2018届二轮复习常见金属元素及其重要化合物教案（全国通用）

2018届二轮复习常见金属元素及其重要化合物教案（全国通用）

专题9 常见金属元素及其重要化合物 ‎【2018年高考考纲解读】‎ ‎1．常见金属元素(如Na、Al、Fe、Cu等)‎ ‎(1)了解常见金属的活动性顺序；(2)了解常见金属及其重要化合物的主要性质及其应用；(3)了解合金的概念及其重要应用。‎ ‎2．以上各部分知识的综合应用。‎ ‎【重点、难点剖析】‎ 一、金属及其化合物的主要性质和转化关系 ‎1．钠及其重要化合物 ‎(1)知识主线：Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3‎ ‎(2)转化关系 ‎2．铝及其重要化合物 ‎(1)知识主线：‎ Al→Al2O3→Al(OH)3→ ‎(2)转化关系 ‎3．铁及其重要化合物 ‎(1)知识主线 Fe→→→ ‎(2)转化关系 ‎4．铜及其重要化合物 ‎(1)知识主线：‎ Cu→→Cu(OH)2→ ‎(2)转化关系：‎ 二、常见阳离子的检验与判断 常见阳离子的检验 ‎1．用NaOH溶液检验 Cu2＋　产生蓝色沉淀 Fe3＋　产生红褐色沉淀 Fe2＋　产生白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 Al3＋　 NH　 ‎2．特殊检验法 Fe3＋　 Fe2＋　 ‎3．焰色反应 用焰色反应可检验出溶液中的K＋和Na＋‎ 三、金属元素单质及其化合物 ‎1．无机化工流程题常见设问方向 ‎(1)反应速率与平衡理论的运用；‎ ‎(2)氧化还原反应的判断、化学方程式或离子方程式的书写；‎ ‎(3)利用控制pH分离除杂；‎ ‎(4)化学反应的能量变化；‎ ‎(5)实验基本操作：除杂、分离、检验、洗涤、干燥等；‎ ‎(6)流程中的物质转化和循环，资源的回收和利用；‎ ‎(7)环境保护与绿色化学评价。‎ ‎2．无机化工流程题的审题技能 化工生产流程题中经常会出现一些表述性词语，这些表述性词语就是隐性信息，它可以暗示我们审题所应考虑的角度。常见的有：‎ ‎(1)“控制较低温度”——常考虑物质的挥发，物质的不稳定性和物质的转化等。‎ ‎(2)“加过量试剂”——常考虑反应完全或增大转化率、产率等。‎ ‎(3)“能否加其他物质”——常考虑会不会引入杂质或是否影响产品的纯度。‎ ‎(4)“在空气中或在其他气体中”——主要考虑O2、H2O、CO2或其他气体是否参与反应或达到防氧化、防水解、防潮解等目的。‎ ‎(5)“判断沉淀是否洗净”——常取少量最后一次洗涤液于试管中，向其中滴加某试剂，以检验其中的某种离子。‎ ‎(6)“检验某物质的设计方案”——通常取少量某液体于试管中，加入另一试剂产生某现象，然后得出结论。‎ ‎(7)“控制pH”——常考虑防水解、促进生成沉淀或除去杂质等。‎ ‎(8)“用某些有机试剂清洗”——常考虑降低物质溶解度有利于析出、减少损耗和提高利用率等。‎ ‎【题型示例】‎ 题型一　钠及其化合物 由于元素化合物知识是高一完成的新课学习，课时少，任务重造成基础知识不牢，性质反应不熟，所以在复习钠及其化合物时，首先要强化双基，如常见代表物的性质与应用、常见离子的特征性质(如焰色反应)等，还要强化化学反应方程式、离子方程式的规范书写与训练。以“元素→单质→氧化物(氧)→存在”为线索；学习具体的单质、化合物时既可以“结构→性质→用途→制法”为思路，又可从该单质到各类化合物之间的横向联系形成知识网，把一般知识规律化，零碎的知识系统化。‎ 例1．【2017江苏卷】下列有关物质性质与用途具有对应关系的是 A．Na2O2吸收CO2产生O2，可用作呼吸面具供氧剂 B．ClO2具有还原性，可用于自来水的杀菌消毒 C．SiO2硬度大，可用于制造光导纤维 D．NH3易溶于水，可用作制冷剂 ‎【答案】A ‎ 【举一反三】(2016·江苏化学，6)根据侯氏制碱原理制备少量NaHCO3的实验，经过制取氨气、制取NaHCO3、分离NaHCO3、干燥NaHCO3四个步骤，下列图示装置和原理能达到实验目的的是(　　)‎ 解析　NH4Cl在试管底部分解为NH3和HCl，温度一降低又会生成NH4Cl，无法得到NH3，A错误；通入CO2的导管应长进短出，B错误；CO2通入氨化的饱和食盐水生成NaHCO3沉淀：NH3＋NaCl＋CO2＋H2O ===NaHCO3↓＋ NH4Cl，可用过滤方法分离NaHCO3，C正确；加热NaHCO3会分解：2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋ H2O，同时装置中烧杯应垫上石棉网加热，D错误。‎ 答案　C ‎【变式探究】(2014·福建理综，6，6分)下列有关物质应用的说法正确的是(　　)‎ A．生石灰用作食品抗氧化剂 B．盐类都可用作调味品 C．铝罐可久盛食醋 D．小苏打是面包发酵粉的主要成分之一 答案　D 题型二　镁铝及其化合物 铝及其化合物涉及到的反应较多，而且Al2O3、Al(OH)3又是两性物质的代表，所以掌握好本知识点的关键是掌握好相关反应及转化关系，理解好一些易错易误点，如①铝是活泼金属，但铝抗腐蚀性相当强，因为铝表面生成一层致密的氧化物薄膜。②铝热反应不仅仅是单质铝与Fe2O3反应，还包含制取其他难熔金属的反应。③铝热反应的条件是高温，但引发铝热反应的具体操作为先铺一层KClO3，然后插上镁条，最后点燃镁条；另外还需注意一些与量有关的反应过程。如：①铝与酸、碱反应生成H2的量的关系，②AlCl3溶液与NaOH溶液及NaAlO2溶液与盐酸反应生成沉淀量的关系判断。‎ 例2．【2017海南】下列叙述正确的是 A. 稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜 B. 碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢 C. 