人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：29【基础】《金属及其化合物》全章复习与巩固
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学必修一教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：29【基础】《金属及其化合物》全章复习与巩固 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 508.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-11-30 18:06:07 | ||
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文档简介
《金属及其化合物》全章复习与巩固
【学习目标】
1、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质；
2、通过金属及其化合物性质的实验，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力；
3、以金属知识的学习为线索，培养获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等，逐步掌握学习元素化合物的一般方法。
【要点梳理】
要点一、钠、铝、铁及其重要化合物之间的转化关系
1．钠及其化合物之间的转化：
2．铝及其化合物之间的转化：
3．铁及其化合物间的转化：
要点诠释：金属活动性顺序及其应用
金属活动性顺序
K Ca Na
Mg Al Zn Fe Sn Pb
（H） Cu Hg Ag
Pt Au
原子失电子能力
逐渐减弱（金属性逐渐减弱，还原性逐渐减弱）
在空气中的反应
易被氧化
常温下能被氧化
加热时能被氧化
难被氧化
跟水的反应
剧烈反应
加热或与水蒸气反应
不能与水反应
跟酸的反应
能置换出稀酸（盐酸、硫酸）中的氢
不能与稀酸（盐酸、硫酸）反应
剧烈反应
反应剧烈程度减弱
跟硝酸、浓硫酸反应
溶于王水
跟盐溶液的反应
与水先反应
金属活动性顺序表中前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来
跟强碱溶液反应
Al、Zn等金属能跟强碱溶液发生反应
要点二、碳酸钠和碳酸氢钠的关系总结
1．俗名：Na2CO3：纯碱、苏打；NaHCO3：小苏打。
2．溶解度：Na2CO3＞NaHCO3。
3．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3（一般温度下Na2CO3不分解）。
4．其固体跟同浓度的盐酸反应产生气体的速率：Na2CO3＜NaHCO3。
5．将稀盐酸逐滴加入到Na2CO3、NaHCO3的水溶液中，发生的反应与现象分别为：
Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl＝CO2↑+H2O+NaCl。
现象：开始无气体产生，盐酸滴加一定量后（Na2CO3全部转化为NaHCO3），才开始产生气体。
NaHCO3溶液：NaHCO3+HCl＝CO2↑+H2O+NaCl。
现象：立即产生气体。
说明：该方法可用于鉴别Na2CO3与NaHCO3的水溶液。
6．除杂（括号内为杂质）
Na2CO3（NaHCO3）：加热即可。
NaHCO3（Na2CO3）：将混合物溶于水后通入足量CO2气体（Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3），然后将溶液低温蒸干即得NaHCO3晶体。
要点三、铝三角中的图像及其相互转化问题
铝元素有三种存在形式：它们之间的转化关系可用铝三角表示为：
在Al3+、Al(OH)3、AlO2－的相互转化反应中，都有特定的数量关系。用坐标图形式可把其中的定量关系概括如下。
1．向AlCl3溶液中滴加氨水至过量，离子方程式为：
Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+。
图像如下图所示
2．向AlCl3溶液中滴加NaOH至过量，离子方程式为：
Al3++3OH－＝Al(OH)3↓，
Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O。
图像如下图所示
3．KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量。离子方程式为：
Al3++2SO42－+2Ba2++4OH－＝2BaSO4↓+AlO2－+2H2O。
图像如下图所示。
要点诠释：图像题是考查铝的一类重要题型，在解答此类试题时，应该数形结合，综合分析计算进而求出答案。而要对化学图像进行分析，应该抓住有关化学原理、物质的性质和图像的意义，尤其是图像的特点，即图像的四点（起点、交点、拐点、终点）。
要点四、离子的鉴别
1．Fe2+、Fe3+的鉴别。
（1）KSCN法：加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈红色的是Fe3+的溶液，而Fe2+的溶液无此现象。离子方程式为Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3。
要点诠释：此处是溶液而不是沉淀，不能用于除杂。若要除杂，Fe2+（Fe3+）可加铁粉，Fe3+（Fe2+）可加H2O2、O3。
（2）观察法：其溶液呈黄色的是Fe3+，呈浅绿色的是Fe2+。
（3）碱液法：加入氨水等碱液，生成红褐色沉淀的是Fe3+；生成白色沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀的是Fe2+。
（4）淀粉KI试纸法：能使淀粉碘化钾试纸变蓝的是Fe3+溶液，无明显现象的是Fe2+。
2．焰色反应注意事项。
（1）蘸取待测物的金属丝：铂丝或铁、铬、钨丝等，因为它们在火焰上灼烧无颜色，同时熔点高，不易被氧化。
（2）焰色反应所用火焰本身颜色要浅，否则会干扰实验的观察。采用煤气灯较理想，若用酒精灯，则要使用其外焰的侧面。
（3）金属丝使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无颜色，这是因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发，以除去能起焰色反应的少量杂质。
（4）操作步骤：可归纳为六个字：即：洗→烧→蘸→烧→洗→烧。
要点五、金属及其化合物推断题常见的突破口
1、特殊颜色
（1）焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）
（2）有色溶液
含有的离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
MnO4－
颜色
浅绿色
黄色
蓝色
紫红色
（3）有色固体
红色：Cu、Fe2O3（红棕色）
红褐色：Fe(OH)3
绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色：Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑
浅黄色：Na2O2、AgBr
白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2
2、特殊性质
（1）在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有Na2O2。
（2）遇SCN－显红色的只有Fe3+。
（3）常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金属氧化物有Al2O3。
（4）不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4（白色）、AgCl（白色）。
3、特征反应
（1）能与强酸反应产生气体的物质：活泼的金属，如Na、Al、Zn等；不稳定的弱酸盐，如碳酸盐、碳酸氢盐等。
（2）能与强碱反应产生气体的物质：单质，如Al等；盐类，如铵盐等。
（3）既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如Al等；两性氧化物，如Al2O3等；两性氢氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的铵盐，如NH4HCO3、(NH4)2CO3等；弱酸的酸式盐，如NaHCO3、KHS等。
（4）能与水反应产生气体的物质：活泼的金属单质，如Na、K、Mg（加热）、Fe（高温生成Fe3O4）等；金属过氧化物，如Na2O2等。
4、特殊的转换关系
（1）特征转换：
如NaNa2ONa2O2NaOH
（2）三角转换
【典型例题】
类型一：金属及金属材料
例1 （2019 甘肃省榜罗中学期末考）铁与铁金合是生活中常见的材料，下列说法正确的是（ ）。
A．铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
B．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应
C．不锈钢是铁合金，只含金属元素
D．纯铁的硬度和强度均高于铁合金
【思路点拨】铁虽然不能跟冷水甚至热水反应，但在高温下可以和水蒸气反应生成Fe3O4，3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。
【答案】B
