專(zhuān)題三 元素及其化合物 第1講 金屬元素單質(zhì)及其重要化合物,【高考這樣考】 1.(2014新課標(biāo)全國(guó)卷T9)下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重 的是( ) A.氫氣通過(guò)灼熱的CuO粉末 B.二氧化碳通過(guò)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,【解析】選B。A中氧化銅轉(zhuǎn)化為銅，質(zhì)量減少；B中Na2O2轉(zhuǎn)化為Na2CO3，質(zhì)量增加；C中反應(yīng)物和生成物都是固體，質(zhì)量不變；D中鋅置換出銅，質(zhì)量減少。,2.2013新課標(biāo)全國(guó)卷T27(1)(2)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅(含有Fe()、 Mn()、Ni()等雜質(zhì))的流程如下：,提示：在本實(shí)驗(yàn)條件下，Ni()不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn) 物是MnO2。 回答下列問(wèn)題： (1)反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是_，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對(duì)除雜的影響是_。 (2)反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)，過(guò)濾得到的濾渣中，除了過(guò)量的鋅外還有_。,【解析】(1)反應(yīng)中除去的雜質(zhì)離子是Fe2+和Mn2+，發(fā)生反應(yīng)的離子 方程式為 +3Fe2+7H2O=3Fe(OH)3+MnO2+5H+，2 +3Mn2+2H2O =5MnO2+4H+ 在加高錳酸鉀之前，若溶液的pH較低，則鐵離子和錳離子不能生成沉 淀而除去。 (2)反應(yīng)的反應(yīng)類(lèi)型是置換反應(yīng)，過(guò)濾所得到的濾渣中除了過(guò)量的 鋅外還有置換出來(lái)的金屬鎳。,答案：(1)Fe2+和Mn2+ +3Fe2+7H2O=3Fe(OH)3+MnO2+5H+， 2 +3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+ 鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無(wú)法除去鐵和錳雜質(zhì) (2)置換反應(yīng) 鎳,【考綱要求】 1.了解常見(jiàn)金屬元素(如Na、Al、Fe、Cu等)的活動(dòng)性順序。 2.了解常見(jiàn)金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 3.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 4.金屬單質(zhì)及其重要化合物知識(shí)的綜合應(yīng)用。,【考查特點(diǎn)】 1.客觀題： (1)考查“性質(zhì)”：Na、Al、Fe、Cu的單質(zhì)、氧化物、氫氧化物和鹽。 (2)考查“式子”：常見(jiàn)金屬(如Na、Al、Fe、Cu等)及其重要化合物(如Na2O2、Al2O3、Fe2O3、CuO等)的主要化學(xué)方程式、離子方程式。 (3)考查“應(yīng)用”：以金屬及其化合物為載體考查離子共存、離子方程式、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的鑒別與分離等。,2.主觀題： (1)考查“兩性”：鋁的化合物的兩性。 (2)考查“轉(zhuǎn)化”與“檢驗(yàn)”：Fe3+與Fe2+的轉(zhuǎn)化及檢驗(yàn)等。 (3)考查“能力”：以“鐵三角”“鋁三角”轉(zhuǎn)化關(guān)系為載體，考查圖象分析能力和計(jì)算能力。 (4)考查“應(yīng)用”：以化工流程形式，考查金屬礦物、工業(yè)廢液的處理或工業(yè)原料的制備等。 (5)考查“探究”：實(shí)驗(yàn)探究金屬及其化合物的性質(zhì)。,1.區(qū)分6種物質(zhì)的顏色。 Na2O2是_；Fe2O3是_；Fe3O4是_； Al(OH)3、Fe(OH)2是_；Fe(OH)3是_。 2.熟記4種物質(zhì)的俗名。 Na2CO3_，NaHCO3_， KAl(SO4)212H2O_， CuSO45H2O_。,淡黃色,紅棕色,黑色,白色,紅褐色,純堿(蘇打),小蘇打,明礬,藍(lán)礬(膽礬),3.辨明5個(gè)常見(jiàn)認(rèn)識(shí)誤區(qū)： (1)Na2O2不是_氧化物。 (2)溶液中加入KSCN溶液，溶液變紅色，只能說(shuō)明溶液中含有_， 無(wú)法證明是否含有_。 (3)既能與酸反應(yīng)生成氣體，又能與堿反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)不一定是 Al，還可能是_或_等。 (4)Fe與Cl2反應(yīng)，無(wú)論Cl2是否過(guò)量，產(chǎn)物均為_(kāi)。 (5)Na在氧氣中燃燒，無(wú)論氧氣是否足量，產(chǎn)物均為_(kāi)。,堿性,Fe3+,Fe2+,(NH4)2CO3,NH4HCO3,FeCl3,Na2O2,4.掌握3類(lèi)特殊的反應(yīng)： (1)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)等。 (2)與水接觸產(chǎn)生氣體的常見(jiàn)物質(zhì)有Na、K、Na2O2。 (3)與水接觸既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。,考點(diǎn)一 鈉及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用 【典例1】(2015青島一模)為了使宇航員在飛船中得到一個(gè)穩(wěn)定的、良好的生存環(huán)境，一般在飛船內(nèi)安裝盛有Na2O2顆粒的裝置，它的用途是產(chǎn)生氧氣。下列關(guān)于Na2O2的敘述正確的是( ) A.Na2O2中陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)比為11 B.Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時(shí)，需要水和CO2的質(zhì)量相等,C.Na2O2分別與水及CO2反應(yīng)產(chǎn)生相同量的O2時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相等 D.Na2O2的漂白原理與SO2的漂白原理相同,【破題關(guān)鍵】 (1)構(gòu)成Na2O2的陽(yáng)、陰離子分別是Na+與 ，而非Na+與O2-。 (2)根據(jù)Na2O2與水及CO2反應(yīng)的方程式可知生成相同物質(zhì)的量的O2時(shí)消耗的水和二氧化碳的物質(zhì)的量相同。 (3)Na2O2與水及CO2反應(yīng)時(shí)Na2O2既作氧化劑又作還原劑。 (4)SO2的漂白性是它易與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)。,【解析】選C。Na2O2的電子式為 ，故陰、陽(yáng)離 子的個(gè)數(shù)比為12，A項(xiàng)錯(cuò)誤；生成相同量的O2時(shí)消耗的水和二氧化 碳的物質(zhì)的量相同，但質(zhì)量不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由得失電子守恒知兩者 轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量相同，C項(xiàng)正確；Na2O2因具有強(qiáng)氧化性而有漂白 性，SO2易與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)，故原理不同，D項(xiàng) 錯(cuò)誤。,【方法歸納】Na2O2與CO2、H2O反應(yīng)的重要關(guān)系 (1)氣體體積差的關(guān)系。 若CO2和水蒸氣的混合氣體(或單一氣體)通過(guò)足量Na2O2，氣體體積的 減少量是原氣體體積的 ，即為生成氧氣的量。,(2)先后順序關(guān)系。 一定量的Na2O2與一定量的CO2和H2O(g)的混合物反應(yīng)，可視為Na2O2首先與CO2反應(yīng)，剩余的Na2O2再與H2O(g)反應(yīng)。 (3)電子轉(zhuǎn)移關(guān)系。 當(dāng)Na2O2與CO2或H2O反應(yīng)時(shí)，每產(chǎn)生1 mol O2就轉(zhuǎn)移2 mol電子。,(4)固體質(zhì)量變化關(guān)系。 1 mol CO2、水蒸氣分別與足量Na2O2反應(yīng)時(shí)，固體分別增重28 g、 2 g，從組成上看相當(dāng)于吸收了CO2中的“CO”，或相當(dāng)于吸收了水蒸氣中的“H2”，所以固體增加的質(zhì)量m=28n(C)或m=n(H)。此規(guī)律適用于H2O、CO2與Na2O2反應(yīng)的計(jì)算。,【題組過(guò)關(guān)】 1.(2015臨沂一模)某固體物質(zhì)只含有鈉和氧兩種元素，將它放在足量的水中產(chǎn)生兩種氣體，這兩種氣體又可以在一定條件下反應(yīng)生成水。則原固體物質(zhì)的組成是( ) A.Na2O2與Na2O B.Na和NaOH C.Na2O2和Na D.Na和Na2O,【解析】選C。兩種氣體可以在一定條件下反應(yīng)生成水，可知兩種氣體為H2和O2。Na與H2O反應(yīng)生成H2，Na2O2與H2O反應(yīng)生成O2，C項(xiàng)正確；A項(xiàng)無(wú)法生成H2；B項(xiàng)含三種元素，不符合題意；D項(xiàng)無(wú)法生成O2，只能生成H2，不符合題意。,2.(2015昆明一模)用下圖所示裝置不能達(dá)到有關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?是( ),A.用甲圖裝置證明密度(煤油)(鈉)(水) B.用乙圖裝置制備Fe(OH)2 C.用丙圖裝置制取金屬錳 D.用丁圖裝置比較NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性,【解析】選D。鈉放入裝有水和煤油的燒杯中，鈉在水和煤油的接觸界面處反應(yīng)，說(shuō)明鈉的密度介于二者之間，A項(xiàng)正確；利用煤油隔絕空氣，將滴管插入試管底部，可以觀察到白色的Fe(OH)2，B項(xiàng)正確；鎂條引燃，氯酸鉀助燃可以引發(fā)鋁熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；NaHCO3被直接加熱，溫度較高，即使NaHCO3分解，也不能說(shuō)明二者的穩(wěn)定性差異，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,【加固訓(xùn)練】1.下列說(shuō)法正確的是( ) A.實(shí)驗(yàn)室常用鋁鹽溶液與氫氧化鈉溶液制備Al(OH)3沉淀 B.將Na投入NH4Cl溶液中只能生成一種氣體 C.過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)有一氧化氮生成 D.Na久置于空氣中，可以和空氣中的有關(guān)物質(zhì)反應(yīng)，最終生成NaHCO3,【解析】選C。鋁鹽和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成的Al(OH)3會(huì)溶于NaOH溶液生成偏鋁酸鈉，NaOH溶液的量不易控制，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鈉和水反應(yīng)生成氫氣，氫氧化鈉和氯化銨反應(yīng)生成氨氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液變成稀溶液，銅和稀硝酸反應(yīng)生成一氧化氮，C項(xiàng)正確；鈉久置在空氣中，和氧氣反應(yīng)生成氧化鈉，氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉，氫氧化鈉潮解再和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉，碳酸鈉結(jié)合空氣中的水生成Na2CO310H2O，十水碳酸鈉易風(fēng)化生成碳酸鈉，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.(2015西安三模)如圖所示，在蒸發(fā)皿中放一小塊鈉，加熱至熔化時(shí)，用玻璃棒蘸取少量無(wú)水CuSO4與熔化的鈉接觸，瞬間產(chǎn)生耀眼的火花，同時(shí)有紅色物質(zhì)生成。據(jù)此判斷下列說(shuō)法中不正確的是( ),A.上述反應(yīng)是置換反應(yīng) B.上述反應(yīng)是放熱反應(yīng) C.上述反應(yīng)中CuSO4表現(xiàn)了還原性 D.加熱且無(wú)水條件下，Na可以與CuSO4反應(yīng)并生成Cu 【解析】選C。鈉的化學(xué)性質(zhì)很活潑，在加熱熔融的條件下與無(wú)水CuSO4反應(yīng)可置換出銅，所以生成的紅色物質(zhì)為單質(zhì)Cu，其中Cu2+被還原，表現(xiàn)了氧化性，所以A、D正確，C錯(cuò)誤，同時(shí)由反應(yīng)條件接觸瞬間產(chǎn)生耀眼的火花，可推測(cè)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確。,考點(diǎn)二 鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用 【典例2】(2014山東高考改編)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非 水體系。由有機(jī)陽(yáng)離子、 和 組成的離子液體作電解液 時(shí)，可在鋼制品上電鍍鋁。 (1)為測(cè)定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當(dāng)反應(yīng) 轉(zhuǎn)移6 mol電子時(shí)，所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為_(kāi)mol。 (2)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，需要的試劑還有_。 a.KCl b.KClO3 c.MnO2 d.Mg,【破題關(guān)鍵】 (1)NaOH溶解鋁的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，分析化合價(jià)變化，可得H2為還原產(chǎn)物。 (2)鋁熱反應(yīng)需要高溫來(lái)引發(fā)，可在混合物粉末上插一根鎂條做引信，混入適量氯酸鉀幫助鎂條燃燒。,【解析】(1)用NaOH溶解鋁鍍層時(shí)發(fā)生反應(yīng)：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2，H2是還原產(chǎn)物，當(dāng)轉(zhuǎn)移6 mol電子時(shí)，該反應(yīng)可得到3 mol還原產(chǎn)物。 (2)引發(fā)鋁粉和Fe2O3粉末反應(yīng)的助燃劑為KClO3，然后插入鎂條，點(diǎn)燃鎂條即可使鋁熱反應(yīng)發(fā)生。 答案：(1)3 (2)b、d,【誤區(qū)提醒】 (1)易忽視Al、Al2O3、Al(OH)3僅能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液中(如在氨水和碳酸中均不溶)。 (2)易忽視Al3+、 只能分別存在于強(qiáng)酸性與強(qiáng)堿性溶液中。 (3)鎂不僅可置換酸中的氫，也可與水解呈酸性的鹽溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2，如鎂條置于NH4Cl溶液中可產(chǎn)生H2。,(4)由于KspMg(OH)2Ksp(MgCO3)，故在碳酸鹽溶液中Mg2+總是轉(zhuǎn)化 為Mg(OH)2沉淀，如Mg(HCO3)2與Ca(OH)2溶液混合，容易寫(xiě)成生成 MgCO3、CaCO3，正確的寫(xiě)法是Mg2+2 +2Ca2+4OH-=2CaCO3 +Mg(OH)2+2H2O。 (5)Al3+與OH-、 、 、 、 、 、S2-等不能大量共 存，其中和OH-是因?yàn)橹苯臃磻?yīng)不能大量共存，其余均是因?yàn)榘l(fā)生水 解相互促進(jìn)反應(yīng)不能大量共存。,(6) 與H+、 、Al3+、Mg2+、Cu2+不能大量共存，其中和H+是因 為直接反應(yīng)不能大量共存，其余是因?yàn)榘l(fā)生水解相互促進(jìn)反應(yīng)不能大 量共存。,【題組過(guò)關(guān)】 1.(2015合肥一模)下列敘述中，正確的是( ) A.氯化鋁溶液中加入過(guò)量氨水，反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是 Al3+3NH3H2O=Al(OH)3+ B.在加入鋁粉能放出氫氣的溶液中：K+、 、 、Cl-一定能夠 大量共存 C.鎂鋁合金既可完全溶于過(guò)量鹽酸又可完全溶于過(guò)量NaOH溶液 D.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2Al+3MgO 3Mg+Al2O3,【解析】選A。Al(OH)3不能溶解于氨水、碳酸等弱堿和弱酸中，A項(xiàng) 正確；能夠使鋁粉產(chǎn)生氫氣的溶液可能是強(qiáng)酸性溶液，則 不能存 在，也可能是強(qiáng)堿性溶液，則 不能大量存在，B項(xiàng)錯(cuò)誤；鎂和鋁 都屬于活潑金屬，都能夠與鹽酸反應(yīng)，但是鎂不能與NaOH溶液反應(yīng)， C項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是利用鋁的還原性，還原金屬性比鋁弱的 難熔金屬氧化物，故不能用鋁熱法制取鎂，D項(xiàng)錯(cuò)誤。,2.下列有關(guān)鋁或其化合物的說(shuō)法中不正確的是( ) A.制備AlCl3不能采用將溶液直接蒸干的方法 B.工業(yè)上采用電解AlCl3的方法冶煉金屬鋁 C.實(shí)驗(yàn)室常用氨水和硫酸鋁溶液制備Al(OH)3 D.存在于污水中的膠體物質(zhì)，常用投加明礬等電解質(zhì)的方法進(jìn)行處理,【解析】選B。AlCl3溶液直接蒸干得到的是Al(OH)3和Al2O3的混合物，A項(xiàng)正確；AlCl3是共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不能電離，不導(dǎo)電，所以工業(yè)上用電解熔融Al2O3的方法制取鋁，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Al(OH)3具有兩性，但不能溶于氨水，C項(xiàng)正確；明礬作為電解質(zhì)使污水中的膠體物質(zhì)如泥沙污物等聚沉，從而達(dá)到凈水目的，D項(xiàng)正確。,【加固訓(xùn)練】1.(2015銀川二模)下列說(shuō)法不正確的是( ) A.Na2O2能與CO2反應(yīng)，可用作呼吸面具的供氧劑 B.鋁單質(zhì)既能和酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，可用于制備光導(dǎo)纖維 C.明礬能水解生成Al(OH)3膠體，可用作凈水劑 D.Al2O3熔點(diǎn)高，可用于制作耐高溫儀器,【解析】選B。Na2O2能與CO2反應(yīng)生成氧氣，常用作供氧劑，A項(xiàng)正確；鋁單質(zhì)既能和酸反應(yīng)又能和強(qiáng)堿反應(yīng)，但不能用于制備光導(dǎo)纖維，制造光導(dǎo)纖維的材料是二氧化硅，B項(xiàng)錯(cuò)誤；明礬易水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體具有吸附性，可用于凈水，C項(xiàng)正確；Al2O3熔點(diǎn)高，硬度大，可用于制作耐高溫儀器，D項(xiàng)正確。,2.(2015西安一模)有一塊鎂鋁合金，其中鎂與鋁的質(zhì)量比是89。加入足量稀硫酸使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的質(zhì)量隨NaOH溶液體積變化的曲線如圖所示，其中正確的是( ),【解析】選A。鎂與鋁的質(zhì)量比是89，則物質(zhì)的量之比是11，NaOH溶液至過(guò)量后Al(OH)3完全溶解，只有Mg(OH)2沉淀，B項(xiàng)錯(cuò)；等物質(zhì)的量的Mg(OH)2與Al(OH)3的質(zhì)量之比是5878，即剩余的Mg(OH)2的質(zhì)量小于沉淀最大質(zhì)量的1/2，排除C項(xiàng)、D項(xiàng)，A項(xiàng)正確。,考點(diǎn)三 鐵、銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 【典例3】(2013天津高考)FeCl3在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無(wú)水FeCl3，再用副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 .