山東專用高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題六金屬及其化合物_模擬集訓(xùn)含解析-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?專題六　金屬及其化合物
【5年高考】
考點一　鈉及其化合物
1.(2020浙江7月選考,12,2分)下列說法正確的是 (　　)
A.Na2O在空氣中加熱可得固體Na2O2
B.Mg加入過量FeCl3溶液中可得Fe
C.FeS2在沸騰爐中與O2反應(yīng)主要生成SO3
D.H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O2
答案　A
2.(2020江蘇單科,6,2分)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是　　 (　　)
A.室溫下,Na在空氣中反應(yīng)生成Na2O2
B.室溫下,Al與4.0mol·L-1NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2
C.室溫下,Cu與濃HNO3反應(yīng)放出NO氣體
D.室溫下,Fe與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4
答案　B
3.(2020浙江7月選考,8,2分)下列說法不正確的是 (　　)
A.Cl-會破壞鋁表面的氧化膜
B.NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3強
C.KMnO4具有氧化性,其稀溶液可用于消毒
D.鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
答案　B
4.(2019天津理綜,3,6分)下列有關(guān)金屬及其化合物的應(yīng)用不合理的是 (　　)
A.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2
B.鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強度的鋁合金,可用于航空工業(yè)
C.鹽堿地(含較多Na2CO3等)不利于作物生長,可施加熟石灰進行改良
D.無水CoCl2呈藍色,吸水會變?yōu)榉奂t色,可用于判斷變色硅膠是否吸水
答案　C
考點二　鐵及其化合物
5.(2019江蘇單科,6,2分)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是 (　　)
A.Fe在稀硝酸中發(fā)生鈍化
B.MnO2和稀鹽酸反應(yīng)制取Cl2
C.SO2與過量氨水反應(yīng)生成(NH4)2SO3
D.室溫下Na與空氣中O2反應(yīng)制取Na2O2
答案　C
6.(2020課標(biāo)Ⅲ,27,15分)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O):
廢鎳催化劑→堿浸↓濾液①NaOH溶液↓酸浸↓濾渣②稀H2SO4↓轉(zhuǎn)化H2O2溶液↓→調(diào)pH↓濾渣③NaOH溶液↓控制pH濃縮結(jié)晶→硫酸鎳晶體
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金屬離子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
開始沉淀時(c=0.01mol·L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全時(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
回答下列問題:
(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是　　　　　　　　　　　　　　。為回收金屬,用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性,生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)“濾液②”中含有的金屬離子是　。?
(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是　　　　　　。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,即調(diào)pHNaOH溶液↓→轉(zhuǎn)化↓濾渣③H2O2溶液↓,“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為　　　　。?
(4)利用上述表格數(shù)據(jù),計算Ni(OH)2的Ksp=　　　　　　　　　　　　　(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是　　　　　。?
(5)硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用,其意義是　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)除去油脂、溶解鋁及其氧化物
Al(OH)4-+H+Al(OH)3↓+H2O
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+　(3)O2或空氣　Fe3+
(4)0.01×(107.2-14)2[或10-5×(108.7-14)2]　3.2~6.2
(5)2Ni2++ClO-+4OH-2NiOOH↓+Cl-+H2O
(6)提高鎳回收率
7.(2020課標(biāo)Ⅰ,26,14分)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。

該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金屬離子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
開始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列問題:
(1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2+,同時還有　　　　離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為VO2+反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5·xH2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、　　　　,以及部分的　　　　　　　。?
(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是　　　　　　　。?
(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進氧化完全)
(2)Fe2+　VO++MnO2+2H+VO2++Mn2++H2O
(3)Mn2+　Al3+和Fe3+　(4)Fe(OH)3
(5)NaAl(OH)4+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O
(6)利用同離子效應(yīng),促進NH4VO3盡可能析出完全
8.(2016課標(biāo)Ⅱ,28,15分)某班同學(xué)用如下實驗探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}:
(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成0.1mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是　　　　　　　　　。?
(2)甲組同學(xué)取2mLFeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)乙組同學(xué)認為甲組的實驗不夠嚴謹,該組同學(xué)在2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是　　　　　　　。?
(4)丙組同學(xué)取10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分別取2mL此溶液于3支試管中進行如下實驗:
①第一支試管中加入1mLCCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色;
②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍色沉淀;
③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。
實驗②檢驗的離子是　　　　(填離子符號);實驗①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有　?
(填離子符號),由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為　　　　　　　　。?
(5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　;一段時間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　;生成沉淀的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用平衡移動原理解釋)。?
答案　(1)防止Fe2+被氧化
(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
(3)隔絕空氣(排除氧氣對實驗的影響)
(4)Fe2+　Fe3+　可逆反應(yīng)
(5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2　H2O2分解反應(yīng)放熱,促進Fe3+的水解平衡正向移動
考點三　金屬冶煉　金屬材料
9.(2020浙江1月選考,12,2分)下列關(guān)于鋁及其化合物的說法,不正確的是 (　　)
A.明礬可用作凈水劑和消毒劑
B.利用鋁熱反應(yīng)可冶煉高熔點金屬
C.鋁可用作包裝材料和建筑材料
D.氫氧化鋁可用作治療胃酸過多的藥物
答案　A
10.(2020浙江1月選考,9,2分)下列說法不正確的是 (　　)
A.[Cu(NH3)4]SO4可通過CuSO4溶液與過量氨水作用得到
B.鐵銹的主要成分可表示為Fe2O3·nH2O
C.鈣單質(zhì)可以從TiCl4中置換出Ti
D.可用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg
答案　D
11.(2020山東,5,2分)利用下列裝置(夾持裝置略)進行實驗,能達到實驗?zāi)康牡氖?(　　)

A.用甲裝置制備并收集CO2
B.用乙裝置制備溴苯并驗證有HBr產(chǎn)生
C.用丙裝置制備無水MgCl2
D.用丁裝置在鐵上鍍銅
答案　C
12.(2019上海選考,16,2分)在pH為1的100mL0.1mol/L的AlCl3溶液中,加入300mL0.1mol/L的氫氧化鈉溶液后鋁元素的存在形式是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.AlO2-　　B.Al3+
C.Al(OH)3　　D.Al3+、Al(OH)3
答案　D
13.(2018江蘇單科,9,2分)在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)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
14.(2019課標(biāo)Ⅰ,26,14分)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)在95℃“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　。?
(2)“濾渣1”的主要成分有　　　　　　　　。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是　　　　。?
(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判斷H3BO3是　　　　酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,母液經(jīng)加熱后可返回　　　　工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是　　　　。?
答案　(1)NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3　KSCN
(3)一元弱　轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進析出
(4)2Mg2++3CO32-+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-[或2Mg2++2CO32-+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]　溶浸　高溫焙燒
15.(2019浙江4月選考,27,6分)固體化合物X由3種元素組成。某學(xué)習(xí)小組進行了如下實驗:

請回答:
(1)由現(xiàn)象1得出化合物X含有　　　　　　　元素(填元素符號)。?
(2)固體混合物Y的成分　　　　　　　　(填化學(xué)式)。?
(3)X的化學(xué)式　　　　　　。X與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色氣體,固體完全溶解,得到藍色溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)O　(2)Cu和NaOH
(3)NaCuO2　2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O
16.(2016四川理綜,9,13分)CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl2·2H2O制備CuCl,并進行相關(guān)探究。
【資料查閱】　

【實驗探究】　該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。

請回答下列問題:
(1)儀器X的名稱是　　　　。?
(2)實驗操作的先后順序是a→　　　　→e(填操作的編號)。?
a.檢查裝置的氣密性后加入藥品
b.熄滅酒精燈,冷卻
c.在“氣體入口”處通入干燥HCl
d.點燃酒精燈,加熱
e.停止通入HCl,然后通入N2
(3)在實驗過程中,觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{色,C中試紙的顏色變化是　　　　　　　　。?
(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　。?
【探究反思】
(5)反應(yīng)結(jié)束后,取出CuCl產(chǎn)品進行實驗,發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)。根據(jù)資料信息分析:
①若雜質(zhì)是CuCl2,則產(chǎn)生的原因是　。?
②若雜質(zhì)是CuO,則產(chǎn)生的原因是　。?
答案　(1)干燥管　(2)cdb　(3)先變紅,后褪色　(4)Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O　(5)①加熱時間不足或溫度偏低?、谕ㄈ際Cl的量不足
[教師專用題組]
【5年高考】
考點一　鈉及其化合物
1.(2020江蘇單科,3,2分)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是 (　　)
A.鋁的金屬活潑性強,可用于制作鋁金屬制品
B.氧化鋁熔點高,可用作電解冶煉鋁的原料
C.氫氧化鋁受熱分解,可用于中和過多的胃酸
D.明礬溶于水并水解形成膠體,可用于凈水
答案　D　A項,金屬鋁用于制作金屬制品是因為金屬鋁易加工,且表面形成的氧化膜有一定的防腐作用,錯誤;B項,冶煉鋁用氧化鋁作原料,是因為氧化鋁是離子化合物,熔融時能電離,錯誤;C項,氫氧化鋁有弱堿性,可用于中和過多的胃酸,錯誤;D項,明礬中的鋁離子在水溶液中水解生成氫氧化鋁膠體,可用于凈水,正確。
2.(2018江蘇單科,9,2分)在給定條件下,下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)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　本題考查元素化合物之間的相互轉(zhuǎn)化。2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O、Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,A正確;NaAlO2與過量HCl(aq)反應(yīng)生成AlCl3和NaCl,B不正確;[Ag(NH3)2]+與蔗糖無法發(fā)生銀鏡反應(yīng)生成Ag,C不正確;Fe與HCl(aq)反應(yīng)生成FeCl2和H2,D不正確。
3.(2016課標(biāo)Ⅱ,12,6分)某白色粉末由兩種物質(zhì)組成,為鑒別其成分進行如下實驗:
①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解;再加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,固體全部溶解;
②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產(chǎn)生,振蕩后仍有固體存在。
該白色粉末可能為 (　　)
A.NaHCO3、Al(OH)3　　B.AgCl、NaHCO3
C.Na2SO3、BaCO3　　D.Na2CO3、CuSO4
答案　C　A項,加入足量稀硫酸后,固體全部溶解;B項,加入足量稀鹽酸時有氣泡產(chǎn)生,但仍有固體存在;D項,加入足量稀硫酸并振蕩后,固體全部溶解。故A、B、D均不符合題意。
4.(2015課標(biāo)Ⅰ,10,6分)下列實驗中,對應(yīng)的現(xiàn)象以及結(jié)論都正確且兩者具有因果關(guān)系的是 (　　)
選項
實驗
現(xiàn)象
結(jié)論
A.
將稀硝酸加入過量鐵粉中,充分反應(yīng)后滴加KSCN溶液
有氣體生成,溶液呈血紅色
稀硝酸將Fe氧化為Fe3+
B.
將銅粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中
溶液變藍、有黑色固體出現(xiàn)
金屬鐵比銅活潑
C.
用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱
熔化后的液態(tài)鋁滴落下來
金屬鋁的熔點較低
D.
將0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍色沉淀
Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小
答案　D　A項,稀硝酸加入過量鐵粉中,產(chǎn)物是Fe2+,滴加KSCN溶液,不會出現(xiàn)血紅色;B項,將銅粉加入1.0mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中,溶液變藍,發(fā)生了反應(yīng):2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,說明氧化性Fe3+>Cu2+,沒有黑色固體出現(xiàn);C項,用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,鋁箔表面的鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)生成Al2O3,Al2O3熔點高,包裹著熔化的鋁,熔化后的液態(tài)鋁不會滴落下來;D項,將0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,說明NaOH已反應(yīng)完全,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液,白色沉淀變?yōu)闇\藍色沉淀,說明Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小。
5.(2015課標(biāo)Ⅱ,13,6分)用如圖所示裝置進行下列實驗:將①中溶液滴入②中,預(yù)測的現(xiàn)象與實際相符的是 (　　)
選項
①中物質(zhì)
②中物質(zhì)
預(yù)測②中的現(xiàn)象
A.
稀鹽酸
碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液
立即產(chǎn)生氣泡
B.
濃硝酸
用砂紙打磨過的鋁條
產(chǎn)生紅棕
色氣體
C.
氯化鋁溶液
濃氫氧化鈉溶液
產(chǎn)生大量
白色沉淀
D.
草酸溶液
高錳酸鉀酸性溶液
溶液逐漸褪色