【解析】A项，铁与盐酸反应，铁合金中含有铁单质，铁单质和盐酸也可以反应，故A错误；B项，铁粉和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，故B正确；C项，不锈钢是铁的合金，含有非金属碳、硅等非金属，镍等金属，故C错误；D项，合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，则纯铁的硬度和强度均低于铁合金，故D错误。
【总结升华】金属材料的性质和合金是常见的考点，在学习过程中要重点了解。
举一反三：
【变式1】下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中，不正确的是（ ）。
A．题中所指的元素分别是Al和O
B．题中所指的元素分别是Fe和O
C．这两种元素组成的化合物的相对分子质量是102
D．这两种元素组成的化合物能与酸反应
【答案】B
【解析】地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为Al和O，它们所形成的化合物的化学式是Al2O3，其相对分子质量是102，Al2O3能与酸反应。
类型二：金属及其化合物的性质
例2 现有浓度各为1 mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。 （1）反应完毕后，铁粉有剩余。 ①反应完毕后，溶液中一定含有________阳离子，为________mol，一定没有________阳离子； ②固体物质干燥后，其中一定有________，与反应前加入铁粉的质量相比________（填“多”或“少”）________g。 （2）反应完毕后，有铜生成，铁粉无剩余。则反应完毕后溶液中一定含有________阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是________。 【思路点拨】溶液中三种阳离子的氧化性顺序为：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，所以加入铁粉时，反应的顺序为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+ Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，然后再展开讨论各种量的关系。 【答案】（1）①Fe2+ 0.35 Fe3+、Cu2+ ②Fe、Cu 少 2 （2）Fe2+ 0.25 mol＜n?(Fe2+)≤0.35 mol 【解析】（1）当铁粉有剩余时，说明溶液中Fe3+、Cu2+都全部被转化为Fe2+，其中由Fe3+转化生成的Fe2+为0.15 mol，由Cu2+转化生成的Fe2+为0.1 mol，原溶液中含Fe2+为0.1 mol，所以反应完毕后，溶液中共有Fe2+?0.35 mol。此过程共溶解铁粉，而生成的铜0.1mol×64 g·mol-1=6.4g，所以与反应前加入的铁粉对比，共减少了8.4 g－6.4 g=2 g。 （2）反应完毕后有铜生成、无铁粉剩余时，说明Fe3+已全部反应完毕，而Cu2+可能部分被还原，也可能恰好全部被还原。所以溶液中一定会含有Fe2+，最少时为Fe3+恰好反应时，为0.1 mol+0.1 mol×=0.25 mol，最多时为Cu2+恰好完全反应时，为0.1 mol+0.25 mol=0.35 mol，所以其范围为0.25 mol＜n(Fe2+)≤0.35 mol（由于必须有铜生成，所以0.25 mol取不到）。
【总结升华】铁粉与多种离子反应时，首先要弄清反应的顺序，然后才能逐一展开讨论，找出各种情况下各种量的关系。
举一反三：
【变式1】锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+。回答下列问题：
（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________（用化学式表示）。
（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式________。
（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是________。
①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和NH3·H2O
③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和NH3·H2O
（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：________。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水制备氢氧化锌的原因________。
【答案】（1）AlO2－[或Al(OH)4－]
（2）Zn+2NaOH＝Na2ZnO2+H2↑或[Zn+2NaOH+2H2O＝Na2Zn(OH)4+H2↑] （3）①③④
（4）Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中生成Zn(NH3)42+，氨水的用量不易控制
【解析】（2）中利用Al与碱反应，推导出Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑[或Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2↑]；（3）利用题干信息可知Al(OH)3和Zn(OH)2溶于强碱液，Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，可判断①③④滴加顺序不同，现象也不一样；而②不论怎样滴加现象只有一个，即产生白色沉淀。（4）中氨水为弱碱，不能溶解生成的Al(OH)3，故生成物为Al(OH)3和NH4+。又因Zn(OH)2能溶于过量氨水，不易控制氨水的量，故不适宜在实验室用可溶性锌盐与氨水反应制备Zn(OH)2。
【总结升华】本题依据锌、铝性质的相似性，考查学生运用类比推理，进行正向迁移的能力。
【变式2】（2019 福建程溪中学期末考）工业上将镁蒸气在某种气体中冷却可制得镁粉。下列气体可用来做镁蒸气的冷却剂的是（ ）。
A． N2 B． CO2 C．Ar D． O2
【答案】C
【解析】A．镁和氧气反应生成氧化镁，和氮气反应生成氮化镁，所以不能冷却镁蒸气，故A错误；
B．二氧化碳和镁反应生成氧化镁和碳，所以不能冷却镁蒸气，故B错误；
C．氩气是惰性气体，和镁不反应，所以可以冷却镁蒸气，故C正确；
D．镁和氧气反应生成 氧化镁，所以不能冷却镁蒸气，故D错误。
类型三：金属及其化合物的推断
例3 下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。（反应条件图中已省略）
（1）A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________（填化学式）；
（2）反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是________；
（3）反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________（填化学式）；
（4）反应③产物中K的化学式为________；
（5）反应④的离子方程式为________。
【思路点拨】做推断题时抓住突破口，本题的突破口为“B为非金属单质（一般是黑色粉末）”、“C是常见的无色无味液体”、“D是淡黄色的固体化合物”，利用这些信息分别推出B、C、D，再顺藤摸瓜，推测其他物质。
【答案】（1）Al C H2O Na2O2
（2）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
（3）CO2 CO （4）Na2CO3
（5）CO2+AlO2－+OH－+H2O＝CO32－+Al(OH)3↓
【解析】（1）由C是常见无色无味液体，推知为H2O；D是淡黄色固体化合物，推知D为Na2O2，C、D反应后生成NaOH，并且又能和常见金属单质A反应，可知A为Al；由B为黑色非金属单质，猜测为碳。
（2）分步书写，减少错误。先写出Na2O2与H2O的反应，生成的NaOH再与Al发生反应。
（3）根据C和O2反应的物质的量，两者比值为4∶4时产物为CO2。比值为4∶2时，产物为CO，现在比值为4∶3，所以产物为CO2和CO的混合物。
（4）反应③Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2。
（5）反应④溶液甲的成分为NaOH和NaAlO2，通入CO2后，CO2可以和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀，同时CO2又和NaOH反应生成Na2CO3，两者相加，即得总方程式，然后再拆为离子方程式。
【总结升华】本题为推断题，题目文字表述简洁明了，主要考查元素化合物间的相互转化关系和对知识进行归纳分析、综合比较判断的能力。
举一反三：
【变式1】A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，它们之间的转化关系如图所示： （1）写出A、B、C的化学式： A、________ B、________ C、________ （2）写出A、B转化为D、E的化学方程式： __________________________。 （3）写出D与浓盐酸反应的离子方程式： _____________________________。 【答案】（1）Fe H2O O2 （2）3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2 （3）Fe3O4+8H+＝Fe2++2Fe3++4H2O?
