高考化学考点解读命题热点突破专题06金属及其化合物

高考化学考点解读命题热点突破专题06金属及其化合物

专题 06 金属及其化合物 【考向解读】 1．常见金属元素(如 Na、Mg、Al、Fe、Cu 等) (1)了解常见金属的活动顺序。 (2)了解常见金属、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．了解海水资源开发和利用的前景及化学在其中可以发挥的作用。了解从海水中提取镁的反应原理及 有关化学反应。 3．以上各部分知识的综合应用 (1)能依据所提供的资料或信息，获取并归纳元素化合物的性质。 (2)能够设计简单的实验，具备研究元素化合物性质的基本思路。 (3)尝试利用氧化还原反应等原理研究元素化合物性质。 【命题热点突破一】常见金属及化合物的主要性质 1．钠及其化合物 (1)等物质的量的金属钠被氧化成 Na2O 和 Na2O2 时转移的电子数相同。 (2)钠与酸反应时，先与酸反应，酸不足再与水反应。 (3)钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠直接与水反应，反应后的碱再与溶液中的其他 物质反应。 (4)Na2O2 与 CO2 或 H2O 反应时，生成 1 mol O2，转移电子的物质的量为 2 mol。 (5)Na2O2 跟 CO2 和水蒸气组成的混合气体反应时，应先考虑 Na2O2 跟 CO2 的反应。因为若先发生反应：2Na2O 2 ＋2H2O===4NaOH＋O2↑，必定还发生反应：2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O。 (6)Na2O2 与 SO2 反应的化学方程式为：Na2O2＋SO2===Na2SO4。 (7)向 Na2CO3 溶液中逐滴滴入盐酸，反应是分步进行的。反应的离子方程式依次为：CO2－ 3 ＋H＋===HCO－ 3 、 HCO－ 3 ＋H＋===H2O＋CO2↑。 2．镁、铝及其化合物 (1)镁在空气中燃烧主要发生反应：2Mg＋O2=====点燃 2MgO，此外还发生反应：3Mg＋N2=====点燃 Mg3N2、2Mg＋ CO2=====△ 2MgO＋C。 (2)Mg3N2 与水反应：Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2＋2NH3↑。 (3)加热 Mg(HCO3)2 溶液生成的是 Mg(OH)2 沉淀，而不是 MgCO3 沉淀，因为 Mg(OH)2 比 MgCO3 更难溶于水。 反应方程式为 Mg(HCO3)2=====△ Mg(OH)2↓＋2CO2↑。 (4)铝与 NaOH 溶液、非氧化性强酸反应生成 H2。常温下，浓硝酸、浓硫酸使铝发生钝化。 (5)Al2O3、Al(OH)3 仅能溶于强酸和强碱溶液中(如在氨水和碳酸中不溶)。 (6)Al3＋、AlO － 2 只能分别存在于酸性、碱性溶液中。Al3＋与下列离子不能大量共存：OH－、CO2－ 3 、HCO－ 3 、 SO2－ 3 、S2－、ClO－、AlO－ 2 ，其中 OH－是因为直接反应，其余均是因为发生了剧烈的双水解反应。AlO － 2 与下列 离子不能大量共存：H＋、HCO－ 3 、Al3＋、Fe2＋、Fe3＋，其中 H＋和 HCO － 3 是因为与 AlO － 2 直接反应(AlO－ 2 ＋HCO－ 3 ＋ H2O===Al(OH)3↓＋CO2－ 3 )，其余也是因为发生了剧烈的双水解反应。 (7)明矾的净水原理：明矾的化学式为 KAl(SO4)2·12H2O，它在水中能电离：KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO2－ 4 。 铝离子发生水解反应，生成的氢氧化铝胶体具有很强的吸附能力，吸附水中的悬浮物，使之沉降以达到净 水目的：Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋。 3．铁、铜及其化合物 (1)Fe 与 Cl2 反应只能生成 FeCl3，与 I2 反应生成 FeI2，与反应物的用量无关。 (2)Fe 与水蒸气在高温下反应生成 H2 和 Fe3O4，而不是 Fe2O3。 (3)过量的 Fe 与硝酸作用，或在 Fe 和 Fe2O3 的混合物中加入盐酸，均生成 Fe2＋。要注意产生的 Fe3＋还可 以氧化单质 Fe 这一隐含反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (4)NO － 3 与 Fe2＋在酸性条件下不能共存。 (5)Fe2O3、Fe(OH)3 与氢碘酸反应时，涉及 Fe3＋与 I－的氧化还原反应，产物为 Fe2＋、I2 和 H2O。 (6)FeCl3 溶液加热浓缩时，因 Fe3＋水解和 HCl 的挥发，得到的固体为 Fe(OH)3，灼烧后得到红棕色 Fe2O3 固体；而 Fe2(SO4)3 溶液蒸干时，因硫酸是难挥发性的酸，将得不到 Fe(OH)3 固体，最后得到的固体仍为 Fe2(SO4)3。 (7)注意亚铁盐及 Fe(OH)2 易被空气中氧气氧化成三价铁的化合物。如某溶液中加入碱溶液后，最终得 到红褐色沉淀，并不能断定该溶液中一定含有 Fe3＋，也可能含有 Fe2＋。 例 1、下列对金属单质及其化合物性质的描述不正确的是( ) ①在金属活动顺序表中位于前面的金属均可将后面的金属从它的盐溶液中置换出来 ②镁、铝、锌均是活泼金属，它们的单质在空气中均不能稳定存在 ③电解 Cu(NO3)2、AgNO3 的混合溶液时在阳极上一定先析出银 ④2Fe3++Cu =2Fe2++Cu2+，说明铜的还原性强于单质铁 ⑤常温下浓硫酸几乎不与铜反应，说明浓硫酸也能使铜钝化 ⑥金属元素形成的弱碱对热不稳定，受热时可以分解成相应的氧化物 A．