經(jīng)查閱資料得知：無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解，加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案，裝置示意圖(加熱及夾持裝置略去)及操作步驟如下：,檢驗(yàn)裝置的氣密性； 通入干燥的Cl2，趕盡裝置中的空氣； 用酒精燈在鐵屑下方加熱至反應(yīng)完成；, 體系冷卻后，停止通入Cl2，并用干燥的N2趕盡Cl2，將收集器密封。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。 (2)第步加熱后，生成的煙狀FeCl3大部分進(jìn)入收集器，少量沉積在反應(yīng)管A右端。要使沉積的FeCl3進(jìn)入收集器，第步操作是_。,(3)操作步驟中，為防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步驟序號(hào)) _。 (4)裝置B中冷水浴的作用為_(kāi)；裝置C的名稱(chēng)為_(kāi)；裝置D中FeCl2全部反應(yīng)后，因失去吸收Cl2的作用而失效，寫(xiě)出檢驗(yàn)FeCl2是否失效的試劑：_ _。 (5)在虛線框中畫(huà)出尾氣吸收裝置E并注明試劑。,.該組同學(xué)用裝置D中的副產(chǎn)品FeCl3溶液吸收H2S，得到單質(zhì)硫；過(guò) 濾后，再以石墨為電極，在一定條件下電解濾液。 (6)FeCl3與H2S反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。 (7)電解池中H+在陰極放電產(chǎn)生H2，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi) _。 (8)綜合分析實(shí)驗(yàn)的兩個(gè)反應(yīng)，可知該實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：H2S 的原子利用率為100%；_。,【破題關(guān)鍵】(1)FeCl3易潮解，加熱易升華，根據(jù)題意，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程要避開(kāi)水蒸氣和降溫。 (2)注意實(shí)驗(yàn)的安全性和尾氣的吸收。 (3)電解時(shí)先確定電解質(zhì)溶液再確定電極反應(yīng)。,【解析】.本實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是要保持干燥，防止水蒸氣的干擾。 (1)裝置A中發(fā)生反應(yīng)3Cl2+2Fe 2FeCl3。 (2)FeCl3加熱易升華，在A右端冷卻凝固的FeCl3可用加熱的方法趕進(jìn)收集器。 (3)防止FeCl3潮解的操作是和。,(4)裝置D中FeCl2失效即FeCl2全部生成了FeCl3，只要檢驗(yàn)是否含有Fe2+即可，可用K3Fe(CN)6檢驗(yàn)。 (5)尾氣吸收可用NaOH溶液。 .用FeCl3吸收H2S，然后再電解使FeCl2再轉(zhuǎn)化成FeCl3，可使H2S全部轉(zhuǎn)化成S和H2，使FeCl3循環(huán)利用。電解時(shí)，電解池的陽(yáng)極上Fe2+發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Fe3+。,答案：(1)2Fe+3Cl2 2FeCl3 (2)在沉積的FeCl3固體下方加熱 (3) (4)冷卻，使FeCl3沉積，便于收集產(chǎn)品 干燥管 K3Fe(CN)6溶液,(5) (6)2Fe3+H2S=2Fe2+S+2H+ (7)Fe2+-e-=Fe3+ (8)FeCl3得到循環(huán)利用,【題組過(guò)關(guān)】 1.(2015舟山三模)某溶液中可能存在Fe3+、Fe2+、I-、 、Cl-、 六種離子中的幾種。進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)： 取少量溶液滴加KSCN溶液，溶液呈紅色； 另取少量原溶液滴加鹽酸，溶液的棕黃色加深。 據(jù)此可以推斷，該溶液中一定大量存在的陰離子是( ) A.I- B. C.Cl- D.,【解析】選D。由可知溶液中一定含有Fe3+，有Fe3+一定無(wú)I-、 ；由可知加入鹽酸后又生成Fe3+，說(shuō)明原溶液中含有Fe2+ 和 。,2.(2015大連一模)已知甲、乙、丙、丁4種物質(zhì)均含有常見(jiàn)金屬元素A，其中甲為紅棕色粉末。它們之間有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(轉(zhuǎn)化過(guò)程中部分產(chǎn)物未標(biāo)出)。,(1)甲的化學(xué)式為_(kāi)。 (2)寫(xiě)出丙溶液和乙反應(yīng)生成丁的離子方程式_。 (3)請(qǐng)寫(xiě)出A的單質(zhì)與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 (4)試寫(xiě)出檢驗(yàn)丙中陽(yáng)離子的方法_。,【解析】根據(jù)甲為紅棕色粉末，丙與乙反應(yīng)生成丁，丁與氯氣反應(yīng)生成丙，甲、乙、丙、丁都含A元素，說(shuō)明A是變價(jià)金屬，為鐵，可推知甲可能是Fe2O3，被CO還原為乙：Fe，F(xiàn)e與氯氣反應(yīng)生成丙：FeCl3，F(xiàn)e與鹽酸反應(yīng)生成?。篎eCl2，F(xiàn)e3+的檢驗(yàn)可用KSCN溶液，取試樣少許于試管中，滴加KSCN溶液，若溶液呈紅色，表明含F(xiàn)e3+。,答案：(1)Fe2O3 (2)2Fe3+Fe=3Fe2+ (3)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 (4)取試樣滴加KSCN溶液，若變紅說(shuō)明含有Fe3+,【備選考點(diǎn)】金屬及其化合物性質(zhì)探究 【典例】(2015六安一模)已知硝酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化+2價(jià) 鐵。例如，3FeO+10HNO3=3Fe(NO3)3+NO+5H2O 3Fe3O4+28HNO3=9Fe(NO3)3+NO+14H2O 酸性高錳酸鉀溶液能氧化+2價(jià)鐵，離子方程式為5Fe2+ (紫 紅色)+8H+=Mn2+(無(wú)色)+5Fe3+4H2O,某種催化劑為鐵的氧化物，化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為+3價(jià)的結(jié)論。 (1)請(qǐng)指出該結(jié)論是否正確，并說(shuō)明理由_。,(2)請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究： 限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、 試管夾、3 molL-1H2SO4、3% H2O2、6 molL-1HNO3、0.01 molL-1 KMnO4、NaOH稀溶液、0.1 molL-1KI、20% KSCN、蒸餾水。,提出合理假設(shè)。 假設(shè)1：_； 假設(shè)2：_； 假設(shè)3：_。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)。