过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气 D. 铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝 ‎【答案】CD ‎【解析】根据金属活动顺序表，Cu排在H的右边，因此金属铜不与稀硫酸反应，A错误；浓硫酸具有强氧化性，能把HI氧化，B错误；2Na2O2＋2CO2=2Na2CO3＋O2，因此可以制备氧气，C正确；铝在氯气中燃烧生成AlCl3，D正确。‎ ‎ 【举一反三】(2016·上海化学，20)已知NaOH＋Al(OH)3―→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是(　　)‎ A．CO2＋2OH－―→CO＋H2O B．Al2O3＋2OH－＋3H2O―→2[Al(OH)4]－‎ C．2Al＋2OH－＋6H2O―→2[Al(OH)4]－＋3H2↑‎ D．Al3＋＋4OH－―→[Al(OH)4]－‎ 答案　D ‎【举一反三】(2016·海南化学，14)KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：‎ ‎ (1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用________(填标号)。‎ a．HCl溶液 b．H2SO4溶液 c．氨水 d．NaOH溶液 ‎(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_______________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(3)沉淀B的化学式为_________________________________________________________________；‎ 将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是______________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(4)已知：Kw＝1.0×10－14，Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　K＝2.0×10－13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于________。‎ ‎ (3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生复分解反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。(4)Al(OH)3溶于NaOH溶液发生反应：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　K1，可分两步进行：Al(OH)3AlO＋H＋＋H2O　K H＋＋OH－===H2O　 则K1＝＝＝20。‎ 答案　(1)d　‎ ‎(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑‎ ‎(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大 ‎(4)20‎ ‎【变式探究】(2015·江苏化学，4，2分)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。下列说法正确的是(　　)‎ A．元素C的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B． Mg、MgO中镁元素微粒的半径：r(Mg2＋)＞r(Mg)‎ C．在该反应条件下，Mg的还原性强于C的还原性 D．该反应中化学能全部转化为热能 解析　A项，碳元素存在金刚石、石墨、C60、C70、石墨烯等多种同素异形体，错误；B项，Mg和Mg2＋的质子数相同，但Mg有3个电子层，Mg2＋有2个电子层，所以Mg半径大于Mg2＋半径，错误；C项，该反应中镁作还原剂，C为还原产物，由氧化还原反应的“强弱规律”可知，Mg的还原性强于C的还原性，正确；D项，该反应中化学能除转化为热能外还有部分转化为光能(因为燃烧时发出光)，错误。‎ 答案　C ‎【变式探究】(2015·山东理综，10，5分)某化合物由两种单质直接反应生成，将其加入Ba(HCO3)2溶液中同时有气体和沉淀产生。下列化合物中符合上述条件的是(　　)‎ A．AlCl3 B．Na2O C．FeCl2 D．SiO2‎ 解析　A项，AlCl3可由Al与Cl2反应制得，将AlCl3加入Ba(HCO3)2溶液中生成CO2 气体和Al(OH)3沉淀，正确；B项，Na2O 加入Ba(HCO3)2溶液中没有气体产生，错误；C项，Fe 与Cl2 反应生成FeCl3，错误；D项，SiO2 与Ba(HCO3)2不反应，错误。‎ 答案　A ‎【变式探究】(2015·重庆理综，2，6分)下列说法正确的是(　　)‎ A．I的原子半径大于Br，HI比HBr的热稳定性强 B．P的非金属性强于Si，H3PO4比H2SiO3的酸性强 C．Al2O3和MgO均可与NaOH溶液反应 D．