2027高考化学一轮复习 学案及练习含答案04-大单元二 元素及其化合物-第四章 金属及其化合物（教用）

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第11讲 钠及其氧化物 碱金属
课标要求
1.掌握钠的性质及重要反应的实验现象。2.掌握氧化钠与过氧化钠的性质与用途。3.了解碱金属的通性、特性，掌握焰色试验的操作及注意事项。
考点一 钠及其氧化物
回归教材 强基础
一、钠的性质及用途
1．钠的物理性质
【答案】K>Rb>Cs
C. 密度：Cs>Rb>K>Na>Li
D. 随核电荷数的增加，碱金属元素金属性逐渐减弱
【答案】B
【解析】第ⅠA族中包括氢元素，不全是碱金属元素，A错误；钠的密度大于钾，C错误；同主族元素从上到下金属性逐渐增强，随核电荷数的增加，碱金属元素的金属性逐渐增强，D错误。
2．钫(Fr)具有放射性，它是一种重要的碱金属。根据碱金属元素性质的递变规律预测其性质，下列说法错误的是（ ）
A. 在碱金属元素中它具有最大的原子半径
B. 钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
C. 它的氢氧化物化学式为FrOH，这是一种极强的碱
D. 它能跟水反应生成相应的碱和氢气，由于反应剧烈而发生爆炸
【答案】B
【解析】在碱金属中，钫的金属性最强，在空气中燃烧不只生成Fr2O，还可生成更复杂的氧化物，B错误。
3．下列对焰色试验操作注意事项的说明，正确的是 （ ）
①钾的火焰颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先把铂丝灼烧到与原来火焰颜色相同，再蘸取被检验的物质
③每次试验后，要用稀硫酸把铂丝洗净
④焰色试验是物理变化
⑤没有铂丝，也可用光洁无锈的铁丝代替
A. ①②④⑤B. ①②③⑤C. ①③④D. ①②③④⑤
【答案】A
【解析】盐酸易挥发，金属氯化物在灼烧时也易挥发，可以达到洗净的目的，硫酸盐的熔、沸点较高，难以挥发，不能达到洗净的目的，③错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·四川卷·2）某溶液焰色试验呈黄色，说明其溶质是氯化钠。（ ）
（2） （2025·广东卷·13改编）钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同，导致钾和钠的焰色不同。（ ）
（3） （2025·山东卷·3）金属锂保存在盛有煤油的广口试剂瓶中。（ ）
（4） （2024·安徽卷·2改编）鉴别过氧化钠和硫黄：加水，振荡。（ ）
（5） （2024·浙江6月选考卷·2）Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂。（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） √
（5） √
【解析】
（1） 焰色试验呈黄色，说明溶液中含有Na+，但不一定是氯化钠。
（2） 焰色试验呈现不同的焰色是电子由能量较高的激发态跃迁回基态或能量较低的激发态释放的能量不同导致的。
（3） 金属锂密度比煤油小，不能保存在煤油中，应用石蜡油密封。
（4） 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，硫黄难溶于水。
2．（2023·天津卷·3，3分）下列方法（试剂）中，无法鉴别Na2CO3和BaCl2两种物质的是（ ）
A. 焰色试验B. pH试纸C. 稀氨水D. Na2SO4
【答案】C
【解析】A项，钠元素的焰色为黄色，钡元素的焰色为黄绿色，焰色试验可鉴别两种物质；B项，Na2CO3溶液显碱性，BaCl2溶液显中性，pH试纸可鉴别两种物质；C项，Na2CO3溶液和BaCl2溶液与稀氨水均不反应，不能鉴别两种物质；D项，Na2CO3溶液与Na2SO4溶液不反应，BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应生成白色沉淀，可鉴别两种物质。
3．（2024·湖北卷·10，3分）碱金属的液氨溶液含有的蓝色溶剂化电子[e(NH3)n]−是强还原剂。锂与液氨反应的装置如图（夹持装置略）。下列说法错误的是（ ）
A. 碱石灰有利于NH3逸出
B. 锂片必须打磨出新鲜表面
C. 干燥管中均可选用P2O5
D. 双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3Li++[e(NH3)n]−
【答案】C
【解析】碱石灰可以吸收浓氨水中的水分，同时放出大量的热，有利于NH3逸出，A正确；锂片表面有Li2O，Li2O会阻碍Li和液氨反应，所以锂片必须打磨出新鲜表面，B正确；装置中间的干燥管的作用为干燥氨气，P2O5为酸性干燥剂，能与氨气反应，不能用P2O5，而装置末端的干燥管的作用为吸收过量的氨气，防止空气中的水蒸气进入装置，可用P2O5，C错误；双口烧瓶中发生的变化是Li+nNH3Li++[e(NH3)n]−，D正确。
第12讲 碳酸钠与碳酸氢钠
课标要求
1.掌握碳酸钠和碳酸氢钠的性质、鉴别及相互转化。2.了解侯氏制碱法的原理，了解钠的重要化合物在生活、生产中的应用。3.掌握测定碳酸钠和碳酸氢钠含量的思维方法。
考点一 碳酸钠与碳酸氢钠的性质
回归教材 强基础
一、碳酸钠与碳酸氢钠的性质与用途
【答案】小； CO32−+H+HCO3−、HCO3−+H+CO2↑+H2O； HCO3−+H+CO2↑+H2O； Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
二、联合制碱法——侯氏制碱法
1.制备原料：NH3、CO2、饱和食盐水。
2．工艺流程及反应原理
产生NaHCO3的反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式，下同）。
产生Na2CO3的反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】NH3+CO2+H2O+NaClNaHCO3↓+NH4Cl； 2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑
易错辨析
1．可用稀盐酸除去碳酸氢钠溶液中混有的碳酸钠。（ ）
【答案】×
【解析】加入适量稀盐酸将碳酸钠转化为碳酸氢钠的同时引入新杂质NaCl。
2．向饱和Na2CO3溶液中通入CO2，有NaHCO3晶体析出。（ ）
【答案】√
3．侯氏制碱法涉及的主要反应均为非氧化还原反应。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
1．（2025·吉林白城期中）下列有关Na2CO3和NaHCO3的说法错误的是（ ）
A. 相同条件下，在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3
B. 相同条件下，相同物质的量浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3
C. Na2CO3和NaHCO3都能和酸作用不能和碱作用
D. 相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量的盐酸反应，放出气体的量：Na2CO3NaHCO3
B. 实验1中产生气泡的反应为HCO3−+H+CO2↑+H2O
C. 实验2中溶液从红色变为浅红色的过程发生了反应：CO32−+H+HCO3−
D. 当CO32−与HCO3−同时存在时，HCO3−获得H+的能力更强
【答案】D
【解析】根据实验现象，CO32−与HCO3−同时存在时，CO32−先与H+反应生成HCO3−，再是HCO3−与H+反应生成CO2和H2O，故CO32−结合H+的能力更强，D错误。
4．取等物质的量浓度的NaOH溶液两份A和B，每份10mL，分别向A、B中通入不等量的CO2，再向两份溶液中分别逐滴加入0.1ml⋅L−1的盐酸，标准状况下产生的CO2气体体积与所加的盐酸体积之间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 原NaOH溶液的物质的量浓度为0.5ml⋅L−1
B. A线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中的溶质是Na2CO3、NaHCO3
C. B线表明消耗盐酸的体积大于0mL而小于25mL时，发生的离子反应为OH−+H+H2O、H++CO32−HCO3−
D. B线表明原NaOH溶液中通入CO2后，所得溶液中加盐酸后产生CO2气体体积（标准状况）的最大值为112mL
【答案】D
【解析】碳酸钠和盐酸的反应是分步进行的，即Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3、NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ ，所以根据题图可知，A线代表氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液与盐酸的反应，B线代表碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液与盐酸的反应，最终生成的氯化钠的物质的量是0.0075ml，所以根据原子守恒可知，氢氧化钠溶液的浓度是⋅L−1，A、B错误；根据以上分析可知，B线中消耗盐酸的体积大于0mL而小于25mL时，发生的离子反应为H++CO32−HCO3−，C错误；B线中NaHCO3和HCl反应生成CO2所消耗的盐酸的体积是50mL，所以反应生成的CO2的体积（标准状况）是0.05L×0.1ml⋅L−1×22.4L⋅ml−1=0.112L=112mL，D正确。
总结归纳
用数形结合思想理解碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸的反应
1.若a=0（即图像从原点开始），则溶液中的溶质为NaHCO3。
2.若Oa 段与ab 段消耗盐酸的体积相同，则溶液中的溶质为Na2CO3。
3.若Oa 段消耗盐酸的体积大于ab 段消耗盐酸的体积，则溶液中的溶质为Na2CO3 和NaOH。
4.若Oa 段消耗盐酸的体积小于ab 段消耗盐酸的体积，则溶液中的溶质为Na2CO3 和NaHCO3。
考点二 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别与含量测定
回归教材 强基础
一、碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
1．加热法
【答案】Na2CO3； NaHCO3
2．气体法
【答案】NaHCO3； Na2CO3； NaHCO3； Na2CO3
3．测pH法
【答案】Na2CO3； NaHCO3
4．沉淀法
加入BaCl2溶液或CaCl2溶液，产生沉淀的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 溶液。
【答案】Na2CO3
点拨 不能用澄清石灰水来鉴别Na2CO3 与NaHCO3,因为Ca(OH)2 溶液与二者反应均生成白色沉淀CaCO3，无法鉴别。
教材挖掘．（人教版必修第一册第二章第一节）
碳酸钠粉末遇水生成含有结晶水的碳酸钠晶体——水合碳酸钠(Na2CO3⋅xH2O)。
已知3种水合碳酸钠晶体的溶解度(S)随温度(T)变化的关系如图所示，请据图分析如何从饱和碳酸钠溶液中获取Na2CO3⋅10H2O。
【答案】根据题图可知，可采用蒸发浓缩，冷却至约305K以下结晶，过滤、洗涤、干燥，获得Na2CO3⋅10H2O。
二、碳酸钠、碳酸氢钠含量的测定
1.差量法：加热固体样品，根据加热前后的质量差，计算NaHCO3的质量，确定NaHCO3与Na2CO3的含量。
2.沉淀法：将CO32−(或CO32−与HCO3−)转化为沉淀，根据样品及沉淀质量确定Na2CO3与NaHCO3的含量。
3.守恒法
（1）Na+守恒：将样品与盐酸等强酸充分反应后蒸发结晶，根据样品及钠盐的质量确定NaHCO3与Na2CO3的含量。
（2）C原子守恒：将样品与盐酸等强酸充分反应，并测定CO2的质量，根据样品及CO2的质量确定NaHCO3与Na2CO3的含量。
4.滴定法：根据碳酸的Ka1、Ka2差别较大，选用合适的指示剂确定滴定终点为HCO3−或H2CO3，根据消耗标准盐酸的体积，计算确定NaHCO3与Na2CO3的物质的量，进而确定NaHCO3与Na2CO3的含量。
易错辨析
1．相同温度下，Na2CO3溶液的pH比NaHCO3溶液大。（ ）
【答案】×
【解析】相同温度下，溶液浓度未知，无法比较NaHCO3溶液与Na2CO3溶液pH大小。
2．Na2CO3与盐酸反应分两步进行，充分反应时两步消耗同浓度的盐酸一样多。（ ）
【答案】√
3．NaHCO3与Na2CO3固体混合物直接与盐酸反应，与样品加热后再与等浓度的盐酸反应，两者消耗HCl的物质的量相等。（ ）
【答案】√
4．相同温度下，溶解度：小苏打< 苏打，热稳定性：Na2CO3>NaHCO3。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
1．某化学小组为了鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图所示：
ⅠⅡⅢⅣ
（1） 方法Ⅰ中逐滴加入Ba(OH)2溶液_ _ _ _ （填“能”或“不能”）鉴别Na2CO3和NaHCO3。
（2） 方法Ⅱ能鉴别Na2CO3和NaHCO3的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 方法Ⅲ、方法Ⅳ均能鉴别这两种物质，其中加热试管发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，与方法Ⅲ相比，方法Ⅳ的优点是_ _ _ _ （填字母）。
A.方法Ⅳ比方法Ⅲ装置复杂
B.方法Ⅳ比方法Ⅲ装置安全
C.方法Ⅳ比方法Ⅲ装置操作简便
D.方法Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个实验，而方法Ⅲ不行
【答案】（1） 不能
（2） 加入NaHCO3的装置反应后气球更大（合理即可）
（3） 2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O；D
【解析】
（1） Na2CO3和NaHCO3均能与Ba(OH)2溶液反应生成白色BaCO3沉淀，实验现象相同，无法鉴别。
（2） Na2CO3和NaHCO3均能与足量稀盐酸反应生成CO2气体，但是相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与足量稀盐酸完全反应，NaHCO3生成的CO2气体更多，气球更大。
（3） 碳酸氢钠的热稳定性较差，受热发生分解反应的化学方程式为2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O；方法Ⅲ和方法Ⅳ都是利用NaHCO3受热易分解、Na2CO3受热不易分解的性质，相较于方法Ⅲ，方法Ⅳ的优点是可以做到用一套装置同时进行两个实验，可以进行对比，而方法Ⅲ不行，D符合题意。
考向2 碳酸钠与碳酸氢钠含量的测定
2．（2025·山东淄博期中）下列实验方案中，不能测定出Na2CO3和NaHCO3混合物中各物质的质量分数的是（ ）
