高考化學(xué)復(fù)習(xí)專題十四鐵銅及其化合物金屬的冶煉（市一等獎）

考點一鐵及其化合物A組統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組1.(2014課標(biāo)Ⅰ,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

()五年高考選項現(xiàn)象或事實解釋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

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),是因為發(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;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

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

四個選項中,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常考知識,涉及氧化還原反應(yīng),學(xué)生應(yīng)該熟記并理解

該反應(yīng)。2.(2017課標(biāo)Ⅰ,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)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實驗結(jié)果如下表所示:分析40℃時TiO2·xH2O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②”中c(Mg2+)=0.02mol·L-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+)=1.0×10-5mol·L-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1.3×10-22、1.0×10-24。(6)寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學(xué)方程式

。溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388答案

(1)100℃、2h,90℃、5h(2)FeTiO3+4H++4Cl-

Fe2++TiOC

+2H2O(3)低于40℃,TiO2·xH2O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TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率下降(4)4(5)Fe3+恰好沉淀完全時,c(P

)=

mol·L-1=1.3×10-17mol·L-1,c3(Mg2+)·c2(P

)值為0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40<Ksp[Mg3(PO4)2],因此不會生成Mg3(PO4)2沉淀(6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4

2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑解析

本題為化學(xué)工藝流程題,考查了實驗條件的選擇,離子方程式、化學(xué)方程式的書寫,沉淀

溶解平衡等知識。(1)由圖像可以看出,當(dāng)鐵的浸出率為70%時,實驗條件有兩個:100℃、2h,90℃、5h。(2)FeTiO3為難溶物,在書寫離子方程式時不能拆寫成離子形式。(4)Li2Ti5O15中,Ti的化合價為+4,Li的化合價為+1,所以正化合價的和為4×5+1×2=22。設(shè)過氧鍵

數(shù)目為x,則x×2+(15-2x)×2=22,解得x=4。(6)FePO4中Fe顯+3價,LiFePO4中Fe顯+2價,FePO4作氧化劑,則H2C2O4作還原劑,高溫煅燒時應(yīng)生

成CO2,據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。解題方法

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),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)多種(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。3.(2016課標(biāo)Ⅱ,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0.1mol·L-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2mLFeCl2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)為甲組的實驗不夠嚴(yán)謹(jǐn),該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶

液于3支試管中進(jìn)行如下實驗:①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀;③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。實驗②檢驗的離子是

(填離子符號);實驗①和③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

(15分)(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+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)入溶液干擾實驗。(4)實驗②加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀,說明含有

Fe2+;實驗①和③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(jìn)作用。審題技巧

題中所給I-過量,但是依然有Fe3+,說明2Fe3++2I-

I2+2Fe2+,為可逆反應(yīng)。易錯警示

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。4.(2015課標(biāo)Ⅰ,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Mg2B2

O5·H2O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Mg2B2O5·H2O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)Mg2B2O5·H2O+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)(5)

(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Mg2B2O5·H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程

式為:Mg2B2O5·H2O+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CaSO4。(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。5.(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)2B.S

SO3

H2SO4C.CaCO3

CaO

CaSiO3D.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CaSiO3,即CaCO3

CaO+CO2↑,CaO+SiO2

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。B組自主命題·?。▍^(qū)、市）卷題組6.(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。7.(2016上海單科,17,3分,★★☆)某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入

標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2,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112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.01mol,則有

(3-

)·x=0.01,得x=0.80,故A正確。8.(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0.05mol·L-1硝酸銀溶液(pH≈2)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)檢驗產(chǎn)物①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。②取上層清液,滴加K3[Fe(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)。針對兩種觀點繼續(xù)實驗:①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:序號取樣時間/min現(xiàn)象ⅰ3產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色ⅱ30產(chǎn)生白色沉淀,較3min時量少;溶液紅色較3min時加深ⅲ120產(chǎn)生白色沉淀,較30min時量少;溶液紅色較30min時變淺(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)②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+。③下述實驗Ⅰ可證實假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實驗Ⅱ可證實假設(shè)d成立。實驗Ⅰ:向硝酸酸化的

