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  • 2021-07-08 发布

高考化学试题分类解析考点12铁铜及其化合物

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考点 12 铁铜及其化合物 1.(2013·上海化学·22)一定量的 CuS 和 Cu2S 的混合物投入足量的 HNO3 中,收集到气体 VL(标准状况),向反应后的溶液中(存在 Cu2+和 SO4 2-)加入足量 NaOH,产生蓝色沉淀,过 滤,洗涤,灼烧,得到 CuO12.0g,若上述气体为 NO 和 NO2 的混合物,且体积比为 1﹕1,则 V 可能为 A.9.0L B.13.5L C.15.7L D.16.8L 【答案】A 【解析】若混合物全是 CuS,其物质的量为 12/80=0.15mol,电子转移数,0.15×(6+2) =1.2mol。两者体积相等,设 NO xmol,NO2 xmol,3x+x1=1.2,计算的 x=0.3。气体体积 V=0.6 × 22.4=13.44L ; 若 混 合 物 全 是 Cu2S, 其 物 质 的 量 为 0.075mol, 转 移 电 子 数 0.075 × 10=0.75mol, 设 NO xmol,NO2 xmol, 3x+x1=0.75,计算得 x=0.1875,气体体积 0.375× 22.4=8.4L,因此选 A。 【考点定位】本题考查氧化还原反应计算(极限法) 2.(2013·江苏化学·6)甲、乙、丙、丁四种物质中,甲、乙、丙均含有相同的某种元素, 它们之间具有如下转化关系:甲 丁 乙 丙 丁 甲 。下列有关物质的推断不正确的是 A.若甲为焦炭,则丁可能是 O2 B.若甲为 SO2,则丁可能是氨水 C.若甲为 Fe,则丁可能是盐酸 D.若甲为 NaOH 溶液,则丁可能是 CO2 【参考答案】B 【解析】本题属于元素及其化合物知识的考查范畴,有一定的难度,代入逐一对照验证法是 一种比较简单的方法。 A.若甲为焦炭,则乙为一氧化碳,丙为二氧化碳,二氧化碳与炭反应生成一氧化碳。 B.若甲为二氧化硫,则乙为亚硫酸氢铵,丙为亚硫酸铵,亚硫酸铵与二氧化硫反应生成亚硫 酸氢铵。 C.若甲为铁,丁为盐酸,则乙为氯化来铁,氯化来铁可能再与盐酸反应。 D.若甲为氢氧化钠,丁为二氧化碳,则乙为碳酸钠,丙为碳酸氢钠,碳酸氢钠与氢氧化钠反 应生成碳酸钠。 3.(2013·上海化学·17)某溶液可能含有 Cl-、SO4 2-、CO3 2-、NH4 +、Fe3+、Al3+和 K+。取该溶 液 100mL,加入过量 NaOH 溶液,加热,得到 0.02mol 气体,同时产生红褐色衬垫;顾虑, 洗涤,灼烧,得到 1.6g 固体;向上述滤液中加足量 BaCl2 溶液,得到 4.66g 不溶于盐酸的 沉淀。由此可知原溶液中 A.至少存在 5 种离子 B.Cl-一定存在,且 c(Cl- )≥0.4mol/L C.SO4 2-、NH4 +、一定存在,Cl-可能不存在 D.CO3 2-、Al3+一定不存在,K+可能存在 【答案】B 【解析】根据加入过量 NaOH 溶液,加热,得到 0.02mol 气体,说明有 NH4+,而且为 0.02mol, 同时产生红褐色沉淀,说明有 Fe3+,而且为 0.02mol,则没有 CO32-,根据不溶于盐酸的 4.66g 沉淀,说明有 SO42-,且为 0.02mol,则根据电荷守恒可知一定有 Cl-,至少有 0.06mol,B 正确。 【考点定位】本题考查离子共存及计算。 4.(2013·江苏化学·13)下列依据相关实验得出的结论正确的是 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.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该溶液一定是钠盐溶液 C.将某气体通入溴水中,溴水颜色褪去,该气体一定是乙烯 D.向某溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含 Fe2+ 【参考答案】D 【解析】本题属于常规实验与基本实验考查范畴。 A.不能排除碳酸氢盐与 SO3 2-、HSO3 -形成的盐的干扰 B.也可是钠的单质或其他化合物,这里焰色反应火焰呈黄色仅证明含有钠元素。 C.其他还原气体或碱等都可使溴水褪色。 D.Fe2+检验方法过程合理。 【备考提示】常见物质的制备、分离提纯、除杂和离子检验等都是学生必备的基本实验技能, 我们要在教学中不断强化,反复训练,形成能力。 5.(2013·北京理综·27)(12 分) 用含有 A1203、SiO2 和少量 FeO·xFe2O3 的铝灰制备 A12(SO4)3·18H2O。,工艺流程如下(部分操 作和条件略): Ⅰ。向铝灰中加入过量稀 H2SO4,过滤: Ⅱ。向滤液中加入过量 KMnO4 溶液,调节溶液的 pH 约为 3; Ⅲ。加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色: Ⅳ。