【同步讲义】高中化学（鲁科版2019）选修第一册--第18讲 盐类水解的应用 讲义

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第18讲 盐类水解的应用
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课程标准
课标解读
1．了解盐类水解在生产生活中的应用。
2．通过了解盐类水解的应用，进一步体会化学对社会发展的作用。

1．能认识盐类的水解，能归纳--些盐类物质水解的共性和特征；能从质量守恒，并运用动态平衡的观点看待和分析盐类的水解，并进行相应的应用；能运用化学变化的规律分析说明生产、生活实际中的盐类的水解及其应用。
2．能发现和提出有关盐类水解的问题，并设计探究方案，进行实验探究。
知识精讲

知识点01 实验探究盐类水解的应用
实验名称
实验用品
实验方案
现象及结论
药品
仪器
制备Fe（OH）3胶体
FeCl3溶液、蒸馏水
胶头滴管、烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、激光笔

滴加FeCl3后继续煮沸至溶液呈透明的红褐色，用激光笔照射烧杯中液体，有一条光亮通路，说明生成液体为Fe（OH）3胶体
除去略浑浊天然水中的悬浮颗粒物
略浑浊的天然水、Al2（SO4）3溶液
胶头滴管、烧杯

滴加Al2（SO4）3后产生白色沉淀和少量气泡，静置一段时间后，待完全沉淀后，浑浊天然水变澄清。说明Al3+水解产生的Al（OH）3胶体吸附杂质，起到净水作用
清除厨房的油污
Na2CO3溶液、植物油
试管、胶头滴管、酒精灯

开始滴入植物油后，液体分成上下两层，加热后静置一段时间，溶液不再分层。说明CO32－加热水解产生的OH－促进了油脂的水解
【即学即练1】明矾［KAl（SO4）2•12H2O］净水的主要原因是（ ）。
A．形成氢氧化铝沉淀
B．使难以沉降的小颗粒带有相反的电荷
C．明矾跟小颗粒发生化学反应
D．明矾溶于水后，生成了具有很大表面积的胶体微粒
【解析】选D。明矾是强酸弱碱盐，发生水解产生氢氧化铝胶体有吸附作用而使水得到净化。
知识点02 日常生活中盐类水解的应用总结
1．泡沫灭火器
（1）试剂：Al2（SO4）3溶液和NaHCO3溶液。
（2）原理：Al3+和HCO3－的水解相互促进，产生大量CO2泡沫，隔绝可燃物和空气。
（3）离子方程式：Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑。
2．盐溶液的配制
（1）方法：配制、保存易水解的盐溶液时，加入相应的酸（或碱）抑制水解。
（2）实例：配制SnCl2溶液时，加入适量盐酸抑制Sn2+的水解，得到澄清的溶液。
3．盐类作净水剂
（1）净水剂：硫酸铝钾或硫酸铝
（2）原理：Al3+水解生成的Al（OH）3胶体，Al（OH）3胶体有较强的吸附能力，常用作净水剂。
（3）反应：Al3++3H2OAl（OH）3（胶体）+3H+
4．热纯碱水清洗油污
（1）反应：CO32－+H2OHCO3－+OH－
（2）原理：加热水解平衡右移，溶液的碱性增强，去污能力增强。
【即学即练2】在配制Fe2（SO4）3溶液时，为了防止水解，常常往溶液中加入少量的（ ）。
A．NaOH B．H2SO4 C．KCl D．CH3COOH
【解析】选B。硫酸铁水解生成氢氧化铁和硫酸，为抑制水解，加少量硫酸。
能力拓展

