高考化学一轮复习专题五金属元素及其化合物的性质课件.ppt

1、专题五金属元素及其化合物的性质20102019年高考全国卷考情一览表 考点9考点10考点9钠、镁、铝及其化合物的性质1.(2019全国1,26,14分,难度)硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:考点9考点10回答下列问题:(1)在95“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为 。(2)“滤渣1”的主要成分有。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是。(3)根据H3BO3的解离反应:,Ka=5.811

2、0-10,可判断H3BO3是酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2MgCO3沉淀的离子方程式为,母液经加热后可返回工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是。考点9考点10考点9考点10考点9考点102.(2018江苏,9,2分,难度)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)解析NaHCO3受热分解产生Na2CO3,Na2CO3与Ca(OH)2反应生成CaCO3和NaOH,A项正确;Al与NaOH反应生成NaAlO2,NaAlO2与过量的盐酸反应生成AlCl3,B项错误;蔗糖分子中没有醛基,不能发生银镜反应,C项错误;Fe

3、与盐酸反应生成FeCl2,D项错误。证据推理与模型认知考点9考点103.(2016全国2,12,6分,难度)某白色粉末由两种物质组成,为鉴别其成分进行如下实验:取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解;再加入足量稀盐酸,有气泡产生,固体全部溶解;取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生,振荡后仍有固体存在。该白色粉末可能为(C)A.NaHCO3、Al(OH)3B.AgCl、NaHCO3C.Na2SO3、BaCO3D.Na2CO3、CuSO4宏观辨识与微观探析考点9考点10解析NaHCO3可溶,Al(OH)3不溶,加足量稀盐酸时,NaHCO3与盐酸反应放出CO2气体,而Al(OH)3完全溶解;向样品中加

4、入足量稀硫酸时,有气泡产生,且固体全部溶解,不符合实验,A项不符合题意。AgCl不溶于盐酸,不符合实验,B项不符合题意。C项中两物质符合实验现象,加入足量水后有固体物质(BaCO3、BaSO3均不溶),再加入稀盐酸,产生CO2、SO2气体,固体全部溶解;也符合实验现象,加入足量稀硫酸产生CO2、SO2气体,并生成BaSO4沉淀,C项符合题意。D项中两物质符合实验现象,加入足量水后的固体物质为CuCO3,再加入稀盐酸,产生CO2气体,固体全部溶解;但不符合实验的现象,加足量稀硫酸,振荡后无固体存在,D项不符合题意。考点9考点104.(2015全国1,10,6分,难度)下列实验中,对应的现象以及结

5、论都正确且两者具有因果关系的是(D)实验探究与创新意识考点9考点10解析A选项,稀硝酸与过量的Fe充分反应,产物为硝酸亚铁、NO和水,无Fe3+生成,加入KSCN溶液后,溶液不变红色,现象和结论错误;B选项,Cu与硫酸铁发生氧化还原反应,生成硫酸铜和硫酸亚铁,无黑色固体出现,现象和结论错误;C选项,铝在空气中加热表面生成氧化铝,其熔点较高,内部熔化的铝不会滴落,现象错误;D选项,硫酸镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀,再加入硫酸铜溶液,则生成氢氧化铜蓝色沉淀,符合由溶解度较小的沉淀向溶解度更小的沉淀转化,又二者均为AB2型化合物,相同温度下氢氧化铜的溶度积比氢氧化镁的溶度积小,现象和结论都正

6、确。考点9考点105.(2015全国2,13,6分,难度)用下图所示装置进行下列实验:将中溶液滴入中,预测的现象与实际相符的是(D)实验探究与创新意识解析A项错误,滴加盐酸时,先与NaOH反应,然后与Na2CO3反应生成NaHCO3,不会立即产生气泡;B项错误,因常温下,浓硝酸能使Al钝化,不会产生红棕色气体;C项错误,AlCl3溶液滴入浓氢氧化钠溶液中,先生成NaAlO2,当AlCl3过量时才有白色沉淀出现;D项正确,草酸能被酸性KMnO4溶液氧化,溶液逐渐褪色。考点9考点10 高中常见的药品滴加顺序不同导致现象不同的实验此类现象产生的原因是由于反应物相对量的不同,导致发生的反应不同,从而生

