2013年高考化学专题金属单质及其化合物.doc

金属单质及其化合物知识梳理一、钠及其化合物 1、钠（1）钠的物理性质：钠是银白色金属，密度小（0.97g/cm3），熔点低（97），硬度小，质软，可用刀切割。钠通常保存在煤油中。是电和热的良导体。+11821（2）钠的化学性质：从原子结构可知钠是活泼的金属单质。钠与非金属单质反应：常温：4Na + O2 = 2Na2O, 加热：2Na + O2 Na2O2;2Na + Cl2 2NaCl; 2Na + S Na2S钠与水反应:2Na + 2H2O = 2NaOH + H2实验现象：浮、熔、游、红（滴加酚酞的水） 注意：钠在空气中的变化：银白色的钠变暗（生成了氧化钠）变白（生成氢氧化钠）潮解变成白色固体（生成碳酸钠）。钠与酸反应：如2Na + 2HCl = 2NaCl + H2,Na放入稀盐酸中，是先与酸反应，酸不足再与水反应。因此Na放入到酸溶液中Na是不可能过量的。同时Na与H2的物质的量比始终是2:1。当然反应要比钠与水的反应剧烈多。钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：2Na + CuSO4 + 2H2O = Cu(OH)2 + Na2SO4 + H2 。 （3）工业制钠：电解熔融的NaCl，2NaCl(熔融) 2Na + Cl2。（4）钠的用途：在熔融的条件下钠可以制取一些金属，如钛、锆、铌、钽等；钠钾合金是快中子反应堆的热交换剂；（或原子反应堆的导热剂）钠蒸气可作高压钠灯，发出黄光，射程远，透雾能力强。2、氧化钠和过氧化钠（1）Na2O：白色固体，是碱性氧化物，具有碱性氧化物的通性：Na2O + H2O = 2NaOH, Na2O + CO2 = Na2CO3, Na2O + 2HCl = 2NaCl + H2O .另外：加热时，2Na2O + O2 = 2Na2O2. (2)Na2O2：淡黄色固体是复杂氧化物，易与水、二氧化碳反应放出氧气。2Na2O2 + 2H2O = 4NaOH + O2 , 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 （作供氧剂）。因此Na2O2常做生氧剂，同时，Na2O2还具有强氧化性，有漂白作用。如实验：Na2O2和水反应后的溶液中滴加酚酞，变红后又褪色，实验研究表明是有：Na2O2 + H2O = 2NaOH + H2O2,2H2O2 = 2H2O + O2 反应发生。因为H2O2也具有漂白作用。当然过氧化钠也可以直接漂白的。 3、碳酸钠和碳酸氢钠 性质Na2CO3（Na2CO310H2O）NaHCO3性质比较俗称纯碱或苏打小苏打NaHCO3的颗粒Na2CO3小水溶性易溶于水易溶于水S(Na2CO3)S(NaHCO3)溶液酸碱性显碱性显碱性同浓度Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液热稳定性稳定受热分解生成Na2CO3、H2O、CO2NaHCO3的热稳定性比Na2CO3差，用于除杂质。与酸反应能与强酸反应能与强酸反应等物质的量时Na2CO3耗酸量大于NaHCO3溶液中相互转化Na2CO3溶液能吸收CO2转化为NaHCO3Na2CO3 + H2O + CO2 = 2 NaHCO3 除CO2中的HCl杂质是用饱和的NaHCO3溶液，而不用Na2CO3溶液用途用在玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业中。发酵粉的主要成分之一；治疗胃酸过多等。注意几个实验的问题：1、向饱和的Na2CO3溶液中通足量的CO2有晶体NaHCO3析出。2、Na2CO3溶液与稀HCl的反应向Na2CO3溶液中滴加稀HCl，先无气体，后有气体，先Na2CO3 + HCl = NaCl + NaHCO3,后NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O +CO2 .向稀HCl中滴加Na2CO3溶液立即有气体，反应是：Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2. 3、侯氏制碱法反应式：NaCl + NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3 + NH4Cl.注意:在生产中应先在饱和的NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,NaHCO3晶体析出过滤，在滤液中加入NaCl细末和通NH3析出NH4Cl晶体为副产品。NH4Cl晶体析出后的母液进行循环试用，提高原料的利用率。精选习题1.将钠投入下列溶液中反应的剧烈程度由强到弱的是( ) 水 NaOH溶液 0.1 mol/L盐酸 0.1 mol/L FeCl3溶液 A B C D 解析Na与H2O反应的实质是置换水电离出的H故把Na放入四份溶液中时盐酸电离产生的H的浓度远大于H2O电离产生的H的浓度Na在盐酸中速率最快反应最剧烈。其次是FeCl3水溶液由于Fe3水解呈酸性使FeCl3溶液中H的浓度比纯水中大。