1、专题十四 铁、铜及其化合物 金属的冶炼 高考化学(新课标专用)考点一 铁及其化合物 A组 统一命题课标卷题组 1.(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()五年高考 选项现象或事实解释A.用热的烧碱溶液洗去油污Na2CO3可直接与油污反应B.漂白粉在空气中久置变质漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3C.施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效D.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜答案C 生活中常用热的纯碱溶液洗去
2、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,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
3、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。2.(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%
4、时,所采用的实验条件为 。(2)“酸浸”后,钛主要以TiOC 形式存在,写出相应反应的离子方程式。(3)TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:分析40 时TiO2xH2O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+)=0.02 molL-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+)=1.010-5 molL-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1.310-22、1.010-24。(
5、6)写出“高温煅烧”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 。温度/3035404550TiO2xH2O转化率/%929597938824l 答案(1)100、2 h,90、5 h(2)FeTiO3+4H+4Cl-Fe2+TiOC+2H2O(3)低于40,TiO2xH2O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TiO2xH2O转化反应速率下降(4)4(5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(P)=molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2(P)值为0.013(1.310-17)2=1.710-40K2K3 bd 调节溶液的pH(4)1820解析(1)
6、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+Fe 3Fe2+。(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+)+22.010-2 molL-1+31.010-3 molL-15.310-2 molL-
7、1,则c(H+)1.010-2 molL-1,pH2。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K1K2K3。对于xFe3+yH2O Fex(OH+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
8、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18 mgL-1时,浑浊度的去除率最高;投放聚合氯化铁20 mgL-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1820 mgL-1。(3)x yy4H3O10.(2014北京理综,7,6分,)下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是()A.K B.Na C.Fe D.AlC组 教师专用题组 答案D 金属铝的表面可形成致密的氧化膜,保护内层金属不被空气氧化,故D符合题意。11.(2014福建理综,24,15分,)铁及其化合
9、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)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”思想的是 (任写一项)。(3)已知t 时,反应FeO(s)+CO(g)Fe(s
10、)+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+2H2O4Fe+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+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
11、,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)Fe(s)+CO2(g)起始量:0.02 mol x mol 0 0变化量:0.02 mol50%0.01 mol 0.01 mol 0.01 mol平衡量
12、:0.01 mol (x-0.01)mol 0.01 mol 0.01 molK=0.25,得x=0.05。2(CO)(CO)cc2(CO)(CO)cc1K10.252(CO)(CO)cc0.010.01x 12.(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
13、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
14、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是否失效的试剂可以用K3Fe(CN)6溶液,取D中溶液加K3Fe(CN)6
15、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+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。13.(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
16、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
17、测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。227Kr OCM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)胶体粒子不能透过半透膜,但可通过滤纸。(5)=0.010 00 molL-10.25 L294.