答案　D　稀鹽酸滴入Na2CO3和NaOH的混合溶液中,NaOH優(yōu)先發(fā)生反應(yīng),不會立即產(chǎn)生氣泡,A項錯誤;常溫下,鋁遇濃硝酸發(fā)生鈍化,不會產(chǎn)生紅棕色氣體,B項錯誤;AlCl3溶液滴加到NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng):Al3++4OH-AlO2-+2H2O,不會產(chǎn)生沉淀,C項錯誤;H2C2O4與高錳酸鉀酸性溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),而使KMnO4溶液褪色,D項正確。
6.(2015山東理綜,10,5分)某化合物由兩種單質(zhì)直接反應(yīng)生成,將其加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生。下列化合物中符合上述條件的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.AlCl3　　B.Na2O　　C.FeCl2　　D.SiO2
答案　A　AlCl3可由Al與Cl2直接反應(yīng)生成,加入Ba(HCO3)2溶液中因發(fā)生雙水解反應(yīng)而同時生成氣體和沉淀:Al3++3HCO3-Al(OH)3↓+3CO2↑,A正確;Na2O加入Ba(HCO3)2溶液中生成BaCO3沉淀,但無氣體產(chǎn)生,B錯誤;Fe與Cl2直接反應(yīng)生成FeCl3,C錯誤;SiO2與Ba(HCO3)2溶液不反應(yīng),D錯誤。
7.(2013山東理綜,9,4分)足量下列物質(zhì)與相同質(zhì)量的鋁反應(yīng),放出氫氣且消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是 (　　)
A.氫氧化鈉溶液　　B.稀硫酸
C.鹽酸　　D.稀硝酸
答案　A　Al與稀硝酸反應(yīng)生成NO氣體,D項不符合題意;2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑,2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑,2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,可知消耗溶質(zhì)物質(zhì)的量最少的是NaOH溶液,A項符合題意。
8.(2013廣東理綜,23,6分)下列實驗的現(xiàn)象與對應(yīng)結(jié)論均正確的是(雙選) (　　)
選項
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
將濃硫酸滴到蔗糖表面
固體變黑膨脹
濃硫酸有脫水性和強氧化性
B
常溫下將Al片放入濃硝酸中
無明顯現(xiàn)象
Al與濃硝酸不反應(yīng)
C
將一小塊Na放入無水乙醇中
產(chǎn)生氣泡
Na能置換出醇羥基中的氫
D
將水蒸氣通過灼熱的鐵粉
粉末變紅
鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)
答案　AC　濃硫酸有脫水性,能使蔗糖變黑;濃硫酸又有強氧化性,能發(fā)生反應(yīng)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O,生成的氣體使固體膨脹,A項正確。常溫下,Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化,是因為Al與濃硝酸反應(yīng)生成了一層致密的氧化物保護膜,阻礙反應(yīng)進一步進行,B項錯誤。2Na+2C2H5OH2C2H5ONa+H2↑,C項正確。3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,Fe3O4是黑色晶體,D項錯誤。
評析　本題綜合考查元素及其化合物的知識。本題易因誤認為鈍化是不發(fā)生反應(yīng)而錯選B;因?qū)⑺魵馀cFe在高溫下反應(yīng)的產(chǎn)物誤認為是Fe2O3而錯選D。理解現(xiàn)象的本質(zhì),熟記常見反應(yīng)的化學(xué)方程式是解答該類題的關(guān)鍵。難度中等。
9.(2012重慶,11,6分)向10mL0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中,滴加等濃度Ba(OH)2溶液xmL。下列敘述正確的是 (　　)
A.x=10時,溶液中有NH4+、Al3+、SO42-,且c(NH4+)>c(Al3+)
B.x=10時,溶液中有NH4+、AlO2-、SO42-,且c(NH4+)>c(SO42-)
C.x=30時,溶液中有Ba2+、AlO2-、OH-,且c(OH-)c(AlO2-)。
10.(2012北京理綜,7,6分)下列解釋實驗現(xiàn)象的反應(yīng)方程式正確的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.切開的金屬Na暴露在空氣中,光亮表面逐漸變暗
2Na+O2Na2O2
B.向AgCl懸濁液中滴加Na2S溶液,白色沉淀變成黑色　2AgCl+S2-Ag2S↓+2Cl-
C.Na2O2在潮濕的空氣中放置一段時間,變成白色黏稠物　2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
D.向NaHCO3溶液中加入過量的澄清石灰水,出現(xiàn)白色沉淀
2HCO3-+Ca2++2OH-CaCO3↓+CO32-+2H2O
答案　B　A項,切開的金屬鈉暴露在空氣中,光亮表面變暗的原因是鈉被氧化生成Na2O,反應(yīng)方程式為4Na+O22Na2O,故A錯誤;C項,Na2O2放置在潮濕的空氣中發(fā)生反應(yīng)2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑,因NaOH易吸水而形成白色黏稠物,故C錯誤;D項,向NaHCO3溶液中加入過量的澄清石灰水,出現(xiàn)白色沉淀的反應(yīng)方程式為HCO3-+Ca2++OH-CaCO3↓+H2O,故D錯誤。
11.[2013江蘇單科,16(4),6分,0.442]氧化鎂在醫(yī)藥、建筑等行業(yè)應(yīng)用廣泛。硫酸鎂還原熱解制備高純氧化鎂是一種新的探索。
(4)煅燒過程存在以下反應(yīng):
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下圖所示裝置對煅燒產(chǎn)生的氣體進行分步吸收或收集。

①D中收集的氣體是　　　　(填化學(xué)式)。?
②B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
③A中得到的淡黃色固體能與熱的NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)物中元素的最高價態(tài)為+4,寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(4)①CO　②d?、?S+6OH-2S2-+SO32-+3H2O
解析　(4)氣體成分為SO2、CO2、CO、S(g),分步吸收的順序:A中收集S,B吸收SO2,C吸收CO2,D收集CO。B中可以選擇KMnO4溶液。
審題技巧　解此類題時,不僅要關(guān)注題干部分,同時也要關(guān)注題目中提供的信息。如本題中的③小題,提示A中得到淡黃色固體,聯(lián)系上下文,很容易推出該固體為S單質(zhì)。
命題歸納　無機化工題來自實際化工生產(chǎn),考查相關(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能。這類題目所考的知識點比較分散,既考查元素化合物基礎(chǔ)知識,又考查與之相關(guān)的化學(xué)基本理論、實驗操作和化學(xué)計算。
12.(2013北京理綜,27,12分)用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)3·18H2O,工藝流程如下(部分操作和條件略):
Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H2SO4,過濾;
Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH約為3;
Ⅲ.加熱,產(chǎn)生大量棕色沉淀,靜置,上層溶液呈紫紅色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失,過濾;
Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離,得到產(chǎn)品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)將MnO4-氧化Fe2+的離子方程式補充完整:
1MnO4-+　Fe2++　　　　?1Mn2++　Fe3++　　　　?
(3)已知:
生成氫氧化物沉淀的pH

Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
開始沉淀時
3.4
6.3
1.5
完全沉淀時
4.7
8.3
2.8
注:金屬離子的起始濃度為0.1mol·L-1
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的:?
　。?
(4)已知:一定條件下,MnO4-可與Mn2+反應(yīng)生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱,能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　。?
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是　。?
答案　(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2O
(2)5　8H+　5　4H2O
(3)pH約為3時,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,將Fe2+氧化為Fe3+,可使鐵完全沉淀
(4)①生成黃綠色氣體?、诔ミ^量的MnO4-
解析　(2)由得失電子守恒知Fe2+和MnO4-的化學(xué)計量數(shù)之比為5∶1,再由電荷守恒可知左邊還應(yīng)填8H+,由原子守恒推出右邊還應(yīng)填4H2O。
(3)濾液中含有Fe2+、Fe3+、Al3+,由生成氫氧化物沉淀的pH可知,要使Fe2+和Fe3+完全沉淀而Al3+不生成Al(OH)3沉淀,應(yīng)將Fe2+氧化為Fe3+,且控制pH在2.8~3.4之間。
(4)①MnO2+4HCl(濃)MnCl2+Cl2↑+2H2O,Cl2是一種黃綠色氣體。
②由題干提供的信息可得出加入MnSO4的目的是除去溶液中過量的MnO4-:2MnO4-+3Mn2++2H2O5MnO2↓+4H+。
評析　本題考查了元素及其化合物、氧化還原反應(yīng)方程式的配平等知識。重點考查考生綜合分析問題的能力。根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平氧化還原反應(yīng)方程式是解該題的關(guān)鍵?？忌荒軠蚀_應(yīng)用(3)中的信息解釋步驟Ⅱ的目的是本題的失分點。難度中等。
13.(2013浙江理綜,26,15分,★★☆)氫能源是一種重要的清潔能源?，F(xiàn)有兩種可產(chǎn)生H2的化合物甲和乙。將6.00g甲加熱至完全分解,只得到一種短周期元素的金屬單質(zhì)和6.72L的H2(已折算成標(biāo)準狀況)。甲與水反應(yīng)也能放出H2,同時還產(chǎn)生一種白色沉淀物,該白色沉淀可溶于NaOH溶液?；衔镆以诖呋瘎┐嬖谙驴煞纸獾玫紿2和另一種單質(zhì)氣體丙,丙在標(biāo)準狀況下的密度為1.25g·L-1。請回答下列問題:
(1)甲的化學(xué)式是　　　　;乙的電子式是　　　　。?
(2)甲與水反應(yīng)的化學(xué)方程式是　。?
(3)氣體丙與金屬鎂反應(yīng)的產(chǎn)物是　　　　(用化學(xué)式表示)。?
(4)乙在加熱條件下與CuO反應(yīng)可生成Cu和氣體丙,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。有人提出產(chǎn)物Cu中可能還混有Cu2O,請設(shè)計實驗方案驗證之　?
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(已知:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O)
(5)甲與乙之間　　　　(填“可能”或“不可能”)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生H2,判斷理由是　?　。?
答案　(1)AlH3　H··N··H····H
(2)AlH3+3H2OAl(OH)3↓+3H2↑
(3)Mg3N2
(4)2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
取樣后加稀H2SO4,如果溶液變藍,說明產(chǎn)物中含有Cu2O。反之則無Cu2O
(5)可能
AlH3中的氫化合價為-1價,NH3中的氫為+1價,因而有可能發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氫氣
解析　由甲加熱可產(chǎn)生金屬單質(zhì)和H2,可判斷甲為氫化物,又因甲與水反應(yīng)生成的白色沉淀可溶于NaOH溶液及根據(jù)質(zhì)量關(guān)系可推出甲為AlH3。丙的摩爾質(zhì)量為1.25g·L-1×22.4L·mol-1=28g·mol-1,中學(xué)中常見的摩爾質(zhì)量為28g·mol-1 的物質(zhì)有N2、CO、C2H4等,又因丙為單質(zhì),則丙為N2,乙為NH3。
14.(2019課標(biāo)Ⅰ,26,14分)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:

