2019高考化学高分突破二轮复习专题十一从矿物质到金属材料学案

2019高考化学高分突破二轮复习专题十一从矿物质到金属材料学案

专题十一　从矿物质到金属材料 第1课时　镁、铝及其重要化合物 ‎[考试标准]‎ 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 镁及其化合物 镁的物理性质及用途 a a ‎2015.10T30、2017.4T10‎ 镁的化学性质(跟非金属、酸、某些氧化物的反应)‎ b c ‎2015.10T30、2016.4T17、20、2016.10T6、2017.11T3、7、20、2018.4T6、18、2018.6T5、30‎ 镁的生产原理 a b ‎2015.10T30‎ 铝及其重要化合物 地壳中铝的含量及存在形式，铝合金 a ‎2017.11T31‎ 从铝土矿中获得铝的方法 b ‎2017.4T30‎ 铝的重要性质(跟酸、碱反应，铝热反应，钝化现象)‎ b ‎2015.9T30、2016.4T31‎ 两性氧化物、两性氢氧化物的概念，Al2O3、Al(OH)3的重要性质，铝及其重要化合物之间的转化关系 c ‎2015.9T30‎ 明矾的组成及净水原理 b ‎2017.11T31‎ 考点一：镁的性质 ‎1.(2016·金华外国语学校高一期中)下列有关镁的叙述正确的是(　　)‎ A.镁条燃烧引起的火灾可用干粉灭火器扑灭 B.镁不能与浓硝酸反应 C.镁制容器可以贮存、运输浓硫酸 D.镁在CO2中燃烧的产物中含有单质 解析　不能用干粉灭火器扑灭镁燃烧引起的火灾，因为镁与CO2能反应生成MgO和C，A错误、D正确；常温下镁可与浓硝酸、浓H2SO4反应，故B、C项错误。‎ 答案　D 考点二：从海水中提镁 ‎2.(2018·浙江省金华十校)根据海水综合利用的工业流程图，判断下列说法不正确的是(　　)‎ A.除去粗盐中杂质(Mg2＋、SO、Ca2＋)，加入的药品顺序为：NaOH溶液→BaCl2溶液→Na2CO3溶液→过滤后加盐酸 B.在过程②中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2‎ C.从能量转换角度看，氯碱工业电解饱和食盐水是一个将电能转化为化学能的过程 D.从第④步到第⑤步的目的是富集Br2‎ 解析　A.除去粗盐中Mg2＋，常用NaOH，除去SO，常用BaCl2，除去Ca2＋，常用Na2CO3，Na2CO3的作用不仅是除去Ca2＋，还要除去过量的BaCl2，因此Na2CO3放在BaCl2的后面，即顺序是NaOH、BaCl2、Na2CO3或者BaCl2、NaOH、Na2CO3或者BaCl2、Na2CO3、NaOH，然后过滤，再加盐酸，除去过量的NaOH和Na2CO3，故A说法正确；B.灼烧MgCl2·6H2O时，需要在HCl氛围中加热，防止Mg2＋水解，故B说法不正确；C.电解饱和食盐水，此装置为电解池，是电能转化为化学能，故C说法正确；D.海水中Br－浓度低，从④步到⑤‎ 步，目的是富集Br2，故D说法正确。‎ 答案　B 考点三：铝与铝合金 ‎3.(加试题)a g Mg、Al合金完全溶解在c1 mol·L－1、V1 L HCl溶液中，产生b g H2。再向反应后的溶液中加入c2 mol·L－1、V2 L NaOH溶液，恰好使沉淀达到最大值，且沉淀质量为d g。下列关系错误的是(　　)‎ A.铝为 mol B.c1＝ C.d＝a＋17b D.与金属反应后剩余盐酸为(c1V1－b)mol 解析　首先发生反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，加入NaOH溶液恰好使沉淀达到最大值，若盐酸剩余，首先发生反应HCl＋NaOH===NaCl＋H2O(盐酸不剩余，则不发生该反应)，然后发生反应AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，A.设合金中含有x mol Mg，y mol Al，根据生成氢气的物质的量和金属的质量可列方程组计算合金中镁和铝的物质的量；B.反应后溶液的成分为NaCl，根据原子守恒可知n(HCl)＝n(NaCl)＝n(NaOH)，据此计算；C.根据电荷守恒可知，金属提供电子物质的量等于沉淀中氢氧根离子的物质的量，根据电子转移计算金属提供的电子，沉淀质量＝m(金属)＋m(沉淀中氢氧根)；D.总盐酸的物质的量减去生成氢气所用盐酸的物质的量即为剩余盐酸的物质的量。‎ 答案　A 考点四：铝与酸、碱的反应 ‎4.工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，对下述流程中的判断正确的是(　　)‎ A.试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物 B.反应Ⅱ中生成Al(OH)3的反应为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO C.结合质子(H＋)的能力由弱到强的顺序是OH－>CO>AlO D.Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al 解析　A项，Al2O3、Fe2O3和硫酸反应，SiO2和硫酸不反应，要将氧化铝溶解为偏铝酸钠，应该选择氢氧化钠，故A错误；B项，铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)中加入过量的氢氧化钠以后会生成偏铝酸钠溶液，偏铝酸盐中通二氧化碳来获得氢氧化铝沉淀，即CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，故B正确；C项，结合质子的能力就是指碱性，结合质子能力越强，相应的酸放出质子的能力就越弱，其对应的酸的酸性就越弱，显然酸性：HCO>Al(OH)3>H2O，碱性：OH－>AlO>CO，所以结合质子能力：OH－>AlO>CO，故C错；D项，氯化铝是共价化合物，熔融时不存在铝离子，电解熔融的氯化铝不能获得金属铝，故D错误。‎ 答案　B 考点五：氧化铝的性质 ‎ ‎5.(加试题)(2016·杭州市余杭区高二上期末)下列说法正确的是(　　)‎ A.Al2O3难溶于水，不跟水反应，所以它不是Al(OH)3对应的氧化物 B.因为Al2O3是金属氧化物，所以它是碱性氧化物 C.Al2O3能跟所有的酸碱溶液反应 D.Al2O3能跟强的酸或碱溶液反应 解析　因为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，所以Al2O3是Al(OH)3对应的氧化物。Al2O3虽然是金属氧化物，但不是碱性氧化物，它是两性氧化物，它能跟强的酸或碱溶液反应，但不溶于很弱的酸或碱溶液中。‎ 答案　D 考点六：Al(OH)3、铝盐的性质 ‎6.(加试题)无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等。工业上以铝土矿(Al2O3、Fe2O3)为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下。