《高考化学总复习 第三部分 专题十一 从矿物到基础材料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学总复习 第三部分 专题十一 从矿物到基础材料课件（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十一从矿物到基础材料化学（浙江选考专用）考点一考点一从铝土矿到铝合金从铝土矿到铝合金考点清单知识梳理知识梳理一、铝1.存在:铝是地壳中含量最多的金属元素,占地壳总质量的7.73%。由于铝是较活泼的金属,因此以化合态存在于自然界,在地壳中主要存在形式之一是铝土矿(主要成分为Al2O3,还有少量杂质)。2.物理性质:银白色金属,硬度AlMg,熔沸点AlMg(解释:金属键Al比Mg强)。3.化学性质(能写化学方程式的写出化学方程式)(1)与非金属反应铝箔在氧气中燃烧:4Al+3O22Al2O3。常温下,铝在空气中与氧气反应形成致密的氧化膜,这就是铝比铁活泼,但不像铁那样容易被腐蚀的原因。(2)与
2、盐溶液反应将擦亮的铝片插入CuSO4溶液中2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3。(3)与酸反应a.铝粉与稀盐酸反应:2 A l + 6 H C l2AlCl3+3H2。b.铝粉与稀硫酸反应:2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2。c.常温下,铝遇浓硝酸、浓硫酸钝化。(4)与强碱溶液反应铝粉与NaOH溶液反应:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2。该反应中水作氧化剂。除去铝制品表面致密的氧化膜的方法:a.用砂纸打磨或用小刀刮掉;b.加入 酸 溶 液 (浓 硝 酸和浓硫酸除外);c.加入强碱溶液;d.加入含有氯离子的盐溶液。当有氯离子存在时,铝表面的氧化膜易被破坏,
3、因此铝制容器不能用来腌制咸菜。(5)与某些金属氧化物反应铝粉和氧化铁粉末共热:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。铝粉与某 些 金 属 氧 化 物的反应叫铝热反应。铝粉与某些金属氧化物组成的混合物叫铝热剂。该反应用于冶炼活泼性比Al差的难熔金属,如野外焊接钢轨。二、铝的化合物(一)氧化铝1.物理性质:白 色固体, 难溶于水。熔、沸点较高,可作耐高温 材料。刚玉、蓝宝石和红宝石的主要成分均为Al2O3。2.化学性质:两性氧化物(写出离子方程式)(1)与盐酸反应:Al2O3+6H+2Al3+3H2O。(2)与NaOH溶液反应:Al2O3+2OH-2Al+H2O。1.化学性质(写出离子方程式)(1
4、)两性氢氧化物:电离方程式是H+Al+H2OAl(OH)3Al3+3OH-。(2)与盐酸反应:Al(OH)3+3H+Al3+3H2O。(3)与NaOH溶液反应:Al(OH)3+OH-Al+2H2O。Al(OH)3不溶于弱酸(如H2CO3等)和弱碱(如NH3H2O等)。(4)不稳定性:2Al(OH)3Al2O3+3H2O。2.实验室制法(写出离子方程式)(1)铝盐溶液中加入氨水:Al3+3NH3H2OAl(OH)3+3N。(二)氢氧化铝(2)偏铝酸盐溶液中通入CO2气体(过量):Al+CO2(过量)+2H2OAl(OH)3+HC。(3)铝盐溶液和偏铝酸盐溶液混合:Al3+3Al+6H2O4Al(
5、O。(4)由金属铝制备Al(OH)3的最佳方案是:。涉及的化学反应有:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2、 2Al+6H+2Al3+ 3 H2、Al3+3Al+6H2O4Al(OH)3。三、从铝土矿中提取铝铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质,冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物,而杂质SiO2是酸性氧化物,Fe2O3是碱性氧化物,因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。方案一:碱溶法方案二:酸溶法考点二考点二铁、铜的获取及应用铁、铜的获取及应用知识梳理知识梳理一、铁及其重要化合物1.铁在自然界中的存在形态铁在自然界中的存在