回答下列問題:
(1)在95℃“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　。?
(2)“濾渣1”的主要成分有　　　　　　　　。為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是　　　　。?
(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可判斷H3BO3是　　　　酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是　　　　　　　　　　　　　。?
(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,母液經(jīng)加熱后可返回　　　　工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是　　　　。?
答案　(1)NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3　KSCN
(3)一元弱　轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進析出
(4)2Mg2++3CO32-+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HCO3-[或2Mg2++2CO32-+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑]　溶浸　高溫焙燒
解析　(1)“溶浸”步驟產(chǎn)生的“氣體”是NH3,用NH4HCO3溶液吸收NH3的化學(xué)方程式為NH3+NH4HCO3(NH4)2CO3。
(2)根據(jù)流程圖可知,Fe2O3、Al2O3、SiO2不溶于(NH4)2SO4溶液,故“濾渣1”的主要成分有SiO2、Fe2O3、Al2O3;檢驗Fe3+通常選用KSCN溶液。
(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng)以及電離平衡常數(shù),可判斷H3BO3是一元弱酸;在“過濾2”操作前B元素主要以B2O54-的形式存在,調(diào)節(jié)pH至3.5后生成了H3BO3沉淀,由此可推斷調(diào)節(jié)pH的目的是將B2O54-轉(zhuǎn)化成H3BO3。
(4)反應(yīng)物有Mg2+、CO32-,生成物有Mg(OH)2·MgCO3沉淀,再結(jié)合電荷守恒、原子守恒可寫出反應(yīng)的離子方程式;“沉鎂”后的母液的主要成分為(NH4)2SO4,可供“溶浸”工序循環(huán)使用;Mg(OH)2、MgCO3在高溫條件下均易分解生成MgO,故高溫焙燒堿式碳酸鎂可以制備輕質(zhì)氧化鎂。
方法歸納　可循環(huán)利用的物質(zhì)通常是某步驟的副產(chǎn)物,可以作為其他步驟的反應(yīng)物。
考點二　鐵及其化合物
1.(2020山東,9,2分)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下:
煅燒輕燒粉浸出↓　↓廢渣氨氣氯化銨溶液↓浸出液沉鎂↓濾液氨水↓氫氧化鎂煅燒高純鎂砂
已知浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列說法錯誤的是 (　　)
A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2O
B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進行
C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl
D.分離Mg2+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物Ksp的不同
答案　B　A項,通過煅燒操作,MgCO3轉(zhuǎn)化為MgO,NH4Cl溶液顯酸性,能與MgO發(fā)生反應(yīng),正確;B項,適當(dāng)升高溫度,可以加快反應(yīng)速率,提高浸出率,但沉鎂時加入的氨水受熱易分解,故浸出時可以適當(dāng)升高溫度,沉鎂時溫度不宜過高,錯誤;C項,結(jié)合題給流程圖,浸出時有氨氣產(chǎn)生,沉鎂時發(fā)生的反應(yīng)為MgCl2+2NH3·H2OMg(OH)2↓+2NH4Cl,故可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl,正確;D項,結(jié)合題給已知信息浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3可知,Fe3+、Al3+在弱酸性環(huán)境中完全沉淀,而Mg2+沒有產(chǎn)生沉淀,利用了它們氫氧化物Ksp的不同,正確。
2.(2020浙江7月選考,8,2分)下列說法不正確的是 (　　)
A.Cl-會破壞鋁表面的氧化膜
B.NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3強
C.KMnO4具有氧化性,其稀溶液可用于消毒
D.鋼鐵在潮濕空氣中生銹主要是發(fā)生了電化學(xué)腐蝕
答案　B　NaHCO3不穩(wěn)定,受熱易分解,發(fā)生反應(yīng):2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,NaHCO3的熱穩(wěn)定性比Na2CO3弱,故選B。
3.(2020浙江7月選考,9,2分)下列說法不正確的是 (　　)
A.高壓鈉燈可用于道路照明
B.SiO2可用來制造光導(dǎo)纖維
C.工業(yè)上可采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得粗銅
D.BaCO3不溶于水,可用作醫(yī)療上檢查腸胃的鋇餐
答案　D　A項,高壓鈉燈透霧能力強,可用于道路照明,正確;B項,光導(dǎo)纖維的主要成分為SiO2,正確;C項,工業(yè)上可采用主要成分為CuFeS2的黃銅礦來高溫冶煉制備粗銅,正確;D項,BaCO3會與胃酸反應(yīng),產(chǎn)生劇毒重金屬離子——Ba2+,故BaCO3不可用作檢查腸胃的鋇餐,錯誤。
4.(2020浙江7月選考,12,2分)下列說法正確的是 (　　)
A.Na2O在空氣中加熱可得固體Na2O2
B.Mg加入到過量FeCl3溶液中可得Fe
C.FeS2在沸騰爐中與O2反應(yīng)主要生成SO3
D.H2O2溶液中加入少量MnO2粉末生成H2和O2
答案　A　氧化鈉在加熱條件下與空氣中的氧氣反應(yīng)生成過氧化鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2O+O22Na2O2,A項正確;鎂與過量的三氯化鐵反應(yīng)生成氯化鎂和氯化亞鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2FeCl3MgCl2+2FeCl2,Mg無剩余,無Fe生成,B項錯誤;FeS2在高溫條件下與氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,C項錯誤;過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成氧氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2O2↑+2H2O,D項錯誤。
5.(2019海南單科,2,2分)我國古代典籍中有“石膽……淺碧色,燒之變白色者真”的記載,其中石膽是指 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.CuSO4·5H2O　　B.FeSO4·7H2O
C.ZnSO4·7H2O　　D.KAl(SO4)2·12H2O
答案　A　CuSO4·5H2O為藍色晶體,CuSO4為白色粉末,加熱時發(fā)生反應(yīng):CuSO4·5H2O(藍)CuSO4(白)+5H2O。
6.(2019天津理綜,3,6分)下列有關(guān)金屬及其化合物的應(yīng)用不合理的是 (　　)
A.將廢鐵屑加入FeCl2溶液中,可用于除去工業(yè)廢氣中的Cl2
B.鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強度的鋁合金,可用于航空工業(yè)
C.鹽堿地(含較多Na2CO3等)不利于作物生長,可施加熟石灰進行改良
D.無水CoCl2呈藍色,吸水會變?yōu)榉奂t色,可用于判斷變色硅膠是否吸水
答案　C　本題涉及的考點有鐵、氯、鈉及其化合物的性質(zhì),合金的性質(zhì)與應(yīng)用?？疾閷W(xué)生對元素化合物基礎(chǔ)知識的整合能力,體現(xiàn)了宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。
A項,溶液中發(fā)生反應(yīng):2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-、2Fe3++Fe3Fe2+,將廢鐵屑加入FeCl2溶液中可以除去工業(yè)廢氣中的Cl2,故正確;B項,鋁、鋰均為輕金屬,鋁中添加適量鋰可以制得低密度、高強度的鋁合金,故正確;C項,Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3+2NaOH,施加熟石灰生成了燒堿NaOH,堿性增強,不利于作物生長,故錯誤;D項,無水CoCl2吸水的現(xiàn)象(藍色變粉紅色)明顯,可用于判斷變色硅膠是否吸水,故正確。
易錯提醒　C選項中,熟石灰雖然可以與Na2CO3反應(yīng),但反應(yīng)后會生成堿性更強的燒堿,適得其反。解題時務(wù)必考慮周到,思維縝密。
7.(2018浙江4月選考,24,2分)某同學(xué)通過如下流程制備氧化亞銅:
Cu2(OH)2CO3CuCl2溶液CuClCu2O
已知:CuCl難溶于水和稀硫酸;Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O
下列說法不正確的是 (　　)
A.步驟②中的SO2可用Na2SO3替換
B.步驟③中為防止CuCl被氧化,可用SO2水溶液洗滌
C.步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O
D.如果Cu2O試樣中混有CuCl和CuO雜質(zhì),用足量稀硫酸與Cu2O試樣充分反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)前、后固體質(zhì)量可計算試樣純度
答案　D　SO2和Na2SO3中的硫都是+4價,都具有還原性,故A正確;SO2水溶液具有還原性,可以防止CuCl被氧化,故B正確;步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O,故C正確;CuCl難溶于水和稀硫酸,Cu2O在酸中會發(fā)生自身的歧化反應(yīng),故D錯誤。
8.(2018江蘇單科,6,2分)下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的敘述一定不正確的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.向FeCl2溶液中滴加NH4SCN 溶液,溶液顯紅色
B.KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成Al(OH)3膠體
C.NH4Cl 與Ca(OH)2 混合加熱可生成NH3
D.Cu與FeCl3 溶液反應(yīng)可生成CuCl2
答案　A　向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不顯紅色,A項錯誤;KAl(SO4)2·12H2O溶于水,電離出的Al3+發(fā)生水解可形成Al(OH)3膠體,B項正確;實驗室常用NH4Cl固體與Ca(OH)2固體混合加熱制NH3,C項正確;Cu與FeCl3溶液反應(yīng)可生成CuCl2和FeCl2,D項正確。
易錯易混　SCN-與Fe3+可結(jié)合形成Fe(SCN)3使溶液顯紅色,而SCN-與Fe2+不能。
9.(2015福建理綜,9,6分)純凈物X、Y、Z轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,下列判斷正確的是 (　　)

