课时规范练9 铁及其重要化合物
一、选择题:本题共5小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖北枝江月考)下列关于铁的说法正确的是( )
A.铁在硫蒸气中燃烧生成Fe2S3
B.纯铁的抗腐蚀能力较差,铁在干燥的空气里易被氧化
C.工业上用CO在高温条件下还原含Fe2O3的铁矿石炼铁
D.铁在纯氧中燃烧或在氯气中燃烧所得产物中铁的化合价均为+3价
2.某同学用含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取氯化铁晶体,实验装置如图所示(夹持装置略,气密性已检验),下列推断不合理的是 ( )
A.B中收集到的气体是H2
B.烧杯中H2O2溶液的作用是将Fe2+还原为Fe3+
C.A中的Fe2O3与HCl反应生成FeCl3
D.烧杯中的溶液在氯化氢气氛下,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体
3.(2022山东菏泽质检)为验证还原性SO2>Fe2+>Cl-,三组同学分别进行了下图实验,并对溶液1和溶液2中所含离子进行检验,能证明上述还原性顺序的实验组有( )
序号 溶液1 溶液2
甲 含Fe3+、Fe2+ 含S
乙 含Fe3+,无Fe2+ 含S
丙 含Fe3+,无Fe2+ 含Fe2+
A.只有甲 B.甲、乙
C.甲、丙 D.甲、乙、丙
4.实验室测定氧化物X(FexO)的组成实验如下:
3.04 g X溶液Y溶液Z
下列有关说法正确的是( )
A.样品X中氧元素的质量分数约为26.3%
B.溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=2∶1
C.用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+
D.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.75O
5.(2021江苏盐城期初调研)下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是( )
选项 操作和现象 结论或目的
A 向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液置于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色 红砖中含有氧化铁
B 把CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸中溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4
C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀硫酸酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质
D 向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液,变红色 原溶液中含有Fe2+
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
6.(2021河北邯郸六校联考)将一定量的铁粉投入硫酸铜与硫酸铁的混合溶液中,充分反应后有固体剩余。下列分析正确的是( )
A.剩余固体中只含未反应的铁粉
B.若固体中有铜,则反应后的溶液中不可能含有Fe3+
C.若剩余固体中有铁,则反应后的溶液中只有一种溶质
D.若剩余固体中只有铜,则反应后的溶液中含有Fe3+
7.(2021辽宁师大附中高三期末)高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3,少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源,以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红,其流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.铁红的主要成分是Fe2O3,与HI溶液反应生成Fe3+
B.酸浸液遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀
C.洗涤滤渣时要用玻璃棒不断搅拌
D.氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液
8.(2021河北唐山一模)a-FeO(OH)在高档涂料、油墨的生产中有着重要的用途。某化工厂以氧化铁废料(含少量的FeO、SiO2)为原料制备FeO(OH)的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.FeSO4·7H2O被氧化时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.FeO(OH)中Fe的化合价为+3价
C.试剂a是稀硫酸、试剂b是Fe粉
D.料渣1是SiO2、滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4
三、非选择题:本题共2小题。
9.(2021福建龙岩第一次质检)乳酸亚铁晶体
{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,吸收效果比无机铁好,易溶于水,几乎不溶于乙醇,可由乳酸与FeCO3反应制得。
Ⅰ.制备FeCO3
实验步骤如下:
ⅰ.检查装置的气密性,按图示添加药品;
ⅱ.在装置B中制取硫酸亚铁,并将整个装置内的空气排净;
ⅲ.将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀;
ⅳ.将C中混合物分离提纯,获得纯净的碳酸亚铁产品。
(1)仪器A的名称是 。
(2)装置D的作用是 。
(3)装置C中生成FeCO3的离子方程式是 。
(4)步骤ⅱ中应打开的开关是 (填“K2”或“K3”,下同),步骤ⅲ中应打开的开关是 。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体
将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量铁粉,在75 ℃时搅拌使之充分反应,然后再加入适量乳酸。经系列操作后得到产品。
(5)加入铁粉的目的为 (用离子方程式表示)。
(6)欲获得尽可能多的产品,上述系列操作指的是:冷却, ,过滤,再洗涤和干燥。
Ⅲ.探究乳酸亚铁晶体中铁元素的含量
甲、乙同学分别设计如下方案,以测定样品中铁元素的含量。
甲 乙
称取w1 g样品溶于水,用c1 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,当溶液恰好显浅紫色,且30 s内不恢复,停止滴定,测得消耗标准溶液V1 mL。由此求得n(Fe)=5c1V1×10-3 mol 称取w2 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用c2 mol·L-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2S4+2I-),滴定终点时,测得消耗标准溶液V2 mL
(7)甲方案错误,主要原因是 ,该方案测定结果将明显 (填“偏大”或“偏小”)。
(8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为 (用含有相关字母的代数式表示)。
10.(2021湖北武汉第六中学检测)某校化学兴趣小组的同学利用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是 。
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,向其中加入6 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液置于3支试管中进行如下实验:
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验②检验的离子是 (填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红色沉淀生成。产生气泡的原因是 ,生成沉淀的原因是 (用平衡移动原理解释)。
参考答案
课时规范练9 铁及其重要化合物
1.C 解析 Fe与S反应生成FeS,A项错误;纯铁不易发生电化学腐蚀,抗腐蚀能力较强,铁在干燥的空气里不易被氧化,B项错误;铁在纯氧中燃烧产物是Fe3O4,其中铁的化合价有+2价和+3价两种价态,D项错误。
2.B 解析 Fe和HCl反应生成FeCl2和H2,所以B中收集到的气体是H2,A项正确;H2O2溶液具有氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,B项错误;Fe2O3为碱性氧化物,可与HCl反应生成FeCl3和H2O,C项正确;因Fe3+易水解,故FeCl3溶液应在氯化氢气氛下,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到氯化铁晶体,D项正确。
3.C 解析 向FeCl2溶液中通入Cl2,得到溶液1,再向溶液1中通入SO2,得到溶液2。溶液1中含有Fe3+、Fe2+,说明发生反应2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-,且Cl2反应完全,可证明还原性Fe2+>Cl-;溶液2中含有S,则说明发生反应2Fe3++SO2+2H2O2Fe2++S+4H+,可证明还原性SO2>Fe2+,故甲能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-;溶液1中含有Fe3+,无Fe2+剩余,则还原性Fe2+>Cl-,但Cl2可能过量,再通入SO2,可能发生的反应是Cl2+SO2+2H2O2Cl-+S+4H+,不能比较SO2与Fe2+的还原性强弱,故乙不能验证;溶液1中含有Fe3+,没有Fe2+,通入SO2后溶液中又含有Fe2+,说明SO2将Fe3+还原得到Fe2+,证明还原性SO2>Fe2+,故丙实验结论能证明还原性SO2>Fe2+>Cl-。
4.A 解析 溶液Y消耗0.01mol氯气,这说明溶液中含有0.02molFe2+,因此X中相当于含有FeO的物质的量是0.02mol,质量是0.02mol×72g·mol-1=1.44g,则相当于含有Fe2O3的质量是3.04g-1.44g=1.6g,物质的量是0.01mol,即X可以看作是2FeO·Fe2O3,因此x==0.8。样品X中氧元素的质量分数为×100%≈26.3%,A项正确;根据以上分析可知溶液Y中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶1,B项错误;Z溶液中含有氯离子,氯离子也能被高锰酸钾酸性溶液氧化,不能用高锰酸钾酸性溶液检验溶液Z中是否含有Fe2+,应该用铁氰化钾,C项错误;根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断X的组成为Fe0.8O,D项错误。
5.A 解析 CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B错误;N+H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,可发生氧化还原反应,有Fe3+生成,Fe3+遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,C错误;若原溶液中不存在Fe2+,存在Fe3+,加入KSCN溶液也会变红,D错误。
6.BC 解析 由于氧化性:Fe3+>Cu2+,加入铁粉先后发生反应:①Fe2(SO4)3+Fe3FeSO4,②Fe+CuSO4FeSO4+Cu,充分反应后有固体剩余,则一定含有铜,可能有剩余的铁粉,A错误;由于2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,固体中有铜,则溶液中不可能含有Fe3+,B正确;固体中有铁,反应①和②完全,反应后溶液中只有FeSO4,C正确;固体中只有铜,反应后的溶液中一定不含Fe3+,D错误。
7.AC 解析 Fe2O3与HI溶液发生氧化还原反应生成Fe2+,A错误;酸浸液中含有Fe2+,遇K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀,B正确;用玻璃棒不断搅拌会损坏滤纸,C错误;氧化Fe2+时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,D正确。
8.A 解析 FeSO4·7H2O被氧化时,氧化剂是O2,还原剂是FeSO4,根据得失电子守恒推知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4,A错误。FeO(OH)中氧元素显-2价,氢元素显+1价,则铁元素的化合价为+3价,B正确。“酸浸”时加入试剂a,由滤液Ⅱ加入乙醇溶液获得FeSO4·7H2O推知,试剂a是稀硫酸;“滤液Ⅰ”加入试剂b还原Fe3+,则试剂b是铁粉,C正确。SiO2难溶于稀硫酸,则料渣1是SiO2;FeSO4·7H2O与NaOH溶液混合可得到FeO(OH),结合元素守恒推知,滤液Ⅲ的主要成分是Na2SO4,D正确。
9.答案 (1)(球形)分液漏斗
(2)液封,防止空气进入C中氧化Fe2+
(3)Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑
(4)K3 K2
(5)Fe+2Fe3+3Fe2+ (6)加入乙醇
(7)乳酸根也能被高锰酸钾氧化 偏大
(8)%
解析 Ⅰ.(1)仪器A为分液漏斗。
(2)装置D的作用是防止空气中的氧气进入到装置C中将Fe2+氧化。
(3)装置C中FeSO4和NH4HCO3发生反应,离子方程式为Fe2++2HCFeCO3↓+H2O+CO2↑。
(4)首先关闭活塞K2,打开活塞K1、K3,目的是发生反应制备Fe2+,利用反应产生的氢气排净装置内的空气,防止Fe2+被氧化;关闭活塞K1,反应一段时间后,关闭活塞K3,打开活塞K2,利用生成氢气使B装置中气压增大,将B装置中的硫酸亚铁溶液压入C中,产生FeCO3沉淀。
Ⅱ.(5)Fe2+容易被氧化为Fe3+,加入铁粉可将Fe3+还原为Fe2+,离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+。
(6)乳酸亚铁晶体易溶于水,几乎不溶于乙醇,故加入乙醇可让乳酸亚铁析出更多,提高产量。
Ⅲ.(7)乳酸根中含有羟基,也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致消耗高锰酸钾的量增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。
(8)滴定终点时,V2mL硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为c2·V2×10-3mol。根据关系式2Fe2+~2Fe3+~I2~2S2,可知样品中[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O的物质的量为c2·V2×10-3mol,则样品中铁元素含量为×100%=%。
10.答案 (1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
(4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应
(5)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
