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2019届二轮复习 常见金属元素 学案（全国通用） (1)
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专题三 常见元素及其化合物
第10讲 常见金属元素
最新考纲
考向分析
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解铝的主要性质及应用。
4.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。
5.了解铁的主要性质及应用。
6.了解铁的重要化合物的性质及其应用。
1.客观题：结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验的现象和分析，考查重要金属元素单质和化合物的重要性质。
2.主观题：结合物质的制备或分离提纯的工艺流程、化学实验等综合考查重要金属元素及其化合物的性质、化合物之间的相互转化，并要将其与基本理论(电离、水解、电化学、胶体)等密切联系起来。
考点一 金属及其化合物的性质及转化
K (课前)
1．下列实验方案中，能测定Na2CO3和NaCl混合物中NaCl质量分数的是 ( B )
A．取a克混合物与足量浓盐酸充分反应，通过排饱和NaHCO3溶液测得生成气体b升(已折算成标准状况)
B．取a克混合物与足量硝酸银溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤，称量得b克固体
[解析] A项，浓盐酸挥发产生氯化氢气体通过饱和NaHCO3溶液时，NaHCO3溶液吸收HCl也会产生CO2，错误；B项，Na2CO3和NaCl均可与足量硝酸银溶液充分反应，生成沉淀，通过列二元一次方程求解，正确；C项，混合物与足量稀硫酸充分反应，会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，错误；D项，过滤后没有对沉淀进行洗涤、干燥，错误。
2．烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是__水沿导管由广口瓶进入烧瓶__。
②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是__广口瓶中的长导管口有气泡产生__。
(2)向100 mL 1 mol·L－1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.__Na2CO3__，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.__NaHCO3__。
①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为__5.85__ g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为__c、b__(填字母序号)。
a．盐酸 b．MgCl2溶液
c．BaCl2溶液 d．Ba(OH)2溶液
在验证的过程中，一定需要进行的操作是__c__(填字母序号)。
a．萃取 b．洗涤
c．过滤 d．分馏
③若白色固体X的质量为7.0 g，则X的组成为__Ⅲ__(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
3．某无色稀溶液X中，可能含有如表所列离子中的某几种。
阴离子
CO、SiO、AlO、Cl－
阳离子
Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是__SiO、AlO__，ab段发生反应的离子是__CO__，bc段发生反应的离子方程式为__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。
(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是__Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－__，ab段反应的离子方程式为__NH＋OH－===NH3·H2O__。
R (课堂)
1．对物质的性质记忆不准，不会利用性质分析题目，如盘查T1。
2．忽视物质用量对产物的影响，如盘查T3。
1．区分8种物质的颜色：
Na2O2是__淡黄色__；Fe2O3是__红棕色__；Fe3O4、CuO是
__黑色__；Mg(OH)2、Al(OH)3是__白色__；Fe(OH)3是__红褐色__；Cu(OH)2是__蓝色__。
2．熟记6种物质的俗名或化学式：
CuSO4·5H2O：__蓝矾(胆矾)__，
烧碱、火碱、苛性钠：__NaOH__，
熟石灰、消石灰：__Ca(OH)2__，
铜绿、孔雀石：__Cu2(OH)2CO3__，
水玻璃、泡花碱：__Na2SiO3溶液__，
碱石灰：CaO与NaOH的混合物。
3．知道十一种物质的重要用途：
钠——制Na2O2、冶炼Ti等金属、钠钾合金原子反应堆导热剂
铁粉——袋装食品中的脱氧剂
生石灰(CaO)——袋装食品中的干燥剂
氧化铁(Fe2O3)——红色涂料、冶炼铁
氧化铝(Al2O3)——耐火材料、冶炼铝
氢氧化铝——中和胃酸
明矾(KAl(SO4)2·12H2O)——净水剂
氯化铁——印刷电路板回收铜、净水剂
小苏打(NaHCO3)——治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂
纯碱(Na2CO3)——去油污
高铁酸钠(Na2FeO4)——杀菌、消毒、净水
4．辨明5个常见认识误区：
(1)Na2O2不是__碱性__氧化物。
(2)溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有__Fe3＋__，无法证明是否含有__Fe2＋__。
含Fe3＋的溶液中混有Fe2＋，一般可用酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液检验，现象为酸性KMnO4溶液褪色或产生蓝色沉淀；若该溶液中的阴离子含有Cl－，则容易被酸性KMnO4溶液氧化，不能使用酸性KMnO4溶液检验。
(3)既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al，还可能是__(NH4)2CO3__或__NH4HCO3__等。
(4)Fe与Cl2反应，无论Cl2是否过量，产物均为__FeCl3__。
(5)Na在氧气中燃烧，无论氧气是否足量，产物均为__Na2O2__。
5．掌握3类特殊的反应：
(1)既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、氨基酸和蛋白质等。
(2)与水接触产生气体的常见物质有Na、K、Na2O2。
(3)与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
1．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火。(×)
2．用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上。(×)
3．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。(×)
4．用铁矿石炼铁不涉及化学反应。(×)
5．打磨磁石制指南针为物理变化。(√)
6．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。(×)
7．Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应。(√)
8．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。(×)
【例】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是 ( D )
A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋
C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
[解析] 氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是铜，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是铜和铁，则溶液中不可能有Cu2＋。
混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法
(1)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe3＋的方法。
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法。
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3四种物质中的其中一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。
(3)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe2＋的方法。
先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法。
先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。
1．下列说法中不正确的是 ( B )
A．锂可用于制造质量轻、电容量大的可充电电池
B．用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，说明该溶液一定不存在K＋
C．将Na投入NH4Cl溶液中可生成两种气体
D．将金属钠投入冷水中，钠熔化成小球，说明钠与水的反应为放热反应且钠的熔点低
[解析] 等质量金属，锂失去的电子多，可用于制造质量轻、电容量大的可充电电池，A正确；因黄色光遮挡紫色光，观察钾元素的焰色反应要通过蓝色钴玻璃，否则无法观察到钾元素的颜色，没有透过蓝色钴玻璃，B错误；将Na投入NH4Cl溶液中，与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠与NH4Cl生成氨气，C正确；钠的熔点低于水的沸点，钠与水反应放热，钠熔化，D正确。
2．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。
下列说法正确的是 ( D )
A．NaOH溶液可以用氨来代替
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。
3．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，同时析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是 ( D )