‎ ‎(1)氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)用Na2SO3溶液可除去冷却器排出的尾气中的Cl2，此反应的离子方程式为___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是___________________________________________________________。‎ ‎(4)为测定制得的无水AlCl3产品(含杂质FeCl3)的纯度，称取16.25 g无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液中，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得其质量为0.32 g。‎ ‎①写出上述除杂过程中涉及反应的离子方程式：___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________、‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎②AlCl3产品的纯度为________。‎ ‎(5)工业上另一种以铝灰为原料制备无水AlCl3的工艺中，最后一步是由AlCl3·6H2O脱水制备无水AlCl3，实现这一步的方法是___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　(1)由经冷却器出来的气体有CO和Cl2可知，CO是氯化炉中的生成物，且Cl2是过量的，故氯化炉中发生反应的化学方程式为Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO。‎ ‎(2)亚硫酸钠是还原剂，氯气是氧化剂，则离子方程式为SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋。‎ ‎(4)①除杂过程中涉及反应的离子方程式为Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。②沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重，得到的0.32 g固体物质是氧化铁，其物质的量为0.002 mol，则氯化铁的物质的量为0.004 mol，‎ 其质量为0.65 g，得出AlCl3的质量为16.25 g－0.65 g＝15.6 g，AlCl3的纯度为×100%＝96%。‎ ‎(5)由于氯化铝易水解，水解后生成的氯化氢气体挥发后，使水解平衡正向移动，生成大量的氢氧化铝，故为了抑制其水解，必须在氯化氢气流中加热脱去结晶水。‎ 答案　(1)Al2O3＋3Cl2＋3C2AlCl3＋3CO　(2)SO＋Cl2＋H2O===SO＋2Cl－＋2H＋　(3)除去FeCl3　(4)①Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓　Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　②96%　(5)在HCl气流中加热脱去结晶水 考点七：铝及其化合物的相关图像 ‎7.(加试题)(2018·浙江镇海中学创新班)某溶液中可能含有Fe2＋、Mg2＋、Cu2＋、NH、Al3＋中的一种或几种。当加入一种淡黄色固体并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，加入淡黄色固体的物质的量(横坐标)与析出沉淀和产生气体的物质的量(纵坐标)的关系，如下图所示。请填写下列空白：‎ ‎(1)在该溶液中含有的离子是________，物质的量浓度之比为________。‎ ‎(2)所加的淡黄色固体是________(化学式)。‎ 解析　淡黄色固体加入溶液中，并加热溶液时，有刺激性气体放出和白色沉淀生成，则淡黄色固体为Na2O2，图像实际为两个图合在一起，较上的是气体，较下的是沉淀，图像中加入8 mol过氧化钠后，沉淀减小，且为白色沉淀并没有完全溶解，则溶液中一定没有Fe2＋和Cu2＋，一定有NH、Al3＋、Mg2＋，加入8 mol过氧化钠之后，生成气体减小，故加入8 mol过氧化钠时，铵根离子完全反应，(1)由纵坐标可知：n(Mg2＋)＝n[Mg(OH)2]＝2 mol，n(Al3＋)＝4 mol－n[Mg(OH)2]＝2 mol，当n(Na2O2)＝8 mol时，由2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，可知n(O2)＝8 mol×＝4 mol，所以n(NH)＝n(NH3)＝10 mol－n(O2)＝6 mol，故n(Mg2＋)∶‎ n(Al3＋)∶n(NH)＝2 mol∶2 mol∶6 mol＝1∶1∶3；(2)由上述分析可知，淡黄色固体为：Na2O2。‎ 答案　(1)Mg2＋、Al3＋、NH　1∶1∶3　(2)Na2O2‎ 易错点一　不能理解铝与NaOH反应的实质 误认为Al和NaOH的反应中，Al作还原剂，NaOH作氧化剂。Al和NaOH的反应实质是Al先和H2O反应生成Al(OH)3和H2，由于Al(OH)3具有两性，又与NaOH反应生成NaAlO2，因此Al作还原剂，H2O作氧化剂。‎ ‎[易错训练1]　(2018·金华十校)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，下图所示是从铝土矿中制备铝的工艺流程：‎ 已知：溶液中硅酸钠与偏铝酸钠反应能生成硅铝酸盐沉淀，化学方程式为：2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。下列说法不正确的是(　　)‎ A.滤渣A的成分为Na2Al2Si2O8和Fe2O3‎ B.用过量CO2酸化，生成Al(OH)3的反应：AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO C.过滤操作时，用玻璃棒搅拌，可以加快过滤速度 D.灼烧操作前，坩埚需先洗净，再擦干 解析　A.只有氧化铁与碱不反应，结合信息②可知还生成Na2Al2Si2O8沉淀，则滤渣A的主要成分为Fe2O3、Na2Al2Si2O8，故A正确；B.经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素均以NaAlO2的形式存在于滤液中，通入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3，反应的离子方程式为：AlO＋2H2O＋CO2===HCO＋Al(OH)3↓‎ ‎，故B正确；C.过滤操作时，不能用玻璃棒搅拌，容易将滤纸捅破，故C错误；D.灼烧操作前，坩埚需先洗净，再擦干，防止加热时坩埚炸裂，故D正确；故选C。‎ 答案　C 易错点二　对铝热反应认识不清 误认为Al与所有金属氧化物均能组成铝热剂。