考法01 盐类水解的应用
【典例1】下列关于盐类水解的应用中，说法错误的是（ ）。
A．（2016·江苏高考）Fe2（SO4）3易溶于水，可用作净水剂
B．（2016·全国卷Ⅲ）Al2（SO4）3和小苏打反应：用于泡沫灭火器灭火
C．（2016·全国卷Ⅰ）配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
D．（2016·全国卷Ⅱ）由MgCl2溶液制备无水MgCl2：将MgCl2溶液加热蒸干
【解析】选D。Al2（SO4）3和小苏打发生水解相互促进反应：Al3++3HCO3－＝Al（OH）3↓+3CO2↑，生成的CO2可以用来灭火，A选项正确；Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体具有很强的吸附能力，所以Fe2（SO4）3可用于净水，B项正确；铁离子水解，溶液显酸性，因此配制氯化铁溶液时，将氯化铁溶解在较浓的盐酸中再加水稀释，C项正确；氯化镁是强酸弱碱盐，MgCl2溶液水解产生的HCl易挥发，所以由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干，D项错误。
【知识拓展】盐类水解的应用
1．试剂的保存
（1）盛放Na2CO3溶液不能用带玻璃塞的试剂瓶
①水解反应：CO32－+H2OHCO3－+OH－
②腐蚀反应：SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
（2）盛放NaF溶液不能用玻璃试剂瓶
①水解反应：F－+H2OHF+OH－
②腐蚀反应：SiO2+4HFSiF4↑+2H2O
2．判断离子能否大量共存
（1）若相互促进程度较小，则可以大量共存，如NH和CH3COO－、CO等。
（2）若相互促进的程度很大、很彻底，则不能大量共存，这类离子组合常见的有（如图）：

其中Fe3+与S2－、HS－因发生氧化还原反应也不能大量共存。
3．某些化肥的施用
（1）草木灰（K2CO3）不能与铵态氮肥混用；
①碳酸钾水解反应：CO32－+H2OHCO3－+OH－
②肥效降低反应：NH4+ +OH－NH3↑+H2O
（2）过磷酸钙不能在碱性环境中使用，最好与农家肥混合施用。
3Ca（H2PO4）2+12OH－Ca3（PO4）2↓+12H2O+4PO43－
4．利用盐的水解去除杂质，如MgCl2溶液中混有少量FeCl3杂质
（1）原理：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，加使水解平衡正向移动，生成Fe（OH）3沉淀而除去Fe3+。
（2）除杂剂：MgO、MgCO3或Mg（OH）2
5．活泼金属与盐溶液混合的现象及应用
（1）某些活泼金属与强酸弱碱盐溶液混合
①现象：有气泡产生
②原因：活泼金属与盐水解出的H+发生置换反应生成H2
③实例：Mg放入NH4Cl、CuCl2、FeCl3溶液中产生氢气
（2）NH4Cl用于金属除锈
①水解反应：NH4++H2ONH3·H2O+H+，铁锈与H+反应
②除锈反应：Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
考法02 某些盐溶液蒸干、灼烧后的产物
【典例2】（2021~2022学年吉林四平高二下学期期末）下列每小题最后的物质是要制取的物质，其中不可能得到的是（ ）。
A．AlAl2O3Al(NO3)3溶液Al(NO3)3晶体
B．CuCuOCuSO4CuSO4·5H2O晶体
C．FeFeCl3Fe（OH）3Fe2O3
D．FeSO4溶液FeSFeS晶体
【解析】选AD。A选项中的Al（NO3）3是强酸弱碱盐，易水解显酸性：Al（NO3）3+3H2OAl（OH）3+3HNO3，生成的硝酸受热挥发，使平衡不断正向移动，生成Al（OH）3沉淀，最后蒸干灼烧后Al（OH）3分解生成Al2O3，而得不到Al（NO3）3晶体；B、C两选项中的反应原理和设计过程都正确；D选项中的第一步反应如果能够进行的话，同时生成了硫酸，而在这样的环境中FeS会立刻溶解，也就是说FeSO4溶液与H2S不发生反应，故设计原理错误，因此也无法达到目的。
【知识拓展】能水解的盐溶液蒸干灼烧产物的判定
1．盐溶液水解生成难挥发性酸或碱时，蒸干后一般得原物质
（1）Al2（SO4）3（aq）Al2（SO4）3（s）
（2）Na2CO3（aq）Na2CO3（s）
2．盐溶液水解生成易挥发性酸时，蒸干灼烧后一般得对应的氧化物
（1）AlCl3（aq）Al（OH）3Al2O3
（2）Fe（NO3）3（aq）Fe（OH）3Fe2O3
3．次氯酸盐：既要考虑ClO－水解，又要考虑HClO分解，蒸干灼烧后一般得对应的氯化物
（1）NaClONaCl
（2）Ca(ClO)2CaCl2
4．受热易分解的盐：直接考虑分解即可
（1）Ca（HCO3）2CaCO3CaO
（2）NaHCO3Na2CO3
（3）KMnO4K2MnO4+MnO2
（4）NH4Cl、（NH4）2S、NH4HCO3、（NH4）2CO3得不到任何物质
5．还原性盐在蒸干时会被O2氧化
（1）Na2SO3（aq）Na2SO4（s）
（2）FeSO4（aq）Fe2（SO4）3（s）
分层提分

