金属及其重要化合物（解析版）-2021届高考化学二轮复习题型.pdf

疹-:）专题05金属单质及其化合物道:考 点 一 钠及其重要化合物砒梳理会一、钠的性质、制备、保存及用途1.物理性质（1）软质软，硬度小；（2）亮银白色，有金属光泽；（3）轻密度比水小，比煤油大；（4）低熔点低；（5）导可导电、导热。2.化学性质（1）钠暴露在空气中的变化及反应分析 INa Na2O_ NaOH Na2c。3（溶液）一 Na2c0?1010（晶体）Na2c。3（粉末，风化）所以钠暴露在空气中，最终得到的是白色粉末。部分反应如下：4 N a+O 2 2 N a 2 ON a2O+H2O=2NaOH2 N a+2 H 2 O=2 N a O H+H 2 T2 N a O H+C O2=Na2C O3+H2O需要特别指出的是N a 2 c o 3的形成并非N a 2 O+C O 2 =N a 2 C O 3反应所致，因 N a2O更易与水反应。（2）钠与出0 反应：2 N a+2 H 2 O=2 N a O H+H 2 f。实验探究：N a 与 H 2 O（含酚酥）反应的现象及解释-密度比水小-熔 点 低,反 应 邈-生成气体,使钠受力不均衡-反应剧烈,产生气体-生成了碱(NaOH)(3)钠与酸溶液的反应酸过量时：钠与酸电离出的H+反应；酸不足时：先与酸电离出的H+反应，过量的钠再与水反应。(4)钠与碱溶液的反应钠与碱溶液反应的实质是N a与水的反应。(5)钠与盐溶液的反应钠与盐溶液反应时，钠先与水反应生成氢气和氢氧化钠，然后氢氧化钠与盐溶液再反应。钠不能把盐溶液中的金属阳离子置换出来。在有关计算中要特别注意两点：一是只要有水，N a就会与水发生反应，直 到N a反应完全；二是生成N a O H的同时，生成的H 2会从溶液中逸出。3.钠的制备与保存(1)钠在自然界以化合态形式存在。工业上通常用电解熔融氯化钠的方法制备钠：2 N a C l(熔由能融)2 N a+C b T。(2)金属钠保存在煤油或石蜡中，使之隔绝空气与水。制取NaQ,等化合物钠、钾合金可用于原子反应堆的导热剂4 .用途用 作 电 光 源.制 作 高 压 钠 灯 作 强 还 原 剂,如4Na+TiCl,座 超4NaCl+Ti二、过氧化钠的性质1 .化合价与性质的关系6 氧化产物+还原产物I _ I被还原根据上式，由电子转移关系可知，存在关系：2 m o i Na 2 C)2 l m o l。2 2 m o l电子。3 .固体质量关系点燃将 C 0 2 看作 C O 燃烧所得：2 C O+O2=2 C O2；2 Na 2 O2+2 C C h=2 Na 2 co 3+O2。由，推知 C O+Na2O2 z =N a2C O3点燃将 H a O 看作 H 2 燃烧所得：2 H 2+O2/三 三2 H 2。；2 Na 2 C 2+2 H 2 O=4 Na OH+O2 l。由，推知 H2+Na 2 O2 =2 Na OH 所以Na?。?与C O2、出。反应增加的质量为与C 0 2、比0等物质的量的C O、比的质量。根据上述分析，可以得出以下结论：(1)将C O或H 2的燃烧产物C 0 2或H 2 O通过Na z C h固体，可以看成C O或H a直接与Na z C h反应，所以固体增加的质量就是参加反应的C O或H2的质量。(2)凡是分子组成符合(C 0)“(H 2),“形式的一种或几种物质，w g该物质在0 2中完全燃烧，将其产物(C O?和水蒸气)通过足量的Na?。?固体后，Na2O2固体增加的质量必为w g中学阶段常见的符合这一关系的物质有无机物：玲、C O及 丛 和CO的混合气体；有机物：C H3OH H C H O,C H 3 co OH、H C OOC H 3、C H 3 cH(OH)C OOH(乳酸)、C 6 H l 2。6(葡萄糖)等。4 .气体体积关系82、丛0也)与过量的Na z C h反应，所得O2的体积为相同状况下C C h或H?。体积的一半。5.反应的先后问题一定量的Na z C h与一定量的C 0 2和H 2 0(g)的混合物反应，可视作Na z C h先与C O?反应，待C C 2反应完后，Na z C h再与此0 5)发生反应。即便Na z C h先与H 2 0(g)反应，生成的N a O H又消耗C O2而生成H 2 0(g),故C O2先反应。6 .