课时1
铁的单质、氧化物和氢氧化物
(建议用时：25分钟)
[合格过关练]
1．红珊瑚栖息于200～2
000米深的海域，产于台湾海峡、中国南海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石。在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直被用来制作珍贵的工艺品。红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，呈红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是( )
A．Na
B．Fe C．Zn D．Cu
[答案] B
2．下列变化中，加入铁粉不可能实现的是( )
A．Ag＋→Ag
B．Fe3＋→Fe2＋
C．H＋→H2
D．Fe(OH)2→Fe(OH)3
D [铁粉具有还原性，而Fe(OH)2→Fe(OH)3中，Fe(OH)2被氧化。]
3．某学习小组进行了如图所示的实验，实验后组员之间的交流不合理的是( )
A．甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰
B．乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁
C．丙同学认为将少量还原性铁粉放入试管中，加适量的水，加热也可实现该反应
D．丁同学认为用盐酸溶解固体生成物所得溶液有颜色
C [在高温下铁与水蒸气反应生成氢气和四氧化三铁。甲同学认为试管b中收集到的气体可点燃，且产生淡蓝色火焰，正确；乙同学认为试管a中生成的黑色固体可能为四氧化三铁，正确；铁与水不反应，应该是水蒸气，丙同学的观点错误；丁同学认为用盐酸溶解固体生成物得到氯化亚铁和氯化铁的混合溶液，溶液带有颜色，正确。]
4．有关铁的氧化物的说法中，不正确的是( )
A．赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3是红棕色的，常用作红色油漆和涂料
B．Fe3O4是黑色晶体，其中的铁显＋2价，的铁显＋3价
C．FeO、Fe2O3、Fe3O4都不溶于水，但都能和盐酸反应生成相应的盐
D．FeO不稳定，在空气中加热迅速被氧化成Fe2O3
D [FeO不稳定，在空气中受热迅速被氧化成Fe3O4。]
5．铁有＋2价和＋3价两种价态，下列有关反应中不涉及铁元素价态变化的是( )
A．铁与稀硫酸反应
B．铁在氧气中燃烧，其产物溶于盐酸中可得到两种盐
C．氢氧化亚铁是白色固体，在空气中迅速变成灰绿色，最终变成红褐色
D．氢氧化铁受热分解
D [氢氧化铁受热分解为氧化铁和水，化合价无变化。]
6.铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣。上述沉淀和残渣分别是( )
A．Fe(OH)3 Fe2O3
B．Fe(OH)2 Fe2O3
C．Fe(OH)2 Fe(OH)3
D．Fe(OH)2 Fe3O4
B [铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。]
7．用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入______________。
(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用____________的方法。
(3)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是___________________________________________。
[解析] (1)稀硫酸抑制Fe2＋水解，铁屑防止Fe2＋被氧化。
(3)Fe(OH)2很容易被氧化，实验过程中要确保在无氧条件下生成。
[答案] (1)稀硫酸、铁屑 (2)加热煮沸 (3)避免生成的Fe(OH)2与氧气接触而被氧化
[素养培优练]
8．(易错题)已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( )
A．A为Fe，B为FeO
B．C→D溶液的颜色变化：浅绿色→棕黄色
C．④的离子方程式：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
D．⑤的离子方程式：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
B [由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2，故A错，B正确。⑤的离子方程式为Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，④的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，故C、D错。]
9．(素养题)某同学设计如图所示装置(气密性已检查)制备Fe(OH)2白色沉淀。
请回答：
(1)装置5的作用：____________________________。
(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中_________________________。
(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因_______________________。
[解析] (1)装置5是通过蒸馏水的液封，起到防止空气进入装置4中的作用。(2)产生的H2可以从装置2的导管中逸出，故装置3中的压强达不到将液体压入装置4中的程度，应在装置2、3之间加一个止水夹。(3)当装置3中生成的FeSO4溶液被压入装置4中，与NaOH溶液发生反应生成Fe(OH)2沉淀，颜色为灰绿色而非白色，说明装置4中的空气未排尽。
[答案] (1)液封，防止空气进入装置4中 (2)在装置2、3之间添加止水夹 (3)装置4中的空气没有排尽
