2021-2022年高考化学二轮复习专题06金属及其化合物教案鲁科版

2021年高考化学二轮复习专题06金属及其化合物教案鲁科版
教学目标
1、了解常见金属的活动性顺序。

2、了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。

3、了解合金的概念及其重要应用。

教学重点：
常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用。

教学难点：
合金的概念及其重要应用。

教学过程：
考点一钠及其重要化合物
【知识精讲】
1．理清知识主线
Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3
2．注意网络构建
3．必记重要性质
(1)钠(Na)
①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②2Na＋2H2O＋CuSO4===Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑
提醒钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，而是先与H2O反应生成NaOH，然后生成的NaOH
溶液再与盐溶液反应，钠与H 2O 、酸反应的实质都是与H ＋
反应，所以钠与酸溶液反应更为剧烈。

钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。

③4Na ＋O 2===2Na 2O(空气中缓慢氧化) ④2Na ＋O 2=====点燃
Na 2O 2 ⑤2Na 2O ＋O 2=====
△2Na 2O 2 提醒 a ．无论Na 与O 2反应生成Na 2O 或Na 2O 2，只要参与反应的Na 质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na 2O 2的质量大于Na 2O 的。

b ．注意Na 及其化合物发生焰色反应时火焰颜色均为黄色。

c.Li 和O 2反应只生成Li 2O ：4Li ＋O 2=====点燃
2Li 2O 。

(2)过氧化钠(Na 2O 2)
①2Na 2O 2＋2H 2O===4NaOH ＋O 2↑ ②2Na 2O 2＋2CO 2===2Na 2CO 3＋O 2 ③SO 2＋Na 2O 2===Na 2SO 4
提醒 1 mol Na 2O 2参与反应转移电子的物质的量为1 mol ，(但与SO 2或H 2SO 3等的反应转移2 mol 电子)该结论常用在考查N A 的题目中。

Na 2O 2跟CO 2和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑Na 2O 2跟CO 2的反应。

Na 2O 2具有强氧化性，能将具有还原性的物质氧化，每摩Na 2O 2得2 mol 电子，注意相关反应离子方程式的书写(如将Na 2O 2投入到Na 2S 、Na 2SO 3、NaI 、FeSO 4等具有还原性的溶液中)。

(3)碳酸钠(Na 2CO 3)
①Na 2CO 3＋2HCl(过量)===2NaCl ＋CO 2↑＋H 2O ②Na 2CO 3＋HCl(不足)===NaCl ＋NaHCO 3
③Na2CO3＋CO2＋H2O===2NaHCO3
④Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH
提醒向Na2CO3溶液中加入盐酸时反应分两步进行，首先生成NaHCO3，然后是NaHCO3与盐酸反应生成CO2。

二者滴加的顺序不同，产生的现象也不同，这就是不用其他试剂就能鉴别出Na2CO3溶液和盐酸的原理。

(4)碳酸氢钠(NaHCO3)
①NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O
②NaHCO3＋NaOH===Na2CO3＋H2O
③2NaHCO3＋Ca(OH)2(不足)===Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O
④NaHCO3＋Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓＋NaOH＋H2O
提醒a．不能用常压下蒸发溶剂的方法制备NaHCO3晶体，不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3。

b．在书写碳酸氢盐与澄清石灰水反应的离子方程式时要特别注意二者量的相对多少。

c．吸收CO2气体中的HCl不能用饱和Na2CO3溶液，需用饱和NaHCO3溶液。

(5)氢氧化钠(NaOH)
①2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O
②CO2＋2NaOH(过量)===Na2CO3＋H2O
③CO2(过量)＋NaOH===NaHCO3
提醒CO2与NaOH溶液反应的产物可能是Na2CO3、NaHCO3或二者的混合物，可根据Na＋和C守恒法确定CO2与NaOH溶液的反应产物。

