（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

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(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(dòng)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(cuò)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、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(dá)到資源再利用的目的,同時(shí)有利于環(huán)境保護(hù),A項(xiàng)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(jià)為+2價(jià),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(cuò)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(huì)、生活密切相關(guān)。對(duì)下列現(xiàn)象或事實(shí)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(jí)脂肪酸鹽和甘油,A錯(cuò)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,2 HClO 2HCl+O2,B錯(cuò)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;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(rèn)真審題,掌握相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵。,易錯(cuò)警示A項(xiàng)對(duì)純堿的性質(zhì)不熟悉易錯(cuò)選;B項(xiàng)不了解漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2易錯(cuò)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:,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(shí),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+ (4)Zn2+2e- Zn溶浸,解析本題考查元素化合物知識(shí)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(shí),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(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示:,分析40 時(shí)TiO2xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因。 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)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(shí)是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?(列式計(jì)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(shí),c(P)= molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2(P)值為0.013 (1.310-17)2=1.710-40<KspMg3(PO4)2,因此不會(huì)生成Mg3(PO4)2沉淀 (6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+3CO2+H2O,解析本題以工藝流程為依托,考查圖表分析能力和有關(guān)Ksp的計(jì)算等。(1)由圖可知,當(dāng)鐵的浸出率為70%時(shí),所采用的實(shí)驗(yàn)條件為100 、2 h或90 、5 h。(2)“酸浸”后,鈦元素主要以形式存在,反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H+ 4Cl- Fe2+ + TiOCl2- 4+ 2H2O。(3)TiO2 xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率受溫度、反應(yīng)物濃度等因素的影響。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)Li2Ti5O15中Ti為+4價(jià),Li為+1價(jià),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(jī)物制備工藝流程題的破解方法,1.首尾分析法 對(duì)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(duì)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),從對(duì)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(duì)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(diǎn)。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(diǎn)。,5.(2016課標(biāo),28,15分)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)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)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(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),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(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 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溶液,生成藍(lán)色沉淀; 第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。 實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的離子是(填離子符號(hào));實(shí)驗(yàn)和說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有(填離子符號(hào)),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(shí)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(dòng)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(duì)實(shí)驗(yàn)的影響) (4)Fe2+Fe3+可逆反應(yīng) (5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2OFe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2H2O2分解反應(yīng)放熱,促進(jìn)Fe3+ 的水解平衡正向移動(dòng),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(jìn)入溶液干擾實(shí)驗(yàn)。(4)實(shí)驗(yàn)加入K3Fe(CN)6溶液,生成藍(lán)色沉淀,說明含有Fe2+;實(shí)驗(yàn)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H2O2氧化成Fe3+,同時(shí)生成的Fe3+對(duì)H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反應(yīng)放熱,又對(duì)Fe3+的水解起促進(jìn)作用。,易混易錯(cuò)第(5)問若不能挖掘內(nèi)涵,會(huì)對(duì)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)利用的磁性,可將其從“浸渣”中分離。“浸渣”中還剩余的物質(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(jī)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+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H2O2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(shí)拓展化工生產(chǎn)就是將化學(xué)實(shí)驗(yàn)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、提純,所以涉及的實(shí)驗(yàn)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(shí)分離除雜所選用的試劑在選用原理上都是相似的。,考點(diǎn)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(shí)驗(yàn)中,對(duì)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(xiàng),稀硝酸加入過量鐵粉中,產(chǎn)物是Fe2+,滴加KSCN溶液,不會(huì)出現(xiàn)血紅色;B項(xiàng),將銅粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,溶液變藍(lán),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(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(huì)滴落下來;D項(xiàng),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(lán)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(shí)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(cuò)警示A項(xiàng)易忽略鐵與稀硝酸反應(yīng)時(shí)所得產(chǎn)物與反應(yīng)物的量是有關(guān)系的;B項(xiàng)容易認(rèn)為Cu可以與Fe3+反應(yīng)而忽略Cu不能置換出Fe單質(zhì);C項(xiàng)對(duì)鋁箔在酒精燈上加熱的現(xiàn)象不熟悉而錯(cuò)選。,2.(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 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(填標(biāo)號(hào))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(huì)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,FeOCr2O3和NaNO3的系數(shù)比為27;陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng),故熔融時(shí)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)溶解度的溫度范圍,故選d,此時(shí)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(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。,考點(diǎn)一鐵及其化合物 1.(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(xiàng)錯(cuò)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(cuò)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(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)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(shí)。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;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能與水反應(yīng)生成HNO3,但NO不能與水反應(yīng)。,易混易錯(cuò)Fe在Cl2中燃燒時(shí),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(shí),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(chǔ)熱材料是一類重要的能量存儲(chǔ)物質(zhì),單位質(zhì)量的儲(chǔ)熱材料在發(fā)生熔融或結(jié)晶時(shí)會(huì)吸收或釋放較大的熱量 B.Ge(32號(hào)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(shí)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Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金屬離子,其本質(zhì)是納米鐵粉對(duì)重金屬離子較強(qiáng)的物理吸附,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=0.80,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(huì)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(shí),去除的硫元素主要來源于。 700 焙燒時(shí),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(jì)算。 (1)用NaOH溶液吸收過量SO2生成NaHSO3,離子方程式為OH-+SO2 HS。 (2)FeS2在低于500 焙燒時(shí)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(shí)去除的硫元素主要來源于FeS2;700 焙燒 時(shí),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(shí),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?yàn)V液中通入過量CO2時(shí),發(fā)生反應(yīng)NaA lO2+CO2+2H2O Al(OH)3+NaHCO3,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(jià)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(shí)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(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)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(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是(用離子方程式表示)。