加入 MnSO4 至紫红色消失,过滤; Ⅴ。浓缩、结晶、分离,得到产品。 (1) H2S04 溶解 A1203 的离子方程式是 (2) KMnO4 - 氧化 Fe2+的离子方程式补充完整: (3)已知: 生成氢氧化物沉淀的 pH Al(OH)3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀时 3.4 6.3 1.5 完全沉淀时 4.7 8.3 2.8 注:金属离子的起始浓度为 0.1mol·L-1 根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的: (4)己知:一定条件下,MnO4 - 可与 Mn2+反应生成 MnO2, ① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓 HCI 并加热,能说明沉淀中存在 MnO2 的现象是 . ② Ⅳ 中加入 MnS04 的目的是 【答案】 (1) 3 2 3 26 2 l 3Al O H A H O    ; (2)5、8H+、5、4H2O; (3)将 Fe2+氧化为 Fe3+,调节 pH 值使铁完全沉淀; (4)①、生成有黄绿色气体; ②、加入 MnSO4,除去过量的 MnO4 -。 【解析】 (1)氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝与水; (2)反应中 MnO4 -→Mn2+,Fe2+→Fe3+, MnO4 -系数为 1,根据电子转移守恒可知, Fe2+系数 为1 (7 2) 3 2    =5,由元素守恒可知, Fe3+系数为 5,由电荷守恒可知,由 H+参加反应,其系 数 为 8 , 根 据 元 素 守 恒 可 知 , 有 H2O 生 成 , 其 系 数 为 4 , 方 程 式 配 平 为 MnO4 -+5 Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O; (3)滤液中含有 Fe2+,由表中数据可知,Fe(OH)2 开始沉淀的 pH 大于 Al(OH)3 完全沉淀 的 pH 值,而 Fe(OH)3 完全沉淀的 pH 值小于 Al(OH)3 开始沉淀的 pH 值,pH 值约为 3 时, Al3+、Fe2+不能沉淀,步骤Ⅱ是将 Fe2+氧化为 Fe3+,调节 pH 值使铁完全沉淀; (4)①、MnO2 能将 HCl 氧化为 Cl2,若有黄绿色气体生成说明沉淀中存在 MnO2; ②、Ⅲ 的上层液呈紫红色,MnO4 -过量,加入 MnSO4,除去过量的 MnO4 -。 5.(2013·广东理综·31)(16 分) 大气中的部分碘源于 O3 对海水中Ⅰ-的氧化。将 O3 持续通入 NaⅠ溶液中进行模拟研究. (1)O3 将Ⅰ-氧化成Ⅰ2 的过程由 3 步反应组成: ①Ⅰ-(aq)+ O3(g)=ⅠO-(aq)+O2(g)△H1 ②ⅠO-(aq)+H+(aq) HOⅠ(aq) △H2 总反应的化学方程式为______,其反应△H=______ (2)在溶液中存在化学平衡: ,其平衡常数表达 式为_______. (3) 为探究 Fe2+对氧化Ⅰ-反应的影响(反应体如图 13),某研究小组测定两组实验中 Ⅰ3 -浓度和体系 pH,结果见图 14 和下表。 11.Ⅰ组实验中,导致反应后 pH 升高的原因是_______. 12.图 13 中的 A 为_____由 Fe3+生成 A 的过程能显著提高Ⅰ-的转化率,原因是_______. ③第 2 组实验进行 18s 后,Ⅰ3 -下降。导致下降的直接原因有双选______. A.C(H+)减小 B.c(Ⅰ-)减小 C. Ⅰ2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加 (4)据图 14,计算 3-13s 内第 2 组实验中生成 l3 -的平均反应速率(写出计算过程, 结果保留两位有效数字)。 31、解析:(1)将已知 3 个化学方程式连加可得 O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O,由盖斯定 律得△H=△H1+△H2+△H3。(2)依据平衡常数的定义可得,K= 。(3)由表格可以看 出第一组溶液的 pH 由反应前的 5.2 变为反应后的 11.0,其原因是反应过程中消耗氢离子, 溶液酸性减弱,pH 增大,水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡,氢氧根浓度增大, 溶液呈碱性,pH 增大。由于是持续通入 O3=,O2 可以将 Fe2+氧化为 Fe3+:O3+2Fe2++2H+=2Fe3++ O2+ H2O,Fe3+氧化Ⅰ—:2Fe3++2Ⅰ—=Ⅰ2+2Fe2+,Ⅰ—消耗量增大,转化率增大,与Ⅰ2 反应的量减少, Ⅰ3 —浓度减小。