(课标版)2021高考化学一轮复习专题六铁、铜及其化合物金属的冶炼精练(含解析)

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专题六铁、铜及其化合物金属的冶炼
【考情探究】
考点内容解读
5年考情
预测热度考题示例难度关联考点
铁及其化合物的性质掌握铁及其重要化合
物的主要性质和应用
2019课标
Ⅰ,27,15分
中纯碱溶液去油污
★★★
2018课标
Ⅰ,7,6分

Li2SO4、Li2CO3的
溶解性
铜及其化合物的性质金属的冶炼1.掌握铜及其重要化
合物的主要性质和应

2.了解常见金属及其
重要化合物的制备方

2018课标
Ⅱ,26,14分
中电解原理的应用
★★
2015课标
Ⅰ,10,6分

铁、铝及其化合
物的性质
分析解读铁、铜及其化合物的性质是高考热点之一,铁盐(Fe3+)、亚铁盐(Fe2+)的性质是考查的重点。

试题往往结合金属的冶炼、废旧金属资源的回收利用、铁及其重要化合物性质的实验探究等命题情景综合考查基本概念、基本理论、化学反应原理等多个考点,对能力要求较高。

【真题探秘】
破考点练考向
【考点集训】
考点一铁及其化合物的性质
1.(2019四川成都顶级名校零诊,3)下列依据相关实验得出的结论正确的是( )
A.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
B.将Fe(NO3)2样品先溶于稀盐酸中,然后滴加KSCN溶液,溶液变红,说明Fe(NO3)2样品已氧化变质
C.在食盐试样中加入盐酸和KI溶液,加入淀粉溶液后变蓝,则试样可能含KIO3
D.加入AgNO3溶液后生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不溶解时,可确定有Cl-存在
答案 C
2.(2019安徽合肥调研,9)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能一步实现的是( )
A.Fe Fe2O3FeCl3(aq)
B.N2NH3NO
C.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
D.Al2O3Al(OH)3AlCl3(aq)
答案 B
3.(2019云南昆明摸底调研,4)将下列各组物质发生反应生成的气体分别通入FeCl2溶液,不能与FeCl2发生反应的是( )
A.CaO和浓氨水
B.二氧化锰和浓盐酸共热
C.Na2O2和CO2
D.铜片和浓硫酸共热
答案 D
4.(2020届湖南顶级名校月考,12)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO4]n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO4·7H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。

下列说法不正确的是( )
mol KClO3
A.KClO3作氧化剂,每生成1 mol[Fe(OH)SO4]n消耗6
n
B.生成聚合硫酸铁后,水溶液的pH增大
C.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水
D.在相同条件下,Fe3+比[Fe(OH)]2+的水解能力更强
答案 A
5.(2020届四川成都摸底,24)硝酸亚铁可用作媒染剂、分析试剂、催化剂等。

(1)硝酸亚铁可用铁屑在低温下溶于稀硝酸制得,还原产物为NO。

反应的化学方程式
为。

(2)某小组为探究硝酸亚铁晶体的热分解产物,按下图所示装置进行实验。

①仪器B的名称是,实验中无水CuSO4变蓝,由此可知硝酸亚铁晶体含
有。

②实验中观察到A装置的试管中有红棕色气体生成,检验热分解后的固体为氧化铁的实验方案为:
实验步骤现象
取少量固体加适量稀硫酸,振
固体溶解得黄色溶液
荡,将溶液分成两份
一份滴
溶液变成红色

另一份滴入1~2滴
K3[Fe(CN)6]溶液
A中硝酸亚铁晶体[Fe(NO3)2·xH2O]分解的化学方程式
为。

(3)继续探究m g硝酸亚铁晶体中铁元素的质量分数。

①取A中热分解后的固体放入锥形瓶,用稀硫酸溶解,加入过量的KI溶液,滴入2滴
作指示剂。

②用a mol/L Na2S2O3标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(已知:I2+2S2O32-2I-+S4O62-),滴定至终点时用去b mL Na2S2O3溶液,则硝酸亚铁晶体中铁的质量分数为。