其实不然，该金属氧化物对应的金属活泼性应比铝弱才能与Al组成铝热剂。‎ ‎[易错训练2]　(2018·浙江嘉兴第一中学)已知二氧化硅、二氧化硫和二氧化碳都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性，镁和钠的化学性质也具有一定的相似性。‎ 用如上图所示装置进行镁和二氧化硫的实验，其中A是制备二氧化硫的发生装置。‎ ‎(1)选择制取二氧化硫的合适试剂________(填序号)。‎ ‎①10%的硫酸溶液　②80%硫酸溶液　③亚硫酸钠固体　④亚硫酸钙固体 ‎(2)写出装置B中发生反应的化学方程式：____________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)你认为该装置的不足之处是_____________________________‎ ‎___________________________________________________________(任写2条)。‎ 解析　(1)制取SO2应选用浓H2SO4和亚硫酸盐，但不可选用CaSO3，因为CaSO3与硫酸反应生成的CaSO4微溶于水，会附在固体表面，阻碍反应进行，所以选择的试剂为②③；(2)Mg具有还原性，SO2具有氧化性，二者发生氧化还原反应，反应的方程式为3Mg＋SO22MgO＋MgS或2Mg＋SO22MgO＋S、Mg＋SMgS；(3)该装置存在的问题主要有：A中的水蒸气会进入B中与Mg反应，在A、B之间应连接一个干燥装置；Mg能与玻璃中的SiO2反应，在Mg下方应垫一不锈钢片，隔离Mg和玻璃管；尾气处理装置C的试管用胶塞封闭，且无防倒吸装置。‎ 答案　(1)②③　(2)3Mg＋SO22MgO＋MgS或2Mg＋SO2 ‎2MgO＋S、Mg＋SMgS　(3)在A和B之间没有连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置(任写其中两条即可)‎ 易错点三　铝及其化合物常见的易错点 ‎1.铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。‎ ‎2.误认为Fe或者Al在常温下遇到浓硫酸没有发生反应，其实发生了钝化，只是在表面上生成了一层致密的氧化物薄膜，阻止了反应进一步发生而已。‎ ‎3.Al(OH)3不溶于氨水，实验室常用铝盐和氨水来制备Al(OH)3。‎ ‎4.泡沫灭火器所用试剂为Al2(SO4)3溶液和NaHCO3溶液。‎ ‎5.明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，而液氯只能杀菌消毒，不能沉淀悬浮的杂质，二者原理不同。‎ ‎[易错训练3]　(2016·桐乡高级高二期中)在洪水过后缺乏饮用水的情况下，可以采用明矾进行净水。下列关于明矾净水的认识正确的是(　　)‎ A.明矾具有杀菌消毒之功效 B.明矾在水溶液中形成胶体，起到吸附作用 C.明矾在水溶液中形成氢氧化铝沉淀，起到杀菌作用 D.明矾溶解于水，水中的离子浓度增大，具有杀菌作用 解析　明矾溶解于水，其中的Al3＋与水电离出的氢氧根离子形成氢氧化铝胶体，胶体多孔，具有吸附作用，可以吸附水中的悬浮物，从而起到净水的目的。‎ 答案　B ‎1.(2016·宁波市效实中学高二期中)铝有较强的抗腐蚀性能，主要是因为(　　)‎ A.与氧气在常温下不反应 B.铝性质不活泼 C.铝表面形成了一层致密的氧化膜 D.铝耐酸耐碱 解析　通常情况下铝很耐腐蚀，这是因为铝在常温下与空气中的氧气发生化学反应，使铝的表面生成了一层致密的氧化铝薄膜从而阻止了内部的铝进一步氧化。‎ 答案　C ‎2.(2018·浙江金华十校)某离子化合物M(仅含三种元素)是一种镁基储氢材料。为探究M的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 已知：气体的体积均在标准状况下测定，化合物A仅含两种元素。‎ 请回答：‎ ‎(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1∶2，则M的化学式为________。‎ ‎(2)化合物A与H2O反应的化学方程式__________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)镁条在足量的气体B中燃烧可生成化合物M和气体D，则D的分子式为________。‎ ‎(4)研究表明液态B也是一种良好的储氢物质，其储氢容量可达17.6%，已知液态B中存在类似水的电离(2H2OH3O＋＋OH－)，用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质。‎ ‎①液态B的电离方程式_____________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎②电解时，阴极的电极反应式___________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，则B为NH3，气体的体积均在标准状况下测定，某物质M(仅含三种元素)是一种镁基储氢材料，M高温分解生成固体A和气体B为氨气，物质的量＝＝0.2 mol，证明M中含有N、H、Mg元素，化合物A只含两种元素，和水反应生成氨气和白色沉淀C，固体A和水反应生成氨气的物质的量＝＝0.1 mol，白色沉淀C为氢氧化镁沉淀，则A为Mg3N2，物质的量为0.05 mol，元素守恒得到Mg元素物质的量0.15 mol，所含氮元素0.1 mol，M分解生成氨气0.2 mol，则M中含氮元素0.2 mol＋0.1 mol＝0.3 mol，气体B为NH3，物质的量为0.2 mol，所含氢元素物质的量＝0.2 mol×3＝0.6 mol，M中元素物质的量之比为：n(Mg)∶n(N)∶n ‎(H)＝0.15∶0.3∶0.6＝1∶2∶4。(1)化合物M中阳离子和阴离子的个数比为1∶2，M中元素物质的量之比为：n(Mg)∶n(N)∶n(H)＝0.15∶0.3∶0.6＝1∶2∶4，则M的化学式为Mg(NH2)2；(2)化合物A为Mg3N2，与H2O反应的化学方程式为Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2＋2NH3↑；(3)镁条在足量的氨气中燃烧可生成化合物M[Mg(NH2)2]和气体D，在M中n(N)∶n(H)＝1∶2，而氨气中n(N)∶n(H)＝1∶3，则D中含有H元素，分子式为H2；(4)①液态氨中存在类似水的电离(2H2OH3O＋＋OH－)，则氨的电离方程式为2NH3NH＋NH；②用Pt电极对液态B进行电解可产生两种气态单质，分别为氮气和氢气，电解时，阴极发生还原反应，电极反应式为2NH＋2e－===H2↑＋2NH3。‎ 答案　(1)Mg(NH2)2‎ ‎(2)Mg3N2＋6H2O3Mg(OH)2＋2NH3↑‎ ‎(3)H2　(4)2NH3NH＋NH ‎2NH3＋2e－===H2↑＋2NH或2NH＋2e－===H2↑＋2NH3‎ ‎3.