7、成的产物不同。常见的有以下四种情况:(1)Na2CO3溶液与盐酸:向盐酸中滴加Na2CO3溶液开始有气泡,后不产生气泡;向Na2CO3溶液中滴加盐酸开始无气泡,后产生气泡。(2)NaOH溶液与AlCl3溶液:向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液开始有白色沉淀,后白色沉淀消失;向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液开始无白色沉淀,后产生白色沉淀。考点9考点10(3)盐酸与NaAlO2溶液:向NaAlO2溶液中滴加盐酸开始有白色沉淀,后白色沉淀消失;向盐酸中滴加NaAlO2溶液开始无白色沉淀,后产生白色沉淀。(4)AgNO3溶液与氨水:向氨水中滴加AgNO3溶液开始无白色沉淀,后产生白色沉淀;向AgNO

8、3溶液中滴加氨水开始有白色沉淀,后白色沉淀消失。考点9考点106.(2015山东,10,4分,难度)某化合物由两种单质直接反应生成,将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是(A)A.AlCl3B.Na2OC.FeCl2D.SiO2解析AlCl3可由Cl2和Al直接反应生成,在Ba(HCO3)2溶液中加入AlCl3,Al3+和 发生相互促进的水解反应:Al3+3 =Al(OH)3+3CO2,同时生成沉淀和气体,A项符合题意;Na2O可由Na和O2直接反应生成,在Ba(HCO3)2溶液中加入Na2O有沉淀生成,但没有气体生成,B项不符合题意;FeCl2不能

9、由Fe和Cl2直接化合得到,C项不符合题意;SiO2可由Si和O2直接反应得到,但Ba(HCO3)2与SiO2不发生反应,D项不符合题意。考点9考点107.(2013山东,9,4分,难度)足量下列物质与相同质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是(A)A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸考点9考点108.(双选)(2013广东,23,6分,难度)下列实验的现象与对应结论均正确的是(AC)考点9考点10解析将浓硫酸滴到蔗糖表面,固体变黑膨胀,说明蔗糖脱水生成了碳,碳被氧化有气体放出,证明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,A正确;常温下将Al片放入浓硝酸中,无明显现象,是因为Al片在浓硝

10、酸中发生了钝化,并不是不反应,故B错误;钠放入无水乙醇中,产生气泡,发生反应2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2,C正确;D项中,将水蒸气通过灼热的铁粉,发生反应3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成的Fe3O4应为黑色而不是红色,D错误。考点9考点109.(2013安徽,12,6分,难度)我省盛产矿盐(主要成分是NaCl,还含有 等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是(D)A.由矿盐生产食盐,除去 最合适的试剂是Ba(NO3)2B.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C.室温下,AgCl在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度D.用酚酞溶液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶

11、液解析A项,除去粗盐中的 ,应选用BaCl2,若选用Ba(NO3)2,将引入难以除去的 ;B项,电解NaCl溶液,得到NaOH、Cl2和H2;C项,根据沉淀溶解平衡,AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度。考点9考点1010.(2013全国,29,15分,难度)铝是一种应用广泛的金属,工业上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融电解制得。铝土矿的主要成分是Al2O3和SiO2等。从铝土矿中提炼Al2O3的流程如下:以萤石(CaF2)和纯碱为原料制备冰晶石的流程如下:考点9考点10回答下列问题:(1)写出反应1的化学方程式 。(2)滤液中加入CaO生成的沉淀是,反应2的离子方程式为

12、 。(3)E可作为建筑材料,化合物C是,写出由D制备冰晶石的化学方程式。(4)电解制铝的化学方程式是。以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分是。考点9考点10考点9考点10考点9考点1011.(2013江苏,16,12分,难度)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为。(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为。(3)滤渣2的成分是(填化学式)。考点9考点10(4)煅烧过程存在以下反应:利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸

13、收或收集。D中收集的气体是(填化学式)。B中盛放的溶液可以是(填字母)。a.NaOH溶液b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸d.KMnO4溶液A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:。考点9考点10考点9考点1012.(2013北京,27,12分,难度)用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):.向铝灰中加入过量稀硫酸,过滤;.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;.加入MnSO4至紫红色消失,

