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文档简介
2025版《师说》高中全程复习构想化学第11讲碳酸钠和碳酸氢钠碱金属1.了解碳酸钠、碳酸氢钠的性质,知道碱金属及其化合物的通性,并能用物质分类的思想预测陌生碱金属及其化合物的性质。2.掌握碳酸钠、碳酸氢钠的转化关系。3.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。考点一碳酸钠和碳酸氢钠1.物理性质和用途名称碳酸钠碳酸氢钠化学式Na2CO3NaHCO3俗名纯碱或苏打小苏打颜色、状态白色粉末细小白色晶体水溶性易溶于水,溶液显碱性水中易溶,但比Na2CO3的溶解度小,溶液显碱性用途造纸、造玻璃、制肥皂等制药、发酵粉、灭火剂等【师说·助学】利用溶液的碱性区别碳酸钠和碳酸氢钠2.化学性质3.相互转化(1)转化关系(2)应用——除杂(括号内物质为杂质)①Na2CO3(s)[NaHCO3(s)]加热法②NaHCO3(aq)[Na2CO3(aq)]________________③Na2CO3(aq)[NaHCO3(aq)]________________4.向碳酸钠、碳酸氢钠溶液中分别滴加酸的反应特点(1)向碳酸氢钠溶液中逐滴滴入盐酸①现象:________________。②离子方程式:________________________。③画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。(2)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸①写出反应的离子方程式:__________________________________________________。②画出产生CO2的物质的量随n(HCl)的变化图像________________。【师说·助学】利用滴加盐酸的方法区别碳酸钠、碳酸氢钠溶液【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。1.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,会有NaHCO3晶体析出:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.可用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3两种溶液:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.用热的纯碱溶液清洗炊具上的油污时,不涉及化学变化:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”。(1)小苏打的主要成分是Na2CO3[2022·海南卷,1B]()(2)面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包,涉及到的化学知识为Na2CO3可与酸反应[2022·广东卷,6A]()(3)用石灰水鉴别Na2CO3与NaHCO3[2023·辽宁卷,4A]()(4)滴入酚酞溶液,现象如下图。[2022·湖北卷,6A]()听课笔记典例2某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体,用不同的方法做了以下实验,如图Ⅰ~Ⅳ所示。(1)只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验,能够达到实验目的的是________(填装置序号)。(2)图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质,其反应的化学方程式为____________________________;与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ的优点是________(填字母)。A.Ⅳ比Ⅲ复杂B.Ⅳ比Ⅲ安全C.Ⅳ比Ⅲ操作简便D.Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验,而Ⅲ不行(3)若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性,则试管B中装入的固体最好是________(填化学式)。听课笔记【对点演练】考向一NaHCO3与碱、盐反应的应用1.分别向Na2CO3、NaHCO3溶液中滴加澄清石灰水,现象为________________,写出NaHCO3与①过量澄清石灰水;②少量澄清石灰水反应的离子方程式。①________________________________________________________________________②________________________________________________________________________2.若向NaHCO3溶液中滴加BaCl2溶液,既有沉淀生成又有气泡冒出,试写出反应的离子方程式:________________________________________________________________________。考向二Na2CO3、NaHCO3与酸反应的定量关系3.将一定物质的量的Na2CO3、NaHCO3组成的混合物溶于水,配成1L溶液,取出50mL溶液,然后滴加一定物质的量浓度的盐酸,得到的图像如图所示。按要求回答问题:(1)写出依次发生反应的化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)①代表________的变化曲线;②代表________的变化曲线;③代表________的变化曲线。(3)盐酸的物质的量浓度为________。(4)加入盐酸为150mL时,放出的CO2在标准状况下的体积为________。4.向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1mol·L-1稀盐酸,CO2的生成量与加入盐酸的体积(V)的关系如图所示。(1)ab斜段发生反应的离子方程式为________________________________。