(2018·浙江新高考研究联盟)某同学在实验室从如图Ⅰ标签的试剂瓶中取少许镁进行燃烧实验。‎ ‎(1)实验后发现还有少许黑色固体生成。从反应物及实验操作猜测：该黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物，则该氧化物可能是________或________(写化学式)。写出镁燃烧生产碳的化学反应方程式___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)对黑色固体物质的组成做如下探究。‎ 仅通过实验Ⅱ，用合理方法能快速确定黑色物质的组成，请完善该设计。限选试剂稀盐酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、10% H2O2。‎ 实验操作：取少量实验的澄清溶液加入试管中，再加入________。‎ 解析　(1)镁与二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁与氧气反应生成白色氧化镁，镁中含有杂质铁，铁燃烧生成黑色氧化物Fe3O4、FeO都呈黑色；Fe3O4中含有＋3价铁，Fe3＋遇KSCN溶液变为血红色；(1)燃烧后生成少许黑色固体。镁中含有杂质铁，黑色物质可能为碳与另一种氧化物组成的混合物，则该氧化物可能是Fe3O4或FeO；镁与二氧化碳燃烧生产碳和氧化镁，化学反应方程式是2Mg＋CO22MgO＋C；(2)Fe3＋遇KSCN溶液变为血红色，所以实验操作为：取少量实验的上层澄清溶液加入试管中，再加入适量的KSCN溶液，如果溶液显血红色，则黑色物质为Fe3O4，反之则为FeO。‎ 答案　(1)Fe3O4　FeO　2Mg＋CO22MgO＋C ‎(2)适量的KSCN溶液，如果溶液显红色，则黑色物质为Fe3O4，反之则为FeO ‎4.(2018·江苏化学，16)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金属硫酸盐)为原料，生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下：‎ ‎(1)焙烧过程均会产生SO2，用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为___________________________________________________________。‎ ‎(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧，其硫去除率随温度变化曲线如图所示。‎ 已知：多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃‎ 硫去除率＝×100%‎ ‎①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于________。‎ ‎②700 ℃焙烧时，添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低，其主要原因是__________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由________(填化学式)转化为________(填化学式)。‎ ‎(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝________。‎ 解析　(1)二氧化硫是酸性氧化物，少量二氧化硫与NaOH溶液反应生成正盐Na2SO3，过量二氧化硫与NaOH溶液反应生成NaHSO3。(2)①根据高硫铝土矿的成分中含FeS2和金属硫酸盐，而已知多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃，如果不添加CaO在低于500 ℃焙烧，则去除的硫元素主要来源于FeS2，具体的反应原理为4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。②添加的CaO吸收SO2生成CaSO3，CaSO3易被空气中的氧气氧化为CaSO4。根据题目所给“多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃”，可知700 ℃时CaSO4可能未分解或未完全分解而留在矿粉中，从而导致添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低。(3)高硫铝土矿中的氧化铝溶于NaOH生成NaAlO2：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；向NaAlO2溶液中通入过量的二氧化碳，生成氢氧化铝：CO2(过量)＋2H2O＋NaAlO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3。(4)根据得失电子守恒可知FeS2与Fe2O3的物质的量之比为1∶16。‎ 答案　(1)OH－＋SO2===HSO ‎(2)①FeS2　②硫元素转化为CaSO4而留在矿粉中 ‎(3)NaAlO2　Al(OH)3　(4)1∶16‎ ‎5.(2017·宁波余姚中学)取钠镁合金7.0克进行如下实验：‎ ‎(1)写出Mg在CO2中燃烧的化学方程式_____________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，发生反应的离子方程式为___________________________________________________________。‎ ‎(3)写出合金的化学组成_______________________________________。‎ 解析　(1)Mg在CO2中燃烧生成氧化镁和单质碳，化学方程式为：2Mg＋CO22MgO＋C；(2)向溶液1中加过量的NaOH溶液，首先发生氢离子与氢氧根离子反应，再发生镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，离子反应方程式分别为：H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓；(3)设钠的物质的量为x mol，镁的物质的量为y mol，，解之得：＝2，则合金的化学组成为：Na2Mg。