专题01 金属及其化合物的性质与变化（期中复习讲义）高一化学下学期沪科版

专题01 金属及其化合物的性质与变化（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 金属及化合物的性质与用途 题型02 铁的氢氧化物的制备 题型03 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 题型04 Fe2+与Fe3+的转化、检验 题型05 合金 金属的冶炼 题型06 有关金属及其化合物的综合题 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 钠及其化合物的性质 1.知道金属的通性； 2.了解钠、铁及其重要化合物的主要性质与转化； 3.理解金属的还原性； 4.了解金属冶炼的原理； 5.学会Fe3+的检验。 铁及其化合物的性质 铝及其氧化物的性质 金属的冶炼 要点01 钠及其化合物的性质 一、钠 物理性质 银白色 质软 比水轻 熔点低(水中变成液体小球) 化学性质 非金属单质 O2(常温：4Na＋O2===2Na2O、加热： ) Cl2( 现象：剧烈燃烧，产生白烟) S H2 水 2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑ 现象：浮、球、游、响、红 酸 2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑ 盐 水溶液 钠先与水发生置换反应，生成的碱再与盐发生复分解反应 熔融液 与盐发生置换反应：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti 应用 ①制取钠的化合物，如Na2O2；②制高压钠灯；③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。 保存 钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在煤油中。 特｜别｜提｜醒 钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。 二、Na2O与Na2O2 1．Na2O与Na2O2的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 组成 Na+与O2−以2∶1 形成化合物 Na+与(过氧根离子)以2∶1形成化合物 色态 色固体 色固体 所属类别 碱性氧化物 过氧化物 氧元素化合价 ﹣2(最低价态) ﹣1(中间价态) 生成条件 在空气中(缓慢氧化) 加热或点燃 化学 性质 与H2O反应 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 与CO2反应 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 与酸反应 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2 + 4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 氧化性 较弱 较强 主要用途 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 保存 干燥、封闭 干燥、封闭 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： 2Na22 过氧化钠中的氧是 价，处于中间价态，既能表现氧化性，又能表现还原性。 （1）强氧化性 ①与Na2SO3溶液反应： ②有强氧化性，具有杀菌、消毒、漂白的作用。如能使品红溶液褪色。 （2）还原性 遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为 。 （3）遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应，氧元素的歧化反应。 Na2O2既是氧化剂又是还原剂。 三、碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较 碳酸钠 碳酸氢钠 俗称 物理 性质 色与态 白色粉末 Na2CO3 10H2O白色晶体，易风化 细小白色晶体 溶解性 易溶（溶解度 碳酸钠 碳酸氢钠） 化学 性质 碱性 同浓度，滴入酚酞，都变红色，碳酸钠溶液红色更深，碱性更强。 与H+ 反应 CO32-+2 H+ = HCO3-+H+== 相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体 与碱 反应 与NaOH 、KOH 不反应 与NaOH反应生成Na2CO3 离子方程式： 与澄清石灰水反应 离子方程式： NaHCO3足量： NaHCO3不足量： 热稳 定性 一般不分解 NaHCO3加热分解的反应方程式： 与CO2 反应 CO＋CO2＋H2O===2HCO 不反应 用途 用于玻璃、制皂、造纸等 用于制药、焙制糕点等 2．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 依据 原理 结论 热稳定性 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O； Na2CO3受热不分解 加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3 与CaCl2、BaCl2的反应 +Ca2+===CaCO3↓，+Ba2+=== BaCO3↓；与Ca2+、Ba2+不反应 有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3 与盐酸反应的剧烈程度 Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑； NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑ 生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3 盐酸逐滴加入时的现象 +H+===； +H+===CO2↑+H2O 逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3 3．碳酸钠与碳酸氢钠的除杂 混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量 气体 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量 溶液 4.Na2CO3与NaHCO3的相互转化 ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 5．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析 依据图像特点判断溶液溶质成分 若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为 涉及离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、 CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若a＝0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为 涉及离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 6.侯氏制碱法 原料 NH3 CO2 饱和食盐水 原理 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O＝NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 生产流程 设计Ⅰ的循环，可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上 绿色化学思想 循环使用的物质为： 要点02 铁及其化合物的性质 一、铁的性质 常见价态 ＋2、＋3（还有＋6） 物理性质 纯净的铁是光亮的 色金属，有良好的导电性、传热性，延展性，能被磁铁吸引 与单质的反应 O2 3Fe＋2O2 Cl2 2Fe＋3Cl2 (无论Fe的量多少，产物都是FeCl3) S Fe＋SFeS I2 Fe＋I2FeI2(产物不是FeI3) 与H2O反应 3Fe＋4H2O(g) (产物是Fe3O4不是Fe2O3) 与非氧化性酸(HCl、H2SO4) Fe＋2H＋＝ 与氧化性酸反应 稀HNO3 3Fe＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓硫酸 常温下，浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生中 。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。 与盐溶液反应 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝ 与FeCl3溶液反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝ 二、铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 俗名 ———— 铁红 磁性氧化铁 金属价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 物理性质 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都难溶于水 化学性质 HCl FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 稀HNO3 3FeO＋4H＋＋NO3－ ＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe2O3＋6H＋＝Fe3＋＋3H2O ———— 还原剂 FeO＋H2Fe＋H2O Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3Fe3O4＋8Al4Al2O3＋9Fe 用途 ———— 颜料 磁性材料 三、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 四、Fe(OH)2的制备： 成功关键 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在密闭的隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 五、Fe2＋、Fe3＋的检验和除杂 1．铁离子与亚铁离子的检验 Fe2＋ Fe3＋ 显色法 待测液中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色 待测液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为红色 沉淀法 待测液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色色，最后变为红褐色 待检液滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀 2．铁离子与亚铁离子的除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加足量氯水或H2O2溶液 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 3．