2018届一轮复习苏教版铁、铜的获取及应用学案

2018届一轮复习苏教版铁、铜的获取及应用学案

考点一　铁及其重要化合物 一、铁的存在与性质 ‎1．铁元素的存在形式 ‎[注意]　Fe3O4有磁性，能被磁铁吸引，又称磁性氧化铁。‎ ‎2．铁的物理性质 颜色状态 导电、导热性、延展性 特性 地壳含量 银白色固体 良好 被磁铁吸引 占第4位 ‎3．铁的化学性质 铁元素性质活泼，单质有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。‎ ‎(1)与非金属单质的反应 ‎①与O2的反应：‎ 常温下：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。‎ 点燃时：3Fe＋2O2点燃,Fe3O4。‎ ‎②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2点燃,2FeCl3。‎ ‎③与S的反应：Fe＋S△,FeS。‎ ‎(2)与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：‎ ‎3Fe＋4H2O(g)高温,Fe3O4＋4H2。‎ ‎(3)与酸的反应 酸 化学方程式或现象 稀H2SO4‎ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑‎ 稀 HNO3‎ Fe不足 Fe＋4HNO3===Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O Fe过量 ‎3Fe＋8HNO3===3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓HNO3、浓H2SO4‎ 常温下钝化 ‎(4)与某些盐溶液的反应 ‎①与CuSO4溶液反应的离子方程式：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。‎ ‎②与FeCl3溶液反应的离子方程式：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎[注意]　(1)Fe与Cl2反应生成FeCl3，Fe与盐酸反应生成FeCl2。‎ ‎(2)铁在潮湿的空气中生成铁锈的主要成分是Fe2O3，而铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4。‎ ‎(3)铁与硫蒸气反应生成的是FeS而不是Fe2S3；铁与碘蒸气反应生成的是FeI2而不是FeI3。‎ ‎4．生铁的冶炼 ‎(1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。‎ ‎(2)设备：高炉。‎ ‎(3)主要反应 ‎①还原剂的生成：C＋O2CO2，CO2＋C2CO；‎ ‎②铁的还原：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；‎ ‎③造渣反应：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SiO2CaSiO3。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)铁具有导电、导热、延展性及被磁体吸引的特性(√)‎ ‎(2)纯铁与O2反应在表面生成Fe3O4薄膜，对内部金属起保护作用(√)‎ ‎(3)用铁制容器可以运输浓硝酸和浓硫酸(√)‎ ‎(4)Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生，说明Fe与两种酸均发生置换反应(×)‎ ‎(5)Fe在足量Cl2中燃烧生成FeCl3，在少量Cl2中燃烧生成FeCl2(×)‎ ‎(6)根据Cl2、S与铁的反应可以判断氯元素和硫元素的非金属性强弱(√)‎ 二、铁的氧化物与氢氧化物 ‎1．铁的氧化物 ‎(1)物理性质 化学式 FeO Fe2O3‎ Fe3O4‎ 俗称 铁红 磁性氧化铁 色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水 铁的价态 ‎＋2价 ‎＋3价 ‎＋2价，＋3价 ‎(2)化学性质 FeO、Fe2O3、Fe3O4分别与盐酸反应的离子方程式为 FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，‎ Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，‎ Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。‎ ‎2．铁的氢氧化物 化学式 Fe(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 色态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 与盐酸反应 Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋=== Fe3＋＋3H2O 受热分解 ‎2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 制法 可溶性亚铁盐与碱反应：‎ Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓‎ 可溶性铁盐与碱反应：Fe3＋＋3OH－=== Fe(OH)3↓‎ 二者的关系 空气中，Fe(OH)2能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH)3，现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3‎ ‎[注意]　(1)Fe3O4的组成可用氧化物的形式表示为FeO·Fe2O3，即有1/3的铁显＋2价，2/3的铁显＋3价。‎ ‎(2)Fe(NO3)2溶液酸化后，H＋、NO具有强氧化性，会将Fe2＋氧化成Fe3＋。‎ ‎[基点小练]‎ ‎2．将下列物质的颜色和用途或性质用短线连接起来。‎ ‎①Fe2O3　　　a．红褐色　 A．具有较强的还原性 ‎②Fe(OH)2 b．红棕色 B．易被氧化成灰绿色最终变成 红褐色 ‎③Fe(OH)3 c．白色 C．红色油漆、涂料 ‎④Fe2＋ d．棕黄色 D．受热分解成红棕色粉末 ‎⑤Fe3＋ e．浅绿色 E．具有较强的氧化性 答案：①—b—C；②—c—B；③—a—D；④—e—A；⑤—d—E 题点(一)　铁及其化合物的性质 ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2016·全国乙卷)1 mol Fe溶于过量硝酸，电子转移数为2NA(×)‎ ‎(2)(2016·四川高考)常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，说明常温下，铁与浓硫酸不发生化学反应(×)‎ ‎(3)(2016·海南高考)将铁屑放入稀HNO3中，证明Fe比H2活泼(×)‎ ‎(4)(2016·上海高考)用NaOH溶液可以除去氧化铁中混有的二氧化硅(√)‎ ‎(5)(2016·上海高考)Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3(×)‎ ‎(6)(2015·全国卷Ⅱ)下列过程没有发生化学反应：用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装(×)‎ ‎(7)(2015·江苏高考)如下所示的物质间转化能一步实现：Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3(×)‎ ‎(8)(2015·广东高考)3 mol单质Fe完全转化为Fe3O4，失去8NA个电子(√)‎ ‎(9)(2014·北京高考)铁表面自然形成的氧化层能保护内层不被空气氧化(×)‎ ‎(10)(2015·重庆高考)使用如图所示装置观察Fe(OH)2的生成(√)‎ ‎2．一定质量的某铁的氧化物FexOy，与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，消耗硝酸溶液 700 mL，生成2.24 L NO(标准状况)。则该铁的氧化物的化学式为(　　)‎ A．FeO　　　　　　　　 　B．Fe2O3‎ C．Fe3O4 D．Fe4O5‎ 解析：选C　铁的氧化物FexOy与足量的4 mol·L－1硝酸溶液充分反应，生成Fe(NO3)3，硝酸被还原生成NO，n(NO)＝＝0.1 mol，根据氮原子守恒可得，3n[Fe(NO3)3]＋n(NO)＝n(HNO3)，3n[Fe(NO3)3]＋0.1 mol＝0.7 L×4 mol·L－1，n[Fe(NO3)3]＝0.9 mol，令氧化物FexOy中Fe元素的平均化合价为a，根据得失电子守恒可得，0.9 mol×(3－a)＝0.1 mol×(5－2)，解得a＝，由化合物中正负化合价代数和为0可得x＝2y，x∶y＝3∶4，故该氧化物的化学式为Fe3O4。‎ ‎3．下列物质反应后一定有＋3价铁生成的是_____________________________。‎ ‎①过量的Fe与Cl2加热时发生反应 ‎②Fe与过量稀H2SO4反应后，再向其中加KNO3‎ ‎③Fe与过量的S加热时发生反应 ‎④Fe(NO3)2溶液中加少量盐酸 ‎⑤Fe和Fe2O3的混合物溶于盐酸中 解析：Fe与Cl2反应只生成FeCl3；FeFe2＋Fe3＋；Fe与S反应只生成FeS；Fe2＋Fe3＋；Fe2O3溶于盐酸生成Fe3＋，当混合物中Fe不足时，溶液中仍有Fe3＋，当Fe足量时，溶液中无Fe3＋。