‎ 答案　(1)2Mg＋CO22MgO＋C ‎(2)H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓‎ ‎(3)Na2Mg 第2课时　铁、铜及其重要化合物 ‎[考试标准]‎ 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 铁、铜及其重要化合物 自然界铁、铜的存在形式，铁、铜的物理性质 a a ‎2016.4T27、2016.10T17、2018.4T3、6‎ 工业炼铁的反应原理 b b ‎2017.4T24、27‎ 铁、铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)‎ b b ‎2015.10T27、2016.4T27、2016.10T17、27、31、2017.4T6、2017.11T28、2018.4T7、10、24、28、2018.6T13‎ Fe2＋、Fe3＋的性质及转化 c c ‎2015.10T25、2017.11T28、2018.4T31、2018.6T24‎ 检验Fe2＋、Fe3＋的常用方法 b c ‎2016.4T31、2017.4T28、2017.11T28、2018.4T31、2018.6T28‎ 不锈钢的主要组成元素及其用途 a 考点一：铁及其化合物的性质 ‎1.(2018·浙江温州高三二模)某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验流程如下：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样 B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化 C.步骤③多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重 D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7w g 解析　将补血剂研细，向药片中加入稀硫酸，然后过滤得到沉淀，向滤液中加入双氧水，发生反应2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，向溶液中加入过量氨水生成红褐色沉淀，将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3A.步骤①研磨时研杵应保持垂直，小心压碎或研磨试样，以防研磨时固体飞出研钵损失，故A正确；B.步骤②加入H2O2的作用是将Fe2＋完全氧化成铁离子，便于沉淀，故B正确；C.步骤③多步操作中一系列操作依次是：①过滤、②洗涤、③灼烧、④冷却、⑤称量、⑥恒重操作确保氢氧化铁完全分解成了氧化铁，故C正确；D.w g固体为氧化铁，固体中m(Fe)＝112 g/160g· mol－1×w g＝0.7w g，每片补血剂中铁元素的质量为0.07w g，故D错误；故选D。‎ 答案　D 考点二：涉及Fe2＋、Fe3＋的分离除杂问题 ‎2.(2018·浙江省丽水中学月考)下列各组物质中，X表示某物质，Y表示X物质中含有的少量杂质，Z表示要除去杂质加入的试剂，其中正确的组别是(　　)‎ X Y Z A FeCl2 溶液 FeCl3‎ KSCN溶液 B H2‎ SO2‎ NaOH溶液 C Fe2(SO4)3溶液 FeSO4‎ Cl2‎ D SiO2‎ Fe2O3‎ NaOH溶液 解析　A.Z只能检验Y，不能除杂，应选铁粉除杂，故A错误；B.二氧化硫与NaOH反应，而氢气不能，则NaOH溶液可除杂，故B正确；C.硫酸亚铁与氯气反应引入新杂质氯离子，不能除杂，应选过氧化氢，故C错误；D.二氧化硅与NaOH反应，将原物质除去，不能除杂，应选盐酸，故D错误。‎ 答案　B 考点三：关于Fe(OH)2沉淀的制备 ‎3.(2016·浙江省宁波市九所重点校高一期末)下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序号)。‎ 解析　因Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2‎ 氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。‎ 答案　①②③⑤‎ 考点四：“铁三角”的相互转化 ‎4.(2017·浙江余姚中学高二下期中)电子工业常用30%的氯化铁溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制作印刷电路板。某工艺对腐蚀废液的处理采用了下列实验方案：‎ ‎(1)加入的过量①物质的化学式是_____________________________，‎ 写出主要反应的化学方程式__________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)滤渣③的成分是________，操作Ⅱ的名称是________，加过量④反应的离子方程式是___________________________________________________________。‎ ‎(3)将②⑤合并通入⑥后溶液颜色变化为________，该反应的离子方程式为___________________________________________________________。‎ ‎(4)该实验方案的目的是________________________________________。‎ 解析　本题主要考查Fe、Fe2＋和Fe3＋之间的相互转化的有关知识。腐蚀废液中含有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋， 根据上述实验方案可以看出最后回收了铜，可以得出滤渣为铜，由铁及其化合物的相互转化关系可判断试剂①为铁。然后依次推断出其他各组分的成分。‎ 答案　(1)Fe　2FeCl3＋Fe===3FeCl2、CuCl2＋Fe===FeCl2＋Cu　(2)Fe、Cu　过滤　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　(3)浅绿色变为棕黄色　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　(4)重新获得三氯化铁溶液，并回收金属铜 考点五：铁、铜的性质 ‎5.(2018·嘉兴第一中学)将Cu片放入0.1 mol·L－1 FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe3＋)∶c(Fe2＋)＝2∶3，则Cu2＋与Fe3＋的物质的量之比为(　　)‎ A.3∶4 B.3∶5 ‎ C.3∶2 D.4∶3‎ 解析　将Cu片放入FeCl3溶液中。发生反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，假设溶液中n(Fe2＋)＝3 mol，则溶液中n(Fe3＋)＝2 mol，由离子方程式可知，n(Cu2＋)＝n(Fe2＋)＝×3 mol＝1.5 mol，所以n(Cu2＋)∶n(Fe3＋)＝1.5 mol∶2 mol＝3∶4，故选A。‎ 答案　A 考点六：Fe2＋、Fe3＋的检验 ‎6.(2018·浙江温州六校协作)信息提示：①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢 ‎②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl——该反应速率很快 ‎③(SCN)2，拟卤素，化学性质和氯气相似 Cu(过量)与FeCl3溶液反应，静置后取上层清液，小明将KSCN溶液滴加到混合液中，他观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。