第三章金屬及其化合物第3講鐵、銅及其化合物(解析版)_第1頁
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文檔簡介

1、第3講鐵、銅及其化合物真題速遞1. (2019全國n卷)下列實驗現象與實驗操作不相匹配的是實驗操作實驗現象iA向盛有高鎰酸鉀酸性溶液的試管中通入足量的乙烯后靜置溶液的紫色逐漸褪去,靜置后溶液分層B將鎂條點燃后迅速伸入集滿 CO2的集氣瓶集氣瓶中產生濃煙并有黑色顆粒產生C向盛有飽和硫代硫酸鈉溶液的試管中滴加稀鹽酸后刺激性氣味氣體產生,溶液變渾濁D向盛有FeCl3溶液的試管中加過量鐵粉,充分振蕩后加1滴KSCN溶液黃色逐漸消失,加 KSCN后溶液顏色不變則實驗現象中不會出現分層,A項錯CO2+2Mg叁婺2MgO+C ,則集氣瓶因B項正確;C.向盛有飽和硫代硫酸鈉S2O32-+2H+=SJ +SOT

2、 +HO,則會有刺D.向盛有氯化鐵溶液的試管中加過量的鐵1滴KSCN溶液,【解析】A.乙烯被酸性高鎰酸鉀氧化生成二氧化碳無機小分子, 誤;B.將鎂條點燃后迅速伸入集滿二氧化碳的洗氣瓶,發(fā)生反應為: 反應劇烈冒有濃煙,且生成黑色顆粒碳單質,實驗現象與操作匹配, 溶液的試管中滴加稀鹽酸,則發(fā)生氧化還原反應,其離子方程式為: 激性氣味產生,溶液變渾濁,實驗現象與操作匹配,C項正確;粉,鐵粉會將溶液中所有的鐵離子還原為亞鐵離子,使黃色逐漸消失,充分震蕩后,加因震蕩后的溶液中無鐵離子,則溶液不會變色,實驗現象與操作匹配,D項正確。2. (2019江蘇)將鐵粉和活性炭的混合物用 NaCl溶液濕潤后,置于如

3、圖所示裝置中,進行鐵的電化學腐 蝕實驗。下列有關該實驗的說法正確的是A.鐵被氧化的電極反應式為Fe-3e Fe3+B.鐵腐蝕過程中化學能全部轉化為電能C.活性炭的存在會加速鐵的腐蝕D.以水代替NaCl溶液,鐵不能發(fā)生吸氧腐蝕【答案】C【解析】A項,鐵在電化學腐蝕中被氧化為+2價,電極反應式為Fe-2e-=Fe2+,錯誤;B項,鐵腐蝕過程中化學能一部分轉化為電能,一部分轉化為熱能,錯誤;C項,鐵、炭混合后在NaCl溶液中組成了無數個微小原電池,加快了鐵的腐蝕,正確; D項,以水代替NaCl溶液,水顯中性,鐵在中性或堿性或弱酸性條 件下發(fā)生吸氧腐蝕,錯誤。3. (2019天津)下列有關金屬及其化合

4、物的應用不合理.的是A.將廢鐵屑加入 FeC溶液中,可用于除去工業(yè)廢氣中的CLB.鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強度的鋁合金,可用于航空工業(yè)C.鹽堿地(含較多 Na2CO3等)不利于作物生長,可施加熟石灰進行改良D.無水C0CI2呈藍色,吸水會變?yōu)榉奂t色,可用于判斷變色硅膠是否吸水【答案】C【解析】A項,廢氣中的CI2可以把Fe或Fe CI2氧化生成Fe3+,廢鐵屑加入Fe CI2溶液可用于除去工 業(yè)廢氣中的 CI2,正確;B項,鋁和鋰的密度較小,合金的強度高,可用于航空工業(yè),正確;C項,Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3 J +2NaOH 土壤的堿性更強,應該使用石膏(CaSO4)改良

5、鹽堿地,錯誤; D項,無水C0CI2呈藍色,吸水會變?yōu)榉奂t色,可用于判斷變色硅膠是否吸水,正確。4. (2018年江蘇化學高考)下列有關物質性質的敘述一定不正確的是A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液顯紅色B. KAI(SO 4) 2 12H2O溶于水可形成 AI(OH) 3膠體C. NH 4Cl與Ca(OH) 2混合加熱可生成 NH 3D. Cu與FeCl3溶液反應可生成 CuCl 2【答案】A【解析】A項,FeCl2溶液中含Fe2+, NH4SCN用于檢驗Fe3+,向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶 液不會顯紅色,A項錯誤;B項,KAl (SO4) 212H2O溶于水電

6、離出的 Al 3+水解形成Al (OH) 3膠體,離 子方程式為Al3+3H2O=Al (OH) 3 (膠體)+3H + , B項正確;C項,實驗室可用 NH4Cl和Ca (OH) 2 混合共熱制 NH3,反應的化學方程式為 2NH4Cl+Ca (OH) 2占CaCl2+2NH3T +2HO, C項正確;D項,Cu 與FeCl3溶液反應生成 CuCl2和FeCl2,反應的化學方程式為 Cu+2FeCl3=CuCl 2+2FeCl2, D項正確。5. (2018年天津市高考)由下列實驗及現象推出的相應結論正確的是實驗現象結論A.某溶液中滴加 K3Fe(CN)6溶液產生藍色沉淀原溶液中用Fe2+,

