常见金属元素及其化合物专题

专题复习常见金属元素及其化合物
［高考关键词］单质——氧化物(碱性氧化物)——氢氧化物(碱)——盐(阳离子)。

1•钠：活泼、还原性(保存);过氧化钠：结构特点、与水及C02反应特点；烧碱。

2•铝：还原性、与强碱
反应、合金；氧化铝、氢氧化铝：两性； AI3+ :水解、净水、离子共存、铝三角转化。

3•铁: 腐蚀、变价；Fe2+ :还原性、离子共存、保存、检验；Fe3+ :氧化性、水解、离子共存、检
验；Fe2+、Fe3+的相互转化。

4•铜：不活泼、冶炼；氧化物、Cu2+：颜色。

丁核心考点回扣---------------------------------------------------------------- 1.熟记几种物质的颜色
Na2O2 是__________ ； Fe2°3 是 ______ ；
AI(OH) 3、Fe(OH) 2 均是____________________ ；
Fe(OH)3是__________； CuSO4是__________ ；
FeCl3 ________ 。

答案淡黄色红棕色白色红褐色白色棕黄色
2.熟悉4类特殊反应
(1)Fe在CI2中燃烧，无论CI2是否过量，产物均为___________ 。

(2)Na在氧气中燃烧，无论 O2是否过量，产物均为___________ 。

(3)与水接触产生气体单质的物质有 _________ 。

(4)与水接触产生气体化合物的物质有 _________ 。

答案 (1)FeCI3⑵Na2O2⑶Na、K、Na2O2等
⑷Al 2S3、Mg 3N 2、CaC2
3.典型元素及其化合物的特征性质
(1)Na、AI、Fe、Cu四种元素的单质中：
①能与水剧烈反应的是_____________ ，反应的离子方程式：___________________________ ；
②能与 NaOH溶液反应的是_________ ，反应的离子方程式：____________________________ , 其中作氧化剂的是_______________________________________________________________ ；
③Cu在潮湿的空气中被腐蚀的化学方程式：______________________
④与氧气反应条件不同，反应产物不同的是
(2)上述四种金属的氧化物中：
①_______________________ 能用作供氧剂的是，写出一个化学方程式:
②___________________________________________________________ 既能溶于酸溶液又能溶于强碱溶液的是______________________________________________________ ，
离子方程式分别为_________________________________________________________
③_________________________________________________________ 常温下为黑色固体的是
_________________________________________________________________ 。

(3)上述四种金属的氢氧化物中：
①_____________________________ 易在空气中被氧化的是_________________ ，现象
反应的化学方程式为_______________________________________ ；
②___________________________ 具有两性的是。

(4)___________________________________ 上述四种金属形成的阳离子共有种，其中既能表现还原性，又能表现氧化性的是
________ ，检验Fe2+的方法是____________________________________ ;其中氧化性最强的是，它腐蚀金属铜的离子方程式为________________________________________ 。

答案⑴①Na 2Na + 2出0===22十+ 2OH「+出f
②Al 2AI + 20H「+ 2H2O===2AIO2 + 3出 f H2O
③2Cu+ CO2+ 出0+ O2===CU2(OH) 2CO3
④Na、 Fe
⑵① Na2O2 2Na2O2+ 2CO2===2Na2CO3 +。

2(或 2Na2O2+ 2H2O===4NaOH + O2 f )
②Al 2O3 AI2O3+ 6H + ===2A|3++ 3H2O
Al 2O3 + 2OH 一===2AIO 2 + H2O
③FeO、Fe；3O4、CuO
⑶①Fe(OH)2 白色沉淀迅速变为灰绿色最后变为红褐色 4Fe(OH)2 +。

2 +
2H2O===4Fe(OH) 3
②AI(OH) 3
⑷6 Fe2 + > Cu+先加KSCN溶液不显红色，再加H2O2溶液变为红色Fe3+ 2Fe3+ +
2+ 2 +
Cu===2Fe + Cu
高考题型1典型物质的性质及应用
真题调研
1. （2016高考选项组合题）化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是（）
A .利用Al2（SO4）3和小苏打反应，制造泡沫灭火器灭火（2016全国卷川，7A）
B . Fe3+的氧化性比Cu2+的强，可用FeCb腐蚀Cu刻制印刷电路板（2016全国卷川，7B）
C.Fe2（SO4）3易溶于水，可用作净水剂（2016江苏，3C）
D.Al 2O3熔点高，可用作耐高温材料（2016江苏，3D）
答案 C
解析 A项，Al2（SO4）3和小苏打反应生成氢氧化铝和二氧化碳，能灭火；B项，能说明Fe3
+的氧化性比Cu2+的强；C项，利用Fe3+水解生成氢氧化铁胶体的吸附作用，不是Fe2（SO4）3 的溶解性；D项，AI2O3熔点高，可用作耐高温材料。

