高考化学二轮复习 专题九 金属及其化合物专题讲义

第9讲金属及其化合物
[主干知识·数码记忆]
钠及其化合物
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)( 小苏打的主要成分是碳酸钠(×)
(2) NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3(×)
(3)( 切开的金属钠暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗的原因是2Na＋O2===Na2O2(×)
(4)(2013·大纲全国卷)确定NaCl溶液中混有Na2CO3的操作是取少量溶液滴加CaCl2溶液，观察是否出现白色浑浊(√)
(5)(2012·福建高考)金属钠着火时，用细沙覆盖灭火(√)
二、必备知识掌握牢
1．钠及其化合物之间的转化关系
2．钠及钠的重要化合物的性质
(1)Na2O、Na2O2中，阴离子和阳离子数目之比均为1∶2。

(2)钠与盐溶液反应时，钠不是置换出溶液中的金属，而是钠与水反应后，生成的碱再与盐溶液反应。

(3)1 mol Na2O2与足量的CO2(或H2O)反应时转移1 mol电子，生成0.5 mol O2。

(4)一定量的Na2O2与CO2和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑Na2O2与CO2的反应。

(5)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，反应是分步进行的，反应的离子方程式为：CO2－3＋H＋===HCO－3，HCO－3＋H＋===H2O＋CO2↑。

三、常考题型要明了
[典例]能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的最佳方法是()
A．分别放入水中，观察溶解速率
B．分别取少量加入到石灰水中，观察有无沉淀生成
C．分别取少量溶于水后，滴入HCl溶液观察有无气体生成
D．分别取少量溶于水后，滴入CaCl2溶液观察有无沉淀生成
[解析]A项，Na2CO3、NaHCO3均易溶于水，因此通过观察溶解速率不能鉴别Na2CO3、NaHCO3；B项，Na2CO3、NaHCO3均与Ca(OH)2反应生成白色沉淀；C项，Na2CO3、NaHCO3均与盐酸反应生成CO2；D项，Na2CO3与CaCl2反应生成白色沉淀，但NaHCO3与CaCl2不反应。

[答案] D
————————[探规寻律]———————————
鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液的方法
1．CaCl2或BaCl2溶液法
分别向两种待检溶液中逐滴加入CaCl2(或BaCl2)的稀溶液有白色沉淀生成的是Na2CO3溶液，无沉淀生成的是NaHCO3溶液。

2．滴加盐酸法
分别向两种待检溶液中逐滴加入同浓度的盐酸，开始即有气泡产生的是NaHCO3溶液。

3．指示剂法
分别向少量同浓度两种待检溶液中滴入几滴酚酞溶液，变成深红色的是Na2CO3溶液，而变成浅红色的是NaHCO3溶液，或测量同浓度Na2CO3和NaHCO3溶液的pH，pH大者为Na2CO3溶液。

注意：不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，原因是二者均会与澄清石灰水反应出现白色沉淀。

[演练1](2013·南昌高三调研测试)将绿豆大小的方形金属钠投入足量且含酚酞的水中，根据相应现象不能得出的结论是()
B 钠浮于水面游动水的密度大于钠
C 酚酞溶液变成红色有NaOH生成
D 钠球游动，有吱吱声有气体生成
解析：选A方形钠变成小球是固体熔化的原因，A项错误。

[演练2](2012·北京高考)下列解释实验现象的反应方程式正确的是()
A．切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na＋O2===Na2O2
B．向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色2AgCl＋S2－===Ag2S＋2Cl－C．Na2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色粘稠物2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
D．向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀2HCO－3＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－3＋2H2O
解析：选B切开的金属Na暴露在空气中，光亮的表面逐渐变暗的原因是钠被氧化生成Na2O,4Na＋O2===2Na2O，A项错误；由于Ag2S溶解度比AgCl的溶解度小，故向AgCl 悬浊液中滴加Na2S溶液，能实现沉淀的转化，白色沉淀变成黑色，B项正确；Na2O2放置在潮湿的空气中反应有2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2和2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，C项错误；由于澄清石灰水过量，其与NaHCO3溶液反应的离子方程式为HCO－3＋Ca2＋＋OH －===CaCO3↓＋H2O，D项错误。

