2019届一轮复习人教版第1讲物质的量气体摩尔体积学案 161页

学 案 第一章 化学计量在实验中的应用 第 1 讲 物质的量 气体摩尔体积 考纲要求 学法点拨 1.了解物质的量(n)及其单 位摩尔(mol)、摩尔质量 (M)、气体摩尔体积(Vm)、 阿伏加德罗常数(NA)的含 义。 2．能根据微粒(原子、分子、 离子等)物质的量数目、气 体体积(标准状况下)之间 的相互关系进行有关计 算。 化学常用计量，特别是有关 NA 正误判断的选择题几乎是全 国卷每年必考的一个重要题型，题目虽小，但包含的知识内容 较为广泛，关联考查能力点也较多，是不容忽视的一个“小 题”。 复习时可从以下几个方面着手：(1)多多刷题，有关 NA 的 题目较多，可从全国各地的名校模拟题中寻找此类题型加以训 练，把有关 NA 考查的各个角度都过一遍，熟悉每个方面命题的 方向，以避免在高考中再次掉入命题者设计好的陷阱；(2)形成 在化学计算中将 m、V、c 等物理量向 n 靠拢的习惯，养成以 n 为中心的计算习惯和思维意识。训练的次数多了，你会发觉化 学计算实际很简单，有时不需要动手就可“估算”出想要的 “结果”，试一试，你也可以的。 考点一 物质的量 摩尔质量 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．物质的量、阿伏加德罗常数 (1)基本概念间的关系。 物质的量n — 七个基本物理量之一，其表示： __含有一定数目粒子的集合体__ , ↓单位 摩尔mol — 1 mol 即 0.012 kg12C 中所含的 碳原子个数，约为__6.02×1023__ 计量对象为微观粒子包括原子、 分子、离子、原子团、电子、质子、中子等 ↓国际规定 阿伏加德罗 常数NA — NA 通常表示为__6.02×1023 mol－1__ 表达式为 NA＝N n (2)物质的量的规范表示方法。 如 0.2 mol H2 中含有的氢原子个数为__2.408×1023__； 6．02×1022 个 Na＋的物质的量为__0.1_mol__。 (3)物质的量与粒子数、阿伏加德罗常数之间的关系为 n＝__N/NA__。 特别提醒： ①摩尔后面应为确切的微粒名称；如 1 mol 氢(不确切)和 1 mol 大米(宏观物质)皆为错误 说法。 ②6.02×1023 是个纯数值，没有任何物理意义，而阿伏加德罗常数(NA)是指 1 mol 任何 微粒所含的粒子数，它与 0.012 kg12C 所含的碳原子数相同，数值约为 6.02×1023。 2．摩尔质量 概念 —__单位物质的量__的物质所具有的质量 | 符号 —__M__ | 单位 —__g·mol－1 或 g/mol__ | 数值 — 以 g·mol－1 为单位时，数值与该粒子的__相对原 子质量或相对分子质量__相等 | 关系 —物质的量、质量、摩尔质量的关系：__n＝m M__ 特别提醒： (1)相对原子(或分子)质量与摩尔质量不是同一个物理量，单位不同，只是以 g·mol－1 为 单位时在数值上相等。 (2)摩尔质量也等于 NAm0(m0 为单个粒子的质量)。 (3)对具体的物质，其摩尔质量是确定的，不随物质的量多少而变化，也不随物质的聚 集状态的变化而变化。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812000 (1)摩尔是表示物质的量多少的基本物理量( × ) 提示：摩尔是物质的量的单位。 (2)物质的量就是 1 mol 物质的质量( × ) 提示：含有一定数目粒子的集合体。 (3)0.012 kg12C 中含有约 6.02×1023 个碳原子( √ ) (4)1 mol H2O 中含有 2 mol 氢和 1 mol 氧( × ) 提示：摩尔后面加微粒的确切名称。 (5)氢氧化钠的摩尔质量是 40 g( × ) 提示：摩尔质量的单位是 g·mol－1。 (6)2 mol 水的摩尔质量是 1 mol 水的摩尔质量的 2 倍( × ) 提示：摩尔质量对某物质来说是固定的。 (7)1 mol OH－的质量为 17 g·mol－1( × ) (8)1 mol H3PO4 与 1 mol H2SO4 的质量相同，溶于水后电离出的阴离子数目也相同 ( × ) 2．(1)硫酸钠(Na2SO4)的摩尔质量为__142g·mol－1__；71 g Na2SO4 中含钠离子的物质的 量为__1_mol__，氧原子的物质的量为__2_mol__。 导学号 50812001 (2)已知 16 g A 和 20 g B 恰好完全反应生成 0.04 mol C 和 31.76 g D，则 C 的摩尔质量为 __106g·mol－1__。 解析：根据质量守恒定律，0.04 mol C 的质量为(16 g＋20 g)－31.76 g＝4.24 g，则 M(C) ＝ 4.24 g 0.04 mol ＝106 g·mol－1。 题组一 概念辨析 1．用符号表示下列物质的物质的量 导学号 50812002 例：0.5 摩尔氢离子表示为 0.5 mol H＋ (1)含 6.02×1024 个氢原子的氢气：__5_mol_H2__。 (2)含 18NA 个电子的羟基：__2mol—OH__。 (3)5.85 g 氯化钠：__0.1mol_NaCl__。 2．H2SO4 的相对分子质量为__98__；摩尔质量为__98_g·mol－1__；1 mol H2SO4 的质量 为__98_g__；1 个硫酸分子的质量为__98 NA g__。(用 NA 表示，其中 NA 表示阿伏加德罗常数的 值) 导学号 50812003 题组二 有关分子(或特定组合)中的微粒数计算 3．(1)0.3 mol H2O 分子中所含氢原子数与__0.2_NA__个 NH3 分子中所含氢原子数相等。 (2)12 g 乙烷中所含共价键的物质的量是__2.8_mol__。 (3)含 0.4 mol Al2(SO4)3 的溶液中，含__1.2__mol SO2－ 4 ，Al3＋的物质的量__<__0.8 mol(填 “>”“<”或“＝”) 导学号 50812004 [解析] (1)0.3 mol×6.02×1023mol－1×2＝N(NH3)×3，则 N(NH3)＝1.204×1023 或 0.2NA。 (2)12 g 乙烷的物质的量为 0.4 mol，一个乙烷(C2H6)分子中含有 7 个共价键，所以 0.4 mol 乙烷中所含共价键的物质的量为 2.8 mol。 (3)Al3＋水解，0.4 mol Al2(SO4)3 溶液中 Al3＋的物质的量小于 0.8 mol。 4．标准状况下有①0.112 L 水 ②3.01×1023 个 HCl 分子 ③13.6 g H2S 气体 ④0.2 mol 氨 气 ⑤2 mol 氦 气 ⑥6.02×1023 个 白 磷 分 子 ， 所 含 原 子 个 数 从 大 到 小 的 顺 序 为 __①>⑥>⑤>③>②>④__(填序号，用“>”连接)。 导学号 50812005 题组三 物质的质量与微粒数目之间的换算 5．最近材料科学研究发现了首例带结晶水的晶体在 5 K 下呈现超导性。据报道，该晶 体的化学式为 Na0.35CoO2·1.3H2O。若用 NA 表示阿伏加德罗常数，试计算 12.2 g 该晶体中含 氧原子数为__0.33_NA__，氢原子的物质的量为__0.26__mol。 导学号 50812006 [解析] 晶体的摩尔质量为 122 g·mol－1，n＝ 12.2 g 122 g·mol－1 ＝0.1 mol，故氧原子数目＝ 0.1×(2＋1.3)NA＝0.33NA，n(H)＝0.1 mol×1.3×2＝0.26 mol。 6．(2018·经典习题选萃)某氯原子的质量是 a g,12C 原子的质量是 b g，用 NA 表示阿伏加 德罗常数的值，下列说法中正确的是 导学号 50812007 ( C ) ①该氯原子的相对原子质量为 12a/b ②m g 该氯原子的物质的量为 m/(aNA)mol ③ 该氯原子的摩尔质量是 aNA g ④a g 该氯原子所含的电子数为 17 mol A．①③ B．②④ C．①② D．②③ [解析] ③中摩尔质量的单位错误；由于该氯原子的质量是 a g，故 a g 该氯原子所含的 电子数为 17NA，④错。 萃取精华： 1．有关微粒数计算的思维方法 已知物理量 ――→计算 物质的量 ――→依据组成 计算 所求的微粒数 2．求算原子相对原子质量的两种方法 (1)Mr＝ m原子 1 12m12C (2)先求 M，再根据 Mr 与 M 的数值关系，确定 Mr 的数值。 考点二 气体摩尔体积 阿伏加德罗定律 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．影响物质体积大小的因素 (1)微粒的__大小__(物质的本性) (2)微粒__间距__的大小(由温度与压强共同决定) (3)微粒的__数目__(物质的量的大小) 2．气体摩尔体积 (1)定义：一定温度、压强下，单位__物质的量__的气体所占的体积，符号为__Vm__。 (2)常用单位：L/mol(或 L·mol－1)和 m3/mol(或 m3·mol－1)。 (3)数值：在标准状况下(指温度为__0℃__，压强为__101_kPa__)约为__22.4_L·mol－1__。 (4)计算公式：Vm＝__V n__。 (5)影响因素：气体摩尔体积的数值不是固定不变的，它决定于气体所处的__温度__和 __压强__。 3．阿伏加德罗定律及其推论 (1)阿伏加德罗定律：在相同的__温度__和__压强__下，相同体积的任何气体都含有__ 相同数目的分子__。 即 T1＝T2 p1＝p2 V1＝V2 ⇒N1＝N2 “三同”(T、p、V)→“一同”(N)→(n) (2)阿伏加德罗定律的推论 描述 关系 三正比 同温同压下，气体的体积比等于它们的物质的量之比 V1 V2 ＝n1 n2 同温同体积下，气体的压强比等于它们的物质的量之比 p1 p2 ＝n1 n2 同温同压下，气体的密度比等于它们的摩尔质量之比 ρ1 ρ2 ＝M1 M2 二反比 同温同压下，相同质量的任何气体的体积与它们的摩尔质 量成反比 V1 V2 ＝M2 M1 同温同体积时，相同质量的任何气体的压强与它们的摩尔 质量成反比 p1 p2 ＝M2 M1 一连比 同温同压下，同体积的任何气体的质量比等于它们的摩尔 质量之比，也等于它们的密度之比 m1 m2 ＝M1 M2 ＝ρ1 ρ2 特别提醒： ①阿伏加德罗定律适用于任何气体(包括混合气体)。 ②同温、同压、同体积、同分子数，这“四同”相互制约，只要有三个量相同，第四个 量必定相同，即“三同”定“一同”。 ③上述结论均可由 pV＝nRT＝m MRT＝ρV MRT 导出，不需要“机械记忆”。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812008 (1)在标准状况下，1 mol O2 与 1 mol SO3 的体积相同( × ) (2)在标准状况下，1 mol 气体的体积约是 22.4 L，在非标准状况下，1 mol 气体的体积 则一定不是 22.4 L( × ) (3)同温同压下等质量的 12C18O2 和 16O3 所含的中子数相等( × ) (4)常温常压下，22.4 L 的 SO2 和 CO2 混合气体中含有 2NA 个氧原子( × ) (5)标准状况下，22.4 L 盐酸含有 NA 个上 HCl 分子( × ) (6)标准状况下，6.72 L NO2 与水充分反应转移的电子数目为 0.1 NA( × ) (7)将乙烯、CO、N2 三种气体分别盛放在三个相同容器中，若三个容器的温度和质量相 等，则三个容器中的气体压强比为 1∶1∶1( √ ) (8)在相同条件下，相同物质的量的 C2H4 和 C3H6，所含分子个数相同，而相同质量时， 它们所含的原子个数相同( √ ) 2．如图所示有三只气球，其中 VA＝VB＝1.12 L。 导学号 50812009 (1)A、B 中气体的物质的量__不一定__(填“一定”或“不一定”)是 0.05 mol。 (2)标准状况下，A、B 气球中的分子个数比为__1∶1__。 (3)相同温度和压强下，A、C 气体中气体的质量相等，则 VA∶VC＝__2∶1__ 题组一 气体体积与其他物理量间的换算 1 ． (2018· 山 东 滨 州 检 测 ) 在 标 准 状 况 下 ， 对 下 列 四 种 气 体 的 描 述 正 确 的 是 导学号 50812010 ( D ) ①6.72 L CH4 ②3.01×1023 个 HCl 分子 ③13.6 g H2S ④0.2 mol NH3 a．体积②>③>①>④ b．密度②>③>④>① c．质量②>③>①>④ d．氢原子个数①>③>④>② A．仅 abc B．仅 bcd C．仅 abd D．abcd [解析] 先把题中提供的量都分别转化为各物质的物质的量，然后再比较它们的体积、 密度等。标准状况下 6.72 L CH4 的物质的量为 0.3 mol,3.01×1023 个 HCl 分子的物质的量为 0.5 mol,13.6 g H2S 的物质的量为 0.4 mol，然后进行比较即可得出结论。 2．(2018·经典习题选萃)设 NA 为阿伏加德罗常数的值，如果 a g 某双原子分子气体的分 子数为 p，则 b g 该气体在标准状况下的体积 V(L)是 导学号 50812011 ( D ) A．22.4a p b NA B．22.4ab pNA C．22.4a bNA D．22.4pb aNA [解析] a g 该双原子分子气体的分子数为 p，则 b g 该气体的分子数为bp a ，可得 b g 该 气体的物质的量为 bp aNA (mol)，则 b g 该气体在标准状况下的体积为22.4pb aNA (L)。 题组二 阿伏加德罗定律及推论的应用 3．(2018·云南玉溪检测)在体积相同的两个密闭容器中分别充满 O2 和 O3，当这两个容 器内的温度和气体密度相等时，下列说法正确的是 导学号 50812012 ( D ) A．两种气体的压强相等 B．O2 比 O3 的质量小 C．两种气体的分子数目相等 D．两种气体的氧原子数目相等 [解析] 体积和密度相等时，两容器内气体的质量相等，且 O2 和 O3 都由 O 元素组成， 则 O 原子的质量、个数以及物质的量相等，因 O 原子个数相等，则两种气体的物质的量之 比 n(O2)∶n(O3)＝3∶2。 由 pV＝nRT 可知，两种气体的压强之比为 3∶2，故 A、B 错误， D 正确；因二者的质量相等，但相对分子质量不同，所以二者的分子数不相等，故 C 错误。 4．(2018·经典习题选萃)同温、同压下，某容器充满 O2 质量为为 116 g，若充满 CO2 质 量 为 122 g ， 现 充 满 某 气 体 X 质 量 为 114 g ， 则 该 气 体 的 相 对 分 子 质 量 为 导学号 50812013 ( A ) A．28 B．44 C．32 D．64 [解析] 设容器质量为 m g，该气体的相对分子质量为 Mr，根据阿伏加德罗定律：同温、 同压下，容器容积一定，气体的质量之比等于其相对分子质量之比。 则有116－m 32 ＝122－m 44 ＝114－m Mr ，解得 m＝100，Mr＝28。 [解题技巧] 估算法：由阿伏加德罗定律可知，气体的物质的量相等，再由 M＝m n 可知， 在 n 相同时，M 与 m 成正比，现 m(X)XB，则 XA> X >XB， X 代表平均相对原子(分子)质量、平均浓度、平均含量、 平均生成量、平均消耗量等。 2．应用 已知 X 可以确定 XA、XB 的范围，若已知 XA、XB 可以确定 X 的范围。 解题的关键是要通过平均值确定范围，很多考题的平均值需要根据条件先确定下来再作 出判断。实际上，它是极值法的延伸。 典例试做 6 (2018·试题调研)两种金属混合物共 15 g，投入足量的盐酸中，充 分 反 应 后 得 到 11.2 L H2( 标 准 状 况 ) ， 则 原 混 合 物 的 组 成 肯 定 不 可 能 为 导学号 50812049 ( B ) A．Mg 和 Ag B．Zn 和 Cu C．Al 和 Zn D．Al 和 Cu [解析] 本题可用平均摩尔电子质量(即提供 1 mol 电子所需金属的质量)法求解。反应中 H＋被还原生成 H2，由题意可知 15 g 金属混合物可偍供 1 mol e－，其平均摩尔电子质量为 15 g·mol－1。选项中金属 Mg、Zn、Al 的摩尔电子质量分别为 12 g·mol－1、 32.5 g·mol－1、9 g·mol －1，其中不能与盐酸反应的 Ag 和 Cu 的摩尔电子质量可看作无穷大。根据数学上的平均值 原理可知，原混合物中一种金属的摩尔电子质量大于 15 g·mol－1，另一种金属的摩尔电子质 量小于 15 g·mol－1。由此可判断出原混合物肯定不可能是 Zn 和 Cu。 典例试做 7 (2018·山东潍坊高三检测)铜和镁的合金 4.6 g 完全溶于浓硝酸， 若反应后硝酸被还原，只产生 4 480 mL 的 NO2 气体和 336 mL 的 N2O4 气体(都已折算到标准 状 况 ) 在 反 应 后 的 溶 液 中 ， 加 入 足 量 的 氢 氧 化 钠 溶 液 ， 生 成 沉 淀 的 质 量 为 导学号 50812050 ( B ) A．9.02 g B．8.51 g C．8.26 g D．7.04 g [解析] 根据生成的气体的体积可得，被还原的硝酸共有 0.23 mol，则 4.6 g 铜和镁的合 金的物质的量为 0.115 mol，故合金的平均摩尔质量为 4.6 g 0.115 mol ＝40 g/mol，氢氧化物的平 均相对分子质量为：40＋17×2＝74。故形成的氢氧化物沉淀为：(4.6 g÷40 g/mol)×74 g/mol ＝8.51 g 或 0.115 mol×74 g/mol＝8.51 g。 四、极值法 1．极值法的含义 极值法是采用极限思维方法解决一些模糊问题的解题技巧。它是将题设构造成为问题的 两个极端，然后依据有关化学知识确定所需反应物或生成物的量值，进行判断分析，求得结 果。 2．极值法解题的基本思路 (1)把可逆反应假设成向左或向右进行的完全反应。 (2)把混合物假设成纯净物。 (3)把平行反应分别假设成单一反应。 3．极值法解题的关键 紧扣题设的可能趋势，选好极端假设的落点。 4．极值法解题的优点 极值法解题的优点是将某些复杂的、难以分析清楚的化学问题假设为极值问题，使解题 过程简化，解题思路清晰，把问题化繁为简，由难变易，从而提高了解题速度。 典例试做 8 将总物质的量为 n mol 的钠和铝的混合物(其中钠的物质的量分 数为 x)，投入一定量的水中充分反应，金属没有剩余，共收集到标准状况下的气体 V L。下 列关系式中正确的是 导学号 50812051 ( D ) A．x＝V/(11.2n) B．0a>c B．a＝b＝c C．c>a>b D．b>c>a [解析] 金属导体随温度升高导电能力减弱；强电解质不存在电离平衡，升高温度，溶 液中的离子浓度不变，但导电能力随温度的升高而增强；弱电解质存在着电离平衡，升高温 度，弱电解质的电离程度增大，溶液中的离子浓度增大，随温度的升高，弱电解质的导电能 力增加得最快。 考点二 离子反应和离子方程式 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．离子反应 在__溶液__中或__熔融__状态下，有离子参加或生成的反应。 (2)反应特点 向着__减小__某些离子浓度的方向进行。 (3)条件 ①复分解反应。 A．生成__难溶__物质，如 BaSO4、AgCl 等。 B．生成__难电离__的物质，如 CH3COOH、NH3· H2O、H2O 等。 C．生成__易挥发__的物质，如 CO2、NH3 等。 ②氧化还原反应，如：向 FeCl2 溶液中加入氯水的反应：__2FeCl2＋Cl2===2FeCl3__。 ③络合反应，如：向 FeCl3 溶液中加入 KSCN 的反应：__FeCl3＋3KSCN===Fe(SCN)3 ＋3KCl__。 ④发生强烈水解相互促进类型。 离子间可发生强烈水解相互促进 如：硫酸铝溶液与碳酸氢钠溶液反应的离子方程式为__Al3＋＋3HCO－ 3 ===Al(OH)3↓＋ 3CO2↑__。 2．离子方程式 (1)定义 用实际参加反应的__离子符号__来表示离子反应的式子。 (2)书写步骤 ①写：写出正确的__化学方程式__，并配平。 ②拆：把__易溶__且完全电离的物质写成离子形式。 ③删：删去方程式两边__不参加反应的离子__。 ④查：检查方程式两边是否遵守__质量__守恒和__电荷__守恒，是氧化还原反应的还要 保证__得失电子__守恒。 (3)意义 离子方程式不仅可以表示__某一个具体的__的化学反应，而且还可以表示__同一类型__ 的离子反应。 例如，离子方程式 H＋＋OH－===H2O 表示__强酸__和__强碱__在溶液中的反应，并生成 __可溶性__盐，如： 2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O Ba(OH)2＋2HNO3===Ba(NO3)2＋2H2O 特别提醒： (1)离子方程式书写中，浓硫酸不能拆写成离子形式，而浓硝酸、浓盐酸要拆写成离子 形式。 (2)多元弱酸的酸式酸根不能拆写成离子形式，如 NaHCO3 不能拆写成“Na＋＋H＋＋ CO2－ 3 ”。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812089 (1)所有的化学反应都能写成离子方程式( × ) 提示：不是在溶液中进行的反应，不是自由移动的离子之间的反应，不能写离子方程式。 如铜和浓硫酸的反应，铵盐与碱反应制取氨气等。 (2)H＋＋OH－===H2O 可表示所有强酸和强碱的中和反应( × ) 提示：部分强酸和强碱反应可用 H＋＋OH－===H2O 来表示，有些强酸与强碱的反应不能， 如 2H＋＋SO2－ 4 ＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。 (3)浓盐酸与铁屑反应：2Fe＋6H＋===2Fe3＋＋3H2↑( × ) 提示：浓盐酸与铁屑反应产物为 Fe2＋。 (4)将氯气溶于水制备次氯酸：Cl2＋H2O===2H＋＋Cl－＋ClO－( × ) 提示：生成物中的弱电解质 HClO 应写成化学式。 (5)向稀硝酸中滴加 Na2SO3 溶液：SO2－ 3 ＋2H＋===SO2↑＋H2O。( × ) (6)向 NaClO 和 NaCl 混合溶液中滴入少量 FeSO4 溶液，反应的离子方程式为 2Fe2＋＋ClO －＋2H＋===Cl－＋2Fe3＋＋H2O。( × ) (7)NaHSO4 溶液中加入 Ba(OH)2 溶液至溶液呈中性：Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO2－ 4 ===BaSO4↓ ＋H2O。( × ) (8)(NH4)2Fe(SO4)2 溶液与过量 NaOH 溶液反应制 Fe(OH)2：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓。 ( × ) 2．填写教材中常考的 10 个典型反应的离子方程式。 导学号 50812090 (1)钠与水的反应：__2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑__； (2)氯气与水的反应：__Cl2＋H2O H＋＋Cl－＋HClO__； (3)实验室用 MnO2 和浓盐酸共热制取 Cl2： __MnO2＋4H＋＋2Cl－===== △ Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O__； (4)向 AlCl3 溶液中加入过量 NaOH 溶液：__Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O__； (5)向 Al2(SO4)3 溶液中加入过量氨水： __Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 __； (6)碳酸钙中加入醋酸溶液： __CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑__； (7)铜与稀硝酸的反应： __3Cu＋8H＋＋2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O__； (8)铜与浓硝酸的反应： __Cu＋4H＋＋2NO－ 3 ===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O__ (9)FeCl3 溶液与铜的反应： __2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋__； (10)向 NaAlO2 溶液中通入足量 CO2： __AlO－ 2 ＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 __。 题组一 离子方程式的书写 类型一：单一离子反应方程式的书写 1．写出下列反应的离子方程式： 导学号 50812091 (1)氯化铝溶液中加入过量氨水： __Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 __。 (2)小苏打与乙酸溶液混合： __HCO－ 3 ＋CH3COOH===CH3COO－＋CO2↑＋H2O__。 (3)制备 Fe(OH)3 胶体的原理： __Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3H＋__。 (4)澄清石灰水中加入盐酸： __OH－＋H＋===H2O__。 (5)在石灰乳中加入 Na2CO3 溶液： __Ca(OH)2＋CO2－ 3 ===CaCO3↓＋2OH－__。 (6)NH4Cl 溶液与 NaOH 溶液混合： __NH＋ 4 ＋OH－===NH3·H2O__。 (7)(NH4)2SO4 溶液与 NaOH 溶液混合热： __NH＋ 4 ＋OH－===== △ NH3↑＋H2O__。 (8)小苏打溶液与 NaOH 溶液混合： __HCO－ 3 ＋OH－===H2O＋CO2－ 3 __。 (9)Na2O2 与水反应： __2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑__。 (10)将 Cl2 通入石灰乳中制漂白粉： __Cl2＋Ca(OH)2===Ca2＋＋Cl－＋ClO－＋H2O__。 萃取精华： (1)强化记忆盐、碱溶解性 钾、钠、铵盐、硝酸盐都易溶； 硫酸盐不溶铅和钡；盐酸盐不溶银亚汞； 微溶物有四种；强碱都易溶，Ca(OH)2 是微溶。 说明：①四种微溶物是指 Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。 ②AgCl、AgBr、AgI、BaSO4 及微溶的 CaSO4、Ag2SO4 都难溶于稀强酸。 (2)微溶物处理方式有三种情况 ①出现在生成物中写成化学式； ②是反应物处于溶液状态写离子符号； ③是反应物处于浊液或固态时写化学式。 (3)溶液中铵盐与碱反应加热放出 NH3，不加热写 NH3·H2O。 类型二：多重离子反应方程式的书写 2．写出下列反应的离子方程式： 导学号 50812092 (1)Ba(OH)2 溶液与 H2SO4 溶液混合： __Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－ 4 ===BaSO4↓＋2H2O__。 (2)(NH4)2SO4 溶液与 Ba(OH)2 溶液混合： __2NH＋ 4 ＋SO2－ 4 ＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2NH3·H2O__。 (3)MgSO4 溶液与 Ba(OH)2 溶液混合： __Mg2＋＋SO2－ 4 ＋Ba2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓＋BaSO4↓__。 (4)FeO 与稀 HNO3 反应： __3FeO＋10H＋＋NO－ 3 ===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O__。 (5)Fe2O3 与 HI 溶液反应： __Fe2O3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋3H2O＋I2__。 类型三：与量有关的离子反应方程式的书写 3．连续型：写出下列反应离子方程式： 导学号 50812093 (1)将盐酸滴入 Na2CO3 溶液中： HCl 少量：__H＋＋CO2－ 3 ===HCO－ 3 __ HCl 足量：__2H＋＋CO2－ 3 ===CO2↑＋H2O__ (2)将 NaOH 溶液滴入 AlCl3 溶液中： NaOH 少量：__Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓__ NaOH 足量：__Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O__ (3)将盐酸滴入 NaAlO2 溶液中： HCl 少量：__AlO－ 2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓__ HCl 足量：__AlO－ 2 ＋4H＋===Al3＋＋2H2O__ (4)将 CO2 通入 NaOH 溶液中： CO2 少量：__CO2＋2OH－===CO2－ 3 ＋H2O__ CO2 足量：__CO2＋OH－===HCO－ 3 __ (5)Fe 与稀 HNO3 反应： Fe 少量：__Fe＋4H＋＋NO－ 3 ===Fe3＋＋NO↑＋2H2O__ Fe 足量：__3Fe＋8H＋＋2NO－ 3 ===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O__ 4．先后型 导学号 50812094 (1)向含有 Fe2＋、I－、Br－的溶液中通入足量的 Cl2，发生反应的离子方程式依次为： __2I－＋Cl2===I2＋2Cl－、Cl2＋2Fe2＋===2Cl－＋2Fe3＋、Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2__。 (2)向含有 H＋、NH＋ 4 、Al3＋的溶液中逐滴滴加过量的 NaOH 溶液，反应的离子方程式依 次为： __H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、NH＋ 4 ＋OH－===NH3·H2O、Al(OH)3＋ OH－===AlO－ 2 ＋2H2O__。 (3)向含有 AlO－ 2 、OH－、CO 2－ 3 的溶液中逐滴加入过量的 HCl 溶液，反应的离子方程式 依次为： __OH－＋H＋===H2O、AlO－ 2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 、HCO－ 3 ＋H ＋===CO2↑＋H2O、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。 (4)向 NH4HSO4 溶液中加入 NaOH 溶液： NaOH 少量： __OH－＋H＋===H2O__。 NaOH 足量： __NH＋ 4 ＋H＋＋2OH－===NH3·H2O＋H2O__。 萃取精华： 离子反应先后顺序的判断方法 当某一离子与溶液中的多种离子均能发生反应时，可以假设该离子先与其中的一种离子 反应，若生成的产物不与其他离子反应，则该顺序合理，反之则排除该离子首先反应的顺序， 以此类推，最终确定所有离子的反应顺序。 5．配比型 导学号 50812095 (1)Ca(HCO3)2 溶液与 NaOH 溶液混合 Ca(HCO3)2 少量： __Ca2＋＋2HCO－ 3 ＋2OH－===CaCO3↓＋CO2－ 3 ＋2H2O__ Ca(HCO3)2 足量： __OH－＋HCO－ 3 ＋Ca2＋===CaCO3↓＋H2O__ (2)向 Ba(OH)2 溶液中加入 NaHSO4 至 Ba2＋沉淀完全的离子反应方程式： __H＋＋SO2－ 4 ＋Ba2＋＋OH－===BaSO4↓＋H2O__， 再向该溶液中加入 H2SO4 溶液，此时反应的离子方程式为 __OH－＋H＋===H2O__； 若加入 NaHSO4 至溶液显中性，则反应的离子方程式为 __Ba2＋＋2OH－＋2H＋＋SO2－ 4 ===BaSO4↓＋2H2O__， 此时再加入 Ba(OH)2 溶液，反应的离子方程式为 __SO2－ 4 ＋Ba2＋===BaSO4↓__。 题组二 离子方程式的正误判断 6．(2016·高考江苏卷)下列指定反应的离子方程式正确的是 导学号 50812096 ( C ) A．将铜丝插入稀硝酸中：Cu＋4H＋＋2NO－ 3 ===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O B．向 Fe2(SO4)3 溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋ C．向 Al2(SO4)3 溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 D．向 Na2SiO3 溶液中滴加稀盐酸：Na2SiO3＋2H＋===H2SiO3↓＋2Na＋ [解析] 本题考查离子方程式正误判断，意在考查考生对化学反应原理的理解能力。A 项，Cu 与稀 HNO3 反应生成 NO，错误；B 项，电荷不守恒，错误；C 项，Al(OH)3 不溶于 氨水，正确；D 项，Na2SiO3 为可溶性盐，应写成离子形式，错误。 萃取精华： 脱离“写、拆、删、查”四步书写法的直接书写过程 根据题意确定反应物――→拆分 确定反应物离子和产物离子 ――→据反应类型 7 ． (2018· 湖 北 孝 感 高 级 中 学 调 考 ) 下 列 条 件 的 离 子 方 程 式 不 正 确 的 是 导学号 50812097 ( C ) A．向 Mg(HCO3)2 溶液中加入过量的 NaOH 溶液： Mg2＋＋2HCO－ 3 ＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CO2－ 3 ＋2H2O B．FeBr2 溶液中通入等物质的量 Cl2： 2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－ C．酸性 KMnO4 溶液中加 H2O2，紫色褪去： 2MnO－ 4 ＋H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋3O2↑＋4H2O D．向 CuSO4 溶液中加入 Na2O2： 2Na2O2＋2Cu2＋＋2H2O===4Na＋＋2Cu(OH)2↓＋O2↑ [解析] C 中离子方程式未配平，得失电子不守恒。正确的离子方程式为： 2MnO－ 4 ＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O 8 ． (2018· 江 苏 江 阴 模 拟 ) 下 列 表 示 对 应 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 正 确 的 是 导学号 50812098 ( D ) A．氯化铝溶液中加入过量氨水： Al3＋＋4NH3·H2O=====AlO－ 2 ＋4NH＋ 4 ＋2H2O B．用铜为电极电解饱和食盐水： 2Cl－＋2H2O===== 通电 Cl2↑＋H2↑＋2OH－ C．硫酸亚铁溶液被空气中的氧化： 4Fe2＋＋O2＋2H2O===4Fe3＋＋4OH－ D．小苏打溶液中加少量 Ba(OH)2 溶液： 2HCO－ 3 ＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋2H2O＋CO2－ 3 [解析] 氯化铝溶液中加入过量氨水，反应生成氢氧化铝沉淀，正确的离子方程式为 Al3 ＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 ，A 错误；铜为电极，阳极金属铜失去电子生成铜离子， B 错误；C 项，Fe3＋会与 OH－生成 Fe(OH)3 沉淀，C 错误；D 项，氢氧化钡少量，Ba2＋和 OH －按物质的量之比 1∶2 参与反应生成碳酸钡沉淀和碳酸根离子，反应的离子方程式为 2HCO－ 3 ＋Ba2＋＋2OH－===BaCO3↓＋2H2O＋CO2－ 3 ，D 正确。 萃取精华： (1)离子方程式正误判断的思维流程 (2)离子方程式正误判断的四项要求 两易 易溶于水、易电离的强电解质用实际参加反应 的离子表示，非电解质、弱电解质弱酸、弱碱、水等、 难溶物、气体、氧化物、单质等均用化学式表示 两等 离子方程式两边原子个数相等；电荷总数相等 两查 检查离子方程式中各项是否都有公约数；检查是否漏写某 个反应或特殊条件。如 BaOH2 与 H2SO4 的反应不能 书写成 Ba2＋＋OH－＋SO2－ 4 ＋H＋===BaSO4↓＋H2O 两注意 注意限制条件的影响，如少量、过量等；注意五种符号 “↑”、“↓”、“→”、“===”、“ ”的正确使用 考点三 离子共存与推断 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．离子共存 离子共存问题是离子反应的条件和本质的最直接应用，所谓几种离子在同一溶液中能大 量共存，就是指离子之间__不发生__任何化学反应；若离子之间能发生化学反应，则__不能 __大量共存。 2．离子不能大量共存的几种类型 (1)发生复分解反应 ①离子间因发生反应生成沉淀而不能大量共存。常见的离子组有：H＋与__SiO2－ 3 __；__OH －__与 Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋等；Ag＋与__Cl－__、Br－、I－等；__SO2－ 4 (或 CO2－ 3 )__ 与 Ba2＋、Ca2＋、Ag＋等。 ②离子间因发生反应生成弱电解质而不能大量共存。常见的离子组有：__H＋__与 OH－、 CH3COO－、F－、ClO－等。 ③离子间因发生反应生成气体而不能大量共存。常见的离子组有：__H＋__与 CO2－ 3 、 HCO－ 3 、SO 2－ 3 等；加热条件下，OH－与__NH＋ 4 __。 (2)发生氧化还原反应 离子间因发生氧化还原反应而不能大量共存。常见的离子组有：在酸性条件下，MnO － 4 或__NO－ 3 __与 Fe2＋、I－等。 (3)发生相互促进的水解反应 离子间因发生相互促进的水解反应而不能大量共存的有：__Al3＋__或 Fe3＋与 AlO－ 2 、 HCO － 3 等。 (4)发生络合反应 离子间因发生络合反应而不能大量共存的一般指 Fe3＋与__SCN－__，该反应通常还可以 作为检验 Fe3＋的实验依据。 3．注意离子共存判断中的“一色”与“二性” (1)常见有色离子：Cu2＋—__蓝色__，Fe3＋—__棕黄色__， Fe2＋—__浅绿色__，MnO－ 4 —__紫红色__，Cr2O2－ 7 —__橙色__， CrO2－ 4 —__黄色__。 (2)酸、碱性环境下的不共存情况 ①强酸性溶液：OH－及__弱酸__根阴离子(如 CO2－ 3 、SO2－ 3 、S2－、CH3COO－等)均不能大 量存在；若存在 NO－ 3 ，还原性较强的离子(如 SO2－ 3 、I－、Fe2＋、S2－)不能大量存在。 ②强碱性溶液：H＋及__弱碱__阳离子(如 NH＋ 4 、Al3＋、Fe3＋等)均不能大量存在。 ③强酸性或强碱性溶液：酸式弱酸根离子(如 HCO－ 3 、HSO－ 3 、HS－等)不能大量存在。 4．牢记高考常考的四种氧化剂和四种还原剂 氧化剂：MnO－ 4 (H＋)、NO－ 3 (H＋)、ClO－、Fe3＋。 还原剂：SO2－ 3 (或 HSO－ 3 )、I－、Fe2＋、S2－。 (上下离子中除 Fe3＋和 Fe2＋能共存外，其他都不能共存) X 小题速练 iao ti su lian 1 ． 判 断 下 列 离 子 能 否 大 量 共 存 ， 共 存 的 画 “√” ， 不 共 存 的 画 “×” 。 导学号 50812099 (1)水溶液中：Al3＋、Ca2＋、HCO－ 3 、SO2－ 4 。( × ) (2)水溶液中：Fe2＋、H＋、ClO－、Cl－( × ) (3)无色溶液中：Fe3＋、Cu2＋、NO－ 3 、Cl－。( × ) (4)1.0 mol·L－1 的 KNO3 溶液中：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－ 4 。( × ) (5)与铝反应产生大量氢气的溶液中：Na＋、NH＋ 4 、CO2－ 3 、NO－ 3 。( × ) (6)常温下 pH＝12 的溶液中：K＋、Na＋、CH3COO－、Br－。( √ ) 2．指出下列离子组不能大量共存的原因。 导学号 50812100 (1)Na＋、OH－、SO2－ 4 、Fe3＋__Fe3＋与 OH－反应生成沉淀__。 (2)K＋、Mg2＋、I－、ClO－__I－能被 ClO－氧化__。 (3)含有大量 Fe3＋的溶液：Na＋、SCN－、Cl－、I－__Fe3＋与 SCN－发生络合反应，Fe3＋与 I －发生氧化还原反应__。 (4)含有大量 NO － 3 的溶液：H＋、Fe2＋、Cl－、SO2－ 4 __NO － 3 在酸性条件下能氧化 Fe2＋__。 (5)常温下，pH＝12 的溶液：K＋、Cl－、SO2－ 3 、SiO2－ 3 、Ca2＋__Ca2＋与 SO2－ 3 、SiO 2－ 3 反应 生成沉淀__。 (6)c(H＋)＝0.1 mol·L－1 的溶液：Na＋、NH＋ 4 、SO2－ 4 、S2O2－ 3 __S2O 2－ 3 与 H＋反应：S2O2－ 3 ＋ 2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O__。 (7)使 pH 试纸显蓝色的溶液中：Cu2＋、NO－ 3 、Fe3＋、SO2－ 4 __Cu2＋、Fe3＋与 OH－反应生成 沉淀__。 3．向某溶液中滴入 Ba(NO3)2 溶液，产生白色沉淀。 导学号 50812101 (1)再加入稀盐酸，白色沉淀不溶解，能否确定溶液中一定存在 SO2－ 4 ？ 答案：不能 SO 2－ 3 会干扰检验。 (2)过滤洗涤后将沉淀转移到另一试管中，再加入稀盐酸，白色沉淀不溶解，能否确定 溶液中一定存在 SO2－ 4 ？ 答案：能 题组一 无限制条件的离子共存的判断 1．有下列各组离子： 导学号 50812102 ①Na＋、H＋、CH3COO－、Cl－ ②Ba2＋、Na＋、CO2－ 3 、NO－ 3 ③H3O＋、Na＋、Fe2＋、NO－ 3 ④Na＋、Fe3＋、Cl－、I－ ⑤Al3＋、K＋、Cl－、HCO－ 3 ⑥Fe3＋、NH＋ 4 、SO2－ 4 、CO2－ 3 ⑦Na＋、H＋、NO－ 3 、HCO－ 3 ⑧Na＋、H＋、Cl－、SiO2－ 3 ⑨K＋、H＋、I－、ClO－ ⑩Na＋、H＋、MnO－ 4 、Cl－ ⑪Al3＋、Fe3＋、SCN－、Cl－ ⑫Na＋、Al3＋、NO－ 3 、AlO－ 2 (1)因发生复分解反应而不能大量共存的是__①、②、⑦、⑧__； (2)因发生氧化还原反应而不能大量共存的是__③、④、⑨、⑩__； (3)因离子间发生水解相互促进而不能大量共存的是__⑤、⑥、⑫__； (4)因离子间发生络合反应而不能大量共存的是__⑪__ 题组二 有限制条件的离子能否大量共存的判断 2．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是__②⑦⑬⑮__； 导学号 50812103 ①无色溶液中：K＋、H＋、MnO－ 4 、HSO－ 3 ②澄清透明的溶液中：Cu2＋、Fe3＋、NO－ 3 、Cl－ ③石蕊呈红色的溶液中：Fe2＋、NO－ 3 、SO2－ 4 、Na＋ ④石蕊呈蓝色的溶液中：Na＋、AlO－ 2 、NO－ 3 、HCO－ 3 ⑤pH＝－lg KW 的溶液中：Na＋、Al3＋、NO－ 3 、I－ ⑥既能溶解 Al(OH)3，又能溶解 H2SiO3 的溶液中：Na＋、Fe2＋、SO2－ 4 、Cl－ ⑦ cH＋ cOH－ ＝1012 的溶液中：NH＋ 4 、Al3＋、NO－ 3 、Cl－ ⑧水电离产生的 c(OH－)＝10－13 mol·L－1 的溶液：Na＋、Fe2＋、NO－ 3 、Cl－ ⑨加入 Al 粉能放出 H2 的溶液中：Cl－、HCO－ 3 、SO2－ 4 、NH＋ 4 ⑩各离子物质的量浓度相等的溶液中：K＋、Na＋、SO2－ 4 、NO－ 3 ⑪能使淀粉KI 试纸变蓝色的溶液：K＋、SO2－ 4 、S2－、SO2－ 3 ⑫c(ClO－)＝1.0 mol·L－1 的溶液：Na＋、I－、SO2－ 3 、Cl－ ⑬c(CO2－ 3 )＝0.1 mol·L－1 的溶液：Na＋、NH＋ 4 、Br－、SO2－ 4 ⑭1.0 mol·L－1 NaAlO2 溶液：H＋、Al3＋、Cl－、SO2－ 4 ⑮ cH＋ cOH－ ＝10－10 的溶液：Na＋、Ba2＋、NO－ 3 、Cl－ ⑯含有 Fe3＋的溶液中：Na＋、H＋、SCN－、Cl－ [解析] ①MnO － 4 有颜色，而且在 H＋存在时 MnO － 4 可以氧化 HSO－ 3 ，错误；②中离子有 色但能大量共存，正确；③溶液呈酸性，Fe2＋与 NO － 3 发生氧化还原反应，错误；④溶液呈 碱性，HCO － 3 不能大量共存，同时 AlO － 2 与 HCO － 3 反应，错误；⑤pH＝－lg KW 即 pH＝14， Al3＋不能大量存在，错误；⑥溶液呈碱性，Fe2＋不能存在，错误；⑦溶液呈酸性，可共存， 正确；⑧溶液可能为强酸性也可能为强碱性，H＋、Fe2＋、NO － 3 发生氧化还原反应，Fe2＋与 OH－可生成沉淀，错误；⑨溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，HCO － 3 都不能大量存在，错误； ⑩依据电荷守恒可知错误；⑪能使淀粉碘化钾试纸显蓝色说明溶液具有强氧化性，S2－、SO2－ 3 均具有还原性而不能大量存在，错误；⑫溶液具有强氧化性，I－、SO 2－ 3 不能大量共存，错 误；⑬离子可大量共存，正确；⑭AlO － 2 与 H＋、Al3＋不大量共存，错误；⑮溶液呈碱性，四 种离子间不反应，可大量共存，正确；⑯Fe3＋与 SCN－发生络合反应而不大量共存，错误。 3．(2018·经典习题选萃)常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 导学号 50812104 ( B ) A．使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Al3＋、SO2－ 4 、Cl－ B． Kw cH＋ ＝1×10－13mol·L－1 的溶液中：NH＋ 4 、Ca2＋、Cl－、NO－ 3 C．与 Al 反应能放出 H2 的溶液中：Fe2＋、K＋、NO－ 3 、SO2－ 4 D．水电离的 c(H＋)＝1×10－13mol·L－1 的溶液中：K＋、Na＋、AlO－ 2 、CO2－ 3 [解析] 使酚酞变红色的溶液为碱性溶液，则 Al3＋不能大量共存，A 项错误； Kw cH＋ ＝ 1×10－13mol·L－1 的溶液的 pH＝1，为强酸溶液，离子可以大量共存，B 项正确；与 Al 反应 能放出氢气的溶液为强酸性溶液或强碱性溶液，Fe2＋不能在碱性溶液中大量共存，NO － 3 在酸 性溶液中与 Fe2＋因发生氧化还原反应不能大量共存，C 项错误；水电离的 c(H＋)＝1×10－ 13mol·L－1 的溶液呈强酸性或强碱性，在酸性条件下 AlO － 2 和 CO 2－ 3 不能大量共存，D 项错误。 4．(2017·山东淄博模拟)下表各项中的离子能在溶液中大量共存，且满足相应要求的是 导学号 50812105 ( D ) 选项 离子 要求 A K＋、Cl－、SO2－ 4 、MnO－ 4 c(K＋)c(Cl－)，A 错误；B 项，cH＋ cOH－ ＝1×1014，溶液显酸性，H＋、I－、NO － 3 会发生氧化还原反应，不能大量共存，B 错误；C 项，滴加 NaOH 溶液，OH－先与铝离子反应，故不能立即生成气体，C 错误；D 项，该组离 子之间不反应，可大量共存，且滴加氨水时 Mg2＋、Ag＋与其反应有沉淀产生，随着氨水的 不断滴加，AgOH 沉淀又会溶解于氨水，D 正确。 萃取精华： “三步”突破离子能否大量共存判断题 第一步：细审题，抓关键 1．注意“一定大量共存”“可能大量共存”还是“不能大量共存”等关键词。 2．注意“透明溶液”意味着无难溶物或微溶物，但并不意味着溶液无色。 第二步：分析限制条件 1．溶液颜色：常见的有色离子有 Cu2＋(蓝色)、Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、MnO－ 4 (紫 红色)、Cr2O2－ 7 (橙色)。 2．溶液的酸碱性： (1)常见表示溶液呈酸性的描述。 ①常温下 pH＝1 的溶液；②使 pH 试纸变红的溶液；③使甲基橙呈红色的溶液；④c(H＋) ＝1×10－2mol·L－1 的溶液。 (2)常见表示溶液呈碱性的描述。 ①常温下 pH＝14 溶液；②使 pH 试纸变蓝的溶液；③使酚酞变红的溶液；④c(OH－)＝ 0.1 mol·L－1 的溶液。 (3)常见表示溶液既可能呈酸性又可能呈碱性的描述。 ①与铝粉反应放出氢气的溶液；②常温下，水电离出的 c(OH－)＝1×10－12mol·L－1 的溶 液；③与 NH4HCO3 反应能产生气体的溶液。 3．其他隐含条件： 比如：通入足量氨气、加入 Na2O2 的溶液等。 第三步：抓住反应发生条件 1．生成气体、沉淀、弱电解质的复分解反应。 2．特别注意氧化还原反应。 3．熟记相互促进的水解反应。 题组三 离子的检验与推断 5．(2017·江西模拟)下列对物质或离子的检验结论正确的是 导学号 50812106 ( A ) A．加入 KSCN 溶液，溶液变红，证明原溶液含有 Fe3＋ B．将气体通入酸性 KMnO4 溶液，溶液紫色褪去，证明气体为乙烯 C．将气体通入澄清石灰水，有白色沉淀生成，证明气体为 CO2 D．加入 BaCl2 溶液，生成的沉淀不溶于盐酸，证明原溶液含有 SO2－ 4 [解析] A 项，溶液中加入 KSCN 溶液，铁离子结合 SCN－生成红色物质，证明原溶液 中含铁离子，A 正确；B 项，将气体通入酸性 KMnO4 溶液，溶液紫色褪去，说明气体具有 还原性，但不一定为乙烯，也可能为二氧化硫等，B 错误；C 项，二氧化硫、二氧化碳都可 使澄清石灰水变浑浊，C 错误；D 项，沉淀可能是 AgCl，若检验 SO2－ 4 ，应先加入盐酸，无 现象，再加入氯化钡溶液，D 错误。 6．(2018·山东滨州高三检测)有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：K＋、Mg2 ＋、Al3＋、Fe2＋、Ba2＋、NO－ 3 、SO2－ 4 、Cl－、I－、HCO－ 3 。取该溶液进行实验： 导学号 50812107 实验步骤 实验现象 ①取少量该溶液，测定溶液 pH pH＝0 ②取少量该溶液加热浓缩，加 Cu 片和浓 H2SO4，加热 有无色气体产生，气体遇空气变成红棕色 ③取少量该溶液，加少量 BaCl2 溶液 有白色沉淀 ④取③中上层清液，加足量 AgNO3 溶液 有白色沉淀，且不溶于稀 HNO3 ⑤取少量该溶液，加 NaOH 溶液 有白色沉淀，NaOH 过量时沉淀部分溶解 由此判断： (1)溶液中肯定不存在的离子有__HCO－ 3 、I－、Fe2＋、Ba2＋__；溶液中肯定存在的离子是 __NO－ 3 、SO2－ 4 、Mg2＋、Al3＋__。 (2)请设计实验验证其中可能存在的阴离子的方法(写明操作、现象、结论)。 __取原溶液少量，滴入足量 Ba(NO3)2 溶液静置、过滤、向滤液中加入 AgNO3 溶液，若 生成白色沉淀，再加稀硝酸，白色沉淀不溶解，则含 Cl－，反之无 Cl－__。 [解析] (1)由①②知溶液中含 H＋和 NO－ 3 ，故一定不含 HCO－ 3 、Fe2＋、I－。由③知含 SO2－ 4 ， 故原溶液不含 Ba2＋，实验④虽生成 AgCl 沉淀，但无法判断 Cl－来自原溶液还是③中的 BaCl2。 由实验⑤知溶液含 Mg2＋和 Al3＋。(2)可能存在的阴离子是 Cl－，检验 Cl－时要先排除 SO 2－ 4 的 干扰。 萃取精华： 离子推断的四项基本原则 肯定性 原则 — 根据实验现象推出溶液中肯定存在或肯定不 存在的离子记住常见的有色离子：Fe2＋、Fe3＋、 Cu2＋、MnO－ 4 等 ↓ 互斥性 原则 — 在肯定某些离子的同时，结合离子共存规律、 否定一些离子存在要注意题目中的隐含条件， 如酸性、碱性、指示剂的变化，与铝反应产生氢 气、水的电离情况等 ↓ 电中性 原则 — 溶液呈电中性，一定既有阳离子，又有阴离子， 且溶液中正、负电荷总数相等利用这一原则 可确定一些隐含的离子 ↓ 进出性 原则 — 通常是在实验过程中使用，是指在实验过程中 反应生成的离子或引入的离子对后续实验的 干扰 要点速记： 1．记“强”判“弱” 强酸：H2SO4、HNO3、HClO4、HCl(HBr、HI) 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2 和 Ca(OH)2 其他酸、碱一般为弱酸、弱碱。 2．盐一般是强电解质 3．记忆五种有色离子：Cu2＋(蓝色)、Fe3＋(棕黄色)、Fe2＋(浅绿色)、MnO－ 4 (紫红色)。 4．常见既能与酸反应又能与碱反应的离子：HCO－ 3 、HS－、HSO－ 3 、H2PO－ 4 。 5．掌握四种氧化性离子与七种还原性离子 (1)氧化性离子：MnO－ 4 (H＋)、Fe3＋、NO－ 3 (H＋)、ClO－。 (2)还原性离子：I－、Fe2＋、SO2－ 3 、S2－、HSO－ 3 、HS－、Br－。 6．在碱性溶液中不能大量存在的离子：NH＋ 4 、Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Ag＋、Fe3＋、Fe2＋。 7．在酸性溶液中不能大量存在的离子：AlO－ 2 、ClO－、CH3COO－、SO2－ 3 、CO2－ 3 、S2－。 第 5 讲 氧化还原反应 考纲要求 学法点拨 1.了解氧化还原 反应的本质。 2．了解常见的氧 氧化还原反应是全国高考钟爱的一个重要考点和常考考点，也是在 生产生活中应用较为广泛的一类反应。与其相关联的知识也较多，如热 化还原反应。掌 握常见氧化还原 反应的配平和相 关计算。 化学、电化学知识等。以下几点建议可供大家复习时参考： (1)将氧化还原反应基本概念的判断通过“升失氧—降得还”快速理顺， 以准确判断各物质的“角色”； (2)熟练掌握化合价升降法配平氧化还原反应方程式的技巧，特别是离子 型氧化还原反应方程式的“三步”配平法：电子守恒→电荷守恒→质量 守恒； (3)有意识地强化记忆氧化还原反应规律，特别是氧化性、还原性强弱规 律和电子守恒规律的应用。 考点一 氧化还原反应的相关概念及表示方法 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．本质和特征 氧化还 原反应 —|— 本质 —__电子转移__得失或偏移 — 特征 —反应过程中元素的__化合价__发生变化 2．相关概念及其关系 3．电子转移的表示方法 (1)双线桥法 请 标 出 Cu 与 稀 硝 酸 反 应 中 电 子 转 移 的 方 向 和 数 目 __ __。 (2) 单线桥法 请标出 MnO2 与浓酸盐的反应中电子转移的方向和数目。 __MnO2＋4HCl2e－浓 ===== △ MnCl2＋2H2O＋Cl2↑__。 4．理清氧化还原反应与四种基本反应类型的关系 有下列 10 个反应： ①Cu2S＋O2===== △ 2Cu＋SO2 ②3O2===== 放电 2O3 ③3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2 ④2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ ⑤CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑ ⑥2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑ ⑦Na2O＋H2O===2NaOH ⑧2Fe＋3Cl2===== △ 2FeCl3 ⑨H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O ⑩NaH＋H2O===NaOH＋H2↑ 其中属于氧化还原反应的是__①、③、④、⑥、⑧、⑩__；既是氧化还原反应，又是化 合反应的是__⑧__；既是氧化还原反应，又是分解反应的是__⑥__；属于置换反应的是__①、 ④__；属于复分解反应的是__⑨__。 