反应的固体产物判断根据化学方程式：2 Na 2 O2+2 C C h=2 Na 2 co 3+O2、2 Na2O2+2 H2O(g)：=4 Na OH+O2，结合 C O2 先反应，H 2 0(g)后反应的顺序，可以推知反应后固体产物的成分：当(C 0 2)次Na z C h)时，固体产物为Na 2 cC h;当”(C C)2)(Na 2 O2)时，固体产物为 Na 2 co 3 和 N a O H；当”(C O2)+(H 2 O)Na2C O3+N a O H,然后由氢原子守恒确定N a O H 的物质的量为8 m o l,由碳原子守恒确定N a 2 c o 3 的物质的量为2 m o l,最后求出N a2O2的物质的量为6 m o l,即可得出反应的化学方程式：2 c H 4+C h+6 N a 2 O 2 =2 N a 2 c o 3+8 N a O H,即 C项正确。考 向 四 碳 酸 钠、碳酸氢钠的性质与鉴别典例引领典例4 下列关于N a 2 c 0 3 和 N a H C C h 的比较中，说法不正确的是A.N a H C C h 固体受热容易分解，而 N a 2 c C h 固体受热不容易分解B.等物质的量的N a 2 c o 3和N a H C C h分别与足量的盐酸反应，前者消耗盐酸的物质的量比后者多C.向等体积等物质的量浓度的N a 2 c C h和N a H C C h溶液中分别滴加2滴酚酉太溶液，前者颜色比后者深D.N a 2 c C h溶液和N a H C C h溶液分别与B a(0 H)2溶液反应的离子方程式相同【答案】D【解析】N a 2 c C h溶液和N a H C C h溶液分别与B a(0 H)2溶液反应的离子方程式不相同,N a 2 c o 3与B a(0 H)2溶液：C 0 r +B a2+=B a C 03b N a H C C h 与 B a(0 H”溶液反应，当 N a H C C h 少量时：H C O 3+O H-+B a2+=B a C O 3 i+H2O；当 N a H C C h 过量时：2 H C O 3+B a?+2 0 H =B a C C 3 l+C 0 T+2 H 2。变式拓展4.下列实验方案鉴别N a 2 c C h和N a H C C h两种白色粉末，不 能 达 到 预 期 目 的 的 是()A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等浓度的稀盐酸，比较生成气体的快慢B.分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少C.分别将等量的白色粉末配成溶液，然后加入澄清石灰水，比较是否有沉淀生成D.分别将等量的白色粉末用如图装置进行实验，比较澄清石灰水是否变浑浊【答案】C【解析】【分析】A.碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳；B.相同温度下，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠；C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀；D.碳酸钠较稳定，加热不分解，碳酸氢钠不稳定，加热易分解。【详解】A.分别向等量的白色粉末中加等体积、等物质的量浓度的稀盐酸，碳酸氢钠立即利盐酸反应生成二氧化碳,碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠，碳酸氢钠再和盐酸反应生成二氧化碳，所以生成二氧化碳速率不同，能达到实验目的，故A不选;B.相同温度下，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，所以分别向等量的白色粉末中加等体积适量的水，比较固体溶解量的多少来鉴别，能达到实验目的，故 B 不选;C.碳酸氢钠和碳酸钠都和氢氧化钙反应生成白色沉淀，反应现象相同，无法鉴别，所以不能达到实验目的,故 c 选;D.碳酸钠比碳酸氢钠稳定，加热时，碳酸钠不分解，碳酸氢钠分解生成：氧化碳，用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳，所以能达到实验目的，故 D 不选:故选C。(1)利用热稳定性不同Na2c03和NaHCCh鉴别的四个角度固体无明显变化的是Na2c放出无色的使澄清石灰水变浑浊气体的是NaHCO,利用和酸反应生成气体的速率不同（相同条件下）反应广产生气泡速率快的是NaHCC）3(3)体或海固溶盐酸速率产生气泡速率慢的是Na2cO3滴 加 滴加盐酸立即产生气泡的是NaHCOs盐酸滴加盐酸开始不产生气泡的是Na2cO3利用和BaC12（或 CaCL）溶液混合时现象不同溶液BaCl?溶液p产生白色沉淀的是Na2co、b不产生白色沉淀的是NaHCO,(4)利用溶液的酸碱性不同溶液满产 pH大的为Na2cO3b p H 小的为NaHCO?考向五 碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的规律1.