第4板块 转化应用（教案）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅱ

大主题整合(一)　钠及其化合物(3课时教学) 课标要求 1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解钠及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2．结合实例认识钠及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 微课时突破1　基础知识一课过(零散知识系统化，为深化学习奠基) 基础逐点清(一)　钠的性质与用途 [系统知识] 1．钠的物理性质 颜色状态 密度 硬度 熔点 银白色固体 比水小，比煤油大 较小 较低，低于100 ℃ 2．钠的化学性质 (1)与非金属单质(如O2、Cl2)的反应 ①O2 ②Cl2：2Na+Cl22NaCl。 (2)与水反应 ①离子方程式：2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。 ②与滴加酚酞的水反应的现象及解释： (3)与酸反应 钠先与酸反应，再与水反应，与酸反应的离子方程式：2Na+2H+2Na++H2↑。 (4)与盐溶液反应 钠与盐溶液反应，首先是Na与H2O反应，生成的NaOH可能继续与盐反应，如Na与CuSO4溶液的反应过程：2Na+2H2O2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4。 总反应：2Na+2H2O+CuSO4Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑。 (5)与乙醇反应 化学方程式：2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2↑。 3．钠的制取、保存及用途 制取 原理：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 保存 密封保存，通常保存在煤油中 用途 钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂；用作电光源，制作高压钠灯；冶炼某些金属(如Ti等) [发掘教材] [资料在线·鲁科版必修一P11] 金属钠的主要用途 金属钠可用于制造高压钠灯，这种灯因钠蒸气放电而产生的黄光射程远、透雾能力强，常用作路灯。金属钠还可用于钛、锆、铌、钽等金属的冶炼。钠和钾的合金可用作原子反应堆的导热剂。 (1)(考查钠的结构)钠用在电光源上作高压钠灯是因为钠燃烧时发出　　　　火焰，当钠原子在火焰中被激发时，由3p轨道　　　　态跃迁到基态　　　　轨道时，会辐射出黄光。  (2)(考查钠的还原性)钠是强还原剂，可以用Na来制取钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)等稀有金属。金属铌可用金属钠还原K2NbF7制取，写出热还原法制备铌的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)(考查钠的性质与用途)工业上用钠单质与TiCl4溶液反应能够制取钛单质吗?若不能，用钠单质与TiCl4反应应该使用什么状态的TiCl4?写出反应的化学方程式。 (4)用金属钠制取氧化钠通常利用反应：2NaNO3+10Na6Na2O + N2↑。 试说明不用金属钠与氧气的反应而采用此反应制取氧化钠的理由。 提示：(1)黄色；激发；3s。 (2)K2NbF7+5NaNb+5NaF+2KF。 (3)不能；熔融；4Na+TiCl4(熔融)4NaCl+Ti。 (4)由于钠在氧气中燃烧会生成Na2O2，而该方法通过控制反应环境，使钠与氧气隔绝，从而避免生成Na2O2，确保生成的是Na2O。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·黑、吉、辽卷)金属K着火，用湿抹布盖灭 (×) (2)(2023·浙江1月选考)金属钠导热性好，可用作传热介质 (√) (3)(2023·浙江1月选考)Na和乙醇反应可生成H2 (√) (4)(2023·天津卷)钠起火，可以使用水基灭火器扑灭 (×) (5)(苏教版教材习题)实验室中少量金属钠保存在煤油中 (√) (6)(鲁科版教材习题)金属钠在空气中燃烧，生成氧化钠 (×) (7)(人教版教材习题)钠燃烧时发出黄色火焰 (√) 2．下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是 (　 ) 选项 实验操作 实验现象 A 切开一小块钠，观察切面颜色的变化 钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色 B 把一小块钠投入CuSO4溶液中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀 C 把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝 D 把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻 钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体 解析：选A　切开钠后，钠与空气中的O2反应生成Na2O，切面颜色变暗，但最后不会呈淡黄色，A错误；把一小块钠投入CuSO4溶液中，钠先与水反应生成NaOH与H2，现象是钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产物NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，B正确；把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中，钠与水反应生成NaOH与H2，现象是钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后的溶液呈碱性变蓝，C正确；钠的熔点低，加热熔化成小球状，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体，D正确。 3．钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是 (　 ) A．钠元素的第一电离能大于钾 B．基态钾原子价层电子轨道表示式为 C．钾能置换出NaCl溶液中的钠 D．钠元素与钾元素的原子序数相差18 解析：选A　同主族元素的第一电离能从上到下依次减小，金属性越强的元素，其第一电离能越小，因此钠元素的第一电离能大于钾，A正确；基态钾原子价层电子排布为4s1，其轨道表示式为，B错误；钾和钠均能与水发生置换反应，因此钾不能置换出 NaCl溶液中的钠，C错误；钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19，两者相差8，D错误。 4．将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中： ①MgSO4溶液　②BaCl2溶液　③饱和澄清石灰水　④Ca(HCO3)2溶液　⑤CuCl2溶液　 ⑥饱和食盐水　⑦浓盐酸 (1)写出⑤中反应的离子方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)既有气体又有白色沉淀产生的是　　　　　 (填序号)。  答案：(1)2Na+2H2O+Cu2+Cu(OH)2↓+2Na++H2↑　(2)①③④⑥ 基础逐点清(二)　钠的氧化物 [系统知识] 1．氧化钠和过氧化钠 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 颜色、状态 白色固体 淡黄色固体 类别 碱性氧化物 过氧化物(非碱性氧化物) 氧的价态 -2 -1 电子式 Na+[︰︰]2-Na+ Na+[︰︰︰]2-Na+ 阴、阳离子个数比 1∶2 1∶2 化 学 性 质 热稳定性 不稳定(2Na2O+O22Na2O2) 稳定 与水反应 Na2O+H2O2NaOH 2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑ 与CO2反应 Na2O+CO2Na2CO3 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 与酸(盐酸)反应 Na2O+2HCl2NaCl+H2O 2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑ 主要用途 用于制取少量Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂 2．Na2O2的强氧化性与还原性 从元素化合价角度分析Na2O2的性质： Na2(1)Na2O2的强氧化性 试剂 反应原理(化学方程式) 现象或影响 SO2气体 Na2O2+SO2Na2SO4 与CO2反应现象不同，没有O2放出 FeCl2溶液 4Na2O2+4FeCl2+6H2O4Fe(OH)3↓+O2↑ +8NaCl 有红褐色沉淀和气泡产生 Na2SO3溶液 Na2O2+Na2SO3+H2ONa2SO4+2NaOH — 氢硫酸 Na2O2+H2SS↓+2NaOH 溶液变浑浊 酚酞溶液 与水反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色 先变红后褪色 品红溶液 Na2O2的强氧化性使之褪色 红色褪去 (2)遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现还原性，氧化产物为O2。 (3)遇CO2、H2O、H+时，Na2O2发生自身的氧化还原反应。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·浙江6月选考)Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 (√) (2)(2023·重庆卷)Na2O2分别与H2O和CO2反应，生成的气体相同 (√) (3)Na2O与Na2O2中氧元素的化合价均为-2价 (×) (4)1 mol Na2O2固体中含有阴离子2NA个 (×) (5)Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应的产物相同 (×) (6)Na2O、Na2O2与水反应均生成NaOH，二者均为碱性氧化物 (×) (7)Na2O2投入酚酞溶液中，溶液变红且不褪色 (×) (8)7.8 g Na2O2与CO2充分反应，转移电子数为0.1NA (√) 2．(2025·浙江金华模拟)下列关于Na2O2的叙述不正确的是 (　 ) A．Na2O2属于碱性氧化物 B．Na2O2可由Na在空气中燃烧得到 C．Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2 D．Na2O2可在呼吸面具作为氧气的来源 解析：选A　Na2O2属于过氧化物，A错误；Na在空气中缓慢氧化得到Na2O，燃烧得到Na2O2，B正确；1个Na2O2中含有1个过氧根离子和2个钠离子，阴、阳离子个数比为1∶2，C正确；Na2O2可与CO2反应生成O2，可用于呼吸面具的氧气来源，D正确。 3．Na2O2是一种常见的过氧化物，具有强氧化性和漂白性。 (1)写出Na2O2的电子式：　　　　，其中化学键的类型为　　　　　　， 氧元素的化合价为　　　　。  (2)用化学方程式解释酚酞溶液变红的原因： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　， 依据实验现象推测红色褪去的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)用离子方程式解释加入酸性KMnO4溶液后，溶液褪色的原因： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)根据实验分析，过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外，还存在另一反应，其化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  反应类型为　　　　　　　　　。  答案：(1)Na+[︰︰︰]2-Na+　离子键、非极性共价键　-1 (2)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑　反应生成的中间产物H2O2具有漂白作用(或反应生成的中间产物H2O2氧化了酚酞) (3)2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++5O2↑+8H2O (4)Na2O2+2H2O2NaOH+H2O2　复分解反应 基础逐点清(三)　碳酸钠和碳酸氢钠 [系统知识] 1．Na2CO3与NaHCO3性质的比较 物质 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗称 苏打 小苏打 色、态 白色粉末 白色细小晶体 溶解性 都易溶于水，且水溶液均呈碱性，但溶解度：Na2CO3>NaHCO3 热稳定性 碳酸钠稳定；碳酸氢钠不稳定，加热易分解： 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ 与足量盐酸反应 Na2CO3+2HCl2NaCl+CO2↑+H2O NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O 与NaOH反应 不反应 NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O 与Ca(OH)2反应 Ca(OH)2+Na2CO32NaOH+ CaCO3↓ Ca(OH)2+2NaHCO3CaCO3↓+ Na2CO3+2H2O或Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3↓+NaOH+H2O 2．Na2CO3、NaHCO3的用途 Na2CO3 是一种非常重要的化工原料，在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用 NaHCO3 是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多的一种药剂 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·安徽卷)制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸 (×) (2)(2024·黑、吉、辽卷)用过氧碳酸钠漂白衣物：Na2CO4具有较强氧化性 (√) (3)(2024·黑、吉、辽卷)用碱液清洗厨房油污：油脂可碱性水解 (√) (4)(2024·江苏卷)纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3 (×) (5)(2023·辽宁卷)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3 (×) (6)(2023·海南卷)气体除杂(括号里为杂质)CO2(HCl)：饱和Na2CO3溶液 (×) 2．(2024·北京卷)关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是 (　 ) A．两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同 B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3 C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3 D．室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异 解析：选D　Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H+、OH-、Na+、C、HC，A正确；NaOH溶液中加入NaHCO3会发生反应：NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O，B正确；NaHCO3受热易分解为Na2CO3、H2O和CO2，而Na2CO3热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是Na2CO3的溶解度比NaHCO3的大，且C的水解程度远大于HC，D错误。 3．(人教版教材习题)某小组同学探究Na2CO3的性质，请你与他们一起完成，并回答问题。 (1)观察：描述Na2CO3的颜色、状态：　　　　　　　　　　。  (2)预测：从物质的类别来看，Na2CO3属于　　　　类，可以与　　　　等类别的物质发生反应。  (3)设计实验并得出结论： 实验步骤 实验现象 结论或解释(用离子方程式表示) ①向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加澄清石灰水 ②向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加CaCl2溶液 ③向盛有Na2CO3溶液的试管中滴加稀盐酸 开始无气泡产生，一段时间后产生气泡 ①C+H+HC ②　　　　 　　  (4)问题和讨论： ①该组同学在探究Na2CO3的性质时，思路是什么?运用了哪些方法? ②在实验室中，如何鉴别NaHCO3和Na2CO3? 解析：(3)澄清石灰水与CaCl2溶液中都含有Ca2+，Ca2+与C反应生成 CaCO3白色沉淀。C与盐酸反应，先生成HC，HC继续结合H+转化为H2CO3，H2CO3不稳定，分解为CO2和水。(4)①根据题中探究过程，归纳该组同学所采取的思路和方法。②从 NaHCO3和 Na2CO3的热稳定性差异，以及C、HC与酸反应放出气体的速率不同的角度设计实验方案。 答案：(1)白色粉末　(2)盐　大部分酸、某些碱和某些盐 (3)产生白色沉淀　Ca2++CCaCO3↓　产生白色沉淀　Ca2++CCaCO3↓　HC+H+CO2↑+H2O (4)①根据Na2CO3所属的物质类别，结合同类物质的性质预测Na2CO3的性质，然后用实验验证；运用了观察法、预测法、实验验证法。　②可以将固体加入带橡胶塞和导管的试管中，加热，将导气管插入澄清石灰水中，观察是否有沉淀产生，若有沉淀产生，则固体为NaHCO3，若无明显现象，则固体为Na2CO3；也可以取少量固体溶于水，向所得溶液中逐滴滴加稀盐酸，若立即产生气体，则固体为NaHCO3，若开始无气体产生，一段时间后产生气体，则固体为Na2CO3。 大概念知识体系构建 [课时跟踪检测] 1．(2025·广东广州模拟)Na及其化合物是重要的物质。下列说法不正确的是 (　 ) A．保存NaOH溶液用带橡胶塞的试剂瓶 B．NaHCO3俗名小苏打，可用作食用碱或工业用碱 C．Na2O2与H2O反应中，Na2O2既是氧化剂又是还原剂 D．单质钠可用于冶炼金属，Na与CuSO4溶液反应可制Cu 解析：选D　NaOH能够与玻璃中的SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3溶液，Na2SiO3溶液能够将磨口玻璃塞与玻璃瓶粘到一起，所以NaOH溶液保存在带橡胶塞的试剂瓶中，不能用带磨口玻璃塞的试剂瓶保存，A正确；NaHCO3俗名小苏打，水解溶液显碱性，可用作食用碱或工业用碱，B正确；Na2O2与H2O反应的方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑，Na2O2中一个O的化合价由-1价升高到0价，同时另一个O的化合价由-1价降低到-2价，故Na2O2既是氧化剂又是还原剂，C正确；钠具有很强的还原性，单质钠可用于冶炼金属，但Na与CuSO4溶液的反应中Na先和水反应生成NaOH，NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2沉淀，D错误。 2．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是 (　 ) A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大 B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出 C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成 D．放入NH4NO3溶液中：有无色无味气体放出 解析：选C　饱和NaOH溶液中钠与水反应生成NaOH且消耗水，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成H2，由于温度不变，饱和NaOH的浓度不变，故pH不变，A错误；CuSO4溶液中钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，B错误；MgCl2溶液中钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀，C正确；NH4NO3溶液中钠先与水反应生成H2和NaOH并放出热量，然后生成的NaOH与N反应生成NH3·H2O，NH3·H2O分解产生的NH3会与H2同时放出，故放出有刺激性气味的气体，D错误。 3．(2025·陕西西安一模)钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，该过程表示为Na+(x+y)NH3Na+(NH3)x+e-(NH3)y，并慢慢产生气泡。下列说法不正确的是 (　 ) A．钠加入液氨中溶液的导电性增强 B．e-(NH3)y的结构可能为 C．e-(NH3)y具有强还原性 D．该反应体系产生的气体为H2 解析：选B　液氨中无自由移动的电子，不导电，加入金属钠后形成了溶剂合电子，可导电，故A正确；N的电负性大于H，共用电子对偏向于N，H周围电子云密度低，故溶剂合电子结构可能为H原子在里，N原子在外，故B错误；e-(NH3)y带电子，电子很容易传递给其他易得电子的物质，所以e-(NH3)y具有强还原性，故C正确；液氨类似于水，能发生自耦电离，电离出的N与e-(NH3)y反应生成H2和NH3，故D正确。 4．(2025·河南南阳一模)钠及其化合物在工业生产中有重要作用，钠的“价—类”二维图如图，下列说法正确的是 (　 ) A．Na在空气中燃烧生成Na2O B．Na2O和Na2O2都属于碱性氧化物 C．NaOH固体在空气中易变质，需密封保存 D．相同条件下，等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，生成气体的体积不同 解析：选C　Na在空气中燃烧生成Na2O2，A错误；Na2O属于碱性氧化物，Na2O2属于过氧化物，B错误；NaOH易潮解并与空气中的CO2反应，需要密封保存，C正确；相同条件下，等物质的量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应，生成CO2的体积相同，D错误。 5．某实验小组通过如图所示实验，探究Na2O2与水的反应： 下列说法不正确的是 (　 ) A．②中的大量气泡主要成分是氧气 B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成 C．④中现象可能是由于溶液中含有强氧化性物质 D．⑤中MnO2的主要作用是降低水中氧气的溶解度 解析：选D　Na2O2和水反应生成NaOH和O2，NaOH使酚酞溶液变红，A、B正确；④中溶液红色褪去，可能的原因是Na2O2和水反应生成的中间物质H2O2具有漂白性，使溶液褪色，C正确；H2O2在MnO2作催化剂的条件下分解生成水和氧气，即加入MnO2的目的是验证Na2O2和水反应生成H2O2，而不是降低水中氧气的溶解度，D错误。 6．(2025·湖南娄底一模)某小组同学为证明过氧化钠在呼吸面具或潜艇中作供氧剂，进行实验如图所示。下列有关说法正确的是 (　 ) A．装置D起缓冲作用，并防止E中的水倒吸 B．装置C中发生反应的化学方程式仅有2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 C．装置B中盛放的液体为浓硫酸 D．装置A为实验室制取CO2的装置，分液漏斗中盛放稀盐酸 解析：选D　A是盐酸与CaCO3反应制取CO2的装置，因为盐酸易挥发，产生的CO2中含有HCl，所以B中的试剂是饱和的NaHCO3溶液，目的是除去CO2中的HCl；C中是过氧化钠粉末，用于产生O2，D中盛放NaOH溶液，用来除去未反应的CO2，E是收集氧气的装置。D中盛放的NaOH溶液用来除去未反应的CO2，故A错误；装置C中通入的是湿润的CO2，所以C中除了过氧化钠和CO2的反应外，还有过氧化钠和H2O的反应，离子方程式为2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑，故B错误；装置B中盛放的液体为饱和的NaHCO3溶液，目的是除去HCl气体，故C错误；装置A为实验室制取CO2的装置，即CaCO3与稀盐酸反应生成CO2，分液漏斗中盛放稀盐酸，故D正确。 7．为探究钠及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 (　 ) 实验方案 现象 结论 A 分别测定NaHCO3溶液和Na2CO3溶液的pH 两者都大于7，且Na2CO3溶液的pH大 C的水解能力强于HC B 对某未知溶液进行焰色试验 火焰呈黄色 该溶液中含有钠盐 C 用形状和质量相同的金属钠分别和等物质的量的苯酚和乙醇反应 钠与乙醇反应比钠与苯酚反应剧烈 乙醇中羟基的活性强于苯酚中羟基的活性 D 向饱和NaHCO3溶液中滴加一定量的浓BaCl2溶液 溶液变浑浊同时产生气泡 发生的反应：Ba2++2HC BaCO3↓+CO2↑+H2O 解析：选D　两溶液的浓度未知，不能根据溶液的pH值判断水解程度的大小，故A错误；焰色呈黄色说明溶液中存在钠离子，不一定是钠盐，故B错误；钠与苯酚反应比钠与乙醇反应剧烈，苯酚中的羟基活性强于乙醇中羟基，故C错误；通过现象可知反应生成BaCO3和CO2气体，则反应离子方程式为Ba2++2HC BaCO3↓+CO2↑+H2O，故D正确。 8．(2025·浙江宁波模拟)碳酸氢钠常用作食用碱或工业用碱，下列说法不正确的是 (　 ) A．向碳酸氢钠固体中加入少量水后，会出现吸热现象 B．碳酸氢钠溶液呈碱性，加入NH4Cl溶液后，产生较多氨气 C．分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体，碳酸氢钠先发生分解 D．往饱和碳酸钠溶液中通入CO2，会产生碳酸氢钠沉淀 解析：选B　碳酸氢钠溶于水吸热，A正确；碳酸氢钠溶液和NH4Cl溶液不反应，B错误；碳酸氢钠不稳定，受热易分解，故分别同时加热等量碳酸钠和碳酸氢钠固体，碳酸氢钠先发生分解，C正确；往饱和碳酸钠溶液中通入CO2，碳酸钠和CO2、H2O反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，向饱和碳酸钠溶液中通入CO2会有碳酸氢钠析出，D正确。 9．[双选]某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是 (　 ) A．实验前两溶液的pH：NaHCO3 > Na2CO3 B．实验前两溶液中含有的离子种类完全相同 C．加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多 D．加入CaCl2溶液后，碳酸钠溶液中发生反应的离子方程式为C+Ca2+CaCO3↓ 解析：选AC　等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，C的水解程度大于HC的水解程度，Na2CO3溶液的pH大于NaHCO3溶液的pH，故A错误；实验前两溶液中含有的离子种类完全相同，均为C、HC、OH-、Na+和H+，故B正确；NaHCO3和CaCl2溶液不反应，Na2CO3和CaCl2以1∶1反应生成CaCO3沉淀，故C错误；加入CaCl2溶液后，碳酸钠溶液中发生反应的离子方程式为C+Ca2+CaCO3↓，故D正确。 10．(2025·北京石景山一模)H、C、O、Na四种元素之间可组成多种无机化合物(由二种、三种或四种元素组成)，选用其中某些化合物，利用如图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中收集到一种无色气体。下列说法不正确的是 (　 ) A．装置Ⅰ中的化合物有多种可能 B．装置Ⅱ中发生氧化还原反应 C．装置Ⅲ中反应的离子方程式为CO2+2OH-+Ba2+BaCO3↓+H2O D．装置Ⅴ中收集的气体含有极性共价键，是非极性分子 解析：选D　Ⅰ中稀硫酸和NaHCO3或Na2CO3生成水和CO2，Ⅱ中CO2和Na2O2生成Na2CO3和O2，Ⅲ中CO2和Ba(OH)2生成BaCO3沉淀，CO2被吸收，Ⅳ中O2被干燥，Ⅴ中收集得到O2，据此解答。装置Ⅰ中的化合物可以是Na2CO3或NaHCO3，故A正确；Ⅱ中CO2和Na2O2生成Na2CO3和O2，该反应过程中存在化合价变化，属于氧化还原反应，故B正确；Ⅲ中CO2和Ba(OH)2生成BaCO3沉淀，反应离子方程式为CO2+2OH-+Ba2+BaCO3↓+H2O，故C正确；装置Ⅴ中收集的气体为O2，含非极性键，是非极性分子，故D错误。 11．(14分)某班级化学兴趣小组进行如下实验，请回答相关问题： (1)甲组进行金属钠在空气中燃烧的实验。实验室取用金属钠的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)金属钠燃烧时会生成黑色固体，黑色固体的可能来源是　　　　　　　、　　　　　　　。(2分)  (3)某同学想用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2(不考虑空气中的N2)，可利用的装置如下： ①装置Ⅳ中盛放的试剂是　　　　，若没有该装置可能导致生成的Na2O2中含有　　　　　　，其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 。(6分)  ②若规定气流的方向为从左到右，各仪器连接的顺序：空气进入　　，　　接　　，　　接　　，　　接　　。(填字母)(2分)  ③装置Ⅱ的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。(2分)  解析：(3)要制备高纯度的Na2O2，需要除去空气中的CO2和水蒸气。装置Ⅲ的作用是除去水蒸气，装置Ⅳ的作用是除去CO2，如果不除去CO2，则CO2会与Na2O2反应生成Na2CO3；装置Ⅱ连接在硬质玻璃管末端，作用是防止空气中的水蒸气和CO2进入装置Ⅰ，所以连接顺序为空气→h→g→f→e→a→b(或b→a)→c。 答案：(1)打开盛放金属钠的试剂瓶，用镊子取出一块钠，放在滤纸上吸干表面的煤油，再用小刀切下所需大小的钠块，余下的放回原试剂瓶，盖好即可 (2)表面的煤油　空气中的二氧化碳　酒精灯挥发的酒精　金属钠中存在的杂质铁(答任意两点即可) (3)①氢氧化钠溶液　Na2CO3　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2　 ②h　g　f　e　a(或b)　b(或a)　c ③防止空气中的水和二氧化碳进入装置Ⅰ 12．(10分)某校化学课外小组为了鉴别Na2CO2和NaHCO3两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ~Ⅳ所示。 (1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是　　　　(填装置序号)。(2分)  (2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是　　　　(填字母)。(5分)  A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行 (3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体最好是　　　　(填化学式)。(3分)  解析：(1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为碳酸钠和碳酸氢钠均会与盐酸反应产生CO2使澄清石灰水变浑浊；图Ⅱ可以鉴别，因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的CO2的量不同，可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠，试管A装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分解，澄清石灰水不变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，澄清石灰水变浑浊，表明了碳酸氢钠不稳定。 答案：(1)Ⅱ　(2)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑、CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　D　(3)NaHCO3 微课时突破2　综合深化解重难(碳酸钠和碳酸氢钠的性质探究) 深化提能力(一)　碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应的图像分析 实验操作和反应 n(CO2)-n(HCl)图像 向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式： Oa段：C+H+HC； ab段：HC+H+H2O+CO2↑； 图像特点：Oa=ab 向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式：HC+H+H2O+CO2↑ 向等物质的量的NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式： Oa段：H++OH-H2O、C+H+HC； ab段：HC+H+H2O+CO2↑； 图像特点：Oa>ab 向等物质的量的Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，离子方程式： Oa段：C+H+HC； ab段：HC+H+H2O+CO2↑； 图像特点：Oa<ab 　　 [典例]　向Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中缓慢滴加盐酸。