A．向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，铁粉可以继续溶解
B．氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Zn2＋
C．反应后溶液的质量减轻
D．反应后溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶1
考点二 以金属为背景的化工流程
K (课前)
1．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为__AlN＋3H2OAl(OH)3↓＋NH3↑__；
“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是__加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出__。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为__Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O__。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为__2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O__。
(4)“废渣”成分为__Fe(OH)3__(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是__防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3__。
[解析] (1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A为NH3，即AlN发生了水解生成NH3和Al(OH)3。“水解”采用90 ℃可以加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。
(2)“酸溶”时，Al2O3与酸反应生成铝盐。
(3)“氧化”时，Fe2＋与ClO－发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。
(4)“酸溶”“氧化”后溶液中含有的金属阳离子为Al3＋、Fe3＋，加入纯碱调节pH使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀，过滤后废渣为Fe(OH)3。
(5)直接蒸发时Al(OH)2Cl会水解生成Al(OH)3。
2．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的__cd__吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在__Fe3＋__(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是__取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色__(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为__3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu__。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是__bd__。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
3．茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素。
【查阅部分资料】草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质。草酸钙(CaC2O4)难溶于水。Ca2＋、Al3＋、Fe3＋完全沉淀的pH为Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。
请根据上述过程及信息填空：
(1)步骤②加盐酸的作用是__使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出__。
(2)写出检验Ca2＋的离子方程式：__Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH__。
(3)写出沉淀C所含主要物质的化学式：__Fe(OH)3、Al(OH)3__。
(4)写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式：__Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3__。
(5)步骤⑨的作用是__使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀__。
(6)称取400 g茶叶样品灼烧得茶叶灰后，加入过量盐酸后过滤，将所得滤液加入过量的(NH4)2C2O4溶液，再过滤、洗涤、干燥、称量得到5.12 g沉淀，原茶叶中钙元素的质量分数为__0.4%__。
[解析] (1)茶叶经灼烧后，茶叶灰中含钙、铝、铁元素，加盐酸的作用是使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出。
(2)利用草酸根离子与钙离子结合成沉淀的方法检验钙离子：Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH。
(3)步骤④调节pH 6～7并加热，可使Al3＋、Fe3＋沉淀，所以沉淀C所含主要物质的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3。
(4)检验铁离子用SCN－，离子方程式是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。
(5)沉淀C是Fe(OH)3、Al(OH)3，加盐酸得溶液2，调节pH 4～5时铁离子沉淀完全而铝离子不会形成沉淀，以便⑩中检验铝离子。
(6)5.12 g沉淀是CaC2O4，所含钙元素的质量是5.12 g×(40/128)＝1.6 g，原茶叶中钙元素的质量分数为1.6 g/400 g×100%＝0.4%。
R (课堂)
1理不清流程中的转化关系，不能正确解答，如盘查T1，T2，T3。
“三抓法”解流程题
1．抓箭头：
主线主产品；支线副产品；回头循环品。
2．抓设问：
矿样的预处理方法：
(1)粉碎及目的：①增大接触面积；②增大反应速率；③增大反应物转化率。
(2)煅烧及目的：
①除去有机物杂质或者碳的杂质。
②使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化。
(3)酸溶：与酸反应；碱溶：与碱反应；水溶：溶解于水或者与水反应(一般在无机化工流程中，又叫酸浸、碱浸、水浸)。
3．抓信息：
(1)酸碱性的控制。
①据题意提供的反应条件作答；
②从抑制水解、促进水解的角度作答；
③从题目提供的其他反应物引起的不利副反应角度作答。
(2)温度的控制。
①据题意提供的反应条件，一些反应物或生成物的熔沸点联系反应原理作答(如控制某些物质为固态、液态，另一些物质为液态)；
②据题目提供的信息，某些物质在某一个温度易分解；
③从抑制或促进水解的角度作答；
④从某些反应物或生成物在某个温度下会发生不利于生产流程的副反应角度作答；
⑤从运用化学反应速率、化学平衡的理论控制适宜化工生产条件角度作答。
【例】某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于__c__上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用__e__。
实验所用仪器：
a．蒸发皿 b．石棉网
c．泥三角 d．表面皿
e．坩埚钳 f．试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是__ab__。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原
b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜
d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、__蒸发__、冷却结晶、__过滤__、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是__产生等量胆矾途经Ⅱ消耗硫酸少__、__途经Ⅱ不会产生污染大气的气体__。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值时，若x值偏高，可能的原因是__a__(填字母编号)。
a．加热温度过高
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却
d．胆矾晶体部分风化
[解析] 本题通过胆矾的制备考查了实验基本操作及对实验的评价。(1)灼烧铜粉时温度较高，应使用瓷坩埚加热，瓷坩埚加热时应放在泥三角上，取用坩埚时应用坩埚钳，灼烧后的坩埚不能直接放在桌面上，应放在石棉网上冷却。(2)杂铜灼烧后含有少量铜，其可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中不溶杂质后，再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，从而得到胆矾。(4)途径Ⅰ的反应方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，途径Ⅱ的反应方程式为2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)2CuSO4＋2H2O，分析两反应方程式可看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径Ⅰ消耗硫酸的量少，②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。(5)若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使硫酸铜晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。
废铜综合利用的常用化工流程
1．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息，用以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是 ( D )
A．Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体
B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，有沉淀产生