题组A 基础过关练
1．把AlCl3溶液蒸干灼烧，最后得到固体产物是（ ）。
A．无水AlCl3 B．Al（OH）3 C．FeCl3·6H2O D．Al2O3
【解析】选D。在AlCl3溶液中存在：AlCl3+3H2OAl（OH）3+3HCl（正反应为吸热反应）。升高温度会导致平衡向右移动，促进AlCl3的水解，生成的HCl易挥发，从反应体系中脱离出来，使AlCl3完全转化成Al（OH）3，进一步加热，Al（OH）3分解成Al2O3。
2．工业上常用铁屑跟硫酸反应并经除杂、浓缩、结晶、干燥等过程，来制取绿矾晶体，为制得较纯净的绿矾晶体（FeSO4·7H2O），合理的方法是（ ）。
A．使硫酸过量 B．使铁屑过量
C．使用稀H2SO4 D．使用浓H2SO4
【解析】选BC。亚铁盐溶液被空气中的氧气氧化而变质，所以铁要过量，将生成的铁盐还原成亚铁盐，而且可以抑制亚铁盐的水解。铁屑加热时能够和浓硫酸反应，产生SO2，引起污染。
3．镧系元素的含水氯化物LaCl3·nH2O，加热脱水时，易发生水解，为了制得无水LaCl3，可采用的措施是（ ）。
A．在HCl气流中加热使之脱水 B．加入NH4Cl固体加热使之脱水
C．加入P2O5固体加热使之脱水 D．加入H2SO4加热使之脱水
【解析】选A。在LaCl3溶液中存在如下水解平衡：LaCl3+3H2OLa（OH）3+3HCl，在HCl气流中加热，可以抑制LaCl3溶液的水解，使平衡逆向移动，得到纯净的无水LaCl3。加入NH4Cl、P2O5、H2SO4都会引入新杂质。
4．（2021•西安高二检测）在医院中，为酸中毒病人输液不应采用（ ）。
A．0.9%氯化钠溶液 B．0.9%氯化铵溶液
C．1.25%碳酸氢钠溶液 D．5%葡萄糖溶液
【解析】选B。为酸中毒病人输液的目的是降低血液中的酸的浓度，题中氯化铵溶液呈酸性，不能用于酸中毒病人输液，而碳酸氢钠溶液可与酸反应而降低酸的浓度，另外0.9%氯化钠溶液、5%葡萄糖溶液是医院常用输液物质。
5．（2021•葫芦岛高二检测）月季花适宜在酸性土壤中生长。某同学给月季花施肥前，对下列氮肥溶液的pH进行了测定，结果如下：
化肥名称
尿素
碳酸氢铵
硫酸铵
氨水
溶液的pH
7
8
a
b
该同学最好选用（ ）。
A．碳酸氢铵 B．尿素 C．氨水 D．硫酸铵
【解析】选D。由题意，月季花适宜在酸性土壤中生长，故应选用显酸性的化肥。碳酸氢铵的pH为8，大于7，显碱性，故A不选；尿素的pH为7，显中性，故B不选；氨水显碱性，pH大于7，故C不选；硫酸铵中铵根离子水解显酸性，pH小于7，显酸性，故D选。
6．某研究性学习小组为了探索镁粉与FeCl3溶液反应的机理，做了如下两组实验：（1）将镁粉投入冷水中，未见明显现象；（2）将镁粉投入FeCl3溶液中，观察到有气泡产生，溶液颜色逐渐变浅，同时逐渐产生红褐色沉淀。则下列叙述中正确的是（ ）。
A．镁只与FeCl3溶液中的Fe3+直接反应
B．气泡是镁与FeCl3溶液中的水直接反应产生的
C．红褐色沉淀是镁与水反应生成的Mg（OH）2与Fe3+反应所得
D．气泡是镁与FeCl3水解生成的盐酸反应产生的
【解析】选D。在溶液中存在FeCl3的水解，其水解方程式为：FeCl3+3H2OFe（OH）3+3HCl，Mg与水解产生的盐酸反应生成H2，并使平衡向正反应方向移动，生成Fe（OH）3沉淀。
7．（1）AgNO3的水溶液呈________（填“酸”、“中”、“碱”）性，常温时的pH________7（填“＞”、“＝”、“＜”），原因是________________________（用离子方程式表示）；实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度，以________（填“促进”、“抑制”）其水解。
（2）在配制硫化钠溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的________。
【解析】（1）AgNO3是强酸弱碱盐，Ag+水解消耗水电离产生的OH－，使盐的水溶液呈酸性，所以常温时的pH＜7。水解的离子方程式是Ag++H2OAgOH+H+。实验室在配制AgNO3的溶液时，常将AgNO3固体先溶于较浓的硝酸中，然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度，以抑制其水解。（2）硫化钠是强碱弱酸盐，弱酸根离子水解消耗水电离产生的H+，使溶液显碱性。所以在配制硫化钠溶液时，为了防止发生水解，可以加入少量的NaOH溶液。
【答案】（1）酸，＜，Ag++H2OAgOH+H+，抑制。（2）NaOH溶液
8．水玻璃（Na2SiO3溶液）广泛应用于耐火材料、洗涤剂生产等领域，是一种重要的工业原料。下图是用稻壳灰（SiO2：65%～70%、C：30%～35%）制取水玻璃的工艺流程：