请你判断下列说法正确的是(　　)‎ A.白色沉淀是CuCl，是溶液中的CuCl2与Cu反应生成 B.红色物质是Fe(SCN)3，主要原因是溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化成Fe3＋‎ C.红色迅速褪去原因是振荡溶液时(SCN)2把Fe(SCN)3漂白了 D.用KSCN溶液检验Fe3＋时，Cu2＋存在会产生干扰 解析　Cu(过量)与FeCl3溶液反应生成FeCl2和CuCl2溶液，将KSCN溶液滴加到混合液中，观察到瞬间产生白色沉淀，根据题意分析可知，不可能为CuCl白色沉淀，只能是CuSCN白色沉淀，A错误；据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl反应可知，反应生成了(SCN)2，把Fe2＋氧化成为Fe3＋，导致溶液局部出现红色，B错误；(SCN)2与氯气性质相似，其水溶液具有漂白性，但是(SCN)2漂白有机色质，不漂白无机物，C错误；Cu2＋会与SCN－反应生成CuSCN白色沉淀，干扰Fe3＋的检验，D正确；正确选项D。‎ 答案　D 考点七：铁、铜及其化合物 ‎7.(2018·浙江嘉兴高三二模)‎ 为探究矿石样品A(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：‎ 已知溶液D中只含一种金属阳离子，与铁粉充分反应后固体质量减少14 g。‎ 请回答：‎ ‎(1)样品A的化学式为________。‎ ‎(2)写出气体C与溴水反应的离子方程式_____________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)写出样品A与盐酸发生氧化还原反应的化学方程式______________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　矿石样品A(仅含两种元素)在足量O2中灼烧，可生成固体B和气体C，气体C与溴水反应生成无色溶液E，说明气体C为SO2；固体B与过量的HCl反应，可生成棕黄色溶液D，D与过量铁粉反应生成H2，并且溶液D中只含一种金属阳离子，说明棕黄色溶液D为FeCl3。根据以上分析可以解答下列问题。‎ ‎(1)根据以上分析可知样品A中含有Fe和S元素，设样品A中含有Fe原子物质的量为x摩尔，根据溶液D与铁粉充分反应后固体质量减少14 g，发生的离子反应为：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，可知减少固体的质量为：×56＋0.1×56＝14，解得x＝0.3(mol)，则S原子的物质的量为：＝0.4(mol)，所以样品A的化学式为Fe3S4。‎ ‎(2)SO2与溴水反应生成硫酸和溴化氢，反应的离子方程式为：SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO。‎ ‎(3)Fe3S4与盐酸可以发生氧化还原反应，方程式为：Fe3S4＋6HCl===3FeCl2＋S↓＋3H2S↑。‎ 答案　(1)Fe3S4　(2)SO2＋Br2＋2H2O===4H＋＋2Br－＋SO　(3)Fe3S4＋6HCl===3FeCl2＋S↓＋3H2S↑‎ 考点八：铁及其化合物的综合应用 ‎8.(2018·浙江十校联盟)化合物M是某种具有优异磁学性质的新型电子材料的主要成分，由两种元素组成。为了研究其组成，设计如下实验：‎ 气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝。‎ 请回答：‎ ‎(1)M的化学式________。‎ ‎(2)白色沉淀乙在空气中变成红褐色沉淀丙的原因是___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________(用化学方程式表示)。‎ ‎(3)高温条件下，丁与甲反应生成两种单质和水，该反应的化学方程式为___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　气体甲可使湿润红色石蕊试纸变蓝，气体甲是氨气，说明化合物M含有氮元素；白色沉淀乙红褐色沉淀丙，说明化合物M含有铁元素；红褐色沉淀丙固体丁，可知固体丁是Fe2O3，根据元素守恒计算M的化学式；‎ 根据以上分析，(1)M由Fe、N两种元素组成，Fe2O3的质量是14.40 g，则Fe元素的质量是14.4×＝10.08 g，N元素的质量是10.71 g－10.08 g＝0.63 g，Fe、N两种元素的物质的量比是∶＝4∶1，M的化学式是Fe4N；(2)白色沉淀乙是氢氧化亚铁，在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁，反应方程式是4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；(3)高温条件下，Fe2O3与氨气反应生成两种单质和水，两种单质是铁和氮气，该反应的化学方程式为Fe2O3＋2NH32Fe＋N2＋3H2O。‎ 答案　(1)Fe4N ‎(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎(3)Fe2O3＋2NH32Fe＋N2＋3H2O 考点九：铜及其化合物的主要应用 ‎9.(2018·宁波高三适应性测试)一定条件下，草酸铜晶体(CuC2O4·xH2O)受热分解的化学方程式为：CuC2O4·xH2OCuO＋CO↑＋CO2↑＋xH2O↑。某化学兴趣小组设计如图装置，探究草酸铜晶体分解的气体产物：‎ 请回答：‎ ‎(1)该套实验装置的明显缺陷是____________________________。‎ ‎(2)实验过程中观察到B中白色无水硫酸铜变成蓝色，C、F中澄清石灰水变浑浊，E中________(填实验现象)，则可证明草酸铜晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。‎ ‎(3)该兴趣小组改变热分解反应条件，完全反应后发现C中白色沉淀量明显较先前实验多，而E、F中未见明显现象，请推测A装置中固体产物成分并设计一个实验方案，用化学方法验证固体产物__________________________________‎ ‎___________________________________________________________(不考虑操作和药品的问题)。‎ 解析　(1)由装置图结合分解产物可知，B装置用于检验有水生成，C装置用于检验有CO2生成，D装置用于干燥CO气体，E装置用于检验有CO生成，F装置用于吸收E中生成的CO2，但在E中CO不可能完全反应，所以这套装置中没有处理尾气CO的装置；‎ ‎(2)E装置是用CO还原CuO，所以现象是黑色粉末变红色；‎ ‎(3)由于改变了反应条件，可能使分解生成的CO直接把CuO还原为Cu单质，这样没有CO与E中的CuO反应，所以E、F中都没有明显现象，所以A装置中固体产物为铜单质，检验的化学方法是取少量受热分解后固体产物，加适量稀硫酸，未见溶液呈蓝色，则证明上述推测是合理的。