与酸反应放出C02的速率快慢不同的原因分析NaHCCh溶液与盐酸反应只需一步即可放出C02气体，故放出气体的速率较快:NaHCOa+HClNaCl+CO2t+H2OoN a 2 c C h溶液与盐酸反应时,第一步生成N a H C C h，此时尚无气体放出：N a 2 c O 3+H C I ：=N a H C 03+N a C l；第二步是生成的N a H C C h与盐酸反应放出C O2o故将相同物质的量浓度的盐酸分别滴入等体积等物质的量浓度的N a H C C h溶液和N a 2 c。3溶液中，前者放出气体的速率较快。2 .不用任何试剂鉴别N a 2 c C h 溶液和盐酸的化学原理N a 2 c C h溶液与盐酸作用时，滴加方式不同，现象不同，产生C 0 2的量也不一定相同。以此可作为鉴别N a 2 c C h溶液和盐酸的依据。(1 )把N a 2 c C h溶 液 逐 滴 加 入 盐 酸 中，开 始 时 盐 酸 相 对 过 量，则 发 生 反 应：N a2C O 3+2 H C l：=2 N a C l+C O2T+H2O,即开始就有 C C h气体放出。(2 )把 盐 酸 逐 滴 加 入N a 2 c C h溶 液 中，开 始 时N a 2 c C h相 对 过 量，则 先 发 生 反 应：N a 2 c O 3+H C l：=N a C l+N a H C O 3,继续滴力口盐酸则进行下一步反应：N a H C O3+H C l=N a C l+C O2t+H 2 O,即开始阶段无明显现象，之后才有气体产生。3 .碳酸钠、碳酸氢钠溶液与盐酸反应的常见图像N a 2 c 0 3溶液与盐酸反应先转化为与N a 2 c C h等物质的量的N a H C C h，没有C O?生成，且N a 2 c C h转化为N a H C C h消耗的H C 1的物质的量与新生成的N a H C C h放出C 0?消耗的H C I的物质的量相等(如图2所 示)，这是处理该类问题的关键点。抓 住N a 2 c 0 3溶液与盐酸反应的这一特点，就很容易推出N a 2 c o 3、N a O H的混合溶液以及N a 2 c 0 3、N a H C C h的混合溶液与盐酸反应的特点，常见图像如下：(1)向N a H C C h溶液中逐滴加入盐酸，消耗的H C I与产生的C O 2的物质的量的关系如图1所示；(2)向N a 2 c C h溶液中逐滴加入盐酸，消耗的H C 1与产生的C O 2的物质的量关系如图2所示；(3)向N a 2 c o 3、N a O H的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗的H C 1与产生的C O 2的物质的量关系如图3所示；(4)向N a 2 c C h、N a H C C h的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗的H C 1的物质的量与产生的C O 2的物质的量的关系如图4所示。0n(CO2)/mol0n(C02)/molb a(HCl)/mol图2图1典例引领典例5 向某N a O H溶液中通入C O 2气体后得溶液M,因C C h通入量的不同，溶液M的组成也不同。若向M中逐滴加入盐酸，产生的气体体积M C O*与加入盐酸的体积M H C 1）的关系有下列图示四种情况,且(2)(3)(4)图中分别有。A A B,则下列分析与判断不正确的是(3)A.M中只有一种溶质的有（1）和（3）B.M中有两种溶质的有（2）和（4）C.(2)图显示 M 中 c(N a H C 0 3)c(N a 2 c o 3)D.（4）图显示M中的溶质为N a O H和N a 2 c O 3【答案】C【解 析】发 生 的 反 应 为 N a O H+H C l -N a C l+H2O ,N a 2 c O 3+H C I -N a C l+N a H C C h ,N a H C O j+H C l-N a C I+C O 2 T+H2O,由方程式可知N a 2 c C h转化为N a H C O3消耗盐酸与N a H C O3反应消耗盐酸体积相等。图（1）中加入盐酸即有C 0 2生成，说明溶质只有一种为N a H C C h,图（3）中O A=A B,说明溶质只有N a 2 c o 3,A正 确;图（2）中O A A B,说明含有N a O H和N a 2 c O 3两种溶质，B、D正确；图（2）中O A NaGa(OH)4,浓度相同的这三种物质的溶液p H 由大到小的顺 序 为(用 序 号 表 示)。