高考化学试题分类解析考点12铁铜及其化合物

高考化学试题分类解析考点12铁铜及其化合物

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。