铁及其化合物的二维图 （1）Fe只有还原性，可以被氧化成＋2或＋3价的铁： 如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。 （2）Fe2＋既有氧化性又有还原性： 如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋ FeO＋COFe＋CO2 （3）Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁： 如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 要点03 铝及其氧化物 一、铝 结构示意图 地壳含量 存在形式 含量最多的金属元素 化合态 化学性质 通性 与非金属单质反应：4Al＋3O2＝2Al2O3 与非氧化性酸反应： 与盐反应：2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu 特性 与氧化性酸反应：常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生 与碱反应： 二、氧化铝 物理性质 化学性质 氧化铝 白色不溶于水的固体，熔点高 与酸反应：Al2O3＋6H＋＝ 与碱反应：Al2O3＋2OH－＝ 要点04 合金 金属的冶炼 一、合金 金属材料包括 和它们的 ，日常使用的金属材料，大多数属于 。 1.合金的概念：由 ( )制得的金属材料。 2.合金的一般性质 （1）硬度： 。 （2）熔点：合金的熔点一般 于各成分金属。 特｜别｜提｜醒 1．合金的组成及性质 （1）合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 （2）合金是混合物，没有固定的熔点。 （3）合金具有金属特性，如导电、传热等。 （4）合金形成后会影响各成分金属的物质性质，如合金的熔点一般比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．合金的形成条件 （1）金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。 二、金属在自然界中的存在形态和冶炼原理 1.金属在自然界中的存在形态 大多数以 态存在，极少数以 态存在。 （2）金属冶炼的原理 金属的冶炼是利用 原理，在一定条件下，使金属离子 电子被还原成 ，从而获得金属单质。即：Mn＋＋ ＝M。 2．金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活动性顺序 K、Ca、 Na、Mg、Al Zn、Fe、 Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子失电子能力 ―→ 金属离子得电子能力 ―→ 主要冶炼方法 法 法 法 法 还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法 3．常见金属的冶炼(用化学方程式表示) 题型一 金属及化合物的性质与用途 【典例1】（2025·高一下·上海市晋元高级中学·期中）下列关于钠及其化合物的说法，正确的有 A．钠跟溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现黑色固体，这是析出了金属铜 B．分别向和的固体中加入少量水，碳酸氢钠伴有放热现象 C．与反应时，是还原剂 D．和中正、负离子的个数比均为2∶1 【变式1】（2025·高一下·上海市上海中学·期中）等质量的钠进行下列实验，其中生成氢气最多是 A．将钠投入到足量水中 B．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中 C．将钠放入足量稀硫酸中 D．将钠放入足量稀盐酸中 【变式2】（2025·高一下·上海市控江中学·期中）下列反应能得到单质铁的是 A．与溶液反应 B．在高温下与反应 C．在高温下与反应 D．受热分解 题型二 铁的氢氧化物的制备 【典例2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）如图所示，为了制得较纯净的Fe(OH)2，以下操作错误的是 A．煮沸并冷却NaOH溶液 B．煮沸并冷却FeSO4溶液 C．胶头滴管末端伸进液面下 D．使用煤油进行液封 【变式1】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）某同学在研究制取Fe(OH)2的方法时，设计了一个较好的方案：①在一支大的硬质试管中加入2mL~3mL煤油。②再缓缓加入4mL~5mLFeSO4溶液。③往试管中投入绿豆大小的金属钠。回答下列问题： （1）写出实验时，发生反应的离子方程式_____、_____，煤油的作用是_____。 （2）实验结束后，如果用胶头滴管将煤油吸去，可观察到的现象是_____。 【变式2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）某同学查阅文献后发现，如图所示，通过针筒向清凉冻中依次注射少量氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液即可制备出氢氧化亚铁并保存较长时间。 （1）查阅资料，清凉冻是一种由植物淀粉或多糖与水形成的可食用的凝胶类食品。验证清凉冻是一种胶体的简单方法是___________。 （2）如图所示，再向清凉冻中的氢氧化亚铁注射适量空气，可观察到三色共存的沉淀。该过程中发生的化学方程式为___________，推测最中心C处沉淀的颜色应为___________色。 题型三 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 【典例3】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 【变式1】向含有a份NaOH的溶液中通入b份CO2，下列说法错误的是 A．当a>2b 时，发生的反应为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O B．当a<b时，发生的反应为：NaOH+CO2=NaHCO3 C．当2a=3b时，发生的反应为：3NaOH+2CO2= Na2CO3+NaHCO3+H2O D．当0.5a<b<a时，溶液中NaHCO3与Na2CO3的份数之比为(a-b)：(2b-a) 题型四 Fe2+与Fe3+的转化、检验 【典例4】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）下列有关硫酸亚铁的说法中错误的是 A．FeSO4可用于缺铁性贫血的治疗 B．FeSO4溶液经蒸发结晶可制得FeSO4·7H2O C．可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3 D．FeSO4隔绝空气高温分解，产物只有Fe2O3和SO3 【变式1】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）FeCl3溶液在工业上用于蚀刻铜箔电路板。从蚀刻后的废液中可回收铜并使蚀刻液再生，流程如图所示： （1）写出FeCl3刻蚀铜箔的反应的离子方程式___________。 （2）从固体中分离出Cu，试剂X可以为___________。 A．稀硫酸 B．稀盐酸 C．稀硝酸 D．NaOH溶液 （3）若要使滤液再生为蚀刻液，可采用什么办法？___________。 【变式2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）某同学取4mL0.1mol·L-1KI溶液，加入2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于2支试管中进行如下实验。 ①第1支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色。 ②第2支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验①和②说明，在I⁻过量的情况下，溶液中仍含有___________(填离子符号)，由此可见Fe3+与I⁻发生的反应___________(选填“能”或“不能”)进行到底，该反应的离子方程式可表示为___________。 题型五 合金 金属的冶炼 【典例5】（2025·高一下·上海市光明中学·期中）材料的发展，彰显科技进步。下列说法不正确的是 A．“福建舰”的舰体材料是合金钢，其硬度高于纯铁 B．生铁和不锈钢都是只含有金属元素的铁合金 C．“蛟龙”号载人潜水器的内压球采用钛合金制造，其硬度大，抗腐蚀性好 D．稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，加入钢中可增强钢的耐腐蚀性 【典例6】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）下列有关金属冶炼的叙述中，错误的是 A．用Fe和Al2O3反应制备金属铝 B．加热分解氧化汞可制取金属汞 C．湿法炼铜可以用钠与硫酸铜溶液反应 D．工业上冶炼铜、铁时主要采用热还原法 【变式1】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）有关合金的说法错误的是 A．熔点通常低于组成金属 B．任意两种金属均可以形成合金 C．钢比生铁的含碳量低 D．可能含有非金属 【变式2】2025·高一下·上海市南汇中学·期中）下列金属中，工业上常用电解法冶炼的是 A．Cu B．Ag C．Al D．Fe 题型六 有关金属及其化合物的综合题 【典例7】（2025·高一下·上海复旦附中·期中）四氧化三铁()磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 （1）中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如下图所示。下列有关说法正确的是_______。 A．该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物 B．四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用 C．该“运输车”的外壳不含碳元素 D．该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体 （2）能和稀硫酸反应，生成的两种盐是_______。验证反应后溶液中含有的最恰当的试剂是_______。 A．氯水　　B．酸性溶液　　C．KSCN溶液　　D．NaOH溶液 铁粉在氧气中燃烧是制取最为快捷的方法．A~D是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。 （3）根据题目要求，A装置最好选_______。 A．①    B．②    C．③ （4）在加入试剂之前，需对装置进行气密性检查．写出检查①的气密性的操作：_______，向分液漏斗中加足量水，塞紧玻璃塞，打开玻璃旋塞，过一会儿，水不再下滴，说明装置①的气密性良好．如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗，是否可以用上述步骤检验装置的气密：_______。 氧化沉淀法也是制取的一种常见方法，其制取流程如下图所示。 （5）绿矾溶解温度需控制在之间，实验室控制该温度的最佳方法是_______。 （6）副产品P是_______(填写化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→_______→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 （7）某兴趣小组模仿上述流程制取并测定其产率、具体操作如下： I.