6、形态既有游离态,又有化合态,以化合态为主。常见的铁矿(填化学式):磁铁矿(主要成分为Fe3O4),赤铁矿(主要成分为Fe2O3),黄铁矿(主要成分为FeS2)。2.铁的物理性质纯铁呈银白色,有金属光泽,有良好的导电性、导热性和延展性;能被磁铁吸引。纯铁的抗腐蚀能力强,但通常用的铁含有碳和其他元素,因而使其熔点降低,抗腐蚀能力减弱。3.铁的化学性质(1)铁原子的结构特点铁原子的结构示意图为,在元素周期表中的位置是第4周期第族 ,是一种应用最广泛的过渡元素;铁元素通常显+2 价和 +3价,其中+3价比较稳定;其化合物及其水溶液往往带有颜色:含Fe2+溶液呈浅绿色,含Fe3+溶液呈棕黄色。(2)主要
7、反应(注:a、b写化学方程式,c、d写离子方程式)a.与非金属单质反应b.与水蒸气反应:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2d.与盐溶液反应c.与酸反应4.Fe2+与Fe3+的鉴别方法鉴别方法Fe2+Fe3+直接观察溶液颜色浅绿色棕黄色利用显色反应与KSCN溶液无现象显红色与苯酚无现象显紫色利用Fe3+的氧化性与铜无现象Cu溶解,溶液变为蓝绿色与KI-淀粉溶液无现象变蓝利用Fe2+的还原性与酸性KMnO4溶液紫色褪去无现象利用沉淀反应Fe2+2OH-Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3沉淀由白色灰绿色红褐色Fe3+3OH-Fe(OH)3生成红褐色沉淀二、铜及其重要
8、化合物1.铜(1)铜元素在自然界中的存在既有游离态,又有 化合态,以化合态为主。常见的铜矿有黄铜矿(主要成分为CuFeS2) 、 孔 雀 石 主 要 成 分 为CuCO3Cu(OH)2。(2)铜的物理性质紫红 色,具有金属光泽,具有导 电性、导热性、延展 性,被广泛用于电器元件、导线等的制造;不能被磁铁吸引。(4)铜的冶炼a.高温冶炼黄铜矿电解精炼。b.湿法炼铜反应原理:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。c.生物炼铜(3)铜的化学性质(写离子方程式或化学方程式)2.铜的化合物常见的铜的化合物为CuO、Cu(OH)2、CuSO45H2O等。其中CuO是不溶于水的碱性氧化物;Cu(OH)2是弱碱;
9、CuSO45H2O为蓝 色晶体,俗称胆矾或蓝矾。无水CuSO4为白色粉末,遇水变蓝色(生成CuSO45H2O ) , 可 利 用 该 性 质 检 验水。考点三考点三含硅矿物与信息材料含硅矿物与信息材料知识梳理知识梳理一、硅和硅的化合物1.硅的存在和物理性质硅元素在自然界全部以化合态形式存在。单质硅有晶体硅和无定形硅两种。晶体硅的熔、沸点高,硬度大。2.硅的化学性质(1)常温下,硅能与F2、HF、NaOH反应。硅与烧碱溶液反应的化学方程式为Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2。(2)加热时可与O2、Cl2等非金属单质反应。硅与O2反应的化学方程式为Si+O2SiO2。3.二氧化硅SiO
10、2特别提醒(1)不要混淆二氧化硅和硅的用途用于制作光导纤维的是SiO2,用于制作半导体材料、计算机芯片的是晶体硅。(2)水晶、石英、玛瑙的主要成分是SiO2;珍珠的主要成分是CaCO3;钻石的主要成分是金刚石;蓝宝石、红宝石的主要成分是Al2O3。4.硅酸H2SiO35.硅酸盐(1)Na2SiO3Na2SiO3的水溶液俗称水玻璃。a.贮存:盛Na2SiO3溶液的试剂瓶不能用玻璃塞。b.变质:Na2SiO3水溶液在空气中易变质,反应的离子方程式为Si+CO2+H2OH2SiO3+C。(2)硅酸盐的氧化物表示法一般表示:金属氧化物SiO2H2O。注意低价金属氧化物写在前,高价金属氧化物写在后;活泼
11、金属的氧化物写在前,不活泼金属的氧化物写在后。例如:Na2SiO3可表示为Na2OSiO2。二、无机非金属材料1.传统无机非金属材料,如水泥、 玻璃、陶瓷等硅酸盐材料。2.新型无机非金属材料,如高温结构陶瓷、光导纤维等。水泥玻璃陶瓷原料黏土、石灰石石灰石、石英砂、纯碱黏土设备水泥回转窑玻璃熔炉陶瓷窑变化复杂的物理、化学变化过程主要反应:Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2加水混合成型干燥烧结冷却组成硅酸三钙(3CaOSiO2)硅酸二钙(2CaOSiO2)铝酸三钙(3CaOAl2O3)硅酸钠、硅酸钙和二氧化硅硅酸盐用途重要的建筑材料玻璃瓶、化学实验