解析 (1)亚铁离子具有还原性,能被溶解在溶液中的氧气氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2+被氧化。
(2)Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+,自身得电子生成Cl-,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。
(3)煤油的作用是隔绝空气,防止空气中的氧气将Fe2+氧化,产生干扰。
(4)根据Fe2+的检验方法,向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,一定含有Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液显红色,实验①和③说明,在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应。
(5)向H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O,含铁离子的溶液呈棕黄色;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成,产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂,促使H2O2分解生成O2,同时H2O2分解反应是放热反应,温度升高,促进了Fe3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+正向移动,产生较多的Fe(OH)3,聚集形成沉淀。(共82张PPT)
第3讲 金属材料及金属矿物的开发利用
第三章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.了解常见金属的冶炼方法。
2.能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属的冶炼等)对社会发展的价值,以及对环境的影响。
3.结合实例认识金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质的性质、实现物质转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
强基础 增分策略
一、铝及其化合物
1.从原子结构角度认识铝的化学性质
铝在元素周期表中处于第 三 周期第 ⅢA 族,其原子结构示意图为
,原子最外层有3个电子,在反应中易 失去 电子,表现出 还原 性。
写出图中有关反应的化学方程式:
2.氧化铝的性质及用途
(1)化学性质(写出化学方程式)
(2)重要用途
①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。
②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝:
3.氢氧化铝
(1)化学性质(写出离子方程式)
(2)制备方法(写离子方程式)
①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水:
②向NaAlO2溶液中通入足量CO2:
4.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3,并冶炼金属铝的两种工艺流程:
应用提升 (1)对两性氧化物的理解
①像Al2O3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫做两性氧化物。
②“两性”是指既具有酸性氧化物的性质(能与碱反应生成盐和水),又具有碱性氧化物的性质(能与酸反应生成盐和水)。
(2)认识两性氢氧化物
①像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,叫做两性氢氧化物。
②从电离角度认识Al(OH)3的两性,有两种电离方式:
故既能与酸反应又能与碱反应。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和Al2O3均能与一些酸、碱反应。( √ )
(2)氧化铝的硬度大,故常用于制造耐火材料。( × )
(3)氢氧化铝能与盐酸反应,故可用于中和过多胃酸。( √ )
二、镁及其化合物
1.镁的化学性质
2.MgO和Mg(OH)2的化学性质
(1)MgO是碱性氧化物,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 MgO+2H+ === Mg2++H2O 。
(2)Mg(OH)2是一种中强碱,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 。
微点拨氢氧化镁溶解度小于碳酸镁,能发生反应MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑,镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
3.从海水中提取镁
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
三、铜及其化合物
1.铜及其冶炼方法
(1)铜的化学性质
微点拨常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈,发生的反应为2Cu+O2+CO2+H2O === Cu2(OH)2CO3。
(2)冶炼方法
2.氧化铜和氧化亚铜
3.氢氧化铜
(1)化学性质
(2)应用
利用新制的Cu(OH)2检验有机化合物中含有的—CHO,乙醛与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式:
4.两种重要的铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称是碱式碳酸铜,是铜绿的成分,是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果;受热易分解,化学方程式为
Cu2(OH)2 CO3 2CuO+H2O+CO2↑。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 胆矾 ,受热分解,蓝色晶体受热转化为白色粉末。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)实验室中常用无水硫酸铜检验酒精中是否含有少量水。( √ )
(2)“铜绿”是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( × )
(3)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性。( × )
(4)除去铜粉中混有的CuO,可加入足量稀硝酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥。( × )
四、金属材料与金属矿物的开发利用
1.合金 合金是混合物,没有固定的熔、沸点
(1)合金的定义及成分
①定义:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)高温熔合而成的具有 金属 特性的物质。
②成分:一种金属为主,另含一种或几种是金属或非金属。
(2)合金的性质及性能
应用提升 (1)合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于其成分金属。
(2)合金具有金属的大多共性,合金中成分元素的含量影响着合金的性能。
(3)新型合金及其重要应用
①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。
②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造,利用了其熔点高、耐高温的性质。
2.常见的金属材料
(1)金属材料的分类
(2)几种常见的合金
①
②
③
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在形态
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从 化合 态还原为 游离 态的过程,即Mn++ne- === M(M表示金属)。
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)金属冶炼的方法(写出相应的化学方程式)
应用提升 “铝热法”是热还原法中的一种,以铝为还原剂,来冶炼熔点较高的金属,一般情况下,该金属的活泼性比铝弱。
旁栏边角 必修第一册第三章第二节
阅读教材“科学·技术·社会”,判断下列说法的正误。
(1)稀土元素共有17种,被誉为“冶金工业的维生素”。( √ )
(2)在合金中加入适量稀土金属,能改善合金的性能。( √ )
(3)稀土元素镝(Dy)常用于制造硬盘驱动器。( √ )
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)合金是由两种或两种以上金属熔合而成,不含非金属元素。( × )
(2)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业。
( √ )
(3)工业上采用电解熔融AlCl3和MgO的方法来冶炼铝和镁。( × )
(4)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于青铜器。( √ )
增素能 精准突破
考点一
铝、镁、铜及其化合物的性质
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 新教材将铝及其化合物分散在“金属材料”和“元素周期律”两节中,涉及Al、Al2O3和Al(OH)3的性质及铝合金等
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,铝、镁、铜及其化合物的性质与应用仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查铝、镁、铜及其化合物的性质与应用,题目难度较小
考向1.铝、镁及其化合物的性质与应用
典例突破
(2021江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品
B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料
C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸
D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水
答案 D
解析 氧化铝用作电解冶炼铝的原料是利用了熔融氧化铝能导电的性质,与其熔点高无关,B错误;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可以用于净水,D正确。
针对训练
1.(2021河北衡水中学调研)下列有关铝及其化合物的说法正确的是( )
A.室温下,将铝片放入浓硝酸中,无明显实验现象,说明铝与浓硝酸不发生反应
B.氧化铝是碱性氧化物,可用于治疗胃酸过多
答案 C
解析 室温下,Al在浓硝酸中发生钝化,无明显现象,A错误;Al2O3是两性氧化物,B错误;明矾溶于水电离产生Al3+,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,胶体可吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用,C正确;Al(OH)3不能溶于过量氨水,反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O === Al(OH)3↓+3 ,D错误。
2.(2021江苏盐城期初调研)下列除去杂质的方法不正确的是( )
A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥
B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+
C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤
D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到MgO
答案 B
解析 Al(OH)3不溶于氨水,故向Al3+和Fe3+的混合溶液中加入过量氨水时,Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。
归纳总结
基于铝及其化合物的“两性”,分离提纯含铝物质
利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质(括号内为杂质):
(1)Mg(Al):加足量NaOH溶液。
(2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液。
(4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加合适的酸充分溶解。
考向2.铜及其化合物的性质
典例突破
宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3],青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )
A.保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D.Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于
Cu(OH)2·2CuCO3
答案 C
解析 本题考查了孔雀石颜料和蓝铜矿颜料的主要成分及性质。字画保存需要控制温度和湿度,温度、湿度过高或过低,均对字画的保存造成危害,A项正确;Cu(OH)2、CuCO3中Cu、H、C元素都处于最高价,无还原性,不易被O2氧化,B项正确;Cu(OH)2、CuCO3都可与酸性物质反应,C项错误;由于Cu(OH)2中铜的质量分数高于CuCO3中铜的质量分数,故Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3中铜的质量分数,D项正确。
考题点睛
针对训练
1.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到实验目的的是( )
A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色
B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成
C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿
答案 D
解析 铜与浓硫酸反应后的溶液中可能剩余浓硫酸,不能加水,A错误;Cu与Cl2在常温下不反应,需要加热才能发生反应,B错误;CuCl2水解生成的HCl易挥发,加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体,C错误。
2. (双选)(2021湖南衡阳一模)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下:
下列说法正确的是( )
A.焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗1.5 mol O2
B.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.滤渣中主要含铁的氧化物