‎ 答案：①②④‎ 铁的氧化物组成的判断方法 设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，‎ 则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，‎ 若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；‎ 若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe2O3；‎ 若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe3O4，或FeO与Fe2O3按物质的量比1∶1的混合物，或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物质的量之比为1∶1，Fe3O4为任意值)。‎ 题点(二)　氢氧化亚铁的制备 ‎4．(1)下列各图示中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是________。‎ ‎(2)用下列方法可制得白色的Fe(OH)2沉淀：用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含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溶液时还需加入________。‎ ‎②除去蒸馏水中溶解的O2常采用________的方法。‎ ‎③生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。这样操作的理由是_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)因为Fe(OH)2在空气中容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3，因此要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相同，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③的原理为铁作阳极产生Fe2＋，与电解水产生的OH－结合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保护，能防止空气进入；⑤中液面加苯阻止了空气进入；④由于带入空气中的氧气，能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀。‎ ‎(2)①Fe2＋易水解，要加入稀硫酸防止其水解；Fe2＋易被空气中的O2氧化，要加Fe粉防止Fe2＋被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低，所以煮沸后的水中溶解的O2较少。‎ 答案：(1)①②③⑤　(2)①稀硫酸、铁屑　②煮沸　③避免生成的Fe(OH)2沉淀接触O2‎ 制备Fe(OH)2常用的三种方法 方法一：有机覆盖层法 将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下，并在液面上覆盖一层苯或煤油(不能用CCl4)，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应，如图1所示。‎ 方法二：还原性气体保护法 用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀，如图2所示。‎ 方法三：电解法 用铁作阳极，电解NaCl(或NaOH)溶液，并在液面上覆盖苯(或煤油)，如图3所示。‎ 考点二　铁盐和亚铁盐 一、掌握亚铁盐、铁盐的化学性质 ‎1．亚铁盐 含有Fe2＋的溶液呈浅绿色，既有氧化性，又有还原性。‎ ‎(1)氧化性：Fe2＋与Zn反应的离子方程式：‎ Zn＋Fe2＋===Fe＋Zn2＋。‎ ‎(2)还原性 ‎①向FeCl2溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入氯水(或通入Cl2)，若溶液变红色，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎②向少量酸性KMnO4溶液中加入FeCl2溶液，若溶液紫红色褪去，证明Fe2＋具有还原性。反应原理：MnO＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。‎ ‎2．铁盐 ‎(1)氧化性：含Fe3＋的溶液呈黄色，Fe3＋具有较强的氧化性。‎ ‎①向FeCl3溶液中滴入几滴KSCN溶液，再加入过量活泼金属(如Fe)，若溶液红色褪去，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎②向FeCl3溶液中加入淀粉KI溶液，若溶液变成蓝色，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋。‎ ‎③向FeCl3溶液中通入H2S气体，若出现黄色浑浊，证明Fe3＋具有氧化性。反应原理：2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。‎ ‎(2)特性：含有Fe3＋的盐溶液遇到 KSCN时变成红色。‎ ‎(3)FeCl3易水解：将其饱和溶液滴入沸水中制备胶体的化学方程式为 FeCl3＋3H2O Fe(OH)3(胶体)＋3HCl。‎ ‎3．Fe2＋、Fe3＋的相互转化 Fe2＋Fe3＋‎ 上述转化中标号反应的离子方程式为 ‎①2Fe2＋＋Br2===2Fe3＋＋2Br－；‎ ‎②2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．除去括号中的杂质，并写出反应的离子方程式。‎ ‎(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：__________________，离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：______________________离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：____________________，离子方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：__________________________，离子方程式：________________________________________________________________________。‎ 答案：(1)加入过量铁粉，过滤　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋‎ ‎(2)加入氯水或通入Cl2　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ ‎(3)滴加H2O2　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O ‎(4)加入过量铁粉，过滤　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋‎ 二、明晰Fe2＋、Fe3＋的检验方法 ‎1．Fe2＋的检验 ‎(1)无现象溶液变红色，证明含有Fe2＋‎ ‎(2)产生白色絮状沉淀，迅速变成灰绿色，最终变为红褐色，证明有Fe2＋‎ ‎(3)生成蓝色沉淀，证明有Fe2＋‎ ‎2．Fe3＋的检验 ‎(1)溶液变红色，证明含有Fe3＋‎ ‎(2)产生红褐色沉淀，证明有Fe3＋存在 ‎(3)溶液变紫色，证明有Fe3＋存在 ‎3．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的检验 ‎(1)Fe3＋的检验 ‎①溶液变红色，说明含有Fe3＋‎ ‎②试纸变蓝色，说明含有Fe3＋‎ ‎(2)Fe2＋的检验 ‎①酸性KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋‎ ‎②溴水褪色，说明含有Fe2＋‎ ‎③生成蓝色沉淀，说明含有Fe2＋‎ ‎[基点小练]‎ ‎2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)检验溶液中是否含有Fe2＋，取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象(　　)‎ ‎(2)向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，则溶液中一定含有Fe2＋(　　)‎ ‎(3)检验Fe(NO3)2晶体是否氧化变质的方法是将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4后，滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红(　　)‎ ‎(4)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，该溶液中一定含有Fe2＋(　　)‎ 解析：检验Fe2＋时，先加入氯水，会将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋而无法用KSCN溶液检验，应先加入KSCN溶液，再加入氯水，(1)、(2)错误，(4)正确；(3)中由于Fe(NO3)2溶液中含有NO，加入稀H2SO4后，NO(H＋)会将Fe2＋氧化成Fe3＋。故不能用KSCN溶液检验Fe3＋而判断Fe(NO3)2是否变质。‎ 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√‎ 三、“铁三角”的转化 ‎1．“铁三角”转化关系 ‎2．具体应用 ‎(1)判断离子能否共存 Fe2＋NO(H＋)、ClO－、MnO(H＋)。‎ Fe3＋S2－、I－、SO。‎ Fe2＋、Fe3＋HCO、CO等水解相互促进的离子。