（新課標(biāo)Ⅲ）2019版高考化學(xué) 專題十三 鐵、銅及其化合物課件.ppt

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1、專題十三鐵、銅及其化合物,高考化學(xué) (課標(biāo)專用),A組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組 考點一鐵及其化合物 1.(2018課標(biāo),7,6分)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鋰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(huán)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(yīng)的金屬離子為Fe3+ D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉,五年高考,答案D本題考查工藝流程分析,鋁、鐵、鋰的化合物的性質(zhì)等。合理處理廢舊電池可回收有關(guān)金屬,達到資源再利用的目的,同時有利于環(huán)境保護,A項正確;

2、由流程圖可知,“正極片”中含有的金屬元素有Al、Fe、Li,B項正確;LiFePO4中鐵元素的化合價為+2價,在H2SO4、HNO3作用下轉(zhuǎn)化為Fe3+,經(jīng)堿液處理形成Fe(OH)3沉淀,C項正確;Li2CO3難溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D錯誤。,審題方法以元素化合物的性質(zhì)為依據(jù),分析流程中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。,2.(2014課標(biāo),8,6分,0.786)化學(xué)與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是(),答案C生活中常用熱的純堿溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3與油污直接發(fā)生反應(yīng),而是純堿水解使溶液呈堿性,油污在堿性條件下水解生成可溶于水的高級

3、脂肪酸鹽和甘油,A錯誤;漂白粉在空氣中久置變質(zhì),是因為發(fā)生了反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,2 HClO 2HCl+O2,B錯誤;K2CO3與NH4Cl混合使用,因發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)生成NH3而 降低肥效,C正確;FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作的反應(yīng)原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+ CuCl2。,解題關(guān)鍵認真審題,掌握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵。,易錯警示A項對純堿的性質(zhì)不熟悉易錯選;B項不了解漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2易錯選。,3.(2018課標(biāo),26,14分)我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO

4、2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示: 相關(guān)金屬離子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:,回答下列問題: (1)焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有;氧化除雜工序中ZnO的作用是,若不通入氧氣,其后果是。 (3)溶液中的Cd2+可用鋅粉除去,還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為。 (4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時,陰極的電極反應(yīng)式為;沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用。,答案(1)ZnS+O2ZnO+SO2 (2)PbSO4調(diào)節(jié)溶液的pH無法除去雜質(zhì)Fe2+ (3)Cd2++Zn Cd+Zn2+ (

5、4)Zn2++2e- Zn溶浸,解析本題考查元素化合物知識在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用。(1)高溫焙燒,金屬硫化物轉(zhuǎn)化為金屬氧化物和二氧化硫氣體。(2)PbSO4難溶于水;氧化除雜工序中通入O2,可將鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe3+,加入ZnO調(diào)節(jié)溶液pH為2.86.2,保證Fe3+被完全除去。(3)還原除雜工序中鋅粉可置換出金屬Cd。(4)電解硫酸鋅溶液時,陰極反應(yīng)式為Zn2++2e- Zn,陽極反應(yīng)式為2H2O-4e- O2 +4H+,沉積鋅后的電解液中主要含硫酸,可返回溶浸工序繼續(xù)使用。,4.(2017課標(biāo),27,14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料,可利用鈦鐵礦(主要成分為

6、FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下: 回答下列問題: (1)“酸浸”實驗中,鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時,所采用的實驗條件為。,(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOC形式存在,寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式。 (3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40 min所得實驗結(jié)果如下表所示:,分析40 時TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因。 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4,其中過氧鍵的數(shù)目為。 (5)若“濾液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3

7、+)=1.010-5 molL-1,此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式計算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.310-22、1.010-24。 (6)寫出“高溫煅燒”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式。,答案(1)100 、2 h,90 、5 h (2)FeTiO3+4H++4Cl- Fe2++TiOC+2H2O (3)低于40 ,TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過40 ,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)4 (5)Fe3+恰好沉淀完全時,c(P)= molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2

8、(P)值為0.013 (1.310-17)2=1.710-40

9、轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率隨溫度升高而增加;超過40 ,雙氧水分解與氨氣逸出導(dǎo)致TiO2xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降。(4)Li2Ti5O15中Ti為+4價,Li為+1價,設(shè)過氧鍵的數(shù)目為x,則12+45=2(15-2x)+2x,解得x=4。(6)高溫下FePO4與Li2CO3和H2C2O4反應(yīng)制備LiFePO4,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒可得化學(xué)方程式:2FePO4 +Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2。,方法技巧無機物制備工藝流程題的破解方法,1.首尾分析法 對一些線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為“一條龍”的生產(chǎn)工序)題,首先對比分析流程圖中第一種物質(zhì)(原材料)與最后一種物質(zhì)(產(chǎn)品),

10、從對比分析中找出原料與產(chǎn)品之間的關(guān)系,弄清生產(chǎn)過程中原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的基本原理和分離、提純產(chǎn)品的化工工藝,然后結(jié)合題設(shè)的問題、逐一推敲解答。,2.截段分析法 對于用同樣的原材料生產(chǎn)兩種或兩種以上產(chǎn)品(包括副產(chǎn)品)的工藝流程題,用截段分析法更容易找到解題的切入點。用截段分析法解工藝流程題關(guān)鍵在于看清主、副產(chǎn)品是如何分開的,以此確定如何截段,截幾段更合適,一般截段以產(chǎn)品為準(zhǔn)點。,5.(2016課標(biāo),28,15分)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}: (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是。 (2