18、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。227Kr OCm考点二 铜及其化合物 金属的冶炼 A组 统一命题课标卷题组 1.(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()选项实验现象结论A.将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液有气体生成,溶液呈血红色稀硝酸将Fe氧化为Fe3+B.将铜粉加入
19、1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中溶液变蓝、有黑色固体出现金属铁比铜活泼C.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熔化后的液态铝滴落下来金属铝的熔点较低D.将0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小答案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+
20、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0.1 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。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。2.(2017课标,27,15分)重铬酸钾是一种
21、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+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K2Cr2O7固体。冷却到 (
22、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%24O 27O 21190147mm解析本题以K2Cr2O7的制备为载体,考查氧化还原反应原理、平衡移动原理等。由题中所给反应可知滤渣1为Fe2O3,滤液1中含有Al3+、Si,调节pH=7,则滤渣2中含Al(OH)3及含硅杂质,滤液2中含有
23、Cr、Na+,此时调节pH促使平衡2Cr+2H+Cr2+H2O正向移动,再加入KCl得到K2Cr2O7。(1)利用得失电子守恒方法配平:2FeOCr2O3+4Na2CO3+7NaNO3 4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+7NaNO2,则FeOCr2O3与NaNO3的系数比为27。陶瓷中含有SiO2,在高温下能与Na2CO3反应,会损坏仪器。(2)由步骤可知熔块中含有NaNO2、Na2CrO4、Fe2O3等,故滤渣1中含量最多的金属元素为Fe,而步骤需除去Al3+及含硅物质,故滤渣2中应主要含Al(OH)3及含硅杂质。(3)步骤调pH的目的是促进Cr 转化为Cr2,根据2Cr+2H+Cr2
24、+H2O,可知应增大c(H+),故pH要变小。(4)根据溶解度曲线图可知,选择K2Cr2O7溶解度小于溶液中其他溶质溶解度且溶解度最小的温度区,故选d。反应为2K+Cr2 K2Cr2O7,此反应为复分解反应。23O 24O 24O 27O 24O 27O 24O 27O 27O(5)根据Cr原子守恒建立关系式:Cr2O3 K2Cr2O7152 294m140%kg m(K2Cr2O7)m(K2Cr2O7)=kg故产率为 100%=100%。129440%152m2129440%152m kgmkg21190147mm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
25、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。3.(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
26、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-+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
27、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、Li2SO44)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-+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
28、,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
29、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。4)2O思路分析根据锂离子电池正极材料、外加试剂和每条线路分离出的最终产物反推之前过程中发生的化学反应。挖掘隐含条件:LiCoO2制CoCO3的过程中发生氧化还原反应。疑难突破依据产物Al(OH)3,可以推出前一步分离后的滤液中含有Al。由LiCoO2转化为CoSO4的过程中Co的化合价发