（1）反应时，要加热搅拌并加压的目的是___________________________；
（2）反应器中发生反应的化学方程式是____________________________；
（3）操作A的名称是______________，若在实验室中完成此操作，需要的玻璃仪器是烧杯、_______和_______；
（4）可循环使用的洗涤液中一定含有的溶质是______________；
（5）操作B的名称是______________，实验室完成该操作需要用到玻璃棒，其作用是_____________________；
（6）该工艺能有效降低成本，是因为___________________________________。
【解析】（1）反应时，为使反应充分进行可采用加热搅拌并加压的方法；（2）反应器中稻壳灰中的二氧化硅和氢氧化钠发生反应生成硅酸钠和水，反应的化学方程式是SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O；（3）操作A是将固体与液体分开，因此可采用 过滤，需要的玻璃仪器是烧杯、漏斗和玻璃棒；（4）过滤时滤渣表面可能残留着硅酸钠溶液，因此可循环使用的洗涤液中一定含有的溶质是Na2SiO3；（5）操作B是将硅酸钠溶液得到晶体，因此可采用蒸发浓缩的方法．完成该操作需要用到玻璃棒，其作用是 搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅；（6）该工艺原材料稻壳灰价格低廉，副产品活性炭有经济价值，能有效降低成本。
【答案】（1）使反应充分进行 （2）SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O
（3）过滤，漏斗，玻璃棒 （4）Na2SiO3
（5）蒸发浓缩；搅拌，防止局部温度过高，造成液滴飞溅
（6）原材料稻壳灰价格低廉，副产品活性炭有经济价值
题组B 能力提升练
1．向浑浊的水中加入适量的FeCl3•6H2O并搅拌以后，水由浑浊变得澄清。在此过程中发生的变化（ ）。
A．是纯化学变化 B．是纯物理变化
C．既发生物理变化又发生化学变化 D．不能确定
【解析】选C。因为铁离子在水中易水解产生氢氧化铁胶体，具有吸附性能够吸附水中悬浮的颗粒物达到净水的目的，所以铁离子水解是化学变化，而氢氧化铁的吸附是物理变化。
2．（2021·泰州高二检测）常温下，下列各组离子在水溶液中能大量共存的是（ ）。
A．NH4+、Ag+、NO3－、CO32－、SO42－
B．Fe2+、H+、NO3－、Cl－
C．Al3+、NH4+、HCO3－、Cl－
D．K+、Na+、NO3－、SO42－
【解析】选D。Ag+与CO32－、SO42－之间反应生成沉淀，在溶液中不能大量共存，故A错误；Fe2+、H+、NO3－之间发生氧化还原反应，在溶液中不能大量共存，故B错误；Al3+、HCO3－之间发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体，在溶液中不能大量共存，故C错误；K+、Na+、NO3－、SO42－之间不发生反应，在溶液中能够大量共存，故D正确。
3．（2021·沈阳高二检测）下列实验操作能达到目的的是：①用Na2S溶液和Al2（SO4）3溶液反应制取Al2S3固体；②用加热蒸发Na2CO3溶液的方法获得Na2CO3晶体；③用Na2S溶液和CuSO4溶液反应制取CuS固体；④加热MgCl2溶液制取MgCl2固体（ ）。
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
【解析】选B。Al3+和S2－会在溶液中发生双水解：2Al3++3S2－+6H2O2Al（OH）3↓+3H2S↑，得不到Al2S3；MgCl2会水解：MgCl2+2H2OMg（OH）2+2HCl，加热时水蒸发，HCl挥发，最后得到Mg（OH）2，灼烧得MgO，而得不到MgCl2。
4．下列运用与碳酸钠和碳酸氢钠能发生水解的事实无关的是（ ）。
A．实验室盛放碳酸钠溶液的试剂瓶必须用橡胶塞而不能用玻璃塞
B．泡沫灭火器用碳酸氢钠溶液和硫酸铝溶液，使用时只需将其混合就可产生大量二氧化碳的泡沫
C．厨房中常用碳酸钠溶液洗涤餐具上的油污
D．可用碳酸钠与醋酸制取少量二氧化碳
【解析】选D。A项是因为Na2CO3水解显碱性与玻璃中的SiO2作用生成黏性的Na2SiO3；B项是因为NaHCO3与Al2（SO4）3相互促进水解：Al3++3HCO3－Al（OH）3↓+3CO2↑；C项是因为CO32－水解显碱性，能够除去油污；D项与盐类的水解无关。
5．（2021·铜陵高二检测）某同学将光亮的镁条放入盛有NH4Cl溶液的试管中，有大量气泡产生。为探究其反应原理，该同学做了以下实验并观察到相关现象，由此得出的结论不合理的是（ ）。
选项
实验及现象
结论
A
将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝
反应中有NH3产生
B
收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色
反应中有H2产生
C
收集气体的同时测得溶液的pH为8.6
溶液中OH¯氧化了Mg
D
将光亮的镁条放入pH为8.6的NaHCO3溶液中，有气泡产生
弱碱性溶液中Mg也可被氧化
【解析】选C。氨气为碱性气体，遇到湿润的红色石蕊变蓝，将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，试纸变蓝，可以证明气体中含有氨气，故A正确；收集产生的气体并点燃，火焰呈淡蓝色，可以证明氢气的存在，故B正确；若是氢氧根氧化了Mg，则氢氧根得电子被还原，不可能生成气体，所以C的结论不合理；pH为8.6时，仍然有气体生成，说明碱性条件下，Mg可以被氧化，故D正确。
6．（2021~2022学年北京海淀区高二检测）实验室制备硝酸铝晶体［Al（NO3）3·9H2O］可使用下列方法：