4．扫除知识盲点
(1)Li在空气中燃烧只生成Li2O。

(2)Na—K合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。

(3)鉴别Na、K利用焰色反应。

(4)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。

(5)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。

【题组训练】
题组一性质判断型
1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液(√)
(2)用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，该溶液一定是钠盐溶液(×)
(3)食盐可作调味剂，也可作食品防腐剂(√)
(4)侯式制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异(√)
(5)用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体(√)
(6)切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗2Na＋O2===Na2O2 (×)
(7)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
(×)
(8)NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3 (×)
(9)Na与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3 (√)
(10)Na2O2用作呼吸面具的供氧剂时涉及氧化还原反应(√)
(11)金属钠着火时，用细沙覆盖灭火(√)
(12)一定条件下，2.3 g的Na完全与O2反应生成3.6 g产物时失去的电子数为0.1N A
(√)
题组二 网络构建型
2． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)X(Na) Y(NaOH) Z(NaHCO 3)可实现转化
(×)
(2)饱和NaCl(aq)――→NH 3，CO 2NaHCO 3――→△Na 2CO 3可以实现
(√)
(3)对于“甲―→乙丁
甲
丙”，若甲为NaOH 溶液，则丁可能是CO 2
(√)
题组三 实验探究型
3． 例如，已知某纯碱样品中含有少量NaCl 杂质，为测定该样品中纯碱的质量分数，可用如图所示的
装置进行实验。

主要实验步骤如下：
①按如图所示装置来组装仪器，并检查装置的气密性；
②将a g 纯碱样品放入锥形瓶中，加入适量蒸馏水溶解，得到纯碱样品溶液； ③称量盛有碱石灰的U 形管的质量为b g ；
④通过分液漏斗滴入6 mol ·L －1的硫酸，直到不再产生气体为止； ⑤从导管A 处缓缓鼓入一定量的空气； ⑥再次称量盛有碱石灰的U 形管的质量为c g ；
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U 形管的质量基本不变，为d g 。

请回答下列问题：
(1)在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明________； (2)装置中干燥管B 的作用是________________；
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成物质的量浓度相同的盐酸，测量结果将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)；
(4)步骤⑤的目的是__________； (5)步骤⑦的目的是__________；
(6)该样品中纯碱的质量分数的计算式为____________；
(7)还可以用其他实验方法测定该样品中纯碱的质量分数。

请简述一种不同的实验方法。

【答案】(1)样品质量较大 (2)防止空气中的CO 2与水蒸气进入U 形管 (3)偏高 (4)将反应产生的CO 2全部赶入U 形管中
(5)保证产生的CO 2被充分吸收、减小误差 (6)106(d －b )44a
×100%
(7)向一定量的纯碱样品溶液中加入足量BaCl 2溶液，经过滤、洗涤、烘干、称量沉淀质量的方法测定样品中纯碱的质量分数。

(其他合理答案均可)
【解析】题目所提供的装置图根据功能不同划分为五个部分：①净化(洗气)装置——除去空气中的CO 2；
②气体发生装置——Na 2CO 3与硫酸反应产生CO 2；③干燥(洗气)装置——除去CO 2中的水蒸气；④气体吸收装置——用碱石灰吸收CO 2；⑤尾接装置——防止空气中的CO 2与水蒸气进入U 形管。

考点二：铝及其化合物 【知识精讲】 1． 理清知识主线
Al →Al 2O 3
→Al(OH)3
→⎩⎪⎨⎪⎧
NaAlO 2AlCl
3
Al 2
SO
43KAl SO
4
2
·12H 2O
2． 注意网络构建
3． 必记重要反应
(1)铝(Al)
①4Al ＋3O 2=====
△2Al 2O 3 ②2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑ ③2Al ＋2NaOH ＋2H 2O===2NaAlO 2＋3H 2↑ ④2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3 ⑤4Al ＋3MnO 2=====高温
3Mn ＋2Al 2O 3
提醒 a ．铝热反应不仅仅是单质铝与Fe 2O 3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁，注意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。

b ．引发铝热反应的操作是高考实验考查的热点，具体操作是先铺一层KClO 3，然后插上镁条，最后点燃镁条。

(2)氧化铝(Al2O3)、氢氧化铝[Al(OH)3]
①Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O
③Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
④Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O
提醒Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分离提纯。

Al(OH)3不溶于氨水，所以实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。

(3)铝盐和偏铝酸盐
①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋4
②AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl(NaOH适量)
③AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O(NaOH过量)
④NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl(少量盐酸)
⑤NaAlO2＋4HCl===AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量盐酸)
⑥2AlO－2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO2－3(少量CO2)
⑦AlO－2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3(足量CO2)
⑧Al3＋＋3AlO－2＋6H2O===4Al(OH)3↓(铝盐和偏铝酸盐在溶液中双水解)
提醒利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量控制不当会使制得的Al(OH)3溶解。

若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时另一产物是HCO－3，不过量时另一产物是CO2－3，书写离子反应方程式时要特别注意这一点。

