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專題六　鎂、鋁、鐵、銅　金屬的冶煉 1.[高考組合改編題]下列說(shuō)法中正確的有 (　　) ①[2017海南,7A]稀硫酸和銅粉反應(yīng)可制備硫酸銅 ②[2017海南,7D]鋁箔在氯氣中燃燒可制備無(wú)水三氯化鋁 ③[2017天津理綜,4B改編]蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液,可制備無(wú)水AlCl3 ④[2017天津理綜,1B]用可溶性的鋁鹽和鐵鹽處理水中的懸浮物 ⑤[2017浙江4月選考,6D]氯化鐵溶液可用于制作印刷銅電路板 ⑥[2017浙江4月選考,10D]金屬鎂失火不可用水來(lái)滅火 ⑦[2017全國(guó)卷Ⅱ,13A改編]向2 mL 0.1 mol?L-1的FeCl3溶液中加足量鐵粉,振蕩,看到黃色逐漸消失,加1滴KSCN溶液,溶液顏色不變,證明還原性:Fe>Fe2+ A.3個(gè) B.4個(gè) C.5個(gè) D.6個(gè) 2.[高考組合題]下列離子方程式書(shū)寫正確的是(　　) A.[2017海南,6B]硫化亞鐵與濃硫酸混合加熱:2H++FeS H2S↑+Fe2+ B.[2017海南,6C]向硫酸鋁溶液中滴加碳酸鈉溶液:2Al3++3CO32- Al2(CO3)3↓ C.[2017浙江4月選考,13C]酸性氯化亞鐵溶液中加入雙氧水:2Fe2++H2O2 2Fe3++O2↑+2H+ D.[2016天津理綜,4B]用氫氧化鈉溶液除去鎂粉中的雜質(zhì)鋁:2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑ 3.[2017浙江4月選考,24,2分]由硫鐵礦燒渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到綠礬(FeSO47H2O),再通過(guò)綠礬制備鐵黃[FeO(OH)]的流程如下: 燒渣溶液綠礬鐵黃 已知:FeS2和鐵黃均難溶于水。 下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A.步驟①,最好用硫酸來(lái)溶解燒渣 B.步驟②,涉及的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O 15Fe2++2SO42-+16H+ C.步驟③,將溶液加熱到有較多固體析出,再用余熱將液體蒸干,可得純凈綠礬 D.步驟④,反應(yīng)條件控制不當(dāng)會(huì)使鐵黃中混有Fe(OH)3 4.[2016全國(guó)卷Ⅲ,7,6分]化學(xué)在生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列對(duì)應(yīng)關(guān)系錯(cuò)誤的是 (　　) 化學(xué)性質(zhì) 實(shí)際應(yīng)用 A Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng) 泡沫滅火器滅火 B 鐵比銅金屬性強(qiáng) FeCl3腐蝕Cu刻制印刷電路板 C 次氯酸鹽具有氧化性 漂白粉漂白織物 D HF與SiO2反應(yīng) 氫氟酸在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記 5.[2015新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,10,6分]下列實(shí)驗(yàn)中,對(duì)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(xiàng) 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 結(jié)論 A 將稀硝酸加入過(guò)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1.0 molL-1 Fe2(SO4)3溶液中 溶液變藍(lán)、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(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱 熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái) 金屬鋁的熔點(diǎn)較低 D 將0.1 molL-1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,再滴加0.1 molL-1 CuSO4溶液 先有白色沉淀生成,后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀 Cu(OH)2 的溶度積 比Mg(OH)2 的小 6.[2014山東理綜,9,5分]等質(zhì)量的下列物質(zhì)與足量稀硝酸反應(yīng),放出NO物質(zhì)的量最多的是 (　　) A.FeO B.Fe2O3 C.FeSO4 D.Fe3O4 7.[2014新課標(biāo)全國(guó)卷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(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 8.[2017全國(guó)卷Ⅲ,27,15分]重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeOCr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示: 回答下列問(wèn)題: (1)步驟①的主要反應(yīng)為: FeOCr2O3+Na2CO3+NaNO3Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反應(yīng)配平后FeOCr2O3與NaNO3的系數(shù)比為　　　。該步驟不能使用陶瓷容器,原因是　。 (2)濾渣1中含量最多的金屬元素是　　　,濾渣2的主要成分是　　　及含硅雜質(zhì)。 (3)步驟④調(diào)濾液2的pH使之變　　　(填“大”或“小”),原因是　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)。 (4)有關(guān)物質(zhì)的溶解度如圖所示。向“濾液3”中加入適量KCl,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得到K2Cr2O7固體。冷卻到　　　(填標(biāo)號(hào))得到的K2Cr2O7固體產(chǎn)品最多。 a.80 ℃ b.60 ℃ c.40 ℃ d.10 ℃ 步驟⑤的反應(yīng)類型是　　　。 (5)某工廠用m1 kg鉻鐵礦粉(含Cr2O3 40%)制備K2Cr2O7,最終得到產(chǎn)品m2 kg,產(chǎn)率為　　　。 9.[2017北京理綜,28,16分]某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe+2Ag+ Fe2++2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3+,發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。 向硝酸酸化的0.05 molL-1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過(guò)量鐵粉,攪拌后靜置,燒杯底部有黑色固體,溶液呈黃色。 (1)檢驗(yàn)產(chǎn)物 ①取出少量黑色固體,洗滌后,　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填操作和現(xiàn)象),證明黑色固體中含有Ag。 ②取上層清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說(shuō)明溶液中含有　　　　。 (2)針對(duì)“溶液呈黃色”,甲認(rèn)為溶液中有Fe3+,乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3+,乙依據(jù)的原理是 　　　　　　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示)。 