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2022年高考化学一轮复习讲义第3章第18讲 常见金属及其化合物的综合应用 (含解析)
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这是一份2022年高考化学一轮复习讲义第3章第18讲 常见金属及其化合物的综合应用 (含解析)，共14页。
第18讲 常见金属及其化合物的综合应用
复习目标 1.掌握常见金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。2.了解硼及其化合物的性质。
一、知识网络构建及方程式再书写
1．钠及其重要化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Na和H2O的反应
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；
②Na在空气中燃烧
2Na＋O2Na2O2；
③Na2O2和H2O的反应
2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
④Na2O2和CO2的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑤向NaOH溶液中通入过量CO2
OH－＋CO2===HCO；
⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合
CO＋Ca(OH)2===CaCO3＋2OH－；
⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2
CO＋CO2＋H2O===2HCO；
⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合
HCO＋OH－===CO＋H2O；
⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合
HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O；
⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合
2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。
2．铝及其重要化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的离子方程式。
①Al和NaOH溶液的反应
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；
②Al(OH)3和NaOH溶液的反应
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；
③Al(OH)3和盐酸的反应
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；
④Al2O3和NaOH的反应
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
⑤Al2O3和盐酸的反应
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；
⑥NaAlO2和过量盐酸的反应
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O；
⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；
⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合
AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；
⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合
3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓；
⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
3．铁及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①Fe和过量稀HNO3的反应
Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
②Fe高温下和水蒸气的反应
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
③铝与氧化铁的铝热反应
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；
④用赤铁矿冶炼铁的原理
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
⑤Fe(OH)2长时间露置于空气中
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
⑥FeO和稀HNO3的反应
3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O；
⑦Fe(OH)3和HI的反应
2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O；
⑧FeBr2溶液和少量Cl2的反应
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
⑨FeBr2溶液和等物质的量的Cl2反应
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－；
⑩FeBr2溶液和过量Cl2的反应
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。
4．铜及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①用两个化学方程式表示Cl2的氧化性大于S
a：Cu＋Cl2CuCl2；
b：2Cu＋SCu2S。
②铜在潮湿的空气中生锈
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
③将Cu和浓H2SO4混合加热
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
④Cu与浓HNO3的反应
Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
⑤Cu与稀HNO3反应
3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑥FeCl3溶液腐蚀铜板
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
⑦将氨水逐滴滴入CuSO4溶液过程中所发生的反应
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH；
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
⑧用惰性电极电解CuSO4溶液
2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
⑨用Cu作电极电解H2SO4溶液
Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。
⑩胆矾加热分解
CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。