D．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法
2．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液，所得滤液B显酸性。
①滤液A中加入漂白液的目的是__2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋__(用离子方程式表示)。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为__C__(填代号)。
A．氢氧化钠溶液 B．硫酸溶液
C．氨水 D．二氧化碳
(2)由滤液B制备少量无水AlCl3(AlCl3极易在空气中水解)
①由滤液B制备氯化铝晶体(将AlCl3·6H2O)涉及的操作为__边滴加浓盐酸边蒸发浓缩__、冷却结晶、__过滤__(填操作名称)、洗涤。
②将AlCl3·6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的__B、C__(填序号)。
A．氧化性 B．吸水性
C．难挥发性 D．脱水性
(3)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为__B__(填代号)。
3．实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：
(1)将过程②中产生气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是__ACD__；
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为：__4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S__；
(3)过程③中，需加入的物质是__Fe(或铁)__；
(4)过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架，还需要的仪器有__蒸发皿、玻璃棒__；
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的__C__(填选项序号)；
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
(6)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80 ℃，目的是__促进Fe3＋的水解__；
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。
①用分析天平称取2.700 g样品；
②过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO4)；
则该聚铁样品中铁元素的质量分数为__31.1%__。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
[解析] (1)过程②产生的气体为SO2，具有还原性和漂白性，因具有漂白性而使品红褪色，因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色。
(2)反应物为FeS、O2和H2SO4，生成物有S，根据质量守恒还应有Fe2(SO4)3和H2O，反应的化学方程式为4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S。
(3)溶液X中含有Fe3＋，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2＋，加入铁可生成Fe2＋，并且不引入新的杂质。
(4)蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等仪器。
(5)过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，加入硫酸不能使溶液pH增大，故A错误；加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确。
(6)过程⑤⑥目的为促进Fe3＋水解，增大pH、加热都可促进Fe3＋的水解。
(7)过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495 g，应为BaSO4沉淀，n(BaSO4)＝＝0.015 mol，
则n(Fe3＋)＝n(SO)＝0.015 mol，
m(Fe)＝0.015 mol×56 g·mol－1＝0.84 g，
w(Fe)＝×100%＝31.1%。
1．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 ( B )
A．NaAlO2(aq)Al(OH)3Al
B．CaSO4(s)CaCO3(s)(CH3COO)2Ca(aq)
C．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
D．NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
[解析] A．工业冶炼铝，是电解熔融状态下氧化铝，因此需要把氢氧化铝转化成氧化铝，然后电解氧化铝得到金属铝单质，故A错误；B．CaCO3比CaSO4更难溶，因此发生CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4，醋酸的酸性强于碳酸，因此有CaCO3与醋酸反应生成醋酸钙，故B正确；C．FeCl3溶液转化成无水FeCl3时，需要在HCl氛围中进行加热，得到无水氯化铁，故C错误；D．NaCl制备NaHCO3，发生NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，故D错误。
2．下列说法正确的是 ( A )
A．等质量的铝分别与足量Fe2O3或Fe3O4发生铝热反应时，转移电子的数目相等
B．质量分数分别为40%和60%的硫酸溶液等体积混合，所得溶液的质量分数为50%
C．金属钠着火时，立即用泡沫灭火器灭火
D．洗涤做焰色反应的铂丝，可选用稀盐酸或稀硫酸
[解析] A．铝在反应中失去3个电子，等质量的铝分别与足量Fe2O3或Fe3O4发生铝热反应时，转移电子的数目相等，A正确；B．硫酸的密度随浓度的增大而增大，质量分数分别为40%和60%的硫酸溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于50%，B错误；C．金属钠着火时生成过氧化钠，过氧化钠与CO2反应生成氧气，不能用泡沫灭火器灭火，C错误；D．盐酸易挥发，洗涤做焰色反应的铂丝，可选用稀盐酸，不能选择稀硫酸，D错误，答案选A。
3．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是 ( D )
化学性质
实际应用
A
铁粉具有还原性
袋装食品的抗氧剂
B
铁离子的氧化性比铜离子强
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
C
Na2O2能与CO2反应生成氧气
呼吸面具中的氧气来源
D
SO2具有漂白性
豆芽菜、银耳等食品的漂白
[解析] A．利用铁粉的还原性可作袋装食品的抗氧剂，故A正确；B．三价铁离子具有强氧化性，能够氧化铜生成铜离子和二价铁离子，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜，故B正确；C．Na2O2能与H2O、CO2反应生成氧气，可作供氧剂，故C正确；D．二氧化硫有毒，虽然具有漂白性，但是不能用于食品漂白，故D错误；答案为D。
4．向盛有10 mL 1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol/L NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下。下列有关说法正确的是 ( B )
A．当加入50 mL NaOH时，溶液中的溶质为NaAlO2
B．m点反应的离子方程式：NH＋OH－===NH3·H2O
C．NH4Al(SO4)2溶液中离子浓度由大到小的顺序是：
c(SO)>c(Al3＋)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
D．若向NH4Al(SO4)2溶液改加20 mL 1.2 mol/L
Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.02 mol
[解析] A．当加入50 mL NaOH时，Al(OH)3完全溶解，溶液中的溶质为Na2SO4、NH3·H2O及NaAlO2，故A错误；B．m点NH与氢氧根离子反应生成NH3·H2O，其反应的离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O，故B正确；C．NH4Al(SO4)2溶液中存在NH和Al3＋的水解，溶液显酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序是：c(NH)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)，故C错误；D．10 mL 1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中Al3＋物质的量为0.01 mol，NH的物质的量为0.01 mol，SO的物质的量为0.02 mol,20 mL 1.2 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中Ba2＋物质的量为0.024 mol，OH－为0.048 mol，由SO＋Ba2＋===BaSO4↓，可知SO不足，故可以得到0.02 mol BaSO4，
Al3＋ ＋ 3OH－ === Al(OH)3↓
0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol
反应剩余OH－为0.048 mol－0.03 mol＝0.018 mol，
NH＋OH－===NH3·H2O
0.01 mol 0.01 mol
反应剩余OH－为0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，
Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
0.008mol 0.008mol
故得到Al(OH)3沉淀为0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol，则最终得到固体为0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol，故D错误；答案为B。
5．将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图。下列有关描述正确的是 ( D )
A．该实验是在常温下进行的
B．实线表示溶液浊度随时间的变化