,實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 根據(jù)的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)按下表格式寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論：,【破題關(guān)鍵】 (1)硝酸具有強(qiáng)氧化性，能氧化Fe2+，故將適量稀硫酸加入少許樣品中，加熱溶解。 (2)酸性高錳酸鉀溶液能氧化Fe2+。 (3)KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+，現(xiàn)象明顯且靈敏。,【解析】鐵的氧化物有氧化鐵、氧化亞鐵和四氧化三鐵，其中氧化鐵 含有+3價(jià)鐵，氧化亞鐵含+2價(jià)鐵，而四氧化三鐵含+2、+3價(jià)鐵，所以 按照以上三個(gè)角度進(jìn)行假設(shè)。+2價(jià)鐵離子具有還原性，能被氧化劑如 硝酸、酸性高錳酸鉀溶液氧化成+3價(jià)鐵。檢驗(yàn)鐵的氧化物中鐵元素價(jià) 態(tài)，先要將氧化物溶于非氧化性酸(如稀硫酸、稀鹽酸)轉(zhuǎn)化成同價(jià)態(tài) 的離子。+3價(jià)鐵離子存在時(shí)，檢驗(yàn)+2價(jià)鐵離子，要考慮+3價(jià)鐵離子的 干擾，利用其還原性檢驗(yàn)，如酸性高錳酸鉀溶液為紫紅色，鐵離子為 淺黃色，不會(huì)覆蓋紫紅色，但是，用高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)亞鐵離子時(shí)，,高錳酸鉀能氧化Cl-，Cl-對(duì)實(shí)驗(yàn)有干擾。綜上所述，只能選稀硫酸溶解鐵的氧化物。值得注意的是，鐵鹽溶液呈黃色，能覆蓋淺綠色的亞鐵鹽溶液，所以，鐵的氧化物溶于稀硫酸，溶液呈黃色，說(shuō)明鐵離子一定存在，亞鐵離子可能存在。用KSCN溶液檢驗(yàn)鐵離子，現(xiàn)象明顯且靈敏。題目沒(méi)有提供淀粉溶液，如果用KI溶液檢驗(yàn)鐵離子，生成I2溶于水呈黃色，與鐵離子的溶液顏色相近，無(wú)法區(qū)別。所以，不能用KI溶液檢驗(yàn)溶液中是否含鐵離子。,答案：(1)該結(jié)論不正確。稀硝酸有強(qiáng)氧化性，若該鐵的價(jià)態(tài)為+2價(jià)，則被氧化為+3價(jià)同樣可使KSCN溶液變紅色 (2)假設(shè)1：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+3價(jià) 假設(shè)2：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)為+2價(jià) 假設(shè)3：催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)既有+3價(jià)也有+2價(jià),實(shí)驗(yàn)過(guò)程,【題組過(guò)關(guān)】 1.已知某混合金屬粉末，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)探究該混合物金屬粉末中鐵、銅元素的存在。 僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1 molL-1硫酸、2 molL-1硝酸、2 molL-1NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程：,(1)提出假設(shè)： 假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有_元素； 假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有_元素； 假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有鐵、銅元素。 (2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：基于假設(shè)3，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。,(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)(2)的實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。,【解析】(1)依題意，鋁樣品中可能含鐵，也可能含銅，還可能既含 鐵又含銅。(3)根據(jù)限用儀器和試劑知，用氫氧化鈉溶液分離鋁與 鐵、銅，或用稀硫酸分離鐵、鋁和銅。KSCN溶液用于檢驗(yàn)鐵離子存 在，硝酸用于氧化亞鐵離子或銅。確認(rèn)某成分存在，最好用兩種實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象，做到雙保險(xiǎn)。思路1，用過(guò)量氫氧化鈉溶解樣品，過(guò)濾得偏鋁 酸鈉溶液和固體鐵、銅混合物；檢驗(yàn)固體中鐵、銅：加入過(guò)量稀硫 酸，產(chǎn)生氣泡，溶液變淺綠色，過(guò)濾得溶液和固體。在該溶液中加入,硝酸，加入KSCN溶液，溶液變紅色，確認(rèn)有鐵存在；固體再加入硝酸，溶解產(chǎn)生無(wú)色氣泡，在空氣中逐漸變成紅棕色，溶液變成藍(lán)色，加NaOH溶液后有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，證明銅存在。思路2，在鋁樣品中加入足量稀硫酸，過(guò)濾得固體和溶液。在固體中加入硝酸，檢驗(yàn)銅；在濾液中加入KSCN溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，再滴加稀硝酸，溶液變紅色，證明鐵存在。,答案：(1)Cu Fe(順序可交換) (3)用藥匙取少許樣品，加入試管A中，再用滴管取過(guò)量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應(yīng)后，靜置。棄去上層清液，剩余固體備用 樣品部分溶解，并有氣體放出 往試管A的剩余固體中加過(guò)量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置。取上層清液于試管B中，剩余固體備用 固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵,往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液 溶液變黃色，加KSCN后顯紅色，結(jié)合可知，一定含鐵 往剩余固體中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液 固體溶解，有無(wú)色刺激性氣體產(chǎn)生并很快變成紅棕色，溶液顯藍(lán)色，加NaOH溶液后有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，一定含銅,2.