11、)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為。 (3)乙組同學(xué)認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學(xué)在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是。 (4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進行如下實驗: 第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色; 第二支試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶

12、液,生成藍色沉淀; 第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。 實驗檢驗的離子是(填離子符號);實驗和說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為。,(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;一段時間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是;生成沉淀的原因是(用平衡移動原理解釋)。,答案(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl- (3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響) (4)Fe2+Fe3+可逆反應(yīng) (5)2Fe2++H2O2+2

13、H+ 2Fe3++2H2OFe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱,促進Fe3+ 的水解平衡正向移動,解析(1)Fe2+易被空氣中的O2氧化為Fe3+,加入少量鐵屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可將Fe2+氧化,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)Fe2+易被空氣中的O2氧化,加入煤油,覆蓋 在溶液上面,阻止空氣進入溶液干擾實驗。(4)實驗加入K3Fe(CN)6溶液,生成藍色沉淀,說明含有Fe2+;實驗和說明在I-過量的情況下,溶液中仍含有Fe3+,證明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,說明Fe2+被

14、H2O2氧化成Fe3+,同時生成的Fe3+對H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反應(yīng)放熱,又對Fe3+的水解起促進作用。,易混易錯第(5)問若不能挖掘內(nèi)涵,會對產(chǎn)生氣泡的原因及生成沉淀的原因分析不清。,6.(2015課標(biāo),27,14分,0.423)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示: 回答下列問題: (1)寫出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度外,還可采取的措施有(寫出兩條)。 (2)利用

15、的磁性,可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是。(寫化學(xué)式) (3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約,為5,目的是。 (4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是(填名稱)。 (5)以硼酸為原料可制得硼氫化鈉(NaBH4),它是有機合成中的重要還原劑,其電子式為。 (6)單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過程。,答案(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2分)提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒 徑(2分) (2)Fe3O4SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分) (3)將Fe2+

16、氧化成Fe3+使Fe3+與Al3+形成氫氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分) (4)(七水)硫酸鎂(1分) (2分) (6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO(2分),解析(1)硫酸可與硼酸鹽反應(yīng)制取酸性較弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3。為提高浸出速率,除適當(dāng)增加硫酸濃度 外,還可采取提高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑等措施。 (2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性將其從“浸渣”中分離;“浸渣”中還剩余的物質(zhì)是SiO2和Ca-SO4。 (3)“凈化除雜”需先加H2

17、O2溶液,其作用是把Fe2+氧化為Fe3+,然后調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,使Al3+和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。 (4)“粗硼酸”中所含雜質(zhì)主要是沒有除去的易溶性鎂鹽,故為(七水)硫酸鎂。 (5)硼氫化鈉的電子式為 。 (6)利用Mg的還原性制取硼的化學(xué)方程式為2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO。,審題技巧在審題的過程中,要注意結(jié)合化工流程的目的來分析每一步在處理什么問題。,知識拓展化工生產(chǎn)就是將化學(xué)實驗工業(yè)化,所以在解答化工流程題的過程中,應(yīng)該結(jié)合化工生產(chǎn)的目的,來分析每一步操作的目的,而這些操作大多數(shù)是為了原料的分離、提

18、純,所以涉及的實驗操作往往是過濾、萃取、蒸餾等,而且所加入的處理試劑與平時分離除雜所選用的試劑在選用原理上都是相似的。,考點二銅及其化合物金屬的冶煉 1.(2015課標(biāo),10,6分,0.554)下列實驗中,對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是(),答案DA項,稀硝酸加入過量鐵粉中,產(chǎn)物是Fe2+,滴加KSCN溶液,不會出現(xiàn)血紅色;B項,將銅粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,溶液變藍,發(fā)生了反應(yīng):2Fe3++Cu 2Fe2++Cu2+,說明氧化 性Fe3+Cu2+,沒有黑色固體出現(xiàn);C項,用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,鋁箔表面的鋁和空氣中的

19、氧氣反應(yīng)生成Al2O3,Al2O3熔點高,包裹著熔化的鋁,熔化后的液態(tài)鋁不會滴落下來;D項,將0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,說明NaOH已反應(yīng)完全,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液,白色沉淀變?yōu)闇\藍色沉淀,說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小。,解題關(guān)鍵讀題時獲取的信息是否完整、是否抓住了關(guān)鍵語句是解題的關(guān)鍵。,易錯警示A項易忽略鐵與稀硝酸反應(yīng)時所得產(chǎn)物與反應(yīng)物的量是有關(guān)系的;B項容易認為Cu可以與Fe3+反應(yīng)而忽略Cu不能置換出Fe單質(zhì);C項對鋁箔在酒精燈上加熱的現(xiàn)象不熟悉而錯選。,2.(2017課標(biāo),27,15分)重鉻酸鉀是一種重

