【高考突破方案】3第三章 金属及其化合物 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习
文档属性
| 名称 | 【高考突破方案】3第三章 金属及其化合物 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 9.6MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-05 16:35:27 | ||
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文档简介
第1讲 钠及其重要化合物
考点一 钠的性质 焰色试验
1．钠的物理性质
颜色 熔点 硬度 密度
__银白__色，有金属光泽 低 质软，硬度__小__，可切割 比水__小__，比煤油__大__ 良好
2．钠的化学性质
Na元素在元素周期表中处于__第三周期第ⅠA族__，钠原子的最外电子层有1个电子，在化学反应中易__失去__1个电子，形成＋1价钠的化合物。
Na Na＋
(1)与非金属单质(如Cl2、O2)的反应
①与O2反应
项目 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＋O2===2Na2O__ __2Na＋O2Na2O2__
转移电子 1 mol Na参加反应时，无论是生成Na2O还是生成Na2O2，均转移__1__ mol电子
②与Cl2反应的化学方程式：2Na＋Cl22NaCl。
(2)钠与水的反应
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②与水(滴加酚酞溶液)反应的现象及解释
(3)钠与盐酸的反应
离子方程式：__2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑__。
(4)与盐(如CuSO4)溶液的反应
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，Cu2+＋2OH－===Cu(OH)2↓。
(5)与乙醇反应
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。
3．钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__。
(2)保存：密封保存，通常保存在__石蜡或煤油__中。
4．钠的用途
特别提醒
碱金属的特殊性与一般性
(1)特殊性
①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固体石蜡中。
②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。
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，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
(2)一般性
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，最高正化合价均为＋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
5．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征颜色，属于__物理__变化，是元素的性质。
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。
(2)常见元素的焰色
钠元素__黄__色；钾元素__紫__色(透过__蓝色钴玻璃__观察)；铜元素__绿__色；钡元素__黄绿__色；锶元素__洋红__色；锂元素__紫红__色；钙元素__砖红__色。
(3)焰色试验的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)将金属钠投入CuSO4溶液中，析出红色金属，溶液颜色变浅。( )
错因：
(2)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，则乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。( )
错因：
(3)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
错因：
(4)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。( )
错因：
(5)根据反应Na＋KClNaCl＋K↑，可知Na的金属性强于K。( )
错因：
(6)焰色试验是一种复杂的化学变化。( )
错因：
(7)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中。( )
错因：
(8)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2。( )
错因：
解析：(1)× 钠与水反应会生成氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸铜反应会产生氢氧化铜蓝色沉淀。
(2)× 水中O—H的极性比乙醇中O—H的极性更大，更容易与钠反应释放出氢气。
(3)× 泡沫灭火器中的碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液中均有水，水与钠反应有氢气产生，故金属钠着火时，不能用泡沫灭火器灭火。
(4)× 钠表面自然形成的氧化层能继续与空气中的水和二氧化碳反应，不能保护内层金属不被空气氧化。
(5)× 反应Na＋KClNaCl＋K↑能进行，是因为Na的沸点高于K，钾蒸气不断逸出使平衡正向移动。
(6)× 焰色试验是一种物理变化。
(7)× 碱金属元素Li、Na、K中，Na可保存在煤油中。
(8)× Li在空气中加热可快速反应生成Li2O。
题组一 钠与氧气反应的特点
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：B 金属钠失电子均变为＋1价的Na＋，等质量的两块钠，失电子是一样的。根据4Na＋O2===2Na2O，则1 mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31 g，根据反应2Na＋O2Na2O2，则1 mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠，即金属钠的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。
2．金属钠与氧气反应在不同条件下生成产物不同，据此回答下列问题。
(1)1 mol钠与足量氧气反应转移电子数为________。
(2)1 mol氧气与足量钠反应转移电子数范围为____________。
(3)金属钠燃烧时火焰为黄色，但实验时常伴有黑烟，原因是________________________________________。
解析：(1)NA (2)2NA～4NA (3)钠表面煤油未除尽，燃烧时冒黑烟
方法点拨
(1)不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的Na＋，因此等量的钠完全反应失去的电子数相同。
(2)钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃条件下产物是过氧化钠。
题组二 钠的性质及其实验探究
3．(2025·湖南开学考试)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生、又有沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥FeCl3溶液 ⑦NH4Cl溶液
A．①③④⑤ B．②⑤⑥⑦
C．①④⑤⑥ D．全部
解析：C 将钠投入溶液中，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和部分盐能发生复分解反应，根据产物的可溶性判断即可。①钠投入MgSO4溶液反应生成氢氧化镁沉淀、硫酸钠和氢气，符合题意；②钠投入NaHCO3溶液，反应生成氢气、碳酸钠和水，不会产生沉淀，不符合题意；③钠投入Na2SO4溶液，反应生成氢氧化钠和氢气，不符合题意；④钠投入饱和澄清石灰水，反应生成氢氧化钠和氢气，放出大量的热，同时析出氢氧化钙沉淀，符合题意；⑤钠投入Ca(HCO3)2溶液生成CaCO3沉淀和H2，符合题意；⑥钠投入FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀和H2，符合题意；⑦钠投入NH4Cl溶液，反应生成氯化钠、一水合氨和氢气，不会产生沉淀，不符合题意；综上分析可知，①④⑤⑥符合题意。
4．(2024·长沙模拟)为探究金属钠与不同中性盐溶液的反应，取相同大小和形状的金属钠进行了下表中的实验。下列有关推测或结论合理的是( )
序号 盐溶液 现象
① 1 mol/L KCl溶液 反应比与纯水反应剧烈
② 2 mol/L KCl溶液 反应比①剧烈
③ 2 mol/L K2SO4溶液 反应比②剧烈
④ 2 mol/L KNO3溶液 瞬间出现黄色火花，随即发生剧烈燃烧
A.对比①②推测：溶液中离子浓度增加，对钠与水的反应速率无影响
B．对比②③推测：离子所带电荷数越多，钠与水的反应速率越大
C．对比②④推测：④中可能存在钠与水、NO之间的氧化还原反应，并放出大量的热
D．推测：若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验，剧烈程度介于②③之间
解析：C ②中KCl溶液的离子浓度大于①中的离子浓度，且②比①反应剧烈，说明随着KCl溶液浓度的增加，钠与KCl溶液的反应速率明显增大，A错误；实验③与实验②中，钾离子浓度不同，可能是钾离子浓度增大的结果，无法证明离子所带电荷数越多，钠与水的反应速率越大，B错误；实验④的反应瞬间即有黄色火花出现，并立即发生剧烈燃烧，对比实验②可知，实验④中出现燃烧现象，可能是因为钠与水、NO之间发生了氧化还原反应，导致反应放出大量的热，达到了钠的着火点，C正确；KMnO4溶液具有强氧化性，结合实验④可知，若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验，也会出现钠的燃烧现象，D错误。
练后总结
钠与酸、碱、盐溶液反应的规律
5．(2024·北京阶段练习)实验小组研究Na与CO2的反应，装置、步骤和现象如下：
实验步骤和现象：
ⅰ.通入CO2至澄清石灰水浑浊后，点燃酒精灯。
ⅱ.一段时间后，硬质玻璃管中有白色物质产生，管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
ⅲ. 将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生；过滤，向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再次过滤，滤液呈碱性；取白色沉淀加入盐酸，产生气体。
ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是( )
A．步骤ⅰ的目的是排除O2的干扰
B．步骤ⅲ证明白色物质是Na2CO3与NaOH
C．步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋ 2H2O
D．根据以上实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原
解析：B 通入CO2至澄清石灰水变浑浊后点燃酒精灯，可以排除试管内原有氧气的干扰，故A正确；将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生，说明不存在Na2O2；向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，产生气体说明白色固体中存在Na2CO3；再次过滤，滤液呈碱性，说明白色固体中也可能存在Na2O，故B错误；黑色物质是C，C和浓硫酸在加热条件下发生反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋ 2SO2↑＋ 2H2O，故C正确；K和Na都是第ⅠA族的碱金属，化学性质相似，且K比Na更加活泼，根据以上实验推测：CO2与金属K
也可以发生反应并被还原，故D正确。
考点二 钠的氧化物
1．钠在空气中的变化
金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：银白色金属钠表面变暗出现白色固体，接着表面出现液滴白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
①__4Na＋O2===2Na2O__；
②__Na2O＋H2O===2NaOH__；
③__2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O__；
④__Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O__。
2．氧化钠与过氧化钠的组成和性质比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 __淡黄色__固体
类别 __碱性__氧化物 过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态 __－2__ __－1__
电子式
阳离子、阴离子个数比 2∶1 2∶1
生成条件 常温 加热或点燃
化学性质 热稳定性 不稳定(2Na2O＋O22Na2O2) 稳定
与水反应 __Na2O＋H2O===2NaOH__ __2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__
与CO2反应 __Na2O＋CO2===Na2CO3__ __2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__
与酸反应(盐酸) __Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O__ __2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑__
主要性质 具有碱性氧化物的通性 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、消毒剂
3．过氧化钠的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
Na22
试剂 反应原理 现象
SO2气体 Na2O2＋SO2===Na2SO4 —
FeCl2溶液 4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl 生成红褐色沉淀和无色气体
Na2SO3溶液 Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH —
氢硫酸 Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 溶液变浑浊
酚酞溶液 与H2O反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色 先变红后褪色
品红溶液 Na2O2的强氧化性使之褪色 红色褪去
酸性KMnO4溶液 Na2O2的还原性使之褪色 溶液的紫红色褪去，产生无色无味气体
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应的产物相同。( )
错因：
(2)Na2O2与CO2反应时有单质O2产生，该反应属于置换反应。( )
错因：
(3)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物。( )
错因：
(4)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
错因：
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。( )
错因：
(6)向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2＋2Cu2+＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑。( )
错因：
(7)制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置。( )
错因：
(8)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色：2Na2O2===2Na2O＋O2↑。( )
错因：
(9)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生。( )
错因：
解析：(1)× Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应的产物不同，前者与CO2反应的产物为碳酸钠和氧气，后者与CO2反应的产物为碳酸钠。
(2)× Na2O2与CO2反应时有单质O2发生，该反应不属于置换反应。
(3)√
(4)× 1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA。
(5)× H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键不完全相同，前者只含共价键，后者既含共价键又含离子键。
(6)√
(7)√
(8)× Na2O2呈淡黄色，在空气中放置后变为白色，是Na2O2吸收空气中的CO2和H2O转化成了Na2CO3和NaOH的缘故。
(9)√
题组一 Na2O2的氧化性和还原性
1．(2025·江苏盐城阶段练习)下列有关Na2O2的说法正确的是( )
A．1 mol Na2O2固体中所含有的离子总数约为4×6.02×1023
B．SO2和Na2O2的反应产物为Na2SO3和氧气
C．向酚酞溶液中加Na2O2，溶液先变红后褪色
D．取久置的Na2O2粉末，向其中滴加过量的盐酸，产生无色气体，Na2O2没有变质
解析：C 1 mol Na2O2固体中所含有的离子总数为3×6.02×10-23，故A项错误；Na2O2具有强氧化性，SO2被氧化成硫酸钠，故B项错误；Na2O2具有强氧化性，Na2O2与水反应有碱生成，故可以使酚酞溶液先变红后褪色，故C项正确；久置的Na2O2会变质，含有碳酸钠，滴加过量的盐酸，产生的气体主要为CO2。不变质生成氧气，故不能确定是否变质，故D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第2题
2．比较下列四组反应，回答下列问题。
一组：①Na2O2＋CO2
②Na2O2＋SO2
二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)
④Na2O2＋FeCl2(溶液)
三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热
⑥Na2O2加入品红溶液中，加热
四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中
⑧Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中
(1)写出反应①的化学方程式：________________________________________，
有同学类比反应①写出反应②的化学方程式为2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，你认为是否合理？__________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析反应③④中可能出现的现象。
相同点： ；
差异：____________________________________________________。
(3)预测反应⑤⑥中可能出现的现象。
⑤_____________________________________________________________；
⑥_____________________________________________________________。
(4)判断反应⑦⑧中可能出现的现象。
⑦_____________________________________________________________；
⑧_____________________________________________________________。
解析：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
不合理 (2)均会有红褐色沉淀生成并有气泡产生 ④中气泡明显少于③
(3)开始溶液红色褪去，加热后又恢复红色 溶液红色褪去，加热后不能恢复红色 (4)溶液变蓝 溶液先变蓝后褪色
3．(2024·北京二模)某小组探究过氧化钠与二氧化硫的反应。将少量Na2O2用脱脂棉包裹，放入充满SO2的密闭三颈瓶中充分反应，反应过程中容器内O2含量的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．ab段发生的反应有：2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2
B．取少量c点时的固体混合物，滴加酸性高锰酸钾溶液，无明显变化
C．c点时，三颈瓶内气体中含有SO2和O2
D．相同条件下，若将三颈瓶中的SO2换为CO2，重复操作，充分反应后O2的含量不低于c点对应O2的含量
解析：B 向盛有少量Na2O2粉末的密闭容器中通入二氧化硫气体，图像分析可知发生的反应可能有①2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，③Na2O2＋SO2===Na2SO4，据此分析判断。ab段氧气含量增大，故存在反应2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，故A正确；c点固体物质可能为硫酸钠或亚硫酸钠、硫酸钠混合物，取少量c点时的固体混合物，滴加酸性高锰酸钾溶液，可能会褪色，也可能无明显变化，故B错误；c点时，三颈瓶内气体中可能含有SO2和O2，故C正确；相同条件下，将SO2换成CO2后，重复上述操作，只发生反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，300 s时O2含量高于c点，故D正确。
题组二 Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析
4．(2025·福建开学考试)为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )
A．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，消耗的水和CO2的物质的量相等
C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要的水和CO2的质量相等
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到含酚酞的水溶液中，最终溶液均为红色
解析：B Na2O加热可生成Na2O2，不能利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2，A错误；根据2Na2O2～2CO2～2 mol e－～O2，2Na2O2～2H2O～2 mol e－～O2，Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，消耗的水和CO2的物质的量相等，B正确、C错误；将足量的Na2O2、Na2O分别加到含酚酞的水溶液中，起始溶液均为红色，但因Na2O2具有漂白性，溶液的红色逐渐褪去，而Na2O不会，D错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第2题
5．(2024·海南期末)把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花不断点燃，充分反应后，在相同条件下，测得气体体积变为原体积的，则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比为( )
A．2∶2∶5 B．4∶2∶3
C．6∶7∶5 D．3∶4∶2
解析：D Na2O2与CO2反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再与Na2O2反应。由2CO＋O22CO2，可得总反应为CO＋Na2O2===Na2CO3，相当于吸收CO；由2H2＋O22H2O，2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2，可得总反应为H2＋Na2O2===2NaOH，相当于吸收H2，故混合物气体反应，恢复到原温度，容器内的压强为原来的，剩余气体为O2，设原混合气体总物质的量为9 mol，则反应后生成1 mol氧气，根据反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2可知，n(CO2)＝2n(O2)＝2 mol，说明H2、CO的总物质的量为9 mol－2 mol＝7 mol，所以原混合气体中[n(H2)＋n(CO)]∶n(CO2)＝7 mol∶2 mol＝7∶2，选项中满足条件的只有D。
练后总结
Na2O2与H2O、CO2的反应规律总结
电子转移关系 当Na2O2分别与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
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为Δm(CO2)＝28 g·mol-1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol-1×n(H2O)
气体体积变化关系 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1．NaHCO3和Na2CO3的性质归纳比较
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 __纯碱或苏打__ __小苏打__
颜色状态 __白色固体__ __白色细小晶体__