下列表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的图像关系合理的是 (　 ) [解析]　Na2CO3先和盐酸反应，离子方程式为H++CHC，参与反应的H+和C物质的量相等；第二步盐酸和NaHCO3反应，离子方程式为H++HCH2O+CO2↑，参与反应的H+和HC物质的量也相等。第一步生成的HC和原有的HC大于第一步参与反应的C，所以第二步消耗的H+大于第一步消耗的H+，故选D。 [答案]　D [归纳总结] 理解反应先后顺序，快速解决图像问题 Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的图像问题，其实质是H+与OH-、C、HC反应的先后问题，向含有OH-、C、HC的溶液中逐滴加入盐酸时，发生反应的顺序为①H++OH-H2O、②C+H+HC、③HC+H+H2O+CO2↑。 [全训题点考法] 1．[双选](2025·山东潍坊模拟)向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1稀盐酸，CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。下列判断正确的是 (　 ) A．在O~a范围内，只发生中和反应 B．ab段发生反应的离子方程式为C+2H+H2O+CO2↑ C．a=0.3 D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为 2∶1 解析：选CD　在O~a范围内，发生的反应是OH-+H+H2O，C+H+HC，不只发生中和反应，A错误；ab段发生反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O，B错误；由图像可知反应生成0.01 mol CO2，根据离子方程式HC+H+CO2↑+H2O可知，该反应消耗0.01 mol HCl，故a=0.4-0.1=0.3，C正确；根据离子方程式和图像可知，Na2CO3的物质的量是0.01 mol，Na2CO3与HCl反应生成CO2共消耗0.02 mol HCl，所以与NaOH反应的HCl的物质的量是0.04 mol-0.02 mol=0.02 mol，则NaOH的物质的量为0.02 mol，因此原混合液中，NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1，D正确。 2．实验室使用pH传感器来测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的含量。称取1.59 g样品，溶于水配成250.00 mL溶液，取出该溶液25.00 mL，用 0.1 mol·L-1盐酸进行滴定，得到如下曲线。以下说法或操作正确的是 (　 ) A．计量点①前发生反应的离子方程式为HC+H+H2O+CO2↑ B．计量点②溶液中大量存在的阴离子是Cl-、HC C．此样品n(NaHCO3)=(28.1-2×11.9)×10-3 mol D．使用该方法测定Na2CO3和NaOH混合溶液中NaOH的含量，只会得到1个计量点 解析：选C　根据图示知，计量点①前发生反应的离子方程式：C+H+HC，故A错误；计量点②溶液pH=4，呈酸性，HC不能存在，故B错误；由题图可知，Na2CO3转化为NaHCO3消耗11.9 mL盐酸，生成的NaHCO3转化为CO2消耗的盐酸与Na2CO3转化为NaHCO3消耗的盐酸相同，所以原溶液中NaHCO3消耗的盐酸n(HCl)=(28.1-2×11.9)×10-3 L×0.1 mol·L-1=(28.1-2×11.9)×10-4 mol，所以此样品中n(NaHCO3)=(28.1-2×11.9)×10-4 mol×10=(28.1-2×11.9)×10-3 mol，故C正确；Na2CO3和NaOH混合溶液中加入盐酸，盐酸先和NaOH中和，再和Na2CO3发生反应，生成NaHCO3，最后生成NaCl，会得到3个计量点，故D错误。 3．(2025·江苏徐州一模)分别取等物质的量浓度的NaOH溶液各100 mL，再通入一定量的CO2，随后分别各取20 mL溶液，向其中逐滴滴入0.2 mol·L-1的盐酸，在标准状况下产生CO2的体积(纵轴)与所加入盐酸的体积(横轴)的关系如图(分A、B两种情况)： (1)在A情况下，未滴定时溶质是　　　　　　(填化学式)，其物质的量之比为　　　　。  (2)在B情况下，未滴定时溶质是　　　　　　(填化学式)，其物质的量之比为　　　　。  (3)原氢氧化钠溶液的物质的量浓度为　　　　。  解析：(1)对于A情况，V1=100 mL，V2=(150-100) mL=50 mL<V1，据此判断溶液中溶质是NaOH和Na2CO3。根据NaOH+HClNaCl+H2O，Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知，n(NaOH)∶n(Na2CO3)=V2∶V1=(100 mL-50 mL)∶50 mL=1∶1。(2)对于B情况，V1=50 mL，V2=150 mL-50 mL=100 mL>V1，据此判断溶液中溶质的成分是Na2CO3和NaHCO3。根据Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑可知，n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=(V2-V1)∶V1=(150 mL-50 mL-50 mL)∶50 mL=1∶1。(3)当加入150 mL盐酸时，恰好完全反应，此时溶液中溶质为NaCl。据元素质量守恒有n(NaOH)=n(Na+)=n(Cl-)=0.2 mol·L-1×0.15 L=0.03 mol，所以原NaOH溶液的物质的量浓度为=1.5 mol·L-1。 答案：(1)NaOH、Na2CO3　1∶1 (2)Na2CO3、NaHCO3　1∶1　(3)1．5 mol·L-1 深化提能力(二)　碳酸钠和碳酸氢钠的实验探究 1．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法 方法 原理 加热法 Na2CO3受热不分解； NaHCO3不稳定，加热有气体产生： 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O 沉淀法 (加BaCl2或 CaCl2溶液) 有沉淀生成的是Na2CO3： C+Ca2+CaCO3↓、C+Ba2+BaCO3↓； NaHCO3与Ca2+、Ba2+不反应 滴加法 (逐滴滴 加盐酸) 立即产生气体的是NaHCO3： HC+H+CO2↑+H2O； 开始不产生气体，滴加一定体积后才产生气体的是Na2CO3：C+H+HC 2．常用的除杂方法 混合物(括号内为杂质) 除杂方法或试剂 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 　 [典例]　实验室欲测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数w(Na2CO3)，称取此混合物5.0 g溶于水中，配成250 mL溶液。 方案一：沉淀法。利用化学反应把HC、C完全转化为沉淀，称量干燥沉淀的质量，由此计算混合物中的w(Na2CO3)。 (1)量取100 mL配制好的溶液于烧杯中，滴加足量沉淀剂，把溶液中的HC、C完全转化为BaCO3沉淀，过滤，洗涤沉淀，判断沉淀是否洗净的方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)将所得沉淀充分干燥，称量沉淀的质量为m g，由此可以计算w(Na2CO3)。如果沉淀未充分干燥，则测得w(Na2CO3)　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。  方案二：气体法。某同学用下列实验流程测定。 按如图所示装置进行实验： (3)在装置C中装碱石灰来吸收净化后的气体，装置D的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)有的同学认为，为了减小实验误差，应在反应前后都通入N2，反应后通入N2的目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  方案三：滴定法。量取25.00 mL配制好的溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，摇匀，用0.200 0 mol·L-1盐酸滴定到终点(已知终点时H++CHC恰好反应完全)。重复此操作2次，消耗盐酸的平均体积为20.00 mL。 (5)量取25.00 mL配制好的溶液，应选择　　　　仪器来完成。  (6)判断滴定终点的依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  (7)此法测得w(Na2CO3)=　　　　。  [解析]　(1)判断沉淀是否洗净的方法是检验洗涤液中是否含有Ba2+。(2)所得沉淀未充分干燥就称量，则称得的沉淀质量偏大。由于等质量时NaHCO3产生的沉淀质量更大，因此测得w(Na2CO3)偏小。(5)Na2CO3、NaHCO3的溶液显碱性，应选择碱式滴定管或移液管量取。(6)加酚酞溶液显红色，恰好反应时溶液为NaHCO3。(7)当达到滴定终点时，发生反应：H++CHC；25.00 mL配制好的溶液中含有的n(Na2CO3)=n(HCl)=0.200 0 mol·L-1×0.02 L=0.004 mol，则250 mL溶液中含有的n(Na2CO3)=0.004 mol ×=0.04 mol，其质量m(Na2CO3)=0.04 mol×106 g·mol-1=4.24 g，w(Na2CO3)=×100%=84.8 %。 [答案]　(1)取少量最后一次洗涤液于试管中，滴加Na2SO4溶液，如无沉淀，则沉淀已洗净，反之则未洗净　(2)偏小　(3)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，减小实验误差　(4)将装置A、B中残留的CO2全部赶入装置C中　(5)碱式滴定管(或移液管)　(6)当滴入最后半滴盐酸时，溶液由红色变为浅红(接近无色)，且30 s内不恢复　(7)84.8% [全训题点考法] 1．为精确测定工业纯碱中Na2CO3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 碱石灰增加的质量 C 重量法 将样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸 减少的质量　 D 量气法 将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气 排出水的体积 解析：选A　用酚酞作指示剂，Na2CO3与盐酸发生反应：Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量，进而确定样品中Na2CO3的质量分数，A正确；测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯化氢等，B错误；样品中加入足量盐酸，因盐酸的质量未知，无法通过重量法测量Na2CO3的质量，C错误；因部分CO2能溶解到水中，与水反应生成H2CO3，故排出水的体积并不是全部CO2的体积，D错误。 2．某化学实验小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应，实验过程及结果如下。 实验装置 试剂X Ⅰ 蒸馏水 Ⅱ 0.05 mol·L-1 Na2CO3溶液 Ⅲ 0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液 实验结果 ①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀 ②烧杯中溶液pH变化如下： 已知：pH越大，c(OH-)越大，溶液碱性越强。 下列说法不正确的是 (　 ) A．Ⅰ是空白实验，排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响 B．Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合，说明C与OH-不反应，Ⅱ中发生反应：C+Ca2+CaCO3↓ C．Ⅲ的pH曲线逐渐降低，说明HC与OH-反应，Ⅲ中初期发生反应：HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O D．Ⅲ中石灰水恰好完全反应时，溶液pH=7 解析：选D　Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合，说明加入的C只与石灰水中的Ca2+反应，不与OH-反应，反应的离子方程式为C+Ca2+CaCO3↓，故B正确；Ⅲ的pH曲线逐渐降低，说明反应开始时，少量的NaHCO3与石灰水反应生成CaCO3沉淀、NaOH和水，反应的离子方程式为HC+OH-+Ca2+CaCO3↓+H2O，故C正确；石灰水恰好完全反应时，NaHCO3与石灰水反应生成CaCO3沉淀、Na2CO3和水，Na2CO3是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故D错误。 3．某化学小组设计实验方案，测定Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的质量分数。实验测定方法如下： (1)①称取Na2CO3和NaHCO3的固体混合物9.5 g溶于水中，配成100 mL溶液，滴加足量沉淀剂，把溶液中HC、C完全转化为沉淀，应选用的试剂是　　　　(填字母)。  A．稀CaCl2溶液 B．MgSO4溶液 C．NaCl溶液 D．Ba(OH)2溶液 ②将沉淀洗涤，并充分干燥，称量沉淀的质量为19.7 g。由此可以计算w(NaHCO3)= 　　　　(结果保留三位有效数字)。  (2)工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。测定该样品中纯碱的质量分数的实验步骤如下： ①称取样品a g，加水溶解； ②加入足量的BaCl2溶液； ③过滤、　　　　、烘干、冷却、称量、烘干、冷却、　　　　，最终得到固体b g。样品中纯碱的质量分数为　　　　　　　　　(用含a、b的代数式表示)。  解析：(1)①Ba(OH)2溶液与两种离子都可以形成沉淀，D正确。②设Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为x mol、y mol，由元素质量守恒，可知106x+84y=9.5，197(x+y)=19.7，解得x=y=0.05，所以NaHCO3的质量分数为×100%≈44.2%。(2)加入足量的BaCl2溶液发生反应：Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl，根据原子守恒，通过称量BaCO3沉淀的质量，来计算样品中纯碱的质量分数，需洗涤沉淀，除去杂质离子，烘干冷却到室温，再称量所得固体，最终得到BaCO3的质量为b g，根据碳元素守恒，纯碱的质量分数为×100%。 答案：(1)①D　②44.2% (2)洗涤　(再)称量　×100% [课时跟踪检测] 1．某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是 (　 ) A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3 B．当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3 C．加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3 D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3 解析：选B　Na2CO3和NaHCO3均与盐酸反应生成CO2气体，盛放NaHCO3的气球鼓得更快，说明产生气体速率快的是NaHCO3，A正确；等质量的Na2CO3和NaHCO3中n(NaHCO3)>n(Na2CO3)，与足量盐酸反应时，NaHCO3产生的CO2多，故气球鼓起体积较大的是NaHCO3，B错误；NaHCO3受热分解生成CO2，使澄清石灰水变浑浊，而Na2CO3加热不反应，C正确；Na2CO3受热不反应，NaHCO3受热分解生成CO2，能使澄清石灰水变浑浊，故可以用来鉴别二者，D正确。 2．(2025·北京房山区一模)某小组同学探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应，实验装置如图，①中产生白色沉淀和无色气体，②中只产生白色沉淀。已知碳酸铝在水溶液中不能稳定存在，下列说法不正确的是 (　 ) A．Al2(SO4)3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解 B．①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物 C．同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞，Na2CO3溶液的红色深 D．②中滴入CaCl2溶液后，Na2CO3溶液的pH不变，NaHCO3溶液的pH降低 解析：选D　Al3+水解呈酸性，C和HC水解呈碱性，Al2(SO4)3能促进Na2CO3和NaHCO3的水解，A正确；①中Al3+水解生成Al(OH)3，也可以与C结合生成碱式碳酸铝[Cu2(OH)2CO3]沉淀，B正确；同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中，C水解程度更大，碱性更强，加入酚酞试剂红色更深，C正确；CaCl2和Na2CO3生成CaCO3沉淀，C浓度减小，使C+H2OHC+OH-平衡逆向移动，OH-浓度减小，pH变小，D错误。 3．下列实验方案中，不能准确测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数的是 (　 ) A．取a g混合物充分加热，减重b g B．取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体 C．取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出的气体用碱石灰吸收，增重b g D．取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体 解析：选C　A选项中采用差量法，固体减少的质量为NaHCO3分解生成的CO2和水的质量，由此可求出NaHCO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数；B选项中所得b g固体为生成的NaCl，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出Na2CO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数；C选项中碱石灰增加的质量为反应生成的CO2和水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出Na2CO3的质量分数；D选项中沉淀的质量即为BaCO3的质量，根据BaCO3的质量和混合物总质量可以列式计算出Na2CO3的质量，进而求出Na2CO3的质量分数。 4．实验室可通过沉淀重量法测定样品纯度，按如图装置测定纯碱(含少量NaCl)的纯度，下列说法正确的是 (　 ) A．装置A中试剂应为浓硫酸，C中试剂应为BaCl2溶液 B．在B、C之间应增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置，以除去氯化氢气体 C．只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，就可以确定碳酸钠的质量分数 D．反应结束后，需经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量 解析：选D　为了防止空气中的CO2对实验的影响，需先通过装置A吸收空气中的CO2，则装置A中的试剂为 NaOH溶液，C中的试剂应能与CO2反应生成沉淀，应为Ba(OH)2溶液，故A错误；若B、C之间添加饱和NaHCO3溶液的洗气瓶，挥发出的HCl气体会和NaHCO3反应生成CO2气体，对测定纯碱纯度会有影响，故B错误；盐酸易挥发，B中可能有HCl、H2O进入C中，不能通过测定C的质量差来确定CO2的质量，应通过测量C中产生的沉淀质量来确定Na2CO3的质量分数，故C错误；沉淀表面可能附着少量水分和溶于水的杂质，应经过过滤、洗涤、干燥、称量等操作测定装置C中沉淀质量，故D正确。 5．过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)，有Na2CO3和H2O2的双重性质，可用作漂白剂和氧化剂，能有效杀灭禽流感病毒。合理组合下列装置能用于测定过碳酸钠中碳酸钠的含量，下列说法不正确的是 (　 ) A．连接顺序为Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ B．装置b和e中盛放的试剂相同 C．装置d的作用是防止空气中的H2O和CO2进入装置c中 D．若装置b中盛放的是澄清石灰水，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2(不考虑空气中CO2的影响) 解析：选B　稀硫酸与过碳酸钠反应生成CO2，由于空气中含有CO2，所以需要除去空气中的CO2，又因为还需要防止空气中的水蒸气进入装置c，所以装置b和e中盛放的试剂分别是浓硫酸和NaOH溶液，连接顺序是Ⅲ→Ⅰ→Ⅱ，A正确，B错误；Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀，因此若装置b中盛放的是澄清石灰水，不考虑空气中CO2的影响，只用装置Ⅰ即可验证过碳酸钠与稀硫酸反应是否生成CO2，D正确。 6．将盐酸缓慢滴入某NaHCO3、Na2CO3的混合溶液中，标准状况下生成CO2的体积与加入盐酸的体积关系如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．所用盐酸的浓度为2 mol·L-1 B．原混合物中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=1∶2 C．加入V(盐酸)为20 mL时，所得溶液中的含碳元素的溶质仅为NaHCO3 D．加入V(盐酸)为0~20 mL时发生反应的离子方程式为H++CHC 解析：选B　加入V(盐酸)为0~20 mL时发生反应的离子方程式为C+H+HC，加入V(盐酸)为20~80 mL时发生反应的离子方程式为HC+H+CO2↑+H2O，故D正确；由题图可知，当加入V(盐酸)为80 mL时，共产生2 688 mL(0.12 mol)CO2，则盐酸的浓度为=2 mol·L-1，故A正确；由题图可知，原混合物中n(Na2CO3)=0.02 L× 2 mol·L-1=0.04 mol，n(NaHCO3)=0.06 L×2 mol·L-1-0.04 mol=0.08 mol，因此原混合物中n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)=2∶1，故B错误；加入V(盐酸)为20 mL时，Na2CO3完全转化为NaHCO3，因此所得溶液中的含碳元素的溶质仅为NaHCO3，故C正确。 7．取等物质的量浓度的NaOH溶液A和B两份，每份 10 mL， 分别向A、B中通入不等量的CO2，再继续向两溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸，标准状况下产生CO2气体的体积与所加盐酸的体积之间的关系如图所示，下列叙述正确的是 (　 ) A．原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5 mol·L-1 B．A曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质成分是Na2CO3和NaHCO3 C．B曲线中当消耗盐酸0<V(盐酸)<25 mL时，发生的离子反应为OH-+H+H2O、H++CHC D．B曲线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液加盐酸后产生CO2气体体积(标准状况)的最大值为112 mL 解析：选D　由题图可知，当加入75 mL盐酸时，生成CO2的体积不再发生变化，根据原子守恒可知，生成的NaCl为0.007 5 mol，A和B溶液中NaOH的物质的量为0.007 5 mol，浓度为0.75 mol·L-1，A错误；由于Na2CO3和盐酸的反应是分步进行的，即Na2CO3首先与盐酸反应生成NaHCO3，然后NaHCO3再与盐酸反应生成CO2，所以由题图可知，A曲线表示的溶液中含有NaOH和Na2CO3，B曲线表示的溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，当消耗盐酸0<V(盐酸)<25 mL时，发生的离子反应为C+H+HC，B、C错误；B曲线表示的溶液中NaHCO3 和HCl反应生成CO2所消耗的盐酸是50 mL，所以生成的CO2是0.005 mol，标准状况下的体积是112 mL，D正确。 8．(10分)将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示： (1)写出依次发生反应的化学方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  (2)①代表　　　　的变化曲线；②代表　　　　的变化曲线；③代表　　　　的变化曲线。(3分)  (3)盐酸的物质的量浓度为　　　　　　　　　。(2分)  (4)加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为　　　　。(2分)  解析：(3)当加入150 mL盐酸时正好反应完全，溶液中溶质仅为NaCl，由元素守恒，n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=2.5×10-3×2 mol+2.5×10-3 mol=7.5×10-3 mol，c(HCl)==0.05 mol·L-1。(4)加入盐酸为150 mL时，Na2CO3和NaHCO3与HCl完全反应生成CO2，n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3 mol=5×10-3 mol，标准状况下V(CO2)=5×10-3 mol×22.4 L·mol-1 =0.112 L。 答案：(1)Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)NaHCO3　NaCl　Na2CO3 (3)0.05 mol·L-1　(4)0.112 L 9．(10分)某实验小组用热重法测定碳酸钠与碳酸氢钠混合物的组成，实验方法如下： (1)加热5.00 g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物，使碳酸氢钠完全分解，混合物的质量减小了0.31 g，写出发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  则原混合物中碳酸钠的质量分数是　　　　　　　　。(5分)  (2)某同学设计的实验装置示意图如下： X为氮气，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，若装置C中碱石灰增重m1 g，则混合样品中碳酸钠的质量分数为　　　　。(5分)  解析：(1)碳酸氢钠在加热的条件下分解为碳酸钠、二氧化碳和水，设混合物中碳酸氢钠的质量为x g，加热过程中发生反应：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，2n(NaHCO3)=n(CO2)=n(H2O)，Δm=m(CO2)+ m(H2O)，所以=，解得x=0.84， 原混合物中碳酸钠的质量分数是×100%=83.2%。(2)若装置C中碱石灰增重m1 g，即生成的CO2为m1 g，设碳酸氢钠的质量为y g，则由该反应过程中2n(NaHCO3)=n(CO2)得=，解得y=，则混合样品中碳酸钠的质量分数为×100%=×100%。 答案：(1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O　83.2% (2)将样品分解产生的气体全部带出，使其被B、C装置完全吸收　×100% 10．(15分)某小组探究Na2CO3和NaHCO3的性质，实验步骤如下： Ⅰ．分别向盛有0.5 g Na2CO3固体、0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10 mL水(20 ℃)，搅拌，测量温度为T1； Ⅱ．静置恒温后测量温度为T2； Ⅲ．分别加入10 mL密度约为1.1 g·mL-120%的盐酸(20 ℃)，搅拌，测量温度T3。得到如表1所示的数据： (表1) 试剂 温度 T1/℃ T2/℃ T3/℃ Na2CO3 23.3 20.0 23.7 NaHCO3 18.5 20.0 20.8 (1)Na2CO3溶于水显碱性，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。(2分)  附表：溶解度表(表2) 项目 10 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ Na2CO3 12.5 g 21.5 g 39.7 g 40.0 g NaHCO3 8.1 g 9.6 g 11.1 g 12.7 g (2)根据表2判断，步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体分别是全部溶解还是部分溶解： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)分析表1的数据得出：Na2CO3固体溶于水　　　　(填“放热”或“吸热”，下同)，NaHCO3固体溶于水　　　　。(4分)  (4)甲同学分析上述数据得出：Na2CO3和NaHCO3与盐酸的反应都是放热反应。乙同学认为应该增加一个实验，实验操作及结果如下：向盛有10 mL水(20 ℃)的烧杯中加入10 mL　　　　　　　　　　　　，搅拌，测量温度为22.2 ℃。(2分)  (5)结合上述探究，下列说法正确的是　　　　。(2分)  A．NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应 B．不能用稀盐酸鉴别Na2CO3和NaHCO3固体 C．Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关 (6)丙同学为测定一份NaHCO3和Na2CO3混合固体中NaHCO3的纯度，称取m1 g混合物，加热至质量不变时，称其质量为m2 g，则原混合物中NaHCO3的质量分数为　　　　　(用含m1、m2的代数式表示)。(3分)  解析：(1)Na2CO3为强碱弱酸盐，C水解使溶液显碱性，以第一步水解为主。(2)10 mL水(20 ℃)最多能溶解Na2CO3、NaHCO3固体的质量分别为×21.5 g=2.15 g、×9.6 g=0.96 g，均大于0.5 g，因此，步骤Ⅰ中Na2CO3、NaHCO3固体都全部溶解。(3)分析表1的数据得出：20 ℃条件下，Na2CO3固体溶于水形成溶液，温度升高至23.3 ℃，放热；NaHCO3固体溶于水形成溶液，温度降低至18.5 ℃，吸热。(4)强酸溶于水放热，盐酸为强酸，所以需增加测定盐酸溶于水的温度变化，即10 mL密度为1.1 g·mL-1 20%的盐酸溶于20 ℃ 10 mL水的温度变化。(5)20 ℃时，盐酸溶于水的温度是22.2 ℃，NaHCO3溶液的温度是20 ℃，二者反应恒温后温度是20.8 ℃，低于22.2 ℃，所以NaHCO3与盐酸的反应是吸热反应，A正确；分别向Na2CO3和NaHCO3固体中缓慢滴加稀盐酸，反应较快、较剧烈的是NaHCO3，B错误；从温度变化数值可知，Na2CO3、NaHCO3固体与稀盐酸反应的能量变化还与物质的溶解等因素有关，C正确。(6)设混合物中NaHCO3的质量为x，加热过程中发生反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑，2n(NaHCO3)= n(H2O)=n(CO2)，固体减少的质量为水和CO2的质量，所以=，解得x=，则原混合物中NaHCO3的质量分数为×100%。 答案：(1)C+H2OHC+OH-　 (2)Na2CO3和NaHCO3固体都全部溶解 (3)放热　吸热　 (4)密度约为1.1 g·mL-1 20%的盐酸(20 ℃) (5)AC　(6)×100% 微课时突破3　综合深化解重难(碱金属元素、侯氏制碱法) 深化提能力(一)　碱金属元素 焰色试验 1．碱金属的一般性质 相似性 递变性(由Li→Cs) 原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐增大 元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为+1价 金属性逐渐增强 单 质 性 质 物理 性质 (除Cs外)都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低 密度逐渐增大(钾反常)，熔、沸点逐渐降低 化学 性质 都具有较强的还原性。①均可与O2反应；②均可与水反应，化学方程式可表示为2M+2H2O2MOH+H2↑(M表示碱金属) 还原性逐渐增强。①与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂；②与水反应，从Li到Cs反应越来越剧烈 2．