二、知识拓展专题 硼及其化合物的性质
1．硼
硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼，能发生如下反应：
(1)高温下，与N2、S、X2等单质反应，如2B＋N22BN。
(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。
(3)赤热下，与水蒸气反应，2B＋6H2O(g)2B(OH)3＋3H2。
(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3H2SO4(浓)2H3BO3＋3SO2↑，B＋3HNO3(浓)H3BO3＋3NO2↑。
2．硼酸(H3BO3)
(1)一元弱酸，H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－。
(2)H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。
3．硼氢化钠(NaBH4)
硼氢化钠中的氢元素为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂：
。
4．硼砂(Na2B4O7·10H2O)
(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3。
(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。
1．NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑，下列说法正确的是( )
A．该反应中氧化剂只有FeCl3
B．NaBH4的电子式为
C．NaBH4不能与水发生反应
D．该反应中每生成1 mol Fe转移电子3 mol
答案 B
解析 反应2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑中，FeCl3中的Fe由＋3价降低到0价，水中部分H由＋1价降低到0价，所以该反应中氧化剂为FeCl3和H2O，A项错误；NaBH4由钠离子与BH构成，为离子化合物，则其电子式为，B项正确；NaBH4中H为－1价，水中H为＋1价，两者发生归中反应可生成氢气，C项错误；题述氧化还原反应中，化合价升高的只有NaBH4中的H，由－1价升高到0价，可据此判断电子转移数目，每生成1 mol Fe，消耗3 mol NaBH4，转移电子12 mol，D项错误。
2．按要求回答问题
(1)[2019·全国卷Ⅰ，26(3)]根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸。
(2)[2015·全国卷Ⅰ， 27(1)(6)]写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________。
单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：_________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)[2015·安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：______NaBO2＋______SiO2＋______Na＋______H2===____NaBH4＋______Na2SiO3。
(4)[2014·重庆理综，11(2)]NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为___________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)一元弱 (2)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3 2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO (3)1 2 4 2 1 2
(4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑
3．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：
(1)写出硼元素在元素周期表中的位置：________________________________。
(2)将硼砂溶于水后，用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。
(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，一定条件是_____________________________________。
(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3，BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.200 0 g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100 mL碘水，量取10.00 mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.300 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示：I2＋2S2O===2I－＋S4O)滴定终点的现象为_________
________________________________________________，该粗硼样品的纯度为________%。
(5)H3BO3[也可写成B(OH)3]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。
①b膜为__________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：___________________________________________________________________________，理论上每生成1 mol H3BO3，N室可生成________L(标准状况)气体。
②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%______(填“>”或“<”)b%。
答案 (1)第二周期ⅢA族 (2)B4O＋2H＋＋5H2O===4H3BO3↓ (3)在HCl氛围中加热 (4)滴加最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色 99 (5)①阴离子 H＋＋B(OH)===H3BO3＋H2O 11.2 ②<
解析 (3)因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，需要在HCl氛围中加热。(4)消耗的Na2S2O3的物质的量为0.300 0 mol·L－1×0.018 L＝0.005 4 mol，根据关系式：B～BI3～I2～3S2O得，n(B)＝n(S2O)＝0.001 8 mol，则该粗硼样品中B的物质的量＝0.001 8 mol
×＝0.018 mol，则硼的质量为11 g·mol－1×0.018 mol＝0.198 g，该粗硼样品中硼的质量分数为×100%＝99%。(5)①产品室可得到H3BO3的原因是M室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的B(OH)穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，其离子方程式为H＋＋B(OH)===H3BO3＋H2O，所以b膜应为阴离子交换膜。阴极的电解液为氢氧化钠溶液，所以N室的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1 mol H3BO3时，需要M室和原料室分别转入1 mol H＋、1 mol B(OH)，则需转移1 mol e－，所以N室可生成0.5 mol氢气，其体积在标准状况下为11.2 L。②N室溶液中氢氧根离子浓度增大，Na＋从原料室通过阳离子交换膜进入N室，故N室进口溶液浓度比出口的小，即a%
