鐵和鋁典型例題答案

1、學習必備歡迎下載【典型例題】類型一：鋁與NaOH 溶液的反應例題 1甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 mol/L 的鹽酸和 NaOH 溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反應結束后測得生成的氣體體積比為12，則加入鋁粉的質量為（）A 5.4 gB 3.6 gC 2.7 gD 1.8 g【答案】 A【解析】 2Al+6HCl 2AlCl 3+3H 2 2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO 2+3H 2由反應方程式可知，若在等物質的量濃度的鹽酸和NaOH 溶液中分別加入足量鋁，反應時產生H2 的體積之比 1 3，現(xiàn)在產生 H 2 的體積之比為 1 2，說明鋁粉的量相對于鹽酸來說是過量

2、的，對于NaOH 來說是不足量的，所以與鹽酸反應的鋁粉質量為2.7 g，與 NaOH 反應的鋁粉質量為 5.4 g?！究偨Y升華】 因為鋁與 NaOH 溶液反應是一個較為特殊的反應，所以當鋁與 NaOH 溶液在同一題目中出現(xiàn)時，往往要用到2Al+2NaOH+2H 2O 2NaAlO 2+3H 2這一關系來解。舉一反三：【變式1】取兩份等質量的鋁粉，分別與足量的鹽酸、濃氫氧化鈉溶液反應，在相同情況下產生的氣體體積之比是（）A 11B12C13D32【答案】 A【變式 2】下列關于金屬元素特征的敘述正確的是（）（ 1）金屬元素的原子只有還原性，離子只有氧化性；（2）金屬元素在化合物中只顯正價；（3）

3、金屬性越強的元素相應的離子氧化性越弱；（4）價電子越多的金屬原子金屬性越強；（5）離子化合物一定含金屬元素A 、 (1)(2)(3)B、 (2)(3)C、(1)(4)(5)D 、全部【答案】 B2+【解析】 (1) 對于變價金屬中，較低價態(tài)的金屬離子既有氧化性，又有還原性，如Fe。(2) 金屬元素的原子只具有還原性，故在化合物中只顯正價。(4) 金屬性的強弱要看失電子的難易。（5）離子化合物不一定含金屬元素，如NH 4Cl 。類型二： Al 2O3、 Al(OH) 3 的性質與制法例題 2既能與鹽酸反應又能與氫氧化鈉溶液反應的化合物是（） Al NaHCO 3Al 2O3 Mg(OH) 2 A

4、l(OH) 3A BCD【答案】 C【解析】注意審題，題目要求是“化合物 ”，防止錯選 A 。特別提示： 兩性物質是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的化合物。兩性氧化物有Al 2 O3、ZnO 等，兩性氫氧化物有 Al(OH) 、Zn(OH)2等。定義中的酸指非氧化性強酸溶液，堿指強堿溶液， 其實質是與 H +和 OH3反應。弱酸的銨鹽 如 (NH 4)2CO3、(NH 4)2S 等 、弱酸的酸式鹽（如 NaHCO 3）均既能與強酸（ H +）反應又能與強堿（ OH ）反應，但它們不屬于兩性物質。舉一反三：【變式1】氧化鋁熔點很高，常用于制造耐火材料，例如制作坩堝，下列操作不能在氧化鋁坩堝

5、中進行的是（）A 加熱使 CuSO4·5H 2O 失水B 加熱使 KMnO 4 分解C加熱熔化燒堿D加熱分解堿式碳酸銅【答案】 C類型三： “鋁三角 ”及其轉化例題 3向 50 mL 1 mol·L 1的 Al 2(SO4)3 溶液中加入 100 mL KOH 溶液，充分反應后得到3.9 g 沉淀，則學習必備歡迎下載KOH 溶液的物質的量濃度可能是（）11C11A 1 mol ·LB 3 mol L·1.5 mol L·D 3.5 mol L·【答案】 C、D【解析】方法一：根據(jù)Al 3+ 的物質的量與沉淀 Al(OH) 3 的物質的

6、量比較可推測KOH 溶液的兩種情況：（ 1）當加入 KOH 不足量時，n (KOH)3nAl(OH) 3 33.9g0.15mol ，78gmol 1故 c(KOH)0.15mol1.5molL 1 。0.1L（ 2）當加入 KOH 過量時，n (KOH)=4n (Al3+) n Al(OH) 3 =0.4 mol 0.05 mol=0.35 mol。故 c(KOH)0.35mol3.5molL 1 。0.1L方法二：用圖像法求解，如圖所示，用縱坐標表示生成的Al(OH) 3 的物質的量，橫坐標表示KOH 的物質的量。當生成沉淀0.05 mol 時，需 KOH 的物質的量為0.15 mol 或