例4 （2019 广东佛山市期末考）某混合物A，含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的变化。
请回答下列问题．
（1）操作I的名称是 。
（2）E的化学式为 。
（3）写出沉淀C→溶液的离子方程式 。
【思路点拨】混合物的分离提纯常用方法。
【答案】过滤；NH3．H2O、（NH4）2SO4；Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O。
【解析】某混合物A含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，将A溶于水，Al2（SO4）3溶于水，Al2O3和Fe2O3不溶于水，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作I为过滤，得到的滤液中含有Al2（SO4）3，滤渣C为Al2O3和Fe2O3，向C中加入NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，Fe2O3和NaOH不反应，过滤得到滤渣D为Fe2O3，滤液中含有NaOH和NaAlO2，向滤液中加入适量HCl，过滤得到NaCl溶液，沉淀Al（OH）3，将沉淀灼烧得到固体B为Al2O3，向硫酸铝溶液中加入过量氨水得到沉淀Al（OH）3，滤液E中溶质为NH3．H2O、（NH4）2SO4。
（1）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作I的名称是过滤。
（2）E的化学式为NH3．H2O、（NH4）2SO4。
（3）C是氧化铝，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O。
【总结升华】明确物质的性质，知道每个过程发生的反应及溶液中的溶质、沉淀成分，知道常见物质分离提纯方法。
【巩固练习】
一、选择题
1．（2019 甘肃省嘉峪关六中期末考）某病人被诊断患有缺铁性贫血，这里的“铁”指（ ）。
A．铁元素 B．铁粉 C．四氧化三铁 D．三氧化二铁
2．在烧杯中加水和苯（密度：0.88 g／cm3）各50 mL。将一小粒金属钠（密度：0.97 g／cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能是（ ）。
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上、下跳动
3．下列反应中，调节反应条件以后，反应产物不会改变的是（ ）。
A．钠与氧气 B．NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液
C．盐酸与铁粉 D．二氧化碳与氢氧化钠溶液
4．小王喜欢做实验，一次他将一把没有擦干的小刀放在火上烤了一下，发现表面变蓝，他又将一把干燥的光亮小刀放在火上烤了一下，发现也有同样的现象发生，他分析后认为可能是火烤的过程中小刀表面生成了某种物质造成的。你认为此物质最有可能是（ ）。
A．Fe3O4 B．Fe(OH)3 C．Fe2O3 D．Fe(OH)2
5．下列反应，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是（ ）。
①金属钠在纯氧中燃烧 ②向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④将无水硫酸铜放入75％的酒精中
A．②③①④ B．③②①④ C．③①②④ D．①②③④
6．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失。将丁溶液滴入甲溶液中时，无明显现象，据此可推断丙物质是（ ）。
A．Al2(SO4)3 B．FeSO4 C．NaOH D．BaCl2
7．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是（ ）。
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净的铁丝蘸取两种样品在煤气灯火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是纯碱
D．先将少量两种样品配成溶液，分别加入氯化钙溶液，无白色沉淀生成的是小苏打
8．（2019 安徽省太和八中期末考）制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu==2FeCl2+ CuCl2，向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，在烧杯中下列结果不可能出现的是（ ）。
A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无
9．（2019 广东深圳市宝安区期末考）向MgSO4和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液．下列图象中，能正确表示上述反应的是（横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量）（ ）。
A． B． C． D．
10．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误的结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否，下列几种类推结论中，错误的是（ ）。
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2。
②铁露置在空气中一段时间后就会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中。
③化合物NaCl的火焰颜色为黄色；Na2CO3的火焰颜色也为黄色。
④密度为1.1 g·cm－3与密度为1.2 g·cm－3的NaCl溶液等体积混合，所得NaCl溶液的密度介于1.1 g·cm －3与1.2 g·cm－3之间；Na—K合金的熔点应介于Na和K的熔点之间。
A．①② B．①④ C．①②③④ D．①②④
11．下列各组物质中，不能按 （“→”表示一步完成）关系相互转化的是（ ）。
选项
A
B
C
D
a
Fe
CO2
Al(OH)3
AlCl3
b
FeCl3
Na2CO3
NaAlO2
Al(OH)3
c
FeCl2
NaHCO3
Al2O3
NaAlO2
二、非选择题
1．化学对人类社会进步和发展的贡献之一是发现和研制了各种材料，例如，金属就是我们生活中不可或缺的重要材料，根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：
（1）铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________（填序号）。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼铸造成型 B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早掌握了湿法冶炼铜的技术 D．自然界有大量游离态的铜
（2）钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是________（填名称），铁的氧化物常见的还有________（填化学式）。
（3）铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用。但是该氧化膜易被酸、碱破坏，若用铝制品盛放氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为________。
2．有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D都是含有Al元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下，F的密度是相同条件下空气的1.103倍。化合物间可发生如下反应：
a．A+NaOH→D+H2O b．BA+H2O
c．C+NaOH (适量)→B+NaCl d．E+H2O→NaOH+F