(2)a=________。(3)原混合溶液中NaOH与Na2CO3的物质的量之比为____________。微专题6侯氏制碱法与碳酸钠含量的测定专题一侯氏制碱法【要点归纳】1.制备原料食盐、氨气、二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气;其反应为C+H2O(g)高温CO+H2,CO+H2O(g)高温CO2+H2。2.工艺流程3.反应原理(1)产生NaHCO3的反应:________________________________。(2)产生Na2CO3的反应:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O。4.绿色思想:循环使用的物质为________________________。【典题示例】典例以下是在实验室模拟“侯氏制碱法”生产流程的示意图:则下列叙述错误的是()A.A气体是NH3,B气体是CO2B.侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异C.第Ⅲ步操作用到的主要玻璃仪器是烧杯、漏斗、玻璃棒D.第Ⅳ步操作是将晶体溶于水后加热、蒸发、结晶听课笔记【对点演练】1.侯氏制碱法的反应之一是:NaCl+H2O+NH3+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl,某学习小组先制取NH3和CO2,再模拟侯氏制碱法制碱原理制备Na2CO3,实验过程不需要的实验装置是()2.如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放碱石灰B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放碱石灰C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脱脂棉专题二测定碳酸钠质量分数的常用方法【要点归纳】1.气体法(1)测定原理:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。依据CO2的体积确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作:向mg纯碱样品中加入足量的稀硫酸,准确测量产生CO2气体的体积为VmL(已折算为标准状况)。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为V22400mol×106g·mol-1=106V22400g,则纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106V22400g2.沉淀法(1)测定原理:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl。依据BaCO3沉淀的质量,确定Na2CO3的物质的量,进而确定纯碱中Na2CO3的含量。(2)实验操作:先将mg纯碱样品溶于水配成溶液,向溶液中加入过量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥得BaCO3沉淀的质量为ng。(3)数据处理纯碱样品中Na2CO3的质量为ng197g·mol-1×106g·mol-1纯碱样品中Na2CO3的质量分数为106n197gmg×100%=【典题示例】典例为了测定NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物中各组分的含量,某同学设计如下实验:取一定质量的混合物,通过测量反应前后②和③装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。下列说法中错误的是()A.①②③中可以依次盛装碱石灰、无水CaCl2、碱石灰B.硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止C.若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量偏大D.实验过程中一直通入空气,停止加热后再停止通入空气听课笔记【对点演练】小苏打长期放置在空气中会变质(部分转变为Na2CO3),某研究小组欲测定某小苏打样品中NaHCO3的质量分数,设计如下实验方案:Ⅰ.加热分解法利用下图甲装置,充分加热小苏打样品。(1)仪器a的名称为________。(2)在实验过程中,需要测量的实验数据有:①仪器a的质量;②____________________________;③____________________________。Ⅱ.测量气体体积法利用图乙装置,测定反应生成气体的体积。(3)组装好仪器后,首先进行的操作为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)导管g的作用为________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)为了减小实验误差,B、C中最好用________溶液代替水。(6)待反应结束,气体冷却至室温后,利用图示装置读取气体体积时,应注意的事项有:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________。(7)若所取样品的质量为mg,反应前量气管C的读数为V1mL,反应结束后量气管C的读数为V2mL,则样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之和为________(气体体积均已换算为标准状况下的体积)。考点二碱金属焰色试验1.相似性和递变性相似性递变性(由Li→Cs)原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多,核电荷数逐渐增大,原子半径逐渐增大元素性质都具有较强的金属性,最高正价均为+1价金属性逐渐增强单质物理性质(除____外)都呈银白色,密度较小,熔、沸点较低密度逐渐增大(____反常),熔、沸点逐渐降低单质化学性质都具有较强的还原性还原性逐渐增强;与O2反应越来越剧烈,产物越来越复杂2.