5.2 重要的金属化合物 第2课时（同步讲义）化学沪科版必修第二册

第五章 金属及其化合物 第二节 重要的金属化合物 第2课时 金属的氢氧化物与盐 教学目标 1.理解氢氧化钠和铁的氢氧化物的性质。 2.理解铁的氢氧化物的制备。 3.理解碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质。 4.理解铁盐和亚铁盐的化学性质。 重点和难点 重点：认识并理解钠、铁的氢氧化物及盐的主要化学性质。 难点：碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化；铁离子与亚铁离子的转化、检验。 ◆知识点一 氢氧化钠与铝的反应 教材p15实验探究：氢氧化钠与铝的反应 现象记录： 。 实验结论： 。 问题讨论： 。 特别提醒 实验说明：用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H2O=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[A1(OH)4]，氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 即学即练 1．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生氢气的质量之比为 A． B． C． D． ◆知识点二 铁的氢氧化物的性质与制备 1.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 色固体 色固体 溶解性 溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 制备原理 Fe2++2OH- Fe(OH)2↓ Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ 转化 反应 现象 色絮状沉淀迅速变成 色，最终变成 色 2.铁的氢氧化物的制备特别提醒 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 特别提醒 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧气隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油液封，以隔绝空气)。 ③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管应伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。 ④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下： 即学即练 1．有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 3．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 ◆知识点三 碳酸钠和碳酸氢钠 1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 或 颜色、状态 色粉末 细小 色晶体 水溶性 溶于水，水溶液呈 性 水中易 ，但比Na2CO3的溶解度 ，水溶液呈 性 用途 于石油、纺织、冶金、建筑等领域 在制药中用作制酸剂，在食品工业中用作酸度调节剂、膨松剂等 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 - Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O 不稳定，受热易分解 （2）与盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 ；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合 。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体 且 。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为 、 。 特别提醒 CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行∶CO32-＋H+ HCO3-；HCO3-+H+ CO2↑+H20，而 HCO3-；直接结合H+放出CO2；且Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的。因此，相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时，后者放出CO2的速度快且量多。 （2）形成结晶水合物 碳酸钠粉末露置在潮湿的空气中会吸收水分，形成水合 碳酸钠晶体（Na2CO3·xH2O）。像石碱（Na2CO3·10H2O）这种碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可生成碳酸氢钠。 3.Na2CO3的制备—侯氏制碱法 （1）原料：食盐、 、二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的 ，其反应为 ， ）。 （2）反应原理 ①产生NaHCO3反应： 。 ②产生Na2CO3的反应： 。 （3）工艺流程 （4）循环使用的物质：CO2、 。 即学即练 1．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是 A．可用碳酸钠做糕点的膨松剂 B．可用碳酸氢钠溶液来除油渍 C．可通过加热法除去碳酸氢钠中的碳酸钠 D．可用澄清石灰水鉴别碳酸钠与碳酸氢钠 2．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是 选项 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3 D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3 ◆知识点四 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+和Fe2+的性质 Fe3+有氧化性，可氧化一些有较强还原性的物质，自身被还原为Fe2+；Fe2+处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但其氧化性较弱，主要表现还原性，Fe2+很容易被氧化为Fe3+。 2.实验探究：Fe2+和Fe3+性质的探究 现象记录： 实验结论： 问题讨论：实验中把铁粉换成铜粉，也能使血红色褪去，最后的现象是溶液变为蓝色(2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+)。把氯水换成其他氧化剂，如O2、H2O2、硝酸等(氧化性大于Fe3+的氧化剂)，也能使Fe2+转化为Fe3+，溶液再变为血红色。总之： 特别提醒 ①向含有 Fe3+的盐溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速变为红色，但不是产生红色沉淀，仍是透明溶液。溶液呈红色是因为Fe3+和SCN- 形成一系列配离子，形成的络合物通常写作Fe(SCN)3。 ②含有Fe2+的溶液呈浅绿色，含有Fe3+的溶液呈棕黄色。在判断离子共存问题时，应注意无色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+。 即学即练 1．下列物质间的转化，不能一步实现的是（    ） A．Na→Na2O2 B．Fe2O3→Fe(OH)3 C．Cl2→FeCl3 D．FeCl3→FeCl2 2．为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化做如下实验，下列分析不合理的是 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液加入铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ．溶液由黄色变成浅绿色 ⅱ．溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红 A．现象ⅰ说明Fe3+可以转化为Fe2+ B．实验②与③可以调换顺序 C．现象ⅲ涉及的氧化还原反应： D．根据上述实验可以比较粒子的氧化性： 一、碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化 1.鉴别 沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时，可以用BaCl2 或CaCl2，不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3，溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时，两者都产生白色沉淀。 2.除杂 3.转化 ①Na2CO3―→NaHCO3 向Na2CO3溶液中通入CO2，化学方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。 ②NaHCO3―→Na2CO3 NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。 实践应用 1．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是 A．溶液()，选用适量的NaOH溶液 B．溶液()，应通入过量的气体 C．溶液()，加入适量溶液，过滤 D．中(HCl)，将气体通入饱和的溶液 2．向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随稀盐酸加入量的变化关系如下图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是    A．a点对应溶液中：Ca2+、Mg2+、Br－、 B．b点对应溶液中：Al3+、H+、、 C．c点对应溶液中：Na+、 Ca2+、、Cl－ D．d点对应溶液中：F－、、 Fe2+、 Ag+ 二、Fe2+和Fe3+的检验 1.Fe3+、Fe2+的常见检验方法 2.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验特别提醒 （1）观察法只能用于作出否定性结论，即如果溶液不显棕黄色，则不可能含大量的Fe3+。 （2）只含Fe2+的溶液：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序： ①加 KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物质使Fe2+被氧化，如H2O2、NO3-（H+）等。 ②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋： ①Fe3＋的检验 a.溶液变 色，说明含有Fe3＋。 b.试纸变 色，说明含有Fe3＋。 c.生成 色沉淀，说明含有Fe3＋。 ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液 ，说明含有Fe2＋。 b.溴水 ，说明含有Fe2＋。 c.生成 沉淀，说明含有Fe2＋。 实践应用 1．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是 A B C D X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液 Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2(SO4)3 Z Cl2 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀HCl Cu 2．验证Fe3+与Fe2+能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是 A．实验①发生的离子反应为 B．实验②与③可以调换顺序 C．实验④说明有Fe2+生成 D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 考点一 氢氧化钠与铝的反应 【例1】取两份等物质的量的镁粉和铝粉，分别放入过量的盐酸和氢氧化钠溶液，充分反应后产生相同状况下氢气的体积 A．镁粉多 B．铝粉多 C．一样多 D．无法判断 【变式1-1】取两块大小一样的铝片，进行如下图的实验： 根据该实验，下列说法不正确的是 A．氧化铝有保护作用，因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B．烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C．两个烧杯中均发生反应： D．铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 考点二 铁的氢氧化物的性质与制备 【例2】下图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 【变式2-1】某班同学分成A、B两组，并分别设计如下实验探究能较长时间观察到白色沉淀的制取方法。回答下列问题： A组实验：用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应(如下图)。    （1）该方法能观察到白色的沉淀，但沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为 。(可用化学方程式表示)。 B组实验：选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如下图。    （2）实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K，然后打开 的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹K，制得白色沉淀，且沉淀能一段时间不变色。 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 【例3】下列叙述中正确的是 A．溶液呈碱性，溶液呈酸性 B．均是碱性氧化物 C．不能转化成，而能转化为 D．和中阳离子和阴离子的个数比均为2：1 【变式3-1】某化学兴趣小组设计如下装置(棉花球沾有无水硫酸铜粉末)进行实验，证明热稳定性比强，下列说法不正确的是    A．处的温度高于处的温度 B．加热一段时间后，棉花球处变蓝色 C．实验结束时，应先移开烧杯A、B，再熄灭酒精灯 D．烧杯A、B中均盛放NaOH溶液 【变式3-2】向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是    A．所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3 B．所得溶液的溶质成分为Na2CO3 C．所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3 D．所得溶液的溶质成分为NaHCO3 考点四 铁盐与亚铁盐的性质 【例3】某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验： ①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。 ②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。 请回答下列问题： （1）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是 。 （2）若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。 （3）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。 （4） (填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，原因是 。 【变式3-1】为探究某食品包装袋内的一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于于盐酸中，进行下列实验，其中结论正确的是 A．向溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+，样品完全变质 B．向溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+样品变质 C．若滴加KSCN溶液未变红色，再滴加氯水变红色，则说明铁样品粉未变质 D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，则说明样品完全变质 【变式3-2】室温下，探究溶液的性质，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 溶液中是否含有 向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 B 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 水溶液的酸碱性 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 基础达标 1．下列有关物质的化学式、名称、俗名完全对应的是 A．、氢氧化钙、石灰石 B．、碳酸钠、苛性钠 C．、碱式碳酸铜、铜绿 D．NaOH、氢氧化钠、纯碱 2．下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是 (已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 3．某兴趣小组设计了如图所示实验来验证热稳定性：碳酸钠>碳酸氢钠。忽略空气中的对澄清石灰水的影响，下列说法错误的是 A．甲为小苏打，乙为纯碱 B．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3 C．要证明碳酸钠或碳酸氢钠受热能产生水，可在两支试管内均放置含有无水硫酸铜粉末的棉花 D．整个实验过程中烧杯中的澄清石灰水不变浑浊 4．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是 A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3 B．常温下在水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3 C．等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3 D．等浓度溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3 5．下列反应的离子方程式错误的是 A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合： B．碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合： C．碳酸钠溶液与澄清石灰水混合： D．碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水混合： 6．为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了以下四种不同的方案，其中方法和现象判断正确的是 A．分别加入盐酸溶液，看有无气泡产生 B．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀 C．用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色 D．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊 7．用铁、铝的混合物进行如图实验： （1）加入过量NaOH溶液发生的离子反应方程式 ，操作X的名称是 。 （2）铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写出碱洗氧化膜的离子方程式 。 8．纯碱和小苏打都是重要的化工原料，根据下列三组实验，回答： （1）甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ；试管b中发生反应的离子方程式为 。 （2）相比乙和丙而言，丙组能更便捷的验证两者的热稳定性，丙组实验中A处盛放的物质为 (填化学式)。 9．联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。 （1）饱和食盐水中通二氧化碳和氨气的离子方程式是 。 （2）下列说法中合理的是___________。 A．副产物可用作氮肥 B．溶液B中的主要离子是 C．制碱流程中可回收并循环利用的物质只有分解产生的 D．饱和食盐水中应该先通至饱和，再通入至饱和 10．某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【进行实验】实验步骤： I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置； II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液； III．