2021届高考化学一轮复习第3章金属元素及其重要化合物第12讲铜及其重要化合物金属材料教学案新人教版

2021届高考化学一轮复习第3章金属元素及其重要化合物第12讲铜及其重要化合物金属材料教学案新人教版

第12讲　铜及其重要化合物、金属材料 一、铜及其化合物 ‎1．铜的性质 ‎(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。‎ ‎(2)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3‎ ‎②2Cu＋SCu2S ‎2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应 ‎(H＋)‎ CuO＋2H＋===‎ Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2 Cu＋H2O　　‎ Cu2O＋H2 ‎2Cu＋H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O＋O2↑‎ - 26 -‎ ‎3．氢氧化铜 ‎(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质及应用 ‎4．CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可用于水的检验。‎ 无水CuSO4只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。‎ 二、金属材料 ‎1．合金 ‎2．常见金属材料 ‎(1)黑色金属材料——钢铁。‎ ‎①钢是用量最大，用途最广的合金。‎ ‎(2)有色金属材料——铜和铝。‎ ‎①我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金有黄铜和白铜等。‎ ‎②铝合金 - 26 -‎ ‎3．金属矿物的开发利用 ‎(1)金属在自然界中的存在 ‎(2)金属冶炼的一般步骤 ‎(3)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M。‎ ‎(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)‎ ‎1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。‎ ‎(1)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。(×)‎ 错因：Cu与HNO3也反应。‎ ‎(2)将铜粉加入1.0 mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。(×)‎ 错因：Fe3＋把铜氧化成Cu2＋，本身被还原为Fe2＋，没有黑色固体生成。‎ ‎(3)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(×)‎ - 26 -‎ 错因：铜锈是铜在H2O和CO2的存在下与O2反应生成的Cu2(OH)2CO3。‎ ‎(4)合金中的金属元素都是以化合态形式存在。(×)‎ 错因：合金中金属元素多是以游离态形式存在的。‎ ‎(5)合金的硬度一般小于成分金属，而熔点一般高于成分金属。(×)‎ 错因：合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般小于成分金属。‎ ‎(6)合金材料中不可能含有非金属元素。(×)‎ 错因：铁合金中常含C、Si等非金属元素。‎ ‎(7)足量的Cu与100 mL 18 mol/L的热的浓H2SO4反应生成0.9 mol的SO2。(×)‎ 错因：随反应的进行，当浓H2SO4变稀后就不再与Cu反应了，因此生成SO2的物质的量应少于0.9_mol。‎ ‎2．教材改编题 ‎(据人教必修一P68T6)历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。‎ ‎(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它的________(填选项字母)。‎ A．硬度适中 B．密度适中 C．在自然界都可得到纯净的单质 D．不活泼性 ‎(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为________________________，绿色物质是______________，形成这种物质的化学方程式为________________________________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是_______________________________________________。‎ ‎(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填字母)。‎ A．观察颜色 B．查看图案 C．用手掂量轻重 D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象 答案　(1)D ‎(2)铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO　Cu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　红　金　金不活泼，不易被氧化 ‎(3)D - 26 -‎ ‎3．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图：‎ Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾 ‎(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是____________________________________________(用化学方程式表示)。‎ ‎(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_________________________。‎ ‎(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。‎ A．适量的NaNO3 B．适量的HNO3‎ C．适量的H2O2‎ 答案　(1)＋1　Cu2S＋O22Cu＋SO2‎ ‎(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎(3)C 考点一　铜及其化合物的性质 ‎[解析]　稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。‎ - 26 -‎ ‎[答案]　D ‎1．熟记铜及其化合物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4‎ 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3‎ 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2‎ 蓝色 ‎2．