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文档介绍
2018届高考二轮复习人教版第二编专题六金属及其化合物学案
第二编 专题六 金属及其化合物 专题六 金属及其化合物 [考试标准] 知识条目 必考要求 加试要求 1.钠、镁及其化合物 ①钠、镁的物理性质及用途 ②钠、镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应) ③钠、镁的生产原理 ④碳酸钠、碳酸氢钠的性质及检验方法 ⑤碳酸钠、碳酸氢钠的用途 ⑥过氧化钠的主要性质 ⑦焰色反应 a b a b a a a c b c a c a 2.铁、铜的获取及应用 ①自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 ②工业炼铁的反应原理 ③铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应) ④Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 ⑤检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 ⑥不锈钢的主要组成元素及其用途 a b b c b a b b c c a 考点一 钠及其重要化合物 1．树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 (2)形成网络构建 2．扫除易忘知识盲点 (1)钠和盐溶液反应，不能置换出盐中的金属，与熔融的盐反应才能置换出盐中的金属。 (2)无论Na与O2反应生成Na2O还是Na2O2，只要参与反应的Na的质量相等，则转移电子的物质的量一定相等，但得到Na2O2的质量大于Na2O的。 (3)Na分别与H2O和乙醇发生的反应均属于置换反应，二者现象明显不同，前者剧烈，后者缓慢。 (4)1 mol Na2O2参与反应转移电子的物质的量不一定为1 mol，如Na2O2与SO2的反应转移电子应为2 mol。(加试) (5)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。 (6)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和的NaHCO3溶液。 (7)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2，有晶体析出。 (8)焰色反应是元素的性质，无论游离态还是化合态，均具有相同的焰色反应，它不是化学变化，在观察钾元素的焰色反应时，应通过蓝色的钴玻璃片。 (9)Na－K合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。 (10)碱金属的密度呈现增大的趋势，但K反常。 (11)Li和O2反应只生成Li2O；NaH是离子化合物，是一种强还原剂。Na2O、Na2O2阴阳离子个数比均为1∶2。 3．规范书写重要反应 (1)实验室怎样处理钠屑？ 2CH3CH2OH＋2Na―→2CH3CH2ONa＋H2↑。 (2)写出Na与CuSO4溶液反应的离子方程式。 2Na＋2H2O＋Cu2＋===Cu(OH)2↓＋H2↑＋2Na＋。 (3)怎样将Na2CO3溶液转化为NaOH溶液(用化学方程式表示)。 Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH。 (4)向NaOH、Na2CO3、NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，写出发生反应的离子方程式。 OH－＋H＋===H2O；CO＋H＋===HCO、HCO＋H＋===H2O＋CO2↑； HCO＋H＋===H2O＋CO2↑。 (5)怎样除去CO2中的SO2气体(用离子方程式表示)。 SO2＋2HCO===2CO2↑＋SO＋H2O。 (6)怎样除去Na2CO3溶液中的NaHCO3(用离子方程式表示)。 HCO＋OH－===CO＋H2O。 (7)怎样除去NaHCO3溶液中的Na2CO3(用离子方程式表示)。 CO＋H2O＋CO2===2HCO。 (8)用化学方程式表示呼吸面具中产生O2的原理。 2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑； 2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2。 题组一 考查金属钠的性质 1．下列有关钠的叙述正确的是( ) A．2.3 g钠与97.7 g水反应后溶液中溶质的质量分数等于4% B．钠跟CuSO4溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现暗斑，这是析出了金属铜 C．因为钠比铁活泼，故将钠放入FeCl3溶液中有红褐色沉淀生成 D．钠在空气中的缓慢氧化与其在空气中点燃的产物都一样 答案 C 解析 根据反应方程式，2.3 g钠与97.7 g水反应生成4.0 g NaOH，放出0.1 g氢气，溶液的质量为99.9 g，所以NaOH的质量分数大于4%，A项错误；Na与H2O反应生成NaOH，NaOH再与Cu2＋反应生成Cu(OH)2，因Na与H2O发生的反应是放热反应，可导致生成的Cu(OH)2表面部分分解为CuO(黑色)而非Cu，B项错误；钠与FeCl3溶液反应，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，3NaOH＋FeCl3===Fe(OH)3↓＋3NaCl，C项正确；Na在空气中缓慢氧化生成Na2O，钠在空气中点燃或加热时生成淡黄色固体Na2O2，D项错误。 2．有人设计出一种在隔绝空气条件下让钠与FeSO4溶液反应的方法以验证反应实质。实验时，往100 mL大试管中先加40 mL 煤油，取3粒米粒大小的金属钠放入大试管后塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入FeSO4溶液使煤油的液面至胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。仔细观察，回答下列问题： (1)有关钠反应的现象：______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)大试管的溶液中出现的现象：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)装置中液面的变化：大试管内________；长颈漏斗内________。 (4)写出钠与硫酸亚铁溶液反应的化学方程式：__________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)有气泡生成，钠熔化成小球且在煤油和FeSO4溶液界面处上下跳动，最终完全消失 (2)下层溶液出现白色絮状沉淀 (3)下降 上升 (4)2Na＋FeSO4＋2H2O===Na2SO4＋Fe(OH)2↓＋H2↑ 解析 (1)金属Na与FeSO4溶液反应实质是Na先与水反应，使Na粒熔化成闪亮的小球，由于钠的密度小于水大于煤油，钠随气泡的生成而在两种液体界面处上下跳动。(2)反应生成的NaOH与FeSO4反应生成白色絮状沉淀，溶液的颜色逐渐变浅。(3)产生的H2使装置内压强增大，大试管内液面下降，长颈漏斗内液面上升。