溶解性 易溶于水(20 ℃，S＝21.5 g) 可溶于水(20 ℃，S＝9.6 g)
热稳定性 受热不易分解 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
水解 同浓度的Na2CO3溶液碱性__大于__NaHCO3溶液
化学性质 与HCl反应 与过量盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑与少量盐酸反应的化学方程式为__Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl__ NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
与NaOH __不反应__ NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
与Ca(OH)2 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH NaHCO3少量的化学方程式为__NaHCO3＋Ca(OH)2===NaOH＋CaCO3↓＋H2O__NaHCO3过量的化学方程式为2NaHCO3＋Ca(OH)2===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O
与CaCl2 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl NaHCO3的浓度足够小时不与CaCl2反应，当浓度较大时与CaCl2发生反应：__Ca2+＋2HCO===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑__
与CO2 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 不反应
2.Na2CO3与NaHCO3的相互转化与主要用途
相互转化 Na2CO3NaHCO3
主要用途 玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业 灭火器、发酵粉、医疗上中和胃酸过多
3．Na2CO3与NaHCO3的鉴别与除杂
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用气体法和测pH法。
滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是__Na2CO3__溶液。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3) __加热法__
NaHCO3(aq)(Na2CO3) __通入足量CO2__
Na2CO3(aq)(NaHCO3) __滴加适量NaOH溶液__
4．纯碱的工业制法——侯氏制碱法
(1)制备原料：食盐、氨、二氧化碳——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。
5．钠及其化合物之间的转化
“价 类”二维图是复习元素及其化合物的重要工具。钠及其化合物的“价 类”二维图如图所示，写出图中转化关系中涉及反应的化学方程式。
①__4Na＋O2===2Na2O__；
②__2Na＋O2Na2O2__；
③__Na2O＋H2O===2NaOH__；
④__2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__；
⑤__NaOH＋CO2===NaHCO3__；
⑥ 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O ；
⑦__NaOH＋HCl===NaCl＋H2O__；
⑧__Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3__；
⑨__2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O__；
⑩__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O__；
__NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O__；
__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__；
__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)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。( )
错因：
(2)苏打是焙制糕点发酵粉的主要成分之一。( )
错因：
(3)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查。( )
错因：
(4)NaHCO3因受热易分解，所以可用于制胃酸中和剂。( )
错因：
(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。( )
错因：
(6)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。( )
错因：
(7)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入饱和NaOH溶液，又有CaCO3沉淀生成。( )
错因：
解析：(1)× 加入熟石灰与Na2CO3生成NaOH，土壤碱性增强，不利于作物生长。
(2)× 小苏打是焙制糕点发酵粉的主要成分之一。
(3)× 碳酸钡可与胃酸中的HCl反应，生成可溶性的钡盐，可使人体中毒。
(4)× NaHCO3可与胃酸反应产生二氧化碳，与其受热易分解的性质无关。
(5)√
(6)× 将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，当溶液中氢氧化钠与盐酸反应完，碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠之后才会产生气泡。
(7)√
题组一 NaHCO3、Na2CO3的鉴别
1．(2024·北京通州期中)实验室里盛放Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶丢失了标签，分别取1 g固体置于两试管中，下列实验设计不一定能鉴别Na2CO3和NaHCO3的是( )
A．分别向两试管中滴入几滴水
B．将两试管分别加热，产生的气体通入澄清石灰水
C．向两试管分别加入5 mL水，振荡后，滴入澄清石灰水
D．向两试管分别加入5 mL水，振荡后，滴入1.0 mol·L-1 CaCl2溶液
解析：C Na2CO3固体滴入几滴水放热会使温度升高，NaHCO3固体滴入几滴水吸热会使温度降低，可以鉴别，A不符合题意；NaHCO3受热易分解，生成的二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊，可以鉴别，B不符合题意；Na2CO3和NaHCO3溶液均能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，不能鉴别二者，C符合题意；Na2CO3溶液会迅速和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，可以鉴别，D不符合题意。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第6题
2．某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C．加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
解析：B 碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体，盛放碳酸氢钠的气球鼓得更快，说明产生气体速率快的是碳酸氢钠，A正确；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时，碳酸氢钠产生的二氧化碳量多，故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠，B错误；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊，而碳酸钠加热不反应，C正确；碳酸钠受热不反应，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，故可以用来鉴别二者，D正确。
练后总结
NaHCO3与Na2CO3的鉴别方法
(1)利用溶液的碱性不同
(2)利用阴离子不同
(3)利用热稳定性的不同
(4)利用相同条件下与同物质反应速率不同
(5)利用等量固体滴水结块时的热效应不同。
题组二 探究Na2CO3、NaHCO3的性质
3．(2024·河南期中)某化学小组同学通过如下实验探究Na2CO3和NaHCO3的性质，下列说法中错误的是( )
A．通过装置甲探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，m为Na2CO3、n为NaHCO3
B．通过装置乙探究同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性强弱，Na2CO3溶液红色较深
C．通过装置丙探究Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度，NaHCO3溶液对应的气球快速膨胀
D．通过装置丁鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液中产生白色沉淀，而NaHCO3溶液中没有明显现象
解析：D 通过装置甲探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，应将NaHCO3置于小试管中，A正确；通过装置乙探究同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性强弱，Na2CO3溶液红色较深，B项正确；通过装置丙探究Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度，NaHCO3与稀盐酸反应速率快，C正确；不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，因为两溶液中均产生白色沉淀，D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第6题
题组三 NaHCO3、Na2CO3与酸反应的定量关系探析
4．(2024·湖北期中)某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与Na2CO3的含量，向该溶液中滴加0.5 mol·L-1的稀硫酸至不再产生气体为止，CO2气体体积(标准状况下)与加入稀硫酸体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．在0～a范围内，只发生反应H＋＋OH－===H2O
B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．与NaOH反应消耗的硫酸体积是40 mL
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1
解析：C 对于NaOH和Na2CO3的混合溶液，当滴加稀硫酸时，先发生氢氧化钠与硫酸的中和反应，再发生碳酸钠与硫酸的反应生成碳酸氢钠和硫酸钠，最后碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳气体，利用物质的量的关系并结合图像即可解答。0～a范围内，发生反应H＋＋OH－===H2O和CO＋H＋===HCO，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B项错误；由于n(CO2)＝0.01 mol，根据碳元素守恒，混合物中n(Na2CO3)＝0.01 mol，0.01 mol Na2CO3完全转化为CO2两步反应：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，ab段消耗稀硫酸体积为10 mL，则Na2CO3消耗硫酸体积是20 mL，NaOH消耗硫酸体积是40 mL，C项正确；n(NaOH)＝0.5 mol·L-1×0.04 L×2＝0.04 mol，n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝4∶1，D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第5题
练后总结
利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
(1)首先分析图像的起点、拐点。
(2)图像的起点在原点的，溶质为NaHCO3。
(3)图像的起点不在原点的，看原点、拐点、最高点的横坐标之间的比例，确定溶质。
①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸。
第一步：CO转化为HCO，无气体产生；
第二步：HCO与H＋反应产生CO2。
消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
③向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)如图丙所示。
④向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)如图丁所示。
1．(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下：
已知：①H3PO4的电离常数：K1＝6.9×10-3，K2＝6.2×10-8，K3＝4.8×10-13；
②Na2HPO4·12H2O易风化。
下列说法错误的是( )
A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液
B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4
C．“结晶”工序中溶液显酸性
D．“干燥”工序需在低温下进行
解析：C 铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A项正确；若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B项正确；“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，由已知信息可知H3PO4的K2＝6.2×10-8，K3＝4.8×10-13，则HPO的水解常数Kh＝＝≈1.6×10-7，由于Kh＞K3，则Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误；由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确。
2．(2024·北京卷)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：D Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、CO、HCO，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋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CO的水解程度远大于HCO，D错误。
3．(2024·安徽卷)青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( )
A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免NaCl长时间受热而分解
C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D．制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸
解析：A 铁发生吸氧腐蚀时，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，清洗铁锅后及时擦干，除去了铁锅表面的水分，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈，A正确；食盐中含有碘酸钾，碘酸钾受热不稳定易分解，因此烹煮食物时后期加入食盐，与NaCl无关，B错误；白糖的主要成分为蔗糖，蔗糖在无水条件下加热发生焦糖化反应，脱水生成深色的物质，达到为食物增色的效果，此过程并非充分炭化，C错误；食用纯碱主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸，D错误。
1．(2024·重庆三模)下列叙述正确的是( )
A．向饱和食盐水中先通NH3后，再通CO2，可获得大量纯碱
B．Na2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均有气体单质生成
C．Na的金属活性比Mg强，工业上用Na与MgCl2的水溶液反应制Mg
D．煤中含有苯、甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃
解析：B
2．(2024·南京阶段练习)对于下列事实和相应解释有不正确的是( )
选项 事实 解释
A 钠保存在煤油中 煤油不与钠发生反应，钠的密度比煤油大，煤油可以隔绝空气和水蒸气
B 将一小块钠投入饱和NaOH溶液中，恢复到原温度后溶液中Na＋数目不变 钠与水反应有NaOH生成，但溶液已饱和，溶液中Na＋数目不变
C 用无锈铁丝蘸取待测液在酒精灯外焰灼烧，透过蓝色钴玻璃，火焰呈紫色 待测液一定含钾元素，可能含钠元素
D 钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3 是钠与空气中的氧气、水和二氧化碳反应的结果
解析：B
3．(2024·湖南模拟预测)向三支试管中分别加入稀盐酸、NaCl溶液和Na2CO3溶液，然后分别向上述三支试管中依次加入AgNO3溶液和稀硝酸。下列有关说法错误的是( )
A．稀盐酸、NaCl溶液和Na2CO3溶液三种溶液的酸碱性互不相同
B．该实验可以证明不同物质间反应的离子方程式可能相同
C．在该实验的基础上，再追加一个焰色试验就可以将上述三种溶液鉴别出来
D．若不加入其他试剂，仅通过溶液间相互滴加不能鉴别出上述三种溶液
解析：D
4．(2024·河南阶段练习)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象均正确的是( )
A.钠在分界面处跳动，有气泡产生，同时有白色沉淀生成 B.等质量的固体与足量的盐酸反应，乙产生气泡快，反应结束后甲气球大
C.钠先融化为小球，试管内冒黄烟 D.用铁丝蘸取碳酸钾溶液进行焰色试验
解析：A 钠的密度介于水和煤油之间，在分界面处跳动，钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4溶液反应生成白色絮状沉淀，A项正确；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠产生的二氧化碳少，B项错误；钠和氯气反应产生白烟，C项错误；应透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色，D项错误。
5．(2024·河南期末)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 HCO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 HCO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CO 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：B 钠很活泼与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 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH显碱性，可用说明NaHCO3水解，B项正确；钠离子的焰色反应，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变浑浊，不能证明含有CO，D项错误。
6．某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应。
下列说法中错误的是( )
A．②中一定发生了氧化还原反应
B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有未反应的Na2O2造成的
D．结合以上现象，可推测反应的中间产物有H2O2的生成
解析：C 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解为氧气和水，④中溶液加入二氧化锰放出气体，说明④中溶液含有H2O2，H2O2具有强氧化性，④中现象可能是由于溶液中含有H2O2造成的，故C错误。
7．向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸的量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－、SO、NO
B．b点对应的溶液中：K＋、H＋、MnO、Cl－
C．c点对应的溶液中：Na＋、Ca2+、NO、Cl－
D．d点对应的溶液中：Cl－、ClO－、Fe2+、Mg2+
解析：C 向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，Ob段发生的反应为CO＋H＋===HCO、bc段发生的反应为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，据此作答。a点溶液中含有CO和HCO，OH－与HCO不能大量共存，A项不符合题意；b点溶液中含有HCO与氢离子不能共存，且酸性条件下MnO和Cl－因发生氧化还原反应而不能大量共存，B项不符合题意；c点恰好完全反应生成NaCl，溶液呈中性，四种离子都能大量共存，C项符合题意；d点盐酸过量，溶液呈酸性，ClO－与Fe2+或Cl－因发生氧化还原反应而不能大量共存，D项不符合题意。
8．(2024·黑龙江模拟预测)某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，部分实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下Ⅰ处胶塞加入
B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C．开始实验时，应先打开活塞Ⅱ，再打开活塞Ⅲ
D．试剂d为冰水，可以降低NaHCO3的溶解度，促进晶体的析出
解析：D 试剂a为盐酸，试剂b为碳酸钙，用于制取二氧化碳，试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl；然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中，反应生成碳酸氢钠，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸，据此分析解答。实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误；制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的CO2无需干燥，NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3，尾气中含有NH3，可用稀硫酸吸收，B项错误；因NH3溶解度大，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，再打开活塞Ⅱ，C项错误；反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低NaHCO3的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，D项正确。
9．(2024·湖北黄冈模拟预测)回答下列问题：
(1)侯德榜先生发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和经济发展作出了重要贡献。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。
①如图B中饱和氨盐水是在饱和食盐水中通入氨气形成的，使用雾化装置的优点是______________________________________________。
②向饱和氨盐水中通入二氧化碳，利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，析出NaHCO3。生成NaHCO3的总反应的离子方程式为____________________________。
③A～D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)，最后通入NaOH溶液。
(2)实验室需配制240 mL 1.0 mol/L Na2CO3溶液，请回答下列问题：
①通过计算可知，该实验需要用托盘天平称量__________g Na2CO3·10H2O。
②实际配得溶液的浓度小于1.0 mol/L，原因不可能是________(填字母)。
a．转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
b．定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线
c．定容时仰视刻度线
(3)某同学在常温下，向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体制备Na2CO3溶液。为测定溶液成分，该同学向所得溶液中逐滴加入0.3 mol/L的盐酸，用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图所示(不考虑CO2溶于水)。
①该同学所得溶液的溶质成分为____________(填化学式)。
②该同学使用的NaOH溶液的物质的量浓度为________mol/L。