铜及其化合物 ‎(1)Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。‎ ‎(2)无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。‎ ‎(3)铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。农业上常用石灰乳和CuSO4混合作用，两者的混合液是被称为“波尔多液”的农药。‎ ‎(4)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的鉴别依据。如CuSO4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为Cu2＋的存在依据。‎ ‎(5)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这也是鉴定Cu2＋的原理之一。‎ ‎3．铜的冶炼“两方法”‎ ‎(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。‎ ‎(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：‎ ‎2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)‎ ‎2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。‎ ‎1．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：‎ - 26 -‎ 加入 试剂 稀硫酸 浓硫酸、‎ 加热 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 有红色固体剩余和溶液变为蓝色 产生无色气体 产生无色气体和溶液变为蓝色 产生红棕色气体和溶液变为绿色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物(　　)‎ A．是Cu B．是Cu2O C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 答案　D 解析　浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。‎ ‎2．硫酸铜是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想 B．硫酸铜在1100 ℃分解所得气体X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合气体 C．Y可以是葡萄糖溶液 D．将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 答案　B 解析　途径①：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，途径②：2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)2CuSO4＋2H2O，制取等质量硫酸铜途径②需要的硫酸少，且途径②无污染性气体产生，故途径②更好地体现了绿色化学思想，A项正确；若X是二氧化硫和三氧化硫的混合气体，则硫酸铜中铜元素、硫元素的化合价都降低，而无元素化合价升高，故B项错误；葡萄糖中含有醛基，可与氢氧化铜悬浊液在加热条件下反应生成Cu2O，C项正确；硫酸铜溶液中铜离子会水解，但生成的硫酸不挥发，故将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体，D项正确。‎ 考点二　金属材料 - 26 -‎ ‎[解析]　铁、铜、镁的冶炼方法，要根据它们的金属活动性来选择。火烧孔雀石炼铜是用焦炭作还原剂进行冶炼，A正确；湿法炼铜是在溶液中进行的，故不能用水煤气法，B不正确；铝热法炼铁属于活泼金属置换法，C正确；镁的活泼性较强，用电解法比较适宜，D正确。‎ ‎[答案]　B ‎1．合金特性 ‎(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。‎ ‎(2)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。‎ ‎(3)并非所有的金属都能形成合金。两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。‎ ‎(4)合金一定是混合物。‎ ‎2．金属活动性顺序表及金属冶炼 ‎(1)‎ K、Ca、Na Mg Al Zn Fe、Sn、‎ Pb(H)‎ Cu Hg、Ag Pt、Au 主要 冶炼 方法 电解法 热还原法 热分 解法 物理 方法 与O2‎ 反应 常温下 易反应 常温生成氧化膜 加热化合 不反应 与 H2O 反应 常温下 生成碱 和氢气 与热水 反应 有碱存在与水 反应　‎ 高温与 水蒸气 反应　‎ 不反应 与H＋‎ 反应 从酸中把氢置换出来，生成盐和氢气 不反应 ‎(2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：‎ Na＋KClK↑＋NaCl - 26 -‎ ‎2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等，‎ 在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。‎ ‎3．铝热反应 实验装置 实验现象 ‎①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；‎ ‎②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3‎ 原理应用 ‎①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铬、锰、钨等；‎ ‎②金属焊接，如野外焊接钢轨等 ‎3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)‎ A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．越活泼的金属越难冶炼 答案　B 解析　合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。‎ ‎4．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……冷定，毁罐取出，……，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．倭铅是指金属锌和铅的混合物 - 26 -‎ B．煤炭中起作用的主要成分是C C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑‎ D．该冶炼锌的方法属于热还原法 答案　A 解析　由题给信息及分析可知倭铅的主要成分是锌，故A错误。