溶液(pH≈2)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。3min時溶液呈淺紅色,30min后溶液幾乎無色。實驗Ⅱ: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ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:

。答案

(16分)(1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀②Fe2+(2)2Fe3++Fe

3Fe2+②4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀③0.05mol·L-1NaNO3FeSO4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):①2Ag++Fe

Fe2++2Ag,②Ag++Fe2+

Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+

3Fe2+。反應(yīng)開始時,c(Ag+)大,以反應(yīng)①、②為主,c(Fe3+)增大。約30min后,c(Ag+)小,以反應(yīng)③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)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Ag+的存在。(2)③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0.05mol·L-1NaNO3溶液(pH≈2),通過向上層清液中

滴加KSCN溶液后的現(xiàn)象差異進(jìn)行驗證。實驗Ⅱ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。9.(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。①若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,則該

溶液的pH約為

。②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+

K1Fe(OH)2++H2O

Fe(OH

+H+

K2Fe(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(mg·L-1)表示]的最佳范圍約為

mg·L-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)①2②166H+163H2O(3)K1>K2>K3bd調(diào)節(jié)溶液的pH(4)18~20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Fe氧化為Fe2+,其離子方程式為:2Fe3++Fe

3Fe2+。(2)①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+)+2×2.0×10-2mol·L-1+3×1.0×10-3mol·L-1≈5.3×10-2mol·L-1,則c(H+)≈1.0×10-2mol·L-1,pH≈2。②由①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K1>K2>K3。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bd。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(dá)到這種效果。(4)由題圖可以看出,投放聚合氯化鐵18mg·L-1時,渾濁度的去除率最高;投放聚合氯化鐵20mg·L-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18~20mg·L-1。10.(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)層金屬不被空氣氧化的是

()A.KB.NaC.FeD.AlC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。11.(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。①該電化腐蝕稱為

。②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

①步驟Ⅰ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

。②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng):4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O

2Fe2O3·nH2O+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

。③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。①t℃時,反應(yīng)達(dá)到平衡時n(CO)∶n(CO2)=

。②若在1L密閉容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃時反應(yīng)達(dá)到平衡。此時FeO(s)

轉(zhuǎn)化率為50%,則x=

。答案(1)①吸氧腐蝕②B(2)①4HNO3

4NO2↑+O2↑+2H2O②4Fe+10HNO3

4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O③氮氧化物排放少(或其他合理答案)(3)①4∶1②0.05解析(2)①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。②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NH4

NO3,故化學(xué)方程式為:4Fe+10HNO3

4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。③可從兩方面考慮: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,Fe2O3·nH2O可制備鐵紅,提高了原子利用率。(3)①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。②可列出“三段式”:FeO(s)+CO(g)

Fe(s)+CO2(g)起始量:0.02mol

xmol00變化量:0.02mol×50%0.01mol0.01mol0.01mol平衡量:0.01mol(x-0.01)mol0.01mol0.01molK=

=

=0.25,得x=0.05。12.(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。Ⅰ.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的實驗

方案,裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下:

①檢驗裝置的氣密性;②通入干燥的Cl2,趕盡裝置中的空氣;③用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成;④……⑤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③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④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。Ⅱ.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Ⅱ的兩個反應(yīng),可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點:①H2S的原子利用率為100%;②

。答案(共18分)(1)2Fe+3Cl2

2FeCl3(2)在沉積的FeCl3固體下方加熱(3)②⑤(4)冷卻,使FeCl3沉積,便于收集產(chǎn)品干燥管K3[Fe(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D中FeCl2是否失效的試劑可以用K3[Fe(CN)6]溶液,取D中溶液加K3[Fe(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++2Cl-,故可以理解為:Fe2+-e-

Fe3+,電解總反應(yīng)可以寫成:2Fe2++2H+

2Fe3++H2↑。13.(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現(xiàn)固液分離?