12、用的玻璃仪器等在工农业、科技、生活、实验室中使用广泛主要特性:能承受高温、高强度;具有电学 、光学特性;具有生物功能。(1)高温结构陶瓷:又称工程陶瓷。这类陶瓷具有耐高温、耐氧化、耐腐蚀等优良性能,如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等,在工业、国防上有重要的应用。(2)光导纤维:简称光纤,是一种能高质量传导光的玻璃纤维。用于通讯、医疗、信息处理、遥感测控、照明等。3.材料的分类材料按其组成可分为四类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。金属材料主要指各种金属和合金等。无机非金属材料又分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。有机高分子材料包括塑料、橡胶、纤维等。复合材料由金属材料、陶瓷
13、材料、高分子材料复合而成,其强度、韧性和耐腐蚀性等性能比单一材料更好,是一类具有广阔发展前景的新型材料。特别提醒对于常见的含硅材料应分清楚其主要成分是单晶硅、二氧化硅还是硅酸盐。如:硅计算机芯片、太阳能电池等二氧化硅水晶镜片、石英钟表、玛瑙手镯、光导纤维等硅酸盐陶瓷、砖瓦、水泥、玻璃等方法方法1“铁三角铁三角”的常见应用的常见应用1.判断离子共存(1)Fe2+、Fe3+均会发生水解,与HC、Al、C等因相互促进水解而在溶液中不能大量共存。突破方法(2)Fe3+与S2-、I-、HS-、S,Fe2+与N(H+)、ClO-、Mn(H+)在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存。2.盐溶液的配制与保存
14、(1)Fe2+的盐溶液:加少量铁粉,防止Fe2+被氧化;加少量相应的酸,防止Fe2+的水解。(2)Fe3+的盐溶液:加少量相应酸防止Fe3+的水解。3.制取Fe(OH)3胶体Fe3+3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+4.制备无水FeCl3FeCl36H2OFeCl3+6H2O(与从MgCl26H2O中提取MgCl2的原理相同)5.相关除杂(括号中为杂质)(1)Fe2+(Fe3+):加足量铁粉充分搅拌、过滤。(2)FeCl3(FeCl2):加氯水或双氧水。(3)FeCl2(CuCl2):加过量Fe粉,充分反应,过滤。(4)Cu2+(Fe2+):原溶液Cu2+(Fe3+)Fe(OH)3、Cu2
15、+Cu2+。例例1(2017浙江镇海中学单元检测)过去电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板,发生反应的化学方程式为2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2。(1)检验腐蚀后的溶液中是否含有Fe3+应选用的试剂是。(2)为了从使用过的废腐蚀液中回收铜,并重新制得FeCl3溶液,可采用下列实验步骤,请在各空格内填上适当的物质以使实验达到预期目的。(3)写出有关化学反应的离子方程式:;。解析解析由题中给出的反应可知,废腐蚀液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2,回收铜可利用Fe与CuCl2的置换反应来完成,中要加入过量Fe粉,发生反应:2FeCl3+Fe3Fe
16、Cl2、Fe+CuCl2FeCl2+Cu,所以A为FeCl2溶液,B为Fe和Cu。除去Cu中的Fe可加盐酸,Cu不溶于盐酸,Fe与盐酸反应生成FeCl2和H2。FeCl2被Cl2氧化生成FeCl3:2FeCl2+Cl22FeCl3。答案答案(1)KSCN溶液(2)Fe盐酸Cl2A.FeCl2溶液B.Fe、CuC.Cu(3)2Fe3+Fe3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2+CuFe+2H+Fe2+H22Fe2+Cl22Fe3+2Cl-1-1(2017浙江富阳第二高级中学检测)从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:下列说法正确的是()A.试剂a是铁、
17、试剂b是稀硫酸B.操作、所用仪器相同C.试剂c可以是H2O2溶液或氯气D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+答案答案C解析解析从含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜,工业废液中加入的试剂a为Fe,操作为过滤,得到的滤渣Y为Fe、Cu,滤液X为FeCl2溶液,滤渣Y中加入的试剂b为盐酸,盐酸溶解过量的铁生成FeCl2溶液,铜不溶,操作过滤得到铜和FeCl2溶液,滤液Z和X合并加入氧化剂,Fe2+被氧化为Fe3+,将FeCl3溶液蒸发结晶,经过滤、洗涤、干燥得到氯化铁晶体。由最终得到氯化铁晶体及其流程图可知,b为盐酸,若为稀硫酸会引入硫酸根离子,故A错误;通过上
