高考化学一轮复习第三章金属及其化合物学案（含答案）
文档属性
| 名称 | 高考化学一轮复习第三章金属及其化合物学案（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 11.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-06-22 19:11:39 | ||
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文档简介
第三章 金属及其化合物
第7讲 第ⅠA族元素
复习要点 1.掌握第ⅠA族性质递变规律。2.第ⅠA族Li、Na、K及Na2O2、KO2、NaHCO3性质。
考点 第ⅠA族单质的性质
A基础知识重点疑难
1.钠的物理性质
颜色 熔点 硬度 密度 导电、 导热性
银白色 低 小 比水的 小 ； 比煤油的 大 良好
2.从钠的原子结构认识钠的化学性质——还原性
笔记：元素周期表位置、金属活动性顺序位置——强还原性，与H2O剧烈反应
（1）与非金属单质的反应
①与O2反应
常温 加热
现象 钠的表面变 暗 先 熔化 成小球，片刻后剧烈燃烧，发出 黄色 火焰，生成 淡黄色 固体
化学 方程式 4Na＋O22Na2O 2Na＋O2Na2O2
转移 电子 1 mol Na参加反应时转移 1 mol e－
②与Cl2反应的化学方程式： 2Na＋Cl22NaCl （黄色火焰、冒白烟）。
③与S反应的化学方程式：2Na＋SNa2S（研磨爆炸）。
（2）与水 ①溶液反应
与滴加酚酞的水 ②反应的现象及解释：
反应方程式： 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 。
笔记：①（2023天津）钠起火，可以使用水基灭火器扑灭（×）
②（2023广东）能与H2O反应生成NaOH的物质只有Na2O或Na2O2（×）
③（2024河北）观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视（√）
3.钠的制取、保存
笔记：（2022浙江1月）不能将实验室用剩的金属钠块放回原试剂瓶（×）
4.钠的用途
笔记：（2023浙江1月）金属钠导热性好，可用作传热介质（√）
[微点拨] 钠不能保存在CCl4中，因为CCl4的密度比钠的大，钠浮在CCl4表面，与空气接触而发生变质。
5.碱金属的一般性与特殊性
（1）一般性
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 ①逐渐 降低
化学性质 都具有较强的还原性 ② 还原性逐渐 增强 ；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
笔记：①金属晶体中金属阳离子半径越小，自由电子越多，金属键越强，晶体熔、沸点越高
②（2024黑、吉、辽）金属K着火，用湿抹布盖灭（×）
（2）特殊性
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 ①的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属氢化物
MH（M
表示碱
金属）
笔记：①特殊性：Mg与Li，符合对角线规则，二者性质相似。Li与O2只生成Li2O，LiOH为中强碱
②（2023北京）CaH2与水反应： ，CaH2中阴、阳离子个数比为 。[提示：CaH2＋2H2OCa（OH）2＋2H2↑ 2∶1]
③（2022湖北）Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在（√）
6.焰色试验
（1）焰色试验的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于 物理 变化，属于元素的性质 。
笔记：（2022全国乙卷）焰火中红色来源于钠盐灼烧（×）
（2）焰色试验的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
（3）常见元素的焰色 ①
钠元素 ② 黄色 ；钾元素 紫色 （透过蓝色钴玻璃观察）；铜元素绿色。
笔记：①（2024安徽）焰色试验鉴别氯化钠和氯化钾（√）
②（2023天津）焰色试验可以鉴别Na2CO3和BaCl2（√）
B题组集训提升能力
题组一 钠的性质
a.钠与水、酸、盐反应原理
1.（2025·长春模拟）下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是（ ）
选项 实验操作 实验现象
A 切开一小块钠，观察切面颜色的变化 钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色
B 把一小块钠投入CuSO4溶液中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀
C 把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝
D 把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻 钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
解析：钠切面变暗，生成Na2O，不能变淡黄色，A错误。
答案：A
解题感悟
Na与酸、盐溶液反应原理分析
（1）Na与酸反应
Na与水反应是Na与水电离出的H＋反应；酸可电离出H＋，即Na与酸的反应是Na与溶液中H＋反应，而不是先和水反应生成NaOH后再和酸发生中和反应。
（2）Na与盐反应
Na与盐溶液反应现象因盐的不同而不同，首先发生Na与水的反应，然后再进行判断。
b.钠的制备、保存和取用方法
2.（2025·名师汇编）有关金属钠制备、保存及安全处理的叙述错误的是 （填序号）。
①工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
②用氯化钠制备金属钠的原理是使钠离子还原
③金属钠易和空气中物质反应，需密封保存
④金属钠保存在煤油中或者液体石蜡里
⑤不能将实验室用剩的金属钠块放回原试剂瓶（2022·浙江1月选考）
⑥活泼金属燃烧起火，用灭火毯（石棉布）灭火（2023·山东化学）
解析：电解氯化钠溶液：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故①错误。电解熔融的氯化钠：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑，钠离子被还原，故②正确。金属钠易和空气中的水、氧气反应，需密封保存，故③正确。金属钠常保存在密度较小的煤油或液体石蜡中，故④正确。实验室用剩的钠块可以放回原试剂瓶中保存，故⑤错误。活泼金属会与水反应，不能用水灭火，应该用灭火毯（石棉布）灭火，故⑥正确。
答案：①⑤
c.钠在工业和生产中的应用
3.（2025·名师汇编）下列对钠的用途的分析中不合理的是（ ）
A.金属钠导热性好，可用作传热介质（2023·浙江1月选考）
B.Na具有还原性，可用于高温下与TiCl4反应制备Ti
C.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明（2022·浙江6月选考）
D.钠可以用来制取Na2O2，是由于钠可被氧气还原
解析：钠具有良好的导热性，可用作传热介质，故A项合理。金属Na具有强还原性，在高温下与TiCl4反应生成Ti，故B项合理。高压钠灯发出的黄光射程远、透雾能力强，所以高压钠灯可用于道路照明，故C项合理。钠在空气中燃烧生成过氧化钠，是由于钠可被氧气氧化，故D项不合理。
答案：D
d.钠在新情境下的性质分析
4.钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ ）
A.钠的密度比液氨大
B.液体的导电性增强
C.0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时，Na共失去0.02 mol电子
D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑
解析：钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明液体的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑，D正确。
答案：C
题组二 碱金属单质及其化合物性质
5.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是（ ）
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D.Li的金属性比Cs的强
解析：根据元素周期律，金属性：Cs＞Li，D项错误。
答案：D
6.（2024·湖北化学）碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e（NH3）n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图（夹持装置略）。下列说法错误的是（ ）
A.碱石灰有利于NH3逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用P2O5
D.双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3Li＋＋[e（NH3）n]－
解析：A项，碱石灰可吸收浓氨水中的水分，吸收过程中会大量放热，有利于NH3逸出，正确；B项，锂性质活泼，在空气中易被氧化，需打磨除去表面氧化膜，正确；C项，P2O5是酸性干燥剂，不能干燥NH3，错误；D项，双口烧瓶中Li与NH3反应生成溶剂化电子，正确。
答案：C
7.根据金属氢化物的特点解答下列问题。
（1）KH是一种野外供氢剂，其电子式为 ，与水反应放出氢气，化学方程式为 。
生成1 mol氢气时，反应中转移的电子数为 。
（2）NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式为
。
（3）完成以氢化锂（LiH）和氯化铝为原料合成氢化铝锂（LiAlH4）的反应方程式：
4LiH＋ LiAlH4＋3 。
答案：（1）K＋[]－ KH＋H2OKOH＋H2↑ NA（或6.02×1023）
（2）3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH
（3）AlCl3 LiCl
题组三 焰色试验
8.下列关于焰色试验的叙述正确的有（ ）
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②焰色试验是金属单质的特性 ③钡的焰色为绿色，钙的焰色为紫色 ④每次试验后，要将铂丝用硫酸洗净 ⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝 ⑥所有金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色 ⑦若火焰颜色为黄色，则一定含钠元素，不含钾元素
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
解析：①在观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃滤去钠的黄光，正确；②焰色试验是元素的性质，不是金属单质的特性，错误；③钡的焰色为黄绿色，钙的焰色为砖红色，错误；④硫酸不易挥发，灼烧时，硫酸及其盐不易挥发掉，无法达到洗净的目的，每次试验后，要将铂丝用盐酸洗净，错误；⑤铁的焰色为无色，则可用光洁无锈铁丝进行焰色试验，正确；⑥焰色试验体现的是金属元素的一种性质，并不是所有金属元素都能使火焰呈现特征颜色，如铁和铂的焰色为无色，错误；⑦物质灼烧时，焰色为黄色，说明该物质一定含有Na元素，由于K元素的紫光能被黄光掩盖，可能含有钾，错误。
答案：A
考点 碱金属的氧化物——Na2O、Na2O2、KO2
A基础知识重点疑难
1.钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠
物质 氧化钠（Na2O） 过氧化钠（Na2O2）
色、态 白 色固体 淡黄色固体 ①
类别 碱性 氧化物 过氧化物 （不是碱性氧化物）
氧的价态 －2 －1
电子式 Na＋]2－Na＋ Na＋]2－Na＋ ②
生成条件 常温 加热或点燃
化学性质 热稳定性 不稳定（2Na2O＋O2 2Na2O2） 稳定
与水反应 Na2O＋H2O 2NaOH 2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑
与CO2 反应 Na2O＋CO2 Na2CO3 2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2 ③
与酸反应 （盐酸） Na2O＋2HCl 2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl 4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要性质 具有碱性氧化物通性 具有 强氧化 性
主要用途 用于制取少量Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 ④、消毒剂
笔记：①（2024安徽）加水振荡鉴别过氧化钠和硫黄（√）
②（2023广东）与H2O反应生成O2的钠的氧化物含有共价键（√）
③（2023重庆）Na2O2分别与H2O和CO2反应，生成的气体相同（√）
④（2024浙江6月）Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂（√）
2.Na2O2的强氧化性和还原性
化合价 分析 性质 强氧化性
Na2 （1）强氧化性的表现 ① （2）遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应 ③
笔记：①拓展：含O—O键的物质，如H2O2、过氧乙酸、过碳酸钠等均有强氧化性，O—O中O为－1价
②高考重点考查物质，如电子式、化学键、氧化性、还原性。如（2023北京）Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2 （√）；Na2O2与水反应时水发生氧化反应（×）
③与离子方程式正误判断、阿伏加德罗常数结合，如（2022广东）过氧化钠转化为碱：2＋
2H2O4OH－＋O2↑（×）
3.KO2（超氧化钾）
（1）性质：是离子化合物，阴离子是 ；O可看作－价，处于中间价态。
笔记：（2024河北）1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA（×）
（2）应用：可做供氧剂
笔记：（2024河北）反应4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA（×）
B题组集训提升能力
题组一 氧化钠、过氧化钠的结构与性质
1.（2025·八省联考河南卷）W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件）。下列说法错误的是（ ）
A.气体V可通过排水法收集
B.X与水反应能生成气体V
C.Y易溶于水，溶液显碱性
D.电解Z的水溶液可得到W
解析：V为O2，可通过排水法收集，A正确；X为Na2O2，Na2O2与水反应能生成O2，B正确；Y为Na2CO3，易溶于水，由于C水解，溶液显碱性，C正确；Z为NaCl，电解NaCl水溶液得不到W（Na），应该电解熔融氯化钠，D错误。
答案：D
2.（2025·名师汇编）下列有关钠的氧化物的叙述正确的是 （填序号）。
①Na2O、Na2O2中均含有离子键，氧元素化合价相同
②过氧化钠的电子式：NNa
③1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）
④Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
⑤过氧化钠与二氧化硫反应可生成硫酸钠
解析：Na2O、Na2O2中均含有离子键，氧元素化合价不同，Na2O中氧元素为－2价，Na2O2中氧元素为－1价，故①错误。过氧化钠的电子式为Na＋]2－Na＋，故②错误。Na2O2是由Na＋和构成，1 mol Na2O2固体中含离子总数是3NA，故③错误。Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物不同，Na2O＋CO2Na2CO3，2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，故④错误。过氧化钠有强氧化性，Na2O2＋SO2Na2SO4，故⑤正确。
答案：⑤
题组二 过氧化物的性质探究
3.酸性溶液中过氧化氢能使Cr2转化成蓝色的过氧化铬（CrO5），分子结构如图所示，该反应可用来检验Cr2的存在，其反应的离子方程式为4H2O2＋Cr2＋2H＋2CrO5＋5H2O。下列说法正确的是（ ）
A.过氧化铬中铬元素的化合价为＋5
B.Cr2在碱性溶液中不能稳定存在
C.CrO5分子中有极性键、非极性键和离子键
D.该反应中Cr2作氧化剂，H2O2作还原剂
解析：根据CrO5的结构可知，其中有两个过氧键，CrO5中铬元素的化合价为＋6，故A错误；由Cr2＋H2O2Cr＋2H＋可知，Cr2在碱性溶液中不能稳定存在，故B正确；CrO5分子中不含离子键，故C错误；该反应中各元素化合价都没有发生变化，属于非氧化还原反应，故D错误。
答案：B
4.（1）五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6价，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为 个。
（2）过氧化尿素[CO（NH2）2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和增氧剂，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬（CrO5），重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为
，
上述反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应。
解析：（1）设CrO5中过氧键（—O—O—）有x 个，O2－有y个，则解得
（2）Cr2中铬的化合价为＋6价，在离子反应中铬元素、氧元素等的化合价都没发生变化。
答案：（1）2 （2）4H2O2＋Cr2＋2H＋2CrO5＋5H2O 不是
题组三 Na2O2与H2O、CO2反应
5.关于Na2O2与CO2和H2O（g）混合气体的反应，下列说法错误的是（ ）
A.只要参加反应的Na2O2一定，反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O（g）的总的物质的量一定，反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定，反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定，固体所增加的质量就一定
解析：根据Na2O2与CO2、H2O（g）反应的化学方程式，由于两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1，A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O（g），2Na2O2～2CO2，B正确；根据反应方程式中的电子转移情况知，C正确；根据反应方程式知，CO2、H2O与Na2O2反应时，固体增加的质量为CO2中“CO”的质量和H2O中“H2”的质量，所以当物质的量固定的混合气体中，CO2气体所占的比例大时，固体增加的质量大，当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，D错误。
答案：D
6.密闭容器中装1 mol NaHCO3和0.8 mol Na2O2加热充分反应后，容器内残留的固体是（ ）
A.0.8 mol Na2CO3和1 mol NaOH
B.1 mol Na2CO3和0.6 mol NaOH
C.1.3 mol Na2CO3
D.0.5 mol Na2CO3和1.6 mol NaOH
解析：NaHCO3加热分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，可知1 mol NaHCO3分解生成0.5 mol的二氧化碳、0.5 mol的水和0.5 mol Na2CO3，生成的CO2和H2O分别与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，二氧化碳首先与过氧化钠反应，消耗0.5 mol过氧化钠，生成0.5 mol碳酸钠，还有0.3 mol的过氧化钠与水反应，生成0.6 mol NaOH，所以容器内残留的固体是1 mol Na2CO3和0.6 mol NaOH，B正确。
答案：B
解题感悟
Na2O2与H2O、CO2的反应规律与实验探究Na2O2
与H2O、CO2反应计算的四个关系
先后关系 Na2O2与CO2、H2O（g）的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，再与H2O（g）反应
电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，2Na2O2～O2～2e－，物质的量关系为n（e－）＝n（Na2O2）＝2n（O2）
气体体积 变化关系 若CO2、水蒸气（或两混合气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，等于生成氧气的量，ΔV＝V（O2）＝V（原气体）
固体质量 变化关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28 g·mol－1×n（CO2）、Δm＝2 g·mol－1×n（H2O）
[思维建模]w g化学式符合通式（CO）m·（H2）n的物质（其中m、n为自然数）在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重w g。
中学阶段常见符合这一关系的物质有：
（1）无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；
（2）有机物：CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等。
考点 Na2CO3、NaHCO3
A基础知识重点疑难
1.碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
物质 性质 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 ① 小苏打
颜色、状态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水（溶解度比Na2CO3 小 ）
水解 C＋H2OHC＋OH－ HC＋H2OH2CO3＋OH－
与盐酸反应 （离子方程式） C＋2H＋CO2↑＋H2O HC＋H＋H2O＋CO2↑
与NaOH反应 不反应 HC＋OH－C＋H2O
与足量Ca（OH）2反应 ② Ca2＋＋CCaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCCaCO3↓＋H2O
与BaCl2反应 C＋Ba2＋BaCO3↓ 不反应
与CO2反应 C＋CO2＋H2O2HC ③ 不反应
热稳定性 （化学方程式） 较稳定 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
相互转化 Na2CO3NaHCO3 ④
笔记：①明确Na2CO3、NaHCO3在生产生活中应用，如热的Na2CO3溶液去除油污，NaHCO3治疗胃酸过多、作发酵粉等
（2024安徽）制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸（×）
②（2023辽宁）用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3（×）
③（2023海南）除去CO2中的HCl，用饱和Na2CO3溶液（×）
④相互转化是除杂的原理
2.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别
（1）利用热稳定性不同：
笔记：定量计算，如（2022天津）1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为 g；
（2021河北）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。（提示：159 0.84）
（2）相同条件下利
用反应速率不同：
笔记：拓展：相互滴加法检验物质，如AlCl3与NaOH溶液、Na[Al（OH）4]与HCl溶液
（3）利用阴离子的不同：
（4）利用溶液的pH 不同：
笔记：融合盐类水解，鉴别前提是相同浓度，如（2022全国甲卷）分别测浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者，则Kh（CH3COO－） ＜Kh（HC） （×），（2024北京）室温下，Na2CO3、NaHCO3饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异（×）
3.Na2CO3、NaHCO3的除杂方法：依据二者性质的差异确定除杂方法（后者为杂质）
序号 混合物 除杂方法
① Na2CO3（s）、NaHCO3 加热法
② NaHCO3（aq）、Na2CO3 足量CO2
③ Na2CO3（aq）、NaHCO3 适量NaOH溶液
笔记：（2024北京）利用Na2CO3、NaHCO3热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3（√）
4.C、HC ①做沉淀剂的几种情况
沉淀剂 金属离子 沉淀类型 反应（举例） 特点