‎ ‎(2)盐溶液的配制与保存 ‎ ‎ ‎(3)物质的制备 题点(一)　铁盐、亚铁盐的性质 ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2016·江苏高考)向Fe2(SO4)3溶液中加入过量铁粉：Fe3＋＋Fe===2Fe2＋(×)‎ ‎(2)(2016·江苏高考)室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，说明Fe3＋的氧化性比I2的强(√)‎ ‎(3)(2016·全国丙卷)FeCl3腐蚀Cu制印刷电路板是由于铁比铜的金属性强(×)‎ ‎(4)(2016·四川高考)Fe2＋与H2O2在酸性溶液中的反应：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O(√)‎ ‎(5)(2016·上海高考)用NaOH溶液和盐酸能除去FeCl2溶液中混有的CuCl2(×)‎ ‎(6)(2015·全国卷Ⅰ)将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液会观察到有气体生成，溶液呈血红色，说明稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋(×)‎ ‎(7)(2015·广东高考)向FeSO4溶液中先滴入KSCN溶液再滴加H2O2溶液，加入H2O2后溶液变成血红色，说明Fe2＋既有氧化性又有还原性(×)‎ ‎2．(2016·全国甲卷)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－1 KI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)。‎ 解析：(1)Fe2＋具有很强的还原性，易被空气中的O2氧化为Fe3＋，在FeCl2溶液中加入少量铁屑，可防止Fe2＋被氧化。‎ ‎(2)Fe2＋被氧化为Fe3＋，Cl2被还原为Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。‎ ‎(3)O2难溶于煤油，加入煤油能隔绝空气，排除O2对实验的影响。‎ ‎(4)KI溶液与FeCl3溶液反应的离子方程式为2I－＋2Fe3＋===I2＋2Fe2＋。K3[Fe(CN)6]是检验Fe2＋的试剂。实验③溶液变红，说明溶液中仍存在Fe3＋，由此可说明该氧化还原反应为可逆反应。‎ ‎(5)酸化的FeCl2溶液与H2O2反应，Fe2＋被氧化为Fe3＋，H2O2被还原为H2O，反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Fe3＋对H2O2的分解起催化作用，当反应一段时间后，会发生反应：2H2O22H2O＋O2↑，故溶液中产生气泡。由于H2O2分解反应放热，促使Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋平衡右移，最终出现Fe(OH)3红褐色沉淀。‎ 答案：(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Fe3＋的水解平衡正向移动 检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项 ‎(1)检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液，也不能将加KSCN后的混合溶液加入足量的新制氯水中(新制氯水可能氧化SCN－)。‎ ‎(2)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO4溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO4，有干扰)。‎ 题点(二)　“铁三角”转化关系及应用 ‎3．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：‎ 则下列说法正确的是(　　)‎ A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－‎ D．用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋‎ 解析：选C　A项，由最终要得到氯化铁晶体及流程图知，b是盐酸，错误；B项，操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器不相同，错误；C项，滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，正确；D项，高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，错误。‎ ‎4．下列除杂的操作不正确的是(　　)‎ A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤 B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤 C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤 D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤 解析：选C　FeCl3溶液中存在水解平衡：FeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加入Mg与H＋反应，平衡右移，使Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求，错误；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确。‎ 混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 ‎(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入Mg、MgO、MgCO3、Mg(OH)2其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法 向混合溶液中加入CuO、CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3其中之一，与Fe3＋水解产生的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀而除去。‎ ‎(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ ‎(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法 先加入氧化剂(如H2O2)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。‎ 考点三　铜及其化合物 一、了解单质铜的性质 ‎1．物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性，不能被磁铁吸引。‎ ‎2．化学性质 ‎(1)常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈，反应的化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。‎ ‎(2)写出下列化学方程式：‎ 铜在空气中加热：2Cu＋O22CuO；‎ 铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋SCu2S。‎ ‎[注意]　(1)铜在潮湿空气中生锈与铁、铝不同，并不生成氧化物，而是生成碱式碳酸铜。‎ ‎(2)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)用胆矾炼铜，不涉及化学反应(×)‎ ‎(2)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥空气中不易生成(√)‎ ‎(3)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成(×)‎ ‎(4)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼(√)‎ 二、掌握铜的重要化合物间的转化与性质 Cu2(OH)2CO3Cu(OH)2Cu2O ‎1．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋)‎ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 H2＋CuOCu＋H2O H2＋Cu2O2Cu＋H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O＋O2↑‎ ‎2．氢氧化铜 ‎(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ ‎(2)化学性质及应用：‎ 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O 反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 反应③(如与乙醛)的化学方程式CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O。‎ ‎3．铜盐 ‎(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被腐蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。‎ ‎(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。‎ ‎[注意]　(1)通常利用反应：2Cu＋O22CuO除去混合气体中的少量O2。‎ ‎(2)Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。‎ ‎(3)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。‎ ‎[基点小练]‎ ‎2．把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。