高考化学一轮复习 专题十三 铁、铜及其化合物课件.ppt

专题十三铁 铜及其化合物 考点一铁及其化合物1 2018课标 7 6分 磷酸亚铁锂 lifepo4 电池是新能源汽车的动力电池之一 采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属 其流程如下 下列叙述错误的是 a 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用b 从 正极片 中可回收的金属元素有al fe lic 沉淀 反应的金属离子为fe3 d 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 五年高考 a组统一命题 课标卷题组 答案d本题考查工艺流程分析 铝 铁 锂的化合物的性质等 合理处理废旧电池可回收有关金属 达到资源再利用的目的 同时有利于环境保护 a项正确 由流程图可知 正极片 中含有的金属元素有al fe li b项正确 lifepo4中铁元素的化合价为 2价 在h2so4 hno3作用下转化为fe3 经碱液处理形成fe oh 3沉淀 c项正确 li2co3难溶于水 而li2so4可溶于水 故不能用na2so4代替na2co3 d错误 审题方法以元素化合物的性质为依据 分析流程中各物质的转化 2 2014课标 8 6分 0 786 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 h2ocaco3 2hclo 2hclo2hcl 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 cu2fecl2 cucl2 d错误 知识拓展盐类水解的应用 1 配制fecl3溶液时先将fecl3固体溶于少量浓盐酸 2 制备fe oh 3胶体 3 泡沫灭火器的灭火原理 4 纯碱去油污 5 明矾净水 6 化肥的施用 7 加热蒸干fecl3溶液得fe oh 3 8 制纳米材料 如用ticl4制tio2 易错警示四个选项中 有两个涉及盐类水解 学生需要对盐类水解与生产 生活相关的知识进行总结 铜质印刷线路板的制作是高考中的常考知识 涉及氧化还原反应 学生应该熟记并理解该反应 3 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 1mol l 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 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 o2zno so2 2 pbso4调节溶液的ph无法除去杂质fe2 3 cd2 zncd zn2 4 zn2 2e zn溶浸 解析本题考查元素化合物知识在化工生产中的应用 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 8 6 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 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 4 2017课标 27 14分 li4ti5o12和lifepo4都是锂离子电池的电极材料 可利用钛铁矿 主要成分为fetio3 还含有少量mgo sio2等杂质 来制备 工艺流程如下 回答下列问题 1 酸浸 实验中 铁的浸出率结果如下图所示 由图可知 当铁的浸出率为70 时 所采用的实验条件为 2 酸浸 后 钛主要以tiocl2 4形式存在 写出相应反应的离子方程式 3 tio2 xh2o沉淀与双氧水 氨水反应40min所得实验结果如下表所示 分析40 时tio2 xh2o转化率最高的原因 4 li2ti5o15中ti的化合价为 4 其中过氧键的数目为 5 若 滤液 中c mg2 0 02mol l 1 加入双氧水和磷酸 设溶液体积增加1倍 使fe3 恰好沉淀完全即溶液中c fe3 1 0 10 5mol l 1 此时是否有mg3 po4 2沉淀生成 列式计算 fepo4 mg3 po4 2的ksp分别为1 3 10 22 1 0 10 24 6 写出 高温煅烧 中由fepo4制备lifepo4的化学方程式 答案 1 100 2h 90 5h 2 fetio3 4h 4cl fe2 tiocl2 4 2h2o 3 低于40 tio2 xh2o转化反应速率随温度升高而增加 超过40 双氧水分解与氨气逸出导致tio2 xh2o转化反应速率下降 4 4 5 fe3 恰好沉淀完全时 c po3 4 mol l 1 1 3 10 17mol l 1 c3 mg2 c2 po3 4 值为0 013 1 3 10 17 2 1 7 10 40 ksp mg3 po4 2 因此不会生成mg3 po4 2沉淀 6 2fepo4 li2co3 h2c2o42lifepo4 3co2 h2o 解析本题以工艺流程为依托 考查图表分析能力和有关ksp的计算等 1 由图可知 当铁的浸出率为70 时 所采用的实验条件为100 2h或90 5h 2 酸浸 后 钛主要以ti ocl2 4形式存在 反应的离子方程式为fetio3 4h 4cl fe2 tiocl2 4 2h2o 3 tio2 xh2o转化反应速率受温度 反应物浓度等因素的影响 低于40 tio2 xh2o转化反应速率随温度升高而增加 超过40 双氧水分解与氨气逸出导致tio2 xh2o转化反应速率下降 4 li2ti5o15中ti为 4价 li为 1价 设过氧键的数目为x 则1 2 4 5 2 15 2x 2x x 4 6 高温下fepo4与li2co3和h2c2o4反应制备lifepo4 根据得失电子守恒和原子守恒可得化学方程式 2fepo4 li2co3 h2c2o42lifepo4 h2o 3co2 方法技巧无机物制备工艺流程题的破解方法 1 首尾分析法对一些线型流程工艺 从原料到产品为 一条龙 的生产工序 题 首先对比分析流程图中第一种物质 原材料 与最后一种物质 产品 从对比分析中找出原料与产品之间的关系 弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和分离 提纯产品的化工工艺 然后结合题设的问题 逐一推敲解答 2 截段分析法对于用同样的原材料生产两种或两种以上产品 包括副产品 的工艺流程题 用截段分析法更容易找到解题的切入点 用截段分析法解工艺流程题关键在于看清主 