(填“能”或“不能”),理由是

。(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0.01000mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液250mL,應(yīng)準(zhǔn)確稱取

gK2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知

=294.0g·mol-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)。①電子天平②燒杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥膠頭滴管⑦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”)。答案(共14分)(1)A、B(2)抽濾、洗滌、灼燒(3)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)0.7350③⑦(6)偏大解析(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)

=0.01000mol·L-1×0.25L×294.0g·mol-1=0.7350g;配制250mL0.01000mol·L-1的K2Cr2O7溶液需經(jīng)過稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻六個步驟,其中③⑦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。考點二銅及其化合物金屬的冶煉A組統(tǒng)一命題·課標(biāo)卷題組1.(2015課標(biāo)Ⅰ,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

()選項實驗現(xiàn)象結(jié)論A.將稀硝酸加入過量鐵粉中,充分

反應(yīng)后滴加KSCN溶液有氣體生成,溶液呈血紅色稀硝酸將Fe氧化為Fe3+B.將銅粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3

溶液中溶液變藍(lán)、有黑色固體出現(xiàn)金屬鐵比銅活潑C.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熔化后的液態(tài)鋁滴落下來金屬鋁的熔點較低D.將0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入

NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再

滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小答案

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1.0mol·L-1Fe2(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,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0.1mol·L-1MgSO4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0.1mol·L-1CuSO4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

結(jié)合實驗操作,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,描述實驗現(xiàn)象,并由此得出合理的結(jié)論。易錯警示

A選項中涉及Fe參與的氧化還原反應(yīng),要注意Fe的量。2.(2017課標(biāo)Ⅲ,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FeO·Cr2O3,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①的主要反應(yīng)為:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3

Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2上述反應(yīng)配平后FeO·Cr2O3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④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⑤的反應(yīng)類型是

。(5)某工廠用m1kg鉻鐵礦粉(含Cr2O340%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2kg,產(chǎn)率為

。答案

(1)2∶7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

本題以K2Cr2O7的制備為載體,考查氧化還原反應(yīng)原理、平衡移動原理等。由題中所給反

應(yīng)可知濾渣1為Fe2O3,濾液1中含有Al3+、Si

,調(diào)節(jié)pH=7,則濾渣2中含Al(OH)3及含硅雜質(zhì),濾液2中含有Cr

、Na+,此時調(diào)節(jié)pH促使平衡2Cr

+2H+

Cr2

+H2O正向移動,再加入KCl得到K2Cr2O7。(1)利用得失電子守恒方法配平:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3

4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,則FeO·Cr2O3與NaNO3的系數(shù)比為2∶7。陶瓷中含有SiO2,在高溫下能與Na2CO3反應(yīng),會損

壞儀器。(2)由步驟①可知熔塊中含有NaNO2、Na2CrO4、Fe2O3等,故濾渣1中含量最多的金屬元素為Fe,

而步驟③需除去Al3+及含硅物質(zhì),故濾渣2中應(yīng)主要含Al(OH)3及含硅雜質(zhì)。(3)步驟④調(diào)pH的目的是促進(jìn)Cr

轉(zhuǎn)化為Cr2

,根據(jù)2Cr

+2H+

Cr2

+H2O,可知應(yīng)增大c(H+),故pH要變小。(4)根據(jù)溶解度曲線圖可知,選擇K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶質(zhì)溶解度且溶解度最小的溫

度區(qū),故選d。反應(yīng)為2K++Cr2

K2Cr2O7↓,此反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)。(5)根據(jù)Cr原子守恒建立關(guān)系式:Cr2O3~K2Cr2O7152294m1·40%kg

m(K2Cr2O7)m(K2Cr2O7)=

kg故產(chǎn)率為

×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(jìn)入”和“流出”)、分離操作類型及目的。3.(2013課標(biāo)Ⅰ,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6

C+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(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(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)向正極移動并進(jìn)入正極材料中Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4

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,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(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。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

依據(jù)產(chǎn)物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。4.(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CuCl2·2H2O制備CuCl,并進(jìn)行相關(guān)探究?！举Y料查閱】

【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(夾持儀器略)。B組自主命題·省（區(qū)、市）卷題組請回答下列問題:(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{(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

?！咎骄糠此肌?5)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)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:①若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是

