北京市2019版高考化学 专题十三 铁及其化合物课件.pptVIP

专题十三铁及其化合物,高考化学(北京市专用),考点铁及其化合物A组自主命题北京卷题组,五年高考,1.(2014北京理综,11,6分)用下图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由中现象,不能证实中反应发生的是(),答案AA项,肥皂水冒泡,不能证明产生了H2,也可能是气体受热膨胀所致,故选A;B项,产生的NH3溶于水呈碱性,可使酚酞变红;C项,NaHCO3固体受热分解产生的CO2气体可使澄清石灰水变浑浊;D项,石蜡油在碎瓷片的催化下发生分解,产生的烯烃可使Br2的CCl4溶液褪色。,易错警示肥皂水冒泡说明有气体逸出,但不一定是反应生成了气体,也可能是装置内的气体受热膨胀所致。,思路分析酚酞溶液变红说明有碱性气体产生;澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生;溴的四氯化碳溶液褪色说明有不饱和烃产生。,2.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“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0.05molL-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。3min时溶液呈浅红色,30min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(16分)(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+Fe3Fe2+4Fe2+O2+4H+4Fe3+2H2O加入KSCN溶液后产生白色沉淀0.05molL-1NaNO3FeSO4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+FeFe2+2Ag,Ag+Fe2+Fe3+Ag,Fe+2Fe3+3Fe2+。反应开始时,c(Ag+)大,以反应、为主,c(Fe3+)增大。约30min后,c(Ag+)小,以反应为主,c(Fe3+)减小,解析(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0.05molL-1NaNO3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+-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。,破定止惯思维定式在解题时危害很大,学习时我们能够接触到Fe3+AgFe2+Ag+,所以就产生了Ag+不能氧化Fe2+的思维定式,从而影响该题的解答。,3.(2018天津理综,4,6分)由下列实验及现象推出的相应结论正确的是(),B组统一命题、省(区、市)卷题组,答案BA项,说明原溶液中有Fe2+,但不能确定是否有Fe3+,不正确;B项,说明H2CO3制出了C6H5OH,正确;C项,S2-与Cu2+直接反应生成CuS黑色沉淀,不能说明Ksp(CuS)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0.1molL-1MgSO4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0.1molL-1CuSO4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。,7.(2014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不能都用到的是(),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BA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。,8.(2018课标,26节选)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+)=0.1molL-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。,答案(1)ZnS+O2ZnO+SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+(3)Cd2+ZnCd+Zn2+,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。,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。制备流程如图所示:回答下列问题:(1)步骤的主要反应为:FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+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,K2Cr2O7固体。冷却到(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。a.80b.60c.40d.10步骤的反应类型是。(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为。