2018年高考化學(xué)大二輪復(fù)習(xí) 專題三 元素及其化合物 第12講 常見(jiàn)金屬元素學(xué)案.doc

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第12講　常見(jiàn)金屬元素 最新考綱 考向分析 1.了解鈉的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 2．了解鈉的重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。 3．了解鋁的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 4．了解鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 5．了解鐵的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 6．了解鐵的重要化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用。 1.客觀題：結(jié)合離子反應(yīng)、阿伏加德羅常數(shù)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和分析，考查重要金屬元素單質(zhì)和化合物的重要性質(zhì)。 2．主觀題：結(jié)合物質(zhì)的制備或分離提純的工藝流程、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等綜合考查重要金屬元素及其化合物的性質(zhì)、化合物之間的相互轉(zhuǎn)化，并要將其與基本理論(電離、水解、電化學(xué)、膠體)等密切聯(lián)系起來(lái)。 考點(diǎn)一　金屬及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化 Z (課前) 1．(2018江蘇9)在給定條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是(　A　) 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) [解析]　B錯(cuò)：NaAlO2(aq)與過(guò)量HCl(aq)反應(yīng)，生成AlCl3。C錯(cuò)：蔗糖(aq)中無(wú)醛基，不能與[Ag(NH3)2]＋(aq)反應(yīng)生成Ag(s)。D錯(cuò)：Fe(s)與HCl(aq)反應(yīng)生成FeCl2(aq)。 2．(2016全國(guó)Ⅲ6節(jié)選)過(guò)氧化鈣微溶于水，溶于酸，可用作分析試劑、醫(yī)用防腐劑、消毒劑。以下是一種制備過(guò)氧化鈣的實(shí)驗(yàn)方法?；卮鹣铝袉?wèn)題： (一)碳酸鈣的制備 (1)步驟①加入氨水的目的是_調(diào)節(jié)溶液pH使Fe(OH)3沉淀__。 (二)過(guò)氧化鈣的制備 CaCO3濾液 白色結(jié)晶 (2)步驟②的具體操作為逐滴加入稀鹽酸，至溶液中尚存有少量固體，此時(shí)溶液呈_酸__性(填“酸”、“堿”或“中”)。將溶液煮沸，趁熱過(guò)濾。將溶液煮沸的作用是_除去溶液中的CO2__。 (3)步驟③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2＋6H2O===CaO28H2O↓＋2NH4Cl或CaCl2＋2NH3H2O＋H2O2===CaO2↓＋2NH4Cl＋2H2O　，該反應(yīng)需要在冰浴下進(jìn)行，原因是_溫度過(guò)高時(shí)雙氧水易分解__。 (4)將過(guò)濾得到的白色結(jié)晶依次使用蒸餾水、乙醇洗滌，使用乙醇洗滌的目的是_去除結(jié)晶表面水分__。 [解析]　(1)由碳酸鈣的制備流程圖可以看出，加入鹽酸后得到的溶液中含有Ca2＋、Fe2＋或Fe3＋，加入雙氧水可以把Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水先中和多余的鹽酸，再把Fe3＋轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀經(jīng)過(guò)濾而除去，即可得到比較純凈的氯化鈣溶液。(2)向CaCO3固體中逐滴加入稀鹽酸生成CaCl2、H2O和CO2，因?yàn)槿芤褐猩写嬗猩倭康墓腆w，所以鹽酸不足，溶液中的溶質(zhì)是CaCl2，因?yàn)镃aCl2是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，在水中不能水解，其溶液顯中性，但是由于產(chǎn)生的CO2 能夠部分溶于水生成碳酸，所以溶液顯酸性。將溶液煮沸可以除去溶液中溶解的CO2。(3)根據(jù)題意，反應(yīng)物是CaCl2、NH3H2O和H2O2，生成物中一定有CaO2，根據(jù)元素守恒可以判斷還有NH4Cl和H2O，據(jù)此寫(xiě)出并且配平方程式；因?yàn)榉磻?yīng)物中H2O2受熱易分解，所以該反應(yīng)需要在冰浴中進(jìn)行。