专题04 铁、铝及其化合物（实验清单）（全国通用）2027年高考化学一轮复习讲练测

该高中化学高考复习讲义聚焦铁、铝及其化合物核心考点，以五个基础实验为模块整合性质探究、实验操作及转化规律，通过考点梳理、方法指导、真题训练的教学流程，帮助学生构建系统知识网络，突破实验设计与综合应用难点。 讲义突出实验创新与素养导向，如氢氧化亚铁制备中设计液封、电解等隔绝空气方案培养科学探究能力，结合真题与变式训练强化科学思维，分层练习确保复习实效，助力学生提升实验分析与问题解决能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

专题04 铁、铝及其化合物 目 录 实验1：铁与水蒸气反应 红热铁粉与高温水蒸气反应生成黑色Fe₃O₄和H₂（点燃肥皂泡有爆鸣声）。注意加热顺序与防倒吸，铁不能与冷热水反应。高考常结合氢气检验、装置气密性及还原性推理考查。 实验2：氢氧化亚铁的制备 Fe²⁺与OH⁻反应生成白色Fe(OH)₂沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色（被O₂氧化）。成功关键在于隔绝空气——采用液封、煮沸水、H₂排空或电解法等手段，是考查实验设计的典型素材。 实验3：铁盐和亚铁盐的检验与转化 Fe³⁺遇KSCN显血红色，Fe²⁺遇K₃[Fe(CN)₆]生成滕氏蓝沉淀。Fe³⁺可氧化Cu、I⁻（氧化性），Fe²⁺可被氯水、KMnO₄氧化（还原性）。铁粉可将Fe³⁺还原为Fe²⁺，实现相互转化。 实验4：铝的两性探究 铝与盐酸、NaOH溶液均反应产生H₂，打磨前后现象差异源于表面Al₂O₃膜。Al₂O₃也具两性，能溶于酸碱。铝制餐具不宜盛放酸碱性食物，常结合图像及定量计算考查。 实验5：铝热反应 铝粉与金属氧化物（如Fe₂O₃）在高温下剧烈反应，放出大量热，产生熔融金属，用于焊接钢轨和冶炼难熔金属（V、Cr、Mn等）。需用镁条引燃，KClO₃助燃，是放热反应及铝还原性的典型例证。 实验1 铁与水蒸气反应 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P70 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验装置 实验原理 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验用品 还原铁粉、肥皂水；湿棉花、试管、酒精灯、导管、蒸发皿、铁架台、镊子。 实验步骤 用镊子将一湿棉花团塞入试管底部，用药匙向试管中部加入适量还原铁粉，塞紧带导管的橡皮塞， 将导管浸入肥皂水液面下，加热试管，一段时间后用火柴点燃肥皂泡，观察现象。 实验现象 红热的铁粉与水蒸气反应产生气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声， 反应后试管内的固体仍为黑色。 实验结论 铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，生成氢气。 实验说明 ①酒精灯上加一个金属网罩是为了集中加热，提高温度，也可以使用酒精喷灯代替酒精灯。 ②实验结束时，先将导管从肥皂水中取出，再熄灭酒精灯。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 金属与水反应归纳 金属活动性 代表金属 与冷水反应 与热水/水蒸气反应 反应本质 极活泼 K、CA．Na 剧烈反应，生成碱和H₂ — 置换水中H⁺ 活泼 Mg 缓慢反应 明显反应，生成碱和H₂ 置换水中H⁺ 较活泼 Al 几乎不反应（钝化膜） 反应（去膜后） 置换水中H⁺ 中等活泼 Zn、Fe 不反应 与水蒸气高温反应 置换水中H⁺ 不活泼 Cu、Hg、Ag、Pt、Au 不反应 不反应 — 金属越活泼，反应条件越温和：K/Ca/Na与冷水剧烈反应；Mg与热水反应；Fe需高温水蒸气 产物规律： 极活泼金属（K→Na）：生成可溶性碱 + H₂（如NaOH） Mg：生成微溶性碱 Mg(OH)₂ + H₂ Fe：生成金属氧化物 Fe₃O₄ + H₂（高温下碱不稳定分解） Al的特殊性：表面致密Al₂O₃膜阻止反应，去膜后能与水反应，但通常表述为"与酸/碱反应" 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 2．（2024·新课标卷·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木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 3．（2013·广东·高考真题）（多选）下列实验的现象与对应结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧化性 B 常温下将Al片放入浓硝酸中 无明显变化 Al与浓硝酸不反应 C 将一小块Na放入无水乙醇中 产生气泡 Na能置换出醇羟基中的氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反应 4．（2018·浙江·高考真题）为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。 已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。 请回答： （1）虚线框处宜选择的装置是_________（填“甲”或“乙”）；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_______________。 （2）实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁。判断结论是否正确并说明理由_______。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2025·湖南永州·模拟预测）铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃A．b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 2．（25-26高三上·浙江嘉兴·阶段检测）为探究铁元素的性质，设计并进行如下实验。下列说法不正确的是 A．装置①可垫陶土网用酒精灯加热，且应先于装置②开始加热 B．装置②中的反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 C．检验生成气体的还原性：虚线框内选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入试管中 D．反应结束后，取装置②中固体，加稀硫酸溶解，滴加KSCN，溶液未变红色，说明固体中无+3价铁生成 3．（2025·北京东城·二模）用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析不正确的是 A．由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应 B．铁粉与水蒸气的反应需要持续加热，推断该反应为吸热反应 C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成 D．加热和使用粉末状的铁均能加快铁与水蒸气的反应 4．（23-24高一上·海南·阶段检测）Fe3O4是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备Fe3O4并验证所得产物的成分与性质。回答下列问题： I．制备Fe3O4 （1）装置A的作用是___________；装置D的名称是___________。 （2）装置B中反应的化学方程式为___________。 （3）实验过程中可观察到E中的现象是___________。 Ⅱ．探究B中所得黑色固体的成分 待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)： （4）①试剂a是___________(填物质名称)，现象1为___________。 ②若现象2中溶液未变红色，结合装置B中固体的成分，用离子方程式解释可能的原因：________。 （5）已知温度高于570℃时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有Fe3O4，甲同学称取16.8g Fe粉于装置B中，在600℃反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为20.0g，则实验后的固体物质中Fe3O4的物质的量为___________。 实验2 氢氧化亚铁的制备 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P71 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验操作 实验现象 反应方程式 试管中有红褐色沉淀产生 Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓ 试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓、 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 易错提醒：Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3.在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：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。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 1．Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。 在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，需注意以下两个要点： （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。 2．实验室中制备Fe(OH)2常用的三种方法 方法一：有机层覆盖法 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。 方法二：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。 方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图3所示。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2015·重庆·高考真题）下列实验中，所使用的装置（夹持装置略）、试剂和操作方法都正确的是 A． B． C． D． 2．（2019·浙江·高考真题）某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： （1） 仪器1的名称________。装置5的作用________。 （2） 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 （3） 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2025·四川·模拟预测）某实验小组搭建了图示装置(夹持装置已略去)，以铁粉和稀硫酸等试剂制备并观察其颜色。实验时，待a中试剂反应一段时间后，再将注射器中的蒸馏水注入a中。下列说法错误的是 A．用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸 B．b中试剂可为溶液 C．注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是稀释溶液 D．若在b中液面上方覆盖植物油，则可将虚线框内装置去掉 2．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）（多选）下列各图示中能使制取得到的保持更长时间的白色的是 A．②③ B．②④ C．①④ D．①③ 3．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，然后用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法错误的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．实验时先打开A．关闭B和C，再打开B和C．关闭 D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可将仪器2中的铁粉改成铁钉 4．（2024·广东茂名·三模）氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 （1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是_______________。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为__________（按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是_______________________。 （2）装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。反应结束后，继续通一段时间的，目的是______________。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 （3）依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是____________________。 （4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是_______________。 （5）根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有________________。 5．（2024·陕西宝鸡·一模）碳酸亚铁(FeCO3)是制备“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，一种常见的补铁药物)的重要物质。某学习小组同学设计实验制备FeCO3，并探究FeCO3的还原性。回答下列问题： I.碳酸亚铁的制备：实验原理：Fe2++2HCO=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 实验装置(夹持仪器已省略)如图所示。 （1）仪器a的名称为______。 （2）实验开始时，先打开______(填“K1、K1或K3”，下同)、关闭______，一段时间后，______，c中反应获得FeCO3。 （3）反应结束后，将c中的混合液过滤，洗涤。简述证明FeCO3已洗涤干净的操作：______。 Ⅱ.定性定量探究碳酸亚铁有还原性 定性探究碳酸亚铁和氧气反应的固体成分： 【提出设想】 （4）假设1：固体成分是氧化铁； 假设2：固体成分是四氧化三铁； 假设3：______。 【查阅资料】 氧化亚铁是一种黑色粉末，不稳定，在空气中加热，迅速被氧化成四氧化三铁。 【实验验证】 所用装置如图所示，装药品，打开止水夹K，通入O2，加热玻璃管。澄清石灰水不产生沉淀时，停止加热，继续通入O2至玻璃管冷却。 取少量玻璃管里固体于试管中，滴加稀硫酸，微热，固体完全溶解，将溶液分成甲、乙两份，进行后续实验。 实验编号 实验步骤 实验现象 i 滴加KSCN溶液 溶液变红色 ii 向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液不褪色 【实验评价】 （5）上述实验______(填“i”或“ii”)不能确定固体成分。 【实验结论】 （6）由上述实验结果分析可知，硫酸亚铁在氧气中高温灼烧能得到的产物是______，证明FeCO3具有无原性，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧的化学方程式为：______。 