2020-2021高考化学铁及其化合物推断题的综合题试题.docx

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1、2020-2021高考化学铁及其化合物推断题的综合题试题一、铁及其化合物1．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前使用最广泛的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，用含Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制备TiO2的流程如下：（1）步骤①加Fe的目的是________________________；步骤②冷却的目的是__________________。（2）考虑成本和废物的综合利用等因素，水浸后的废液中应加入_______处理。（3）由金红石（TiO2）制取单质钛（Ti）的过程为，其中反应TiCl4

2、2Mg800C2MgCl2Ti在氩气气氛中进行的理由是______________________________。【答案】将Fe3+还原为Fe2+析出绿矾（FeSO47H2O）生石灰（或碳酸钙、碱）高温下镁或钛与O2、N2等反应【解析】【分析】根据钛铁矿中Fe2O3、FeTiO3与浓硫酸反应的溶液中加入铁粉、过滤后，滤液冷却得到硫酸亚铁晶体推知，铁粉与铁离子发生反应得到亚铁离子。水浸后的溶液成酸性。【详解】(1）分析题图可知，钛铁矿中的铁最终转化成副产品绿矾，所以要将+3价Fe转化为+2价Fe；降低温度，减小了FeSO47H2O的溶解度，有利

3、于绿矶结晶析出。（2）水浸过程发生的离子反应为TiO22H2OH2TiO32H，废液呈酸性，所以处理水浸后的废液应加入CaO、CaCO3或碱。（3）由于Ti和Mg易与空气中的O2、N2等反应，故该反应应在氩气气氛中进行。2．印刷电路板（PCB）是用腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液（其中金属阳离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+）回收再生的流程如图。请回答：（1）腐蚀池中发生反应的化学方程式是__。（2）上述各池中，没有发生化学变化的是__池。（3）由置换池中得到固体的操作名称是__。（4）

4、置换池中发生反应的离子方程式有__。（5）请提出利用酸从固体中回收Cu并将滤液回收利用的合理方案：__。（6）向再生池中通入Cl2也可以使废液再生，相比2，用双氧水的优点是__。Cl【答案】Cu+2FeCl沉降过滤3+2+、Fe+Cu2+2+3=CuCl2+2FeCl2Fe+2Fe=3Fe=Fe+Cu用盐酸溶解固体中的Fe，过滤后得到Cu，并将滤液加入再生池避免有毒气体污染环境【解析】【分析】腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上，发生反应为：322Cu+2FeCl=CuCl+2FeCl，再在沉降池中沉降后加入铁粉置换出铜单质、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，

5、再生池中主要指FeCl2，通入过氧化氢氧化生成FeCl3，循环利用。【详解】（1）腐蚀液（FeCl3溶液）将覆铜板上腐蚀池中发生反应的化学方程式为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2；（2）腐蚀池中发生：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2；置换池中铁粉置换出铜、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，再生池中过氧化氢氧化FeCl2，没有发生化学变化的是沉降池；（3）置换池中铁粉置换出铜，固液分离的操作为过滤；（4）置换池中铁粉置换出铜、以及铁与铁离子反应生成亚铁离子，其离子反应方程式：3+2+2+2+Fe+2Fe=3Fe、Fe+Cu=Fe+Cu

6、；（5）根据金属活动性顺序表可知，铁能与稀盐酸发生反应，而铜不与稀盐酸反应，所以用盐酸溶解固体中的Fe，过滤后得到Cu，并将滤液加入再生池；（6）Cl2有毒，污染环境，需要尾气处理，加双氧水氧化后生成水，避免有毒气体污染环境，故答案为：避免有毒气体污染环境。3．某科研小组用镍触媒废料（主要成分为Ni-Al合金，混有少量Fe、Cu、Zn及有机物）制备NiO并回收金属资源的流程如下所示：已知：相关数据如表1和表2所示表1部分难溶电解质的溶度积常数（25℃）物质Ksp物质KspFe(OH)34.0×10-38CuS6.3×10-34Fe(OH)21.8×10-1

7、6ZnS1.6×10-24Al(OH)31.0×10-33NiS3.2×10-18Ni(OH)22.0×10-15表2原料价格表物质价格/（元?吨-1）漂液（含25.2%NaClO）450双氧水（含30%HO）240022烧碱（含98%NaOH）2100纯碱（含99.5%Na2CO）6003请回答下列问题：（1）“焙烧”的目的是________________________________。（2）“试剂a”的名称为__________________；选择该试剂的理由是______。（3）“氧化”时反应的离子方程式为___________________

8、_______________________。（4）欲使溶液中F