10．(素养题)有人设计出一种在隔绝空气条件下钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100
mL的大试管中先加40
mL煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题：
(1)大试管的下层溶液中出现的现象为___________________。
(2)装置中长颈漏斗内液面________(填“下降”或“上升”)。
(3)写出钠与FeSO4溶液反应的化学方程式：_______________。
[解析] (1)由于金属Na的密度比H2O的小，但比煤油的大，故钠粒应位于两种液体的交界处，Na与FeSO4溶液接触的部分与H2O发生反应生成NaOH和H2，NaOH与FeSO4发生反应生成白色絮状沉淀Fe(OH)2，因隔绝了空气，制得的白色Fe(OH)2可以保存较长时间。(2)由于大试管内产生H2，大试管内气压增大，把大试管内的液体压入长颈漏斗中，故长颈漏斗内的液面上升。(3)反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2NaOH＋FeSO4===Fe(OH)2↓＋Na2SO4，将两个化学方程式相加得2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑。
[答案] (1)产生白色絮状沉淀 (2)上升 (3)2Na＋FeSO4＋2H2O===Fe(OH)2↓＋Na2SO4＋H2↑
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3
-课时2
铁盐和亚铁盐
(建议用时：25分钟)
[合格过关练]
1．化学老师在课堂上演示了一个“血手印”魔术。预先在手上喷上KSCN溶液，然后印在白纸上晾干。用某溶液喷洒白纸，白纸立刻出现红色手印，该溶液不可能是( )
A．FeSO4溶液
B．Fe2(SO4)3溶液
C．FeCl2与FeCl3的混合液
D．FeCl3溶液
A [Fe3＋与SCN－结合生成红色的Fe(SCN)3。]
2．下列关于Fe2＋和Fe3＋的叙述中，错误的是( )
A．Fe2＋的水溶液为浅绿色
B．Fe3＋的水溶液为棕黄色
C．Fe3＋具有氧化性，Fe2＋具有还原性
D．Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，立即出现红色沉淀
D [Fe3＋溶液中滴入含SCN－的溶液，生成红色物质，不是红色沉淀。]
3．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，最好的办法是( )
A．加入氢氧化钠溶液
B．通入氯气
C．加入铜粉
D．加入铁粉
D [要实现Fe3＋―→Fe2＋的转化，需要加入还原剂，且不引入新的杂质离子，最好的办法是加入足量铁粉充分反应后过滤，发生反应的化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2。]
[教师备选] 用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜，所得溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是( )
A．若无固体剩余，则溶液中一定有Fe3＋
B．若有固体存在，则溶液中一定有Fe2＋
C．若溶液中有Cu2＋，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe2＋，则一定有Cu析出
B [FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上铜的反应为2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2，所得的溶液中存在FeCl2和CuCl2，还可能有过量的FeCl3溶液，加入铁粉充分反应后，A项若无固体剩余，说明原溶液中含有Fe3＋，反应后不一定还含有Fe3＋；B项中不管固体是铁粉还是铜粉，溶液中一定含有Fe2＋；C项中若溶液中有Cu2＋，可以有部分铜固体析出；D项若溶液中有Fe2＋，不一定有Cu析出。]
4．把表面有少量氧化物的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为( )
A．Fe3＋和Cu2＋
B．Fe2＋和Cu2＋
C．Fe2＋和Fe3＋
D．Fe2＋
D [本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3＋与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2＋的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3＋和Cu2＋较少，分别被Fe还原为Fe2＋和Cu，Cu与盐酸不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2＋。]
5．下列关于铁及其化合物的说法不正确的是( )
A．铁与沸腾的水不发生反应
B．FeCl2既有氧化性又有还原性
C．Fe2O3、FeO都是不溶于水的碱性氧化物
D．铁与CuSO4溶液反应后滴加KSCN溶液，溶液变红
D [Fe与CuSO4溶液反应生成Fe2＋，Fe2＋遇KSCN溶液不变红，D不正确。]
[教师备选] 下列反应中，其产物的颜色按红色、红褐色、淡黄色、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将FeCl3溶液滴入KSCN溶液中 ④无水硫酸铜放入医用酒精中
A．②③①④
B．③②①④
C．③①②④
D．①②③④
[答案] B
6．为了检验某FeCl2溶液是否变质，可向溶液中加入( )
A．NaOH溶液
B．铁片
C．KSCN溶液
D．石蕊溶液
C [FeCl2变质生成Fe3＋，Fe3＋遇KSCN溶液显红色。]
