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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題三 元素及其化合物 第九講 金屬及其化合物學(xué)案 　xx高考導(dǎo)航——適用于全國卷Ⅰ 最新考綱 高頻考點 高考印證 命題趨勢 1.了解常見金屬的活動順序。 2.了解常見金屬(如Na、Al、Fe、Cu)及其重要化合物的主要性質(zhì)和應(yīng)用。 3.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 常見金屬及其重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 xxT10 xxT27 xxT8 xxT28 高考中以金屬單質(zhì)及其化合物之間相互轉(zhuǎn)化和它們在實際生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用為命題背景，突出化學(xué)知識在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用，題型以選擇題、綜合推斷題、實驗題為主，分值一般為4～15分。預(yù)計本講內(nèi)容在xx年高考中命題仍延續(xù)上述特點。 常見金屬離子的推斷與檢驗 xxT10 xxT27 考點一　常見金屬及其重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 [學(xué)生用書P41] 1．鈉及其重要化合物 (1)知識主線 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 2．鋁及其重要化合物 (1)知識主線 Al→Al2O3→Al(OH)3→ (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 3．鐵及其重要化合物 (1)知識主線 Fe→→→ (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 4．銅及其重要化合物 (1)知識主線 Cu→→Cu(OH)2→ (2)轉(zhuǎn)化關(guān)系 　　　　金屬化合物在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用 1．(性質(zhì)應(yīng)用類)(xx高考福建卷)無水氯化鋁在生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛。 (1)氯化鋁在水中形成具有凈水作用的氫氧化鋁膠體，其反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含有Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制取無水氯化鋁的一種工藝流程示意如下： 已知： 物質(zhì) SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸點/℃ 57.6 180(升華) 300(升華) 1 023 ①步驟Ⅰ中焙燒使固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多，其作用是________________________________________________________________________(只要求寫出一種)。 ②步驟Ⅱ中若不通入氯氣和氧氣，則反應(yīng)生成相對原子質(zhì)量比硅大的單質(zhì)是________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJmol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJmol－1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為 ______________________________________________________________________________________。 ④步驟Ⅲ的尾氣經(jīng)冷卻至室溫后，氣體用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的鹽主要有3種，其化學(xué)式分別為________________________。 ⑤結(jié)合流程及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，步驟Ⅴ中加入鋁粉的目的是____________________________________。 [破題關(guān)鍵]　圍繞題述“固體水分揮發(fā)、氣孔數(shù)目增多”思考水與Al3＋的作用以及氣孔與固體表面積的關(guān)系，容易聯(lián)想到水解與反應(yīng)速率的規(guī)律。 解析：(1)Al3＋水解生成Al(OH)3膠體和H＋。 (2)①水分減少可防止Al3＋的水解，氣孔數(shù)目增多，增大了接觸面積，可以加快反應(yīng)速率；②焦炭能還原礦石中的鐵；③根據(jù)蓋斯定律，將第一個反應(yīng)減去第二個反應(yīng)可得該熱化學(xué)反應(yīng)方程式；④尾氣中存在Cl2和CO2，故與NaOH溶液反應(yīng)生成NaCl、NaClO、Na2CO3；⑤根據(jù)工藝流程示意圖可知液態(tài)混合物中含有FeCl3雜質(zhì)，因此加入鋁粉可除去FeCl3，提高AlCl3的純度。 答案：(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋ (2)①防止后續(xù)步驟生成的AlCl3水解(或增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率)　②鐵(或Fe)?、跘l2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJmol－1　④NaCl、NaClO、Na2CO3?、莩eCl3，提高AlCl3純度 [互動拓展] (1)FeCl3有沒有凈水作用？其原理是什么？ (2)Na2FeO4作為新型水處理劑的優(yōu)點是什么？ 答案：(1)FeCl3有凈水作用。其原理是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋。 (2)Na2FeO4具有強氧化性，可作消毒劑，其被還原所得到的Fe3＋可水解形成膠體，又有凈水作用。 　Ⅰ.鐵鹽、亞鐵鹽是實驗室常用的藥品。 請根據(jù)題意，完成下列填空： (1)向酸化的FeCl3溶液中逐滴加入KI溶液，溶液變成棕褐色。該反應(yīng)的離子方程式為__________________________。 (2)向酸化的FeSO4溶液中加幾滴硫氰化鉀溶液，沒有什么明顯變化，再滴加雙氧水，溶液變紅色。繼續(xù)滴加雙氧水，紅色逐漸褪去，且有氣泡產(chǎn)生。 寫出上述變化中，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式： ①________________________________________________________________________； ②Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3； ③11H2O2＋2SCN－===2SO＋2CO2↑＋N2↑＋10H2O＋2H＋。 若生成1 mol N2，H2O2和SCN－的反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是________mol。 (3)根據(jù)以上實驗，推斷Fe2＋、I－和SCN－的還原性由強到弱的順序為____________。 Ⅱ.某課題組利用Fe粉和KNO3溶液反應(yīng)，模擬地下水脫氮過程，探究脫氮原理。 (4)實驗前：①先用0.1 molL－1 H2SO4洗滌Fe粉，其目的是__________________________，然后用蒸餾水洗滌至中性；②將KNO3溶液的pH調(diào)至2.5；③為防止空氣中的O2對脫氮的影響，應(yīng)向KNO3溶液通入________(寫化學(xué)式)。 (5)如圖表示足量Fe粉還原上述KNO3溶液過程中，測出的溶液中相關(guān)離子濃度、pH隨時間的變化關(guān)系(部分副反應(yīng)產(chǎn)物曲線略去)。請根據(jù)圖中信息寫出t1時刻前該反應(yīng)生成的陽離子分別是______、______。t1時刻后，該反應(yīng)仍在進行，溶液中NH的濃度在增大，F(xiàn)e2＋的濃度卻沒有增大，可能的原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)Fe3＋能氧化I－，離子方程式為2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。 (2)Fe2＋和SCN－不反應(yīng)，當加入H2O2時，發(fā)生反應(yīng)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O，然后Fe3＋和SCN－反應(yīng)生成紅色溶液，繼續(xù)滴加H2O2，SCN－被氧化。根據(jù)反應(yīng)③，當有1 mol N2生成時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為112[－1－(－2)] mol＝22 mol(根據(jù)氧化劑計算方便)。 (3)根據(jù)(1)(2)中方程式可得還原性I－>Fe2＋>SCN－(還原劑還原性大于還原產(chǎn)物還原性)。 (4)因為Fe粉表面有鐵銹，所以應(yīng)預(yù)先用H2SO4除去。因為Fe粉在溶液中能被O2氧化，所以應(yīng)通入N2排除O2的干擾。 (5)根據(jù)圖中信息，t1時刻前Fe粉被NO氧化成Fe2＋，NO被還原成NH，在此過程中溶液pH增大，F(xiàn)e2＋與OH－反應(yīng)生成Fe(OH)2沉淀，造成Fe2＋的濃度變化不大。 答案：(1)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2 (2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　22 (3)I－>Fe2＋>SCN－　(4)除去Fe粉表面的鐵銹(Fe2O3)等雜質(zhì)　N2　(5)Fe2＋　NH　溶液的pH增大，F(xiàn)e2＋生成了Fe(OH)2(或與溶液中OH－結(jié)合) 2．已知某純堿樣品中含有少量NaCl雜質(zhì)，為測定該樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)，可用如圖所示的裝置進行實驗。 主要實驗步驟如下： ①按如圖所示裝置來組裝儀器，并檢查裝置的氣密性； ②將a g純堿樣品放入錐形瓶中，加入適量蒸餾水溶解，得到純堿樣品溶液； ③稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為b g； ④通過分液漏斗滴入6 molL－1的硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體為止； ⑤從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣； ⑥再次稱量盛有堿石灰的U形管的質(zhì)量為c g； ⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到U形管的質(zhì)量基本不變，為d g。 請回答下列問題： (1)在用托盤天平稱量樣品時，如果天平的指針向左偏轉(zhuǎn)，說明________________； (2)裝置中干燥管B的作用是________________________________________________________________________； (3)如果將分液漏斗中的硫酸換成物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸，測量結(jié)果將________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)； (4)步驟⑤的目的是________________________________________________________________________； (5)步驟⑦的目的是________________________________________________________________________； (6)該樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)的計算式為________________________________________________________________________； (7)還可以用其他實驗方法測定該樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)。