化學專題十三 鐵、銅及其化合物

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1、專題十三 鐵、銅及其化合物考點一鐵及其化合物考點一鐵及其化合物1.(2018課標,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、LiC.“沉淀”反應的金屬離子為Fe3+D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉五年高考A A組組 統(tǒng)一命題統(tǒng)一命題課標卷題組課標卷題組答案答案D本題考查工藝流程分析,鋁、鐵、鋰的化合物的性質等。合理處理廢舊電池可回收有關金屬,達到資源再利用的目的,同時有利于環(huán)境保護,A項

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項正確;LiFePO4中鐵元素的化合價為+2價,在H2SO4、HNO3作用下轉化為Fe3+,經堿液處理形成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。審題方法審題方法以元素化合物的性質為依據,分析流程中各物質的轉化。2.(2014課標,8,6分,0.786)化學與社會、生活密切相關。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是()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B.漂白粉在空氣中久置變質漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反

3、應生成CaCO3C.施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用K2CO3與NH4Cl反應生成氨氣會降低肥效D.FeCl3溶液可用于銅質印刷線路板制作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,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,是因為發(fā)生了反應:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,2HClO 2HCl+O2,B錯誤;K2CO3與NH4Cl混合使用,因發(fā)生相互促進的水解反應生成NH3而降低肥效,C正確

4、;FeCl3溶液可用于銅質印刷線路板制作的反應原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+CuCl2,D錯誤。知識拓展知識拓展鹽類水解的應用:(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中,有兩個涉及鹽類水解,學生需要對鹽類水解與生產、生活相關的知識進行總結;銅質印刷線路板的制作是高考中的?？贾R,涉及氧化還原反應,學生應該熟記并理解該反應。3.(2018課標,

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)為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:相關金屬離子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的化學方程式為 。(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的離子方程式為 。(4)電解硫酸鋅溶液制

6、備單質鋅時,陰極的電極反應式為 ;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調節(jié)溶液的pH無法除去雜質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中的應用。(1)高溫焙燒,金屬硫化物轉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,可將鐵元素完全轉化為Fe3+,加入ZnO調節(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,陰極反應式為Zn2+2e- Zn,陽極反應式為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,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)來制備。工藝流程如下:回答下列問題:(1)“酸浸”實驗中,鐵的浸出率結果如下圖所示。由圖可知,當鐵的浸出率為70%時,所采用的實驗條件為 。(2)“酸浸”后,鈦主要以TiOCl2-4形式存在,寫出相應反應的離子方程式 。(3)TiO2xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40 min所得實驗結果如下表所示:溫度/3035404550TiO2xH2O轉化率/%92

8、95979388分析40 時TiO2xH2O轉化率最高的原因 。(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轉化反應速率隨溫度升高而增加;超過40 ,雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2xH2O轉化反應速率下降(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,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氧氣反應生成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NaO

10、H溶液至不再有沉淀產生,說明NaOH已反應完全,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。思路分析思路分析結合實驗操作,根據化學反應原理,描述實驗現(xiàn)象,并由此得出合理的結論。易錯警示易錯警示A選項中涉及Fe參與的氧化還原反應,要注意Fe的量。8.(2017課標,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。制備流程如圖所示:回答下列問題:(1)步驟的主要反應為:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2

11、上述反應配平后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。(3)步驟調濾液2的pH使之變 (填“大”或“小”),原因是 (用離子方程式表示)。(4)有關物質的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結晶,過濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到 (填標號)得到的K2Cr2O7固體產品最多。a.80 b.60 c.40 d.10 步驟的反應類型是 。(5)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產品m2 kg,產率為 。答案答案(1)2 7陶瓷