A. 取ag该混合物充分加热，质量减少bg
B. 取ag该混合物与足量澄清石灰水充分反应，过滤、洗涤、干燥得到bg固体
C. 取ag该混合物与足量稀盐酸反应，加热、蒸干、灼烧，得到bg固体
D. 取ag该混合物与足量稀硫酸反应，逸出气体用碱石灰吸收，质量增加bg
【答案】D
【解析】NaHCO3受热易分解生成Na2CO3、H2O和CO2，所以通过加热分解质量减少bg，可确定试样中NaHCO3的质量，结合ag混合物，可计算出混合物中NaHCO3的质量分数，A不符合题意；Na2CO3和NaHCO3均可与足量澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，所以bg固体是碳酸钙，根据碳原子守恒结合ag混合物，可计算出混合物中各物质的质量分数，B不符合题意；NaHCO3和Na2CO3均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，根据Na+守恒结合ag混合物，进而确定混合物中各物质的质量分数，C不符合题意；碳酸氢钠能和稀硫酸反应产生硫酸钠、二氧化碳和水，碱石灰能够吸收二氧化碳和水，增加的质量为二氧化碳和水的总质量，但是两者具体的质量未知，无法计算混合物中各物质的质量分数，D符合题意。
3．（2025·浙江嘉兴期末）为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，某同学设计的实验装置示意图如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. a中应该装碱石灰，防止空气中CO2和H2O干扰
B. 装置B中冰水的作用是冷凝反应生成的水
C. X为空气，反应开始前先通入空气，停止加热后，应再通一段时间空气
D. 装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，使测得碳酸钠的质量分数偏低
【答案】C
【解析】碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，碳酸钠受热不易分解，由题给实验装置可知，先用气体X排尽装置中的空气，避免空气中二氧化碳影响测定结果，X可以是氮气等，然后点燃酒精灯，固体受热分解生成二氧化碳和水蒸气，装置B利用冰水混合物冷却生成的水蒸气，装置C中的碱石灰吸收生成的二氧化碳，干燥管a中装碱石灰可防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入装置C影响测定结果，称量反应前后装置C的质量可得到反应生成的CO2质量，以此计算碳酸氢钠的质量，再计算碳酸钠的质量分数。由分析可知，A、B正确，C错误；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，导致二氧化碳的质量增加，使碳酸氢钠的质量增多，碳酸钠的质量减少，测得碳酸钠的质量分数偏低，D正确。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025· 全国卷·7）小苏打遇酸能产生气体，可用作食品膨松剂。（ ）
（2） （2025·甘肃卷·8改编）NaHCO3具有热分解性，据此可用作餐具洗涤剂。（ ）
（3） （2024·安徽卷·3）制作面点时加入食用纯碱，利用NaHCO3中和发酵过程产生的酸。（ ）
（4） （2023·全国乙卷·9改编）可用加热Na2CO3的方法制备CO2。（ ）
（5） （2022·江苏卷·8）侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备NaHCO3和NH4Cl。（ ）
【答案】（1） √
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） √
【解析】
（1） 小苏打是NaHCO3的俗称，遇酸或受热时会分解产生CO2，使食品疏松多孔，可用作食品膨松剂。
（2） NaHCO3用作餐具洗涤剂是因为HCO3−水解使溶液显碱性，在碱性条件下油脂发生水解反应。
（3） 食用纯碱的主要成分为Na2CO3，制作面点时加入食用纯碱，利用Na2CO3中和发酵过程产生的酸。
（4） Na2CO3受热不易分解，不能用加热Na2CO3的方法制备CO2。
2．（2024·北京卷·8，3分）关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是（ ）
A. 两种物质的溶液中，所含微粒的种类相同
B. 可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3
C. 利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3
D. 室温下，二者饱和溶液的pH差约为4,主要是由于它们的溶解度差异
【答案】D
【解析】A项，Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中所含微粒均为Na+、CO32−、HCO3−、H2CO3、H2O、H+、OH−，正确。B项，NaHCO3+NaOHNa2CO3+H2O，正确。C项，Na2CO3的热稳定性较强，NaHCO3受热易分解：2NaHCO3△Na2CO3+CO2↑+H2O，加热Na2CO3和NaHCO3的固体混合物时NaHCO3转化为Na2CO3，从而除去NaHCO3，正确。D项，Na2CO3和NaHCO3饱和溶液的pH相差较大的主要原因是CO32−的水解程度大于HCO3−的水解程度，错误。
3．（2025·安徽卷·16，14分）侯氏制碱法以NaCl、CO2和NH3为反应物制备纯碱。某实验小组在侯氏制碱法基础上，以NaCl和NH4HCO3为反应物，在实验室制备纯碱，步骤如下：
①配制饱和食盐水；
②在水浴加热下，将一定量研细的NH4HCO3加入饱和食盐水中，搅拌，使NH4HCO3溶解，静置，析出NaHCO3晶体；
③将NaHCO3晶体减压过滤、煅烧，得到Na2CO3固体。
回答下列问题：
（1） 步骤①中配制饱和食盐水，下列仪器中需要使用的有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填名称）。
（2） 步骤②中NH4HCO3需研细后加入，目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 在实验室使用NH4HCO3代替CO2和NH3制备纯碱，优点是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） 实验小组使用滴定法测定了产品的成分。滴定过程中溶液的pH随滴加盐酸体积变化的曲线如图所示。
ⅰ.到达第一个滴定终点B时消耗盐酸V1mL,到达第二个滴定终点C时又消耗盐酸V2mL。V1=V2,所得产品的成分为_ _ _ _ （填标号）。
a.Na2CO3
b.NaHCO3
c.Na2CO3和NaHCO3
d.Na2CO3和NaOH
ⅱ.到达第一个滴定终点前，某同学滴定速度过快，摇动锥形瓶不均匀，致使滴入盐酸局部过浓。该同学所记录的V1′_ _ _ _ V1（填“> ”“< ”或“=”）。
（5） 已知常温下Na2CO3和NaHCO3的溶解度分别为30.7g和10.3g。向饱和Na2CO3溶液中持续通入CO2气体会产生NaHCO3晶体。实验小组进行相应探究：
ⅰ.实验a无明显现象的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
ⅱ.析出的白色晶体可能同时含有NaHCO3和Na2CO3⋅10H2O。称取0.42g晾干后的白色晶体，加热至恒重，将产生的气体依次通过足量的无水CaCl2和NaOH溶液，NaOH溶液增重0.088g,则白色晶体中NaHCO3的质量分数为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 烧杯、玻璃棒
（2） 加快NH4HCO3的溶解速率，使NH4HCO3充分溶解
（3） 装置和操作简单；避免NH3对空气的污染
（4） a；>
（5） 开放体系导致CO2逸散，NaHCO3的生成速率较慢；80%
【解析】
（2） 研细的目的是增大NH4HCO3与溶液的接触面积，加快溶解速率，使NH4HCO3充分溶解。
（3） 用NH4HCO3代替CO2和NH3，省去了两种气体的制备过程，装置和操作简单，且避免了NH3对空气的污染。
（4） ⅰ.若产品的成分为Na2CO3，AB段发生反应：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，BC段发生反应：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ ，两个反应消耗HCl的物质的量相同，则V1=V2，a符合题意；若为NaHCO3，仅发生反应：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ ，b不符合题意；若为Na2CO3和NaHCO3，AB段发生反应：Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl，BC段发生反应：NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ ，但是V1V2，d不符合题意。ⅱ.若滴入盐酸局部过浓，则局部发生反应：Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑ ，导致V1增大，V2减小，所以V1′>V1。
（5） ⅰ.实验a匀速通入CO2，CO2在水中的溶解度较小，未溶解的CO2逸散到空气中，溶液中CO2的浓度较小，NaHCO3的生成速率较慢，未达到饱和状态，所以未析出；实验b通过密闭、剧烈摇动矿泉水瓶的方式避免CO2逸散，并增大气液接触面积，NaHCO3的生成速率较快,迅速达到饱和状态而析出晶体，CO2被消耗使瓶内压强减小导致瓶子变瘪。ⅱ.加热至恒重，产生的气体为水蒸气和CO2,先通过无水CaCl2吸收水蒸气,再通过NaOH溶液吸收CO2，NaOH溶液增重0.088g，说明吸收了0.088gCO2，根据NaHCO3分解的化学方程式可得关系式：2NaHCO3～CO2，则NaHCO3的质量为0.088g44g⋅ml−1×2×84g⋅ml−1=0.336g，则NaHCO3的质量分数为×100%=80%。
第13讲 铁及其氧化物、氢氧化物
课标要求
1.掌握单质铁的性质。2.熟悉铁的氧化物的分类、性质及用途。3.掌握铁的氢氧化物的性质及制备方法。
考点一 铁及其氧化物
回归教材 强基础
一、铁元素的存在
1．在元素周期表中的位置：第_ _ _ _ 周期第_ _ _ _ 族。基态铁原子的核外电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】四； Ⅷ； 1s22s22p63s23p63d64s2； 3d64s2
2．在自然界的存在形式
（1）游离态：自然界中单质形态的铁存在于_ _ _ _ 中。
（2）化合态：铁元素以_ _ _ _ _ _ 价和_ _ _ _ _ _ 价存在于矿石中。
【答案】陨铁； +2； +3
二、单质铁的性质
1.物理性质
2．化学性质
根据基态铁原子的核外电子排布情况分析，铁元素易失电子，较强。
（1）与非金属单质的反应（写化学方程式）
（2）与水蒸气的反应：。
（3）与酸的反应（写离子方程式）
（4）与某些盐溶液反应
【答案】还原性； 3Fe+2O2点燃Fe3O4； 2Fe+3Cl2△2FeCl3； Fe+S△FeS； Fe+I2△FeI2； 3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2； Fe+4H++NO3−Fe3++NO↑+2H2O； Fe+2Fe3+3Fe2+
三、铁的氧化物
1．物理性质
【答案】铁红； 磁性氧化铁； 黑； 红棕； 黑
2．化学性质
【答案】+2； +3； +2、+3； Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O； 3FeO+NO3−+10H+3Fe3++NO↑+5H2O； Fe2O3+6H++2I−2Fe2++I2+3H2O； Fe3O4+2I−+8H+3Fe2++I2+4H2O
易错辨析
1．单质铁的化学性质活泼，在自然界中全部以化合态存在。（ ）
【答案】×
【解析】在自然界中，陨铁中存在游离态的铁。
2．常温下可用铁质容器储存、运输浓硫酸或浓硝酸，原因是铁与这两种酸不反应。（ ）
【答案】×
【解析】常温下,铁遇浓硫酸或浓硝酸钝化，发生了化学反应。
3．Fe分别与Cl2和盐酸反应所得氯化物相同。（ ）
【答案】×
【解析】Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2，Fe与氯气反应生成FeCl3。
4．铁在氧气中燃烧或高温时与水蒸气反应均可生成Fe3O4。（ ）
【答案】√
5．铁生锈时被H2O氧化，铁锈的主要成分是Fe2O3⋅xH2O。（ ）
【答案】×
【解析】铁生锈时一般是铁被O2氧化。
灵活运用 提能力
考向1 单质铁的性质
1．在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是 （ ）
A. FeCl2△FeCl3B. Fe浓硫酸常温FeSO4
C. FeH2O(g)高温Fe3O4D. FeFeCl3溶液常温FeCl2
【答案】B
【解析】Fe和Cl2在加热条件下发生反应生成FeCl3，反应的化学方程式为2Fe+3Cl2△2FeCl3，物质间的转化能实现，A不符合题意；常温下Fe遇浓硫酸钝化，物质间的转化不能实现，B符合题意；Fe和H2O(g)在高温条件下发生反应生成Fe3O4和H2，反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2，物质间的转化能实现，C不符合题意；Fe和FeCl3溶液在常温下反应生成FeCl2，反应的离子方程式为Fe+2Fe3+3Fe2+，物质间的转化能实现，D不符合题意。
2．已知纳米铁粉与水蒸气在低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成Fe3O4。某研究小组分别用图1和图2装置进行实验，下列说法错误的是（ ）
图1图2
A. 图1中湿棉花用于提供反应所需的水蒸气
B. 图1中肥皂液用于收集和检验反应产生的气体
C. 图2实验时应该先点燃c处酒精灯，液体沸腾后再点燃a处酒精喷灯
D. 取少量图2反应后的固体，用盐酸溶解后滴加KSCN溶液未出现红色，说明酒精喷灯火焰未达到570℃
【答案】D
【解析】题图1中湿棉花用于提供反应所需的水蒸气，A正确；题图1中试管内产生的气体进入肥皂液，产生肥皂泡，反应一段时间后，点燃肥皂泡，有爆鸣声，证明产生了H2，故肥皂液用于收集和检验反应产生的气体，B正确；题图2实验时应该先点燃c处酒精灯，排尽装置内的空气后，再点燃a处酒精喷灯，C正确；取少量题图2反应后得到的固体放入另一试管中，加入盐酸溶解，再滴加几滴KSCN溶液，溶液没有出现红色，不能说明产物中不含Fe3+，可能是过量的Fe将Fe3+还原，因此不能说明酒精喷灯火焰未达到570℃，D错误。
考向2 铁的氧化物
3．（2025·河北石家庄精英中学月考）下列有关铁的氧化物的说法中，错误的是（ ）
A. Fe3O4是黑色晶体，该晶体中铁元素显+2、+3价
