江蘇省2020版高考化學(xué)新增分大一輪復(fù)習(xí) 專題3 常見的金屬及其化合物 第10講 鐵、銅的獲取及應(yīng)用講義（含解析）蘇教版.docx

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第10講　鐵、銅的獲取及應(yīng)用 考綱要求　1.了解鐵、銅及其重要化合物的主要性質(zhì)和重要應(yīng)用。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)在金屬礦物等自然資源綜合利用和實(shí)現(xiàn)物質(zhì)間轉(zhuǎn)化等方面的實(shí)際應(yīng)用。3.了解金屬材料在生產(chǎn)和生活中的重要應(yīng)用。 考點(diǎn)一　鐵及其重要化合物的性質(zhì) 1.鐵 鐵位于元素周期表中第4周期Ⅷ族，是一種應(yīng)用最廣泛的過渡金屬元素；鐵元素是一種典型的變價(jià)金屬元素。 (1)結(jié)構(gòu) (2)鐵的物理性質(zhì) 銀白色固體，熔點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性，能被磁鐵吸引。 (3)鐵的化學(xué)性質(zhì) 鐵元素性質(zhì)活潑，有較強(qiáng)的還原性，主要化合價(jià)為＋2價(jià)和＋3價(jià)。 按要求書寫下列反應(yīng)的方程式： ①Fe與Cl2、S反應(yīng)的化學(xué)方程式： 2Fe＋3Cl22FeCl3； Fe＋SFeS。 ②Fe與水蒸氣的反應(yīng)： 3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 ③與氧化性酸(如HNO3)的反應(yīng)(寫離子方程式)。 Fe與過量稀HNO3的反應(yīng)： Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 Fe與少量稀HNO3的反應(yīng)： 3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4H2O。 ④Fe與FeCl3溶液的反應(yīng)(寫離子方程式)： Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 2.鐵的氧化物 化學(xué)式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 鐵紅 磁性氧化鐵 顏色狀態(tài) 黑色粉末 紅棕色粉末 黑色晶體(有磁性) 溶解性 難溶于水 難溶于水 難溶于水 鐵的化合價(jià) ＋2 ＋3 ＋2，＋3 穩(wěn)定性 不穩(wěn)定 穩(wěn)定 穩(wěn)定 與H＋反應(yīng)的離子方程式 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O 3.鐵的氫氧化物 (1)Fe(OH)2是白色絮狀物，易被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3，顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 (2)Fe(OH)3是紅褐色、難溶于水的固體，在空氣中久置會(huì)部分失水生成鐵銹(Fe2O3xH2O)，受熱易分解，方程式為2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)，離子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 4.亞鐵鹽 (1)Fe2＋的氧化性和還原性 含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，F(xiàn)e2＋處于鐵的中間價(jià)態(tài)，既有氧化性，又有還原性，其中以還原性為主，如：遇Br2、Cl2、H2O2、NO(H＋)等均表現(xiàn)為還原性。 Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 (2)可水解 Fe(OH)2是弱堿，含F(xiàn)e2＋的鹽(如硫酸亞鐵)溶液呈酸性。配制硫酸亞鐵溶液時(shí)常加少量硫酸抑制Fe2＋的水解，加少量鐵屑防止Fe2＋被氧化。 5.鐵鹽的性質(zhì)及應(yīng)用 (1)氧化性：含有Fe3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋處于鐵的高價(jià)態(tài)，遇Fe、Cu、HI、H2S等均表現(xiàn)為氧化性。 ①Fe3＋與S2－、I－、HS－、SO等具有較強(qiáng)還原性的離子不能大量共存。 ②Fe3＋可腐蝕印刷電路板上的銅箔，反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋。 (2)易水解：Fe(OH)3是很弱的堿，且溶度積很小，因而Fe3＋極易水解，只能存在于酸性較強(qiáng)的溶液中。 ①利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室可用FeCl3滴入沸水中制取氫氧化鐵膠體，反應(yīng)的化學(xué)方程式：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(膠體)＋3HCl。 ②利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，工業(yè)上常用調(diào)節(jié)pH方法除去溶液中的鐵離子。 ③利用Fe3＋易水解的性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)室配制氯化鐵溶液，通常將氯化鐵固體先溶于較濃的鹽酸中，然后再稀釋至所需濃度。 ④Fe3＋與HCO、AlO、CO、ClO－等水解呈堿性的離子不能大量共存。 (1)鐵位于元素周期表中第4周期ⅧB族(　　) (2)鐵的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，所以鐵在自然界中全部以化合態(tài)存在(　　) (3)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2(　　) (4)Fe分別與氯氣、鹽酸反應(yīng)得到相同的氯化物(　　) (5)Fe3O4中Fe的化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)，因而Fe3O4是FeO與Fe2O3的混合物(　　) (6)FeCl3可與銅發(fā)生置換反應(yīng)(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)　(6) 1.鐵有＋2、＋3價(jià)兩種價(jià)態(tài)，單質(zhì)鐵與________(填下列編號(hào)，下同)反應(yīng)時(shí)只生成＋3價(jià)鐵；與______________反應(yīng)時(shí)只生成＋2價(jià)鐵；與________反應(yīng)時(shí)既生成＋2價(jià)鐵也生成＋3價(jià)鐵。 所選試劑：①Cl2?、贠2　③H2O(g)?、躍?、蓰}酸?、尴∠跛?足量)　⑦稀硫酸?、郈uSO4溶液?、酕eCl3溶液 答案　①⑥?、堍茛撷啖帷、冖? 2.FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3是否都可以通過化合反應(yīng)制?。坑没瘜W(xué)方程式舉例說明。 答案　都可以。2Fe＋3Cl22FeCl3； 2FeCl3＋Fe===3FeCl2； 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 題組一　鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用 1.(2018南通三模)下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中不正確的是(　　) A.