铝及其化合物
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·海南高考)明矾的化学式为Al2(SO4)3·12H2O(×)
(2)(2013·大纲全国卷)明矾中滴入Ba(OH)2溶液使SO2－4恰好完全沉淀：2Ba2＋＋3OH－＋Al3＋＋2SO2－4===2BaSO4↓＋Al(OH)3↓(×)
(3)(2013·重庆高考)向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液，有沉淀和气体生成(×)
(4)(2013·江苏高考)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al3＋＋3H2O===Al(OH)3↓＋3H＋(×)
(5)(2012·山东高考)Al、Fe、Cu都是重要的金属元素，三者对应的氧化物均为碱性氧化物(×)
二、必备知识掌握牢
1．Al3＋、Al(OH)3、AlO－2之间的转化
2．“铝”的转化关系的应用
(1)判断离子共存：Al3＋只能存在于强酸性溶液中，不能与显碱性的物质大量共存，AlO－2只能存在于强碱性溶液中，不能与显酸性的物质大量共存，所以Al3＋与AlO－2不能大量共存。

(2)鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同)：
①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液现象为：先生成白色沉淀，后沉淀溶解。

②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液现象为：开始生成沉淀立即溶解，后产白色沉淀，继续滴加沉淀不溶解。

(3)分离提纯：
①利用Al能溶于强碱溶液，分离Al与其他金属的混合物。

②利用Al2O3能与强碱反应，分离Al2O3与其他金属氧化物的混合物。

三、常考题型要明了
考查Al(OH)3的图像分析典例
考查Al(OH)3的两性演练1
考查Al(OH)3的相关图像演练2
[典例](2012·安徽高考)已知室温下，Al(OH)3的K sp或溶解度远大于Fe(OH)3。

向浓度均为0.1 mol·L－1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中，逐滴加入NaOH 溶液。

下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系，合理的是()
[解析]由题中信息可知滴入NaOH溶液，起始时生成Fe(OH)3沉淀，因此起始时不会生成Al(OH)3沉淀，A、B项错误；当滴入一定体积的NaOH溶液后才能生成Al(OH)3沉淀，当Al3＋全部沉淀后，加入过量的NaOH溶液，Al(OH)3沉淀全部溶解，故可知C项正确，D 项错误。

[答案] C
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铝盐与强碱溶液反应图像题解题流程
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[演练1](2013·开封模拟)双羟基铝碳酸钠是医疗上常用的一种抑酸剂，其化学式是NaAl(OH)2CO3。

关于该物质的说法正确的是()
A．该物质属于两性氢氧化物
B．该物质是Al(OH)3和Na2CO3的混合物
C．1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3 mol H＋
D．该药剂不适合于胃溃疡患者服用
解析：选D双羟基铝碳酸钠属于盐不属于两性氢氧化物，属于纯净物而不是Al(OH)3和Na2CO3的混合物；1 mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗4 mol H＋；该物质与酸反应产生CO2气体而膨胀，因此不适合于胃溃疡患者服用。

[演练2]下列曲线图(纵坐标为沉淀的物质的量，横坐标为加入物质的量)不正确的是( )
A．向1 L浓度均为0.1 mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液加入0.1 mol/L稀硫酸
B．向1 L含有0.1 mol/L AlCl3和0.3 mol/L NH4Cl的混合液中加入0.1 mol/L NaOH溶液
C．向烧碱溶液滴加明矾溶液
D．向AlCl3溶液滴加过量氨水
解析：选C A项1 L浓度均为0.1 mol/L的Ba(OH)2、NaAlO2混合液中含Ba2＋：0.1 mol，OH－：0.2 mol，AlO－2：0.1 mol。

当加入1 L 0.1 mol/L H2SO4时，H＋与OH－的物质的量相等，
只产生BaSO4沉淀；当加入 1.5 L 0.1 mol/L H2SO4时，发生反应：AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓；当加入3 L 0.1 mol/L H2SO4时，发生反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，A正确。

B项铝离子结合氢氧根离子的能力比铵根离子强，先进行反应，生成1摩尔氢氧化铝需要3摩尔氢氧根离子，溶解1摩尔氢氧化铝只需要1摩尔氢氧根离子，正确。

C项生成1摩尔偏铝酸根离子需要1摩尔铝离子，消耗1摩尔偏铝酸根离子却只需要1/3摩尔铝离子，C错。

D项Al(OH)3沉淀不能溶解于氨水，D正确。

铁、铜及其化合物
一、小试能力知多少(判断正误)
(1)(2013·江苏高考)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Fe2＋(√)
(2)(2013·海南高考)绿矾的化学式为FeSO4·7H2O。