解析：(1)①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 ②NH3＋CO2＋H2O＋Na＋===NH＋NaHCO3↓(或NH3·H2O＋CO2＋Na＋===NH＋NaHCO3↓) ③aefbc
(2)①71.5 ②a
(3)①Na2CO3 ②0.15
解析：(3)①根据压强传感器图示可知，c点与b点盐酸的体积恰好为1∶2，结合化学方程式Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3和NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，可以得到第一个反应消耗的盐酸和第二个反应消耗的盐酸一样多，可以得到溶液中溶质成分为Na2CO3。
②根据钠元素守恒，加入盐酸后最终钠元素以NaCl的形式存在，可得关系式n(Na)＝n(Cl)＝0.3 mol/L×50×10-3 L＝0.015 mol，c(NaOH)＝＝0.15 mol/L。
10．(2024·广东模拟预测)碳酸钠作为一种多功能的化合物，在日常生活和工业生产中扮演着举足轻重的角色。其一种工业制法如图所示，下列说法错误的是( )
A．上述过程不涉及氧化还原反应
B．可用NaOH浓溶液和红色石蕊试纸验证母液中含有NH
C．将CO2和NH3通入饱和食盐水时，应先通入NH3
D．将CaO投入母液中，发生反应的离子方程式之一为2NH＋CaO===Ca2+＋2NH3↑＋H2O
解析：B 涉及的反应有CaCO3CaO＋CO2↑、2NH＋CaO===Ca2+＋2NH3↑＋H2O、CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，均是非氧化还原反应，A正确；NaOH浓溶液并加热，产生的NH3用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变为蓝色可验证母液中含有NH，B错误；将CO2和NH3通入饱和食盐水时，应先通入NH3，由于氨气极易溶于水，再通二氧化碳，能较多的吸收二氧化碳，生成更多NaHCO3晶体，C正确；石灰石煅烧后产生CaO、CO2，CaO加入母液中，CaO溶于水产生Ca(OH)2，母液为氯化铵，发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2、NH＋OH－===NH3↑＋H2O，因此将CaO投入母液中，发生反应的离子方程式之一为2NH＋CaO===2NH3↑＋H2O，D正确。
11. (2024·宁夏银川一模)研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入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。下列说法不正确的是( )
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
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1 mol/L
B．由③④可知，c(OH－)越大，溶液红色褪色现象更明显
C．向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L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盐酸，溶液最终变成红色
解析：C Na2O2粉末的物质的量是1.56 g÷78 g/mol＝0.02 mol，加入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，故A正确；由图③④可知，在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关，2 mol/L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－)大，且c(OH－)越大，溶液红色褪色现象更明显，故B正确；①中溶液红色褪去的主要原因是生成了过氧化氢具有氧化性，把有色物质氧化为无色物质，向①中褪色后的液中滴加5滴6 mol/L盐酸，溶液最终不会变成红色，故C错误；由图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盐酸，溶液最终变成红色，故D正确。
12．有一混合液可能由NaOH、NaHCO3、Na2CO3中的一种或两种组成。现取等体积的两份上述溶液分别以酚酞和甲基橙为指示剂，用同样浓度的盐酸进行滴定，当达到滴定终点时，消耗盐酸的体积分别为V1 mL和V2 mL，如V1＜V2＜2V1，则上述溶液中的溶质是( )
A．NaHCO3 B．Na2CO3
C．NaHCO3、Na2CO3 D．Na2CO3、NaOH
解析：D 酚酞作指示剂时NaHCO3不会被滴定，只有NaOH被滴为氯化钠，Na2CO3变为NaHCO3，而甲基橙时所有都会被滴成氯化钠，只有一种物质时，V1和V2关系如下：NaOH时V1＝V2; Na2CO3时2V1＝V2; NaHCO3时V1＝0，V2＞0，已知V1＜V2＜2V1；所以是Na2CO3、NaOH；故D正确。
第2讲 铁及其化合物
考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物
1．铁
(1)铁的微粒结构
(2)铁的物理性质
颜色、状态 导电性、导热性 特性 熔点
银白色固体 良好 能被磁铁吸引 1 535 ℃
(3)化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
①铁的腐蚀
析氢腐蚀与吸氧腐蚀(铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O)。
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 __Fe－2e－===Fe2+__
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===__4OH－__
总反应 Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===__2Fe(OH)2__
联系 吸氧腐蚀更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
②与非金属单质反应
a．点燃(化学方程式)：__3Fe＋2O2Fe3O4__。
b．与Cl2、I2反应(化学方程式)：__2Fe＋3Cl22FeCl3__、__Fe＋I2FeI2__。
c．与S反应(化学方程式)：__Fe＋SFeS__。
③与水反应
常温下铁与水不反应，高温下与水蒸气反应(化学方程式)：__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。
④与酸反应
a．与非氧化性酸反应(离子方程式)：__Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑__。
b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，室温下，可用铁桶盛放浓硫酸或浓硝酸，在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应分别生成SO2、NO2，但无H2产生。
Fe与过量稀硝酸反应(离子方程式)：__Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O__。
Fe与少量稀硝酸反应(离子方程式)：__3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O__。
⑤与盐溶液反应
a．与CuSO4溶液反应(离子方程式)：__Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu__。
b．与FeCl3溶液反应(离子方程式)：__Fe＋2Fe3+===3Fe2+__。
铁与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。
2．铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — __铁红__ __磁性氧化铁__
颜色状态 __黑色粉末__ __红棕色粉末__ 黑色晶体(有磁性)
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
与H＋反应的离子方程式 __FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O__ __Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O__ Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O
3．铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 __白色固体____ __红褐色固体__
与盐酸反应 __Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O__ __Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O__
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__，反应方程式为__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__
①FeO、Fe(OH)2和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。
②Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3+被I－还原为Fe2+。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)纯铁在空气中与O2反应在表面生成Fe3O4薄膜，对内部金属起保护作用。( )
错因：
(2)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸。( )
错因：
(3)纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。( )
错因：
(4)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装，可起到防氧化作用。( )
错因：
(5)用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈。( )
错因：
(6)反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应。( )
错因：
(7)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2+＋4H＋＋NO===3Fe3+＋NO↑＋3H2O。( )
错因：
(8)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。( )
错因：
(9)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2。( )
错因：
(10)在给定条件下，FeFeCl2Fe(OH)2所表示的物质间转化能实现。( )
错因：
解析：(1)× 纯铁在空气中与氧气反应生成Fe2O3，Fe2O3比较稀疏，并不能对内部金属起保护作用。
(2)× 浓硝酸与铁在常温下发生钝化。
(3)× 纳米Fe能和Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子发生置换反应生成金属单质，与纳米铁粉的吸附性无关。
(4)√
(5)√
(6)× 铁与氧气的反应是放热反应。
(7)× 磁性氧化铁是Fe3O4，不能写成离子形式，错误。
(8)× 铝与Fe2O3发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应前后均是固体，固体质量不变。
(9)√
(10)× 因为氯气具有强氧化性，则铁与氯气反应生成三氯化铁，而不是氯化亚铁。
题组一 铁及其氧化物
1．(2024·浙江阶段练习)铁在地壳中含量丰富，其合金材料在生活中有广泛应用，也是人体内重要的微量元素之一。下列有关说法正确的是( )
A．炽热的铁注入模具之前，模具不需要干燥处理
B．取新鲜菠菜切开表皮，在内部组织上滴加KSCN溶液，无颜色变化说明菠菜不含铁元素
C.为了防止缺铁性贫血，麦片中可以添加微量的铁粉
D．过量的Fe在氯气中燃烧生成FeCl2
解析：C 炽热的铁注入模具之前，模具需要干燥处理，否则会发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A错误；滴加KSCN溶液，无颜色变化，说明菠菜中不含Fe3+，不能说明不含铁元素，故B错误；微量的铁粉，可被胃酸中的HCl氧化为亚铁离子，有助于防止缺铁性贫血，C正确；Fe在Cl2中燃烧，不管Fe是否过量，都生成FeCl3，故D错误。
2．(2024·全国专题练习)下列关于物质用途的说法中，正确的是________(填字母)。
A．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
B．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂
D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe3O4
E．磁性氧化铁：四氧化三铁，为红棕色晶体
F．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
G．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有磁性
H．铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都可由碱受热分解制得
I．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁
解析：BCD Fe3O4中的铁元素为＋2价、＋3价既有氧化性、又有还原性，A错误；四氧化三铁俗称磁性氧化铁，为黑色晶体，E错误；Fe2O3俗称铁红，可用作红色油漆的颜料，F错误；四氧化三铁俗称磁性氧化铁，具有磁性；Fe2O3俗称铁红，无磁性，G错误；FeO可由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到；Fe2O3由氢氧化铁受热分解得到；Fe3O4不能由碱受热分解制得，H错误；铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，I错误。
题组二 铁的氧化物组成的确定
3．Fe3O4中含有、，分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)，以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，其反应过程示意图如图所示，下列说法正确的是( )
A．NO、NO2中氮元素化合价相同
B．反应中致癌物NO得电子，发生了还原反应
C．Fe3O4中显＋2价、＋3价的铁元素的原子个数比为2∶1
D．整个过程中处理NO的反应原理是3H2＋2NO===N2＋2OH－＋2H2O
解析：B NO中氮元素为＋3价，NO2中氮元素为＋4价，化合价不同，A项错误；根据图示可知，反应中NO得电子转化为N2，NO发生了还原反应，B项正确；Fe3O4中显＋2价、＋3价的铁元素的原子个数比为1∶2，C项错误；由题意可知，反应中NO被H2还原为N2，H2被氧化为H＋，由于溶液呈酸性，则整个过程的反应原理是3H2＋2NO＋2H＋===N2＋4H2O，D项错误。
4．(2025·湖南开学考试)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为( )
A．0.2 mol B．0.25 mol C．0.3 mol D．0.35 mol
解析：B 向一定量的Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的混合物中加入150 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，则溶液中的溶质为Fe(NO3)2，标准状况下2.24 L NO的物质的量为n＝0.1 mol，根据N元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.15 L×4 mol/L－0.1 mol＝0.5 mol，所以硝酸亚铁的物质的量为n[Fe(NO3)2]＝＝0.25 mol，由铁元素守恒可知，若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，得到铁的物质的量为n(Fe)＝n[Fe(NO3)2]＝0.25 mol。
方法点拨
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b。
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1混合的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意量)。
题组三 多种氢氧化亚铁的制备方法
5．(2024·河南阶段练习)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．②③④⑤ B．①②④⑤
C．①③④⑤ D．①②③⑤
解析：D ①Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，H2将试管中及溶液上部的空气排出，然后挤压NaOH溶液进入试管中，发生反应：FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，Fe(OH)2处于H2的环境中，因此不易被氧化，故可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故①符合题意；②Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，H2将稀硫酸、NaOH溶液中的空气及装置中的空气排出，然后关闭止水夹，反应产生的H2将FeSO4溶液压入试管B中，与NaOH溶液发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，从而可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故②符合题意；③铁为阳极，失电子得到Fe2+，阴极上H＋放电，溶液中有OH－，Fe2+与OH－结合成Fe(OH)2白色沉淀，汽油有隔绝空气的作用，因此可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故③符合题意；④将NaOH溶液滴入FeSO4溶液时，有少量氧气会进入溶液中，NaOH溶液与FeSO4溶液发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，反应产生的Fe(OH)2会被氧气氧化为Fe(OH)3，因此不能长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故④不符合题意；⑤苯在FeSO4溶液的液面上，可以防止空气进入FeSO4溶液，且吸有NaOH溶液的胶头滴管伸入液面以下的FeSO4溶液中，挤压NaOH溶液时，发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，由于不接触空气，因此故可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故⑤符合题意；综上，①②③⑤符合题意。
【题源】必修第一册第73页“氢氧化亚铁的制备”
练后总结
制备Fe(OH)2时防氧化措施常用的三种方法
方法一：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(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示
方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示
方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示
考点二 Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验
1．亚铁盐
(1)Fe2+的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈__浅绿__色，Fe2+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以__还原性__为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为__还原性__。
Fe2+在酸性溶液中与H2O2反应的离子方程式为__2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O__。
(2)可水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量__硫酸__抑制Fe2+的水解，加少量__铁屑__防止Fe2+被氧化。
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3+的溶液呈__黄__色，Fe3+处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为__氧化性__。
①Fe3+与S2-、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为__2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+__。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因此Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
利用Fe3+易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为__FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl__。
3．Fe2+、Fe3+的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
(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KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2+
(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+，K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3↓。( )
错因：
(2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )
错因：
(3)铁比铜的金属性强，所以可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板。( )
错因：
(4)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。( )
错因：
(5)中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl－、K＋、SO。( )
错因：
(6)能通过化合反应制取FeCl2。( )
错因：
(7)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2。( )
错因：
解析：(1)× Fe(SCN)3不是沉淀。
(2)× 用酸性KMnO4溶液不能检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2，因为Cl－也可以被KMnO4氧化。
(3)× Cu与FeCl3发生氧化还原反应，则用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，与铁比铜的金属性强无对应关系。
(4)× 氢氧化铁与HI溶液反应既能发生中和反应，又能发生氧化还原反应。
(5)× Fe3+会发生水解反应。
(6)√
(7)× NaOH和FeCl2与CuCl2都发生反应，都生成沉淀，且Fe(OH)2易被氧化。
题组一 Fe2+、Fe3+的检验
1．(2025·四川模拟)下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( )
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3+
B．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
C．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色
D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2+，无Fe3+
解析：C 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，说明溶液中一定含有Fe2+，故A错误；在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3+，但不能确定是否含有Fe2+，故B错误；若溶液中只含有Fe2+，Fe2+与OH－反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C正确；向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中含有Fe2+，但不能说明无Fe3+，故D错误。
【题源】必修1第73页、选择性必修1第115页资料卡片“Fe2+的检验”
2．FeCl3溶液吸收一定量SO2后溶液的颜色发生变化。
(1)写出发生反应的离子方程式：_______________________________________。
(2)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO、Fe2+以外，某实验小组对溶液中还不能确定是否存在的粒子提出合理的假设。