工業(yè)上在高溫下用C還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵 B.鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4 C.工業(yè)上可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸 D.氯化鐵溶液有較強(qiáng)氧化性，故可用作凈水劑 答案　AD 解析　常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，阻止反應(yīng)進(jìn)行，工業(yè)上可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質(zhì)凈水，故D錯(cuò)誤。 2.下列各組物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應(yīng)的是(　　) A.Na2O2和H2O B.Al和NaOH溶液 C.食鹽和濃硫酸共熱 D.銅片和濃硫酸共熱 答案　A 解析　反應(yīng)產(chǎn)生的氣體分別通入FeSO4溶液中，能與FeSO4發(fā)生反應(yīng)，說明氣體具有氧化性，把硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵。過氧化鈉和水反應(yīng)生成氧氣，氧氣能氧化硫酸亞鐵生成硫酸鐵，故A正確；鋁和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氫氣，氫氣與硫酸亞鐵不反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；食鹽和濃硫酸加熱反應(yīng)生成氯化氫氣體，氯化氫氣體不與硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；銅和濃硫酸加熱反應(yīng)生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性和氧化性，但氧化性弱于鐵離子，不能和硫酸亞鐵發(fā)生反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 題組二　用守恒思想判斷物質(zhì)的組成 3.(2018武漢高三質(zhì)檢)鐵的常見化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為(　　) A.FeO3Fe2O3 B.2FeO3Fe2O3 C.FeO2Fe2O3 D.2FeOFe2O3 答案　B 解析　化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeOmFe2O3，則 解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO3Fe2O3。 4.準(zhǔn)確稱取某種鐵的氧化物2.88g，用足量的CO進(jìn)行還原，將生成的CO2全部用足量的澄清石灰水吸收，得到沉淀4.00g，則這種鐵的氧化物為(　　) A.Fe3O4B.Fe2O3C.FeOD.以上都不是 答案　C 解析　4.00gCaCO3沉淀的物質(zhì)的量為0.04mol，則CO、CO2的物質(zhì)的量也為0.04mol，增加的氧元素為0.04mol，質(zhì)量為0.04mol16gmol－1＝0.64g，鐵的氧化物中氧元素質(zhì)量為0.64g，鐵元素質(zhì)量為2.88g－0.64g＝2.24g，鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的物質(zhì)的量之比為∶0.04mol＝1∶1，則這種鐵的氧化物的化學(xué)式為FeO。 5.有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140mL5.0molL－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025molCl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為(　　) A.Fe2O3B.Fe3O4C.Fe4O5D.Fe5O7 答案　D 解析　根據(jù)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025mol2＝0.05mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO2Fe2O3，即Fe5O7。 確定鐵的氧化物組成的基本方法 設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n， 則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b， 若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO； 若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3； 若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。 題組三　氫氧化亞鐵制備方法的改進(jìn) 6.下列各圖示中能較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號(hào))。 答案?、佗冖邰? 解析　因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3，因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①②原理一樣，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵作陽極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于空氣中的氧氣能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。 7.如下圖所示，此裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實(shí)驗(yàn)時(shí)必須使用鐵屑和6molL－1的硫酸，其他試劑任選。填寫下列空白： (1)B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的藥品是________。A中反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先將止水夾a________(填“打開”或“關(guān)閉”)。 (3)簡(jiǎn)述生成Fe(OH)2的操作過程_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)完畢，打開b處止水夾，放入一部分空氣，此時(shí)B瓶中發(fā)生的反應(yīng)為__________。 答案　(1)鐵屑　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)打開 (3)待A裝置反應(yīng)一段時(shí)間后關(guān)閉止水夾a，產(chǎn)生的H2將FeSO4溶液壓入B中進(jìn)行反應(yīng) (4)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 解析　Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，產(chǎn)生的H2將Fe2＋壓入B中，F(xiàn)e2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；因?yàn)镕e(OH)2在空氣中很容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，即發(fā)生4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。 