实验3 铁盐和亚铁盐的检验与转化 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P72-73 实验梳理--实验过程 要点梳理 铁盐的氧化性 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （1）铁盐的氧化性 ①取3mLFeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。 ②在一支盛有3mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。 可观察到溶液由棕黄色变为浅绿色。 向氯化铁溶液中滴加碘化钾溶液，溶液变为棕黄色，再滴加淀粉溶液，溶液变为蓝色，蓝色逐渐加深。 亚铁盐的氧化性和还原性 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （2）亚铁盐的氧化性和还原性 ①取3mLFeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。 ②在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。 酸性KMnO4溶液 滴加FeSO4 溶液呈棕黄色滴加KSCN 向FeCl2溶液加入几小块锌片，一段时间后锌片表面变黑，有铁附着在锌表面。 向KMnO4酸性溶液中加入少量FeSO4溶液，溶液紫色褪去，溶液呈棕黄色，再滴加2滴KSCN溶液，溶液变红色。 Fe3+离子的检验 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 2. 铁离子的检验（1)在一支试管中加入2mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 滴加硫氰化钾溶液后，氯化铁溶液变红。 Fe2+离子的检验 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （2）在一支试管中加入少量FeC13稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 溶液变成 浅绿色 1.氯化铁溶液 2.添加铁粉 3.溶液变成浅绿色 4.滴加KSCN溶液 5.无明显现象 6.再滴加氯水 7.溶液变红色 在氯化铁溶液中加入铁 粉后，再滴加硫氰化钾溶液， 溶液无明显现象；再加入氯 水后，溶液变红色。 向硫酸亚铁溶液中滴加铁氰化钾溶液，观察现象。 硫酸亚铁溶液 滴加K3[Fe(CN)6] 溶液中有蓝色沉淀生成。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一：Fe2＋、Fe3＋的检验 1．直接观察颜色 2．利用氢氧化物沉淀的颜色 3．利用显色反应 4．利用Fe2＋的还原性 溶液紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+ 5．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液：Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 6．检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 拓展二：Fe3O4中铁元素价态的检验 （1）甲实验中溶液紫色退去、棕黄色加深，证明溶液中存在Fe2＋，Fe2＋具有还原性。 （2）乙实验中有红褐色沉淀产生；不能证明Fe2＋的存在，因为Fe(OH)3的颜色掩盖了Fe(OH)2产生的实验现象。 （3）丙实验中溶液由棕黄色变为红色，证明有Fe3＋存在。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 2．（2023·江苏·高考真题）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 是否水解 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 3．（2015·上海·高考真题）检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是 A．NaOH B．KMnO4 C．KSCN D．苯酚 4．（2022·天津·高考真题）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ．的制备 制备流程图如下： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为___________。 （2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有___________。 （3）检验溶液中是否残留的试剂是___________。 （4）为增大溶液的浓度，向稀溶液中加入纯Fe粉后通入。此过程中发生的主要反应的离子方程式为___________。 （5）操作②为___________。 Ⅱ．由制备无水 将与液体混合并加热，制得无水。已知沸点为77℃，反应方程式为：，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。 （6）仪器A的名称为___________，其作用为___________。NaOH溶液的作用是___________。 （7）干燥管中无水不能换成碱石灰，原因是___________。 （8）由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是___________(填序号)。 a．    b．     c． 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2026·黑龙江·二模）现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有：铁粉、溶液、溶液、氯水、锌片。实验报告记录如下： 序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 ① 在溶 液中加入锌片 溶液由浅绿 色变为无色 ② 具有还原性 ③ 固体逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 具有氧化性；具有还原性 关于该探究实验，下列说法不正确的是 A．①的实验结论为具有氧化性 B．②的实验现象为溶液由浅绿色变为棕黄色 C．③的实验操作为在溶液中加入一小块锌片 D．本实验使用的试剂中至少有两种在长时间存放时容易变质，使用前应注意检查 2．（2026·河南安阳·三模）某小组同学为检测补铁剂中的铁元素，设计如图所示实验。 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。下列说法错误的是 A．③中褪色现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色沉淀是由于 C．实验中也可向滤液①中加入酸性溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小均可能影响测定 3．（2026·河南郑州·模拟预测）硫酸亚铁铵也称摩尔盐，是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某实验小组同学为探究溶液与H2O2反应的实验，进行如图所示的实验。下列说法错误的是 A．溶液必须现用现配，且配制时滴加稀硫酸 B．步骤②③中均涉及氧化还原反应 C．步骤③说明逆向移动 D．步骤④和⑤说明步骤③后的混合液中无Fe3+，有SCN- 4．（2026·黑龙江吉林·模拟预测）已知芹菜中的铁元素主要以草酸亚铁（）形式存在，在常温常压下稳定，加热至以上时开始分解。某实验小组采用下列方案在实验室测定芹菜叶中铁元素的含量。 已知：。下列说法正确的是 A．为方便起见，芹菜叶可以在烧杯中进行灼烧 B．“灼烧”“过滤”和“滴定”过程中均发生化学变化 C．参与反应（除自身的分解反应外）的离子方程式为 D．若消耗标准溶液体积平均为20.25 mL，则芹菜叶中含113.4 mg铁元素 5．（2026·湖北武汉·模拟预测）某实验小组计划开展检验加铁酱油中的铁元素化合价的实验。前期资料查询到乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)(乙二胺四乙酸用H4EDTA表示)是中国唯一被卫生部批准用于酱油强化的铁剂，国标规定加铁范围(以铁元素计)。 回答下列问题： （1）NaFeEDTA中铁元素的化合价为________。 I．甲同学基于前期资料开展实验①： （2）加入蒸馏水的目的是________。 II．乙同学认为无明显现象的原因是配合物太稳定，于是开展实验②： （3）加入硫酸发生反应的离子方程式为________。 Ⅲ．丙同学查阅资料后认为酱油中含有多种抗氧化剂，具有还原铁离子的能力。于是开展实验③： （4）请设计实验证明变为绿色的原因________。 （5）根据前期资料和实验①②③，得出加铁酱油中铁元素化合价的结论是________。 IV．使用紫外吸收分光光度法可以对铁含量进行检测，形成有色络合物在紫外光区有强烈的特征吸收，通过测量吸光度值，就能推算出的浓度。已知吸光度()与的浓度()的关系如图所示，量取酱油样品，依次加溶液、溶液、 溶液，定容至，取测吸光度值。 （6）加入(过硫酸铵)溶液的目的是________。 （7）丁同学对样本按上述流程分五次测量得到以下数据。 实验组 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 吸光度(A) 0.405 0.397 0.404 0.495 0.394 结合计算过程判断该样品是否符合国家标准________。 实验4 铝的两性探究 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P82 实验梳理--实验过程 要点梳理 1．铝与氢氧化钠溶液反应 实验装置 实验原理 2Al＋6HCl===；2Al＋2NaOH＋6H2O== 实验用品 NaOH 溶液、铝片；小试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在 2 支小试管里分别加入 5mL NaOH 溶液，再分别放入一小段铝片和打磨过的一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放入 2 支试管口，你看到什么现象？ 实验现象 放入打磨过的铝片的试管中立即产生；而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后オ产生；将点燃的木条放在试管口时发出声。 实验结论 打磨过铝片和未打磨过的铝片都能与NaOH溶液发生反应，且都能产生。 实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。 2．氧化铝、铝与盐酸反应 实验装置 实验原理 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 实验用品 盐酸、铝片；小试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在 1支小试管里分别加入 5mL 盐酸，再放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放入 试管口，你看到什么现象？ 实验现象 试管中有气泡冒出，铝片逐渐溶解，铝片刚开始反应较慢，后来渐渐加快；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。 实验结论 氧化铝和铝都能与盐酸发生反应，铝能产生H2。 实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一：Al和CuSO4溶液反应的探究 实验装置： 实验报告： 实验序号 实验现象 结论与解释 ① 铝丝表面有少量气泡；铝丝周围出现蓝绿色物质 溶液呈弱酸性，与Al反应产生的气体是H2；蓝绿色物质成分待探究 ② 后，铝丝仍光亮；后，铝丝表面出现少量红色物质 红色物质是Cu，说明Al能和溶液反应，但反应较慢 ③ 铝丝周围溶液逐渐变成无色，铝丝以下溶液仍为蓝色；两层溶液界面清晰 反应生成的为无色；溶液的密度小于溶液 拓展二：铝镁合金质量分数的测定 1．燃烧法：称量铝镁合金粉末的质量，放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧，称量生成物的质量（利用合金的质量和氧化物的质量建立二元二次方程求解）。 2．称重法： （1）称量铝镁合金的质量，将铝镁合金放入足量氢氧化钠溶液反应，过滤、洗涤、烘干，称量剩余固体质量（利用合金的质量和镁的质量求解）。 （2）称量铝镁合金的质量，将铝镁合金与过量的盐酸反应，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，称量固体的质量（利用合金的质量和氧化镁的质量求解）。 3．量气法： （1）称量铝镁合金的质量，检查装置的气密性，向铝镁合金中加入足量盐酸充分反应，待冷却至室温，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，读取记录气体体积（利用合金的质量和氢气的体积建立二元二次方程求解）。 （2）称量铝镁合金的质量，检查装置的气密性，向铝镁合金中加入足量氢氧化钠溶液充分反应，待冷却至室温，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，读取记录气体体积（利用合金的质量和氢气的体积求解）。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2007·上海·高考真题）用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（ ） A．实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属 C．铝与氧气反应放出大量的热量 D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 2．（2008·重庆·高考真题）某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。 （1）A中试剂为________。 （2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是____________________。 （3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除平视外，还应________。 （4）B中发生反应的化学方程式为__________________________。 （5）若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b  mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。 （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 3．（2023·浙江·高考真题）某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。    已知：①铝土矿主要成分为，含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。 ②的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度 当盐基度为0.60~0.85时，絮凝效果较好。 请回答： （1）步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是___________。 （2）下列说法不正确的是___________。 A．步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度 B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质 C．步骤Ⅲ，为减少吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌 D．步骤Ⅳ中控制和的投料比可控制产品盐基度 （3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是___________；步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是___________。 （4）测定产品的盐基度。 