,答案(1)27陶瓷在高温下会与Na2CO3反应(2)FeAl(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7mol电子,而NaNO3是氧化剂,还原产物为NaNO2,每摩尔NaNO3参与反应转移2mol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,含量最多的金属元素是铁元素;调节pH=7后,Al3+转化成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)应选择K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶质溶解度且K2Cr2O7溶解度尽量小的温度,故选d,此时得到的K2Cr2O7固体最多;步骤中发生反应的化学方程式为2KCl+Na2Cr2O7K2Cr2O7+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m2kg(m1kg40%)100%=100%。,10.(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0.1molL-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2mLFeCl2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2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是。(4)丙组同学取10mL0.1molL-1KI溶液,加入6mL0.1molL-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:第一支试管中加入1mLCCl4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,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(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl22Fe3+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+2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2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,反应的离子方程式为2Fe2+Cl22Fe3+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分解放热,又对Fe3+的水解起促进作用。,易错警示第(5)问若不能挖掘出反应的原理,会对产生气泡的原因及生成沉淀的原因分析不清。,知识拓展Fe3+、Fe2+的鉴别方法,11.(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。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(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO42H3BO3+2MgSO4(2分)提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)(2)Fe3O4SiO2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)硫酸镁(1分)(2分)(6)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+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+2H2SO42MgSO4+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。(2)Fe3O4有磁性,可利用其磁性将其从“浸渣”中分离;“浸渣”中还剩余的物质是SiO2和Ca-SO4。(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(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2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO。,评析本题以制备粗硼酸的工艺流程为背景,突出考查了影响化学反应速率的因素,物质结构和物质的提纯,弱化了计算,拓宽了知识面。,12.(2016浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是()A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量B.Ge(32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池C.Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附,C组教师专用题组,答案DD项,纳米铁粉可与Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等发生置换反应,不是物理吸附。,13.(2015四川理综,11,16分)为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:(1)第步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是。(2)检验第步中Fe3+是否完全还原,应选择(填字母编号)。A.KMnO4溶液B.K3Fe(CN)6溶液C.KSCN溶液(3)第步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是。(4)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。