C Cu2＋、Zn2＋、 Pb2＋、Mg2＋ 碱式 碳酸盐 2Cu2＋＋2C＋H2O Cu2（OH）2CO3↓＋CO2↑ 金属离子水解程度不大，且其氢氧化物的溶度积与碳酸盐的溶度积相差不多；C水解程度较大，溶液碱性较强
HC Al3＋、Fe3＋、 Cr3＋ 氢氧化物 Fe3＋＋3HCFe（OH）3↓＋3CO2↑ 金属离子极易水解，且其氢氧化物溶度积较小
Mg2＋、Fe2＋、 Co2＋、Mn2＋ 碳酸盐 Fe2＋＋2HCFeCO3↓＋CO2↑＋H2O 金属离子水解程度不大，且其氢氧化物的溶度积与碳酸盐的溶度积相差不多
[Al（OH）4]－ 氢氧化物 [Al（OH）4]－＋HCAl（OH）3↓＋C＋H2O ② —
笔记：①实验探究性质，融合电解质溶液的水解平衡等，如（2021北京）向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加Al2（SO4）3溶液，现象 ，发生的反应 。[提示：有白色沉淀和气体生成 3C＋2Al3＋＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CO2↑、Al3＋＋3HCAl（OH）3↓＋3CO2↑]
②原理：酸性HC＞Al（OH）3
5.依据图像特点判断溶液成分（NaOH、Na2CO3、NaHCO3 ①）的方法
（1）若a＝0（即图像从原点开始） 溶液中的溶质为NaHCO3
（2）若V（Oa）＝V（ab）（即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同） 溶液中的溶质为Na2CO3
（3）若V（Oa）＞V（ab）（即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积） 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH的混合物
（4）若V（Oa）＜V（ab）（即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积） 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3的混合物
笔记：①三者相互转化
如（2022广东）氢氧化钠转化为酸式盐：OH－＋2H＋＋CHC＋2H2O （×）
②实质是与H＋反应先后顺序：OH－＞C（生成HC）＞HC（生成CO2）
6.侯氏制碱法
（1）制备原料：食盐、氨气、二氧化碳 ，其中二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，反应方程式为C＋H2O（g）CO＋H2、CO＋H2O（g）CO2＋H2。
笔记：（2024江苏）纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3，该制备过程涉及的物质转化均可实现（×）
（2）工艺流程 ①
笔记：①高考常见的素材，考查范围较广，涉及NH3、CO2制备，溶解度曲线及分离提纯操作，Na2CO3、NaHCO3的性质、鉴别与除杂，水解，绿色化学，工业生产等
②NH4Cl易分解，晶体析出不能加热蒸发
（3）反应原理：①产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl 。
②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
笔记：特定环境下固体析出，离子反应中不能拆分，如（2023浙江1月）过量CO2通入饱和碳酸钠溶液：2Na＋＋C＋CO2＋H2O2NaHCO3↓（√）
（4）绿色思想：循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
B题组集训提升能力
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
1.（2024·北京化学）关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是（ ）
A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异
解析：Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、C、HC，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应：NaOH＋NaHCO3Na2CO3＋H2O，B正确；NaHCO3受热易分解，可转化为Na2CO3，而Na2CO3热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是C的水解程度远大于HC，D错误。
答案：D
2.（2025·北京房山区一模）探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应，①中产生白色沉淀和无色气体，②中只产生白色沉淀。（已知：碳酸铝在水溶液中不能稳定存在）
下列说法不正确的是（ ）
A.Al2（SO4）3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解
B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物
C.同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞，Na2CO3溶液的红色深
D.②中CaCl2溶液滴入后，Na2CO3溶液的pH不变，NaHCO3溶液的pH降低
解析：铝离子水解呈酸性，碳酸根离子和碳酸氢根离子水解呈碱性，硫酸铝能促进碳酸钠和碳酸氢钠的水解，A正确；①中铝离子水解生成氢氧化铝，也可以与碳酸根结合生成碱式碳酸铝沉淀，B正确；同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，碳酸根离子水解程度更大，碱性更强，加入酚酞溶液红色更深，C正确；氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀，碳酸根离子浓度减小，使C＋H2OHC＋OH－平衡逆向移动，OH－离子浓度减小，pH变小，D错误。
答案：D
题组二 碳酸钠、碳酸氢钠的应用
3.（2025·名师汇编）下列关于Na2CO3、NaHCO3用途的叙述错误的是 （填序号）。
①碳酸氢钠可做食品膨松剂（2022·全国乙卷）
②碳酸钠可用于去除餐具的油污
③碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
④盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
⑤眼睛溅进酸液，先用大量水冲洗，再用饱和碳酸钠溶液冲洗（2023·山东化学）
解析：碳酸氢钠受热分解放出二氧化碳，可以使面包、馒头等食品膨松，可以做食品膨松剂，故①正确。纯碱Na2CO3是强碱弱酸盐，弱酸根离子水解消耗水电离产生的H＋，使溶液显碱性，而油脂在碱性条件下水解得到可溶性的高级脂肪酸盐和甘油，因此纯碱溶液可以促进油脂的水解，用于清洗油污，故②正确。胃酸的主要成分是HCl，碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多，故③正确。Na2CO3＋Ca（OH）2CaCO3＋2NaOH，施加熟石灰生成了烧碱NaOH，碱性增强，不利于作物生长，故④错误。饱和碳酸钠溶液碱性强，不可使用饱和碳酸钠溶液冲洗眼睛，眼睛溅进酸液，应立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，并及时就医，切不可用手揉眼睛，故⑤错误。
答案：④⑤
题组三 Na2CO3、NaHCO3鉴别、除杂、定量测定
4.下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（ ）
A.取a克混合物充分加热，减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D.取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
解析：碱石灰不仅可以吸收CO2，还可以吸收水蒸气，所以选项C方案无法确定CO2的质量。
答案：C
5.（2025·名师汇编）下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是 （填序号）。
①NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
②分别向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸，产生CO2气体较快的为NaHCO3溶液
③加热NaHCO3固体，产生无色气体：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑（2022·北京化学）
④CaCl2溶液、澄清石灰水均能鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液
⑤溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
⑥物质的量相同时，消耗盐酸的量：Na2CO3＞NaHCO3
⑦可向NaHCO3溶液中通入过量的CO2气体除去溶液中的Na2CO3
解析：NaHCO3受热分解可产生Na2CO3、H2O和CO2，因此热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3，故①错误。Na2CO3溶液中滴加少量盐酸，依次发生反应：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，气体先无后有；NaHCO3溶液与盐酸立即产生气体，NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，故产生CO2气体较快的为NaHCO3溶液，故②正确。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，故③正确。澄清石灰水与Na2CO3、NaHCO3溶液反应均能产生白色沉淀，不能鉴别，故④错误。常温下，碳酸氢钠在水中的溶解度小于碳酸钠在水中的溶解度，故⑤错误。等物质的量的Na2CO3和NaHCO3所消耗的HCl的物质的量之比为2∶1，故⑥正确。向含Na2CO3的NaHCO3溶液中通入过量的CO2气体，会发生反应：CO2＋Na2CO3＋H2O2NaHCO3，最后溶液中的Na2CO3会全部转化为NaHCO3，故⑦正确。
答案：②③⑥⑦
6.（2025·宁夏模拟）Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：
（1）与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
① ②
③ ④
其中实验 （填实验序号，下同）和 可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。
（2）稳定性差异。乙组设计如图装置进行实验（加热及夹持装置省略）。
①分别将装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290 ℃），目的是
。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为 、 。
③试管b中发生反应的化学方程式为
。
（3）与盐溶液反应的差异。丙组设计如表实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实 验 组 号 反应物 现象
物质 浓度/ （mol·L－1） CaCl2 浓度/ （mol·L－1） 是否有沉 淀（室温） 气泡情况
室 温 60 ℃ 水浴
A NaHCO3 0.05 0.05 有少量白 色沉淀 无 无
B Na2CO3 0.05 0.05 有较多 白色沉淀 无 无
C NaHCO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 有明显 气泡
D Na2CO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 无
①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是 。
②请写出C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式
。
解析：（1）碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始无现象，后来产生气泡，碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸，开始有气泡，因此其中实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3；碳酸钠滴入稀盐酸中立刻生成气泡，碳酸氢钠滴入稀盐酸立刻生成气泡，故③④不能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。（2）①碳酸钠较稳定受热不分解，碳酸氢钠不稳定受热分解为二氧化碳气体、碳酸钠和水；分别将装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290 ℃），目的是提供较高温度，便于盐分解实验。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠，二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，因此a、b试管中的实验现象分别为a中开始有少量气泡，后来无现象，b中有气泡，之后有晶体析出。③试管b中发生反应为碳酸钠和二氧化碳、水生成碳酸氢钠，化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3↓。（3）①由表格可知，丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是在浓度较稀时，与CaCl2反应产生沉淀的是Na2CO3，基本无现象的是NaHCO3。②C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡，根据质量守恒说明气泡是二氧化碳气体，生成沉淀为碳酸钙沉淀，故其离子方程式为2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：（1）① ② （2）①提供较高温度，便于盐分解实验 ②a中开始有少量气泡，后来无现象 b中有气泡，之后有晶体析出 ③Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3↓ （3）①在浓度较稀时，与CaCl2反应产生沉淀的是Na2CO3，基本无现象的是NaHCO3 ②2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
题组四 Na2CO3、NaHCO3与H＋定量反应
7.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。
按要求回答问题：
（1）写出依次发生反应的化学方程式：
。
（2）①代表 的变化曲线；②代表 的变化曲线；③代表 的变化曲线。
（3）盐酸的物质的量浓度为 。
（4）加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为 。
解析：（3）当加入150 mL盐酸时正好完全生成NaCl溶液，n（HCl）＝n（NaCl）＝2n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝2×2.5×10－3 mol＋2.5×10－3 mol＝7.5×10－3 mol，c（HCl）＝＝0.05 mol·L－1。（4）n（CO2）＝n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝（2.5＋2.5）×10－3 mol＝5×10－3 mol，标准状况下V（CO2）＝5×10－3 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
答案：（1）Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑
（2）NaHCO3 NaCl Na2CO3
（3）0.05 mol·L－1 （4）0.112 L
题组五 侯氏制碱法
8.（2025·潍坊模拟）纯碱在食品加工、制药等方面有重要应用。实验室以碳酸氢铵（温度高于35 ℃分解）和食盐水为原料模拟纯碱的制取，流程如图。下列说法错误的是（ ）
A.“搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下
B.NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种物质中，NaHCO3溶解度最低
C.“洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D.利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为酚酞、第2指示剂为甲基橙
解析：由于温度高于35 ℃时碳酸氢铵会分解，所以加热温度要控制在35 ℃以下，应采用水浴加热，A正确。晶体A为碳酸氢钠，由复分解反应的条件可知，碳酸氢钠溶解度最低，B正确。洗涤、抽滤用到的主要仪器是布氏漏斗和抽滤瓶，C错误。利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，发生反应①Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl、②NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，则两个指示剂分别为酚酞和甲基橙，D正确。
答案：C
9.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
。
A B
C D E
（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：
①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。
②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 、 、过滤、洗涤、干燥。
（5）无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水NaHCO3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 （填标号）。
A.偏高 B.偏低 C.不变
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；另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl，再加入氯化钠粉末，存在反应NaCl（s）＋NH4Cl（aq）NaCl（aq）＋NH4Cl（s），据此分析解答。
（1）根据分析可知，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，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。
（3）根据上述分析可知，生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O＋NaCl＋CO2NH4Cl＋NaHCO3↓。
（4）①对固体NaHCO3充分加热，产生碳酸钠、二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，根据差量法可知，当增重0.14 g（“CO”的质量）时，消耗的二氧化碳的质量为0.14 g×＝0.22 g，其物质的量为＝0.005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g·mol－1＝0.84 g。②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，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。
（5）称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，则NaHCO3物质的量偏小，消耗的盐酸体积偏小，最终会使c（测）偏高，A项符合题意。
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）①0.84 ②蒸发浓缩 冷却结晶 （5）A
限时跟踪检测（七） 第ⅠA族元素
1.下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是（ ）
①金属性最强的是铯 ②还原性最强的是铯 ③在自然界中均以化合态形式存在 ④Li的密度最小，熔点最高 ⑤铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸 ⑥它们的氧化物都只有M2O和M2O2两种形式 ⑦离子半径：Rb＋＞K＋＞Na＋，微粒半径：Cs＞Cs＋
A.仅①②③④ B.仅④⑤⑥⑦
C.仅②⑥ D.①②③④⑤⑦
解析：Li、Na、K、Rb、Cs都是碱金属元素，位于同一主族，原子序数依次增大，①同主族元素金属性从上到下依次增强，所以金属性最强的是铯，正确；②同主族元素金属性从上到下依次增强，还原性依次增强，正确；③碱金属元素化学性质活泼，易与空气中的氧气和水发生反应，所以在自然界中均以化合态形式存在，正确；④碱金属元素单质的密度从上到下呈增大的趋势（但Na的密度大于K），熔、沸点逐渐降低，所以Li的密度最小，熔点最高，正确；⑤金属性最强的是铯，其与水反应最剧烈，甚至会发生爆炸，正确；⑥锂在O2中燃烧生成Li2O，Na与O2反应可生成Na2O、Na2O2，K、Rb、Cs金属性更强，燃烧的产物更复杂，错误；⑦Rb＋、K＋、Na＋，电子层数依次减少，所以离子半径依次减小，故离子半径：Rb＋＞K＋＞Na＋，Cs与Cs＋具有相同的质子数，但是Cs核外电子层数多，所以半径大，正确。
答案：D
2.下列叙述正确的是（ ）
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 ②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀 ③钠与硫酸铜溶液反应，可置换出铜 ④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行 ⑤向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤
C.②⑤ D.④⑤
解析：①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，但Na2O2与水反应时，除反应产生碱，同时还反应产生O2，反应过程中元素化合价发生了变化，故Na2O2不是碱性氧化物，错误。②Na2CO3溶液能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀，而NaHCO3溶液不能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀，错误。③金属钠的金属活动性很强，其与硫酸铜溶液反应，首先Na与溶液中的水发生置换反应产生NaOH、H2，然后是NaOH与CuSO4发生复分解反应产生Cu（OH）2、Na2SO4，而不能置换出铜单质，错误。④Na2O2能够与H2O、CO2发生反应产生O2，因此可作供氧剂，而Na2O不行，正确。⑤Na2O2粉末能够与水反应产生NaOH、O2，NaOH是碱，能够使紫色石蕊溶液变为蓝色；反应产生的中间产物H2O2具有强氧化性，会将有色物质氧化变为无色物质，因此又看到溶液由蓝色变为无色，并有气泡生成，正确。综上所述，说法正确的叙述是④⑤，故合理选项是D。
答案：D
3.（2025·福州期中）下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法正确的是（ ）
A.25 ℃时，碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大
B.常温下，分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的稀盐酸，立即产生气泡的是Na2CO3
C.可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.常温下，浓度均为0.1 mol·L－1时，溶液的pH大小：Na2CO3＞NaHCO3
解析：25 ℃时，向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2，会生成碳酸氢钠沉淀，则表明碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小，A不正确；立即产生气泡的是NaHCO3，B不正确；应在小试管中放NaHCO3，大试管中放Na2CO3，C不正确；常温下，相同浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强，即溶液的pH大小：Na2CO3＞NaHCO3，D正确。
答案：D
4.（2025·娄底一模）为证明过氧化钠能在呼吸面具或潜艇中作供氧剂，进行如下实验。下列有关说法正确的是（ ）
A.装置D起缓冲作用，并防止E中的水倒吸
B.装置C中发生反应的化学方程式仅有：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
C.装置B中盛放的液体为浓硫酸
D.装置A为实验室制取CO2的装置，分液漏斗中盛放稀盐酸
解析：D中盛放氢氧化钠溶液，用来除去未反应的二氧化碳气体，故A错误；装置C中通入的CO2中还含有H2O，除了过氧化钠和CO2的反应外，还有过氧化钠和H2O的反应，离子方程式为2Na2O2＋2H2O4Na＋＋4OH－＋O2↑，故B错误；装置B中盛放的液体为饱和碳酸氢钠溶液，目的是除去HCl气体，故C错误；装置A为实验室制取CO2的装置，即CaCO3与HCl反应生成CO2，分液漏斗中盛放稀盐酸，故D正确。