特别提醒： (1)有单质参与的化合反应是氧化还原反应 (2)有单质生成的分解反应是氧化还原反应 (3)所有的置换反应都是氧化还原反应 (4)所有的复分解反应都是非氧化还原反应 可用图示简洁明了表示各种关系如下图 5．常见氧化剂： 包括某些活泼的非金属单质、含有高价态元素的化合物、某些氧化物和过氧化物等。如 氧化剂 ——Cl2 浓硫酸 HNO3 KMnO4 Fe3＋ ↓＋ne－ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 还原产物 ——__Cl－__ __SO2__ __NO 或 NO2__ __Mn2＋__ __Fe2＋或 Fe__ 6．常见还原剂： 包括活泼的金属单质、某些非金属单质、元素处于低价态时的物质(化合物、金属离子、 非金属离子、氢化物等)。如 还原剂 ——Zn H2 CO Fe2＋ H2S I－ ↑－ne－ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 氧化产物 ——__Zn2＋__ __H＋__ __CO2__ __Fe3＋__ __S__ __I2__ 7．具有中间价态的物质既有氧化性，又有还原性： 还原产物 ——__Fe__ __S__ __H2O__ ↑＋ne－ ↑ ↑ ↑ 氧化剂 还原剂 —— Fe2＋ SO2－ 3 H2O2 ↓－ne－ ↓ ↓ ↓ 氧化产物 ——__Fe3＋__ __SO2－ 4 __ __O2__ 其中：Fe2＋、SO 2－ 3 主要表现__还原__性，H2O2 主要表现__氧化__性。 特别提醒： 根据元素化合价判断物质的氧化性、还原性，只是其变化的一种“趋势”，但氧化性、 还原性“能力”强弱不一定。如 Na＋中钠的化合价是钠元素的最高化合价，具有氧化性，但 是氧化性很弱。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812108 (1)元素由化合态变成游离态时，可能被氧化，也可能被还原( √ ) (2)氧化还原反应中的反应物不是氧化剂就是还原剂( × ) (3)氧化还原反应中有一种元素被氧化时，一定有另一种元素被还原( × ) (4)在反应：2CuFeS2＋O2===== △ Cu2S＋2FeS＋SO2 中，SO2 既是氧化产物，又是还原产物 ( √ ) (5)有单质参加或有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应( × ) (6)氧化还原反应中的反应物，不是氧化剂就是还原剂( × ) (7)分解反应一定是氧化还原反应，而化合反应为非氧化还原反应( × ) (8)在氧化还原反应中，氧化剂和还原剂，氧化产物和还原产物一定不同( × ) (9)非金属阴离子只具有还原性，金属阳离子只具有氧化性( × ) (10)没有单质参加的化合反应一定不是氧化还原反应( × ) 提示：如 H2O2＋SO2===H2SO4 是氧化还原反应 (11)电子转移的方向和数目： Cu＋4HNO32e－(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O。( √ ) 2．①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 导学号 50812109 ②2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑ ③6HCl(浓)＋KClO3===KCl＋3Cl2↑＋3H2O ④MnO2＋4HCl(浓)===== △ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O (1)用双线桥标出上述反应电子转移方向及数目。 ①__ __ ②__ __ ③__ __ ④__ __ (2)属于歧化反应的是__②__；属于归中反应的是__③__。 (3)用单线桥标出反应③电子转移方向及数目。 __ __。 题组一 氧化还原反应的概念辨析 1．下列说正确的是 导学号 50812110 ( B ) A．1 mol Fe 溶于过量硝酸，转移电子数为 2NA B．根据反应 ClO2＋H2O2＋OH－―→ClO－ 2 ＋__________，该反应中氧化产物是 O2 C．大量的碘富集在海藻中，用水浸取后浓缩，再向浓缩液中加 MnO2 和 H2SO4，即可 得到 I2，该反应的还原产物为 I2 D．2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO 均为水作还原剂的氧化 还原反应 E．Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2、Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 均为单质被还原的置换反应 [解析] A 项，1 mol Fe 与过量硝酸完全反应转移电子数为 3NA；B 项，此反应中 ClO2 为氧化剂，还原产物为 ClO－ 2 ，H2O2 为还原剂，氧化产物为 O2；C 项，海藻中的碘元素以碘 化物形式存在，反应中 I 元素被氧化，Mn 元素被还原，还原产物应为硫酸锰；D 项，2Na2O2 ＋2H2O===4NaOH＋O2↑、Cl2＋H2O===HCl＋HClO 中水既不是氧化剂也不是还原剂；E 项， Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2 中 Cl 元素的化合价降低，Zn＋Cu2＋===Zn2＋Cu 中 Zn 元素的化合价 升高，前者单质被还原，后者单质被氧化。 2．赤铜矿的主要成分是 Cu2O，辉铜矿的主要成分是 Cu2S，将赤铜矿与辉铜矿混合加 热有以下反应：2Cu2O＋Cu2S===== △ 6Cu＋SO2 。对于该反应，下列说法中错误的是 导学号 50812111 ( A ) A．反应中 Cu2S 只作氧化剂 B．还原产物与氧化产物的物质的量之比为 6∶1 C．Cu2O 在反应中体现氧化性 D．反应中被氧化的元素是 S [解析] Cu2O 和 Cu2S 中 Cu 化合价都降低，都为氧化剂，Cu2S 也作还原剂，A 错误； 反应中还原产物为 Cu，氧化产物为 SO2，二者物质的量之比为 6∶1，B 正确；Cu2O 中 Cu 化合价由＋1 价降低到 0 价，体现氧化性，C 正确；反应中 S 化合价升高，被氧化，D 正确。 3．(2018·河北保定高三检测)已知 G、Q、X、Y、Z 均为含氯元素的化合物，在一定条 件下有下列转化关系(未配平)： ①G―→Q＋NaCl ②Q＋H2O――→电解 X＋H2 ③Y＋NaOH―→G＋Q＋H2O ④Z＋ NaOH―→Q＋X＋H2O 这五种化合物中 Cl 元素化合价由低到高的顺序是 导学号 50812112 ( A ) A．G、Y、Q、Z、X B．X、Z、Q、G、Y C．X、Z、Q、Y、G D．G、Q、Y、Z、X [解析] 由①得出 Q 中价态高于 G，因为 G 中价态介于 Q 和－1 价的 Cl 之间，－1 价 为氯元素的最低价；将该结论引用到③，Y 介于 Q 与 G 之间，故有 Q 价态高于 Y，Y 价态 高于 G；分析②：H2O 中的 H 化合价降低，则 Q 中的氯元素转变为 X 中的氯元素，化合价 必升高，则得出 X 价态高于 Q；最后分析④：Z 介于 Q、X 之间，则 X 价态高于 Z，Z 价态 高于 Q。 4．(2017·吉林实验中学模拟)N2O 既是医学上的一种麻醉剂，又是一种常见的温室气体。 制 取 N2O 的 方 法 有 很 多 ， 例 如 ① NH4NO3 ===== 一定条件 N2O↑ ＋ 2H2O ② K2SO3 ＋ 2NO ===== 一定条件 K2SO4 ＋ N2O ③ 2NH3 ＋ 2O2 ===== 一定条件 N2O ＋ 3H2O ④ 2NaNO3 ＋ (NH4)2SO4 ===== 一定条件 2N2O↑ ＋ Na2SO4 ＋ 4H2O 等 。 下 列 说 法 正 确 的 是 导学号 50812113 ( C ) A．反应①中硝酸铵既是氧化剂又是还原剂，H2O 是氧化产物 B．反应②中 K2SO3 是还原剂，N2O 是氧化产物 C．反应③中每生成 1 mol N2O，转移 8 mol 电子 D．反应④中 NaNO3 是还原剂，N2O 既是氧化产物又是还原产物 [解析] 反应①NH4NO3 ===== 一定条件 N2O↑＋2H2O 中，NH4NO3 中－3 价氮元素的化合价升 高，＋5 价氮元素的化合价降低，故硝酸铵既是氧化剂又是还原剂，生成的 N2O 既是氧化产 物又是还原产物，而 H2O 既不是氧化产物又不是还原产物，A 错误；反应②K2SO3＋ 2NO ===== 一定条件 K2SO4＋N2O 中，N 元素的化合价降低，S 元素的化合价升高，所以 K2SO3 是 还原剂，K2SO4 是氧化产物，B 错误；反应③2NH3＋2O2 ===== 一定条件 N2O↑＋3H2O 中，N 元素 的化合价由－3 升高到＋1，每生成 1 mol N2O，转移 8 mol 电子，C 正确；反应④2NaNO3 ＋(NH4)2SO4 ===== 一定条件 2N2O↑＋Na2SO4＋4H2O 中，NaNO3 中 N 元素的化合价降低，则 NaNO3 是氧化剂，(NH4)2SO4 中 N 元素的化合价升高，生成的 N2O 既是氧化产物又是还原产物，D 错误。 题组二 电子转移方向及数目的表示方法 5 ． (2018· 经 典 习 题 选 萃 ) 下 列 表 示 电 子 转 移 方 向 和 数 目 正 确 的 是 导学号 50812114 ( D ) 6．(2018·山东滨州高三检测)单质钛(Ti)的机械强度高，抗腐蚀能力强，有“未来金属” 之称。以 TiO2 制金属钛，主要反应有：①TiO2＋2C＋2Cl2===== △ TiCl4＋2CO；②TiCl4＋ 2Mg===== △ 2MgCl2＋Ti。下列叙述不正确的是 导学号 50812115 ( B ) A．反应①中碳是还原剂 B．反应①中 TiO2 是氧化剂 C．反应②表现了金属镁还原性比金属钛强 D．反应①中氧化剂与还原剂的物质的量的关系为 1∶1 [解析] 反应①中碳元素的化合价升高，是还原剂，故 A 项正确；反应①中 Ti、O 元素 的化合价不变，TiO2 是反应物，既不是氧化剂也不是还原剂，故 B 项错误；反应②中 Mg 失去电子作还原剂，由还原剂的还原性强于还原产物的还原性可知，金属镁还原性比金属钛 强，故 C 项正确；TiO2＋2C＋2Cl2===== △ TiCl4＋2CO 中，Cl2 为氧化剂，C 为还原剂，氧化 剂与还原剂的物质的量的关系为 1∶1，故 D 项正确。 7 ． (2018· 河 南 郑 州 )(1) 已 知 反 应 ： 6HCl( 浓 ) ＋ KClO3===KCl ＋ 3Cl2↑ ＋ 3H2O 。 导学号 50812116 ①在标准状况下，生成 6.72L 氯气时转移电子的物质的最为__0.5_mol__。 ②反应中转移 1.5 mol e－时，参加反应的 HCl 为__1.8__mol，其中被氧化的 HCl 为 __1.5__mol。 (2)用双线桥标出反应 14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4 电子转移 的方向及数目。 [答案] (2) [方法技巧] 氧化还原反应中的概念判断 氧化还原反应的概念性题目的解题思路是：判价态，分升降；定类型，推其他。其中“判 价态”是关键的一步，对于复杂物质中元素化合价可以利用常见元素的化合价进行推断，如 CuFeS2 中硫的化合价为－2 价。同种元素不同价态之间的转化，其价态可根据“归中而不交 叉”的原则判断。 萃取精华： (1)某元素由化合态变为游离态时，该元素不一定被还原(被氧化)，因为元素处于化合态 时，其化合价可能为正价，也可能为负价。 如：Cu2＋―→Cu 时，铜元素被还原，Cl－―→Cl2 时，氯元素被氧化。 (2)氧化还原反应中的反应物不一定都是氧化剂或还原剂，但在氧化还原反应中一定有 氧化剂和还原剂，氧化剂和还原剂可以是不同的物质，也可以是同一种物质。 (3)在氧化还原反应中，一种元素被氧化，不一定有另一种元素被还原，在反应 Cl2＋ H2O HCl＋HClO 中，被氧化与被还原的都是氯元素。 考点二 物质氧化性、还原性强弱的判断 氧化还原反应规律及应用 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．氧化性、还原性的判断： (1)氧化性是指物质__得电子__的性质(或能力)；还原性是指物质__失电子__的性质(或 能力)。 (2)氧化性、还原性的强弱取决于物质得、失电子的__难易__程度，与得、失电子数目 的__多少__无关。例如：Na－e－===Na＋，Al－3e－===Al3＋，但根据金属活动性顺序表，Na 比 Al 活泼，更易失去电子，所以 Na 比 Al 的还原性强。 从元素的价态考虑：最高价态——只有__氧化性__，如 Fe3＋、H2SO4、KMnO4 等；最低 价态——只有__还原性__，如金属单质、Cl－、S2－等；中间价态——既有__氧化性__又有__ 还原性__，如 Fe2＋、S、Cl2 等。 2．氧化性、还原性强弱的比较方法 (1)依据反应原理 氧化剂＋还原剂―→还原产物＋氧化产物 氧化性：氧化剂>__氧化产物__ 还原性：还原剂>__还原产物__ (2)依据反应条件及反应的剧烈程度 反应条件要求越低，反应越__剧烈__，对应物质的氧化性或还原性__越强__。如是否加 热、有无催化剂及反应温度高低和反应物浓度大小等。例如： Cu＋4HNO3浓===CuNO32＋ 2NO2↑＋2H2O Cu＋2H2SO4浓===== △ CuSO4＋SO2↑ ＋2H2O → 氧化性： 浓硝酸> 浓硫酸 (3)依据产物中元素价态的高低来判断 ①相同条件下，不同氧化剂作用于同一种还原剂，氧化产物价态高的其氧化性强。例如： 2Fe＋3Cl2===== 点燃 2FeCl3 Fe＋S===== △ FeS → 氧化性： __Cl2>S__ ②相同条件下，不同还原剂作用于同一种氧化剂，还原产物价态低的其还原性强。例如： Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 3Zn＋2Fe3＋===3Zn2＋＋2Fe → 还原性： __Zn>Cu__ (4)某些氧化剂的氧化性或还原剂的还原性与下列因素有关 ①温度：如热的浓硫酸的氧化性比冷的浓硫酸的氧化性强。 ②浓度：如浓硝酸的氧化性比稀硝酸的强。 ③酸碱性：如 KMnO4 溶液的氧化性随溶液酸性的增强而增强。 3．氧化还原反应规律及其应用 规律 内容 应用 强弱 规律 氧化还原反应中，氧化性“氧化剂>氧化 产物”，还原性“还原剂>还原产物”； ①判断物质氧化性还原性强弱 ②判断离子发生氧化还原反应顺序 若某物质既作氧化剂又作还原剂，不能 根据反应方程式判断物质氧化性、还原 性的强弱 ③判断元素金属性、非金属性强弱 ④判断电化学中阴、阳离子的放电顺序 价态 规律 ①升降律：化合价有升必有降，升降总 值相等 ②归中律：同一元素不同价态之间发生 反应时，一般情况下价态变化是：价态 可归中，“交叉”真不能 ③邻位律：有多个价态的元素发生氧化 还原反应时，一般先变为邻位价态 ①判断氧化还原反应方程式正误 ②氧化还原反应方程式的书写及产物确 定 ③确定氧化还原反应转移的电子数 守恒 规律 氧化剂得到的电子和还原剂失去的电子 总数相等 ①配平氧化还原反应方程式 ②进行氧化还原反应的相关计算 ③电化学电极反应相关计算 特别提醒： 已知物质的氧化性或还原性的强弱关系，判断某一氧化还原反应能否发生时可采用假设 法： (1)先假设反应成立； (2)然后根据氧化性：氧化剂>氧化产物，还原性：还原剂>还原产物的规律，列出假设 反应中的上述关系； (3)结合题干条件判断该结论是否符合事实。符合事实，则反应成立；反之，则不成立。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812117 (1)强氧化剂与强还原剂混合不一定发生氧化还原反应( √ ) (2)元素的非金属性越强，其氧化性越强，相应单质越活泼( × ) (3)氧化剂浓硝酸、浓硫酸参加反应时，氮、硫化合价分别降低 1、2 生成 NO2、SO2， 所以浓硫酸的氧化性强于浓硝酸( × ) (4)由 2NaCl===== 通电 2Na＋Cl2↑得出氧化性 Na＋>Cl2( × ) (5)阳离子只有氧化性，阴离子只有还原性( × ) (6)反应 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，说明金属阳离子的还原产物不一定是金属单质( √ ) (7)反应 Cu＋H2SO4===== 通电 CuSO4＋H2↑，说明还原性：Cu>H2( × ) (8)反应 2MnO－ 4 ＋10Cl－＋16H＋===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O，说明盐酸不能作高锰酸钾的 酸化剂( √ ) 2．(1)物质得电子越多，其氧化性越强吗？元素处于最高价态时一定具有强氧化性吗？ 导学号 50812118 (2)往 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2，哪种离子先被氧化？若改为 FeI2 呢？ 答案：(1)物质的氧化性强弱与其得电子多少没有必然联系；元素处于最高价态时不一 定具有强氧化性，如 NaNO3、H2SO4(稀)等。 (2)由于还原性：I－>Fe2＋>Br－，所以往 FeBr2 溶液中通入少量 Cl2，首先被氧化的是 Fe2 ＋；向 FeI2 溶液中通入少量 Cl2，首先被氧化的是 I－。 题组一 根据化学(离子)方程式判断氧化性、还原性的强弱 1．(2017·北京中央民族大学附属中学周练)根据表中信息，判断下列叙述正确的是 导学号 50812119 ( A ) 序号 氧化剂 还原剂 其他反应物 氧化产物 还原产物 ① Cl2 FeBr2 / Cl－ ② KClO3 浓盐酸 / Cl2 ③ KMnO4 H2O2 H2SO4 O2 Mn2＋ A.表中①组的反应可能有一种或两种元素被氧化 B．氧化性强弱的比较：KClO3>Fe3＋>Cl2>Br2 C．表中②组反应的还原产物是 KCl，电子转移数目是 6e－ D．表中③组反应的离子方程式为 2MnO－ 4 ＋3H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋4O2↑＋6H2O 2．(2017·河北衡水模拟)有下列三个反应 导学号 50812120 ①Cl2＋FeI2===FeCl2＋I2 ②2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－ ③Co2O3＋6HCl===2CoCl2＋Cl2↑＋3H2O 下列说法正确的是( B ) A．①②③中的氧化产物分别是 I2、Fe3＋、CoCl2、 B．氧化性 CoO3>Cl2>Fe3＋ C．根据反应①一定可以推理得到：Cl2＋FeBr2===FeCl2＋Br2 D．在反应③中当 1 mol Co2O3 参加反应时，有 1 mol HCl 被氧化 [解析] 三个反应中元素化合价升高所在的产物是 I2、Fe3＋、Cl2，它们是氧化产物，A 错误；氧化还原反应中，氧化剂的氧化性强于氧化产物，在反应①中，氧化性：Cl2>I2，在 反应②中，氧化性：Br2>Fe3＋ ，在反应③中，氧化性：Co2O3>Cl2，所以氧化性顺序是 Co2O3>Cl2>Br2>Fe3＋，B 正确；根据氧化性顺序：Cl2>Br2>Fe3＋，Cl2 和 FeBr2 反应时，氯气 既能氧化溴离子又能氧化亚铁离子，所以还可能生成三价铁离子和溴单质，C 错误；在反应 ③中生成 1 mol Cl2 时，有 6 mol 的 HCl 参加反应，其中 2 mol HCl 被氧化，故 D 错误。 题组二 依据氧化性、还原性强弱判断氧化还原反应能否发生 3．(2018·山东济南高三检测)已知 I－、Fe2＋、SO2、Cl－、H2O2 均有还原性，它们在酸性 溶 液 中 还 原 性 的 顺 序 为 Cl － Fe2＋>Br－，则通入氯气后，I－最先反应，Br－最后 反应。分析图像可知，原溶液中 I－、Br－、Fe2＋的物质的量分别为 2 mol、6 mol、4 mol，所 以原溶液中 FeBr2 的物质的量为 3 mol；当通入 1 mol Cl2 时，发生的反应为 Cl2＋2I－===I2＋ 2Cl－。 6．(2018·经典习题选萃)L、M、R、P、Q 分别代表五种含不同化合价的氮元素的物质。 A、B 分别代表两种含不同化合价的氯元素的物质(每种物质中氮或氯元素的化合价只有一 种)。又知物质 M 中的氮元素化合价要比物质 Q 中氮元素的化合价低。在一定条件下，它们 会发生如下的转化(关系式未配平)： 导学号 50812124 ①P＋A―→Q＋B ②L＋O2―→M＋H2O ③L＋M―→R＋H2O ④B＋H2O―→A＋O2 (1)若五种含氮元素的物质中，有一种是硝酸，则硝酸是__P__理由是__P 中氮元素的化 合价最高__。 (2)反应②必须在催化剂(铂、氧化铁等)作用下，加热到一定温度时方能发生，此反应在 化工生产上有重要用途，据此推断在同温同压下，若物质 R 密度比空气的密度小，则 R 的 化学式为__N2__。 (3)某同学写出下面三个含氮的物质相互转化的关系式： Ⅰ.M＋P―→N2O3＋H2O Ⅱ.N2O4＋H2O―→P＋Q Ⅲ.M＋L―→Q＋H2O 其中一定不可能实现的是__Ⅲ__，理由是__氮元素的价态，Q>M>L，根据氧化还原反 应规律，M 与 L 这两种物质反应，不可能生成氮元素价态比 M、L 都高的物质(其他合理答 案也可)__。 7．(2018·山东滨州高三检测) 导学号 50812125 (1)工业上可用焦炭和 SiO2 在高温下反应制得粗硅，同时还生成一种可燃性气体，该反 应氧化剂与还原剂物质的量之比为__1∶2__。 (2)向 NaBr 溶液中滴入少量氯水和苯，振荡、静置，溶液上层呈橙红色，则 Br－还原性 __强于__Cl－(填“强于”或“弱于”)。 (3)在 CO2 中，Mg 燃烧生成 MgO 和 C，则 Mg 的还原性__强于__C 的还原性(填“强于” 或“弱于”)。 (4)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，具有较强还原性。H3PO2 及 NaH2PO2 均可将 溶液中的 Ag＋还原为银，从而可用于化学镀银。利用 H3PO2 进行化学镀银反应中，氧化剂与 还原剂的物质的量之比为 4∶1，则氧化产物为__H3PO4__(填化学式)。 [解析] (1)1 mol SiO2 生成 1 mol Si 得到 4 mol 电子，1 mol C 生成 1 mol CO 失去 2 mol 电子，根据得失电子守恒，该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 1∶2。 (2)溶液上层呈橙红色，说明 Cl2 与 NaBr 反应生成了 Br2 与 NaCl，则 Br－还原性强于 Cl －。 (3)该反应中 Mg 作还原剂，其还原性强于还原产物 C 的还原性。 (4)根据 H3PO2 与 Ag＋反应中两者物质的量之比为 1∶4，4 mol Ag＋在反应中得到 4 mol e －，1 mol H3PO2 则失去 4 mol e－，则产物中 P 元素显＋5 价，故氧化产物为 H3PO4。 萃取精华： 近年的高考试题对这部分知识的考查更多的是集中在对氧化还原反应本质的理解与掌 握上，即对电子得失能力的强弱判断、电子得失守恒，以及守恒规律在有关化学计算中的应 用。相关内容在高考试题中一般以选择题和填空题的形式呈现。更多的是与其他化学原理知 识进行综合，对一些判断或说法的正误进行分析。 考点三 氧化还原反应方程式的配平与相关计算 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．配平原理 在氧化还原反应中，从现象看是__化合价升降总数__相等，从本质看是__电子得失总数 __相等。对离子方程式进行配平时，除满足上述要求外，还应注意电荷守恒。 2．配平氧化还原反应方程式的步骤 配 平 五 步 流 程 — 标变价 — 标明反应前后__变价__元素的化合价 — 列变化 — 列出化合价__升高__和__降低__的数值。 — 求总数 — 通过求最小公倍数使化合价__升降总数__ 相等 — 定系数 — 确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产 物的化学计量数，__观察__法配平其他物质 的化学计量数 — 查守恒 — 检查质量、__电荷__、电子是否守恒 以上方法步骤以 Cu 与稀 HNO3 反应的方程式配平为例说明如下： (1)标变价 C 0 u＋HN ＋5 O3(稀)——Cu ＋2 (NO3)2＋NO ＋2 ＋H2O (2)列变化 C 0 u＋HN ＋5 O3(稀)——Cu ＋2 ↑2 (NO3)2＋NO ＋2 ↓3 ＋H2O (3)求总数 C 0 u＋HN ＋5 O3(稀)—— Cu ＋2 ↑2×3 (NO3)2＋ NO ＋2 ↓3×2 ＋H2O (4)定系数 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (5)查守恒，其他原子在配平时相等，最后利用 O 原子守恒来进行验证。 3．氧化还原反应计算的常用方法——得失电子守恒法 得失电子守恒是指在发生氧化还原反应时，氧化剂得到的电子总数一定等于还原剂失去 的电子总数。得失电子守恒法常用于氧化还原反应中氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物 的有关计算及电解过程中电极产物的有关计算等。 (1)应用电子守恒解题的一般步骤——“一、二、三”。 ①“一找各物质”：找出氧化剂、还原剂及相应的还原产物和氧化产物。 ②“二定得失数”：确定一个原子或离子得失电子数(注意化学式中原子的个数)。 ③“三列关系式”：根据题中物质的物质的量和电子守恒列出等式。 n(氧化剂)×变价原子个数×化合价变化值＝n(还原剂)×变价原子个数×化合价变化 值。 (2)多步连续进行的氧化还原反应的有关计算：对于多步连续进行的氧化还原反应，只 要中间各步反应过程中电子没有损耗，可直接找出起始物和最终产物，删去中间产物，建立 二者之间的电子守恒关系，快速求解。应用以上方法解答有关氧化还原反应的计算题时，可 化难为易，化繁为简。 X 小题速练 iao ti su lian 1．配平下列化学方程式 导学号 50812126 (1) 4 HCl浓＋ 1 MnO2===== △ 1 Cl2↑＋ 1 MnCl2＋ 2 H2O (2) 5 kI＋ 1 KIO3＋ 3 H2SO4=== 3 I2＋ 3 K2SO4＋ 3 H2O (3) 2 MnO－ 4 ＋ 16 H＋＋ 10 Cl－ === 2 Mn2＋＋ 5 Cl2↑＋ 8 H2O (4) 3 S＋ 6 KOH=== 2 K2S＋ 1 K2SO3＋ 3 H2O (5) 2 P4＋ 9 KOH＋ 3 H2O=== 3 K3PO4＋ 5 PH3 2．在 P＋CuSO4＋H2O―→Cu3P＋H3PO4＋H2SO4(未配平)的反应中，7.5 mol CuSO4 可氧 化 P 的物质的量为__1.5__mol；生成 1mol Cu3P 时，参加反应的 P 的物质的量为__2.2__mol。 导学号 50812127 解析：设 7.5 mol CuSO4 氧化 P 的物质的量为 x；生成 1 mol Cu3P 时，被氧化的 P 的物 质的量为 y 根据得失电子守恒得： 7．