20、要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示: 回答下列問題: (1)步驟的主要反應(yīng)為: FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是。 (2)濾渣1中含量最多的金屬元素是,濾渣2的主要成分是及含硅雜質(zhì)。 (3)步驟調(diào)濾液2的pH使之變(填“大”或“小”),原因是(用離子方程式表示)。 (4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾得到,K2 Cr2O7固體。冷卻到

21、(填標(biāo)號)得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。 a.80 b.60 c.40 d.10 步驟的反應(yīng)類型是。 (5)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2 kg,產(chǎn)率為。,答案(1)27陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng) (2)FeAl(OH)3 (3)小2Cr+2H+ Cr2+H2O (4)d復(fù)分解反應(yīng) (5)100%,解析(1)FeOCr2O3是還原劑,氧化產(chǎn)物為Na2CrO4和Fe2O3,每摩爾FeOCr2O3參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移7 mol電子,而NaNO3是氧化劑,還原產(chǎn)物為NaNO2,每摩爾NaNO3參與反應(yīng)轉(zhuǎn)移2 mol電子,根據(jù)得失電子守恒可知,

22、FeOCr2O3和NaNO3的系數(shù)比為27;陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應(yīng),故熔融時不能使用陶瓷容器。(2)步驟中反應(yīng)產(chǎn)生了不溶于水的Fe2O3,故濾渣1的主要成分是Fe2O3,則含量最多的金屬元素是鐵元素;調(diào)節(jié)pH=7后,Al3+水解產(chǎn)生Al(OH)3沉淀,故濾渣2中除了含硅雜質(zhì)外還有Al(OH)3。(3)分析知濾液2中的主要成分是Na2Cr,濾液3中的主要成分應(yīng)為Na2Cr2O7,則第步調(diào)節(jié)pH的作用是使Na2Cr轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,離子方程式為2Cr+2H+Cr2 +H2O,由此可知應(yīng)調(diào)節(jié)pH使之變小。(4)由溶解度曲線圖可知,應(yīng)選擇K2Cr2O7溶解度最小且小于溶液中其他溶質(zhì)溶解

23、度的溫度范圍,故選d,此時得到的K2Cr2O7固體最多;步驟中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KCl+Na2Cr2O7 K2Cr2O7+2NaCl,該反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)。(5)樣品中Cr2O3 的質(zhì)量為(m140%) kg,則生成K2Cr2O7的理論質(zhì)量為(m140%) kg,則產(chǎn)率為m2 kg(m1 kg 40%)100%=100%。,思路梳理關(guān)于無機化工流程圖題目的解題思路,1.粗讀題干,挖掘圖示。讀題過程中分析核心元素,找出雜質(zhì)元素。,2.攜帶問題,精讀信息,信息包括三方面:一是題干,二是流程圖,三是設(shè)置問題。重點抓住物質(zhì)流向(“進入”和“流出”)、分離操作類型及目的。,考點一鐵及其化合物 1.(

24、2018江蘇單科,6,2分)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述一定不正確的是() A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液顯紅色 B.KAl(SO4)212H2O 溶于水可形成Al(OH)3膠體 C.NH4Cl 與Ca(OH)2 混合加熱可生成NH3 D.Cu與FeCl3 溶液反應(yīng)可生成CuCl2,B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,答案A本題考查元素化合物的性質(zhì)。向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不顯紅色,A項錯誤;KAl(SO4)212H2O溶于水,電離出的Al3+發(fā)生水解可形成Al(OH)3膠體,B項正確;實驗室常用NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱制NH3,C項正確;Cu與

25、FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2和FeCl2,D項正確。,易錯易混SCN-與Fe3+可結(jié)合形成Fe(SCN)3使溶液顯紅色,而SCN-與Fe2+不能。,2.(2017江蘇單科,7,2分)在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是() A.Fe FeCl2 Fe(OH)2 B.S SO3 H2SO4 C.CaCO3 CaO CaSiO3 D.NH3 NO HNO3,答案C本題考查元素及其化合物的知識。A項,鐵在Cl2中燃燒只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;B項,硫與O2反應(yīng)不能直接生成SO3;C項,CaCO3在高溫條件下分解生成CaO和CO2,CaO與SiO2在高溫條件下化合生成

26、CaSiO3;D項,NH3與O2在催化劑加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成NO,NO易與O2反應(yīng)生成NO2,NO2能與水反應(yīng)生成HNO3,但NO不能與水反應(yīng)。,易混易錯Fe在Cl2中燃燒時,無論Fe是否過量,只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;Fe與FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2;S在O2中燃燒時,無論O2是否過量,只能生成SO2,不能直接生成SO3。,3.(2016浙江理綜,7,6分)下列說法不正確的是() A.儲熱材料是一類重要的能量存儲物質(zhì),單位質(zhì)量的儲熱材料在發(fā)生熔融或結(jié)晶時會吸收或釋放較大的熱量 B.Ge(32號元素)的單晶可以作為光電轉(zhuǎn)換材料用于太陽能電池 C.Ba2+濃度較高時危害健康

27、,但BaSO4可服入體內(nèi),作為造影劑用于X-射線檢查腸胃道疾病 D.納米鐵粉可以高效地去除被污染水體中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金屬離子,其本質(zhì)是納米鐵粉對重金屬離子較強的物理吸附,答案DD項,納米鐵粉可與Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等發(fā)生置換反應(yīng),不是物理吸附。,4.(2016上海單科,17,3分)某鐵的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL Cl2,恰好將Fe2+完全氧化。x值為() A.0.80B.0.85C.0.90D.0.93,答案A根據(jù)得失電子守恒可知,FexO被氧化為Fe3+轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

