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专题十四 金属及其重要化合物６７ 专题十四金属及其重要化合物对应学生用书起始页码Ｐ１４１考点一钠及其化合物中频考点 １.钠及其化合物间的转化关系网络构建①２Ｎａ＋２Ｈ２Ｏ２ＮａＯＨ＋Ｈ２↑②２Ｎａ＋Ｏ２△或点燃Ｎａ２Ｏ２③２Ｎａ２Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ４ＮａＯＨ＋Ｏ２↑④２Ｎａ２Ｏ２＋２ＣＯ２２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｏ２⑤２ＮａＨＣＯ３△Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２↑＋Ｈ２Ｏ⑥２ＮａＯＨ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ⑦ＮａＯＨ＋ＣＯ２ＮａＨＣＯ３⑧２ＮａＣｌ＋２Ｈ２Ｏ电解２ＮａＯＨ＋Ｈ２↑＋Ｃｌ２↑２.金属钠与可溶性盐溶液反应的思维模板盐溶液加入Ｎａ→Ｎａ与Ｈ２Ｏ反应生成ＮａＯＨ→与溶质是否反应→Ｈ２Ｏ减少→对溶质质量的影响→生成Ｈ２→对装置的要求→放热→对实验环境的影响或对溶质的溶解度的影响→３.Ｎａ２Ｏ与Ｎａ２Ｏ２的比较Ｎａ２ＯＮａ２Ｏ２颜色、状态白色固体淡黄色固体电子式Ｎａ＋[Ｏ]２－Ｎａ＋Ｎａ＋[ＯＯ]２－Ｎａ＋与Ｈ２Ｏ反应Ｎａ２Ｏ＋Ｈ２Ｏ２ＮａＯＨ２Ｎａ２Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ４ＮａＯＨ＋Ｏ２↑与ＣＯ２反应Ｎａ２Ｏ＋ＣＯ２Ｎａ２ＣＯ３２Ｎａ２Ｏ２＋２ＣＯ２２Ｎａ２ＣＯ３＋Ｏ２主要用途可制烧碱漂白剂、消毒剂、供氧剂 ４.碳酸钠与碳酸氢钠的比较碳酸钠碳酸氢钠俗名纯碱、苏打小苏打水溶性易溶于水可溶于水与盐酸反应的速率相同条件下反应速率:ＮａＨＣＯ３Ｎａ２ＣＯ３热稳定性受热难分解受热易分解２ＮａＨＣＯ３△Ｎａ２ＣＯ３＋ＣＯ２↑＋Ｈ２Ｏ续表碳酸钠碳酸氢钠用途化工原料、洗涤剂食品发酵、治疗胃酸过多、泡沫灭火器 ５.焰色反应(１)定义许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色ꎬ这在化学上叫焰色反应ꎮ(２)实验步骤①点燃酒精灯(一点)ꎮ②将铂丝放入稀盐酸中清洗ꎬ再放到酒精灯外焰上灼烧ꎬ直至火焰呈现原来的颜色(二洗烧)ꎮ③用铂丝蘸取固体或液体待测物ꎬ灼烧、观察ꎮ若是钾元素ꎬ应透过蓝色的钴玻璃(可滤去遮盖紫色的黄光)观察(三蘸烧)ꎮ④将铂丝用稀盐酸洗净ꎬ放在外焰上烧至原色ꎬ放回原处(四洗烧)ꎮ(３)实例①钠元素:黄色ꎻ②钾元素:紫色(透过蓝色的钴玻璃观察)ꎮ(２０１８江苏单科ꎬ３ꎬ２分)下列有关物质性质与用途具有对应关系的是( )Ａ.ＮａＨＣＯ３受热易分解ꎬ可用于制胃酸中和剂Ｂ.ＳｉＯ２熔点高硬度大ꎬ可用于制光导纤维Ｃ.Ａｌ２Ｏ３是两性氧化物ꎬ可用作耐高温材料Ｄ.