答案：D
5.（2025·白山模拟）我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从70％提高到90％以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是（ ）
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃
C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D.沉淀池中反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O2NH4Cl＋Na2CO3
解析：由联合制碱法生产流程示意图可以看出从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水，A正确；由溶解度曲线可以看出，NH4Cl的溶解度随温度升高而增大，因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃，B正确；由联合制碱法生产流程示意图可知，循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染，C正确；沉淀池中反应的化学方程式：NH3＋CO2＋NaCl＋H2ONH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。
答案：D
6.（2025·南京、盐城一模）室温下，探究0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是（ ）
选项 探究目的 实验方案
A HC是否发生电离 向2 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入一小块钠，观察溶液中是否有气泡产生
B HC是否发生水解 用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH
C 溶液中是否存在Na＋ 取一支洁净的铂丝，蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液后在煤气灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
D 溶液中是否存在C 向2 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中滴入几滴澄清石灰水，观察溶液是否变浑浊
解析：钠很活泼，和水反应生成氢氧化钠和氢气，则无论NaHCO3是否发生电离都会产生气泡，A项错误；NaHCO3水解显碱性，则用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH＞7，显碱性，可以说明NaHCO3发生水解，B项正确；钠离子的焰色试验，不需要透过蓝色钴玻璃观察，C项错误；澄清石灰水的主要成分为Ca（OH）2，Ca（OH）2与NaHCO3反应也会产生白色沉淀，溶液会变浑浊，不能证明含有C，D项错误。
答案：B
7.（2025·银川一中、昆明一中联合一模）研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入到40 mL水中，充分反应得溶液A（液体体积无明显变化），进行以下实验。
编号 操作 现象
① 溶液变红色，20秒后褪色
② ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体； ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色
③ ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色； ⅱ.变红色
④ 溶液变红色，2小时后无明显变化
下列说法不正确的是（ ）
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1 mol·L－1
B.由③④可知，c（OH－）越大，溶液红色褪去现象更明显
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色
解析：1.56 g Na2O2粉末的物质的量是1.56 g÷78 g·mol－1＝0.02 mol，加入到40 mL水中，充分反应得溶液A（液体体积无明显变化）为氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠的物质的量是0.04 mol，其浓度是0.04 mol÷0.04 L＝1 mol·L－1，故A正确；由③④可知，在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关，向1 mol·L－1的氢氧化钠溶液中滴入酚酞，溶液变红色，10分钟后溶液褪色，再滴入盐酸反应后氢氧根离子浓度减小，溶液变红色，说明溶液红色褪去是因为c（OH－）增大，且c（OH－）越大，溶液红色褪去现象越明显，故B正确；①中溶液红色褪去的主要原因是生成的过氧化氢具有氧化性，把有色物质氧化为无色物质，向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终不会变成红色，故C错误；由②③反应现象分析可知，向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色，故D正确。
答案：C
8.（2025·温州第三次适应考）探究钠及其化合物的性质，下列实验方案设计、现象及结论都正确的是（ ）
方案设计 现象 结论
A 向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸 溶液中产生气泡 Na2O2固体已经变质
B 将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，伸入盛有CO2的集气瓶中 产生黑、白两种固体 钠的还原性强，与二氧化碳发生了置换反应
C 向2 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液中滴加2滴4 mol·L－1稀盐酸 溶液中产生气泡 该Na2CO3溶液中混有NaHCO3杂质
D 向插有温度计的10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体 有刺激性气味产生，温度计示数增大 反应N＋OH－ NH3↑＋ H2O为放热反应
解析：过氧化钠本身与盐酸反应生成氧气，有气泡冒出，不能证明过氧化钠已经变质，故A错误；钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和碳，则产生黑、白两种固体，该反应为置换反应，故B正确；碳酸根离子结合质子能力强于碳酸氢根离子，盐酸少量，碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，无明显现象，不会产生气泡，故C错误；NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体时，由于氢氧化钠固体溶于水本身放热，所以不能据此说明该反应是放热反应，故D错误。
答案：B
9.（2025·湖州、衢州、丽水4月质检）碳酸钠、碳酸氢钠是实验室中常见的物质，下列实验方案、现象和结论都正确的是（ ）
实验方案 现象 结论
A 测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH Na2CO3溶液的pH较大 非金属性： S＞C
B 将Al2溶液和CaCl2溶液分别加入到Na2CO3溶液中 均出现白色沉淀 Al2溶液和CaCl2溶液均可使C的水解平衡正向移动
C 将稀苯酚溶液逐滴加入加有酚酞的碳酸钠溶液中至过量 溶液红色褪去但无气泡产生 Ka1（H2CO3）＞Ka（苯酚）＞Ka2（H2CO3）
D 向少量NaHCO3溶液中加入一小块打磨过的镁条，观察实验现象 产生气泡 该气体主要是CO2
解析：Na2CO3溶液的pH较大，说明水解程度：C＞S，酸性：HC＜HS，但是不能由此得出非金属性：S＞C的结论，因为比较非金属性强弱，要比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而S和C对应的酸分别为H2SO4和H2CO3，A错误；C存在水解平衡C＋H2OHC＋OH－，碳酸钠溶液中加入硫酸铝，Al3＋结合OH－生成Al（OH）3沉淀，使得OH－浓度减小，水解平衡正向移动；加入CaCl2，Ca2＋结合C生成CaCO3沉淀，C浓度减小，水解平衡逆向移动，B错误；将稀苯酚溶液逐滴加入加有酚酞的碳酸钠溶液中至过量，发生反应C6H5—OH＋CC6H5—O－＋HC，溶液红色褪去但无气泡产生，由此可得酸性：H2CO3＞苯酚＞HC，则Ka1（H2CO3）＞Ka（苯酚）＞Ka2（H2CO3），C正确；向少量NaHCO3溶液中加入一小块打磨过的镁条，镁和HC电离出的氢离子反应生成H2，D错误。
答案：C
10.（2025·山东期中）元素的“价—类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为钠元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是（ ）
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
解析：A项，氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2（过量）＋NaOHNaHCO3，可以实现转化关系①，正确；B项，Na2O2与水、二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，因此④⑤的转化均有O2产生，正确；C项，向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3和反应⑧NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，都生成氯化钠，正确；D项，反应②通过加热能实现物质转化：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化：NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O，错误。
答案：D
11.（2025·梧州模拟）小组同学探究Na2CO3的性质及工业制法。
（1）用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液。
①用到的仪器有托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
②计算：需用托盘天平称量Na2CO3·10H2O固体 g。
③下列情况中，会使所配溶液浓度偏高的是 （填字母）。
a.转移时，没有洗涤烧杯和玻璃棒
b.定容时，眼睛俯视刻度线
c.定容摇匀后，发现液面低于刻度线，继续加水至液面与刻度线相切
（2）探究Na2CO3与NaHCO3的性质。
实验装置及操作
实验现象 盛有① （填化学式）的试管中温度计示数升高 盛有Na2CO3的试管中固体完全溶解；盛有NaHCO3的试管中固体有剩余 盛有NaHCO3溶液的试管中立即有气泡产生；盛有Na2CO3溶液的试管中③
实验结论或解释 略 相同温度下，溶解度：Na2CO3② NaHCO3（填“＞”“＜”或“＝”） 略
（3）我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。如图为联合制碱法的主要过程（部分物质已略去）。
已知：ⅰ.NH3溶于水生成碱，与酸反应生成盐，如NH3＋HNO3NH4NO3。
ⅱ.有关物质的溶解度（20 ℃）
物质 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl
溶解度/g 36.0 21.7 9.6 37.2
①沉淀池中所发生的反应属于四种基本反应类型中的 反应。
②加热炉中发生反应的化学方程式为 。
解析：（1）①用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液，还需要用到100 mL容量瓶。②需要Na2CO3·10H2O固体质量为0.1 L×0.2 mol·L－1×286 g·mol－1＝5.72 g，用托盘天平称量5.7 g固体。③转移时，没有洗涤烧杯和玻璃棒，溶质偏少，浓度偏低，a不符合题意；定容时，眼睛俯视刻度线，溶液的总体积偏小，浓度偏高，b符合题意；定容摇匀后，发现液面低于刻度线，继续加水至液面与刻度线相切，导致溶液的体积偏大，浓度偏低，c不符合题意。
（2）①Na2CO3溶解时放热，温度计示数升高。②相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。③碳酸钠先与盐酸反应生成碳酸氢钠，无气泡产生，然后碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，有气泡产生，故现象是开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。
（3）①沉淀池中发生的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2ONH4Cl＋NaHCO3↓，反应类型为复分解反应。②联合制碱法制备的是碳酸钠，其由碳酸氢钠受热分解产生，故加热炉中的反应为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
答案：（1）①100 mL容量瓶 ②5.7 ③b
（2）①Na2CO3 ②＞ ③开始无气泡产生，一段时间后产生气泡
（3）①复分解 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
12.（2025·沈阳阶段检测）Ⅰ.MnCO3可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。它在空气中加热易转化为不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。
（1）300 ℃时，剩余固体中n（Mn）∶n（O）为 。
（2）图中C点对应固体的成分为 （填化学式）。
Ⅱ.CO2是常见温室气体，将一定量的气体CO2通入100 mL某浓度的NaOH溶液得F溶液，向F溶液中逐滴加入2 mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。
（3）F溶质与足量石灰水发生反应最多可得沉淀的质量为 。
Ⅲ.完成问题
（4）pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2（OH）6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率下降且有气体C产生，用化学方程式表示其原因： 。
解析：（1）设300 ℃时，剩余固体的化学式为MnxOy，则有xMnCO3～MnxOy，此时固体残留率为75.65％，即×100％＝75.65％，化简得x∶y≈1∶2，即此时剩余固体中n（Mn）∶n（O）＝1∶2。
（2）设B点剩余固体的化学式为MnaOb，则有aMnCO3～MnaOb，此时固体残留率为66.38％，即×100％＝66.38％，化简得a∶b≈3∶4，即此时剩余固体为Mn3O4；设900 ℃时，剩余固体的化学式为MncOd，则有cMnCO3～MncOd，此时固体残留率为61.74％，即×100％＝61.74％，化简得c∶d≈1∶1，即此时剩余固体为MnO；故题图中C点对应固体的成分为Mn3O4和MnO。
（3）滴加盐酸的体积在0～25 mL时，发生反应Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，滴加盐酸的体积在25～100 mL时，发生反应NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，结合题图可知，F溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，根据碳元素守恒可知，n（CO2）＝0.075 L×2 mol·L－1＝0.15 mol；F溶液中的Na2CO3、NaHCO3和足量石灰水反应最终都转化为CaCO3，根据碳元素守恒可知，F溶质与足量石灰水发生反应后，CO2最终都转化为CaCO3，即n（CaCO3）＝n（CO2）＝0.15 mol，则m（CaCO3）＝0.15 mol×100 g·mol－1＝15 g。
（4）pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6－2x]溶液；若溶液的pH偏高，溶液碱性增强，铝离子和碳酸根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，该反应的化学方程式为3CaCO3＋Al2（SO4）3＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CaSO4↓＋3CO2↑。
答案：（1）1∶2
（2）Mn3O4与MnO
（3）15 g
（4）3CaCO3＋Al2＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CaSO4↓＋3CO2↑
第8讲 过渡金属元素——铁
复习要点 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解铁及其化合物的制备方法。3.掌握铁及其化合物的转化关系及应用。4.理解化工流程及实验室中实现铁及其化合物的转化原理和条件分析。
考点 铁的单质、氧化物、氢氧化物
A基础知识重点疑难
1.铁
（1）在元素周期表中位置与物理性质
（2）化学性质
笔记：①（2024山东）铁粉可用作食品脱氧剂（√）
②（2023广东）擦干已洗净的铁锅，以防生锈，原因是铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4（×）
③（2024河北）还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明H2O具有还原性（×）
④（2023浙江1月）常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2（×）
（3）铁参与反应的生成物中铁的价态
①Fe→：单质Fe与I2、S、H＋、盐 ①（置换反应）、Fe3＋反应生成＋2价铁。
②Fe→：单质Fe与F2、Cl2、Br2 ②反应生成＋3价铁。
③Fe→、（Fe3O4）：单质Fe与H2O（g）、O2反应生成Fe3O4。
④铁与氧化性酸反应产物的辨析
笔记：①与NA题结合，判断转移电子的数目，如（2022海南）在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解，反应转移电子为0.1 mol（√）；（2022浙江1月）铁与碘反应易生成碘化铁（×）
②（2023浙江6月）氯化铁可由铁与氯气反应制得（√）
2.铁的氧化物
化学式 FeO ① Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色 ②粉末 红棕 色粉末 黑 色晶体
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
稳定性 不稳定 稳定 稳定
化 学 性 质 ③ 与非氧化 性酸反应 FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与氧化性 酸反应 （稀HNO3） 3FeO＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O Fe2O3＋6HNO32Fe（NO3）3＋3H2O 3Fe3O4＋28HNO3（稀）9Fe（NO3）3＋NO↑＋14H2O
与还原性酸 反应（HI） FeO＋2HIFeI2＋H2O Fe2O3＋6HI2FeI2＋I2＋3H2O Fe3O4＋8HI3FeI2＋I2＋4H2O
与还原 剂反应 FeO＋COFe＋CO2 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO 3Fe＋4CO2
笔记：①（2024浙江6月）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4（√）
②（2023广东）火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO （×）
③氧化还原反应与复分解反应竞争，类似有Fe（OH）2、Fe（OH）3与酸反应，规律：＋2价Fe有还原性，＋3价Fe有氧化性。
3.铁的氢氧化物
Fe（OH）2、Fe（OH）3比较
化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3
色、态 白 色固体 红褐 色固体
化学性质 与非氧化性酸反应（HCl） Fe（OH）2＋2HClFeCl2＋2H2O Fe（OH）3＋3HClFeCl3＋3H2O
与氧化性酸反应（稀HNO3） 3Fe（OH）2＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋8H2O Fe（OH）3＋3HNO3Fe（NO3）3＋3H2O
与还原性酸反应（HI） Fe（OH）2＋2HIFeI2＋2H2O 2Fe（OH）3＋6HI2FeI2＋I2＋6H2O
受热分解 — 2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O
制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓
二者的关系 在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
B题组集训提升能力
题组一 铁单质的性质
1.（2024·新课标卷）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是（ ）
A.反应为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
解析：铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，A正确；酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。
答案：B
2.（2025·名师汇编）下列有关铁的说法正确的是 （填序号）。
①将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
②擦干已洗净的铁锅，以防生锈；铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，二者没有关联（2023·广东化学）
③浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸（2022·浙江6月选考）
④工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是由于铁与H2O高温下会反应（2022·广东化学）
⑤56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子（设NA为阿伏加德罗常数的值）
⑥往FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，说明Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱（2023·浙江1月选考）
⑦纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子
⑧还原铁粉可用作食品干燥剂（2022·浙江1月选考）
解析：溶液中发生反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2，故①正确。擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成Fe2O3·xH2O，铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，二者没有关联，故②正确。在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，钝化属于化学反应，故③错误。铁与水高温下会反应，所以工人要先将模具干燥后再注入熔融钢水，故④正确。56 g铁的物质的量为1 mol，由于常温下，铁遇浓硫酸钝化，阻止了反应的进行，无法计算反应生成二氧化硫的物质的量，故⑤错误。根据金属活动性顺序，Zn能置换出Fe，结合氧化还原反应规律可知Fe2＋的氧化能力强于Zn2＋，往FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，可能是Zn与FeCl2溶液反应速率太慢，故⑥错误。铁粉具有还原性，能把Cu2＋、Hg2＋等重金属离子还原，所以不是通过吸附作用除去水体中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子，故⑦错误。还原铁粉能吸收氧气，可用作食品脱氧剂，故⑧错误。
答案：①②④
3.（1）向一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。
AB段对应溶液中所含金属阳离子为 。BC段对应溶液中所含金属阳离子为 。
（2）向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸，得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。
Ⅰ对应金属阳离子为 ，Ⅱ对应金属阳离子为 ，c、b两点的数值比为 。
答案：（1）Fe3＋ Fe2＋、Fe3＋ （2）Fe2＋ Fe3＋
2∶3
题组二 铁的重要化合物
4.（2025·南通第二次诊断）关于铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.Fe具有还原性，可用作抗氧化剂