(√)
(3)(2013·课标全国卷Ⅱ)浓盐酸与铁屑的反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(×)
(4)(2013·大纲全国卷)磁性氧化铁溶于稀硝酸：3Fe2＋＋4H＋＋NO－3===3Fe3＋＋NO↑＋3H2O(×)
(5)(2013·广东高考)将水蒸气通过灼热的铁粉，粉末变成红色，说明铁与水在高温下发生反应(×)
二、必备知识掌握牢
1．“铁三角”转化关系
2．“铁三角”的应用
(1)判断离子能否大量共存。

①Fe3＋不共存
S2－、I－、SO2－3
②Fe2＋不共存
NO－3(H＋)、ClO－、MnO－4(H＋)
③Fe3＋、Fe2＋不共存
HCO－3、CO2－3
(2)除杂。

主要物质杂质除杂方法
Fe2＋Fe3＋加过量铁屑后过滤
FeCl 3 FeCl 2 加氯水或H 2O 2 Fe 2＋
Cu 2＋
加过量铁屑后过滤 Fe
Al
加过量强碱溶液后过滤
3．铜及其化合物间的转化关系
三、常考题型要明了
考查铁、铜及其化合物的性质 典例 考查铁及其化合物的性质 演练1 考查Fe 2＋
、Fe 3＋
的检验
演练2
[典例] (2013·青岛模拟)铜、铁及其化合物在日常生活中应用广泛，某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)与过量氯气反应得固体A ，用稀盐酸溶解A ，然后加试剂调节溶液的pH 后得溶液B ，溶液B 经系列操作可得氯化铜晶体，请回答：
(1)固体A 用稀盐酸溶解的原因是____________________________________________； (2)检验溶液B 中是否存在Fe 3＋
的方法是________________________________________ ________________________________________________________________________；
(3)已知元素在高价态时常表现氧化性，若在酸性CuSO 4溶液中加入一定量的Na 2SO 3
和NaCl 溶液，加热，生成CuCl 沉淀，则生成CuCl 的离子方程式是___________________ ________________________________________________________________________。

[解析] (1)为防止铁盐、铜盐发生水解反应，则其固体溶解时，应选用相应稀酸作溶剂。

(2)检验溶液B 中是否存在Fe 3＋
的方法是，取少量溶液B ，滴加几滴KSCN 溶液，若无明显现象则溶液中无Fe 3＋
，若溶液变红色，则存在Fe 3＋
；(3)氧化还原反应中存在氧化剂和还原剂，根据题中已知条件知，铜离子作氧化剂，所以亚硫酸根离子作还原剂被氧化生成硫酸根离子，离子方程式为2Cu 2＋＋SO 2－3＋2Cl －＋H 2O=====△
2CuCl ↓＋SO 2－
4＋2H ＋ [答案] (1)防止铁盐、铜盐发生水解反应
(2)取少量溶液B 于试管中，滴加几滴KSCN 溶液，若无明显现象则溶液中无Fe 3＋
，若溶液变红色，则存在Fe 3＋
(3)2Cu 2＋＋SO 2－3＋2Cl －＋H 2O=====△
2CuCl ↓＋SO 2－
4＋2H ＋
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Fe3＋、Fe2＋的检验方法
1．NaOH溶液法
2．KSCN溶液法
—————————————————————————————————————[演练1]下列有关叙述正确的是()
A．Fe与S混合加热生成FeS2
B．Fe3＋有氧化性，因此FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜
C．Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3
D．Fe2＋、Al3＋、ClO－、Cl－在水溶液中一定能大量共存
解析：选B Fe与S混合加热生成FeS，A项错误；2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，B项正确；Fe在足量Cl2中燃烧只能生成FeCl3，C项错误；Fe2＋具有还原性，ClO－具有氧化性，二者可发生氧化还原反应，D项错误。

[演练2]下列说法正确的是()
A．用氨水鉴别Al3＋、Mg2＋、Fe3＋
B．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色。

再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，该溶液中不一定含有Fe2＋
C．NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3五种溶液，用烧碱溶液就可以把它们鉴别开来D．要证明Fe3＋溶液中含有Fe2＋可以用NH4SCN溶液和氯水
解析：选C氨水不能鉴别Al3＋和Mg2＋，A项错误；该溶液中一定含有Fe2＋，B项错误；分别向NaCl、FeCl2、FeCl3、MgCl2、AlCl3溶液中滴加NaOH溶液，有五种不同的实验现象，可以将它们鉴别开来，C项正确；不论有无Fe2＋，溶液均变成红色，D项错误。

