1、微型专题重点突破(五)核心素养发展目标1.熟知金属的重要性质及应用。2.理解Fe3、Fe2的性质及其相互转化。3.掌握无机物推断的方法。一、金属与氧气反应的多样性例1下列说法不正确的是()A钠在空气中加热能燃烧，火焰呈黄色，有淡黄色固体生成B镁在空气中点燃可剧烈燃烧，发出耀眼的白光C烧红的铁丝在氧气中可剧烈燃烧，产生黑色固体氧化铁D不活泼金属铜在空气中加热可生成氧化铜 答案C解析烧红的铁丝在氧气中燃烧，生成的黑色固体为四氧化三铁。(1)活泼金属钠在常温下即被氧化，加热或点燃所得的产物为Na2O2。(2)较活泼金属镁在空气中加热能剧烈燃烧，而铝则不能燃烧。(3)较活泼金属铁在纯氧气中能剧烈燃烧，
2、在潮湿的空气中易形成铁锈。(4)不活泼的金属(如金、铂等)一般不与氧气反应。变式1下列叙述中不正确的是()A钠在空气中极易被氧化，常保存在煤油中B纯铁的抗腐蚀能力相当强，铁在干燥的空气里不易被氧化C常温下，镁在空气中表面易形成致密的氧化膜而能稳定存在D金属铝与氧气反应，条件不同，其产物不同答案D解析铝与氧气反应的产物只有氧化铝。二、金属的置换反应例2(2018江西师大附中高一检测)a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：(1)a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；(2)b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d；(3)c与强碱溶液反应放出气体，e的一种氧化物具有磁性
3、。由此判断，a、b、c、d、e依次为()AFe、Cu、Al、Ag、Mg BMg、Cu、Al、Ag、FeCAl、Cu、Mg、Ag、Fe DMg、Ag、Al、Cu、Fe答案B解析c与强碱溶液反应放出气体，则c为Al，e的一种氧化物具有磁性，则e为Fe，a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体，则a为Mg，b与d的硝酸盐溶液反应，置换出单质d，则b为Cu，d为Ag，故B项正确。(1)金属与水、酸、盐溶液发生置换反应的依据是金属活动顺序表。(2)钠与任何水溶液都能发生置换反应，都有氢气生成。(3)钠不能从盐溶液中置换出金属；若盐为熔融状态，钠可以置换出较不活泼的金属。(4)金属与酸反应产生氢气的量相同时，则
4、金属转移电子的物质的量相同，消耗金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现化合价的倒数之比。变式2镁、铝两种金属分别与相同体积、相同浓度的稀硫酸反应，同温同压下生成氢气的体积相同。则下列说法正确的是()A两个反应中转移的电子数目相等B加入镁、铝的质量比为43C消耗Mg、Al的物质的量相等D加入的Mg、Al的质量一定不相等答案A解析Mg、Al与H2SO4反应的化学方程式分别为MgH2SO4=MgSO4H2、2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2，同温同压下生成H2的体积相同，则两个反应中转移的电子数相等，A项正确。设生成H2的物质的量为1 mol，若两个反应中H2SO4均过量，则m(Mg)2
5、4 g，m(Al)18 g，m(Mg)m(Al)43；若两个反应中H2SO4均恰好完全反应，则加入的Mg和Al的质量可能相等也可能不相等，故B、C、D项错误。三、判断确定金属混合物的成分例3由镁、铝、铁三种金属单质中的两种组成的混合物共6 g，与足量的稀盐酸反应，产生标准状况下的氢气2.8 L，由此得出的结论正确的是()A该混合物中一定含有铝B该混合物中一定含有铁C该混合物一定是由铁和镁组成的D该混合物中一定不含铁答案B解析设与足量稀盐酸反应产生1 g氢气需要混合物的质量为x g，则1x6，解得x24，运用平均组成法进行分析，则金属混合物中必有一种金属与酸反应产生1 g氢气时所需金属的质量大于
6、24 g，另一种金属与酸反应产生1 g氢气时所需金属的质量小于24 g。根据镁、铝、铁与稀盐酸的反应可知，产生1 g氢气需要镁、铝、铁的质量分别为12 g、9 g、28 g，则混合物中一定含有的金属为Fe。而另一种金属可能是Mg或Al。(1)先计算混合金属的平均摩尔电子质量，即混合金属在反应中转移1 mol电子时的质量。(2)再计算各金属的摩尔电子质量，即各金属在反应中转移1 mol电子时的质量。(3)比较平均摩尔电子质量与各金属摩尔电子质量的大小，判断确定混合金属的成分。 变式3由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量的盐酸反应产生1.0 g 氢气，则混合物中一定含有的金
7、属是()AZn BFe CAl DMg答案C解析该混合物的平均摩尔电子质量10 gmol1，锌、铁、镁、铝的摩尔电子质量分别为32.5 gmol1、28 gmol1、12 gmol1、9 gmol1，由于是两种金属组成的混合物，平均摩尔电子质量必介于两种金属的摩尔电子质量之间，混合物中一定含有金属铝。四、Fe3与Fe2相互转化时离子种类的判断例4向氧化铁、氧化铜、铁、铜的混合粉末中加入过量的稀硫酸，充分反应后，仍有红色粉末存在，则关于所得溶液中阳离子的判断正确的是()A只有Fe2和Cu2B一定有Fe2、Cu2，可能有Fe3C一定有Fe2，可能有Cu2D只有Fe2答案C解析混合粉末中加入过量的稀