(4)過(guò)氧化鈣微溶于水，用水洗可以洗去結(jié)晶表面的少量雜質(zhì)，然后用乙醇洗滌結(jié)晶表面殘留的少量水，利用其揮發(fā)性而除去水。 3．(2016全國(guó)Ⅱ28節(jié)選)某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2＋、Fe3＋的性質(zhì)。回答下列問(wèn)題： (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體，均配制成0.1 molL－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑，其目的是_防止Fe2＋被氧化__。 (2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－　。 [解析]　(1)Fe2＋具有還原性，F(xiàn)eCl2溶液易被氧化而變質(zhì)，配制FeCl2溶液時(shí)加入少量鐵屑，目的是防止Fe2＋被氧化。(2)溶液變紅，說(shuō)明有Fe3＋生成，則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)生成FeCl3，離子方程式為：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。 4．判斷正誤(下列敘述正確的畫(huà)“√”，錯(cuò)誤的畫(huà)“”) (1)(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，10B)乙醇和水都可與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生可燃性氣體，說(shuō)明乙醇分子中的氫與水分子中的氫具有相同的活性。() (2)(2017課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，13B)將金屬鈉在燃燒匙中點(diǎn)燃，迅速伸入集滿CO2的集氣瓶，集氣瓶中產(chǎn)生大量白煙，瓶?jī)?nèi)有黑色顆粒產(chǎn)生，說(shuō)明CO2具有氧化性。(√) (3)(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，10C)鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物。23 g鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為NA。(√) (4)(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，13A)將稀鹽酸滴入碳酸鈉與氫氧化鈉的混合溶液中，立即產(chǎn)生氣泡。() (5)(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅲ，7A)Al2(SO4)3和小蘇打反應(yīng)應(yīng)用于泡沫滅火器滅火。(√) (6)(2016課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，1B)將MgCl2溶液加熱蒸干制備無(wú)水MgCl2。() (7)(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅰ，10C)用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過(guò)的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁滴落下來(lái)，說(shuō)明鋁的熔點(diǎn)較低。() (8)(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，13B)濃硝酸滴入用砂紙打磨過(guò)的鋁條中，產(chǎn)生紅棕色氣體。() (9)(2015課標(biāo)全國(guó)Ⅱ，13C)氯化鋁溶液滴入濃NaOH溶液中，產(chǎn)生大量白色沉淀。() [解析]　(1)乙醇和水分子中都含有—OH，可與金屬鈉反應(yīng)，但乙醇分子中羥基氫的活性小于水分子中氫的活性，錯(cuò)誤。 (2)金屬鈉在CO2中燃燒，反應(yīng)為4Na＋CO22Na2O＋C或2Na＋CO2Na2O2＋C，說(shuō)明CO2具有氧化性，正確。 (3)23 g鈉的物質(zhì)的量為1 mol，鈉的氧化物中，鈉都是＋1價(jià)，1 mol鈉轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA。 (4)稀鹽酸先與溶液中的氫氧化鈉反應(yīng)，不會(huì)立即產(chǎn)生氣泡。 (5)NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液混合，發(fā)生反應(yīng)：Al3＋＋3HCO===Al(OH)3↓＋3CO2↑，Al(OH)3覆蓋在可燃物表面隔絕空氣，CO2能阻止燃燒，因此能用于滅火器滅火。 (6)鎂離子水解生成氫氧化鎂。 (7)氧化鋁的熔點(diǎn)高，保護(hù)熔化的液態(tài)鋁，液態(tài)鋁不會(huì)滴落。 (8)常溫下，鋁遇到濃硝酸發(fā)生鈍化，不能產(chǎn)生紅棕色氣體。 (9)氫氧化鋁能溶解于NaOH溶液中，不會(huì)產(chǎn)生大量白色沉淀。 R (課堂) 知能補(bǔ)漏 1．區(qū)分8種物質(zhì)的顏色： Na2O2是_淡黃色__；Fe2O3是_紅棕色__；Fe3O4、CuO是 _黑色__；Mg(OH)2、Al(OH)3是_白色__；Fe(OH)3是_紅褐色__；Cu(OH)2是_藍(lán)色__。 2．熟記6種物質(zhì)的俗名或化學(xué)式： CuSO45H2O：_藍(lán)礬(膽礬)__， 燒堿、火堿、苛性鈉：_NaOH__， 熟石灰、消石灰：_Ca(OH)2__， 銅綠、孔雀石：_Cu2(OH)2CO3__， 水玻璃、泡花堿：_Na2SiO3溶液__， 堿石灰：CaO與NaOH的混合物。 3．知道十一種物質(zhì)的重要用途： 鈉——制Na2O2、冶煉Ti等金屬、鈉鉀合金原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑 鐵粉——袋裝食品中的脫氧劑 生石灰(CaO)——袋裝食品中的干燥劑 氧化鐵(Fe2O3)——紅色涂料、冶煉鐵 氧化鋁(Al2O3)——耐火材料、冶煉鋁 氫氧化鋁——中和胃酸 明礬(KAl(SO4)212H2O)——凈水劑 氯化鐵——印刷電路板回收銅、凈水劑 小蘇打(NaHCO3)——治療胃酸過(guò)多、發(fā)酵粉、滅火劑 純堿(Na2CO3)——去油污 高鐵酸鈉(Na2FeO4)——?dú)⒕⑾?、凈? 4．辨明5個(gè)常見(jiàn)認(rèn)識(shí)誤區(qū)： (1)Na2O2不是_堿性__氧化物。 (2)溶液中加入KSCN溶液，溶液變紅色，只能說(shuō)明溶液中含有_Fe3＋__，無(wú)法證明是否含有_Fe2＋__。 含F(xiàn)e3＋的溶液中混有Fe2＋，一般可用酸性KMnO4溶液或K3[Fe(CN)6]溶液檢驗(yàn)，現(xiàn)象為酸性KMnO4溶液褪色或產(chǎn)生藍(lán)色沉淀；若該溶液中的陰離子含有Cl－，則容易被酸性KMnO4溶液氧化，不能使用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)。 (3)既能與酸反應(yīng)生成氣體，又能與堿反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)不一定是Al，還可能是_(NH4)2CO3__或_NH4HCO3__等。 (4)Fe與Cl2反應(yīng)，無(wú)論Cl2是否過(guò)量，產(chǎn)物均為_(kāi)FeCl3__。 (5)Na在氧氣中燃燒，無(wú)論氧氣是否足量，產(chǎn)物均為_(kāi)Na2O2__。 5．掌握3類特殊的反應(yīng)： (1)既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)可能是Al、Al2O3、Al(OH)3、弱酸的酸式鹽(如NaHCO3)、弱酸的銨鹽[如(NH4)2CO3]、氨基酸和蛋白質(zhì)等。 (2)與水接觸產(chǎn)生氣體的常見(jiàn)物質(zhì)有Na、K、Na2O2。 (3)與水接觸既產(chǎn)生氣體又產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)有Al2S3、Mg3N2、CaC2等。 6．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的除去方法 (1)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe3＋的方法。 向混合溶液中加入MgO、MgCO3、Mg(OH)2[或ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3]中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀過(guò)濾除去。 (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)2CO3四種物質(zhì)中的其中一種，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，將Fe3＋轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀過(guò)濾除去。 (3)除去Mg2＋(或Zn2＋)中混有Fe2＋的方法。 先加氧化劑(如H2O2等)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，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。 先加氧化劑(如H2O2等)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。 B (課后) 1．(2018濰坊三模)在給定的條件下，下列選項(xiàng)所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實(shí)現(xiàn)的是(　C　) A．