4．扫除知识盲点
(1)并不是Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。

(2)铝是活泼金属，但铝抗腐性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。

(3)泡沫灭火器所用试剂为Al 2(SO 4)3溶液和NaHCO 3溶液。

(4)Al(OH)3可用作抗酸药。

【题组集训】 题组一 性质判断型
1． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)明矾溶于水产生Al(OH)3胶体：Al 3＋＋3H 2O===Al(OH)3↓＋3H ＋
(×) (2)硫酸铝溶液中加入过量氨水Al 3＋＋3OH －===Al(OH)3↓ (×) (3)AlCl 3溶液与浓氨水反应有白色沉淀生成
(√) (4)明矾能水解生成Al(OH)3胶体，可用作净水剂
(√)
题组二 网络构建型
2． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)a(Al) b(AlCl 3) c[Al(OH)3]可实现 的转化
(×)
(2)Al 2O 3――→NaOH aq △NaAlO 2(aq)――→CO 2
Al(OH)3可以实现 (√)
题组三 图像分析型
3．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(NO 3)3和Al(NO 3)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
( )
【答案】C
【解析】解答本题时应特别注意，难溶物的K sp越大，在溶液中越难形成沉淀；Al(OH)3能溶于过量的NaOH溶液。

由于Al(OH)3的K sp比Fe(OH)3的K sp大，故在混合液中加入NaOH溶液时，先生成Fe(OH)3沉淀，而不生成Al(OH)3沉淀，当Fe(NO3)3反应完全后再生成Al(OH)3沉淀，继续加入NaOH溶液，Al(OH)3沉淀又溶解，故只有C图像符合题意。

题组四定量计算型
4．足量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
【答案】A
【解析】A项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
1 mol Al消耗1 mol NaOH；
B项，2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
1 mol Al消耗1.5mol H2SO4；
C 项，2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑ 1 mol Al 消耗3 mol HCl ；
D 项，Al 和稀硝酸反应不放H 2，综上所述，符合题意的是A 项。

考点三：铁及其化合物 【知识精讲】 1． 理清知识主线
Fe →⎩⎨⎧
FeO Fe 2O
3
Fe 3
O
4
→⎩⎨
⎧
Fe OH 2Fe OH
3
→⎩⎨
⎧
FeSO 4·7H 2O FeCl 3
2． 注意网络构建
3． 必记重要反应
(1)铁单质
①3Fe ＋2O 2=====点燃
Fe 3O 4 ②Fe ＋S=====
△FeS ③2Fe ＋3Cl 2=====点燃
2FeCl 3 ④3Fe ＋4H 2O(g)=====高温
Fe 3O 4＋4H 2
⑤Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(酸为非氧化性酸)
⑥Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(铁适量)
⑦3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(铁过量)
⑧Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
⑨2FeCl3＋Fe===3FeCl2
提醒Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3，Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化能力大于S的。

常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。

(2)铁的氧化物
FeO＋2HCl===FeCl2＋H2O
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
Fe3O4＋8HCl===2FeCl3＋FeCl2＋4H2O
3FeO＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O
3Fe3O4＋28HNO3(稀)===9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O
(3)铁的氢氧化物
Fe(OH)2＋2HCl===FeCl2＋2H2O
Fe(OH)3＋3HCl===FeCl3＋3H2O
3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O
2Fe(OH)3＋6HI===2FeI2＋I2＋6H2O
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3
(4)铁盐及其他
FeCl 2＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋2NaCl 2FeCl 2＋Cl 2===2FeCl 3 Fe 3＋
＋3SCN －
===Fe(SCN)3
FeCl 3＋3H 2O(沸水)=====
△Fe(OH)3(胶体)＋3HCl(氢氧化铁胶体的制备)
⎭
⎪⎬⎪⎫Fe －2e －===Fe 2＋
负极反应
O 2＋2H 2O ＋4e －===4OH －正极反应
Fe 2＋
＋2OH －
===Fe OH 2
↓4Fe OH 2
＋O 2
＋2H 2
O===4Fe OH
3
2Fe OH 3
＋n H 2
O=====△Fe 2
O 3
·n H 2
O ＋3H 2
O 铁发生吸氧腐蚀生成铁锈 提醒 a ．FeCl 2溶液与NaOH 溶液在空气中反应的现象变化，常用于物质推断。

向Fe 2＋溶液中加入硝酸、KMnO 4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕色的颜色变化，该现象可用于Fe 2＋的初步检验。

b ．制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点，一是溶液中的溶解氧必须提前除去，二是反应过程中必须与O 2隔绝。

c ．Fe 3＋
的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe 3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN 溶液法。

