第5章金屬及其化合物

□題型01金屬的物理及化學性質

口題型02鐵及其重要化合物

□題型03鋁及其重要化合物

□題型04鈉及其重要化合物

□題型05化學反應及熱能的相互轉換

□題型06化學鍵與化學反應中能量變化的關系

□題型07化學能與電能的相互轉化

舉一反三

U題型01金屬的物理及化學性質

石如麗更

一、金屬的通性

（1）在常溫下，除汞是液體以外，其余金屬都是固體。

（2）除金、銅、鈾等少數金屬具有特殊的顏色外，大多數金屬呈銀白色。但當金屬處于粉

末狀態時，常顯不同的顏色。

（3）金屬都是不透明的，金屬表面一般都有光澤，黃金、白銀、鉗金等飾品就是利用了這

一性質。

（4）金屬的密度、硬度、熔點等性質的差別很大。

（5）金屬具有導電性。

（6）金屬具有導熱性。

（7）金屬具有良好的延展性。

【典例11我國自主研發的新一代動車組在京滬高鐵上跑出過486.1公里的世界列車最高時

速，全路鋪設優質平滑的超長鋼軌。下列有關說法錯誤的是

A.制造鋼軌的材料是鋼，鋼是用量較多的合金

B.鋼的熔點比鐵的熔點高

C.我國在商代就開始使用銅合金

D.合金的強度、硬度一般比組成合金各成分金屬的大

【答案】B

【解析】A.鋼是鐵碳合金，是目前世界上用量最大的合金，A正確；

B.鋼是鐵碳合金，熔點比鐵的熔點低，B錯誤；

C.青銅器屬于銅合金，我國人民在商代就制造出精美的青銅器，C正確；

D.合金的強度、硬度一般比組成合金的各成分金屬的高，D正確；

故選Bo

【變式1-1】我校學生對教材中的實驗進行了不同的實驗創新，將U形管廣泛應用在實驗中。

請你參與回答相關問題。

實驗一：實驗二：

探究分子運動探究氣體制取

蘸濃氨水的棉球

實驗三：探究四：

探究金屬活動性綜合探究實驗

足量

白磷

⑴實驗一：觀察到的現象是=

（2）實驗二：該裝置可控制反應的發生和停止，實驗時停止反應可通過（填操作）完

成。

⑶實驗三：金屬表面的顏色變化能證明金屬活動性。要得到金屬活動性Fe>Ag的結論，還

可以將硫酸銅溶液換成（填藥品名稱）。

⑷實驗四：該裝置可探究得出燃燒的（填或"3"）個條件；使用足量的白磷，

該裝置還可以探究的實驗是。

【答案】⑴蘸有酚歌試液的紙條變紅

⑵關閉彈簧夾

⑶硝酸銀溶液（或稀鹽酸，或稀硫酸，合理即可）

（4）2測定空氣中氧氣的含量

【分析】學生對教材中的探究實驗包括分子運動、二氧化碳氣體制取、比較金屬活動性、燃

燒的條件和空氣中氧氣的含量進行了研究。

【解析】（1）蘸濃氨水的棉球會揮發出NH3,氨分子不斷運動，遇酚酥試液時可使酚酬試液

變紅。答案為：蘸有酚酷試液的紙條變紅；

（2）題圖裝置關閉彈簧夾后氣體在右側管中積聚，使右側管中壓強增大，液面下降，從而

使鹽酸和大理石分離，反應停止。答案為：關閉彈簧夾；

（3）驗證金屬Fe、Ag的金屬活動性，可將它們分別與酸溶液反應，Fe可置換出酸溶液中

的H生成H2,而Ag不能，則證明金屬活動性Fe>Ag；也可將一種金屬（金屬1）放到另一種金

屬（金屬2）的鹽溶液中，若能發生反應，則證明金屬1的活動性強于金屬2,若不能發生反

應，則證明金屬1的活動性弱于金屬2。如將Fe放入AgNC）3溶液中，Fe可以置換出Ag,說

明金屬活動性：Fe>Ag；答案為：硝酸銀溶液（或稀鹽酸，或稀硫酸，合理即可）；

（4）燃燒匙中白磷燃燒、紅磷不燃燒，說明燃燒需要溫度達到可燃物的著火點；燃燒匙中

白磷燃燒、熱水中白磷不燃燒，說明燃燒需要氧氣。U形管左側熱水上部部分等分為5等份,

結合足量白磷，可以用來測定空氣中氧氣的含量。答案為：2；測定空氣中氧氣的含量。

【變式1-21Na2c。3和NaHCC>3是廚房中常見的兩種鹽。回答下列問題：

（1）第一組同學配制500mLO.lmol/LNazCS溶液

①稱取Na2CO3固體的質量為g=

②配制溶液時，進行如下操作，正確的操作順序是（填標號）。

Cf玲玲fAfE

需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、O

③配制過程中，下列操作會造成結果偏低的有（填標號）。

A.容量瓶洗凈后未干燥就進行實驗

B.稱量Na2CC）3固體時，將祛碼和藥品的位置顛倒

C.在燒杯中溶解攪拌時，濺出少量溶液

D.定容時俯視刻度線

（2）第二組同學進行了如圖的4組實驗，探究Na2CC）3和NaHCQ溶液與酸反應的差異。

O.lmolL'1O.lmol-1710.1mol-L_,O.lmolL_1