5 mol×(2－1)＝x·(5－0) x＝1.5 mol 1 mol×3×(2－1)＋1 mol×1[0－(－3)]＝y· (5－0) y＝1.2 mol 所以参加反应的 P 的物质的量为 1.2 mol＋1 mol＝2.2 mol。 3．64 g 铜与一定量的浓 HNO3 恰好完全反应，将产生的气体与适量的 O2 混合通入水中， 气体完全溶解，试求 O2 的物质的量？ 导学号 50812128 答案：由电子守恒知，Cu 失电子的物质的量与 O2 得电子的物质的量相等，据此可求得 n(O2)＝1 mol×2 4 ＝0.5 mol。 题组一 氧化还原反应方程式的配平技巧 类型一：正向配平 1．(1) 5 NH4NO3=== 4 N2＋ 2 HNO3＋ 9 H2O 导学号 50812129 (2) 2 H2S＋ 1 SO2=== 3 S↓＋ 2 H2O (3) 4 KI＋ 2 CuSO4=== 1 I2＋ 2 CuI↓＋ 2 K2SO4 (4) 3 Cu2S＋ 22 HNO3=== 6 Cu(NO3)2＋ 3 H2SO4＋ 10 NO↑＋ 8 H2O (5) 1 NaBO2＋ 2 SiO2＋ 4 Na＋ 2 H2=== 1 NaBH4＋ 2 Na2SiO3 (6) 1 MnOOH2＋ 2 I－＋ 4 H＋ === 1 Mn2＋＋ 1 I2＋ 3 H2O (7) 2 MnO－ 4 ＋ 5 C2O2－ 4 ＋ 16 H＋ === 2 Mn2＋＋ 10 CO2↑＋ 8 H2O (8) 2 P＋ 5 FeO＋ 3 CaO===== 高温 1 Ca3PO42＋ 5 Fe (9) 3 As2S3＋ 28 HNO3＋ 4 H2O=== 6 H3AsO4＋ 9 H2SO4＋ 28 NO↑ 类型二： 逆向配平 2 ． (1) 3 S＋ 6 NaOH===== △ 2 Na2S＋ 1 Na2SO3＋ 3 H2O 导学号 50812130 (2) 2 KClO3＋ 4 HCl＝ 2 KCl＋ 2 ClO2＋ 1 Cl2＋ 2 H2O (3) 11 P4＋ 60 CnSO4＋ 96 H2O＝ 20 Cu3P＋ 24 H3PO4＋ 60 H2SO4 (4) 3 H2S＋ 2 HNO3＝ 3 S↓＋ 2 NO↑＋ 4 H2O (5) 2 Cl2＋ 2 CaOH2===== △ 1 CaCl2＋ 1 CaClO2＋ 2 H2O 类型三： 缺项配平 3 ． (1) 3 ClO－＋ 2 FeOH3＋ 4 __OH － __=== 3 Cl － ＋ 2 FeO2－ 4 ＋ 5 H2O 导学号 50812131 (2) 2 MnO－ 4 ＋ 5 H2O2＋ 6 __H＋__=== 2 Mn2＋＋ 5 O2↑＋ 8 H2O (3) 5 Mn2＋＋ 2 ClO－ 3 ＋ 4 H2O=== 5 MnO2↓＋ 1 Cl2＋ 8 __H＋__ (4) 1 ClO－ 3 ＋ 6 Fe2＋＋ 6 __H＋__=== 1 Cl－＋ 6 Fe3＋＋ 3 H2O (5) 5 BiO－ 3 ＋ 2 Mn2＋＋ 14 __H＋__=== 5 Bi3＋＋ 2 MnO－ 4 ＋ 7 __H2O__ (6) 2 FeOH2＋ 1 ClO－＋ 1 __H2O__=== 2 FeOH3＋ 1 Cl－ 4．(浙江高考 27 题改编) 导学号 50812132 (1)完成以下氧化还原反应的离子方程式： __2__MnO－ 4 ＋__5__C2O2－ 4 ＋__16H＋__===__2__Mn2＋＋__10__CO2↑＋__8H2O__。 (2)化合物甲和 NaAlH4 都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和 H2 反应生成甲。甲与 水反应可产生 H2，甲与 AlCl3 反应可得到 NaAlH4。将 4.80 g 甲加热至完全分解，得到金属 钠和 2.24 L(已折算成标准状况)的 H2。 ①甲与 AlCl3 反应得到 NaAlH4 的化学方程式： __4NaH＋AlCl3===NaAlH4＋3NaCl__。 ②NaAlH4 与水发生氧化还原反应的化学方程式： __NaAlH4＋2H2O===NaAlO2＋4H2↑__。 ③甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为 Fe2O3)，脱锈过程 发生反应的化学方程式： __3NaH＋Fe2O3===2Fe＋3NaOH__ 萃取精华： 缺项方程式是指某些反应物或生成物的分子式没有写出来，一般为水、酸(H＋)或碱(OH －)，其配平流程为： 第 一 步 — 找出变价元素，利用氧化还原方程式的配平方法确定含变价元 素物质的化学计量数 第 二 步 — 利用原子守恒确定缺项物质是 H2O、H＋或 OH－ 第 三 步 — 最后利用原子守恒和电荷守恒确定缺项物质的化学计量数 (1)配平方法 先用“化合价升降法”配平含有变价元素的物质的化学计量数，然后由原子守恒确定未 知物，再根据原子守恒进行配平。 (2)补项原则 条件 补项原则 酸性条件下 缺 H 或多 O 补 H＋，少 O 补 H2O 碱性条件下 缺 H 或多 O 补 H2O，少 O 补 OH－ (3)组合方式 反应物 生成物 使用条件 组合一 H＋ H2O 酸性溶液 组合二 H2O H＋ 酸性溶液或酸碱性未知 组合三 OH－ H2O 碱性溶液 组合四 H2O OH－ 碱性溶液或酸碱性未知 类型四： 信息型氧化还原反应方程式的书写与配平 5．(1)(2016·全国Ⅱ卷)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__2Fe2＋ ＋H2O2＋2H ＋ ===2Fe3＋＋2H2O__。 导学号 50812133 (2)(2015·全国Ⅱ卷改编)工业上可用 KClO3 与 Na2SO3 在 H2SO4 存在下制得 ClO2，试写 出该反应的离子方程式：__2ClO－ 3 ＋SO2－ 3 ＋2H＋===2ClO2↑＋SO2－ 4 ＋H2O__。 (3)(2014·全国Ⅰ卷)H3PO2 的工业制法是：将白磷(P4)与 Ba(OH)2 溶液反应生成 PH3 气体 和 Ba(H2PO2)2，后者再与 H2SO4 反应，写出白磷与 Ba(OH)2 溶液反应的化学方程式 __2P4＋3Ba(OH)2＋6H2O===3Ba(H2PO2)2＋2PH3↑__。 萃取精华： 氧化还原反应方程式的配平技巧 (1)正向配平：适用于氧化剂与还原剂相对独立的反应中，如归中反应。 (2)逆向配平：适用于氧化剂与还原剂是同一种物质的反应，如歧化反应。 (3)缺项配平：缺项一般是 H＋、OH－或 H2O，注意合理的组合方式。 题组二 有关氧化还原反应的计算 6．(2018·山东潍坊高三检测)已知在碱性溶液中可发生如下反应：2R(OH)3＋3ClO－＋ 4OH－===2ROn－ 4 ＋3Cl－＋5H2O，则 RO n－ 4 中 R 的化合价是 导学号 50812134 ( D ) A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 [解析] 根据电荷守恒得 3×(－1)＋4×(－1)＝3×(－1)－2n，则 n＝2，所以 RO n－ 4 为 RO2－ 4 ，该离子中 O 元素化合价为－2 价，所以该离子中 R 元素化合价＝－2－(－2)×4＝＋6， 故选 D。 7．14 g 铜银合金与足量的某浓度的硝酸反应，将放出的气体与 1.12 L(标准状况下)氧气 混合，通入水中恰好全部被吸收，则合金中铜的质量为 导学号 50812135 ( C ) A．9.6 g B．6.4 g C．3.2 g D．1.6 g [解析] 根据得失电子守恒规律可直接找出已知量(O2)与未知量(Cu、Ag)之间的物质的 量关系。HNO3 中的N ＋5 元素相当于电子的“二传手”，先得到 Cu、Ag 失去的电子，再传给 O2，最后恢复原貌，Cu、Ag 失去的电子最终传给了 O2，所以根据得失电子守恒规律，得 mCu 64 g·mol－1 ×2＋14 g－mCu 108 g·mol－1 ×1＝ 1.12 L 22.4 L·mol－1 ×4 ，解得：m(Cu)＝3.2 g。 8．(2018·经典习题选萃)U 常见化合价有＋4 和＋6，硝酸铀酰[UO2(NO3)2]加热可发生如 下分解：[UO2(NO3)2]——UxOy↑＋NO2↑＋O2↑(未配平)。将气体产物收集于试管中并倒扣 于盛水的水槽中，气体全部被吸收，水充满试管。则生成铀的氧化物的化学式是 导学号 50812136 ( C ) A．UO2 B．2UO2·UO3 C．UO3 D．UO2·2UO3 [ 解 析 ] 气 体 被 吸 收 ， 说 明 二 氧 化 氮 、 氧 气 和 水 发 生 的 反 应 为 4NO2 ＋ O2 ＋ 2H2O===4HNO3，所以二氧化氮和氧气的计量数之比是 4∶1，根据氧化还原反应中得失电子 数相等知，U 元素的化合价不变，所以生成物是 UO3，故选 C。 9．(2018·浙江金华模拟)高锰酸钾溶液在酸性条件下可以与硫酸亚铁反应，化学方程式 如下(未配平)： KMnO4 ＋ ________FeSO4 ＋ ________H2SO4===________K2SO4 ＋ ________MnSO4 ＋ ________Fe2(SO4)3＋________H2O。 下列说法正确的是 导学号 50812137 ( B ) A．MnO － 4 是氧化剂，Fe3＋是还原产物 B．Fe2＋的还原性强于 Mn2＋ C．取反应后的溶液加 KSCN 溶液，可观察到有血红色沉淀生成 D．生成 1 mol 水时，转移 2.5 mol 电子 [解析] A 项，Fe2＋氧化生成 Fe3＋，Fe3＋为氧化产物，错误；B 项，Fe2＋在该反应中是还 原剂，Mn2＋为还原产物，正确；C 项，Fe3＋遇到 SCN－生成的是 Fe(SCN)3 的水溶液，而不是 沉淀，错误；D 项，配平该反应的化学方程式为 2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===K2SO4＋ 2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋8H2O，故生成 1 mol 水时，转移 1.25 mol 电子，错误。 10．(2018·山东维坊高三检测)有 Fe3＋、Fe2＋、NO－ 3 、NH＋ 4 、H＋和 H2O 六种微粒，分别 属于一个氧化还原反应中的反应物和生成物，下列叙述错误的是 导学号 50812138 ( C ) A．还原产物为 NH＋ 4 B．氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶8 C．若有 0.5 mol NO － 3 参加还原反应，则转移电子 8 mol D．若把该反应设计为原电池，则负极反应为 Fe2＋－e－===Fe3＋ [解析] Fe2＋、NO－ 3 、Fe3＋、NH＋ 4 、H＋和 H2O 六种微粒属于一个氧化还原反应，故 Fe2＋ 作还原剂，NO － 3 作氧化剂，由此得出该反应为 8Fe2＋＋NO－ 3 ＋10H＋===8Fe3＋＋NH＋ 4 ＋3H2O。 NO － 3 生成 NH＋ 4 ，N 化合价从＋5 降为－3，NH ＋ 4 为还原产物，A 正确；该反应中氧化剂是 NO － 3 生成 1 mol NH＋ 4 ，N 化合价从＋5 降为－3，得到 8 mol 电子，还原剂是 Fe2＋，8 mol Fe2 ＋生成 8 mol Fe3＋，失去 8 mol 电子，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 1∶8，B 正确；氧 化剂是 NO－ 3 ，1 mol NO － 3 生成 1 mol NH＋ 4 ，N 化合价从＋5 降为－3，得到 8 mol 电子，发生 还原反应，则 0.5 mol NO － 3 参加还原反应，转移电子 4 mol，C 错误；原电池的负极发生氧 化反应，若把该反应设计为原电池，则负极反应为 Fe2＋－e－===Fe3＋，D 正确。 要点速记： 1．知识体系 氧 化 还 原 反 应 — 基本概念 — 氧化剂 得电子，价降低，被还原 发生还原反应 还原产物 还原剂 失电子，价升高，被氧化 发生氧化反应 氧化产物 — 本质特征 — 电子的转移 — 化合价升降 重要规律 — 守恒规律 — 转化规律 强弱规律 2．核心要点 (1)必考的电子守恒关系： 氧化剂得到电子的总数等于还原剂失去电子的总数，表现为化合价升高的总数等于化合 价降低的总数。 (2)常考的氧化性、还原性比较的两种方法： 氧化性：氧化剂>氧化产物； 还原性：还原剂>还原产物。 (3)易混的三个守恒关系： 氧化还原反应中离子方程式的配平，先得失电子守恒，再电荷守恒，最后质量守恒。 (4)易错的氧化还原反应概念分析六字诀： “升、失、氧；降、得、还”[元素化合价升高(降低)、失(得)电子，发生氧化(还原)反 应]。 (5)化学方程式配平的基本技能 ①全变从左边配：氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的，一般从左边反应物着手配平。 ②自变从右边配：自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平。 ③缺项配平法：先使得失电子数配平，再观察两边电荷。若左边反应物缺正电荷，一般 加 H＋，生成物一边加水；若左边反应物缺负电荷，一般加 OH－，生成物一边加水。然后进 行两边电荷数配平。 ④当方程式中有多个缺项时，应根据化合价的变化找准氧化剂、还原剂、氧化产物、还 原产物。 第三章 金属及其重要化合物 第 6 讲 钠及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 1.了解钠单质及其重要 化合物的制备方法。 2．掌握钠单质及其重 要化合物的主要性质 及其应用。 金属及其化合物一章包含元素较多，对应的单质及其化合物就 更多，而这部分知识又是化学基础知识较多的章节，特别是化学方 程式的书写是多数同学的软肋，所以，重拾这部分基础知识对我们 从容应对高考综合大题有着至关重要的作用。以下几点心得供参 考： (1)学习元素化合物知识切忌死记硬背，否则极易遗忘。要通过理解 记住几种核心物质的性质，归纳有哪些反应是这些物质性质的具体 体现。 (2)自己总结归纳元素单质和化合物的转化图表是一个非常 有用也非常重要的复习过程，这是复习元素化合物专题的时候最常 用的方法。所用的表格、图表一定要自己动手做，不要依赖参考书， 否则得不到好的效果。 考点一 钠及其氧化物 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．钠的物理性质 (1)颜色：__银白色__、有金属光泽。 (2)密度：钠、水和煤油的密度大小为__ρ(水)>ρ(钠)>ρ(煤油)__。 (3)熔点：__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)100℃。 (4)硬度：质地__较软__，可以用小刀切割。 2．钠的化学性质 NaCl Cl2↑(④ NaOH――→水 ③ Na O2 |――→常温 ① Na2O ――→加热 ② Na2O2 (1)完成上述标号反应的化学方程式。 ①__4Na＋O2===== 常温 2Na2O__。 ②__2Na＋O2===== △ Na2O2__。 ③__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__。 ④__2Na＋Cl2===== 点燃 2NaCl__。 (2)Na 与含有酚酞的水溶液反应的实验现象及解释： 浮 —密度比水__小__ | 熔 —熔点__低__，反应__放热__ | 游 —生成__气体__，使钠受力不均衡 | 响 —反应剧烈，产生气体 | 红 —生成了__碱NaOH__ (2)钠与盐溶液的反应。 Na ――→水 NaOH ――→盐溶液 发生复分解反应 如 Na 投入到 CuSO4 溶液中，反应的离子方程式为 __2Na＋2H2O＋Cu2＋===2Na＋＋Cu(OH)2↓＋H2↑__。 特别提醒： (1)考虑钠与酸、碱、盐的水溶液反应时，要注意 Na 与水反应的同时，生成的 NaOH 还 可能继续与溶液中的溶质反应。 (2)钠与酸反应时若 Na 过量，钠还可与 H2O 反应。 3．钠的制取、保存及用途 (1)制取：化学方程式为__2NaCl(熔融)===== 通电 2Na＋Cl2↑__。 (2)保存：密封保存，通常保存在石蜡油或__煤油__中。 (3)用途。 ①钠、钾合金(液态)可用于原子反应堆的__导热剂__； ②作强还原剂，将某些稀有金属从它们的卤化物中还原出来，如 4Na＋TiCl4===== 熔融 Ti＋ 4NaCl； ③用作电光源，制作高压钠灯。 4．氧化钠与过氧化钠的比较 名称 氧化钠(Na2O) 过氧化钠(Na2O2) 颜色状态 __白色固体__ __淡黄色固体__ 电子式 __Na＋[∶O·· ·· ∶]2－Na＋__ __Na＋[∶O·· ·· ∶O·· ·· ∶··]2－Na＋__ 氧的化合价 __－2__ __－1__ 与 H2O 反应 __Na2O＋H2O===2NaOH__ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑ 与 CO2 反应 __Na2O＋CO2===Na2CO3__ __2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__ 与盐酸反应 __Na2O＋2HCl===2NaCl＋H2O__ 2Na2O2＋4HCl===4NaCl＋2H2O＋ O2↑ 用途 供氧剂、漂白剂 5.焰色反应 定义 很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色，这在化学上 叫作焰色反应，属于元素的__物理__性质 实验 步骤 步骤 1：将洗净的铂丝在酒精灯外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同为止 步骤 2：蘸取待测溶液，在酒精灯外焰上灼烧，并观察火焰的颜色 步骤 3：用__盐酸__洗净铂丝，并在酒精灯外焰上灼烧至__与原来的火焰颜色 相同__为止 火焰 颜色 Na：__黄__色，K：__紫__色(观察时要透过__蓝色钴玻璃__) X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812139 (1)切开的金属 Na 暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗原因：2Na＋O2===Na2O2( × ) (2)1 mol 钠分别与足量水、氧气、氯气充分反应时，均转移 1 mol 电子( √ ) (3)钠与煤油、CCl4 均不反应，所以可以保存在煤油或 CCl4 中( × ) (4)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化( × ) (5)钠与 CuSO4 溶液反应的离子方程式为 2Na＋Cu2＋===Cu↓＋2Na＋( × ) (6)用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在无色火焰上灼烧，观察到火焰呈黄色，说明溶液中 一定含有 Na＋，一定不含 K＋( × ) (7)把钠投入到 NH4Cl 溶液中可以生成两种气体( √ ) (8)过氧化钠能与水反应，所以过氧化钠可以作气体的干燥剂( × ) (9)Na2O2 中阴、阳离子的个数比为 1∶2( √ ) (10)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，H2O 既不是氧化剂也不是还原剂( √ ) 2．问题思考： 导学号 50812140 (1)为什么 Na2O2 不属于碱性氧化物？ __Na2O2 与酸反应除了生成盐和水，还会生成氧气，故 Na2O2 不是碱性氧化物。__ (2)Na、Na2O、Na2O2、NaOH 四种物质长时间露置于空气中最终会变成什么物质？ __都会变为 Na2CO3。__ (3)分别写出氧化钠、过氧化钠的电子式并分析它们含有化学键的类型： ①Na2O 的电子式：__Na＋[·×O ·· ·· ·×]2－Na＋__，化学键类型：__离子键__，属于__离子化合 物__(填“离子化合物”或“共价化合物”)。 ②Na2O2 的电子式：__Na＋[·×O ·· ·· ··O ·· ·· ·×]2－Na＋__，化学键类型：__离子键、共价键__，属 于__离子化合物__(填“离子化合物”或“共价化合物”)。 题组一 Na 的性质及应用 1．(2018·试题调研)下列关于钠与水反应的说法不正确的是 导学号 50812141 ( D ) ①将小块钠投入滴有石蕊试液的水中，反应后溶液变红 ②将钠投入稀盐酸中，钠先与水反应，后与盐酸反应 ③将两小块质量相等的金属钠，一块直接投入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些 小孔，然后投入水中，两者放出的氢气质量相等 A．只有①② B．只有③ C．只有②③ D．①②③ [解析] 钠与水反应生成的 NaOH 能使石蕊试液变蓝，①不正确；钠投入稀盐酸中先与 盐酸反应，过量的钠再与水反应，②不正确；除 Na 与水反应生成 H2 外，Al 与 NaOH 溶液 反应也会产生 H2，故③不正确。 2．(1)(2017 陕西汉中模拟)将 0.05 mol Na 分别投入到盛有 100 mL 水、100 mL 盐酸、100 mL 硫酸铜溶液的 X、Y、Z 三个烧杯中，下列有关说法错误的是 导学号 50812142 ( A ) A．三个烧杯中一定均会发生的离子反应有：2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑ B．三个烧杯中钠均在液面上剧烈反应，相比而言，X 烧杯中的反应平缓些 C．Z 烧杯中一定会有沉淀生成，但沉淀不是单质铜 D．三个烧杯中生成气体的物质的量一定相同 [解析] 钠投入酸或盐的水溶液中，发生反应的实质是钠与酸或者水电离产生的氢离子 的反应，故钠与盐酸反应的实质为 2Na＋2H＋===2Na＋＋H2↑，A 错误；X、Y、Z 三种溶液 中，氢离子浓度由大到小的顺序为 Y>Z>X，氢离子浓度越大，反应越剧烈，水中氢离子农 度最小， 所以反应最缓和，B 正确；钠 与硫酸铜溶液反应 的化学方程式为 2Na＋ 2H2O===2NaOH＋H2↑，2NaOH＋CuSO4===Cu(OH)2↓＋Na2SO4，C 正确；依据得失电子守 恒，可知等量的钠完全反应失去的电子数相同，生成氢气物质的量相同，D 正确。 (2)将金属钠放入盛有下列溶液的小烧杯中，既有气体产生，又有白色沉淀产生的是__ ①④⑤⑦__。 导学号 50812143 ①MgSO4 溶液 ②NaCl 溶液 ③Na2SO4 溶液 ④饱和澄清石灰水 ⑤Ca(HCO3)2 溶液 ⑥CuSO4 溶液 ⑦饱和 NaCl 溶液 [解析] 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。①中 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；④中反应消 耗水，溶液温度升高，Ca(OH)2 的溶解度降低，析出 Ca(OH)2；⑤中 Ca2＋＋HCO－ 3 ＋OH－ ===CaCO3↓＋H2O；⑥中生成的 Cu(OH)2 是蓝色沉淀，不符合题意，⑦中水减少，析出 NaCl。 萃取精华： (1)钠与水、酸、盐溶液、醇反应的实质都是与 H＋的反应。H＋的浓度大小决定了反应速 率的大小。 (2)钠与酸和盐溶液反应时：遇酸酸优先，遇盐水在前！ (3)金属钠与盐或碱溶液反应的思维流程： 盐溶液 ――→加入 Na Na＋H2O 反应—| →H2O 减少→对溶剂质量的影响 →生成 NaOH→与溶质是否反应 →生成 H2→对装置的要求 →放热→ 对实验环境的影响或对 溶质的溶解度的影响 题组二 过氧化钠的性质及应用 3．下列说法正确的是 导学号 50812144 ( B ) A．1 mol Na2O2 固体中含离子总数为 4NA B．二氧化碳通过 Na2O2 粉末反应后固体物质增重 C．过氧化钠的电子式为 Na∶O·· ·· ∶O·· ·· ∶··Na D．过氧化钠与二氧化硫反应的方程式为 2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2 [解析] Na2O2 由 Na＋和 O 2－ 2 构成，故 1 mol Na2O2 固体中含有离子总数为 3 mol，A 选 项错误；2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，故二氧化碳通过 Na2O2 粉末反应后固体物质质量 增加，B 选项正确；Na2O2 属于离子化合物，结构中存在非极性共价键，其电子式为 Na＋[∶ O·· ·· ∶O·· ·· ∶]2－Na＋，故 C 选项错误；Na2O2 具有强氧化性，能将 SO2 氧化，化学方程式为 Na2O2 ＋SO2===Na2SO4，故 D 选项错误。 4．(2018 贵州贵阳模拟)在下列物质的溶液中分别加入一定量的 Na2O2 固体，不会出现 浑浊现象的是 导学号 50812145 ( C ) A．饱和 Na2CO3 溶液 B．Ca(HCO3)2 稀溶液 C．Na2SO3 稀溶液 D．饱和 CaCl2 溶液 [解析] Na2O2 固体与水反应生成 NaOH 和 O2。A 中溶液饱和，水被消耗导致析出碳酸 钠晶体；B 中碳酸氢钙与 NaOH 溶液反应生成碳酸钙沉淀；C 中亚硫酸钠被氧气氧化成硫酸 钠，硫酸钠可溶于水，不会出现浑浊现象；D 中 NaOH 与 CaCl2 反应生成的氢氧化钙微溶， 产生白色沉淀且溶液饱和，水被消耗导致析出 CaCl2 晶体。 5．(2017·福州模拟)为了探究过氧化钠的强氧化性，某研究性学习小组设计了如图所示 的实验装置。 导学号 50812146 实验步骤及现象如下： ①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。 ②缓慢通入一定量的 N2 后，将装置 D 连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧 瓶中缓慢滴加浓盐酸，剧烈反应，产生黄绿色气体。 ③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置 D 中收集到能使带火星的木 条复燃的无色气体。 ④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的 N2，至装置中气体无色。 回答下列问题： (1)装置 B 中的湿润的红色纸条褪色，证明 A 中反应有__Cl2__(填化学式)生成。若 B 中 改放湿润的淀粉—KI 试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明 原因__4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O__。 (2)装置 C 的作用是__吸收 HCl 和过量的 Cl2，防止污染空气，使 D 中能收集到较为纯 净的氧气__。 (3)甲同学认为 O2 是 Na2O2 被盐酸中的 HCl 还原所得。乙同学认为此结论不正确，他的 理由可能为①__Na2O2 被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到 O2__；②__O2 有可 能是 Na2O2 与盐酸中的 H2O 反应所得__。 (4)实验证明，Na2O2 与干燥的 HCl 能反应，完成并配平方该化学方程式。 1 Na2O2＋ 4 HCl=== 1 Cl2＋ 2 NaCl＋ 2 __H2O__ 该反应__不能__(填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的 Cl2，理由是 ①__Na2O2 与生成的 H2O 反应有 O2 生成(或 HCl 混在 Cl2 中或 H2O 混在 Cl2 中答出任何 一点即可)__； ②__实验室没有可直接使用的干燥 HCl 气体(或固体与气体反应较慢或其他合理答 案)__。 [解析] (1)B 中湿润的红色纸条褪色，说明 A 中反应有 Cl2 生成；若 B 中是湿润的淀粉 －KI 试纸，试纸变蓝，不能说明一定有 Cl2 生成，因为 O2 也可把 I－氧化成 I2：4H＋＋4I－＋ O2===2I2＋2H2O，从而使试纸变蓝。 (2)装置 C 中盛放的是 NaOH 溶液，其作用是吸收 HCl 和 Cl2，防止污染空气并使 D 中 收集到较纯净的 O2。 (3)Na2O2 被还原时氧元素的化合价应该降低，不可能得到 O2；Na2O2 与 H2O 反应生成 O2。 (4)根据电子守恒和原子守恒配平方程式。该反应有水生成，H2O 混在 Cl2 中，且 Na2O2 与生成的 H2O 反应有 O2 生成；实验室没有可直接使用的干燥 HCl 气体；固体与气体反应较 慢。 萃取精华： 过氧化钠的强氧化性 (1)从化合价的角度分析 O 0 2 ――→失去电子，化合价升高 表现还原性 Na2O －1 2 ――→得到电子，化合价降低 表现氧化性 O －2 (2)强氧化性的具体表现 Na2O2—| —可以用来漂白织物、麦秆、羽毛等 —与品红溶液：品红溶液褪色 —与酚酞溶液：溶液先变红后褪色 —与二氧化硫：Na2O2＋SO2===Na2SO4 —与氢硫酸：溶液变浑浊 —与 FeCl2 溶液：生成红褐色的 FeOH3 沉淀 题组三 Na2O2 与 H2O、CO2 反应的定量分析 6．200℃时，11.6 g CO2 和 H2O(g)的混合气体与足量的 Na2O2 充分反应后固体质量增加 了 3.6 g，则原混合气体的总物质的量是 导学号 50812147 ( C ) A．0.125 mol B．0.25 mol C．0.5 mol D．1 mol [解析] 根据质量守恒定律可知，生成 O2 的质量为 11.6 g－3.6 g＝8 g，n(O2)＝ 8 g 32 g·mol－1 ＝0.25 mol，根据 Na2O2 与 H2O(g)、CO2 反应的物质的量的关系可知 CO2 和 H2O(g)的物质的 量之和为 0.25 mol×2＝0.5 mol。 7．在密闭容器中充入 CO2、CO、CH4 的混合气体共 m g，若加入足量 Na2O2，充分振 荡并不断用电火花引燃至反应完全，测得固体质量增加 m g，则 CO2 与 CH4 的体积比为 导学号 50812148 ( C ) A．3∶1 B．2∶1 C．1∶1 D．任意比 [解析] 2CO＋O2===== 点燃 2CO2① 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2② ①＋②得：Na2O2＋CO===Na2CO3(虚拟的反应) 即：CO 可被 Na2O2 完全吸收 2H2＋O2===== 点燃 2H2O③ 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑④ ③＋④得：Na2O2＋H2===2NaOH(虚拟的反应) 即：H2 可被 Na2O2 完全吸收 由于 CO 完全被吸收，当 CO2、CH4 的体积比符合 1∶1 时，相当于 2CO∶2H2 可被 Na2O2 完全吸收。 8．把 8.96 L CO2 通过一定量的固体过氧化钠后收集到 6.72 L 气体(气体测量均在标准状 况下)，则这 6.72 L 气体的质量是 导学号 50812149 ( D ) A．7.6 g B．9.6 g C．11.2 g D．12.0 g [解析] 由 2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2 ΔV 2 1 1 4.48 2.24 2.24 知，收集的 6.72 L 气体为 4.48 L 的 CO2 和 2.24 L 的 O2，其质量为 4.48 L 22.4 L·mol－1 ×44 g·mol －1＋ 2.24 L 22.4 L·mol－1 ×32 g·mol－1＝12.0 g。 萃取精华： Na2O2 与 H2O、CO2 反应的 4 个关系 电子转 移关系 当 Na2O2 与 CO2、H2O 反应时，物质的量关系为 2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝ n(Na2O2)＝2n(O2) 气体体积 变化关系 若 CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量 Na2O2，气体体积的减少量是原气体 体积的1 2 ，等于生成氧气的量，ΔV＝V(O2)＝1 2V 固体质量 变化关系 CO2、水蒸气分别与足量 Na2O2 反应时，固体相当于吸收了 CO2 中的“CO”、 水蒸气中的“H2”，所以 CO2 使固体增加的质量为 28 g·mol－1×n(CO2)、H2O 使 固体增加的质量为 2 g·mol－1×n(H2O) 先后顺序 关系 一定量的 Na2O2 与一定量 CO2 和 H2O(g)的混合物反应，解决问题时可视作 Na2O2 先与 CO2 反应，待 CO2 反应完全后，Na2O2 再与 H2O(g)发生反应(实际 情况复杂得多)。 考点二 钠的重要化合物——碳酸钠与碳酸氢钠 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．碳酸钠和碳酸氢钠 名称 碳酸钠(Na2CO3) 碳酸氢钠(NaHCO3) 俗名 __纯碱__或__苏打__ __小苏打__ 主 要 性 质 水溶性 易溶于水，溶液呈__碱__性 易溶于水(但比 Na2CO3 溶解度__小 __)，溶液呈__碱__性 稳定性 稳定，但结晶碳酸钠 (Na2CO3·10H2O)易风化 受热易分解，其分解反应的方程式为： __NaHCO3===== △ Na2CO3＋CO2↑＋ H2O__ 主 要 反 应 与 H＋反应 __CO2－ 3 ＋2H＋===CO2↑＋ H2O__ __HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O__ 与碱 Ca(OH)2 反应 与 OH－不反应，但 Ca2＋＋ CO2－ 3 ===CaCO3↓ __Ca2＋＋OH－＋HCO－ 3 ===CaCO3↓＋ H2O__(碱过量) __Ca2＋＋2OH－＋2HCO－ 3 ===CaCO3↓ ＋CO2－ 3 ＋2H2O__(碱不足) 与盐 反应 CaCl2 __Ca2＋＋CO2－ 3 ===CaCO3↓__ 不反应 硫酸铝 __2Al3＋＋3CO2－ 3 ＋ 3H2O===2Al(OH)3↓＋ 3CO2↑__ __3HCO－ 3 ＋Al3＋===Al(OH)3↓＋ 3CO2↑__ 相互转化 Na2CO3 ①CO2＋H2O，②少量盐酸 ①固加热，②溶液NaOHNaHCO3 用途 用于玻璃、造纸工业等 用于发酵、灭火器、治疗胃酸过多等 2.钠及其重要化合物间的转化关系 框图中带标号的有关反应的化学方程式： ①__2Na＋O2===== 点燃 Na2O2__； ②__2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑__； ③__2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑__； ④__2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2__； ⑤__2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O__； ⑥__2NaCl＋2H2O===== 通电 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑__； ⑦__NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl__。 特别提醒： (1)同温、同浓度的 Na2CO3 和 NaHCO3 溶液的碱性是 Na2CO3>NaHCO3；因此，向两溶 液中分别滴入酚酞溶液，Na2CO3 溶液呈红色而 NaHCO3 溶液呈浅红色。 (2)Na2CO3 溶液和盐酸可以用互滴法鉴别，但 NaHCO3 溶液和盐酸不可以用互滴法鉴别。 (3)不能用 Ca(OH)2 溶液或 Ba(OH)2 溶液鉴别 Na2CO3 溶液和 NaHCO3 溶液，因为都能产 生白色沉淀。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812150 (1)用澄清石灰水能够鉴别 NaHCO3 与 Na2CO3 溶液( × ) 提示：Ca(OH)2 与 NaHCO3、Na2CO3 溶液均反应生成 CaCO3 沉淀。 (2)用热的烧碱溶液能洗去油污，所以 Na2CO3 可直接和油污反应( × ) 提示：烧碱是 NaOH，不是 Na2CO3；Na2CO3 去油污是因为 Na2CO3 水解显碱性，而使 油污水解，Na2CO3 不能直接和油污反应，说法错误。 (3)向苏打和小苏打溶液中分别加入盐酸，均冒气泡，所以两者均能与盐酸反应( √ ) (4)小苏打是面包发酵粉的主要成分之一( √ ) (5)侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异( √ ) 提示：侯氏制碱法利用了 NaHCO3 溶解度比 Na2CO3 小的特点，说法正确。 (6)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液( √ ) 提示：食盐、纯碱溶液分别显中性、碱性，说法正确。 (7)可用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体( √ ) (8)向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，该溶液一 定是碳酸盐溶液( × ) 2．问题思考： 导学号 50812151 (1)将 CO2 气体通入到饱和 Na2CO3 溶液中有何现象？原因是什么？ 答案：开始无明显现象，后有沉淀析出。原因是：①生成 NaHCO3 的质量比原 Na2CO3 的质量大；②NaHCO3 的溶解度小于 Na2CO3 的溶解度，且反应消耗溶剂水。 (2)Na2CO3 固体粉末中混有少量 NaHCO3，用什么方法除杂？Na2CO3 溶液中混有少量 NaHCO3，用什么方法除杂？NaHCO3 溶液中混有少量 Na2CO3，用什么方法除杂？ 答案：用加热法可以将 Na2CO3 固体粉末中混有的 NaHCO3 转化为 Na2CO3；向混合液中 滴加适量的 NaOH 溶液，可以将 Na2CO3 溶液中混有的少量 NaHCO3 转化为 Na2CO3；向混 合液中通入过量的 CO2 气体，可以将 Na2CO3 转化为 NaHCO3。 题组一 碳酸钠、碳酸氢钠的性质与鉴别 1．(2017·黄山模拟)下列实验操作正确的是 导学号 50812152 ( C ) 编号 实验 操作 A 观察钠与水反应的现象 用镊子从煤油中取出金属钠，切下绿豆大小的钠， 小心放入装满水的烧杯中 B 检验 NaHCO3 与 Na2CO3 溶液 用小试管分别取少量溶液，然后滴加澄清石灰水 C 证明 Na2O2 与 CO2 反应是放热 反应 Na2O2 用棉花包裹，放入充满 CO2 的集气瓶中，棉 花燃烧说明是放热反应 D 检验 Na2CO3 与 K2CO3 溶液 用铂丝分别蘸取溶液，在酒精灯外焰上灼烧，直接 观察火焰的颜色 [解析] 应用滤纸将钠表面的煤油吸干且烧杯中不能装满水，A 错误；都有白色沉淀产 生，B 错误；Na2O2 与 CO2 反应生成氧气，如果棉花燃烧说明达到了着火点，能证明是放热 反应，C 正确；观察钾的焰色反应应该透过蓝色钴玻璃，D 错误。 2．(2017·长沙模拟)有 A、B 两个完全相同的装置，某学生分别在它们的侧管中装入 1.06 g Na2CO3 和 0.84 g NaHCO3，A、B 中分别装有 10 mL 相同浓度的盐酸，将两个侧管中的物 质同时倒入各自的试管中，下列叙述正确的是 导学号 50812153 ( B ) A．A 装置的气球膨胀速率大 B．若最终两气球体积相同，则盐酸的浓度一定大于或等于 2 mol·L－1 C．若最终两气球体积不同，则盐酸的浓度一定小于或等于 1 mol·L－1 D．最终两试管中 Na＋、Cl－的物质的量一定相同 [解析] n(Na2CO3)＝ 1.06 g 106 g·mol－1 ＝0.01 mol， n(NaHCO3)＝ 0.84 g 84 g·mol－1 ＝0.01 mol，与盐酸反应时，Na2CO3 分两步进行：①Na2CO3＋ HCl===NaCl＋NaHCO3，②NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，而 NaHCO3 一步完成， 故反应速率装置 B 的大，A 项错；若 n(HCl)<0.02 mol 时，产生的 CO2 的量 A 小于 B，若 n(HCl)≥0.02 mol 时，产生的 CO2 的量相同，故 B 正确，C 错；两试管中 n(Na＋)：A>B，故 D 错。 3．(2018·河北衡水高三检测)某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固 体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示。 导学号 50812154 (1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的的是__Ⅱ__(填装置序号)。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方__2NaHCO3===== △ Na2CO3 ＋H2O＋CO2↑，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__； 与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是__D__(填选项序号)。 A．Ⅳ比Ⅲ复杂 B．Ⅳ比Ⅲ安全 C．Ⅳ比Ⅲ操作简便 D．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行 (3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管 B 中装入的固体最好是 __NaHCO3__(填化学式)。 [解析] (1)图Ⅰ不能达到实验目的，因为无论碳酸钠还是碳酸氢钠均可以与盐酸反应产 生二氧化碳，二氧化碳气体与澄清石灰水作用变浑浊，故不可以；图Ⅱ可以鉴别，因为等质 量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应，生成的二氧化碳气体的量不同，可根据气球膨 胀程度来判断。 (2)图Ⅲ、Ⅳ所涉及的化学方程式为 2NaHCO3===== △ Na2CO3＋H2O＋CO2↑，CO2＋ Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O，实验Ⅳ的优点是可同时做对比实验。 (3)试管 B 装入碳酸氢钠，试管 A 装入碳酸钠，这样直接加热的碳酸钠，温度高，不分 解，不能使澄清石灰水变浑浊，而间接加热的碳酸氢钠分解，使澄清石灰水变浑浊，表明了 碳酸氢钠很不稳定。 萃取精华： 四种方法突破 Na2CO3、NaHCO3 的鉴别 固体 —加热法—|—①能产生使澄清石灰水变浑浊的 气体的是 NaHCO3 —②称量，加热后质量减少的为 NaHCO3 溶液 —| —沉淀法：加入 BaCl2 或 CaCl2 溶液产生沉淀的 是 Na2CO3 —气体法：加入盐酸立即产生气体的是 NaHCO3 —测 pH 法：测相同浓度两种溶液的 pH，pH 大者 为 Na2CO3 题组二 Na2CO3、NaHCO3、NaOH 及其混合物与盐酸反应图象 4．(2018·山东潍坊检测)向 NaOH 和 Na2CO3 混合溶液中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸，CO2 的生成量与加入盐酸的体积(V)的 关系如图所示。下列判断正确的是 导学号 50812155 ( C ) A．在 0～a 范围内，只发生中和反应 B．ab 斜段发生反应的离子方程式为 CO2－ 3 ＋2H＋===H2O＋CO2↑ C．a＝0.3 D．原混合溶液中 NaOH 与 Na2CO3 的物质的量之比为 1∶2 [解析] 向 NaOH 和 Na2CO3 混合溶液中滴加 0.1 mol·L－1 稀盐酸，发生的反应依次为： OH－＋H＋===H2O，CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 ，HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O，据此可以解答。在 0～ a 范围内，发生的反应应该是 OH－＋H＋===H2O，CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 ，不只发生中和反应， A 错误；ab 段发生反应的离子方程式为 HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O，B 错误；从图象知生 成 CO2 0.01 mol，根据方程式 HCO－ 3 ＋H＋===CO2↑＋H2O 可知消耗盐酸的物质的量为 0.01 mol，故 a＝0.3，C 正确；根据方程式和图象可知 Na2CO3 的物质的量是 0.01 mol，共计消耗 盐酸 0.02 mol，所以与氢氧化钠反应的盐酸是 0.04 mol－0.02 mol＝0.02 mol，则氢氧化钠的 物质的量为 0.02 mol，因此原混合液中，NaOH 与 Na2CO3 的物质的量之比为 2∶1，D 错误。 5．将一定体积的 CO2 通入一定浓度的 NaOH 溶液中，为了测定所得溶液的成分，向该 溶液中逐滴加入 1 mol·L－1 的盐酸。所加盐酸的体积与产生 CO2 的体积(标准状况)的关系如 图所示。 导学号 50812156 (1)加入 35 mL 盐酸时，产生的 CO2 的体积(标准状况)为__224__mL。 (2)溶液中所含溶质及其物质的量为__NaOH_0.005_mol、Na2CO3_0.02_mol__。 [解析] (1)由图象所示消耗盐酸的体积与产生 CO2 的体积可知，该溶液的溶质是 NaOH 和 Na2CO3。OA 段 H＋先与 OH－反应生成 H2O，待 OH－消耗完，H＋再与 CO 2－ 3 反应生成 HCO－ 3 。 AB 段发生反应 H＋＋HCO－ 3 ===CO2↑＋H2O，加入 35 mL 盐酸时，产生的 n(CO2)＝n(H＋)＝(35 －25)mL×10－3L·mL－1×1 mol·L－1＝0.01 mol，则 V(CO2)＝22.4 L·mol－1×0.01 mol＝0.224 L ＝224 mL。(2)由 H＋＋CO2－ 3 ===HCO － 3 及 H＋＋HCO－ 3 ===CO2↑＋H2O 可知，n(CO2－ 3 )＝(45－ 25)mL×10－3 L·mL－1×1 mol·L－1＝0.02 mol，故 OA 段与 H＋反应的 OH－为 25 mL×10－3L·mL －1× 1 mol·L－1－0.02 mol＝0.005 mol，即溶液中含 NaOH 0.005 mol、Na2CO3 0.02 mol。 6．(2017·江淮十校联考)向体积均为 10 mL 且物质的量浓度相同的两份 NaOH 溶液中分 别通入一定量的 CO2 得到溶液甲和乙；向甲、乙两溶液中分别滴加 0.1 mol·L－1 盐酸，此时 反应生成 CO2 体积(标准状况)与所加盐酸体积间的关系如图所示。则下列叙述正确的是 导学号 50812157 ( A ) A．原 NaOH 溶液的物质的量浓度为 0.5 mol·L－1 B．当 0V(ab)，溶液中的溶质为 Na2CO3 和 NaOH。 (4)若 V(Oa)W1>W4>W3__。 导学号 50812162 题组二 海水中提取镁 3．(2018·河北衡水高三检测)世界上 60%的镁是从海水中提取的，其提取步骤如下：① 把贝壳制成生石灰；②向海水中加入生石灰，过滤，洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应， 结晶、过滤；④在氯化氢热气流中加热晶体；⑤电解上述所得盐(熔融条件下)。下列说法正 确的是 导学号 50812163 ( A ) A．向洗涤液中滴加碳酸钠溶液可检验沉淀是否洗涤干净 B．上述变化过程中包括了分解、化合、复分解、置换四种反应类型 C．在氯化氢热气流中干燥晶体是为了加快干燥速度 D．步骤⑤也可以采用电解该盐水溶液的方法 [解析] 洗涤液中如果含有 Ca2＋，滴加碳酸钠溶液会生成白色沉淀，所以可检验沉淀是 否洗涤干净，A 正确。提取镁的过程中涉及的反应主要有：CaCO3===== 高温 CaO＋CO2↑、CaO ＋H2O===Ca(OH)2、Ca(OH)2＋MgCl2===CaCl2＋Mg(OH)2↓、Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋ 2H2O、MgCl2·6H2O===== △ MgCl2＋6H2O↑、MgCl2(熔融)===== 通电 Mg＋Cl2↑。上述反应中没有 置换反应，故 B 错误。在氯化氢热气流中干燥晶体是为了抑制 MgCl2 水解，故 C 错误。电 解 MgCl2 溶液将得到氢氧化镁，故 D 错误。 4．从海水中提取镁的工艺流程图可表示如下： 下列说法不正确的是 导学号 50812164 ( B ) A．用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富 B．步骤⑥电解 MgCl2 时阴极产生氯气 C．步骤⑤，可将晶体置于 HCl 气体氛围中脱水 D．上述工艺流程中涉及到化合、分解和复分解反应 [解析] 选项 A，海水中含有大量的镁元素，从海水中提取镁的优点之一是原料来源丰 富。选项 B，电解熔融 MgCl2 时，阳极产生 Cl2，阴极产生金属镁。选项 C，因 MgCl2 能水 解：MgCl2＋2H2O Mg(OH)2＋2HCl，为此将 MgCl2·6H2O 晶体置于 HCl 气体氛围中加热 脱水，其目的是防止 MgCl2 水解生成 Mg(OH)2。选项 D，步骤①涉及 CaCO3 的分解反应得 到 CaO，CaO 与 H2O 发生化合反应得到 Ca(OH)2，步骤⑥是电解涉及分解反应，步骤③涉 及 MgCl2 与 Ca(OH)2 发生复分解反应得到 Mg(OH)2 和 CaCl2。 5．(2018·山东潍坊高三检测)综合利用海水可以制备金属镁，其流程如图所示： 导学号 50812165 (1)若在空气中加热 MgCl2·6H2O，生成的是 Mg(OH)Cl 或 MgO，写出相应反应的化学方 程式：__MgCl2·6H2O===== △ Mg(OH)Cl＋HCl↑＋5H2O↑，MgCl2·6H2O===== △ MgO＋2HCl↑ ＋5H2O↑或 Mg(OH)Cl===== △ MgO＋HCl↑__。 用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl2·6H2O 时， 能得到无水 MgCl2，其原因是__在干燥的 HCl 气流中加热 MgCl2·6H2O，可抑制 MgCl2 水解， 且能带走 MgCl2·6H2O 受热产生的水蒸气__。 (2)Mg(OH)2 沉淀中混有的 Ca(OH)2 应怎样除去？写出实验步骤：__加入 MgCl2 溶液或 Mg(NO3)2 溶液，充分搅拌、过滤，沉淀用蒸馏水洗涤__。 (3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用 到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的。 溶解时：__搅拌，加速溶解__； 过滤时：__引流，使浊液沿玻璃棒注入漏斗，防止外洒__； 蒸发时：__搅拌，防止因局部过热使液滴或晶体飞溅__。 [解析] (1)根据 Cl、H、O 三种元素守恒可知，在空气中加热 MgCl2·6H2O，除生成 Mg(OH)Cl 或 MgO 外，还有 HCl 和 H2O 生成。(2)为防止引入新杂质，可用 MgCl2 溶液或 Mg(NO3)2 溶液将 Ca(OH)2 转化为 Mg(OH)2，然后过滤、洗涤 Mg(OH)2。(3)溶解固体时使用 玻璃棒是为了加速溶质的扩散，提高溶解速率；在过滤时使用玻璃棒是为了引流液体，防止 外洒；蒸发结晶过程中使用玻璃棒是为了防止因局部过热而使液滴或晶体飞溅。 考点二 铝单质的性质及其制备 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．铝的原子结构和存在 铝的原子结构示意图为__ __。铝位于元素周期表__第 3 周期第ⅢA 族__，自然 界中的铝全部以__化合__态存在。 2．金属铝的物理性质 铝是__银白__色、具有金属光泽的固体，硬度__较小__，具有良好的__导电性__、导热 性和延展性。 3．铝的化学性质 写出上图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①Al ――→O2，常温形成致密的氧化膜，__4Al＋3O2===2Al2O3__ ②__2Al＋3Cl2===== △ 2AlCl3__ ③Al酸| ――→氧化性酸 稀硝酸 Al＋NO－ 3 ＋4H＋===Al3＋＋NO↑＋2H2O ――→非氧化性酸 盐酸 __2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑__ ④离子方程式：__2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑__ ⑤__2Al＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋Al2O3__ 4．铝的制备及用途 制备 ——电解熔融 Al2O3：__2Al2O3===== 通电 4Al＋3O2↑__ 用途 ——纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、 生活用品等。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812166 (1)铝制餐具可长时间存放酸性或碱性食物。( × ) (2)铝箔插入稀硝酸中无现象，说明铝箔表面被 HNO3 氧化，形成致密的氧化膜。 ( × ) (3)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al。( √ ) (4)1 mol Al 与足量的硫酸或足量的氢氧化钠溶液反应转移电子数相同。( √ ) (5)铝与少量 NaOH 溶液反应得到铝盐，与足量 NaOH 溶液反应生成偏铝酸盐。( × ) 2．铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性 能？常温下为什么能用铝制槽车来储运浓 H2SO4 或浓 HNO3？ 导学号 50812167 答案：铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而 铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。常温时，浓 H2SO4 和浓 HNO3 能使铝钝化，因此可用铝 制槽车储运浓 H2SO4 或浓 HNO3。 题组一 铝的性质与应用 1 ． 化 学 与 科 学 、 技 术 、 社 会 、 环 境 密 切 相 关 。 下 列 说 法 不 正 确 的 是 导学号 50812168 ( B ) A．常温下浓硝酸与铝发生钝化，可用铝制容器存放浓硝酸 B．MgCl2、AlCl3 溶液中分别加入过量的氨水来比较镁、铝的金属性强弱 C．铝合金的大量使用归功于人们能使用电解法从氧化铝中获得铝 D．明矾在水中能形成 Al(OH)3 胶体，可用作净水剂 [解析] MgCl2 和 AlCl3 分别加入过量氨水，均会产生白色沉淀，故无法用氨水比较 Mg、 Al 金属性的强弱。 2．