(4)反应的化学方程式为2Na＋FeSO4＋2H2O===Na2SO4＋Fe(OH)2↓＋H2↑。 在探究金属钠与可溶性盐溶液反应时，要考虑： 题组二 考查碳酸钠、碳酸氢钠的性质 (一)Na2CO3、NaHCO3的鉴别及实验探究 3．为鉴别K2CO3和NaHCO3两种白色固体，有4位同学分别设计了下列四种不同的方法，其中不可行的是( ) A．分别加入1 mol·L－1的盐酸，看气泡产生的快慢 B．分别取样在试管中加热，将可能产生的气体通入澄清石灰水中，观察有无白色浑浊 C．分别取样配成溶液，滴加Ba(OH)2溶液，观察有无白色沉淀 D．分别配成溶液、做焰色反应实验，观察火焰的颜色 答案 C 解析 A项，因K2CO3与盐酸反应分步进行，先生成碳酸氢钾，盐酸过量时才生成气体，可行；B项，K2CO3受热不分解，NaHCO3受热分解产生CO2，可行；C项，二者与Ba(OH)2溶液反应都产生白色沉淀BaCO3，不可行；D项，钾的焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃观察)，钠的焰色为黄色，可行。 4．小明通过学习知道：Na2CO3、NaHCO3均能与盐酸反应，Na2CO3溶液还会与石灰水反应。 【产生疑问】NaHCO3溶液也能与石灰水反应吗？如果能反应，生成物可能是什么？ 【进行实验】小明将NaHCO3溶液与石灰水混合，结果产生白色沉淀，已知Ca(HCO3)2 能溶于水，碳酸氢盐在碱溶液中会生成碳酸盐。此白色沉淀是________；为了进一步了解生成的含钠化合物有什么，继续探究： 【作出猜想】①只有NaOH ②有Na2CO3和NaOH ③________________________________________________________________________ 【实验设计】步骤1：取少量上述实验后的上层清液于试管中，再滴加足量的CaCl2溶液(中性)，观察到产生白色沉淀，由此可知生成的含钠化合物一定含有________________________________________________________________________； 步骤2：将步骤1中反应后的混合物过滤，往滤液中先滴加几滴酚酞溶液，再滴加足量的稀盐酸，观察到溶液颜色变化情况为_______________________________________________， 整个实验过程中无气泡产生，由此可知猜想②成立。 【拓展提高】若步骤1中未出现白色沉淀，则此时NaHCO3溶液与Ca(OH)2溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 【进行实验】CaCO3 【作出猜想】只有Na2CO3 【实验设计】Na2CO3 溶液先由无色变红色，然后红色变为无色 【拓展提高】Ca(OH)2＋NaHCO3===CaCO3↓＋NaOH＋H2O 解析 因为题给信息：Ca(HCO3)2能溶于水，而HCO能与OH－反应生成CO，故将NaHCO3溶液与石灰水混合后，产物除CaCO3外溶液中还可能有：①Ca(OH)2过量时：发生反应NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋NaOH＋H2O；②恰好反应时：2NaHCO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O；③NaHCO3过量时，产物有CaCO3、Na2CO3，剩余的NaHCO3。依据以上分析可猜想：生成的含钠化合物只能有三种情况：①NaOH、②Na2CO3和NaOH、③Na2CO3。 判断类别，用准性质，突破Na2CO3、NaHCO3的鉴别 (1)利用热稳定性不同 (2)利用和酸反应生成气体的速率不同(相同条件下) (3)利用阴离子不同 (4)利用溶液的酸碱性不同 (二)有关碳酸盐、碳酸氢盐参与反应的定量计算 5．(2017·浙江省金华十校联考高一上期末)有相同质量的两份NaHCO3粉末，第一份加入足量盐酸，第二份先加热使其完全分解再加足量同质量分数的盐酸，则两者所消耗的盐酸中氯化氢的质量比为( ) A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．4∶2 答案 B 解析 两个过程最终都得到NaCl，由原子守恒可知两过程消耗HCl的质量相等，故选B。 6．(2017·宁波市十校高三9月联考)将可能混有NaOH的16.80 g NaHCO3固体，在200 ℃条件下充分加热，排出反应产生的气体，得到固体的质量为b g。 (1)b的最小值为________。 (2)当b＝________时，产物中水的质量最多。 答案 (1)10.60 (2)14.416 解析 考查氢氧化钠和碳酸氢钠的计算，发生的反应是2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O,2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。(1)当16.80 g全部是NaHCO3时，反应后的固体质量为 g＝10.60 g，假设全部是NaOH，NaOH受热不分解，因此固体质量仍为16.8 g，即b质量最小为10.60 g。(2)当NaOH和NaHCO3中氢原子全部转化成H2O，产生H2O的质量是最多的，假设生成CO2物质的量为x mol，则消耗NaHCO3物质的量为2x mol，消耗NaOH的物质的量为2x mol，因此有2x(84＋40)＝16.8，解得x≈0.068，因此固体的质量为0.068×2×106 g＝14.416 g。 用数形结合思想理解Na2CO3、NaHCO3与盐酸的反应 (1)向Na2CO3溶液中逐滴加入盐酸，第一步：CO转化为HCO，无气体产生；第二步：HCO与H＋反应产生CO2。消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图A所示。 (2)向NaHCO3溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图B所示。 (3)向NaOH、Na2CO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图C所示(设NaOH、Na2CO3的物质的量之比x∶y＝1∶1，其他比例时的图像略)。 (4)向Na2CO3、NaHCO3的混合溶液中逐滴加入盐酸，消耗HCl的体积与产生CO2的体积的关系如图D所示(设Na2CO3、NaHCO3的物质的量之比m∶n＝1∶1，其他比例时的图像略)。 题组三 考查Na2O2的性质(加试) 7．下列说法中不正确的是( ) A．Na2O、Na2O2组成元素相同，与CO2反应产物也相同 B．向滴有酚酞的水中加入过量Na2O2粉末并振荡，溶液由无色变红又变无色 C．向包有Na2O2粉末的脱脂棉上滴加几滴水，脱脂棉剧烈燃烧起来，说明Na2O2与H2O反应是一个放热反应且有氧气生成 D．在一定条件下将10 L CO2和水蒸气的混合气体通过足量的Na2O2充分反应，恢复到原条件，剩余5 L气体 答案 A 解析 Na2O与CO2反应只生成Na2CO3，而Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，A项错误；Na2O2与水反应产生O2和NaOH，碱使酚酞变红，又因为Na2O2具有强氧化性，所以过量的Na2O2能将红色酚酞氧化变为无色，B项正确；“脱脂棉剧烈燃烧起来”说明反应放热且有氧气生成，C项正确；根据Na2O2与CO2、水蒸气反应的化学方程式可知，若CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，D项正确。 