2020版高考化学（课标Ⅱ）一轮课件：专题六　铁、铜及其化合物 .pptx

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1、专题六 铁、铜及其化合物,高考化学 (课标专用),考点一 铁及其化合物,五年高考,A组 课标卷区题组,1.(2018课标,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含 有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:,回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有 ;氧化除杂工序中ZnO的作用是 ,若不通入氧气,其后果是 。 (3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 。 (

2、4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;沉积锌后的 电解液可返回 工序继续使用。,答案 (1)ZnS+ O2 ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ (3)Cd2+Zn Cd+Zn2+ (4)Zn2+2e- Zn 溶浸,解析 (1)高温焙烧,金属硫化物转化为金属氧化物和二氧化硫气体。(2)PbSO4难溶于水;氧化 除杂工序中通入O2,可将铁元素完全转化为Fe3+,加入ZnO调节溶液pH为2.86.2,保证Fe3+被完 全除去。(3)还原除杂工序中锌粉可置换出金属Cd。(4)电解硫酸锌溶液时,阴极反应式为Zn2+ 2e- Zn,阳极反应式为2H2O-

3、4e- O2+4H+,沉积锌后的电解液中主要含硫酸,可返回溶 浸工序继续使用。,2.(2016课标,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入 少量铁屑,其目的是 。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+ 氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为 。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于 液面下依次加入几滴氯水和1滴

4、KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此 溶液于3支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; 第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含 有,(填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。 (5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色

5、,发生反应的 离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热, 随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;生成沉淀 的原因是 (用平衡移动原理解释)。,答案 (15分)(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+ 的水解平衡正向移动,解析 (1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧 化,反应的离子方程式

6、为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖 在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说 明含有Fe2+;实验和说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反应。 (5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生成的Fe3+ 对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对Fe3+的水解起促进作用。,易错警示 第(5)问若不能挖掘内涵,会对产生气泡的原因及生成沉淀的原因分析不清。,关联知识 1.Fe2+的还原性。2.

7、Fe2+的检验。3.可逆反应的特征。4.H2O2的不稳定性。5.外界条 件对水解平衡的影响。,考点二 铜及其化合物 金属的冶炼,3.(2014课标,9,6分)下列反应中,反应后固体物质增重的是 ( ) A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末 C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液,答案 B A项,CuO被H2还原为Cu,固体质量减轻;B项,2Na2O2+2CO2 2Na2CO3+O2,Na2O2变 为Na2CO3,固体质量增加;C项,铝热反应前后固体总质量保持不变;D项,1 mol Zn置换出1 mol Cu,固体质量减轻,不符合题意。,解题关

8、键 题目强调固体质量增加,在溶液中进行的反应要注意分析对象。,拓展延伸 铝与Fe2O3发生铝热反应可用于焊接铁轨。,B组 课标、课标、自主命题省(区、市)卷题组,考点一 铁及其化合物,1.(2018江苏单科,9,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( ) A.NaHCO3(s) Na2CO3(s) NaOH(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),答案 A 本题考查元素化合物之间的相互转化。2NaHCO3 Na2CO3+CO2+

9、H2O、Na2CO3+ Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH,A正确;NaAlO2与过量HCl(aq)反应生成AlCl3和NaCl,B不 正确;Ag(NH3)2+与蔗糖无法发生银镜反应生成Ag,C不正确;Fe与HCl(aq)反应生成FeCl2和H2, D不正确。,2.(2017江苏单科,7,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( ) A.Fe FeCl2 Fe(OH)2 B.S SO3 H2SO4 C.CaCO3 CaO CaSiO3 D.NH3 NO HNO3,答案 C 本题考查元素及其化合物的知识。A项,铁在Cl2中燃烧只能生成FeCl3,不能生成 FeCl2;B项