7、無Fe3+B.向C6H 5ONa溶液中通入CO2溶液變渾濁酸性:H2CO3>C6H50HC.向含有 ZnS和Na2s的懸濁液中滴加 CuSO4溶液生成黑色沉淀Ksp(CuS)< Ksp(ZnS)D.某溶液中加入 Ba(NO3)2溶液再加足量鹽酸產生白色沉淀仍啟白色沉淀原溶液中后SO42-【答案】B【解析】A.某溶液中滴加 K3Fe(CN) 6溶液,產生藍色沉淀,說明溶液中有Fe2+,但是無法證明是否有Fe3+。選項A錯誤。B.向C6H5ONa溶液中通入CO2,溶液變渾濁,說明生成了苯酚,根據強酸制弱酸的原則,得到碳酸的酸性強于苯酚。選B正確。C.向含有ZnS和Na2s的懸濁液中滴加

8、 CuSO4溶液,雖然有ZnS不溶物,但是溶液中還有 Na2S,加入硫酸銅溶液以后, Cu2+一定與溶液中的S2-反應得到黑色的 CuS 沉淀,不能證明發(fā)生了沉淀轉化。選項C錯誤。D.向溶液中加入硝酸鋼溶液,得到白色沉淀(有很多可能),再加入鹽酸時,溶液中就會同時存在硝酸鋼電離的硝酸根和鹽酸電離的氫離子,溶液具有硝酸的強氧化性。如果上一步得到的是亞硫酸鋼沉淀,此步就會被氧化為硫酸鋼沉淀,依然不溶,則無法證明原溶液有硫酸 根離子。6. (2019全國I卷)硫酸鐵俊NH4Fe(SO4)2xH2O是一種重要鐵鹽。為充分利用資源,變廢為寶,在實驗室中探究采用廢鐵屑來制備硫酸鐵俊,具體流程如下:回答下列

9、問題:(1)步驟的目的是去除廢鐵屑表面的油污,方法是 。(2)步驟需要加熱的目的是 ,溫度保持8095 C,采用的合適加熱方式是。鐵屑中含有少量硫化物,反應產生的氣體需要凈化處理,合適的裝置為 (填標號)°(3)步驟中選用足量的H2O2,理由o分批加入H2O2,同時為了,溶液要保持pH小于0.5。(4)步驟的具體實驗操作有,經干燥得到硫酸鐵俊晶體樣品。(5)采用熱重分析法測定硫酸鐵俊晶體樣品所含結晶水數,將樣品加熱到150 時,失掉1.5個結晶水,失重5.6%。硫酸鐵俊晶體的化學式為(1).堿煮水洗(2).加快反應速率(3).水浴加熱(4). C (5).將Fe2+全部氧化為Fe3+

10、,不引入新的雜質(6).因為H2O2本身易分解,所以在加入時需分量加入,同時為了防止Fe3+水解 (7).加熱濃縮、冷卻結晶、過濾(洗滌)(8). NH4Fe(SO4)2?12H2O【解析】(1)步驟的目的是去除廢鐵屑表面的油污,油污在堿性條件下容易水解,所以工業(yè)上常常 用熱的碳酸鈉溶液清洗,即堿煮水洗;(2)步驟需要加熱目的是為了加快反應速率;溫度保持8095 C,由于保持溫度比較恒定且低于水的沸點,故采用的合適加熱方式是水浴加熱(熱水浴);鐵屑中含有少量硫化物,硫化物與硫酸反應生成(3)C裝置;硫化氫氣體,可以用氫氧化鈉溶液吸收,為了防止倒吸可以加裝倒置的漏斗,故選擇新的雜質,故理由是:將

11、Fe2+全部氧化為Fe3+,:引入新的雜質。因次分量加入,(4)(5)子質量為過濾(洗滌)1.5個水分子的相對分H4Fe(SO4)2?12H2O。板而增大電解能耗。可Cl會腐蝕P的關離子濃度的關系圖,H2O2本身易分解,所以在加入時需H小于0.5;為了出去可溶性的硫酸俊、鐵相對分量為 266+1(SO4)2?<H2O,1.5X8=27,貝U 27/(266+18x)uCl沉淀從而設硫酸鐵俊的化學式為 NH生尋5同時為了防止 Fe3+水解,溶液要保持要經過一驟為:力縮、冷卻結6% ,解得x則有鐵鏤的化學式為7. (2017課標出)在濕法煉鋅的向溶液中同時加入 Cu和CuSO4,生卜列說法錯

12、誤的是循環(huán)溶液中,中平衡日步驟中選用足量的H2O2,H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+,且H2O2的還原產物為H2。,不會引入234E nwbL1A. Ksp (CuCl)的數量級為10B.除 Cl 反應為 Cu+Cu2+2Cl =2CuClC.加入Cu越多,Cu+濃度越高,除Cl效果越好D. 2Cu+=Cu2+Cu平衡常數很大,反應趨于完全【答案】C【解析】A. Ksp(CuCl)=c(Cu+) c(C),在橫坐標為1時,縱坐標lg C(CU )大于-6,所以Ksp(CuCl) molgL的數量級是107, A正確;B.除去C反應應該是 Cu+Cu2 +2Cl =2CuCl, B正確;C.