,已知25,101kPa时:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-1648kJ/molC(s)+O2(g)CO2(g)H=-393kJ/mol2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)H=-1480kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是。(5)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+FeS2Fe+2Li2S,正极反应式是。(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%。将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第步应加入FeCO3kg。,答案(1)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O(2)C(3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+(4)4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260kJ/mol(5)FeS2+4Li+4e-Fe+2Li2S或FeS2+4e-Fe+2S2-(6)0.0118ab-0.646c或-,解析(1)稀硫酸与Fe2O3发生复分解反应,离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O。(2)检验Fe3+是否完全还原,只需要检验溶液中是否有Fe3+即可,常选择试剂KSCN溶液,滴入KSCN溶液后若无现象,证明Fe3+已完全还原;若溶液变红,说明Fe3+未完全还原。(3)通入空气后,空气中的O2将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+易发生水解产生H+,从而使溶液的pH降低。(4)由反应:4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)H=-1648kJ/mol,C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393kJ/mol,2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)2FeCO3(s)H=-1480kJ/mol,根据盖斯定律可知,+4-2可得:4FeCO3(s)+O2(g)2Fe2O3(s)+4CO2(g)H=-260kJ/mol。(5)由电池放电时的总反应4Li+FeS2Fe+2Li2S可知,Li作负极,FeS2在正极得到电子,正极反应式是FeS2+4e-Fe+2S2-或FeS2+4Li+4e-Fe+2Li2S。(6)依据题意知,硫铁矿烧渣中加H2SO4浸取后滤液中含有n(Fe3+)=mol=6cmol;浸取烧渣中Fe2O3时消耗n(H2SO4)=n(Fe3+)=6cmol=9cmol;浸取液中加入活化硫铁矿还原Fe3+过程中生成n(H2SO4)=n(Fe3+)=6cmol=3.43cmol;加入FeCO3调pH时,发生反应:FeCO3+H2SO4FeSO4+H2O+CO2,故n(FeCO3)=n(H2SO4)=mol-9cmol+3.43cmol=(0.102ab-5.57c)mol,即m(FeCO3)=(0.102ab-5.57c),mol116g/mol=(11.8ab-646c)g=(0.0118ab-0.646c)kg。,评析本题以化工流程图为载体,充分考查离子方程式的书写、盖斯定律的应用、电极反应式的书写等知识。(6)与FeCO3反应的H2SO4有两部分,难度较大。,14.(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: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)H2O2Fe2O3nH2O+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1L密闭容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,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)4HNO34NO2+O2+2H2O4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O氮氧化物排放少(或其他合理答案)(3)410.05,解析(2)硝酸在受热或光照条件下均易分解,化学方程式为4HNO34NO2+O2+2H2O。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NH4NO3,故化学方程式为4Fe+10HNO34Fe(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,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)Fe(s)+CO2(g)起始量:0.02molxmol00变化量:0.02mol50%0.01mol0.01mol0.01mol平衡量:0.01mol(x-0.01)mol0.01mol0.01molK=0.25,得x=0.05。,15.