答案(1)3Fe+8HNO3(稀)3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)①干燥管(或球形干燥管) 结晶水
②1~2滴KSCN溶液无蓝色沉淀生成
4Fe(NO3)2·xH2O2Fe2O3+8NO2↑+O2↑+4xH2O↑
%
(3)①淀粉溶液②5.6nn
n
6.[2018河北“名校联盟”质监(一),29]钢制构件在镀锌前需要经过酸洗,其基本原理是用盐酸除去其表面的Fe2O3·xH2O及FeO等杂质。

回收废酸同时生产含铁产品的流程如下:
已知:
ⅰ.酸洗钢制构件后得到废酸的主要成分如下表所示。

成分Cl-游离HCl Fe2+Fe3+
含量/g·L-1130~160 50~70 60~80 0
ⅱ.pH<4时,Fe2+不易被氧气氧化。

回答下列问题:
(1)用离子方程式解释废酸中不含Fe3+的原因: 。

(2)过程Ⅱ中,发生的主要反应为FeCl2(s)+H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)。

①加入过量H2SO4的作用是(写出一点即可)。

②用化学平衡原理解释鼓入空气的目的: 。

(3)过程Ⅲ中,FeSO4隔绝空气焙烧得到的尾气中含有两种可用于生产硫酸的氧化物,此过程发生反应的化学方程式是。

(4)过程Ⅴ:阴离子交换树脂可将FeC l4-选择性吸附分离,其过程可表示为ROH+X- RX+OH-(X-表示FeC l4-)。

当树脂吸附饱和后可直接用水洗涤树脂进行脱附,同时脱附过程发生反应:FeC l4- Fe3++4Cl-。

①吸附后溶液的pH将会(填“升高”“降低”或“不变”)。

②洗脱液经处理后有许多用途,下列用途合理的是。

A.刻蚀印刷铜线路板
B.净化污水
C.自来水消毒
D.浸泡生物标本
答案(1)2Fe3++Fe 3Fe2+
(2)①抑制Fe2+水解;防止pH>4时,Fe2+被氧气氧化;提供H+利于HCl气体的逸出;提供S O42-利于FeSO4固体析出(答出任意一点即可)
②空气带走HCl气体,促进平衡FeCl2(s)+H2SO4(aq) FeSO4(s)+2HCl(aq)向正反应方向移动,有利于FeSO4固体的析出
(3)2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑(条件也可以写“高温”)
(4)①升高②AB
考点二铜及其化合物的性质金属的冶炼
1.(2018湖北部分重点中学联考,8)下列常见金属的冶炼原理中不合理的是( )
选项金属冶炼原理
A Fe Fe
2O3+2Al 2Fe+Al2O3
B Hg 2HgO 2Hg+O
2↑
C Mg H
2+MgO Mg+H2O
D Cu Cu
2S+O2 2Cu+SO2答案 C
2.(2020届湖北名师联盟入学调研,8)在Fe2(SO4)3溶液中,加入a g铜,完全溶解后,再加b g 铁,充分反应后得到c g残余固体,且a>c,则下列说法正确的是( )
A.最后得到的溶液中一定含有Cu2+
B.残余固体是铜和铁
C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生
D.最后得到的溶液中可能含有Fe3+
答案 A
3.(2018河北邯郸教学质检,16)某化合物M由两种常见的元素组成,为了测定其组成进行如下实验:
M的化学式可能为( )
A.Cu2S
B.CuS
C.FeS2
D.Fe3S4
答案 A
4.(2020届河南焦作定位考试,17)从实验室含银废液中回收银制备硝酸银的实验流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①检验废液中Ag+已沉淀完全的实验方法
是。