(4)由图给数据可知△c(Ⅰ3 —)=(11.8×10—3 mol/L-3.5×10—3 mol/L) =8.3×10—3 mol/L,由速率公式得:v(Ⅰ3 —)=△c(Ⅰ3 —)/△t= 8.3×10—3 mol/L/(18—3)=5.5 ×10—4 mol/L·s。 答案:(1) O3+2Ⅰ—+2H+=Ⅰ2+ O2+ H2O,△H=△H1+△H2+△H3。(2) (3)反应 过程中消耗氢离子,溶液酸性减弱,pH 增大,水电离出氢离子参与反应破坏水的电离平衡, 氢氧根浓度增大,溶液呈碱性,pH 增大;Fe3+,BD(4)(计算过程略)5.5×10—4 mol/L·s 命题意图:化学反应原理与元素化合物 6、(2013·浙江理综·13)现有一瓶标签上注明为葡萄糖酸盐(钠、镁、钙、铁)的复合剂, 某同学为了确认其成分,取部分制剂作为试液,设计并完成了如下实验: 银氨溶液 水浴加热试液 NaOH (aq) Na2CO3(aq) 滤液 沉淀物 焰色反应 观察到黄色火焰(现象 1) 无银镜产生(现象 2) 气体 溶液 H+ 无沉淀(现象 3) 白色沉淀(现象 4) 血红色(现象 5)KSCN(aq) H2O2 NH3·H2O(aq) Na2CO3 (aq) 滤液 沉淀物 调节 pH=4 已知:控制溶液 pH=4 时,Fe(OH)3 沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀。 该同学得出的结论正确的是 A.根据现象 1 可推出该试液中含有 Na+ B.根据现象 2 可推出该试液中并不含有葡萄糖酸根 C.根据现象 3 和 4 可推出该试液中含有 Ca2+,但没有 Mg2+ D.根据现象 5 可推出该试液中一定含有 Fe2+ 【解析】A 选项:因加入了 NaOH (aq)和 Na2CO3(aq),在滤液中引入了 Na+,不能根据滤液焰 色反应的黄色火焰判断试液是否含 Na+。B 选项:试液是葡萄糖酸盐溶液,其中一定含葡萄 糖酸根,葡萄糖能发生银镜反应,葡萄糖酸根不能发生银镜反应。D 选项:溶液加入 H2O2 后再滴加 KSCN(aq)显血红色,不能证明葡萄糖酸盐试液中是否含 Fe2+。正确的方法是:在溶 液中滴加 KSCN(aq)不显血红色,再滴入滴加 H2O2 显血红色,证明溶液中只含 Fe2+。若此前各 步均没有遇到氧化剂,则可说明葡萄糖酸盐试液中只含 Fe2+。C 选项:根据“控制溶液 pH=4 时,Fe(OH)3 沉淀完全,Ca2+、Mg2+不沉淀”信息,在过滤除去 Fe(OH)3 的滤液中分别加入 NH3·H2O(aq)和 Na2CO3(aq),加入 NH3·H2O(aq)不产生沉淀说明滤液中不含 Mg2+,加入 Na2CO3 (aq)产生白色沉淀,说明滤液中含 Ca2+。 7、(2013·浙江理综·26)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生 H2 的化合物甲 和乙。将 6.00 g 甲加热至完全分解,只得到一种短周期元素的金属单质和 6.72 LH2(已折 算成标准状况)。甲与水反应也能产生 H2,同时还产生一种白色沉淀物,该白色沉淀可溶于 NaOH 溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到 H2 和另一种单质气体丙,丙在标准状态下 的密度为 1.25 g/L。请回答下列问题: (1)甲的化学式是_________;乙的电子式是__________。 (2)甲与水反应的化学方程式是__________________________________-。 (3)气体丙与金属镁反应的产物是_______(用化学式表示)。 (4)乙在加热条件下与 CuO 反应可生成 Cu 和气体丙,写出该反应的化学方程式_________。 有人提出产物 Cu 中可能还含有 Cu2O,请设计实验方案验证之_________________________。 (已知 Cu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O) (5)甲与乙之间_______(填“可能”或“不可能)发生反应产生 H2,判断理由是________。 【解析】“单质气体丙在标准状态下的密度为 1.25 g/L”——丙为 N2,化合物乙分解得到 H2 和 N2,化合物乙为 NH4H,NH4H 有 NH4 +和 H—构成的离子化合物。6.00 g 化合物甲分解得到短 周期元素的金属单质和 0.3 molH2,而短周期元素的金属单质的质量为 5.4 g;化合物甲与 水反应生成的白色沉淀可溶于 NaOH 溶液,说明该沉淀可能是 Al(OH)3,进而可判定化合物甲 为 AlH3。涉及的反应为: a.甲、乙受热分解:2AlH3 =======2Al+3H2↑ 2NH4H=========N2↑+5H2↑ b.甲与水反应: 2AlH3+6H2O==2Al(OH)3+6H2↑ c. 2NH4H+5CuO======5Cu+ N2↑+5H2O d. 