NaAl(0H)4也可表示偏铝酸钠，硼、钱类似(2)将 20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2溶液和 20.0 mL 0.1 mol/L NH4Al(SO。溶液混合,所得溶液中 M3o (不考虑整个过程中的损耗)【答案】(1)三H IA 如 (2)c(SO)c(NH)C(A13+)C(H+)C(OH)(3)玻璃棒 87.86%【解析】(1)铝元素位于周期表中第三周期HIA族。同周期元素从上到下非金属性减弱，最高价含氧酸酸性减弱，NaB(OH)水解程度最小、NaGa(OH)4 水解程度最大，浓度相同的这三种物质的溶液pH由大到小的顺序为 NaGa(OH)4 NaAl(OH)4 Na|B(OH)4(2)将 20.0 mL 0.1 mol/L Ba(OH)2 溶液和 20.0 mL 0.1 mol/L NH4AI(SO4)2 溶 液 混 合，Ba*2 VSO4-=BaSO4.A13+3OH=A 1(O H)3,反应后 c(SO：)=0.1 mol/L+2=0.05 mol/L；镀根水 解,c(NH；)c(NH：)C(A13+)C(H+)C(OH-)O(3)过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；设 A1N的质量为 g,根据关系式2A1N AI2O3 A?82 102 200.9NH；、SO：、O H H+的浓度由大到小的顺序为 o(3)氮化铝(A1N)是一种新型的无机非金属材料，可用作热交换器材料。某 A1N样品中仅含有AI2O3杂质，为测定A1N的含量，甲组同学设计了如下流程：瓦 川 过址NaH溶液rr nn-过量co?已知I：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3T0过滤时用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和。实验过程中，称得样品的质量为4.2 g,最后得到的固体为5.1 g,则样品中A1N的质量分数为aa=0.369g,AIN 的质量分数为 丝 丝 x 100%=87.86%。4.2考 向 二 铝 与 酸、碱反应的有关计算(1)铝能与酸溶液反应生成H2和铝盐(A13+),但与稀HNO3反应不生成H 2,且在浓HNO3、浓 H2SO4中钝化。(2)铝与强碱溶液反应生成H2和偏铝酸盐(A1O：)。(3)铝与酸或碱溶液反应生成H2的量的关系：有关离子方程式为：2A1+6H+：=2A13+3H2T2A1+2OH+2H2O =2 AIO；+3H2fA l与酸、碱反应的实质都是：Al一失去1*AP+,2H+-得到k.*H 2,故与酸或碱反应时，铝与氢气的关系均为2Al 3H21，利用此性质可以方便地进行有关计算。等量A1分别与足量酸(H+)和碱(OH)溶液反应，生成H2之比为1：1,消耗H+和 OH-之比为3：1。足量A1分别与所含H+和 OH-物质的量相等的溶液反应，生成H?之比为1 :3o若产生H2之 比 为 会 学 零则必定是：与酸反应时，A1过量、H+不足，而与碱反应时，A1不足、OH-过量。典例引领典例2(1)等质量的两份铝分别与足量的HC1、NaOH溶液反应，所得H2的 体 积 之 比 是。(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的HC1、NaOH溶液中，产生H2的体积之比是【答案】(1)1 ：1(2)1 ：3【解析】(1)根据化学方程式：2Al+6HCI=2AlCb+3H2T、2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2t得 A l与 H2的关系式均为2Al 3H2,故只要参加反应的A l的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中A l过量，产生的H2由 HCI利 NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HC1 3H2、2NaOH 3H2,故当HC1、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1 ：3。变式拓展2.有两种金属组成的混合物粉末15g与足量的稀盐酸反应，生 成 11.2L（标准状况下）凡，则该混合物的组成不可能是A.Fe、Zn B.Al、CuC.Al、Na D.Al、Fe【答案】A11 7 1【解析】本题考查了混合物计算。标况下，11.2L氢气的物质的量 为 另#七=（）.5m ol,假设金属都为+2价，根据电子转移守恒，金属物质的量为Q5m oL金属平均相对原子质量 为 急=30。