《2019版高考化学一轮复习 专题十三 铁、铜及其化合物课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习 专题十三 铁、铜及其化合物课件（92页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三 铁、铜及其化合物,考点一 铁及其化合物 1.(2018课标,7,6分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶 金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是 ( ) A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li C.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+ D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,答案 D 本题考查工艺流程分析,铝、铁、锂的化合物的性质等。合理处理废旧电池可回 收有关金属,达到资源再利用的目的,同时有利于环境保护,A项正确;由流程图
2、可知,“正极 片”中含有的金属元素有Al、Fe、Li,B项正确;LiFePO4中铁元素的化合价为+2价,在H2SO4、 HNO3作用下转化为Fe3+,经碱液处理形成Fe(OH)3沉淀,C项正确;Li2CO3难溶于水,而Li2SO4可溶 于水,故不能用Na2SO4代替Na2CO3,D错误。,审题方法 以元素化合物的性质为依据,分析流程中各物质的转化。,2.(2014课标,8,6分,0.786)化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是 ( ),答案 C 生活中常用热的纯碱溶液洗去油污,其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应,而是 纯碱水解使溶液呈碱性,油污在碱性条件下水解生成可溶
3、于水的高级脂肪酸盐和甘油,A错误; 漂白粉在空气中久置变质,是因为发生了反应:Ca(ClO)2+CO2+H2O CaCO3+2HClO,2 HClO 2HCl+O2,B错误;K2CO3与NH4Cl混合使用,因发生相互促进的水解反应生成NH3而 降低肥效,C正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3+Cu 2FeCl2+ CuCl2,D错误。,知识拓展 盐类水解的应用: (1)配制FeCl3溶液时先将FeCl3固体溶于少量浓盐酸;(2)制备Fe(OH)3胶体;(3)泡沫灭火器的灭火 原理;(4)纯碱去油污;(5)明矾净水;(6)化肥的施用;(7)加热蒸干FeCl3溶液得
4、Fe(OH)3;(8)制纳米材 料,如用TiCl4制TiO2。,易错警示 四个选项中,有两个涉及盐类水解,学生需要对盐类水解与生产、生活相关的知识 进行总结;铜质印刷线路板的制作是高考中的常考知识,涉及氧化还原反应,学生应该熟记并理 解该反应。,3.(2018课标,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含 有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子c0(Mn+)=0.1 molL-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:,回答下列问题: (1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为 。 (2)滤渣1的主要成分除SiO2外还
5、有 ;氧化除杂工序中ZnO的作用是 ,若不通入氧气,其后果是 。,(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为 。 (4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为 ;沉积锌后 的电解液可返回 工序继续使用。,答案 (1)ZnS+ O2 ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2+ (3)Cd2+Zn Cd+Zn2+ (4)Zn2+2e- Zn 溶浸,解析 本题考查元素化合物知识在化工生产中的应用。(1)高温焙烧,金属硫化物转化为金属 氧化物和二氧化硫气体。(2)PbSO4难溶于水;氧化除杂工序中通入O2,可将铁元素完全转化为 Fe3+,加
6、入ZnO调节溶液pH为2.86.2,保证Fe3+被完全除去。(3)还原除杂工序中锌粉可置换出 金属Cd。(4)电解硫酸锌溶液时,阴极反应式为Zn2+2e- Zn,阳极反应式为2H2O-4e- O2+4H+,沉积锌后的电解液中主要含硫酸,可返回溶浸工序继续使用。,4.(2017课标,27,14分)Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成 分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备。工艺流程如下:回答下列问题: (1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。由图可知,当铁的浸出率为70%时,所采用的 实验条件为 。(2)“酸浸”后,钛主要以
7、TiOCl2-4形式存在,写出相应反应的离子方程式 。 (3)TiO2xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示:,分析40 时TiO2xH2O转化率最高的原因 。 (4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为 。 (5)若“滤液”中c(Mg2+)=0.02 molL-1,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好 沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1.010-5 molL-1,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成? (列式计算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分 别为1.310-22、1.010-24。 (6)写出“高温煅烧”中由F
