专题六 铁、铜及其化合物(2020版高考化学5年高考三年模拟专题复习(课标Ⅱ专用)).pptx
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1、五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 专题六 铁、铜及其化合物 高考化学高考化学 (课标专用) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 考点一考点一 铁及其化合物铁及其化合物 五年高考 A A组组 课课标标卷区题卷区题组组 1.(2018课标,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+)=0.1 mol L-1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 金属离子 Fe3+ Fe2+
2、Zn2+ Cd2+ 开始沉淀的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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (1)ZnS+O2ZnO+SO2 (2)PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2
3、+ (3)Cd2+Zn Cd+Zn2+ (4)Zn2+2e- Zn 溶浸 3 2 解析解析 (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2.86.2,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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2016课标,28,15分)某班同学用如
4、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0.1 mol 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2 mL FeCl2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2 mL FeCl2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
5、 mol L-1 FeCl3溶液混合。分别取2 mL此 溶液于3支试管中进行如下实验: 第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色; 第二支试管中加入1滴K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀; 第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。 实验检验的离子是 (填离子符号);实验和说明:在I-过量的情况下,溶液中仍含 有 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 (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
6、, 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+2H2O Fe3+催化H2O2分解产生O2 H2O2分解反应放热,促进Fe3+ 的水解平衡正向移动 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (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2
7、Fe2+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)实验加入K3Fe(CN)6溶液,生成蓝色沉淀,说 明含有Fe2+;实验和说明在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。 关联知识关联知识 1.Fe2+的
8、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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 考点二考点二 铜及其化合物铜及其化合物 金属的冶炼金属的冶炼 3.(2014课标,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 答案答案 B A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
9、总质量保持不变;D项,1 mol Zn置换出1 mol Cu,固体质量减轻,不符合题意。 解题关键解题关键 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。 拓展延伸拓展延伸 铝与Fe2O3发生铝热反应可用于焊接铁轨。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 B B组组 课标课标、课标、课标、自主命题、自主命题省省( (区、市区、市) )卷题组卷题组 考点一考点一 铁及其化合物铁及其化合物 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)
10、Al(OH)3(s) C.AgNO3(aq)Ag(NH3)2+(aq)Ag(s) D.Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq) 答案答案 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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 2.(2017江苏单科,7,2分)在给定条件下,下列选项所示的
11、物质间转化均能实现的是( ) A.Fe FeCl2 Fe(OH)2 B.S SO3 H2SO4 C.CaCO3 CaO CaSiO3 D.NH3 NO HNO3 答案答案 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
12、能与水反应。 易混易错易混易错 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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 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SiCl4Si B.Mg(OH)2MgCl2(aq)Mg C.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3 D.AgNO3(aq)Ag(NH3)2OH(aq)Ag 答案答案 A A项,粗硅在高温条件下与Cl2反应生
13、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。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 4.(2019课标,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)步骤的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是 。 (2)步骤需要加热的目的是 ,温度保持8095
14、,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)步骤中选用足量的H2O2,理由是 。分批加入H2O2,同时 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 为了 ,溶液要保持pH小于0.5。 (4)步骤的具体实验操作有 ,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
15、却结晶、过滤(洗涤) (5)NH4Fe(SO4)2 12H2O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 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8095 ,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)步骤利用H2O2的强氧化性将Fe2+全部氧化为Fe3+。为防
16、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1 mol,加热到150 ,失去1.5 mol(即27 g)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。 27 5.6% 482266 18 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 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。L
17、iOH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: 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 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2.41 g,CO2体积为1.344 L(标准状况),则钴氧化物的化学式为 。 答案
18、答案 (1)LiOH 2Cl-2e-Cl2 B (2)2Co(OH)3+S+4H+2Co2+S+5H2O 或Co(OH)3+3H+Co3+3H2O,2Co3+S+H2O2Co2+S+2H+ +3 Co3O4 2 3 O 2 4 O 2 3 O 2 4 O 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (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
19、氧化物的化 学式为CoxOy,由 xCoC2O4+O2CoxOy + 2xCO2 (59x+16y) g 2x22.4 L 2.41 g 1.344 L 则=,解得xy=34,则钴氧化物的化学式为Co3O4。 2 y (5916 ) g 2.41 g xy222.4 L 1.344 L x 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 6.(2015课标,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
20、)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。“浸渣”中还剩余的物质是 。(写化学式) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,作用是 。然后再调节溶液的pH约为5,目的是 。 (4)“粗硼酸”中的主要杂质是 (填名称)。 (5)以硼酸为原料可制得硼氢化钠(NaBH4),它是有机合成中的重要还原剂,其电子式为 。 (6)单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用 化学方程式表示制备
21、过程 。 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 答案答案 (14分)(1)Mg2B2O5 H2O+2H2SO4 2H3BO3+2MgSO4(2分) 提高反应温度、减小铁硼 矿粉粒径(2分) (2)Fe3O4 SiO2和CaSO4(1分,2分,共3分) (3)将Fe2+氧化成Fe3+ 使Fe3+与Al3+形成氢氧化物沉淀而除去(每空1分,共2分) (4)(七水)硫酸镁(1分) (5) (2分) (6)2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO(2分) 五年高考五年高考 三年三年模拟模拟 栏目索引栏目索引 解析解析 (1)硫酸可与硼酸盐反应制取酸性较弱的硼酸
22、,所以Mg2B2O5 H2O与硫酸反应的化学方 程式为:Mg2B2O5 H2O+2H2SO4 2MgSO4+2H3BO3。为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度 外,还可采取提高反应温度、减小铁硼矿粉粒径等措施。 (3)“净化除杂”需先加H2O2溶液,其作用是把Fe2+氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH约为5,使Al3+ 和Fe3+以Al(OH)3、Fe(OH)3形式沉降而除去。 (4)“粗硼酸”中所含杂质主要是没有除去的易溶性镁盐,故为(七水)硫酸镁。 (5)硼氢化钠的电子式为 。 (6)利用Mg的还原性制取硼的化学方程式为2H3BO3 B2O3+3H2O、B2O3+3Mg 2B+3MgO。 审
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