碱金属单质、化合物的特殊性质 (1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大，但钾的密度比钠的小。 (2)碱金属一般都保存在煤油中，但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡油中。 (3)碱金属与氢气反应生成的碱金属氢化物(如NaH)都是离子化合物，其中氢以H-形式存在，显-1价，碱金属氢化物是强还原剂。 (4)试剂瓶中的试剂取出后，一般不能放回原试剂瓶，但碱金属Na、K等需立即放回原试剂瓶。 (5)锂与O2的反应与钠不同，只生成Li2O，而不生成 Li2O2。 3．焰色试验 (1)焰色试验的概念 ①某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于物理变化，是元素的性质。 ②根据火焰呈现的特征颜色，可以判断试样所含的金属元素，这样的定性分析操作称为焰色试验。 (2)焰色试验的操作——“三”灼烧 ①清洗铂丝、灼烧：将铂丝用盐酸洗净，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。 ②蘸取试样灼烧：蘸取试样在外焰上灼烧，观察火焰的颜色。 ③清洗铂丝灼烧：将铂丝再用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。 [注意]　做钾的焰色试验时，需透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色。 (3)熟记常见金属的焰色 钠元素：黄色；钾元素：紫色(透过蓝色钴玻璃观察)；铜元素：绿色；钡元素：黄绿色；钙元素：砖红色。 [典例]　铷(Rb)是第五周期第ⅠA族元素，下列说法不正确的是 (　 ) A．碱性：RbOH>NaOH B．第一电离能：Rb>Na C．单质铷能与水剧烈反应，与O2反应生成复杂氧化物 D．熔点：RbCl<NaCl [解析]　同主族元素从上到下金属性增强，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，由元素周期律知，碱性：RbOH>NaOH，A正确；同主族元素从上到下电离能有减小的趋势，所以第一电离能：Rb<Na，B错误；单质铷比单质钠更活泼，能与水剧烈反应，与O2反应能生成复杂氧化物，C正确；RbCl和NaCl均为离子晶体，熔点大小取决于离子键的强弱，由于Rb+的离子半径大于Na+的离子半径，所以铷氯键的键长大于钠氯键的键长，键能小，所以熔点：RbCl<NaCl，D正确。 [答案]　B [全训题点考法] 题点(一)　碱金属元素 1．(2025·北京朝阳区检测)金属钾可以与水(滴加酚酞溶液)剧烈反应，下列说法不正确的是 (　 ) A．溶液变红，证明生成了碱性物质 B．钾浮在液面上并燃烧，与其密度及反应的热效应有关 C．钾与水反应比钠与水反应更剧烈，说明钾的金属性比钠强 D．金属钾与水发生反应前后化学键类型不变 解析：选D　钾与水反应后，使滴加了酚酞的溶液变红，证明生成了碱性物质，故A正确；钾浮在液面上，说明钾的密度小于水，燃烧说明反应放热，故B正确；金属与水反应越剧烈，说明金属性越强，故C正确；金属钾与水发生反应：2K+2H2O2KOH+H2↑，水中含有极性共价键，生成的氢氧化钾含有离子键和极性键，氢气中含有非极性键，前后化学键类型不同，故D错误。 2．下列有关铯及其化合物的说法不正确的是 (　 ) A．CsOH的碱性比KOH的强 B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2 C．Cs的还原性比Na的强，故Na+的氧化性强于Cs+ D．Li的金属性比Cs的强 解析：选D　根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强；Cs的性质与钠相似，Cs也能与水或稀盐酸反应生成H2，反应更剧烈；Cs的还原性强于Na，则Na+得电子能力比Cs+强，即氧化性：Na+>Cs+；A、B、C正确。Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层数多，更容易失去最外层电子，故金属性：Cs>Li，D错误。 3．碱金属单质及其化合物有广泛应用。 (1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池，但电解池中的电解液不能用水作溶剂，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是　　　　。  A．钾在空气中燃烧时，只生成K2O B．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸 C．1 mol·L-1 KOH溶液比1 mol·L-1 NaOH溶液碱性弱 (3)KH是一种野外供氢剂，其电子式为　　　　，与水反应放出氢气，化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，生成1 mol氢气时，反应中转移电子数为　　　 　。  (4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3)，脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。  答案：(1)锂可以与水反应　(2)B (3)K+[H︰]-　KH+H2OKOH+H2↑　NA (4)3NaH+Fe2O32Fe+3NaOH 题点(二)　焰色试验 4．下列有关焰色试验操作注意事项的说法正确的是 (　 ) ①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察　②先将铂丝灼烧到与原来火焰的颜色相同，再蘸取被检验的物质　③每次实验后，要将铂丝用盐酸洗净　④实验时最好选择本身颜色较浅的火焰　⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝代替 A．仅有③不正确 B．仅有④不正确 C．仅有⑤不正确 D．全对 解析：选D　由于焰色试验是通过观察火焰颜色来检验金属元素是否存在的方法，所以实验时所用火焰和所用金属丝在灼烧时都不应该有很明显的颜色，否则将无法观察到被检验金属元素的真实焰色；观察钾的火焰颜色时要透过蓝色钴玻璃，目的是滤去黄光，避免钠的干扰。 5．用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，直接观察到火焰呈黄色。下列判断正确的是 (　 ) A．只含有Na+ B．一定含有Na+，可能含有K+ C．既含有Na+，又含有K+ D．可能含有Na+，可能还含有K+ 解析：选B　Na元素的焰色为黄色，K元素的焰色为紫色，但黄色会干扰紫色，所以不能判断是否含有K+。 6．(2025·浙江杭州检测)绚丽的焰火中包含着化学知识“焰色试验”的应用。下列说法正确的是 (　 ) A．做焰色试验时，一定有氧化还原反应发生 B．NaCl与Na2CO3灼烧时，火焰颜色相同 C．做焰色试验时，如果没有铂丝可用铁丝或铜丝代替来蘸取待测物在火焰上灼烧 D．焰色试验后，金属丝应用硫酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色，再蘸取其他样品灼烧 解析：选B　焰色反应是物理变化，做焰色试验时，不一定有氧化还原反应发生，如用单质钠做焰色反应实验有氧化还原反应发生，而用氯化钠做焰色反应实验时无氧化还原反应发生，故A错误；NaCl与Na2CO3中都含有钠元素，故灼烧时火焰颜色相同，故B正确；铜元素的焰色反应为绿色，会对待测试剂的焰色反应有干扰，故不能用铜丝，可用铂丝或洁净的铁丝，故C错误；焰色试验后，金属丝用盐酸清洗并在外焰上灼烧至没有颜色，再蘸取其他样品灼烧，故D错误。 深化提能力(二)　侯氏制碱法 1．制备原料 食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其反应为C+H2O(g)CO+H2，CO+H2O(g)CO2+H2。 2．工艺流程 3．反应原理 (1)产生NaHCO3的反应：NH3+NaCl+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)。 (2)产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2可循环使用)。 [注意]　先添加NH3而不是CO2；CO2在饱和食盐水中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HC，才能析出NaHCO3晶体。 4．绿色思想 循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。 5．工艺优点 保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，食盐的利用率高，NH4Cl可作氮肥；可与合成氨厂联合，使废气CO转化成原料气CO2，革除了CaCO3制CO2这一工序，减少可能造成的环境污染。 　　[典例]　(2025·吉林白山一模)我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是 (　 ) A．从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水 B．NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃ C．循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染 D．沉淀池中发生反应的化学方程式：2NH3+CO2+2NaCl+H2O2NH4Cl+Na2CO3 [解析]　由流程可知，合成氨厂提供NH3、CO2与饱和食盐水反应生成NH4Cl、NaHCO3，在沉淀池中过滤分离出NaHCO3，NaHCO3加热分解生成Na2CO3、水、CO2，CO2可循环使用。母液中含溶质NH4Cl，通入NH3，加入食盐可分离得到NH4Cl。由联碱法生产流程示意图可以看出从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水，A正确；由溶解度曲线可以看出，NH4Cl的溶解度随温度升高而增大，因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0~10 ℃，B正确；由流程可知，循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染，C正确；沉淀池中发生反应的化学方程式：NH3+CO2+NaCl+H2ONH4Cl+NaHCO3↓，D错误。 [答案]　D [全训题点考法] 1．(2025·山东菏泽一模)某小组在实验室模拟侯氏制碱过程如图，下列说法错误的是 (　 ) A．饱和食盐水中应先通入NH3 B．操作a用到的仪器有②④⑦ C．反应Ⅰ发生的容器是① D．由NH4Cl溶液得到晶体的操作为蒸发结晶 解析：选D　NH3溶解度大，先通氨气是为了使饱和食盐水显碱性，增大CO2在其中的溶解度，提升原料的利用率，A正确；操作a为过滤，所给仪器中用到的是漏斗、铁架台、玻璃棒，B正确；反应Ⅰ为固体加热分解，应用坩埚，C正确；NH4Cl晶体受热易分解，应选用降温结晶，D错误。 2．[双选]某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，部分实验装置如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下Ⅰ处胶塞加入 B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水 C．开始实验时，应先打开活塞Ⅲ，再打开活塞Ⅱ D．试剂d为冰水，以降低NaHCO3的溶解度，促进晶体的析出 解析：选CD　试剂a为稀盐酸，试剂b为CaCO3，用于制取CO2，试剂c为饱和NaHCO3溶液用于除去CO2中的HCl；然后将CO2通入氨化的饱和食盐水中，反应生成NaHCO3，过量的NH3用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸，据此分析解答。实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A错误；CaSO4微溶于水，不利于生成CO2，所以制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的CO2无需干燥，NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3，尾气中含有NH3，可用稀硫酸吸收，B错误；因NH3溶解度大，先通NH3再通CO2，NaCl溶液可大量吸收CO2气体，所以开始实验时应先打开活塞Ⅲ，再打开活塞Ⅱ，C正确；将锥形瓶放入冰水浴中可以降低NaHCO3的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，D正确。 3．模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置如图。 (1)实验时向饱和食盐水中通入CO2、NH3的先后顺序为　　　　　　　　　　。  (2)a通入　　　　，b通入　　　　，原因是　　　　　　　　　　　　　　　 　。  (3)c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉，作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)先通入NH3，然后通入CO2 (2)NH3　CO2　由于CO2在水中的溶解度比较小，而NH3极易溶于水，为防止倒吸，通入NH3的导气管的末端不能伸入溶液中，为增加CO2的吸收率，通入CO2的导气管的末端应插入液面以下　(3)吸收NH3尾气，防止污染空气 [课时跟踪检测] 1．碱金属元素是周期性表现得最鲜明和最规律的一族元素。下列说法正确的是 (　 ) A．单质都能浮在水面上，都能保存在煤油中 B．单质在空气中燃烧时，都生成过氧化物 C．单质都不能在自然界中稳定存在 D．单质都是强还原剂，其阳离子都具有强氧化性 解析：选C　Rb、Cs密度比水大，Li的密度比煤油小，A错误；Li燃烧只能生成Li2O，B错误；碱金属单质都是活泼金属，易与空气中氧气、水等发生反应，因此不能在自然界中稳定存在，C正确；碱金属单质是强还原剂，但其阳离子具有弱氧化性，D错误。 2．(2025·天津南开区检测)下列关于碱金属的说法中，正确的是 (　 ) A．第ⅠA族元素叫碱金属元素 B．金属锂可以保存在煤油中 C．密度：Cs>Rb>K>Na>Li D．熔点：Li>Na>K>Rb>Cs 解析：选D　H为第ⅠA族元素，但不是碱金属，A错误；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该用石蜡保存，B错误；随着原子序数递增，碱金属单质密度呈增大趋势，但Na的密度比K的密度要大，C错误；碱金属从上到下离子半径依次增大，金属键强度减弱，所以熔点：Li>Na>K>Rb>Cs，D正确。 3．(2025·浙江杭州一模)焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与观察钾的焰色反应的两项操作如图所示，下列叙述不正确的是 (　 ) A．每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质 B．钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察 C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰 D．没有铂丝可用光洁无锈铁丝代替 解析：选C　为防止其它离子干扰，每次实验中都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质，故A正确；钾的焰色反应要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，故B正确；为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度的减少火焰本身颜色的干扰，故C错误；铁的焰色几乎为无色，对其他元素的焰色无影响，故可用铁丝进行焰色试验，故D正确。 4．(2025·河北邯郸一模)碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，其中不正确的是 (　 ) A．在碱金属元素中它具有最大的原子半径 B．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物 C．它的氢氧化物的化学式为FrOH，这是一种极强的碱 D．它能与水反应生成相应的碱和氢气，由于反应强烈而发生爆炸 解析：选B　根据同主族元素性质的递变规律，从金属锂到金属钫随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增强，与氧气反应的产物越来越复杂，可以生成过氧化物、超氧化物甚至臭氧化物等。 5．侯德榜是我国杰出的化学家，“侯氏制碱法”的创始人。NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl是“侯氏制碱法”的重要反应。下面是4位同学对该反应涉及的有关知识发表的部分见解，其中不正确的是 (　 ) A．甲同学说：该条件下NaHCO3的溶解度较小 B．乙同学说：NaHCO3不是纯碱 C．丙同学说：析出NaHCO3固体后的溶液中只含氯化铵 D．丁同学说：该反应是在饱和食盐水中先通入氨气，再通入二氧化碳 解析：选C　析出NaHCO3固体后的溶液仍是NaHCO3的饱和溶液，含氯化铵、NaHCO3等。 6．(2025·江西吉安一模)纯碱在食品加工、制药等方面有着重要应用。实验室以碳酸氢铵(温度高于35 ℃分解)和食盐水为原料模拟纯碱的制取，流程如下： 下列说法错误的是 (　 ) A．“搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下 B．NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种溶液中，NaHCO3的溶解度最低 C．“洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器为普通漏斗、烧杯、玻璃棒 D．利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为“酚酞”、第2指示剂为“甲基橙” 解析：选C　为防止温度高于35 ℃时碳酸氢铵受热分解，“搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下，故A正确；向饱和食盐水中加入碳酸氢铵粉末，在“搅拌、加热”操作中发生反应得到NaHCO3沉淀，说明溶液中NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种物质中，NaHCO3的溶解度最低，故B正确；“洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器为布氏漏斗、烧杯、玻璃棒，故C错误；利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为“酚酞”，酚酞作指示剂条件下碳酸钠溶液与盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，第2指示剂为“甲基橙”，甲基橙作指示剂条件下碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故D正确。 7．(2025·福建南平模拟)某小组在实验室模拟侯氏制碱工艺制备NaHCO3，装置如图所示(夹持装置略去)，下列离子方程式错误的是 (　 ) A．①中：CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O B．②中：H++HCH2O+CO2↑ C．③中：NH3+CO2+H2ON+HC D．④中：N+OH-H2O+NH3↑ 解析：选C　①中实验室用大理石和稀盐酸制备CO2，离子方程式为CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O，A正确；②中用饱和NaHCO3溶液吸收挥发出的HCl，离子方程式为H++HCH2O+CO2↑，B正确；③中向饱和NaCl溶液中依次通入NH3和足量的CO2，析出溶解度相对较小的NaHCO3，离子方程式为Na++NH3+CO2+H2ON+NaHCO3↓，C错误；④中用NH4Cl浓溶液和NaOH固体制备NH3，离子方程式为N+OH-H2O+NH3↑，D正确。 8．(15分)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备Na2CO3和NH4Cl。实验流程如图： (1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3，正确的连接顺序是　　　　(按气流方向，用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。(3分)  (2)B中使用雾化装置的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  (4)反应完成后，将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液： ①对固体NaHCO3充分加热，产生的气体先通过足量浓硫酸，再通过足量Na2O2，Na2O2增重0.14 g，则固体NaHCO3的质量为　　　　g。(2分)  ②向滤液中加入NaCl粉末，存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线，需采用的操作为　　　　　、　　　　　、洗涤、干燥。(3分)  (5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水Na2CO3保存不当，吸收了一定量水分，用其标定盐酸浓度时，会使结果　　　　。(2分)  A．偏高　　　　　B．偏低　　　　　C．不变 解析：(1)制备NaHCO3的具体过程为先制备CO2，再除去杂质HCl，然后将CO2通入饱和氨盐水中制得NaHCO3，最后用NaOH溶液处理多余的CO2，所以装置的连接顺序为aefbcg。分液漏斗使用前需要让其与大气连通，否则液体无法滴落，所以为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下，需要打开分液漏斗上部的玻璃塞，或者将分液漏斗上部玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上端的小孔对齐。(2)雾化装置可以增大接触面积，使饱和氨盐水与CO2充分接触，使反应更充分。(4)①1 mol CO2与足量Na2O2反应，最终Na2O2增加的质量相当于1 mol CO的质量，假设固体NaHCO3的质量为x g，可列如下关系式： 2NaHCO3~CO2~Na2O2~CO 　2×84　　　　　　　　　28 　　x g　　　　　　　　　0.14 g 则=，解得x=0.84。②根据题图中NaCl和NH4Cl的溶解度曲线可知，NH4Cl的溶解度随温度的升高变化较大，而NaCl的溶解度随温度的升高变化不大，且温度较低时NH4Cl的溶解度较小，为使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用的操作为降温结晶、过滤、洗涤、干燥。(5)若称量前无水Na2CO3吸收了一定量的水，此时Na2CO3的含量偏低，则用其标定盐酸浓度时，会使滴定结果偏高。 答案：(1)aefbcg　将玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗上端的小孔　(2)使氨盐水雾化，可增大与CO2的接触面积，从而提高产率(或其他合理答案)　(3)NH3+H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓ (4)①0.84　②降温结晶　过滤　(5)A 9．(15分)Ⅰ．侯氏制碱法是在索尔维制碱法的基础上创造出的一种新的制造纯碱的方法。具体工艺流程图如下： (1)与索尔维制碱法相比，侯氏制碱法最突出的优点是　　　　。(1分)  A．原料利用率高　B．设备少　C．生产方便 “碳酸化”这一步的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。(2分)  (2)侯氏制碱法副产品的一种用途为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)Y物质是　　　　。(2分)  (4)向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，降温结晶析出副产品，通氨气的作用有　　　。(2分)  A．使Na2CO3结晶析出 B．使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度 C．使NaHCO3更多地析出 D．增大N的浓度，使NH4Cl更多地析出 Ⅱ．工业上碳酸钠大多采用侯氏制碱法制取，所得碳酸钠样品中往往含有少量的NaCl，现欲测定某碳酸钠样品中Na2CO3的质量分数，某探究性学习小组取样品b g设计了如下实验方案： 该实验的操作步骤如下： ①按图连接好装置(除B外)并加入所需药品； ②称量并记录B的质量(a1 g)； ③按动鼓气球，持续约1分钟； ④连接上B； ⑤打开分液漏斗F的活塞，将稀硫酸快速加入D中后，关闭活塞； ⑥按动鼓气球，持续约1分钟； ⑦称量并记录B的质量(a2 g)； ⑧计算。 (5)操作⑥中，鼓入空气的作用是 　　　　　　　　　　　 　　　　　 　　　　　　　　 　　　；  根据题干所给的数据列出样品中Na2CO3的质量分数表达式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4分)  (6)经实验发现最终所得Na2CO3的质量分数超过100%，其可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  解析：(2)侯氏制碱法副产品是氯化铵，氯化铵中含有氮元素，可制氮肥，也可用于制干电池等。(4)Na2CO3的溶解度较大，通入氨气，不能使Na2CO3析出，A错误；通入氨气使溶液碱性增强，NaHCO3转化为溶解度较大的Na2CO3，可以提高NH4Cl的纯度，B正确；母液中通入氨气，会消耗NaHCO3，C错误；氨气溶于水后生成氨水，增大N的浓度，有利于NH4Cl的析出，D正确。(5)B的质量差为生成的二氧化碳的质量，二氧化碳的质量为(a2-a1)g，根据C元素守恒，样品中Na2CO3的质量分数为×100%=×100%。 答案：(1)A　NH3·H2O+CO2NH4HCO3、NaCl+NH4HCO3NaHCO3↓+NH4Cl(或NH3·H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓) (2)制化肥、制干电池等(任答一点)　(3)CO2 (4)BD　(5)使产生的CO2气体全部赶入碱石灰中被吸收　×100%　(6)碱石灰吸收了外界空气中的水和CO2 大主题整合(二)　铁及其化合物(3课时教学) 课标要求 1．结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2．结合实例，认识铁及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质，实现物质的转化。 微课时突破1　基础知识一课过(零散知识系统化，为深化学习奠基) 基础逐点清(一)　单质铁的性质 [系统知识] 1．铁的物理性质 银白色固体，熔点较高，具有良好的导热、导电、延展性，能被磁体吸引。 2．铁在周期表中的位置和原子结构 铁位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，是应用最广泛的过渡金属元素，Fe的价层电子排布式为3d64s2，其原子结构示意图：。 3．铁的化学性质 (1)Fe与Cl2、S反应的化学方程式： 2Fe+3Cl22FeCl3；Fe+SFeS。 (2)Fe与水蒸气反应的化学方程式： 3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 (3)与氧化性酸(如HNO3)的反应 ①Fe与过量稀HNO3反应的离子方程式： Fe+N+4H+Fe3++NO↑+2H2O。 ②Fe与少量稀HNO3反应的离子方程式： 3Fe+2N+8H+3Fe2++2NO↑+4H2O。 (4)与盐溶液的反应 ①Fe与CuSO4溶液反应的离子方程式： Fe+Cu2+Fe2++Cu。 ②Fe与FeCl3溶液反应的离子方程式： 2Fe3++Fe3Fe2+。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂 (√) (2)(2024·河北卷)还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明H2O具有还原性 (×) (3)(2024·安徽卷)清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈 (√) (4)铁与碘反应易生成碘化铁 (×) (5)(人教版教材习题)铁与盐酸反应：2Fe+6H+2Fe3++3H2↑ (×) (6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2 (×) (7)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3 (×) (8)铁与硝酸反应一定生成Fe(NO3)3 (×) 2．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应叙述正确的是 (　 ) A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4 B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl2 C．高温下，Fe与水蒸气反应有Fe3O4生成 D．高温下，Fe与Al2O3粉末反应生成Al单质 解析：选C　室温下，Fe在浓硫酸中钝化，无法持续反应，A错误；氯气氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气加热反应都只生成FeCl3，B错误；高温条件下，Fe与水蒸气反应得到Fe3O4和氢气，C正确；Al比Fe活泼，Fe不能从Al2O3中置换出Al单质，D错误。 3．(鲁科版教材习题)下列变化过程中，不能一步实现的是 (　 ) A．FeFeCl3 B．FeFe3O4 C．FeFe3O4 D．FeFeCl3 答案：D 4．(2024·全国新课标卷)实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 (　 ) A．反应为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用火柴点燃肥皂泡检验生成的氢气 D．使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉 解析：选B　铁与水蒸气在高温下反应生成Fe3O4和H2，A正确；铁与水蒸气反应需在高温下进行，将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处不能产生高温，B错误；反应生成的氢气可吹出肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，可听到尖锐的爆鸣声，C正确；由于反应需在高温条件下进行，故需使用耐高温的硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。 基础逐点清(二)　铁的氧化物和氢氧化物 [系统知识] 1．铁的氧化物 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗称 — 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 +2价 +3价 +2价、 +3价 与盐酸的反应 FeO+2H+ Fe2++H2O Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+Fe2++ 2Fe3++4H2O 共性 高温时，都能被C、CO、H2、Al等还原剂还原，生成单质铁 2．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸的反应 Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O 受热分解 — 2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱反应：Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 [注意]　①FeO和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H+的反应外，还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H+的反应外，还考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·浙江6月选考)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 (√) (2)(2024·山东卷)氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了Fe3+的氧化性 (√) (3)(2023·全国新课标卷)古壁画颜料中所用的铁红，其成分为Fe2O3 (√) (4)(苏教版教材习题)FeO溶解于稀硝酸后的溶液，滴加KSCN溶液不变红色 (×) (5)在空气中，白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色 (√) (6)氢氧化铁与HI溶液反应的离子方程式为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O (×) (7)Fe2O3不能与水反应生成Fe(OH)3，所以不能通过化合反应生成Fe(OH)3 (×) 2．