化學(xué)專題十三 鐵、銅及其化合物

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1、專題十三 鐵、銅及其化合物考點(diǎn)一鐵及其化合物考點(diǎn)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(hù)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、LiC.“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A A組組 統(tǒng)一命題統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組課標(biāo)卷題組答案答案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(dá)到資源再利用的目的,同時有利于環(huán)境保護(hù),A項(xiàng)

2、正確;由流程圖可知,“正極片”中含有的金屬元素有Al、Fe、Li,B項(xiàng)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(xiàng)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(shí)的解釋正確的是()選項(xiàng)現(xiàn)象或事實(shí)解釋A.用熱的燒堿溶液洗去油污Na2CO3可直接與油污反應(yīng)B.漂白粉在空氣中久置變質(zhì)漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反

3、應(yīng)生成CaCO3C.施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效D.FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作FeCl3能從含Cu2+的溶液中置換出銅答案答案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脂肪酸鹽和甘油,A錯誤;漂白粉在空氣中久置變質(zhì),是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,2HClO 2HCl+O2,B錯誤;K2CO3與NH4Cl混合使用,因發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成NH3而降低肥效,C正確

4、;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,D錯誤。知識拓展知識拓展鹽類水解的應(yīng)用:(1)配制FeCl3溶液時先將FeCl3固體溶于少量濃鹽酸;(2)制備Fe(OH)3膠體;(3)泡沫滅火器的滅火原理;(4)純堿去油污;(5)明礬凈水;(6)化肥的施用;(7)加熱蒸干FeCl3溶液得Fe(OH)3;(8)制納米材料,如用TiCl4制TiO2。易錯警示易錯警示四個選項(xiàng)中,有兩個涉及鹽類水解,學(xué)生需要對鹽類水解與生產(chǎn)、生活相關(guān)的知識進(jìn)行總結(jié);銅質(zhì)印刷線路板的制作是高考中的?？贾R,涉及氧化還原反應(yīng),學(xué)生應(yīng)該熟記并理解該反應(yīng)。3.(2018課標(biāo),

5、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SiO2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:金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4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

6、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+(4)Zn2+2e- Zn溶浸32解析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

7、-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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)條件為 。(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl2-4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(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:溫度/3035404550TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率/%92

8、95979388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+)=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 。答案答案(1)100 、2 h,90 、5 h(2)FeTiO3+4H+4Cl- Fe2+

9、TiOCl2-4+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(PO3-4)= molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2(PO3-4)值為0.013(1.310-17)2=1.710-40Cu2+,沒有黑色固體出現(xiàn);C項(xiàng),用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,鋁箔表面的鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)生成Al2O3,Al2O3熔點(diǎn)高,包裹著熔化的鋁,熔化后的液態(tài)鋁不會滴落下來;D項(xiàng),將0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaO

10、H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(lán)色沉淀,說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小。思路分析思路分析結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并由此得出合理的結(jié)論。易錯警示易錯警示A選項(xiàng)中涉及Fe參與的氧化還原反應(yīng),要注意Fe的量。8.(2017課標(biāo),27,15分)重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,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

11、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K2Cr2O7固體。冷卻到 (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 。答案答案(1)2 7陶瓷

12、在高溫下會與Na2CO3反應(yīng)(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO2-4+2H+ Cr2O2-7+H2O(4)d復(fù)分解反應(yīng)(5)100%21190147mm解析解析(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,FeOCr2O3和NaNO3的系數(shù)比為2 7;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

13、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Na2CrO4,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Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7,離子方程式為2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+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Cr2O

14、3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 kg40%)100%=100%。29415229415221190147mm思路梳理思路梳理關(guān)于無機(jī)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(diǎn)抓住物質(zhì)流向(“進(jìn)入”和“流出”)、分離操作類型及目的?？键c(diǎn)一鐵及其化合物考點(diǎn)一鐵及其化合物1.(2018江蘇單科,9,2分)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A.NaHCO3(s)Na2CO3(s)N

15、aOH(aq)B.Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)C.AgNO3(aq)Ag(NH3)2+(aq)Ag(s)D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)B B組 自主命題?。▍^(qū)、市）卷題組答案答案A本題考查元素化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O、Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,A正確;NaAlO2與過量HCl(aq)反應(yīng)生成AlCl3和NaCl,B不正確;Ag(NH3)2+與蔗糖無法發(fā)生銀鏡反應(yīng)生成Ag,C不正確;Fe與HCl(aq)反應(yīng)生成FeCl2和H2,D不正確。關(guān)聯(lián)知識關(guān)聯(lián)知識麥芽糖含醛基,蔗糖不含醛基。2.(