而NaOH水溶液呈碱性H的浓度最小故正确选项为C。 答案C2.2012福建理综，11下列物质与水作用形成的溶液能与NH4Cl反应生成NH3的是()A二氧化氮 B钠C硫酸镁 D二氧化硅1B 二氧化硅不溶于水；二氧化氮与水反应生成硝酸，硫酸镁溶于水形成硫酸镁溶液，这两者都不能与NH4Cl反应；钠与水反应生成NaOH，能与NH4Cl发生复分解反应生成NH3。32012安徽理综，7科学家最近研究出一种环保、安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO3H2HCOONaH2O。下列有关说法正确的是()A储氢、释氢过程均无能量变化BNaHCO3、HCOONa均含有离子键和共价键C储氢过程中，NaHCO3被氧化D释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出2.24 L的H23B 该反应为化学反应，故无论是储氢过程还是释氢过程均有能量的变化，A项错误；NaHCO3、HCOONa均为离子化合物，既含有离子键又含有共价键，B项正确；由反应过程中化合价的变化知，H2作还原剂，NaHCO3作氧化剂，所以NaHCO3被还原，C项错误；释氢过程中，每消耗0.1 mol H2O放出0.1 mol H2，由于气体状况未知，所以其体积不能求算，D项错误。42012北京卷 下列解释实验现象的反应方程式正确的是()A切开的金属Na暴露在空气中，光亮表面逐渐变暗：2NaO2=Na2O2B向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色：2AgClS2=Ag2S2ClCNa2O2在潮湿的空气中放置一段时间，变成白色黏稠物：2Na2O22CO2=2Na2CO3O2D向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水，出现白色沉淀：2HCOCa22OH=CaCO3CO2H2O7B解析 本题通过金属元素及其化合物性质考查考生对化学方程式等化学用语的规范使用。切开的金属钠在空气中变暗是因为Na与空气中的O2反应生成Na2O，A项错误；由于Ag2S比AgCl更难溶，向AgCl悬浊液中加入Na2S溶液可实现沉淀的转化，生成Ag2S沉淀，B项正确；Na2O2在潮湿的空气中变为白色黏稠物是因Na2O2与空气中的水蒸气反应生成NaOH的缘故，C项错误；D项因澄清石灰水过量，反应后溶液中不会存在CO，CO全部与过量的Ca2结合生成CaCO3沉淀，所以正确的离子方程式为：HCOCa2OH=H2OCaCO3，D项错误。二、镁及其化合物1、镁的性质（1）物理性质：镁是银白色金属，质较软，密度1.74g/cm3，是轻金属，硬度小。（2）化学性质：镁是较活泼金属与非金属反应：2Mg + O2 = 2MgO,Mg + Cl2 MgCl2,3Mg + N2 Mg3N2与沸水反应：Mg + 2H2O(沸水)= Mg(OH)2 + H2 .与酸反应：与非强氧化性酸反应：是酸中的H+与Mg反应，有H2放出。与强氧化性酸反应：如浓H2SO4、HNO3，反应比较复杂，但是没有H2放出。与某些盐溶液反应：如CuSO4溶液、FeCl2溶液、FeCl3溶液等。Mg + 2FeCl3 = 2FeCl2 + MgCl2, Mg + FeCl2 = Fe + MgCl2.（即过量镁才能发生第二步反应）2、镁的提取：海水中含有大量的MgCl2,因此，工业上主要是从分离了NaCl的海水中来提取MgCl2.流程：海水中加入CaO或Ca(OH)2Mg(OH)2沉淀、过滤、洗涤沉淀，用稀HCl溶解MgCl2溶液，蒸发结晶MgCl26H2O晶体，在HCl气体环境中加热MgCl2固体，电解熔融的MgCl2Mg + Cl2 。主要反应：MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2+ CaCl2, Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O, MgCl26H2O MgCl2 + 6H2O , MgCl2(熔融) Mg + Cl2。3、镁的用途：镁主要是广泛用于制造合金。制造的合金硬度和强度都较大。因此镁合金被大4、氧化镁（MgO）：白色固体，熔点高（2800），是优质的耐高温材料（耐火材料）。是碱性氧化物。MgO + 2HCl = MgCl2 + H2O 。三、铝及其化合物1、铝的性质：（1）物理性质：银白色金属，质较软，但比镁要硬，熔点比镁高。有良好的导电、导热性和延展性。（2）化学性质：铝是较活泼的金属。通常与氧气易反应，生成致密的氧化物起保护作用。4Al + 3O2 = 2Al2O3。同时也容易与Cl2、S等非金属单质反应。与酸反应：强氧化性酸，如浓硫酸和浓硝酸在常温下，使铝发生钝化现象；加热时，能反应，但无氢气放出；非强氧化性酸反应时放出氢气。与强碱溶液反应：2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2。与某些盐溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。