C．50 s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红
D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降
[解析] A．镁是冷水反应很微弱，该实验不能在常温下进行，A错误；B．有氢氧化镁产生，溶液就显碱性，因此虚线表示溶液浊度随时间的变化，B错误；C．50 s时溶液pH小于7.5，因此向溶液中滴入酚酞试液，溶液不会变红，C错误；D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降，D正确，答案选D。
6．物质的性质决定其用途。下列说法正确的是 ( A )
A．二氧化氯具有强氧化性，可用来漂白织物
B．氯化铝是强电解质，可电解其水溶液获得金属铝
C．石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
D．铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
[解析] A．ClO2具有强氧化性，能把有色物质漂白，故A正确；B．AlCl3属于电解质，但工业上冶炼金属铝，是电解熔融状态下的氧化铝，故B错误；C．石英的成分是SiO2，SiO2属于酸性氧化物，与NaOH、Na2CO3发生反应，因此不能用石英坩埚加热熔化烧碱和纯碱等固体，故C错误；D．铜常温下与浓硝酸发生反应，而铝与浓硝酸发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，一般用铝罐或铁罐贮运浓硝酸，故D错误。
7．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( D )
选项
实验操作
现象
结论
A
向稀HNO3中加入过量铁粉，再滴入少量KSCN溶液
溶液变红
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag＋与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置
下层溶液显紫红色
氧化性：Fe3＋>I2
[解析] A．稀硝酸溶液中加入过量铁粉充分反应后，生成硝酸亚铁，则滴加KSCN溶液，无现象，故A错误；B．AgNO3溶液中滴加过量氨水，生成银氨溶液，溶液澄清，可知Ag＋与NH3·H2O反应生成的离子不能大量共存，故B错误；C．Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，生成物中没有单质，不属于置换反应，故C错误；D．KI和FeCl3溶液在试管中混合后，发生氧化还原反应生成碘，碘易溶于四氯化碳在下层，则下层溶液显紫红色，氧化性为Fe3＋>I2，故D正确；故选D。
8．化学在生活中应用广泛，下列物质性质与对应用途错误的是 ( B )
A．明矾易水解生成胶体，可用作净水剂
B．晶体硅熔点高硬度大，可用作芯片
C．氮气化学性质稳定，可用作粮食保护气
D．NaClO具有强氧化性，可作织物漂白剂
[解析] A．明矾(硫酸铝钾)水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；B．晶体硅可用作芯片，是因为硅是良好的半导体材料，与熔点高低无关，故B错误；C．氮气化学性质稳定，与淀粉等有机物不发生反应，可用作粮食保护气，故C正确；D．NaClO具有强氧化性，能够将有色物质氧化漂白，故D正确；故选B。
9．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 ( A )
A．NaNa2O2Na2CO3
B．FeS2SO3H2SO4
C．NaCl(aq)Cl2FeCl2(s)
D．SiO2H2SiO3Na2SiO3
[解析] A．Na在点燃或加热的条件下与氧气反应生成Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，能够一步实现，故A正确；B．4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，不能够一步实现，故B错误；C．氯气与铁反应，无论铁过量还是不足，生成的都是FeCl3，不能实现一步反应，故C错误；D．SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，不能实现一步完成，故D错误。
10．下列叙述正确的是 ( C )
A．FeCl2有氧化性，能用于雕刻电路板
B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不与氧气发生反应
C．明矾加入水中能形成Al(OH)3胶体，可用作净水剂
D．SiO2不与强酸反应，可用石英器皿盛装氢氟酸
[解析] A．用于雕刻电路板是利用的FeCl3氧化性，能将铜氧化溶解，选项A错误；B．金刚石的主要成分是碳，可以与氧气反应，选项B错误；C．由于Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，能吸附水中的悬浮物并使之沉降，所以明矾可作净水剂，选项C正确；D．石英的主要成分是SiO2，SiO2不与强酸反应，但可以与氢氟酸反应，不能用石英器皿盛装氢氟酸，选项D错误。答案选C。
11．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( C )
A．氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却
B．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒
C．常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸
D．金属钠具有强还原性，可用与TiCl4溶液反应制取金属Ti
[解析] A．氮气与镁在加热条件下生成氮化镁，故A错误；B．明矾溶于水能形成氢氧化铝胶体，具有吸附性，能够吸收水中固体杂质颗粒，可以净水，不具有氧化性，不用于自来水的杀菌消毒，故B错误；C．因常温下铁遇浓硝酸钝化，则可用铁质容器贮运浓硝酸，故C正确；D．钠是活泼金属能与水溶液中的水反应，无法与TiCl4溶液反应制取金属Ti，故D错误；答案为C。
12．我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子，从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞，为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是 ( D )
A．可用于制备苏打
B．可用于糕点生产中
C．与H＋作用易产生CO2
D．可用饱和食盐水与CO2反应制得
[解析] A．小苏打是NaHCO3，碳酸氢钠不稳定受热易分解成碳酸钠，即2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故A说法正确；B．因为碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，且小苏打对人体无害，因此可用于糕点生成，故B说法正确；C．HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，故C说法正确；D．侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，因此缺少氨气，故D说法正确。
13．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。
治理方案Ⅰ：
(1)将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：__2H2SO3＋O2===2H2SO4__、__2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4__。
治理方案Ⅱ：
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下流程既去除尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题：
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋其原因是__消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀__，用MnS除去溶液中的Cu2＋的离子方程式为__MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)__。
(3)流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为__2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4__。
(4)MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后，A电极的电极反应式为：__Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋__，当制备1 mol MnO2，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为__89__ g。
[解析] 由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3调节溶液pH，使溶液中Al3＋和Fe3＋转化为沉淀，过滤除去，MnS将铜、镍离子还原为单质，过滤分离，滤液中加入高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰。
(1)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。将尾气通入氨水中，能发生多个反应，其中可能发生的氧化还原反应有2H2SO3＋O2===2H2SO4、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4、2NH4HSO3＋O2===2NH4HSO4，故答案为：2H2SO3＋O2===2H2SO4、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4、2NH4HSO3＋O2===2NH4HSO4(任填两个)；
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是：消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀，用MnS除去溶液中的Cu2＋的离子方程式为：MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀；MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)；
(3)高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，还生成硫酸钾，由元素守恒可知还生成硫酸，反应方程式为：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4；