‎ ‎　　建议用时：40分钟　　　满分：100分 一、选择题(每题6分，共72分)‎ ‎1．下列有关合金的说法正确的是(　　)‎ A．合金中至少含有两种金属 B．合金的熔点比成分金属高 C．合金的硬度比成分金属小 D．青铜器所用材料属于合金 答案　D 解析　由一种金属和一种非金属熔合也可以形成合金，A错误；合金的熔点一般比成分金属的低，B错误；合金的硬度一般比成分金属的大，C错误。‎ ‎2．人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是(　　)‎ A．铁、金属活动性顺序表 B．金、质量守恒定律 C．银、元素周期律 D．铜、金属密度顺序表 答案　A 解析　将铁移到锡后，金、银、铜、锡、铁的金属活动性逐渐增强，A正确。‎ ‎3．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是(　　)‎ A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 答案　D 解析　A项应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B项需要先加热铜才能与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2(OH)2CO3]与盐酸反应，故该项正确。‎ - 26 -‎ ‎4．C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)‎ A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔、沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 答案　D 解析　合金都是混合物，故A正确；合金的硬度一般比其成分金属大，故B正确；合金的熔、沸点一般比其成分金属低，故C正确；铝锂合金的铝能与酸碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不能耐酸碱腐蚀，故D错误。‎ ‎5．铅的冶炼大致过程如下：‎ ‎①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；‎ ‎②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；‎ ‎③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑；‎ PbO＋COPb＋CO2。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 答案　D 解析　富集方铅矿的过程属于物理变化，A错误；B项中还原产物除PbO外还有SO2；整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移8 mol电子，C错误。‎ ‎6．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：‎ ‎①FeCl3　②Fe2O3　③Cu(NO3)2　④KNO3‎ 铜粉溶解的是(　　)‎ A．只有①或②‎ B．只有②或④‎ C．只有①或②或③‎ D．上述四种物质中任意一种 答案　D 解析　Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe3＋‎ - 26 -‎ ‎，故①、②能使铜粉溶解；NO在酸性条件下具有强氧化性，能使铜粉溶解。‎ ‎7．(2019·西安五校高三联考)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了如下实验。下列说法错误的是(　　)‎ A．高温加热装置中发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ B．虚线框处宜选择的装置是甲 C．实验时将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色 D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质 答案　B 解析　高温加热装置中铁与水蒸气发生反应，生成Fe3O4和H2，A正确；氢气的密度比空气小，虚线框处宜选择的装置是乙，B错误；铜丝加热变黑，是因为Cu被氧气氧化为CuO，伸入试管中，H2将CuO还原为Cu，铜丝由黑色变为红色，C正确；实验后，可以利用Al和Fe3O4的反应：8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe获得铁单质，D正确。‎ ‎8．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点。‎ Na Cu Al Fe 熔点(℃)‎ ‎97.5‎ ‎1083‎ ‎660‎ ‎1535‎ 沸点(℃)‎ ‎883‎ ‎2595‎ ‎2200‎ ‎3000‎ 根据以上数据判断其中不能形成合金的是(　　)‎ A．Cu和Al B．Fe和Cu C．Fe和Na D．Al和Na 答案　C 解析　由合金的形成可知，两种金属若能形成合金，则熔点高的金属的熔点不能大于熔点较低的金属的沸点，Fe的熔点高于Na的沸点，两种金属不能形成合金，故选C。‎ ‎9．硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：①将铜溶于硝酸中；②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中；③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是(　　)‎ A．方法③是最经济和环保的 - 26 -‎ B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好 C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染 D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂 答案　A 解析　①、③都生成污染性气体，②不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2。‎ ‎10．已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2O B．溶液中最终可能有紫红色固体出现 C．这种实验的结果无法说明CuO分解的程度 D．如果溶液变成蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解 答案　C 解析　Cu、Cu2O、CuO均能与稀硝酸反应，故不可能有紫红色固体出现，无法说明CuO分解的程度。‎ ‎11．将铝粉与某铁的氧化物FeO·2Fe2O3粉末配制成铝热剂，分成两等份。一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出的气体在标准状况下的体积为3.92 L；另一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积约为(　　)‎ A．