Al2O3AlCl3Al(OH)3 B．NaNa2ONaOH C．FeCl3FeCl2FeCl3 D．MgCO3MgCl2(aq)Mg [解析]　A項(xiàng)，AlCl3與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO2，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Na和O2加熱反應(yīng)生成Na2O2，B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2、2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，C正確；D項(xiàng)，金屬鎂的冶煉方法是電解熔融的氯化鎂，D錯(cuò)誤。 2．(2018武漢考前模擬)下列關(guān)于元素及其化合物的說(shuō)法不正確的是(　D　) A．Fe在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應(yīng) B．Al、Cl2均能和NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且兩單質(zhì)的作用不相同 C．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解，若再繼續(xù)加入KNO3固體，銅粉會(huì)溶解 D．金屬單質(zhì)Na、Mg、Fe在一定條件下與水反應(yīng)都生成H2和相應(yīng)的堿 [解析]　A項(xiàng)，鐵是活潑的金屬，在一定條件下可與濃鹽酸、稀硫酸、濃硝酸等劇烈反應(yīng)，A正確；B項(xiàng)，Al、Cl2均能和NaOH溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，且兩單質(zhì)的作用不相同，鋁是還原劑，氯氣是氧化劑也是還原劑，B正確；C項(xiàng)，在酸性溶液中硝酸根具有強(qiáng)氧化性，能氧化金屬銅，C正確；D項(xiàng)，鐵和水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，D錯(cuò)誤。 3．(新題預(yù)測(cè))已知下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，M、N均為單質(zhì)，則M可能是(　D　) M＋NQQ溶液M＋N A．Na B．Al C．Fe D．Cu [解析]　Na、Al、Fe均為活潑金屬，電解相關(guān)溶液不能制取其單質(zhì)；電解銅鹽溶液可以生成銅單質(zhì)，轉(zhuǎn)化關(guān)系是Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2Cu＋Cl2。 4．(2018深圳一模節(jié)選)小組同學(xué)稱取13.8 g MgCO3nH2O進(jìn)行熱重分析，并繪制剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖所示，則n＝_3__。溫度為T(mén)1時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 MgCO33H2OMgCO3H2O＋2H2O↑　；溫度為T(mén)2時(shí)所得固體為_(kāi)MgCO3__。 [解析]　由圖象可知，該晶體分解過(guò)程先逐步失去結(jié)晶水，當(dāng)結(jié)晶水全部失去后，碳酸鎂分解成氧化鎂和二氧化碳，最終氧化鎂質(zhì)量為4.0 g。 MgCO3nH2OMgO＋CO2↑＋nH2O 84＋18n 40 13.8 g 4.0 g ＝，解得n＝3。 固體減少的質(zhì)量即為水的質(zhì)量，T1時(shí)質(zhì)量減少3.6 g，T2 時(shí)質(zhì)量又減少1.8 g，可求得T1時(shí)所得固體為MgCO3H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCO33H2OMgCO3 H2O＋2H2O↑，T2時(shí)所得固體為MgCO3。 考點(diǎn)二　以金屬為背景的化工流程 Z (課前) 1．(2017全國(guó)Ⅱ節(jié)選)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2，并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的過(guò)程如圖所示： 回答下列問(wèn)題： (1)在分解水泥樣品過(guò)程中，以鹽酸為溶劑，氯化銨為助溶劑，還需加入幾滴硝酸，加入硝酸的目的是_將樣品中可能存在的Fe2＋氧化為Fe3＋__，還可使用_H2O2__代替硝酸。 (2)沉淀A的主要成分是_SiO2或H2SiO3__，其不溶于強(qiáng)酸但可與一種弱酸反應(yīng)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 SiO2＋4HFSiF4↑＋2H2O或(H2SiO3＋4HF＝SiF4↑＋3H2O)　。 (3)加氨水過(guò)程中加熱的目的是_防止膠體生成，易沉淀分離__。沉淀B的主要成分為_(kāi)Al(OH)3__、_Fe(OH)3__ (填化學(xué)式)。 [解析]　本題結(jié)合實(shí)驗(yàn)室測(cè)定水泥樣品中鈣含量的流程考查元素化合物、物質(zhì)分離提純等知識(shí)的應(yīng)用。(1)水泥熟料中的CaO和鐵、鋁、鎂等金屬的氧化物均能溶于鹽酸，加入硝酸能將水泥樣品中可能含有的Fe2＋氧化為Fe3＋，為了不引入新雜質(zhì)，還可用H2O2代替硝酸。(2)根據(jù)圖示流程可知，不溶于鹽酸和硝酸的沉淀A為SiO2(或H2SiO3)，SiO2(或H2SiO3)能溶于弱酸氫氟酸，生成SiF4和H2O。(3)加入氨水調(diào)節(jié)溶液的pH＝4～5的過(guò)程中加熱，能防止膠體生成，易沉淀分離，結(jié)合流程圖可知，沉淀B的主要成分是Al(OH)3和Fe(OH)3。 2．(2015全國(guó)Ⅰ36)氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水，可溶于氯離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料，采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如下： 回答下列問(wèn)題： (1)步驟①中得到的氧化產(chǎn)物是_CuSO4或Cu2＋__。溶解溫度應(yīng)控制在60～70 ℃，原因是_溫度低溶解速度慢、溫度過(guò)高銨鹽分解__。 (2)寫(xiě)出步驟③中主要反應(yīng)的離子方程式 2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋　。 (3)步驟⑤包括用pH＝2的酸洗、水洗兩步操作，酸洗采用的酸是_硫酸__(寫(xiě)名稱)。 (4)上述工藝中，步驟⑥不能省略，理由是_醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化__。 (5)步驟②、④、⑤、⑧都要進(jìn)行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有_BD__(填字母)。 A．分餾塔 B．離心機(jī) C．反應(yīng)釜 D．框式壓濾機(jī) (6)準(zhǔn)確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g，將其置于過(guò)量的FeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加入適量稀硫酸，用a molL－1的K2Cr2O7溶液滴定到終點(diǎn)，消耗K2Cr2O7溶液b mL，反應(yīng)中Cr2O被還原為Cr3＋。樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)0.597ab/m100%__。 [解析]　(1)海綿銅的主要成分是Cu與CuO，溶解所需試劑中有硝酸銨、水、硫酸，則Cu被氧化為銅離子；由后面的流程可回收硫酸銨，可知溶液中的硫酸根離子未被還原，所以得到的氧化產(chǎn)物為CuSO4，而不是硝酸銅； (2)步驟③反應(yīng)后過(guò)濾，說(shuō)明步驟③反應(yīng)中有沉淀產(chǎn)生，則該沉淀為CuCl沉淀，結(jié)合硫酸銨的回收，可知步驟③發(fā)生的離子反應(yīng)為2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋； (3)根據(jù)步驟③發(fā)生的離子反應(yīng)可知，CuCl不溶于硫酸，所以酸洗所需要的酸應(yīng)是硫酸； (4)CuCl難溶于醇和水，潮濕空氣中易水解氧化，而水與醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化； (5)用于分離固體和液體的設(shè)備與實(shí)驗(yàn)室中過(guò)濾的原理是相似的。A．分餾塔是用于分離互溶的液體的設(shè)備，錯(cuò)誤；B．離心機(jī)可利用離心力的作用使液體中的固體沉降，達(dá)到固液分離的目的，正確；C．反應(yīng)釜為發(fā)生反應(yīng)的設(shè)備，錯(cuò)誤；D．框式壓濾機(jī)可以使物料中的水通過(guò)擠壓而排出，達(dá)到固液分離的目的，正確，答案選BD； (6)根據(jù)題意，CuCl與K2Cr2O7發(fā)生氧化還原反應(yīng)，K2Cr2O7被還原為Cr3＋，則a mol/L b mL K2Cr2O7溶液發(fā)生反應(yīng)時(shí)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是ab10－323 mol＝6ab10－3mol，＋1價(jià)Cu會(huì)被氧化為Cu2＋，根據(jù)得失電子守恒，則CuCl的物質(zhì)的量是6ab10－3mol，則樣品中CuCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(6ab10－3 mol99.5 g/mol)/m g100%＝0.597ab/m100%。 