ＣａＯ能与水反应ꎬ可用作食品干燥剂本题涉及的考点有金属化合物的性质与用途之间的关系ꎬ考查了考生分析和解决化学问题的能力ꎬ体现了“科学态度与社会责任”学科核心素养ꎮ解析 Ａ项ꎬＮａＨＣＯ３用于制胃酸中和剂应用的是ＮａＨＣＯ３能与胃酸反应生成ＮａＣｌ、ＣＯ２和Ｈ２Ｏ这一性质ꎬ与ＮａＨＣＯ３受热易分解无关ꎻＢ项ꎬＳｉＯ２用于制光导纤维与其熔点、硬度等性质无关ꎻＣ项ꎬＡｌ２Ｏ３用作耐高温材料是因为其熔点高ꎬ与其是两性氧化物无关ꎮ答案 Ｄ１.下列有关物质的性质与用途均正确ꎬ且具有对应关系的是( )Ａ.氧化铁能与酸反应ꎬ可用于制作红色涂料Ｂ.生石灰能与水反应ꎬ可用于干燥氯气Ｃ.ＳｉＯ２具有导电性ꎬ可用于制作光导纤维和光电池Ｄ.Ｎａ２Ｏ２与ＣＯ２反应放出氧气ꎬ可用作呼吸面具的供氧剂１.答案 Ｄ 氧化铁为红棕色粉末ꎬ用于制作红色涂料ꎬＡ项错误ꎻ生石灰与水反应生成的Ｃａ(ＯＨ)２可以与Ｃｌ２反应ꎬ故生石灰不能用于干燥氯气ꎬＢ项错误ꎻ利用ＳｉＯ２对光的全反射可６８ ５年高考３年模拟Ｂ版(教师用书)制作光导纤维ꎬＳｉ是半导体ꎬ可用于制作光电池ꎬＣ项错误ꎻ过氧化钠与ＣＯ２反应可以生成氧气ꎬ用作供氧剂ꎬＤ项正确ꎮ２.实验室验证钠能与二氧化碳发生反应ꎬ并确定其产物的装置如图所示(已知:ＰｄＣｌ２溶液遇ＣＯ能产生黑色的Ｐｄ)ꎬ下列说法错误的是( )Ａ.装置①的仪器还可以制取Ｈ２、ＮＨ３等气体Ｂ.装置⑤中石灰水变浑浊后ꎬ再点燃酒精灯Ｃ.装置②③中分别盛装饱和Ｎａ２ＣＯ３溶液、浓硫酸Ｄ.装置⑥中有黑色沉淀ꎬ发生的反应是ＰｄＣｌ２＋ＣＯ＋Ｈ２ＯＰｄ↓＋ＣＯ２＋２ＨＣｌ２.答案 Ｃ 装置①是固液常温型气体发生装置ꎬ锌和稀硫酸反应制氢气ꎬ氧化钙和浓氨水反应制备氨气都可以用装置①ꎬＡ项正确ꎻ金属钠会与空气中的氧气、水蒸气等发生反应ꎬ因此实验之前ꎬ用二氧化碳气体排出装置内的空气ꎬ当看到装置⑤中石灰水变浑浊后ꎬ装置内空气已排净ꎬ再点燃酒精灯ꎬＢ项正确ꎻ装置①中反应产生的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气ꎬ因此先用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢(因为碳酸钠溶液与二氧化碳反应)ꎬ再用浓硫酸吸收水蒸气ꎬＣ项错误ꎻ根据题给信息可知ꎬＰｄＣｌ２被ＣＯ还原为黑色的Ｐｄꎬ反应为ＰｄＣｌ２＋ＣＯ＋Ｈ２ＯＰｄ↓＋ＣＯ２＋２ＨＣｌꎬＤ项正确ꎮ３.某化学兴趣小组设计实验ꎬ测定Ｎａ２ＣＯ３与ＮａＨＣＯ３混合物中Ｎａ２ＣＯ３的质量分数ꎮ甲方案:实验步骤为①称量空坩埚的质量为Ａｇ ②称量装有试样的坩埚质量为Ｂｇ ③加热 ④冷却 ⑤称量坩埚和残余物的质量为Ｃｇ ⑥重复③至⑤操作ꎬ直至恒重ꎬ质量为Ｄｇꎮ(１)坩埚中发生反应的化学方程式为 ꎮ(２)计算Ｎａ２ＣＯ３质量分数必须用到的测定数据为 (填“Ａ”“Ｂ”“Ｃ”或“Ｄ”)ꎮ乙方案:准确称取０.３０００ｇ样品ꎬ放入锥形瓶中ꎬ加入适量水溶解ꎬ滴入２滴酚酞试液ꎬ用０.１０００ｍｏｌＬ－１的标准盐酸滴定至溶液由粉红色刚好变为无色ꎬ达到滴定终点时产物为ＮａＨＣＯ３ꎮ重复上述操作两次ꎬ平均消耗盐酸的体积为２０.