2.80 L B．3.92 L ‎ C．5.60 L D．7.84 L 答案　A 解析　混合物放入NaOH溶液中，Al与NaOH发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，n(Al)＝×≈0.117 mol。另一份发生反应：14Al＋3FeO·2Fe2O37Al2O3＋15Fe，得n(Fe)＝0.117 mol×≈0.125 mol，1 mol Fe与盐酸反应生成1 mol H2，则V(H2)＝0.125 mol×22.4 L·mol－1＝2.80 L。‎ ‎12．(2019·南阳一中月考)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。‎ - 26 -‎ 则下列分析正确的是(　　)‎ A．图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuO B．图甲整个过程中共生成0.26 g水 C．图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是A D．图甲中，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移 答案　D 解析　0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol，若全部生成CuO，则质量为0.01 mol×80 g·mol－1＝0.80 g，所以a点对应的物质是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005 mol×144 g·mol－1＝0.72 g，所以b点对应的物质是Cu2O，A错误；根据化学方程式Cu(OH)2CuO＋H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物质的量为0.01 mol，质量为0.01 mol×18 g·mol－1＝0.18 g，B错误；CuO和其中所含Cu元素的质量关系(以CuO的质量为10 g计算)为：‎ CuO　　～　　Cu ‎80 64‎ ‎10 g 8 g 观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，C错误；根据反应方程式4CuO2Cu2O＋O2↑可知，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移，D正确。‎ 二、非选择题(共28分)‎ ‎13．(12分)CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下：‎ 物质 开始沉淀时的pH 沉淀完全时的pH - 26 -‎ Fe(OH)3‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ Cu(OH)2‎ ‎5.6‎ ‎6.7‎ Al(OH)3‎ ‎3.8‎ ‎4.7‎ 已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。‎ ‎(1)煅烧的主要目的是___________________________________________。‎ ‎(2)操作Ⅰ为调节溶液的pH，范围为________，加入的物质X可以是________。‎ A．CuO B．Cu(OH)2‎ C．NaOH溶液 D．CaCO3‎ ‎(3)滤渣Ⅱ的主要成分是________。‎ ‎(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl，请写出反应的离子方程式：_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1)使铜转化为可溶于酸的氧化物 ‎(2)4.7≤pH＜5.6　ABC ‎(3)Fe(OH)3和Al(OH)3‎ ‎(4)2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋SO＋4H＋‎ 解析　(1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在，由整个流程图可知，CuCl需从溶液中提取，故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。‎ ‎(2)调节溶液中的pH时，应保证使Fe3＋和Al3＋完全沉淀，而Cu2＋不能沉淀，故溶液的pH应为4.7≤pH＜5.6，加入的物质能消耗H＋，但不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质，再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl，符合要求的有A、B、C三项。‎ ‎14．(16分)某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下：‎ ‎[提出问题]　①在元素周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？‎ ‎②通常情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性小于Cu2＋吗？‎ ‎③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？‎ ‎[实验方案]　(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、____________________(填试剂名称，一种或多种)，同时进行相关实验。‎ ‎(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃时，得到80 g黑色固体粉末，断续加热到1000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72‎ - 26 -‎ ‎ g，A的化学式为__________。向A中加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，则反应的离子方程式为__________________________________________。‎ ‎(3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为____________。‎ ‎[实验结论]　(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是______________________________________。‎ ‎(5)根据实验方案(2)，得出的Cu＋和Cu2＋稳定性大小的结论：在高温时_________________；在酸性溶液中____________________________________。‎ ‎(6)CuO能被NH3还原。