16、2017江蘇單科,7,2分)在給定條件下,下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是()A.Fe FeCl2 Fe(OH)2B.S SO3 H2SO4C.CaCO3 CaO CaSiO3D.NH3 NO HNO3 答案答案C本題考查元素及其化合物的知識。A項(xiàng),鐵在Cl2中燃燒只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;B項(xiàng),硫與O2反應(yīng)不能直接生成SO3;C項(xiàng),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CaSiO3,即CaCO3 CaO+CO2,CaO+SiO2 CaSiO3;D項(xiàng),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

17、能與水反應(yīng)生成HNO3,但NO不能與水反應(yīng)。易混易錯易混易錯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,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

18、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(qiáng)的物理吸附答案答案DD項(xiàng),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)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.

19、80,故A正確。1.525616x2x5.(2017北京理綜,28,16分)某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的實(shí)驗(yàn)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。(1)檢驗(yàn)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(lán)色沉淀,說明溶液中含有 。(2)針對“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)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(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn):取上層清液,滴加

20、KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)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(shí)驗(yàn)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,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(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)可證實(shí)假設(shè)d成立。實(shí)驗(yàn):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

21、溶液。3 min時溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無色。實(shí)驗(yàn):裝置如下圖。其中甲溶液是 ,操作及現(xiàn)象是 。3O(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測實(shí)驗(yàn)中Fe3+濃度變化的原因: 。答案答案(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+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+ 3Fe

22、2+。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+)減小解析解析本題側(cè)重考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析判斷能力以及實(shí)驗(yàn)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的存在,可加硝酸并加熱將固體溶解,然后用鹽酸來檢驗(yàn)Ag+的存在。(2)要證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因,需將原實(shí)驗(yàn)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(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)中甲溶液是FeSO4溶液,電極反應(yīng)

23、為:負(fù)極Fe2+-e- Fe3+,正極Ag+e- Ag。一段時間后檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過程中過量的鐵始終是存在的。3O破定止慣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。6.(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

24、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 molL-1,則該溶液的pH約為 。完成NaClO3氧化FeCl2的離子方程式:(3)FeCl3在溶液中分三步水解:Fe3+H2O Fe(OH +H+ K1Fe(OH)2+H2O Fe(OH+H+ K2Fe(OH+H2O Fe(OH)3+H+ K32)2)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

25、氯化鐵,離子方程式為:xFe3+yH2O Fex(OH)(3x-y)+y+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解析解析(1)FeCl3凈水

26、的原理是Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3膠體具有較強(qiáng)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(qiáng)的氧化性,將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+

27、)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)(3x-y)+y+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bd。欲使FeCl3溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵,應(yīng)使Fe3+的

28、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(dá)到這種效果。4H3O(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 mgL-1時,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(diǎn)二銅及其化合物金屬的冶煉考點(diǎn)二銅及其化合物金屬的冶煉7.(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NH3D

29、.Cu與FeCl3 溶液反應(yīng)可生成CuCl2 答案答案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(xiàng)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(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)室常用NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱制NH3,C項(xiàng)正確;Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2和FeCl2,D項(xiàng)正確。易錯易混易錯易混SCN-與Fe3+可結(jié)合形成Fe(SCN)3使溶液顯紅色,而SCN-與Fe2+不能。8.(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

30、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析出答案答案BA項(xiàng),當(dāng)鐵粉剛好與Fe3+完全反應(yīng),則不存在Fe3+,故A錯誤;B項(xiàng),無論固體有沒有,一定有Fe2+,故B正確;C項(xiàng),可能部分Cu2+變成Cu,還有Cu2+剩余,故C錯誤;D項(xiàng),若溶液中Fe3+過量,則設(shè)有Cu析出,故D錯誤。9.(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(jìn)行相關(guān)探究?！举Y料查閱】 【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖

31、所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。請回答下列問題:(1)儀器X的名稱是 。(2)實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a e(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HCld.點(diǎn)燃酒精燈,加熱e.停止通入HCl,然后通入N2(3)在實(shí)驗(yàn)過程中,觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色,C中試紙的顏色變化是 。(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(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(jìn)行實(shí)驗(yàn),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 。答案答案(13分)(1)干燥管