30、生变化可知,“酸浸”中发生氧化还原反应,H2O2作还原剂被氧化生成O2。2O4.(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CuCl22H2O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)。B组 自主命题省（区、市）卷题组 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,
31、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CuCl22H2O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CuCl22H2O分解,最
32、后必须在无氧环境中冷却,结合上述思路,操作的顺序为acdbe。(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:2CuCl2 2CuCl+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,
33、故原因是通入HCl的量不足。评析本题以工业原料CuCl的制备为素材,考查实验仪器辨识、实验操作流程、氯气的性质、盐类水解等知识以及学生获取信息的能力。试题整体难度中等,第(5)小题难度较大。5.(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,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 与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:。操作用到的
34、主要仪器名称为 ,其目的是24)24)(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+2RH 2N+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
35、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24)4H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 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+O
36、2。(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。24)6.(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C组 教师专用题组 答案B A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
37、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,则不一定有Cu析出,故D错误。7.(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。80.0
38、 g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,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 CO2Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O Ar(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+2H2O Al(OH
39、)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)3,39.0 g Al(OH)3中铝元素为0.5 mol,合金中铝的质量为0.5 mol27 gmol-1=13.5 g,则铜的质量为66.5 g,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;
40、由题意可知pH在7.08.0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。2O3O8.(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.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应:2Cu2S+2H2SO4+5O2 4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是 。当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是 。(3)右图为电解精炼银的示意图,(填“a”或“b”)极为含有杂质的粗银,若b
41、极有少量红棕色气体产生,则生成该气体的电极反应式为。(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用是 。答案(1)b、d(2)Cu2S 4 H2(3)a 2H+N+e-NO2+H2O(4)做电解质溶液(或导电)3O解析(1)活泼金属的冶炼常采用电解法,故选b、d。(2)反应过程中Cu2S中铜元素和硫元素化合价均升高,Cu2S为还原剂,1 mol Cu2S共失去10 mol电子,1 mol O2发生反应消耗 mol Cu2S,转移4 mol电子;CuSO4水解使溶液显酸性,加入镁条可生成H2。(3)电解精炼银,粗银作阳极,阴极发