10、,硫与O2反应不能直接生成SO3;C项,CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2,CaO与 SiO2在高温条件下化合生成CaSiO3,即CaCO3 CaO+CO2、CaO+SiO2 CaSiO3;D项, NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成NO,NO易与O2反应生成NO2,NO2能与水反应生 成HNO3,但NO不能与水反应。,易混易错 Fe在Cl2中燃烧时,无论Fe是否过量,只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;Fe与FeCl3溶液反 应生成FeCl2;S在O2中燃烧时,无论O2是否过量,只能生成SO2,不能直接生成SO3。,3.(2015江苏单科,8,2分)在给定条件下,下列选

11、项中所示的物质间转化均能一步实现的是 ( ) A.粗硅 SiCl4 Si B.Mg(OH)2 MgCl2(aq) Mg C.Fe2O3 FeCl3(aq) 无水FeCl3 D.AgNO3(aq) Ag(NH3)2OH(aq) Ag,答案 A A项,粗硅在高温条件下与Cl2反应生成SiCl4,再在高温条件下用H2还原SiCl4可制备 纯硅;B项,工业上常通过电解熔融状态的MgCl2制备金属镁;C项,FeCl3易水解,加热可促进FeCl3 的水解,加热蒸发FeCl3溶液不能得到无水FeCl3;D项,蔗糖不能与银氨溶液发生银镜反应。,4.(2019课标,27,15分)硫酸铁铵NH4Fe(SO4)2x

12、H2O是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废 为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下: 回答下列问题: (1)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。 (2)步骤需要加热的目的是 ,温度保持8095 ,采用的合适加热方式是 。 铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为 (填标号)。 (3)步骤中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时,为了 ,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤的具体实验操作有 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。 (5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 时失掉1.5个结 晶水,失重5.6%

13、。硫酸铁铵晶体的化学式为 。,答案 (1)碱煮水洗 (2)加快反应 热水浴 C (3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质 防止Fe3+水解 (4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤) (5)NH4Fe(SO4)212H2O,解析 本题涉及的考点有铁及其化合物、氧化还原反应和工艺流程等;考查了学生将实际问 题分解,通过运用相关知识分析和解决化学问题的能力。 (1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。 (2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在8095 ,可采取水 浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒

14、扣漏斗,既 能充分吸收又能防止倒吸。 (3)步骤利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水解,需控制溶液的pH小于 0.5。 (4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。 (5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,加热到150 ,失去1.5 mol(即27 g)水,质量减轻5.6%,则 硫酸铁铵晶体的相对分子质量为 482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分 为水, =12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)212H2O。,5.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子

15、电池正极材料。LiOH可由电解 法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。 (1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为 溶液(填化学式),阳极电极反应式为 ,电解过程中Li+向 电极迁移(填“A”或“B”)。 (2)利用钴渣含Co(OH)3、Fe(OH)3等制备钴氧化物的工艺流程如下:,Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为 。铁渣中 铁元素的化合价为 。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固 体质量为2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为 。,答案 (1)LiOH 2Cl-2e- Cl

16、2 B (2)2Co(OH)3+S +4H+ 2Co2+S +5H2O 或Co(OH)3+3H+ Co3+3H2O,2Co3+S +H2O 2Co2+S +2H+ +3 Co3O4,解析 (1)B极区产生H2,则B极区发生还原反应,为阴极;A极电极反应式为2Cl-2e- Cl2,为 阳极。A极区电解液为LiCl溶液,B极区电解液为LiOH溶液;Li+(阳离子)向阴极(B电极)移动。 (2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以铁渣中的铁元素为+3价。设钴氧化物的化 学式为CoxOy,由 xCoC2O4+ O2 CoxOy + 2xCO2 (59x+16y) g 2x22.4 L 2

17、.41 g 1.344 L 则 = ,解得xy=34,则钴氧化物的化学式为Co3O4。,6.(2015课标,27,14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示: 回答下列问题: (1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式 。为提高 浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有 (写出 两条)。 (2)利用 的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 。(写化学式),(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 。

18、然后再调节溶液的pH约为5,目的是 。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为 。 (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用 化学方程式表示制备过程 。,答案 (14分)(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼 矿粉粒径(2分) (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分) (3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分) (4)(七水)