SO2和SO3混合气体通入Ba(NO3)2溶液可得到BaSO3和BaSO4‎ 答案　B ‎【变式探究】(2015·课标全国卷Ⅱ，13，6分)用如图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是(　　)‎ 选项 ‎①中物质 ‎②中物质 预测②中的现象 A 稀盐酸 碳酸钠与氢氧化钠的混合溶液 立即产生气泡 B 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生红棕色气体 C 氯化铝溶液 浓氢氧化钠溶液 产生大量白色沉淀 D 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色 ‎ 答案　D 题型三　铁及其化合物 随着工艺流程题考查频度的加大，铁、铜及其化合物的考查力度也逐年递增，解答好此类题目除了分离、提纯与实验基础知识外，对于铁、铜及其化合物的一些易误知识点也应掌握，现总结如下：‎ ‎①铜在潮湿的空气中最终不是生成CuO，而是生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。‎ ‎②常用灼热的铜粉除去N2中的O2，灼热的CuO除去CO2中的CO。‎ ‎③新制Cu(OH)2悬浊液常用来检验醛基。‎ ‎④Cu和一定量的浓HNO3反应，产生的是NO2和NO的混合气体，当Cu有剩余，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。‎ ‎⑤Cu：紫红色；CuO：黑色；Cu2S：黑色；CuS：黑色；Cu2O：砖红色。‎ ‎⑥Fe与O2、H2O(g)反应的产物都是Fe3O4而不是Fe2O3。Fe与Cl2反应时生成FeCl3，与S反应时生成FeS，说明Cl2的氧化能力大于S的。常温下，Fe、Al在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化，但加热后继续反应。Fe在Cl2中燃烧，无论Cl2过量还是不足均生成FeCl3。‎ ‎⑦向含Fe2＋的溶液中加入硝酸、KMnO4溶液、氯水等具有氧化性的物质时，溶液会出现浅绿色―→棕黄色的颜色变化，该现象可用于Fe2＋的检验。‎ ‎⑧制备Fe(OH)2的方法很多，原则有两点：一是溶液中的溶解氧必须提前除去；二是反应过程中必须与O2隔绝。‎ 例3．【2017江苏卷】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．FeFeCl2Fe(OH)2‎ B．SSO3H2SO4‎ C．CaCO3CaOCaSiO3‎ D．NH3NOHNO3‎ ‎【答案】C ‎ 【变式探究】(2016·课标全国Ⅲ，7)化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是(　　)‎ 化学性质 实际应用 A Al2(SO4)3和小苏打反应 泡沫灭火器灭火 B 铁比铜金属性强 FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 C 次氯酸盐具有氧化性 漂白粉漂白织物 D HF与SiO2反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 解析　A项，Al2(SO4)3和小苏打发生相互促进的水解反应，生成Al(OH)3、Na2SO4和CO2，可以用于泡沫灭火器灭火，正确；B项，FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCl2只能说明Cu的还原性比Fe2＋强，并不能说明铁比铜金属性强，错误；C项，次氯酸盐可以转化为氧化性更强且具有漂白性的HClO，故漂白粉可以漂白织物，正确；D项，氢氟酸中的HF可与玻璃中的SiO2反应生成SiF4气体，所以可用于在玻璃器皿上刻蚀标记，正确。‎ 答案　B ‎【变式探究】(2016·上海化学，12)下列各组混合物，使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是(　　)‎ A．氧化镁中混有氧化铝 B．氯化铝溶液中混有氯化铁 C．氧化铁中混有二氧化硅 D．氯化亚铁溶液中混有氯化铜 解析　A．MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应，而Al2O3是两性氧化物，可以与NaOH发生反应产生NaAlO2，过滤后洗涤，就得到纯净的MgO，不符合题意；B.向溶液中加入过量的NaOH溶液，氯化铁变为Fe(OH)3沉淀，氯化铝变为NaAlO2，过滤，然后向溶液中加入适量的盐酸，当沉淀达到最大值，过滤，得到Al(OH)3，再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解，就得到氯化铝溶液，除去了杂质，不符合题意；C.二氧化硅是酸性氧化物，可以与NaOH溶液发生反应，而氧化铁与NaOH溶液不能发生反应。加入过量的NaOH溶液，然后过滤洗涤，就得到纯净的氧化铁，不符合题意；D.两者都可以与NaOH溶液发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，两者都溶解，不能分离、提纯两者，符合题意。‎ 答案　D ‎【变式探究】(2015·浙江理综，13，6分)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是（　　）‎ A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al（OH）3进入固体2‎ C.从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O 解析　根据题意，分析得出以下流程：‎ 须控制条件防止其氧化和分解，正确； D项，若在溶液1[Fe2（SO4）3和Al2（SO4）3溶液]中直接加NaOH至过量，得到的为Fe（OH）3，用硫酸溶解得到Fe2（SO4）3溶液，故经结晶不能得到FeSO4·7H2O，错误。