請簡述一種不同的實驗方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：題目所提供的裝置圖根據(jù)功能不同劃分為五個部分：①凈化(洗氣)裝置——除去空氣中的CO2；②氣體發(fā)生裝置——Na2CO3與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生CO2；③干燥(洗氣)裝置——除去CO2中的水蒸氣；④氣體吸收裝置——用堿石灰吸收CO2；⑤尾接裝置——防止空氣中的CO2與水蒸氣進入U形管。 答案：(1)樣品質(zhì)量較大 (2)防止空氣中的CO2與水蒸氣進入U形管 (3)偏高 (4)將反應(yīng)產(chǎn)生的CO2全部趕入U形管中 (5)保證產(chǎn)生的CO2被充分吸收、減小誤差 (6)100% (7)采用向一定量的純堿樣品溶液中加入足量BaCl2溶液，經(jīng)過濾、烘干、稱量沉淀質(zhì)量的方法測定樣品中純堿的質(zhì)量分數(shù)(其他合理答案均可) 　　　　金屬及其化合物的性質(zhì)判斷或計算 1．(xx高考山東卷)某化合物由兩種單質(zhì)直接反應(yīng)生成，將其加入 Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生。下列化合物中符合上述條件的是(　　) A．AlCl3　　　　　　　 B．Na2O C．FeCl2 D．SiO2 解析：選A。A.鋁和氯氣反應(yīng)生成氯化鋁，氯化鋁和碳酸氫鋇溶液反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。B.氧化鈉加入碳酸氫鋇溶液中只產(chǎn)生碳酸鋇沉淀，沒有氣體產(chǎn)生。C.鐵和氯氣反應(yīng)生成氯化鐵，不是氯化亞鐵。D.二氧化硅和碳酸氫鋇溶液不反應(yīng)。 2．(xx高考全國卷Ⅰ，T8,6分)化學(xué)與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是(　　) 選項 現(xiàn)象或事實 解釋 A 用熱的燒堿溶液洗去油污 Na2CO3可直接與油污反應(yīng) B 漂白粉在空氣中久置變質(zhì) 漂白粉中的CaCl2 與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3 C 施肥時，草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用 K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效 D FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作 FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅 解析：選C。A.燒堿是NaOH而不是Na2CO3，并且Na2CO3為強堿弱酸鹽，其溶液因CO發(fā)生水解反應(yīng)而顯堿性，油脂在堿性溶液中發(fā)生水解反應(yīng)，生成易溶于水的高級脂肪酸鹽和甘油，并非Na2CO3直接與油脂發(fā)生反應(yīng)。B.酸與鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)符合“較強酸制取較弱酸”的規(guī)律，HCl、H2CO3和HClO的酸性強弱順序為HCl>H2CO3>HClO，因此漂白粉發(fā)生變質(zhì)時，Ca(ClO)2與空氣中的CO2、H2O(g)反應(yīng)生成CaCO3和HClO，HClO在光照下再分解為HCl和O2，而CaCl2與空氣中的CO2不能發(fā)生反應(yīng)。C.K2CO3為強堿弱酸鹽，NH4Cl為強酸弱堿鹽，草木灰與NH4Cl混合使用時，CO與NH發(fā)生水解相互促進反應(yīng)生成NH3，降低肥效。D.FeCl3溶液可用于制造銅質(zhì)印刷線路板，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，F(xiàn)e3＋將Cu氧化為Cu2＋，并非發(fā)生置換反應(yīng)。 3．(xx高考山東卷)等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng)，放出NO物質(zhì)的量最多的是(　　) A．FeO B．Fe2O3 C．FeSO4 D．Fe3O4 解析：選A。根據(jù)得失電子守恒，還原劑提供的電子越多，氧化劑硝酸生成的NO的物質(zhì)的量就越多。 1 g題述四種物質(zhì)能提供的電子的物質(zhì)的量為 A.1 mol；B.0 mol；C.1 mol；D.1 mol(Fe3O4也可以寫為Fe2O3FeO)，提供電子的物質(zhì)的量最多的為FeO。 金屬及其化合物的常見轉(zhuǎn)化形式 (1)直線型轉(zhuǎn)化關(guān)系 ABC　實例： ①NaNa2ONa2O2 ②X為強酸，如NaAlO2Al(OH)3AlCl3 ③X為強堿，如AlCl3Al(OH)3NaAlO2 (2)三角型轉(zhuǎn)化關(guān)系 考點二　常見金屬離子的推斷與檢驗 [學(xué)生用書P43] 1．用NaOH溶液檢驗 2．特殊檢驗法 同時存在Fe3＋時檢驗Fe2＋：加入酸性KMnO4溶液，酸性KMnO4溶液褪色。 3．焰色反應(yīng) 　　　　金屬離子的推斷 1．(金屬離子推斷類)(xx高考浙江卷)霧霾嚴重影響人們的生活與健康。某地區(qū)的霧霾中可能含有如下可溶性無機離子：Na＋、NH、Mg2＋、Al3＋、SO、NO、Cl－。某同學(xué)收集了該地區(qū)的霧霾，經(jīng)必要的預(yù)處理后得試樣溶液，設(shè)計并完成了如下實驗： 已知：3NO＋8Al＋5OH－＋2H2O3NH3↑＋8AlO。根據(jù)以上的實驗操作與現(xiàn)象，該同學(xué)得出的結(jié)論不正確的是(　　) A．試樣中肯定存在NH、Mg2＋、SO和NO B．試樣中一定不含Al3＋ C．試樣中可能存在Na＋、Cl－ D．該霧霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4 [破題關(guān)鍵]　熟悉各反應(yīng)現(xiàn)象才能確定某些離子的存在。例如：加堿產(chǎn)生的使紅色石蕊試紙變藍色的氣體必是氨氣。要特別注意信息所給出的反應(yīng)。 