B.Fe3O4具有磁性，可用于炼铁
C.Fe（OH）3胶体呈红褐色，可用于净水
D.FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板
解析：Fe是比较活泼的金属元素，其单质具有还原性，可与氧气、水反应，因此可用作抗氧化剂，A符合题意；Fe3O4是铁的氧化物，可用于炼铁，这与其是否具有磁性无关，B不符合题意；Fe（OH）3胶体呈红褐色，该胶体的表面积大，吸附力强，可吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而析出，因此可用于净水，这与其颜色是否为红褐色无关，C不符合题意；FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中Fe3＋水解使溶液呈酸性，FeCl3溶液可用于刻蚀铜板是由于FeCl3具有强氧化性，能够与Cu单质发生氧化还原反应生成FeCl2、CuCl2，与其水溶液是否显酸性无关，D不符合题意。
答案：A
5.（2025·惠州调研）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是（ ）
A.氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O
B.铁溶于盐酸：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋3H2↑
C.醋酸除铁锈：Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O
D.氯化铁溶液腐蚀铜板：Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋
解析：氧化亚铁溶于稀硝酸，稀硝酸氧化亚铁离子，会有一氧化氮生成，反应的离子方程式为3FeO＋10H＋＋N3Fe3＋＋NO↑＋5H2O，A错误；铁溶于盐酸生成二价铁，Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，B错误；醋酸是弱酸，离子方程式中不能拆分，Fe2O3＋6CH3COOH2Fe3＋＋6CH3COO－＋3H2O，C错误；铁离子具有氧化性，会把铜氧化为铜离子，Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，D正确。
答案：D
6.（2025·贵州贵阳联考）向59.2 g Fe2O3和FeO的混合物中加入1.0 L某浓度的稀硝酸，固体物质完全反应生成NO和Fe（NO3）3。在所得溶液中加入2.8 L 1.0 mol·L－1 NaOH溶液，此时溶液呈中性，铁离子刚好完全沉淀，沉淀质量为85.6 g。下列说法中错误的是（ ）
A.Fe2O3与FeO的物质的量之比为1∶6
B.硝酸的浓度为3 mol·L－1
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
D.Fe2O3、FeO与硝酸反应后剩余0.2 mol HNO3
解析：所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，铁离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n（NaNO3）＝n（NaOH）＝1.0 mol·L－1×2.8 L＝2.8 mol，沉淀为Fe（OH）3，质量为85.6 g，物质的量为＝0.8 mol，根据铁元素守恒，反应后的溶液中n[Fe（NO3）3]＝n[Fe（OH）3]＝0.8 mol，设Fe2O3和FeO的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量有160x＋72y＝59.2，根据铁元素守恒有2x＋y＝0.8，联立方程解得x＝0.1、y＝0.6。由上述分析可知，n（Fe2O3）∶n（FeO）＝0.1 mol∶0.6 mol＝1∶6，故A正确；根据电子守恒，生成NO的物质的量为＝0.2 mol，根据N元素守恒可知n（HNO3）＝n（NO）＋n（NaNO3）＝0.2 mol＋2.8 mol＝3 mol，所以原硝酸溶液的浓度为3 mol·L－1，故B正确；根据B项分析可知n（NO）＝0.2 mol，所以标准状况下NO的体积为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L，故C正确；反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸反应，剩余的氢氧化钠与硝酸铁反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO3）＋3n[Fe（NO3）3]＝n（NaNO3），所以反应后：n（HNO3）＝n（NaNO3）－3n[Fe（NO3）3]＝2.8 mol－3×0.8 mol＝0.4 mol，故D错误。
答案：D
题组三 Fe（OH）2的制备
7.下列各图示中不能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（ ）
A B
C D
解析：Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生反应：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。先用铁与稀硫酸反应产生的氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中，因此可以长时间看到白色沉淀，故A不符合题意；铁作阳极产生Fe2＋，与阴极产生的OH－结合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保护，能防止空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故B不符合题意；由于空气中的氧气能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀，故C符合题意；液面加苯阻止了空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故D不符合题意。
答案：C
8.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的名称为 。装置5的作用为 。
（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中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因
。
解析：（1）仪器1是分液漏斗。该反应需要置于无氧环境，故装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。原因在于装置3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液压入装置4中，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe（OH）2被空气氧化，因为没有用氢气排出装置4中的空气。
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）没有用氢气排出装置4内的空气
解题感悟
Fe（OH）2的制备方法
（1）成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在隔绝空气的密闭体系中。
解题感悟
（2）几种典型的制备方法
方法 装置 说明
隔绝 空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气 氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe（OH）2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨
考点 铁及其化合物的转化关系及Fe2＋、Fe3＋盐的性质和检验
A基础知识重点疑难
1.亚铁盐和铁盐性质
（1）＋2价和＋3价Fe均具有氧化性
①与活泼金属发生置换反应：Fe2＋＋ZnZn2＋＋Fe。
②Fe3＋遇Fe、Cu、HI 、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、S等具有较强还原性的离子不能大量共存。
笔记：（2022浙江6月）FeO（OCH3）溶于氢碘酸（HI），再加CCl4萃取，有机层呈紫红色（√）
（2）Fe2＋以还原性为主 ，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、N（H＋）等均表现出还原性。
笔记：（2023江苏）向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋是否有还原性（√）
（3）强酸弱碱盐
①Fe2＋可水解：如配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解。
②Fe3＋易水解
a.只能存在于酸性较强的溶液中→应用：工业上常用将pH调节至2.8以上的方法除去溶液中的Fe3＋。
b.配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解。
c.溶液中Fe3＋分别与HC、[Al（OH）4]－、C、ClO－等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
（4）转化
Fe2＋Fe3＋
离子方程式：
① 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ ；
② 3Fe2＋＋4H＋＋N3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ；
③ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O ；
④ 5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ；
⑤ 2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ ；
⑥ Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋ ；
⑦ 2Fe3＋＋H2S2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 。
2.Fe2＋、Fe3＋的检验方法
（1）用KSCN溶液和氯水
笔记：（2024广西）KSCN能区分Fe2（SO4）3和K3[Fe（CN）6]（√）
（2）用NaOH溶液
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋
混合溶液酸性KMnO4溶液 紫红色褪去，说明含有Fe2＋
笔记：Cl－干扰Fe2＋检验，如（2022全国甲卷）将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，检验铁锈中是否含有二价铁（×）
（4）Fe2＋的特征检验方法：溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－＋K＋KFe[Fe（CN）6]↓。
笔记：（2024黑、吉、辽）用K3[Fe（CN）6]溶液检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋（√）
3.学会解题
（2025·贵州贵阳模拟）四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以硫铁矿烧渣（主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2）为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图1所示。
已知：常温下，Ksp[Fe（OH）2]＝4.9×10－17、Ksp[Al（OH）3]＝1.0×10－33。
回答下列问题：
（1）“酸溶”硫铁矿烧渣时，为了加快酸溶速率 ①可采取的措施有 （任写两条）。
（2）滤渣1的主要成分有 （填化学式）。
（3）常温下，已知溶液中c（Fe2＋）＝0.49 mol·L－1，要使Al3＋沉淀完全，则“调pH”的范围是 ②
（结果保留2位有效数字；一般当某离子浓度小于等于10－5 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全）。
（4）加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为 。
（5）①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n（Fe2O3）∶n（FeS2）＝1∶1，则该反应的化学方程式为 。
②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图2所示，则“煅烧2”时，最好控制温度在 ℃。
笔记：①思考影响化学反应速率的因素
②铝沉，铁不沉
解析：
（1）为了加快酸溶速率，可采用的措施有将烧渣粉碎、加热、适当增大硫酸的浓度、搅拌等。
（3）“还原”后Fe3＋转化为Fe2＋ ，调节溶液pH使Al3＋恰好完全沉淀时，c（OH－）＝＝mol·L－1≈1.0×10－9.33 mol·L－1，则pH≈4.7；当Fe2＋开始沉淀时，c（OH－）＝＝ mol·L－1＝1.0×10－8 mol·L－1，则pH＝6.0。要使Al3＋沉淀完全，而Fe2＋不能沉淀，则“调pH”的范围是4.7≤pH＜6.0。
（5）①由题中信息可得“煅烧2”阶段，反应物是Fe2O3、FeS2、O2，且参与反应的n（Fe2O3）∶n（FeS2）＝1∶1；产物有Fe3O4，另一产物为SO2，S由－1价升高为＋4价，O由0价降低为－2价，则该反应的化学方程式为2Fe2O3＋2FeS2＋5O24SO2＋2Fe3O4。②由题图2可知，“煅烧2”时，温度为800 ℃时，产品的纯度已经很高了，温度进一步升高，纯度变化不大，则最好控制温度在800 ℃。
笔记：调pH去除Fe规律
（1）铁元素始终在溶液中：则加入还原剂转化为Fe2＋，调pH沉淀Al3＋等
（2）铁元素以杂质去除：则加入氧化剂转化为Fe3＋，调pH去除Fe3＋
答案：（1）将烧渣粉碎、适当增大硫酸的浓度（或加热、搅拌等其他合理答案） （2）CaSO4、SiO2 （3）4.7≤pH＜6.0 （4）2HC＋Fe2＋FeCO3↓＋CO2↑＋H2O （5）①2Fe2O3＋2FeS2＋5O24SO2＋2Fe3O4 ②800
B题组集训提升能力
题组一 铁及其化合物的转化及性质探究
1.（2024·广东化学）部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是（ ）
A.若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
解析：在沸水中发生反应后能生成碱的金属单质为Mg，生成的碱为Mg（OH）2，则对应的＋2价的盐可能为MgCl2，Mg→MgCl2可通过置换反应实现，不一定是化合反应，A项错误；由g→f→e→d转化可知，g为FeO，f为亚铁盐，e为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3，Fe（OH）2呈白色，Fe（OH）3呈红褐色，该转化过程中有颜色变化，B项正确；若c为铝盐，加热其饱和溶液不会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系，C项错误；若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素可能是Al也可能是Fe[Al2O3、Al（OH）3与盐酸反应生成AlCl3，Fe2O3、Fe（OH）3与盐酸反应生成FeCl3]，Al位于周期表p区，但Fe位于周期表d区，D项错误。
答案：B
2.（2025·八省联考河南卷）一种利用钛白粉副产品[主要成分为FeSO4·7H2O，含有少量Fe2（SO4）3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣（主要成分为Na3PO4、Na2SO3等）制备电池级磷酸铁的工艺流程如下。
一定条件下，一些金属氟化物的Ksp如下表。
氟化物 FeF2 MgF2 MnF2
Ksp 2.3×10－6 5.1×10－11 5.2×10－3
回答下列问题：
（1）“除钛”中产生的少量气体是 （填化学式）；铁粉的作用之一是提高体系的pH，使得TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，其另一个作用是 。
（2）“除杂1”中除去的离子是 （填化学式）。
（3）“氧化1”中若H2O2加入速度过快，会导致H2O2用量增大，原因是 。本步骤不能使用稀盐酸代替H2SO4溶液，原因是 。
（4）滤渣3的主要成分是MnO2·xH2O，生成该物质的离子方程式为 。
（5）“氧化2”的目的是减少 气体的排放（填化学式）。
（6）“沉铁”中如果体系酸性过强，会导致FePO4·2H2O产量降低，原因是 。
解析：该工艺流程的原料为钛白粉副产品[主要成分为FeSO4·7H2O，含有少量Fe2（SO4）3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣（主要成分为Na3PO4、Na2SO3等），产品为电池级磷酸铁，钛白粉副产品在硫酸中“溶解1”后，加入铁粉“除钛”过程发生反应有Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4，提高了溶液体系的pH，使TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，溶液中主要含有Fe2＋、Mg2＋、Mn2＋、S，加入NH4F“除杂1”中除去Mg2＋，“氧化1”中Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2＋发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O而除去Mn2＋，溶液中Fe3＋与农药盐渣中的P结合生成FePO4·2H2O。
（1）根据上述分析可知，“除钛”过程加入的铁粉发生的主要反应有Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4，提高了溶液体系的pH，使TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，故少量气体是H2，铁粉作用之一是提高体系的pH，使得TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，其另一个作用是还原Fe3＋。
（2）“除钛”后溶液中主要含有Fe2＋、Mg2＋、Mn2＋、S，由FeF2、MgF2、MnF2的Ksp可知，MgF2更难溶于水，加入NH4F与Mg2＋反应生成难溶于水的MgF2，故“除杂1”中除去的是Mg2＋。
（3）“氧化1”中Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，Fe3＋是H2O2分解的催化剂，可以使H2O2分解速率增大，故H2O2加入速度过快，会导致H2O2用量增大；该反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O在酸性条件下发生，本步骤若使用稀盐酸代替H2SO4溶液，则溶液中含有Cl－，在“除杂2”中会与KMnO4反应生成Cl2，产生污染。
（4）“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2＋发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O，离子方程式为3Mn2＋＋2Mn＋（5x＋2）H2O5（MnO2·xH2O）↓＋4H＋。
（5）农药盐渣成分中有Na2SO3，“除杂2”后溶液含有H＋，二者混合会发生S＋2H＋SO2↑＋H2O，“氧化2”的目的是使S转化为S，从而减少SO2气体的排放。
（6）“沉铁”中如果体系酸性过强，则溶液中H＋浓度较大，磷元素主要以H3PO4、H2P、HP形式存在，P浓度低，生成FePO4·2H2O沉淀量少，导致FePO4·2H2O产量降低。
答案：（1）H2 将Fe3＋还原为Fe2＋
（2）Mg2＋
（3）生成的Fe3＋可以使H2O2分解速率增大，导致H2O2用量增大 防止盐酸与KMnO4反应生成Cl2，产生污染
（4）3Mn2＋＋2Mn＋（5x＋2）H2O5（MnO2·xH2O）↓＋4H＋
（5）SO2
（6）溶液中H＋浓度较大，磷元素主要以H3PO4、H2P、HP形式存在，P浓度低，生成FePO4·2H2O沉淀量少
解题感悟
铁及其化合物的相互转化
题组二 铁的重要化合物性质探究
a.铁盐、亚铁盐性质探究
3.（2025·日照模拟）为探究FeCl3溶液与Na2S溶液反应的产物，进行了如下实验（已知：FeS和Fe2S3均为难溶于水的黑色固体）。下列说法错误的是（ ）
实验 实验操作 实验现象
① 分别向盛有少量FeS、Fe2S3固体的试管中加入稀盐酸 固体均溶解，均有臭鸡蛋气味气体生成；Fe2S3还有淡黄色浑浊生成
② 向0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中加入少量0.1 mol·L－1 Na2S溶液 开始时，局部产生少量黑色沉淀，振荡，沉淀立即消失，同时有淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味气体产生
③ 向0.1 mol·L－1 Na2S溶液中加入少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，产生现象后继续滴加足量盐酸 先有黑色沉淀生成，振荡沉淀不消失；滴加盐酸后，沉淀溶解，有淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味气体生成
A.配制FeCl3溶液时，需将FeCl3固体溶于浓盐酸，再加水稀释至所需浓度
B.实验②中，沉淀消失发生反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S＋2H2S↑
C.由实验①③中的现象可推知实验③中的黑色沉淀为Fe2S3
D.FeCl3溶液与Na2S溶液反应的产物与反应体系的酸碱性有关
解析：由于FeCl3在水溶液中易发生水解，故配制FeCl3溶液时，需将FeCl3固体溶于浓盐酸，以抑制Fe3＋水解，再加水稀释至所需浓度，A正确；由于FeCl3溶液呈酸性，结合实验②中实验现象可知沉淀消失发生反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S＋2H2S↑，B正确；由于实验③中Na2S过量，故若发生反应2Fe3＋＋3S2－2FeS↓＋S↓，黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，与稀盐酸反应也能观察到实验③的现象，故由实验①③中的现象不能推出实验③中的黑色沉淀为Fe2S3，C错误；根据实验②③可知，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性有关，D正确。
答案：C
4.（2024·北京化学）某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
（1）理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是 。
（2）实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是
。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因
。
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式 。
b.乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验
（填实验操作和现象）。
证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。
c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。
ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2， （填实验操作和现象），待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。
（3）对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因 。
解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe（OH）3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋与Fe反应以及Fe（OH）3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ可推知，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
（1）在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe。（2）①Fe2＋与K3[Fe（CN）6]反应会生成蓝色的KFe[Fe（CN）6]沉淀。②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe（OH）3沉淀。③ⅰ.a.Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑；b.要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋。ⅱ.结合a，b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋与Fe反应以及Fe（OH）3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe（OH）3沉淀时将Fe3＋还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。（3）对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