8．有两个实验小组的同学为探究过氧化钠与二氧化硫的反应，都用如下图所示的装置进行实验，通入SO2气体，将带余烬的木条插入试管C中的溶液上方，木条复燃。 试回答下列问题： (1)第1小组同学认为Na2O2与SO2反应生成了Na2SO3和O2 ，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)请设计一种实验方案证明Na2O2与SO2反应生成的白色固体中含有Na2SO3：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)第2小组同学认为Na2O2和SO2反应除了生成Na2SO3和O2外，还有Na2SO4生成，为检验是否有Na2SO4生成，他们设计了如下方案：将B中反应后的固体溶解于水白色沉淀仍有部分白色沉淀不溶解，证明有Na2SO4生成。上述方案是否合理？________。请简要说明两点理由：①________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________。 答案 (1)2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2 (2)取适量白色固体，加稀硫酸，产生能使品红溶液褪色的气体 (3)不合理 ①稀硝酸能将亚硫酸钡氧化成硫酸钡 ②如果反应后的固体中残留有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO 解析 (1)类比CO2与Na2O2反应的化学方程式，不难写出SO2和Na2O2反应的化学方程式：2Na2O2＋2SO2===2Na2SO3＋O2。(2)检验SO，可向白色固体中加入稀H2SO4，看能否产生使品红溶液褪色的无色刺激性气味的气体，若产生这种气体，则证明有Na2SO3生成。(3)由于稀HNO3具有强氧化性，可将BaSO3氧化成BaSO4；若反应后的固体中仍有Na2O2，它溶于水后也能将SO氧化成SO，故所给方案不合理。 Na2O2的性质 (1)Na2O2的强氧化性，常见的表现为①Na2O2与SO2的反应：Na2O2＋SO2===Na2SO4；②Na2O2将FeCl2溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀；③Na2O2可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊；④Na2O2可将Na2SO3溶液中的SO氧化成SO。 (2)Na2O2的漂白性，主要表现为①使品红溶液褪色；②使酚酞溶液先变红后褪色。 (3)Na2O2与CO2、H2O(g)反应 ①Na2O2遇CO2和H2O(g)的混合气体时，可视为Na2O2先与CO2反应，剩余的Na2O2再与H2O(g)反应。 ②气体体积关系：若将CO2和水蒸气的混合气体(或单一气体)通过足量Na2O2，气体体积的减少量等于原混合气体(或单一气体)体积的，也等于生成氧气的量。 ③固体质量变化规律：Na2O2Na2CO3，从组成上看相当于Na2O2吸收了CO2中的“CO”，所以固体物质增加的质量等于与参加反应的CO2等物质的量的CO的质量。同理，Na2O2与H2O反应增加的质量等于与参加反应的H2O等物质的量的H2的质量。因此，Na2O2与a g (CO)m(H2)n完全燃烧的产物反应时质量增加为a g。 ④Na2O2与CO2、H2O反应的电子转移关系：当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量关系为2Na2O2～O2～2e－。 考点二 镁及其化合物 1．理清知识主线 Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→ 2．形成网络构建 3．扫除易忘知识盲点 (1)Mg在空气中燃烧生成三种产物：MgO、Mg3N2、C。 (2)水垢是CaCO3和Mg(OH)2的混合物，而不是CaCO3和MgCO3，因为MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑。 (3)加热蒸干MgCl2溶液得不到MgCl2晶体，若要得到MgCl2晶体，应在HCl的气氛中加热蒸干，目的是抑制Mg2＋的水解。 (4)金属镁不仅可置换酸中的氢，也可与水解呈酸性的盐溶液反应产生H2，如Mg条置于NH4Cl溶液中可产生H2和NH3。 (5)MgO的熔点高，可作耐高温材料；MgCl2的熔点较MgO熔点低，可电解熔融的MgCl2制取金属镁。 4．规范书写重要反应 (1)Mg在CO2中燃烧。 2Mg＋CO22MgO＋C。 (2)将Mg3N2放入水中。 Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑。 (3)将MgCl2与Na2CO3溶液混合(写离子方程式)。 Mg2＋＋CO===MgCO3↓。 (4)将Mg(HCO3)2溶液和过量NaOH溶液混合(写离子方程式)。 Mg2＋＋2HCO＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CO＋2H2O。 (5)将Mg(HCO3)2溶液和过量Ca(OH)2溶液混合(写离子方程式)。 Mg2＋＋2HCO＋2Ca2＋＋4OH－===Mg(OH)2↓＋2CaCO3↓＋2H2O。 1．(2017·温州市十校联合体高一上学期期末)镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是( ) A．MgO B．MgO和C C．MgO、Mg3N2 D．MgO、Mg3N2和C 答案 D 解析 镁能与氧气反应生成氧化镁，与氮气反应生成氮化镁，与CO2反应生成碳和氧化镁，因此镁在CO2含量较多的空气里燃烧的产物是MgO、Mg3N2和C，答案选D。 2．(2017·绍兴市第一中学高一下学期期末)海水的综合利用可以制备金属钠和镁，其流程如下图所示： (1)若在空气中加热，MgCl2·6H2O生成的是Mg(OH)Cl或MgO，而MgO的熔沸点非常高，达到熔融状态需要消耗很多能源。所以，用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。写出用电解法制取金属镁的化学方程式：_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在以上提取镁的过程中，没有涉及的化学反应类型是________。 A．分解反应 B．化合反应 C．置换反应 D．复分解反应 (3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“____________”。请你写出电解饱和食盐水的化学方程式：______________________________________________________。 答案 (1)MgCl2Mg＋Cl2↑ (2)C (3)氯碱工业2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl 2↑ 解析 (1)电解熔融氯化镁生成金属镁和氯气，方程式是MgCl2Mg＋Cl2↑。