針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn): ①取上層清液,滴加KSCN溶液,溶液變紅,證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生,且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān),對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下: 序號(hào) 取樣時(shí)間/min 現(xiàn)象 ⅰ 3 產(chǎn)生大量白色沉淀;溶液呈紅色 ⅱ 30 產(chǎn)生白色沉淀,較3 min時(shí)量少;溶液紅色較 3 min 時(shí)加深 ⅲ 120 產(chǎn)生白色沉淀,較30 min時(shí)量少;溶液紅色較30 min時(shí)變淺 (資料:Ag+與SCN-生成白色沉淀AgSCN) ②對(duì)Fe3+產(chǎn)生的原因作出如下假設(shè): 假設(shè)a:可能是鐵粉表面有氧化層,能產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)b:空氣中存在O2,由于　　　　　　　　　　　　　　　　　(用離子方程式表示),可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)c:酸性溶液中的NO3-具有氧化性,可產(chǎn)生Fe3+; 假設(shè)d:根據(jù)　　　　　　　　　　　　　　　　　現(xiàn)象,判斷溶液中存在Ag+,可產(chǎn)生Fe3+。 ③下述實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因。實(shí)驗(yàn)Ⅱ可證實(shí)假設(shè)d成立。 實(shí)驗(yàn)Ⅰ:向硝酸酸化的　　　　溶液(pH≈2)中加入過(guò)量鐵粉,攪拌后靜置,不同時(shí)間取上層清液滴加KSCN溶液。3 min 時(shí)溶液呈淺紅色,30 min后溶液幾乎無(wú)色。 實(shí)驗(yàn)Ⅱ:裝置如下圖。其中甲溶液是　　　　,操作及現(xiàn)象是　。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,結(jié)合方程式推測(cè)實(shí)驗(yàn)ⅰ~ⅲ中Fe3+濃度變化的原因:　。 10.[2017海南,17,10分]以工業(yè)生產(chǎn)硼砂所得廢渣硼鎂泥為原料制取MgSO47H2O的過(guò)程如圖所示: 硼鎂泥的主要成分如下表: MgO SiO2 FeO、Fe2O3 CaO Al2O3 B2O3 30%~40% 20%~25% 5%~15% 2%~3% 1%~2% 1%~2% 回答下列問(wèn)題: (1)“酸解”時(shí)應(yīng)該加入的酸是　　　　,“濾渣1”中主要含有　　　　(寫化學(xué)式)。 (2)“除雜”時(shí)加入次氯酸鈣、氧化鎂的作用分別是　　　　、　　　　。 (3)判斷“除雜”基本完成的檢驗(yàn)方法是　　　　。 (4)分離濾渣3應(yīng)趁熱過(guò)濾的原因是　　　　。 11.[2015天津理綜,9,18分]廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡(jiǎn)圖如下: 回答下列問(wèn)題: (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)42+,反應(yīng)中H2O2的作用是　　　　　。寫出操作①的名稱:　　　　　　。 (2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)42+與有機(jī)物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　。操作②用到的主要儀器名稱為　　　　　　,其目的是(填序號(hào))　　　　。 a.富集銅元素 b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c.增加Cu2+在水中的溶解度 (3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和　　　　　　。若操作③使用如圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是　　　　　　　　　　　　。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽(yáng)極產(chǎn)物是　　　　。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是　。 (5)流程中有三處實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是　　　　。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是　。 (滿分64分　35 分鐘) 一、選擇題(每小題6分,共30分) 1.[2018山東、安徽名校大聯(lián)考,2]《本草綱目》在綠礬(FeSO47H2O)“發(fā)明”項(xiàng)載:“蓋此礬色綠,味酸,燒之則赤……”。下列敘述正確的是 (　　) A.綠礬能電離出H+,所以有“味酸” B.綠礬煅燒后的固體產(chǎn)物為FeO C.可用無(wú)水CuSO4檢驗(yàn)煅燒綠礬生成的H2O D.通入Ba(NO3)2溶液可檢驗(yàn)煅燒產(chǎn)物中的SO3 2.[2018銀川一中第三次考試,6]FeCl3易潮解、易升華,實(shí)驗(yàn)室制備FeCl3的裝置如圖所示(加熱和夾持裝置略去)。下列說(shuō)法正確的是 (　　) A.導(dǎo)管g的作用是增強(qiáng)裝置的氣密性 B.試劑X和試劑Y分別為濃硫酸、飽和食鹽水 C.與用細(xì)導(dǎo)管連接相比,直接用E接收產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)是可防止堵塞 D.F中濃硫酸的作用是防止G中氫氧化鈉進(jìn)入E 3.[2018湖北重點(diǎn)中學(xué)新起點(diǎn)考試,7]現(xiàn)有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六種物質(zhì),它們之間的關(guān)系如圖所示,圖中每條線兩端的物質(zhì)之間都可以發(fā)生反應(yīng),下列推斷不合理的是 (　　) A.X可能為Al或Cl2 B.Y一定為NaOH(aq) C.N一定是HCl(aq) D.Q、Z中的一種必為Al2O3 4.[2018遼寧五校協(xié)作體聯(lián)合模擬,12]已知反應(yīng):2Fe3++2I-2Fe2++I2,用KI溶液和FeCl3溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。 下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A.實(shí)驗(yàn)ⅰ中現(xiàn)象說(shuō)明有Fe2+生成 B.實(shí)驗(yàn)ⅱ中現(xiàn)象說(shuō)明反應(yīng)后溶液中含有Fe3+ C.實(shí)驗(yàn)ⅲ水溶液中c(Fe2+)大于實(shí)驗(yàn)ⅰ中c(Fe2+) D.實(shí)驗(yàn)ⅲ中再加入4滴0.1 molL-1 FeCl2溶液,振蕩?kù)o置,CCl4層溶液顏色無(wú)變化 5.[2016重慶適應(yīng)性檢測(cè),2]下列反應(yīng)描述錯(cuò)誤的是(　　) A.室溫下,Cu與過(guò)量濃HNO3反應(yīng),生成的氣體呈紅棕色 B.足量H2通過(guò)灼熱的CuO粉末后,生成的固體為紅色 C.向BaCl2溶液中通入少量CO2,生成白色沉淀;再通入CO2,白色沉淀消失 D.物質(zhì)的量相同的CH3COOH與NaOH反應(yīng)后滴加酚酞,溶液顯紅色 二、非選擇題(共34分) 6.[2018皖南八校高三模擬,18,11分]鎂鋁合金在工業(yè)上有著廣泛的用途,氧化鋁是冶煉金屬鋁的主要原料。