常見金屬元素及其化合物專題

常見金屬元素及其化合物專題常見金屬元素及其化合物專題/NUMPAGES45常見金屬元素及其化合物專題常見金屬元素及其化合物專題專題復(fù)習(xí)常見金屬元素及其化合物[高考關(guān)鍵詞]單質(zhì)——氧化物(堿性氧化物)——?dú)溲趸?堿)——鹽(陽離子)。1.鈉：活潑、還原性(保存)；過氧化鈉：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、與水及CO2反應(yīng)特點(diǎn)；燒堿。2.鋁：還原性、與強(qiáng)堿反應(yīng)、合金；氧化鋁、氫氧化鋁：兩性；Al3＋：水解、凈水、離子共存、鋁三角轉(zhuǎn)化。3.鐵：腐蝕、變價(jià)；Fe2＋：還原性、離子共存、保存、檢驗(yàn)；Fe3＋：氧化性、水解、離子共存、檢驗(yàn)；Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化。4.銅：不活潑、冶煉；氧化物、Cu2＋：顏色。1．熟記幾種物質(zhì)的顏色Na2O2是________；Fe2O3是________；Al(OH)3、Fe(OH)2均是__________________；Fe(OH)3是________；CuSO4是________；FeCl3________。答案淡黃色紅棕色白色紅褐色白色棕黃色2．熟悉4類特殊反應(yīng)(1)Fe在Cl2中燃燒，無論Cl2是否過量，產(chǎn)物均為________。(2)Na在氧氣中燃燒，無論O2是否過量，產(chǎn)物均為________。(3)與水接觸產(chǎn)生氣體單質(zhì)的物質(zhì)有________。(4)與水接觸產(chǎn)生氣體化合物的物質(zhì)有________。答案(1)FeCl3(2)Na2O2(3)Na、K、Na2O2等(4)Al2S3、Mg3N2、CaC23．典型元素及其化合物的特征性質(zhì)(1)Na、Al、Fe、Cu四種元素的單質(zhì)中：①能與水劇烈反應(yīng)的是____________，反應(yīng)的離子方程式：_______________________；②能與NaOH溶液反應(yīng)的是________，反應(yīng)的離子方程式：_________________________，其中作氧化劑的是________________________________________________________；③Cu在潮濕的空氣中被腐蝕的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________；④與氧氣反應(yīng)條件不同，反應(yīng)產(chǎn)物不同的是_________________________________。(2)上述四種金屬的氧化物中：①能用作供氧劑的是________，寫出一個(gè)化學(xué)方程式：________________________________________________________________________；②既能溶于酸溶液又能溶于強(qiáng)堿溶液的是_________________________，離子方程式分別為__________________________________________________，________________________________________________________________________；③常溫下為黑色固體的是_____________________________________。(3)上述四種金屬的氫氧化物中：①易在空氣中被氧化的是__________，現(xiàn)象____________________________________________________________________________________________________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________；②具有兩性的是________________。(4)上述四種金屬形成的陽離子共有________種，其中既能表現(xiàn)還原性，又能表現(xiàn)氧化性的是________，檢驗(yàn)Fe2＋的方法是________________________________；其中氧化性最強(qiáng)的是________，它腐蝕金屬銅的離子方程式為______________________________。答案(1)①Na2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑②Al2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑H2O③2Cu＋CO2＋H2O＋O2=Cu2(OH)2CO3④Na、Fe(2)①Na2O22Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2(或2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑)②Al2O3Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O③FeO、Fe3O4、CuO(3)①Fe(OH)2白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色最后變?yōu)榧t褐色4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3②Al(OH)3(4)6Fe2＋、Cu＋先加KSCN溶液不顯紅色，再加H2O2溶液變?yōu)榧t色Fe3＋2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋高考題型1典型物質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用1．(2016高考選項(xiàng)組合題)化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是()A．