D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
答案 AB
解析 焙烧CuS时发生反应2CuS+3O2 2CuO+2SO2,由化学方程式可知,1 mol CuS消耗1.5 mol O2,A正确;废气中含有SO2,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;调节pH至3~4时,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,C错误;将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+发生水解,水解生成的HCl挥发,最终得到Cu(OH)2,无法得到CuCl2,D错误。
归纳总结
Cu(OH)2·2CuCO3、Cu(OH)2·CuCO3属于碱式碳酸盐,其化学性质类似于Cu(OH)2、CuCO3:
(1)受热易分解生成CuO、CO2和水,如Cu(OH)2·2CuCO3 3CuO+2CO2↑+H2O;
(2)能与酸反应生成铜盐、CO2和水,如Cu(OH)2·CuCO3+4H+ === 2Cu2++CO2↑+3H2O
考点二
合金的组成及性质
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 增加了“新型合金”,涉及储氢合金、钛合金等,可能成为新高考命题的素材
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,合金的组成、性质和应用仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查合金的性质和应用,题目难度较小
典例突破
(2021安徽合肥六校联考)世界冬奥会和冬残奥会中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是( )
A.不锈钢是最常见的一种合金钢
B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素,从而使其具有特殊性能
C.不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素
D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度,导致合金的硬度变大
答案 C
解析 不锈钢一般认为在普通钢中添加了合金元素镍、铬等,故不锈钢属于合金钢,A正确;不锈钢中除含有Fe、Ni、Cr等金属元素外,还含碳元素,使其具有特殊性能,B正确,C错误;不锈钢是一种合金,通过增加原子层之间的相对滑动难度,可提高合金的硬度,D正确。
针对训练
青铜的主要成分是铜和锡,锡的熔点是232 ℃,含锡25%的青铜熔点约为
800 ℃,《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔,合两柔则为刚,燔(烧)之则为淖(液体)”。下列说法正确的是( )
A.在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀
B.合金的熔点一定低于各组分金属的熔点
C.铜和锡在元素周期表中均位于第四周期
D.“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各成分金属的特点
答案 D
解析 要保护钢铁,在和海水构成的原电池中应该让钢铁作正极才能被保护,金属性比Fe强且不与海水反应的金属作负极,锡的金属性弱于铁的,不能保护铁,故A项错误;由题给信息可知青铜的熔点高于锡的,故B项错误;锡位于元素周期表的第五周期,故C项错误;通常合金硬度大于各成分金属硬度,故D项正确。
归纳总结
(1)并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其熔点不能相差太大,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则这两种金属不能形成合金。
(2)金属与金属(或金属与非金属)形成合金时,要经高温熔合过程,但并未发生化学反应,故合金是混合物,不是化合物。
考点三
金属矿物的开发利用
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 新教材删掉了“铝热反应”实验、常见金属的冶炼原理(表格),增加了“思考与讨论·铝的生产原理示意图及能耗”
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,只有浙江卷考查了金属矿物的开发利用。
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查金属矿物的开发利用,题目难度较小
典例突破
(双选)下列说法不正确的是( )
A.生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐
B.电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气
C.将生铁进一步炼制减少含碳量,能得到耐腐蚀的钢
D.可用H2还原MgO制备单质Mg
答案 B D
解析某些能耐受铜盐毒性的细菌能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,从而把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐,因此可用于生物炼铜,A正确;电解饱和食盐水可以得到NaOH、H2、Cl2,不能得到钠单质,B错误;将生铁进一步炼制可以减少碳含量得到钢,在使用这种钢材时可以减少电化学腐蚀过程,这样的钢材更耐腐蚀,C正确;H2不能还原MgO得到单质镁,D错误。。
考题点睛
针对训练
1.(2022山西模拟)《天工开物》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )
A.金属冶炼方法由金属活动性决定
B.熟铁比生铁质地更硬,延展性稍差
C.炒铁是为了降低铁水中的碳含量
D.该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工
答案 B
解析 活动性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,故A项正确;熟铁比生铁质地软,且延展性好,故B项错误;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,故C项正确;该冶炼方法和近代向铁水中吹空气炼钢一样,都是利用空气中氧气氧化C元素,其原理基本相同,故D项正确。
2.工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O)为原料生产铝,主要包括下列过程:①将粉碎、筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中;②通入足量二氧化碳使①所得溶液中析出氢氧化铝固体;③高温下使氢氧化铝生成氧化铝;
④电解熔融氧化铝生成铝。下列说法不正确的是( )
C.步骤③发生的反应属于分解反应
D.步骤④中生成27 g金属铝时转移电子为3 mol
答案 B
研专项 前沿命题
金属及其化合物的简单制备流程
题型 考查内容 选择题 考查知识 以金属及其化合物的制备流程为载体,考查金属及其化合物的性质与转化、实验操作、氧化还原反应
核心素养 变化观念、科学探究
例1.(2021湖南卷,6)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.物质X常选用生石灰
B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2 MgCl2+CO
D.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
思路指导
解析 “沉镁”即使Mg2+变成氢氧化镁,那么物质X通常选用生石灰(氧化钙),A项正确;工业上通常用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁,B项正确;根据流程图中步骤“氯化”图示可知,反应物为碳单质、氯气和氧化镁,产物为氯化镁和一氧化碳,C项正确;“煅烧”后的产物是氧化镁,氧化镁和盐酸反应生成氯化镁,由于镁离子能发生水解,蒸发氯化镁溶液最终得到氢氧化镁固体,不能得到无水氯化镁,D项错误。
答案 D
例2.(2021河北卷,6)BiOCl是一种具有珍珠光泽的材料,利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图:
下列说法错误的是( )
A.酸浸工序中分次加入稀硝酸可降低反应剧烈程度
B.转化工序中加入稀盐酸可抑制生成BiONO3
C.水解工序中加入少量CH3COONa(s)可提高Bi3+水解程度
D.水解工序中加入少量NH4NO3(s)有利于BiOCl的生成
思路指导
答案 D
突破方法
“三步法”突破金属及其化合物的简单制备流程题
针对训练
1.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )
A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O
B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案 B
解析 本题是高中化学学习中非常熟悉的情境,以有关工艺流程为载体考查物质的制备。从流程可知,煅烧MgCO3可生成MgO,加入NH4Cl溶液,由于NH4Cl水解使溶液显酸性,因此会发生反应MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O,A项正确;在沉镁过程中加入氨水,由于NH3·H2O易分解,因此该过程不能在较高温度下进行,B项错误;从整个流程中看出,沉镁后的滤液中含有NH4Cl,则可循环利用的物质是NH4Cl和NH3,故C项正确; Mg2+、Al3+、Fe3+的分离是利用了它们氢氧化物的Ksp不同,D项正确。
已知:Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3,Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2。下列说法错误的是( )
A.“滤渣”的主要成分是SiO2
B.为提高镍、铁元素的利用率,可将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并
C.“氧化”过程发生反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO- === 2Fe3++Cl-+H2O
D.“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度,应将pH控制在3.7~9
2.(2021湖北八市第一次联考)以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料,
获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如图:
答案 D
解析 红土镍矿加入硫酸“酸浸”,金属氧化物溶于硫酸,SiO2不溶,故“过滤Ⅰ”所得滤渣的主要成分是SiO2,A正确;滤渣洗涤液中含有镍、铁元素,故洗涤液和“过滤Ⅰ”的滤液合并,可提高镍、铁元素的利用率,B正确;“氧化”过程加入NaClO,可将Fe2+氧化为Fe3+,结合守恒规律写出离子方程式,C正确;“氧化”过程中Fe2+被氧化为Fe3+,“沉铁”过程加入Na2CO3调节溶液的pH,生成黄钠铁矾,若pH高于3.7,Fe3+转化为Fe(OH)3,不能获得黄钠铁矾,故pH应小于3.7,D错误。(共82张PPT)
第1讲 钠及其重要化合物
第三章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【本章体系构建】
【课程标准】
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解钠及其重要化合物的性质。
2.了解钠及其重要化合物在生产、生活中的应用。
3.了解钠及其重要化合物的制备方法。
强基础 增分策略
一、活泼的金属单质——钠
1.钠的物理性质
微点拨实验室中通常将少量金属钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气中的O2和H2O(g)。
2.钠的化学性质
在自然界中都以化合态形式存在
钠元素 在元素周期表中处于第 三 周期第 ⅠA 族,其原子最外层有1个电子,在反应中易 失去 电子,表现出很强的 还原 性。
(1)钠与非金属单质的反应
(2)钠与水的反应
(3)钠与酸的反应
钠与酸反应的实质是钠与酸电离出的H+发生置换反应生成H2,如钠与盐酸反应的离子方程式为 2Na+2H+ === 2Na++H2↑ 。
微点拨钠与酸溶液反应时,若酸消耗完,钠还会继续与水反应,且消耗的钠与产生的氢气存在定量关系:2Na~H2↑。
(4)钠与盐的反应
①与盐溶液反应
先考虑钠与水反应,再考虑生成的NaOH是否与盐发生复分解反应。例如,将钠投入CuSO4溶液中,总反应方程式为
2Na+2H2O+CuSO4 === Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 。
②与熔融盐反应
例如,高温下,钠与熔融TiCl4反应置换出Ti,化学方程式为
3.钠的制取和用途
(1)制取:采用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠:
(2)用途
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)金属钠在陶土网上加热时,先熔化成银白色小球,然后剧烈燃烧,观察到黄色火焰。( √ )
(2)金属钠着火时,可用泡沫灭火器灭火。( × )
(3)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。( × )
(4)金属钠具有强还原性,可与TiCl4溶液反应制取金属Ti。( × )
(5)根据反应Na+KCl NaCl+K↑知,Na的金属性强于K。( × )
(6)实验完毕后剩余的金属钠不能随意丢弃,应放回原试剂瓶。( √ )
二、钠的氧化物
1.氧化钠和过氧化钠的比较
2.从元素化合价角度分析Na2O2的性质
(1)Na2O2的强氧化性
向氢硫酸饱和溶液中加入少量Na2O2,产生浅黄色沉淀:
Na2O2+3H2S === S↓+2NaHS+2H2O。
(2)Na2O2的还原性
在酸性高锰酸钾溶液中加入适量Na2O2粉末,溶液褪色,并产生无色气体,Na2O2表现出 还原 性,氧化产物是 O2 。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)淡黄色的过氧化钠敞口放置变成白色:2Na2O2+2CO2 === 2Na2CO3+O2; 2Na2O2+2H2O === 4NaOH+O2↑。( √ )
(2)Na2O2投入品红溶液中,溶液褪色,体现Na2O2的漂白性。( √ )
(3)过氧化钠与CO2反应生成0.1 mol O2时,转移的电子数为0.4NA。( × )
(4)Na2O2投入滴加酚酞的水中,溶液先变红后褪色,并产生大量无色气泡。
( √ )
三、碳酸钠和碳酸氢钠
1.列表比较碳酸钠和碳酸氢钠(写出反应的离子方程式)
2.Na2CO3、NaHCO3在日常生产、生活中的应用
(1)Na2CO3是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金、食品等工业中有着广泛的应用。
(2)NaHCO3是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一;在医疗上,它是