13、加入Cu越多,Cu+濃度越高,除C效果越好,但同時溶液中,Cu2+濃度也增大,會在陰極被還原為Cu,影響煉鋅的產率和純度,故C錯誤;D.在沒有Cl一存在的情況下,反應 2Cu+ = Cu2+ + Cu趨于完全,D正確,答案選 C。考綱解讀考點內容說明常見金屬元素(如 Na、Mg、Al、Fe、Cu 等)了解常見金屬的活動順序。了解常見金屬及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質及其應用。了解合金的概念及其重要應用。Fe、Fe2+、Fe3+ 以選擇題或探究題 的形式考查。考點精講考點一鐵原子結構和性質:1 .鐵是過渡元素,原子結構示意圖:”,位于第四周期,第皿庭 主要化合價:+2、+3。2 .物理

14、性質:銀白色光澤、密度大,熔沸點高,延展性、導電、導熱性較好、能被磁鐵吸引。3 .化學性質性質鐵與非金屬反應點燃2Fe+3c122FeCl3Fe+ S=FeS點燃3Fe+2O2= Fe3O4Fe+I2= FeI2與鹽酸反應Fe+2HCl=FeCl 2+H2 T遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化;與氧化性酸反應/、產生H2,且氧化性酸過量時生成 Fe3+與鹽溶液反應Fe+CuSO4=CuSO4+FeFe + 2Fe3+ = 3Fe2+與水反應3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H 2典例(2017江蘇)在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現的是CLNaOH(aq)FeCljFt(OH26,

15、 HjO» S 日L SO?一:H?SO. 高溫SRC, CaCOaCnO 二二CaSiSJiH.工同I fnH,O HNO【答案】C【解析】A.鐵與氯氣反應只能生成氯化鐵,A錯誤;B.硫在空氣或氧氣中燃燒只能生成二氧化硫,B錯誤;C.兩步均能實現,C正確;D. NO不與H2O反應,D錯誤。答案選 Co 考點一精練:1 .下列敘述不正確的是()A.鎂在二氧化碳氣體中能燃燒,推測金屬鈉著火時不能用干粉滅火器滅火B(yǎng).鐵與氯氣反應生成 FeCl3,推測Fe與I2反應生成Fel3C.硫酸鋼可服入體內,作為造影劑用于X射線檢查胃腸道疾病,原因是它不溶于水和酸,不易被 X射線透過D,納米鐵粉可以

16、高效地去除被污染水體中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg/等重金屬離子,原因是鐵的還原性強【答案】B 【解析】鐵離子具有強氧化性,能氧化 I,Fe與I2反應生成Fel2, B項敘述不正確。2 .下列應用不符合金屬冶煉原理的是()局溫A.焊接鋼軌:F及O3+2Al=2Fe+Al2O3_ -高溫 一人B.工業(yè)制鋁:2Al 2O3 + 3c=4Al + 3CO2 TC.濕法煉銅: CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,、一 , 一 通電 一.D.從海水中制鎂:MgCl2(熔融)=Mg + C12T【答案】B【解析】利用鋁熱反應,可以焊接鋼軌,A項符合金屬冶煉原理;鋁為活潑金屬,工業(yè)制鋁采用的是電解熔

17、融氧化鋁,B項不符合金屬冶煉原理;Cu的活動性比Fe弱,可以利用Fe從CuSO溶液中置換出Cu, C項符合金屬冶煉原理;從海水中得到氯化鎂,電解熔融氯化鎂可以制鎂,D項符合金屬冶煉原理。3 .下列各組物質中,滿足表中圖示物質在一定條件下能一步轉化的組合有()序號XYZW心、© ®CuCuSO4Cu(OH)2CuONaNaOHNa2CO3NaClAlA1C1 3Al(OH) 3Al 2O33)FeFeC13FeC12Fe(OH)2A.B.C.D.【答案】D【解析】銅與濃硫酸反應生成硫酸銅,硫酸銅與氫氧化鈉反應生成氫氧化銅,氫氧化銅受熱分解生 成氧化銅,氧化銅與氫氣發(fā)生氧化還原

18、反應生成銅,各物質在一定條件下能一步轉化;鈉與水反應生成 氫氧化鈉,氫氧化鈉與二氧化碳反應生成碳酸鈉,碳酸鈉與鹽酸反應生成氯化鈉,電解熔融氯化鈉生成鈉, 各物質在一定條件下能一步轉化;鋁與鹽酸反應生成氯化鋁,氯化鋁與氨水反應生成氫氧化鋁,氫氧化 鋁受熱分解生成氧化鋁,電解熔融氧化鋁生成鋁,各物質在一定條件下能一步轉化;鐵與氯氣反應生成 氯化鐵,氯化鐵與鐵反應生成氯化亞鐵,氯化亞鐵與氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵,但氫氧化亞鐵不能一 步轉化為鐵,各物質在一定條件下不能均一步轉化;答案選 Do4 .第一次模擬)將一鐵、銅混合物粉末平均分成三等份,分別加入到同濃度、不同體積的稀硝酸中, 充分反應后,收集

19、到 NO氣體的體積及剩余固體的質量如表(設反應前后溶液的體積不變,氣體體積已換算為標準狀況時的體積):實驗序號稀硝酸白體積/mL剩余固體的質量/gNO的體積/L110017.22.2422008.004.4834000V下列說法正確的是()A.表中 V=7.84 LB.原混合物粉末的質量為 25.6 gC.原混合物粉未中鐵和銅的物質的量之比為2: 3D.實驗3所得溶液中硝酸的物質的量濃度為0.875 mol?L 1【答案】A【解析】由第一組數據可知固體有剩余,硝酸與Fe、Cu反應,都有:3Fe+8HNO3=3Fe(NO)2+2NOT +4H2。,3Cu+8HNO 3=3Cu (NO) 2+2N

