2018届二轮复习常见金属及其重要化合物课件（62张）（全国通用）

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PART 3 第三单元 专题十　常见金属及其重要化合物 高频考点探究 命题考向追踪 教师备用习题 · · · 考纲展示 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制备方法，掌握其主要性质及其应用。 3. 了解合金的概念及其重要应用。 高频考点探究 图 101 【 核心透析 】 考点一　钠及其化合物的性质和应用 特别提醒  (1) 钠的化合物俗名：火碱、烧碱、苛性钠 —— NaOH ；纯碱、苏打 ——Na 2 CO 3 ( 纯碱在物质的分类方面的考题中常出现，因其俗名为纯碱，但其不属于碱，而属于盐 ) ；小苏打 ——NaHCO 3 ；芒硝 ——Na 2 SO 4 · 10H 2 O ；水玻璃 —— 硅酸钠溶液。 (2) 金属钠在空气中无论生成单一的 Na 2 O 或 Na 2 O 2 ，还是生成二者的混合物， 1 mol Na 只能转移 1 mol 电子 ( 此点在 N A 的判断考题中常有考查 ) 。常考查过氧化钠电子式的书写或化学键的类型。过氧化钠的电子式为 ，其中含有离子键和非极性键。过氧化钠中阴离子为 O 2 2- ，故 Na 2 O 2 中阳离子和阴离子的物质的量之比为 2∶1 。 Na 2 O 2 不是碱性氧化物，有强氧化性、漂白性，遇到湿润的石蕊试纸时，先使试纸变蓝，后使其褪色。 (3)Na 2 CO 3 与盐酸反应时，二者相对用量或滴加顺序不同，产生的现象和得到的产物不同。 (4) 不能用 Ca(OH) 2 鉴别 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 溶液，应选用 CaCl 2 或 BaCl 2 溶液。 (5) 除去 CO 2 中的 HCl 气体，应选用饱和 NaHCO 3 溶液。 (6) 向饱和的 Na 2 CO 3 溶液中通入过量 CO 2 ，有晶体析出，发生反应 Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ＋ H 2 O= 2NaHCO 3 ↓。 (7) 鉴别钠元素、钾元素一般利用焰色反应，焰色反应是物质 ( 或元素 ) 的物理性质。 (8) 将 NaHCO 3 溶液与 NaAlO 2 溶液混合得到 Al(OH) 3 沉淀，发生反应 NaHCO 3 ＋ NaAlO 2 ＋ H 2 O=Al(OH) 3 ↓＋ Na 2 CO 3 ，此反应并非水解反应。 (9) 二氧化碳气体通入 NaClO 溶液中，无论二氧化碳少量还是过量，都发生反应 CO 2 ＋ NaClO ＋ H 2 O= HClO ＋ NaHCO 3 ，而不会生成碳酸钠，因酸性： H 2 CO 3 ＞ HClO ＞ HCO 3 - 。 (10) 侯氏制碱法的原理： NaCl ＋ CO 2 ＋ H 2 O ＋ NH 3 =NaHCO 3 ↓＋ NH 4 Cl 、 2NaHCO 3 Na 2 CO 3 ＋ CO 2 ↑＋ H 2 O 。 (11)Li 和 O 2 反应只生成 Li 2 O ； NaH 是离子化合物，是一种强还原剂。 NaK 合金常温下呈液态，是原子反应堆的导热剂。 【 典例探究 】 例 1 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ． [2017· 全国卷Ⅱ ] 将金属钠在燃烧匙中点燃，迅速伸入集满 CO 2 的集气瓶，集气瓶中产生大量白烟，瓶内有黑色颗粒产生， CO 2 具有氧化性 B ． [2017· 江苏卷 ] 电解饱和食盐水获取烧碱和氯气： 2Cl － ＋ 2H 2 O H 2 ↑＋ Cl 2 ↑＋ 2OH － C ． [2017 ·天津卷 ] 除去 NaHCO 3 固体中的 Na 2 CO 3 ，可将固体加热至恒重 D ． [2017· 海南卷 ] 过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气 【 答案 】 C 【 解析 】 集气瓶中有黑色颗粒产生，说明有碳单质生成，则 CO 2 中碳元素化合价降低， CO 2 表现氧化性， A 项正确；加热时 NaHCO 3 分解生成 Na 2 CO 3 ， C 项错误。 变式 1 工业上用粗盐 ( 含 Ca 2 ＋ 、 Mg 2 ＋ 、 SO 4 2- 等杂质 ) 为主要原料采用 “ 侯氏制碱法 ” 生产纯碱和化肥 NH 4 Cl ，工艺流程如图 102 所示。下列有关说法正确的是 ( 　　 ) A ．对粗盐溶液除杂可依次加入 NaOH 、 Na 2 CO 3 、 BaCl 2 ，再加入盐酸调节溶液 pH B ．饱和食盐水中先通入的气体为 CO 2 C ．流程图中的 “ 系列操作 ” 若在实验室中进行，一定需要玻璃棒 D ．如图 103 所示装置可以比较 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 晶体的热稳定性 【 答案 】 C 【 解析 】 除去粗盐中的 Ca 2 ＋ 、 Mg 2 ＋ 、 SO 4 2- 及泥沙，可以加过量的氯化钡除去硫酸根离子，然后用碳酸钠去除钙离子和过量的钡离子，盐酸要放在最后，来除去过量的氢氧化钠和碳酸钠， A 错误；二氧化碳在水中溶解度较小，氨气溶解度较大，故应先通入氨气，碱性溶液中再通入二氧化碳，二氧化碳的溶解度增大，可以达到实验目的， B 错误；从溶液中得到固体，需要加热浓缩，冷却结晶、过滤等操作，这些过程中需要玻璃棒搅拌、引流等， C 正确； Na 2 CO 3 加热不易分解， NaHCO 3 晶体加热容易分解，故小试管中盛放 NaHCO 3 ，大试管中盛放 Na 2 CO 3 ， NaHCO 3 间接加热能分解， Na 2 CO 3 直接加热不分解，能证明两者的稳定性，图中放反， D 错误。 变式 2 汽车安全气囊是行车安全的重要保障。当车辆发生碰撞的瞬间，安全装置通电点火使其中的粉末分解释放大量的氮气形成气囊，从而保护司机及乘客免受伤害。为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的固体粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅含 Na 、 Fe 、 N 、 O 四种元素。水溶性实验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取 13.0 g 化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为 6.72 L 。