解析：選B。由氣體1使?jié)駶櫦t色石蕊試紙顯藍色的現(xiàn)象，確定氣體1為氨氣，溶液中一定存在NH；由沉淀2與酸反應(yīng)的現(xiàn)象判斷其成分中一定有碳酸鋇，可能存在氫氧化鋁，所以B項錯誤；由溶液2與Al/OH－反應(yīng)：3NO＋8Al＋5OH－＋2H2O3NH3↑＋8AlO確定溶液中一定存在NO；由沉淀1加酸后，沉淀部分溶解，確定其中沉淀溶解的部分為氫氧化鎂，未溶解的部分為硫酸鋇，所以確定溶液中存在SO和Mg2＋，A、D項正確；Na＋、Cl－無法確定是否存在，C項正確。 [互動拓展] Al(OH)3可溶于強酸、強堿，加入氨水或通入CO2是否可溶？ 答案：Al(OH)3不溶于氨水和碳酸。 　某溶液中含如下離子組中的若干種：K＋、Mg2＋、Fe3＋、Fe2＋、Cl－、CO、NO、SO、SiO、I－。 某同學(xué)欲探究該溶液的組成，進行了如下實驗： Ⅰ.用鉑絲蘸取少量溶液，在火焰上灼燒，透過藍色鈷玻璃，觀察到紫色火焰； Ⅱ.另取原溶液加入足量鹽酸有無色氣體生成，該氣體遇空氣變成紅棕色，此時溶液顏色加深，但無沉淀生成； Ⅲ.取Ⅱ反應(yīng)后的溶液分置于兩支試管中，第一支試管中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再滴加KSCN溶液，上層清液變紅；第二支試管中加入CCl4，充分振蕩靜置后溶液分層，下層出現(xiàn)紫紅色。 (1)原溶液中肯定不含的離子：________________________________________________________________________； (2)原溶液中肯定含有的離子：________________________________________________________________________； (3)原溶液中不能確定的離子：________________________________________________________________________。 答案：(1)Fe3＋、CO、SiO (2)K＋、Fe2＋、NO、SO、I－ (3)Mg2＋、Cl－ 2．(xx河南部分重點中學(xué)高三3月調(diào)研)已知A、B、C、D四種物質(zhì)存在如下圖所示關(guān)系，則下列有關(guān)結(jié)論正確的是(　　) A．若B是AgCl沉淀，則A是FeCl3或FeCl2 B．A物質(zhì)中一定含有鐵、碘兩種元素，且C中一定含有Fe3＋ C．B為AgBr沉淀，C中一定含有Fe3＋，則A一定是FeBr2 D．A中一定含有鐵元素，可能含有Cl－ 解析：選D。AgCl是白色沉淀，A項錯誤；C中加入KSCN溶液呈紅色，說明C中一定含有Fe3＋，C中的Fe3＋氧化KI中的I－得到I2，可使淀粉變藍色，由此推出A中不一定含有碘元素，B項錯誤；B為AgBr沉淀，C中也一定含有Fe3＋，但C中的Fe3＋可能是由A中Fe2＋氧化得到的，也可能是A中原來就存在的，C項錯誤；B的淺黃色沉淀最大可能是AgBr沉淀，但也可能存在少量AgCl，AgCl沉淀的白色被掩蓋，所以Cl－是可能存在的，而A中鐵可能是＋3價，也可能是＋2價，也可能同時存在，D項正確。 　　　　金屬離子的檢驗 1．(xx安徽黃山期中)向某無色溶液中分別進行下列操作，所得現(xiàn)象和結(jié)論正確的是(　　) A．加入氨水，產(chǎn)生白色沉淀，證明原溶液中存在Al3＋ B．加入AgNO3溶液，產(chǎn)生白色沉淀，證明原溶液中存在Cl－ C．加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，生成白色沉淀，證明原溶液中存在SO D．加入NaOH溶液并加熱，產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，證明原溶液中存在NH 解析：選D。向含有Mg2＋的溶液中加入氨水也可產(chǎn)生白色沉淀，A項錯誤；向含有CO或SO的溶液中加入AgNO3溶液也可產(chǎn)生白色沉淀，B項錯誤；向含有Ag＋的溶液中加入鹽酸酸化的BaCl2溶液，也可產(chǎn)生白色沉淀，C項錯誤。 2．(xx高考北京卷)用FeCl3酸性溶液脫除H2S后的溶液，通過控制電壓電解得以再生。某同學(xué)使用石墨電極，在不同電壓(x)下電解pH＝1的0.1 mol/L FeCl2溶液，研究廢液再生機理。記錄如下(a、b、c代表電壓值)： 序號 電壓/V 陽極現(xiàn)象 檢驗陽 極產(chǎn)物 Ⅰ x≥a 電極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生 有Fe3＋、有Cl2 Ⅱ a>x≥b 電極附近出現(xiàn)黃色，無氣泡產(chǎn)生 有Fe3＋、無Cl2 Ⅲ b>x>0 無明顯變化 無Fe3＋、無Cl2 (1)用KSCN溶液檢驗出Fe3＋的現(xiàn)象是________________________________________________________________________。 (2)Ⅰ中，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的原因可能是Cl－在陽極放電，生成的Cl2將Fe2＋氧化。寫出有關(guān)反應(yīng)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)由Ⅱ推測，F(xiàn)e3＋產(chǎn)生的原因還可能是Fe2＋在陽極放電，原因是Fe2＋具有________性。 (4)Ⅱ中雖未檢驗出Cl2，但Cl－在陽極是否放電仍需進一步驗證。電解pH＝1的NaCl溶液做對照實驗，記錄如下： 序號 電壓/V 陽極現(xiàn)象 檢驗陽極產(chǎn)物 Ⅳ a>x≥c 無明顯變化 有Cl2 Ⅴ c>x≥b 無明顯變化 無Cl2 ①NaCl溶液的濃度是________mol/L。 ②Ⅳ中檢驗Cl2的實驗方法：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ③與Ⅱ?qū)Ρ?，得出的結(jié)論(寫出兩點)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)SCN－與Fe3＋發(fā)生反應(yīng)生成Fe(SCN)3而使溶液變成紅色，常根據(jù)這一顏色變化檢驗溶液中的Fe3＋。(2)實驗Ⅰ中陽極附近出現(xiàn)黃色，有氣泡產(chǎn)生，則該氣體應(yīng)為Cl2，Cl2將Fe2＋氧化成Fe3＋，有關(guān)反應(yīng)為2Cl－－2e－ ===Cl2↑，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋。 (3)電解過程中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，由于Fe2＋具有還原性，若其濃度較大，可能在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成Fe3＋。 (4)①pH＝1的0.1 mol/L FeCl2溶液中c(Cl－)＝0.2 mol/L，若保證電解時溶液中c(Cl－)相同，則pH＝1 的NaCl溶液中c(NaCl)應(yīng)為0.2 mol/L。 ②Cl2具有強氧化性，可取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍。 ③對比實驗Ⅱ和Ⅳ、Ⅴ可知，電極附近出現(xiàn)黃色可能是由于生成Fe3＋、Cl2所致，通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe3＋的兩種原因都成立，驗證了Fe2＋先于Cl－放電。 答案：(1)溶液變紅　 (2)2Cl－－2e－ ===Cl2↑，Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋ (3)還原 (4)①0.2 ②取少量陽極附近的溶液，滴在淀粉KI試紙上，試紙變藍 ③通過控制電壓，證實了產(chǎn)生Fe3＋的兩種原因都成立；通過控制電壓，驗證了Fe2＋先于Cl－放電 (1)注意離子檢驗所要求的環(huán)境，如Ag＋用含有Cl－的溶液檢驗時要用硝酸酸化。 (2)盡可能選擇特效反應(yīng)以減少干擾，如檢驗Fe3＋時常選用KSCN溶液，而不選用Na2CO3溶液。 (3)一定要避免離子間的相互干擾，如檢驗CO時要避免HCO、SO、HSO的干擾，檢驗Ba2＋時要避免Ag＋的干擾。 (4)注意試劑的加入順序，如檢驗Fe2＋時要先加入KSCN溶液再加入少量氯水(或H2O2溶液)，以排除Fe3＋的干擾。 金屬性質(zhì)的常見誤區(qū) 1．忽視金屬單質(zhì)與溶液中的水反應(yīng)，如把Na投入硫酸銅溶液中的現(xiàn)象，常錯解為有紅色沉淀生成。正確解答：Na熔化成小球，在液面上不斷游動，并發(fā)出“嘶嘶”的響聲，最后消失，溶液中有藍色沉淀生成。 2．誤認為Fe與Cl2反應(yīng)，Cl2過量生成FeCl3，而Cl2少量生成FeCl2。其實是錯誤的，無論Cl2過量還是少量都生成FeCl3，與Cl2量的多少無關(guān)。 3．誤認為Na在氧氣中燃燒產(chǎn)物與氧氣的量有關(guān)。Na與氧氣反應(yīng)，產(chǎn)物與反應(yīng)條件有關(guān)，Na暴露在空氣中生成Na2O，而在空氣中或氧氣中燃燒，不論氧氣是否足量均生成Na2O2。 4．誤認為Al和NaOH的反應(yīng)中，Al作還原劑，NaOH作氧化劑。Al和NaOH的反應(yīng)實質(zhì)是Al先和H2O反應(yīng)生成Al(OH)3和H2，由于Al(OH)3具有兩性，又與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，因此Al作還原劑，H2O作氧化劑。 5．Fe與Al在常溫下遇到濃硫酸鈍化，誤認為沒有發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生鈍化也是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，只是在表面上生成了一層致密的氧化物薄膜，阻止了反應(yīng)的進一步發(fā)生而已。 6．誤認為1 mol Na被氧化成Na2O和Na2O2時轉(zhuǎn)移的電子數(shù)后者多于前者。其實不然，Na的化合價都由0價變?yōu)椋?價，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。 7．誤認為Al與所有金屬氧化物均能組成鋁熱劑。其實不然，該金屬氧化物對應(yīng)的金屬活潑性應(yīng)比鋁弱才能與Al組成鋁熱劑。 8．誤認為銅在潮濕的空氣中最終生成CuO。其實是錯誤的，銅在潮濕的空氣中最終生成銅綠[Cu2(OH)2CO3]。 1．下列關(guān)于金屬冶煉的敘述正確的是(　　) A．工業(yè)上可利用鋁熱反應(yīng)大量冶煉金屬鐵 B．金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備 C．電解飽和氯化鎂溶液可得金屬鎂 D．用足量CO還原磁鐵礦得到9 mol鐵時轉(zhuǎn)移24 mol電子 解析：選D。選項A，金屬鋁的價格遠遠高于鐵的，所以工業(yè)上不用鋁熱反應(yīng)來大量冶煉鐵；選項B，鈉、鋁屬于活潑金屬，應(yīng)采用電解熔融NaCl、Al2O3的方法來制備Na、Al；選項C，電解飽和MgCl2溶液得到Mg(OH)2；選項D，磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，根據(jù)Fe3O4―→3Fe，生成3 mol Fe時轉(zhuǎn)移8 mol電子，則得到9 mol鐵時轉(zhuǎn)移24 mol電子。 2．(xx福建廈門大學(xué)附中三模)下列各組物質(zhì)相互混合反應(yīng)后，最終有白色沉淀生成的是(　　) ①過量Na2O2投入到FeCl2溶液中 ②過量Ba(OH)2溶液和明礬溶液混合 ③少量Ca(OH)2投入過量NaHCO3溶液中 ④Na2SiO3溶液中通入過量CO2 ⑤CaCl2與NaOH的混合溶液中通入過量CO2 A．全部　　　　　　　 B．①⑤ C．②③④ D．②③④⑤ 解析：選C。①二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe(OH)3紅褐色沉淀；②過量Ba(OH)2溶液和明礬溶液混合，二者反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀；③少量Ca(OH)2投入過量NaHCO3溶液中，二者反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀；④向Na2SiO3溶液中通入過量CO2，二者反應(yīng)生成白色不溶物硅酸；⑤CaCl2與NaOH的混合溶液中通入少量CO2，生成碳酸鈣白色沉淀，當CO2過量時碳酸鈣沉淀轉(zhuǎn)化為可溶性的碳酸氫鈣。 3．(xx河北石家莊二中一模)某學(xué)生鑒定甲鹽的流程如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．