回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有________________________________________________。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________，
母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。
答案 (1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN溶液
(4)2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O=== Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑] 溶浸 高温焙烧
解析 (1)由流程图加入物质可知，“溶浸”时产生的气体只能是NH3，NH3与NH4HCO3反应生成用于“沉镁”的物质只能是(NH4)2CO3。(2)由流程图可知，在过滤获取H3BO3之前没有除Fe3＋、Al3＋的步骤，推知氧化铁、氧化铝在“溶浸”时没有溶解，而二氧化硅不溶于硫酸铵溶液，因而滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN溶液。(4)“沉镁”中，结合反应物有Mg2＋、CO，生成物为Mg(OH)2·MgCO3，依据离子方程式书写要求，即可写出方程式。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁。
1．下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是( )
A．可用Na与MgCl2溶液反应制Mg
B．金属单质导电与电解质溶液导电原因相同
C．常温下氧气与铝不反应，故常温下铝制品可以广泛应用
D．观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋
答案 D
解析 Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，所以Na不能置换Mg，故A错误；金属导电是自由电子定向移动，电解质溶液导电是溶液中阴、阳离子的定向移动，金属单质导电与电解质溶液导电原因不同，故B错误；常温下，铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了内部的铝与氧气的接触，所以铝制品可以广泛利用，故C错误；钠元素焰色为黄色，观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋，故D正确。
2．(2020·江苏，6)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
B．室温下，Al与4.0 mol·L－1 NaOH溶液反应生成NaAlO2
C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
答案 B
解析 室温下，Na在空气中反应生成Na2O，A项错误；2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑，B项正确；室温下，铜与浓硝酸反应生成NO2，C项错误；室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，D项错误。
3．(2020·浙江7月选考，8)下列说法不正确的是( )
A．Cl－会破坏铝表面的氧化膜
B．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
C．KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒
D．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
答案 B
4．(2020·江苏，10)下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D．Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
答案 C
解析 由Cl2制备漂白粉应通入石灰乳而不是石灰水中，A项错误；向氯化钠溶液中通入二氧化碳，无法制取碳酸氢钠固体，B项错误；向溴水中加入碘化钠溶液，可得到碘单质，C项正确；电解MgCl2溶液得不到Mg，D项错误。
5．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、b均能与稀硫酸反应放出气体；②c与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；③b与强碱反应放出气体；④b、e在冷的浓硫酸中钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是( )
A．Mg、Al、Cu、Ag、Fe B．Fe、Cu、Al、Ag、Mg
C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Al、Mg、Ag、Cu、Fe
答案 A
6．以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因发现“准晶体”而一人独享了2011年度诺贝尔化学奖。某组成为Al65Cu23Fe12的准晶体W具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层。下列有关说法中正确的是( )
A．W的熔点比铝、铁、铜的都高
B．将一定量W投入少量的盐酸中，充分反应后溶液中一定有Fe2＋
C．等质量W分别与足量NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的质量之比为65∶73
D．W在氯气中完全燃烧时可形成AlCl3、FeCl3两种离子化合物
答案 C
解析 W属于合金，合金与组成它的各成分金属相比，其熔点较低，A错误；此合金中含有的金属中，铝的还原性最强，当酸量不足时，溶液中一定存在Al3＋，可能存在Fe2＋，B错误；W与足量的NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的体积之比为＝，C正确；合金与氯气反应产生的AlCl3为共价化合物，不是离子化合物，D错误。
7．下列各组物质中，满足图示一步转化关系的是( )
序号
X
Y
Z
W
①
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CuO
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B．①③④
C．②③ D．①④
答案 A
8．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A．a为冷却水进口
B．装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
答案 B
解析 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。
9．(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