稀鹽酸Na2cO3溶液稀鹽酸NaHCCh溶液

6TT

060

O.lmolL-1O.lmolL-1O.lmol-L-1O.lmolL-1

Na2cO3溶液稀鹽酸NaHCCh溶液稀鹽酸

①②③④

已矢口：++

CO|+H=HCO3；HCO3+H=H2O+CO2^

其中可以鑒別Na2CO3和NaHCO3的實驗組合是.（填字母序號）。

A.①④B.②③C.①③D.②④

⑶第三組同學比較Na2c。3和NaHCCh的熱穩定性。利用如圖實驗比較兩物質的穩定性，則

甲的化學式為，能證明二者穩定性差異的實驗現象為

澄清石灰水

【答案】（1）5.3BDF膠頭滴管、500mL容量瓶BC

⑵C

⑶NaHCO3燒杯丙內澄清石灰水不變渾濁，燒杯丁內澄清石灰水變渾濁

【解析】（1）①配制500mL0.1mol/LNa2cO3溶液，需稱取碳酸鈉固體的質量為m=cVM=

0.1x0.5x106=5.3g；

故答案為：5.3

②配制溶液時，進行如下操作，正確的操作順序是：溶解、轉移、洗滌、定容、搖勻，排

列順序是CfB玲D玲F玲A玲E；需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、500mL容量瓶、膠頭滴管;

故答案為：BDF；膠頭滴管、500mL容量瓶

③A.容量瓶洗凈后未干燥就進行實驗，不影響溶液濃度，A不符合題意；

B.稱量5,3gNa2cO3固體時，將祛碼和藥品的位置顛倒，稱量固體質量偏小，配制溶液濃度

偏低，B符合題意；

C.在燒杯中溶解攪拌時，濺出少量溶液，溶質有損失，所配溶液濃度偏低，C符合題意；

D.定容時俯視刻度線，V偏小，配制溶液濃度偏高，D不符合題意；

故答案選BC；

(2)鹽酸滴力口至!］碳酸鈉溶液中發生Na2c()3+HCl=NaHCO3+NaCl、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2

T+H2O,現象：開始時無明顯現象，一段時間后產生氣泡，而將鹽酸滴加到碳酸氫鈉溶液中

^^NaHCO3+HCl=NaCl+CO2T+H2O,現象：立即產生氣泡；實驗①③可以鑒別碳酸鈉、

碳酸氫鈉；而將碳酸鈉、碳酸氫鈉滴加到鹽酸中分別發生Na2co3+2HQ=2NaCl+CO2T+H2。

、NaHCO3+HCl=NaCl+CO2T+H2O,現象：均立即有氣泡產生，實驗②④無法鑒別碳酸鈉、

碳酸氫鈉；

故答案選Co

(3)試管乙的溫度高于試管甲，碳酸鈉比碳酸氫鈉穩定，碳酸鈉受熱不易分解，故碳酸鈉

應放在溫度較高的位置，而碳酸氫鈉受熱易分解，放在溫度較低的位置，則乙為碳酸鈉，甲

為碳酸氫鈉；根據題意可知，試管甲中碳酸鈉不分解，沒有二氧化碳產生，燒杯丙內澄清石

灰水無明顯現象，試管乙中碳酸氫鈉分解2NaHC()3ANa2cO3+H2O+CO2T，產生的二氧化碳

使燒杯丁中澄清石灰水變渾濁；

故答案為：NaHC03;燒杯丙內澄清石灰水不變渾濁，燒杯丁內澄清石灰水變渾濁。

口題型02鐵及其重要化合物

欣麗梟

三:展無羹應洛■訪

1、鐵的化學性質

(1)鐵在一定條件下能跟非金屬反應：

鐵與氧化性不同的物質反應，生成鐵的價態也不同。如與C12反應生成±1價鐵的化合

物FeCk，與S反應生+2價鐵的化合物FeS。

(2)與鹽酸、稀硫酸的置換

(3)與強氧化性酸反應

①鐵的鈍化：鐵在冷的濃H2s。4、濃HN03中，表面會形成一層致密的氧化膜，發生鈍化現

象。

②Fe與稀HN03的反應：

Fe+4HNC)3(稀)=Fe(NOa)a+NOt+2H20

3Fe+8HNC)3(稀)=3Fe(NOa)2+2NOt+4H20

(4)與水反應：

3Fe+4H2。高溫->Fe?旦4H2t

【注意】鐵在熱的濃硫酸、濃硝酸中丕鈍化=吧(鐵過量)，(鐵少量)

(5)與鹽溶液反應=置換活動順序排在后面的金屬

2、鐵的重要化合物

(1)鐵的氧化物

氧化亞鐵氧化鐵四氧化三鐵

俗名_---------------鐵紅磁性氧化鐵

色態黑色粉末紅棕色粉末黑色晶體

+2+3Fe3O4

化合價+2+3

FeOFe2O3

(FeO*Fe2O3)

FeO+2H+—>Fe2+FeO+8H+―-

HC134

2+3+

4-H2OFe4-2Fe-F4H2O

FeO-1-6H+―>2Fe3+

與23

酸3FeO+10H++NO『+3乩0

反HNO—?3Fe3+-FNOfFe"變為Fe3+

應3

H-5H2O

FeO+2H+―>Fe2+FeO+6H++2r—?