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。 实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 【解释与结论】 ①搅拌的目的是___________________________________。 ②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为___________________________________________。 ③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是________________________________________________________________________。 11．和是常见的钠盐，且两者之间可以相互转化，请回答下列问题： （1）下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法正确的是___________。 A．常温下溶解度： B．热稳定性： C．与同浓度同体积的盐酸反应的速率： D．与澄清石灰水反应，均有白色沉淀生成 （2）写出在水溶液中的电离方程式 ； （3）向溶液中通入可生成，该反应的化学方程式为 ； （4）加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化，剩余固体的质量为，则混合物中碳酸氢钠的质量分数为___________。 A． B． C． D． 综合应用 12．以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。 下列分析正确的是 A．从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片 B．纯碱显碱性，可用于治疗胃酸过多 C．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给，常温下产生1个O2，转移1个电子 D．往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质 13．根据如图所示的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去) A．生成等质量时，①和②反应消耗 B．反应③和④消耗等量的Al时，生成的 C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 D．反应⑤的离子方程式为 14．向等物质量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是 A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色 B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有Fe3+ C．若溶液Y呈蓝色，则固体X中一定不含铁元素 D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉 15．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是 A．通过化合反应和复分解反应均能直接得到e B．b和g均为碱性氧化物 C．a在氧气中燃烧生成g D．存在c→d→e→f→c的转化关系 16．下列指定物质之间的转化： Fe 混合溶液溶液 下列说法不正确的是 A．反应①属于置换反应 B．反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2 C．反应③的离子方程式为： D．利用反应④制备时需要充分振荡反应液 17．从印刷电路板的废液中回收铜单质，并重新获得溶液的工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．滤液④为混合物 B．③物质可能为稀溶液 C．物质⑤可用代替 D．过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒 18．研究铁及其化合物的性质与转化关系是中学化学重要的学习内容。回答下列问题： （1）人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是)作用下转化成亚铁盐。写出该反应的离子方程式： 。 （2）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业上常用向和混合溶液中滴加溶液的方法制备，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，制备转移的电子数目为 。 （3）某兴趣小组通过下列实验探究、的性质。 已知：可与溶液反应生成蓝色沉淀。 实验操作 实验现象 得出结论 甲组 向溶液中加入几滴氯水，再加入1滴溶液 溶液变红 可将氧化 乙组 取一定量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解得到溶液a．取a溶液少许，滴加酸性溶液 紫色褪去 维生素C可将还原为 ①甲组同学得出结论“可将氧化”，其反应的离子方程式为 ；同学们认为甲组实验不够严谨，改进了实验：用煮沸冷却后的水配制溶液，向溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，证明了结论正确，煮沸的作用是 。 ②其他组同学认为乙组的实验同样不够严谨，可能是 使溶液紫色褪去。请设计补充实验：取a溶液少许，滴加 ，若出现 ，则结论正确。 拓展培优 19．工业上印刷电路板、废液处理及循环使用的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．物质Y可以是氯气，也可以是过氧化氢 B．“步骤③”的稀盐酸，可以用稀硫酸替代 C．滤渣的主要成分是单质铁和铜 D．可以用NH4SCN溶液来判断“废液1”溶液中是否含有 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 金属及其化合物 第二节 重要的金属化合物 第2课时 金属的氢氧化物与盐 教学目标 1.理解氢氧化钠和铁的氢氧化物的性质。 2.理解铁的氢氧化物的制备。 3.理解碳酸钠与碳酸氢钠的化学性质。 4.理解铁盐和亚铁盐的化学性质。 重点和难点 重点：认识并理解钠、铁的氢氧化物及盐的主要化学性质。 难点：碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化；铁离子与亚铁离子的转化、检验。 ◆知识点一 氢氧化钠与铝的反应 教材p15实验探究：氢氧化钠与铝的反应 现象记录：试管内产生无色气体，点燃蒸发皿中的气泡，有爆鸣声并燃烧放热。 实验结论：氢氧化钠溶液能与铝反应，放出氢气。 问题讨论：该实验氢氧化钠的碱性和铝的还原性。 特别提醒 实验说明：用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝单质与氢氧化钠溶液直接接触。该反应分为两步，第一步是铝与水反应：2A1+6H2O=2A1(OH)3+3H2↑，由于生成的氢氧化铝为难溶物，会附着在铝表面，阻止反应进一步发生，因而铝和水的反应进行程度很小。第二步是氢氧化铝与氢氧化钠反应：Al(OH)3+NaOH=Na[Al(OH)4]。由于氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱可以反应，氢氧化铝被消耗促进了第一步反应的继续进行，两步加起来就是总的方程式：2A1+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 未打磨的铝片表面有一层致密的保护膜氧化铝，由于氧化铝为两性氧化物既能与酸反应，又能与碱反应，因此，将其放入氢氧化钠溶液中后，铝片上的氧化铝先与氢氧化钠反应：Al2O3+2NaOH+3H2O=2Na[A1(OH)4]，氧化铝逐渐减少，铝单质露置于氢氧化钠溶液中，发生反应：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[A1(OH)4]+3H2↑。试管壁发热说明反应在生成新物质的同时，放出了热量。 即学即练 1．相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生氢气的质量之比为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】相同质量的两份铝，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中，酸、碱均足量时，Al完全反应，设Al的物质的量均为n mol，由2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑可知，n molAl与足量酸、碱反应生成氢气均为1.5n mol，放出的氢气的质量之比为1∶1，故选A。 ◆知识点二 铁的氢氧化物的性质与制备 1.铁的氢氧化物的性质比较 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 不溶于水 稳定性 不稳定，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 不稳定，受热易分解 Fe(OH)3 △ Fe2O3 +3H2O 与盐酸反应 Fe(OH)2+2H+ Fe2++H2O Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O 制备原理 Fe2++2OH- Fe(OH)2↓ Fe3++3OH- Fe(OH)3↓ 转化 反应 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 现象 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色 2.铁的氢氧化物的制备特别提醒 ①注意Fe2O3与Fe(OH)3颜色的微小差异：前者是红棕色，后者是红褐色。 ②弱碱受热均不稳定，易分解生成金属氧化物与水。 ③Fe(OH)2与氧化性酸混合后发生两种反应：中和反应、氧化还原反应（Fe2+转化为Fe3+）。 ④Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的过程中，物质颜色会发生一系列的变化，其中“灰绿色”是典型的中间颜色（回答相关现象时，此颜色必须答出来）。 Fe(OH)3 Fe(OH)2 实验操作 实验现象 首先生成白色絮状沉淀，然后沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 化学方程式 FeCl3+3NaOH Fe(OH)3↓+3NaCl FeSO4+2NaOH Fe(OH)2↓+Na2SO4 4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3 实验结论 Fe(OH)3与Fe(OH)2分别可用相对应的可溶性盐与碱溶液反应制得，且Fe(OH)2容易被氧化成Fe(OH)3 特别提醒 ①氢氧化亚铁制备的核心问题：一是溶液中的溶解氧必须除去，二是反应过程必须与氧气隔绝。 ②Fe2+易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配，且配置FeSO4溶液的蒸馏水要煮沸除去氧气，然后采用液封(向盛有FeSO4溶液的试管里加入少量煤油液封，以隔绝空气)。 ③为了防止NaOH溶液加入时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管应伸入到FeSO4液面下，再挤出NaOH溶液。 ④能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的装置如下： 即学即练 1．有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是 A．Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体 B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3 C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解 D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象 【答案】A 【解析】A．Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化转变为红褐色固体Fe(OH)3：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故A错误；B．Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3，故B正确；C．Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解为相应的氧化物和水，故C正确；D．Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔现象，故D正确；故选A。 2．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量溶液，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，向该溶液中加入溶液时生成氢氧化亚铁；氢氧化亚铁易被空气中的氧气氧化产生氢氧化铁，氢氧化铁加热时发生分解反应产生红棕色氧化铁，故白色沉淀是氢氧化亚铁，加热得到最后的残渣是氧化铁，故合理选项是B。 3．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 【答案】C 【分析】用右图装置制备氢氧化亚铁，A中药品为：铁粉和稀硫酸，B中为氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，实验开始阶段，应把弹簧夹C和D都打开，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集D处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭C，利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀。 【解析】A．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；B．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，排除空气，防止亚铁离子被氧气氧化，故B正确；C．一段时间后，关闭弹簧夹C，但不能关闭弹簧夹D，可利用生成的氢气在装置A中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置B的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，故C错误；D．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；故选：C。 ◆知识点三 碳酸钠和碳酸氢钠 1.Na2CO3、NaHCO3的物理性质 名称 碳酸钠 碳酸氢钠 化学式 Na2CO3 NaHCO3 俗名 纯碱或苏打 小苏打 颜色、状态 白色粉末 细小白色晶体 水溶性 易溶于水，水溶液呈碱性 水中易溶，但比Na2CO3的溶解度小，水溶液呈碱性 用途 于石油、纺织、冶金、建筑等领域 在制药中用作制酸剂，在食品工业中用作酸度调节剂、膨松剂等 2.Na2CO3、NaHCO3的化学性质 （1）热稳定性 实验操作 实验现象 化学方程式 实验结论 澄清石灰水不变浑浊 - Na2CO3很稳定，受热不易发生分解 澄清石灰水变浑浊 2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑ Ca(OH)2 +CO2===CaCO3↓+H2O 不稳定，受热易分解 （2）与盐酸反应 ①实验探究——碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 实验装置 实验操作 实验现象 离子方程式及结论 在两支试管中分别加入3 mL稀盐酸，将两个各装有少量等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末的小气球分别套在两支试管的管口。将气球内的Na2CO3和NaHCO3同时倒入试管中。 两个气球均膨胀；NaHCO3与盐酸混合比Na2CO3与盐酸混合气球膨胀得快且大。 NaHCO3与盐酸反应比等质量的Na2CO3与盐酸反应产生气体多且剧烈。 Na2CO3、NaHCO3分别与盐酸反应的离子方程式为CO＋2H＋＝CO2↑＋H2O、HCO＋H＋＝CO2↑＋H2O。 特别提醒 CO32-结合H+放出CO2的化学反应分两步进行∶CO32-＋H+ HCO3-；HCO3-+H+ CO2↑+H20，而 HCO3-；直接结合H+放出CO2；且Na2CO3的相对分子质量大于NaHCO3的。因此，相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量盐酸反应时，后者放出CO2的速度快且量多。 （2）形成结晶水合物 碳酸钠粉末露置在潮湿的空气中会吸收水分，形成水合 碳酸钠晶体（Na2CO3·xH2O）。像石碱（Na2CO3·10H2O）这种碳酸钠晶体在干燥空气里容易逐渐失去结晶水变成碳酸钠粉末。向碳酸钠溶液中通入二氧化碳可生成碳酸氢钠。 3.Na2CO3的制备—侯氏制碱法 （1）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）反应原理 ①产生NaHCO3反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl。 ②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。 （3）工艺流程 （4）循环使用的物质：CO2、饱和食盐水。 即学即练 1．下列关于碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是 A．可用碳酸钠做糕点的膨松剂 B．可用碳酸氢钠溶液来除油渍 C．可通过加热法除去碳酸氢钠中的碳酸钠 D．可用澄清石灰水鉴别碳酸钠与碳酸氢钠 【答案】B 【解析】A．碳酸钠受热不分解，不能用做糕点膨松剂，应该用碳酸氢钠，故A错误； B．因为NaHCO3水解呈碱性，在碱性环境下油脂会水解为甘油和高级脂肪酸盐，可用碳酸氢钠溶液来除油渍，故B正确； C．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，不能通过加热法除去碳酸氢钠中的碳酸钠，故C错误； D．碳酸钠与碳酸氢钠都能和澄清石灰水反应生成白色沉淀，不能用澄清石灰水鉴别碳酸钠与碳酸氢钠，故D错误； 故选B。 2．有两试管分别装有Na2CO3和NaHCO3溶液，下列操作或判断正确的是 选项 操作 判断 A 分别加入澄清石灰水 产生沉淀者为Na2CO3 B 分别加入等浓度的稀盐酸 反应较剧烈者为Na2CO3 C 分别加入CaCl2溶液 产生沉淀者为Na2CO3 D 逐滴加入等浓度的盐酸 立即产生气泡者为Na2CO3 【答案】C 【解析】A．有关反应为Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，Ca(OH)2＋2NaHCO3=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，两者均产生白色沉淀，现象相同，A错误；B．加入等浓度的稀盐酸时，NaHCO3溶液反应更剧烈，B错误；C．Na2CO3与CaCl2反应生成CaCO3白色沉淀，NaHCO3与CaCl2不反应，C正确；D．逐滴加入盐酸时，NaHCO3溶液立即产生气泡，Na2CO3溶液开始无明显现象，后有气泡产生，D错误；故选C。 ◆知识点四 铁盐和亚铁盐 常见的铁盐有FeCl3、Fe2(SO4)3等，常见的亚铁盐有FeCl2、FeSO4等。 1.Fe3+和Fe2+的性质 Fe3+有氧化性，可氧化一些有较强还原性的物质，自身被还原为Fe2+；Fe2+处于中间价态，既有氧化性又有还原性，但其氧化性较弱，主要表现还原性，Fe2+很容易被氧化为Fe3+。 2.实验探究：Fe2+和Fe3+性质的探究 现象记录：①向FeCl3溶液中滴加 KSCN溶液后，溶液变为血红色；②加入过量铁粉，血红色褪去，溶液变为浅绿色；③再滴加新制氯水，溶液又变为血红色。 实验结论：①Fe3+与KSCN反应，生成血红色物质；②Fe3+能被Fe还原，生成 Fe2+(2Fe3++Fe3Fe2+)；③Fe能被氯气氧化，生成 Fe(2Fe2++Cl22Fe3++2Cl－) 问题讨论：实验中把铁粉换成铜粉，也能使血红色褪去，最后的现象是溶液变为蓝色(2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+)。把氯水换成其他氧化剂，如O2、H2O2、硝酸等(氧化性大于Fe3+的氧化剂)，也能使Fe2+转化为Fe3+，溶液再变为血红色。总之： 特别提醒 ①向含有 Fe3+的盐溶液中滴加KSCN 溶液，溶液迅速变为红色，但不是产生红色沉淀，仍是透明溶液。溶液呈红色是因为Fe3+和SCN- 形成一系列配离子，形成的络合物通常写作Fe(SCN)3。 ②含有Fe2+的溶液呈浅绿色，含有Fe3+的溶液呈棕黄色。在判断离子共存问题时，应注意无色溶液中不可能大量存在Fe2+和Fe3+。 即学即练 1．下列物质间的转化，不能一步实现的是（    ） A．Na→Na2O2 B．Fe2O3→Fe(OH)3 C．Cl2→FeCl3 D．FeCl3→FeCl2 【答案】B 【解析】A. 