答案：（1）Mg、Zn
（2）①产生蓝色沉淀 ②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe（OH）3沉淀 ③ⅰ.a.2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑ b.向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，不产生蓝色沉淀 ⅱ.加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸
（3）加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹
b.铁盐、亚铁盐溶液的配制及应用
5.（2025·名师汇编）下列有关铁的化合物制备及用途的说法错误的是 （填序号）。
①配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
②配制FeCl2溶液时，将氯化亚铁先溶于较浓盐酸中，再用蒸馏水稀释，最后加入一些铁粉
③利用覆铜板制作印刷电路板：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋（2023·北京化学）
④绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，可用作补血剂
⑤FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，所以FeCl3可用作净水剂（2022·广东化学）
⑥制备硫酸亚铁铵晶体时，须将含FeSO4和（NH4）2SO4的溶液浓缩至干
解析：因为Fe3＋易水解，故在配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释，抑制氯化铁水解，故①正确。因为Fe2＋易水解且具有还原性，故在配制氯化亚铁溶液时，将氯化亚铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释，抑制氯化亚铁水解，最后加入一些铁粉，防止Fe2＋被氧化，故②正确。Fe3＋将Cu氧化为Cu2＋而自身被还原为Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，故③正确。人体血液中含有Fe2＋，若贫血，可使用含Fe2＋
第7讲 第ⅠA族元素
复习要点 1.掌握第ⅠA族性质递变规律。2.第ⅠA族Li、Na、K及Na2O2、KO2、NaHCO3性质。
考点 第ⅠA族单质的性质
A基础知识重点疑难
1.钠的物理性质
颜色 熔点 硬度 密度 导电、 导热性
银白色 低 小 比水的 小 ； 比煤油的 大 良好
2.从钠的原子结构认识钠的化学性质——还原性
笔记：元素周期表位置、金属活动性顺序位置——强还原性，与H2O剧烈反应
（1）与非金属单质的反应
①与O2反应
常温 加热
现象 钠的表面变 暗 先 熔化 成小球，片刻后剧烈燃烧，发出 黄色 火焰，生成 淡黄色 固体
化学 方程式 4Na＋O22Na2O 2Na＋O2Na2O2
转移 电子 1 mol Na参加反应时转移 1 mol e－
②与Cl2反应的化学方程式： 2Na＋Cl22NaCl （黄色火焰、冒白烟）。
③与S反应的化学方程式：2Na＋SNa2S（研磨爆炸）。
（2）与水 ①溶液反应
与滴加酚酞的水 ②反应的现象及解释：
反应方程式： 2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑ 。
笔记：①（2023天津）钠起火，可以使用水基灭火器扑灭（×）
②（2023广东）能与H2O反应生成NaOH的物质只有Na2O或Na2O2（×）
③（2024河北）观察烧杯中钠与水反应的实验现象时，不能近距离俯视（√）
3.钠的制取、保存
笔记：（2022浙江1月）不能将实验室用剩的金属钠块放回原试剂瓶（×）
4.钠的用途
笔记：（2023浙江1月）金属钠导热性好，可用作传热介质（√）
[微点拨] 钠不能保存在CCl4中，因为CCl4的密度比钠的大，钠浮在CCl4表面，与空气接触而发生变质。
5.碱金属的一般性与特殊性
（1）一般性
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 ①逐渐 降低
化学性质 都具有较强的还原性 ② 还原性逐渐 增强 ；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
笔记：①金属晶体中金属阳离子半径越小，自由电子越多，金属键越强，晶体熔、沸点越高
②（2024黑、吉、辽）金属K着火，用湿抹布盖灭（×）
（2）特殊性
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 ①的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。
③碱金属氢化物
MH（M
表示碱
金属）
笔记：①特殊性：Mg与Li，符合对角线规则，二者性质相似。Li与O2只生成Li2O，LiOH为中强碱
②（2023北京）CaH2与水反应： ，CaH2中阴、阳离子个数比为 。[提示：CaH2＋2H2OCa（OH）2＋2H2↑ 2∶1]
③（2022湖北）Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在（√）
6.焰色试验
（1）焰色试验的概念
某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特殊的颜色，其属于 物理 变化，属于元素的性质 。
笔记：（2022全国乙卷）焰火中红色来源于钠盐灼烧（×）
（2）焰色试验的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色
（3）常见元素的焰色 ①
钠元素 ② 黄色 ；钾元素 紫色 （透过蓝色钴玻璃观察）；铜元素绿色。
笔记：①（2024安徽）焰色试验鉴别氯化钠和氯化钾（√）
②（2023天津）焰色试验可以鉴别Na2CO3和BaCl2（√）
B题组集训提升能力
题组一 钠的性质
a.钠与水、酸、盐反应原理
1.（2025·长春模拟）下列关于钠的实验现象的叙述不正确的是（ ）
选项 实验操作 实验现象
A 切开一小块钠，观察切面颜色的变化 钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色
B 把一小块钠投入CuSO4溶液中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀
C 把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中 钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝
D 把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻 钠熔成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
解析：钠切面变暗，生成Na2O，不能变淡黄色，A错误。
答案：A
解题感悟
Na与酸、盐溶液反应原理分析
（1）Na与酸反应
Na与水反应是Na与水电离出的H＋反应；酸可电离出H＋，即Na与酸的反应是Na与溶液中H＋反应，而不是先和水反应生成NaOH后再和酸发生中和反应。
（2）Na与盐反应
Na与盐溶液反应现象因盐的不同而不同，首先发生Na与水的反应，然后再进行判断。
b.钠的制备、保存和取用方法
2.（2025·名师汇编）有关金属钠制备、保存及安全处理的叙述错误的是 （填序号）。
①工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
②用氯化钠制备金属钠的原理是使钠离子还原
③金属钠易和空气中物质反应，需密封保存
④金属钠保存在煤油中或者液体石蜡里
⑤不能将实验室用剩的金属钠块放回原试剂瓶（2022·浙江1月选考）
⑥活泼金属燃烧起火，用灭火毯（石棉布）灭火（2023·山东化学）
解析：电解氯化钠溶液：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，故①错误。电解熔融的氯化钠：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑，钠离子被还原，故②正确。金属钠易和空气中的水、氧气反应，需密封保存，故③正确。金属钠常保存在密度较小的煤油或液体石蜡中，故④正确。实验室用剩的钠块可以放回原试剂瓶中保存，故⑤错误。活泼金属会与水反应，不能用水灭火，应该用灭火毯（石棉布）灭火，故⑥正确。
答案：①⑤
c.钠在工业和生产中的应用
3.（2025·名师汇编）下列对钠的用途的分析中不合理的是（ ）
A.金属钠导热性好，可用作传热介质（2023·浙江1月选考）
B.Na具有还原性，可用于高温下与TiCl4反应制备Ti
C.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明（2022·浙江6月选考）
D.钠可以用来制取Na2O2，是由于钠可被氧气还原
解析：钠具有良好的导热性，可用作传热介质，故A项合理。金属Na具有强还原性，在高温下与TiCl4反应生成Ti，故B项合理。高压钠灯发出的黄光射程远、透雾能力强，所以高压钠灯可用于道路照明，故C项合理。钠在空气中燃烧生成过氧化钠，是由于钠可被氧气氧化，故D项不合理。
答案：D
d.钠在新情境下的性质分析
4.钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是（ ）
A.钠的密度比液氨大
B.液体的导电性增强
C.0.1 mol钠投入液氨中生成0.01 mol H2时，Na共失去0.02 mol电子
D.钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑
解析：钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明液体的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1 mol钠反应失去0.1 mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na2NaNH2＋H2↑，D正确。
答案：C
题组二 碱金属单质及其化合物性质
5.下列有关铯及其化合物的说法不正确的是（ ）
A.CsOH的碱性比KOH的强
B.铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2
C.Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋
D.Li的金属性比Cs的强
解析：根据元素周期律，金属性：Cs＞Li，D项错误。
答案：D
6.（2024·湖北化学）碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e（NH3）n]－是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图（夹持装置略）。下列说法错误的是（ ）
A.碱石灰有利于NH3逸出
B.锂片必须打磨出新鲜表面
C.干燥管中均可选用P2O5
D.双口烧瓶中发生的变化是Li＋nNH3Li＋＋[e（NH3）n]－
解析：A项，碱石灰可吸收浓氨水中的水分，吸收过程中会大量放热，有利于NH3逸出，正确；B项，锂性质活泼，在空气中易被氧化，需打磨除去表面氧化膜，正确；C项，P2O5是酸性干燥剂，不能干燥NH3，错误；D项，双口烧瓶中Li与NH3反应生成溶剂化电子，正确。
答案：C
7.根据金属氢化物的特点解答下列问题。
（1）KH是一种野外供氢剂，其电子式为 ，与水反应放出氢气，化学方程式为 。
生成1 mol氢气时，反应中转移的电子数为 。
（2）NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的成分表示为Fe2O3），脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式为
。
（3）完成以氢化锂（LiH）和氯化铝为原料合成氢化铝锂（LiAlH4）的反应方程式：
4LiH＋ LiAlH4＋3 。
答案：（1）K＋[]－ KH＋H2OKOH＋H2↑ NA（或6.02×1023）
（2）3NaH＋Fe2O32Fe＋3NaOH
（3）AlCl3 LiCl
题组三 焰色试验
8.下列关于焰色试验的叙述正确的有（ ）
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察 ②焰色试验是金属单质的特性 ③钡的焰色为绿色，钙的焰色为紫色 ④每次试验后，要将铂丝用硫酸洗净 ⑤没有铂丝时，也可以用光洁无锈的铁丝 ⑥所有金属或它们的化合物在火焰上灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色 ⑦若火焰颜色为黄色，则一定含钠元素，不含钾元素
A.2个 B.3个
C.4个 D.5个
解析：①在观察钾的焰色时，要透过蓝色钴玻璃滤去钠的黄光，正确；②焰色试验是元素的性质，不是金属单质的特性，错误；③钡的焰色为黄绿色，钙的焰色为砖红色，错误；④硫酸不易挥发，灼烧时，硫酸及其盐不易挥发掉，无法达到洗净的目的，每次试验后，要将铂丝用盐酸洗净，错误；⑤铁的焰色为无色，则可用光洁无锈铁丝进行焰色试验，正确；⑥焰色试验体现的是金属元素的一种性质，并不是所有金属元素都能使火焰呈现特征颜色，如铁和铂的焰色为无色，错误；⑦物质灼烧时，焰色为黄色，说明该物质一定含有Na元素，由于K元素的紫光能被黄光掩盖，可能含有钾，错误。
答案：A
考点 碱金属的氧化物——Na2O、Na2O2、KO2
A基础知识重点疑难
1.钠的氧化物——氧化钠和过氧化钠
物质 氧化钠（Na2O） 过氧化钠（Na2O2）
色、态 白 色固体 淡黄色固体 ①
类别 碱性 氧化物 过氧化物 （不是碱性氧化物）
氧的价态 －2 －1
电子式 Na＋]2－Na＋ Na＋]2－Na＋ ②
生成条件 常温 加热或点燃
化学性质 热稳定性 不稳定（2Na2O＋O2 2Na2O2） 稳定
与水反应 Na2O＋H2O 2NaOH 2Na2O2＋2H2O 4NaOH＋O2↑
与CO2 反应 Na2O＋CO2 Na2CO3 2Na2O2＋2CO2 2Na2CO3＋O2 ③
与酸反应 （盐酸） Na2O＋2HCl 2NaCl＋H2O 2Na2O2＋4HCl 4NaCl＋2H2O＋O2↑
主要性质 具有碱性氧化物通性 具有 强氧化 性
主要用途 用于制取少量Na2O2、烧碱 强氧化剂、漂白剂、供氧剂 ④、消毒剂
笔记：①（2024安徽）加水振荡鉴别过氧化钠和硫黄（√）
②（2023广东）与H2O反应生成O2的钠的氧化物含有共价键（√）
③（2023重庆）Na2O2分别与H2O和CO2反应，生成的气体相同（√）
④（2024浙江6月）Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂（√）
2.Na2O2的强氧化性和还原性
化合价 分析 性质 强氧化性
Na2 （1）强氧化性的表现 ① （2）遇CO2、H2O、H＋则发生自身的氧化还原反应 ③
笔记：①拓展：含O—O键的物质，如H2O2、过氧乙酸、过碳酸钠等均有强氧化性，O—O中O为－1价
②高考重点考查物质，如电子式、化学键、氧化性、还原性。如（2023北京）Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2 （√）；Na2O2与水反应时水发生氧化反应（×）
③与离子方程式正误判断、阿伏加德罗常数结合，如（2022广东）过氧化钠转化为碱：2＋
2H2O4OH－＋O2↑（×）
3.KO2（超氧化钾）
（1）性质：是离子化合物，阴离子是 ；O可看作－价，处于中间价态。
笔记：（2024河北）1 mol KO2晶体中离子的数目为3NA（×）
（2）应用：可做供氧剂
笔记：（2024河北）反应4KO2＋2CO22K2CO3＋3O2中每转移1 mol电子生成O2的数目为1.5NA（×）
B题组集训提升能力
题组一 氧化钠、过氧化钠的结构与性质
1.（2025·八省联考河南卷）W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件）。下列说法错误的是（ ）
A.气体V可通过排水法收集
B.X与水反应能生成气体V
C.Y易溶于水，溶液显碱性
D.电解Z的水溶液可得到W
解析：V为O2，可通过排水法收集，A正确；X为Na2O2，Na2O2与水反应能生成O2，B正确；Y为Na2CO3，易溶于水，由于C水解，溶液显碱性，C正确；Z为NaCl，电解NaCl水溶液得不到W（Na），应该电解熔融氯化钠，D错误。
答案：D
2.（2025·名师汇编）下列有关钠的氧化物的叙述正确的是 （填序号）。
①Na2O、Na2O2中均含有离子键，氧元素化合价相同
②过氧化钠的电子式：NNa
③1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）
④Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同
⑤过氧化钠与二氧化硫反应可生成硫酸钠
解析：Na2O、Na2O2中均含有离子键，氧元素化合价不同，Na2O中氧元素为－2价，Na2O2中氧元素为－1价，故①错误。过氧化钠的电子式为Na＋]2－Na＋，故②错误。Na2O2是由Na＋和构成，1 mol Na2O2固体中含离子总数是3NA，故③错误。Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物不同，Na2O＋CO2Na2CO3，2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，故④错误。过氧化钠有强氧化性，Na2O2＋SO2Na2SO4，故⑤正确。
答案：⑤
题组二 过氧化物的性质探究
3.酸性溶液中过氧化氢能使Cr2转化成蓝色的过氧化铬（CrO5），分子结构如图所示，该反应可用来检验Cr2的存在，其反应的离子方程式为4H2O2＋Cr2＋2H＋2CrO5＋5H2O。下列说法正确的是（ ）
A.过氧化铬中铬元素的化合价为＋5
B.Cr2在碱性溶液中不能稳定存在
C.CrO5分子中有极性键、非极性键和离子键
D.该反应中Cr2作氧化剂，H2O2作还原剂
解析：根据CrO5的结构可知，其中有两个过氧键，CrO5中铬元素的化合价为＋6，故A错误；由Cr2＋H2O2Cr＋2H＋可知，Cr2在碱性溶液中不能稳定存在，故B正确；CrO5分子中不含离子键，故C错误；该反应中各元素化合价都没有发生变化，属于非氧化还原反应，故D错误。
答案：B
4.（1）五氧化铬又称过氧化铬，其中Cr元素的化合价为＋6价，则每个CrO5分子中存在过氧键的数目为 个。
（2）过氧化尿素[CO（NH2）2·H2O2]是一种白色晶体，可用于漂白、消毒和增氧剂，在酸性溶液中过氧化尿素中的过氧化氢与重铬酸钾反应生成较稳定的蓝色过氧化铬（CrO5），重铬酸钾与H2O2反应的离子方程式为
，
上述反应 （填“是”或“不是”）氧化还原反应。
解析：（1）设CrO5中过氧键（—O—O—）有x 个，O2－有y个，则解得
（2）Cr2中铬的化合价为＋6价，在离子反应中铬元素、氧元素等的化合价都没发生变化。
答案：（1）2 （2）4H2O2＋Cr2＋2H＋2CrO5＋5H2O 不是
题组三 Na2O2与H2O、CO2反应
5.关于Na2O2与CO2和H2O（g）混合气体的反应，下列说法错误的是（ ）
A.只要参加反应的Na2O2一定，反应生成的氧气就一定
B.只要CO2和H2O（g）的总的物质的量一定，反应所消耗的Na2O2的量就一定
C.只要气体的总物质的量一定，反应中所转移的电子的物质的量就一定
D.只要混合气体的总物质的量一定，固体所增加的质量就一定
解析：根据Na2O2与CO2、H2O（g）反应的化学方程式，由于两个反应中Na2O2与O2的物质的量之比都为2∶1，A正确；两个反应中：2Na2O2～2H2O（g），2Na2O2～2CO2，B正确；根据反应方程式中的电子转移情况知，C正确；根据反应方程式知，CO2、H2O与Na2O2反应时，固体增加的质量为CO2中“CO”的质量和H2O中“H2”的质量，所以当物质的量固定的混合气体中，CO2气体所占的比例大时，固体增加的质量大，当H2O所占的比例大时，固体所增加的质量较小，D错误。
答案：D
6.密闭容器中装1 mol NaHCO3和0.8 mol Na2O2加热充分反应后，容器内残留的固体是（ ）
A.0.8 mol Na2CO3和1 mol NaOH
B.1 mol Na2CO3和0.6 mol NaOH
C.1.3 mol Na2CO3
D.0.5 mol Na2CO3和1.6 mol NaOH
解析：NaHCO3加热分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，可知1 mol NaHCO3分解生成0.5 mol的二氧化碳、0.5 mol的水和0.5 mol Na2CO3，生成的CO2和H2O分别与Na2O2反应：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，二氧化碳首先与过氧化钠反应，消耗0.5 mol过氧化钠，生成0.5 mol碳酸钠，还有0.3 mol的过氧化钠与水反应，生成0.6 mol NaOH，所以容器内残留的固体是1 mol Na2CO3和0.6 mol NaOH，B正确。
答案：B
解题感悟
Na2O2与H2O、CO2的反应规律与实验探究Na2O2
与H2O、CO2反应计算的四个关系
先后关系 Na2O2与CO2、H2O（g）的混合气体反应，可看作Na2O2先与CO2反应，再与H2O（g）反应
电子转 移关系 当Na2O2与CO2、H2O反应时，2Na2O2～O2～2e－，物质的量关系为n（e－）＝n（Na2O2）＝2n（O2）
气体体积 变化关系 若CO2、水蒸气（或两混合气体）通过足量Na2O2，气体体积的减少量是原气体体积的，等于生成氧气的量，ΔV＝V（O2）＝V（原气体）
固体质量 变化关系 CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量Δm＝28 g·mol－1×n（CO2）、Δm＝2 g·mol－1×n（H2O）
[思维建模]w g化学式符合通式（CO）m·（H2）n的物质（其中m、n为自然数）在O2中充分燃烧后，将其产物通过足量的Na2O2固体，反应完毕，固体增重w g。
中学阶段常见符合这一关系的物质有：
（1）无机物：H2、CO及H2和CO的混合气体；
（2）有机物：CH3OH（甲醇）、HCHO（甲醛）、CH3COOH（乙酸）、HCOOCH3（甲酸甲酯）、C6H12O6（葡萄糖）等。
考点 Na2CO3、NaHCO3
A基础知识重点疑难
1.碳酸钠与碳酸氢钠的性质比较
物质 性质 Na2CO3 NaHCO3
俗名 纯碱、苏打 ① 小苏打
颜色、状态 白色粉末 白色晶体
溶解性 易溶于水 能溶于水（溶解度比Na2CO3 小 ）
水解 C＋H2OHC＋OH－ HC＋H2OH2CO3＋OH－
与盐酸反应 （离子方程式） C＋2H＋CO2↑＋H2O HC＋H＋H2O＋CO2↑
与NaOH反应 不反应 HC＋OH－C＋H2O
与足量Ca（OH）2反应 ② Ca2＋＋CCaCO3↓ Ca2＋＋OH－＋HCCaCO3↓＋H2O
与BaCl2反应 C＋Ba2＋BaCO3↓ 不反应
与CO2反应 C＋CO2＋H2O2HC ③ 不反应
热稳定性 （化学方程式） 较稳定 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
相互转化 Na2CO3NaHCO3 ④
笔记：①明确Na2CO3、NaHCO3在生产生活中应用，如热的Na2CO3溶液去除油污，NaHCO3治疗胃酸过多、作发酵粉等
（2024安徽）制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸（×）
②（2023辽宁）用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3（×）
③（2023海南）除去CO2中的HCl，用饱和Na2CO3溶液（×）
④相互转化是除杂的原理
2.碳酸钠、碳酸氢钠的鉴别
（1）利用热稳定性不同：
笔记：定量计算，如（2022天津）1 mol Na2CO3·NaHCO3·2H2O经充分加热得到Na2CO3的质量为 g；
（2021河北）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。（提示：159 0.84）
（2）相同条件下利
用反应速率不同：
笔记：拓展：相互滴加法检验物质，如AlCl3与NaOH溶液、Na[Al（OH）4]与HCl溶液
（3）利用阴离子的不同：
（4）利用溶液的pH 不同：
笔记：融合盐类水解，鉴别前提是相同浓度，如（2022全国甲卷）分别测浓度均为0.1 mol·L－1的CH3COONH4和NaHCO3溶液的pH，后者大于前者，则Kh（CH3COO－） ＜Kh（HC） （×），（2024北京）室温下，Na2CO3、NaHCO3饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异（×）
3.Na2CO3、NaHCO3的除杂方法：依据二者性质的差异确定除杂方法（后者为杂质）
序号 混合物 除杂方法
① Na2CO3（s）、NaHCO3 加热法
② NaHCO3（aq）、Na2CO3 足量CO2
③ Na2CO3（aq）、NaHCO3 适量NaOH溶液
笔记：（2024北京）利用Na2CO3、NaHCO3热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3（√）
4.C、HC ①做沉淀剂的几种情况
沉淀剂 金属离子 沉淀类型 反应（举例） 特点
C Cu2＋、Zn2＋、 Pb2＋、Mg2＋ 碱式 碳酸盐 2Cu2＋＋2C＋H2O Cu2（OH）2CO3↓＋CO2↑ 金属离子水解程度不大，且其氢氧化物的溶度积与碳酸盐的溶度积相差不多；C水解程度较大，溶液碱性较强