００ｍＬꎮ(３)配制上述盐酸标准溶液１００ｍＬꎬ若用２.０ｍｏｌＬ－１盐酸进行配制ꎬ需用滴定管量取该盐酸 ｍＬꎻ定容时俯视刻度线ꎬ将导致配制的溶液浓度 (填“偏高”“偏低”或“没有影响”)ꎮ(４)样品中Ｎａ２ＣＯ３的质量分数为 (用百分数表示ꎬ精确到０.１％)ꎮ丙方案:称取ｍｇ样品ꎬ选用如图所示部分装置测定样品与硫酸反应生成的气体体积ꎮ(５)某同学按以下方法检查装置Ａ的气密性:在分液漏斗中加入适量水ꎬ按图示连接好装置ꎬ关闭止水夹ａꎬ夹住橡胶管ｃꎬ打开活塞ｂꎮ若装置不漏气ꎬ则观察到的现象为 ꎮ实验时ꎬ装置Ａ中ｃ的作用为 、 ꎮ(６)为了提高测定的准确性ꎬ应选用装置Ａ和 (填写字母标号)进行实验ꎮ３.答案 (１)２ＮａＨＣＯ３△Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ (２)Ａ、Ｂ、Ｄ (３)５.００ 偏高 (４)７０.７％ (５)水流下一段时间后不再流出ꎬ且持续一段时间 便于分液漏斗中的液体流下 减小液体流下引起的气体体积误差 (６)Ｃ解析 (１)Ｎａ２ＣＯ３与ＮａＨＣＯ３混合物中碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水ꎬ坩埚中发生反应的化学方程式为２ＮａＨＣＯ３△Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ꎮ(２)结合反应２ＮａＨＣＯ３△Ｎａ２ＣＯ３＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２↑ꎬ利用反应前后固体质量差为(Ｂ－Ｄ)ｇꎬ可计算出混合物中碳酸氢钠的质量ꎬ进而求出混合物中碳酸钠的质量ꎬ计算得到碳酸钠的质量分数ꎬ所以需要测定的数值为Ａ、Ｂ和Ｄꎮ(３)根据溶液稀释过程中溶质的量不变可计算出需２.０ｍｏｌＬ－１的盐酸的体积为０.１０００ｍｏｌＬ－１×０.１Ｌ２.０ｍｏｌＬ－１＝０.００５Ｌ＝５.００ｍＬꎻ定容时俯视刻度线ꎬ将导致配制的溶液的体积偏小ꎬ溶液的浓度偏高ꎮ(４)根据反应Ｈ＋＋ＣＯ２－３ＨＣＯ－３ꎬ消耗ＨＣｌ的物质的量为０.０２０Ｌ×０.１００ｍｏｌＬ－１＝０.００２ｍｏｌꎬ则样品中ｎ(Ｎａ２ＣＯ３)＝０.００２ｍｏｌꎬｍ(Ｎａ２ＣＯ３)＝０.００２ｍｏｌ×１０６ｇｍｏｌ－１＝０.２１２ｇꎬ碳酸钠的质量分数为０.２１２ｇ０.３０００ｇ×１００％≈７０.７％ꎮ(５)在分液漏斗中加入适量水ꎬ按图示连接好装置ꎬ关闭止水夹ａꎬ夹住橡胶管ｃꎬ打开活塞ｂꎬ若装置不漏气ꎬ水流下一段时间后将不再流出ꎬ且持续一段时间ꎮｃ连接分液漏斗和蒸馏烧瓶ꎬ使两容器中压强相等ꎬ便于分液漏斗中的液体流下ꎬ同时减小液体流下引起的气体体积误差ꎮ(６)为了提高测定的准确性ꎬ测量气体体积应选用量气管更准确ꎬ故应选择Ａ、Ｃ装置进行实验ꎮ考点二铁及其化合物高频考点 １.