①②③④⑤⑥ B．②③④⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．①②③⑤ 【答案】A 【变式探究】 【2016 年高考上海卷】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 【答案】D 【解析】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，A 错误；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，当沉淀达到最大值中，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，B 错误；二氧化硅是酸 性氧化物，可以与 NaOH 发生反应，而氧化铁与 NaOH 不能发生反应。加入过量的 NaOH，然后过滤洗涤， 就得到纯净的氧化铁，C 错误；二者都可以与 NaOH 发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都 溶解，不能分离、提纯二者，D 正确。 【命题热点突破二】常见金属与其化合物的转化 两种常见金属及其化合物的转化形式： 1．直线型转化关系 A――→X B――→X C (1)Na――→O2 Na2O――→O2 Na2O2 (2)X 为强酸，如 NaAlO2――→HCl Al(OH)3――→HCl AlCl3 (3)X 为强碱，如 AlCl3――→NaOH Al(OH)3――→NaOH NaAlO2 2．三角型转化关系 例 2、物质 A、B、C、D 为中学常见单质，其组成元素的原子序数依次减小，且其中只有三种是短周期 元素，B 为黄绿色气体。试根据图 12－3 中物质的相互转化关系回答下列问题。 (1)A 的化学式为________。 (2)在 FG 的转化中，A 的作用是________；在①～⑥的反应中，不属于氧化还原反应的是________。(多 填或少填无分) (3)写出 A 在高温下与 H 反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目： _____________________________。 (4)写出反应⑥的化学反应方程式：___________________。 (5)已知在 101 kPa 条件下，2 mol D 完全燃烧生成液态生成物放出 571.6 kJ 热量；请书写表示 D 燃 烧热的热化学方程式：_________________________________________。 【答案】(1)Fe (2)还原剂 ⑤⑥ (4)FeCl3＋3H2O=====△ Fe(OH)3↓＋3HCl↑ (5)H2(g)＋1 2 O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol 【变式探究】A～I 分别表示中学化学中常见的一种物质，其中 A、I 为常见金属，它们之间的相互关系如图 12－4 所示(部分反应物、生成物没有列出)，且已知 G 为主族元素的固态氧化物，A、B、C、D、E、F 六种 物质中均含同一种元素。 图 12-4 请填写下列空白： (1)A、B、C、D、E、F 六种物质中所含同一种元素在周期表中的位置是___________________。 (2)写出 C 物质的化学式：________。 (3)写出下列反应的化学方程式或离子方程式： 反应①的化学方程式：__________________________； 反应④的离子方程式：____________________________； 反应⑥的化学方程式： ____________________。 (4)从能量变化的角度看，反应①②③中，属于ΔH＜0 的反应是________。(填序号) 【答案】(1)第四周期第Ⅷ族 (2)FeCl2 (3)8Al＋3Fe3O4=====高温 4Al2O3＋9Fe 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2 ＋3H2↑ 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 (4)①② 【解析】 G 为主族元素的固态氧化物，由 G 可以与 NaOH 反应和反应③，猜测 G 是 Al2O3，则 J 是 【命题热点突破三】金属及其化合物的实验探究 有关金属及其化合物探究实验的特点：要求考生对文字、图形、表格数据、反应流程中的信息进行提 取、分析、猜想和归类，考查学生基础知识的综合应用、基本的实验方法和基本技能的掌握程度，考查学 生对科学探究方法和过程的理解，对实验的评价。 例 3、铁不能与冷、热水反应，但能与水蒸气反应。资料显示，在不同温度下，还原铁粉与水蒸气反应 的产物是不同的，温度低于 570 ℃时，生成 FeO，高于 570 ℃时，生成 Fe3O4。老师用如图 12－5 所示实验 装置，完成还原铁粉与水蒸气反应的演示实验。 (1)实验中使用肥皂液的作用是__________________。 (2)甲同学为探究实验后试管内的固体含有哪些物质，进行了下列实验： 图 12-5 实验编号 实验操作 实验现象 ① 取少量黑色粉末 X 放入试管 1 中，加 入盐酸，微热 黑色粉末逐渐溶解，溶液呈 绿色；有少量气泡产生 ② 向试管 1 中滴加几滴 KSCN 溶液，振荡 溶液没有出现血红色 根据上述实验，能确定固体中存在的物质是________；不能确定是否存在 Fe3O4 的原因是 ___________________。 (3)乙同学设计下列实验方案以确定实验后试管内的固体是否存在 Fe3O4： 图 12-6 ①溶液 X 中发生氧化还原反应的离子方程式为____________________________；足量氨水与金属离子 反应的离子方程式为___________________________。 ②操作 a 包括过滤和洗涤，检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是___________________________。 ③确定是否存在 Fe3O4 需要测定并记录的实验数据是_______________。 【答案】(1)检验反应中生成的 H2 (2)Fe Fe3O4 溶于盐酸生成的 Fe3＋与 Fe 反应生成了 Fe2＋ (3)①2Fe2＋＋2H＋＋H2O2===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋＋3NH3·H2O===Fe(OH)3↓＋3NH ②取少量最后一次洗涤液，滴加 AgNO3 溶液，若无沉淀生成，则沉淀已洗干净 ③固体样品质量和红褐色固体的质量(其他合理答案也可) 【变式探究】6．(2016·课标Ⅱ，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 mol·L－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 mol·L－1KI 溶液，加入 6 mL 0.1 mol·L－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： ①第一支试管中加入 1 mL CCl4 充分振荡、静置，CCl4 层显紫色； ②第二支试管中加入 1 滴 K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红。 实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在 I－过量的情况下，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】 (1)防止 Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除 O2 对实验的影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Fe3＋催化 H2O2 分解产生 O2 H2O2 分解反应放热，促使 Fe3＋的水解平 衡正向移动 【高考真题解读】 1．【2016 年高考江苏卷】下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是（ ） A．SO2 具有氧化性，可用于漂白纸浆 B．NH4HCO3 受热易分解，可用作氮肥 C．Fe2(SO4)3 易溶于水，可用作净水剂 D．Al2O3 熔点高，可用作耐高温材料 【答案】D 2．【2016 年高考江苏卷】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（ ） 【答案】C 【解析】氯化铵受热分解生成的氨气和氯化氢在试管口遇冷又生成氯化铵固体，不能用加热氯化铵固 体的方法制备氨气，A 错误；气流方向错误，应该从右侧导管通入 CO2 气体，B 错误；从溶液中分离出碳酸 氢钠固体用过滤的方法，C 正确；碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，不能用该装置干燥碳酸 氢钠，D 错误。 3．【2016 年高考上海卷】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 【答案】D 【解析】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，A 错误；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，当沉淀达到最大值中，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，B 错误；二氧化硅是酸 性氧化物，可以与 NaOH 发生反应，而氧化铁与 NaOH 不能发生反应。加入过量的 NaOH，然后过滤洗涤， 就得到纯净的氧化铁，C 错误；二者都可以与 NaOH 发生反应，当再向得到的沉淀中加入盐酸时，二者都 溶解，不能分离、提纯二者，D 正确。 4．【2016 年高考上海卷】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−→CO3 2−+H2O B．Al2O3+2OH−+3 H2O→2 [Al(OH)4] − C．2 Al+2OH−+6H2O→2 [Al(OH)4] −+3 H2↑ D．Al3++4 OH−→[Al(OH)4]− 【答案】D 5．【2016 年高考新课标Ⅱ卷】某白色粉末由两种物质组成，为鉴别其成分进行如下实验： ①取少量样品加入足量水仍有部分固体未溶解；再加入足量稀盐酸，有气泡产生，固体全部溶解； ②取少量样品加入足量稀硫酸有气泡产生，振荡后仍有固体存在。 该白色粉末可能为（ ） A．NaHCO3、Al(OH)3 B．AgCl、NaHCO3 C．Na2SO3 、BaCO3 D．