從鋁土礦(主要成分是Al2O3,含有SiO2、Fe2O3、MgO等雜質(zhì))中提取氧化鋁的兩種工藝流程如下: 回答下列問(wèn)題: (1)Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO四種物質(zhì)中,屬于酸性氧化物的是　　　　,屬于堿性氧化物的是　　　　　　。 (2)流程一中,沉淀③是　　　　　　　　　　(填化學(xué)式,下同),沉淀⑥是　　　　　　　　。 (3)流程二中,加入燒堿溶解SiO2的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　。 (4)濾液⑤中的可溶性鹽是NaCl、　　　　　　　　(填化學(xué)式),濾液⑨與過(guò)量氨水反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　。 (5)在電解氧化鋁制取金屬鋁的反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量之比為　　　　　。 7.[2018合肥調(diào)研檢測(cè),16,14分]氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑,通常是一種白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇,溶于濃鹽酸,在潮濕空氣中易水解氧化。某學(xué)習(xí)小組用工業(yè)廢渣(主要成分為Cu2S和Fe2O3)制取氯化亞銅并同時(shí)生成電路板蝕刻液。其流程如下: 回答下列問(wèn)題: (1)固體A的成分為　　　　　　;為提高固體A在鹽酸中的溶解速率,可采取的措施有　　　　　　(寫出1條即可)。 (2)向混合液中加入氧化銅的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　;用蝕刻液腐蝕銅制電路板的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)在Na2SO3溶液中逐滴加入CuCl2溶液,再加入少量濃鹽酸混合均勻,得到CuCl沉淀。該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)CuCl沉淀的洗滌需要經(jīng)過(guò)酸洗、水洗和醇洗。其中醇洗的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (5)氯化亞銅的定量分析:①稱取樣品0.25 g,加入過(guò)量FeCl3溶液使其完全溶解;②用0.10 molL-1硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn);③重復(fù)三次,消耗硫酸鈰標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.00 mL。則CuCl的純度為　　　　　　。(已知:CuCl+Fe3+Cu2++Fe2++Cl-;Fe2++Ce4+Fe3++Ce3+) 8.[2018湖北重點(diǎn)中學(xué)新起點(diǎn)考試,18,9分]工業(yè)上回收利用某合金廢料(主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)的工藝流程如圖所示: (1)金屬M(fèi)為　　　　　。 (2)加入H2O2的作用是(用離子方程式表示)　　　　　　　,加入氨水的作用是　　　　　。 (3)CoC2O42H2O高溫焙燒的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　。 (4)已知Li2CO3微溶于水,其飽和溶液的濃度與溫度的關(guān)系如表所示。 溫度/℃ 10 30 60 90 濃度/(molL-1) 0.21 0.17 0.14 0.10 操作2中,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過(guò)濾,其目的是　　　　　　。 (滿分68分　40 分鐘) 一、選擇題(每小題6分,共18分) 1.某同學(xué)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是 (　　) A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸,置鎂片于其中探究Mg的活潑性 B.將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀察Mg(OH)2沉淀的生成 C.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過(guò)濾,洗滌并收集沉淀 D.將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入表面皿中,加足量稀鹽酸,加熱蒸干得無(wú)水MgCl2固體 2.鋁土礦的主要成分為氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅,工業(yè)上經(jīng)過(guò)如圖所示工藝可以冶煉金屬鋁。有關(guān)說(shuō)法中不正確的是(　　) 鋁土礦abcdAl A.①②中除加試劑外,還需要進(jìn)行過(guò)濾操作 B.a、b中鋁元素的化合價(jià)相同 C.③中需要通入過(guò)量的氨氣 D.④進(jìn)行的操作是過(guò)濾、加熱,而且d一定是氧化鋁 3.下列除雜質(zhì)的操作中不正確的是 (　　) A.鐵粉中混有鋁粉:加入過(guò)量燒堿溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾 B.FeCl2溶液中混有FeCl3:加入過(guò)量鐵粉充分反應(yīng)后過(guò)濾 C.CuCl2溶液中混有少量FeCl3:加入NaOH溶液充分反應(yīng)后過(guò)濾 D.Al(OH)3中混有Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液后過(guò)濾,向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2后過(guò)濾 二、非選擇題(共50分) 4.[13分]甲、乙兩化學(xué)小組擬根據(jù)氨氣還原氧化銅反應(yīng)的原理測(cè)定某銅粉樣品(混有CuO粉末)中金屬銅的含量。 (1)甲小組利用下圖裝置(可以重復(fù)選用),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)生成水的質(zhì)量來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? A　　　　　　　　　B　　　 C　　　D ① 按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)? (填小寫字母序號(hào))。 ② 裝置B中固體試劑的名稱為　　　　　　。 ③ 裝置A的作用為　。 ④下列兩步操作應(yīng)該先進(jìn)行的是　　　　　　　(填序號(hào)):ⅰ.加熱反應(yīng)管　ⅱ.向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水,原因?yàn)椤　? (2)乙小組利用上述裝置通過(guò)測(cè)定反應(yīng)前后裝置C中固體的質(zhì)量變化來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ①按氣流方向連接各裝置,順序?yàn)椤　　　?填大寫字母序號(hào))。 ②稱取m1 g銅粉樣品,測(cè)得反應(yīng)前裝置C的質(zhì)量為m2 g,充分反應(yīng)后裝置C的質(zhì)量為m3 g。寫出樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式　　　　　　　　　。 (3)從稀鹽酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑,重新設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)定樣品中金屬銅含量的實(shí)驗(yàn)方案(寫出主要步驟,不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)) 。 