测定绿矾的含量：称取3.0g工业绿矾，配制成250.00mL溶液．量取25.00mL溶液于锥形瓶中，用酸性溶液滴定至终点，消耗溶液的平均体积为20.00mL。写出滴定时发生反应的离子方程式为_______。 Ⅱ.称取300g工业绿矾，通过上述流程最终制得：计算产品的产率为_______。(写出计算过程，保留2位小数) 【变式1】（2025·高一下·上海市青浦高级中学·期中）甲乙两个化学研究性学习小组研究绿矾中结晶水含量，从制备晶体到测定过程如下。 Ⅰ.工厂生产印刷电路板(原理：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2)后所得的蚀刻废液中正离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+。甲化学小组按如下流程在实验室回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为蚀刻液原料循环使用。 已知：下边表格是部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为0.1mol·L-1) Cu2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 （1）步骤Ⅱ中需要调节的pH范围是___________。 A．2．7~3．7 B．3.7~9.6 C．9.6以上 D．3.7~4.7 （2）将溶液C和溶液D回收后，通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液，写出该反应的离子方程式___________。 Ⅱ.乙化学小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。回答下列问题： 阶段一：绿矾的制备 （3）方法一：称量8.0g处理后的铁屑放入50mL锥形瓶中，加入20~30mL稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。将反应液控制在80℃加热，控温的原因是___________。 方法二：燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(类似于一种酶)对硫铁矿进行催化脱硫同时得到FeSO4溶液。其过程如下图；已知总反应为：。 （4）关于该过程的说法中，正确的是___________。 A．反应产生大量H+，过程中需要用过量Ca(OH)2中和。 B．产物用加热蒸干的方法得到绿矾晶体 C．该过程中关键反应步骤应该严格控温 D．过程中始终没有溶液颜色的变化 （5）试分析利用生物酶催化技术治理污染的优缺点：___________。 阶段二：探究绿矾(FeSO4·7H2O，摩尔质量M=278 g·mol-1)热分解产物的成分。取27.8g FeSO4·7H2O样品，受热分解的热重曲线如图。 （6）温度为100℃时固体M的化学式为___________。 A．FeSO4·4H2O B．FeSO4·5H2O C．FeSO4·6H2O D．FeSO4·H2O （7）在实验过程中需要对产物进行恒重操作，以N点为例，阐述进行该操作的原因___________。 （8）取500℃时样品P，隔绝空气加热到650℃得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，这两种气体可能是___________。(双选) A．SO2 B．H2O C．H2S D．SO3 (9)若在实验室中完成该实验，冷却应该在___________(填仪器名称)中进行，原因是___________。 期中基础通关练（测试时间：20分钟） 1．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）下列叙述中，描述的原子一定是金属原子的是 A．单质的熔沸点都很高 B．最外层上只有2个电子 C．其构成的单质具有金属光泽 D．第3周期元素原子中，最外层上只有2个电子 2．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）历史上金、银、铜主要是作为货币金属应用。从化学角度来看，主要是利用它们的 A．硬度适中 B．密度适中 C．金属光泽好 D．不活泼 3．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）下列有关金属钠的说法不正确的是 A．钠很软，能用刀切割 B．实验室金属钠意外着火时，需用干燥的沙土灭火 C．金属钠常保存在煤油中 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 4．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）钠的化学性质很活泼。下列叙述正确的是 A．将一小块钠放在石棉网上，加热后钠剧烈燃烧，生成淡黄色的氧化钠 B．钠与水反应时会熔化，说明钠比水轻 C．2．3gNa与氧气反应生成Na2O和Na2O2，转移电子数为0.1NA D．将钠投入硫酸铜溶液中，可置换出金属铜 5．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）将一定量的Na2O2粉末加到滴有紫色石蕊试液的水中，并振荡，观察到的现象（　　） A．溶液仍为紫色 B．溶液最终为蓝色 C．最终溶液褪色,而无其它现象 D．溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色 6．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）能用来鉴别苏打和小苏打两种白色固体的方法是 A．分别加入到水中，观察二者的溶解速度 B．分别取少量固体溶于水后加入石灰水，观察有否沉淀 C．分别取少量固体溶于水后加入CaCl2溶液观察有否沉淀 D．分别将固体投入盐酸溶液中，观察有无气体产生 7．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）铁是常见的金属材料。下列说法正确的是 A．铁是黑色的金属 B．铁与水蒸气反应生成三氧化二铁 C．可用铁制容器盛放浓硫酸，因为铁与浓硫酸反应 D．用铁作避雷针利用了铁的导电性 8．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）从青铜器时代到铁器时代，再到以铝为代表的活泼金属的使用，下列跟这个先后顺序有关的是 ①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度 A．①③ B．②③ C．③④ D．②④ 9．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属，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．铝相对锰、钒较廉价 D．反应放出大量的热 10．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．和都有磁性 B．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C．受热分解可制得 D．向溶液中滴加适量NaOH溶液即可得到氢氧化铁胶体 11．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）下列各组中的两种物质反应时，若温度、反应物浓度或用量等反应条件改变，不会引起生成物种类改变的是 A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Al和O2 D．Fe和O2 12．（2025·高一下·上海复旦附中·期中）可作供氧剂，写出与反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目_______．若有参加反应，则转移电子的数目为_______。 13．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）请回答下列问题： （1）小苏打(NaHCO3)是一种常用的膨松剂，小苏打属于___________。 A．电解质      B．碱        C．离子化合物 （2）使用时在食材中同时加入___________ (选填“酸性”或“碱性”)物质效果更佳。 14．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）人类冶炼和使用最多的金属是___________(填化学式，下同)，地壳中含量最高的金属元素是___________，冶炼得到其单质的化学方程式是___________。 15．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）工业上用电解Al2O3的方法获得铝单质，若反应中有0.6mol电子转移，则在______极(选填“阴”或“阳”)可得金属铝的质量为______克。 16．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）某兴趣小组完成了Fe与水蒸气反应的实验，实验装置如下图所示： （1）在D处玻璃管口点燃生成的气体前，必须对该气体进行的操作是________。 （2）硬质玻璃管中反应的化学方程式：________。 （3）当有8.4g铁粉参加反应时，生成的气体在标准状况下的体积是________L。（要求写出具体计算过程） 17．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）是膨松剂必不可少的成分，可通过加热单位质量膨松剂产生气体的量来判定其膨胀效果，设计了以下实验，并按如图装置连接(气密性良好，各装置中试剂均过量)。 （1）小苏打的生产可向饱和食盐水中先通入氨气、再通入二氧化碳，用一个化学方程式表示这一步反应___________。 （2）写出受热时发生反应的化学方程式___________。 （3）装置E的作用是___________。如果去掉装置C，该实验会造成测定结果___________(“偏大”、“不变”“偏小”)。实验结束停止加热后没有通空气会造成实验结果___________(“偏大”、“不变”“偏小”)。 （4）加热前先通入一段时间的空气，再连接D装置，目的是___________。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）如图装置，试管中盛有的水含几滴酚酞，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中注有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象预测错误的是 （    ） A．气球a被吹大 B．试管内溶液先变红后褪色 C．U形管内红色退去 D．U形管水位d>c 2．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）某实验小组通过下图所示实验，探究与水的反应，下列说法中正确的是 A．②中大量气泡的主要成分是氢气 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漂白性物质造成的 D．⑤中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 3．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）在25℃，101kpa下由甲醛蒸气（HCHO），H2和CO组成的混合气体共6.72g，其相对H2的密度为14.