川23Fe3+變為.

十2+

TO'2Fe+I2+3H2O

高溫

與還原劑Hz+FeO-^*FeFe2O3+3CO-^*

8Al+3Fe3O4巴f

反應+乩

02Fe+3cO24AbO3+9Fe

不穩定

穩定性穩定穩定

6Fe()+O2—>2Fe3O4

■3_________________________

【注意】鐵是變價金屬。鐵能失去最外層2個電子,也能失去次外層1個電子。因此鐵通常

顯+2價和+3價，且+3價更穩定。

3、鐵的氫氧化物

氫氧化亞鐵氫氧化鐵

化學式Fe(OH)2Fe(OH)3

色態白色固體紅褐色固體

溶解性不溶于水不溶于水

與非氧化性

Fe(OH)+2H+―-Fe2+-|-2HOFe(OH)+3H+―-Fe3++3HO

強酸反應2232

Fe(OH)2-^*FeO4-H2O

不穩定性2Fe(OH)3-^*Fe2O34-3H2O

4Fe(OH)2+O2+2H2O—>4Fe(OH)3

白色沉淀f灰綠色沉淀f紅褐色沉淀

2+3+

Fe-F2OH-->Fe(OH)21Fe4-3OH-->Fe(OH)31

制法2+3+

Fe+2NH3-H2O—?Fe-F3NH3?H2O―?

Fe(OH)2I+2NHjFe(OH)3|+3NHj

【注意】制備Fe(OH)2時，需注意以下問題：

3+

①Fe2+必須是新制的并放入鐵粉以防Fe2+被氧化成Fe;

②除去溶液中溶解的。2，其方法是加熱NaOH溶液；

③滴管末端插入試管內的液面以下；

④必要時可在液面上加植物油或苯進行液封。

4、鐵鹽和亞鐵鹽

(l)Fe2+和Fe3+比較

依據試劑Fe2+Fe3+

特征顏色淺綠色棕黃色

顯色反應KSCN溶液無明顯現象溶液變紅

鐵的化合白色沉淀-*灰綠

NaOH溶液紅褐色沉淀

物顏色色f紅褐色

銅片無明顯現象銅片被腐蝕，溶液變藍

淀粉KI試紙無明顯現象試紙變藍

Fe3+的氧化性

Na2s溶液黑色沉淀淡黃色渾濁

SO2無現象棕黃色f淺綠色

KMnO4溶液KMnO4紫色褪去無明顯現象

Fe2+的還原性

漠水漠水褪色無明顯現象

(2)“鐵三角”的轉化關系(由學生書寫方程式。)

①FeO+H2高溫>Fe+H2O

@Fe+2HCl=FeCl2+H2t

?2FeCl2+Cl2=2FeCl3

@2FeCl3+Fe=3FeCl2

@3Zn+2FeCl3=3ZnCl2+2Fe

⑥2Fe+3c12—2FeCl3

(3)Fe2+和Fe3+的檢驗

▲Fe3+的檢驗

①滴加KSCN(或NH4SCN)無色溶液，溶液變成紅色。

3+

Fe+3SCN-=Fe(SCN)3

②滴加NaOH溶液，產生紅褐色沉淀。

3+

Fe+3OH-=Fe(OH)3I(紅褐色)

▲Fe2+的檢驗

①先滴加KSCN溶液,無明顯現象,再加入新制氯水,溶液立即變成紅色。

2+3+3+

2Fe+C12—2Fe+2CrFe+3SCN-=Fe(SCN)3

②滴加NaOH溶液，先產生白色沉淀,隨后沉淀迅速變為灰綠色,最后變為紅褐色。

2+

Fe+20H=Fe(OH)2I(白色)

4Fe(OH)2+C)2+2H2O=4Fe(OH)3(紅褐色)

【典例2】某實驗室制備檸檬酸鐵的流程如下:

已知：檸檬酸亞鐵微溶于冷水，易溶于熱水。下列說法不正確的是

A.步驟①的濾液中可回收Na2sO4

B.步驟③制備檸檬酸鐵時，出。2的作用是氧化劑

C.可用KSCN溶液檢驗步驟③中檸檬酸亞鐵是否反應完全

D.步驟③控制溫度既利于檸檬酸亞鐵溶解，又避免溫度過高造成%。2分解

【答案】A

【解析】A.根據分析可知，步驟①的濾液中可回收Na2s。4,A正確；

B.通過步驟③檸檬酸亞鐵制成了檸檬酸鐵，發生了氧化反應，所以的作用是氧化劑,

B錯誤；

C.應用K3[Fe(CN)6〕檢驗Fe2+,KSCN檢驗Fe3+,C錯誤；

D.檸檬酸亞鐵微溶于冷水，易溶于熱水，溫度過低，不利于溶解，同時反應物活化分子百

分數低，反應速率慢，溫度過高，”5會分解，D錯誤；

故選Ao

【變式2-1】計算題(寫計算過程)