19、硫酸镁(1分) (5) (2分) (6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO(2分),解析 (1)硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸,所以Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方 程式为:Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度 外,还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH约为5,使Al3+ 和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。 (4)“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐,故为(

20、七水)硫酸镁。 (5)硼氢化钠的电子式为 。 (6)利用Mg的还原性制取硼的化学方程式为2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO。,审题方法 在审题的过程中,要注意结合化工流程的目的来分析每一步在处理什么问题。,规律方法 化工生产就是将化学实验工业化,所以在解答化工流程题的过程中,应该结合化工 生产的目的,来分析每一步操作的目的,而这些操作大多数是为了原料的分离、提纯,所以涉及 的实验操作往往是过滤、萃取、蒸馏等,而且所加入的处理试剂与平时分离、除杂所选用的 试剂在选用原理上都是相似的。,考点二 铜及其化合物 金属的冶炼,7.(2015课标,10,6分)下列实验中,对

21、应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 ( ),答案 D A项,稀硝酸加入过量铁粉中,产物是Fe2+,滴加KSCN溶液,不会出现血红色;B项,将 铜粉加入1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中,溶液变蓝,发生了反应:2Fe3+Cu 2Fe2+Cu2+,说明氧化 性Fe3+Cu2+,没有黑色固体出现;C项,用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯 上加热,铝箔表面的铝和空气中的氧气反应生成Al2O3,Al2O3熔点高,包裹着熔化的铝,熔化后的 液态铝不会滴落下来;D项,将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,说明 NaOH已反应完全,再滴加0

22、.1 molL-1 CuSO4溶液,白色沉淀变为浅蓝色沉淀,说明Cu(OH)2的溶 度积比Mg(OH)2的小。,关联知识 Mg(OH)2(s)+Cu2+(aq) Cu(OH)2(s)+Mg2+(aq),Cu(OH)2比Mg(OH)2更难溶。,温馨提示 A选项中涉及Fe参与的氧化还原反应,要注意Fe是否过量。,8.(2018江苏单科,6,2分)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是 ( ) A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液显红色 B.KAl(SO4)212H2O 溶于水可形成Al(OH)3胶体 C.NH4Cl 与Ca(OH)2 混合加热可生成NH3 D.Cu与FeCl3 溶液反应

23、可生成CuCl2,答案 A 本题考查元素化合物的性质。向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,A项 错误;KAl(SO4)212H2O溶于水,电离出的Al3+发生水解可形成Al(OH)3胶体,B项正确;实验室常用 NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热制NH3,C项正确;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2, D项正确。,易错易混 SCN-与Fe3+可结合形成Fe(SCN)3使溶液显红色,而SCN-与Fe2+不能。,9.(2017课标,27,15分)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成 分为FeOCr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流

24、程如图所示: 回答下列问题: (1)步骤的主要反应为: FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3 Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反应配平后FeOCr2O3与NaNO3的系数比为 。该步骤不能使用陶瓷容器,原因是 。 (2)滤渣1中含量最多的金属元素是 ,滤渣2的主要成分是 及含硅杂质。 (3)步骤调滤液2的pH使之变 (填“大”或“小”),原因是 (用离子方程式表示)。,(4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K 2Cr2O7固体。冷却到 (填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。,a.80 b.60 c.40 d.1

25、0 步骤的反应类型是 。 (5)某工厂用m1 kg铬铁矿粉(含Cr2O3 40%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2 kg,产率为 。 答案 (1)27 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 (2)Fe Al(OH)3 (3)小 2Cr +2H+ Cr2 +H2O (4)d 复分解反应 (5) 100%,解析 (1)FeOCr2O3是还原剂,氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3,每摩尔FeOCr2O3参与反应转移 7 mol电子,而NaNO3是氧化剂,还原产物为NaNO2,每摩尔NaNO3参与反应转移2 mol电子,根据得 失电子守恒可知,FeOCr2O3和NaNO3的系数比为27;陶瓷在高温下