防止Fe(OH)2氧化的方法 (1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，驅(qū)除溶液中的氧氣。 (2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入盛有亞鐵鹽溶液的試管底部，并慢慢擠出NaOH溶液。 (3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。 (4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。 (5)用Fe作陽極，石墨作陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。 考點(diǎn)二　“鐵三角”、Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn) 1.“鐵三角”的轉(zhuǎn)化關(guān)系 完成下列變化的離子方程式，體會(huì)Fe2＋與Fe3＋轉(zhuǎn)化條件。 (1)將H2S氣體通入FeCl3溶液中產(chǎn)生淡黃色沉淀： H2S＋2Fe3＋===S↓＋2Fe2＋＋2H＋。 (2)將FeCl3溶液滴入KI-淀粉溶液，溶液變藍(lán)： 2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。 (3)FeCl3可溶解鐵片： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (4)FeSO4可使酸性KMnO4溶液褪色： 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 (5)將FeCl2溶液滴入HNO3溶液中，有無色氣體放出： 3Fe2＋＋NO＋4H＋===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O。 2.Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法 (1)用KSCN溶液和氯水 (2)用NaOH溶液 (3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn) 溶液變血紅色，說明含有Fe3＋。 KMnO4溶液紫紅色褪去，說明含有Fe2＋。 (4)Fe2＋的特征檢驗(yàn)方法 溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說明溶液中含有Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。 (1)金屬陽離子只有氧化性，不可能有還原性(　　) (2)氫氧化鐵與HI溶液反應(yīng)僅能發(fā)生中和反應(yīng)(　　) (3)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO(　　) (4)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓(　　) (5)用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5) 1.混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法 已知： 化合物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Ksp近似值 10－39 10－17 10－11 10－20 (1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入________、____________、____________中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。 (2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化劑(如______)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。 (3)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2。 答案　(1)MgO　MgCO3　Mg(OH)2　(2)H2O2 (3)先通入適量Cl2(或加入H2O2)，然后再按向混合溶液中加入足量CuO[或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3中之一]，充分反應(yīng)后過濾。 2.在一定量的稀HNO3中慢慢加入鐵粉，得到的Fe2＋的物質(zhì)的量(縱坐標(biāo))與所加鐵粉的物質(zhì)的量(橫坐標(biāo))的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在相應(yīng)的橫線上。 ①Fe3＋　②Fe2＋?、跢e、Fe2＋?、蹻e2＋、Fe3＋ (1)AB段鐵元素以__________形式存在。 (2)BC段鐵元素以__________形式存在。 (3)CD段鐵元素以__________形式存在。 答案　(1)①　(2)④　(3)③ 解析　向稀HNO3中加入鐵粉，開始時(shí)稀HNO3過量應(yīng)生成Fe3＋，隨加入鐵粉量的增加，HNO3反應(yīng)完全后，發(fā)生反應(yīng)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，最后全部轉(zhuǎn)化為Fe2＋。 題組一　Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn) 1.下列有關(guān)物質(zhì)檢驗(yàn)方法不合理的是(　　) A.向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯血紅色，該溶液中一定含有Fe2＋ B.用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)FeCl3溶液中是否含有FeCl2 C.檢驗(yàn)綠礬晶體是否已氧化變質(zhì)，可將綠礬晶體溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，再觀察溶液是否變血紅 D.向某溶液中加入NaOH溶液產(chǎn)生紅褐色沉淀，說明溶液中含有Fe3＋ 答案　B 解析　B項(xiàng)中的Cl－也能使酸性KMnO4溶液褪色。 2.將0.2molL－1的KI溶液和0.05molL－1Fe2(SO4)3溶液等體積混合充分反應(yīng)后，取混合液分別完成下列實(shí)驗(yàn)，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2的是(　　) A.向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色 B.向混合液中滴入AgNO3溶液，有黃色沉淀生成 C.向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成 D.向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色 答案　A 解析　0.2 molL－1的KI溶液和0.05 molL－1 Fe2(SO4)3溶液等體積混合，KI過量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液變血紅色，說明溶液中仍含有Fe3＋，能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，A項(xiàng)正確；KI過量，溶液中存在I－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成Fe2＋，向混合液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，有藍(lán)色沉淀生成，只能說明溶液中含有Fe2＋，不能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液變藍(lán)色，說明溶液中含有碘單質(zhì)，不能說明溶液中存在化學(xué)平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I(xiàn)2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 檢驗(yàn)Fe2＋和Fe3＋時(shí)的注意事項(xiàng) (1)檢驗(yàn)Fe2＋時(shí)不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能將加KSCN后的混合溶液加入到足量的新制氯水中(新制氯水能氧化SCN－)。 (2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同時(shí)存在時(shí)不能用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)Fe2＋(Cl－能還原酸性KMnO4，有干擾)。 (3)檢驗(yàn)Fe2＋、Fe3＋的其他方法 檢驗(yàn)Fe3＋也可用苯酚(C6H5OH)；檢驗(yàn)Fe2＋最好用K3[Fe(CN)6]溶液。 題組二　鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系 3.某同學(xué)欲探究鐵及其化合物的性質(zhì)，下列實(shí)驗(yàn)方案可行的是(　　) A.將鐵粉加入熱的濃硫酸中：探究鐵的活潑性 B.將熱的NaOH溶液滴入FeCl3溶液中：制備Fe(OH)3膠體 C.在蒸發(fā)皿中加熱蒸干FeSO4溶液：制備FeSO46H2O晶體 D.將銅粉加入FeCl3溶液中：驗(yàn)證Fe3＋的氧化性強(qiáng)于Cu2＋ 答案　D 解析　A項(xiàng)，不活潑金屬Cu等也能與熱的濃硫酸反應(yīng)；B項(xiàng)，得到的是Fe(OH)3沉淀；C項(xiàng)，F(xiàn)e2＋可能被氧化同時(shí)也難保證結(jié)晶水的數(shù)目。 4.硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制備FeCO3，適宜在高溫條件下進(jìn)行 B.堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑 C.可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化 D.常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2難溶于水 答案　AD 解析　A項(xiàng)中，NH4HCO3高溫下易分解，且生成的FeCO3可能受熱分解。 5.(Fe2＋、Fe3＋的轉(zhuǎn)化與化學(xué)計(jì)算)向含有1molHNO3和1molH2SO4的混合溶液中逐漸加入鐵粉至過量，溶液中金屬陽離子a、b與所加鐵粉的物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(已知稀硝酸的還原產(chǎn)物只有NO)。下列有關(guān)判斷不正確的是(　　) A.a表示Fe3＋的關(guān)系曲線 B.n1＝0.75 C.P點(diǎn)時(shí)，n(Fe2＋)＝0.5625mol D.向P點(diǎn)溶液中加入銅粉，最多可溶解14.4g 答案　C 解析　該反應(yīng)可以看作兩步：①Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O，硝酸根過量，氫離子不足；②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。a表示Fe3＋的關(guān)系曲線，A正確；溶液中共有3molH＋參加反應(yīng)，消耗鐵為0.75mol，B正確；P點(diǎn)n(Fe2＋)＝n(Fe3＋)，二者均為0.45mol，C錯(cuò)誤；剩余0.45molFe3＋，消耗0.225mol銅，質(zhì)量為14.4g，D正確。 鐵與硫酸、硝酸的混酸反應(yīng)順序總結(jié) 足量鐵與稀硫酸、稀硝酸的混合溶液反應(yīng)，則可利用離子反應(yīng)分析，依次發(fā)生反應(yīng)：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2H2O、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(若H＋量不足，該反應(yīng)不再發(fā)生)。 考點(diǎn)三　銅及其化合物 1.單質(zhì)銅 (1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。 (2)化學(xué)性質(zhì) ①常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的____________。有關(guān)化學(xué)方程式_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ②寫出下列化學(xué)方程式： 銅在空氣中加熱：______________________________________________________________； 銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：_______________________________________________________。 答案?、巽~銹　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 ②2Cu＋O22CuO　2Cu＋SCu2S 2.銅的重要化合物 (1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學(xué)方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，可溶于稀硫酸，離子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。 (2)黑色氧化銅在高溫下分解為磚紅色的Cu2O，化學(xué)方程式為4CuO2Cu2O＋O2↑。 (3)藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學(xué)方程式為CuSO45H2OCuSO4＋5H2O。 (4)磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液變藍(lán)，同時(shí)生成紅色的單質(zhì)銅，離子方程式為Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。 (1)CuO是黑色固體，與水反應(yīng)生成Cu(OH)2(　　) (2)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物(　　) (3)無水硫酸銅可用于檢驗(yàn)酒精中是否含有水(　　) (4)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕(　　) (5)CuSO45H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化(　　) 答案　(1)　(2)　(3)√　(4)√　(5) 某研究小組用廢銅粉制取膽礬，設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案： (1)CuCuSO4硫酸銅溶液CuSO45H2O (2)CuCuO硫酸銅溶液CuSO45H2O (3) 對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，你認(rèn)為最好的是哪個(gè)方案？為什么？ 答案　方案(1)：產(chǎn)生污染性氣體，且消耗硫酸較多。 