5.[15分]某化學(xué)興趣小組為探究生鐵與濃硫酸反應(yīng)所得溶液和氣體的成分,他們將一定量的生鐵與濃硫酸混合加熱,觀察到固體完全溶解,并產(chǎn)生大量氣體。實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有試劑:0.01 molL-1酸性KMnO4溶液、0.10 molL-1 KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸餾水。 一、提出猜想 Ⅰ.所得溶液中可能含有Fe2+和Fe3+中的一種或兩種; Ⅱ.所得氣體中能聞到刺激性氣味,說(shuō)明氣體中肯定含有　　　　　　　　(填分子式)。 二、實(shí)驗(yàn)探究 目的 實(shí)驗(yàn)操作 預(yù)期現(xiàn)象 結(jié)論 驗(yàn)證Ⅰ 步驟①:取少量酸性KMnO4溶液,滴入所得溶液中 含有Fe2+ 步驟②: 含有Fe3+ 驗(yàn)證Ⅱ 將所得氣體通入如下裝置: 含有兩種或兩種以上氣體 三、問(wèn)題討論 (1)有人提出:若選用KSCN溶液和新制氯水就可以完成猜想Ⅰ的所有探究,這種方法是否可行?(填“可行”或“不可行”),原因是　。 (2)有人提出:試管中的氣體可能是H2和X,為此設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器已省略)。 ① 氣體X產(chǎn)生的原因是(用化學(xué)方程式表示)。 ②為了驗(yàn)證X的存在,M中盛放的試劑為　　　　　　　,并將M置于　　　　(選填序號(hào))。 a.A之前 b.A—B間c.B—C間 d.C—D間 ③氣體中存在X的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是　。 6.[12分]鈦及其化合物在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活中有著重要的用途。工業(yè)上用鈦鐵礦石(主要成分為FeTiO3,含F(xiàn)eO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì))經(jīng)如圖所示工藝流程制備TiO2: 其中,步驟③發(fā)生的反應(yīng)為2H2SO4+FeTiO3TiOSO4+FeSO4+2H2O。 (1)凈化鈦鐵礦石時(shí),　　　　(填“需要”或“不需要”)除去雜質(zhì)FeO。 (2)凈化鈦鐵礦石時(shí),需用濃氫氧化鈉溶液處理,寫出該過(guò)程中兩性氧化物發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　　。 (3)步驟④中加入的X可能是　　　　(填字母),④⑤兩步的目的是　　　　。 A.H2O2　　B.KMnO4　　C.KOH　　D.SO2 (4)寫出步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　。 (5)可通過(guò)電解TiO2來(lái)獲得Ti(同時(shí)產(chǎn)生O2),將處理過(guò)的TiO2作陰極,石墨作陽(yáng)極,熔融CaCl2為電解液,用炭塊作電解槽。陰極的電極反應(yīng)式為　　　　。電解過(guò)程中需定期向電解槽中加入炭塊的原因是　　　　　　　　。 7.[10分]污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。某研究小組利用軟錳礦(主要成分為MnO2,另含有少量鐵、鋁、銅、鎳等金屬的化合物)作脫硫劑,通過(guò)如圖所示簡(jiǎn)化流程既脫除燃煤尾氣中的SO2,又制得電池材料MnO2(反應(yīng)條件已省略)。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,其原因是　　　　　　　　　　　　。 (2)已知:25 ℃、101 kPa時(shí),Mn(s)+O2(g)MnO2(s) ΔH=-520 kJmol-1;S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH=-297 kJmol-1;Mn(s)+S(s)+2O2(g)MnSO4(s)　ΔH=-1 065 kJmol-1。SO2與MnO2反應(yīng)生成MnSO4的熱化學(xué)方程式是　。 (3)MnO2可作超級(jí)電容器材料。用惰性電極電解MnSO4溶液可制得MnO2,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　。 (4)MnO2是堿性鋅錳電池的正極材料。放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為　。 (5)假設(shè)脫除的SO2只與軟錳礦漿中的MnO2反應(yīng)。按照?qǐng)D示流程,將a m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)含SO2的體積分?jǐn)?shù)為b%的尾氣通入礦漿,若SO2的脫除率為89.6%,最終得到MnO2的質(zhì)量為c kg,則除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí),所引入的錳元素相當(dāng)于MnO2　　　　kg。 答案 1.C　根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表,稀硫酸與銅不能發(fā)生反應(yīng),①錯(cuò)誤;鋁箔可以在氯氣中燃燒生成三氯化鋁,②正確;鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁溶液,加熱蒸發(fā),氯化鋁水解生成氫氧化鋁,而無(wú)法得到AlCl3,化學(xué)方程式為AlCl3+3H2O Al(OH)3+3HCl↑,③錯(cuò)誤;鋁鹽和鐵鹽水解都可以生成對(duì)應(yīng)的氫氧化物膠體,可以處理水中的懸浮物,④正確;氯化鐵可以溶解銅從而制作電路板,⑤正確;鎂與水在加熱條件下反應(yīng)生成可燃性氣體氫氣,所以不能用水滅火,⑥正確;根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明2Fe3++Fe 3Fe2+,依據(jù)還原性:還原劑>還原產(chǎn)物,⑦正確。共有5項(xiàng)正確。 2.D　硫化亞鐵具有還原性,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,二者應(yīng)該發(fā)生氧化還原反應(yīng)而不是復(fù)分解反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸鋁與碳酸鈉發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)2Al3++3CO32-+3H2O 2Al(OH)3↓ +3CO2↑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;氯化亞鐵與H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng),H2O2為氧化劑,對(duì)應(yīng)的還原產(chǎn)物應(yīng)該為H2O,方程式為H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.C　本題考查陌生離子方程式的書(shū)寫、物質(zhì)的分離和提純、反應(yīng)條件的控制和試劑選擇。要制得綠礬,為了不引入其他雜質(zhì),步驟①最好選用硫酸來(lái)溶解燒渣,A項(xiàng)正確;加入FeS2后得到的溶液經(jīng)步驟③可得到綠礬,故步驟②中FeS2和Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成了FeSO4,離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2SO42-+16H+,B項(xiàng)正確;步驟③,由FeSO4溶液得到綠礬應(yīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶而不是蒸發(fā)結(jié)晶,C項(xiàng)錯(cuò)誤;步驟④中若反應(yīng)條件控制不當(dāng),則會(huì)使鐵黃中混有Fe(OH)3,D項(xiàng)正確。 