（江苏专用）2018年高考化学一轮复习 微题型23 金属及其化合物制备流程（二）试题

微题型23 金属及其化合物制备流程（二）

1．草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，也常用作分析试剂及显影剂等，其制备流程如下：

(1)配制(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液时，需加少量硫酸，目的是________________________。 (2)沉淀时发生反应的化学方程式为_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液的颜色由紫红色变为棕黄色，同时有气体生成。这说明草酸亚铁晶体具有________(填“氧化”或“还原”)性。若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O，则参加反应的n(KMnO4)为________________________________________________________________________。 (4)称取3.60 g草酸亚铁晶体(摩尔质量是180 g·mol)用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：

－1

①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为______________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②300 ℃时剩余固体是铁的一种氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式__________。 2．孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3，还含少量FeO、SiO2。以孔雀石为原料可制备CuSO4·5H2O步骤如下：

(1)写出孔雀石与稀硫酸反应的化学方程式：_____________________________________ ________________________________________________________________________， 为了提高原料浸出速率，可采取的措施有________________________________________(写出两条)。

(2)溶液A的金属离子有Cu、Fe。实验步骤中试剂①最佳选________(填字母)。 a．KMnO4 c．H2O2

b．Cl2 d．HNO3

2＋

2＋

(3)溶液B中加入CuO作用是_____________________________________________________。 (4)常温下Fe(OH)3的Ksp＝1×10

＋

－3

－1

－39

，若要将溶液中的Fe转化为Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe

3＋3

)降低至1×10 mol·L，必需将溶液pH调节至____________。

(5)由溶液C获得CuSO4·5H2O晶体，需要经______________、______________和过滤。 (6)可用KMnO4标准溶液测定溶液A中Fe的浓度，量取A溶液20.00 mL，用0.010 mol·L

－1

2＋

酸性KMnO4标准溶液滴定，消耗KMnO4 10.00 mL, A溶液中Fe的物质的量浓度________

－1

－

2＋

＋

2＋

3＋

2＋

mol·L。(反应原理：MnO4＋5Fe＋8H===Mn＋5Fe＋4H2O)

3．(2016·金沙中学月考)铝土矿(主要成分为Al2O3，含有少量杂质)是提取氧化铝的原料。提取氧化铝的工艺流程如下：

(1)请用离子方程式表示第①步反应：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)写出第③步反应的化学方程式：_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)金属铝与氧化铁混合，在高温下会发生剧烈的反应。该反应的化学方程式：______________________________________。请举一例该反应的用途：______________。 (4)电解熔融氧化铝制取金属铝，若有0.9 mol电子发生转移，理论上能得到金属铝的质量是________________________________________________________________________。

答案精析

2＋

1．(1)抑制Fe水解

(2)(NH4)2Fe(SO4)2＋H2C2O4＋2H2O===FeC2O4·2H2O↓＋H2SO4＋(NH4)2SO4 (3)还原 0.6 mol

△

(4)①FeC2O4·2H2O=====FeC2O4＋2H2O ②Fe2O3

解析 (4)①通过剩余固体的质量可知，过程Ⅰ发生的反应是草酸亚铁晶体受热失去结晶水，△

反应的化学方程式为FeC2O4·2H2O=====FeC2O4＋2H2O；②草酸亚铁晶体中的铁元素质量为3.6 56 g·molg×－1＝1.12 g，n(Fe)＝0.02 mol，草酸亚铁晶体中的铁元素完全转化到氧化物180 g·mol中，故氧化物中氧元素的质量为1.60 g－1.12 g＝0.48 g，n(O)＝0.03 mol该氧化物中

－1

nFe0.02 mol2

＝＝，因此其化学式为Fe2O3。

nO0.03 mol3

2．(1)Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O、FeO＋H2SO4===FeSO4＋H2O 增加硫酸浓度 、将原料粉碎、提高反应温度、加催化剂(答案合理均可) (2)c

(3)调pH[或减少c(H)]，使Fe沉淀完全 (4)pH＝2

(5)蒸发浓缩(或加热蒸发、蒸发溶液) 冷却结晶 (6)0.025

解析 (2)因为实验步骤中需要将亚铁离子氧化成铁离子，为了不引入新的杂质，最好选用过氧化氢，选c。(4)根据Ksp[Fe(OH)3]＝c(Fe)·c(OH)，计算氢氧根离子浓度为10

－1

3＋

3

－

－12

＋

3＋

mol·

L，pH＝2。(5)要得到硫酸铜晶体，只能用结晶的方法，所以要先蒸发浓缩(或加热蒸发、蒸发溶液)，再冷却结晶。(6)根据方程式进行计算，1∶5＝(0.01 mol·L×0.01 L)∶(c× 0.02 L)，解c＝0.025 mol·L。 3．(1)Al2O3＋2OH===2AlO2＋H2O

(2)NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3 高温

(3)2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3 焊接铁轨 (4)8.1 g

电解

解析 (4)电解熔融氧化铝制取金属铝2Al2O3(熔融)=====4Al＋3O2↑，反应转移电子为12 4－1

mol，若有0.9 mol电子发生转移，则能得到金属铝的质量是0.9 mol××27 g·mol＝8.1

12g。

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－

－1

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