利用Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)，制造泡沫滅火器滅火(2016·全國(guó)卷Ⅲ，7A)B．Fe3＋的氧化性比Cu2＋的強(qiáng)，可用FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板(2016·全國(guó)卷Ⅲ，7B)C．Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑(2016·江蘇，3C)D．Al2O3熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料(2016·江蘇，3D)答案C解析A項(xiàng)，Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)生成氫氧化鋁和二氧化碳，能滅火；B項(xiàng)，能說明Fe3＋的氧化性比Cu2＋的強(qiáng)；C項(xiàng)，利用Fe3＋水解生成氫氧化鐵膠體的吸附作用，不是Fe2(SO4)3的溶解性；D項(xiàng)，Al2O3熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料。2．(2016·上海，12)下列各組混合物，使用氫氧化鈉溶液和鹽酸兩種試劑不能分離的是()A．氧化鎂中混有氧化鋁B．氯化鋁溶液中混有氯化鐵C．氧化鐵中混有二氧化硅D．氯化亞鐵溶液中混有氯化銅答案D解析A項(xiàng)，MgO是堿性氧化物，與NaOH不能反應(yīng)，而Al2O3是兩性氧化物，可以與NaOH發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2，過濾后洗滌，就得到純凈的MgO，不符合題意；B項(xiàng)，向溶液中加入過量的NaOH溶液，氯化鐵變?yōu)镕e(OH)3沉淀，氯化鋁變?yōu)镹aAlO2，過濾，然后向溶液中加入適量的鹽酸，當(dāng)沉淀達(dá)到最大值，過濾，得到Al(OH)3，再向沉淀中加入適量的鹽酸溶解，就得到氯化鋁溶液，除去了雜質(zhì)，不符合題意；C項(xiàng)，二氧化硅是酸性氧化物，可以與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，而氧化鐵與NaOH溶液不能發(fā)生反應(yīng)，加入過量的NaOH溶液，然后過濾洗滌，就得到純凈的氧化鐵，不符合題意；D項(xiàng)，兩者都可以與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)，當(dāng)再向得到的沉淀中加入鹽酸時(shí)，兩者都溶解，不能分離、提純兩者，符合題意。3．(2016·高考選項(xiàng)組合題)下列敘述不正確的是()A．鉀、鈉、鎂等活潑金屬著火時(shí)，不能用泡沫滅火器滅火(2016·浙江理綜，8A)B．Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3，推測(cè)Fe與I2反應(yīng)生成FeI3(2016·上海，21C)C．Ba2＋濃度較高時(shí)危害健康，但BaSO4可服入體內(nèi)，作為造影劑用于X射線檢查腸胃道疾病(2016·浙江理綜，7C)D．鈉米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2＋、Cu2＋、Cd2＋、Hg2＋等重金屬離子，其本質(zhì)是鐵的還原性(2016·浙江理綜，7D改編)答案B解析B項(xiàng)，鐵離子具有強(qiáng)氧化性，能氧化I－。1．鈉及其重要化合物(1)鈉與酸反應(yīng)比與純水反應(yīng)劇烈，鈉與鹽溶液反應(yīng)，先考慮與水反應(yīng)，再考慮生成的NaOH能否與鹽進(jìn)一步發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。(2)Na2O2為淡黃色固體，Na＋與Oeq\o\al(2－,2)之比為2∶1。(3)Na2O2的強(qiáng)氧化性常表現(xiàn)為①加入FeCl2溶液，將Fe2＋氧化，同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀。②可將H2S氧化生成單質(zhì)硫。③加入Na2SO3溶液中，將SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)。(4)Na2O2與H2O、CO2的反應(yīng)，屬于Oeq\o\al(2－,2)的歧化反應(yīng)，CO2、H2O既不是氧化劑也不是還原劑。2．鋁及其重要化合物(1)Al、Al2O3、Al(OH)3與H＋、OH－都反應(yīng)，其量的關(guān)系如圖：(2)由于Al(OH)3具有兩性，決定了它的制備方法：①Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；②AlOeq\o\al(－,2)＋CO2(過量)＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。(3)離子共存問題：①Al3＋與OH－、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、S2－、AlOeq\o\al(－,2)不能大量共存，其中OH－是因?yàn)橹苯臃磻?yīng)，其余均是“相互促進(jìn)水解”；②AlOeq\o\al(－,2)與H＋、HCOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、Mg2＋、Cu2＋不能大量共存，其中AlOeq\o\al(－,2)和H＋、HCOeq\o\al(－,3)是因?yàn)橹苯臃磻?yīng)[如AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)]，其余均是“相互促進(jìn)水解”。(4)鑒別(利用滴加順序不同，現(xiàn)象不同)：①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀溶解；②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象：開始無明顯現(xiàn)象，后產(chǎn)生白色沉淀，沉淀不溶解。