的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。 ①产品的盐基度为___________。 ②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果，原因是___________。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2026·江苏镇江·一模）铝及其化合物应用广泛，对其性质作如下探究。 实验①：取铝箔用酒精灯加热。 实验②：取打磨后的铝片插入稀硫酸，再滴加几滴溶液。 实验③：取两片相同的铝片进行如图所示实验。 实验④：向溶液中滴加过量溶液，有白色沉淀和大量气泡产生。 下列说法正确的是 A．实验①中铝箔熔化而不滴落，说明氧化铝膜致密且熔点高 B．实验②中滴加溶液后铝片表面的气泡迅速增多，说明硫酸铜作催化剂 C．实验③中试管Ⅰ有大量气泡，试管Ⅱ中无气泡，说明试管Ⅱ中没有发生化学变化 D．实验④中反应离子方程式为： 2．（2025·北京东城·一模）实验：向两支试管中分别加入溶液和稀盐酸，再加入铝片(过量)，开始均未观察到明显现象，一段时间后均产生气泡。反应结束后，将两支试管中的溶液混合，有白色沉淀产生。下列分析不正确的是 A．两支试管中反应生成的气体均为氢气 B．开始没有明显现象，说明铝与或盐酸反应的速率小 C．两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等 D．生成白色沉淀的反应有 3．（2024·湖南长沙·一模）明矾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。 已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成、和。 下列说法错误的是 A．“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ B．可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子 C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将水缓慢加入到浓硫酸中 D．“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4 4．（2022·北京朝阳·模拟预测）某小组用如图装置探究铝片与酸碱的反应，实验如下： ①A为盐酸时，1分钟后有大量气泡产生 ②A为NaOH时，20秒后有大量气泡产生 ③A为硫酸时，3分钟后有极少量气泡产生，滴加1mLCuSO4溶液，立即产生大量气泡，Al表面有少量红色固体。下列说法正确的是 A．对比①②说明氧化性NaOH＞HCl B．对比①③说明Cl-对铝表面的氧化膜破坏能力强 C．对比①②③说明Al在不同的环境中还原性不同 D．③中实验说明Al与Cu2+反应剧烈放热 5．（2024·全国·模拟预测）某化学实验小组在探究铝的性质实验时，发现将单质铝投入1 溶液中，有气泡逸出且有白色沉淀物生成。对此现象作出以下猜想。 ⅰ．溶液水解显碱性，Al与强碱性溶液反应生成。 ⅱ．Al与溶液中的水反应，相当于催化剂。已知：氧化还原反应的平衡常数与标准电动势()有关，，z表示氧化还原反应转移的电子数，为氧化型电极电势(氧化剂和它的还原形式在1浓度下表现出的电动势)，为还原型电极电势。 回答下列问题： （1）写出铝与强碱溶液反应的离子方程式：_______，该反应中，氧化剂为_______。 （2）常温下，溶液中铝的各种微粒在不同pH下的分布系数如图1。 当溶液pH>_______时就能被少量溶解，酸式电离的平衡常数_______。 （3）反应结束时，通过pH计测得溶液的pH约为_______，则证明猜想ⅰ是错误的。 （4）铝/水体系中可能发生反应，已知，，通过计算，该反应的_______，从热力学的角度来说该反应均能_______(填“自发”或“非自发”)进行。 （5）将铝/水反应看作是原电池的电化学过程，建立铝/水反应体系微观过程模型如图2。 负极第一步反应的反应式为_______，在反应过程中，由于生成的覆盖在金属表面，为使反应完全，可采取的操作是_______。由微观过程模型可知猜想ⅱ是正确的。Al单质还能与其他含Al元素的溶液反应，请列举两种：_______。 6．（2024·广西贵港·模拟预测）明矾在工业上用作净水剂，医药上用作收敛剂。实验室中某小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。 已知：晶体结晶需要晶核，外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可做晶核。 请回答下列问题： （1）溶液①与硫酸溶液发生的主要反应为___________(用离子方程式表示)。 （2）上述流程“系列操作Ⅰ”中一定不需要用到的实验操作是___________(填标号)。 （3）“系列操作Ⅱ”的装置如图所示。 ①烧杯上方所盖的纸片的作用是___________。 ②制备明矾大晶体时，小晶体应悬挂在溶液的中央位置，原因是___________。 （4）是一种慢性神经毒素，长期积累会导致神经结节。实验室可采用置换滴定法测定天然水体样品中的浓度。简要过程如图所示： 有关反应如下(试剂EDTA用表示)： 步骤i： 步骤ii： 步骤iii： ①下列有关说法错误的是___________(填标号)。 A．使用碱式滴定管时，用两手指沿图示方向从斜下方挤压橡皮管中玻璃珠，向锥形瓶中滴加液体 B．天然水体样品中的(不与反应)不影响含量的测定 C．步骤i所加试剂EDTA，实验前不需要标定其浓度 D．如果步骤ii所加标准溶液偏少，会导致浓度的测定值小于真实值 ②根据检测过程，推测配合离子、、的稳定性由弱到强的顺序为___________。 ③要准确计算水样中的浓度，须利用水样1的体积以及步骤___________的实验数据(填“i”“ii”“iii”或“iv”)。 实验5 铝热反应 实验探源--溯本求源，实验精析 沪科版2019第二册P24 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验装置 实验现象 镁条剧烈燃烧；铝热剂发生剧烈的反应；反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子中 化学方程式 Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe 铝热反应 概念 铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应 原理 单质铝作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来 铝热剂 铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物 引发操作 在铝热剂上放KClO3，插上去掉表面氧化膜的镁条并将镁条点燃 反应特点 在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离 应用 冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一： 金属冶炼方法 1．金属冶炼的常用方法 2．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 3．注意 （1）在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原。 （2）冶炼Mg时只能电解MgCl2，不能电解MgO(熔点太高)。 （3）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价化合物，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 拓展二 铝热反应应用 铝热反应不仅限于Fe2O3，凡是Al的还原性强于其对应金属的氧化物，理论上均可发生。 被还原金属 氧化物 反应方程式 应用 铁 Fe2O3 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3 焊接钢轨 铁 Fe3O4 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3 冶炼特种钢 锰 MnO2 4Al + 3MnO2 3Mn + 2Al2O3 冶炼锰钢 铬 Cr2O3 2Al + Cr2O3 2Cr + Al2O3 冶炼不锈钢 钒 V2O5 10Al + 3V2O56V + 5Al2O3 冶炼特种合金 钛 TiO2 4Al + 3TiO2 3Ti + 2Al2O3 冶炼钛合金 钨 WO3 2Al + WO3W + Al2O3 冶炼高熔点金属 钴 Co3O4 8Al + 3Co3O4 9Co + 4Al2O3 冶炼钴合金 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2021·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火 C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带 D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫 2．（2020·浙江·高考真题）下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（    ） A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属 C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物 3．（2009·上海·高考真题）（多选）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（  ） A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5 C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2023·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 2．（2022·江苏·二模）反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是 A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂 C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物 3．（2025·全国·模拟预测）下列实验装置能达到实验目的的是 A．灼烧干海带制海带灰 B．制备固体 C．铝热反应 D．测待测液的 4．（2024·海南·一模）铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，金属铝在航天航空、建筑制造等行业中应用极为广泛。利用铝土矿(主要成分为，还含有少量、)冶炼金属铝的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是增大后续“碱浸”的浸取反应速率，写出另外一种提高“碱浸”反应速率的措施：_______。 （2）滤渣a的化学式是_______。 （3）“酸化”时生成滤渣b的离子方程式是_______。 （4）“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是_______(填化学式)。 （5）“热解”理论上生成固体产物的质量为_______g。 （6）工业上铝可用于冶炼某些高熔点的金属，如V、、等，写出与反应制V的化学方程式：_______。 34 / 35 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 铁、铝及其化合物 目 录 实验1：铁与水蒸气反应 红热铁粉与高温水蒸气反应生成黑色Fe₃O₄和H₂（点燃肥皂泡有爆鸣声）。注意加热顺序与防倒吸，铁不能与冷热水反应。高考常结合氢气检验、装置气密性及还原性推理考查。 实验2：氢氧化亚铁的制备 Fe²⁺与OH⁻反应生成白色Fe(OH)₂沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色（被O₂氧化）。成功关键在于隔绝空气——采用液封、煮沸水、H₂排空或电解法等手段，是考查实验设计的典型素材。 实验3：铁盐和亚铁盐的检验与转化 Fe³⁺遇KSCN显血红色，Fe²⁺遇K₃[Fe(CN)₆]生成滕氏蓝沉淀。Fe³⁺可氧化Cu、I⁻（氧化性），Fe²⁺可被氯水、KMnO₄氧化（还原性）。铁粉可将Fe³⁺还原为Fe²⁺，实现相互转化。 实验4：铝的两性探究 铝与盐酸、NaOH溶液均反应产生H₂，打磨前后现象差异源于表面Al₂O₃膜。Al₂O₃也具两性，能溶于酸碱。铝制餐具不宜盛放酸碱性食物，常结合图像及定量计算考查。 实验5：铝热反应 铝粉与金属氧化物（如Fe₂O₃）在高温下剧烈反应，放出大量热，产生熔融金属，用于焊接钢轨和冶炼难熔金属（V、Cr、Mn等）。需用镁条引燃，KClO₃助燃，是放热反应及铝还原性的典型例证。 实验1 铁与水蒸气反应 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P70 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验装置 实验原理 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 实验用品 还原铁粉、肥皂水；湿棉花、试管、酒精灯、导管、蒸发皿、铁架台、镊子。 实验步骤 用镊子将一湿棉花团塞入试管底部，用药匙向试管中部加入适量还原铁粉，塞紧带导管的橡皮塞， 将导管浸入肥皂水液面下，加热试管，一段时间后用火柴点燃肥皂泡，观察现象。 实验现象 红热的铁粉与水蒸气反应产生气体，蒸发皿中产生大量肥皂泡，用火柴点燃肥皂泡，听到爆鸣声， 反应后试管内的固体仍为黑色。 实验结论 铁不能与冷水、热水反应，但能与高温水蒸气反应，生成氢气。 实验说明 ①酒精灯上加一个金属网罩是为了集中加热，提高温度，也可以使用酒精喷灯代替酒精灯。 ②实验结束时，先将导管从肥皂水中取出，再熄灭酒精灯。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 金属与水反应归纳 金属活动性 代表金属 与冷水反应 与热水/水蒸气反应 反应本质 极活泼 K、CA．Na 剧烈反应，生成碱和H₂ — 置换水中H⁺ 活泼 Mg 缓慢反应 明显反应，生成碱和H₂ 置换水中H⁺ 较活泼 Al 几乎不反应（钝化膜） 反应（去膜后） 置换水中H⁺ 中等活泼 Zn、Fe 不反应 与水蒸气高温反应 置换水中H⁺ 不活泼 Cu、Hg、Ag、Pt、Au 不反应 不反应 — 金属越活泼，反应条件越温和：K/Ca/Na与冷水剧烈反应；Mg与热水反应；Fe需高温水蒸气 产物规律： 极活泼金属（K→Na）：生成可溶性碱 + H₂（如NaOH） Mg：生成微溶性碱 Mg(OH)₂ + H₂ Fe：生成金属氧化物 Fe₃O₄ + H₂（高温下碱不稳定分解） Al的特殊性：表面致密Al₂O₃膜阻止反应，去膜后能与水反应，但通常表述为"与酸/碱反应" 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2026·浙江·高考真题）下列反应方程式错误的是 A．浓硝酸见光分解： B．红热的铁在水蒸气中反应： C．向硫代硫酸钠滴加稀硫酸： D．向硫酸铜加入过量的氨水： 【答案】A 【解析】A．浓硝酸见光分解的正确产物应为NO2，方程式为 ：，A错误；B．红热的铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，方程式 ，B正确；C．硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质沉淀和二氧化硫气体，方程式 ，C正确；D．硫酸铜与过量氨水反应形成四氨合铜(II)离子，离子方程式正确，D正确；故选A。 2．（2024·新课标卷·高考真题）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是 A．反应为 B．酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好 C．用木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 【答案】B 【解析】A．