（1）写出化学式A．________ B．________ C．________ D．________
（2）1 mol C和2 mol E在水溶液中发生反应的化学方程式为：_______________________，其中氧化剂是__________，氧化产物是___________。
3．为了测定某种碱金属（都能与水反应生成对应的氢氧化物和氢气）的相对原子质量，设计的装置如下图所示：
该装置（包括水）的总质量为a g，将质量为b g（不足量）的碱金属放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后，再称量该装置的总质量为c g，则：
（1）列出计算该碱金属的相对原子质量的数学表达式为______________。
（2）装置中无水氯化钙的作用是_________________________。
（3）如果不用无水氯化钙，求出的相对原子质量比实际相对原子质量偏大还是偏小_____，原因________。
4．A～J分别表示中学化学中常见的物质，它们之间的相互转化关系如图所示（部分反应物、生成物没有列出）。已知：G为金属元素的固态氧化物（常温下）；A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素。（已知F为红褐色沉淀）
请填写下列空白：
（1）物质G的化学式是________。
（2）写出反应⑤的化学方程式________，写出反应④的离子方程式________。
（3）反应①～⑥中，不属于氧化还原反应的是________。（填序号）。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】人体中的铁元素主要是以血红蛋白形式存在的，这里的铁是指铁元素，不是以单质、氧化物、原子、分子形式存在。
2．D
【解析】因ρ水＞ρ钠＞ρ苯，故钠处于苯与水的界面处，而钠与水反应生成的H2使钠在界面处上、下跳动。
3．C
【解析】钠与氧气反应的温度不同，则产物不同；NaOH溶液的量不同，与Al2(SO4)3反应的产物不同；二氧化碳的量不同，与氢氧化钠溶液反应的产物也不同。
4．A
【解析】小刀是铁合金，火烤时表面的铁与O2反应生成Fe3O4。
5．B
【解析】①钠燃烧时生成淡黄色的Na2O2；②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中会被氧化成红褐色的Fe(OH)3；③Fe3+遇SCN－显红色；④无水硫酸铜因与酒精中的H2O结合生成CuSO4·5H2O而显蓝色。
6．B
【解析】丁溶液滴入乙溶液中先产生白色沉淀，继续滴加则沉淀消失，说明丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，将NaOH滴入甲溶液中无明显现象，说明甲为BaCl2，故丙为FeSO4。
7．D
【解析】小苏打分解：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，仍然会有固体（Na2CO3）剩余，A选项错误；纯碱与小苏打都是钠盐，焰色反应时现象相同，B选项错误；产生气泡快的应是小苏打，C错误。
8．B
【解析】A项，Fe的还原性大于Cu，所以加入Fe、Cu时Fe先参加反应，录Fe完全反应后，Cu部分反应，则烧杯中有Cu无Fe，故A不选；B项，Fe的还原性大于Cu，所以加入Fe、Cu时Fe先参加反应，如果溶液中有Fe而无铜，则Fe会和铜离子发生置换反应，所以不可能出现有Fe而无Cu现象，故B可选；C项，如果铁完全将铁离子还原还剩余，则Cu就不参加反应，所以烧杯中还剩Fe、Cu，故C不选；D项，如果铁离子的量足够大，Fe、Cu完全反应后铁离子还剩余，则烧杯中Cu、Fe都不存在，故D不选。
9．D
【解析】因横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量，则向MgSO4和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，发生Mg2++2OH﹣═Mg（OH）2↓、Al3++3OH﹣═Al（OH）3↓，则沉淀的质量一直在增大，直到最大，然后发生Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O，沉淀的质量减少，但氢氧化镁不与碱反应，则最后沉淀的质量为一定值，显然只有D符合。
10．D
【解析】只有活泼的金属才能与水反应生成碱和H2，①不正确；铝与空气中的O2反应生成一层致密的Al2O3，薄膜，阻止了内层Al与O2继续反应，所以铝可以在空气中稳定存在，②不正确；Na—K合金的熔点比Na和K的熔点都低，故④也不正确。
11．C
【解析】A项转化可为2Fe+3C122FeCl3、2FeCl3+Fe＝3FeCl2、FeCl2+Zn＝Fe+ZnCl2；B项转化可为CO2+ 2NaOH＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑；C项中Al2O3不可一步生成Al(OH)3；D项转化可为AlCl3+3NaOH＝A1(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O、NaAlO2+ 4HCl＝NaCl+AlCl3+2H2O。
二、非选择题
1．（1）ABC （2）氧化铁FeO、Fe3O4。
（3）Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
【解析】（1）铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。
（2）铁锈的主要成分是氧化铁，常见的铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。
（3）Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。
2．（1）A．Al2O3 B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．NaAlO2 （2）AlCl3+2Na2O2＝3NaCl+NaAlO2+O2↑ Na2O2 O2
【解析】本题考查铝的化合物之间转化的推断。由得Mr (F)=32，所以F为O2，由d反应可知E为Na2O2。由b分析可知B为Al(OH)3，A为Al2O3；由a可知D为NaAlO2；由c可知C为AlCl3。由题中所给的1 mol AlCl3和2 mol Na2O2反应，可分步来写：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ AlCl3+4NaOH＝3NaCl+NaAlO2+2H2O，最后得总反应方程式：AlCl3+2Na2O2＝3NaCl+NaAlO2+O2↑ 提示：A、B、C、D的推断可先根据反应方程式进行元素推断，然后再推断物质。
3．（1） （2）干燥氢气，防止水分损失 （3）偏小 C偏小，则偏小。
【解析】本题考查实验设计及误差分析。根据碱金属的性质： 2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑ 2Mr g 2 g b g (a+b－c) g 则 解得 无水氯化钙的作用是干燥氢气，防止水分损失，若不使用无水氯化钙则会使C偏小，Mr偏小。 提示：通过对实验装置的分析，理清实验的原理，分析误差形成的原因，是平日学习需练就的基本功。
4．（1）Al2O3
（2）Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O 2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑ （3）⑤
【解析】本题的突破口为某金属元素的固态氧化物G能电解且可与NaOH溶液反应，由此可确定G为Al2O3，进而确定I为Al、H为O2；由F为红褐色沉淀可推知F为Fe(OH)3、E为Fe(OH)2、C为FeCl3，由此可推出B中既有+3价的Fe、又有+2价的Fe，应为Fe3O4，A为Fe。
【学习目标】
1、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质；
2、通过金属及其化合物性质的实验，培养实验意识、操作技能、观察能力和分析问题的能力；