治疗胃酸 过多的一种药剂(但胃溃疡患者慎用)。
旁栏边角 必修第一册第二章第一节
阅读教材“科学史话·侯德榜和侯氏制碱法”,判断下列说法的正误。
(1)侯氏制碱法将氨碱法制取碳酸钠与合成氨联合起来,又称联合制碱法。
( √ )
(2)侯氏制碱法提高了食盐的转化率,缩短了生产流程,减少了对环境的污染。( √ )
(3)侯氏制碱法制取NaHCO3的反应原理:NH3+NaCl+CO2+H2O === NaHCO3↓+NH4Cl。( √ )
(4)生成Na2CO3的反应原理:2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。( √ )
应用提升 侯氏制碱法的工艺流程及原理
(1)制备原料:食盐水、氨气、二氧化碳[来自合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气,其反应为C+H2O(g) CO+H2,CO+H2O(g) CO2+H2]。
(2)工艺流程
(3)循环利用:循环利用的物质为CO2、饱和食盐水。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)NaHCO3受热分解生成Na2CO3,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3。( √ )
(2)NaHCO3和Na2CO3都能与胃酸(主要成分为盐酸)反应,故都可用于治疗胃酸过多。( × )
(3)制纯碱时,向饱和食盐水中先通入CO2,后通入NH3,可析出NaHCO3晶体。
( × )
(4)除去Na2CO3固体中少量的NaHCO3,可将固体加热至恒重。( √ )
四、碱金属 焰色试验
1.碱金属的相似性和递变性(由Li→Cs)
项目 相似性 递变性(由Li→Cs)
原子结构 最外层均为 1个 电子 电子层数逐渐增多;
核电荷数逐渐 增大 ;
原子半径逐渐 增大
元素性质 都具有较强的 金属 性,最高正价均为 +1 价 金属性逐渐 增强
单质 性质 物理 性质 (除Cs外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点 较低 密度逐渐增大(钾反常),熔、沸点逐渐 降低
化学 性质 都具有较强的 还原 性 还原性逐渐 增强 ;
与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂
2.焰色试验
(1)定义:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色,根据火焰呈现的特征颜色,可以判断试样所含的金属元素,化学上把这样的定性分析操作称为焰色试验。 元素的性质,与电子跃迁有关
(2)实验操作
(3)重要元素的焰色
金属元素 钠 钾(透过蓝色钴玻璃) 钙 铜
火焰颜色 黄色 紫色 砖红色 绿色
应用提升 碱金属的特殊性总结
(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。
(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,碱金属氢化物是强还原剂。
(4)锂与O2反应只生成Li2O,与反应条件、氧气的量等无关。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)加热时,碱金属单质均与O2反应生成相应的过氧化物。( × )
(2)碱金属单质都能与水反应生成相应的碱和H2。( √ )
(3)做焰色试验前,铂丝用稀盐酸清洗并灼烧至火焰与原来的火焰颜色相同。
( √ )
(4)用铂丝蘸取某盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+,一定不含K+。
( × )
(5)用铂丝蘸取某盐溶液灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈紫色,证明其中含有K+,一定不含Na+。( × )
增素能 精准突破
考点一
钠和钠的氧化物
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 增加“探究·钠与水的反应”,涉及预测、实验、结论等,引导从物质组成和氧化还原反应的角度认识钠及其变化
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,钠及其氧化物的性质和应用仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查钠及其氧化物的性质和应用,题目难度较小
考向1.钠与酸、碱、盐溶液的反应
典例突破
(2021安徽“皖南八校”联考)向分别盛有100 mL水、100 mL 0.1 mol·L-1盐酸、100 mL 0.01 mol·L-1 NaOH溶液的X、Y、Z三个烧杯中各投入0.05 mol Na。下列有关说法正确的是( )
A.三个烧杯中均先发生的离子反应为2Na+2H2O === 2Na++2OH-+H2↑
B.三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应,且X烧杯中的反应最剧烈
C.三个烧杯反应后,溶质的物质的量浓度相同
D.三个烧杯反应后,生成的气体的质量一定相同
答案 D
解析 钠与盐酸反应时钠先与酸反应,离子方程式表示为2Na+2H+ === 2Na++H2↑,A错误;三个烧杯中,Y烧杯中的氢离子浓度最大,反应最剧烈,B错误;X烧杯中生成的溶质为NaOH,Y烧杯中生成的溶质为NaCl、NaOH,Z烧杯中生成NaOH,且Z烧杯中原溶质为NaOH,故三个烧杯中溶质的物质的量浓度不同,C错误;因向三个烧杯中加入钠的物质的量相同且钠全部反应完,故生成H2的量相同,D正确。
考题点睛
针对训练
1.(2022山东泰安月考)下列叙述正确的是( )
A.切开的金属Na暴露在空气中,光亮表面逐渐变暗,发生的反应为2Na+O2 ══ Na2O2
B.一定条件下,2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物,失去的电子数为0.1NA
C.钠在空气中受热时,熔化为银白色的小球,产生黄色的火焰,生成白色
粉末
D.钠在空气中长期放置,最终主要生成物为碳酸氢钠
答案 B
解析 钠在通常条件下反应生成氧化钠,加热条件下生成过氧化钠,故A项错误;2.3 g钠的物质的量为0.1 mol,钠无论反应后产物是什么,0.1 mol钠最多失去0.1NA个电子,故B项正确;钠在空气中加热,生成了淡黄色的过氧化钠,故C项错误;钠在空气中长期放置,先生成氧化钠,最终变成碳酸钠,故D项错误。
2.(2021辽宁东北育才学校检测)将绿豆大的钠块投入如图所示的烧杯中,可能的现象是( )
A.钠块只在煤油层中游动,并放出气体
B.钠块只在水层中游动,钠块熔化,水层变红
C.钠块在CCl4层和水层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红
D.钠块在水层和煤油层界面处游动并上下跳动,钠块熔化,水层变红
答案 D
解析 钠的密度介于煤油和水的密度之间,刚投入的钠块落在二者界面上,钠的下半部分与水接触并反应,产生H2推动钠向上游动,进入煤油层后,反应停止,由于钠受到的重力大于浮力,随后钠块下沉,又回落到煤油和水的界面上,重复上述过程,故钠块在水层与煤油层界面处游动并上下跳动,因反应生成NaOH,滴有少量酚酞的水层变红。
归纳总结
钠与水、乙醇、酸、碱、盐溶液的反应规律
(1)钠与水、酸、盐溶液反应的本质均是与H+的反应,反应顺序是有酸酸在前,无酸水为先。
(2)钠与乙醇反应时,钠的密度大于乙醇,钠块先沉在液面下,后上下浮动、能看到有气泡产生,但钠不能熔化成小球。
(3)钠与酸反应时,由于液体中c(H+)较大,反应较迅速,甚至可能燃烧或爆炸。
(4)钠投入碱溶液中,钠与水反应生成NaOH和H2,再考虑反应生成NaOH对碱溶液的影响。
考向2.过氧化钠与水(或CO2)的反应
典例突破
(2021河北卷,14节选)对固体NaHCO3充分加热,产生的气体先通过足量浓硫酸,再通过足量Na2O2,Na2O2增重0.14 g,则固体NaHCO3的质量为
g。
答案 0.84
解析 固体NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O(g),将产生的气体先通过足量浓硫酸,除去H2O(g),再通过足量Na2O2,Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2。
(解法一)利用“差量法”进行计算:
2Na2O2+2CO2 === 2Na2CO3+O2 Δm(固体)
2×78 g 2 mol 2×106 g 56 g
n(CO2) 0.14 g
列式: ,解得n(CO2)=0.005 mol,结合反应2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O推知,n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×0.005 mol=0.01 mol,故有m(NaHCO3)=0.01 mol×84 g·mol-1=0.84 g。
(解法二)利用“反应规律”进行计算:
CO2通过Na2O2固体时,固体增重相当于与CO2等物质的量的CO的质量,则有n(CO2)=n(CO)= =0.005 mol。结合NaHCO3的分解反应推知, n(NaHCO3)=2n(CO2)=2×0.005 mol=0.01 mol,故有m(NaHCO3)=0.01 mol ×84 g·mol-1=0.84 g。
针对训练
1.(2021辽宁抚顺六校联考)向过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液,溶液先变红后褪色。某小组欲探究其原因,进行以下实验:①取反应后的溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体;实验②③中红色均不褪去。下列分析错误的是( )
A.过氧化钠与水反应产生的气体为O2
B.过氧化钠与水反应需要MnO2作催化剂
C.实验②③证明使溶液褪色的不是氢氧化钠和氧气
D.过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2
答案 B
解析 过氧化钠与水反应产生的气体为O2,A正确;过氧化钠与水反应不需要催化剂,过氧化氢分解需要MnO2作催化剂,B错误;实验②③作为对照实验,能证明使溶液褪色的不是氢氧化钠和氧气,C正确;向反应后的溶液加入二氧化锰后迅速产生大量气体,据此可判断过氧化钠与水反应可能生成了具有漂白性的H2O2,D正确。
2.(2022江西九江模拟)在一定条件下,使CO和O2的混合气体26 g充分反应,所得混合物在常温下与足量的Na2O2固体反应,结果固体增重14 g,则原混合气体中O2和CO的质量比可能是( )
A.9∶4 B.1∶1
C.7∶6 D.6∶7
答案 D
解析 由反应2Na2O2+2CO2 ══ 2Na2CO3+O2,可知混合物在常温下与足量的Na2O2固体反应生成固体为Na2CO3,1 mol Na2O2生成1 mol Na2CO3,质量增加28 g,若固体增重14 g,说明混合气体中CO为14 g,说明原CO与O2反应生成0.5 mol CO2需要0.5 mol CO(14 g)和0.25 mol O2(8 g),故余26 g-14 g-8 g=4 g未反应气体。若4 g为O2,则O2与CO质量比为12 g∶14 g=6∶7;若4 g为CO,则O2与CO质量比为8 g∶18 g=4∶9,故D项正确。
归纳总结 Na2O2与CO2、H2O(g)反应的“四大规律”
反应先 后规律 从反应结果看,Na2O2与CO2、H2O(g)的混合气体反应时,可看作Na2O2先与CO2反应,后与H2O(g)反应
电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O(g)反应时,物质的量关系为2Na2O2~O2~2e-,
n(e-)=n(Na2O2)=2n(O2)
气体体 积的变 化关系 若CO2、H2O(g)(或二者的混合气体)通过足量的Na2O2,气体体积的减少量是原来气体体积的 ,也等于生成氧气的量,ΔV=V(O2)= V(混合)
固体质 量的变 化关系 CO2、H2O(g)分别与足量Na2O2反应时,固体相当于吸收了CO2中的“CO”和H2O(g)中的“H2”,则CO2或H2O(g)或二者的混合气体与Na2O2反应时,固体增加的质量为28 g·mol-1×n(CO2)或2 g·mol-1×n(H2O)或二者之和
考点二
碳酸钠和碳酸氢钠
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 将旧教材中“科学探究”拆分成“实验2-4”(探究Na2CO3和NaHCO3的溶解性)、“实验2-5”(探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性),在“练习与应用”第6题设置探究Na2CO3性质的实验题
新 高 考 高频考点 有关Na2CO3和NaHCO3的鉴别、除杂及实验探究仍是新高考命题的热点
预测考向 预测2023年高考可能会继续考查Na2CO3和NaHCO3的性质及转化
典例突破
(2021湖南雅礼中学检测)Na2CO3和NaHCO3是常见的两种盐,它们广泛地应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法正确的是( )
A.在水中的溶解性:NaHCO3>Na2CO3
B.分别加热两种样品,没有残留物质的是NaHCO3
C.可以用澄清石灰水来鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液
D.等质量的NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸反应,前者产生CO2多
答案 D
解析 相同温度下,Na2CO3在水中的溶解度大于NaHCO3,A错误;NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,剩余固体是Na2CO3,Na2CO3受热不易分解,最后都有残留物质,B错误;Na2CO3溶液和NaHCO3溶液与澄清石灰水反应,均产生白色沉淀CaCO3,不能鉴别二者,C错误;NaHCO3、Na2CO3分别与足量盐酸发生反应:NaHCO3+HCl === NaCl+CO2↑+H2O、Na2CO3+2HCl === 2NaCl+CO2↑+H2O,84 g NaHCO3反应生成44 g CO2,106 g Na2CO3反应生成44 g CO2,故等质量两种物质分别与足量盐酸反应,NaHCO3产生的CO2多,D正确。
考题点睛
针对训练
1.(2022上海高三期中)某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前pH(Na2CO3)>pH(NaHCO3)
B.实验后两溶液中离子总数并不相等
C.Na2CO3溶液中生成的沉淀比NaHCO3溶液中生成的沉淀多
D.产生的无色气体属于极性分子,其固体形式可用于人工降雨
答案 D
2.(2021华中师大附中检测)鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体,4名同学分别设计了4种不同的方法,其中不可行的是( )
A.分别配成1 mol·L-1的溶液,各取1 mL滴加1滴酚酞溶液,比较颜色深浅
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,观察石灰水是否变浑浊
C.分别取样配成溶液,滴加Ba(OH)2溶液,观察有无白色沉淀生成
D.分别配成溶液,用铂丝蘸取溶液在酒精灯火焰上灼烧,观察火焰的颜色(必要时可透过蓝色钴玻璃)
答案 C