[教师备选] 为了验证Fe3＋的性质，某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验，其中实验方案设计错误的是( )
A．只有④
B．只有③
C．③④
D．③④⑤
C [实验③中现象错误，CuSO4溶液为蓝色，CuSO4与FeCl3不反应，混合后溶液不会变成无色；实验④涉及反应的离子方程式为Ag＋＋Cl－===AgCl↓，体现的是Cl－的性质。]
7．某同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。
请回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1
mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是____________________。
(2)甲同学取2
mL
FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴
KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________________________________。
(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2
mL
FeCl2溶液中先加入0.5
mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变红，煤油的作用是
_____________________________________________________。
(4)两同学取10
mL
0.1
mol·L－1
KI溶液，加入6
mL
0.1
mol·L－1FeCl3溶液混合。取2
mL此溶液于试管中加入1
mL
CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；写出发生反应的离子方程式为_____________________________。
(5)丁同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________。
[解析] (1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。(5)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
[答案] (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
(5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
[素养培优练]
8．(素养题)在一些高档茶叶、点心等的包装盒中有一个小袋，将小袋打开，可以看到灰黑色粉末，其中有些已变成棕褐色。将上述粉末溶于稀盐酸，取上层清液，滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色。下列说法不正确的是( )
A．小袋中原来装有氧化铁
B．小袋中原来装有铁粉
C．该灰黑色粉末不可食用
D．该灰黑色粉末用作抗氧化剂
A [从题中信息“滴入几滴氯水，再滴加KSCN溶液，原溶液立即变为红色”判断，黑色粉末中含有铁元素。Fe2O3为红棕色粉末，A项错误；该灰黑色粉末为还原铁粉，用于吸收包装盒中的氧气，防止高档茶叶、点心等变质，B、C、D项正确。]
9．(易错题)将现有Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44
g加入含0.1
mol
HCl的盐酸中恰好完全溶解，并收集到气体22.4
mL(标准状况)。向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化。若将1.72
g该混合物粉末在高温下与足量的CO充分反应，残留固体的质量为( )
A．1.4
g
B．1.3
g
C．1.2
g
D．1.1
g
A [将Fe、FeO、Fe2O3的混合物粉末3.44
g加入含0.1
mol
HCl的盐酸中恰好完全溶解，向反应后的溶液中滴加KSCN溶液，无明显变化，说明生成物是FeCl2，根据Cl原子守恒可知FeCl2的物质的量是0.05
mol，所以混合物中铁原子的物质的量是0.05
mol，铁原子的质量是0.05
mol×56
g·mol－1＝2.8
g。将1.72
g该混合物粉末在高温下与足量的CO充分反应后，残留固体是Fe，则其质量为2.8
g÷2＝1.4
g。]
10．(素养题)铁是人体必需的微量元素之一。补铁剂中的Fe2＋在空气中很容易被氧化为Fe3＋，影响铁元素在人体中的吸收利用。某实验小组进行如图所示的对照实验，验证补铁剂和维生素C一起服用的科学性。
[实验操作]第一步：在A、B两支试管中加入对比试剂；第二步：振荡；第三步：滴加KSCN溶液。
[实验现象](1)A试管中溶液变________色，B试管中无明显现象。
[实验结论](2)维生素C具有________(填“氧化性”或“还原性”)，能防止Fe2＋被氧化为Fe3＋，所以补铁剂和维生素C一起服用具有科学依据。
[生活应用](3)某品牌泡腾片的主要成分为维生素C和NaHCO3，放入水中立即产生大量气泡(CO2)使口感更好，说明维生素C具有________(填“酸性”或“碱性”)。
(4)为防止烹调时蔬菜中维生素C的损失，烹调蔬菜应注意_____________________________________________________(写一条即可)。
[答案] (1)红 (2)还原性 (3)酸性 (4)避免与氧化性物质接触(或避免与碱性物质接触)
[教师备选] (素养题)对于铁粉与水蒸气反应生成的黑色物质，有三个学习小组提出了三种不同的猜想，以下是小组同学进行的实验猜想与探究，请你根据小组的思路与提示完成相关空白。
实验之前查阅资料得知已知Fe3＋的盐溶液遇到KSCN溶液时变成红色。
【猜想】甲组：黑色物质是FeO
乙组：黑色物质是Fe3O4