单质乙就在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。请回答下列问题： (1) 甲的化学式为 ________ ，丙的电子式为 ________ 。 (2) 若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 ________________________ 。 (3) 单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 _________ ，安全气囊中红棕色粉末的作用是 ________ 。 (4) 以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 ________ 。 A ． KCl B ． KNO 3 C ． Na 2 S D ． CuO (5) 设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分 ( 不考虑结晶水合物 )______ 。 【 答案 】 (1)NaN 3 　 (2)Na 2 O ＋ 2CO 2 ＋ H 2 O=2NaHCO 3 (3)6Na ＋ Fe 2 O 3 2Fe ＋ 3Na 2 O 　避免分解产生的金属钠可能产生的危害 (4)D (5) 可溶性盐的成分可能是 Na 2 CO 3 ，或 NaHCO 3 ，或 Na 2 CO 3 与 NaHCO 3 混合物。准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为 Na 2 CO 3 ；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为 NaHCO 3 ，或 Na 2 CO 3 与 NaHCO 3 混合物 【 解析 】 (1) 取 13.0 g 化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为 6.72 L 。则甲含有 2 种元素，甲为氮化钠，乙是钠；根据 13.0 g 化合物甲生成 6.72 L 氮气，可知钠元素质量为 13 g － 6.72 L÷22.4 L/mol×28 g/mol ＝ 4.6 g ，钠的物质的量为 0.2 mol 、氮原子的物质的量是 6.72 L÷22.4 L/mol×2 ＝ 0.6 mol ，化学式为 NaN 3 ，氧化钠的电子式为 。 (2) 氧化钠与二氧化碳、水蒸气共同作用转化为碳酸氢钠。 (3) 钠与氧化铁 发生反应生成氧化钠和铁；金属钠具有腐蚀性，安全气囊中红棕色粉末的作用是避免分解产生的金属钠可能产生的危害。 (4) 金属钠还能与氧化铜反应生成氧化钠和铜，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是氧化铜，故 D 正确。 (5) 设计一个实验方案，氧化钠与空气中的二氧化碳、水接触可能生成碳酸钠、碳酸氢钠，碳酸氢钠不稳定加热生成碳酸钠、水、二氧化碳，所以探究可溶性盐的成分可以准确称取一定量的生成物，加热至恒重后，如试样无失重，则为 Na 2 CO 3 ；如加热后失重，根据失重的量在试样总质量中的比例，即可推断出试样为 NaHCO 3 ，或 Na 2 CO 3 与 NaHCO 3 混合物。 【 核心透析 】 考点二　铝及其化合物的性质和应用 特别提醒   (1) 要熟记有关 “Al” 的几个重要反应方程式 ① 2Al ＋ 2NaOH ＋ 2H 2 O=2NaAlO 2 ＋ 3H 2 ↑ ② CO 2 ( 少量 ) ＋ 2NaAlO 2 ＋ 3H 2 O=2Al(OH) 3 ↓＋ Na 2 CO 3 ③ CO 2 ( 过量 ) ＋ NaAlO 2 ＋ 2H 2 O=Al(OH) 3 ↓＋ NaHCO 3 ④ Al 3 ＋ ＋ 4OH － =AlO 2 - ＋ 2H 2 O(AlCl 3 溶液与过量 NaOH 溶液混合 ) ⑤ AlO 2 - ＋ 4H ＋ =Al 3 ＋ ＋ 2H 2 O(NaAlO 2 溶液与过量盐酸混合 ) ⑥ 2Al ＋ Fe 2 O 3 Al 2 O 3 ＋ 2Fe( 铝热反应 ) ⑦ 2Al 2 O 3 ( 熔融 ) 4Al ＋ 3O 2 ↑ ( 电解制铝 ) (2) 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。由于 Al 2 O 3 的熔点高于 Al 的熔点，故在酒精灯上加热铝箔直至熔化，发现熔化的铝并不滴落。 (3)Al 、 Al 2 O 3 、 Al(OH) 3 均既能与强酸反应，又能与强碱反应。弱酸如碳酸、弱碱如 NH 3 · H 2 O 不能与它们反应。 (4) 铝元素在溶液中有两种存在形式 Al 3 ＋ 、 AlO 2 - 。 Al 3 ＋ 存在的溶液为酸性， AlO 2 - 存在的溶液为碱性，二者不能在溶液中同时存在，会因相互促进水解而产生沉淀： Al 3 ＋ ＋ 3AlO 2 - ＋ 6H 2 O=4Al(OH) 3 ↓。 (5) 铝盐与强碱、偏铝酸盐与强酸按不同方式混合产生的现象不同，由反应物的相对用量的差异所致。 (6) 铝热反应不仅仅是单质铝与 Fe 2 O 3 反应，还包含制取其他难熔金属的反应，但不能制备金属性比其强的金属，如镁等，因本质是利用了铝的强还原性。铝热剂是混合物。 (7)Al(OH) 3 可用作抗酸药；明矾常用于净水；泡沫灭火器所用试剂为 Al 2 (SO 4 ) 3 溶液和 NaHCO 3 溶液。 例 2 [2017· 江苏卷 ] 铝是应用广泛的金属。以铝土矿 ( 主要成分为 Al 2 O 3 ，含 SiO 2 和 Fe 2 O 3 等杂质 ) 为原料制备铝的一种工艺流程如下： 【 典例探究 】 注： SiO 2 在 “ 碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。 (1)“ 碱溶 ” 时生成偏铝酸钠的离子方程式为 __________________________________ 。 (2) 向 “ 过滤 Ⅰ” 所得滤液中加入 NaHCO 3 溶液，溶液的 pH________( 填 “ 增大 ”“ 不变 ” 或 “ 减小 ”) 。 图 105 (3)“ 电解 Ⅰ” 是电解熔融 Al 2 O 3 ，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 _______ 。 (4)“ 电解 Ⅱ” 是电解 Na 2 CO 3 溶液，原理如图 106 所示。