第二编专题六金属及其化合物专题六 金属及其化合物[考试标准]知识条目必考要求加试要求1.钠、镁及其化合物①钠、镁的物理性质及用途②钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)③钠、镁的生产原理④碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法⑤碳酸钠、碳酸氢钠的用途⑥过氧化钠的主要性质⑦焰色反应ababaaacbcaca2.铁、铜的获取及应用①自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质②工业炼铁的反应原理③铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)④Fe2＋、Fe3＋的性质及转化⑤检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法⑥不锈钢的主要组成元素及其用途abbcbabbcca考点一 钠及其重要化合物1．树立物质转化思想(1)理清知识主线Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3(2)形成网络构建33\n2．扫除易忘知识盲点(1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。(2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的。(3)Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。(4)1molNa2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1mol，如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2mol。(加试)(5)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(6)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。(7)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。(8)焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。(9)Na－K合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。(10)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。(11)Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为1∶2。3．规范书写重要反应(1)实验室怎样处理钠屑？2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。(2)写出Na与CuSO4溶液反应的离子方程式。2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋。(3)怎样将Na2CO3溶液转化为NaOH溶液(用化学方程式表示)。Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。(4)向NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，写出发生反应的离子方程式。OH－＋H＋===H2O；CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。(5)怎样除去CO2中的SO2气体(用离子方程式表示)。SO2＋2HCO===2CO2↑＋SO＋H2O。33\n(6)怎样除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用离子方程式表示)。HCO＋OH－===CO＋H2O。(7)怎样除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用离子方程式表示)。CO＋H2O＋CO2===2HCO。(8)用化学方程式表示呼吸面具中产生O2的原理。2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。题组一 考查金属钠的性质1．下列有关钠的叙述正确的是( )A．2.3g钠与97.7g水反应后溶液中溶质的质量分数等于4%B．钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜C．因为钠比铁活泼，故将钠放入FeCl3溶液中有红褐色沉淀生成D．钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样答案 C解析 根据反应方程式，2.3g钠与97.7g水反应生成4.0gNaOH，放出0.1g氢气，溶液的质量为99.9g，所以NaOH的质量分数大于4%，A项错误；Na与H2O反应生成NaOH，NaOH再与Cu2＋反应生成Cu(OH)2，因Na与H2O发生的反应是放热反应，可导致生成的Cu(OH)2表面部分分解为CuO(黑色)而非Cu，B项错误；钠与FeCl3溶液反应，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl，C项正确；Na在空气中缓慢氧化生成Na2O，钠在空气中点燃或加热时生成淡黄色固体Na2O2，D项错误。2．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100mL大试管中先加40mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：(1)有关钠反应的现象：______________________________________________________________________________________________________________________________。(2)大试管的溶液中出现的现象：______________________________________________33\n________________________________________________________________________。(3)装置中液面的变化：大试管内________；长颈漏斗内________。(4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全消失 (2)下层溶液出现白色絮状沉淀 (3)下降 上升 (4)2Na＋FeSO4＋2H2O===Na2SO4＋Fe(OH)2↓＋H2↑解析 (1)金属Na与FeSO4溶液反应实质是Na先与水反应，使Na粒熔化成闪亮的小球，由于钠的密度小于水大于煤油，钠随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。(2)反应生成的NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀，溶液的颜色逐渐变浅。(3)产生的H2使装置内压强增大，大试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升。(4)反应的化学方程式为2Na＋FeSO4＋2H2O===Na2SO4＋Fe(OH)2↓＋H2↑。在探究金属钠与可溶性盐溶液反应时，要考虑：题组二 考查碳酸钠、碳酸氢钠的性质(一)Na2CO3、NaHCO3的鉴别及实验探究3．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是( )A．分别加入1mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢B．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中，观察有无白色浑浊C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀D．分别配成溶液、做焰色反应实验，观察火焰的颜色答案 C解析 A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，不可行；D项，钾的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色为黄色，可行。4．小明通过学习知道：Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)233\n能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究：【作出猜想】①只有NaOH ②有Na2CO3和NaOH③________________________________________________________________________【实验设计】步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有________________________________________________________________________；步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_______________________________________________，整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 【进行实验】CaCO3【作出猜想】只有Na2CO3【实验设计】Na2CO3 溶液先由无色变红色，然后红色变为无色【拓展提高】Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O解析 因为题给信息：Ca(HCO3)2能溶于水，而HCO能与OH－反应生成CO，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外溶液中还可能有：①Ca(OH)2过量时：发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反应时：2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余的NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。