12、在高溫下會與Na2CO3反應(2)FeAl(OH)3(3)小2CrO2-4+2H+ Cr2O2-7+H2O(4)d復分解反應(5)100%21190147mm解析解析(1)FeOCr2O3是還原劑,氧化產物為Na2CrO4和Fe2O3,每摩爾FeOCr2O3參與反應轉移7 mol電子,而NaNO3是氧化劑,還原產物為NaNO2,每摩爾NaNO3參與反應轉移2 mol電子,根據得失電子守恒可知,FeOCr2O3和NaNO3的系數(shù)比為2 7;陶瓷在高溫下會與Na2CO3反應,故熔融時不能使用陶瓷容器。(2)步驟中反應產生了不溶于水的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;調節(jié)pH=7后,Al3+水解產生Al(OH)3沉淀,故濾渣2中除了含硅雜質外還有Al(OH)3。(3)分析知濾液2中的主要成分是Na2CrO4,濾液3中的主要成分應為Na2Cr2O7,則第步調節(jié)pH的作用是使Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7,離子方程式為2CrO2-4+2H+Cr2O2-7+H2O,由此可知應調節(jié)pH使之變小。(4)由溶解度曲線圖可知,應選擇K2Cr2O7溶解度最小且小于溶液中其他溶質溶解度的溫度范圍,故選d,此時得到的K2Cr2O7固體最多;步驟中發(fā)生反應的化學方程式為2KCl+Na2Cr2O7 K2Cr2O7+2NaCl,該反應為復分解反應。(5)樣品中Cr2O

14、3的質量為(m140%) kg,則生成K2Cr2O7的理論質量為(m140%) kg,則產率為m2 kg(m1 kg40%)100%=100%。29415229415221190147mm思路梳理思路梳理關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,三是設置問題。重點抓住物質流向(“進入”和“流出”)、分離操作類型及目的?？键c一鐵及其化合物考點一鐵及其化合物1.(2018江蘇單科,9,2分)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現(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化。2NaHCO3 Na2CO3+CO2+H2O、Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,A正確;NaAlO2與過量HCl(aq)反應生成AlCl3和NaCl,B不正確;Ag(NH3)2+與蔗糖無法發(fā)生銀鏡反應生成Ag,C不正確;Fe與HCl(aq)反應生成FeCl2和H2,D不正確。關聯(lián)知識關聯(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,下列選項所示的物質間轉化均能實現(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)生反應生成NO,NO易與O2反應生成NO2,NO2

17、能與水反應生成HNO3,但NO不能與水反應。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,單位質量的儲熱材料在發(fā)生熔融或結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,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,其本質是納米鐵粉對重金屬離子較強的物理吸附答案答案DD項,納米鐵粉可與Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等發(fā)生置換反應,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準狀況下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根據得失電子守恒可知,FexO被氧化為Fe3+轉移的電子數(shù)和Cl2轉移的電子數(shù)相等。標準狀況下112 mL Cl2轉移電子數(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)某小組在驗證反應“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。(1)檢驗產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

20、KSCN溶液,溶液變紅,證實了甲的猜測。同時發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時間有關,對比實驗記錄如下:(資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN)對Fe3+產生的原因作出如下假設:假設a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產生Fe3+;假設b:空氣中存在O2,由于 (用離子方程式表示),可產生Fe3+;假設c:酸性溶液中的N具有氧化性,可產生Fe3+;假設d:根據 現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產生Fe3+。下述實驗可證實假設a、b、c不是產生Fe3+的主要原因。實驗可證實假設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

21、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 。3O(3)根據實驗現(xiàn)象,結合方程式推測實驗中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,產生白色沉淀Fe2+(2)2Fe3+Fe 3Fe2+4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O加入KSCN溶液后產生白色沉淀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:2Ag+Fe Fe2+2Ag,Ag+Fe2+ Fe3+Ag,Fe+2Fe3+ 3Fe

22、2+。反應開始時,c(Ag+)大,以反應、為主,c(Fe3+)增大。約30 min后,c(Ag+)小,以反應為主,c(Fe3+)減小解析解析本題側重考查學生對實驗現(xiàn)象的分析判斷能力以及實驗設計能力。(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Ag+的存在。(2)要證實假設a、b、c不是產生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

23、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+的結論。(3)解題時要注意實驗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,學習時我們能夠接觸到Fe3+Ag Fe2+Ag+,所以就產生了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,使氯化鐵溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵的關鍵條件是 。(4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結果如下圖所示。由圖中數(shù)據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+水解產生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質2Fe3+Fe 3Fe2+(2)2166H+163H2O(3)K1K2K3bd調節(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使其沉降,從而起到凈水作用。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設備,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)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結合H+使c(H+)減小,平衡正向移動,故選bd。欲使FeCl3溶液轉化為高濃度聚合氯化鐵,應使Fe3+的