B. FeO、Fe3O4都能与稀硫酸反应生成盐和水，所以都是碱性氧化物
C. FeO不稳定，在空气中受热易转化为Fe3O4
D. Fe2O3俗称铁红，常用作油漆和涂料的红色颜料
【答案】B
【解析】Fe3O4不是碱性氧化物，B错误。
4．（2025·广东广州联考）现有FeO和Fe2O3组成的混合物，取mg该混合物，向其中加入350mL2ml⋅L−1的盐酸，混合物恰好完全溶解，向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最终得到24.0g固体（不考虑过程中固体的损失）。下列说法正确的是（ ）
A. m=20.4
B. 至少需要0.9mlNaOH
C. FeO与Fe2O3的物质的量之比为2:1
D. 若用足量H2还原mg该混合物，则消耗0.35mlH2
【答案】D
【解析】350mL2ml⋅L−1的盐酸中HCl的物质的量为0.7ml，与FeO和Fe2O3组成的混合物恰好完全反应，FeO和Fe2O3转化为FeCl2和FeCl3，向反应后的溶液中加入足量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥、灼烧，最终得到24.0g固体，固体为Fe2O3，其物质的量为24.0g160g⋅ml−1=0.15ml，则Fe原子的物质的量为0.3ml。由上述分析可知，FeO和Fe2O3组成的混合物中含有0.3mlFe原子，与0.7mlHCl恰好完全反应生成FeCl2和FeCl3，Cl−的物质的量为0.7ml，设FeCl2和FeCl3的物质的量分别为xml、yml,则xml+yml=0.3ml,2xml+3yml=0.7ml，解得x=0.2,y=0.1,即原混合物中含有0.2mlFeO、0.05mlFe2O3,原混合物的质量为0.2ml×72g⋅ml−1+0.05ml×160g⋅ml−1=22.4g,A错误；加入足量NaOH溶液反应时，发生反应生成NaCl,Cl−的物质的量为0.7ml,则生成的NaCl的物质的量为0.7ml，至少需要0.7mlNaOH,B错误；由A项中计算可知,FeO与Fe2O3的物质的量之比为4:1,C错误；FeO的物质的量为0.2ml，Fe2O3的物质的量为0.05ml，共含有0.35ml氧原子，若用足量H2还原mg该混合物，O元素结合H元素变为H2O,关系式为O∼H2∼H2O，故需要H2的物质的量为0.35ml，D正确。
考点二 铁的氢氧化物
回归教材 强基础
一、Fe(OH)2与Fe(OH)3的性质比较
【答案】白； 红褐； 2Fe(OH)3△Fe2O3+3H2O； 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色； 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
二、Fe(OH)2的制备
1．制备原理：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Fe2++2OH−Fe(OH)2↓
2．成功的关键:反应试剂中不含_ _ _ _ _ _ ，且制备过程中避免生成的Fe(OH)2与_ _ _ _ _ _ 接触。
【答案】O2； O2
3.制备方法
（1）有机层覆盖法（如图甲所示）：将配制溶液的蒸馏水煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧气，冷却后使用。将吸有NaOH溶液的胶头滴管伸入液面以下，并在液面上覆盖一层苯（或煤油）,防止空气与Fe(OH)2接触。
（2）还原性气体保护法（如图乙所示）：将配制溶液的蒸馏水煮沸，以减少蒸馏水中溶解的氧气，冷却后使用。先打开止水夹，利用生成的氢气排出装置内的空气，可以从右侧收集氢气并验纯，判断空气是否排尽。待空气排尽后，关闭止水夹，左侧试管内气体压强增大，可将生成的含FeSO4的溶液压入右侧试管，并与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2沉淀。
（3）电解法（如图丙所示）：用铁作阳极,石墨作阴极，电解NaOH溶液或NaCl溶液,并在溶液上方覆盖汽油、苯等试剂隔绝空气，利用新产生的Fe2+与OH−反应制取Fe(OH)2沉淀。
易错辨析
1．制备Fe(OH)2时，可向FeSO4溶液中滴入几滴苯或CCl4，隔绝空气。（ ）
【答案】×
【解析】CCl4的密度比FeSO4溶液大，不能将FeSO4溶液与空气隔绝。
2．可通过化合反应获取FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3。（ ）
【答案】√
3．氢氧化铁与强酸反应的离子方程式均为Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O。（ ）
【答案】×
【解析】Fe(OH)3与HI溶液反应的离子方程式为2Fe(OH)3+6H++2I−2Fe2++I2+6H2O。
4．制备Fe(OH)2时，沉淀迅速变色是因为发生了分解反应。（ ）
【答案】×
【解析】制备Fe(OH)2时，沉淀迅速变色是因为发生了氧化反应。
5．向氢氧化亚铁中加入足量的稀硝酸，反应的离子方程式为Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O。（ ）
【答案】×
【解析】Fe2+能被稀硝酸氧化。
灵活运用 提能力
1．下列有关铁的氢氧化物的说法中，错误的是（ ）
A. Fe(OH)2是一种黑色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体
B. Fe(OH)2具有还原性，在空气中易被氧化为Fe(OH)3
C. Fe(OH)2、Fe(OH)3都具有不稳定性，受热能分解
D. Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明，能产生丁达尔效应
【答案】A
【解析】Fe(OH)2是一种白色固体，不稳定，在空气中易被氧化为红褐色固体Fe(OH)3，A错误。
2．一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. 配制FeSO4溶液时需加入硫酸
B. 实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液
C. 装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽
D. 用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽装置M中的空气
【答案】D
【解析】若用铁粉代替Na2CO3粉末，铁粉和稀硫酸反应产生氢气，氢气的密度比空气小，不能排尽装置M中的空气，且不能通过装置N判断空气是否排尽，D错误。
3．（2026·安徽安庆开学考）铁黄(FeOOH)是一种优质颜料。制备铁黄时，向精制FeSO4溶液中滴加氨水（呈弱碱性），先出现白色沉淀，然后变为灰绿色。加氨水至pH=6时，开始通入空气，溶液pH随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2NH3⋅H2OFe(OH)2↓+2NH4+
B. 0～t1时间段内发生的主要反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
C. t1～t2时间段内发生的主要反应为4Fe2++O2+6H2O4FeOOH+8H+
D. t3时刻后仅发生反应：4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O
【答案】D
【解析】FeSO4溶液和氨水反应产生白色沉淀的离子方程式为Fe2++2NH3⋅H2OFe(OH)2↓+2NH4+，A正确；0∼t1时间段内，持续通入空气，溶液pH基本保持不变，则发生的反应为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3，B正确；t1∼t2时间段内，持续通入空气，溶液pH明显变小，则发生的反应为4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+，C正确；t3时刻后溶液的pH较小且保持不变，同时存在两个氧化反应4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O和4Fe2++O2+6H2O4FeOOH+8H+，D错误。
4．用如图所示装置（夹持仪器省略）制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：
Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K2、K5、K6，打开K1、K3、K4，使装置A中产生的气体进入装置B中，排尽装置B中空气。
Ⅱ.待装置B中空气排尽后，关闭K3，打开K2，继续生成气体，将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。
Ⅲ.关闭K1、K2，打开K5、K6，使装置C中产生的气体通入装置B中并观察现象。
（1） 仪器a的名称是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，装置B中长玻璃管的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 装置A中金属离子的检验方法是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 步骤Ⅲ，装置B中的现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 恒压滴液漏斗；平衡气压，辅助排出装置B中的空气
（2） 取少量装置A蒸馏烧瓶中的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加H2O2溶液，溶液变为红色，则证明存在Fe2+（合理即可）
（3） 白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
【解析】
4．氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K1、K3、K4，关闭K2、K5、K6，装置A中产生H2，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置B中的空气，作用之二是平衡气压，防止装置中压强过大，发生危险。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·云南卷·1）竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁，耐酸、碱。（ ）
（2） （2024·浙江6月选考卷·2）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4。（ ）
（3） （2024·山东卷·2）铁粉可用作食品脱氧剂。（ ）
（4） （2023·全国乙卷·7）暖贴中的铁粉遇空气放热。（ ）
（5） （2023·广东卷·2）火星全球影像彩图显示了火星表土颜色，表土中赤铁矿主要成分为FeO。（ ）
【答案】（1） ×
（2） √
（3） √
（4） √
（5） ×
【解析】
（1） Fe2O3可与酸反应，不耐酸。
（2） FeO中Fe为+2价，具有还原性，可被氧化为Fe3O4。
（3） 铁粉具有还原性，可吸收包装袋内的氧气，用作食品脱氧剂。
（4） 暖贴中铁、碳、NaCl、水等形成微型原电池，工作过程中，有部分能量转化为热能。
（5） 赤铁矿的主要成分是Fe2O3。
2．（2024· 新课标卷·9,6分）实验室中利用如图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是（ ）
A. 反应为3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2
B. 酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C. 用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D. 使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
【答案】B
【解析】铁和水蒸气在高温条件下反应生成Fe3O4和H2，A正确；将酒精灯移至湿棉花下方，铁粉处温度降低，反应可能停止，B错误；用火柴点燃肥皂泡，若产生尖锐的爆鸣声，则证明生成的气体为H2，C正确；该反应在高温下进行，硬质玻璃试管耐高温，能用来盛装还原铁粉，D正确。
3．（2021·江苏卷·4，3分）下列有关物质的性质与用途不具有对应关系的是（ ）
A. 铁粉能与O2反应，可用作食品保存的吸氧剂
B. 纳米Fe3O4能与酸反应，可用作铁磁性材料
C. FeCl3具有氧化性，可用于腐蚀印刷电路板上的Cu
D. 聚合硫酸铁能水解并形成胶体，可用于净水
【答案】B
【解析】纳米Fe3O4具有磁性，因此可用作铁磁性材料，B错误。
第14讲 铁盐、亚铁盐及其相互转化
课标要求
1.掌握Fe2+ 和Fe3+ 的性质和检验方法。2.能从物质类别和元素价态变化的角度理解铁及其化合物的转化路径。3.能根据铁及其化合物的性质分析生产、生活中的相关问题。
考点一 Fe2+、Fe3+的性质与检验
回归教材 强基础
一、铁盐与亚铁盐
1．铁盐与亚铁盐的性质
【答案】氧化； 还原； 还原； 2Fe3++Fe3Fe2+； 2Fe3++CuCu2++2Fe2+； 2I−+2Fe3+I2+2Fe2+； 2Fe2++Cl22Fe3++2Cl−； 2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O； 3Fe2++NO3−+4H+3Fe3++NO↑+2H2O
二、Fe2+、Fe3+的检验
1．Fe2+的检验
【答案】红； 灰绿； 红褐； Fe2++K++[Fe(CN)6]3−KFe[Fe(CN)6]↓
2．Fe3+的检验
【答案】红； 红褐； 紫
3．FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中Fe2+、Fe3+的检验
【答案】溶液变红； 溶液紫色褪去
点拨 检验Fe2+ 时不能先加入新制氯水后再加入KSCN 溶液，也不能将加入KSCN 后的混合溶液加入足量的新制氯水中（新制氯水能氧化SCN−），检验Fe2+ 最好用K3[Fe(CN)6] 溶液。Fe3+、Fe2+、Cl−同时存在时不能用酸性KMnO4 溶液检验Fe2+(Cl− 能还原KMnO4，会造成干扰)。
易错辨析
1．向FeSO4溶液中滴加几滴新制氯水，再滴加KSCN溶液，检验原溶液中是否含有Fe3+。（ ）
【答案】×
【解析】检验溶液中是否含有Fe3+应该直接滴加KSCN溶液。
2．用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。（ ）
【答案】×
【解析】Cl−也可被酸性KMnO4溶液氧化，故不能用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2。