(2012课标,36,15分)由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:铜矿石铜精矿砂冰铜粗铜电解铜(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是、,反射炉内生成炉渣的主要成分是;(2)冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成)含Cu量为20%50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成含Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是、;(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为。,答案(1)2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO22FeS+3O22FeO+2SO2FeSiO3(2)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2(3)cCu2+2e-CuAu、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方,Fe以Fe2+的形式进入电解液中,解析(1)由黄铜矿和空气在1000左右的温度下反应生成Cu和Fe的低价硫化物可写出方程式:2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,再由“部分Fe的硫化物转变为低价氧化物”这一信息写出方程式:2FeS+3O22FeO+2SO2。将炼铁时生成炉渣的反应(CaO+SiO2CaSiO3)迁移到本题,不难得出生成炉渣的主要成分为FeSiO3。(3)电解精炼铜时,粗铜为阳极,即题图中的c极;d极为阴极,电极反应式为Cu2+2e-Cu;粗铜中活泼性比铜弱的Au、Ag在阳极溶解时从阳极上脱落下来形成“阳极泥”,比铜活泼的杂质Fe以Fe2+的形式进入电解液中。,16.(2011全国,27,15分)下图中,A、B、C、D、E是单质,G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知:反应C+GB+H能放出大量的热,该反应曾应用于铁轨的焊接;I是一种常见的温室气体,它和E可以发生反应:2E+I2F+D,F中E元素的质量分数为60%。回答问题:(1)中反应的化学方程式为;(2)化合物I的电子式为,它的空间构型是;,(3)1.6gG溶于盐酸,得到的溶液与铜粉完全反应,计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程);(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为,反应后溶液与过量化合物I反应的离子方程式为;(5)E在I中燃烧观察到的现象是。,答案(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(2分)(2)直线形(2分)(3)Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+n(Cu)=n(Fe2O3)=0.010mol铜粉的质量=64gmol-10.010mol=0.64g(5分)(4)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2(2分)Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC(注:不要求写OH-+CO2HC)(2分)(5)镁条剧烈燃烧,生成白色粉末,反应器内壁附着有黑色的碳(2分),解析(1)由题意和信息可知,C为Al,G为Fe2O3,B为Fe,H为Al2O3,则中反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。(2)由可知,I为CO2,E为Mg,F为MgO,D为单质C。CO2的电子式为,CO2是直线形分子。(3)G为Fe2O3,G与盐酸反应的离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3+3H2O,Cu与Fe3+反应的离子方程式为Cu+2Fe3+Cu2+2Fe2+。则n(Cu)=n(Fe2O3)=0.010mol,铜粉的质量=64gmol-10.010mol=0.64g。(4)Al与过量NaOH溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2。NaAlO2溶液与过量CO2反应的离子方程式为Al+CO2+2H2OAl(OH)3+HC。(5)镁条在CO2中能剧烈燃烧,生成白色粉末(MgO),反应容器内壁附着有黑色的碳:2Mg+CO22MgO+C。,评析本题综合考查了元素化合物的有关推断、物质之间的化学反应、电子式、有关离子方程式的书写,实验现象的描述等知识,较易,只要细心,不难得出正确答案。,考点铁及其化合物1.(2018北京昌平期末,6)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.FeFeCl2Fe(OH)2B.Cl2Ca(ClO)2HClOC.SSO2H2SO4D.NaNa2ONaOH,A组20162018年高考模拟基础题组,三年模拟,答案BA项,铁与氯气在点燃条件下反应只能生成FeCl3;B项,Cl2与氢氧化钙反应能生成Ca(ClO)2和CaCl2,Ca(ClO)2与CO2反应可以生成HClO;C项,SO2与水反应生成H2SO3;D项,金属钠在加热条件下与氧气反应生成Na2O2。,2.