主要成分SiO2反应,生成SiF4气体和水,故氢氟酸可以刻蚀玻璃。考法二选择题中与实验、化工流程相结合考查4(2018全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中

15、可回收的金属元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为Fe3D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析:选D合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,LiFePO4中含有Li和Fe元素,正极片碱溶所得滤液中含有Al元素,A、B项正确;Fe2能被HNO3氧化为Fe3,Fe3遇到碱液后沉淀,而另一种金属离子(Li)遇到Na2CO3后沉淀,C项正确;Li2SO4易溶于水,用Na2SO4代替Na2CO3,不能形成含Li沉淀,D项错误。5(2016全国卷)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;取少量样品加

16、入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为()ANaHCO3、Al(OH)3BAgCl、NaHCO3CNa2SO3、BaCO3 DNa2CO3、CuSO4解析:选CA项中,NaHCO3、Al(OH)3加入足量水中,NaHCO3溶解,Al(OH)3不溶解;加入稀盐酸,固体全部溶解,且有气泡产生;NaHCO3、Al(OH)3均能与H2SO4反应,最后不会有固体剩余;B项中,NaHCO3溶于水,AgCl不溶于水,加入足量稀盐酸,AgCl仍不溶解;C项中,Na2SO3溶于水,BaCO3不溶于水,BaCO3能溶于稀盐酸:BaCO32HCl=BaCl2H2OCO2,Na2SO3、BaCO

17、3均能与稀H2SO4反应:Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O、BaCO3H2SO4=BaSO4H2OCO2;D项中,CuSO4和Na2CO3都能溶于稀硫酸。6(2015全国卷)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是()选项实验现象结论A将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成,溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3B将铜粉加入1.0 molL1Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D将0.1 molL1MgSO4溶液滴入NaO

18、H溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL1CuSO4 溶液先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小解析:选DA稀硝酸与过量铁粉发生的反应分两步进行,先发生反应:Fe4HNO3(稀)=Fe(NO3)3NO2H2O,过量的铁粉再与Fe(NO3)3发生反应:Fe2Fe(NO3)3=3Fe(NO3)2,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液不会变为血红色,实验现象错误,故A不正确;B.铜粉与Fe2(SO4)3溶液发生反应:CuFe2(SO4)3=CuSO42FeSO4,实验现象为溶液变蓝色,但是没有黑色固体出现,该实验能说明Fe3的氧化性比Cu2强,不能说明金属铁比

19、铜活泼,因为铁没有置换出铜单质,故B不正确;C.用砂纸仔细打磨铝箔,能将铝箔表面的致密的氧化铝薄膜除去,但是在酒精灯上加热后,铝和空气中的氧气又生成了氧化铝,因为氧化铝的熔点高于铝的熔点,而氧化铝在铝的表面,所以加热铝箔的时候铝失去光泽,铝熔化但是不会滴落,实验现象不正确,故C不正确;D.将MgSO4溶液滴入NaOH溶液中发生反应:MgSO42NaOH=Na2SO4Mg(OH)2,有白色沉淀产生,再滴加CuSO4溶液,白色沉淀转化为浅蓝色沉淀,发生反应为CuSO4Mg(OH)2Cu(OH)2MgSO4,因为Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的溶度积小,发生了沉淀的转化,故D正确。7(201

20、5全国卷 )用如图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际相符的是()选项中物质中物质预测中的现象A稀盐酸碳酸钠与氢氧化钠混合溶液立即产生气泡B浓硝酸用砂纸打磨过的铝条产生红棕色气体C氯化铝溶液浓氢氧化钠溶液产生大量白色沉淀D草酸溶液高锰酸钾酸性溶液溶液逐渐褪色解析:选DA项,Na2CO3和NaOH的混合溶液中滴加稀盐酸,稀盐酸先与NaOH发生中和反应,再与Na2CO3分步发生反应:Na2CO3HCl=NaHCO3NaCl,NaHCO3HCl=NaClCO2H2O,因此开始阶段滴加稀盐酸,中不产生气泡;B项,常温下,浓硝酸与铝条发生钝化,铝条表面生成致密的氧化铝薄膜,阻止内层铝与

21、浓硝酸继续反应,中观察不到产生红棕色气体;C项,将AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中,由于NaOH过量,发生的反应为AlCl34NaOH=NaAlO23NaCl2H2O,得不到大量白色沉淀;D项,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,H2C2O4溶液具有较强的还原性,二者发生氧化还原反应:2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O,由于MnO被还原为Mn2,中酸性KMnO4溶液逐渐褪色。考法三综合实验、无机化工流程中的综合考查8(2018全国卷)K3Fe(C2O4)33H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。回答下列问题:(1)晒制蓝图时,用K3Fe(C2O4)33H2O作

22、感光剂,以K3Fe(CN)6溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3Fe(C2O4)32FeC2O43K2C2O42CO2;显色反应的化学方程式为_。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物,按如图所示装置进行实验。通入氮气的目的是_。实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有_、_。为防止倒吸,停止实验时应进行的操作是_。样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是_。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。称量m g样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用c molL1 KMnO4溶液滴定至终

23、点。滴定终点的现象是_。向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用c molL1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为_。解析:(1)显色过程是Fe2和K3Fe(CN)6溶液反应生成蓝色的Fe3Fe(CN)62沉淀,反应的化学方程式为3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4。(2)空气中含有O2,为防止Fe2被O2氧化,应先通入N2,隔绝空气,且使反应产生的气体全部进入后续装置。B中澄清石灰水变浑浊,证明分解过程中产生CO2;F中澄清石灰水变浑浊,E中

24、固体变为红色,说明E中发生反应:CuOCOCuCO2,所以分解产物中一定含有CO。实验结束时,为了防止倒吸,应先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气。检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3。(3)滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。加入锌粉后将Fe3还原为Fe2,再用KMnO4溶液滴定,将Fe2氧化为Fe3,MnO转化为Mn2,可得关系式:5Fe2MnO,已知n(MnO)(cV103)mol,则n(Fe2)(5cV103)mol,m(Fe2)(5cV10356)g,该晶体中铁的质量分数w(Fe)100%

25、100%。答案:(1)3FeC2O42K3Fe(CN)6=Fe3Fe(CN)623K2C2O4(2)隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置CO2CO先熄灭装置A、E的酒精灯,冷却后停止通入氮气取少许固体粉末于试管中,加稀硫酸溶解,滴入12滴KSCN溶液,溶液变红色,证明含有Fe2O3(3)粉红色出现100%9(2018江苏高考)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如图:(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为_。(2)添加1% CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫

26、去除率随温度变化曲线如图所示。已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 硫去除率100%不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时,去除的硫元素主要来源于_。700 焙烧时,添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是_。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_(填化学式)转化为_(填化学式)。(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)_。解析:(1)NaOH吸收过量SO2的离子方程式为SO2OH=HSO。(2)由已知多数金

27、属硫酸盐的分解温度都高于600 ,不添加CaO的矿粉在低于500 焙烧时,去除的硫元素主要来源于杂质FeS2。700 焙烧时,FeS2中的硫元素生成SO2,添加CaO后,SO2会与CaO、O2反应生成CaSO4而留在矿粉中。(3)用NaOH溶液碱浸后,Al2O3、SiO2溶解,转化为NaAlO2和Na2SiO3,通入过量CO2后,NaAlO2与CO2、H2O反应转化为Al(OH)3。(4)Fe2O3与FeS2在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,发生反应的化学方程式配平为16Fe2O3FeS211Fe3O42SO2,可得关系式FeS216Fe2O3,则理论上完全反应消耗的n(FeS2)n(F

28、e2O3)116。答案:(1)SO2OH=HSO(2)FeS2硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中(3)NaAlO2Al(OH)3(4)11610(2016全国卷)某班同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是_。(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于

29、液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是_。(4)丙组同学取10 mL 0.1 molL1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀;第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验检验的离子是_(填离子符号);实验和说明:在I过量的情况下,溶液中仍含有_(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为_。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成

30、棕黄色,发生反应的离子方程式为_;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是_;生成沉淀的原因是_(用平衡移动原理解释)。解析:(1)Fe2具有很强的还原性,易被空气中的O2氧化为Fe3,在FeCl2溶液中加入少量铁屑,可防止Fe2被氧化。(2)Fe2被氧化为Fe3,Cl2被还原为Cl,反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)O2难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除O2对实验的影响。(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I2Fe3=I22Fe2。K3Fe(CN)6是检验Fe2的试剂。实验溶液变红,说明溶液中仍存在Fe3,由此可说明该

31、氧化还原反应为可逆反应。(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应,Fe2被氧化为Fe3,H2O2被还原为H2O,反应的离子方程式为H2O22Fe22H=2Fe32H2O。Fe3对H2O2的分解起催化作用,当反应一段时间后,会发生反应:2H2O22H2OO2,故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热,促使Fe33H2OFe(OH)33H平衡右移,最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。答案:(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)Fe2Fe3可逆反应(5)2Fe2H2O22H=2Fe32H2OFe3催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应