I.把11.5gNa放入水中反應，得到500mL溶液。計算：

(l)Na的物質的量________=

(2)反應后所得溶液中溶質的物質的量濃度0

⑶反應生成氣體的體積(標準狀況)。

II.11.0g鐵鋁混合物與足量的鹽酸反應，生成標準狀況下的出8.961_,求：

⑷混合物中Fe與AI的物質的量之比o

⑸混合物中Fe的質量分數。(保留小數點后三位)

【答案】⑴0.5mol

(2)lmol/L

(3)5.6L

(4)1：2

(5)50.909%

【解析】(1)11.5gNa的物質的量為2；瑟oi=0.5mol；

(2)鈉與水反應的化學方程式為2Na+2H2O=2NaOH+H2T，根據鈉元素守恒，生成氫氧化

鈉的物質的量為0.5mol,反應后所得溶液中溶質的物質的量濃度：霧=lmol/L；

(3)由方程式可知生成0.25mol出，標況下的體積為0.25molx22.4L/mol=5.6L；

(4)設混合物中Fe與AI的物質的量分別為xmol和ymol,則56x+27y=11.0,根據得失電

子守恒：2x+3y=|||x2,解得x=0.1,y=0.2,故混合物中Fe與Al的物質的量之比為0.1：

0.2=1：2；

(5)混合物中Fe的質量分數：叫筆學吧x100%=50.909%。

【變式2-21I.某校化學小組學生利用如圖所示裝置進行“鐵與水蒸氣反應”的實驗，并對產

物組成進行探究(圖中夾持及尾氣處理裝置均已略去)。請回答下列問題：

⑴裝置A的作用是=

(2)硬質玻璃管B中發生反應的化學方程式為。

⑶實驗中先點燃酒精燈a,再點燃酒精噴燈，目的是.

⑷裝置E中的現象是=

II.如圖：

⑸檢驗A溶液中金屬陽離子常用的試劑是.

⑹寫出上述過程中AfB的離子方程式o

⑺寫出B溶液加入氯水的離子方程式。

⑻描述C暴露在空氣中的顏色變化,寫出相關的化學方程式O

【答案】(1)為反應提供水蒸氣

(2)3Fe+4H20(g)fi^Fe304+4H2

⑶防止鐵粉被裝置中的空氣(或氧氣)氧化

⑷黑色的粉末變成紫紅色，且管壁產生水珠

(5)KSCN溶液

⑹2Fe3++Fe=3Fe2+

2+3+

(7)2Fe+CI2=2Fe+2CI

(8)白色迅速變為灰綠色，最終變為紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【解析】(1)裝置A的作用是：為反應提供水蒸氣；

(2)硬質玻璃管B中Fe和水蒸氣反應生成四氧化三鐵和氫氣，發生反應的化學方程式為:

4

3Fe+4電。?高溫Fe3()4+H2；

(3)玻璃管內有空氣，若先點燃酒精噴燈，玻璃管內Fe會被氧氣氧化，故實驗中先點燃酒

精燈a再點燃酒精噴燈，可能的原因是：防止鐵粉被裝置中的空氣(或氧氣)氧化；

(4)裝置E中氫氣和CuO反應生成Cu和水，E中現象是：黑色的粉末變成紫紅色，且管壁

產生水珠；

(5)FezS與HCI溶液反應得到A：FeCb溶液，A與足量鐵粉反應得到B：FeC%溶液，b與

NaOH反應得到C：Fe(OH)2沉淀，C與。2反應得到D：Fe(OH)3。根據分析：A為FeCb溶液,

檢驗A溶液中金屬陽離子常用的試劑是：KSCN溶液；

(6)A為FeCb溶液,B為Fe"溶液，A玲B的離子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+；

2+3+

(7)B為FeCI?溶液,B溶液加入氯水的離子方程式:2Fe+CI2=2Fe+2C|-；

(8)C為Fe(OH)2沉淀，C暴露在空氣中的顏色變化：白色迅速變為灰綠色，最終變為紅褐

色，相關的化學方程式：4Fe(0H)2+02+2H20=4Fe(0H)3o

口題型03鋁及其重要化合物

質礪臬一

三、居及其欣合揚

1、鋁的化學性質

(1)鋁的氧化反應

▲A1與。2反應，發出耀眼的白光，生成AI2O3：4A1+3O2—辿-2A12O3

▲鋁的鈍化：鋁在冷的濃硝酸和濃硫酸中發生鈍化現象。

(2)鋁與其他非金屬單質反應

:L

(5)鋁熱反應：2A1+Fe2()3—土匕今AI2O3+2Fe；Al+Cr2O3—^2Cr+Al2O,

【歸納】(1)鋁粉與氧化鐵的混合物叫做鋁熱劑。

(2)V2O5>Cr203>Mn02能發生與氧化鐵相似的鋁熱反應。

(3)工業上常利用鋁熱反應冶煉某些難熔的金屬。

(6)鋁與熱水反應：2A1+6H2。——2A1(OH)3+3H2t

白色膠狀沉淀

(7)鋁與鹽酸、稀硫酸反應=H2t

(8)鋁與堿反應：

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t

3、A1(OH)3的弱酸性和弱堿性

(1)A1(OH)3能跟強酸和強堿溶液反應，具有兩性。

Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O

A1(OH)3+3HC1=A1C13+3H2O

(2)A1(OH)3溶于強酸強堿，而不溶于弱酸弱堿，所以在反應中可把Al(0H)3認為是一元弱

酸或三元弱堿。

【歸納】人12。3也具有兩性，既能和強酸、強堿反應，但不能和弱酸、弱堿反應。具體反應

如下：

Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O

A12O3+6HC1=2A1C13+3H2O

【典例3】下列離子方程式中，正確的是

A.鋁粉投入NaOH溶液中：2AI+2OH-=2[AI(OH)4「+H2個

+3+S

B.AI與稀鹽酸反應:2AI+6H=2AI+3H21

C.過氧化鈉與水反應：m2。2+出0=22++2。++。2個

D.鐵粉溶于稀硫酸：Fe+6H+=Fe3++3h個

【答案】B

【解析】A.鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣：2AI+2OH-+6H2O=2[AI(OH)4「+