HC Al3＋、Fe3＋、 Cr3＋ 氢氧化物 Fe3＋＋3HCFe（OH）3↓＋3CO2↑ 金属离子极易水解，且其氢氧化物溶度积较小
Mg2＋、Fe2＋、 Co2＋、Mn2＋ 碳酸盐 Fe2＋＋2HCFeCO3↓＋CO2↑＋H2O 金属离子水解程度不大，且其氢氧化物的溶度积与碳酸盐的溶度积相差不多
[Al（OH）4]－ 氢氧化物 [Al（OH）4]－＋HCAl（OH）3↓＋C＋H2O ② —
笔记：①实验探究性质，融合电解质溶液的水解平衡等，如（2021北京）向Na2CO3、NaHCO3溶液中分别滴加Al2（SO4）3溶液，现象 ，发生的反应 。[提示：有白色沉淀和气体生成 3C＋2Al3＋＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CO2↑、Al3＋＋3HCAl（OH）3↓＋3CO2↑]
②原理：酸性HC＞Al（OH）3
5.依据图像特点判断溶液成分（NaOH、Na2CO3、NaHCO3 ①）的方法
（1）若a＝0（即图像从原点开始） 溶液中的溶质为NaHCO3
（2）若V（Oa）＝V（ab）（即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同） 溶液中的溶质为Na2CO3
（3）若V（Oa）＞V（ab）（即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积） 溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH的混合物
（4）若V（Oa）＜V（ab）（即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积） 溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3的混合物
笔记：①三者相互转化
如（2022广东）氢氧化钠转化为酸式盐：OH－＋2H＋＋CHC＋2H2O （×）
②实质是与H＋反应先后顺序：OH－＞C（生成HC）＞HC（生成CO2）
6.侯氏制碱法
（1）制备原料：食盐、氨气、二氧化碳 ，其中二氧化碳是合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，反应方程式为C＋H2O（g）CO＋H2、CO＋H2O（g）CO2＋H2。
笔记：（2024江苏）纯碱工业：NaCl溶液NaHCO3Na2CO3，该制备过程涉及的物质转化均可实现（×）
（2）工艺流程 ①
笔记：①高考常见的素材，考查范围较广，涉及NH3、CO2制备，溶解度曲线及分离提纯操作，Na2CO3、NaHCO3的性质、鉴别与除杂，水解，绿色化学，工业生产等
②NH4Cl易分解，晶体析出不能加热蒸发
（3）反应原理：①产生NaHCO3的反应：NH3＋NaCl＋CO2＋H2ONaHCO3↓＋NH4Cl 。
②产生Na2CO3的反应：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
笔记：特定环境下固体析出，离子反应中不能拆分，如（2023浙江1月）过量CO2通入饱和碳酸钠溶液：2Na＋＋C＋CO2＋H2O2NaHCO3↓（√）
（4）绿色思想：循环使用的物质为CO2、饱和食盐水。
B题组集训提升能力
题组一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
1.（2024·北京化学）关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是（ ）
A.两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同
B.可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C.利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D.室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是由于它们的溶解度差异
解析：Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、C、HC，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应：NaOH＋NaHCO3Na2CO3＋H2O，B正确；NaHCO3受热易分解，可转化为Na2CO3，而Na2CO3热稳定性较强，利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是C的水解程度远大于HC，D错误。
答案：D
2.（2025·北京房山区一模）探究同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液和不同盐溶液间的反应，①中产生白色沉淀和无色气体，②中只产生白色沉淀。（已知：碳酸铝在水溶液中不能稳定存在）
下列说法不正确的是（ ）
A.Al2（SO4）3能促进Na2CO3、NaHCO3的水解
B.①中沉淀可能是氢氧化铝和碱式碳酸铝中的一种或二者的混合物
C.同浓度的Na2CO3与NaHCO3溶液分别加入酚酞，Na2CO3溶液的红色深
D.②中CaCl2溶液滴入后，Na2CO3溶液的pH不变，NaHCO3溶液的pH降低
解析：铝离子水解呈酸性，碳酸根离子和碳酸氢根离子水解呈碱性，硫酸铝能促进碳酸钠和碳酸氢钠的水解，A正确；①中铝离子水解生成氢氧化铝，也可以与碳酸根结合生成碱式碳酸铝沉淀，B正确；同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中，碳酸根离子水解程度更大，碱性更强，加入酚酞溶液红色更深，C正确；氯化钙和碳酸钠生成碳酸钙沉淀，碳酸根离子浓度减小，使C＋H2OHC＋OH－平衡逆向移动，OH－离子浓度减小，pH变小，D错误。
答案：D
题组二 碳酸钠、碳酸氢钠的应用
3.（2025·名师汇编）下列关于Na2CO3、NaHCO3用途的叙述错误的是 （填序号）。
①碳酸氢钠可做食品膨松剂（2022·全国乙卷）
②碳酸钠可用于去除餐具的油污
③碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多
④盐碱地（含较多Na2CO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
⑤眼睛溅进酸液，先用大量水冲洗，再用饱和碳酸钠溶液冲洗（2023·山东化学）
解析：碳酸氢钠受热分解放出二氧化碳，可以使面包、馒头等食品膨松，可以做食品膨松剂，故①正确。纯碱Na2CO3是强碱弱酸盐，弱酸根离子水解消耗水电离产生的H＋，使溶液显碱性，而油脂在碱性条件下水解得到可溶性的高级脂肪酸盐和甘油，因此纯碱溶液可以促进油脂的水解，用于清洗油污，故②正确。胃酸的主要成分是HCl，碳酸氢钠可用于治疗胃酸过多，故③正确。Na2CO3＋Ca（OH）2CaCO3＋2NaOH，施加熟石灰生成了烧碱NaOH，碱性增强，不利于作物生长，故④错误。饱和碳酸钠溶液碱性强，不可使用饱和碳酸钠溶液冲洗眼睛，眼睛溅进酸液，应立即用大量水冲洗，边洗边眨眼睛，并及时就医，切不可用手揉眼睛，故⑤错误。
答案：④⑤
题组三 Na2CO3、NaHCO3鉴别、除杂、定量测定
4.下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是（ ）
A.取a克混合物充分加热，减重b克
B.取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C.取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D.取a克混合物与足量Ba（OH）2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
解析：碱石灰不仅可以吸收CO2，还可以吸收水蒸气，所以选项C方案无法确定CO2的质量。
答案：C
5.（2025·名师汇编）下列关于Na2CO3、NaHCO3的叙述正确的是 （填序号）。
①NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
②分别向Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中滴加少量盐酸，产生CO2气体较快的为NaHCO3溶液
③加热NaHCO3固体，产生无色气体：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑（2022·北京化学）
④CaCl2溶液、澄清石灰水均能鉴别Na2CO3、NaHCO3溶液
⑤溶解度：Na2CO3＜NaHCO3
⑥物质的量相同时，消耗盐酸的量：Na2CO3＞NaHCO3
⑦可向NaHCO3溶液中通入过量的CO2气体除去溶液中的Na2CO3
解析：NaHCO3受热分解可产生Na2CO3、H2O和CO2，因此热稳定性：NaHCO3＜Na2CO3，故①错误。Na2CO3溶液中滴加少量盐酸，依次发生反应：Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl、NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，气体先无后有；NaHCO3溶液与盐酸立即产生气体，NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，故产生CO2气体较快的为NaHCO3溶液，故②正确。碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，故③正确。澄清石灰水与Na2CO3、NaHCO3溶液反应均能产生白色沉淀，不能鉴别，故④错误。常温下，碳酸氢钠在水中的溶解度小于碳酸钠在水中的溶解度，故⑤错误。等物质的量的Na2CO3和NaHCO3所消耗的HCl的物质的量之比为2∶1，故⑥正确。向含Na2CO3的NaHCO3溶液中通入过量的CO2气体，会发生反应：CO2＋Na2CO3＋H2O2NaHCO3，最后溶液中的Na2CO3会全部转化为NaHCO3，故⑦正确。
答案：②③⑥⑦
6.（2025·宁夏模拟）Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：
（1）与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。
① ②
③ ④
其中实验 （填实验序号，下同）和 可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。
（2）稳定性差异。乙组设计如图装置进行实验（加热及夹持装置省略）。
①分别将装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290 ℃），目的是
。
②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为 、 。
③试管b中发生反应的化学方程式为
。
（3）与盐溶液反应的差异。丙组设计如表实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。
实 验 组 号 反应物 现象
物质 浓度/ （mol·L－1） CaCl2 浓度/ （mol·L－1） 是否有沉 淀（室温） 气泡情况
室 温 60 ℃ 水浴
A NaHCO3 0.05 0.05 有少量白 色沉淀 无 无
B Na2CO3 0.05 0.05 有较多 白色沉淀 无 无
C NaHCO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 有明显 气泡
D Na2CO3 0.5 0.5 有大量 白色沉淀 无 无
①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是 。
②请写出C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式
。
解析：（1）碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，开始无现象，后来产生气泡，碳酸氢钠溶液中逐滴加入盐酸，开始有气泡，因此其中实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3；碳酸钠滴入稀盐酸中立刻生成气泡，碳酸氢钠滴入稀盐酸立刻生成气泡，故③④不能鉴别碳酸钠和碳酸氢钠。（2）①碳酸钠较稳定受热不分解，碳酸氢钠不稳定受热分解为二氧化碳气体、碳酸钠和水；分别将装有Na2CO3和NaHCO3的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290 ℃），目的是提供较高温度，便于盐分解实验。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠，二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成溶解度较小的碳酸氢钠晶体，因此a、b试管中的实验现象分别为a中开始有少量气泡，后来无现象，b中有气泡，之后有晶体析出。③试管b中发生反应为碳酸钠和二氧化碳、水生成碳酸氢钠，化学方程式为Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3↓。（3）①由表格可知，丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是在浓度较稀时，与CaCl2反应产生沉淀的是Na2CO3，基本无现象的是NaHCO3。②C组中60 ℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡，根据质量守恒说明气泡是二氧化碳气体，生成沉淀为碳酸钙沉淀，故其离子方程式为2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：（1）① ② （2）①提供较高温度，便于盐分解实验 ②a中开始有少量气泡，后来无现象 b中有气泡，之后有晶体析出 ③Na2CO3＋CO2＋H2O2NaHCO3↓ （3）①在浓度较稀时，与CaCl2反应产生沉淀的是Na2CO3，基本无现象的是NaHCO3 ②2HC＋Ca2＋CaCO3↓＋CO2↑＋H2O
题组四 Na2CO3、NaHCO3与H＋定量反应
7.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水，配成1 L溶液，取出50 mL溶液，然后滴加一定物质的量浓度的盐酸，得到的图像如图所示。
按要求回答问题：
（1）写出依次发生反应的化学方程式：
。
（2）①代表 的变化曲线；②代表 的变化曲线；③代表 的变化曲线。
（3）盐酸的物质的量浓度为 。
（4）加入盐酸为150 mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为 。
解析：（3）当加入150 mL盐酸时正好完全生成NaCl溶液，n（HCl）＝n（NaCl）＝2n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝2×2.5×10－3 mol＋2.5×10－3 mol＝7.5×10－3 mol，c（HCl）＝＝0.05 mol·L－1。（4）n（CO2）＝n（Na2CO3）＋n（NaHCO3）＝（2.5＋2.5）×10－3 mol＝5×10－3 mol，标准状况下V（CO2）＝5×10－3 mol×22.4 L·mol－1＝0.112 L。
答案：（1）Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑
（2）NaHCO3 NaCl Na2CO3
（3）0.05 mol·L－1 （4）0.112 L
题组五 侯氏制碱法
8.（2025·潍坊模拟）纯碱在食品加工、制药等方面有重要应用。实验室以碳酸氢铵（温度高于35 ℃分解）和食盐水为原料模拟纯碱的制取，流程如图。下列说法错误的是（ ）
A.“搅拌、加热”操作中，应采用水浴加热，且温度控制在35 ℃以下
B.NH4HCO3、NaCl、NaHCO3、NH4Cl四种物质中，NaHCO3溶解度最低
C.“洗涤、抽滤”操作中用到的主要仪器有：普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D.利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，第1指示剂为酚酞、第2指示剂为甲基橙
解析：由于温度高于35 ℃时碳酸氢铵会分解，所以加热温度要控制在35 ℃以下，应采用水浴加热，A正确。晶体A为碳酸氢钠，由复分解反应的条件可知，碳酸氢钠溶解度最低，B正确。洗涤、抽滤用到的主要仪器是布氏漏斗和抽滤瓶，C错误。利用“双指示剂”法测定碳酸钠中碳酸氢钠的含量时，发生反应①Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl、②NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，则两个指示剂分别为酚酞和甲基橙，D正确。
答案：C
9.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
。
A B
C D E
（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：
①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。
②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 、 、过滤、洗涤、干燥。
（5）无水NaHCO3可作为基准物质标定盐酸浓度。称量前，若无水NaHCO3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 （填标号）。
A.偏高 B.偏低 C.不变
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；另一方面得到的母液主要溶质为NH4Cl，再加入氯化钠粉末，存在反应NaCl（s）＋NH4Cl（aq）NaCl（aq）＋NH4Cl（s），据此分析解答。
（1）根据分析可知，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，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。
（3）根据上述分析可知，生成NaHCO3的总反应的化学方程式为NH3·H2O＋NaCl＋CO2NH4Cl＋NaHCO3↓。
（4）①对固体NaHCO3充分加热，产生碳酸钠、二氧化碳和水蒸气，反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，将气体先通过足量浓硫酸，吸收水蒸气，再通过足量Na2O2，Na2O2与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，根据差量法可知，当增重0.14 g（“CO”的质量）时，消耗的二氧化碳的质量为0.14 g×＝0.22 g，其物质的量为＝0.005 mol，根据关系式2NaHCO3～CO2可知，消耗的NaHCO3的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，所以固体NaHCO3的质量为0.01 mol×84 g·mol－1＝0.84 g。②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，所以要想使NH4Cl沉淀充分析出并分离，需采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法。
（5）称量前，若无水NaHCO3保存不当，吸收了一定量水分，则NaHCO3物质的量偏小，消耗的盐酸体积偏小，最终会使c（测）偏高，A项符合题意。
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）①0.84 ②蒸发浓缩 冷却结晶 （5）A
限时跟踪检测（七） 第ⅠA族元素
1.下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是（ ）
①金属性最强的是铯 ②还原性最强的是铯 ③在自然界中均以化合态形式存在 ④Li的密度最小，熔点最高 ⑤铯与水反应十分剧烈，甚至会发生爆炸 ⑥它们的氧化物都只有M2O和M2O2两种形式 ⑦离子半径：Rb＋＞K＋＞Na＋，微粒半径：Cs＞Cs＋
A.仅①②③④ B.仅④⑤⑥⑦
C.仅②⑥ D.①②③④⑤⑦
解析：Li、Na、K、Rb、Cs都是碱金属元素，位于同一主族，原子序数依次增大，①同主族元素金属性从上到下依次增强，所以金属性最强的是铯，正确；②同主族元素金属性从上到下依次增强，还原性依次增强，正确；③碱金属元素化学性质活泼，易与空气中的氧气和水发生反应，所以在自然界中均以化合态形式存在，正确；④碱金属元素单质的密度从上到下呈增大的趋势（但Na的密度大于K），熔、沸点逐渐降低，所以Li的密度最小，熔点最高，正确；⑤金属性最强的是铯，其与水反应最剧烈，甚至会发生爆炸，正确；⑥锂在O2中燃烧生成Li2O，Na与O2反应可生成Na2O、Na2O2，K、Rb、Cs金属性更强，燃烧的产物更复杂，错误；⑦Rb＋、K＋、Na＋，电子层数依次减少，所以离子半径依次减小，故离子半径：Rb＋＞K＋＞Na＋，Cs与Cs＋具有相同的质子数，但是Cs核外电子层数多，所以半径大，正确。
答案：D
2.下列叙述正确的是（ ）
①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，它们都是碱性氧化物 ②Na2CO3溶液和NaHCO3溶液都能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀 ③钠与硫酸铜溶液反应，可置换出铜 ④Na2O2可作供氧剂，而Na2O不行 ⑤向紫色石蕊溶液中加入Na2O2粉末，溶液先变蓝后褪色，并有气泡生成
A.②④⑤ B.②③④⑤
C.②⑤ D.④⑤
解析：①Na2O与Na2O2都能和水反应生成碱，但Na2O2与水反应时，除反应产生碱，同时还反应产生O2，反应过程中元素化合价发生了变化，故Na2O2不是碱性氧化物，错误。②Na2CO3溶液能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀，而NaHCO3溶液不能跟CaCl2溶液反应得到白色沉淀，错误。③金属钠的金属活动性很强，其与硫酸铜溶液反应，首先Na与溶液中的水发生置换反应产生NaOH、H2，然后是NaOH与CuSO4发生复分解反应产生Cu（OH）2、Na2SO4，而不能置换出铜单质，错误。④Na2O2能够与H2O、CO2发生反应产生O2，因此可作供氧剂，而Na2O不行，正确。⑤Na2O2粉末能够与水反应产生NaOH、O2，NaOH是碱，能够使紫色石蕊溶液变为蓝色；反应产生的中间产物H2O2具有强氧化性，会将有色物质氧化变为无色物质，因此又看到溶液由蓝色变为无色，并有气泡生成，正确。综上所述，说法正确的叙述是④⑤，故合理选项是D。
答案：D
3.（2025·福州期中）下列有关碳酸钠、碳酸氢钠的说法正确的是（ ）
A.25 ℃时，碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠大
B.常温下，分别向碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中滴加等浓度的稀盐酸，立即产生气泡的是Na2CO3
C.可利用图示装置来比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性
D.常温下，浓度均为0.1 mol·L－1时，溶液的pH大小：Na2CO3＞NaHCO3
解析：25 ℃时，向饱和碳酸钠溶液中通入足量的CO2，会生成碳酸氢钠沉淀，则表明碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小，A不正确；立即产生气泡的是NaHCO3，B不正确；应在小试管中放NaHCO3，大试管中放Na2CO3，C不正确；常温下，相同浓度的Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强，即溶液的pH大小：Na2CO3＞NaHCO3，D正确。
答案：D
4.（2025·娄底一模）为证明过氧化钠能在呼吸面具或潜艇中作供氧剂，进行如下实验。下列有关说法正确的是（ ）
A.装置D起缓冲作用，并防止E中的水倒吸
B.装置C中发生反应的化学方程式仅有：2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2
C.装置B中盛放的液体为浓硫酸
D.装置A为实验室制取CO2的装置，分液漏斗中盛放稀盐酸
解析：D中盛放氢氧化钠溶液，用来除去未反应的二氧化碳气体，故A错误；装置C中通入的CO2中还含有H2O，除了过氧化钠和CO2的反应外，还有过氧化钠和H2O的反应，离子方程式为2Na2O2＋2H2O4Na＋＋4OH－＋O2↑，故B错误；装置B中盛放的液体为饱和碳酸氢钠溶液，目的是除去HCl气体，故C错误；装置A为实验室制取CO2的装置，即CaCO3与HCl反应生成CO2，分液漏斗中盛放稀盐酸，故D正确。
答案：D
5.（2025·白山模拟）我国化工专家侯德榜将合成氨与纯碱工业联合，发明了联合制碱法，使原料氯化钠的利用率从70％提高到90％以上，该生产方法在制得纯碱的同时，还可得到一种副产品NH4Cl。生产流程和溶解度曲线如图，下列说法错误的是（ ）
A.从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水
B.NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃
C.循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染
D.沉淀池中反应的化学方程式：2NH3＋CO2＋2NaCl＋H2O2NH4Cl＋Na2CO3