32、放热,促进Fe3的水解平衡正向移动第2课时微观角度明个性、知特征,突破高考题点考点一“活泼”金属的代表钠知能强化一、树立转化思想成体系1形成知识“面”2掌握重要“点”(1)钠与水反应的离子方程式:2Na2H2O=2Na2OHH2。(2)Na2O2分别与H2O和CO2反应的化学方程式:2Na2O22H2O=4NaOHO2、2Na2O22CO2=2Na2CO3O2。(3)向Na2CO3溶液中逐滴加入稀盐酸的离子方程式:COH=、HCOH=H2OCO2。(4)向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2的化学方程式:Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3。(5)NaHCO3溶液与过量澄清石灰水反应的离子

33、方程式:HCOCa2OH=CaCO3H2O。(6)NaHCO3溶液与少量澄清石灰水反应的离子方程式:Ca22OH2HCO=CaCO3CO2H2O。二、深化知识能力攻重难1金属钠与可溶性盐溶液反应的一种思维模式2钠的性质的两点注意(1)Na及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色,且该变化为物理变化。鉴别Na、K利用焰色反应,二者混合时鉴别K元素要隔着蓝色钴玻璃。(2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2,只要参与反应的Na的质量相等,则转移电子的物质的量一定相等。3碳酸钠和碳酸氢钠性质的三点应用(1)Na2CO3和NaHCO3的鉴别热稳定性不同和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)阴

34、离子不同溶液的酸碱性(2)Na2CO3与NaHCO3的相互转化(3)混合物的除杂混合物除杂方法及试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体Na2CO3溶液(NaHCO3)加入适量NaOH溶液4.过氧化钠结构与性质的四点防范(1)Na2O2的电子式为,阴阳离子个数比为12。(2)1 mol Na2O2与足量水或二氧化碳的反应中转移的电子数目均为1 mol,即反应中水或二氧化碳既不作氧化剂,也不作还原剂。(3)一定量的Na2O2与一定量的CO2和H2O(g)的混合物的反应,可看作Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)

35、发生反应。(4)Na2O2投入品红溶液中,因其有强氧化性,可使品红溶液褪色,Na2O2投入无色酚酞溶液中,溶液先变红后褪色。5钠及其化合物的五大用途物质性质用途钠钠具有较强的还原性用于冶炼钛、锆、铌等金属NaOHNaOH能与油脂反应生成高级脂肪酸钠用于制取肥皂NaHCO3(小苏打)NaHCO3受热分解,能与酸反应生成CO2用作焙制糕点的膨松剂、胃酸中和剂Na2CO3(苏打)Na2CO3水解使溶液显碱性用热的纯碱溶液洗涤油污Na2O2Na2O2与H2O、CO2反应均生成O2作供氧剂三、拓展认知层面备高考1钾及其重要化合物钾的活泼性超过钠,钾与O2反应除生成K2O2外,还生成KO2(超氧化钾)。K

36、O2的阴离子为O,有极强的氧化性,与H2O、CO2的反应分别为2KO22H2O=2KOHH2O2O2、4KO22CO2=2K2CO33O2。2钙及其重要化合物(1)钙与水反应生成H2:Ca2H2O=Ca(OH)2H2。在空气中燃烧:CaO2CaO2、3CaN2Ca3N2。(2)CaO2溶于酸生成H2O2:CaO22H=Ca2H2O2。与水反应:2CaO22H2O=2Ca(OH)2O2。在碱性条件下,CaCl2与H2O2反应可制得CaO2。(3)草酸钙(CaC2O4)CaC2O4难溶于水,但溶于盐酸:CaC2O42H=Ca2COCO2H2O。针对训练1(2019届高三信阳诊断)下列各组物质与其用

37、途的关系不正确的是()A过氧化钠:供氧剂B烧碱:治疗胃酸过多的一种药剂C小苏打:发酵粉的主要成分D明矾:净水剂解析:选B烧碱碱性很强,不能用于治疗胃酸过多,氢氧化铝可以用作胃酸中和剂。2(2018聊城模拟)某化学兴趣小组的同学,在学习了钠的性质后,用小刀切割了一小块钠,然后放入盛有空气的集气瓶中,充分燃烧后发现瓶壁上有黑色固体附着,下面是该兴趣小组的几点推测,你认为不合理的是()A黑色固体是碳B钠在燃烧时只发生了一个反应C钠在金属活动性顺序中排在镁前面,所以钠能与二氧化碳反应(已知:2MgCO22MgOC)D钠保存在煤油中,可能滤纸没有完全吸干煤油,煤油不完全燃烧产生碳解析:选B该题首先要从钠

38、的保存、空气的组成等多方面分析黑色固体的来源,钠及其化合物没有黑色的,所以黑色物质所含元素只能来自煤油或空气,所以只有选项B不合理。3某天然碱的化学式可表示为2Na2CO3NaHCO32H2O,取少量该物质溶于水得稀溶液,在溶液中逐滴滴加稀盐酸。下列离子方程式与事实不相符的是()AHCO2CO5H=3CO23H2OBHCO3CO7H=4CO24H2OC2HCOCO4H=3CO23H2ODCOH=HCO解析:选CA选项,当滴入稀盐酸部分过量时,反应的离子方程式为HCO2CO5H=3CO23H2O,正确;B选项,当加入过量的盐酸时,HCO与CO都完全反应,离子方程式为HCO3CO7H=4CO24H

39、2O,正确;C选项,CO没有完全反应,HCO不会先反应,错误;D选项,当滴入盐酸少量时,CO优先反应生成HCO,离子方程式为COH=HCO,正确。4(2018遂宁模拟)为精确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量w g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理(除w外)的是()选项实验方法实验方案测量数据A滴定法将样品配成100 mL溶液,取10 mL,加入酚酞,用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积B量气法将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重C重量法样品放入烧瓶中,置于电子天平上,加入足量盐酸减轻的质量D量气法将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量

40、气排水体积解析:选AB项,测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法,错误;C项,样品中加入足量盐酸,烧瓶内物质的质量增加而不是减轻,错误;D项,因部分CO2能溶解到水里,且与水反应生成H2CO3,故排出水的体积并不是CO2的体积,错误。考点二“两性”金属的代表铝知能强化一、树立转化思想成体系1形成知识“面”2掌握重要“点”(1)Al与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式分别为2Al6H=2Al33H2、2Al2OH2H2O=2AlO3H2。(2)Al与Fe2O3发生铝热反应的化学方程式:2AlFe2O3Al2O32Fe。(3)Al2O3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式分别为Al2O36H=2

41、Al33H2O、Al2O32OH=2AlOH2O。(4)Al(OH)3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式分别为Al(OH)33H=Al33H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O。(5)AlCl3与过量NH3H2O、NaOH溶液反应的离子方程式分别为Al33NH3H2O=Al(OH)3、Al34OH=AlO2H2O。(6)NaAlO2与少量盐酸或过量盐酸反应的离子方程式分别为AlOHH2O=Al(OH)3、AlO4H=Al32H2O。(7)向NaAlO2溶液中通入少量CO2或过量CO2的离子方程式分别为2AlO3H2OCO2=2Al(OH)3、AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO。(

42、8)用离子方程式写出泡沫灭火器的灭火原理Al2(SO4)3溶液与NaHCO3溶液反应:Al33HCO=Al(OH)33CO2。(9)AlCl3溶液与NaAlO2溶液反应的离子方程式为Al33AlO6H2O=4Al(OH)3。(10)NaAlO2溶液与NaHCO3溶液不能大量共存的原因(用离子方程式表示):AlOHCOH2O=Al(OH)3。二、深化知识能力攻重难1明辨“钝化”的一个误区许多考生误以为Fe、Al常温下遇浓硝酸、浓硫酸不反应,其实是发生了氧化还原反应,只是在金属的表面生成了一层致密的氧化物薄膜,阻止了反应的进一步发生,这就是“钝化”。所以,铝虽然是活泼金属,但抗腐蚀性能非常强。2知

43、道Al(OH)3制备的两种常用方法方法一:可溶性铝盐与过量氨水反应:Al33NH3H2O=Al(OH)33NH,制备时一般不用强碱溶液,原因是生成的Al(OH)3能溶于强碱,强碱的用量不易控制。方法二:偏铝酸盐溶液中通入过量CO2:AlO2H2OCO2=Al(OH)3HCO(注意生成的是HCO而不是CO)。制备时一般不用强酸溶液,原因是生成的Al(OH)3 能溶于强酸,强酸的用量不易控制。3掌握“铝三角”转化的三点应用(1)物质的分离与提纯利用Al能溶于强碱溶液,分离Al与其他金属的混合物。利用Al2O3能溶于强碱溶液,分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。利用Al(OH)3能溶于强碱溶液,