(2)步骤③用方案Ⅰ回收银时,Zn粉与AgCl浊液反应的化学方程式
为;Zn不宜过量太多,其原因
是;方案Ⅱ利用葡萄糖具有性(填“氧化”或“还原”)。

(3)步骤④发生反应的化学方程式是(硝酸被还原为NO2)。

(4)测定产品中银的质量分数可用佛尔哈德法。

主要步骤为:称取一定量的产品溶解,用
NH4Fe(SO4)2·12H2O作指示剂,NH4SCN标准溶液进行直接滴定(已知:生成的白色AgSCN沉淀对Ag+有强烈吸附作用),然后依据消耗标准液的体积进行计算。

下列说法错误的是(填字母)。

A.溶解产品时需加入适量硝酸酸化
B.指示剂用量越多,终点时实验现象越明显
C.滴定管水洗后,直接装入NH4SCN标准溶液
答案(1)静置,在上层清液中继续滴加NaCl溶液,无沉淀产生(或其他合理答案)
(2)Zn+2AgCl ZnCl2+2Ag 过量的锌会增大盐酸的用量还原
(3)Ag+2HNO3(浓)AgNO3+NO2↑+H2O (4)BC
5.(2019云南昆明摸底调研,18)黄铜矿可用于生产金属铜。

(1)工业上以黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有少量MgO、FeS)来生产铜,同时获取副产物铁和硫单质,原料的综合利用率较高。

主要流程如下:
请回答下列问题:
①反应Ⅰ中FeCl3作(选填“氧化剂”或“还原剂”);滤渣Z为(填化学式)。

②物质X最好选用(选填相应的字母)。

A.KMnO4
B.HNO3
C.H2O2
③已知几种常见离子沉淀时的pH如下表所示,调节pH获取滤渣Y时,pH的取值范围是
≤pH<。

沉淀物开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe(OH)3 2.7 3.5
Fe(OH)27.6 9.6
Mg(OH)29.5 11.1
注:Fe(OH)2为絮状沉淀,不易从溶液中除去。

④常温下,某氢氧化镁悬浊液的pH=8.5,此溶液中Mg2+浓度为mol·L-1。

[常温
下,Mg(OH)2的K sp=1.8×10-11]
(2)实验室改进上述工艺方法,将黄铜矿精矿粉碎后采用如下装置进行电化学浸出实验来制取铜:
①硫酸铁与稀硫酸的混合液和黄铜矿粉反应的化学方程式之一为CuFeS2+4H+
Cu2++Fe2++2H2S↑,又知生成的硫化氢气体被硫酸铁氧化而除去,则除去硫化氢气体的离子方程式为。

②选择性离子交换膜只允许(填离子符号)通过。

电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是(用电极反应式表示)。

答案(1)①氧化剂S ②C③3.59.5 ④1.8
(2)①2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
②Cu2+Fe2+-e-Fe3+
炼技法提能力
【方法集训】
方法无机工艺流程题的解题方法
1.(2020届陕西合阳中学开学调研,19)利用硫铁矿(主要成分FeS2)生产硫酸和绿矾
(FeSO4·7H2O)的工业流程示意图如图:
(1)沸腾炉中,硫铁矿进行粉碎处理的目的
是。

(2)接触室中,发生的主要反应是SO2与O2的反应,其化学方程式
是。

(3)反应釜中,烧渣经过反应转化为溶液Ⅰ和固体。

①烧渣中的FeS在反应中作剂(填“氧化”或“还原”)。

②溶液Ⅰ中所含溶质的化学式是。

(4)操作a的主要步骤是:加热浓缩、、过滤、洗涤。

(5)流程中,固体X可以选择硫铁矿(FeS2)或;当固体X为硫铁矿(FeS2)时,将溶液Ⅰ与固体X发生反应的离子方程式补充完整:
FeS2+ + Fe2++ S O42-+
答案(1)增大反应物的接触面积,提高化学反应速率(2)2SO2+O2 2SO3
(3)①还原②Fe2(SO4)3、H2SO4(4)冷却结晶
(5)Fe FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S O42-+16H+
2.(2019四川成都顶级名校零诊,26)钇(Y)元素是激光和超导的重要材料,常见化合价为+3价。