判断类别，用准性质，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别(1)利用热稳定性不同(2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下)(3)利用阴离子不同33\n(4)利用溶液的酸碱性不同(二)有关碳酸盐、碳酸氢盐参与反应的定量计算5．(2022·浙江省金华十校联考高一上期末)有相同质量的两份NaHCO3粉末，第一份加入足量盐酸，第二份先加热使其完全分解再加足量同质量分数的盐酸，则两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比为( )A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．4∶2答案 B解析 两个过程最终都得到NaCl，由原子守恒可知两过程消耗HCl的质量相等，故选B。6．(2022·宁波市十校高三9月联考)将可能混有NaOH的16.80gNaHCO3固体，在200℃条件下充分加热，排出反应产生的气体，得到固体的质量为bg。(1)b的最小值为________。(2)当b＝________时，产物中水的质量最多。答案 (1)10.60 (2)14.416解析 考查氢氧化钠和碳酸氢钠的计算，发生的反应是2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。(1)当16.80g全部是NaHCO3时，反应后的固体质量为g＝10.60g，假设全部是NaOH，NaOH受热不分解，因此固体质量仍为16.8g，即b质量最小为10.60g。(2)当NaOH和NaHCO3中氢原子全部转化成H2O，产生H2O的质量是最多的，假设生成CO2物质的量为xmol，则消耗NaHCO3物质的量为2xmol，消耗NaOH的物质的量为2xmol，因此有2x(84＋40)＝16.8，解得x≈0.068，因此固体的质量为0.068×2×106g＝14.416g。用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应(1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO转化为HCO，无气体产生；第二步：HCO与H＋反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图A所示。(2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图B所示。(3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图C所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。33\n(4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图D所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。 题组三 考查Na2O2的性质(加试)7．下列说法中不正确的是( )A．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同B．向滴有酚酞的水中加入过量Na2O2粉末并振荡，溶液由无色变红又变无色C．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应是一个放热反应且有氧气生成D．在一定条件下将10LCO2和水蒸气的混合气体通过足量的Na2O2充分反应，恢复到原条件，剩余5L气体答案 A解析 Na2O与CO2反应只生成Na2CO3，而Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，A项错误；Na2O2与水反应产生O2和NaOH，碱使酚酞变红，又因为Na2O2具有强氧化性，所以过量的Na2O2能将红色酚酞氧化变为无色，B项正确；“脱脂棉剧烈燃烧起来”说明反应放热且有氧气生成，C项正确；根据Na2O2与CO2、水蒸气反应的化学方程式可知，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，D项正确。8．有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验，通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中的溶液上方，木条复燃。试回答下列问题：(1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O233\n，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)第2小组同学认为Na2O2和SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成，为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：将B中反应后的固体溶解于水白色沉淀仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4生成。上述方案是否合理？________。请简要说明两点理由：①________________________________________________________________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。答案 (1)2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2(2)取适量白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体(3)不合理 ①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化成硫酸钡②如果反应后的固体中残留有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO解析 (1)类比CO2与Na2O2反应的化学方程式，不难写出SO2和Na2O2反应的化学方程式：2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2。(2)检验SO，可向白色固体中加入稀H2SO4，看能否产生使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体，若产生这种气体，则证明有Na2SO3生成。(3)由于稀HNO3具有强氧化性，可将BaSO3氧化成BaSO4；若反应后的固体中仍有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO，故所给方案不合理。Na2O2的性质(1)Na2O2的强氧化性，常见的表现为①Na2O2与SO2的反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4；②Na2O2将FeCl2溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀；③Na2O2可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊；④Na2O2可将Na2SO3溶液中的SO氧化成SO。(2)Na2O2的漂白性，主要表现为①使品红溶液褪色；②使酚酞溶液先变红后褪色。(3)Na2O2与CO2、H2O(g)反应①Na2O2遇CO2和H2O(g)的混合气体时，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。②气体体积关系：若将CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，也等于生成氧气的量。33\n③固体质量变化规律：Na2O2Na2CO3，从组成上看相当于Na2O2吸收了CO2中的“CO”，所以固体物质增加的质量等于与参加反应的CO2等物质的量的CO的质量。同理，Na2O2与H2O反应增加的质量等于与参加反应的H2O等物质的量的H2的质量。因此，Na2O2与ag(CO)m(H2)n完全燃烧的产物反应时质量增加为ag。④Na2O2与CO2、H2O反应的电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。考点二 镁及其化合物1．理清知识主线Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→2．形成网络构建3．