【答案】（1）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑（2）容易控制温度（3）Fe+2Fe═3Fe（4）减小FeSO4的损失（5）防
止空气进入试管将Fe氧化为Fe（6）有浅绿色晶体析出
【变式训练】工业上常用铁屑跟硫酸反应并经除杂、浓缩、结晶、干燥等过程，来制取绿矾晶体(FeSO4?7H2O)，
已知浓硫酸能够氧化Fe，为了得到较纯的绿矾晶体，合理的方法是 A．使用硫酸过量 B．使用铁屑过量 C．使用稀硫酸 D．使用浓硫酸
【解析】在制备硫酸亚铁的过程中，空气可以将亚铁离子氧化为铁离子，可以加入过量的铁粉，将之还原
为亚铁离子，使用的硫酸是否过量不会改变亚铁离子转化为铁离子的事实，使用浓硫酸会将亚铁离子氧化，所以不能使用，故答案为B。 【答案】B 【实战演练】
1．实验室向40ml硫酸亚铁溶液(浓度约为4.0mol/L)中加入过量硫酸铵来制取摩尔盐
((NH4)2SO4?FeSO4?6H2O)，其流程如图1：
2+2+
3+
3+
2+
请回答下列问题：
（1）操作1是__________________；
（2）摩尔盐的溶解度随温度变化并不大，采用冷却结晶回收率不高，有人建议直接采用蒸发结晶，你认为是否合理？并给出你的理由____________________________________；
（3）若降温过程中未见摩尔盐晶体析出，可以___________________________________促使结晶出现； （4）如图2所示为减压过滤装置，回答有关问题；
①写出图中A、B、仪器的名称，A__________________；B__________________；
②该装置图有几处错误，请指出错误，_____________；__________________；( 写出两处即可)
36
（5）另取等量硫酸亚铁溶液，用1mol/L的酸性高锰酸钾溶液进行滴定：
①滴定终点的现象为__________________________________，
②滴定至终点耗用高锰酸钾溶液40ml，若实验最后得到摩尔盐晶体为58.8g，则本次实验的产率为__________________。
【答案】（1）蒸发、浓缩（2）不合理，有两个原因：若蒸发结晶，会有硫酸铵杂质，会失去部分或全部
结晶水（3）用玻璃棒小心摩擦烧杯壁(或相其中投入晶种)（4）①布式漏斗 吸滤瓶 ②布式漏斗颈口斜面应与吸滤瓶的支管口相对；安全瓶的长管和短管连接顺序错误 （5）①最后一滴高锰酸钾溶液颜色不褪去(或溶液变红半分钟内不褪色) ②75%
2．绿矾(FeSO4?7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药．某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究：
(一)FeSO4?7H2O的制备．该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)制备FeSO4?7H2O晶体：
①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，过滤除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽； ③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干； ⑤将制得的FeSO4?7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存． 请回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是_________________；
（2）实验步骤②明显不合理，理由是______________________________________________；
37
（3）为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，原因是______________________________________________； (二)探究绿矾(FeSO4?7H2O)热分解的产物
已知SO3的熔点是16.8℃，沸点是44.8℃，在加热条件下SO3具有比较强的氧化性．该小组设计如图的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)：
【实验过程】
①仪器连接后，检查装置的气密性；
②取一定量绿矾固体置于A中，通入N2以驱尽装置内的空气，关闭k，用酒精灯加热硬质玻璃管； ③观察到A 中固体逐渐变红棕色，B中试管收集到无色液体，C中溶液褪色；
④待A中反应完全并冷却至室温后，取少量反应后固体于试管中，加入硫酸溶解，取少量滴入几滴KSCN溶液，溶液变红色；
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液，溶液变浑浊． （4）实验结果分析
结论1：B中收集到的液体是_____________；
结论2：C中溶液褪色，可推知产物中有_____________； 结论3：综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3． 【实验反思】
（5）请指出该小组设计的实验明显不足：__________________________；