下列说法或反映上述有关反应的离子方程式错误的是（ ）。
A．制备过程中加HNO3应该过量，以防止蒸发时Al（NO3）3水解
B．不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝在稀硝酸中发生钝化
C．2Al+2OH－+6H2O2［Al（OH）4］－+3H2↑
D．3H++Al（OH）3Al3++3H2O
【解析】选B。；铝片和NaOH溶液反应的离子方程式为：2Al+2OH－+6H2O2［Al（OH）4］－+3H2↑，向Na［Al（OH）4］中加入饱和NH4HCO3，发生反应为［Al（OH）4］－+NH4+Al（OH）3↓+NH3↑+H2O，［Al（OH）4］－+HCO3－Al（OH）3↓+CO32－+H2O，产生的白色沉淀都是Al（OH）3。铝只与浓硝酸之间在常温下有钝化作用，稀硝酸没有钝化作用，不直接用铝片跟稀硝酸反应制硝酸铝主要是因为铝片与HNO3反应生成污染环境的NO等气体，同时由于铝不纯，制备的硝酸铝不纯。
7．普通纸张的主要成分是纤维素，在早期的纸张生产中，常采用纸张表面涂敷明矾的工艺，以填补其表面的微孔，防止墨迹扩散。请回答下列问题：
（1）人们发现纸张会发生酸性腐蚀而变脆、破损，严重威胁纸质文物的保存。经分析检验，发现酸性腐蚀主要与造纸中涂敷明矾的工艺有关，其中的化学原理是________________________；为了防止纸张的酸性腐蚀，可在纸浆中加入碳酸钙等添加剂，该工艺原理的化学（离子）方程式为__________________________。
（2）为了保护这些纸质文物，有人建议采取下列措施：①喷洒碱性溶液，如稀氢氧化钠溶液或氨水等，这样操作产生的主要问题是_______；②喷洒Zn（C2H5）2。Zn（C2H5）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，用化学（离子）方程式表示该方法生成氧化锌及防止酸性腐蚀的原理_________________________、___________________________________。
（3）现代造纸工艺常用钛白粉（TiO2）替代明矾。钛白粉的－种工业制法是以钛铁矿（主要成分为FeTiO3）为原料按下列过程进行的，请完成下列化学方程式：
①___________________________________；
②___________________________________。
【解析】（1）明矾中铝离子水解产生氢离子，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂，所以纸质会变脆，破损。（2）①纤维素不但能在酸性环境下水解，在碱性条件下同样水解。过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损。②由信息可知：Zn（C2H5）2可以与水反应生成氧化锌和乙烷，其实反应原理相可看成锌结合水电离出来的氢氧根，最后变为氧化锌和水，则C2H5结合氢变为乙烷。氧化锌可以与酸性溶液反应，从而消耗掉氢离子，起到防止腐蚀的作用。（3）①利用电子得失守恒法有：Cl：0→－1；Fe：+2→+3；C：0→+2，由原子守恒：TiCl4、FeCl3前系数同时乘以2，这样再根据Ti守恒与Fe守恒就可以配平该反应方程式了。②根据氧气为氧化剂，1mol氧气得到2mol电子，生成1mol氯气失去1mol电子。
【答案】（1）明矾水解产生酸性环境，在酸性条件下纤维素水解，使高分子链断裂；CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
（2）①过量的碱同样可能会导致纤维素水解，造成书籍污损
②Zn（C2H5）2+H2OZnO+2C2H6↑；ZnO+H+Zn2++H2O
（3）①2；6；7；2；2；6 ②1；1；1；2
8．（2021·宁波高二检测）锗及其某些化合物是导弹火箭制导中的重要光电材料，工业上生产锗的流程如下：