32、(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)合上述思路,操作的順序?yàn)閍cdbe。(3)實(shí)驗(yàn)過程中,HCl會進(jìn)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(jìn)入C的氣體既有HCl又有Cl2,所以C中濕潤藍(lán)色石蕊試紙先變紅,后褪色。(4)根據(jù)(3)可知進(jìn)入D中的

33、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的量不足。10.(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(dá)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

34、將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)2+4,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)2+4與有機(jī)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(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和 。若操作使用右圖裝置,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(shí)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NH4C

35、l在反應(yīng)中的主要作用是 。答案答案(18分)(1)作氧化劑過濾(2)Cu(NH3)2+4+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4H解析解析(1)經(jīng)過反應(yīng),Cu失電子變成了Cu2+,H2O2作氧化劑。(2)由圖中信息可知,經(jīng)過反應(yīng),Cu(NH3)2+4與RH反應(yīng)生成NH3和NH4Cl以及CuR2;CuR2被有機(jī)溶劑萃取到了有機(jī)層中,實(shí)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。

36、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?？键c(diǎn)一鐵及其化合物考點(diǎn)一鐵及其化合物C C組 教師專用題組1.(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(shí)驗(yàn)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

37、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(NO3)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(xiàng))。(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(dá)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

38、x mol CO,t 時反應(yīng)達(dá)到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x= 。答案答案(1)吸氧腐蝕B(2)4HNO3 4NO2+O2+2H2O4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O氮氧化物排放少(或其他合理答案)(3)4 10.05解析解析(2)硝酸在受熱或光照條件下均易分解,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

39、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(dá)式為K=,在同樣條件下,c(CO2) c(CO)=n(CO2) n(CO),所以平衡狀態(tài)時n(CO) n(CO2)=4 1?？闪谐觥叭问健?FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)起始量:0.02 mol x 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 molK=0.25,得x=0.05。2(CO )(CO)cc2(CO

40、)(CO )cc1K10.252(CO )(CO)cc0.010.01x2.(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在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設(shè)計了制備無水FeCl3的實(shí)驗(yàn)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(yàn)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

41、)第步加熱后,生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器,少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)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全部反應(yīng)后,因失去吸收Cl2的作用而失效,寫出檢驗(yàn)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

42、 。(8)綜合分析實(shí)驗(yàn)的兩個反應(yīng),可知該實(shí)驗(yàn)有兩個顯著優(yōu)點(diǎn):H2S的原子利用率為100%; 。答案答案(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)6溶液(5)(6)2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H+(7)Fe2+-e- Fe3+(8)FeCl3得到循環(huán)利用解析解析(4)檢驗(yàn)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(lán)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+ +

43、2Cl-,故可以理解為:Fe2+ -e- Fe3+,電解總反應(yīng)可以寫成:2Fe2+ +2H+ 2Fe3+H2。3.(2013浙江理綜,28,14分,)利用廢舊鍍鋅鐵皮可制備磁性Fe3O4膠體粒子及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下:已知:Zn及其化合物的性質(zhì)與Al及其化合物的性質(zhì)相似。請回答下列問題:(1)用NaOH溶液處理廢舊鍍鋅鐵皮的作用有 。A.去除油污B.溶解鍍鋅層C.去除鐵銹D.鈍化(2)調(diào)節(jié)溶液A的pH可產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,為制得ZnO,后續(xù)操作步驟是 。(3)由溶液B制得Fe3O4膠體粒子的過程中,須持續(xù)通入N2,其原因是 。(4)Fe3O4膠體粒子能否用減壓過濾法實(shí)現(xiàn)固液分離?