2. （2016 上海，12）下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是（
）
A .氧化镁中混有氧化铝
B .氯化铝溶液中混有氯化铁
C •氧化铁中混有二氧化硅
D .氯化亚铁溶液中混有氯化铜
答案 D
解析 A项，MgO是碱性氧化物，与NaOH不能反应，而AI2O3是两性氧化物，可以与NaOH 发生反应产生NaAIO2,过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，不符合题意；B项，向溶液中加
入过量的NaOH溶液，氯化铁变为 Fe（OH）3沉淀，氯化铝变为NaAIO2,过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al（OH）3,再向沉淀中加入适量的盐酸溶
解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，不符合题意；C项，二氧化硅是酸性氧化物，可以与
NaOH溶液发生反应，而氧化铁与 NaOH溶液不能发生反应，加入过量的NaOH溶液，然后
过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，不符合题意；D项，两者都可以与 NaOH溶液发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，两者都溶解，不能分离、提纯两者，符合题意。

A •钾、钠、镁等活泼金属着火时，不能用泡沫灭火器灭火(2016浙江理综，8A)
B • Fe与Cl2反应生成FeCI3，推测Fe与12反应生成Fel3(2016 上海，21C)
C • Ba2+浓度较高时危害健康，但BaSO4可服入体内, 作为造影剂用于X射线检查肠胃道疾
病(2016浙江理综，7C)
D .钠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
质是铁的还原性(2016浙江理综，7D改编)
答案 B
解析 B项，铁离子具有强氧化性，能氧化 I-。

■核心透析
1 •钠及其重要化合物
NaOH (1)钠与酸反应比与纯水反应剧烈，钠与盐溶液反应，先考虑与水反应，再考虑生成
的
能否与盐进一步发生复分解反
应。

(2)Na2O2为淡黄色固体，Na*与。

2「之比为2 ： 1。

⑶Na2O2的强氧化性常表现为
①加入FeCl2溶液，将Fe2+氧化，同时生成Fe(OH)3沉淀。

②可将H2S氧化生成单质硫。

③加入Na2SO3溶液中，将SO2「氧化成SO4「。

(4)Na2O2与H2O、CO2的反应，属于。

亍的歧化反应，CO?、H?O既不是氧化剂也不是还原剂。

2 •铝及其重要化合物
(1)AI、AI2O3、AI(OH) 3与H J OH「都反应，其量的关系如图:
Ak Al a O a. AI(OH)a
⑵由于AI(OH) 3具有两性，决定了它的制备方法:
①Al3++ 3NH3H2O===AI(OH) 3J+ 3NH4；
②AIO 2 + CO2(过量)+ 2H2O===AI(OH) 3 J+ HCO3。

(3)离子共存冋
题:
① Al 3
+与OH 「、co 3「、HCO 3、SO 3「、S 「AIO 2不能大量共存，其中 OH 「是因为直接反应， 其余均是“相互促进水解”；
② AIO 2 与 H +、HCO 3、NH 4、Al 3
+、Mg 2
+、Cu 2+
不能大量共存，其中 AIO 2 和 H +
> HCO 3是 因为直接反应［如AIO 2 + HCO 3+ H 2O===AI(OH) 3J+ CO 3「］，其余均是“相互促进水解”。

⑷鉴别(利用滴加顺序不同，现象不同 ):
① AICI 3溶液中滴加NaOH 溶液现象：先产生白色沉淀，后沉淀溶解；
② NaOH 溶液中滴加AICI 3溶液现象：开始无明显现象，后产生白色沉淀，沉淀不溶解。

3. 铁及其重要化合物
(1) Fe 2+
的还原性常表现为遇 HNO 3、H 2O 2、CI 2、MnO 4(H +
)时转化为+ 3价。

(2) Fe 3+
的氧化性常表现为可氧化 Fe 、Cu 、「、S 2
_、S03_。

⑶证明溶液中既有 Fe 2
*又有Fe 3
*的方法 ① 证明Fe 3
*用KSCN 溶液，溶液变红；
② 证明Fe 2*用酸性KMnO 4溶液，溶液紫色褪去。

③ 证明Fe 2*也可以用K 3［Fe(CN)6］，生成蓝色沉淀。

4. 铜及其重要化合物的几个重要反应分析 (1)
Cu 在潮湿空气中生成铜锈(绿色)
2Cu+ O 2+ CO 2+ H 2O===Cu 2(OH) 2CO 3
⑵CuSO 4遇水蒸气变为蓝色晶体(CUSO 4 5H 2O)，可用于检验H 2O 的存在。

