2020年人教版高三化学微专题突破训练金属铁、铜及其化合物突破训练(四)含解析
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2020年人教版高三化学微专题突破训练金属铁、铜及其化合物突破训练(四)含解析

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资料简介
天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 金属铁、铜及其化合物 突破训练(四) 1.《本草纲目》中记载“慈石治肾家诸病,而通耳明目。慈石,色轻紫,石上皲 涩,可吸连针铁,俗谓之熁铁石”。“慈石”的主要成分是(  ) A.铁        B.氧化铜 C.氧化铁 D.四氧化三铁 解析:选 D 磁石,古代炼丹常用的矿物原料,又称作“慈石”,即四氧化 三铁(Fe3O4)。 2.如图两圆相交部分 A、B、C、D 分别表示两物质间的反应。下列各对应反应的 离子方程式书写不正确的是(  ) A.Fe+4H++NO-3 ===Fe3++NO↑+2H2O B.Fe3O4+8H+===Fe2++2Fe3++4H2O C.Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O D.3Fe(OH)2+10H++NO-3 ===3Fe3++NO↑+8H2O 解析:选 B Fe3O4 与 HNO3 反应生成 Fe3+,正确的离子方程式为 3Fe3O4+28H ++NO-3 ===9Fe3++NO↑+14H2O。 3.下列试剂中,不能使 Fe2+转化为 Fe3+的是(  ) ①氯气 ②NaCl 溶液 ③KMnO4 溶液 ④稀 HNO3 ⑤盐酸 ⑥NaNO3 溶液 A.①②③        B.①③④ C.②④⑤ D.②⑤⑥ 解析:选 D Cl2、KMnO4、稀 HNO3 都具有强氧化性,能将 Fe2+氧化成 Fe3+, 而 NaCl 溶液、盐酸、NaNO3 溶液不能将 Fe2+氧化成 Fe3+。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 4.要证明某溶液中不含 Fe3+而可能含有 Fe2+,进行如下实验操作时,最佳顺序 为(  ) ①加入足量氯水 ②加入足量酸性 KMnO4 溶液 ③加入少量 NH4SCN 溶液 A.①③         B.③② C.③① D.①②③ 解析:选 C 用 NH4SCN 检验 Fe3+是否存在,用氯水将 Fe2+转化为 Fe3+进行 检验 Fe2+的存在。 5.(2019·九江模拟)下列离子的检验方法合理的是(  ) A.向某溶液中滴入 KSCN 溶液呈红色,说明不含 Fe2+ B.向某溶液中通入 Cl2,然后再加入 KSCN 溶液变红色,说明原溶液中含有 Fe2 + C.向某溶液中加入 NaOH 溶液,得红褐色沉淀,说明溶液中含有 Fe3+ D.向某溶液中加入 NaOH 溶液得白色沉淀,又观察到颜色逐渐变为红褐色, 说明该溶液中只含有 Fe2+,不含有 Mg2+ 解析:选 C A 项,KSCN 溶液不能直接检验 Fe2+的存在,Fe2+是否存在不确 定,检验方法不合理;B 项,Fe3+干扰 Fe2+的检验,若原溶液中含有 Fe3+且不 含 Fe2+,也会产生相同现象,检验方法不合理;C 项,Fe3+与 OH-生成红褐色的 Fe(OH)3 沉淀,检验方法合理;D 项,Mg(OH)2 为白色沉淀,易被红褐色沉淀掩盖, 无法确定原溶液中是否含有 Mg2+,检验方法不合理。 6.在 Fe2(SO4)3 溶液中,加入 a g 铜,完全溶解后,再加 b g 铁,充分反应后得 到 c g 残余固体,且 a>c,下列说法正确的是(  ) A.残余固体是铜和铁 B.最后得到的溶液中一定含有 Cu2+ C.将残余固体加入稀硫酸中,有气泡产生 D.最后得到的溶液中可能含有 Fe3+ 解析:选 B 因为 a>c,说明 b g 铁完全反应,溶液中含 Cu2+、Fe2+,不含 Fe3+,B 正确。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 7.