3、以金属知识的学习为线索，培养获取知识及信息加工的能力。通过比较、归纳等，逐步掌握学习元素化合物的一般方法。
【要点梳理】
要点一、钠、铝、铁及其重要化合物之间的转化关系
1．钠及其化合物之间的转化：
2．铝及其化合物之间的转化：
3．铁及其化合物间的转化：
要点诠释：金属活动性顺序及其应用
金属活动性顺序
K Ca Na
Mg Al Zn Fe Sn Pb
（H） Cu Hg Ag
Pt Au
原子失电子能力
逐渐减弱（金属性逐渐减弱，还原性逐渐减弱）
在空气中的反应
易被氧化
常温下能被氧化
加热时能被氧化
难被氧化
跟水的反应
剧烈反应
加热或与水蒸气反应
不能与水反应
跟酸的反应
能置换出稀酸（盐酸、硫酸）中的氢
不能与稀酸（盐酸、硫酸）反应
剧烈反应
反应剧烈程度减弱
跟硝酸、浓硫酸反应
溶于王水
跟盐溶液的反应
与水先反应
金属活动性顺序表中前面的金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来
跟强碱溶液反应
Al、Zn等金属能跟强碱溶液发生反应
要点二、碳酸钠和碳酸氢钠的关系总结
1．俗名：Na2CO3：纯碱、苏打；NaHCO3：小苏打。
2．溶解度：Na2CO3＞NaHCO3。
3．热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3（一般温度下Na2CO3不分解）。
4．其固体跟同浓度的盐酸反应产生气体的速率：Na2CO3＜NaHCO3。
5．将稀盐酸逐滴加入到Na2CO3、NaHCO3的水溶液中，发生的反应与现象分别为：
Na2CO3+HCl＝NaHCO3+NaCl，NaHCO3+HCl＝CO2↑+H2O+NaCl。
现象：开始无气体产生，盐酸滴加一定量后（Na2CO3全部转化为NaHCO3），才开始产生气体。
NaHCO3溶液：NaHCO3+HCl＝CO2↑+H2O+NaCl。
现象：立即产生气体。
说明：该方法可用于鉴别Na2CO3与NaHCO3的水溶液。
6．除杂（括号内为杂质）
Na2CO3（NaHCO3）：加热即可。
NaHCO3（Na2CO3）：将混合物溶于水后通入足量CO2气体（Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3），然后将溶液低温蒸干即得NaHCO3晶体。
要点三、铝三角中的图像及其相互转化问题
铝元素有三种存在形式：它们之间的转化关系可用铝三角表示为：
在Al3+、Al(OH)3、AlO2－的相互转化反应中，都有特定的数量关系。用坐标图形式可把其中的定量关系概括如下。
1．向AlCl3溶液中滴加氨水至过量，离子方程式为：
Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+。
图像如下图所示
2．向AlCl3溶液中滴加NaOH至过量，离子方程式为：
Al3++3OH－＝Al(OH)3↓，
Al(OH)3+OH－＝AlO2－+2H2O。
图像如下图所示
3．KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至过量。离子方程式为：
Al3++2SO42－+2Ba2++4OH－＝2BaSO4↓+AlO2－+2H2O。
图像如下图所示。
要点诠释：图像题是考查铝的一类重要题型，在解答此类试题时，应该数形结合，综合分析计算进而求出答案。而要对化学图像进行分析，应该抓住有关化学原理、物质的性质和图像的意义，尤其是图像的特点，即图像的四点（起点、交点、拐点、终点）。
要点四、离子的鉴别
1．Fe2+、Fe3+的鉴别。
（1）KSCN法：加入KSCN或其他可溶性硫氰化物溶液，呈红色的是Fe3+的溶液，而Fe2+的溶液无此现象。离子方程式为Fe3++3SCN－＝Fe(SCN)3。
要点诠释：此处是溶液而不是沉淀，不能用于除杂。若要除杂，Fe2+（Fe3+）可加铁粉，Fe3+（Fe2+）可加H2O2、O3。
（2）观察法：其溶液呈黄色的是Fe3+，呈浅绿色的是Fe2+。
（3）碱液法：加入氨水等碱液，生成红褐色沉淀的是Fe3+；生成白色沉淀并迅速变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀的是Fe2+。
（4）淀粉KI试纸法：能使淀粉碘化钾试纸变蓝的是Fe3+溶液，无明显现象的是Fe2+。
2．焰色反应注意事项。
（1）蘸取待测物的金属丝：铂丝或铁、铬、钨丝等，因为它们在火焰上灼烧无颜色，同时熔点高，不易被氧化。
（2）焰色反应所用火焰本身颜色要浅，否则会干扰实验的观察。采用煤气灯较理想，若用酒精灯，则要使用其外焰的侧面。
（3）金属丝使用前用稀盐酸将其表面的氧化物洗净，然后在火焰上灼烧至无颜色，这是因为金属氯化物灼烧时易气化而挥发，以除去能起焰色反应的少量杂质。
（4）操作步骤：可归纳为六个字：即：洗→烧→蘸→烧→洗→烧。
要点五、金属及其化合物推断题常见的突破口
1、特殊颜色
（1）焰色反应：Na+（黄色）、K+（紫色）
（2）有色溶液
含有的离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
MnO4－
颜色
浅绿色
黄色
蓝色
紫红色
（3）有色固体
红色：Cu、Fe2O3（红棕色）
红褐色：Fe(OH)3
绿色：Cu2(OH)2CO3、FeSO4·7H2O
蓝色：Cu(OH)2、CuSO4·5H2O
黑色：CuO、FeO、MnO2、炭黑
浅黄色：Na2O2、AgBr
白色：Fe(OH)2、CaCO3、BaSO4、AgCl、Al(OH)3、Mg(OH)2
2、特殊性质
（1）在一定条件下能漂白有色物质的淡黄色固体只有Na2O2。
（2）遇SCN－显红色的只有Fe3+。
（3）常见的可溶于NaOH溶液的白色沉淀有Al(OH)3，可溶于NaOH溶液的金属氧化物有Al2O3。
（4）不溶于水又不溶于稀盐酸或稀硝酸的化合物有：BaSO4（白色）、AgCl（白色）。
3、特征反应
（1）能与强酸反应产生气体的物质：活泼的金属，如Na、Al、Zn等；不稳定的弱酸盐，如碳酸盐、碳酸氢盐等。
（2）能与强碱反应产生气体的物质：单质，如Al等；盐类，如铵盐等。
（3）既能与强酸又能与强碱溶液反应的物质：金属单质，如Al等；两性氧化物，如Al2O3等；两性氢氧化物，如Al(OH)3等；弱酸的铵盐，如NH4HCO3、(NH4)2CO3等；弱酸的酸式盐，如NaHCO3、KHS等。
（4）能与水反应产生气体的物质：活泼的金属单质，如Na、K、Mg（加热）、Fe（高温生成Fe3O4）等；金属过氧化物，如Na2O2等。
4、特殊的转换关系
（1）特征转换：
如NaNa2ONa2O2NaOH
（2）三角转换
【典型例题】
类型一：金属及金属材料
例1 （2019 甘肃省榜罗中学期末考）铁与铁金合是生活中常见的材料，下列说法正确的是（ ）。
A．铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应
B．一定条件下，铁粉可与水蒸气反应
C．不锈钢是铁合金，只含金属元素
D．纯铁的硬度和强度均高于铁合金
【思路点拨】铁虽然不能跟冷水甚至热水反应，但在高温下可以和水蒸气反应生成Fe3O4，3Fe+4H2O（g）Fe3O4+4H2。
【答案】B
【解析】A项，铁与盐酸反应，铁合金中含有铁单质，铁单质和盐酸也可以反应，故A错误；B项，铁粉和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，故B正确；C项，不锈钢是铁的合金，含有非金属碳、硅等非金属，镍等金属，故C错误；D项，合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，则纯铁的硬度和强度均低于铁合金，故D错误。
【总结升华】金属材料的性质和合金是常见的考点，在学习过程中要重点了解。
举一反三：
【变式1】下列关于地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素的说法中，不正确的是（ ）。
A．题中所指的元素分别是Al和O
B．题中所指的元素分别是Fe和O
C．这两种元素组成的化合物的相对分子质量是102
D．这两种元素组成的化合物能与酸反应
【答案】B
【解析】地壳中含量最多的金属元素与地壳中含量最多的非金属元素分别为Al和O，它们所形成的化合物的化学式是Al2O3，其相对分子质量是102，Al2O3能与酸反应。