已知：GeO2与浓盐酸反应生成四氯化锗（熔点为－51.5℃，沸点为86.6℃）。四氯化锗易水解。
（1）步骤②中浓盐酸除了作为反应物外，还有一个重要作用是_____________。
（2）步骤③控制的温度范围是____________。
（3）写出反应的④、⑥的化学方程式：
④____________________________________；
⑥____________________________________。
（4）生产过程中可以循环利用的物质是______（填化学式）。
（5）步骤①中产生的SO2可以用过量的碱液吸收，请写出离子反应方程式________________________。
（6）请简要描述实验室中操作a的过程______________________________。
【解析】（1）步骤②中GeO2与浓盐酸反应得到GeCl4，四氯化锗是强酸弱碱盐，易水解。所以浓盐酸除了作为反应物外，还有一个重要作用是抑制四氯化锗水解。（2）步骤③控制的温度范围要高于四氯化锗的沸点86.6℃，而低于水的沸点100℃，即温度在86.6℃～100℃。（3）④为GeCl4的水解生成GeO2·nH2O和HCl的反应，其反应的化学方程式是GeCl4+（n+2）H2OGeO2·nH2O+4HCl；⑥为H2还原GeO2生成Ge和H2O的反应，其反应的化学方程式是GeO2+2H2Ge+2H2O；（4）由化学反应方程式及生产流程示意图可知：反应过程中需要用浓盐酸作原料，GeCl4水解又生成HCl，所以在生产过程中可以循环利用的物质是HCl。（5）SO2过量的碱液反应生成SO32－和H2O，其反应的离子方程式是SO2+2OH－SO32－+H2O；（6）操作a为过滤，在实验室中过滤的操作过程组装好过滤器，将混合物沿玻璃棒倒入过滤器中，静置，使滤液自然流下来。
【答案】（1）抑制四氯化锗水解（2）86.6℃～100℃
（3）④GeCl4+（n+2）H2OGeO2·nH2O+4HCl；⑥GeO2+2H2Ge+2H2O
（4）HCl（5）SO2+2OH－SO32－+H2O
（6）组装好过滤器，将混合物沿玻璃棒倒入过滤器中，静置，使滤液自然流下来。
题组C 培优拔尖练
1．（2021•濮阳高二检测）下列说法正确的是（ ）。
A．将AlCl3溶液和Al2（SO4）3溶液分别加热、蒸干、灼烧，所得固体成分相同
B．配制FeSO4溶液时，将FeSO4固体溶于稀盐酸中，然后稀释至所需浓度
C．用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D．洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
【解析】选D。AlCl3水解生成氢氧化铝和盐酸，盐酸易挥发，加热、灼烧生成氧化铝，Al2（SO4）3溶液加热、蒸干、灼烧仍得到硫酸铝，因硫酸难挥发，故A错误；加入盐酸，引入新杂质，为抑制水解，可加入少量硫酸，故B错误；存在水解平衡，不能完全除去，可加入过量KOH，过滤后再加入盐酸，故C错误；碳酸钠水解呈碱性，加热促进水解，且油污在碱性条件下水解，有利于除去油污，故D正确。
2．（2022•福州高二检测）如图是实验室制取无水氯化镁的装置图，下列有关表述正确的是（ ）。

