2021高考化学(新高考版)一轮复习考点考法精练：专题六铁、铜及其化合物金属的冶炼 Word版含解析

A.将软锰矿制成浆可以提高“浸锰”过程中锰的浸取速率 B.溶液Ⅰ中主要存在的金属阳离子为Mn2+、Fe3+ C.操作Ⅰ和操作Ⅱ用到的玻璃仪器有漏斗和烧杯

D.加入饱和NH4HCO3溶液发生的反应的离子方程式为Mn2++2HCO-3

MnCO3↓+CO2↑+H2O

二、非选择题(共23分)

3.[新素材][2020湖北武汉部分学校质量监测,9分]锌是一种常用金属,工业上利用锌焙砂(主要含 ZnO、

ZnFe2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO 等)湿法制取金属锌的流程如图所示,回答下列问题。

已知:Fe的活泼性强于Ni。

(1) ZnFe2O4可写成ZnO·Fe2O3,则ZnFe2O4与H2SO4反应的化学方程式为 。 (2)“净化Ⅰ”操作分为两步:

①将溶液中少量的 Fe2+氧化,下列试剂中可选用的是 (填标号)。 A.新制氯水 B.30%H2O2溶液 C.FeCl3溶液

D.KMnO4溶液

②加入ZnO,调节溶液pH为3.3~6.7,加热到60 ℃左右并不断搅拌,加热搅拌的主要目的是 。

(3)“净化Ⅰ”生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是 。

(4)“净化Ⅱ”中加入过量Zn 的目的是 。

4.[新素材][2020河北唐山摸底考试,14分]四氯化钛(TiCl4)是制取航空材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿

(主要成分是FeTiO3,不溶于水)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意图如下:

回答下列问题:

(1)“酸浸”时需要将钛铁矿粉碎,其目的是 。 (2)浸出液呈强酸性,含有TiO2+、Fe2+及少量Fe3+、Al3+等,则生成TiO2+的离子方程式是 。

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(3)“反应”时需加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性。已知反应:2Fe3++Fe2TiO2+(无色)+Fe+4H+Ti3+(紫色)+Fe3++H2O加入铁屑的作用是 。

2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O; TiO2+(无色)+Fe2++2H+。

3Fe2+;

(4)通过控制条件,可以使过程①中生成的TiO2·nH2O形成一种液态分散系,用一束可见光照射该分散系能够产生丁达尔效应,则分散质颗粒直径的范围是 。

(5)过程①制得的固体TiO2·nH2O需用过量酸清洗以除去其中的Fe(OH)3杂质,检验Fe(OH)3杂质是否除净的实验方法是 。 (6)过程③生成的废气中含有CO,则TiO2和焦炭、氯气在高温下发生反应的化学方程式是 。

(7)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是 (只要求写出一项)。

(8)依据如表所示信息,可采用 方法精制含少量SiCl4杂质的TiCl4。

熔点/℃ 沸点/℃

TiCl4 -25.0 136.4

SiCl4 -68.8 57.6

专题六 铁、铜及其化合物 金属的

冶炼

1.D 应先加KSCN溶液,后加H2O2,以防Fe3+干扰Fe2+的检验,A项错误;用托盘天平称量物质的质量时只能读数至小数点后一位,不能用托盘天平称取5.85 g药品,B项错误;将FeCl3饱和溶液煮沸可促进Fe3+水解,最终得

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到Fe(OH)3沉淀,C项错误;向乙醇、乙酸和苯三种无色液体中分别加入紫色石蕊溶液,变红色的是乙酸,互溶而不变色的是乙醇,分层的是苯(上层无色),即用紫色石蕊溶液可鉴别乙醇、乙酸和苯,D项正确。 2.C 根据氧化还原反应2Fe3++2I-2Fe2++I2和Br2+2Fe2+

2Br-+2Fe3+可知,还原性I->Fe2+>Br-,通入氯气

后,氯气会按I-、Fe2+、Br-的顺序发生反应。由于滴加少量的KSCN溶液,溶液变为红色,证明溶液中有Fe3+生成。FeBr2和FeI2的物质的量相同,因此溶液中的I-、Fe2+和Br-的物质的量相同。A选项中反应表示溶液中的I-和Fe2+完全被氯气氧化,正确;B选项中反应表示溶液中的I-、Fe2+和Br-完全被氯气氧化,正确;由于Br-参加反应,且FeBr2和FeI2的物质的量相同,溶液中的I-、Fe2+和Br-的物质的量相同,C选项中反应不合理;D选项中反应表示溶液中的I-全部被氯气氧化,而Fe2+部分被氧化,正确。

