（课标Ⅱ）2020版高考化学一轮复习 专题六 铁、铜及其化合物课件

专题六铁、铜及其化合物高考化学(课标Ⅱ专用)考点一铁及其化合物五年高考A组课标Ⅱ卷区题组1.(2018课标Ⅱ,26,14分)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示: 相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有;氧化除杂工序中ZnO的作用是,若不通入氧气,其后果是。(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为;沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。答案(1)ZnS+ O2 ZnO+SO2(2)PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2+(3)Cd2++Zn Cd+Zn2+(4)Zn2++2e- Zn溶浸32解析(1)高温焙烧,金属硫化物转化为金属氧化物和二氧化硫气体。(2)PbSO4难溶于水;氧化除杂工序中通入O2,可将铁元素完全转化为Fe3+,加入ZnO调节溶液pH为2.8~6.2,保证Fe3+被完全除去。(3)还原除杂工序中锌粉可置换出金属Cd。(4)电解硫酸锌溶液时,阴极反应式为Zn2++2e- Zn,阳极反应式为2H2O-4e- O2↑+4H+,沉积锌后的电解液中主要含硫酸,可返回溶浸工序继续使用。2.(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0.1mol·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2mLFeCl2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2mLFeCl2溶液中先加入0.5mL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10mL0.1mol·L-1KI溶液,加入6mL0.1mol·L-1FeCl3溶液混合。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:①第一支试管中加入1mLCCl4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(15分)(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++2H2OFe3+催化H2O2分解产生O2H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动解析(1)Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,加入少量铁屑,可防止Fe2+被氧化。(2)Cl2可将Fe2+氧化,反应的离子方程式为2Fe2++Cl2 2Fe3++2Cl-。(3)Fe2+易被空气中的O2氧化,加入煤油,覆盖在溶液上面,阻止空气进入溶液干扰实验。(4)实验②加入K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀,说明含有Fe2+;实验①和③说明在I-过量的情况下,溶液中仍含有Fe3+,证明该反应为可逆反应。(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明Fe2+被H2O2氧化成Fe3+,同时生成的Fe3+对H2O2的分解有催化作用,H2O2的分解反应放热,又对Fe3+的水解起促进作用。易错警示第(5)问若不能挖掘内涵,会对产生气泡的原因及生成沉淀的原因分析不清。关联知识1.Fe2+的还原性。2.Fe2+的检验。3.可逆反应的特征。4.H2O2的不稳定性。5.外界条件对水解平衡的影响。考点二铜及其化合物金属的冶炼3.(2014课标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溶液答案BA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,1molZn置换出1molCu,固体质量减轻,不符合题意。解题关键题目强调固体质量增加,在溶液中进行的反应要注意分析对象。拓展延伸铝与Fe2O3发生铝热反应可用于焊接铁轨。B组课标Ⅰ、课标Ⅲ、自主命题·省(区、市)卷题组考点一铁及其化合物1.(2018江苏单科,9,2分)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.NaHCO3(s) Na2CO3(s) NaOH(aq)B.Al(s) NaAlO2(aq) Al(OH)3(s)C.AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) Ag(s)D.Fe2O3(s) Fe(s) FeCl3(aq)答案A本题考查元素化合物之间的相互转化。2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O、Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3↓+2NaOH,A正确;NaAlO2与过量HCl(aq)反应生成AlCl3和NaCl,B不正确;[Ag(NH3)2]+与蔗糖无法发生银镜反应生成Ag,C不正确;Fe与HCl(aq)反应生成FeCl2和H2,D不正确。2.(2017江苏单科,7,2分)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.Fe FeCl2 Fe(OH)2B.S SO3 H2SO4C.CaCO3 CaO CaSiO3D.NH3 NO HNO3答案C本题考查元素及其化合物的知识。