金属阳离子的分离与提纯
金属阳离子的分离与提纯是高考的高频考点之一，其考查角度有以下形式：
(1)依据物质的提纯要求，以选择题的形式考查金属阳离子的性质。

(2)结合不同金属阳离子(如Mg2＋、Al3＋)的性质，以填空题的形式考查金属阳离子的分离方法及实验方案设计。

(3)结合污水的处理流程，综合考查除去污水中重金属阳离子(Hg2＋、Cr3＋等)的措施与方法。

[典题](2012·天津高考)下列除杂质的操作中不正确的是()
A．铁粉中混有铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应后过滤
B．FeCl2溶液中混有FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤
C．Na2CO3固体中混有少量NaHCO3：加入适量NaOH溶液
D．Al(OH)3中混有Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液后过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤
[解析]除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3，应使用加热的方法使NaHCO3分解。

[答案] C
[名师支招]
1．分离Mg2＋、Al3＋的方法
2．常见阳离子的除杂或净化
主要离子杂质离子除杂试剂和方法
Fe3＋Fe2＋加入H2O2
Fe2＋Fe3＋加入过量铁粉，过滤
Fe2＋Cu2＋加入过量铁粉，过滤
Mg2＋Fe3＋加入Mg或MgO或MgCO3或Mg(OH)2，过滤
Mg2＋Fe2＋先加入H2O2，再加入Mg或MgO或MgCO3或Mg(OH)2，过滤Cu2＋Fe3＋加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3，过滤
Cu2＋Fe2＋先加入H2O2，再加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3，过滤
[针对训练]
1．要除去氯化亚铁溶液中的少量氯化铁，可行的办法是()
A ．滴入KSCN 溶液
B ．通入氯气
C ．滴入NaOH 溶液
D ．加入铁粉
解析：选D 加入铁粉，使FeCl 3与Fe 反应生成FeCl 2，达到除杂的目的。

2．氯化铜已被广泛用于生产颜料、木材防腐剂等化工产品。

某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl 2·2H 2O)。

请回答：
试剂X 用于调节pH 以除去杂质，X 可选用下列试剂中的________(填序号)。

a ．NaOH b ．NH 3·H 2O c ．CuO d ．Cu 2(OH)2CO 3 e ．CuSO 4
解析：溶液1的成分是CuCl 2和FeCl 3，除去CuCl 2溶液中的FeCl 3时不能加入NaOH 和NH 3·H 2O ，原因是二者均可与Cu 2＋
反应生成沉淀；溶液1中加入CuO 、Cu 2(OH)2CO 3可消耗H ＋
，使FeCl 3的水解平衡向正反应方向移动，生成Fe(OH)3沉淀经过滤除去，且未引入新的杂质。

答案：c 、d
A 卷(全员必做卷)
1．化学在日常生活和生产中有着重要的应用。

下列说法不正确的是( ) A ．明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化 B ．Na 2O 2、K 2O 2可用作潜水艇内的氧气来源 C ．Al 2O 3的熔点很高，可用于制作耐高温材料 D ．电解MgCl 2饱和溶液，可制得金属镁
解析：选D Na 2O 2、K 2O 2与水或二氧化碳反应生成氧气，B 正确；电解氯化镁饱和溶液的化学方程式为MgCl 2＋2H 2O=====电解 Mg(OH)2↓＋H 2↑＋Cl 2↑，
不会产生镁单质，D 错误。

2．下列制备金属单质的方法或原理正确的是( ) A ．在高温条件下，用H 2还原MgO 制备单质Mg B ．在通电条件下，电解熔融Al 2O 3制备单质Al C ．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D ．加强热，使CuO 在高温条件下分解制备单质Cu
解析：选B A 项，Mg 是活泼的金属，应采用电解熔融MgCl 2的方法制取；C 项，应采用电解熔融NaCl 的方法制备Na ；D 项，利用CuO 制备Cu ，应采用热还原法，如H 2＋
CuO=====△ Cu ＋H 2O 。