(4)MnO2可作超级电容器材料。电解硫酸锰溶液制备MnO2，Mn元素发生氧化反应，由装置图可知，B电极上有气体生成，发生还原反应，应是氢离子放电生成氢气，A为阳极，阳极上是Mn2＋失去电子得到MnO2，由电荷守恒可知还有H＋生成，氢离子通过质子交换膜移向右室，阳极电极反应式为：Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，根据电子转移可知移向右室的氢离子生成氢气，右室电解质溶液质量不变，两侧电解液的质量变化差为二氧化锰与移向右室氢离子的质量，当制备1 mol MnO2，转移电子为2 mol，则移向右室的氢离子为2 mol，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为1 mol×87 g/mol＋2 mol×1 g/mol＝89 g，故答案为：Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋；89。
第10讲 常见金属元素
最新考纲
考向分析
1.了解钠的主要性质及其应用。
2.了解钠的重要化合物的主要性质及其应用。
3.了解铝的主要性质及应用。
4.了解铝的重要化合物的主要性质及应用。
5.了解铁的主要性质及应用。
6.了解铁的重要化合物的性质及其应用。
1.客观题：结合离子反应、阿伏加德罗常数、化学实验的现象和分析，考查重要金属元素单质和化合物的重要性质。
2.主观题：结合物质的制备或分离提纯的工艺流程、化学实验等综合考查重要金属元素及其化合物的性质、化合物之间的相互转化，并要将其与基本理论(电离、水解、电化学、胶体)等密切联系起来。
考点一 金属及其化合物的性质及转化
K (课前)
1．下列实验方案中，能测定Na2CO3和NaCl混合物中NaCl质量分数的是 ( B )
A．取a克混合物与足量浓盐酸充分反应，通过排饱和NaHCO3溶液测得生成气体b升(已折算成标准状况)
B．取a克混合物与足量硝酸银溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤，称量得b克固体
[解析] A项，浓盐酸挥发产生氯化氢气体通过饱和NaHCO3溶液时，NaHCO3溶液吸收HCl也会产生CO2，错误；B项，Na2CO3和NaCl均可与足量硝酸银溶液充分反应，生成沉淀，通过列二元一次方程求解，正确；C项，混合物与足量稀硫酸充分反应，会生成水和二氧化碳，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，错误；D项，过滤后没有对沉淀进行洗涤、干燥，错误。
2．烧碱、纯碱等都是重要的化工原料。
(1)利用如图装置可以证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。
①若将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是__水沿导管由广口瓶进入烧瓶__。
②若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是__广口瓶中的长导管口有气泡产生__。
(2)向100 mL 1 mol·L－1烧碱溶液中通入一定量CO2充分反应后，将溶液在低温下蒸干得到白色固体X，X的组成可能有四种情况，按出现的先后顺序分别是Ⅰ.NaOH、Na2CO3，Ⅱ.__Na2CO3__，Ⅲ.Na2CO3、NaHCO3，Ⅳ.__NaHCO3__。
①常温下，将得到的固体X重新溶于水，在所得溶液中加入盐酸，使溶液的pH＝7，再将溶液蒸干，得到固体的质量为__5.85__ g。
②若要验证白色固体X是第Ⅰ种组成，依次加入的试剂为__c、b__(填字母序号)。
a．盐酸 b．MgCl2溶液
c．BaCl2溶液 d．Ba(OH)2溶液
在验证的过程中，一定需要进行的操作是__c__(填字母序号)。
a．萃取 b．洗涤
c．过滤 d．分馏
③若白色固体X的质量为7.0 g，则X的组成为__Ⅲ__(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
3．某无色稀溶液X中，可能含有如表所列离子中的某几种。
阴离子
CO、SiO、AlO、Cl－
阳离子
Al3＋、Fe3＋、Mg2＋、NH、Na＋
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸，则Oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是__SiO、AlO__，ab段发生反应的离子是__CO__，bc段发生反应的离子方程式为__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。
(2)若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的离子是__Al3＋、Mg2＋、NH、Cl－__，ab段反应的离子方程式为__NH＋OH－===NH3·H2O__。
R (课堂)
1．对物质的性质记忆不准，不会利用性质分析题目，如盘查T1。
2．忽视物质用量对产物的影响，如盘查T3。
1．区分8种物质的颜色：
Na2O2是__淡黄色__；Fe2O3是__红棕色__；Fe3O4、CuO是
__黑色__；Mg(OH)2、Al(OH)3是__白色__；Fe(OH)3是__红褐色__；Cu(OH)2是__蓝色__。
2．熟记6种物质的俗名或化学式：
CuSO4·5H2O：__蓝矾(胆矾)__，
烧碱、火碱、苛性钠：__NaOH__，
熟石灰、消石灰：__Ca(OH)2__，
铜绿、孔雀石：__Cu2(OH)2CO3__，
水玻璃、泡花碱：__Na2SiO3溶液__，
碱石灰：CaO与NaOH的混合物。
3．知道十一种物质的重要用途：
钠——制Na2O2、冶炼Ti等金属、钠钾合金原子反应堆导热剂
铁粉——袋装食品中的脱氧剂
生石灰(CaO)——袋装食品中的干燥剂
氧化铁(Fe2O3)——红色涂料、冶炼铁
氧化铝(Al2O3)——耐火材料、冶炼铝
氢氧化铝——中和胃酸
明矾(KAl(SO4)2·12H2O)——净水剂
氯化铁——印刷电路板回收铜、净水剂
小苏打(NaHCO3)——治疗胃酸过多、发酵粉、灭火剂
纯碱(Na2CO3)——去油污
高铁酸钠(Na2FeO4)——杀菌、消毒、净水
4．辨明5个常见认识误区：
(1)Na2O2不是__碱性__氧化物。
(2)溶液中加入KSCN溶液，溶液变红色，只能说明溶液中含有__Fe3＋__，无法证明是否含有__Fe2＋__。
含Fe3＋的溶液中混有Fe2＋，一般可用酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液检验，现象为酸性KMnO4溶液褪色或产生蓝色沉淀；若该溶液中的阴离子含有Cl－，则容易被酸性KMnO4溶液氧化，不能使用酸性KMnO4溶液检验。
(3)既能与酸反应生成气体，又能与碱反应生成气体的物质不一定是Al，还可能是__(NH4)2CO3__或__NH4HCO3__等。
(4)Fe与Cl2反应，无论Cl2是否过量，产物均为__FeCl3__。
(5)Na在氧气中燃烧，无论氧气是否足量，产物均为__Na2O2__。
5．掌握3类特殊的反应：
(1)既能与酸反应，又能与碱反应的物质可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式盐(如NaHCO3)、弱酸的铵盐[如(NH4)2CO3]、氨基酸和蛋白质等。
(2)与水接触产生气体的常见物质有Na、K、Na2O2。
(3)与水接触既产生气体又产生沉淀的物质有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。
判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
1．金属钠着火时使用泡沫灭火器灭火。(×)
2．用试管加热碳酸氢钠固体时使试管口竖直向上。(×)
3．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应。(×)
4．用铁矿石炼铁不涉及化学反应。(×)
5．打磨磁石制指南针为物理变化。(√)
6．在过氧化钠与水的反应中，每生成0.1 mol氧气，转移电子的数目为0.4NA。(×)
7．Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应。(√)
8．1 mol Na2O2固体中含离子总数为4NA。(×)
【例】在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是 ( D )
A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋
B．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含Cu2＋和Fe3＋
C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋
D．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋
[解析] 氧化性Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋，加入铁粉后有固体剩余，Fe3＋一定不存在；若剩余固体全部都是铜，溶液中还可能有Cu2＋，也可能恰好被完全置换；若剩余固体是铜和铁，则溶液中不可能有Cu2＋。
混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法
(1)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe3＋的方法。
向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3]中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法。
向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3四种物质中的其中一种，与Fe3＋水解产生的H＋反应，将Fe3＋转化成Fe(OH)3沉淀过滤除去。
(3)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe2＋的方法。
先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法。
先加氧化剂(如H2O2等)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。
1．下列说法中不正确的是 ( B )
A．锂可用于制造质量轻、电容量大的可充电电池
B．用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应，火焰呈黄色，说明该溶液一定不存在K＋
C．将Na投入NH4Cl溶液中可生成两种气体
D．将金属钠投入冷水中，钠熔化成小球，说明钠与水的反应为放热反应且钠的熔点低