答案 D
解析 Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。
10．探究Na2O2与水的反应，实验如图：
已知：H2O2H＋＋HO；HOH＋＋O。下列分析不正确的是( )
A．①④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应
B．①⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2
C．③和④实验不能说明溶解性：BaO2>BaSO4
D．⑤实验中说明H2O2具有还原性
答案 B
解析 ①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生复分解反应和氧化还原反应，④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成水和氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应，A项正确；①中过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；④中过氧化钡与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4，C项正确；⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，H2O2作还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确。
11．草酸亚铁，在形成晶体时会结晶一定量的水；在工农业生产中具有重要用途，如照相的显影剂，生产磷酸铁锂电池的原料等。
已知：①草酸亚铁不溶于水，可溶于酸；②Fe(SCN)＋3C2O===Fe(C2O4)＋6SCN－。
回答下列问题：
Ⅰ.甲同学检查药品发现该晶体显浅黄色，认为晶体不纯，可能是因为部分的铁被氧化。为验证自己的猜想，进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在＋3价的铁。你认为________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4·xH2O中的结晶水含量，利用如下装置：
(1)做实验前首先要：____________________________________________________________。
(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤依次为__________，重复实验直至B中恒重。
a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K d．打开K，缓缓通入氮气 e．冷却至室温 f．称量
Ⅲ.丙同学用滴定的方法也可以测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量。取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸，再把所得溶液稀释成500 mL，取出50 mL放入锥形瓶，向其中逐滴滴入未知浓度的酸性KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，且有气泡冒出，当溶液颜色突变成浅紫色，停止滴加。接着向溶液中加入稍过量的KI溶液和几滴淀粉溶液，然后再用
c mol·L－1的Na2S2O3溶液滴至终点。几次实验平均耗用Na2S2O3溶液V mL。(2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)
(1)写出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式：_______________________。
(2)上述试验中稀释草酸亚铁溶液时除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有________。
(3)x＝________。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，则所得x值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 Ⅰ.不正确 根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合 Ⅱ.(1)检查装置气密性 (2)dabecf
Ⅲ.(1)3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑ (2)500 mL容量瓶、胶头滴管 (3) (4)偏小
解析 Ⅰ.根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合，所以取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化，不能判定晶体中不存在＋3价的铁。
Ⅱ.(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤：由于草酸亚铁晶体中亚铁离子易被氧气氧化，所以要排净装置内的空气，打开K，缓缓通入氮气(d)，然后点燃酒精灯，加热(a)，反应发生，结束后，熄灭酒精灯(b)，冷却至室温(e)，关闭K (c)，进行称量(f)，重复实验直至B中恒重；正确的操作步骤：dabecf。
Ⅲ.(1)草酸亚铁晶体中含有Fe2＋和C2O，在酸性条件下，均能被KMnO4溶液氧化为Fe3＋和CO2，而MnO被还原为Mn2＋，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子方程式： 3MnO ＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑。(2)把草酸亚铁溶液稀释成500 mL溶液时，除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有500 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)根据反应3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑可知，反应产生的Fe3＋把碘离子氧化为碘单质，反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；生成的碘又被Na2S2O3还原为I－，反应为2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI；根据上述反应关系可知：n(FeC2O4·xH2O)＝n(FeC2O4)＝n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＝n(I2)＝n(Na2S2O3)，n(Na2S2O3)＝(V×10－3 ×c)mol，所以50 mL溶液中n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)mol，又原溶液为500 mL，所以n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)× mol＝10(V×10－3×c)mol；草酸亚铁晶体为a g，所以＝10(V×
10－3×c)，解得x＝。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，碘离子被氧化的量增多，消耗的n(Na2S2O3)＝cV增多，根据x＝关系可知，则所得x值偏小。
第18讲 常见金属及其化合物的综合应用