3．FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN−Fe(SCN)3↓。（ ）
【答案】×
【解析】Fe(SCN)3不是沉淀。
4．硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果。（ ）
【答案】√
5．向H2O2溶液中滴加少量FeCl3溶液可加快其分解速率，Fe3+起到了催化作用。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 Fe2+与Fe3+的性质
1．（2025·河北衡水期末）下列离子方程式书写正确的是（ ）
A. 向氯化亚铁溶液中加入稀硝酸：3Fe2++4H++NO3−3Fe3++2H2O+NO↑
B. 向酸性FeCl2溶液中滴入H2O2溶液：2Fe2++H2O22Fe3++H2O
C. 向100mL1ml⋅L−1FeBr2溶液中通入0.5mlCl2：2Fe2++2Br−+2Cl22Fe2++Br2+4Cl−
D. 用氯化铁溶液腐蚀铜制电路板：Cu+Fe3+Cu2++Fe2+
【答案】A
【解析】向酸性FeCl2溶液中滴入H2O2溶液，反应的离子方程式为2H++2Fe2++H2O22Fe3++2H2O，B错误；题给反应过程中Cl2过量，Fe2+和Br−均被Cl2氧化，正确的离子方程式为2Fe2++4Br−+3Cl22Fe3++2Br2+6Cl−，C错误；反应前后电荷不守恒，正确的离子方程式为2Fe3++CuCu2++2Fe2+，D错误。
2．下列实验操作对应的现象和结论都正确的是（ ）
【答案】D
【解析】向食品脱氧剂样品（含还原铁粉）中加入稀硫酸后，铁粉会与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，酸性KMnO4溶液为强氧化剂，会氧化亚铁离子，则滴加酸性KMnO4溶液，紫色褪去，不能说明食品脱氧剂样品中含有Fe2+，A错误；向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，无明显现象，再滴加H2O2溶液，H2O2会将亚铁离子氧化为铁离子，则加入H2O2后溶液变成红色，说明Fe2+有还原性，B错误；向FeCl3溶液中加入铜片会发生反应2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，溶液变蓝，得到的结论为FeCl3的氧化性大于CuCl2，C错误；向FeCl3溶液中加入KI溶液后再滴加几滴淀粉溶液，FeCl3溶液会与KI溶液反应生成FeCl2和I2，淀粉遇碘单质变蓝，溶液变为蓝色，可得到氧化性：Fe3+>I2，D正确。
考向2 Fe2+与Fe3+的检验
3．（2025·江苏南京期末）下列叙述正确的是（ ）
A. 将某铁的氧化物FexOy溶于浓盐酸，再滴入几滴苯酚溶液，溶液中未出现紫色，说明FexOy中不含三价铁
B. 向2mL0.1ml⋅L−1FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，黄色逐渐消失，加入1滴KSCN溶液，溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2+
C. 向Fe(NO3)2溶液中先滴加盐酸，再加入KSCN溶液，溶液变成红色，说明Fe(NO3)2溶液已变质
D. 将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸，滴加KSCN溶液，溶液呈浅绿色，说明食品脱氧剂样品中没有+3价铁元素
【答案】B
【解析】将某铁的氧化物溶于浓盐酸，Cl−可能与Fe3+形成配位化合物，遇苯酚不显紫色，因此无法证明不含Fe3+，A错误；Fe3+与Fe反应生成Fe2+，再加入KSCN溶液，溶液颜色不变，说明Fe3+被完全还原，证明Fe的还原性强于Fe2+，B正确；加入盐酸后，NO3−在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，加入KSCN溶液，溶液变红，不能说明Fe(NO3)2已变质，C错误；将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸时，若样品中含有Fe3+，会被Fe还原为Fe2+，无法用KSCN溶液检验，故不能说明食品脱氧剂样品中不含+3价铁，D错误。
4．（2025·山东淄博期中）已知：2Fe3++2I−⇌2Fe2++I2，3Fe2++2[Fe(CN)6]3−Fe3[Fe(CN)6]2↓（蓝色）。用KI溶液和FeCl3溶液进行如下实验。下列说法错误的是（ ）
A. 实验①中现象说明有Fe2+生成
B. 实验②中现象说明反应后溶液中含有Fe3+
C. 实验③水溶液中c(Fe2+)大于实验①中c(Fe2+)
D. 实验③中再加入几滴0.1ml⋅L−1FeCl2溶液，振荡静置，CCl4层溶液颜色无变化
【答案】D
【解析】根据题意可知，Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应生成蓝色沉淀，则实验①中现象说明有Fe2+生成，A正确；Fe3+遇KSCN溶液显红色，说明实验②反应后的溶液中含有Fe3+，B正确；实验③中生成的I2被萃取到CCl4层，水溶液中I2的浓度降低，使2Fe3++2I−⇌2Fe2++I2正向移动，则实验③中c(Fe2+)大于实验①中c(Fe2+),C正确；实验③中再加入几滴0.1ml⋅L−1FeCl2溶液，使2Fe3++2I−⇌2Fe2++I2逆向移动，生成的I2浓度降低，CCl4层溶液颜色变浅，D错误。
考点二 不同价态铁元素间的转化
回归教材 强基础
一、基于“价-类”二维图认识铁及其化合物间的转化
1．横向变化体现了同价态、不同物质类别（氧化物、碱、盐）之间的转化。例如：
FeO与稀盐酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式，下同）。
向FeCl2溶液中滴加氨水：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】FeO+2H+Fe2++H2O； Fe2++2NH3⋅H2OFe(OH)2↓+2NH4+
2．纵向变化体现了不同价态、同物质类别之间的转化。例如：
FeCl3与KI反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
Fe(OH)2转化为Fe(OH)3:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式，下同）。
【答案】2Fe3++2I−2Fe2++I2； 4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3
3．斜向变化体现了不同价态、不同物质类别之间的转化。例如：
Fe2O3与Al粉发生铝热反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
Fe与水蒸气在高温下反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】2Al+Fe2O3高温Al2O3+2Fe； 3Fe+4H2O(g)高温Fe3O4+4H2
二、基于氧化性、还原性认识不同价态铁元素间的转化
写出下列反应的离子方程式：
FeSO4溶液与酸性KMnO4溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
Fe与足量稀硝酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
FeCl2溶液在空气中被氧化：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
FeSO4溶液与稀硝酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
FeSO4溶液与H2O2溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】5Fe2++MnO4−+8H+5Fe3++Mn2++4H2O； Fe+4H++NO3−Fe3++NO↑+2H2O； 4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O； 3Fe2++4H++NO3−3Fe3++NO↑+2H2O； 2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O
易错辨析
1．久置的硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀是因为6FeSO4+O2+2H2O2Fe2(SO4)3+2Fe(OH)2↓。（ ）
【答案】×
【解析】溶液出现棕黄色沉淀是因为生成了Fe(OH)3，化学方程式应为12FeSO4+3O2+6H2O4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓。
2．+2价铁易被氧气氧化，铁锈中铁元素显+3价。（ ）
【答案】√
3．1mlFe完全溶于稀硝酸，一定转移3ml电子。（ ）
【答案】×
【解析】若稀硝酸的量不足，则转移电子的物质的量不为3ml。
4．碱性条件下，Fe(OH)3被NaClO氧化为Na2FeO4的离子方程式为3ClO−+2Fe(OH)3+4OH−2FeO42−+3Cl−+5H2O。（ ）
【答案】√
5．除去FeCl3溶液中的CuCl2可加入过量铁粉，然后过滤。（ ）
【答案】×
【解析】FeCl3溶液会与Fe反应。
灵活运用 提能力
考向1 基于“价-类”二维图理解铁及其化合物的转化关系
1．（2025·河北衡水期末）如图为铁元素的“价-类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法正确的是（ ）
A. 铁与高温水蒸气的反应可实现转化①
B. 加热Fe(OH)3发生转化②，Fe2O3加水溶解可转化为Fe(OH)3
C. FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3
D. Cu能将Fe3+转化为Fe2+，且该过程中Cu作还原剂
【答案】D
【解析】铁在高温下和水蒸气反应生成四氧化三铁，不能实现转化①，A错误；加热Fe(OH)3发生转化②分解生成氧化铁，但氧化铁不能溶于水转化为Fe(OH)3，B错误；FeO是一种黑色粉末，不稳定，在空气中受热，部分被氧化，生成Fe3O4，C错误。
考向2 铁及其化合物转化关系的应用
2．（2025·四川南充期中）自来水厂利用铁屑及FeCl2溶液处理泄漏的Cl2。下列说法正确的是（ ）
A. Cl2与水反应的离子方程式为Cl2+H2O⇌2H++Cl−+ClO−
B. 吸收泄漏的氯气的反应的化学方程式为FeCl2+Cl2FeCl3
C. 铁屑的作用是将FeCl3还原为FeCl2，使吸收液再生
D. 铁屑耗尽时溶液中可能大量存在Fe2+、Fe3+、ClO−、Cl−
【答案】C
【解析】Cl2与水反应生成HCl和HClO，反应的离子方程式为Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO，A错误；氯气和氯化亚铁反应生成氯化铁，反应的化学方程式为2FeCl2+Cl22FeCl3，B错误；铁屑将FeCl3还原为FeCl2使吸收液再生，反应的化学方程式为2FeCl3+Fe3FeCl2，C正确；ClO−能氧化Fe2+，铁屑耗尽时溶液中不可能同时大量存在Fe2+、ClO−，D错误。
3．硫酸亚铁晶体(FeSO4⋅7H2O)在医药上可以用作补血剂。某课外探究兴趣小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量，实验步骤如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. 过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒
B. 步骤②中加入适量H2O2溶液的目的是将Fe2+完全转化为Fe3+，可用酸性KMnO4溶液检验该目的是否达到
C. 步骤中的“一系列操作”指过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量
D. 若实验中铁元素无损耗，假设10片补血剂的质量为ag，则补血剂中铁元素的质量分数为7wa%
【答案】D
【解析】将10片补血剂研细后，加入1ml⋅L−1H2SO4溶液溶解，过滤得到不溶性物质和滤液，向滤液中先加入适量H2O2溶液将亚铁离子氧化为铁离子，再加入过量氨水得到氢氧化铁悬浊液，悬浊液经过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量得到wg氧化铁固体。过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，A正确；步骤②的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，若溶液中亚铁离子完全反应，加入酸性高锰酸钾溶液，溶液紫色不会褪去，B正确；由分析可知，悬浊液经过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量得到wg氧化铁，C正确；若实验中铁元素无损耗，10片补血剂的质量为ag，由铁原子守恒可知，补血剂中铁元素的质量分数为(w160×2×56)gag×100%=70wa%，D错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·湖南卷·2改编）将FeCl3溶液滴入苯酚稀溶液中，溶液呈紫色。（ ）
（2） （2025·黑吉辽蒙卷·6改编）FeSO4溶液中加入K3[Fe(CN)6],浅绿色溶液出现蓝色浑浊，发生反应的离子方程式为Fe2++[Fe(CN)6]3−+K+KFe[Fe(CN)6]↓。（ ）
（3） （2025·河北卷·13改编）向盛有2mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，充分反应后静置，滴加KSCN溶液无明显变化；静置，取上层清液滴加几滴氯水，溶液变红,说明Fe2+具有还原性。（ ）
（4） （2024·江西卷·6改编）久置的FeCl2溶液中出现红褐色沉淀，原因是Ksp[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)2]。（ ）
【答案】（1） √
（2） √
（3） √
（4） ×
【解析】
（1） 向苯酚稀溶液中滴加FeCl3溶液，发生显色反应，溶液呈紫色。
（3） 氯水将Fe2+氧化为Fe3+，Fe3+遇KSCN溶液变红。
（4） FeCl3溶液加热煮沸后，Fe3+水解生成Fe(OH)3，颜色发生变化。
2．（2025·浙江6月选考卷·10，3分）下列含铁化合物的制备方案正确的是（ ）
【答案】C
【解析】A项，向FeCl2溶液中通入足量Cl2后，FeCl2被氧化为FeCl3，溶液中还可能存在HCl和HClO，由于FeCl3易水解，故采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法获得晶体，但过滤后需进行洗涤、干燥以除去晶体表面的杂质，错误。B项，红热的铁粉与水蒸气反应得到的是Fe3O4，错误。C项，FeCl2易水解，故FeCl2⋅4H2O应在干燥的HCl气流中脱水，以抑制FeCl2的水解，正确。D项，FeCl2与NaOH反应生成的Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化，故不可在空气中过滤，错误。