20、OT +4H2O,根據化學方程式得,n (HNO3) =4 n (NO),加入 100 mL 硝酸溶液時,n (NO) =0.1mol ,則 n (HNO3) =0.4mol,所以 c (HNO3) =4mol/L ,由 1、2 兩組數據分析,兩次 剩余物的質量相差 9.2g,此時生成2.24 LNO氣體(轉移0.3 mol電子),根據電子守恒得:若只溶解鐵,消 耗Fe的質量為8.4 g,若只溶解銅,消耗Cu的質量為9.6 g,由此現在消耗9.2g,介于兩者之間,可知這9.2 561 + 64y = 9.2 1 2T + 2i/ = 0.3g中應有Fe和Cu兩種金屬,設 Fe和Cu的物質的量分

21、別為 xmol和ymol,則' 一, "解之/ 下=0,05得i y =所以9.2g中含鐵質量是2.8g,含銅的質量是6.4g,所以第一次實驗反應消耗的是Fe,反應后剩余金屬為 Fe和Cu,而第二次實驗后剩余金屬只有銅,所以每一份固體混合物的質量為:8.4g+17.2g=25.6g ,其中含鐵為8.4g+2.8g=11.2g ,含銅的質量為:6.4g+8g=14.4g ,所以鐵和銅的物質的量之比為11.2g 56 g mol-1: 14.4g-64g mol-1=8: 9;400ml 硝酸的物質的量是:n (HNO3)=0.4L 4 mol L-1=1.6mol,n(Fe)=

22、0.2mol,n(Cu)=0.225mol,根據得失電子守恒和N元素守恒得:銅完全反應消耗硝酸的物質的量為:n (HNO3) = n (NO) +2nCu (NO3)2=n(Cu) 2X3+ 2n(Cu) 2=0.6mol,鐵完全反應消耗硝酸的最多的(生成Fe3+)物質的量為:n (HNO3) =n (NO) +3nFe ( NO3)3=n(Fe)+3n(Fe)=0.8mol ,共消耗硝酸 0.8mol+0.6mol=1.4mol ,小于1.6mol,所以硝酸過量,根據得失電子守恒,V (NO) =2n (Cu) +3n (Fe)與X22.4L ,mol-1=7.84L , A正確;根據前面的

23、推算,每一份混合物的質量是25.6g,原混合物粉末的質量為25.6 gX3=76.8g, B選項錯誤;根據前面的推算,鐵和銅的物質的量之比為8: 9, C選項錯誤;根據前面的推算,實驗 3消耗的硝酸是1.4mol,剩余0.2mol,所得溶液中硝酸 的物質的量濃度為 0.2mol田.4L=0.5mol/L , D選項錯誤;正確答案 A。考點二鐵的氧化物及氫氧化物1 .鐵的氧化物物 質FeOFe2O3(鐵紅)Fe3O4(磁性氧化鐵)化合價+2+2+2、+3色、態(tài)黑色粉未紅棕色粉未黑色晶體水溶性均不溶于水和H +反應FeO + 2H+ = Fe2+ + H2OFe2O3 + 6H+ = 2Fe3+

24、+ 3H 2OFe3O4 + 8H+ = 2Fe3+ + Fe24H2O?+與CO的反應高溫FexOy+yCO x Fe + yCO 2穩(wěn)定性在空氣中氧化為Fe3O4空氣中穩(wěn)定在空氣中穩(wěn)定制備高溫熔融,過量的鐵與 O2反應:2Fe+O2 92FeO氫氧化鐵加熱分解2Fe(OH)34 Fe2O3+3H2O鐵在氧氣中燃燒3Fe + 2O2 處 Fe3O4【拓展升華】Fe3O4中有1/3的Fe是+2價,有2/3的Fe是+3價,可寫成 FeO - Fe2O3,但不能認為 Fe3O4是FeO和Fe2O3的混合物,實際上是純凈物。2 .鐵的氫氧化物物質氫氧化亞鐵(Fe(OH)2)氫氧化鐵Fe(OH) 3色

25、 態(tài)白色固體紅褐色固體水溶性難溶于水與酸反應Fe(OH)2 + 2H+ = Fe2+ + 2H2。Fe(OH) 3 + 3H+ = Fe3+ + 3H 2O與強氧3Fe(OH) 2 + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3)3 +Fe(OH) 3 + 3H+ = Fe3+ + 3H 2O化酸反應NOT +8H 2O穩(wěn)定性不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化,顏色變化:白色灰綠色紅褐色4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O =4Fe(OH) 3較穩(wěn)定空氣中久置會部分失水成鐵銹受熱易分解2Fe(OH) 3 A Fe2O3+3H2O實驗室制備煮沸蒸鐳水,趕走溶解的氧氣 煮沸NaOH溶液,趕走溶解的氧氣配制

26、FeSO4溶液,加少量的還原鐵粉用長滴管將NaOH溶液送入FeSO4溶液液面以下Fe2+ + 2OH - = Fe(OH) 2 J鐵鹽與可溶性堿反應Fe3+ + 3OH - = Fe(OH) 3 J典例1以高硫鋁土礦(主要成分為 AI2O3、F&O3,還含有少量FeS2)為原料,生產氧化鋁并獲得FesO4的部分工藝流程如下,下列敘述不正確的是空氣少量C&冷0H溶液FeS ;y I 、高疏鋁土礦粉f 焙燒 冠過濾 f 隔絕空氣焙燒f 燒渣分離一7e5J I聞。唬漕SO:A.加入CaO可以減少SO2的排放同時生成建筑材料 CaSO4B.向濾液中通入過量 CO2、過濾、洗滌、灼燒沉淀