14、过滤;.浓缩、结晶、分离,得到产品。(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是 。考点9考点10(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH注:金属离子的起始浓度为0.1 molL-1根据表中数据解释步骤的目的:。(4)已知:一定条件下,可与Mn2+反应生成MnO2。向的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是。中加入MnSO4的目的是。考点9考点10答案(1)Al2O3+6H+=2Al3+3H2O(2)58H+54H2O(3)pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀(4)生成黄绿色气体除去过量的解析铝灰中SiO2不与硫酸反应,操作过滤后滤

15、液中主要含有Al3+、Fe3+、Fe2+、等,滤渣为SiO2;由表格中数据可知Fe3+在pH=2.8时沉淀完全,而Fe2+完全沉淀时pH=8.3,操作的目的是除去滤液中的Fe3+、Fe2+,沉淀前应氧化Fe2+转变成易沉淀的Fe3+;(4)MnO2与浓盐酸反应生成黄绿色氯气;由信息 与Mn2+在一定条件下反应生成MnO2沉淀,结合操作的现象可知操作目的是除去溶液中的 。要除去溶液中含有的Fe2+,一般先用氧化剂将Fe2+氧化生成Fe3+,再调节溶液的pH促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀而被除去。考点9考点1013.(2013浙江,26,15分,难度)氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H

16、2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 L的H2(已折算成标准状况)。甲与水反应也能放出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,丙在标准状况下的密度为1.25 gL-1。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)。实验探究与创新意识考点9考点10(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中可能还混有Cu2O,请设计实验方案验证

17、之 。(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。考点9考点10取样后加稀硫酸,如果溶液变蓝,说明产物中含有Cu2O,反之则无Cu2O(5)可能AlH3和NH3中氢元素化合价分别为-1价和+1价,一定条件下可发生氧化还原反应生成H2解析因甲与H2O反应生成的白色沉淀能与NaOH溶液反应,可推测该沉淀物为Al(OH)3,金属单质为Al,由数据推知甲为AlH3。M(丙)=1.25 gL-122.4 Lmol-1=28 gmol-1,结合信息可推知丙为N2,乙为NH3。N2与Mg可在加热条件下反应生成Mg3N2。考点9考点1014.(2012安徽,13,6分,难度)已知室

18、温下,Al(OH)3的Ksp或溶解度远大于Fe(OH)3。向浓度均为0.1 molL-1的Fe(NO3)3和Al(NO3)3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是(C)考点9考点10考点9考点1015.(2012重庆,11,6分,难度)向10 mL 0.1 molL-1 NH4Al(SO4)2溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2溶液x mL。下列叙述正确的是(A)宏观辨识与微观探析考点9考点10考点9考点1016.(2012北京,7,6分,难度)下列解释实验现象的反应方程式正确的是(B)考点9考点10解析切开的金属钠暴露

19、在空气中,光亮表面逐渐变暗是由于生成白色氧化钠的缘故,A错误;AgCl在水中的溶解度大于Ag2S的溶解度,向AgCl的悬浊液中加入Na2S溶液可以转化为Ag2S,B正确;过氧化钠在潮湿的空气中生成的白色黏稠物应该是氢氧化钠,C错误;向NaHCO3溶液中加入过量的澄清石灰水,产物中不可能存在大量的 ,D错误。考点9考点1017.(2010上海,11,3分,难度)将0.4 g NaOH和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.1 molL-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是(C)考点9考点10考点9考点1018.(2010北京,25,14分

20、,难度)由短周期元素组成的化合物X是某抗酸药的有效成分。甲同学欲探究X的组成。查阅资料:由短周期元素组成的抗酸药的有效成分有碳酸氢钠、碳酸镁、氢氧化铝、硅酸镁铝、磷酸铝、碱式碳酸镁铝。Al3+在pH=5.0时沉淀完全;Mg2+在pH=8.8时开始沉淀,在pH=11.4时沉淀完全。实验过程:.向化合物X粉末中加入过量盐酸,产生气体A,得到无色溶液。.用铂丝蘸取少量中所得的溶液,在火焰上灼烧,无黄色火焰。.向中所得的溶液中滴加氨水,调节pH至56,产生白色沉淀B,过滤。.向沉淀B中加过量NaOH溶液,沉淀全部溶解。.向中得到的滤液中滴加NaOH溶液,调节pH至12,得到白色沉淀C。考点9考点10(