Na2CO3、CuSO4 【答案】C 【解析】NaHCO3、Al(OH)3 中加入足量稀硫酸有气泡产生，生成硫酸钠、硫酸铝、二氧化碳和水，最终 无固体存在，A 错误；AgCl 不溶于酸，固体不能全部溶解，B 错误；亚硫酸钠和碳酸钡加入足量水时，碳酸 钡不溶于水使部分固体不溶解，加入稀盐酸，碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，固体全部溶 解，再将样品加入足量稀硫酸，稀硫酸和碳酸钡反应生成硫酸钡沉淀和二氧化碳和水，符合题意，C 正确； Na2CO3、CuSO4 中加入足量稀硫酸，振荡后无固体存在，D 错误。 1．(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 2．(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 3．(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 【解析】 A 项，发生的反应依次为：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O、Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl、NaHCO3 ＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，由此可知开始时无气泡，最后才有气泡产生，错误；B 项，常温下浓硝酸具有 强氧化性，可将铝钝化，不生成气体，错误；C 项，开始时 NaOH 过量，发生反应 Al3＋＋4OH－===AlO－ 2 ＋2H2O， 无沉淀生成，错误；D 项；草酸(乙二酸)具有还原性，能还原酸性高锰酸钾溶液，使其褪色，正确。 【答案】 D 4．(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 【解析】 生石灰没有还原性，不能作抗氧化剂，故 A 错误；不是所有的盐都能作调味品，如 NaNO 2 有毒，故 B 错误；铝可与 CH3COOH 反应生成盐和 H2，故 C 错误；D 正确。 【答案】 D 5．我省盛产矿盐(主要成分是 NaCl，还含有 SO 2－ 4 等其他可溶性杂质的离子)。下列有关说法正确的是 ( ) A．由矿盐生产食盐，除去 SO 2－ 4 最合适的试剂是 Ba(NO3)2 B．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C．室温下，AgCl 在水中的溶解度小于在食盐水中的溶解度 D．用酚酞试液可鉴别饱和食盐水和饱和纯碱溶液 【解析】 A 项，除去粗盐中的 SO2－ 4 ，应选用 BaCl2，若选用 Ba(NO3)2，将引入难以除去的 NO－ 3 ；B 项， 电解 NaCl 溶液，得到 NaOH、Cl2 和 H2；C 项，根据沉淀溶解平衡，AgCl 在水中的溶解度大于在食盐水中的 溶解度。 【答案】 D 6．足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是( ) A．氢氧化钠溶液 B．稀硫酸 C．盐酸 D．稀硝酸 【答案】 A 7．(2015·福建理综，24，15 分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。 (1) 氯 化 铝 在 水 中 形 成 具 有 净 水 作 用 的 氢 氧 化 铝 胶 体 ， 其 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __________________________________________________________________。 (2)工业上用铝土矿(主要成分为 Al2O3，含有 Fe2O3、SiO2 等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如 下： 已知： 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 FeCl2 沸点/℃ 57.6 180(升华) 300 1 023 ① 步 骤 Ⅰ 中 焙 烧 使 固 体 水 分 挥 发 、 气 孔 数 目 增 多 ， 其 作 用 是 ___________________________________________________(只要求写出一种)。 ② 步 骤 Ⅱ 中 若 不 通 入 氯 气 和 氧 气 ， 则 反 应 生 成 相 对 原 子 质 量 比 硅 大 的 单 质 是 __________________________________________________________________。 ③已知： Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1 2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g) ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1 由 Al2O3、C 和 Cl2 反应生成 AlCl3 的热化学方程式为 __________________________________________________________________。 ④步骤Ⅲ的尾气经冷却至室温后，气体用足量的 NaOH 冷溶液吸收，生成的盐主要有 3 种，其化学式分 别为________________________________________。 ⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是_________________ _______________________________________________________。 