3．鐵及其重要化合物(1)Fe2＋的還原性常表現(xiàn)為遇HNO3、H2O2、Cl2、MnOeq\o\al(－,4)(H＋)時(shí)轉(zhuǎn)化為＋3價(jià)。(2)Fe3＋的氧化性常表現(xiàn)為可氧化Fe、Cu、I－、S2－、SOeq\o\al(2－,3)。(3)證明溶液中既有Fe2＋又有Fe3＋的方法①證明Fe3＋用KSCN溶液，溶液變紅；②證明Fe2＋用酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。③證明Fe2＋也可以用K3[Fe(CN)6]，生成藍(lán)色沉淀。4．銅及其重要化合物的幾個(gè)重要反應(yīng)分析(1)Cu在潮濕空氣中生成銅銹(綠色)2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(2)CuSO4遇水蒸氣變?yōu)樗{(lán)色晶體(CuSO4·5H2O)，可用于檢驗(yàn)H2O的存在。(3)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O此反應(yīng)當(dāng)Cu足量時(shí)，H2SO4不能完全反應(yīng)。同時(shí)此反應(yīng)也不適合用于制備CuSO4，因?yàn)橛蠸O2的污染且H2SO4的利用率低?？枷?重要反應(yīng)方程式的書寫1．鈉及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系①離子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑；②化學(xué)方程式：2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2；③離子方程式：2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑；④化學(xué)方程式：2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2；⑤化學(xué)方程式：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O；⑥離子方程式：2OH－＋CO2=COeq\o\al(2－,3)＋H2O；⑦離子方程式：CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)；⑧化學(xué)方程式：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。2．鋁及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系①離子方程式：2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；②離子方程式：Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O；③離子方程式：AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)；④離子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)；⑤化學(xué)方程式：2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O；⑥離子方程式：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓。3．鐵及其化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系①化學(xué)方程式：Fe＋Seq\o(=,\s\up7(△))FeS；②化學(xué)方程式：2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2FeCl3；③化學(xué)方程式：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2或Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe；④離子方程式：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－或2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；⑤離子方程式：2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋或2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋；⑥化學(xué)方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3?？枷?金屬及其化合物的性質(zhì)和用途4．判斷下列關(guān)于金屬及其化合物的說法是否正確，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)在酒精燈加熱條件下，Na2CO3、NaHCO3固體都能發(fā)生分解(×)解析Na2CO3很穩(wěn)定，一般加熱不會(huì)分解。(2)溶解度：小蘇打<蘇打(√)(3)Al2O3和MgO均可與NaOH溶液反應(yīng)(×)解析Al2O3屬于兩性氧化物，能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，MgO屬于堿性氧化物，不與NaOH溶液反應(yīng)，錯(cuò)誤。(4)制備Al(OH)3懸濁液：向1mol·L－1AlCl3溶液中加過量的6mol·L－1NaOH溶液(×)解析Al(OH)3是兩性氫氧化物，可以和過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉。(5)將水蒸氣通過灼熱的鐵粉，出現(xiàn)的現(xiàn)象是粉末變紅，說明鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)(×)解析鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成黑色的Fe3O4和H2。(6)中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(√)解析明礬溶液中的Al3＋水解呈酸性，能溶解銅銹[Cu2(OH)2CO3]。(7)明礬凈化水和純堿去油污均利用了它們的氧化性(×)解析明礬凈水是利用Al3＋水解生成Al(OH)3膠體的吸附作用，純堿去油污是利用COeq\o\al(2－,3)水解的堿性，均與氧化性無關(guān)。5．下列物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用均正確且二者具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是()A．鈉鉀合金的導(dǎo)熱性強(qiáng)，可用作快中子反應(yīng)堆的熱交換劑B．氧化鐵能與酸反應(yīng)，可用于制作紅色涂料C．Na2CO3溶液顯堿性，可用于除去鍋垢中的硫酸鈣D．常溫下鋁與濃硝酸不反應(yīng)，常用鋁罐車運(yùn)輸濃硝酸答案A解析A項(xiàng)，鈉和鉀的合金在常溫下呈液態(tài)，導(dǎo)熱性好，可用作快中子反應(yīng)堆的熱交換劑，正確；B項(xiàng)，氧化鐵可與酸反應(yīng)，也可用于制作紅色涂料，但二者之間無直接對(duì)應(yīng)關(guān)系，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，因?yàn)镃aCO3的Ksp比CaSO4的Ksp小，所以CaSO4可轉(zhuǎn)化為CaCO3，與Na2CO3溶液顯堿性無關(guān)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，鋁遇濃硝酸反應(yīng)形成一層致密的氧化膜，錯(cuò)誤。6．化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)和生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法中正確的是()A．Na2O、Na2O2組成元素相同，與CO2反應(yīng)產(chǎn)物也相同B．BaCO3、BaSO4都難溶于水，均可用作鋇餐C．Al與Fe2O3能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，曾用于焊接鋼軌D．Na2CO3可以與胃酸反應(yīng)，可用Na2CO3治療胃酸過多答案C解析A項(xiàng)，Na2O與CO2反應(yīng)只生成Na2CO3，Na2O2與CO2反應(yīng)生成Na2CO3和氧氣；B項(xiàng)，BaCO3不能用作鋇餐，BaSO4可用作鋇餐；D項(xiàng)，碳酸鈉溶液的堿性較強(qiáng)，具有腐蝕性，可用碳酸氫鈉、Al(OH)3等治療胃酸過多?？枷?金屬及其化合物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)7．下列實(shí)驗(yàn)中，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且二者具有因果關(guān)系的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論①將Cu片放入濃硫酸中無明顯變化Cu與濃硫酸不反應(yīng)②向FeSO4溶液中加入KSCN溶液溶液變紅Fe2＋全部被氧化成Fe3＋③向Al(OH)3中分別加入鹽酸和氨水Al(OH)3都溶解Al(OH)3具有兩性④加熱NaHCO3溶液無明顯變化NaHCO3的熱穩(wěn)定性較強(qiáng)A．①② B．③④C．②③④ D．全部錯(cuò)誤答案D解析①中Cu與濃硫酸在常溫下不反應(yīng)，在加熱條件下反應(yīng)，因此不能根據(jù)無明顯變化得出Cu與濃硫酸不反應(yīng)的結(jié)論；②中溶液變紅，說明溶液中存在Fe3＋，但不能確定是否全部被氧化；③中Al(OH)3能溶于鹽酸，但不溶于氨水，現(xiàn)象錯(cuò)誤；④中熱穩(wěn)定性是指純物質(zhì)的熱穩(wěn)定性，結(jié)論錯(cuò)誤?？枷?以金屬為載體的簡(jiǎn)單計(jì)算8．?dāng)M晶Al65Cu23Fe12具有合金的某些優(yōu)良物理性能，將相同質(zhì)量的此擬晶分別與足量的鹽酸、燒堿和稀硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量按由小到大的順序排列正確的是()A．鹽酸、稀硝酸、燒堿 B．燒堿、鹽酸、稀硝酸C．燒堿、稀硝酸、鹽酸 D．稀硝酸、燒堿、鹽酸答案D解析將Al65Cu23Fe12看作是由65mol鋁、23mol銅、12mol鐵組成的混合物，只有鋁與燒堿反應(yīng)放出氫氣，氫氣的物質(zhì)的量是65mol×eq\f(3,2)＝97.5mol；與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁與鐵都反應(yīng)，放出氫氣的物質(zhì)的量是65mol×eq\f(3,2)＋12mol＝109.5mol；與稀硝酸反應(yīng)時(shí)，三種金屬都溶解放出NO氣體，放出NO的物質(zhì)的量是65mol＋23mol×eq\f(2,3)＋12mol≈92.3mol。所以產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量由小到大的順序?yàn)橄∠跛帷龎A、鹽酸，D項(xiàng)正確。9．(2016·上海，17)某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中，向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2，恰好將Fe2＋完全氧化。x值為()A．0.80B．0.85C．0.90D．0.93答案A解析根據(jù)電子守恒可知，F(xiàn)exO被氧化為Fe3＋轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2被還原為Cl－轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol。則有eq\f(1.52,56x＋16)×(3－eq\f(2,x))×x＝0.01，解得x＝0.80。故選A。10．向含Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入150mL1mol·L－1HCl溶液，測(cè)得溶液中的某幾種離子物質(zhì)的量的變化如圖所示。則下列說法不正確的是()A．a(chǎn)曲線表示的離子方程式為AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓B．b和c曲線表示的離子反應(yīng)是相同的C．M點(diǎn)時(shí)，溶液中沉淀的質(zhì)量為3.9gD．原混合溶液中的COeq\o\al(2－,3)與AlOeq\o\al(－,2)的物質(zhì)的量之比為1∶2答案D解析向Na2CO3、NaAlO2的混合溶液中逐滴加入1mol·L－1的鹽酸，首先發(fā)生反應(yīng)AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O=Al(OH)3↓，a曲線表示AlOeq\o\al(－,2)的減少，第二個(gè)階段，COeq\o\al(2－,3)和鹽酸反應(yīng)生成HCOeq\o\al(－,3)，第三階段，COeq\o\al(2－,3)反應(yīng)完畢，發(fā)生反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O，此階段Al(OH)3不參與反應(yīng)，d曲線表示HCOeq\o\al(－,3)減少，故A正確；b曲線表示碳酸鈉和鹽酸的反應(yīng)，c曲線也表示碳酸鈉和鹽酸的反應(yīng)，只是b曲線表示碳酸鈉的物質(zhì)的量，c曲線表示碳酸氫鈉的物質(zhì)的量，所以b和c曲線表示的離子反應(yīng)是相同的，故B正確；加入的鹽酸為50mL時(shí)，NaAlO2中鋁元素全部轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，再加入100mL鹽酸時(shí)，氫氧化鋁沉淀不溶解，則M點(diǎn)沉淀的質(zhì)量和加入50mL鹽酸時(shí)沉淀的質(zhì)量相同，由NaAlO2＋HCl＋H2O=NaCl＋Al(OH)3↓知，n[Al(OH)3]＝n(NaAlO2)＝n(HCl)＝0.05mol，m[Al(OH)3]＝0.05mol×78g·mol－1＝3.9g，故C正確；由圖像知，Na2CO3、NaAlO2的物質(zhì)的量相等，都是0.05mol，故D錯(cuò)誤。高考題型2以金屬及其化合物為載體的綜合考查1．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up7(試劑①),\s\do5(微熱，過濾))eq\x(濾液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3))eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(K2SO4))eq\x(產(chǎn)物)(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用______________(填標(biāo)號(hào))。a．HCl溶液 b．H2SO4溶液c．氨水 d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________。(3)沉淀B的化學(xué)式為_______________________________________________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大解析(1)易拉罐的主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)，試劑①的作用是將Al溶解并除去Fe、Mg雜質(zhì)，HCl溶液和H2SO4溶液可溶解Al及Fe、Mg雜質(zhì)，會(huì)引入Fe2＋、Mg2＋，氨水不溶解Al；NaOH溶液可溶解Al，但不溶解Fe、Mg雜質(zhì)，故d項(xiàng)符合。(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應(yīng)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑。(3)濾液A中鋁元素以AlOeq\o\al(－,2)形式存在，與溶液中HCOeq\o\al(－,3)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：AlOeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時(shí)，KAl(SO4)2=K＋＋Al3＋＋2SOeq\o\al(2－,4)，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。2．(2016·全國(guó)卷Ⅱ，28)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}：(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是________________________________________________。(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________________________________________________。(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液變紅，煤油的作用是________________________________________________________________________。