18、述分析可知,操作、是过滤,操作是蒸发结晶,过滤,所用仪器不完全相同,故B错误;滤液X、滤液Z中均含有FeCl2,c为H2O2溶液或氯气,可氧化亚铁离子为铁离子,故C正确;亚铁离子、氯离子都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,则不能用酸性KMnO4溶液检验溶液W中是否含有Fe2+,故D错误。方法方法2二氧化碳与盐溶液反应的规律二氧化碳与盐溶液反应的规律1.CO2气体通入Na2SiO3、NaClO、NaAlO2等酸性比H2CO3弱的酸对应的盐溶液中,均能发生反应而生成相应的弱酸和碳酸(氢)盐,这是“强酸制弱酸”原理的应用。Na2SiO3+CO2+H2ONa2CO3+H2SiO3(胶体)或Na2SiO3+C
19、O2+2H2OH4SiO4(胶体)+Na2CO3NaClO+CO2+H2ONaHCO3+HClO+CO2+H2O+NaHCO32NaAlO2+CO2(少量)+3H2O2Al(OH)3+Na2CO3NaAlO2+CO2(过量)+2H2OAl(OH)3+NaHCO32.CO2通入CaCl2、Ba(NO3)2、(CH3COO)2Ca等酸性比H2CO3强的酸对应的盐溶液中不能发生反应生成沉淀。3.CO2通入碳酸的正盐溶液中能反应生成相应的酸式盐,如:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)24.CO2通入饱和食盐水中不反应,但通入氨化的饱和食盐水中可发生反应
20、生成NaHCO3:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl例例2用四种溶液进行实验,下表中“操 作 及 现 象”与“溶液”对应关系错误的是()选项操作及现象溶液A通入CO2,溶液变浑浊,再升温至65 以上,溶液变澄清C6H5ONa溶液B通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失Na2SiO3溶液C通入CO2,溶液变浑浊,再加入品红溶液,红色褪去Ca(ClO)2溶液D通入CO2,溶液变浑浊,继续通CO2至过量,浑浊消失,再加入足量NaOH溶液,又变浑浊Ca(OH)2溶液解析解析A项,CO2+H2O+NaHCO3,升温至65以上,C6H5OH完全溶解,溶液变澄清;B项,C
21、O2+Na2SiO3+H2ONa2CO3+H2SiO3(胶体),H2SiO3与CO2不反应,浑浊不会消失;C项,CO2+Ca(ClO)2+H2OCaCO3+2HClO,溶液变浑浊,再加入品红溶液,品红被HClO氧化褪色;D项,首先发生反应CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O,继续通CO2,生成可溶于水的Ca(HCO3)2,再加入足量的NaOH溶液,发生反应2NaOH+Ca(HCO3)2CaCO3+Na2CO3+2H2O,溶液又变浑浊。答案答案B2-1在等物质的量浓度的两种一元弱酸的钠盐溶液中,分别通入适量的CO2,发生以下反应:NaR+CO2+H2OHR+NaHCO3,NaR+CO2+H2
22、OHR+Na2CO3,则HR与HR在水中电离出H+的能力正确的是()A.HR较强B.两者差别不大C.HR较强D.无法比较答案答案A解析解析由题意知NaR溶液中通入CO2生成NaHCO3,NaR溶液中通入CO2生成Na2CO3,说明R-结合质子能力更强,则HR较难电离,HR电离出H+的能力较强,故A正确。方法方法3用数形结合思想理解用数形结合思想理解Al3+、Al(OH)3、Al三者间三者间相互转化的关系及相关计算1.把强碱溶液逐滴加入到铝盐(Al3+)溶液中至过量(1)现象:开始有白色沉淀产生,到一定量后沉淀逐渐溶解。(2)图像(3)有关反应AB:Al3+3OH-Al(OH)3BD:Al(OH
23、)3+OH-Al+2H2O(4)有关计算根据AlCl3和NaOH的量计算生成Al(OH)3的量根据AlCl3和Al(OH)3的量计算需要NaOH的量2.把铝盐(Al3+)溶液逐滴加入到强碱溶液中至过量(1)现象:开始无明显现象,一段时间后逐渐产生大量的白色沉淀。(2)图像NaOH的量n(NaOH)当NaOH不足时n(NaOH)=3nAl(OH)3当NaOH过量时n(NaOH)=3n(Al3+)+n(Al3+)-nAl(OH)3=4n(Al3+)-nAl(OH)3(3)有关反应AB:Al3+4OH-Al+2H2OBC:Al3+3Al+6H2O4Al(OH)33.在偏铝酸盐(Al)溶液中逐滴加入强