△
(3) Cu + 2H 2SO 4(浓)=====CuSO 4+ SO 2T + 2H 2O
此反应当Cu 足量时，H 2SO 4不能完全反应。

同时此反应也不适合用于制备 CUSO 4,因为有
SO 2的污染且H 2SO 4的利用率低。

■对点模拟 -------------------------------
考向1重要反应方程式的书写 1.钠及其化合物间的转化关系
① 离子方程式：2Na + 2H 2O===2Na * + 2OH 「* H 2T;
④5
也⑤
Na
N 地 O*
|
HCI 饱和
供盐水逛
NaCI
NaOH
二 ©
△
②化学方程式： 2Na +。

2 ------- Na 2O 2；
③离子方程式： 2Na ?O 2+ 2H 2O===4Na* + 4OH + O 2 f; ④化学方程式： 2Na 2O 2+ 2CO 2===2Na 2CO 3+。

2 ； ⑤化学方程式： 2NaHCO 3--=--Na 2CO 3+ CO 2f+ H 2O ； ⑥离子方程式： 2OH + CO 2===CO 3 + H 2O ； ⑦离子方程式： CO 2+ OH ===HCO 3 ；
⑧化学方程式： 电解
”
”
2NaCI + 2H 2O 2NaOH + H 2 f + CI 2 f 。

2 •铝及其化合物间的转化关系
⑥化学方程式： 4Fe(OH)2+ O 2+ 2H 2O===4Fe(OH) 3。

④离子方程式： 2Fe 2+ + CI 2===2Fe 3+ + 2CI —或 2Fe 2++ H 2O 2+ 2H + ===2Fe 3+
+ 2H 2O ；
⑤离子方程式： 2Fe 3+
+ Fe===3Fe 2+
或 2Fe 3+
+ Cu===2Fe 2+
+ Cu 2+
;
高温
高温
③化学方程式: Fe 2O 3 + 3CO
2Fe+ 3CO 2 或 Fe 2O 3 + 2AI
Al 2O 3+
2Fe ；
① 离子方程式: ② 离子方程式: ③ 离子方程式: ④ 离子方程式: ⑤ 化学方程式:
2AI + 20H 「+ 2H 2O===2AIO 2 + 3出 f ； Al 2O 3 + 20H 一 ===2AI0 2 + H 2O ;
AIO 2 + CO 2 + 2H 2O===AI(OH) 3J + HCO 3 ; Al 3+
+ 3NH 3 H 2O===AI(OH) 3 J + 3NH 4 ； 2AI(OH) 3=====AI 2O 3 + 3H 2O ; AI 3+
+ 3AIO 2 + 6H 2O===4AI(OH) 3 J 。

3 •铁及其化合物间的转化关系
①化学方程式： Fe+ S ----- FeS;
②化学方程式： 2Fe+ 3CI 2=点燃==2FeCI 3；
HC ：I
考向2金属及其化合物的性质和用途
4•判断下列关于金属及其化合物的说法是否正确，正确的打“V”，错误的打“X
(1)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO s固体都能发生分解(X ) 解析 Na2CO3很稳定，一般加热不会分解。

(2)溶解度：小苏打＜苏打(V)
⑶AI 203和Mgo均可与NaOH溶液反应(X )
解析 Al 2O3属于两性氧化物，能与氢氧化钠溶液反应，MgO属于碱性氧化物，不与 NaOH 溶液反应，错误。

_ A_ A
⑷制备AI(OH) 3悬浊液：向1 mol L AICI 3溶液中加过量的6 mol •_ NaOH溶液(X )
解析 AI(OH) 3是两性氢氧化物，可以和过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠。

(5)将水蒸气通过灼热的铁粉，出现的现象是粉末变红，说明铁与水在高温下发生反应(X )
解析铁与水蒸气在高温下反应生成黑色的Fe3O4和H2。

⑹中国古代利用明矶溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(V)
解析明矶溶液中的AI3+水解呈酸性，能溶解铜锈［CU2(OH)2CO3］。

(7)明矶净化水和纯碱去油污均利用了它们的氧化性(X )
解析明矶净水是利用 AI3+水解生成AI(OH) 3胶体的吸附作用，纯碱去油污是利用CO2—水解的碱性，均与氧化性无关。