28、水解平衡正向移動,在FeCl3濃度一定的條件下,適當減小c(H+),即調節(jié)溶液的pH可達到這種效果。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,還原性物質的去除率最高,因此投放聚合氯化鐵的最佳范圍為1820 mgL-1?？键c二銅及其化合物金屬的冶煉考點二銅及其化合物金屬的冶煉7.(2018江蘇單科,6,2分)下列有關物質性質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 溶液反應可生成CuCl2 答案答案A本題考查元素化合物的性質。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FeCl3溶液反應可生成CuCl2和FeCl2,D項正確。易錯易混易錯易混SCN-與Fe3+可結合形成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,當鐵粉剛好與Fe3+完全反應,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,則設有Cu析出,故D錯誤。9.(2016四川理綜,9,13分,)CuCl廣泛應用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學習小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl,并進行相關探究。【資料查閱】 【實驗探究】該小組用下圖

31、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)生的氧化還原反應的離子方程式是 。【探究反思】(5)反應結束后,取出CuCl產品進行實驗,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質。根據資料信息分析:若雜質是CuCl2,則產生的原因是 。若雜質是CuO,則產生的原因是 。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,結合上述思路,操作的順序為acdbe。(3)實驗過程中,HCl會進入C中,另外當溫度高于300 時,試管中發(fā)生反應: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(3)可知進入D中的

33、氣體有HCl和Cl2,則裝置D中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式為Cl2+2OH- Cl-+ClO-+H2O。(5)根據資料可知,含CuCl2雜質的原因是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CuO產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,其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術是將粉碎的印刷電路板經溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產品。某化學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)反應是

34、將Cu轉化為Cu(NH3)2+4,反應中H2O2的作用是 。寫出操作的名稱: 。(2)反應是銅氨溶液中的Cu(NH3)2+4與有機物RH反應,寫出該反應的離子方程式: 。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分離c.增加Cu2+在水中的溶解度(3)反應是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應生成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,已用虛線標出兩處,第三處的試劑是 。循環(huán)使用的NH4C

35、l在反應中的主要作用是 。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壁、液體過多(4)O2、H2SO4加熱濃縮、冷卻結晶、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)經過反應,Cu失電子變成了Cu2+,H2O2作氧化劑。(2)由圖中信息可知,經過反應,Cu(NH3)2+4與RH反應生成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分離。(3)反應中CuR2與稀硫酸反應生成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壁。(4)用惰性電極電解CuSO4溶液,陽極的電極反應式為: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,可調節(jié)溶液的pH,防止生成Cu(OH)2沉淀。考點一鐵及其化合物考點一鐵及其化合物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、生活關系密切。(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

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,將導致硝酸分解。硝酸分解的化學方程式為 。步驟中發(fā)生反應:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O 2Fe2O3nH2O+8HNO3,反應產生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉化為Fe(NO3)2,該反應的化學方程式為 。上述生產流程中,能體現(xiàn)“綠色化學”思想的是 (任寫一項)。(3)已知t 時,反應FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。t 時,反應達到平衡時n(CO) n(CO2)= 。若在1 L密閉容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入

38、x mol CO,t 時反應達到平衡。此時FeO(s)轉化率為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,由框圖中分離的產物可知HNO3被還原為NH4NO3,故化學方程式為: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)該反應的平衡常數(shù)表達式為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)生產中應用廣泛。某化學研究性學習小組模擬工業(yè)流程制備無水FeCl3,再用副產品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。.經查閱資料得知:無水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們設計了制備無水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中反應的化學方程式為 。(2

41、)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全部反應后,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。.該組同學用裝置D中的副產品FeCl3溶液吸收H2S,得到單質硫;過濾后,再以石墨為電極,在一定條件下電解濾液。(6)FeCl3與H2S反應的離子方程式為 。(7)電解池中H+在陰極放電產生H2,陽極的電極反應式為

42、 。(8)綜合分析實驗的兩個反應,可知該實驗有兩個顯著優(yōu)點: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膠體粒子及副產物ZnO。制備流程圖如下:已知:Zn及其化合物的性質與Al及其化合物的性質相似。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)調節(jié)溶液A的pH可產生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?