3．(2013·南昌模拟)下列物质可通过置换反应一步得到的是( )
①H 2 ②FeCl 3 ③Fe 3O 4 ④O 2
A ．只有②③
B ．只有①④
C ．只有①③④
D ．①②③④均能得到
解析：选D 得到H 2、FeCl 3、Fe 3O 4、O 2的置换反应分别是：
①H 2：Zn ＋H 2SO 4===ZnSO 4＋H 2↑；
②FeCl 3：2FeBr 3＋3Cl 2===2FeCl 3＋3Br 2；
③Fe 3O 4：3Fe ＋4H 2O(g)=====高温 Fe 3O 4＋4H 2；
④O 2：2F 2＋2H 2O===4HF ＋O 2
4．(2013·石景山模拟)下列说法正确的是( )
A ．实验室常用铝盐溶液与氢氧化钠溶液制备Al(OH)3沉淀
B ．将Na 投入到NH 4Cl 溶液中只能生成一种气体
C ．过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D ．饱和石灰水中加入少量CaO ，恢复至室温后溶液的pH 改变
解析：选C A 项，实验室常用铝盐和氨水反应制备氢氧化铝沉淀，错误；B 项，钠和水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠和氯化铵反应生成氨气，错误；C 项，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮，随着反应的进行，浓硝酸变成稀硝酸，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，正确；D 项，饱和石灰水中加入氧化钙，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，溶液是饱和的，所以析出氢氧化钙，但溶液的pH 不变，错误。

5．(2013·兰州模拟)依据下表所列实验及现象得出的结论不正确的是( )
A ．维生素C(V C )具有还原性
B ．FeCl 3水解生成Fe(OH)3胶体
C ．铜锈与盐酸反应有H 2生成
D ．铜锈中含有碳酸根
解析：选C向FeCl3溶液中加入V C，溶液由黄色变为浅绿色(Fe2＋)，说明Fe3＋作氧化剂，则V C作还原剂，具有还原性，A正确；饱和FeCl3滴入沸水中得到红褐色液体，说明FeCl3发生水解反应生成Fe(OH)3胶体，B正确；铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，与盐酸反应产生的气体是CO2而不是H2，D项正确。

6.(2013·泰安模拟)下列各组物质中，不能按如图所示关系一步完成转化的
是()
A B C D
a CO2H2SO4Al(OH)3HNO3
b Na2CO3SO2NaAlO2NO
c NaHCO3SO3Al2O3NO2
解析：选C偏铝酸钠不能一步生成氧化铝，C项错误。

7．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是()
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：选D A项正确的操作应该将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中；B中应该用红热的铜丝；Cu2＋水解，加热CuCl2溶液不能得到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D正确。

8．(2013·泰安模拟)关于反应中的先后顺序，下列评价正确的是()
A．向浓度都为0.1 mol·L－1Na2CO3和NaOH混合溶液中通入CO2，NaOH首先反应B．向NH4Al(SO4)2溶液中滴加少量的NaOH溶液，NH＋4首先反应
C．向浓度都为0.1 mol·L－1的FeCl3和CuCl2混合溶液中加入铁粉，CuCl2首先反应D．向0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加入质量相同、颗粒大小相同的铁和铜，铜首先反应解析：选A B项碱性NH3·H2O>Al(OH)3应为Al3＋首先反应；C项，氧化性Fe3＋>Cu2＋，应为FeCl3首先反应；D项，还原性Fe>Cu，铁首先反应。

9．(2013·山东省实验中学模拟)下列叙述不正确的是()
A．向AlCl3溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加入NaHSO4溶液，
沉淀溶解
B．在Cu(NO3)2溶液中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入稀硫酸溶液，
铜粉溶解
C．用如图所示的装置可以测定黄铜(Cu，Zn合金)中Zn的含量
D．在FeCl3溶液中加入KSCN溶液，溶液变红，加入足量铁粉充分振荡，溶液红色褪
去
解析：选C AlCl3与氨水生成Al(OH)3沉淀，加入的NaHSO4溶液能电离出氢离子，显酸性，Al(OH)3与氢离子反应溶解，A项正确；Cu(NO3)2溶液中加入稀硫酸，铜在酸性条件下能被硝酸根离子氧化，所以能溶解，B项正确；稀硝酸与Zn、Cu均能反应生成气体，且集气装置错误，应该“短进长出”，C项错误；铁粉能与Fe3＋反应，使其浓度变小，所以溶液红色逐渐褪去，D项正确。

10．(2013·山东高考)足量的下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是()
A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸
C．盐酸D．稀硝酸
解析：选A本题考查金属铝的性质，意在考查考生运用元素化合物知识的能力。

根据关系式：2Al～2NaOH,2Al～3H2SO4,2Al～6HCl，A项正确，B、C项错误；Al与稀硝酸反应不产生氢气，D项错误。

11．某厂废水中含5.00×10－3 mol·L－1的Cr2O2－7，其毒性较大。

某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2)，设计了如下实验流程：
(1)第①步反应的离子方程式是___________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有__________。