特殊性(1)碱金属的密度一般随核电荷数的增大而增大,但钾的密度比钠的小。(2)碱金属一般都保存在煤油中,但由于锂的密度小于煤油的密度而将锂保存在石蜡中。(3)碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。(4)一般情况下,碱金属所形成的盐均溶于水,并且在一定温度下,酸式盐比正盐的溶解度大(但NaHCO3的溶解度比Na2CO3的小)。(5)试剂瓶中的药品取出后,一般不能放回原瓶,但金属Na、K等需立即放回原瓶。(6)锂与O2反应与钠不同,只生成Li2O,而不生成Li2O2。【师说·助学】碱金属氢化物——强还原剂碱金属跟氢气反应生成的碱金属氢化物(RH)····都是离子化合物,其中氢以H-形式存在,显-1价,碱金属氢化物是强还原剂。3.焰色反应(1)焰色反应:很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊颜色的现象。属于________变化。(2)操作步骤清洗铂丝:将铂丝用盐酸洗净,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。灼烧试样:蘸取试样在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。清洗铂丝:将铂丝再用盐酸洗净后,在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同。【师说·助学】铂丝用盐酸洗净,而不用稀硫酸洗涤,其原因是金属氯化物在灼烧时易挥发,而硫酸盐难以挥发,会对后续实验造成干扰。(3)常见金属元素的焰色钠元素:黄色;钾元素:____色(透过______________________观察);钡元素:黄绿色;钙元素:砖红色;铜元素:蓝绿色。【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。1.ⅠA族元素又称碱金属元素:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.碱金属元素Li、Na、K都可保存在煤油中:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.焰色反应是一种复杂的化学变化:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.钠、氧化钠、碳酸钠的焰色反应均显黄色:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例1用“>”或“<”填空:(1)还原性:Li______Na______K。(2)单质的熔点:Li______Na______K。(3)碱性:LiOH______NaOH______KOH。(4)与水反应的剧烈程度:Li______Na______K。听课笔记典例2(1)KH是一种野外供氢剂,其电子式为________,与水反应放出氢气,化学方程式为________________________。(2)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为Fe2O3),脱锈过程中生成两种产物,其反应的化学方程式:________________________。听课笔记【对点演练】1.试管内装有足量的煤油和水的混合物,静置后投入一小块碱金属,可观察到金属在煤油和水的界面附近上下往复运动,下列说法中不正确的是()A.此碱金属可能是钾或钠B.反应一段时间煤油会燃烧C.碱金属上下运动是由于与水反应产生了氢气D.若是金属锂则不能观察到上述现象2.用光洁的铂丝蘸取某无色溶液在火焰上灼烧,直接观察到火焰呈黄色。下列各判断正确的是()A.只含有Na+B.一定含有Na+,可能含有K+C.既含有Na+,又含有K+D.可能含有Na+,可能还含有K+第11讲碳酸钠和碳酸氢钠碱金属考点一夯实·必备知识2.HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O2HCO3-+Ca2++2OH3.(2)②通入足量CO2③滴加适量NaOH溶液4.(1)①立即产生气泡②HCO3-+H+=H2O+CO2③2①CO32-+H+=HCO3-、HCO3-易错诊断1.正确。2.正确。3.错误。Ca(OH)2分别遇Na2CO3、NaHCO3溶液现象相同。4.错误。涉及水解反应CO32-+H2O突破·关键能力教考衔接典例1答案:(1)×(2)×(3)×(4)√典例2解析:(1)图Ⅰ不能达到实验目的,因为碳酸钠和碳酸氢钠均可以与盐酸反应产生二氧化碳,二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊;图Ⅱ可以鉴别,因为等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量的稀盐酸反应,生成的二氧化碳气体的量不同,可根据气球膨胀程度来判断。(3)试管B装入碳酸氢钠,试管A装入碳酸钠,这样直接加热的碳酸钠,温度高,不分解,澄清石灰水不变浑浊,而间接加热的碳酸氢钠分解,澄清石灰水变浑浊,表明了碳酸氢钠不稳定。答案:(1)Ⅱ22NaHCO3Na2CO3(3)NaHCO3对点演练1.答案:均产生白色沉淀①HCO3-+OH-+Ca2+=CaCO3↓+H2O②2HCO3-+2OH-+Ca2+2.答案:2HCO3-+Ba2+=BaCO3↓+H2O+CO3.解析:(3)当加入150mL盐酸时正好生成NaCl溶液,n(HCl)=n(NaCl)=2n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=2.5×10-3×2mol+2.5×10-3mol=7.5×10-3mol,c(HCl)=7.5×10-3(4)n(CO2)=n(Na2CO3)+n(NaHCO3)=(2.5+2.5)×10-3mol=5×10-3mol,标况下V(CO2)=5×10-3mol×22.4L·mol-1=0.112L。答案:(1)Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3、NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑(2)NaHCO3NaClNa2CO3(3)0.05mol·L-1(4)0.112L4.