F e的相对原子质量为 56,Z n的相对原子质量为6 5,均大于3 0,不符合题意，故 A 错，选 A。如 A1为+2价，其相对原子2质量为27x-=1 8,C u 不与盐酸反应，相对原子质量视作无穷大，符合题意，故 B 正确，不选。如 A132为+2价，其相对原子质量为27x=1 8,如 N a为+2价，其相对原子质量为23x2=46,符合条件，故 C32正确，不选。如 A1为+2价，其相对原子质量为27x-=18,F e的相对原子质量为5 6,符合题意，故 D3正确，不选。考向三 A1（OH）3沉淀的图象分析1.四个基本图象（1）可溶性铝盐溶液与NaOH溶液反应的图象:操作可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀一渐多一最多一渐少T消失无沉淀（有但即溶）一出现沉淀一渐多一最多T沉淀不消失图象mAl(OH)3/小/!/mAl(OH)3M.)1/4 1/3n(Al3+)/n(NaOH)0 1?漏 0 田/“亩 3+)离子方程式A I3+3 OH-=A 1(OH)3 1A 1(OH)3+O H =A 1 0；+2 H2OA 13+4 O H =A 1 O；+2 H2O3 A 1 O；+A 13+6 H2O =4 A 1(O H)3；(2)偏铝酸盐溶液与盐酸反应的图象:操作偏铝酸盐溶液中逐滴加稀盐酸至过旦里稀盐酸中逐滴加偏铝酸盐溶液至过量现象立即产生白色沉淀一渐多一最多一渐少一消失无沉淀(有但即溶)一出现沉淀一渐多一最多一沉淀不消失图象)A 1(OH)JX2 3 4n(H+)/n(A 1 0;)C，用 A 1(OH)J/1/4 1n(A 1 0 2)/n(H+)离子方程式A 1 O,+H+H2O =A 1(O H)3；A 1(OH)3+3 H+：=A13+3 H 2 OA 1 O；+4 H+=A13+2 H2O；A P+3 A 1 O；+6 H2O：=4 A 1(OH)3 12.拓展图象(1)向 A 1 C L溶液中逐滴加入氨水或NaA lC h 溶液至过量，图象如图1 所示。(2)向 NaA lC h 溶液中逐滴加入A lC b溶液或通入C O2 至过量，图象如图2所示。|nAl(OH),t nAI(OH)3%氨水)或V(NaA10J MC()2)或 丫 (A1CQ图1图2(3)向 M g C L、A lC b和盐酸的混合溶液(即将M g、A l溶于过量盐酸所得的溶液)中逐滴滴入N a O H 溶液至过量，图象如图3 所示。(4)向 MgC l2 A lC b混合溶液中先加入N a O H 溶液，后加入盐酸(NaOH 与盐酸的物质的量浓度相等),沉淀图象如图4所示。(沉 淀)(沉淀)八一 UK.0 V(NaOH)O 丫(试剂)图3 图4典例引领典例3 如图表示A 1 C L溶液与N a O H 溶液相互滴加过程中微粒的量的关系曲线。下列判断错误的是y/mol%/molA.线表示A F+的物质的量的变化B.x表示A I C L的物质的量C.线表示A 1(OH)3的物质的量的变化D.线表示A 1 O2 的物质的量的变化【答案】B【解析】假定向含有1 mol A lC b溶液中滴加N a O H 溶液，首先发生反应A 1 3+3 OH=A 1(OH)3 1，A F+完全沉淀，消耗3 moi O H-,生 成 1 molA l(OH)3,然后发生反应A 1(OH)3+OH =A 1 O2 +2 H 2 O,沉淀完全溶解消耗 I molOH、生 成 I molA lC h,前后两部分消耗的OE T 为 3：I,假定向含有4 moi NaOH 溶液中滴加A lC b溶液，首先发生反应A 1 3+4 OH-=A lC h +2 H 2 O,OH-完全反应消耗 lmolA P+,生成 I molA。，然后发生反应 A 1 3+3 A 1 O2 +6 H 2 O=4 A 1(OH)3 1，A-完全反应，消 耗-molA l3+,34 1生 成-molA l(OH)3!，前后两部分消耗的A F+为 I mol：-mol=3：1,由图象可知，表示微粒、表示微粒物质的量关系为1：1 可知，该图表示向A lC b溶液中滴加N a O H 溶液，A.由上述分析可知，首先发生反应A F+3 OH-=A 1(OH)3 1，溶液中铝离子物质的量减少，线表示A|3+的物质的量的变化，故A正确；B.由上述分析可知，x表示NaOH溶液，故B错误：C.由上述分析可知，随反应进行A l(OH)3物质的量先增大，或减小，故线表示A 1(OH)3的物质的量的变化，故C正确；D.由上述分析可知，A 1(OH)3溶解时，A 1 O2-的物质的量增大，线表示A K h-的物质的量的变化，故D正确；故选B。变式拓展3.