(3)欲使1 L该废水中的Cr2O2－7完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。

理论上需要加入________g FeSO4·7H2O。

解析：(1)第①步是Cr2O2－7与Fe2＋发生氧化还原反应，离子方程式为：Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O；(2)从最终所得磁性材料的化学式可知，滤渣中主要有Cr(OH)3、Fe(OH)2、Fe(OH)3；(3)1 L废水中的n(Cr2O2－7)＝5.00×10－3mol，根据关系式：Cr2O2－7～4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O，所以理论上n(FeSO4·7H2O)＝0.05 mol，m(FeSO4·7H2O)＝0.05 mol×278 g·mol－1＝13.9 g。

答案：(1)Cr2O2－7＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
(2)Fe(OH)3、Fe(OH)2
(3)13.9
12．(2013·泰安模拟)某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质。

现要测定其中铁元素的质量分
数，实验按以下步骤进行：
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还必须有________、________(填仪器名称)。

(2)写出加入氯水发生反应的离子方程式_____________________________________。

(3)检验沉淀已经洗涤干净的操作及现象是___________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)坩埚质量为W 1 g ，加热后坩埚与红棕色固体总质量为W 2 g ，则样品中铁元素的质量分数是________(列出原始算式，不需化简)；若称量准确而最终测量的结果偏大，则造成误差的原因可能是_______________________________________________(写出一种原因即可)。

解析：(1)配制100 mL 溶液，需用100 mL 容量瓶，定容时使用胶头滴管；(2)氯气有强氧化性，能把二价铁离子氧化生成三价铁离子同时生成氯离子，离子方程式为2Fe 2＋
＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －。

(3)检验沉淀已洗涤干净时，取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO 3溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净；(4)红棕色固体是氧化铁，其质量是W 2 g －W 1 g ，其中铁元素的质量是112(W 2－W 1)160g ，样品中铁元素的质量分数是5×112(W 2－W 1)160a ×100%；固体加热时未充分反应变为Fe 2O 3会导致测量结果偏大。

答案：(1)100 mL 容量瓶、胶头滴管
(2)2Fe 2＋＋Cl 2===2Fe 3＋＋2Cl －
(3)取少量最后一次洗涤液，滴加AgNO 3溶液，若无沉淀生成，则证明洗涤干净； (4)5×112(W 2－W 1)160a
×100% 固体加热时未充分反应变为Fe 2O 3 13．(2013·北京高考)用含有Al 2O 3、SiO 2和少量FeO·x Fe 2O 3的铝灰制备Al 2(SO 4)3·18H 2O ，工艺流程如下(部分操作和条件略)：
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H 2SO 4，过滤；
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO 4溶液，调节溶液的pH 约为3；
Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
Ⅳ.加入MnSO 4至紫红色消失，过滤；
Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。

(1)H 2SO 4溶解Al 2O 3的离子方程式是____________________________________。

(2)将MnO －4氧化Fe 2＋的离子方程式补充完整：
1MnO －4＋ Fe 2＋＋ ________＝1Mn 2＋＋ Fe 3＋＋ ________。

(3)已知：
生成氢氧化物沉淀的pH
Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时
3.4 6.3 1.5 完全沉淀时
4.7 8.3
2.8 －根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的：________。

(4)己知：一定条件下，MnO －4可与Mn 2＋反应生成MnO 2。

① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCl 并加热，能说明沉淀中存在MnO 2的现象是__________。

② Ⅳ 中加入MnSO 4的目的是_____________________________________________。

解析：本题主要考查化工制备知识，意在考查考生的信息挖掘能力、实验探究能力以及解答综合实验问题的能力。

由题给条件，加入过量稀硫酸，发生反应：Al 2O 3＋3H 2SO 4===Al 2(SO 4)3＋3H 2O ，FeO·x Fe 2O 3＋(3x ＋1)H 2SO 4===FeSO 4＋x Fe 2(SO 4)3＋(3x ＋
1)H 2O ，过滤后得到的滤液为Al 2(SO 4)3、FeSO 4、Fe 2(SO 4)3和硫酸的混合溶液，滤渣为SiO 2；向滤液中加入过量的高锰酸钾溶液，目的是将Fe 2＋全部氧化为Fe 3＋，然后调节pH 约为3，由题给表格(生成氢氧化物沉淀的pH)信息知，此时Fe 3＋全部转化为氢氧化铁沉淀，上层溶液为KMnO 4和硫酸铝，根据题给信息，一定条件下，MnO －4可与Mn 2＋反应生成MnO 2，从而把上层溶液中的MnO －4除去，最后浓缩、结晶、分离。