铁和水蒸气在高温下发生反应生成和，该反应的化学方程式为，A正确；B．酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；C．用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；D．由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确；故选B。 3．（2013·广东·高考真题）（多选）下列实验的现象与对应结论均正确的是 选项 操作 现象 结论 A 将浓硫酸滴到蔗糖表面 固体变黑膨胀 浓硫酸有脱水性和强氧化性 B 常温下将Al片放入浓硝酸中 无明显变化 Al与浓硝酸不反应 C 将一小块Na放入无水乙醇中 产生气泡 Na能置换出醇羟基中的氢 D 将水蒸气通过灼热的铁粉 粉末变红 铁与水在高温下发生反应 【答案】AC 【解析】运用常见物质的性质进行分析。A．将浓硫酸滴到蔗糖表面，浓硫酸将蔗糖中的氢、氧原子按水中氢、氧原子个数比21脱去，并且与C反应产生CO2、SO2等气体，浓硫酸体现脱水性和强氧化性；B．．常温下将Al片放入浓硝酸中，无明显现象，是因为Al遇到浓硝酸发生钝化，该钝化过程中包含化学反应；C．钠放入无水乙醇中，发生置换反应，产生H2；D．水蒸气与灼热的铁粉发生反应生成Fe3O4和H2，Fe3O4粉末呈黑色。 4．（2018·浙江·高考真题）为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。 已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)。 请回答： （1）虚线框处宜选择的装置是_________（填“甲”或“乙”）；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_______________。 （2）实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁。判断结论是否正确并说明理由_______。 【答案】 乙    铜丝由黑变红色 不正确，因为铁过量时：Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋ 【解析】根据实验装置图，进行的是铁与水蒸气的反应的实验，再利用生成的氢气还原氧化铜。 （1） 氢气的密度小于空气，应该采用向下排空气法收集氢气，虚线框处宜选择的装置是乙； 氢气能够还原氧化铜，实验时应将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，可以看到铜丝由黑色变红色，试管壁有水珠生成，故答案为乙；铜丝由黑色变红色，试管壁有水珠生成； （2）根据3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g)，实验后，铁粉可能剩余，用一定浓度的盐酸溶解时，过量的铁可以将Fe3+还原成Fe2+，Fe+2Fe3+=3Fe2+，导致滴加KSCN溶液，没有出现血红色，故答案为不正确；过量的铁可以将Fe3+还原成Fe2+而不能是KSCN溶液不变红。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2025·湖南永州·模拟预测）铁与水蒸气反应的改进型实验装置如图所示，下列说法错误的是 A．用胆矾代替湿棉花可防止试管炸裂和有机物分解产物的干扰 B．使用泡沫铁能缩短实验完成时间 C．实验时先打开2处止水夹，点燃A．b酒精灯，反应一段时间后，多次点燃肥皂泡检验氢气的纯度，然后点燃c酒精灯，最后打开1处止水夹 D．该实验可得出还原性：Fe>H2>Cu 【答案】C 【解析】A．胆矾（CuSO4·5H2O）加热会逐步分解产生水蒸气，不会像湿棉花那样因局部冷热不均导致试管炸裂，且无有机物分解产物的干扰，A正确；B．泡沫铁表面积大，与水蒸气的接触面积更大，反应速率更快，能缩短实验完成时间，B正确；C．C项所述实验操作顺序错误。氢气还原氧化铜的实验，必须先通入氢气排尽装置中的空气，检验纯度后方可加热，以防爆炸。C项中最后打开1处止水夹'的操作会导致空气进入，引发危险，C错误；D．Fe能还原水蒸气生成H2，说明还原性Fe>H2；后续用H2还原CuO生成Cu，可证明还原性H2>Cu，D正确；故选C。 2．（25-26高三上·浙江嘉兴·阶段检测）为探究铁元素的性质，设计并进行如下实验。下列说法不正确的是 A．装置①可垫陶土网用酒精灯加热，且应先于装置②开始加热 B．装置②中的反应方程式为：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2 C．检验生成气体的还原性：虚线框内选择装置乙，将灼烧后的铜丝趁热伸入试管中 D．反应结束后，取装置②中固体，加稀硫酸溶解，滴加KSCN，溶液未变红色，说明固体中无+3价铁生成 【答案】D 【解析】由实验装置图可知，装置①用于受热提供水蒸气，并用产生的水蒸气排尽装置中的空气；装置②中铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应后的固体中一定含有四氧化三铁，可能存在未反应的铁；盛有碱石灰的干燥管用于除去未反应的水蒸气，干燥氢气；由于氢气的密度小于空气，所以可以用装置乙检验生成氢气的还原性，具体操作为应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中。A．装置①为圆底烧瓶，加热时需垫陶土网，防止圆底烧瓶受热不均而炸裂；实验时，应先加热装置①，利用产生水的蒸气可排尽装置中的空气，防止铁粉被氧化，然后再加热装置②发生反应，A正确；B．由分析可知，装置②中发生的反应为铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，B正确；C．由分析可知，装置乙检验生成氢气的还原性的具体操作为应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，反应后黑色固体变红色说明氢气具有还原性，C正确；D．由分析可知，装置②中的固体一定含有四氧化三铁，可能存在未反应的铁，若有未反应的铁，加稀硫酸溶解时，四氧化三铁反应生成的铁离子可能会与铁反应完全转化为亚铁离子，则滴加硫氰化钾溶液，溶液不变红不能说明无+3价铁生成，D错误；故选D。 3．（2025·北京东城·二模）用如图所示装置研究铁粉与水蒸气的反应。观察到肥皂液中有气泡产生，点燃肥皂泡听到爆鸣声；实验结束后，试管中残留的黑色固体能被磁体吸引。下列分析不正确的是 A．由“肥皂液中有气泡产生”，不能推断铁与水蒸气发生了反应 B．铁粉与水蒸气的反应需要持续加热，推断该反应为吸热反应 C．由“点燃肥皂泡听到爆鸣声”，推断有氢气生成 D．加热和使用粉末状的铁均能加快铁与水蒸气的反应 【答案】B 【解析】A．对试管加热后，首先排出的是空气，所以肥皂液中有气泡产生，不能推断铁与水蒸气发生了反应，A正确；B．持续加热仅说明反应需高温条件维持，不能直接推导热效应，B错误；C．氢气可以燃烧，当点燃肥皂泡发出爆鸣声，才能确认逸出气体中含有氢气，C正确；D．加热可提供足够的能量使反应进行，粉末状铁增大了与水蒸气的接触面积，都能加快反应速率，D正确；故选B。 4．（23-24高一上·海南·阶段检测）Fe3O4是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。某小组同学采用下列实验装置(夹持仪器略)制备Fe3O4并验证所得产物的成分与性质。回答下列问题： I．制备Fe3O4 （1）装置A的作用是___________；装置D的名称是___________。 （2）装置B中反应的化学方程式为___________。 （3）实验过程中可观察到E中的现象是___________。 Ⅱ．探究B中所得黑色固体的成分 待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)： （4）①试剂a是___________(填物质名称)，现象1为___________。 ②若现象2中溶液未变红色，结合装置B中固体的成分，用离子方程式解释可能的原因：________。 （5）已知温度高于570℃时，铁与水蒸气反应的氧化产物只有Fe3O4，甲同学称取16.8g Fe粉于装置B中，在600℃反应一段时间后停止加热，冷却后称得固体质量为20.0g，则实验后的固体物质中Fe3O4的物质的量为___________。 【答案】（1） 提供水蒸气(或水蒸气发生装置) (球形)干燥管 （2）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2 （3）黑色固体变红 （4） 稀硫酸 酸性KMnO4溶液褪色(或溶液紫/红色褪去) Fe+2Fe3+=3Fe2+ （5）0.05mol 【解析】I．装置A主要是提供水蒸气，进入装置B与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气；氢气具有还原性，可将氧化铜还原为铜，自身被氧化成水； Ⅱ．加入试剂a后，可溶解固体B，B的主要成分为铁的氧化物，可选择盐酸和硫酸，但是盐酸可与后续的酸性高锰酸钾溶液反应，因此选择硫酸；含高锰酸根离子的溶液为紫色，含锰离子的溶液为无色；现象2中无明显现象，说明溶液中不存在Fe3＋，据此分析解题。 （1）根据装置图，利用3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2制备Fe3O4，因此装置A的作用是产生水蒸气；根据仪器结构判断装置D为球形干燥管，故答案为提供水蒸气(或水蒸气发生装置)；(球形)干燥管， （2）装置B中水蒸气和铁粉在高温条件下生成了四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2制备Fe3O4，故答案为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2。 （3）装置B中产生的氢气，经过球形干燥管除去水蒸气后，进入装置E中，与黑色的氧化铜反应生成红色的铜和水，因此E中的实验现象为黑色固体逐渐变红，故答案为黑色固体变红。 （4）①试剂a的目的是溶解固体B（主要成分为铁的氧化物，可能含有部分未反应完全的铁粉），可选择盐酸或者硫酸，但是题目中已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应，因此选择硫酸；滴加酸性高锰酸钾的目的是证明Fe2＋存在，Fe2＋具有还原性，而具有强氧化性，两者发生氧化还原反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，（紫色）被还原为Mn2＋（无色），可观察的实验现象为酸性高锰酸钾溶液褪色，故答案为稀硫酸；酸性KMnO4溶液褪色(或溶液紫/红色褪去)； ②KSCN溶液用于检验Fe3＋，若溶液中含有Fe3＋，加入KSCN溶液后，溶液变为血红色，但现象2中溶液未变红色，说明溶液中不含有Fe3＋，可能是因为固体B中含有四氧化三铁和未反应完全的铁粉，加酸后溶液中的Fe3＋与铁粉反应生成Fe2＋，离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+，故答案为Fe+2Fe3+=3Fe2+。 （5）假设实验后的固体物质中Fe3O4的质量为x，， ，解得x＝11.6g，物质的量为，故答案为0.05。 实验2 氢氧化亚铁的制备 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P71 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验操作 实验现象 反应方程式 试管中有红褐色沉淀产生 Fe3＋＋3OH-=Fe(OH)3↓ 试管中先生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Fe2＋＋2OH-=Fe(OH)2↓、 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 易错提醒：Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3.在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，成功的关键有以下两点：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。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 1．Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3。 在实验室中制备Fe(OH)2，并使Fe(OH)2长时间保持白色沉淀状态，需注意以下两个要点： （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。 2．实验室中制备Fe(OH)2常用的三种方法 方法一：有机层覆盖法 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。 方法二：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。 方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图3所示。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2015·重庆·高考真题）下列实验中，所使用的装置（夹持装置略）、试剂和操作方法都正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．由于Fe（OH）2极易被空气中的氧气氧化，所以需隔绝空气，用植物油隔绝空气，用长的胶头滴管插入NaOH溶液的底部，A正确；B．容量瓶不能用于溶解固体，B错误；C．NH4Cl受热分解，离开热源又会重新生成NH4Cl,得不到氨气，且氨气极易溶于水，不能用排水法收集，C错误；D．实验室制乙烯需要170℃的温度，温度计的水银球应插入反应溶液中，且不能接触烧瓶内壁，并且该反应除了生成乙烯外，还可能有SO2等还原性气体生成，高锰酸钾褪色并不能验证乙烯的生成，D错误；答案选A。 2．（2019·浙江·高考真题）某同学设计如图装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。 请回答： （1） 仪器1的名称________。装置5的作用________。 （2） 实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中________。 （3） 装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因________。 【答案】 滴液漏斗(分液漏斗) 液封，防止空气进入装置4 在装置2、3之间添加控制开关 装置4内的空气没有排尽 【解析】该装置制备Fe(OH)2白色沉淀的思路是在排尽空气的前提下，先将铁屑和稀硫酸反应得到FeSO4，再利用气体产生的气压把FeSO4溶液压至装置4中与NaOH反应，得到Fe(OH)2，注意所需试剂也需要加热除掉溶解氧。 【解析】（1）观察仪器1特征可知是分液漏斗或者滴液漏斗，该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。 （2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。如此操作，不行的原因在于仪器1产生的H2从左侧导管溢出，那么没有足够的压强不能将FeSO4溶液挤出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。 （3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2025·四川·模拟预测）某实验小组搭建了图示装置(夹持装置已略去)，以铁粉和稀硫酸等试剂制备并观察其颜色。实验时，待a中试剂反应一段时间后，再将注射器中的蒸馏水注入a中。下列说法错误的是 A．用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸 B．b中试剂可为溶液 C．注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是稀释溶液 D．若在b中液面上方覆盖植物油，则可将虚线框内装置去掉 【答案】C 【解析】由实验装置图可知，制备氢氧化亚铁的实验原理为：a中铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应生成的氢气排尽装置中的空气；待反应一段时间，从注射器中加入蒸馏水，使a中液面超过虹吸管最高处，a装置中得到的硫酸亚铁溶液进入b中与碱液反应制备氢氧化亚铁。