阳极的电极反应式为 _________ ，阴极产生的物质 A 的化学式为 ________ 。 (5) 铝粉在 1000 ℃ 时可与 N 2 反应制备 AlN 。在铝粉中添加少量 NH 4 Cl 固体并充分混合，有利于 AlN 的制备，其主要原因是 __________________________________ 。 图 106 【 答案 】 (1)Al 2 O 3 ＋ 2OH － =2AlO 2 - ＋ H 2 O (2) 减小 (3) 石墨电极被阳极上产生的 O 2 氧化 (4)4CO 3 2- ＋ 2H 2 O － 4e － =4HCO 3 - ＋ O 2 ↑　 H 2 (5)NH 4 Cl 分解产生的 HCl 能够破坏 Al 表面的 Al 2 O 3 薄膜 【 解析 】 (1)Al 2 O 3 与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO 2 和 H 2 O 。 (2) 为了提高铝土矿的浸取率，氢氧化钠溶液必须过量，所以过滤 Ⅰ 所得滤液中含有氢氧化钠，加入碳酸氢钠溶液后，氢氧化钠与碳酸氢钠发生反应生成碳酸钠和水，所以溶液的 pH 减小。 (3) 阳极为 O 2 － 发生氧化反应生成 O 2 ，石墨可能被 O 2 氧化。 (4) 电解时阳极由图示可知是由碳酸钠生成碳酸氢钠的过程，阳极应该是水电离产生的氢氧根离子放电生成氧气，多出的氢离子与碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子。即： 2H 2 O － 4e － =O 2 ↑＋ 4H ＋ ， CO 3 2- ＋ H ＋ =HCO 3 - 合并得答案 4CO 3 2- ＋ 2H 2 O － 4e － =4HCO 3 - ＋ O 2 ↑。阴极应该是水电离产生的氢离子放电生成氢气，多出的氢氧根离子使得稀氢氧化钠溶液变成浓氢氧化钠溶液。 (5) 铝在空气中容易形成致密的 Al 2 O 3 薄膜，阻碍反应的进行，加入 NH 4 Cl 分解产生 HCl ， HCl 能够与 Al 2 O 3 反应。   变式 1 下列各组物质，不能按 “ ” (“→” 表示反应一步完成 ) 关 系转化的是 ( 　　 ) 【 答案 】 C 【 解析 】 A 中 a 、 b 、 c 分别与 NaOH 溶液反应、与 CO 2 反应、受热分解即可完成所示转化，故 A 能； B 中 a 、 b 、 c 分别与氨水、 NaOH 溶液、盐酸反应即可完成所示转化，故 B 能； C 中铝无法通过一步反应生成 Al(OH) 3 ，故 C 不能； D 中 a 、 b 、 c 分别与 NaOH 溶液反应、加热分解、与盐酸反应即可完成所示转化，故 D 能。 选项 a b c A Al 2 O 3 NaAlO 2 Al(OH) 3 B AlCl 3 Al(OH) 3 NaAlO 2 C Al Al(OH) 3 Al 2 O 3 D MgCl 2 Mg(OH) 2 MgO   变式 2 聚合氯化铝是新型、高效絮凝剂和净水剂，其单体是液态碱式氯化铝 [Al 2 (OH) n Cl 6 － n ] 。工业上常采用铝盐溶液部分水解制备碱式氯化铝，其工艺流程如下： 已知： 高岭土： Al 2 O 3 (25% ～ 34%) 、 SiO 2 (40% ～ 50%) 、 Fe 2 O 3 (0.5% ～ 3.0%) 及少量杂质和水。 Al 3 ＋ 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的 pH 为 5.2 。 根据流程图回答下列问题： (1) 写出溶解过程中反应的离子方程式： ____________________ 。 图 107   (2) 加适量铝粉的主要目的是 _________________ 。 (3) 溶液的 pH 需控制在 4.2 ～ 4.5 的原因是 ________________________ 。 (4)“ 蒸发浓缩 ” 需保持温度在 90 ～ 100 ℃ ，控制该温度的操作名称是 ______________ ，写出该过程反应的化学方程式： _____________________ 。 【 答案 】 (1)Al 2 O 3 ＋ 6H ＋ =2Al 3 ＋ ＋ 3H 2 O ， Fe 2 O 3 ＋ 6H ＋ =2Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O (2) 除去溶液中的铁离子 (3)pH 超过 4.5 ， Al 3 ＋ 会形成 Al(OH) 3 沉淀； pH 低于 4.2 ， Al 3 ＋ 水解程度很小，很难形成液态碱式氯化铝 [Al 2 (OH) n Cl 6 － n ] (4) 水浴加热　 2AlCl 3 ＋ n H 2 O=Al 2 (OH) n Cl 6 － n ＋ n HCl 【 核心透析 】 考点三　 铁、铜及其化合物的性质和应用 1 ．铁及其化合物 图 108 特别提醒 (1)Fe 与 O 2 、 H 2 O(g) 反应的产物都是 Fe 3 O 4 而不是 Fe 2 O 3 。 Fe 在 Cl 2 中燃烧，无论 Cl 2 过量还是不足均生成 FeCl 3 。 Fe 与 S 反应时只能生成 FeS 。通过上述事实说明 Cl 2 的氧化性强于 S 的氧化性 ( 或氯元素的非金属性强于硫元素的非金属性 ) 。 (2) 常温下， Fe 、 Al 在冷的浓硫酸或浓硝酸中发生钝化，钝化属于化学变化，但加热后继续反应。 (3) 一定条件下，铁与硝酸、浓硫酸反应时，首先生成的一定是 Fe 3 ＋ ，当铁过量时，过量的铁将 Fe 3 ＋ 还原为 Fe 2 ＋ ： 2Fe 3 ＋ ＋ Fe=3Fe 2 ＋ 。 (4)Fe 3 ＋ 存在的溶液一定呈酸性，因为 Fe 3 ＋ 在 pH 为 3.2 左右时已经沉淀完全。 (5) 当 Fe 2 ＋ 与 Fe 3 ＋ 共存时，检验 Fe 2 ＋ 的方法是取少许溶液向其中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色褪去；检验 Fe 3 ＋ 的方法是取少许溶液，向其中加入 KSCN 溶液，溶液变为血红色。 (6) 铁氰化钾法 ( 化学式为 K 3 [Fe(CN) 6 ]) 鉴别 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ ： Fe 2 ＋ 能与 [Fe(CN) 6 ] 3 － 形成蓝色沉淀 Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 ，而 Fe 3 ＋ 则不能。 (7) 配制 FeCl 2 溶液要加入 Fe 粉防氧化；配制 FeCl 3 溶液要加入浓盐酸防止水解。 (8) 除去酸性溶液 ZnCl 2 中的 FeCl 2 ，应先通入 Cl 2 或加入 H 2 O 2 ，再加入 ZnO ，使 Fe 3 ＋ 水解生成沉淀过滤除去。 (9)Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 的同类盐溶液蒸发、灼烧，得到的最终物质为 Fe 3 ＋ 的盐固体或 Fe 2 O 3 。 2 ．铜及其化合物 图 109 特别提醒 (1) 铜在潮湿的空气中最终生成铜绿 [Cu 2 (OH) 2 CO 3 ] 。 (2) 铜及其化合物大多数为有色物质，如 Cu ：紫红色； CuO ：黑色； Cu 2 S ：黑色； CuS ：黑色； Cu 2 O ：砖红色， CuSO 4 · 5H 2 O ：蓝色。 (3) 无水 CuSO 4 为白色固体，吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色 [CuSO 4 可用于检验水的原理： CuSO 4 ( 白色 ) ＋ 5H 2 O=CuSO 4 · 5H 2 O( 蓝色 )] 。 (4) 新制 Cu(OH) 2 悬浊液常用来检验醛基，该反应需在碱性环境中进行，加热至沸腾可生成砖红色沉淀氧化亚铜 (Cu 2 O) 。 (5) 联系铜铁的一个重要反应： 2Fe 3 ＋ ＋ Cu=2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ (FeCl 3 溶液腐蚀电路板原理，同时也证明氧化性： Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ ＞ Fe 2 ＋ ) 。 (6) 冶炼铜的方法有 ① 热还原法； ② 湿法炼铜； ③ 电解精炼铜。 (7) 铜合金有： ① 青铜 (Cu 、 Sn 、 Pb 等 ) ； ② 黄铜 (Zn 、 Sn 、 Pb 、 Al 等 ) ； ③ 白铜 (Ni 、 Zn 、 Mn ) 。 例 3 [2017· 浙江 4 月选考 ] 由硫铁矿烧渣 ( 主要成分： Fe 3 O 4 、 Fe 2 O 3 和 FeO ) 得到绿矾 (FeSO 4 · 7H 2 O) ，再通过绿矾制备铁黄 [ FeO (OH)] 的流程如下：   已知： FeS 2 和铁黄均难溶于水 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ．步骤 ① ，最好用硫酸来溶解烧渣 B ．步骤 ② ，涉及的离子方程式为 FeS 2 ＋ 14Fe 3 ＋ ＋ 8H 2 O=15Fe 2 ＋ ＋ 2SO 4 2- ＋ 16H ＋ C ．步骤 ③ ，将溶液加热到有较多固体析出，再用余热将液体蒸干，可得纯净绿矾 D ．步骤 ④ ，反应条件控制不当会使铁黄中混有 Fe(OH) 3 【 典例探究 】 【 答案 】 C 【 解析 】 步骤 ③ 中会产生 FeSO 4 · 7H 2 O 晶体，阴离子为 SO 4 2- ，因此在步骤 ① 中加 H 2 SO 4 最合适， A 正确； B 中离子方程式正确；在步骤 ③ 中，亚铁盐很不稳定，容易被空气中的氧气氧化，应隔绝空气蒸发结晶，故 C 错误；在步骤 ④ 中，若碱性太强，将会产生 Fe(OH) 3 ，因此需控制溶液的 pH 。   例 4 [2017· 江苏卷 ] 碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。 (1) 碱式氯化铜有多种制备方法 ①方法 1 ： 45 ～ 50 ℃ 时，向 CuCl 悬浊液中持续通入空气得到 Cu 2 (OH) 2 Cl 2 · 3H 2 O ，该反应的化学方程式为 ____________ 。 ②方法 2 ：先制得 CuCl 2 ，再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。 Cu 与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成 CuCl 2 ， Fe 3 ＋ 对该反应有催化作用，其催化原理如图 1010 所示。 M′ 的化学式为 ________ 。 (2) 碱式氯化铜有多种组成，可表示为 Cu a (OH) b Cl c · x H 2 O 。为测定某碱式氯化铜的组成，进行下列实验： ① 称取样品 1.116 0 g ，用少量稀 HNO 3 溶解后配成 100.00 mL 溶液 A ； ② 取 25.00 mL 溶液 A ，加入足量 AgNO 3 溶液，得 AgCl 0.172 2 g ； ③ 另取 25.00 mL 溶液 A ，调节 pH 4 ～ 5 ，用浓度为 0.080 00 mol·L － 1 的 EDTA(Na 2 H 2 Y · 2H 2 O) 标准溶液滴定 Cu 2 ＋ ( 离子方程式为 Cu 2 ＋ ＋ H 2 Y 2 － =CuY 2 － ＋ 2H ＋ ) ，滴定至终点，消耗标准溶液 30.00 mL 。通过计算确定该样品的化学式 ( 写出计算过程 ) 。 图 1010   变式 [2016· 全国卷Ⅱ ] 某班同学用如下实验探究 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 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 FeCl 2 溶液中需加入少量铁屑，其目的是 ________________________ 。 (2) 甲组同学取 2 mL FeCl 2 溶液，加入几滴氯水，再加入 1 滴 KSCN 溶液，溶液变红，说明 Cl 2 可将 Fe 2 ＋ 氧化。 