44、(填“能”或“不能”),理由是 。010 00 molL-1的K2Cr2O7標準溶液250 mL,應準確稱取 g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字,已知Cr2O7=294.0 gmol-1)。配制該標準溶液時,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標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡,而滴定結束后氣泡消失,則測定結果將 (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,滴定結束后氣泡消失,會導致代入計算式的標準溶液的體積偏大,測定結果偏大。K2m考點二銅及其化合物金屬的冶煉考點二銅及其化合物金屬的冶煉4.(2013課標,27,15分,0.19)鋰離子電池的應用很廣,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)?；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的化學方程式 ;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)生反應的化學方程式 。(5)充放電過程中,發(fā)生LiCoO2與Li1-xCoO2之間的轉化,寫出放電時電池反應方程式 。(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+從負極中脫出,經由電解質向正極移動并進入正極材料中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,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轉化為CoSO4,化合價降低,可推知H2O2中氧元素化合價升高,轉化為O2,故可寫出反應的化學方程式為2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O,H2O2不穩(wěn)定,會發(fā)生分解反應: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”過程中反應的化學方程式:CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O。(5)依題意可寫出充電時,電池正

50、極的電極反應式為LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,與題給負極反應式相加即得充電時總反應:LiCoO2+6C LixC6+Li1-xCoO2,其逆反應就是電池放電的總反應。(6)電池放電時,Li+從負極中脫出,經由電解質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物反推之前過程中發(fā)生的化學反應。挖掘隱含條件:LiCoO2制CoCO3的過程中發(fā)生氧化還原反應。疑難突破疑難突破依據產物

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,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,其化學方程式為 。焊接過程中使用的保護氣為 (填化學式)。(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溶液調節(jié)pH,當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堿溶液反應轉化成偏鋁酸鹽,然后在偏鋁酸鹽溶液

53、中通入過量的CO2,發(fā)生反應:Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC,故提取過程中需通入CO2氣體。保護氣需性質穩(wěn)定,高溫條件下不與Al-Mg合金反應,N2高溫條件下可與Mg反應,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,合金中鋁的質量為0.5 mol27 gmol-1=13.5 g,則銅的質量為66.5 g,質量分數(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。(1)由下列物質冶煉相應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:2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,該反應的還原劑是 。當1 mol O2發(fā)生反應時,還原劑所失電子的物質的量為 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”)極為含有雜質的粗銀,若b極有少量紅棕色氣體產生,則生成該氣體的電極反應式為 。(4)為處理銀器表面的黑斑(Ag2S),將銀器浸于鋁質容器里的食鹽水中并與鋁接觸,Ag2S轉化為Ag,食鹽水的作用是 。答案答案(1)b、d(2)Cu2S4H2(3)a2H+N+e- NO2+H2O(4)做電解質溶液(或導電)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)生反應消耗 mol Cu2S,轉移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,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得電子轉化成Ag,食鹽水做電解質溶液形成閉合回路。253O考點一鐵及其化合物考點一鐵及其化合物1.(2018廣東揭陽學業(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是()A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.Al2O3 三年模擬A組 20162018年高考模擬基礎題組答案答案CFe3O4又名磁性氧化鐵,能夠將聲音信號通過適當?shù)脑O備轉化為磁信號以及電信

57、號等,從而實現(xiàn)錄音和放音的功能,所以該磁粉的主要成分是Fe3O4,C項正確。2.(2018廣東五校協(xié)作體第一次聯(lián)考,10)下列實驗的現(xiàn)象與對應結論均正確的是()選項操作現(xiàn)象結論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,A項錯誤;Al2(SO4)3溶液中滴加過量氨水,反應生成氫氧化鋁白色沉淀,可知Al(OH)3

