2018届高考化学三轮冲刺 金属元素及其化合物与化学工艺流程考前特训

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1、金属元素及其化合物与化学工艺流程1．高纯氧化铁是现代电子工业的重要材料。以下是用硫酸厂产生的烧渣(主要成分为Fe2O3、Fe3O4、FeO、SiO2)为原料制备高纯氧化铁的生产流程示意图：(1)酸浸时，常需将烧渣粉碎、并加入过量H2SO4，其目的是；滤渣的主要成分为(填化学式)。(2)加入FeS2时，发生反应②的离子方程式为。(3)加入NH4HCO3目的是。“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是。检验FeCO3是否洗涤干净的方法是。(4)煅烧时，发生反应④的化学方程式为。【答案】(1

2、)提高铁元素的浸出率，同时抑制铁离子的水解SiO2(2)FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2+16H+(3)中和溶液中的酸，调节溶液的pH，使Fe2+全部转化为FeCO3Fe(OH)2取最后一次洗涤液少量放入试管，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明洗涤干净(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2【解析】(1)酸浸时，常需将烧渣粉碎、增大烧渣与酸的接触面积，并加入过量H2SO4，除了使烧渣中的部分氧化物溶解外，还能抑制铁离子的水解。酸性氧化物SiO2不与酸反应。(2)加入FeS

3、2时，把铁离子还原为Fe2+：FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2+16H+。(3)加入NH4HCO3目的是中和溶液中的酸，调节溶液的pH，使Fe2+全部转化为FeCO3；亚铁离子的水解能力较强，易发生水解，“沉淀”时，pH不宜过高，否则制备的FeCO3中可能混有的杂质是Fe(OH)2；检验FeCO3固体中附着有硫酸根离子，可以用盐酸和氯化钡溶液进行检验，取最后一次洗涤液少量放入试管，滴加盐酸酸化的氯化钡溶液，若无沉淀生成，说明洗涤干净。(4)在空气中煅烧FeCO3，二价铁被氧化为三价铁，进

4、一步得到Fe2O3。4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。2．以粉煤灰(主要成分为Al2O3和SiO2，还含有少量的FeO、Fe2O3等)为原料制备Al2O3的流程如下：(1)“酸浸”时需加入过量的稀硫酸，目的是提高浸取率和；滤渣的主要成分是。(2)“氧化”过程中，加入H2O2发生反应的离子方程式为。(3)“提纯”过程中，当加入NaOH溶液达到沉淀量最大时，溶液中c(SO42−)∶c(Na+)=。(4)已知Ksp=1×10−39。“提纯”过程中，当c(Fe3+)<10−6mol·L−1时，溶液中c(OH−

5、)>mol·L−1。(5)“沉淀”过程中，通入过量CO2时发生反应的化学方程式为。【答案】(1)抑制Al3+水解(或为后续反应提供H+)SiO2(2)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O(3)1∶2(4)1×10−11(5)NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3【解析】(1)根据含有成分，加入硫酸发生的反应是Al2O3+6H+===2Al3++3H2O，FeO+2H+===Fe2++H2O，Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O，加入硫酸的目的可以提高浸取率

6、和抑制Al3+的水解，SiO2是不溶于水，不溶于酸，因此滤渣是SiO2。(2)过氧化氢具有强氧化性，能把Fe2+氧化成Fe3+，离子反应方程式为H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。(3)加入NaOH溶液，达到沉淀量最大，发生Al3++3OH−===Al(OH)3↓，Fe3++3OH−===Fe(OH)3↓，此时溶液中溶质为Na2SO4，即c()∶c(Na2+)=1∶2。(4)根据Ksp=c(Fe3+)×c3(OH−)，因为c(Fe3+)<10−6mol·L−1，c(OH−)>10−11mo

7、l·L−1。(5)利用碳酸的酸性强于偏铝酸，因此有：NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3。3．氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。下图是工业上用印刷电路的蚀刻液的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl−)生产CuCl的流程：按要求回答下列问题：(1)废液①的主要含有的金属阳离子是__________(填化学符号，下同)；废渣①的成分是_____________，Y为__________。(2)废液①与Z反应的离子方程

8、式为：______________________。(3)写出废渣②生成二氧化硫的化学方程式_____________________。(4)为得到纯净的CuCl晶体，可用下列_________(填序号)进行洗涤。a．纯净水b．乙醇c．稀硫酸d．氯化铜溶液(5)生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是___________________。(6)写出产生CuCl的离子方程式_____________