化工生產(chǎn)中常利用硫酸廠煅燒黃鐵礦石的燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)來(lái)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO47H2O)，過(guò)程如下：,(1)將過(guò)程中產(chǎn)生的氣體通入下列溶液中，溶液會(huì)褪色的是_(填選項(xiàng)序號(hào))。 a.品紅溶液 b.紫色石蕊溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.溴水 (2)過(guò)程中，F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的離子方程式為_(kāi) _。,(3)過(guò)程中，需加入的物質(zhì)是_；反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。 用溶液Y制綠礬時(shí)，可取少量Y溶液于試管中，向試管內(nèi)加入少量的_溶液，觀察溶液是否變?yōu)開(kāi)色，以驗(yàn)證其中是否含有Fe3+。 (4)在實(shí)驗(yàn)室里，完成過(guò)程中的_(填操作名稱(chēng))，需要使用酒精燈、三腳架、坩堝鉗等，還需要的儀器有_。,(5)過(guò)程調(diào)節(jié)pH，最好選用下列試劑中的_(填選項(xiàng)序號(hào))。 a.稀硫酸 b.CaCO3 c.NaOH溶液 d.Fe2O3 (6)過(guò)程中，將溶液Z加熱到7080，目的是_。,【解析】由題中信息可知，過(guò)程向燒渣中加稀硫酸并同時(shí)通入氧氣，鐵的氧化物、硫化亞鐵均會(huì)溶解，生成硫酸鐵、單質(zhì)硫和水，所以溶液X是硫酸鐵溶液，過(guò)程灼燒固體，其中的硫被氧化為二氧化硫。 (1)二氧化硫能分別使品紅溶液、酸性KMnO4溶液和溴水褪色。 (2)過(guò)程中，F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的離子方程式為4FeS+3O2+12H+=4Fe3+6H2O+4S。,(3)由產(chǎn)物綠礬逆推可知過(guò)程就是將硫酸鐵轉(zhuǎn)化為硫酸亞鐵的過(guò)程，應(yīng)加入鐵粉還原硫酸鐵，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4。驗(yàn)證硫酸亞鐵溶液中是否含有Fe3+，可用含SCN-的溶液檢驗(yàn)，若溶液變?yōu)榧t色，證明溶液中含有Fe3+，若溶液不變色，證明溶液中不含F(xiàn)e3+。 (4)由硫酸亞鐵溶液制綠礬，應(yīng)使用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法，需要使用酒精燈、三腳架、坩堝鉗、蒸發(fā)皿、玻璃棒等。,(5)過(guò)程實(shí)質(zhì)上是要提高溶液的pH，中和多余的硫酸，以生成聚鐵膠體，最好選用NaOH溶液。 (6)過(guò)程中，將硫酸鐵溶液加熱到7080，目的是促進(jìn)Fe3+的水解。,答案：(1)a、c、d (2)4FeS+3O2+12H+=4Fe3+6H2O+4S (3)Fe(或鐵) Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4 硫氰化鉀(或其他合理答案) 紅 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 蒸發(fā)皿、玻璃棒 (5)c (6)促進(jìn)Fe3+的水解,無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)流程 類(lèi)型一 物質(zhì)制備型 【典題示例】(2015廣東高考T32)七鋁十二鈣(12CaO7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料，用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢鋁片制備七鋁十二鈣的工藝如下：,(1)煅粉主要含MgO和_，用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶，若濾液中c(Mg2+)小于510-6molL-1，則溶液pH大于_Mg(OH)2的Ksp=510-12；該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_。 (2)濾液中的陰離子有_(忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液中僅通入CO2，會(huì)生成_，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。,(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為 _ (4)電解制備Al(OH)3時(shí)，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程 式為_(kāi)。 (5)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時(shí) 和 兩種離 子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時(shí)負(fù)極Al 的電極反應(yīng)式為_(kāi)。,【審題指導(dǎo)】抽絲剝繭 溯本求源,答案：(1)CaO 11 加入(NH4)2SO4會(huì)生成CaSO4微溶物，再過(guò)濾會(huì)被除去，造成CaCO3減少 (2) 和OH- Ca(HCO3)2 (3)2OH-+Al2O3=2 +H2O (4)2Al+6H2O 2Al(OH)3+3H2 (5)Al-3e-+7 =4,【類(lèi)題通法】 1.審題。 審題時(shí)注意從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品，可以“在方框下面標(biāo)示轉(zhuǎn)化后生成的所有物質(zhì)”。,2.析題正確解題的關(guān)鍵： (1)明確原始物質(zhì)及目標(biāo)物質(zhì)。 (2)明確化工生產(chǎn)流程：原料對(duì)原料的預(yù)處理核心化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)品的提純分離目標(biāo)產(chǎn)物。 (3)掌握主要的化工生產(chǎn)原理等。,(4)掌握常見(jiàn)的與化工生產(chǎn)有關(guān)的操作方法及作用。尤其要注意對(duì)原料進(jìn)行的預(yù)處理和控制反應(yīng)條件的常用方法，它們分別是對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理的常用方法及其作用：研磨以增大接觸面積而加快反應(yīng)速率；對(duì)原料酸(或水)浸的目的是與酸(或水)接觸反應(yīng)或溶解；灼燒以除去可燃雜質(zhì)；煅燒以促使物質(zhì)轉(zhuǎn)化。 常用的控制反應(yīng)條件的方法：調(diào)節(jié)溶液的pH使某些金屬離子沉淀；控制溫度、壓強(qiáng)以加快反應(yīng)速率或使平衡移動(dòng)；趁熱過(guò)濾以防止某物質(zhì)降溫而析出；冰水洗滌以洗去雜質(zhì)離子而減少晶體的損耗。,3.解題正確解題的步驟。 “抓住流程圖中每步轉(zhuǎn)化的物質(zhì)變化”來(lái)分析解決問(wèn)題，分析某步轉(zhuǎn)化試劑的選擇及流程中加入某試劑的原因，得出轉(zhuǎn)化后生成的所有物質(zhì)，從問(wèn)題中獲取信息，幫助解題。 4.檢查正確解題的保證。 最后要對(duì)照試題進(jìn)行認(rèn)真的檢查核對(duì)，避免失誤。,【即時(shí)訓(xùn)練】 1.(2015泉州一模)聚合氯化鋁是新型、高效絮凝劑和凈水劑，其單體是液態(tài)堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6-n，工業(yè)上常采用鋁鹽溶液部分水解制備堿式氯化鋁，其工藝流程如下：,已知：高嶺土：Al2O3(25%34%)、SiO2(40%50%)、Fe2O3(0.5%3.0%)及少量雜質(zhì)和水。 Al3+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH為5.2。 根據(jù)流程圖回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出溶解過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式_。 (2)加適量鋁粉的主要目的是_。,(3)溶液的pH需控制在4.24.5的原因是_， 具體操作中除添加必要的試劑，還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是_ _。 (4)“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90100，控制該溫度的操作名稱(chēng)是_，寫(xiě)出該過(guò)程反應(yīng)的化學(xué)方程式_。,【解析】(1)高嶺土中的Al2O3、Fe2O3在溶解時(shí)可與鹽酸反應(yīng)，SiO2為酸性氧化物，不與鹽酸反應(yīng)。 (2)加適量鋁粉可除去溶液中的鐵離子雜質(zhì)。 (3)pH超過(guò)4.5，Al3+會(huì)形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3+水解程度很小，很難形成液態(tài)堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6-n。溶液的pH需控制在4.24.5，所以具體操作中除添加必要的試劑，還需借助的實(shí)驗(yàn)用品是pH計(jì)(或精密pH試紙)。,(4)“蒸發(fā)濃縮”需保持溫度在90100，故需要水浴加熱。此時(shí)鋁離子水解生成Al2(OH)nCl6-n，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AlCl3+nH2O= Al2(OH)nCl6-n+nHCl,答案：(1)Al2O3+6H+=2Al3+3H2O、 Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O (2)除去溶液中的鐵離子 (3)pH超過(guò)4.5，Al3+會(huì)形成Al(OH)3沉淀；pH低于4.2，Al3+水解程度很小，很難形成液態(tài)堿式氯化鋁Al2(OH)nCl6-n pH計(jì)(或精密pH試紙) (4)水浴加熱 2AlCl3+nH2O=Al2(OH)nCl6-n+nHCl,2.氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑，無(wú)水FeCl3的熔點(diǎn)為555 K，沸點(diǎn)為 588 K。工業(yè)上制備無(wú)水FeCl3的一種工藝流程如下：,(1)氯化鐵能用作水處理劑的原因是_(用必要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明)。 (2)吸收塔中吸收劑X是_，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_。 (3)溫度超過(guò)673 K時(shí)，捕集器中捕集到的物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為325，該物質(zhì)的分子式為_(kāi)。,(4)從副產(chǎn)物FeCl3溶液中獲得FeCl36H2O的方法是_。 (5)用FeCl3溶液(32%35%)腐蝕印刷線電路板的廢液中含F(xiàn)eCl3、FeCl2和CuCl2。用化學(xué)方法回收廢液中銅的方法是_ (用反應(yīng)式表示并簡(jiǎn)述操作要點(diǎn))。,【解析】(1)FeCl3是強(qiáng)酸弱堿鹽，能水解生成Fe(OH)3膠體，F(xiàn)e(OH)3膠體可吸附并沉降水中懸浮的雜質(zhì)，用作凈水劑。 (2)鐵屑與氯氣在反應(yīng)爐中發(fā)生放熱反應(yīng)，反應(yīng)爐中的溫度很高，所以尾氣中含有Cl2和FeCl3，用吸收劑FeCl2溶液可吸收此尾氣得到FeCl3溶液。 (3)FeCl3的相對(duì)分子質(zhì)量為162.5，所以捕集器中相對(duì)分子質(zhì)量為325的物質(zhì)為Fe2Cl6。,(4)FeCl3水解生成的HCl易揮發(fā)，直接在空氣中加熱FeCl3溶液不能得到FeCl36H2O，為了抑制FeCl3水解，可在HCl氣氛中加熱濃縮FeCl3溶液，然后冷卻結(jié)晶。,答案：(1)FeCl3+3H2O Fe(OH)3(膠體)+3HCl，F(xiàn)e(OH)3膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì) (2)FeCl2溶液 2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- (3)Fe2Cl6 (4)在HCl氣氛中加熱濃縮FeCl3溶液，然后冷卻結(jié)晶 (5)加過(guò)量鐵粉，發(fā)生反應(yīng)CuCl2+Fe=FeCl2+Cu，過(guò)濾，分離得到的固體再與鹽酸反應(yīng)以溶解殘留的鐵，過(guò)濾得到銅(或過(guò)濾、洗滌、干燥后，用磁鐵吸去鐵可得到銅),類(lèi)型二 物質(zhì)提純型 【典題示例】(2015全國(guó)卷T27節(jié)選)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5H2O和Fe3O4，還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示：,回答下列問(wèn)題： (1)寫(xiě)出Mg2B2O5H2O與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 為提高浸出速率，除適當(dāng)增加硫酸濃度外，還可采取的措施有_ _(寫(xiě)出兩條)。 (2)利用_的磁性，可將其從“浸渣”中分離?！敖敝羞€剩余的物質(zhì)是_(寫(xiě)化學(xué)式)。,(3)“凈化除雜”需先加H2O2溶液，作用是_。 然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5，目的是_。 (4)“粗硼酸”中的主要雜質(zhì)是_(填名稱(chēng))。