‎ 答案　D ‎【变式探究】（2015·海南化学，17，11分）工业上，向500～600 ℃的铁屑中通入氯气生产无水氯化铁；向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁。现用如图所示的装置模拟上述过程进行实验。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）制取无水氯化铁的实验中，A中反应的化学方程式为_______________________________，‎ 装置B中加入的试剂是_____________________________________________。‎ ‎（2）制取无水氯化亚铁的实验中，装置A用来制取　　　　。尾气的成分是　　　　。若仍用D装置进行尾气处理，存在的问题是　　　　、　　　　。‎ ‎（3）若操作不当，制得的FeCl2会含有少量FeCl3，检验FeCl3常用的试剂是　　　　。欲制得纯净的FeCl2，在实验操作中应先　　　　，再　　　　。‎ 置进行尾气处理，则因氯化氢极易溶于水，故会产生倒吸，且氢气与NaOH溶液不反应，可燃性气体氢气也不能被吸收。（3）检验氯化铁溶液常用的试剂是KSCN溶液；欲制得纯净的氯化亚铁，应防止装置中氧气的干扰，在实验过程中先点燃A处的酒精灯，利用产生的氯化氢气体排出装置中的空气，再点燃C处的酒精灯。‎ 答案　（1）MnO2＋4HCl（浓）MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　浓硫酸 ‎（2）HCl　HCl和H2　发生倒吸　可燃性气体H2不能被吸收 ‎（3）KSCN溶液　点燃A处的酒精灯　点燃C处的酒精灯 ‎【变式探究】（2015·天津理综，10，14分）FeCl3具有净水作用，但腐蚀设备，而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂，处理污水比FeCl3高效，且腐蚀性小。请回答下列问题：‎ ‎（1）FeCl3净水的原理是__________________________________________。‎ FeCl3溶液腐蚀钢铁设备，除H＋作用外，另一主要原因是（用离子方程式表示）____________________。‎ ‎（2）为节约成本，工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。‎ ‎①若酸性FeCl2废液中c（Fe2＋）＝2.0×10－2 mol·L－1，c（Fe3＋）＝1.0×10－3 mol·L－1，c（Cl－）＝5.3×10－2 mol·L－1，则该溶液的pH约为　　　　。‎ ‎②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式：‎ ClO＋Fe2＋＋　　　　===Cl－＋Fe3＋＋　　　　‎ ‎（3）FeCl3在溶液中分三步水解：‎ Fe3＋＋H2OFe（OH）2＋＋H＋K1‎ Fe（OH）2＋＋H2OFe（OH）＋H＋K2‎ Fe（OH）＋H2OFe（OH）3＋H＋K3‎ 以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是　　　　　　　　。通过控制条件，以上水解产物聚合，生成聚合氯化铁，离子方程式为：‎ xFe3＋＋yH2OFex（OH）＋yH＋‎ 欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号）　　　　。‎ a.降温 b.加水稀释 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3‎ 室温下，使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是　　　　　　　　。‎ ‎（4）天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·L－1）表示]的最佳范围约为　　　　mg·L－1。‎ 解析　（1）Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质，所以可起到净水的作用；Fe3＋会与Fe反应生成Fe2＋从而腐蚀钢铁设备，离子方程式是2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。（2）①根据电荷守恒，c（Fe3＋）×3＋c（Fe2＋）×2＋c（H＋）＝c（Cl－），溶液中氢离子的浓度是c（H＋）＝c（Cl－）－c（Fe2＋）×2－c（Fe3＋）×3＝5.3×10－2 mol·L－1－2.0×10－2 mol·L－1×2－1.0×10－3 mol·L－1×3＝1.0×10－2 mol·L－1，所以pH＝2；②根据化合价升降法配平ClO、Fe2＋、Cl－、Fe3＋的化学计量数分别为1、6、1、6，再利用电荷守恒及元素守恒得出反应物中有6H＋，产物中有3H2O。（3）Fe3＋分三步水解，水解程度越来越小，所以对应的条件是调节溶液的pH。（4）由图像可知，聚合氯化铁的浓度在18～20 mg·L－1时，去除污水中浑浊物及还原性物质的效率最高。‎ 答案　（1）Fe3＋水解生成的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ ‎（2）①2　②1　6　6H＋　1　6　3H2O ‎（3）K1>K2>K3　bd　调节溶液的pH ‎（4）18～20‎ ‎【变式探究】（2015·四川理综，11，16分）为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（铁主要以Fe2O3存在）转变成重要的化工原料FeSO4（反应条件略）。