解析:(1)ab段发生反应的离子方程式为HCO3-+H+=CO2↑+H(2)从图像知生成CO20.01mol,根据方程式HCO3-+H+=CO2↑+H2O可知消耗盐酸的物质的量为0.01mol,故(3)根据方程式和图像可知Na2CO3的物质的量是0.01mol,共计消耗盐酸0.02mol,所以与氢氧化钠反应的盐酸是0.04mol-0.02mol=0.02mol,则氢氧化钠的物质的量为0.02mol,因此原混合液中,NaOH与Na2CO3的物质的量之比为2∶1。答案:1HCO3-+H+=CO2↑(2)0.3(3)2∶1微专题6专题一、侯氏制碱法要点归纳3.NH3+NaCl+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl4.CO2、饱和食盐水典题示例典例解析:利用NH3极易溶于水,且水溶液显碱性,可以提高CO2的吸收,因此先通NH3后通CO2,A正确;NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,利用了溶解度的差异,B正确;操作Ⅲ是过滤,因此用到玻璃仪器:烧杯、漏斗、玻璃棒,C正确;晶体是NaHCO3,利用NaHCO3的不稳定性,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,D错误。答案:D对点演练1.解析:装置A是制备氨气或二氧化碳气体的反应装置,选项A不选;产生NaHCO3发生的反应为NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,需要过滤得到NaHCO3晶体,用到装置B,选项B不选;制取Na2CO3时,过滤得到NaHCO3晶体洗涤后在装置C中加热灼烧得到碳酸钠,选项C不选;实验过程中不需要蒸发结晶,不需要装置D,故答案选D。答案:D2.解析:由于CO2在水中的溶解度比较小,而NH3极易溶于水,所以在实验中要先通入溶解度较大的NH3,再通入CO2,由于NH3极易溶于水,在溶于水时极易发生倒吸现象,所以通入NH3的导气管的末端不能伸入到溶液中,即a先通入NH3,然后b通入CO2,A、B、D均错误;因为NH3是碱性气体,所以过量的NH3要用稀硫酸来吸收,故答案选C。答案:C专题二测定碳酸钠质量分数的常用方法典题示例典例解析:根据实验目的和装置的连接顺序可知:装置①用于吸收空气中的CO2和水蒸气,可以使用碱石灰;装置②吸收Na2CO3·10H2O和NaHCO3分解生成的水蒸气,可以使用无水CaCl2;装置③吸收碳酸氢钠分解生成的CO2,使用碱石灰,A项正确;实验前必须将装置中的水蒸气和CO2赶净,避免影响测定结果,硬质玻璃管加热前,应关闭b,打开a,缓缓通入空气,直至a处出来的空气不再使澄清石灰水变浑浊为止,B项正确;若将①装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则会增加水的质量,使测得Na2CO3·10H2O和NaHCO3的含量偏高,NaCl的含量偏低,C项错误;实验过程中一直通入空气,停止加热后继续通入空气使存留在装置中的CO2和水蒸气完全被吸收,D项正确。答案:C对点演练解析:Ⅰ.(1)仪器a是坩埚。(2)还需要测量的实验数据有“加热前,仪器a和样品的总质量”和“加热冷却后,仪器a和残留物的总质量”。Ⅱ.(3)涉及气体的实验装置连接好后首先要检查装置气密性。(4)导管g的作用是平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压,使液体顺利流下;滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除由于加入稀硫酸引起的气体体积误差。(5)由于生成的二氧化碳溶于水,易造成误差,所以采用饱和NaHCO3溶液代替水,从而减小误差。(6)①读数时上下移动C管,使B、C两管液面相平,减小由于压强不同引起的体积误差;②视线与液面最低处相平,减小由于读数引起的体积误差。(7)根据碳原子守恒,1mol碳原子对应1mol二氧化碳,二氧化碳的物质的量为V1-V222400mol,所以样品中NaHCO3和Na2答案:Ⅰ.(1)坩埚(2)②加热前,仪器a和样品的总质量③加热冷却后,仪器a和残留物的总质量Ⅱ.(3)检查装置气密性(4)平衡分液漏斗与锥形瓶内的气压,使液体顺利流下;滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积,从而消除因加入稀硫酸而引起的气体体积误差(5)饱和NaHCO3(6)①读数时应上下移动C管,使B、C两管液面相平②视线与液面最低处相平(7)V1考点二夯实·必备知识1.Cs钾3.(1)物理(3)紫蓝色钴玻璃易错诊断1.错误。ⅠA族除H以外的元素称碱金属元素。2.错误。Li保存在石蜡中,Na、K可保存在煤油中。3.错误。焰色反应属于物理变化。4.正确。突破·关键能力教考衔接典例1答案:(1)<<(2)>>(3)<<(4)<<典例2答案:(1)K+[H∶]-KH+H2O=KOH+H2↑(2)3NaH+Fe2O3=2Fe+3NaOH对点演练1.解析:该金属在煤油和水的界面附近运动,说明其密度介于煤油和水之间,金属锂的密度小于煤油,因而A、D两项正确;上下运动是由于与水反应产生的氢气的推动作用和浮力作用,C项正确。答案:B2.解析:Na元素的焰色为黄色,K元素的焰色为紫色,但黄色会干扰紫色,所以不能判断是否含有K元素。答案:B第12讲铁及其化合物1.掌握铁及其化合物的主要性质及其应用。2.了解铁及铁氢氧化物的制备方法。3.能鉴别溶液中的Fe2+、Fe3+。考点一铁的单质、氧化物1.变价金属——铁(1)物理性质银白色固体,熔点较高,具有良好的导热、导电、延展性,能被磁体吸引。(2)化学性质①与非金属的反应Fe与Cl2:2Fe+3Cl22FeCl3;Fe与S:________________________;Fe与I2:________________________。②Fe与水蒸气的反应:______________________。③与酸反应Fe与H+:Fe+2H+=Fe2++H2↑;常温下,Fe遇浓HNO3、浓H2SO4发生钝化反应,加热时可将铁氧化为+3价铁盐。