有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3和CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：___________________________________________________________________。‎ 答案　(1)稀硫酸、NaOH溶液　(2)Cu2O　Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(3)N2　(4)Cu(OH)2既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液　(5)Cu＋比Cu2＋稳定　Cu2＋比Cu＋稳定　(6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A 解析　(1)要证明Cu(OH)2具有两性，应先用CuSO4溶液与碱反应生成Cu(OH)2，再做Cu(OH)2与酸、碱溶液反应的实验，所需试剂为稀硫酸、NaOH溶液。‎ ‎(2)98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，加热分解生成的72 g固体A中含Cu 1 mol，即64 g，氧原子的质量为72－64＝8(g)，故A的化学式为Cu2O，向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，说明生成了Cu和Cu2＋，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。‎ ‎(5)80～100 ℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu2O稳定，与酸反应生成CuSO4和Cu，说明在酸性条件下＋2价的铜稳定。‎ ‎1．(2019·全国卷Ⅱ)下列化学方程式中，不能正确表达反应颜色变化的是(　　)‎ A．向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失 - 26 -‎ Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4‎ B．澄清的石灰水久置后出现白色固体 Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O C．Na2O2在空气中放置后由淡黄色变为白色 ‎2Na2O2===2Na2O＋O2↑‎ D．向Mg(OH)2悬浊液中滴加足量FeCl3溶液出现红褐色沉淀　3Mg(OH)2＋2FeCl3===2Fe(OH)3＋3MgCl2‎ 答案　C 解析　加入足量Zn粉，Cu2＋被完全还原为Cu，所以溶液蓝色消失，A正确；澄清石灰水与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙白色沉淀，B正确；过氧化钠是淡黄色固体，在空气中久置成为碳酸钠，变为白色，C错误；Mg(OH)2悬浊液中滴加足量三氯化铁溶液，白色Mg(OH)2沉淀可转化为红褐色氢氧化铁沉淀，D正确。‎ ‎2．(2019·天津高考)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是(　　)‎ A．将废铁屑加入FeCl2溶液中，可用于除去工业废气中的Cl2‎ B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业 C．盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良 D．无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水 答案　C 解析　Na2CO3与Ca(OH)2反应生成NaOH，使土壤碱性增强，C错误。‎ ‎3．(2018·全国卷Ⅰ)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：‎ 下列叙述错误的是(　　)‎ A．合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B．从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C．“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋‎ D．上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 答案　D 解析　废旧电池中含有重金属，随意丢弃容易污染环境，因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用，A正确；根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li，B正确；HNO3可以将磷酸亚铁锂滤渣中的Fe2＋氧化为Fe3＋，得到含Li、P、Fe等滤液，加入碱液生成氢氧化铁沉淀，因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3＋‎ - 26 -‎ ‎，C正确；硫酸锂能溶于水，因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠，D错误。‎ ‎4．(2018·全国卷Ⅱ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)‎ A．碳酸钠可用于去除餐具的油污 B．漂白粉可用于生活用水的消毒 C．氢氧化铝可用于中和过多胃酸 D．碳酸钡可用于胃肠X射线造影检查 答案　D 解析　碳酸钠水解溶液显碱性，因此可用于去除餐具的油污，A正确；漂白粉具有强氧化性，可用于生活用水的消毒，B正确；氢氧化铝是两性氢氧化物，能与酸反应，可用于中和过多胃酸，C正确；碳酸钡难溶于水，但可溶于酸，生成可溶性钡盐而使蛋白质变性，所以不能用于胃肠X射线造影检查，应该用硫酸钡，D错误。‎ ‎5．(2018·江苏高考)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是(　　)‎ A．向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液显红色 B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体 C．NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3‎ D．Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2‎ 答案　A 解析　FeCl2溶液中含Fe2＋，NH4SCN用于检验Fe3＋，向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液不会显红色，A错误；KAl(SO4)2·12H2O溶于水电离出的Al3＋水解形成Al(OH)3胶体，离子方程式为Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，B正确；实验室可用NH4Cl和Ca(OH)2混合共热制NH3，反应的化学方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O，C正确；Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2，反应的化学方程式为Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，D正确。