现有A 1 C L和MgSO4混合溶液，向其中不断加入NaOH溶液，得到沉淀的量与加入NaOH溶液的体积如下图所示。原溶液中Q-与SO?-的物质的量之比为()A.1 ：3B.2:3【答案】D【解析】由图可知加入0.4 LNaOH时沉淀达最大量，沉淀为Mg(OH)2、A l(OH)3,由方程式可知2 n Mg(OH)2+3 n|A l(OH)3=n(OH ),力 口 入0.5 L NaOH时，沉淀由最大值变为为最小值，故O.lLNaOH恰好溶解氢氧化铝沉淀，根据反应A l(OH)3+NaOH=NaA lO2+2 H 2 O可计算出n|A l(OH)3,再计算出n|Mg(OH)2,进而计算原溶液中Cl与SO4 2的物质的量浓度之比。【详解】由图可知加入0.4 LNaOH时沉淀达最大量，沉淀为Mg(OH)2、A l(OH)3,由方程式可知2 n Mg(OH)2+3 n A l(OH)3=n(OH ),力 口 入0.5 L NaOH时，沉淀由最大值变为为最小值，故O.lLNaOH恰好溶解氢氧化铝沉淀。设氢氧化钠溶液溶液的浓度为c,根据反应A l(OH)3+NaOH=NaA I O2+2 H 2。可知，n A IQ 4 c3x 0 c(O H)3=n (N a O H)=0.1 c,所以 n M g (O H)2 =-=0.05 c,溶液中 n (C)=3n A l (O H)3=0.3C,原溶液中n(S O 42)=n M g(O H)2=0.05 c,则原溶液中C l与SO,的物质的量之比为o.3c：0.05 c=6：I,故选D。考 向 四 有 关 镁、铝合金的定量计算镁、铝都能与非氧化性酸反应生成相应的盐。镁和铝的化合物与强碱溶液反应时，一个重要的特征是它们相对量的不同，沉淀量也有所不同。沉淀量随强碱量的变化关系用文字很难表达清楚，但若用图象表示，不仅有助于理解镁和铝的化合物与强碱反应的过程，也有助于解决有关计算问题。1.向含M g 2+与A l3+的混合溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：出现沉淀一渐多-最多减少一不变。(2)图象：如图甲。4a-3b(3)量的关系：(A 3+)=S-a)m o l；(2)n(M g2+)=一-m o L2.向含M g 2+与A P+的酸性溶液中逐滴加入强碱溶液(1)现象：无明显现象一出现沉淀一渐多T最多一减少T不变。(2)图象：如图乙。典例引领典例4将一定质量的镁和铝混合物投入2 00 m L硫酸中，固体全部溶解后，向所得溶液中加入N a O H溶液,生成沉淀的物质的量与加入N a O H溶液的体积丫的变化如下图所示。.则下列说法不正确的是：0350.150207?畸 如A.镁和铝的总质量为9 gB .最初2 0m L N a O H溶液用于中和过量的硫酸C.硫酸的物质的量浓度为2.5 m o l.L -1D.生成的氢气在标准状况下的体积为1 1.2 L【答案】D【解析】【分析】从图象中看到，从开始至加入N a O H溶液2 0m L,没有沉淀生成，说明原溶液中硫酸溶解M g、A l后有剩余,此时发生的反应为：H 2 s o 4+2 N a O H=N a 2 S O _ t+2 H 2 O。当V (N a O H溶 液)=2 00m L时，沉淀量最大，此时为M g(O H”和 A 1(0H)3O【详解】A、当 V (N a O H 溶 液)=2 4 0m L 时，沉淀不再减少，此时全部为 M g(O H”，n (M g)=n M g(O H)2 =0.1 5 m o l,m (M g)=0.1 5 m o l x 2 4 g m o l1=3.6 g,n (A l)=n A l(O H)3=0.35 m o l-0.1 5 m o l=0.2 m o l,m (A l)=0.2 m o l 4)3+3H 2 T 可以计算出生成 n (H 2)=0.4 5 m o l,标准状况下 V (H 2)=0.4 5 m o l x 2 2.4 L m o rl=1 0.08 L,D 项错误。答案选D o变式拓展4.将 0.1 m o l 镁和铝的混合物溶于1 00 m L 2 m o l/L 稀硫酸中，然后滴加1 m o l/L 的 N a O H 溶液。请回答下列问题：(1)若在滴加N a O H 溶液的过程中，沉淀质量随加入N a O H 溶液体积的变化如图所示。则当=1 6 0 m L 时，金属粉末中(M g)=_ _ _ _ m o l,%=m L。(2)若在滴加N a O H 溶 液的过程中，欲使M g 2+、A 伊 刚 好 沉淀完全，则滴入N a O H 溶液的体积V(N a O H)=。