44、分离Al3与其他金属阳离子。(2)判断离子共存Al3与CO、HCO、S2、HS、AlO因发生相互促进的水解反应而不能大量共存。AlO与H、NH、Al3、Fe3、HCO等不能大量共存。(3)物质的鉴别(利用滴加顺序不同,现象不同)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液的现象:先生成白色沉淀,后沉淀溶解;向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液的现象:开始无沉淀,后生成白色沉淀,继续滴加AlCl3溶液,沉淀不溶解。向NaAlO2溶液中滴加盐酸的现象:先生成白色沉淀,后沉淀溶解;向盐酸中滴加NaAlO2溶液的现象:开始无沉淀,后生成白色沉淀,继续滴加NaAlO2溶液,沉淀不溶解。4熟知铝及其化合物的四条重要用

45、途物质性质用途铝铝有还原性,与氧化铁反应放出大量的热用于焊接钢轨氢氧化铝Al(OH)3能与胃酸(HCl)发生中和反应用作抗酸药物明矾明矾中的Al3水解生成Al(OH)3胶体,具有强吸附性用作净水剂(混凝剂)明矾、小苏打小苏打(NaHCO3)与明矾KAl(SO4)212H2O反应生成大量CO2用作泡沫灭火器三、拓展认知层面备高考1锌及其化合物(1)Zn与盐酸反应:Zn2H=Zn2H2;与NaOH溶液反应:Zn2OH=ZnOH2。(2)ZnO两性氧化物ZnO2H=Zn2H2O;ZnO2OH=ZnOH2O。(3)Zn(OH)2两性氢氧化物Zn(OH)22H=Zn22H2O;Zn(OH)22OH=Zn

46、O2H2O。2铬的氧化物与氢氧化物(1)Cr2O3两性氧化物Cr2O36H=2Cr33H2O;Cr2O32OH=2CrOH2O。(2)Cr(OH)3两性氢氧化物Cr(OH)33H=Cr33H2O;Cr(OH)3OH=CrO2H2O。针对训练题组一铝及其化合物的性质与应用1(2018芜湖模拟)铝是一种低毒金属元素,它并非人体需要的微量元素,食用后不会导致急性中毒,但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是()A铝在空气中不易氧化是因为其性质不活泼B氢氧化铝可与胃酸反应,常用作中和胃酸的药物C明矾可用于饮用水的杀菌消毒D硫酸铝铵常用作面粉膨化剂,该物质不溶于水解析

47、:选BA项,铝在空气中会与O2反应生成致密的氧化物薄膜;C项,明矾溶于水生成Al(OH)3胶体,具有吸附色素和杂质的性能,通常用作净水剂,但不能用于杀菌消毒;D项,铵盐都溶于水。2(2018石家庄模拟)下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()AAl(OH)3Al2O3BAl2O3Al(OH)3CAlAl3 DAl3Al(OH)3解析:选BA项,Al(OH)3受热分解即得Al2O3;B项,Al2O3难溶于H2O、难与H2O发生反应,Al2O3先与酸反应生成铝盐,然后铝盐再与碱反应可得Al(OH)3;C项,铝可与酸直接反应生成铝盐;D项,铝盐与碱反应可得Al(OH)3。3(2019届高三豫南七校

48、联考)某同学通过系统实验探究铝及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是()A向氯化铝溶液中滴加过量氨水,最终得到澄清溶液B等质量的铝粉分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应制得等质量的氢气C常温下铝与浓硝酸反应制得大量的NODAlCl3溶液加热蒸干得到无水氯化铝晶体解析:选BAl(OH)3不溶于氨水,A错误;常温下铝与浓HNO3发生“钝化”,C错误;蒸发AlCl3溶液促进AlCl3水解得到Al(OH)3,D错误。4(2018镇江模拟)下列选项中,对陈述、的正确性及两者间因果关系的判断,完全正确的是()选项陈述陈述判断A铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物因为Al和Al2O3既可以与酸反应

49、,又可以与碱反应对,对,有B铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用对,对,有C海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性对,错,无D铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应错,对,无解析:选AA金属铝及铝表面的氧化物Al2O3可以与酸发生反应,也可以与强碱溶液发生反应,因此铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物,所以对,对,二者有因果关系,正确;B.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,是由于铝箔表面的氧化物Al2O3熔点高达2 050 ,Al2O3不能熔化,因此对,错,二者没有因果关

50、系,错误;C.海啸使水源发生污染可用明矾进行净化是因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性,使水中悬浮的固体形成沉淀,从而达到净化水的目的,但是该物质没有消毒作用,错,对,二者有因果关系,错误;D.铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸,是由于铁和铝在室温下遇浓硫酸或浓硝酸被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的继续进行,对,错,二者没有因果关系,错误。题组二铝及其化合物的图像分析与计算5.(2018银川模拟)室温下,在0.2 molL1Al2(SO4)3溶液中,逐滴加入1.0 molL1NaOH溶液,实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图,下列有关说法正确的是()Aa点

51、时,溶液呈酸性的原因是Al3水解,离子方程式为Al33OHAl(OH)33HBab段,溶液pH增大,Al3浓度不变Cbc段,加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时,Al(OH)3沉淀开始溶解解析:选CA项,离子方程式为Al33H2OAl(OH)33H,错误;B项,ab段,Al3不断与NaOH溶液反应而逐渐减少,错误;D项,cd段的后半部分,溶液的pH已大于7,说明有NaAlO2生成,即 Al(OH)3 在d点之前已开始溶解,错误。6(2018烟台模拟)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价越低。某同学取一定量铝热反应得到的熔融物(铁、铝合金

52、)与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。若铁被氧化为Fe3,在反应结束后的溶液中,逐滴加入4 molL1的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(mL)与产生的沉淀的物质的量(mol)的关系如图所示。请回答下列问题:(1)图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为_。(2)在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为_。(3)B与A的差值为_mol,B点对应的沉淀的物质的量为_mol,C点对应的氢氧化钠溶液的体积为_mL。解析:(1)向用硝酸溶解题述熔融物的溶液中加入NaOH溶液,开始无沉淀产生是由于酸过量,加入的NaOH首先与过量的酸发生中和反应,所以

53、OC段离子方程式是HOH=H2O。(2)在CD段溶液中的Fe3、Al3发生反应形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,在DE段,沉淀的物质的量没有变化,是因为在DE段HNO3被还原为NH4NO3,NaOH与NH4NO3发生复分解反应,离子方程式是NHOHNH3H2O。(3)在EF段NaOH溶解Al(OH)3沉淀,离子方程式是Al(OH)3OH=AlO2H2O。溶解Al(OH)3消耗的NaOH的物质的量 n(NaOH)4 molL10.002 L0.008 mol,所以根据反应方程式中二者的物质的量关系可知:nAl(OH)30.008 mol,产生Al(OH)3沉淀消耗的NaOH溶液的体积是0.

54、006 L6 mL;根据反应方程式NHOHNH3H2O可知:n(NH)4 molL10.003 L0.012 mol,n(e)0.012 mol80.096 mol。Fe、Al都是3价的金属,由于在反应过程中电子转移数目相等,所以n(Fe)n(Al)0.032 mol,所以在B点对应的沉淀的物质的量与金属的物质的量相等,为0.032 mol;使Al3、Fe3形成沉淀消耗的NaOH的物质的量与电子转移的物质的量相等,是0.096 mol,则其消耗NaOH溶液的体积V(NaOH)0.024 L24 mL,所以 C点对应的NaOH溶液的体积为(3124)mL7 mL。答案:(1)HOH=H2O(2)

55、NHOHNH3H2O(3)0.0080.0327备考锦囊用数形结合思想解答Al(OH)3的图像问题Al(OH)3是一种两性氢氧化物,既溶于强酸,又溶于强碱。当向可溶性铝盐溶液中加入强碱时,先有沉淀生成,后沉淀溶解;同样,向偏铝酸盐溶液中加入强酸,也会出现先生成沉淀,后沉淀溶解现象。向含有Al3、Mg2、NH、H的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,H先与OH反应,该过程中无沉淀生成,而后Al3、Mg2与OH反应至沉淀达最大值,然后NH与OH结合生成NH3H2O,最后Al(OH)3再与OH反应导致沉淀部分溶解。反应的离子方程式:第一阶段:HOH=H2O;第二阶段:Mg22OH=Mg(OH)2、Al3