‎ ‎6．(2018·江苏高考)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是(　　)‎ A．NaHCO3(s)Na2CO3(s)NaOH(aq)‎ B．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)‎ C．AgNO3(aq)[Ag(NH3)2]＋(aq)Ag(s)‎ D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)‎ 答案　A 解析　A项，NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O，Na2CO3与饱和石灰水反应生成CaCO3和NaOH，两步反应均能实现；B项，Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，NaAlO2‎ - 26 -‎ 与过量盐酸反应生成NaCl、AlCl3和H2O，第二步反应不能实现；C项，AgNO3中加入氨水可获得银氨溶液，蔗糖中不含醛基，蔗糖不能发生银镜反应，第二步反应不能实现；D项，Al与Fe2O3高温发生铝热反应生成Al2O3和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl2和H2，第二步反应不能实现。‎ ‎7．(2018·北京高考)下列实验中的颜色变化，与氧化还原反应无关的是(　　)‎ A B C D 实 验 NaOH溶液 滴入FeSO4‎ 溶液中 石蕊溶液滴 入氯水中 Na2S溶液 滴入AgCl 浊液中 热铜丝插入稀硝酸中 现 象 产生白色沉淀，随后变为红褐色 溶液变红，随后迅速褪色 沉淀由白色逐渐变为黑色 产生无色气体，随后变为红棕色 答案　C 解析　A项，NaOH溶液滴入FeSO4溶液中产生白色Fe(OH)2沉淀，白色沉淀变为红褐色沉淀时的反应为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，该反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应；B项，氯水中存在反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，由于氯水呈酸性，石蕊溶液滴入后溶液先变红，红色褪色是HClO表现强氧化性，与有色物质发生氧化还原反应；C项，白色沉淀变为黑色时的反应为2AgCl＋Na2S===Ag2S＋2NaCl，反应前后元素化合价不变，不是氧化还原反应；D项，Cu与稀HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO气体和H2O，气体由无色变为红棕色时的反应为2NO＋O2===2NO2，反应前后元素化合价有升降，为氧化还原反应。‎ ‎8．(2017·全国卷Ⅱ)由下列实验及现象不能推出相应结论的是(　　)‎ 实验 现象 结论 A 向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl3溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液 黄色逐渐消失，加KSCN溶液颜色不变 还原性：‎ Fe>Fe2＋‎ B 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满CO2的集气瓶 集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生 CO2具有氧化性 C 加热盛有少量NH4HCO3固体的试管，并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸 石蕊试纸变蓝 NH4HCO3显碱性 D 向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液 一支试管中产生黄色沉淀，另一支中无明显现象 Ksp(AgI)<‎ Ksp(AgCl)‎ - 26 -‎ 答案　C 解析　A项，加入过量的铁粉，黄色消失，加入KSCN溶液，溶液不变色，说明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，根据氧化还原反应的规律，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，Fe化合价升高，Fe作还原剂，Fe2＋既是还原产物又是氧化产物，因此还原性Fe＞Fe2＋，故A正确；B项，瓶内有黑色颗粒产生，说明生成C，发生反应是4Na＋CO22Na2O＋C，CO2中C元素化合价降低，因此CO2作氧化剂被还原，故B正确；C项，碳酸氢铵受热分解，NH4HCO3NH3↑＋CO2↑＋H2O，氨气使湿润的红色石蕊试纸变蓝，而不是NH4HCO3的缘故，故C错误；D项，产生黄色沉淀，说明生成AgI，AgI和AgCl形式相同，溶度积小的先沉淀，即Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)，故D正确。‎ ‎9．(2017·天津高考)下列有关水处理方法不正确的是(　　)‎ A．用石灰、碳酸钠等碱性物质处理废水中的酸 B．用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物 C．用氯气处理水中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子 D．用烧碱处理含高浓度NH的废水并回收利用氨 答案　C 解析　石灰和Na2CO3均可以与酸反应，可以用来处理废水中的酸，故A正确；铝盐和铁盐溶液中的Al3＋、Fe3＋均可水解，分别生成Al(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体，吸附水中的悬浮物，故B正确；烧碱(NaOH)可与高浓度的NH溶液反应产生NH3，可回收利用NH3，故D正确。因CuCl2、HgCl2可溶，氯气不能使Cu2＋、Hg2＋从溶液中析出除去，故C错误。‎ ‎10．(2017·江苏重组)下列说法正确的是(　　)‎ A．明矾的化学式：Al2(SO4)3‎ B．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 C．能实现FeFeCl2Fe(OH)2的转化 D．无色透明的溶液中Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－可大量共存 答案　B 解析　明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，故A错误；FeFeCl3，故C错误；Fe3＋和SCN－不能共存，且Fe3＋显棕黄色，故D错误。