3.BD 硫酸渣用硫酸酸浸时,氧化铁溶解转化为硫酸铁;加入铁粉,则硫酸铁转化为硫酸亚铁;经过滤Ⅰ,滤渣为过量的铁粉和未溶解的二氧化硅;向滤液中加入碳酸氢铵,发生相互促进的水解反应生成了二氧化碳和氢氧化亚铁。 “酸溶”中加热或搅拌或适当增大硫酸浓度均可加快溶解速度,A项正确;根据分析可知,滤渣的主要成分是SiO2和Fe,B项错误; “沉铁”过程中硫酸亚铁与碳酸氢铵发生相互促进的水解反应,化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3

Fe(OH)2↓+(NH4)2SO4+2CO2↑,C项正确;“氧化”Fe(OH)2浆液时,若用氯气代替空气,会

导致产品中含有杂质,铁黄含量偏低,D项错误。

4.D 向稀硝酸中加入过量铁粉,充分反应后,有气体生成,溶液呈浅绿色,再滴加KSCN溶液,溶液不变色,说明稀硝酸与过量Fe反应生成Fe2+,A不正确,将适量铜粉加入1.0 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液中,固体溶解,溶液变蓝,不能说明金属铁比铜活泼,只能说明Fe3+的氧化性强于Cu2+,B不正确。向0.1 mol·L-1 MgSO4溶液中滴加过量NaOH溶液,再滴加0.1 mol·L-1 CuSO4溶液,先生成白色沉淀,后生成蓝色沉淀,因为NaOH溶液过量,故不能说明Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2的小,C不正确。少量铝热剂(只含有一种金属氧化物)溶于足量稀盐酸后,分为两等份,再分别滴加铁氰化钾溶液和KSCN溶液,分别出现蓝色沉淀和溶液变红,说明溶液中有Fe2+和Fe3+。由于铝热剂中的铝粉可以把Fe3+还原为Fe2+,所以铝热剂中铁的氧化物可能是Fe2O3或Fe3O4,D正确。 5.(1)分液漏斗(1分) 液封,防止空气进入装置4(1分) (2)在装置2、3之间添加控制开关(1分) (3)装置4内的空气没有排尽(1分)

【解析】 (1)仪器1的名称为分液漏斗。由于Fe(OH)2易被氧气氧化,故装置5的作用是通过液封,防止空气进入装置4。(2)3中溶液不能进入4中的原因是生成的氢气沿着导管通过2逸出,三颈烧瓶中无法形成高压,故只需在2、3之间加一个控制开关。(3)生成灰绿色沉淀说明氢氧化亚铁部分被氧化,分析原因应该是装置4中的空气未排尽。

6.Ⅰ.(1)氧化(1分) (2)取少量待测液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有(2分) (3)4NA(1分) “引火铁”

表面积很大,加快了其与氧气的反应(2(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O

分)

Ⅱ.(1)Fe4N(1

分)

(1

分)

4Fe(OH)3(2分) (3)Fe2O3+2NH32Fe+N2+3H2O(2分)

【解析】 Ⅰ.(1)NaNO2因具有氧化性能使血红蛋白丧失与O2的结合能力,实质是NaNO2氧化了血红蛋白中的二价Fe,药品“美蓝”是其有效的解毒剂,说明药品“美蓝”具有还原性,解毒时“美蓝”发生氧化反应。(2)一般用硫氰化钾溶液检验铁离子,操作过程:取少量待测液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液呈红色,说明原溶液中有Fe3+,反之则没有。(3)标况下,44.8LH2的物质的量为2mol,反应转移的电子数目为2×2×NA=4NA;“引火铁”表面积很大,加快了其与氧气的反应,因此“引火铁”在空气中可以自燃。Ⅱ.气体甲可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则气体甲为氨气,说明化合物M中含有氮元素;白色沉淀乙→红褐色沉淀丙,说明化合物M中含有铁元素;红褐色沉淀丙→固体丁(14.40g),固体丁为氧化铁,根据质量守恒确定化合物M的化学式。(1)根据以上分析可知,M由铁、氮两种元素组成,氧化铁的质量为14.40g,则铁元素的质量为14.40g×10.71g-10.08g=0.63g,n(Fe)∶n(N)=