方案(2)：消耗能量較多，且步驟復(fù)雜。 方案(3)：不產(chǎn)生污染性氣體，原料利用率高，節(jié)約能源。 因此方案(3)更經(jīng)濟(jì)合理。 題組一　銅及其化合物的轉(zhuǎn)化 1.某研究小組通過實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應(yīng)后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色 B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成 C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體 D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠 答案　D 解析　銅絲與濃硫酸反應(yīng)后，仍有大量濃硫酸存在，不能把水加入反應(yīng)器中，否則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu與Cl2在常溫下不反應(yīng)，需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干能促進(jìn)CuCl2的水解而得不到CuCl2固體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生反應(yīng)： Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A.如果溶液變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成Cu2O B.溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn) C.該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度 D.如果溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解 答案　C 解析　解答此題的關(guān)鍵是明確稀硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，能溶解CuO、Cu2O和單質(zhì)Cu，因而該實(shí)驗(yàn)結(jié)果無法說明CuO分解的程度。 3.某化合物M由兩種常見的元素組成，為了測(cè)定其組成進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： M的化學(xué)式可能為(　　) A.Cu2SB.CuSC.FeS2D.Fe3S4 答案　A 解析　由題意并結(jié)合選項(xiàng)可知，1.60 g M在高溫下反應(yīng)生成的氣體是二氧化硫，二氧化硫被雙氧水氧化為硫酸，根據(jù)滴定過程消耗的氫氧化鈉，可以求出n(S)＝n(SO2)＝n(H2SO4)＝n(NaOH)＝20.0010－3 L0.1 molL－1＝0.01 mol，所以m(S)＝0.32 g，則m(金屬)＝1.60 g－0.32 g＝1.28 g，假若是銅，則n(Cu)＝0.02 mol，M可能為Cu2S；假若是鐵，則n(Fe)≈0.023 mol，沒有與之對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)。綜上所述，A項(xiàng)正確。 題組二　銅及其化合物的制取 4.某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O晶體的工藝流程如下： 下列說法正確的是(　　) A.焙燒過程中每消耗1molCuS則消耗1.5molO2 B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色 C.濾渣中主要含鐵的氧化物 D.將獲得的CuCl22H2O晶體加熱可制得CuCl2固體 答案　AB 解析　A項(xiàng)，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，正確；B項(xiàng)，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；C項(xiàng)，調(diào)節(jié)pH時(shí)，F(xiàn)e3＋水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將CuCl22H2O直接加熱脫水，Cu2＋水解，HCl揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2，錯(cuò)誤。 5.(2019無錫檢測(cè))工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下： (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的______吸收。 a.濃硫酸 b.稀硝酸 c.NaOH溶液 d.氨水 (2)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是______________________________________________________________。 a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng) c.溶液中Cu2＋向陽極移動(dòng) d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬 (4)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為__________________________________________________________。 答案　(1)cd　(2)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu　(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O 解析　(1)氣體A中的大氣污染物為SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據(jù)圖示，泡銅中的Cu2O與Al高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制得銅。(3)電解精煉銅過程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的同時(shí)，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯(cuò)；電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，b對(duì)；電解過程中Cu2＋向陰極移動(dòng)，c錯(cuò)；粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅的弱，形成陽極泥，可以回收，d對(duì)。(4)根據(jù)總反應(yīng)，O2發(fā)生還原反應(yīng)，因此正極反應(yīng)式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。 銅的冶煉“兩方法” (1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 (2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)： 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達(dá)99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極即可得精銅。 考點(diǎn)四　從自然界中獲取鐵和銅 1．