5•下列物质的性质与应用均正确且二者具有对应关系的是( )
A •钠钾合金的导热性强，可用作快中子反应堆的热交换剂
B •氧化铁能与酸反应，可用于制作红色涂料
C • Na2CO3溶液显碱性，可用于除去锅垢中的硫酸钙
D •常温下铝与浓硝酸不反应，常用铝罐车运输浓硝酸
答案 A
解析 A项，钠和钾的合金在常温下呈液态，导热性好，可用作快中子反应堆的热交换剂, 正确；B项，氧化铁可与酸反应，也可用于制作红色涂料，但二者之间无直接对应关系，错
误；C项，因为 CaC03的K sp比CaS04的K sp小，所以 CaS04可转化为 CaC03,与Na z CO s
溶液显碱性无关，错误；D项，铝遇浓硝酸反应形成一层致密的氧化膜，错误。

6•化学知识在生产和生活中有着重要的应用。

下列说法中正确的是( )
A • Na z O、Na z O z组成元素相同，与 CO?反应产物也相同
B • BaCO3、BaSO4都难溶于水，均可用作钡餐
C • Al与FQ2O3能发生铝热反应，曾用于焊接钢轨
D • Na?CO3可以与胃酸反应，可用 Na?CO3治疗胃酸过多
答案 C
解析 A项，Na?。

与CO2反应只生成 Na2CO3, Na?O?与CO?反应生成 Na z CO s和氧气；B
项，BaCO3不能用作钡餐，BaSO4可用作钡餐；D项，碳酸钠溶液的碱性较强，具有腐蚀性，
可用碳酸氢钠、AI(OH) 3等治疗胃酸过多。

考向3金属及其化合物的性质实验
7•下列实验中，对应的现象以及结论都正确且二者具有因果关系的是( )
A .①②
B .③④
C .②③④
D .全部错误
答案 D
解析①中Cu与浓硫酸在常温下不反应，在加热条件下反应，因此不能根据无明显变化得
出Cu与浓硫酸不反应的结论；②中溶液变红，说明溶液中存在Fe3+,但不能确定是否全部
被氧化；③中Al(OH) 3能溶于盐酸，但不溶于氨水，现象错误;
④中热稳定性是指纯物质的热稳定性，结论错误。

考向4以金属为载体的简单计算
8.拟晶AI65CU23F&2具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是（）
A •盐酸、稀硝酸、烧碱
B •烧碱、盐酸、稀硝酸
C •烧碱、稀硝酸、盐酸
D •稀硝酸、烧碱、盐酸
答案 D
解析将Al 65Cu23Fe i2看作是由65 mol铝、23 mol铜、12 mol铁组成的混合物，只有铝与烧
3
碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65 mol X2= 97.5 mol;与盐酸反应时，铝与铁都反应，
3
放出氢气的物质的量是65 mol X + 12 mol = 109.5 mol ;与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放
2
出NO气体，放出 NO的物质的量是 65 mol + 23 mol X 3+ 12 mol ~ 92.3 mol。

所以产生的气
3
体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D项正确。

9.（2016上海，17）某铁的氧化物（Fe x O）1.52 g溶于足量盐酸中，向所得溶液中通入标准状况
下112 mL Cl 2，恰好将Fe2+完全氧化。

x值为（）
A. 0.80 B . 0.85 C. 0.90 D . 0.93
答案 A
解析根据电子守恒可知，FeQ被氧化为Fe3+转移的电子数和 Cb被还原为Cl-转移的电子
152 2
数相等。

标准状况下 112 mL Cl 2转移电子数为 0.01 mol。

则有：X （3 —-）X x= 0.01，解
56x+ 16 x
得x= 0.80。

故选A。

10.向含Na2CO3、NaAlO 2的混合溶液中逐滴加入
150 mL1 mol •_ —1HCl溶液，测得溶液中的
某几种离子物质的量的变化如图所示。

则下列说法不正确的是（）
B . b 和c 曲线表示的离子反应是相同的 C. M 点时，溶液中沉淀的质量为
3.9 g
D .原混合溶液中的 C02「与AI02的物质的量之比为1 : 2 答案 D
解析 向Na 2CO 3、NaAIO 2的混合溶液中逐滴加入 1 mol L ；1
的盐酸，首先发生反应 AIO f + H + + H 2O===AI(OH) 3 J ,a 曲线表示AlO f 的减少，第二个阶段，CO 「和盐酸反应生成 HCO f , 第三阶段，CO #-反应完毕，发生反应 HCO f + H + ===CO 2f + H 2O ，此阶段Al(OH) 3不参与 反应，d 曲线表示HCO f
减少，故A 正确；b 曲线表示碳酸钠和盐酸的反应， c 曲线也表示碳
酸钠和盐酸的反应，只是
b 曲线表示碳酸钠的物质的量，
c 曲线表示碳酸氢钠的物质的量，
所以b 和c 曲线表示的离子反应是相同的，故
B 正确；加入的盐酸为 50 mL 时，NaAIO 2中
铝元素全部转化为氢氧化铝沉淀，再加入 100 mL 盐酸时，氢氧化铝沉淀不溶解，则 M 点沉
淀的质量和加入 50 mL 盐酸时沉淀的质量相同， 由NaAIO 2+ HCI + H 2O===NaCI + AI(OH) 3 J
知，n[AI(OH) 3]=
n(NaAIO 2)= n(HCI) = 0.05 moI , m[AI(OH) 3] = 0.05 moI x 78 g moI -
= 3.9 g ，故 C 正确；由图 像知，Na 2CO 3、NaAIO 2的物质的量相等，都是 0.05 moI ，故D 错误。