A．氢氧化亚铁具有强还原性，易被氧气氧化为氢氧化铁，所以用于配制实验所需试剂的蒸馏水需事先煮沸，除去其中溶解的氧气，防止氢氧化亚铁被氧化，A正确；B．由分析可知，b的作用为硫酸亚铁溶液与碱液反应制备氢氧化亚铁，则b中试剂可为氢氧化钠溶液，B正确；C．由分析可知，注射器中的蒸馏水注入a中的主要目的是使硫酸亚铁溶液加入b中，便于硫酸亚铁溶液与碱液反应制备氢氧化亚铁，C错误；D．由实验装置图可知，虚线框内装置的作用是防止空气中氧气进入b中，导致氢氧化亚铁被氧化，在b中液面上方覆盖植物油也能达到防止氢氧化亚铁与空气中氧气接触被氧化的目的，D正确；故选C。 2．（2024·海南省直辖县级单位·模拟预测）（多选）下列各图示中能使制取得到的保持更长时间的白色的是 A．②③ B．②④ C．①④ D．①③ 【答案】BC 【解析】在空气中很容易被氧化成红褐色的沉淀，反应方程式为，想要较长时间看到白色沉淀，就要隔绝装置与空气或氧气的接触。①向粉中滴入稀硫酸，两者反应生成的氢气将装置内空气排出，右边烧杯中的水可阻止空气再次进入装置中，创造了无氧环境，在此环境中若继续加入碱溶液，生成的可沉淀较长时间不被氧化，①可选；②先打开止水夹a，让与硫酸反应产生的氢气排出装置内的空气，再关闭止水夹a，后续产生的氢气导致A试管内压强变大，将生成的压入B试管内与过量溶液反应生成白色沉淀，且可较长时间不被氧化，②可选；③没有隔绝空气，生成的易被氧化，③不选；④苯隔绝空气，且氢氧化钠溶液是伸入液面以下加入的，两个操作都可防止生成的被氧化，④可选；①②④均符合题意，故答案选BC。 3．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，然后用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法错误的是 A．连接好装置后，需检查装置的气密性 B．左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气 C．实验时先打开A．关闭B和C，再打开B和C．关闭 D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可将仪器2中的铁粉改成铁钉 【答案】C 【解析】该实验有气体产生，因此在组装好仪器后，要先检查装置的气密性。实验时，先关闭止水夹A，打开止水夹B．C，将分液漏斗中稀硫酸滴加到左边的三颈烧瓶中，在左边的三颈烧瓶中Fe与稀H2SO4反应产生FeSO4、H2，产生的H2经导气管进入到右边装有NaOH溶液的三颈烧瓶中，将溶液及装置中的空气排出，待反应一段时间后，关闭止水夹B，打开止水夹A，反应产生的H2使左边三颈烧瓶中产生的FeSO4溶液压入到右边装有NaOH溶液的三颈烧瓶中，FeSO4与NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀。Fe(OH)2处于H2的惰性环境中，不会被氧化，因此能够较长时间观察Fe(OH)2的颜色。A．该实验是有气体生成的实验，在连接好装置后﹐首先要检查装置的气密性，A正确；B．铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，关闭A．打开B和C，氢气能排尽装置中的空气，所以左侧三颈烧瓶可制取FeSO4溶液并排尽装置内空气，B正确；C．根据B项的分析，应先关闭A，打开B和C，使氢气排尽装置中的空气，一段时间后再关闭B．打开A，将FeSO4溶液压入NaOH溶液中，C错误；D．实验时为防止仪器2中铁粉通过导管进入仪器3中，可在仪器2底部放上一块吸铁石或将铁粉改成铁钉，D正确；故合理选项是C。 4．（2024·广东茂名·三模）氢氧化亚铁为白色固体，难溶于水，在空气中极易被氧化为氢氧化铁。回答下列问题； （一）实验室制备氢氧化亚铁 （1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是_______________。选择上图中的装置制备氢氧化亚铁，连接顺序为__________（按气流方向从左到右，填写装置标号）。装置C的作用是_______________________。 （2）装置B中发生反应的离子方程式为___________________________。反应结束后，继续通一段时间的，目的是______________。 （二）探究灰绿色沉淀的成因 反应后将装置B中的固体过滤时，白色沉淀会逐渐转变为灰绿色，实验小组为探究灰绿色沉淀的成因，查阅到以下资料； ①沉淀具有较强的吸附性； ②若存在固体杂质，会导致沉淀不够紧密，沉淀与溶液的接触面积会更大。 甲同学猜测灰绿色可能是吸附引起的，设计并完成了实验1～实验3。 实验 操作 试剂（均为0.1） 实验现象 1 向两片玻璃片中心分别滴加试剂，面对面快速夹紧 ⅰ.1滴溶液 ⅱ.4滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊 2 ⅰ.4滴溶液 ⅱ.1滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中有白色浑浊，一段时间后变为灰绿色 3 ⅰ.2滴溶液，1滴溶液 ⅱ.2滴NaOH溶液 玻璃片夹缝中立即有灰绿色浑浊 （3）依据甲同学的猜测，实验1中沉淀无灰绿色的原因是____________________。 （4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是_______________。 （5）根据以上实验探究，若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有________________。 【答案】（1） 三颈烧瓶 ACBD 做安全瓶，防倒吸 （2） 防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气 （3）NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面 （4）沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附 （5）保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足） 【解析】装置A为氨气的发生装置，B为制备氢氧化亚铁的装置，C为防倒吸装置，连在AC之间，D为NH3的尾气处理装置，据此回答。 【解析】（1）装置A中盛装生石灰的仪器的名称是三颈烧瓶，制备氢氧化亚铁，根据分析可知，装置的连接顺序为ACBD，装置C的作用是做安全瓶，防倒吸； （2）装置B中发生反应的离子方程式为，反应结束后，继续通一段时间的，目的是防止拆除装置时残留的氨气逸出，污染空气； （3）实验1中沉淀无灰绿色的原因是NaOH溶液过量，反应后溶液中浓度很小，不易被吸附在表面； （4）实验3中立即出现灰绿色浑浊的原因是沉淀中混有，导致沉淀不够紧密，与溶液的接触面积增大，更容易吸附； （5）若尽可能制得白色沉淀，需要控制的实验条件除了隔绝氧气外，还有保证NaOH溶液过量（或保证溶液不足）。 5．（2024·陕西宝鸡·一模）碳酸亚铁(FeCO3)是制备“速力菲”(主要成分：琥珀酸亚铁，一种常见的补铁药物)的重要物质。某学习小组同学设计实验制备FeCO3，并探究FeCO3的还原性。回答下列问题： I.碳酸亚铁的制备：实验原理：Fe2++2HCO=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 实验装置(夹持仪器已省略)如图所示。 （1）仪器a的名称为______。 （2）实验开始时，先打开______(填“K1、K1或K3”，下同)、关闭______，一段时间后，______，c中反应获得FeCO3。 （3）反应结束后，将c中的混合液过滤，洗涤。简述证明FeCO3已洗涤干净的操作：______。 Ⅱ.定性定量探究碳酸亚铁有还原性 定性探究碳酸亚铁和氧气反应的固体成分： 【提出设想】 （4）假设1：固体成分是氧化铁； 假设2：固体成分是四氧化三铁； 假设3：______。 【查阅资料】 氧化亚铁是一种黑色粉末，不稳定，在空气中加热，迅速被氧化成四氧化三铁。 【实验验证】 所用装置如图所示，装药品，打开止水夹K，通入O2，加热玻璃管。澄清石灰水不产生沉淀时，停止加热，继续通入O2至玻璃管冷却。 取少量玻璃管里固体于试管中，滴加稀硫酸，微热，固体完全溶解，将溶液分成甲、乙两份，进行后续实验。 实验编号 实验步骤 实验现象 i 滴加KSCN溶液 溶液变红色 ii 向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液不褪色 【实验评价】 （5）上述实验______(填“i”或“ii”)不能确定固体成分。 【实验结论】 （6）由上述实验结果分析可知，硫酸亚铁在氧气中高温灼烧能得到的产物是______，证明FeCO3具有无原性，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧的化学方程式为：______。 【答案】（1）恒压滴液漏斗 （2） 和 关闭，打开 （3）取最后一次洗涤液于试管中，加入过量稀盐酸酸化后，再滴入几滴溶液，若无白色沉淀，则证明已经洗涤干净 （4）固体成分是氧化铁和四氧化三铁的混合物 （5）i （6） Fe2O3和CO2 4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2 【解析】恒压滴液漏斗将稀硫酸滴加与铁屑反应，生成硫酸亚铁溶液与氢气；为防止Fe2+被装置中残留的空气氧化，实验开始时，应先打开和，利用稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置内的空气排尽，在关闭，打开，利用生成氢气形成的压强将硫酸亚铁溶液挤压入碳酸氢铵溶液中，反应即可生成碳酸亚铁； （1）仪器a的名称：恒压滴液漏斗； （2）为防止Fe2+被装置中残留的空气氧化，实验开始时，应先打开和，利用稀硫酸与铁屑反应生成的氢气将装置内的空气排尽，在关闭，打开，利用生成氢气形成的压强将硫酸亚铁溶液挤压入碳酸氢铵溶液中，反应即可生成碳酸亚铁； （3）若碳酸亚铁洗涤干净，则洗涤液中无可溶性的硫酸根离子，检验硫酸根离子操作：取最后一次洗涤液于试管中，加入过量稀盐酸酸化后，再滴入几滴溶液，若无白色沉淀，则证明已经洗涤干净； （4）四氧化三铁和氧化亚铁混为黑色固体，所以假设固体成分是氧化铁和四氧化三铁的混合物； （5）实验i只能证明反应后的物质中含+3价铁，不能证明是否含+2价铁； （6）澄清石灰水变浑浊，说明有产物二氧化碳生成，向硫酸溶解后的溶液中加入滴加溶液，溶液变红，说明有+3价铁，加入酸性高锰酸钾，溶液不褪色，说明溶液中无+2价铁，则碳酸亚铁在氧气中高温灼烧得到的产物氧化铁和二氧化碳；方程式为：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。 实验3 铁盐和亚铁盐的检验与转化 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P72-73 实验梳理--实验过程 要点梳理 铁盐的氧化性 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （1）铁盐的氧化性 ①取3mLFeCl3稀溶液加入试管中，加入几小块铜片，振荡，过一会儿，观察现象。 ②在一支盛有3mL水的试管中滴加几滴FeCl3稀溶液，再滴加3滴KI溶液，观察现象。然后向溶液中滴加2滴淀粉溶液，观察现象。 可观察到溶液由棕黄色变为浅绿色。 向氯化铁溶液中滴加碘化钾溶液，溶液变为棕黄色，再滴加淀粉溶液，溶液变为蓝色，蓝色逐渐加深。 Fe3+把Cu氧化生成Fe2+和Cu2+ Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+ Fe3+把I-氧化为I2，而I2与淀粉变色，证明有I2生成。 2Fe3+ +2I-=2Fe2+ +I2 亚铁盐的氧化性和还原性 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （2）亚铁盐的氧化性和还原性 ①取3mLFeCl2溶液加入试管中，加入几小块锌片，振荡，过一会儿，观察现象。 ②在一支试管中加入少量KMnO4酸性溶液，然后向试管中加入少量FeSO4溶液，观察溶液的颜色变化。当溶液紫色褪去时，再滴加2滴KSCN溶液，观察现象。 酸性KMnO4溶液 滴加FeSO4 溶液呈棕黄色滴加KSCN 向FeCl2溶液加入几小块锌片，一段时间后锌片表面变黑，有铁附着在锌表面。 向KMnO4酸性溶液中加入少量FeSO4溶液，溶液紫色褪去，溶液呈棕黄色，再滴加2滴KSCN溶液，溶液变红色。 锌把铁从溶液中置换出来，说明锌比铁活泼，Fe2+具有氧化性。Zn+Fe2+=Zn2++Fe KMnO4把Fe2+氧化为Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变红色，Fe3+具有还原性； MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 Fe3+离子的检验 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 2. 铁离子的检验（1)在一支试管中加入2mL蒸馏水，再滴加几滴FeCl3稀溶液，然后滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 滴加硫氰化钾溶液后，氯化铁溶液变红。 Fe3+与KSCN溶液反应，溶液变红色 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 Fe2+离子的检验 实验操作 图解操作 实验现象 实验结论 （2）在一支试管中加入少量FeC13稀溶液，然后加入适量铁粉，轻轻振荡片刻，再滴加几滴KSCN溶液，观察现象。 溶液变成 浅绿色 1.氯化铁溶液 2.添加铁粉 3.溶液变成浅绿色 4.滴加KSCN溶液 5.无明显现象 6.再滴加氯水 7.溶液变红色 在氯化铁溶液中加入铁 粉后，再滴加硫氰化钾溶液， 溶液无明显现象；再加入氯 水后，溶液变红色。 Fe3+离子被Fe还原成Fe2+离子；而Fe2+离子被氯水又氧化成Fe3+离子，Fe3+与KSCN溶液反应，溶液变红色。2Fe3++Fe=3Fe2+，2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3 向硫酸亚铁溶液中滴加铁氰化钾溶液，观察现象。 硫酸亚铁溶液 滴加K3[Fe(CN)6] 溶液中有蓝色沉淀生成。 铁氰化钾（赤血盐） 检验亚铁离子：K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓（滕氏蓝） 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一：Fe2＋、Fe3＋的检验 1．直接观察颜色 2．利用氢氧化物沉淀的颜色 3．利用显色反应 4．利用Fe2＋的还原性 溶液紫色褪去，说明溶液中存在Fe2+ 5．同时含有Fe2＋和Fe3＋的溶液：Fe2＋对检验Fe3＋无干扰，可以滴加KSCN溶液检验Fe3＋；Fe3＋对检验Fe2＋有干扰，不能采用加KSCN溶液检验Fe2＋，通常向溶液中滴加适量酸性KMnO4溶液，溶液紫红色褪去说明含有Fe2＋。 6．检验铁的氧化物中是否有＋2价铁时，正确的思路为少量固体溶液紫红色褪去。 ①步骤a中不能选用盐酸，原因是酸性KMnO4溶液可以氧化盐酸。 ②步骤a中不能选用稀硝酸，原因是稀硝酸可以将Fe2＋氧化为Fe3＋。 拓展二：Fe3O4中铁元素价态的检验 （1）甲实验中溶液紫色退去、棕黄色加深，证明溶液中存在Fe2＋，Fe2＋具有还原性。 （2）乙实验中有红褐色沉淀产生；不能证明Fe2＋的存在，因为Fe(OH)3的颜色掩盖了Fe(OH)2产生的实验现象。 （3）丙实验中溶液由棕黄色变为红色，证明有Fe3＋存在。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2026·云南·高考真题）某兴趣小组将1.0 g铁粉和足量硫粉在氩气中加热得黑色固体，设计如下实验探究其成分。已知：步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行：PbS是一种黑色固体。 下列说法错误的是 A．a中黑色固体成分有 B．与在空气中燃烧的产物可能有 C．步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，目的是加快反应速率 D．