(2025·河北唐山检测)铁的氧化物有很多，在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4，而且在一定条件下它们之间是可以相互转化的，例如：在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4。下列有关说法正确的是 (　 ) A．FeO在空气中加热只转化为Fe2O3 B．Fe3O4常写成FeO·Fe2O3，其中既有+2价的Fe，又有+3价的Fe，所以Fe3O4是一种混合物 C．热稳定性：Fe2O3<Fe3O4 D．Fe3O4与稀硝酸反应的离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O 解析：选C　FeO在空气中加热也可转化为Fe3O4，A错误；Fe3O4是一种纯净物，化合价是一种复合化合价，B错误；在1 400 ℃以上的温度下加热Fe2O3时，Fe2O3会部分失去氧，生成Fe3O4，说明Fe3O4稳定，C正确；Fe3O4与稀硝酸反应，Fe2+能被稀硝酸氧化为Fe3+，离子方程式为3Fe3O4+28H++N9Fe3++14H2O+NO↑，D错误。 3．(苏教版教材习题)请写出下列反应的化学方程式和离子方程式。 (1)铁与稀硫酸反应： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)氯化铁溶液与铜反应： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。   (3)氧化铁与盐酸反应： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。   (4)硫酸亚铁溶液与氢氧化钠溶液反应： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　、  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案：(1)Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　 Fe+2H+Fe2++H2↑ (2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2　 2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ (3)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O　 Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (4)FeSO4+2NaOHFe(OH)2↓+Na2SO4　 Fe2++2OH-Fe(OH)2↓ 4．某学习小组为认识铁及其化合物的性质、分散系的性质进行了如下综合实验，根据实验流程回答相关问题： (1)请写出FeCl3与铁粉反应的离子方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最终生成Fe(OH)3 浊液，该过程的现象为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  此过程中发生的氧化还原反应为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表达)。  (3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③是　　　　，它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是　　　　　　　　。  解析：(3)将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，并继续煮沸至红褐色，制得的分散系③是Fe(OH)3胶体；它与FeCl3溶液、Fe(OH)3浊液的本质区别是分散质粒子直径不同。 答案：(1)Fe+2Fe3+3Fe2+ (2)先生成白色沉淀，逐渐变为灰绿色，最终变为红褐色　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (3)Fe(OH)3胶体　分散质粒子直径不同 大概念知识体系构建 [课时跟踪检测] 1．(2025·湖北武汉检测)下列有关铁矿石与铁的氧化物的说法正确的是 (　 ) A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4，磁铁矿的主要成分是Fe2O3，FeO俗称铁红 B．铁矿石的主要成分与铁锈的主要成分相同 C．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 D．铁的氧化物能与酸反应生成盐和水，因此Fe3O4、Fe2O3、FeO都是碱性氧化物 解析：选C　赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4，Fe2O3俗称铁红，A错误；铁矿石的成分与矿石的种类有关，铁锈的主要成分是Fe2O3，B错误；铁的氧化物如FeO、Fe2O3和Fe3O4都不溶于水，也不与水反应，C正确；Fe2O3、FeO是碱性氧化物，Fe3O4不是碱性氧化物，D错误。 2．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是 (　 ) A．铁元素的化合价不完全相同 B．氧元素的化合价完全相同 C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体 D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体 解析：选C　铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为-2价；铁元素的化合价不完全相同，氧化铁中铁为+3价，氧化亚铁中铁为+2价，四氧化三铁中铁为+2价和+3价；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色粉末；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。 3．(2025·安徽淮南一模)2023年12月，《国家科学评论》在线发表了南京师范大学陈旭东教授课题组和清华大学李隽教授课题组的合作研究成果，该研究团队完成了具有二十面体结构的[Fe@Fe12]16+铁团簇(如图所示)的合成与计算化学研究。下列说法正确的是 (　 ) A．56Fe比54Fe多2个电子 B．[Fe@Fe12]16+具有还原性 C．Fe位于元素周期表第10纵列 D．[Fe@Fe12]16+中铁与铁之间存在离子键 解析：选B　56Fe、54Fe互为同位素，电子数相同，中子数相差2，故A错误；根据离子所带电荷可知，该团簇中的Fe存在0价的Fe和Fe2+，因此具有还原性，故B正确；Fe位于元素周期表第8纵列，故C错误；[Fe@Fe12]16+铁团簇中不存在阴离子，因此不含离子键，故D错误。 4．(2025·江西南昌模拟)下列关于Fe及其化合物反应的离子方程式书写正确的是 (　 ) A．实验室配制的亚铁盐溶液在空气中被氧化：4Fe2++O2+2H2O4Fe3++4OH- B．Fe(OH)3固体溶于HI溶液： Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O C．用FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体： Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+ D．过量铁粉与稀硝酸反应：Fe+4H++NFe3++NO↑+2H2O 解析：选C　Fe3+与OH-不能大量共存，A错误；Fe(OH)3与HI发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I-2Fe2++I2+6H2O，B错误；将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，加热至液体呈红褐色即制得Fe(OH)3胶体，反应的离子方程式为Fe3++3H2O(沸水)Fe(OH)3(胶体)+3H+，C正确；过量的铁粉与稀硝酸反应生成的是Fe2+，离子方程式为3Fe+8H++2N3Fe2++2NO↑+4H2O，D错误。 5．(2025·山东青岛检测)探究氯气与铁反应并验证产物的微型封闭实验装置如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．滴入浓盐酸，发生的离子反应为ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O B．若铁丝用量过大，可能会导致有FeCl2生成 C．当H管中充满红棕色烟时，拉注射器3，KSCN溶液变红，则说明生成了FeCl3 D．气球有调节反应装置气压和收集过量Cl2的作用 解析：选B　NaClO与浓盐酸反应生成Cl2，反应方程式为ClO-+Cl-+2H+Cl2↑+H2O，A正确；Cl2与铁在加热时反应生成FeCl3，与铁的多少无关，B错误；Fe3+遇到KSCN溶液变红色，当H管中充满红棕色烟时，拉注射器3，KSCN溶液变红，则说明生成了FeCl3，C正确；Cl2有毒，故连接气球可以起收集过量Cl2的作用，并可调节反应装置气压，D正确。 6．[双选]还原铁粉与水蒸气的反应装置如图所示。取少量反应后的固体加入稀硫酸使其完全溶解得溶液a；另取少量反应后的固体加入稀硝酸使其完全溶解得溶液b。下列说法正确的是 (　 ) A．铁与水蒸气反应：2Fe+3H2O(g)Fe2O3+3H2 B．肥皂液中产生气泡，不能证明铁与水蒸气反应生成H2 C．向溶液a中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，出现蓝色沉淀，说明铁粉未完全反应 D．向溶液b中滴加KSCN溶液，溶液变红，不能说明固体中含有Fe2O3 解析：选BD　Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，故A错误；肥皂液中产生气泡，只能说明有气体，不能说明该气体是H2，故B正确；若滴加K3[Fe(CN)6]溶液后出现蓝色沉淀，说明含有Fe2+，不能确定Fe2+来自铁粉还是Fe3O4，故C错误；若滴加KSCN溶液后变红色，说明溶液中含Fe3+，黑色固体有Fe3O4，与稀硝酸反应也能产生Fe3+，故D正确。 7．有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L-1盐酸恰好将其完全溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+，则该样品可能的化学式为 (　 ) A．Fe2O3　 B．Fe3O4　 C．Fe4O5　 D．Fe5O7 解析：选D　根据2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+) =0.025 mol×2=0.05 mol，根据电荷守恒，有2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-)=0.14 L×5.0 mol·L-1，则n(Fe3+)=0.2 mol，n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4，故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。 8．太阳能是理想的能源，通过Fe3O4和FeO的热化学循环可以利用太阳能，其转化关系如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．过程Ⅰ的化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑ B．过程Ⅱ中每生成23.2 g Fe3O4转移0.3 mol电子 C．利用该过程可以降低环境中CO2的含量 D．该过程的总反应为CO2C+O2 解析：选B　过程Ⅰ为在太阳能、>2 300 K条件下，Fe3O4分解为O2和FeO，化学方程式为2Fe3O46FeO+O2↑，A正确；过程Ⅱ为6FeO+CO22Fe3O4+C，每生成23.2 g(即0.1 mol)Fe3O4，转移0.2 mol电子，B错误；由图知，该过程中Fe3O4和FeO相互转化，而CO2被消耗，生成了C和O2，故利用该过程可以降低环境中CO2的含量，C正确；由过程Ⅰ、过程Ⅱ的反应知，该过程的总反应为CO2C+O2，D正确。 9．[双选]铁与不同浓度硝酸反应时各种还原产物的相对含量与硝酸溶液浓度的关系如图所示(反应后铁在化合物中的化合价为+3)，下列说法错误的是 (　 ) A．硝酸的浓度越小，其还原产物氮的价态越低的成分越多 B．硝酸与铁反应往往同时生成多种还原产物 C．12.2 mol·L-1硝酸溶液与一定量的铁粉完全反应，得到标准状况下的体积2.24 L，则参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol D．硝酸浓度为9.75 mol·L-1时，氧化剂与还原剂的物质的量之比可为13∶15 解析：选CD　由图可知，硝酸的浓度越小，其还原产物N含量越大，故氮的价态越低的成分越多，故A正确；由图可知，硝酸与铁反应往往同时生成N、NO、NO2、N2、N2O中的多种还原产物，故B正确；标准状况下生成气体的体积为2.24 L，则生成气体0.1 mol，但是不确定气体中具体物质种类，故不能计算参加反应的硝酸的物质的量，故C错误；硝酸浓度为9.75 mol·L-1时，反应生成三价铁、NO、NO2、N2O，NO、NO2、N2O的物质的量比为10∶6∶2，假设NO、NO2、N2O的物质的量分别为10 mol、6 mol、2 mol，根据氮元素守恒可知，该反应氧化剂硝酸为20 mol，根据电子守恒可知，该反应还原剂铁为=mol，故氧化剂与还原剂的物质的量之比可为20∶=15∶13，故D错误。 10．(12分)实验室用如图装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。 (1)如何检查装置A的气密性? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，必须进行的操作是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)装置B的作用是　　　　　　　。装置C中装的液体是　　　　，所起的作用是　　　　。(4分)  (4)点燃D处的酒精灯，写出在硬质双通玻璃管中发生反应的化学方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为23.2 g，反应完全后装置E的质量增加7.2 g，则混合物中Fe2O3的质量为　　　　　　　　。(2分)  解析：U形管的作用是吸收反应生成的水，为了保证纯净的H2进入D装置，必须利用B、C装置除杂(除HCl气体和水蒸气)；为了保证装置E增加的质量等于反应生成水的质量，必须用F装置防止空气中的水蒸气进入装置E。(5)设FeO质量为x g，Fe2O3质量为y g，则x+y=23.2。 根据FeO+H2Fe+H2O 　 　72　　　　　　 18 　 　 x m1(H2O)= 根据Fe2O3+3H22Fe+3H2O 　 　160　　　　 　　 3×18 　 　 y m2(H2O)=y 则+y=7.2。解得x=7.2，y=16，所以Fe2O3质量为16 g。 答案：(1)关闭a，从球形漏斗口加水，待水从漏斗管上升至与容器的水面形成一段水柱差，停止加水，静置片刻，如水柱不下降，证明其气密性良好 (2)在b出口处检验氢气的纯度　(3)除去H2中混有的HCl气体　浓硫酸　干燥氢气 (4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O、FeO+H2Fe+H2O　(5)16 g 11．(12分)(2025·江苏苏州一模)某磁性材料(Fe/Fe3O4)广泛应用于磁记录、催化等领域。一种制备该材料的流程如下： 已知反应原理为 ①Fe2++2OH-Fe(OH)2； ②3Fe(OH)2Fe+2Fe(OH)3； ③Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O。 (1)用FeCl2溶液和KOH溶液制备Fe/Fe3O4反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)当pH<2时，Fe/Fe3O4产率极低的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)图1为回流时间与Fe/Fe3O4产率的关系图，图2为回流1 h所得产品的X射线衍射图。回流1 h 所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质可能的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)采用Pd-Fe3O4双催化剂，可实现用H2消除酸性废水中的N和N，反应历程如图3所示，其中Fe3O4中的Fe2+和Fe3+分别用Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示。 ①写出过程④反应的离子方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  ②反应历程中虚线方框内N生成N2的过程可描述为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  解析：(3)从产品的X射线衍射图可以发现，产品中含杂质Fe(OH)3，可能是Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O反应速率慢，导致回流1 h所得产品Fe/Fe3O4中产生杂质。(4)用该法处理废水的反应方程式为2N+5H2+2H+N2+6H2O、2N+3H2+2H+N2+4H2O，反应消耗氢离子，溶液的pH升高。 答案：(1)4Fe2++8OH-Fe/Fe3O4+4H2O (2)溶液中OH-浓度小，难以生成Fe(OH)2 (3)Fe(OH)2+2Fe(OH)3Fe3O4+4H2O反应速率慢 (4)①N+NN2↑+2H2O　②N被Fe(Ⅱ)还原为N，N和N发生归中反应生成N2 微课时突破2　综合深化解重难(铁盐、亚铁盐和高铁酸盐) 深化提能力(一)　铁盐、亚铁盐和高铁酸盐的性质 1．亚铁盐的性质 (1)F的氧化性和还原性 ①含有Fe2+的溶液呈浅绿色，Fe2+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以还原性为主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、N(H+)等均表现为还原性； ②Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O； ③向FeSO4溶液中滴加酸性KMnO4溶液，溶液褪色，反应的离子方程式为Mn+5Fe2++8H+5Fe3++Mn2++4H2O。 (2)Fe2+可水解 Fe(OH)2是弱碱，含Fe2+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2+的水解，加少量铁屑防止Fe2+被氧化。 2．铁盐的性质及应用 (1)Fe3+的氧化性 含有Fe3+的溶液呈棕黄色，Fe3+处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S、S等均表现为氧化性。 ①Fe3+与S2-、I-、HS-、S等具有较强还原性的离子不能大量共存； ②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+。 (2)Fe3+易水解 Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因而Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。 ①利用Fe3+易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取氢氧化铁胶体：FeCl3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3HCl； ②利用Fe3+易水解的性质，工业上常用调节pH的方法除去溶液中的铁离子； ③利用Fe3+易水解的性质，实验室配制FeCl3溶液，通常将FeCl3固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度； ④Fe3+与HC、[Al(OH)4]-、C、ClO-等水解呈碱性的离子不能大量共存。 (3)Fe3+的特性 含有Fe3+的盐溶液遇到KSCN时变成血红色，含有Fe3+的盐溶液遇到酚类物质时变成紫色。 3．高铁酸盐的性质 Fe为+6价，具有强氧化性，在碱性溶液中较稳定，在酸性或中性溶液中快速产生O2：4Fe+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+3O2↑+8OH-，还原产物氢氧化铁胶体是一种新型绿色净水剂。 [典例]　某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。 (1)分别取一定量FeCl3、FeCl2固体，均配制成0.1 mol·L-1的溶液。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 mol·L-1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L-1 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： ①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是　　　　　(填离子符号)；实验①和③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)FeCl2溶液与氯水反应，Fe2+被氧化为Fe3+，Cl2被还原为Cl-，离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(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2I-+2Fe3+I2+2Fe2+。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2+的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3+，由此可说明该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，离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。Fe3+对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O+O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+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)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- (3)隔绝空气(或排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+　Fe3+　可逆反应 (5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3+的水解平衡正向移动 [全训题点考法] 题点(一)　亚铁盐的性质 1．(2025·浙江杭州模拟)绿矾具有广泛的用途，下列说法正确的是 (　 ) A．医疗上常用于治疗缺铁性贫血 B．工业常用作污水的处理剂，只是利用其还原性 C．高温分解只产生Fe2O3和SO3 D．可用K3[Fe(CN)6]溶液检验其是否变质 解析：选A　绿矾是硫酸亚铁晶体，医疗上常用于治疗缺铁性贫血，A正确；Fe2+具有还原性，同时Fe2+水解生成的Fe(OH)2易被氧化为Fe(OH)3，得到的Fe(OH)3胶体有较好的吸附作用，因此工业常用绿矾作污水的处理剂，B错误；绿矾高温分解产生Fe2O3、SO2、SO3和H2O，C错误；绿矾中Fe2+能与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀，不能检验其是否变质，D错误。 2．(2025·江苏苏州检测)室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4溶液的性质，下列实验方案能达到探究目的的是 (　 ) 选项 探究目的 实验方案 A Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况 B 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化 C Fe2+是否 水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化 解析：选D　向H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，若产生气泡也有可能是Fe3+的催化作用， A错误；探究溶液中是否含有Fe3+，应该向2 mL FeSO4溶液中直接滴加KSCN溶液，B错误；Fe2+发生水解反应使溶液显酸性，应向FeSO4溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；向FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明FeSO4有还原性， D正确。 题点(二)　铁盐的性质 3．为了验证Fe3+的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是 (　 ) A．只有④ B．只有③ C．③和④均错 D．全部错误 解析：选C　实验③中，Fe3+与CuSO4溶液不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④与Fe3+的性质无关。 4．(2025·江西鹰潭模拟)某学习小组探究FeCl3与Na2SO3之间的反应，设计了以下实验。下列说法错误的是 (　 ) A．Ⅱ中溶液颜色比Ⅰ中更深，是由于Fe3+水解程度增大 B．Ⅲ中有深蓝色沉淀生成，无法证明FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应 C．从Ⅱ到Ⅳ滴加的溶液可改为0.05 mol·L-1稀硫酸 D．Ⅴ中有大量白色沉淀生成，证明FeCl3能氧化Na2SO3 解析：选C　Na2SO3溶液呈碱性，能促使Fe3+水解程度增大，A正确；[Fe(CN)6]3-也具有氧化性，可以与Na2SO3发生氧化还原反应生成[Fe(CN)6]4-，与Fe3+反应同样可生成蓝色沉淀，无法证明是Fe3+被Na2SO3还原生成了Fe2+导致蓝色沉淀生成，B正确；若加入H2SO4，则会干扰下一步S的检验，C错误；Ⅴ中有大量白色沉淀生成， 证明Na2SO3中的S被Fe3+氧化生成S，D正确。 题点(三)　高铁酸盐的性质 5．K2FeO4是一种高效多功能的饮用水处理剂。 已知：①一种干法制备K2FeO4的反应为2FeSO4+6K2O22K2FeO4+2K2O+2K2SO4+O2↑； ②K2FeO4处理水时发生反应：4Fe+10H2O4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑。 下列说法错误的是 (　 ) A．干法制备K2FeO4的反应中，还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶3 B．干法制备K2FeO4的反应中，每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e-转移 C．K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在 D．K2FeO4处理水时，既能杀菌消毒，又能起絮凝作用除去水中悬浮杂质 解析：选A　干法制备K2FeO4的反应中，FeSO4中Fe元素化合价升高，FeSO4作还原剂，K2O2中O元素化合价有的升高有的降低，每6 mol K2O2参加反应，由原子守恒知，有1 mol K2O2作还原剂，有5 mol K2O2作氧化剂，所以还原剂与氧化剂的物质的量之比为(2+1) mol∶5 mol=3∶5，A错误；由上述分析知，每5 mol K2O2作氧化剂，转移10 mol e-，生成2 mol K2FeO4，所以每生成1 mol K2FeO4，有5 mol e-转移，B正确；由K2FeO4处理水时发生可逆反应，结合平衡移动原理知K2FeO4在强碱性溶液中能稳定存在，C正确；K2FeO4具有强氧化性，能使细菌、病毒的蛋白质变性，具有杀菌消毒作用，K2FeO4与水反应可产生Fe(OH)3胶体，能起絮凝作用除去水中悬浮杂质，D正确。 6．(2025·江苏南京检测)利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO和SiO2等)制备K2FeO4的工艺流程如图所示，下列说法不正确的是 (　 ) A．“酸浸”时，充入高压氧的目的是增大溶解氧的量，使Fe2+充分被氧化 B．浸渣的主要成分为硅酸，若酸浸时不进行过滤，将会导致K2FeO4产品纯度降低 C．“氧化”时，74.5 g氧化剂参与反应，转移电子2 mol D．根据流程可知K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4，洗涤K2FeO4固体时可选择KOH溶液 解析：选B　Fe2O3与FeO在酸浸条件下转化为Fe3+和Fe2+，SiO2不反应在滤渣中，Fe2+被氧气氧化为Fe3+，“酸浸”时，充入高压氧的目的是增大溶解氧的量，使Fe2+充分被氧化，加入NaOH将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀与NaOH和NaClO反应转化为Na2FeO4，Na2FeO4加入KOH转化为K2FeO4，据此回答。根据分析可知，“酸浸”时，充入高压氧的目的是增大溶解氧的量，使Fe2+充分被氧化，A正确；浸渣的主要成分为SiO2，SiO2不与硫酸反应，B错误；氧化时将Fe(OH)3氧化为Fe，离子方程式：2Fe(OH)3+4OH-+3ClO-2Fe+3Cl-+5H2O，当有74.5 g氧化剂NaClO(即1 mol)参与反应，Cl元素化合价从+1价降为-1价，转移2 mol电子，C正确；Na2FeO4加入KOH转化为K2FeO4，K2FeO4溶解度比Na2FeO4小，晶体更易析出，通过过滤得到K2FeO4固体，用KOH洗涤K2FeO4固体可以减少溶解损失，D正确。 深化提能力(二)　Fe2+和Fe3+的检验 1．用KSCN溶液和氯水检验 2．用NaOH溶液检验 3．含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验 混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3+ 混合溶液KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2+ (溶液中不含能被酸性KMnO4溶液氧化的其他离子) 4．Fe2+的特征检验方法 溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2+ K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓ [典例]　下列离子的检验方法合理的是 (　 ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中不含Fe2+ B．向某溶液中通入Cl2，然后再滴入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2+ C．向某溶液中加入NaOH溶液得红褐色沉淀，说明原溶液中含有Fe3+ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到沉淀颜色逐渐变为红褐色，说明原溶液中只含有Fe2+，不含Mg2+ [解析]　A项中只能说明含有Fe3+，不能说明不含Fe2+；B项原溶液中也可能只有Fe3+而没有Fe2+；D项中氧化后生成的红褐色沉淀Fe(OH)3也可能掩盖了生成的白色沉淀Mg(OH)2。 [答案]　C [易错提醒] (1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能在加入KSCN溶液后的混合溶液中再加入足量的新制氯水(新制氯水能氧化SCN-)。 (2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4，有干扰)。 [全训题点考法] 1．(2025·黑龙江双鸭山一模)下列由离子检验有关的实验得出的结论正确的是 (　 ) 选项 实验 结论 A 溶液X的焰色试验呈黄色 溶液X中一定有Na+，一定没有K+ B 取少量溶液Y于试管中，滴加H2O2溶液后，再滴加KSCN溶液，溶液变为红色 溶液Y中一定有Fe2+，一定没有Fe3+ C 取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀产生、无气体生成 溶液Z中一定有S，一定没有C D 取少量溶液W，加入少量淀粉，无明显现象，向其中加入新制氯水，溶液变蓝 溶液W中一定有I-，一定没有Fe3+ 解析：选D　观察钾的焰色试验颜色时，要透过蓝色钴玻璃，以滤去黄色的光，故溶液X的焰色试验呈黄色不能判断溶液中是否存在K+，A错误；取少量溶液Y于试管中，滴加H2O2溶液后，再滴加KSCN溶液，溶液变为红色，原溶液中也可能含有Fe3+，B错误；取少量溶液Z，向其中加入少量盐酸酸化的BaCl2溶液，有白色沉淀产生、无气体生成，不能说明溶液Z中一定含有S，也可能含Ag+，C错误；取少量溶液W，加入少量淀粉，无明显现象，加入新制氯水后，可使溶液变蓝，说明原溶液W中含有I-，不含有I2，I-与Fe3+可发生氧化还原反应生成I2，不能大量共存，D正确。 