27、可制得Al 2O3C.隔絕空氣焙燒時理論上反應消耗的n (FeS2): n (Fe2O3)=1:5D.燒渣分離可以選擇用磁鐵將燒渣中的Fe3O4分離出來【答案】C【解析】A. FeS2煨燒時會生成SO2,加入CaO會與SO2反應,減少SO2的排放,而且CaSO3最后也會 轉化為CaSO4, A項不符合題意;B.濾液中NaAlO2溶液,通入CO2,生成Al(OH) 3,過濾、洗滌、煨燒可 以得到AI2O3; B項不符合題意;C.煨燒前后Fe原子守恒,n (FeS2): n (Fe2O3)=2:1,而不是1:5, C項 符合題意;D. Fe3O4具有磁性,能夠被磁鐵吸引,D項不符合題意。典例2某企

28、業(yè)以輝銅礦為原料生產堿式碳酸銅,工藝流程如下所示:氣彳本XNH3. H2OFe(OH Fe(OH)3濾液Na2cO3廠品* Cu2(OH)2CO3已知:Cu(NH 3)42+(aq) =Cu2+(aq) + 4NH 3(aq)根據以上工藝流程,下列說法不正卿.的是A .氣體X中含有SO2B.為實現溶液 C到溶液D的轉化,加NH3 H2O至紅棕色沉淀剛好完全,過濾即可 4* C.蒸氨過程發(fā)生總反應的化學萬程式為:Cu(NH 3)4 Cl2 + H2OCuO + 2HCl T + 4NHTD.在制備產品時,溶液 D中不直接加入 Na2CO3溶液的原因是游離的 Cu2+濃度太低【答案】B【解析】A、

29、含有硫的礦物燃燒,肯定是二氧化硫氣體,正確; B、為實現溶液C到溶液D的轉化,加NH 3 H2O至藍色沉淀剛好溶解完全,過濾即可,錯誤;C、因為提示中有這樣的方程式:Cu(NH 3)42+(aq)Cu2+(aq) + 4NH3(aq),因此在加熱時,氨就會逸出,正確; D、在制備產品時,溶液 D中不直接加入 Na2CO3溶液的原因是游離的 Cu2+濃度太低,正確。考點二精練:1.以銅銀合金(含少量鐵)廢料為原料回收銀和銅的工藝流程如下:桐昵合 金廢料里熔體/膽粗相辱*純描pilEifiA渣料(含小組Ag上她-,液為運量檢罰西廣溫液B一粗第下列說法正確的是A .粗銅溶于過量稀硝酸,過濾、低溫干燥

30、得純銅B.電解時用粗銀作陰極,硝酸銀溶液為電解質溶液C.用稀硫酸處理渣料時主要發(fā)生了氧化還原反應D.從濾液B中可以提取綠磯(FeS04 7H2O)【答案】D【解析】A、由流程可知,粗銅中含有少量鐵,鐵和銅都能溶于過量的稀硝酸中,過濾后低溫干燥得不到純銅,選項A錯誤;B、電解時,粗銀作陽極,純銀作陰極,選項B錯誤;C、渣料的主要成分為氧化銅,還含有少量的氧化鐵,兩種金屬氧化物均能與稀硫酸反應,元素化合價均沒有發(fā)生變化,沒有發(fā)生氧氧化 還原反應,選項 C錯誤;D、濾液B中的溶質是硫酸亞鐵,采用蒸發(fā)濃縮、降溫結晶、過濾、洗滌、干燥, 可得到綠磯,選項 D正確。2.某混合物由Fe、Fe2O3和FeCO

31、3組成。現稱取一定質量的該混合物,將其溶于100 mL 1.25 mol L 1硫酸中,生成0.56 L(標準犬況)氣體,并得到溶液 X,測得溶液X中c(H + )為0.5 mol L11(溶液體積變化忽略 不計)。下列說法正確的是()A.混合物中Fe2O3的物質的量為0.025 molB.混合物中FeCO3的物質的量為0.03 molC.若溶液X遇KSCN溶液顯紅色,則溶液 X中n(Fe2+)+n(Fe3+)=0.1 molD.若溶液 X 中 n(Fe2+)=n(Fe3+),則混合物中 n(Fe)+n(Fe2O3)+ n(FeCO3)= 0.08 mol【答案】A【解析】A、設混合物中Fe、

32、Fe2O3和FeCO3的物質的量分別是 xmol、ymol、zmol。硫酸的物質的量 是0.125mol,反應后氫離子的物質的量是0.05mol,則剩余硫酸是 0.025mol ,消耗硫酸是0.1mol。生成氣體的物質的量是 0.56L 及2.4L/mol = 0.025mol,發(fā)生的反應有 FeCO3+H 2SO4= FeSO4+H 2O+CO2 T、F及O3+3H2SO4 =Fe2(SO4)3+3H2。、Fe2(SO4)3+Fe= 3FeSO4、Fe+H2SO4 = 3FeSO4+H2T,因此 z+3y+x -y= 0.1、z+x-y= 0.025, 解得y= 0.025, A正確;B、根

33、據以上分析可知不能確定混合物中FeCO3的物質的量,B錯誤;C.若溶液X遇KSCN溶液顯紅色,說明鐵離子過量,因此根據電荷守恒可知溶液X中n(Fe2+) + n(Fe3+)<0.1 mol , C錯誤;D.若溶液X中n(Fe2+)= n(Fe3+),說明生成的氣體全部是二氧化碳,因此根據碳原子守恒可知n(FeCO3)=0.025mol。設X中硫酸亞鐵和硫酸鐵的物質的量分別是amol、bmol,則a=2b、a+3b = 0.1,解得a= 0.04、b = 0.02 ,所以根據鐵原子守恒可知單質鐵的物質的量是0.04mol+0.04mol 0.025mol 2 0.025mol =0.005