化合物甲与乙可能发生的反应:2AlH3+ 2NH4H ======2Al+N2↑+8H2↑ 化合物甲和乙的组成中都含—1 价 H,—1 价 H 还原性很强,可发生氧化还原反应产生 H2; 且 2Al+3 化合价降低 6,2NH4H 中 8H+1 化合价降低 8,化合价共降低 14;2AlH3 中 6H—1 和 2NH4H 中 2H—化合价升高 8,2NH4H 中 2N—3 化合价升高 6,化合价共升高 14。 △ 催化剂 △ △ NH4H 电子式: 第(4)题的实验设计是 1992 年全国高考题的再现:Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身 氧化还原反应生成 Cu2+和 Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3 稀溶液及 pH 试 纸,而没有其它试剂。简述如何用最简便的实验方法来检验 CuO 经氢气还原所得到的红色产 物中是否含有碱性氧化物 Cu2O。 实验方案设计的关键是 Cu2O 溶解而 Cu 不溶解:①Cu2O 为碱性氧化物;②不能选用具有强氧 化性的试剂,否则 Cu 被氧化为 Cu2+。 实验方案设计的表述:简述操作步骤,复述实验现象,根据现象作出判断。 【答案】取少量反应产物,滴加足量稀硫酸,若溶液由无色变为蓝色,证明产物 Cu 中含有 Cu2O;若溶液不变蓝色,证明产物 Cu 中不含 Cu2O。 【点评】本题要求根据物质的性质及其计算进行推理,考查了化学式、电子式、化学方程式 的正确书写,根据题给信息设计实验的能力,并要求根据物质的组成判断物质的化学性质。 本题完全依据 《考试说明》样卷对应试题的模式进行命题。 8.(14 分)(2013·新课标卷Ⅱ·27) 氧化锌为白色粉末,可用于湿疹、癣等皮肤病的治疗。纯化工业级氧化锌(含有 Fe(Ⅱ), Mn(Ⅱ), Ni(Ⅱ)等杂质)的流程如下: 工业 ZnO 浸出液 滤液 滤液 滤饼 ZnO 提示:在本实脸条件下,Ni(Ⅱ)不能被氧化:高锰酸钾的还原产物是 MnO2 回答下列问题: (1)反应②中除掉的杂质离子是 ,发生反应的离子方程式为 ; 加高锰酸钾溶液前,若 pH 较低,对除杂的影响是 ; (2)反应③的反应类型为 .过滤得到的滤渣中,除了过量的锌外还有 ; (3)反应④形成的沉淀要用水洗,检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。 (4)反应④中产物的成分可能是 ZnCO3·xZn(OH)2 .取干操后的滤饼 11.2g,煅烧后可得到产 品 8.1 g. 则 x 等于 。 解析:以工艺流程为形式考察化学知识,涉及反应原理、除杂方法、影响因素、反应类型、 产物分析、洗涤干净的检验方法、化学计算等。 (1)除去的杂质离子是 Fe2+和 Mn2+;Fe2+以 Fe(OH)3 的形式沉淀下来,Mn2+以 MnO2 的形式沉 淀下来;反应离子方程式为: MnO4 -+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+; 3Mn2++2MnO4 -+2H2O===5MnO2↓+4H+; 在加高锰酸钾溶液前,若 pH 较低,不会形成 Fe(OH)3 和 MnO2 沉淀。 (2)Zn+Ni2+===Zn2++Ni 是置换反应;还有 Ni。 (3)洗涤主要是除去 SO4 2-和 CO3 2-离子。检验洗净应该检验 SO4 2-离子。取最后一次洗涤液 少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗涤干净。 稀 H2SO4 ① 调 PH 约为 5 适量高锰酸钾溶液② 过滤 Zn ③ 过滤 Na2CO3 ④ 过滤 煅烧 ⑤ (4)令 ZnCO3 为 amol,Zn(OH)2 为 bmol 125a+99b=11.2; 81(a+b)=8.1 解之,a:b=1:x=1:1,x=1 参考答案: (1)Fe2+和 Mn2+; MnO4 -+3Fe2++7H2O===MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+; 3Mn2++2MnO4 -+2H2O===5MnO2↓+4H+; 不会形成 Fe(OH)3 和 MnO2 沉淀。或无法除去 Fe2+和 Mn2+; (2)置换反应;Ni (3)取最后一次洗涤液少量,滴入稀盐酸,加入氯化钡溶液,没有白色沉淀生成,证明洗 涤干净。 (4)1 9.(2013·安徽理综·27)(13 分) 二氧化铈 2( )eOC 是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃 粉末(含 2 2 3 2FeSiO O O、 、Ce 以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料 回收铈,设计实验流程如下: (1)洗涤滤渣 A 的目的是为了去除 (填离子符号),检验该离子是否洗涤的方法 是 。 (2)第②步反应的离子方程式是 ,滤渣 B 的主要成分是 。 (3)萃取是分离稀土元素的常用方法,已知化合物 TBP 作为萃取剂能将铈离子从水溶液中 萃取出来,TBP (填“能”或“不能”)与水互溶。实验室进行萃取操作是用到的 主要玻璃仪器有 、烧杯、玻璃棒、量筒等。 (4)取上述流程中得到的 4(OH)Ce 产品 0.536g,加硫酸溶解后,用 0.1000mol• 1 4L FeSO 标准溶液滴定终点是(铈被还原为 3Ce  ),消耗 25.00mL 标准溶液,该产品中 4( )Ce OH 的 质量分数为 。 27. 【答案】 (1)滤渣上附着的 Fe3+、Cl-,取最后洗涤液少量,滴加 AgNO3,如无白色沉淀,则洗干净。 (2)2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2  +4 H2O SiO2 (3)不能 分液漏斗 (4)97.01% 【解析】该反应过程为:①CeO2、SiO2、Fe2O3 等中加入稀盐酸,、Fe2O3 转化 FeCl3 为存在于滤液 中,滤渣为 CeO2 和 SiO2②加入稀硫酸和 H2O2,CeO2 转化为 Ce3+滤渣为 SiO2③加入碱后 Ce3+转 化为沉淀,④通入氧气讲 Ce 从+3 氧化为+4,得到产品。 Ce(OH)4~ FeSO4 n(Ce(OH)4)= n(FeSO4)=0.1000mol/L*1.025L=0.0025mol,m=0.0025mol*208g/mol=0.52g 【考点定位】以工艺流程为基础,考察化学实验基本操作、元素及化合物知识、化学计算、 氧化还原反应等相关知识。 10.(2013·安徽理综·28)(14 分) 某酸性工业废水中含有 2 2 7K Cr O 。光照下,草酸 2 2 4( )H C O 能将其中的 2- 2 7Cr O 转化为 3+Cr 。某课题组研究发现,少量铁明矾 2 4 4 2( ) 24Al Fe SO H O 即可对该反应堆起催化作用。 为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下: (1)在 25°C 下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始 pH 和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。 测得实验①和②溶液中的 2- 2 7Cr O 浓度随时间变化关系如图所示。 (2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。 (3)实验①和②的结果表明 ;实验①中 1~o t 时间段反应速率 ( 3+Cr )= 1 1minmol L   (用代数式表示)。 (4)该课题组队铁明矾 2 4 4 2( ) 24Al Fe SO H O 中起催化作用的成分提出如下假设,请你 完成假设二和假设三: 假设一: 2+Fe 起催化作用; 假设二: ; 假设三: ; ………… (5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。 ( 除 了 上 述 实 验 提 供 的 试 剂 外 , 可 供 选 择 的 药 品 有 2 4 4 2 4 2 4 3 2 2 4 3( ) 24 ( )K SO FeSO K SO Al SO H O Al SO 、 、 、 、 等。溶液中 2- 2 7Cr O 的浓度可用仪 器测定) 实验方案(不要求写具体操作过程) 预期实验结果和结论 28. 【答案】 (2)CO2 (3)PH 越大,反应的速率越慢 0 1 1 c c t  (4)Al3+期催化作用;Fe2+和 Al3+起催化作用 (5)取 PH=5 的废水 60ml,加入 10ml 草酸和 30ml 蒸馏水,滴加几滴 FeSO4,测定反应所需 时间 预期现象与结论:与②对比,如果速率明显加快,故起催化作用的为 Fe2+ 【解析】该反应为探究重铬酸根与草酸反应过程中的催化作用,该反应为一比较熟悉的反应, 草酸被氧化后的产物为二氧化碳。 (3)考查了从图像中获取数据并分析的能力。图像越陡,反应速率越快 (4)对于假设可以从加入的物质铁明矾中获取,故为 Fe2+和 Al3+,然后根据上面的过程,进 行对比实验,即可以得到答案。 【考查定位】考察化学实验探究基本能力和化学反应基本原理 11.(2013·广东理综·32)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化 工产品的工艺如下的: (1)点解精练银时,阴极反应式为 ;滤渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中 迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为 (2)固体混合物 B 的组成为 ;在省城固体 B 的过程中,余姚控制 NaOH 的加入量, 若 NaOH 过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。 ( 3 ) 完 成 煅 烧 过 程 中 一 个 反 应 的 化 学 方 程 式 : 。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0kg 废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要 1.0mol·L-1 的 Al2(SO4)3 溶液 L. (5)CuSO4 溶液也可用于制备胆矾,其基本操作时 、过滤、洗涤和干 燥。 32、解析:(1)仿照精炼铜的原理可以确定粗银做阳极:Ag—e—= Ag+,纯银做阴极:Ag++e —= Ag。 滤渣 A 中的金属与稀硝酸反应生成无色的 NO,NO 与空气中的氧气反应生成红棕色 的 NO2:2NO+O2=2 NO2。(2)结合信息和流程图分析可知:硫酸铜、硫酸铝固体与稀氢氧化 钠反应生成氢氧化铜和氢氧化铝,煮沸时氢氧化铜分解为 CuO,氢氧化铝不分解,所以 B 应 该为 CuO 和 Al(OH)3,若 NaOH 过量,两性氢氧化物 Al(OH)3 就会溶解:Al(OH)3+OH—= AlO—+2H2O。 (3)依据题给反应物和生成物可以判断:CuO 转化为 CuAlO2,铜元素化合价由+2 下降为+1, CuO 做氧化剂,所以生成的物质还应有氧气(化合价-2→0),根据氧化还原反应反应得失电 子守恒可配平反应:4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2↑(4)银铜合金中的铜的物质的量 n(Cu) = ,根据元素守恒可得生成的 CuAlO2 也是 50.0mol,依据方 CuAlO2 中的 Cu 和 Al 个数关系及 Al 原子个数守恒可得,n[Al2(SO4)3]= 25.0 mol,则需要硫酸铝溶 液的体积是 25.0L。(5)用溶液制备带结晶水的晶体的一般操作步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥。 答案:(1)Ag++e—= Ag,2NO+O2=2 NO2(2)CuO 和 Al(OH)3,Al(OH)3+OH—= AlO—+2H2O(3) 4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2↑(4)25.0L (5)蒸发浓缩、冷却结晶 命题意图:元素化合物 12.(2013·重庆理综·26)(14 分)合金是建筑航空母舰的主体材料。 ⑴航母升降机可由铝合金制造。 ①铝元素在周期表中的位置是 ,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 ② 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)。 ⑵航母舰体材料为合金钢。 ①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 ②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 ⑶航母螺旋浆主要用铜合金制造。 ①80.0gCu-Al 合金用酸完全溶解后,加入过量 氨水,过滤得到白色沉淀 39.0,则合金中 Cu 的质量分数为 ②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。结合题 8 图信息推断该合金中除铜外一定 含有 解析:以合金为背景考察元素及其化合物知识和基本理论。涉及周期表位置、金属冶炼、反 应原理、物质性质、电化学腐蚀、沉淀溶解平衡和化学金属。 (1)①Al 在周期表的位置是第三周期第ⅢA 族,铝土矿→NaAlO2→Al(OH)3→Al2O3;所以通 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Fe3+ Al3+ Cu2+ Fe2+ Ni2+ Mg2+ 开始 沉淀 沉淀 完全 PH 第 8 题图 入的气体是二氧化碳; ②用 NaOH 除去 Al2O3 的化学方程式是:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,焊接时选用 的保护气是不活泼的稀有气体,可以是 Ar。 (2)①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀。 ②炼铁过程中为降低硅含量化学原理是造渣反应:CaO+SiO2 CaSiO3;需加入的 物质 CaCO3 或 CaO (3)Cu、Al 完全溶解后变成 Cu2+、Al3+,Cu2+溶于过量氨水转变成 Cu(NH3)4 2+,而 Al3+形成 Al(OH)3 沉淀,n(Al)=39/78=0.5mol,m(Al)=0.5×27=13.5g,Cu 的质量 分数为(80.0—13.5)/80.0=83.1%;从 PH=3.4 开始沉淀,证明没有 Fe3+,含有 Al3+;Al3+、Cu2+在 PH=7、PH=8 时已经完全沉淀,再从铝土矿冶炼铝中,因为铝 土矿是硅酸盐矿,所以含有 Si。 