④与某些盐溶液的反应与CuSO4溶液反应的离子方程式:Fe+Cu2+=Fe2++Cu。与FeCl3溶液反应的离子方程式:________________________。(3)生铁的冶炼(苏教版教材)①原料:铁矿石、焦炭、空气、石灰石。②设备:高炉。③主要反应a.还原剂的生成:C+O2CO2,CO2+C2CO;b.铁的还原:____________________________;c.造渣反应:CaCO3CaO+CO2↑,CaO+SiO2CaSiO3。【师说·助学】铁在空气中形成铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。2.铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称铁红磁性氧化铁颜色状态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体水溶性难溶难溶难溶铁的化合价+2+3__________(2)化学性质①与盐酸反应的离子方程式分别为:FeO:FeO+2H+=Fe2++H2O;Fe2O3:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;Fe3O4:____________________________。②FexOy与CO反应:FexOy+yCOxFe+yCO2。【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。1.铁与过量的硫粉共热产物是Fe2S3:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.Fe在O2中燃烧或高温下与水蒸气反应均能得到Fe3O4:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3,在少量Cl2中燃烧生成FeCl2:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示:下列说法错误的是()A.将湿棉花改为浸水的尿不湿,酒精灯由单头改为双头,可提供足量的水蒸气B.用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出,避免冷凝水与灼热铁粉接触C.肥皂液改为吹泡泡水,收集H2效果更好,点燃效果更明显D.悬挂的磁铁仅能吸引铁粉,不能吸引反应产物听课笔记【师说·延伸】铁与水蒸气反应实验装置对比——回归教材人教版鲁科版【对点演练】考向一铁及其氧化物的性质1.写出下列反应的离子方程式。(1)FeO溶于足量稀硝酸中:________________________________。(2)Fe2O3溶于足量HI溶液中:________________________________。2.铁与水蒸气反应,通常有以下两种装置,请回答下列问题:装置一装置二实验装置(1)装置一中,装置A的作用:________________________________________________________________________。装置二中,装湿棉花的作用:________________________________________________________________________。(2)实验完毕后,取出装置一的少量固体,溶于足量稀盐酸,再滴加KSCN溶液,溶液颜色无明显变化,试解释原因:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。考向二计算铁氧化物的组成3.有一块铁的“氧化物”样品,用140mL5.0mol·L-1盐酸恰好将之完全溶解,所得溶液还能吸收0.025molCl2,恰好使其中的Fe2+全部转变为Fe3+,计算确定该氧化物的化学式。4.准确称取某种铁的氧化物2.88g,用足量的CO进行还原,将生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收,得到沉淀4.00g,则该氧化物的化学式为________________________。考点二铁的氢氧化物1.性质比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2OFe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O受热分解__________________________________________二者关系在空气中,Fe(OH)2能够迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3,现象是__________________________________________,化学方程式为____________________________【师说·助学】Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3与足量氢碘酸(HI)反应时,Fe3+被I-还原成Fe2+。2.制备方法(1)Fe(OH)2:可溶性亚铁盐与碱溶液反应。(2)Fe(OH)3:可溶性铁盐与碱溶液反应。【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。1.FeCl3溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到FeOH________________________________________________________________________。2.在空气中,白色的Fe(OH)2迅速转变成灰绿色,最终变成红褐色:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.Fe(OH)2与足量稀HNO3发生反应的离子方程式为Fe(OH)2+2H+=Fe2++2H2O:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4.Fe(OH)3与足量氢碘酸反应生成FeI3:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例用FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH)2。