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易錯(cuò)點(diǎn)07 金屬及其化合物
瞄準(zhǔn)高考
1．（2018課標(biāo)Ⅰ）硫酸亞鐵鋰（LiFePO4）電池是新能源汽車的動(dòng)力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊硫酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：
下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用
B. 從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li
C. “沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+
D. 上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉
【答案】D
2．（2018江蘇）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是
A. NaHCO3受熱易分解，可用于制胃酸中和劑
B. SiO2熔點(diǎn)高硬度大，可用于制光導(dǎo)纖維
C. Al2O3是兩性氧化物，可用作耐高溫材料
D. CaO能與水反應(yīng)，可用作食品干燥劑
【答案】D
【解析】A項(xiàng)，NaHCO3能與HCl反應(yīng)，NaHCO3用于制胃酸中和劑，NaHCO3用于制胃酸中和劑與NaHCO3受熱易分解沒有對應(yīng)關(guān)系；B項(xiàng)，SiO2傳導(dǎo)光的能力非常強(qiáng)，用于制光導(dǎo)纖維，SiO2用于制光導(dǎo)纖維與SiO2熔點(diǎn)高硬度大沒有對應(yīng)關(guān)系；C項(xiàng)，Al2O3的熔點(diǎn)很高，用作耐高溫材料，Al2O3用作耐高溫材料與Al2O3是兩性氧化物沒有對應(yīng)關(guān)系；D項(xiàng)，CaO能與水反應(yīng)，用于食品干燥劑，CaO用于食品干燥劑與CaO與水反應(yīng)有對應(yīng)關(guān)系；答案選D。
4．（2018課標(biāo)Ⅲ）下列實(shí)驗(yàn)操作不當(dāng)?shù)氖?
A. 用稀硫酸和鋅粒制取H2時(shí)，加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率
B. 用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度，選擇酚酞為指示劑
C. 用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na+
D. 常壓蒸餾時(shí)，加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的三分之二
【答案】B
4．（2018天津）由下列實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象推出的相應(yīng)結(jié)論正確的是
實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)象
結(jié)論
A．某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀
原溶液中有Fe2+，無Fe3+
B．向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液變渾濁
酸性：H2CO3>C6H5OH
C．向含有ZnS和Na2S的懸濁液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(CuS)
Al2O3），是優(yōu)良的耐火材料
化
學(xué)
性
質(zhì)
與熱水反應(yīng)
MgO +H2OMg（OH）2
與水不反應(yīng)
堿性氧化物
MgO +H+ = Mg2+ + H2O
兩性氧化物
Al2O3 + 6H+= 2Al3+ +3H2O
Al2O3 + 2OH- = 2AlO2- + H2O
3. Mg(OH)2與Al(OH)3的比較
Mg(OH)2
Al(OH)3
物理性質(zhì)
均為白色固體，不溶于水
化
學(xué)
性
質(zhì)
不穩(wěn)定性
不穩(wěn)定性
堿性
兩性
制
備
Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓
Mg2++2NH3H2O =Mg(OH)2↓+2NH4+
Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+
不用強(qiáng)堿
AlO2-+CO2+2H2O= Al(OH)3↓+HCO3-
不用強(qiáng)酸
三．鐵
1. 鐵原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：
鐵是過渡元素，原子結(jié)構(gòu)示意圖： ，位于第四周期，第Ⅷ族，主要化合價(jià)：+2、+3。
物理性質(zhì)：銀白色光澤、密度大，熔沸點(diǎn)高，延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好、能被磁鐵吸引。
化學(xué)性質(zhì)
性 質(zhì)
鐵
與非金屬反應(yīng)
2Fe+3Cl22FeCl3 Fe+ SFeS
3Fe+2O2Fe3O4 Fe+I2= FeI2
與鹽酸反應(yīng)
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化；與氧化性酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2，且氧化性酸過量時(shí)生成Fe3+
與鹽溶液反應(yīng)
Fe+CuSO4=CuSO4+Fe
Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+
與水反應(yīng)
3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2
2. 鐵的氧化物
物 質(zhì)
FeO
Fe2O3(鐵紅)
Fe3O4(磁性氧化鐵)
化合價(jià)
+2
+2
+2、+3
色、態(tài)
黑色粉未
紅棕色粉未
黑色晶體
水溶性
均不溶于水
和H+反應(yīng)
FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O
Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O
Fe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe2+ + 4H2O
與CO
的反應(yīng)
FexOy+yCO x Fe + yCO2
穩(wěn)定性
在空氣中氧化為Fe3O4
空氣中穩(wěn)定
在空氣中穩(wěn)定
制 備
高溫熔融，過量的鐵與O2反應(yīng)：2Fe+O2 2FeO
氫氧化鐵加熱分解
2Fe(OH)3 Fe2O3+3H2O
鐵在氧氣中燃燒
3Fe + 2O2 Fe3O4
Fe3O4中有1/3的Fe是+2價(jià)，有2/3的Fe是+3價(jià)，可寫成FeOFe2O3，但不能認(rèn)為Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物，實(shí)際上是純凈物。
3. 鐵的氫氧化物
物 質(zhì)
氫氧化亞鐵(Fe(OH)2)
氫氧化鐵 Fe(OH)3
色 態(tài)
白色固體
紅褐色固體
水溶性
難溶于水
與酸反應(yīng)
Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2O
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
與強(qiáng)氧
化酸反應(yīng)
3Fe(OH)2 + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO↑+8H2O
Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
穩(wěn)定性
不穩(wěn)定，易被空氣中的氧氣氧化，顏色變化：白色→灰綠色→紅褐色
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解
實(shí)
驗(yàn)
室
制
備
①煮沸蒸餾水，趕走溶解的氧氣②煮沸NaOH溶液，趕走溶解的氧氣③配制FeSO4溶液，加少量的還原鐵粉④用長滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2↓
鐵鹽與可溶性堿反應(yīng)
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓
4. Fe2+、Fe3+離子的檢驗(yàn)方法
方 法
Fe2+
Fe3+
觀察溶液顏色
淺綠色
黃色
加堿溶液
先產(chǎn)生白色沉淀，迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色
產(chǎn)生紅褐色沉淀
加SCN—溶液
無現(xiàn)象
變紅
加苯酚溶液
無現(xiàn)象
變?yōu)樽仙?
Fe2+、Fe3+離子的應(yīng)用：
⑴ 共存問題
① Fe2+在酸性條件下不能與強(qiáng)氧化性離子共存，如：NO3-、MnO4-、ClO- 等。不能
發(fā)生復(fù)分解和雙水解反應(yīng)的離子共存，如：OH-、CO32-、HCO3-、S2-、SO32-等。
② Fe3+：不能與還原性離子共存，如：I-、S2-、SO32- 等。不能與發(fā)生復(fù)分解和雙水解反應(yīng)的離子共存，如：OH-、CO32-、HCO3-、AlO2-等；不能與SCN-共存；不能與苯酚共存。
⑵ 分離與提純
① FeCl2（雜質(zhì)FeCl3），加入鐵釘或鐵粉后過濾。
② FeCl3（雜質(zhì)FeCl2），通入Cl2或滴加氯水或加入“綠色”氧化劑H2O2：離子方程式: 2Fe2++H2O2+2H+2 Fe3++2H2O
小題快練
1．某工廠冶煉鈦精礦得到鈦渣，鈦渣的成分及含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為：TiO251.00%、Al2O319.34%、MgO7.20%、CaO4.00%、SiO218.46%，通過下列工藝流程可以得到納米二氧化鈦和某型分子篩（化學(xué)式為Na4Al4Si4O16 ?9H2O）。
下列說法不正確的是
A． 鈦渣中的TiO2、SiO2不屬于堿性氧化物
B． 濾液①中溶質(zhì)只有NaAlO2、NaOH
C． 步驟②中加入鹽酸時(shí)，反應(yīng)的離子方程式是Na2TiO3 + 2H+H2TiO3↓+2Na+
D． 步驟③中加入適量Na2SiO3時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4NaAlO2 + 4Na2SiO3 +13H2O Na4Al4Si4O16 ?9H2O↓ + 8NaOH
【答案】B
2．下列根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象所得出的結(jié)論不正確的是
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
結(jié)論
A
將FeCl2樣品溶于鹽酸后，滴加KSCN溶液
溶液變成紅色
原FeCl2樣品已變質(zhì)
B
將Na2SO3樣品溶于水，滴加入稀鹽酸酸化的Ba(NO3)2溶液
產(chǎn)生白色沉淀
原Na2SO3樣品已變質(zhì)
C
向淀粉KI溶液中滴入3滴稀硫酸，再加入10%的H2O2溶液
滴入稀硫酸未見溶液變藍(lán)；加入H2O2溶液后，溶液立即變藍(lán)
酸性條件下，H2O2氧化性強(qiáng)于I2
D
向5mL0.5mol/LNaHCO3溶液中滴入2mL0.5mL1mol/LBaCl2溶液
產(chǎn)生白色沉淀，且有無色氣體生成
反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO3 + BaCl2
BaCO3↓+ NaCl+ CO2↑+H2O
【答案】B
3．向含有c(FeCl3)＝0.2mol/L、c(FeCl2)＝0.1mol/L的混合溶液中滴加稀NaOH溶液，可得到一種黑色分散系，其中分散質(zhì)粒子是直徑約為9.3nm的金屬氧化物。下列有關(guān)說法中正確的是
A． 該黑色分散系為膠體，分散系的分散質(zhì)為Fe2O3
B． 可用過濾的方法分離出黑色分散系中的金屬氧化物
C． 向沸水中逐滴滴加飽和FeCl3溶液也可得到該黑色分散系
D． 形成該黑色分散系時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為：Fe2++2Fe3++8OH－===Fe3O4（膠體）+ 4H2O
【答案】D
【解析】A．三氧化二鐵為紅棕色，由題意知得到一種黑色分散系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．膠體、溶液都可以透過濾紙，不能用過濾方法分離，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．向沸水中滴加飽和 FeCl3溶液可得到氫氧化鐵膠體，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、氯化亞鐵、氯化鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成四氧化三鐵和水、氯化鈉，離子反應(yīng)方程式為：Fe2++2Fe3++8OH－=Fe3O4（膠體）+ 4H2O，選項(xiàng)D正確。
4．下列實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的現(xiàn)象及結(jié)論均正確且兩者具有因果關(guān)系的是
【答案】A
5．在含有Fe3＋、Fe2＋、Al3＋、NH4+四種離子的稀溶液中加入足量的Na2O2固體，充分反應(yīng)后，再加入過量稀鹽酸至完全反應(yīng)，離子數(shù)目沒有變化的是
A． Fe3＋ B． Fe2＋ C． Al3＋ D． NH4+
【答案】C
【解析】過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣，亞鐵離子被氧氣氧化生成鐵離子，鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀，鋁離子和過量的氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，銨根離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氨氣。充分反應(yīng)后再加入過量的鹽酸，氫氧化鐵沉淀溶解生成鐵離子，但鐵離子數(shù)目比原來多，偏鋁酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成鋁離子，鋁離子數(shù)目不變。所以鐵離子數(shù)目增加，亞鐵離子數(shù)目減少，銨根離子數(shù)目減少，鋁離子數(shù)目不變。
6．在工業(yè)上，下列金屬的冶煉方法錯(cuò)誤的是
A． 加熱法冶煉汞 B． 電解法冶煉鋁 C． 電解法冶煉銅 D． 熱還原法冶煉鐵
【答案】C
【解析】根據(jù)金屬的活動(dòng)性順序選擇合適的冶煉方法，非常活潑的金屬如鈉鎂鋁用電解方法，比較活潑的金屬用還原法冶煉，如鐵或銅，不活潑的金屬用加熱分解的方法如汞銀等。故選C。
7．下列有關(guān)NaHCO3的應(yīng)用錯(cuò)誤的是
A． 用作抗酸藥 B． 用作凈水劑 C． 用作發(fā)酵粉 D． 用作滅火劑
【答案】B
8．下列實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象和所得到的結(jié)論均正確的是（ ）
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A．
取兩只試管，分別加入4mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液，然后向一只試管中加入0.01mol/L H2C2O4溶液2mL，向另一只試管中加入0.01mol/L H2C2O4溶液4mL，第一只試管中褪色時(shí)間長。
H2C2O4濃度越大，反應(yīng)速率越快
B．
向電石中滴加飽和食鹽水，將產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色。
產(chǎn)生的氣體為乙炔
C．
取兩只試管，分別加入等體積等濃度的雙氧水，然后試管①中加入0.01mol/LFeCl3溶液2mL，向試管②中加入0.01mol/L CuCl2溶液2mL，試管①產(chǎn)生氣泡快。
加入FeCl3時(shí)，雙氧水分解反應(yīng)的活化能較大。
D．
檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有Fe2+時(shí)，將溶液滴入酸性KMnO4溶液，溶液紫紅色褪去。
不能證明溶液中含有Fe2+
【答案】D
【解析】A，兩支試管中KMnO4溶液和H2C2O4溶液的濃度都不相同，無法說明反應(yīng)速率的不同是H2C2O4濃度不同引起的，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B，電石的主要成分為CaC2，電石中還含有CaS、磷化鈣等，CaS、磷化鈣等與水反應(yīng)產(chǎn)生的H2S、PH3等也能使酸性KMnO4溶液褪色，不能證明一定產(chǎn)生乙炔，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C，試管①產(chǎn)生氣泡快，說明試管①反應(yīng)速率快，加入FeCl3時(shí)雙氧水分解反應(yīng)的活化能較小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D，Cl-、Fe2+都能被酸性KMnO4溶液氧化，使酸性KMnO4溶液褪色，溶液紫紅色褪去不能說明溶液中一定含F(xiàn)e2+，D項(xiàng)正確；答案選D。
9．化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān)，下列有關(guān)說法中正確的是
A． 明礬能用于自來水的殺菌消毒
B． 濃硫酸在常溫下能用鋁制容器運(yùn)輸
C． 化學(xué)藥品著火，都可以用水或泡沫滅火器滅火
D． PM2.5是指大氣中直徑接近2.510－6m的顆粒物，其分散在空氣中形成膠體
【答案】B
10．下列實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)結(jié)論均正確的是
實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
A
先加少量氯水，再滴加KSCN溶液，出現(xiàn)血紅色
證明某溶液中存在Fe2＋
B
向AgCl懸濁液中加入NaI溶液時(shí)出現(xiàn)黃色沉淀
Ksp(AgCl)
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