FeCl 2 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 FeCl 2 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 FeCl 3 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 CCl 4 充分振荡、静置， CCl 4 层显紫色； ②第二支试管中加入 1 滴 K 3 [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 H 2 O 2 溶液的试管中加入几滴酸化的 FeCl 2 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 Fe 2 ＋ 被氧化 (2)2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 =2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － (3) 隔绝空气 ( 排除氧气对实验的影响 ) (4)Fe 2 ＋ 　 Fe 3 ＋ 　可逆反应 (5)2Fe 2 ＋ ＋ H 2 O 2 ＋ 2H ＋ =2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O 　 Fe 3 ＋ 催化 H 2 O 2 分解产生 O 2 　 H 2 O 2 分解反应放热，促进 Fe 3 ＋ 的水解平衡正向移动 【 解析 】 (1)FeCl 2 容易被空气中的 O 2 氧化为 FeCl 3 ，由 Fe ＋ 2FeCl 3 =3FeCl 2 可知，配制亚铁盐溶液时加入少量铁屑能防止 Fe 2 ＋ 被氧化。 (2) 氯气有强氧化性，能将 FeCl 2 氧化为 FeCl 3 ，即 2Fe 2 ＋ ＋ Cl 2 =2Fe 3 ＋ ＋ 2Cl － 。 (3) 煤油不溶于水且密度比水小，浮在 FeCl 2 溶液上面的煤油能隔绝空气，排除氧气对实验的影响。 (4)Fe 2 ＋ 与黄色的铁氰化钾溶液反应生成蓝色的铁氰化亚铁沉淀，即 3Fe 2 ＋ ＋ 2[Fe(CN) 6 ] 3 － =Fe 3 [Fe(CN) 6 ] 2 ↓，则实验 ② 检验的离子是 Fe 2 ＋ ；由实验 ① 推断， KI 与 FeCl 3 溶液发生氧化还原反应，生成物含有 I 2 ，实验 ③ 说明 I － 过量的情况下，溶液中仍含有 Fe 3 ＋ ；由上述现象推断， Fe 3 ＋ 没有完全还原为 Fe 2 ＋ ，即 KI 与 FeCl 3 的氧化还原反应是可逆反应。 (5)H 2 O 2 是强氧化剂，能将 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3 ＋ ，则有 2Fe 2 ＋ ＋ H 2 O 2 ＋ 2H ＋ =2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O ；一段时间后， Fe 3 ＋ 能将 H 2 O 2 氧化成 O 2 ，离子方程式为 2Fe 3 ＋ ＋ H 2 O 2 =2Fe 2 ＋ ＋ O 2 ↑＋ 2H ＋ ，上述两步反应的总反应方程式为 2H 2 O 2 =O 2 ↑＋ 2H 2 O ， Fe 3 ＋ 是该反应的催化剂，因而有气泡出现，且溶液变为棕黄色；由于上述反应放热，温度升高， H 2 O 2 反应生成水，起到了稀释作用，增大了溶液的 pH ，这些因素都能使水解平衡 Fe 3 ＋ ＋ 3H 2 O ⇌ Fe(OH) 3 ＋ 3H ＋ 正向移动，因此能生成红褐色沉淀。 1 ． [2016· 全国卷Ⅲ ] 化学在生活中有着广泛的应用，下列对应关系错误的是 ( 　　 ) 命题考向追踪 【 历年动态 】 化学性质 实际应用 A. Al 2 (SO 4 ) 3 和小苏打反应 泡沫灭火器灭火 B. 铁比铜的金属性强 FeCl 3 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 SiO 2 反应 氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记 【 答案 】B 【 解析 】 NaHCO 3 溶液和 Al 2 (SO 4 ) 3 溶液混合，发生反应 Al 3 ＋ ＋ 3HCO 3 - =Al(OH) 3 ↓＋ 3CO 2 ↑， Al(OH) 3 覆盖在可燃物表面隔绝空气， CO 2 能阻止燃烧，因此能用于灭火器灭火， A 项正确； FeCl 3 腐蚀 Cu 刻制印刷电路板，发生反应 2FeCl 3 ＋ Cu=2FeCl 2 ＋ CuCl 2 ，该反应发生是因为氧化性 Fe 3 ＋ ＞ Cu 2 ＋ ， B 项错误；漂白粉的主要成分是次氯酸钙，漂白织物是利用次氯酸盐的氧化性， C 项正确；玻璃的主要成分是 SiO 2 ， HF 能与 SiO 2 反应，因此氢氟酸可以刻蚀玻璃， D 项正确。 【 答案 】 D 【 解析 】 SO 2 具有漂白性，可以用于漂白纸浆， A 项错误； NH 4 HCO 3 中含有氮元素，可用作氮肥，无对应关系， B 项错误； Fe 3 ＋ 水解生成胶体，可用于净水，与 Fe 2 (SO 4 ) 3 是否易溶于水无对应关系， C 项错误； Al 2 O 3 的熔点高，不易熔化，故可用作耐高温材料， D 项正确。 2 ． [2016· 江苏卷 ] 下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是 ( 　　 ) A ． SO 2 具有氧化性，可用于漂白纸浆 B ． NH 4 HCO 3 受热易分解，可用作氮肥 C ． Fe 2 (SO 4 ) 3 易溶于水，可用作净水剂 D ． Al 2 O 3 熔点高，可用作耐高温材料 3 ． [2016· 海南卷 ] KAl (SO 4 ) 2 · 12H 2 O( 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 ) 制备明矾的过程如图 1011 所示。回答下列问题： 图 1011 (1) 为尽量少引入杂质，试剂 ① 应选用 _____ ___( 填标号 ) 。 a ． HCl 溶液 b ． H 2 SO 4 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： K W ＝ 1.0×10 － 14 ， Al(OH) 3 ⇌ AlO 2 - ＋ H ＋ ＋ H 2 O 　 K ＝ 2.0×10 － 13 。 Al(OH) 3 溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于 ____________ 。 4 ． [2016· 浙江卷 ] Ⅰ. 化合物 Mg 5 Al 3 (OH) 19 (H 2 O) 4 可作环保型阻燃材料，受热时按如下化学方程式分解： 2Mg 5 Al 3 (OH) 19 (H 2 O) 4 27H 2 O ↑＋ 10MgO ＋ 3Al 2 O 3 (1) 写出该化合物作阻燃剂的两条依据： _______________________________ 。 (2) 用离子方程式表示除去固体产物中 Al 2 O 3 的原理： _____________________________ 。 (3) 已知 MgO 可溶于 NH 4 Cl 的水溶液，用化学方程式表示其原理： _______________ 。 