铝热反应：2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe。该反应放热大，能使置换出的铁成液态，适用性强。在实验室中演示时要加入引燃剂，如镁条和氯酸钾等。2、氧化铝（Al2O3）：白色固体，熔点高（2054），沸点2980，常作为耐火材料；是两性氧化物。我们常见到的宝石的主要成分是氧化铝。有各种不同颜色的原因是在宝石中含有一些金属氧化物的表现。如红宝石因含有少量的铬元素而显红色，蓝宝石因含有少量的铁和钛元素而显蓝色。工业生产中的矿石刚玉主要成分是氧化铝，硬度仅次于金刚石，用途广泛。两性氧化物：既能与强酸反应又能与强碱反应生成盐和水的氧化物。Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O , Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 。Al2O3是工业冶炼铝的原料，由于氧化铝的熔点高，电解时，难熔化，因此铝的冶炼直到1886年美国科学家霍尔发现在氧化铝中加入冰晶石(Na3AlF6)，使氧化铝的熔点降至1000度左右，铝的冶炼才快速发展起来，铝及其合金才被广泛的应用。2Al2O3 4Al + 3O2。3、氢氧化铝（Al(OH)3）：白色难溶于水的胶状沉淀，是两性氢氧化物。热易分解。两性氢氧化物：既能与强酸又能与强碱反应生成盐和水的氢氧化物。Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O, Al(OH)3 + NaOH = NaAlO2 + 2H2O2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O 4、铝的冶炼：铝是地壳中含量最多的金属元素，自然界中主要是以氧化铝的形式存在。工业生产的流程：铝土矿（主要成分是氧化铝）用氢氧化钠溶解过滤向滤液中通入二氧化碳酸化，过滤氢氧化铝氧化铝 铝。主要反应：Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O ，CO2 + 2H2O + NaAlO2 = Al(OH)3+ NaHCO3 ，2Al(OH)3 Al2O3 +3 H2O , 2Al2O3 4Al + 3O2。5、铝的用途：铝有良好的导电、导热性和延展性，主要用于导线、炊具等，铝的最大用途是制合金，铝合金强度高，密度小，易成型，有较好的耐腐蚀性。迅速风靡建筑业。也是飞机制造业的主要原料。6、明矾的净水：化学式：KAl(SO4)212H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2 = K+ + Al3+ + 2SO42-。铝离子与水反应，生成氢氧化铝胶体，具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降已达净水目的。Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 (胶体)+ 3H+ 。知识整理：（Al(OH)3）的制备：在氯化铝溶液中加足量氨水。AlCl3 + 3NH3H2O = Al(OH)3+ 3NH4Cl 。实验：A、向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，现象是先有沉淀，后溶解。反应式：先Al3+ + 3OH- = Al(OH)3, 后Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O。B、向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液，现象是开始无沉淀，后来有沉淀，且不溶解。反应式：先Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O，后Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。实验：向偏铝酸钠溶液中通少量二氧化碳，有沉淀出现。CO2 + 3H2O + 2NaAlO2 = 2Al(OH)3+ Na2CO3。将氯化铝溶液和偏铝酸钠溶液混和有沉淀出现。 Al3+ + 3AlO2- + 6H2O = 4Al(OH)3。实验：A、向偏铝酸钠溶液中滴加稀盐酸，先有沉定，后溶解。反应的离子方程式：AlO2- + H+ + H2O = Al(OH)3 , Al(OH)3 + 3H+ = Al3+ + 2H2O 。B、向稀盐酸中滴加偏铝酸钠溶液，先无沉淀，后有沉淀且不溶解。反应的离子方程式：AlO2- + 4H+ = Al3+ + 2H2O ,3AlO2- + Al3+ + 6H2O = 4Al(OH)3。Al铝三角：Al2O3 Al(OH)3Al3+AlO2-上图中的每根箭头都有一个反应，请同学们试着写好。5. 2012江苏化学卷7下列物质转化在给定条件下能实现的是A. B. C. D.A 解析：本题属于元素及其化合物知识的考查范畴。三氧化铝的两性、偏铝酸酸性弱于碳酸、候氏制碱原理 、Fe3水解FeCl3溶液蒸干得不到无水FeCl3、氢氧化镁不稳定性等内容都来源于必修一、和必修二等课本内容及课本上的基本反应，看来高三复习不能“舍本逐末”。