‎ ‎11．(2019·全国卷Ⅰ)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，变废为宝，在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵，具体流程如下：‎ - 26 -‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污，方法是_________________。‎ ‎(2)步骤②需要加热的目的是________________，温度保持80～95 ℃，采用的合适加热方式是________。铁屑中含有少量硫化物，反应产生的气体需要净化处理，合适的装置为________(填标号)。‎ ‎(3)步骤③中选用足量的H2O2，理由是___________________________，分批加入H2O2，同时为了________，溶液要保持pH小于0.5。‎ ‎(4)步骤⑤的具体实验操作有_____________________________________，‎ 经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。‎ ‎(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数，将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水，失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为________。‎ 答案　(1)碱煮水洗　(2)加快反应　热水浴　C ‎(3)将Fe2＋全部氧化为Fe3＋；不引入杂质　防止Fe3＋水解　(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)　‎ ‎(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O 解析　(1)铁屑表面的油污可以用热的氢氧化钠溶液洗涤，然后用蒸馏水洗净。‎ ‎(2)铁与硫酸反应，加热的目的是加快反应速率，由于温度要控制在80～95 ℃，应选择水浴加热。铁中含有少量的硫化物，与酸反应后生成酸性气体H2S，应该用碱溶液吸收H2S气体，为了防止倒吸，应选用C装置。‎ ‎(3)铁与硫酸反应后生成硫酸亚铁，加入足量的过氧化氢溶液将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋在水中易水解生成氢氧化铁沉淀，为了抑制Fe3＋水解，溶液要保持较强的酸性，使用H2O2的优点是不引入新的杂质。‎ ‎(4)硫酸铁溶液与固体硫酸铵反应生成硫酸铁铵，为了从溶液中得到硫酸铁铵应将溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸铁铵晶体。‎ ‎(5)由于样品失去1.5个结晶水，失重5.6%，即 M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]×5.6%＝1.5×18 g·mol－1，可以求得M[NH4Fe(SO4)2·xH2O]≈482 g·mol－1，利用硫酸铁铵晶体的摩尔质量减去 - 26 -‎ NH4Fe(SO4)2的摩尔质量可以求出晶体中水的摩尔质量之和，为216 g·mol－1，由此可以求出x＝12。‎ ‎12．(2019·江苏高考)聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。‎ ‎(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为____________________；水解聚合反应会导致溶液的pH________。‎ ‎(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。‎ ‎①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。‎ 答案　(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　减小 ‎(2)①偏大　②n(Cr2O)＝5.000×10－2 mol·L－1×22.00 mL×10－3 L·mL－1＝1.100×10－3 mol 由滴定时Cr2O→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，根据得失电子守恒可得微粒的关系式：Cr2O～6Fe2＋‎ ‎(或Cr2O＋14H＋＋6Fe2＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O)‎ 则n(Fe2＋)＝6n(Cr2O)＝6×1.100×10－3 mol＝6.600×10－3 mol 样品中铁元素的质量：‎ m(Fe)＝6.600×10－3 mol×56 g·mol－1＝0.3696 g 样品中铁元素的质量分数：‎ w(Fe)＝×100%＝12.32%‎ 解析　(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸中，缓慢加入H2O2溶液，发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；Fe2(SO4)3水解聚合使得溶液酸性增强，即会导致溶液的pH减小。‎ ‎(2)①实验中滴加过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋)，若不除去过量的Sn2＋，滴定过程中Cr2O与Sn2＋反应，消耗K2Cr2O7偏多，使结果偏大。‎ ‎13．(2018·全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：‎ - 26 -‎ 相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1 mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：‎ 金属离子 Fe3＋‎ Fe2＋‎ Zn2＋‎ Cd2＋‎ 开始沉淀的pH ‎1.5‎ ‎6.3‎ ‎6.2‎ ‎7.4‎ 沉淀完全的pH ‎2.8‎ ‎8.3‎ ‎8.2‎ ‎9.4‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为________________________。‎ ‎(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有__________；氧化除杂工序中ZnO的作用是______________，若不通入氧气，其后果是______________。‎ ‎(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为____________________________________________________________________。