3．（2024·广西卷·8,3分）某小组对Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]的性质进行探究:
Ⅰ.向少量蒸馏水里滴加2滴Fe2(SO4)3溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
Ⅱ.向少量蒸馏水里滴加2滴K3[Fe(CN)6]溶液,再滴加2滴KSCN溶液。
下列说法正确的是（ ）
A. 实验Ⅰ中继续加入少量K2SO4固体,溶液颜色变浅
B. 实验Ⅱ中溶液呈红色
C. KSCN能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
D. 焰色试验不能区分Fe2(SO4)3和K3[Fe(CN)6]
【答案】C
【解析】实验Ⅰ中Fe2(SO4)3电离出Fe3+,Fe3+与SCN−发生反应:Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3，溶液显红色，加入少量K2SO4固体，平衡不移动，溶液颜色不变，A错误;实验Ⅱ中K3[Fe(CN)6]电离出[Fe(CN)6]3−，其不能与SCN−反应形成红色溶液,B错误；Fe2(SO4)3与KSCN在水溶液中反应形成红色溶液，K3[Fe(CN)6]不与KSCN反应，故将KSCN溶液滴入K3[Fe(CN)6]溶液中，不能形成红色溶液，故二者可以用KSCN鉴别，C正确；钾元素的焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃观察），铁元素的焰色为无色，可以用焰色试验区分K3[Fe(CN)6]和Fe2(SO4)3,D错误。
4．（2023·浙江1月选考卷·16,3分）探究铁及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是（ ）
【答案】D
【解析】A项，往FeCl2溶液中加入Zn片，溶液颜色由浅绿色变为无色，则Fe2+的氧化能力比Zn2+强，错误。B项，往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，发生反应Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3，溶液变成血红色；再加入K2SO4固体，不能改变Fe3+、SCN−、Fe(SCN)3的浓度，对平衡无影响，故无明显变化，不能说明Fe3+与SCN−的反应不可逆，错误。C项，还原铁粉过量可发生反应Fe+2Fe3+3Fe2+，故加入KSCN溶液，溶液不呈血红色，无法判断食品脱氧剂样品中是否有+3价铁，错误。D项，向沸水中逐滴加5∼6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸，溶液先变成红褐色，是因为Fe3+水解得到Fe(OH)3胶体，后析出沉淀是因为加热使胶体发生聚沉生成Fe(OH)3沉淀，正确。
第15讲 镁、铝及其重要化合物
课标要求
1.了解镁、铝单质及其重要化合物的性质和用途。2.掌握工业提取镁、铝的一般方法。
考点一 镁及其重要化合物
回归教材 强基础
一、镁元素的存在与单质的性质
1．镁元素的存在
镁元素位于元素周期表的第三周期第_ _ _ _ _ _ 族，基态镁原子的价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ 。在自然界中镁元素均以化合态形式存在。
【答案】ⅡA； 3s2
2．单质的性质
（1）物理性质
银白色、有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度、硬度均较小。
（2）化学性质（写出化学方程式）
①与非金属单质反应
与氧气反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （发出耀眼的强光，生成白色固体物质）。
与氮气反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （镁在空气中燃烧得到主要为MgO和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 的混合物）。
②与稀盐酸（或稀硫酸）反应：Mg+2H+Mg2++H2↑ 。
③与水反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
④与二氧化碳反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （镁着火不能用CO2灭火器灭火）。
⑤与盐溶液反应，如与硫酸铜溶液反应：Mg+Cu2+Mg2++Cu。
【答案】2Mg+O2点燃2MgO； 3Mg+N2点燃Mg3N2； Mg3N2； Mg+2H2O△Mg(OH)2+H2↑； 2Mg+CO2点燃2MgO+C
二、镁的重要化合物
1．氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，熔点高，属于_ _ _ _ _ _ _ _ 。
与稀盐酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）。
【答案】碱性氧化物； MgO+2H+Mg2++H2O
2．氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱。
与稀盐酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）。
受热易分解：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式）。
【答案】Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O； Mg(OH)2△MgO+H2O
点拨 镁元素在水垢中的存在形式为Mg(OH)2。
3.硫酸镁：无色或白色晶体，易溶于水，俗称泻盐，可用作干燥剂。
三、海水提镁
从海水中提取镁的流程中涉及的反应如下：
（1）沉淀镁离子，离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2）溶解氢氧化镁，离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）获取氯化镁固体，化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4）制备单质镁，化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2+Ca2+； Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O； MgCl2⋅6H2OHCl△MgCl2+6H2O； MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑
点拨 MgCl2⋅6H2O 脱水必须在HCl 气流中进行，目的是抑制Mg2+ 水解。
易错辨析
1．镁着火可用CO2灭火器灭火。（ ）
【答案】×
【解析】镁可在二氧化碳中燃烧，镁着火不能用CO2灭火器灭火。
2．镁在二氧化碳中的燃烧属于置换反应。（ ）
【答案】√
3．工业上可通过澄清石灰水与苦卤反应制备氢氧化镁。（ ）
【答案】×
【解析】澄清石灰水中溶解的氢氧化钙少，需用石灰乳。
4．工业上可采用电解MgCl2溶液的方法生产Mg。（ ）
【答案】×
【解析】Mg2+的放电顺序排在H2O电离出的H+之后，电解MgCl2溶液无法获得Mg。
5．海水提镁包括分解、化合、复分解及置换等反应类型。（ ）
【答案】×
【解析】海水提镁不包括置换反应。
灵活运用 提能力
1．（2025·湖北襄阳联考）下列说法错误的是（ ）
A. 通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁
B. 镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C. 氧化镁是优质的耐火材料
D. 金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
【答案】D
【解析】Mg质地柔软，但密度小，可以制作高强度合金材料，如镁锰合金等，D错误。
2．（2025·重庆外国语中学期末）用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 工业上电解熔融MgCl2可制备金属Mg
B. “高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg+TiCl4高温Ti+2MgCl2
C. 用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气
D. “真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2变为气态，实现与Ti的分离
【答案】C
【解析】金属镁和N2在点燃条件下能反应，则用金属镁还原TiCl4过程中不能用N2作保护气，可通入Ar作保护气，C错误。
3．海水提镁的一种工艺流程如图所示。下列说法错误的是 （ ）
A. 试剂M是盐酸
B. 流程中的反应只涉及3种基本反应类型
C. 操作a、操作b均只为过滤
D. 电解熔融MgCl2制镁比电解熔融MgO制镁更节约能量
【答案】C
【解析】加入试剂M后将Mg(OH)2沉淀溶解，得到MgCl2溶液，故试剂M是盐酸，A正确；题给流程中涉及的主要反应有CaO+H2OCa(OH)2、Ca(OH)2+MgCl2CaCl2+Mg(OH)2、Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O、MgCl2(熔融)电解Mg+Cl2↑ ，涉及的基本反应类型有化合反应、复分解反应、分解反应，B正确；操作a为过滤，操作b为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，C错误；MgO的熔点比MgCl2的高，所以电解熔融MgCl2制镁比电解熔融MgO制镁更节约能量，D正确。
考点二 铝及其重要化合物
回归教材 强基础
一、铝元素的存在与单质的性质
1．铝元素的存在
铝元素位于元素周期表第三周期第_ _ _ _ _ _ 族，是地壳中含量最高的金属元素，全部以化合态的形式存在。
【答案】ⅢA
2．单质的性质
（1）物理性质
铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电性、导热性及延展性。
（2）化学性质
①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （常温下，表面形成一层致密的氧化膜）（填化学方程式）。
②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式）。
③在冷的浓硫酸、浓硝酸中_ _ _ _ ；与稀硫酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）。
④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）。
⑤_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式）。
【答案】4Al+3O22Al2O3； 2Al+3Cl2△2AlCl3； 钝化； 2Al+6H+2Al3++3H2↑； 2Al+2OH−+6H2O2[Al(OH)4]−+3H2↑； 2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3
二、铝的重要化合物
1．Al2O3
（1）物理性质：白色固体，难溶于水，熔点高，属于两性氧化物。
（2）化学性质
与盐酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式，下同）。
与氢氧化钠溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）用途
①制造耐高温材料
②工业冶炼铝：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Al2O3+6H+2Al3++3H2O； Al2O3+2OH−+3H2O2[Al(OH)4]−； 2Al2O3(熔融)电解冰晶石4Al+3O2↑
点拨 冰晶石在冶炼铝的过程中作助熔剂，可以显著降低氧化铝的熔融温度。
2．Al(OH)3
（1）物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性，属于两性氢氧化物。
（2）化学性质
与盐酸反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式，下同）。
与氢氧化钠溶液反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）Al(OH)3的制备
写出下列反应的离子方程式：
①Al3+与氨水反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
②向含[Al(OH)4]−的溶液中通入过量的CO2：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
③Al3+与[Al(OH)4]−发生相互促进的水解反应：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】Al(OH)3+3H+Al3++3H2O； Al(OH)3+OH−[Al(OH)4]−； Al3++3NH3⋅H2OAl(OH)3↓+3NH4+； [Al(OH)4]−+CO2Al(OH)3↓+HCO3−； 3[Al(OH)4]−+Al3+4Al(OH)3↓
点拨 常见的两性氢氧化物除Al(OH)3 外，还有Be(OH)2、Zn(OH)2等。
3．明矾：化学式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
净水的原理：明矾溶于水电离产生Al3+，Al3+水解生成_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。
【答案】KAl(SO4)2⋅12H2O； Al(OH)3胶体
易错辨析
1．常温下，铝在浓硫酸或浓硝酸中均不反应。（ ）
【答案】×
【解析】常温下，铝在浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，属于化学变化。
2．Al2O3的熔点高，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体。（ ）
【答案】×
【解析】Al2O3能与NaOH、Na2CO3发生反应，故氧化铝坩埚不能用于熔化NaOH、Na2CO3固体。
3．（2024·浙江6月选考卷·2）Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多。（ ）