6. 2012江苏化学卷20(14分)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H=a kJmol13AlCl(g)=3Al(l)AlCl3(g) H=b kJmol1反应Al2O3(s)3C(s)=2Al(l)3CO(g)的H= kJmol1(用含a、b的代数式表示)。Al4C3是反应过程的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式 。(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物Y(17MgH212Al)在一定条件下释放出氢气。熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是 。在6.0molL1HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为 。在0.5 molL1 NaOH和1.0 molL1 MgCl2溶液中，混合物Y均只能部分放出氢气，反应后残留固体物质X-射线衍射谱图如右图所示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。在上述NaOH溶液中，混合物Y中产生氢气的主要物质是 (填化学式)。(3)铝电池性能优越，Al-AgO电池可用作水下动力电源，其原理如右下图所示。该电池反应的化学方程式为： 。【参考答案】(1)abAl4C312HCl=4AlCl33CH4(2)防止Mg Al被空气氧化52 molAl(3)2Al3AgO2NaOH=2NaAlO23AgH2O【解析】本题以新能源、新材料为背景涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表计算与分析的综合题，是以常见物质相关的化学知识在生产、生活中具体运用的典型试题。【备考提示】高三复习一定要关注社会、关注生活、关注新能源新材料、关注环境保护与社会发展，适度加强综合训练，把学生的能力培养放在高三复习的第一位。四、铁及其化合物1、铁的性质：（1）物理性质：铁是一种可以被磁铁吸引的银白色金属，纯铁的熔点较高（1535），防腐能力强。密度7.83g/cm3，是电和热的良导体。但是通常炼制的铁中含有碳等杂质，使铁的熔点降低，防腐能力大大下降。（2）化学性质：铁是活泼的金属，在自然界中只有化合态形式，如磁铁矿（Fe3O4），赤铁矿(Fe2O3)等。与非金属单质反应：3Fe + 2O2 Fe3O4(Fe2O3FeO),2Fe + 3Cl2 2FeCl3,2Fe + 3Br2 2FeBr3,Fe + I2 FeI2 ,Fe + S FeS。（注意铁的价态）高温与水蒸气反应：3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2。与酸反应：强氧化性酸：常温下浓硫酸和浓硝酸使铁钝化。加热时，与强氧化性酸反应，但无氢气放出。非强氧化性酸：铁与酸反应有氢气放出。与某些盐反应：如Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 ,Fe +2 FeCl3 = 3FeCl22、铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4（Fe2O3FeO）铁元素的价态232、3俗称氧化铁红磁性氧化铁色态黑色粉末红棕色粉末黑色晶体类别碱性氧化物碱性氧化物复杂氧化物水溶性难溶难溶难溶主要化学性质有一定的还原性易被氧化为三价铁的化合物与酸反应生成三价铁盐化合物中2的铁有还原性，易被氧化。3、铁的氢氧化物Fe(OH)2Fe(OH)3主要性质白色难溶于水的沉淀，不稳定，易被氧化成氢氧化铁，颜色变化为：白色灰绿色红褐色。反应式：4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。因此在制备时常采取措施：除溶液中的氧；加有机溶剂封住液面；胶头滴管要伸入到溶液中。红褐色难溶于水的沉淀，受热易分解。2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O ,能溶于强酸溶液，生成相应的盐。4、Fe2+、Fe3+的检验：离子Fe2+Fe3+常见方法滴加KSCN溶液，无明显变化，再加氯水，溶液变血红色；直接观察溶液是浅绿色；滴加氢氧化钠溶液，出现沉淀的颜色变化是：白色灰绿色红褐色。直接观察溶液是黄色；滴加氢氧化钠溶液，出现红褐色沉淀；滴加KSCN溶液，有血红色溶液出现。Fe5、铁三角：图中FeFe2+： Fe与弱氧化剂反应，如H+、Cu2+ 、I2 、S等；Fe2+Fe2+：用还原剂如H2 、CO等还原FeO或用Mg、Zn、Al等还原Fe2+盐溶液。 Fe3+Fe2+FeFe3+： 铁与强氧化剂反应如KMnO4 、Cl2、Br2、浓H2SO4 浓HNO3等。 Fe3+Fe： 用还原剂如H2 、CO等还原Fe2O3或用足量Mg、Zn、Al等还原Fe3+的盐溶液。 