26、会与Na2CO3反应,故熔融 时不能使用陶瓷容器。(2)步骤中反应产生了不溶于水的Fe2O3,故滤渣1的主要成分是Fe2O3, 则含量最多的金属元素是铁元素;调节pH=7后,Al3+水解产生Al(OH)3沉淀,故滤渣2中除了含硅 杂质外还有Al(OH)3。(3)分析知滤液2中的主要成分是Na2Cr ,滤液3中的主要成分应为Na2Cr2O7,则第步调节pH的作用是使Na2Cr 转化为Na2Cr2O7,离子方程式为2Cr +2H+ Cr2 +H2O, 由此可知应调节pH使之变小。(4)由溶解度曲线图可知,应选择K2Cr2O7溶解度最小且小 于溶液中其他溶质溶解度的温度范围,故选d,此时得到的K2C

27、r2O7固体最多;步骤中发生反应 的化学方程式为2KCl+Na2Cr2O7 K2Cr2O7+2NaCl,该反应为复分解反应。(5)样品中Cr2O3 的质量为(m140%) kg,则生成K2Cr2O7的理论质量为(m140% ) kg,则产率为m2 kg(m1 kg 40% )100%= 100%。,1.粗读题干,挖掘图示。读题过程中分析核心元素,找出杂质元素。,思路梳理 关于无机化工流程图题目的解题思路,2.携带问题,精读信息,信息包括三方面:一是题干,二是流程图,三是设置问题。重点抓住物质 流向(“进入”和“流出”)、分离操作类型及目的。,C组 教师专用题组,考点一 铁及其化合物,1.(20

28、14课标,8,6分)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是 ( ),答案 C 生活中常用热的纯碱溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应,而是 纯碱水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,A错误; 漂白粉在空气中久置变质,是因为发生了反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO, 2HClO 2HCl+O2,B错误;K2CO3与NH4Cl混合使用,因发生相互促进的水解反应生成NH3而 降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+ CuCl2。,2.(201

29、4重庆理综,4,6分)茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用 品 用到的是 ( ) A.将茶叶灼烧灰化,选用、和 B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用、和 C.过滤得到滤液,选用、和,D.检验滤液中的Fe3+,选用、和,答案 B A项,灼烧茶叶需用仪器有坩埚、泥三角、酒精灯等,A项正确;B项,溶解茶叶灰的过 程中会用到烧杯、玻璃棒等仪器,容量瓶是配制一定体积、一定物质的量浓度溶液时的主要 仪器,B项错误;C项,过滤需用仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒等,C项正确;D项,检验Fe3+可用KSCN 溶液,仪器为胶头滴管和试管,D项正确。,3.(2017北京理综,28,16分)某

30、小组在验证反应“Fe+2Ag+ Fe2+2Ag”的实验中检测到Fe3+, 发现和探究过程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸银溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固 体,溶液呈黄色。 (1)检验产物 取出少量黑色固体,洗涤后, (填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。 取上层清液,滴加K3Fe(CN)6溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。 (2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理 是 (用离子方程式表示)。针对两种观点继续实验: 取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产

31、生,且溶液 颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:,(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN) 对Fe3+产生的原因作出如下假设: 假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+; 假设b:空气中存在O2,由于 (用离子方程式表示),可产生Fe3+; 假设c:酸性溶液中的N 具有氧化性,可产生Fe3+; 假设d:根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。 下述实验可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验可证实假设d成立。 实验:向硝酸酸化的 溶液(pH2)中加入过量铁粉,搅拌后静 置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。3 min时溶液呈浅红色,30

32、min后溶液几乎无色。 实验:装置如下图。其中甲溶液是 ,操作及现象是 。,(3)根据实验现象,结合方程式推测实验中Fe3+浓度变化的原因: 。,答案 (1)加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀 Fe2+ (2)2Fe3+Fe 3Fe2+ 4Fe2+O2+4H+ 4Fe3+2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀 0.05 molL-1 NaNO3 FeSO4溶液 分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深 (3)溶液中存在反应:2Ag+Fe Fe2+2Ag,Ag+Fe2+ Fe3+Ag,Fe+2Fe3+ 3Fe2+。 反应开始时,c(Ag+)