参考答案 ⑴①第三周期第ⅢA 族,CO2 ②Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,Ar(其它合理答案均可得分) ⑵①吸氧腐蚀 ②CaCO3 或 CaO ⑶①83.1% ②Al、Si 13、(2013·天津化学·9)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 工业生产流程制备无水 FeCl3,再用副产品 FeCl3 溶液吸收有毒的 H2S。 I.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: ①检查装置的气密性; ②通入干燥的 Cl2,赶尽装置中的空气; ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成 ④.。。。。。。。。 ⑤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③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 的右端。 要使沉积得 FeCl3 进入收集器,第④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 中的冷水作用为——————;装置 C 的名称为————;装置 D 中 FeCl2 全部反应完后,因为失去吸收 Cl2 的作用而失效,写出检验 FeCl2 是否失效的试剂: —— (5) 在虚线框内画出尾气吸收装置 E 并注明试剂 II.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+再阴极放电产生 H2,阳极的电极反应为———————— (8) 综合分析实验 II 的两个反应,可知该实验有两个显著优点: ①H2S 的原子利用率 100%;②—————————————————— 【解析】(1)A 中反应的化学方程式 (2)要使沉积的 FeCl3 进入收集器,根据 FeCl3 加热易升华的性质,第④的操作应该是: 在沉积的的 FeCl3 固体下方加热。 (3)为防止 FeCl3 潮解所采取的措施有②通入干燥的 Cl2,⑤用干燥的 N2 赶尽 Cl2, (4)B 中的冷水作用为是冷却 FeCl3 使其沉积,便于收集产品;装置 C 的名称为干燥 管, 装置 D 中 FeCl2 全部反应完后,因为失去吸收 Cl2 的作用而失效,检验 FeCl2 是否失效就 是检验二价铁离子,最好用 ,也可以用酸性高锰酸钾溶液检验。 (5) ,吸收的是氯气,不用考虑防倒吸 (6) (7)阳极的电极反应: (8)该实验的另一个优点是 FeCl3 可以循环利用。 答案:见解析 14.(2013·重庆理综·27)(15 分)某研究小组利用下图装置探究温度对 CO 还原 Fe2O3 的 影响(固定装置略) 第 27 题图 MgCO3 Zn 粉 Fe2O3 无水 CaCl2 澄清石灰水 足量 NaOH 溶液 A B C D E F ⑴MgCO3 的分解产物为 ⑵装置 C 的作用是 , 处理尾气的方法为 ⑶将研究小组分为两组,按题 27 图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对 装置 D 加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。 步 骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 取黑色粉末加入稀盐酸 溶解,无 气泡 溶解,有气 泡 2 取 步 骤 1 中 溶 液 , 滴 加 K3[Fe(CN)6]溶液 蓝色沉淀 蓝色沉淀 3 取步骤 1 中溶液,滴加 KSCN 溶液 变红 无现象 4 向步骤 3 溶液中滴加新制氯 水 红色褪去 先变红,后 褪色 ①乙组得到的黑色粉末是 ②甲组步骤 1 中反应的离子方程式为 ③乙组步骤 4 中,溶液变红的原因为 ;溶 液褪色可能的原因及其验证方法为 ④从实验安全考虑,题 9 图装置还可采取的改进措施是 解析:探究温度对 CO 还原 Fe2O3 的影响为实验目的考察化学知识,涉及产物分析、装置作用、 尾气处理、物质检验、反应原理、实验假设、实验验证、装置改进等内容。 (1)MgCO3 MgO+CO2↑;产物是 MgO、CO2 (2)通过 Zn 粉,发生 Zn+CO2 ZnO+CO;再通过 NaOH 溶液,是为了除去二氧化碳;再 通过无水氯化钙是为了除去水蒸气;然后 CO 还原氧化铁,E 装置防倒吸, F 装置检验和吸收二氧化碳。尾气是 CO,点燃处理。 (3)CO 还原氧化铁生成黑色粉末可能是 Fe、Fe3O4、FeO 及其混合物。1 实验,证明甲组没 有 Fe 生成,乙组产生了 Fe;2 实验,证明溶于酸时都生成了 Fe2+;3 实验证明甲组生成了 Fe3O4,乙组没有生成;4 实验说明褪色的原因可能是 SCN-可能被 Cl2 氧化。 