2．(2025·山东济南一模)X溶液中可能含有下列5种离子中的几种：Fe3+、Fe2+、N、Cl-、S，某同学为确定其中含有的离子，设计并完成以下实验(所加试剂均足量)。 下列说法正确的是 (　 ) A．X溶液中一定存在S，可能不存在Cl- B．X溶液中一定存在N、S，至少含有Fe3+、Fe2+中的一种 C．取少量X溶液，先加入适量氯水，再加少量KSCN溶液，若溶液呈红色，则含有Fe2+ D．X溶液中一定含有Cl-，且c(Cl-)<0.1 mol·L-1 解析：选B　加入过量的盐酸和BaCl2溶液得到沉淀Ⅰ，该沉淀应为BaSO4，原溶液中含有S，且100 mL溶液中n(S)==0.02 mol；X溶液中加入NaOH溶液加热可以生成使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，则该气体为NH3，原溶液中存在N，且100 mL溶液中n(N)==0.01 mol；得到的沉淀Ⅲ在空气中灼烧得到红棕色固体，则该红棕色固体为Fe2O3，n(Fe2O3)==0.01 mol，说明原溶液中含有Fe3+或Fe2+或二者都有，且n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.02 mol；综上所述已经确定100 mL溶液中有0.02 mol S、0.01 mol N，还有0.02 mol铁元素，正电荷总数大于S所带负电荷，所以根据电荷守恒，溶液中还一定存在Cl-，当铁元素为Fe2+，Cl-的物质的量为0.01 mol，当铁元素为Fe3+，Cl-的物质的量为0.03 mol，0.01 mol≤n(Cl-)≤0.03 mol。根据分析可知，X溶液中一定存在Cl-，故A错误；X溶液中一定存在N、S、Cl-，至少含有Fe3+、Fe2+中的一种，故B正确；溶液呈红色，有2种可能，一是原溶液中不含Fe3+，Fe2+被氯水氧化生成了Fe3+，另一种是原溶液中存在Fe3+，因此不能判断是否含有Fe2+，故C错误； 根据分析可知n(Cl-)至少为0.01 mol，最多为0.03 mol，溶液体积为100 mL，则0.1 mol·L-1≤c(Cl-) ≤0.3 mol·L-1，故D错误。 3．(2025·浙江温州一模)K3[Fe(CN)6](赤血盐)、K4[Fe(CN)6](黄血盐)常用作Fe2+、Fe3+的实验室检验试剂。一定条件下，可发生如下两个反应： ①2K3[Fe(CN)6]+2KI2K4[Fe(CN)6]+I2，固态混合，释放I2；②I2+2[Fe(CN)6]4-2I-+2[Fe(CN)6]3-，溶液混合，消耗I2。 下列有关说法不正确的是 (　 ) A．检验Fe2+：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色) B．K4[Fe(CN)6]含有离子键、极性键、配位键 C．[Fe(CN)6]3-氧化性强于I2 D．两个反应方向不一致，原因可能是溶液中CN-与Fe3+的配位能力强于Fe2+ 解析：选C　检验Fe2+：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓(蓝色)，故A正确；配合物K4[Fe(CN)6]含有离子键、极性键、配位键，故B正确；根据反应I2+2[Fe(CN)6]4-2I-+2[Fe(CN)6]3-可知，I2氧化性强于[Fe(CN)6]3-，故C错误；两个反应方向不一致，原因可能是溶液中CN-与Fe3+的配位能力强于Fe2+，[Fe(CN)6]3-更稳定，故D正确。 [课时跟踪检测] 1．铁及其化合物是中学化学中一类重要的物质。下列关于铁元素的叙述正确的是 (　 ) A．采用将FeCl3溶液直接蒸干的方法制备FeCl3固体 B．保存FeCl2溶液常加一些铁粉，其目的是抑制Fe2+水解 C．25 ℃时，pH=0的溶液中，Al3+、N、N、Fe2+可以大量共存 D．FeSO4溶液中加入H2O2溶液时，Fe2+表现还原性 解析：选D　加热能促进Fe3+的水解，且生成盐酸易挥发，将FeCl3溶液直接蒸干不能制备FeCl3固体，故A错误；Fe2+易被氧化为Fe3+，保存FeCl2溶液常加一些铁粉，其目的是防止Fe2+被氧化，故B错误；pH=0的溶液显酸性，H+、N、Fe2+发生氧化还原反应不能共存，故C错误；Fe2+可被H2O2氧化，发生反应：2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O，Fe2+表现还原性，故D正确。 2．向硫酸铁溶液中通入少量SO2气体，要证明该过程发生了氧化还原反应，加入下列试剂一定可行的是 (　 ) A．KSCN溶液、氯水 B．K3[Fe(CN)6] C．NaOH溶液 D．BaCl2溶液 解析：选B　向硫酸铁溶液中通入少量SO2气体，SO2能将Fe3+还原为Fe2+，可通过检验Fe2+来验证发生了氧化还原反应。向硫酸铁溶液中通入少量SO2气体，若有剩余的Fe3+，则先加入KSCN溶液，溶液会变红色，再加入氯水，溶液仍然为红色，不能证明Fe2+的存在，A不符合题意；含Fe2+的溶液与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀，能证明SO2与硫酸铁发生氧化还原反应，B符合题意；加入NaOH溶液，有Fe(OH)3红褐色沉淀生成，只能说明含有Fe3+，不能证明二者发生了反应，C不符合题意；加入BaCl2溶液，可产生BaSO4白色沉淀，由于原溶液也含有S，不能说明反应生成了S，不能证明二者发生了反应，D不符合题意。 3．(2025·浙江温州模拟)在溶液中能大量共存的离子组是 (　 ) A．Fe3+、SCN-、Cl-、Ca2+ B．Na+、S、Fe2+、I- C．Ag+、Na+、 K+、 S2- D．H+、Mn、Cl-、Mg2+ 解析：选B　Fe3+和SCN-可形成红色络合物，A不符合题意；Na+、S、Fe2+、I-相互不反应，可大量共存，B符合题意；Ag+和S2-可形成Ag2S沉淀，C不符合题意；Mn在酸性条件下可氧化Cl-，D不符合题意。 4．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁粉，反应完全后将固体滤出，下列说法正确的是 (　 ) A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+ B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含Cu2+和Fe3+ C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+，一定不含Cu2+ D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+ 解析：选D　氧化性：Fe3+>Cu2+>Fe2+，若加入铁粉后有固体剩余，Fe3+一定不存在；若剩余固体全部都是Cu，溶液中还可能有Cu2+，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是Cu和Fe，则溶液中不可能有Cu2+和Fe3+。 5．(2024·广西卷)某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究： Ⅰ．向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 Ⅱ．向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，再滴加2滴KSCN溶液。 下列说法正确的是 (　　) A．实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体，溶液颜色变浅 B．实验Ⅱ中溶液呈红色 C．KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] D．焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6] 解析：选C　实验Ⅰ中Fe2(SO4)3电离出Fe3+，Fe3+与SCN-发生反应：Fe3++3SCN-Fe(SCN)3，溶液显红色，加入少量K2SO4固体，平衡不移动，溶液颜色不变，A项错误；实验Ⅱ中K3[Fe(CN)6]电离出[Fe(CN)6]3-，不能与SCN-反应形成红色溶液，B项错误；Fe2(SO4)3与KSCN反应形成红色溶液，K3[Fe(CN)6]与KSCN反应不能形成红色溶液，故二者可以用KSCN鉴别，C项正确；K元素的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，Fe元素的焰色为无色，可以用焰色试验区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]，D项错误。 6．(2025·海南海口检测)已知：2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑；SO3熔点为16.8 ℃、沸点为44.8 ℃。用如图所示装置设计实验检验FeSO4分解产物，下列说法正确的是 (　 ) A．实验前应先检查装置的气密性 B．装置连接顺序是甲→丁→丙→乙 C．分解所得红棕色固体溶于KSCN溶液 D．丁中溴水褪色表明SO2有漂白性 解析：选A　装置甲为FeSO4受热分解装置，装置丙为SO3的冷却收集装置，用于验证SO3的生成，装置丁中盛有的溴水用于验证SO2的生成，装置乙中盛有的NaOH溶液用于吸收SO2，防止污染空气，则装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙。该实验有气体的生成和气体性质的验证，所以实验前应先检查装置的气密性，防止气体逸出导致实验失败，故A正确；由分析可知，实验装置的连接顺序为甲→丙→丁→乙，故B错误；FeSO4分解所得红棕色的Fe2O3不溶于KSCN溶液，故C错误；装置丁中溴水褪色表明SO2有还原性，故D错误。 7．某化学实验小组探究Fe2+和Fe3+性质时发现：向FeCl2和KSCN的混合溶液中滴加氯水时，溶液变成红色，但当氯水过量时，红色会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。 已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl3和KSCN的混合溶液；②持续缓慢滴入NaClO溶液至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH)2溶液变浑浊。根据实验现象推测，下列说法不正确的是 (　 ) A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀 B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO2 C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积 D．KSCN中氮元素和硫元素被氧化 解析：选B　NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3+在碱性条件下可能会产生红褐色沉淀，故A正确；NaClO有强氧化性，溶液中的SCN-可能直接被氧化为S，故B错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去，滴加NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红色变浅，都说明SCN-会被氧化剂氧化，-2价S被氧化成S，-3价N被氧化成N2，故S、N元素被氧化，故D正确。 8．[双选]用FeCl3、CuCl2的混合溶液可吸收工厂排放的H2S废气，从而减少空气污染并回收S，其过程如图所示(各步均进行完全)。下列叙述不正确的是 (　 ) A．吸收前后混合溶液中Fe3+、Cu2+浓度不变 B．在转化体系中化合价没有变化的元素只有Cu C．Fe3+和Cu2+是该反应的催化剂 D．反应①的离子方程式为H2S+Cu2+CuS↓+2H+ 解析：选AB　吸收剂吸收了H2S后生成了水，使Fe3+、Cu2+浓度降低，故A错误；根据流程图可知，H、Cl、Cu元素的化合价没有发生变化，故B错误；根据流程图可知，吸收H2S的总反应方程式：2H2S+O22H2O+2S↓，Fe3+和Cu2+是该反应的催化剂，故C正确；根据流程图可知，反应①的离子方程式为H2S+Cu2+CuS↓+2H+，故D正确。 9．(2025·吉林长春一模)摩尔盐是分析化学中重要的基准物质，其化学式可表示为(NH4)2Fe(SO4)2·xH2O。为测定其结晶水含量并进一步探究其在惰性气体氛围中的热分解反应过程，现取一定质量的摩尔盐晶体做热重分析，绘制出如图的热重曲线： 已知：①TG=×100%；②摩尔盐在580 ℃时完全分解、得到红棕色固体。下列说法错误的是 (　 ) A．可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验摩尔盐中的金属阳离子 B．x=6 C．摩尔盐在580 ℃下完全分解后的气体产物是N2、SO2、SO3、H2O D．摩尔盐可作为基准物质用于标定高锰酸钾是因为其性质稳定且摩尔质量大 解析：选C　摩尔盐中铁元素化合价为+2价，可用K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液检验Fe2+，A正确；摩尔盐在580 ℃下完全分解，得到的红棕色固体为Fe2O3，设(NH4)2Fe(SO4)2·xH2O为1 mol，则根据铁元素守恒可知，摩尔盐在580 ℃时完全分解，得到0.5 mol Fe2O3，Fe2O3的质量为80 g，由图可知，最终TG=100%-9.2%-9.2%-9.2%-52.0%=20.4%，则最初1 mol摩尔盐的质量为≈392 g，即摩尔盐的相对分子质量为392，故18×2+56+96×2+18x=392，解得x=6，B正确；若摩尔盐在580 ℃时完全分解得到N2、SO2、SO3、H2O和Fe2O3，Fe2O3中铁元素是+3价，SO2中硫元素是+4价，SO3中硫元素是+6价，N2中氮元素是0价，化合价有升高也有降低，但根据摩尔盐的化学式，化合价升高的总数不等于化合价降低的总数，C错误；摩尔盐较稳定，且摩尔质量大，配制标准液时误差小，更适合作标准液，Fe2+能够被酸性高锰酸钾溶液氧化，D正确。 10．(15分)碳酸亚铁(FeCO3)是菱铁矿的主要成分，可用作补血剂。实验室制备FeCO3的装置如图所示。 已知：FeCO3为白色难溶于水的固体，在潮湿的空气中易被氧化为Fe(OH)3。 (1)仪器a的名称为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，其目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；  一段时间后　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (填具体操作)，使FeSO4溶液进入仪器c中。(4分) (3)仪器d中的试剂为H2O，其作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)实验结束，将仪器c中的混合物过滤、洗涤、干燥，得到FeCO3粗品。 ①确认沉淀是否洗涤干净的操作及现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  ②若粗品未及时进行干燥处理，在空气中将部分变为红褐色，发生反应的化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。(2分)  (5)由于Na2CO3溶液碱性较强，制备过程中会产生杂质　　　　　(填化学式)。若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体，该反应的离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。(3分)  解析：实验开始时，打开K1、K3，关闭K2，将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气，防止Fe2+被氧化；一段时间后关闭K1、K3，打开K2，利用b中产生的H2把FeSO4溶液压入仪器c中和Na2CO3反应生成FeCO3，d中盛放H2O，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3。(4)①FeCO3中可能含有的杂质为Na2SO4，若最后一次洗涤液中不含S，说明沉淀洗涤干净。(5)由于Na2CO3溶液碱性较强，Fe2+与OH-反应生成难溶于水的Fe(OH)2，若用NH4HCO3代替Na2CO3，可制得更纯净的FeCO3，制备过程中产生无色气体CO2，该反应的离子方程式是2HC+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O。 答案：(1)恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗) (2)将稀硫酸滴入烧瓶与铁屑反应，利用生成的H2排出装置内原有空气　关闭K1、K3，打开K2 (3)液封，防止空气进入仪器c中氧化FeCO3 (4)①取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若不产生白色沉淀，则沉淀已洗净　 ②4FeCO3+O2+6H2O4Fe(OH)3+4CO2 (5)Fe(OH)2　 2HC+Fe2+FeCO3↓+CO2↑+H2O 11．(14分)Na2FeO4具有强氧化性，是一种新型的绿色非氯净水消毒剂，碱性条件下可以稳定存在，酸性条件下会自身分解生成Fe(OH)3。可用Fe(OH)3与NaClO在强碱性条件下制取，某实验小组利用如图所示实验装置，制取Na2FeO4，并验证其处理含CN-废水的能力。 Ⅰ．制取Na2FeO4 (1)仪器D的名称为　　　　　；洗气瓶B中盛有的试剂为　　　　　；实验开始，先打开分液漏斗　　　　　(填“A”或“C”)的活塞。(5分)  (2)写出大试管中发生反应的离子方程式： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (3)三颈烧瓶中的红褐色固体基本消失，得到紫色溶液时，停止通入Cl2。通入氯气的过程中三颈烧瓶中发生反应的离子方程式有：Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O、　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  Ⅱ．模拟并验证Na2FeO4处理含CN-废水的能力 (4)取一定量Na2FeO4加入试管中，向其中加入10 mL 0.2 mol·L-1的NaCN溶液，CN-被氧化为C和N2。充分反应后测得试管中仍有Na2FeO4剩余，过滤。向滤液中加入足量BaCl2溶液，生成白色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、干燥后称量，得白色沉淀0.354 6 g。 ①配制0.2 mol·L-1的NaCN溶液，需要的玻璃仪器有　　　　　　　(填字母)。(2分)  ②计算NaCN溶液中CN-的去除率为　　　　。(3分)  解析：(1)仪器D为球形干燥管；洗气瓶B中盛有的试剂是饱和食盐水，用来除去混合气体中的HCl；因为实验中需要保持碱性环境，因此先向Fe2(SO4)3溶液中加入NaOH溶液，然后再通入Cl2，所以先打开分液漏斗C的活塞。(4)①溶液配制需要胶头滴管、烧杯、50 mL容量瓶、玻璃棒。②n(BaCO3)= =0.001 8 mol，BaCO3~C~CN-，所以CN-的去除率为×100%=90%。 答案：(1)球形干燥管　饱和食盐水　C　 (2)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O (3)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O　(4)①ADEF　②90% 微课时突破3　综合深化解重难(铁的化合物的制备、转化与应用) 深化提能力(一)　Fe(OH)2的制备 [典例]　(2025·甘肃阶段考试)关于氢氧化亚铁的制备下列说法不正确的是 (　 ) A．装置①先加入稀硫酸，后加入氢氧化钠溶液 B．装置②先打开止水夹a，待氢气充满试管B后再关闭止水夹 C．装置③中的阳极反应为2Cl--2e-Cl2↑ D．装置④中的苯是为了隔绝氧气 [解析]　装置①先加入稀硫酸，发生反应：Fe+H2SO4FeSO4+H2↑，后加入氢氧化钠溶液，发生反应：FeSO4+2NaOHFe(OH)2 ↓+Na2SO4，故A正确；装置②先打开止水夹a，产生的H2将空气排出，待氢气充满试管B后再关闭止水夹，产生的H2将反应混合液压入NaOH溶液中，生成Fe(OH)2沉淀，故B正确；装置③中的阳极反应为Fe-2e-Fe2+，故C错误；苯的密度小，浮在水溶液之上，装置④中的苯能将溶液与氧气隔绝，滴加NaOH溶液生成Fe(OH)2沉淀，故D正确。 [答案]　C [归纳总结] Fe(OH)2制备的三种思维方法 (1)有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。 (2)还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。 (3)电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖一层苯(或煤油)，如图3所示。 总之，Fe(OH)2制备的关键：①溶液中不含Fe3+和O2等氧化性物质；②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭隔绝空气的体系中。 [全训题点考法] 1．实验室可以用如图所示装置制备氢氧化亚铁，下列说法错误的是 (　 ) A．实验前应把稀硫酸和氢氧化钠溶液均煮沸处理 B．实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开 C．一段时间后，关闭弹簧夹C和D，在B中生成白色絮状沉淀 D．实验结束后，关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁 解析：选C　氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，所以制备氢氧化亚铁时应将稀硫酸和氢氧化钠溶液预先煮沸，使溶解的空气逸出，故A正确；氢氧化亚铁具有强还原性，易被空气中的氧气氧化为氢氧化铁，故实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，A中反应产生氢气，排出空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气增大装置A中压强，把硫酸亚铁溶液压入装置B中的氢氧化钠溶液中，反应生成氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，防止Fe(OH)2被氧化，故实验结束后，关闭弹簧夹D，可以长时间保存氢氧化亚铁，故D正确。 2．(2025·广东佛山一模)一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是 (　 ) A．配制FeSO4溶液时需加入硫酸 B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液 C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽 D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气 解析：选D　实验时先注入稀硫酸，Na2CO3和稀硫酸反应放出CO2，当烧杯内紫色石蕊试液变红时，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成Fe(OH)2。FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入硫酸，故A正确；实验时先注入稀硫酸，当CO2排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成Fe(OH)2，故B正确；烧杯内紫色石蕊试液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；氢气的密度比空气小，用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。 3．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。 实验步骤如下： Ⅰ．检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。 Ⅱ．待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。 Ⅲ．关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中气体通入装置B中并观察现象。 (1)仪器a的名称是　　　　，B中长玻璃管的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)装置A中金属离子的检验方法是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)步骤 Ⅲ 装置B中的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，其发生反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管的作用是辅助排出装置B中的空气，平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。 答案：(1)恒压滴液漏斗　平衡气压，辅助排出装置B中的空气　 (2)取少量装置A烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无明显变化，再滴加H2O2溶液，溶液变为红色，则证明存在Fe2+　(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色　4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 深化提能力(二)　铁及其化合物的转化与应用 1．铁及其化合物的“价—类”二维转化 从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。 (1)横向变化体现了同价态、不同物质类别(氧化物、碱、盐)之间的转化。 ①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H+)转化为盐； ②Fe2+、Fe3+与碱(OH-)反应生成对应的碱； ③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。 (2)纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 (3)斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。 2．用离子方程式实现Fe3+与Fe2+的相互转化 Fe2+Fe3+ ①2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-； ②3Fe2++N+4H+3Fe3++NO↑+2H2O； ③2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O； ④5Fe2++Mn+8H+5Fe3++Mn2++4H2O； ⑤2Fe3++Fe3Fe2+； ⑥2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+； ⑦2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+。 [典例]　(2025·广东江门一模)部分含Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (　 ) A．可存在f→d→e的转化 B．高温下a与H2O反应制备c C．KSCN溶液可用于鉴别f和g D．a在g溶液中反应生成f [解析]　图中物质含Fe元素，通过化合价和物质类别可得出a为Fe单质，b为FeO，c为Fe2O3，d为Fe(OH)2，e为Fe(OH)3，f为亚铁盐， g为铁盐，据此作答。亚铁盐可以加入NaOH转化为Fe(OH)2，Fe(OH)2可以在氧气的作用下转化为Fe(OH)3，A不符合题意；高温下Fe单质与H2O反应得到的是Fe3O4，不是Fe2O3，B符合题意；KSCN溶液与Fe3+反应使溶液变为血红色，可用于鉴别Fe2+和Fe3+，C不符合题意；Fe单质在铁盐溶液中反应生成亚铁盐，化学方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+，D不符合题意。 [答案]　B [全训题点考法] 题点(一)　铁及其化合物的转化 1．(2025·江苏泰州一模)铁及其化合物的转化具有重要应用。在指定条件下，下列物质间转化能实现的是 (　 ) A．Fe2O3FeCl3(aq)FeCl3(s) B．FeFeI2FeCl3 C．FeS2Fe2O3Fe(OH)3 D．FeFeCl2(aq)FeCl3(aq) 解析：选B　Fe2O3溶于稀盐酸生成FeCl3和水，FeCl3为挥发性酸的弱碱盐，蒸发时会发生水解，转化为Fe(OH)3沉淀，A错误；I2具有弱氧化性，只能将Fe氧化为FeI2，FeI2电离产生的Fe2+和I-都能被Cl2氧化，从而生成FeCl3和I2，B正确；FeS2在高温条件下能被O2氧化，生成Fe2O3和SO2，但Fe2O3难溶于水，与水不能发生反应，C错误；Fe溶于稀盐酸生成FeCl2和H2，SO2具有弱氧化性，不能将Fe2+氧化为Fe3+，D错误。 2．如图为铁元素的价类二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法不正确的是 (　 ) A．高温下铁与水蒸气反应不能实现上述转化① B．FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热迅速发生转化②生成红棕色粉末 C．加热Fe(OH)3发生转化⑥，Fe(OH)3加水不溶解，不可实现转化③ D．由图可预测：高铁酸盐(Fe)具有强氧化性，可用于消毒，Fe与水反应最终可生成Fe(OH)3 胶体，从而吸附水中的悬浮物，故高铁酸盐可作净水剂 解析：选B　高温下铁与水蒸气反应生成Fe3O4和H2，故A正确；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化生成Fe3O4，不能发生转化②，故B错误；加热Fe(OH)3发生分解反应生成Fe2O3，Fe(OH)3不溶于水，加水不溶解，不可实现转化③，故C正确；高铁酸盐中铁为+6价，具有强氧化性，可用于消毒，Fe作氧化剂时生成的还原产物为Fe3+，Fe3+发生水解最终生成Fe(OH)3胶体，Fe(OH)3胶体具有吸附性，故D正确。 题点(二)　涉及铁元素的微型化工流程 3．(2025·河北石家庄模拟)以黄铁矿煅烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3，少量SiO2和Al2O3，还含有不与酸碱反应的杂质)为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下： 下列说法错误的是 (　 ) A．“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3 B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3+ C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解 D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干 解析：选D　加入适量NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，Fe2O3不反应，过滤为滤渣，加入稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入还原剂试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，经一系列操作得到FeSO4·7H2O。加入适量NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3能溶于水，故A正确；稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入还原剂试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，铁粉作用是还原溶液中的Fe3+，故B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，Fe2+能发生水解反应生成Fe(OH)2，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解，故C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷析，过滤，洗涤，干燥，故D错误。 4．(2025·河北保定检测)氧化铁黄[FeO(OH)]是一种黄色颜料，具有非常好的耐光性和耐碱性，制备FeO(OH)的工艺流程如图。下列说法错误的是 (　 ) A．FeO(OH)中铁的化合价为+3 B．“氧化”时的离子方程式为4Fe2++O2+6H2O+8NH34FeO(OH)↓+8N C．过滤需要使用的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、漏斗 D．