铁及其化合物间的转化关系网络构建①Ｆｅ＋Ｓ△ＦｅＳꎻ②２Ｆｅ＋３Ｃｌ２点燃２ＦｅＣｌ３ꎻ③Ｆｅ２Ｏ３＋３ＣＯ高温２Ｆｅ＋３ＣＯ２或Ｆｅ２Ｏ３＋２Ａｌ高温Ａｌ２Ｏ３＋２Ｆｅꎻ④２Ｆｅ２＋＋Ｃｌ２２Ｆｅ３＋＋２Ｃｌ－或２Ｆｅ２＋＋Ｈ２Ｏ２＋２Ｈ＋２Ｆｅ３＋＋２Ｈ２Ｏꎻ⑤２Ｆｅ３＋＋Ｆｅ３Ｆｅ２＋或２Ｆｅ３＋＋Ｃｕ２Ｆｅ２＋＋Ｃｕ２＋ꎻ⑥４Ｆｅ(ＯＨ)２＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ４Ｆｅ(ＯＨ)３ꎮ专题十四 金属及其重要化合物６９ ２.“铁三角”及其应用(１)“铁三角”是指Ｆｅ、Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋相互转化的三角关系ꎮＦｅ遇强氧化剂被氧化成Ｆｅ３＋ꎬ遇弱氧化剂被氧化成Ｆｅ２＋ꎮＦｅ只有还原性ꎻＦｅ３＋一般只有氧化性ꎻＦｅ２＋既有氧化性又有还原性ꎬ以还原性为主ꎮ常见氧化剂的氧化性强弱关系为Ｃｌ２Ｂｒ２Ｆｅ３＋Ｉ２Ｓ、Ａｇ＋Ｆｅ３＋Ｃｕ２＋Ｆｅ２＋ꎮ(２)应用ａ.判断离子共存Ｆｅ３＋与Ｉ－、Ｓ２－、ＳＯ２－３因发生氧化还原反应而不能大量共存ꎮＦｅ２＋与ＣｌＯ－、ＭｎＯ－４(Ｈ＋)、ＮＯ－３(Ｈ＋)因发生氧化还原反应而不能大量共存ꎮｂ.除杂或净化主要物质杂质方法ＦｅＣｌ３ＦｅＣｌ２通足量的氯气或加Ｈ２Ｏ２Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋加入过量铁粉ꎬ过滤Ｆｅ２＋Ｃｕ２＋加入过量铁粉ꎬ过滤 ３.Ｆｅ２＋与Ｆｅ３＋的鉴别方法鉴别方法Ｆｅ２＋Ｆｅ３＋直接观色浅绿色棕黄色利用显色反应与ＫＳＣＮ溶液无现象显血红色利用Ｆｅ３＋的氧化性与铜无现象Ｃｕ溶解ꎬ溶液变为蓝绿色与ＫＩ－淀粉溶液无现象变蓝利用Ｆｅ２＋的还原性与酸性ＫＭｎＯ４溶液紫色褪去无现象利用沉淀反应Ｆｅ２＋＋２ＯＨ－Ｆｅ(ＯＨ)２↓４Ｆｅ(ＯＨ)２＋Ｏ２＋２Ｈ２Ｏ４Ｆｅ(ＯＨ)３沉淀由白色→灰绿色→红褐色Ｆｅ３＋＋３ＯＨ－Ｆｅ(ＯＨ)３↓生成红褐色沉淀 (２０１８江苏单科ꎬ６ꎬ２分)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是( )Ａ.向ＦｅＣｌ２溶液中滴加ＮＨ４ＳＣＮ溶液ꎬ溶液显红色Ｂ.ＫＡｌ(ＳＯ４)２１２Ｈ２Ｏ溶于水可形成Ａｌ(ＯＨ)３胶体Ｃ.ＮＨ４Ｃｌ与Ｃａ(ＯＨ)２混合加热可生成ＮＨ３Ｄ.Ｃｕ与ＦｅＣｌ３溶液反应可生成ＣｕＣｌ２本题涉及的考点有Ｆｅ３＋的氧化性、Ｆｅ２＋的检验、Ａｌ３＋水解和氨气的制取ꎬ考查了考生分析和解决化学问题的能力ꎬ体现了“宏观辨识与微观探析”学科核心素养ꎮ解析 向ＦｅＣｌ２溶液中滴加ＮＨ４ＳＣＮ溶液ꎬ溶液不显红色ꎬＡ项错误ꎻＫＡｌ(ＳＯ４)２１２Ｈ２Ｏ溶于水ꎬ电离出的Ａｌ３＋发生水解可形成Ａｌ(ＯＨ)３胶体ꎬＢ项正确ꎻ实验室常用ＮＨ４Ｃｌ固体与Ｃａ(ＯＨ)２固体混合加热制ＮＨ３ꎬＣ项正确ꎻＣｕ与ＦｅＣｌ３溶液反应可生成ＣｕＣｌ２和ＦｅＣｌ２ꎬＤ项正确ꎮ答案 Ａ１.将０.２ｍｏｌＬ－１的ＫＩ溶液和０.０５ｍｏｌＬ－１Ｆｅ２(ＳＯ４)３溶液等体积混合充分反应后ꎬ取混合液分别完成下列实验ꎬ能说明溶液中存在化学平衡２Ｆｅ３＋＋２Ｉ－２Ｆｅ２＋＋Ｉ