2LiFePO4+3CO2↑+H2O↑
核心考点
1.铁盐、亚铁盐的性质 2.离子（化学）方程式的书写
3.化学反应速率 4.Ksp的应用
解题思路
（1）由图像可以看出,当铁的浸出率为70%时,实验条件有两个:
100℃、2h,90℃、5h。
（2）FeTiO3为难溶物,在书写离子方程式时不能拆写成离子形式。
（4）Li2Ti5O15中,Ti的化合价为+4,Li的化合价为+1,所以正化合价的和为4×5+1×2=22。
设过氧键数目为x,则x×2+（15-2x）×2=22,解得x=4。
（6）FePO4中Fe显+3价,LiFePO4中Fe显+2价,FePO4作氧化剂,则H2C2O4作还原剂,高温煅烧时应生成CO2,据此可写出反应的化学方程式。
关联知识
1.自然界中矿石的主要成分均难溶于水
2.双氧水、一水合氨受热均易分解
3.化合物中各元素正、负化合价的代数和为0
4.过氧键中氧元素显-1价,每个过氧键含两个氧原子
5.H2C2O4有还原性
解题方法
无机物制备工艺流程题的破解方法
1.首尾分析法
对一些线型流程工艺（从原料到产品为“一条龙”的生产工序）题,首先对比分析流程图中第一种物质（原材料）与最后一种物质（产品）,从对比分析中找出原料与产品之间的关系,弄清生产过程中原料转化为产品的基本原理和分离、提纯产品的化工工艺,然后结合题设的问题,逐一推敲解答。
2.截段分析法
对于用同样的原材料生产多种（两种或两种以上）产品（包括副产品）的工艺流程题,用截段分析法更容易找到解题的切入点。
用截段分析法解工艺流程题关键在于看清主、副产品是如何分开的,以此确定如何截段,截几段更合适,一般截段以产品为准点。
命题特点
本专题命题通常以铁、铜及其化合物为载体,考查铁、铜及其化合物主要性质的同时,综合考查离子方程式的书写、氧化还原反应原理的应用、化学反应原理等考点。
命题形式通常是工艺流程题和性质实验探究题。
五年高考
考点一 铁及其化合物的性质
1.（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）2
B.S
SO3
H2SO4
C.CaCO3
CaO
CaSiO3
D.NH3
NO
HNO3
答案 C
2.（2014课标Ⅰ,8,6分）化学与社会、生活密切相关。
对下列现象或事实的解释正确的是（ ）
选项
现象或事实
解释
A.
用热的烧碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B.
漂白粉在空气中久置变质
漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3
C.
施肥时,草木灰（有效成分为K2CO3）不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效
D.
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
答案 C
3.（2017北京理综,28,16分）某小组在验证反应“Fe+2Ag+
Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。
向硝酸酸化的0.05mol·L-1硝酸银溶液（pH≈2）中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
（1）检验产物
①取出少量黑色固体,洗涤后, （填操作和现象）,证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe（CN）6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有 。
（2）针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是 （用离子方程式表示）。
针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。
同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色深浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀,较3min时量少;溶液红色较3min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀,较30min时量少;溶液红色较30min时变浅
（资料:
Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN）
②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:
可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:
空气中存在O2,由于 （用离子方程式表示）,可产生Fe3+;
假设c:
酸性溶液中的N
具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:
根据 现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③下述实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。
实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:
向硝酸酸化的 溶液（pH≈2）中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液。
3min时溶液呈浅红色,30min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:
装置如下图。
其中甲溶液是 ,操作及现象是 。
（3）根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
。
答案 （16分）
（1）①加硝酸加热溶解固体,再滴加稀盐酸,产生白色沉淀
②Fe2+
（2）2Fe3++Fe
3Fe2+
②4Fe2++O2+4H+
4Fe3++2H2O
加入KSCN溶液后产生白色沉淀
③0.05mol·L-1NaNO3 FeSO4溶液
分别取电池工作前与工作一段时间后左侧烧杯中溶液,同时滴加KSCN溶液,后者红色更深
（3）溶液中存在反应:
①2Ag++Fe
Fe2++2Ag,②Ag++Fe2+
Fe3++Ag,③Fe+2Fe3+
3Fe2+。
反应开始时,c（Ag+）大,以反应①、②为主,c（Fe3+）增大。
约30min后,c（Ag+）小,以反应③为主,c（Fe3+）减小
4.（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++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
5.（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。
“浸渣”中还剩余的物质是 。
（写化学式）
（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过程 。