3．(2018全國(guó)Ⅱ卷26)我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家。一種以閃鋅礦(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示： 相關(guān)金屬離子[c0(Mn＋)＝0.1 molL－1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下： 金屬離子 Fe3＋ Fe2＋ Zn2＋ Cd2＋ 開(kāi)始沉淀的pH 1.5 6.3 6.2 7.4 沉淀完全的pH 2.8 8.3 8.2 9.4 回答下列問(wèn)題： (1)焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ZnS＋O2ZnO＋SO2　。 (2)濾渣1的主要成分除SiO2外還有_PbSO4__；氧化除雜工序中ZnO的作用是_調(diào)節(jié)溶液的pH__，若不通入氧氣，其后果是_無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2＋__。 (3)溶液中的Cd2＋可用鋅粉除去，還原除雜工序中反應(yīng)的離子方程式為 Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋　。 (4)電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反應(yīng)式為 Zn2＋＋2e－===Zn?。怀练e鋅后的電解液可返回_溶浸__工序繼續(xù)使用。 [解析]　(1)閃鋅礦的主要成分是ZnS，所以高溫焙燒過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnS＋O2焙燒,ZnO＋SO2。 (2)閃鋅礦焙燒后的主要成分變?yōu)閆nO，還存在少量SiO2、Fe2O3、CdO、PbO，加稀H2SO4后，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)： ZnO＋H2SO4,ZnSO4＋H2O、Fe2O3＋3H2SO4,Fe2(SO4)3＋3H2O、CdO＋H2SO4,CdSO4＋H2O、PbO＋H2SO4,PbSO4＋H2O。其中SiO2和PbSO4不溶于水，以沉淀的形式沉降下來(lái)，所以濾渣1的主要成分是SiO2和PbSO4。氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH在2.8～6.2，使Fe3＋完全轉(zhuǎn)變?yōu)镕e(OH)3沉淀；通入O2的目的是使溶液中的Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，有利于除雜，若不通入O2，無(wú)法除去溶液中的雜質(zhì)Fe2＋。 (3)溶液中的Cd2＋與加入的Zn粉反應(yīng)而被除去，反應(yīng)的離子方程式為Zn＋Cd2＋,Zn2＋＋Cd。 (4)電解ZnSO4溶液制備單質(zhì)Zn時(shí)，陰極放電的是Zn2＋和H＋。因?yàn)槿芤褐械腪n2＋濃度較大，所以陰極電極反應(yīng)式應(yīng)該是Zn2＋＋2e－,Zn，陽(yáng)極放電的是OH－，電極反應(yīng)式是4OH－－4e－,2H2O＋O2↑。沉積鋅后的溶液應(yīng)該是ZnSO4和稀H2SO4，可返回到溶浸工序循環(huán)使用。 R (課堂) 知能補(bǔ)漏 “三抓法”解流程題 1．抓箭頭： 主線主產(chǎn)品；支線副產(chǎn)品；回頭循環(huán)品。 2．抓設(shè)問(wèn)： 礦樣的預(yù)處理方法： (1)粉碎及目的：①增大接觸面積；②增大反應(yīng)速率；③增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率。 (2)煅燒及目的： ①除去有機(jī)物雜質(zhì)或者碳的雜質(zhì)。 ②使一些具有還原性的物質(zhì)被空氣中氧氣氧化。 (3)酸溶：與酸反應(yīng)；堿溶：與堿反應(yīng)；水溶：溶解于水或者與水反應(yīng)(一般在無(wú)機(jī)化工流程中，又叫酸浸、堿浸、水浸)。 3．抓信息： (1)酸堿性的控制。 ①據(jù)題意提供的反應(yīng)條件作答； ②從抑制水解、促進(jìn)水解的角度作答； ③從題目提供的其他反應(yīng)物引起的不利副反應(yīng)角度作答。 (2)溫度的控制。 ①據(jù)題意提供的反應(yīng)條件，一些反應(yīng)物或生成物的熔沸點(diǎn)聯(lián)系反應(yīng)原理作答(如控制某些物質(zhì)為固態(tài)、液態(tài)，另一些物質(zhì)為液態(tài))； ②據(jù)題目提供的信息，某些物質(zhì)在某一個(gè)溫度易分解； ③從抑制或促進(jìn)水解的角度作答； ④從某些反應(yīng)物或生成物在某個(gè)溫度下會(huì)發(fā)生不利于生產(chǎn)流程的副反應(yīng)角度作答； ⑤從運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的理論控制適宜化工生產(chǎn)條件角度作答。 