[解析] 等质量金属，锂失去的电子多，可用于制造质量轻、电容量大的可充电电池，A正确；因黄色光遮挡紫色光，观察钾元素的焰色反应要通过蓝色钴玻璃，否则无法观察到钾元素的颜色，没有透过蓝色钴玻璃，B错误；将Na投入NH4Cl溶液中，与水反应生成氢气和氢氧化钠，氢氧化钠与NH4Cl生成氨气，C正确；钠的熔点低于水的沸点，钠与水反应放热，钠熔化，D正确。
2．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。
下列说法正确的是 ( D )
A．NaOH溶液可以用氨来代替
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。
3．在含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、Fe(NO3)3、AgNO3各0.1 mol的混合溶液中加入0.1 mol铁粉，充分搅拌后铁完全反应，同时析出0.1 mol Ag。则下列结论中不正确的是 ( D )
A．向反应后的溶液中继续加入少量铁粉，铁粉可以继续溶解
B．氧化性：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>Zn2＋
C．反应后溶液的质量减轻
D．反应后溶液中Cu2＋与Fe2＋的物质的量之比为1∶1
考点二 以金属为背景的化工流程
K (课前)
1．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃水解生成A的化学方程式为__AlN＋3H2OAl(OH)3↓＋NH3↑__；
“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是__加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出__。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为__Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O__。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为__2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O__。
(4)“废渣”成分为__Fe(OH)3__(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是__防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3__。
[解析] (1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则A为NH3，即AlN发生了水解生成NH3和Al(OH)3。“水解”采用90 ℃可以加快AlN水解反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出。
(2)“酸溶”时，Al2O3与酸反应生成铝盐。
(3)“氧化”时，Fe2＋与ClO－发生氧化还原反应，离子方程式为2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。
(4)“酸溶”“氧化”后溶液中含有的金属阳离子为Al3＋、Fe3＋，加入纯碱调节pH使Fe3＋生成Fe(OH)3沉淀，过滤后废渣为Fe(OH)3。
(5)直接蒸发时Al(OH)2Cl会水解生成Al(OH)3。
2．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的__cd__吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在__Fe3＋__(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是__取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色__(注明试剂、现象)。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为__3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu__。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是__bd__。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
3．茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有Ca、Al、Fe三种元素。
【查阅部分资料】草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质。草酸钙(CaC2O4)难溶于水。Ca2＋、Al3＋、Fe3＋完全沉淀的pH为Ca(OH)2：pH≥13；Al(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。
请根据上述过程及信息填空：
(1)步骤②加盐酸的作用是__使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出__。
(2)写出检验Ca2＋的离子方程式：__Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH__。
(3)写出沉淀C所含主要物质的化学式：__Fe(OH)3、Al(OH)3__。
(4)写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式：__Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3__。
(5)步骤⑨的作用是__使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀__。
(6)称取400 g茶叶样品灼烧得茶叶灰后，加入过量盐酸后过滤，将所得滤液加入过量的(NH4)2C2O4溶液，再过滤、洗涤、干燥、称量得到5.12 g沉淀，原茶叶中钙元素的质量分数为__0.4%__。
[解析] (1)茶叶经灼烧后，茶叶灰中含钙、铝、铁元素，加盐酸的作用是使Ca2＋、Al3＋、Fe3＋浸出。
(2)利用草酸根离子与钙离子结合成沉淀的方法检验钙离子：Ca2＋＋(NH4)2C2O4===CaC2O4↓＋2NH。
(3)步骤④调节pH 6～7并加热，可使Al3＋、Fe3＋沉淀，所以沉淀C所含主要物质的化学式为Fe(OH)3、Al(OH)3。
(4)检验铁离子用SCN－，离子方程式是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3。
(5)沉淀C是Fe(OH)3、Al(OH)3，加盐酸得溶液2，调节pH 4～5时铁离子沉淀完全而铝离子不会形成沉淀，以便⑩中检验铝离子。
(6)5.12 g沉淀是CaC2O4，所含钙元素的质量是5.12 g×(40/128)＝1.6 g，原茶叶中钙元素的质量分数为1.6 g/400 g×100%＝0.4%。
R (课堂)
1理不清流程中的转化关系，不能正确解答，如盘查T1，T2，T3。
“三抓法”解流程题
1．抓箭头：
主线主产品；支线副产品；回头循环品。
2．抓设问：
矿样的预处理方法：
(1)粉碎及目的：①增大接触面积；②增大反应速率；③增大反应物转化率。
(2)煅烧及目的：
①除去有机物杂质或者碳的杂质。
②使一些具有还原性的物质被空气中氧气氧化。
(3)酸溶：与酸反应；碱溶：与碱反应；水溶：溶解于水或者与水反应(一般在无机化工流程中，又叫酸浸、碱浸、水浸)。
3．抓信息：
(1)酸碱性的控制。
①据题意提供的反应条件作答；
②从抑制水解、促进水解的角度作答；
③从题目提供的其他反应物引起的不利副反应角度作答。
(2)温度的控制。
①据题意提供的反应条件，一些反应物或生成物的熔沸点联系反应原理作答(如控制某些物质为固态、液态，另一些物质为液态)；
②据题目提供的信息，某些物质在某一个温度易分解；
③从抑制或促进水解的角度作答；
④从某些反应物或生成物在某个温度下会发生不利于生产流程的副反应角度作答；
⑤从运用化学反应速率、化学平衡的理论控制适宜化工生产条件角度作答。
【例】某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于__c__上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用__e__。
实验所用仪器：
a．蒸发皿 b．石棉网
c．泥三角 d．表面皿
e．坩埚钳 f．试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是__ab__。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原
b．灼烧不充分铜未被完全氧化
c．氧化铜在加热过程中分解生成铜
d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、__蒸发__、冷却结晶、__过滤__、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是__产生等量胆矾途经Ⅱ消耗硫酸少__、__途经Ⅱ不会产生污染大气的气体__。
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值时，若x值偏高，可能的原因是__a__(填字母编号)。
a．加热温度过高
b．胆矾晶体的颗粒较大
c．加热后放在空气中冷却
d．胆矾晶体部分风化
[解析] 本题通过胆矾的制备考查了实验基本操作及对实验的评价。(1)灼烧铜粉时温度较高，应使用瓷坩埚加热，瓷坩埚加热时应放在泥三角上，取用坩埚时应用坩埚钳，灼烧后的坩埚不能直接放在桌面上，应放在石棉网上冷却。(2)杂铜灼烧后含有少量铜，其可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中不溶杂质后，再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，从而得到胆矾。(4)途径Ⅰ的反应方程式为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，途径Ⅱ的反应方程式为2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)2CuSO4＋2H2O，分析两反应方程式可看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径Ⅰ消耗硫酸的量少，②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。(5)若测定结果x值偏高，可能是加热温度过高使硫酸铜晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使x值偏低。
废铜综合利用的常用化工流程