【答案】 (1)Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H＋ (2)①防止后续步骤生成的 AlCl3 水解或增大反应物的接触面积，加快反应速率 ②Fe 或铁 ③Al2O3(s)＋3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g) ΔH＝＋174.9 kJ/mol ④NaCl、NaClO、NaClO3 ⑤除去 FeCl3，提高 AlCl3 纯度 8．(2015·广东理综，32，16 分)七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料，用白云石 (主要含 CaCO3 和 MgCO3)和废 Al 片制备七铝十二钙的工艺如下： (1)煅粉主要含 MgO 和________，用适量 NH4NO3 溶液浸取煅粉后，镁化合物几乎不溶，若溶液Ⅰ中 c(Mg2 ＋)小于 5×10－6mol·L－1，则溶液 pH 大于________[Mg(OH)2 的 Ksp＝5×10－12]；该工艺中不能用(NH4)2SO4 代替 NH4NO3，原因是___________________________________________________。 (2)滤液Ⅰ中的阴离子有________(忽略杂质成分的影响)；若滤液Ⅰ中仅通入 CO2 会生成________，从 而导致 CaCO3 产率降低。 (3) 用 NaOH 溶 液 可 除 去 废 Al 片 表 面 的 氧 化 膜 ， 反 应 的 离 子 方 程 式 为 __________________________________________________________________。 (4) 电 解 制 备 Al(OH)3 时 ， 电 极 分 别 为 Al 片 和 石 墨 ， 电 解 总 反 应 方 程 式 为 __________________________________________________________________。 (5)一种可超快充电的新型铝电池，充放电时 AlCl － 4 和 Al2Cl － 7 两种离子在 Al 电极上相互转化，其它离 子 不 参 与 电 极 反 应 ， 放 电 时 负 极 Al 的 电 极 反 应 式 为 __________________________________________________________________。 9．(2015·课标全国卷Ⅰ，27，14 分)硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿(主要成分为 Mg2B2O5·H2O 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 Mg2B2O5·H2O 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___________________________________。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是________(填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4)，它是有机合成中的重要还原剂，其电子式为________。 (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼，用化学方程 式表示制备过程_______________________________。 10．(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： 【答案】 D 11.（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 。 【解析】 （1）根据装置示意图，制取无水氯化铁的实验中，装置 A 为制取氯气的实验装置，发生反 【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 12.（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－ 3 ＋ Fe2＋＋ === Cl－＋ Fe3＋＋ （3）FeCl3 在溶液中分三步水解： Fe3＋＋H2O Fe（OH）2＋＋H＋K1 Fe（OH）2＋＋H2O Fe（OH）＋ 2 ＋H＋K2 Fe（OH）＋ 2 ＋H2O Fe（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）（3x－y）＋ y ＋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。 【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 13.（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）2＋ 4 ，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）2＋ 4 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 。 【答案】 （1）作氧化剂 过滤 （2）Cu（NH3）2＋ 4 ＋2RH===2NH＋ 4 ＋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