如果甲中含有S2－，則乙是硫黃沉淀 B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3 C．丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2 D．甲中含鐵元素，可能顯示＋2價或＋3價 解析：選D。AgCl是白色沉淀，與題意不符，B項錯誤；丙與KSCN溶液反應(yīng)后溶液顯紅色，則丙中一定含有Fe3＋，又因為甲中滴加AgNO3酸性溶液后得到丙，故甲中一定含有鐵元素，可能為＋2價，也可能為＋3價，S2－不能與Fe2＋、Fe3＋共存，則甲中不可能含有S2－，故A、C項錯誤，D項正確。 4．下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是(　　) A．氫氣通過灼熱的CuO粉末 B．二氧化碳通過Na2O2粉末 C．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng) D．將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液 解析：選B。四個選項的反應(yīng)方程式及固體物質(zhì)質(zhì)量變化如下： A．H2＋ ＋H2O，固體質(zhì)量減小，不正確。 B．2CO2＋2 ===2＋O2，固體質(zhì)量增大，正確。 C．2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，固體質(zhì)量不變，不正確。 D.＋Cu(NO3)2===＋Zn(NO3)2，固體質(zhì)量減小，不正確。 5．(xx北京海淀期末) 已知A、B、C、D之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示。下列說法正確的是(　　) A．若A為Fe，D為氫氣，則B一定為酸 B．若A、D為化合物，B為水，則C一定是氣體單質(zhì) C．若A、B、C、D均為化合物，該反應(yīng)一定屬于復(fù)分解反應(yīng) D．若A、B、C、D均為10電子微粒，且C是可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，則D常溫下一定呈液態(tài) 解析：選D。A項，若A為Fe，D為氫氣，則B可以是水，也可以是酸；B項，若A為NO2，D為HNO3，B為水，則C為NO；C項，若A、B、C、D均為化合物，該反應(yīng)可以是復(fù)分解反應(yīng)，也可以是氧化還原反應(yīng)，如二氧化氮和水的反應(yīng)。 6．(xx江西宜春四校聯(lián)考)某無色溶液中可能含有Mg2＋、NH、K＋、Al3＋、SO、CO、Cl－等離子。現(xiàn)進行如下實驗：①取10 mL該溶液于試管中，滴加Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到6.99 g白色沉淀；②另取10 mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體(必要時可加熱)，最后沉淀完全溶解，并且隨NaOH溶液的加入，沉淀和氣體物質(zhì)的量變化如圖所示。下列說法不符合事實的是(　　) A．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算實驗中使用的NaOH溶液的濃度為1 molL－1 B．根據(jù)信息分析該溶液中焰色反應(yīng)呈紫色的離子的物質(zhì)的量濃度為1 molL－1 C．該溶液中NH、Al3＋、SO三種離子的物質(zhì)的量之比為2∶1∶3 D．另取一定量該溶液滴加一定量Ba(OH)2溶液，不可能使Al3＋和SO同時完全沉淀 解析：選B。①取10 mL該溶液于試管中，滴加 Ba(NO3)2溶液，加稀硝酸酸化后過濾得到6.99 g白色沉淀，說明含有SO；②另取10 mL該溶液于試管中，滴加NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀，當沉淀增加到一定量后開始產(chǎn)生氣體(必要時可加熱)，該氣體為氨氣，說明含有NH，最后沉淀完全溶解，說明含有Al3＋，無Mg2＋、CO，根據(jù)題中圖像縱坐標可知Al(OH)3和氨氣的物質(zhì)的量；根據(jù)Al(OH)3的兩性可計算出NaOH的濃度；因不確定是否有Cl－，所以c(K＋)無法確定，若無Cl－，則c(K＋)＝1 molL－1，若有Cl－，則c(K＋)>1 molL－1。 7．已知A、B為單質(zhì)，C為化合物。 A＋BC A＋B 能實現(xiàn)上述轉(zhuǎn)化關(guān)系的是 (　　) ①若C溶于水后得到強堿溶液，則A可能是Na ②若C的溶液遇Na2CO3放出CO2氣體，則A可能是H2 ③若C的溶液中滴加KSCN溶液顯紅色，則B可能為Fe ④若C的溶液中滴加NaOH溶液有藍色沉淀生成，則B可能為Cu A．①② B．②④ C．①③ D．③④ 解析：選B。此題綜合考查元素化合物知識，由轉(zhuǎn)化關(guān)系可知單質(zhì)A、B生成化合物C，電解化合物C的水溶液又產(chǎn)生這兩種單質(zhì)，無氧酸和不活潑金屬的無氧酸鹽符合要求，分析選項可知②④符合要求。 8．鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示： Fe2＋Fe3＋FeO(高鐵酸根離子) 回答下列有關(guān)問題： (1)鐵元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，原子序數(shù)是26，最外層有2個電子。鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖是________________。 (2)檢驗硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋的方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)配平方程式：__Fe(OH)3＋__NaClO＋__===__Na2FeO4＋__NaCl＋__H2O (4)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是水處理過程中使用的一種新型凈水劑，它的氧化性比高錳酸鉀強，其本身在反應(yīng)中被還原為Fe3＋。