Fe 2＋
的检验可采用先加入KSCN 溶液后再加入氧化剂的方法。

4． 扫除知识盲点
(1)Fe 在Cl 2中燃烧，无论Cl 2过量还是不足均生成FeCl 3。

(2)生成FeCl 2除了用Fe 和HCl 的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl 3＋Fe===3FeCl 2；生成Fe(OH)3除了用Fe 3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O 2＋2H 2O===4Fe(OH)3。

(3)配制FeCl 2溶液既要防氧化(加入Fe 粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl 3溶液要加入浓盐
酸防止水解。

(4)Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。

(5)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过
滤除去。

【题组集训】
题组一性质判断型
1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)向FeCl3溶液中加入Mg(OH)2：3Mg(OH)2＋2Fe3＋===2Fe(OH)3＋3Mg2＋(√)
(2)生铁中含有碳，抗腐蚀能力比纯铁弱(√)
(3)Fe与S混合加热生成FeS2 (×)
(4)因为Fe3＋有强氧化性，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜(√)
(5)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(×)
(6)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl2和FeCl3 (×)
(7)稀硫酸中加入铁粉2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑(×)
题组二物质制备型
2．下列图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的有______。

答案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ
解析Fe(OH)2是一种白色沉淀，在空气中或含有氧气的水溶液中很容易被氧化变色，因此难以观察到它的本来颜色。

要制备纯净稳定的Fe(OH)2，需要隔绝空气：图中装置Ⅰ中油脂的作用是防止空气中的O2进入硫酸亚铁溶液中。

装置Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ：其原理都是利用铁和稀硫酸现制FeSO4，并用产生的H2赶走试管和溶液中的氧气，但其装置的设计却有区别。

装置Ⅲ：阳极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，阴极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，H＋来源于水的电离，因此总反应为Fe＋2H2O===Fe(OH)2＋H2↑，产生的H2有利于赶走溶液中的氧气，液面上的汽油使溶液与空气隔开。

【反思归纳】
成功制备Fe(OH)2的关键
由于Fe(OH)2具有很强的还原性，易被氧化为Fe(OH)3，在实验室中制备Fe(OH)2，并使 Fe(OH)2
长时间保持白色沉淀状态，成为物质制备实验探究的热点。

制备原理：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓
成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O2等氧化性物质。

②制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭的隔绝空气的体系中。

题组三综合应用型
3．柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备：FeSO4＋Na2CO3===FeCO3↓＋Na2SO4
FeCO3＋C6H8O7===FeC6H6O7＋CO2↑＋H2O
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为
1.0 mol·L－1计算)。

(1)制备FeCO3。

a．将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c．将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是________________________。

(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80 ℃下搅拌反应。

①铁粉的作用
是__________________________。

②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是________________________________________________________________。

(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚铁晶体。

分离
过程中加入无水乙醇的目的是________________________。

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发，先制备绿矾，再合成
柠檬酸亚铁。

请结合右图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，______，得到FeSO4溶液，________，得到FeSO4·7H2O晶体。

【答案】(1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀
(2)取最后一次的洗涤滤液1～2 mL于试管中，向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液，若无白色沉
淀产生，则表明已洗涤干净
(3)①防止＋2价的铁元素被氧化②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全
(4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于晶体析出
(5)“(过滤，)向反应液中加入足量的铁粉，充分搅拌后，滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5，
过滤”或“过滤，向滤液中滴加过量的NaOH溶液，过滤，充分洗涤固体，向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解，再加入足量的铁粉，充分搅拌后，过滤”(滴加稀硫酸酸化，)加热浓缩得到60 ℃饱和溶液，冷却至0 ℃结晶，过滤，少量冰水洗涤，低温干燥
【解析】(1)由表格中的数据可知Fe2＋在pH＝5.8时开始沉淀，pH＝8.8时沉淀完全，因此在制备过程中要避免Fe2＋生成Fe(OH)2沉淀，由于FeSO4溶液显酸性，Na2CO3溶液显碱性，所以将Na2CO3溶液加入FeSO4溶液中。

(2)FeCO3沉淀中含有的可溶性杂质为Na2SO4，是否洗涤完全主要检验洗涤液中是否含有SO2－4。

(3)铁粉的作用是防止Fe2＋被氧化。

由于柠檬酸能与铁粉反应，除铁只需加入适量柠檬酸。

(4)分离过程中加入无水乙醇是为了降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量，有利于柠檬酸亚铁晶
体的析出。