解析 K2CO3的水解程度比NaHCO3的大,溶液碱性较强,滴加酚酞检验,碳酸钾溶液的颜色更深,A正确;NaHCO3不稳定,受热易分解生成二氧化碳气体,将气体通入澄清石灰水会观察到石灰水变浑浊,B正确;K2CO3和NaHCO3均能与氢氧化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀,C错误;K2CO3和NaHCO3分别含有钾元素、钠元素,焰色试验现象不同,D正确。
归纳总结
1.Na2CO3和NaHCO3的鉴别方法
注意:不可用Ca(OH)2溶液鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,因为Ca(OH)2溶液与这两种溶液反应时都产生白色沉淀,现象相同。
2.Na2CO3和NaHCO3的除杂方法
序号 混合物(括号中为杂质) 除杂方法
① Na2CO3固体、(NaHCO3) 加热法
② NaHCO3溶液、(Na2CO3) 通入足量CO2
③ Na2CO3溶液、(NaHCO3) 加入适量NaOH溶液
研专项 前沿命题
实验探究碳酸钠质量分数的测定
题型 考查内容 选择题、 非选择题 考查知识 考查“气体法”“沉淀法”“滴定法”等测定产品含量,涉及实验仪器、操作及分析、定量测定及数据分析等
核心素养 科学探究与创新意识
例题.(2021湖南卷,15)碳酸钠俗称纯碱,是一种重要的化工原料。以碳酸氢铵和氯化钠为原料制备碳酸钠,并测定产品中少量碳酸氢钠的含量。过程如下:
步骤Ⅰ.Na2CO3的制备
步骤Ⅱ.产品中NaHCO3含量测定
①称取产品2.500 g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴指示剂M,用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定,溶液由红色变至近无色(第一滴定终点),消耗盐酸V1 mL;
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N,继续用0.100 0 mol·L-1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点),又消耗盐酸V2 mL;
④平行测定三次,V1平均值为22.45 mL,V2平均值为23.51 mL。
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0
NaHCO3 6.9 8.2 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.2
已知:(ⅰ)当温度超过35 ℃时,NH4HCO3开始分解。
(ⅱ)相关盐在不同温度下的溶解度表(g/100 g H2O)
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中晶体A的化学式为 ,晶体A能够析出的原因是 ;
(2)步骤Ⅰ中“300 ℃加热”所选用的仪器是 (填字母);
(3)指示剂N为 ,描述第二滴定终点前后颜色变化 ;
(4)产品中NaHCO3的质量分数为 (保留三位有效数字);
(5)第一滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则NaHCO3质量分数的计算结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
思路指导
步骤Ⅰ:Na2CO3的制备
步骤Ⅱ:产品中NaHCO3含量的测定
解析 (1)根据流程图及最终产品是碳酸钠可推知晶体A的成分是碳酸氢钠。根据已知(ⅱ)中相关盐在不同温度下的溶解度表可知碳酸氢钠的溶解度在35 ℃下与氯化钠、碳酸氢铵、氯化铵的溶解度相差较大且最小。所以当将碳酸氢铵粉末和氯化钠溶液混合时,溶液中易析出碳酸氢钠晶体。
(2)给固体加热所用的仪器一般为坩埚。
(3)用盐酸标准溶液滴定含有碳酸氢钠杂质的碳酸钠溶液时,由于开始时溶液呈碱性,且首先发生反应:Na2CO3+HCl === NaHCO3+NaCl,此时所用指示剂M为酚酞,终点的现象是:溶液由红色变为近无色。第二个滴定阶段发生的反应为NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑,由于最终溶液呈弱酸性,所以可用甲基橙作指示剂(N)。滴定终点的现象是溶液由黄色变为橙色。
(4)根据滴定过程中的反应原理:Na2CO3+HCl === NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑可知,2.500 g产品中碳酸氢钠所消耗的盐酸的体积为(V2-V1) mL×10=(23.51-22.45) mL×10,则样品中n(NaHCO3)=(23.51-22.45) mL×10×10-3 L·mL-1×0.100 0 mol·L-1 =1.06×10-3 mol。所以产品中碳酸氢钠的质量分数为
(5)由于滴定管的刻度上小下大,当第一滴定终点时俯视读数,会使所读刻度值偏小,即V1偏小,引起(V2-V1)偏大,则最终所算得的碳酸氢钠的质量分数偏大。
答案 (1)NaHCO3 相同温度下,碳酸氢钠与氯化钠、碳酸氢铵、氯化铵的溶解度相差较大且最小
(2)D
(3)甲基橙 溶液由黄色变为橙色
(4)3.56%
(5)偏大
突破方法
实验测定碳酸钠质量分数的三种方法
(1)气体法
①测定原理:Na2CO3+H2SO4 === Na2SO4+H2O+CO2↑。
依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
②实验操作:向m g纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为V mL(已折算为标准状况)。
③数据处理
(2)沉淀法
①测定原理:Na2CO3+BaCl2 === BaCO3↓+2NaCl。
依据BaCO3沉淀的质量,确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。
②实验操作:先将m g纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,反应停止后,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为n g。
③数据处理
(3)“滴定法”
利用“双指示剂法”(酚酞—甲基橙)测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数。
①第一步使用酚酞作指示剂,滴定原理:Na2CO3+HCl === NaHCO3+NaCl,消耗标准盐酸(V1 mL)用于物质转化:Na2CO3→NaHCO3,滴定终点现象是溶液由浅红色变为无色。
②第二步使用甲基橙作指示剂,滴定原理:NaHCO3+HCl === NaCl+H2O+CO2↑,消耗标准盐酸(V2 mL)用于物质转化:NaHCO3→NaCl,滴定终点现象是溶液由黄色变为橙色。
③数据处理:n(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3 L, m(NaHCO3)=c(HCl)×(V2-V1)×10-3 L×84 g·mol-1。
针对训练
1.(2021辽宁沈阳二中期末)为准确测定工业纯碱中碳酸钠的质量分数(含少量NaCl),准确称量W g样品进行实验,下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是( )
选项 实验方案 测量数据
A 将样品配成100 mL溶液,取10 mL,加入酚酞溶液,用标准盐酸滴定 消耗盐酸的体积
B 将样品与盐酸反应,生成的气体全部被碱石灰吸收 碱石灰增加的质量
C 将样品放入烧瓶中,置于电子天平上,加入足量盐酸 减少的质量
D 将样品与盐酸反应,气体通过排水量气装置量气 排出水的体积
答案 A
解析 用酚酞作指示剂时,Na2CO3与盐酸发生反应Na2CO3+HCl === NaCl+NaHCO3,依据消耗盐酸的量可以计算出样品中Na2CO3的量,进而确定样品中Na2CO3的质量分数,A正确;样品与盐酸反应生成的气体被碱石灰吸收,碱石灰增加的质量还包括水蒸气、氯化氢等,B错误;样品中加入足量盐酸,因盐酸的质量未知,无法通过重量法测量Na2CO3的质量,C错误;因部分CO2能溶解到水里,与水反应生成H2CO3,故排出水的体积并不是所有CO2的体积,D错误。
2.(2021江苏南京六校联考)某含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应产生的CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤:
①按图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是 。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开K1、K2,关闭K3,缓缓鼓入空气数分钟,其目的是 。
④关闭K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热至不再产生气体。装置B中发生反应的化学方程式为 。
⑤打开K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,请回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入空气,对测定结果的影响是 。
②E处干燥管中盛放的药品是 ,其作用是 ,如果实验中没有该装置,则会导致测得的NaHCO3的质量 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为w g,反应后C、D装置增加的质量分别为m1 g、m2 g,则混合物中Na2CO3·10H2O的质量分数为 (用含w、m1、m2的代数式表示)。
解析 (1)①组装好实验装置后首先应检查装置的气密性。③由于装置中存在CO2和水蒸气,应先除去装置中的CO2和水蒸气。④由物质的性质可知,在加热时装置B中发生的反应为2NaHCO3 Na2CO3+H2O↑+CO2↑、Na2CO3·10H2O Na2CO3+10H2O↑。
(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中,必须鼓入空气使其完全被吸收,若不鼓入空气,则测得的NaHCO3和Na2CO3·10H2O的质量分数会偏小,NaCl的质量分数会偏大。②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,故干燥管中盛放的药品是碱石灰,如果没有该装置,会使测得的NaHCO3的质量偏大。课时规范练8 钠及其重要化合物
一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气
B.金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O22Na2O
C.把水滴入盛有少量Na2O2的试管中,立即把带火星木条放在试管口,木条复燃,反应生成了O2
D.在火焰上灼烧搅拌过某无色溶液的玻璃棒,火焰出现黄色,溶液中含Na元素
2.(2022江苏南京二模)以NaCl为原料,可制取Na、Na2O2、NaOH和Na2CO3等。工业生产Na2CO3常用侯氏制碱法制取,主要涉及如下反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
在指定条件下,下列选项所示的物质间转化不能实现的是( )
A.Na(s)Na2O2(s)
B.Na2O2(s)Na2CO3(s)
C.NaCl(aq)Cl2(g)
D.NaOH(aq)Al(OH)3(s)
3.(2022湖北荆州模拟)钠的燃烧产物中混有杂质,某研究小组进行如图所示的实验探究。下列推测错误的是( )
A.过氧化钠与硫酸的反应可能有Na2O2+2H+2Na++H2O2
B.a试管中的现象说明燃烧前钠块中含有铁元素
C.c试管中的溶液为无色,推测发生的反应为5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O
D.根据以上实验可判定:该实验中钠的燃烧产物中含Fe2O3,不含Fe3O4
4.(2021湖北武汉部分重点学校联考)用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不正确的是( )
A.用装置A鉴别纯碱与小苏打
B.用装置B证明Na2O2与水反应放热
C.用装置C证明Cl2能与烧碱溶液反应
D.用装置D探究钠与Cl2反应
5.(2022山东沂水一中月考)实验室验证钠能与二氧化碳发生反应,并确定其产物的装置如图所示(已知:PdCl2溶液遇CO能产生黑色的Pd)。下列说法错误的是( )
A.装置①的仪器还可以制取H2、NH3等气体
B.装置⑤中石灰水变浑浊后,再点燃酒精灯
C.装置②③中分别盛装饱和Na2CO3溶液、浓硫酸
D.装置⑥中有黑色沉淀,发生的反应是PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl
6.(2021河北邯郸重点学校联考)下列说法正确的是( )
A.Na2O2遇到紫色石蕊溶液后,石蕊溶液最终变成蓝色
B.Na2O2与CO2反应生成1个O2时转移4个电子
C.将Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生
D.向饱和烧碱溶液中加入2 g Na2O2,充分反应完且恢复至原温度后,溶液中Na+的数目不变
二、选择题:本题共3小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
7.(2021辽宁沈阳三校联考)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸,生成气体的量随n(HCl)的变化关系如图所示,则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是( )
A.a点对应的溶液中:Na+、OH-、S、N
B.b点对应的溶液中:K+、Al3+、Mn、S
C.c点对应的溶液中:Na+、Ca2+、N、Cl-
D.d点对应的溶液中:F-、N、Fe2+、Ag+
8.(2021河北衡水部分学校联考)某同学探究金属Na与CO2的反应,实验如下:
实验 实验Ⅰ 实验Ⅱ
操作 将点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中 将实验Ⅰ的集气瓶用水冲洗,过滤。取黑色滤渣灼烧;取滤液分别滴加酚酞和氯化钡溶液
现象 ①火焰呈黄色 ②底部有黑色固体,瓶壁上附有白色固体 ①黑色滤渣可燃 ②滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成
下列说法不正确的是( )
A.生成的黑色固体中含有C
B.白色固体是Na2O
C.实验说明CO2具有氧化性
D.金属Na着火可以用泡沫灭火器灭火
9.小组探究Na2CO3和NaHCO3与碱的反应,实验过程及结果如下:
实验装置 试剂X 实验结果
Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①Ⅱ、Ⅲ均产生白色沉淀 ②烧杯中溶液pH变化如下
蒸馏水 0.05 mol·L-1 Na2CO3溶液 0.05 mol·L-1 NaHCO3溶液
下列说法不正确的是( )
A.Ⅰ是空白实验,排除因体积变化对Ⅱ、Ⅲ溶液pH的影响
B.Ⅱ和Ⅰ的pH曲线基本重合,说明C与OH-不反应,Ⅱ中发生反应:C+Ca2+CaCO3↓
C.Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明HC与OH-反应,Ⅲ中初期发生反应:2HC+2OH-+Ca2+CaCO3↓+C+H2O
D.Ⅲ中石灰水恰好完全反应时,溶液pH=7
三、非选择题:本题共2小题。