假设1：只存在Fe3+；
假设2：只存在____________；
假设3：__________________。
(3)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L-1 H2SO4溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、0.1 mol·L-1 KMnO4溶液、3% H2O2溶液、0.1 mol·L-1 KSCN溶液、紫色石蕊溶液、品红溶液。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1： ________________________________________________________________________________________________
步骤2： ________________________________________________________________________________________________
解析：(1)2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋4H＋＋SO (2)H2SO3 既不存在Fe3+，也不存在H2SO3 (3)(其他合理答案也可)
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取少量溶液于试管A中，滴加1～2滴KSCN溶液 ①若溶液变为红色，则假设1成立②若溶液不变红色，则假设2或3成立
步骤2：另取少量溶液于试管B中，滴加2～3滴品红溶液 ①若溶液红色褪去，则假设2成立②若溶液红色不褪去，结合步骤1中预期现象和结论②，则假设3成立
练后总结
检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能在加KSCN后的混合溶液中加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe3+、Fe2+、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
(3)检验Fe3+的其他方法
①Fe3+与过量的铁反应，溶液变为浅绿色。
②Fe3+与过量的铜反应，溶液变为蓝绿色。
③Fe3+与碘化钾淀粉溶液反应，溶液变为蓝色。
④Fe3+与NaHCO3溶液反应，放出气体，产生红褐色沉淀。
题组二 Fe2+、Fe3+的性质及应用
3．(2024·全国专题练习)下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3+＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3+＋Fe===2Fe2+
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓
E．碘化亚铁与Cl2反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
F．过量铁与稀硝酸反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
G．氯化铁与CuSO4溶液反应：2Fe3+＋3Cu===2Fe＋3Cu2+
解析：D 铁与盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，B错误；氯化铁溶液与铁反应：2Fe3+＋Fe===3Fe2+，C错误；氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓，D正确；还原性：I－>Fe2+，碘化亚铁与少量Cl2反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－；碘化亚铁与足量Cl2反应：2Fe2+＋4I－＋3Cl2===2I2＋6Cl－＋2Fe3+，E错误；过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，F错误；氯化铁与CuSO4溶液不反应，G错误。
【题源】必修第一册第77页“练习与应用”第4题
4．(2025·广东惠州模拟)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 向试管中依次加入苯、液溴、铁粉，将生成的气体通入CCl4，再通入硝酸银溶液 有浅黄色沉淀生成 苯和液溴发生了取代反应
B 向Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN－的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀
解析：D 向试管中依次加入苯、液溴、铁粉，发生苯的溴代，反应放热，生成的气体有HBr，同时也有挥发的Br2，将气体通入CCl4，再通入硝酸银溶液，有浅黄色沉淀生成，可能是挥发的Br2造成的，无法说明苯和液溴发生了取代反应，故A错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，离子反应方程式为Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3，K2SO4不影响平衡移动，所以往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体，溶液先变成红色后无明显变化，故B错误；将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，Fe3+能被Fe还原为Fe2+，滴加KSCN溶液，溶液不变红色，故C错误；饱和氯化铁溶液在沸水中发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，加热能使Fe(OH)3胶体产生聚沉，从而得到Fe(OH)3红褐色沉淀，故D正确。
考点三 铁及其化合物的转化关系与应用
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
铁元素知识网络
铁元素知识核心 1.特殊颜色(1)固体：Fe3O4、FeO——黑色，Fe2O3——红棕色，Fe(OH)3——红褐色。(2)溶液：Fe2+——浅绿色，Fe3+——黄色。
2.特殊现象(1)Fe(OH)2Fe(OH)3，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。(2)Fe3+遇KSCN溶液变红色。(3)Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]的蓝色沉淀。3．必记五反应(1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2(2)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(4)2Fe3+＋2I－===I2＋2Fe2+(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(1)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(2)横向变化体现同价态不同类别性质(氧化物、碱、盐)之间的转化。
①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐。
②Fe2+、Fe3+与碱(OH－)反应生成对应的碱。
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(4)铁及其化合物的“价 类”二维图，体会Fe、Fe2+与Fe3+的转化条件。
(5)盐溶液的配制与保存
(6)物质的制备
题组一 铁及其化合物的转化关系
1．(2024·广东江门三模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是( )
A．若M不溶于水，M一定为FeO
B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C．若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO
解析：A M中含有＋2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2，A错误；R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确；若Q为金属阳离子，化合价为＋2价，则为Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确；FeO中Fe元素为＋6价，据图可知FeO在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO，D正确。
【题源】必修第一册第77页“练习与应用”第5题
2．(2024·河北三模)黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为Fe2O3，同时还含有SiO2和Al2O3等。以其为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下。下列说法错误的是( )
A．“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3
B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3+
C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解
D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干
解析：D 加入NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3能溶于水，“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，故A正确；稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入还原剂，试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，铁粉作用是还原溶液中的Fe3+，故B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子能发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解，故C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷却，过滤，洗涤，干燥，故D错误。
题组二 铁及其化合物转化关系的定量判断
3．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：
下列说法不正确的是( )
A．固体2是氧化铁
B．X的化学式可以表示为Fe3C
C．溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体
D．X与足量热的浓硝酸反应有NO和CO2生成
解析：D X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)＝＝0.15 mol，n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe)＝16.8 g，m(C)＝18.0 g－16.8 g＝1.2 g，n(C)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B正确；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2+会被空气中的氧气氧化为Fe3+，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；足量浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D错误。
4．(2024·湖南一模)实验探究是化学学习的方法之一，某化学实验小组进行FeSO4·7H2O在N2气氛中受热分解实验，根据实验结果或现象，所得结论不正确的是( )
A.FeSO4·7H2O脱水热分解，其热重曲线如图所示。根据实验结果推算出：x＝4，y＝1
B．FeSO4热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明生成的物质为Fe2O3
C．生成的气态产物通过酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明产生了SO2
D．把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，不能证明其气态产物中含有SO3
解析：D FeSO4·7H2O相对分子量为278，100 ℃时，失重率为19.4%，278×19.4%≈54，即分解生成FeSO4·4H2O和3H2O，同理可以求得200 ℃时，FeSO4·4H2O分解生成FeSO4·H2O和3H2O，300 ℃时，FeSO4·H2O分解生成FeSO4和H2O。由分析可知，x＝4、y＝1，A正确；FeSO4热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明最终生成的物质为Fe2O3，B正确；能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应中可能生成的有还原性的气体只有SO2，C正确；把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，因为SO2无法和氯化钡溶液反应得到硫酸钡沉淀，故可以说明其气态产物中含有SO3，故D错误。
练后总结
1．铁与硫酸、硝酸的混合溶液反应顺序总结
足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O、2Fe3+＋Fe===3Fe2+、Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑(若H＋量不足，该反应不发生)。
2．混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法
(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法：
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，与Fe3+水解产生的H＋反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)除去Cu2+中混有的Fe3+的方法：
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种，与Fe3+水解产生的H＋反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)除去Mg2+中混有的Fe2+的方法：
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。
(4)除去Cu2+中混有的Fe2+的方法：
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。
1．(2024·全国新课标卷)实验室中利用下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：B 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。
2．(高考组合)下列叙述不正确的是( )
A．(2024·江西卷)久置的FeCl2溶液中出现红褐色沉淀，是因为Ksp[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)2]
B．(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂
C．(2024·浙江卷)检验NaBr溶液中是否含有Fe2+可以用K3[Fe(CN)6]溶液
D．(2024·浙江卷)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4
解析：A 亚铁离子和Fe(OH)2都有较强的还原性，易被空气中氧气氧化，故久置的FeCl2溶液中出现红褐色Fe(OH)3沉淀和Ksp大小无关，故A错误。
3．(2023·江苏卷)室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4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 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
解析：B 检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；Fe2+发生水解反应Fe2+＋2H2O 2H＋＋Fe(OH)2使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊溶液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，H2O2会氧化Fe2+生成Fe3+，若产生气泡则有可能是Fe3+的催化作用，D错误。
1．(2024·江苏南京期末)由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．FeCl3溶液呈酸性，可用于制作印刷电路板
B．K2FeO4具有强氧化性，可用于水的消毒
C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
D．Fe2O3能与铝粉发生置换反应放出大量热，可用于焊接钢轨
解析：A
2．(2024·河北保定二模)部分含铁的纯净物的价类关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．图中相邻物质中c→d在空气里最易转化
B．在隔绝空气条件下加热FeC2O4可得到b
C．在高温下a与水蒸气反应生成b和H2
D．e溶液中加入铜粉，发生氧化还原反应
解析：C
3．实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，流程如下：
下列说法正确的是( )
A．上述流程中涉及的反应均属于氧化还原反应
B．“酸溶”时试剂X可用稀硫酸或稀盐酸
C．“还原”时发生反应的离子方程式为Fe3+＋Fe===2Fe2+
D．“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶
解析：D
4．(2024·黑龙江一模)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α Fe2O3。其主要实验流程如下。下列说法错误的是( )
A．酸浸：用一定浓度的硫酸浸取铁泥，能提高铁元素浸出率的措施有适当升高温度，加快搅拌速度
B．还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，可用KSCN溶液检验Fe3+是否被完全还原
C．沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水 NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2+＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O
D．沉铁步骤中为防止生成Fe(OH)2，应在搅拌下向氨水 NH4HCO3混合溶液中缓慢加入FeSO4溶液
解析：D
5．(2024·湖南模拟预测)现有下列实验探究摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的化学性质。
实验 试剂a 现象
① 紫色石蕊溶液 溶液变红色
② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀
③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色
④ K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是( )
A．①中溶液变红：NH＋H2O NH3·H2O＋H＋；Fe2+＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋
B．②中产生白色沉淀：NH＋Fe2+＋3OH－===NH3·H2O＋Fe(OH)2↓
C．③中溶液褪色：5Fe2+＋MnO＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
D.④中产生蓝色沉淀：K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
解析：B 铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊溶液变红色，A正确；少量摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为2NH＋Fe2+＋4OH－===2NH3·H2O＋Fe(OH)2↓，B错误；Fe2+被MnO氧化为Fe3+，MnO被还原为Mn2+，反应的离子方程式为5Fe2+＋MnO＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，C正确；K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓，D正确。
6．利用如下实验研究Fe3+与I－的反应。
步骤1：向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，再滴加2 mL 0.1 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液，振荡，把溶液分为四等份于编号为①②③④的四支试管中。
步骤2：向试管①中加入淀粉溶液，观察到溶液变蓝。
步骤3：向试管②中滴加15% KSCN溶液5～6滴，观察到溶液变红。
步骤4：向试管③、试管④中分别加入1 mL 2.0 mol·L-1的FeSO4溶液和1 mL的蒸馏水，振荡，观察到试管③中溶液颜色比试管④中溶液颜色浅。
下列说法不正确的是( )
A．试管①中的现象说明此条件下Fe3+的氧化性大于I2
B.试管②中的现象说明Fe3+与I－的反应为可逆反应C.试管②中红色物质的组成为[Fe(SCN)n(H2O)6－n]3-n，此微粒中心离子的配位数为6
D．步骤4的现象不能说明此条件下I2能将Fe2+氧化成Fe3+
解析：D 向试管①中加入淀粉溶液，观察到溶液变蓝，则有碘单质生成，即此条件下Fe3+的氧化性大于I2，故A不选；由10 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，再滴加2 mL 0.1 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液可知，KI溶液过量；所以向试管②中滴加15% KSCN溶液5～6滴，观察到溶液变红，则溶液中含有铁离子，则说明该反应为可逆反应，故B不选；[Fe(SCN)n(H2O)6－n]3-n中心离子的配位数为n＋(6－n)＝6，故C不选；向试管③、试管④中分别加入1 mL 2.0 mol·L-1的FeSO4溶液和1 mL的蒸馏水，振荡，观察到试管③中溶液颜色比试管④中溶液颜色浅，则③中亚铁离子浓度小于④中亚铁离子浓度，说明亚铁离子与碘单质发生反应，则能说明I2能将Fe2+氧化成Fe3+。
7．(2024·湖南模拟预测)下列有关铁及其化合物的实验方案，对应的现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 将红热的铁与水蒸气在高温条件下反应，反应结束后，将磁铁靠近产物 反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引 铁与水蒸气在高温下反应，生成Fe3O4
B 取5 mL FeCl3溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3溶液至过量。再加入过量稀盐酸和BaCl2溶液 加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色。加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀 Fe3+和SO既发生氧化还原反应，也发生相互促进水解
C 为了验证Fe2+的还原性，取FeCl2溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 Fe2+具有还原性
D 向装有少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液 溶液变红色 CN－与Fe3+的配位能力小于SCN－
解析：B 红热的铁与水蒸气在高温条件下反应后，可能铁丝有剩余，则反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引，不能证明生成四氧化三铁，A错误；加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色，可知相互促进水解，加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀，可知亚硫酸根离子被铁离子氧化生成硫酸根离子，则Fe3+和SO既发生氧化还原反应，也发生相互促进水解，B正确；亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，紫色褪去，不能证明亚铁离子具有还原性，C错误；向装有少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液，应该观察到无明显现象，可知CN－与Fe3+的配位能力大于SCN－，D错误。
8．(2024·湖南高三阶段练习)K2FeO4(高铁酸钾)是一种绿色净水剂。以废铁屑(主要成分是Fe，含少量Fe2O3、FeO等)为原料制备K2FeO4的流程如图。下列叙述正确的是( )
A．“系列操作”是过滤、洗涤、干燥
B．用KSCN溶液检验“酸浸”液中Fe2+
C．Cl2作用是2Fe(OH)3＋3Cl2＋10OH－===2FeO＋6Cl－＋8H2O