B (課后) 1．(2018山東聊城二模)A、B、C是所學(xué)過(guò)的三種單質(zhì)，A、B、C及其他物質(zhì)之間的反應(yīng)關(guān)系如圖所示，其中B、D、E、F的水溶液呈酸性。若D＋C―→E＋F且常溫下只有B為氣態(tài)，則A、B、C分別為(　A　) A．Fe、Cl2、Cu B．Fe、Cl2、H2 C．Cu、Cl2、Fe D．Fe、Cl2、Mg [解析]　B單質(zhì)水溶液呈酸性，溫下為氣態(tài)，則B為Cl2，結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系可推出，A、B、C、D、E、F分別為Fe、Cl2、Cu、FeCl3、CuCl2、FeCl2。 2．(2018廣東重點(diǎn)中學(xué)第二次聯(lián)考)氯化銅已被廣泛用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等化工產(chǎn)品。某研究小組用粗銅(含雜質(zhì)Fe)按下述流程制備氯化銅晶體(CuCl22H2O)。 試劑X用于調(diào)節(jié)pH以除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的(　B　) ①NaOH?、贜H3H2O　③CuO?、蹸u2(OH)2CO3 ⑤CuSO4 A．①② B．③④ C．①②③④ D．①②③④⑤ [解析]　溶液1中含有CuCl2和FeCl3，除去CuCl2溶液中的FeCl3時(shí)不能加入NaOH和NH3H2O，原因是二者均可與Cu2＋反應(yīng)生成沉淀；溶液1中加入CuO、Cu2(OH)2CO3可消耗H＋，使FeCl3的水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，生成的Fe(OH)3沉淀經(jīng)過(guò)濾除去，且未引入新的雜質(zhì)。 3．(2018衡水中學(xué)三模)隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，收率達(dá)91.7%以上。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如表所示： 物質(zhì) VOSO4 V2O5 NH4VO3 (VO2)2SO4 溶解性 可溶 難溶 難溶 易溶 該工藝的主要流程如下： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)請(qǐng)寫(xiě)出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 V2O5＋SO＋4H＋===2VO2＋＋SO＋2H2O　。 (2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率，此過(guò)程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖)。其中a、c兩步的化學(xué)方程式可表示為 SO2＋V2O5SO3＋V2O4　， 4VOSO4＋O22V2O5＋4SO3　。 (3)經(jīng)過(guò)熱重分析測(cè)得：NH4VO3在焙燒過(guò)程中，固體質(zhì)量的減少值(縱坐標(biāo))隨溫度變化的曲線如圖所示。則NH4VO3在分解過(guò)程中_B__。 A．先分解失去H2O，再分解失去NH3 B．先分解失去NH3，再分解失去H2O C．同時(shí)分解失去H2O和NH3 D．同時(shí)分解失去H2、N2和H2O [解析]　(1)亞硫酸根具有還原性，酸性條件下，能被五氧化二釩氧化生成硫酸根離子，離子反應(yīng)方程式為V2O5＋SO＋4H＋===2VO2＋＋SO＋2H2O。(2)依據(jù)圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系參與反應(yīng)先作氧化劑把二氧化硫氧化為三氧化硫，本身被還原為圖中產(chǎn)物V2O4，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)寫(xiě)出并配平a步化學(xué)方程式：SO2＋V2O5SO3＋V2O4；c是VOSO4轉(zhuǎn)化為SO3，此過(guò)程需要重新生成催化劑V2O5，需要氧化劑完成，此過(guò)程中的氧化劑為氧氣，根據(jù)化合價(jià)的變化寫(xiě)出c步化學(xué)方程式：4VOSO4＋O22V2O5＋4SO3。 (3)根據(jù)NH4VO3在焙燒變化的圖象可知： 2NH4VO3===V2O5＋2NH3↑＋H2O 234 g 34 g 18 g 210 ℃時(shí)，固體質(zhì)量減少值為1－85.47%＝14.53%,380 ℃時(shí)，固體質(zhì)量減少值為85.47%－77.78%＝7.69%，根據(jù)方程式知，生成水時(shí)固體質(zhì)量減少分?jǐn)?shù)小于生成氨氣時(shí)，所以210 ℃時(shí)，減少的是氨氣，380 ℃時(shí)，減少的是水，則該反應(yīng)過(guò)程中先失去氨氣再失去水，故選B。