42、生还原反应,N 在酸性条件下得电子生成NO2。(4)本题中处理银器表面Ag2S的方法是利用原电池原理让Ag2S得电子转化成Ag,食盐水做电解质溶液形成闭合回路。253O一、选择题(每题5分,共20分)1.(2017湖北八所重点中学第一次联考,8)下列离子方程式书写不正确的是()A.Fe与HCl溶液反应:2Fe+6H+2Fe3+3H2B.Cu与AgNO3溶液反应:2Ag+Cu Cu2+2AgC.醋酸与NaOH溶液反应:CH3COOH+OH-CH3COO-+H2OD.CuSO4与Ba(OH)2溶液反应:Cu2+S+Ba2+2OH-BaSO4+Cu(OH)224O 三年模拟 A组 20152017年
43、高考模拟基础题组(时间：30分钟 分值：50分)答案A Fe与盐酸反应,应生成Fe2+,A错误。2.(2017江西上高二中3月联考,11)甲、乙、丙、丁、戊五种物质中,甲、乙、丙中均含有某种相同的元素,它们之间具有如图所示转化关系(反应条件及部分产物已略去)。下列有关物质的推断不正确的是()选项假设结论A甲为Al(OH)3丁可能是盐酸B甲为Na2CO3溶液戊可能是CO2C甲为Fe丁可能是盐酸D甲为N2戊可能是O2答案C Al(OH)3为两性氢氧化物,可与酸、碱反应生成Al3+、Al,Al 和Al3+可发生双水解生成Al(OH)3,A正确;如甲为Na2CO3溶液,可与CO2反应生成NaHCO3,
44、与Ca(OH)2反应生成NaOH,NaHCO3与NaOH反应生成Na2CO3,B正确;如甲为Fe,丁为盐酸,则乙为FeCl2,丙可能为氯化铁或氧化铁等,但氯化铁或氧化铁与FeCl2均不反应,C错误;如甲为N2,戊是O2,则丙为NO,乙可为NH3,NO和NH3反应可生成N2,D正确。2O2O3.(2016安徽淮南一模,9)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()选项实验操作现象结论A向某溶液中加入稀盐酸,产生的气体通入澄清石灰水石灰水变浑浊该溶液一定是碳酸盐溶液B向盛有2 mL 0.5 mol/L NaOH溶液的试管中滴加2滴0.2 mol/L的MgCl2溶液出现白色沉淀,
45、继续滴加0.2 mol/L FeCl3溶液有红褐色沉淀产生KspMg(OH)2KspFe(OH)3C用玻璃棒蘸取溶液X进行焰色反应实验火焰呈黄色溶液X中含有Na+D将KI和FeCl3溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡,静置下层溶液显紫红色氧化性:Fe3+I2答案D A项,也可能是亚硫酸盐溶液,A错误;B项,由于NaOH过量,Fe3+与OH-直接反应生成Fe(OH)3,B错误;C项,玻璃中含钠元素,会造成干扰,C错误;D项,CCl4层显紫红色说明有I2生成,即Fe3+将I-氧化成I2,所以氧化性Fe3+I2,D正确。4.(2015福建泉州3月质检,10)探究浓硫酸和铜的反应,下列装置或操作正
46、确的是()A.用装置甲进行铜和浓硫酸的反应B.用装置乙收集二氧化硫并吸收尾气C.用装置丙稀释反应后的混合液D.用装置丁测定余酸的浓度答案C 铜与浓硫酸反应需加热,甲图中无加热装置,A项错误;二氧化硫密度比空气大,应该长管进、短管出,B项错误;稀释浓硫酸,将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中,并不断搅拌,C项正确;氢氧化钠溶液应用碱式滴定管取用,D项错误。评析本题考查铜与浓硫酸反应的探究实验的操作正误的判断。5.(2017河南3月高考测试,26)(15分)PFS是水处理中重要的絮凝剂,下图是以回收的废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程。(1)酸浸槽以及聚合釜中用到的酸应是 ;PFS中铁元素的化合价为
47、;在酸浸槽中,为了提高浸出率,可以采取的措施有 (写两条)。(2)若废铁屑中含有较多铁锈(Fe2O3xH2O),则酸浸时反应的化学方程式有。(3)如果反应釜中用H2O2作氧化剂,则反应的离子方程式为 ;生产过程中,发现反应釜中产生了大量的气体,且温度明显升高,其原因可能是 。(4)聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内。如果溶液酸性过强,造成的后果是 。如果溶液酸性太弱又会生成大量的氢氧化铁沉淀。若溶液中Fe3+的浓度为1 molL-1,当Fe3+开始沉淀时,溶液的pH约为 。已知Fe(OH)3的Ksp1.010-39。答案(1)H2SO4+3 加热、搅拌、多次浸取等(2)Fe2O3xH2O
48、+3H2SO4 Fe2(SO4)3+(3+x)H2O、Fe2(SO4)3+Fe 3FeSO4、Fe+H2SO4 FeSO4+H2(3)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O H2O2与Fe2+的反应为放热反应,加入的H2O2过多,且生成的Fe3+能作H2O2分解的催化剂,H2O2发生分解反应,生成了O2 (4)影响Fe3+与OH-的结合(合理答案均可)1 解析(1)絮凝剂是硫酸盐,制备时不能引入杂质,要用硫酸酸浸;根据Fe2(OH)x(SO4)3-x/2y中各元素正、负化合价的代数和为0,得铁的化合价为+3。(2)Fe2O3xH2O和Fe均与硫酸反应,且氧化性:Fe3+H+。(4)Fe3