(5)由于Fe 2O 3中含有SiO 2、Al 2O 3杂质，酸溶后SiO 2不溶，可过滤除去。

溶液中主要有Fe 3＋及杂质Al 3＋，要除去杂质Al 3＋，一是使Al 3＋生成Al(OH)3沉淀除去，由表中信息可知Al 3＋完全沉淀的pH ＝5.0，此时Fe 3＋
完全沉淀，因此先加铁粉将Fe 3＋
还原为Fe 2＋
，再调节pH ＝5.0，除去Al
3
＋。

二是使Fe 3＋生成沉淀，过滤得固体再溶解得Fe 2(SO 4)3，再加铁粉还原。

由FeSO 4溶液制得FeSO 4·7H 2O
晶体，采用冷却结晶的方法，先制取饱和溶液再降温结晶。

由溶解度曲线可知，温度高于60 ℃时绿矾的溶解度下降，因此需配成60 ℃的饱和溶液再降温至0 ℃，过滤，由于绿矾的溶解度随温度的升高而增大，故用冰水洗。

考点四：铜及其化合物 【知识精讲】 1． 理清知识主线
Cu →⎩⎨
⎧
Cu 2O CuO
→Cu(OH)2
→⎩⎨⎧
CuCl
2CuSO
4
Cu 2
OH
2
CO 3
2． 注意网络构建
3． 必记重要性质
2Cu ＋O 2=====
△2CuO
2Cu ＋S=====△Cu 2S Cu ＋Cl 2=====点燃
CuCl 2
Cu ＋2FeCl 3===CuCl 2＋2FeCl 2 2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3 2CuSO 4＋2H 2O=====电解
2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4
4． 扫除知识盲点
(1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO ，而是铜绿[Cu 2(OH)2CO 3]。

(2)常用灼热的铜粉除去N 2中的O 2，灼热的CuO 除去CO 2中的CO 。

(3)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。

(4)Cu 和一定量的浓HNO 3反应，产生的是NO 2和NO 的混合气体，当Cu 有剩余，再加入稀H 2SO 4，Cu 继续溶解。

【题组集训】 题组一 性质判断型
1． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)向CuSO 4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是H 2
(√)
(2)用铜作电极电解CuSO 4溶液：2Cu 2＋＋2H 2O=====电解
2Cu ＋O 2↑＋4H ＋
(×) (3)过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
(√) (4)Al 、Fe 、Cu 的单质放置在空气中均只生成氧化物
(×)
题组二实验探究型
2．碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：
步骤一：废铜屑制硝酸铜
如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。

步骤二：碱式碳酸铜的制备
向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至70 ℃左右，用0.4 mol·L－1的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置，过滤，用热水洗涤，烘干，得到碱式碳酸铜产品。

完成下列填空：
(1)写出浓硝酸与铜反应的离子方程式___________________________________________
________________________________________________________________________。

(2)上图装置中NaOH溶液的作用是____________。

反应结束后，广口瓶内的溶液中，除了含有NaOH
外，还有__________(填写化学式)。

(3)步骤二中，水浴加热所需仪器有__________________、__________________(加热、夹持仪器、
石棉网除外)；洗涤的目的是________________。

(4)步骤二的滤液中可能含有CO2－3，写出检验CO2－3的方法
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(5)影响产品产量的主要因素有______________________________________________。

(6)若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此
样品中碱式碳酸铜的质量分数是________。

【答案】(1)Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O
(2)吸收氮氧化物(合理即可) NaNO3、NaNO2
(3)烧杯温度计除去产品表面吸附的硝酸钠
(4)取样，加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，溶液变浑浊，说明有CO2－3
(5)温度、pH
(6)0.92
【解析】(2)广口瓶内铜与浓硝酸反应生成大气污染气体NO x，NaOH可用来吸收NO x，利用NO x＋NaOH―→NaNO2＋NaNO3＋H2O可知，反应结束后，广口瓶的溶液中，除了剩余的NaOH外，还含有新生成的NaNO2与NaNO3。

(3)因反应器为大试管，故水浴加热中用来盛放水的仪器可以选用烧杯，另外还需要温度计(测定水温)；洗涤可除去碱式碳酸铜表面吸附的硝酸钠。

(5)由步骤二可知实验成功的关键是控制溶液pH和反应温度，故影响产品质量的主要因素为温度、pH。

(6)碱式碳酸铜完全分解得到CuO，设样品中碱式碳酸铜的质量分数为x，依据碱式碳酸铜分解的化学方程式，利用“差量法”可得：222∶62＝2.42x∶(2.42－1.80)，解得x＝0.92。