丙组：_____________________________________；
【实验探究】
(1)丙组认为一种简单定性的方法即可判断甲组的正误：取生成的黑色物质少许于烧杯中，加稀盐酸使其完全溶解，再加________溶液以检验Fe3＋，观察到溶液有无出现________现象即可判断。
(2)乙组认为可通过定量测定来确定生成的黑色物质的组成，以验证该组猜想正确。取生成的黑色物质2.32
g溶解于适量稀盐酸后，加入新制氯水，加入氯水后反应的离子方程式为_________________________，再加入足量NaOH溶液后，过滤洗涤烘干灼烧称量，若称得固体质量为________，即可判断乙组同学猜想正确。
[解析] Fe的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe2O3是红棕色固体，FeO、Fe3O4是黑色固体；黑色物质若为纯净物，可能为FeO，也可能为Fe3O4，若是混合物，则为FeO和Fe3O4的混合物。(1)
Fe3＋的盐溶液遇SCN－变为红色，所以向溶液中加入KSCN溶液，若观察到溶液没有变红色即可判断无Fe3＋，即原固体为FeO。
(2)金属氧化物溶于盐酸后，向该溶液中通入Cl2，由于氯气有氧化性，会与溶液中的Fe2＋发生氧化还原反应：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；向反应后的溶液中加入足量的NaOH溶液，发生反应：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓，将沉淀过滤、洗涤、灼烧，发生分解反应：2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O。若乙组同学猜想正确，则2.32
g全为Fe3O4，其物质的量为n(Fe3O4)＝2.32
g÷232
g·mol－1＝0.01
mol，根据Fe元素守恒，可得n(Fe2O3)＝(0.01
mol×3)÷2＝0.015
mol，称得固体质量为m(Fe2O3)＝0.015
mol×160
g·mol－1＝2.4
g。
[答案] 黑色物质是FeO和Fe3O4的混合物
(1)KSCN 红色 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
2.4
g
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5
-课时1
金属材料与合金
(建议用时：25分钟)
[合格过关练]
1．只含有下列成分的物质一定不是合金的是( )
A．Fe、C
B．Cu、Zn
C．Al、Cu
D．C、Si
D [合金必须要含有金属，是两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)熔合在一起所形成的具有金属特性的物质。]
2．中国的航空铝材处于世界领先的行列。下列关于铝合金的说法中错误的是( )
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀
D．镁铝合金在盐酸中无法溶解
D [A项，合金均为混合物，一般来说，合金的熔点比成分金属的熔点低；B项，在熔剂层覆盖下熔炼，可隔绝空气，防止高温铝液被O2氧化；C项，镁铝合金中的铝能与NaOH溶液反应；D项，合金中的Mg、Al均能与盐酸反应。]
3．下列叙述正确的是( )
A．通过物理变化使铁制品表面生成致密的氧化膜，可以防止生锈
B．常见的合金钢主要有硅钢、锰钢、钨钢和不锈钢
C．氧化物只能作氧化剂，不能作还原剂
D．生铁中的球墨铸铁，没有机械强度，所以在任何场合都不可以代替钢
B [A项，生成致密的氧化膜是化学变化；C项，有些氧化物可以作还原剂，如一氧化碳，利用它的还原性可以在工业上冶炼金属；D项，生铁中的球墨铸铁具有很高的机械强度，在一些场合可代替钢。]
4．下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( )
A．工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来
B．不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈
C．制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金
D．使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素
B [一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来；在相同条件和环境下，不锈钢较碳钢而言不易生锈；碳素钢是铁和碳的合金；铁是人体必需的微量元素，使用铁锅烧饭莱能为人体提供微量的铁元素。]
5．下列说法正确的是( )
A．用来制造储存氢气所用钢瓶的合金是储氢合金
B．不锈钢是最常见的新型合金
C．新型合金主要应用于航天航空、生物工程等领域
D．碳纤维复合材料属于新型合金材料
C [储氢合金是指一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料，A项错误；不锈钢属于铁合金，B项错误；碳是非金属元素，碳纤维主要由碳元素组成，不属于合金，D项错误。]
6．下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A．钠和冷水反应：Na＋2H2O===Na＋＋2OH－＋H2↑
B．金属铝溶于氢氧化钠溶液中：Al＋2OH－===AlO＋H2↑
C．金属铝溶于盐酸中：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
D．铁跟稀硫酸反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑
C [A项，电荷不守恒，正确的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；B项，得失电子不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；D项，不符合客观事实，稀硫酸与Fe反应只能生成Fe2＋，正确的离子方程式为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。]
7．下列说法正确的是( )
A．Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物
B．因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物
C．Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应
D．Al2O3能跟强的酸碱溶液反应
D [Al2O3虽然难溶于水，但是2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，Al2O3和Al(OH)3中Al的化合价相同，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物；金属氧化物与碱性氧化物是两个不同的概念，二者没有必然的联系；Al2O3是两性氧化物，Al2O3与强酸、强碱反应，与弱碱不反应。]
8．铝是典型的两性金属，既能与酸反应，又能与强碱溶液反应。回答下列问题：
(1)在铝与盐酸和氢氧化钠溶液的反应中，铝元素化合价的变化都是________，还原剂都是______。
(2)1
mol的铝分别与足量的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成氢气的体积在相同状况下比值为______，消耗氯化氢和氢氧化钠的物质的量之比为
______。
[答案] (1)由0价变为＋3价 铝 (2)1∶1 3∶1
[素养培优练]
9．(易错题)向某溶液中加入铝粉能放出H2，下列各组离子一定不能在该溶液中大量共存的是( )
A．Na＋、Fe3＋、SO、Cl－
B．Ba2＋、Mg2＋、HCO、NO
C．Na＋、K＋、NO、CO
D．K＋、NO、Na＋、SO
B [加入铝粉能放出H2，说明该溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A选项中的4种离子可在酸性溶液中大量共存；B选项中的Mg2＋在碱性溶液中生成Mg(OH)2沉淀，HCO在碱性溶液中生成CO，Ba2＋与CO会生成BaCO3沉淀，HCO在酸性溶液中生成CO2；C选项中的离子在碱性溶液中可以大量共存；D选项中的离子在酸性溶液、碱性溶液中都可以大量共存。]
10．(素养题)某学习小组用下图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。
(1)A中试剂为________。
(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是_______________。
(3)B中发生反应的化学方程式为_______________。
(4)若实验用的铝镁合金的质量为a
g，测得氢气体积为b
mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为c
g，则铝的相对原子质量为________。
(5)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将____________(填“偏大”“偏小”或“不受影响”)。
[解析] (1)铝镁合金中二者都与酸反应，但铝与碱反应而镁不与碱反应，所以A中的试剂应选择氢氧化钠溶液。(4)铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，M＝＝(g·mol－1)＝
(g·mol－1)。(5)如果在实验过程中未洗涤不溶物，则残留物质的质量偏大，铝的质量偏小，则测得铝的质量分数偏小。
[答案] (1)氢氧化钠溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜
(3)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(4) (5)偏小
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-课时2
物质的量在化学方程式计算中的应用
(建议用时：25分钟)
[合格过关练]
1．把一小块钠放入足量水中，会发生如下反应：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。有关该反应的下列说法正确的是( )
A．反应中Na与NaOH的质量相等
B．反应中H2O和H2的质量相等
C．反应中H2O和H2的质量之比为2∶1
D．反应中Na与NaOH的物质的量之比为1∶1
D [该反应中，Na与NaOH的物质的量之比为1∶1，质量之比为23∶40，所以A项错误，D项正确；H2O与H2的物质的量之比为2∶1，质量之比为18∶1，所以B项、C项均错误。]
2．标准状况下，3.25
g锌与足量的盐酸反应生成x
L氢气。下列比例式正确的是( )
A．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1
mol
1
mol
3.25
g
x
L
B．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65
g
1
L
3.25
g
x
L
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
1
mol
22.4
L
0.05
mol
x
L
D．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
65
g
1
mol
3.25
g
x
L
C [A项，上下单位不同，错误；B项，左右物理量不对应，错误；D项，上下单位不同，错误。]
3．在500
mL