28、相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112 mL Cl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01 mol,則有(3-)x=0.01,得x=0.80,故A正 確。,5.(2018江蘇單科,16,12分)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金屬硫酸鹽)為原料,生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下: (1)焙燒過程均會產(chǎn)生SO2,用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為。 (2)添加1% CaO和不添加CaO的礦粉焙燒,其硫去除率隨溫度變化曲線如圖所示。,已知:多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600 硫去除率=(1-)100% 不添加CaO的礦粉在低于500 焙燒時,去除的硫元素主要來源于。 7

29、00 焙燒時,添加1% CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低,其主要原因是。 (3)向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2,鋁元素存在的形式由(填化學(xué)式)轉(zhuǎn)化為(填化學(xué)式)。 (4)“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2,理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)=。,答案(12分) (1)SO2+OH- HS (2)FeS2硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中 (3)NaAlO2Al(OH)3 (4)116,解析本題考查化學(xué)工藝流程的分析、硫及其化合物,氧化還原反應(yīng)的計算。 (1)用NaOH溶液吸收過量SO2

30、生成NaHSO3,離子方程式為OH-+SO2 HS。 (2)FeS2在低于500 焙燒時能與空氣中的O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2,發(fā)生的反應(yīng)為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故不添加CaO的礦粉在焙燒時去除的硫元素主要來源于FeS2;700 焙燒 時,添加CaO后,硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中,使礦粉硫去除率降低。 (3)礦粉焙燒后加NaOH溶液堿浸時,Al2O3能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,發(fā)生的反應(yīng)為Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O,過濾后,NaAlO2在濾液中,向濾液中通入過量CO2時,發(fā)生反應(yīng)NaA lO2+CO2+2H2O Al(OH)3+N

31、aHCO3,所以鋁元素存在的形式由NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3。 (4)分析反應(yīng)前后元素化合價的變化,利用得失電子守恒知:n(FeS2)+52n(FeS2)=2n(Fe2O3), 解得=,即理論上完全反應(yīng)消耗的n(FeS2)n(Fe2O3)=116。,關(guān)聯(lián)知識生石灰脫硫原理:CaO+SO2 CaSO3,2CaSO3+O2 2CaSO4。,6.(2017北京理綜,28,16分)某小組在驗證反應(yīng)“Fe+2Ag+ Fe2++2Ag”的實驗中檢測到Fe3+, 發(fā)現(xiàn)和探究過程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液(pH2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。 (

32、1)檢驗產(chǎn)物 取出少量黑色固體,洗滌后,(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。 取上層清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,產(chǎn)生藍色沉淀,說明溶液中含有。 (2)針對“溶液呈黃色”,甲認為溶液中有Fe3+,乙認為鐵粉過量時不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗: 取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關(guān),對比實驗記錄如下:,(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN) 對Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè): 假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)b:空氣中存在O2

33、,由于(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)c:酸性溶液中的N具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)d:根據(jù)現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。 下述實驗可證實假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗可證實假設(shè)d成立。 實驗:向硝酸酸化的溶液(pH2)中加入過量鐵粉,攪拌后靜置,不同時間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。 實驗:裝置如下圖。其中甲溶液是,操作及現(xiàn)象是。,(3)根據(jù)實驗現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測實驗中Fe3+濃度變化的原因:。,答案(16分) (1)加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀 Fe2+ (2)2Fe3+

34、+Fe 3Fe2+ 4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀 0.05 molL-1 NaNO3FeSO4溶液分別取電池工作前與工作一段時間后左側(cè)燒杯中溶液,同時滴加KSCN溶液,后者紅色更深 (3)溶液中存在反應(yīng):2Ag++Fe Fe2++2Ag,Ag++Fe2+ Fe3++Ag,Fe+2Fe3+ 3Fe2+。 反應(yīng)開始時,c(Ag+)大,以反應(yīng)、為主,c(Fe3+)增大。約30 min后,c(Ag+)小,以反應(yīng)為主,c(Fe3+)減小,解析本題側(cè)重考查學(xué)生對實驗現(xiàn)象的分析判斷能力以及實驗設(shè)計能力。 (1)燒杯底部的黑色固體中含有銀和過量的鐵,要證明Ag的

35、存在,可加硝酸并加熱將固體溶解,然后用鹽酸來檢驗Ag+的存在。 (2)要證實假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因,需將原實驗中的溶液換成c(H+)、c(N)分 別相同,但不含Ag+的溶液,可選用硝酸酸化的0.05 molL-1 NaNO3溶液(pH2),通過向上層清液中滴加KSCN溶液后的現(xiàn)象差異進行驗證。實驗中甲溶液是FeSO4溶液,電極反應(yīng)為:負極Fe2+ -e- Fe3+,正極Ag++e-Ag。一段時間后檢驗Fe3+的存在及濃度,即可得出Ag+能將Fe2+氧 化成Fe3+的結(jié)論。 (3)解題時要注意實驗過程中過量的鐵始終是存在的。,破定止慣思維定式在解題時危害很大,學(xué)習(xí)時我們能夠接觸