(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L－1KI溶液，加入6mL0.1mol·L－1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置，CCl4層顯紫色；②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀；③第三支試管中加入1滴KSCN溶液，溶液變紅。實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是________(填離子符號(hào))；實(shí)驗(yàn)①和③說明：在I－過量的情況下，溶液中仍含有________(填離子符號(hào))，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為________。(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是________________________________________________________________________，生成沉淀的原因是______________________________________________(用平衡移動(dòng)原理解釋)。答案(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反應(yīng)(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱，促進(jìn)Fe3＋的水解平衡正向移動(dòng)解析(1)亞鐵離子具有還原性，能被空氣中的氧氣氧化，所以在配制FeCl2溶液中加入少量鐵屑的目的是防止Fe2＋被空氣氧化。(2)Cl2可將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得電子生成Cl－，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔絕空氣，防止空氣中的氧氣將Fe2＋氧化，產(chǎn)生干擾。(4)根據(jù)Fe2＋的檢驗(yàn)方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，一定含有Fe2＋，則實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，F(xiàn)e3＋遇KSCN溶液顯紅色，實(shí)驗(yàn)①和③說明，在I－過量的情況下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為可逆反應(yīng)，反應(yīng)為2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2。(5)H2O2溶液中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生的離子方程式為H2O2＋2Fe2＋＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O，鐵離子的溶液呈棕黃色；一段時(shí)間后，溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱，隨后有紅褐色沉淀生成，產(chǎn)生氣泡的原因是反應(yīng)產(chǎn)生的Fe3＋是H2O2分解的催化劑，促使H2O2分解生成O2，同時(shí)H2O2分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)，并促進(jìn)了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正向移動(dòng)，產(chǎn)生較多Fe(OH)3，聚集形成沉淀。1．金屬單質(zhì)冶煉方法歸納其中電解法是指電解熔融鹽或氧化物；熱還原法中常用還原劑有H2、CO、C、Al等。2．金屬及其化合物制備的答題策略從資源中獲取無機(jī)物，往往需要富集、除雜、物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化等多步反應(yīng)才能完成。(1)這類試題一般是解析已知的生產(chǎn)過程，重點(diǎn)是分析每一步加入的物質(zhì)是什么、出來的物質(zhì)是什么、發(fā)生了什么樣的變化。(2)涉及鐵元素的除去步驟一般為溶液(含F(xiàn)e2＋、Fe3＋)eq\o(→,\s\up7(氧化))Fe3＋eq\o(→,\s\up7(調(diào)pH))使鐵元素轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，氧化劑可選擇H2O2、Cl2等，沉淀劑的選擇要考慮不引入新的雜質(zhì)。(3)涉及鋁元素的分離，需要應(yīng)用：(4)從溶液中獲取晶體時(shí)，要充分考慮水解、氧化等因素的影響?？枷?金屬冶煉與氧化還原反應(yīng)的綜合1．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu答案B2．工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅并對(duì)爐渣進(jìn)行綜合利用的一種工藝流程如圖所示：(1)冶煉過程中得到的Cu2O和Cu的混合物稱為“泡銅”，Cu2O與金屬Al在高溫條件下混合反應(yīng)可得粗銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________。粗銅精煉時(shí)應(yīng)將粗銅連接在直流電源的________極，可在________極得到純度較高的精銅。(2)傳統(tǒng)煉銅的方法主要是火法煉銅，主要反應(yīng)如下所示：①2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu2S＋3SO2＋2FeO②2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋2SO2③2Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(高溫))6Cu＋SO2↑每生成1molCu，共消耗________molO2。