44、(填“能”或“不能”),理由是 。010 00 molL-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250 mL,應(yīng)準(zhǔn)確稱取 g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知Cr2O7=294.0 gmol-1)。配制該標(biāo)準(zhǔn)溶液時,下列儀器中不必要用到的有 (用編號表示)。電子天平燒杯量筒玻璃棒容量瓶膠頭滴管移液管(6)滴定操作中,如果滴定前裝有K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結(jié)束后氣泡消失,則測定結(jié)果將 (填“偏大”“偏小”或“不變”)。K2M(5)用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.答案答案(共14分)(1)A、B(2)抽濾、洗滌、灼燒(3

45、)N2氣氛下,防止Fe2+被氧化(4)不能膠體粒子太小,抽濾時容易透過濾紙(5)0.735 0(6)偏大解析解析(1)油污可在NaOH溶液中水解從而被除去,同時Zn可與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成偏鋅酸鈉。(2)抽濾得到Zn(OH)2固體,洗滌后灼燒,Zn(OH)2分解生成ZnO。(3)Fe2+可與OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2,若不持續(xù)通N2,Fe(OH)2會被氧化成Fe(OH)3。(4)膠體粒子不能透過半透膜,但可通過濾紙。(5)Cr2O7=0.010 00 molL-10.25 L294.0 gmol-1=0.735 0 g;配制250 mL 0.010 00 molL-1的K2Cr2O7溶液

46、需經(jīng)過稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻六個步驟,其中沒必要用到。(6)如果滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定結(jié)束后氣泡消失,會導(dǎo)致代入計算式的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大,測定結(jié)果偏大。K2m考點(diǎn)二銅及其化合物金屬的冶煉考點(diǎn)二銅及其化合物金屬的冶煉4.(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(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi+xe- LixC6。現(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)?；卮鹣铝袉栴}:(1)LiCoO2中,Co元素的化合價為 。(2)寫出

47、“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(jìn)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(diǎn)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)。答案答案(1)+3(2)2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH+3H2(3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O

48、、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(fù)極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動并進(jìn)入正極材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4 4)解析解析(1)LiCoO2中,Li為+1價,O為-2價,根據(jù)化合物中化合價代數(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

49、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+4H2O,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LiCoO2的氧化性比H2O2還強(qiáng),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

50、極的電極反應(yīng)式為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,與題給負(fù)極反應(yīng)式相加即得充電時總反應(yīng):LiCoO2+6C LixC6+Li1-xCoO2,其逆反應(yīng)就是電池放電的總反應(yīng)。(6)電池放電時,Li+從負(fù)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。4)2O思路分析思路分析根據(jù)鋰離子電池正極材料、外加試劑和每條線路分離出的最終產(chǎn)物反推之前過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。挖掘隱含條件:LiCoO2制CoCO3的過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)。疑難突破疑難突破依據(jù)產(chǎn)物

51、Al(OH)3,可以推出前一步分離后的濾液中含有Al。由LiCoO2轉(zhuǎn)化為CoSO4的過程中Co的化合價發(fā)生變化可知,“酸浸”中發(fā)生氧化還原反應(yīng),H2O2作還原劑被氧化生成O2。2O5.(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(jī)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(hù)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

52、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?jǐn)?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 。 答案答案(14分)(1)第三周期第A族CO2Al2O3+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解析解析(1)工業(yè)煉鋁需將鋁土礦與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鹽,然后在偏鋁酸鹽溶液

53、中通入過量的CO2,發(fā)生反應(yīng):Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC,故提取過程中需通入CO2氣體。保護(hù)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(hù)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?jǐn)?shù)為83.1%。pH=3.4時開始出現(xiàn)沉淀,利用圖

54、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7.08.0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。2O3O6.(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)右圖為電解精

55、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 。答案答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H+N+e- NO2+H2O(4)做電解質(zhì)溶液(或?qū)щ?3O解析解析(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

56、液顯酸性,加入鎂條可生成H2。(3)電解精煉銀,粗銀作陽極,陰極發(fā)生還原反應(yīng),N在酸性條件下得電子生成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。253O考點(diǎn)一鐵及其化合物考點(diǎn)一鐵及其化合物1.(2018廣東揭陽學(xué)業(yè)水平考試,7)錄音磁帶是在醋酸纖維、聚酯纖維等纖維制成的片基上均勻涂上一層磁性材料磁粉制成的。制取該磁粉的主要物質(zhì)是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Al2O3 三年模擬A組 20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組答案答案CFe3O4又名磁性氧化鐵,能夠?qū)⒙曇粜盘柾ㄟ^適當(dāng)?shù)脑O(shè)備轉(zhuǎn)化為磁信號以及電信