Fe2+Fe3+：Fe2+遇强氧化剂的反应如KMnO4 、Cl2、Br2、O2、浓H2SO4、浓HNO3、H2O2、Na2O2、HClO等。 Fe3+Fe2+：Fe3+遇某些还原剂的反应如Fe、Cu、SO2、I-、H2S等以及少量的Zn、Mg、Al等。 6、铁的冶炼：原料：铁矿石（提供铁元素）、焦炭（提供热量和还原剂）、空气（提供氧气）、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅杂质）。设备：炼铁高炉。主要反应：C + O2 CO2 , C + CO2 2CO （这两个反应是制造还原剂并提供热量）,3CO + Fe2O3 2Fe 3CO2 ,（炼铁反应）CaCO3 CaO + CO2 ,CaO + SiO2 CaSiO3.（造渣反应）从高炉中出来的铁含有24.5的C和其他杂质，性能差，需进一步的炼制得到性能较好的钢。高炉的尾气常含有CO有毒气体，常采取净化后循环使用的方法。7. 2012海南化学卷14(9分) 在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中，废液处理和资源回收的过程简述如下： I：向废液中投入过量铁屑，充分反应后分离出固体和滤液： II：向滤液中加入一定量石灰水，调节溶液pH，同时鼓入足量的空气。 己知：KspFe(OH)3= 4.010-38 回答下列问题： (1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 ： (2)过程I 加入铁屑的主要作用是 ，分离得到固体的主要成分是 ，从固体中分离出铜需采用的方法是 ； (3)过程II中发生反应的化学方程式为 ； (4)过程II中调节溶液的pH为5，金属离子浓度为 。(列式计算)【答案】(1)2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+；(2)回收铜 Cu和Fe 加入过量的盐酸后过滤。(3)FeCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)4.010-11 molL-1【解析】 (1) Fe3+具有强氧化性，能将Cu氧化，其离子方程式为2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+；(2)废液中中含有Fe2+和Cu2+，加入过量的铁屑发生的反应为：Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu，故铁屑的作用是回收铜，分离得到的固体为Cu和Fe的混合物，从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸，再过滤。(3)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为：FeCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Fe(OH)2；“鼓入足量的空气”发生的反应为：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。(4)据KSPFe(OH)3= c(Fe3+）c(OH-)3 = 4.010-38 ，pH=5则c(OH-)10-9molL-1，可知c(Fe3+）=4.010-11 molL-1。8. 2012新课程理综化学卷26(14分) 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可利用离子交换和滴定地方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱，使Cl-和OH-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH-用0.40 molL-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x的值： （列出计算过程）(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)n(Cl) = 12.1，则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中，FeCl2可用铁粉和 反应制备，FeCl3可用铁粉和 反应制备；(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为 。(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3和KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式为 ；与MnO2Zn电池类似，K2FeO4Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电极反应式为 ，该电池总反应的离子方程式为 。