8、硫酸反应后，仍有红色固体铜存在，说明所得溶液中一定有Fe2，一定没有Fe3，可能含有Cu2，C项正确。依据氧化性：Fe3Cu2Fe2，还原性：Fe2CuFe来分析Fe、Cu与Fe3、Cu2的反应，判断固体和溶液的成分。变式4把表面有氧化物的相同大小的铜片和铁片一起放入盐酸中，充分反应后，所得溶液中的金属离子为()AFe3和Cu2 BFe2和Cu2CFe2和Fe3 DFe2答案D解析本题涉及的物质的性质有：CuO与盐酸的反应，Fe、Fe2O3与盐酸的反应，Fe3与Fe、Cu的反应，Fe与Cu2的反应等。表面氧化物较少，溶于盐酸后，生成的Fe3和Cu2较少，分别被Fe还原为Fe2和Cu，Cu与盐酸
9、不反应，Fe与盐酸反应生成Fe2。五、实验探究Fe3与Fe2的性质例5某同学用如下实验探究Fe2、Fe3的性质。请回答下列问题：(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 molL1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_。(2)甲同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变血红，说明Cl2可将Fe2氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式：_。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨，该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水，溶液变血红，煤油的作用是_。(4)两同学取10 mL
10、 0.1 molL1 KI溶液，加入6 mL 0.1 molL1FeCl3溶液混合。取2 mL此溶液于试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；写出发生反应的离子方程式：_。(5)丁同学向盛有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：_。答案(1)防止Fe2被氧化(2)2Fe2Cl2=2Fe32Cl(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)2Fe32I=2Fe2I2(5)H2O22Fe22H=2Fe32H2O解析(1)铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化
11、性能氧化氯化亚铁为氯化铁，反应的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。(3)煤油不溶于水，密度比水小，分层后可以隔离溶液与空气接触，排除氧气对实验的影响。(4)CCl4层显紫色说明有单质碘生成，这是由于铁离子氧化碘化钾，发生反应的离子方程式为2Fe32I=2Fe2I2。(5)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，说明过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为H2O22Fe22H=2Fe32H2O。设置实验情景考查Fe2的还原性，Fe3的氧化性及其检验方法，是一种常见的题型。需要注意的是(1)Fe2的还原性大于Br的，但比I的弱。亚铁盐在溶液中遇到强
12、氧化剂(如氯气、硝酸、酸性高锰酸钾溶液、溴水、双氧水等)时，一般能被氧化成铁盐。(2)Fe3具有较强的氧化性，可跟Fe、Cu及SO2、H2S、HI等还原性物质反应，还原产物为Fe2。变式5(2018长春外国语学校下学期入学考)某同学利用铁与水蒸气反应后的固体物质进行了如下实验：(1)固体溶于稀盐酸的化学方程式：_。(2)试剂1的化学式是_；加入试剂1后呈红色的原因是(用离子方程式表示)_。(3)加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)_。答案(1)Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O(2)KSCNFe33SCN=Fe(SCN)3(3)2Fe2Cl2=2Fe32Cl解
13、析本题考查Fe与水蒸气的反应、Fe3O4与酸的反应、Fe3的检验和Fe2的还原性。Fe和水蒸气反应的化学方程式为3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(1)Fe3O4与稀盐酸反应生成FeCl3、FeCl2和H2O，反应的化学方程式为Fe3O48HCl=2FeCl3FeCl24H2O。(2)淡黄色溶液中含FeCl3、FeCl2，加入试剂1，溶液变成淡红色，检验Fe3用KSCN溶液，则试剂1的化学式为KSCN，反应的离子方程式为Fe33SCN=Fe(SCN)3。(3)加入新制氯水将Fe2氧化成Fe3，Fe3与SCN生成的Fe(SCN)3的浓度增大，溶液的红色加深，加入新制氯水反应的离子方程式为Cl