4.B　Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成CO2、Al(OH)3和Na2SO4,這就是泡沫滅火器產(chǎn)生CO2的原理,A項(xiàng)正確。FeCl3腐蝕Cu,是由于Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+的,故Fe3+能將Cu氧化為Cu2+,自身被還原為Fe2+,B項(xiàng)錯(cuò)誤。HClO因具有強(qiáng)氧化性而具有漂白性,漂白粉中的Ca(ClO)2與H2O、CO2反應(yīng)生成的HClO具有氧化性而漂白織物,C項(xiàng)正確。SiO2與HF發(fā)生反應(yīng):SiO2+4HFSiF4↑+2H2O,玻璃器皿的主要成分為SiO2,所以氫氟酸能在玻璃器皿上刻蝕標(biāo)記,D項(xiàng)正確。 5.D　解決該類試題要認(rèn)真看清題干,該試題的正確選項(xiàng)需要滿足三點(diǎn):現(xiàn)象正確、結(jié)論正確、現(xiàn)象與結(jié)論間具有因果關(guān)系。A項(xiàng),鐵粉過(guò)量,反應(yīng)生成Fe2+,加入KSCN溶液不顯紅色,現(xiàn)象錯(cuò)誤;B項(xiàng),Cu和Fe3+發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)方程式為Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,所以沒(méi)有黑色沉淀生成,現(xiàn)象、結(jié)論錯(cuò)誤;C項(xiàng),將鋁箔用坩堝鉗夾住放在酒精燈火焰上加熱,鋁和氧氣反應(yīng)生成了氧化鋁,形成氧化膜,Al2O3的熔點(diǎn)高于鋁的熔點(diǎn),包住了熔化的鋁,所以加熱鋁箔時(shí)鋁熔化了但是不會(huì)滴落,現(xiàn)象、結(jié)論錯(cuò)誤;D項(xiàng),將0.1 mol?L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀產(chǎn)生,說(shuō)明NaOH完全反應(yīng),再滴加0.1 mol?L-1CuSO4溶液,先有白色沉淀生成后變?yōu)闇\藍(lán)色沉淀,說(shuō)明發(fā)生了沉淀的轉(zhuǎn)化,溶度積大的物質(zhì)向溶度積小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,所以Cu(OH)2的溶度積比Mg(OH)2的小,正確。 6.A　FeO、FeSO4及Fe3O4(可寫成Fe2O3FeO)與稀硝酸反應(yīng)時(shí)均為鐵元素被氧化,且氧化產(chǎn)物均為Fe3+,還原產(chǎn)物均為NO。等質(zhì)量的還原劑與稀硝酸反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量越多,放出NO的物質(zhì)的量越多,由FeO、FeSO4及Fe3O4的化學(xué)式及鐵元素的化合價(jià)看出等質(zhì)量的三種物質(zhì)參與反應(yīng)時(shí),FeO轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量最多。Fe2O3與稀硝酸反應(yīng)時(shí)無(wú)NO氣體放出。 7.B　氫氣通過(guò)灼熱的氧化銅粉末后,氧化銅變成銅,固體質(zhì)量減少,A項(xiàng)不符合題意;二氧化碳通過(guò)過(guò)氧化鈉粉末,發(fā)生反應(yīng)2CO2+2Na2O2 2Na2CO3+O2,固體質(zhì)量增加,B項(xiàng)符合題意;鋁熱反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,C項(xiàng)不符合題意;將鋅粒投入硝酸銅溶液中,發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu(NO3)2 Zn(NO3)2+Cu,固體質(zhì)量減少,D項(xiàng)不符合題意。 8.(1)2∶7　陶瓷在高溫下會(huì)與Na2CO3反應(yīng)　(2)Fe　Al(OH)3　(3)小　2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O　(4)d　復(fù)分解反應(yīng)　(5)190m2147m1100% 【解析】　本題考查以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀的工藝流程分析。(1)1 mol FeOCr2O3參與反應(yīng)共失去7 mol電子,而1 mol NaNO3參與反應(yīng)得到2 mol電子,根據(jù)得失電子守恒,二者的系數(shù)比為2∶7。由于高溫下碳酸鈉能與陶瓷中的二氧化硅發(fā)生反應(yīng),所以該步驟不能使用陶瓷容器。(2)步驟①中生成的氧化鐵因不溶于水而進(jìn)入濾渣1,所以濾渣1中含量最多的金屬元素是Fe。結(jié)合流程圖可知,濾渣2的主要成分是氫氧化鋁及含硅雜質(zhì)。(3)濾液2中存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,氫離子濃度越大(pH越小),越有利于平衡正向移動(dòng),所以步驟④應(yīng)調(diào)節(jié)濾液2的pH使之變小。(4)根據(jù)題圖,可知溫度越低,K2Cr2O7的溶解度越小,析出的重鉻酸鉀固體越多,故d項(xiàng)正確。步驟⑤中發(fā)生的反應(yīng)為Na2Cr2O7+2KCl K2Cr2O7↓+2NaCl,其屬于復(fù)分解反應(yīng)。(5)該鉻鐵礦粉中Cr2O3的物質(zhì)的量為m1103g40%152gmol-1,根據(jù)鉻元素守恒可求得K2Cr2O7的理論質(zhì)量m0=m1103g40%152gmol-1294 gmol-110-3 kgg-1=147m1190 kg,所以產(chǎn)品的產(chǎn)率為m2m0100%=190m2147m1100%。 9.(1)①加硝酸加熱溶解固體,再滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀(2分)②Fe2+(1分)　(2)2Fe3++Fe3Fe2+(1分)?、?Fe2++O2+ 4H+4Fe3++2H2O(2分)　加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀(2分)?、?.05 molL-1 NaNO3(2分)　FeSO4溶液(2分)分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深(2分)　(3)溶液中存在反應(yīng):①2Ag++FeFe2++2Ag,②Ag++Fe2+Fe3++Ag,③Fe+ 2Fe3+3Fe2+。反應(yīng)開(kāi)始時(shí),c(Ag+)大,以反應(yīng)①、②為主,c(Fe3+)增大。約30 min后,c(Ag+)小,以反應(yīng)③為主,c(Fe3+)減小(2分) 【解析】　(1)①黑色固體溶于熱的硝酸溶液后,向其中加入稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,可證明黑色固體中含有Ag。②可利用K3[Fe(CN)6]檢驗(yàn)Fe2+的存在。(2)過(guò)量的鐵粉會(huì)與Fe3+反應(yīng)。②空氣中的O2會(huì)與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生Fe3+;加入KSCN溶液后產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明溶液中存在Ag+,Ag+可與Fe2+反應(yīng)產(chǎn)生Fe3+。