49、+3H2O Fe(OH)3+3H+,酸性过强,Fe3+水解平衡逆向移动,不利于Fe(OH)3 的生成;若溶液中Fe3+的浓度为1 molL-1,当Fe3+开始沉淀时,KspFe(OH)3=1.010-39=c(Fe3+)c3(OH-),则1.010-39=1c3(OH-),解得c(OH-)=10-13molL-1,则c(H+)=0.1 molL-1,所以pH=1。6.(2016安徽淮南一模,28)(15分)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:试回答下列问题:(1)硫铁矿烧渣用稀硫酸酸溶时的不溶物为 (填化学式)。
50、(2)实验室实现“步骤”中分离操作所用的玻璃仪器有 ;步骤中应选用 试剂调节溶液的pH(填字母编号)。A.稀硝酸 B.氢氧化钠溶液C.高锰酸钾溶液 D.氨水(3)检验步骤已经进行完全的试剂是。(4)步骤的反应温度一般需控制在35 以下,其目的是 。(5)步骤中发生反应的化学方程式为 。(6)欲测定硫铁矿烧渣中Fe元素的质量分数,称取a g样品,充分“酸溶”“水溶”后过滤,向滤液中加入足量的H2O2,充分反应后加入NaOH溶液至不再继续产生沉淀,经过滤、洗涤、灼烧至固体恒重,冷却后称得残留固体b g。写出加入足量的H2O2发生反应的离子方程式:;测得该样品中Fe元素的质量分数为 。答案(1)Si
51、O2(2)漏斗、玻璃棒、烧杯 D(3)KSCN溶液(或其他合理答案)(4)防止NH4HCO3分解,减少Fe2+的水解(5)4FeCO3+O2 2Fe2O3+4CO2(6)2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O 100%710ba解析(1)SiO2为酸性氧化物,不与稀H2SO4反应。(2)NaOH溶液不易控制溶液pH,应选氨水。(4)既防止NH4HCO3分解,又减少Fe2+水解。(5)FeCO3转变为Fe2O3,肯定有氧化剂O2参与反应。(6)残留b g固体为Fe2O3,根据Fe原子守恒,Fe元素的质量分数为 100%=100%。112g160gba710ba1.(2017山东枣庄二模,1
52、3)在100 mL的混合液中,硝酸和硫酸的物质的量浓度分别是0.3 mol/L、0.15 mol/L,向该混合液中加入2.56 g铜粉,加热,待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度是()A.0.15 mol/L B.0.225 mol/LC.0.30 mol/L D.0.45 mol/L一、选择题（每题5分，共15分）B组 20152017年高考模拟综合题组(时间：40分钟 分值：45分)答案B 溶液中n(H+)=0.15 mol/L20.1 L+0.3 mol/L 0.1 L=0.06 mol,相关计算如下:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O 364 g 8 mol 2 m
53、ol 3 mol 2.56 g 0.06 mol 0.03 mol n(Cu2+)因为 ,所以N 过量,因此用H+的量进行计算。n(Cu2+)=0.022 5 mol,则c(Cu2+)=0.022 5 mol/0.1 L=0.225 mol/L。3O3 642.5680.0680.0620.033O解题关键由于Cu与HNO3反应生成Cu(NO3)2,Cu(NO3)2电离产生的N 可以在H2SO4电离产生的H+作用下继续氧化单质Cu,因此利用铜与硝酸反应的化学方程式计算,还要注意过量问题。3O2.(2016安徽淮南一模,10)某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如下图
54、所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C.实验发生反应的化学方程式为:3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4 4CuSO4+2NO+4H2OD.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,也可以和稀硫酸反应解题关键离子反应是化学反应的实质,N 在酸性环境下,具有强氧化性。3O易错警示红棕色气体是NO2,但不是直接生成的,而是2NO+O2 2NO2造成的。答案C A项,Cu与稀HNO3反应生成NO,在试管口遇到O2而生成NO2,故A错误;B项,加稀H2SO4
55、提供了H+,N 在酸性环境下与Cu反应,故B错误、C正确;D项,Cu常温下与稀HNO3反应,不与稀H2SO4反应,故D错误。3O3.(2015江西宜春四校联考,3)下列离子方程式书写正确的是()A.将少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中:SO2+H2O+Ca2+2ClO-CaSO3+2HClOB.明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至S 完全沉淀:Al3+Ba2+S+3OH-BaSO4+Al(OH)3C.200 mL 2 mol/L的FeBr2溶液中通入11.2 L标准状况下的氯气:4Fe2+6Br-+5Cl2 4Fe3+3Br2+10Cl-D.在强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2