将该气体与2.24LO2（标况下）充分反应后的产物通过足量的Na2O2粉末，Na2O2粉末增重的质量（     ） A．<6.72g B．=6.72g C．>6.72g D．无法计算 4．（2025·高一下·上海复旦附中·期中）在密闭容器中，将和固体混合物加热至，充分反应后，若剩余固体为和NaOH，排出气体为和时，的取值范围为_______。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 金属及其化合物的性质与变化（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 金属及化合物的性质与用途 题型02 铁的氢氧化物的制备 题型03 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 题型04 Fe2+与Fe3+的转化、检验 题型05 合金 金属的冶炼 题型06 有关金属及其化合物的综合题 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 钠及其化合物的性质 1.知道金属的通性； 2.了解钠、铁及其重要化合物的主要性质与转化； 3.理解金属的还原性； 4.了解金属冶炼的原理； 5.学会Fe3+的检验。 铁及其化合物的性质 铝及其氧化物的性质 金属的冶炼 要点01 钠及其化合物的性质 一、钠 物理性质 银白色 质软 比水轻 熔点低(水中变成液体小球) 化学性质 非金属单质 O2(常温：4Na＋O2===2Na2O、加热：2Na＋O2Na2O2) Cl2(2Na＋Cl22NaCl 现象：剧烈燃烧，产生白烟) S H2 水 2Na＋2H2O＝2Na＋＋2OH－＋H2↑ 现象：浮、球、游、响、红 酸 2Na＋2H＋＝2Na＋＋H2↑ 盐 水溶液 钠先与水发生置换反应，生成的碱再与盐发生复分解反应 熔融液 与盐发生置换反应：4Na＋TiCl44NaCl＋Ti 应用 ①制取钠的化合物，如Na2O2；②制高压钠灯；③从钛、锆等熔融氯化物中置换出金属单质。 保存 钠易与空气中的O2、H2O反应，且钠的密度比煤油的密度大，不与煤油反应，故通常将钠保存在煤油中。 特｜别｜提｜醒 钠露置在空气中，最终完全转变为Na2CO3粉末，转化过程为NaNa2ONaOHNaOH溶液Na2CO3·xH2ONa2CO3(风化是化学变化)。 二、Na2O与Na2O2 1．Na2O与Na2O2的比较 物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 组成 Na+与O2−以2∶1 形成化合物 Na+与(过氧根离子)以2∶1形成化合物 色态 白色固体 淡黄色固体 所属类别 碱性氧化物 过氧化物 氧元素化合价 ﹣2(最低价态) ﹣1(中间价态) 生成条件 在空气中(缓慢氧化) 加热或点燃 化学 性质 与H2O反应 Na2O+H2O===2NaOH 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ 与CO2反应 Na2O+CO2===Na2CO3 2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2 与酸反应 Na2O+2HCl===2NaCl+H2O 2Na2O2 + 4HCl===4NaCl+2H2O+O2↑ 氧化性 较弱 较强 主要用途 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 保存 干燥、封闭 干燥、封闭 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： 2Na22 过氧化钠中的氧是 －1 价，处于中间价态，既能表现氧化性，又能表现还原性。 （1）强氧化性 ①与Na2SO3溶液反应： Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH ②有强氧化性，具有杀菌、消毒、漂白的作用。如能使品红溶液褪色。 （2）还原性 遇KMnO4等强氧化剂时，Na2O2表现出还原性，氧化产物为 O2 。 （3）遇CO2、H2O、H＋时，Na2O2发生自身的氧化还原反应，氧元素的歧化反应。 Na2O2既是氧化剂又是还原剂。 三、碳酸钠和碳酸氢钠 1.碳酸钠和碳酸氢钠的比较 碳酸钠 碳酸氢钠 俗称 纯碱或苏打 小苏打 物理 性质 色与态 白色粉末 Na2CO3 10H2O白色晶体，易风化 细小白色晶体 溶解性 易溶（溶解度 碳酸钠 ＞ 碳酸氢钠） 化学 性质 碱性 同浓度，滴入酚酞，都变红色，碳酸钠溶液红色更深，碱性更强。 与H+ 反应 CO32-+2 H+ = CO2↑＋H2O HCO3-+H+== CO2↑＋H2O 相同条件下NaHCO3 比Na2CO3反应放出气体 快 与碱 反应 与NaOH 、KOH 不反应 与NaOH反应生成Na2CO3 离子方程式：HCO＋OH－===CO＋H2O 与澄清石灰水反应 离子方程式： Ca2＋＋CO===CaCO3↓ NaHCO3足量： Ca2＋＋2OH－＋2HCO===CaCO3↓＋2H2O＋CO NaHCO3不足量： Ca2＋＋OH－＋HCO===CaCO3↓＋H2O 热稳 定性 一般不分解 NaHCO3加热分解的反应方程式： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 与CO2 反应 CO＋CO2＋H2O===2HCO 不反应 用途 用于玻璃、制皂、造纸等 用于制药、焙制糕点等 2．碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别 依据 原理 结论 热稳定性 2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O； Na2CO3受热不分解 加热有气体产生的是NaHCO3，无变化的是Na2CO3 与CaCl2、BaCl2的反应 +Ca2+===CaCO3↓，+Ba2+=== BaCO3↓；与Ca2+、Ba2+不反应 有沉淀生成的是Na2CO3，无变化的是NaHCO3 与盐酸反应的剧烈程度 Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑； NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑ 生成气体剧烈的是NaHCO3，相对不剧烈的是Na2CO3 盐酸逐滴加入时的现象 +H+===； +H+===CO2↑+H2O 逐滴加入盐酸立即产生气体的是NaHCO3，开始不产生气体，滴加一会才产生气体的是Na2CO3 3．碳酸钠与碳酸氢钠的除杂 混合物(括号内为杂质) 除杂方法及试剂 Na2CO3固体(NaHCO3) 加热 NaHCO3溶液(Na2CO3) 通入足量CO2气体 Na2CO3溶液(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液 4.Na2CO3与NaHCO3的相互转化 ①Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O 5．Na2CO3、NaHCO3与酸反应的图像分析 依据图像特点判断溶液溶质成分 若V(Oa)＝V(ab)(即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同) 溶液中的溶质为Na2CO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)>V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH 涉及离子方程式Oa：OH－＋H＋===H2O、 CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若V(Oa)<V(ab)(即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积) 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3 涉及离子方程式Oa：CO＋H＋===HCO； ab：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 若a＝0(即图像从原点开始) 溶液中的溶质为NaHCO3 涉及离子方程式：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑ 6.侯氏制碱法 原料 NH3 CO2 饱和食盐水 原理 NH3＋CO2＋NaCl＋H2O＝NH4Cl＋NaHCO3↓或NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3，NH4HCO3＋NaCl＝NH4Cl＋NaHCO3↓ 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 生产流程 设计Ⅰ的循环，可使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上 绿色化学思想 循环使用的物质为：NaCl、CO2 要点02 铁及其化合物的性质 一、铁的性质 常见价态 ＋2、＋3（还有＋6） 物理性质 纯净的铁是光亮的白色金属，有良好的导电性、传热性，延展性，能被磁铁吸引 与单质的反应 O2 3Fe＋2O2Fe3O4 Cl2 2Fe＋3Cl2FeCl3(无论Fe的量多少，产物都是FeCl3) S Fe＋SFeS I2 Fe＋I2FeI2(产物不是FeI3) 与H2O反应 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4+4H2(产物是Fe3O4不是Fe2O3) 与非氧化性酸(HCl、H2SO4) Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑ 与氧化性酸反应 稀HNO3 3Fe＋8HNO3(稀)＝3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓硫酸 常温下，浓硫酸与浓硝酸与铁在常温下发生中钝化。实质是强氧化性的酸使铁、铝的表面生成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与酸继续反应。 与盐溶液反应 发生置换反应：Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu 与FeCl3溶液反应，离子方程式为Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ 二、铁的氧化物 氧化物 氧化亚铁 三氧化二铁 四氧化三铁 俗名 ———— 铁红 磁性氧化铁 金属价态 ＋2 ＋3 ＋2、＋3 物理性质 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 都难溶于水 化学性质 HCl FeO＋2H＋＝Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋＝2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋＝Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 稀HNO3 3FeO＋4H＋＋NO3－ ＝3Fe3＋＋NO↑＋2H2O Fe2O3＋6H＋＝Fe3＋＋3H2O ———— 还原剂 FeO＋H2Fe＋H2O Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 3Fe3O4＋8Al4Al2O3＋9Fe 用途 ———— 颜料 磁性材料 三、铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色状态 白色固体 红褐色固体 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 受热分解 － 2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制备 可溶性亚铁盐与碱溶液反应： Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应： Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓ 二者的关系 在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，反应的化学方程式为 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 四、Fe(OH)2的制备： 成功关键 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在密闭的隔绝空气的体系中 制备方法 方法 装置 说明 隔绝空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备 氢气氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液 五、Fe2＋、Fe3＋的检验和除杂 1．