镁、铝单质的化学性质以相似为主，但也存在某些重大差异性，下列物质能用于证 明两者存在较大差异性的是 导学号 50812169 ( C ) ①CO2 ②盐酸 ③NaOH 溶液 ④水 A．①④ B．①②③ C．①③ D．②③④ 题组二 铝与酸、碱反应的定量分析 3．两份铝屑，第一份与过量的盐酸反应，第二份与过量的 NaOH 溶液反应，产生氢气 的体积比为 1∶3，则第一份铝屑与第二份铝屑的质量比为 导学号 50812170 ( B ) A．1∶1 B．1∶3 C．1∶2 D．2∶1 [解析] 根据 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑可 知，Al 无论是与盐酸反应还是与 NaOH 溶液反应，相同质量的铝屑完全反应生成的氢气的 量相同。若产生氢气的体积比为 1∶3，说明两份铝的质量比为 1∶3，B 正确。 4．(2018·试题调研)将 5.4 g Al 投入到 200.0 mL 2.0 mol/L 的某溶液中有氢气产生、充分 反应后有金属剩余。该溶液可能为 导学号 50812171 ( D ) A．HNO3 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．H2SO4 溶液 D．HCl 溶液 [解析] 因 HNO3 具有强氧化性，与 Al 反应不产生 H2，故 A 项首先排除。Al 与碱反应 的关系为 Al～OH－，Al 与酸反应的关系为 Al～3H＋，溶解 0.2 mol 的 Al 需 OH－、H＋的物质 的量分别为 0.2 mol、0.6 mol，Ba(OH)2 提供 0.8 mol OH－，H2SO4 提供 0.8 mol H＋而 HCl 只 提供 0.4 mol H＋，故“剩余金属的情况”只能为 D 项。 5．(2018·广东高三检测)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的 体积(V)与时间(t)关系如图。反应中镁和铝的 导学号 50812172 ( A ) A．物质的量之比为 3∶2 B．质量之比为 3∶2 C．摩尔质量之比为 2∶3 D．反应速率之比为 2∶3 [解析] 由图象可知，两个反应中生成的氢气一样多，说明两种金属提供的电子数目一 样多，则镁、铝的物质的量之比为 3∶2，质量之比为 4∶3，故 A 项正确，B 项错误。 镁、 铝的摩尔质量之比为 8∶9，C 项错。由图象镁、铝与硫酸反应需要的时间之比为 2∶3，则 二者的速率之比为 3∶2，D 项错。 6．(2018·辽宁抚顺模拟)甲、乙两烧杯中各盛有 100 mL 3mol·L－1 的盐酸和 NaOH 溶液， 向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为 V(甲)∶V(乙) ＝1∶2，则加入铝粉质量为 导学号 50812173 ( A ) A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g [解析] 金属铝无论是与酸还是与碱溶液反应，反应实质均是：Al――→失 3e－ Al3＋，2H＋ ――→得 2e－ H2，故与酸或与碱溶液反应时铝与氢气的关系式均为 2Al～3H2。 其反应原理分别为：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2 的体积比是 1∶3， 而题设条件体积比为 1∶2，说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于 NaOH 来说 是不足的。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 6mol 3mol 3mol·L－1×0.1L 0.15mol 则 Al 与 NaOH 反应生成的 H2 为 0.15 mol×2＝0.3mol。 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2×27g 3mol 5．4g 0.3mol 即投入的铝粉为 5.4g。 7．(2017·甘肃平凉一模)将一定量的钠铝合金置于水中，合金全部溶解，得到 20 mL pH ＝14 的溶液，然后用 1 mol·L－1 的盐酸滴定，沉淀质量与消耗盐酸的体积关系如图所示，则 下列选项正确的是 导学号 50812174 ( D ) A．原合金质量为 0.92 g B．标准状况下产生氢气 896 mL C．图中 V2＝60 D．图中 m＝1.56 [解析] 由图像可知，向合金溶解后的溶液中加盐酸，先发生反应 NaOH＋HCl===NaCl ＋H2O，后发生反应 NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓，最后发生反应 Al(OH)3＋3HCl ＝AlCl3＋3H2O。 合金溶解后所得溶液中氢氧化钠的物质的量为 0．02 L×1 mol·L－1＝0.02 mol， 由 NaOH＋HCl===NaCl＋H2O， 则 V1＝ 0.02 mol 1 mol·L－1 ＝0.02 L＝20 mL， 生成沉淀消耗的盐酸的体积为 40 mL－20 mL＝20 mL， HCl 物质的量为 0.02 L×1 mol·L－1＝0.02 mol， 由 NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓ 0.02 mol 0.02 mol 0.02 mol 由钠元素及铝元素守恒可知，合金的质量为 0.04 mol×23 g·mol－1＋0.02 mol×27 g·mol －1＝1.46 g，A 项错误；由 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、2Al＋2H2O＋2NaOH===2NaAlO2 ＋3H2↑，生成氢气的物质的量为 0.02 mol＋0.03 mol＝0.05 mol，标准状况下的体积为 0.05 mol×22.4 L·mol－1＝1.12 L，B 项错误；由 Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O 可知，溶解沉淀 需要 0.06 mol HCl，需 1 moI·L－1 盐酸的体积为 60 mL，则 V2＝40 mL＋60 mL＝100 mL，C 项错误；由上述计算可知，生成 Al(OH)3 沉淀的物质的量为 0.02 mol，其质量为 0.02 mol×78 g·mol－1＝1.56 g，D 项正确。 萃取精华： 铝与酸、碱反应生成 H2 的量的关系 (1)无论与酸还是与碱反应，Al 与 H2 的关系都是 2Al～3H2。 (2)等量铝分别与足量盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比为 VHClH2 VNaOHH2 ＝1∶1。 (3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和氢氧化钠反应，产生氢气的体积比为 VHClH2 VNaOHH2 ＝ 1∶3。 (4)一定量的铝分别与一定量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生氢气的体积比 1 3< VHClH2 VNaOHH2<1 1 ，则必定是 a.铝与盐酸反应时，铝过量而盐酸不足；b.铝与氢氧化钠溶液反应 时，铝不足而氢氧化钠过量。 考点三 铝的重要化合物 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．氧化铝 (1)化学性质(用离子方程式表示)： 两性 氧化物—| ――→与 HCl 反应 __Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O__ ――→与 NaOH 反应 __Al2O3＋2OH－===2AlO－ 2 ＋H2O__ (2)用途：熔点很高，是一种比较好的耐火材料，还可制作各种宝石。 2．氢氧化铝 (1)化学性质： Al2O3 ――→受热分解 ③ AlOH3 两性|――→①强酸 Al3＋ ――→②强碱 AlO－ 2 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__； ②__Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O__； ③__2Al(OH)3===== △ Al2O3＋3H2O__。 (2)制备： ①向铝盐中加入 NH3·H2O，离子方程式为 __Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 __； ②向偏铝酸盐中通入足量 CO2，离子方程式为 __AlO－ 2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 __。 3．明矾净水原理 明矾的化学式为__KAl(SO4)2·12H2O__，其净水的原理涉及的离子方程式表示为__Al3＋ ＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋__。 特别提醒： (1)Al(OH)3 的电离方程式为： (2)Al2O3、MgO 的熔点很高，可用作耐火材料，但氧化铝坩埚不能用于熔融 NaOH 固体。 (3)中学化学中常见的既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的物质有①Al、②Al2O3、 ③Al(OH)3、④多元弱酸的酸式盐(如 NaHCO3)、⑤弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812175 (1)MgO、Al2O3 的熔点很高，可制作耐高温材料，工业上也用其电解冶炼对应的金属 ( × ) (2)AlCl3 溶液中加入过量稀氨水：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO－ 2 ＋4NH＋ 4 ＋2H2O( × ) (3)下列物质的转化在给定条件下能够实现： Al2O3 ――→NaOHaqNaAlO2(aq)――→CO2 Al(OH)3( √ ) (4)向 NaAlO2 溶液中通入过量 CO2 的离子方程式：2AlO－ 2 ＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓ ＋CO2－ 3 ( × ) (5)用可溶性铝盐制取 Al(OH)3 最好选用 NaOH 溶液而不选用氨水( × ) (6)AlO － 2 与 HCO － 3 可能大量共存( × ) (7)氢氧化铝、NaHCO3、Na2CO3 均可作胃酸的中和剂( × ) (8)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物( × ) (9)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使表面生成一层致密的氧化膜。 ( √ ) (10)用氢氧化钠溶液可以除去铝片表面的氧化膜。( √ ) (11)Al(OH)3 既溶于酸溶液又溶于碱溶液。( × ) (12)强酸性溶液中铝元素以 Al3＋形式存在，强碱性溶液中铝元素以 AlO － 2 形式存在。 ( √ ) 2．问题思考： 导学号 50812176 (1)制备 Al(OH)3 时为什么不用 NaOH 溶液，而使用氨水？ 答案：(1)NaOH 溶液可以溶解 Al(OH)3，而氨水不能溶解 Al(OH)3。 (2)明矾的净水作用与液氯对自来水的消毒作用是否相同？ 答案：不同。明矾净水只是除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒。 不能沉淀悬浮的杂质。 (3)在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至其熔化，会看 到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是__铝箔加热时与 O2 发生反 应生成熔点很高的 Al2O3 薄膜，内部的铝被 Al2O3 包裹着，所以熔化的铝不易滴下__。 (4)中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了 Al 及其重要 化合物外，你还知道哪些？ 答案：①弱酸的铵盐，如 NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等；②弱酸的酸式盐， 如 NaHCO3、KHS、NaHSO3 等；③氨基酸等 题组一 铝及其化合物的性质及应用 1．(2018·江西九江高三模拟)下列各组物质，不能按“bca”(“→”表示反应一步完成)关 系转化的是 导学号 50812177 ( C ) 选项 a b c A Al2O3 NaAlO2 Al(OH)3 B AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 C Al Al(OH)3 Al2O3 D MgCl2 Mg(OH)2 MgO 2.下列关于铝及其化合物的叙述中错误的是 导学号 50812178 ( A ) A．常温下铝与浓硝酸反应制得大量的 NO2 B．Al、Al2O3、Al(OH)3 都可溶于 NaOH 溶液和盐酸中 C．向 AlCl3 溶液中滴加氨水，产生白色沉淀；再加过量 NaHSO4 溶液，沉淀消失 D．能用同一个离子方程式表示氨水滴入 Al2(SO4)3 溶液和 Al2(SO4)3 溶液滴入浓氨水的 反应 [解析] 常温下铝遇浓 HNO3 发生钝化，A 错误。 3．(双选)下列说法中正确的是 导学号 50812179 ( AB ) A．Al2(SO4)3 和小苏打反应是泡沫灭火器的原理 B．Al2O3 熔点高，可用作耐高温材料 C．Al2O3 和 MgO 均可与 NaOH 溶液反应 D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴 落下来，是因为铝的熔点较低 E．将浓硝酸滴入用砂纸打磨过的铝条中，会产生红棕色气体 F．将氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，会产生大量白色沉淀 G．铝与 Fe2O3 发生铝热反应，反应后固体质量增加 [解析] 泡沫灭火器的原理是：Al3＋与 HCO － 3 发生相互促进水解反应，产生大量泡沫， A 项正确；Al2O3 熔点高，可用作耐高温材料，B 项正确。 4．(2017·芜湖模拟)某校化学兴趣小组用如图所示过程除去 AlCl3 溶液中含有的 Mg2＋、 K＋杂质离子并尽可能减少 AlCl3 的损失。 Al3＋ Mg2＋ K＋ Cl－ 足量 NaOH 溶液| →MgOH2 沉淀 →溶液 a盐酸|→沉淀 a――→盐酸 AlCl3 溶液 →溶液 b 下列说法正确的是 导学号 50812180 ( D ) A．NaOH 溶液可以用氨水来代替 B．溶液 a 中含有 Al3＋、K＋、Cl－、Na＋、OH－ C．溶液 b 中只含有 NaCl D．向溶液 a 中滴加盐酸需控制溶液的 pH [解析] A 项用氨水将会使 Al3＋、Mg2＋均沉淀下来，达不到分离的目的；B 项溶液 a 中， Al3＋已转化为 AlO － 2 不再含有 Al3＋；C 项 b 中含有 KCl、NaCl、HCl 等物质；D 项若不控制 pH，沉淀 a[Al(OH)3]将不能分离出来。 萃取精华： 1．两性物质的概念辨析 两性物质是指既能与酸反应又能与碱反应生成盐和水的化合物，既能与酸反应又能与碱 反应的物质不一定是两性物质，Al2O3、Al(OH)3、氨基酸是两性物质。 2．Al(OH)3 与 Al2O3 两性的重要应用 (1)用过量 NaOH 溶液检验 Al3＋的存在。 (2)用过量 NaOH 溶液鉴别 Al3＋和 Mg2＋。 (3)用互滴法鉴别 Al3＋与 OH－、AlO － 2 与 H＋。 (4)用过量 NaOH 溶液和相应酸溶液分离 Al3＋与 Mg2＋、Fe3＋等离子或分离 MgO、Al2O3。 题组二 Al(OH)3 的制备 5．用含少量镁粉的铝粉制取纯净的 Al(OH)3 ，下列操作步骤中最恰当的组合是 导学号 50812181 ( B ) ①加足量盐酸溶解 ②加足量烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量 CO2 生成 Al(OH)3 沉淀 ⑤加入盐酸生成 Al(OH)3 沉淀 A．①②⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ [解析] Al(Mg) ――→足量 NaOH 溶液――→过滤 Mg NaAlO2 和 NaOH 的混合溶液 ――→通入过量 CO2――→过滤 AlOH3 6．(2018·山东潍坊高三检测)用稀 H2SO4、NaOH 溶液和金属铝为原料制取 Al(OH)3。甲、 乙、丙三位学生的制备途径分别是 甲：Al――→H2SO4Al2(SO4)3――→NaOHAl(OH)3 乙：Al――→NaOHNaAlO2――→H2SO4Al(OH)3 丙： Al――→H2SO4Al2SO43— Al――→NaOHNaAlO2—|→Al(OH)3 若要得到等量的 Al(OH)3，则 导学号 50812182 ( B ) A．三者消耗的原料相同 B．甲消耗的原料的总物质的量最多 C．乙消耗的原料的总物质的量最少 D．丙消耗的原料的总物质的量最多 [解析] 从量的关系看，假定有 1 mol 铝，则甲耗 1.5 mol H2SO4 和 3 mol NaOH，乙耗 1 mol NaOH 和 0.5 mol H2SO4，丙拆成四份，一份与 H2SO4 反应，耗 H2SO4 0.375 mol，三份 与 NaOH 反应，耗 NaOH 0.75 mol，故甲消耗原料的总物质的量最多，丙消耗原料的总物质 的量最少。 7．若甲、乙、丙三位同学用规定的药品制备 Al(OH)3。规定必用的药品如下：350 g 70%H2SO4 溶液，NaOH 固体 240 g，足量铝屑、水(不能用其他药品)。 导学号 50812183 甲、乙、丙用各自设计的方案制得 Al(OH)3 的质量分别是 W1 g、W2 g、W3 g。三种实验 方案如下： 甲：铝→加 NaOH 溶液→加 H2SO4 溶液→W1 g Al(OH)3 乙：铝→加 H2SO4 溶液→加 NaOH 溶液→W2 g Al(OH)3 丙： 铝→加 H2SO4 溶液 铝→加 NaOH 溶液 →W3 g Al(OH)3 试回答： (1)从充分利用原料、降低成本和提高产率等因素分析，实验方案最合理的是__丙__。 (2)三位学生制得的 Al(OH)3 的质量由大到小的顺序是__W3>W1>W2__。 (3)制得 Al(OH)3 的最大质量约是__520_g__。 [解析] 甲：制取 2 mol Al(OH)3 消耗 H＋ 2 mol，OH－ 2 mol。 乙：制取 2 mol Al(OH)3 消耗 H＋ 6 mol，OH－ 6 mol。 丙：制取 2 mol Al(OH)3 消耗 H＋ 1.5 mol，OH－ 1.5 mol。 结论是丙以较少的原料制出较多的 Al(OH)3；乙以较多的原料制出较少的产品；相同的 原料制取的 Al(OH)3 质量应是 W3>W1>W2。 萃取精华： Al(OH)3 的三种制备方法 制取 Al(OH)3 时，一般不用强酸或强碱溶液，因为强酸、强碱能溶解生成的 Al(OH)3， 而又无法控制酸碱的用量，一般使用氨水或 CO2 制取。 题组三 铝三角的转化关系及应用 8．(2018·天津高三检测)A、B、C、D、E 五种化合物均含有某种短周期常见元素，它 们的转化关系如图所示，其中 A 的溶液为澄清溶液，C 为难溶的白色固体，E 易溶于水，取 A 的溶液灼烧，焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。 导学号 50812184 (1)写出化学式：A__KAlO2__，B__Al(OH)3__，C__Al2O3__，D__AlCl3__，E__NaAlO2__。 (2)写出下列的的离子方程式： A→B：__AlO－ 2 ＋2H2O＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 __； A→D：__AlO－ 2 ＋4H＋===Al3＋＋2H2O__。 [解析] 在短周期元素形成的化合物中，既能与盐酸反应，又能与 NaOH 溶液反应的物 质必为两性物质。又因为 B 受热时转化为 C，故可知 C 为 Al2O3，B 为 Al(OH)3，由此推出 D 是 AlCl3，E 为 NaAlO2；A 与过量 CO2 反应生成 Al(OH)3，且 A 的溶液的焰色反应为浅紫 色，则 A 为 KAlO2。 萃取精华： Al3＋、Al(OH)3、AlO － 2 之间的转化关系 有关反应的离子方程式为： ①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)↓＋3NH＋ 4 ②Al3＋＋3AlO－ 2 ＋6H2O===4Al(OH)3↓ ③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ⑤Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O ⑥AlO－ 2 ＋4H＋===Al3＋＋2H2O ⑦AlO－ 2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 ⑧AlO－ 2 ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓ ⑨Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O 题组四 与铝有关的图象分析 9.(2018·经典习题选萃)下列图像中，纵坐标为沉淀量，横坐标为某溶液中加入的反应 物的物质的量，选择合适图像对应的序号填空。 导学号 50812185 (1)向 AlCl3 溶液中加入氨水至过量__③__。 (2)向 AlCl3 溶液中加入 NaOH 溶液至过量__⑥__。 (3)向 AlCl3、MgCl2 混合溶液中加入 NaOH 溶液至过量__①__。 (4)向澄清石灰水中通入过量 CO2__②__。 (5)向含有少量盐酸的 AlCl3 溶液中加入过量 NaOH 溶液__⑤__。 (6)向含有少量 HCl 的 AlCl3 溶液中加入过量氨水__④__。 10．(2017·成都模拟)如图所示为向一定量 AlCl3 溶液中加入 NaOH 溶液后，产生 Al(OH)3 白色沉淀的质量与 OH－的物质的量之间的关系曲线。 导学号 50812186 请回答下列问题： (1)A 点时已参加反应的 AlCl3 和 NaOH 的物质的量之比为__1∶3__。 (2)AB 段曲线所表示的反应的离子方程式为__Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O__。 (3)向 B 处生成的溶液中通入二氧化碳，可观察到的现象是__生成白色沉淀__。 [解析] (1)OA 段发生反应：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，到达 A 点时，生成 沉淀量最大，即 n(AlCl3)∶n(NaOH)＝1∶3。 (2)AB 段发生的反应为 Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O。 (3)B 点所得的溶液的溶质为 NaAlO2、NaCl，通入 CO2 后发生的反应：AlO－ 2 ＋CO2＋ 2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 ，现象是有白色沉淀生成。 11．将一定质量的镁、铝合金投入 100 mL 一定物质的量浓度的 HCl 中，合金全部溶解， 向所得溶液中滴加 5 mol·L－1NaOH 溶液到过量，生成沉淀的质量与加入的 NaOH 体积关系 如图： 导学号 50812187 (1)原合金中镁、铝质量各多少？ (2)HCl 的浓度为多少？ [答案] (1)镁、铝的质量分别为 4.8 g、2.7 g (2)8 mol·L－1 [解析] (1)BC 段发生反应 Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O，B 点时 n[Al(OH)3]＝(180－ 160)×10－3L×5 mol·L－1＝0.1 mol。AB 段发生反应：①Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、②Mg2＋ ＋2OH－===Mg(OH)2↓其中反应①消耗 n(NaOH)＝3n[Al(OH)3]＝3×0.1 mol＝0.3 mol，而 AB 段共消耗 n(NaOH)＝(160－20)×10－3 L×5 mol·L－1＝0.7 mol，故 A 点 n(Mg2＋)＝1 2(0.7 mol －0.3 mol)＝0.2 mol 所以合金中 Mg、Al 的物质的量分别为 0.2 mol、0.1 mol，m(Mg)＝0.2 mol×24 g·mol－1 ＝4.8 g m(Al)＝0.1 mol×27 g·mol－1＝2.7 g。 (2)OA 段发生反应：H＋＋OH－===H2O，O 点溶液中 n(HCl)＝20×10－3L×5 mol·L－1＝0.1 mol 100 mL 盐酸中，n(HCl)＝0.1 mol＋2n(Mg)＋3n(Al)＝0.1 mol＋2×0.2 mol＋3×0.1 mol ＝0.8 mol c(HCl)＝0.8 mol 0.1 L ＝8 mol·L－1。 萃取精华： 突破 Al(OH)3 沉淀图像的三个秘诀 (1)明晰横、纵坐标含义，然后通过曲线变化特点分析反应原理。 (2)掌握 Al3＋、Al(OH)3、AlO － 2 三者之间的转化比例。 Al3＋ 3OH－ 3H＋ Al(OH)3 OH－ H＋ AlO－ 2 4OH－4H＋ (3)明晰 Al3＋溶液中加碱(OH－)的几种常见变形图像，如： 图 A 中，n(H＋)∶n(Al3＋)＝2∶1。 图 B 中，若已知原溶液中含有 Mg2＋，则可推出： n(Mg2＋)∶n(Al3＋)＝1∶1。 图 C 中，若已知原溶液中含有 H＋和 Mg2＋，则可推导出：n(H＋)∶n(Al3＋)∶n(Mg2＋)＝2∶ 2∶1。 要点速记： 1．牢记一种地壳中含量最多的金属元素：Al。 2．熟记二种两性化合物：Al2O3、Al(OH)3。 3．掌握三种制备 Al(OH)3 的方法： ①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH＋ 4 ； ②AlO－ 2 ＋CO2(足量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－ 3 ； ③Al3＋＋3AlO－ 2 ＋6H2O=== 4Al(OH)3↓。 4．掌握与 Al 相关的六个离子方程式： ①2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ②2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－ 2 ＋3H2↑ ③Al(OH)3＋OH－===AlO－ 2 ＋2H2O ④Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O ⑤Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓ ⑥Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O 5．牢记与 Mg 相关的八个化学方程式： (1)2Mg＋O2===== 点燃 2MgO 3Mg＋N2===== 点燃 Mg3N2 (2)2Mg＋CO2===== 点燃 2MgO＋C (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O (4)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ (5)MgCl2===== 通电 Mg＋Cl2↑ 6．