解析：由联合制碱法生产流程示意图可以看出从母液中经过循环Ⅰ进入沉淀池的主要是Na2CO3、NH4Cl和氨水，A正确；由溶解度曲线可以看出，NH4Cl的溶解度随温度升高而增大，因此NH4Cl固体从母液中析出时需控制温度在0～10 ℃，B正确；由联合制碱法生产流程示意图可知，循环Ⅰ、Ⅱ的目的是提高原料的利用率、减少对环境的污染，C正确；沉淀池中反应的化学方程式：NH3＋CO2＋NaCl＋H2ONH4Cl＋NaHCO3↓，D错误。
答案：D
6.（2025·南京、盐城一模）室温下，探究0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的性质。下列实验方案能达到探究目的的是（ ）
选项 探究目的 实验方案
A HC是否发生电离 向2 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中加入一小块钠，观察溶液中是否有气泡产生
B HC是否发生水解 用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH
C 溶液中是否存在Na＋ 取一支洁净的铂丝，蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液后在煤气灯上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色
D 溶液中是否存在C 向2 mL 0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中滴入几滴澄清石灰水，观察溶液是否变浑浊
解析：钠很活泼，和水反应生成氢氧化钠和氢气，则无论NaHCO3是否发生电离都会产生气泡，A项错误；NaHCO3水解显碱性，则用干燥洁净玻璃棒蘸取0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH＞7，显碱性，可以说明NaHCO3发生水解，B项正确；钠离子的焰色试验，不需要透过蓝色钴玻璃观察，C项错误；澄清石灰水的主要成分为Ca（OH）2，Ca（OH）2与NaHCO3反应也会产生白色沉淀，溶液会变浑浊，不能证明含有C，D项错误。
答案：B
7.（2025·银川一中、昆明一中联合一模）研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入到40 mL水中，充分反应得溶液A（液体体积无明显变化），进行以下实验。
编号 操作 现象
① 溶液变红色，20秒后褪色
② ⅰ.产生大量能使带火星木条复燃的气体； ⅱ.溶液变红色，10分钟后褪色
③ ⅰ.溶液变红色，10分钟后溶液褪色； ⅱ.变红色
④ 溶液变红色，2小时后无明显变化
下列说法不正确的是（ ）
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1 mol·L－1
B.由③④可知，c（OH－）越大，溶液红色褪去现象更明显
C.向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色
D.向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色
解析：1.56 g Na2O2粉末的物质的量是1.56 g÷78 g·mol－1＝0.02 mol，加入到40 mL水中，充分反应得溶液A（液体体积无明显变化）为氢氧化钠溶液，其中氢氧化钠的物质的量是0.04 mol，其浓度是0.04 mol÷0.04 L＝1 mol·L－1，故A正确；由③④可知，在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关，向1 mol·L－1的氢氧化钠溶液中滴入酚酞，溶液变红色，10分钟后溶液褪色，再滴入盐酸反应后氢氧根离子浓度减小，溶液变红色，说明溶液红色褪去是因为c（OH－）增大，且c（OH－）越大，溶液红色褪去现象越明显，故B正确；①中溶液红色褪去的主要原因是生成的过氧化氢具有氧化性，把有色物质氧化为无色物质，向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终不会变成红色，故C错误；由②③反应现象分析可知，向②中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol·L－1盐酸，溶液最终变成红色，故D正确。
答案：C
8.（2025·温州第三次适应考）探究钠及其化合物的性质，下列实验方案设计、现象及结论都正确的是（ ）
方案设计 现象 结论
A 向露置在空气中的Na2O2固体中加入稀盐酸 溶液中产生气泡 Na2O2固体已经变质
B 将一小块金属钠在燃烧匙中点燃，伸入盛有CO2的集气瓶中 产生黑、白两种固体 钠的还原性强，与二氧化碳发生了置换反应
C 向2 mL 2 mol·L－1 Na2CO3溶液中滴加2滴4 mol·L－1稀盐酸 溶液中产生气泡 该Na2CO3溶液中混有NaHCO3杂质
D 向插有温度计的10 mL 0.1 mol·L－1 NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体 有刺激性气味产生，温度计示数增大 反应N＋OH－ NH3↑＋ H2O为放热反应
解析：过氧化钠本身与盐酸反应生成氧气，有气泡冒出，不能证明过氧化钠已经变质，故A错误；钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和碳，则产生黑、白两种固体，该反应为置换反应，故B正确；碳酸根离子结合质子能力强于碳酸氢根离子，盐酸少量，碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠，无明显现象，不会产生气泡，故C错误；NH4Cl溶液中加入一定量NaOH固体时，由于氢氧化钠固体溶于水本身放热，所以不能据此说明该反应是放热反应，故D错误。
答案：B
9.（2025·湖州、衢州、丽水4月质检）碳酸钠、碳酸氢钠是实验室中常见的物质，下列实验方案、现象和结论都正确的是（ ）
实验方案 现象 结论
A 测定等浓度的Na2CO3溶液和Na2SO3溶液的pH Na2CO3溶液的pH较大 非金属性： S＞C
B 将Al2溶液和CaCl2溶液分别加入到Na2CO3溶液中 均出现白色沉淀 Al2溶液和CaCl2溶液均可使C的水解平衡正向移动
C 将稀苯酚溶液逐滴加入加有酚酞的碳酸钠溶液中至过量 溶液红色褪去但无气泡产生 Ka1（H2CO3）＞Ka（苯酚）＞Ka2（H2CO3）
D 向少量NaHCO3溶液中加入一小块打磨过的镁条，观察实验现象 产生气泡 该气体主要是CO2
解析：Na2CO3溶液的pH较大，说明水解程度：C＞S，酸性：HC＜HS，但是不能由此得出非金属性：S＞C的结论，因为比较非金属性强弱，要比较其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而S和C对应的酸分别为H2SO4和H2CO3，A错误；C存在水解平衡C＋H2OHC＋OH－，碳酸钠溶液中加入硫酸铝，Al3＋结合OH－生成Al（OH）3沉淀，使得OH－浓度减小，水解平衡正向移动；加入CaCl2，Ca2＋结合C生成CaCO3沉淀，C浓度减小，水解平衡逆向移动，B错误；将稀苯酚溶液逐滴加入加有酚酞的碳酸钠溶液中至过量，发生反应C6H5—OH＋CC6H5—O－＋HC，溶液红色褪去但无气泡产生，由此可得酸性：H2CO3＞苯酚＞HC，则Ka1（H2CO3）＞Ka（苯酚）＞Ka2（H2CO3），C正确；向少量NaHCO3溶液中加入一小块打磨过的镁条，镁和HC电离出的氢离子反应生成H2，D错误。
答案：C
10.（2025·山东期中）元素的“价—类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。如图为钠元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是（ ）
A.氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①
B.Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生
C.向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠
D.反应②只能通过加热才能实现物质转化
解析：A项，氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2（过量）＋NaOHNaHCO3，可以实现转化关系①，正确；B项，Na2O2与水、二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO22Na2CO3＋O2，因此④⑤的转化均有O2产生，正确；C项，向碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3＋HClNaCl＋NaHCO3和反应⑧NaHCO3＋HClNaCl＋H2O＋CO2↑，都生成氯化钠，正确；D项，反应②通过加热能实现物质转化：2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化：NaHCO3＋NaOHNa2CO3＋H2O，错误。
答案：D
11.（2025·梧州模拟）小组同学探究Na2CO3的性质及工业制法。
（1）用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液。
①用到的仪器有托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
②计算：需用托盘天平称量Na2CO3·10H2O固体 g。
③下列情况中，会使所配溶液浓度偏高的是 （填字母）。
a.转移时，没有洗涤烧杯和玻璃棒
b.定容时，眼睛俯视刻度线
c.定容摇匀后，发现液面低于刻度线，继续加水至液面与刻度线相切
（2）探究Na2CO3与NaHCO3的性质。
实验装置及操作
实验现象 盛有① （填化学式）的试管中温度计示数升高 盛有Na2CO3的试管中固体完全溶解；盛有NaHCO3的试管中固体有剩余 盛有NaHCO3溶液的试管中立即有气泡产生；盛有Na2CO3溶液的试管中③
实验结论或解释 略 相同温度下，溶解度：Na2CO3② NaHCO3（填“＞”“＜”或“＝”） 略
（3）我国化学家侯德榜发明的“联合制碱法”为世界制碱工业做出了巨大贡献。如图为联合制碱法的主要过程（部分物质已略去）。
已知：ⅰ.NH3溶于水生成碱，与酸反应生成盐，如NH3＋HNO3NH4NO3。
ⅱ.有关物质的溶解度（20 ℃）
物质 NaCl NH4HCO3 NaHCO3 NH4Cl
溶解度/g 36.0 21.7 9.6 37.2
①沉淀池中所发生的反应属于四种基本反应类型中的 反应。
②加热炉中发生反应的化学方程式为 。
解析：（1）①用Na2CO3固体配制100 mL 0.2 mol·L－1 Na2CO3溶液，还需要用到100 mL容量瓶。②需要Na2CO3·10H2O固体质量为0.1 L×0.2 mol·L－1×286 g·mol－1＝5.72 g，用托盘天平称量5.7 g固体。③转移时，没有洗涤烧杯和玻璃棒，溶质偏少，浓度偏低，a不符合题意；定容时，眼睛俯视刻度线，溶液的总体积偏小，浓度偏高，b符合题意；定容摇匀后，发现液面低于刻度线，继续加水至液面与刻度线相切，导致溶液的体积偏大，浓度偏低，c不符合题意。
（2）①Na2CO3溶解时放热，温度计示数升高。②相同温度下，碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度。③碳酸钠先与盐酸反应生成碳酸氢钠，无气泡产生，然后碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳，有气泡产生，故现象是开始无气泡产生，一段时间后产生气泡。
（3）①沉淀池中发生的反应为NaCl＋NH3＋CO2＋H2ONH4Cl＋NaHCO3↓，反应类型为复分解反应。②联合制碱法制备的是碳酸钠，其由碳酸氢钠受热分解产生，故加热炉中的反应为2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O。
答案：（1）①100 mL容量瓶 ②5.7 ③b
（2）①Na2CO3 ②＞ ③开始无气泡产生，一段时间后产生气泡
（3）①复分解 ②2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O
12.（2025·沈阳阶段检测）Ⅰ.MnCO3可用作电讯器材元件材料，还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。它在空气中加热易转化为不同价态锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如图所示。
（1）300 ℃时，剩余固体中n（Mn）∶n（O）为 。
（2）图中C点对应固体的成分为 （填化学式）。
Ⅱ.CO2是常见温室气体，将一定量的气体CO2通入100 mL某浓度的NaOH溶液得F溶液，向F溶液中逐滴加入2 mol·L－1的盐酸，产生CO2的体积与所加盐酸体积之间的关系如图所示。
（3）F溶质与足量石灰水发生反应最多可得沉淀的质量为 。
Ⅲ.完成问题
（4）pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2（OH）6－2x]溶液。若溶液的pH偏高，则碱式硫酸铝产率下降且有气体C产生，用化学方程式表示其原因： 。
解析：（1）设300 ℃时，剩余固体的化学式为MnxOy，则有xMnCO3～MnxOy，此时固体残留率为75.65％，即×100％＝75.65％，化简得x∶y≈1∶2，即此时剩余固体中n（Mn）∶n（O）＝1∶2。
（2）设B点剩余固体的化学式为MnaOb，则有aMnCO3～MnaOb，此时固体残留率为66.38％，即×100％＝66.38％，化简得a∶b≈3∶4，即此时剩余固体为Mn3O4；设900 ℃时，剩余固体的化学式为MncOd，则有cMnCO3～MncOd，此时固体残留率为61.74％，即×100％＝61.74％，化简得c∶d≈1∶1，即此时剩余固体为MnO；故题图中C点对应固体的成分为Mn3O4和MnO。
（3）滴加盐酸的体积在0～25 mL时，发生反应Na2CO3＋HClNaHCO3＋NaCl，滴加盐酸的体积在25～100 mL时，发生反应NaHCO3＋HClNaCl＋CO2↑＋H2O，结合题图可知，F溶液中含有Na2CO3和NaHCO3，根据碳元素守恒可知，n（CO2）＝0.075 L×2 mol·L－1＝0.15 mol；F溶液中的Na2CO3、NaHCO3和足量石灰水反应最终都转化为CaCO3，根据碳元素守恒可知，F溶质与足量石灰水发生反应后，CO2最终都转化为CaCO3，即n（CaCO3）＝n（CO2）＝0.15 mol，则m（CaCO3）＝0.15 mol×100 g·mol－1＝15 g。
（4）pH＝3.6时，碳酸钙与硫酸铝反应可制备碱式硫酸铝[Al2（SO4）x（OH）6－2x]溶液；若溶液的pH偏高，溶液碱性增强，铝离子和碳酸根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳，该反应的化学方程式为3CaCO3＋Al2（SO4）3＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CaSO4↓＋3CO2↑。
答案：（1）1∶2
（2）Mn3O4与MnO
（3）15 g
（4）3CaCO3＋Al2＋3H2O2Al（OH）3↓＋3CaSO4↓＋3CO2↑
第8讲 过渡金属元素——铁
复习要点 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解铁及其化合物的制备方法。3.掌握铁及其化合物的转化关系及应用。4.理解化工流程及实验室中实现铁及其化合物的转化原理和条件分析。
考点 铁的单质、氧化物、氢氧化物
A基础知识重点疑难
1.铁
（1）在元素周期表中位置与物理性质
（2）化学性质
笔记：①（2024山东）铁粉可用作食品脱氧剂（√）
②（2023广东）擦干已洗净的铁锅，以防生锈，原因是铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4（×）
③（2024河北）还原铁粉与水蒸气反应生成的气体点燃后有爆鸣声，说明H2O具有还原性（×）
④（2023浙江1月）常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2（×）
（3）铁参与反应的生成物中铁的价态
①Fe→：单质Fe与I2、S、H＋、盐 ①（置换反应）、Fe3＋反应生成＋2价铁。
②Fe→：单质Fe与F2、Cl2、Br2 ②反应生成＋3价铁。
③Fe→、（Fe3O4）：单质Fe与H2O（g）、O2反应生成Fe3O4。
④铁与氧化性酸反应产物的辨析
笔记：①与NA题结合，判断转移电子的数目，如（2022海南）在2.8 g Fe中加入100 mL 3 mol·L－1 HCl，Fe完全溶解，反应转移电子为0.1 mol（√）；（2022浙江1月）铁与碘反应易生成碘化铁（×）
②（2023浙江6月）氯化铁可由铁与氯气反应制得（√）
2.铁的氧化物
化学式 FeO ① Fe2O3 Fe3O4
俗称 — 铁红 磁性氧化铁
颜色、状态 黑色 ②粉末 红棕 色粉末 黑 色晶体
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋2 ＋3 ＋2，＋3
稳定性 不稳定 稳定 稳定
化 学 性 质 ③ 与非氧化 性酸反应 FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
与氧化性 酸反应 （稀HNO3） 3FeO＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋5H2O Fe2O3＋6HNO32Fe（NO3）3＋3H2O 3Fe3O4＋28HNO3（稀）9Fe（NO3）3＋NO↑＋14H2O
与还原性酸 反应（HI） FeO＋2HIFeI2＋H2O Fe2O3＋6HI2FeI2＋I2＋3H2O Fe3O4＋8HI3FeI2＋I2＋4H2O
与还原 剂反应 FeO＋COFe＋CO2 Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 Fe3O4＋4CO 3Fe＋4CO2
笔记：①（2024浙江6月）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4（√）
②（2023广东）火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO （×）
③氧化还原反应与复分解反应竞争，类似有Fe（OH）2、Fe（OH）3与酸反应，规律：＋2价Fe有还原性，＋3价Fe有氧化性。
3.铁的氢氧化物
Fe（OH）2、Fe（OH）3比较
化学式 Fe（OH）2 Fe（OH）3
色、态 白 色固体 红褐 色固体
化学性质 与非氧化性酸反应（HCl） Fe（OH）2＋2HClFeCl2＋2H2O Fe（OH）3＋3HClFeCl3＋3H2O
与氧化性酸反应（稀HNO3） 3Fe（OH）2＋10HNO3（稀）3Fe（NO3）3＋NO↑＋8H2O Fe（OH）3＋3HNO3Fe（NO3）3＋3H2O
与还原性酸反应（HI） Fe（OH）2＋2HIFeI2＋2H2O 2Fe（OH）3＋6HI2FeI2＋I2＋6H2O
受热分解 — 2Fe（OH）3Fe2O3＋3H2O
制法 可溶性亚铁盐与碱溶液反应 Fe2＋＋2OH－Fe（OH）2↓ 可溶性铁盐与碱溶液反应 Fe3＋＋3OH－Fe（OH）3↓
二者的关系 在空气中，Fe（OH）2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe（OH）3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3
B题组集训提升能力
题组一 铁单质的性质
1.（2024·新课标卷）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是（ ）
A.反应为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
解析：铁和水蒸气在高温下发生反应生成Fe3O4和H2，该反应的化学方程式为3Fe＋4H2O（g）Fe3O4＋4H2，A正确；酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温，且不影响水的蒸发，若移至湿棉花下方则难以产生高温，则实验效果不好，B错误；用木柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则可检验生成的气体为氢气，C正确；由于该实验中的反应要在高温下发生，因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉，D正确。
答案：B
2.（2025·名师汇编）下列有关铁的说法正确的是 （填序号）。
①将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2
②擦干已洗净的铁锅，以防生锈；铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，二者没有关联（2023·广东化学）
③浓硝酸与铁在常温下不能反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸（2022·浙江6月选考）
④工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是由于铁与H2O高温下会反应（2022·广东化学）
⑤56 g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子（设NA为阿伏加德罗常数的值）
⑥往FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，说明Fe2＋的氧化能力比Zn2＋弱（2023·浙江1月选考）
⑦纳米级的铁粉能通过吸附作用除去水体中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子
⑧还原铁粉可用作食品干燥剂（2022·浙江1月选考）
解析：溶液中发生反应：2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe3Fe2＋，将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2，故①正确。擦干已洗净的铁锅，以防生锈，防止生成Fe2O3·xH2O，铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4，二者没有关联，故②正确。在常温下铁遇浓硝酸发生钝化，钝化属于化学反应，故③错误。铁与水高温下会反应，所以工人要先将模具干燥后再注入熔融钢水，故④正确。56 g铁的物质的量为1 mol，由于常温下，铁遇浓硫酸钝化，阻止了反应的进行，无法计算反应生成二氧化硫的物质的量，故⑤错误。根据金属活动性顺序，Zn能置换出Fe，结合氧化还原反应规律可知Fe2＋的氧化能力强于Zn2＋，往FeCl2溶液中加入Zn片，短时间内无明显现象，可能是Zn与FeCl2溶液反应速率太慢，故⑥错误。铁粉具有还原性，能把Cu2＋、Hg2＋等重金属离子还原，所以不是通过吸附作用除去水体中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子，故⑦错误。还原铁粉能吸收氧气，可用作食品脱氧剂，故⑧错误。
答案：①②④
3.（1）向一定量的稀HNO3中慢慢加入铁粉，得到的Fe2＋的物质的量（纵坐标）与所加铁粉的物质的量（横坐标）的关系如图所示。
AB段对应溶液中所含金属阳离子为 。BC段对应溶液中所含金属阳离子为 。
（2）向一定量的铁粉中逐滴滴加稀硝酸，得到金属阳离子与所加硝酸的物质的量的关系如图所示。
Ⅰ对应金属阳离子为 ，Ⅱ对应金属阳离子为 ，c、b两点的数值比为 。
答案：（1）Fe3＋ Fe2＋、Fe3＋ （2）Fe2＋ Fe3＋
2∶3
题组二 铁的重要化合物
4.（2025·南通第二次诊断）关于铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是（ ）
A.Fe具有还原性，可用作抗氧化剂
B.Fe3O4具有磁性，可用于炼铁
C.Fe（OH）3胶体呈红褐色，可用于净水
D.FeCl3溶液呈酸性，可用于刻蚀铜板
解析：Fe是比较活泼的金属元素，其单质具有还原性，可与氧气、水反应，因此可用作抗氧化剂，A符合题意；Fe3O4是铁的氧化物，可用于炼铁，这与其是否具有磁性无关，B不符合题意；Fe（OH）3胶体呈红褐色，该胶体的表面积大，吸附力强，可吸附水中悬浮的固体小颗粒，使之形成沉淀而析出，因此可用于净水，这与其颜色是否为红褐色无关，C不符合题意；FeCl3是强酸弱碱盐，在溶液中Fe3＋水解使溶液呈酸性，FeCl3溶液可用于刻蚀铜板是由于FeCl3具有强氧化性，能够与Cu单质发生氧化还原反应生成FeCl2、CuCl2，与其水溶液是否显酸性无关，D不符合题意。
答案：A
5.（2025·惠州调研）下列有关铁及其化合物转化过程中的离子方程式书写正确的是（ ）
A.氧化亚铁溶于稀硝酸：FeO＋2H＋Fe2＋＋H2O
B.铁溶于盐酸：2Fe＋6H＋2Fe3＋＋3H2↑
C.醋酸除铁锈：Fe2O3＋6H＋2Fe3＋＋3H2O
D.氯化铁溶液腐蚀铜板：Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋
解析：氧化亚铁溶于稀硝酸，稀硝酸氧化亚铁离子，会有一氧化氮生成，反应的离子方程式为3FeO＋10H＋＋N3Fe3＋＋NO↑＋5H2O，A错误；铁溶于盐酸生成二价铁，Fe＋2H＋Fe2＋＋H2↑，B错误；醋酸是弱酸，离子方程式中不能拆分，Fe2O3＋6CH3COOH2Fe3＋＋6CH3COO－＋3H2O，C错误；铁离子具有氧化性，会把铜氧化为铜离子，Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋，D正确。
答案：D
6.（2025·贵州贵阳联考）向59.2 g Fe2O3和FeO的混合物中加入1.0 L某浓度的稀硝酸，固体物质完全反应生成NO和Fe（NO3）3。在所得溶液中加入2.8 L 1.0 mol·L－1 NaOH溶液，此时溶液呈中性，铁离子刚好完全沉淀，沉淀质量为85.6 g。下列说法中错误的是（ ）