D．K2FeO3净水时只能杀菌消毒，不能聚沉饮用水中的杂质
解析：C 高铁酸钾易溶于水，“系列操作”是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等，A项错误；用铁氰化钾溶液检验亚铁离子，用KSCN溶液检验铁离子，B项错误；氯气作氧化剂制备高铁酸钠，化学方程式为2Fe(OH)3＋3Cl2＋10NaOH===2Na2FO4＋6NaCl＋8H2O，C项正确；K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，还原产物为Fe3+，水解生成Fe(OH)3胶体，能聚沉水中杂质，D项错误。
9．(2024·山东泰安一模)某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，瞬间产生白色沉淀，附近溶液出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色) 慢反应
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl 快反应
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成[Fe(SCN)n]3-n(n≤6)
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2+与SCN－发生反应，从而使Fe3+＋nSCN－ [Fe(SCN)n]3-n平衡逆向移动
解析：D 用KSCN溶液检验Fe3+时，根据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2+存在干扰，故A错误；红色物质是Fe(SCN)3，(SCN)2为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+，故B错误；Cu(过量)与FeCl3溶液反应，得到的是氯化铜和氯化亚铁，在Cu过量时，继续反应CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)，溶液中一定存在亚铁离子，一定会出现CuCl(白色)，但是将KSCN溶液滴加到混合液中，也可能存在反应2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，所以观察到瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2与Cu反应生成，也可能是CuCl2、KSCN之间反应生成，故C错误；Cu只要与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，Cu2+就会与SCN－反应，故红色褪去也有可能是溶液中的SCN－被消耗
考点一 钠的性质 焰色试验
1．钠的物理性质
颜色 熔点 硬度 密度
__银白__色，有金属光泽 低 质软，硬度__小__，可切割 比水__小__，比煤油__大__ 良好
2．钠的化学性质
Na元素在元素周期表中处于__第三周期第ⅠA族__，钠原子的最外电子层有1个电子，在化学反应中易__失去__1个电子，形成＋1价钠的化合物。
Na Na＋
(1)与非金属单质(如Cl2、O2)的反应
①与O2反应
项目 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＋O2===2Na2O__ __2Na＋O2Na2O2__
转移电子 1 mol Na参加反应时，无论是生成Na2O还是生成Na2O2，均转移__1__ mol电子
②与Cl2反应的化学方程式：2Na＋Cl22NaCl。
(2)钠与水的反应
①离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。
②与水(滴加酚酞溶液)反应的现象及解释
(3)钠与盐酸的反应
离子方程式：__2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑__。
(4)与盐(如CuSO4)溶液的反应
离子方程式：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑，Cu2+＋2OH－===Cu(OH)2↓。
(5)与乙醇反应
2Na＋2C2H5OH―→2C2H5ONa＋H2↑。
3．钠的制取及保存
(1)制取：化学方程式为__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__。
(2)保存：密封保存，通常保存在__石蜡或煤油__中。
4．钠的用途
特别提醒
碱金属的特殊性与一般性
(1)特殊性
①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固体石蜡中。
②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。
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，显－1价，碱金属氢化物是强还原剂。
(2)一般性
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，最高正化合价均为＋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
5．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征颜色，属于__物理__变化，是元素的性质。
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。
(2)常见元素的焰色
钠元素__黄__色；钾元素__紫__色(透过__蓝色钴玻璃__观察)；铜元素__绿__色；钡元素__黄绿__色；锶元素__洋红__色；锂元素__紫红__色；钙元素__砖红__色。
(3)焰色试验的操作
铂丝无色待测物观察火焰颜色铂丝无色。
易错易混判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)将金属钠投入CuSO4溶液中，析出红色金属，溶液颜色变浅。( )
错因：
(2)乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体，则乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性。( )
错因：
(3)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。( )
错因：
(4)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。( )
错因：
(5)根据反应Na＋KClNaCl＋K↑，可知Na的金属性强于K。( )
错因：
(6)焰色试验是一种复杂的化学变化。( )
错因：
(7)碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中。( )
错因：
(8)Li在空气中加热可快速反应生成Li2O2。( )
错因：
解析：(1)× 钠与水反应会生成氢氧化钠，氢氧化钠与硫酸铜反应会产生氢氧化铜蓝色沉淀。
(2)× 水中O—H的极性比乙醇中O—H的极性更大，更容易与钠反应释放出氢气。
(3)× 泡沫灭火器中的碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液中均有水，水与钠反应有氢气产生，故金属钠着火时，不能用泡沫灭火器灭火。
(4)× 钠表面自然形成的氧化层能继续与空气中的水和二氧化碳反应，不能保护内层金属不被空气氧化。
(5)× 反应Na＋KClNaCl＋K↑能进行，是因为Na的沸点高于K，钾蒸气不断逸出使平衡正向移动。
(6)× 焰色试验是一种物理变化。
(7)× 碱金属元素Li、Na、K中，Na可保存在煤油中。
(8)× Li在空气中加热可快速反应生成Li2O。
题组一 钠与氧气反应的特点
1．等质量的两块钠，第一块在足量氧气中加热，第二块在足量氧气(常温)中充分反应，则下列说法正确的是( )
A．第一块钠失去电子多
B．两块钠失去电子一样多
C．第二块钠的反应产物质量大
D．两块钠的反应产物质量一样大
解析：B 金属钠失电子均变为＋1价的Na＋，等质量的两块钠，失电子是一样的。根据4Na＋O2===2Na2O，则1 mol金属钠完全反应得氧化钠的质量是31 g，根据反应2Na＋O2Na2O2，则1 mol金属钠完全反应得过氧化钠的质量是39 g，等质量的两块钠，即金属钠的物质的量是相等的，所以生成过氧化钠的质量大，即第一块钠的反应产物质量大。
2．金属钠与氧气反应在不同条件下生成产物不同，据此回答下列问题。
(1)1 mol钠与足量氧气反应转移电子数为________。
(2)1 mol氧气与足量钠反应转移电子数范围为____________。
(3)金属钠燃烧时火焰为黄色，但实验时常伴有黑烟，原因是________________________________________。
解析：(1)NA (2)2NA～4NA (3)钠表面煤油未除尽，燃烧时冒黑烟
方法点拨
(1)不管生成氧化钠还是过氧化钠，金属钠失电子均变为＋1价的Na＋，因此等量的钠完全反应失去的电子数相同。
(2)钠与氧气反应的产物与反应温度有关，加热或点燃条件下产物是过氧化钠。
题组二 钠的性质及其实验探究
3．(2025·湖南开学考试)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生、又有沉淀产生的是( )
①MgSO4溶液 ②NaHCO3溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和澄清石灰水
⑤Ca(HCO3)2溶液 ⑥FeCl3溶液 ⑦NH4Cl溶液
A．①③④⑤ B．②⑤⑥⑦
C．①④⑤⑥ D．全部
解析：C 将钠投入溶液中，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和部分盐能发生复分解反应，根据产物的可溶性判断即可。①钠投入MgSO4溶液反应生成氢氧化镁沉淀、硫酸钠和氢气，符合题意；②钠投入NaHCO3溶液，反应生成氢气、碳酸钠和水，不会产生沉淀，不符合题意；③钠投入Na2SO4溶液，反应生成氢氧化钠和氢气，不符合题意；④钠投入饱和澄清石灰水，反应生成氢氧化钠和氢气，放出大量的热，同时析出氢氧化钙沉淀，符合题意；⑤钠投入Ca(HCO3)2溶液生成CaCO3沉淀和H2，符合题意；⑥钠投入FeCl3溶液生成Fe(OH)3沉淀和H2，符合题意；⑦钠投入NH4Cl溶液，反应生成氯化钠、一水合氨和氢气，不会产生沉淀，不符合题意；综上分析可知，①④⑤⑥符合题意。
4．(2024·长沙模拟)为探究金属钠与不同中性盐溶液的反应，取相同大小和形状的金属钠进行了下表中的实验。下列有关推测或结论合理的是( )
序号 盐溶液 现象
① 1 mol/L KCl溶液 反应比与纯水反应剧烈
② 2 mol/L KCl溶液 反应比①剧烈
③ 2 mol/L K2SO4溶液 反应比②剧烈
④ 2 mol/L KNO3溶液 瞬间出现黄色火花，随即发生剧烈燃烧
A.对比①②推测：溶液中离子浓度增加，对钠与水的反应速率无影响
B．对比②③推测：离子所带电荷数越多，钠与水的反应速率越大
C．对比②④推测：④中可能存在钠与水、NO之间的氧化还原反应，并放出大量的热
D．推测：若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验，剧烈程度介于②③之间
解析：C ②中KCl溶液的离子浓度大于①中的离子浓度，且②比①反应剧烈，说明随着KCl溶液浓度的增加，钠与KCl溶液的反应速率明显增大，A错误；实验③与实验②中，钾离子浓度不同，可能是钾离子浓度增大的结果，无法证明离子所带电荷数越多，钠与水的反应速率越大，B错误；实验④的反应瞬间即有黄色火花出现，并立即发生剧烈燃烧，对比实验②可知，实验④中出现燃烧现象，可能是因为钠与水、NO之间发生了氧化还原反应，导致反应放出大量的热，达到了钠的着火点，C正确；KMnO4溶液具有强氧化性，结合实验④可知，若采用2 mol/L KMnO4溶液进行上述实验，也会出现钠的燃烧现象，D错误。
练后总结
钠与酸、碱、盐溶液反应的规律
5．(2024·北京阶段练习)实验小组研究Na与CO2的反应，装置、步骤和现象如下：
实验步骤和现象：
ⅰ.通入CO2至澄清石灰水浑浊后，点燃酒精灯。
ⅱ.一段时间后，硬质玻璃管中有白色物质产生，管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。
ⅲ. 将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生；过滤，向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再次过滤，滤液呈碱性；取白色沉淀加入盐酸，产生气体。
ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成能使品红溶液褪色的气体。
下列说法不正确的是( )
A．步骤ⅰ的目的是排除O2的干扰
B．步骤ⅲ证明白色物质是Na2CO3与NaOH
C．步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋ 2H2O
D．根据以上实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原
解析：B 通入CO2至澄清石灰水变浑浊后点燃酒精灯，可以排除试管内原有氧气的干扰，故A正确；将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生，说明不存在Na2O2；向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，产生气体说明白色固体中存在Na2CO3；再次过滤，滤液呈碱性，说明白色固体中也可能存在Na2O，故B错误；黑色物质是C，C和浓硫酸在加热条件下发生反应：C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋ 2SO2↑＋ 2H2O，故C正确；K和Na都是第ⅠA族的碱金属，化学性质相似，且K比Na更加活泼，根据以上实验推测：CO2与金属K
也可以发生反应并被还原，故D正确。
考点二 钠的氧化物
1．钠在空气中的变化
金属钠露置在空气中会发生一系列变化，其过程：银白色金属钠表面变暗出现白色固体，接着表面出现液滴白色块状固体白色粉末状物质
请写出上述各步反应的化学方程式。
①__4Na＋O2===2Na2O__；
②__Na2O＋H2O===2NaOH__；
③__2NaOH＋CO2＋9H2O===Na2CO3·10H2O__；
④__Na2CO3·10H2O===Na2CO3＋10H2O__。
2．氧化钠与过氧化钠的组成和性质比较
物质 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2)
颜色、状态 白色固体 __淡黄色__固体
类别 __碱性__氧化物 过氧化物(非碱性氧化物)
氧的价态 __－2__ __－1__
电子式
阳离子、阴离子个数比 2∶1 2∶1
生成条件 常温 加热或点燃
化学性质 热稳定性 不稳定(2Na2O＋O22Na2O2) 稳定
与水反应 __Na2O＋H2O===2NaOH__ __2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__
与CO2反应 __Na2O＋CO2===Na2CO3__ __2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__
与酸反应(盐酸) __Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O__ __2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋O2↑__
主要性质 具有碱性氧化物的通性 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、消毒剂
3．过氧化钠的强氧化性与还原性
从元素化合价角度分析Na2O2的性质：
Na22
试剂 反应原理 现象
SO2气体 Na2O2＋SO2===Na2SO4 —
FeCl2溶液 4Na2O2＋4FeCl2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8NaCl 生成红褐色沉淀和无色气体
Na2SO3溶液 Na2O2＋Na2SO3＋H2O===Na2SO4＋2NaOH —
氢硫酸 Na2O2＋H2S===S↓＋2NaOH 溶液变浑浊
酚酞溶液 与H2O反应生成NaOH，Na2O2的强氧化性使之褪色 先变红后褪色
品红溶液 Na2O2的强氧化性使之褪色 红色褪去
酸性KMnO4溶液 Na2O2的还原性使之褪色 溶液的紫红色褪去，产生无色无味气体
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应的产物相同。( )
错因：
(2)Na2O2与CO2反应时有单质O2产生，该反应属于置换反应。( )
错因：
(3)氧化钠、过氧化钠均为离子化合物。( )
错因：
(4)1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。( )
错因：
(5)H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键完全相同。( )
错因：
(6)向CuSO4溶液中加入Na2O2的离子方程式为2Na2O2＋2Cu2+＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑。( )
错因：
(7)制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置。( )
错因：
(8)Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色：2Na2O2===2Na2O＋O2↑。( )
错因：
(9)将足量过氧化钠投入紫色石蕊溶液中，溶液先变蓝色后褪色，同时有气泡产生。( )
错因：
解析：(1)× Na2O2、Na2O组成元素相同，与CO2反应的产物不同，前者与CO2反应的产物为碳酸钠和氧气，后者与CO2反应的产物为碳酸钠。
(2)× Na2O2与CO2反应时有单质O2发生，该反应不属于置换反应。
(3)√
(4)× 1 mol Na2O2固体中含离子总数为3NA。
(5)× H2O2和Na2O2都属于过氧化物，含有的化学键不完全相同，前者只含共价键，后者既含共价键又含离子键。
(6)√
(7)√
(8)× Na2O2呈淡黄色，在空气中放置后变为白色，是Na2O2吸收空气中的CO2和H2O转化成了Na2CO3和NaOH的缘故。
(9)√
题组一 Na2O2的氧化性和还原性
1．(2025·江苏盐城阶段练习)下列有关Na2O2的说法正确的是( )
A．1 mol Na2O2固体中所含有的离子总数约为4×6.02×1023
B．SO2和Na2O2的反应产物为Na2SO3和氧气
C．向酚酞溶液中加Na2O2，溶液先变红后褪色
D．取久置的Na2O2粉末，向其中滴加过量的盐酸，产生无色气体，Na2O2没有变质
解析：C 1 mol Na2O2固体中所含有的离子总数为3×6.02×10-23，故A项错误；Na2O2具有强氧化性，SO2被氧化成硫酸钠，故B项错误；Na2O2具有强氧化性，Na2O2与水反应有碱生成，故可以使酚酞溶液先变红后褪色，故C项正确；久置的Na2O2会变质，含有碳酸钠，滴加过量的盐酸，产生的气体主要为CO2。不变质生成氧气，故不能确定是否变质，故D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第2题
2．比较下列四组反应，回答下列问题。
一组：①Na2O2＋CO2
②Na2O2＋SO2
二组：③Na2O2＋FeCl3(溶液)
④Na2O2＋FeCl2(溶液)
三组：⑤SO2通入品红溶液中，加热
⑥Na2O2加入品红溶液中，加热
四组：⑦NaOH溶液滴入紫色石蕊溶液中
⑧Na2O2固体加入紫色石蕊溶液中
(1)写出反应①的化学方程式：________________________________________，
有同学类比反应①写出反应②的化学方程式为2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，你认为是否合理？__________(填“合理”或“不合理”)。
(2)比较分析反应③④中可能出现的现象。
相同点： ；
差异：____________________________________________________。
(3)预测反应⑤⑥中可能出现的现象。
⑤_____________________________________________________________；
⑥_____________________________________________________________。
(4)判断反应⑦⑧中可能出现的现象。
⑦_____________________________________________________________；
⑧_____________________________________________________________。
解析：(1)2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
不合理 (2)均会有红褐色沉淀生成并有气泡产生 ④中气泡明显少于③
(3)开始溶液红色褪去，加热后又恢复红色 溶液红色褪去，加热后不能恢复红色 (4)溶液变蓝 溶液先变蓝后褪色
3．(2024·北京二模)某小组探究过氧化钠与二氧化硫的反应。将少量Na2O2用脱脂棉包裹，放入充满SO2的密闭三颈瓶中充分反应，反应过程中容器内O2含量的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A．ab段发生的反应有：2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2
B．取少量c点时的固体混合物，滴加酸性高锰酸钾溶液，无明显变化
C．c点时，三颈瓶内气体中含有SO2和O2
D．相同条件下，若将三颈瓶中的SO2换为CO2，重复操作，充分反应后O2的含量不低于c点对应O2的含量
解析：B 向盛有少量Na2O2粉末的密闭容器中通入二氧化硫气体，图像分析可知发生的反应可能有①2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，②2Na2SO3＋O2===2Na2SO4，③Na2O2＋SO2===Na2SO4，据此分析判断。ab段氧气含量增大，故存在反应2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2，故A正确；c点固体物质可能为硫酸钠或亚硫酸钠、硫酸钠混合物，取少量c点时的固体混合物，滴加酸性高锰酸钾溶液，可能会褪色，也可能无明显变化，故B错误；c点时，三颈瓶内气体中可能含有SO2和O2，故C正确；相同条件下，将SO2换成CO2后，重复上述操作，只发生反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，300 s时O2含量高于c点，故D正确。
题组二 Na2O2与H2O、CO2反应的定量分析
4．(2025·福建开学考试)为了使宇航员在飞船中得到一个稳定的、良好的生存环境，一般在飞船内安装盛有Na2O2颗粒的装置，它的用途是产生氧气。下列关于Na2O2的叙述正确的是( )
A．可利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2
B．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，消耗的水和CO2的物质的量相等
C．Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，需要的水和CO2的质量相等
D．将足量的Na2O2、Na2O分别加到含酚酞的水溶液中，最终溶液均为红色
解析：B Na2O加热可生成Na2O2，不能利用在空气中加热的方法除去Na2O中的Na2O2，A错误；根据2Na2O2～2CO2～2 mol e－～O2，2Na2O2～2H2O～2 mol e－～O2，Na2O2分别与水及CO2反应产生相同量的O2时，消耗的水和CO2的物质的量相等，B正确、C错误；将足量的Na2O2、Na2O分别加到含酚酞的水溶液中，起始溶液均为红色，但因Na2O2具有漂白性，溶液的红色逐渐褪去，而Na2O不会，D错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第2题
5．(2024·海南期末)把一定体积的H2、CO、CO2混合气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中，用电火花不断点燃，充分反应后，在相同条件下，测得气体体积变为原体积的，则原混合气体中H2、CO、CO2物质的量之比为( )
A．2∶2∶5 B．4∶2∶3
C．6∶7∶5 D．3∶4∶2
解析：D Na2O2与CO2反应：2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2，CO与H2在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，生成的CO2和H2O再与Na2O2反应。由2CO＋O22CO2，可得总反应为CO＋Na2O2===Na2CO3，相当于吸收CO；由2H2＋O22H2O，2H2O＋2Na2O2===4NaOH＋O2，可得总反应为H2＋Na2O2===2NaOH，相当于吸收H2，故混合物气体反应，恢复到原温度，容器内的压强为原来的，剩余气体为O2，设原混合气体总物质的量为9 mol，则反应后生成1 mol氧气，根据反应2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2可知，n(CO2)＝2n(O2)＝2 mol，说明H2、CO的总物质的量为9 mol－2 mol＝7 mol，所以原混合气体中[n(H2)＋n(CO)]∶n(CO2)＝7 mol∶2 mol＝7∶2，选项中满足条件的只有D。
练后总结
Na2O2与H2O、CO2的反应规律总结
电子转移关系 当Na2O2分别与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)
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为Δm(CO2)＝28 g·mol-1×n(CO2)，Δm(H2O)＝2 g·mol-1×n(H2O)