Na2FeO4之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是(結(jié)合離子方程式說明)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(2)檢驗硫酸鐵溶液中是否存在Fe2＋，為防止Fe3＋的干擾應(yīng)利用Fe2＋的還原性檢驗，方法是將適量硫酸鐵溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)后，溶液紫色褪去，證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋；(3)利用化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式得2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O；(4)Na2FeO4之所以能凈水，除了能消毒殺菌外，另一個原因是Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鐵膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì)。 答案：(1) (2)將適量硫酸鐵溶液置于潔凈試管中，滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液，充分反應(yīng)后，溶液紫色褪去，證明含有Fe2＋，否則不含F(xiàn)e2＋(其他合理答案均可) (3)2Fe(OH)3＋3NaClO＋4NaOH===2Na2FeO4＋3NaCl＋5H2O (4)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3H＋，氫氧化鐵膠體可吸附水中懸浮的雜質(zhì) 9．(xx廣東廣州調(diào)研)錳是冶煉工業(yè)中常用的添加劑。以碳酸錳礦(主要成分為MnCO3，還含有鐵、鎳、鈷等碳酸鹽雜質(zhì))為原料生產(chǎn)金屬錳的工藝流程如下： 已知25 ℃，部分物質(zhì)的溶度積常數(shù)如下： 物質(zhì) Mn(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2 MnS CoS NiS Ksp 2.110－13 3.010－16 5.010－16 1.010－11 5.010－22 1.010－22 (1)步驟Ⅰ中，MnCO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟Ⅱ中，MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，反應(yīng)的離子方程式是______________________，加氨水調(diào)節(jié)溶液的pH為5.0～6.0，以除去Fe3＋。 (3)步驟Ⅲ中，濾渣2的主要成分是________________________________________________________________________。 (4)步驟Ⅳ中，在________(填“陰”或“陽”)極析出Mn，電極反應(yīng)為________________________。 解析：(1)碳酸錳與硫酸反應(yīng)生成硫酸錳、二氧化碳和水，化學(xué)方程式為MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O。(2)MnO2在酸性條件下可將Fe2＋氧化為Fe3＋，MnO2被還原成Mn2＋，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O。(3)步驟Ⅲ中加入 (NH4)2S，除掉的是Co2＋和Ni2＋，所以濾渣2的主要成分是CoS和NiS。(4)Mn2＋在陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成Mn，電極反應(yīng)為Mn2＋＋2e－===Mn。 答案：(1)MnCO3＋H2SO4===MnSO4＋CO2↑＋H2O (2)MnO2＋2Fe2＋＋4H＋===Mn2＋＋2Fe3＋＋2H2O (3)CoS和NiS (4)陰　Mn2＋＋2e－===Mn 10．(xx高考天津卷)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡圖如下： 回答下列問題： (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)，反應(yīng)中H2O2的作用是________________________。寫出操作①的名稱：________。 (2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機物RH反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________。操作②用到的主要儀器名稱為________，其目的是(填序號)________。 a．富集銅元素 b．使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c．增加Cu2＋在水中的溶解度 (3)反應(yīng)Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和________。若操作③使用右圖裝置，圖中存在的錯誤是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅，陽極產(chǎn)物是________________________________________________________________________。 操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是 ________________________________________________________________________。 (5)流程中有三處實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用，已用虛線標出兩處，第三處的試劑是________。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是________________________________________________________________________。 解析：(1)Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)，化合價升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，故H2O2作氧化劑，將Cu氧化。