21、1)中气体A可使澄清石灰水变浑浊,A的化学式是。(2)由、判断X一定不含有的元素是磷、。(3)中生成B的离子方程式是 。(4)中B溶解的离子方程式是 。(5)沉淀C的化学式是。(6)若上述n(A)n(B)n(C)=1 1 3,则X的化学式是。答案(1)CO2(2)钠、硅(5)Mg(OH)2(6)Mg3Al(OH)7CO3考点9考点10考点9考点1019.(2009全国1,11,3分,难度)为了检验某含有NaHCO3杂质的Na2CO3样品的纯度,现将w1 g样品加热,其质量变为w2 g,则该样品的纯度(质量分数)是(A)考点9考点1020.(2009全国2,8,3分,难度)下列叙述中正确的是(D

22、)A.向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2 至沉淀恰好溶解,再向溶液中加入NaHCO3 饱和溶液,又有CaCO3沉淀生成B.向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成的CO2与原Na2CO3的物质的量之比为1 2C.等质量的NaHCO3和Na2CO3分别与足量盐酸反应,在同温同压下,生成的CO2体积相同D.向Na2CO3饱和溶液中通入CO2,有NaHCO3结晶析出考点9考点10解析向含有CaCO3沉淀的水中通入CO2至沉淀恰好溶解,变为Ca(HCO3)2溶液,与加入的NaHCO3饱和溶液不反应,不能生成CaCO3沉淀,A错;向Na2CO3溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸,生成了NaH

23、CO3,不会放出CO2,B错;等质量的NaHCO3和Na2CO3,n(NaHCO3)n(Na2CO3),分别与足量盐酸反应,在同温同压下,NaHCO3生成的CO2体积大,C错;同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,将CO2通入饱和Na2CO3溶液时,NaHCO3会结晶析出。考点9考点10考点10铁、铜及其化合物的性质1.(2019全国3,26,14分,难度)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:考点9考点10相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-

24、1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:(1)“滤渣1”含有S和;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是。(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为6.0之间。考点9考点10(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是。(6)写出“沉锰”的离子方程式。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=。考点9考点1

25、02MnSO4+S+2H2O(2)将Fe2+氧化为Fe3+(3)4.7(4)NiS和ZnS考点9考点10解析本题为工艺流程图题,综合考查了陌生化学方程式和离子方程式的书写、pH调节、除杂、沉淀溶解平衡及化合价的简单计算等知识,综合性较强,难度中等。(1)加硫酸“溶浸”过程中MnO2将MnS中的S2-氧化为单质硫:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O。天然锰矿中含有的二氧化硅(或硅酸盐)不溶于稀硫酸,所以滤渣1为S和二氧化硅(或不溶性硅酸盐)。考点9考点10(2)“溶浸”时杂质Fe、Al、Mg、Zn、Ni等元素也都转化为相应的硫酸盐,其中铁元素部分以Fe2+存在,结合金属离

26、子沉淀时的pH范围,加MnO2是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,以方便后面将其转化为沉淀除去。(3)(5)结合题给表格中金属离子沉淀时的pH范围可知,加氨水“调pH”主要是沉淀Fe3+,和Al3+滤渣2为Fe(OH)3和Al(OH)3,此时需控制的pH范围为4.76.0的主要成分。而后面加Na2S完成的“除杂1”是沉淀Zn2+和Ni2+,滤渣3为ZnS和NiS。加MnF2完成的“除杂2”是沉淀Mg2+,滤渣4为MgF2。若沉淀Mg2+时溶液酸性较强,H+会与F-生成弱电解质HF,使平衡MgF2(s)Mg2+(aq)+2F-(aq)右移,则导致Mg2+沉淀不完全。(6)流程图中加NH4HCO3