类型二：金属及其化合物的性质
例2 现有浓度各为1 mol·L－1的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL，加入一定量的铁粉，按下列情况填空。 （1）反应完毕后，铁粉有剩余。 ①反应完毕后，溶液中一定含有________阳离子，为________mol，一定没有________阳离子； ②固体物质干燥后，其中一定有________，与反应前加入铁粉的质量相比________（填“多”或“少”）________g。 （2）反应完毕后，有铜生成，铁粉无剩余。则反应完毕后溶液中一定含有________阳离子，该阳离子在溶液中的物质的量的范围是________。 【思路点拨】溶液中三种阳离子的氧化性顺序为：Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，所以加入铁粉时，反应的顺序为：Fe+2Fe3+＝3Fe2+ Fe+Cu2+＝Fe2++Cu，然后再展开讨论各种量的关系。 【答案】（1）①Fe2+ 0.35 Fe3+、Cu2+ ②Fe、Cu 少 2 （2）Fe2+ 0.25 mol＜n?(Fe2+)≤0.35 mol 【解析】（1）当铁粉有剩余时，说明溶液中Fe3+、Cu2+都全部被转化为Fe2+，其中由Fe3+转化生成的Fe2+为0.15 mol，由Cu2+转化生成的Fe2+为0.1 mol，原溶液中含Fe2+为0.1 mol，所以反应完毕后，溶液中共有Fe2+?0.35 mol。此过程共溶解铁粉，而生成的铜0.1mol×64 g·mol-1=6.4g，所以与反应前加入的铁粉对比，共减少了8.4 g－6.4 g=2 g。 （2）反应完毕后有铜生成、无铁粉剩余时，说明Fe3+已全部反应完毕，而Cu2+可能部分被还原，也可能恰好全部被还原。所以溶液中一定会含有Fe2+，最少时为Fe3+恰好反应时，为0.1 mol+0.1 mol×=0.25 mol，最多时为Cu2+恰好完全反应时，为0.1 mol+0.25 mol=0.35 mol，所以其范围为0.25 mol＜n(Fe2+)≤0.35 mol（由于必须有铜生成，所以0.25 mol取不到）。
【总结升华】铁粉与多种离子反应时，首先要弄清反应的顺序，然后才能逐一展开讨论，找出各种情况下各种量的关系。
举一反三：
【变式1】锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸，又能溶于强碱。但氢氧化铝不溶于氨水，而氢氧化锌能溶于氨水，生成Zn(NH3)42+。回答下列问题：
（1）单质铝溶于氢氧化钠溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________（用化学式表示）。
（2）写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式________。
（3）下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法即可鉴别的是________。
①Al2(SO4)3和NaOH ②Al2(SO4)3和NH3·H2O
③ZnSO4和NaOH ④ZnSO4和NH3·H2O
（4）写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式：________。试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水制备氢氧化锌的原因________。
【答案】（1）AlO2－[或Al(OH)4－]
（2）Zn+2NaOH＝Na2ZnO2+H2↑或[Zn+2NaOH+2H2O＝Na2Zn(OH)4+H2↑] （3）①③④
（4）Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中生成Zn(NH3)42+，氨水的用量不易控制
【解析】（2）中利用Al与碱反应，推导出Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑[或Zn+2NaOH+2H2O=Na2Zn(OH)4+H2↑]；（3）利用题干信息可知Al(OH)3和Zn(OH)2溶于强碱液，Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，可判断①③④滴加顺序不同，现象也不一样；而②不论怎样滴加现象只有一个，即产生白色沉淀。（4）中氨水为弱碱，不能溶解生成的Al(OH)3，故生成物为Al(OH)3和NH4+。又因Zn(OH)2能溶于过量氨水，不易控制氨水的量，故不适宜在实验室用可溶性锌盐与氨水反应制备Zn(OH)2。
【总结升华】本题依据锌、铝性质的相似性，考查学生运用类比推理，进行正向迁移的能力。
【变式2】（2019 福建程溪中学期末考）工业上将镁蒸气在某种气体中冷却可制得镁粉。下列气体可用来做镁蒸气的冷却剂的是（ ）。
A． N2 B． CO2 C．Ar D． O2
【答案】C
【解析】A．镁和氧气反应生成氧化镁，和氮气反应生成氮化镁，所以不能冷却镁蒸气，故A错误；
B．二氧化碳和镁反应生成氧化镁和碳，所以不能冷却镁蒸气，故B错误；
C．氩气是惰性气体，和镁不反应，所以可以冷却镁蒸气，故C正确；
D．镁和氧气反应生成 氧化镁，所以不能冷却镁蒸气，故D错误。
类型三：金属及其化合物的推断
例3 下图表示有关物质（均由短周期元素形成）之间的转化关系，其中A为常见的金属单质，B为非金属单质（一般是黑色粉末），C是常见的无色无味液体，D是淡黄色的固体化合物。（反应条件图中已省略）
（1）A、B、C、D代表的物质分别为________、________、________、________（填化学式）；
（2）反应①中的C、D均过量，该反应的化学方程式是________；
（3）反应②中，若B与F物质的量之比为4∶3，G、H分别是________、________（填化学式）；
（4）反应③产物中K的化学式为________；
（5）反应④的离子方程式为________。
【思路点拨】做推断题时抓住突破口，本题的突破口为“B为非金属单质（一般是黑色粉末）”、“C是常见的无色无味液体”、“D是淡黄色的固体化合物”，利用这些信息分别推出B、C、D，再顺藤摸瓜，推测其他物质。
【答案】（1）Al C H2O Na2O2
（2）2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ 2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
（3）CO2 CO （4）Na2CO3
（5）CO2+AlO2－+OH－+H2O＝CO32－+Al(OH)3↓
【解析】（1）由C是常见无色无味液体，推知为H2O；D是淡黄色固体化合物，推知D为Na2O2，C、D反应后生成NaOH，并且又能和常见金属单质A反应，可知A为Al；由B为黑色非金属单质，猜测为碳。
（2）分步书写，减少错误。先写出Na2O2与H2O的反应，生成的NaOH再与Al发生反应。
（3）根据C和O2反应的物质的量，两者比值为4∶4时产物为CO2。比值为4∶2时，产物为CO，现在比值为4∶3，所以产物为CO2和CO的混合物。
（4）反应③Na2O2和CO2反应生成Na2CO3和O2。
（5）反应④溶液甲的成分为NaOH和NaAlO2，通入CO2后，CO2可以和NaAlO2溶液反应生成Al(OH)3沉淀，同时CO2又和NaOH反应生成Na2CO3，两者相加，即得总方程式，然后再拆为离子方程式。
【总结升华】本题为推断题，题目文字表述简洁明了，主要考查元素化合物间的相互转化关系和对知识进行归纳分析、综合比较判断的能力。
举一反三：
【变式1】A、C、E是中学化学中常见的单质，A是固体，C、E是无色无味的气体，D是黑色晶体，它们之间的转化关系如图所示： （1）写出A、B、C的化学式： A、________ B、________ C、________ （2）写出A、B转化为D、E的化学方程式： __________________________。 （3）写出D与浓盐酸反应的离子方程式： _____________________________。 【答案】（1）Fe H2O O2 （2）3Fe+4H2O (g)Fe3O4+4H2 （3）Fe3O4+8H+＝Fe2++2Fe3++4H2O?