‎ 题点(一)　铜及其化合物的性质 ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)(2016·全国甲卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥(×)‎ ‎(2)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现(×)‎ ‎(3)(2015·广东高考)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子(×)‎ ‎(4)(2015·四川高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(√)‎ ‎(5)(2015·四川高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气(√)‎ ‎(6)(2014·全国卷Ⅱ)H2通过灼热的CuO粉末，反应后固体物质增重(×)‎ ‎2．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 解析：选D　稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛放浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，属于化学变化，CuSO4‎ 可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。‎ ‎3．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：‎ 加入 试剂 稀硫酸 浓硫酸、加热 稀硝酸 浓硝酸 实验 现象 有红色固体剩余和溶液变为蓝色 产生无色气体 产生无色气体和溶液变为蓝色 产生红棕色气体和溶液变为绿色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物(　　)‎ A．是Cu　　　　　　　　　 　B．是Cu2O C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析：选D　浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。‎ 区别红色物质Cu和Cu2O的方法 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。‎ 题点(二)　铜及其化合物的制取 ‎4．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图：‎ Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾 ‎(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是________________________________________________________________________‎ ‎(用化学方程式表示)。‎ ‎(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：____________________________________。‎ ‎(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。‎ A．适量的NaNO3　 B．适量的HNO3　 C．适量的H2O2‎ 解析：(1)Cu2S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应的化学方程式为Cu2S＋O22Cu＋SO2。‎ ‎(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2＋(蓝色)和单质铜(红色)，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。‎ ‎(3)H2O2不产生污染物，不引入杂质。‎ 答案：(1)＋1　Cu2S＋O22Cu＋SO2‎ ‎(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ‎(3)C ‎5．铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：‎ ‎(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：_____________________________。‎ ‎(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式：_______________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)火法炼铜的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移________mol e－。‎ ‎(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填选项字母)。‎ a．粗铜接电源正极，发生氧化反应 b．溶液中Cu2＋向阴极移动 c．电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等 d．利用阳极泥可回收Al、Zn等金属 ‎(5)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O，利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：‎ ‎　①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的实验方法_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：方案一：________________；方案二：_______________________________________________________________。‎ 解析：(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。‎ ‎(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式为2Cu2＋‎ ‎＋CO＋2H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋2H＋。‎ ‎(3)反应中Cu元素化合价由＋1价降低到0价，O元素化合价由0价降低到－2价，S元素化合价由－2价升高到＋4价，由方程式可知生成2 mol Cu，转移6 mol电子，则该反应中每生成1 mol Cu，转移3 mol电子。‎ ‎(4)a.精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应故a正确；b.溶液中Cu2＋向阴极移动，故b正确；c.比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故c错误；d.Al、Zn比Cu活泼，在阳极会生成Zn2＋和Al3＋，故不能利用阳极泥回收Al、Zn金属，故d错误。‎ ‎(5)①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的试剂是KSCN溶液，加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子；‎ ‎②硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu；也可用惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。‎ 答案：(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O ‎(2)2Cu2＋＋CO＋2H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋2H＋‎ ‎(3)3　(4)ab ‎(5)①加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子 ‎②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4‎ 铜的冶炼“两方法”‎ ‎(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。‎ ‎(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：‎ ‎2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)‎ ‎2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。‎ 考点四　金属材料与金属的冶炼 对应学生用书P63‎ 一、熟知合金和常见的金属材料 ‎1．合金 ‎ [注意]　‎ ‎(1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。‎ ‎(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。‎ ‎(3)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起，如Cu与Na、Fe与Na等不能形成合金。‎ ‎2．常见金属材料 ‎(1)黑色金属材料——钢铁 ‎①钢是用量最大，用途最广的合金。‎ ‎ ‎ ‎(2)有色金属材料——铜和铝 ‎①我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金有黄铜和白铜。‎ ‎②铝合金。