27、是为了沉淀Mn2+,产物为MnCO3,同时生成CO2和(NH4)2SO4、H2O。(7)根据化合物中元素化合价的代数和为0可列式计算:考点9考点102.(2019天津,3,6分,难度)下列有关金属及其化合物的应用不合理的是(C)A.将废铁屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工业废气中的Cl2B.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点评本题考查了氧化还原反应、重要金属及化合物性质等知识点。在解答此类题型时,需要考生有较扎实的基础知识。考点

28、9考点103.(2019浙江,24,2分,难度)聚合硫酸铁Fe(OH)SO4n能用作净水剂(絮凝剂),可由绿矾(FeSO47H2O)和KClO3在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是(A)A.KClO3作氧化剂,每生成1 mol Fe(OH)SO4n消耗 mol KClO3B.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+的水解能力更强考点9考点10解析A项,Fe的化合价由+2价变为+3价,每生成1 mol聚合硫酸铁失去n mol电子,Cl的化合价由+5价变为-1价,1 mol氯酸钾可以得到6 mol电子,因此每生成1

29、 mol聚合硫酸铁消耗 mol氯酸钾,所以错误,符合题意;B项,该反应为6nFeSO4+nKClO3+3nH2O=6Fe(OH)SO4n+nKCl,原溶液中Fe2+水解使溶液呈弱酸性,生成聚合硫酸铁后,水解产生的氢离子浓度减小,溶液的pH增大,所以正确,不符合题意;C项,聚合硫酸铁在水中可以发生水解反应生成氢氧化铁胶体,能吸附水中的杂质而达到净水的目的,所以正确,不符合题意;D项,Fe3+第一步水解的程度应大于第二步水解的程度,因此相同条件下,Fe3+比Fe(OH)2+的水解能力更强,所以正确,不符合题意。考点9考点104.(2019浙江,27,6分,难度)固体化合物X由3种元素组成。某学习小

30、组进行了如下实验:请回答:(1)由现象1得出化合物X含有元素(填元素符号)。(2)固体混合物Y的成分(填化学式)。(3)X的化学式。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体,固体完全溶解,得到蓝色溶液,该反应的化学方程式是。考点9考点10答案(1)O(2)Cu和NaOH(3)NaCuO22NaCuO2+8HCl=2NaCl+2CuCl2+Cl2+4H2O考点9考点105.(2018全国1,7,6分,难度)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(D)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

31、极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“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证据推理与模型认知考点9考点10解析从流程图中可以看出,金属元素Li、Al、Fe都得到了回收,B项正确;含Li、P、Fe等的滤液中含有Fe3+,因此向含有Li、P、Fe等的滤液中加碱液,可得到Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3为微溶物,而Li2SO4为可溶物,流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D项错误。考点9考点106.(2018全国2,26,14分,难度)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

32、的流程如图所示:证据推理与模型认知考点9考点10相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: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。考点9考点10考点9考点107.(2018浙江,24,2分,难度)某同学通过如下流程制备氧化亚铜:已知:CuCl难溶于水和稀硫酸:Cu2O+2H+=Cu2+Cu

33、+H2O下列说法不正确的是(D)A.步骤中的SO2可用Na2SO3替换B.步骤中为防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗涤D.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度考点9考点10符合题意;B选项,SO2水溶液有还原性,且还原性强于CuCl,因此可以起到保护CuCl不被氧化的作用,正确,不符合题意;C选项,由流程图可知,步骤的反应物为CuCl和NaOH,生成物中有Cu2O,由原子守恒、电荷守恒可知该离子方程式书写符合要求,正确,不符合题意;D选项,CuCl不与酸反应,Cu2O与酸反应生成铜和硫酸铜,使固体质量减小,Cu

34、O与硫酸反应,同样使固体质量减小,引起质量变化的原因有两种,但只有一个质量差为已知量,因此无法计算出试样的纯度,错误,符合题意。考点9考点108.(2018江苏,6,2分,难度)下列有关物质性质的叙述一定不正确的是(A)A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液显红色B.KAl(SO4)212H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体C.NH4Cl与Ca(OH)2混合加热可生成NH3D.Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2解析Fe2+不能与SCN-反应,使溶液显红色,A项错误;KAl(SO4)212H2O溶于水后Al3+可发生水解生成Al(OH)3胶体,B项正确;实验室常用NH4Cl与Ca