(2)碳酸钙高温生成氧化钙、电解氯化镁生成镁和氯气属于分解反应；氧化钙与水反应生成氢氧化钙属于化合反应；氢氧化钙与氯化镁反应生成氢氧化镁和氯化钙、氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水属于复分解反应；没有涉及的反应是置换反应，故选C。(3)以电解食盐水为基础制取氯气等产品的工业称为“氯碱工业”。电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气、氯气的方程式是2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑。 3．(2016·浙江省名校协作体高三试题)取钠－镁合金7.0 g进行如下实验： (1)写出Mg在CO2中燃烧的化学方程式：___________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为____________________。 (3)写出合金的化学组成为________________________________________。 答案 (1)2Mg＋CO22MgO＋C (2)H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ (3)Na2Mg 解析 (1)2Mg＋CO22MgO＋C。 (2)溶液1中含有的溶质为HCl、NaCl、MgCl2，加入过量的NaOH溶液，发生的反应为H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH===Mg(OH)2↓。 (3)设7.0 g Na－Mg合金中，Na、Mg的物质的量分别为x、y，则 23x＋24y＝7.0 ① 2Na～H2 Mg～H2 x y y ＋y＝0.2 mol ② 由①②可得x＝0.2 mol，y＝0.1 mol，即＝， 故合金的化学组成为Na2Mg。 考点三 铁及其化合物 1．树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Fe→→→ (2)形成网络构建 2．扫除易忘知识盲点 (1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。 (2)向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有强氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。 (3)Fe3＋的检验方法较多，如观察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成血红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采用先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。 (4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。 (6)Fe3＋必须在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。 (7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。 (8)制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色变化(白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色)。 (9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后立即停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。 (10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。 3．规范书写重要反应 用方程式回答下列问题。 (1)高温下铁和H2O(g)的反应。 4H2O(g)＋3FeFe3O4＋4H2。 (2)用离子方程式表示将铁粉逐渐加入稀HNO3中的反应过程。 Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O； 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (3)用离子方程式表示FeO、Fe3O4与稀HNO3的反应。 3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O； 3Fe3O4＋28H＋＋NO===9Fe3＋＋NO↑＋14H2O。 (4)用离子方程式表示 ①Fe(OH)2与稀HNO3反应； 3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O； ②Fe(OH)3与氢碘酸反应。 2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O。 (5)怎样除去Fe2(SO4)3中的FeSO4(用适当的文字和离子方程式说明)。 答案 加入H2SO4酸化的H2O2， 2H＋＋2Fe2＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O。 (6)怎样检验Fe2O3中的FeO(用适当的文字和离子方程式说明)。 答案 ①取少量样品于试管中，加稀H2SO4使其溶解， Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O， FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O。 ②再加入少量酸性KMnO4溶液，若紫红色褪去，证明溶液中含有Fe2＋，原样品中含有FeO 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 题组一 铁及其化合物的性质定性判断 1．(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期联考)要除去 FeCl2 溶液中的少量 FeCl3，可行的是( ) A．加入铜粉 B．滴入KSCN溶液 C．加入铁粉 D．通入氯气 答案 C 解析 因为铁离子能和铁反应生成亚铁离子，化学方程式为2FeCl3＋Fe===3FeCl2，故可用铁除去FeCl2溶液中的少量氯化铁，故选C。 2．(2017·温州市十校联合体高一上学期期末联考)向含有FeCl3、BaCl2的酸性溶液中通入足量的SO2，有白色沉淀生成，过滤，向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，由此得出的正确结论是( ) A．白色沉淀是BaSO3 B．白色沉淀是BaSO4 C．白色沉淀是BaSO3、BaSO4的混合物 D．FeCl3全部被SO2氧化为FeCl2 答案 B 解析 A项，向滤液中滴入KSCN溶液时无明显现象，说明铁离子被SO2还原，SO2被氧化为硫酸，白色沉淀是硫酸钡，错误；C项，白色沉淀是硫酸钡，没有亚硫酸钡，错误；D项，氯化铁被SO2还原为氯化亚铁，错误，答案选B。 题组二 Fe2＋、Fe3＋的检验 3．下列离子的检验方法合理的是( ) A．