2024年高考化学二轮复习专题十一金属元素及其化合物学案

PAGE15-专题十一金属元素及其化合物1．(2024·全国卷Ⅱ)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是()A．胆矾的化学式为CuSO4B．胆矾可作为湿法冶铜的原料C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应解析：A项，胆矾为硫酸铜晶体，化学式为CuSO4·5H2O，错误；B项，湿法冶铜是用铁与硫酸铜溶液发生置换反应制取铜，正确；C项，加热浓缩硫酸铜溶液可析出胆矾，故“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程，正确；D项，铁与硫酸铜溶液发生置换反应生成铜，正确。答案：A2．(2024·天津卷)在全国人民众志成城抗击新冠病毒期间，运用的“84消毒液”的主要有效成分是()A．NaOHB．NaClC．NaClOD．Na2CO3解析：工业上用Cl2与NaOH溶液反应制取“84消毒液”，反应原理为Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，NaClO具有强氧化性，能用于杀菌消毒，故“84消毒液”的主要有效成分是NaClO。答案：C3．(2024·江苏卷)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Na2O2B．室温下，Al与4.0mol·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2C．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解析：A项，室温下，钠与空气中氧气反应生成氧化钠，错误；B项，室温下，铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，正确；C项，室温下，铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体，错误；D项，室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，错误。答案：B金属及其化合物的学问是中学化学的主干学问，是高考化学的必考内容。钠、铝、铁、铜及其化合物是日常生活中特别重要的物质，特殊是铝、铁在国民经济中占有极其重要的地位。这部分内容，单独出题考查的方式很少，在选择题中常常以离子共存、离子方程式、氧化还原反应、物质的检验、分别与提纯、气体的制取和性质试验、物质推断、计算等题型融合出现，在非选择题中以金属元素的性质为载体，通过工业生产为背景的工艺流程、试验探究，考查考生运用金属元素的有关学问分析解决问题的实力。近几年的高考加强了元素及其化合物学问与基本概念、基本理论的结合，该部分学问在高考中的考查要求渐渐提高。高考题型多为选择题和填空题，侧重考查学生分析问题、解决问题的实力，命题的重点将是钠及其化合物(特殊是Na2O2、Na2CO3、NaHCO3)的性质、铝及其化合物的两性、Fe2＋与Fe3＋之间的转化关系、铜的冶炼及Cu(OH)2的性质等基础学问，但非选择题常常以不常见的过渡元素考查基础学问的理解实力和迁移实力，一般较难。考点一钠及其化合物1．钠及其化合物之间的转化关系(1)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(2)2Na＋2H2O＋CuSO4=Na2SO4＋Cu(OH)2↓＋H2↑(3)4Na＋O2=2Na2O(空气中缓慢氧化)(4)2Na＋O2eq\o(=,\s\up14(△))Na2O2(5)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(6)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2(7)Na2CO3＋2HCl(过量)=2NaCl＋CO2↑＋H2O(8)Na2CO3＋HCl(不足)=NaCl＋NaHCO3(9)Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3(10)Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH(11)NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O(12)NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O(13)2NaHCO3＋Ca(OH)2(不足)=Na2CO3＋CaCO3↓＋2H2O(14)NaHCO3＋Ca(OH)2(过量)=CaCO3↓＋NaOH＋H2O(15)CO2＋2NaOH(过量)=Na2CO3＋H2O(16)CO2(过量)＋NaOH=NaHCO32．钠及其化合物的重要性质(1)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。钠不能置换出溶液中的金属，钠干脆与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。(2)金属钠在空气中无论生成单一的Na2O或Na2O2，还是生成二者的混合物，1molNa只能转移1mol电子(此点在NA的推断考题中常有考查)。常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为，其中含有离子键和非极性键。过氧化钠中阴离子为Oeq\o\al(2－,2)，故Na2O2中阳离子和阴离子的物质的量之比为2∶1。Na2O2不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到潮湿的石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。(3)Na2CO3与盐酸反应时，二者相对用量或滴加依次不同，产生的现象和得到的产物不同。(4)不能用Ca(OH)2鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液，应选用CaCl2或BaCl2溶液。(5)除去CO2中的HCl气体，应选用饱和NaHCO3溶液。(6)向饱和的Na2CO3溶液中通入过量CO2有晶体析出，发生反应Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3↓。(7)鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应利用的是物质(或元素)的物理性质。(8)将NaHCO3溶液与NaAlO2溶液混合得到Al(OH)3沉淀，发生反应NaHCO3＋NaAlO2＋H2O=Al(OH)3↓＋Na2CO3，此反应并非水解反应。(9)二氧化碳气体通入NaClO溶液中，无论二氧化碳少量还是过量，都发生反应CO2＋NaClO＋H2O=HClO＋NaHCO3，而不会生成碳酸钠，因酸性：H2CO3＞HClO＞HCOeq\o\al(－,3)。(10)向Na2CO3溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)、HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=H2O＋CO2↑。(11)Na2O2投入FeCl2溶液中，可将Fe2＋氧化成Fe3＋，同时生成Fe(OH)3沉淀；Na2O2投入氢硫酸中，可将H2S氧化成单质硫，溶液变浑浊；Na2O2投入Na2SO3溶液，可将SOeq\o\al(2－,3)氧化成SOeq\o\al(2－,4)；Na2O2具有漂白性，投入品红溶液中，可使品红溶液褪色。(12)Li和O2反应只生成Li2O：4Li＋O2eq\o(=,\s\up14(点燃))2Li2O，NaH是离子化合物，是一种强还原剂。NaK合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。(2024·宁波五校适应性考试)钠是很活泼的金属，在空气中燃烧的产物是Na2O2。Na2O的制取可以通过钠与硝酸钠共热反应完成：Na＋NaNO3→Na2O＋N2↑(未配平)。请回答下列问题：(1)上述反应的氧化剂是__________(写化学式)。制取Na2O时，若金属钠与NaNO3按质量比23∶17投料，充分反应后收集到的气体体积为1.12m3(标准状况下)，则制得的Na2O的质量为________kg。(2)制取Na2O时由于设备密封性不好而进入了少量空气，导致制得的Na2O产品中含有Na2O2杂质。现有Na2O产品mg(假设只含有Na2O2杂质)，请从下面选用合适的仪器和试剂，设计一种可选用的试验仪器组合，以完成样品中Na2O含量的测定。可选用的试剂：a.浓硫酸b．水c．盐酸标准溶液d．NaOH标准溶液e．酚酞f．碱石灰g．稀盐酸试验过程中发生反应的化学方程式试验所需仪器(用字母表示)试验所需试剂(用字母表示)试验需干脆测定的有关物理量(用文字说明)(3)某学生设计了以下试验方案来测定该试样中Na2O的质量分数，其操作流程和试验数据如下，该Na2O产品中Na2O的质量分数为________。eq\x(7.75gNa2O产品)eq\o(→,\s\up25(\a\vs4\al(在氧气中,充分灼烧)))eq\x(固体)eq\o(→,\s\up14(冷却))eq\x(\a\al(称量得固,体9.35g))解析：(1)由N元素的化合价降低可知，NaNO3是氧化剂。配平化学方程式：10Na＋2NaNO3eq\o(=,\s\up14(△))6Na2O＋N2↑，收集到1.12m3(标准状况下)N2，n(N2)＝50mol，那么n(Na2O)＝300mol，故m(Na2O)＝300mol×62g·mol－1＝1.86×104g＝18.6kg。(2)要测定样品中氧化钠的含量有多种方法，可通过测生成O2的体积来计算Na2O2的量；也可测反应后锥形瓶和溶液的总质量与反应前锥形瓶、样品和水的总质量之差，还可以通过滴定法测锥形瓶中生成NaOH的量来计算。(3)设试样中Na2O的物质的量为xmol，Na2O2的物质的量为ymol，则有：62x＋78y＝7.75g，78(x＋y)＝9.35g，解得：x＝0.1mol，那么Na2O的质量分数为eq\f(0.1mol×62g·mol－1,7.75g)×100%＝80%。答案：(1)NaNO318.6(2)(以下三种方法任选一种，其他合理方法亦可)Ⅰ2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O=2NaOHA、Db①反应前锥形瓶、样品和水的总质量；②反应后锥形瓶和溶液的总质量Ⅱ2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O=2NaOHG、Cb量筒中收集到的气体的体积Ⅲ2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑，Na2O＋H2O=2NaOH，NaOH＋HCl=NaCl＋H2OD、Hb、c、e中和锥形瓶中样品与水反应后所得溶液运用的盐酸标准溶液的体积(3)80%考点二铝、镁及其重要化合物1．铝及其化合物之间的转化关系(1)4Al＋3O2eq\o(=,\s\up14(△))2Al2O3(2)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(3)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(4)2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up14(高温))2Fe＋Al2O3(5)Al2O3＋6HCl=2AlCl3＋3H2O(6)Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O(7)Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O(8)Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O(9)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(10)AlCl3＋3NaOH=Al(OH)3↓＋3NaCl(NaOH适量)(11)AlCl3＋4NaOH=NaAlO2＋3NaCl＋2H2O(NaOH过量)(12)NaAlO2＋HCl＋H2O=Al(OH)3↓＋NaCl(少量盐酸)(13)NaAlO2＋4HCl=AlCl3＋NaCl＋2H2O(足量盐酸)(14)2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)(少量CO2)(15)AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(足量CO2)(16)Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O=4Al(OH)3↓(铝盐和偏铝酸盐在溶液中相互促进水解)2．铝、镁及其化合物的重要性质(1)铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。由于Al2O3的熔点高于Al的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发觉熔化的铝并不滴落。(2)铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应，由于铝热剂是混合物，故铝热反应不能用于工业上冶炼铁。留意铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物在高温条件下的置换反应。(3)引发铝热反应的操作是高考试验考查的热点，详细操作是先铺一层KClO3，然后插上镁条，最终点燃镁条。(4)并不是Al与全部金属氧化物均能组成铝热剂，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱。(5)Al2O3、Al(OH)3与NaOH溶液的反应常用于物质的分别提纯。Al(OH)3不溶于氨水，所以试验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。(6)利用偏铝酸盐制备Al(OH)3，一般不用强酸，因为强酸的量限制不当会使制得的Al(OH)3溶解。若向偏铝酸盐溶液中通入CO2，生成的Al(OH)3不溶于碳酸，CO2过量时生成HCOeq\o\al(－,3)，不过量时生成COeq\o\al(2－,3)，书写离子反应方程式时要特殊留意。(7)Al(OH)3可用作抗酸药；明矾常用于净水。(8)泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。(9)镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up14(点燃))2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N2eq\o(=,\s\up14(点燃))Mg3N2、2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up14(点燃))2MgO＋C。(10)Mg3N2与水反应：Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑。加热Mg(HCO3)2溶液生成的是Mg(OH)2沉淀，而不是MgCO3沉淀，因为Mg(OH)2比MgCO3更难溶于水。反应方程式为Mg(HCO3)2eq\o(=,\s\up14(△))Mg(OH)2↓＋2CO2↑。铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺流程如图1：图1注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为__________________________________________________。(2)向“过滤Ⅰ”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH________(填“增大”“不变”或“减小”)。(3)“电解Ⅰ”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，缘由是__________________________。(4)“电解Ⅱ”是电解Na2CO3溶液，原理如图2所示。阳极的电极反应式为___________________________，阴极产生的物质A的化学式为________。图2(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合，有利于AlN的制备，其主要缘由是__________________________________。解析：(1)Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O。(2)为了提高铝土矿的浸出率，氢氧化钠溶液必需过量，所以过滤Ⅰ所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的pH减小。(3)阳极为O2－发生氧化反应生成O2，石墨可能被O2氧化。(4)电解时阳极由图示可知是由碳酸钠生成碳酸氢钠的过程，阳极应当是水电离产生的氢氧根离子放电生成氧气，多出的氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子。即：2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，COeq\o\al(2－,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)合并得答案4COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－4e－=4HCOeq\o\al(－,3)＋O2↑。阴极应当是水电离产生的氢离子放电生成氢气，多出的氢氧根离子使得稀氢氧化钠溶液变成浓氢氧化钠溶液。(5)铝在空气中简单形成致密的Al2O3薄膜，阻碍反应的进行，加入NH4Cl分解产生HCl，HCl能够与Al2O3反应。答案：(1)Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(2)减小(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化(4)4COeq\o\al(2－,3)＋2H2O－4e－=4HCOeq\o\al(－,3)＋O2↑H2(5)NH4Cl分解产生的HCl能够破坏Al表面的Al2O3薄膜考点三铁及其重要化合物1．铁及其化合物之间的转化关系(1)3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up14(点燃))Fe3O4(2)Fe＋Seq\o(=,\s\up14(△))FeS(3)2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up14(点燃))2FeCl3(4)3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up14(高温))Fe3O4＋4H2(5)Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(酸为非氧化性酸)(6)Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O(铁适量)(7)3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(铁过量)(8)Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4(9)2FeCl3＋Fe=3FeCl2(10)FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O(11)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(12)Fe3O4＋8HCl=2FeCl3＋FeCl2＋4H2O(13)3FeO＋10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O(14)3Fe3O4＋28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O(15)Fe(OH)2＋2HCl=FeCl2＋2H2O(16)Fe(OH)3＋3HCl=FeCl3＋3H2O(17)3Fe(OH)2＋10HNO3(稀)=3Fe(NO3)3＋NO↑＋8H2O(18)2Fe(OH)3＋6HI=2FeI2＋I2＋6H2O(19)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3(20)FeCl2＋2NaOH=Fe(OH)2↓＋2NaCl(21)2FeCl2＋Cl2=2FeCl32．铁及其化合物的重要性质(1)Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后接着反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。(2)向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色→棕黄色的颜色改变，该现象可用于Fe2＋的检验。(3)Fe3＋的检验方法较多，如视察溶液颜色法(棕黄色)、NaOH溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN溶液法(生成红色溶液)，前面两种方法需溶液中Fe3＋浓度较大时才适用，最好也最灵敏的方法是KSCN溶液法。Fe2＋的检验可采纳先加入KSCN溶液后再加入氧化剂的方法；也可用铁氰化钾检验Fe2＋，现象是生成蓝色沉淀(Fe3[Fe(CN)6]2)。(4)生成FeCl2除了用Fe和HCl的置换反应外，还可用化合反应：2FeCl3＋Fe=3FeCl2；生成Fe(OH)3除了用Fe3＋与碱的复分解反应外，还可用化合反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3。(5)配制FeCl2溶液既要防氧化(加入Fe粉)，又要防水解(加入盐酸)；配制FeCl3溶液要加入浓盐酸防止水解。(6)Fe3＋必需在酸性条件下才能大量存在，当pH＝7时，Fe3＋几乎完全水解生成Fe(OH)3沉淀。(7)除去酸性溶液ZnCl2中的FeCl2，应先通入Cl2或加入H2O2，再加入ZnO，使Fe3＋水解生成沉淀过滤除去。(8)制备Fe(OH)2的方法许多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必需提前除去；二是反应过程中必需与O2隔绝。同时要牢记Fe(OH)2转化为Fe(OH)3时溶液的颜色改变(白色沉淀快速变成灰绿色，最终变成红褐色)。(9)Fe(OH)3胶体的制备方法是将饱和FeCl3溶液滴加到沸水中，加热至呈红褐色后马上停止加热。胶体不带电，带电的是胶粒。(10)自然界中有少量游离态的铁(陨石中)，纯净的铁块是银白色的，而铁粉是黑色的。某班同学用如下试验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：(1)分别取肯定量氯化铁、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试验不够严谨，该组同学在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油，再向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支试管中进行如下试验：①第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；②其次支试管中加入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。试验②检验的离子是________(填离子符号)；试验①和③说明：在I－过量的状况下，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。产生气泡的缘由是___________________________，生成沉淀的缘由是____________________________(用平衡移动原理说明)。解析：(1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。(2)Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－。(3)煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。(4)依据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，肯定含有Fe2＋，则试验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显血红色，试验①和③说明，在I－过量的状况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。(5)H2O2是强氧化剂，能将Fe2＋氧化成Fe3＋，则有2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；一段时间后，Fe3＋能将H2O2氧化成O2，离子方程式为2Fe3＋＋H2O2=2Fe2＋＋O2↑＋2H＋，上述两步反应的总反应方程式为2H2O2=O2↑＋2H2O，Fe3＋是该反应的催化剂，因而有气泡出现，且溶液变为棕黄色；由于上述反应放热，温度上升，H2O2反应生成水，起到了稀释作用，增大了溶液的pH，这些因素都能使水解平衡Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋向正反应方向移动，因此能生成红褐色沉淀。答案：(1)防止Fe2＋被氧化(2)2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－(3)隔绝空气(或解除氧气对试验的影响)(4)Fe2＋Fe3＋可逆反应(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2OFe3＋催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡向正反应方向移动考点四铜及其重要化合物1．铜及其化合物之间的转化关系(1)2Cu＋O2eq\o(=,\s\up14(△))2CuO(2)2Cu＋Seq\o(=,\s\up14(△))Cu2S(3)Cu＋Cl2eq\o(=,\s\up14(点燃))CuCl2(4)Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2(5)2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(6)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up14(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(7)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(8)2CuSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up14(电解))2Cu＋O2↑＋2H2SO42．铜及其化合物的重要性质(1)铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是铜绿[Cu2(OH)2CO3]。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。(4)Cu和肯定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu接着溶解。(5)Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。(6)铜的焰色反应为绿色。(7)冶炼铜的方法有①热还原法；②湿法炼铜；③电解精炼铜。(8)铜合金有：①青铜(Sn、Pb等)；②黄铜(Zn、Sn、Pb、Al等)；③白铜(Ni、Zn、Mn等)。为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素，进行如下试验。[试验一]探究铜和稀硝酸反应的产物。试验装置如图所示，气密性已检查。已知：FeSO4＋NO=[Fe(NO)]SO4，该反应较慢，待生成肯定量[Fe(NO)]2＋时，突显明显棕色。(1)试验起先时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，然后向其中缓慢滴入稀硝酸，该试验操作的目的是______________________________________________。(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为______________________________________________________。(3)若Y形试管中产生的气体有NO2，B中的试验现象为____________________________________________；若Y形试管中产生的气体只有NO，B中的试验现象是____________________________________________________________________________________________________________________________________。[试验二]探究铜和稀硝酸反应速领先慢后快的缘由。经过试验一，测得硝酸的浓度小于6mol·L－1时，只有NO生成。当铜片与5mol·L－1硝酸反应，起先时反应特别缓慢，一段时间后反应速率明显增大。为探究此反应的反应速领先慢后快的缘由，进行如下探究。探究一：探讨反应过程中温度改变对反应速率的影响和试验所得现象记录如图表所示。时间/min现象0～15铜表面出现气泡，但速度很慢25溶液有很浅的蓝色，气泡生成速度加快30气泡生成速度较快，匀称冒出45洗气瓶中可见少量淡棕色的物质50溶液中蓝色明显变深，洗气瓶中突显明显棕色铜和稀硝酸的反应温度与时间的关系曲线(4)分析上述图表信息可得到的结论是_____________________________________________________。探究二：探讨化学反应产物对反应速率的影响。某同学设计了如下试验，利用试验一的装置测定溶液突显明显棕色的时间。序号温度/℃铜片/g硝酸/mL硝酸铜/g125①②③2255200.53255201.0(5)请将表中的试验条件填写完整：①______；②______；③______。(6)通过试验发觉试验1、2、3的反应速率并无明显改变，为达到试验目的还须要接着进行的试验是__________________________________________________。解析：(1)试验起先时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜，然后向其中缓慢滴入稀硝酸，碳酸钙与稀硝酸反应生成CO2，将整个装置内的空气赶尽，避开NO和O2反应生成NO2，对气体产物的视察产生干扰。(2)在常温下，铜片和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。(3)若Y形试管中产生的气体有NO2，NO2溶于水生成硝酸，把Fe2＋氧化成Fe3＋，B中溶液显红色；若Y形试管中只有NO生成，FeSO4＋NO=[Fe(NO)]SO4，该反应较缓慢，待生成肯定量[Fe(NO)]2＋时，突显明显棕色。(4)由图表信息可知，反应25～30min时，反应速率明显增大，但温度几乎不变；且反应30min时，反应速率已经较大了，再上升温度，反应速率增大有限，可知反应溶液温度上升不是使反应速率增大的主要因素。(5)探讨化学反应产物硝酸铜对反应速率的影响，试验1作为比照试验，故试验1中铜片的质量、硝酸的体积应当与试验2、3中完全一样，硝酸铜的质量是0。(6)试验1、2、3的反应速率并无明显改变，说明硝酸铜没有催化作用；就须要探讨另一种产物NO对反应速率是否有影响。答案：(1)利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽，避开NO和O2反应生成NO2，对气体产物的视察产生干扰(2)3Cu＋8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)溶液显红色溶液突显明显棕色(4)反应溶液温度上升不是使反应速率增大的主要因素(5)5200(6)探讨NO对反应速率的影响1．(2024·天津卷)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是()A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于推断变色硅胶是否吸水解析：A项，溶液中发生反应：2Fe2＋＋Cl2=2Fe3＋＋2Cl－、2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，将废铁屑加入FeCl2溶液中可以除去工业废气中的Cl2，正确；B项，铝、锂均为轻金属，铝中添加适量锂可以制得低密度、高强度的铝合金，正确；C项，Na2CO3＋