3H2個，A錯誤；

B.Al與稀鹽酸反應生成氯化鋁與氫氣，離子方程式正確，B正確；

C.過氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉和氧氣：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+C>2個，C錯誤；

D.鐵粉溶于稀硫酸生成硫酸亞鐵和氫氣：Fe+2H+=Fe2++h個，D錯誤;

故選Bo

【變式3-1】下列解釋事實的方程式正確的是

A.硫酸銅溶液中加少量的鐵粉：3CU2++2Fe=2Fe3++3Cu

--

B.用氨水吸收煙氣中的二氧化硫：S02+20H=S0|+H20

+

C.把金屬鈉放入冷水中產生氣體：Na+2H2O=Na+20H-+H2T

D.用氫氧化鈉溶液可以溶解氫氧化鋁固體：AI(OH)3+OH=[AI(OH)4]-

【答案】D

【解析】A.鐵與硫酸銅反應生成亞鐵離子和銅，離子方程式為：Cu2++Fe=Fe2++Cu,故A錯

誤；

B.一水合氨是弱電解質，不能拆，用氨水吸收煙氣中少量二氧化硫離子方程式為：

-

SO2+2NH3?H2O=SO3+2NH：+H20,故B錯誤；

C.把金屬鈉放入冷水中產生氫氣，離子方程式為：2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2個，故C錯誤；

D.氫氧化鈉與氫氧化鋁反應生成四羥基合鋁酸鈉，反應的離子方程式為

AI(OH)3+OH=[AI(OH)4]-,故D正確；

答案選D。

【變式3-2]在給定的條件下，下列選項所示的物質間轉化均能實現的是

co、高溫鹽酸

A.Fe2O3-Fe->FeCl3

02>AC02

B.Na-?Na2O2Na2CO3

o2,AH2O

C.Al-Al203TAi(OH"

C02NaOH

D.NaOH溶液->NaHC03溶液-C02

【答案】B

【解析】A.CO高溫條件下還原氧化鐵生成鐵，鐵和鹽酸生成氯化亞鐵而非氯化鐵，A不符

合題意；

B.鈉和氧氣加熱生成過氧化鈉，過氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和氧氣，B符合題意；

C.鋁和氧氣加熱生成氧化鋁，氧化鋁和水不反應、不能生成氫氧化鋁，C不符合題意；

D.氫氧化鈉和過量二氧化碳生成碳酸氫鈉，碳酸氫鈉和氫氧化鈉生成碳酸鈉而不是二氧化

碳，D不符合題意；

故選Bo

【變式3-3】利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fes。,、FeO、SiO2等)和粉煤灰(主要成分為AI2O3、

Fe2()3、FeO等)，制備高效水處理劑聚合硫酸鐵鋁的流程如下：

(已知：Si。?不與H2so4溶液反應)

足量H2sO,溶液H2O2

硫鐵礦燒渣一

濾渣I

聚合硫酸鐵鋁

NaOH溶液CO,H2sO4

粉煤灰

濾渣n濾液

⑴"酸溶I"得到的溶液中所含的金屬正離子主要有。

⑵其中"氧化”這步涉及離子方程式是，選擇力。2作為氧化劑的優點有。

(至少寫兩點)

⑶"堿溶"時，AI2O3發生反應的化學方程式為。"沉淀"時通入足量CO2生成沉淀的

離子方程式為o

⑷在流程中可以循環利用的是(填"濾渣I"或"濾渣口”)。

⑸向Fe3()4、Feo的固體混合物中，加入足量H2sO4溶液，充分反應后，再加入足量銅粉，

充分攪拌，得到的溶液中離子濃度比為c(Cu2+)：c(Fe2+)=2:7,則固體混合物中以FesOjn

(FeO)為o

【答案】⑴Fe3+、Fe2+

2++3+

(2)2Fe+H2O2+2H=2Fe+2H2O產物為水，無污染，不引入新雜質

-

(3)A12O3+2NaOH+3H2。=2Na[Al(0H)4]C02+[Al(0H)4]=HCO3+A1(OH)3

I

⑷濾渣n

(5)2：1

【解析】(1)"酸溶I"Fe3()4、Fe。和硫酸反應，得到的溶液中所含的金屬陽離子主要有

Fe3+、Fe2+；

+

(2)濾液中加雙氧水把Fe2+氧化為Fe3+,"氧化"這步涉及離子方程式是2Fe?++H202+2H

3+

=2Fe+2H2O,雙氧水是綠色氧化劑，還原產物為水，出。2作為氧化劑的優點有產物為

水，無污染，不引入新雜質。

(3)"堿溶"時，AI2O3和氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉，發生反應的化學方程式為