58、不溶于氨水,B項錯誤;FeSO4溶液中滴入酸性高錳酸鉀溶液,發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子,紫色褪去,說明Fe2+有還原性,C項正確;SO2通入溴水中,發(fā)生氧化還原反應,生成H2SO4和HBr,說明SO2有還原性,D項錯誤。3.(2018河南一輪復習診斷調研聯(lián)考,11)將物質的量均為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(忽略離子的水解),下列說法中不正確的是()A.當b時,發(fā)生的離子方程式為2Fe3+Fe 3Fe2+B.當b時,發(fā)生總反應的離子方程式為2Fe3+Cu2+2Fe 4 Fe2+CuC.當b時,反應中轉移電子的物質的量:a moln(e-)

59、3a molD.當b時,反應后的溶液中n(Cu2+) n(Fe2+)=(-b) (b+a)2a32a2a32a2a32a32a答案答案BFe3+的氧化性強于Cu2+,因此先發(fā)生反應Fe+2Fe3+ 3Fe2+,兩者恰好完全反應時b=,鐵過量,接著發(fā)生反應Fe+Cu2+ Fe2+Cu,當把Cu2+全部轉化成Cu時,b= mol。根據上述分析,當b時,只發(fā)生反應Fe+2Fe3+ 3Fe2+, A項正確;根據上述分析,當b時,發(fā)生反應Fe+2Fe3+ 3Fe2+ 、Fe+Cu2+ Fe2+Cu,且Cu2+全部轉化成Cu,總反應應是2Fe3+2Cu2+ +3Fe 5Fe2+2Cu,B項錯誤;假設只發(fā)生

60、反應Fe+2Fe3+ 3Fe2+,轉移電子的物質的量為a mol,假設再把Cu2+ 全部轉化成Cu,此時轉移電子的物質的量為(a+2a) mol=3a mol,當b時,轉移電子的物質的量為a moln(e-)3a mol,C項正確;當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+。解題關鍵解題關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,會誤認為最終固體是鐵或銅或銅和鐵的混合物三種情況,實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后固體質量為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生標準狀況下的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后固體質量為25.6 g,這些銅的物質的量為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,并產生標準狀況下的NO氣體4.48 L,NO的物質的量為0.2 mol。由N原子守恒可以求出硝酸的物質的量為1 mol,則稀硝酸的濃度為2 molL-1,A項正確。解題關鍵解題關鍵利用守恒法計算,即

63、銅原子守恒,確定Cu(NO3)2的物質的量,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,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,待充分反應后,所得溶液中銅離子的物質的量濃度是()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,相關計算如下:3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O 364 g8 mol2 mol 3 mol2.56 g0.06 mol0.03 mol n(Cu2+)因為,所以N過量,因此用H+的量進行計算。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解題關鍵解題關鍵由于Cu與HNO3反應生成Cu(NO3)2,Cu(NO3)2電離產生的N可以在H2SO4電離產生的H+作用下繼續(xù)氧化單質Cu,因此利用銅與硝酸反應的化學方程式計算,還要注意過量問

65、題。3O8.(2018安徽合肥第一次教學質量檢測,17)(15分)高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型多功能水處理劑。其生產工藝如下:回答下列問題:(1)反應應在溫度較低的情況下進行,因溫度較高時NaOH與Cl2反應生成NaClO3,寫出溫度較高時反應的離子方程式: 。(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,生成更多的NaClOB.NaOH固體溶解時會放出較多的熱量,有利于提高反應速率C.為下一步反應提供堿性的環(huán)境D.使NaClO3轉化為NaClO二、非選擇題二、非選擇題( (共共45分分) )(3)反應的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產率都有影響。圖1為

66、不同的溫度下,不同質量濃度的Fe(NO3)3對K2FeO4生成率的影響;圖2為一定溫度下,Fe(NO3)3質量濃度最佳時,Na-ClO質量濃度對K2FeO4的生成率的影響。圖1圖2工業(yè)生產中最佳溫度為 ,此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質量濃度之比為 。(4)反應中的離子方程式為 ;溶液中加入飽和KOH溶液得到濕產品的原因是 。(5)高鐵酸鉀作為水處理劑時與水反應的離子方程式是: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,具有強氧化性能殺菌消毒與水反應產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