扫除易忘知识盲点(1)Mg在空气中燃烧生成三种产物：MgO、Mg3N2、C。(2)水垢是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，而不是CaCO3和MgCO3，因为MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。(3)加热蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2晶体，若要得到MgCl2晶体，应在HCl的气氛中加热蒸干，目的是抑制Mg2＋的水解。(4)金属镁不仅可置换酸中的氢，也可与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2，如Mg条置于NH4Cl溶液中可产生H2和NH3。(5)MgO的熔点高，可作耐高温材料；MgCl2的熔点较MgO熔点低，可电解熔融的MgCl2制取金属镁。4．规范书写重要反应(1)Mg在CO2中燃烧。2Mg＋CO22MgO＋C。33\n(2)将Mg3N2放入水中。Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。(3)将MgCl2与Na2CO3溶液混合(写离子方程式)。Mg2＋＋CO===MgCO3↓。(4)将Mg(HCO3)2溶液和过量NaOH溶液混合(写离子方程式)。Mg2＋＋2HCO＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CO＋2H2O。(5)将Mg(HCO3)2溶液和过量Ca(OH)2溶液混合(写离子方程式)。Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O。1．(2022·温州市十校联合体高一上学期期末)镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是( )A．MgOB．MgO和CC．MgO、Mg3N2D．MgO、Mg3N2和C答案 D解析 镁能与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与CO2反应生成碳和氧化镁，因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C，答案选D。2．(2022·绍兴市第一中学高一下学期期末)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如下图所示：(1)若在空气中加热，MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，而MgO的熔沸点非常高，达到熔融状态需要消耗很多能源。所以，用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________。(2)在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是________。A．分解反应B．化合反应C．置换反应D．复分解反应(3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“____________”。请你写出电解饱和食盐水的化学方程式：______________________________________________________。答案 (1)MgCl2Mg＋Cl2↑ (2)C (3)氯碱工业2NaCl＋2H2O2NaOH＋H233\n↑＋Cl2↑解析 (1)电解熔融氯化镁生成金属镁和氯气，方程式是MgCl2Mg＋Cl2↑。(2)碳酸钙高温生成氧化钙、电解氯化镁生成镁和氯气属于分解反应；氧化钙与水反应生成氢氧化钙属于化合反应；氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙、氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水属于复分解反应；没有涉及的反应是置换反应，故选C。(3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气的方程式是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。3．(2022·浙江省名校协作体高三试题)取钠－镁合金7.0g进行如下实验：(1)写出Mg在CO2中燃烧的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________。(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为____________________。(3)写出合金的化学组成为________________________________________。答案 (1)2Mg＋CO22MgO＋C(2)H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓(3)Na2Mg解析 (1)2Mg＋CO22MgO＋C。(2)溶液1中含有的溶质为HCl、NaCl、MgCl2，加入过量的NaOH溶液，发生的反应为H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH===Mg(OH)2↓。(3)设7.0gNa－Mg合金中，Na、Mg的物质的量分别为x、y，则23x＋24y＝7.0 ①2Na～H2 Mg～H2x y y＋y＝0.2mol ②由①②可得x＝0.2mol，y＝0.1mol，即＝，故合金的化学组成为Na2Mg。33\n考点三 铁及其化合物1．树立物质转化思想(1)理清知识主线Fe→→→(2)形成网络构建2．扫除易忘知识盲点(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。(2)向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有强氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。(3)Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。(4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。(5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(6)Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。(7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。(8)制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。33\n(9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。(10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。3．规范书写重要反应用方程式回答下列问题。(1)高温下铁和H2O(g)的反应。4H2O(g)＋3FeFe3O4＋4H2。(2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀HNO3中的反应过程。Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(3)用离子方程式表示FeO、Fe3O4与稀HNO3的反应。3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O；3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。(4)用离子方程式表示①Fe(OH)2与稀HNO3反应；3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O；②Fe(OH)3与氢碘酸反应。2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O。(5)怎样除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)。答案 加入H2SO4酸化的H2O2，2H＋＋2Fe2＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。(6)怎样检验Fe2O3中的FeO(用适当的文字和离子方程式说明)。答案 ①取少量样品于试管中，加稀H2SO4使其溶解，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。②再加入少量酸性KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明溶液中含有Fe2＋，原样品中含有FeO5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。题组一 铁及其化合物的性质定性判断1．(2022·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期联考)要除去FeCl2溶液中的少量FeCl3，可行的是( )A．加入铜粉B．滴入KSCN溶液C．加入铁粉D．通入氯气33\n答案 C解析 因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子，化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，故可用铁除去FeCl2溶液中的少量氯化铁，故选C。