特別關注：重要金屬化合物的性質與用途

隨著人們生活水平的提高，重要金屬化合物的性質與用途逐步進入人們的生活，作為高考試題更會與時俱進，下面以近年高考涉及熱點物質的試題為例加以分析，以期對同學們備考有所幫助。

一、三草酸合鐵酸鉀

【要點提示】

1.物理性質和用途：三草酸合鐵酸鉀為翠綠色單斜晶體，溶于水，難溶于乙醇。110℃下失去三分子結晶水而成為K₃[Fe（C₂O₄）₃]，230℃時分解。該配合物對光敏感，光照下即發生分解。

2.制備原理：合成三草酸合鐵酸鉀的工藝路線有多種。例如可以鐵為原料制得硫酸亞鐵銨，加草酸鉀制得草酸亞鐵后經氧化制得三草酸合鐵酸鉀;或以硫酸鐵與草酸鉀為原料直接合成三草酸合鐵酸鉀，亦可以三氯化鐵與草酸鉀直接合成三草酸合鐵酸鉀。

（2）某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，按圖1所示裝置進行實驗。

①通入氮氣的目的是______。

②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變為紅色，由此判斷熱分解產物中一定含有______、______。

③為防止倒吸，停止實驗時應進行的操作是______。

（2）①裝置中的空氣在高溫下能氧化金屬銅，能影響E中的反應，所以反應前通人氮氣的目的是隔絕空氣，排盡裝置中的空氣。

②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，說明反應中一定產生CO₂。裝置E中固體變為紅色，說明氧化銅被還原為銅，即有還原性氣體CO生成，由此判斷熱分解產物中一定含有CO₂、CO。

③為防止倒吸，必須保證裝置中保持一定的壓力，所以停止實驗時應進行的操作是先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣即可。

④要檢驗Fe₂O₃存在首先要轉化為可溶性鐵鹽，因此方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe₂O₃。

（3）①高錳酸鉀氧化草酸根離子，其溶液顯紅色，所以滴定終點的現象是粉紅色出現。

②鋅把鐵離子還原為亞鐵離子，酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應中消耗高錳酸鉀是0.001cVmol，Mn元素化合價從+7價降低到+2價，所以根據電子得失守恒可知鐵離子的物質的量是0.005cvmol，則該晶體中鐵的質量分數的表

二、高鐵酸鹽

【要點提示】

1.物理性質和用途：高鐵酸鹽是一種綠色凈水劑，其有效成分是高鐵酸根[（FeO₄）^2-]，鐵呈+6價，具有很強的氧化性，能通過氧化作用進行消毒，同時，反應過后的還原產物是氫氧化鐵[Fe（OH）₃]，能夠將水中的懸浮物聚集形成沉淀。由于其強烈的氧化和絮凝作用，高鐵酸鹽的消毒和除污效果，全面優于含氯消毒劑和高錳酸鹽。更為重要的是它在水的消毒和凈化過程中，不產生任何對人體有害的物質。

例2 實驗小組制備高鐵酸鉀（K₂FeO₄）并探究其性質。

資料：K₂FeO₄為紫色固體，微溶于KOH溶液;具有強氧化性，在酸性或中性溶夜中快速產生O₂，在堿性溶液中較穩定。

（1）制備K₂FeO₄（如圖2，夾持裝置略）。

①A為氯氣發生裝置，A中反應的化學方程式是______（錳被還原為Mn²⁺）。

②將除雜裝置B補充完整并標明所用試劑：______。

①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產生黃綠色氣體，得溶液a，經檢驗氣體中含有Cl₂。為證明是否K₂FeO₄氧化了Cl^-而產生Cl₂，設計以下方案如表1。

Ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有______離子，但該離子的產生不能判斷一定是K₂FeO₄將Cl^-氧化，還可能由______產生（用方程式表示）。

Ⅱ.方案Ⅱ可證明K₂FeO₄氧化了Cl^-，用KOH溶液洗滌的目的是______。

②根據K₂FeO₄的制備實驗得出;氧化性Cl₂______FeO₄^2-（填“>”或“<”），而方案Ⅱ實驗表明，Cl₂和FeO₄^2-的氧化性強弱關系相反，原因是______。

③資料表明，酸性溶液中的氧化性

三、磷酸亞鐵鋰

【要點提示】

1.物理性質和用途：LiFePO₄是一種鋰離子電池正極材料LiFePO₄在自然界是以磷鐵鋰礦形式存在的，與傳統的鋰離子電池正極材料LiMn₂O₄和LiCoO₂相比，LiFePO₄原料來源更廣泛，價格更低廉，是下一代鋰離子蓄電池正極材料最有力的競爭者之一。

例3 磷酸亞鐵鋰（LiFePO₄）電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵銼電池正極片中的金屬，其流程如下：