答案
（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）Na+[H··
··H]-（2分）
（6）2H3BO3
B2O3+3H2O、B2O3+3Mg
2B+3MgO（2分）
6.（2015天津理综,10,14分）FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。
请回答下列问题:
（1）FeCl3净水的原理是 。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是（用离子方程式表示） 。
（2）为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c（Fe2+）=2.0×10-2mol·L-1,c（Fe3+）=1.0×10-3mol·L-1,c（Cl-）=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为 。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
Cl
+
Fe2++
Cl-+
Fe3++
（3）FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2O
Fe（OH）2++H+ K1
Fe（OH）2++H2O
Fe（OH
+H+ K2
Fe（OH
+H2O
Fe（OH）3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是 。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为:
xFe3++yH2O
Fex（OH
+yH+
欲使平衡正向移动可采用的方法是（填序号） 。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是 。
（4）天津某污水处理厂用聚合氯化铁净化污水的结果如下图所示。
由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe（mg·L-1）表示]的最佳范围约为 mg·L-1。
答案
（1）Fe3+水解产生的Fe（OH）3胶体粒子能吸附水中悬浮的杂质 2Fe3++Fe
3Fe2+
（2）①2 ②1 6 6H+ 1 6 3H2O
（3）K1>K2>K3 bd 调节溶液的pH
（4）18~20
教师用书专用（7—12）
7.（2016浙江理综,7,6分）下列说法不正确的是（ ）
A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量
B.Ge（32号元素）的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池
C.Ba2+浓度较高时危害健康,但BaSO4可服入体内,作为造影剂用于X-射线检查肠胃道疾病
D.纳米铁粉可以高效地去除被污染水体中的Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+等重金属离子,其本质是纳米铁粉对重金属离子较强的物理吸附
答案 D
8.（2014北京理综,7,6分）下列金属中,表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是（ ）
A.KB.NaC.FeD.Al
答案 D
9.（2014重庆理综,4,6分）茶叶中铁元素的检验可经以下四个步骤完成,各步骤中选用的实验用品不能都用到的是（ ）
A.将茶叶灼烧灰化,选用①、②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶灰并加蒸馏水稀释,选用④、⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④、⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
答案 B
10.（2013天津理综,9,18分）FeCl3在现代工业生产中应用广泛。
某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
Ⅰ.经查阅资料得知:
无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。
他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下:
①检验装置的气密性;
②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气;
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成;
④……
⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。
请回答下列问题:
（1）装置A中反应的化学方程式为 。
（2）第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。
要使沉积的FeCl3进入收集器,第④步操作是 。
（3）操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号） 。
（4）装置B中冷水浴的作用为 ;装置C的名称为 ;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂:
。
（5）在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。
Ⅱ.该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。
（6）FeCl3与H2S反应的离子方程式为 。
（7）电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为 。
（8）综合分析实验Ⅱ的两个反应,可知该实验有两个显著优点:
①H2S的原子利用率为100%;② 。
答案 （共18分）
（1）2Fe+3Cl2
2FeCl3
（2）在沉积的FeCl3固体下方加热
（3）②⑤
（4）冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品 干燥管
K3[Fe（CN）6]溶液
（5）
（6）2Fe3++H2S
2Fe2++S↓+2H+
（7）Fe2+-e-
Fe3+
（8）FeCl3得到循环利用
11.（2014福建理综,24,15分）铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）右图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A、B、C、D四个区域,生成铁锈最多的是 （填字母）。
（2）用废铁皮制取铁红（Fe2O3）的部分流程示意图如下:
①步骤Ⅰ若温度过高,将导致硝酸分解。
硝酸分解的化学方程式为 。
②步骤Ⅱ中发生反应:
4Fe（NO3）2+O2+（2n+4）H2O