2．(2022·温州市十校联合体高一上学期期末联考)向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，由此得出的正确结论是( )A．白色沉淀是BaSO3B．白色沉淀是BaSO4C．白色沉淀是BaSO3、BaSO4的混合物D．FeCl3全部被SO2氧化为FeCl2答案 B解析 A项，向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，说明铁离子被SO2还原，SO2被氧化为硫酸，白色沉淀是硫酸钡，错误；C项，白色沉淀是硫酸钡，没有亚硫酸钡，错误；D项，氯化铁被SO2还原为氯化亚铁，错误，答案选B。题组二 Fe2＋、Fe3＋的检验3．下列离子的检验方法合理的是( )A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋答案 C解析 某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含Fe2＋，A项错误；先通入Cl2再加入KSCN溶液变血红色，说明含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原来是含Fe2＋还是Fe3＋，B项错误；某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，C项正确；某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否含有Mg2＋，D项错误。4．下列关于中学常见实验的现象或表述正确的是( )A．Fe3＋与KSCN溶液产生血红色沉淀B．过量的铁投入一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可D．FeO投入稀H2SO4和氯水中均得到浅绿色溶液33\n答案 C解析 Fe3＋与KSCN溶液生成的不是沉淀，Fe(SCN)3溶于水，A项错误；过量Fe与HNO3反应生成Fe2＋，滴加KSCN溶液不显血红色，B项错误；检验是否含有氧化铁，根据氧化铁的性质，溶于盐酸生成FeCl3，滴加KSCN溶液若变血红，则即可证明红砖中含有氧化铁，C项正确；FeO可被氯水氧化生成Fe3＋，而FeO与稀H2SO4反应生成Fe2＋，D项错误。1．溶液颜色：含有Fe2＋的溶液显浅绿色；含有Fe3＋的溶液显棕黄色。2．用KSCN溶液和氯水检验(1)向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变血红色，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。(2)溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变血红色，则溶液中含有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。3．用NaOH溶液检验(1)溶液中滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)。(2)溶液中滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，立即变灰绿色，最终变红褐色，则原溶液中含有Fe2＋，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。题组三 有关铁及其化合物的框图推断5．(2022·浙江省“七彩阳光”联盟高三上学期期初联考)为探究某矿石(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：(1)某矿石的组成元素为________(用元素符号表示)。(2)气体A与H2O2溶液反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(3)写出D→E的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Fe、S (2)SO2＋H2O2===H2SO4 (3)2Fe＋3H2O2＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O33\n解析 溶液E与KSCN溶液作用显血红色，说明E中含有铁离子，E由单质在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应而得到，故D为铁；固体B应该为铁的氧化物，与足量氢气在高温条件下被还原生成铁；气体A应该是二氧化硫，在双氧水作用下生成C为硫酸，硫酸与氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡。故某矿石应该含有铁、硫两种元素。(1)某矿石的组成元素为Fe、S。(2)气体A与H2O2溶液反应的化学方程式是SO2＋H2O2===H2SO4。(3)D→E为铁在酸性条件下被双氧水氧化生成铁盐和水，其离子方程式：2Fe＋3H2O2＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O。6．(2022·宁波市十校高三9月联考)为探究难溶性盐X(仅含三种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：已知：气体甲和气体乙组成元素相同请回答：(1)气体乙的摩尔质量是________。(2)X的化学式是________。(3)写出X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式________________________________________________________________________。答案 (1)28g·mol－1 (2)FeC2O4 (3)FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑解析 (1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀，能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2，也可能是SO2，气体甲和气体乙组成元素相同，因此组合可能是CO2、CO或SO2、SO3，因为SO3与水反应生成H2SO4，如果是混合气体是SO2、SO3，通入足量澄清石灰水，没有气体逸出，因此甲为CO2，乙为CO，即气体乙的摩尔质量为28g·mol－1。(2)根据(1)的分析，白色沉淀是CaCO3，即CO2物质的量为mol＝0.05mol，气体甲和气体乙的平均摩尔质量为36，依据十字交叉法，推出CO物质的量为0.05mol，即X中碳原子物质的量为(0.05＋0.05)mol＝0.1mol。红棕色固体为Fe2O3，X中含有铁元素，X中铁原子物质的量为mol＝0.05mol，氧原子的质量为(7.20－0.05×56－0.1×12)g＝3.2g，即X中氧原子物质的量为mol＝0.2mol，即n(Fe)∶n(C)∶n(O)＝0.05∶0.1∶0.2＝1∶2∶4，化学式为FeC2O4。(3)根据铁元素守恒，黑色固体为FeO，其物质的量为0.05mol，因此反应方程式为FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑。33\n考点四 铜及其重要化合物1．树立物质转化思想(1)理清知识主线Cu→←Cu(OH)2→(2)形成网络构建2．扫除易忘知识盲点(1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。(4)Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。(5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。(6)铜的焰色反应为绿色。(7)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。(8)铜合金有：①青铜(Cu、Sn、Pb等)；②黄铜(Cu、Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Cu、Ni、Zn、Mn等)。题组一 重要反应规范书写1．按要求书写方程式。(1)用两组方程式表示Cl2的氧化性大于S。①2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS。②Cu＋Cl2CuCl2,2Cu＋SCu2S。(2)铜在潮湿的空气中生锈。2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。33\n(3)将Cu和浓H2SO4混合加热。Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(4)Cu和稀HNO3反应的离子方程式。3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。(5)常用FeCl3溶液腐蚀铜板(用离子方程式表示)。Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。(6)用离子方程式表示将NH3·H2O逐滴滴入到CuSO4溶液的反应过程。Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH；Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。题组二 铁、铜性质及其冶炼2．