可以用硝酸银试剂检验沉淀是否洗涤干净 解析：选D　FeO(OH)中氧为-2价，氢为+1价，则铁的化合价为+3，A正确；“氧化”时通入氨气和空气，空气中的氧气为氧化剂，生成FeO(OH)，离子方程式为4Fe2++O2+6H2O+8NH34FeO(OH)↓+8N，B正确；过滤操作需要使用的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯、漏斗，C正确；FeO(OH)表面附着有S，应取最后一次洗涤液于另一支试管中，滴加稀盐酸酸化的BaCl2溶液，若不产生沉淀，则沉淀已洗涤干净，D错误。 [课时跟踪检测] 1．铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是 (　 ) A．Fe有导电性，可用于湿法炼铜 B．FeCl3有氧化性，可用于净水 C．Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料 D．K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒 解析：选C　铁可用于湿法炼铜是因为铁的还原性大于铜，与Fe有导电性无关，A不符合题意；FeCl3可用于净水，是因为Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体能吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，B不符合题意；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，C符合题意；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，D不符合题意。 2．某化学实验小组设计如下实验探究Zn与溶液中Fe3+发生反应的原理： 实验 试剂 现象 Ⅰ 2 mL 0.1 mol· L-1FeCl3溶液、过量锌粉 黄色溶液很快变浅，接着有无色气泡产生，固体中未检出铁单质 Ⅱ 2 mL 1 mol· L-1FeCl3溶液(pH≈0.70)、过量锌粉 很快有大量气体产生，出现红褐色浑浊，30 min左右产生红褐色沉淀，溶液颜色变浅，产生少量铁单质 下列说法错误的是 (　 ) A．实验Ⅰ说明Fe3+被还原为Fe2+ B．可用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2+ C．实验Ⅱ发生了置换反应和复分解反应 D．实验说明Fe3+、H+与Zn的反应与离子浓度有关 解析：选B　实验Ⅰ黄色溶液很快变浅，固体中未检出铁单质，说明Fe3+被还原为Fe2+，A正确。FeCl3溶液中的Cl-也能被酸性高锰酸钾溶液氧化，干扰Fe2+的检验，故不能用酸性高锰酸钾溶液检验实验Ⅰ得到的溶液中含有Fe2+，B错误。实验ⅡFeCl3溶液中加入过量锌粉，很快有大量气体产生，是FeCl3溶液水解产生的盐酸与锌粉反应产生ZnCl2和氢气，反应为置换反应；出现红褐色浑浊，是FeCl3水解生成Fe(OH)3，属于复分解反应；产生少量铁单质，是锌置换出铁，属于置换反应，C正确。根据题述实验可知，实验开始时Fe3+浓度较大，先与锌发生氧化还原反应生成ZnCl2和FeCl2，当Fe3+浓度较低，H+浓度较大时，H+与锌反应生成锌盐和氢气，故实验说明Fe3+、H+与Zn的反应与离子浓度有关，D正确。 3．(2025·福建泉州检测)下列离子方程式书写正确的是 (　 ) A．向FeI2溶液中加入少量氯水：2Fe2++Cl22Fe3++2Cl- B．FeO固体中加入少量稀硝酸：FeO+2H+Fe2++H2O C．Fe3O4和稀盐酸反应：Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O D．向FeCl3溶液中滴入过量氨水，产生红褐色沉淀：Fe3++3OH-Fe(OH)3↓ 解析：选C　由于还原性：Fe2+<I-，向FeI2溶液中加入少量氯水，I-先被氧化为I2，离子方程式为2I-+Cl2I2+2Cl-，A错误；FeO与少量稀硝酸发生氧化还原反应生成硝酸铁、一氧化氮和水，反应的离子方程式为3FeO+10H++N3Fe3++NO↑+5H2O，B错误；Fe3O4和稀盐酸反应生成Fe2+、Fe3+和H2O，离子方程式为Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O，C正确；一水合氨是弱电解质，向FeCl3溶液中滴入过量氨水，产生红褐色沉淀：Fe3++3NH3·H2OFe(OH)3↓+3N，D错误。 4．(2025·山东阶段考试)若用如图所示实验装置可制得白色纯净的氢氧化亚铁沉淀，两极材料分别为石墨和铁。下列关于该实验的说法正确的是 (　 ) A．a电极材料为石墨，b电极材料为铁 B．a电极为负极，其反应式为Fe-3e-Fe3+ C．若白色沉淀在电极周围生成，则d可能是氯化钠溶液 D．液体c可能为苯，其作用是隔绝空气，防止白色沉淀被氧化 解析：选D　Fe(OH)2是借助反应Fe2++2OH-Fe(OH)2↓生成的，则a为阳极，失电子，电极材料为Fe，发生的电极反应为Fe-2e-Fe2+，b为阴极，电极材料为石墨，故A、B错误；若电解液d是NaCl溶液，阳极生成Fe2+，阴极生成OH-，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，则白色沉淀在两电极之间的溶液中生成，故C错误；苯的密度比水的小，不溶于水，可隔绝空气，防止氢氧化亚铁被氧化，故D正确。 5．(2025·湖南邵阳检测)某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是 (　 ) A．仪器1中应该盛放稀硫酸 B．本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，先关闭开关B，再打开开关A就可观察到氢氧化亚铁的颜色 C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀 D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态 解析：选C　此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1中，A正确；打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，然后关闭B，打开A，装置2中气体压强增大，把产生的FeSO4压入到装置3中，一段时间后，生成Fe(OH)2白色沉淀，B正确，C错误；本实验利用反应生成氢气排净装置中的空气，使装置处于还原氛围，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。 6．(2025·广东江门一模)实验室用NaHCO3和FeSO4溶液制备碳酸亚铁的装置如图所示(夹持装置已省略)，三颈烧瓶中产生白色沉淀及无色气体。下列说法不正确的是 (　 ) A．装置甲产生CO2可排除装置中的空气 B．装置乙中盛装的试剂为饱和Na2CO3溶液 C．装置丙中发生反应的离子方程式：Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O D．反应结束后，将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁 解析：选B　装置甲产生的CO2可排除装置中的空气，防止FeCO3被氧化，A正确；CO2中混有的HCl气体经过饱和NaHCO3溶液除去，B错误；丙中HC与Fe2+反应生成FeCO3同时生成CO2、水，化学方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O，C正确；丙中碳酸亚铁为沉淀，故反应后将丙中反应液静置、过滤、洗涤、干燥，可得到碳酸亚铁，D正确。 7．[双选]铁及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是 (　 ) A．工业制硫酸涉及的物质转化：FeS2SO3H2SO4 B．实验室制溴苯涉及的物质转化：FeFeBr3，C6H6C6H5Br C．利用高温水蒸气处理铁器的化学方程式：3Fe+4H2O Fe3O4+4H2 D．利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式：Fe+2Ag+Fe2++2Ag 解析：选BC　FeS2高温下与氧气反应生成SO2， 不能一步生成SO3，转化错误，故 A错误；利用铁粉从AgCl中获取Ag的离子方程式为Fe+2AgClFe2++2Ag+2Cl-，故D错误。 8．(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 (　 ) A．若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应 B．在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区 解析：选B　若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg+2HClMgCl2+H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg+Cl2MgCl2，该反应属于化合反应，综上a→f的反应不一定是化合反应，故A错误；e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，故B正确；由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，故C错误；假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区；假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，故D错误。 9．(2025·江西南昌模拟)用铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备超顺磁性纳米Fe3O4(平均直径为25 nm)的流程图如下(所加试剂均过量，部分步骤已省略)，下列叙述正确的是 (　 ) A．滤液B的溶质主要为氯化铁 B．步骤②中发生的反应均为置换反应 C．为防止在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，步骤④反应完成后剩余的H2O2需加热除去 D．将步骤⑤得到的纳米Fe3O4均匀分散在水中时，不能产生丁达尔效应 解析：选C　铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)与稀盐酸反应得到的滤液A，溶质为氯化铁、氯化亚铁、过量的盐酸；加入铁粉还原铁离子发生反应：2Fe3++Fe3Fe2+，过量的盐酸和Fe反应：2HCl+FeFeCl2+H2↑，过滤过量的铁，滤液B的溶质主要为氯化亚铁；加入NaOH溶液，生成Fe(OH)2；向浊液C中加入H2O2溶液，反应完成后需除去剩余的H2O2，再与氯化亚铁混合，经一系列操作后得到产品Fe3O4。滤液B的溶质主要为氯化亚铁，A错误；加入铁粉还原铁离子的反应为2Fe3++Fe3Fe2+，不是置换反应，铁单质与过量盐酸的反应属于置换反应，B错误；为防止H2O2在步骤⑤中继续氧化亚铁离子，需除去剩余H2O2，C正确；超顺磁性纳米Fe3O4平均直径为25 nm，其均匀分散在水中后得到胶体，能产生丁达尔效应，D错误。 10．(16分)(2025·天津第四中学模拟)硫酸亚铁是重要的化工原料。 Ⅰ．(1)由FeSO4溶液制备硫酸亚铁晶体的方法是　　　　 　　　　。检验晶体中FeSO4是否完全变质，将晶体溶于水，加　　　　 　(填试剂)。(2分)  (2)FeSO4溶液与过量的NH4HCO3溶液混合，可以得到含FeCO3的浊液，离子方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  Ⅱ．氧化铁黄[FeO(OH)]是一种黄色颜料，具有非常好的耐光性和耐碱性，是氧化铁的一水合物。以FeSO4·7H2O为原料制备FeO(OH)的流程如下： (3)若在实验室完成上述制备，不需要使用的仪器是　　　　 　。(2分)  (4)“氧化”时，溶液pH变化记录如图所示。 ①0~t1时段，pH快速下降的原因是反应生成了FeO(OH)和H2SO4，该反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  ②t1~t2时段，经历的反应为12Fe2++3O2+2H2O4FeO(OH)↓+8Fe3+，该过程pH继续平缓下降的原因可能是　　　　 　。(2分)  (5)氧化铁黄[FeO(OH)]纯度可以通过产品的耗酸量确定，如图所示。 已知：Fe3++3C2[Fe(C2O4)3]3-，[Fe(C2O4)3]3-不与稀碱液反应。 ①在溶液c中滴加NaOH标准溶液，使用的指示剂为　　　　 　。(2分)  ②若实验时加入了n1mol H2SO4，消耗n2mol NaOH，设氧化铁黄的摩尔质量为M g·mol-1，则氧化铁黄样品纯度为　　　　 　(用含w、n1、n2、M的代数式表示)。(2分)  ③测定时，若滴入Na2C2O4不足量，会使实验结果　　　　 　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2分)  解析：(1)Fe2+容易被氧化，所以由FeSO4溶液制备硫酸亚铁晶体必须隔绝空气；检验晶体中FeSO4是否完全变质，即检验是否还有Fe2+，方法是将晶体溶于水，加入K3[Fe(CN)6]溶液，观察溶液是否产生蓝色沉淀。(3)上述实验室制备过程需要过滤、洗涤、干燥，所以不需要用到的是蒸发皿。(4)②t1~t2时段，经历的反应为12Fe2++3O2+2H2O4FeO(OH)↓+8Fe3+，由于反应生成Fe3+，该过程pH继续平缓下降的原因可能是反应生成的Fe3+水解缓慢产生H+。(5)①在溶液c中滴加NaOH标准溶液时发生酸碱中和反应，所以使用的指示剂为酚酞溶液。②由已知信息，结合关系式H+~OH-可得，过量的H+物质的量为n2 mol，氧化铁黄消耗的n(H+)=(2n1-n2)mol，结合反应：FeO(OH)+3H+Fe3++2H2O可得n[FeO(OH)]=mol，故氧化铁黄样品纯度为×100%=×100%。③测定时，若滴入Na2C2O4不足量，会导致Fe3+与NaOH反应生成Fe(OH)3，使消耗的NaOH偏多，n2偏大，使结果偏小。 答案：(1)在隔绝空气的条件下蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥　K3[Fe(CN)6]溶液 (2)Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O (3)D (4)①4FeSO4+O2+6H2O4FeO(OH)↓+4H2SO4　②反应生成的Fe3+水解缓慢产生H+ (5)①酚酞溶液　②×100% ③偏小 大主题整合(三)　常见的金属材料(3课时教学) 课标要求 1．能列举、描述、辨识铜、铝及其化合物的主要性质及应用。 2．知道合金的组成及其主要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。 3．结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质，实现物质的转化。 微课时突破1　基础知识一课过(零散知识系统化，为深化学习奠基) 基础逐点清(一)　铜及其化合物 [系统知识] (一)铜的主要性质　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  1．(1)生成铜绿的化学方程式： 2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3； (2)Cu与S反应的化学方程式：2Cu+SCu2S。 2．与氧化性酸反应 (1)与浓硫酸共热的化学方程式： Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O； (2)与稀硝酸反应的离子方程式： 3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O； (3)与浓硝酸反应的离子方程式： Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O。 3．与某些盐溶液反应 (1)与硝酸银溶液反应的离子方程式： Cu+2Ag+2Ag+Cu2+； (2)与FeCl3溶液反应的离子方程式： Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+。 [注意]　Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。 (二)铜的重要化合物的转化与性质 　　　　　　 　Cu2OCu(OH)2 1．氧化物 CuO 黑色难溶于水的固体，与酸反应，可以用H2、CO、Al还原出Cu Cu2O ①红色难溶于水的固体； ②与酸反应(H+)：Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O； ③Cu2O遇到HNO3发生氧化反应生成Cu2+； ④与H2反应：Cu2O+H22Cu+H2O； ⑤CuO加强热的反应：4CuO2Cu2O+O2↑ 2．氢氧化铜 [注意]　反应CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸，但不能说明酸性：H2S>H2SO4。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2 (×) (2)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀 (√) (3)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 (×) (4)常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 (×) (5)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成 (×) (6)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率 (√) (7)加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥，可除去Cu粉中混有的CuO (×) (8)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 (×) 2．(2023·浙江1月选考)硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是 (　 ) A．Cu元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质 C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性 解析：选A　Cu为29号元素，位于ⅠB族，属于ds区元素，故A错误；硫酸铜属于盐类，在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故B正确；硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解使溶液呈酸性，故C正确；铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，故D正确。 3．(2025·广东汕头模拟)为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题，某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置(试管底部有孔隙)。下列说法错误的是 (　 ) A．装置内发生的化学反应方程式为3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B C．该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止 D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A 解析：选B　装置内铜与稀硝酸反应，即3Cu+8HNO33Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，故A正确；实验开始时先拉注射器A活塞，其目的是除去反应前试管内的空气，故B错误；该实验装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止，故C正确；实验停止后，提拉粗铜丝，使粗铜丝下端靠近软胶塞，再打开止水夹，缓慢拉注射器A活塞，可观察到试管内的无色气体被吸入注射器A内，试管内稀硝酸液面逐渐上升，注射器B活塞缓慢向内移动，如不提拉铜丝会继续反应，故D正确。 4．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如图。下列说法错误的是 (　 ) A．“加热”步骤可选用水浴加热 B．“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收 C．“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3 D．可用盐酸和BaCl2溶液检验“滤液”中是否有C 解析：选B　废铜屑与稀HNO3反应，产生的气体为NO；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含Cu(NO3)2和HNO3，加入Na2CO3溶液加热，生成NaNO3和铜盐，再加NaOH溶液调节适当pH值，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。加热的温度为70 ℃，可选用水浴加热，A正确；酸浸产生的气体为NO，与NaOH溶液不反应，不能用NaOH 溶液吸收，B错误；由分析可知，“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3等，C正确；C的检验是先加BaCl2溶液，产生白色沉淀，再往白色沉淀中加入盐酸，沉淀完全溶解，且产生无色无味气体，D正确。 基础逐点清(二)　金属材料 [系统知识] (一)合金 1．概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 2．特性 (1)具有许多优良的物理、化学或机械性能。 (2)熔点：一般比它的各成分金属的低。 (3)硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 [注意]　①常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。②合金的物理性质相对于各成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。③熔、沸点温度范围完全没有重叠的金属不能形成合金，即一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起，如Cu与Na、Fe与Na等不能形成合金。 (二)常见金属材料 1．分类 2．常见合金材料 (1)铁合金：属于黑色金属材料，是当今用量最大、用途最广泛的合金。 (2)铜合金：包括青铜(主要含Cu、Sn、Pb等，我国使用最早)、黄铜(主要含Cu、Zn等，外观似黄金)、白铜(主要含Cu、Ni、Zn等)。 (3)铝合金：如硬铝。它的密度小，强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 (4)新型合金：新型储氢材料Ti-Fe合金和La-Ni合金。钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 [基点查清] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·广东卷)机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金 (√) (2)(2024·河北卷)青铜铺首主要成分是铜锡合金 (√) (3)(2024·河北卷)Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸，Mg(OH)2只溶于盐酸，Al(OH)3都能溶，说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强 (√) (4)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 (√) (5)(2023·重庆卷)Mg分别与空气和氧气反应，生成的产物相同 (×) (6)镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件 (√) 2．(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是 (　 ) A．洛阳纸贵 B．聚沙成塔 C．金戈铁马 D．甘之若饴 解析：选C　纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是二氧化硅，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。 3．[双选](2025·山东济南一模)镧镍合金是一种具有实用价值的新型储氢合金材料。下列说法不正确的是 (　 ) A．镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物 B．镍属于过渡元素，位于元素周期表ds区 C．氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点 D．合金的熔点一定比各成分金属的熔点低 解析：选BD　镧镍合金能大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物，金属氢化物稍稍加热又容易分解，所以可用作储氢材料，A正确；镍是28号元素，属于过渡元素，位于元素周期表d区，B错误；氢能是理想能源，具有来源广、热值高、无污染等优点，C正确；合金的熔点一般比各成分金属的熔点低，但不是一定低，比如汞合金的熔点比汞高，D错误。 4．(苏教版教材习题)考古出土的吴王夫差剑为春秋末期制造的青铜剑，历经2 500余年，剑的表面虽有一层蓝色薄锈，但仍寒光逼人，剑刃锋利。查阅资料回答下列问题。 (1)青铜是一种金属材料，该合金的主要成分是　　　　　(填元素符号)。   (2)从上述信息可以看出，青铜具有的性质有　　　　(填字母)。   A．强度高 B．可塑性好 C．耐腐蚀 D．易加工 (3)青铜剑表面的蓝色薄锈，其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，这层蓝色薄锈形成的可能原因是什么? 答案：(1)Cu、Sn　(2)AC　(3)这种锈蚀是由于铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应形成的，反应方程式为2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3 基础逐点清(三)　金属矿物的开发利用 [系统知识] 1．金属在自然界中的存在形式 2．金属冶炼的实质 金属冶炼的过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即Mn++ne-M。 3．金属冶炼的方法(完成有关化学方程式) 金属活动性与冶炼方法的关系： |电解法|热还原法|热分解法|其他方法| 电 解 法 Na 2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ Mg MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ Al 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ 热还 原法 高炉炼铁 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 铝热反应制铁 2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe 焦炭还原铜 C+2CuO2Cu+CO2↑ 热分 解法 Hg 2HgO2Hg+O2↑ Ag 2Ag2O4Ag+O2↑ [注意]　①冶炼Mg时只能电解MgCl2，不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。②冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 [基点查清] 　　　　　　　　　　　　　　　　 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)(2024·浙江6月选考)部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到 (√) (2)(2024·江苏卷)金属Mg制备：Mg(OH)2MgCl2溶液Mg (×) (3)(2023·辽宁卷)工业冶炼镁：2MgO(熔融)2Mg+O2↑ (×) (4)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜 (√) (5)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料 (√) 2．(2025·湖南长沙模拟)将含氧化铜的矿石与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于 (　 ) A．电解冶炼法 B．热还原法 C．热分解法 D．物理分离法 解析：选B　冶炼金属铜的反应为氧化铜与焦炭在高温条件反应生成铜和二氧化碳，该冶炼方法属于热还原法，故选B。 3．(2025·辽宁葫芦岛一模)下列有关金属的工业制法中，正确的是 (　 ) A．制铜：火法炼铜，即将黄铜矿CuFeS2受热分解以获得铜单质 B．制铁：以铁矿石、焦炭、石灰石为原料，CO还原得铁 C．制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得镁 D．制铝：从铝土矿制得氯化铝固体，再电解熔融的氯化铝得到铝 解析：选B　黄铜矿(CuFeS2)中Fe的化合价为+2价，工业上用黄铜矿冶炼铜的反应：8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2，该反应不是分解反应，故A错误；工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正确；工业上以海水为原料，经过一系列过程获得无水氯化镁，工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故C错误；因为氯化铝是共价化合物，熔融状态下氯化铝不电离，也不导电，工业制铝是电解熔融的氧化铝：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑，故D错误。 大概念知识体系构建 [课时跟踪检测] 1．(2025·广东东莞一模)博物馆珍藏着很多文物。下列文物主要由合金材料制成的是 (　 ) 解析：选A　西周兽面纹青铜盉的材料为青铜，青铜属于合金，A符合题意；东汉陶船模型的材料为陶瓷，由硅酸盐制成，B不符合题意；端石千金猴王砚的材料为硅酸盐等无机非金属材料，C不符合题意；西汉素纱禅衣主要成分为蛋白质，属于天然有机高分子材料，D不符合题意。 2．(2025·河北邯郸一模)中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是 (　 ) A．铜在空气中主要发生析氢腐蚀 B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3 C．用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器 D．青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀 解析：选B　铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，故B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，故C错误；铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误。 3．(2025·河北张家口模拟)《天工开物》中记载了提炼金银的过程：“欲去银存金，则将其金打成薄片，剪碎，每块以土泥裹涂，入坩埚中硼砂熔化，其银即吸入土内，让金流出，以成足色。”下列说法错误的是 (　 ) A．金的密度比银大 B．薄片的成分为金银合金 C．金银的延展性较好 D．硼砂的作用是使银被氧化 解析：选D　金单质的密度比银单质的密度大，A正确；欲去银存金，则将其金打成薄片，说明薄片中含有金银，为金银合金，B正确；“打成薄片”反映了金属良好的延展性，C正确；硼砂的作用是帮助熔化，不和银发生化学反应，D错误。 4．金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是 (　 ) A．用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B．用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti：2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2 C．用Al作还原剂冶炼金属V：3V2O5+10Al6V+5Al2O3 D．用H2作还原剂冶炼金属Ag：Ag2O+H22Ag+H2O 解析：选D　电解熔融氯化钠制取金属钠，反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑，故A正确；Na、Mg的活泼性大于Ti，可用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti，反应的化学方程式是2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2，故B正确；Al的还原性大于V，用Al作还原剂可以冶炼金属V，反应的化学方程式是3V2O5+10Al6V+5Al2O3，故C正确；银是不活泼金属，一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag，故D错误。 