铁离子与亚铁离子的检验 Fe2＋ Fe3＋ 显色法 待测液中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加新制氯水，溶液立即变红色 待测液中滴加KSCN(或NH4SCN)溶液，溶液立即变为红色 沉淀法 待测液中滴加NaOH溶液，生成白色絮状沉淀，沉淀迅速变为灰绿色色，最后变为红褐色 待检液滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀 2．铁离子与亚铁离子的除杂 溶液 杂质 除杂方法 FeCl2 FeCl3 加过量铁粉后过滤 FeCl3 FeCl2 加足量氯水或H2O2溶液 FeCl2 CuCl2 加过量铁粉后过滤 3．铁及其化合物的二维图 （1）Fe只有还原性，可以被氧化成＋2或＋3价的铁： 如Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ 2Fe＋3Cl22FeCl3 3Fe＋4H2OFe3O4＋4H2。 （2）Fe2＋既有氧化性又有还原性： 如2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋ FeO＋COFe＋CO2 （3）Fe3＋具有较强的氧化性，可被还原为＋2价或0价的铁： 如2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋， 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 要点03 铝及其氧化物 一、铝 结构示意图 地壳含量 存在形式 含量最多的金属元素 化合态 化学性质 通性 与非金属单质反应：4Al＋3O2＝2Al2O3 与非氧化性酸反应：2Al＋6H＋＝2Al3＋＋3H2↑ 与盐反应：2Al＋3Cu2＋＝2Al3＋＋3Cu 特性 与氧化性酸反应：常温下，遇浓硫酸、浓硝酸发生钝化 与碱反应：2Al＋2NaOH＋2H2O＝2NaAlO2＋3H2↑ 二、氧化铝 物理性质 化学性质 氧化铝 白色不溶于水的固体，熔点高 与酸反应：Al2O3＋6H＋＝2Al3＋＋3H2O 与碱反应：Al2O3＋2OH－＝2AlO2－＋H2O 要点04 合金 金属的冶炼 一、合金 金属材料包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。 1.合金的概念：由纯金属(或金属与非金属)制得的金属材料。 2.合金的一般性质 （1）硬度：合金的硬度及机械加工性能一般高于各成分金属。 （2）熔点：合金的熔点一般低于各成分金属。 特｜别｜提｜醒 1．合金的组成及性质 （1）合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 （2）合金是混合物，没有固定的熔点。 （3）合金具有金属特性，如导电、传热等。 （4）合金形成后会影响各成分金属的物质性质，如合金的熔点一般比成分金属低，而硬度、机械强度一般比成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．合金的形成条件 （1）金属与金属形成合金时：合金是金属在熔化状态时相互混合形成的，熔化时的温度需达到成分金属中熔点最高的金属的熔点，但又不能超出成分金属中沸点最低的金属的沸点。一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。 二、金属在自然界中的存在形态和冶炼原理 1.金属在自然界中的存在形态 大多数以化合态存在，极少数以游离态存在。 （2）金属冶炼的原理 金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，从而获得金属单质。即：Mn＋＋ne－＝M。 2．金属冶炼方法的选择与金属活泼性的关系 金属的活动性顺序 K、Ca、 Na、Mg、Al Zn、Fe、 Sn、Pb、Cu Hg、Ag Pt、Au 金属原子失电子能力 强―→弱 金属离子得电子能力 弱―→强 主要冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 富集法 还原剂或特殊措施 强大电流提供电子 H2、CO、C、Al等加热 加热 物理方法或化学方法 3．常见金属的冶炼(用化学方程式表示) 题型一 金属及化合物的性质与用途 【典例1】（2025·高一下·上海市晋元高级中学·期中）下列关于钠及其化合物的说法，正确的有 A．钠跟溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现黑色固体，这是析出了金属铜 B．分别向和的固体中加入少量水，碳酸氢钠伴有放热现象 C．与反应时，是还原剂 D．和中正、负离子的个数比均为2∶1 【答案】D 【解析】A．钠与硫酸铜溶液反应时，钠先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与CuSO4生成蓝色Cu(OH)2沉淀。黑色固体是Cu(OH)2受热分解生成的CuO，而非金属铜，故A错误； B．Na2CO3固体溶于水放热，而NaHCO3溶于水吸热，故B错误； C．Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气，Na2O2中O的化合价从-1变为0和-2，Na2O2自身发生歧化反应，H2O中元素化合价不变，H2O不是还原剂，故C错误； D．Na2O中Na+与O2-的个数比为2:1，Na2O2中Na+与的个数比也为2:1，故D正确； 选D。 【变式1】（2025·高一下·上海市上海中学·期中）等质量的钠进行下列实验，其中生成氢气最多是 A．将钠投入到足量水中 B．将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量的水中 C．将钠放入足量稀硫酸中 D．将钠放入足量稀盐酸中 【答案】B 【解析】A、该过程只有钠和水反应放出H2； B、将钠用铝箔包好并刺一些小孔，再放入足量水中，钠和水反应放出H2，并生成NaOH溶液，铝和NaOH溶液反应也放出H2； C、该过程只有钠和酸反应放出H2； D、该过程只有钠和酸反应放出H2； 故钠的质量相同的情况下，B放出H2最多，故选B。 【变式2】（2025·高一下·上海市控江中学·期中）下列反应能得到单质铁的是 A．与溶液反应 B．在高温下与反应 C．在高温下与反应 D．受热分解 【答案】BC 【解析】A．铜与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化亚铜，A错误； B．铝与四氧化三铁发生铝热反应反应生成铁单质和氧化铝，B正确； C．一氧化碳与氧化铁发生还原反应生成铁单质同时生成二氧化碳，C正确； D．氢氧化铁加热分解生成水和氧化铁，D错误； 故选BC。 题型二 铁的氢氧化物的制备 【典例2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）如图所示，为了制得较纯净的Fe(OH)2，以下操作错误的是 A．煮沸并冷却NaOH溶液 B．煮沸并冷却FeSO4溶液 C．胶头滴管末端伸进液面下 D．使用煤油进行液封 【答案】B 【解析】A．煮沸并冷却NaOH溶液，可以除去溶解氧，防止Fe(OH)2被氧化，A正确； B．煮沸FeSO4溶液易使亚铁离子被空气中的氧气氧化，B错误； C．胶头滴管末端伸进液面下，避免与空气中氧气接触，防止Fe(OH)2被氧化，C正确； D．使用煤油进行液封，可以隔绝空气，防止Fe(OH)2被氧化，D正确； 故选B。 【变式1】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）某同学在研究制取Fe(OH)2的方法时，设计了一个较好的方案：①在一支大的硬质试管中加入2mL~3mL煤油。②再缓缓加入4mL~5mLFeSO4溶液。③往试管中投入绿豆大小的金属钠。回答下列问题： （1）写出实验时，发生反应的离子方程式_____、_____，煤油的作用是_____。 （2）实验结束后，如果用胶头滴管将煤油吸去，可观察到的现象是_____。 【答案】（1）2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ 隔绝空气以防生成的Fe(OH)2被氧化 （2）出现白色沉淀，然后沉淀转化为灰绿色，最后变为红褐色 【分析】煤油的密度小于水，浮于FeSO4溶液的上方，投入金属钠后，金属钠位于溶液与煤油的交界处，与水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再与FeSO4反应生成Fe(OH)2，上层的煤油起到隔绝空气的作用。一旦把煤油吸去，Fe(OH)2就被氧气氧化了。 【解析】（1）实验时，发生反应的离子方程式分别为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑、Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓，煤油的作用是隔绝空气以防生成的Fe(OH)2被氧化； （2）实验结束后，如果用胶头滴管将煤油吸去，可观察到的现象是出现白色沉淀，然后沉淀转化为灰绿色，最后变为红褐色。 【变式2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）某同学查阅文献后发现，如图所示，通过针筒向清凉冻中依次注射少量氢氧化钠溶液和硫酸亚铁溶液即可制备出氢氧化亚铁并保存较长时间。 （1）查阅资料，清凉冻是一种由植物淀粉或多糖与水形成的可食用的凝胶类食品。验证清凉冻是一种胶体的简单方法是___________。 （2）如图所示，再向清凉冻中的氢氧化亚铁注射适量空气，可观察到三色共存的沉淀。该过程中发生的化学方程式为___________，推测最中心C处沉淀的颜色应为___________色。 【答案】（1）用可见光束照射清凉冻，若出现光亮的通路，则证明清凉冻是胶体 （2） 白 【解析】（1）胶体具有丁达尔效应，而溶液没有。当用可见光束照射清凉冻，可以观察到一条光亮的通路，利用这一特性可验证清凉冻为胶体； （2）①不稳定，容易被空气中的氧气氧化，为白色，被氧化过程中会先变为灰绿色，最终变为红褐色的Fe(OH)3，反应的化学方程式为； ②向清凉冻中的注射空气，最中心C处的接触空气少，还未被氧化，所以颜色应为的白色；而靠近空气的部分会逐渐被氧化，出现灰绿色、红褐色等变化，从而呈现三色共存。 