(1)除去蒸馏水中溶解的O2常采用__________的方法。(2)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入________________。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再挤出NaOH溶液,这样操作的理由是__________________________________。听课笔记【师说·延伸】Fe(OH)2制备成功的关键:①溶液中不含O2;②制备过程中,保证生成的FeOH【对点演练】探究制备氢氧化亚铁的可行性方案1.下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。2.用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。实验步骤如下:Ⅰ.检查装置气密性后,关闭K2、K5、K6,打开K1、K3、K4,使装置A中产生的气体进入装置B中,排尽装置B中空气。Ⅱ.待装置B中空气排尽后,关闭K3,打开K2,将装置A中溶液压入装置B中并观察现象。Ⅲ.关闭K1、K2,打开K5、K6,使装置C中气体通入装置B中并观察现象。回答下列问题:(1)仪器a的名称是________________,B中长玻璃管的作用是________________________________________。(2)步骤Ⅲ装置B中的现象是__________________________,其发生反应的化学方程式为________________________________。归纳总结防止Fe(OH)2被氧化的方法(1)将配制溶液的蒸馏水煮沸,驱除溶液中的氧气。(2)将盛有NaOH溶液的胶头滴管尖端插入试管的亚铁盐溶液底部,并慢慢挤出NaOH溶液。(3)在亚铁盐溶液上面充入保护气,如H2、N2、稀有气体等。(4)在亚铁盐溶液上面加保护层,如苯、植物油等。(5)用Fe作阳极,石墨作阴极,电解NaOH溶液,利用新产生的Fe2+与OH-反应制取。考点三亚铁盐与铁盐1.亚铁盐含有Fe2+的溶液呈浅绿色,既有氧化性,又有还原性,其中还原性为主。(1)还原性Fe2+的酸性溶液与H2O2反应的离子方程式为__________________________________________。(2)弱氧化性Fe2+与Zn反应的离子方程式为Zn+Fe2+=Fe+Zn2+。2.铁盐含Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe3+具有较强的氧化性。写出下列转化的离子方程式:1Fe3+(2)Fe3+I-【师说·助学】其他常见铁盐:①绿矾(FeSO4·7H2O)、②铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O]、③赤血盐{K3[Fe(CN)6]}、④高铁酸钾(K2FeO4)等。3.Fe2+、Fe3+的检验方法(1)用KSCN溶液和氯水(2)用NaOH溶液(3)含Fe2+、Fe3+的混合溶液中Fe3+、Fe2+的检验(4)Fe2+的特征检验方法溶液K3FeCN6溶液【易错诊断】判断正误,错误的说明理由。1.中性溶液中可能大量存在Fe3+、Cl-、K+、SO42.FeCl3溶液与KSCN溶液反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3↓:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3.用酸性KMnO4溶液检验FeCl3溶液中是否含有FeCl2:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考衔接】典例[全国卷Ⅱ]某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题:(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是________________________________________________________________________。(2)甲组同学取2mLFeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______________________________。(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)丙组同学取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;③第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。实验②检验的离子是________(填离子符号);实验①和③说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含有________(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为________________________________________________________________________。(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为________________________________;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热,随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________,生成沉淀的原因是________________________________________(用平衡移动原理解释)。听课笔记【师说·延伸】关注与K3[Fe(CN)6]有关的三个问题①K3[Fe(CN)6]名称:铁氰化钾(俗称赤血盐);②Fe3[Fe(CN)6]2名称:铁氰化亚铁;③与Fe2+反应的离子方程式:3Fe2++2FeCN63-【对点演练】考向一Fe2+、Fe3+的检验1.