我国蕴藏着丰富的钇矿石(Y2FeBe2Si2O10),工业上通过如下生产流程可获得氧化钇。

已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH见下表。

离子开始沉淀时的pH 完全沉淀时的pH
Fe3+ 2.7 3.7
Y3+ 6.0 8.2
②Be(OH)2+2NaOH Na2BeO2+2H2O。

请回答下列问题:
(1)过滤Ⅲ所得滤液的溶质主要有。

(2)①欲从过滤Ⅰ所得混合溶液中制得Be(OH)2沉淀,最好选用盐酸和两种试剂,再通
过必要的操作即可实现。

a.NaOH溶液
b.氨水
c.CO2
d.HNO3
②Na2BeO2与足量盐酸发生反应的离子方程式为。

(3)过滤Ⅰ后溶解时加入H2O2的目的是(用离子方程式表示)。

溶解后,加入氨水调整pH的范围是。

(4)已知25 ℃时,K sp[Fe(OH)3]=4×10-38,则该温度下反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+的平衡常数
K= 。

(5)写出煅烧过程的化学方程式: 。

答案(1)氯化铵、草酸铵
(2)①b②BeO22-+4H+Be2++2H2O
(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O 3.7≤pH<6.0
(4)2.5×10-5(5)Y2(C2O4)3Y2O3+3CO↑+3CO2↑
3.[2018福建福州八县(市)协作体联考,19]以冶炼铝的废弃物铝灰为原料制取超细α-氧化铝,既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。

已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下:
(1)写出铝灰与氢氧化钠溶液反应涉及的化学方程
式: 。

(2)图中“滤渣”的主要成分为(填化学式)。

(3)加30% H2O2溶液发生的离子方程式为。

(4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为4[NH4Al(SO4)2·12H2O]
2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+
53H2O↑,将产生的气体通过下图所示的装置。

①集气瓶中收集到的气体是(填化学式)。

②足量饱和NaHSO3溶液吸收的物质除大部分H2O(g)外还有(填化学式)。

③酸性KMnO4溶液紫色变浅(填“能”或“不能”)说明煅烧硫酸铝铵晶体产物中含有SO2气体?理由:。

答案(1)Al2O3+2NaOH 2NaAlO2+H2O、SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O
(2)SiO2
(3)2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O
(4)①N2②SO3、NH3③不能饱和NaHSO3溶液在吸收SO3的同时会释放出SO2
【五年高考】
A组统一命题·课标卷题组
考点一铁及其化合物的性质
1.(2018课标Ⅰ,7,6分)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
2.(2019课标Ⅰ,27,15分)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:
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)NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O
3.(2017课标Ⅰ,27,14分)Li 4Ti 5O 12和LiFePO 4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO 3,还含有少量MgO 、SiO 2等杂质)来制备。

工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。

由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为 。

(2)“酸浸”后,钛主要以TiOC l 42-形式存在,写出相应反应的离子方程式 。

(3)TiO 2·xH 2O 沉淀与双氧水、氨水反应40 min 所得实验结果如下表所示:
温度/℃ 30 35 40 45 50 TiO 2·xH 2O 转化率/%
92
95 97
93
88
分析40 ℃时TiO 2·xH 2O 转化率最高的原
因 。

(4)Li 2Ti 5O 15中Ti 的化合价为+4,其中过氧键的数目为 。

(5)若“滤液②”中c(Mg 2+
)=0.02 mol·L -1
,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe
3+
恰好沉淀完全即溶液中c(Fe 3+
)=1.0×10-5
mol·L -1
,此时是否有Mg 3(PO 4)2沉淀生成? (列式计算)。