57、號等,從而實(shí)現(xiàn)錄音和放音的功能,所以該磁粉的主要成分是Fe3O4,C項(xiàng)正確。2.(2018廣東五校協(xié)作體第一次聯(lián)考,10)下列實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象與對應(yīng)結(jié)論均正確的是()選項(xiàng)操作現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液中加入CCl4,振蕩后靜置液體分層,下層呈紫紅色該溶液中存在I-BAl2(SO4)3溶液中滴加過量氨水生成白色膠狀物質(zhì)Al(OH)3溶于氨水CFeSO4溶液中滴入酸性高錳酸鉀溶液紫色褪去Fe2+有還原性DSO2通入溴水中溶液褪色SO2有漂白性答案答案C向某溶液中加入CCl4,振蕩后靜置,分層,下層呈紫紅色,說明含碘單質(zhì),A項(xiàng)錯誤;Al2(SO4)3溶液中滴加過量氨水,反應(yīng)生成氫氧化鋁白色沉淀,可知Al(OH)3

58、不溶于氨水,B項(xiàng)錯誤;FeSO4溶液中滴入酸性高錳酸鉀溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子,紫色褪去,說明Fe2+有還原性,C項(xiàng)正確;SO2通入溴水中,發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成H2SO4和HBr,說明SO2有還原性,D項(xiàng)錯誤。3.(2018河南一輪復(fù)習(xí)診斷調(diào)研聯(lián)考,11)將物質(zhì)的量均為a mol的FeCl3和CuCl2投入水中形成混合溶液,再加入b mol鐵粉充分反應(yīng)(忽略離子的水解),下列說法中不正確的是()A.當(dāng)b時,發(fā)生的離子方程式為2Fe3+Fe 3Fe2+B.當(dāng)b時,發(fā)生總反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+Cu2+2Fe 4 Fe2+CuC.當(dāng)b時,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量:a moln(e-)

59、3a molD.當(dāng)b時,反應(yīng)后的溶液中n(Cu2+) n(Fe2+)=(-b) (b+a)2a32a2a32a2a32a32a答案答案BFe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,因此先發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+ 3Fe2+,兩者恰好完全反應(yīng)時b=,鐵過量,接著發(fā)生反應(yīng)Fe+Cu2+ Fe2+Cu,當(dāng)把Cu2+全部轉(zhuǎn)化成Cu時,b= mol。根據(jù)上述分析,當(dāng)b時,只發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+ 3Fe2+, A項(xiàng)正確;根據(jù)上述分析,當(dāng)b時,發(fā)生反應(yīng)Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 、Fe+Cu2+ Fe2+Cu,且Cu2+全部轉(zhuǎn)化成Cu,總反應(yīng)應(yīng)是2Fe3+2Cu2+ +3Fe 5Fe2+2Cu,B項(xiàng)錯誤;假設(shè)只發(fā)生

60、反應(yīng)Fe+2Fe3+ 3Fe2+,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為a mol,假設(shè)再把Cu2+ 全部轉(zhuǎn)化成Cu,此時轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為(a+2a) mol=3a mol,當(dāng)b時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為a moln(e-)3a mol,C項(xiàng)正確;當(dāng)bc,則殘余固體是鐵和銅的混合物若ac,則最終溶液中一定有Fe2+和Cu2+若ac,則最終溶液中一定沒有Fe3+若ac,則最終溶液中可能有Cu2+若ac,則銅沒有被完全置換出來,故剩余固體為銅,溶液中存在的陽離子為Fe2+和Cu2+,溶液中一定不存在Fe3+,若ac,則銅全部析出,且還有鐵剩余,故剩余固體為鐵和銅,溶液中一定存在的陽離子為Fe2+,一定不存在的陽離

61、子為Fe3+、Cu2+。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵金屬離子的氧化性順序:K+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+Cu2+Fe3+Hg2+Ag+。易錯警示易錯警示在Fe3+、Cu2+、Fe2+的混合溶液中加入還原鐵粉,會誤認(rèn)為最終固體是鐵或銅或銅和鐵的混合物三種情況,實(shí)際上若有固體必然有銅,也可能是鐵和銅的混合物,不可能只有鐵。6.(2018山東煙臺模擬,15)取一定質(zhì)量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物,將其分成兩等份。其中一份通入足量的氫氣充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為25.6 g,另一份加入到500 mL稀硝酸中固體恰好完全溶解并產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體4.48 L。已知Cu2O+