反應(yīng)③中的氧化劑是________。(3)用煉銅產(chǎn)生的爐渣(含F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制備Fe2O3。根據(jù)流程回答下列問題：①加入適量NaClO溶液的目的是_________________________________________________(用離子方程式表示)。②除去Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________________________________________________________________________。③選用提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證爐渣中含有FeO。提供的試劑有：稀鹽酸、稀硫酸、KSCN溶液、高錳酸鉀溶液、NaOH溶液、碘水。所選試劑是___________________________________________________。實(shí)驗(yàn)方案：___________________________________________________。答案(1)3Cu2O＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋6Cu正陰(2)2.5Cu2O、Cu2S(3)①2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O②Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O③稀硫酸、高錳酸鉀溶液取少量高錳酸鉀溶液于試管中，滴加用稀硫酸溶解爐渣得到的溶液，高錳酸鉀溶液的紫色褪去，證明溶液中含有Fe2＋，從而證明爐渣中含有FeO解析(1)Cu2O與Al發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Al2O3與Cu：3Cu2O＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋6Cu；粗銅精煉的目的是使粗銅溶解，精銅析出，所以粗銅作陽極，精銅在陰極產(chǎn)生。(2)根據(jù)反應(yīng)①②③可知，利用火法煉銅，CuFeS2中的銅元素、鐵元素、硫元素最終分別轉(zhuǎn)化為Cu、FeO、SO2，由此可寫出總反應(yīng)方程式：2CuFeS2＋5O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋2FeO＋4SO2，則由總反應(yīng)式可以看出每生成1molCu，共消耗2.5molO2。反應(yīng)③的反應(yīng)物Cu2O、Cu2S中銅元素的化合價(jià)都降低，二者均為氧化劑。(3)①NaClO溶液具有強(qiáng)氧化性，將Fe2＋氧化成Fe3＋；2Fe2＋＋ClO－＋2H＋=2Fe3＋＋Cl－＋H2O。②除去Al3＋發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al3＋4OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。③檢驗(yàn)FeO，需要將FeO溶解，再利用Fe2＋的還原性檢驗(yàn)Fe2＋，選的試劑是稀硫酸、高錳酸鉀溶液?？枷?以金屬及化合物制備為載體考查反應(yīng)原理3．鈦(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三大金屬，我國(guó)四川攀枝花和西昌地區(qū)的釩鈦磁鐵礦儲(chǔ)量十分豐富。如圖所示，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率，減少環(huán)境污染。請(qǐng)回答下列問題：(1)電解飽和食鹽水時(shí)，總反應(yīng)的離子方程式是_______________________________________________________________________________________________。(2)寫出釩鈦磁鐵礦經(jīng)氯化法得到四氯化鈦的化學(xué)方程式：______________________________________________________________________________________。(3)已知：①M(fèi)g(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)ΔH＝－641kJ·mol－1②Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)ΔH＝－770kJ·mol－1下列說法正確的是________(填字母)。a．Mg的燃燒熱為641kJ·mol－1b．Ti的能量一定比TiCl4的高c．等質(zhì)量的Mg(s)、Ti(s)與足量的氯氣反應(yīng)，前者放出的熱量多d．Mg還原TiCl4的熱化學(xué)方程式2Mg(s)＋TiCl4(s)=2MgCl2(s)＋Ti(s)ΔH＝－512kJ·mol－1(4)在上述產(chǎn)業(yè)鏈中，合成192t甲醇理論上需額外補(bǔ)充H2________t(不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失)。(5)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料，石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。該電池中負(fù)極上的電極反應(yīng)式是__________________________________________________。