③實(shí)驗(yàn)Ⅰ可證實(shí)假設(shè)a、b、c不是產(chǎn)生Fe3+的主要原因,只要將原實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系中的Ag+替換,其他微粒的種類及濃度保持不變,做對(duì)比實(shí)驗(yàn)即可,所以可選用0.05 molL-1 NaNO3溶液(pH≈2);實(shí)驗(yàn)Ⅱ利用原電池裝置證明反應(yīng)Ag+ + Fe2+Ag + Fe3+能發(fā)生,所以甲溶液是FeSO4溶液。操作和現(xiàn)象:分別取電池工作前與工作一段時(shí)間后左側(cè)燒杯中溶液,同時(shí)滴加KSCN溶液,后者紅色更深。 10.(1)H2SO4(1分)　SiO2(1分)　(2)將Fe2+氧化為Fe3+(2分)調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+、Al3+形成氫氧化物沉淀除去(2分)　(3)取濾液將其酸化后滴加KSCN溶液,若溶液未變紅,則說(shuō)明除雜完全(2分)　(4)防止MgSO47H2O結(jié)晶析出(2分) 【解析】　(1)由于制取的產(chǎn)品是MgSO47H2O,所以“酸解”時(shí)應(yīng)加入硫酸。根據(jù)硼鎂泥的主要成分可知,“濾渣1”中主要含有SiO2。(2)次氯酸鈣具有強(qiáng)氧化性,能將Fe2+氧化為Fe3+,加入MgO可以消耗過(guò)量的硫酸,調(diào)節(jié)溶液的pH,從而使Fe3+、Al3+形成氫氧化物沉淀而除去。(3)“除雜”基本完成時(shí),濾液中不存在Fe3+,可以通過(guò)檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3+來(lái)判斷“除雜”是否完成。(4)較低溫度下,MgSO47H2O的溶解度減小,會(huì)結(jié)晶析出,造成產(chǎn)品損失,所以分離濾渣3應(yīng)趁熱過(guò)濾。 11.(1)作氧化劑(2分)　過(guò)濾(2分)　(2)Cu(NH3)42++2RH2NH4++2NH3+CuR2(2分)　分液漏斗(1分)　ab(1分)　(3)RH(1分)　分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁、液體過(guò)多(2分) (4)O2、H2SO4(2分)　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾(2分)　(5)H2SO4(1分)　防止由于溶液中c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀(2分) 【解析】　(1)反應(yīng)Ⅰ中Cu被氧化,是還原劑,則H2O2是氧化劑。由于操作①得到溶液和殘?jiān)?難溶物),所以是過(guò)濾。(2)反應(yīng)Ⅱ是Cu(NH3)42+與RH反應(yīng),生成CuR2,同時(shí)生成NH4+和NH3,據(jù)此即可寫出反應(yīng)的離子方程式。操作②得到水層和有機(jī)層,所以是分液,主要儀器是分液漏斗。該操作的主要目的是將銅氨溶液中的銅元素轉(zhuǎn)化為有機(jī)物CuR2,并通過(guò)萃取得以富集。(3)CuR2與稀硫酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成CuSO4和有機(jī)物RH。萃取時(shí),分液漏斗尖端要靠近燒杯內(nèi)壁以防止液體濺出,并且所盛液體不能過(guò)多,否則無(wú)法進(jìn)行振蕩、放氣等操作。(4)電解CuSO4溶液時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2H2O-4e- 4H++O2↑,生成物是O2和H2SO4。由硫酸銅溶液制取膽礬的主要步驟有加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。(5)電解硫酸銅溶液得到的硫酸可循環(huán)使用。反應(yīng)Ⅰ中NH4Cl的作用是降低溶液的pH,防止c(OH-)過(guò)高,生成Cu(OH)2沉淀。 1.C　綠礬是硫酸亞鐵晶體,不能電離出H+,之所以有“味酸”,是溶解時(shí)Fe2+水解的結(jié)果,故A錯(cuò)誤;綠礬煅燒后生成“赤”色的產(chǎn)物為Fe2O3,故B錯(cuò)誤;水蒸氣遇到無(wú)水CuSO4,無(wú)水CuSO4會(huì)變成藍(lán)色,因此可以用無(wú)水CuSO4檢驗(yàn)煅燒綠礬生成的H2O,故C正確;酸性溶液中NO3-具有強(qiáng)氧化性,生成的二氧化硫,也會(huì)被氧化生成SO42-,進(jìn)而生成硫酸鋇沉淀,故D錯(cuò)誤。 2.C　氯化鐵易潮解,一定要在干燥環(huán)境中制備,反應(yīng)氣Cl2需要干燥,裝置尾部也需要干燥裝置,以防止外界空氣中的水蒸氣進(jìn)入。依據(jù)氯化鐵易升華的性質(zhì),氯化鐵的收集原理為加熱使氯化鐵升華,通過(guò)較粗的玻璃管(不能用細(xì)導(dǎo)管,細(xì)導(dǎo)管會(huì)使氯化鐵凝華,從而堵塞導(dǎo)管)進(jìn)入收集瓶中。所以制備FeCl3要防潮解、防堵塞。導(dǎo)管g的主要作用是平衡氣壓,使分液漏斗中的液體順利流下,A項(xiàng)錯(cuò)誤;X、Y是對(duì)氯氣的凈化試劑,應(yīng)該先用飽和氯化鈉除去HCl,再用濃硫酸進(jìn)行干燥,B項(xiàng)錯(cuò)誤;F中的濃硫酸是防止G中的水蒸氣進(jìn)入D中,從而使氯化鐵潮解,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.A　本題為無(wú)機(jī)物推斷題,推斷的關(guān)鍵是找準(zhǔn)突破口。推斷時(shí)首先根據(jù)題圖,可知Y能與其他五種物質(zhì)反應(yīng),則Y為NaOH(aq),又HCl(aq)和Cl2不反應(yīng),與其他四種物質(zhì)都反應(yīng),則N為HCl(aq),X為Cl2,Al、Al2O3、Al(OH)3都既能與HCl(aq)反應(yīng)也能和NaOH(aq)反應(yīng),且只有Al能與Cl2反應(yīng),則M為Al,Q、Z中的一種為Al2O3,另一種為Al(OH)3。X一定為Cl2,A項(xiàng)不合理。 4.D　Fe2+能與鐵氰化鉀溶液反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀,故實(shí)驗(yàn)ⅰ中現(xiàn)象說(shuō)明有Fe2+生成,A項(xiàng)正確;Fe3+能使KSCN溶液顯紅色,故實(shí)驗(yàn)ⅱ中現(xiàn)象說(shuō)明反應(yīng)后溶液中含有Fe3+,B項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)ⅲ中生成的I2被萃取到CCl4層,從而使實(shí)驗(yàn)ⅲ水溶液中的平衡2Fe3++2I- 2Fe2++I2正向移動(dòng),故實(shí)驗(yàn)ⅲ水溶液中c(Fe2+)大于實(shí)驗(yàn)ⅰ中c(Fe2+),C項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)ⅲ中再加入4滴0.1 molL-1 FeCl2溶液,會(huì)使平衡2Fe3++2I-2Fe2++I2逆向移動(dòng),生成的I2濃度降低,從而使CCl4層溶液顏色變淺,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.C　Cu與濃硝酸反應(yīng)生成Cu(NO3)2、NO2、H2O,室溫下NO2為紅棕色氣體,A項(xiàng)正確;足量H2與灼熱的CuO發(fā)生反應(yīng):CuO+H2 Cu+H2O,生成的單質(zhì)Cu為紅色,B項(xiàng)正確;向BaCl2溶液中通入少量CO2,不生成白色沉淀,C項(xiàng)錯(cuò)誤;CH3COOH和NaOH恰好完全反應(yīng),得到CH3COONa溶液,由于CH3COO-水解,溶液呈堿性,故滴加酚酞后,溶液呈紅色,D項(xiàng)正確。 6.