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1、专题十五 铁、铜的制取及应用,高考化学 (江苏省专用),答案 A 本题考查元素化合物的性质。向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液,溶液不显红色,A项 错误;KAl(SO4)212H2O溶于水,电离出的Al3+发生水解可形成Al(OH)3胶体,B项正确;实验室常用 NH4Cl固体与Ca(OH)2固体混合加热制NH3,C项正确;Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2和FeCl2, D项正确。,易错易混 SCN-与Fe3+可结合形成Fe(SCN)3使溶液显红色,而SCN-与Fe2+不能。,2.(2017江苏单科,7,2分)在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是 ( ) A.Fe Fe
2、Cl2 Fe(OH)2 B.S SO3 H2SO4 C.CaCO3 CaO CaSiO3 D.NH3 NO HNO3,答案 C 本题考查元素及其化合物的知识。A项,铁在Cl2中燃烧只能生成FeCl3,不能生成 FeCl2;B项,硫与O2反应不能直接生成SO3;C项,CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2,CaO与 SiO2在高温条件下化合生成CaSiO3,即CaCO3 CaO+CO2,CaO+SiO2 CaSiO3;D项,NH3 与O2在催化剂加热条件下发生反应生成NO,NO易与O2反应生成NO2,NO2能与水反应生成 HNO3,但NO不能与水反应。,易混易错 Fe在Cl2中燃烧时,无论
3、Fe是否过量,只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;Fe与FeCl3溶液反 应生成FeCl2;S在O2中燃烧时,无论O2是否过量,只能生成SO2,不能直接生成SO3。,3.(2014江苏单科,7,2分,)下列指定反应的离子方程式正确的是 ( ) A.Cu溶于稀HNO3:Cu+2H+N Cu2+NO2+H2O B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2+2OH- Fe(OH)2 C.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+ Ca2+H2O+CO2 D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+Al +2H2O Al(OH)3+
4、HC,答案 D Cu与稀HNO3反应的还原产物为NO,A项错误;(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH反应 时还会发生N 与OH-间的反应,B项错误;CH3COOH是弱电解质,离子方程式中不能拆成离子 形式,C项错误。,解题技巧 离子方程式中要保留化学式的物质有:单质、氧化物、气体、难溶物、难电离物 质(弱酸、弱碱、水)。,命题归纳 离子方程式正误判断常见“陷阱”判别:是否符合反应事实;是否漏写沉淀或 水;是否符合得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒;是否需要考虑过量或不足;物质的 拆写是否正确等。,4.2015江苏单科,18(2)(3),4分,0.604软锰矿(主要成分MnO2,杂质金属
5、元素Fe、Al、Mg等)的 水悬浊液与烟气中SO2反应可制备MnSO4H2O,反应的化学方程式为:MnO2+SO2 MnSO4。 (2)已知:KspAl(OH)3=110-33,KspFe(OH)3=310-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去 MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于110-6 molL-1),需调节溶液pH范围为 。 (3)由下图可以看出,从MnSO4和MgSO4混合溶液中结晶MnSO4H2O晶体,需控制的结晶温度范 围为 。,答案 (2)5.0pH7.1 (3)高于60 ,解析 (2)Fe(OH)3与Al(OH)3同属AB3型,由Ksp数据
6、分析可知,同浓度的Fe3+和Al3+,调节pH时,Fe3+ 先沉淀,且Al3+沉淀完全时,Fe3+已完全沉淀,欲除去Al3+,可使溶液中c(OH-) molL-1= 10-9 molL-1,即pH5.0,结合题给信息“pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀”,除去Al3+、Fe3+而不影响Mn2+ 的pH范围是5.0pH7.1。 (3)温度高于60 后,随温度升高,MnSO4H2O溶解度减小,MgSO46H2O溶解度增大,可采取蒸发 结晶、趁热过滤的方法从混合液中得到MnSO4H2O晶体。,解题技巧 Fe(OH)3、Al(OH)3同属AB3型化合物,且KspFe(OH)3KspAl(OH)3,故
7、Fe3+比Al3+先沉 淀完全。 评析 本题以制备MnSO4H2O为载体,考查了氧化还原反应相关计算、Ksp应用、物质分离提纯、氧化还原反应滴定原理及样品纯度的计算,有一定综合性,难度不大。,2.(2012江苏单科,19,15分,)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。 实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如 下:,(1)铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表 示)。铜帽溶解完全后,需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。 (2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)的量,实验中
8、需测定除去H2O2 后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu2+的溶液于带塞锥形瓶中,加 适量水稀释,调节溶液pH=34,加入过量的KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反 应的离子方程式如下: 2Cu2+4I- 2CuI(白色)+I2 2S2 +I2 2I-+S4 滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。 若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的Cu2+含量将会 (填“偏高”“偏低”或 “不变”)。,(3)已知pH11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成Zn(OH)42-。下表列出了几种离子生成氢氧化 物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度
9、为1.0 molL-1计算)。,实验中可选用的试剂:30%H2O2、1.0 molL-1 HNO3、1.0 molL-1 NaOH。 由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为: ; ;过滤; ; 过滤、洗涤、干燥;900 煅烧。,答案 (1)Cu+H2O2+H2SO4 CuSO4+2H2O 加热(至沸) (2)淀粉溶液 蓝色褪去 偏高 (3)向滤液中加入适量30% H2O2,使其充分反应 滴加1.0 molL-1 NaOH,调节溶液pH约为5(或3.2pH5.9),使Fe3+沉淀完全 向滤液中滴加1.0 molL-1 NaOH,调节溶液pH约为10(或8.9pH11),使Zn2+沉淀完全,解析
10、 (1)稀硫酸不能溶解铜,H2O2有较强的氧化性,在酸性条件下能氧化铜,使铜溶解。 (2)残余的H2O2也能把I-氧化成I2,消耗Na2S2O3标准溶液的量增多,导致测定结果偏高。 (3)制备ZnO时要先把滤液中的Fe2+、Fe3+除去,而Fe2+和Zn2+沉淀时的pH接近,故应先把Fe2+氧化 为Fe3+,然后通过调节pH把Fe3+除去。,3.(2009江苏单科,16,8分,)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过 二硫酸铵和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下: (1)反应前需在FeSO4溶液中加入 (填字母),以除去溶液中的Fe3+。 A.锌粉 B.铁屑 C.