(2022·浙江省余姚中学高一上学期期中)下列关于常见物质的工业冶炼说法正确的是( )A．工业制金属钠：电解饱和食盐水B．工业炼铁：需要用到的原料有铁矿石、一氧化碳、空气和石灰石C．冶炼镁：将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁D．生物炼铜法：利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，这种细菌利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜直接转化为单质铜答案 C解析 A项，工业电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气，电解熔融的氯化钠可得到钠和氯气，错误；B项，工业炼铁需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石，焦炭的作用：提供热量、生成一氧化碳，一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁，石灰石在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去二氧化硅，错误；C项，海水中含有大量镁元素，可以通过多步转化得到六水合氯化镁晶体，氯化镁易水解生成氢氧化镁和氯化氢，且氯化氢易挥发，导致直接加热带结晶水的晶体时得不到氯化镁，为防止氯化镁水解，需要将带结晶水的氯化镁在氯化氢氛围中加热，得到无水氯化镁，采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，正确；D项，生物炼铜法就是利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，利用空气中的氧气把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐，从而使铜的冶炼变得成本低，污染小，反应条件十分简单，错误。3．(2022·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期考试)某废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋，某研究小组设计的处理方案如下(假如各步骤所加试剂都过量)：33\n(1)沉淀1的主要成分是________________________(用元素符号表示)，沉淀2的化学式为________________________________________________________________________。(2)步骤②发生反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Ag、Cu、Fe Fe(OH)3(2)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O解析 (1)废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋，加入铁屑，发生反应Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，所以沉淀1为Ag、Cu、Fe；向含Fe2＋的溶液中加入H2O2，发生氧化还原反应生成Fe3＋，加入NaOH生成Fe(OH)3红褐色沉淀，则沉淀2为Fe(OH)3。(2)Fe2＋具有还原性，H2O2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成Fe3＋和水，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，则步骤②发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。铁、铜的冶炼(1)铁的冶炼①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。②反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。炼铁的主要化学方程式：a．还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。b．铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。c．炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。(2)铜的冶炼①高温冶炼黄铜矿→粗铜→电解精炼。②湿法炼铜，反应原理为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。③生物炼铜。题组三 铜化合物的组成推断4．(2022·金华市十校高三9月联考)某矿物甲由常见的三种元素组成，有如下变化。请回答下列问题：33\n(1)甲的化学式为________。(2)写出矿物甲与过量稀H2SO4/O2反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)用文字叙述检验纯净的盐中的阳离子(写出实验操作、现象及结论)________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)FeCuS2(2)4FeCuS2＋17O2＋4H＋===4Fe3＋＋4Cu2＋＋8SO＋2H2O(3)取少量纯净的盐溶于水，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加H2O2溶液(或氯水)，溶液变成血红色，说明盐中的阳离子是Fe2＋解析 生成氢气的反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，根据生成0.1mol氢气，参加反应的铁的物质的量为0.1mol；生成铜的方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，根据铜的质量可知，原固体矿物中含有0.2mol的铜元素，参加反应的铁的物质的量为0.2mol；根据铁元素守恒，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋反应生成Fe2＋的物质的量为0.6mol－0.3mol＝0.3mol，原矿物中铁元素的物质的量为0.2mol；原矿物中硫元素的质量为36.8g－0.2mol×64g·mol－1－0.2mol×56g·mol－1＝12.8g，硫元素的物质的量是0.4mol。(1)铁∶铜∶硫＝0.2∶0.2∶0.4＝1∶1∶2；所以甲的化学式为FeCuS2。(2)FeCuS2与过量稀H2SO4/O2反应的离子方程式是4FeCuS2＋17O2＋4H＋===4Fe3＋＋4Cu2＋＋8SO＋2H2O。(3)纯净的盐中含有的阳离子是Fe2＋，检验Fe2＋的方法是取少量纯净的盐溶于水，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加H2O2溶液(或氯水)，溶液变成血红色，说明盐中的阳离子是Fe2＋。5．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。该小组同学利用下图装置进行实验。①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。33\n②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是_____________________________________(填元素符号)；加热后试管中剩余的物质是________(填化学式)。(2)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)实验装置最后的干燥管的作用是_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的_____________________________________(填“能”或“不能”)，为什么？______________________________________________。答案 (1)Cu、H、O、C CuO(2)Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑(3)防止空气中的CO2进入广口瓶，干扰实验(4)不能 因为对调后无法说明反应中有水生成解析 根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是Cu2(OH)2CO3。该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入广口瓶中，干扰实验。若将B、C对调，气体先通过石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。1．(2022·浙江4月选考，8)下列有关钠及其化合物的说法不正确的是( )A．电解饱和食盐水可制取金属钠B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠D．钠可以从四氯化钛中置换出钛答案 A2．(2022·浙江10月选考，6)下列说法不正确的是( )A．氯化钠可用于配制生理盐水33\nB．二氧化硅可用于制造玻璃C．海水中的钠元素以单质存在D．氧化镁(熔点2800℃)是优良的耐高温材料答案 C解析 配制生理盐水用的是食盐；工业上利用SiO2、Na2CO3、CaCO3在高温下制造普通玻璃；MgO的熔点很高，所以可用作耐高温材料；在海水中钠元素是以Na＋形式存在。3．