1．在火星上工作的美国“勇气号”“机遇号”探测车的一个重要任务就是收集有关Fe2O3及其硫酸盐的信息，用以证明火星上存在或曾经存在过水，以下叙述正确的是 ( D )
A．Fe2O3与Fe3O4互为同素异形体
B．检验从火星上带回来的红色物质是否是Fe2O3的操作步骤为样品→粉碎→加水溶解→过滤→向滤液中滴加KSCN溶液
C．将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，有沉淀产生
D．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法
2．铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。
(1)在滤液A中加入漂白液，所得滤液B显酸性。
①滤液A中加入漂白液的目的是__2Fe2＋＋ClO－＋5H2O===2Fe(OH)3↓＋Cl－＋4H＋__(用离子方程式表示)。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为__C__(填代号)。
A．氢氧化钠溶液 B．硫酸溶液
C．氨水 D．二氧化碳
(2)由滤液B制备少量无水AlCl3(AlCl3极易在空气中水解)
①由滤液B制备氯化铝晶体(将AlCl3·6H2O)涉及的操作为__边滴加浓盐酸边蒸发浓缩__、冷却结晶、__过滤__(填操作名称)、洗涤。
②将AlCl3·6H2O溶于浓硫酸进行蒸馏，也能得到一定量的无水AlCl3，此原理是利用浓硫酸下列性质中的__B、C__(填序号)。
A．氧化性 B．吸水性
C．难挥发性 D．脱水性
(3)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为__B__(填代号)。
3．实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O)，过程如下：
(1)将过程②中产生气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是__ACD__；
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液
C．酸性KMnO4溶液 D．溴水
(2)过程①中，FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为：__4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S__；
(3)过程③中，需加入的物质是__Fe(或铁)__；
(4)过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架，还需要的仪器有__蒸发皿、玻璃棒__；
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的__C__(填选项序号)；
A．稀硫酸 B．CaCO3 C．NaOH溶液
(6)过程⑥中，将溶液Z加热到70～80 ℃，目的是__促进Fe3＋的水解__；
(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验。
①用分析天平称取2.700 g样品；
②过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO4)；
则该聚铁样品中铁元素的质量分数为__31.1%__。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
[解析] (1)过程②产生的气体为SO2，具有还原性和漂白性，因具有漂白性而使品红褪色，因具有还原性而使具有氧化性的酸性KMnO4溶液、溴水褪色。
(2)反应物为FeS、O2和H2SO4，生成物有S，根据质量守恒还应有Fe2(SO4)3和H2O，反应的化学方程式为4FeS＋3O2＋6H2SO4===2Fe2(SO4)3＋6H2O＋4S。
(3)溶液X中含有Fe3＋，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2＋，加入铁可生成Fe2＋，并且不引入新的杂质。
(4)蒸发结晶需要使用酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等仪器。
(5)过程⑤调节pH应使溶液碱性增强，有利于聚铁的生成，加入硫酸不能使溶液pH增大，故A错误；加入碳酸钙生成微溶的硫酸钙，会引入新的杂质，故B错误；加入NaOH可使溶液碱性增强，生成的聚铁中不引入新的杂质，故C正确。
(6)过程⑤⑥目的为促进Fe3＋水解，增大pH、加热都可促进Fe3＋的水解。
(7)过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495 g，应为BaSO4沉淀，n(BaSO4)＝＝0.015 mol，
则n(Fe3＋)＝n(SO)＝0.015 mol，
m(Fe)＝0.015 mol×56 g·mol－1＝0.84 g，
w(Fe)＝×100%＝31.1%。
1．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 ( B )
A．NaAlO2(aq)Al(OH)3Al
B．CaSO4(s)CaCO3(s)(CH3COO)2Ca(aq)
C．Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3
D．NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
[解析] A．工业冶炼铝，是电解熔融状态下氧化铝，因此需要把氢氧化铝转化成氧化铝，然后电解氧化铝得到金属铝单质，故A错误；B．CaCO3比CaSO4更难溶，因此发生CaSO4＋Na2CO3===CaCO3＋Na2SO4，醋酸的酸性强于碳酸，因此有CaCO3与醋酸反应生成醋酸钙，故B正确；C．FeCl3溶液转化成无水FeCl3时，需要在HCl氛围中进行加热，得到无水氯化铁，故C错误；D．NaCl制备NaHCO3，发生NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NH4Cl＋NaHCO3↓，故D错误。
2．下列说法正确的是 ( A )
A．等质量的铝分别与足量Fe2O3或Fe3O4发生铝热反应时，转移电子的数目相等
B．质量分数分别为40%和60%的硫酸溶液等体积混合，所得溶液的质量分数为50%
C．金属钠着火时，立即用泡沫灭火器灭火
D．洗涤做焰色反应的铂丝，可选用稀盐酸或稀硫酸
[解析] A．铝在反应中失去3个电子，等质量的铝分别与足量Fe2O3或Fe3O4发生铝热反应时，转移电子的数目相等，A正确；B．硫酸的密度随浓度的增大而增大，质量分数分别为40%和60%的硫酸溶液等体积混合，所得溶液的质量分数大于50%，B错误；C．金属钠着火时生成过氧化钠，过氧化钠与CO2反应生成氧气，不能用泡沫灭火器灭火，C错误；D．盐酸易挥发，洗涤做焰色反应的铂丝，可选用稀盐酸，不能选择稀硫酸，D错误，答案选A。
3．化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是 ( D )
化学性质
实际应用
A
铁粉具有还原性
袋装食品的抗氧剂
B
铁离子的氧化性比铜离子强
FeCl3溶液腐蚀Cu刻制印刷电路板
C
Na2O2能与CO2反应生成氧气
呼吸面具中的氧气来源
D
SO2具有漂白性
豆芽菜、银耳等食品的漂白
[解析] A．利用铁粉的还原性可作袋装食品的抗氧剂，故A正确；B．三价铁离子具有强氧化性，能够氧化铜生成铜离子和二价铁离子，所以FeCl3溶液可用于回收废旧电路板中的铜，故B正确；C．Na2O2能与H2O、CO2反应生成氧气，可作供氧剂，故C正确；D．二氧化硫有毒，虽然具有漂白性，但是不能用于食品漂白，故D错误；答案为D。
4．向盛有10 mL 1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液的烧杯中滴加1 mol/L NaOH溶液，沉淀物质的量随NaOH溶液体积变化示意图如下。下列有关说法正确的是 ( B )
A．当加入50 mL NaOH时，溶液中的溶质为NaAlO2
B．m点反应的离子方程式：NH＋OH－===NH3·H2O
C．NH4Al(SO4)2溶液中离子浓度由大到小的顺序是：
c(SO)>c(Al3＋)>c(NH)>c(H＋)>c(OH－)
D．若向NH4Al(SO4)2溶液改加20 mL 1.2 mol/L
Ba(OH)2溶液，充分反应后，溶液中产生沉淀的物质的量为0.02 mol
[解析] A．当加入50 mL NaOH时，Al(OH)3完全溶解，溶液中的溶质为Na2SO4、NH3·H2O及NaAlO2，故A错误；B．m点NH与氢氧根离子反应生成NH3·H2O，其反应的离子方程式为NH＋OH－===NH3·H2O，故B正确；C．NH4Al(SO4)2溶液中存在NH和Al3＋的水解，溶液显酸性，则溶液中离子浓度由大到小的顺序是：c(NH)>c(Al3＋)>c(H＋)>c(OH－)，故C错误；D．10 mL 1 mol·L－1 NH4Al(SO4)2溶液中Al3＋物质的量为0.01 mol，NH的物质的量为0.01 mol，SO的物质的量为0.02 mol,20 mL 1.2 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中Ba2＋物质的量为0.024 mol，OH－为0.048 mol，由SO＋Ba2＋===BaSO4↓，可知SO不足，故可以得到0.02 mol BaSO4，
Al3＋ ＋ 3OH－ === Al(OH)3↓
0.01 mol 0.03 mol 0.01 mol
反应剩余OH－为0.048 mol－0.03 mol＝0.018 mol，
NH＋OH－===NH3·H2O
0.01 mol 0.01 mol
反应剩余OH－为0.018 mol－0.01 mol＝0.008 mol，
Al(OH)3＋OH－===AlO2－＋2H2O
0.008mol 0.008mol
故得到Al(OH)3沉淀为0.01 mol－0.008 mol＝0.002 mol，则最终得到固体为0.02 mol＋0.002 mol＝0.022 mol，故D错误；答案为B。
5．将打磨后的镁条放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化如图。下列有关描述正确的是 ( D )
A．该实验是在常温下进行的
B．实线表示溶液浊度随时间的变化
C．50 s时向溶液中滴入酚酞试液，溶液变红
D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降
[解析] A．镁是冷水反应很微弱，该实验不能在常温下进行，A错误；B．有氢氧化镁产生，溶液就显碱性，因此虚线表示溶液浊度随时间的变化，B错误；C．50 s时溶液pH小于7.5，因此向溶液中滴入酚酞试液，溶液不会变红，C错误；D．150 s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降，D正确，答案选D。
6．物质的性质决定其用途。下列说法正确的是 ( A )
A．二氧化氯具有强氧化性，可用来漂白织物
B．氯化铝是强电解质，可电解其水溶液获得金属铝