56、3OH=Al(OH)3;第三阶段:NHOHNH3H2O;第四阶段:Al(OH)3OH=AlO2H2O。反应的图像: 考点三“变价”金属的代表铁知能强化一、树立转化思想成体系1形成知识“面”2掌握重要“点”(1)Fe与水蒸气高温下反应的化学方程式:3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(2)稀HNO3与铁反应的离子方程式铁粉过量:3Fe8H2NO=3Fe22NO4H2O。铁粉不足:FeNO4H=Fe3NO2H2O。(3)FeO与稀酸反应的离子方程式与稀盐酸:FeO2H=Fe2H2O。与稀硝酸:3FeONO10H=3Fe3NO5H2O。(4)Fe3O4与稀酸反应的离子方程式与稀盐酸:Fe3O48H

57、=Fe22Fe34H2O。与稀硝酸:3Fe3O428HNO=9Fe3NO14H2O。(5)Fe(OH)2露置于空气中化学方程式:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。现象:白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变为红褐色。(6)Fe(OH)3与氢碘酸反应的离子方程式:2Fe(OH)32I6H=2Fe2I26H2O。(7)Fe(OH)2与稀HNO3反应的离子方程式:3Fe(OH)210HNO=3Fe3NO8H2O。(8)FeCl3与铜反应的离子方程式:2Fe3Cu=Cu22Fe2。(9)除去Fe2(SO4)3溶液中的Fe2方法:加入硫酸酸化的H2O2。离子方程式:2Fe2H2O22H=2Fe32

58、H2O。(10)除去FeCl2溶液中的少量Fe3方法:加入过量铁粉并过滤。离子方程式:2Fe3Fe=3Fe2。(11)FeSO4能使酸性KMnO4溶液褪色,反应的离子方程式:5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。(12)配制 FeSO4溶液时加入少量稀H2SO4的目的是防止Fe2的水解,加入少量铁屑的目的是防止溶液中的Fe2被氧化。(13)设计实验检验Fe3O4中既含有Fe3,又含有Fe2:先将少量Fe3O4固体溶解到稀盐酸中,然后将所得溶液分装于两支试管中,向一支试管中滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,说明含有Fe3;向另一支试管中滴入几滴铁氰化钾K3Fe(CN)6溶液,若生成蓝色沉

59、淀,则说明含有Fe2。二、深化知识能力攻重难1熟知一种转化关系2掌握两种离子的检验3明辨三个易错点(1)Fe与纯O2、H2O(g)反应的产物是Fe3O4而不是Fe2O3,但Fe3O4中铁元素的化合价是2价和3价,而不是价。(2)Fe与Cl2反应,不论Cl2是否过量,产物均是FeCl3;Fe与S反应时,不论S是否过量均生成FeS。(3)生成FeCl2除了用Fe和盐酸的置换反应外,还可用化合反应:2FeCl3Fe=3FeCl2;生成Fe(OH)3除了用Fe3与碱的复分解反应外,还可用化合反应:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3。4知道铁盐、亚铁盐水解原理的四大应用(1)Fe3必须在酸性

60、条件下才能大量存在,当pH7时,Fe3几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。因此配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(2)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2,应先通入Cl2或加入H2O2,使Fe2转化为Fe3,再加入ZnO,使Fe3水解生成沉淀过滤除去。(3)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉),又要防水解(加入盐酸)。(4)高铁酸钠(Na2FeO4)可以净水的原因有两点:一是Fe处于最高价,高铁酸钠具有强氧化性,可以杀菌消毒;二是高铁酸钠被还原为Fe3,水解后生成的氢氧化铁胶体可以吸附水中的悬浮物进而净水。5熟知铁及其化合物的五条主要用途物质性质用途FeFe具有还原性袋装食品中防止

61、食品氧化变质Fe2O3Fe2O3是红棕色粉末作红色颜料FeCl3或Fe2(SO4)3Fe3水解生成Fe(OH)3 胶体,具有吸附性可用作净水剂(混凝剂)FeCl3FeCl3能与Cu发生反应:2FeCl3Cu=CuCl22FeCl2FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板,用于回收铜FeSO47H2OFe2的水解及Fe2的还原性废水处理中作絮凝剂及用于治疗缺铁性贫血三、拓展认知层面备高考1钴(Co)、镍(Ni)及其化合物Co、Ni在化合物中的价态与铁类似,主要为2价和3 价,其中3价表现为氧化性。如Co(OH)3、Ni(OH)3在H2SO3溶液中被还原:2Co(OH)3SO4H=2Co2SO5H2O

62、;2Ni(OH)3SO4H=2Ni2SO5H2O。Co2、Ni2在酸性溶液中主要表现为还原性。如Co2、Ni2能被酸性KMnO4溶液氧化:5Co2MnO8H=Mn25Co34H2O;5Ni2MnO8H=Mn25Ni34H2O。2铬的重要化合物(1)K2Cr2O7及K2CrO4均为6价铬的化合物,具有强氧化性,在酸性条件下的还原产物均为Cr3。如K2Cr2O7和K2CrO4均能将SO氧化成SO:Cr2O3SO8H=2Cr33SO4H2O;2CrO3SO10H=2Cr33SO5H2O。(2)铬酸盐(CrO)与重铬酸盐(Cr2O)在一定条件下能相互转化:2CrO2HCr2OH2O。 (黄色) (橙红

63、色)在酸性条件下,主要以Cr2O形式存在,在碱性条件下,上述平衡逆向移动,主要以CrO形式存在。针对训练题组一铁及其化合物的性质与应用1(2018莱芜模拟)下列有关铁及其化合物的说法中不正确的是()A为了防止FeCl2溶液久置变质,常在其溶液中加入少许铁钉B将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,能形成胶体C新制的Fe(OH)2沉淀露置在空气中最终会变为红褐色D除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中加铁粉,然后过滤解析:选DFe2在空气中易被氧化为Fe3,加铁钉可以防止FeCl2溶液的变质,故A正确;制备Fe(OH)3胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,搅拌到红褐色即可,故B正确;新

64、制的Fe(OH)2沉淀露置在空气中迅速变成灰绿色,最终会变为红褐色的Fe(OH)3,故C正确;除去FeCl3溶液中的FeCl2杂质可以向溶液中滴加氯水,将FeCl2氧化为FeCl3,故D错误。2(2018白城模拟)某研究小组开展课外研究发现,将适量Zn与一定浓度氯化铁溶液反应,开始可以观察到大量气泡产生。反应后期,溶液的pH升高到6左右,金属表面出现黑色粉末,溶液变成浅绿色。试管底部出现灰绿色悬浮物。收集少量黑色粉末与稀硫酸作用有气泡产生。则下列反应没有发生的是()AFeCl33H2O=Fe(OH)33HClBZn2HCl=ZnCl2H2C3Zn2FeCl3=3ZnCl22FeD4Fe(OH)

65、2O22H2O=4Fe(OH)3解析:选A溶液没有出现红褐色沉淀,A没有发生;FeCl3水解生成HCl,显酸性,Zn与酸反应生成H2,B发生;由金属表面出现黑色粉末,可知有铁单质生成,C发生;由试管底部出现灰绿色悬浮物可知,生成的 Fe(OH)2部分被氧化为Fe(OH)3,颜色由白色变为灰绿色,D发生。3(2018桂林模拟)为了除去FeSO4溶液中的Fe3,可用加入纯铁屑的方法,但此法很费时。现有一种方法是在蒸馏水沸腾时加入粉末状的绿矾(少量多次),搅拌,直到观察到有红褐色沉淀产生即可停止加入试剂,煮沸12 min,趁热过滤,密封保存所得的FeSO4溶液,此法的原理是()AFe3的水解是吸热反

66、应,升温能促进它的水解,它的水解产物之一能抑制Fe2的水解BFe2有较强的还原性,它能还原Fe3CFe3有较强的氧化性,它能氧化Fe2D还可用加入Na2SO3溶液法来除去溶液中的Fe3解析:选AA选项,此法利用Fe3水解生成 Fe(OH)3沉淀来除杂,正确;D选项,又掺入了新的杂质,错误。4(2018青岛模拟)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的有关知识,回答下列问题:(1)电子工业需用30% FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘上的铜,制造印刷电路板。请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:_。欲从腐蚀后的废液中回收铜并重新获得FeCl3溶液,现有下列试剂:氯气、铁粉、浓硝酸、浓盐酸、烧碱

67、、浓氨水,需要用到的一组试剂是_(填标号)。ABC D(2)高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型净水剂。高铁酸钠主要通过如下反应制取:2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O,则X的化学式为_。高铁酸钠在水中可以发生如下反应:4FeO10H2O=4Fe(OH)38OH3O2。由此看来,高铁酸钠能够杀菌消毒是因为它具有_性,而能够除去水中悬浮物是因为_。下列物质能作净水剂的有_(填标号)。aKAl(SO4)212H2OB聚合硫酸铁Fe(OH)(SO4)ncClO2 D“84”消毒液解析:(1)Fe3能与铜反应得到Fe2与Cu2,离子方程式:2Fe3Cu=2Fe2Cu2