(3)若混合物仍为0.1 m o l,其中镁粉的物质的量分数为“，用1 0 0 m L 2 m oi/L 稀硫酸溶解此混合物后，再加入4 5 0 m L 1 m ol/L Na OH 溶液，所得沉淀中无A 1(OH)3。写出满足此条件的a 的取值范围。【答案】(I)0.0 6 4 4 0 (2 )4 0 0 m L (3)-a 0,1 L则满足此条件的 a 的取值范围是一2 2考 点 三 铁及其重要化合物猴 砒梳展一、铁的性质1.铁的物理性质纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。2.铁的化学性质铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为+2 价和+3 价。(1)与非金属单质的反应:与02的反应：常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2Ch。点燃点燃时：3Fe+2O2Fe3O4点燃与 CL 的反应：2Fe+3cl2 =2 F eC b。与 S 的反应：F e+S=F eS,(2)与水的反应：常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g)=SFe3C)4+4H2。(3)与酸的反应：与非氧化性酸反应的离子方程式：Fe+2H+=Fe2+H2b与氧化性酸：遇冷的浓硫酸或浓硝酸钝化，与稀硝酸或在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应无H?产生。Fe过量F e不足3Fe+8H+2 NO；：=z 3 F e2+2NOT+4H2OFe+4H+NO：-Fe.3+NOf+?H2O(4)与某些盐溶液的反应：与CuSC)4溶液反应的离子方程式：Fe+Cu2=F e2+Cu 与 FeCb溶液反应的离子方程式：2Fe3+F e=3F e2+二、铁的氧化物和氢氧化物1.铁的氧化物的比较铁的氧化物FeOFezChFesO4俗称无铁红磁性氧化铁色、态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体铁的价态+2+3+2、+3水溶性难溶于水稳定性不稳定性6FeO+O2-2FesO4稳定检定与非氧化性酸的反应FeO+2H+-Fe2+H2OFe2O3+6H+-2Fe3+3H2OFe3O4+8H+-2Fe3+Fe2+4H2O与co的反应高温F e.v Oy+y C O-x F e+y C C)2制取高温熔融,过量的铁与氧气反应高温2 F e+O2-2 F e OF e(OH)3的分解2 F e(OH)3-F e 2 C h+3 H 2 O铁在氧气中燃烧点燃3 F e+2 C h-F e s O41 2提醒：(1)F e3O4的组成可用氧化物的形式表示为F e O-F e 2 O3,即有G的铁显+2价，5的铁显+3价;(2)F e 3 O4与一般酸反应生成两种盐，F e 3 O4与稀硝酸反应生成一种盐 F e(NO3)3。2.铁的氢氧化物的比较铁的氢氧化物F e(OH)2F e(OH)3物理性质白色，难溶于水的固体红褐色，难溶于水的固体化学性质(1)与非氧化性强酸反应F e(OH)2+2 H+-F e2+2 H2O(2)与氧化性酸反应3 F e(OH)2+1 OH NO3-3 F e(NO3)3+NOf+8 H 2。(3)空气中放置被氧化4F e(O H)2+2 H2O+O 2-4F e(O H)3(1)与酸反应F e(O H)3+3H+-F e3+3H2O(2)受热分解A2 F e(O H)3-F e2O3+3 H20制备煮沸蒸储水，赶走溶解的氧气 煮 沸N a O H溶液，赶走溶解的氧气 配 制F e S C h溶液，加少量的还原铁粉用长滴管将N a O H溶液送入F e S O4溶液液面以下F e2+2 O H -F e(O H)2；将N a O H溶液滴入F e2(S O4)3溶液中F e3+3O H-F e(O H)3l三、“铁三角”及其应用 只有还原性I“铁三角 的四应用：(1)判断离子共存：F e 3+、F e?+与HCO；、A 1 0；、CO：等在溶液中因发生相互促进水解反应而不能大量共存；F e 2+与N O；(H+)、C R T、Mn O；(H+),F e3+-S2.F.H S S O：在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。(2)除杂方法(括号内为杂质)：F e2+(F e3+)：加过量铁粉过滤；F e C l3(F e C l2)：加氯水或 H 2 O 2:F e C l2(C u C 1 2)：加过量铁粉过滤；F e(A l)、F e 2 O3(A l2O 3,S i O2)：加过量强碱溶液过滤；(3)盐溶液的保存：亚铁盐溶液加入少量铁屑以防止F e?