(2018北京东城期末,14)常温时,研究pH对一定浓度FeSO4的稳定性的影响,根据下图分析不合理的是()A.pH小于1时,亚铁几乎无损耗,可能的原因是4Fe2+O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+平衡逆向移动B.pH在3.05.5之间,pH的变化对FeSO4稳定性影响不大,C.pH大于6.5时,亚铁损耗量突变,可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化D.其他条件相同时,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体,FeSO4的稳定性减弱,答案DFe2+易与O2反应,反应方程式为4Fe2+O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+,pH小于1时,c(H+)较大,反应向左进行,亚铁几乎无损耗,故A正确;由图可知,pH在3.05.5之间,亚铁的损耗量几乎不变,说明pH在3.05.5之间,pH变化对FeSO4稳定性影响不大,故B正确;pH大于6.5时,c(H+)较小,亚铁损耗量突变,可能原因是酸性减弱,亚铁转化为Fe(OH)2从而更易被氧化,故C正确;其他条件相同时,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固体,c(H+)增大,FeSO4的稳定性增强或不变,故D错误。,3.(2017北京海淀二模,12)向FeCl3溶液中加入Na2SO3溶液,测定混合后溶液pH随混合前溶液中c(S)/c(Fe3+)变化的曲线如下图所示。实验发现:.a点溶液澄清透明,向其中滴加NaOH溶液后,立即产生灰白色沉淀,滴入KSCN溶液显红色;.c点和d点溶液中产生红褐色沉淀,无气体逸出。取其上层清液滴加NaOH溶液后无明显现象,滴加KSCN溶液显红色。下列分析中合理的是()A.向a点溶液中滴加BaCl2溶液,无明显现象,B.b点较a点溶液pH升高的主要原因:2Fe3+S+H2O2Fe2+S+2H+C.c点溶液中发生的主要反应:2Fe3+3S+6H2O2Fe(OH)3+3H2SO3D.向d点上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变红;再滴加NaOH溶液,红色加深,答案CA项,向a点溶液中加入NaOH溶液后有灰白色沉淀生成,说明a点溶液中含有Fe2+,即S和Fe3+发生了氧化还原反应,S被氧化为S,S能与BaCl2反应生成白色沉淀BaSO4;B项,a到b点pH升高,若反应生成H+,会使pH降低;C项,由中信息可知,c点溶液中含有Fe3+,且有Fe(OH)3生成,所以发生的反应为可逆反应;D项,滴加NaOH溶液,溶液中Fe(SCN)3浓度降低,红色变浅。,4.(2018北京海淀二模,27)铅精矿可用于冶炼金属铅,其主要成分为PbS。.火法炼铅将铅精矿在空气中焙烧,生成PbO和SO2。(1)用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为。(2)火法炼铅的废气中含低浓度SO2,可将废气通入过量氨水中进行处理,反应的离子方程式为。.湿法炼铅在制备金属铅的同时,还可制得硫黄,相对于火法炼铅更为环保。湿法炼铅的工艺流程如下:已知:.不同温度下PbCl2的溶解度如下表所示。,.PbCl2为能溶于水的弱电解质,在Cl-浓度较大的溶液中,存在平衡:PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbC(aq)。(3)浸取液中FeCl3的作用是。(4)操作a为加适量水稀释并冷却,该操作有利于滤液1中PbCl2的析出,分析可能的原因是。(5)将溶液3和滤液2分别置于下图所示电解装置的两个极室中,可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。,溶液3应置于(填“阴极室”或“阳极室”)中。简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理:。若铅精矿的质量为ag,铅浸出率为b,当电解池中通过cmol电子时,金属铅全部析出,铅精矿中PbS的质量分数的计算式为。,答案(1)2PbS+3O22PbO+2SO2(2)2NH3H2O+SO22N+S+H2O(3)使Pb元素由难溶固体PbS转化成溶液中的PbC,S元素转化成单质硫成为滤渣(4)加水稀释使PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbC(aq)平衡向左移动;温度降低PbCl2溶解度减小(5)阴极室阳极发生电极反应:Fe2+-e-Fe3+(或2Cl-2e-Cl2,Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl-,文字表述也可),使c(Fe3+)升高,同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动,使FeCl3再生100%,解析(1)根据信息判断反应物为PbS和O2,生成物为PbO和SO2,根据氧化还原反应方程式配平方法可得,用铅精矿火法炼铅的反应的化学方程式为2PbS+3O22PbO+2SO2;(2)将SO2废气通入过量氨水中生成(NH4)2SO3,离子方程式为2NH3H2O+SO22N+S+H2O;(3)由框图可知,FeCl3能使Pb元素由难溶固体PbS转化成溶液中的PbC,使S元素转化成单质硫成为滤渣;(4)加适量水稀释,使PbCl2(aq)+2Cl-(aq)PbC(aq)平衡向左移动;温度降低,PbCl2的溶解度减小,因此操作a有利于PbCl2的析出;(5)由框图和已知可知,溶液3的主要成分为PbC,电解后生成了Pb,通过化合价的变化判断,PbC发生了还原反应,故溶液3应置于电解池阴极室;滤液2中含有FeCl2,电解池的阳极发生电极反应:Fe2+-e-Fe3+(或2Cl-2e-Cl2,Cl2+2Fe2+2Fe3+2Cl-),使c(Fe3+)升高,同时Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动,从而实现FeCl3再生;由电解池阴极反应:PbC+2e-Pb+4Cl-可知,当电解池中通过cmol电子时,析出的铅的物质的量为c/2mol;由铅原子守恒可知,浸出的n(PbS)=c/2mol;再由铅的浸出率为b和铅精矿质,量为ag可知,铅精矿中PbS的质量分数为100%。