复习目标 1.掌握常见金属元素知识网络构建及重要方程式的书写。2.了解硼及其化合物的性质。
一、知识网络构建及方程式再书写
1．钠及其重要化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式。
①Na和H2O的反应
2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑；
②Na在空气中燃烧
2Na＋O2Na2O2；
③Na2O2和H2O的反应
2Na2O2＋2H2O===4Na＋＋4OH－＋O2↑；
④Na2O2和CO2的反应
2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2；
⑤向NaOH溶液中通入过量CO2
OH－＋CO2===HCO；
⑥将Na2CO3溶液与石灰乳混合
CO＋Ca(OH)2===CaCO3＋2OH－；
⑦向Na2CO3稀溶液中通入过量CO2
CO＋CO2＋H2O===2HCO；
⑧将NaHCO3溶液和NaOH溶液等物质的量混合
HCO＋OH－===CO＋H2O；
⑨将NaHCO3溶液与澄清石灰水等物质的量混合
HCO＋Ca2＋＋OH－===CaCO3↓＋H2O；
⑩将NaHCO3溶液与少量澄清石灰水混合
2HCO＋Ca2＋＋2OH－===CaCO3↓＋CO＋2H2O。
2．铝及其重要化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的离子方程式。
①Al和NaOH溶液的反应
2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑；
②Al(OH)3和NaOH溶液的反应
Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；
③Al(OH)3和盐酸的反应
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；
④Al2O3和NaOH的反应
Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O；
⑤Al2O3和盐酸的反应
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O；
⑥NaAlO2和过量盐酸的反应
AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O；
⑦向NaAlO2溶液中通入过量CO2气体
AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO；
⑧将NaAlO2溶液与NaHCO3溶液混合
AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO；
⑨将NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合
3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓；
⑩将AlCl3溶液与NaHCO3溶液混合
Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑。
3．铁及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①Fe和过量稀HNO3的反应
Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O；
②Fe高温下和水蒸气的反应
3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2；
③铝与氧化铁的铝热反应
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3；
④用赤铁矿冶炼铁的原理
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
⑤Fe(OH)2长时间露置于空气中
4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；
⑥FeO和稀HNO3的反应
3FeO＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋5H2O；
⑦Fe(OH)3和HI的反应
2Fe(OH)3＋6H＋＋2I－===2Fe2＋＋I2＋6H2O；
⑧FeBr2溶液和少量Cl2的反应
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－；
⑨FeBr2溶液和等物质的量的Cl2反应
2Fe2＋＋2Br－＋2Cl2===2Fe3＋＋Br2＋4Cl－；
⑩FeBr2溶液和过量Cl2的反应
2Fe2＋＋4Br－＋3Cl2===2Fe3＋＋2Br2＋6Cl－。
4．铜及其化合物
(1)知识网络构建
(2)重要反应必练
写出下列反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式。
①用两个化学方程式表示Cl2的氧化性大于S
a：Cu＋Cl2CuCl2；
b：2Cu＋SCu2S。
②铜在潮湿的空气中生锈
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
③将Cu和浓H2SO4混合加热
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
④Cu与浓HNO3的反应
Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
⑤Cu与稀HNO3反应
3Cu＋2NO＋8H＋===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
⑥FeCl3溶液腐蚀铜板
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
⑦将氨水逐滴滴入CuSO4溶液过程中所发生的反应
Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH；
Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。
⑧用惰性电极电解CuSO4溶液
2Cu2＋＋2H2O2Cu＋O2↑＋4H＋。
⑨用Cu作电极电解H2SO4溶液
Cu＋2H＋Cu2＋＋H2↑。
⑩胆矾加热分解
CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。
二、知识拓展专题 硼及其化合物的性质
1．硼
硼单质有晶体硼和无定形硼两种，晶体硼相当稳定，无定形硼比较活泼，能发生如下反应：
(1)高温下，与N2、S、X2等单质反应，如2B＋N22BN。
(2)高温下同金属反应生成金属硼化物。
(3)赤热下，与水蒸气反应，2B＋6H2O(g)2B(OH)3＋3H2。
(4)与热的浓硫酸或浓硝酸反应，2B＋3H2SO4(浓)2H3BO3＋3SO2↑，B＋3HNO3(浓)H3BO3＋3NO2↑。
2．硼酸(H3BO3)
(1)一元弱酸，H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－。
(2)H3BO3受热时会逐渐脱水，首先生成偏硼酸(HBO2)，继续升温可进一步脱水生成四硼酸(H2B4O7)，更高温度时则转变为硼酸的酸酐(B2O3)。
3．硼氢化钠(NaBH4)
硼氢化钠中的氢元素为－1价，具有还原性，故其可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂：
。
4．硼砂(Na2B4O7·10H2O)
(1)制备：将偏硼酸钠溶于水形成较浓溶液，然后通入CO2调节pH，浓缩结晶分离出硼砂：4NaBO2＋CO2＋10H2O===Na2B4O7·10H2O＋Na2CO3。