Ⅱ . 磁性材料 A 是由两种元素组成的化合物，某研究小组按如图 1012 流程探究其组成： 图 1012 请回答： (1)A 的组成元素为 ________( 用元素符号表示 ) ，化学式为 ________ 。 (2) 溶液 C 可溶解铜片，写出该反应的一个实际应用： ____________ 。 (3) 已知化合物 A 能与稀硫酸反应，生成一种淡黄色不溶物和一种气体 ( 标况下的密度为 1.518 g·L － 1 ) ，该气体分子的电子式为 _______ 。写出该反应的离子方程式： ________________ 。 (4) 写出 F→G 反应的化学方程式： ______ 。设计实验方案探究溶液 G 中的主要微粒 ( 不考虑 H 2 O 、 H ＋ 、 K ＋ 、 I － ) ： ___________________ 。 【 答案 】 Ⅰ .(1) 反应吸热降低温度，固体氧化物隔绝空气，水蒸气稀释空气 (2)Al 2 O 3 ＋ 2OH － =2AlO 2 - ＋ H 2 O (3) MgO ＋ 2NH 4 Cl ＋ H 2 O=MgCl 2 ＋ 2NH 3 · H 2 O 或 NH 4 Cl ＋ H 2 O ⇌ NH 3 · H 2 O ＋ HCl ， MgO ＋ 2HCl===MgCl 2 ＋ H 2 O Ⅱ .(1)S 、 Fe 　 Fe 3 S 4 (2) 制印刷电路板 (3) 　 Fe 3 S 4 ＋ 6H ＋ =3H 2 S ↑＋ 3Fe 2 ＋ ＋ S (4)H 2 SO 3 ＋ I 2 ＋ H 2 O=H 2 SO 4 ＋ 2HI 取溶液 G ，加入过量 BaCl 2 溶液，若产生白色沉淀，则有 SO 4 2- ；过滤后取滤液，滴加 H 2 O 2 溶液，若再产生白色沉淀，则有 H 2 SO 3 【 解析 】 Ⅰ.(1) 通过反应的方程式可以看出，该反应为吸热反应，能降低周围温度；该反应产生的 MgO 、 Al 2 O 3 会覆盖在可燃物的表面从而隔绝空气；生成的水蒸气能稀释空气而降低 O 2 的浓度。 (2)Al 2 O 3 是两性氧化物，而 MgO 是碱性氧化物，所以用 NaOH 溶液可以除去 Al 2 O 3 。 (3)NH 4 Cl 溶液中，由于 NH 4 + 水解而使溶液显酸性，溶液中的 H ＋ 能与加入的 MgO 反应而使 MgO 溶解。 Ⅱ. 加入 KSCN 溶液显红色，说明溶液中含有 Fe 3 ＋ ，故 C 溶液为 FeCl 3 溶液， B 为 Fe 2 O 3 固体；由 F 生成 G 的现象可知，在该反应中 I 2 被还原，则 F 具有还原性，常见的还原性的酸为 H 2 SO 3 ，故 F 为 H 2 SO 3 ， G 中含有 H 2 SO 4 ， E 5 ． 工业上用 Fe 2 (SO 4 ) 3 酸性溶液处理 SO 2 废气的工艺流程如下，下列说法不正确的是 ( 　　 ) A ．溶液的 pH ： ① ＞ ② ＞ ③ B ．整个过程中 Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液可以循环利用 C ．溶液 ② 转化为溶液 ③ 发生反应的离子方程式为 4H ＋ ＋ 4Fe 2 ＋ ＋ O 2 =4Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O D ．向 ② 溶液中滴加 KSCN 溶液，溶液可能变为血红色 【2018 预测 】 图 1013 【 答案 】 A 【 解析 】 反应过程中溶液的体积不变，溶液 ①Fe 2 (SO 4 ) 3 溶液中三价铁离子水解显酸性，溶液 ② 为被二氧化硫还原生成的硫酸亚铁和二氧化硫被氧化生成的硫酸溶液，显酸性，溶液 ③ 为硫酸铁溶液和硫酸溶液，是发生反应 4Fe 2 ＋ ＋ O 2 ＋ 4H ＋ =4Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O 的结果，消耗氢离子，所以溶液酸性②＞③＞①，溶液的 pH① ＞ ③ ＞ ② ， A 错误；根据流程图分析，整个过程中硫酸铁溶液可以循环使用， B 正确；溶液 ② 中发生的反应是亚铁离子被氧气氧化为三价铁离子的反应， 4Fe 2 ＋ ＋ O 2 ＋ 4H ＋ =4Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O ， C 正确；尾气中的二氧化硫气体，通入酸性硫酸铁溶液中发生反应 2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O ＋ SO 2 =2Fe 2 ＋ ＋ SO 4 2- ＋ 4H ＋ ，当 Fe 3 ＋ 过量时与 KSCN 溶液反应，溶液会变为血红色，故 D 正确。 6 ． 某化学兴趣小组利用工业废弃固体 ( 主要成分为 Cu 2 S 和 FeS 2 ) 制备硫酸铜溶液和硫酸亚铁晶体，设计方案如图 1014 所示： 已知： T ℃时， K sp [Cu(OH) 2 ] ＝ 2.0×10 － 20 ， K sp [Fe(OH) 2 ] ＝ 6.0×10 － 16 ， K sp [Fe(OH) 3 ] ＝ 1.0 × 10 － 38 。 图 1014 (1) 为了提高废弃固体的灼烧速率，可以采取的措施有 _____ 、 ____( 写出两条 ) 。 (2)FeS 2 在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 ________ 。 (3) 溶液 C 在氮气的环境下，通过 _____ 、 ____ 、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体。 (4) 常温下，固体 D 、 O 2 和稀硫酸混合后几乎不反应，但加入少量溶液 C 立即发生反应，则溶液 C 对该反应起 ________ 作用，其中发生反应的离子方程式为 _________ 、 ____________ 。 (5) 除杂时先加入双氧水，然后加入试剂 Z 调节溶液的 pH 值使铁离子完全沉淀： ①加入的试剂 Z 可以是 ________ 。 A ． NaOH B ． CuO C ． Cu(OH) 2 D ． NH 3 · H 2 O ②若除杂时溶液中 Cu 2 ＋ 浓度为 2.0 mol·L － 1 ，则加入试剂 Z 调节溶液的 pH 至 ___________ 。 