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素(×)‎ ‎(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在(×)‎ ‎(3)合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物(×)‎ ‎(4)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(√)‎ ‎(5)铝合金的熔点比纯铝的高(×)‎ ‎(6)地震灾区重建所使用的钢材属于合金(√)‎ 二、掌握金属冶炼的方法 ‎1．金属在自然界中的存在 ‎2．金属冶炼的一般步骤 ‎3．金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。‎ ‎4．金属冶炼的方法(用化学方程式表示)‎ ‎ [基点小练]‎ ‎2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应(√)‎ ‎(2)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al(×)‎ ‎(3)电解氯化镁溶液制取金属镁(×)‎ ‎(4)用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛(×)‎ ‎(5)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁(×)‎ ‎(6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气(×)‎ ‎(7)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg，在给定条件下能实现(×)‎ ‎3．工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3？冶炼镁为什么用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO?‎ 答案：AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝。‎ 尽管MgO属于离子化合物，但其熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融，故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl2的方法。‎ 题点(一)　金属矿物的开发与利用 ‎1．下列说法或转化正确的是(　　)‎ A．(2016·江苏高考)MgCO3MgCl2(aq)Mg B．(2013·安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 C．(2012·重庆高考)钢铁厂用热还原法冶炼铁 D．(2012·广东高考)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应 解析：选C　Na、Mg属于活泼金属，用电解熔融NaCl、MgCl2的方法制备而不能电解NaCl溶液、MgCl2溶液，A、B错误；电解熔融Al2O3制取Al的反应为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，该反应属于氧化还原反应，D错误。‎ ‎2．下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是(　　)‎ 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 铜 化合态 铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜 B 银 化合态 银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁 D 钠 化合态 钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 解析：选D　一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。‎ ‎3．用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：‎ ‎2Al＋4BaO3Ba↑＋BaO·Al2O3‎ 常温下Al的金属性比Ba的金属性______(选填“强”、“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是______。‎ A．高温时Al的活泼性大于Ba B．高温有利于BaO分解 C．高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定 D．Ba的沸点比Al的低 解析：因Ba的金属性强于Mg，而Mg的金属性强于Al，故Al的金属性比Ba弱，题中由Al制备Ba不符合常规金属性强的制备金属性弱的反应规律，原因是此反应为可逆反应，Ba在此温度下为气体，移出钡蒸气后，上述平衡右移，故能由铝制得钡。‎ 答案：弱　D 金属活动性与冶炼方法的关系 题点(二)　合金组成与含量的测定 ‎4．(2013·重庆高考)合金是建造航空母舰的主体材料。‎ ‎(1) 航母升降机可由铝合金制造。‎ ‎①工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。‎ ‎②AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为________________________________________________________________________。‎ 焊接过程中使用的保护气为______________(填化学式)。‎ ‎(2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g CuAl合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为________。‎ 解析：(1)①提取铝土矿中的氧化铝，通入CO2气体使AlO转化为Al(OH)3沉淀。②Al2O3与NaOH溶液发生反应：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；焊接过程中的保护气与金属不能反应，故一般用稀有气体，如Ar。‎ ‎(2)白色沉淀Al(OH)3的质量为39.0 g，为0.5 mol，合金中Al的质量为0.5 mol×27 g·mol－1＝13.5 g，‎ 铜的质量分数为×100%＝83.1%。‎ 答案：(1)①CO2　②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar　(2)83.1%‎ ‎[课堂巩固练]‎ ‎1．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是(　　)‎ 选项 金属 冶炼原理 A Fe Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2‎ B Hg ‎2HgO2Hg＋O2↑‎ C Mg ‎2MgO(熔融) 2Mg＋O2↑‎ D Na ‎2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑‎ 解析：选C　A项，铁可以通过还原剂还原铁的氧化物进行冶炼，正确；B项，Hg是不活泼金属，通过热分解冶炼，正确；C项，镁是活泼金属，电解熔融的MgCl2冶炼Mg，错误；D项，Na是活泼金属，电解熔融NaCl冶炼Na，正确。‎ ‎2．以下实验能证明某溶液中不含Fe3＋而可能含有Fe2＋的是(　　)‎ A．滴入KSCN溶液，不显红色 B．滴加足量氯水，再加KSCN溶液，显红色 C．滴入KSCN溶液，不显红色，再加氯水，溶液变红 D．滴入KSCN溶液，不显红色，再加足量高锰酸钾溶液，溶液变红 解析：选C　A项，只滴加KSCN溶液，根据溶液是否显红色，能检验出溶液中是否含有Fe3＋，无法验证Fe2＋是否存在，错误；B项，若原溶液中含Fe3＋，滴加氯水后再滴加KSCN溶液后也显红色，无法证明原溶液中含有的是Fe3＋还是Fe2＋，错误；C项，先滴加KSCN溶液，不显红色，说明原溶液不含Fe3＋，再滴加氯水后显红色，说明滴加氯水后溶液中有Fe3＋，证明原溶液中含有Fe2＋，正确；D项，滴入KSCN溶液，不显红色，证明不含Fe3＋，再加足量高锰酸钾溶液(高锰酸钾溶液是紫红色溶液)，溶液变红无法证明原溶液中含有Fe2＋，错误。‎ ‎3．由黄铜矿(CuFeS2)制取铜的简单流程如图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．由CuFeS2生成Cu2S、SO2和铁的氧化物反应中硫元素被还原 B．熔炼过程中的主要反应为Cu2S＋O22Cu＋SO2‎ C．铜的电解精炼过程中纯铜作阳极 D．上述冶炼过程产生大量SO2，通常用饱和NaHSO3溶液吸收 解析：选B　A项，由CuFeS2生成Cu2S、SO2和铁的氧化物，反应中硫元素的化合价由－2价变成＋4价，被氧化，错误；B项，根据流程图，熔炼过程中的主要反应为Cu2S＋O22Cu＋SO2，正确；C项，铜的电解精炼过程中纯铜作阴极，粗铜作阳极，错误；D项，SO2与饱和NaHSO3溶液不反应，应该选用Na2SO3溶液，错误。‎ ‎4．