+被氧化。铁盐溶液加入少量相应的酸溶液以防止F e 3+水解。(4).原制备:制备无水氯化铁：在H C 1气流中加热浓缩氯化铁溶液；制备氢氧化铁胶体：向沸水中加入饱和氯化铁溶液并煮沸至变为红褐色为止。四、重要的铁盐三氯化铁(F e C b)：棕黄色固体，一种常见的氧化剂，能与多种还原剂发生氧化还原反应，能回收废铜,其反应的离子方程式为2 F e 3+C u=C u +2 F e 2+。绿矶(F e S O 4-7 H 2 O)：一种重要的还原剂，可用作补血剂及植物的补铁剂。高铁酸钾(K F e C U)：深紫色晶体，具有强氧化性，可用作水处理剂或高能电池。铁铁研 NH 4F e(S O 4)2/2 H 2 O ：无色晶体，易溶于水，常用作化学分析试剂、药物和织物媒染剂。赤血盐 K 3F e(C N)6 ：红色晶体，易溶于水，常用于检验F e 2+,生成蓝色沉淀。考向一 Fe2 Fe3+的鉴别(I)直接观察颜色：Fe2+溶液呈浅绿色，Fe3+溶液呈棕黄色。(2)利用显色反应(形成络离子)Fe?+溶 液F e 溶液一KSCN溶液一溶液不呈红 色 士 工 溶 液 呈 红 色 一 Fe2+一溶液呈红色一FeFe2+溶液一Fe3+溶液苯酚溶液不呈紫色一 Fe2+溶 液 呈 紫 色-Fe3+(3)利用Fe(0H)3沉淀的颜色：白色沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色一NaOH溶液厂I红 褐 色 沉 淀 一 Fe3+(4)利用Fe3+的氧化性Fe2+Fe2溶液一Cu片 无 明 显 现 象 一*Fe2+Fe3+溶液铜溶解,溶液变为蓝绿色一 Fe3+Fe2+溶液一 淀粉KI试纸厂 不变蓝一Fe2+Fe3+溶液 变蓝一 Fe3+Fe2+-I%S水溶液厂无现象一Fe2+Fe3+1产 生 淡 黄 色 沉 淀-Fe3+(5)利用Fe?+的还原性 Fe2+溶液一|溟水 溟水褪色 Fe2+Fe3+溶液-1一溟水不褪色-*FeFe2+溶液一KMnO4溶 液 一 紫 色 褪 去 一Fe2+Fe3+溶液1不褪色 Fe3+(6)利用铁氟化钾与亚铁离子反应生成蓝色的铁氟化亚铁沉淀检验亚铁离子。典例引领典 例1要证明某溶液中不含F e 3+,而可能含有F e 2+,进行如下实验操作的最佳顺序为()加入足量氯水 加入足量KMn O4(H+)溶液 加入少量K S CN溶液A.B.C.D.【答案】C【解析】通常用K S C N溶液检验F e 3+,故先向溶液中加入K S C N溶液，溶液不变红色，说明溶液中不含有F e3+；然后加入足量氯水，溶液呈血红色，说明溶液中含F e 2+；氧化剂不选用K M n O 溶液的原因是：KMn C h溶液本身有颜色，同时K M n C M会将K S C N氧化影响实验；故证明某溶液中不含有F e 3+而可能含有F e 2+,进行实验操作时最佳顺序为；答案选C。变式拓展1.下列离子的检验方法合理的是()A.向某溶液中滴入硫氟酸钾溶液呈红色，说明不含F e 2+B.向某溶液中通入氯气，然后再加入硫氧酸钾溶液变红色，说明原溶液中含有F e 2+C.向某溶液中加入氢氧化钠溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有F e 3+D.向某溶液中加入氢氧化钠溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有F e 2+,不含有M g2+【答案】C【解析】A.滴加硫氟酸钾溶液，溶液呈红色，证明存在F r+而不能证明没有F e 2+,A错误；B.若原溶液中含F e 2+,通入氯气，氯气将F e 2+氧化成F e 3+,滴加硫氟酸钾溶液后显红色，若原溶液中不含F e 2+而含有F e 3+,通入氯气，加入硫鼠酸钾溶液同样可以变红色，B错误；C.溶液中加入氢氧化钠溶液得红褐色沉淀，说明溶液中含有F e 3+,C正确：D.氢氧化镁为白色沉淀，能被红褐色沉淀掩盖，无法确定，D错误。故本题答案为C。考向二 Fe(OH”的制备制备F e(OH)2常用的三种方法方法一：有机覆盖层法将 吸 有N aO H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C C 1 4),以防止空气 与F e(OH)2接触发生反应，如 图1所 示。-NaOH溶液 苯-FeSO,溶液图1图2方法二：还原性气体保护法用H 2将装置内的空气排尽后，再 将 亚 铁 盐 与N a O H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Na C