36、到Fe3++Ag Fe2++Ag+,所以就 產(chǎn)生了Ag+不能氧化Fe2+的思維定式,從而影響該題的解答。,7.(2015天津理綜,10,14分)FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題: (1)FeCl3凈水的原理是。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示)。 (2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。 若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.010-2 molL-1,c(Fe3+)=1.010-3 molL-1,c(Cl-)=5.310-2

37、molL-1,則該溶液的pH約為。 完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式: Cl+Fe2++ Cl-+Fe3++ (3)FeCl3在溶液中分三步水解: Fe3++H2O Fe(OH)2++H+K1 Fe(OH)2++H2O Fe(OH+H+K2 Fe(OH+H2O Fe(OH)3+H+K3,以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)K1、K2、K3由大到小的順序是。 通過控制條件,以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為: xFe3++yH2O Fex(OH+yH+ 欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)。 a.降溫b.加水稀釋 c.加入NH4Cld.加入NaHCO3 室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃

38、度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是。 (4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵以Fe(mgL-1)表示的最佳范圍約為mgL-1。,答案(1)Fe3+水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì)2Fe3++Fe 3Fe2+ (2)2166H+163H2O (3)K1K2K3bd調(diào)節(jié)溶液的pH (4)1820,解析(1)FeCl3凈水的原理是Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3膠體具有較強的吸附性,能吸附水中的懸浮雜質(zhì)使其沉降,從而起到凈水作用。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是Fe3+具有較強的氧化性,將

39、Fe氧化為Fe2+,其離子方程式為:2Fe3++Fe 3Fe2+。 (2)酸性FeCl2廢液中除存在Fe2+、Fe3+、Cl-外,還存在H+和OH-,由電荷守恒得:c(H+)+2c(Fe2+)+3c(Fe3+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(OH-)很小,可忽略不計,故有c(H+)+22.010-2 molL-1+31.010-3 molL-15.310-2 molL-1,則c(H+)1.010-2 molL-1,pH2。由可知溶液顯酸性,空缺的反應(yīng)物為H+,則空缺的生成物為H2O,由得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒可配平該離子方程式。 (3)離子分步水解時,水解程度逐級減小,而水解平衡

40、常數(shù)能夠表示水解程度的大小,K值越大,水解程度越大,故有K1K2K3。對于xFe3++yH2O Fex(OH+yH+,由于水解反應(yīng)吸熱,降 溫可使平衡逆向移動;加水稀釋,水解程度增大,平衡正向移動;加入NH4Cl,N水解使c(H+)增 大,平衡逆向移動;加入NaHCO3,HC結(jié)合H+使c(H+)減小,平衡正向移動,故選b、d。欲使FeCl3 溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵,應(yīng)使Fe3+的水解平衡正向移動,在FeCl3濃度一定的條件下,適當(dāng)減小c(H+),即調(diào)節(jié)溶液的pH可達到這種效果。 (4)由題圖可以看出,投放聚合氯化鐵18 mgL-1時,渾濁度的去除率最高;投放聚合氯化鐵20 mg,L-1時,

41、還原性物質(zhì)的去除率最高,因此投放聚合氯化鐵的最佳范圍為1820 mgL-1。,考點二銅及其化合物金屬的冶煉 1.(2014上海單科,17,3分)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅,所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是() A.若無固體剩余,則溶液中一定有Fe3+ B.若有固體存在,則溶液中一定有Fe2+ C.若溶液中有Cu2+,則一定沒有固體析出 D.若溶液中有Fe2+,則一定有Cu析出,答案BA項,當(dāng)鐵粉剛好與Fe3+完全反應(yīng),則不存在Fe3+,故A錯誤;B項,無論固體有沒有,一定有Fe2+,故B正確;C項,可能部分Cu2+變成Cu,還有Cu2+剩余,故C錯誤;D項

42、,若溶液中Fe3+過量,則沒有Cu析出,故D錯誤。,2.(2016四川理綜,9,13分)CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl,并進行相關(guān)探究。 【資料查閱】 【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。 請回答下列問題: (1)儀器X的名稱是。 (2)實驗操作的先后順序是ae(填操作的編號)。,a.檢查裝置的氣密性后加入藥品 b.熄滅酒精燈,冷卻 c.在“氣體入口”處通入干燥HCl d.點燃酒精燈,加熱 e.停止通入HCl,然后通入N2 (3)在實驗過程中,觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{色,C中試紙的顏色變化是。 (4)裝置D中發(fā)生

43、的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是。 【探究反思】 (5)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進行實驗,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)。根據(jù)資料信息分析: 若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是。 若雜質(zhì)是CuO,則產(chǎn)生的原因是。,答案(13分)(1)干燥管(2)cdb(3)先變紅,后褪色(4)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O(5) 加熱時間不足或溫度偏低通入HCl的量不足,解析(1)X為干燥管。(2)根據(jù)資料可知,由CuCl22H2O熱分解制備CuCl要防止Cu+被空氣中氧氣氧化,故應(yīng)先通入干燥的HCl以排盡裝置中的空氣,然后再加熱使CuCl22H2O分解,最后必須在無氧環(huán)境中冷卻,結(jié)合上