‎ 活化硫铁矿还原Fe3＋的主要反应为：FeS2＋7Fe2（SO4）3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其它反应。请回答下列问题：‎ ‎（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是___________________________________。‎ ‎（2）检验第Ⅱ步中Fe3＋是否完全还原，应选择　　　　（填字母编号）。‎ A.KMnO4溶液 B.K3[Fe（CN）6]溶液 C.KSCN溶液 ‎（3）第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2，此时Fe2＋不沉淀，滤液中铝、硅杂质被除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是 ‎___________________________________________________。‎ ‎（4）FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。‎ 已知25 ℃，101 kPa时：‎ ‎4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s）　ΔH＝－1 648 kJ/mol C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－393 kJ/mol ‎2Fe（s）＋2C（s）＋3O2（g）===2FeCO3（s）　ΔH＝－1 480 kJ/mol FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是______________________________________。‎ ‎（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li＋FeS2===Fe＋2Li2S，正极反应式是___________________________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎（6）假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3，其含量为50%。将a kg质量分数为b%的硫酸加入到c kg烧渣中浸取，铁的浸取率为96%，其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程，第Ⅲ步应加入FeCO3　　　　kg。‎ 第Ⅳ步，向滤液中通入空气，部分Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋，使溶液的pH由5.8降到5.2，同时，除去铝、硅杂质，最后浓缩结晶得到FeSO4晶体。（1）第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。（2）检验Fe3＋应选用KSCN溶液，Fe3＋遇KSCN溶液显血红色。（3）通入空气时，空气中的氧气将部分Fe2＋氧化为Fe3＋，Fe3＋水解能力强，产生的H＋使溶液的pH降低。（4）对三个已知的化学方程式由上到下依次标记为①、②、③，对照反应4FeCO3（s）＋O2（g）2Fe2O3（s）＋4CO2（g），根据盖斯定律，由①＋4×②－2×③可得所求的热化学方程式，其反应热ΔH＝－1 648 kJ/mol ＋4×（－393 kJ/mol）－2×（－1 480 kJ/mol）＝－260 kJ/mol。（5）根据正极发生还原反应，由电池放电时的总反应方程式，可得正极的电极反应式为FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－。（6）设浸取烧渣中的Fe2O3所消耗的H2SO4的物质的量为x，有 则＝，解得：x＝9c mol 由此可知：第Ⅰ步生成的Fe2（SO4）3的物质的量为3c mol 剩余H2SO4的物质的量为－9c mol＝（－9c） mol 由第Ⅱ步反应的化学方程式可求得生成的H2SO4的物质的量：‎ 则第Ⅲ步参加反应的H2SO4的物质的量为 ‎（－9c） mol＋×3c mol＝ mol 由FeCO3＋H2SO4===FeSO4＋H2O＋CO2↑可得：‎ 答案　（1）Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O ‎（2）C ‎（3）Fe2＋被氧化为Fe3＋，Fe3＋水解产生H＋‎ ‎（4）4FeCO3（s）＋O2（g）===2Fe2O3（s）＋4CO2（g）‎ ΔH＝－260 kJ/mol ‎（5）FeS2＋4Li＋＋4e－===Fe＋2Li2S或FeS2＋4e－===Fe＋2S2－‎ ‎（6）0.011 8ab－0.646c或－ 题型四　铜及其化合物 例4. (2016·四川理综，9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。‎ ‎【资料查阅】‎ ‎【实验探究】‎ 该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)仪器X的名称是________。‎ ‎(2)实验操作的先后顺序是a→________→e(填操作的编号)。‎ a．检查装置的气密性后加入药品 b．熄灭酒精灯，冷却 c．在“气体入口”处通入干燥HCl d．点燃酒精灯，加热 e．