将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是(　　)‎ 选项 反应情况设想 评价 A 当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋‎ 正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应 B 当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋‎ 正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋‎ C 当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋，无Cu2＋‎ 正确，Cu有剩余，故无Cu2＋‎ D 当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋‎ 不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应 解析：选D　当铁、铜的量比较少时溶液中可能有Fe3＋‎ 存在，A项错误；当铁过量时，铜不与Fe3＋反应，无Cu2＋生成，此时溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B项错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3＋，可能有Cu2＋，C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项评价正确。‎ ‎5．下图所示仪器可用于实验室制备少量无水FeCl3，仪器连接顺序正确的是(　　)‎ A．a－b－c－d－e－f－g－h B．a－e－d－c－b－h－i－g C．a－d－e－c－b－h－i－g D．a－c－b－d－e－h－i－f 解析：选B　根据反应2Fe＋3Cl22FeCl3，可知实验顺序依次为：制取氯气、除杂(HCl、水蒸气)、制备FeCl3、尾气处理，故导管的连接顺序为a－e－d－c－b－h－i－g。‎ ‎6．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾 B．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．CuSO4在1 100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D．Y可能是葡萄糖 解析：选C　将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾，A项说法正确；相对于途径①，途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生，途径②更好地体现了绿色化学思想，B项说法正确；由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O，若X是SO2和SO3的混合气体，则铜元素、硫元素化合价降低，无元素化合价升高，根据2CuSO4Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，C项说法错误；碱性条件下，葡萄糖与新制氢氧化铜反应会生成Cu2O，所以Y可能是葡萄糖，D项说法正确。‎ ‎7．(2017·黄冈模拟)一种新型高效净水剂PAFC(聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6－n]m ‎)，广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。某化工厂欲以工业生产废料(金属铁、铝及其氧化物)为原料制取PAFC，设计生产流程如下：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有________。‎ A．容量瓶　　　　　　　 　B．烧杯 C．烧瓶 D．胶头滴管 ‎(2)下列关于PAFC的说法中正确的是________。‎ A．PAFC是一种有机高分子化合物 B．PAFC中Fe显＋2价 C．PAFC溶于水能电离出OH－，是一种碱 D．PAFC在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在 ‎(3)步骤Ⅱ中取样分析的目的是________。‎ A．测定溶液中Fe2＋与Fe3＋的含量比 B．测定原料是否完全溶解 C．测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量 D．测定溶液中Al3＋的含量 ‎(4)写出向溶液中加入NaClO3时，发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(5)该化工厂的化验室为测定产品PAFC中Al和Fe的含量，进行下列试剂的选择和基本操作：‎ ‎①测定时所需的试剂有________。‎ A．NH3·H2O B．NaOH C．CO2 D．NaClO3‎ ‎②测定时，直接测定的是____________和____________的质量(填化学式)。‎ ‎③在测定过程中的操作顺序是：过滤、________、灼烧、________、称量(写操作名称)。‎ 解析：(1)用10 mol·L－1的浓盐酸配制2 mol·L－1的稀盐酸，所用玻璃仪器除量筒和玻璃棒外，还有容量瓶、烧杯和胶头滴管。‎ ‎(2)A项，PAFC不是有机高分子化合物，错误；B项， PAFC中Fe显＋3价，错误；C项，PAFC溶于水能电离出OH－，但同时还有氯离子，不属于碱，错误；D项，PAFC能电离出Al3＋、Fe3＋和OH－，在强酸性和强碱性溶液中均不能稳定存在，D正确。‎ ‎(3)溶液中含有Fe2＋需用NaClO4氧化，所以步骤Ⅱ取样分析的目的是测定溶液中Fe2＋的含量，以确定加入NaClO3的量。‎ ‎(4)向溶液中加入NaClO3时，ClO与Fe2＋反应生成Cl－和Fe3＋，离子方程式为6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O。‎ ‎(5)①Al(OH)3是两性氢氧化物，能与强碱反应生成偏铝酸盐，然后通入CO2转化为Al(OH)3沉淀，灼烧得到Al2O3，Fe(OH)3不溶于强碱溶液，所以测定时所需的试剂有NaOH和CO2。②根据①中分析可知，直接测定的是Al2O3、Fe2O3的质量。③在测定过程中的操作顺序是：过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量。‎ 答案：(1)ABD　(2)D　(3)C　(4)6Fe2＋＋6H＋＋ClO===6Fe3＋＋Cl－＋3H2O　(5)①BC　②Al2O3　Fe2O3　③洗涤　冷却 ‎8．某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物的性质。过程如下：‎ ‎[提出问题]　①在元素周期表中，Cu、Al位置接近，Cu不如Al活泼，Al(OH)3具有两性，Cu(OH)2也具有两性吗？‎ ‎②通常情况下，Fe2＋的稳定性小于Fe3＋，Cu＋的稳定性小于Cu2＋吗？‎ ‎③CuO有氧化性，能被H2、CO等还原，也能被NH3还原吗？‎ ‎[实验方案]　(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________(填试剂名称，一种或多种)，同时进行相关实验。‎ ‎(2)解决问题②的实验步骤和现象如下：取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃时，得到80 g黑色固体粉末，断续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量，A的质量为72 g，A的化学式为________。向A中加入足量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，则反应的离子方程式为________________。(3)为解决问题③，设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出)：实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知，同时生成一种无污染的气体，该气体的化学式为________。‎ ‎[实验结论]　(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是________________________________________________________________________。‎ ‎(5)根据实验方案(2)，得出的Cu＋和Cu2＋稳定性大小的结论：在高温时__________；在酸性溶液中________________。‎ ‎(6)CuO能被NH3还原。有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu，也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A：_______________________。‎ 解析：(1)要证明Cu(OH)2具有两性，应先用CuSO4溶液与碱反应生成Cu(OH)2，再做Cu(OH)2与酸、碱液反应的实验，所需试剂为稀硫酸、NaOH溶液。(2)98 g Cu(OH)2的物质的量为1 mol，加热分解生成的72 g固体中含Cu 1 mol，即64 g，氧原子的质量为72－64＝8 g，n(O)＝8/16＝0.5 mol，A中n(Cu)∶n(O)＝2∶1，A的化学式为Cu2O，向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在，说明生成了Cu和Cu2＋，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。(3)CuO和NH3反应生成红色物质Cu，根据元素守恒知生成无污染气体为N2。(4)Cu(OH)2如具有两性，则既能溶解于强酸(稀硫酸)，又能溶解于强碱(NaOH)溶液，分别生成盐和水。(5)80 ℃～100 ℃时，得到黑色固体粉末，为CuO，继续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末，说明在较高温度时Cu2O稳定，与酸反应生成CuSO4和Cu，说明在酸性条件下＋2价的铜稳定。