(1)SiO2　Fe2O3、MgO　(2)Fe(OH)3、Mg(OH)2　Al(OH)3　(3)SiO2+2NaOHNa2SiO3+H2O (4)NaHCO3　H++NH3H2O NH4++H2O、Al3++3NH3H2O Al(OH)3↓+3NH4+　(5)8∶9 【解析】　(1)能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物屬于酸性氧化物,如SiO2;能與酸反應(yīng)生成鹽和水的化合物屬于堿性氧化物,如 Fe2O3、MgO;與酸和堿反應(yīng)都能生成鹽和水的氧化物屬于兩性氧化物,如Al2O3。(2)流程一中,加入鹽酸后,鋁土礦中的Al2O3、Fe2O3、MgO能和鹽酸反應(yīng)而溶解,濾液②中含有Al3+、Fe3+和Mg2+,加入過(guò)量氫氧化鈉溶液,分別轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉、氫氧化鐵沉淀和氫氧化鎂沉淀,因此沉淀③中含有氫氧化鐵和氫氧化鎂,濾液④中通入過(guò)量二氧化碳,與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀及碳酸氫鈉,故沉淀⑥為氫氧化鋁。(3)流程二中,加入燒堿溶解SiO2的化學(xué)方程式為SiO2+2NaOH Na2SiO3+H2O。(4)根據(jù)(2)的分析,濾液⑤中的可溶性鹽是NaCl和NaHCO3。流程二中,加入燒堿溶解SiO2和氧化鋁得到硅酸鈉和偏鋁酸鈉的溶液,即濾液⑧含有硅酸鈉、偏鋁酸鈉和過(guò)量的氫氧化鈉,向其中加入過(guò)量鹽酸,反應(yīng)生成硅酸沉淀和氯化鋁溶液,濾液⑨中主要含有氯化鈉、氯化鋁和過(guò)量的鹽酸,鹽酸和氯化鋁都能與氨水反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為H++NH3H2O NH4++H2O、Al3++3NH3H2O Al(OH)3↓+3NH4+。(5)電解氧化鋁制取金屬鋁的反應(yīng)方程式為2Al2O3 4Al + 3O2↑,其中氧化產(chǎn)物為氧氣,還原產(chǎn)物為鋁,質(zhì)量之比為(332)∶(427)=8∶9。 7.(1)Fe2O3、CuO　粉碎固體A(或升高溫度或增大鹽酸濃度等)　(2)調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去　2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2　(3)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+ SO42-+2H+　(4)醇洗有利于加快去除CuCl表面水分,防止其水解氧化　(5)99.5% 【解析】　(1)Cu2S在空氣中焙燒生成CuO和SO2,所以固體A的成分為CuO和Fe2O3。為提高固體A在鹽酸中的溶解速率,可采取的措施有粉碎固體A、增大鹽酸的濃度、升高溫度等。(2)向混合液中加入CuO的作用是調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而除去。(3)根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒寫出并配平離子方程式:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+。(4)根據(jù)題意知,CuCl在潮濕空氣中易水解氧化,而乙醇能與水互溶從而帶走CuCl表面水分,且易揮發(fā),故醇洗有利于CuCl快速干燥,避免其水解氧化。(5)根據(jù)題給的離子方程式可得CuCl~Ce4+,則n(CuCl)=n(Ce4+),故CuCl的純度為25.0010-3L0.10molL-199.5gmol-10.25g100%=99.5%。 8.(1)Cu　(2)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O　調(diào)節(jié)溶液的pH使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀　(3)4CoC2O42H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2　(4)減少Li2CO3的溶解損失 【解析】　(1)合金廢料中只有Cu與鹽酸不反應(yīng),故金屬M(fèi)為Cu。(2)加入H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。根據(jù)工藝流程圖可知,加入氨水的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。(3)CoC2O42H2O在足量空氣中高溫焙燒生成Co2O3、CO2、H2O,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CoC2O42H2O+3O22Co2O3+8H2O+8CO2。(4)Li2CO3微溶于水,且由題表中數(shù)據(jù)可知,隨溫度升高,飽和溶液中Li2CO3的濃度減小,故操作2中,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過(guò)濾的目的是減少Li2CO3的溶解損失。 1.B　稀釋濃硫酸時(shí),應(yīng)將濃硫酸沿著器壁緩慢地加入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,A項(xiàng)錯(cuò)誤;過(guò)濾時(shí)需要用玻璃棒引流,C項(xiàng)錯(cuò)誤;蒸發(fā)溶液時(shí)應(yīng)該用蒸發(fā)皿而不是表面皿,且MgCl2易水解,所以需要在HCl的氣氛中加熱才能得到MgCl2固體,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.C　鋁土礦中的二氧化硅不溶于鹽酸,需要過(guò)濾除去,a中的氯化鐵能與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵沉淀,需要過(guò)濾除去,A正確;a中氯化鋁的鋁元素的化合價(jià)為+3,b中AlO2-鋁元素的化合價(jià)為+3,B正確;③是將AlO2-轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀,需要通入過(guò)量二氧化碳,C錯(cuò)誤;④進(jìn)行的操作是過(guò)濾,得到氫氧化鋁沉淀,再加熱,使氫氧化鋁分解生成氧化鋁,故d一定是氧化鋁,D正確。 3.C　鋁粉可以溶解在燒堿溶液中,而鐵粉與燒堿溶液不反應(yīng),A項(xiàng)正確;鐵粉可將FeCl3還原成FeCl2,B項(xiàng)正確;加入NaOH溶液,Cu2+、Fe3+均轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀,不符合除雜要求,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Al(OH)3溶于足量燒堿溶液轉(zhuǎn)化成偏鋁酸鈉,Mg(OH)2不溶解,過(guò)濾后再向?yàn)V液中通入過(guò)量CO2,偏鋁酸鈉又轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀和NaHCO3,過(guò)濾后得Al(OH)3沉淀,D項(xiàng)正確。 4.(1)①c g f d e(或e d) g f b a　②氫氧化鈉(或氧化鈣、堿石灰等)③吸收未反應(yīng)的氨氣;防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入第2個(gè)裝置D中④ⅱ　若先加熱反應(yīng)管,銅粉會(huì)被空氣中的氧氣氧化,造成測(cè)定誤差　(2)①BDCA?、趍1-(m2-m3)8016m1100%　(3)取一定質(zhì)量的銅粉樣品;加入過(guò)量的稀鹽酸充分反應(yīng)溶解;過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量、計(jì)算 【解析】　(1)①該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定NH3與CuO反應(yīng)生成水的質(zhì)量來(lái)計(jì)算銅粉中CuO的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。尾氣中NH3會(huì)污染環(huán)境,要進(jìn)行尾氣處理。