5．(2025·北京西城区检测)铜与浓硫酸反应的装置如图，下列说法不正确的是 (　 ) A．反应一段时间后，品红溶液褪色，说明有SO2生成 B．在该反应中，浓硫酸只表现出酸性 C．石蕊溶液变红说明SO2与水发生了反应 D．为确认CuSO4生成，试管①冷却后，将其中的物质缓慢倒入水中，观察颜色 解析：选B　反应一段时间后，品红溶液褪色，说明铜与浓硫酸共热反应生成具有漂白性的SO2使品红溶液褪色，故A正确；铜与浓硫酸共热生成CuSO4、SO2和水，反应中硫元素化合价部分降低被还原，浓硫酸在反应中表现酸性和强氧化性，故B错误；实验中石蕊溶液变红说明SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3电离出的H+使石蕊溶液变红，故C正确；为确认CuSO4的生成，防止水加入浓硫酸中产生暴沸，应待试管①冷却后，将其中的物质缓慢倒入水中，观察溶液颜色是否为淡蓝色，故D正确。 6．(2025·安徽安庆模拟)铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2](强酸)。 上述过程涉及的离子方程式，不正确的是 (　 ) A．Cu2S与浓硝酸反应：Cu2S+6H++2N2Cu2++2NO2↑+H2S↑+2H2O B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O C．Cu在O2存在下与氨水反应：2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O D．CuCl溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-[CuCl2]- 解析：选A　浓硝酸具有强氧化性，Cu2S与浓硝酸反应时，S元素被氧化为H2SO4，Cu元素被氧化为Cu(NO3)2，浓硝酸被还原为NO2气体，同时反应产生H2O，该反应的离子方程式为Cu2S+12H++10N2Cu2++10NO2↑+S+6H2O，A错误；Cu2O在酸性条件下发生歧化反应，生成Cu、Cu2+、H2O，该反应的离子方程式为Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O，B正确；Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，该反应的离子方程式为2Cu+O2+8NH3·H2O2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正确；CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成强酸H[CuCl2]，则该反应的离子方程式为CuCl+Cl-[CuCl2]-，D正确。 7．(2025·甘肃兰州检测)通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}为原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是 (　 ) A．“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2 B．“还原”时离子方程式为S+Cu2++Cl-+H2OCuCl↓+S+2H+ C．“过滤”“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行 D．可循环利用的物质为H2SO4 解析：选B　碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}加足量NaOH将铜转化为Cu(OH)2沉淀，过滤后将Cu(OH)2溶于稀H2SO4，得到CuSO4溶液，再加入Na2SO3、NaCl还原成CuCl，过滤、洗涤得到CuCl。由上述分析可知“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2，故A正确；“还原”时离子方程式为S+2Cu2++2Cl-+H2O2CuCl↓+S+2H+，故B错误；CuCl易被氧化，因此“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行，以防止其氧化，故C正确；由B项中反应可知还原过程中生成H2SO4，可在酸溶时循环利用，故D正确。 8．(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案，下列说法正确的是 (　 ) AgCl[Ag(NH3)2]+ A．还原性：Ag>Cu>Fe B．按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag C．反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+Cu2++4N D．溶液①中的金属离子是Fe2+ 解析：选C　从实验方案可知，氨水溶解了氯化银，然后用铜置换出银，滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液，向其中加入铁，铁置换出铜，过滤得铜可以循环利用，并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。金属活动性越强，金属的还原性越强，而且由题中的实验方案能得到证明，还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag，A错误。由电子转移守恒可知，1 mol Fe可以置换1 mol Cu，而1 mol Cu可以置换2 mol Ag，因此，根据题述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag，B错误。向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁，铁置换出铜后生成Fe2+，然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+，氯化铵水解使溶液呈酸性，因此，溶液①中的金属离子是Fe3+，D错误。 9．(15分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。 ①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊； ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色； ③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 (1)绿色固体中含有的元素是　　　　　。(2分)  (2)加热后试管中剩余的黑色物质是　　　　　。(2分)  (3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是　　　　　　　　　，加热分解的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  (4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (5)实验装置最后的干燥管的作用是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (6)如果将B、C两装置对调，　　　　(填“能”或“不能”)达到实验目的，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(4分)  解析：根据无水硫酸铜变蓝，可知反应有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4且溶液为蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，可知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是Cu2(OH)2CO3。(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入C装置，干扰实验。(6)若将B、C两装置对调，气体先通过澄清石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。 答案：(1)Cu、H、O、C　(2)CuO　 (3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑　(4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+　(5)防止空气中的CO2进入C装置　(6)不能　因为B、C两装置对调后无法证明反应有水生成 10．(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下： (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的　　　　(填字母)吸收。(2分)  a．浓H2SO4　　　　　　 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在　　　　(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2+的方法是  　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(5分)  (3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)取一定量的泡铜，加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好完全溶解，同时放出2 240 mL NO气体(标准状况)，另取等量的泡铜，用足量的H2还原，得到的铜的质量为　　　　g。(3分)  解析：(1)由流程图可知，气体A中的大气污染物主要是SO2，浓H2SO4不能吸收SO2，故a错误；稀HNO3可以吸收SO2，但会生成NO污染大气，故b错误；NaOH溶液与SO2反应生成Na2SO3，故c正确；氨水与SO2反应生成(NH4)2SO3，故d正确。(4)取一定量的泡铜，加入1 L 0．6 mol·L-1 HNO3溶液恰好完全溶解，标准状况下同时放出2 240 mL即0.1 mol NO气体，所得溶液的溶质为Cu(NO3)2，根据氮元素守恒可知，溶液中N的物质的量为0.6 mol-0.1 mol=0.5 mol，根据电荷守恒，溶液中Cu2+的质量为×0.5 mol ×64 g·mol-1=16 g，所以另取等量的泡铜，用足量的H2还原，得到的铜的质量也应为16 g。 答案：(1)cd　(2)Fe3+　取少量溶液，滴加KMnO4溶液，溶液紫红色褪去　(3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu　(4)16 微课时突破2　综合深化解重难(镁、铝制取工艺) 深化提能力(一)　镁、铝的单质及其化合物 1．镁、铝的化学性质比较 镁 铝 与非金属单质反应 ①在空气中燃烧发出耀眼白光； ②与氮气反应：3Mg+N2Mg3N2 ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜； ②与氯气加热反应：2Al+3Cl22AlCl3 与水反应 与沸水反应： Mg+2H2OMg(OH)2↓+H2↑ 反应很困难 与酸反应 Mg+2H+Mg2++H2↑，相同条件下，反应速率比Al快 ①与H+：2Al+6H+2Al3++3H2↑； ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化 与碱反应 不反应 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ 与某些氧化物反应 能在CO2中燃烧：2Mg+CO22MgO+C 与Fe2O3的铝热反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2．MgO与Al2O3的比较 MgO Al2O3 物理性质 均为白色粉末，不溶于水，熔点高(MgO>Al2O3)，是优良的耐火材料 化学性质 与热水反应：MgO+H2OMg(OH)2↓ 与水不反应 碱性氧化物： MgO+2H+Mg2++H2O 两性氧化物：Al2O3+6H+2Al3++3H2O、 Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]- 3．Mg(OH)2与Al(OH)3的比较 Mg(OH)2 Al(OH)3 物理性质 白色固体，不溶于水 不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性 化学性质 不稳定性： Mg(OH)2MgO+H2O 不稳定性：2Al(OH)3Al2O3+3H2O 碱性，溶于强酸： Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O 两性： ①溶于强酸：Al(OH)3+3H+Al3++3H2O； ②溶于强碱：Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]- 制备 Mg2++强碱： Mg2++2OH-Mg(OH)2↓； Mg2++弱碱： Mg2++2NH3·H2OMg(OH)2↓ +2N ①Al3+与氨水(不用强碱)： Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N； ②[Al(OH)4]-溶液中通入过量CO2(不用强酸)： [Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC； ③Al3+与[Al(OH)4]-相互促进水解： Al3++3[Al(OH)4]-4Al(OH)3↓ 　 　[典例]　(2025·广东广州一模)“价—类”二维图体现了元素的分类观、转化观，下图是Al及其部分化合物的“价—类”二维图。下列说法错误的是 (　 ) A．反应⑦属于化合反应 B．反应①⑥所加试剂可能相同 C．物质的类别处“”代表四羟基合铝酸盐 D．反应④⑤均可以通过加入盐酸实现转化 [解析]　根据“价—类”二维图可知a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d，d与e可以相互转化，则d为四羟基合铝酸盐。反应⑦是碱转化为四羟基合铝酸盐，化学方程式为Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]，为化合反应，故A正确；反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，加入碱实现转化，两反应所加试剂不可能相同，故B错误；根据价类二维图可知，d为四羟基合铝酸盐，故C正确；反应④是四羟基合铝酸盐转化为铝盐，离子方程式为[Al(OH)4]-+4H+Al3++ 4H2O，反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为碱，离子方程式为[Al(OH)4]-+H+Al(OH)3↓+H2O均可以通过加酸实现转化，故D正确。 [答案]　B [全训题点考法] 1．(2025·广东阶段考试)生活中处处有化学。下列生活中Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是 (　 ) A．胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3+3H+Al3++3H2O B．泡沫灭火器灭火原理：2Al3++3C+3H2O3CO2↑+2Al(OH)3↓ C．某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂：2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ D．明矾净水原理：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ 解析：选B　胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3+3H+Al3++3H2O，故A正确；泡沫灭火器中碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应的离子方程式为Al3++3HC3CO2↑+Al(OH)3↓，故B错误；苛性钠与铝粉反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑，故C正确；明矾能净水是因为Al3+水解：Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故D正确。 2．用含有少量镁的铝片制取纯净的Al(OH)3，可能有的步骤为①加盐酸溶解；②加过量苛性钠溶液；③过滤；④通入过量CO2；⑤加过量纯碱溶液，实验操作最合理的组合及顺序是 (　 ) A．①②③④⑤ B．①⑤④③ C．②③④③ D．①⑤③ 解析：选C　因镁与碱不反应，而铝可以与碱反应：2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑，反以先加入过量苛性钠，由于镁不溶解，过滤除去，Na[Al(OH)4]要转变为Al(OH)3，可以向滤液中加入过量的CO2，其反应为Na[Al(OH)4]+CO2NaHCO3+Al(OH)3↓，再过滤即得纯净的Al(OH)3。 3．下列各组物质，不能按(“→”表示反应一步完成)关系转化的是 (　 ) 选项 a b c A Al2O3 Na[Al(OH)4] Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 Na[Al(OH)4] C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 解析：选C　，Al2O3与过量NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与CO2反应生成Al(OH)3，Al(OH)3受热分解得Al2O3，A符合题意；，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，Al(OH)3与NaOH反应生成Na[Al(OH)4]，Na[Al(OH)4]与过量盐酸反应生成AlCl3，B符合题意；Al不能一步生成Al(OH)3，C不符合题意；，MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2受热分解得MgO，MgO与盐酸反应生成MgCl2，D符合题意。 深化提能力(二)　镁、铝的制备工艺 1．从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 CaCO3CaO+CO2↑，CaO+H2OCa(OH)2 沉淀 Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2↓+Ca2+ 酸化 Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O 结晶 析出MgCl2·6H2O 脱结晶水 在HCl气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁 电解 电解熔融氯化镁制得镁：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 2．由铝土矿提取铝 由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程： 流程(1)　碱溶法 ①③两步骤中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-， SiO2+2OH-Si+H2O； ③[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC， Si+2CO2+2H2OH2SiO3↓+2HC。 流程(2)　酸溶法 ①②中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3+6H+2Al3++3H2O， Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O， MgO+2H+Mg2++H2O； ②Al3++4OH-[Al(OH)4]-， Fe3++3OH-Fe(OH)3↓， Mg2++2OH-Mg(OH)2↓。 [典例]　某铝土矿中主要含有Al2O3、Al(OH)3、AlO(OH)，还含有Fe2O3等杂质。利用拜耳法生产氧化铝的流程如图所示： 回答下列问题： (1)将铝土矿粉碎后再进行“碱浸”，原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)AlO(OH)与NaOH溶液反应的化学方程式为　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　。  (3)滤渣Ⅰ的主要成分为　　　　　，写出它的一种用途：　　　　　　　　　　　　。  (4)加Al(OH)3晶核的目的是促进Al(OH)3的析出。上述“稀释、结晶”工艺，也可用通入足量的　　　　气体的方法来代替。  (5)实验室中进行“焙烧”时最适合用来盛放Al(OH)3固体的仪器的名称是　　　　。  (6)浓缩所得的NaOH溶液由于吸收了空气中的CO2而含有杂质，该杂质可通过苛化反应除去，写出苛化反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。  (7)该生产流程能实现　　　　(填化学式)的循环利用。  [解析]　铝土矿碱浸后过滤得到含[Al(OH)4]-的溶液，Fe2O3与NaOH溶液不反应，故滤渣Ⅰ的主要成分为Fe2O3，加入水稀释促进[Al(OH)4]-水解，加Al(OH)3晶核是为了使水解平衡正向移动，生成Al(OH)3沉淀；浓缩液因为吸收了空气中的CO2而使溶液中含有C杂质，加入熟石灰与C反应得到NaOH溶液和CaCO3固体。(4)流程中碱浸后的溶液主要含[Al(OH)4]-，故还可通入CO2气体得到Al(OH)3，其反应为[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HC。(5)焙烧时需要在高温下进行，所用仪器为坩埚。(6)NaOH吸收空气中的CO2发生的反应为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O，加入熟石灰的反应为Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+ CaCO3↓。(7)流程中碱浸时加入了NaOH溶液，苛化后得到NaOH溶液，可见NaOH参与了整个流程的循环。 [答案]　(1)增大固液接触面积，加快反应速率 (2)AlO(OH)+NaOH+H2ONa[Al(OH)4] (3)Fe2O3　作油漆、涂料的颜料等(任写一种即可) (4)CO2　(5)坩埚 (6)Na2CO3+Ca(OH)22NaOH+ CaCO3↓ (7)NaOH [全训题点考法] 题点(一)　铝的制备 1．(2025·江苏盐城检测)以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如下： 已知SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，下列说法正确的是 (　 ) A．“碱溶”时生成四羟基合铝酸钠的离子方程式为Al2O3+2OH-[Al(OH)4]- B．“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3 C．“反应”中加入NaHCO3溶液的作用同于通入CO2 D．“电解Ⅰ”中作阳极的石墨易消枆，阳极反应中失电子物质主要是石墨 解析：选C　铝土矿主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质，用NaOH溶液溶解，SiO2和部分Al2O3在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，过滤除去Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，滤液为Na[Al(OH)4]溶液，加入NaHCO3溶液生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3，灼烧Al(OH)3生成Al2O3，电解熔融Al2O3生成金属铝。“碱溶”时氧化铝和NaOH反应生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-，A错误；“过滤Ⅰ”的滤渣成分为Fe2O3、铝硅酸钠沉淀，B错误；“反应”中加入NaHCO3溶液，NaHCO3和[Al(OH)4]-反应，将[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀，C正确；石墨惰性电极不参与电极反应，D错误。 2．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图： 对上述流程的判断不正确的是 (　 ) A．试剂X可以为NaOH溶液，沉淀中含有铁的化合物 B．不宜用H2SO4溶液或稀盐酸代替CO2 C．反应Ⅱ为CO2+[Al(OH)4]-Al(OH)3↓+HC D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低 解析：选D　分离氧化铝和氧化铁，要用强碱溶液，A正确；CO2可以和四羟基合铝酸盐反应制得氢氧化铝，用过量H2SO4溶液或稀盐酸代替会导致生成的氢氧化铝溶解，B正确；过量的二氧化碳与四羟基合铝酸盐反应生成氢氧化铝沉淀与碳酸氢盐，C正确；Fe活动性较Al弱，与Al2O3不反应，D错误。 题点(二)　镁的制备 3．(2025·山东青岛一模)海水中蕴藏着丰富的化学资源，海水开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是 (　 ) A．操作a为结晶 B．精制过程中，加入NaOH溶液可除去粗盐中的Mg2+ C．反应①为氧化还原反应，反应②为复分解反应 D．将Mg(OH)2加热分解，可以得到金属Mg 解析：选D　海水经过操作a获得母液和粗盐，说明水没有完全蒸发，故操作a应为蒸发浓缩，结晶之后过滤，A正确；粗盐中含有Mg2+杂质，可加入NaOH将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀除去，B正确；饱和食盐水制取烧碱为氯碱工业，具体反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，有化合价发生改变，故为氧化还原反应；反应②为Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2↓+CaCl2，此反应为复分解反应，C正确；Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O，得不到Mg，D错误。 4．[双选]以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下： 已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是 (　 ) A．浸出镁的反应为MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2O B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质只有NH3 D．分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物的Ksp不同 解析：选BC　结合工艺流程可知煅烧后得到的轻烧粉的成分为MgO和少量SiO2、Fe2O3、Al2O3，NH4Cl溶液呈酸性，浸出时使MgO及Fe2O3、Al2O3溶解，浸出后得到的废渣中含有SiO2、Fe(OH)3 和Al(OH)3，所得浸出液中含有Mg2+及过量的NH4Cl，加入氨水时Mg2+转化为Mg(OH)2，经煅烧得到高纯镁砂MgO。浸出镁的反应为MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2O，A正确；浸出可以在较高温度下进行，促进NH4Cl水解和NH3的逸出，但沉镁应在低温下进行，以减弱氨水分解，B错误；结合流程图可知，浸出得到的NH3可转化为氨水，用于沉镁，滤液中含有过量的NH4Cl，可用于浸出时的反应液，故该流程中NH3和NH4Cl均可循环使用，C错误；本流程中分离Mg2+时，Al3+、Fe3+转化为沉淀，是利用了它们氢氧化物的Ksp不同，D正确。 [课时跟踪检测] 1．(2025·上海崇明一模)工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等金属，其原因与下列无关的是 (　 ) A．铝还原性较强 B．铝能形成多种合金 C．锰、钒熔点高 D．反应放出大量热 解析：选B　铝热反应中铝作还原剂，铝的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将锰、钒等金属置换出来，A不符合题意；铝能形成多种合金和工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属无关，和铝本身的性质有关，B符合题意；铝热反应放出大量的热，冶炼熔点高的金属有利于使高熔点金属熔化并流出，得到较纯的产物，C、D不符合题意。 2．(2025·河北唐山检测)镁粉是焰火、闪光粉中不可缺少的原料，工业制造镁粉是将镁蒸气在气体中冷却，下列不可作为冷却剂的是 (　 ) ①空气　②CO2　③Ar　④H2　⑤N2　⑥H2O A．①②⑤⑥ B．③④⑥ C．③⑥ D．③④ 解析：选A　2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2、2Mg+CO22MgO+C、Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑，能与Mg反应的物质不能作冷却剂，所以所给气体中只能用Ar和H2作冷却气体，故选A。 3．类推是化学学习和研究常用的重要思维方法，但所得结论要经过实践的检验才能确定其正确与否。根据你所掌握的知识，判断下列类推结论正确的是 (　 ) A．Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火 B．Al在O2中燃烧生成Al2O3，故Fe在O2中燃烧生成Fe2O3 C．CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和O2，故SO2与Na2O2反应生成Na2SO3和O2 D．Al与NaOH溶液反应生成H2，故Mg与NaOH溶液反应也生成H2 解析：选A　由于Na比Mg活泼，Mg能与CO2反应，则Na也能与CO2反应，Mg燃烧不能用CO2灭火，故Na燃烧也不能用CO2灭火，A正确；Fe在O2中燃烧生成Fe3O4，B错误；SO2与Na2O2反应生成Na2SO4，C错误；Al具有两性，能和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和H2，而Mg不具有两性，不能和NaOH溶液反应，D错误。 4．(2025·广东珠海一模)镁与氮气在加热条件下反应生成氮化镁，已知氮化镁遇水剧烈反应。某同学设计如图装置制备氮化镁。下列说法正确的是 (　 ) A．实验时先点燃C处酒精灯，一段时间后，再点燃B处酒精灯 B．干燥管A的作用主要是防止空气中的二氧化碳进入硬质玻璃管 C．氮化镁与水反应生成的气体，能使紫色石蕊试液变红 D．蒸馏烧瓶中反应的方程式是NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O 解析：选D　制备氮化镁需要在加热条件下让纯净的氮气与镁反应，因此要让生成的氮气充满整个装置时，再点燃C处的酒精灯，实验时先点燃B处酒精灯，一段时间后，再点燃C处酒精灯，A错误；因为氮化镁遇水剧烈反应，干燥管A的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入硬质玻璃管，B错误；氮化镁与水反应生成的气体为氨气，能使紫色石蕊试液变蓝，C错误；蒸馏烧瓶中氯化铵和亚硝酸钠发生氧化还原反应生成氮气，方程式为NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O，D正确。 5．(2025·湖北武汉一模)Mg17Al12是一种新型储氢合金，该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H217MgH2+12Al，得到的混合物M(17MgH2+12Al)在4.0 mol·L-1HCl溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是 (　 ) A．该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间 B．MgH2中，两种元素的化合价均为零价 C．在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼可获得该合金 D．一定条件下，17 mol MgH2和12 mol Al与足量盐酸完全反应，释放氢气的总量为52 mol 解析：选D　合金的熔点一般比各成分的熔点都低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，A错误；MgH2中，H的化合价为-1价，Mg的化合价为+2价，B错误；在氮气条件下，熔炼Mg、Al单质时，镁和氮气会发生反应：3Mg+N2Mg3N2，所以不能用氮气作保护气，C错误；一定条件下，17 mol MgH2与足量盐酸完全反应生成34 mol氢气，12 mol Al与足量盐酸完全反应生成18 mol氢气，共放出52 mol氢气，D正确。 6．