答案(1)2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－(2)2FeTiO3＋6C＋7Cl2=2FeCl3＋2TiCl4＋6CO(3)cd(4)10(5)CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O解析(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式是2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2NaOH，其離子方程式為2Cl－＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))Cl2↑＋H2↑＋2OH－。(2)根據(jù)題中工藝流程圖可以看出反應(yīng)物有FeTiO3、C和Cl2，生成物有FeCl3，TiCl4和CO，然后通過觀察法配平方程式。(3)燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量，a錯(cuò)誤；Ti與Cl2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，1molTi(s)和2molCl2(g)的總能量大于1molTiCl4(s)的能量，無法直接比較Ti和TiCl4的能量大小，b錯(cuò)誤；1gMg(s)和1gTi(s)與Cl2(g)反應(yīng)放出的熱量分別是eq\f(641,24)kJ、eq\f(770,48)kJ，c正確；將①×2－②可得到2Mg(s)＋TiCl4(s)=2MgCl2(s)＋Ti(s)ΔH＝－512kJ·mol－1，d正確。(4)CO＋2H2=CH3OHCO～eq\f(7,6)Cl2～eq\f(7,6)H2得出CH3OH～eq\f(5,6)H2(額外補(bǔ)充)32eq\f(5,3)192t10t(5)堿性介質(zhì)環(huán)境中，燃料電池總的反應(yīng)式為CH3OH＋eq\f(3,2)O2＋2OH－=COeq\o\al(2－,3)＋3H2O，正極反應(yīng)式為eq\f(3,2)O2＋6e－＋3H2O=6OH－，兩者相減得到CH3OH＋8OH－－6e－=COeq\o\al(2－,3)＋6H2O。4．菱錳礦的主要成分是MnCO3(含有少量FeS2、Al2O3)，以菱錳礦為原料制備錳單質(zhì)的流程如下所示：eq\x(菱錳礦粉)eq\o(→,\s\up7(硫酸銨))漿化eq\o(→,\s\up7(稀硫酸))溶液1eq\o(→,\s\up7(MnO2))溶液2eq\o(→,\s\up7(氨水))精制→電解→Mn請(qǐng)回答下列問題：(1)菱錳礦在浸取前需要粉碎，其目的是___________________________________________________________________________________________________________________。(2)用稀硫酸浸取時(shí)，主要反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________；加入二氧化錳時(shí)被氧化的物質(zhì)是________(填化學(xué)式)。(3)已知Fe、Al、Mn的氫氧化物開始沉淀及沉淀完全時(shí)的pH如表所示，則加氨水沉淀時(shí)應(yīng)控制溶液的pH范圍為______________。此時(shí)得到的沉淀是____________、__________(填化學(xué)式)。氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2開始沉淀pH1.84.18.3完全沉淀pH3.25.09.8(4)電解硫酸錳溶液時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為________________________________________________________________________________________________________________。用酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)Mn2＋，產(chǎn)生黑色沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________。答案(1)增大接觸面積，便于漿化，提高浸出率(2)MnCO3＋2H＋=Mn2＋＋CO2↑＋H2OFeS2(3)5.0≤pH<8.3Al(OH)3Fe(OH)3(4)Mn2＋＋2e－=Mn2MnOeq\o\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O=5MnO2↓＋4H＋解析(1)礦石粉碎可增大固體與液體、固體與氣體的接觸面積，可從影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的角度進(jìn)行分析。(2)FeS2中的＋2價(jià)鐵及－1價(jià)硫都具有還原性，均可被MnO2氧化。(3)根據(jù)幾種離子沉淀的pH，控制溶液的酸堿性使氫氧化鋁完全沉淀(氫氧化鐵已完全沉淀)，氫氧化錳沒有開始沉淀。(4)電解硫酸錳溶液時(shí)，陰極上錳離子發(fā)生還原反應(yīng)生成錳單質(zhì)。高錳酸鉀將錳離子氧化成二氧化錳?？枷?金屬及其化合物的制備與實(shí)驗(yàn)的綜合5．鐵、銅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。現(xiàn)有含氯化亞鐵雜質(zhì)的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O)，為制取純凈的CuCl2·2H2O，首先將其制成水溶液，然后按如圖步驟進(jìn)行提純：已知Cu2＋、Fe3＋和Fe2＋的氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時(shí)的pH，見下表：Fe3＋Fe2＋Cu2＋氫氧化物開始沉淀時(shí)的pH1.97.04.7氫氧化物完全沉淀時(shí)的pH3.29.06.7請(qǐng)回答下列問題：(1)最適合作氧化劑X的是________(填序號(hào)，下同)。A．K2Cr2O7 B．NaClOC．H2O2 D．KMnO4(2)加入的物質(zhì)Y是________。A．CuO