钠在氧气中点燃生成过氧化钠，可以一步实现，故A不符合题意；B. Fe2O3难溶于水，不与水反应，不可以一步实现，故B符合题意；C. 铁在氯气中点燃，生成三氯化铁，可以一步实现，故C不符合题意；D. FeCl3与铁反应生成氯化亚铁，可以一步实现，故D不符合题意；答案选B。 2．为验证Fe3+与Fe2+能够相互转化做如下实验，下列分析不合理的是 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液加入铁粉 ②滴加KSCN溶液 ③再滴加几滴氯水 ⅰ．溶液由黄色变成浅绿色 ⅱ．溶液无明显变化 ⅲ.溶液变红 A．现象ⅰ说明Fe3+可以转化为Fe2+ B．实验②与③可以调换顺序 C．现象ⅲ涉及的氧化还原反应： D．根据上述实验可以比较粒子的氧化性： 【答案】B 【解析】A．Fe3+水溶液显黄色，Fe2+显浅绿色。①向FeCl3溶液加入铁粉，发生反应：2Fe3++Fe=3Fe2+，证明Fe3+可以与Fe反应转化为Fe2+，溶液由黄色变成浅绿色，A不符合题意；B．实验②证明溶液中不存在铁离子；实验③证明Fe2+被氧化成Fe3+，若二者调换，无法证明该转化关系，所以实验②与③不能调换顺序，B符合题意；C．溶液变红，说明Fe2+被氧化成Fe3+，发生反应为：Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+，C不符合题意；D．根据2Fe3++Fe=3Fe2+反应可知：氧化性：Fe3+＞Fe2+；根据Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+可知：氧化性：Cl2＞Fe3+，所以三种微粒的氧化性强弱顺序为：Cl2＞Fe3+＞Fe2+，D不符合题意；故合理选项是B。 一、碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别、除杂与转化 1.鉴别 沉淀法鉴别Na2CO3和NaHCO3时，可以用BaCl2 或CaCl2，不能用 Ba(OH)2或Ca(OH)2鉴别。因为向Na2CO3和NaHCO3，溶液中分别加入 Ba(OH)2或Ca(OH)2时，两者都产生白色沉淀。 2.除杂 3.转化 ①Na2CO3―→NaHCO3 向Na2CO3溶液中通入CO2，化学方程式为Na2CO3＋H2O＋CO2===2NaHCO3。 ②NaHCO3―→Na2CO3 NaHCO3固体加热分解转化成Na2CO3。 实践应用 1．为除去括号内的杂质，所选用的试剂或方法不正确的是 A．溶液()，选用适量的NaOH溶液 B．溶液()，应通入过量的气体 C．溶液()，加入适量溶液，过滤 D．中(HCl)，将气体通入饱和的溶液 【答案】C 【解析】A．NaHCO3与NaOH溶液反应生成Na2CO3和H2O，可用NaOH溶液除去Na2CO3溶液中混有的NaHCO3，故A正确； B．Na2CO3与CO2、H2O反应生成NaHCO3，通入过量的CO2气体可除去NaHCO3溶液中混有的Na2CO3，故B正确； C．、均与溶液反应产生白色沉淀，不能除杂，故C错误； D．氯化氢与饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，可以用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的含有的氯化氢，故D正确； 故选：C。 2．向Na2CO3、NaHCO3混合液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随稀盐酸加入量的变化关系如下图所示。则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是    A．a点对应溶液中：Ca2+、Mg2+、Br－、 B．b点对应溶液中：Al3+、H+、、 C．c点对应溶液中：Na+、 Ca2+、、Cl－ D．d点对应溶液中：F－、、 Fe2+、 Ag+ 【答案】C 【解析】A．a点主要溶质为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液，则碳酸根与Ca2+、Mg2+反应 沉淀而不共存，故A不符合题意； B．b点对应溶液中主要溶质为碳酸氢钠，碳酸氢根与Al3+反应生成沉淀和气体而不共存，H+与碳酸氢根反应生成气体而不共存，故B不符合题意； C．c点对应溶液中溶质为氯化钠，Na+、 Ca2+、、Cl－都大量共存，故C符合题意； D．d点对应溶液中溶质为氯化钠和盐酸，H+与F－反应生成HF，H+与、 Fe2+发生氧化还原反应，Cl－与Ag+反应生成沉淀，故D不符合题意。 综上所述，答案为C。 二、Fe2+和Fe3+的检验 1.Fe3+、Fe2+的常见检验方法 2.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验特别提醒 （1）观察法只能用于作出否定性结论，即如果溶液不显棕黄色，则不可能含大量的Fe3+。 （2）只含Fe2+的溶液：注意检验Fe2+时加入试剂的顺序： ①加 KSCN溶液前，要注意不要加入氧化性物质使Fe2+被氧化，如H2O2、NO3-（H+）等。 ②氧化剂不能选用酸性KMnO4溶液，因为酸性KMnO4溶液本身显紫红色，对实验现象有干扰，且酸性KMnO4溶液能氧化KSCN，即使溶液含Fe3+也不变红色，不能证明不含Fe3+。 检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋： ①Fe3＋的检验 a.溶液变红色，说明含有Fe3＋。 b.试纸变蓝色，说明含有Fe3＋。 c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe3＋。 ②Fe2＋的检验 a.KMnO4溶液褪色，说明含有Fe2＋。 b.溴水褪色，说明含有Fe2＋。 c.生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋。 实践应用 1．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是 A B C D X FeCl2溶液 CO2 NaCl溶液 FeSO4溶液 Y FeCl3 HCl MgCl2 Fe2(SO4)3 Z Cl2 饱和Na2CO3溶液 NaOH溶液，稀HCl Cu 【答案】C 【解析】A．氯气会将FeCl2氧化为FeCl3，达不到除杂目的，选项A错误； B．CO2、HCl均能与饱和Na2CO3溶液反应，不能用于除去CO2中的HCl杂质，选项B错误； C．MgCl2能与NaOH反应而NaCl不反应，产生的氢氧化镁沉淀过滤后再以稀盐酸除去过量的NaOH，选项C正确； D．Cu与铁离子反应会引入Cu2+杂质，选项D错误； 答案选C。 2．验证Fe3+与Fe2+能够相互转化： 实验一 实验二 按下列顺序实验 对应现象 按下列顺序实验 对应现象 ①向FeCl3溶液中加入铁粉 溶液由黄色变为浅绿色 ④向FeCl3溶液中加入少量KI溶液 溶液呈黄色 ②滴加KSCN溶液 溶液无明显变化 ③再滴加几滴氯水 溶液变红 ⑤滴加淀粉溶液 ？ 下列分析不合理的是 A．实验①发生的离子反应为 B．实验②与③可以调换顺序 C．实验④说明有Fe2+生成 D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明有I2生成 【答案】BC 【解析】A．实验①中，Fe3+被Fe还原，生成Fe2+，发生的离子反应为，A合理； B．若实验②与③调换，滴加KSCN溶液后，溶液立即变红，不能说明实验②的溶液中是否含有Fe2+，B不合理； C．实验④中，溶液变黄，说明有I2生成，C不合理； D．若实验⑤对应的现象是溶液变为蓝色，说明溶液中含有I2，从而说明Fe3+将I-氧化，生成I2，D合理； 故选BC。 考点一 氢氧化钠与铝的反应 【例1】取两份等物质的量的镁粉和铝粉，分别放入过量的盐酸和氢氧化钠溶液，充分反应后产生相同状况下氢气的体积 A．镁粉多 B．铝粉多 C．一样多 D．无法判断 【答案】B 【解析】根据得失电子守恒，Mg~H2，Al~H2，等物质的量的镁和铝，产生氢气，铝粉多，答案选B。 【变式1-1】取两块大小一样的铝片，进行如下图的实验： 根据该实验，下列说法不正确的是 A．氧化铝有保护作用，因此烧杯Ⅰ中没有反应发生 B．烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生气泡 C．两个烧杯中均发生反应： D．铝制餐具不宜长时间存放碱性食物 【答案】A 【解析】A．氢氧化钠能与氧化铝反应，氧化铝不能起保护作用，烧杯Ⅰ中发生反应，故A错误； B．氢氧化钠能与氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠，铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，烧杯Ⅰ中开始没有气泡，一段时间后才产生气泡；烧杯Ⅱ中立即产生气泡，故B正确； C．烧杯Ⅰ中先发生反应氢氧化钠能与氧化铝反应生成四羟基合铝酸钠，后发生铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；烧杯Ⅱ中直接发生反应铝和氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠和氢气；所以两个烧杯中均发生反应：，故C正确； D．铝、氧化铝都能和碱反应，所以铝制餐具不宜长时间存放碱性食物，故D正确； 选A。 考点二 铁的氢氧化物的性质与制备 【例2】下图中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是 A．①②⑤ B．①③④ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 【答案】A 【解析】Fe(OH)2容易被氧气，所以若要较长时间看到Fe(OH)2的白色，需要将Fe(OH)2和氧气隔离。 ①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；③生成的氢氧化亚铁会迅速与空气中氧气发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3，白色沉淀会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，不能长时间观察到氢氧化亚铁的白色，不符合题意；④将吸取NaOH溶液的导管伸入到FeSO4溶液的液面下，Fe(OH)2在液面下生成，能起到一定的隔绝空气的作用，但氧气会溶解到溶液中，不能较长时间看到白色沉淀，不符合题意；⑤植物油隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，可以较长时间看到白色沉淀，符合题意；①②⑤符合题意，故选A项。 【变式2-1】某班同学分成A、B两组，并分别设计如下实验探究能较长时间观察到白色沉淀的制取方法。回答下列问题： A组实验：用NaOH溶液和FeSO4溶液直接反应(如下图)。    （1）该方法能观察到白色的沉淀，但沉淀颜色快速发生变化，其颜色变化为 。