NaOH溶液中加入足量铝粉，反应完全后共收集到标准状况下的气体33.6
L。该NaOH溶液的物质的量浓度为( )
A．1.0
mol·L－1
B．2.0
mol·L－1
C．1.5
mol·L－1
D．3.0
mol·L－1
B [2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
67.2
L
n(NaOH)
33.6
L
n(NaOH)＝＝1
mol，c(NaOH)＝
＝2.0
mol·L－1。]
4．将铝投入一定量的NaOH溶液中，充分反应后，有2
mol的电子发生了转移，则参加反应的铝的物质的量为( )
A．
mol
B．1
mol
C．2
mol
D．
mol
D [将铝投入一定量的NaOH溶液中，发生2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，由反应可知，2
mol
Al反应转移6
mol电子，则有2
mol电子发生转移，参加反应的Al的物质的量为2
mol×2÷6＝2/3
mol。]
5．用质量为2.7
g的铝箔包住2.3
g金属钠，用针在铝箔上扎一些小孔，放入水中，用排水集气法收集产生的气体，反应完全后，收集到的气体是( )
A．0.2
mol
H2
B．0.05
mol
H2
C．0.075
mol
H2
D．0.15
mol
H2
A [n(Na)＝n(Al)＝0.1
mol，根据方程式：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
0.1
mol
0.05
mol
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
0.1
mol
0.15
mol
故n(H2)＝0.05
mol＋0.15
mol＝0.2
mol。]
6．0.3
mol氯气和足量的金属M反应，生成0.2
mol
MCln，则n等于( )
A．1 B．2 C．3 D．4
C [根据氯原子守恒，可知0.3
mol
Cl2和0.2
mol
MCln均含0.6
mol
Cl。]
7．如图是某学校实验室从化学试剂商店买回来的氢氧化钠试剂标签上的部分内容。某同学从该试剂瓶中取出24.0
g固体，配成1
L溶液，请计算：
(1)所得氢氧化钠溶液的物质的量浓度为________。
(2)从所得氢氧化钠溶液中取出200
mL于一烧杯中，投入足量的金属铝，完全反应后，产生的气体在标准状况下的体积为________。
[解析] (1)n(NaOH)＝＝＝0.6
mol，
c(NaOH)＝＝＝0.6
mol·L－1。
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
mol
22.4
L×3
0.6
mol·L－1×0.2
L
V
V＝＝4.032
L。
[答案] (1)0.6
mol·L－1 (2)4.032
L
[素养培优练]
8．将1
mol
Na和1
mol
Al的混合物投入足量水中，产生的气体在标准状况下的体积为( )
A．11.2
L
B．22.4
L
C．33.6
L
D．44.8
L
D [根据化学方程式进行计算：
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
2
1
1
mol
0.5
mol
2Al
＋
2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2
3
1
mol
1.5
mol
故Na、Al完全反应生成2
mol
H2，在标准状况下的体积为44.8
L。]
9．(易错题)将适量铁粉放入三氯化铁溶液中，完全反应后，溶液中Fe3＋和Fe2＋的浓度相等。则已反应的Fe3＋和未反应的Fe3＋的物质的量之比是( )
A．2∶3
B．3∶2
C．1∶2
D．1∶1
A [设参加反应的Fe3＋物质的量为x，未参加反应的Fe3＋物质的量为y，由反应方程式：2FeCl3＋Fe===3FeCl2可知，生成的Fe2＋的物质的量＝，即未参加反应的Fe3＋的物质的量y＝，x∶y＝x∶＝2∶3。]
10．(素养题)在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取30
mL同浓度的盐酸，加入同一种镁铝混合物粉末，产生气体，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
混合物质量/mg
255
385
459
生成气体/mL
280
336
336
(1)甲、乙两组实验中，哪一组盐酸是不足量的？______(填“甲”或“乙”)。理由是_____________________________。
(2)要算出盐酸中HCl的物质的量浓度，题中可作计算依据的数据是________，求得盐酸中HCl的物质的量浓度为________。
(3)求合金中Mg、Al的物质的量之比，题中可作计算依据的数据是________________，求得Mg、Al的物质的量之比为________________。
[解析] (2)在乙或丙中，因盐酸反应完全，则可根据
2HCl ～ H2↑
2
1
n(HCl)＝×2＝3×10－2
mol,
c(HCl)＝＝1
mol·L－1。
(3)在甲中，混合物完全反应，盐酸有剩余，则可根据混合物质量255
mg，生成气体280
mL计算。根据Mg～H2，Al～H2得：
n(Mg)×24
g·mol－1＋n(Al)×27
g·mol－1＝255×10－3
g
n(Mg)＋n(Al)＝，求得：n(Mg)＝0.005
mol，n(Al)＝0.005
mol，n(Mg)∶n(Al)＝1∶1。
[答案] (1)乙 因甲、乙生成H2的体积不等，则产生H2体积小的，说明还有酸未反应，因此甲中盐酸过量，混合物反应完全；若乙中盐酸过量，则可产生H2：×385
mL≈423
mL，而实际为336
mL，说明乙中盐酸不足，合金过量 (2)336
mL 1
mol·L－1 (3)255
mg和280
mL 1∶1
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