【答案】×
【解析】Al(OH)3呈两性，能与胃酸反应，可用于治疗胃酸过多。
4．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。（ ）
【答案】×
【解析】明矾电离产生的Al3+水解生成Al(OH)3胶体，可吸附水中的悬浮物，但不能杀菌消毒。
5．Al与MgO的混合物是一种铝热剂。（ ）
【答案】×
【解析】Al与不如Al活泼的金属的氧化物可组成铝热剂。
6．Al与酸反应时，酸是氧化剂，Al与碱反应时，碱是氧化剂。（ ）
【答案】×
【解析】Al与碱反应时，水是氧化剂。
灵活运用 提能力
1．（2025·河南省实验中学月考）下列关于铝及其化合物反应的离子方程式书写错误的是（ ）
A. 铝与NaOH溶液反应：2Al+2OH−+6H2O2[Al(OH)4]−+3H2↑
B. Al2O3与NaOH溶液反应：Al2O3+2OH−+3H2O2[Al(OH)4]−
C. Al(OH)3与盐酸反应：Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
D. Al2(SO4)3与过量氨水反应：Al3++4NH3⋅H2O[Al(OH)4]−+4NH4+
【答案】D
【解析】一水合氨为弱碱，不能与氢氧化铝发生反应，Al2(SO4)3与过量氨水反应的离子方程式为Al3++3NH3⋅H2OAl(OH)3↓+3NH4+，D错误。
2．（2025·河北沧州期末）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L（标准状况）气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L（标准状况）气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为（ ）
A. 2:1:1B. 3:1:1C. 3:2:1D. 3:1:2
【答案】A
【解析】铝铁铜合金中与NaOH溶液反应的只有Al，反应的离子方程式为2Al+2OH−+6H2O2[Al(OH)4]−+3H2↑ ,标准状况下，n(H2)=⋅ml−1=0.3ml，则n(Al)=0.2ml，原合金中Al的总物质的量n总(Al)=0.4ml。铝铁铜合金中与稀盐酸反应的有Al和Fe，反应的离子方程式分别为2Al+6H+2Al3++3H2↑ 、Fe+2H+Fe2++H2↑ ，n(H2)=⋅ml−1=0.4ml，与Al反应产生的n(H2)=0.3ml，则与Fe反应产生的n(H2)=0.1ml，n(Fe)=0.1ml，原合金中Fe的总物质的量n总(Fe)=0.2ml,合金质量为34.8g，m(Al)=0.4ml×27g⋅ml−1=10.8g，m(Fe)=0.2ml×56g⋅ml−1=11.2g，则m(Cu)=34.8g−10.8g−11.2g=12.8g，n(Cu)=12.8g64g⋅ml−1=0.2ml，原合金中Cu的总物质的量为0.2ml。因此Al、Fe、Cu的物质的量之比为0.4ml:0.2ml:0.2ml=2:1:1，A符合题意。
3．工业上用铝土矿（主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. 反应②的化学方程式为Na[Al(OH)4]+CO2Al(OH)3↓+NaHCO3
B. 过滤后所得沉淀为Fe2O3
C. 图中所示反应都不是氧化还原反应
D. 试剂X是氢氧化钠溶液
【答案】C
【解析】根据反应②的生成物为碳酸氢钠和氢氧化铝可知，Y是CO2，则乙中含有Na[Al(OH)4]，所以试剂X是NaOH溶液。铝土矿先与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠，过滤所得沉淀为Fe2O3；然后向四羟基合铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳，生成氢氧化铝和碳酸氢钠，A、B、D正确。电解熔融氧化铝的反应是氧化还原反应，C错误。
4．明矾[KAl(SO4)2⋅12H2O]可用作净水剂。某同学设计利用废铝箔（主要成分为Al，含少量Mg、Fe等）制备明矾的流程如图所示。
铝箔①NaOH溶液过滤 甲溶液②通入足量CO2过滤、洗涤 滤渣③稀硫酸 乙溶液④K2SO4饱和溶液操作a 明矾
下列说法错误的是（ ）
A. ①中反应的离子方程式是2Al+2OH−+6H2O2[Al(OH)4]−+3H2↑
B. ③中反应的离子方程式是Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
C. 操作a是蒸发结晶，用到的仪器有蒸发皿、酒精灯、玻璃棒等
D. 明矾净水的原理：Al3+水解生成的Al(OH)3胶体能吸附水中的悬浮颗粒物
【答案】C
【解析】混合溶液蒸发结晶不能得到带结晶水的物质，操作a为蒸发浓缩，冷却结晶，C错误。
高考真题演练
1．判断题
（1） （2025·浙江6月选考卷·5改编）氧化铝具有两性，因此可用于制作坩埚。（ ）
（2） （2024·广西卷·6）抗酸药中的Mg(OH)2可治疗胃酸过多：OH−+H+H2O。（ ）
（3） （2024·江西卷·6改编）铝和氧化铁反应需要引燃，该反应是吸热反应。（ ）
（4） （2023·浙江6月选考卷·4改编）铝具有强还原性，因此可用于制作门窗框架。（ ）
（5） （2023·浙江1月选考卷·7）氧化铝溶于氢氧化钠溶液：Al2O3+2OH−+3H2O2[Al(OH)4]−。（ ）
【答案】（1） ×
（2） ×
（3） ×
（4） ×
（5） √
【解析】
（1） 氧化铝具有熔点高、耐高温的性质，可以用于制作坩埚。
（2） Mg(OH)2难溶于水，在离子方程式中不可拆分。
（3） 铝和氧化铁的反应是放热反应。
（4） 制作门窗框架利用了铝的延展性等物理性质，没有利用其强还原性。
2．（2024·广东卷·14，4分）部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图。下列推断合理的是 （ ）
A. 若a在沸水中可生成e,则a→f的反应一定是化合反应
B. 在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化
C. 加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系
D. 若b和d均能与同一物质反应生成c,则组成a的元素一定位于周期表p区
【答案】B
【解析】若a在沸水中可生成碱，且碱中金属元素的化合价为+2，则a为Mg，a→f的反应可能为Mg+Cl2点燃MgCl2或Mg+2HClMgCl2+H2↑ ,即a→f的反应不一定是化合反应，A错误；可发生g→f→e→d的转化，则a为Fe,在FeO→Fe2+→Fe(OH)2→Fe(OH)3转化过程中，物质颜色变化为黑色→ 浅绿色→ 白色→ 红褐色，B正确；加热Al3+或Fe3+的饱和溶液均能形成能产生丁达尔效应的分散系，但前者为白色，后者为红褐色，C错误；若b、d、c分别为Fe2O3、Fe(OH)3、FeCl3，则组成a的元素位于d区，若b、d、c分别为Al2O3、Al(OH)3、AlCl3或Na[Al(OH)4]，则组成a的元素位于p区，D错误。
3．（2021·湖南卷·6，3分）一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A. 物质X常选用生石灰
B. 工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C. “氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2高温MgCl2+CO
D. “煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
【答案】D
【解析】A项，工业制备无水氯化镁时，常加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙使镁离子转化为氢氧化镁沉淀，正确；B项，工业上电解熔融的MgCl2制备金属镁，正确；C项，根据题给流程图，则“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2高温MgCl2+CO，正确；D项，Mg2+发生水解，直接加热蒸发MgCl2溶液无法得到无水MgCl2，错误。
4．（2022·福建卷·11，13分）粉煤灰是火电厂的大宗固废。以某电厂的粉煤灰为原料（主要含SiO2、Al2O3和CaO等）提铝的工艺流程如下:
回答下列问题:
（1） “浸出”时适当升温的主要目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，Al2O3发生反应的离子方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） “浸渣”的主要成分除残余Al2O3外，还有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。实验测得，5.0g粉煤灰(Al2O3的质量分数为30%)经浸出、干燥后得到3.0g“浸渣”(Al2O3的质量分数为8%)，Al2O3的浸出率为_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） “沉铝”时，体系中三种物质的溶解度曲线如图所示，加入K2SO4沉铝的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，“沉铝”的最佳方案为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） “焙烧”时，主要反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） “水浸”后得到的“滤液2”可返回_ _ _ _ 工序循环使用。
【答案】（1） 提高浸出率（或提高浸出速率）；Al2O3+6H+2Al3++3H2O
（2） SiO2和CaSO4；84%
（3） 使更多的铝元素转化为晶体析出，同时保证晶体纯度；高温溶解再冷却结晶
（4） 2KAl(SO4)2高温Al2O3+K2SO4+3SO3↑ ［或4KAl(SO4)2高温2Al2O3+2K2SO4+6SO2↑+3O2↑]
（5） 沉铝
【解析】
（1） “浸出”时适当升高温度，可加快反应速率，提高单位时间内Al2O3的浸出率；Al2O3与H2SO4发生复分解反应生成Al2(SO4)3和H2O，离子方程式为Al2O3+6H+2Al3++3H2O。
（2） 粉煤灰中SiO2不与H2SO4反应，CaO与H2SO4反应生成的CaSO4微溶于水，故“浸渣”中还有SiO2和CaSO4；5.0g粉煤灰中Al2O3的质量为5.0g×30%=1.5g，浸出后“浸渣”中Al2O3的质量为3.0g×8%=0.24g，故Al2O3的浸出率为1.5g−×100%=84%。
（3） 分析题图可知，KAl(SO4)2⋅12H2O的溶解度受温度的影响最大，“沉铝”时加入K2SO4，目的是与Al2(SO4)3作用，使更多的铝元素转化为KAl(SO4)2⋅12H2O，易于降温析出晶体，保证晶体纯度；“沉铝”的最佳方案为高温溶解再冷却结晶。
（4） 经“干燥脱水”得到KAl(SO4)2，“焙烧”得到Al2O3和气体，根据原子守恒，“焙烧”时，主要反应的化学方程式为2KAl(SO4)2高温Al2O3+K2SO4+3SO3↑ 或4KAl(SO4)2高温2Al2O3+2K2SO4+6SO2↑+3O2↑ 。
（5） “水浸”后得到的“滤液2”溶质主要为K2SO4，根据流程可知，可返回“沉铝”工序循环使用。
第16讲 铜 金属材料 金属冶炼
课标要求
1.掌握铜单质及其重要化合物的性质与用途。2.了解合金的概念及金属材料在生产、生活中的应用。3.了解金属冶炼的一般方法。
考点一 铜及其重要化合物
回归教材 强基础
一、铜元素的存在与单质的性质
1．铜元素的存在
铜元素位于元素周期表第四周期第_ _ _ _ _ _ 族，价层电子排布式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，在自然界中主要以_ _ _ _ _ _ 的形式存在。
【答案】ⅠB； 3d104s1； 化合态
2．单质的性质
（1）物理性质：红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
（2）化学性质
【答案】2Cu+O2△2CuO； 2Cu+S△Cu2S； 棕黄； Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O； Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O； 3Cu+8HNO3（稀）3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
二、铜的重要化合物
1．氧化铜和氧化亚铜
【答案】CuO+2H+Cu2++H2O； Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O； 4CuO高温2Cu2O+O2↑
2．氢氧化铜
（1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。
（2）化学性质及应用
反应Ⅰ的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
反应Ⅱ的离子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
反应Ⅲ的化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （与乙醛反应）。
【答案】Cu(OH)2△CuO+H2O； Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O； CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH△CH3COONa+Cu2O↓+3H2O
3．常见铜盐
（1）Cu2(OH)2CO3：碱式碳酸铜，是铜绿的主要成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果［反应的化学方程式为2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3]，其受热分解的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2）CuSO4⋅5H2O：蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4遇水变为_ _ _ _ 色(生成CuSO4⋅5H2O)，可以作为水的检验依据。
（3）CuS：黑色固体，难溶于水和稀硫酸。
【答案】Cu2(OH)2CO3△2CuO+CO2↑+H2O； 蓝
易错辨析
1．CuO是碱性氧化物，易溶于水生成Cu(OH)2。（ ）
【答案】×
【解析】CuO难溶于水。
2．铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。（ ）
【答案】×