(6)如含有Cu2O，则根据其与酸反应的现象可判断，化学方程式为Cu2O＋H2SO4===Cu＋CuSO4＋H2O，故步骤是取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A。‎ 答案：(1)稀硫酸、NaOH溶液　(2)Cu2O　Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O　(3)N2　(4)Cu(OH)2既能溶于稀硫酸，又能溶于NaOH溶液　(5)Cu＋比Cu2＋稳定　Cu2＋比Cu＋稳定　(6)取NH3与CuO反应后生成的红色物质少许，加入稀硫酸中，若溶液变为蓝色，说明红色物质中含有A，反之则无A ‎[课下提能练]‎ 一、单项选择题 ‎1．铁及其化合物是中学化学中的一类重要物质，下列关于铁元素的叙述中正确的是(　　)‎ A．2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋成立说明氧化性：Fe3＋>Fe2＋‎ B．25 ℃，pH＝0的溶液中，Al3＋、NH、NO、Fe2＋可以大量共存 C．5.6 g铁与足量的氯气反应失去电子为0.2 mol D．硫酸亚铁溶液中加入过氧化氢溶液：Fe2＋＋2H2O2＋4H＋===Fe3＋＋4H2O 解析：选A　pH＝0的溶液呈强酸性，Fe2＋、NO、H＋不能大量共存，B项不正确；C项应为0.3 mol，不正确；D项电荷和电子得失不守恒，不正确。‎ ‎2．为了除去硫酸铜溶液中含有的Fe2＋杂质，先加入合适的氧化剂使Fe2＋氧化为Fe3＋，下列物质中最好选用(　　)‎ A．KMnO4溶液 B．H2O2溶液 C．氯水 D．HNO3溶液 解析：选B　A、C、D三项中的氧化剂虽均能使Fe2＋氧化为Fe3＋，但同时会引入新的杂质，故此三项不符合题意；H2O2具有氧化性，能氧化Fe2＋为Fe3＋，还原产物为水，不引入新杂质，B项符合题意。‎ ‎3．(2017·盐城质检)已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是(　　)‎ M＋NQQ溶液M＋N A．Na B．Al C．Fe D．Cu 解析：选D　Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2溶液Cu＋Cl2。‎ ‎4．关于FeCl3进行的实验，下列预测正确的是(　　)‎ 选项 实验 预测 A 蒸发FeCl3溶液 得到FeCl3固体 B 在FeCl3、CuCl2混合液中，加入少量Fe粉 一定有H2产生且有Cu析出 C 用FeCl3固体溶于水配制饱和溶液 会有Fe(OH)3沉淀产生 D 在FeCl3溶液中加入KHCO3溶液 有CO2产生，但无Fe(OH)3沉淀生成 解析：选C　蒸发FeCl3溶液可促进Fe3＋水解，由于HCl易挥发，最后得到Fe(OH)3，A错误；加入少量Fe粉时，不会有H2产生且Fe应先和Fe3＋反应，再和Cu2＋反应，B错误；Fe3＋与HCO发生相互促进的水解反应，有CO2和Fe(OH)3沉淀生成，D错误。‎ ‎5．氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用CuSO4溶液和另一种反应物在40～50 ℃时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是(　　)‎ A．这里的“另一种反应物”具有还原性 B．CuH可作氧化剂、还原剂 C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃烧)‎ D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常温)‎ 解析：选C　Cl2具有强氧化性，与多价态金属或化合物反应时，生成最高价态的金属化合物，CuH与Cl2反应产物应为CuCl2和HCl，C项错误。‎ ‎6．下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是(　　)‎ 选项 操作和现象 结论或目的 A 向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液呈红色 红砖中含有氧化铁 B CO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色 黑色固体中没有Fe3O4‎ C 取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色 该Fe(NO3)2试样已经变质 D 向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色 原溶液中含有Fe2＋‎ 解析：选A　B项中CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3＋与Fe发生反应：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，加入KSCN溶液也不显红色，错误；C项中NO＋H＋具有强氧化性，而Fe2＋具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3＋生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，错误；D项中若原溶液中不存在Fe2＋存在Fe3＋，也有此现象，错误。‎ ‎7．如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是(　　)‎ 选项 物质a 物质b 物质c 物质d A Cu2(OH)2CO3‎ Ba(OH)2‎ Fe(OH)3‎ 酚酞溶液 B CuO NaAlO2‎ Fe2O3‎ 紫色石蕊溶液 C CuO BaCl2‎ FeO 酚酞溶液 D Cu(OH)2‎ Ba(NO3)2‎ FeO 紫色石蕊溶液 解析：选D　稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞溶液不变色，A项错误，C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与FeO反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红，D项正确。‎ 二、不定项选择题 ‎8．某学生鉴定某可溶性甲盐的流程如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．如果甲中含有S2－，则乙是硫黄沉淀 B．如果乙是AgCl沉淀，那么甲是FeCl3‎ C．丙中肯定含有Fe3＋，所以甲是FeBr2‎ D．甲中含有铁元素，可能显＋2或者＋3价 解析：选D　甲与酸化的硝酸银溶液反应可得乙与丙，乙为淡黄色沉淀，丙与KSCN溶液反应呈红色，则丙中一定含有Fe3＋，则甲中含有Fe2＋或Fe3＋。如果甲中含有S2－，硫化亚铁不溶于水，S2－与Fe3＋发生氧化还原反应而不能共存，故A错误；AgCl是白色沉淀，乙不可能是AgCl，故B错误；甲可能是溴化亚铁，也可能是溴化铁，故C错误、D正确。‎ ‎9．(2015·江苏高考)下列设计的实验方案能达到实验目的的是(　　)‎ A．制备Al(OH)3悬浊液：向1 mol·L－1 AlCl3溶液中加过量的6 mol·L－1 NaOH溶液 B．提纯含有少量乙酸的乙酸乙酯：向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入适量饱和Na2CO3溶液，振荡后静置分液，并除去有机相的水 C．检验溶液中是否含有Fe2＋：取少量待检验溶液，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，观察实验现象 D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象 解析：选BD　A选项，如果加入过量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠会与氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，所以错误；B选项，乙酸可以与碳酸钠溶液反应，而从油层进入水层，再加入吸水剂可除去乙酸乙酯中混有的水，所以正确；C选项中应先滴加KSCN溶液，再通入氯气，否则会因原溶液中有三价铁离子而起干扰作用，所以错误；D选项中两支试管中双氧水的浓度相同，只有是否含有氯化铁的区别，保证了只有一个实验变量，所以正确。‎ ‎10．将9.0 g铜和铁的混合物投入100 mL稀硝酸中并加热，充分反应后得到标准状况下1.12 L NO，剩余4.8 g金属；继续加入100 mL等浓度的稀硝酸，金属完全溶解，又得到标准状况下1.12 L NO。若向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红，则下列说法正确的是(　　)‎ A．第一次与100 mL稀硝酸反应后剩余的4.8 g金属为铜和铁 B．反应前稀硝酸的物质的量浓度无法计算 C．若向上述最后所得溶液中再加入足量稀硝酸，还可得到标准状况下0.56 L NO D．原混合物中铜和铁的物质的量均为0.075 mol 解析：选CD　由题目信息“向反应后的溶液中加入KSCN溶液，溶液不变红”可知，反应后溶液中的金属离子为Fe2＋、Cu2＋。设混合物中Cu、Fe的物质的量分别为a、b，则根据氧化还原反应中得失电子守恒列等式：2a＋2b＝3×(1.12 L＋1.12 L)/22.4 L·mol－1，另外根据铜和铁混合物的质量列等式：64 g·mol－1a＋56 g·mol－1b＝9.0 g，解得a＝b＝0.075 mol，D项正确；第一次与100 mL稀硝酸反应，硝酸得到电子的物质的量为3×1.12 L/22.4 L·mol－1＝0.15 mol，而0.075 mol Fe参与反应转化为Fe2＋，失去电子的物质的量也是0.15 mol，故剩余的金属只有铜，A项错误；根据第一次反应可知硝酸的物质的量浓度为(2×0.075 mol＋1.12 L/22.4 L·mol－1)/0.1 L＝2.0 mol·L－1‎ ‎，B项错误；向上述最后所得溶液中再加入足量稀硝酸，发生反应：3Fe2＋＋4H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋2H2O，生成NO的物质的量为0.075 mol/3＝0.025 mol，即标况下0.56 L，C项正确。