,5.(2018北京房山一模,28)某学习小组探究铁和硝酸银溶液的反应,实验过程如下:,(1)根据上述实验现象,甲同学认为有Fe2+生成,铁和硝酸银溶液反应的离子方程式是。(2)乙同学认为实验中可能生成Fe3+,设计并完成如下实验:,查阅资料:Ag+与SCN-反应生成白色沉淀AgSCN。乙同学判断有Fe3+,理由是。(3)乙同学继续探究红色褪去的原因,设计并完成如下实验:,实验的目的是;用平衡移动原理解释实验中溶液红色褪去的原因:。(4)丙认为溶液中Fe3+是Fe2+被Ag+氧化所致。按下图连接装置并进行实验,一段时间后取左侧烧杯中溶液加入KSCN溶液,溶液变红。其中X溶液是;由实验得出Ag+和Fe2+反应的离子方程式是;丙同学的实验设计及结论是否合理,请说明理由:,。,答案(1)2Ag+FeFe2+2Ag(2)溶液局部变红(3)证明实验上层清液中存在Ag+Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,加入硝酸银后,Ag+与SCN-反应生成白色沉淀AgSCN,SCN-浓度降低促使平衡逆向移动,红色褪去(4)Fe(NO3)2溶液Ag+Fe2+Ag+Fe3+不合理,有可能是空气中的氧气将Fe2+氧化为Fe3+,解析(1)铁和硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁和银,反应的离子方程式是2Ag+FeFe2+2Ag。(2)取少量实验中上层清液,滴入少量KSCN溶液,溶液局部变红,说明铁和硝酸银反应生成了Fe3+。(3)实验的目的是证明实验上层清液中存在Ag+;加入硝酸银溶液后,Ag+与SCN-反应生成白色沉淀AgSCN,SCN-浓度降低促使平衡Fe3+3SCN-Fe(SCN)3逆向移动,红色褪去。(4)分析装置图,要证明溶液中Fe3+是Fe2+被Ag+氧化所致,则X溶液应是Fe(NO3)2溶液;由实验得出Ag+和Fe2+反应生成Fe3+和Ag,反应的离子方程式是Ag+Fe2+Ag+Fe3+;空气中的氧气有可能将Fe2+氧化为Fe3+,故丙同学的实验设计及结论不合理。,6.(2018北京朝阳期中,19)某兴趣小组研究I2与FeCl2溶液的反应。配制FeCl2溶液:向0.1molL-1FeCl3溶液中加入足量铁粉,充分振荡,备用。(1)FeCl3溶液与铁粉反应的离子方程式是。(2)检验FeCl3完全反应的实验方案是。(3)设计如下实验,研究I2是否能够氧化FeCl2:,实验现象:试管1溶液变红,试管2溶液呈较浅的蓝色。实验结论:I2能够氧化FeCl2。有的同学认为上述实验现象不足以得出上述结论,原因是。欲证实实验结论,再次设计对比实验。实验方案和相应的现象是。(4)继续进行实验:,针对中现象,小组同学提出假设:在一定量的KI存在下,CCl4很难萃取上述黄色溶液中的I2。该小组同学设计实验,证实了假设。在下图虚框中,将实验方案补充完整(按试题图示方式呈现):应用化学平衡移动原理,结合离子方程式,解释实验中溶液红色褪去的原因:。,答案(1)2Fe3+Fe3Fe2+(2)取少量所得溶液,向其中加入KSCN溶液,溶液不变红(3)FeCl2可能被空气中的O2氧化取1mLFeCl2溶液,滴入8滴蒸馏水,分成两份。其中一份滴加23滴KSCN溶液,与试管1对比,观察溶液变红的时间长短和溶液红色的深浅(4)试管1中存在如下平衡体系a:Fe(SCN)3Fe3+3SCN-,加入KI固体后,发生反应b:2Fe3+2I-I2+2Fe2+,同时,在I-存在下,I2存在形式发生改变,反应b平衡右移,共同促进体系中c(Fe3+)减小,反应a平衡右移,最终红色褪去,解析(1)FeCl3具有氧化性,铁粉具有还原性,二者反应的离子方程式是2Fe3+Fe3Fe2+。(2)欲检验FeCl3完全反应只需要证明没有Fe3+即可,实验方案是取少量所得溶液,向其中加入KSCN溶液,溶液不变红。(3)由于FeCl2可能被空气中的O2氧化,故不能得出I2能够氧化FeCl2的实验结论。欲证实实验结论,再次设计对比实验。实验方案和相应的现象是取1mLFeCl2溶液,滴入8滴蒸馏水,分成两份。其中一份滴加23滴KSCN溶液,与试管1对比,观察溶液变红的时间长短和溶液红色的深浅。,7.(2018北京西城期末,21)某小组同学进行实验研究FeCl3溶液和Na2S溶液的反应。【实验一】已知:FeS、Fe2S3均为黑色固体,均能溶于盐酸。H2S气体有臭鸡蛋气味。同学们对黑色沉淀的成分提出两种假设:.Fe3+与S2-反应直接生成沉淀Fe2S3。.Fe3+被S2-还原,生成沉淀FeS和S。甲同学进行如下实验:,根据上述实验现象和资料,甲得出结论:黑色沉淀是Fe2S3。(1)0.1molL-1Na2S溶液的pH为12.5。用离子方程式表示其显碱性的原因:。(2)乙认为甲的结论不严谨,理由是。(3)进一步研究证实,黑色沉淀的主要成分是Fe2S3。Na2S溶液呈碱性,FeCl3溶液与其反应不生成Fe(OH)3而生成Fe2S3的可能原因是。【实验二】,(4)进一步实验证实,步骤中局部产生的少量黑色沉淀是Fe2S3,黑色沉淀溶解的主要原因不是Fe2S3与溶液中Fe3+发生氧化还原反应。步骤中黑色沉淀溶解的反应的离子方程式是。(5)根据以上研究,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与有关。