35、(OH)2混合加热制取NH3,C项正确;由于Fe3+的氧化性强于Cu2+的,故Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2,D项正确。考点9考点109.(2016北京,26,13分,难度)用零价铁(Fe)去除水体中的硝酸盐()已成为环境修复研究的热点之一。(1)Fe还原水体中 的反应原理如图所示。作负极的物质是。正极的电极反应式是。证据推理与模型认知考点9考点10(2)将足量铁粉投入水体中,经24小时测定 的去除率和pH,结果如下:pH=4.5时,的去除率低。其原因是 。考点9考点10(3)实验发现:在初始pH=4.5的水体中投入足量铁粉的同时,补充一定量的Fe2+可以明显提高 的去除率。对Fe2

36、+的作用提出两种假设:.Fe2+直接还原 ;.Fe2+破坏FeO(OH)氧化层。做对比实验,结果如图所示,可得到的结论是 。同位素示踪法证实Fe2+能与FeO(OH)反应生成Fe3O4。结合该反应的离子方程式,解释加入Fe2+提高 去除率的原因:。考点9考点10(4)其他条件与(2)相同,经1小时测定 的去除率和pH,结果如下:与(2)中数据对比,解释(2)中初始pH不同时,去除率和铁的最终物质形态不同的原因:。考点9考点10考点9考点1010.(2015福建,9,6分,难度)纯净物X、Y、Z转化关系如下图所示,下列判断正确的是(A)A.X可能是金属铜B.Y不可能是氢气C.Z可能是氯化钠D.Z

37、可能是三氧化硫解析H2与Cl2或Cu与Cl2反应可以生成HCl或CuCl2,用惰性电极电解上述两种溶液可以产生相应的单质,A选项正确、B选项错误;电解NaCl溶液产生H2、Cl2、NaOH,两种气体化合得到的是HCl,C选项错误;SO3溶于水得到的是H2SO4,电解硫酸溶液生成的是H2、O2,D选项错误。可以根据“点燃”和“电解”的条件先确定一个思路和范围,再推断验证。证据推理与模型认知考点9考点1011.(2015天津,10,14分,难度)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。F

38、eCl3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。若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.010-2 molL-1,c(Fe3+)=1.010-3 molL-1,c(Cl-)=5.310-2 molL-1,则该溶液的pH约为。完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:证据推理与模型认知考点9考点10(3)FeCl3在溶液中分三步水解: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,离子方程式为欲使平衡正向移动可采用的方法是(填序号)。

39、a.降温b.加水稀释c.加入NH4Cld.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 。考点9考点10(4)天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁以Fe(mgL-1)表示的最佳范围约为 mgL-1。考点9考点10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(2)2166H+163H2O(3)K1K2K3bd调节溶液的pH(4)1820解析(2)运用电荷守恒可得:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-),代入数据可得c(H+)=0.01 molL-1,则pH=2。运用化合

40、价升降法及电荷守恒可得配平后的离子方程式为(3)多元弱碱的阳离子水解分步进行,且逐渐减弱,故有K1K2K3。依据平衡移动原理可知,加水稀释或加NaHCO3都可使平衡右移。由于FeCl3可水解为Fe(OH)3,故将FeCl3溶液转化为高浓度聚合氯化铁时应调节溶液的pH。(4)据图像分析可知最佳范围约为1820 mgL-1。考点9考点1012.(2014全国1,8,6分,难度)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是(C)解析烧碱是NaOH,A选项错误;漂白粉变质是因为Ca(ClO)2与空气中的CO2反应,生成CaCO3、HClO,HClO见光分解,B选项错误;D选项,Fe3+与C