A．装置A中圆底烧瓶中可以换成固体MnO2
B．如果直接加热MgCl2•6H2O不能得到无水氯化镁，将得到Mg（OH）Cl或MgO
C．尾气吸收可以用浓硫酸作为吸收剂进行吸收
D．金属镁在空气中燃烧，剧烈反应生成氧化镁，如果金属镁燃烧发生火灾，要立即用二氧化碳灭火器进行灭火
【解析】选B。该制备原理是在HCl的环境下，加热MgCl2·6H2O晶体，防止水解，制备无水氯化镁。装置A的作用是产生HCl气体，装置A中圆底烧瓶中可以换成固体MnO2，不能产生HCl气体，故A错误；直接镁离子水解，不能得到无水氯化镁，可能得到Mg（OH）Cl或MgO，故B正确；实验尾气中含有HCl，会污染空气，浓硫酸不能吸收HCl，可以用水吸收，需放倒吸，故C错误；Mg可以在二氧化碳中燃烧，mg失火不能用二氧化碳灭火器进行灭火，故D错误。
3．（2021•张家口高二检测）某同学在实验室探究NaHCO3的性质：常温下，配制0.10mol/LNaHCO3溶液，测其pH为8.4；取少量该溶液滴加CaCl2溶液至pH＝7，滴加过程中产生白色沉淀，但无气体放出。下列说法不正确的是（ ）。
A．NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3－的水解程度大于电离程度
B．加入CaCl2促进了HCO3－的电离
C．反应的离子方程式是2HCO3－+Ca2+CaCO3↓+H2CO3
D．反应后的溶液中存在：c（Na+）+2c（Ca2+）＝c（HCO3－）+2c（CO32－）+c（Cl－）+c（H2CO3）
【解析】选D。NaHCO3既能电离又能水解，水解显碱性，电离显酸性，NaHCO3溶液呈碱性的原因是HCO3－的水解程度大于电离程度，故A正确；溶液中存在HCO3－CO32－+H+，加入CaCl2消耗CO32－，促进HCO3－的电离，故B正确；HCO3－与Ca2+生成CaCO3和氢离子，氢离子结合HCO3－生成H2CO3，则反应的离子方程式，2HCO3－+Ca2+CaCO3↓+H2CO3，故C正确；溶液中存在电荷守恒，c（Na+）+c（H+）+2c（Ca2+）＝c（HCO3－）+2c（CO32－）+c（Cl－）+c（OH－），溶液至pH＝7，c（H+）＝c（OH－），c（Na+）+2c（Ca2+）＝c（HCO3－）+2c（CO32－）+c（Cl－），故D错误。
4．（2021·莆田高二检测）已知在pH为4～5的环境中，Cu2+、Fe2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80℃左右，再慢慢加入粗氧化铜（含少量杂质FeO），充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法中可行的是（ ）。
A．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节pH为4～5
B．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节pH为4～5
C．向溶液中通入H2S使Fe2+沉淀
D．加入纯Cu将Fe2+还原为Fe
【解析】选A。加入的CuO既可调节溶液的pH，而且多余的CuO经过滤即可除去，不会引入新的杂质，故A正确；加入Cl2是正确可行的，能将Fe2+转化为Fe3+，但调节pH时不能通入NH3，因为这样会使溶液中引入NH4+，而成为新的杂质，故B错误；加入H2S不与溶液中的Fe2+反应，但能沉淀溶液中的Cu2+，故C错误；Cu不可能置换出溶液中的Fe，故D错误。
5．（2022·海南省选择考）胆矾（CuSO4·5H2O）是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料［主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu（OH）2］制备胆矾。流程如下：

回答问题：
（1）步骤①的目的是_____________。
（2）步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成_______（填化学式）污染环境。
（3）步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为_______________。
（4）经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______________。
（5）实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。
ⅰ．甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是___________。
ⅱ．乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果_______（不要求写具体操作过程）。
【解析】由流程中的信息可知，原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤，可以除去原料表面的油污；滤渣固体B与过量的稀硫酸、双氧水反应，其中的CuO、CuCO3、Cu（OH）2均转化为CuSO4，溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合液，加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。（1）原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污，因此，步骤①的目的是：除去原料表面的油污。（2）在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。（3）步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。（4）胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是：胆矾晶体易溶于水，用水洗涤会导致胆矾的产率降低。（5）ⅰ．H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是：溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解。ⅱ．I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2+将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2+，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的Cu2+的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入Na2S将其转化为CuS沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量Na2S溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量KI溶液；实验结果为：上层清液不变色，证明I－不能被除去Cu2+的溶液氧化，故只能是Cu2+将I－氧化为I2。
【答案】（1）除油污（2）SO2（3）Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O
（4）胆矾晶体易溶于水
（5）ⅰ．溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解
ⅱ．取滤液，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，再加入I－，不能被氧化
6．资料显示：镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
（1）提出假设
实验1：用砂纸擦去镁条表面的氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变为红。该同学对反应中产生的白色不溶物进行如下猜测：
猜测1：白色不溶物可能为___________
猜测2：白色不溶物可能为MgCO3
猜测3：白色不溶物可能是碱式碳酸镁［xMgCO3•yMg（OH）2］
（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：
实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验Ⅰ中收集到的气体点燃
能安静燃烧、产生淡蓝色火焰
①气体成分为_____
实验Ⅲ
②取实验Ⅰ中的白色不溶物，洗涤，加入足量___________
③____________
白色不溶物可能含有MgCO3
实验Ⅳ
取实验Ⅰ中的澄清液，向其中加入少量CaCl2稀溶液
产生白色沉淀
④溶液中存在CO32－
（3）为进一步确定实验1的产物，设计定量实验方案，如图所示：

称取实验1中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部通入装置A和B中．实验后装置A增重1.8g，装置B增重8.8g，试确定白色不溶物的化学式：____________________________。
（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因：___________________________________。
【解析】（1）依据猜测可知白色不溶物可能是Mg（OH）2或MgCO3或Mg（OH）2，MgCO3；（2）迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，可以说明镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物；气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰，说明该气体具有可燃性，再根据质量守恒定律反应前后元素种类不变，该气体可能是氢气或一氧化碳，如果测定是一氧化碳时，燃烧后需要用到澄清石灰水，所以该气体是氢气；依据实验Ⅲ的推断分析，加入一种试剂产生气泡可知碳酸盐与酸反应产生二氧化碳，所以加入的是酸，有气泡产生，说明含有碳酸镁；加入盐酸沉淀碳酸镁全部溶解；依据实验Ⅳ加入氯化钙生成沉淀证明含有碳酸根离子；（3）B中碱石灰质量的增加量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为8.8g，n（CO2）＝＝0.2mol，根据MgCO3+2HCl＝MgCl2+H2O+CO2↑，n（MgCO3）＝n（CO2）＝0.2mol，m（MgCO3）＝84g/mol×0.2mol＝16.8g，所以含有氢氧化镁质量为m［Mg（OH）2］＝22.6g－16.8g＝5.8g，n［Mg（OH）2］＝＝0.1mol；碳酸镁和氢氧化镁物质的量之比为n（MgCO3）∶n［Mg（OH）2］＝0.2mol∶0.1mol＝2∶1，白色不溶物的化学式为Mg（OH）2（CO3）2或2MgCO3•Mg（OH）2；（4）NaHCO3溶液中存在平衡，HCO3－H++CO32－、H2OH++OH－；Mg和H+反应生成氢气和镁离子，镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg（OH）2•2MgCO3，则H+、OH－、CO32－的浓度均减小，促使上述两平衡均向右进行。
【答案】（1）Mg（OH）2（2）氢气；稀盐酸；产生气泡沉淀全部溶解；CO32－
（3）Mg（OH）2（CO3）2或2MgCO3•Mg（OH）2
（4）NaHCO3溶液中存在平衡，HCO3－H++CO32－、H2OH++OH－；Mg和H+反应生成氢气和镁离子，镁离子和氢氧根离子、碳酸根离子反应生成难溶物Mg（OH）2•2MgCO3，则H+、OH－、CO32－的浓度均减小，促使上述两平衡均向右进行