【答案】：(1) n(Cl) = 0.0250L0.40molL-1 = 0.01 mol m(Fe) = 0.54g 0.10 mol35.5gmol-1 = 0.19g故 n(Fe) = 0.19g/56gmol-1 = 0.0034 mol n(Fe)n(Cl) = 0.00340.010 13， 即x = 3(2) 0.10； 盐酸， 氯气；(3) 2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2 (或2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I3-)；(4) 2Fe(OH)3 + 3ClO- + 4OH- = 2FeO42- + 5H2O + 3Cl-；FeO42- + 3e- + 4H2O = Fe(OH)3 + 5OH-；2FeO42- + 8H2O + 3Zn = 2Fe(OH)3 + 3Zn(OH)2 + 4OH-【解析】：此题为中档题。前第13问较基础。在计算第问X值的时候，完全可以把x=2或者x=3代入，这样可以节省时间。第问也是近几年多次考到的高铁酸钾，有关高铁酸钾的制备与电化学，第4问考查化学基本功，这里面有很好的区分度，扎实的同学拿满分应该没有问题。第一个方程式多次书写过，第二个方程式，很多同学觉得无法书写，其实首先写大体物质，高铁酸根被还原为Fe3+,然后再写出转移的电子数，根据电荷守衡，因为溶液是碱性的，所以产物只能写成8个OH-，一个Fe3+结合3个OH-生成Fe(OH)3，因为负极反应式为Zn - 2e- = Zn2+，所以最后一个方程式只需要综合得失电子守衡，将正、负极反应加合就可以得出正确答案。五、铜及其化合物1、铜的性质：铜是紫红色的金属，是电和热的良导体，广泛用作导线，密度8.9g/cm3，是重金属。铜是较不活泼的金属，自然界中有少量的单质铜存在，大部分是化合态如黄铜矿（CuFeS2）,孔雀石（CuCO3Cu(OH)2）等。铜在一定条件下可发生如下反应：2Cu + O2 2CuO（黑色）, Cu + Cl2 CuCl2 （有棕黄色的烟）2Cu + S Cu2S(黑色)Cu +2 H2SO4(浓) CuSO4 + SO2+ 2H2O ,Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl2 Cu + 2AgNO3 = Ag + Cu(NO3)2.2、铜的冶炼：工业上是高温冶炼黄铜矿得到粗铜，然后用电解方法精练得到纯度很高的精铜92012天津理综，9信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_。(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：甲：Al2(SO4)318H2O乙：Al2(SO4)318H2O丙：Al2(SO4)318H2O上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。(5)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c molL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下：Cu2H2Y2=CuY22H写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w_；下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是_。a未干燥锥形瓶b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c未除净可与EDTA反应的干扰离子4. 答案：(1)Cu4H2NOCu22NO22H2O或3Cu8H2NO3Cu22NO4H2O Au、Pt(2)将Fe2氧化为Fe3 不引入杂质，对环境无污染 Fe3、Al3(3)加热脱水(4)甲 所得产品中含有Fe2(SO4)3杂质 乙(5)100%c解析：(1)由于加入的为稀硫酸、浓硝酸，可确定与Cu反应的为硝酸，发生的离子反应为Cu4H2NO=Cu22NO22H2O或3Cu8H2NO3Cu22NO4H2O，Au与Pt不与酸反应。(2)分析滤液中的离子为Cu2、Fe2、Fe3、Al3，与氧化剂H2O2反应的只有Fe2，所以加H2O2的目的为氧化Fe2为Fe3，便于在调节pH时使其沉淀出来，用H2O2的优点为不引入新杂质，对环境无污染；调节pH的目的是使Fe3和Al3生成沉淀。(3)用CuSO45H2O制备CuSO4，只需加热脱水即可。(4)由滤渣2Fe(OH)3、Al(OH)3制取Al2(SO4)318H2O，甲方案中的Fe3未除去，所得产品中含Fe2(SO4)3，不可行。三个方案中乙方案原子利用率更高，可获得更多的产品。(5)未干燥的锥形瓶对滴定无影响；滴定终点时，滴定管尖嘴部分有气泡，使消耗的标准液读数变小，结果偏低，可与EDTA标准液反应的干扰离子的存在消耗更多标准液，结果偏高。10.（14分）0.80g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。