62、2H+ Cu+Cu2+H2O。則稀硝酸的濃度為()A.2 molL-1B.1.6 molL-1C.0.8 molL-1D.0.4 molL-1答案答案A取一定質(zhì)量的Cu、Cu2O、CuO的固體混合物,將其分成兩等份。其中一份通入足量的氫氣充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為25.6 g,這些銅的物質(zhì)的量為0.4 mol,另一份加入到500 mL稀硝酸中固體恰好完全溶解,一定還生成了0.4 mol Cu(NO3)2,并產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下的NO氣體4.48 L,NO的物質(zhì)的量為0.2 mol。由N原子守恒可以求出硝酸的物質(zhì)的量為1 mol,則稀硝酸的濃度為2 molL-1,A項(xiàng)正確。解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵利用守恒法計算,即

63、銅原子守恒,確定Cu(NO3)2的物質(zhì)的量,利用氮原子守恒確定硝酸的總量。知識拓展知識拓展氧化亞銅為紅色粉末狀固體,幾乎不溶于水,在酸性溶液中歧化為Cu2+和銅單質(zhì),在濕空氣中逐漸氧化成黑色氧化銅。7.(2017山東棗莊二模,13)在100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物質(zhì)的量濃度分別是0.3 mol/L、0.15 mol/L,向該混合液中加入2.56 g銅粉,加熱,待充分反應(yīng)后,所得溶液中銅離子的物質(zhì)的量濃度是()A.0.15 mol/LB.0.225 mol/LC.0.30 mol/LD.0.45 mol/L答案答案B溶液中n(H+)=0.15 mol/L20.1 L+0.3 mol/L

64、0.1 L=0.06 mol,相關(guān)計算如下:3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O 364 g8 mol2 mol 3 mol2.56 g0.06 mol0.03 mol n(Cu2+)因?yàn)?所以N過量,因此用H+的量進(jìn)行計算。n(Cu2+)=0.022 5 mol,則c(Cu2+)=0.022 5 mol/0.1 L=0.225 mol/L。3O3 642.5680.0680.0620.033O解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵由于Cu與HNO3反應(yīng)生成Cu(NO3)2,Cu(NO3)2電離產(chǎn)生的N可以在H2SO4電離產(chǎn)生的H+作用下繼續(xù)氧化單質(zhì)Cu,因此利用銅與硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式計算,還要注意過量問

65、題。3O8.(2018安徽合肥第一次教學(xué)質(zhì)量檢測,17)(15分)高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下:回答下列問題:(1)反應(yīng)應(yīng)在溫度較低的情況下進(jìn)行,因溫度較高時NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaClO3,寫出溫度較高時反應(yīng)的離子方程式: 。(2)在溶液中加入NaOH固體的目的是 (填字母)。A.與過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng),生成更多的NaClOB.NaOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應(yīng)速率C.為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境D.使NaClO3轉(zhuǎn)化為NaClO二、非選擇題二、非選擇題( (共共45分分) )(3)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。圖1為

66、不同的溫度下,不同質(zhì)量濃度的Fe(NO3)3對K2FeO4生成率的影響;圖2為一定溫度下,Fe(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時,Na-ClO質(zhì)量濃度對K2FeO4的生成率的影響。圖1圖2工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為 ,此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質(zhì)量濃度之比為 。(4)反應(yīng)中的離子方程式為 ;溶液中加入飽和KOH溶液得到濕產(chǎn)品的原因是 。(5)高鐵酸鉀作為水處理劑時與水反應(yīng)的離子方程式是:4FeO2-4+10H2O 4Fe(OH)3(膠體)+3O2+8OH-則其作為水處理劑的原理是: ; 。(5)高鐵酸鉀作為水處理劑時與水反應(yīng)的離子方程式是:4FeO2-4+10H2O 4Fe(OH)3(膠體)+3O2+8OH-答案答案(1)6OH-+3Cl2 Cl+5Cl-+3H2O(2)A、C(3)26 6 5(或1.2 1)(4)2Fe3+3ClO-+10OH- 2FeO2-4+3Cl-+5H2O高鐵酸鉀的溶解度比高鐵酸鈉要小(5)高鐵酸鉀中的鐵為+6價,具有強(qiáng)氧化性能殺菌消毒與水反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧化鐵膠體具有吸附作用而凈水3O解析解析由題意及流程可知,先制備NaClO,然后除去NaCl,在堿性條