向某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明不含Fe2＋ B．向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变血红色，说明原溶液中含有Fe2＋ C．向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋ D．向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2＋，不含有Mg2＋ 答案 C 解析 某溶液中滴入KSCN溶液呈血红色，说明含Fe3＋，无法判断是否含Fe2＋，A项错误；先通入Cl2再加入KSCN溶液变血红色，说明含Fe3＋，但Cl2有氧化性，无法判断原来是含Fe2＋还是Fe3＋，B项错误；某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3＋，C项正确；某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中含有Fe2＋，但由于红褐色的掩盖，无法说明是否含有Mg2＋，D项错误。 4．下列关于中学常见实验的现象或表述正确的是( ) A．Fe3＋与KSCN溶液产生血红色沉淀 B．过量的铁投入一定量的稀硝酸中，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液，溶液显血红色 C．检验红砖中的氧化铁成分，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴即可 D．FeO投入稀H2SO4和氯水中均得到浅绿色溶液 答案 C 解析 Fe3＋与KSCN溶液生成的不是沉淀，Fe(SCN)3溶于水，A项错误；过量Fe与HNO3反应生成Fe2＋，滴加KSCN溶液不显血红色，B项错误；检验是否含有氧化铁，根据氧化铁的性质，溶于盐酸生成FeCl3，滴加KSCN溶液若变血红，则即可证明红砖中含有氧化铁，C项正确；FeO可被氯水氧化生成Fe3＋，而FeO与稀H2SO4反应生成Fe2＋，D项错误。 1．溶液颜色：含有Fe2＋的溶液显浅绿色；含有Fe3＋的溶液显棕黄色。 2．用KSCN溶液和氯水检验 (1)向溶液中滴加KSCN溶液，溶液变血红色，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。 (2)溶液中滴加KSCN溶液，无明显现象，再滴加氯水，溶液变血红色，则溶液中含有Fe2＋，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(血红色)。 3．用NaOH溶液检验 (1)溶液中滴加NaOH溶液，产生红褐色沉淀，则溶液中含有Fe3＋，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓(红褐色)。 (2)溶液中滴加NaOH溶液，产生白色沉淀，立即变灰绿色，最终变红褐色，则原溶液中含有Fe2＋，Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓(白色沉淀)，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 题组三 有关铁及其化合物的框图推断 5．(2017·浙江省“七彩阳光”联盟高三上学期期初联考)为探究某矿石(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答： (1)某矿石的组成元素为________(用元素符号表示)。 (2)气体A与H2O2溶液反应的化学方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)写出D→E的离子方程式_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Fe、S (2)SO2＋H2O2===H2SO4 (3)2Fe＋3H2O2＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O 解析 溶液E与KSCN溶液作用显血红色，说明E中含有铁离子，E由单质在酸性条件下与双氧水发生氧化还原反应而得到，故D为铁；固体B应该为铁的氧化物，与足量氢气在高温条件下被还原生成铁；气体A应该是二氧化硫，在双氧水作用下生成C为硫酸，硫酸与氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡。故某矿石应该含有铁、硫两种元素。(1)某矿石的组成元素为Fe、S。(2)气体A与H2O2溶液反应的化学方程式是SO2＋H2O2===H2SO4。(3) D→E为铁在酸性条件下被双氧水氧化生成铁盐和水，其离子方程式：2Fe＋3H2O2＋6H＋===2Fe3＋＋6H2O。 6．(2017·宁波市十校高三9月联考)为探究难溶性盐X(仅含三种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 已知：气体甲和气体乙组成元素相同 请回答： (1)气体乙的摩尔质量是________。 (2) X的化学式是________。 (3)写出X在隔绝空气条件下加热分解的化学方程式 ________________________________________________________________________。 答案 (1)28 g·mol－1 (2)FeC2O4 (3)FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑ 解析 (1)混合气体通入足量的石灰水中得到白色沉淀，能使澄清石灰水变浑浊的气体可能是CO2，也可能是SO2，气体甲和气体乙组成元素相同，因此组合可能是CO2、CO或SO2、SO3，因为SO3与水反应生成H2SO4，如果是混合气体是SO2、SO3，通入足量澄清石灰水，没有气体逸出，因此甲为CO2，乙为CO，即气体乙的摩尔质量为28 g·mol－1。(2)根据(1)的分析，白色沉淀是CaCO3，即CO2物质的量为 mol＝0.05 mol，气体甲和气体乙的平均摩尔质量为36，依据十字交叉法，推出CO物质的量为0.05 mol，即X中碳原子物质的量为(0.05＋0.05) mol＝0.1 mol。红棕色固体为Fe2O3，X中含有铁元素，X中铁原子物质的量为 mol＝0.05 mol，氧原子的质量为(7.20－0.05×56－0.1×12)g＝3.2 g，即X中氧原子物质的量为 mol＝0.2 mol，即n(Fe)∶n(C)∶n(O)＝0.05∶0.1∶0.2＝1∶2∶4，化学式为FeC2O4。(3)根据铁元素守恒，黑色固体为FeO，其物质的量为0.05 mol，因此反应方程式为FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑。 考点四 铜及其重要化合物 1．树立物质转化思想 (1)理清知识主线 Cu→←Cu(OH)2→ (2)形成网络构建 2．扫除易忘知识盲点 (1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。 (3)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。 (4)Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。 (5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。 (6)铜的焰色反应为绿色。 (7)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。 (8)铜合金有：①青铜(Cu、Sn、Pb等)；②黄铜(Cu、Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Cu、Ni、Zn、Mn等)。 题组一 重要反应规范书写 1．按要求书写方程式。 (1)用两组方程式表示Cl2的氧化性大于S。 ①2Fe＋3Cl22FeCl3，Fe＋SFeS。 ②Cu＋Cl2CuCl2,2Cu＋SCu2S。 (2)铜在潮湿的空气中生锈。 2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。 (3)将Cu和浓H2SO4混合加热。 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 (4)Cu和稀HNO3反应的离子方程式。 3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 (5)常用FeCl3溶液腐蚀铜板(用离子方程式表示)。 Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋。 (6)用离子方程式表示将NH3·H2O逐滴滴入到CuSO4溶液的反应过程。 Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH； Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 题组二 铁、铜性质及其冶炼 2．(2017·浙江省余姚中学高一上学期期中)下列关于常见物质的工业冶炼说法正确的是( ) A．工业制金属钠：电解饱和食盐水 B．工业炼铁：需要用到的原料有铁矿石、一氧化碳、空气和石灰石 C．冶炼镁：将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁 D．生物炼铜法：利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，这种细菌利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜直接转化为单质铜 答案 C 解析 A项，工业电解饱和食盐水生成NaOH、氢气、氯气，电解熔融的氯化钠可得到钠和氯气，错误；B项，工业炼铁需要用到的原料有铁矿石、焦炭、空气和石灰石，焦炭的作用：提供热量、生成一氧化碳，一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁，石灰石在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能和铁矿石中的杂质二氧化硅反应生成硅酸钙，从而除去二氧化硅，错误；C项，海水中含有大量镁元素，可以通过多步转化得到六水合氯化镁晶体，氯化镁易水解生成氢氧化镁和氯化氢，且氯化氢易挥发，导致直接加热带结晶水的晶体时得不到氯化镁，为防止氯化镁水解，需要将带结晶水的氯化镁在氯化氢氛围中加热，得到无水氯化镁，采用电解熔融氯化镁的方法冶炼镁，正确；D项，生物炼铜法就是利用某种能耐受铜盐毒性的细菌，利用空气中的氧气把不溶性的硫化铜转化为可溶性的铜盐，从而使铜的冶炼变得成本低，污染小，反应条件十分简单，错误。 3．(2017·浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期考试)某废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋，某研究小组设计的处理方案如下(假如各步骤所加试剂都过量)： (1)沉淀1的主要成分是________________________(用元素符号表示)，沉淀2的化学式为________________________________________________________________________。 (2)步骤②发生反应的离子方程式：_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)Ag、Cu、 Fe Fe(OH)3 (2)2Fe2＋＋ H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 解析 (1)废液中含有Fe3＋、Cu2＋、Ag＋，加入铁屑，发生反应Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，所以沉淀1为Ag、Cu、 Fe；向含Fe2＋的溶液中加入H2O2，发生氧化还原反应生成Fe3＋，加入NaOH生成Fe(OH)3 红褐色沉淀，则沉淀2为Fe(OH)3。 (2)Fe2＋具有还原性，H2O2具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成Fe3＋和水，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平，则步骤②发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋ H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 铁、铜的冶炼 (1)铁的冶炼 ①原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石等。 ②反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。 炼铁的主要化学方程式： a．还原剂的形成：C＋O2CO2，C＋CO22CO。 b．铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。 c．炉渣的形成：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。 (2)铜的冶炼 ①高温冶炼黄铜矿→粗铜→电解精炼。 ②湿法炼铜，反应原理为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋。 ③生物炼铜。 题组三 铜化合物的组成推断 4．(2017·金华市十校高三9月联考)某矿物甲由常见的三种元素组成，有如下变化。请回答下列问题： (1)甲的化学式为________。 (2)写出矿物甲与过量稀H2SO4/O2反应的离子方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)用文字叙述检验纯净的盐中的阳离子(写出实验操作、现象及结论)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)FeCuS2 (2)4FeCuS2＋17O2＋4H＋===4Fe3＋＋4Cu2＋＋8SO＋2H2O (3)取少量纯净的盐溶于水，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加H2O2溶液(或氯水)，溶液变成血红色，说明盐中的阳离子是Fe2＋ 解析 生成氢气的反应为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，根据生成0.1 mol氢气，参加反应的铁的物质的量为0.1 mol；生成铜的方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，根据铜的质量可知，原固体矿物中含有0.2 mol的铜元素，参加反应的铁的物质的量为0.2 mol；根据铁元素守恒，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋反应生成Fe2＋的物质的量为0.6 mol－0.3 mol＝0.3 mol，原矿物中铁元素的物质的量为0.2 mol；原矿物中硫元素的质量为36.8 g－0.2 mol×64 g·mol－1－0.2 mol×56 g·mol－1＝12.8 g，硫元素的物质的量是0.4 mol。(1)铁∶铜∶硫＝0.2∶0.2∶0.4＝1∶1∶2；所以甲的化学式为FeCuS2。(2)FeCuS2与过量稀H2SO4/O2反应的离子方程式是4FeCuS2＋17O2＋4H＋===4Fe3＋＋4Cu2＋＋8SO＋2H2O。(3)纯净的盐中含有的阳离子是Fe2＋，检验Fe2＋的方法是取少量纯净的盐溶于水，滴加KSCN溶液，溶液不变色，再滴加H2O2溶液(或氯水)，溶液变成血红色，说明盐中的阳离子是Fe2＋。 5．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。 该小组同学利用下图装置进行实验。 ①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。 ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。 ③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题： (1)绿色固体中含有的元素是_____________________________________(填元素符号)；加热后试管中剩余的物质是________(填化学式)。 (2)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验装置最后的干燥管的作用是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的_____________________________________ (填“能”或“不能”)，为什么？______________________________________________。 答案 (1)Cu、H、O、C CuO (2)Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑ (3)防止空气中的CO2进入广口瓶，干扰实验 (4)不能 因为对调后无法说明反应中有水生成 解析 根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是Cu2(OH)2CO3。该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入广口瓶中，干扰实验。若将B、C对调，气体先通过石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。 1．(2016·浙江4月选考，8)下列有关钠及其化合物的说法不正确的是( ) A．电解饱和食盐水可制取金属钠 B．钠与氧气反应的产物与反应条件有关 C．氧化钠与水反应生成氢氧化钠 D．钠可以从四氯化钛中置换出钛 答案 A 2．(2016·浙江10月选考，6)下列说法不正确的是( ) A．氯化钠可用于配制生理盐水 B．二氧化硅可用于制造玻璃 C．海水中的钠元素以单质存在 D．氧化镁(熔点2 800 ℃)是优良的耐高温材料 答案 C 解析 配制生理盐水用的是食盐；工业上利用SiO2、Na2CO3、CaCO3在高温下制造普通玻璃；MgO的熔点很高，所以可用作耐高温材料；在海水中钠元素是以Na＋形式存在。 3．(2017·浙江11月选考，28)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。 已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) 请回答： (1)虚线框处宜选择的装置是______(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是_____________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁，判断结论是否正确并说明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)乙 铜丝变红色，试管壁有水珠生成 (2)不正确，剩余的铁将生成的三价铁还原成了二价铁离子：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 解析 (1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuO＋H2===H2O＋Cu，所以铜丝变红色，试管壁有水珠出现。 (2)已知3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe3O4中含有三价铁，但是剩余的铁单质会和三价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾溶液，就不会出现血红色。 4．(2017·浙江4月选考，27)为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答： (1)X的化学式是________。 (2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)加热条件下氨气被固体X氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)CuO (2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O (3)3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O 5．(2016·浙江10月选考，27)为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验： 请回答： (1)X的组成元素为H、O和__________(用元素符号表示)，化学式为________________________________________________________________________。 (2)写出经一步反应能得到X的化学方程式(要求非氧化还原反应)______________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)S、Cu Cu3(OH)4SO4[或2Cu(OH)2·CuSO4] (2)4NaOH＋3CuSO4===Cu3(OH)4SO4↓＋2Na2SO4 解析 (1)根据反应流程，白色沉淀为BaSO4，其物质的量为0.01 mol，黑色固体为CuO，其物质的量为0.01 mol，所以X中除H、O外，还有S、Cu。