10.(2021河北卷节选)化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟并改进侯氏制碱法制备NaHCO3,进一步处理得到产品Na2CO3和NH4Cl,实验流程如图:
回答下列问题:
(1)从A~E中选择合适的仪器制备NaHCO3,正确的连接顺序是 (按气流方向,用小写字母表示)。为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或 。
(2)B中使用雾化装置的优点是 。
(3)生成NaHCO3的总反应的化学方程式为 。
(4)反应完成后,将B中U形管内的混合物处理得到固体NaHCO3和滤液:
向滤液中加入NaCl粉末,存在NaCl(s)+NH4Cl(aq)NaCl(aq)+NH4Cl(s)过程。为使NH4Cl沉淀充分析出并分离,根据NaCl和NH4Cl溶解度曲线,需采用的操作为 、 、洗涤、干燥。
(5)无水Na2CO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其标定盐酸浓度时,会使结果 (填字母)。
A.偏高 B.偏低 C.不变
11.(2021山东临沂高三期末)某实验小组欲探究Na2CO3和NaHCO3的性质,发现实验室里盛放两种固体的试剂瓶丢失了标签。于是他们先对固体A、B进行鉴别,再通过实验进行性质探究。
(1)分别加热固体A、B,发现固体A受热产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。A受热分解的化学方程式为 。
(2)称取两种固体各2 g,分别加入两个小烧杯中,再各加10 mL蒸馏水,振荡,测量温度变化;待固体充分溶解并恢复至室温,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①发现Na2CO3固体完全溶解,而NaHCO3固体有剩余,由此得出结论: 。
②同学们在两烧杯中还观察到以下现象。其中盛放Na2CO3的烧杯中出现的现象是 (填字母)。
a.溶液温度下降
b.溶液温度升高
c.滴入酚酞后呈蓝色
d.滴入酚酞后呈红色
(3)如下图所示,在气密性良好的装置Ⅰ和Ⅱ中分别放入药品,将气球内的固体同时倒入试管中。
①两试管中均产生气体, (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反应程度更为剧烈。
②反应结束后,气球均有膨胀,恢复至室温,下列说法正确的是 。
a.装置Ⅰ的气球体积较大
b.装置Ⅱ的气球体积较大
c.生成气体的体积根据盐酸计算
d.生成气体的体积根据固体计算
(4)同学们将两种固体分别配制成0.5 mol·L-1的溶液,设计如下方案并对反应现象做出预测:
实验方案 预测现象 预测依据
操作1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液 有白色 沉淀 Na2CO3溶液中的C浓度较大,能与CaCl2发生反应: (写离子方程式)
操作2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1 CaCl2溶液 无白色 沉淀 NaHCO3溶液中的C浓度很小,不能与CaCl2反应
实施实验后,发现操作2的现象与预测有差异:产生白色沉淀和气体。则该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为 。
参考答案
课时规范练8 钠及其重要化合物
1.C 解析 电解饱和食盐水可以得到NaOH、H2和Cl2,A项错误。金属钠在空气中加热生成淡黄色固体的化学方程式为2Na+O2Na2O2,B项错误。做焰色试验时应用铁丝或铂丝,不能用玻璃棒,D项错误。
2.D 解析 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,则NaOH(aq)Al(OH)3(s)不能实现,故答案为D。
3.D 解析 钠燃烧的产物为过氧化钠,结合c试管中有小气泡产生且KMnO4酸性溶液褪色的现象推知过氧化钠和硫酸可能发生反应Na2O2+2H+2Na++H2O2、5H2O2+6H++2Mn2Mn2++5O2↑+8H2O,A、C项正确;a试管中溶液变为红色,说明溶液中含有Fe3+,则燃烧前钠块中含有铁元素,B项正确;由a、b试管中的现象可知,钠的燃烧产物溶于H2SO4溶液后含有Fe3+,不含Fe2+,因为溶液中H2O2具有氧化性,不能判断是否含有Fe3O4,D项错误。
4.A 解析 鉴别纯碱与小苏打,试管口略向下倾斜,且铁架台的铁夹要夹在离试管口的三分之一处,A错误;过氧化钠与水反应放出大量热,能使脱脂棉燃烧,B正确;氯气与烧碱溶液反应时,锥形瓶中氯气被消耗,压强减小,气球会变大,C正确;氯气与钠反应时,尾气端一定要加上蘸有碱液的棉花除去尾气中残留的氯气,避免氯气污染环境,D正确。
5.C 解析 固体和液体不加热反应制备气体,锌和稀硫酸反应制氢气,氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①,A项正确;金属钠与空气中的氧气、水蒸气等发生反应,因此实验之前,用二氧化碳气体排出装置内的空气,当看到装置⑤中石灰水变浑浊后,空气已排净,再点燃酒精灯,B项正确;反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢(因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应),再用浓硫酸吸收水蒸气,C项错误;根据题给信息可知,PdCl2被CO还原为黑色的Pd,发生反应PdCl2+CO+H2OPd↓+CO2+2HCl,D项正确。
6.C 解析 Na2O2遇到紫色石蕊溶液后,与水反应生成NaOH和O2,溶液先变成蓝色,由于Na2O2具有强氧化性,蓝色溶液被漂白而褪色,A错误;Na2O2与CO2反应,Na2O2中-1价氧元素变为0价和-2价,则生成1个O2时转移2个电子,B错误;将Na2O2投入到CuCl2溶液中,Na2O2与水反应生成NaOH和O2,产生气泡,NaOH再与CuCl2溶液反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,C正确;向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2,Na2O2与H2O充分反应生成NaOH和O2,由于反应消耗水且生成NaOH,恢复至原温度后,达到过饱和溶液,析出NaOH固体,故溶液中Na+的数目减小,D错误。
7.C 解析 图中a→b段加入稀盐酸,不产生气体,则a点溶液含有大量HC,HC可与OH-反应而不能大量共存,A不符合题意;b点为NaHCO3和NaCl的混合液,Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,不能大量共存,B不符合题意;c点为NaCl溶液,四种离子不发生反应,可以大量共存,C符合题意;d点为NaCl和HCl的混合液,N、Fe2+和H+发生氧化还原反应,F-和H+结合生成HF,均不能大量共存,D不符合题意。
8.BD 解析 点燃的金属钠伸到盛有CO2的集气瓶中,生成的黑色固体可燃,根据元素守恒推知,黑色固体中含有C,A正确;瓶壁上附有白色固体,滤液能使酚酞溶液变红,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成,该白色沉淀应是BaCO3,从而推知白色固体中含有Na2CO3,B错误;由题中信息可知,Na与CO2反应生成Na2CO3和C,则CO2是氧化剂,表现出氧化性,C正确;Na与CO2、H2O能发生反应,故金属Na着火时不能用泡沫灭火器灭火,D错误。
9.CD 解析 由题给信息可知,Ⅰ是空白实验,Ⅰ和Ⅱ的pH曲线基本重合,说明加入的Na2CO3只与石灰水中的Ca2+反应,不与OH-反应,Ⅲ比Ⅱ的pH曲线降低,说明反应开始时,少量的碳酸氢钠与石灰水反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,反应完全时,碳酸氢钠与石灰水反应最终生成碳酸钙沉淀、碳酸钠和水,由此分析可知C、D项错误。
10.答案 (1)aefbcgh 将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔
(2)使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率(或其他合理答案)
(3)NH3+H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓
(4)冷却结晶 过滤 (5)A
解析 根据工艺流程知,浓氨水中加入氯化钠粉末形成饱和氨盐水后,再通入二氧化碳气体,发生反应:NH3+H2O+NaCl+CO2NH4Cl+NaHCO3↓,得到的碳酸氢钠晶体烘干后受热分解会生成碳酸钠、二氧化碳和水,从而制备得到纯碱;另一方面得到母液的主要溶质为NH4Cl,再加入氯化钠粉末,使NH4Cl析出。
(1)要制备NaHCO3,需先选用装置A制备二氧化碳,然后通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化碳中的HCl,然后与饱和氨盐水充分接触来制备NaHCO3,其中过量的二氧化碳可被氢氧化钠溶液吸收,也能充分利用二氧化碳制备得到少量NaHCO3,所以按气流方向正确的连接顺序应为aefbcgh;为使A中分液漏斗内的稀盐酸顺利滴下,可将分液漏斗上部的玻璃塞打开或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗颈部的小孔。
(2)B中使用雾化装置使氨盐水雾化,可增大与二氧化碳的接触面积,从而提高产率。
(4)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,要使NH4Cl充分析出并分离,需采用冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。
(5)称量前,若无水Na2CO3保存不当,吸收了一定量水分,用其配制的标准液浓度偏小,所以用其标定盐酸浓度时,消耗的碳酸钠标准溶液的体积会增大,根据c(测)=可知,最终会使结果偏高。
11.答案 (1)2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
(2)①相同温度下,Na2CO3比NaHCO3易溶于水 ②bd (3)①Ⅰ ②ac
(4)Ca2++CCaCO3↓ Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O
解析 (1)NaHCO3不稳定,受热易发生分解反应生成Na2CO3、CO2和H2O。
(2)Na2CO3溶于水放出热量,温度升高;Na2CO3溶液显碱性,滴加酚酞后溶液显红色。
(3)①Na2CO3与盐酸的反应分步进行,先转化为NaHCO3,再与盐酸反应生成CO2,故NaHCO3与盐酸反应更剧烈。②由题意可知,n(HCl)=0.003L×1mol·L-1=0.003mol,完全反应消耗Na2CO3和NaHCO3的质量分别为0.003mol××106g·mol-1=0.159g、0.003mol×84g·mol-1=0.252g,因此在反应中盐酸均不足,计算生成气体的体积要依据盐酸的量。
(4)操作1中的白色沉淀是碳酸钙,这说明碳酸钠能和氯化钙在溶液中反应生成碳酸钙白色沉淀,反应的离子方程式为Ca2++CCaCO3↓。操作2产生白色沉淀和气体,这说明白色沉淀是CaCO3,气体是CO2,因此在该条件下,NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的离子方程式为Ca2++2HCCaCO3↓+CO2↑+H2O。课时规范练10 金属材料及金属矿物的开发利用
一、选择题:本题共8小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖北武汉高三模拟)2022年春晚上,《只此青绿》惊艳了许多观众,生动还原了北宋名画——《千里江山图》。下列说法合理的是( )
A.《千里江山图》中青色来自蓝铜矿颜料[Cu(OH)2·2CuCO3],可表示为
3CuO·CO2·H2O
B.《千里江山图》中绿色颜料铜绿的主要成分是氢氧化铜
C.《千里江山图》中的红色来自赭石(Fe2O3),其性质稳定,不易被空气氧化
D.《千里江山图》的画布材质为麦青色的蚕丝织品——绢,绢的主要成分是纤维素
2.(2021江苏南通、淮安等六市联考)下列有关海水提镁的说法正确的是( )
A.得到Mg(OH)2沉淀的化学反应方程式为2NaOH+MgCl2Mg(OH)2↓+2NaCl
B.加入盐酸,Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡正向移动
C.在空气中加热灼烧MgCl2·6H2O可得到无水氯化镁
D.电解熔融氯化镁时金属镁在阳极析出
3.(2021广东省实验中学等四校联考)下列有关物质的工业制法中,正确的是( )
A.制钠:以海水为原料制得精盐,再电解熔融的NaCl
B.炼铜:电解精炼黄铜矿得到纯度较高的铜
C.制硅:用一氧化碳还原二氧化硅得硅
D.制铝:电解液态氯化铝得铝
4.(2021山东第一次质量检测)下列实验操作、现象与相应结论不对应的是( )
选项 实验操作 现象 结论
A 向某溶液中滴加几滴KSCN溶液 溶液变红 溶液中不可能含Fe2+
B 将铝箔置于火焰上灼烧 铝箔熔化但不滴落 熔点:氧化铝>铝
C 将表面打磨过的铝条放在沸水中,无明显现象,再加入一小块NaOH固体 有大量气泡产生 在强碱性条件下,铝与水反应产生氢气
D 向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量 先生成白色沉淀,后沉淀消失 Al(OH)3具有酸性
5.(2021辽宁师大附中高三期末)铜是一种紫红色金属,被称作“电器工业的主角”。铜主要是由黄铜矿炼制,焙烧时发生反应2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,其简单流程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫
B.在焙烧时氧化剂只有氧气
C.粗铜精炼时用粗铜作阴极
D.Cu2S可以用于火法炼制铜
6.(2022广东广州六校联考)由工业废铜泥[主要成分为CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3,含少量Fe]制备难溶于水的氯化亚铜,其工艺流程如图。下列说法错误的是( )
A.灼烧时可将CuS、Cu2S等转化为CuO
B.除杂②过程中还需加热
C.流程中可循环使用的物质有H2SO4、Na2SO3
D.还原中的反应为2Cu2++2Cl-+S+H2O2CuCl↓+S+2H+
7.(2021山东聊城高三期末)侯德榜改进的制碱工艺打破了西方对我国的技术封锁,至今仍在使用。工业上从海水中制备纯碱和金属镁的流程如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.流程Ⅰ依次向粗盐水中加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液并过滤
B.流程Ⅱ体现了侯德榜制碱法
C.流程Ⅱ中吸氨与碳酸化的顺序互换,物质不变、不影响反应结果
D.流程Ⅳ、Ⅴ的目的是富集镁元素
8.(2021山东潍坊高三期末)工业上,常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te,含少量的Ag、Au)回收碲,其工艺流程如下(已知TeO2微溶于水,易与浓强碱、浓强酸反应):
下列叙述错误的是( )
A.合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用
B.操作1、2、3均为过滤
C.可由滤渣2提取金属Ag、Au
D.上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率
二、选择题:本题共4小题,每小题有一个或两个选项符合题目要求。