FePO 4、Mg 3(PO 4)2的K sp 分别为1.3×10-22
、1.0×10-24。

(6)写出“高温煅烧②”中由FePO 4制备LiFePO 4的化学方程式 。

答案 (1)100 ℃、2 h,90 ℃、5 h (2)FeTiO 3+4H +
+4Cl
- Fe 2+
+TiOC l 42-+2H 2O
(3)低于40 ℃,TiO 2·xH 2O 转化反应速率随温度升高而增加;超过40 ℃,H 2O 2分解与氨气逸出导致TiO 2·xH 2O 转化反应速率下降
(4)4 (5)Fe 3+
恰好沉淀完全时,c(P O 43-)=
1.3×10-221.0×10-5
mol·L -1
=1.3×10-17
mol·L -1
,c 3
(Mg 2+
)·c 2
(P O 43-)值为
0.013×(1.3×10-17)2=1.7×10-40
<K sp [Mg 3(PO 4)2],因此不会生成Mg 3(PO 4)2沉淀 (6)2FePO 4+Li 2CO 3+H 2C 2O 4
2LiFePO 4+3CO 2↑+H 2O↑
4.(2016课标Ⅱ,28,15分)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-1 FeCl3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(15分)(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O2H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
5.(2015课标Ⅰ,27,14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。

以铁硼矿(主要成分为
Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)写出Mg2B2O5·H2O与硫酸反应的化学方程式。

为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有(写出两条)。

(2)利用的磁性,可将其从“浸渣”中分离。

“浸渣”中还剩余的物质
是。

(写化学式)
(3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是。

然后再调节溶液的pH约为5,目的是。

(4)“粗硼酸”中的主要杂质是(填名称)。

(5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式
为。

(6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。

以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程。

答案(1)Mg2B2O5·H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径(2分)
(2)Fe3O4SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分)
(3)将Fe2+氧化成Fe3+使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分)
(4)(七水)硫酸镁(1分)
(5) (2分)
(6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO(2分)
考点二铜及其化合物的性质金属的冶炼
6.(2015课标Ⅰ,10,6分)下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是( )
选项实验现象结论
A. 将稀硝酸加入过量铁粉
中,充分反应后滴加KSCN
溶液
有气体生成,溶液呈
血红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B. 将铜粉加入1.0 mol·L-1
Fe2(SO4)3溶液中
溶液变蓝、有黑色固
体出现
金属铁比铜活泼
C. 用坩埚钳夹住一小块用砂
纸仔细打磨过的铝箔在酒
精灯上加热
熔化后的液态铝滴落
下来
金属铝的熔点较低
D.
将0.1 mol·L -1
MgSO 4溶液滴入NaOH 溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1 mol·L -1
CuSO 4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀 Cu(OH)2的溶度积比
Mg(OH)2的小
答案 D
7.(2018课标Ⅱ,26,14分)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SiO 2和少量FeS 、CdS 、PbS 杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c 0(M n+
)=0.1 mol·L -1
]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下:
金属离子 Fe 3+
Fe 2+
Zn 2+
Cd 2+
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SiO 2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Cd 2+
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)ZnS+3
2O 2
ZnO+SO 2
(2)PbSO 4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe 2+
(3)Cd 2+
+Zn Cd+Zn 2+
(4)Zn 2+
+2e
- Zn 溶浸
B 组 自主命题·省(区、市)卷题组 考点一 铁及其化合物的性质
1.(2018江苏单科,9,2分)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.NaHCO 3(s)Na 2CO 3(s)NaOH(aq)
B.Al(s)NaAlO 2(aq)Al(OH)3(s)
C.AgNO 3(aq)
[Ag(NH 3)2]+
(aq)
Ag(s)
D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
答案 A
2.(2017江苏单科,7,2分)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.Fe FeCl2 Fe(OH)2
B.S SO3 H2SO4
C.CaCO3 CaO CaSiO3
D.NH3 NO HNO3
答案 C
3.(2015天津理综,10,14分)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。

请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是。

FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表
示) 。

(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。

①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3
mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为。

②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
Cl O3-+Fe2++Cl-+Fe3++
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O Fe(OH)2++H+K1
Fe(OH)2++H2O Fe(OH)2++H+K2
Fe(OH)2++H2O Fe(OH)3+H+K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是。