11、KI溶液 D.H2 (2)反应需控制反应温度低于35 ,其目的是 。 (3)工业生产上常在反应的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。 (4)反应常被用于电解生产(NH4)2S2O8(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生的电极 反应可表示为 。,答案 (1)B (2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解) (3)降低K2SO4的溶解度,有利于K2SO4析出 (4)2S -2e- S2 解析 (1)除杂时应除去杂质且不引入新杂质,故应加入铁屑。(2)从题干信息及原料分析,控 制反应温度较低有两个原因:NH4HCO3受热易分解;升温促进Fe2+水解。(4)阳极发生氧化 反应:2S
12、-2e- S2 。,4.(2014浙江理综,26,15分)某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性 质,设计并完成了如下实验: 另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40 g固体1。请回答如下问题: (1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图 ,写出气体甲的电子式 。 (2)X的化学式是 ,在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为 。 (3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是 (用化学 反应方程式表示)。 (4)一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反 应方程式 ,并设计实验方案验证该反应的产物 。
13、,答案 (1) C (2)CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2 CaO+FeO+2CO2 (3)4Fe(OH)2+2H2O+O2 4Fe(OH)3 (4)2FeO+CO2 Fe2O3+CO 检测Fe2O3:将固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,表明产物中有Fe();检测CO:将气 体通过灼热CuO,黑色固体变为红色,解析 无氧条件下溶液3中加入OH-产生白色沉淀2,白色沉淀2在空气中被氧化为红褐色沉淀 即Fe(OH)3,则溶液3中含Fe2+,则固体2可能为FeO。溶液1中通入气体甲先生成白色沉淀,继续 通气体甲白色沉淀又溶解,溶液1可能为Ca(OH)2,气体甲可能为CO2,则固体
14、1可能为FeO和CaO 的混合物,结合10.80 g X分解得到6.40 g固体1,可推知X为CaFe(CO3)2,固体1为CaO和FeO的混 合物。 (2)在惰性气流中加热主要是为了防止Fe2+被氧化。(3)Fe(OH)2在空气中易被O2氧化为Fe(OH)3。 (4)CO2与CaO反应不是氧化还原反应,只能为CO2将FeO氧化为Fe2O3或Fe3O4。检验Fe2O3:将 固体用稀盐酸溶解,加入KSCN溶液若显红色,表示产物中有Fe();检验CO:将气体通过灼热 CuO,黑色固体变为红色。若CO2将FeO氧化为Fe3O4:3FeO+CO2 Fe3O4+CO,则Fe3O4的检验 方法为:取样品于
15、试管中,加硫酸溶解,分为两份,一份滴加KSCN溶液,另一份滴加KMnO4溶液, 若前者溶液变红,后者溶液紫红色褪去,证明产物中有Fe3O4;CO检验方法同上。,考点二 铁、铜化合物的性质 A组 自主命题江苏卷题组 1.(2016江苏单科,5,2分,)下列指定反应的离子方程式正确的是 ( ) A.将铜丝插入稀硝酸中:Cu+4H+2N Cu2+2NO2+H2O B.向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉:Fe3+Fe 2Fe2+ C.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水:Al3+3NH3H2O Al(OH)3+3N D.向Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸:Na2SiO3+2H+ H2SiO3+2Na+,答案 C A项,铜与稀硝酸反应生成NO,故错误;B项,电荷不守恒、得失电子不守恒,故错误;C 项,Al(OH)3不溶于氨水,故正确;D项,Na2SiO3能溶于水且完全电离,应拆开,故错误。,疑难突破 离子方程式的正误判断是历年必考题,牢记常见反应的离子方程式是解此类题的 关键。,方法总结 在离子方程式的正误判断中除了注意原子守恒和电荷守恒外,还要注意离子方程 式是否符合客观事实、物质的拆分是否合理、是否遗漏部分反应;同时需要关注反应物“过 量