在 Al3＋、Al(OH)3、AlO － 2 之间的定性分析和定量计算问题中应注意： (1)分析图象或作图时不仅要注意加入的酸或碱的强弱，还要注意所加入的量和滴加的 顺序，因为滴加的顺序不同可能产生的现象不同。 (2)若产生的沉淀有多种，则应仔细分析相关量间的关系，要特别关注沉淀是否同步生 成，沉淀物是否溶于所加入的过量试剂中，同时要注意横纵坐标的意义。 第 8 讲 铁及其重要化合物 考纲要求 学法点拨 了解铁及其重要化合物的制备 方法，掌握其主要性质及其应 用。 Fe、及其化合物的性质是高考热点之一。铁的性质、 铁元素的变价问题等知识点，常在离子共存，离子方程式 的书写，物质的鉴别、制取、推断、计算等问题中进行考 查。 考点一 铁的性质及其应用 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．铁的位置、结构、化合价 (1)周期表中的位置：__第四周期第Ⅷ族__；原子结构示意图：__ __。 (2)在参加化学反应时，铁易失去最外层上的 2 个电子，有时它还失去次外层上的一个 电子，所以铁有__＋2、＋3__两种价态，且__＋3__价稳定。 2．铁的物理性质 纯铁具有金属的共性，如具有__银白__色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体， 具有能被__磁铁__吸引的特性。 3．铁的化学性质 铁元素是一种变价金属元素，通常显__＋2__和__＋3__价。 常温下，铁单质比较活泼，具有较强的__还原__性。 (1)与非金属单质的反应。 O2 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为__Fe2O3__ 点燃：__3Fe＋2O2===== 点燃 Fe3O4__ Cl2：__2Fe＋3Cl2===== 点燃 2FeCl3__ S：__Fe＋S===== △ FeS__ (2)与水的反应。 常 温 下 铁 与 水 不 反 应 ， 在 高 温 条 件 下 与 水 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ： __3Fe ＋ 4H2O(g)===== 高温 Fe3O4＋4H2__。 (3)与酸反应。 非氧化性酸：__Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑__ 氧化 性酸 稀硝酸 Fe 过量：__3Fe＋8H＋＋2NO－ 3 ===__ __3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O__ HNO3 过量：__Fe＋4H＋＋NO－ 3 ===__ __Fe3＋＋NO↑＋2H2O__ 浓硝酸、浓硫酸：常温下__钝化__ (4)与某些盐溶液的反应(离子方程式)。 ①与 CuSO4 溶液：__Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu__。 ②与 FeCl3 溶液：__Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋__。 4．铁单质的制备方法 (1)工业上利用铁矿石在高炉中炼铁，以赤铁矿为例写出该反应的化学方程式__Fe2O3＋ 3CO===== 高温 2Fe＋3CO2__。 (2)利用铝热反应焊接无缝钢轨，写出以氧化铁和铝粉为铝热剂反应的化学方程式__2Al ＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋Al2O3__。 特别提醒： (1)Fe 与 Cl2 反应生成 FeCl3 而不是 FeCl2；Fe 与 S 反应生成 FeS 而不是 Fe2S3；Fe 与盐 酸反应生成 FeCl2 而不是 FeCl3；Fe 与 I2 反应生成 FeI2 而不是 FeI3。 (2)重要的铁矿石主要成分的化学式： 赤铁矿__Fe2O3__磁铁矿__Fe3O4__褐铁矿__2Fe2O3·3H2O__菱铁矿__FeCO3__黄铁矿 __FeS2__。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812188 (1)铁位于元素周期表中第四周期第ⅧB 族( × ) (2)纯净的铁块是银白色的金属( √ ) (3)在人体的血红蛋白中含有铁元素( √ ) (4)铁在常温下与浓硝酸的反应比稀硝酸反应剧烈( × ) (5)铁能在氧气中剧烈燃烧，但是不能在水蒸气中燃烧( √ ) (6)将 Fe(OH)2 溶液加热蒸干得到的是 FeO( × ) (7)铁与硫粉共热，只要硫粉过量，就会制出 Fe2S3( × ) (8)过量的铁在加热时与氯气反应，生成氯化亚铁( × ) (9)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性( √ ) (10)Fe 分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同( × ) (11)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸( √ ) (12)Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应( × ) (13)Fe 在足量 Cl2 中燃烧生成 FeCl3，在少量 Cl2 中燃烧生成 FeCl2( × ) (14)根据 Cl2、S 与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱( √ ) (15)过量的铁与稀硝酸反应生成 Fe3＋( × ) 2．铁有＋2、＋3 价两种价态，单质铁与__①⑥__(填下列编号，下同)反应时只生成＋3 价铁；与__④⑤⑦⑧__反应时只生成＋2 价铁；与__②③__反应时既生成＋2 价铁也生成＋3 价铁。 导学号 50812189 所选试剂：①Cl2 ②O2 ③H2O(g) ④S ⑤盐酸 ⑥稀硝酸(足量) ⑦稀硫酸 ⑧ CuSO4 溶液 3 ． 铁 、 铝 遇 冷 的 浓 硫 酸 或 浓 硝 酸 发 生 钝 化 ， 是 物 理 变 化 还 是 化 学 变 化 ？ 导学号 50812190 提示：化学变化。 题组一 铁的存在和性质 1．(2018·安徽安庆模拟)下列叙述不正确的是 导学号 50812191 ( B ) ①Fe 与 S 混合加热生成 FeS2 ②Fe 与稀硝酸、稀硫酸反应均有气泡产生，说明 Fe 与两种酸均发生置换反应 ③过量的铁与浓硝酸加热反应有气体生成 ④FeCl3 溶液能与 Cu 反应，可用于蚀刻印刷电路板 A．①③ B．①② C．②④ D．②③ [解析] Fe 是变价金属，遇强氧化剂(如 HNO3、Cl2 等)生成＋3 价铁，遇弱氧化剂(如 S 或 I2 等)生成＋2 价铁，故 Fe 与 S 混合加热生成 FeS，①错误；Fe 与稀硝酸反应生成的气体 为 NO，该反应不是置换反应，②错。 2．(2018·河北衡水检测)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正 确的是 导学号 50812192 ( B ) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铁是地壳中含量最高的金属 元素 铁是人类最早使用的金属材 料 Ⅰ对；Ⅱ对；有 B 常温下铁与稀硫酸反应生成 氢气 高温下氢气能还原氧化铁得 到铁 Ⅰ对；Ⅱ对；无 C 铁属于过渡元素 铁和铁的某些化合物可用作 催化剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 D 在空气中铁的表面能形成致 密的氧化膜 铁不能与氧气反应 Ⅰ对；Ⅱ对；有 [解析] 选项 A，地壳中含量最高的金属元素是 Al 元素，而不是 Fe 元素，由于铁是活 泼金属，需通过冶炼方法获得，所以 Fe 不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误， 且二者没有因果关系。选项 B，Fe 能与稀 H2SO4 发生置换反应而产生 H2，但在高温条件下， H2 还原性很强，又能还原 Fe2O3 而得 Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项 C， 铁是过渡元素的说法正确。判断Ⅰ错是错误的。故 C 选项错误。选项 D，铁在空气中不能 形成致密的氧化膜，且 Fe 可与纯净的 O2 反应生成 Fe3O4。 3．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请思考以下问题： 导学号 50812193 装置一 装置二 实验 装置 (1)方法一中，装置 A 的作用__提供水蒸气__。 方法二中，装湿棉花的作用__提供水蒸气__。 (2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加 KSCN 溶液，溶液 颜色无明显变化，试解释原因：__在溶液中 Fe3＋被未反应的铁粉完全还原为 Fe2＋__。 题组二 铁及其化合物的定量计算 4．(2018·山东滨州高三模拟)把 22.4 g 铁粉完全溶解于某浓度的硝酸中，如反应只收集 到 0.3 mol NO2 和 0.2 mol NO，下列说法正确的是 导学号 50812194 ( C ) A．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)3 B．反应后生成的盐只为 Fe(NO3)2 C．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 1∶3 D．反应后生成的盐为 Fe(NO3)3 和 Fe(NO3)2，其物质的量之比为 3∶1 [解析] 由于铁的物质的量为 22.4 g 56 g·mol－1 ＝0.4 mol，所以在反应的过程中它失去的电子 数应介于 0.8 mol(此时只产生 Fe2＋)和 1.2 mol(此时只产生 Fe3＋)之间，又产生 0.3 mol NO2 和 0.2 moL NO，即反应过程中硝酸得到的电子物质的量为 0.3 mol×(5－4)＋0.2 mol×(5－2)＝ 0.9 mol，所以对应的产物既有 Fe(NO3)3 又有 Fe(NO3)2。设前者的物质的量为 x，后者的物质 的量为 y，则由铁原子守恒可得 x＋y＝0.4 mol，由得失电子守恒得 3x＋2y＝0.9 mol，解得 x ＝0.1 mol，y＝0.3 mol。 5．(2018·山东淄博高三检测)在一定量的稀 HNO3 中慢慢加入铁粉，得到的 Fe2＋的物质 的量(纵坐标)与所加铁粉的物质的量(横坐标)的关系如图所示。请将正确答案的序号填在相 应的横线上。 导学号 50812195 ①Fe3＋ ②Fe2＋ ③Fe、Fe2＋ ④Fe2＋、Fe3＋ (1)AB 段铁元素以__①__形式存在。 (2)BC 段铁元素以__④__形式存在。 (3)CD 段铁元素以__③__形式存在。 [解析] 向稀 HNO3 中加入铁粉，开始时稀 HNO3 过量应生成 Fe3＋，故 AB 段铁元素以 Fe3＋形式存在。随着铁粉的增加，溶液中的 Fe3＋与 Fe 反应生成 Fe2＋，故 BC 段铁元素以 Fe2 ＋、Fe3＋形式存在。Fe3＋全部转化成 Fe2＋后，铁粉不再溶解，故 CD 段铁元素以 Fe、Fe2＋形 式存在。 萃取精华： 铁与稀硝酸的反应 稀硝酸能将 Fe 氧化为 Fe(NO3)3： Fe＋4HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O，① Fe 过量时：Fe＋2Fe(NO3)3===3Fe(NO3)2② 两者相加得： 3Fe＋8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O③ nHNO3 nFe ≥4 时发生反应① nHNO3 nFe ≤8 3 时发生反应③ 8 3Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋；还原性：S2－>I－>Fe2＋>Br－>Cl－。 题组二 Fe2＋、Fe3＋的检验 4．(2018·试题调研)某溶液中可能存在 Mg2＋、Fe2＋、Fe3＋，加入 NaOH 溶液，开始时有 白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。下列结论正确的是 导学号 50812207 ( D ) A．一定有 Fe2＋，一定没有 Fe3＋、Mg2＋ B．一定有 Fe3＋，一定没有 Fe2＋、Mg2＋ C．一定有 Fe3＋，可能有 Fe2＋，一定没有 Mg2＋ D．一定有 Fe2＋，可能有 Mg2＋，一定没有 Fe3＋ [解析] 加入 NaOH 溶液，开始时有白色絮状沉淀生成，白色沉淀迅速变成灰绿色，最 后变成红褐色说明溶液中一定有 Fe2＋，若有 Fe3＋，则红褐色沉淀会掩盖 Fe(OH)2 的白色，所 以不可能存在 Fe3＋，而 Mg(OH)2 是白色，有可能存在。 5 ． (2017· 江 苏 扬 州 模 拟 ) 下 列 关 于 Fe3 ＋ 、 Fe2 ＋ 性 质 实 验 的 说 法 错 误 的 是 导学号 50812208 ( C ) A．用如图装置可以制备 Fe(OH)2 沉淀 B．配制 FeCl3 溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓 度 C．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，此现象不能确 定溶液中含有 Fe2＋ D．向 FeCl2 溶液中加入少量铁粉是为了防止 Fe2＋被氧化 [解析] A 项，反应开始时打开止水夹 C，使生成的氢气进入 B 中，可排出装置中的空 气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化；一段时间后关闭止水夹 C，A 中硫酸亚铁溶液进入 B 中反应生成 Fe(OH)2，A 项正确；B 项，FeCl3 易水解，配制其溶液时为抑制 Fe3＋水解，可先 将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，B 项正确；Fe3＋与铁反应可 生成 Fe2＋，故向 FeCl2 溶液中加入少量铁粉是为了防止 Fe2＋被氧化，D 项正确。 6．(2017·江西上饶模拟)将 a g 铁和氧化铁的混合物加入 800 mL pH＝1 的盐酸中充分反 应后，固体无剩余，盐酸全部消耗，放出气体 0.224 L(标准状况下)。下列判断正确的是 导学号 50812209 ( A ) A．原混合物中 n(Fe)∶n(Fe2O3)＝2∶1 B．向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液，显红色 C．无法计算出原混合物的质量 D．此时溶液中 Fe2＋和 Fe3＋的物质的量之比为 3∶1 [解析] 由于氧化性 Fe3＋>H＋，所以当产生氢气时，氧化铁溶于盐酸生成的 Fe3＋已经全 部被 Fe 还原为 Fe2 ＋ ，生成氢气的物质的量＝ 0.224 L 22.4 L·mol－1 ＝0.01 mol，根据反应 Fe＋ 2HCl===FeCl2＋H2↑可知，生成 0.01 mol H2 消耗 Fe 0.01 mol，消耗 HCl 0.01 mol×2＝0.02 mol，故反应 Fe＋Fe2O3＋6HCl===3FeCl2＋3H2O，消耗 HCl 0.8 L×0.1 mol·L－1－0.02 mol＝ 0.06 mol，该反应中消耗 Fe 0.06 mol×1 6 ＝0.01 mol，Fe2O3 物质的量为 0.06 mol×1 6 ＝0.01 mol。 故原混合物中 n(Fe)∶n(Fe2O3)＝(0.01 mol＋0.01 mol)∶0.01 mol＝2∶1，A 项正确；反应后 的溶液中溶质为 FeCl2，向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液，不显红色，B 项错误；铁、氧化 铁的物质的量已经算出，可以计算出混合物的质量，C 项错误；此时的溶液中没有 Fe3＋，D 项错误。 题组三 守恒思想在铁及其化合物的计算中的应用 7．(2018·试题调研)现有 CuO 和 Fe2O3 组成的混合物 a g，向其中加入 2 mol·L－1 的硫酸 溶液 50 mL，恰好完全反应。若将 a g 该混合物在足量 H2 中加热，使其充分反应，冷却后 剩余固体的质量为 导学号 50812210 ( B ) A．1.6a g B．(a－1.6)g C．(a－3.2)g D．1.6 g 8．(2018·河南高三检测)有一块铁的“氧化物”样品，用 140 mL 5.0 mol·L－1 盐酸恰好将 其完全溶解，所得溶液还能吸收 0.025 mol Cl2，恰好使其中的 Fe2＋全部转变为 Fe3＋，则该样 品可能的化学式为 导学号 50812211 ( D ) A．Fe2O3 B．Fe3O4 C．Fe4O5 D．Fe5O7 [解析] 由 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶 液中 n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得 2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)(盐酸中 的)，则 n(Fe3＋)＝0.2 mol，故 n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为 FeO·2Fe2O3，即 Fe5O7。 要点速记： 1．特殊的颜色： (1)固体：Fe3O4、FeO——黑色，Fe2O3——红棕色，Fe(OH)3——红褐色 (2)溶液：Fe2＋——浅绿色，Fe3＋——棕黄色 2．特殊现象： (1)Fe(OH)2――→空气 Fe(OH)3，白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。 (2)Fe3＋遇 KSCN 溶液变红色。 (3)Fe2＋与[Fe(CN)6]3－反应生成铁氰化亚铁 {Fe3[Fe(CN)6]2}蓝色沉淀。 3．必记五反应： (1)Fe＋2FeCl3===3FeCl2 (2)Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 (3)2FeCl2＋Cl2===2FeCl3 (4)2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋ (5)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 4．判断铁与氧化剂反应产物时常出现的错误 (1)铁与硫化合，误认为生成 Fe2S3； (2)铁与盐酸反应，误认为生成 FeCl3 和 H2； (3)铁与碘单质化合，误认为生成 FeI3； (4)过量铁与稀 HNO3 反应，误认为生成 Fe(NO3)3； (5)铁与 FeCl3 溶液误认为不反应等。 5．FeCl3 溶液发生反应时的变色总结 (1)向 FeCl3 溶液中加几滴 KSCN 溶液后，溶液呈红色； (2)FeCl3 溶液能使紫色石蕊试液呈红色； (3)FeCl3 与 NaOH 溶液反应，生成红褐色沉淀； (4)向 FeCl3 溶液中通入 H2S 气体，生成淡黄色沉淀； (5)向 FeCl3 溶液中加入几滴 Na2S 溶液，生成淡黄色沉淀，当加入的 Na2S 溶液过量时， 又生成黑色沉淀； (6)向 FeCl3 溶液中加入过量 Fe 粉，溶液变成浅绿色； (7)向 FeCl3 溶液中加入过量 Cu 粉，溶液变成蓝绿色； (8)将 FeCl3 溶液滴入到淀粉碘化钾溶液中，溶液变成蓝色。 (9)向 FeCl3 溶液中滴入苯酚溶液，溶液变成紫色； (10)将 FeCl3 溶液滴入到 AgNO3 溶液中，生成白色沉淀； (11)将 FeCl3 溶液与 NaHCO3 溶液混合，放出气体，生成红褐色沉淀； (12)将饱和 FeCl3 溶液滴入沸水中，加热生成红褐色 Fe(OH)3 胶体。 第 9 讲 铜及其重要化合物 用途广泛的金属材料 考纲要求 学法点拨 1.了解铜单质及其重要化合物的制备方法。 2．掌握铜单质及其重要化合物的主要性质及 其应用。 3．了解常见金属的活动顺序。 4．了解合金的概念及其重要应用。 Cu 及其化合物的性质，金属的冶炼，合 金的概念等知识点是高考热点之一，常在离 子共存，离子方程式书写，物质的鉴别、制 取、推断、计算中进行考查。 考点一 铜及其重要化合物 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．铜的物理性质： 铜是一种有金属光泽的__紫红__色固体，有良好的导电、导热性(仅次于银，可用于制 电缆)，有良好的__延展__性。 2．铜的化学性质 (1)与非金属的反应(写出化学方程式)： ①与 O2 反应 加热：__2Cu＋O2===== △ 2CuO__。 常温下在潮湿的空气中： 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===__Cu2(OH)2CO3__。 ②与 Cl2 反应：Cu＋Cl2===== △ CuCl2(棕黄色烟) (2)与酸的反应(写出相应的化学方程式) ①与非氧化性酸：不反应。 ②与氧化性酸反应 与浓硫酸的反应： __Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O__。 与浓硝酸的反应： __Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O__。 与稀硝酸的反应： __3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O__。 (3)与盐溶液的反应(用离子方程式表示)： 与硝酸银溶液的反应：__Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag__。 与氯化铁溶液的反应：__2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋__。 3．铜的化合物的主要性质 (1)氧化铜和氢氧化铜： 物质 氧化铜 氢氧化铜 化学式 CuO Cu(OH)2 状态 不溶于水的__黑__色固体(粉末) 不溶于水的__蓝__色固体 化学 性质 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O CuO＋H2===== △ Cu＋H2O CuO＋CO===== △ Cu＋CO2 Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2===== △ CuO＋H2O (2)碱式碳酸铜。 碱式碳酸铜的化学式为__Cu2(OH)2CO3__，是铜绿孔雀石的主要成分，是铜在潮湿的空 气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为__Cu2(OH)2CO3===== △ 2CuO＋CO2↑＋ H2O__。 (3)硫酸铜。 ①CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解。 ②无水 CuSO4 为__白__色粉末，遇水变__蓝__色(生成 CuSO4·5H2O)，据此可用来检验 水的存在。 (4)铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与__蛋白质__作用，使__蛋白质__变性失去生理活 性，因此人们根据这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 特别提醒： 铜及其化合物的转化过程中，常伴随着颜色变化而使实验现象丰富多彩。故对铜及其化 合物的常见颜色应熟记且灵活掌握。 例如：紫红色—Cu 白色—CuSO4 红色—Cu2O 蓝色—Cu(OH)2 或 CuSO4·5H2O 黑色—CuO 或 CuS 或 Cu2S 棕黄色—CuCl2 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812212 (1)CuO 是黑色固体，与水反应可生成 Cu(OH)2( × ) (2)Cu2O 遇硝酸会被氧化成 Cu2＋( √ ) (3)Cu2(OH)2CO3 是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成( √ ) (4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成( × ) (5)可利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在( √ ) (6)将铁片置于 CuSO4 溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼( √ ) (7)将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2 固体( × ) 提示：CuCl2 水解，加热蒸干得到 Cu(OH)2，灼烧后得到 CuO。 (8)将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺激性气味 ( √ ) 提示：铜丝在空气中加热生成 CuO，CuO 与乙醇生成有刺激性气味的乙醛。 2．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案： 导学号 50812213 (1)Cu ――→浓 H2SO4 加热 CuSO4 ――→加水 稀释 硫酸铜溶液 ――→蒸发 结晶 CuSO4·5H2O。 (2)Cu――→O2 灼烧 CuO ――→稀 H2SO4硫酸铜溶液 ――→蒸发 结晶 CuSO4·5H2O。 (3) Cu 热空气 ――→稀硫酸硫酸铜溶液 ――→蒸发结晶 CuSO4·5H2O。 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？ 答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。方案(2)：消耗能量较多，且步骤 复杂。方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。因而方案(3)更经济合理。 [注意]通常利用反应：2Cu＋O2===== △ 2CuO 除去混合气体中的少量 O2。 (2)Cu 与稀 H2SO4 不反应，但在通入 O2 的条件下，Cu 可在稀 H2SO4 中逐渐溶解： 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。 (3)无水 CuSO4 只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。 3．(1)黄铜和金的颜色均为黄色，如何鉴别？ 导学号 50812214 答案：①测密度 ②是否溶于稀硝酸 ③测硬度 (2)波尔多液是一种杀菌剂，它是由 CuSO4、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色 胶状悬浊液，其杀菌的可能原因是什么？ 答案：CuSO4 是重金属盐，能使蛋白质变性。 