气体体积变化关系 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的，等于生成氧气的量，即ΔV＝V(O2)＝V(混合)
考点三 碳酸钠与碳酸氢钠
1．NaHCO3和Na2CO3的性质归纳比较
名称 碳酸钠 碳酸氢钠
化学式 Na2CO3 NaHCO3
俗称 __纯碱或苏打__ __小苏打__
颜色状态 __白色固体__ __白色细小晶体__
溶解性 易溶于水(20 ℃，S＝21.5 g) 可溶于水(20 ℃，S＝9.6 g)
热稳定性 受热不易分解 2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑
水解 同浓度的Na2CO3溶液碱性__大于__NaHCO3溶液
化学性质 与HCl反应 与过量盐酸反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑与少量盐酸反应的化学方程式为__Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl__ NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑
与NaOH __不反应__ NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
与Ca(OH)2 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH NaHCO3少量的化学方程式为__NaHCO3＋Ca(OH)2===NaOH＋CaCO3↓＋H2O__NaHCO3过量的化学方程式为2NaHCO3＋Ca(OH)2===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O
与CaCl2 Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl NaHCO3的浓度足够小时不与CaCl2反应，当浓度较大时与CaCl2发生反应：__Ca2+＋2HCO===CaCO3↓＋H2O＋CO2↑__
与CO2 Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3 不反应
2.Na2CO3与NaHCO3的相互转化与主要用途
相互转化 Na2CO3NaHCO3
主要用途 玻璃、肥皂、造纸、纺织等工业 灭火器、发酵粉、医疗上中和胃酸过多
3．Na2CO3与NaHCO3的鉴别与除杂
(1)Na2CO3、NaHCO3的鉴别
①固体的鉴别用加热法：产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②溶液的鉴别可用气体法和测pH法。
滴入稀盐酸，立即产生气泡的是NaHCO3溶液。用pH试纸测相同浓度的稀溶液，pH大的是__Na2CO3__溶液。
(2)Na2CO3、NaHCO3的除杂
混合物(括号内为杂质) 除杂方法
Na2CO3(s)(NaHCO3) __加热法__
NaHCO3(aq)(Na2CO3) __通入足量CO2__
Na2CO3(aq)(NaHCO3) __滴加适量NaOH溶液__
4．纯碱的工业制法——侯氏制碱法
(1)制备原料：食盐、氨、二氧化碳——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。
5．钠及其化合物之间的转化
“价 类”二维图是复习元素及其化合物的重要工具。钠及其化合物的“价 类”二维图如图所示，写出图中转化关系中涉及反应的化学方程式。
①__4Na＋O2===2Na2O__；
②__2Na＋O2Na2O2__；
③__Na2O＋H2O===2NaOH__；
④__2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__；
⑤__NaOH＋CO2===NaHCO3__；
⑥ 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O ；
⑦__NaOH＋HCl===NaCl＋H2O__；
⑧__Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3__；
⑨__2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O__；
⑩__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O__；
__NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O__；
__2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑__；
__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)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。( )
错因：
(2)苏打是焙制糕点发酵粉的主要成分之一。( )
错因：
(3)碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查。( )
错因：
(4)NaHCO3因受热易分解，所以可用于制胃酸中和剂。( )
错因：
(5)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。( )
错因：
(6)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。( )
错因：
(7)向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入饱和NaOH溶液，又有CaCO3沉淀生成。( )
错因：
解析：(1)× 加入熟石灰与Na2CO3生成NaOH，土壤碱性增强，不利于作物生长。
(2)× 小苏打是焙制糕点发酵粉的主要成分之一。
(3)× 碳酸钡可与胃酸中的HCl反应，生成可溶性的钡盐，可使人体中毒。
(4)× NaHCO3可与胃酸反应产生二氧化碳，与其受热易分解的性质无关。
(5)√
(6)× 将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，当溶液中氢氧化钠与盐酸反应完，碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠之后才会产生气泡。
(7)√
题组一 NaHCO3、Na2CO3的鉴别
1．(2024·北京通州期中)实验室里盛放Na2CO3和NaHCO3固体的试剂瓶丢失了标签，分别取1 g固体置于两试管中，下列实验设计不一定能鉴别Na2CO3和NaHCO3的是( )
A．分别向两试管中滴入几滴水
B．将两试管分别加热，产生的气体通入澄清石灰水
C．向两试管分别加入5 mL水，振荡后，滴入澄清石灰水
D．向两试管分别加入5 mL水，振荡后，滴入1.0 mol·L-1 CaCl2溶液
解析：C Na2CO3固体滴入几滴水放热会使温度升高，NaHCO3固体滴入几滴水吸热会使温度降低，可以鉴别，A不符合题意；NaHCO3受热易分解，生成的二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊，可以鉴别，B不符合题意；Na2CO3和NaHCO3溶液均能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，不能鉴别二者，C符合题意；Na2CO3溶液会迅速和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀，可以鉴别，D不符合题意。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第6题
2．某课外小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，设计了如下几种实验方法。下列说法不正确的是( )
A．装置Ⅰ中的Na2CO3和NaHCO3均能与盐酸反应，产生气体速率快的是NaHCO3
B.当稀盐酸足量时，装置Ⅰ中气球鼓起体积较小的是NaHCO3
C．加热装置Ⅱ，澄清石灰水变浑浊一侧的白色固体是NaHCO3
D．装置Ⅲ也可以鉴别Na2CO3和NaHCO3
解析：B 碳酸钠和碳酸氢钠均与盐酸反应生成二氧化碳气体，盛放碳酸氢钠的气球鼓得更快，说明产生气体速率快的是碳酸氢钠，A正确；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应时，碳酸氢钠产生的二氧化碳量多，故气球鼓起体积较大的是碳酸氢钠，B错误；碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，使澄清石灰水变浑浊，而碳酸钠加热不反应，C正确；碳酸钠受热不反应，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，能使澄清石灰水变浑浊，故可以用来鉴别二者，D正确。
练后总结
NaHCO3与Na2CO3的鉴别方法
(1)利用溶液的碱性不同
(2)利用阴离子不同
(3)利用热稳定性的不同
(4)利用相同条件下与同物质反应速率不同
(5)利用等量固体滴水结块时的热效应不同。
题组二 探究Na2CO3、NaHCO3的性质
3．(2024·河南期中)某化学小组同学通过如下实验探究Na2CO3和NaHCO3的性质，下列说法中错误的是( )
A．通过装置甲探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，m为Na2CO3、n为NaHCO3
B．通过装置乙探究同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性强弱，Na2CO3溶液红色较深
C．通过装置丙探究Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度，NaHCO3溶液对应的气球快速膨胀
D．通过装置丁鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，Na2CO3溶液中产生白色沉淀，而NaHCO3溶液中没有明显现象
解析：D 通过装置甲探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性，应将NaHCO3置于小试管中，A正确；通过装置乙探究同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的碱性强弱，Na2CO3溶液红色较深，B项正确；通过装置丙探究Na2CO3和NaHCO3与盐酸反应的剧烈程度，NaHCO3与稀盐酸反应速率快，C正确；不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，因为两溶液中均产生白色沉淀，D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第6题
题组三 NaHCO3、Na2CO3与酸反应的定量关系探析
4．(2024·湖北期中)某兴趣小组为了探究一瓶变质的NaOH溶液中NaOH与Na2CO3的含量，向该溶液中滴加0.5 mol·L-1的稀硫酸至不再产生气体为止，CO2气体体积(标准状况下)与加入稀硫酸体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．在0～a范围内，只发生反应H＋＋OH－===H2O
B．ab段发生反应的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
C．与NaOH反应消耗的硫酸体积是40 mL
D．原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1
解析：C 对于NaOH和Na2CO3的混合溶液，当滴加稀硫酸时，先发生氢氧化钠与硫酸的中和反应，再发生碳酸钠与硫酸的反应生成碳酸氢钠和硫酸钠，最后碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳气体，利用物质的量的关系并结合图像即可解答。0～a范围内，发生反应H＋＋OH－===H2O和CO＋H＋===HCO，A项错误；ab段发生反应的离子方程式为HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，B项错误；由于n(CO2)＝0.01 mol，根据碳元素守恒，混合物中n(Na2CO3)＝0.01 mol，0.01 mol Na2CO3完全转化为CO2两步反应：CO＋H＋===HCO，HCO＋H＋===CO2↑＋H2O，ab段消耗稀硫酸体积为10 mL，则Na2CO3消耗硫酸体积是20 mL，NaOH消耗硫酸体积是40 mL，C项正确；n(NaOH)＝0.5 mol·L-1×0.04 L×2＝0.04 mol，n(NaOH)∶n(Na2CO3)＝4∶1，D项错误。
【题源】必修第一册第43页“练习与应用”第5题
练后总结
利用数形结合的思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
(1)首先分析图像的起点、拐点。
(2)图像的起点在原点的，溶质为NaHCO3。
(3)图像的起点不在原点的，看原点、拐点、最高点的横坐标之间的比例，确定溶质。
①向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸。
第一步：CO转化为HCO，无气体产生；
第二步：HCO与H＋反应产生CO2。
消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图甲所示。
②向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系如图乙所示。
③向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)如图丙所示。
④向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗盐酸的体积与产生CO2的体积的关系(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)如图丁所示。
1．(2024·湖南卷)中和法生产Na2HPO4·12H2O的工艺流程如下：
已知：①H3PO4的电离常数：K1＝6.9×10-3，K2＝6.2×10-8，K3＝4.8×10-13；
②Na2HPO4·12H2O易风化。
下列说法错误的是( )
A．“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液
B．“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4
C．“结晶”工序中溶液显酸性
D．“干燥”工序需在低温下进行
解析：C 铁是较活泼金属，可与H3PO4反应生成氢气，故“中和”工序若在铁质容器中进行，应先加入Na2CO3溶液，A项正确；若“中和”工序加入Na2CO3过量，则需要加入酸性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入H3PO4；若“中和”工序加入H3PO4过量，则需要加入碱性物质来调节pH，为了不引入新杂质，可加入NaOH，所以“调pH”工序中X为NaOH或H3PO4，B项正确；“结晶”工序中的溶液为饱和Na2HPO4溶液，由已知信息可知H3PO4的K2＝6.2×10-8，K3＝4.8×10-13，则HPO的水解常数Kh＝＝≈1.6×10-7，由于Kh＞K3，则Na2HPO4的水解程度大于电离程度，溶液显碱性，C项错误；由于Na2HPO4·12H2O易风化失去结晶水，故“干燥”工序需要在低温下进行，D项正确。
2．(2024·北京卷)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：D Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、CO、HCO，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液会发生反应：NaOH＋NaHCO3===Na2CO3＋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CO的水解程度远大于HCO，D错误。
3．(2024·安徽卷)青少年帮厨既可培养劳动习惯，也能将化学知识应用于实践。下列有关解释合理的是( )
A．清洗铁锅后及时擦干，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈
B．烹煮食物的后期加入食盐，能避免NaCl长时间受热而分解
C．将白糖熬制成焦糖汁，利用蔗糖高温下充分炭化为食物增色
D．制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸
解析：A 铁发生吸氧腐蚀时，正极上O2得电子结合水生成氢氧根离子，清洗铁锅后及时擦干，除去了铁锅表面的水分，能减缓铁锅因发生吸氧腐蚀而生锈，A正确；食盐中含有碘酸钾，碘酸钾受热不稳定易分解，因此烹煮食物时后期加入食盐，与NaCl无关，B错误；白糖的主要成分为蔗糖，蔗糖在无水条件下加热发生焦糖化反应，脱水生成深色的物质，达到为食物增色的效果，此过程并非充分炭化，C错误；食用纯碱主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用了Na2CO3中和发酵过程产生的酸，D错误。
1．(2024·重庆三模)下列叙述正确的是( )
A．向饱和食盐水中先通NH3后，再通CO2，可获得大量纯碱
B．Na2O2与水反应，红热的Fe与水蒸气反应均有气体单质生成
C．Na的金属活性比Mg强，工业上用Na与MgCl2的水溶液反应制Mg
D．煤中含有苯、甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可获得苯、甲苯等芳香烃
解析：B
2．(2024·南京阶段练习)对于下列事实和相应解释有不正确的是( )
选项 事实 解释
A 钠保存在煤油中 煤油不与钠发生反应，钠的密度比煤油大，煤油可以隔绝空气和水蒸气
B 将一小块钠投入饱和NaOH溶液中，恢复到原温度后溶液中Na＋数目不变 钠与水反应有NaOH生成，但溶液已饱和，溶液中Na＋数目不变
C 用无锈铁丝蘸取待测液在酒精灯外焰灼烧，透过蓝色钴玻璃，火焰呈紫色 待测液一定含钾元素，可能含钠元素
D 钠长期暴露在空气中的产物是Na2CO3 是钠与空气中的氧气、水和二氧化碳反应的结果
解析：B
3．(2024·湖南模拟预测)向三支试管中分别加入稀盐酸、NaCl溶液和Na2CO3溶液，然后分别向上述三支试管中依次加入AgNO3溶液和稀硝酸。下列有关说法错误的是( )
A．稀盐酸、NaCl溶液和Na2CO3溶液三种溶液的酸碱性互不相同
B．该实验可以证明不同物质间反应的离子方程式可能相同
C．在该实验的基础上，再追加一个焰色试验就可以将上述三种溶液鉴别出来
D．若不加入其他试剂，仅通过溶液间相互滴加不能鉴别出上述三种溶液
解析：D
4．(2024·河南阶段练习)下列实验装置(部分夹持装置略)或现象均正确的是( )
A.钠在分界面处跳动，有气泡产生，同时有白色沉淀生成 B.等质量的固体与足量的盐酸反应，乙产生气泡快，反应结束后甲气球大
C.钠先融化为小球，试管内冒黄烟 D.用铁丝蘸取碳酸钾溶液进行焰色试验
解析：A 钠的密度介于水和煤油之间，在分界面处跳动，钠与水反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4溶液反应生成白色絮状沉淀，A项正确；等质量的碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸钠产生的二氧化碳少，B项错误；钠和氯气反应产生白烟，C项错误；应透过蓝色钴玻璃观察钾元素的焰色，D项错误。
5．(2024·河南期末)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 HCO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 HCO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CO 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：B 钠很活泼与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 NaHCO3溶液，点在干燥的pH试纸上，测出溶液的pH显碱性，可用说明NaHCO3水解，B项正确；钠离子的焰色反应，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变浑浊，不能证明含有CO，D项错误。
6．某实验小组通过下图所示实验，探究Na2O2与水的反应。
下列说法中错误的是( )
A．②中一定发生了氧化还原反应
B．③中溶液变红，说明有碱性物质生成
C．④中现象可能是由于溶液中含有未反应的Na2O2造成的
D．结合以上现象，可推测反应的中间产物有H2O2的生成
解析：C 过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解为氧气和水，④中溶液加入二氧化锰放出气体，说明④中溶液含有H2O2，H2O2具有强氧化性，④中现象可能是由于溶液中含有H2O2造成的，故C错误。
7．向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入稀盐酸，生成气体的量随盐酸的量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－、SO、NO
B．b点对应的溶液中：K＋、H＋、MnO、Cl－
C．c点对应的溶液中：Na＋、Ca2+、NO、Cl－
D．d点对应的溶液中：Cl－、ClO－、Fe2+、Mg2+
解析：C 向Na2CO3、NaHCO3混合溶液中逐滴加入稀盐酸，Ob段发生的反应为CO＋H＋===HCO、bc段发生的反应为HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，据此作答。a点溶液中含有CO和HCO，OH－与HCO不能大量共存，A项不符合题意；b点溶液中含有HCO与氢离子不能共存，且酸性条件下MnO和Cl－因发生氧化还原反应而不能大量共存，B项不符合题意；c点恰好完全反应生成NaCl，溶液呈中性，四种离子都能大量共存，C项符合题意；d点盐酸过量，溶液呈酸性，ClO－与Fe2+或Cl－因发生氧化还原反应而不能大量共存，D项不符合题意。
8．(2024·黑龙江模拟预测)某兴趣小组在实验室模拟侯氏制碱法制备NaHCO3，部分实验装置如图所示，下列说法正确的是( )
A．实验过程中向启普发生器中添加液体时，可以取下Ⅰ处胶塞加入
B．所用试剂有稀硫酸、浓硫酸、CaCO3、饱和食盐水、NH4Cl、Ca(OH)2、蒸馏水
C．开始实验时，应先打开活塞Ⅱ，再打开活塞Ⅲ
D．试剂d为冰水，可以降低NaHCO3的溶解度，促进晶体的析出
解析：D 试剂a为盐酸，试剂b为碳酸钙，用于制取二氧化碳，试剂c为饱和碳酸氢钠溶液用于除去二氧化碳中的HCl；然后将二氧化碳通入氨化的饱和食盐水中，反应生成碳酸氢钠，过量的氨气用水或硫酸溶液吸收，且要防止倒吸，据此分析解答。实验过程中向启普发生器中添加液体时，应从球形漏斗加入，A项错误；制备CO2应使用稀盐酸不应使用稀硫酸，生成的CO2无需干燥，NH4Cl和Ca(OH)2用于制取NH3，尾气中含有NH3，可用稀硫酸吸收，B项错误；因NH3溶解度大，开始实验时应先打开活塞Ⅲ，再打开活塞Ⅱ，C项错误；反应结束后将锥形瓶放入冰水浴中可以降低NaHCO3的溶解度，促进NaHCO3晶体的析出，D项正确。
9．(2024·湖北黄冈模拟预测)回答下列问题：
(1)侯德榜先生发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业和经济发展作出了重要贡献。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。
①如图B中饱和氨盐水是在饱和食盐水中通入氨气形成的，使用雾化装置的优点是______________________________________________。
②向饱和氨盐水中通入二氧化碳，利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，析出NaHCO3。生成NaHCO3的总反应的离子方程式为____________________________。
③A～D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)，最后通入NaOH溶液。
(2)实验室需配制240 mL 1.0 mol/L Na2CO3溶液，请回答下列问题：
①通过计算可知，该实验需要用托盘天平称量__________g Na2CO3·10H2O。
②实际配得溶液的浓度小于1.0 mol/L，原因不可能是________(填字母)。
a．转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水
b．定容摇匀后，发现液面下降，继续加水至刻度线
c．定容时仰视刻度线
(3)某同学在常温下，向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2气体制备Na2CO3溶液。为测定溶液成分，该同学向所得溶液中逐滴加入0.3 mol/L的盐酸，用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图所示(不考虑CO2溶于水)。
①该同学所得溶液的溶质成分为____________(填化学式)。
②该同学使用的NaOH溶液的物质的量浓度为________mol/L。
解析：(1)①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 ②NH3＋CO2＋H2O＋Na＋===NH＋NaHCO3↓(或NH3·H2O＋CO2＋Na＋===NH＋NaHCO3↓) ③aefbc
(2)①71.5 ②a
(3)①Na2CO3 ②0.15
解析：(3)①根据压强传感器图示可知，c点与b点盐酸的体积恰好为1∶2，结合化学方程式Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3和NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，可以得到第一个反应消耗的盐酸和第二个反应消耗的盐酸一样多，可以得到溶液中溶质成分为Na2CO3。
②根据钠元素守恒，加入盐酸后最终钠元素以NaCl的形式存在，可得关系式n(Na)＝n(Cl)＝0.3 mol/L×50×10-3 L＝0.015 mol，c(NaOH)＝＝0.15 mol/L。