高考题型2以金属及其化合物为载体的综合考查
■真题调研 ------------------------------- 1 . [2016海南，14(1)(2)(3)] KAI(SO 4)2
12H 2O(明矶)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。

实
验室中，采用废易拉罐(主要成分为AI ，含有少量的Fe 、Mg 杂质)制备明矶的过程如下图所 示。

回答下列问题： 易拉罐
试剂①
----------- > 微热，过滤 滤液
A
NH 4HCO 3
-------- >
沉淀B 稀 H 2SO 4
------- >
K SO
产物
(1) ___________________________________________ 为尽量少引入杂质，试剂①应选用 (填标
号)。

a. HCI 溶液 b. H 2SO 4溶液 c.氨水
d. NaOH 溶液
(2) ______________________________________________ 易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程
式为__________________________________________________
(3) ______________________________________________________________ 沉淀B 的化学式为 _______________________________________________________________________ ;
将少量明矶溶于水， 溶液呈弱酸性，其原因是 _______________________________________________
答案⑴d
(2) 2AI + 2NaOH + 2H 2O===2NaAIO 2+ 3出 T (3) AI(0H) 3 Al 3+
水解，使溶液中 H +浓度增大
解析(1)易拉罐的主要成分为 AI ，含有少量的Fe 、Mg 杂质，试剂①的作用是将AI 溶解并
2 2
除去Fe 、Mg 杂质，HCI 溶液和H 2SO 4溶液可溶解 AI 及Fe 、Mg 杂质，会引入Fe +、Mg +
,
氨水不溶解 AI ; NaOH 溶液可溶解 AI ，但不溶解Fe 、Mg 杂质，故d 项符合。

(2)选用NaOH 溶液溶解易拉罐，主要发生反应 2AI + 2OH - + 2H 2O===2AIO T + 3出匸。

⑶滤液A 中铝元素 以AIO -形式存在，与溶液中
HCO -发生复分解反应：
AIO - + HCO -+ H 2O===AI(OH) 3 J +
⑵甲组同学取2 mL FeCl 2溶液，加入几滴氯水，再加入 1滴KSCN 溶液，溶液变红，说明
CI 2可将 Fe 2
+氧化。

FeCS 溶液与氯水反应的离子方程式为 ____________________________________
⑶乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl 2溶液中先加入 0.5 mL 煤油,
再于液面下依次加入几滴氯水和
1滴KSCN 溶液，溶液变红，煤油的作用是
—1 — 1
⑷丙组同学取10 mL 0.1 mol L • KI 溶液，加入6 mL 0.1 mol L • FeCl 3溶液混合。

分别取2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：
① 第一支试管中加入 1 mL CCI 4充分振荡、静置，CCI 4层显紫色； ② 第二支试管中加入 1滴K 3[Fe(CN) 6]溶液，生成蓝色沉淀；
CO3-
，故沉淀 B 为AI(OH) 3,明矶溶于水时， 3H2 ()
AlfOH)3 + 3H +,使溶液呈弱酸性。

2 . (2016全国卷n , 28)某班同学用如下实验探究 (1) 分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制
成
KAI(SO 4)2===K + + AI 3
+ + 2SO 4-
，Al 3
+ +
Fe
2
十、Fe
3+
的性质。

回答下列问题：
0.1 mol L -1
的溶液。

在FeCl 2溶液中需加
③第三支试管中加入 1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是_________ （填离子符号）；实验①和③说明：在「过量的情况下，溶液中
仍含有________ （填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为__________ 。

5丁组同学向盛有 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
___________________________________________________________________________________________________ ；
一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红色沉淀生成。

产生气泡的原因是
______________________________________________________________________________________________________________________ ?
生成沉淀的原因是____________________________________________________
（用平衡移动原理解释）。

答案⑴防止Fe2+被氧化（2）2Fe^+ Cl2===2Fe^ + 2C「（3）隔绝空气（排除氧气对实验的
影响）
（4）Fe2+ Fe3+可逆反应（6H2O2+ 2Fe2+ + 2H +===2Fe3+ + 2出0 Fe3+催化 H2O2分解产生
02 H2O2分解反应放热，促进 Fe3+的水解平衡正向移动
解析（1）亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制FeCI?溶液中加入少量
铁屑的目的是防止 Fe2+被空气氧化。