‎ 三、非选择题 ‎11．(2017·南京模拟)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。‎ ‎(1)工业上可用Cu2S＋O2===2Cu＋SO2反应制取粗铜，反应中被氧化的元素是________，当消耗32 g Cu2S时，转移电子数目是________(用NA表示，NA表示阿伏加德罗常数的值)。‎ ‎(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50～60 ℃，通入O2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为_________________________________。‎ CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，写出生成CuCl的离子方程式：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。‎ ‎①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO，其猜想可用化学方程式表示为：‎ Cu＋H2SO4(浓)△,____________________。‎ ‎②乙同学认为：黑色固体除CuO外，还可能含有Cu2S和CuS，其理由可能是________(填字母)。‎ a．Cu2S和CuS都是黑色的 b．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O2‎ c．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价升高与S的化合价降低有多种可能 解析：(1)硫元素的化合价从－2升到＋4，被氧化，当消耗32 g Cu2S时，转移电子数目是×6NA＝1.2NA。(2)H2SO4、Cu和O2反应的离子方程式为2Cu＋4H＋＋O22Cu2＋＋2H2O。CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，离子方程式：2Cu2＋＋2Cl－＋SO＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋。(3)①按照甲同学猜想：铜被氧化得CuO，硫酸还原为SO2，化学方程式表示为Cu＋H2SO4(浓)△,CuO＋SO2↑＋H2O。②从化合价上分析，铜有可能升高到＋1价，而硫也有可能从＋6价降到－2价，结合Cu2S和CuS均为黑色固体，故a、c符合。‎ 答案：(1)S　1.2NA ‎(2)2Cu＋4H＋＋O22Cu2＋＋2H2O ‎2Cu2＋＋2Cl－＋SO＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋‎ ‎(3)①CuO＋SO2↑＋H2O　②ac ‎12．某同学为了验证Fe3＋是否能将H2SO3氧化成SO，用50 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液吸收制取SO2气体的尾气后，进行以下实验：‎ ‎(1)检验吸收液中的SO操作为______________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________，证明Fe3＋能够把H2SO3氧化 成SO。‎ ‎(2)请配平并完成上述反应中的化学方程式：2FeCl3＋SO2＋________===________＋H2SO4＋________，反应中的氧化产物是________(写化学式)。‎ ‎(3)吸收液中除了含有H＋、Cl－、SO以外，对其他成分(Fe3＋、Fe2＋、H2SO3)的可能组合进行探究：‎ ‎①提出假设。 ‎ 假设1：溶液中存在Fe2＋；‎ 假设2：溶液中存在Fe3＋、Fe2＋；‎ 假设3：溶液中存在_______________________________________________________。‎ ‎②设计方案，进行实验，验证假设。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。限选实验试剂和仪器：试管、滴管、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、0.1 mol·L－1 KSCN溶液、品红稀溶液。‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：用试管取样品溶液2～3 mL，并滴入____________________‎ 若出现红色，则假设2成立，1、3不成立；若未出现红色，则假设2不成立，假设1或3成立 步骤2：‎ 步骤3：‎ 解析：(1)检验SO常用稀盐酸和BaCl2溶液。‎ ‎(2)SO2被氧化成了H2SO4，则FeCl3被还原成FeCl2。‎ ‎(3)对于溶液中三种微粒可能存在情况如下：假设1，若Fe3＋与H2SO3正好反应则只存在Fe2＋；假设2，若Fe3＋过量则存在Fe3＋与Fe2＋；假设3，若Fe3＋不足，则存在Fe2＋与H2SO3；三种假设的不同之处在于假设2中含有Fe3＋，假设3中含有H2SO3，据此，可设计实验方案进行探究。‎ 答案：(1)取少量样品溶液于试管中，先滴入足量的稀盐酸，再滴入氯化钡溶液，如果有白色沉淀生成 ‎(2)2H2O　2FeCl2　2HCl　H2SO4‎ ‎(3)①Fe2＋、H2SO3‎ ‎②‎ 实验步骤 预期现象和结论 步骤1：1～2滴0.1 mol·L－1 KSCN溶液 步骤2：另取2～3 mL样品溶液于试管中，滴入1～2 mL品红稀溶液 若品红溶液红色褪去，则假设3成立；若品红溶液不褪色，则假设3不成立，假设1成立 ‎13．某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体[FeSO4·7H2O]和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)写出合金与烧碱溶液反应的离子方程式_________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)用滤渣F通过两种途径制取胆矾，与途径③相比，途径④明显具有的两个优点是__________________________ ，____________________________。‎ ‎(3)进行途径②时，该小组用如图所示装置及试剂，将制得的CO2气体通入滤液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是________________________________________(用离子方程式表示)；为了避免沉淀D减少，应该在装置Ⅰ和装置Ⅱ之间增加一个盛有____________的洗气瓶。‎ ‎(4)通过途径④制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：加硫酸、加热通氧气、过滤、________、冷却结晶、过滤、自然干燥。其中“加热通氧气”所起的作用为________________________________________(用离子方程式表示)。‎ ‎(5)白磷有剧毒，不慎沾到皮肤上，可取少量胆矾配制成CuSO4溶液冲洗解毒。白磷可与热的CuSO4溶液反应生成Cu3P(Cu为＋1价)，与冷CuSO4溶液则析出Cu，反应方程式分别(均未配平)为：‎ ‎①P4＋CuSO4＋H2O△,Cu3P＋H3PO4＋H2SO4‎ ‎②P4＋CuSO4＋H2O―→Cu＋H3PO4＋H2SO4‎ 若上述两反应中被氧化的P4的物质的量相等，则消耗的CuSO4的物质的量之比为________。‎ 解析：合金中只有铝和NaOH溶液反应，所得滤液A中含有NaAlO2和剩余的NaOH，向滤液A通入足量的CO2，生成沉淀为 Al (OH)3，滤渣为Fe和Cu。滤渣B加入足量的稀硫酸，Fe溶解，滤液E为FeSO4溶液，滤渣F为Cu。‎ ‎(1)Al和NaOH溶液反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。‎ ‎(2)途径④中通入空气，H2SO4只表现酸性，所以产生等量胆矾途径④消耗H2SO4少而且途径④不会产生污染大气的气体。‎ ‎(3)大理石和浓盐酸反应生成的CO2中含有HCl，通入NaAlO2溶液中，反应生成的Al(OH)3和盐酸反应生成AlCl3和H2O，离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。除去CO2中的HCl，用饱和NaHCO3溶液。‎ ‎(4)要得到硫酸铜晶体，先蒸发浓缩，然后冷却结晶。加热通入氧气可以在酸性条件下把Cu氧化为Cu2＋，离子方程式为2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O。‎ ‎(5)两化学方程式配平后得11P4＋60CuSO4＋60H2O△,20Cu3P＋24H3PO4＋60H2SO4，P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4，前一个反应中，有6 mol P4被氧化，消耗60 mol CuSO4，后一个反应中，有1 mol P4被氧化，消耗10 mol CuSO4，所以当被氧化的P4的物质的量相等时，消耗的CuSO4的物质的量比为1∶1。‎ 答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(2)产生等量胆矾途径④消耗硫酸少　途径④不会产生污染大气的气体 ‎(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　饱和NaHCO3溶液 ‎(4)蒸发浓缩　2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O ‎(5)1∶1‎