,答案(1)S2-+H2OHS-+OH-(2)黑色沉淀若是FeS和S或Fe2S3、FeS和S的混合物,与稀盐酸反应也有相同现象(3)Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3小(4)Fe2S3+4H+2Fe2+S+2H2S(5)试剂的相对用量、反应体系的酸碱性,解析(1)Na2S为强碱弱酸盐,水解显碱性,S2-的水解分步进行,且以第一步为主,即S2-+H2OHS-+OH-。(2)若黑色沉淀是FeS和S或Fe2S3、FeS和S的混合物,与稀盐酸反应也会出现题目中描述的现象,所以甲同学的结论不严谨。(3)溶液中存在阴离子OH-、S2-,当Fe3+浓度一定时,先出现Fe2S3沉淀,则原因可能是Fe2S3的溶解度比Fe(OH)3小。(4)黑色沉淀Fe2S3消失,产生的淡黄色固体为硫单质,同时生成的有臭鸡蛋气味的气体为H2S,根据氧化还原反应规律分析,必有Fe2+生成,题目中已排除Fe2S3直接与溶液中Fe3+反应的可能,结合Fe2S3与盐酸反应的现象可知,沉淀溶解的原因为Fe2S3与H+反应,离子方程式是Fe2S3+4H+2Fe2+S+2H2S。(5)对比实验一和实验二可知,FeCl3溶液和Na2S溶液反应的产物与试剂的相对用量和反应体系的酸碱性有关。,8.(2018北京丰台期末,16)工业上用蚀刻液浸泡铜板可制备印刷电路板,产生的蚀刻废液需要回收利用。(1)应用传统蚀刻液(HCl-FeCl3)蚀刻铜板主要反应的离子方程式为。该蚀刻液中加入一定量盐酸的目的为,同时提高蚀刻速率。FeCl3型酸性废液处理是利用Fe和Cl2分别作为还原剂和氧化剂,可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有:Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2+Cu,还有、。(用离子方程式表示)(2)应用酸性蚀刻液(HCl-H2O2),产生的蚀刻废液处理方法如下:蚀刻铜板主要反应的离子方程式为。回收微米级Cu2O的过程中,加入的试剂A是(填字母)。a.铁粉b.葡萄糖,c.NaCl固体d.酸性KMnO4溶液回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度,当温度高于80时,产品颜色发暗,其原因可能是。(3)应用碱性蚀刻液(NH3H2O-NH4Cl)蚀刻铜板,会有Cu(NH3)4Cl2和水生成。蚀刻铜板主要反应的化学方程式为。(4)与常规方法不同,有研究者用HCl-CuCl2作蚀刻液。蚀铜结束,会产生大量含Cu+废液,采用如图所示方法,可达到蚀刻液再生、回收金属铜的目的。此法采用掺硼的人造钻石BDD电极,可直接从水中形成一种具有强氧化性的氢氧自由基(HO),进一步反应实现蚀刻液再生,结合化学用语解释CuCl2蚀刻液再生的原理:。,答案(1)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+抑制FeCl3水解Fe+2H+Fe2+H22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-(2)Cu+2H+H2O2Cu2+2H2Ob温度高于80时,Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO(3)2Cu+4NH4Cl+4NH3H2O+O22Cu(NH3)4Cl2+6H2O(4)在阳极发生反应H2O-e-HO+H+,H+Cu+OHCu2+H2O生成Cu2+,Cl-通过阴离子交换膜移入阳极区,CuCl2蚀刻液再生,解析(1)Fe3+具有氧化性,蚀刻铜板的主要反应是铁离子将铜氧化,离子方程式为2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+;该蚀刻液中加入一定量盐酸的目的为抑制FeCl3水解,同时提高蚀刻速率;分析可知,发生的主要化学反应还有Fe+2H+Fe2+H2和2Fe2+Cl22Fe3+2Cl-。(2)H2O2在酸性条件下具有强氧化性,可氧化Cu生成Cu2+,离子方程式为Cu+2H+H2O2Cu2+2H2O;酸性蚀刻废液中含有Cu2+,在碱性条件下生成Cu(OH)2,Cu(OH)2可与弱还原剂反应生成Cu2O,故选b;回收Cu2(OH)2CO3的过程中需控制反应的温度,当温度高于80时,Cu2(OH)2CO3易分解生成黑色CuO,导致产品颜色发暗。(3)应用碱性蚀刻液(NH3H2O-NH4Cl)蚀刻铜板,会有Cu(NH3)4Cl2和水生成,根据氧化还原反应规律可知,反应物中还应有O2,反应的化学方程式为2Cu+4NH4Cl+4NH3H2O+O22Cu(NH3)4Cl2+6H2O。,9.(2017北京东城期末,19)从宏观现象探究微观本质是重要的化学学科素养。以FeCl3溶液为实验对象,探究其与碱性物质之间反应的多样性。实验如下:(1)中反应的离子方程式是。(2)中逸出的无色气体是。从物质类别的角度分析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的共性是(写一条);从化合价的角度分,析,Na2CO3与Na2SO3在化学性质方面的差异是(写一条)。(3)对于中的实验现象,同学们有诸多猜测,继续进行实验:.甲取中的红棕色溶液少许,滴入少量盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。甲得出结论:FeCl3与Na2SO3发生了氧化还原反应,离子方程式是。.乙认为甲的实验不严谨,重新设计并进行实验,证实了甲的结论是正确的,其实验方案是。(4)受以上实验的启发,同学们对pH8的1mol/LNaF溶液与FeCl3溶液混合时的现象产生了兴趣并进行实验:,.的实验目的是。.为探究中溶液变无色的原因,进行如下实验:资料显示:FeF3溶液为无色。用平衡移动原理解释红褐色沉淀产生的原因:。,(5)根据实验,FeCl3溶液与碱性物质之间的反应的多样性与有关。,答案(1)3Mg(O