题组一 铜及其化合物的性质 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 导学号 50812215 (1)(2016·全国甲卷)除去 Cu 粉中混有 CuO 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干 燥( × ) (2)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入 1.0 mol·L－1Fe2(SO4)3 溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色 固体出现( × ) (3)(2015·广东高考)1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成 NA 个 SO3 分子( × ) (4)(2015·四川高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈( √ ) (5)(2015·四川高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气( √ ) (6)(2014·全国卷Ⅱ)H2 通过灼热的 CuO 粉末，反应后固体物质增重( × ) 2．(2018·重庆万盛区模拟)已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反 应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生 Cu 或 Cu2O，两者都是红色固体。一同学对 某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下： 加入试剂 稀硫酸 浓硫酸、加热 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 红色固体和 蓝色溶液 无色气体 无色气体和 蓝色溶液 红棕色气体 和绿色溶液 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 导学号 50812216 ( D ) A．Cu B．Cu2O C．一定有 Cu，可能有 Cu2O D．一定有 Cu2O，可能有 Cu 萃取精华： 区分红色物质 Cu 和 Cu2O 的方法 向红色物质中加入稀 H2SO4，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为 Cu2O，否则为 Cu，反应的化学方程式为 Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 3．(2018·山东潍坊高三检测)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜在化合物 中的常见化合价有＋1、＋2。 导学号 50812217 (1)工业上可利用反应 Cu2S＋O2===== △ 2Cu＋SO2 制取粗铜，反应中被氧化的元素是 __S__，当消耗 32 g Cu2S 时，转移电子数目是__1.2NA__(设 NA 为阿伏加德罗常数的值)。 (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50～60℃，通入 O2，反应一段时间后 可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为__2Cu＋4H＋＋O2 =====50～60℃ 2Cu2＋＋2H2O__。CuSO4 溶液中加入一定量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液加热，生成 CuCl 沉淀，写出生成 CuCl 的离 子方程式： __2Cu2＋＋2Cl－＋SO2－ 3 ＋H2O===== △ 2CuCl↓＋SO2－ 4 ＋2H＋__。 (3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。 ①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的 CuO，其猜想可用化学方程式表示为： Cu＋H2SO4===== △ __CuO＋SO2↑＋H2O__。 ②乙同学认为：黑色固体除 CuO 外，还可能含有 Cu2S 和 CuS，其理由可能是__ac__(填 字母)。 a．Cu2S 和 CuS 都是黑色的 b．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出 O2 c．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu 的化合价升高与 S 的化合价降低有多种可能 [解析] (1)反应 Cu2S＋O===== △ 2Cu＋SO2 中，硫元素的化合价从－2 价升到＋4 价，被 氧化，反应中被氧化的元素是 S，当消耗 32 g Cu2S 时，转移电子数目是 32 g 160 g·mol－1 ×6NA mol－1＝1.2 NA。 (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50～60℃，通入 O2，反应一段时间后 可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为 2Cu＋4H＋＋O2 =====50～60 ℃ 2Cu2＋＋2H2O。CuSO4 溶 液中加入一定量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液加热，生成 CuCl 沉淀，离子方程式： 2Cu2＋＋2Cl－＋SO2－ 3 ＋H2O===== △ 2CuCl↓＋SO2－ 4 ＋2H＋。 (3)该小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。 ①按照甲同学猜想：铜被氧化得 CuO，硫酸被还原为 SO2 ，化学方程式为 Cu＋ H2SO4===== △ CuO＋SO2↑＋H2O。 ②乙同学认为：黑色固体除 CuO 外，还可能含有 Cu2S 和 CuS，分析可能的理由时，应 该从反应现象和氧化还原反应原理入手，ac 符合。 题组二 铜及其化合物之间的转化 4．(2018·山东滨州高三检测)CuSO4 是一种重要的化工原料，其制备途径及性质如图所 示。下列说法不正确的是 导学号 50812218 ( C ) A．途径①所用混酸中 H2SO4 与 HNO3 物质的量之比最好为 3∶2 B．相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．1 mol CuSO4 在 1100℃所得混合气体 X 中 O2 一定为 0.75 mol D．Y 可以是葡萄糖 [解析] 据反应式 3Cu＋8H＋＋2NO－ 3 ===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O 可知，H2SO4 和 HNO3 的物质的量之比是 3∶2，A 正确；途径①③中均生成大气污染物，而②没有，B 正确；1 mol CuSO4 分解生成 0.5 mol Cu2O，转移 1 mol 电子，故生成 0.25 mol O2，C 不正确；醛基能被 新制的 Cu(OH)2 悬浊液氧化，生成 Cu2O，葡萄糖含有醛基，D 正确。 5．(2017·黑龙江哈尔滨模拟)某研究小组通过实验探究铜及其化合物的性质，操作正确 且能达到实验目的的是 导学号 50812219 ( D ) A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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，观察氯化铜的生成 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] 铜与浓硫酸反应后的剩余物中仍有浓硫酸，将水加入反应器中易发生危险，A 项错误；观察氯化铜的生成需要在加热条件下，B 项错误；CuCl2 水解生成的 HCl 易挥发， 加热蒸干能促进 CuCl2 的水解而得不到 CuCl2 固体，C 项错误。 6．(2017·山西阳泉模拟)部分氧化的 Fe－Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g， 经如下处理： 下列说法正确的是 导学号 50812220 ( B ) A．滤液 A 中的阳离子为 Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．样品中铁元素的质量为 2.24 g C．样品中 CuO 的质量为 4.0 g D．V＝896 [解析] 根据题意，3.2 g 滤渣一定是铜，而铜与 Fe3＋不共存，A 项错误；最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3，其中铁元素的质量为 2.24 g，B 项正确；样品中铜元素和氧元素的质量共 5.76 g－2.24 g＝3.52 g，C 项错误；2.24 g 铁元素不可能全是单质铁，故生成氢气的体积小于 896 mL，D 项错误。 萃取精华： 1．新制 Cu(OH)2 常用来检验醛基，该反应需在碱性环境中进行，加热至沸腾可生成红 色沉淀氧化亚铜(Cu2O)。 2．溶液中的 Cu2＋常为蓝色(浓 CuCl2 溶液为绿色，稀 CuCl2 溶液为蓝色)，可作为 Cu2＋ 的鉴别依据。例如：CuSO4 溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为 Cu2＋的存 在依据。 3．Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这也是鉴定 Cu2＋的原理之一。 考点二 金属材料与金属矿物的开发利用 Z 知识梳理 hi shi shu li 1．金属材料 (1)合金 (2)常见金属材料。 金属 材料—| 黑色金属材料__铁__、锰、__铬__以及它们的合金 有色金属材料 铜和铝、铝合金、铜合金 除黑色金属以外的其他各种金属及其合金 ①钢铁。 碳素钢 —|—__低碳钢__：韧性、焊接性好，强度低 —__中碳钢__：强度高，韧性及加工性好 —__高碳钢__：硬而脆，热处理后弹性好 | 合金钢 —具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢 ② 铝合金 —|—种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝等 —特性：密度小、强度高、塑造性好、易于加工 —用途：建筑业、容器包装业、交通运输业等 ③ 铜合金 —|—__青铜__主要含 Cu、Sn、Pb我国最早使用 —黄铜主要含 Cu、Zn 等 —白铜主要含 Cu、Ni、Zn 等 2．金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在。 化合态 —在金属化合物中，金属元素都显__正__价 游离态 —金、铂等极少数金属 (2)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)。 电 解 法 ―→Na：2NaCl熔融===== 通电 2Na＋Cl2↑ ―→Mg：__MgCl2熔融===== 通电 Mg＋Cl2↑__ ―→Al：__2Al2O3熔融===== 通电 4Al＋3O2↑__ | 热 还 原 法 ―→高炉炼铁：__Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2__ ―→焦炭还原制铜：__2CuO＋C===== △ 2Cu＋CO2↑__ | 热 分 解 法 ―→Hg：2HgO===== △ 2Hg＋O2↑ ―→Ag：2Ag2O===== △ 4Ag＋O2↑ (3)铝热反应 实验 装置 实验 现象 ①镁条剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高 温度下发生剧烈的反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验 结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为__2Al ＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋Al2O3__ 原理 应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等；②金属焊接，如野 外焊接钢轨等 特别提醒：铝热反应的三个注意事项 (1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后 的金属的氧化物反应。 (2)铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。 (3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 X 小题速练 iao ti su lian 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 导学号 50812221 (1)合金材料中不可能含有非金属元素( × ) 提示：合金中也可能含有非金属。 (2)镧镍合金能大量吸收 H2 形成金属氢化物，可作储氢材料( √ ) 提示：镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。 (3)大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低( √ ) 提示：大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低，这是大多数合金的特点。 (4)高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强( √ ) 提示：常常利用铝合金的特性来制飞机、车厢等的外壳。 (5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( √ ) (6)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜( × ) (7)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原反应( √ ) (8)电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时，阴极上依次析出 Cu、Fe、Al( × ) (9)电解氯化镁溶液可制取金属镁( × ) (10)用焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物( √ ) (11)合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质( √ ) (12)金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来 ( × ) (13)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应( √ ) (14)工业上金属 Al 是用电解熔融的氯化物制得的( × ) (15)金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属( × ) 2．下表中是四种金属的熔、沸点数据： 导学号 50812222 金属 Na Al Cu Fe 熔点/℃ 97.81 660 1038 1535 沸点/℃ 883 2467 2567 2750 (1)根据表中数据，归纳两种金属不能形成合金的有哪些组合？ 答案：(1)Na—Cu，Na—Fe (2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。 答案：要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高 于另一种金属的熔点而低于它的沸点。 题组一 合金的性质及其应用 1．(2017·洛阳模拟)易拉罐的主要成分为铝合金，以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现 取 几 小 块 易 拉 罐 碎 片 进 行 下 列 实 验 ， 其 中 实 验 方 案 与 现 象 、 结 论 正 确 的 是 导学号 50812223 ( D ) 选项 实验方案 现象 结论 A 加入盐酸 产生无色气体 含铝、铁、镁三种元素 B 加入 NaOH 溶液 有无色气体产生 含有镁、铝两种元素 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少 量 NaOH 溶液 产生白色沉淀 含有镁元素 D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入 KSCN 溶液 溶液呈红色 含有铁元素 2.2017 年 2 月首飞的 C919 大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金 的说法不正确的是 导学号 50812224 ( D ) A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 [解析] 铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。 3．(2018·天津高三模拟)“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关 合金的说法中正确的是 导学号 50812225 ( D ) A．钛合金是一种新型的金属单质 B．钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小 C．钛合金的化学性质与钛单质相同 D．青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金 [解析] 合金是指两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的 物质，不属于新型金属单质，A 错误；合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B 错 误：合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还 具有其他成分的性质，C 错误。 萃取精华： 正确认识合金 (1)合金属于混合物。 (2)合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于其成分金属，不是 简单的加合，但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 (3)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，可以是金属与非金属，合金中一 定含金属元素。 (4)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度 范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。 (5)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 题组二 合金成分的分析 4．取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为 导学号 50812226 ( D ) 样品 ――→足量稀盐酸 ① 气体 溶液 难溶物 ――→浓 NaOH 溶液 ② 气体 溶液 难溶物 A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Fe、Zn、Na C．Al、Na、Cu、Fe D．Al、Cu、Mg、Si、Mn [解析] 硬铝中一定含有 Al，样品加入足量稀盐酸后有难溶物存在，说明有金属活动性 在 H 之后的金属或非金属存在，再加入浓 NaOH 溶液后有气体生成和难溶物存在，根据题 目信息可知硬铝样品中含有 Si，最终的难溶物为 Cu，D 项中含有上述三种物质。 题组三 金属冶炼原理 5．下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是 导学号 50812227 ( D ) 金属 存在形式 冶炼方法 A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离 B 银 化合态 银的金属性弱，用加热 Ag2O 的方法冶炼 C 铁 化合态 焦炭和空气反应产生的 CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 D 钠 化合态 钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱 和 NaCl 溶液的方法冶炼 [解析] 钠一般是由电解熔融 NaCl 的方法来制取，电解饱和食盐水得到的是 NaOH、 H2 和 Cl2。 6 ． (2018· 吉 林 长 春 模 拟 ) 下 列 反 应 原 理 不 符 合 工 业 冶 炼 金 属 实 际 情 况 的 是 导学号 50812228 ( C ) A．2HgO===== △ 2Hg＋O2↑ B．2NaCl(熔融)===== 通电 2Na＋Cl2↑ C．2MgO(熔融)===== 通电 2Mg＋O2↑ D．Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 [解析] Hg 为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法冶炼，故 A 正确；钠是活泼金 属，应采用电解法制取，故 B 正确；镁是活泼金属，应采用电解氯化镁的方法制取，氧化 镁的熔点太高，消耗太多的能源，故 C 错误；Fe 的冶炼通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼 金属等)将铁从其化合物中还原出来，故 D 正确。 萃取精华： 金属活泼性与冶炼方法的关系 有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：Na＋KCl=====850℃ K↑＋NaCl 题组四 铝热反应及其应用 7．(2018·山东滨州高三检测)利用如图做铝热反应实验，下列说法不正确的是 导学号 50812229 ( D ) A．该反应的化学方程式是 2Al＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋Al2O3 B．该反应会产生高温，发出强光 C．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属 D．若反应中转移 3 mol 电子，消耗氧化剂的物质的量是 1 mol [解析] A 项，铝是活泼金属，高温条件下可置换出氧化铁中的铁，正确；B 项，铝热 反应放出大量的热，产生高温、发出强光，正确；C 项，高熔点的金属可采用铝热法冶炼， 正确；D 项，铁元素的化合价从＋3 价降低到 0 价，因此 1 mol Fe2O3 在反应中得到 6 mol 电子，则若反应中转移 3 mol 电子，消耗氧化剂的物质的量是 0.5 mol，错误。 8 ． (2017· 宝 鸡 质 检 ) 已 知 下 列 转 化 关 系 中 ， M 、 N 均 为 单 质 ， 则 M 可 能 是 导学号 50812230 ( D ) M＋N――→点燃 Q――→溶于水 Q 溶液 ――→惰性电极电解 M＋N A．Na B．Al C．Fe D．Cu [解析] Na、Al、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以 生成铜单质，题给转化是： Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2 溶液 ――→通电 Cu 和 Cl2。 9．(2017·湖南长沙统考)将铝粉与某铁的氧化物 FeO·2Fe2O3 粉末配制成铝热剂，分成两 等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中。充分反应后放出气体在标准状况下的体积为 3.92 L； 另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应，放出的气体在标准状况 下的体积为 导学号 50812231 ( A ) A．2.80 L B．3.92 L C．5.60 L D．7.84 L [解析] 一份直接放入足量的烧碱溶液中，铝与氢氧化钠溶液发生反应生成氢气 3.92 L， 氢气的物质的量为 3.92 L 22.4 L·mol－1 ＝0.175 mol。在铝热反应中，铁的氧化物 FeO·2Fe2O3 中的氧 原子全部与铝结合生成氧化铝，所以根据关系式可知： 3H2 ～ 2Al ～ 3O ～ Al2O3 3 2 3 0．175 mol 0.175 mol 由于氧化物为 FeO·2Fe2O3，根据氧原子守恒，所以氧化物 FeO·2Fe2O3 物质的量为 0.175 mol×1 7 ＝0.025 mol。根据铁原子守恒，可知另一份生成的铁的物质的量为 0.025 mol×5＝ 0.125 mol。根据 Fe～H2 可知，0.125 mol Fe 可生成氢气 0.125 mol，所以另一份生成的氢气 在标准状况下的体积为 0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.80 L，答案选 A。 萃取精华： 铝热反应的三个注意事项 (1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序中铝后的 金属的氧化物反应。 (2)铝热反应常出现在推断题中。 (3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。 要点速记： 1．合金的两个特点：熔点较低，硬度较大。 2．金属冶炼的三种方法 (1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al 等活泼金属) (2)热还原法(Zn～Cu 之间较活泼金属) (3)热分解法(Hg、Ag 等不活泼金属) 3．必记五反应 (1)工业上冶炼 Mg：MgCl2(熔融)===== 通电 Mg＋Cl2↑ (2)工业上冶炼 Al：2Al2O3(熔融)===== 通电 4Al＋3O2↑ (3)工业上冶炼 Fe：3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2 (4)铝热反应：Fe2O3＋2Al===== 高温 Al2O3＋2Fe (5)铜绿的生成：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 4．铜的冶炼“三方法”： (1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 (2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS2＋4O2=====800℃ Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣) 2Cu2S＋3O2 =====1200℃ 2Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S =====1200℃ 6Cu＋SO2↑ 粗铜中铜的含量为 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解 精炼可得到纯度达 99.95%～99.98%的铜。 (3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化 铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a.成本低；b.污 染小；c.反应条件简单；d.含量很低的矿石也可以被利用。