b中使用溶液替代溶液，则无需使用醋酸铅试纸检验 【答案】C 【解析】Fe与足量S加热反应生成FeS黑色固体，FeS与稀硫酸反应生成FeSO4、H2S，H2S与醋酸铅反应生成黑色固体PbS，③实验过程中上层清液与KSCN溶液混合开始无明显现象，说明①中反应无Fe3+生成，5min后出现浅红色，说明Fe2+被氧化，④实验过程中上层清液与K3[Fe(CN)6]溶液混合产生蓝色沉淀，说明①中反应有Fe2+生成。A．由上述分析可知，a中黑色固体成分有，A项正确；B．与在空气中燃烧，二者均被氧气氧化，可能生成，B项正确；C．步骤Ⅰ、步骤Ⅱ均在氩气氛围中进行，其目的是防止FeSO4、H2S被氧化，步骤Ⅰ使用煮沸后的稀硫酸，其目的是除去溶解氧，C项错误；D．醋酸铅试纸用于检验生成的H2S气体，b中使用溶液替代溶液，H2S与发生反应：，CuS为黑色固体，难溶于稀硫酸，可达到检验H2S的目的，D项正确；故答案为C。 2．（2023·江苏·高考真题）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 是否水解 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，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，说明有还原性，B正确；C．发生水解反应使溶液显酸性，应向溶液中滴加2~3滴石蕊试液，观察溶液颜色变化，C错误；D．向溶液中滴加几滴溶液，若产生气泡有可能是的催化作用，D错误。 故选B。 3．（2015·上海·高考真题）检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可选用的试剂是 A．NaOH B．KMnO4 C．KSCN D．苯酚 【答案】B 【解析】A．若加入NaOH，硫酸亚铁发生复分解反应产生的白色Fe(OH)2会被硫酸铁发生反应产生的红褐色的Fe(OH)3遮挡，不容易观察到，因此不能鉴定，故A错误；B．KMnO4有氧化性，硫酸亚铁有还原性，会发生氧化还原反应，使KMnO4的紫色褪去，而硫酸铁不能与KMnO4发生反应，因此可以作为鉴定试剂，故B正确；C．KSCN与硫酸铁会发生反应，使溶液变红色，而硫酸亚铁不能反应，因此无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变红色，因此无法鉴定，故C错误；D．苯酚与硫酸铁溶液发生显色反应，使溶液变为紫色，而与硫酸亚铁不能发生反应，无论硫酸亚铁是否存在，溶液都变紫色，所以不能作为鉴定试剂，故D错误；故答案选B。 4．（2022·天津·高考真题）氯化铁是重要的化工原料。针对氯化铁的实验室制备方法，回答下列问题： Ⅰ．的制备 制备流程图如下： （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全。判断反应完全的现象为___________。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为___________。 （2）操作①所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有___________。 （3）检验溶液中是否残留的试剂是___________。 （4）为增大溶液的浓度，向稀溶液中加入纯Fe粉后通入。此过程中发生的主要反应的离子方程式为___________。 （5）操作②为___________。 Ⅱ．由制备无水 将与液体混合并加热，制得无水。已知沸点为77℃，反应方程式为：，装置如下图所示(夹持和加热装置略)。 （6）仪器A的名称为___________，其作用为___________。NaOH溶液的作用是___________。 （7）干燥管中无水不能换成碱石灰，原因是___________。 （8）由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是___________(填序号)。 a．    b．     c． 【答案】（1） 不再有气泡产生 Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率 （2）漏斗、玻璃棒 （3）溶液 （4）、 （5）在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到晶体 （6） 球形冷凝管 冷凝回流 吸收、HCl等尾气，防止污染 （7）碱石灰与、HCl气体反应，失去干燥作用 （8）a 【解析】稀盐酸中加入废铁屑，不断反应，铜不与盐酸反应，过滤，向滤液中通入氯气反应生成氯化铁，稀氯化铁溶液再加入铁反应生成氯化亚铁，氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁，浓氯化铁溶液制备，稀氯化铁溶液在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到晶体。将与液体混合并加热来制备无水。 （1）将废铁屑分批加入稀盐酸中，至盐酸反应完全，由于废铁屑与盐酸反应不断产生气泡，因此判断反应完全的现象为不再有气泡产生。含有少量铜的废铁屑比纯铁屑反应快，原因为Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率；故答案为：不再有气泡产生；Fe、Cu在稀盐酸中形成原电池，加快反应速率。 （2）操作①是过滤，所必需的玻璃仪器中，除烧杯外还有玻璃棒、漏斗；故答案为：漏斗、玻璃棒。 （3）铁离子和溶液反应生成蓝色沉淀，因此检验溶液中是否残留的试剂是溶液；故答案为：溶液。 （4）为增大溶液的浓度，向稀溶液中加入纯Fe粉后通入，先是铁和铁离子反应生成亚铁离子，再是亚铁离子被氯气氧化为铁离子，此过程中发生的主要反应的离子方程式为、；故答案为：、。 （5）操作②是氯化铁溶液到晶体，由于铁离子加热时要发生水解生成氢氧化铁，因此在整个过程中要通入HCl气体防止铁离子水解，其操作过程为晶体；故答案为：在HCl气流中蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥得到晶体。 （6）根据图中信息得到仪器A的名称为球形干燥管，由于沸点为77℃，为充分利用，不能使其逸出，因此球形冷凝管的作用为冷凝回流。由于二氧化硫、HCl会逸出污染环境，因此NaOH溶液的作用是吸收、HCl等尾气，防止污染；故答案为：球形干燥管；冷凝回流；吸收、HCl等尾气，防止污染。 （7）无水的作用是干燥气体，不是与二氧化硫、HCl气体反应，干燥管中无水不能换成碱石灰，原因是碱石灰与、HCl气体反应，失去干燥作用；故答案为：碱石灰与、HCl气体反应，失去干燥作用。 （8）根据装置图信息，该装置可以用于制取能水解的盐酸盐晶体，由下列结晶水合物制备无水盐，适宜使用上述方法的是a；故答案为：a。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2026·黑龙江·二模）现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，可供选用的试剂有：铁粉、溶液、溶液、氯水、锌片。实验报告记录如下： 序号 实验操作 实验现象 离子方程式 实验结论 ① 在溶 液中加入锌片 溶液由浅绿 色变为无色 ② 具有还原性 ③ 固体逐渐溶解，溶液由棕黄色变为浅绿色 具有氧化性；具有还原性 关于该探究实验，下列说法不正确的是 A．①的实验结论为具有氧化性 B．②的实验现象为溶液由浅绿色变为棕黄色 C．③的实验操作为在溶液中加入一小块锌片 D．本实验使用的试剂中至少有两种在长时间存放时容易变质，使用前应注意检查 【答案】C 【解析】A．实验①中化合价从+2降低为0，得电子作氧化剂，可证明具有氧化性，A正确；B．要验证具有还原性，需加入氧化剂，将氧化为，现象为溶液由浅绿色变为棕黄色，B正确；C．实验③的结论说明作还原剂、作氧化剂，对应操作应为向溶液中加入铁粉；若加入锌片，还原剂是Zn，无法得出具有还原性的结论，C错误；D．本实验中溶液易被空气中氧气氧化，氯水中HClO见光易分解，二者均易变质，因此至少有两种试剂长时间存放时容易变质，D正确；故选C。 2．（2026·河南安阳·三模）某小组同学为检测补铁剂中的铁元素，设计如图所示实验。 已知：邻二氮菲的结构简式为，邻二氮菲可以和生成橙红色邻二氮菲亚铁离子，可用于的检测。下列说法错误的是 A．③中褪色现象说明双氧水具有氧化性 B．④中出现蓝色沉淀是由于 C．实验中也可向滤液①中加入酸性溶液检测 D．用邻二氮菲检测时，pH过大或过小均可能影响测定 【答案】C 【解析】由图可知，向研磨后的补铁剂药片中加入稀盐酸浸泡、过滤得到滤液；向滤液中滴加硫氰化钾溶液，溶液微微变红，向反应后的溶液中滴加双氧水溶液至过量，溶液先变红色后褪色，说明滤液中含有亚铁离子和少量的铁离子，溶液红色褪去是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致；向滤液中滴加铁氰化钾溶液生成蓝色沉淀、滴加邻二氮菲溶液使溶液变为橙红色，均说明滤液中含有亚铁离子。A．由分析可知，③中溶液褪色是因为双氧水溶液具有氧化性，将溶液中的SCN-氧化，使得硫氰化铁浓度减小所致，A正确；B．由分析可知，④中出现蓝色沉淀是因为溶液中的亚铁离子与铁氰化钾溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]蓝色沉淀所致，反应的离子方程式为：，B正确； C．溶液中的氯离子酸性条件下也能与高锰酸根离子反应使溶液褪色，则向滤液中加入高锰酸钾溶液不能检测溶液中的亚铁离子，C错误；D．由结构简式可知，邻二氮菲分子中含有的氮原子能与氢离子形成配位键，则用邻二氮菲检测溶液中亚铁离子时，若溶液的pH过大，溶液中的亚铁离子会与氢氧根离子反应，影响亚铁离子测定，若溶液的pH过小，邻二氮菲分子与氢离子反应也会影响亚铁离子测定，D正确；故选C。 3．（2026·河南郑州·模拟预测）硫酸亚铁铵也称摩尔盐，是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某实验小组同学为探究溶液与H2O2反应的实验，进行如图所示的实验。下列说法错误的是 A．溶液必须现用现配，且配制时滴加稀硫酸 B．步骤②③中均涉及氧化还原反应 C．步骤③说明逆向移动 D．步骤④和⑤说明步骤③后的混合液中无Fe3+，有SCN- 【答案】D 【解析】A．、会发生微弱水解，加少量酸可抑制其水解，该溶液必须现用现配，A正确；B．步骤②中将氧化为(氧化还原反应)，与结合生成红色的；步骤③中过量的会将氧化而导致溶液红色消失，步骤②③中均涉及氧化还原反应，B正确；C．溶液中的、反应生成红色的，存在可逆反应，步骤③溶液褪色，说明该可逆反应逆向移动(由步骤④、⑤可知，步骤③中被氧化，其浓度降低，使得可逆反应逆向移动)，C正确；D．步骤④滴加溶液无明显变化，说明步骤③后的混合液中无，步骤⑤滴加溶液后溶液变红，说明步骤③后的混合液中有，D错误；故选D。 4．（2026·黑龙江吉林·模拟预测）已知芹菜中的铁元素主要以草酸亚铁（）形式存在，在常温常压下稳定，加热至以上时开始分解。某实验小组采用下列方案在实验室测定芹菜叶中铁元素的含量。 已知：。下列说法正确的是 A．为方便起见，芹菜叶可以在烧杯中进行灼烧 B．“灼烧”“过滤”和“滴定”过程中均发生化学变化 C．参与反应（除自身的分解反应外）的离子方程式为 D．若消耗标准溶液体积平均为20.25 mL，则芹菜叶中含113.4 mg铁元素 【答案】D 【解析】A．灼烧固体物质需要在坩埚中进行，烧杯不耐高温，不能用于灼烧，A错误；B．过滤是分离固体和液体的操作，没有新物质生成，属于物理变化，不是化学变化，B错误；C．该离子方程式电荷不守恒，正确的离子方程式为：，C错误；D．根据流程推导定量关系： ，可得关系：，即； 计算：，，D正确；答案选D。 5．（2026·湖北武汉·模拟预测）某实验小组计划开展检验加铁酱油中的铁元素化合价的实验。前期资料查询到乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)(乙二胺四乙酸用H4EDTA表示)是中国唯一被卫生部批准用于酱油强化的铁剂，国标规定加铁范围(以铁元素计)。 回答下列问题： （1）NaFeEDTA中铁元素的化合价为________。 I．甲同学基于前期资料开展实验①： （2）加入蒸馏水的目的是________。 II．乙同学认为无明显现象的原因是配合物太稳定，于是开展实验②： （3）加入硫酸发生反应的离子方程式为________。 Ⅲ．丙同学查阅资料后认为酱油中含有多种抗氧化剂，具有还原铁离子的能力。于是开展实验③： （4）请设计实验证明变为绿色的原因________。 （5）根据前期资料和实验①②③，得出加铁酱油中铁元素化合价的结论是________。 IV．使用紫外吸收分光光度法可以对铁含量进行检测，形成有色络合物在紫外光区有强烈的特征吸收，通过测量吸光度值，就能推算出的浓度。已知吸光度()与的浓度()的关系如图所示，量取酱油样品，依次加溶液、溶液、 溶液，定容至，取测吸光度值。 （6）加入(过硫酸铵)溶液的目的是________。 （7）丁同学对样本按上述流程分五次测量得到以下数据。 实验组 第一组 第二组 第三组 第四组 第五组 吸光度(A) 0.405 0.397 0.404 0.495 0.394 结合计算过程判断该样品是否符合国家标准________。 【答案】（1）+3 （2）降低溶液颜色深度，便于观察后续滴加试剂的颜色变化 （3） （4）取少量绿色的悬浊液静置，取出沉淀，加入稀H2SO4溶解，加入溶液，如生成蓝色沉淀，证明存在Fe2+ （5）酱油中的铁元素主要是+3价，部分Fe3+被酱油中的还原性物质转化为+2价 （6）将溶液中的Fe2+全部氧化成Fe3+，保证检测时全部的铁元素均为Fe3+，精确测量铁含量 （7）符合 【解析】该探究实验是为了检验加铁酱油中的铁元素化合价并且测定酱油中Fe元素的含量，Fe元素的主要化合价为+2价和+3价，Fe2+的检测利用溶液进行检验，Fe3+的检测利用SCN-进行检验；利用紫外吸收分光光度法可以对铁含量进行检测，由此解答； （1）EDTA为-4价，Na为+1价，所以Fe为+3价； （2）酱油本身颜色很深，直接观察颜色变化会受干扰，加水稀释为了降低溶液颜色深度，便于观察后续滴加试剂的颜色变化 （3）Fe3+与EDTA4-形成的配合物较为稳定，SCN-无法将其中的Fe3+夺出来，加入硫酸可以破坏配合物，使配离子解离，发生离子方程式为； （4）取少量绿色的悬浊液静置，取出沉淀，加入稀H2SO4溶解，加入溶液，如生成蓝色沉淀，证明存在Fe2+，是Fe3+被酱油中含有多种抗氧化剂还原所致； （5）酱油中的铁元素主要是+3价，部分Fe3+被酱油中的还原性物质转化为+2价； （6）将溶液中的Fe2+全部氧化成Fe3+，保证检测时全部的铁元素均为Fe3+，精确测量铁含量； （7）第四组数据相差过大可以剔除，结合剩余四组数据计算平均值为，根据吸光度()与的浓度()的关系计算，因此500 ml中铁元素的质量为，由于该溶液时用3 ml酱油稀释得到的，酱油中铁元素的浓度为，在国标规定加铁范围内，因此符合国家标准。 实验4 铝的两性探究 实验探源--溯本求源，实验精析 人教版（2019）必修第一册P82 实验梳理--实验过程 要点梳理 1．铝与氢氧化钠溶液反应 实验装置 实验原理 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑；2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 实验用品 NaOH 溶液、铝片；小试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在 2 支小试管里分别加入 5mL NaOH 溶液，再分别放入一小段铝片和打磨过的一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条分别放入 2 支试管口，你看到什么现象？ 实验现象 放入打磨过的铝片的试管中立即产生气泡；而放入未打磨过的铝片的试管中开始没有气泡，一段时间后オ产生气泡；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。 实验结论 打磨过铝片和未打磨过的铝片都能与NaOH溶液发生反应，且都能产生H2。 实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。 2．氧化铝、铝与盐酸反应 实验装置 实验原理 Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O；2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 实验用品 盐酸、铝片；小试管、酒精灯、木条。 实验步骤 在 1支小试管里分别加入 5mL 盐酸，再放入一小段铝片。观察实验现象。