14、22Fe2=2Cl2Fe3。六、无机框图推断题的解题方法思路例6(2018盐城高一检测)已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是()AA为Fe，B为FeOBCD溶液的颜色变化：浅绿色棕黄色C的离子方程式：FeFe3=2Fe2D的离子方程式：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3答案B解析由“红褐色固体”可知F是Fe(OH)3，从而得出A为Fe，“黑色晶体”B为Fe3O4，继而推出C为FeCl2，D为FeCl3，E为Fe(OH)2。的离子方程式为Fe2Fe3=3Fe2，的离子方程式为2Fe2Cl2=2Fe32Cl。变式6下列物质之间有如下反应关系：已知E转化成C的现
15、象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色。回答：(1)写出下列物质的化学式：A_，B_，D_，甲_，乙_，丙_。(2)写出EC反应的化学方程式：_。答案(1)Fe2O3FeCl3FeCl2Cl2NaOH(或KOH等)KSCN(2)4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3解析(1)E转化成C的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则E为Fe(OH)2，C为Fe(OH)3，A为红棕色粉末，则A为Fe2O3，B为FeCl3，D为FeCl2，乙为NaOH(或KOH等)，由DB的转化可知，甲为氯气或新制氯水等，由血红色溶液可知，丙为KSCN。1(2018临夏中学高一期末)将钠、镁、铝各0
16、.3 mol分别放入足量盐酸中，同温同压下产生气体的体积比是()A123 B632C311 D111答案A解析盐酸足量，金属失去的电子数等于H得到的电子数，Na失去的电子数为0.3 mol，Mg失去的电子数为0.3 mol20.6 mol，Al失去的电子数为0.3 mol30.9 mol，则同温同压下产生气体的体积比为0.3 mol0.6 mol0.9 mol123，选A。2(2018鸡泽县第一中学高一期末)钠、镁、铝三种金属单质的混合物跟足量的稀硫酸溶液充分反应后，得到标准状况下的氢气2.24 L，则这三种金属的总物质的量可能是()A0.050 mol B0.060 molC0.100 mo
17、l D0.200 mol答案C解析假设全部是钠，2Na2H=2NaH2，生成2.24 L氢气需要金属钠的物质的量为0.2 mol，假设全部是镁，Mg2H=Mg2H2，生成2.24 L氢气需要金属镁的物质的量为0.1 mol，假设全部是金属铝，2Al6H=2Al33H2，生成2.24 L氢气需要金属铝的物质的量为0.067 mol，混合物的总物质的量应在0.0670.2 mol这个范围内，C正确。3(2018三门峡市高一期末)由钠、镁、铝、铁四种金属单质中的两种组成的混合物共12 g，跟足量盐酸反应，产生5.6 L氢气(标准状况下)，由此可判断混合物中必定含有()A钠 B铁 C镁 D铝答案B解析
18、标况下n(H2)0.25 mol,12 g金属提供的电子为0.5 mol，则提供1 mol电子需要金属的质量为24 g。铁在反应中由0价2价，提供1 mol电子需28 g，同理需Na为23 g，Mg为12 g，Al为9 g。提供1 mol电子，只有铁的质量大于24 g，故金属混合物中一定有Fe。4(2018大庆实验中学高一期末)将23 g钠、18 g铝、56 g铁分别投入盛有200 g 7.3%的盐酸中(气体体积均在相同状况下测定)，下列分析正确的是()A产生的气体体积之比为522B铝和盐酸的反应速率仅次于钠，但产生的气体最多C铁和盐酸反应产生的气体比钠产生的多D钠和盐酸反应最剧烈，反应结束时
19、产生的气体一样多答案A解析23 g钠可转移1 mol电子、18 g铝可转移2 mol电子、56 g铁可转移2 mol电子，钠产生氢气最多，铁、铝产生氢气的量相同。5(2018定州高一期末)为了检验某Fe2溶液是否变质，可向溶液中加入()ANaOH溶液 B铁片C石蕊溶液 DKSCN溶液答案D解析A项，Fe2与NaOH溶液反应生成白色氢氧化亚铁沉淀，能迅速被氧化为红褐色氢氧化铁沉淀，所以不能检验是否变质；D项，如果Fe2溶液变质，则生成Fe3，遇KSCN溶液呈血红色，可以检验。6(2018济宁高一期末)合金比纯金属的性能更优良，应用范围更广，下列材料不是合金的是()A黄铜 B合金钢C硬铝 D金箔答
20、案D7(2018广安市高一期末)下列物质与其俗名匹配且相关叙述合理的是()A磁性氧化铁：四氧化三铁，为黑色晶体B铁红：氧化亚铁，可用作红色油漆的颜料C双氧水：过氧化氢，受热稳定、易溶于水D苏打：碳酸氢钠，可用于治疗胃酸答案A解析铁红是氧化铁，过氧化氢受热不稳定，苏打是碳酸钠，B、C、D错。8(2018天津六校联考)28 g铁粉溶于稀盐酸中，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤，将滤渣加强热，最终得到的固体质量为()A36 g B40 gC80 g D160 g答案B解析28 g铁粉的物质的量是0.5 mol，溶于稀盐酸中生成氯化亚铁，然后加入足量的Na2O2固体，充分反应后过滤得到氢氧化铁，将滤渣加强热，最终得到的固体是氧化铁，根据铁原子守恒可知氧化铁的质量为0.25 mol160 gmol140 g，答案选B。