10．(2024·广东模拟预测)碳酸钠作为一种多功能的化合物，在日常生活和工业生产中扮演着举足轻重的角色。其一种工业制法如图所示，下列说法错误的是( )
A．上述过程不涉及氧化还原反应
B．可用NaOH浓溶液和红色石蕊试纸验证母液中含有NH
C．将CO2和NH3通入饱和食盐水时，应先通入NH3
D．将CaO投入母液中，发生反应的离子方程式之一为2NH＋CaO===Ca2+＋2NH3↑＋H2O
解析：B 涉及的反应有CaCO3CaO＋CO2↑、2NH＋CaO===Ca2+＋2NH3↑＋H2O、CO2＋NH3＋H2O＋NaCl===NaHCO3↓＋NH4Cl、2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，均是非氧化还原反应，A正确；NaOH浓溶液并加热，产生的NH3用湿润的红色石蕊试纸检验，试纸变为蓝色可验证母液中含有NH，B错误；将CO2和NH3通入饱和食盐水时，应先通入NH3，由于氨气极易溶于水，再通二氧化碳，能较多的吸收二氧化碳，生成更多NaHCO3晶体，C正确；石灰石煅烧后产生CaO、CO2，CaO加入母液中，CaO溶于水产生Ca(OH)2，母液为氯化铵，发生反应：CaO＋H2O===Ca(OH)2、NH＋OH－===NH3↑＋H2O，因此将CaO投入母液中，发生反应的离子方程式之一为2NH＋CaO===2NH3↑＋H2O，D正确。
11. (2024·宁夏银川一模)研究小组探究Na2O2与水反应。取1.56 g Na2O2粉末加入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。下列说法不正确的是( )
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
A.溶液A中氢氧化钠浓度近似为1 mol/L
B．由③④可知，c(OH－)越大，溶液红色褪色现象更明显
C．向①中褪色后的溶液中滴加5滴6 mol/L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盐酸，溶液最终变成红色
解析：C Na2O2粉末的物质的量是1.56 g÷78 g/mol＝0.02 mol，加入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，故A正确；由图③④可知，在碱溶液中酚酞变红色和氢氧根离子浓度有关，2 mol/L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－)大，且c(OH－)越大，溶液红色褪色现象更明显，故B正确；①中溶液红色褪去的主要原因是生成了过氧化氢具有氧化性，把有色物质氧化为无色物质，向①中褪色后的液中滴加5滴6 mol/L盐酸，溶液最终不会变成红色，故C错误；由图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盐酸，溶液最终变成红色，故D正确。
12．有一混合液可能由NaOH、NaHCO3、Na2CO3中的一种或两种组成。现取等体积的两份上述溶液分别以酚酞和甲基橙为指示剂，用同样浓度的盐酸进行滴定，当达到滴定终点时，消耗盐酸的体积分别为V1 mL和V2 mL，如V1＜V2＜2V1，则上述溶液中的溶质是( )
A．NaHCO3 B．Na2CO3
C．NaHCO3、Na2CO3 D．Na2CO3、NaOH
解析：D 酚酞作指示剂时NaHCO3不会被滴定，只有NaOH被滴为氯化钠，Na2CO3变为NaHCO3，而甲基橙时所有都会被滴成氯化钠，只有一种物质时，V1和V2关系如下：NaOH时V1＝V2; Na2CO3时2V1＝V2; NaHCO3时V1＝0，V2＞0，已知V1＜V2＜2V1；所以是Na2CO3、NaOH；故D正确。
第2讲 铁及其化合物
考点一 铁的单质、氧化物和氢氧化物
1．铁
(1)铁的微粒结构
(2)铁的物理性质
颜色、状态 导电性、导热性 特性 熔点
银白色固体 良好 能被磁铁吸引 1 535 ℃
(3)化学性质
铁元素性质活泼，有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。
①铁的腐蚀
析氢腐蚀与吸氧腐蚀(铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3·xH2O)。
类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强(pH≤4.3) 水膜酸性很弱或呈中性
电极反应 负极 __Fe－2e－===Fe2+__
正极 2H＋＋2e－===H2↑ O2＋2H2O＋4e－===__4OH－__
总反应 Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑ 2Fe＋O2＋2H2O===__2Fe(OH)2__
联系 吸氧腐蚀更普遍
铁锈的形成：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)＋(3－x)H2O。
②与非金属单质反应
a．点燃(化学方程式)：__3Fe＋2O2Fe3O4__。
b．与Cl2、I2反应(化学方程式)：__2Fe＋3Cl22FeCl3__、__Fe＋I2FeI2__。
c．与S反应(化学方程式)：__Fe＋SFeS__。
③与水反应
常温下铁与水不反应，高温下与水蒸气反应(化学方程式)：__3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2__。
④与酸反应
a．与非氧化性酸反应(离子方程式)：__Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑__。
b．与氧化性酸反应：遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化，室温下，可用铁桶盛放浓硫酸或浓硝酸，在加热条件下与浓硫酸、浓硝酸反应分别生成SO2、NO2，但无H2产生。
Fe与过量稀硝酸反应(离子方程式)：__Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O__。
Fe与少量稀硝酸反应(离子方程式)：__3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O__。
⑤与盐溶液反应
a．与CuSO4溶液反应(离子方程式)：__Fe＋Cu2+===Fe2+＋Cu__。
b．与FeCl3溶液反应(离子方程式)：__Fe＋2Fe3+===3Fe2+__。
铁与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2+，铁与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓硫酸等)反应时被氧化为Fe3+。
2．铁的氧化物
化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗名 — __铁红__ __磁性氧化铁__
颜色状态 __黑色粉末__ __红棕色粉末__ 黑色晶体(有磁性)
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
与H＋反应的离子方程式 __FeO＋2H＋===Fe2+＋H2O__ __Fe2O3＋6H＋===2Fe3+＋3H2O__ Fe3O4＋8H＋===Fe2+＋2Fe3+＋4H2O
3．铁的氢氧化物
化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3
颜色状态 __白色固体____ __红褐色固体__
与盐酸反应 __Fe(OH)2＋2H＋===Fe2+＋2H2O__ __Fe(OH)3＋3H＋===Fe3+＋3H2O__
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__，反应方程式为__4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3__
①FeO、Fe(OH)2和Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe2+被HNO3氧化成Fe3+。
②Fe2O3、Fe3O4和Fe(OH)3与HI反应时，除考虑与H＋的反应外，还考虑Fe3+被I－还原为Fe2+。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)纯铁在空气中与O2反应在表面生成Fe3O4薄膜，对内部金属起保护作用。( )
错因：
(2)浓硝酸与铁在常温下不反应，所以可用铁质容器贮运浓硝酸。( )
错因：
(3)纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子，其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附。( )
错因：
(4)用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装，可起到防氧化作用。( )
错因：
(5)用锡焊接的铁质器件，焊接处易生锈。( )
错因：
(6)反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应。( )
错因：
(7)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2+＋4H＋＋NO===3Fe3+＋NO↑＋3H2O。( )
错因：
(8)铝与Fe2O3发生铝热反应后固体物质增重。( )
错因：
(9)将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2。( )
错因：
(10)在给定条件下，FeFeCl2Fe(OH)2所表示的物质间转化能实现。( )
错因：
解析：(1)× 纯铁在空气中与氧气反应生成Fe2O3，Fe2O3比较稀疏，并不能对内部金属起保护作用。
(2)× 浓硝酸与铁在常温下发生钝化。
(3)× 纳米Fe能和Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子发生置换反应生成金属单质，与纳米铁粉的吸附性无关。
(4)√
(5)√
(6)× 铁与氧气的反应是放热反应。
(7)× 磁性氧化铁是Fe3O4，不能写成离子形式，错误。
(8)× 铝与Fe2O3发生铝热反应生成铁和氧化铝，反应前后均是固体，固体质量不变。
(9)√
(10)× 因为氯气具有强氧化性，则铁与氯气反应生成三氯化铁，而不是氯化亚铁。
题组一 铁及其氧化物
1．(2024·浙江阶段练习)铁在地壳中含量丰富，其合金材料在生活中有广泛应用，也是人体内重要的微量元素之一。下列有关说法正确的是( )
A．炽热的铁注入模具之前，模具不需要干燥处理
B．取新鲜菠菜切开表皮，在内部组织上滴加KSCN溶液，无颜色变化说明菠菜不含铁元素
C.为了防止缺铁性贫血，麦片中可以添加微量的铁粉
D．过量的Fe在氯气中燃烧生成FeCl2
解析：C 炽热的铁注入模具之前，模具需要干燥处理，否则会发生反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，故A错误；滴加KSCN溶液，无颜色变化，说明菠菜中不含Fe3+，不能说明不含铁元素，故B错误；微量的铁粉，可被胃酸中的HCl氧化为亚铁离子，有助于防止缺铁性贫血，C正确；Fe在Cl2中燃烧，不管Fe是否过量，都生成FeCl3，故D错误。
2．(2024·全国专题练习)下列关于物质用途的说法中，正确的是________(填字母)。
A．铁的氧化物Fe2O3、Fe3O4都只有氧化性
B．Fe2O3常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
C．还原铁粉可用于食品的脱氧剂
D．FeO不稳定，在空气里受热，能迅速氧化成Fe3O4
E．磁性氧化铁：四氧化三铁，为红棕色晶体
F．铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料
G．铁的氧化物中Fe2O3、Fe3O4都有磁性
H．铁的氧化物FeO、Fe2O3、Fe3O4都可由碱受热分解制得
I．铁粉与水蒸气反应生成黑色的氧化亚铁
解析：BCD Fe3O4中的铁元素为＋2价、＋3价既有氧化性、又有还原性，A错误；四氧化三铁俗称磁性氧化铁，为黑色晶体，E错误；Fe2O3俗称铁红，可用作红色油漆的颜料，F错误；四氧化三铁俗称磁性氧化铁，具有磁性；Fe2O3俗称铁红，无磁性，G错误；FeO可由氢氧化亚铁隔绝空气受热分解得到；Fe2O3由氢氧化铁受热分解得到；Fe3O4不能由碱受热分解制得，H错误；铁粉与水蒸气反应生成黑色的四氧化三铁，I错误。
题组二 铁的氧化物组成的确定
3．Fe3O4中含有、，分别表示为Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)，以Fe3O4/Pd为催化材料，可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO，其反应过程示意图如图所示，下列说法正确的是( )
A．NO、NO2中氮元素化合价相同
B．反应中致癌物NO得电子，发生了还原反应
C．Fe3O4中显＋2价、＋3价的铁元素的原子个数比为2∶1
D．整个过程中处理NO的反应原理是3H2＋2NO===N2＋2OH－＋2H2O
解析：B NO中氮元素为＋3价，NO2中氮元素为＋4价，化合价不同，A项错误；根据图示可知，反应中NO得电子转化为N2，NO发生了还原反应，B项正确；Fe3O4中显＋2价、＋3价的铁元素的原子个数比为1∶2，C项错误；由题意可知，反应中NO被H2还原为N2，H2被氧化为H＋，由于溶液呈酸性，则整个过程的反应原理是3H2＋2NO＋2H＋===N2＋4H2O，D项错误。
4．(2025·湖南开学考试)向一定量的Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物中加入150 mL 4 mol·L-1的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，放出2.24 L NO(标准状况)，往所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现。若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，所得到的铁的物质的量为( )
A．0.2 mol B．0.25 mol C．0.3 mol D．0.35 mol
解析：B 向一定量的Fe、FeO、Fe3O4和Fe2O3的混合物中加入150 mL 4 mol/L的稀硝酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中加入KSCN溶液，无红色出现，则溶液中的溶质为Fe(NO3)2，标准状况下2.24 L NO的物质的量为n＝0.1 mol，根据N元素守恒，硝酸亚铁中的硝酸根离子的物质的量为0.15 L×4 mol/L－0.1 mol＝0.5 mol，所以硝酸亚铁的物质的量为n[Fe(NO3)2]＝＝0.25 mol，由铁元素守恒可知，若用足量的H2在加热条件下还原相同质量的混合物，得到铁的物质的量为n(Fe)＝n[Fe(NO3)2]＝0.25 mol。
方法点拨
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b。
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1混合的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意量)。
题组三 多种氢氧化亚铁的制备方法
5．(2024·河南阶段练习)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是( )
A．②③④⑤ B．①②④⑤
C．①③④⑤ D．①②③⑤
解析：D ①Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，H2将试管中及溶液上部的空气排出，然后挤压NaOH溶液进入试管中，发生反应：FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，Fe(OH)2处于H2的环境中，因此不易被氧化，故可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故①符合题意；②Fe与稀硫酸反应产生FeSO4和H2，H2将稀硫酸、NaOH溶液中的空气及装置中的空气排出，然后关闭止水夹，反应产生的H2将FeSO4溶液压入试管B中，与NaOH溶液发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，从而可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故②符合题意；③铁为阳极，失电子得到Fe2+，阴极上H＋放电，溶液中有OH－，Fe2+与OH－结合成Fe(OH)2白色沉淀，汽油有隔绝空气的作用，因此可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故③符合题意；④将NaOH溶液滴入FeSO4溶液时，有少量氧气会进入溶液中，NaOH溶液与FeSO4溶液发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，反应产生的Fe(OH)2会被氧气氧化为Fe(OH)3，因此不能长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故④不符合题意；⑤苯在FeSO4溶液的液面上，可以防止空气进入FeSO4溶液，且吸有NaOH溶液的胶头滴管伸入液面以下的FeSO4溶液中，挤压NaOH溶液时，发生反应FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，由于不接触空气，因此故可以较长时间观察到Fe(OH)2的白色沉淀，故⑤符合题意；综上，①②③⑤符合题意。
【题源】必修第一册第73页“氢氧化亚铁的制备”
练后总结
制备Fe(OH)2时防氧化措施常用的三种方法
方法一：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(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示
方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示
方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯或煤油，如图3所示
考点二 Fe2＋和Fe3＋的性质及其检验
1．亚铁盐
(1)Fe2+的氧化性和还原性
含有Fe2+的溶液呈__浅绿__色，Fe2+处于铁的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以__还原性__为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表现为__还原性__。
Fe2+在酸性溶液中与H2O2反应的离子方程式为__2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O__。
(2)可水解
Fe(OH)2是弱碱，含Fe2+的盐(如硫酸亚铁)溶液呈酸性。配制硫酸亚铁溶液时常加少量__硫酸__抑制Fe2+的水解，加少量__铁屑__防止Fe2+被氧化。
2．铁盐
(1)氧化性：含有Fe3+的溶液呈__黄__色，Fe3+处于铁的高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现为__氧化性__。
①Fe3+与S2-、I－、HS－、SO等具有较强还原性的离子不能大量共存。
②Fe3+可腐蚀印刷电路板上的铜箔，反应的离子方程式为__2Fe3+＋Cu===Cu2+＋2Fe2+__。
(2)易水解：Fe(OH)3是很弱的碱，且溶度积很小，因此Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中。
利用Fe3+易水解的性质，实验室可用饱和FeCl3溶液滴入沸水中制取Fe(OH)3胶体，反应的化学方程式为__FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl__。
3．Fe2+、Fe3+的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
(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KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2+
(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+，K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3+＋3SCN－===Fe(SCN)3↓。( )
错因：
(2)用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。( )
错因：
(3)铁比铜的金属性强，所以可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板。( )
错因：
(4)氢氧化铁与HI溶液反应仅能发生中和反应。( )
错因：
(5)中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl－、K＋、SO。( )
错因：
(6)能通过化合反应制取FeCl2。( )
错因：
(7)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2。( )
错因：
解析：(1)× Fe(SCN)3不是沉淀。
(2)× 用酸性KMnO4溶液不能检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2，因为Cl－也可以被KMnO4氧化。
(3)× Cu与FeCl3发生氧化还原反应，则用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，与铁比铜的金属性强无对应关系。
(4)× 氢氧化铁与HI溶液反应既能发生中和反应，又能发生氧化还原反应。
(5)× Fe3+会发生水解反应。
(6)√
(7)× NaOH和FeCl2与CuCl2都发生反应，都生成沉淀，且Fe(OH)2易被氧化。
题组一 Fe2+、Fe3+的检验
1．(2025·四川模拟)下列有关铁离子及亚铁离子检验的说法正确的是( )
A．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含Fe3+
B．在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe3+，无Fe2+
C．证明某溶液只含有Fe2+而不含有Fe3+的实验方法是滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀，后变灰绿色，最后呈红褐色
D．向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中有Fe2+，无Fe3+
解析：C 向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，说明溶液中一定含有Fe2+，故A错误；在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中一定有Fe3+，但不能确定是否含有Fe2+，故B错误；若溶液中只含有Fe2+，Fe2+与OH－反应生成Fe(OH)2白色沉淀，被空气中的氧气氧化迅速变成灰绿色，最终变成红褐色，故C正确；向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明原溶液中含有Fe2+，但不能说明无Fe3+，故D错误。
【题源】必修1第73页、选择性必修1第115页资料卡片“Fe2+的检验”
2．FeCl3溶液吸收一定量SO2后溶液的颜色发生变化。
(1)写出发生反应的离子方程式：_______________________________________。
(2)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO、Fe2+以外，某实验小组对溶液中还不能确定是否存在的粒子提出合理的假设。
假设1：只存在Fe3+；
假设2：只存在____________；
假设3：__________________。
(3)设计实验方案，进行实验。请写出实验步骤、预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L-1 H2SO4溶液、1 mol·L-1 NaOH溶液、0.1 mol·L-1 KMnO4溶液、3% H2O2溶液、0.1 mol·L-1 KSCN溶液、紫色石蕊溶液、品红溶液。
实验步骤 预期现象和结论
步骤1： ________________________________________________________________________________________________
步骤2： ________________________________________________________________________________________________
解析：(1)2Fe3+＋SO2＋2H2O===2Fe2+＋4H＋＋SO (2)H2SO3 既不存在Fe3+，也不存在H2SO3 (3)(其他合理答案也可)
实验步骤 预期现象和结论
步骤1：取少量溶液于试管A中，滴加1～2滴KSCN溶液 ①若溶液变为红色，则假设1成立②若溶液不变红色，则假设2或3成立
步骤2：另取少量溶液于试管B中，滴加2～3滴品红溶液 ①若溶液红色褪去，则假设2成立②若溶液红色不褪去，结合步骤1中预期现象和结论②，则假设3成立
练后总结
检验Fe2+和Fe3+时的注意事项
(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能在加KSCN后的混合溶液中加入足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。
(2)Fe3+、Fe2+、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。
(3)检验Fe3+的其他方法
①Fe3+与过量的铁反应，溶液变为浅绿色。