参考答案: ⑴MgO、CO2 ⑵除 CO2、点燃 ⑶①Fe ②Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O ③Fe2+被氧化成 Fe3+,Fe3+遇 SCN-显红色;假设 SCN-被 Cl2 氧化,向溶液中加入 KSCN 溶液, 若出现红色,则假设成立(其它合理答案均可给分) ④在装置 BC 之间添加装置 E 防倒吸(其它合理答案均可给分) 15.(2013·江苏化学·19)(15 分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由 绿 矾 (FeSO4·7H2O) 通 过 下 列 反 应 制 备 : FeSO4 + Na2CO3=FeCO3 ↓ + Na2SO4 FeCO3 + C6H8O7=FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为 1.0 mol·L-1 计算)。 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe3+ 1.1 3.2 Al3+ 3.0 5.0 Fe2+ 5.8 8.8 (1)制备 FeCO3 时,选用的加料方式是 (填字母),原因是 。 a.将 FeSO4 溶液与 Na2CO3 溶液同时加入到反应容器中 b.将 FeSO4 溶液缓慢加入到盛有 Na2CO3 溶液的反应容器中 c.将 Na2CO3 溶液缓慢加入到盛有 FeSO4 溶液的反应容器中 (2)生成的 FeCO3 沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。 (3)将制得的 FeCO3 加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉 的作用是 。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法 是 。 (4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干 燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。 (5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为 Fe2O3、SiO2、 Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合右图的绿矾 溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备 FeSO4·7H2O 晶体的实验 步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和 NaOH 溶液):向一定量烧渣 中加入足量的稀硫酸充分反应, ,得到 FeSO4 溶液, ,得到 FeSO4·7H2O 晶体。 【参考答案】 19.(15分) (1)c 避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液1~2 mL于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白 色沉淀产生,则表明已洗涤干净。 (3)①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 (5)过滤,向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5, 过滤。或过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀 硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤。 (滴加稀硫酸酸化)加热浓缩得到60℃饱和溶液 冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗 涤,低温干燥 【解析】本题以柠檬酸亚铁制取和分析为背景的综合实验题,涉及元素化合物知识、检验洗 涤是否完全的方法、除去过量铁粉的方法、分离过程中加入无水乙醇的目的、合成柠檬酸亚 铁实验步骤等多方面内容,考查学生对综合实验处理能力。(5)过滤,向反应液中加入足量 的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤。或过滤,向滤液中滴加 过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入 足量的铁粉,充分搅拌后,过滤。两个过程中加入足量的铁粉,都是为了让三价铁变为二价 铁。加热浓缩得到60℃饱和溶液前一般滴加稀硫酸酸化,为防止二价铁离子受热水解。少量 冰水洗涤减少FeSO4·7H2O晶体溶解。低温干燥减少FeSO4·7H2O晶体失水分解。