【解析】铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。
3．CuSO4⋅5H2O失去结晶水属于物理变化。（ ）
【答案】×
【解析】CuSO4⋅5H2O失去结晶水属于化学变化。
4．Cu2O与稀硫酸反应，氧化剂是H2SO4。（ ）
【答案】×
【解析】Cu2O与稀硫酸的反应中Cu2O既是氧化剂，也是还原剂。
5．实验室常用CuSO4溶液除去尾气中的H2S。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 单质铜的性质
1．（2026·湖南长沙一中开学考）铜与过量H2O2溶液反应的探究如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 实验b产生的无色气体是H2
B. 通过实验a和b比较，可得出H+起催化作用
C. 实验b中溶液变蓝，说明有Cu2+生成
D. 实验b中将稀硫酸换成稀硝酸，实验现象仍然相同
【答案】C
【解析】实验b中Cu溶解的离子方程式为Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O，生成的Cu2+催化H2O2分解生成O2，故产生的无色气体不是H2，A错误；实验a中滴加Na2SO4溶液无明显现象，实验b中滴加稀硫酸有现象，H+提供酸性环境增强了H2O2的氧化能力，而非H+起催化作用，B错误；Cu2+在水溶液中呈蓝色，实验b中溶液变蓝，证明有Cu2+生成，C正确；稀硝酸为强氧化剂，与铜反应生成NO气体（无色，遇空气变为红棕色），而原实验b中的气体为O2，D错误。
2．（2025·河北石家庄期中）铜与硝酸反应的装置、操作和现象如下：
下列说法错误的是（ ）
A. 具支试管a中充满红棕色气体，说明铜和浓硝酸反应生成NO2
B. 溶液显绿色与NO2溶解于硝酸铜溶液有关
C. 气体颜色从下方开始变浅，说明浓硝酸已经变成稀硝酸
D. 本实验中浓硝酸、稀硝酸和稀硫酸均体现了氧化性和酸性
【答案】D
【解析】铜和浓硝酸发生氧化还原反应生成红棕色气体NO2，A正确；NO2为红棕色气体，溶解在蓝色硝酸铜溶液中，可使溶液显绿色，B正确；铜和稀硝酸发生氧化还原反应生成无色的NO，气体颜色从下方开始变浅，最终变为无色，说明浓硝酸已经变成稀硝酸，C正确；本实验中浓硝酸、稀硝酸均体现了氧化性和酸性，稀硫酸只提供氢离子,没有体现氧化性，D错误。
考向2 铜的重要化合物
3．碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. “酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收
B. “加热”时，可选用水浴加热
C. 可用盐酸和Ba(OH)2溶液检验滤液中是否含有CO32−
D. 温度和pH是影响产品纯度的主要因素
【答案】C
【解析】“酸浸”产生的气体为氮氧化物，可用NaOH溶液吸收，A正确；“加热”的温度为70℃，可选用水浴加热，B正确；若溶液中含有HCO3−，与盐酸反应能产生气体，且该气体能与氢氧化钡溶液反应产生沉淀，C错误；当温度过高和pH过大时，会生成大量氢氧化铜沉淀，影响产品的纯度，故温度和pH是影响产品纯度的主要因素，D正确。
4．用过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液作为浸取剂，将黄铜矿(CuFeS2)中的铜元素以[CuCl2]−的形式、铁元素以Fe2+的形式浸出，流程示意图如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A. [CuCl2]−的中心离子是Cu+，配体是Cl−
B. 参与反应的n(CuCl2):n(CuFeS2)=3:1
C. 浸取剂中的Cl−有助于CuFeS2固体溶解
D. 用浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解
【答案】B
【解析】将黄铜矿粉碎后用过量的盐酸和CuCl2溶液的混合液进行溶解、过滤，得到含有Fe2+和[CuCl2]−的溶液以及含有S和少量CuS等的固体。[CuCl2]−中，中心离子是Cu+，配体是Cl−，A正确；溶解过程中发生的反应主要为CuFeS2+3CuCl2+4HCl4H[CuCl2]+2S+FeCl2，但由于有少量CuS生成，所以参与反应的n(CuCl2):n(CuFeS2)≠3:1，B错误；由于生成的亚铜离子能和氯离子结合形成配合物，因此浸取剂中的Cl−有助于CuFeS2固体溶解，C正确；Fe3+具有氧化性，因此用浓盐酸和FeCl3溶液的混合液也可能使黄铜矿溶解，D正确。
考点二 金属材料与金属矿物的开发和利用
回归教材 强基础
一、金属材料
1.金属材料及其分类
金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金和特种金属材料等。金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。
2．合金
（1）合金的定义及性能
定义：由一种金属与其他金属或（和）某些非金属所组成的、具有金属特性的物质。
性能：合金具有优良的物理、化学或机械性能；一般来说，合金的硬度比各成分金属_ _ _ _ ，熔点比各成分金属_ _ _ _ 。
点拨 并非所有的金属都能形成合金，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。
（2）几种常见的合金
（3）新型合金
【答案】大； 低
二、金属矿物的开发利用
1．金属元素在自然界中的存在
【答案】正
2．金属冶炼的实质:金属的冶炼过程就是把金属从_ _ _ _ 态还原为_ _ _ _ 态的过程。
【答案】化合； 游离
3．金属冶炼的方法
【答案】电解法； 热还原法； 热分解法
易错辨析
1．青铜比纯铜熔点低、硬度大。（ ）
【答案】√
2．合金材料中不可能含有非金属元素。（ ）
【答案】×
【解析】合金材料中可能含有非金属元素，如钢铁中含有碳元素。
3．K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属可用电解其熔融氯化物的方法制备。（ ）
【答案】×
【解析】不能用电解熔融氯化铝的方法制备金属铝，因为AlCl3属于共价化合物，熔融状态下不导电。
4．钒、铬、锰等难熔金属均可采用铝热法炼制。（ ）
【答案】√
5．镀铜的铁钉不属于合金。（ ）
【答案】√
灵活运用 提能力
考向1 金属材料
1．（2025·河南新乡期末）下列关于合金的说法错误的是（ ）
A. 不锈钢是一种常见的合金
B. 我国使用最早的合金是铝合金
C. 广泛应用于合金生产的稀土元素都位于元素周期表的长周期
D. 储氢合金的应用可以解决氢气的安全储存和运输问题
【答案】B
【解析】我国使用最早的合金是青铜，而非铝合金，B错误。
2．某硬铝为Al、Mg、Cu三种金属形成的合金。下列说法错误的是（ ）
A. 硬铝为化合物
B. 硬铝具有导电性
C. 硬铝的部分成分可以与稀硫酸反应
D. 硬铝能与AgNO3溶液反应
【答案】A
【解析】硬铝属于合金，不是化合物，A错误。
考向2 金属矿物的开发利用
3．（2025·广西钦州期末）人类文明离不开金属，下列有关金属的冶炼方法错误的是（ ）
【答案】B
【解析】制备钠需电解熔融NaCl而非饱和食盐水，电解饱和食盐水得到的产物为氢氧化钠、氢气和氯气，B错误。
4．（2026·重庆育才中学开学考）金属材料是当今社会重要的研究主题之一，开发金属矿物，用于生产各种金属材料。下列金属冶炼时加入（或通入）的物质充当氧化剂的是（ ）
A. 蓝铜矿［主要成分为2CuCO3⋅Cu(OH)2］中加入焦炭共热
B. 四氯化钛(TiCl4)中加入镁粉在稀有气体氛围中共热
C. 氧化铝中加入冰晶石（主要成分为Na3AlF6）熔融电解
D. 辉铜矿（主要成分为Cu2S）粉中通入热空气焙烧
【答案】D
【解析】蓝铜矿中的二价铜被焦炭还原为Cu，焦炭作还原剂，A不符合题意；镁粉将TiCl4中的Ti4+还原为Ti，镁作还原剂，TiCl4是氧化剂，B不符合题意；冰晶石仅降低氧化铝的熔点，不参与氧化还原反应，C不符合题意；O2将Cu2S中的S2−氧化为SO2，O2作氧化剂，D符合题意。
高考真题演练
1．（高考题重组）下列说法错误的是（ ）
A. 硫酸铜具有杀菌作用，可用作饮用水消毒剂 （2025·全国卷·7）
B. 制造减震弹簧的高碳钢属于金属材料（2025·四川卷·1改编）
C. 不锈钢针属于合金（2025·广东卷·1改编）
D. 机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条，其材质属于合金（2024·广东卷·3）
【答案】A
【解析】Cu2+可用于游泳池杀菌消毒，但因重金属离子对身体健康有害，故不能用作饮用水消毒剂，A错误。
2．（2025·陕晋青宁卷·1，3分）“国之重器”是我国科技综合实力的结晶。下述材料属于金属材料的是 （ ）
A. “C919”大飞机用的氮化硅涂层
B. “梦想”号钻探船钻头用的合金
C. “望宇”登月服用的聚酰亚胺隔热层
D. “雪龙2”号破冰船制淡水用的反渗透膜
【答案】B
【解析】氮化硅属于无机非金属材料，A错误；合金属于金属材料，B正确；聚酰亚胺属于高分子材料，C错误；反渗透膜的核心材料通常是高分子聚合物，属于高分子材料，D错误。
3．（2024·福建卷·5,4分）从废线路板（主要成分为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁）中提取铜的流程如下:
已知“滤液2”主要含SnO32−和HPbO2−。下列说法正确的是（ ）
A. “机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质
B. “酸溶”时产生Al3+、Fe3+和Zn2+
C. “碱溶”时存在反应:Sn+2OH−+O2SnO32−+H2O
D. “电解精炼”时,粗铜在阴极发生还原反应
【答案】C
【解析】“机械粉碎”是将废线路板粉碎为小的颗粒，并不能将合金中的组分分离，即不能将铅锡合金转变为铅和锡单质，A不正确。“酸溶”时，铁与稀盐酸反应产生Fe2+，B不正确。根据题给流程中“碱溶”时通入O2、加入NaOH，且“滤液2”主要含SnO32−和HPbO2−的信息，可知“碱溶”时存在反应：Sn+2OH−+O2SnO32−+H2O，C正确。“电解精炼”时，粗铜在阳极发生氧化反应，D不正确。
热点题型探究5 过渡金属及其化合物的制备“微流程”
题型突破
突破“微流程”题目的“四线”分析法
1.试剂线：分清各步加入试剂的作用，一般是为了除去杂质或进行目标元素及其化合物间的转化等。
2.操作线：分离杂质和产品需要进行的分离、提纯操作等。
3.杂质线：分清各步去除杂质的种类，杂质的去除顺序、方法及条件等。
4.产品线：工艺流程主线，关注目标元素及其化合物在各步发生的反应或进行分离、提纯的操作方法，实质是目标元素及其化合物的转化。
例 （2025·黑吉辽蒙卷·11，3分）某工厂利用生物质（稻草）从高锰钴矿（含MnO2、C3O4和少量Fe2O3）中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp(CS)=10−20.4，下列说法错误的是（ ）
A. 硫酸用作催化剂和浸取剂
B. 使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C. “浸出”时，3种金属元素均被还原
D. “沉钴”后上层清液中c(C2+)⋅c(S2−)=10−20.4
【答案】C
【解析】
根据流程分析，硫酸可用作纤维素水解的催化剂和矿石溶解的浸取剂，A正确；稻草等生物质来源广泛且可再生，B正确；“浸出”时，Mn(Ⅳ)被还原为Mn(Ⅱ)，C(Ⅲ)被还原为C(Ⅱ)，但Fe(Ⅲ)未发生变化，C错误；“沉钴”后的上层清液是CS的饱和溶液，存在CS的沉淀溶解平衡，则c(C2+)⋅c(S2−)=10−20.4，D正确。
针对训练
1．以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的实验流程如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A. “灼烧”可以在耐高温的瓷坩埚中进行
B. “转化”过程发生的反应中，氧化产物与还原产物的物质的量之比为2:1
C. “浓缩结晶”后的母液中只有K2CO3一种溶质
D. 为了除去KMnO4表面的少量水，可以用无水乙醇进行洗涤
【答案】B
【解析】氢氧化钾能与瓷坩埚中的二氧化硅发生反应，所以“灼烧”时不能选用瓷坩埚，A错误；“转化”过程中发生反应的化学方程式为3K2MnO4+2CO22KMnO4+MnO2↓+2K2CO3，反应中氧化产物高锰酸钾与还原产物二氧化锰的物质的量之比为2:1，反应生成的高锰酸钾溶于水，所以浓缩结晶后的母液中含有碳酸钾、高锰酸钾，B正确、C错误；高锰酸钾具有强氧化性，能与乙醇发生氧化还原反应，所以除去高锰酸钾表面的少量水时不能用无水乙醇进行洗涤，D错误。
2．某工厂用废旧钴基合金（主要成分为CO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO等）制备COOH的工艺流程示意图如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 流程中每一步都需要进行的操作是过滤
B. 当温度高于50℃时，“除铁”效果更好
C. “酸浸”所得“浸渣”的成分为PbSO4、CaSO4
D. “沉镁”的离子方程式为Mg2++2HFMgF2↓+2H+
【答案】B
【解析】废旧钴基合金（主要成分为CO，还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO等）用氢氧化钠溶液“碱浸”生成四羟基合铝酸钠，可除去氧化铝，滤渣“酸浸”过程生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，可除去PbO和大部分CaO，滤液中含有硫酸钴、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸镁、少量硫酸钙，滤液中加入H2O2溶液把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加入氨水生成氢氧化铁沉淀“除铁”，滤液中加HF生成MgF2、CaF2沉淀“除镁、除钙”，滤液中加入高锰酸钾、硫酸，C2+被氧化生成COOH沉淀。该流程中通过沉淀法除去杂质离子，每一步都需要进行的操作是过滤，A正确；“除铁”时H2O2溶液把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，H2O2易分解，浓氨水易挥发，因此需要控制反应温度不宜高于50℃，B错误；“酸浸”时PbO、CaO和硫酸反应生成硫酸铅沉淀、硫酸钙沉淀，所得“浸渣”的成分为PbSO4、CaSO4，C正确；“沉镁”时硫酸镁和HF反应生成MgF2沉淀，反应的离子方程式为Mg2++2HFMgF2↓+2H+，D正确。
3．（2025·黑龙江哈尔滨二模）从废旧CPU中回收Au、Ag、Cu的部分流程如图所示。已知：HAuCl4H++[AuCl4]−。
下列说法正确的是 （ ）
A. 酸溶时，从消耗硝酸物质的量角度看，用浓硝酸比稀硝酸好
B. 向过滤所得滤液中加入过量浓氨水，可以使Cu2+和Ag+分离
C. NaCl促进了Au和HNO3的反应，其原因之一是Cl−降低了c(Au3+)，生成了稳定性更好的[AuCl4]−