（2）Cl2可将Fe2+氧化成Fe3+，自身得电子生成 CI-，反应的离子方程式为 2Fe2++ Cl2===2Fe3十+ 2CL。

⑶煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧
气将Fe2+氧化，产生干扰。

⑷根据Fe2+的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe（CN）6]溶液，生成蓝色沉淀，一定含有 Fe2+,则实验②检验的离子是Fe2+ ;碘易溶于CCI4，在CCI4中呈紫色，Fe3+遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在厂过量的情况下，溶液中仍含有Fe3 + ,由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3+ + 2I- 2Fe2十+ 12。

⑸H2O2
溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生的离子方程式为H2O2 + 2Fe2+ +
2H + ===2Fe3++ 2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，
随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3+是H2O2分解的催化剂，促使H2O2
分解生成 O2,同时H2O2分解反应是放热反应，并促进了Fe3+水解平衡 Fe3+ + 3H2O
■核心透析
1.金属单质冶炼方法归纳
1(1解还憔热址慷热分解
' 几】金感洁功性邂渐蕩 -------- -- U：
其中电解法是指电解熔融盐或氧化物；热还原法中常用还原剂有 2 .金
属及其化合物制备的答题策略从资源中获取无机物，往往需要富集、
除杂、物质间的转化等多步反应才能完成。

(1)这类试题一般是解析已知的生产过程，重点是分析每一步加入的物质是什么、出来的物质是什么、发生了什么样的变化。

(2)涉及铁元素的除去步骤一般为
溶液(含Fe2*、Fe3 +)—―^Fe3+—―＞使铁元素转化为氢氧化铁沉淀，氧化剂可选择H2O2、CR 等，沉淀剂的选择要考虑不引入新的杂质。

(3)涉及铝元素的分离，需要应用：
『强碱酸化(常用CO,)
—AlOf ---------------- Al(()H)3
Al心"
〔一AP+ ----------------- AKOH) 3
(4)从溶液中获取晶体时，要充分考虑水解、氧化等因素的影响。

■对点模拟
考向1金属冶炼与氧化还原反应的综合
1 •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 H2还原MgO制备单质Mg
B .在通电条件下，电解熔融AI2O3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
答案 B 2 •工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺流程如图所示:
L泡铜圧uQ、Cu) 一til舸—精刑
过蜀适绘
..盐酸NaClO J^fitNaOH过浇犢叶
.炉淡就嬉臧嚴----------- 拭淀
H2、CO、C、Al 等。

NaCl(iff)HgO
⑴冶炼过程中得到的 CU20和Cu的混合物称为“泡铜”， CU20与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜，反应的化学方程式为______________________________________________________________ 粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的.极，可在极得到纯度较高的精铜。

(2)传统炼铜的方法主要是火法炼铜，主要反应如下所示:
①2CuFeS2 + 4。

2=高温=Cu2S+ 3SO2+ 2FeO
②2CU2S+ 3O2=S温=2Cu2O + 2SO2
③2CU2O + Cu 2S=高温=6Cu + SO2 f
每生成1 mol Cu，共消耗mol O 2。

反应③中的氧化剂是
⑶用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO?、Al 2O3)可制备Fe z O s。

根据流程回答下列问题:
①加入适量NaCIO溶液的目的是 (用离子方程式表示)。

②___________________________________________________________________ 除去AI3+发生反应的离子方程式是__________________________________________________________
③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有 FeO。

提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、高锰酸钾溶液、NaOH溶液、碘水。

所选试剂是_________________________________________________________ 。

实验方案：_________________________________________________________ 。

高温
答案 (1)3Cu 2O+ 2AI===== Al 2O3+ 6Cu 正阴
(2) 2.5 CU2O、CU2S
⑶① 2Fe2++ ClO「+ 2H + ===2Fe3++ C「+ H2O
②Al3++ 4OH _===AIO 2 + 2H2O
③稀硫酸、高锰酸钾溶液取少量高锰酸钾溶液于试管中，滴加用稀硫酸溶解炉渣得到的溶
液，高锰酸钾溶液的紫色褪去，证明溶液中含有Fe2+，从而证明炉渣中含有 FeO
高温
解析⑴CU2O与Al发生氧化还原反应生成 Al 2O3与Cu： 3CU2O+ 2Al=====Al 2O3 + 6Cu;粗
铜精炼的目的是使粗铜溶解，精铜析出，所以粗铜作阳极，精铜在阴极产生。