。②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)①加熱時間不足或溫度偏低②通入HCl的量不足解析

(1)X為干燥管。(2)根據(jù)資料可知,由CuCl2·2H2O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CuCl2·2H2O分解,最后必須在

無氧環(huán)境中冷卻,結(jié)合上述思路,操作的順序為a→c→d→b→e。(3)實驗過程中,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)①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。②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。評析

本題以工業(yè)原料CuCl的制備為素材,考查實驗儀器辨識、實驗操作流程、氯氣的性質(zhì)、

鹽類水解等知識以及學(xué)生獲取信息的能力。試題整體難度中等,第(5)小題難度較大。5.(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)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3

,反應(yīng)中H2O2的作用是

。寫出操作①的名稱:

。(2)反應(yīng)Ⅱ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②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)Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和

。若操作③使用右圖裝置,圖中存在的錯誤是

。(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是

。操作⑤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)Ⅰ中的主要作用是

。答案

(18分)(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)Ⅰ,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)Ⅱ,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)Ⅲ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。6.(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C組教師專用題組答案

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,若溶液中Fe3+過量,則不一定

有Cu析出,故D錯誤。7.(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。①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

。②Al-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。①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為

。②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。①80.0gCu-Al合金用酸完全溶解后,加入過量氨水,過濾得白色沉淀39.0g,則合金中Cu的質(zhì)量

分?jǐn)?shù)為

。②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)①第三周期第ⅢA族CO2②Al2O3+2NaOH

2NaAlO2+H2OAr(其他合理答案均可得分)(2)①吸氧腐蝕②CaCO3或CaO(3)①83.1%②Al、Ni解析(1)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

,故提取過程中需通入CO2氣體。②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)①海水接近中性,金屬在其中以吸氧腐蝕為主。②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)①白色沉淀為

Al(OH)3,39.0gAl(OH)3中鋁元素為0.5mol,合金中鋁的質(zhì)量為0.5mol×27g·mol-1=13.5g,則銅的

質(zhì)量為66.5g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.1%。②pH=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7.0~8.0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。8.(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)1molO2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

價均升高,Cu2S為還原劑,1molCu2S共失去10mol電子,1molO2發(fā)生反應(yīng)消耗

molCu2S,轉(zhuǎn)移4mol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。一、選擇題(每題5分,共20分)1.(2017湖北八所重點中學(xué)第一次聯(lián)考,8)下列離子方程式書寫不正確的是

()A.Fe與HCl溶液反應(yīng):2Fe+6H+

2Fe3++3H2↑B.Cu與AgNO3溶液反應(yīng):2Ag++Cu

Cu2++2AgC.醋酸與NaOH溶液反應(yīng):CH3COOH+OH-

CH3COO-+H2OD.CuSO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng):Cu2++S

+Ba2++2OH-

BaSO4↓+Cu(OH)2↓三年模擬A組2015—2017年高考模擬·基礎(chǔ)題組(時間：30分鐘分值：50分)答案

AFe與鹽酸反應(yīng),應(yīng)生成Fe2+,A錯誤。2.(2017江西上高二中3月聯(lián)考,11)甲、乙、丙、丁、戊五種物質(zhì)中,甲、乙、丙中均含有某種相

同的元素,它們之間具有如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物已略去)。下列有關(guān)物質(zhì)的推

斷不正確的是

()

選項假設(shè)結(jié)論A甲為Al(OH)3丁可能是鹽酸B甲為Na2CO3溶液戊可能是CO2C甲為Fe丁可能是鹽酸D甲為N2戊可能是O2答案

CAl(OH)3為兩性氫氧化物,可與酸、堿反應(yīng)生成Al3+、Al

,Al

和Al3+可發(fā)生雙水解生成Al(OH)3,A正確;如甲為Na2CO3溶液,可與CO2反應(yīng)生成NaHCO3,與Ca(OH)2反應(yīng)生成NaOH,

