2026红对勾讲与练高三化学第四章 第12讲　钠及其化合物含答案

2026红对勾讲与练高三化学第四章第12讲钠及其化合物含答案eq\a\vs4\al(第四章)金属及其化合物第12讲钠及其化合物1．掌握钠及其重要化合物的主要性质及其应用，了解碱金属的通性与特性。2.了解焰色试验的操作并熟记几种常见金属的焰色。考点一钠及其氧化物1．钠的性质与应用(1)物理性质银白色，有金属光泽的固体，质地柔软，熔点低(小于100℃)，密度比水的小，但比煤油的大。(2)化学性质——还原性Na：eq\o(→,\s\up7(O2、Cl2、H2O、H＋等),\s\do5(失去e－))①与非金属单质(如O2、Cl2)反应O2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(常温：4Na＋O2=2Na2O,加热：2Na＋O2\o(=,\s\up7(△))Na2O2))②与水反应离子方程式：2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑。钠与水(含酚酞)反应的实验现象分析：③与盐酸反应离子方程式：2Na＋2H＋=2Na＋＋H2↑。(3)制取、保存及用途制取化学方程式为2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑保存通常保存在石蜡油或煤油中用途①钠钾合金(室温下呈液态)可用作核反应堆的传热介质；②用作电光源，制作高压钠灯；③冶炼某些金属2.氧化钠与过氧化钠(1)氧化钠、过氧化钠的比较物质氧化钠(Na2O)过氧化钠(Na2O2)颜色、状态白色固体淡黄色固体类别碱性氧化物过氧化物氧元素化合价－2－1化学键类型离子键离子键和共价键电子式Na＋[∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶]2-Na＋Na＋[∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶]2-Na＋阴、阳离子个数比1∶21∶2与水反应Na2O＋H2O=2NaOH2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑与CO2反应Na2O＋CO2=Na2CO32Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2与盐酸反应Na2O＋2HCl=2NaCl＋H2O2Na2O2＋4HCl=4NaCl＋2H2O＋O2↑(2)Na2O2的强氧化性与还原性从元素化合价角度分析Na2O2的性质①强氧化性的六个表现②Na2O2遇KMnO4等强氧化剂时，表现出还原性，氧化产物为O2。③Na2O2遇CO2、H2O、H＋时，发生自身的氧化还原反应。正确的打“√”，错误的打“×”。(1)钠表面自然形成的氧化层能够保护内层金属不被空气氧化。(×)(2)实验结束后剩余的金属钠不能随意丢弃，应放回原试剂瓶中。(√)(3)Na2O与Na2O2的组成元素相同，与CO2反应的产物也相同。(×)(4)金属钠着火时，可用泡沫灭火器或干燥的沙土灭火。(×)(5)1molNa与足量O2分别在加热和常温条件下充分反应失去电子数一样多。(√)题组一钠及其氧化物的性质与应用1．把一小块金属钠放入下列溶液中，说法正确的是(C)A．放入饱和NaOH溶液中：有氢气放出，恢复至原温度后溶液的pH增大B．放入稀CuSO4溶液中：有氢气放出，有紫红色铜析出C．放入MgCl2溶液中：有氢气放出，有白色沉淀生成D．放入NH4NO3溶液中：只有无色无味气体放出解析：饱和NaOH溶液中放入钠，钠与水反应消耗水且生成NaOH，从而会有部分NaOH晶体析出，同时生成氢气，由于溶液仍是饱和NaOH溶液，故恢复至原温度后溶液的pH不变，A错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀，B错误；钠先与水反应生成H2和NaOH，然后生成的NaOH与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀，C正确；钠先与水反应生成H2和NaOH并放出热量，然后生成的NaOH与NHeq\o\al(＋,4)反应生成NH3·H2O，NH3·H2O受热分解产生氨气，故放出的气体有刺激性气味，D错误。2．下列有关钠的氧化物的说法不正确的是(B)A．Na2O、Na2O2溶于水，所得溶液溶质相同B．Na2O2与CO2反应时有单质O2生成，该反应属于置换反应C．Na2O、Na2O2粉末分别加入Ca(HCO3)2溶液中，溶液都会变浑浊D．Na2O2在空气中久置变白，涉及的氧化还原反应中，Na2O2既是氧化剂，又是还原剂解析：Na2O、Na2O2溶于水，都能生成NaOH，所得溶液溶质相同，A正确；反应物中没有单质参加反应，不符合置换反应的定义，B错误；Na2O、Na2O2和水反应都生成NaOH，NaOH再与Ca(HCO3)2反应产生沉淀CaCO3，C正确；Na2O2与CO2、H2O的反应都是Na2O2自身的氧化还原反应，D正确。Na、Na2O、Na2O2与水溶液反应的分析思路(1)加入的物质与水反应生成NaOH，可能有气体(H2或O2)生成。(2)生成的NaOH和溶质是否反应，如果有O2的话，O2和溶质是否反应？(3)反应消耗的水及过程中放出的热量对溶液有什么影响？题组二钠及其氧化物性质的实验探究3．(2025·鄂东南省级示范高中联盟期中联考)实验小组探究Na与CO2的反应，装置、步骤和现象如下。实验步骤和现象：ⅰ.先向硬质玻璃管中加一定量的钠，再迅速通入CO2至澄清石灰水变浑浊，然后点燃酒精灯。ⅱ.一段时间后，硬质玻璃管中有白色物质产生，管壁上有黑色物质出现。检验CO的试剂未见明显变化。ⅲ.将硬质玻璃管中的固体溶于水，未见气泡产生；过滤，向滤液中加入过量BaCl2溶液，产生白色沉淀；再次过滤，滤液呈碱性；取白色沉淀加入盐酸，产生气体。ⅳ.将管壁上的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成能使品红溶液褪色的气体。下列说法不正确的是(A)A．实验证明Na与CO2反应的氧化产物为Na2CO3，还原产物为CB．步骤ⅲ证明Na与CO2也可以发生类似于Mg与CO2的反应C．步骤ⅳ发生反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2OD．根据以上实验推测：CO2与金属K也可以发生反应并被还原解析：硬质玻璃管中的固体溶于水无气泡产生，说明钠全部参加了反应，在滤液中加入过量的BaCl2溶液，产生白色沉淀，加入盐酸，产生气体，说明硬质玻璃管中的固体含有Na2CO3；再次过滤后滤液呈碱性，说明硬质玻璃管中的固体含有Na2O；管壁的黑色物质与浓硫酸混合加热，生成SO2，说明黑色物质为C。硬质玻璃管中反应后生成了C、Na2O和Na2CO3，说明Na与CO2反应的氧化产物为Na2CO3和Na2O，还原产物为C，A错误；实验ⅲ说明Na与CO2反应生成了Na2O，故Na与CO2也可以发生类似于Mg与CO2的反应，B正确；步骤ⅳ为C和浓硫酸的反应，化学方程式为C＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C正确；K与Na同主族，故可以推测CO2与金属K也可以发生反应并被还原，D正确。4．(2024·湖南娄底一模)为证明过氧化钠可在呼吸面具或潜艇中作供氧剂，进行如下实验。下列有关说法正确的是(D)A．装置D起缓冲作用，并防止E中的水倒吸B．装置C中发生反应的化学方程式仅有2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2C．装置B中盛放的液体为浓硫酸D．装置A为实验室制取CO2的装置，分液漏斗中盛放稀盐酸解析：A是盐酸与石灰石反应制取二氧化碳气体的装置，因为盐酸易挥发，所以产生的二氧化碳中含有HCl，通入过氧化钠固体前应除去，所以B中盛放的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，目的是除去二氧化碳中的氯化氢气体，C错误；C中固体是过氧化钠，用于产生氧气，D中盛放氢氧化钠溶液，用来除去未反应的二氧化碳气体，A错误；C中发生的反应是过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，装置C中通入的CO2中还含有H2O，除了发生过氧化钠和CO2的反应外，还有过氧化钠和H2O的反应，离子方程式为2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑，B错误；装置A为实验室制取CO2的装置，即CaCO3与HCl反应生成CO2，分液漏斗中盛放稀盐酸，D正确。题组三有关过氧化钠反应的分析与计算5．当0.2molNaeq\o\al(18,2)O2与足量CO2完全反应后，下列说法正确的是(B)选项生成Na2CO3的质量关于所生成氧气的描述A21.2g该氧气的摩尔质量是36g·mol-1B21.6g生成的氧气在标准状况下的体积为2.24LC21.2g该氧气的摩尔质量是32g·mol-1D22.4g生成的氧气在标准状况下的体积为2.24L解析：Na2O2与CO2反应的实质是－1价的O发生歧化反应，一个生成物Na2CO3中有一个O为18O，摩尔质量是108g·mol-1；0.2molNaeq\o\al(18,2)O2与足量CO2完全反应，生成0.2molNa2C18OO2，质量为108g·mol-1×0.2mol＝21.6g；生成的氧气为18O2，摩尔质量是36g·mol-1；反应生成0.1mol18O2，在标准状况下氧气体积为2.24L。综上所述，B项正确。6．下列物质均为ag，将它们在氧气中完全燃烧的产物全部通入足量的过氧化钠固体中，则过氧化钠固体增加的质量为ag的是(C)①CO②H2③CH4④HCHO⑤CH3COOH⑥HCOOHA．①②⑤⑥ B．②③④⑤C．①②④⑤ D．①②③⑤解析：H2、CO参与的反应分别为2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2H2O、2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；2CO＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2CO2、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2。由化学方程式可知，过氧化钠增加的质量即为H2、CO的质量。因此只要是CO或H2或它们的混合气体或化学式组成符合(CO)m·(H2)n，则过氧化钠固体增加的质量等于原物质的质量，则①②符合，而④HCHO可以改写成CO·H2，⑤CH3COOH可以改写成(CO)2·(H2)2，⑥HCOOH可以改写成CO2·H2，故⑥不符合，①②④⑤符合，故选C。Na2O2与CO2、H2O反应的定量关系电子转移关系当Na2O2与CO2、H2O反应时，物质的量的关系为2Na2O2～O2～2e－，n(e－)＝n(Na2O2)＝2n(O2)气体体积变化关系CO2、水蒸气(或两混合气体)通过足量Na2O2时，气体体积的减少量是原来气体体积的eq\f(1,2)，等于生成氧气的体积，即ΔV＝V(O2)＝eq\f(1,2)V(混合)固体质量变化关系CO2、水蒸气分别与足量Na2O2反应时，固体相当于吸收了CO2中的“CO”、水蒸气中的“H2”，所以固体增加的质量分别为28g·mol-1×n(CO2)、2g·mol-1×n(H2O)考点二碳酸钠、碳酸氢钠1．碳酸钠和碳酸氢钠的比较物质碳酸钠碳酸氢钠俗名苏打、纯碱小苏打溶解度较大较小相同温度、相同浓度溶液的碱性较强较弱热稳定性稳定不稳定与酸反应放出CO2的快慢放出气体较慢放出气体较快主要用途制玻璃、制皂、造纸、纺织制药、焙制糕点、作灭火器原料2.化学性质Na2CO3与NaHCO3之间的转化正确的打“√”，错误的打“×”。(1)在酒精灯加热条件下，Na2CO3、NaHCO3固体都会分解。(×)(2)用热碱水清除炊具上残留的油污，没有发生化学反应。(×)(3)用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和碳酸钠溶液。(√)(4)向Na2CO3饱和溶液中通入足量CO2，会有NaHCO3晶体析出。(√)(5)将稀盐酸滴入碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液中，立即产生气泡。(×)题组一Na2CO3、NaHCO3的性质与应用1．（2024·浙江台州八校联盟期中联考）下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法错误的是(C)A．两者均可溶于水，但碳酸钠的溶解性大于碳酸氢钠B．两者均和稀盐酸反应产生CO2，相同条件下，碳酸氢钠和盐酸反应更快C．两者均可与澄清石灰水发生反应，但碳酸氢钠与澄清石灰水反应时无明显现象D．取agNa2CO3和NaHCO3的固体混合物充分加热，质量减小bg，可由a、b求得混合物中Na2CO3的质量分数解析：碳酸钠和碳酸氢钠都属于钠盐，均可溶于水，常温下碳酸钠的溶解性大于碳酸氢钠，A正确；碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应，碳酸氢钠和盐酸反应直接生成二氧化碳，碳酸钠和盐酸反应先生成碳酸氢钠，再和盐酸反应生成二氧化碳，所以碳酸氢钠比碳酸钠反应快，B正确；碳酸氢钠电离出的碳酸氢根离子与澄清石灰水中Ca(OH)2电离出的氢氧根离子先反应生成碳酸根离子，再结合钙离子生成碳酸钙白色沉淀，C错误；取agNa2CO3和NaHCO3的固体混合物充分加热，质量减小bg，减小的质量为NaHCO3分解产生的H2O、CO2的质量，根据物质反应的化学方程式中的转化关系，可得分解的NaHCO3的质量，进而可得出Na2CO3的质量及其质量分数，D正确。2．下列关于Na2CO3、NaHCO3的实验方案不能达到实验目的的是(B)A．用如图所示装置比较Na2CO3、NaHCO3的热稳定性B．用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液C.用足量的CO2除去NaHCO3溶液中的少量Na2CO3D．用加热的方法除去Na2CO3固体中混有的少量NaHCO3固体解析：A项，加热碳酸钠和碳酸氢钠，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体，小试管导管连接的烧杯中澄清石灰水变浑浊，碳酸钠受热不易分解，大试管导管连接的烧杯中澄清石灰水无变化，可比较碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性，能达到实验目的；B项，澄清石灰水与碳酸钠和碳酸氢钠反应都能生成碳酸钙白色沉淀，不能用澄清石灰水鉴别两者，不能达到实验目的；C项，碳酸钠在水溶液中与足量的二氧化碳反应生成碳酸氢钠，可以除去少量的碳酸钠，能达到实验目的；D项，碳酸氢钠固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，碳酸钠固体受热不易分解，可用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠固体，能达到实验目的。1．Na2CO3、NaHCO3的鉴别方法2．Na2CO3和NaHCO3混合物的除杂方法混合物（括号内为杂质）除杂方法或试剂Na2CO3固体(NaHCO3)加热至恒重NaHCO3溶液(Na2CO3)通入足量CO2气体题组二Na2CO3、NaHCO3与酸反应的原理及计算3．有关NaHCO3和Na2CO3的性质，以下叙述错误的是(C)A．等质量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应，在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小B．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与同浓度盐酸完全反应，所消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍C．等质量的NaHCO3和Na2CO3与盐酸完全反应，前者消耗盐酸较多D．等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量盐酸反应产生CO2一样多解析：Na2CO3＋2HCl=2NaCl＋CO2↑＋H2O；NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O。解答此类题目用归“1”法。A项，假设二者都是1g，则n(NaHCO3)＝n(CO2)＝eq\f(1,84)mol，n(Na2CO3)＝n(CO2)＝eq\f(1,106)mol，故在相同条件下Na2CO3产生的CO2体积小，正确；B项，假设二者均为1mol，则Na2CO3消耗HCl的物质的量为2mol，NaHCO3消耗HCl的物质的量为1mol，则盐酸浓度相同时，消耗盐酸的体积Na2CO3是NaHCO3的两倍，正确；C项，假设二者均为1g，Na2CO3需HCl的物质的量为2×eq\f(1,106)mol＝eq\f(1,53)mol，NaHCO3需HCl的物质的量为eq\f(1,84)mol，错误。4．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：Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3、NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑。(2)①代表NaHCO3变化的曲线；②代表NaCl变化的曲线；③代表Na2CO3变化的曲线。(3)盐酸中HCl的物质的量浓度为0.05mol·L-1。(4)加入盐酸为150mL时，放出的CO2在标准状况下的体积为0.112L。解析：(3)当加入150mL盐酸时溶液正好全部转化为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)＝eq\f(7.5×10-3mol,0.15L)＝0.05mol·L-1。(4)n(CO2)＝n(Na2CO3)＋n(NaHCO3)＝(2.5＋2.5)×10-3mol＝5×10-3mol，标准状况下，V(CO2)＝5×10-3mol×22.4L·mol-1＝0.112L。依据图像特点判断溶液溶质成分的方法(1)化学原理：向碳酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸至过量，依次发生反应：①COeq\o\al(2-,3)＋H＋=HCOeq\o\al(－,3)、②HCOeq\o\al(－,3)＋H＋=CO2↑＋H2O，①②完成时消耗盐酸的量相等。(2)图像分析若a＝0（即图像从原点开始）溶液中的溶质为NaHCO3若V(Oa)＝V(ab)（即Oa段与ab段消耗盐酸的体积相同）溶液中的溶质为Na2CO3若V(Oa)>V(ab)（即Oa段消耗盐酸的体积大于ab段消耗盐酸的体积）溶液中的溶质为Na2CO3和NaOH若V(Oa)<V(ab)（即Oa段消耗盐酸的体积小于ab段消耗盐酸的体积）溶液中的溶质为Na2CO3和NaHCO3考点三碱金属焰色试验1．碱金属的相似性和递变性项目相似性递变性（由Li→Cs）原子结构最外层均为1个电子电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增多，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金属性逐渐增强单质性质物理性质（除Cs外）都呈银白色，密度较小，熔、沸点较低密度逐渐增大（钾反常），熔、沸点逐渐降低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.检验碱金属元素的实验方法——焰色试验(1)实质：某些金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现出特征颜色，属于物理变化，是元素的性质。(2)重要碱金属元素的焰色：钠：黄色；钾：紫色（透过蓝色钴玻璃观察）。(3)焰色试验的操作正确的打“√”，错误的打“×”。(1)碱金属元素Li、Na、K都可以保存在煤油中。(×)(2)碱金属在空气中加热时都生成过氧化物。(×)(3)碱金属单质与水反应生成相应的碱和氢气。(√)(4)焰色试验是金属化合物的性质。(×)(5)用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧，火焰呈黄色，证明其中含有Na＋。(√)题组一碱金属元素的性质1．（2024·新疆伊犁期中联考）下列关于碱金属元素的叙述正确的是(D)A．碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐减小B．从上到下，碱金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱C．碱金属元素阳离子的氧化性随着原子序数的递增依次增强D．钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的相应反应更剧烈解析：碱金属的密度随着原子序数的递增逐渐增大，但钠的密度大于钾，A错误；碱金属元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性从上到下逐渐增强，B错误；碱金属元素从上到下，随着原子序数的递增，阳离子的氧化性逐渐减弱，C错误；钾的金属性比钠强，钾与氧气或水反应比钠的反应剧烈，铷、铯的金属性比钾强，则铷、铯与氧气或水反应比钾更剧烈，D正确。2．碱金属单质及其化合物有广泛应用。回答下列问题：(1)锂是最轻的活泼金属，常用于制造高效锂电池。电解池中的电解液不能用水作溶剂，原因是锂可以与水反应。(2)金属钾是一种活泼的金属，下列有关其性质的说法正确的是B（填字母）。A．钾在空气中燃烧时，只生成K2OB．钾与水反应，由于反应剧烈可能会发生爆炸C．1mol·L-1KOH溶液比1mol·L-1NaOH溶液碱性强(3)KH是一种野外供氢剂，其电子式为K＋[eq\o\al(·,·)H]－，与水反应放出氢气，化学方程式为KH＋H2O=KOH＋H2↑，生成1mol氢气时，反应中转移的电子数为NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）。(4)NaH在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂（铁锈的主要成分为Fe2O3），脱锈过程中生成两种产物，其反应的化学方程式为3NaH＋Fe2O3=2Fe＋3NaOH。题组二焰色试验3．焰色试验过程中铂丝的清洗和灼烧与钾焰色试验的观察两项操作如图所示：下列叙述不正确的是(C)A．每次实验时都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质B．钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察C．实验时最好选择本身颜色较深的火焰D．没有铂丝可用光洁无锈的铁丝代替解析：为防止其他离子干扰，每次实验时都要先将铂丝灼烧至与原来火焰颜色相同为止，再蘸取被检验的物质，A正确；钾的焰色试验要透过蓝色钴玻璃观察，以排除钠离子的干扰，B正确；为了能够更加突出被检验试剂的颜色，选用本身颜色较浅的火焰，最大限度减少火焰本身颜色的干扰，C错误；铁的焰色几乎为无色，对其他元素的焰色无影响，故可用光洁无锈的铁丝进行焰色试验，D正确。4．利用焰色试验，人们在烟花中有意识地加入特定金属元素，使焰火更加绚丽多彩。下列说法中正确的是(B)A．非金属单质燃烧时火焰均为无色B．NaCl与Na2CO3灼烧时火焰颜色相同C．焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察D．只有金属单质灼烧时火焰才有颜色解析：焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特征颜色，很多非金属单质燃烧时火焰也会有颜色，如氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氯气中燃烧产生苍白色火焰，A、D错误；NaCl与Na2CO3灼烧时均表现为钠元素的焰色，均为黄色，B正确；只有钾元素的焰色试验需要透过蓝色钴玻璃观察，避免钠元素的干扰，C错误。1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)（2024·浙江6月选考）Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂。(√)(2)（2023·浙江1月选考）金属钠导热性好，可用作传热介质。(√)(3)（2023·浙江1月选考）Na和乙醇反应可生成H2。(√)(4)（2022·浙江6月选考）高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明。(√)2．（2024·北京卷）关于Na2CO3和NaHCO3的下列说法中，不正确的是(D)A．两种物质的溶液中，所含粒子的种类相同B．可用NaOH溶液使NaHCO3转化为Na2CO3C．利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3D．室温下，二者饱和溶液的pH差约为4，主要是它们的溶解度差异解析：Na2CO3和NaHCO3的溶液中均存在H2O、H2CO3、H＋、OH－、Na＋、COeq\o\al(2-,3)、HCOeq\o\al(－,3)，A正确；NaHCO3加入NaOH溶液中会发生反应：NaOH＋NaHCO3=Na2CO3＋H2O，B正确；NaHCO3受热易分解，可转化为Na2CO3，而Na2CO3热稳定性较强，故利用二者热稳定性差异，可从它们的固体混合物中除去NaHCO3，C正确；室温下，Na2CO3和NaHCO3饱和溶液pH相差较大的主要原因是COeq\o\al(2-,3)的水解程度远大于HCOeq\o\al(－,3)，D错误。3．（2023·北京卷）离子化合物Na2O2和CaH2与水的反应分别为①2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑；②CaH2＋2H2O=Ca(OH)2＋2H2↑。下列说法正确的是(C)A．Na2O2、CaH2中均有非极性共价键B．①中水发生氧化反应，②中水发生还原反应C．Na2O2中阴、阳离子个数比为1∶2，CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1D．当反应①和②中转移的电子数相同时，产生的O2和H2的物质的量相同解析：Na2O2中有离子键和非极性键，CaH2中只有离子键而不含非极性键，A错误；①中水的化合价不发生变化，不涉及氧化还原反应，②中水发生还原反应，B错误；Na2O2由Na＋和Oeq\o\al(2-,2)构成，阴、阳离子个数之比为1∶2，CaH2由Ca2+和H－构成，阴、阳离子个数之比为2∶1，C正确；①中每生成1molO2转移2mol电子，②中每生成1molH2转移1mol电子，转移电子数相同时，生成氧气和氢气的物质的量之比为1∶2，D错误。4．（2022·广东卷）下列关于Na的化合物之间转化反应的离子方程式书写正确的是(B)A．碱转化为酸式盐：OH－＋2H＋＋COeq\o\al(2-,3)=HCOeq\o\al(－,3)＋2H2OB．碱转化为两种盐：2OH－＋Cl2=ClO－＋Cl－＋H2OC．过氧化物转化为碱：2Oeq\o\al(2-,2)＋2H2O=4OH－＋O2↑D．盐转化为另一种盐：Na2SiO3＋2H＋=H2SiO3↓＋2Na＋解析：碱转化为酸式盐，是NaOH和过量的CO2反应，离子方程式应为CO2＋OH－=HCOeq\o\al(－,3)，故A错误；将氯气通入NaOH溶液中可以生成氯化钠和次氯酸钠两种盐，其离子方程式为Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O，故B正确；钠的过氧化物为Na2O2，可以和水反应生成氢氧化钠和氧气，但在离子方程式中Na2O2不能拆成离子形式，故C错误；硅酸钠溶于水，在离子方程式中要写成离子形式，故D错误。课时作业12（总分：60分）一、选择题（每小题3分，共33分。每小题只有1个选项符合题意）1．五彩缤纷的焰火与元素的焰色试验有关。下列说法不正确的是(A)A．焰色试验一定发生化学变化B．Na与NaCl在灼烧时火焰颜色相同C．可以用焰色试验来区别NaCl和KClD．观察K2SO4的焰色应透过蓝色钴玻璃解析：焰色试验是物理变化，A错误；Na与NaCl都含有钠元素，在灼烧时火焰颜色都呈黄色，B正确；Na、K的焰色不同，可以用焰色试验来区别NaCl和KCl，C正确；透过蓝色钴玻璃可滤去黄光，避免钠元素的干扰，故观察K2SO4的焰色应透过蓝色钴玻璃，D正确。2．下列关于钠的叙述不正确的是(C)A．取用金属钠时，所需用品一般有小刀、镊子、滤纸、玻璃片B．金属钠与Ca(HCO3)2溶液反应时，既有白色沉淀生成又有气体逸出C．金属钠可保存在煤油中，也可保存在CCl4中D．钠投入水中立即熔化成小球，说明其熔点低，且钠与水的反应是放热反应解析：取用金属钠时，先用镊子夹取金属钠，再用滤纸吸收其表面的煤油或石蜡油，然后在玻璃片上用小刀切割金属钠，所以所需用品至少有小刀、镊子、滤纸、玻璃片，故A正确；钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和碳酸氢钙反应生成碳酸钙、碳酸钠和水，所以既有白色沉淀生成又有气体逸出，故B正确；钠极易和空气中氧气、水蒸气反应，钠的密度小于四氯化碳，所以钠不能保存在四氯化碳中，但能保存在石蜡油或煤油中，故C错误；钠投入水中立即熔化成小球，说明钠与水反应放热，放出的热量使钠熔化，钠熔点低，故D正确。3．下列有关铯及其化合物的说法不正确的是(D)A．CsOH的碱性比KOH的强B．铯与水或稀盐酸反应剧烈，都生成H2C．Cs的还原性比Na的强，故Na＋的氧化性强于Cs＋D．Li的金属性比Cs的强解析：根据元素周期律，Cs的金属性比K强，故CsOH的碱性比KOH强，A项正确；Cs的化学性质与钠相似，Na能与水或稀盐酸反应产生H2，故Cs也能与水或稀盐酸反应产生H2，且反应更剧烈，B项正确；Cs的还原性强于Na，则Na＋得电子能力比Cs＋强，即氧化性：Na＋>Cs＋，C项正确；Li、Cs均为碱金属元素，Cs的电子层数多，更容易失去最外层电子，故金属性：Cs>Li，D项错误。4．下列说法正确的是(C)A．Na2O2遇到湿润的紫色石蕊试纸后，石蕊试纸最终变成蓝色B．Na2O2与CO2反应生成0.1molO2时转移0.4mol电子C．Na2O2投入CuCl2溶液中有蓝色沉淀及气泡产生D．向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2，充分反应完后，溶液中Na＋的数目不变解析：Na2O2与H2O反应生成的NaOH使紫色石蕊试纸变蓝，Na2O2具有强氧化性又会使蓝色褪去，故A错误；Na2O2与CO2反应时，Na2O2既做氧化剂，又做还原剂，生成0.1molO2时转移0.2mol电子，故B错误；Na2O2投入CuCl2溶液中，Na2O2先与H2O反应产生NaOH与O2，NaOH再与CuCl2反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，故C正确；向饱和烧碱溶液中加入2gNa2O2，过氧化钠与水反应，消耗溶剂，析出溶质，溶液中Na＋的数目减少，故D错误。5．（2025·黑龙江哈尔滨九中期中）下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(B)A．钠有还原性，可用于制造高压钠灯B．Na2CO3和NaHCO3溶液显碱性，可用作食用碱或工业用碱C．Na2O2呈淡黄色，可用于消防员呼吸面具中的供氧剂D．钠比铁活泼，可以利用钠将FeCl3溶液中的铁置换出来解析：钠有还原性和用于制造高压钠灯二者之间没有对应关系，A不符合题意；Na2CO3和NaHCO3溶液显碱性，可用作食用碱或工业用碱，性质和用途有对应关系，B符合题意；Na2O2呈淡黄色与用于消防员呼吸面具中的供氧剂二者之间没有对应关系，C不符合题意；钠加入FeCl3溶液中，钠先与溶液中的水反应生成NaOH和H2，NaOH再与FeCl3反应生成Fe(OH)3红褐色沉淀，故不能利用钠将FeCl3溶液中的铁置换出来，D不符合题意。6．Na2CO3和NaHCO3是常见的两种钠盐，它们广泛应用于生产和生活中。下列有关碳酸钠和碳酸氢钠的说法中，不正确的是(C)A．小苏打能中和胃酸，对胃壁不产生强烈的刺激或腐蚀作用，可用于治疗胃酸过多症，但不适合胃溃疡病人B．NaHCO3能中和面粉发酵后产生的酸，并且产生二氧化碳气体，可用于做馒头C．除去NaHCO3固体中的少量Na2CO3可以用加热的方法D．往Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体，可获得NaHCO3沉淀解析：小苏打与胃中的盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，反应的化学方程式为NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，胃溃疡病人不能服用小苏打类药物来治疗，因为反应产生的二氧化碳气体会造成胃部胀气，易造成胃穿孔，A正确；NaHCO3可用于中和面粉发酵后产生的酸且产生CO2气体，可用于做馒头，B正确；NaHCO3热稳定性差，加热条件下易分解，故不能用加热的方法除去NaHCO3固体中的少量Na2CO3，C错误；Na2CO3比NaHCO3易溶于水，所以在Na2CO3饱和溶液中通入CO2气体可得到NaHCO3沉淀，D正确。7．（2025·山东师大附中月考）将一块银白色的金属钠放在空气中会发生一系列的变化：表面迅速变暗→“出汗”→变成白色固体（粉末），下列有关叙述正确的是(B)A．该过程的所有变化均为化学变化B．表面迅速变暗是因为钠与空气中的氧气反应生成了氧化钠C．“出汗”是因为生成的氢氧化钠吸收空气中的CO2在表面形成了溶液D．最后变成碳酸氢钠粉末解析：整个过程中氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液，可观察到“出汗”，是潮解不是化学变化，A错误；因钠很活泼，易被氧化，则金属钠在空气中易氧化形成氧化钠，出现变暗现象，B正确；氧化钠与空气中的水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠吸收空气中的水蒸气在表面形成了溶液，可观察到“出汗”，C错误；生成的氢氧化钠再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠的结晶水合物，最终风化变成白色粉末，为碳酸钠，D错误。8．钠在液氨中溶剂化速度极快，生成蓝色的溶剂合电子，如图为钠投入液氨中的溶剂化示意图。钠沉入液氨中，快速得到深蓝色溶液，并慢慢产生气泡。下列说法错误的是(C)A．钠的密度比液氨大B．溶液的导电性增强C．0.1mol钠投入液氨中生成0.01molH2时，Na共失去0.02mol电子D．钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na=2NaNH2＋H2↑解析：钠沉入液氨中说明钠的密度比液氨大，A正确；液氨中没有能导电的离子，而钠投入液氨中生成蓝色的溶剂合电子，能导电，说明溶液的导电性增强，B正确；钠投入液氨中先生成络合物，再反应得到H2，故0.1mol钠反应失去0.1mol电子，C错误；反应中钠失去电子，只能是氢元素得到电子，所以钠和液氨可以发生的反应为2NH3＋2Na=2NaNH2＋H2↑，D正确。9．下列实验设计，不能达到实验目的的是(B)A.观察钾元素的焰色B.比较Na2CO3和NaHCO3的热稳定性C.检验Na2O2与H2O反应有O2生成D.比较Na2CO3和NaHCO3与等浓度盐酸反应的快慢解析：钾元素的焰色试验必须透过蓝色钴玻璃观察，滤去黄光的干扰，故A不符合题意；碳酸氢钠不稳定，受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，小试管中应该盛放碳酸氢钠，故B符合题意；过氧化钠和水反应生成氧气，能使带火星的木条复燃，故C不符合题意；Na2CO3、NaHCO3和稀盐酸反应生成气泡的快慢不同，从而可以比较NaHCO3和Na2CO3与等浓度盐酸反应的快慢，故D不符合题意。10．元素的“价—类”二维图指的是以元素的化合价为纵坐标，以物质的类别为横坐标所绘制的二维平面图像。下图为钠元素的“价—类”二维图，其中的箭头表示部分物质间的转化关系，下列说法不正确的是(D)A．氢氧化钠溶液可以与过量二氧化碳反应实现转化关系①B．Na2O2发生④⑤的转化均有O2产生C．碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③和⑧生成氯化钠D．反应②只能通过加热才能实现物质转化解析：A项，氢氧化钠溶液与过量二氧化碳反应的化学方程式为CO2（过量）＋NaOH=NaHCO3，可以实现转化关系①，正确；B项，Na2O2与水和二氧化碳反应的化学方程式分别为2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑、2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，因此④⑤的转化均有O2产生，正确；C项，碳酸钠溶液中不断滴加盐酸依次发生反应③Na2CO3＋HCl=NaCl＋NaHCO3和反应⑧NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑，都生成氯化钠，正确；D项，反应②通过加热能实现物质转化，化学方程式为2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋H2O＋CO2↑，也可加入氢氧化钠溶液实现物质转化，化学方程式为NaHCO3＋NaOH=Na2CO3＋H2O，错误。11．（2025·八省联考河南卷）W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体。它们之间的转化关系如图所示（略去部分生成物和反应条件）。下列说法错误的是(D)A．气体V可通过排水法收集B．X与水反应能生成气体VC．Y易溶于水，溶液显碱性D．电解Z的水溶液可得到W解析：W是一种短周期金属元素的单质，V是无色气体，W与V在加热条件下反应生成X，X与CO2反应又能生成V，则W为Na、V为O2、X为Na2O2、Y为Na2CO3，Y与HCl反应生成Z，Z为NaCl。O2可通过排水法收集，A正确；Na2O2与水反应能生成O2，B正确；Na2CO3易溶于水，由于COeq\o\al(2-,3)水解，溶液显碱性，C正确；电解NaCl水溶液得不到Na，应该电解熔融氯化钠，D错误。二、非选择题（共27分）12．（11分）（2025·江西名校协作体高三期中联考）现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，用如图所示的实验装置测定Na2O2试样的纯度（通过CO2与样品反应后生成O2的量测定Na2O2的含量，可供选用的反应物：CaCO3固体、盐酸、稀硫酸和蒸馏水）。回答下列问题：(1)装置A中盛装液体的仪器名称为分液漏斗。(2)A中发生反应的离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2+＋H2O＋CO2↑。(3)装置B的作用是除去CO2中混有的HCl气体，不能用Na2CO3溶液的原因是Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3（用化学方程式解释）。(4)装置E中碱石灰的作用是除去没有反应完的CO2（或除去O2中混有的CO2杂质）。(5)15.6gNa2O2与CO2完全反应转移的电子数目为0.2NA（设NA为阿伏加德罗常数的值）。(6)若开始时测得试样的质量为3.0g，反应结束后测得收集气体的体积为336mL（折算为标准状况下），则试样中Na2O2的质量分数为78%。解析：(2)碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2+＋H2O＋CO2↑。(3)装置B的作用是除去CO2中混有的HCl气体；不能用Na2CO3溶液的原因是碳酸钠能吸收二氧化碳生成碳酸氢钠，反应为Na2CO3＋CO2＋H2O=2NaHCO3。(4)装置E中碱石灰的作用是除去没有反应完的CO2或除去O2中混有的CO2杂质，防止出现实验误差。(5)2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，15.6gNa2O2(0.2mol)与CO2完全反应转移的电子为0.2mol，数目为0.2NA。(6)若开始时测得试样的质量为3.0g，反应结束后测得收集气体的体积为336mL（折算为标准状况下），反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，n(O2)＝0.015mol，则n(Na2O2)＝0.03mol，Na2O2试样的纯度为eq\f(0.03mol×78g/mol,3.0g)×100%＝78%。13．（16分）Na2CO3和NaHCO3是厨房中常见的两种盐，可用化学性质的差异进行鉴别。回答下列问题：(1)与酸反应的差异。甲组进行了如下4组实验。其中实验①（填实验序号，下同）和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3，实验现象分别是碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无现象，后来产生气泡；碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始就有气泡产生。(2)热稳定性差异。乙组设计如下装置进行实验（加热及夹持装置省略）。①将分别装有Na2CO3固体和NaHCO3固体的试管同时放入甘油浴加热（甘油沸点为290℃），目的是相同条件下，提供较高温度，通过观察两种盐的受热分解情况比较两种盐的热稳定性差异。②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，a、b试管中的实验现象分别为开始有少量气泡，后来无现象、有气泡，后有晶体析出。③b试管中发生反应的化学方程式为CO2＋H2O＋Na2CO3=2NaHCO3↓。(3)与盐溶液反应的差异。丙组设计如下实验，探究Na2CO3和NaHCO3溶液与CaCl2溶液反应的差异。实验组号反应物现象物质浓度/(mol·L-1)CaCl2浓度/(mol·L-1)是否有沉淀（室温）气泡情况室温60℃水浴ANaHCO30.050.05有少量白色沉淀无无BNa2CO30.050.05有较多白色沉淀无无CNaHCO30.50.5有大量白色沉淀无有明显气泡DNa2CO30.50.5有大量白色沉淀无无①丙组由此得出“能用CaCl2鉴别同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液”的结论，理由是在CaCl2溶液浓度较稀时，与CaCl2反应产生较多沉淀的是Na2CO3，产生少量沉淀的是NaHCO3。②请写出C组中60℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应的离子方程式：2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2+=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。解析：(1)碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始无现象，后来产生气泡，碳酸氢钠溶液中逐滴加入稀盐酸，开始就有气泡，因此实验①和②可以鉴别Na2CO3和NaHCO3。(2)②该实验用饱和碳酸钠溶液检验反应的产物，碳酸钠受热不分解，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳气体、水和碳酸钠，二氧化碳气体与饱和碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠，因NaHCO3的溶解性比Na2CO3小，故析出晶体。(3)②C组中60℃时，NaHCO3与CaCl2溶液反应能产生气泡，根据质量守恒定律说明气泡是二氧化碳气体，其离子方程式为2HCOeq\o\al(－,3)＋Ca2+=CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。第13讲铁及其化合物1．能列举、描述、辨识铁及其化合物重要的物理和化学性质。2.掌握Fe(OH)2、Fe(OH)3的性质及Fe(OH)2的制备方法。考点一铁及其氧化物1．铁单质(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)化学性质铁比较活泼，还原性较强，失去电子后生成＋2价或＋3价铁的化合物。重要的化学反应如下：2．铁的氧化物(1)物理性质化学式FeOFe2O3Fe3O4俗称—铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体溶解性不溶于水不溶于水不溶于水(2)化学性质①FeO不稳定，在空气中受热，能迅速被氧化成Fe3O4。②FeO、Fe2O3都属于金属氧化物，能溶于非氧化性强酸，分别写出它们溶于盐酸的离子方程式：FeO＋2H＋=Fe2+＋H2O，Fe2O3＋6H＋=2Fe3+＋3H2O。③铁的氧化物还能被CO、Al还原，以氧化铁为例写出化学方程式：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3。④写出FeO溶于过量稀硝酸的化学方程式：3FeO＋10HNO3=3Fe(NO3)3＋NO↑＋5H2O。⑤写出Fe2O3溶于过量氢碘酸(HI)的离子方程式：Fe2O3＋2I－＋6H＋=2Fe2+＋I2＋3H2O。正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Fe分别与氯气和盐酸反应所得氯化物相同。(×)(2)铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe3O4。(√)(3)铁表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化。(×)(4)Fe与稀硝酸、稀硫酸反应产生的气体成分相同。(×)(5)Fe3O4可用FeO·Fe2O3表示，故Fe3O4为混合物。(×)题组一铁及其氧化物的性质及应用1．下列关于铁的说法正确的是(C)A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁C．已知Fe和CuSO4溶液能反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3+＋3H2↑解析：铁在空气中不能燃烧，A错误；铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；在金属活动性顺序中，Ag排在Cu的后面，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2+＋H2↑，反应产物与盐酸的量的多少无关，D错误。2．（2024·江苏徐州模拟）下列有关铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是(C)A．Fe2O3能与盐酸反应，可用于制作红色颜料B．FeCl3具有氧化性，可用于除去水中悬浮杂质C．铁粉具有还原性，可用于食品袋中的抗氧化剂D．FeS难溶于水，可用于除去废水中的Cu2+解析：Fe2O3为红棕色粉末，可用于制作红色颜料，与其能与盐酸反应无关，A不符合题意；FeCl3可用于除去水中悬浮杂质是利用Fe3+能水解生成氢氧化铁胶体，胶体具有吸附性，与其氧化性无关，B不符合题意；铁粉用于食品袋中的抗氧化剂，是因铁粉是活泼金属，具有还原性，C符合题意；FeS可与Cu2+反应生成更难溶的CuS，因此可除去废水中的Cu2+，与FeS的溶解性无关，D不符合题意。题组二铁的氧化物组成的确定3．铁的常见化合价有＋2和＋3。据研究，铁在浓硝酸中发生钝化时，可生成一种化学式为Fe8O11的化合物，它可以表示为FeO和Fe2O3组成的复杂氧化物。该化合物为(C)A．FeO·3Fe2O3 B．FeO·2Fe2O3C．2FeO·3Fe2O3 D．2FeO·Fe2O3解析：FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为7∶10，不符合8∶11，故A不符合题意；FeO·2Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为5∶7，不符合8∶11，故B不符合题意；2FeO·3Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为8∶11，故C符合题意；2FeO·Fe2O3中铁原子和氧原子的个数比为4∶5，不符合8∶11，故D不符合题意。确定铁的氧化物组成的基本方法设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝eq\f(m,56)∶eq\f(n,16)＝a∶b，若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4或FeO与Fe2O3按物质的量之比为1∶1组成的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物（其中FeO、Fe2O3的物质的量之比为1∶1，Fe3O4的物质的量为任意值）。考点二铁的氢氧化物1．氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较化学式Fe(OH)2Fe(OH)3色态白色固体红褐色固体与盐酸反应（填离子方程式）Fe(OH)2＋2H＋=Fe2+＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3+＋3H2O受热分解—2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O制法（填离子方程式）可溶性亚铁盐与碱溶液反应：Fe2+＋2OH－=Fe(OH)2↓可溶性铁盐与碱溶液反应：Fe3+＋3OH－=Fe(OH)3↓二者的关系在空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)32.氢氧化亚铁的制备(1)制备原理：Fe2+＋2OH－=Fe(OH)2↓。(2)成功关键：溶液中不含O2等氧化性物质；制备过程中，保证生成的Fe(OH)2在密闭、隔绝空气的体系中。正确的打“√”，错误的打“×”。(1)氢氧化铁与HI溶液仅发生中和反应。(×)(2)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(√)(3)将热的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中可制备Fe(OH)3胶体。(×)(4)Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明稳定性：Fe(OH)2<Fe(OH)3。(√)(5)Fe(OH)3在空气中加热分解生成Fe2O3，则Fe(OH)2在空气中加热分解生成FeO。(×)1．如图所示装置，可用于制取和观察Fe(OH)2在空气中被氧化时颜色的变化。下列说法错误的是(C)A．实验前，应事先煮沸溶液除去溶液中的氧气B．装置Ⅰ可制取FeSO4溶液并排尽装置内的空气C．关闭止水夹可观察到装置Ⅱ中溶液进入装置Ⅰ中D．取下装置Ⅱ的橡胶塞可观察沉淀颜色变化解析：氢氧化钠溶液中有少量氧气，需要加热煮沸除去氧气；打开止水夹，铁屑和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，利用反应产生的氢气排尽装置内的空气，然后关闭止水夹，装置Ⅰ中，利用反应产生的氢气的压强作用，把硫酸亚铁溶液压入装置Ⅱ中，产生氢氧化亚铁白色沉淀，氢氧化亚铁遇到空气后，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，所以取下装置Ⅱ的橡胶塞可观察沉淀颜色变化。故选C。2．（2024·广东佛山一模）一种制备Fe(OH)2的改进装置如图所示，下列说法错误的是(D)A．配制FeSO4溶液时需加入稀硫酸B．实验时先注入稀硫酸，再注入NaOH溶液和FeSO4溶液C．装置N的作用是液封，并判断装置M中的空气是否排尽D．用铁粉代替Na2CO3粉末，也能排尽空气解析：FeSO4易水解，为防止FeSO4水解，配制FeSO4溶液时需加入稀硫酸，故A正确；实验时先注入稀硫酸，等二氧化碳排出锥形瓶内的空气后再注入NaOH溶液和FeSO4溶液生成氢氧化亚铁，故B正确；烧杯内紫色石蕊溶液变红，说明锥形瓶内空气完全排出，同时装置N可以防止空气进入锥形瓶，故C正确；铁与稀硫酸反应生成氢气，氢气的密度比空气小，故用铁粉代替Na2CO3粉末，不能排尽空气，故D错误。3．用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为石墨和铁。回答下列问题：(1)a电极的材料应为Fe，电极反应式为Fe－2e－=Fe2+。(2)电解液c可以是BC（填字母）。A．纯水 B．NaCl溶液C．NaOH溶液 D．CuCl2溶液(3)d为苯，其作用是隔绝空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，在加入苯之前对电解液c应作何简单处理？加热煮沸，排尽溶解在其中的O2。(4)若c用Na2SO4溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀，再反接电源电解，除了电极上看到气泡外，另一明显现象为白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色。解析：阳极金属铁失电子产生Fe2+，阴极水中H＋得电子剩余OH－，电解池中生成Fe(OH)2白色沉淀，为防止其被氧化，电解液上可以覆盖有机层起到隔绝氧气的作用。氢氧化亚铁制备方法方法装置说明隔绝空气用不含Fe3+的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备氢气氛围中先打开止水夹，利用生成的氢气排尽装置中的空气；再关闭止水夹，硫酸亚铁溶液被压入氢氧化钠溶液中电解法利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀，阳极为铁，阴极为石墨Fe与H2O(g)反应在铁及其化合物学习过程中，要重视铁及其化合物的有关实验，掌握由实验现象分析相关物质的性质、原理及产物，能进一步分析相关操作的要点、目的，并能对实验方案进行评价、优化。【考题】（2024·新课标卷）实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是()A.反应为3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉(1)铁与水蒸气反应的条件、产物是什么？(2)湿棉花的作用是什么？(3)如何检验反应过程中生成了氢气？(4)为什么用硬质玻璃管替代普通试管？【答案】B【教材】（人教版必修第一册P70思考与讨论）有人设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。请讨论该装置的实验原理，并根据实验现象，分析可能的生成物。(1)加热湿棉花提供水蒸气。(2)挥发出的水蒸气与红热的铁粉反应生成四氧化三铁和氢气。(3)用肥皂液收集产生的氢气。(4)用火柴点燃肥皂泡可检验生成的气体为氢气1．如图所示的装置可实现铁和水蒸气的反应。(1)加热湿棉花的目的是提供水蒸气，使之与还原铁粉在高温下发生反应。(2)写出还原铁粉处发生反应的化学方程式：3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋4H2。(3)B处酒精灯上网罩的作用是集中火焰，产生高温，实验开始时，应先点燃A（填“A”或“B”）酒精灯，目的是用水蒸气排尽装置中的空气。(4)将产生的气体导入肥皂液中的目的是收集气体。2．已知：普通铁＋水蒸气eq\o(→,\s\up7(一定条件))铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气eq\o(→,\s\up7(一定条件))“引火铁”＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置（铁架台、铁夹、铁网、陶土网、加热仪器等略去）如图所示。关于上述装置和实验，下列分析错误的是(C)A．A、I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”C．需要加热的仪器只有A、ED．D用于收集氢气解析：根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，持续加热提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气。E中反应物为A中生成的四氧化三铁，I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体积的盐酸制备H2，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G（内有碱石灰）除杂干燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe3O4在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩余的氢气在F处进行收集或其他处理。1．下列说法不正确的是(A)A．（2023·浙江1月选考）常温下铁与浓硝酸反应可制备NO2B．（2023·广东卷）铁丝在O2中燃烧生成Fe3O4C．（2022·广东卷改编）工人将模具干燥后再注入熔融钢水，是因为铁与H2O高温下会反应D．（2020·浙江7月选考）钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀解析：常温下铁与浓硝酸会发生钝化，不能制备二氧化氮，A错误；熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气，因此必须将模具干燥，C正确；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化学腐蚀，腐蚀速率更快，D正确。2．下列说法不正确的是(C)A．（2023·浙江1月选考）Fe2O3呈红色，可用作颜料B．（2024·浙江6月选考）FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4C．（2024·安徽卷改编）Fe2O3、Fe(OH)3、FeCl3可按如图关系转化：Fe2O3eq\o(→,\s\up7(H2O))Fe(OH)3→FeCl3D．（2023·重庆卷改编）向盛有Fe(OH)3和NiO(OH)的试管中分别滴加浓盐酸，后者产生黄绿色气体。说明氧化性：NiO(OH)>Fe(OH)3解析：Fe2O3的颜色是红色，可用作红色颜料，A正确；FeO有还原性，其中铁元素的化合价为＋2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，B正确；氧化铁与水不反应，不能生成氢氧化铁，C错误；盛NiO(OH)的试管中产生黄绿色气体，说明NiO(OH)将氯离子氧化为氯气，而氢氧化铁不行，故氧化性：NiO(OH)>Fe(OH)3，D正确。3．（2022·浙江6月选考）关于化合物FeO(OCH3)的性质，下列推测不合理的是(B)A．与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2OB．隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2OC．溶于氢碘酸(HI)，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色D．在空气中，与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3解析：化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为＋3，C为－2价，故其与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O，反应原理为FeO(OCH3)＋3HCl=FeCl3＋H2O＋CH3OH，A推测合理；若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、H2O，则得失电子总数不相等，不符合氧化还原反应规律，即不可能生成FeO、CO2、H2O，B推测不合理；溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I－氧化为I2，反应原理为2FeO(OCH3)＋6HI=2FeI2＋I2＋2H2O＋2CH3OH，再加CCl4萃取，有机层呈紫红色，C推测合理；化合物FeO(OCH3)在空气中高温分解为Fe2O3、CO2和H2O，然后Fe2O3具有碱性氧化物的性质，SiO2为酸性氧化物，故化合物FeO(OCH3)与SiO2高温反应能生成Fe2(SiO3)3，D推测合理。4．（经典高考题）某同学设计如图装置（气密性已检查）制备Fe(OH)2白色沉淀。请回答：(1)仪器1的名称：分液漏斗。装置5的作用：液封，防止空气进入装置4。(2)实验开始时，关闭K2，打开K1，反应一段时间后，再打开K2，关闭K1，发现3中溶液不能进入4中。请为装置作一处改进，使溶液能进入4中：在装置2、3之间添加控制开关。(3)装置改进后，将3中反应后溶液压入4中，在4中析出了灰绿色沉淀。从实验操作过程分析没有产生白色沉淀的原因：装置4内的空气没有排尽。解析：(1)该反应需要置于无氧环境，注意这里跟防倒吸无关，可知装置5的作用是液封，防止空气进入装置4。(2)如此操作，不成功的原因在于仪器3产生的H2从左侧导管逸出，没有足够的压强将FeSO4溶液压出，因而在装置2、3之间添加控制开关即可。(3)灰绿色沉淀产生的原因是Fe(OH)2被空气氧化，因为装置4中空气没有完全排尽。课时作业13（总分：60分）一、选择题（每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意）1．下列对铁元素的认识正确的是(A)A．铁有两种不溶于水的氢氧化物B．铁在自然界中不存在单质形态C．铁元素是地壳中含量最多的金属元素D．自然界存在的铁元素均显＋3价解析：铁的氢氧化物有Fe(OH)3和Fe(OH)2，二者均为不溶于水的沉淀，A正确；陨铁中的铁以单质形态存在，B错误；铝元素是地壳中含量最多的金属元素，C错误；自然界存在的铁元素不一定都显＋3价，如磁铁矿石（主要成分为Fe3O4）中含有＋3价和＋2价的铁，D错误。2．下列有关铁的化学反应的叙述正确的是(C)A．室温下，过量Fe与浓硫酸反应生成FeSO4B．铁钉置于稀硫酸中，表面产生大量气泡，溶液由无色变蓝色C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe3O4生成D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝解析：室温下，Fe遇浓硫酸发生钝化，故A错误；高温下，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，故C正确；高温下，Fe与氧化铝不反应，故D错误。3．赭石为一种中国传统药物，可“平肝潜阳，重镇降逆，凉血止血”，李时珍在《本草纲目》中对其有“赭，赤色也”“苦、寒、无毒”的描述，根据上述性质，其主要成分可能为(A)A．Fe2O3 B．CuOC．FeSO4 D．CuSO4解析：根据材料可知，赭石颜色为红色，主要成分可能为Fe2O3。4．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种铁的氧化物的说法不正确的是(C)A．四氧化三铁与另两种氧化物中的铁元素化合价不完全相同B．氧元素的化合价完全相同C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体解析：氧化铁中铁元素为＋3价，氧化亚铁中铁元素为＋2价，四氧化三铁中铁元素为＋2价和＋3价，A正确；铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2，B正确；氧化铁俗称铁红，是一种红棕色的固体，C错误；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体，D正确。5．根据Fe(OH)3的物质类别和元素化合价推测，在下列物质中不发生反应的是（不考虑溶解氧）(D)A．潮湿的空气 B．盐酸C．新制氯水 D．烧碱溶液解析：Fe(OH)3在潮湿的空气中会失去部分水生成Fe2O3·xH2O，故A不符合题意；Fe(OH)3会和盐酸反应，故B不符合题意；新制氯水中含有HCl，二者会发生反应，故C不符合题意；烧碱溶液中的NaOH和Fe(OH)3都是碱，二者不反应，故D符合题意。6．某化学兴趣小组利用药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。下列有关说法不正确的是(C)A．仪器1中应该盛放稀硫酸B．本实验通过控制A、B、C三个止水夹，将仪器中的空气排尽后，先关闭止水夹B，再打开止水夹A就可观察到氢氧化亚铁的颜色C．反应一段时间后，可在仪器2中观察到白色沉淀D．本实验制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态解析：此实验的目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在仪器2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在仪器1中，A正确；打开止水夹B、C，关闭止水夹A，利用仪器2中产生的氢气，把仪器3中的空气排尽，使装置处于还原气体氛围中，然后关闭止水夹B，打开止水夹A，产生气体压强增大，把仪器2产生的FeSO4压入仪器3中，产生Fe(OH)2，B正确；反应一段时间后，仪器3中FeSO4与NaOH溶液反应产生Fe(OH)2，故在仪器3中观察到白色沉淀，C错误；本实验利用反应生成的氢气排净装置中的空气，使装置处于还原气体氛围中，故制备的氢氧化亚铁可以相对较长时间的保持白色状态，D正确。7．如图两圆相交部分A、B、C、D分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的离子方程式书写不正确的是(B)A．Fe＋4H＋＋NOeq\o\al(－,3)=Fe3+＋NO↑＋2H2OB．Fe3O4＋8H＋=Fe2+＋2Fe3+＋4H2OC．Fe(OH)3＋3H＋=Fe3+＋3H2OD．3Fe(OH)2＋10H＋＋NOeq\o\al(－,3)=3Fe3+＋NO↑＋8H2O解析：Fe3O4中的＋2价的铁与HNO3反应生成Fe3+，不存在Fe2+，B项不正确。8．铁屑溶于过量稀硫酸，过滤后向滤液中加入过量氨水，有白色沉淀生成，过滤，在空气中加热沉淀至质量不再发生变化为止，得到红棕色残渣，上述沉淀和残渣分别是(B)A．Fe(OH)3Fe2O3B．Fe(OH)2Fe2O3C．Fe(OH)2Fe(OH)3D．Fe(OH)2Fe3O4解析：铁与稀硫酸反应生成FeSO4，再与过量氨水反应生成白色沉淀Fe(OH)2，在空气中加热Fe(OH)2，铁元素被氧化为＋3价，最后所得红棕色残渣为Fe2O3。9．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+，则该样品可能的化学式为(D)A．Fe2O3 B．Fe3O4C．Fe4O5 D．Fe5O7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+)