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+2.为探究某绿矾样品的变质情况,化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。可供选择的试剂:硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液,请参与完成方案设计。实验准备:取少量绿矾样品,用蒸馏水在烧杯中配成溶液。(1)如何证明绿矾已经被氧化________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如何证明绿矾已经被完全氧化________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在使用硫酸亚铁时,防止Fe3+的干扰的方法____________________________________,写出相关离子方程式。归纳总结检验Fe2+和Fe3+时的注意事项(1)检验Fe2+时不能先加氯水后加KSCN溶液,也不能将加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN-)。(2)Fe3+、Fe2+、Cl-同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2+(Cl-能还原酸性KMnO4,有干扰)。(3)检验Fe2+、Fe3+的其他方法:检验Fe3+也可用苯酚(C6H5OH);检验Fe2+最好用K3[Fe(CN)6]溶液。考向二Fe2+与Fe3+的性质3.[2023·浙江1月,16]探究铁及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是()实验方案现象结论A往FeCl2溶液中加入Zn片短时间内无明显现象Fe2+的氧化能力比Zn2+弱B往Fe2(SO4)3溶液中滴加KSCN溶液,再加入少量K2SO4固体溶液先变成血红色后无明显变化Fe3+与SCN-的反应不可逆C将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液溶液呈浅绿色食品脱氧剂样品中没有+3价铁D向沸水中逐滴加5~6滴饱和FeCl3溶液,持续煮沸溶液先变成红褐色再析出沉淀Fe3+先水解得Fe(OH)3再聚集成Fe(OH)3沉淀4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入铁粉与铜粉的混合物。(1)若金属无剩余,则溶液中一定存在的金属阳离子有________,可能存在的有________。(2)若剩余固体中有铁和铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有________,一定不存在________________________。(3)若剩余固体中只有铜,则溶液中一定存在的金属阳离子有________,可能存在的有________,一定不存在________。5.[2024·江苏响水段考]已知金属离子沉淀时pH的取值范围如下表:化合物Fe(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2Cu(OH)2pH1.14~3.05.8~8.38.4~10.84.2~6.7(1)除去Mg2+中混有的Fe3+的方法向混合溶液中加入________、________、________其中之一,与Fe3+水解产生的H+反应,促进Fe3+的水解,将Fe3+转化为FeOH(2)除去Mg2+中混有的Fe2+的方法先加入氧化剂(如________)将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3+。(3)请设计实验方案:除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。温馨提示:请完成课时作业12第12讲铁及其化合物考点一夯实·必备知识1.(2)①Fe+Seq\o(=,\s\up14(△))FeSFe+I2eq\o(=,\s\up14(△))FeI2②3Fe+4H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温))Fe3O4+4H2④Fe+2Fe3+=3Fe2+(3)③b.Fe2O3+3COeq\o(=,\s\up14(高温))2Fe+3CO22.(1)+2,+3(2)①Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O易错诊断1.错误。铁与硫粉共热产物是FeS,与硫粉的用量无关。2.正确。3.正确。4.错误。Fe与Cl2反应只生成FeCl3,与Cl2的用量无关。突破·关键能力教考衔接典例解析:铁与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引,故D错误。答案:D对点演练1.答案:(1)3FeO+NO3-+10H+=3Fe3++NO↑+5H(2)Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O2.答案:(1)提供水蒸气提供水蒸气(2)在溶液中Fe3+被未反应的铁粉完全还原为Fe2+3.解析:根据2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中n(Fe2+)=0.025mol×2=0.05mol,根据电荷守恒得2n(Fe2+)+3n(Fe3+)=n(Cl-),则n(Fe3+)=0.2mol,故n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.05∶0.2=1∶4,故该氧化物可表示为FeO·2Fe2O3,即Fe5O7。答案:Fe5O74.解析:4.00gCaCO3沉淀的物质的量为0.04mol,则消耗CO、生成CO2的物质的量均为0.04mol,增加的氧元素为0.04mol,质量为0.04mol×16g·mol-
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