68、;腐蚀废液中含有CuCl2、FeCl2以及FeCl3,加入过量的Fe可以和FeCl3反应生成FeCl2,和CuCl2反应生成Cu和FeCl2,即FeCu2=Fe2Cu、Fe2Fe3=3Fe2,过滤,所得的滤液是FeCl2,滤渣是Cu和过量的Fe,Cu不与盐酸反应,而Fe可以,Fe2H=Fe2H2,向滤渣中加入足量的盐酸可以将Cu分离,再过滤,得到的滤液是FeCl2,氯气具有氧化性,能将Fe2氧化为Fe3:2Fe2Cl2=2Fe32Cl,所以再向滤液中通入氯气即可,故选A。(2)根据2Fe(OH)33NaClO4NaOH=2Na2FeO43X5H2O和质量守恒定律可知:X是NaCl。Na2FeO

69、4能够杀菌消毒是因为它具有强氧化性,而能够除去水中悬浮物是因为水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮物。KAl(SO4)212H2O水解生成Al(OH)3胶体,可以用作净水剂;聚合硫酸铁Fe(OH)(SO4)n水解生成 Fe(OH)3 胶体,可以用作净水剂;ClO2具有氧化性,可以杀菌消毒,不能用作净水剂;“84”消毒液具有氧化性,可以杀菌消毒,不能用作净水剂。答案:(1)2Fe3Cu=2Fe2Cu2 A(2)NaCl强氧化水解生成的Fe(OH)3在水中形成胶体,能吸附水中的悬浮杂质ab题组二含铁化合物的性质实验探究与推断5.(2019届高三大连质检)向盛有不同试剂的试管b中分别滴加适量

70、0.1 molL1 FeCl3溶液,下列对b中现象及解释正确的是()实验b中物质b中现象结论或解释AMg(OH)2悬浊液有红棕色胶体产生发生反应:Fe33OH=Fe(OH)3(胶体)BCu粉溶液变蓝,试管底部有固体溶液变蓝的原因是3Cu2Fe3=2Fe3Cu2C5%H2O2溶液有气泡生成该气体为氯气,双氧水有强氧化性氧化Cl产生Cl2D饱和NaHCO3溶液有气泡生成,且试管底部有固体发生反应:Fe33HCO=Fe(OH)33CO2解析:选DMg(OH)2悬浊液中滴入FeCl3溶液,Mg(OH)2 沉淀转化为Fe(OH)3胶体,发生反应:2Fe33Mg(OH)2=2Fe(OH)3(胶体)3Mg2

71、,故A错误;FeCl3与Cu发生反应:Cu2Fe3=2Fe2Cu2,故B错误;5% H2O2溶液中滴入FeCl3溶液,生成O2,是因为FeCl3作H2O2分解的催化剂,故C错误;Fe3与HCO互相促进水解,反应生成 Fe(OH)3 沉淀和CO2气体,故D正确。6(2018苏州模拟)草酸亚铁晶体是一种淡黄色粉末,常用于照相显影剂及制药工业,也是电池材料的制备原料。某化学兴趣小组对草酸亚铁晶体的一些性质进行探究。(1)甲组同学用图1所示装置测定草酸亚铁晶体(FeC2O4xH2O)中结晶水含量,将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重,记为a g。将样品装入石英玻璃管中,再次将装置称重

72、,记为b g。按图1连接好装置进行实验。a打开K1和K2,缓缓通入N2;b.点燃酒精灯加热;c熄灭酒精灯;d.冷却至室温;e.关闭K1和K2;f称量A;g.重复上述操作,直至A恒重,记为c g。仪器B的名称是_。根据实验记录,计算草酸亚铁晶体化学式中的x_(列式表示);若实验时a、b次序对调,会使x值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2)乙组同学为探究草酸亚铁的分解产物,将(1)中已恒重的装置A接入图2所示的装置中,打开K1和K2,缓缓通入N2,加热。实验后装置A中残留固体为黑色粉末。装置C、G中的澄清石灰水均变浑浊,说明分解产物中有_(填化学式)。装置F中盛放的物质是_(填化学式)。将

73、装置A中的残留固体溶于稀盐酸,无气泡,滴入KSCN溶液无血红色,说明分解产物中有_(填化学式)。写出草酸亚铁(FeC2O4)分解的化学方程式:_。解析:(1)根据仪器的特点,仪器B的名称为干燥管或球形干燥管。加热后固体是FeC2O4,其质量为(ca)g,失去结晶水的质量为(bc)g,因此有,即x; 通入N2的目的是排出装置中的空气,防止加热时空气中的O2把FeC2O4氧化,造成反应后固体质量增加,即结晶水的质量减小,x偏小。(2)C和G中的澄清石灰水变浑浊,根据草酸亚铁的化学式,说明加热A和F时产生CO2,然后根据设计方案,推出A分解时产生CO2和CO。装置F发生CO还原金属氧化物得到CO2的

74、反应,故装置F盛放CuO或Fe2O3等。加入盐酸无气泡,说明不含铁单质,滴入KSCN溶液无血红色,说明溶液中含有Fe2,不含Fe3,即分解产生的黑色粉末是FeO。根据上述分析,分解的化学方程式为FeC2O4FeOCOCO2。答案:(1)球形干燥管(或干燥管)偏小(2)CO2和COCuO(或Fe2O3等合理答案均可)FeOFeC2O4FeOCOCO27(2018沈阳模拟)根据下列转化关系,回答有关问题。(1)浅绿色溶液D主要成分的化学式为_,试剂1是_。(2)下列物质不能作为试剂2的是_(填标号)。aCl2b新制氯水 c浓硫酸 dS e硝酸(3)固体A溶于稀盐酸的化学方程式为_。(4)溶液C到溶

75、液F红色加深的原因是_。(5)某同学在实验时向E中加入了过量的一种固体物质,发现棕黄色褪去,现对褪色原因进行探究。提出你的假设:_;为了对你所提出的假设进行验证,你设计的实验方案是_。解析:从框图可知,Fe和稀盐酸反应生成FeCl2溶液,为浅绿色,即D的主要成分为FeCl2,加入试剂2后变为棕黄色溶液,联想最终变成深红色溶液FFe(SCN)3溶液,可以推断溶液E的主要成分为Fe3,试剂2为强氧化剂,S不符合条件。Fe与H2O(g)反应生成固体Fe3O4,Fe3O4与盐酸反应的化学方程式为Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O,所以溶液B为FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入试剂1

76、(KSCN溶液或NH4SCN溶液)后,Fe3变成Fe(SCN)3,加入试剂2(强氧化剂),Fe2被氧化为Fe3,并进一步转化为Fe(SCN)3,所以溶液红色加深。答案:(1)FeCl2KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d(3)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(4)溶液中的Fe2被氧化剂氧化成Fe3,使Fe3浓度增大,从而生成更多的Fe(SCN)3使红色加深(5)加入还原剂将Fe3还原用胶头滴管取少量棕黄色褪去后的溶液于试管中,滴加少量KSCN溶液,再加入几滴氯水。如果溶液开始不出现红色,加氯水后出现红色,则说明假设正确;若溶液不变红色,则假设不正确考点四“过渡”元素的代

77、表铜知能强化一、树立转化思想成体系1形成知识“面”2掌握重要“点”(1)铜在潮湿空气中生成铜绿的化学方程式:2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。(2)Cu分别与浓、稀HNO3反应的离子方程式:Cu4H2NO=Cu22NO22H2O、3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。(3)铜与浓H2SO4在加热条件下反应的化学方程式:Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(4)CuO、Cu2O分别与稀H2SO4反应的离子方程式:CuO2H=Cu2H2O、Cu2O2H=CuCu2H2O。二、深化知识能力攻重难1抓住一条分解线受热分解:Cu(OH)2(蓝色)CuO(黑色)Cu2O(红色

78、)Cu(紫红)从左到右,分解温度越来越高,Cu(OH)2在常温下就能缓慢分解,而CuO需要在高温下才能分解。2知道两种检验方法(1)无水硫酸铜(白色)遇水变成硫酸铜晶体(蓝色)。用此反应检验水的存在。(2)用新制Cu(OH)2悬浊液来检验醛基。3熟知冶炼铜的三种方法(1)热还原法:H2CuOCuH2O。(2)湿法炼铜:FeCuSO4=CuFeSO4。(3)电解精炼铜:粗铜作阳极,纯铜作阴极,CuSO4作电解质溶液。4掌握铜及其化合物的四个知识盲点(1)铜是紫红色金属,它在潮湿的空气中最终不是生成CuO,而是铜绿Cu2(OH)2CO3。(2)较强的氧化剂,如氧气、氯气、液溴、双氧水、硝酸、浓硫酸