(2)根据反应①②③可知，利用火法炼铜，CuFeS2中的铜元素、铁元素、硫元素最终分别转化为 Cu、FeO、
高温
SO2,由此可写出总反应方程式：2CuFeS2+ 5O2=====2Cu + 2FeO+ 4SO2，则由总反应式可以
看出每生成1 mol Cu ,共消耗2.5 mol O2。

反应③的反应物CU2O、CU2S中铜元素的化合价都
降低，二者均为氧化剂。

(3)①NaCIO 溶液具有强氧化性，将
Fe 2
+氧化成Fe '+; 2Fe 2+
+ ClO
-+ 2H + ===2Fe 3
+ + Cl — + H 2O 。

②除去
AI 3
+发生反应的离子方程式为
AI 3
+ 4OH — ===AIO 2 +
2出0。

③检验FeO,需要将FeO 溶解，再利用Fe 2
+的还原性检验Fe 2
+,选的试剂是稀硫酸、 高锰酸钾溶液。

考向2以金属及化合物制备为载体考查反应原理
3 •钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三大金属，我国四川攀枝花和西昌地区的钒钛磁铁矿储量 十分丰富。

如图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少 环境污染。

请回答下列问题:
(1) ____________________________________________________________ 电解饱和食盐水时，总反应的离子方程式是 _________________________________________________
(2) 写出钒钛磁铁矿经氯化法得到四氯化钛的化学方程式:
⑶已知：① Mg(s) + Cl 2(g)===MgCI 2(s) A H=- 641 kJ mol
—1
② Ti(s) + 2Cl 2(g)===TiCI 4(s) A H = - 770 kJ mol 下列说法正确的是 _________ (填字母)。

―1
a. Mg 的燃烧热为 641 kJ mol
b. Ti 的能量一定比TiCl 4的高
c. 等质量的Mg(s)、Ti(s)与足量的氯气反应，前者放出的热量多
d . Mg 还原 TiCl 4 的热化学方程式 2Mg(s) + TiCI 4(s)===2MgCI 2(s) + Ti(s) A H = - 512 kJ mol
-1
(4) 在上述产业链中，合成 192 t 甲醇理论上需额外补充 H 2 ______________ t(不考虑生产过程中物质 的任何损失)。

(5) 以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。

该电池中负极上的电 极反应式是 _______________________________________________________ 。

钛铁矿
_ 由解_
答案 (1)2CI「+ 2H20= 电===CI2f+ H2 f + 20H-
⑵2FeTi0 3+ 6C + 7Cl2===2FeCl3+ 2TiCI 4+ 6C0
(3)cd (4)10
(5)CH 3OH + 80H 一一 6e「===C0「+ 6H 20
由解
解析⑴电解饱和食盐水的化学方程式是2NaCI + 2H20=由解=Cl2 T +出f + 2Na0H ,其离子
电解木木
方程式为 2CI —+ 2H2O=====Cl2f + 出匸 + 20H -。

⑵根据题中工艺流程图可以看出反应物有FeTi03、C和CI2,生成物有FeCb, TiCI 4和CO ,
然后通过观察法配平方程式。

(3)燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，a错误；Ti与CI2的反应
是放热反应，1 mol Ti(s)和2 mol Cl 2(g)的总能量大于1 mol TiCI 4(s)的能量，无法直接比较 Ti
7
和TiCI 4的能量大小，b错误；1 g Mg(s)和1 g Ti(s)与Cl2(g)反应放出的热量分别是641 kJ、7
1 kJ, c正确；将①x
2 —②可得到 2Mg(s) + TiCI4(s)===2MgCI 2(s) + Ti(s) A H = - 512 kJ mol
一, d正确。

7 7
(4)C0 + 2H2===CH3OH CO 〜6CI2 〜6H2
5 得出CH30H〜6出(额外补充)
5
32 3
192t 10t
3 2
⑸碱性介质环境中，燃料电池总的反应式为CH30H + 202+ 20H —===C03—+ 3出0,正极反
3
应式为 2。

2+ 6e—+ 3H2O===6OH —，两者相减得到 CH 30H + 80H —— 6e—===CO a—+ 6H2O。

4.菱锰矿的主要成分是MnCO 3(含有少量FeS2、Al 2O3)，以菱锰矿为原料制备锰单质的流程
如下所示：
菱锰矿粉| ――卑浆化――暨溶液1 Mn。

2〉溶液 2 ――水>精制------- 电解>Mn 请回答下列问题:
(1) 菱锰矿在浸取前需要粉碎，其目的是
(2) ____________________________________________________________________ 用稀硫酸浸取时，主要反应的离子方程式为 __________________________________________________
加入二氧化锰时被氧化的物质是 ___________ (填化学式)。