得到产品。

(1)H 2SO 4溶解Al 2O 3的离子方程式是Al 2O 3＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2O 。

(2)由题意，在酸性条件下高锰酸钾把Fe 2＋氧化成Fe 3＋，所以反应物中添上H ＋，生成物中添上H 2O ，配平得：MnO －4＋5Fe 2＋＋8H ＋===Mn 2＋＋5Fe 3＋＋4H 2O 。

(3)步骤Ⅱ的目的是将Fe 2＋全部氧化为Fe 3＋，然后调节pH 约为3，使Fe 3
＋全部转化为Fe(OH)3沉淀。

(4)①根据反应：MnO 2＋4HCl(浓)=====△ MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O 可
知，有黄绿色气体产生时说明沉淀中有MnO 2；②加入MnSO 4可除去过量的MnO －4。

答案：(1)Al 2O 3＋6H ＋===2Al 3＋＋3H 2O (2)5 8H ＋ 5 4H 2O (3)pH 约为3时，Fe 2＋
和Al 3＋不能形成沉淀，将Fe 2＋氧化为Fe 3＋，可使铁完全沉淀
(4)①生成黄绿色气体 ②除去过量的MnO －4
14．(2013·太原模拟)化合物K x Fe(C 2O 4)y ·3H 2O(Fe 为＋3价)是一种光敏材料，实验室可以用如下方法来制备这种材料并测定这种材料的组成：
(1)结晶时应将溶液用冰水冷却置于在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：________________________________________________________________________。

(2)操作Ⅰ的名称是______________________。

(3)称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H 2SO 4，将C 2O 2－4转化为H 2C 2O 4后用0.100 0 mol·L －1KMnO 4溶液滴定，当消耗KMnO 4溶液24.00 mL 时恰好完全反应，H 2C 2O 4与酸性KMnO 4溶液反应的化学方程式是：__________________________。

再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe 3＋完全转化为Fe 2＋，用KMnO 4溶液继续滴定。

当Fe 2＋完全氧化时，用去KMnO 4溶液4.00 mL ，此滴定反应的离子方程式是____________。

(4)配制100 mL 0.100 0 mol·L －
1KMnO 4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有________(填仪器名称)。

滴定终点时溶液颜色为________色，且30秒内不变色。

(5)经计算，化合物K x Fe(C 2O 4)y ·3H 2O 中，x ＝________。

解析：(1)用冰水冷却，可使溶液的温度下降，降低了晶体的溶解度，便于更多晶体的析出；在暗处可防止晶体见光分解。

(2)操作Ⅰ是将晶体的溶液分离，故为过滤、洗涤。

(3)酸性KMnO 4溶液氧化H 2C 2O 4的化学方程式为为：2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===2MnSO 4＋K 2SO 4＋10CO 2↑＋8H 2O ；酸性KMnO 4溶液氧化Fe 2＋
的离子方程式为MnO －4＋5Fe 2＋＋8H ＋===Mn 2＋＋5Fe 3＋＋4H 2O 。

(4)配制100 mL KMnO 4溶液，需用100 moL 容量瓶，滴定时操作时KMnO 4溶液盛装于酸式滴定管中。

(5)n (C 2O 2－4)＝n (H 2C 2O 4)＝52n (KMnO 4)＝52
×0.1 mol/L ×24×10－3 L ＝6×10－3 mol ， n (Fe 3＋)＝5n (KMnO 4)＝5×0.1 mol/L ×4×10－3 L ＝2×10－3 mol
n (Fe 3＋)∶n (C 2O 2－4)＝1∶y ＝2×10－3∶6×10－3＝1∶3，y ＝3，由化合价代数和为零的原则可得：
x ×(＋1)＋(＋3)×1＋(－2)×3＝0
解得x ＝3,
答案：(1)用冰水冷却有利于析出更多的晶体，黑暗可以防止晶体分解
(2)过滤、洗涤
(3)2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4===2MnSO 4＋K 2SO 4＋10CO 2↑＋8H 2O MnO －4＋5Fe 2＋
＋8H ＋===Mn 2＋＋5Fe 3＋＋4H 2O
(4)100 mL 容量瓶、酸式滴定管 (紫)红
(5)3
B 卷(强化选做卷)
1．金属材料有着广泛的应用。