24、酸至过量(1)现象:开始生成白色沉淀,到达一定量后沉淀逐渐溶解。(2)图像(3)有关反应AB:Al+H+H2OAl(OH)3BD:Al(OH)3+3H+Al3+3H2O(4)有关计算根据NaAlO2和HCl的量计算生成Al(OH)3的量根据Al(OH)3和NaAlO2的量计算需要HCl的量4.在强酸溶液中逐滴加入偏铝酸盐(Al)溶液至过量(1)现象:开始无明显现象,反应一段时间后逐渐产生白色沉淀。(2)图像HCl的量n(HCl)当HCl不足时n(HCl)=nAl(OH)3当HCl过量时n(HCl)=n(Al)+3n(Al)-nAl(OH)3=4n(Al)-3nAl(OH)3(3)有关反应AB:
25、4H+AlAl3+2H2OBC:Al3+3Al+6H2O4Al(OH)3例例3(2017浙江丽水中学单元检测)向MgCl2、AlCl3混合溶液中,开始滴加试剂X,之后改滴试剂Y,所得沉淀n(mol)与试剂体积V(mL)间的关系如图所示:(1)写出ab段和cd段发生反应的离子方程式:、。(2)原溶液中Mg2+、Al3+、Cl-的物质的量浓度之比为。(3)如果X、Y为一元强酸或一元强碱,则c(Y)c(X)=,图中e点处V=mL。解析解析若X、Y为一元强酸或一元强碱,则X是一元强碱,设为NaOH,Y是一元强酸,设为HCl。由Oa,Mg2+、Al3+被完全沉淀,消耗5mLNaOH溶液;由ab,Al(O
26、H)3恰好完全溶解,消耗1mLNaOH溶液,则沉淀Al3+所消耗的NaOH溶液是3mL、沉淀Mg2+所消耗的是2mL,那么MgCl2与 A l C l3的物质的量相等;cd段Al恰好完全沉淀,消耗2mL盐酸,而溶解Al(OH)3所消耗的NaOH溶液是1mL,由Al(OH)3+OH-Al+2H2O、Al+H+H2OAl(OH)3可知HCl的物质的量浓度是NaOH的一半。c(Y)c(X)=12;使Mg2+、Al3+恰好完全沉淀需5mLNaOH溶液,则使Mg(OH)2、Al(OH)3恰好完全溶解需10mL盐酸,则V=11mL+10mL=21mL。答案答案(1)Al(OH)3+OH-Al+2H2OAl
27、+H+H2OAl(OH)3(2)115(3)12213-1图中横坐标为加入反应物的物质的量,纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列说法错误的是()A.曲线A:向NaAlO2溶液中逐渐滴入稀盐酸至过量B.曲线B:向澄清石灰水中通入CO2至过量C.曲线C:向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量D.曲线D:向含有等物质的量的Ba(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量答案答案D解析解析A项,Al完全沉淀和Al(OH)3完全溶解所消耗的H+的物质的量之比为13,正确;B项,Ca2+完全沉淀和CaCO3完全溶解所消耗的CO2的物质的量之比为11,正确;C项,开始阶段滴入的NaOH溶液中和H+
28、,后来使Al3+全部沉淀和使Al(OH)3完全溶解所消耗的OH-的物质的量之比为31,正确;D项,向Ba(OH)2、KOH(设各含1mol)混合溶液中通入CO2,CO2先与Ba(OH)2反应:Ba(OH)2+CO2BaCO3+H2O,消耗1molCO2,再与KOH反应:2KOH+CO2K2CO3+H2O、K2CO3+CO2+H2O2KHCO3,消耗1molCO2,最后使BaCO3溶解消耗1molCO2,即3个阶段消耗的n(CO2)之比为111,错误。方法方法4Fe(OH)2的制备方法的制备方法(教师用书专用教师用书专用)Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化生成Fe(OH)3,所以在制备Fe(OH
29、)2时:要确保溶液中无Fe3+,故需加Fe粉,将Fe3+转化为Fe2+。要尽量减少与O2的接触,赶走所需溶液中溶解的O2时采取加热煮沸的方法,冷却后再反应;同时应防止空气中的O2再溶于溶液,常用的方法有三种:a.反应在试管底部进行。如图甲所示。b.加隔氧剂,如加入汽油、苯等密度比水小的有机溶剂。如图乙所示,由于苯的液封作用,防止了生成的Fe(OH)2被氧化,因而可较长时间观察到白色的Fe(OH)2沉淀。c.用产生气体(或通入气体)赶走空气的方法。如方案一、方案二,此方法可以长时间看到白色的Fe(OH)2沉淀。方案一:先在A处通H2(或N2),排尽装置中的氧气,再在B处通H2(或N2)至试管中有