A.X可能是金屬銅　　B.Y不可能是氫氣
C.Z可能是氯化鈉　　D.Z可能是三氧化硫
答案　A　若用惰性電極電解CuCl2溶液,可以生成Cu和Cl2,Cu可以在Cl2中燃燒生成CuCl2,故X可能是金屬銅,A正確;若用惰性電極電解HCl的水溶液,可生成H2和Cl2,H2和Cl2在點燃的條件下可以生成HCl,故Y可能是H2,B錯誤;在水溶液中Na+不可能放電,故C錯誤;若Z是三氧化硫,則Z的水溶液為H2SO4溶液,電解H2SO4溶液得到的X和Y作用不會生成三氧化硫,故D錯誤。
10.(2014課標(biāo)Ⅰ,8,6分)化學(xué)與社會、生活密切相關(guān)。對下列現(xiàn)象或事實的解釋正確的是 (　　)
選項
現(xiàn)象或事實
解釋
A.
用熱的燒堿溶液洗去油污
Na2CO3可直接與油污反應(yīng)
B.
漂白粉在空氣中久置變質(zhì)
漂白粉中的CaCl2與空氣中的CO2反應(yīng)生成CaCO3
C.
施肥時,草木灰(有效成分為K2CO3)不能與NH4Cl混合使用
K2CO3與NH4Cl反應(yīng)生成氨氣會降低肥效
D.
FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作
FeCl3能從含Cu2+的溶液中置換出銅
答案　C　生活中常用熱的純堿溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3與油污直接發(fā)生反應(yīng),而是純堿水解使溶液呈堿性,油污在堿性條件下水解生成可溶于水的高級脂肪酸鹽和甘油,A錯誤;漂白粉在空氣中久置變質(zhì),是因為發(fā)生了反應(yīng):Ca(ClO)2+CO2+H2OCaCO3↓+2HClO,2HClO2HCl+O2↑,B錯誤;K2CO3與NH4Cl混合使用,因發(fā)生相互促進的水解反應(yīng)生成NH3而降低肥效,C正確;FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作的反應(yīng)原理是2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。
11.(2014課標(biāo)Ⅱ,9,6分)下列反應(yīng)中,反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是　　 (　　)
A.氫氣通過灼熱的CuO粉末
B.二氧化碳通過Na2O2粉末
C.鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)
D.將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液
答案　B　A項,CuO被H2還原為Cu,固體質(zhì)量減輕;B項,2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2變?yōu)镹a2CO3,固體質(zhì)量增加;C項,鋁熱反應(yīng)前后固體總質(zhì)量保持不變;D項,1molZn置換出1molCu,固體質(zhì)量減輕,不符合題意。
12.(2014上海單科,17,3分)用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅,所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是 (　　)
A.若無固體剩余,則溶液中一定有Fe3+
B.若有固體存在,則溶液中一定有Fe2+
C.若溶液中有Cu2+,則一定沒有固體析出
D.若溶液中有Fe2+,則一定有Cu析出
答案　B　A項,當(dāng)鐵粉剛好與Fe3+完全反應(yīng),則不存在Fe3+,故A錯誤;B項,無論固體有沒有,一定有Fe2+,故B正確;C項,可能部分Cu2+變成Cu,還有Cu2+剩余,故C錯誤;D項,若溶液中Fe3+過量,則沒有Cu析出,故D錯誤。
13.(2011山東理綜,12,4分)Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是 (　　)
A.三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物
B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物
C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法
D.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al
答案　C　A項,Al2O3為兩性氧化物;B項,Cu在空氣中的CO2和H2O(g)的作用下與O2反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3;C項,三種鹽均為強酸弱堿鹽,加熱時都水解,且生成易揮發(fā)的HCl,隨著水分和HCl的揮發(fā),蒸干時都得到金屬氧化物和其氫氧化物的混合物;D項,電解AlCl3溶液陰極上的產(chǎn)物為H2和Al(OH)3。
14.(2020課標(biāo)Ⅱ,7,6分)北宋沈括《夢溪筆談》中記載:“信州鉛山有苦泉,流以為澗。挹其水熬之則成膽礬,烹膽礬則成銅。熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”。下列有關(guān)敘述錯誤的是 (　　)
A.膽礬的化學(xué)式為CuSO4
B.膽礬可作為濕法冶銅的原料
C.“熬之則成膽礬”是濃縮結(jié)晶過程
D.“熬膽礬鐵釜,久之亦化為銅”是發(fā)生了置換反應(yīng)
答案　A　A項,膽礬是硫酸銅晶體,其化學(xué)式為CuSO4·5H2O,錯誤;B項,濕法冶銅中的一步反應(yīng)是鐵與CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng),故膽礬可作為濕法冶銅的原料,正確;C項,將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮,再冷卻結(jié)晶可得膽礬,正確;D項,鐵與硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng),置換出來的銅附在鐵釜上,正確。
15.(2016北京理綜,26,13分)用零價鐵(Fe)去除水體中的硝酸鹽(NO3-)已成為環(huán)境修復(fù)研究的熱點之一。
(1)Fe還原水體中NO3-的反應(yīng)原理如下圖所示。

①作負極的物質(zhì)是　　　　。?
②正極的電極反應(yīng)式是　　　　　　　　　　　　　。?
(2)將足量鐵粉投入水體中,經(jīng)24小時測定NO3-的去除率和pH,結(jié)果如下:
初始pH
pH=2.5
pH=4.5
NO3-的去除率
接近100%
K2>K3　bd　調(diào)節(jié)溶液的pH
(4)18~20
解析　(1)FeCl3凈水的原理是Fe3+水解產(chǎn)生Fe(OH)3膠體,Fe(OH)3膠體具有較強的吸附性,能吸附水中的懸浮雜質(zhì)使其沉降,從而起到凈水作用。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是Fe3+具有較強的氧化性,將Fe氧化為Fe2+,其離子方程式為:2Fe3++Fe3Fe2+。
(2)①酸性FeCl2廢液中除存在Fe2+、Fe3+、Cl-外,還存在H+和OH-,由電荷守恒得:c(H+)+2c(Fe2+)+3c(Fe3+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(OH-)很小,可忽略不計,故有c(H+)+2×2.0×10-2mol·L-1+3×1.0×10-3mol·L-1≈5.3×10-2mol·L-1,則c(H+)≈1.0×10-2mol·L-1,pH≈2。②由①可知溶液顯酸性,空缺的反應(yīng)物為H+,則空缺的生成物為H2O,由得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒可配平該離子方程式。
(3)離子分步水解時,水解程度逐級減小,而水解平衡常數(shù)能夠表示水解程度的大小,K值越大,水解程度越大,故有K1>K2>K3。對于xFe3++yH2OFex(OH)y(3x-y)++yH+,由于水解反應(yīng)吸熱,降溫可使平衡逆向移動;加水稀釋,水解程度增大,平衡正向移動;加入NH4Cl,NH4+水解使c(H+)增大,平衡逆向移動;加入NaHCO3,HCO3-結(jié)合H+使c(H+)減小,平衡正向移動,故選b、d。欲使FeCl3溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵,應(yīng)使Fe3+的水解平衡正向移動,在FeCl3濃度一定的條件下,適當(dāng)減小c(H+),即調(diào)節(jié)溶液的pH可達到這種效果。
(4)由題圖可以看出,投放聚合氯化鐵18mg·L-1時,渾濁度的去除率最高;投放聚合氯化鐵20mg·L-1時,還原性物質(zhì)的去除率最高,因此投放聚合氯化鐵的最佳范圍為18~20mg·L-1。
評析　本題以新型絮凝劑“聚合氯化鐵”為背景,綜合考查了鹽類的水解、氧化還原反應(yīng)方程式的配平、平衡的移動及平衡常數(shù)等知識,難度中等。

17.(2014福建理綜,24,15分)鐵及其化合物與生產(chǎn)、生活關(guān)系密切。
(1)右圖是實驗室研究海水對鐵閘不同部位腐蝕情況的剖面示意圖。
①該電化腐蝕稱為　　　　　　。?
②圖中A、B、C、D四個區(qū)域,生成鐵銹最多的是　　　　(填字母)。?
(2)用廢鐵皮制取鐵紅(Fe2O3)的部分流程示意圖如下:
廢鐵皮含F(xiàn)e(NO3)2的溶液
①步驟Ⅰ若溫度過高,將導(dǎo)致硝酸分解。硝酸分解的化學(xué)方程式為　。?
②步驟Ⅱ中發(fā)生反應(yīng):4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反應(yīng)產(chǎn)生的HNO3又將廢鐵皮中的鐵轉(zhuǎn)化為Fe(NO3)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
③上述生產(chǎn)流程中,能體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想的是　　　　　　　　(任寫一項)。?
(3)已知t℃時,反應(yīng)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的平衡常數(shù)K=0.25。
①t℃時,反應(yīng)達到平衡時n(CO)∶n(CO2)=　　　　。?
②若在1L密閉容器中加入0.02molFeO(s),并通入xmolCO,t℃時反應(yīng)達到平衡。此時FeO(s)轉(zhuǎn)化率為50%,則x=　　　　。?
答案　(1)①吸氧腐蝕?、贐
(2)①4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O
③氮氧化物排放少(或其他合理答案)
(3)①4∶1?、?.05
解析　(2)①硝酸在受熱或光照條件下均易分解,化學(xué)方程式為:4HNO34NO2↑+O2↑+2H2O。②由題意可知HNO3又將鐵氧化為Fe(NO3)2,由框圖中分離的產(chǎn)物可知HNO3被還原為NH4NO3,故化學(xué)方程式為:4Fe+10HNO34Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O。③此生產(chǎn)流程中,體現(xiàn)“綠色化學(xué)”思想可從兩方面考慮:一是HNO3被還原為NH4NO3,沒有生成氮氧化物,減少了對環(huán)境的污染;二是產(chǎn)物的利用,如NH4NO3可作氮肥,Fe2O3·nH2O可制備鐵紅,提高了原子利用率。(3)①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=c(CO2)c(CO),在同樣條件下,c(CO2)∶c(CO)=n(CO2)∶n(CO),所以平衡狀態(tài)時n(CO)∶n(CO2)=c(CO)c(CO2)=1K=10.25=4∶1。
②可列出“三段式”:
　　　　FeO(s)　+　　CO(g)　　Fe(s)+CO2(g)
起始量:0.02mol　　　　xmol　　　　　0　　　0
變化量:0.02mol×50%　0.01mol　　0.01mol　0.01mol
平衡量:0.01mol　　(x-0.01)mol　　0.01mol　0.01mol
K=c(CO2)c(CO)=0.01x-0.01=0.25,得x=0.05。
評析　此題以鐵及其化合物的性質(zhì)為載體,綜合考查了電化學(xué)腐蝕、氧化還原反應(yīng)、硝酸的性質(zhì)、綠色化學(xué)以及化學(xué)平衡常數(shù)的計算。要求考生基本功扎實,屬于中等難度題。
18.(2013江蘇單科,19,15分)檸檬酸亞鐵(FeC6H6O7)是一種易吸收的高效鐵制劑,可由綠礬(FeSO4·7H2O)通過下列反應(yīng)制備:
　　　FeSO4+Na2CO3FeCO3↓+Na2SO4
FeCO3+C6H8O7FeC6H6O7+CO2↑+H2O
下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算)。
金屬離子
開始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.1
3.2
Al3+
3.0
5.0
Fe2+
5.8
8.8
(1)制備FeCO3時,選用的加料方式是　　　　　(填字母),原因是　　　　　　　　　　　　　　。?
a.將FeSO4溶液與Na2CO3溶液同時加入到反應(yīng)容器中
b.將FeSO4溶液緩慢加入到盛有Na2CO3溶液的反應(yīng)容器中
c.將Na2CO3溶液緩慢加入到盛有FeSO4溶液的反應(yīng)容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗洗滌是否完全的方法是?
　。?
(3)將制得的FeCO3加入到足量檸檬酸溶液中,再加入少量鐵粉,80℃下攪拌反應(yīng)。①鐵粉的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。②反應(yīng)結(jié)束后,無需過濾,除去過量鐵粉的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

(4)最后溶液經(jīng)濃縮、加入適量無水乙醇、靜置、過濾、洗滌、干燥,獲得檸檬酸亞鐵晶體。分離過程中加入無水乙醇的目的是　。?