(2022·浙江11月选考，28)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 (1)乙 铜丝变红色，试管壁有水珠生成(2)不正确，剩余的铁将生成的三价铁还原成了二价铁离子：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋解析 (1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuO＋H2===H2O＋Cu，所以铜丝变红色，试管壁有水珠出现。(2)已知3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe3O4中含有三价铁，但是剩余的铁单质会和三价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾溶液，就不会出现血红色。4．(2022·浙江4月选考，27)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：33\n请回答：(1)X的化学式是________。(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是_______________________________________________________________________________________________________________。(3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)CuO (2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O(3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O5．(2022·浙江10月选考，27)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：(1)X的组成元素为H、O和__________(用元素符号表示)，化学式为________________________________________________________________________。(2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)______________________________________________________________________________________。答案 (1)S、Cu Cu3(OH)4SO4[或2Cu(OH)2·CuSO4](2)4NaOH＋3CuSO4===Cu3(OH)4SO4↓＋2Na2SO4解析 (1)根据反应流程，白色沉淀为BaSO4，其物质的量为0.01mol，黑色固体为CuO，其物质的量为0.01mol，所以X中除H、O外，还有S、Cu。固体中有CuSO4，其物质的量为0.01mol，其质量为1.60g，黑色固体应为CuO，质量为1.60g，其物质的量为0.02mol，所以Cu2＋共有0.03mol,OH－共有0.04mol，SO共有0.01mol，X的化学式为Cu3(OH)4SO4或2Cu(OH)2·CuSO4。(2)若用非氧化还原反应制取X，可用NaOH溶液与CuSO4溶液反应制取。6．(2022·浙江10月选考，29)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表：33\n实验序号ⅠⅡⅢⅣ盐酸体积(mL)30.030.030.030.0样品质量(g)2.963.705.186.66CO2体积(mL)672840896672(1)样品中的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。(2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝________。答案 (1)2∶1 (2)2.50mol·L－1解析 (1)根据表格数据可知：在盐酸的体积都是30mL时，样品质量是2.96g、3.70g及5.18g时，随着物质质量的增加，反应产生的CO2气体的体积也增大，2.96g、3.70g时样品不足量，完全反应，盐酸过量。以2.96g时为标准计算。根据碳元素守恒可知：n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.672L÷22.4L·mol－1＝0.03mol，106g·mol－1×n(Na2CO3)＋84g·mol－1×n(NaHCO3)＝2.96g，解得n(Na2CO3)＝0.02mol，n(NaHCO3)＝0.01mol，所以样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.02mol∶0.01mol＝2∶1。(2)根据表格数据可知反应产生气体的最大值是896mL，其物质的量是n(CO2)＝0.896L÷22.4L·mol－1＝0.04mol，根据物质反应规律，样品越多，反应产生的气体就越多，若盐酸足量，反应理论上产生气体的物质的量是(5.18÷2.96)×0.03mol＝0.0525mol>0.04mol，说明HCl不足量，在5.18g样品中含有n(Na2CO3)＝(5.18÷2.96)×0.02mol＝0.035mol，含有n(NaHCO3)＝(5.18÷2.96)×0.01mol＝0.0175mol，根据反应的先后顺序，首先发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，消耗HCl0.035mol，然后发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，由于产生气体的物质的量是0.04mol，所以消耗HCl的物质的量是0.04mol，则30mLHCl中含有HCl的物质的量是n(HCl)＝0.035mol＋0.04mol＝0.075mol，则盐酸的浓度是c(HCl)＝0.075mol÷0.03L＝2.50mol·L－1。7．(2022·浙江4月选考，28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下：请回答：(1)仪器a的名称是________。(2)装置B中冰水的作用是____________________________________________________。33\n(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是________(填字母)。A．样品分解不完全B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置C．产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收D．反应完全后停止加热，通入过量的空气答案 (1)干燥管 (2)使水蒸气变成液态的水 (3)AC解析 该实验的原理：通过称量反应前后C装置(吸收NaHCO3加热分解后的CO2)的增重，来计算样品中NaHCO3的质量，进而计算样品中Na2CO3的质量及其质量分数。(1)仪器a的名称为干燥管。(2)为减少实验误差，需要将装置B中NaHCO3分解产生的水蒸气变为液态水，仅使CO2被装置C中的碱石灰吸收。(3)若样品分解不完全，则被C装置吸收的CO2量减少，即样品中的NaHCO3质量偏低，从而计算求得的样品中Na2CO3质量分数偏高，A正确；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，则使C装置的增重偏大，即样品中NaHCO3的质量偏大，从而Na2CO3的质量分数偏低，B错误；产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，使C装置的增重偏低，即样品中NaHCO3的质量偏低，从而使Na2CO3的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中含有部分CO2，使C装置的增重偏高，即样品中NaHCO3的质量偏高，从而Na2CO3的质量分数偏低，D错误。专题强化练1．下列关于钠的说法中错误的是( )A．金属钠非常活泼B．钠可以从硫酸铜溶液中还原出铜单质C．钠在氯气中燃烧产生大量的白烟D．钠元素在自然界中都是以化合态存在答案 B2．(2022·杭州萧山区命题比赛)下列有关金属镁的说法不正确的是( )A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应B．工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作高温材料答案 B解析 工业上通过电解熔融MgCl2制备Mg。33\n3．(2022·宁波市北仑中学高一上学期期中)钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是( )A．K是银白色金属，硬度大，熔点高B．K在空气中可以被空气中的氧气所氧化，且任何条件下产物只有K2OC．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，产物都有氢气D．K也可以与氯气反应，但比Na与氯气的反应剧烈答案 D4．(2022·温州市十校联合体高一上学期期末联考)下列几种试剂不能把浓度均为0.1mol·L－1的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是( )A．0.1mol·L－1BaCl2溶液B．澄清石灰水C．稀盐酸D．