停止通入HCl，然后通入N2‎ ‎(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是________。‎ ‎(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 ‎_________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎【探究反思】‎ ‎(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：‎ ‎①若杂质是CuCl2，则产生的原因是 ‎_________________________________________________________________。‎ ‎②若杂质是CuO，则产生的原因是 ‎_________________________________________________________________。‎ ‎ (4)D装置的作用是吸收Cl2，防止排入空气，污染大气，发生反应：Cl2＋2OH－===Cl－＋ ClO－＋H2O。(5)①若有CuCl2剩余，说明没有完全分解，由题给信息可知，温度高于300 ℃时CuCl2才分解生成CuCl和Cl2，说明温度不够高或加热不充分。②由题给信息，CuO是Cu2(OH)2Cl2分解生成的，说明CuCl2·2H2O分解生成部分Cu2(OH)2Cl2，说明通入HCl的量不足。‎ 答案　(1)干燥管　(2)cdb　(3)先变红后褪色 ‎(4)Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O ‎(5)①加热时间不足或温度偏低　②通入HCl的量不足 ‎【变式探究】（2015·福建理综，9，6分）纯净物X、Y、Z转化关系如图所示，下列判断正确的是（　　）‎ A.X可能是金属铜 B.Y不可能是氢气 C.Z可能是氯化钠 D.Z可能是三氧化硫 电解氯化钠水溶液生成的是H2、Cl2、NaOH，不符合图中转化关系，错误；D项，若Z是SO3，而X、Y 可能是O2和SO2中的一种，SO3溶于水生成硫酸，电解硫酸溶液实质是电解水，产生H2和O2，不符合图中转化关系，错误。‎ 答案　A ‎【变式探究】（2014·课标全国卷Ⅱ，9，6分）下列反应中，反应后固体物质增重的是（　　）‎ A.氢气通过灼热的CuO粉末 B.二氧化碳通过Na2O2粉末 C.铝与Fe2O3发生铝热反应 D.将锌粒投入Cu（NO3）2溶液 解析　A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1 mol Zn置换出1 mol Cu，固体质量减轻，不符合题意。‎ 答案　B ‎【变式探究】（2015·天津理综，9，18分）废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu（NH3），反应中H2O2的作用是　　　　。写出操作①的名称：　　　　。‎ ‎（2）反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu（NH3）与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：‎ ‎_____________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ 操作②用到的主要仪器名称为　　　　，其目的是（填序号）　　　　。‎ a.富集铜元素 b.使铜元素与水溶液中的物质分离 c.增加Cu2＋在水中的溶解度 ‎（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和　　　　。若操作③使用右图装置，图中存在的错误是　　　　。‎ ‎（4）操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是　　　　。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是__________________________________________________________________。‎ ‎（5）流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是　　　　。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是　　　　。‎ 物质分离，故选a、b。（3）CuR2中R为－1价，再结合流程图可知反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸发生反应生成CuSO4和RH；操作③是分液，图中出现的错误主要有分液漏斗颈尖嘴一侧未紧靠烧杯内壁及所加液体过多。（4）以石墨作电极电解CuSO4溶液，阳极电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑，故阳极产物为O2、H2SO4；操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤为加热浓缩、冷却结晶、过滤。（5）操作④得到的H2SO4 可以利用到反应Ⅲ中，所以第三处循环的试剂为H2SO4；NH4Cl水解溶液呈酸性，可以中和溶液中的OH―，防止由于溶液中的c（OH－）过高，生成Cu（OH）2沉淀。‎ 答案　（1）作氧化剂　过滤 ‎（2）Cu（NH3）＋2RH===2NH＋2NH3＋CuR2　分液漏斗　ab ‎（3）RH　分液漏斗下端尖嘴未紧靠烧杯内壁、液体过多 ‎（4）O2、H2SO4　加热浓缩、冷却结晶、过滤 ‎（5）H2SO4　防止由于溶液中的c（OH－）过高，生成Cu（OH）2沉淀