例4 （2019 广东佛山市期末考）某混合物A，含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，在一定条件下可实现下图所示的变化。
请回答下列问题．
（1）操作I的名称是 。
（2）E的化学式为 。
（3）写出沉淀C→溶液的离子方程式 。
【思路点拨】混合物的分离提纯常用方法。
【答案】过滤；NH3．H2O、（NH4）2SO4；Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O。
【解析】某混合物A含有Al2（SO4）3、Al2O3和Fe2O3，将A溶于水，Al2（SO4）3溶于水，Al2O3和Fe2O3不溶于水，分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作I为过滤，得到的滤液中含有Al2（SO4）3，滤渣C为Al2O3和Fe2O3，向C中加入NaOH溶液，发生反应Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，Fe2O3和NaOH不反应，过滤得到滤渣D为Fe2O3，滤液中含有NaOH和NaAlO2，向滤液中加入适量HCl，过滤得到NaCl溶液，沉淀Al（OH）3，将沉淀灼烧得到固体B为Al2O3，向硫酸铝溶液中加入过量氨水得到沉淀Al（OH）3，滤液E中溶质为NH3．H2O、（NH4）2SO4。
（1）分离难溶性固体和溶液采用过滤方法，所以操作I的名称是过滤。
（2）E的化学式为NH3．H2O、（NH4）2SO4。
（3）C是氧化铝，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH﹣=2AlO2﹣+H2O。
【总结升华】明确物质的性质，知道每个过程发生的反应及溶液中的溶质、沉淀成分，知道常见物质分离提纯方法。
【巩固练习】
一、选择题
1．（2019 甘肃省嘉峪关六中期末考）某病人被诊断患有缺铁性贫血，这里的“铁”指（ ）。
A．铁元素 B．铁粉 C．四氧化三铁 D．三氧化二铁
2．在烧杯中加水和苯（密度：0.88 g／cm3）各50 mL。将一小粒金属钠（密度：0.97 g／cm3）投入烧杯中，观察到的现象可能是（ ）。
A．钠在水层中反应并四处游动
B．钠停留在苯层中不发生反应
C．钠在苯的液面上反应并四处游动
D．钠在苯与水的界面处反应并可能上、下跳动
3．下列反应中，调节反应条件以后，反应产物不会改变的是（ ）。
A．钠与氧气 B．NaOH溶液和Al2(SO4)3溶液
C．盐酸与铁粉 D．二氧化碳与氢氧化钠溶液
4．小王喜欢做实验，一次他将一把没有擦干的小刀放在火上烤了一下，发现表面变蓝，他又将一把干燥的光亮小刀放在火上烤了一下，发现也有同样的现象发生，他分析后认为可能是火烤的过程中小刀表面生成了某种物质造成的。你认为此物质最有可能是（ ）。
A．Fe3O4 B．Fe(OH)3 C．Fe2O3 D．Fe(OH)2
5．下列反应，其产物的颜色按红、红褐、淡黄、蓝色顺序排列的是（ ）。
①金属钠在纯氧中燃烧 ②向FeSO4溶液中滴入NaOH溶液，并在空气中放置一段时间 ③向FeCl3溶液中滴入KSCN溶液 ④将无水硫酸铜放入75％的酒精中
A．②③①④ B．③②①④ C．③①②④ D．①②③④
6．甲、乙、丙、丁分别是Al2(SO4)3、FeSO4、NaOH、BaCl2四种物质中的一种。若将丁溶液滴入乙溶液中，发现有白色沉淀生成，继续滴加则沉淀消失。将丁溶液滴入甲溶液中时，无明显现象，据此可推断丙物质是（ ）。
A．Al2(SO4)3 B．FeSO4 C．NaOH D．BaCl2
7．纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品，它们都是白色固体，下列区分这两种物质的方法中正确的是（ ）。
A．分别用砂锅加热两种样品，全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B．用洁净的铁丝蘸取两种样品在煤气灯火焰上灼烧，使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C．用两只小玻璃杯，分别加入少量的两种样品，再加入等量的食醋，产生气泡快的是纯碱
D．先将少量两种样品配成溶液，分别加入氯化钙溶液，无白色沉淀生成的是小苏打
8．（2019 安徽省太和八中期末考）制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu==2FeCl2+ CuCl2，向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，在烧杯中下列结果不可能出现的是（ ）。
A．有铜无铁 B．有铁无铜 C．铁、铜都有 D．铁、铜都无
9．（2019 广东深圳市宝安区期末考）向MgSO4和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液．下列图象中，能正确表示上述反应的是（横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量）（ ）。
A． B． C． D．
10．类推的思维方法在化学学习与研究中有时会产生错误的结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否，下列几种类推结论中，错误的是（ ）。
①钠与水反应生成NaOH和H2；所有金属与水反应都生成碱和H2。
②铁露置在空气中一段时间后就会生锈；性质更活泼的铝不能稳定存在于空气中。
③化合物NaCl的火焰颜色为黄色；Na2CO3的火焰颜色也为黄色。
④密度为1.1 g·cm－3与密度为1.2 g·cm－3的NaCl溶液等体积混合，所得NaCl溶液的密度介于1.1 g·cm －3与1.2 g·cm－3之间；Na—K合金的熔点应介于Na和K的熔点之间。
A．①② B．①④ C．①②③④ D．①②④
11．下列各组物质中，不能按 （“→”表示一步完成）关系相互转化的是（ ）。
选项
A
B
C
D
a
Fe
CO2
Al(OH)3
AlCl3
b
FeCl3
Na2CO3
NaAlO2
Al(OH)3
c
FeCl2
NaHCO3
Al2O3
NaAlO2
二、非选择题
1．化学对人类社会进步和发展的贡献之一是发现和研制了各种材料，例如，金属就是我们生活中不可或缺的重要材料，根据你学过的有关金属的知识，回答下列问题：
（1）铜钱在我国历史上曾经是一种广泛流通的货币，铜常用于制造货币的原因可能是________（填序号）。
A．铜的熔点不是太高，易于冶炼铸造成型 B．铜的性质不活泼，不易被腐蚀
C．我国较早掌握了湿法冶炼铜的技术 D．自然界有大量游离态的铜
（2）钢铁制品的使用更为广泛，但是铁制品易生锈，铁锈的主要成分是________（填名称），铁的氧化物常见的还有________（填化学式）。
（3）铝制品因为表面易形成致密的氧化铝薄膜而经久耐用。但是该氧化膜易被酸、碱破坏，若用铝制品盛放氢氧化钠溶液，发生反应的化学方程式为________。
2．有A、B、C、D、E五种化合物，其中A、B、C、D都是含有Al元素的化合物，F是一种气体，在标准状况下，F的密度是相同条件下空气的1.103倍。化合物间可发生如下反应：
a．A+NaOH→D+H2O b．BA+H2O
c．C+NaOH (适量)→B+NaCl d．E+H2O→NaOH+F
（1）写出化学式A．________ B．________ C．________ D．________