10.080.6356

112160

=10.08g,氮元素的质量为

。(2)白色

∶

14

=4∶1,所以M的化学式为Fe4N。氨气的电子式为

沉淀乙是氢氧化亚铁,在空气中被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,反应的化学方程式为

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4Fe(OH)2+O2+2H2O式为Fe2O3+2NH32NaOH+SiO2高

4Fe(OH)3。(3)高温条件下,氧化铁与氨气反应生成铁、氮气和水,该反应的化学方程2Fe+N2+3H2O。

2Fe3++Cl-+H2O (4)高铁酸钠在杀菌

7.(除标明外,每空2分)(1)+6(1分) d(1分) (2)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率

Na2SiO3+H2O (3)过滤(1分) 2Fe2++ClO-+2H+

消毒时,本身被还原成Fe3+,Fe3+易水解生成Fe(OH)3胶体,可吸附水中的悬浮杂质,从而起到净水的作用 (5)【解析】 (1)根据化合物中各元素化合价的代数和为0,由Na为+1价,O为-2价可知Fe为+6价。由题干信息可知Na2FeO4具有强氧化性,故需贴无机氧化剂的标志。(2)粉碎后,反应物表面积增大,可提高碱浸速率,提高浸出率。碱浸时,菱铁矿中的SiO2杂质与NaOH反应生成Na2SiO3和H2O,反应的化学方程式为SiO2+2NaOH

Na2SiO3+H2O。(3)由题图1知,经操作1和操作2后均得到固体,故这两个操作均为过滤。

2Fe3++Cl-+H2O。(4)

步骤③加入氧化剂NaClO,Fe2+转化为Fe3+,故该反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+

高铁酸钠可用于消毒主要是因为其具有强氧化性,消毒过程中,+6价Fe被还原,生成+3价Fe,即Fe3+,其水解生成的Fe(OH)3胶体具有吸附性,可起到净水的作用。(5)Na2FeO4在碱性环境中可稳定存在,故污水的碱性越强(pH越大),溶液中Na2FeO4的质量浓度越大,结合题图2可知,曲线Ⅰ的pH比曲线Ⅱ高。

8.B 向一定量的铜和氧化铁的混合物中加入200 mL 1.5 mol/L的稀硫酸,完全反应后固体无剩余,所得溶液中只有两种溶质,溶质是硫酸亚铁和硫酸铜,这说明铁离子恰好与铜反应,根据离子方程式2Fe3++Cu

2Fe2++Cu2+可知,原混合物中铜和氧化铁的物质的量之比是1∶1,A项正确;反应后的溶液中不存

在硫酸铁,B项错误;硫酸是0.3 mol,生成水0.3 mol,即氧化铁中n(O)=0.3 mol,所以若用CO还原等质量的原混合物,充分反应后,质量将减少0.3 mol×16 g/mol=4.8 g,C项正确;根据以上分析可知反应后溶液中硫酸亚铁是0.2 mol,硫酸铜是0.1 mol,若用KMnO4溶液来滴定反应后的溶液,硫酸亚铁被氧化,失去0.2 mol电子,所以根据得失电子守恒可知需要高锰酸钾的物质的量是0.2 mol÷5=0.04 mol,D项正确。

9.D 铜能溶于稀硝酸,过滤、低温干燥不能得到纯铜,A项错误;电解精炼银时,粗银作阳极,纯银作阴极,B项错误;CuO、Fe2O3与稀硫酸的反应均为非氧化还原反应,C项错误;滤液B中主要含有硫酸亚铁,可用于提取FeSO4·7H2O,D项正确。

10.(1)促进碳酸钠的水解,提高清洗效率(1分) (2)Fe+2H+

Fe2++H2↑(或Fe+2Fe3+

3Fe2+)(2分)

(3)H2O2(1分) (4)取少量溶液B于试管中,先加KSCN溶液,不显红色,再加氯水后显红色(2分) (5)CuCl2【解析】

Cl2↑+Cu(2分)

(1)Na2CO3溶液因

-CO23水解呈碱性,加热能促进-CO23水解,使溶液碱性增强,从而提高油污的清洗效率。(2)Fe

与FeCl3溶液或与盐酸反应均能生成Fe2+。(3)步骤③通入Cl2是为了将溶液B中的Fe2+氧化成Fe3+,可用绿色氧化剂H2O2代替有毒的Cl2。(4)向溶液B中加入KSCN溶液无明显现象,滴入氯水后出现红色,则可证明溶液B中仅含Fe2+而无Fe3+。(5)步骤⑤电解时,阳极和阴极分别为Cl-和Cu2+放电,相当于电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2。

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