题型三 碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应的比较 【典例3】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。 【变式1】向含有a份NaOH的溶液中通入b份CO2，下列说法错误的是 A．当a>2b 时，发生的反应为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O B．当a<b时，发生的反应为：NaOH+CO2=NaHCO3 C．当2a=3b时，发生的反应为：3NaOH+2CO2= Na2CO3+NaHCO3+H2O D．当0.5a<b<a时，溶液中NaHCO3与Na2CO3的份数之比为(a-b)：(2b-a) 【答案】D 【解析】A．当a>2b 时，说明氢氧化钠溶液过量，反应生成碳酸钠和水，其发生的反应为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，故A正确； B．当a<b时，说明氢氧化钠少量，反应生成碳酸氢钠，发生的反应为：NaOH+CO2=NaHCO3，故B正确； C．当2a=3b时，则a：b=3:2，两者发生反应生成碳酸钠和碳酸氢钠且物质的量相等，发生的反应为：3NaOH+2CO2= Na2CO3+NaHCO3+H2O，故C正确； D．当0.5a<b<a时，先发生2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O，生成碳酸钠0.5a份，消耗0.5a份二氧化碳，再发生Na2CO3+H2O+CO2 = 2NaHCO3，则消耗(b−0.5a)份二氧化碳，消耗(b−0.5a)份碳酸钠，生成2(b−0.5a)份碳酸氢钠，剩余(a−b)份碳酸钠，则溶液中NaHCO3与Na2CO3的份数之比为(2b−a)：(a−b)，故D错误。 综上所述，答案为D。 题型四 Fe2+与Fe3+的转化、检验 【典例4】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）下列有关硫酸亚铁的说法中错误的是 A．FeSO4可用于缺铁性贫血的治疗 B．FeSO4溶液经蒸发结晶可制得FeSO4·7H2O C．可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3 D．FeSO4隔绝空气高温分解，产物只有Fe2O3和SO3 【答案】BD 【解析】A．FeSO4可用于补铁，进行缺铁性贫血的治疗，A正确； B．FeSO4·7H2O需通过蒸发浓缩后冷却结晶制备，直接蒸发结晶会因高温导致氧化或失去结晶水，B错误； C．亚铁离子能使酸性高锰酸钾溶液褪色，可用酸性高锰酸钾溶液来鉴别FeSO4和Fe2(SO4)3，C正确； D．FeSO4隔绝空气高温分解，根据氧化还原反应规律，化合价有升高必有降低，分解产物包含Fe2O3、SO2和SO3，D错误； 故选BD。 【变式1】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）FeCl3溶液在工业上用于蚀刻铜箔电路板。从蚀刻后的废液中可回收铜并使蚀刻液再生，流程如图所示： （1）写出FeCl3刻蚀铜箔的反应的离子方程式___________。 （2）从固体中分离出Cu，试剂X可以为___________。 A．稀硫酸 B．稀盐酸 C．稀硝酸 D．NaOH溶液 （3）若要使滤液再生为蚀刻液，可采用什么办法？___________。 【答案】（1） （2）B （3）向滤液中通入足量氯气，可使FeCl2完全氧化得到FeCl3溶液 【分析】用FeCl3溶液蚀刻含Cu电路板，所得废液中主要含有Fe2+、Cu2+和Fe3+；向废液中加入过量铁粉，可将废液中的Fe3+还原为Fe2+，同时置换出Cu，过滤后的滤渣中含有Fe和Cu，滤液中只含有Fe2+；用稀盐酸溶解滤渣，过滤得到Cu，将两次滤液合并后通入氯气，重新得到FeCl3溶液，据此分析作答。 【解析】（1）氯化铁溶液溶解Cu生成FeCl2和CuCl2，则蚀刻铜箔反应的离子方程式为，故答案为：。 （2）溶解Fe和Cu的固体混合物并分离出Cu，可选择稀盐酸或CuCl2溶液，氢氧化钠不会与铁反应，稀硫酸和稀硝酸会引入杂质，故答案为：B。 （3）此时滤液为FeCl2，再生为蚀刻液可采用的方法是向滤液中通入足量氯气，可使FeCl2完全氧化得到FeCl3溶液，故答案为：向滤液中通入足量氯气，可使FeCl2完全氧化得到FeCl3溶液。 【变式2】（2025·高一下·上海市格致中学·期中）某同学取4mL0.1mol·L-1KI溶液，加入2mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于2支试管中进行如下实验。 ①第1支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层呈紫色。 ②第2支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。 实验①和②说明，在I⁻过量的情况下，溶液中仍含有___________(填离子符号)，由此可见Fe3+与I⁻发生的反应___________(选填“能”或“不能”)进行到底，该反应的离子方程式可表示为___________。 【答案】 Fe3+ 不能 【分析】KI与FeCl3发生氧化还原反应，根据得失电子守恒可知存在如下计量关系：，故加入的KI溶液过量。由实验②现象可知有剩余，故反应是可逆的。 【解析】实验②中，向反应后的试管中滴入KSCN溶液，溶液变红，说明Fe3+剩余；KI溶液虽然过量，但Fe3+剩余，说明该反应为可逆反应，无法进行到底；故该反应的离子方程式为。 题型五 合金 金属的冶炼 【典例5】（2025·高一下·上海市光明中学·期中）材料的发展，彰显科技进步。下列说法不正确的是 A．“福建舰”的舰体材料是合金钢，其硬度高于纯铁 B．生铁和不锈钢都是只含有金属元素的铁合金 C．“蛟龙”号载人潜水器的内压球采用钛合金制造，其硬度大，抗腐蚀性好 D．稀土金属被称为“冶金工业的维生素”，加入钢中可增强钢的耐腐蚀性 【答案】B 【解析】A．合金的硬度高于其纯金属成分，但熔点低于纯金属，A正确； B．生铁和不锈钢均为铁合金，但均含有非金属元素碳，B错误； C．钛合金以高硬度、耐腐蚀著称，适合深海环境，C正确； D．稀土金属可优化钢的性能，如耐腐蚀性，D正确； 故选B。 【典例6】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）下列有关金属冶炼的叙述中，错误的是 A．用Fe和Al2O3反应制备金属铝 B．加热分解氧化汞可制取金属汞 C．湿法炼铜可以用钠与硫酸铜溶液反应 D．工业上冶炼铜、铁时主要采用热还原法 【答案】AC 【解析】A．Fe和Al2O3不能发生铝热反应，故A错误； B．Hg是较稳定金属、不活泼，可以用加热分解氧化汞可制取金属汞，故B正确； C．钠与硫酸铜溶液反应不能置换出单质铜，应该用铁与硫酸铜溶液反应，故C错误； D．铁和铜是中等活泼金属，工业上冶炼铜、铁时主要采用热还原法，故D正确； 答案选AC。 【变式1】（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）有关合金的说法错误的是 A．熔点通常低于组成金属 B．任意两种金属均可以形成合金 C．钢比生铁的含碳量低 D．可能含有非金属 【答案】B 【解析】A．合金的熔点低于构成合金的纯金属的熔点，A项正确； B．两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金，所以不是任意两种金属都能形成合金，B项错误； C．生铁含碳量较高，钢含碳量较低，则钢的含碳量比生铁低，C项正确； D．有些合金含有非金属，如生铁中含有非金属碳元素，D项正确； 答案选B。 【变式2】2025·高一下·上海市南汇中学·期中）下列金属中，工业上常用电解法冶炼的是 A．Cu B．Ag C．Al D．Fe 【答案】C 【解析】A．铜为不活泼金属，可以使用热还原法冶炼，A错误； B．银为不活泼金属，可以使用热还原法冶炼，B错误； C．铝为活泼金属，可以属于电解法冶炼，C正确； D．铁可以使用一氧化碳还原赤铁矿的方法冶炼，D错误； 故选C。 题型六 有关金属及其化合物的综合题 【典例7】（2025·高一下·上海复旦附中·期中）四氧化三铁()磁性纳米颗粒稳定、容易生产且用途广泛，是临床诊断、生物技术和环境化学领域多种潜在应用的有力工具。 （1）中国科学院上海硅酸盐研究所研制出“纳米药物分子运输车”，该“运输车”可提高肿瘤的治疗效果，其结构如下图所示。下列有关说法正确的是_______。 A．该“运输车”中四氧化三铁是碱性氧化物 B．四氧化三铁起到“磁性导航仪”的作用 C．该“运输车”的外壳不含碳元素 D．该“运输车”分散于水中所得的分散系属于胶体 （2）能和稀硫酸反应，生成的两种盐是_______。验证反应后溶液中含有的最恰当的试剂是_______。 A．氯水　　B．酸性溶液　　C．KSCN溶液　　D．NaOH溶液 铁粉在氧气中燃烧是制取最为快捷的方法．A~D是制取四氧化三铁的系列装置，A装置用于制取二氧化碳气体，并要求气流稳定，流速可控。 （3）根据题目要求，A装置最好选_______。 A．①    B．②    C．③ （4）在加入试剂之前，需对装置进行气密性检查．写出检查①的气密性的操作：_______，向分液漏斗中加足量水，塞紧玻璃塞，打开玻璃旋塞，过一会儿，水不再下滴，说明装置①的气密性良好．如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗，是否可以用上述步骤检验装置的气密：_______。 氧化沉淀法也是制取的一种常见方法，其制取流程如下图所示。 （5）绿矾溶解温度需控制在之间，实验室控制该温度的最佳方法是_______。 （6）副产品P是_______(填写化学式)，由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩→_______→过滤洗涤→晶体加热至完全失去结晶水。 （7）某兴趣小组模仿上述流程制取并测定其产率、具体操作如下： I.测定绿矾的含量：称取3.0g工业绿矾，配制成250.00mL溶液．量取25.00mL溶液于锥形瓶中，用酸性溶液滴定至终点，消耗溶液的平均体积为20.00mL。写出滴定时发生反应的离子方程式为_______。 Ⅱ.称取300g工业绿矾，通过上述流程最终制得：计算产品的产率为_______。(写出计算过程，保留2位小数) 【答案】（1）B （2）， B （3）A （4）用止水夹夹紧橡胶管 不能，将分液漏斗换成恒压滴液漏斗，则漏斗中的液体一定可以滴下 （5）水浴加热 （6） 冷却结晶 （7） 64.66% 【解析】（1）A．碱性氧化物就是能和酸作用，只生成一种盐和水的金属氧化物，四氧化三铁虽可以和酸反应，但同时生成铁盐和亚铁盐两种盐，所以不是碱性氧化物，A错误； B．四氧化三铁其磁性使其在生物体内的定位和监测具有潜力，起到“磁性导航仪”的作用，B正确； C．有机物中含有碳元素，C错误； D．该“运输车”直径200nm，胶体粒子的直径是1~100nm，因此分散于水中所得的分散系属于不胶体，D错误； 故答案选B。 （2）Fe3O4中含二价铁和三价铁，和稀硫酸反应，生成的两种盐是FeSO4、Fe2(SO4)3； 二价铁离子有还原性，酸性高锰酸钾溶液有氧化性且本身有紫红色，反应后褪色，故验证反应后溶液中含有Fe2+的最恰当的试剂是酸性高锰酸钾溶液，选B。 （3）A装置用于制取CO2，并要求气流稳定，流速可控，因此最好选择装置①，选A。 （4）检查装置①气密性的方法为：用止水夹夹紧橡胶管，向分液漏斗中加足量水，过一会儿，水不再滴落，说明气密性良好； 如果把分液漏斗改成恒压滴液漏斗，液体一定能滴下，故不可以用上述步骤检验装置的气密性。 （5）反应温度需控制在50℃~60℃之间，水的沸点是100℃，实验室控制该温度的最佳方法是水浴加热。 （6）经分析，滤液中还有钠离子和硫酸根离子，故副产品为Na2SO4； 由溶液N获得该副产品的操作是：加热浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，晶体加热至完全失去结晶水。 （7）工业绿矾溶于水后产生二价铁，因此滴定时发生反应的离子方程式为：； 根滴定反应可得，反应的关系式为：，因此3g绿矾中，n(FeSO4·7H2O)=5n(KMnO4)=0.01000mol·L-1×0.02L×5×=0.01000mol，则300g绿矾中，n(FeSO4·7H2O) =×0.01000mol=1mol， 绿矾中的Fe来自Fe3O4，n(Fe3O4) =n(FeSO4·7H2O) ≈0.3333 mol，则m(Fe3O4)=0.3333mol×232g·mol-1 ≈ 77.33g，因此Fe3O4的产率=×100%=×100%≈64.66%。 【变式1】（2025·高一下·上海市青浦高级中学·期中）甲乙两个化学研究性学习小组研究绿矾中结晶水含量，从制备晶体到测定过程如下。 Ⅰ.工厂生产印刷电路板(原理：2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2)后所得的蚀刻废液中正离子主要有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+。甲化学小组按如下流程在实验室回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液，作为蚀刻液原料循环使用。 已知：下边表格是部分金属离子沉淀的pH(起始浓度为0.1mol·L-1) Cu2+ Fe3+ Fe2+ 开始沉淀pH 4.7 2.7 7.6 完全沉淀pH 6.7 3.7 9.6 （1）步骤Ⅱ中需要调节的pH范围是___________。 A．2．7~3．7 B．3.7~9.6 C．9.6以上 D．3.7~4.7 （2）将溶液C和溶液D回收后，通入Cl2可以再转化为FeCl3腐蚀液，写出该反应的离子方程式___________。 Ⅱ.乙化学小组制备绿矾并对绿矾热分解产物进行探究实验。回答下列问题： 阶段一：绿矾的制备 （3）方法一：称量8.0g处理后的铁屑放入50mL锥形瓶中，加入20~30mL稀硫酸，使硫酸浸没铁屑。将反应液控制在80℃加热，控温的原因是___________。 方法二：燃料细菌脱硫法是用氧化亚铁硫杆菌(类似于一种酶)对硫铁矿进行催化脱硫同时得到FeSO4溶液。其过程如下图；已知总反应为：。 （4）关于该过程的说法中，正确的是___________。 A．反应产生大量H+，过程中需要用过量Ca(OH)2中和。 B．产物用加热蒸干的方法得到绿矾晶体 C．该过程中关键反应步骤应该严格控温 D．过程中始终没有溶液颜色的变化 （5）试分析利用生物酶催化技术治理污染的优缺点：___________。 阶段二：探究绿矾(FeSO4·7H2O，摩尔质量M=278 g·mol-1)热分解产物的成分。取27.8g FeSO4·7H2O样品，受热分解的热重曲线如图。 （6）温度为100℃时固体M的化学式为___________。 A．FeSO4·4H2O B．FeSO4·5H2O C．FeSO4·6H2O D．FeSO4·H2O （7）在实验过程中需要对产物进行恒重操作，以N点为例，阐述进行该操作的原因___________。 （8）取500℃时样品P，隔绝空气加热到650℃得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，这两种气体可能是___________。(双选) A．SO2 B．H2O C．H2S D．SO3 (9)若在实验室中完成该实验，冷却应该在___________(填仪器名称)中进行，原因是___________。 【答案】（1）D （2） （3）温度过低，反应速率慢，反应温度过高，亚铁离子会水解； （4）C （5）步骤少且无污染，温度低，节省资源，需要控制温度 （6）A （7）确保晶体失去结晶水得到FeSO4·H2O （8）AD (9) 干燥器 防止产物再吸收空气中的水分，干扰实验 【分析】废液中有Fe2+、Cu2+、Fe3+和H+，加入H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，调节pH值，生成Fe(OH)3沉淀，沉淀加入稀盐酸，得到FeCl3溶液，溶液B中有Cu2+和H+，加入过量的铁粉，得到固体C为Cu和Fe的混合，溶液C为FeCl2溶液，固体C加入稀盐酸，铁与盐酸反应得到溶液D为FeCl2溶液，Cu与盐酸不反应，据此分析； 【解析】（1）步骤Ⅱ中让Fe3+完全沉淀，Cu2+不沉淀，需要调节的pH范围是3.7~4.7(或3.7≤pH<4.7)，故选D； （2）溶液C和溶液D都是FeCl2溶液，通入氯气生成氯化铁，反应的离子方程式为：； （3）温度过低，反应速率慢，反应温度过高，亚铁离子会水解； （4）A．反应产生大量H+，过程中不能用过量Ca(OH)2中和，会生成氢氧化亚铁，A错误； B．不能用加热蒸干的方法得到绿矾晶体，应该用蒸发浓缩，冷却结晶的方法得到晶体，B错误； C．温度过高，氧化亚铁硫杆菌会失去活性，故该过程中关键反应步骤应该严格控温，C正确； D．过程中溶液由黄色变为浅绿色，D错误； 故选C； （5）生物酶催优点：步骤少且无污染，温度低，节省资源，缺点：需要控制温度； （6）为，完全失去结晶水剩余质量为0.1mol×152g/mol=15.2g，温度为100℃时剩余质量为22.4g，说明失去部分结晶水，设剩余物质为FeSO4·xH2O，则0.1mol×(152+18x)g/mol=22.4g，x=4，M的化学式为FeSO4·4H2O，故选A； （7）N点恒重操作的原因是确保晶体结晶水得到FeSO4·H2O； （8）样品P为FeSO4，不含结晶水，物质的量为0.1mol，Q为氧化物，含Fe的质量为0.1mol×56g/mol=5.6g，含有O的质量为(8-5.6)g=2.4g，铁与氧的物质的量比为：，氧化物为Fe2O3，FeSO4分解产物有Fe2O3，Fe的化合价升高，则S的化合价降低，有气体SO2生成，另外一种气体组成元素相同，为SO3，故选AD。 （9）冷却应该在干燥器中冷却，目的是防止产物再吸收空气中的水分，对实验产生干扰。 期中基础通关练（测试时间：20分钟） 1．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）下列叙述中，描述的原子一定是金属原子的是 A．单质的熔沸点都很高 B．最外层上只有2个电子 C．其构成的单质具有金属光泽 D．第3周期元素原子中，最外层上只有2个电子 【答案】D 【解析】A．金刚石是碳单质，熔、沸点非常高，但是不属于金属，故A错误； B．氦原子最外层.上只有2个电子，不是金属原子，故B错误； C．石墨也有一定的金属光泽，不是金属原子，故C错误； D．第3周期元素原子中，最外层上只有2个电子为镁原子，故D正确； 故答案为D。 2．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）历史上金、银、铜主要是作为货币金属应用。从化学角度来看，主要是利用它们的 A．硬度适中 B．密度适中 C．金属光泽好 D．不活泼 【答案】D 【解析】A．硬度属于物理性质，A不符合题意； B．密度属于物理性质，B不符合题意； C．金属光泽属于物理性质，C不符合题意； D．金、银、铜的共同特点是化学性质稳定(不活泼)，不易腐蚀或氧化，确保货币长期保存，D 符合题意； 故选D。 3．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）下列有关金属钠的说法不正确的是 A．钠很软，能用刀切割 B．实验室金属钠意外着火时，需用干燥的沙土灭火 C．金属钠常保存在煤油中 D．实验室中取用后剩余的钠不能放回原试剂瓶中 【答案】D 【解析】A．金属钠质地柔软，可用刀切割，符合其物理性质，故A正确； B．钠与水、二氧化碳反应，故着火时需用沙土灭火，不可用水或泡沫灭火器，故B正确； C．钠易与氧气、水反应，保存在煤油中可有效隔绝空气，故C正确； D．实验室规定，未用完的钠必须放回原瓶，避免接触空气引发危险或浪费，故D错误； 答案选D。 4．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）钠的化学性质很活泼。下列叙述正确的是 A．将一小块钠放在石棉网上，加热后钠剧烈燃烧，生成淡黄色的氧化钠 B．钠与水反应时会熔化，说明钠比水轻 C．2．3gNa与氧气反应生成Na2O和Na2O2，转移电子数为0.1NA D．将钠投入硫酸铜溶液中，可置换出金属铜 【答案】C 【解析】A．钠在石棉网上加热燃烧生成淡黄色的过氧化钠（Na2O2），而非氧化钠（Na2O），故A错误； B．钠与水反应时熔化是因为反应放热且钠的熔点低，钠浮在水面才说明其密度比水小，故B错误； C．2．3g钠为0．1mol，每个钠原子失去1个电子，无论生成Na2O或Na2O2，总转移电子数均为0.1NA，故C正确； D．钠会优先与水反应生成NaOH和H2，NaOH再与硫酸铜反应生成Cu(OH)2沉淀，无法置换出铜，故D错误； 答案选C。 5．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）将一定量的Na2O2粉末加到滴有紫色石蕊试液的水中，并振荡，观察到的现象（　　） A．溶液仍为紫色 B．溶液最终为蓝色 C．最终溶液褪色,而无其它现象 D．溶液中有气泡产生,溶液最终变为无色 【答案】D 【分析】过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气，现象为溶液中产生气泡，同时过氧化钠具有强氧化性，从而具有漂白性。 【解析】Na2O2粉与水发生：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，所以观察溶液中产生气泡，过氧化钠具有强氧化性，从而具有漂白性，溶液最终变为无色， 故选D。 6．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）能用来鉴别苏打和小苏打两种白色固体的方法是 A．分别加入到水中，观察二者的溶解速度 B．分别取少量固体溶于水后加入石灰水，观察有否沉淀 C．分别取少量固体溶于水后加入CaCl2溶液观察有否沉淀 D．分别将固体投入盐酸溶液中，观察有无气体产生 【答案】C 【解析】A．碳酸钠和碳酸氢钠在水中均能溶解，但溶解速度差异可能不明显，实际操作中难以可靠鉴别，A不符合题意； B．碳酸钠和碳酸氢钠与石灰水（）反应均会生成碳酸钙沉淀，无法区分两者，B不符合题意； C．碳酸钠与溶液反应生成沉淀，而碳酸氢钠与不反应（因可溶），可通过是否产生沉淀鉴别，C符合题意； D．两者与盐酸反应均会产生气体，仅观察有无气体无法鉴别，D不符合题意； 故选C。 7．2025·高一下·上海市南汇中学·期中）铁是常见的金属材料。下列说法正确的是 A．铁是黑色的金属 B．铁与水蒸气反应生成三氧化二铁 C．可用铁制容器盛放浓硫酸，因为铁与浓硫酸反应 D．用铁作避雷针利用了铁的导电性 【答案】D 【解析】A．纯铁是银白色金属，表面氧化或处理后的铁可能呈黑色，但铁本身不是黑色，故A错误； B．铁与水蒸气高温下反应生成四氧化三铁（Fe3O4），而非三氧化二铁（Fe2O3），故B错误； C．铁制容器可盛放浓硫酸是因常温下浓硫酸使铁钝化形成致密氧化膜，而非铁与浓硫酸持续反应，故C错误； D．避雷针利用铁的优良导电性将电流导入地下，故D正确； 答案选D。 8．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）从青铜器时代到铁器时代，再到以铝为代表的活泼金属的使用，下列跟这个先后顺序有关的是 ①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度 A．①③ B．②③ C．③④ D．