D. 向含2mlHAuCl4的溶液中加入过量Zn使其完全还原为Au，需消耗3mlZn
【答案】C
【解析】根据得失电子守恒，Cu与浓硝酸发生反应，每消耗3mlCu的同时消耗12ml硝酸，Cu与稀硝酸发生反应，每消耗3mlCu的同时消耗8ml硝酸，故酸溶时，从消耗硝酸的物质的量角度看，用稀硝酸比浓硝酸好，A错误；由于Cu2+和Ag+均可与浓氨水反应生成配合物，故向过滤所得滤液中加入过量浓氨水，不能使Cu2+和Ag+分离，B错误；由HAuCl4H++[AuCl4]−可知，向含2mlHAuCl4的溶液中加入过量Zn使HAuCl4完全还原为Au，该过程中H+和[AuCl4]−均被还原，故还原2mlHAuCl4需消耗4mlZn，D错误。
4．（2025·福建福州二模）碱式碳酸锌[Zn3(OH)4CO3]广泛应用于橡胶、塑料等行业。以含锌废液（主要成分为ZnSO4，含有少量的Fe2+和Mn2+）为原料制备碱式碳酸锌的流程如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A. “除锰”时，S2O82−的氧化产物为SO42−
B. “试剂X”可以是ZnO或Fe2O3
C. “沉锌”时，消耗的Zn2+和HCO3−的物质的量之比为1:2
D. 过滤后可以依次用稀氨水、乙醇洗涤Zn3(OH)4CO3
【答案】C
【解析】含锌废液（主要成分为ZnSO4，含有少量的Fe2+和Mn2+）中加入过二硫酸钠除锰，锰离子被氧化为二氧化锰，过滤除去，同时亚铁离子被氧化为铁离子，然后加入试剂X调节pH，X可以为ZnO或Zn(OH)2，使铁离子转化为氢氧化铁沉淀过滤除去，向滤液中加入碳酸氢铵使锌离子转化为Zn3(OH)4CO3，过滤后的滤液中溶质主要是硫酸铵。“除锰”时，Mn2+被氧化为MnO2，S2O82−作氧化剂，发生还原反应，SO42−是还原产物，A错误；“调pH”的目的是沉淀Fe3+，试剂X需能消耗H+且不引入新杂质，而Fe2O3与H+反应生成Fe3+，无法达到除去Fe3+的目的，B错误；“沉锌”时的离子方程式为3Zn2++6HCO3−Zn3(OH)4CO3↓+H2O+5CO2↑ ，则消耗锌离子和碳酸氢根离子的物质的量之比为1:2，C正确；Zn3(OH)4CO3易与氨水反应生成[Zn(NH3)4]2+而溶解，用稀氨水洗涤会导致产品损失，D错误。
5．（2025·河南信阳一模）钛合金在航空航天领域有着广泛的应用。一种利用废脱硝催化剂（含TiO2、V2O5、WO3等成分）提取钛的工艺流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 钒位于元素周期表的ds区
B. 上述流程中共涉及4个氧化还原反应
C. 提高铵盐浓度有利于沉钒
D. 高温碱浸生成Na2TiO3的离子方程式为TiO2+2OH−高温TiO32−+H2O
【答案】C
【解析】钒的原子序数为23，基态钒原子的价层电子排布式为3d34s2，位于元素周期表的d区，A错误；题给流程中TiO2与Cl2的反应、TiCl4和Mg的反应、V2O5生成单质V的反应是氧化还原反应，共涉及3个氧化还原反应，B错误；NaVO3中加铵盐沉钒，得到NH4VO3，提高铵盐浓度有利于沉钒，C正确；高温碱浸生成Na2TiO3的离子方程式为2Na++TiO2+2OH−高温Na2TiO3+H2O,D错误。状态
颜色
硬度
密度
熔点
固态
银白色
质软
ρ （煤油）_ _ _ _ ρ （钠）_ _ _ _ ρ （水）
较低
项目
常温
加热
实验现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽，在空气中很快_ _ _ _
先熔化成小球，片刻后剧烈燃烧，发出_ _ _ _ 火焰，生成淡黄色固体
化学方程式
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
转移电子
1mlNa参与反应时转移_ _ _ _ mle−
项目
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
色、态
_ _ _ _ 色固体
_ _ _ _ 色固体
类别
碱性氧化物
过氧化物（非碱性氧化物）
氧元素的价态
−2
−1
电子式
_ _ _ _
阴、阳离子个数比
1:2
_ _ _ _ _ _
化学性质
稳定性
不稳定，可继续被氧化
比氧化钠稳定
与水反应
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式，下同）
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
与CO2反应
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
与酸反应（盐酸）
Na2O+2HCl2NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl4NaCl+2H2O+O2↑
转化
2Na2O+O2△2Na2O2
主要用途
用于制取少量烧碱、Na2O2
强氧化剂、漂白剂、供氧剂、消毒剂
选项
实验操作
实验现象
A
切开一小块钠，观察切面颜色的变化
钠切面颜色变暗，最后呈淡黄色
B
把一小块钠投入CuSO4溶液中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，产生蓝色沉淀
C
把一小块钠投入滴有紫色石蕊溶液的冷水中
钠熔化成闪亮的小球，在液面上四处游动，发出“嘶嘶”的响声，反应后溶液变蓝
D
把一小块钠迅速投入热坩埚中，继续加热坩埚片刻
钠熔化成小球，然后剧烈燃烧，发出黄色火焰，生成淡黄色固体
项目
相似性
递变性( 由Li→Cs)
原子结构
原子最外层均为1个电子
电子层数逐渐_ _ _ _ ；核电荷数逐渐_ _ _ _ ；原子半径逐渐_ _ _ _
元素性质
都具有较强的金属性，最高正化合价均为+1价
金属性逐渐增强
单质性质
物理性质
除Cs外，都呈银白色；密度较小，熔点较低
密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐_ _ _ _
化学性质
都具有较强的还原性
还原性逐渐_ _ _ _ ,与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
项目
碳酸钠
碳酸氢钠
俗名
纯碱或苏打
小苏打
水溶性
易溶于水，溶液呈碱性（能使酚酞变红）
易溶于水（比Na2CO3的溶解度_ _ _ _ ），溶液呈碱性（能使酚酞变为浅红色）
热稳定性
较稳定，受热不易分解
不稳定，受热易分解
与盐酸反应（离子方程式）
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
与碱反应[Ca(OH)2]
Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH
2NaHCO3+Ca(OH)2（少量）CaCO3↓+2H2O+Na2CO3
NaHCO3+Ca(OH)2（过量）CaCO3↓+H2O+NaOH
与H2O和CO2的反应
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
不反应
与盐反应(CaCl2)
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
不反应
转化关系
Na2CO3⇄△或OH−CO2、H2ONaHCO3
主要用途
制玻璃、肥皂、造纸、纺织等
发酵粉、灭火器、治疗胃酸过多
实验
操作
现象
a
将CO2匀速通入置于烧杯中的20mL饱和Na2CO3溶液，持续20min,消耗600mLCO2
无明显现象
b
将20mL饱和Na2CO3溶液注入充满CO2的500mL矿泉水瓶中，密闭，剧烈摇动矿泉水瓶1～2min,静置
矿泉水瓶变瘪，3min后开始有白色晶体析出
颜色、状态
导电、导热性
延展性
特性
银白色固体
良好
良好
能被磁铁吸引
项目
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗名
—
_ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _
颜色、状态
_ _ _ _ 色粉末
_ _ _ _ 色粉末
_ _ _ _ 色晶体
溶解性
难溶于水
难溶于水
难溶于水
项目
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁元素的价态
_ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
稳定性
不稳定
稳定
稳定
与H+反应（写离子方程式）
FeO+2H+Fe2++H2O
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fe3O4+8H+Fe2++2Fe3++4H2O
与稀硝酸反应（写离子方程式）
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
3Fe3O4+28H++NO3−9Fe3++NO↑+14H2O
与HI溶液反应（写离子方程式）
FeO+2H+Fe2++H2O
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
与CO反应（炼铁原理）
FexOy+yCO高温xFe+yCO2
与Al反应（铝热反应）
3FexOy+2yAl高温3xFe+yAl2O3
项目
氢氧化亚铁[Fe(OH)2]
氢氧化铁[Fe(OH)3]
颜色、状态
_ _ _ _ 色固体
_ _ _ _ 色固体
溶解性
难溶于水
难溶于水
与盐酸反应
Fe(OH)2+2H+Fe2++2H2O
Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O
受热分解
—
化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
二者的关系
在空气中，Fe(OH)2能够迅速被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
项目
铁盐
亚铁盐
在水溶液中的颜色
黄色或棕黄色
浅绿色
氧化性与还原性
+3价处于铁元素的较高价态，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表现_ _ _ _ 性
+2价处于铁元素的中间价态，既有氧化性，又有还原性，其中以_ _ _ _ 性为主，如遇Br2、Cl2、H2O2、NO3−(H+)等均表现_ _ _ _ 性
水解性
Fe3+极易水解，只能存在于酸性较强的溶液中
Fe2+能水解，使溶液显酸性
重要的化学反应（填离子方程式）
FeCl3溶液溶解铁屑：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜箔：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
FeCl3溶液使淀粉−KI溶液变蓝：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
FeCl2溶液中滴加新制氯水：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
FeCl2的酸性溶液中滴加H2O2溶液：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
FeCl2溶液与稀硝酸反应:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
选项
实验操作
现象
结论
A
向食品脱氧剂样品（含还原铁粉）中加入稀硫酸后滴加酸性KMnO4溶液
紫色褪去
食品脱氧剂样品中含有Fe2+
B
向FeSO4溶液中滴入KSCN溶液，再滴加H2O2溶液
加入H2O2溶液后溶液变成红色
Fe2+既有氧化性又有还原性
C
向FeCl3溶液中加入铜片
溶液变蓝
金属铁比铜活泼
D
向FeCl3溶液中加入KI溶液后再滴加几滴淀粉溶液
溶液变为蓝色
氧化性：Fe3+>I2
选项
目标产物
制备方案
A
FeCl3⋅6H2O
FeCl2溶液通足量Cl2后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
B
Fe2O3
红热的铁粉与水蒸气反应
C
FeCl2
FeCl2⋅4H2O在干燥的HCl气流中脱水
D
Fe(OH)2
FeCl2溶液中滴加煮沸过的NaOH溶液，在空气中过滤
实验方案
现象
结论
A
往FeCl2溶液中加入Zn片
短时间内无明显现象
Fe2+的氧化能力比Zn2+弱
B
往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液，再加入少量K2SO4固体
溶液先变成血红色后无明显变化
Fe3+与SCN−的反应不可逆
C
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液
溶液呈浅绿色
食品脱氧剂样品中没有+3价铁
D
向沸水中逐滴加5～6滴饱和FeCl3溶液，持续煮沸
溶液先变成红褐色再析出沉淀
Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀
反应物
化学方程式
非金属单质
O2
在空气中加热：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （黑色固体）
S
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Cl2
Cu+Cl2△CuCl2（_ _ _ _ 色烟）
氧化性酸
浓硫酸
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
浓硝酸
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
稀硝酸
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
盐
AgNO3溶液
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
FeCl3溶液
Cu+2FeCl3CuCl2+2FeCl2
项目
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
红色
与酸反应(H+)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填离子方程式）
与H2反应
CuO+H2△Cu+H2O
Cu2O+H2△2Cu+H2O
转化关系
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填化学方程式）
操作
现象
①向具支试管a中加入2mL浓硝酸，塞上带有铜丝的橡胶塞
铜丝逐渐变细，溶液变绿，a中充满红棕色气体。一段时间后，a中溶液逐渐变成蓝色，同时气体颜色从下方开始变浅，最终变成无色
②反应停止后，用注射器向具支试管a中注入少量稀硫酸
铜丝继续溶解，产生无色气体
选项
金属种类
冶炼方法
A
银
加热氧化银
B
钠
电解饱和食盐水
C
铝
电解氧化铝
D
铁
铁矿石与铝高温反应