鐵、銅在自然界中的存在 鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)等；常見的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石[主要成分為CuCO3Cu(OH)2]等。此外鐵在自然界中還以游離態(tài)的形式存在于隕鐵中。自然界中也存在少量的單質(zhì)銅。 2．鐵的冶煉 (1)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。 (2)設(shè)備：煉鐵高爐。 (3)反應(yīng)原理：用還原劑將鐵從其化合物中還原出來。 (4)工藝流程：從高爐下方鼓入空氣與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生CO2并放出大量的熱量；CO2再與灼熱的焦炭反應(yīng)，生成CO；CO在高溫下將氧化鐵還原為鐵。有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：C＋O2CO2；C＋CO22CO；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 特別提醒　鐵礦石中含有SiO2需除去：石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應(yīng)生成爐渣，有關(guān)反應(yīng)化學(xué)方程式：CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋SiO2CaSiO3(爐渣)。爐渣的密度比鐵水小，故浮在鐵水上面，從而分離出去。 3．銅的制備與精煉 工業(yè)上主要采用高溫冶煉黃銅礦(主要成分是CuFeS2)的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到的銅，含銅量為99.5%～99.7%，還含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要達(dá)到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉得到的銅還必須經(jīng)過電解精煉，電解精煉得到的銅，含銅量高達(dá)99.95%～99.98%。 (1)高爐煉鐵、生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥和普通玻璃都要用到的原料是石灰石(√) (2)工業(yè)煉鐵：需要用到的原料有鐵礦石、一氧化碳、空氣和石灰石() (3)在接觸室里用98.3%的濃硫酸吸收SO3，目的是防止形成酸霧便于SO3吸收完全() (4)工業(yè)制玻璃和煉鐵過程中都要加入石灰石，目的是除去雜質(zhì)二氧化硅() (5)生物煉銅法：利用某種能耐受銅鹽毒性的細(xì)菌，這種細(xì)菌利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，把不溶性的硫化銅直接轉(zhuǎn)化為單質(zhì)銅() 下圖表示金屬活動(dòng)性順序表中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開發(fā)、利用的大致年限。 根據(jù)上圖回答下列問題： (1)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚得多？ 答案　鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng)，在自然界中以穩(wěn)定的化合態(tài)存在，難冶煉，古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到，不能冶煉鋁，故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多。 (2)寫出以NaCl、Al2O3、MgCl2、CuO、CuSO4、Ag2O為原料制備Na、Al、Mg、Cu、Ag的化學(xué)方程式，并寫出它們的制備方法。 答案　2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　電解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　電解法 MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　電解法 2CuO＋C2Cu＋CO2或 CuO＋H2Cu＋H2O　熱還原法 CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4　濕法煉銅 2Ag2O4Ag＋O2↑　熱分解法 題組一　鐵的冶煉及應(yīng)用 1．鐵的氧化物有多種用途。請(qǐng)回答下面有關(guān)問題： (1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，是工業(yè)煉鐵的主要原料之一。寫出由Fe2O3制得單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 某赤鐵礦除了含F(xiàn)e2O3之外，還含有少量的SiO2和Al2O3。將試樣溶于NaOH溶液，充分反應(yīng)后過濾，即可得到較純凈的Fe2O3。該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是___________ ________________________________________________________________________。 (2)Fe2O3可以與鋁粉組成鋁熱劑用于焊接鋼軌或定向爆破。某同學(xué)猜測(cè)，該反應(yīng)所得熔融物中含有Fe2O3。他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想：取少量試樣，加入足量稀鹽酸，然后滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，證明含有Fe2O3。否則，不含有Fe2O3。你認(rèn)為該方案合理嗎？為什么？ 答案　(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(答案合理即可) SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O (2)不合理。因?yàn)镕e3＋能跟鋁熱反應(yīng)生成的Fe反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與SCN－反應(yīng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)血紅色。(答案合理即可) 解析　(1)工業(yè)冶煉鐵是用CO作還原劑，SiO2、Al2O3與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。(2)由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋的干擾，該種方案不合理。 題組二　銅的冶煉方法 2．在實(shí)驗(yàn)室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備單質(zhì)銅，有下列兩種途徑： ①FeH2Cu ②CuOCuSO4Cu 若用這兩種方法制得等量的銅，則下列有關(guān)說法符合實(shí)際情況的是(　　) A．消耗氧化銅的質(zhì)量相同 B．消耗鐵的質(zhì)量相同 C．消耗硫酸的質(zhì)量相同 D．生成硫酸亞鐵的質(zhì)量相同 答案　A 解析　制備1molCu需要1molCuO，而H2還原CuO時(shí)需要先用H2排除體系內(nèi)的空氣，冷卻時(shí)也需要繼續(xù)通H2，因此需要H2的量遠(yuǎn)大于1mol，即消耗的Fe、H2SO4均比第②種方法多。 3．