44、述思路,操作的順序為acdbe。(3)實驗過程中,HCl會進入C中,另外當(dāng)溫度高于300 時,試管中發(fā)生反應(yīng):2CuCl2 2CuCl+Cl2,故進入C的氣體 既有HCl又有Cl2,所以C中濕潤藍色石蕊試紙先變紅,后褪色。(4)根據(jù)(3)可知進入D中的氣體有HCl和Cl2,則裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式為Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(5) 根據(jù)資料可知,含CuCl2雜質(zhì)的原因是CuCl2沒有完全分解,而造成此現(xiàn)象的原因是加熱溫度偏低或加熱時間不足。雜質(zhì)CuO產(chǎn)生的原因是水的存在引起CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2,再受熱分解產(chǎn)生CuO,故原因是通入HCl的量不

45、足。,3.(2015天津理綜,9,18分)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡圖如下: 回答下列問題: (1)反應(yīng)是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3,反應(yīng)中H2O2的作用是。寫出操作的名 稱:。 (2)反應(yīng)是銅氨溶液中的Cu(NH3與有機物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。,操作用到的主要儀器名稱為,其目的是(填序號)。 a.富集銅元素 b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c.增加Cu2+在水中的溶解度 (3)反應(yīng)是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4

46、和。若操作使用下圖裝置,圖中存在的錯誤是。,(4)操作以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是。操作由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是。 (5)流程中有三處實現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)中的主要作用是。,答案(1)作氧化劑過濾 (2)Cu(NH3+2RH 2N+2NH3+CuR2分液漏斗ab (3)RH分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁、液體過多 (4)O2、H2SO4加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 (5)H2SO4防止由于溶液中c(OH-)過高,生成Cu(OH)2沉淀,解析(1)經(jīng)過反應(yīng),Cu失電子變成了Cu2+,H2O2作氧化劑。(2)由圖中

47、信息可知,經(jīng)過反應(yīng),Cu(NH3與RH反應(yīng)生成NH3和NH4Cl以及CuR2;CuR2被有機溶劑萃取到了有機層中,實現(xiàn)了銅 元素的富集以及與水溶液中的物質(zhì)分離。(3)反應(yīng)中CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和RH。萃取時,分液漏斗中液體過多,不利于振蕩操作,造成萃取不充分;分液時,分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁。(4)用惰性電極電解CuSO4溶液,陽極的電極反應(yīng)式為:4OH--4e- 2H2O+O2。 (5)用惰性電極電解CuSO4溶液會生成Cu、O2和H2SO4,H2SO4可循環(huán)利用。NH4Cl溶液顯酸性,可調(diào)節(jié)溶液的pH,防止生成Cu(OH)2沉淀。,考點一鐵及其化合物 1.(2014北京理綜

48、,7,6分)下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護內(nèi)層金屬空氣氧化的 是() A.KB.NaC.FeD.Al,C組教師專用題組,答案D金屬鋁的表面可形成致密的氧化膜,保護內(nèi)層金屬不被空氣氧化,故D符合題意。,2.(2014福建理綜,24,15分)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。 (1)如圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。 該電化腐蝕稱為。 圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是(填字母)。 (2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下: 廢鐵皮含F(xiàn)e(NO3)2 的溶液 步驟若溫度過高,將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為。 步驟中發(fā)生反應(yīng):4Fe(N

49、O3)2+O2+(2n+4)H2O 2Fe2O3nH2O+8HNO3,反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又,將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是(任寫一項)。 (3)已知t 時,反應(yīng)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。 t 時,反應(yīng)達到平衡時n(CO)n(CO2)=。 若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t 時反應(yīng)達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=。,答案(1)吸氧腐蝕B (2)4HNO3 4NO2+O2+2H2O 4Fe+10HNO3 4Fe(N

50、O3)2+NH4NO3+3H2O 氮氧化物排放少(或其他合理答案) (3)410.05,解析(2)硝酸在受熱時易分解,化學(xué)方程式為:4HNO3 4NO2+O2+2H2O。由題意 可知HNO3又將鐵氧化為Fe(NO3)2,由框圖中分離的產(chǎn)物可知HNO3被還原為NH4NO3,故化學(xué)方程式為:4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O?？蓮膬煞矫婵紤]:一是HNO3被還原為 NH4NO3,沒有生成氮氧化物,減少了對環(huán)境的污染;二是產(chǎn)物的利用,如NH4NO3可作氮肥,Fe2O3nH2O可制備鐵紅,提高了原子利用率。(3)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=,在同樣條 件下,c(CO2)c(

51、CO)=n(CO2)n(CO),所以平衡狀態(tài)時n(CO)n(CO2)====4 1。 可列出“三段式”: FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) 起始量:0.02 molx mol00 變化量:0.02 mol50% 0.01 mol0.01 mol 0.01 mol 平衡量:0.01 mol(x-0.01) mol0.01 mol0.01 mol K===0.25,得x=0.05。,3.(2013天津理綜,9,18分)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3,再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 .經(jīng)查閱資料得知:無水FeCl3在