8、ePO4制备LiFePO4的化学方程式 。,答案 (1)100 、2 h,90 、5 h (2)FeTiO3+4H+4Cl- Fe2+TiOCl2-4+2H2O (3)低于40 ,TiO2xH2O转化反应速率随温度升高而增加;超过40 ,双氧水分解与氨气逸出导 致TiO2xH2O转化反应速率下降 (4)4 (5)Fe3+恰好沉淀完全时,c(PO3-4)= molL-1=1.310-17molL-1,c3(Mg2+)c2(PO3-4) 值为0.013(1.310-17)2=1.710-40KspMg3(PO4)2,因此不会生成Mg3(PO4)2沉淀 (6)2FePO4+Li2CO3+H2C2O4
9、 2LiFePO4+3CO2+H2O,解析 本题以工艺流程为依托,考查图表分析能力和有关Ksp的计算等。(1)由图可知,当铁的 浸出率为70%时,所采用的实验条件为100 、2 h或90 、5 h。(2)“酸浸”后,钛主要以Ti- OCl2-4形式存在,反应的离子方程式为FeTiO3+ 4H+ 4Cl- Fe2+ + TiOCl2- 4+ 2H2O。(3)TiO2 xH2O转化反应速率受温度、反应物浓度等因素的影响。低于40 ,TiO2xH2O转化反应速率 随温度升高而增加;超过40 ,双氧水分解与氨气逸出导致TiO2xH2O转化反应速率下降。(4) Li2Ti5O15中Ti为+4价,Li为+
10、1价,设过氧键的数目为x,则12+45=2(15-2x)+2x,x=4。(6)高温下 FePO4与Li2CO3和H2C2O4反应制备LiFePO4,根据得失电子守恒和原子守恒可得化学方程式:2 FePO4 +Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2。,方法技巧 无机物制备工艺流程题的破解方法,1.首尾分析法 对一些线型流程工艺(从原料到产品为“一条龙”的生产工序)题,首先对比分析流程图中第 一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生 产过程中原料转化为产品的基本原理和分离、提纯产品的化工工艺,然后结合题设的问题、 逐一推敲解答。
11、,2.截段分析法 对于用同样的原材料生产两种或两种以上产品(包括副产品)的工艺流程题,用截段分析法更 容易找到解题的切入点。用截段分析法解工艺流程题关键在于看清主、副产品是如何分开 的,以此确定如何截段,截几段更合适,一般截段以产品为准点。,5.(2016课标,28,15分)某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质。回答下列问题: (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入 少量铁屑,其目的是 。 (2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2 +氧化。FeCl2溶液
12、与氯水反应的离子方程式为 。 (3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于 液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是 。 (4)丙组同学取10 mL 0.1 molL-1 KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此 溶液于3支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; 第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在I-过
13、量的情况下,溶液中仍含 有 (填离子符号),由此可以证明该氧化还原反应为 。,(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的 离子方程式为 ;一段时间后,溶液中有气泡出现,并放热, 随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是 ;生成沉淀 的原因是 (用平衡移动原理解释)。,答案 (15分)(1)防止Fe2+被氧化 (2)2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl- (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe2+ Fe3+ 可逆反应 (5)2Fe2+H2O2+2H+ 2Fe3+2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe
14、3+ 的水解平衡正向移动,解析 (1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+ 氧化,反应的离子方程式为2Fe2+Cl2 2Fe3+2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油, 覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉 淀,说明含有Fe2+;实验和说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反 应。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生 成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分
15、解反应放热,又对Fe3+的水解起促进作用。,审题技巧 题中所给I-过量,但是依然有Fe3+ ,说明2Fe3+2I- I2+2Fe2+,为可逆反应。,易错警示 第(5)问若不能挖掘内涵,会对产生气泡的原因及生成沉淀的原因分析不清。,6.(2015课标,27,14分,0.423)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为Mg2 B2O5H2O和Fe3O4,还有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)为原料制备硼酸(H3BO3)的工艺 流程如图所示:回答下列问题: (1)写出Mg2B2O5H2O与硫酸反应的化学方程式 。为提高 浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有 (写出 两条)。 (2)利用 的磁性,可将其从“浸渣”中分离。“浸渣”中还剩余的物质是 。(写化学式) (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再调节溶液的pH约为5,目的是 。,