副产品是如何分开的 以此确定如何截段 截几段更合适 一般截段以产品为准点 5 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 1mol l 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 1mol l 1ki溶液 加入6ml0 1mol l 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k3 fe 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 15分 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k3 fe 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 审题技巧题中所给i 过量 但是依然有fe3 说明2fe3 2i i2 2fe2 为可逆反应 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 6 2015课标 27 14分 0 423 硼及其化合物在工业上有许多用途 以铁硼矿 主要成分为mg2b2o5 h2o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mg2b2o5 h2o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 mg2b2o5 h2o 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 5 na h h 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mg2b2o5 h2o与硫酸反应的化学方程式为 mg2b2o5 h2o 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na h h 6 利用mg的还原性制取硼的化学方程式为2h3bo3b2o3 3h2o b2o3 3mg2b 3mgo 审题技巧在审题的过程中 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 知识拓展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 0 554 下列实验中 对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 答案da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 0mol l 1fe2 so4 3溶液中 溶液变蓝 发生了反应 2fe3 cu2fe2 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 1mol l 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 1mol l 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 思路分析结合实验操作 根据化学反应原理 描述实验现象 并由此得出合理的结论 易错警示a选项中涉及fe参与的氧化还原反应 要注意fe的量 8 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feo cr2o3 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 feo cr2o3 na2co3 nano3na2cro4 fe2o3 co2 nano2上述反应配平后feo cr2o3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 80 b 60 c 40 d 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 2 7陶瓷在高温下会与na2co3反应 2 feal oh 3 3 小2cro2 4 2h cr2o2 7 h2o 4 d复分解反应 5 100 解析 1 feo cr2o3是还原剂 氧化产物为na2cro4和fe2o3 每摩尔feo cr2o3参与反应转移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 feo cr2o3和nano3的系数比为2 7 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 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na2cro4 滤液3中的主要成分应为na2cr2o7 则第 步调节ph的作用是使na2cro4转化为na2cr2o7 离子方程式为2cro2 4 2h cr2o2 7 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 m1 40 kg 则生成k2cr2o7的理论质量为 m1 40 kg 则产率为m2kg m1kg 40 100 100 思路梳理关于无机化工流程图题目的解题思路 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 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 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 b组自主命题 省 区 市 卷题组 答案a本题考查元素化合物之间的相互转化 2nahco3na2co3 co2 h2o na2co3 ca oh 2caco3 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 关联知识麦芽糖含醛基 蔗糖不含醛基 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 fefecl2fe oh 2b sso3h2so4c caco3caocasio3d nh3nohno3 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 