‎ ‎(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________________________；沉积锌后的电解液可返回__________工序继续使用。‎ 答案　(1)2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2‎ ‎(2)PbSO4　调节溶液的pH　无法除去杂质Fe2＋‎ ‎(3)Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd ‎(4)Zn2＋＋2e－===Zn　溶浸 解析　(1)由于闪锌矿的主要成分是ZnS，因此焙烧过程中主要反应的化学方程式为2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2。‎ ‎(2)由于硫酸铅不溶于水，因此滤渣1的主要成分除SiO2外还有PbSO4；要沉淀铁离子，需要调节溶液的pH，又因为不能引入新杂质，所以需要利用氧化锌调节pH，即氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH。根据表中数据可知沉淀亚铁离子的pH较大，所以若不通入氧气，其后果是无法除去杂质Fe2＋。‎ ‎(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，反应的离子方程式为Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋Cd。‎ ‎(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极发生得到电子的还原反应，因此阴极是锌离子放电，则阴极的电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn；阳极是氢氧根离子放电，破坏了水的电离平衡，产生氢离子，所以电解后还有硫酸产生，因此沉积锌后的电解液可返回溶浸工序继续使用。‎ ‎14．(2018·江苏高考)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2‎ - 26 -‎ 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)＝________。‎ 答案　(1)SO2＋OH－===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 解析　(2)①根据题给已知，多数金属硫酸盐的分解温度高于600 ℃，不添加CaO的矿粉低于500 ℃焙烧时，去除的硫元素主要来源于FeS2。‎ ‎②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO发生的反应为2CaO＋2SO2＋O2===2CaSO4，根据硫去除率的含义，700 ℃焙烧时，添加1% CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低的原因是：硫元素转化为CaSO4留在矿粉中。‎ ‎(3)“碱浸”时Al2O3、SiO2转化为溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，CO2与NaAlO2反应生成NaHCO3和Al(OH)3。‎ - 26 -‎ ‎(4)Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，反应的化学方程式为FeS2＋16Fe2O311Fe3O4＋2SO2↑，理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)＝1∶16。‎ ‎15．(2016·全国卷Ⅱ)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：‎ ‎(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________。‎ ‎(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________。‎ ‎(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________。‎ ‎(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1 KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：‎ ‎①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；‎ ‎②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；‎ ‎③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。‎ 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________________。‎ ‎(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为______________________________________；‎ 一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是___________；生成沉淀的原因是____________________________(用平衡移动原理解释)。‎ 答案　(1)防止Fe2＋被氧化 ‎(2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)‎ ‎(4)Fe2＋　Fe3＋　可逆反应 ‎(5)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　Fe3＋催化H2O2分解产生O2　H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动 解析　(1)Fe2＋易被空气中的O2氧化为Fe3＋，加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(2)Cl2可将Fe2＋氧化，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(3)Fe2＋易被空气中的O2氧化，加入煤油，覆盖在溶液上面，阻止空气进入溶液干扰实验。‎ ‎(4)实验②加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋；实验①和③说明在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，证明该反应为可逆反应。‎ - 26 -‎ ‎(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明Fe2＋被H2O2氧化成Fe3＋，同时生成的Fe3＋对H2O2的分解有催化作用，H2O2的分解反应放热，又对Fe3＋的水解起促进作用。‎ - 26 -‎