A项,铁在Cl2中燃烧只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;B项,硫与O2反应不能直接生成SO3;C项,CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2,CaO与SiO2在高温条件下化合生成CaSiO3,即CaCO3 CaO+CO2↑、CaO+SiO2 CaSiO3;D项,NH3与O2在催化剂、加热条件下发生反应生成NO,NO易与O2反应生成NO2,NO2能与水反应生成HNO3,但NO不能与水反应。易混易错Fe在Cl2中燃烧时,无论Fe是否过量,只能生成FeCl3,不能生成FeCl2;Fe与FeCl3溶液反应生成FeCl2;S在O2中燃烧时,无论O2是否过量,只能生成SO2,不能直接生成SO3。3.(2015江苏单科,8,2分)在给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是 ()A.粗硅 SiCl4 SiB.Mg(OH)2 MgCl2(aq) MgC.Fe2O3 FeCl3(aq) 无水FeCl3D.AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]OH(aq) Ag答案AA项,粗硅在高温条件下与Cl2反应生成SiCl4,再在高温条件下用H2还原SiCl4可制备纯硅;B项,工业上常通过电解熔融状态的MgCl2制备金属镁;C项,FeCl3易水解,加热可促进FeCl3的水解,加热蒸发FeCl3溶液不能得到无水FeCl3;D项,蔗糖不能与银氨溶液发生银镜反应。4.(2019课标Ⅰ,27,15分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下: 回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是。(2)步骤②需要加热的目的是,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为(填标号)。 (3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是。分批加入H2O2,同时为了,溶液要保持pH小于0.5。(4)步骤⑤的具体实验操作有,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。答案(1)碱煮水洗(2)加快反应热水浴C(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质防止Fe3+水解(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O解析本题涉及的考点有铁及其化合物、氧化还原反应和工艺流程等;考查了学生将实际问题分解,通过运用相关知识分析和解决化学问题的能力。(1)用热纯碱溶液洗去铁屑表面的油污后,再用水洗涤铁屑表面附着物。(2)加热可以加快化学反应速率,进而加快铁屑的溶解。为便于控制温度在80~95℃,可采取水浴加热方式。铁屑中硫化物与稀H2SO4反应生成酸性气体H2S,可用碱液吸收,并用倒扣漏斗,既能充分吸收又能防止倒吸。(3)步骤③利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防止Fe3+水解,需控制溶液的pH小于0.5。(4)从溶液中得到产品硫酸铁铵晶体,先加热浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥即可。(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1mol,加热到150℃,失去1.5mol(即27g)水,质量减轻5.6%,则硫酸铁铵晶体的相对分子质量为 ≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,则剩余部分为水, =12,故硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。275.6%482266185.(2015山东理综,29,15分)利用LiOH和钴氧化物可制备锂离子电池正极材料。LiOH可由电解法制备,钴氧化物可通过处理钴渣获得。(1)利用如图装置电解制备LiOH,两电极区电解液分别为LiOH和LiCl溶液。B极区电解液为溶液(填化学式),阳极电极反应式为,电解过程中Li+向电极迁移(填“A”或“B”)。 (2)利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的工艺流程如下: Co(OH)3溶解还原反应的离子方程式为。铁渣中铁元素的化合价为。在空气中煅烧CoC2O4生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2体积为1.344L(标准状况),则钴氧化物的化学式为。答案(1)LiOH2Cl--2e- Cl2↑B(2)2Co(OH)3+S +4H+ 2Co2++S +5H2O[或Co(OH)3+3H+ Co3++3H2O,2Co3++S +H2O 2Co2++S +2H+]+3Co3O423O24O23O24O解析(1)B极区产生H2,则B极区发生还原反应,为阴极;A极电极反应式为2Cl--2e- Cl2↑,为阳极。A极区电解液为LiCl溶液,B极区电解液为LiOH溶液;Li+(阳离子)向阴极(B电极)移动。(2)向浸液中加入了具有氧化性的NaClO3和O2,所以铁渣中的铁元素为+3价。设钴氧化物的化学式为CoxOy,由xCoC2O4+ O2 CoxOy+2xCO2(59x+16y)g2x×22.4L2.41g1.344L则 = ,解得x∶y=3∶4,则钴氧化物的化学式为Co3O4。2y(5916)g2.41gxy222.4L1.344Lx6.(2015课标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。