52、空氣中易潮解,加熱易升華。他們設(shè)計了制備無水FeCl3的實驗方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下: 檢驗裝置的氣密性; 通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣; 用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成;, 體系冷卻后,停止通入Cl2,并用干燥的N2趕盡Cl2,將收集器密封。 請回答下列問題: (1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 (2)第步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進入收集器,少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進入收集器,第步操作是。 (3)操作步驟中,為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號)。 (4)裝置B中冷水浴的作用為;裝置C的名稱為;裝置D中FeCl2全部

53、反應(yīng)后,因失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗FeCl2是否失效的試劑:。 (5)在虛線框中畫出尾氣吸收裝置E并注明試劑。 .該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質(zhì)硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為。,(7)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2,陽極的電極反應(yīng)式為。 (8)綜合分析實驗的兩個反應(yīng),可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點: H2S的原子利用率為100%;。,答案(共18分)(1)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3) (4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產(chǎn)品干燥管 K3Fe(CN

54、)6溶液 (5) (6)2Fe3++H2S 2Fe2++S+2H+ (7)Fe2+-e- Fe3+ (8)FeCl3得到循環(huán)利用,解析(4)檢驗D中FeCl2是否失效的試劑可以用K3Fe(CN)6溶液,取D中溶液加K3Fe(CN)6溶液,有藍色沉淀說明沒有失效。(7)電解濾液時,陽極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e- Cl2,但是2Fe2+ +Cl2 2Fe3++2Cl-,故可以理解為:Fe2+-e- Fe3+,電解總反應(yīng)可以寫成:2Fe2++2H+ 2Fe3++ H2。,考點二銅及其化合物金屬的冶煉 1.(2013課標(biāo),27,15分,0.19)鋰離子電池的應(yīng)用很廣,其正極材料可再生利用。某鋰離子電

55、池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時,該鋰離子電池負極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe- LixC6?，F(xiàn)欲利用以下工藝流程回收正極材料中的某些金屬資源(部分條 件未給出)。 回答下列問題: (1)LiCoO2中,Co元素的化合價為。,(2)寫出“正極堿浸”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式。 (3)“酸浸”一般在80 下進行,寫出該步驟中發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式;可用鹽酸代替H2SO4和H2O2的混合液,但缺點是。 (4)寫出“沉鈷”過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (5)充放電過程中,發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉(zhuǎn)化,寫出放電時電池反應(yīng)方程式。 (6)上述

56、工藝中,“放電處理”有利于鋰在正極的回收,其原因是。 在整個回收工藝中,可回收到的金屬化合物有(填化學(xué)式)。,答案(1)+3 (2)2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH+3H2 (3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2有氯氣 生成,污染較大 (4)CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 (5)Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+6C (6)Li+從負極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進入正極材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,解析(1)LiCoO2中,Li為

57、+1價,O為-2價,根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為零可計算出Co的化合價為+3價。(2)“正極堿浸”時,其中的鋁箔可與NaOH溶液反應(yīng),離子方程式為2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH+3H2或2Al+2OH-+2H2O 2Al+3H2。(3)從工藝流程圖知, “酸浸”后LiCoO2中+3價的Co轉(zhuǎn)化為CoSO4,化合價降低,可推知H2O2中氧元素化合價升高,轉(zhuǎn)化為O2,故可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H 2O,H2O2不穩(wěn)定,會發(fā)生分解反應(yīng):2H2O2 2H2O+O2;LiCoO2能將H2O2氧化生成O2,說明Li

58、 CoO2的氧化性比H2O2還強,故用鹽酸代替混合液時,LiCoO2會將HCl中-1價的氯氧化生成Cl2,污染空氣。(4)觀察工藝流程圖可寫出“沉鈷”過程中反應(yīng)的化學(xué)方程式:CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O。(5)依題意可寫出充電時,電池正極的電極反應(yīng)式為 LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,與題給負極反應(yīng)式相加即得充電時總反應(yīng):LiCoO2+6C LixC 6+Li1-xCoO2,進而寫出電池放電的總反應(yīng)。(6)電池放電時,Li+從負極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動生成正極材料LiCoO2,故“放電處理”有利于鋰在正極的回收;觀察整個

59、回收工藝流程圖,可知可回收到的金屬化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4。,2.(2013重慶理綜,8,14分)合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機可由鋁合金制造。 鋁元素在周期表中的位置為。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得,提取過程中通入的氣體為。 Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜,其化學(xué)方程式為。 焊接過程中使用的保護氣為(填化學(xué)式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為。 航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成,則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為。 (3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。 80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解

60、后,加入過量氨水,過濾得白色沉淀39.0 g,則合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為。 為分析某銅合金的成分,用酸將其完全溶解后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,當(dāng)pH=3.4時開始出現(xiàn)沉,淀。分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。結(jié)合如圖信息推斷該合金中除銅外一定含有。,答案(14分)(1)第三周期第A族CO2 Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2OAr(其他合理答案均可得分) (2)吸氧腐蝕CaCO3或CaO (3)83.1%Al、Ni,解析(1)工業(yè)煉鋁需將鋁土礦與強堿溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽,然后在偏鋁酸鹽溶液中通入過量的CO2,發(fā)生反應(yīng):Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC,故提取過程中需通