考点五：洞悉金属活动性顺序与金属冶炼
【知识精讲】
1．规律方法
金属的冶炼方法与金属活动性顺序表有密切的关系：
2．特别提醒
(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，不是盐溶液。

(2)钠、镁的冶炼是电解熔融的NaCl、MgCl2，铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融Al2O3，不是电解
熔融AlCl3，因为AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。

(3)热还原法中使用的还原剂通常为碳、一氧化碳和氢气等。

在金属活动性顺序表中，虽然前面的
金属能够将后面的金属从其化合物中置换出来，但不一定是从其盐溶液中置换，例如Na由于活泼性太强，不能从CuCl2溶液中置换出Cu，但是可以在其熔融状态下置换出铜。

(4)在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但真正作还原剂的是CO。

(5)“沙里淘金”描述的是“金”的冶炼方法。

【题组集训】
题组一金属活动性顺序的比较
1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)有嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为Cu－2e－
===Cu2＋(×)
(2)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al (×)
2． (xx·大纲全国卷，11)①②③④四种金属片两两相连浸入稀硫酸中都可组成原电池。

①②相连时，外电路电流从②流向①；①③相连时，③为正极；②④相连时，②上有气泡逸出；③④相连时，
③的质量减少。

据此判断这四种金属活动性由大到小的顺序是( ) A ．①③②④ B ．①③④② C ．③④②①
D ．③①②④
【答案】B
【解析】利用原电池的形成和工作原理解决问题。

在外电路中，电流从正极流向负极，则①作原电池
的负极，②作正极，故活动性①>②；活动性相对较差的金属作原电池的正极，故金属的活动性①>③；有气泡产生的电极发生的反应为2H ＋＋2e －===H 2↑，为原电池的正极，故活动性④>②；质量减少的电极发生氧化反应生成金属离子而溶解，为负极，故活动性③>④，由此可得金属活动性：①>③>④>②。

题组二 金属冶炼方法的选择
3． 正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
(×) (2)工业上电解熔融状态的Al 2O 3制备Al 发生氧化还原反应
(√)
4． 下列有关金属冶炼方法叙述正确的是
( )
A ．电解氯化镁水溶液制备镁
B ．利用铝热反应制备铝
C ．加热分解Fe 2O 3制备铁
D ．用火法或湿法均可制备铜 【答案】D
【解析】电解氯化镁水溶液的化学方程式：MgCl 2＋2H 2O=====电解
Mg(OH)2↓＋Cl 2↑＋H 2↑，不能制备镁，A 项错误；铝热反应是利用铝的强还原性制备钨、铬等高熔点金属的一种方法，B 项错误；冶炼铁用
热还原法，C 项错误。

5．由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。

a ．Fe 2O 3
b ．NaCl
c ．Cu 2S
d ．Al 2O 3
【答案】bd
【解析】Na 、K 、Mg 、Al 等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe 、Cu 的冶炼采用热还原法。

题组三 金属冶炼的综合应用
6．镁铝合金(Mg 17Al 12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg 、Al 单质在
一定温度下熔炼获得。

该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg 17Al 12＋17H 2===17MgH 2＋12Al 。

得到的混合物Y(17MgH 2＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。

熔炼制备镁铝合金(Mg 17Al 12)时通入氩气的目的是________________________________ ________________________________________________________________________。

【答案】防止Mg 、Al 被空气氧化
【解析】Mg 、Al 都是活泼金属，高温时易与空气中的O 2反应，通入氩气的目的是隔绝空气，防止Mg 、
Al 被氧化。

7． 镁是一种非常重要的金属，其单质及化合物在航空航天、汽车制造、医药、添加剂、建筑等方面
都有非常广泛的应用。

工业上常用电解熔融MgCl 2制备金属镁，而MgCl 2的获得主要有两种方法： 方法一：从海水或光卤石中先获得MgCl 2·6H 2O ，然后再制得无水MgCl 2。

方法二：MgCO 3=====
△MgO ＋CO 2↑；MgO ＋C ＋Cl 2=====△MgCl 2＋CO 。

则在“方法一”中，从MgCl 2·6H 2O 制无水MgCl 2操作时应在________保护下进行。

【答案】HCl 气流
【解析】由于MgCl 2·6H 2O 制无水MgCl 2时发生水解，故要得到无水MgCl 2，应该在HCl 保护气作用下进
行。