2Fe2O3·nH2O+8HNO3,反应产生的HNO3又将废铁皮中的铁转化为Fe（NO3）2,该反应的化学方程式为 。
③上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是 （任写一项）。
（3）已知t℃时,反应FeO（s）+CO（g）
Fe（s）+CO2（g）的平衡常数K=0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n（CO）∶n（CO2）= 。
②若在1L密闭容器中加入0.02molFeO（s）,并通入xmolCO,t℃时反应达到平衡。
此时FeO（s）转化率为50%,则x= 。
答案
（1）①吸氧腐蚀 ②B
（2）①4HNO3
4NO2↑+O2↑+2H2O
②4Fe+10HNO3
4Fe（NO3）2+NH4NO3+3H2O
③氮氧化物排放少（或其他合理答案）
（3）①4∶1 ②0.05
12.（2013浙江理综,28,14分）利用废旧镀锌铁皮可制备磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。
制备流程图如下:
已知:
Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。
请回答下列问题:
（1）用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用有 。
A.去除油污B.溶解镀锌层
C.去除铁锈D.钝化
（2）调节溶液A的pH可产生Zn（OH）2沉淀,为制得ZnO,后续操作步骤是 。
（3）由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中,须持续通入N2,其原因是 。
（4）Fe3O4胶体粒子能否用减压过滤法实现固液分离?
（填“能”或“不能”）,理由是 。
（5）用重铬酸钾法（一种氧化还原滴定法）可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL,应准确称取 gK2Cr2O7（保留4位有效数字,已知
=294.0g·mol-1）。
配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有 （用编号表示）。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
（6）滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
答案 （共14分）
（1）A、B
（2）抽滤、洗涤、灼烧
（3）N2气氛下,防止Fe2+被氧化
（4）不能 胶体粒子太小,抽滤时容易透过滤纸
（5）0.7350 ③⑦ （6）偏大
考点二 铜及其化合物的性质 金属的冶炼
1.（2015课标Ⅰ,10,6分）下列实验中,对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（ ）
选项
实验
现象
结论
A.
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液呈血红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe3+
B.
将铜粉加入1.0mol·L-1
Fe2（SO4）3溶液中
溶液变蓝、有黑色固体出现
金属铁比铜活泼
C.
用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热
熔化后的液态铝滴落下来
金属铝的熔点较低
D.
将0.1mol·L-1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生,再滴加0.1mol·L-1CuSO4溶液
先有白色沉淀生成,后变为浅蓝色沉淀
Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的小
答案 D
2.（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 B
3.（2016四川理综,9,13分）CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。
【资料查阅】
【实验探究】 该小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器略）。
请回答下列问题:
（1）仪器X的名称是 。
（2）实验操作的先后顺序是a→ →e（填操作的编号）。
a.检查装置的气密性后加入药品
b.熄灭酒精灯,冷却
c.在“气体入口”处通入干燥HCl
d.点燃酒精灯,加热
e.停止通入HCl,然后通入N2
（3）在实验过程中,观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是 。
（4）装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是 。
【探究反思】
（5）反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。
根据资料信息分析:
①若杂质是CuCl2,则产生的原因是 。
②若杂质是CuO,则产生的原因是 。
答案
（1）干燥管
（2）cdb （3）先变红,后褪色 （4）Cl2+2OH-
ClO-+Cl-+H2O （5）①加热时间不足或温度偏低 ②通入HCl的量不足
教师用书专用（4—8）
4.（2014江苏单科,7,2分）下列指定反应的离子方程式正确的是 （ ）
A.Cu溶于稀HNO3:
Cu+2H++N
Cu2++NO2↑+H2O
B.（NH4）2Fe（SO4）2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe（OH）2:
Fe2++2OH-
Fe（OH）2↓
C.用CH3COOH溶解CaCO3:
CaCO3+2H+
Ca2++H2O+CO2↑
D.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al（OH）3:
CO2+Al
+2H2O
Al（OH）3↓+HC
答案 D
5.（2013四川理综,7,6分）1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1120mL（标准状况）,向反应后的溶液中加入1.0mol/LNaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54g沉淀。
下列说法不正确的是（ ）
A.该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1
B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0mol/L
C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80%
D.得到2.54g沉淀时,加入NaOH溶
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