56、FeO4:3ClO-+2Fe(OH)3 2Fe+3Cl-+H2O+4H+24O 24O 24O 答案C 将少量的SO2通入Ca(ClO)2溶液中,离子方程式为SO2+3ClO-+Ca2+H2O CaSO4+Cl-+2HClO,A项错误;明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至S 完全沉淀,离子方程式为Al3+2S+2Ba2+4OH-2BaSO4+Al+2H2O,B项错误;11.2 L标准状况下的氯气是0.5 mol,200 mL 2 mol/L的FeBr2溶液的物质的量是0.4 mol,二价铁完全反应,还有0.6 mol溴离子反应,离子方程式为4Fe2+6Br-+5Cl2 4Fe3+3Br2+10C
57、l-,C项正确;强碱溶液中次氯酸钠与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4、NaCl和H2O,离子方程式为3ClO-+2Fe(OH)3+4OH-2Fe+3Cl-+5H2O,D项错误。24O 24O 2O24O 4.(2016江西重点中学联考,28)(15分)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程,从某酸性废液(主要含Cu2+、Fe3+、H+、Cl-)中制备氯化亚铜。请回答下列问题:(1)写出步骤中发生的两个主要反应的离子方程式:。(2)步骤的操作名称是:。(3)步骤中所加物质X为:。(4)步骤的操作是:。(5)步骤应
58、调节溶液pH呈酸性,且用乙醇洗涤CuCl晶体,目的是:。(6)在CuCl的生成过程中,可以循环利用的物质是 ,理论上 (填二、非选择题(共30分)“是”或“否”)需要补充(不考虑调节等消耗);理由是。(7)工业上还可以采用以碳棒为电极电解CuCl2溶液得到CuCl。写出电解CuCl2溶液中的阴极上发生的电极反应:。答案(1)Cu2+Fe Cu+Fe2+、Fe+2Fe3+3Fe2+或Fe+2H+Fe2+H2(2)过滤、洗涤(不答洗涤也可)(3)CuO或Cu(OH)2等(4)在HCl气流中蒸发结晶(5)减少CuCl的损失(6)硫酸(或H2SO4)否 Cu与浓硫酸反应生成CuSO4和 SO2的物质的
59、量之比为11,而生产CuCl的过程中消耗CuSO4和SO2的物质的量之比也为11,所以理论上不需要补充H2SO4(7)Cu2+Cl-+e-CuCl解析(3)加CuO等调pH,不会引入杂质。(4)在HCl气流中蒸发会抑制Cu2+的水解。(5)根据题中信息可知,CuCl不溶于稀H2SO4和乙醇,所以调成酸性,且用乙醇洗涤CuCl晶体。(6)最终有H2SO4生成,浓H2SO4与Cu反应又生成SO2和CuSO4,所以H2SO4为可循环利用的物质,生成H2SO4与消耗H2SO4在理论上相同,所以无需补充。(7)阴极发生还原反应,即Cu2+Cl-+e-CuCl。审题技巧抓住题中所给新信息,看似平淡,问题中
60、可能会考查到。疑难突破Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O,SO2+CuSO4+CuCl2+2H2O 2H2SO4+2CuCl,从上述两个方程式可以看出,消耗的H2SO4与生成的H2SO4相同,故理论上不用补充H2SO4。5.(2016湖南衡阳第一次联考,20)(15分)在中国古代,炼丹家以绿矾(FeSO47H2O)为原料,放在炼丹炉中煅烧可制得绿矾油。绿矾油是一种无色黏稠液体,可用于除掉兵器上的铁锈。如图是2.78 g绿矾隔绝空气受热分解时,所得固体产物的质量随温度变化的曲线。将加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液得白色沉淀1.16 g。(1)绿矾油主要成分的化学式为
61、;t1t2发生反应的化学方程式为 。(2)若将2.88 g草酸亚铁(FeC2O4)隔绝空气加热至100,得到1.44 g黑色细粉,则可推知该黑色细粉为 。(3)以下是FeSO47H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:反应需要100 mL 1.5 mol/L的稀硫酸溶解洁净的铁屑,用质量分数为98%、密度为1.84 g/cm3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及 。操作A的名称为 。测定FeSO47H2O产品中Fe2+含量的常用方法是KMnO4溶液滴定法。已知称取6.0 g FeSO47H2O产品,配制成溶液,用硫酸酸化的0.200 0 mol/L KMnO4溶液滴
62、定,消耗KMnO4溶液的体积为20.00 mL。发生反应的离子方程式为 ,计算上述样品中FeSO47H2O的质量分数为 (保留两位有效数字)。答案(1)H2SO4 2FeSO4 Fe2O3+SO3+SO2(2)FeO(3)100 mL容量瓶 过滤、洗涤5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O 93%4O解析(1)根据原子守恒及绿矾油是一种无色黏稠液体,可用于除掉兵器上的铁锈即能与氧化铁反应,可知绿矾油应为浓硫酸;2.78 g FeSO47H2O的物质的量为=0.01 mol,加热生成FeSO4时的质量为1.52 g,再将FeSO4加热产生的所有气体通入足量的BaCl2溶液,得白色沉淀应