(5)某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā),先制備綠礬,再合成檸檬酸亞鐵。請結(jié)合右圖的綠礬溶解度曲線,補充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4·7H2O晶體的實驗步驟(可選用的試劑:鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng),?
?
　　　　　　　　　　　　　　,得到FeSO4溶液,　?　,?
得到FeSO4·7H2O晶體。
答案　(15分)(1)c　避免生成Fe(OH)2沉淀
(2)取最后一次的洗滌濾液1~2mL于試管中,向其中滴加用鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀產(chǎn)生,則表明已洗滌干凈
(3)①防止+2價的鐵元素被氧化?、诩尤脒m量檸檬酸讓鐵粉反應(yīng)完全
(4)降低檸檬酸亞鐵在水中的溶解量,有利于晶體析出
(5)“(過濾,)向反應(yīng)液中加入足量的鐵粉,充分攪拌后,滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5,過濾”或“過濾,向濾液中滴加過量的NaOH溶液,過濾,充分洗滌固體,向固體中加入足量稀硫酸至固體完全溶解,再加入足量的鐵粉,充分攪拌后,過濾”　(滴加稀硫酸酸化,)加熱濃縮得到60℃飽和溶液,冷卻至0℃結(jié)晶,過濾,少量冰水洗滌,低溫干燥
解析　(1)Fe2+開始生成Fe(OH)2的pH為5.8,為防止Fe(OH)2的生成,應(yīng)將Na2CO3溶液滴加到FeSO4溶液中制備FeCO3。(2)沉淀洗滌的目的是除去沉淀吸附的可溶性雜質(zhì),由制備反應(yīng)可知FeCO3沉淀中吸附的離子有Na+、SO42-、CO32-等,檢驗其中某種離子是否存在即可證明沉淀是否已洗凈,實際檢驗時應(yīng)盡量選擇現(xiàn)象明顯、靈敏度高的離子來檢驗,本題選擇檢驗SO42-是否存在較為合適,具體操作見答案。(3)因 Fe2+易被空氣中的O2氧化,故應(yīng)加入鐵粉防止Fe2+被氧化,過量的鐵粉可加入適量檸檬酸使之完全反應(yīng)生成檸檬酸亞鐵。(4)“醇析法”在《實驗化學(xué)》中已有涉及,加入乙醇可降低產(chǎn)品在水中的溶解量,有利于晶體結(jié)晶析出。(5)硫鐵礦燒渣與足量稀硫酸充分反應(yīng)后,過濾濾去SiO2,為除去濾液中的Al3+,可調(diào)節(jié)溶液pH約為5,但此時濾液中Fe3+也已沉淀完全,故在調(diào)pH之前需先加入過量鐵粉將Fe3+還原成Fe2+。從FeSO4·7H2O溶解度曲線可知,要從FeSO4溶液中獲得FeSO4·7H2O晶體,應(yīng)先將溶液加熱濃縮得到60℃飽和溶液,然后再冷卻結(jié)晶,過濾得到晶體后,為減少晶體洗滌時的溶解損耗,洗滌劑應(yīng)選擇冰水。為防止晶體干燥時脫水,應(yīng)選擇低溫干燥或真空干燥等方式。
19.(2012課標(biāo),26,14分)鐵是應(yīng)用最廣泛的金屬,鐵的鹵化物、氧化物以及高價鐵的含氧酸鹽均為重要化合物。
(1)要確定鐵的某氯化物FeClx的化學(xué)式,可用離子交換和滴定的方法。實驗中稱取0.54g的FeClx樣品,溶解后先進行陽離子交換預(yù)處理,再通過含有飽和OH-的陰離子交換柱,使Cl-和OH-發(fā)生交換。交換完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的鹽酸滴定,滴至終點時消耗鹽酸25.0mL。計算該樣品中氯的物質(zhì)的量,并求出FeClx中x值:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(列出計算過程)。?
(2)現(xiàn)有一含有FeCl2和FeCl3的混合物樣品,采用上述方法測得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,則該樣品中FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為　　　　　　。在實驗室中,FeCl2可用鐵粉和　　　　反應(yīng)制備,FeCl3可用鐵粉和　　　　　　反應(yīng)制備。?
(3)FeCl3與氫碘酸反應(yīng)時可生成棕色物質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種強氧化劑,可作為水處理劑和高容量電池材料。FeCl3與KClO在強堿性條件下反應(yīng)可制取K2FeO4,其反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。與MnO2-Zn電池類似,K2FeO4-Zn也可以組成堿性電池,K2FeO4在電池中作為正極材料,其電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,該電池總反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(14分)(1)n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010mol
0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.19g
n(Fe)=0.19g/56g·mol-1=0.0034mol
n(Fe)∶n(Cl)=0.0034∶0.010≈1∶3,x=3
(2)0.10　鹽酸　氯氣
(3)2Fe3++2I-2Fe2++I2(或2Fe3++3I-2Fe2++I3-)
(4)2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-2FeO42-+5H2O+3Cl-
FeO42-+3e-+4H2OFe(OH)3+5OH-
2FeO42-+8H2O+3Zn2Fe(OH)3+3Zn(OH)2+4OH-
注:Fe(OH)3、Zn(OH)2寫成氧化物等其他形式且正確也可給分
解析　(1)依題意:n(Cl-)=n(OH-)=0.40mol·L-1×25.0×10-3L=1.0×10-2mol,n(Fe)∶n(Cl)=1∶x=0.54g-1.0×10-2mol×35.5g·mol-156g·mol-1∶(1.0×10-2mol),x≈3。
(2)設(shè)FeCl3的物質(zhì)的量分數(shù)為x,由題意得3x+2(1-x)=2.1,x=0.10。據(jù)Fe+2HClFeCl2+H2↑、Fe+2FeCl33FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3可知,FeCl2可用鐵粉與FeCl3或鹽酸反應(yīng)制備,FeCl3可用鐵粉與Cl2反應(yīng)制備。
(3)生成的棕色物質(zhì)為I2,故可寫出該反應(yīng)的離子方程式:2Fe3++2I-2Fe2++I2。
(4)解答此問要緊扣題給信息,注意離子方程式中的電荷守恒及氧化還原反應(yīng)中的得失電子守恒。
20.(2019浙江4月選考,27,6分)固體化合物X由3種元素組成。某學(xué)習(xí)小組進行了如下實驗:

請回答:
(1)由現(xiàn)象1得出化合物X含有　　　　元素(填元素符號)。?
(2)固體混合物Y的成分　　　　　　　　(填化學(xué)式)。?
(3)X的化學(xué)式　　　　　　。X與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色氣體,固體完全溶解,得到藍色溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)O(1分)　(2)Cu和NaOH(2分,不分先后各1分)　(3)NaCuO2(1分)　2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O(2分)
解析　(1)由現(xiàn)象1知,混合氣體中含有水蒸氣,水蒸氣由X與干燥H2反應(yīng)而來,可推知X中含有氧(O)元素。(2)由現(xiàn)象2知,Y中含有單質(zhì)Cu,X中含有Cu元素,且n(Cu)=1.28g64g/mol=0.0200mol;由現(xiàn)象3知Y中含有NaOH,且n(NaOH)=0.0200mol。(3)X中n(Cu)=0.0200mol,n(Na)=n(NaOH)=0.0200mol,n(O)=2.38g-1.28g-0.0200mol×23g/mol16g/mol=0.0400mol,n(Na)∶n(Cu)∶n(O)=1∶1∶2,故X的化學(xué)式為NaCuO2。依題意,NaCuO2與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的黃綠色氣體應(yīng)為Cl2,得到的藍色溶液中應(yīng)含有CuCl2,由元素守恒知還應(yīng)有NaCl和H2O生成,據(jù)此可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCuO2+8HCl2NaCl+2CuCl2+Cl2↑+4H2O。
21.(2011全國,27,15分)下圖中,A、B、C、D、E是單質(zhì),G、H、I、F是B、C、D、E分別和A形成的二元化合物。已知:
①反應(yīng)C+GB+H能放出大量的熱,該反應(yīng)曾應(yīng)用于鐵軌的焊接;
②I是一種常見的溫室氣體,它和E可以發(fā)生反應(yīng):2E+I2F+D,F中E元素的質(zhì)量分數(shù)為60%。

回答問題:
(1)①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為　;?
(2)化合物I的電子式為　　　　　　　　　,它的空間構(gòu)型是　　　　　　　;?
(3)1.6gG溶于鹽酸,得到的溶液與銅粉完全反應(yīng),計算至少所需銅粉的質(zhì)量(寫出離子方程式和計算過程);
(4)C與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為?
　　　　　　,反應(yīng)后溶液與過量化合物I反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　;?
(5)E在I中燃燒觀察到的現(xiàn)象是?　　　　　　　　　。?
答案　(1)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 (2分)
(2)O····：：C：：O····　直線形 (2分)
(3)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O
2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
n(Cu)=n(Fe2O3)=1.6g160g·mol-1=0.010mol
銅粉的質(zhì)量=64g·mol-1×0.010mol=0.64g (5分)
(4)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑ (2分)
AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-
(注:不要求寫OH-+CO2HCO3-) (2分)
(5)鎂條劇烈燃燒,生成白色粉末,反應(yīng)器內(nèi)壁附著有黑色的碳　 (2分)
解析　(1)由題意和信息①可知,C為Al,G為Fe2O3,B為Fe,H為Al2O3,則①中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
(2)由②可知,I為CO2,E為Mg,F為MgO,D為單質(zhì)C。CO2的電子式為O······××C××··O····,CO2是直線形分子。
(3)G為Fe2O3,G與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,Cu與Fe3+反應(yīng)的離子方程式為Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+。則n(Cu)=n(Fe2O3)=1.6g160g·mol-1=0.010mol,銅粉的質(zhì)量=64g·mol-1×0.010mol=0.64g。
(4)Al與過量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑。NaAlO2溶液與過量CO2反應(yīng)的離子方程式為AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-。
(5)鎂條在CO2中能劇烈燃燒,生成白色粉末(MgO),反應(yīng)容器內(nèi)壁附著有黑色的碳:2Mg+CO22MgO+C。
評析　本題綜合考查了元素化合物的有關(guān)推斷、物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)、電子式、有關(guān)離子方程式的書寫,實驗現(xiàn)象的描述等知識,較易,只要細心,不難得出正確答案。
考點三　金屬冶煉　金屬材料
1.(2013大綱全國,29,15分)鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。
①鋁土礦的主要成分是Al2O3和SiO2等。從鋁土礦中提煉Al2O3的流程如下:

②以螢石(CaF2)和純堿為原料制備冰晶石的流程如下:

回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)1的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是　　　　,反應(yīng)2的離子方程式為　。?
(3)E可作為建筑材料,化合物C是　　　　,寫出由D制備冰晶石的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)電解制鋁的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　,以石墨為電極,陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分是　　　　　　。?
答案　(1)2NaOH+SiO2Na2SiO3+H2O(2分)、2NaOH+Al2O32NaAlO2+H2O(2分)
(2)CaSiO3　2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+CO32-(每空2分,共4分)
(3)濃H2SO4(1分)　12HF+3Na2CO3+2Al(OH)32Na3AlF6+3CO2+9H2O(2分)
(4)2Al2O34Al+3O2↑(2分)
O2、CO2(CO)(2分)
解析　

(3)根據(jù)冰晶石的化學(xué)式可知氣體D為HF,結(jié)合E可作為建筑材料可推出C為濃H2SO4,E為CaSO4,根據(jù)原子守恒可寫出制備冰晶石的化學(xué)方程式。
(4)以石墨為電極,陽極發(fā)生的反應(yīng)為2O2--4e-O2↑,O2可與石墨反應(yīng)產(chǎn)生CO2和CO氣體。
評析　本題是高考中常見的考查工藝流程的有關(guān)問題的試題。側(cè)重考查了Al、Si、F及其化合物的性質(zhì)。解題的關(guān)鍵是全面分析每一步流程涉及的化學(xué)反應(yīng)。難點是制備冰晶石的化學(xué)方程式的書寫。易因忽略O(shè)2與石墨的反應(yīng)導(dǎo)致(4)問中陽極產(chǎn)生的混合氣體的成分回答不完整而丟分。難度適中。
2.(2018課標(biāo)Ⅰ,7,6分)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬,其流程如下:

下列敘述錯誤的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用
B.從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li
C.“沉淀”反應(yīng)的金屬離子為Fe3+
D.上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉
答案　D　本題考查工藝流程分析,鋁、鐵、鋰的化合物的性質(zhì)等。合理處理廢舊電池可回收有關(guān)金屬,達到資源再利用的目的,同時有利于環(huán)境保護,A項正確;由流程圖可知,“正極片”中含有的金屬元素有Al、Fe、Li,B項正確;LiFePO4中鐵元素的化合價為+2價,在H2SO4、HNO3作用下轉(zhuǎn)化為Fe3+,經(jīng)堿液處理形成Fe(OH)3沉淀,C項正確;Li2CO3難溶于水,而Li2SO4可溶于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D錯誤。
審題方法　以元素化合物的性質(zhì)為依據(jù),分析流程中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。
3.(2020課標(biāo)Ⅰ,26,14分)釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。

該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
開始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
回答下列問題:
(1)“酸浸氧化”需要加熱,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成VO2+,同時還有　　　　離子被氧化。寫出VO+轉(zhuǎn)化為VO2+反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5·xH2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、　　　　,以及部分的　　　　　　　。?
(4)“沉淀轉(zhuǎn)溶”中,V2O5·xH2O轉(zhuǎn)化為釩酸鹽溶解。濾渣③的主要成分是　　　　　　　。?
(5)“調(diào)pH”中有沉淀生成,生成沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)加快酸浸和氧化反應(yīng)速率(促進氧化完全)
(2)Fe2+　VO++MnO2+2H+VO2++Mn2++H2O
(3)Mn2+　Al3+和Fe3+
(4)Fe(OH)3
(5)NaAl(OH)4+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O
(6)利用同離子效應(yīng),促進NH4VO3盡可能析出完全
解析　(1)加熱的目的是使反應(yīng)完全,加快酸浸速率。(2)Fe3O4與硫酸反應(yīng)生成Fe2+和Fe3+,Fe2+能夠被氧化為Fe3+;VO+中釩元素化合價為+3,VO2+中釩元素化合價為+5,VO+被MnO2氧化為VO2+,MnO2被還原為Mn2+,結(jié)合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平:VO++MnO2+2H+VO2++Mn2++H2O。(3)pH=3.0~3.1時,Mn2+還未沉淀,所以濾液②中有Mn2+,另外Fe3+、Al3+在該pH范圍內(nèi)沒有沉淀完全,部分留在濾液②中。(4)濾餅②中除了有V2O5·xH2O,還有少量Fe(OH)3和Al(OH)3,加NaOH調(diào)pH>13,V2O5·xH2O與NaOH反應(yīng)生成NaVO3,Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成NaAl(OH)4,Fe(OH)3不與NaOH反應(yīng),所以濾渣③是Fe(OH)3。(5)“調(diào)pH”的目的是將NaAl(OH)4轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀除去,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAl(OH)4+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O,則濾渣④為Al(OH)3。(6)加入過量NH4Cl固體,c(NH4+)增大,根據(jù)同離子效應(yīng),可促進NH4VO3晶體盡可能完全析出。
4.(2020課標(biāo)Ⅲ,27,15分)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O):
廢鎳催化劑→堿浸↓濾液①NaOH溶液↓酸浸↓濾渣②稀H2SO4↓轉(zhuǎn)化H2O2溶液↓→調(diào)pH↓濾渣③NaOH溶液↓控制pH濃縮結(jié)晶→硫酸鎳晶體
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
開始沉淀時(c=0.01mol·L-1)的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全時(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
回答下列問題:
(1)“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是　　　　　　　　　　　　　　。為回收金屬,用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性,生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)“濾液②”中含有的金屬離子是　。?
(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是　　　　　　。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,即調(diào)pHNaOH溶液↓→轉(zhuǎn)化↓濾渣③H2O2溶液↓,“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為　　　　。?
(4)利用上述表格數(shù)據(jù),計算Ni(OH)2的Ksp=　　　　　　　　　　　　　(列出計算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應(yīng)控制的pH范圍是　　　　　。?
(5)硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(6)將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用,其意義是　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　　(1)除去油脂、溶解鋁及其氧化物　Al(OH)4-+H+Al(OH)3↓+H2O
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+　(3)O2或空氣　Fe3+
(4)0.01×(107.2-14)2[或10-5×(108.7-14)2]　3.2~6.2
(5)2Ni2++ClO-+4OH-2NiOOH↓+Cl-+H2O
(6)提高鎳回收率
解析　(1)油脂可在NaOH溶液中發(fā)生水解反應(yīng)生成可溶性的高級脂肪酸鈉和甘油,并且NaOH溶液能溶解Al和Al2O3,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,故“堿浸”中NaOH的兩個作用分別是除去油脂和溶解鋁及其氧化物?！盀V液①”中含有Na[Al(OH)4](也可寫成NaAlO2),向其中加入稀H2SO4調(diào)為中性會生成Al(OH)3沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)4-+H+Al(OH)3↓+H2O或AlO2-+H++H2OAl(OH)3↓。(2)“濾餅①”中含有Ni、Fe、NiO、FeO、Fe2O3以及少量其他不溶物,加入稀H2SO4后主要發(fā)生反應(yīng)Ni+2H+Ni2++H2↑、Fe+2H+Fe2++H2↑、NiO+2H+Ni2++H2O、FeO+2H+Fe2++H2O、Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O,故“濾液②”中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2+、Fe3+。(3)H2O2的作用是在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+(2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O),且在“轉(zhuǎn)化”中不引入新雜質(zhì),故可替代H2O2的物質(zhì)是O2或空氣,發(fā)生反應(yīng)4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,也不引入新雜質(zhì)。加NaOH溶液“調(diào)pH”的目的是生成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+,為除盡Fe3+而又不生成Ni(OH)2沉淀,需控制pH范圍:3.2≤pHI2
D
向NaHCO3溶液中滴加Na[Al(OH)4]溶液
有白色沉淀和氣體產(chǎn)生
[Al(OH)4]-與HCO3-發(fā)生了相互促進的水解反應(yīng)
答案　C
5.(2021屆諸城一中高三11月月考,7)銅與濃硫酸反應(yīng)的裝置如圖所示。下列描述合理的是 (　　)

A.反應(yīng)過程中,試管Ⅰ中出現(xiàn)的灰黑色固體是Cu2O
B.反應(yīng)結(jié)束后,為觀察溶液顏色需向試管Ⅰ中加入水
C.若試管Ⅱ盛放紫色石蕊溶液,可觀察到紫色褪至無色
D.為驗證氣體產(chǎn)物具有還原性,試管Ⅱ可盛放溴水
答案　D
6.(2021屆萊蕪一中高三月考,11)常溫時,研究pH對一定濃度FeSO4溶液的穩(wěn)定性的影響,根據(jù)下圖分析不合理的是 (　　)

A.pH小于1時,亞鐵離子幾乎無損耗,可能的原因是4Fe2++O2+10H2O4Fe(OH)3+8H+平衡逆向移動
B.pH在3.0~5.5之間,pH的變化對FeSO4穩(wěn)定性影響不大
C.pH大于6.5時,亞鐵離子損耗量突變,可能的原因是生成的Fe(OH)2更易被氧化
D.其他條件相同時,FeSO4溶液中加入少量(NH4)2SO4固體,FeSO4的穩(wěn)定性減弱
答案　D
7.(2021屆臨沂高三期中,13)實驗室以活性炭為催化劑,由CoCl2·6H2O制備[Co(NH3)6]Cl3的流程如下。
CoCl2·6H2O[Co(NH3)6]Cl2NH4Cl[Co(NH3)6]Cl3
已知:Co2+在pH=9.4時完全沉淀為Co(OH)2。
下列說法錯誤的是 (　　)
A.步驟①中“研磨”的目的是增大晶體的表面積,加快溶解速率
B.步驟②中應(yīng)先加入濃氨水,再加入NH4Cl溶液
C.步驟③中發(fā)生的反應(yīng)為2[Co(NH3)6]Cl2+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2NH3·H2O
D.步驟④中加入濃鹽酸,有利于析出[Co(NH3)6]Cl3
答案　B
8.(2021屆臨朐實驗中學(xué)高三10月月考,8)鈀是航天、航空高科技領(lǐng)域的重要材料。工業(yè)用粗鈀制備高純度鈀的流程如圖:

下列說法錯誤的是 (　　)
A.酸浸時反應(yīng)的化學(xué)方程式是Pd+6HCl+4HNO3H2PdCl6+4NO2↑+4H2O
B.在“酸浸”過程中為加快反應(yīng)速率可用濃硫酸代替濃鹽酸
C.化學(xué)實驗中可利用氯鈀酸根離子檢驗溶液中是否含有NH4+
D.“熱還原”中每生成1molPd同時生成的氣體的物質(zhì)的量為8mol
答案　B
9.(2020德州二模,14)稀土元素鈰(Ce)主要存在于獨居石中,金屬鈰化學(xué)性質(zhì)十分活潑。近年來發(fā)現(xiàn)用鈰(Ce)的氧化物可高效制取H2,制備原理如圖所示,已知0Mg。結(jié)合上述實驗說明影響金屬與水反應(yīng)劇烈程度的因素有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
答案　(1)浮在水面上,熔成小球,迅速游動
(2)①Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)
②用試管收集滿該氣體,將濕潤的紅石蕊試紙放在試管口,試紙變藍則該氣體是NH3
③30min時,實驗b產(chǎn)生的氣體體積遠大于實驗c
④2Mg(OH)2+2HCO3-Mg2(OH)2CO3+2H2O+CO32-
⑤同濃度時,NH4+對Mg與水反應(yīng)的促進作用大于HCO3-;NH4+和HCO3-共同作用時促進作用并未疊加
(3)金屬活動性和相應(yīng)金屬氫氧化物的溶解性
解析　(2)②Mg(OH)2存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),NH4+與OH-結(jié)合生成NH3·H2O,NH3·H2O分解產(chǎn)生NH3;④Mg2(OH)2CO3中Mg元素由Mg(OH)2提供,CO32-由HCO3-提供,故離子方程式為2Mg(OH)2+2HCO3-Mg2(OH)2CO3+CO32-+2H2O。⑤由實驗c的結(jié)果可以得出Na+和Cl-對Mg和水反應(yīng)的影響不明顯;由實驗a、b、c的結(jié)果可以得出,相同濃度時NH4+對Mg和水反應(yīng)的促進作用強于HCO3-;由實驗a和d的結(jié)果可以得出,NH4+和HCO3-共同作用時促進作用并未疊加。(3)由K、Na、Ca、Mg與水反應(yīng)的劇烈程度不同可以得出:影響金屬與水反應(yīng)劇烈程度的因素有金屬本身的性質(zhì)。由與水反應(yīng)的劇烈程度:Na>Ca不符合金屬活動性順序,Ca(OH)2微溶,可以得出影響因素有金屬氫氧化物的溶解性。
7.某同學(xué)在實驗室研究Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化。
(1)分別向濃度均為0.1mol/L的Na2CO3及NaHCO3溶液中滴加幾滴酚酞溶液:
①Na2CO3溶液由無色變?yōu)榧t色,其原因是　　　　　　　　　　　　。?
②NaHCO3溶液也由無色變?yōu)榧t色,其原因是?　。?
③比較兩份溶液的顏色,紅色較淺的是　　　　　　　。?
(2)研究NaHCO3與CaCl2的反應(yīng)。
實驗序號
實驗操作
實驗現(xiàn)象
實驗1
向2mL0.001mol/LNaHCO3溶液中加入1mL0.1mol/LCaCl2溶液
無明顯變化。用激光筆照射,沒有出現(xiàn)光亮的通路
實驗2
向2mL0.1mol/LNaHCO3溶液中加入1mL0.1mol/LCaCl2溶液
略顯白色均勻的渾濁,用激光筆照射,出現(xiàn)光亮的通路
①實驗1中沒有出現(xiàn)白色渾濁的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②實驗2中形成的分散系屬于　　　　。?
③用離子方程式表示實驗2中發(fā)生的反應(yīng)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)在不引入其他雜質(zhì)的前提下,實現(xiàn)Na2CO3與NaHCO3之間的轉(zhuǎn)化,請在下圖中標(biāo)出所用的試劑、用量或物質(zhì)的量濃度(反應(yīng)前后溶液體積的變化可忽略)。
　　Na2CO3100mL0.1mol/LNaHCO3100mL　　mol/L?
　　Na2CO3100mL0.1mol/L　　NaHCO3100mL0.1mol/L
答案　(1)①CO32-+H2OHCO3-+OH-
②HCO3-+H2OH2CO3+OH-,HCO3-H++CO32-,水解程度大于電離程度?、跱aHCO3溶液
(2)①HCO3-濃度低,電離出的CO32-濃度更低,導(dǎo)致c(Ca2+)·c(CO32-)H2SO3,由于“弱酸不能制強酸”(CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4除外),故向BaCl2溶液中通入少量SO2無現(xiàn)象。若向Ba(NO3)2溶液中通入少量SO2,SO2會被氧化成SO42-,從而產(chǎn)生白色沉淀。
11.現(xiàn)用傳感技術(shù)測定噴泉實驗中的壓強變化來認識噴泉實驗的原理。下列說法正確的是 (　　)

A.制取氨氣時燒瓶中的固體常用CaO或CaCl2
B.將濕潤的藍色石蕊試紙置于瓶口c,試紙變紅,說明NH3已經(jīng)集滿
C.關(guān)閉a,用單孔塞(插有吸入水的膠頭滴管)塞緊瓶口c,打開b,完成噴泉實驗,電腦繪制三頸瓶內(nèi)壓強變化曲線如圖2,則E點時噴泉最劇烈
D.工業(yè)上若出現(xiàn)液氨泄漏,噴稀鹽酸比噴灑NaHCO3溶液處理效果好
答案　D　CaO能與水反應(yīng),使c(OH-)增大,同時放出大量的熱,有利于NH3的逸出,而CaCl2為中性的鹽,能夠溶于水,熱量變化很小,與水不反應(yīng),對氨氣的逸出沒有作用,A項錯誤;NH3和H2O反應(yīng)生成NH3·H2O,NH3·H2O電離出OH-而導(dǎo)致氨水呈堿性,檢驗三頸瓶集滿NH3的方法是將濕潤的紅色石蕊試紙靠近瓶口c,試紙變藍色,證明NH3已集滿,B項錯誤;三頸瓶內(nèi)氣體與外界大氣壓強之差越大,其反應(yīng)速率越快,C點壓強最小,外界大氣壓強不變,所以C點外界大氣壓強和三頸瓶內(nèi)壓強差最大,則C點時噴泉最劇烈,C項錯誤;鹽酸顯酸性,NaHCO3溶液顯堿性,氨水顯堿性,NH3在酸性溶液中的吸收效率高于在堿性溶液中的吸收效率,D項正確。
12.某小組同學(xué)通過實驗研究FeCl3溶液與Cu粉發(fā)生的氧化還原反應(yīng)。實驗記錄如下:
序號
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
實驗
步驟

實驗
現(xiàn)象
銅粉消失,溶液黃色變淺,加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象
銅粉有剩余,溶液黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀
銅粉有剩余,溶液黃色褪去,變成藍色,加入蒸餾水后無白色沉淀
下列說法不正確的是 (　　)
A.實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均涉及Fe3+被還原
B.對比實驗Ⅰ、Ⅱ說明白色沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量有關(guān)
C.實驗Ⅱ、Ⅲ中加入蒸餾水后c(Cu2+)相同
D.向?qū)嶒灑蠓磻?yīng)后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)白色沉淀
答案　C　Cu和FeCl3溶液反應(yīng)生成FeCl2和CuCl2,若銅過量,溶液黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀,可能是發(fā)生了反應(yīng):CuCl2+Cu2CuCl↓。實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的現(xiàn)象為溶液黃色變淺或溶液黃色褪去,說明Fe3+被Cu還原,A項正確。對比實驗Ⅰ、Ⅱ,實驗Ⅰ加入少量銅粉,銅粉消失,溶液黃色變淺,加入蒸餾水后無明顯現(xiàn)象;實驗Ⅱ加入過量銅粉,銅粉有剩余,溶液黃色褪去,加入蒸餾水后生成白色沉淀;說明白色沉淀的產(chǎn)生與銅粉的量有關(guān),B項正確。對比實驗Ⅱ、Ⅲ,參加反應(yīng)的Fe3+的量相同,則生成的Cu2+應(yīng)相同,但由于實驗Ⅱ生成CuCl,所以加入蒸餾水后c(Cu2+)不相同,C項錯誤。實驗Ⅲ溶液為藍色,含有Cu2+和過量的銅,向?qū)嶒灑蠓磻?yīng)后的溶液中加入飽和NaCl溶液可能出現(xiàn)白色沉淀CuCl,D項正確。
13.如圖所示過程除去AlCl3溶液中含有的Mg2+、K+雜質(zhì)離子并盡可能減小AlCl3的損失。

下列說法正確的是 (　　)
A.NaOH溶液可以用氨水來代替
B.溶液a中含有Al3+、K+、Cl-、Na+、OH-
C.溶液b中只含有NaCl
D.向溶液a中滴加鹽酸需控制溶液的pH
答案　D　Al(OH)3不溶于氨水,A不正確;溶液a中含有K+、Cl-、Na+、OH-、AlO2-,無Al3+,B不正確;溶液b中含有KCl和NaCl,C不正確;向溶液a中滴加鹽酸,若鹽酸過量時,會使生成的Al(OH)3溶解,D正確。
關(guān)聯(lián)知識　向NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸會依次發(fā)生反應(yīng):AlO2-+H++H2OAl(OH)3↓,Al(OH)3+3H+Al3++3H2O。

二、非選擇題(共54分)
14.高純硝酸鍶[Sr(NO3)2]可用于制造信號燈、光學(xué)玻璃等。工業(yè)級硝酸鍶含硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì),提純流程如下:

已知:①“濾液1”的主要溶質(zhì)是Ca(NO3)2;“濾渣1”的成分為Ba(NO3)2、Sr(NO3)2;“濾渣2”的主要成分為BaCrO4(雜質(zhì)不與硝酸反應(yīng))。②鉻酸(H2CrO4)為弱酸。
(1)“酸浸”不能采用高溫的原因是　　　　　　　　　。?
(2)相對于水洗,用濃HNO3洗滌的優(yōu)點是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)“濾液2”中過量的H2CrO4被N2H4還原為Cr3+,同時放出無污染的氣體,寫出反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(4)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),常溫下,Cr(OH)3的溶度積Ksp=1.0×10-32,當(dāng)c(Cr3+)降至1.0×10-5mol/L,認為Cr3+已經(jīng)完全沉淀?，F(xiàn)將還原后溶液的pH調(diào)至4,此時Cr3+是否沉淀完全?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(列式計算)。?
(5)已知Cr(OH)3類似Al(OH)3,還原后溶液的pH不能大于8的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(結(jié)合離子方程式說明理由)。?
(6)為了測定“濾渣2”中BaCrO4的含量,進行以下實驗:
mg“濾渣2”500mL濾液ng
①判斷Ba2+完全沉淀的方法:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②“濾渣2”中BaCrO4的質(zhì)量分數(shù)為　　　　　　(用代數(shù)式表示)。?
答案　(1)避免濃HNO3揮發(fā)和分解
(2)減少Sr(NO3)2溶解而造成的損失
(3)4H2CrO4+3N2H4+1.2H+4Cr3++3N2↑+16H2O
(4)c(OH-)=10-10mol/L時,c(Cr3+)=1.0×10-32(1.0×10-10)3mol/L=1.0×10-2mol/L>1.0×10-5mol/L,此時Cr3+沒有沉淀完全
(5)pH大于8時,Cr(OH)3會溶解,Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O
(6)①靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加Na2SO4溶液,上層清液中無白色沉淀生成
②1265n233m×100%
解析　(1)濃HNO3易揮發(fā)和分解,“酸浸”不能采用高溫的原因是避免濃HNO3揮發(fā)和分解。(2)根據(jù)同離子效應(yīng),硝酸鍶在濃HNO3中比在水中溶解度小,用濃HNO3洗滌可減少硝酸鍶溶解而造成的損失。(3)“濾液2”中過量的H2CrO4被N2H4還原為Cr3+,同時產(chǎn)生一種無污染的氣體,為氮氣,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,離子方程式為4H2CrO4+3N2H4+12H+4Cr3++3N2↑+16H2O。(5)已知 Cr(OH)3類似Al(OH)3,Cr(OH)3在堿性溶液中會發(fā)生反應(yīng)Cr(OH)3+OH-CrO2-+2H2O而溶解,所以還原后溶液的pH不能大于8。(6)①Ba(NO3)2溶液和Na2SO4溶液反應(yīng)生成BaSO4和NaNO3,所以判斷Ba2+完全沉淀的方法是靜置,向上層清液中繼續(xù)滴加Na2SO4溶液,上層清液中無白色沉淀生成。②設(shè)“濾渣2”中BaCrO4的質(zhì)量為x。
BaCrO4~BaSO4
　　253　　233
　　x　　ng×5
253x=2335ng,解得x=1265n233g。
所以“濾渣2”中BaCrO4的質(zhì)量分數(shù)為1265n233gmg×100%=1265n233m×100%。
方法技巧　利用類比遷移方法,由Al(OH)3具有兩性推及Cr(OH)3也具有兩性。
15.利用鈦白粉廠廢酸(主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+)制備過二硫酸銨[(NH4)2S2O8],同時回收TiO(OH)2的簡要流程如下:

已知:ⅰ.部分離子開始和完全生成氫氧化物沉淀的pH如下。
離子
TiO2+
Fe3+
Fe2+
Al3+
開始沉淀的pH
1.2
1.9
7.0
3.2
沉淀完全的pH
2.8
3.1
9.4
4.7
ⅱ.pH>7時,Fe2+部分生成Fe(Ⅱ)氨配離子[Fe(NH3)2]2+。
請回答下列問題:
(1)加入適量鐵粉的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)生成TiO(OH)2的化學(xué)方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)濾渣Ⅰ、濾渣Ⅱ中均含有的物質(zhì)的化學(xué)式是　　　　。?
(4)加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(Ⅱ)氨配離子[Fe(NH3)2]2+,配平下列離子方程式:2[Fe(NH3)2]2++　　　　+4H2O+H2O2　　　　　　+4NH3·H2O。?
(5)常溫下,電解液中含硫微粒主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。

在陽極放電的離子主要為HSO4-,陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為　　　　　　。?
(6)常溫下,已知Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34,當(dāng)pH=10時,溶液中c(Al3+)=　　　　　　mol/L。?
(7)25℃,pH=3的(NH4)2SO4溶液中,2c(SO42-)-c(NH4+)=　　　　　　mol/L(列式即可)。?
答案　(1)將Fe3+還原成Fe2+,避免Fe3+和TiO2+同時沉淀
(2)TiOSO4+2NH3·H2O(NH4)2SO4+TiO(OH)2↓
(3)Fe(OH)3
(4)4OH-　2Fe(OH)3↓
(5)0≤pH≤2
(6)3.2×10-22
(7)(10-3-10-11)
解析　(1)廢酸液中含有Fe3+,加入適量鐵粉可與Fe3+反應(yīng)生成Fe2+,避免Fe3+和TiO2+同時沉淀。(2)TiO2+與氨水反應(yīng)生成TiO(OH)2沉淀和銨根離子,化學(xué)方程式為TiOSO4+2NH3·H2O(NH4)2SO4+TiO(OH)2↓。(3)調(diào)節(jié)pH為10時,溶液中的Fe2+變?yōu)闅溲趸瘉嗚F沉淀,遇到空氣,部分被氧化為氫氧化鐵,溶液中的Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,則濾渣Ⅰ含有氫氧化亞鐵、氫氧化鐵、氫氧化鋁;pH>7時,Fe2+部分生成[Fe(NH3)2]2+,加入過氧化氫時,生成氫氧化鐵沉淀,濾渣Ⅱ含有氫氧化鐵,則濾渣Ⅰ、濾渣Ⅱ中均含有的物質(zhì)為Fe(OH)3。(4)H2O2與[Fe(NH3)2]2+反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀和一水合氨,離子方程式為2[Fe(NH3)2]2++4OH-+4H2O+H2O22Fe(OH)3↓+4NH3·H2O。(5)根據(jù)流程可知,陽極區(qū)電解的產(chǎn)物為(NH4)2S2O8,且主要是HSO4-放電,結(jié)合圖示可知,陽極區(qū)電解液的pH的范圍為0≤pH≤2。(6)已知Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)×c3(OH-)=3.2×10-34,pH=10時,c(OH-)=10-4mol/L,代入關(guān)系式,則c(Al3+)=3.2×10-22mol/L。(7)根據(jù)溶液呈電中性,c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),則2c(SO42-)-c(NH4+)=c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11)mol/L。
16.二氧化硫是大氣主要污染物之一,由于煤、石油、天然氣中通常都含有硫元素,燃燒時會生成二氧化硫,目前研究出很多關(guān)于煙道氣中硫的吸收處理和再利用的方法。
(1)“氧化脫硫法”采用NaClO、Ca(ClO)2作吸收劑。采用Ca(ClO)2時可以得到硫酸鈣固體且有較好的煙氣脫硫效果,該反應(yīng)的離子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(2)“亞硫酸鹽法”吸收煙道氣中的SO2。室溫條件下,將煙道氣通入(NH4)2SO3溶液中,測得溶液pH與含硫組分物質(zhì)的量分數(shù)的變化關(guān)系如圖所示。

①b點時溶液pH=7,則n(NH4+)∶n(HSO3-)=　　　　。?
②用空氣氧化(NH4)2SO3的速率隨溫度的變化如圖所示,當(dāng)溫度超過60℃時,(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

答案　(1)SO2+Ca2++ClO-+2OH-CaSO4↓+H2O+Cl-
(2)①3∶1　②溫度過高,(NH4)2SO3分解,濃度減小(或溫度升高,氧氣在溶液中溶解度降低)
解析　(1)SO2為還原劑,ClO-為氧化劑,二者在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)。
(2)①b點時溶液的pH=7,則c(H+)=c(OH-),再根據(jù)電荷守恒得n(NH4+)=n(HSO3-)+2n(SO32-),又由題圖中曲線可知,b點時溶液中n(SO32-)=n(HSO3-),則n(NH4+)=3n(HSO3-),所以n(NH4+)∶n(HSO3-)=3∶1;②(NH4)2SO3氧化速率下降的原因可能是溫度過高,(NH4)2SO3分解,濃度減小或溫度升高,氧氣在溶液中溶解度降低。
17.鈦(Ti)被譽為第三金屬,廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。四氯化鈦(TiCl4)是生產(chǎn)金屬鈦的重要原料,某小組設(shè)計實驗制備四氯化鈦并驗證其產(chǎn)物CO,裝置如下:

已知部分信息如下:
①制TiCl4的反應(yīng)原理為TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g)
②四氯化鈦的熔、沸點分別為-24℃、136℃,易揮發(fā),在水或潮濕空氣中都極易水解,加熱時能被O2氧化
回答下列問題:
(1)氣流由左至右,裝置的正確連接順序為A、　　　　　　　　　　　、H、E(填字母)。?
(2)A中盛裝濃鹽酸的儀器名稱是　　　　　　　;G裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。?
(3)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　;實驗室欲制備6720mLCl2(標(biāo)準狀況),則理論上應(yīng)轉(zhuǎn)移　　　　mol電子。?
(4)能證明上述反應(yīng)有CO生成的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?

(5)利用如圖所示裝置測定產(chǎn)品純度:取wgTiCl4產(chǎn)品進行實驗,向安全漏斗中加入適量蒸餾水,待四氯化鈦充分反應(yīng)后,將燒瓶和漏斗中的液體一并轉(zhuǎn)入錐形瓶中,滴加幾滴0.1mol·L-1的K2CrO4溶液作指示劑(Ag2CrO4呈磚紅色),用cmol·L-1AgNO3溶液滴定至終點,消耗滴定液VmL。[已知:常溫下,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×10-12。TiCl4+(2+n)H2OTiO2·nH2O↓+4HCl]
①安全漏斗在本實驗中的作用除加水外,還有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
②根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算該產(chǎn)品的純度為?
(用含w、c和V的代數(shù)式表示)。
答案　(1)J、D、B、C、G、F
(2)分液漏斗　吸收多余的氯氣,避免對后續(xù)反應(yīng)造成干擾
(3)KClO3+6HCl(濃)KCl+3Cl2↑+3H2O
0.5
(4)F中黑色粉末變?yōu)榧t色,H中澄清石灰水變渾濁
(5)①形成液封,吸收多余的HCl氣體
②19cV4w%
解析　(1)實驗設(shè)計思路為制備氯氣、除氯化氫、干燥氯氣、制備四氯化鈦、收集產(chǎn)品、除氯氣、CO還原CuO、檢驗CO2、收集尾氣,故裝置的連接順序應(yīng)為AJDBCGFHE。(2)G中堿石灰吸收未反應(yīng)的Cl2,避免干擾CO和CuO的反應(yīng)。(3)氯酸鉀與濃鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、氯氣和水。n(Cl2)=0.3mol,結(jié)合化學(xué)方程式可知轉(zhuǎn)移0.5mol電子。(4)F中黑色粉末變?yōu)榧t色,說明該氣體有還原性,H中澄清石灰水變渾濁,說明其氧化產(chǎn)物為CO2,結(jié)合F、H中的現(xiàn)象方可證明氣體為CO。(5)①安全漏斗的作用還有形成液封,吸收多余的HCl氣體,避免HCl損失。②n(TiCl4)=n(AgCl)4=cV4000mol,ω(TiCl4)=cV4000mol×190g·mol-1wg×100%=19cV4w%。

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷更多

相關(guān)試卷

相關(guān)試卷 更多

相關(guān)試卷更多