34、mol ,則混合物中 n(Fe)+n(Fe2O3) + n(FeCO3)= 0.055 mol, D 錯誤,答案選 A。3.金屬鎰主要用在航空、冶金及化工等行業(yè)。采用兩礦一步法”浸出高硫高鐵碳酸鎰礦(主要含有FeS2、 FeCO3、SiO2、CuO等雜質)制備金屬鎰的工藝流程如下:虢的幅於聃6口 n已知:I .福美鈉的化學式為(CH3)2CNS2Na,采用福美鈉對 MnSO 4溶液中重金屬進行凈化去除效果良好 n .部分金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH如下表所示:Fe2+Cu2+Fe3+Mn2+pH(開始沉淀)7.55.21.77.2pH(完全沉淀)9.77.83.210.4回答下列問題:(1)

35、 Fe檢中S元素的化合價為 價。(2)浸出時,軟鎰礦中的主要成分MnO 2與FeS2發(fā)生氧化還原反應,寫出該反應的化學方程式:(3)向浸出液中吹入空氣的目的是 (用離子方程式表示)。(4)調節(jié)pH的最佳范圍是 ,沉淀的成分是 (填化學式)。(5) (CH3)2CNS2H可由(CH3)2NH與CS2通過加成反應得到,1mol(CH 3)2NH中,共價鍵的數目為_Na。(6)工業(yè)上采用如圖所示的方法獲得金屬Mn, B極為 極,若沒有陰離子交換膜,Mn2+將在D極發(fā)生反應生成MnO 2,則電極反應式為。A H川昌J紫聃M【答案】 -1 15MnO 2+2FeS2+14H2SO4=15MnSO 4+F

36、e2(SO4)3+14H 2O 4Fe2+O2+4H+=4Fe3+2H2O 3.2 =pH<7.2 Fe(OH)3、SiO2、Cu(OH)2 9 正 Mn2+2H2O-2e-=MnO 2+4H +【解析】高硫高鐵碳酸鎰礦(主要含有Fe&、FeCO3、SiO2、CuO等雜質)用硫酸溶解,同時二氧化鎰與 FeS2發(fā)生氧化還原反應,溶液中存在Fe3+、Cu2+、Mn2+,吹入空氣將亞鐵離子完全氧化,在加入氨水,調節(jié)pH使Fe3+、Cu2+沉淀除去,加入福美鈉(CH3)2CNS2Na除去MnSO4溶液中的重金屬離子,最后電解生成金屬鎰。FeS2中Fe為+2價,則S元素的化合價為-1價;(

37、2)浸出時,軟鎰礦中的主要成分MnO2與Fe&發(fā)生氧化還原反應,生成硫酸鎰和硫酸鐵,反應的化學方程式為 15MnO 2+2FeS2+14H 2SO4=15MnSO 4+Fe2(SO4)3+14H2O; 向浸出液中吹入空氣是將亞鐵離子完全氧化,4Fe2+O2+4H +=4Fe3+2H2O ;(4)根據Fe3+、Cu2+、Mn2+金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH值,3.2三pH<7.2時,Fe3+、Cu2+沉淀,且不影響Mn2+,沉淀中主要含有 Fe(OH)3、SiO2、Cu(OH)2,溶液中還含有少量 Cu2+; (5) (CH 3)2NH可以看成氨氣中的氫原子被甲基取代后的產物,1

38、mol(CH3)2NH中,含有9mol共價鍵;(6)根據圖示,該裝置為電解池,硫酸根離子從C移向D,因此C池陰極,溶液中Mn2+離子放電生成金屬鎰, D為陽極,溶液中氫氧根離子放電生成氧氣,則 A為電源分解,B為正極,若沒有陰離子交換膜,溶液中 的Mn2+可能在陽極被氧化生成MnO2,電極反應式為 Mn2+2H 2O-2e-=MnO 2+4H+。考點三 Fe2+、Fe Fe2+、Fe3+離子的應用:共存問題Fe2+在酸性條件下不能與強氧化性離子共存,如:NO3、MnO4、ClO等。Fe3+:不能與還原性離子共存,如:I、S2、SO32等。不能與發(fā)生復分解和雙水解反應的離子共存,如:OH、CO3

39、2、HCO3、A1O2等;不能與 SCN共存;不能與苯酚共存。(2)分離與提純FeCl2 (雜質FeCl3),加入鐵釘或鐵粉后過濾。FeCl3 (雜質FeCl2),通入 C12或滴加氯水 或加入 綠色"氧化劑H2O2:離子方程式: 2Fe2+H2O2+2H += 2 Fe3+2H2O典例(2016課標n) (15分)某班同學用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質。回答下列問題:(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成 0.1mol/L的溶液.在FeCl2溶液中需加入少量鐵 屑,其目的是。+離子的性質以及應用1. Fe只具有還原性,可以被氧化成Fe2+ Fe3+,也可由Fe2+

40、、Fe3+還原而得到Fe; Fe2+既具有氧化性又具有還原性,但主要表現為還原性,當遇到強氧化劑時,被氧化為Fe3+,遇到較強的還原劑時,被還原為Fe; Fe3+具有較強的氧化性, 可被具有較強還原性的物質還原為Fe2+或者Fe。它們之間能相互轉變, 其關系如下所示(常稱為鐵三角)Fe2. Fe2+、Fe3+離子的檢驗方法方法Fe2+Fe3+觀察溶液顏色淺綠色原;色加堿溶液先產生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色產生紅褐色沉淀力口 SCN-溶液無現象變紅加苯酚溶液無現象變?yōu)樽仙?2)甲組同學取2mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入 1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明C12可將Fe2+