A.Fe2O3与FeO的物质的量之比为1∶6
B.硝酸的浓度为3 mol·L－1
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48 L
D.Fe2O3、FeO与硝酸反应后剩余0.2 mol HNO3
解析：所得溶液中加入NaOH溶液后，此时溶液呈中性，铁离子已完全沉淀，溶液中溶质为NaNO3，n（NaNO3）＝n（NaOH）＝1.0 mol·L－1×2.8 L＝2.8 mol，沉淀为Fe（OH）3，质量为85.6 g，物质的量为＝0.8 mol，根据铁元素守恒，反应后的溶液中n[Fe（NO3）3]＝n[Fe（OH）3]＝0.8 mol，设Fe2O3和FeO的物质的量分别为x mol、y mol，根据二者质量有160x＋72y＝59.2，根据铁元素守恒有2x＋y＝0.8，联立方程解得x＝0.1、y＝0.6。由上述分析可知，n（Fe2O3）∶n（FeO）＝0.1 mol∶0.6 mol＝1∶6，故A正确；根据电子守恒，生成NO的物质的量为＝0.2 mol，根据N元素守恒可知n（HNO3）＝n（NO）＋n（NaNO3）＝0.2 mol＋2.8 mol＝3 mol，所以原硝酸溶液的浓度为3 mol·L－1，故B正确；根据B项分析可知n（NO）＝0.2 mol，所以标准状况下NO的体积为0.2 mol×22.4 L·mol－1＝4.48 L，故C正确；反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠与硝酸反应，剩余的氢氧化钠与硝酸铁反应，最后为硝酸钠溶液，根据氮元素守恒可知反应后溶液中n（HNO3）＋3n[Fe（NO3）3]＝n（NaNO3），所以反应后：n（HNO3）＝n（NaNO3）－3n[Fe（NO3）3]＝2.8 mol－3×0.8 mol＝0.4 mol，故D错误。
答案：D
题组三 Fe（OH）2的制备
7.下列各图示中不能较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀的是（ ）
A B
C D
解析：Fe（OH）2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe（OH）3，即发生反应：4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3，因此要较长时间看到Fe（OH）2白色沉淀，就要排除装置中的空气或氧气。先用铁与稀硫酸反应产生的氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe（OH）2处在氢气的保护中，因此可以长时间看到白色沉淀，故A不符合题意；铁作阳极产生Fe2＋，与阴极产生的OH－结合生成Fe（OH）2，且液面用汽油保护，能防止空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故B不符合题意；由于空气中的氧气能迅速将Fe（OH）2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀，故C符合题意；液面加苯阻止了空气进入，因此可以长时间看到白色沉淀，故D不符合题意。
答案：C
8.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的名称为 。装置5的作用为 。
（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中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因
。
解析：（1）仪器1是分液漏斗。该反应需要置于无氧环境，故装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。（2）实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。原因在于装置3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液压入装置4中，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。（3）灰绿色沉淀产生的原因是Fe（OH）2被空气氧化，因为没有用氢气排出装置4中的空气。
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）没有用氢气排出装置4内的空气
解题感悟
Fe（OH）2的制备方法
（1）成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe（OH）2在隔绝空气的密闭体系中。
解题感悟
（2）几种典型的制备方法
方法 装置 说明
隔绝 空气 用不含Fe3＋的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备
氢气 氛围中 先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢氧化钠溶液
电解法 利用电解实验可以制得纯净的Fe（OH）2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨
考点 铁及其化合物的转化关系及Fe2＋、Fe3＋盐的性质和检验
A基础知识重点疑难
1.亚铁盐和铁盐性质
（1）＋2价和＋3价Fe均具有氧化性
①与活泼金属发生置换反应：Fe2＋＋ZnZn2＋＋Fe。
②Fe3＋遇Fe、Cu、HI 、H2S等均表现出氧化性，与S2－、I－、HS－、S等具有较强还原性的离子不能大量共存。
笔记：（2022浙江6月）FeO（OCH3）溶于氢碘酸（HI），再加CCl4萃取，有机层呈紫红色（√）
（2）Fe2＋以还原性为主 ，如遇Br2、Cl2、O2、H2O2、ClO－、N（H＋）等均表现出还原性。
笔记：（2023江苏）向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化，探究Fe2＋是否有还原性（√）
（3）强酸弱碱盐
①Fe2＋可水解：如配制硫酸亚铁溶液时常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解。
②Fe3＋易水解
a.只能存在于酸性较强的溶液中→应用：工业上常用将pH调节至2.8以上的方法除去溶液中的Fe3＋。
b.配制氯化铁溶液时，通常将氯化铁固体先溶于较浓的盐酸中，然后再稀释至所需浓度，抑制Fe3＋水解。
c.溶液中Fe3＋分别与HC、[Al（OH）4]－、C、ClO－等发生相互促进的水解反应而不能大量共存。
（4）转化
Fe2＋Fe3＋
离子方程式：
① 2Fe2＋＋Cl22Fe3＋＋2Cl－ ；
② 3Fe2＋＋4H＋＋N3Fe3＋＋2H2O＋NO↑ ；
③ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O ；
④ 5Fe2＋＋Mn＋8H＋5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ；
⑤ 2Fe3＋＋Fe3Fe2＋ ；
⑥ Cu＋2Fe3＋Cu2＋＋2Fe2＋ ；
⑦ 2Fe3＋＋H2S2Fe2＋＋S↓＋2H＋ 。
2.Fe2＋、Fe3＋的检验方法
（1）用KSCN溶液和氯水
笔记：（2024广西）KSCN能区分Fe2（SO4）3和K3[Fe（CN）6]（√）
（2）用NaOH溶液
（3）含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
混合溶液溶液变红色，说明含有Fe3＋
混合溶液酸性KMnO4溶液 紫红色褪去，说明含有Fe2＋
笔记：Cl－干扰Fe2＋检验，如（2022全国甲卷）将铁锈溶于浓盐酸，滴入KMnO4溶液，检验铁锈中是否含有二价铁（×）
（4）Fe2＋的特征检验方法：溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2＋，Fe2＋＋[Fe（CN）6]3－＋K＋KFe[Fe（CN）6]↓。
笔记：（2024黑、吉、辽）用K3[Fe（CN）6]溶液检验NaBr溶液中是否含有Fe2＋（√）
3.学会解题
（2025·贵州贵阳模拟）四氧化三铁俗称磁性氧化铁，常用于制造录音磁带和电讯器材，也可作颜料和抛光剂。某工厂以硫铁矿烧渣（主要含有Fe、Al、Ca等元素的氧化物及SiO2）为原料，制备Fe3O4的工艺流程如图1所示。
已知：常温下，Ksp[Fe（OH）2]＝4.9×10－17、Ksp[Al（OH）3]＝1.0×10－33。
回答下列问题：
（1）“酸溶”硫铁矿烧渣时，为了加快酸溶速率 ①可采取的措施有 （任写两条）。
（2）滤渣1的主要成分有 （填化学式）。
（3）常温下，已知溶液中c（Fe2＋）＝0.49 mol·L－1，要使Al3＋沉淀完全，则“调pH”的范围是 ②
（结果保留2位有效数字；一般当某离子浓度小于等于10－5 mol·L－1时，认为该离子沉淀完全）。
（4）加入NH4HCO3“沉铁”时，发生反应的离子方程式为 。
（5）①“煅烧1”的目的是将FeCO3转化为Fe2O3，若“煅烧2”阶段发生反应时n（Fe2O3）∶n（FeS2）＝1∶1，则该反应的化学方程式为 。
②“煅烧2”时温度对Fe3O4的纯度有很大影响。已知温度对Fe3O4纯度的影响如图2所示，则“煅烧2”时，最好控制温度在 ℃。
笔记：①思考影响化学反应速率的因素
②铝沉，铁不沉
解析：
（1）为了加快酸溶速率，可采用的措施有将烧渣粉碎、加热、适当增大硫酸的浓度、搅拌等。
（3）“还原”后Fe3＋转化为Fe2＋ ，调节溶液pH使Al3＋恰好完全沉淀时，c（OH－）＝＝mol·L－1≈1.0×10－9.33 mol·L－1，则pH≈4.7；当Fe2＋开始沉淀时，c（OH－）＝＝ mol·L－1＝1.0×10－8 mol·L－1，则pH＝6.0。要使Al3＋沉淀完全，而Fe2＋不能沉淀，则“调pH”的范围是4.7≤pH＜6.0。
（5）①由题中信息可得“煅烧2”阶段，反应物是Fe2O3、FeS2、O2，且参与反应的n（Fe2O3）∶n（FeS2）＝1∶1；产物有Fe3O4，另一产物为SO2，S由－1价升高为＋4价，O由0价降低为－2价，则该反应的化学方程式为2Fe2O3＋2FeS2＋5O24SO2＋2Fe3O4。②由题图2可知，“煅烧2”时，温度为800 ℃时，产品的纯度已经很高了，温度进一步升高，纯度变化不大，则最好控制温度在800 ℃。
笔记：调pH去除Fe规律
（1）铁元素始终在溶液中：则加入还原剂转化为Fe2＋，调pH沉淀Al3＋等
（2）铁元素以杂质去除：则加入氧化剂转化为Fe3＋，调pH去除Fe3＋
答案：（1）将烧渣粉碎、适当增大硫酸的浓度（或加热、搅拌等其他合理答案） （2）CaSO4、SiO2 （3）4.7≤pH＜6.0 （4）2HC＋Fe2＋FeCO3↓＋CO2↑＋H2O （5）①2Fe2O3＋2FeS2＋5O24SO2＋2Fe3O4 ②800
B题组集训提升能力
题组一 铁及其化合物的转化及性质探究
1.（2024·广东化学）部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是（ ）
A.若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应
B.在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C.加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区
解析：在沸水中发生反应后能生成碱的金属单质为Mg，生成的碱为Mg（OH）2，则对应的＋2价的盐可能为MgCl2，Mg→MgCl2可通过置换反应实现，不一定是化合反应，A项错误；由g→f→e→d转化可知，g为FeO，f为亚铁盐，e为Fe（OH）2，d为Fe（OH）3，Fe（OH）2呈白色，Fe（OH）3呈红褐色，该转化过程中有颜色变化，B项正确；若c为铝盐，加热其饱和溶液不会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系，C项错误；若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素可能是Al也可能是Fe[Al2O3、Al（OH）3与盐酸反应生成AlCl3，Fe2O3、Fe（OH）3与盐酸反应生成FeCl3]，Al位于周期表p区，但Fe位于周期表d区，D项错误。
答案：B
2.（2025·八省联考河南卷）一种利用钛白粉副产品[主要成分为FeSO4·7H2O，含有少量Fe2（SO4）3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣（主要成分为Na3PO4、Na2SO3等）制备电池级磷酸铁的工艺流程如下。
一定条件下，一些金属氟化物的Ksp如下表。
氟化物 FeF2 MgF2 MnF2
Ksp 2.3×10－6 5.1×10－11 5.2×10－3
回答下列问题：
（1）“除钛”中产生的少量气体是 （填化学式）；铁粉的作用之一是提高体系的pH，使得TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，其另一个作用是 。
（2）“除杂1”中除去的离子是 （填化学式）。
（3）“氧化1”中若H2O2加入速度过快，会导致H2O2用量增大，原因是 。本步骤不能使用稀盐酸代替H2SO4溶液，原因是 。
（4）滤渣3的主要成分是MnO2·xH2O，生成该物质的离子方程式为 。
（5）“氧化2”的目的是减少 气体的排放（填化学式）。
（6）“沉铁”中如果体系酸性过强，会导致FePO4·2H2O产量降低，原因是 。
解析：该工艺流程的原料为钛白粉副产品[主要成分为FeSO4·7H2O，含有少量Fe2（SO4）3、TiOSO4、MgSO4、MnSO4等]和农药盐渣（主要成分为Na3PO4、Na2SO3等），产品为电池级磷酸铁，钛白粉副产品在硫酸中“溶解1”后，加入铁粉“除钛”过程发生反应有Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4，提高了溶液体系的pH，使TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，溶液中主要含有Fe2＋、Mg2＋、Mn2＋、S，加入NH4F“除杂1”中除去Mg2＋，“氧化1”中Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2＋发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O而除去Mn2＋，溶液中Fe3＋与农药盐渣中的P结合生成FePO4·2H2O。
（1）根据上述分析可知，“除钛”过程加入的铁粉发生的主要反应有Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑、Fe2（SO4）3＋Fe3FeSO4，提高了溶液体系的pH，使TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，故少量气体是H2，铁粉作用之一是提高体系的pH，使得TiO2＋水解以TiO2·xH2O沉淀形式除去，其另一个作用是还原Fe3＋。
（2）“除钛”后溶液中主要含有Fe2＋、Mg2＋、Mn2＋、S，由FeF2、MgF2、MnF2的Ksp可知，MgF2更难溶于水，加入NH4F与Mg2＋反应生成难溶于水的MgF2，故“除杂1”中除去的是Mg2＋。
（3）“氧化1”中Fe2＋被H2O2氧化为Fe3＋，Fe3＋是H2O2分解的催化剂，可以使H2O2分解速率增大，故H2O2加入速度过快，会导致H2O2用量增大；该反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O在酸性条件下发生，本步骤若使用稀盐酸代替H2SO4溶液，则溶液中含有Cl－，在“除杂2”中会与KMnO4反应生成Cl2，产生污染。
（4）“除杂2”中加入的KMnO4与Mn2＋发生氧化还原反应生成MnO2·xH2O，离子方程式为3Mn2＋＋2Mn＋（5x＋2）H2O5（MnO2·xH2O）↓＋4H＋。
（5）农药盐渣成分中有Na2SO3，“除杂2”后溶液含有H＋，二者混合会发生S＋2H＋SO2↑＋H2O，“氧化2”的目的是使S转化为S，从而减少SO2气体的排放。
（6）“沉铁”中如果体系酸性过强，则溶液中H＋浓度较大，磷元素主要以H3PO4、H2P、HP形式存在，P浓度低，生成FePO4·2H2O沉淀量少，导致FePO4·2H2O产量降低。
答案：（1）H2 将Fe3＋还原为Fe2＋
（2）Mg2＋
（3）生成的Fe3＋可以使H2O2分解速率增大，导致H2O2用量增大 防止盐酸与KMnO4反应生成Cl2，产生污染
（4）3Mn2＋＋2Mn＋（5x＋2）H2O5（MnO2·xH2O）↓＋4H＋
（5）SO2
（6）溶液中H＋浓度较大，磷元素主要以H3PO4、H2P、HP形式存在，P浓度低，生成FePO4·2H2O沉淀量少
解题感悟
铁及其化合物的相互转化
题组二 铁的重要化合物性质探究
a.铁盐、亚铁盐性质探究
3.（2025·日照模拟）为探究FeCl3溶液与Na2S溶液反应的产物，进行了如下实验（已知：FeS和Fe2S3均为难溶于水的黑色固体）。下列说法错误的是（ ）
实验 实验操作 实验现象
① 分别向盛有少量FeS、Fe2S3固体的试管中加入稀盐酸 固体均溶解，均有臭鸡蛋气味气体生成；Fe2S3还有淡黄色浑浊生成
② 向0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中加入少量0.1 mol·L－1 Na2S溶液 开始时，局部产生少量黑色沉淀，振荡，沉淀立即消失，同时有淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味气体产生
③ 向0.1 mol·L－1 Na2S溶液中加入少量0.1 mol·L－1 FeCl3溶液，产生现象后继续滴加足量盐酸 先有黑色沉淀生成，振荡沉淀不消失；滴加盐酸后，沉淀溶解，有淡黄色浑浊和臭鸡蛋气味气体生成
A.配制FeCl3溶液时，需将FeCl3固体溶于浓盐酸，再加水稀释至所需浓度
B.实验②中，沉淀消失发生反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S＋2H2S↑
C.由实验①③中的现象可推知实验③中的黑色沉淀为Fe2S3
D.FeCl3溶液与Na2S溶液反应的产物与反应体系的酸碱性有关
解析：由于FeCl3在水溶液中易发生水解，故配制FeCl3溶液时，需将FeCl3固体溶于浓盐酸，以抑制Fe3＋水解，再加水稀释至所需浓度，A正确；由于FeCl3溶液呈酸性，结合实验②中实验现象可知沉淀消失发生反应的离子方程式为Fe2S3＋4H＋2Fe2＋＋S＋2H2S↑，B正确；由于实验③中Na2S过量，故若发生反应2Fe3＋＋3S2－2FeS↓＋S↓，黑色沉淀还可能是FeS和S，或Fe2S3、FeS和S的混合物，与稀盐酸反应也能观察到实验③的现象，故由实验①③中的现象不能推出实验③中的黑色沉淀为Fe2S3，C错误；根据实验②③可知，FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量、反应体系的酸碱性有关，D正确。
答案：C
4.（2024·北京化学）某小组同学向pH＝1的0.5 mol·L－1的FeCl3溶液中分别加入过量的Cu粉、Zn粉和Mg粉，探究溶液中氧化剂的微粒及其还原产物。
（1）理论分析
依据金属活动性顺序，Cu、Zn、Mg中可将Fe3＋还原为Fe的金属是 。
（2）实验验证
实验 金属 操作、现象及产物
Ⅰ 过量Cu 一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质
Ⅱ 过量Zn 一段时间后有气泡产生，反应缓慢，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，无气泡冒出，此时溶液pH为3～4，取出固体，固体中未检测到Fe单质
Ⅲ 过量Mg 有大量气泡产生，反应剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质
①分别取实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，证明都有Fe2＋生成，依据的现象是
。
②实验Ⅱ、Ⅲ都有红褐色沉淀生成，用平衡移动原理解释原因
。
③对实验Ⅱ未检测到Fe单质进行分析及探究。
ⅰ.a.甲认为实验Ⅱ中，当Fe3＋、H＋浓度较大时，即使Zn与Fe2＋反应置换出少量Fe，Fe也会被Fe3＋、H＋消耗。写出Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式 。
b.乙认为在pH为3～4的溶液中即便生成Fe也会被H＋消耗。设计实验
（填实验操作和现象）。
证实了此条件下可忽略H＋对Fe的消耗。
c.丙认为产生的红褐色沉淀包裹在Zn粉上，阻碍了Zn与Fe2＋的反应。实验证实了Zn粉被包裹。
ⅱ.查阅资料：0.5 mol·L－1 Fe3＋开始沉淀的pH约为1.2，完全沉淀的pH约为3。
结合a、b和c，重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2， （填实验操作和现象），待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。
（3）对比实验Ⅱ和Ⅲ，解释实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质的原因 。
解析：实验Ⅰ中，加入过量的Cu，Cu与Fe3＋发生反应2Fe3＋＋CuCu2＋＋2Fe2＋，一段时间后，溶液逐渐变为蓝绿色，固体中未检测到Fe单质；实验Ⅱ中，加入过量的Zn，发生反应Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，有气泡产生，pH逐渐增大，使得Fe3＋转化为红褐色沉淀Fe（OH）3，固体中未检测到Fe单质，原因可能是Fe3＋与Fe反应以及Fe（OH）3沉淀对锌粉的包裹；实验Ⅲ中，加入过量Mg，发生反应Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑，由于Mg很活泼，该反应非常剧烈，pH逐渐增大，产生了大量红褐色沉淀后，持续产生大量气泡，当溶液pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质，对比实验Ⅱ和Ⅲ可推知，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
（1）在金属活动性顺序中，Mg、Zn排在Fe之前，Cu排在Fe之后，因此Mg、Zn可将Fe3＋还原为Fe。（2）①Fe2＋与K3[Fe（CN）6]反应会生成蓝色的KFe[Fe（CN）6]沉淀。②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe（OH）3沉淀。③ⅰ.a.Fe与Fe3＋、H＋反应的离子方程式为2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑；b.要证实在pH为3～4的溶液中可忽略H＋对Fe的消耗，可向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，不产生蓝色沉淀，即说明此条件下Fe未与H＋反应生成Fe2＋。ⅱ.结合a，b和c可知，实验Ⅱ未检测到Fe单质的原因可能是Fe3＋与Fe反应以及Fe（OH）3沉淀对锌粉的包裹，因此可控制反应条件，在未生成Fe（OH）3沉淀时将Fe3＋还原，即可排除两个干扰因素，具体操作为重新做实验Ⅱ，当溶液pH为3～4时，不取出固体，向固－液混合物中持续加入盐酸，控制pH＜1.2，加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸，待pH为3～4时，取出固体，固体中检测到Fe单质。（3）对比实验Ⅱ和Ⅲ，加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹，实验Ⅲ的固体中检测到Fe单质。
答案：（1）Mg、Zn
（2）①产生蓝色沉淀 ②Fe3＋水解方程式为Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋，加入的Mg或Zn会消耗H＋，促进Fe3＋水解平衡正向移动，使其转化为Fe（OH）3沉淀 ③ⅰ.a.2Fe3＋＋Fe3Fe2＋、2H＋＋FeFe2＋＋H2↑ b.向pH为3～4的稀盐酸中加铁粉，一段时间后取出少量溶液，滴加K3[Fe（CN）6]溶液，不产生蓝色沉淀 ⅱ.加入几滴KSCN溶液，待溶液红色消失后，停止加入盐酸
（3）加入镁粉后产生大量气泡，使镁粉不容易被Fe（OH）3沉淀包裹
b.铁盐、亚铁盐溶液的配制及应用
5.（2025·名师汇编）下列有关铁的化合物制备及用途的说法错误的是 （填序号）。
①配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
②配制FeCl2溶液时，将氯化亚铁先溶于较浓盐酸中，再用蒸馏水稀释，最后加入一些铁粉
③利用覆铜板制作印刷电路板：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋（2023·北京化学）
④绿矾的化学式为FeSO4·7H2O，可用作补血剂
⑤FeCl3水解可生成Fe（OH）3胶体，所以FeCl3可用作净水剂（2022·广东化学）
⑥制备硫酸亚铁铵晶体时，须将含FeSO4和（NH4）2SO4的溶液浓缩至干
解析：因为Fe3＋易水解，故在配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释，抑制氯化铁水解，故①正确。因为Fe2＋易水解且具有还原性，故在配制氯化亚铁溶液时，将氯化亚铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释，抑制氯化亚铁水解，最后加入一些铁粉，防止Fe2＋被氧化，故②正确。Fe3＋将Cu氧化为Cu2＋而自身被还原为Fe2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，故③正确。人体血液中含有Fe2＋，若贫血，可使用含Fe2＋
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