【 答案 】 (1) 将废弃固体粉碎成细小的颗粒　通入氧气 (2)11∶4 　 (3) 蒸发浓缩　冷却结晶 (4) 催化　 4Fe 2 ＋ ＋ O 2 ＋ 4H ＋ =4Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O 　 Cu ＋ 2Fe 3 ＋ =2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ 　 (5)①BC 　 ②3≤pH ＜ 4 【 解析 】 工业废弃固体 ( 主要成分为 Cu 2 S 和 FeS 2 ) 灼烧得 CuO 、 Fe 2 O 3 、 SO 2 ，所以 E 为 SO 2 ，固体 A 为 CuO 、 Fe 2 O 3 的混合物， A 中加入 H 2 SO 4 溶解，再加入过量的铁粉，得 FeSO 4 溶液和铜固体，过滤后得 C 为 FeSO 4 溶液，固体 B 为铁和铜的混合物， B 中加入稀 H 2 SO 4 得 FeSO 4 溶液和铜，所以固体 D 为 Cu ，铜与稀 H 2 SO 4 ，再通入 O 2 除杂后得 CuSO 4 溶液。 (1) 为了提高废弃固体的灼烧速率，可以采取的措施有将废弃固体粉碎成细小的颗粒、通入氧气等。 (2)4FeS 2 ＋ 11O 2 2Fe 2 O 3 ＋ 8SO 2 ， FeS 2 在空气中灼烧时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 11∶4 。 (3) 溶液 C 在氮气的环境下，通过蒸发浓缩 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥制取硫酸亚铁晶体。 (4) 常温下，固体 Cu 、 O 2 和稀硫酸混合后几乎不反应，但加入少量溶液 FeSO 4 立即发生反应，则溶液 FeSO 4 对该反应起催化作用，反应如下： 4Fe 2 ＋ ＋ O 2 ＋ 4H ＋ =4Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O 、 Cu ＋ 2Fe 3 ＋ =2Fe 2 ＋ ＋ Cu 2 ＋ 。 (5) 除杂时先加入双氧水，将 Fe 2 ＋ 氧化为 Fe 3 ＋ ，然后加入试剂 Z 1 ． 将 a g 铁和氧化铁的混合物加入 800 mL pH ＝ 1 的盐酸中充分反应后，固体无剩余，盐酸全部消耗，放出 ( 标准状况下 ) 气体 0.224 L 。则下列判断中正确的是 ( 　　 ) A ．原混合物中 n (Fe)∶ n (Fe 2 O 3 ) ＝ 2∶1 B ．向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液，显红色 C ．无法计算出原混合物的质量 D ．此时溶液中 Fe 2 ＋ 和 Fe 3 ＋ 的物质的量之比为 3∶1 教师备用习题 【 答案 】A 【 解析 】 由于氧化性 Fe 3 ＋ >H ＋ ，所以当产生氢气时， Fe 3 ＋ 已经全部被还原为 Fe 2 ＋ ，生成氢气的物质的量＝ 0.224 L ÷ 22.4 L · mol － 1 ＝ 0.01 mol ，发生反应 Fe ＋ 2HCl=FeCl 2 ＋ H 2 ↑，消耗 Fe 为 0.01 mol ，消耗 HCl 为 0.01 mol×2 ＝ 0.02 mol ，故反应 Fe ＋ Fe 2 O 3 ＋ 6HCl=3FeCl 2 ＋ 3H 2 O ，消耗 HCl 为 0.8 L×0.1 mol·L － 1 － 0.02 mol ＝ 0.06 mol ，该反应中消耗 Fe 为 0.06 mol×1/6 ＝ 0.01 mol ， Fe 2 O 3 的物质的量＝ 0.06 mol×1/6 ＝ 0.01 mol 。原混合物中 n (Fe)∶ n (Fe 2 O 3 ) ＝ (0.01 mol ＋ 0.01 mol)∶0.01 mol ＝ 2 ∶ 1 ， A 项正确；反应后的溶液中溶质为 FeCl 2 ，向溶液中滴入无色的 KSCN 溶液，不显红色， B 项错误；铁、氧化铁的物质的量已经计算出，可以计算出混合物的质量， C 项错误；溶液中没有 Fe 3 ＋ ， D 项错误。 (1) 钛铁矿主要成分与浓硫酸反应的主要产物是 TiOSO 4 和 FeSO 4 ，该反应的化学方程式为 _______ 。 (2) 为提高 “ 固体熔块 ” 水浸取时的浸出率，除了采用循环浸取、延长时间外，适宜的条件还可以选择 ____________ 。 ( 任写一种 ) (3) 浸取液与铁屑反应的离子方程式为 _______ ；从滤液中获得晶体 X 的基本操作是 _______ 、 _______ 、过滤、洗涤、干燥。 2 ． 二氧化钛是钛的重要化合物，钛白 ( 纯净的二氧化钛 ) 是一种折射率高、着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。钛铁矿的主要成分为 FeTiO 3 ( 可表示为 FeO·TiO 2 ) ，含有 Fe 2 O 3 、 SiO 2 等杂质，由钛铁矿制取二氧化钛常用硫酸法，其流程如下： (4) 第 ③ 步反应的化学方程式为 __________________________ 。 (5) 取少量 H 2 TiO 3 ，加入盐酸并振荡，滴加 KSCN 溶液后无明显现象，再加 H 2 O 2 后出现微红色，说明 H 2 TiO 3 中存在的杂质离子是 ____________ 。这种 H 2 TiO 3 即使用水充分洗涤，煅烧后获得的 TiO 2 也会发黄，发黄的杂质是 ________________( 填化学式 ) 。 【 答案 】 (1)FeTiO 3 ＋ 2H 2 SO 4 ( 浓 )=FeSO 4 ＋ TiOSO 4 ＋ 2H 2 O (2) 熔块粉碎 ( 或连续搅拌、适当升高温度等 ) (3)2Fe 3 ＋ ＋ Fe=3Fe 2 ＋ 　蒸发浓缩　冷却结晶 (4)TiOSO 4 ＋ 2H 2 O=H 2 TiO 3 ＋ H 2 SO 4 (5)Fe 2 ＋ 　 Fe 2 O 3 【 解析 】 (2)“ 固体熔块 ” 用水浸取的目的是让熔块中能溶于水的 TiOSO 4 和 FeSO 4 及 Fe 2 (SO 4 ) 3 ( 钛铁矿中的 Fe 2 O 3 与硫酸反应的产物 ) 充分溶于水，而不溶于水的杂质通过过滤除去。为了提高浸出率，可以采用循环浸取、延长时间，除此之外，还可以将熔块粉碎，连续搅拌，或者适当提高温度。 (3) 浸取液中加入铁屑主要是将 Fe 3 ＋ 还原成 Fe 2 ＋ ，离子方程式为 2Fe 3 ＋ ＋ Fe=3Fe 2 ＋ ；过滤，滤液中的主要成分是 TiOSO 4 和 FeSO 4 ，从滤液中获得 FeSO 4 晶体的基本操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 (4) 第 ③ 步是 TiOSO 4 与水反应生成 H 2 TiO 3 和 H 2 SO 4 ，其方程式为 TiOSO 4 ＋ 2H 2 O=H 2 TiO 3 ＋ H 2 SO 4 。 (5) 取少量 H 2 TiO 3 ，加入盐酸并振荡，滴加 KSCN 溶液后无明显现象， 再加 H 2 O 2 后出现微红色，说明 H 2 TiO 3 中存在的杂质离子是 Fe 2 ＋ ；这种 H 2 TiO 3 即使用水充分洗涤，依然会溶解有杂质离子 Fe 2 ＋ ， Fe 2 ＋ 水解生成 Fe(OH) 2 ，而 Fe(OH) 2 与空气中的氧气反应生成 Fe(OH) 3 ， Fe(OH) 3 在煅烧时产生 Fe 2 O 3 ，因此煅烧后获得的 TiO 2 会发黄。 已知： 25 ℃ 时，几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的 pH 范围如下表所示。 3 ． NiSO 4 · 6H 2 O 是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣 ( 除含镍外，还含有 Cu 、 Fe 、 Cr 等杂质 ) 为原料获得。工艺流程如图： Fe(OH) 2 Fe(OH) 3 Cr(OH) 3 Ni(OH) 2 K sp 8.0 × 10 － 16 4.0 × 10 － 38 6.0 × 10 － 31 6.5 × 10 － 18 完全沉淀 pH ≥9.6 ≥3.2 ≥5.6 ≥8.4 请回答下列问题： (1) 下列措施可行，且能提高废渣浸出率的有 ________ 。 A ．升高反应温度 B ．增大压强 C ．在反应过程中不断搅拌 (2) 在滤液 Ⅰ 中加入 6% 的 H 2 O 2 ，其作用是 ________( 用离子方程式表示 ) ；加入 NaOH 调节 pH 为了除去溶液中的 ________ 。 (3) 滤液 Ⅱ 的主要成分是 ________________ 。 (4) 操作 Ⅰ 的实验步骤依次为 ① ________________ ； ②向沉淀中滴加稀 H 2 SO 4 ，直至恰好完全溶解； ③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得 NiSO 4 · 6H 2 O 晶体； ④用少量乙醇洗涤 NiSO 4 · 6H 2 O 晶体并晾干。 【 答案 】 (1)AC (2)2Fe 2 ＋ ＋ H 2 O 2 ＋ 2H ＋ =2Fe 3 ＋ ＋ 2H 2 O 　 Fe 3 ＋ 、 Cr 3 ＋ (3)Na 2 SO 4 、 NiSO 4 (4) 过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀 2 ～ 3 次 【 解析 】 废渣 ( 除含镍外，还含有 Cu 、 Fe 、 Cr 等杂质 ) 用硫酸溶解过滤后除去不溶于硫酸的铜，所以滤液Ⅰ含有 Fe 2 ＋ 、 Fe 3 ＋ 、 Cr 3 ＋ 杂质，加 H 2 O 2 是将 Fe 2 ＋ 氧化成 Fe 3 ＋ ，再通过调节 pH 使 Fe 3 ＋ 、 Cr 3 ＋ 都以氢氧化物沉淀而除去。滤液 Ⅱ 含有可溶性硫酸盐 Na 2 SO 4 、 NiSO 4 ，再加碳酸钠沉淀二价镍，过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成 NiSO 4 。 4 ． [2017· 江苏卷 ] 某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量 Ag( 金属层中其他金属含量过低，对实验的影响可忽略 ) 。 已知： ① NaClO 溶液在受热或酸性条件下易分解，如： 3NaClO=2NaCl ＋ NaClO 3 ② AgCl 可溶于氨水： AgCl ＋ 2NH 3 · H 2 O ⇌ Ag(NH 3 ) 2 + ＋ Cl － ＋ 2H 2 O ③常温时 N 2 H 4 · H 2 O( 水合肼 ) 在碱性条件下能还原 Ag(NH 3 ) 2 + ： 4Ag(NH 3 ) 2 + ＋ N 2 H 4 · H 2 O=4Ag↓ ＋ N 2 ↑＋ 4NH 4 + ＋ 4NH 3 ↑＋ H 2 O (1)“ 氧化 ” 阶段需在 80 ℃ 条件下进行，适宜的加热方式为 ________ 。 (2) NaClO 溶液与 Ag 反应的产物为 AgCl 、 NaOH 和 O 2 ，该反应的化学方程式为 ________ 。 HNO 3 也能氧化 Ag ，从反应产物的角度分析，以 HNO 3 代替 NaClO 的缺点是 ___________ 。 (3) 为提高 Ag 的回收率，需对 “ 过滤 Ⅱ” 的滤渣进行洗涤，并 ___________ 。 (4) 若省略 “ 过滤 Ⅰ” ，直接向冷却后的反应容器中滴加 10% 氨水，则需要增加氨水的用量，除因过量 NaClO 与 NH 3 · H 2 O 反应外 ( 该条件下 NaClO 3 与 NH 3 · H 2 O 不反应 ) ，还因为 _____ 。 (5) 请设计从 “ 过滤 Ⅱ” 后的滤液中获取单质 Ag 的实验方案： __________( 实验中须使用的试剂有： 2 mol · L － 1 水合肼溶液， 1 mol · L － 1 H 2 SO 4 ) 。 【 答案 】 (1) 水浴加热 (2)4Ag ＋ 4NaClO ＋ 2H 2 O=4AgCl ＋ 4NaOH ＋ O 2 ↑ 会释放出氮氧化物 ( 或 NO 、 NO 2 ) ，造成环境污染 (3) 将洗涤后的滤液合并入过滤 Ⅱ 的滤液中 (4) 未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水，且其中含有一定浓度的 Cl － ，不利于 AgCl 与氨水反应 (5) 向滤液中滴加 2 mol·L － 1 水合肼溶液，搅拌使其充分反应，同时用 1 mol·L － 1 H 2 SO 4 溶液吸收反应中放出的 NH 3 ，待溶液中无气泡产生，停止滴加，静置，过滤、洗涤，干燥 【 解析 】 (1) 要控制 “ 氧化 ” 阶段的反应在 80 ℃ 恒温加热，加热温度低于水的沸点，所以适宜的加热方式为水浴加热。 (2) 结合得失电子守恒和元素守恒，即可配平化学反应方程式； HNO 3 作氧化剂时，会产生 NO 、 NO 2 等有毒气体，造成环境污染。 (3) 过滤 Ⅱ 的滤液中含有 Ag(NH 3 ) 2 + ，所以滤渣的表面残留有 Ag(NH 3 ) 2 + ，为了提高回收率，需要将洗涤滤液回收利用。 (4) 由题干信息 ①② 可知， NaClO 溶液在受热时分解产生 NaCl ， Cl － 会抑制 Ag(NH 3 ) 2 + 的生成。