79、等,在一定条件下,能将铜从0价氧化为2价;较弱的氧化剂,如硫黄、单质碘等,在一定条件下,只能将铜从0价氧化到1价。(3)Cu和Cu2O均为红色固体,Cu与稀H2SO4不反应,而Cu2O能与稀H2SO4反应:Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O(溶液变蓝),利用此性质可以区分Cu和Cu2O。(4)常用灼热的铜网除去N2中的O2;用灼热的CuO可除去CO2中的CO。5掌握金属的冶炼方法金属冶炼的方法与金属活动性顺序表有密切的关系:K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb (H) CuHg AgPt Au电解法热还原法加热分解法物理方法(1)热还原法中使用的还原剂通常为碳、一氧化碳和氢气

80、等,在高炉炼铁中,加入的还原剂是焦炭,但真正作还原剂的是CO。(2)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物,不是盐溶液。钠、镁、铝的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCl2、Al2O3;不用MgO是因为其熔点高,不用AlCl3是因为AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。(3)在金属活动性顺序表中,虽然前面的金属能够将后面的金属从其化合物中置换出来,但不一定是从其盐溶液中置换,例如Na由于活泼性太强,不能从CuCl2溶液中置换出Cu,但是可以在熔融状态下置换出铜。三、拓展认知层面备高考1钛及其重要化合物(1)Ti:常温时与酸不反应,但可与HF反应,也可与热的浓盐酸反应:Ti6HF=H2T

81、iF62H2;2Ti6HCl(浓)=2TiCl33H2。(2)TiO2:不溶于水、不溶于酸,可溶解在HF溶液及热的浓硫酸中,可与Cl2反应:TiO26HF=H2TiF62H2O;TiO2H2SO4(浓)TiOSO4H2O;TiO22Cl22CTiCl42CO。(3)TiCl4:TiCl42H2O=TiO24HCl。2钒及其重要化合物(1)V2O5:有较强的氧化性,能溶于酸和碱:V2O56NaOH=2Na3VO43H2O;V2O5H2SO4=(VO2)2SO4H2O;V2O56HCl(浓)=2VOCl2Cl23H2O。(2)VO2与VO:VO是一种较强的氧化剂:VOFe22H=VO2Fe3H2O

82、;2VOH2C2O42H=2VO22CO22H2O。(3)偏钒酸盐NaVO3、NH4VO32NH4VO3V2O52NH3H2O。针对训练1(2018惠州模拟)天工开物中记载:“凡铜供世用,出山与出炉只有赤铜。以炉甘石或倭铅参合,转色为黄铜,以砒霜等药制炼为白铜,矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是()A青铜B黄铜C赤铜 D白铜解析:选C合金的熔点低于其组成成分金属的熔点。青铜是铜锡合金,熔点比铜低,故A错误;黄铜是铜锌合金,熔点比铜低,故B错误;赤铜是纯度比较高的铜,熔点比合金高,故C正确;白铜是铜镍合金,熔点比铜低,故D错误。2(2018济宁模拟)Ti(钛)是一种具有许多优良

83、性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室中探究Ti、Mg、Cu的活动性顺序。在相同温度下,他们取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等物质的量浓度的足量稀盐酸中,观察到的现象如表所示:金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速率缓慢放出气泡速率快无变化 下列有关三种金属的说法正确的是()A三种金属的金属活动性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB若钛粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径DCu和稀盐酸不发生化学反应解析:选DTi与盐酸反应比Mg与盐酸反应放出气泡的速率慢,说明Ti的金属活动性

84、比Mg的弱,A错误;由于Ti、Mg均能与稀盐酸反应,故不能用此法提纯金属钛,B错误;Ti是较为昂贵的金属,用Ti制取Cu成本太高,C错误;Cu在金属活动性顺序表中排在H的后面,所以Cu不与稀盐酸反应,D正确。3(2018周口模拟)铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式:_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3 绿色固体,试写出该反应的离子方程式:_。(3)火法炼铜的原理:Cu2SO22CuSO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移_m

85、ol e。(4)据报道,有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液,按如图流程可制备胆矾(CuSO45H2O):检验溶液B中Fe3是否被除尽的实验方法:_。在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式:方案一:_;方案二:_。解析:(1)加入H2O2,相当于加入了较强氧化剂,从而使反应发生。(2)Cu2、CO水解互相促进,生成CO2,配平即可。

86、(3)由反应可知生成1 mol Cu,有0.5 mol 2价的S生成4价的S,反应转移3 mol e。(4)从CuSO4 溶液中得到铜可以用置换反应,也可用电解法进行。答案:(1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2(3)3(4)加入KSCN溶液若变红证明含有Fe3,若不变红证明不含Fe3CuSO4Fe=FeSO4Cu2CuSO42H2O2CuO22H2SO4备考锦囊 常见金属阳离子的除杂或净化方法主要离子杂质离子除杂试剂和方法Fe3Fe2加入H2O2Fe2Fe3加入过量铁粉,过滤Fe2Cu2加入过量铁粉,过滤Mg2Fe3加入Mg或MgO或M

87、gCO3或Mg(OH)2,过滤Mg2Fe2先加入H2O2,再加入Mg或MgO或MgCO3或Mg(OH)2,过滤Cu2Fe3加入CuO或Cu(OH)2或 CuCO3或Cu2(OH)2CO3,过滤Cu2Fe2先加入H2O2,再加入CuO或Cu(OH)2 或CuCO3或Cu2(OH)2CO3,过滤考点五单质及其化合物间的转化与推断知能强化一、掌握物质转化的两类关系1常见金属及其化合物的两种转化关系(1)直线型转化关系(ABC) X为O2,如NaNa2ONa2O2。X为强酸,如:NaAlO2Al(OH)3AlCl3。X为强碱,如:AlCl3Al(OH)3NaAlO2。X为CO2,如:NaOHNa2CO

88、3NaHCO3。(2)三角型转化关系2常见的不能一步转化的反应(1)S不能一步转化成SO3,只能:SSO2SO3。(2)N2不能一步转化成NO2,只能:N2NONO2。(3)SiO2不能一步转化成H2SiO3,只能:SiO2Na2SiO3H2SiO3。(4)部分金属氧化物(如CuO、Al2O3、MgO、Fe2O3等)不能一步转化成相应的碱。以CuO为例,只能:CuOCuSO4Cu(OH)2。二、牢记物质转化的突破口1抓住物质的特殊颜色作为突破口(1)有色固体红色Cu、Cu2O、Fe2O3红褐色Fe(OH)3黄色AgI淡黄色S、Na2O2、AgBr蓝色Cu(OH)2黑色炭粉、CuO、MnO2、F

89、eS、CuS紫黑色KMnO4、I2白色Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3(2)有色溶液Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、Cu2(蓝色)、MnO(紫红色)、Fe3遇 SCN(红色)、I2遇淀粉(蓝色)等。水(溶剂)苯(溶剂)CCl4(溶剂)Br2黄色橙色橙色橙红色I2深黄色褐色淡紫色紫红色紫色深紫色(3)有色气体Cl2(黄绿色)、Br2(g)和NO2(红棕色)、I2(g)(紫色)、O3(淡蓝色)等。2抓住物质的特殊性质作为突破口(1)能使品红溶液褪色的气体:SO2(加热后又恢复红色)、Cl2(加热后不恢复红色)。(2)沉淀特殊的颜色变化:Fe(OH) 2Fe(OH)3(

90、白色沉淀先变为灰绿色,再变为红褐色)。(3)在空气中变为红棕色:NO(无色)NO2(红棕色)。(4)能使澄清石灰水变浑浊的气体:CO2、SO2。(5)通入CO2气体变浑浊的溶液:石灰水(过量则变澄清)、Na2SiO3溶液、饱和Na2CO3溶液。(6)使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体:NH3。(7)使湿润的淀粉KI试纸变蓝的物质:NO2、Cl2、Br2、FeCl3等。(8)常温下能溶解SiO2固体的物质:氢氟酸和NaOH溶液。(9)滴入沸水中可得到红褐色胶体的溶液:含Fe3的盐溶液。针对训练1(2018江苏高考)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是()ANaHCO3(s)Na2CO3

91、(s)NaOH(aq)BAl(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)CAgNO3(aq)Ag(NH3)2(aq)Ag(s)DFe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)解析:选ANaAlO2(aq)与过量HCl(aq)反应,生成AlCl3,B项错误;蔗糖(aq)中无醛基,不能与Ag(NH3)2(aq)反应生成Ag(s),C项错误;Fe(s)与HCl(aq)反应生成FeCl2(aq),D项错误。2某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2 溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是()AAlCl3BNa2OCFeCl2 DSiO2解析:选AAAl和Cl2反应生