（6）分解后的固体中可能含有少量FeO，取上述实验④中硫酸溶解后的溶液少许于试管中，若只选用一种试剂鉴别，该试剂最合适的是_____________(填选项字母)．
a．氯水和KSCN溶液 b．酸性KMnO4溶液 c．H2O2 d．NaOH溶液 （7）该兴趣小组的某同学认为，绿矾受热分解的产物中一定没有FeO，他的理由是_______________________________________。
【答案】（1）除油污（2）应该铁屑过量，否则溶液中可能有铁离子和铜离子存在（3）用冰水洗涤可降低
洗涤过程中FeSO4?7H2O的损耗（4）H2SO4溶液；SO2（5）在C装置后增加一套尾气处理装置（6）b（7）FeO有强还原性，SO3有氧化性，两者受热时会发生氧化还原反应而不能共存
38
考点11 常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
【考点定位】本考点考查常见金属元素的单质及其化合物的综合应用，重点了解Na、Mg、Al、Fe及其化合
物之间的转化关系，特别是钠的过氧化物、碳酸钠与碳酸氢钠的转化与鉴别、铝及其氧化物、氧化物的两性。 【精确解读】 金属及其化合物
1．金属原子的最外层电子排布特点：最外层电子数较少．易失去最外层电子．
2．金属的物理性质：常温下除汞外均为晶体，有金属光泽，是热、电的良导体，大多有良好的延展性． 3．金属的化学性质
（1）金属与氧气的反应：
①钠与氧气反应-常温：4Na+O2═2Na2O加热：2Na+O2 Na2O2； ②铝与氧气反应：通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用
4Al+3O2═2Al2O3 加热铝箔时，由于外层氧化膜的熔点比铝的熔点高，故熔化的液态铝并不滴落．除去氧化膜的铝箔加热很快生成新的氧化膜，熔化的液态铝并也不滴落． ③铁与氧气反应：3Fe+2O2 Fe3O4(Fe2O3?FeO) （2）金属与水的反应：
①钠与水反应：2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；实验现象：钠浮在水面上，熔成小球，在水面上游动，有哧哧的声音，最后消失，在反应后的溶液中滴加酚酞，溶液变红． ②铝与水反应：加热时微弱反应
③铁与水反应：高温与水蒸气反应3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2↑． （3）金属与酸的反应：
39
①钠与酸反应：如2Na+2HCl═2NaCl+H2↑，Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反应．因此Na放入到酸中Na是不可能过量的．比钠与水的反应剧烈多．
②与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气．
③与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化．加热时，与强氧化性反应，但无氢气放出．非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出．
（4）某些金属与碱反应：和强碱溶液反应：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑． （5）金属与盐溶液反应：
①钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应．反应后的碱再与溶液中的其他物质反应．如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na+CuSO4+2H2O═Cu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑． ②铝与盐的溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属； ③铁与某些盐反应：如Fe+CuSO4═Cu+FeSO4，Fe+2FeCl3═3FeCl2等。 4．金属的氧化物
（1） 氧化钠和过氧化钠 名称 化学式 颜色状态 与H2O反应 与CO2反应 与酸反应 生成条件 用途 氧化钠 Na2O 白色固体 Na2O+H2O=2NaOH Na2O+CO2=Na2CO3 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O 钠与O2常温下反应： 4Na+O2=2Na2O 过氧化钠 Na2O2 淡黄色固体(粉末) 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 2Na2O2+4HCl=4NaCl+O2↑+2H2O 金属钠燃烧或在空气中点燃 供氧剂、氧化剂、漂白剂 （2）氧化铝：典型的两性氧化物（1）耐火材料(Al2O3熔点高)（2）冶炼金属铝 2Al2O3
电解 4Al+3O2↑．宝石的主要成分是氧化铝
两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物． Al2O3+6HCl═2AlCl3+3H2O，Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O Al2O3 +6H=2Al+3H2O，Al2O3 +2OH=2AlO2+H2O （3）铁的氧化物 FeO Fe2O3 +3 铁红 Fe3O4(Fe2O3?FeO) +2、+3 磁性氧化铁 +
3+
--
铁元素的价态 +2 俗称 40