,【審題指導(dǎo)】抽絲剝繭 溯本求源,答案：(1)Mg2B2O5H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3 升高反應(yīng)溫度、減小鐵硼礦粉粒徑 (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4 (3)將Fe2+氧化為Fe3+ 使Al3+和Fe3+形成氫氧化物沉淀而除去 (4)(七水)硫酸鎂,【類(lèi)題通法】 1.解答無(wú)機(jī)化工流程試題的程序： (1)基本步驟。 從題干中獲取有用信息，了解生產(chǎn)的產(chǎn)品。 整體瀏覽一下流程，基本辨別出預(yù)處理、反應(yīng)、提純、分離等階段。,分析流程中的每一步驟，從幾個(gè)方面了解流程：A.反應(yīng)物是什么；B.發(fā)生了什么反應(yīng)；C.該反應(yīng)造成了什么后果，對(duì)制造產(chǎn)品有什么作用。抓住一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)或操作都是為獲得產(chǎn)品而服務(wù)的。 從問(wèn)題中獲取信息，幫助解題。,(2)解題思路。 明確整個(gè)流程及每一部分的目的仔細(xì)分析每步反應(yīng)發(fā)生的條件以及得到的產(chǎn)物的物理或化學(xué)性質(zhì)結(jié)合基礎(chǔ)理論與實(shí)際問(wèn)題思考注意答題的模式與要點(diǎn)。,2.解答無(wú)機(jī)化工流程試題常用到的方法： (1)提純方法。,(2)分離方法。 過(guò)濾(熱濾或抽濾)：分離難溶物和易溶物。 萃取和分液：利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里的溶解度不同提取分離物質(zhì)。 蒸發(fā)結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化而變化不大的溶質(zhì)。,冷卻結(jié)晶：提取溶解度隨溫度的變化而變化較大的溶質(zhì)、易水解的溶質(zhì)或結(jié)晶水合物，如KNO3、FeCl3、CuCl2、CuSO45H2O、FeSO47H2O等。 蒸餾或分餾：分離沸點(diǎn)不同且互溶的液體混合物。 冷卻法：利用氣體易液化的特點(diǎn)分離氣體。,【即時(shí)訓(xùn)練】 1.(2015安慶一模)利用廢鐵絲、硫酸銅廢液(含硫酸亞鐵)和被有機(jī)物污染的廢銅粉制備硫酸銅晶體。生產(chǎn)過(guò)程如下：,試回答下列問(wèn)題： (1)鐵絲在投入硫酸銅廢液前需用稀硫酸進(jìn)行處理，可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有_。 (2)廢銅粉與還原所得銅粉混合灼燒，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)灼燒后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因可能是 灼燒不充分Cu未被完全氧化。 CuO被還原。還原劑可能是_，該還原反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。,(3)為了使灼燒后的氧化銅混合物充分酸溶，在加入稀硫酸的同時(shí)，還通入O2。通入O2的目的是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)_。 (4)直接向氧化銅混合物中加入濃硫酸并加熱進(jìn)行酸溶，也可達(dá)到充分酸溶的目的，但實(shí)際操作中較少使用，原因可能是_。,【解析】廢鐵絲中含有鐵銹(Fe2O3xH2O)，所以在用稀硫酸處理時(shí) 可能發(fā)生的反應(yīng)有Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O，2Fe3+Fe=3Fe2+， Fe+2H+=Fe2+H2；廢銅粉在灼燒后得到的產(chǎn)物中含有單質(zhì)銅，可 能是原來(lái)雜質(zhì)中含有C等還原性雜質(zhì)導(dǎo)致；Cu在不斷通入氧氣和加熱 的條件下，可溶解于稀硫酸，發(fā)生反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+ 2H2O；若用濃硫酸來(lái)溶解，發(fā)生反應(yīng)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2 +2H2O，其缺點(diǎn)是生成等量硫酸銅晶體所消耗的硫酸更多，且會(huì)產(chǎn)生 污染大氣的氣體SO2。,答案：(1)Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O， 2Fe3+Fe=3Fe2+，F(xiàn)e+2H+=Fe2+H2 (2)C或CO 2CuO+C 2Cu+CO2 或CuO+CO Cu+CO2 (3)2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O (4)生成等量CuSO4晶體所消耗的H2SO4更多，且會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體,2.(2015邵陽(yáng)二模)隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達(dá)91.7%以上。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如表所示：,該工藝的主要流程如下。,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)請(qǐng)寫(xiě)出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。 (2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O5)能加快二氧化硫的氧化速率，此過(guò)程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖1)。其中a、c兩步的化學(xué)方程式可表示為_(kāi)、_。,(3)該工藝中沉釩率是回收釩的關(guān)鍵之一，沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨的系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)圖2和圖3，試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度的適宜值分別為_(kāi)、_。,【解析】(1)根據(jù)表格信息，V2O5難溶于水，被亞硫酸鈉還原成可溶 于水的VOSO4，離子方程式為V2O5+ +4H+=2VO2+ +2H2O。 (2)V2O5是催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。依題意和物質(zhì)轉(zhuǎn) 化圖知，a反應(yīng)：五氧化二釩與二氧化硫反應(yīng)生成三氧化硫和四氧化 二釩；c反應(yīng)：VOSO4在氧氣作用下生成V2O5和SO3。(3)根據(jù)圖象知， 加氯化銨系數(shù)為4、溫度為80時(shí)沉釩率最大。,答案：(1)V2O5+ +4H+=2VO2+ +2H2O (2)SO2+V2O5 SO3+V2O4 4VOSO4+O2 2V2O5+4SO3 (3)4 80,