(可用化学方程式表示)。 B组实验：选用稀硫酸、铁粉、NaOH溶液进行实验，装置如下图。    （2）实验时，先 (填“打开”或“关闭”)止水夹K，然后打开 的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，一段时间后， (填“打开”或“关闭”)止水夹K，制得白色沉淀，且沉淀能一段时间不变色。 【答案】（1）白色沉淀迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色或 （2）打开 分液漏斗 关闭 【分析】被氧气氧化为氢氧化铁，制备氢氧化亚铁的关键是隔绝氧气。 【解析】（1）被氧气氧化为氢氧化铁，其颜色变化为白色沉淀迅速转化为灰绿色，一段时间后变为红褐色，反应方程式为。 （2）实验时，先打开止水夹K，然后打开分液漏斗的玻璃塞和活塞，使稀硫酸与铁粉反应，用试管内生成的氢气排出装置内的空气，一段时间后，关闭止水夹K，试管内的硫酸亚铁溶液被氢气压入氢氧化钠溶液中，制得白色沉淀，且沉淀能一段时间不变色。 考点三 碳酸钠与碳酸氢钠的性质 【例3】下列叙述中正确的是 A．溶液呈碱性，溶液呈酸性 B．均是碱性氧化物 C．不能转化成，而能转化为 D．和中阳离子和阴离子的个数比均为2：1 【答案】D 【解析】A．NaHCO3溶液中碳酸氢根以水解为主，溶液呈碱性，Na2CO3溶液呈碱性，故A错误； B．过氧化钠与盐酸反应生成盐、水和氧气，不是碱性氧化物，故B错误； C．碳酸钠能与CO2、水反应转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠能分解为碳酸钠，两者可相互转化，故C错误； D．由钠离子与碳酸根构成、Na2O由钠离子与氧离子构成，和中阳离子与阴离子个数比均为2：1，故D正确。 答案选D。 【变式3-1】某化学兴趣小组设计如下装置(棉花球沾有无水硫酸铜粉末)进行实验，证明热稳定性比强，下列说法不正确的是    A．处的温度高于处的温度 B．加热一段时间后，棉花球处变蓝色 C．实验结束时，应先移开烧杯A、B，再熄灭酒精灯 D．烧杯A、B中均盛放NaOH溶液 【答案】D 【解析】A．由实验装置图可知，酒精灯直接加热大试管，所以碳酸钠处的温度高于碳酸氢钠处的温度，故A正确； B．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，所以加热一段时间后，棉花球处无水硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜，棉花球会由白色变为蓝色，故B正确； C．实验结束时，为防止因温度较低而产生倒吸，应先移开烧杯A、B，再熄灭酒精灯，故C正确； D．二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应，但无明显的实验现象，所以烧杯A、B中应盛放澄清石灰水，烧杯A中澄清石灰水没有变浑浊、烧杯B中澄清石灰水变浑浊说明碳酸氢钠受热分解，碳酸钠受热不分解，故D错误； 故选D。 【变式3-2】向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，充分反应后，再向所得溶液中逐滴加入一定浓度的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如图所示。下列判断正确的是    A．所得溶液的溶质成分为NaOH、Na2CO3 B．所得溶液的溶质成分为Na2CO3 C．所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3 D．所得溶液的溶质成分为NaHCO3 【答案】C 【解析】当向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体时，反应有两种可能情况：2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O或NaOH＋CO2=NaHCO3，在加入盐酸100 mL时，溶液中溶质可能有四种情况，分别为A、B、C、D四个选项，根据盐酸由0 mL滴至25 mL时没有CO2产生，由25 mL滴至100 mL时，发生反应NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O生成CO2，后一段反应消耗的盐酸大于前一段反应消耗的，可知所得溶液的溶质成分为NaHCO3、Na2CO3； 答案选C。 考点四 铁盐与亚铁盐的性质 【例3】某同学为了检验家中的两种补铁药(成分均为FeSO4)是否变质，查阅了有关资料，得知SCN－、Fe2＋能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，并结合已学的知识设计了如下实验： ①将药片除去糖衣研细后溶解、过滤。 ②取滤液分别加入两支试管中，在一支试管中加入酸性KMnO4溶液，在另一支试管中加入KSCN溶液。 请回答下列问题： （1）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液后不变红，结论是 。 （2）若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。 （3）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，滴入KSCN溶液变红，结论是 。 （4） (填“能”或“不能”)将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证，原因是 。 【答案】（1）补铁药没有变质 （2）补铁药完全变质 （3）补铁药部分变质 （4）不能 酸性KMnO4溶液呈紫红色，影响Fe3＋的检验；KSCN具有还原性，影响Fe2＋的检验 【解析】（1）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，说明含有Fe2＋，滴入KSCN溶液后不变红，说明不含Fe3＋，则结论是补铁药没有变质； （2）若滴入酸性KMnO4溶液后不褪色，说明不含Fe2＋，滴入KSCN溶液变红，说明含有Fe3＋，结论是补铁药完全变质； （3）若滴入酸性KMnO4溶液后褪色，说明含有Fe2＋，滴入KSCN溶液变红，说明也含有Fe3＋，结论是补铁药部分变质； （4）酸性KMnO4溶液呈紫红色，若含有Fe3＋，滴入KSCN溶液也会变红，两种红色形成干扰，会影响Fe3＋的检验；由题中信息知，SCN－、Fe2＋均能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色，那么KSCN溶液会影响Fe2＋的检验，故不能将酸性KMnO4溶液和KSCN溶液滴入同一支试管中进行验证。 【变式3-1】为探究某食品包装袋内的一小包脱氧剂中的还原铁粉是否变质，分别取少量样品溶于于盐酸中，进行下列实验，其中结论正确的是 A．向溶液中滴加KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2+，样品完全变质 B．向溶液中通入氯气，然后再加入KSCN溶液呈红色，说明原溶液中含有Fe3+样品变质 C．若滴加KSCN溶液未变红色，再滴加氯水变红色，则说明铁样品粉未变质 D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，则说明样品完全变质 【答案】C 【解析】A．滴加KSCN溶液，溶液变红，说明溶液中含有铁离子，未检验Fe2+，因此不能说明不含Fe2+，故A错误； B．氯水具有强氧化性，可以把亚铁离子氧化为铁离子，加入KSCN溶液呈红色，不能确定样品是部分变质还是全部变质还是没有变质，故B错误； C．若再滴加KSCN溶液，溶液未变红，说明溶液中不含铁离子，再滴加氯水，溶液变红，含有亚铁离子，则说明铁样品粉未变质，故C正确； D．向溶液中滴加足量的NaOH溶液，观察到红褐色沉淀，说明溶液中含有铁离子，未检验Fe2+，则不能说明样品完全变质，故D错误； 故选：C。 【变式3-2】室温下，探究溶液的性质，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 溶液中是否含有 向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 B 是否有还原性 向溶液中滴加几滴酸性溶液，观察溶液颜色变化 C 水溶液的酸碱性 向溶液中滴加2~3滴酚酞试液，观察溶液颜色变化 D 能否催化分解 向溶液中滴加几滴溶液，观察气泡产生情况 【答案】B 【解析】A．检验溶液中是否含有应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将氧化为干扰实验，故A错误；B．向溶液中滴加几滴酸性溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，故B正确；C．发生水解反应使溶液显酸性，加酚酞溶液不变色，且变质后硫酸铁溶液也呈酸性，干扰实验，故C错误；D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能部分亚铁被氧化为铁离子，是的催化作用，故D错误；故选B。 基础达标 1．下列有关物质的化学式、名称、俗名完全对应的是 A．、氢氧化钙、石灰石 B．、碳酸钠、苛性钠 C．、碱式碳酸铜、铜绿 D．NaOH、氢氧化钠、纯碱 【答案】C 【解析】A．石灰石的成分为碳酸钙，故A不符合题意； B．苛性钠的成分为氢氧化钠，故B不符合题意； C．、碱式碳酸铜、铜绿的成分相同，故C符合题意； D．纯碱的成分为碳酸钠，故D不符合题意； 故选C。 2．下列各图示中能较长时间看到 Fe(OH)2白色沉淀的是 (已知：苯为难溶于水且密度比水小的液体) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【解析】①Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故①选；②Fe与稀硫酸反应生成的氢气将装置内空气排出，且利用氢气的压力使硫酸亚铁与NaOH接触而反应，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故②选；③没有隔绝空气，生成的氢氧化亚铁易被氧化，故③不选；④苯隔绝空气，可防止生成的氢氧化亚铁被氧化，故④选；综上所述答案为B。 3．某兴趣小组设计了如图所示实验来验证热稳定性：碳酸钠>碳酸氢钠。忽略空气中的对澄清石灰水的影响，下列说法错误的是 A．甲为小苏打，乙为纯碱 B．甲为Na2CO3，乙为NaHCO3 C．要证明碳酸钠或碳酸氢钠受热能产生水，可在两支试管内均放置含有无水硫酸铜粉末的棉花 D．整个实验过程中烧杯中的澄清石灰水不变浑浊 【答案】B 【分析】碳酸钠加热不分解，碳酸氢钠加热分解生成使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体，碳酸钠放入大试管温度高不分解，碳酸氢钠放入小试管温度低能分解，说明碳酸氢钠热稳定性差； 【解析】A．