從圖中可以看出，經(jīng)過操作①得到溶液和殘渣，故操作①是過濾。 (2)銅氨溶液中的Cu(NH3)與有機物RH反應(yīng)生成NH3和NH4Cl及溶解在有機層中的CuR2，故反應(yīng)的離子方程式為Cu(NH3)＋2RH===2NH3＋2NH＋CuR2。操作②得到溶液和有機層，故該操作是分液，用到的主要儀器是分液漏斗。其目的是使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離，富集銅元素。 (3)根據(jù)反應(yīng)Ⅲ可以判斷出CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成 CuSO4和RH。圖中的錯誤是分液漏斗的尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁，分液漏斗中的液體太多。 (4)電解CuSO4溶液，陽極是水放電，電極反應(yīng)式為2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，故陽極產(chǎn)物是O2和 H2SO4。將硫酸銅溶液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾即得膽礬晶體。 (5)反應(yīng)Ⅲ消耗H2SO4，操作④電解CuSO4溶液產(chǎn)生H2SO4，實現(xiàn)了H2SO4的循環(huán)使用。反應(yīng)Ⅰ中H2O2將銅氧化為Cu2＋，Cu2＋與NH3產(chǎn)生Cu(NH3)，因為NH3溶于水，溶液顯堿性，如果c(OH－)過高，會產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，為了防止產(chǎn)生Cu(OH)2沉淀，在反應(yīng)Ⅰ中加入了NH4Cl。 答案：(1)作氧化劑　過濾 (2)Cu(NH3)＋2RH===2NH＋2NH3＋CuR2　分液漏斗　ab (3)RH　分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁、分液漏斗中的液體過多 (4)O2、H2SO4　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 (5)H2SO4　防止由于溶液中c(OH－)過高，生成Cu(OH)2沉淀 11．(xx北京海淀期末)某?；瘜W(xué)興趣小組探究SO2與FeCl3溶液的反應(yīng)，所用裝置如下所示。 (1)該小組同學(xué)預(yù)測SO2與FeCl3溶液反應(yīng)的現(xiàn)象為溶液由棕黃色變成淺綠色，然后開始實驗。 步驟① 配制1 molL－1FeCl3溶液(未用鹽酸酸化)，測其pH約為1，取少量裝入試管B中，加熱試管A FeCl3溶液顯酸性的原因是______________________。寫出試管A中產(chǎn)生SO2的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)當SO2通入到FeCl3溶液中至飽和時，同學(xué)們觀察到的現(xiàn)象是溶液由棕黃色變成紅棕色，沒有觀察到丁達爾現(xiàn)象。將混合液放置12小時，溶液才變成淺綠色。 【查閱資料】Fe(HSO3)2＋為紅棕色，可以將Fe3＋還原為Fe2＋。生成Fe(HSO3)2＋的反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 解釋SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色Fe(HSO3)2＋的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 寫出溶液中Fe(HSO3)2＋與Fe3＋反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。 (3)為了探究如何縮短紅棕色變?yōu)闇\綠色的時間，該小組同學(xué)進行了步驟②③的實驗。 步驟② 往5 mL 1 molL－1FeCl3溶液中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。微熱3 min，溶液顏色變?yōu)闇\綠色 步驟③ 往5 mL重新配制的1 molL－1FeCl3溶液(用濃鹽酸酸化)中通入SO2氣體，溶液立即變?yōu)榧t棕色。幾分鐘后，發(fā)現(xiàn)溶液顏色變成淺綠色 用鐵氰化鉀溶液檢驗步驟②和步驟③所得溶液中的Fe2＋，其現(xiàn)象為________________________________________________________________________。 (4)綜合上述實驗過程，可獲得的實驗結(jié)論： Ⅰ.SO2與FeCl3溶液反應(yīng)生成紅棕色中間產(chǎn)物Fe(HSO3)2＋； Ⅱ.紅棕色中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)變成淺綠色溶液是一個較慢的過程； Ⅲ.________________________________________________________________________。 解析：(1)氯化鐵是強酸弱堿鹽，鐵離子水解使溶液顯酸性。在加熱的條件下濃硫酸與銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (2)SO2溶于水生成亞硫酸，亞硫酸是二元弱酸，電離出亞硫酸氫根離子，亞硫酸氫根離子結(jié)合鐵離子生成Fe(HSO3)2＋，生成的Fe(HSO3)2＋可以將Fe3＋還原為Fe2＋。 (3)鐵氰化鉀溶液與亞鐵離子結(jié)合可以產(chǎn)生藍色沉淀，所以實驗現(xiàn)象為生成藍色沉淀。 (4)根據(jù)步驟②③中的實驗現(xiàn)象可以推測第三個結(jié)論是加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間。 答案：(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ Cu＋2H2SO4(濃) CuSO4＋SO2↑＋2H2O (2)H2O＋SO2H2SO3、H2SO3H＋＋HSO、Fe3＋＋HSOFe(HSO3)2＋ Fe3＋＋H2O＋Fe(HSO3)2＋===2Fe2＋＋SO＋3H＋ (3)生成藍色沉淀 (4)加熱、提高FeCl3溶液的酸性會縮短淺綠色出現(xiàn)的時間