pH试纸答案 B解析 氯化钡和碳酸钠反应生成白色沉淀，与碳酸氢钠不反应，可以鉴别；澄清石灰水与二者均反应产生白色沉淀，不能鉴别；盐酸和碳酸钠反应分步进行，与碳酸氢钠反应立即产生气体，可以鉴别；浓度相等时碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，pH试纸可以鉴别。5．(2022·浙江省余姚中学高一上学期期中)下面有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较中错误的是( )A．相同浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3B．同条件下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3C．与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3<Na2CO3D．热稳定性：NaHCO3<Na2CO3答案 C解析 A项，CO以第一步水解为主，则Na2CO3溶液的碱性较强，正确；B项，在饱和Na2CO3溶液中通入过量二氧化碳气体可得到NaHCO3沉淀，说明Na2CO3比NaHCO3易溶于水，正确；C项，分别滴加HCl溶液，反应离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈，错误；D项，NaHCO3不稳定，加热易分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，碳酸钠受热不易分解，较稳定，正确。6．(2022·杭州长征中学高一上学期期中)每次实验焰色反应后都要用试剂清洗铂丝，这种清洗试剂是( )A．Na2CO3溶液B．NaOH溶液C．硫酸D．盐酸答案 D33\n7．[2022·乐清市芙蓉中学高一(上)期中]某试样的焰色反应呈黄色，下列关于试样成分的说法正确的是( )A．肯定是钠单质B．肯定是钠的化合物C．肯定含有钠元素D．肯定含有钾元素答案 C解析 A项，只要含有钠元素，焰色反应就呈黄色，不一定是钠单质，错误；B项，焰色反应的性质是元素的性质，和元素的存在形态无关，可能是含钠化合物，也可能是单质，错误；C项，焰色反应的性质是元素的性质，物质灼烧时焰色反应为黄色，则一定含有钠元素，正确；D项，钾元素的焰色反应为紫色，易被黄光遮住，应透过蓝色钴玻璃观察，错误。8．[2022·杭州市七县(市、区)高一(上)期末]下列有关Na2CO3和NaHCO3比较中，不正确的是( )A．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3B．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液的pH值：Na2CO3＞NaHCO3C．等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应放出气体的量：Na2CO3＜NaHCO3D．相同温度下，0.1mol·L－1盐溶液分别与0.1mol·L－1HCl溶液反应的剧烈程度：Na2CO3＞NaHCO3答案 D解析 A项，碳酸氢钠受热易分解，不稳定，则热稳定性Na2CO3＞NaHCO3，正确；B项，Na2CO3水解程度比NaHCO3大，物质的量浓度相同时，碳酸钠溶液碱性较大，正确；C项，设质量都是106g，则Na2CO3和NaHCO3的物质的量分别为1mol、mol，根据Na2CO3～CO2，NaHCO3～CO2，产生的CO2的物质的量分别为1mol、mol，即放出CO2的量：Na2CO3＜NaHCO3，正确；D项，分别滴加HCl溶液，反应离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈，错误。9．(2022·温州中学高三3月高考模拟)下列有关纯碱和小苏打的叙述中正确的是( )A．Na2CO3和NaHCO3都既能与酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应B．等质量Na2CO3、NaHCO3分别与相同浓度的盐酸反应，NaHCO3消耗的盐酸体积少C．向NaHCO3溶液中滴入Ba(OH)2溶液无沉淀，而Na2CO3溶液中加入Ba(OH)2溶液出现白色沉淀D．等物质的量的Na2CO3、NaHCO3分别与足量稀H2SO4反应，NaHCO3产生的CO2多答案 B33\n解析 A项，CO＋2H＋===H2O＋CO2↑，HCO＋H＋===H2O＋CO2↑；HCO＋OH－===H2O＋CO，而CO与NaOH不反应，错误；B项，如上述与酸的反应，设所用盐的质量为mg，Na2CO3消耗HCl×2mol，NaHCO3消耗盐酸mol，×2mol>mol，即Na2CO3消耗的盐酸比NaHCO3多，盐酸浓度相同时，Na2CO3消耗的盐酸体积更大，正确；C项，NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2时，2NaHCO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O，Na2CO3溶液中加入少量Ba(OH)2时，Na2CO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋2NaOH，两个反应都能够生成白色沉淀BaCO3，错误；D项，如A项分析中与酸的反应，设所用盐的物质的量均为1mol，加入足量稀硫酸后，二者生成的CO2均为1mol，即产生的CO2物质的量相同，错误。10．称取一定质量的纯碱溶于水中，与适量的盐酸作用，下列关于盐酸的用量和气体产量的变化正确的是( )A．若纯碱中混有K2CO3，盐酸用量将偏大；气体产量将偏大B．若纯碱中混有NaHCO3，盐酸用量将偏大；气体产量将偏大C．若纯碱中混有KHCO3，盐酸用量将偏小；气体产量将偏大D．若纯碱中混有Na2SO3，盐酸用量将偏大；气体产量将偏小答案 C解析 106gNa2CO3消耗2mol盐酸生成1molCO2,138gK2CO3消耗2mol盐酸生成1molCO2，故若混有K2CO3，则HCl用量减少，产生的CO2也减少，A错误；84gNaHCO3消耗1mol盐酸生成1molCO2，若混有NaHCO3，则消耗HCl的量减少，产生的CO2增多，B错误；100gKHCO3消耗1mol盐酸生成1molCO2，若混有碳酸氢钾，则消耗的盐酸偏小，生成的二氧化碳气体偏多，C正确；126gNa2SO3消耗2mol盐酸生成1molSO2，若混有亚硫酸钠，消耗的盐酸的量会偏小，生成的气体总量偏小，D错误。11．向100mLNaOH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0.2mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间关系如下图所示。下列判断正确的是( )A．原NaOH溶液的浓度为0.1mol·L－1B．通入CO2的体积为448mLC．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝1∶3D．所得溶液的溶质成分的物质的量之比为n(NaHCO3)∶n(Na2CO3)＝2∶1答案 D33\n解析 NaOH溶液中通入CO2气体，发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O，当CO2气体过量时发生：Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3。根据图像可判断，NaOH溶液中通入CO2气体后的产物为Na2CO3、NaHCO3。加入足量盐酸后，Na2CO3和NaHCO3全部反应生成NaCl，根据化学反应中原子守恒，则有n(Na＋)＝n(Cl－)，所以n(NaOH)＝n(HCl)＝0.2mol·L－1×0.1L＝0.02mol，得c(NaOH)＝0.2mol·L－1，A错误；75mL盐酸用来生成CO2，n(CO2)＝n(HCl)＝0.015mol，体积为0.336L，B错误；溶液中不含NaOH，C错误、D正确。12．(2022·宁波市十校高三9月联考)某废催化剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS，某同学以该废催化剂为原料，回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下：已知：Ⅰ.步骤①中发生的化学反应为非氧化还原反应Ⅱ.滤渣2的主要成分是SiO2和S下列说法不正确的是( )A．步骤①，最好在通风橱中进行B．步骤①和③，说明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸C．步骤③，涉及的离子反应为CuS＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋S＋2H2OD．步骤②和④，均采用蒸发结晶的方式获取溶质答案 D解析 A项，步骤①发生的反应是ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O，ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑，H2S是有毒气体，因此应在通风厨内进行，正确；B项，根据流程图，步骤④得到CuSO4·5H2O，说明滤渣1中含有Cu元素，即CuS，从而推出CuS不溶于稀硫酸，步骤②从滤液中得到ZnSO4·7H2O，说明滤液中含有Zn2＋，即ZnS溶于稀硫酸，正确；C项，步骤③中CuS转变成Cu2＋，根据信息，滤渣2中有SiO2和S，推出CuS中S被过氧化氢氧化成硫单质，离子反应方程式为CuS＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋S＋2H2O，正确；D项，得到的CuSO4·5H2O和ZnSO4·7H2O中都含有结晶水，通过对滤液蒸发结晶的方法，容易失去结晶水，因此采用的方法是蒸发浓缩、冷却结晶，错误。