（2）1 mol C和2 mol E在水溶液中发生反应的化学方程式为：_______________________，其中氧化剂是__________，氧化产物是___________。
3．为了测定某种碱金属（都能与水反应生成对应的氢氧化物和氢气）的相对原子质量，设计的装置如下图所示：
该装置（包括水）的总质量为a g，将质量为b g（不足量）的碱金属放入水中，立即塞紧瓶塞，完全反应后，再称量该装置的总质量为c g，则：
（1）列出计算该碱金属的相对原子质量的数学表达式为______________。
（2）装置中无水氯化钙的作用是_________________________。
（3）如果不用无水氯化钙，求出的相对原子质量比实际相对原子质量偏大还是偏小_____，原因________。
4．A～J分别表示中学化学中常见的物质，它们之间的相互转化关系如图所示（部分反应物、生成物没有列出）。已知：G为金属元素的固态氧化物（常温下）；A、B、C、D、E、F六种物质中均含有同一种元素。（已知F为红褐色沉淀）
请填写下列空白：
（1）物质G的化学式是________。
（2）写出反应⑤的化学方程式________，写出反应④的离子方程式________。
（3）反应①～⑥中，不属于氧化还原反应的是________。（填序号）。
【参考答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】人体中的铁元素主要是以血红蛋白形式存在的，这里的铁是指铁元素，不是以单质、氧化物、原子、分子形式存在。
2．D
【解析】因ρ水＞ρ钠＞ρ苯，故钠处于苯与水的界面处，而钠与水反应生成的H2使钠在界面处上、下跳动。
3．C
【解析】钠与氧气反应的温度不同，则产物不同；NaOH溶液的量不同，与Al2(SO4)3反应的产物不同；二氧化碳的量不同，与氢氧化钠溶液反应的产物也不同。
4．A
【解析】小刀是铁合金，火烤时表面的铁与O2反应生成Fe3O4。
5．B
【解析】①钠燃烧时生成淡黄色的Na2O2；②FeSO4与NaOH反应生成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中会被氧化成红褐色的Fe(OH)3；③Fe3+遇SCN－显红色；④无水硫酸铜因与酒精中的H2O结合生成CuSO4·5H2O而显蓝色。
6．B
【解析】丁溶液滴入乙溶液中先产生白色沉淀，继续滴加则沉淀消失，说明丁为NaOH，乙为Al2(SO4)3，将NaOH滴入甲溶液中无明显现象，说明甲为BaCl2，故丙为FeSO4。
7．D
【解析】小苏打分解：2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O，仍然会有固体（Na2CO3）剩余，A选项错误；纯碱与小苏打都是钠盐，焰色反应时现象相同，B选项错误；产生气泡快的应是小苏打，C错误。
8．B
【解析】A项，Fe的还原性大于Cu，所以加入Fe、Cu时Fe先参加反应，录Fe完全反应后，Cu部分反应，则烧杯中有Cu无Fe，故A不选；B项，Fe的还原性大于Cu，所以加入Fe、Cu时Fe先参加反应，如果溶液中有Fe而无铜，则Fe会和铜离子发生置换反应，所以不可能出现有Fe而无Cu现象，故B可选；C项，如果铁完全将铁离子还原还剩余，则Cu就不参加反应，所以烧杯中还剩Fe、Cu，故C不选；D项，如果铁离子的量足够大，Fe、Cu完全反应后铁离子还剩余，则烧杯中Cu、Fe都不存在，故D不选。
9．D
【解析】因横坐标表示加入NaOH溶液的体积，纵坐标表示反应生成沉淀的质量，则向MgSO4和Al2（SO4）3的混合溶液中，逐滴加入NaOH溶液，发生Mg2++2OH﹣═Mg（OH）2↓、Al3++3OH﹣═Al（OH）3↓，则沉淀的质量一直在增大，直到最大，然后发生Al（OH）3+OH﹣═AlO2﹣+2H2O，沉淀的质量减少，但氢氧化镁不与碱反应，则最后沉淀的质量为一定值，显然只有D符合。
10．D
【解析】只有活泼的金属才能与水反应生成碱和H2，①不正确；铝与空气中的O2反应生成一层致密的Al2O3，薄膜，阻止了内层Al与O2继续反应，所以铝可以在空气中稳定存在，②不正确；Na—K合金的熔点比Na和K的熔点都低，故④也不正确。
11．C
【解析】A项转化可为2Fe+3C122FeCl3、2FeCl3+Fe＝3FeCl2、FeCl2+Zn＝Fe+ZnCl2；B项转化可为CO2+ 2NaOH＝Na2CO3+H2O、Na2CO3+CO2+H2O＝2NaHCO3、NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑；C项中Al2O3不可一步生成Al(OH)3；D项转化可为AlCl3+3NaOH＝A1(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH＝NaAlO2+2H2O、NaAlO2+ 4HCl＝NaCl+AlCl3+2H2O。
二、非选择题
1．（1）ABC （2）氧化铁FeO、Fe3O4。
（3）Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
【解析】（1）铜钱作为货币，首先应易得，再者不容易被腐蚀。
（2）铁锈的主要成分是氧化铁，常见的铁的氧化物还有FeO和Fe3O4。
（3）Al2O3+2NaOH＝2NaAlO2+H2O，2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑。
2．（1）A．Al2O3 B．Al(OH)3 C．AlCl3 D．NaAlO2 （2）AlCl3+2Na2O2＝3NaCl+NaAlO2+O2↑ Na2O2 O2
【解析】本题考查铝的化合物之间转化的推断。由得Mr (F)=32，所以F为O2，由d反应可知E为Na2O2。由b分析可知B为Al(OH)3，A为Al2O3；由a可知D为NaAlO2；由c可知C为AlCl3。由题中所给的1 mol AlCl3和2 mol Na2O2反应，可分步来写：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑ AlCl3+4NaOH＝3NaCl+NaAlO2+2H2O，最后得总反应方程式：AlCl3+2Na2O2＝3NaCl+NaAlO2+O2↑ 提示：A、B、C、D的推断可先根据反应方程式进行元素推断，然后再推断物质。
3．（1） （2）干燥氢气，防止水分损失 （3）偏小 C偏小，则偏小。
【解析】本题考查实验设计及误差分析。根据碱金属的性质： 2M + 2H2O ＝ 2MOH + H2↑ 2Mr g 2 g b g (a+b－c) g 则 解得 无水氯化钙的作用是干燥氢气，防止水分损失，若不使用无水氯化钙则会使C偏小，Mr偏小。 提示：通过对实验装置的分析，理清实验的原理，分析误差形成的原因，是平日学习需练就的基本功。
4．（1）Al2O3
（2）Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O 2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑ （3）⑤
【解析】本题的突破口为某金属元素的固态氧化物G能电解且可与NaOH溶液反应，由此可确定G为Al2O3，进而确定I为Al、H为O2；由F为红褐色沉淀可推知F为Fe(OH)3、E为Fe(OH)2、C为FeCl3，由此可推出B中既有+3价的Fe、又有+2价的Fe，应为Fe3O4，A为Fe。