NaHCO3與NaOH反應(yīng)生成Na2CO3,B正確;如甲為Fe,丁為鹽酸,則乙為FeCl2,丙可能為氯化鐵或氧

化鐵等,但氯化鐵或氧化鐵與FeCl2均不反應(yīng),C錯誤;如甲為N2,戊是O2,則丙為NO,乙可為NH3,NO

和NH3反應(yīng)可生成N2,D正確。3.(2016安徽淮南一模,9)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

()選項實驗操作現(xiàn)象結(jié)論A向某溶液中加入稀鹽酸,產(chǎn)生的

氣體通入澄清石灰水石灰水變渾濁該溶液一定是碳酸鹽溶液B向盛有2mL0.5mol/LNaOH溶液

的試管中滴加2滴0.2mol/L的MgCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀,繼續(xù)滴加0.2mol/LFeCl3溶液有紅褐色沉淀產(chǎn)生Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]C用玻璃棒蘸取溶液X進(jìn)行焰色反應(yīng)實驗火焰呈黃色溶液X中含有Na+D將KI和FeCl3溶液在試管中混合后,加入CCl4,振蕩,靜置下層溶液顯紫紅色氧化性:Fe3+>I2答案

DA項,也可能是亞硫酸鹽溶液,A錯誤;B項,由于NaOH過量,Fe3+與OH-直接反應(yīng)生成

Fe(OH)3,B錯誤;C項,玻璃中含鈉元素,會造成干擾,C錯誤;D項,CCl4層顯紫紅色說明有I2生成,即

Fe3+將I-氧化成I2,所以氧化性Fe3+>I2,D正確。4.(2015福建泉州3月質(zhì)檢,10)探究濃硫酸和銅的反應(yīng),下列裝置或操作正確的是

()A.用裝置甲進(jìn)行銅和濃硫酸的反應(yīng)B.用裝置乙收集二氧化硫并吸收尾氣C.用裝置丙稀釋反應(yīng)后的混合液D.用裝置丁測定余酸的濃度答案

C銅與濃硫酸反應(yīng)需加熱,甲圖中無加熱裝置,A項錯誤;二氧化硫密度比空氣大,應(yīng)該長

管進(jìn)、短管出,B項錯誤;稀釋濃硫酸,將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢倒入水中,并不斷攪拌,C項正確;

氫氧化鈉溶液應(yīng)用堿式滴定管取用,D項錯誤。評析

本題考查銅與濃硫酸反應(yīng)的探究實驗的操作正誤的判斷。5.(2017河南3月高考測試,26)(15分)PFS是水處理中重要的絮凝劑,下圖是以回收的廢鐵屑為原

料制備PFS的一種工藝流程。

(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸應(yīng)是

;PFS中鐵元素的化合價為

;在

酸浸槽中,為了提高浸出率,可以采取的措施有

(寫兩條)。(2)若廢鐵屑中含有較多鐵銹(Fe2O3·xH2O),則酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式有

。(3)如果反應(yīng)釜中用H2O2作氧化劑,則反應(yīng)的離子方程式為

;生產(chǎn)過程中,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜中產(chǎn)生了大量的氣體,且溫度明顯升高,其原因可能是

。(4)聚合釜中溶液的pH必須控制在一定的范圍內(nèi)。如果溶液酸性過強,造成的后果是

。如果溶液酸性太弱又會生成大量的氫氧化鐵沉淀。若溶液中Fe3+的濃度為1

mol·L-1,當(dāng)Fe3+開始沉淀時,溶液的pH約為

。[已知Fe(OH)3的Ksp≈1.0×10-39]。答案(1)H2SO4+3加熱、攪拌、多次浸取等(2)Fe2O3·xH2O+3H2SO4

Fe2(SO4)3+(3+x)H2O、Fe2(SO4)3+Fe

3FeSO4、Fe+H2SO4

FeSO4+H2↑(3)2Fe2++H2O2+2H+

2Fe3++2H2OH2O2與Fe2+的反應(yīng)為放熱反應(yīng),加入的H2O2過多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化劑,H2O2發(fā)生分解反應(yīng),生成了O2(4)影響Fe3+與OH-的結(jié)合

(合理答案均可)1解析(1)絮凝劑是硫酸鹽,制備時不能引入雜質(zhì),要用硫