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caco3cao co2 cao sio2casio3 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 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 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 4 2016上海单科 17 3分 某铁的氧化物 fexo 1 52g溶于足量盐酸中 向所得溶液中通入标准状况下112mlcl2 恰好将fe2 完全氧化 x值为 a 0 80b 0 85c 0 90d 0 93 答案a根据得失电子守恒可知 fexo被氧化为fe3 转移的电子数和cl2转移的电子数相等 标准状况下112mlcl2转移电子数为0 01mol 则有 3 x 0 01 得x 0 80 故a正确 5 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 05mol l 1硝酸银溶液 ph 2 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k3 fe 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 ph 2 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 05mol l 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 05mol l 1nano3溶液 ph 2 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 3 解题时要注意实验过程中过量的铁始终是存在的 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 6 2015天津理综 10 14分 fecl3具有净水作用 但腐蚀设备 而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂 处理污水比fecl3高效 且腐蚀性小 请回答下列问题 1 fecl3净水的原理是 fecl3溶液腐蚀钢铁设备 除h 作用外 另一主要原因是 用离子方程式表示 2 为节约成本 工业上用naclo3氧化酸性fecl2废液得到fecl3 若酸性fecl2废液中c fe2 2 0 10 2mol l 1 c fe3 1 0 10 3mol l 1 c cl 5 3 10 2mol l 1 则该溶液的ph约为 完成naclo3氧化fecl2的离子方程式 3 fecl3在溶液中分三步水解 fe3 h2ofe oh h k1fe oh 2 h2ofe oh h k2fe oh h2ofe oh 3 h k3 以上水解反应的平衡常数k1 k2 k3由大到小的顺序是 通过控制条件 以上水解产物聚合 生成聚合氯化铁 离子方程式为 xfe3 yh2ofex oh 3x y y yh 欲使平衡正向移动可采用的方法是 填序号 a 降温b 加水稀释c 加入nh4cld 加入nahco3室温下 使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 4 天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示 由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁 以fe mg l 1 表示 的最佳范围约为mg l 1 答案 1 fe3 水解产生的fe oh 3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2fe3 fe3fe2 2 2 166h 163h2o 3 k1 k2 k3bd调节溶液的ph 4 18 20 解析 1 fecl3净水的原理是fe3 水解产生fe oh 3胶体 fe oh 3胶体具有较强的吸附性 能吸附水中的悬浮杂质使其沉降 从而起到净水作用 fecl3溶液腐蚀钢铁设备 除h 作用外 另一主要原因是fe3 具有较强的氧化性 将fe氧化为fe2 其离子方程式为 2fe3 fe3fe2 2 酸性fecl2废液中除存在fe2 fe3 cl 外 还存在h 和oh 由电荷守恒得 c h 2c fe2 3c fe3 c cl c oh 由于c oh 很小 可忽略不计 故有c h 2 2 0 10 2mol l 1 3 1 0 10 3mol l 1 5 3 10 2mol l 1 则c h 1 0 10 2mol l 1 ph 2 由 可知溶液显酸性 空缺的反应物为h 则空缺的生成物为h2o 由得失电子守恒 电荷守恒及原子守恒可配平该离子方程式 3 离子分步水解时 水解程度逐级减小 而水解平衡常数能够表示水解程度的大小 k值越大 水解程度越大 故有k1 k2 k3 对于xfe3 yh2ofex oh 3x y y yh 由于水解反应吸热 降温可使平衡逆向移动 加水稀释 水解程度增大 平衡正向移动 加入nh4cl n水解使c h 增大 平衡逆向移动 加入nahco3 hc结合h 使c h 减小 平衡正向移动 故选bd 欲使fecl3溶液转化为高浓度聚合氯化铁 应使fe3 的水解平衡正向移动 在fecl3浓度一定的条件下 适当减小c h 即调节溶液的ph可达到这种效果 4 由题图可以看出 投放聚合氯化铁18mg l 1时 浑浊度的去除率最高 投放聚合氯化铁20mg l 1时 还原性物质的去除率最高 因此投放聚合氯化铁的最佳范围为18 20mg l 1 考点二铜及其化合物金属的冶炼7 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 2 12h2o溶于水可形成al oh 3胶体c nh4cl与ca oh 2混合加热可生成nh3d cu与fecl3溶液反应可生成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 2 12h2o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 8 2014上海单科 17 3分 用fecl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜 所得的溶液中加入铁粉 对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是 a 若无固体剩余 则溶液中一定有fe3 b 若有固体存在 则溶液中一定有fe2 c 若溶液中有cu2 则一定没有固体析出d 若溶液中有fe2 则一定有cu析出 答案ba项 当铁粉刚好与fe3 完全反应 则不存在fe3 故a错误 b项 无论固体有没有 一定有fe2 故b正确 c项 可能部分cu2 变成cu 还有cu2 剩余 故c错误 d项 若溶液中fe3 过量 则设有cu析出 故d错误 9 2016四川理综 9 13分 cucl广泛应用于化工和印染等行业 某研究性学习小组拟热分解cucl2 2h2o制备cucl 并进行相关探究 资料查阅 实验探究 该小组用下图所示装置进行实验 夹持仪器略 请回答下列问题 1 仪器x的名称是 2 实验操作的先后顺序是a e 填操作的编号 a 检查装置的气密性后加入药品b 熄灭酒精灯 冷却c 在 气体入口 处通入干燥hcld 点燃酒精灯 加热e 停止通入hcl 然后通入n2 3 在实验过程中 观察到b中物质由白色变为蓝色 c中试纸的颜色变化是 4 装置d中发生的氧化还原反应的离子方程式是 探究反思 5 反应结束后 取出cucl产品进行实验 发现其中含有少量的cucl2或cuo杂质 根据资料信息分析 若杂质是cucl2 则产生的原因是 若杂质是cuo 则产生的原因是 答案 13分 1 干燥管 2 cdb 3 先变红 后褪色 4 cl2 2oh clo cl h2o 5 加热时间不足或温度偏低 通入hcl的量不足 解析 1 x为干燥管 2 根据资料可知 由cucl2 2h2o热分解制备cucl要防止cu 被空气中氧气氧化 故应先通入干燥的hcl以排尽装置中的空气 然后再加热使cucl2 2h2o分解 最后必须在无氧环境中冷却 结合上述思路 操作的顺序为a c d b e 3 实验过程中 hcl会进入c中 另外当温度高于300 时 试管中发生反应 2cucl22cucl cl2 故进入c的气体既有hcl又有cl2 所以c中湿润蓝色石蕊试纸先变红 后褪色 4 根据 3 可知进入d中的气体有hcl和cl2 则装置d中发生的氧化还原反应的离子方程式为cl2 2oh cl clo h2o 5 根据资料可知 含cucl2杂质的原因是cucl2没有完全分解 而造成此现象的原因是加热温度偏低或加热时间不足 杂质cuo产生的原因是水的存在引起cucl2水解生成cu2 oh 2cl2 再受热分解产生cuo 故原因是通入hcl的量不足 10 2015天津理综 9 18分 废旧印刷电路板是一种电子废弃物 其中铜的含量达到矿石中的几十倍 湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解 萃取 电解等操作得到纯铜等产品 某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾 流程简图如下 回答下列问题 1 反应 是将cu转化为cu nh3 2 4 反应中h2o2的作用是 写出操作 的名称 2 反应 是铜氨溶液中的cu nh3 2 4与有机物rh反应 写出该反应的离子方程式 操作 用到的主要仪器名称为 其目 的是 填序号 a 富集铜元素b 使铜元素与水溶液中的物质分离c 增加cu2 在水中的溶解度 3 反应 是有机溶液中的cur2与稀硫酸反应生成cuso4和 若操作 使用右图装置 图中存在的错误是 4 操作 以石墨作电极电解cuso4溶液 阴极析出铜 阳极产物是 操作 由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 5 流程中有三处实现了试剂的循环使用 已用虚线标出两处 第三处的试剂是 循环使用的nh4cl在反应 中的主要作用是 答案 18分 1 作氧化剂过滤 2 cu nh3 2 4 2rh2n 2nh3 cur2分液漏斗ab 3 rh分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多 4 o2 h2so4加热浓缩 冷却结晶 过滤 5 h2so4防止由于溶液中c oh 过高 生成cu oh 2沉淀 解析 1 经过反应 cu失电子变成了cu2 h2o2作氧化剂 2 由图中信息可知 经过反应 cu nh3 2 4与rh反应生成nh3和nh4cl以及cur2 cur2被有机溶剂萃取到了有机层中 实现了铜元素的富集以及与水溶液中的物质分离 3 反应 中cur2与稀硫酸反应生成cuso4和rh 萃取时 分液漏斗中液体过多 不利于振荡操作 造成萃取不充分 分液时 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 4 用惰性电极电解cuso4溶液 阳极的电极反应式为 4oh 4e 2h2o o2 5 用惰性电极电解cuso4溶液会生成cu o2和h2so4 h2so4可循环利用 nh4cl溶液显酸性 可调节溶液的ph 防止生成cu oh 2沉淀 考点一铁及其化合物 c组教师专用题组 1 2014福建理综 24 15分 铁及其化合物与生产 生活关系密切 1 如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 h2o2fe2o3 nh2o 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 2h2o 4fe 10hno34fe no3 2 nh4no3 3h2o 氮氧化物排放少 或其他合理答案 3 4 1 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 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 fe2o3 nh2o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 4 1 可列出 三段式 feo s co g fe s co2 g 起始量 0 02molxmol00变化量 0 02mol 50 0 01mol0 01mol0 01mol平衡量 0 01mol x 0 01 mol0 01mol0 01molk 0 25 得x 0 05 2 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 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 