例14上海35.提取的NH4Cl中含少量Fe2+、SO42-,将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵。
加热至沸的目的是。
滤渣的主要成分是、。
例14全国8.下列有关Fe2(SO4)3,溶液的叙述正确的是
A.该溶液中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br-可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式:
Fe3++2I-=Fe2++I2
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:
Fe3++SO42-+Ba2++3OH-=Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1L0.1mol/L该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2gFe
13福建23.(16分)利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为。
②常温下,不能与M单质发生反应的是(填序号)。
a.CuSO4溶液b.Fe2O3c.浓硫酸d.NaOHe.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种。
①略
②电化学法
该法制氢过程的示意图如右。
反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是;反应池中发生反应的化学方程式为。
反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为。
例14北京28.(15分)
用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。
某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的
溶液,研究废液再生机理。
记录如下(a、b、c代表电压值):
序号
电压 / V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅰ
x≥a
电极附近出现黄色,有气泡产生
有
、有Cl2
Ⅱ
a>x≥b
电极附近出现黄色,无气泡产生
有
、无Cl2
Ⅲ
b>x>0
无明显变化
无
、无Cl2
(1)用KSCN溶液检验出
的现象是。
(2)Ⅰ中,
产生的原因可能是
在阳极放电,生成的Cl2将
氧化。
写出有关反应:
。
(3)由Ⅱ推测,
产生的原因还可能是
在阳极放电,原因是
具有性。
(4)Ⅱ中虽未检验出Cl2,但
在阳极是否放电仍需进一步验证。
电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号
电压 / V
阳极现象
检验阳极产物
Ⅳ
a>x≥c
无明显变化
有Cl2
Ⅴ
c>x≥b
无明显变化
无Cl2
① NaCl溶液的浓度是mol/L。
② Ⅳ中检验Cl2的实验方法:
。
③与Ⅱ对比,得出的结论(写出两点):
。
13全国9.电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O
)时,以铁板作阴、阳极,处理过程中存在反应Cr2O
+6Fe
+14H
==2Cr
+6Fe
+7H2O,最后Cr
以Cr(OH)3形式除去,下列说法不正确的是
A.阳极反应为Fe-2e-==Fe2+B.电解过程中溶液pH不会变化
C.过程中有Fe(OH)3沉淀生成
D.电路中每转移12mol电子,最多有1molCr2O
被还原
例14年朝阳二模9.粗制的CuSO4·5H2O晶体中含有Fe2+。
提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2,然后再加入少量碱至溶液pH=4,可以达到除去铁离子而不损失硫酸铜的目的。
下列说法不正确的是
A.溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4
B.加入H2O2,将Fe2+氧化,2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O
C.由于CuSO4的催化作用,会使部分H2O2分解而损失
D.调溶液pH=4的依据是Cu(OH)2比Fe(OH)3更难溶
13江苏19.(15分)柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:
FeSO4+Na2CO3==FeCO3↓+Na2SO4FeCO3+C6H8O7==FeC6H6O7+CO2↑+H2O下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)。
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe
1.1
3.2
Al
3.0
5.0
Fe
5.8
8.8
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是(填字母),原因是。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。
铁粉的作用是。
反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法
是。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。
分离过程中加入无水乙醇的目的是
。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。
请结合右图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤
(可选用的试剂:
铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):
向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,,得到FeSO4液,,得到FeSO4·7H2O晶体。
15东城一模27.(14分)碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用做净水剂、媒染剂、颜料和药物。
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的部分工艺如下:
硫酸
硫酸
NaNO2、硫酸
NaHCO3
碱式硫酸铁
过量
废铁屑
调pH
反应Ⅲ
过滤
反应Ⅱ
反应Ⅰ
滤渣
已知:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
(1)反应Ⅰ中发生的氧化还原反应的离子方程式是。
(2)反应Ⅱ中加入NaHCO3调节体系的pH在范围内。
(3)反应Ⅲ中生成的气体遇空气变红棕色,则反应Ⅲ中发生反应的离子方程式是。
(4)反应Ⅲ中通入氧气可减少NaNO2的用量。
若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=mol。
(5)用硫酸控制体系的pH。
若硫酸加入量过小,容易生成沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,用化学平衡移动原理分析其原因是。
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式是。
4.Fe3+、Fe2+的检验方法
Fe3+、Fe2+的检验方法比较多,但最重要、最特征的方法是SCN-法检验。
Fe3+
Fe2+
操作方法
离子方程式
例14广东8.水溶液中能大量共存的一组离子是
A.Na+、Ca2+、Cl-、SO42-B.Fe2+、H+、SO32-、ClO-
C.Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-D.K+、Fe3+、NO3-、SCN-
例15年东城一模28.(15分)某学生欲通过实验方法验证Fe2+的性质。
(1)该同学在实验前,依据Fe2+的性,填写了下表。
实验操作
预期现象
反应的离子方程式
向盛有新制FeSO4溶液的试管中滴入数滴浓硝酸,振荡