通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:
xFe3++yH2O Fe x(OH)n(3n-n)++yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号) 。

a.降温
b.加水稀释
c.加入NH4Cl
d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是。

(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。

由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为mg·L-1。

答案(1)Fe3+水解产生的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质2Fe3++Fe 3Fe2+
(2)①2②1 6 6H+ 1 6 3H2O
(3)K1>K2>K3bd 调节溶液的pH
(4)18~20
考点二铜及其化合物的性质金属的冶炼
4.(2018江苏单科,6,2分)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
5.(2016四川理综,9,13分)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。

某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。

【资料查阅】
【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。

请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是。

(2)实验操作的先后顺序是a→→e(填操作的编号)。

a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化
是。

(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是。

【探究反思】
(5)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。

根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是。

②若杂质是CuO,则产生的原因是。

答案(1)干燥管(2)cdb (3)先变红,后褪色(4)Cl2+2OH- ClO-+Cl-+H2O (5)①加热时间不足或温度偏低②通入HCl的量不足
6.(2015天津理综,9,18分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+,反应中H2O2的作用是。

写出操作①的名称: 。

(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应,写出该反应的离子方程
式: 。

操作②用到的主要仪器名称
为,其目的是(填序号) 。

a.富集铜元素
b.使铜元素与水溶液中的物质分离
c.增加Cu2+在水中的溶解度
(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。

若操作③使用右图装置,图中存在的错误是。

(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。

阴极析出铜,阳极产物是。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。

(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂
是。

循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用
是。

答案(18分)(1)作氧化剂过滤
(2)Cu(NH3)42++2RH 2N H4++2NH3+CuR2分液漏斗ab
(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多
(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤
(5)H2SO4防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀
C组教师专用题组
考点一铁及其化合物的性质
1.(2016浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是( )
A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
B.Ge(32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
C.Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病
D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附
答案 D
2.(2014重庆理综,4,6分)茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都
...用到的是( )
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
答案 B
3.(2017北京理综,28,16分)某小组在验证反应“Fe+2A g+ Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。

向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。

(1)检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后,
(填操作和现象),证明黑色固体中含有Ag。

②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有。

(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是(用离子方程式表示)。

针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。

同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号取样时间/min 现象
ⅰ 3 产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ30 产生白色沉淀,较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深
ⅲ120 产生白色沉淀,较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅
(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于(用离子方程式表示),可产生Fe3+;
假设c:酸性溶液中的N O3-具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:根据现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。

③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。

实验Ⅱ可证实假设d成立。

实验Ⅰ:向硝酸酸化的溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。

3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。

实验Ⅱ:装置如下图。

其中甲溶液是,操作及现象
是。

(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原
因:。

答案(16分)
(1)①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀
②Fe2+
(2)2Fe3++Fe 3Fe2+
②4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O 加入KSCN溶液后产生白色沉淀
③0.05 mol·L-1 NaNO3FeSO4溶液分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深
(3)溶液中存在反应:①2Ag++Fe Fe2++2Ag,②Ag++Fe2+ Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+ 3Fe2+。

反应开始时,c(Ag+)大,以反应①、②为主,c(Fe3+)增大。

约30 min后,c(Ag+)小,以反应③为主,c(Fe3+)减小
4.(2014福建理综,24,15分)
铁及其化合物与生产、生活关系密切。

(1)右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为。

②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是(填字母)。

(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
废铁皮含Fe(NO3)2的溶液
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。

硝酸分解的化学方程式为。

②步骤Ⅱ中发生反应:4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O 2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2,该反应的化学方程式
为。

③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是(任写一项)。

(3)已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。

①t ℃时,反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)= 。

②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃时反应达到平衡。

此时FeO(s)转化率为50%,则x= 。

答案(1)①吸氧腐蚀②B
(2)①4HNO3 4NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO3 4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
③氮氧化物排放少(或其他合理答案)
(3)①4∶1②0.05
5.(2013浙江理综,28,14分)利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。

制备流程图如下:
已知:Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。

请回答下列问题:
(1)用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有。

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