加热时内管的温度低于外管的温度，要证明碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠的热稳定性强，应将碳酸氢钠放置于内管中，故甲为碳酸氢钠（或小苏打），乙为碳酸钠（或纯碱），A正确；B．由分析可知，甲为，乙为，B错误；C．无水硫酸铜遇水变蓝，在试管内放置含有无水硫酸铜粉末的棉花，可以检验反应过程中是否有水生成，C正确；D．碳酸钠很稳定，不易分解，没有二氧化碳气体生成，A烧杯中的澄清石灰水不变浑浊，D正确；故选B。 4．下列有关Na2CO3和NaHCO3性质比较中，正确的是 A．热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3 B．常温下在水溶液中的溶解度：Na2CO3＜NaHCO3 C．等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＞NaHCO3 D．等浓度溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3 【答案】D 【解析】A项，Na2CO3比较稳定，受热不分解，NaHCO3不稳定，受热发生分解反应，故热稳定性：Na2CO3＜NaHCO3，错误；B项，常温下Na2CO3易溶于水，NaHCO3能够溶于水，因此在水溶液中的溶解度：Na2CO3＞NaHCO3，错误；C项，根据反应方程式：Na2CO3＋2HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑及NaHCO3＋HCl＝2NaCl＋H2O＋CO2↑可知：106 g Na2CO3反应产生44 g CO2气体，84 g NaHCO3反应产生44 g CO2气体，可见等质量的固体分别与足量的盐酸反应产生CO2的质量：Na2CO3＜NaHCO3，错误；D项，向等浓度Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴入酚酞试液，前者变为深红色，后者变为浅红色，说明等浓度的两种溶液的碱性：Na2CO3＞NaHCO3，正确，答案选D。 5．下列反应的离子方程式错误的是 A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合： B．碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合： C．碳酸钠溶液与澄清石灰水混合： D．碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水混合： 【答案】D 【解析】A．碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液混合生成碳酸钠和水：，A正确； B．碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合生成氯化钠和碳酸钡沉淀：，B正确； C．碳酸钠溶液与澄清石灰水混合生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀：，C正确； D．碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水混合生成碳酸钠、碳酸钙和水：，D错误；答案选D。 6．为鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了以下四种不同的方案，其中方法和现象判断正确的是 A．分别加入盐酸溶液，看有无气泡产生 B．分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，观察有无白色沉淀 C．用铂丝蘸取固体在酒精灯火焰上灼烧，观察火焰的颜色 D．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水，观察有无白色浑浊 【答案】D 【解析】A项，分别加入Na2CO3和NaHCO3都能产生气泡。故不可以鉴别二者，错误；B项，分别取样配成溶液，滴加Ca(OH)2溶液，都会产生白色CaCO3沉淀．故不可以鉴别二者，错误；C项，因为都是钠元素的化合物，所以焰色反应都是使火焰呈黄色，故不可以鉴别它们，错误；D项，Na2CO3稳定受热不分解，而NaHCO3不稳定受热分解产生CO2，能够使澄清石灰水变浑浊。因此观察有无白色浑浊就可以鉴别二者，正确，答案选D。 7．用铁、铝的混合物进行如图实验： （1）加入过量NaOH溶液发生的离子反应方程式 ，操作X的名称是 。 （2）铝在空气中表面形成的氧化膜很薄，为了适应不同用途，需将表面氧化膜碱洗除去再进行处理，请写出碱洗氧化膜的离子方程式 。 【答案】（1）2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑ 过滤 （2）2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH) 【分析】铁铝混合物加入氢氧化钠溶液，铝溶解，生成偏铝酸钠和氢气，A为氢气，B为偏铝酸钠，铁不反应形成沉淀，C为铁，加入盐酸生成氢气，氯化亚铁，D为氯化亚铁溶液。 【解析】（1）根据分析可知铝和氢氧化钠反应生成破烂和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑；操作X过滤得到铁；故答案为：2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)+3H2↑；过滤。 （2）铝的氧化膜为三氧化二铝，和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH)；故答案为：2OH-+Al2O3+3H2O=2Al(OH)。 8．纯碱和小苏打都是重要的化工原料，根据下列三组实验，回答： （1）甲组实验能鉴别纯碱和小苏打的实验现象是 ；试管b中发生反应的离子方程式为 。 （2）相比乙和丙而言，丙组能更便捷的验证两者的热稳定性，丙组实验中A处盛放的物质为 (填化学式)。 【答案】（1）试管b中产生气体速度快，气球较大 （2）Na2CO3 【解析】（1）盐酸过量，根据和，可知，质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应，碳酸氢钠产生的气体较多，气球较大，所以甲实验能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠，实验现象是试管b中产生气体速度快，气球较大；试管b中发生反应的离子方程式为；故答案为：试管b中产生气体速度快，气球较大；。 （2）乙、丙两组实验中，图乙没有直接对比，图丙将碳酸钠置于大试管，将碳酸氢钠置于小试管，但是小试管产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，而大试管连接的澄清石灰水无现象，大试管温度较高但是连接的澄清石灰水没有变浑浊，说明碳酸钠稳定性比碳酸氢钠好，丙组能更便捷的验证两者的热稳定性，丙组实验中A处盛放的物质为Na2CO3，故答案为：Na2CO3。 9．联合制碱法的主要过程如图所示(部分物质已略去)。 （1）饱和食盐水中通二氧化碳和氨气的离子方程式是 。 （2）下列说法中合理的是___________。 A．副产物可用作氮肥 B．溶液B中的主要离子是 C．制碱流程中可回收并循环利用的物质只有分解产生的 D．饱和食盐水中应该先通至饱和，再通入至饱和 【答案】（1） （2）AB 【分析】由题给流程可知，向饱和食盐水中先通入极易溶于水的氨气，再通入溶于水的二氧化碳，二氧化碳与氨化的饱和食盐水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵，过滤得到碳酸氢钠固体和含有氯化铵的溶液A；碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，反应生成的二氧化碳可以循环使用；向溶液A中加入氯化钠固体，使溶液中氯化铵溶解度减小，析出氯化铵，过滤得到氯化铵固体和含有氯化钠、碳酸氢钠、氯化铵的滤液B。 【解析】（1）氯化钠溶液和氨气、二氧化碳溶液反应生成碳酸氢钠和氯化铵，离子方程式为； （2）副产物氯化铵含有氮元素，可以作氮肥，A正确；据分析滤液B含有氯化钠、碳酸氢钠、氯化铵，B正确；制碱流程中可回收并循环利用的物质有分解产生的、母液中的NaCl，C错误；饱和食盐水中应该先通至饱和，再通入至饱和，D错误。 10．某小组同学为了获取在制备Fe(OH)2的过程中，沉淀颜色的改变与氧气有关的实验证据，用图1所示装置进行了如下实验(夹持装置已略去，气密性已检验)。 【进行实验】实验步骤： I．向三颈瓶中加入饱和FeSO4溶液，按图1所示连接装置； II．打开磁力搅拌器，立即加入10%NaOH溶液； III．采集三颈瓶内空气中O2含量和溶液中O2含量(DO)的数据。 实验现象：生成白色絮状沉淀，白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后部分变为红褐色。 实验数据： 【解释与结论】 ①搅拌的目的是___________________________________。 ②白色沉淀变为红褐色沉淀的化学方程式为___________________________________________。 ③通过上述实验，可得到“在制备Fe(OH)2过程中，沉淀颜色改变与氧气有关”的结论，其实验证据是________________________________________________________________________。 【答案】①使沉淀与氧气充分接触 ②4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3 ③根据图2和图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应 【解析】①搅拌的目的是使混合物充分混合，使沉淀与氧气充分接触；②Fe(OH)2，放置一段时间后被氧化转化为红褐色的Fe(OH)3，方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3；③根据题图2和题图3可以知道，瓶内空气中、溶液中O2含量均降低，沉淀颜色发生改变，说明O2参与反应。 11．和是常见的钠盐，且两者之间可以相互转化，请回答下列问题： （1）下列有关碳酸钠和碳酸氢钠说法正确的是___________。 A．常温下溶解度： B．热稳定性： C．与同浓度同体积的盐酸反应的速率： D．与澄清石灰水反应，均有白色沉淀生成 （2）写出在水溶液中的电离方程式 ； （3）向溶液中通入可生成，该反应的化学方程式为 ； （4）加热碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化，剩余固体的质量为，则混合物中碳酸氢钠的质量分数为___________。 A． B． C． D． 【答案】（1）D （2）Na2CO3=2Na++ （3）Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3 （4）C 【解析】（1）A．