61、入CO2氣 體。保護氣需性質(zhì)穩(wěn)定,高溫條件下不與Al-Mg合金反應(yīng),N2高溫條件下可與Mg反應(yīng),可用氬氣作保護氣。(2)海水接近中性,金屬在其中以吸氧腐蝕為主。鐵礦石中硅元素多以SiO2形式存在,加入CaCO3或CaO,SiO2可與之反應(yīng)生成CaSiO3從而降低生鐵中硅的含量。(3)白色沉淀為Al(OH)3,39.0 g Al(OH)3中鋁元素為0.5 mol,合金中鋁的質(zhì)量為0.5 mol27 gmol-1=13.5 g,則銅的質(zhì)量為66.5 g,質(zhì)量分數(shù)為83.1%。pH=3.4時開始出現(xiàn)沉淀,利用圖給信息可知溶液中無Fe3+,一定有Al3+,則合金中一定有Al;由題意可知pH在7.08.

62、0之間一定有沉淀生成,由圖給信息可知溶液中一定有Ni2+,則合金中一定有Ni。,3.(2013山東理綜,28,12分)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。 (1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是。 a.Fe2O3b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng):2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,該反應(yīng)的還原劑是 。當(dāng)1 mol O2發(fā)生反應(yīng)時,還原劑所失電子的物質(zhì)的量為mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成,該氣體是。 (3)如圖為電解精煉銀的示意圖,(填“a”或“b”)極為含有雜質(zhì)的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產(chǎn)生,則生成該氣體的

63、電極反應(yīng)式為。 (4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質(zhì)容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉(zhuǎn)化為,Ag,食鹽水的作用是。,答案(1)b、d (2)Cu2S4H2 (3)a2H++N+e- NO2+H2O (4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?,解析(1)活潑金屬的冶煉常采用電解法,故選b、d。(2)反應(yīng)過程中Cu2S中銅元素和硫元素化合價均升高,Cu2S為還原劑,1 mol Cu2S共失去10 mol電子,1 mol O2發(fā)生反應(yīng)消耗 mol Cu2S,轉(zhuǎn) 移4 mol電子;CuSO4水解使溶液顯酸性,加入鎂條可生成H2。(3)電解精煉銀,粗銀做陽極,陰極發(fā)生還原反應(yīng),N在酸性條件下得電

64、子生成NO2。(4)本題中處理銀器表面Ag2S的方法是利 用原電池原理讓Ag2S得電子轉(zhuǎn)化成Ag,食鹽水做電解質(zhì)溶液形成閉合回路。,A組20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組,三年模擬,考點一鐵及其化合物 1.(2018四川遂寧三診,7)化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說法不正確的是() A.氦氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、密度小,可用于填充飛艇、氣球 B.鎂鋁合金質(zhì)量輕、強度大,可用作高鐵車廂材料 C.納米鐵粉有較強的物理吸附作用,故可去除水體中的Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金屬離子 D.K2FeO4是強氧化劑,還原產(chǎn)物鐵離子水解生成氫氧化鐵膠體,故K2FeO4可作為凈水劑,答案C氦氣是稀有氣體,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、密

65、度小于空氣,可用于填充飛艇、氣球,A正確;鎂鋁合金質(zhì)量輕、強度大,可用作高鐵車廂材料,B正確;納米鐵粉可去除水體中的Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金屬離子,是由于鐵將其置換出來,與物理吸附作用無關(guān),C錯誤;K2FeO4是強氧化劑,還原產(chǎn)物是鐵離子,鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體有吸附作用,K2FeO4可作為凈水劑,D正確。,2.(2018四川樂山第一次調(diào)研,7)化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān),下列物質(zhì)的性質(zhì)和用途均正確且有因果關(guān)系的是(),答案B單糖不能水解,且糖類、油脂、蛋白質(zhì)能供給人體營養(yǎng)與水解沒有因果關(guān)系,A錯誤;維生素C具有還原性,容易與氧氣反應(yīng),所以加入食品中作抗氧化劑,B正確;硫酸鐵可作

66、凈水劑是因為Fe3+水解生成氫氧化鐵膠體,膠體具有吸附性,從而達到凈水的目的,C錯誤;SO2具有漂白性,但不可用于漂白食品,因為SO2有毒,D錯誤。,3.(2016貴州遵義四中月考,3)下列各組單質(zhì)中,前者能將后者從其化合物中置換出來的是( ) AlFeCSiCuH2H2Cu A.只有B.只有 C.只有D.,答案CAl的金屬活動性大于Fe,所以Al能從鐵的化合物中置換出Fe,正確;C與SiO2在高溫條件下反應(yīng)生成Si和CO,所以C能從硅的化合物中置換出Si,正確;Cu不能置換出H2,錯誤;H2具有還原性,能與CuO反應(yīng)生成Cu和H2O,正確。,4.(2017廣西欽州港月考,8)下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是() A.FeS2SO3H2SO4 B.NaCl(aq)NaNa2O2 C.FeFeSO4(aq)Fe(OH)2 Fe2O3 D.Fe2O3FeCl3(aq)Fe,答案CA項,FeS2煅燒生成SO2,不能生成SO3,故錯誤;B項,電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣,電解熔融的NaCl可生成Na,故錯誤;C項,Fe與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,硫酸亞鐵與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