7、 0.35 mol 。【總結升華】本題易漏選答案D，原因是未考慮到3.9 g 沉淀可以是Al(OH) 3 被過量的 KOH 溶液溶解了一部分而剩余部分沉淀的情況。舉一反三：【變式 1】等體積的AlCl 3 和 NaOH 溶液混合后，沉淀物中含鋁的質量與溶液中含鋁的質量相等，則AlCl和 NaOH 兩種溶液的物質的量濃度之比為（）A、13B、 23C、1 4D、273【答案】 B 、D【解析】 AlCl 3 和 NaOH 溶液混和有沉淀物生成，可能有兩種情況：NaOH 不足量，假設溶液中含有2mol 的 AlCl 3，如果為第一種情況生成Al(OH) 3 沉淀的物質的量與未反應的等，所以耗NaO

8、H 3mol 。則答案為B。如果為第二種情況，則生成1mol 的 Al(OH) 3 ， 1molNaOH 部分過量。AlCl 3 物質的量相-的 AlO 2 ，共消耗NaOH 為 7mol。所以答案為D?！咀兪?2】向 50mL1mol/L的 AlCl 3 溶液中加入0.2mol/L 的 NaOH 溶液，生成沉淀1.56g，需 NaOH 溶液多少 mL?【解析】當NaOH 不足時：3NaOH Al(OH) 3378x1.56解得x=0.06mol V(NaOH)=當 NaOH 過量時：=0.3L=300mLAl 3+ 3NaOH Al(OH) 31mol3mol78g0.05molyx解得x=

9、3.9gy=0.15molAl(OH) 3 NaOH78g1mol(3.9-1.56)gz學習必備歡迎下載解得z=0.03mol n(NaOH)=0.15+0.03 =0.18(mol)V(NaOH)=0.9L=900mL3+-另解：nAl(OH) 3=4n(Al) n(OH ) 0.02 = 4 0×.05 - n(OH - )-n(OH ) = 0.18mol類型四：與Al(OH) 3、 Al 3+、 AlO 2有關的圖像例題 4把 x 溶液（或氣體）慢慢加入（或通入）到一定量的y 溶液中，產生的沉淀量與加入 x 物質的量的關系如圖所示，符合圖中曲線的是（）A 、 x 為 CO2

10、， y 為 Ca(OH) 2B 、x 為 NH 3·H 2O， y 為 AlCl 3C、x 為 NaOH ， y 為 AlCl 3D、 x 為 HCl ， y 為 NaAlO 2【答案】 D【解析】 CO2 通入 Ca(OH) 2 溶液中可產生碳酸鈣沉淀，繼續(xù)通CO2 沉淀溶解而生成Ca(HCO 3)2 溶液。氨水加入 AlCl3溶液產生沉淀，但過量不溶，方程式為：Al 3+32+3 +3NH4NaOH 溶液滴加到 AlCl 3 溶液中生成 Al(OH)+3NH ·H O=Al(OH)3 沉淀，繼續(xù)加入沉淀溶解生成偏鋁酸鹽。AlCl 33 +3NaCl Al(OH)32+2

11、H2O+3NaOH=Al(OH)+NaOH=NaAlO鹽酸加入到 NaAlO 2 溶液中，先生成Al(OH)3 沉淀，繼續(xù)加入沉淀溶解生成三價鋁鹽。HCl+NaAlO 2+H2O=Al(OH) 3 +NaCl Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H 2O從觀察方程式的系數(shù)，定量角度分析。舉一反三：【變式 1】有一透明溶液，可能含有Al 3+、 Fe3+、 K +、 NH 4+ 、 Mg 2+和 Cu2+等離子中的一種或幾種?，F(xiàn)加入Na2O2 粉末只有無色無味的氣體放出，并同時析出白色沉淀。加入Na2O2 的量與生成白色沉淀的量之間的關系用下圖來表示。試推斷：（ 1）原溶液中一定含有 _。（

12、 2）一定不含有 _。（ 3）可能含有 _。（ 4）為了進一步確定可能含有的離子，應增加的實驗操作為_?！敬鸢浮浚?1） Al3+和 Mg2+3+2+（3）K+（ 2） Fe、NH 4、 Cu（4）焰色反應【解析】向溶液里加入過氧化鈉粉末，會發(fā)生Na2O2 和 H2 O 的反應，生成 NaOH 和 O2。因題目中沒有刺激性氣味氣體產生，說明原溶液中不含有Fe3+和 NH 4+。又因生成的沉淀是白色的，所以原溶液中不含有Fe3+和 Cu2+。根據(jù)圖中曲線的變化，表明隨Na 2O2 的加入（即 NaOH 的形成），白色沉淀逐漸增多，后來又逐漸減少，最后保持不變，說明原溶液中一定含有Al 3+和 M