过一段时间后，将点燃的木条放入 试管口，你看到什么现象？ 实验现象 试管中有气泡冒出，铝片逐渐溶解，铝片刚开始反应较慢，后来渐渐加快；将点燃的木条放在试管口时发出爆鸣声。 实验结论 氧化铝和铝都能与盐酸发生反应，铝能产生H2。 实验说明 酸、碱、盐等可直接侵蚀铝的保护膜及铝制品本身，因此铝制餐具不易用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物。 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一：Al和CuSO4溶液反应的探究 实验装置： 实验报告： 实验序号 实验现象 结论与解释 ① 铝丝表面有少量气泡；铝丝周围出现蓝绿色物质 溶液呈弱酸性，与Al反应产生的气体是H2；蓝绿色物质成分待探究 ② 后，铝丝仍光亮；后，铝丝表面出现少量红色物质 红色物质是Cu，说明Al能和溶液反应，但反应较慢 ③ 铝丝周围溶液逐渐变成无色，铝丝以下溶液仍为蓝色；两层溶液界面清晰 反应生成的为无色；溶液的密度小于溶液 拓展二：铝镁合金质量分数的测定 1．燃烧法：称量铝镁合金粉末的质量，放入装有足量氧气的容器中使其充分灼烧，称量生成物的质量（利用合金的质量和氧化物的质量建立二元二次方程求解）。 2．称重法： （1）称量铝镁合金的质量，将铝镁合金放入足量氢氧化钠溶液反应，过滤、洗涤、烘干，称量剩余固体质量（利用合金的质量和镁的质量求解）。 （2）称量铝镁合金的质量，将铝镁合金与过量的盐酸反应，在溶液中加入过量的氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，称量固体的质量（利用合金的质量和氧化镁的质量求解）。 3．量气法： （1）称量铝镁合金的质量，检查装置的气密性，向铝镁合金中加入足量盐酸充分反应，待冷却至室温，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，读取记录气体体积（利用合金的质量和氢气的体积建立二元二次方程求解）。 （2）称量铝镁合金的质量，检查装置的气密性，向铝镁合金中加入足量氢氧化钠溶液充分反应，待冷却至室温，调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平，读取记录气体体积（利用合金的质量和氢气的体积求解）。 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2007·上海·高考真题）用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（ ） A．实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属 C．铝与氧气反应放出大量的热量 D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物 【答案】D 【解析】A．铝在空气中易与氧气生成氧化铝，反应物是两种生成物是一种，为化合反应，铝与硝酸汞的反应是铝能置换出硝酸汞中的汞，反应物与生成物均是一种单质一种化合物，为置换反应，都属于氧化还原反应，选项A正确；B．铝的化学性质比较活泼，不久铝箔表面生出“白毛”，可知金属铝易被氧化，所以说明铝是活泼金属，选项B正确；C．红墨水柱右端上升说明试管内气压升高，可判断其温度升高，从而判断铝与氧气反应放出大量的热量，选项C正确；D．从铝的氧化以及铝与硝酸汞的反应可知铝片上生成的白毛是氧化铝，因为汞的化学性质不活泼，所以不可能是氧化汞，而是汞的单质的形式存在，所以是铝从液态汞中被氧化生成氧化铝形成的“白毛”，选项D错误；答案选D。 2．（2008·重庆·高考真题）某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。 （1）A中试剂为________。 （2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是____________________。 （3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B中滴加足量试剂。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除平视外，还应________。 （4）B中发生反应的化学方程式为__________________________。 （5）若实验用铝镁合金的质量为a g，测得氢气体积为b  mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为________。 （6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。 【答案】 NaOH溶液 除去铝镁合金表面的氧化膜 ①④③② 使D和C的液面相平 2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ 偏小 【解析】（1）根据铝镁的化学性质，铝镁都能与酸反应放出氢气，但铝还能与碱(如NaOH溶液)反应放出氢气，而镁不能，要测定铝镁合金中铝的质量分数，应选择NaOH溶液， 答案是：NaOH溶液； （2）铝镁的表面都容易形成一层氧化膜，在实验前必须除去； 答案是：除去铝镁合金表面的氧化膜； （3）实验时首先要检查气密性，记下量气管中C的液面位置，再加入NaOH溶液开始反应，待反应完毕并冷却至室温后，记录量气管中C的液面位置，最后将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；量气管读数时为使里面气体压强与外界大气压相等，必须使D和C两管中液面相平， 答案是：①④③②；使D和C的液面相平； （4）B管中发生铝与NaOH溶液的反应：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑， 答案是：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑； （5）铝镁合金的质量为a g，B中剩余固体镁的质量为c g，则参加反应的铝的质量为（a-c）g，设铝的相对原子质量为M，则 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑ 2M 3×22400mL （a-c）g   bmL 解之得：M=33600（a-c）/b； 答案是：33600（a-c）/b； （6）铝的质量分数为：（a-c）/a×100%，实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，c值偏大，铝的质量分数偏小； 答案是：偏小。 3．（2023·浙江·高考真题）某研究小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝()按如下流程开展实验。    已知：①铝土矿主要成分为，含少量和。用溶液溶解铝土矿过程中转变为难溶性的铝硅酸盐。 ②的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度 当盐基度为0.60~0.85时，絮凝效果较好。 请回答： （1）步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是___________。 （2）下列说法不正确的是___________。 A．步骤I，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度 B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量有利于减少沉淀中的杂质 C．步骤Ⅲ，为减少吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌 D．步骤Ⅳ中控制和的投料比可控制产品盐基度 （3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是___________；步骤V不宜用酒精灯直接加热的原因是___________。 （4）测定产品的盐基度。 的定量测定：称取一定量样品，配成溶液，移取溶液于锥形瓶中，调，滴加指示剂溶液。在不断摇动下，用标准溶液滴定至浅红色(有沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗标准溶液。另测得上述样品溶液中。 ①产品的盐基度为___________。 ②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果，原因是___________。 【答案】（1）Na[Al(OH)4] （2）BC （3） 蒸发皿 酒精灯直接加热受热不均匀，会导致产品盐基度不均匀 （4） 0.7 pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多 【解析】铝土矿主要成分为，含少量和，向铝土矿中加氢氧化钠溶液，得到难溶性铝硅酸盐、偏铝酸钠，氧化铁不与氢氧化钠溶液反应，过滤，滤液中主要含偏铝酸钠，向偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳，过滤，得到氢氧化铝沉淀，分为两份，一份加入盐酸得到氯化铝，将两份混合得到聚合氯化铝溶液，加热得到聚合氯化铝固体。 （1）根据题中信息步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是Na[Al(OH)4]；故答案为：Na[Al(OH)4]； （2）A．步骤I，反应所学温度高于100℃，因此反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度，故A正确； B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通二氧化碳转化为碳酸氢钠沉淀（溶解度较小），不利于除杂，故B错误； C．步骤Ⅲ，洗涤时不能对漏斗中的沉淀进行搅拌，故C错误； D．中A．b可通过控制和的投料比来控制产品盐基度，故D正确； 故选BC； （3）步骤V采用如图所示的蒸汽浴加热，根据图中信息得到仪器A的名称是蒸发皿；酒精灯直接加热受热不均匀，会导致产品盐基度不均匀，而用蒸汽浴加热，受热均匀，得到的产品盐基度均匀；故答案为：蒸发皿；酒精灯直接加热受热不均匀，会导致产品盐基度不均匀； （4）①根据，样品溶液中氯离子物质的量浓度为，，根据电荷守恒得到 产品的盐基度为；故答案为：0.7。 ②测定过程中溶液过低或过高均会影响测定结果，原因是pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多；故答案为：pH过低，指示剂会与氢离子反应生成重铬酸根，会氧化氯离子，导致消耗的硝酸银偏少，而pH过高，氢氧根会与银离子反应，导致消耗的硝酸银偏多。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2026·江苏镇江·一模）铝及其化合物应用广泛，对其性质作如下探究。 实验①：取铝箔用酒精灯加热。 实验②：取打磨后的铝片插入稀硫酸，再滴加几滴溶液。 实验③：取两片相同的铝片进行如图所示实验。 实验④：向溶液中滴加过量溶液，有白色沉淀和大量气泡产生。 下列说法正确的是 A．实验①中铝箔熔化而不滴落，说明氧化铝膜致密且熔点高 B．实验②中滴加溶液后铝片表面的气泡迅速增多，说明硫酸铜作催化剂 C．实验③中试管Ⅰ有大量气泡，试管Ⅱ中无气泡，说明试管Ⅱ中没有发生化学变化 D．实验④中反应离子方程式为： 【答案】A 【解析】A．金属铝在酒精灯上加热，表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高于金属铝，酒精灯火焰温度能达到铝的熔点但达不到氧化铝的熔点，因此加热铝箔时，铝箔受热熔化但并不滴落，像被一层膜兜着，故A正确；B．Al与硫酸铜溶液反应得到Cu，Al和覆盖在表面的Cu在溶液中可形成原电池，反应速率大，产生的气体为氢气，气体生成速率逐渐增大可能与Al和Cu在溶液中形成了原电池有关，并非是硫酸铜作为催化剂，故B错误；C．试管Ⅰ中，铝与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸铝和氢气，因此有大量气泡产生，试管Ⅱ中，铝片与浓硫酸接触时，没有明显气泡产生，是由于铝的表面会被浓硫酸氧化，形成一层致密的氧化膜，发生了钝化反应，这是一个化学变化，故C错误；D．有白色沉淀和大量气泡产生，说明与发生双水解反应生成和，离子方程式为：，故D错误；故答案选A。 2．（2025·北京东城·一模）实验：向两支试管中分别加入溶液和稀盐酸，再加入铝片(过量)，开始均未观察到明显现象，一段时间后均产生气泡。反应结束后，将两支试管中的溶液混合，有白色沉淀产生。下列分析不正确的是 A．两支试管中反应生成的气体均为氢气 B．开始没有明显现象，说明铝与或盐酸反应的速率小 C．两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等 D．生成白色沉淀的反应有 【答案】B 【解析】开始时为铝片表面氧化铝薄膜参与反应，故无气泡产生。一段时间后铝与氢氧化钠或盐酸溶液均反应生成氢气，离子方程式分别为：、，由于铝过量，氢氧化钠和盐酸都被反应完，反应后溶液混合发生反应为：，则生成氢氧化铝沉淀。A．由分析可知，铝加入两只试管中反应生成的气体都是氢气，A正确；B．开始没有明显现象，是因为铝表面的氧化铝先参与反应，B错误；C．铝参与反应均失去3个电子，生成1个氢气均得到2个电子，根据得失电子守恒，铝与氢气的个数比均为2∶3，则两支试管中生成等量气体时，反应消耗的铝的物质的量相等，C正确；D．由分析可知，生成的白色沉淀为氢氧化铝，方程式为：，D正确；故选B。 3．（2024·湖南长沙·一模）明矾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。 已知：“沉铝”步骤在煮沸条件下进行，生成、和。 下列说法错误的是 A．“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑ B．可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子 C．用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将水缓慢加入到浓硫酸中 D．“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4 【答案】C 【解析】易拉罐的主要成分为Al，含有少量的不溶于碱的杂质，可选择浓NaOH溶解，得到偏铝酸钠溶液，并通过过滤除去不溶于碱的杂质，滤液中加入NH4HCO3溶液后，促进[Al(OH)4]-水解生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，添加K2SO4溶液后蒸发浓缩并冷却结晶得到晶体明矾，据此分析回答问题。A．根据题目流程可得出，碱溶过程中发生的是NaOH和Al的反应，即：2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，故“碱溶”步骤中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑，A正确；B．由分析可知，“沉铝”之后所得滤液中主要含有阳离子为Na+，故可通过焰色试验检验“沉铝"所得滤液中的主要阳离子，B正确；C．浓硫酸稀释时需要酸入水，并用玻璃棒不断搅拌，故用浓硫酸配制9mol/L H2SO4溶液，需要将浓硫酸缓慢加入水中，并用玻璃棒不断搅拌，C错误；D．由分析可知，“一系列操作”中还需要加入的试剂是K2SO4，D正确；故答案为：C。 4．（2022·北京朝阳·模拟预测）某小组用如图装置探究铝片与酸碱的反应，实验如下： ①A为盐酸时，1分钟后有大量气泡产生 ②A为NaOH时，20秒后有大量气泡产生 ③A为硫酸时，3分钟后有极少量气泡产生，滴加1mLCuSO4溶液，立即产生大量气泡，Al表面有少量红色固体。下列说法正确的是 A．对比①②说明氧化性NaOH＞HCl B．对比①③说明Cl-对铝表面的氧化膜破坏能力强 C．对比①②③说明Al在不同的环境中还原性不同 D．③中实验说明Al与Cu2+反应剧烈放热 【答案】C 【解析】A．Al与盐酸反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑中HCl为氧化剂，Al与NaOH溶液反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑中H2O为氧化剂，选项A错误；B．对比①③说明Cl-对铝表面的氧化膜结合能力强，选项B错误；C．