41、u反应生成Fe2+与Cu2+,错误。考点9考点1013.(2014全国2,9,6分,难度)下列反应中,反应后固体物质增重的是(B)A.氢气通过灼热的CuO粉末B.二氧化碳通过Na2O2粉末C.铝与Fe2O3发生铝热反应D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液解析A项,H2将CuO还原为Cu,固体质量减轻;B项,固体由Na2O2变为Na2CO3,相当于固体质量增加“CO”部分,正确;C项,铝热反应固体质量不变;D项,Zn置换出Cu,固体质量减轻。考点9考点1014.(2014上海,17,3分,难度)用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(B)

42、A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出解析Fe3+的氧化性比Cu2+的强,加入的铁粉可以恰好将原来剩余的Fe3+还原为Fe2+而没有固体剩余或析出,A、D错误;在整个过程中Fe3+被铜、铁还原为Fe2+,无论是否有固体存在,一定会含有Fe2+,B正确;加入的铁将剩余的Fe3+还原后还可以将部分Cu2+还原得铜单质,C错误。考点9考点1015.(2014福建,24,15分,难度)铁及其化合物与生产、生活关系密切。(1)如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。

43、该电化学腐蚀称为。图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是(填字母)。科学精神与社会责任考点9考点10(2)用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:步骤若温度过高,将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为 。2Fe2O3nH2O+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 。上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是(任写一项)。考点9考点10K=0.25。t 时,反应达到平衡时n(CO)n(CO2)=。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%

44、,则x=。考点9考点10答案(1)吸氧腐蚀B4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O氮氧化物排放少(或其他合理答案)(3)4 10.05解析(1)海水的酸性弱,钢铁发生的是吸氧腐蚀;形成原电池,水中的O2得电子生成OH-,最终生成铁锈,符合条件的是B。(2)根据流程图,Fe与HNO3反应生成Fe(NO3)2,还应有NH4NO3生成,再根据化合价升降总数相等配平;HNO3被还原为 ,无污染,能体现“绿色化学”思想。考点9考点1016.(2013江苏,19,15分,难度)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO47H2O)通过下列反应制备:下表列出了相关金属离子

45、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 molL-1计算)。考点9考点10(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。铁粉的作用是。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

46、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 。考点9考点10(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。请结合下图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO47H2O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FeSO47H2O晶体。考点9考点10答案(1)c避免生成Fe(OH)2沉淀(2)取最后一次的洗涤滤液12 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)防止+2价

47、的铁元素被氧化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,低温干燥考点9考点10解析(1)Na2CO3溶液呈碱性,Fe2+开始沉淀的pH为5.8,若选用a、b的加料方式易生成Fe(OH)2沉淀。(2)FeCO3沉淀表面沾有Na2SO4,检验洗涤

48、是否完全的方法是:取最后一次洗涤液12 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)Fe粉的作用是防止+2价的铁元素被氧化。Fe粉与柠檬酸反应,可用加入过量柠檬酸的方法除去Fe粉。(4)加入无水乙醇可以降低柠檬酸亚铁在水中的溶解度,有利于晶体的析出。考点9考点10(5)硫铁矿烧渣中的SiO2不溶于稀硫酸,应过滤除去,所得滤液中含有Fe3+与Al3+,可先用Fe粉将Fe3+还原为Fe2+,然后调节pH至5.0使Al3+完全沉淀,除去Al(OH)3沉淀可得FeSO4溶液,也可在含有Fe3+和Al3+的滤液中加入过量NaOH溶液,生成Fe(OH)3沉

49、淀和NaAlO2溶液,过滤得Fe(OH)3固体,用稀硫酸将其溶解,再加入足量Fe粉可得FeSO4溶液。由绿矾的溶解度曲线知,温度为60 时溶解度最大,将FeSO4溶液加热浓缩得到60 饱和溶液,再冷却至0 结晶,过滤,用少量冰水洗涤,低温干燥可得FeSO47H2O晶体。考点9考点1017.(2013广东,32,15分,难度)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:注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 考点9考点10(1)电解精炼银时,阴极反应式为;滤渣A与稀硝酸反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为。

50、(2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制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5.0 kg 废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。考点9考点10(3)424O2(4)5025(5)蒸发、浓缩、冷却、结晶考点9考点10解析(2)向硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,生成Al(OH)3和Cu(OH)2,由于Cu(OH)2沉淀