A12O3+2NaOH+3H2O=2Na[Al(0H)4]?偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀

-

和碳酸氫鈉，"沉淀”時通入足量CC>2生成沉淀的離子方程式為為CC)2+[A1(OH)4]=HCO3+

A1(OH)31。

(4)濾渣n是Fe2()3、Fe。;FezC^、FeO可以循環到"酸溶I"中利用,在流程中可以循環利

用的是濾渣n。

(5)根據反應過程得關系式Fe3()4~2Fe3+~Cu2+,得到的溶液中離子濃度比為c(Cu2+)：c(Fe2+)

=2:7,設Ci?+的物質的量為2mol、Fe2+的物質的量為7mol,則Fe3()4的物質的量為2mol,

根據鐵元素守恒，FeO的物質的量為7moi-2molx3=lmol,則固體混合物中以FesOJ%FeO)

為2:1。

口題型04鈉及其重要化合物

質礪臬一

一、鈉

1.金屬的物理通性有哪些？

(1)金屬在常溫下的狀態

除汞是液體外，其他在常溫下是固體。

(2)金屬的顏色、光澤

絕大多數金屬都是銀白色，具有金屬光澤，少數金屬是特殊顏色如銅是紫紅色,

金是金黃色。

(3)良好的導電、導熱性。

(4)延展性

延性：拉成細絲的性質。展性：壓成薄片的性質。

2.化學通性有哪些？

(1)化合態金屬元素只有正化合價

(2)金屬單質易失電子，表現還原性

(3)易與氧氣反應，得到氧化物

(4)活動性排在氫前的金屬元素與酸反應得到鹽和氫氣

(5)與鹽反應，置換出活動性弱的金屬單質

3.金屬鈉的性質有哪些？

(1)物理性質有哪些？

鈉銀白色、質軟、熔點低、密度比水的小但比煤油的大。★

(2)化學性質有哪些？

①很活潑，常溫下：4Na+O2=2Na2。★(新切開的鈉放在空氣中容易變暗)

②加熱條件下：2Na+O2ANa2O2

★(先熔化成小球，后燃燒產生黃色火焰，生成淡黃色固體Naz。2。)