‎ 答案　(1)没有尾气处理装置　(2)黑色粉末变红色 ‎(3)固体产物为Cu单质；取少量受热分解后固体产物，加入适量稀硫酸，未见溶液呈蓝色，则证明推测合理 易错点一　不能准确判断铁的反应产物 Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4，而不是Fe2O3；Fe与盐酸、稀H2SO4反应产物是FeCl2和FeSO4，而不是FeCl3和Fe2(SO4)3；Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。‎ ‎[易错训练1]　(2017·宁波余姚中学)下列说法正确的是(　　)‎ A.Fe与过量稀H2SO4反应可以生成Fe2(SO4)3‎ B.Cu与FeCl3溶液反应可以说明Cu比Fe活泼 C.Fe与少量的Cl2反应可以生成FeCl2‎ D.Cu插入到AgNO3溶液中Cu片的质量增加 解析　Fe与稀H2SO4反应，无论稀H2SO4的量多少，产物都是FeSO4，Fe与Cl2反应，无论Cl2的量多少，产物都是FeCl3，A、C项错误；Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，不能说明Fe和Cu的活泼性强弱，B项错误；Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag，析出的Ag附着在Cu表面，质量增加，D项正确。‎ 答案　D 易错点二　不能掌握混合物中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 ‎1.除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法：‎ 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎2.除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法：‎ 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎3.除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法：‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按1的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ ‎4.除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法：‎ 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按2的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ ‎[易错训练2]　(2018·浙江余姚中学)孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.为将溶液A中的Fe2＋氧化为Fe3＋，试剂①可选用双氧水、氯气等 B.流程中所加的CuO可以用Cu代替 C.由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作 D.制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入CO2，再加入氨水 解析　A.为将溶液A中的Fe2＋氧化为Fe3＋，试剂①可选用双氧水，但不能选择氯气，会引入氯离子杂质，A错误；B.流程中所加的CuO可以用氢氧化铜代替，铜与氢离子不反应，不能调节pH，B错误；C.由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，C正确；D.氨气极易溶于水，制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先通入氨气，再通入CO2，D错误，答案选C。‎ 答案　C 易错点三　FeO、Fe3O4、Fe2O3与酸反应应注意的问题 ‎1.FeO中Fe为＋2价，与非氧化性酸(如盐酸、稀H2SO4)反应时生成Fe2＋；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3＋。‎ ‎2.Fe3O4的组成可理解为FeO·Fe2O3，与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸)反应时生成Fe2＋和Fe3＋；与氧化性酸(如HNO3)反应时生成Fe3＋；与还原性酸(如HI)反应时生成Fe2＋。‎ ‎3.Fe2O3中Fe为＋3价，与非氧化性酸或氧化性酸反应时只生成Fe3＋；与还原性酸(如HI、H2SO3)反应时生成Fe2＋。‎ ‎[易错训练3]　(2018·浙江嘉兴一中高三)实验室可利用硫酸厂废渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)，聚铁的化学式可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，主要工艺流程下：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应的离子方程式为：4FeS＋3O2＋12H＋===4Fe3＋＋4S↓＋6H2O B.气体M的成分是SO2，通入H2O2溶液得到硫酸，可循环使用 C.向溶液X中加入过量铁粉，充分反应后过滤得到溶液Y，再经蒸干即得绿矾 D.溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，若其pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数偏小 解析　炉渣加入硫酸溶液的同时通入氧气，得到的固体W为S和SiO2，灼烧得到气体M为二氧化硫，溶液X为含有Fe3＋的溶液，调节溶液pH得到溶液Z加热得到聚铁胶体，溶液X中加入铁反应生成的溶液Y为硫酸亚铁溶液，经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到硫酸亚铁晶体。A.炉渣中FeS与稀硫酸和氧气反应生成硫单质、硫酸铁和水，反应的离子方程式为4FeS＋3O2＋12H＋===4Fe3＋＋4S↓＋6H2O，故A正确；B.根据上述分析可知，气体M的成分是SO2，通入H2O2溶液得到硫酸，可循环使用，故B正确；C.溶液X中加入过量铁粉，铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到绿矾，故C错误；D.若溶液Z的pH偏小，则聚铁中生成的氢氧根离子的含量减少，硫酸根离子的含量偏大，将导致聚铁中铁的质量分数偏小，故D正确；答案选C。‎ 答案　C ‎1.(2017·浙江11月)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。‎ 已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)‎ 请回答：‎ ‎(1)虚线框处宜选择的装置是______(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是___________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN溶液，没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁，判断结论是否正确并说明理由___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　(1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuO＋H2H2O＋Cu，所以铜丝变红色，试管壁有水珠。‎ ‎(2)已知3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，Fe3O4中含有三价铁，但是反应剩余的铁单质会和三价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾，溶液就不会变红色。‎ 答案　(1)乙　铜丝变红色，试管壁有水珠生成 ‎(2)不正确，反应生成的Fe3O4中含有三价铁，加硫氰化钾不变红的原因是，剩余的铁将所有三价铁还原成了二价铁离子，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋‎ ‎2.(2018·浙江4月学考)某学习小组欲从含有[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水的实验室废液中分离乙醇并制备硫酸铜铵[CuSO4·(NH4)2SO4]固体，完成了如下实验：‎ 已知：[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH 请回答：‎ ‎(1)步骤①中，试剂X应采用________。‎ ‎(2)甲、乙两同学取相同量的溶液Y分别进行蒸馏，收集到的馏出液体积相近，经检测，甲同学的馏出液中乙醇含量明显偏低，可能的原因是___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(3)设计实验方案验证硫酸铜铵固体中的NH：___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　(1)由[Cu(NH3)4]SO4、NH3·H2O制备CuSO4·(NH4)2SO4，需要加入硫酸发生反应：‎ ‎[Cu(NH3)4]2＋＋4H＋===Cu2＋＋4NH、NH3·H2O＋H＋===NH＋H2O，故试剂X为H2SO4。‎ ‎(2)两位同学取相同的废液进行蒸馏，收集到体积相近的馏分，而甲同学馏分中乙醇含量偏低，是馏分中混入杂质导致，溶液中能蒸馏出来的杂质只有水。‎ 答案　(1)H2SO4‎ ‎(2)加热温度偏高，馏出速度太快，冷却效果不好，造成乙醇损失 ‎(3)取少量硫酸铜铵固体于试管中，加水溶解，再滴加足量的NaOH溶液，加热，将湿润的红色石蕊试纸放在管口，若观察到试纸变蓝，表明该固体中存在NH ‎3.(2018·全国大联考温州六校协作)工业上用铁矿石、焦炭、空气、石灰石为原料来冶炼铁。‎ ‎(1)请写出用磁铁矿在高温下冶炼铁的化学方程式_______________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 请你用化学方法设计实验方案检验上述反应得到的固体产物中含有铁粉___________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎(2)小明同学将用冶炼所得的铁粉按下图装置来制备Fe(OH)2，实验开始时应先________活塞a，________活塞b(填“打开”或“关闭”)。‎ 解析　(1)磁铁矿主要成分为Fe3O4，过量的碳与氧气高温下反应生成CO，Fe3O4被CO还原为Fe，化学方程式Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2‎ ‎。反应后的生成物中一定含有铁粉，利用金属铁和稀硫酸反应放出氢气或铁从硫酸铜溶液中置换出铜的性质就可以检验出生成物中是否含有金属铁；正确答案：方法1：在黑色粉末中加入稀硫酸(稀盐酸)，如果有气泡生成，则是铁粉；方法2：在黑色粉末中加入硫酸铜溶液，如果黑色粉末表面有红色固体析出，则是铁粉。(2)Fe(OH)2还原性很强，易被空气中的氧气氧化变为Fe(OH)3，因此在制备Fe(OH)2沉淀时，一定要避免空气的干扰；实验开始时应先排净装置内的空气，因此先打开活塞a和活塞b，利用铁和硫酸反应产生的氢气来实现此目的；然后关闭活塞a，就可以在锥形瓶中看到白色沉淀。‎ 答案　(1)Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2　方法1：在黑色粉末中加入稀硫酸(稀盐酸)，如果有气泡生成，则是铁粉；方法2：在黑色粉末中加入硫酸铜溶液，如果黑色粉末表面有红色固体析出，则是铁粉　(2)打开　打开 ‎4. (2018·浙江11月选考)某红色固体粉末可能是Fe2O3、Cu2O或二者混合物，为探究其组成，称取m g该固体粉末样品，用足量的稀H2SO4充分反应后，称得固体质量为a g。‎ 已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O ‎(1)若a＝____________(用含m的最简式表示)，则红色固体粉末为纯净物。‎ ‎(2)若a＝，则红色固体粉末中Fe2O3的物质的量为__________ mol(用含m的最简式表示)。‎ 解析　(1)若红色固体粉末只是Fe2O3，则和稀H2SO4充分反应后，无固体剩余，所以红色固体若为纯净物，只能是Cu2O，根据 Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O ‎ mol mol 所以a＝×64＝m。‎ ‎(2)设Fe2O3、Cu2O的物质的量分别为x mol、y mol。‎ Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎ x 2x Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎ y y y ‎2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋‎ ‎ 2x x 根据题意 所以x＝。‎ 答案　(1)　(2)