銅在自然界存在于多種礦石中，如： 礦石名稱 黃銅礦 斑銅礦 輝銅礦 孔雀石 主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3Cu(OH)2 請(qǐng)回答下列問題： (1)上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是____________。 (2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反應(yīng)的氧化劑是______________。 (3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是__________________；處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品，寫出其中1種酸和1種鹽的名稱____________。 (4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進(jìn)一步采用電解法精制。請(qǐng)簡(jiǎn)述粗銅電解得到精銅的原理：______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Cu2S　(2)Cu2O和Cu2S (3)形成酸雨　硫酸、硫酸銨 (4)電解池中，粗銅作陽極，純銅作陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu失去電子，使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u2＋進(jìn)入溶液中：Cu－2e－===Cu2＋；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì)：Cu2＋＋2e－===Cu，從而達(dá)到精制Cu的目的 解析　(2)Cu2O、Cu2S的Cu由＋1價(jià)被還原為0價(jià)，作氧化劑；Cu2S的S由－2價(jià)被氧化為＋4價(jià)，作還原劑。(3)處理SO2尾氣一般為循環(huán)制備硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化學(xué)品。 銅的冶煉“三方法” (1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 (2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)： 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達(dá)99.95%～99.98%的銅。 (3)生物煉銅：“吃巖石的細(xì)菌”能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。 生物煉銅的優(yōu)點(diǎn)：a.成本低；b.污染?。籧.反應(yīng)條件簡(jiǎn)單；d.含量(品位)很低的礦石也可以被利用。 題組三　定量測(cè)定合金組成的兩種方法 4．某鋁合金中含有元素鎂、銅、硅，為了測(cè)定該合金中鋁的含量，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答有關(guān)問題： (1)稱取樣品ag，稱量時(shí)應(yīng)該使用的主要儀器的名稱是 ________________________________________________________________________。 (2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾。濾液中主要含有______________，濾渣中含有________，溶解、過濾用到的玻璃儀器是___________________________________________。 (3)濾液中加過量氫氧化鈉溶液、過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是__________________ ________________________________________________________________________。 (4)步驟(3)的濾液中通入足量二氧化碳?xì)怏w，過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_______ ________________________________________________________________________。 (5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱量，其質(zhì)量為bg。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________ ______________________________________________________________________________， 原樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。 (6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“不影響”，下同)；若步驟(5)中濾渣沒有洗滌，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果________；若濾渣灼燒不充分，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果__________。 答案　(1)托盤天平 (2)MgCl2、AlCl3、HCl　Cu、Si　燒杯、玻璃棒、普通漏斗 (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O (4)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　100% (6)偏低　偏高　偏高 5．鋁鎂合金已成為飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫下列空白。 方案一 [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測(cè)定剩余固體質(zhì)量。 (1)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________________ __________________________________________________________________________。 (2)稱取5.4g鋁鎂合金粉末樣品，溶于VmL2.0molL－1NaOH溶液中。為使其反應(yīng)完全，則NaOH溶液的體積V≥__________mL。過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 方案二 [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體在通常狀況(約20℃，1.01105Pa)的體積。 問題討論 (3)同學(xué)們擬選用圖一實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)： ①你認(rèn)為最簡(jiǎn)易的裝置其連接順序是：A接(　　　)(　　　)接(　　　)(　　　)接(　　　)(填接口字母，可不填滿。) ②實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，先打開分液漏斗上口的玻璃塞，再輕輕打開分液漏斗可旋轉(zhuǎn)的活塞，一段時(shí)間后稀硫酸不能順利滴入錐形瓶中。請(qǐng)你幫助分析原因_______________________________ ______________________________________________________________________________。 