13、g 2+ 。K +可能存在，可通過焰色反應來檢驗。規(guī)律總結：解答圖像計算題，必須抓住有關化學原理和有關物質的性質，結合圖像的特點，綜合分析逐步計算求解，其關鍵是抓住圖像四點（原點、交點、轉折點、終點），數(shù)形結合，分析計算。【變式 2】向 20 mL 某物質的量濃度 AlCl 3 溶液中滴入 2 mol ·L1NaOH 溶液時，得到 Al(OH) 3 沉淀質量與所滴加 NaOH 溶液的體積（ mL ）關系如右圖所示，試回答下列問題：學習必備歡迎下載（ 1）圖中 A 點表示的意義是 _。（ 2）圖中 B 點所示的意義是 _。（ 3）上述兩反應用總的離子方程式可表示為_。（ 4）假若溶液中

14、有Al(OH) 3 沉淀 0.39 g，則此時用去NaOH溶液的體積為_。【答案】（ 1）加入 NaOH 溶液 15 mL 時，沉淀達到最多，質量為0.78 g（ 2）當 NaOH 溶液達到 20 mL 時，生成的沉淀恰好全部溶液（ 3）Al 3+4OH AlO 2 +2H 2O（ 4） 7.5 mL 或 17.5 mL【典型例題】類型一：金屬與水（水蒸氣）反應的實驗探究例 1 如下圖所示，在玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物，加熱并通入水蒸氣，用試管收集產生的經(jīng)干燥的氣體，并靠近火焰點火。（ 1）所觀察到的現(xiàn)象是 _，有關反應的化學方程式是 _。（ 2）干燥管內可裝入的試劑是 _，其作用是

15、 _。干燥管還可用 _（填裝置名稱）代替。（ 3）玻璃管中石棉絨的作用是 _。實驗開始時應先點燃 _，實驗結束時，應先熄滅 _。【答案】（ 1）紅熱的鐵與水蒸氣反應，放出氣體，這種氣體靠近火焰點火時，能燃燒或發(fā)出爆鳴聲3Fe+4H 2O (g)Fe3O4+4H 2（ 2）堿石灰（或無水 CaCl2、硅膠等）吸收水蒸氣，干燥氫氣U 形管（ 3）鐵粉的載體，增大鐵粉與水蒸氣的接觸面積酒精燈酒精噴燈【解析】常溫下Fe 不與 H2O 發(fā)生反應，但在高溫下，F(xiàn)e 與 H2O (g) 反應生成 Fe3O4 和 H2。因鐵粉和 Fe3 O4均為黑色，因此實驗過程中固體顏色無明顯變化，但產物H 2 可用點燃的

16、方法驗證。石棉絨成分為硅酸鹽，它耐高溫且性質穩(wěn)定，是鐵粉的載體。舉一反三：【變式 1】有人設計了如右圖所示的實驗裝置，目的是做鈉與水反應的實驗并驗證：鈉的物理性質；鈉與水反應的產物是什么。（ 1）當進行適當操作時還需要的儀器有_。（ 2）如何進行操作？ _。（ 3）實驗現(xiàn)象是 _?！敬鸢浮浚?）小試管和酒精燈（ 2）將大頭針向上提，使鈉塊落入水中，將小試管扣在導管上收集反應產生的氣體，用拇指堵住小試管口移近酒精燈，松開拇指點燃小試管中的氣體（ 3）鈉浮在水面上很快熔化成閃亮的小球，并逐漸消失，水溶液由無色變成紅色，點燃小試管中的氣體時，有尖銳的爆鳴聲類型二：鐵的氧化物、氫氧化物的性質例 2有

17、0.4 g 鐵的氧化物， 用足量的CO 在高溫下將其還原， 把生成的 CO2 全部通入足量的澄清石灰水中，得到0.75 g 固體沉淀物。這種鐵的氧化物的化學式為（A FeOB Fe2O3C Fe3O4D Fe4O5）。學習必備歡迎下載【答案】 BFexOy ，則發(fā)生的反應為FexOy+yCO高溫【解析】可設這種鐵的氧化物的化學式為xFe+yCO 2 ，Ca(OH) 2+CO 2 CaCO3 +H2O。從而得到 FexOy 與 CaCO3 的關系式為：FexOyyCaCO356x+16y100y0.4 g0.75 g5 6x1 6y1 0y00. 4 g0. 7 5 g解得： x y2 3。所以