(2025·广东佛山模拟)部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是 (　 ) A．a不能与H2O反应生成d或g B．b和e均可用于制造耐高温材料 C．可存在a→f→g→e→a的循环转化关系 D．直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物 解析：选A　由图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg(OH)2，g为Al(OH)3。Mg能与H2O在加热条件下反应生成Mg(OH)2，A错误；MgO和Al2O3均可用于制造耐高温材料，B正确；存在Al→AlCl3→Al(OH)3→Al2O3→Al的循环转化关系，C正确；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。 7．中国科学院金属研究所发现采用Na2SnO3和NaOH混合促进剂，可明显提高铝与水反应制氢系统的性能，制氢机理如图。Na2SnO3溶液显碱性，NA代表阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 (　 ) A．1 L 0.1 mol·L-1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA B．该过程中存在6Al+3Na2SnO3+15H2O3Sn+6Na[Al(OH)4]+3H2↑ C．标准状况下，反应过程中生成33.6 L H2，转移电子数目为9NA D．Al-Sn原电池的形成，能提高产氢速率，析氢反应主要发生在Sn上 解析：选C　图示中Al可以与Na2SnO3和NaOH反应，Al与Na2SnO3 发生反应的化学方程式为6Al+3Na2SnO3+15H2O3Sn+6Na[Al(OH)4]+3H2↑(1)；Al与NaOH发生反应的化学方程式为2Al+ 2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑(2)；随着反应的进行，生成的Sn和氢气的量也逐渐增多。Na2SnO3溶液显碱性，Sn会发生水解生成HSn和OH-，阴离子个数增多，1 L 0.1 mol·L-1 Na2SnO3溶液中阴离子数目大于0.1NA，A正确；根据前面的分析，发生反应(1)，B正确；在整个过程中，若33.6 L H2全部由反应(1)生成，转移的电子数为9NA，若33.6 L H2全部由反应(2)生成，转移的电子数为3NA，故转移电子数目介于3NA与9NA之间，C错误；形成Al-Sn 原电池可以加快反应速率，Al活泼作负极，故Sn作正极，析氢反应主要发生在Sn上，D正确。 8．(2025·广西南宁模拟)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂，以废易拉罐(主要成分为铝和少量不溶于碱性溶液的物质)为原料制取明矾的实验流程如图所示。 下列说法错误的是 (　 ) A．“碱溶”步骤中有H2产生 B．“沉铝”步骤所得滤液呈酸性 C．用浓硫酸配制9 mol·L-1 H2SO4溶液，将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒搅拌 D．“一系列操作”中还需要加入K2SO4 解析：选B　易拉罐的主要成分为Al，碱溶过程中NaOH和Al发生反应：2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑，A正确；“沉铝”步骤有Al(OH)3、NH3和NaHCO3生成，所得滤液呈碱性，B错误；用浓硫酸配制9 mol·L-1 H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，防止液体飞溅，C正确；酸溶后溶液中不含K+，为了不引入杂质，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确。 9．(2025·江苏徐州模拟)从海水晒盐后的母液中提取镁，最基本的方法是往海水中加石灰乳，得到Mg(OH)2沉淀，将沉淀分离后再加入盐酸变成MgCl2溶液；之后经结晶、过滤、干燥、电解，即可得到金属镁(已知镁在热水中能反应生成氢气)。工艺流程如下： 下列对从海水中提取镁的有关说法正确的是 (　 ) A．电解MgCl2溶液即可得到金属镁 B．电解后得到的镁应在氮气氛围中冷却 C．上述从母液中提取镁的变化过程中不存在分解反应 D．制备过程中产生的氯气可以用来制备盐酸，循环使用 解析：选D　电解熔融的MgCl2即可得到金属镁和氯气，电解其溶液不能得到镁，A错误；镁在高温下能与氮气反应生成氮化镁，则电解后得到的镁不能在氮气氛围中冷却，B错误；从母液中提取镁的变化过程中，电解氯化镁得到镁为分解反应，C错误；制备过程中产生的氯气可以与氢气反应制备盐酸，在浓缩结晶流程中循环使用，D正确。 10．(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3， 它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是 (　 ) A．a呈弱碱性 B．f可溶于过量的b中 C．c中通入过量的e可得到无色溶液 D．b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸 解析：选B　a和b在加热条件下仅生成无色气体e，故a和b的反应为NH4NO3和Ba(OH)2在加热条件下生成NH3，b既可与a反应生成NH3，又可与c反应生成白色沉淀，故b为Ba(OH)2，则a为NH4NO3，e为NH3，c为Na2CO3或AlCl3；b和c、c和d反应均可生成白色沉淀f，则f为Al(OH)3，c为AlCl3，d为Na2CO3，g为CO2。NH4NO3溶液中，N水解使溶液呈酸性，A错误；Al(OH)3可与强碱反应生成[Al(OH)4]-，故Al(OH)3可溶于过量的Ba(OH)2溶液中，B正确；AlCl3与过量的NH3反应生成Al(OH)3白色沉淀，C错误；Ba(OH)2和Na2CO3反应生成BaCO3，BaCO3可以溶于稀硝酸生成CO2和Ba(NO3)2，D错误。 11．(14分)利用废铝箔(主要成分为Al，含少量的Fe)既可制取AlCl3又可制取净水剂硫酸铝晶体。实验室用如图所示装置制备AlCl3溶液，并用AlCl3溶液溶解一定量的碳酸钙形成溶液，再用氨水沉淀，然后煅烧沉淀制备新型的超导材料和发光材料七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)。已知AlCl3易水解，易升华。 (1)实验室用氯酸钾和浓盐酸制备氯气，其离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)为了防止蒸气凝华堵塞导管，实验中可采取的措施是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (写出一点)。(2分) (3)装置B中的溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，其原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体，已知铝的物种类别与溶液pH的关系如图所示，实验中可选用的试剂：处理过的铝箔、NaOH溶液、硫酸溶液。 ①称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止；②过滤；③　 　(填字母，下同)；④　 　；⑤　 　；⑥　 　；⑦　 　；⑧过滤、洗涤、干燥。(3分)  a．冷却结晶　b．过滤、洗涤　c．滤液中加入硫酸并不断搅拌，调节pH=4~10左右　d．沉淀中不断加入硫酸，至恰好溶解　e．蒸发浓缩 (5)为了分析废铝箔中铁元素的含量，某同学称取5.000 g 废铝箔，先将其预处理使铁元素还原为Fe2+，并在容量瓶中配制成100 mL溶液；然后移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10-2mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定，消耗20.00 mL标准溶液。判断滴定终点的依据是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　； 废铝箔中铁元素的质量分数为　　　　。(5分)  解析：(2)由题意可知，氯化铝蒸气凝华易堵塞导管，则加粗导管、缩短导管长度、加热导管可以防止蒸气凝华堵塞导管。(3)装置B中的氯化铝溶液溶解碳酸钙时，要控制碳酸钙和AlCl3的量，否则钙离子会与氨水反应生成微溶的、不易分解的氢氧化钙，影响七铝十二钙的产率。(4)由题意可知，制备硫酸铝晶体的操作为称取一定质量的处理过的铝箔于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液，加热至不再产生气泡为止，过滤，向滤液中加入硫酸，调节pH在4~10时生成氢氧化铝沉淀，再过滤、洗涤，向沉淀中加入硫酸，至恰好溶解，蒸发浓缩、冷却结晶，再进行过滤、洗涤、干燥得到硫酸铝晶体。(5)由题意可知，Fe2+与酸性KMnO4溶液完全反应时，再滴入标准溶液，溶液会变为浅紫色，则判断滴定终点的依据是滴入最后半滴KMnO4标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色；由得失电子守恒可得5Fe2+~Mn，由滴定消耗20.00 mL 1.000×10-2 mol·L-1 KMnO4标准溶液可知，废铝箔中铁元素的质量分数为 ×100%=4.480%。 答案：(1)Cl+5Cl-+6H+3Cl2↑+3H2O (2)加粗导管、缩短导管长度、加热导管(写出一点即可) (3)生成微溶于水的氢氧化钙使产率降低 (4)c　b　d　e　a (5)滴入最后半滴KMnO4标准溶液时，溶液出现浅紫色且半分钟内不褪色　4.480% 微课时突破3　综合深化解重难(变价金属与两性金属) 高考题中经常涉及一些陌生金属元素及其化合物，以陌生元素及其化合物为载体，以“生”考“熟”，考查考生的迁移发散能力和创新思维。解决此类问题，还应追根教材，掌握同类元素及其化合物的通性通法是破题之本。 深化提能力(一)　变价的过渡金属元素及其化合物 (一)钛、钒、铬、锰及其化合物的性质 1．钛及其化合物的性质 (1)Ti单质 常温时与酸不反应，但可与HF反应(Ti+6HFH2TiF6+2H2↑)，也可与热的浓盐酸反应[2Ti+6HCl(浓)2TiCl3+3H2↑]。 (2)TiO2 与碱溶液缓慢反应(类似于CO2)，TiO2+2NaOHNa2TiO3+H2O。 (3)TiCl4 暴露在空气中会冒出白烟：TiCl4+3H2OH2TiO3↓+4HCl；Zn与TiCl4的盐酸溶液作用，可以生成紫色的TiCl3溶液：2TiCl4+Zn2TiCl3+ZnCl2。 2．钒及其化合物的性质 (1)V单质 在空气中不被氧化，可溶于氢氟酸、硝酸和王水。 (2)钒的氧化物 有四种氧化物VO、V2O3、VO2、V2O5，其中，V2O5有强氧化性。 (3)钒盐 ①+5价的钒在溶液中的存在形式与溶液的酸碱度有关，随着溶液pH的降低，其存在形式分别为V、V、V2O5、V。 ②在酸性介质中可以被还原为VO2+(蓝色)、V3+(绿色)、V2+(紫色)： 2H3VO4+H2S+4H+2VO2++6H2O+S↓； 2V+3Zn+8H+2V2++3Zn2++4H2O。 3．铬及其化合物的性质 (1)铬元素的常见价态有+6、+3、+2价。 (2)Cr(OH)3的两性 　Cr3+Cr(OH)3[Cr(OH)4]- 　(紫色)　　(灰蓝色)　　 　(绿色) (3)Cr(Ⅲ)的还原性 ①Cr3+在酸性条件下是稳定的，但在碱性条件下能氧化成Cr： 2Cr3++3H2O2+10OH-2Cr+8H2O。 ②在碱性溶液中，亚铬酸盐(Cr)可以被H2O2或Na2O2氧化成铬酸盐： 2Cr+3H2O2+2OH-2Cr+4H2O。 (4)Cr(Ⅵ)的氧化性 ①铬(Ⅵ)最重要的化合物是K2Cr2O7，在水溶液中Cr2和Cr存在下列平衡： 2Cr+2H+Cr2+H2O。 　　　 (黄色)　　　　(橙红色) ②在酸性溶液中，Cr2具有强氧化性，但在碱性溶液中，Cr的氧化性要弱得多： Cr2+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O。 4．锰及其化合物的性质 (1)锰元素的常见价态有+7价、+6价、+4价、+3价、+2价，Mn2+在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性。 (2)Mn2+稳定存在于酸性条件下；在碱性条件下，Mn2+易被氧化为MnO2等，如ClO-+Mn2++2OH-Cl-+MnO2↓+H2O。 (3)Mn(Ⅵ)化合物的性质 Mn稳定存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境中均发生歧化： 3Mn+2H2O2Mn+MnO2↓+4OH-； 3Mn+4H+2Mn+MnO2↓+2H2O。 (4)KMnO4的性质 在酸性介质中，Mn具有强氧化性，本身被还原为Mn2+(中性或碱性介质中还原产物不同)： 2Mn+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O。 (二)钴、镍元素化合物的性质比较 1．Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在碱性条件下易被氧化，酸性条件下很难被氧化 (1)Co(OH)2在空气中很容易被O2氧化为Co(OH)3。 (2)Ni(OH)2在空气中不能被氧化，在碱性条件下被强氧化剂(如氯气)氧化生成NiO(OH)。 2．Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)化合物的性质——强氧化性 (1)氧化物 氧化钴与氧化镍在酸性溶液中表现强氧化性：Co2O3+6HCl2CoCl2+Cl2↑+3H2O；Ni2O3+6HCl2NiCl2+Cl2↑+3H2O。 (2)氢氧化物 钴、镍的氢氧化物与还原性酸发生氧化还原反应： 2Co(OH)3+6H++2Cl-2Co2++Cl2↑+6H2O； 2Ni(OH)3+6H++2Cl-2Ni2++Cl2↑+6H2O。 [全训题点考法] 1．(2025·江苏南通一模)工业用镁还原TiCl4制备金属Ti，工艺流程如图。下列说法不正确的是 (　 ) A．工业上可通过电解熔融MgCl2制取金属Mg B．用金属Mg还原TiCl4过程中需要通入N2作保护气 C．“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离 D．制得海绵钛中含有少量金属Mg，可以用稀盐酸浸泡除Mg 解析：选B　工业生产一般采用电解熔融MgCl2的方法制镁，故A正确；在N2中点燃金属镁生成Mg3N2，则用金属镁还原过程中N2不能用作保护气，可通入Ar作保护气，故B错误；真空蒸馏时，需要将金属Mg、MgCl2分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此真空蒸馏的目的是降低单质Mg和MgCl2的沸点，使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离，故C正确；制得海绵钛中含有少量金属Mg，Ti常温下不与稀盐酸反应，Mg与稀盐酸反应，因此可以用稀盐酸浸泡除Mg，故D正确。 2．[双选]软磁材料Mn3O4可由阳极渣和黄铁矿FeS2制得。阳极渣的主要成分为MnO2且含有少量Pb、Fe、Cu等元素的化合物。制备流程如下。 已知25 ℃时，Ksp(MnF2)=5.0×10-3、Ksp(CaF2)=3.5×10-11。下列说法错误的是 (　 ) A．X可为稀硫酸 B．滤渣2成分是Cu(OH)2和CaSO4 C．“酸浸”时FeS2中的铁元素转化为Fe3+，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为2∶3 D．利用MnCO3替代CaO可优化该流程 解析：选BC　黄铁矿FeS2和阳极渣加稀硫酸酸浸，发生氧化还原反应，过滤，滤渣1为S、PbSO4，滤液中加H2O2和CaO，其中CaO调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，过滤，滤液中加MnF2沉淀Ca2+，过滤得到含MnSO4的滤液，然后经过一系列处理得Mn3O4。MnO2具有较强氧化性，FeS2具有较强还原性，据流程图可知，后续操作得到MnSO4，所以X可为稀硫酸，故A正确；滤液中加CaO调溶液pH，将Fe3+和Cu2+转化为Fe(OH)3和Cu(OH)2沉淀，由于CaSO4微溶，所以滤渣2的成分是Cu(OH)2、CaSO4和Fe(OH)3，故B错误；“酸浸”时FeS2中的铁元素转化为Fe3+，MnO2被还原为MnSO4，反应的离子方程式为3MnO2+2FeS2+12H+3Mn2++2Fe3++4S↓+6H2O，所以该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为3∶2，故C错误；利用MnCO3替代CaO可避免引入杂质Ca2+，即可优化该流程，故D正确。 3．(2023·全国新课标卷)铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物。从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示。 已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2存在，在碱性介质中以Cr存在。 回答下列问题： (1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为　　　　(填化学式)。  (2)水浸渣中主要有SiO2和　　　　。  (3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是　　　　。  (4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。该步需要控制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果。若pH<9时，会导致　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；  pH>9时，会导致　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　。  (5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1时，溶解为V或VO3+；在碱性条件下，溶解为V或V。上述性质说明V2O5具有　　　　(填标号)。  A．酸性　　B．碱性　　C．两性 (6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析：由题意分析铬钒渣中主要杂质为Fe、Al、Si、P的化合物，水浸渣中主要含SiO2、Fe2O3，得到沉淀的滤渣为Al(OH)3，除硅磷的滤渣中主要含MgSiO3、MgNH4PO4，还原步骤中发生反应：3S2+2Cr2+10H+6S+4Cr3++5H2O，据此解题。(1)根据已知条件可知，最高价铬酸根在碱性介质中以Cr存在，故煅烧后含铬化合物主要为Na2CrO4。(2)煅烧时通入空气，含铁化合物转化为Fe2O3，且Fe2O3不溶于水，故水浸渣中还含有Fe2O3。(3)“沉淀”步骤加入稀H2SO4调pH到弱碱性是为了让[Al(OH)4]-转化为Al(OH)3沉淀而除去。(4)体系中存在平衡MgNH4PO4Mg2++N+P，当pH<9时，P+H+HP，c(P)降低，平衡正移，不利于生成MgNH4PO4沉淀；而pH>9时Mg2+会形成Mg(OH)2沉淀，原料利用率低。(5)根据题干描述，V2O5既可与酸反应生成盐和水，又可与碱反应生成盐和水，故V2O5具有两性。(6)分离钒后溶液呈酸性，Cr元素以Cr2存在，还原过程中Cr2被S2还原为Cr3+，S2转化为S，因此反应的离子方程式为2Cr2+3S2+10H+4Cr3++6S+5H2O，之后调pH，Cr3+转化为Cr(OH)3。 答案：(1)Na2CrO4　(2)Fe2O3　(3)Al(OH)3　(4)溶液中c(P)降低，不利于生成MgNH4PO4沉淀　Mg2+形成Mg(OH)2沉淀　(5)C　(6)3S2+2Cr2+10H+6S+4Cr3++5H2O 深化提能力(二)　两性金属元素(Be、Zn)及其化合物 1．铍和铝有相似的化学性质 (1)二者均能溶于酸溶液也能溶于碱溶液 Be+2NaOH+2H2ONa2[Be(OH)4]+H2↑； 2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。 (2)二者的氢氧化物均为两性氢氧化物，易溶于强碱溶液 Be(OH)2+2NaOHNa2[Be(OH)4]； Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]。 2．锌及其化合物“心连心” (1)锌与酸、碱的反应 ①Zn+2H+Zn2++H2↑； ②Zn+2NaOH+2H2ONa2[Zn(OH)4]+H2↑。 (2)氧化锌——两性氧化物 ①ZnO+2H+Zn2++H2O； ②ZnO+2NaOH+H2ONa2[Zn(OH)4]。 (3)氢氧化锌——两性氢氧化物 ①Zn(OH)2+2H+Zn2++2H2O； ②Zn(OH)2+2OH-[Zn(OH)4]2-。 (4)锌盐与强碱溶液反应(以ZnSO4为例) 少量NaOH溶液：Zn2++2OH-Zn(OH)2↓； 足量NaOH溶液：Zn2++4OH-[Zn(OH)4]2-。 [全训题点考法] 1．铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，已知反应：BeCl2+Na2[Be(OH)4]2NaCl+2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是 (　 ) A．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液 B．因BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物 C．常温下Na2[Be(OH)4]溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D．常温下BeCl2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2 解析：选A　铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，Be(OH)2与Al(OH)3性质相似，Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；某些共价化合物水溶液的导电性也较强，BeCl2是共价化合物，B错误；常温下，将Na2[Be(OH)4]溶液蒸干灼烧后仍得到Na2[Be(OH)4]，C错误；常温下BeCl2溶液的pH<7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO，D错误。 2．(2025年1月·八省联考晋陕宁青卷)“三废”的科学治理是环境保护和资源循环利用的重要举措。某含砷烟尘主要成分为As2O3、Pb5(AsO4)3Cl、CuS和ZnS等。一种脱砷并回收As2O3、铜和锌的流程如图： 已知：①As2O3微溶于冷水，易溶于热水； ②“氧化酸浸”中，金属硫化物转化成硫酸盐，难溶于热水的Pb5(AsO4)3Cl转化成H3AsO4； ③萃取时，将萃取剂HL溶于磺化煤油中，所得溶液作为有机相，萃取和反萃取原理为2HL+M2+ML2+2H+，式中M2+为Cu2+或Zn2+。 回答下列问题： (1)“水浸”时，采用热水的目的是　　 　。  (2)“氧化酸浸”时，CuS发生反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，  Pb5(AsO4)3Cl与硫酸反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)铜萃取剂HL()中的N、酚羟基O均与Cu2+配位，形成配合物CuL2。该配合物中Cu2+的配位数为　　 　，HL分子结构中设计正壬基的作用是　　 　。“反萃取铜”后，“富铜液”为　　 　相(填“水”或“有机”)。  (4)“沉砷”时，采用生石灰处理，滤渣主要成分的化学式为　　 　。  (5)“反萃取锌”时，试剂X为　　 　。  解析：含砷烟尘(As2O3、Pb5(AsO4)3Cl、CuS、ZnS)用热水水浸，由于As2O3易溶于热水，其它几种物质都不溶于水，过滤后得到As2O3的热溶液，蒸发结晶后得到As2O3；剩余固体加H2SO4、H2O2氧化酸浸，CuS、ZnS被氧化，发生反应：CuS+4H2O2S+Cu2++4H2O、ZnS+4H2O2S+Zn2++4H2O，Pb5(AsO4)3Cl与H2SO4反应生成H3AsO4，发生反应：Pb5(AsO4)3Cl+5H2SO43H3AsO4+5PbSO4+HCl；用铜萃取剂将Cu2+萃取到有机相中，再加酸溶液将Cu2+反萃取到水相中，得到富铜液；用锌萃取剂将Zn2+萃取到有机相中，再加酸溶液将Zn2+反萃取到水相中，得到富锌液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥等步骤得到ZnSO4·7H2O。(3)HL中N、酚羟基O均能与Cu2+形成配位键，每个HL形成2配位，故CuL2中Cu2+的配位数为4；正壬基为烷烃基团，极性较小，易溶于有机溶剂，HL作为萃取剂，与Cu2+形成配位化合物后溶于有机相，从而实现萃取的目的；反萃取后Cu2+在水相中，因此富铜液为水相。(4)“沉砷”时，采用生石灰处理，CaO、H2O与H3AsO4反应生成Ca3(AsO4)2沉淀。(5)根据2HL+M2+ML2+2H+可知，反萃取需要加H+使平衡逆向移动，最终得到ZnSO4·7H2O，因此X为H2SO4。 答案：(1)将As2O3溶解，便于As2O3回收　 (2)CuS+4H2O2S+Cu2++4H2O　Pb5(AsO4)3Cl+5H2SO43H3AsO4+5PbSO4+HCl　(3)4　使HL分子易溶于有机相　水　 (4)Ca3(AsO4)2　(5)H2SO4 [课时跟踪检测] 1．(2025·山西大同一模)以废旧锌锰电池中的黑锰粉[MnO2、MnO(OH)、NH4Cl、少量ZnCl2及炭黑、氧化铁等]为原料制备MnCl2的工艺流程如下： 下列说法正确的是 (　 ) A．滤液a显中性 B．“酸浸”时消耗的H2O2和MnO2物质的量相等 C．“调pH”步骤中MnO不可用MnCO3替代 D．通入空气的作用是氧化锰元素并除去炭黑 解析：选D　根据流程可知滤液a中含NH4Cl、ZnCl2，呈酸性，A错误；根据“酸浸”时发生反应：MnO2+H2O2+2H+Mn2++O2↑+2H2O、2H2O22H2O+O2↑，消耗的H2O2和MnO2物质的量不相等，B错误；除Mn2+中的Fe3+可以用MnCO3、MnO调节pH而除去Fe3+，C错误；氧气具有氧化性，焙烧时碳被氧化为CO2而除去，O2氧化MnO(OH)生成MnO2和水，D正确。 2．(2025·湖南师大附中一模)一种利用含钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质)制备LiCoO2的工艺流程如下。 已知①常温下，部分金属离子沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe2+ Fe3+ Al3+ Co2+ 开始沉淀的pH 8.5 2.2 3.4 7.8 完全沉淀 [c(金属离子)≤1×10-5mol·L-1]的pH 10.0 3.0 4.5 9.4 ②H2CO3的Ka1=4.4×10-7，Ka2=4.7×10-11；NH3·H2O的Kb=1.75×10-5。 下列说法不正确的是 (　 ) A．由流程可知氧化性：Co(Ⅲ)<H2O2 B．常温下加入的NH4HCO3溶液显碱性 C．气体X通入氨水至过量后所得溶液可循环利用 D．“高温焙烧”时的化学方程式：4CoCO3+2 Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2 解析：选A　钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量SiO2，Fe2O3、Al2O3等杂质)中加硫酸、H2O2酸浸，Co3O4还原为Co2+，Fe2O3、Al2O3转化为对应硫酸盐，SiO2不溶解，滤渣为SiO2，滤液中加氨水调溶液的pH，生成Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀，过滤，滤液中加NH4HCO3沉钴，得CoCO3沉淀，CoCO3和Li2CO3高温焙烧生成LiCoO2。由上述分析可知，酸浸时Co3O4被H2O2还原为Co2+，所以氧化性：Co(Ⅲ)>H2O2，故A错误；由于Ka2=4.7×10-11<Ka1=4.4×10-7<Kb=1.75×10-5，所以Kh(C)>Kh(HC)> Kh(N)≫Ka2，所以NH4HCO3溶液显碱性，故B正确；气体X为CO2，通入氨水至过量后所得溶液为NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液可循环利用，故C正确；“高温焙烧”时，CoCO3和Li2CO3反应生成LiCoO2，钴元素化合价升高，则有氧气参与，反应的化学方程式：4CoCO3+2Li2CO3+O24LiCoO2+6CO2，故D正确。 3．(2025·山东省实验中学一模)以红土镍镉矿(NiS、CdO，含SiO2、CuO、PbO、Fe2O3等杂质)为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图所示： 已知：电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25 ℃下，部分电对的电极电位如表： 电对 Cu2+/Cu Pb2+/Pb Cd2+/Cd Fe2+/Fe Ni2+/Ni 电极电位/V +0.337 -0.126 -0.402 -0.442 -0.257 下列说法错误的是 (　 ) A．“浆化”的目的是增大接触面积，加快酸浸反应速率，提高某些金属元素浸取率 B．“物质A”可以是NiCO3，“调pH”后，所得滤渣Ⅱ为Fe(OH)3 C．“金属A”是Pb和Cu混合物，“金属B”是Cd D．该工艺流程中可以循环利用的物质有CO、H2SO4、Ni等 解析：选C　由电极电位表可知金属活动性顺序为Fe>Cd>Ni>Pb>Cu。镍镉矿浆化后，在空气中加入稀H2SO4酸浸，NiS和金属氧化物溶于稀H2SO4得到硫酸盐，SiO2不与稀H2SO4反应，过滤得到含有SiO2、PbSO4的滤渣Ⅰ和滤液；向滤液中加入NiCO3或NiO调节溶液pH，将溶液中Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤得到含有Fe(OH)3的滤渣Ⅱ和滤液；由金属活动性顺序可知，只能向滤液中加入镍，将溶液中Cu2+转化为铜，过滤得到含有铜、镍的金属A和NiSO4、CdSO4的滤液；滤液经电解、过滤得到含有镉和镍的固体和稀H2SO4；固体通入CO气化分离得到Ni(CO)4和镉；Ni(CO)4受热分解生成CO和镍，则该工艺流程中可以循环利用的物质为CO、H2SO4和Ni等。 4．(14分)以某废钒渣(主要成分为V2O3，含有少量Al2O3、CaO)为原料生产V2O5的工艺流程如下： 已知：钒酸(H3VO4)是强酸，NH4VO3难溶于水；+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如表： pH 4~6 6~8 8~10 10~12 主要离子 V V V2 V (1)“酸浸”前需将块状固体粉碎，其目的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (2)已知Ca(VO3)2难溶于水，可溶于盐酸。若“酸浸”时溶液的pH=4，则Ca(VO3)2溶于盐酸的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。(3分)  (3)“沉钒2”的沉钒率随温度的变化如图所示，温度高于80 ℃沉钒率下降的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  (4)NH4VO3灼烧脱氨可得V2O5。在硫酸酸化条件下，V2O5可与草酸(H2C2O4)溶液反应得到含VO2+的溶液，反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  (5)测定产品中V2O5的纯度：取a g产品用硫酸溶解得(VO2)2SO4溶液，加入b1 mL c1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液(V+2H++Fe2+VO2++Fe3++H2O)，再用c2 mol·L-1KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点，消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知Mn被还原为Mn2+，假设杂质不参与反应，则产品中V2O5的质量分数是　　　　　　　　　　　　(V2O5的摩尔质量为M g·mol-1)。(4分)  解析：(5)由滴定原理，根据得失电子守恒，(VO2)2SO4和KMnO4得电子总数等于(NH4)2Fe(SO4)2失电子总数，结合V→VO2+得1e-，Mn→Mn2+得5e-，Fe2+→Fe3+失1e-，可得n[(NH4)2Fe(SO4)2]= 2n[(VO2)2SO4]+5n(KMnO4)。n[(VO2)2SO4]=(c1 mol·L-1×b1×10-3 L-c2 mol ·L-1×b2×10-3 L×5)= mol，根据V元素守恒可得V2O5~(VO2)2SO4，则样品中V2O5的纯度为×100%= ×100%。 答案：(1)增大反应物接触面积，加快酸浸速率，使酸浸更加充分　(2)Ca(VO3)2+4H+Ca2++2V+2H2O　(3)N水解程度增大，N浓度减小导致沉钒率下降　(4)V2O5+H2C2O4+4H+2VO2++2CO2↑+3H2O (5)×100% 5．(12分)(2025·湖北省T8联盟模拟)铼(Re)被誉为“金属之王”，用于航空、航天发动机制造等领域。以含铼废料(主要含Re2O7、Fe$$