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，在讀取測(cè)量實(shí)驗(yàn)中生成氫氣的體積時(shí)，你認(rèn)為合理的是__________(填字母)。 A．等待實(shí)驗(yàn)裝置冷卻后再讀數(shù) B．上下移動(dòng)量筒F，使其中液面與廣口瓶中液面相平 C．上下移動(dòng)量筒G，使其中液面與廣口瓶中液面相平 D．視線與凹液面的最低點(diǎn)水平，讀取量筒中水的體積 (4)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出，使所測(cè)氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測(cè)氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了圖二的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①裝置中導(dǎo)管a的作用是_____________________________________________________。 ②實(shí)驗(yàn)前后堿式滴定管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL。則產(chǎn)生氫氣的體積為______mL。(用含V1、V2的式子表達(dá)) 答案　(1) 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ (2)97　偏高 (3)①E　D　G　②鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大　③ACD (4)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差　②V1－V2 解析　方案一：(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與氫氣，反應(yīng)方程式為：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(2)含鎂為3%時(shí)，金屬鋁的含量最高，5.4 g合金中鋁的質(zhì)量為5.4 g(1－3%)＝5.497% g， 則：2Al　?。　?NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 54 g 2 mol 5.4 g97% g V10－3 L2.0 molL－1 得54 g∶(5.4 g97% g)＝2 mol∶(V10－3 L2.0 molL－1)，解得V＝97，所以NaOH溶液的體積要大于97 mL；鎂上會(huì)附著偏鋁酸鈉等物質(zhì)，若未洗滌固體，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定鎂的質(zhì)量偏大，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。 方案二：(3)①合金與稀硫酸反應(yīng)，用排水量氣法測(cè)定氫氣的體積，其中盛水的試劑瓶導(dǎo)管一定要短進(jìn)長(zhǎng)出，利用增大壓強(qiáng)的原理將水排出，量筒中水的體積就是生成氫氣的體積，量筒內(nèi)導(dǎo)管應(yīng)伸入量筒底部，故連接順序?yàn)椋?A)接(E)、(D)接(G)；②鎂、鋁與稀硫酸反應(yīng)放熱且生成氣體，使錐形瓶中氣體壓強(qiáng)變大，導(dǎo)致硫酸不能順利滴入錐形瓶；③反應(yīng)放熱導(dǎo)致氫氣的溫度偏高，故應(yīng)冷卻后再進(jìn)行讀取氫氣的體積，讀取實(shí)驗(yàn)中生成氫氣的體積時(shí)上下移動(dòng)量筒，使其中液面與廣口瓶中液面相平，視線與凹液面的最低點(diǎn)水平，讀取量筒中水的體積。 (4)①裝置中導(dǎo)管a的作用是：保持分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下，滴入錐形瓶的稀硫酸體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；②滴定管的“0”刻度在上方，兩次讀取的體積數(shù)值之差為測(cè)定的氫氣的體積，收集氫氣后滴定管內(nèi)液面上升，讀數(shù)減小，所以測(cè)定氫氣的體積為V1－V2 mL。 1．定量集氣法 定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時(shí)所產(chǎn)生的氣體的量，應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來判斷合金的組成。其原理的關(guān)鍵點(diǎn)是某組分具有特殊性質(zhì)(特別是與酸或堿反應(yīng)能產(chǎn)生氣體)。其操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。 2．沉淀法 沉淀法測(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時(shí)涉及的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點(diǎn)是沉淀試劑的選擇)、過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測(cè)定結(jié)果的誤差分析)。 1.正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“” (1)向FeCl2溶液中滴加NH4SCN溶液，溶液顯紅色() (2018江蘇，6A) (2)在給定條件下，能實(shí)現(xiàn)FeFeCl2Fe(OH)2() (2017江蘇，7A) (3)Fe2(SO4)3易溶于水，可用作凈水劑() (2016江蘇，3C) (4)在給定條件下，能實(shí)現(xiàn)Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3() (2015江蘇，8C) (5)檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe2＋：取少量待檢驗(yàn)溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象() (2015江蘇，13C) (6)FeCl3溶液能與Cu反應(yīng)；所以可用于蝕刻印刷電路(√) (2012江蘇，5B) (7)在給定條件下，能實(shí)現(xiàn)Fe2O3FeCl3(aq)無水FeCl3() (2012江蘇，7④) 2.[2016江蘇，20(3)]納米鐵粉可用于處理地下水中的污染物。 ①一定條件下，向FeSO4溶液中滴加堿性NaBH4溶液，溶液中BH(B元素的化合價(jià)為＋3)與Fe2＋反應(yīng)生成納米鐵粉、H2和B(OH)，其離子方程式為__________________________ ________________________________________________________________________。 ②納米鐵粉與水中NO反應(yīng)的離子方程式為 4Fe＋NO＋10H＋===4Fe2＋＋NH＋3H2O 研究發(fā)現(xiàn)，若pH偏低將會(huì)導(dǎo)致NO的去除率下降，其原因是____________________。 答案?、?Fe2＋＋BH＋4OH－===2Fe＋2H2↑＋B(OH) ②納米鐵粉與H＋反應(yīng)生成H2 解析　①反應(yīng)物為Fe2＋、BH，生成物為Fe、H2和B(OH)，BH中H顯－1價(jià)，被氧化為H2，注意溶液呈堿性，配平。②pH偏低，說明c(H＋)大，納米鐵粉能與H＋反應(yīng)。 3.[2012江蘇，19(1)(2)]廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實(shí)驗(yàn)過程如下： (1)