13．(2022·浙江省名校协作体高三上学期考试)为探究某矿物X(仅含三种元素)的组成，设计并完成了如下实验：已知：气体A能使品红溶液褪色，固体B中仅含CuO、Fe2O3。33\n请回答：(1)X的化学式为________。(2)溶液C中存在的阳离子有________________。(3)写出气体A与溶液C反应的离子方程式___________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Cu5FeS4(2)Fe3＋、Cu2＋、H＋(3)SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋解析 (1)气体A能使品红溶液褪色，应为SO2，固体B中仅含CuO、Fe2O3，并结合X中含有三种元素，可知X为S、Fe、Cu组成的化合物；固体B溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，加入5gCu，剩余1.8gCu，则溶解Cu为3.2g，其物质的量为0.05mol，根据Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，可知固体B中含有Fe3＋的物质的量为0.1mol，Fe2O3的物质的量为0.05mol，质量为0.05mol×160g·mol－1＝8g，则CuO为40g，物质的量为0.5mol，原固体X中S的物质的量为＝0.4mol，则化合物X中n(Fe)∶n(Cu)∶n(S)＝0.1mol∶0.5mol∶0.4mol＝1∶5∶4，X的化学式为Cu5FeS4。(2)CuO、Fe2O3溶于足量稀盐酸生成FeCl3和CuCl2溶液，则所得溶液C中存在的阳离子有Fe3＋、Cu2＋、H＋。(3)SO2溶于溶液C会被氧化生成SO，发生反应的离子方程式为SO2＋2Fe3＋＋2H2O===SO＋2Fe2＋＋4H＋。14．(2022·浙江省余姚中学高一上学期期中)取一定物质的量浓度的NaOH溶液100mL，然后向其通入一定量的CO2气体，得到溶液A，向A中逐滴缓慢加入0.1mol·L－1的HCl溶液，产生的CO2气体体积(标准状况)与所加HCl溶液的体积之间关系如图所示，通过计算回答：(1)A溶液中的溶质为_________________________________________________(化学式)，其物质的量之比是________________。(2)通入CO2气体体积___________________________________________________(标准状况)。(3)NaOH溶液的物质的量浓度__________________________________________________。答案 (1)NaOH、Na2CO3 1∶1(2)56mL(3)0.075mol·L－133\n解析 (1)根据图像可知产生CO2消耗的盐酸溶液体积小于不产生CO2消耗的溶液体积，由于碳酸钠与盐酸反应分步进行，Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑。并且可以看出，当反应完全进行时，两个过程消耗HCl的量相等；若溶液中还有氢氧化钠，则首先发生反应：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，因此A中的溶质是氢氧化钠和碳酸钠；碳酸钠转化为碳酸氢钠和碳酸氢钠产生CO2消耗的盐酸的量相等，所以根据图像以及反应的方程式可知NaOH和Na2CO3的物质的量之比等于消耗盐酸的体积之比，则n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝(75mL－50mL)∶25mL＝1∶1。(2)50～75mL发生的反应为NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，n(HCl)＝0.025L×0.1mol·L－1＝0.0025mol，则V(CO2)＝0.0025mol×22.4L·mol－1＝0.056L＝56mL。(3)当加入盐酸75mL时，溶液溶质为NaCl，此时n(Na＋)＝n(HCl)＝0.075L×0.1mol·L－1＝0.0075mol，所以n(NaOH)＝0.0075mol，c(NaOH)＝0.0075mol÷0.1L＝0.075mol·L－1。15．某实验室产生的废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ba2＋三种金属离子，研究小组设计了下列方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。请回答：(1)步骤①②④用到的主要玻璃仪器是_________________________________。(2)步骤③的实验现象是______________________________________________。(3)设计一个实验方案，验证步骤①中所加硫酸溶液已经过量____________________________________________________________________________________________。答案 (1)玻璃棒、漏斗、烧杯(2)溶液由浅绿色变为黄色(3)取上层清液，继续加硫酸，若无白色沉淀产生，则说明硫酸已加过量解析 考查化学工艺流程，(1)根据流程，步骤①②④为过滤，用到的玻璃仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒。(2)步骤③利用H2O2的氧化性，把Fe2＋氧化成Fe3＋，发生反应是2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，现象是溶液颜色由浅绿色转变为黄色。(3)步骤①发生Ba2＋＋SO===BaSO4↓，因此需要鉴别SO或Ba2＋，操作是取上层清液，继续加入硫酸，若不产生白色沉淀，则说明硫酸过量，或者取上层清液，加入BaCl2溶液，如果有白色沉淀，说明硫酸过量。16．(2022·浙江省名校协作体高三上学期考试)某学习小组在研究CH4还原Fe2O333\n的实验中，发现生成的黑色粉末能被磁铁吸引。查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4。为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验。(1)往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有________。(2)用以下装置可以说明产物有Fe3O4存在：检查装置的气密性，往装置中添加相应的药品，接下来的一步操作为________________。(3)为进一步证明黑色粉末是否含Fe3O4，某同学设计实验方案如下：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴入KSCN溶液，观察现象。请分析此方案是否可行，并解释原因_______________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)Fe(2)打开止水夹K(3)不可行。混合物有铁，铁能还原Fe3＋，同时Fe2＋也可能被氧化成Fe3＋解析 (1)还原Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引，应为铁或四氧化三铁，或为二者混合物，往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，证明含有金属铁。(2)按如图装置连接好仪器(图中夹持设备已略去)，检查装置的气密性，往装置中添加药品，然后打开止水夹K通入氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯。(3)黑色粉末加入足量盐酸溶解后，滴入KSCN溶液，不变血红色可能有两种情况，一种是无铁离子存在，一种是有铁离子存在，但Fe3＋会和过量的铁反应生成亚铁离子，所以方案不正确。17．(2022·杭州萧山区命题比赛)为探究固体A的组成和性质，设计实验并完成如下转化。已知：X由两种化合物组成，若将X通入品红溶液，溶液褪色。若将X通入足量双氧水中，X可全部被吸收且只得到一种强酸，再稀释到1L，测得溶液的pH＝1。在溶液2中滴加KSCN溶液，溶液呈血红色。请回答：(1)固体A的化学式为________。(2)写出反应①的化学方程式：_________________________________________________。(3)写出反应④中生成A的离子方程式：____________________________________。答案 (1)FeSO433\n(2)2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑(3)2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋解析 根据信息，X应是SO2和SO3的混合气体，SO3溶于水生成强酸H2SO4，而SO2被H2O2氧化生成H2SO4，红棕色固体为Fe2O3，溶液2为Fe2(SO4)3溶液，溶液1中含有Na2SO3，在酸性条件下，Fe3＋被SO还原成Fe2＋，所以A溶液为FeSO4溶液，FeSO4在高温下分解生成Fe2O3、SO2和SO3。设SO2、SO3的物质的量分别为x、y，则64x＋80y＝3.6x＋y＝0.05所以所以FeSO4分解方程式为2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。33