下列敘述錯誤的是（）。

A.合理處理廢舊電池有利于保護環境和資源再利用

B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li

C.“沉淀”反應的金屬離子為Fe³⁺

D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉

解析：廢舊電池中含有重金屬，隨意排放容易污染環境，因此合理處理廢舊電池有利于保護環境和資源再利用，A項正確。根據流程的轉化可知從正極片中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li，B項正確。得到含Li、P、Fe的濾液，加入堿液生成氫氧化鐵沉淀，因此“沉淀”反應的金屬離子是Fe³⁺，C項正確。硫酸鋰能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D項錯誤。

答案：D

四、硫酸亞鐵

【要點提示】

1.物理性質和用途：無水硫酸亞鐵是白色粉末，溶于水，水溶液為淺綠色，其七水合物（綠礬，FeSO₄·7H₂O）主要用于凈水、照相制版及治療缺鐵性貧血等。

2.化學性質和實驗室制法。

化學性質：硫酸亞鐵具有還原性，主要還原水泥中的鉻酸鹽;高溫分解放出有毒的氣體;綠礬在干燥空氣中會風化，在潮濕空氣中易氧化成難溶于水的棕黃色堿式硫酸鐵。

實驗室制法：

①可以用鐵粉與稀硫酸反應直接制得’，反應方程式為Fe+H₂SO₄（稀）=H₂↑+FeSO₄。

②可以用硫酸銅溶液與鐵反應獲得，反應方程式為CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu。

例4 綠礬是含有一定量結晶水的硫酸亞鐵，在工農業生產中具有重要的用途。某化學興趣小組對綠礬的一些性質進行探究。回答下列問題：

（1）在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通人空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：______、______。

（2）為測定綠磯中結晶水含量，將石英玻璃管（帶端開關K₁和K₂，設為裝置A）稱重，記為m₁g。將樣品裝人石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m₂g。按圖4連接好裝置進行實驗。

①儀器B的名稱是______。

②將下列實驗操作步驟正確排序：______（填標號）;重復上述操作步驟，直至A恒重，記為m₃g。

a.點燃酒精燈，加熱b.熄滅酒精燈c.關閉K₁和K₂ d.打開K₁和K₂，緩緩通入N₂ e.稱量A f.冷卻至室溫

③根據實驗記錄，計算綠礬化學式中結晶水數目x=______（列式表示）。若實驗時按a、d次序操作，則使x______（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

（3）為探究硫酸亞鐵的分解產物，將（2）中已恒重的裝置A接入圖5所示的裝置中，打開K₁和K₂，緩緩通入N₂，加熱。實驗后反應管中殘留固體為紅色粉末。

①C、D中的溶液依次為______（填標號）。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現象分別

五、醋酸亞鉻

【要點提示】

1.物理性質和用途：乙酸亞鉻，又稱醋酸亞鉻，通常以二水鹽的形式存在，為磚紅色晶體，密度1.7g·cm^-3。極易被氧化，溶于熱水及大多數酸，不溶于醚。用于制備鉻（Ⅱ）鹽。可以用于除去氮氣中的微量氧氣，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。

2.制備：在酸性條件下用鋅還原高價化合物（Na₂Cr₂O₇）得到Cr²⁺溶液，在無氧的氫氣氛圍下與飽和乙酸鈉溶液發生復分解反應，析出紅色的乙酸亞鉻晶體。

例5 醋酸亞鉻[（CH₃COO）₂Cr·H₂O]為磚紅色晶體，難溶于冷水，易溶于酸，在氣體分析中用作氧氣吸收劑。一般制備方法是先在封閉體系中利用金屬鋅作還原劑，將三價鉻還原為二價鉻;二價鉻再與醋酸鈉溶液作用即可制得醋酸亞鉻，實驗裝置如圖6所示。

回答下列問題：

（1）實驗中所用蒸餾水均需經煮沸后迅速冷卻，目的是______，儀器a的名稱是______。

（2）將過量鋅粒和氯化鉻固體置于c中，加入少量蒸餾水，按圖6連接好裝置，打開K₁、K₂，關閉K₃。

①c中溶液由綠色逐漸變為亮藍色，該反應的離子方程式為______。

②同時c中有氣體產生，該氣體的作用是______。

（3）打開K₃，關閉K₁和K₂。c中亮藍色溶液流入d，其原因是______;d中析出磚紅色沉淀，為使沉淀充分析出并分離，需采用的操作是______、______、洗滌、干燥。

（4）指出裝置d可能存在的缺點：______。

六、重鉻酸鉀

【要點提示】

1.物理性質、結構和用途：重鉻酸鉀為橙紅色晶體，溶于水，不溶于乙醇，有毒，主要在化學工業中用作生產鉻鹽產品如三氧化二鉻等的主要原料，還是測試水體化學耗氧量（COD）的重要試劑之一。