9.(2022安徽合肥模拟)工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝,含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下:
下列叙述正确的是( )
A.反应①中试剂X可以是氢氧化钠溶液
B.试剂Y是HCl,它与Al反应生成氢氧化铝
C.图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应
D.将X与Y试剂进行对换,最终可以达到相同结果
10.(2021湖南常德一模)以非水溶性钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为原料提取Al2O3、K2CO3等物质的流程如下:
下列说法错误的是( )
A.“浸液”中金属阳离子主要有K+、Na+、Al3+
B.“碱化”反应为:OH-+H+H2O
C.“过滤”所需玻璃仪器:普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D.Na2CO3、CO2可在流程中循环利用
11.(2021湖北武汉部分重点学校联考)某学生探究0.25 mol·L-1Al2(SO4)3溶液与0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液的反应,实验如下:
实验1
实验2
下列分析不正确的是( )
A.实验1中,白色沉淀a是Al2(CO3)3
B.实验2中,白色沉淀b含有C
C.实验1、2中,白色沉淀成分不同的原因与混合后溶液的pH无关
D.检验白色沉淀a、b是否洗涤干净,均可用盐酸酸化的BaCl2溶液
12.(2021北京平谷区一模)某同学为探究Al和N的反应情况,做如下实验:
实验
现象 溶液无色,试管上方呈浅红棕色 产生大量气泡,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
实验
现象 产生气泡,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
下列说法正确的是( )
A.实验Ⅰ的离子反应:Al+3N+6H+Al3++3NO2↑+3H2O
B.实验Ⅱ、Ⅲ的产物结果说明N只有在碱性或中性时才被还原到最低价
C.对比实验Ⅰ、Ⅱ,说明N在碱性条件下氧化性更强
D.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明N在酸、碱及中性溶液中都能被还原
三、非选择题:本题共1小题。
13.(2021辽宁沈阳市郊联合体联考)用辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图所示:
(1)下列措施是为了加快“浸取”速率,其中无法达到目的的是 (填字母)。
A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎
C.充分搅拌 D.升高温度
(2)滤渣Ⅰ中的主要成分是MnO2、S、SiO2,请写出“浸取”过程中生成S的离子方程式: 。
(3)研究发现,若先除铁再“浸取”,“浸取”速率明显变慢,可能的原因是 。
(4)“除铁”的方法是通过调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3,则加入的试剂A可以是 (填化学式);“赶氨”时,最适宜的操作方法是 。
(5)“沉锰”(除Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为 。
(6)滤液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶得到的盐主要是 (填化学式)。
参考答案
课时规范练10 金属材料及金属矿物
的开发利用
1.C 解析 《千里江山图》中青色来自蓝铜矿颜料[Cu(OH)2·2CuCO3],可表示为3CuO·2CO2·H2O,A项错误;绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,不是氢氧化铜,B项错误;Fe2O3为铁元素最高价态,化学性质稳定,C项正确;蚕丝的主要成分是蛋白质,D项错误。
2.B 解析 由海水提取镁时,加入石灰乳得到Mg(OH)2,不是加入NaOH,A错误;加入盐酸,H+和OH-结合生成H2O,促使Mg(OH)2的溶解平衡正向移动而溶解,B正确;在空气中灼烧MgCl2·6H2O,会促进Mg2+的水解,得不到无水氯化镁,C错误;电解熔融MgCl2时,阳极上Cl-放电生成Cl2,D错误。
3.A 解析 海水中含有大量的NaCl,粗盐经提纯后得到精盐,电解熔融NaCl可得到金属钠,A正确;黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜,粗铜经电解精炼得到纯度较高的铜,B错误;工业上用焦炭还原二氧化硅得到粗硅,将粗硅通过化学方法进一步提纯才能得到纯硅,C错误;氯化铝为共价化合物,液态氯化铝不导电,无法电解,D错误。
4.A 解析 滴加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明该溶液含有Fe3+,但不能判断是否含Fe2+,A错误;铝箔置于火焰上灼烧表面生成Al2O3,铝箔熔化但不滴落,说明熔点:氧化铝>铝,B正确;把铝加入水中不发生反应,加入NaOH后有大量气泡产生,说明强碱性条件下铝与水反应产生氢气,C正确;向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,先生成白色沉淀Al(OH)3,后沉淀消失,Al(OH)3转化为NaAlO2,说明Al(OH)3具有酸性,D正确。
5.D 解析 由焙烧时的化学方程式可知,焙烧时只有部分硫元素转化为二氧化硫,A错误;焙烧时Cu元素由+2价降低到+1价,硫元素由-2价升高到+4价,氧气中氧元素由0价降低到-2价,则氧化剂为氧气和CuFeS2,B错误;粗铜精炼时用粗铜作阳极,C错误;火法炼铜的原理为Cu2S+O22Cu+SO2,Cu2S可用于火法炼制铜,D正确。
6.C 解析 根据流程信息,灼烧的目的是使含铜物质尽可能溶解在硫酸溶液中,所以是将CuS、Cu2S等转化为CuO,A项正确;除杂的目的是使铁元素转化成Fe(OH)3而转化成滤渣,①H2O2的目的是将Fe2+转化成Fe3+,②加NaOH稀溶液,调节溶液的pH,使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀,但只加入NaOH稀溶液容易形成Fe(OH)3胶体,所以还应加热,B项正确;还原操作同时有H2SO4生成,酸浸又消耗H2SO4,所以H2SO4可循环使用,但Na2SO3没有参与循环,C项错误;还原中Cu2+被还原得到CuCl,反应为2Cu2++2Cl-+S+H2O2CuCl↓+S+2H+,D项正确。
7.C 解析 粗盐水中含有NaCl、CaCl2和MgCl2等,要依次加入过量Ca(OH)2溶液、Na2CO3溶液,沉淀后过滤,除去MgCl2和CaCl2,A正确;流程Ⅱ中精盐水吸收NH3后,再碳酸化可得到NaHCO3晶体,发生反应:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,B正确;NH3易溶于水,CO2微溶于水,故流程Ⅱ中吸氨和碳酸化顺序不能颠倒,C错误;母液中含有MgCl2,流程Ⅳ和Ⅴ的目的是富集镁元素,D正确。
8.D 解析 铜阳极泥主要成分为Cu2Te,含少量的Ag、Au,在稀硫酸中溶解,并通入氧气,得到TeO2、Au、Ag、硫酸铜溶液;然后过滤,滤液1含有硫酸铜等,滤渣1含有TeO2、Au、Ag,加入浓盐酸过滤,滤渣2含有Au、Ag,TeO2和加入的浓盐酸反应得到四氯化碲溶液,通入SO2气体,可将溶液中的Te4+还原为Te,同时得到硫酸。阳极泥中的Cu2Te可用于制备硫酸铜、Te等,则合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用,A正确;由以上分析可知,操作1、2、3用于分离固体和液体,均为过滤,B正确;可由滤渣2提取金属Ag、Au,C正确;浓硝酸可氧化Ag,使制备的碲中混有杂质,则不能用浓硝酸,D错误。
9.A 解析 若试剂Y是HCl,过量H+与Al反应生成Al3+,B错误;图中所示转化只有一步是氧化还原反应[2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑],C错误;试剂X可以是氢氧化钠溶液,滤渣C为氧化铁,滤液A为偏铝酸钠和试剂X的混合溶液,通入过量二氧化碳气体,偏铝酸钠发生反应NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3,不能对换,A正确、D错误。
10.AB 解析 煅烧时,Al2O3和Na2CO3发生反应:Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑,故“浸液”中铝元素以Al形式存在,A错误;过量的CO2导致滤液中存在大量的碳酸氢钠、碳酸氢钾,加入氢氧化钠时,存在的离子反应为OH-+HCC+H2O,B错误;过滤所用的玻璃仪器包括漏斗、烧杯、玻璃棒,C正确;通过流程图可知,煅烧时消耗Na2CO3,过滤时析出碳酸钠晶体,实现了Na2CO3在流程中的循环利用,煅烧时生成CO2,调pH时通入二氧化碳,实现了CO2在流程中的循环利用,D正确。
11.AC 解析 实验1向过量Al2(SO4)3溶液中滴加Na2CO3溶液,得到白色沉淀a,向白色沉淀a中加入稀硫酸,沉淀溶解,无气泡,说明不产生CO2,则白色沉淀a是Al(OH)3,A错误;实验2向过量Na2CO3溶液中滴加Al2(SO4)3溶液,得到白色沉淀b,向白色沉淀b中加入稀硫酸,沉淀溶解,产生少量气泡,说明产生了少量CO2,故白色沉淀b含有C,B正确;实验1中混合后Al2(SO4)3溶液过量,溶液呈酸性,实验2中混合后Na2CO3溶液过量,溶液呈碱性,据此推测白色沉淀成分不同与混合后溶液的pH有关,C错误;实验1中Al2(SO4)3溶液过量,白色沉淀a表面吸附S,实验2中Na2CO3溶液过量,白色沉淀b表面吸附C,故检验两种沉淀是否洗涤干净,可用盐酸酸化的BaCl2溶液,观察是否产生沉淀,D正确。
12.D 解析 铝与稀硝酸反应生成Al(NO3)3、NO和H2O,NO与空气中O2反应生成红棕色NO2,Al与稀硝酸反应的离子方程式为Al+N+4H+Al3++NO↑+2H2O,A错误;实验Ⅱ为碱性条件,实验Ⅲ为中性条件,反应均产生NH3,说明N在碱性或中性时被还原到最低价,但不能判断酸性条件下是否能被还原到最低价,B错误;实验Ⅰ在酸性条件下N被还原为NO,实验Ⅱ在碱性条件下N被还原为NH3,N在酸性条件下氧化性更强,C错误;实验Ⅲ在中性条件下,N被还原为NH3,D正确。
13.答案 (1)A (2)2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2++2Mn2++4H2O
(3)Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化
(4)CuO[或Cu(OH)2] 加热
(5)Mn2++HC+NH3MnCO3↓+N
(6)(NH4)2SO4
解析 (1)“浸取”时,通过粉碎矿石或升高温度或进行搅拌都可以提高“浸取”速率,延长“浸取”时间并不能提高速率。
(2)“浸取”时,在酸性条件下二氧化锰氧化硫化亚铜得到硫单质、硫酸铜和硫酸锰,其反应的离子方程式为2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2++2Mn2++4H2O。
(3)“浸取”时氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,若先除铁再“浸取”,“浸取”速率明显变慢,则Fe3+可催化Cu2S被MnO2氧化。
(4)加入的试剂A调节溶液的pH,促进铁离子水解,但不能引入杂质,因最后要制备碱式碳酸铜,则可以加入CuO或Cu(OH)2,因氨气容易挥发,加热可以促进挥发,则可以用加热的方法“赶氨”。
(5)沉锰过程中,加入碳酸氢铵溶液和氨气,生成碳酸锰沉淀,该反应的离子方程式为Mn2++HC+NH3MnCO3↓+N。
(6)滤液Ⅱ中主要含硫酸铵,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤得到(NH4)2SO4晶体。(共63张PPT)
第2讲 铁及其重要化合物
第三章
内容索引
01
02
强基础 增分策略
增素能 精准突破
研专项 前沿命题
03
【课程标准】
1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究,了解铁及其重要化合物的性质。
2.了解铁及其重要化合物在生产、生活中的应用。
3.了解铁及其重要化合物的制备方法。
强基础 增分策略
一、铁的单质
1.铁元素在自然界中的存在
(1)铁在自然界中可以像陨铁中的铁元素以 单质 形态存在,更多的是以+2价和+3价 化合物 的形态存在于矿石中。
(2)铁元素在地壳中的含量仅次于 氧、硅、铝 ,居于第四位。
2.铁的物理性质
颜色、状态 导电性不如铜和铝 导电性、导热性、延展性 特性
银白 色固体 良好 能被磁铁吸引 1 535 ℃ 7.86 g·cm-3
3.铁的化学性质
(1)从原子结构角度认识铁的化学性质
铁原子的结构示意图为 ,最外层有2个电子,在反应中易 失去 电子,故铁单质的化学性质活泼,有较强的 还原 性,主要化合价为+2价和+3价。
(2)铁的化学性质
①铁与非金属的反应
②铁与酸的反应(写出离子方程式)
③与某些盐的反应(写出离子方程式)
铁与CuSO4溶液的反应: Fe+Cu2+ === Fe2++Cu (湿法炼铜的原理),铁与FeCl3溶液的反应: Fe+2Fe3+ === 3Fe2+ 。
应用提升 铁的化学性质易错点
(1)混淆铁与氧化剂反应规律:铁是变价金属元素,与弱氧化剂(如S、HCl、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+,与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。
(2)忽视钝化的实质:常温下,铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化,钝化是在铁的表面生成致密的氧化膜,发生了化学变化。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)铁的化学性质比较活泼,故铁在自然界中全部以化合态存在。( × )
(2)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2。( × )
(3)Fe分别与氯气、盐酸反应得到相同的氯化物。( × )
(4)1 mol Fe与稀硝酸反应时,转移电子数可能为2NA或3NA。( √ )
二、铁的氧化物和氢氧化物
1.铁的三种氧化物
2.铁的两种氢氧化物
应用提升 (1)铁的氧化物与酸的反应
①FeO、Fe3O4与HNO3反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。
②Fe2O3、Fe3O4与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。
(2)铁的氢氧化物与酸的反应
①Fe(OH)2与稀硝酸反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe2+与 、H+发生氧化还原反应。
②Fe(OH)3与HI反应时,除考虑与H+的反应外,还要考虑Fe3+被I-还原为Fe2+。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
三、铁盐和亚铁盐
1.铁盐
极易水解,只能存在于酸性较强的溶液中
(1)氧化性:含Fe3+的溶液呈棕黄色;Fe3+具有较强的氧化性,可与Cu、I-等还原性物质发生反应,Fe3+与Cu、I-反应的离子方程式分别为