濃H2SO4能與NH3反應(yīng),故應(yīng)選擇D裝置干燥NH3,選擇A裝置進(jìn)行尾氣處理。設(shè)計(jì)思路為制備氨氣(裝置B)、干燥氨氣(裝置D)、氨氣與樣品反應(yīng)(裝置C)、收集水蒸氣(裝置D)、尾氣處理并防止空氣中水蒸氣的干擾(裝置A),裝置連接順序?yàn)锽、D、C、D、A。連接儀器接口時(shí),洗氣瓶、干燥瓶:長(zhǎng)導(dǎo)管進(jìn)氣,短導(dǎo)管出氣;干燥管:大口進(jìn)氣,小口出氣。故各儀器接口的連接順序?yàn)閏→gf→de(或ed)→gf→ba。②裝置B中濃氨水與固體反應(yīng)生成NH3,該固體可以是氫氧化鈉、氧化鈣、堿石灰等。(2)①該實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)定固體凈減質(zhì)量來(lái)計(jì)算樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),不需要測(cè)定水的質(zhì)量,故裝置連接順序?yàn)锽、D、C、A。②反應(yīng)前、后裝置C凈減質(zhì)量為氧化銅中氧元素的質(zhì)量,氧化銅中氧元素質(zhì)量為m(O)=(m2-m3) g。設(shè)樣品中CuO的質(zhì)量為x g,1 mol CuO的質(zhì)量為80 g,其中氧元素的質(zhì)量為16 g,則8016=xm2-m3,解得x=(m2-m3)8016,故w(Cu)=m1-(m2-m3)8016m1100%。(3)銅和稀鹽酸不反應(yīng),氧化銅與稀鹽酸反應(yīng),據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)直接測(cè)定銅的質(zhì)量。 5.一、Ⅱ.SO2 二、溶液紫紅色褪去　另取少量所得溶液,滴加KI和淀粉溶液　溶液變?yōu)樗{(lán)色　甲中酸性KMnO4溶液褪色,乙中酸性KMnO4溶液不變色,試管中收集到氣體 三、(1)不可行　若溶液中含有Fe3+,則無(wú)法檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+　(2)①C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O?、诔吻迨宜　③B中溶液不褪色,M中出現(xiàn)白色渾濁(或白色沉淀) 【解析】　一、Ⅱ.生鐵和濃硫酸加熱反應(yīng),生成的刺激性氣體為SO2。二、步驟①所得結(jié)論為含有Fe2+,Fe2+具有還原性,滴加少量酸性KMnO4溶液,Fe2+將MnO4-還原為Mn2+,溶液紫紅色褪去。步驟②所得結(jié)論為含有Fe3+,Fe3+具有氧化性,可用KI溶液和淀粉溶液檢驗(yàn)Fe3+,預(yù)期現(xiàn)象為溶液變?yōu)樗{(lán)色。所得氣體中含有SO2,通過(guò)酸性KMnO4溶液時(shí),甲中酸性KMnO4溶液褪色,乙中酸性KMnO4溶液不變色,說(shuō)明SO2被吸收完全,根據(jù)結(jié)論知,除SO2外,還含有其他氣體,故試管中能收集到氣體。三、(1)若溶液中含有Fe3+,則用KSCN溶液和新制氯水無(wú)法檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2+。(2)①生鐵中含有碳,因此還可能發(fā)生反應(yīng):C+2H2SO4(濃) CO2↑+2SO2↑+2H2O,故氣體X為CO2。②用澄清石灰水檢驗(yàn)CO2,由于SO2對(duì)CO2的檢驗(yàn)有干擾,因此要在檢驗(yàn)SO2并除盡SO2之后,再檢驗(yàn)CO2,故應(yīng)將M置于B與C之間。③若氣體中存在CO2,則實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為B中溶液不褪色,M中出現(xiàn)白色渾濁(或白色沉淀)。 6.(1)不需要　(2)Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O　(3)A　除去亞鐵離子　(4)TiOSO4+3H2OTiO22H2O↓+H2SO4　(5)TiO2+4e-Ti+2O2-(或Ti4++4e-Ti)　碳單質(zhì)會(huì)與陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少 【解析】　(1)FeTiO3、FeO與硫酸反應(yīng)都生成FeSO4,故不需要除去鈦鐵礦石中的FeO。(2)雜質(zhì)中的Al2O3是兩性氧化物,反應(yīng)的離子方程式為Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O。(3)要除去Fe2+,需要將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,且不能引入新雜質(zhì),故X是H2O2,根據(jù)以上分析可知④⑤兩步的目的是除去Fe2+。(4)根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知步驟⑥中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為TiOSO4+3H2OTiO22H2O↓+H2SO4。(5)電解時(shí),陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為TiO2+4e-Ti+2O2-或Ti4++4e- Ti。由于電解過(guò)程中,陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣,碳單質(zhì)會(huì)與陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣反應(yīng)而不斷減少,所以電解過(guò)程中需定期向電解槽中加入炭塊。 7.(1)MnCO3消耗溶液中的H+,促進(jìn)Al3+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀　(2)MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)　ΔH=-248 kJmol-1　(3)Mn2++2H2O-2e-MnO2↓+4H+　(4)MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-　(5)1500c-87ab2500 【解析】　(1)MnCO3能消耗溶液中的H+,使Al3+、Fe3+的水解平衡不斷正向進(jìn)行,Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物沉淀,從而達(dá)到除雜的目的。(2)根據(jù)蓋斯定律,由第三個(gè)熱化學(xué)方程式-第二個(gè)熱化學(xué)方程式-第一個(gè)熱化學(xué)方程式可得:MnO2(s)+SO2(g)MnSO4(s)　ΔH=-1 065 kJmol-1+297 kJmol-1+520 kJmol-1=-248 kJmol-1。(3)陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng):Mn2+-2e-+2H2OMnO2↓+4H+。(4)該原電池放電時(shí),正極上MnO2發(fā)生還原反應(yīng)。(5)根據(jù)3MnSO4+2KMnO4+ 2H2O5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4可知,得到的c kg MnO2中由SO2與軟錳礦漿反應(yīng)及除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí)引入的n(Mn)=n(MnSO4)=1000c8735 mol,而由MnO2+SO2MnSO4可知,SO2還原MnO2得到的n(Mn)=a1000Lb%0.89622.4Lmol-1=0.4 ab mol,故除去鐵、鋁、銅、鎳等雜質(zhì)時(shí)引入的n(Mn)=1000c8735 mol-0.4 ab mol,相當(dāng)于MnO2的質(zhì)量為( 1000c8735 mol-0.4 ab mol)87 gmol-11 000 gkg-1=1500c-87ab2500 kg。