41、氧化。FeCl2溶液與氯水反應的離子方程式為 (3)乙組同學認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和 l滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是 。(4)丙組同學取10 mL0.1mol/LKI溶液,加入6mL0.1mol/LFeCl 3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗:第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置,CC14層呈紫色;第二只試管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成藍色沉淀:第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。實驗檢驗的離子是(填離子符號);實驗和說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有(

42、填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應為(5) 丁組同學向盛有 H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl3溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應的離子方程式為 ; 一段時間后.溶液中有氣泡出現,并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原 因是;生成沉淀的原因是 (用平衡移動原理解釋)。【答案】(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)(4)Fe2+; Fe3+;可逆反應(5)H 2O2+2Fe2+2H +=2Fe3+2H2O, Fe3+催化 H2O2 分解產生。2;H2O2分解反應放熱,促進 Fe3+的水解平衡正向移動。【解析】(1)亞鐵離子

43、具有還原性,能被空氣中的氧氣氧化,所以在配制的FeCl2溶液中加入少量鐵屬的目的是防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可將Fe2+氧化成鐵離子,自身得電子生成氯離子,反應的離子方程式為2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-。(3)防止空氣中的氧氣將 Fe2+氧化,產生干擾,所以煤油的作用是隔絕空氣。(4)根據Fe2+的檢驗方法,向溶液中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成藍色沉淀,一定含有亞鐵離子;則實驗 檢驗的離子是Fe2+;碘易溶于CCl4,在CCl4中呈紫色,Fe3+遇KSCN溶液顯血紅色,實驗 和說明,在I-過量的情況下,溶液中仍含有Fe3+,由此可以證明該氧化還原反應為可逆反應。(5)H2

44、O2溶液中加入幾滴酸化的 FeCl3溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應的離子方程式為H2O2+2Fe2+2H+= 2Fe3+ 2H2O,鐵離子的溶液呈棕黃色;一段時間后.溶液中有氣泡出現,并放熱。隨后有紅褐色沉淀生成,產生氣泡的原因是 H2O2分解放出氧氣,而反應放熱,促進Fe3+的水解平衡正向移動。考點三精練:1 .對FeCl3溶液與KI溶液的反應進行探究。關于實驗的分析和結論不正確.的是實驗操作實驗現象取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于試管中,滴加0.1 mol/L FeCl3溶液3滴,振蕩,充分反應溶液呈深棕黃色將上述溶液均分后分置于試管1和試管2中向試管1中滴加2滴0.1 mol/

45、L KSCN 溶液溶液顯紅色向試管2中加入1mL CCl 4,充分振蕩、靜置溶液分層,上層為淺棕黃色,下層為紫色取試管2的上層液體置于試管 3中,滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液溶液微弱變紅A. FeCl3與KI發(fā)生了氧化還原反應,有I2生成B.試管1中溶液顯紅色,證明 FeCl3與KI的反應具有可逆性C.試管3中紅色比試管1中淺是平衡移動的結果D.試管2中上層溶液變?yōu)闇\棕黃色是平衡移動的結果【答案】D【解析】取2 mL 0.1 mol/L KI溶液于試管中,滴加, 0.1 mol/L FeCl3溶液3滴,振蕩,充分反應,溶液 呈深棕黃色,是因為2Fe3+2I-=2Fe2+l2,所以A

46、正確;試管1中滴加2滴0.1 mol/L KSCN溶液,溶液顯紅色 說明溶?中有Fe3+,證明FeCl3與KI的反應具有可逆性,故B正確;向試管2中加入1mL CCl 4,充分振蕩、靜置,溶液分層,上層為淺棕黃色,下層為紫色說明有碘單質被萃取出來,導致溶液中Fe3+濃度減小,試管3中紅色比試管1中淺是平衡移動的結果正確;故 C正確;D.試管2中上層溶液變?yōu)闇\棕黃色還可能是 少量的碘溶解于水的結果。故D錯;答案:D。2.由下列實驗及現象不能推出相應結論的是()實驗現象結論A .向2mL0.1mol/L FeCl3溶液中加足量鐵粉,震蕩,加1滴KSCN溶液黃色逐漸消失,加KSCN溶液顏色/、變還原

47、性:Fe Fe2B .將金屬鈉在燃燒匙中點燃,迅速伸入集滿CO2的集氣瓶集氣瓶中產生大量白煙,瓶內有黑色顆粒產生CO2具有氧化性C .加熱盛有少量NH 4HCO3固體的試管,并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙石蕊試紙艾盅NH 4HCO3顯堿性D .向2支盛有2 mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的NaCl和NaI溶液一支試管中產生黃色沉淀,另一支中無明顯現象Ksp AgIKsp AgCl【答案】C【解析】A.向2mL0.1FeCl3的溶液中加足量鐵粉,震蕩,加1滴KSCN溶液,黃色逐漸消失,加KSCN 溶液顏色不變,證明 Fe可以把Fe3還原為Fe2 ,所以還原性: Fe Fe2