②Fe3+与过量的铜反应，溶液变为蓝绿色。
③Fe3+与碘化钾淀粉溶液反应，溶液变为蓝色。
④Fe3+与NaHCO3溶液反应，放出气体，产生红褐色沉淀。
题组二 Fe2+、Fe3+的性质及应用
3．(2024·全国专题练习)下列离子方程式中，正确的是( )
A．铁与盐酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3+＋3H2↑
B．氯气与氯化亚铁溶液反应：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3
C．氯化铁溶液与铁反应：Fe3+＋Fe===2Fe2+
D．氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓
E．碘化亚铁与Cl2反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－
F．过量铁与稀硝酸反应：Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O
G．氯化铁与CuSO4溶液反应：2Fe3+＋3Cu===2Fe＋3Cu2+
解析：D 铁与盐酸反应：Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑，A错误；氯气与氯化亚铁溶液反应：2Fe2+＋Cl2===2Fe3+＋2Cl－，B错误；氯化铁溶液与铁反应：2Fe3+＋Fe===3Fe2+，C错误；氯化铁溶液与氢氧化钠溶液反应：Fe3+＋3OH－===Fe(OH)3↓，D正确；还原性：I－>Fe2+，碘化亚铁与少量Cl2反应：2I－＋Cl2===I2＋2Cl－；碘化亚铁与足量Cl2反应：2Fe2+＋4I－＋3Cl2===2I2＋6Cl－＋2Fe3+，E错误；过量铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水：3Fe＋8H＋＋2NO===3Fe2+＋2NO↑＋4H2O，F错误；氯化铁与CuSO4溶液不反应，G错误。
【题源】必修第一册第77页“练习与应用”第4题
4．(2025·广东惠州模拟)探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 向试管中依次加入苯、液溴、铁粉，将生成的气体通入CCl4，再通入硝酸银溶液 有浅黄色沉淀生成 苯和液溴发生了取代反应
B 向Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体 溶液先变成红色后无明显变化 Fe3+与SCN－的反应不可逆
C 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液 溶液呈浅绿色 食品脱氧剂样品中没有＋3价铁
D 向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸 溶液先变成红褐色再析出沉淀 Fe3+先水解得Fe(OH)3胶体，再聚集成Fe(OH)3沉淀
解析：D 向试管中依次加入苯、液溴、铁粉，发生苯的溴代，反应放热，生成的气体有HBr，同时也有挥发的Br2，将气体通入CCl4，再通入硝酸银溶液，有浅黄色沉淀生成，可能是挥发的Br2造成的，无法说明苯和液溴发生了取代反应，故A错误；往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，离子反应方程式为Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3，K2SO4不影响平衡移动，所以往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体，溶液先变成红色后无明显变化，故B错误；将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，Fe3+能被Fe还原为Fe2+，滴加KSCN溶液，溶液不变红色，故C错误；饱和氯化铁溶液在沸水中发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，加热能使Fe(OH)3胶体产生聚沉，从而得到Fe(OH)3红褐色沉淀，故D正确。
考点三 铁及其化合物的转化关系与应用
从物质类别和物质所含核心元素的化合价两个角度总结、预测物质的性质是学习化学的重要方法之一。
铁元素知识网络
铁元素知识核心 1.特殊颜色(1)固体：Fe3O4、FeO——黑色，Fe2O3——红棕色，Fe(OH)3——红褐色。(2)溶液：Fe2+——浅绿色，Fe3+——黄色。
2.特殊现象(1)Fe(OH)2Fe(OH)3，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。(2)Fe3+遇KSCN溶液变红色。(3)Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成KFe[Fe(CN)6]的蓝色沉淀。3．必记五反应(1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2(2)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2(3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3(4)2Fe3+＋2I－===I2＋2Fe2+(5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(1)纵向变化体现不同价态同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(2)横向变化体现同价态不同类别性质(氧化物、碱、盐)之间的转化。
①碱性氧化物(Fe2O3、FeO)都能溶于酸(H＋)转化为盐。
②Fe2+、Fe3+与碱(OH－)反应生成对应的碱。
③难溶性的碱易分解生成对应的氧化物，但难溶性的碱性氧化物一般不与水反应生成对应的碱。
(3)斜向变化体现不同价态、不同类别之间物质的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。
(4)铁及其化合物的“价 类”二维图，体会Fe、Fe2+与Fe3+的转化条件。
(5)盐溶液的配制与保存
(6)物质的制备
题组一 铁及其化合物的转化关系
1．(2024·广东江门三模)部分含铁微粒所带的电荷数与其中铁元素化合价的关系如图所示，由该图可预测含铁微粒间相互转化时所需试剂。下列推断不合理的是( )
A．若M不溶于水，M一定为FeO
B．若R为单质，则常温下浓硫酸可使R钝化
C．若Q为金属阳离子，则可用K3[Fe(CN)6]溶液检验
D．Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO
解析：A M中含有＋2价铁，且所含电荷数为0，可能是FeO或Fe(OH)2，A错误；R为0价铁元素，且为单质，则为Fe单质，常温下浓硫酸可以使Fe钝化，B正确；若Q为金属阳离子，化合价为＋2价，则为Fe2+，与K3[Fe(CN)6]反应会生成蓝色沉淀，可用K3[Fe(CN)6]溶液检验，C正确；FeO中Fe元素为＋6价，据图可知FeO在碱性环境中稳定存在，所以Fe3+与氧化剂在碱性条件下反应可生成FeO，D正确。
【题源】必修第一册第77页“练习与应用”第5题
2．(2024·河北三模)黄铁矿煅烧后的烧渣主要成分为Fe2O3，同时还含有SiO2和Al2O3等。以其为原料制取FeSO4·7H2O的工艺流程如下。下列说法错误的是( )
A．“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3
B．试剂甲为铁粉，其作用主要是还原溶液中的Fe3+
C．“还原”工序中，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解
D．“一系列操作”为加热蒸发至大量晶体出现时，停止加热，利用余热使其蒸干
解析：D 加入NaOH溶液分别与SiO2和Al2O3反应生成Na[Al(OH)4]和Na2SiO3能溶于水，“滤液”的主要成分为Na[Al(OH)4]和Na2SiO3，故A正确；稀硫酸与Fe2O3反应生成硫酸铁，加入还原剂，试剂甲为Fe，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，铁粉作用是还原溶液中的Fe3+，故B正确；“还原”工序中，Fe与硫酸铁反应生成FeSO4，亚铁离子能发生水解反应生成氢氧化亚铁，稀硫酸过量有利于抑制Fe2+的水解，故C正确；“一系列操作”为缓慢加热，浓缩至表面出现晶膜为止，冷却，过滤，洗涤，干燥，故D错误。
题组二 铁及其化合物转化关系的定量判断
3．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：
下列说法不正确的是( )
A．固体2是氧化铁
B．X的化学式可以表示为Fe3C
C．溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体
D．X与足量热的浓硝酸反应有NO和CO2生成
解析：D X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙)，加热、蒸发时FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)＝＝0.15 mol，n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe)＝16.8 g，m(C)＝18.0 g－16.8 g＝1.2 g，n(C)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B正确；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe2+会被空气中的氧气氧化为Fe3+，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；足量浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D错误。
4．(2024·湖南一模)实验探究是化学学习的方法之一，某化学实验小组进行FeSO4·7H2O在N2气氛中受热分解实验，根据实验结果或现象，所得结论不正确的是( )
A.FeSO4·7H2O脱水热分解，其热重曲线如图所示。根据实验结果推算出：x＝4，y＝1
B．FeSO4热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明生成的物质为Fe2O3
C．生成的气态产物通过酸性高锰酸钾溶液，溶液褪色，说明产生了SO2
D．把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，不能证明其气态产物中含有SO3
解析：D FeSO4·7H2O相对分子量为278，100 ℃时，失重率为19.4%，278×19.4%≈54，即分解生成FeSO4·4H2O和3H2O，同理可以求得200 ℃时，FeSO4·4H2O分解生成FeSO4·H2O和3H2O，300 ℃时，FeSO4·H2O分解生成FeSO4和H2O。由分析可知，x＝4、y＝1，A正确；FeSO4热分解后，其固态产物的颜色为红色，说明最终生成的物质为Fe2O3，B正确；能使酸性高锰酸钾溶液褪色，反应中可能生成的有还原性的气体只有SO2，C正确；把产生的气态产物通过氯化钡溶液，立即有沉淀生成，因为SO2无法和氯化钡溶液反应得到硫酸钡沉淀，故可以说明其气态产物中含有SO3，故D错误。
练后总结
1．铁与硫酸、硝酸的混合溶液反应顺序总结
足量铁与稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反应，则可利用离子反应分析，依次发生反应：Fe＋NO＋4H＋===Fe3+＋NO↑＋2H2O、2Fe3+＋Fe===3Fe2+、Fe＋2H＋===Fe2+＋H2↑(若H＋量不足，该反应不发生)。
2．混合溶液中Fe3+、Fe2+的除去方法
(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法：
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2中的一种，与Fe3+水解产生的H＋反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(2)除去Cu2+中混有的Fe3+的方法：
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中的一种，与Fe3+水解产生的H＋反应，促进Fe3+的水解，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)除去Mg2+中混有的Fe2+的方法：
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。
(4)除去Cu2+中混有的Fe2+的方法：
先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+，再按(2)的方法除去溶液中的Fe3+。
1．(2024·全国新课标卷)实验室中利用下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：B 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。
2．(高考组合)下列叙述不正确的是( )
A．(2024·江西卷)久置的FeCl2溶液中出现红褐色沉淀，是因为Ksp[Fe(OH)3]＞Ksp[Fe(OH)2]
B．(2024·山东卷)铁粉可用作食品脱氧剂
C．(2024·浙江卷)检验NaBr溶液中是否含有Fe2+可以用K3[Fe(CN)6]溶液
D．(2024·浙江卷)FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4
解析：A 亚铁离子和Fe(OH)2都有较强的还原性，易被空气中氧气氧化，故久置的FeCl2溶液中出现红褐色Fe(OH)3沉淀和Ksp大小无关，故A错误。
3．(2023·江苏卷)室温下，探究0.1 mol·L-1 FeSO4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 溶液中是否含有Fe3+ 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液颜色变化
B Fe2+是否有还原性 向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化
C Fe2+是否水解 向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴酚酞溶液，观察溶液颜色变化
D Fe2+能否催化H2O2分解 向2 mL 5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，观察气泡产生情况
解析：B 检验溶液中是否含有Fe3+应直接向待测液中滴加KSCN溶液，向待测液中滴加氯水会将Fe2+氧化为Fe3+干扰实验，A错误；向2 mL FeSO4溶液中滴加几滴酸性KMnO4溶液，若观察溶液紫色褪去，说明Fe2+有还原性，B正确；Fe2+发生水解反应Fe2+＋2H2O 2H＋＋Fe(OH)2使溶液显酸性，应向2 mL FeSO4溶液中滴加2～3滴石蕊溶液，观察溶液颜色变化，C错误；向2 mL 5% H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液，H2O2会氧化Fe2+生成Fe3+，若产生气泡则有可能是Fe3+的催化作用，D错误。
1．(2024·江苏南京期末)由铁及其化合物可制得FeSO4·7H2O、FeCl3、K2FeO4等化工产品，它们在生产、生活中具有广泛应用。下列关于铁及其化合物的性质与用途不具有对应关系的是( )
A．FeCl3溶液呈酸性，可用于制作印刷电路板
B．K2FeO4具有强氧化性，可用于水的消毒
C．常温下，铁遇浓硝酸发生钝化，可用铁制容器贮运浓硝酸
D．Fe2O3能与铝粉发生置换反应放出大量热，可用于焊接钢轨
解析：A
2．(2024·河北保定二模)部分含铁的纯净物的价类关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A．图中相邻物质中c→d在空气里最易转化
B．在隔绝空气条件下加热FeC2O4可得到b
C．在高温下a与水蒸气反应生成b和H2
D．e溶液中加入铜粉，发生氧化还原反应
解析：C
3．实验室用严重锈蚀的废铁屑为原料制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)，流程如下：
下列说法正确的是( )
A．上述流程中涉及的反应均属于氧化还原反应
B．“酸溶”时试剂X可用稀硫酸或稀盐酸
C．“还原”时发生反应的离子方程式为Fe3+＋Fe===2Fe2+
D．“结晶”采用的方式是蒸发浓缩、冷却结晶
解析：D
4．(2024·黑龙江一模)实验室由炼钢污泥(简称铁泥，主要成分为铁的氧化物)制备软磁性材料α Fe2O3。其主要实验流程如下。下列说法错误的是( )
A．酸浸：用一定浓度的硫酸浸取铁泥，能提高铁元素浸出率的措施有适当升高温度，加快搅拌速度
B．还原：向“酸浸”后的滤液中加入过量铁粉，可用KSCN溶液检验Fe3+是否被完全还原
C．沉铁：将提纯后的FeSO4溶液与氨水 NH4HCO3混合溶液反应，生成FeCO3沉淀的离子方程式为Fe2+＋HCO＋NH3·H2O===FeCO3↓＋NH＋H2O
D．沉铁步骤中为防止生成Fe(OH)2，应在搅拌下向氨水 NH4HCO3混合溶液中缓慢加入FeSO4溶液
解析：D
5．(2024·湖南模拟预测)现有下列实验探究摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]的化学性质。
实验 试剂a 现象
① 紫色石蕊溶液 溶液变红色
② 过量NaOH溶液 产生白色沉淀
③ 酸性KMnO4溶液 KMnO4溶液褪色
④ K3[Fe(CN)6]溶液 产生蓝色沉淀
下列解释相应实验现象的离子方程式错误的是( )
A．①中溶液变红：NH＋H2O NH3·H2O＋H＋；Fe2+＋2H2O Fe(OH)2＋2H＋
B．②中产生白色沉淀：NH＋Fe2+＋3OH－===NH3·H2O＋Fe(OH)2↓
C．③中溶液褪色：5Fe2+＋MnO＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O
D.④中产生蓝色沉淀：K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓
解析：B 铵根离子、亚铁离子水解使得溶液显酸性，酸性溶液使紫色石蕊溶液变红色，A正确；少量摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]与过量的NaOH溶液反应的离子方程式为2NH＋Fe2+＋4OH－===2NH3·H2O＋Fe(OH)2↓，B错误；Fe2+被MnO氧化为Fe3+，MnO被还原为Mn2+，反应的离子方程式为5Fe2+＋MnO＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，C正确；K3[Fe(CN)6]用来鉴别Fe2+生成蓝色沉淀，反应的离子方程式为K＋＋Fe2+＋[Fe(CN)6]3-===KFe[Fe(CN)6]↓，D正确。
6．利用如下实验研究Fe3+与I－的反应。
步骤1：向烧杯中加入10 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，再滴加2 mL 0.1 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液，振荡，把溶液分为四等份于编号为①②③④的四支试管中。
步骤2：向试管①中加入淀粉溶液，观察到溶液变蓝。
步骤3：向试管②中滴加15% KSCN溶液5～6滴，观察到溶液变红。
步骤4：向试管③、试管④中分别加入1 mL 2.0 mol·L-1的FeSO4溶液和1 mL的蒸馏水，振荡，观察到试管③中溶液颜色比试管④中溶液颜色浅。
下列说法不正确的是( )
A．试管①中的现象说明此条件下Fe3+的氧化性大于I2
B.试管②中的现象说明Fe3+与I－的反应为可逆反应C.试管②中红色物质的组成为[Fe(SCN)n(H2O)6－n]3-n，此微粒中心离子的配位数为6
D．步骤4的现象不能说明此条件下I2能将Fe2+氧化成Fe3+
解析：D 向试管①中加入淀粉溶液，观察到溶液变蓝，则有碘单质生成，即此条件下Fe3+的氧化性大于I2，故A不选；由10 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液，再滴加2 mL 0.1 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液可知，KI溶液过量；所以向试管②中滴加15% KSCN溶液5～6滴，观察到溶液变红，则溶液中含有铁离子，则说明该反应为可逆反应，故B不选；[Fe(SCN)n(H2O)6－n]3-n中心离子的配位数为n＋(6－n)＝6，故C不选；向试管③、试管④中分别加入1 mL 2.0 mol·L-1的FeSO4溶液和1 mL的蒸馏水，振荡，观察到试管③中溶液颜色比试管④中溶液颜色浅，则③中亚铁离子浓度小于④中亚铁离子浓度，说明亚铁离子与碘单质发生反应，则能说明I2能将Fe2+氧化成Fe3+。
7．(2024·湖南模拟预测)下列有关铁及其化合物的实验方案，对应的现象和结论都正确的是( )
选项 实验方案 现象 结论
A 将红热的铁与水蒸气在高温条件下反应，反应结束后，将磁铁靠近产物 反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引 铁与水蒸气在高温下反应，生成Fe3O4
B 取5 mL FeCl3溶液于试管中，逐滴加入Na2SO3溶液至过量。再加入过量稀盐酸和BaCl2溶液 加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色。加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀 Fe3+和SO既发生氧化还原反应，也发生相互促进水解
C 为了验证Fe2+的还原性，取FeCl2溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液紫色褪去 Fe2+具有还原性
D 向装有少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液 溶液变红色 CN－与Fe3+的配位能力小于SCN－
解析：B 红热的铁与水蒸气在高温条件下反应后，可能铁丝有剩余，则反应结束后有黑色固体生成，且该固体被磁铁吸引，不能证明生成四氧化三铁，A错误；加入稀盐酸前，溶液由黄色变为红棕色，可知相互促进水解，加入稀盐酸和BaCl2溶液后产生白色沉淀，可知亚硫酸根离子被铁离子氧化生成硫酸根离子，则Fe3+和SO既发生氧化还原反应，也发生相互促进水解，B正确；亚铁离子、氯离子均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，紫色褪去，不能证明亚铁离子具有还原性，C错误；向装有少量蒸馏水的试管里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液，然后再滴加2滴硫氰化钾溶液，应该观察到无明显现象，可知CN－与Fe3+的配位能力大于SCN－，D错误。
8．(2024·湖南高三阶段练习)K2FeO4(高铁酸钾)是一种绿色净水剂。以废铁屑(主要成分是Fe，含少量Fe2O3、FeO等)为原料制备K2FeO4的流程如图。下列叙述正确的是( )
A．“系列操作”是过滤、洗涤、干燥
B．用KSCN溶液检验“酸浸”液中Fe2+
C．Cl2作用是2Fe(OH)3＋3Cl2＋10OH－===2FeO＋6Cl－＋8H2O
D．K2FeO3净水时只能杀菌消毒，不能聚沉饮用水中的杂质
解析：C 高铁酸钾易溶于水，“系列操作”是蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等，A项错误；用铁氰化钾溶液检验亚铁离子，用KSCN溶液检验铁离子，B项错误；氯气作氧化剂制备高铁酸钠，化学方程式为2Fe(OH)3＋3Cl2＋10NaOH===2Na2FO4＋6NaCl＋8H2O，C项正确；K2FeO4具有强氧化性，能杀菌消毒，还原产物为Fe3+，水解生成Fe(OH)3胶体，能聚沉水中杂质，D项错误。
9．(2024·山东泰安一模)某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，瞬间产生白色沉淀，附近溶液出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色) 慢反应
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl 快反应
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成[Fe(SCN)n]3-n(n≤6)
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2+与SCN－发生反应，从而使Fe3+＋nSCN－ [Fe(SCN)n]3-n平衡逆向移动
解析：D 用KSCN溶液检验Fe3+时，根据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2+存在干扰，故A错误；红色物质是Fe(SCN)3，(SCN)2为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成Fe3+，故B错误；Cu(过量)与FeCl3溶液反应，得到的是氯化铜和氯化亚铁，在Cu过量时，继续反应CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)，溶液中一定存在亚铁离子，一定会出现CuCl(白色)，但是将KSCN溶液滴加到混合液中，也可能存在反应2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，所以观察到瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的CuCl2与Cu反应生成，也可能是CuCl2、KSCN之间反应生成，故C错误；Cu只要与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+，Cu2+就会与SCN－反应，故红色褪去也有可能是溶液中的SCN－被消耗
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