63、为硫酸钡1.16 g,即0.005 mol,则说明产生三氧化硫为0.005 mol,其质量为0.4 g,得到铁的氧化物为0.80 g,结合铁元素为0.01 mol可知,该氧化物为Fe2O3,根据质量守恒可知,加热还产生二氧化硫,其质量为1.52 g-0.8 g-0.4 g=0.32 g,即为0.005 mol,所以发生反应的化学方程式为2FeSO4 Fe2O3+SO3+SO2。(2)2.88 g FeC2O4中铁元素的质量=2.88 g=1.12 g,铁的氧化物中铁与氧两元素的质量比=1.12 g(1.44 g-1.12 g)=5616,铁的氧化物中铁与氧两元素的原子个数比=11,则该铁的氧化
64、物是FeO。(3)要注明容量瓶的容积100 mL;分离固体和液体通常用过滤的方法,过滤所得固体表面有可溶性杂质,通过洗涤除去,所以操作A为过滤、洗涤;酸性高锰酸钾溶液能将亚铁离子氧化成铁离子,反应的离子方程式为5Fe2+Mn+8H+5Fe3+Mn2+4H2O,根据得失电子守恒有2.78 g278 g/mol5656 12 2 16 456 g56 g/mol16 g16 g/mol4O5FeSO47H2O KMnO4 5278 g 1 mol m(FeSO47H2O)0.200 0 mol/L0.02 L所以m(FeSO47H2O)=0.200 00.025278 g=5.56 g,所以样品中
65、FeSO47H2O的质量分数为 100%93%。5.56 g6.0 g审题技巧抓关键词,如“隔绝空气”“固体产物的质量随温度变化”等。疑难突破2.78 g FeSO47H2O 1.52 g FeSO4 0.80 g Fe2O3,充分利用质量守恒知识。评析本题考查化学方程式的计算,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,为高频考点,注意把握物质的质量的变化关系,能读懂图像,从质量守恒的角度解答该题,难度较大。(2017江西上高二中3月联考,26)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化
66、学式进行探究。()铁矿石中含氧量的测定按如图组装仪器,检查装置的气密性;将5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品如图所示(夹持仪器均省略);从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯;充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。C组 20152017年高考模拟创新题组(1)装置C的作用为 。(2)若将H2换成CO,则还需补充 装置。(3)测得反应后装置B增重1.35 g,则铁矿石中氧的百分含量为 。()铁矿石中含铁量的测定(1)步骤中加热煮沸的作用是 。(2)步骤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、。(3)下列有关步骤的操作中说法正确
67、的是。a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液d.锥形瓶不需要用待测液润洗e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化f.滴定结束后,30 s内溶液不恢复原来的颜色,再读数(4)若滴定过程中消耗0.500 0 molL-1的KI溶液20.00 mL,则铁矿石中铁的百分含量为 。()由()、()可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为 。答案()(1)防止空气中的水蒸气和CO2进入B中,影响测定结果(2)尾气处理(3)24%()(1)赶走溶液中溶解的过量Cl2(2)250 mL容量瓶(3)df(4)70%()Fe5O6解
68、析()(1)由题意可知,该装置要定量测定反应产生的水来计算含氧量,但空气中的水蒸气和CO2会进入B中,影响测定结果,为消除干扰,在反应装置末端增加装置C,以防止空气中的水蒸气和CO2进入B中。(2)CO有毒,还需补充尾气处理装置。(3)反应后B装置增重1.35 g,即生成水1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为(1.35 g16/18)/5.0 g100%=24%。()(1)溶液中有溶解的过量的Cl2,也能氧化I-,对实验产生干扰,故应加热煮沸赶走Cl2。(2)应注明容量瓶的量程。(3)碘水、Fe3+均为黄色,所以需加指示剂;开始就生成I2,所以不能用淀粉作指示剂;滴定管用蒸馏水洗涤后再用待装液润洗;滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。(4)根据2Fe3+2I-2Fe2+I2可知,铁矿石中铁的百分含量为 100%=70%。()设该铁矿石中铁的氧化物的化学式为FexOy,则56x16y=(100.7)(100.24),xy=56,所以该铁矿石中铁的氧化物的化学式为Fe5O6。11250 mL0.500 0mol L0.02 56 l20 mL10.0 gLg mo易错警示()中计算时要注意,10.0 g铁矿石溶于酸后,得到250 mL溶液,再从250 mL中取了20 mL进行滴定。