(2)将硼砂溶于水，用硫酸溶液调节pH，可析出溶解度小的硼酸晶体：Na2B4O7＋H2SO4＋5H2O===4H3BO3↓＋Na2SO4。
1．NaBH4与FeCl3反应可制取纳米铁：2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑，下列说法正确的是( )
A．该反应中氧化剂只有FeCl3
B．NaBH4的电子式为
C．NaBH4不能与水发生反应
D．该反应中每生成1 mol Fe转移电子3 mol
答案 B
解析 反应2FeCl3＋6NaBH4＋18H2O===2Fe＋6NaCl＋6H3BO3＋21H2↑中，FeCl3中的Fe由＋3价降低到0价，水中部分H由＋1价降低到0价，所以该反应中氧化剂为FeCl3和H2O，A项错误；NaBH4由钠离子与BH构成，为离子化合物，则其电子式为，B项正确；NaBH4中H为－1价，水中H为＋1价，两者发生归中反应可生成氢气，C项错误；题述氧化还原反应中，化合价升高的只有NaBH4中的H，由－1价升高到0价，可据此判断电子转移数目，每生成1 mol Fe，消耗3 mol NaBH4，转移电子12 mol，D项错误。
2．按要求回答问题
(1)[2019·全国卷Ⅰ，26(3)]根据H3BO3的解离反应：H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)，Ka＝5.81×10－10，可判断H3BO3是________酸。
(2)[2015·全国卷Ⅰ， 27(1)(6)]写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________。
单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程：_________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(3)[2015·安徽理综，27(2)]请配平化学方程式：______NaBO2＋______SiO2＋______Na＋______H2===____NaBH4＋______Na2SiO3。
(4)[2014·重庆理综，11(2)]NaBH4是一种重要的储氢载体，能与水反应得到NaBO2，且反应前后B的化合价不变，该反应的化学方程式为___________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)一元弱 (2)Mg2B2O5·H2O＋2H2SO42MgSO4＋2H3BO3 2H3BO3B2O3＋3H2O、B2O3＋3Mg2B＋3MgO (3)1 2 4 2 1 2
(4)NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑
3．硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知硼镁矿的主要成分为Mg2B2O5·H2O，硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。一种利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如图所示：
(1)写出硼元素在元素周期表中的位置：________________________________。
(2)将硼砂溶于水后，用硫酸调节溶液的pH≈3.5以制取硼酸(H3BO3)，该反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。
(3)由MgCl2·6H2O制备MgCl2时，一定条件是_____________________________________。
(4)制得的粗硼在一定条件下反应生成BI3，BI3在一定条件下受热分解可以得到纯净的单质硼。0.200 0 g粗硼制成的BI3完全分解，将生成的I2配制成100 mL碘水，量取10.00 mL碘水于锥形瓶中，向其中滴加几滴淀粉溶液，用0.300 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。(提示：I2＋2S2O===2I－＋S4O)滴定终点的现象为_________
________________________________________________，该粗硼样品的纯度为________%。
(5)H3BO3[也可写成B(OH)3]可以通过电解NaB(OH)4溶液的方法制备。工作原理如图所示。
①b膜为__________(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜，写出产品室发生反应的离子方程式：___________________________________________________________________________，理论上每生成1 mol H3BO3，N室可生成________L(标准状况)气体。
②N室中，进口和出口的溶液浓度大小关系为a%______(填“>”或“<”)b%。
答案 (1)第二周期ⅢA族 (2)B4O＋2H＋＋5H2O===4H3BO3↓ (3)在HCl氛围中加热 (4)滴加最后一滴Na2S2O3溶液，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色 99 (5)①阴离子 H＋＋B(OH)===H3BO3＋H2O 11.2 ②<
解析 (3)因MgCl2在蒸干灼烧时会发生水解，其水解的化学方程式为MgCl2＋2H2OMg(OH)2＋2HCl，所以为了防止氯化镁水解生成氢氧化镁，需要在HCl氛围中加热。(4)消耗的Na2S2O3的物质的量为0.300 0 mol·L－1×0.018 L＝0.005 4 mol，根据关系式：B～BI3～I2～3S2O得，n(B)＝n(S2O)＝0.001 8 mol，则该粗硼样品中B的物质的量＝0.001 8 mol
×＝0.018 mol，则硼的质量为11 g·mol－1×0.018 mol＝0.198 g，该粗硼样品中硼的质量分数为×100%＝99%。(5)①产品室可得到H3BO3的原因是M室的H＋穿过阳离子交换膜扩散至产品室，原料室的B(OH)穿过阴离子交换膜扩散至产品室，二者反应生成H3BO3，其离子方程式为H＋＋B(OH)===H3BO3＋H2O，所以b膜应为阴离子交换膜。阴极的电解液为氢氧化钠溶液，所以N室的电极反应式为2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，生成1 mol H3BO3时，需要M室和原料室分别转入1 mol H＋、1 mol B(OH)，则需转移1 mol e－，所以N室可生成0.5 mol氢气，其体积在标准状况下为11.2 L。②N室溶液中氢氧根离子浓度增大，Na＋从原料室通过阳离子交换膜进入N室，故N室进口溶液浓度比出口的小，即a%
回答下列问题：
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉，产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)“滤渣1”的主要成分有________________________________________________。
为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3＋离子，可选用的化学试剂是________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________________________，
母液经加热后可返回________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是________。