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 3cl22fecl3 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k3 fe cn 6 溶液 5 6 2fe3 h2s2fe2 s 2h 7 fe2 e fe3 8 fecl3得到循环利用 解析 4 检验d中fecl2是否失效的试剂可以用k3 fe cn 6 溶液 取d中溶液加k3 fe cn 6 溶液 有蓝色沉淀说明没有失效 7 电解滤液时 阳极发生的反应为2cl 2e cl2 但是2fe2 cl22fe3 2cl 故可以理解为 fe2 e fe3 电解总反应可以写成 2fe2 2h 2fe3 h2 3 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 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 01000mol l 1的k2cr2o7标准溶液250ml 应准确称取gk2cr2o7 保留4位有效数字 已知cr2o7 294 0g mol 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 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 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 7350 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 胶体粒子不能透过半透膜 但可通过滤纸 5 cr2o7 0 01000mol l 1 0 25l 294 0g mol 1 0 7350g 配制250ml0 01000mol l 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 考点二铜及其化合物金属的冶炼4 2013课标 27 15分 0 19 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6c xli xe lixc6 现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 1 3 2 2al 2oh 6h2o2al oh 3h2 3 2licoo2 3h2so4 h2o2li2so4 2coso4 o2 4h2o 2h2o22h2o o2 有氯气生成 污染较大 4 coso4 2nh4hco3coco3 nh4 2so4 h2o co2 5 li1 xcoo2 lixc6licoo2 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 根据化合物中化合价代数和为零可计算出co的化合价为 3价 2 正极碱浸 时 其中的铝箔可与naoh溶液反应 离子方程式为2al 2oh 6h2o2al oh 3h2 或2al 2oh 2h2o2al 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 h2o2li2so4 2coso4 o2 4h2o h2o2不稳定 会发生分解反应 2h2o22h2o 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 2nh4hco3coco3 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 6clixc6 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 5 2013重庆理综 8 14分 合金是建造航空母舰的主体材料 1 航母升降机可由铝合金制造 铝元素在周期表中的位置为 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得 提取过程中通入的气体为 al mg合金焊接前用naoh溶液处理al2o3膜 其化学方程式为 焊接过程中使用的保护气为 填化学式 2 航母舰体材料为合金钢 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成 则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 3 航母螺旋桨主要用铜合金制造 80 0gcu al合金用酸完全溶解后 加入过量氨水 过滤得白色沉淀39 0g 则合金中cu的质量分数为 为分析某铜合金的成分 用酸将其完全溶解后 用naoh溶液调节ph 当ph 3 4时开始出现沉淀 分别在ph为7 0 8 0时过滤沉淀 结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有 答案 14分 1 第三周期第 a族co2 al2o3 2naoh2naalo2 h2oar 其他合理答案均可得分 2 吸氧腐蚀 caco3或cao 3 83 1 al ni 解析 1 工业炼铝需将铝土矿与强碱溶液反应转化成偏铝酸盐 然后在偏铝酸盐溶液中通入过量的co2 发生反应 al co2 2h2oal oh 3 hc 故提取过程中需通入co2气体 保护气需性质稳定 高温条件下不与al mg合金反应 n2高温条件下可与mg反应 可用氩气作保护气 2 海水接近中性 金属在其中以吸氧腐蚀为主 铁矿石中硅元素多以sio2形式存在 加入caco3或cao sio2可与之反应生成casio3从而降低生铁中硅的含量 3 白色沉淀为al oh 3 39 0gal oh 3中铝元素为0 5mol 合金中铝的质量为0 5mol 27g mol 1 13 5g 则铜的质量为66 5g 质量分数为83 1 ph 3 4时开始出现沉淀 利用图给信息可知溶液中无fe3 一定有al3 则合金中一定有al 由题意可知ph在7 0 8 0之间一定有沉淀生成 由图给信息可知溶液中一定有ni2 则合金中一定有ni 6 2013山东理综 28 12分 金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应 1 由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 a fe2o3b naclc cu2sd al2