C．石英坩埚耐高温，可用来加热熔化烧碱、纯碱等固体
D．铜的金属活动性比铝弱，可用铜罐代替铝罐贮运浓硝酸
[解析] A．ClO2具有强氧化性，能把有色物质漂白，故A正确；B．AlCl3属于电解质，但工业上冶炼金属铝，是电解熔融状态下的氧化铝，故B错误；C．石英的成分是SiO2，SiO2属于酸性氧化物，与NaOH、Na2CO3发生反应，因此不能用石英坩埚加热熔化烧碱和纯碱等固体，故C错误；D．铜常温下与浓硝酸发生反应，而铝与浓硝酸发生钝化反应，产生一层致密氧化薄膜阻碍反应的进行，一般用铝罐或铁罐贮运浓硝酸，故D错误。
7．根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是 ( D )
选项
实验操作
现象
结论
A
向稀HNO3中加入过量铁粉，再滴入少量KSCN溶液
溶液变红
稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋
B
向AgNO3溶液中滴加过量氨水
溶液澄清
Ag＋与NH3·H2O能大量共存
C
将可调高度的铜丝伸入到稀HNO3中
溶液变蓝
Cu与稀HNO3发生置换反应
D
将KI和FeCl3溶液在试管中混合后，加入CCl4，振荡，静置
下层溶液显紫红色
氧化性：Fe3＋>I2
[解析] A．稀硝酸溶液中加入过量铁粉充分反应后，生成硝酸亚铁，则滴加KSCN溶液，无现象，故A错误；B．AgNO3溶液中滴加过量氨水，生成银氨溶液，溶液澄清，可知Ag＋与NH3·H2O反应生成的离子不能大量共存，故B错误；C．Cu与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO和水，生成物中没有单质，不属于置换反应，故C错误；D．KI和FeCl3溶液在试管中混合后，发生氧化还原反应生成碘，碘易溶于四氯化碳在下层，则下层溶液显紫红色，氧化性为Fe3＋>I2，故D正确；故选D。
8．化学在生活中应用广泛，下列物质性质与对应用途错误的是 ( B )
A．明矾易水解生成胶体，可用作净水剂
B．晶体硅熔点高硬度大，可用作芯片
C．氮气化学性质稳定，可用作粮食保护气
D．NaClO具有强氧化性，可作织物漂白剂
[解析] A．明矾(硫酸铝钾)水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体具有吸附性，可用作净水剂，故A正确；B．晶体硅可用作芯片，是因为硅是良好的半导体材料，与熔点高低无关，故B错误；C．氮气化学性质稳定，与淀粉等有机物不发生反应，可用作粮食保护气，故C正确；D．NaClO具有强氧化性，能够将有色物质氧化漂白，故D正确；故选B。
9．在给定的条件下，下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是 ( A )
A．NaNa2O2Na2CO3
B．FeS2SO3H2SO4
C．NaCl(aq)Cl2FeCl2(s)
D．SiO2H2SiO3Na2SiO3
[解析] A．Na在点燃或加热的条件下与氧气反应生成Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，能够一步实现，故A正确；B．4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，不能够一步实现，故B错误；C．氯气与铁反应，无论铁过量还是不足，生成的都是FeCl3，不能实现一步反应，故C错误；D．SiO2不溶于水，不能与水反应生成H2SiO3，不能实现一步完成，故D错误。
10．下列叙述正确的是 ( C )
A．FeCl2有氧化性，能用于雕刻电路板
B．金刚石是自然界中硬度最大的物质，不与氧气发生反应
C．明矾加入水中能形成Al(OH)3胶体，可用作净水剂
D．SiO2不与强酸反应，可用石英器皿盛装氢氟酸
[解析] A．用于雕刻电路板是利用的FeCl3氧化性，能将铜氧化溶解，选项A错误；B．金刚石的主要成分是碳，可以与氧气反应，选项B错误；C．由于Al3＋水解生成的Al(OH)3胶体具有很强的吸附能力，能吸附水中的悬浮物并使之沉降，所以明矾可作净水剂，选项C正确；D．石英的主要成分是SiO2，SiO2不与强酸反应，但可以与氢氟酸反应，不能用石英器皿盛装氢氟酸，选项D错误。答案选C。
11．下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( C )
A．氮气化学性质通常不活泼，可将炽热的镁粉放在氮气中冷却
B．明矾溶于水能形成胶体，可用于自来水的杀菌消毒
C．常温下铁能被浓硝酸钝化，可用铁质容器贮运浓硝酸
D．金属钠具有强还原性，可用与TiCl4溶液反应制取金属Ti
[解析] A．氮气与镁在加热条件下生成氮化镁，故A错误；B．明矾溶于水能形成氢氧化铝胶体，具有吸附性，能够吸收水中固体杂质颗粒，可以净水，不具有氧化性，不用于自来水的杀菌消毒，故B错误；C．因常温下铁遇浓硝酸钝化，则可用铁质容器贮运浓硝酸，故C正确；D．钠是活泼金属能与水溶液中的水反应，无法与TiCl4溶液反应制取金属Ti，故D错误；答案为C。
12．我国医学家通过研究发现小苏打可去除肿瘤内的氢离子，从而快速有效地杀死处于葡萄糖饥饿或缺乏状态的肿瘤细胞，为治疗原发性肝癌开辟了新路径。下列有关小苏打的说法错误的是 ( D )
A．可用于制备苏打
B．可用于糕点生产中
C．与H＋作用易产生CO2
D．可用饱和食盐水与CO2反应制得
[解析] A．小苏打是NaHCO3，碳酸氢钠不稳定受热易分解成碳酸钠，即2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O，故A说法正确；B．因为碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳，且小苏打对人体无害，因此可用于糕点生成，故B说法正确；C．HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，故C说法正确；D．侯氏制碱法：NaCl＋NH3＋CO2＋H2O===NaHCO3↓＋NH4Cl，因此缺少氨气，故D说法正确。
13．污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。为了保护环境，同时提高硫酸工业的综合经济效益，应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。
治理方案Ⅰ：
(1)将尾气通入氨水中，能发生多个反应，写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式：__2H2SO3＋O2===2H2SO4__、__2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4__。
治理方案Ⅱ：
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下流程既去除尾气中的SO2，又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题：
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋其原因是__消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀__，用MnS除去溶液中的Cu2＋的离子方程式为__MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)__。
(3)流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为__2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4__。
(4)MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后，A电极的电极反应式为：__Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋__，当制备1 mol MnO2，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为__89__ g。
[解析] 由流程可知，二氧化硫能与二氧化锰反应生成硫酸锰，用MnCO3调节溶液pH，使溶液中Al3＋和Fe3＋转化为沉淀，过滤除去，MnS将铜、镍离子还原为单质，过滤分离，滤液中加入高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，通过过滤获得二氧化锰。
(1)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2。将尾气通入氨水中，能发生多个反应，其中可能发生的氧化还原反应有2H2SO3＋O2===2H2SO4、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4、2NH4HSO3＋O2===2NH4HSO4，故答案为：2H2SO3＋O2===2H2SO4、2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4、2NH4HSO3＋O2===2NH4HSO4(任填两个)；
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3＋和Fe3＋，其原因是：消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀，用MnS除去溶液中的Cu2＋的离子方程式为：MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)，故答案为：消耗溶液中的酸，促进Al3＋和Fe3＋水解生成氢氧化物沉淀；MnS(s)＋Cu2＋(aq)===CuS(s)＋Mn2＋(aq)；
(3)高锰酸钾与硫酸锰反应生成二氧化锰，还生成硫酸钾，由元素守恒可知还生成硫酸，反应方程式为：2KMnO4＋3MnSO4＋2H2O===5MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4；
(4)MnO2可作超级电容器材料。电解硫酸锰溶液制备MnO2，Mn元素发生氧化反应，由装置图可知，B电极上有气体生成，发生还原反应，应是氢离子放电生成氢气，A为阳极，阳极上是Mn2＋失去电子得到MnO2，由电荷守恒可知还有H＋生成，氢离子通过质子交换膜移向右室，阳极电极反应式为：Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋，根据电子转移可知移向右室的氢离子生成氢气，右室电解质溶液质量不变，两侧电解液的质量变化差为二氧化锰与移向右室氢离子的质量，当制备1 mol MnO2，转移电子为2 mol，则移向右室的氢离子为2 mol，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm左－Δm右)为1 mol×87 g/mol＋2 mol×1 g/mol＝89 g，故答案为：Mn2＋＋2H2O－2e－===MnO2＋4H＋；89。
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