18、，這種鐵的氧化物的化學式為Fe2O3?！究偨Y升華】 （ 1） Fe3O4 是一種純凈物，而不是由FeO 和 Fe2O3 組成的混合物。其組成也可用鹽的形式表示為 Fe(FeO2)2。（ 2）鐵的氧化物都能與鋁粉混合發(fā)生鋁熱反應，其通式可以表示為：2yAl+3Fe xOy高溫yAl 2O3+3xFe此反應可應用于野外焊接鋼軌，在定向爆破中熔斷鋼筋。舉一反三：【變式 1】對于金屬的氫氧化物，下列說法正確的是（）。A 全部由金屬氧化物溶于水制得B 可以用化合反應、復分解反應制得CFe(OH) 2、Fe(OH) 3、 Al(OH) 3 都不溶于過量的強堿D金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性均較差【答案】 B類型三

19、：鐵鹽和亞鐵鹽的性質例 3將鐵粉、銅粉、FeCl3 溶液和 CuCl 2 溶液混合于某容器中充分反應（假定容器不參與反應）。試判斷下列情況下，溶液中存在的金屬離子和金屬單質。（ 1）若鐵粉有剩余， 則容器中不可能有的離子是：_；銅單質 _（填 “一定 ”或 “可能 ”）存在。（ 2）若氯化鐵和氯化銅都有剩余，則容器中不可能有的單質是_， Fe2+ _（填 “一定 ”或 “可能 ”）存在?！敬鸢浮浚?1） Fe3+、 Cu 2+一定 （ 2）Fe、 Cu 一定【解析】本題屬于物質共存問題，解答時應首先弄清物質間可能發(fā)生的反應，凡相互間能發(fā)生反應的物質就不可能大量共存。本題涉及的反應有： Fe+2

20、FeCl3 3FeCl2 Fe+CuCl 2 Cu+FeCl 2Cu+2FeCl 3 2FeCl2 +CuCl 2（ 1）若鐵粉有剩余，則容器中不可能有Fe2+、 Cu2+，因為它們能發(fā)生上述反應，一定有銅單質。（ 2）若 FeCl3 和 CuCl 2 都有剩余，則容器中一定沒有Fe、 Cu，一定有 Fe2+?！究偨Y升華】在氧化還原反應中，氧化劑與不同還原劑反應時，應先與還原性強的反應；同樣，還原劑與不同氧化劑反應時，也應先與氧化性強的反應，即遵循“先強后弱 ”的規(guī)律。舉一反三：【變式1】要證明某溶液中不含F(xiàn)e3+，而含有Fe2+，進行如下實驗操作時最佳順序為（）。加入少量氯水加入少量 KMn

21、O 4 溶液加入少量 KSCN 溶液A B CD【答案】 C【變式2】在 FeCl3 、CuCl 2 和 HCl 的混合溶液中加入鐵粉。 待反應結束， 剩余的固體濾出后能被磁鐵吸引，則反應后溶液存在的較多陽離子是（）學習必備歡迎下載A Cu 2+B Fe3+C Fe2+D H+【答案】 C【解析】由題中所給信息可知，鐵粉有剩余，因此加入的鐵粉將與混合溶液中的三種具有氧化性的粒子即Fe3+、 Cu 2+、H + 依次反應，所以反應后溶液存在的較多陽離子是Fe2+。類型四： Fe(OH) 2 的制取例 4 用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH) 2 沉淀。3+溶液與用不含 O2 的蒸餾水配制的

22、NaOH 溶液反應制備。方法一：用不含 Fe 的 FeSO4（ 1）除去蒸餾水中溶解的 O2常采用 _的方法。（ 2）生成白色 Fe(OH) 2 沉淀的操作是用長滴管吸取不含O2 的 NaOH 溶液，插入 FeSO4 溶液液面下，再擠出 NaOH 溶液。這樣操作的理由是 _?！靖咔逭n堂： 鐵及其化合物】方法二：在如右圖所示裝置中，用NaOH 溶液、鐵屑、稀H2SO4 等試劑制備。（ 1）在試管里加入的試劑是 _。（ 2）在試管里加入的試劑是 _。（ 3）為了制得白色 Fe(OH) 2 沉淀，在試管和中加入試劑，打開止水夾，塞緊塞子后的實驗步驟是 _。（ 4）這樣生成的Fe(OH) 2 沉淀能較長時間保持白色，其理由是_?！敬鸢浮糠椒ㄒ唬?（ 1）煮沸（ 2）避免生成的Fe(OH) 2 沉淀接觸O2方法二：（ 1）稀 H 2SO4、鐵屑（ 2） NaOH 溶液（ 3）檢驗試管出口處排出的氫氣的純度，當排出的H 2 純凈時，再夾緊止水夾（ 4）試管中反應生成的H2 充滿了試管I 和試管，且外界空氣不容易進入【解析】方法一：（ 1）氣體的溶