下列说法错误的是( )
A ．由于铝具有强还原性，所以可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属
B ．利用牺牲阳极保护法保护钢铁时，钢铁作正极
C ．少量铁溶于稀硝酸，反应的离子方程为：Fe ＋4H ＋＋NO －3===Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O
D ．纳米Fe 、纳米Cu 的化学活性都比原来增强，两者都能与盐酸反应生成氢气
解析：选D 纳米Cu 相对于块状铜来说，只是状态改变，但化学性质不变，其不能与盐酸反应生成氢气。

2．(2013·南京模拟)下列对于过氧化钠的叙述中，正确的是( )
A ．将少量Na 2O 2投入紫色石蕊试液中，溶液最终呈蓝色
B ．1 mol Na 2O 2与H 2O 完全反应，转移2 mol 电子
C ．充分加热等物质的量的Na 2O 2和NaHCO 3的混合物，剩余物质为Na 2CO 3
D ．a g CO 和H 2的混合气体充分燃烧的产物与足量的Na 2O 2充分反应后，固体质量增加a g
解析：选D A 项，Na 2O 2与H 2O 反应生成NaOH 使石蕊试液变蓝，但Na 2O 2具有强氧化性，又会使蓝色褪去；B 项，Na 2O 2与水反应时，Na 2O 2既作氧化剂，又作还原剂，1 mol Na 2O 2转移1 mol 电子；
C 项，2NaHCO 3=====△ Na 2CO 3＋H 2O ↑＋CO 2↑，
2 mol 1 mol 1 mol 1 mol
2Na 2O 2 ＋2CO 2=== 2Na 2CO 3＋O 2
1 mol 1 mol 1 mol
2Na 2O 2＋ 2H 2O(g)===4NaOH ＋O 2，
1 mol 1 mol 2mol
即等物质的量的NaHCO 3与Na 2O 2充分加热后的产物应为等物质的量的Na 2CO 3和NaOH ；D 项中CO 与H 2充分燃烧的产物通过Na 2O 2时增重的质量即为CO 和H 2的质量。

3．(2013·皖南模拟)下列有关实验的现象或反应，与原理解释符合因果关系的是( )
解析：选D 铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，是因为氧化铝熔点高，包着铝不滴落，A 错；判断一个反应是吸热反应还是放热反应，关键是判断反应物总能量和生成物总能量的相对大小，与反应条件无关，所以需要加热的反应不一定是吸热反应，其中硫与氧气
的反应是放热反应，B 错；碳酸钠是盐，C 错。

4．MgO 、Al 2O 3、SiO 2是中学化学中常见的氧化物。

下列有关说法不．
正确的是( ) A ．MgO 、Al 2O 3、SiO 2分别是碱性氧化物、两性氧化物和酸性氧化物
B ．三者均可以采用单质在空气中燃烧或加热的方法制得
C ．MgO 和Al 2O 3可以作为耐高温材料，SiO 2可用于制作光导纤维
D ．分别电解熔融状态的MgO 、Al 2O 3、SiO 2可以制得Mg 、Al 、Si
解析：选D SiO 2是共价化合物，熔融状态下不导电，不能通过电解的方法制备单质硅。

5．(2013·江苏灌南模拟)下列物质转化在给定条件下能实现的是( )
①Al 2O 3――→NaOH (aq )△
NaAlO 2(aq)――→CO 2Al(OH)3 ②S ――→O 2/点燃
SO 3――→H 2O H 2SO 4 ③饱和NaCl(aq)――→NH 3，CO 2 NaHCO 3――→△ Na 2CO 3
④Fe 2O 3――→HCl (aq ) FeCl 3(aq)――→△
无水FeCl 3 A ．①③
B ．②③
C ．②④
D ．①④
解析：选A 氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠溶液，偏铝酸钠溶液中通二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，①正确；硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，三氧化硫与水生成硫酸，②错误；饱和氯化钠溶液中先通氨气至饱和，再通入二氧化碳，析出碳酸氢钠沉淀，滤出碳酸氢钠固体，加热，得到碳酸钠，该转化为侯德榜制碱原理，③正确；氧化铁溶于盐酸生成氯化铁溶液，加热促进氯化铁水解，水解平衡向右移动，盐酸挥发，所以加热氯化铁溶液得到氢氧化铁，甚至可能得到氧化铁或它们的混合物，得不到氯化铁，④错误。

6．(2013·长沙模拟)用下列装置不能达到有关实验目的的是( )
A ．用甲图装置证明ρ(煤油)<ρ(钠)<ρ(水)
B ．用乙图装置制备Fe(OH)2。