48、, a正確;b.將金屬鈉在燃 燒匙中點燃,迅速伸入集滿CO2的集氣瓶,集氣瓶中產生大量白煙,瓶內有黑色顆粒產生,說明CO2可以把鈉氧化為氧化鈉,證明CO2具有氧化性,B正確;C.加熱盛有少量NH4HCO3固體的試管,并在試管口放置濕潤的紅色石蕊試紙,石蕊試紙變藍,說明有氨氣生成,但是不能證明NH4HCO3顯堿性,C不正確;D.向2支盛有2mL相同濃度銀氨溶液的試管中分別加入2滴相同濃度的 NaCl和NaI溶液,一支試管中產生黃色沉淀,另一支中無明顯現象,說明在銀離子濃度、氯離子濃度和碘離子濃度相同 的條件下,只能生成碘化銀沉淀,證明Ksp AgIKsp AgCl , d正確。本題選Co3.通過

49、實驗、觀察、類比、推理等方法得出正確的結論是化學學習的方法之一。下列實驗操作、現象和解釋或結論不正確的有序號實驗操作實驗現象解釋或結論用大理石和稀硝酸反應制取CO2氣體,將制得的氣體立即通入一定濃度的Na2SiO3溶液中出現白色沉淀H2CO3的酸性比H2SiO3的酸性強向某溶液中加入濃 NaOH溶液后微熱,用藍色石蕊試紙檢驗產生的氣體放出刺激性氣味氣體且試紙變紅原溶液中f含有 NH4+少量鋁熱劑(只有一種金屬氧化物)溶于足量稀鹽酸后,分兩份,再分別滴加鐵氧化鉀和 KSCN溶液出現藍色沉淀和血紅色鋁熱劑中可能含有 Fe3O4何某鉀鹽中滴加濃鹽酸,廣生的氣體再通入品紅溶液品紅溶液褪色該鉀鹽為 K2

50、SO3與KHSO 3至少有一種用pH試紙測量飽和新制氯水的pHpH試紙先變?yōu)榧t色后褪色飽和新制氯水呈酸性且C12具有漂白性A.B.C. D.【答案】A【解析】用大理石和稀硝酸反應制取CO2氣體,由于硝酸易揮發(fā),生成的CO2氣體中含有一定量的硝酸,將制得的氣體立即通入一定濃度的Na2SiO3溶液中,出現白色沉淀,無法說明一定是H2CO3與反應Na2SiO3,所以無法證明 H2CO3的酸性比H2SQ3的酸性強,的結論不正確;向某溶液中加入濃NaOH溶液后微熱,用紅色石蕊試紙檢驗產生的氣體,放出刺激性氣味氣體且試紙變藍,原溶液中一定含有 NH4+,不正確;少量鋁熱劑(只有一種金屬氧化物) 溶于足量稀

51、鹽酸后,分兩份,再分別滴加鐵氧化鉀和 KSCN 溶液出現藍色沉淀和血紅色,說明溶?中有Fe2+和Fe3+,由于鋁熱劑中的鋁粉可以把 Fe3+還原為Fe2+,所以鋁熱劑中鐵的氧化物可能是 Fe2O3或Fe3O4,正確;向某鉀鹽中滴加濃鹽酸,產生的氣體再通入品紅溶 液,品紅溶液褪色,說明該氣體的水溶液有漂白性,但是不能確定是二氧化硫還是氯氣,不正確;用 pH試紙測量飽和新制氯水的 pH, pH試紙先變?yōu)榧t色后褪色,說明飽和新制氯水有酸性和漂白性,但是不 能確定是哪種物質有漂白性,不正確。綜上所述,本題選 Ao考點四銅及其化合物1 .銅的物理性質和用途銅是紅色的固體,能導電,據此性質,銅可以用作導線

52、。銅還有許多重要的合金,如青銅、黃銅等。2 .銅的化學性質銅屬于不活潑的金屬,因此它不能置換出酸或水中的氫。銅與非金屬的反應與氧氣反應:2Cu + O2 2CuO在潮濕空氣中還可發(fā)生腐蝕生成綠色的銅銹:與其它非金屬的反應:2Cu +CO2 +H2O +O2= Cu2 (OH) 2CO3點燃Cu+Cl2=CuCl2 , 2Cu + S d Cu2s與酸的反應銅與非氧化性酸(如鹽酸、磷酸等)不反應。銅與強氧化性酸(如濃硫酸、硝酸等)能反應,但不生成氫氣。3Cu + 8HNO 3= 3Cu (NO3)2 + 2NO T + 4H2O(4)與鹽溶液的反應Cu + 2AgNO 3 = Cu (NO3)

53、2 + 2Ag , Cu + 2FeCl3 = 2FeCl2 + CuCl 23 .銅的冶煉工業(yè)上,主要采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。這種方法冶煉的銅,其含量為99.5%s99.7%,還有Ag、Au、Fe、Zn等雜質。要達到電氣化生產銅的要求,這種由黃銅礦高溫冶煉的銅還必須經過電解精煉, 電解精煉得到的銅,其含量高達99.95%s99.98%。電解精煉銅時,陽極材料:粗銅;陰極材料:純銅;電解質溶液:CuSO4o4 .銅的重要化合物CuO在高溫下分解:2CuO q=Cu2O+O2f。CuO為黑色而Cu2O為紅色,氧化銅可作為銅鹽的原料,氧化 亞銅可作為制造玻璃、搪瓷的紅色顏料。5 CuSO4 及 CuSO4 5H2O硫酸銅晶體(CuS04 5H2。)俗名膽磯或藍磯。CuS04 5H2O受熱分解的化學方程式為:CuS04 5H2。4 CuS04 +5H20T典例(2016四川)CuCl廣泛應用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學習小組擬熱分解CuC12 2H2。制備CuCl ,并進行相關探究。【資料查閱】HC1震流CuCh,lHQCuOCb2城C八 tu 2(OH)2 Cl: -*CuQ【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)請回答

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