33、大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约30 min后,c(Ag+)小,以反应为主, c(Fe3+)减小,解析 本题侧重考查学生对实验现象的分析判断能力以及实验设计能力。 (1)烧杯底部的黑色固体中含有银和过量的铁,要证明Ag的存在,可加硝酸并加热将固体溶 解,然后用盐酸来检验Ag+的存在。 (2)要证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因,需将原实验中的溶液换成c(H+)、c(N )分 别相同,但不含Ag+的溶液,可选用硝酸酸化的0.05 molL-1 NaNO3溶液(pH2),通过向上层清液 中滴加KSCN溶液后的现象差异进行验证。实验中甲溶液是FeSO4溶液,电极反应为:负极 Fe2

34、+-e- Fe3+,正极Ag+e- Ag。一段时间后检验Fe3+的存在及浓度,即可得出Ag+能将Fe2+氧 化成Fe3+的结论。 (3)解题时要注意实验过程中过量的铁始终是存在的。,4.(2013天津理综,9,18分)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业 流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 .经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实 验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下: 检验装置的气密性; 通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气; 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;,

35、体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。 请回答下列问题: (1)装置A中反应的化学方程式为 。 (2)第步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。要使沉积的 FeCl3进入收集器,第步操作是 。 (3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) 。 (4)装置B中冷水浴的作用为 ;装置C的名称为 ;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂: 。 (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 .该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,

36、再以石墨为电极,在一 定条件下电解滤液。 (6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。 (7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为 。,(8)综合分析实验的两个反应,可知该实验有两个显著优点: H2S的原子利用率为100%; 。,答案 (共18分)(1)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)在沉积的FeCl3固体下方加热 (3) (4)冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管 K3Fe(CN)6溶液 (5) (6)2Fe3+H2S 2Fe2+S+2H+ (7)Fe2+-e- Fe3+ (8)FeCl3得到循环利用,解析 (4)检验D中FeCl2是否失效可以用K3Fe(CN)

37、6溶液,取D中溶液加K3Fe(CN)6溶液,有蓝 色沉淀生成说明没有失效。(7)电解滤液时,阳极发生的反应为2Cl-2e- Cl2、2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-,故可以理解为:Fe2+-e- Fe3+,电解总反应可以写成:2Fe2+2H+ 2Fe3+H2。,5.(2013浙江理综,28,14分)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备 流程图如下: 已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。请回答下列问题: (1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有 。 A.去除油污 B.溶解镀锌层 C.去除铁锈 D.钝化 (2)调节溶液A的pH可产生Zn(OH)

38、2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是 。 (3)由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,其原因是 。 (4)Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离? (填“能”或“不能”),理由是 。 (5)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为,0.010 00 molL-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确称取 g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已 知 =294.0 gmol-1)。配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 (用编号表示)。 电子天平 烧杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 胶头滴管 移液管 (6)滴定操作中,如果滴

39、定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气 泡消失,则测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。,答案 (共14分)(1)A、B (2)抽滤、洗涤、灼烧 (3)N2气氛下,防止Fe2+被氧化 (4)不能 胶体粒子太小,抽滤时容易透过滤纸 (5)0.735 0 (6)偏大,解析 (1)油污可在NaOH溶液中水解从而被除去,同时Zn可与NaOH溶液发生反应生成偏锌酸 钠。(2)抽滤得到Zn(OH)2固体,洗涤后灼烧,Zn(OH)2分解生成ZnO。(3)Fe2+可与OH-反应生成Fe (OH)2,若不持续通N2,Fe(OH)2会被氧化成Fe(OH)3。(4)胶体粒子不能