答案 (1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN溶液
(4)2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O=== Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑] 溶浸 高温焙烧
解析 (1)由流程图加入物质可知，“溶浸”时产生的气体只能是NH3，NH3与NH4HCO3反应生成用于“沉镁”的物质只能是(NH4)2CO3。(2)由流程图可知，在过滤获取H3BO3之前没有除Fe3＋、Al3＋的步骤，推知氧化铁、氧化铝在“溶浸”时没有溶解，而二氧化硅不溶于硫酸铵溶液，因而滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3＋的试剂可选用KSCN溶液。(4)“沉镁”中，结合反应物有Mg2＋、CO，生成物为Mg(OH)2·MgCO3，依据离子方程式书写要求，即可写出方程式。母液含硫酸铵，可以将母液返回“溶浸”工序循环使用，体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁，联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁。
1．下列有关金属及其化合物的知识说法正确的是( )
A．可用Na与MgCl2溶液反应制Mg
B．金属单质导电与电解质溶液导电原因相同
C．常温下氧气与铝不反应，故常温下铝制品可以广泛应用
D．观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋
答案 D
解析 Na和水反应生成NaOH和H2，NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，所以Na不能置换Mg，故A错误；金属导电是自由电子定向移动，电解质溶液导电是溶液中阴、阳离子的定向移动，金属单质导电与电解质溶液导电原因不同，故B错误；常温下，铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了内部的铝与氧气的接触，所以铝制品可以广泛利用，故C错误；钠元素焰色为黄色，观察焰色反应实验为黄色火焰，则可证明该溶液中含有Na＋，故D正确。
2．(2020·江苏，6)下列有关化学反应的叙述正确的是( )
A．室温下，Na在空气中反应生成Na2O2
B．室温下，Al与4.0 mol·L－1 NaOH溶液反应生成NaAlO2
C．室温下，Cu与浓HNO3反应放出NO气体
D．室温下，Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4
答案 B
解析 室温下，Na在空气中反应生成Na2O，A项错误；2Al＋2H2O＋2OH－===2AlO＋3H2↑，B项正确；室温下，铜与浓硝酸反应生成NO2，C项错误；室温下，铁遇浓硫酸发生钝化，D项错误。
3．(2020·浙江7月选考，8)下列说法不正确的是( )
A．Cl－会破坏铝表面的氧化膜
B．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
C．KMnO4具有氧化性，其稀溶液可用于消毒
D．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀
答案 B
4．(2020·江苏，10)下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A．NaCl(aq)Cl2(g)漂白粉(s)
B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D．Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s)
答案 C
解析 由Cl2制备漂白粉应通入石灰乳而不是石灰水中，A项错误；向氯化钠溶液中通入二氧化碳，无法制取碳酸氢钠固体，B项错误；向溴水中加入碘化钠溶液，可得到碘单质，C项正确；电解MgCl2溶液得不到Mg，D项错误。
5．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、b均能与稀硫酸反应放出气体；②c与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；③b与强碱反应放出气体；④b、e在冷的浓硫酸中钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次是( )
A．Mg、Al、Cu、Ag、Fe B．Fe、Cu、Al、Ag、Mg
C．Mg、Cu、Al、Ag、Fe D．Al、Mg、Ag、Cu、Fe
答案 A
6．以色列理工学院的丹尼尔·谢德曼因发现“准晶体”而一人独享了2011年度诺贝尔化学奖。某组成为Al65Cu23Fe12的准晶体W具有低摩擦系数、高硬度、低表面能以及低传热性，正被开发为炒菜锅的镀层。下列有关说法中正确的是( )
A．W的熔点比铝、铁、铜的都高
B．将一定量W投入少量的盐酸中，充分反应后溶液中一定有Fe2＋
C．等质量W分别与足量NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的质量之比为65∶73
D．W在氯气中完全燃烧时可形成AlCl3、FeCl3两种离子化合物
答案 C
解析 W属于合金，合金与组成它的各成分金属相比，其熔点较低，A错误；此合金中含有的金属中，铝的还原性最强，当酸量不足时，溶液中一定存在Al3＋，可能存在Fe2＋，B错误；W与足量的NaOH溶液、盐酸反应，生成氢气的体积之比为＝，C正确；合金与氯气反应产生的AlCl3为共价化合物，不是离子化合物，D错误。
7．下列各组物质中，满足图示一步转化关系的是( )
序号
X
Y
Z
W
①
Cu
CuSO4
Cu(OH)2
CuO
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③ B．①③④
C．②③ D．①④
答案 A
8．Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是( )
A．a为冷却水进口
B．装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气
C．实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈
D．不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行
答案 B
解析 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷凝水的方向为下进上出，则a为冷却水进口，故A正确；MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误；制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确；不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO而阻碍反应的进行，故D正确。
9．(2018·全国卷Ⅰ，7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：
下列叙述错误的是( )
A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用
B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠
答案 D