试管中产生红棕色气体,溶液颜色逐渐变黄
Fe2++NO
+2H+=Fe3++NO2↑+H2O
依照表中操作,该同学进行实验。
观察到液面上方气体逐渐变为红棕色,但试管中溶液颜色却变为深棕色。
为了进一步探究溶液变成深棕色的原因,该同学进行如下实验。
(2)向原新制FeSO4溶液和反应后溶液中均加入KSCN溶液,前者不变红色,后者变红。
该现象的结论是。
(3)该同学通过查阅资料,认为溶液的深棕色可能是NO2或NO与溶液中Fe2+或Fe3+发生反应而得到的。
为此他利用如图装置(气密性已检验,尾气处理装置略)进行探究。
ⅰ.打开活塞a、关闭b,并使甲装置中反应开始后,观察到丙中溶液逐渐变为深棕色,而丁中溶液无明显变化。
ⅱ.打开活塞b、关闭a,一段时间后再停止甲中反应。
ⅲ.为与ⅰ中实验进行对照,更换丙、丁后,使甲中反应继续,观察到的现象与步骤ⅰ中相同。
①铜与足量浓硝酸反应的化学方程式是;
②装置乙的作用是;
③步骤ⅱ的目的是;
④该实验可得出的结论是。
(4)该同学重新进行
(1)中实验,观察到了预期现象,其实验操作是。
5.铁及其化合物转化关系图
(三)铜及其重要化合物
1.铜
铜元素是第29号元素,位于元素周期表第四周期第IB族,纯净的铜为紫红色,通常表现为+1和+2价,以+2价为主。
反应物质
化学方程式
非金属
O2
(色固体)
Cl2、S
(色烟)
(色固体)
氧化性酸
浓硫酸
浓硝酸
稀硝酸
盐
AgNO3
FeCl3
制备
火法
湿法
2.铜的氧化物
物质
氧化铜
氧化亚铜
化学式
状态
不溶于水色固体(粉末)
不溶于水色固体
化
学
性
质
1、与酸(H+)反应:
2、与还原剂(H2、CO、NH3、乙醇)反应:
新制氢氧化铜与乙醛的反应:
3.氢氧化铜
氢氧化铜为色溶于水固体,具有难溶氢氧化物的共性,弱氧化性。
(1)碱的通性:
例如:
和乙酸反应:
_______________________________________________________
(2)受热分解:
_______________________________
(3)新制氢氧化铜悬浊液(费林试剂)与葡萄糖共热,产生红色沉淀。
________________________________________________________________________________
4.常见的铜盐
盐溶液中的铜离子具有弱碱阳离子的共性和弱氧化性,固体铜盐具有不稳定性。
(1)
受热分解_______________________________________________________
(2)无水硫酸铜白色粉末吸水后形成蓝色晶体,用于检验水的存在。
__________________________________________________________
(3)将一颗铁钉投入硫酸铜溶液中,过一段时间,铁钉上附着一层红色物质。
__________________________________________________________
(4)在蓝色硫酸铜溶液中通入硫化氢气体,产生黑色沉淀。
___
5.铜及其化合物间的转化关系
6.五彩缤纷的铜世界
例14广东11.某同学组装了图4所示的电化学装置,电极Ⅰ为Al,其它均为Cu,则
A、电流方向:
电极Ⅳ→A→电极Ⅰ
B、电极Ⅰ发生还原反应
C、电极Ⅱ逐渐溶解
D、电极Ⅲ的电极反应:
Cu2++2e- = Cu
11海淀一模28.(14分)某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下系列实验。
【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图20所示。
图20
实验步骤:
①先连接好装置,检验气密性,加入试剂;
②加热A试管直到B中品红褪色,熄灭酒精灯;
③将Cu丝上提离开液面。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为。
(2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是。
(3)拆除装置前,不需打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是。
【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还产生黑色固体甲,其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。
查阅资料:
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸,在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。
为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图21的实验:
图21
(4)②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是。
(5)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为。
(6)下列对于固体甲的成分的判断中,正确的是(填字母选项)。
A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在
B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种
C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S
D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S
例15年丰台一模
资料:
1.氧化亚铜:
化学式Cu2O,红色至红褐色结晶或粉末,不溶于水及有机溶剂,可溶于稀盐酸、稀硫酸等,在稀硫酸溶液中歧化为二价铜和铜单质。
氧化亚铜在1800℃时分解,在干燥空气中稳定,但在潮湿空气中被慢慢氧化为氧化铜。
氧化亚铜主要用于制造船底防污漆、杀虫剂……
2.葡萄糖还原法制备氧化亚铜:
将葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液混合后进行反应,生成氧化亚铜,条件控制不当时会有少量氧化铜生成。
28.(15分)氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料。
某小组通过查阅资料,进行如下研究。
I.Cu2O的制取
(1)葡萄糖还原法制Cu2O的化学方程式为。
(2)实验室用此方法制取并获得少量Cu2O固体,需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯
外,还需要。
II.检验样品中是否含有CuO
方案1:
将制得的Cu2O样品溶于足量稀硫酸。
(3)甲同学认为若溶液变为蓝色,则说明样品中含有CuO杂质。
乙同学认为此推论不合理,用化学用语解释原因。
(4)甲同学通过反思,认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质,应测量的数据是。
方案2:
丙同学认为采用如下装置(所加药品均足量)进行实验,通过测定c装置反应后固体的质量以及d装置反应前后增重的质量,可计算
,从而确定样品中是否含有氧化铜。
(5)装置a中所加的酸是(填化学式),装置e中碱石灰的作用是。
(6)点燃装置c中酒精灯之前需进行的操作是。
(7)熄灭酒精灯之后,仍需通一段时间H2至试管冷却,原因是。
例14年房山一模28.(14分)某化学小组用下图装置电解CuCl2溶液制少量漂白液:
(1)其阳极的反应式是:
;导气管W端应与出气口连接。
(2)实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质,还附着有少量白色物质。
物质名称及化学式
氯化亚铜CuCl
碱式氯化铜Cu2(OH)3Cl
性质
白色固体、不溶水
绿色固体、不溶水
查阅资料显示:
化学小组分析提出:
①红色物质可能有、或Cu2O、或二者都有;
②白色物质为CuCl
(3)为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质,设计了如下实验:
取出阴极碳棒,洗涤、干燥、称其质量为W1g,并将其放入下图所示装置b中,进行实验。