40、透过半透膜,但可通过滤 纸。(5) =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溶液需经过称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀六个步骤,其中没必要用到。 (6)如果滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失,会导致代入计算式的标准溶液的 体积偏大,测定结果偏大。,6.(2013课标,27,15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极 材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6 C+xLi+xe- LixC6。现

41、欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未 给出)。 回答下列问题: (1)LiCoO2中,Co元素的化合价为 。 (2)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 。,(3)“酸浸”一般在80 下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ;可用盐酸代替H2SO4 和H2O2的混合液,但缺点是 。 (4)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 。 (5)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出放电时电池反应方程式 。 (6)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 。 在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 (填化学式)。,答案

42、 (1)+3 (2)2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH +3H2 (3)2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+4H2O、2H2O2 2H2O+O2 有氯气 生成,污染较大 (4)CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+H2O+CO2 (5)Li1-xCoO2+LixC6 LiCoO2+6C (6)Li+从负极中脱出,经由电解质向正极移动并进入正极材料中 Al(OH)3、CoCO3、Li2SO4,解析 (1)LiCoO2中,Li为+1价,O为-2价,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可计算 出Co的化合价为+3价。(2)“正极

43、碱浸”时,其中的铝箔可与NaOH溶液反应,离子方程式为 2Al+2OH-+6H2O 2Al(OH +3H2或2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2。(3)从工艺流程图 知,“酸浸”后LiCoO2中+3价的Co转化为CoSO4,化合价降低,可推知H2O2中氧元素化合价升 高,转化为O2,故可写出反应的化学方程式为2LiCoO2+3H2SO4+H2O2 Li2SO4+2CoSO4+O2+ 4H2O,H2O2不稳定,会发生分解反应:2H2O2 2H2O+O2;LiCoO2能将H2O2氧化生成O2,说明 LiCoO2的氧化性比H2O2还强,故用盐酸代替混合液时,LiCoO2会将HCl中-1价的氯

44、氧化生成Cl2, 污染空气。(4)观察工艺流程图可写出“沉钴”过程中反应的化学方程式:CoSO4+2NH4HCO3 CoCO3+(NH4)2SO4+CO2+H2O。(5)依题意可写出充电时,电池正极的电极反应式为 LiCoO2-xe- Li1-xCoO2+xLi+,与题给负极反应式相加即得充电时总反应:LiCoO2+6C LixC6+Li1-xCoO2,其逆反应就是电池放电的总反应。(6)电池放电时,Li+从负极中脱出, 经由电解质向正极移动生成正极材料LiCoO2,故“放电处理”有利于锂在正极的回收; 观察整个回收工艺流程图,可知可回收到的金属化合物有Al(OH)3、CoCO3和Li2SO4

45、。,7.(2014福建理综,24,15分)铁及其化合物与生产、生活关系密切。 (1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。 该电化腐蚀称为 。 图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 (填字母)。 (2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下: 废铁皮 含Fe(NO3)2 的溶液 步骤若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。 步骤中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O 2Fe2O3nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又,将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式为 。 上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的

46、是 (任写一项)。 (3)已知t 时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。 t 时,反应达到平衡时n(CO)n(CO2)= 。 若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t 时反应达到平衡。此时FeO(s) 转化率为50%,则x= 。,答案 (1)吸氧腐蚀 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)41 0.05,解析 (2)硝酸在受热或光照条件下均易分解,化学方程式为:4HNO3 4NO2+O2+2H2 O。由题意可知HNO3又将铁氧化为Fe(NO3)2,由框图中分离的产物可知HNO3被还原为NH4 NO3,故化学方程式为:4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。可从两方面考虑:一是 HNO3被还原为NH4NO3,没有生成氮氧化物,减少了对环境的污染;二是产物的利用,如NH4NO3 可作氮肥,Fe2O3nH2O可制备铁红,提高了原子利用率。(3)该反应的平衡常数表达式为K= ,在同样条件下,c(CO2)c(CO)=n(CO2)n(CO),所以平衡状态时n(CO)n(CO2)= = = =41。 可列出“三段式”: FeO(s) + CO(g)