(3)
已知Fe 、Al 、Mn 的氢氧化物开始沉淀及沉淀完全时的
pH 如表所示，则加氨水沉淀时应
控制溶液的pH 范围为 _________________ 。

此时得到的沉淀是 _______________ 、 __________ (填化 学式)。

⑷电解硫酸锰溶液时，阴极的电极反应式为 _______________________________________________
用酸性高锰酸钾溶液检验 Mn 2+
，产生黑色沉淀，该反应的离子方程式为 _______________
答案(1)增大接触面积，便于浆化，提高浸出率
+
2 +
(2)MnCO 3+ 2H ===Mn + CO ? f + 出0 Fed (3) 5.0 w pH<8.3 AI(OH) 3 Fe(OH)3
2+ —
(4) M n + 2e ===Mn 2MnO 4 + 3Mn 2+
+ 2H ?O===5MnO 2 J
解析(1)矿石粉碎可增大固体与液体、固
体与气体的接触面积，可从影响化学反应速率因素 的角度进行分析。

⑵FeS 2中的+ 2价铁及—1价硫都具有还原性，均可被 MnO 2氧化。

(3) 根据几种离子沉淀的 pH ，控制溶液的酸碱性使氢氧化铝完全沉淀 氢氧化锰没有开始沉淀。

(4) 电解硫酸锰溶液时，阴极上锰离子发生还原反应生成锰单质。

高锰酸钾将锰离子氧化成二 氧化
锰。

+ 4H
(氢氧化铁已完全沉淀),
考向3金属及其化合物的制备与实验的综合
5.铁、铜单质及其化合物应用范围很广。

现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CUCI22H2O), 为制取纯净的CUCD2H2O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：
已知Cu2+> Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表:
请回答下列问题:
(1)最适合作氧化剂X的是(填序号，下同)。

A. K262O7 B
.
NaClO
C. H 2O2 D
.
KMnO 4
⑵加入的物质Y是。

A. CuO B
.
NaOH
C . CU2（OH）2CO3 D
.
NH3
⑶由溶液川获得 CuCl2 -2H2O, 需经过、、过滤等操作。

⑷测定溶液I中Fe2 +的浓度，可用KMnO 4标准溶液滴定，取用 KMnO 4溶液应使用
________ ( “酸式”或“碱式”)滴定管。

滴定过程中反应的化学方程式：____________________
答案(1)C (2)AC ⑶蒸发浓缩冷却结晶
—+ 2+ 2 + 3+
⑷酸式 Mn O4 + 8H + 5Fe ===Mn + 5Fe + 4出0
解析(1)四种物质均可作氧化剂，但过氧化氢作氧化剂时，被还原为水，无新的杂质；而其
他三种物质作氧化剂，都会产生新的杂质。

⑵加入物质Y的目的是调节溶液的 pH，使铁离子沉淀，而不产生新的杂质，加入氢氧化钠或氨气，也能使铁离子沉淀，但产生钠离子或铵根离子，所以应选择CuO或Cu2(OH) 2CO30 (3)溶液川为氯化铜溶液，要得到氯化铜晶体，需要经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等步骤。

(4)高锰酸钾的氧化性较强，易腐蚀碱式滴定管的胶管，所以选择酸式滴定管盛放高锰酸钾溶
液；高锰酸根离子将亚铁离子氧化为铁离子，本身被还原为锰离子，故离子方程式是MnO/ + 8H + + 5Fe2+===Mn 2+ + 5Fe‘+ + 4出0。

6•氯化铝为共价化合物，熔、沸点很低，能升华，极易潮解，遇水放热并产生白色烟雾。

试回答下列问题：
(1)甲组同学按照如图所示的装置，通过实验制备AICI 3固体。

装置B中滴入浓硫酸发生反应：
△
2NaCI + H2SO4(浓)=====2HCI f + Na2SO4。

装置C中所盛装的试剂是__________ ，点燃D处酒精灯时，装置 D中发生反应的化学方程式
___________________________________ 。

装置F的作用是 _________________________________ 。

安装好仪器后需要进行的操作有：①向装置B中滴加浓硫酸；②点燃 B处酒精灯；③点燃 D
处酒精灯。

该三项操作的正确顺序为__________________ (用序号表示)。

(2)乙组同学认为甲组同学的装置设计存在不安全因素，因此乙组同学对甲组同学所设计的装
置D、E进行了如图所示的改进，装置E改为带支管的烧瓶，该烧瓶的名称为 ____________ ，改进后的优点是________________________ 。

(3)设计实验证明：
①AICI 3能够水解 __________________ 。

②AICI 3是共价化合物__________________________________________________________。