常温下，碳酸钠溶解度远大于碳酸氢钠溶解度，A错误；B．碳酸氢钠受热生成碳酸钠和水、二氧化碳，碳酸钠受热不分解，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，B错误；C．相同条件下，碳酸钠会首先和酸生成碳酸氢钠，碳酸氢钠和酸生成二氧化碳气体，则与同种酸反应的剧烈程度：Na2CO3<NaHCO3，C错误；D．碳酸钠和碳酸氢钠与氢氧化钙反应都有白色沉淀碳酸钙生成，D正确；故选D； （2）Na2CO3在水溶液中完全电离出钠离子和碳酸根离子，电离方程式为Na2CO3=2Na++； （3）向Na2CO3溶液中通入CO2可生成NaHCO3，该反应的化学方程式为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3； （4）碳酸氢钠受热生成碳酸钠和水、二氧化碳，碳酸钠受热不分解，2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，由方程式可知，每168g碳酸氢钠受热分解质量减小62g，加热15.0g碳酸钠和碳酸氢钠的固体混合物至质量不再发生变化，剩余固体的质量为11.9g，则混合物中碳酸氢钠质量为(15.0g-11.9g)=8.4g，质量分数为100%=56%，故选C。 综合应用 12．以不同类别物质间的转化为线索，认识钠及其化合物。 下列分析正确的是 A．从煤油中取用钠只需小刀、滤纸和玻璃片 B．纯碱显碱性，可用于治疗胃酸过多 C．反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给，常温下产生1个O2，转移1个电子 D．往碳酸氢钠溶液中通入二氧化碳可以除去混有的碳酸钠杂质 【答案】D 【解析】A．钠质软，保存在煤油中，从煤油中取用钠需小刀、滤纸和玻璃片，还需要用镊子，A错误；B．纯碱溶液由于碱性强，不能用于治疗胃酸过多，B错误；C．过氧化钠与水或二氧化碳反应生成氧气，因此反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给，常温下1个O2，转移2个电子，C错误；D．碳酸钠溶液通入二氧化碳气体生成碳酸氢钠，反应的化学方程式为：Na2CO3 +H2O+CO2=2 NaHCO3，D正确；故答案为：D。 13．根据如图所示的转化关系判断，下列说法正确的是(反应条件已略去) A．生成等质量时，①和②反应消耗 B．反应③和④消耗等量的Al时，生成的 C．反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3 D．反应⑤的离子方程式为 【答案】B 【解析】A．生成等质量H2时，反应①生成3mol氢气消耗6mol盐酸，反应②生成3mol氢气消耗2mol氢氧化钠溶液，因此反应消耗n(HCl)与n(NaOH)不相同，A错误；B．反应③是，反应④是，因此两者消耗等量的Al时，生成的，B正确；C．反应③是，氧化剂是硫酸铜、还原剂是铝，因此反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3∶2，C错误；D．一水合氨是弱碱，因此反应⑤的离子方程式为，D错误；故选B。 14．向等物质量浓度的FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入一定质量的Zn粉，充分反应后过滤，得到固体X和溶液Y。下列说法正确的是 A．向溶液Y中滴几滴KSCN溶液，溶液可能变为红色 B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，则溶液Y中一定不含有Fe3+ C．若溶液Y呈蓝色，则固体X中一定不含铁元素 D．若溶液Y无色透明，则固体X中一定含有Zn粉 【答案】BC 【解析】A．若有，不可能得到固体，A错误； B．将固体X投入稀盐酸中，有气泡产生，固体X中可能有Fe或Zn，则溶液Y中一定不含有、，B正确； C．若溶液Y呈蓝色，有，则固体X中一定不含铁元素，C正确； D．若溶液Y无色透明，证明溶液Y中不含铁元素和铜元素，则固体X中可能含有Zn粉，D错误； 故答案为BC。 15．部分含铁物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列推断不合理的是 A．通过化合反应和复分解反应均能直接得到e B．b和g均为碱性氧化物 C．a在氧气中燃烧生成g D．存在c→d→e→f→c的转化关系 【答案】C 【分析】根据含铁物质的价类二维图关系可知a是Fe，b是FeO，c是亚铁盐，d是氢氧化亚铁，e是氢氧化铁，f是铁盐，g是氧化铁； 【解析】A．氢氧化亚铁和氧气、水生成氢氧化铁，氢氧化钠和氯化铁生成氢氧化铁沉淀，通过化合反应和复分解反应均能直接得到氢氧化铁，A正确；     B．氧化铁、氧化亚铁均可以和酸反应生成盐和水，氧化铁、氧化亚铁均属于碱性氧化物，B正确；   C．铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，C错误； D．氯化亚铁和氢氧化钠生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁和氧气、水生成氢氧化铁，氢氧化铁和盐酸生成氯化铁，氯化铁和铁生成氯化亚铁，D正确； 故选C。 16．下列指定物质之间的转化： Fe 混合溶液溶液 下列说法不正确的是 A．反应①属于置换反应 B．反应②所得混合溶液中与物质的量之比是1∶2 C．反应③的离子方程式为： D．利用反应④制备时需要充分振荡反应液 【答案】D 【解析】A．3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，属于置换反应，A正确；B．Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O，Fe2+、 Fe3+物质的量之比是1∶2，B正确；C．Fe+ 2Fe3+=3 Fe2+，C正确；D．不能振荡，Fe(OH)2易与空气中的氧气发生反应而变质，D错误；故答案为：D。 17．从印刷电路板的废液中回收铜单质，并重新获得溶液的工艺流程如下： 下列说法不正确的是 A．滤液④为混合物 B．③物质可能为稀溶液 C．物质⑤可用代替 D．过滤用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒 【答案】B 【分析】腐蚀废液中主要含、、，加入过量铁粉，铁与FeCl3、CuCl2反应得到FeCl2和Cu单质，过滤后得滤液①为FeCl2，滤渣②为Fe、Cu混合物，结合流程可知③为HCl，加过量HCl并过滤得滤液④，合并滤液后通入⑤应为氧化剂将氯化亚铁氧化为FeCl3且不引入杂质，据此分析。 【解析】A． 滤液④为氯化亚铁和过量盐酸的混合物，A正确；B． 据分析，③物质为盐酸，不可能为稀溶液，加稀硫酸会引入硫酸根杂质，B错误；C．物质⑤为氧化剂将氯化亚铁氧化为FeCl3，例如氯气，氯气也可用绿色氧化剂代替，C正确；D． 通常，过滤用到的玻璃仪器是漏斗、烧杯和玻璃棒，D正确；答案选B。 18．研究铁及其化合物的性质与转化关系是中学化学重要的学习内容。回答下列问题： （1）人体血液中如果缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血。市场出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉，这些铁粉在人体胃酸(主要成分是)作用下转化成亚铁盐。写出该反应的离子方程式： 。 （2）高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理，工业上常用向和混合溶液中滴加溶液的方法制备，反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为 ，制备转移的电子数目为 。 （3）某兴趣小组通过下列实验探究、的性质。 已知：可与溶液反应生成蓝色沉淀。 实验操作 实验现象 得出结论 甲组 向溶液中加入几滴氯水，再加入1滴溶液 溶液变红 可将氧化 乙组 取一定量溶液于试管中，加入维生素C片，振荡溶解得到溶液a．取a溶液少许，滴加酸性溶液 紫色褪去 维生素C可将还原为 ①甲组同学得出结论“可将氧化”，其反应的离子方程式为 ；同学们认为甲组实验不够严谨，改进了实验：用煮沸冷却后的水配制溶液，向溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴溶液，溶液变红，证明了结论正确，煮沸的作用是 。 ②其他组同学认为乙组的实验同样不够严谨，可能是 使溶液紫色褪去。请设计补充实验：取a溶液少许，滴加 ，若出现 ，则结论正确。 【答案】（1） （2）3：2 (或或) （3） 排除水中的溶解氧 维生素C过量，与高锰酸钾反应 铁氰化钾溶液(或氢氧化钠溶液) 蓝色沉淀(或白色沉淀变为灰绿色最终变为红褐色) 【解析】（1）铁粉与胃酸(主要成分是HCl)反应的离子方程式为。 （2）制备的反应为，其中作氧化剂，作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为，反应中铁元素由+3价变为+6价，则制备转移的电子数目为，即个。 （3）与反应的离子方程式为；Fe2+不稳定，易被氧化为Fe3+，改进实验中煮沸的作用是除去水中溶解的氧气，煤油的作用是隔绝空气，防止氯化亚铁被氧化；维生素C具有还原性，该实验中，过量的维生素C也可使高锰酸钾溶液褪色，无法证明是使紫色高锰酸钾溶液褪色，改进实验可另取a溶液少许，滴加铁氰化钾溶液(或氢氧化钠溶液)，出现蓝色沉淀(或白色沉淀变为灰绿色最终变为红褐色)，可证明结论正确。 拓展培优 19．工业上印刷电路板、废液处理及循环使用的工艺流程如图所示。下列说法错误的是 A．物质Y可以是氯气，也可以是过氧化氢 B．“步骤③”的稀盐酸，可以用稀硫酸替代 C．滤渣的主要成分是单质铁和铜 D．可以用NH4SCN溶液来判断“废液1”溶液中是否含有 【答案】B 【分析】步骤①中Cu和FeCl3溶液反应生成的两种产物是FeCl2、CuCl2，滤液1中含有FeCl2、CuCl2和过量的FeCl3，步骤②中铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，铁与氯化铁反应生成氯化亚铁，步骤③加入稀盐酸，过量的铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，充分搅拌，由气泡产生，当观察到现象为没有气泡产生时，说明已完全反应。 【解析】A．物质 Y用于将Fe2+氧化为Fe3+，常用氧化剂既可以是Cl2也可以是H2O2，A正确； B．“步骤③”用稀酸的目的是溶解多余的铁，从而得到只含铜的滤渣和FeCl2溶液，稀盐酸不可以用稀硫酸替代，B错误； C．由分析可知，滤渣的主要成分是过量的单质铁和铜，C正确； D．NH4SCN遇会出现血红色配合物，可检验存在，D正确； 故选B。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $