第三章 金属及其化合物
第 1 节 钠及其化合物
5%# 2.氧化钠和过氧化钠
氧化钠和过氧化钠的性质比较
1.钠（Na） (１)
物理性质 质软 银白色 有金属光泽 导电性 氧化钠( ) 过氧化钠( )
(１) : 、 、 , 、 Na２O Na２O２
颜色 状态 白色固体 淡黄色固体
导热性良好 密度 熔点较低
ρ煤油 ρ钠 ρ水 、
, ＜ ＜ , .
类别 碱性氧化物 过氧化物
化学性质
(２)
氧元素
与非金属单质 如 的反应
① ( O２、Cl２) 化合价 －２ －１
室温下
４Na＋O２２Na２O( )
电子式
＋ ２－ ＋ ＋ ２－ ＋
Na [O] Na Na [OO] Na
△
２Na＋O２ Na２O２
阴 阳离
、
△
子个数比 １∶２ １∶２
２Na＋Cl２２NaCl
与水 酸 盐等的反应
② 、 、 与水
Na２O ＋ H２O ２Na２O２ ＋２H２O
反应
与水(滴有
＋ － ２NaOH ４NaOH＋O２↑
２Na＋２H２O２Na ＋２OH ＋H２↑
酚酞)反应 现象 浮 熔 游 响 红 化 与
( : 、 、 、 、 )
学 CO２ Na２O ＋ CO２ ２Na２O２ ＋ ２CO２
与酸反应 ＋ ＋ 性 反应
２Na＋２H ２Na ＋H２↑
质
Na２CO３ ２Na２CO３＋O２
熔融 与酸
高温
盐 盐酸 Na２O＋２HCl ２Na２O２ ＋ ４HCl
４Na＋TiCl４４NaCl＋Ti ( )
与盐
反应 ２NaCl＋H２O ４NaCl＋２H２O＋O２↑
反应
盐溶
２Na＋２H２O＋CuSO４ Cu(OH)２↓＋ 主要用途 用 于 制 取 少 量 强氧化剂 、 漂白剂 、 供氧
液
烧碱 剂 消毒剂
Na２SO４＋H２↑ Na２O２、 、
与含 羟 基 注意 在加热条件下与 反应会生成
２Na＋２C２H５OH →２C２H５ONa＋H２↑(Na Na２O O２
或羧 基 的 沉在乙醇底部 比 与水的反应速率小
, Na ); ,化学方程式为 △ .
有 机 物 Na２O２ ２Na２O＋O２２Na２O２
２CH３COOH＋２Na → ２CH３COONa＋
的强氧化性与还原性
反应
H２↑
(２)Na２O２
从元素化合价角度分析 的性质
制取 保存与用途 Na２O２
(３) 、
失去电子 化合价升高 得到电子 化合价降低
０ , －１ , －２
制取 电解 O２← 表现还原性 Na２O２ 表现氧化性 →O
化学方程式为 熔融
２NaCl( )２Na＋Cl２↑
的强氧化性
保存 通常保存在石蜡油或煤油中 ①Na２O２
试剂 反应原理 现象
钠钾合金 液态 用作核反应堆的传热介质
(１) ( )
SO２
用途 (２) 作为强还原剂 , 熔融状态下冶炼某些金属 气体 Na２O２＋SO２Na２SO４ —
如钛
( )
作为电光源 制作高压钠灯 ４Na２O２ ＋４FeCl２ ＋６H２O 有红褐色沉淀
(３) , FeCl２
溶液 ４Fe(OH)３ ↓ ＋ 和气泡产生
注意 钠不能保存在 中,因为 的密度比
O２↑＋８NaCl
① CCl４ CCl４
钠的大,钠会浮在 表面,与空气接触而变质. 用
Na２SO３ Na２O２ ＋ Na２SO３ ＋ H２O
CCl４ ② 溶液 —
钠冶炼金属时,是钠与熔融盐反应,不是与水溶液反应.
Na２SO４＋２NaOH
第三章 金属及其化合物 ２５
续表 利用和酸反应生成气体的速率不同 相同条
② (
试剂 反应原理 现象
件下
)
氢硫酸 Na２O２ ＋ H２S S↓＋ 溶液变浑浊
２NaOH
与 水 反 应 生 成
酚酞 NaOH,
的 强 氧 化 性 使 之 先变红后褪色
溶液 Na２O２ 利用溶液的酸碱性不同
褪色 ③
品红 的 强 氧 化 性 使 之
Na２O２ 红色褪去
溶液 褪色
4.焰色试验
遇 等强氧化剂时 表现出还原性 氧
② KMnO４ , ,
本质 电子的跃迁 物理变化
化产物为
O２.
(１) : , .
用盐酸 灼烧 蘸取
遇 ＋ 时 发生自身氧化还原反 实验步骤 铂丝 原色
③ CO２、H２O、H , (２) : 洗涤→ → 待测物→
应 反应中
－
, ２Na２O２~O２~２e . 灼烧 用盐酸 灼烧
观察火焰颜色 铂丝 原色
3.碳酸钠（Na 2 CO 3 ）和碳酸氢钠（NaHCO 3 ） → 洗涤→ → .
俗名纯碱 苏打 俗名小 注意 实验中也可用洁净的无锈铁丝代替铂丝.
(１)Na２CO３ 、 ;NaHCO３
苏打 一些金属元素的焰色
. (３)
物理性质 是白色粉末
(２) :Na２CO３ ,NaHCO３ 金属元素 锂 钠 钾 铷
是细小的白色晶体 二者均易溶于水 溶解
, , 焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色
度 溶于水时
:Na２CO３＞NaHCO３. Na２CO３ 金属元素 钙 锶 钡 铜
放热 吸热
、NaHCO３ .
焰色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色
化学性质
(３)
水溶液均显碱性 同浓度时碱性 注意 钾元素的焰色要透过蓝色钴玻璃观察.
① , :Na２CO３＞
5.侯氏制碱法
NaHCO３.
热稳定性 工艺流程
② :Na２CO３＞NaHCO３.２NaHCO３ (１)
△
Na２CO３＋CO２↑＋H２O.
与盐酸反应
③ :Na２CO３＋２HCl H２O＋
CO２↑＋２NaCl,NaHCO３＋HCl NaCl＋
H２O＋CO２↑.
相互转化
(４)
和水 或少量
＋
CO２ ( H )
Na２CO３或 NaHCO３
△( NaOH) 注意 氨气溶解度大,先向饱和食盐水中通入氨气,
用途 用于纺织 制皂 造纸 制玻璃
(５) :Na２CO３ 、 、 、 使溶液呈碱性后再通入二氧化碳.
等 用于制药 焙制糕点等
反应原理
;NaHCO３ 、 .
(２)
与 的鉴别方法
产生 的反应
(６)Na２CO３ NaHCO３ ① NaHCO３ :NH３＋NaCl＋CO２＋
利用热稳定性不同
① H２O NaHCO３↓＋NH４Cl.
产 生 的 反 应 △
② Na２CO３ :２NaHCO３
Na２CO３＋CO２↑＋H２O.
２６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
绿色化学思想 循环使用的物质为 可由 在空气中加热而生成
(３) : CO２、 A．Na２O２ Na
中阴 阳离子个数比为
NaCl. B．Na２O２ 、 １∶２
优点 与索尔维法制纯碱相比 提高了食盐 与 反应有 生成时 转
(４) ( ): C．Na２O２ H２O １molO２ ,
的转化率 缩短了生产流程 减少了对环境 移 电子
, , １mol
的污染 副产物 可作氮肥 与 反应生成 的化学方程式
, NH４Cl . D．Na２O２ H２O O２
为
即练即清
学生用书 P25 ２Na２O２＋２H２O４NaOH＋O２↑
答案 C
１把一小块金属钠放入下列溶液中 说法正确
． , ３ 和 是常见的两种钠盐 它们广
的是 ．Na２CO３ NaHCO３ ,
( )
泛应用于生产和生活中 下列有关 和
放入饱和 溶液中 有 放出 恢复 . Na２CO３
A． NaOH : H２ , 的说法中 不正确的是
至原温度后溶液的 增大 NaHCO３ , ( )
pH 小苏打能中和胃酸 对胃壁不产生强烈的
放入稀 溶液中 有 放出 有紫红 A． ,
B． CuSO４ : H２ , 刺激或腐蚀作用 可用于治疗胃酸过多
色铜析出 ,
能中和面粉发酵后产生的酸 并
放入 溶液中 有 放出 有白色沉 B．NaHCO３ ,
C． MgCl２ : H２ , 且产生 气体 可用作蒸馒头的膨松剂
淀生成 CO２ ,
可以用澄清石灰水来鉴别 溶液和
放入 溶液中 有无色无味气体 C． Na２CO３
D． NH４NO３ : 溶液
放出 NaHCO３
向 饱和溶液中通入 气体 可
答案 C D． Na２CO３ CO２ ,
获得 沉淀
２ 是常用的供氧剂 下列说法不正确的是 NaHCO３
．Na２O２ , 答案 C
( )
第三章 金属及其化合物 ２７
第 2 节 铁及其化合物
5%# 铁遇冷的浓硝酸 浓硫酸发生钝化
① 、 .
与过量稀 反应生成
３＋
1.铁（Fe） ②Fe HNO３ Fe :
位于元素周期表第四周期 族 原子结构 － ＋ ３＋
Fe＋NO３ ＋４H Fe ＋NO↑＋２H２O
(１)Fe Ⅷ .
与少量稀 反应生成
２＋
③Fe HNO３ Fe :
示意图为 常见价态 和
. :＋２ ＋３. － ＋ ２＋
３Fe＋２NO３ ＋８H ３Fe ＋２NO↑＋４H２O
注意 氧化性酸会把 氧化为 ,但当 过量
物理性质 导热性 延展性良好 有导电性 Fe Fe ３＋ Fe
(２) : 、 , , 时,发生反应: .
３＋ ２＋
易被磁铁吸引 ２Fe ＋Fe３Fe
. 与铁反应的非金属单质的氧化性强弱决定产
化学性质 ④
(３) 物中铁元素为 价还是 价 如
＋２ ＋３ , :
△ △
２Fe＋３Cl２２FeCl３、Fe＋SFeS
2.铁的氧化物
化学式
FeO Fe２O３ Fe３O４
俗名 铁红 磁性氧化铁
—
色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
续表 氢氧化亚铁的制备方法
(２)
水溶性 均不溶于水 均不与水反应
, 装置 说明
的价态
Fe ＋２ ＋３ ＋２、＋３ 将吸有 溶液的胶头滴管
/B0) NaOH
氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 #" 插入 溶液液面以下 并在
— FeSO４ ,
8
液面上覆盖一层苯或煤油 不能
都能与稀盐酸和稀硫酸反应 'F40 (
#" 用 以防止空气与生成的
CCl４),
都具有氧化性 能被 等还原 有机层覆盖法 接触发生反应
, CO、H２ Fe(OH)２
化学性质
不稳定 在空气中受热能迅速被氧 先在装置 中生成 溶液
FeO , B Ⅰ FeSO４ ,
化成 并利用生成的 将装置内的空
Fe３O４ " # H２
/-F /B0) 气排尽后 再关闭止水夹 把
与铝粉在高温下反应 铝热反应 EF #" , a,
Fe２O３ ( ) DF 溶 液 压 入 装 置 中 与
'F FeSO４ Ⅱ
用作油漆 涂 溶液混合 这样可长时间
、 还原性气体保护法 NaOH ,
用途 料 油墨和橡 磁性材料 观察到白色沉淀
— 、
胶的红色颜料
3.铁的氢氧化物 'F $ 用 作 阳 极 电 解 或
Fe , NaCl(
8 溶液 并在液面上覆盖苯
氢氧化亚铁和氢氧化铁的比较 /B$M NaOH) ,
(１) #" 或煤油
( )
氢氧化亚铁 氢氧化铁 电解法
化学式 4.铁盐及亚铁盐的检验与鉴别
Fe(OH)２ Fe(OH)３
观察法 含 的溶液呈浅绿色 含 的
２＋ ３＋
颜色 (１) : Fe , Fe
、 白色固体 红褐色固体
溶液呈棕黄色
状态
.
用 和氯水检验
与盐酸 ＋ ＋ (２) KSCN
Fe(OH)２＋２H Fe(OH)３ ＋３H 加氯水 溶液
反应 Fe ２＋ ＋２H２O Fe ３＋ ＋３H２O 溶 加 → 无明显现象 → 变红色 →Fe ２＋
液 溶 KS 液 CN
溶液变红色
３＋
受热 → →Fe
△
２Fe(OH)３ Fe２O３＋ 加碱法
分解 — (３)
３H２O 白色
灰绿色沉淀 红褐色沉淀
溶加 沉淀 ２＋
可溶性亚铁盐与 可溶性铁盐与碱溶液反 液 溶 Na 液 OH → 红褐色 → 沉淀 → →Fe
碱溶液反应 → →Fe ３＋
制法 : 应
Fe ２＋ ＋２OH － :Fe ３＋ ＋３OH － (４) 淀粉 －KI 试纸法
Fe(OH)３↓ 变蓝
Fe(OH)２↓
溶 淀粉 试纸 ３＋
→Fe
液 －KI 不 变蓝
在空气中 能够迅速被氧气氧化成
,Fe(OH)２
→Fe
２＋
二者的 现象是白色絮状沉淀迅速变成灰
Fe(OH)３,
加溴水或酸性 溶液
关系 绿色 , 最后变成红褐色 , 化学方程式为 (５) KMnO４
无变化
溶 溴水或酸性 溶液 ３＋
４Fe(OH)２＋O２＋２H２O４Fe(OH)３
液 KMnO４
→ →Fe
褪色
２＋
→ →Fe
特征试剂法
(６)
苯酚
溶液 溶液呈紫色
３＋
→ →Fe
[ ( )]
溶液 K３ FeCN６ 蓝色沉淀 ２＋
(铁氰化钾)→ →Fe
２８ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
注意 检验溶液中的 时不能先加氯水后加 高温下水蒸气与 反应 固体的质量增加
２＋
① Fe D． Fe ,
溶液,也不能将加 溶液后的混合溶液加入
答案 D
KSCN KSCN
足量的新制氯水中(新制氯水可能会氧化 ).
－
SCN ２关于铁的三种氧化物 的
３＋ 、 ２＋ 、 － 同时存在时不能用酸性 溶液检 ． (FeO、Fe２O３、Fe３O４)
②Fe Fe Cl KMnO４
验 ( 能还原 ,有干扰). 下列叙述中正确的是
Fe
２＋
Cl
－
KMnO４
( )
5.铁及其化合物的“三角”转化关系 铁的三种氧化物中铁元素的化合价完全
A．
相同
E
都是碱性氧化物 都能与盐酸反应生成氯
Fe
I Cl (!) B． ,
2 2
(D! ) S HNO 化铁和水
3
H+ A l HSO(")
Cu2+ Zn C O 0 2 0 4 氧化亚铁可应用于瓷器制作中使釉呈绿色
Al0 C．
0 (E)
四氧化三铁中铁元素有 价和 价 它
FeZnCuH 2 SKI0 D． ＋２ ＋３ ,
Fe2+ Fe3+
是一种混合物
ClOHNOHSO(")
2 2 3 2 4
KMnO(H+)0(!)
! 4 答案 C
!
E
３要证明某溶液中不含
３＋
可能含有
２＋
． Fe , Fe ,
即练即清 进行如下实验操作时 最佳顺序为
学生用书 P27 , ( )
加入足量氯水 加入足量酸性
１下列叙述正确的是
． ( )
① ② KMnO４
溶液 加入少量 溶液
与 反应生成
③ NH４SCN
A．Fe I２ FeI３
硫酸铜溶液中加入少量铁粉 反应的离子
A．①③ B．③②
B． ,
方程式
２＋ ３＋ C．③① D．①②③
:３Cu ＋２Fe２Fe ＋３Cu
答案 C
与足量的 反应转移的电子数为
C．５．６gFe S
N
０．３ A
第三章 金属及其化合物 ２９
第 3 节 金属资源的开发利用
5%# 续表
冶炼方法适用金属 示例
一、金属冶炼
不活泼 △
热分解法 ２HgO２Hg＋O２↑
金属
△
２Ag２O４Ag＋O２↑
冶炼方法适用金属 示例
注意 钾的沸点低于钠,据此可冶炼金属钾:
KCl＋
电解 高温
熔融 .
２NaCl( )２Na＋Cl２↑ NaK↑＋NaCl
电解 二、金属材料与金属资源的开发利用
电解法 活泼金属 熔融
MgCl２( ) Mg＋Cl２↑
电解 1.金属材料
熔融
２Al２O３( )冰晶石４Al＋３O２↑
金属材料包括纯金属和它们的合金 日常
(１) .
高温
较活泼 使用的金属材料 大多数属于合金
热还原法 Fe２O３＋３CO２Fe＋３CO２ , .
金属 高温
合金
２Al＋Cr２O３２Cr＋Al２O３
(２)
组成 两种或两种以上的金属 或金属与非金
① : (
属 加热熔合生成的具有金属特性的物质
) .
性能 熔点一般比各成分金属低 硬度和强度 高温 耐火材料 是一种碱性氧化物
② : , 、 , .
一般比各成分金属大 氢氧化镁 白色固体 难溶于
. (３) [Mg(OH)２]: ,
几种常见的合金 水 溶解度小于碳酸镁 是一种中强碱
(３) , , .
-IUM&U 3.从海水中提取金属镁的方法
-
2 -IUPUM
I
P-IU-56U&)
I
( -F
I
'.IU .
0.03%~ F
F 2%) I +76UJI
*I
注意 脱水时,为防止 水解,应在 ()氛
( -F2%~4.3%) ① MgCl２ HClg
围中进行. 应采取电解熔融 的方法制得 ,
② MgCl２ Mg
J .1U-J FJJ F-J0 电解 溶液得不到 .
'UP MgCl２ Mg
F 4.铝及其化合物的性质
*EU0 =EDD0
铝
* 6F !!U!! (１) (Al)
3 F!' 物理性质 银白色 有金属光泽的固体 密度
! ① : 、 , 、
F !FUF!' 硬度较小 导电性 导热性 延展性良好
>! , 、 、 .
U//&?U
化学性质
# !+E(
②
I F <"M 0) > )
F "*7/7
5& F *'/* # - L!F
7 "M )
0M 0
'@ F !6 "M
"M0 !F "M LF
2.镁及其化合物的性质 P# 'F 0 !'
"M0 'F
镁
(１) (Mg)
物理性质 银白色 有金属光泽的固体 密度 注意 铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化.
① : 、 , 、
用途 制作导线 铝合金用于制造汽车 飞机
硬度较小 导电性 导热性 延展性良好
, 、 、 . ③ : ; 、 、
生活用品等
化学性质
.
②
氧化铝
.H/
(２) (Al２O３)
物理性质及用途 白色固体 难溶于水 熔 沸
/ %& ① : , , 、
.H0 $ $0 .H 0 .H0 点高 可作耐火材料和冶炼铝的原料
%& %& ; .
) 0 化学性质
&
! .H 0) ) ②
F+E 两性氧化物 ＋ ３＋
a． :Al２O３＋６H ２Al ＋３H２O、
用途 用于信号弹和焰火 镁合金用于制造航 － －
③ : , Al２O３＋２OH ＋３H２O２[Al(OH)４] .
电解
天部件
发生分解 熔融
.
b． :２Al２O３( )冰晶石４Al＋３O２↑.
注意 能够在 中燃烧,所以金属 着火
①Mg CO２ Mg 氢氧化铝
不能用干冰灭火器和泡沫灭火器灭火. (３) [Al(OH)３]
物理性质及用途 白色不溶于水的固体 可用
能与 剧烈反应生成 ( ) 并放 ① : ,
②Mg３N２ H２O Mg OH ２
出 . 于制药 治疗胃酸过多
NH３ ( ).
氧化镁 白色粉末 熔点高 可作耐 两性氢氧化物
＋ ３＋
(２) (MgO): , , ② :Al(OH)３＋３H Al ＋
３０ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
无水 遇水变蓝色 生成
－ －
３H２O、Al(OH)３＋OH [Al(OH)４] . CuSO４: ( CuSO４
四羟基合铝酸钠 可用于检验水
(４) {Na[Al(OH)４]} ５H２O), .
与少量盐酸反应
－ ＋ 即练即清
① :[Al(OH)４] ＋H 学生用书 P29
Al(OH)３↓＋H２O. １ 大型飞机的主结构材料大量使用了铝锂
．C９１９
与足量盐酸反应
② :[Al(OH)４] － ＋４H ＋ 合金 铝锂合金的优点是
, ( )
Al ３＋ ＋４H２O. 高强度 导热性 低密度 高强度
A． 、 B． 、
与足量 反应
③ CO２ :[Al(OH)４] － ＋CO２ 低密度 导电性 导热性 导电性
C． 、 D． 、
Al(OH)３↓＋HCO３ － . 答案 B
与 溶液反应
④ AlCl３ :３[Al(OH)４] － ＋Al ３＋ ２金属的冶炼与生产 生活及国防军事等领域
． 、
４Al(OH)３↓. 均密切相关 下列有关金属冶炼的原理错误
.
5.铜及其化合物的性质
的是
( )
铜
(１) (Cu) 电解
用电解法制取金属钠 熔融
物理性质 紫红色固体 导热性 导电性 延展 A． :２NaCl( )
① : , 、 、
性良好 ２Na＋Cl２↑
.
用 等活泼金属为还原剂冶炼
化学性质 B． Na、Mg Ti:
② 高温
L!F 熔融
F ２Mg＋TiCl４( )氩气 Ti＋２MgCl２
$#/!
$V 0) $0 !F $V LF
用 作还原剂冶炼金属
$V !'
C． Al V:３V２O５＋１０Al
$V $V $M 40 +#" $V 高温
６V＋５Al２O３
注意 铜与氧化性强的 、 反应生成 价铜的 用 作还原剂冶炼金属
化合物,与氧化性弱的 反应 Cl 生 ２ 成 O２ 价铜的化 ＋２ 合物. D． H２ Ag:Ag２O＋H２
S ＋１ 高温
氧化铜和氧化亚铜
(２) ２Ag＋H２O
答案 D
名称 氧化铜( ) 氧化亚铜( )
CuO Cu２O ３利用菱镁矿 主要成分为 含杂质
色 态 黑色固体 砖红色固体 ． ( MgCO３,
、
制取镁的工艺流程如图 下列
溶解性 难溶于水 Al２O３、FeCO３) ,
说法正确的是
与酸 ＋ ＋ ( )
反应 (H ＋ )
C
C
u
u ２
O
＋ ＋
＋
H
２
２
H
O
C
C
u
u
２
２＋
O
＋
＋
Cu
２
＋
H
H２O
9
+F)
0
#" .H0
J F" ! !" .H$M#" FJ
△ △ -
与 反应
H２ CuO ＋ H２ Cu２O ＋ H２ !"# '
Cu＋H２O ２Cu＋H２O
酸浸 时溶液中有电子转移
转化关系
△
A．“ ”
４CuO２Cu２O＋O２↑ 氧化 时用稀硝酸代替更好
B．“ ”
铜的化合物及转化
(３) 沉淀混合物为 和
C． Al(OH)３ Fe(OH)３
电解 溶液可得到金属镁
D． MgCl２
答案 C
第三章 金属及其化合物 ３１
微专题 1 物质转化及应用
分析近 年江苏高考试卷中第一道非选择 一、化工流程中的操作
４
题 年为常规工艺流程题 年和 1.原料的预处理
,２０２１ ,２０２２ ２０２４
年均未考查工艺流程 年第 问涉及工
,２０２３ (３)
艺流程 总体来说 弱化常规工艺流程的考查
, , ,
以物质转化 实验操作及图像分析等的考查为
、
主 统计近 年考频较高的有实验操作的原因或
, ４
者目的分析 次 离子方程式的书写 次 热
(４ )、 (３ )、
预处理操作 说明
重曲线分析 次 具体分析如下表
(３ ). :
粉碎 研磨 作用 增大反应物接触面积 加快反应速
、 、 : ,
年份 第（1）小题 第（2）小题
球磨 乳化 率 使反应更充分 提高原料利用率
、 , ,
滤渣成分分析 作用 使原料转化为离子进入溶液中
① ; 反萃取 晶 :
浸出率图像相关原因 ① ;② 类型 水浸 溶解 过滤 分离溶解性不
２０２４ ② 胞计算 :① : 、 ,
分析 同的物质
酸浸 使原料中的碱性物质 两性物质
转化率图像分析 ② : 、 、
离子方程式的书写 非氧 、 活泼金属等溶解进入溶液 注意酸的性
( 化学方程式的书 .
２０２３ 化还原型 原因分析 质以及对后续操作的影响 如用硫酸浸
)、 写 氧化还原型 ,
( ) 取 若体系中存在 等会形
２＋ ２＋ ２＋
, Ba 、Ca 、Pb
离子方程式的书写 氧 成相应的硫酸盐沉淀 过滤可除去 但因
① ( , ,
化还原型 平衡常数 微溶 可能会进行二次除杂 除尽
);② 晶胞结构分析 CaSO４ , (
２０２２ 与K K 的关系 原 ２＋ 如用盐酸浸取 需要控制反应温度
sp、 a ;③ Ca ); ,
因分析 浸取 防止 大量挥发 后续若加入 －
HCl , ClO 、
等氧化剂时会与 反应产生
－ －
工艺流程为载体 考查反 MnO４ Cl Cl２
, 滴定计算 碱浸 使原料中的酸性物质 两性物质
２０２１ 应过程分析 ③ : 、 、
部分金属或 等溶解进入溶液 也可除去
Si ;
年份 第（3）小题 第（4）小题 原料中的油污
盐浸 利用盐类的水解调节溶液 相
④ : pH(
离子方程式的书写 非
① ( 当于酸浸或碱浸 ), 或与原料中的成分发
氧化还原型 热重曲
２０２４ );② — 生氧化还原反应
线分析
提高浸出率的方法 适当升温 适当增大
: 、
酸 或碱 的浓度 将矿石粉碎 减小矿粉
工艺流程为载体 考查
( ) 、 (
, :
的粒径 搅拌 超声 延长浸取时间等
常见实验操作 结构
)、 、 、
２０２３ ① ;② —
式书写 操作目的分析 作用 使热稳定性差的物质发生分解
;③ :① ,
便于后续提取
热重曲线分析
２０２２ — 焙烧 煅烧 除去原料中的可燃性杂质 木炭 有机
、 、② ( 、
化学方程式的书写 氧 灼烧 物等
① ( 热重曲线分析 )
化还原型 反应过程 , 将低价态元素氧化为高价态元素 例如将
２０２１ );② 原因分析 ③ (
的描述 金属硫化物中的硫元素转化为 而除去
SO２ )
３２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
2.反应条件的控制 调节溶液的
(３) pH
改变温度 F.*!"K
(１)
,+ A7#"F-UE!?
改变反应速率
① . L>F-
改变物质的溶解度 注意气体溶解度随温度
B.
② (
升高而减小 6.'B
).
!'
防止物质分解或挥发 铵盐 A7
③ (H２O２、NH３H２O、 、 -F+
Q)
硝酸等易分解 有机溶剂 气体等易挥发 " -
, 、 ).
--F+
促进或抑制平衡移动 例如水解平衡
④ ( ). F
催化剂的活性在某温度下达到最高
⑤ . Q)D7 .!"
防止副反应发生 Q)D7.U
⑥ .
" 67!"+. #?U
方法技巧 回答温度过低、过高时的思路
"M U
E(#?E(DU*(
Q)DD 6.*
&U=E /U
#
U7$S
'D( *( *'(
D
K +U. Q) U
F 'B+#?K
例 下列金属离子开始沉淀和沉淀完全时的
6E'B+? :
如下表所示
&U=E /U
pH .
'D( *( *'
(K 金属离子 开始沉淀 沉淀完全
# "K pH pH
DP
* ３＋
Fe １．５ ３．７
'B#?K
765! ２＋
Fe ７．６ ９．６
6# @+>!
２＋
Mn ８．３ ９．８
改变压强
(２) 若要除去
２＋
溶液中含有的
２＋
可先用
控制反应速率 Mn Fe ,
① . 氧化剂把 ２＋ 氧化为 ３＋ 再调节溶液的
促进或抑制平衡移动 Fe Fe ,
② . 为
改变气体溶解度 pH ３．７≤pH＜８．３.
③ . 注意 、 、 常用 或 等作沉
２＋ ＋ ２＋
真空防氧化 也可充入氩气 氮气等保护气 ①Cu Ag Pb H２S Na２S
淀剂.
④ ( 、 ).
减压蒸馏可降低蒸馏温度 防止物质分解 、 常用 或 等作沉淀剂.
２＋ ２＋
⑤ , . ②Mg Ca HF NaF
在调节溶液 的过程中常涉及关于K 的计算.
减压可降低对设备的要求
③ pH sp
⑥ .
第三章 金属及其化合物 ３３
3.物质转化过程中分离、提纯的常用方法 5.循环物质的确定
L O+*'
分离难溶物和可溶物 根据特殊需要采
过滤 , L O+'
用趁热过滤 抽滤等方法
、 ( "/ ,U0
抽滤(减压过滤)过滤速度快 并可缩短干燥时间 ' .
, B
+ "/ " 'B
利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解
-
萃取和分液
度不同来分离 提纯物质 "/+'B 4 O*U
、 (* $#$"
提取溶解度随温度升高变化不大的物 E (*+'B
蒸发结晶
质 如
, NaCl 二、热重曲线分析 相关解题方法详见第一章
(
提取溶解度随温度升高明显增大的物 考法突破
蒸发浓缩、 １)
质 易水解的物质或结晶水合物 如
冷却结晶 、 , 例如将 加热分解可制备
CaC２O４H２O
KNO３、FeCl３、CuSO４５H２O
加热升温过程中固体的质量变化如图所
CaO,
蒸馏和分馏 分离沸点不同且互溶的液体的混合物
示 剩 余 固 体 的 化 学 式 为
.５００~６００ ℃
减压蒸馏 减小压强 使液体沸点降低 防止物质
, , .
(减压蒸发) 受热分解或挥发
FF
冷却法 利用某些气体易液化的特点来分离气体 , + B + B
如合成氨工业中采用冷却法分离氨气
被萃取物萃入有机相后 一般需要使其重
,
新返回水相 此时把负载有机相与反萃剂
,
反萃取 一般为无机酸或碱的水溶液 接触 使被
( ) ,
#
萃取物转入水相 这一过程相当于萃取的
,
逆过程 故称为反萃取 解题思路
,
m( ) ,M(
CaC２O４ H２O ＝１４６g CaC２O４
注意 趁热过滤时,如果目标产物在滤渣中,则目的
)
－１
,则n( ) ,
是避免降温时杂质析出造成产品纯度下降;如果目标产 H２O ＝１４６g mol CaC２O４ H２O ＝１mol
达到一定温度, 开始分解,根据题图信
物在滤液中,则目的是避免降温时产物析出造成产率 CaC２O４ H２O
息和元素守恒,可作如下分析:
降低.
4.获得产品阶段的常用操作
冷水 热水 饱和溶液或有机溶剂洗涤
、 、 ,
洗涤 减少产品溶解损失 有机溶剂洗涤还能
;
缩短干燥时间
在气体氛围 如从溶液中析出 等溶质
FeCl３、AlCl３
中蒸发 时 应在 气流中加热 以防水解
, HCl ,
蒸发浓缩、 如除去 中的少量 获得
KNO３ NaCl,
冷却结晶 晶体
KNO３
蒸发结晶、 如除去 中的少量 获得
NaCl KNO３,
趁热过滤 晶体
NaCl
重结晶 提纯晶体
３４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
NPM$B$0e)0
H
H NPM)0
NPM$B$0
H NPM$0
NPM$B$0 H
?
H NPM$0
NPM$B0 H
#
FB+
FB+
物质转化过程为
CaC２O４ H２O→CaC２O４→
,则 剩余固体的化学式为
CaCO３→CaO ５００~６００℃
.
CaCO３
三、反萃取
举例 说明
实验室从含碘废液 除 外 含有 等 中回收碘 其
－
( H２O , CCl４、I２、I ) ,
实验过程如图所示 向含碘废液中加入稍过量的
: Na２SO３
反萃取 /B40#" $M 溶液 将废液中的 还原为 － 该操
, I２ I ,
的目的 - 作的目的是使四氯化碳中的 进入
"
E " ! K *
水层
I２
$$M
钒及其化合物在工业上有许多用途 从废钒 主要成分为
. (
中提取五氧化二钒的一种工艺
V２O３、V２O５、Fe２O３、FeO、SiO２) 萃取前用 铁粉 对浸出液进行处理
流程如图所示 “ ” ,
: 主要目的是将 转化为
３＋ ２＋
# 9 ,$M0 !! Fe Fe .
反萃取 ) 40 0 ") 3 ! !I /)70 “ 萃取与反萃取 ” 可表示为 VO ２＋ ＋
萃取
剂的选择 I F"! 9 70 ＋ 为了提
"" && H２R反萃取 VOR＋２H ,
# ! 7 0 高 VO ２＋ 的 产 率 , 反 萃 取 剂 可 选
用
已知 能溶于水
２＋
与 不能反应 有机溶剂 H２SO４
:①VOSO４ ,VO Fe ;②
对 及 萃取率高 但不能萃取
２＋ ３＋ ２＋
H２R VO Fe , Fe
质为 填化学式
即练即清
学生用书 P33 ( ).
还原 步骤中 被氧化的 与产物
典例 1 ( 安徽, , 分)精炼铜产生的铜阳 (６)“ ” , N２H４ Au
２０２４ １５１４
的物质的量之比为
极泥富含 等多种元素 研究人员 .
Cu、Ag、Au .
可被 氧化为 从物质
设计了一种从铜阳极泥中分离提取金和银的流 (７)Na２S２O３ I２ Na２S４O６.
结构的角度分析 的结构为 而不是
程 如下图所示 ２－
, . S４O６ (a) (b)
-F +F /B40 的原因
:
)0 )0
J "# " " *! "H
K " "# " " /
.
""
" E "V O ""
/) /
O S
回答下列问题
:
位于元素周期表第 周期第 族
(１)Cu .
浸出液 中含有的金属离子主要是
(２)“ １”
.
浸取 步骤中 单质金转化为 的
(３)“ ２” , HAuCl４
化学方程式为
.
浸取 步骤中 浸渣 中的 填
(４)“ ３” ,“ ２” (
化学式 转化为
３－
) [Ag(S２O３)２] .
电沉积 步骤中阴极的电极反应式为
(５)“ ”
电沉
.“
积 步骤完成后 阴极区溶液中可循环利用的物
” ,
第三章 金属及其化合物 ３５
O
O
S S S
O
é ê ù ú２－ S
ê ú
ê ú
O O S
êê úú
ë û
(a)
O
S
O O S
O
é ê ù ú２－
ê ú
ê ú
O
êê úú
ë û
(b)
解题导引
<"H 40 > F "H 40
$V )0 )40 $V40 )0
"H )0 )$M "H$M )0
"V )0 )$M )"V$M )0
-F +F /B40
)0 )0 "H$M
J "# " " *! "H
K " "# " " /
" "H"V "" E "V
)"V$M "" <"H 40 >
/) /
$V40DF
-F )0 )"V$M /) "V / )$M
答案 四 方程式
(１) ⅠB :
２＋
(２)Cu .
沸石分子筛的结构为相邻的硅氧四面体和
(３)２Au＋８HCl＋３H２O２ ２HAuCl４ (４)
铝氧四面体相互连接形成的笼状结构 沸石分
＋６H２O ,
子筛的结构示意图及部分平面结构分别如图
(４)AgCl １、
图 所示 沸石分子筛中存在一定大小的空
３－ － ２－
(５)[Ag(S２O３)２] ＋e Ag↓＋２S２O３ ２ .
隙 其中的 可与其他阳离子发生交换
＋
Na２S２O３ , Na .
(６)３∶４ 0
结构 中电子云分布较均衡 结构较稳定
04J0"M04J0"M0
(７) (a) , ,
结构 中正 负电荷中心不重合 极性较大 较 0
(b) 、 , ,
不稳定 且存在过氧键 过氧键的氧化性大于
, ,
图
１
故 不可被 氧化为结构
I２, Na２S２O３ I２ (b)
变式 1 由物质的分离与提纯变为物质的制备及
归因分析 ( 南通如皋适应考二, )沸石分
２０２４ １４
子筛可用于气体 重金属离子的吸附或去除 工
、 .
业上以粉煤灰 主要含 和
( SiO２ ３Al２O３２SiO２,
还含有少量 和有机物 为原料制取
CaO、Fe２O３ )
某种沸石分子筛 的过
(Na１２Al１２Si１２O４８２７H２O)
程如下
:
粉煤灰 煅烧 酸浸 滤渣 碱熔
→ → → → →
水热合成 沸石分子筛
→
已知 粉煤灰中的硅 铝化合物煅烧时不发生反
: 、
应 且难溶于酸
, .
将粉煤灰在空气中煅烧的目的是
(１)
.
酸浸 的操作是向 煅烧 后的固体混合物
(２)“ ” “ ”
中加入足量的盐酸 充分搅拌后过滤 检验 酸
, . “
浸 操作是否达到目的的方法是
”
.
碱熔 时 将 酸浸 后所得滤渣与
(３)“ ” , “ ” NaOH
固体在高温下混合熔融 可生成易溶于水的
,
和 水热合成 时 加入水和
NaAlO２ Na２SiO３.“ ” ,
一定量的 和 在 条件下
NaAlO２ Na２SiO３, ９０℃
反应一段时间 可以得到
, Na１２Al１２Si１２O４８
晶体 写出 水热合成 时反应的化学
２７H２O . “ ”
３６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
0
/B /B
0
0
0
0
0
图
２
沸石分子筛可以用于去除废水中 和
① NH３
原理是
＋
NH４ ,
.
沸石分子筛对 去除率随溶液 的关系 ２＋
② Cu pH
如图 所示 越大 去除率越高的原因 ２＋
３ .pH ,Cu
是
.
Q)
(K+
V$
图
３
解题导引
4J0
K ' "M0e4J0
1
!&
& && F" $# -& !-0
%
$B0 )$M $B$M )0
'F0 )$M 'F$M )0
4J0 /B0) /B4J0 )0
"M0 /B0) /B"M0 )0
答案 除去粉煤灰中的有机物
(１)
取少量过滤后的固体 加入适量盐酸 充分
(２) , ,
搅拌后滴加几滴 溶液 无红色现象则说
KSCN ,
明 酸浸 操作已达到目的
“ ”
９０℃ .
(３)１２NaAlO２＋１２Na２SiO３＋３９H２O
离子交换法 阴离子交换树脂 为
(３) . (ROH,R
Na１２Al１２Si１２O４８２７H２O↓＋２４NaOH
高分子阳离子骨架 去除酸性废水中 的
分子直径小于沸石分子筛中的空 ) Cr(Ⅵ)
(４)①NH３
原 理 为
２－
隙 沸石分子筛通过吸附去除废水中 废 ２ROH ＋ Cr２O７ R２Cr２O７ ＋
, NH３,
－
水中的 可以与沸石分子筛中 发生离 ２OH .
＋ ＋
NH４ Na 树脂失效后 用 溶液将树脂再生 发
子交换而去除 ① , NaOH ,
生反应的化学方程式为
与 均可与沸石分子筛中的 进行
＋ ２＋ ＋
②H Cu Na
交换 较小时 浓度较大 与 交换的 .
＋ ＋
,pH ,H , Na 某树脂的 摩尔交换总容量为
较少 随着 增大 溶液中的 会生 ② Cr(Ⅵ) １．４５mol
２＋ ２＋
Cu ; pH , Cu 即每升湿树脂最多吸收
－１
成 沉淀 去除率增大 L , １．４５molCr(Ⅵ).
２＋
Cu(OH)２ ,Cu 现将 含量为 的废水以
－１
典例 2 ( 南京二模, )处理废水中 Cr(Ⅵ) ５０ mgL
２０２４ １４ Cr(Ⅵ) 的流量通过填充有 湿树脂的
－１
的常用方法包括绿矾还原法 铁粉还原法和离 １．０Lh ３０mL
、 淡化室 试通过计算说明 通废水 时 该
. , ２０h ,
子交换法等 含 物种浓度随 的变化
. Cr(Ⅵ) pH 离子交换树脂是否达到吸收饱和 均
.[Cr(Ⅵ)
如图 所示
１ . 以铬元素计 写出计算过程
, ]
绿矾还原法 去除废水中的
(１) .FeSO４７H２O 答案
－ ２＋ ＋ ３＋
(１)①HCrO４ ＋３Fe ＋７H ３Fe ＋
经过 酸化 还原 沉淀 的过程
Cr(Ⅵ) “ — — ” .
３＋ ３
否 若
２＋
占据晶胞的所
Cr ＋４H２O ②sp , Fe
还原 时 被还原成 的离子方
－ ３＋
①“ ” ,HCrO４ Cr
程式为 有顶点 、 面心和体心 , 则 Fe ２＋ 的数目为 ８× １ ＋
.
８
的晶胞沿c轴c轴垂直于ab轴
②β－FeSO４ ( 、 ) １ 而 原子只有 个 不符合
方向投影的平面图如图 所示 其中 原子的 ６× ＋１＝５, S ４ ,
２ , S ２
的化学式
杂化方式为 已知该晶胞中 原子的
; S
FeSO４
铁粉置换出铜形成 原电池 增加了
数目为 试预测 ２＋ 是否占据该晶胞的所有 (２) Fe－Cu ,
４, Fe
顶点 面心和体心 并说明理由 c (Fe ２＋ ),Cr(Ⅵ) 的去除率增大
、 , :
(３)①R２Cr２O７ ＋４NaOH ２Na２CrO４ ＋
.
- ２ROH＋H２O
Me 湿树脂最多吸收 的质量
N P
$S0
m
②３０mL
－１
Cr(Ⅵ)
－３
:
)$S0 １＝１．４５ molL ×３０ mL×１０ L
" $S0
. mL －１ ×５２gmol －１ ×１０ ３ mgg －１ ＝２２６２mg
'
)$S0 B 通废水 湿树脂吸收 的质量
C
２０h Cr(Ⅵ) :
$ S Q ) 'F 4 0 m ２＝１．０Lh －１ ×２０h×５０ mgL －１ ＝
图 图 １０００mg
１ ２
铁粉还原法 为探究铜离子浓度对 m m 故该树脂未达到摩尔交换总容量
(２) . Cr(Ⅵ) ２＜ １, ,
去除率的影响 向 某浓度酸性废水中加入 时未达到吸收饱和
, １L ２０h
铁粉 随着 浓度由 升高至 变式 2 变环境保护 物质的制备 ( 苏锡
２＋
２．０g , Cu ０ １５mg ＋ ２０２４
测得废水中 的去除率增大 其可能 常镇四市调研二, )以软锰矿浆 含 及少
－１
L , Cr(Ⅵ) , １４ ( MnO２
原因为 量 等 吸收烟气中 并制备高
CaO、MgO ) SO２
第三章 金属及其化合物 ３７
纯
Mn３O４.
吸收
(１) SO２
将烟气与软锰矿浆在吸收塔中逆流接触 烟
① ,
气中的 被充分吸收 矿浆中的 转化
SO２ , MnO２
为 ２＋ 写出 与 发生反应的化学 图
Mn . SO２ MnO２ ２
净化时生成的 沉淀晶胞结构如图 所
方程式
: . ② CaF２ ２
示 在 晶胞中 周围距离最近的
脱硫过程中软锰矿浆的 吸收率随反 － ２＋
② pH、SO２ . CaF２ F Ca
形成的空隙构型为
应时间的变化关系如图 所示 随着脱硫的进
１ .
.
制备
行 软锰矿浆 下降 但 前 下降缓
, pH , １５h pH (３) Mn３O４
向反应器中加入 溶液 控制 恒
慢 其主要原因是
, ① MnSO４ , ８０℃
温 搅拌下鼓入空气可制得 写出生成
, Mn３O４.
的离子方程式
. Mn３O４ : .
实际生产中 常将 溶液和氨水并流加
( ② , MnSO４
)
+ Q Q) ( 入反应器 . 若加入的氨水量不足 , 产品中会混
" 入 等 其原因是
-
Mn２O３、MnO２ ,
J 0
4
D .
答案
(１)①MnO２＋SO２ MnSO４
KI
溶于软锰矿浆的 与烟气中的 反应
图 ② SO２ O２ ,
１ 生成 下降 前由于软锰矿浆中
③
当脱硫
１５h
后
,SO２
吸收率急剧下降
.
此时 H２SO４,pH ,１５h
的 消耗 导致 下降缓慢
加入菱锰矿
(MnCO３),SO２
吸收率又可恢复至 CaO、MgO H２SO４, pH
消耗 使软锰矿浆的 升
９５％
以上
,
其原因是 ③MnCO３ H２SO４, pH
高 提高了软锰矿浆中 的溶解量 进而有利
.
, SO２ ,
于 与 反应
净化
(２) MnSO４
SO２ MnO２
或
过滤脱硫后的软锰矿浆液 用 沉淀除去所得 －２
(２)①７．０×１０ ０．０７
① , NaF
正四面体
滤液中的 浓度小于
２＋ ２＋ －６ ②
Ca 、Mg ( １．０×１０ mol
L －１ ). 此 时 应 控 制 溶 液 中c (F － ) 略 大 于 (３)①６Mn ２＋ ＋O２＋６H２O ８ ０ ℃ ２Mn３O４↓＋１２H ＋
molL －１ . ② 氨水量不足 , 溶液中c (H ＋ ) 增大 ,O２ 的氧化能
已知 K －３ K 力增强 将 元素氧化为较高价态的氧化物
[ : sp(MnF２)＝６．０×１０ 、 sp(CaF２)＝ , Mn
－９ K －１１
４．９×１０ 、 sp(MgF２)＝５．０×１０ ]
３８ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