请回答下列问题：（1）试确定200时固体物质的化学式 （要求写出推断过程）；n（CuSO45H2O）=0.0032mol，失水（0.8-0.57）18=0.0128mol，0.01280.0032=4200时固体物质的化学式为CuSO41H2O或CuSO4H2O（2）取270所得样品，于570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为 。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为 ，其存在的最高温度是 ；CuSO4=CuO+SO3 CuSO45H2O 102 （3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为_；Cu+2H2SO4（浓）=（4）在0.10molL-1 硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c(Cu2+)=_ molL-1 (KSPCu(OH)2 =2.210-20)。若在0.1 molL-1 硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+ 完全沉淀为CuS,此时溶液中的H+ 浓度是_ molL-1 。2.210-8 0.2molL-1 11.2012天津卷 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：图0请回答下列问题：(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_。(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_，调溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：甲：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O乙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O丙：,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)318H2O上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。(5)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干扰离子后，用c molL1 EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液至b mL。滴定反应如下：Cu2H2Y2=CuY22H写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w_；下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是_。a未干燥锥形瓶b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c未除净可与EDTA反应的干扰离子9答案 (1)Cu4H2NOCu22NO22H2O或3Cu8H2NO3Cu22NO4H2OAu、Pt(2)将Fe2氧化为Fe3不引入杂质，对环境无污染Fe3、Al3(3)加热脱水(4)甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙(5)100%c解析 本题通过无机流程化工试题考查元素化合物知识，意在考查考生的实验能力和计算能力。(1)Cu与混酸反应的离子方程式为：Cu4H2NOCu22NO22H2O (氢离子浓度较大时相当于Cu与浓HNO3反应)或3Cu8H2NO3Cu22NO4H2O(氢离子浓度不很大时相当于Cu与稀HNO3反应)；Au、Pt不溶于酸，以滤渣形式被过滤出来。(2)结合流程中滤液2和滤渣2得到产品可知调节pH的目的是使Al3、Fe3均转化为沉淀进入滤渣2中。(3)由胆矾制取无水硫酸铜可直接加热脱水即可。(4)因滤渣2中含有Fe(OH)3沉淀，甲方案没有除去酸浸时产生的Fe3，使制得晶体中含有大量杂质Fe2(SO4)3，故甲方案不可取；方案乙中用铝与Fe3反应，产品中生成的含铝化合物增多，原子利用率高；丙中消耗的酸、碱多，原子利用率低。(5)a g样品中含有m(CuSO45H2O)(103b Lc mol/L)250 gmol1，故a g样品中CuSO45H2O的质量分数为：100%；未干燥锥形瓶对测定结果无影响，滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡使读取的消耗EDTA的体积减少，从而导致测定结果偏小，未除净与EDTA反应的干扰离子将使消耗EDTA体积变大导致测定结果偏高。12.2012山东卷 工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：图0(1)气体A中