鈉在空氣中的變化過程：Na--*Na2O--*NaOH-->Na2CO3-10H2O(結

晶)一->Na2CO3(風化)，最終得到是一種白色粉末。一小塊鈉置露在空氣中

的現象：銀白色的鈉很快變暗(生成Na?。)，跟著變成白色固體(NaOH),然

后在固體表面出現小液滴（NaOH易潮解），最終變成白色粉未（最終產物是

Na2co3）。

③鈉與水的反應與反應

H2O

2Na+2H2O=2NaOH+H2t

★離子方程式：2Na++2H2O=2Na++2OH-+H2t（注意配平）

實驗現象分析與結論

浮在水面上鈉的密度比水小

熔成小球反應放熱，且鈉的熔點低

四處游動有氣體生成，推動小球迅速游動

發出嘶嘶的響聲有氣體生成，反應劇烈

加入酚醐溶液由無色變紅色生成堿性物質生成

知識拓展：

a：將鈉放入硫酸銅溶液中，能否置換出銅單質？

不能，2Na+2H2O=2NaOH+H2t

2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2I+Na2SO4

實驗現象：鈉熔成小球，在液面上四處游動，有藍色沉淀生成，有氣泡放出

K、Ca、Na三種單質與鹽溶液反應時，先與水反應生成相應的堿，堿再和鹽

溶液反應

b：將鈉放入鹽酸中，鈉將先和H20反應，還是先和HC1反應？

2Na+2HC1=2NaCl+H2t

一般規律：

鈉與酸溶液反應時，鈉直接與溶液中的酸反應，酸不足量則鈉先與酸反應再

與水反應。但當鈉與其它鹽溶液反應時，一般是鈉先與水反應生成氫氧化鈉和

氫氣，然后再看生成的氫氧化鈉是否與原溶液中的溶質反應！

（3）鈉的保存方法是什么？

①鈉必須保存在隔絕空氣環境中，實驗室將鈉保存在煤油或石蠟中。

②鈉著火的處理？用干燥的砂土撲滅

3、鈉的存在：以化合態存在。

4、鈉的保存：保存在煤油或石蠟中。

5、工業制鈉：電解熔融的NaCl：2NaCl（熔融）2Na+Cl2f

2.鈉的化合物

（1）氧化物__________________________________________________________________

Na2。Na2（）2

色態白色固體淡黃色固體

物質種類堿性氧化物過氧化物

氧元素價態-2-1

生成條件4Na+C)2==2N^02Na+O2^Na2O2

與水反應

Na2O+H2O==2NaOH2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2t★

與酸性氧化物反應

Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CC)2==2Na2co3+C)2*

與酸反應

Na2O+2HCl=2NaCl+H2O2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2t+2H2O

不穩定

穩定性穩定

2Na2O+C）2A2Na2（）2

提示：a、Naz。2與H2O的離子反應方程式：2Na2O2+2H2（3=4Na++4OH-+O2

實質：Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O22H2O2=2H2O+02t

實驗現象：產生氣泡，試管壁發燙，溶液（滴加酚醐）先變紅，后褪色

與H2O、C02的反應，Na2（）2既是氧化劑又是還原劑，是過氧化物

b、Na2O2的用途：做漂白劑（強氧化性漂白），呼吸面具或潛艇中的供氧劑。

（2）Na2c（力和NaHC€>3

①碳酸鈉和碳酸氫鈉性質比較

名稱碳酸鈉碳酸氫鈉

化學式

Na2c。3NaHCO3

俗名蘇打、純堿小蘇打

色、態白色粉末白色細小晶體

洗滌劑，玻璃、肥皂、造紙、紡織發酵粉、滅火劑、治療胃酸過多

用途

等工業（有胃潰瘍時不能用）

溶解度大小

溶解度：Na2c。3>NaHCO3

水溶液堿性

堿性（同濃度）：Na2CO3>NaHCO3

與酸反應方NaHCCh比Na2c。3快

程式2

CO3-+2H+=H2O+CO2tHCO3-+H+=H2O+CO2t

Na2cO3+2HC1==2NaCl+CO2tNaHCCh+HC1==NaCl+CO,t

+H2O+H2O

熱穩定性

熱穩定性：Na2CO3>NaHCO3

2NaHCO3Na2cO3+H2O+CO2t

與CaCb反應Na2CO3+CaCb=CaCO3\+2NaCl（白色沉NaHCO3+CaCl2不反應

淀）

與澄清石灰有白色沉淀生成（量不同產物不

Na2cCh+Ca（OH）2=CaCO3I+

水反應2NaOH同）

22+

CO3+Ca=CaCO31

②注意：碳酸鈉和碳酸氫鈉都易與酸反應，但是碳酸氫鈉與酸反應比碳酸鈉更

劇烈。Na2CO3+HC1=NaCl+NaHCO3（無氣泡產生）

NaHCO3+HC1=NaCl+CO2t+H20（有氣泡）

③Na2cCh易與Ba2\Ca?+的堿反應生血碳酸鹽沉淀和NaOH

NaHCO3能與所有可溶堿反應生成碳酸正鹽和水

2

例如：NaHCO3+NaOH=Na2cO3+H2OHCO3-+OH-=CO3+H2O

④Na2cO3與NaHCO3的相互轉必

a、CO2+H2O

?NaHCO3

b、固體加熱c、氫氧化鈉溶液

2

a、Na2cO3+H2O+CO2==2NaHCO3CO3+H2O+CO2=2HCO3-

b、2NaHCO3&Na2CO3+H20+C02t

2

c、NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2OHCO3-+OH-=CO3-+H2O

⑤如何區別Na2c。3和NaHCO3?

a、加熱加萩固體，產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體的是NaHCOs

b、滴入CaCb或BaCb溶液產生白色沉淀的是Na2c。3

c、逐滴滴入稀鹽酸反應較劇烈的是NaHCCh

3.焰色試驗的概念和實驗步驟是什么？

(1)概念：

金屬或它們的化合物在灼燒時使火焰呈現特殊的顏色，這在化學上叫焰色試驗。

(2)焰色反應是物理變化，反映的是元素的性質。元素原子發射一定波長的光

而產生各種顏色。

(3)鈉的焰色是黃色，鉀透過藍色的鉆玻璃焰色是紫色。

(4)實驗步驟

①將伯絲(或光潔無銹的鐵絲)用稀鹽酸洗滌后放在酒精燈外焰上灼燒至火焰

顏色與原來相同；

②用伯絲蘸取待測碳酸鈉溶液放在外焰上灼燒，觀察火焰顏色；

③用鹽酸洗凈伯絲，在外焰上灼燒至火焰無色后，再蘸取碳酸鉀溶液在外焰上

灼燒，透過藍色的鉆玻璃觀察火焰的顏色。

【典例4】下列除雜的方法(括號里為少量雜質)中，所用試劑或操作不正確的是

A.NaHCCh溶液(Na2co3)：通入過量的CO2

B.Cl2(HCI)：將氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶

C.Fe(AI)：加入稀鹽酸再過濾

D.Na2cO3固體(NaHCCh)：加熱

【答案】C

【解析】A.Na2c：。3與二氧化碳、水反應生成NaHCCh，故向NaHCC^溶液中通入過量的CO2

可除去Na2cO3，A正確；

B.HCI能溶于飽和食鹽水而Cl?在其中溶解度很低，故將氣體通過盛有飽和食鹽水的洗氣瓶

可除去Cl?中的HCI,B正確；

C.鐵和鋁均與稀鹽酸反應，鐵與氫氧化鈉溶液不反應而鋁反應，應選用氫氧化鈉溶液再過

濾,c錯誤；

D.NaHCCh受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水，可用加熱法除去Na2cO3固體中的

NaHCO3-D正確；

故選Co

【變式4-11連二亞硫酸鈉(Na2s2O4)俗稱保險粉，造紙工業中Na2s2O4用作漂白劑，可將部

分有色物質還原為無色物質，提高紙漿白度。實驗室利用Na2s2O4進行制備，總反應為Zn+2

S02+2NaOH=Na2S2O4+Zn(OH)2,裝置如圖所示:

已知：Zn(0H)2與A1(OH)3性質相似。下列有關制備實驗的說法中正確的是

A.實驗室利用亞硫酸鈉制備SO2時，應選擇濃硫酸

B.單向閥的作用只讓氣體單向通過并防倒吸

C.為了提高Z11S2O4轉化為Na2s2O4的效率，應滴加過量的18%的NaOH溶液

D.裝置中CCL也可用苯代替

【答案】B

【解析】A.因為硫酸濃度太稀，生成的S5溶于水中，如果硫酸濃度太大，濃硫酸電離出

的H+太少，很難與Na2SC)3固體反應，所以應用70%的濃硫酸，A錯誤；

B.單向閥可以控制氣體單向流動，由于二氧化硫能溶于水，所以單向閥可以起到防倒吸的

作用，B正確；

C.加入的NaOH過多，會導致Zn和Zn(OH)2沉淀與NaOH反應生成NazZnO2,難分離，因

此NaOH的量不宜過大，C錯誤；

D.苯的密度比水小，在水的上層，不能起到防倒吸的作用，D錯誤；

故選Bo

【變式4-2】某項目學習小組對實驗室制取二氧化碳后過濾所得的廢液進行探究。取100g

該廢液，逐滴加入碳酸鈉溶液，測得產生沉淀的質量如圖所示，請回答：

［沉淀的質量/g

loL-------Z—

040100碳酸鈉溶液

的質量/g

⑴由圖可知，廢液呈_________性，可用測定其pH。

⑵充分反應后生成碳酸鈣的質量為go

⑶廢液中氯化鈣的質量分數為O

⑷用氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣都可將該廢液中的鹽酸除去，獲得氯化鈣溶液，比較處理

等質量的該廢液，需這三種物質的質量由小到大的順序為(用物質名稱填空)。

【答案】(1)酸pH試紙(或pH計)

(2)10

(3)11.1%

⑷氧化鈣(氫氧化鈣〈碳酸鈣

【解析】(1)實驗室制取CO2發生反應的化學方程式CaCO3+2HCI=CaCl2+H2O+CC)2個，過濾后

所得廢液中一定含有CaC區可能含有HCI。向廢液中加入NazCO3溶液，一開始沒有沉淀產

生，說明廢液中含有HCI,HCI反應完后，NazCQ與CaCk反應，有沉淀產生。故廢液呈酸性，

可用pH試紙或pH計測定其pHo

答案為酸；pH試紙(或pH計)。

(2)CaCh與Na2c。3反應生成CaC"沉淀和NaCI,加入Na2c0溶液100g時，沉淀質量不

再增大，結合圖示，說明充分反應后生成CaCQ的質量為10g。

答案為10o

(3)加入Na2cO3溶液生成沉淀的反應為Na2CC)3+CaCl2=CaCO3J+2NaCI,可得關系式

CaCO-CaCI,根據圖示，生成CaC"的質量為10g，則二*、=翳得加(CaCbklLlg,

32

IlI

廢液中氯化鈣的質量分數為哂X100%=11.1%。

答案為11.1%。

(4)氧化鈣、氫氧化鈣和碳酸鈣與鹽酸反應，化學方程式分別為CaO+2HCI=CaCl2+H2。、

Ca(OH)2+2HCI=CaCI2+2H2O,CaCO3+2HCI=CaCI2+CO2t+H20O設廢液中含有HCI的質量為

73g,則處理該廢液需要Ca。56g、Ca(OH)274g、CaCO3100g,即需要這三種物質的質量由

小到大的順序為氧化鈣〈氫氧化鈣〈碳酸鈣。

答案為氧化鈣〈氫氧化鈣〈碳酸鈣。

U題型05化學反應及熱能的相互轉換

詼而1

一、化學能與熱能的相互轉化

如圖，我們知道有些燃燒反應能夠釋放出熱能，那么其它反應的吸熱和放熱由什么決定的？

請完成下列知識點：

1.吸熱反應和放熱反應

⑴定義

吸熱反應：吸收熱量的化學反應;

放熱反應：放出熱量的化學反應。

(2)實驗探究[實驗6—1][實驗6-2]

Ba(OH)2-8H2O+NH4Cl

①鎂和稀鹽酸的反應

實驗現象有氣泡產生:用溫度計測量，水銀柱上升

離子反應Mg+2H+=Mg2++H?T

實驗結論活潑金屬與酸反應是放熱反應

②Ba(OH)2?8H2。和氯化鏤反應

實驗現象聞到刺激性氣味,燒杯壁發涼;玻璃片和燒杯黏結在一起,混合物呈糊狀

化學反應Ba(OH”?8H2O+2NH?l=BaC”+2NH3T+10比0

實驗結論該反應是吸熱反應

常見的吸熱反應有：大多數的分解反應，C和CO?、C和H20的反應，Ba(OH)2?8H2O與

NH4cl的反應等。常見的放熱反應有：大多數的化合反應，酸堿中和反應，金屬與酸或水的

反應，燃燒反應，爆炸反應等。

【典例5】下列反應的能量變化與圖示不相符的是

反應物的總能量高

化學反應［釋放能量

生成物的總能量低

化學反應與能量變化的關系示意圖

A.天然氣燃燒B.鋁與稀硫酸反應

C.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應D.Ba(OH)2-8H2。與NH4cl固體反應

【答案】D

【解析】A