固体中有CuSO4，其物质的量为0.01 mol，其质量为1.60 g，黑色固体应为CuO，质量为1.60 g，其物质的量为0.02 mol，所以Cu2＋共有0.03 mol, OH－共有0.04 mol，SO共有0.01 mol，X的化学式为Cu3(OH)4SO4或2Cu(OH)2·CuSO4。 (2)若用非氧化还原反应制取X，可用NaOH溶液与CuSO4溶液反应制取。 6．(2016·浙江10月选考，29)为确定Na2CO3和NaHCO3混合物样品的组成，称取四份该样品溶于水后分别逐滴加入相同浓度盐酸30.0 mL，充分反应，产生CO2的体积(已折算成标准状况下的体积，不考虑CO2在水中的溶解)如下表： 实验序号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 盐酸体积(mL) 30.0 30.0 30.0 30.0 样品质量(g) 2.96 3.70 5.18 6.66 CO2体积(mL) 672 840 896 672 (1)样品中的物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝________。 (2)盐酸的物质的量浓度c(HCl)＝________。 答案 (1)2∶1 (2)2.50 mol·L－1 解析 (1)根据表格数据可知：在盐酸的体积都是30 mL时，样品质量是2.96 g、3.70 g及5.18 g时，随着物质质量的增加，反应产生的CO2气体的体积也增大，2.96 g、3.70 g时样品不足量，完全反应，盐酸过量。以2.96 g时为标准计算。根据碳元素守恒可知：n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝0.672 L÷22.4 L·mol－1＝0.03 mol，106 g·mol－1×n(Na2CO3)＋84 g·mol－1 ×n(NaHCO3)＝2.96 g，解得n(Na2CO3)＝0.02 mol，n(NaHCO3)＝0.01 mol，所以样品中物质的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)＝0.02 mol∶0.01 mol＝2∶1。(2)根据表格数据可知反应产生气体的最大值是896 mL，其物质的量是n(CO2)＝0.896 L÷22.4 L·mol－1＝0.04 mol，根据物质反应规律，样品越多，反应产生的气体就越多，若盐酸足量，反应理论上产生气体的物质的量是(5.18÷2.96)×0.03 mol＝0.052 5 mol>0.04 mol，说明HCl不足量，在5.18 g样品中含有n(Na2CO3)＝(5.18÷2.96)×0.02 mol＝0.035 mol，含有n(NaHCO3)＝(5.18÷2.96)×0.01 mol＝0.017 5 mol，根据反应的先后顺序，首先发生反应：Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，消耗HCl 0.035 mol，然后发生反应NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，由于产生气体的物质的量是0.04 mol，所以消耗HCl的物质的量是0.04 mol，则30 mL HCl中含有HCl的物质的量是n(HCl)＝0.035 mol＋0.04 mol＝0.075 mol，则盐酸的浓度是c(HCl)＝0.075 mol÷0.03 L＝2.50 mol·L－1。 7．(2016·浙江4月选考，28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下： 请回答： (1)仪器a的名称是________。 (2)装置B中冰水的作用是____________________________________________________。 (3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是________(填字母)。 A．样品分解不完全 B．装置B、C之间缺少CO2的干燥装置 C．产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收 D．反应完全后停止加热，通入过量的空气 答案 (1)干燥管 (2)使水蒸气变成液态的水 (3)AC 解析 该实验的原理：通过称量反应前后C装置(吸收NaHCO3加热分解后的CO2)的增重，来计算样品中NaHCO3的质量，进而计算样品中Na2CO3的质量及其质量分数。(1)仪器a的名称为干燥管。(2)为减少实验误差，需要将装置B中NaHCO3分解产生的水蒸气变为液态水，仅使CO2被装置C中的碱石灰吸收。(3)若样品分解不完全，则被C装置吸收的CO2量减少，即样品中的NaHCO3质量偏低，从而计算求得的样品中Na2CO3质量分数偏高，A正确；装置B、C之间缺少CO2的干燥装置，则使C装置的增重偏大，即样品中NaHCO3的质量偏大，从而Na2CO3的质量分数偏低，B错误；产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，使C装置的增重偏低，即样品中NaHCO3的质量偏低，从而使Na2CO3的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中含有部分CO2，使C装置的增重偏高，即样品中NaHCO3的质量偏高，从而Na2CO3的质量分数偏低，D错误。 专题强化练 1．下列关于钠的说法中错误的是( ) A．金属钠非常活泼 B．钠可以从硫酸铜溶液中还原出铜单质 C．钠在氯气中燃烧产生大量的白烟 D．钠元素在自然界中都是以化合态存在 答案 B 2．(2017·杭州萧山区命题比赛)下列有关金属镁的说法不正确的是( ) A．Mg在CO2中燃烧生成MgO和C，是放热反应 B．工业上通过电解MgCl2溶液制取金属镁 C．Mg和稀硫酸反应时，滴加少量硫酸铜溶液，能加快反应速率 D．镁可以用来制造信号弹和焰火，MgO可以作高温材料 答案 B 解析 工业上通过电解熔融MgCl2制备Mg。 3．(2017·宁波市北仑中学高一上学期期中)钾(K)与Na在性质上具有很大的相似性，但K比Na的活泼性强，下面是根据Na的性质对K的性质的预测，其中正确的是( ) A．K是银白色金属，硬度大，熔点高 B．K在空气中可以被空气中的氧气所氧化，且任何条件下产物只有K2O C．K与水能够反应，但不如Na与水的反应剧烈，产物都有氢气 D．K也可以与氯气反应，但比Na与氯气的反应剧烈 答案 D 4．(2017·温州市十校联合体高一上学期期末联考)下列几种试剂不能把浓度均为0.1 mol·L－1的Na2CO3、NaHCO3鉴别开的是( ) A．0.1 mol·L－1BaCl2溶液 B．澄清石灰水 C．稀盐酸 D．pH试纸 答案 B 解析 氯化钡和碳酸钠反应生成白色沉淀，与碳酸氢钠不反应，可以鉴别；澄清石灰水与二者均反应产生白色沉淀，不能鉴别；盐酸和碳酸钠反应分步进行，与碳酸氢钠反应立即产生气体，可以鉴别；浓度相等时碳酸钠溶液的碱性强于碳酸氢钠，pH试纸可以鉴别。 5．(2017·浙江省余姚中学高一上学期期中)下面有关Na2CO3与NaHCO3的性质比较中错误的是( ) A．相同浓度溶液的碱性：Na2CO3>NaHCO3 B．同条件下在水中的溶解度：Na2CO3>NaHCO3 C．与同浓度的硫酸反应放出气泡的速率：NaHCO3查看更多