解析 Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含Li沉淀，D项错误；合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A项正确；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正极片碱溶所得滤液中含有Al元素，B项正确；Fe2＋能被HNO3氧化为Fe3＋，Fe3＋遇到碱液后沉淀，而另一种金属离子——锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C项正确。
10．探究Na2O2与水的反应，实验如图：
已知：H2O2H＋＋HO；HOH＋＋O。下列分析不正确的是( )
A．①④实验中均发生了氧化还原反应和复分解反应
B．①⑤实验中产生的气体能使带火星的木条复燃，说明存在H2O2
C．③和④实验不能说明溶解性：BaO2>BaSO4
D．⑤实验中说明H2O2具有还原性
答案 B
解析 ①中的反应机理可以认为过氧化钠与水反应生成过氧化氢与氢氧化钠，过氧化氢分解生成水和氧气，发生复分解反应和氧化还原反应，④中过氧化钡与稀硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，过氧化氢分解生成水和氧气，因此两个试管中均发生了氧化还原反应和复分解反应，A项正确；①中过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气，不能说明存在H2O2，B项错误；④中过氧化钡与硫酸反应生成过氧化氢和硫酸钡沉淀，证明酸性：硫酸＞过氧化氢，不能说明溶解性：BaO2＞BaSO4，C项正确；⑤中产生的气体为氧气，氧元素化合价升高，H2O2作还原剂，说明H2O2具有还原性，D项正确。
11．草酸亚铁，在形成晶体时会结晶一定量的水；在工农业生产中具有重要用途，如照相的显影剂，生产磷酸铁锂电池的原料等。
已知：①草酸亚铁不溶于水，可溶于酸；②Fe(SCN)＋3C2O===Fe(C2O4)＋6SCN－。
回答下列问题：
Ⅰ.甲同学检查药品发现该晶体显浅黄色，认为晶体不纯，可能是因为部分的铁被氧化。为验证自己的猜想，进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在＋3价的铁。你认为________(填“正确”或“不正确”)，理由是________________________________________________________________________。
Ⅱ.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4·xH2O中的结晶水含量，利用如下装置：
(1)做实验前首先要：____________________________________________________________。
(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤依次为__________，重复实验直至B中恒重。
a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯 c．关闭K d．打开K，缓缓通入氮气 e．冷却至室温 f．称量
Ⅲ.丙同学用滴定的方法也可以测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量。取a g草酸亚铁晶体溶于稀硫酸，再把所得溶液稀释成500 mL，取出50 mL放入锥形瓶，向其中逐滴滴入未知浓度的酸性KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，且有气泡冒出，当溶液颜色突变成浅紫色，停止滴加。接着向溶液中加入稍过量的KI溶液和几滴淀粉溶液，然后再用
c mol·L－1的Na2S2O3溶液滴至终点。几次实验平均耗用Na2S2O3溶液V mL。(2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI)
(1)写出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式：_______________________。
(2)上述试验中稀释草酸亚铁溶液时除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有________。
(3)x＝________。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，则所得x值______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 Ⅰ.不正确 根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合 Ⅱ.(1)检查装置气密性 (2)dabecf
Ⅲ.(1)3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑ (2)500 mL容量瓶、胶头滴管 (3) (4)偏小
解析 Ⅰ.根据题给信息可知，C2O比SCN－更易与Fe3＋结合，所以取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化，不能判定晶体中不存在＋3价的铁。
Ⅱ.(2)称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验。接下来的实验步骤：由于草酸亚铁晶体中亚铁离子易被氧气氧化，所以要排净装置内的空气，打开K，缓缓通入氮气(d)，然后点燃酒精灯，加热(a)，反应发生，结束后，熄灭酒精灯(b)，冷却至室温(e)，关闭K (c)，进行称量(f)，重复实验直至B中恒重；正确的操作步骤：dabecf。
Ⅲ.(1)草酸亚铁晶体中含有Fe2＋和C2O，在酸性条件下，均能被KMnO4溶液氧化为Fe3＋和CO2，而MnO被还原为Mn2＋，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写出离子方程式： 3MnO ＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑。(2)把草酸亚铁溶液稀释成500 mL溶液时，除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有500 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)根据反应3MnO＋5Fe2＋＋5H2C2O4＋14H＋===3Mn2＋＋5Fe3＋＋12H2O＋10CO2↑可知，反应产生的Fe3＋把碘离子氧化为碘单质，反应为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2；生成的碘又被Na2S2O3还原为I－，反应为2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI；根据上述反应关系可知：n(FeC2O4·xH2O)＝n(FeC2O4)＝n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)＝n(I2)＝n(Na2S2O3)，n(Na2S2O3)＝(V×10－3 ×c)mol，所以50 mL溶液中n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)mol，又原溶液为500 mL，所以n(FeC2O4·xH2O)＝(V×10－3×c)× mol＝10(V×10－3×c)mol；草酸亚铁晶体为a g，所以＝10(V×
10－3×c)，解得x＝。
(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，碘离子被氧化的量增多，消耗的n(Na2S2O3)＝cV增多，根据x＝关系可知，则所得x值偏小。
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