(2)特性:向含有Fe3+的溶液中滴加KSCN溶液时,溶液变成 红 色,常利用该特征检验溶液中是否含有Fe3+。
2.亚铁盐
(1)含有Fe2+的溶液呈 浅绿 色。
为防止Fe2+被氧化,常加入铁粉
(2)亚铁盐中铁元素显+2价,处于中间价态,因此亚铁盐既有氧化性,又有还原性。
3.具体应用
(1)盐溶液的配制与保存
(2)物质的制备
旁栏边角 必修第一册第三章第一节
阅读教材“思考与讨论”,判断下列说法的正误。
(1)Fe和FeSO4只具有还原性,Fe2(SO4)3只具有氧化性。( × )
(2)Fe→FeSO4需加入氧化剂,Fe2(SO4)3→FeSO4需加入还原剂。( √ )
(3)不能通过化合反应,一步反应生成FeCl2。( × )
(4)Fe与Cl2、Br2反应生成Fe3+,但与I2反应生成Fe2+。( √ )
应用提升 Fe2+和Fe3+在一定条件下可以相互转化:
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)除去FeCl2溶液中少量FeCl3,加入足量铁粉,充分反应后,过滤。( √ )
(2)除去FeCl3溶液中少量FeCl2,通入Cl2,充分反应。( √ )
(3)向某溶液中滴加2滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色,则该溶液中一定含有Fe2+。( × )
(4)向盛有FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分振荡后棕黄色逐渐消失,再滴加2滴KSCN溶液,溶液颜色不变。( √ )
增素能 精准突破
考点一
铁及其化合物的性质与应用
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 将旧教材“科学探究·铁与水蒸气的反应”改为“思考与讨论”,新增了“思考与讨论Fe(OH)2的制备”
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,铁及其化合物的性质和应用仍是新高考的命题点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查铁及其化合物的性质和应用,在化工流程题或综合实验题中考查铁及其化合物的转化
考向1.铁及其化合物的性质与应用
典例突破
(双选)下列说法正确的是( )
A.H2O(g)通过灼热铁粉:3H2O+2Fe === Fe2O3+3H2
B.FeO粉末在空气中受热,迅速被氧化成Fe3O4
C.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
D.向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明Fe3O4中含Fe2+
答案 BD
解析 H2O(g)通过灼热的铁粉反应生成Fe3O4和H2,A错误;FeO不稳定,在空气中受热,被O2氧化生成Fe3O4,B正确;铝热反应是以铝粉为还原剂,还原某些金属氧化物的一类反应,Fe比Al的还原性弱,铁粉与氧化铝不反应,C错误;向酸性KMnO4溶液中加入Fe3O4粉末,紫色褪去,证明 被还原为Mn2+,由此可推测Fe3O4中含Fe2+,D正确。
针对训练
1.(2021江苏南通第一次调研)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Fe有导电性,可用于湿法炼铜
B.FeCl3有氧化性,可用于净水
C.Fe2O3呈红棕色,可用于制作颜料
D.K2FeO4易溶于水,可用于杀菌消毒
答案 C
解析 铁可用于湿法炼铜,是因为铁的还原性强于铜:Fe+Cu2+ === Fe2++Cu,与Fe有导电性无关,A错误;FeCl3可用于净水,是因为FeCl3水解生成氢氧化铁胶体,可吸附水中的悬浮杂质,与FeCl3的氧化性无关,B错误;Fe2O3呈红棕色,可用于制作红色颜料,C正确;K2FeO4可用于杀菌消毒,是因为K2FeO4具有强氧化性,与K2FeO4的溶解性无关,D错误。
2.铁是日常生产、生活中使用最广泛的金属。下列关于铁及其化合物的说法不正确的是( )
A.钢铁厂中炽热的铁水注入模具前,模具必须进行充分的干燥处理
B.常温下,铁与浓硫酸不反应,故常温下常用铁质容器储运浓硫酸
C.在空气中,Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3,说明Fe(OH)3更稳定
D.维生素C具有还原性,与FeSO4补血剂一起服用,效果更好
答案 B
解析 铁与水蒸气反应生成H2,H2易燃且易引发爆炸,故必须充分干燥,A正确;常温下,铁在浓硫酸中钝化,表面生成致密的氧化膜,阻止内层铁与浓硫酸继续反应,B错误;Fe(OH)2还原性强易被O2氧化,C正确;维生素C具有较强的还原性,可防止FeSO4被氧化,D正确。
归纳总结
基于物质类别和元素化合价,认识铁及其化合物的性质
(1)从物质类别看,铁是活泼金属单质,FeO和Fe2O3是碱性氧化物,Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱,都能与酸发生反应。
(2)从铁元素化合价看,Fe具有还原性,Fe2O3和Fe(OH)3中铁元素显+3价,处于高价态,具有氧化性;FeO和Fe(OH)2中铁元素显+2价,处于中间价态,具有氧化性和还原性。
考向2.Fe2+、Fe3+的性质及检验
典例突破
某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2,设计了如下实验方案,其中最合理的是( )
A.加入适量铜粉,观察溶液是否变蓝
B.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
C.滴加酸性KMnO4溶液,观察溶液是否褪色
D.滴加K3[Fe(CN)6]溶液,观察是否生成蓝色沉淀
答案 D
解析 铜粉不与FeCl2反应,A错误;先滴加氯水,可将FeCl2氧化生成FeCl3,再滴加KSCN溶液,不能判断是否含有FeCl2,B错误;Fe2+、Cl-都能被酸性KMnO4溶液氧化,溶液褪色不能判断是否含有FeCl2,C错误;若FeCl3溶液中含有FeCl2,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,反应生成蓝色沉淀,实验现象最明显,该方案最合理,D正确。
考题点睛
针对训练
1.(2021湖北武汉部分学校联考)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 滴入KSCN溶液后原溶液变红,说明有Fe3+存在,但不能说明Fe2+是否存在,检验方法不合理,A错误;Fe3+干扰Fe2+的检验,若原溶液中含有Fe3+且不含Fe2+,也会产生相同现象,检验方法不合理,B错误;Fe3+与OH-结合生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,检验方法合理,C正确;Mg(OH)2为白色沉淀,易被红褐色沉淀掩盖,无法确定原溶液中是否含有Mg2+,检验方法不合理,D错误。
2.(2021辽宁朝阳高三期末)将0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后,取混合液分别完成下列实验,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2的是( )
A.向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色
B.向混合液中滴入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成
D.向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色
答案 A
解析 0.2 mol·L-1的KI溶液和0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液等体积混合,KI过量,向混合液中滴入KSCN溶液,溶液变红色,说明溶液中仍含有Fe3+,能说明溶液中存在化学平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2,A正确;KI过量,反应后溶液中存在I-,B错误;该反应生成Fe2+,向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液,有蓝色沉淀生成,只能说明溶液中含有Fe2+,C错误;该反应生成I2,向混合液中滴入淀粉溶液,溶液变蓝色,说明溶液中含有碘单质,D错误。
归纳总结
Fe2+、Fe3+的常用检验方法
(1)利用KSCN溶液和氯水
(2)利用NaOH溶液(或氨水)
(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
(4)利用铁氰化钾溶液
考点二
“铁三角”的转化关系及应用
【能力概述】
【新教材·新高考】
新 教 材 变化 增加了“方法导引·认识元素及其化合物性质的视角”,引导从物质类别和元素价态角度认识铁及其化合物的性质与转化关系
新 高 考 高频考点 从近两年新高考试题来看,铁及其化合物的性质与转化仍是新高考的命题重点
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查“铁三角”的性质和转化,在化工流程题或综合实验题中考查“铁三角”的转化关系及应用
典例突破
(2021广东卷,10)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与e反应生成b
B.b既可被氧化,也可被还原
C.可将e加入浓碱液中制得d的胶体
D.可存在b→c→d→e→b的循环转化关系
答案 C
解析 本题考查铁及其化合物。从物质类别和化合价可知,a、b、c、d、e分别是Fe、Fe2+、Fe(OH)2、Fe(OH)3、Fe3+。根据2Fe3++Fe === 3Fe2+可知,A项合理;b中铁的化合价为+2价,处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,B项合理;Fe3+遇浓碱液生成Fe(OH)3沉淀,而不是胶体,C项不合理;
考题点睛
针对训练
1.(2022湖南常德期中)如图为铁元素的价类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是( )
A.铁与高温水蒸气的反应可实现上述转化①
B.FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,迅速发生转化②生成红棕色粉末
C.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水溶解可实现转化③
D.由图可预测:高铁酸盐(Fe)具有强氧化性,可用于消毒,Fe与水反应最终可生成Fe(OH)3胶体,从而吸附水中的悬浮物,故高铁酸盐可作净水剂
答案 D
解析 铁与高温水蒸气的反应生成四氧化三铁和氢气,不能实现转化①,故A项错误;FeO是一种黑色粉末,不稳定,在空气中受热,部分被氧化,氧化生成Fe3O4,不能发生转化②,故B项错误;加热Fe(OH)3发生转化⑥分解生成氧化铁,氢氧化铁不溶于水,加水溶解不可实现转化③,故C项错误;高铁酸盐中铁为+6价,具有强氧化性,可用于消毒,与水发生氧化还原反应后生成Fe3+,Fe3+发生水解生成Fe(OH)3胶体。
2. (双选)(2021山东聊城高三期末)为了探究铁及其化合物的氧化性和还原性,某同学设计了如下实验方案,其中符合实验要求且完全正确的是( )
答案 A C
解析 向FeCl2溶液中通入Cl2,Fe2+被氧化为Fe3+,溶液变成棕黄色,Fe2+作还原剂,表现还原性,A正确;向FeCl2溶液中加入锌片,Zn将Fe2+还原为Fe,溶液变成无色,Fe2+作氧化剂,表现氧化性,B错误;向FeCl3溶液中加入铁粉,发生反应2Fe3++Fe === 3Fe2+,Fe作还原剂,表现还原性,C正确;向FeCl3溶液中加入铜粉,发生反应2Fe3++Cu === 2Fe2++Cu2+,溶液由棕黄色变为蓝色,Fe3+作氧化剂,表现氧化性,D错误。
归纳总结
基于“价—类二维图”认识“铁三角”的转化关系与应用
(1)横向转化体现了铁元素同种价态不同类别物质(氧化物、碱、盐)之间的转化。
(2)纵向转化体现铁元素的不同价态同种类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性或还原性。
(3)斜向转化体现铁元素的不同价态、不同类别物质之间的转化,主要体现物质的氧化性和还原性。
研专项 前沿命题
实验探究氢氧化亚铁的制备
题型 考查内容 选择题 非选择题 考查知识 考查实验室制备氢氧化亚铁的原理、实验操作及注意事项等
核心素养 科学探究与创新意识
例题.(2021山东省实验中学高三检测)某同学欲利用图示装置制取能较长时间存在的Fe(OH)2,其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是( )
A.X可以是稀硫酸或NaOH溶液
B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开b,再向烧瓶中加入X
C.反应一段时间后,可在烧瓶中观察到白色沉淀
D.反应结束后,若关闭b及分液漏斗活塞,则Fe(OH)2可较长时间存在
思路指导
答案 D
突破方法
实验室制备Fe(OH)2的两种方法
Fe(OH)2具有强的还原性,极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,因此实验室在制备Fe(OH)2时,要注意隔绝空气。常采取以下方法:
方法 实验操作 实验装置
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,以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应
还原气 保护法 用H2将装置内的空气排尽后,再将亚铁盐溶液与NaOH溶液混合,这样可长时间观察到白色沉淀
针对训练
1.(2021河北唐山高三期末)在下图中,能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A.①②
B.②④
C.①③④
D.①②④
答案 D
解析 ①先滴加稀硫酸,铁粉与稀硫酸反应生成H2,利用产生的H2排出装置内的空气,再滴加NaOH溶液,反应生成Fe(OH)2白色沉淀,符合题意;②先打开止水夹,利用铁粉与稀硫酸反应产生的H2排出装置内的空气,再关闭止水夹,装置内气体压强增大,将左管中生成的FeSO4溶液压入右管,反应生成Fe(OH)2白色沉淀,符合题意;③未隔绝空气,NaOH溶液与FeSO4溶液在液体表面生成Fe(OH)2,Fe(OH)2迅速被氧化,不能长时间观察到白色沉淀,不符合题意;④苯隔绝空气,利用胶头滴管将NaOH溶液加入FeSO4溶液中,反应生成Fe(OH)2白色沉淀,可长时间观察到白色沉淀,符合题意。
2.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。请为装置做一处改进,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中生成了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因: 。
答案 (1)分液漏斗 液封,防止空气进入装置4
(2)在装置2、3之间添加控制开关
(3)装置4内的空气没有排尽
解析 (2)装置2与大气相通,打开K2,关闭K1,不能产生内外压强差,故3中溶液不能进入4中,要在装置2、3之间添加控制开关(如止水夹等),关闭开关时,三颈烧瓶中气体压强增大,3中溶液进入4中。
(3)Fe(OH)2能被空气中O2氧化,迅速变成灰绿色;将3中反应后溶液压入4中,在4中析出了灰绿色沉淀,说明装置4内的空气未排尽。