②④ 【答案】D 【解析】对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后，可以发现人类使用较早的金属，其活动性较弱；结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识，可知：金属活动性越强，金属的冶炼难易程度越难，这也影响了人类对金属的使用，其它因素均与使用的前后顺序无关，故选D。 9．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）工业上可用铝热反应冶炼锰、钒等难熔金属，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．铝相对锰、钒较廉价 D．反应放出大量的热 【答案】B 【解析】A. 铝热反应常用于焊接铁轨，该反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，故A相关； B. 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，故B不相关； C. 铝相对锰、钒较廉价，所以用铝来制备锰和钒，故C相关； D. 铝热剂为铝和金属氧化物的混合物，反应在高温条件下发生氧化还原反应置换出金属单质，为放热反应，放出大量热，故D相关； 题目要求选择不相干的，故选B。 10．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）下列关于铁及其化合物的叙述正确的是 A．和都有磁性 B．铁的氧化物都不溶于水，也不与水反应 C．受热分解可制得 D．向溶液中滴加适量NaOH溶液即可得到氢氧化铁胶体 【答案】B 【解析】A．Fe3O4具有磁性，但Fe2O3没有磁性，A错误； B．所有铁的氧化物均不溶于水，且在常温下不与水反应，B正确； C．Fe(OH)3分解生成Fe2O3：2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O，而非Fe3O4，C错误； D．直接滴加NaOH生成沉淀，胶体制备需水解条件（如沸水），D错误； 故选B。 11．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）下列各组中的两种物质反应时，若温度、反应物浓度或用量等反应条件改变，不会引起生成物种类改变的是 A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Al和O2 D．Fe和O2 【答案】C 【解析】A．Na和O2在常温下生成Na2O，加热生成Na2O2，产物随温度变化，故A不选； B．NaOH与少量CO2生成Na2CO3，过量CO2生成NaHCO3，产物随用量变化，故B不选； C．Al和O2无论常温或高温均生成Al2O3，产物种类不变，故C选； D．Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4，但在高温或不同浓度下可能生成FeO或Fe2O3（如潮湿环境），产物可能随反应条件变化而不同，故D不选； 故选C。 12．（2025·高一下·上海复旦附中·期中）可作供氧剂，写出与反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目_______．若有参加反应，则转移电子的数目为_______。 【答案】 NA 【解析】 与反应反应生成碳酸钠和氧气，该反应中部分O化合价由-1变为-2、部分O化合价由-1变为0，电子转移为，反应中有参加反应，则转移1mol电子，电子的数目为NA。 13．（2024·高一下·上海市东华大学附属致远中学·期中）请回答下列问题： （1）小苏打(NaHCO3)是一种常用的膨松剂，小苏打属于___________。 A．电解质      B．碱        C．离子化合物 （2）使用时在食材中同时加入___________ (选填“酸性”或“碱性”)物质效果更佳。 【答案】（1）AC （2）酸性 【解析】（1）小苏打在水中的电离出钠离子和碳酸氢根离子，小苏打属于电解质，离子化合物，选AC； （2）小苏打通常与酸性物质同时使用，‌以产生松软的口感和丰富的口感小孔； 14．（2025·高一下·上海市格致中学·期中）人类冶炼和使用最多的金属是___________(填化学式，下同)，地壳中含量最高的金属元素是___________，冶炼得到其单质的化学方程式是___________。 【答案】 Fe Al 【解析】人类冶炼和使用最多的金属是 Fe，地壳中含量最高的金属元素是 Al，冶炼铝通过电解熔融氧化铝，化学方程式为：，故答案为： Fe； Al；。 15．（2025·高一下·上海市控江中学·期中）工业上用电解Al2O3的方法获得铝单质，若反应中有0.6mol电子转移，则在______极(选填“阴”或“阳”)可得金属铝的质量为______克。 【答案】 阴 5.4 【分析】工业上制取铝时，采用电解熔融Al2O3的方法，化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。 【解析】电解Al2O3制取Al时，Al3++3e-=Al，则在阴极制得铝；由电解反应可建立关系式：Al——3e-，则可得铝的质量为=5.4g。 16．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）某兴趣小组完成了Fe与水蒸气反应的实验，实验装置如下图所示： （1）在D处玻璃管口点燃生成的气体前，必须对该气体进行的操作是________。 （2）硬质玻璃管中反应的化学方程式：________。 （3）当有8.4g铁粉参加反应时，生成的气体在标准状况下的体积是________L。（要求写出具体计算过程） 【答案】（1）检验气体的纯度 （2） （3）4.48 【分析】由实验装置可知，A加热提供水蒸气，B中发生铁与水蒸气生成四氧化三铁和氢气的反应，C中碱石灰用于干燥氢气，D用于收集氢气，氢气不纯点燃的时候易发生爆炸。 【解析】（1）Fe和水蒸气反应生成可燃性气体H2，点燃可燃性气体之前要先检验气体的纯度，故答案为：检验气体的纯度； （2）硬质玻璃管中反应的化学方程式为：； （3）,，，，故答案为：4.48； 17．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）是膨松剂必不可少的成分，可通过加热单位质量膨松剂产生气体的量来判定其膨胀效果，设计了以下实验，并按如图装置连接(气密性良好，各装置中试剂均过量)。 （1）小苏打的生产可向饱和食盐水中先通入氨气、再通入二氧化碳，用一个化学方程式表示这一步反应___________。 （2）写出受热时发生反应的化学方程式___________。 （3）装置E的作用是___________。如果去掉装置C，该实验会造成测定结果___________(“偏大”、“不变”“偏小”)。实验结束停止加热后没有通空气会造成实验结果___________(“偏大”、“不变”“偏小”)。 （4）加热前先通入一段时间的空气，再连接D装置，目的是___________。 【答案】（1） （2） （3）防止空气中的水蒸气和CO2与D中碱石灰反应 偏大 偏小 （4）排净装置中的 【解析】（1）饱和食盐水中通二氧化碳和氨气发生复分解反应生成碳酸氢钠和氯化铵，因相同条件下溶解度：NaCl>NaHCO3，因此生成的NaHCO3会析出，故反应方程式为； （2）受热时发生反应生成、和，该反应的化学方程式为：； （3）①装置E的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D中而被吸收； ②浓硫酸的作用是除去二氧化碳中混有的水蒸气，如果缺少的话，分解产生的水蒸气也一并进入碱石灰中被吸收，该质量最终被认为是二氧化碳的质量，导致所测结果偏大； ③装置内会有二氧化碳残留没被D装置完全吸收，导致所测结果偏小； （4）实验前要先通空气排尽装置中的二氧化碳以免干扰实验。 期中重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（2025·高一下·上海市光明中学·期中）如图装置，试管中盛有的水含几滴酚酞，气球a中盛有干燥的Na2O2颗粒，U形管中注有浅红色的水，将气球用橡皮筋紧缚在试管口。实验时将气球中的Na2O2抖落到试管b的水中，将发生的现象预测错误的是 （    ） A．气球a被吹大 B．试管内溶液先变红后褪色 C．U形管内红色退去 D．U形管水位d>c 【答案】C 【解析】A、Na2O2与水反应：2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，气球a被吹大，A不符合题意；B、Na2O2与水反应生成NaOH，溶液变红，因为Na2O2具有强氧化性，能把有色物质氧化成无色物质，有可能发生，B不符合题意；C、U形管不是试管，因此U形管中红色不会退去，此实现现象不会发生，C符合题意；D、Na2O2与H2O反应是放热反应，广口瓶中气体受热膨胀，因此U形管中d的水位高于c，此实验现象能够发生，D不符合题意。 【点睛】易错点是选项B，学生只注意到过氧化钠与水反应生成氢氧化钠，酚酞与碱变红，但忽略了过氧化钠具有强氧化性，能把有色物质漂白。 2．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）某实验小组通过下图所示实验，探究与水的反应，下列说法中正确的是 A．②中大量气泡的主要成分是氢气 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漂白性物质造成的 D．⑤中的主要作用是降低了水中氧气的溶解度 【答案】BC 【解析】A．过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，故A错误； B．过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠，氢氧化钠是强碱，遇到酚酞，溶液变成红色，故B正确； C．过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢，过氧化氢具有强氧化性，能够使溶液褪色，故C正确； D．生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂时发生了分解，因此放出大量气泡，故D错误； 答案：BC。 3．（2025·高一下·上海市上海中学·期中）在25℃，101kpa下由甲醛蒸气（HCHO），H2和CO组成的混合气体共6.72g，其相对H2的密度为14.将该气体与2.24LO2（标况下）充分反应后的产物通过足量的Na2O2粉末，Na2O2粉末增重的质量（     ） A．<6.72g B．=6.72g C．>6.72g D．无法计算 【答案】A 【解析】混合气体相对氢气的密度为14，所以混合气体平均摩尔质量为2g/mol×14=28g/mol．6.72g混合气体的物质的量为==0.24mol． 氧气的物质的量为==0.1mol． 根据方程式2CO+O2=2CO2；2H2+O2=2H2O；HCHO+O2=CO2+H2O； 可知混合物完全燃烧需氧气的物质的量大于0.24mol×=0.12mol＞0.1mol，所以混合物不能完全燃烧，Na2O2粉末增重小于混合气体的质量，即小于6.72g。 故选：A。 4．（2025·高一下·上海复旦附中·期中）在密闭容器中，将和固体混合物加热至，充分反应后，若剩余固体为和NaOH，排出气体为和时，的取值范围为_______。 【答案】 【解析】分解生成成碳酸钠、 CO2、H2O；充分反应后，若剩余固体为和NaOH，排出气体为和，说明CO2完全被Na2O2吸收、部分被Na2O2吸收，根据反应方程式，吸收CO2消耗 Na2O2，吸收最多消耗Na2O2，所以<n(Na2O2)<bmol，即<a<bmol，的取值范围为。 / 学科网（北京）股份有限公司 $