30、白色沉淀产生。该方法是先用气体排尽溶液中、装置内的氧气,再把试管中的NaOH溶液压入试管中反应。方案二:该方法是先在装置中产生FeSO4溶液,并利用产生的H2排尽溶液中和装置内的空气,再关闭止水夹K,利用产生的H2把FeSO4溶液压入NaOH溶液中反应。例例4用下面三种方法均可制得Fe(OH)2白色沉淀。方法一:用不含Fe3+的FeSO4溶液与不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需要加入。(2)除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。(3)生成Fe(OH)2白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面以下,再挤出N
31、aOH溶液。这样操作的目的是。方法二:在右图所示的装置中,用煮沸过的NaOH溶液、铁屑、稀硫酸等试剂制备。(1)在试管里加入的试剂是。(2)在试管里加入的试剂是。(3)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,在试管和中加入试剂,打开止水夹,塞紧塞子后的实验步骤是。(4)这样生成的Fe(OH)2沉淀能较长时间保持白色,其理由是。方法三:利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH)2白色沉淀,装置如右图所示,已知两电极的材料分别为石墨和铁。(1)a电极的材料应为,电极反应式为。(2)电解液c可以是(填编号)。A.纯水B.NaCl溶液C.NaOH溶液D.CuCl2溶液(3)d为苯,其作用是,在加入苯之前对电解液c
32、应做何简单处理?。(4)为了能在较短时间内看到白色沉淀,可采取的措施是(填编号)。A.改用稀硫酸作电解液B.适当增大电源的电压C.适当减小两极间的距离D.适当降低电解液的浓度(5)若电解液c为Na2SO4溶液,当电解一段时间后看到白色Fe(OH)2沉淀,再反接电源电解,除了在电极上看到气泡外,另一明显现象为。解析解析方法一:(3)制备Fe(OH)2的关键是防止Fe(OH)2被空气中的O2氧化成Fe(OH)3,故在实验过程中应避免Fe(OH)2接触到O2。方法二:打开止水夹先使试管内的反应进行一段时间,待产生的H2将系统内的空气赶尽后,再夹紧止水夹,这时试管中反应产生的气体会将反应混合液压入试管
33、内,与煮沸过的NaOH溶液反应生成白色沉淀Fe(OH)2。方法三:(1)Fe2+为金属铁(作阳极)反应后的产物,电极反应式为Fe-2e-Fe2+。(2)电解液需提供OH-,以便生成Fe(OH)2。若NaCl溶液作电解质溶液,其中的H+在阴极获得电子放出H2,破坏了水的电离平衡,使溶液呈碱性,符合题目要求;若电解液为CuCl2溶液,Cu2+在阴极获得电子析出Cu,不会提供OH-;纯水的导电能力差。(3)在电解液的上层覆盖一层苯,目的是防止电解液与空气接触,避免空气中的O2把Fe(OH)2氧化成Fe(OH)3。(4)A项,用稀硫酸作电解液,不能生成Fe(OH)2沉淀;B项,增大电源电压,可使Fe电
34、极溶解速率加快,从而可以在较短时间内看到白色沉淀;C项,适当缩小两极间的距离,可以使OH-移动到阳极的时间缩短,从而在较短时间内看到白色沉淀;D项,降低电解质浓度,使Fe2+和OH-生成Fe(OH)2的量减少,故较短时间内不能看到白色沉淀。(5)若电解液c为Na2SO4溶液,电解一段时间后看到有白色沉淀生成,再反接电源,此时OH-在阳极上放电,电极反应式为4OH-4e-2H2O+O2,有O2产生,故还会发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。答案答案方法一:(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸(3)避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2而被氧化方法二:(1)稀硫酸、铁屑(2)煮沸过的NaOH溶液(3)检验试管出口处排出的H2的纯度,当排出的H2纯净时,再夹紧止水夹(4)试管中反应生成的H2充满了试管和试管,外界O2不易进入方法三:(1)FeFe-2e-Fe2+(2)BC(3)隔绝空气,防止Fe(OH)2被空气中的O2氧化加热煮沸(4)BC(5)白色沉淀变为灰绿色,最终变为红褐色