对比①②③说明Al在不同的环境中反应生成Al3+,即被氧性的情况不同，则还原性不同，选项C正确；D．③中实验是Al与Cu2+发生置换反应生成Cu，Al与Cu和稀硫酸形成原电池，加快反应速率，选项D错误；答案选C。 5．（2024·全国·模拟预测）某化学实验小组在探究铝的性质实验时，发现将单质铝投入1 溶液中，有气泡逸出且有白色沉淀物生成。对此现象作出以下猜想。 ⅰ．溶液水解显碱性，Al与强碱性溶液反应生成。 ⅱ．Al与溶液中的水反应，相当于催化剂。已知：氧化还原反应的平衡常数与标准电动势()有关，，z表示氧化还原反应转移的电子数，为氧化型电极电势(氧化剂和它的还原形式在1浓度下表现出的电动势)，为还原型电极电势。 回答下列问题： （1）写出铝与强碱溶液反应的离子方程式：_______，该反应中，氧化剂为_______。 （2）常温下，溶液中铝的各种微粒在不同pH下的分布系数如图1。 当溶液pH>_______时就能被少量溶解，酸式电离的平衡常数_______。 （3）反应结束时，通过pH计测得溶液的pH约为_______，则证明猜想ⅰ是错误的。 （4）铝/水体系中可能发生反应，已知，，通过计算，该反应的_______，从热力学的角度来说该反应均能_______(填“自发”或“非自发”)进行。 （5）将铝/水反应看作是原电池的电化学过程，建立铝/水反应体系微观过程模型如图2。 负极第一步反应的反应式为_______，在反应过程中，由于生成的覆盖在金属表面，为使反应完全，可采取的操作是_______。由微观过程模型可知猜想ⅱ是正确的。Al单质还能与其他含Al元素的溶液反应，请列举两种：_______。 【答案】（1） （2） 10.5 （3）13.1 （4） 自发 （5） 搅拌溶液 、 【解析】（2）根据题给溶液中铝的各种微粒在不同pH下的分布系数图可知，当溶液pH>10.5时，开始溶解。酸式电离的电离方程式为，当与的曲线相交时，，此时溶液pH=12.2，则酸式电离的平衡常数； （5）铝/水反应看作是原电池的电化学过程，Al为负极，失去电子，发生氧化反应，第一步反应为。生成的覆盖在金属表面阻止反应继续进行，由于所得到的为絮状沉淀物，可通过搅拌溶液以使反应继续进行。 （1）铝与强碱溶液反应的离子方程式为，该反应中，中氢元素化合价降低，故为氧化剂； （2）根据分析，当溶液pH>10.5时，开始溶解。酸式电离的平衡常数； （3）若猜想ⅰ是正确的，则反应后溶液的pH应减小，而猜想ⅰ是错误的，则根据的酸式电离平衡常数为可知常温下的水解常数为，根据的水解常数可得，反应开始时浓度为1，则，则，pH约为13.1； （4）根据及，，可计算得出，则，反应平衡常数，从焓变和熵变角度来看，该反应均可自发进行； （5）负极发生的反应为氧化反应，在模型中，Al为负极，失去电子，第一步反应为。生成的覆盖在金属表面阻止反应继续进行，由于所得到的为絮状沉淀物，可通过搅拌溶液以使反应继续进行。结合题给建构的模型图，可知Al还能与、等溶液发生反应。 6．（2024·广西贵港·模拟预测）明矾在工业上用作净水剂，医药上用作收敛剂。实验室中某小组采用废弃的铝制易拉罐按如下流程制备明矾大晶体。 已知：晶体结晶需要晶核，外加成核剂、杂质、残余晶体(易附在器壁上)均可做晶核。 请回答下列问题： （1）溶液①与硫酸溶液发生的主要反应为___________(用离子方程式表示)。 （2）上述流程“系列操作Ⅰ”中一定不需要用到的实验操作是___________(填标号)。 （3）“系列操作Ⅱ”的装置如图所示。 ①烧杯上方所盖的纸片的作用是___________。 ②制备明矾大晶体时，小晶体应悬挂在溶液的中央位置，原因是___________。 （4）是一种慢性神经毒素，长期积累会导致神经结节。实验室可采用置换滴定法测定天然水体样品中的浓度。简要过程如图所示： 有关反应如下(试剂EDTA用表示)： 步骤i： 步骤ii： 步骤iii： ①下列有关说法错误的是___________(填标号)。 A．使用碱式滴定管时，用两手指沿图示方向从斜下方挤压橡皮管中玻璃珠，向锥形瓶中滴加液体 B．天然水体样品中的(不与反应)不影响含量的测定 C．步骤i所加试剂EDTA，实验前不需要标定其浓度 D．如果步骤ii所加标准溶液偏少，会导致浓度的测定值小于真实值 ②根据检测过程，推测配合离子、、的稳定性由弱到强的顺序为___________。 ③要准确计算水样中的浓度，须利用水样1的体积以及步骤___________的实验数据(填“i”“ii”“iii”或“iv”)。 【答案】（1） （2）BD （3） 防止空气中的灰尘等掉入溶液中，影响大晶体形成 有利于离子对称地扩散、溶解与结晶(或有利于获得外形对称性更好的晶体或防触壁，导致晶体形状不规则) （4） AD 【解析】废铝制易拉罐与反应生成含的溶液，溶液①中加入硫酸后转化为，同时Al3+与溶液中存在硫酸根离子和钾离子，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得到明矾小晶体，明矾小晶体通过系列操作Ⅱ使晶体生长得到明矾大晶体。 （1）废铝制易拉罐与反应生成了含的溶液，加入硫酸后转化为，离子方程式为：； （2）系列操作Ⅰ为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，故不需要用到的实验装置为BD。 （3）①烧杯上盖上纸片，可防止空气中的灰尘等掉入溶液中，影响大晶体形成。 ②小晶体悬挂在溶液的中央位置有利于离子对称地扩散、溶解与结晶或有利于获得外形对称性更好的晶体或防触壁，导致晶体形状不规则。 （4）①A．使用碱式滴定管时，用两手指沿图示方向从斜上方挤压橡皮管中玻璃珠，向锥形瓶中滴加液体，挤压处容易产生气泡，A项错误； B．天然水体样品中的于离子结合生成，但是不与反应，则步骤iii中只有与氟离子反应重新生成，因此不影响铝离子含量的测定，B项正确； C．步骤iv用的标准液滴定含的溶液，可求出溶液中的物质的量，进而计算出的物质的量，也就能计算出的浓度，不需要标定EDTA浓度，C项正确； D．步骤ii所加标准液偏少，则溶液中还存在部分，导致步骤iV中加入的标准液偏多，浓度的测定值大于真实值，D项错误； 故答案选AD； ②能与反应生成，说明的稳定性强于，含有的溶液中加入，没有转化为，说明稳定性强于，因此稳定性。 ③通过步骤iv中标准溶液的消耗量可计算出的物质的量，从而计算出的物质的量，也就能计算出铝离子的浓度，故需要步骤iv的实验数据。 实验5 铝热反应 实验探源--溯本求源，实验精析 沪科版2019第二册P24 实验梳理--实验过程 要点梳理 实验装置 实验现象 镁条剧烈燃烧；铝热剂发生剧烈的反应；反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙子中 化学方程式 Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe 铝热反应 概念 铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应 原理 单质铝作还原剂，金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来 铝热剂 铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物 引发操作 在铝热剂上放KClO3，插上去掉表面氧化膜的镁条并将镁条点燃 反应特点 在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离 应用 冶炼难熔的相对较不活泼的金属，如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等 实验拓展--实验延伸 思维拓展 拓展一： 金属冶炼方法 1．金属冶炼的常用方法 2．金属活动性顺序与金属冶炼方法的关系 3．注意 （1）在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠前，其阳离子越难被还原。 （2）冶炼Mg时只能电解MgCl2，不能电解MgO(熔点太高)。 （3）冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价化合物，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 拓展二 铝热反应应用 铝热反应不仅限于Fe2O3，凡是Al的还原性强于其对应金属的氧化物，理论上均可发生。 被还原金属 氧化物 反应方程式 应用 铁 Fe2O3 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3 焊接钢轨 铁 Fe3O4 8Al + 3Fe3O49Fe + 4Al2O3 冶炼特种钢 锰 MnO2 4Al + 3MnO2 3Mn + 2Al2O3 冶炼锰钢 铬 Cr2O3 2Al + Cr2O3 2Cr + Al2O3 冶炼不锈钢 钒 V2O5 10Al + 3V2O56V + 5Al2O3 冶炼特种合金 钛 TiO2 4Al + 3TiO2 3Ti + 2Al2O3 冶炼钛合金 钨 WO3 2Al + WO3W + Al2O3 冶炼高熔点金属 钴 Co3O4 8Al + 3Co3O4 9Co + 4Al2O3 冶炼钴合金 真题感知--追溯真题 命题感知 1．（2021·浙江·高考真题）下列说法不正确的是 A．铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨 B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火 C．熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带 D．工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫 【答案】A 【解析】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法不正确；B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法正确；C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医疗石膏绷带，C说法正确；D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法正确。综上所述，本题选A。 2．（2020·浙江·高考真题）下列关于铝及其化合物说法，不正确的是（    ） A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属 C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物 【答案】A 【解析】A．明矾溶于水可生成具有吸附性的氢氧化铝胶体，可以净水但不能消毒，故A错误；B．铝热反应是金属铝和沸点较高的金属氧化物之间反应冶炼高熔点金属的过程，故B正确。C．铝具有良好的延展性，铝箔可以做包装材料，铝合金硬度大密度小常用做建筑材料，故C正确；D．胃酸主要成分为HCl，氢氧化铝具有弱碱性可中和过多胃酸，故D正确；故答案为A。 3．（2009·上海·高考真题）（多选）实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（  ） A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5 C．Cr2O3和V2O5 D．Fe3O4和FeO 【答案】AD 【解析】若9 g铝粉完全反应失去1mol电子，根据得失电子守恒，计算氧化物每得到1mol电子生成金属单质的质量，利用平均值的含义和过量计算分析。若9 g铝粉完全反应失去1mol电子，A．Fe2O3得到1mol电子生成Fe的质量为18.7g，MnO2得到1mol电子生成Mn的质量为13.8g，18g介于18.7g与13.8g之间，A项可能；B．V2O5得到1mol电子生成V的质量为10.2g，MnO2得到1mol电子生成Mn的质量为13.8g，即使铝粉完全反应了，金属单质的质量都小于18g，B项不可能；C．Cr2O3得到1mol电子生成Cr的质量为17.3g，V2O5得到1mol电子生成V的质量为10.2g，即使铝粉完全反应了，金属单质的质量都小于18g，C项不可能；D．Fe3O4得到1mol电子生成的Fe的质量为21g，FeO得到1mol电子生成Fe的质量为28g，当铝粉不完全反应时，金属单质的质量可能为18g，D项正确；答案选AD。 变式训练--变式拓展 素养训练 1．（2023·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 【答案】B 【解析】A．铝热反应中Al作还原剂，Al的还原性比锰、钒等金属的强，因此可以将Mn、V等金属置换出来，A不符合题意；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，B符合题意；C．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不符合题意；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，放出大量热，D不符合题意；故选B。 2．（2022·江苏·二模）反应2Al+Fe2O32Fe+Al2O3可用于焊接钢轨。下列有关说法不正确的是 A．该反应吸收大量热 B．铝在反应中作还原剂 C．该反应属于置换反应 D．Al2O3 属于两性氧化物 【答案】A 【解析】A．该反应为铝热反应，会放出大量的热，A项错误；B．反应中Al的化合价由0价变为+3价，失电子发生氧化反应，是还原剂，B项正确；C．该反应由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，C项正确；D．Al2O3 既能和强碱反应，又能和酸反应，属于两性氧化物，D项正确；答案选A。 3．（2025·全国·模拟预测）下列实验装置能达到实验目的的是 A．灼烧干海带制海带灰 B．制备固体 C．铝热反应 D．测待测液的 【答案】B 【解析】A．灼烧干海带制海带灰，应将坩埚放在泥三角上，泥三角放在三脚架上，A错误；B．为强酸弱碱盐，易发生水解，用制取固体应在气流中加热，用碱石灰吸收尾气及防止空气中水蒸气进入，B正确；C．铝热反应应用单质铝与氧化铁反应，铁与氧化铝不反应，C错误；D．测待测液的时应用干净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸上，不能将试纸直接放入待测液中，D错误；故选：B。 4．（2024·海南·一模）铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，金属铝在航天航空、建筑制造等行业中应用极为广泛。利用铝土矿(主要成分为，还含有少量、)冶炼金属铝的工艺流程如图所示： 回答下列问题： （1）“粉碎”的目的是增大后续“碱浸”的浸取反应速率，写出另外一种提高“碱浸”反应速率的措施：_______。 （2）滤渣a的化学式是_______。 （3）“酸化”时生成滤渣b的离子方程式是_______。 （4）“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是_______(填化学式)。 （5）“热解”理论上生成固体产物的质量为_______g。 （6）工业上铝可用于冶炼某些高熔点的金属，如V、、等，写出与反应制V的化学方程式：_______。 【答案】（1）适当升高温度或适当增大溶液的浓度或搅拌等 （2） （3） （4）、 （5）51 （6） 【解析】铝土矿中含有Al2O3、Fe2O3、SiO2，加入氢氧化钠溶解，发生反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH =Na2SiO3+H2O，Fe2O3不反应，则滤渣a为Fe2O3；加入硫酸酸化，滤渣b得到沉淀，溶质为硫酸、硫酸钠和硫酸铝，通入氨气将铝离子转化为Al(OH)3沉淀，得到滤液中的溶质属于盐的有硫酸铵和硫酸钠，Al(OH)3热解得到Al2O3，最后电解熔融Al2O3得到铝单质。 （1）提高“碱浸”反应速率的措施可以有：适当升高温度或适当增大溶液的浓度或搅拌等； （2）根据上述分析，滤渣a为Fe2O3； （3）“酸化”时生成滤渣b的离子方程式为：； （4）根据上述分析，“反应i”得到的滤液中的溶质属于盐的是、； （5）根据氢氧化铝的热解方程式：2Al(OH)3Al2O3+3H2O，“热解”理论上生成0.5mol Al2O3，则固体产物的质量为0.5mol102g/mol=51g； （6）与发生铝热反应，反应的化学方程式为：。 37 / 51 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $