【专题七】金属及其化合物
【考点突破】
1．理顺网络、抓住重点
二轮复习本专题，要突出重点物质，以典型物质为信息源联系非金属元素、基本概念和基本理论，联系无机化工生产和实验，提高知识应用能力。通过“线”将重点知识串联起来，主要抓住四条线：（1）典型物质线。碱金属抓住钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸盐等；铝元素及其化合物主要抓住铝、铝盐、偏铝酸盐、氧化铝和氢氧化铝。铁及其化合物重点抓住铁、铁的氧化物（以氧化铁为主，了解氧化亚铁，四氧化三铁）、铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐等。镁及其化合物主要掌握镁的性质。铜及其化合物中，氧化铜、氧化亚铜、氢氧化铜等出现频率高；（2）物质之间转化线。同一条转化线可以通过多种方法实现，训练发散思维，同时，联系化学反应类型、氧化还原反应概念、离子方程形式书写等。例如，铁、铁盐、亚铁盐之间转化，铝盐、氢氧化铝、偏铝酸盐之间转化都是高考命题热点；（3）制备线。工业上常以金属冶炼为线联系晶体性质、环境保护以及化学计算等。电解法冶炼钠、镁、铝，还原法冶炼铁和铜，工业冶炼铜原理可以与硫酸工业联系起来，而冶铁原理是教材介绍了重要化工生产范例。氢氧化亚铁、氢氧化铝、硫酸铝、氧化铝、氧化铁、氯化铁、硫酸亚铁等典型物质制备一直是高考关注的热点；（4）实验线。研究近十年高考化学实验命题，不难发现高考以金属及其化合物为载体命题实验题成为高考重点，其中近三年发展新题型值得关注：①猜想式命题，连续三年广东化学都以铁及其化合物为载体探究其价态；②定量分析命题，如宁夏等高考以金属纯度测定为线，评价实验方案与实结果的关系，开放性、探究性是新高考实验命题新趋势。
2．突破瓶颈，攻克难点
（1）反应条件 理解金属及其化合物要以反应条件为突破口，其中重点掌握以下条件：①铝热反应条件：只有比铝活泼性差的金属氧化物才能被铝还原，如氧化钠、氧化镁、氧化钙、氧化钡等活泼金属与铝不能发生置换反应；②镁与二氧化碳、二氧化硫、二氧化硅反应，其中产物硫、硅继续与镁反应生成硫化镁、硅化镁；③铁的价态与氧化剂、反应条件有关，铁在电化学中发生氧化反应、与硫，碘，H+，不活泼的金属阳离子反应都只生成+2价铁的化合物；铁发生电化学腐蚀最终产物是氧化铁，而铁丝氧气中燃烧生成四氧化三铁；④氢氧化铝溶于强酸强碱，不溶于氨水，碳酸等。⑤铜与硫反应只生成硫化亚铁，而与浓硫酸、硝酸、氯气、氧气等反应生成+2价铜的化合物。
（2）反应图像 图象中难点是铝盐和偏铝酸盐的图像。例如，铝三角之间的转换及其图象在Al3+、Al（OH）3、AlO2-之间的相互转化反应中，都有特定的数量关系，现概括如下：
⑴在适量的可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量：
现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（NaOH）∶n（Al3+）=3∶1〕→渐少→消失〔n（NaOH）∶n（Al3+）=4∶1〕，见下图⑴。
⑵在适量的偏铝酸盐溶液中逐滴加入稀盐酸至过量：
现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（H+）∶n（AlO2-）=1∶1〕→渐少→消失〔n（H+）∶n（AlO2-）=4∶1〕，见下图⑵。
⑶在适量的偏铝酸盐溶液中缓慢通入CO2至过量：现象：立即产生白色沉淀→渐多→最多〔n（CO2）∶n（AlO2-）=1∶2〕→沉淀不消失。见下图⑶。
⑷在适量强碱性溶液中逐滴加入铝盐溶液至过量：
现象：局部产生白色沉淀→振荡消失→白色沉淀→渐多→最多〔n（OH）－∶n（Al3+）=〔3∶1〕→不消失。见下图⑷。
⑸在适量强酸性溶液中逐滴加入偏铝酸盐溶液至过量
现象：局部产生白色沉淀→振荡消失→白色沉淀→渐多→最多。见下图⑸。
（3）盲点警示
①忽视反应本质 有一些化学反应会出现生成物与生成物之间反应（如浓硝酸与铜反应，生成物二氧化氮可部分转化为N2O4等），反应物与生成物反应（多步反应）（如铝盐与强碱，偏铝酸盐与强酸，铁与硝酸反应等）。
②忽视物质溶解性 例如，氢氧化钙、碳酸镁、硫酸银、硫酸钙等是微溶。澄清石灰水的质量分数很小。
③忽视金属离子水解程度 阴、阳离子水解程度与价态有关，+3价的铁、铝离子与CO32-、HCO3-，S2-等能发生双水解，而+2价的亚铁离子、铜离子与CO32-主要生成沉淀，在《部分物质溶解性表》中，有碳酸铜、碳酸亚铁物质存在（难溶）。④忽视溶液的酸、碱性 许多物质之间的反应与溶液的酸、碱性有关，如NO3-只有在酸性条件下才有强氧化性，高锰酸钾在酸性条件下还原产物为Mn2+，在碱性条件下还原产物为MnO2等，Al3+和AlO 2-在酸性、碱性、中性溶液中都不能大量共存。
3．重视实验 学会创新
本章实验内容很多，学习时，要重视实验。最好同学们走进实验室，自己动手操作，对各种实验现象进行全面、细致的观察，并对观察的结果及时、如实地做记录，把各种观察到的实验现象联系起来进行思考分析，做到看与想相结合，培养良好的观察习惯，培养观察实验的能力和思维能力。实验内容是创新试题的基点，同学们在学习过程中，尽可能联想实验原理，自己设计出一些实验装置来，并仔细分析评价自己所设计的装置优缺点，这样同学们会受益匪浅。
有关Na、Mg、Al、Fe、Cu的知识的试题在近五年的高考试题中出现次数很多，它们在离子共存、离子方程式、物资鉴别、制备、推断、计算等题型中大量出现。这部分内容与化学理论知识、基本概念、实验有广泛联系，实际应用也很广泛，因此在试题中能以多种题型出现。高点主要集中在：铁三角、Al3＋与Al(OH)3及AlO2―的相互转化、Fe3＋和Al3＋及AlO2―的双水解、Mg、Al、Fe与酸反应等方面，这些知识与其他元素化合物知识相结合，以各种面孔出现在试题中。
【精题精讲】
例1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间是否具有因果关系的判断都正确的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
小苏打可用于治疗胃病
NaHCO3可与盐酸反应
Ⅰ对，Ⅱ对，有
B
向Na2O2的水溶液中滴入酚酞变红色
Na2O2与水反应生成氢氧化钠
Ⅰ对，Ⅱ错，无
C
金属钠具有强还原性
高压钠灯发出透雾性强的黄光
Ⅰ对，Ⅱ对，有
D
过氧化钠可用作航天员的供氧剂
Na2O2能和CO2、H2O反应生成O2
Ⅰ对，Ⅱ对，有
解析：B项向过氧化钠水溶液中滴入酚酞，先变红，后马上褪色，陈述Ⅰ错，陈述Ⅱ正确；C项高压钠灯发黄光是物理变化，与金属钠具有还原性没有因果关系。
答案：AD
例2．向100 mL 0.250 mol·L－1的AlCl3溶液中加入金属钠完全反应，恰好生成只含NaCl和NaAlO2的澄清溶液，则加入金属钠的质量是( )
A．3.45 g B．2.30 g
C．1.15 g D．0.575 g
解析：根据原子守恒，加入金属钠的物质的量等于氯元素和铝元素物质的量之和，即为0.1 L×0.250 mol·L－1×4＝0.1 mol，其质量为2.30 g。
答案：B
例3．下列各组中两种浓溶液相混合时既无沉淀析出又无气体放出的是( )
A．Ba(HCO3)2、NaHSO4 B．NaHCO3、Al2(SO4)3
C．Mg(HCO3)2、CaCl2 D．Na2SiO3、HCl
解析：A项中反应为Ba(HCO3)2＋2NaHSO4===Na2SO4＋BaSO4↓＋2H2O＋2CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；B项中反应为Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，既有沉淀产生，又有气体放出；D项中SiO＋2H＋===H2SiO3↓，有沉淀产生。
答案：C
例4．锌与100 mL 18.5 mol·L－1的浓硫酸充分反应后，锌完全溶解，同时生成气体甲33.6 L(标准状况)。将反应后的溶液稀释至1 L，测得溶液的pH＝1，下列叙述不正确的是( )
A．反应中共消耗1.8 mol H2SO4
B．气体甲中SO2与H2的体积比为41
C．反应中共消耗97.5 g Zn
D．反应中共转移3 mol电子
解析：反应前n(H2SO4)＝1.85 mol，反应后剩余H2SO4为0.05 mol，推知气体甲应该是Zn与浓H2SO4反应产生的SO2及Zn与稀H2SO4反应产生的H2的混合气体。设生成SO2、H2的物质的量分别为x mol、y mol，则有：x＋y＝1.5，根据反应：Zn＋2H2SO4(浓)===ZnSO4＋SO2↑＋2H2O，Zn＋H2SO4(稀)===ZnSO4＋H2↑，得2x＋y＝1.8，解得x＝0.3，y＝1.2。n(SO2)/n(H2)＝0.3 mol/1.2 mol＝1/4。反应中消耗Zn的质量＝1.5 mol×65 g/mol＝97.5 g。反应中转移电子的物质的量＝2×1.5 mol＝3 mol。综合上述知选项B错误。
答案：B
例5．右图中横坐标为加入反应物的物质的量，纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项编号对应的曲线编号错误的是( )
A．向NaAlO2溶液中逐滴加入盐酸至过量
B．向澄清石灰水中通入CO2至过量
C．向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
D．向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量
解析：根据AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，A对；根据Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O、CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，B对；根据H＋＋OH－===H2O、Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O，C对；D项中产生沉淀和沉淀的量不变时消耗的CO2相等，D错。
答案：D
例6．将一定量的镁和铜组成的混合物加入到稀硝酸中，金属完全溶解(假设反应中还原产物只有NO)。向反应后的溶液中加入3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g。则下列叙述中不正确的是( )
A．当生成的沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积V≥100 mL
B．当金属全部溶解时收集到NO气体的体积一定为2.24 L
C．参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g
D．当金属全部溶解时，参加反应的硝酸的物质的量一定是0.4 mol
解析：沉淀增加的质量为OH－的质量，则n(OH－)＝＝0.3 mol，因此当沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液的体积最少为＝0.1 L，A对；根据Cu(OH)2、Mg(OH)2，则n(Cu)＋n(Mg)＝n(OH－)＝0.15 mol，根据得失电子守恒，有2n(Cu)＋2n(Mg)＝3n(NO)，则n(NO)＝0.15 mol×2×＝0.1 mol，则收集到NO的体积在标准状况下为2.24 L，B错；假设混合物全部为Mg，则金属总质量为0.15 mol×24 g·mol－1＝3.6 g，假设混合物全部为Cu，则金属总质量为0.15 mol×64 g·mol－1＝9.6 g，故参加反应的金属的总质量为9.6 g>m>3.6 g，C对；Mg和Cu与稀硝酸的反应可以写为3M＋8HNO3===3M(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，参加反应的n(HNO3)＝4n(NO)＝0.4 mol，D对。
答案：B
例7.铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答下列问题：
(1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时，正极的电极反应式为__________________________________。
(2)由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式是______________。
(3)硫酸铁可作絮凝剂，常用于净水，其原理是__________________________(用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能使酸性废水中的悬浮物沉降而除去，其原因是____________________________________。
(4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2，若有1.5 mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是________。
(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
陈述Ⅲ
A
铁是地壳中含量最高的金属元素
铁是人类最早使用的金属材料
Ⅰ对；Ⅱ对；有
B
常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
高温下氢气能还原氧化铁得到铁
Ⅰ对；Ⅱ对；无
C
铁属于过渡元素
铁和铁的某些化合物可用作催化剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
D
在空气中铁的表面能形成致密的氧化膜
铁不能与氧气反应
Ⅰ对；Ⅱ对；有
解析：(4)1 mol Fe3O4参与反应时，需4 mol CO，根据4 mol CO可得转移8 mol电子，所以1.5 mol Fe3O4参加反应时转移电子的物质的量为1.5×8 mol＝12 mol。(5)选项A，地壳中含量最高的金属元素是Al元素，而不是Fe元素，由于铁是活泼金属，需通过冶炼方法获得，所以Fe不是人类最早使用的金属材料，陈述Ⅰ、Ⅱ错误，且二者没有因果关系。选项B，Fe能与稀H2SO4发生置换反应而产生H2，但在高温条件下，H2还原性很强，又能还原Fe2O3而得Fe，所以Ⅰ、Ⅱ均正确，二者无因果关系。选项C，铁是过渡元素的说法正确。选项D，铁在空气中不能形成致密的氧化膜，且Fe可与纯净的O2反应生成Fe3O4。
答案：(1)O2＋2H2O＋4e－===4OH－
(2)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋
(3)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋ 酸性环境中，H＋抑制了铁离子的水解，无法生成氢氧化铁胶体
(4)12 mol (5)B
例8.现有由等质量的NaHCO3和KHCO3组成的混合物a g与100 mL盐酸反应。(题中涉及的气体体积均以标准状况计，填空时可用带字母的式子表示，可不化简)
(1)该混合物中NaHCO3和KHCO3的物质的量之比为________。
(2)如果碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，则盐酸中的HCl的物质的量为________mol。
(3)如果盐酸过量，生成CO2的体积是________L。
(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余，盐酸不足量，要计算生成CO2的体积，还需要知道__________________。
解析：(1)该混合物中NaHCO3和KHCO3的物质的量之比为：＝100：84＝25：21。(2)如果碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应，根据反应的化学方程式，则n(HCl)＝n(NaHCO3)＋n(KHCO3)＝(＋)mol。(3)如果盐酸过量，则n(CO2)＝n(NaHCO3)＋n(KHCO3)，故V(CO2)＝(＋)×22.4 L。(4)如果反应后碳酸氢盐剩余，则n(CO2)＝n(HCl)，要计算CO2的体积，还需要知道盐酸的物质的量浓度。
答案：(1)100：84(或25：21)
(2)a/168＋a/200(或23a/2100)
(3)22.4×(a/168＋a/200)(或22.4×23a/2100)
(4)盐酸的物质的量浓度
【专题演练】
(时间90分钟，满分100分)
第Ⅰ卷 (选择题，共48分)
一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分)
1．红珊瑚栖息于200～2000米的海域，产于台湾海峡、南中国海，它与琥珀、珍珠被统称为有机宝石．在中国，珊瑚是吉祥富有的象征，一直用来制做珍贵的工艺品．红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，其红色是因为在海底长期积淀某种元素，该元素是
( )
A．Na B．Fe C．Si D．Cu
解析：红珊瑚是无数珊瑚虫分泌的石灰质大量堆积形成的干支状物，而Fe(OH)3是红褐色物质，NaOH是易溶于水的，Cu(OH)2是蓝色的，硅酸盐也不是红色的，故只有B正确．
答案：B
2．美国科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了铝的“超级原子”结构——Al13和Al14. 已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40个时处于相对稳定状态．下列说法中，正确的是
( )
A．Al13、Al14互为同位素
B．Al13超原子中Al原子间通过离子键结合
C．Al14最外层电子数之和为42，与第ⅡA族元素原子的性质相似
D．Al13和Al14都具有较强的还原性，容易失去电子生成阳离子
解析：Al13和Al14都是由多个Al原子构成的超原子，不是Al的同位素；Al13超原子中铝原子间是通过金属键结合的，不是离子键；Al14最外层电子数之和为3×14＝42个价电子，比稳定结构(40个最外层电子)多2个电子，应与ⅡA族元素性质相似；Al13具有3×13＝39个最外层电子，比稳定结构少1个电子，容易得到1个电子，应与卤素性质相似，具有较强的氧化性．
答案：C
3．如图所示装置，试管中盛有水，气球a盛有干燥的固体过氧化钠颗粒，U形管中注有浅红色的水已知，过氧化钠与水反应是放热的．将气球用橡皮筋紧缚在试管口，实验时将气球中的固体颗粒抖落到试管b的水中，将发生的现象是
( )
A．U形管内红色褪去 B．试管内溶液变红
C．气球a被吹大 D．U形管水位de，③a>d，④e>b，而据⑤判断c应为碱金属元素，故c最活泼，综合分析比较得出：c>a>d>e>b，故选B.
答案：B
14．将5.4 g Al投入到200.0 mL 2.0 mol/L的某溶液中有氢气产生，充分反应后有金属剩余．该溶液可能为
( )
A．HNO3溶液 B．Ba(OH)2溶液
C．H2SO4溶液 D．HCl溶液
解析：n(Al)＝＝0.2 mol，n(H2SO4)＝0.4 mol，n(HCl)＝0.4 mol，但H2SO4是二元酸，而HCl是一元酸，和0.2 mol Al反应，H2SO4过量，HCl不足，n[Ba(OH)2]＝0.4 mol，可知与Al反应时，Ba(OH)2过量不会有金属剩余．A中Al与HNO3反应无氢气产生，B中Ba(OH)2过量，2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑，C中H2SO4过量，所以选D.
答案：D
15．(2009·常州模拟)将铁片投入下列溶液中，不放出气体，并且Fe片质量减轻的是( )
A．CuSO4 B．H2SO4 C．AgNO3 D．FeCl3
解析：A项中Fe置换出Cu而使Fe片质量增大；B项中产生气体；C项中Fe置换出Ag而使Fe质量增大；D项发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2而符合条件，故选D.
答案：D
16．(2009·湖北宜昌高三调研)下列实验操作正确的是
( )
A．向过量稀硫酸中加入除去油污的废铁屑，是制备硫酸亚铁的可行方案
B．向碳酸钠粉末中加入乙二酸溶液，生成大量气泡，说明乙二酸的酸性比碳酸强
C．向铝屑与硫酸反应后的溶液中加入氢氧化钠溶液，是制备氢氧化铝的最佳方案
D．在测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，将CuSO4晶体加热至晶体完全变白色后，在空气中冷却后称量
解析：过量稀硫酸与废铁屑(含氧化铁)反应生成的硫酸亚铁中混有硫酸铁，产品不纯，应加入过量铁屑，A错；根据强酸制弱酸原理知，乙二酸与碳酸钠反应生成碳酸，碳酸分解产生二氧化碳和水，B正确；硫酸与铝反应生成硫酸铝，再与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝，因为氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液，不易控制加入氢氧化钠溶液的量，C错；硫酸铜在空气中冷却时吸收空气中水分，使测定硫酸铜晶体中结晶水含量偏低，D错．
答案：B
第Ⅱ卷 (非选择题，共52分)
二、非选择题(本题包括6小题，共52分)
17．(8分)国务院强调“南水北调”工程必须坚持“三先三后”的原则．在调水工程中，沿途工业污水的任意排放是造成水质恶化的最大隐患．检测某工厂废液中，含有大量的Mg2＋、Al3＋、Cu2＋、Ag＋.试分析回答下列问题：
(1)该废液中可能大量存在的一种阴离子是________(选填序号)．
A．SO B．NO C．Cl－ D．CO
(2)检验废液中铝元素的含量，需将其从废水样品中分离出来，所用的试剂可以是________，铝元素发生变化的离子方程式是______________________．
(3)为了回收废液中的金属银，某同学设计了如下方案：
若依该方案获得银108 g，为保证不污染环境和氯气的循环利用，理论上应提供标准状况下的氢气________L.
解析：(1)SO、Cl－与Ag＋不共存；CO与Cu2＋、Ag＋、Mg2＋、Al3＋都不共存．(2)利用Al(OH)3的两性将Al元素从废水样品中分离出来．
(3)根据题中转化关系图，2Ag～Cl2～H2
即n(H2)＝n(Ag)＝×＝0.5 mol
V(H2)＝0.5 mol×22.4 L/mol＝11.2L
答案：(1)B (2)NaOH溶液 Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O (3)11.2
18．(8分) KHCO3溶液中含溶质20 g，加入一定质量的单质或化合物X，恰好使溶液中溶质只有K2CO3，请你填写出X可能的化学式和质量．
(1)______________________________
(2)______________________________
(3)______________________________
(4)______________________________
解析：要让KHCO3转化为K2CO3，则应加入碱或能生成碱的物质，再考虑不引入新的杂质，则应加入K或K的化合物. 故可加入K、K2O、KOH、K2O2或KO2等物质．
答案：(1)K 7.8 g (2)K2O2 11 g (3)K2O 9.4 g (4)KOH 11.2 g(若考虑KO2也正确)
19．(10分)中学化学中几种常见物质的转化关系如下图所示：
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色胶体．
请回答下列问题：
(1)红褐色胶体中F粒子直径大小的范围：________.
(2)A、B、H的化学式：A__________、B__________、
H________.
(3)①H2O2分子的电子式为______________．
②写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式：
__________________________________.
(4)写出鉴定E中阳离子的实验方法和现象：________________________________.
(5)在C溶液中加入与C等物质的量的Na2O2，恰好使C转化为F，写出该反应的离子方程式：____________________________.
解析：以红褐色胶体F是Fe(OH)3为突破口，再根据Fe(OH)3的生成和性质可推知：A为Fe，B为FeS，C为FeSO4，D为Fe2(SO4)3，E为(NH4)2SO4，H为稀H2SO4.
答案：(1)1～100 nm
(2)Fe FeS H2SO4(稀)
(3)①H∶H
②2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(4)取少量E于试管中，用胶头滴管滴入NaOH溶液，加热试管，在试管口放一湿润的红色石蕊试纸，观察到红色石蕊试纸变蓝，证明E中有NH存在
(5)4Fe2＋＋4Na2O2＋6H2O===4Fe(OH)3↓＋O2↑＋8Na＋
20．(8分)(2009·安徽合肥高三质检)等物质的量混合的NaHCO3和KHCO3的混合物4.60 g，与1.00 mol/L的盐酸反应．
(1)试分析，欲求标准状况下生成的CO2气体的体积，还需要什么数据________(用a表示，并注明单位)．
(2)利用所确定的数据，求标准状况下CO2气体的体积(填写下表)：
所需数据取值范围
生成CO2气体的体积
盐酸不足量时
盐酸足量时
(3)若NaHCO3和KHCO3的物质的量不相等，则4.60 g的混合物与足量盐酸完全反应时，标准状况下生成的CO2气体的体积大于________L，小于________L.
解析：(1)欲求标准状况下生成CO2气体的体积，还需知道盐酸的体积．(2)由题干数据知n(NaHCO3)＝n(KHCO3)＝0.0250 mol，则n(HCO)＝0.0500 mol，当盐酸量不足时，n(HCl)<0.0500 mol，即a<0.0500 L；若盐酸足量，则a≥0.0500 L，产生CO2气体体积分别是27.4a L、1.12 L.
(3)当NaHCO3与KHCO3物质的量不相等时，若全部是NaHCO3产生CO2的量最多，当全部是KHCO3时，产生CO2的量最少，故生成CO2的体积 LFe3＋>(SCN)2.“速力菲”主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物．该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸．某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2＋的存在，设计并进行如下实验：
(1)试剂1是________，试剂2是________，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是______________________________；
(2)加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色的原因为_____________________．
(3)该同学猜想红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的Fe3＋被还原为Fe2＋，你认为该同学的猜想合理吗？
______________________________________.
若你认为合理，请说明理由(若你认为不合理，该空不用作答)
______________________________________.
若你认为不合理请提出你的猜想设计一个简单的实验加以验证(若你认为合理，该空不用作答)______________________________．
解析：本题考查Fe2＋的还原性及Fe3＋的鉴别．Fe2＋的溶液为浅绿色，由于Fe2＋极易被O2、Cl2等氧化而变为黄色的Fe3＋溶液，Fe3＋通常由SCN－来检验：Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3(红色溶液)．由题给信息氧化性Cl2>Fe3＋>(SCN)2知：当向含Fe2＋及SCN－的溶液中通Cl2时，2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，若Cl2过量：2SCN－＋Cl2===2Cl－＋(SCN)2.
答案：(1)稀盐酸 KSCN溶液 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－、Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3
(2)少量的Fe2＋转化为Fe3＋，加入KSCN后显红色
(3)不合理，我的猜想是Fe(SCN)3中的SCN－被过量氯水氧化 设计的实验为在褪色后的溶液中加入FeCl3溶液，仍不变红色(或在褪色后的溶液中加入KSCN溶液，变红色)
22．(9分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可制备硫及铁的化合物．
(1)冶炼铜的反应为：
8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2
若CuFeS2中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是________(填元素符号)．
(2)上述冶炼过程产生大量SO2.下列处理方案中合理的是________(填代号)．
a．高空排放
b．用于制备硫酸
c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3
d．用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I－氧化为I2：S2O＋2I－===2SO＋I2
通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应．
试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应催化的过程．
________、________(不必配平)
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3.方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤．
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3.
据以上信息回答下列问题：
a．除去Al3＋的离子方程式是________．
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO.
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为________．
证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________________________．
解析：(1)按照题给化学方程式，氧气中氧的化合价降低，铜的化合价也降低，因此被还原的元素有铜和氧．若按照量的关系，21 mol氧气反应时得到84 mol电子，而铁失去4 mol电子，硫失去96 mol电子，根据得失电子守恒，铜应得到16 mol电子．
(2)要综合考虑二氧化硫的性质和环境保护，高空排放会引起大气污染；二氧化硫可与氧气催化氧化生成三氧化硫，进而与水结合生产硫酸；亚硫酸的酸性比碳酸强，因此可用纯碱来吸收制取Na2SO3；浓硫酸不能氧化二氧化硫，因此不能用浓硫酸吸收二氧化硫．
(3)要考虑常见的氧化剂和还原剂之间的反应，因为Fe3＋可以氧化I－生成Fe2＋，而亚铁离子可以被过二硫酸钾(K2S2O8)氧化又生成Fe3＋，这就是催化的机理．
(4)要考虑氢氧化铝的两性，用过量的氢氧化钠即可除去铝离子；二价铁具有还原性，而高锰酸钾具有氧化性，通过高锰酸钾的颜色变化即可证明FeO的存在．
答案：(1)Cu、O (2)b、c (3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2
S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋(离子方程式不配平也可)
(4)a.Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O
b．稀硫酸、KMnO4溶液 稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色
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