92、成AlCl3,AlCl3和Ba(HCO3)2 反应的离子方程式为Al33HCO=Al(OH)33CO2;B.Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中只产生BaCO3沉淀,没有气体产生;C.Fe和Cl2反应生成FeCl3,不是FeCl2;D.SiO2和Ba(HCO3)2溶液不反应。3(2018南昌模拟)余冬录中对胡粉主要成分为2PbCO3Pb(OH)2的制法有如下描述:“嵩阳产铅,居民多造胡粉。其法:铅块悬酒缸内,封闭四十九日,开之则化为粉矣。化不白者,炒为黄丹。黄丹滓为密陀僧。”其中黄丹的主要成分为Pb3O4,密陀僧的主要成分为PbO。下列说法错误的是()A胡粉难溶于水B胡粉和黄丹中均含有2价的铅

93、C胡粉炒为黄丹的过程中发生了氧化还原反应D密陀僧分别与物质的量浓度之比为12的稀硫酸和稀硝酸反应,前者反应速率更快解析:选D胡粉的主要成分为2PbCO3Pb(OH)2,均难溶于水,故A正确;PbCO3和Pb(OH)2中Pb均为2价,而Pb3O4中Pb为2价和4价,则胡粉和黄丹中均含有2价的铅,故B正确;铅元素部分从2价升高为4价,发生氧化反应,则整个胡粉炒为黄丹的过程属于氧化还原反应,故C正确;物质的量浓度之比为12的稀硫酸和稀硝酸溶液中H浓度之比为11,但稀硝酸还有强氧化性,PbSO4是难溶于水的盐,应会覆盖在PbO的表面,则密陀僧分别与物质的量浓度之比为12的稀硫酸和稀硝酸反应时原理不一样

94、,与稀硝酸反应速率快,故D错误。4.(2018太原模拟)已知甲是一种金属单质,乙显淡黄色,其转化关系如图所示,则丙的以下性质错误的是()A溶液呈碱性B与澄清石灰水反应产生白色沉淀C与足量盐酸反应放出气体D受热易分解解析:选D由题意知甲为Na,乙为Na2O2,丙为Na2CO3,丁为NaOH。Na2CO3受热不分解,D项错误。金属元素及其化合物1(2018唐山模拟)化学在生产和日常生活中有着重要的应用,如表所示用途与其性质或原理对应关系不正确的是()选项现象或事实解释ANa2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂Na2O2与H2O、CO2反应产生O2B常用铝箔做包装材料金属铝有很好的延展性CFeCl3

95、溶液可用于刻制印刷铜电路板FeCl3与Cu发生反应:2Fe3Cu=2Fe2Cu2D用热的纯碱溶液洗去油污Na2CO3可直接与油污反应解析:选DNa2O2与H2O、CO2反应产生O2,因此Na2O2常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂,A正确;金属铝有很好的延展性,因此常用铝箔做包装材料,B正确;FeCl3与Cu发生反应:2Fe3Cu=2Fe2Cu2,所以FeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板,C正确;纯碱是Na2CO3,水解显碱性,能清洗油污,Na2CO3与油污不能直接反应,D错误。2(2018莱芜模拟)下列说法中错误的是()A钠在空气中燃烧时,先熔化,再燃烧,最后所得产物为Na2O2B镁因在空气中形

96、成一层致密的氧化膜保护了里面的镁,故镁不需要像钠似的特殊保护C铝制品在生活中非常普遍,是因为铝不活泼D铁因在潮湿的空气中生成的氧化膜疏松多孔,不能保护内层金属,故铁制品往往需要涂保护层解析:选C钠与O2反应时,条件不同,产物就不同,钠在加热或点燃条件下的产物为Na2O2,故A项正确;镁表面能生成致密的氧化膜,保护内层金属,而钠易被氧化需特殊保护,故B项正确;铝表面能生成致密的氧化膜,保护内层金属,铝的化学性质比较活泼,如常温下能与盐酸、NaOH溶液反应,故C项错误;铁锈疏松多孔,故铁制品需涂保护层,故D项正确。3(2018衡水模拟)在一些高档茶叶、点心等食品的包装盒中有一个小袋,将小袋打开,可

97、以看到灰黑色粉末,其中有些已变成棕褐色。将灰黑色粉末溶于稀盐酸,取上层清液,滴入几滴氯水,再滴加KSCN溶液,马上出现血红色。以下结论不正确的是()A该灰黑色粉末用作抗氧化剂 B该灰黑色粉末不可食用C小袋中原来装有铁粉D小袋中原来装有氧化铁解析:选D由题中信息,溶于盐酸后,滴入氯水和KSCN溶液,马上出现血红色,说明溶液中存在Fe3,原粉末含有铁元素。灰黑色粉末具有还原性,用作抗氧化剂,故A正确;该灰黑色粉末不可食用,故 B正确;该灰黑色粉末是铁粉,故C正确;氧化铁不是灰黑色,且不具有还原性,不能抗氧化,故D错误。4(2019届高三黑龙江六校联考)如图所示的5种物质中均含同种金属元素,且在一定

98、条件下(不含电解)能按图示箭头方向实现一步转化,则该金属元素可能是()NaK CaFeCuABC D解析:选CNaNO3无法一步转化成NaOH,NaOH也无法一步生成Na2O,NaCl也无法一步生成金属钠(除电解方法),故错误;KNO3无法一步转化成KOH,KOH也无法一步生成K2O,KCl也无法一步生成金属钾(除电解方法),故错误;Ca(NO3)2无法一步转化成Ca(OH)2,CaCl2也无法一步生成金属钙(除电解法),故错误;Fe 能够与硝酸反应生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)2与NaOH反应生成Fe(OH)3沉淀,Fe(OH)3加热生成Fe2O3,Fe2O3与盐酸反应生成FeCl3,

99、FeCl3与锌反应生成铁,铁及其化合物均能够按照图示箭头通过一步反应完成,故正确;Cu 与硝酸反应生成Cu(NO3)2,Cu(NO3)2与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀,Cu(OH)2 加热分解生成CuO,CuO与盐酸反应生成CuCl2,CuCl2与铁反应生成铜,所以Cu满足题中转化关系,故正确。5(2018龙岩模拟)酸性溶液中,Fe2会被空气缓慢氧化为Fe3。不同条件下,一定浓度的Fe2的氧化率随时间变化关系如图所示。下列有关说法正确的是()A该氧化过程的离子方程式为Fe2O24H=Fe32H2OBpH1.5时Fe2的氧化率一定比pH2.5的大CFe2的氧化率仅与溶液的pH和温度有关

100、D其他条件相同,80 时Fe2的氧化率比50 的大解析:选DA项,电子转移数目不守恒,应为4Fe2O24H=4Fe32H2O,错误;B项,由图像知,Fe2的氧化率受pH和温度的影响,所以pH1.5时Fe2的氧化率不一定比pH2.5时的大,错误;C项,Fe2的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关,还与离子的浓度等其他因素有关,错误;D项,由图像可知,其他条件相同温度不同时,Fe2的氧化率与温度成正比,温度越高,Fe2的氧化率越大,正确。6某溶液中有Mg2、Fe2、Fe3和Al3四种阳离子,若向其中加入过量的NaOH溶液,微热并搅拌,过滤,在滤渣中再加入过量的盐酸,所得溶液中大量增加的阳离子是()AM

101、g2 BFe2CFe3 DAl3解析:选CFe2在此过程中被氧化成Fe3。7某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是()A实验前两溶液的pH相等B实验前两溶液中离子种类完全相同C加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多D加入CaCl2溶液后反应的离子方程式都是COCa2=CaCO3解析:选BA项,等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,CO水解程度大于HCO,溶液pH不同。Na2CO3溶液pH大于NaHCO3溶液,错误;B项,溶液中阴阳离子为CO、HCO、OH、H和Na,实验前两溶液中离子种类完全相同,正确;C项,Na2CO3和 CaCl2 11反应生成CaCO

102、3沉淀,NaHCO3与CaCl2发生反应:CaCl22NaHCO3=CaCO32NaClH2OCO2,加入CaCl2溶液后生成的沉淀不一样多,错误;D项,加入CaCl2溶液后,Na2CO3溶液中反应的离子方程式是COCa2=CaCO3,NaHCO3溶液中反应的离子方程式是Ca22HCO=CaCO3H2OCO2,错误。8(2018烟台模拟)某同学做金属钼(Mo)在氧气中燃烧的实验测其氧化物的组成,结果如图所示,该同学利用实验结果得出Mo的氧化物和分别为()A为MoO3,为Mo2OB为MoO,为MoO2C为MoO2,为MoO3D为MoO3,为MoO2解析:选C 根据图像可知,Mo的氧化物中Mo和O

103、的原子个数之比是12,所以化学式是MoO2;Mo的氧化物中Mo和O的原子个数之比是13,所以化学式是MoO3。9(2018赣州模拟)金属材料是使用最广泛的一种材料,从古代到现代,金属材料经历了几次较大的变革。请回答下列问题:(1)下面表格中的数据(铁和铜的某些物理数据)摘自某化学手册。金属颜色熔点/沸点/Fe银白色7.861 5352 7500.44Cu红色8.921 0832 5670.38由表可推知,人类最早使用的金属材料是_,请写出判断的理由:_。(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式:CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO

104、3FeO2H2O=Fe2O3nH2O(3)镁、铝是现代人常用的金属材料,这些活泼金属的冶炼方法是_法,工业生产中,镁的冶炼采用的反应物是_,铝的冶炼采用的反应物是_。(4)AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(5)80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为_。已知:Cu2与过量的氨水发生反应:Cu24NH3H2O=Cu(NH3)424H2O。解析:(1)由于铜的熔点低于铁的熔点,限于当时人类的冶炼条件,熔点低的铜先被人类利用。(2)采用氧化还原反应的配平方法

105、可以配平两个化学方程式。(3)活泼金属可采用电解法冶炼,冶炼不同的金属时,采用的原料的类别可能不同,但都是在熔融状态下进行的。(4)合金表面的Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O。(5)因加入过量的氨水会发生反应:Cu24NH3H2O=Cu(NH3)424H2O,故得到的白色沉淀为Al(OH)3,物质的量为0.5 mol,据Al原子守恒可知Al的质量为13.5 g,则Cu的质量为66.5 g,Cu的质量分数约为83.1%。答案:(1)铜铜的熔点低于铁的熔点(2)21111432n2(3)电解熔融氯化镁(或MgCl2)熔融氧化铝(或Al2O3)(4)Al2O32NaOH=2NaA

106、lO2H2OAr(其他合理答案均可)(5)83.1% 10(2018聊城模拟)根据下列框图回答问题(答题时方程式中的M、E用所对应的元素符号表示):(1)写出M、E的化学式:M_;E_。(2)M溶于稀H2SO4和H2O2混合液的化学方程式:_,若参加反应的H2O2为1 mol,转移电子为_mol。(3)某同学取X的溶液,用稀硫酸酸化并在空气中放置一段时间后,加入KI淀粉溶液,溶液变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式:_、_。(4)写出Cl2将Z氧化为K2EO4的化学方程式:_。解析:M是红色金属,M和稀H2SO4、H2O2反应生成硫酸盐,溶液呈蓝色,则M为Cu,MSO4为CuSO4;金

107、属E和CuSO4反应生成Cu和X,X和稀H2SO4、H2O2反应生成Y,Y和KSCN溶液混合得到红色溶液,则Y为Fe2(SO4)3,X为FeSO4,E为Fe,Z为Fe(OH)3,Z和KOH、Cl2反应生成K2FeO4。(1)根据以上分析可知M和E的化学式分别是Cu、Fe。(2)Cu、H2O2和稀H2SO4发生氧化还原反应生成CuSO4和H2O,反应方程式为CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O;1 mol H2O2在反应中得到2 mol电子。(3)X中含有Fe2,Fe2能被O2氧化生成Fe3,Fe3能把I氧化为单质碘,碘遇淀粉显蓝色,有关反应的离子方程式为4Fe2O24H=4Fe32H2O

108、、2Fe32I=2Fe2I2。 (4)Cl2和KOH、Fe(OH)3反应生成K2FeO4、KCl和H2O,反应方程式为10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O。答案:(1)CuFe(2)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O2(3)4Fe2O24H= 4Fe32H2O2Fe32I =2Fe2I2(4)10KOH3Cl22Fe(OH)3=2K2FeO46KCl8H2O11碱式碳酸镍Nix(OH)y(CO3)znH2O是一种绿色粉末晶体,常用作催化剂和陶瓷着色剂,300 以上时分解生成3种氧化物。为确定其组成,某同学在实验室中进行了有关的实验探究。回答下列问题:(1)

109、甲、乙两装置可分别选取下列装置_、_(填标号,装置可重复选取)。(2)称取一定量的碱式碳酸镍样品,放入硬质玻璃管内;安装好实验仪器,检查装置气密性;加热硬质玻璃管,当装置C中_(填实验现象)时,停止加热;打开活塞K,缓缓通入空气,其目的是_。(3)装置A的作用是_,若没有装置E,则会使_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)实验前后测得下表所示数据:装置B中样品质量/g装置C 质量/g装置D质量/g实验前3.77132.0041.00实验后2.25133.0841.44已知碱式碳酸镍中Ni化合价为2价,则该碱式碳酸镍分解的化学方程式为_。(5)采取上述实验装置进行该实验时,必须小心操作,且

110、保证装置气密性良好,否则浓硫酸倒吸,可导致加热的硬质玻璃管炸裂。为防止浓硫酸倒吸入硬质玻璃管中,提出你的改进措施:_。解析:(1)本题实验目的是测定碱式碳酸镍的组成,根据信息,300 以上时分解生成3种氧化物,这三种氧化物分别是NiO、CO2、H2O,需要测CO2和H2O的质量,因此必须让其全部被吸收,根据(2),甲装置的作用是吸收空气中CO2和H2O,甲装置应是c,B装置是加热碱式碳酸镍,C装置应是吸收产生的H2O,D装置应是吸收产生的CO2,E装置的作用是防止外界中的CO2和H2O进入装置D对测量产生影响,故D装置选c。(2)根据上述分析,当装置C中不再有气泡产生,说明反应完全,打开活塞K

111、,缓慢通入空气的目的是让装置中残留的气体产物被C和D装置全部吸收。(3)根据(1)的分析,装置A的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气;装置E的作用是防止外界中的CO2和H2O进入装置D,如果没有此装置,D装置吸收空气中的CO2和H2O,造成CO2的质量增大,根据元素守恒,偏小。(4)装置C质量增重(133.08132.00)g1.08 g,产生水的质量为1.08 g,物质的量为0.06 mol,装置D增重的质量是CO2的质量,即为(41.4441.00)g0.44 g,物质的量为0.01 mol,装置B中反应后的物质是NiO,其质量为2.25 g,物质的量为0.03 mol,化合价代数和为0,因

112、此推出OH物质的量为0.04 mol,根据H原子守恒推出H2O的物质的量为0.04 mol,因此xyzn0.030.040.010.043414,即碱式碳酸镍的化学式为Ni3(OH)4CO34H2O,碱式碳酸镍受热分解的化学方程式为Ni3(OH)4CO34H2O3NiO6H2OCO2。(5)根据信息,应在装置B、C之间连接一个安全瓶。答案:(1)c c(2)不再有气泡产生将装置中残留的气体产物吹入吸收装置中(3)吸收空气中的CO2和水蒸气 偏小(4)Ni3(OH)4CO34H2O3NiO6H2OCO2 (5)在装置B、C之间连接一个安全瓶(或其他合理答案均可)12(2018绥化模拟)COxFe

113、3xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。以FeSO4为原料制备COxFe3xO4的主要步骤如下: (1)步骤是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40 下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为_。(2)步骤将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60 ,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是_,吹入空气的作用为_。(3)步骤将FeOOH在200300 下加热脱水,生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的_(填标号)。a蒸发皿B烧杯c坩埚d泥三角e酒精灯(4)步骤通入H2,加热到300400 ,生成Fe3O

114、4。通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为_。(5)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO47H2O晶体。如表所示列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 molL1计算):金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe31.13.2Fe25.88.8Co26.99.4请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):用N甲基吡咯烷酮在120 下浸洗正极废料,使LiCoO2 与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝。_。向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。_。将C

115、o(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO47H2O晶体。解析:(1)该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2,产物为FeOOH,反应的方程式为4FeSO48NaOHO24FeOOH4Na2SO42H2O。(2)在此条件下反应生成酸,会导致晶种溶解,Fe反应消耗掉生成的硫酸,同时补充原料FeSO4;溶液中Fe为2价,通入的O2为氧化剂,使其被氧化为3价的Fe。(3)加热固体用坩埚,与其配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等。(4)H2易燃,在有O2存在下加热会发生爆炸,故先用N2排尽空气。(5)第分离出LiCoO2粗品,第得CoSO4溶液,并沉淀除去Fe3,故第应用硫酸溶解粗品,且需把生成的杂质Fe2氧化为Fe3,可以用双氧水。第得到纯净的溶液,第应得到 Co(OH)2 沉淀,应加入NaOH溶液调节pH9.4,使Co(OH)2沉淀完全,并洗涤、干燥得到纯净物。答案:(1)4FeSO48NaOHO24FeOOH4Na2SO42H2O(2)消耗硫酸,生成FeSO4氧化FeSO4生成FeOOH,使晶种生长(3)cde(4)除去空气,防止氢气与氧气混合反应爆炸(5):用稀硫酸溶解LiCoO2,并加入过量H2O2:向所得滤液中加入NaOH溶液,调节pH9.4,过滤,洗涤得到Co(OH)2沉淀

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