針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn): 取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)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(shí)間有關(guān),對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下:,(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN) 對(duì)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(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min時(shí)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。,(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)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+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(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)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(shí),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(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析判斷能力以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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)為:負(fù)極Fe2+ -e- Fe3+,正極Ag+e-Ag。一段時(shí)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(shí)要注意實(shí)驗(yàn)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(shí)危害很大,學(xué)習(xí)時(shí)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。,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(qǐng)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 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(dòng)可采用的方法是(填序號(hào))。 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(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(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(jì),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(shí),水解程度逐級(jí)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(duì)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(dòng);加水稀釋,水解程度增大,平衡正向移動(dòng);加入NH4Cl,N水解使c(H+)增 大,平衡逆向移動(dòng);加入NaHCO3,HC結(jié)合H+使c(H+)減小,平衡正向移動(dòng),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(dòng),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。 (4)由題圖可以看出,投放聚合氯化鐵18 mgL-1時(shí),渾濁度的去除率最高;投放聚合氯化鐵20 mg,L-1時(shí),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 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(duì)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(xiàng),當(dāng)鐵粉剛好與Fe3+完全反應(yīng),則不存在Fe3+,故A錯(cuò)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(cuò)誤;D項(xiàng),若溶液中Fe3+過量,則沒有Cu析出,故D錯(cuò)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(jìn)行相關(guān)探究。 【資料查閱】 【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。 請(qǐng)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ae(填操作的編號(hào))。,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(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(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(shí)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)合上述思路,操作的順序?yàn)閍cdbe。(3)實(shí)驗(yàn)過程中,HCl會(huì)進(jìn)入C中,另外當(dāng)溫度高于300 時(shí),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(shí)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。,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(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(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(hào))。 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。若操作使用下圖裝置,圖中存在的錯(cuò)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(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。萃取時(shí),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(shí),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(huì)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(diǎn)一鐵及其化合物 1.(2014北京理綜,7,6分)下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護(hù)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(hù)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(shí)驗(yàn)室研究海水對(duì)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(gè)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(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(shí),反應(yīng)FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。 t 時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)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(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)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(NO3)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(shí)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(duì)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(shí)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在空氣中易潮解,加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)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(qǐng)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(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(hào))。 (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。 (8)綜合分析實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)反應(yīng),可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn): 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)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(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(shí),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(diǎn)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。某鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰(LiCoO2)、導(dǎo)電劑乙炔黑和鋁箔等。充電時(shí),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)。 回答下列問題: (1)LiCoO2中,Co元素的化合價(jià)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(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(shí)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(gè)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(fù)極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動(dòng)并進(jìn)入正極材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,解析(1)LiCoO2中,Li為+1價(jià),O為-2價(jià),根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零可計(jì)算出Co的化合價(jià)為+3價(jià)。(2)“正極堿浸”時(shí),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(jià)的Co轉(zhuǎn)化為CoSO4,化合價(jià)降低,可推知H2O2中氧元素化合價(jià)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(huì)發(fā)生分解反應(yīng):2H2O2 2H2O+O2;LiCoO2能將H2O2氧化生成O2,說明Li CoO2的氧化性比H2O2還強(qiáng),故用鹽酸代替混合液時(shí),LiCoO2會(huì)將HCl中-1價(jià)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(shí),電池正極的電極反應(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(shí)總反應(yīng):LiCoO2+6C LixC 6+Li1-xCoO2,進(jìn)而寫出電池放電的總反應(yīng)。(6)電池放電時(shí),Li+從負(fù)極中脫出,經(jīng)由電解質(zhì)向正極移動(dòng)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(gè)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(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(shí)開始出現(xiàn)沉,淀。分別在pH為7.0、8.0時(shí)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(qiáng)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(shí)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7.08.0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(shí)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(shí),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(shí)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(jià)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(diǎn)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(qiáng)度大,可用作高鐵車廂材料 C.納米鐵粉有較強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(cuò)誤;K2FeO4是強(qiáng)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(cuò)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;硫酸鐵可作凈水劑是因?yàn)镕e3+水解生成氫氧化鐵膠體,膠體具有吸附性,從而達(dá)到凈水的目的,C錯(cuò)誤;SO2具有漂白性,但不可用于漂白食品,因?yàn)镾O2有毒,D錯(cuò)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(dòng)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(cuò)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(shí)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(xiàng),FeS2煅燒生成SO2,不能生成SO3,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),電解NaCl溶液生成NaOH、氫氣、氯氣,電解熔融的NaCl可生成Na,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),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