下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(  ) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式 碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面 的铜绿 Ⅰ对;Ⅱ对;无 B 铜表面易形成致密的氧 化膜 铜制容器可以盛放浓硫 酸 Ⅰ对;Ⅱ对;有 C 向硫酸铜溶液中通入氨 气,有蓝色沉淀产生,过 滤后灼烧滤渣,最后变成 黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰 上灼烧,铜丝表面变黑 Ⅰ对;Ⅱ对;有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转 化为白色硫酸铜粉末是 物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳 池的消毒剂 Ⅰ错;Ⅱ对;无 解析:选 D 稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应,而且稀盐酸 不与 Cu 反应,所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿,Ⅰ、Ⅱ有因果关系,A 错误; 铜表面不能形成致密的氧化膜,铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应,所以不能 用铜制容器盛放浓硫酸,B 错误;硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2,Cu(OH)2 受热 分解生成黑色 CuO,Ⅰ、Ⅱ均正确,但没有因果关系,C 错误;蓝色硫酸铜晶体 受热转化为白色硫酸铜粉末,属于化学变化,CuSO4 可用作消毒剂,但与前者没 有因果关系,D 正确。 8.部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g,经如下处理: 下列说法正确的是(  ) A.滤液 A 中的阳离子为 Fe3+、Fe2+、H+ B.样品中 Fe 元素的质量为 2.24 g C.样品中 CuO 的质量为 4.0 g D.V=896天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 解析:选 B 硫酸足量,只有金属 Cu 不与 H2SO4 反应,所以滤渣 3.2 g 为金 属铜,物质的量为 0.05 mol,因滤液 A 中不含 Cu2+,故合金样品中总共含有铜 原子 0.05 mol,滤液 A 中加入足量 NaOH 溶液,所得滤渣灼烧得到的固体 3.2 g 为 Fe2O3。生成的滤渣 3.2 g 是铜,金属铜可以和 Fe3+反应,所以滤液 A 中一定 不含 Fe3+,则滤液 A 中含有的阳离子为 Fe2+、H+,A 错误;Fe 的物质的量为 3.2 g 160 g·mol-1×2=0.04 mol,其质量为 0.04 mol×56 g·mol-1=2.24 g,B 正确;根据 B 项分析可知铁元素质量为 2.24 g,而合金样品质量为 5.76 g,所 以 CuO 的质量不超过 5.76 g-2.24 g=3.52 g,C 错误;最后滤液 A 中溶质为过 量 H2SO4 和 FeSO4,而铁原子的物质的量为 0.04 mol,说明参加反应的硫酸的物 质的量为 0.04 mol,含 H+0.08 mol,其中部分 H+生成氢气,另外的 H+和合金 中 的 氧 原 子 结 合 成 水 , 由 于 合 金 中 氧 原 子 的 物 质 的 量 为 5.76 g-3.2 g-2.24 g 16 g·mol-1 =0.02 mol,全部转化为 H2O 需消耗 H+0.04 mol, 所以硫酸中生成 H2 的 H+的物质的量为 0.08 mol-0.04 mol=0.04 mol,即生成 0.02 mol H2,标准状况下体积为 448 mL,D 错误。 9.向下列物质分别与少量氯水反应所得的溶液中滴入 KSCN 溶液,不一定显红色 的是(  ) A.氧化铁         B.铜铁合金 C.Fe(OH)3 D.FeCl2 解析:Fe2O3 与氯水中的 H+发生反应生成 Fe3+,A 错误;铜铁合金中的铜能 与反应生成的 Fe3+发生反应生成 Fe2+,不一定存在 Fe3+,B 正确;Fe(OH)3 与氯 水中的 H+反应生成 Fe3+,C 错误;氯水中的 Cl2 能将 Fe2+氧化成 Fe3+,D 错误。 10.下列有关铁及其化合物的说法中正确的是(  ) A.Fe3O4 为红棕色晶体 B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe2O3 和 H2 C.除去 FeCl3 溶液中的 FeCl2 杂质可以向溶液中通入氯气 D.Fe3+与 KSCN 试剂产生红色沉淀天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 解析:Fe3O4 是黑色晶体,A 错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为 Fe3O4 和 H2,B 错误;除去 FeCl3 溶液中的 FeCl2 杂质可以向溶液中通入氯气,发生的 反应为 2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-,C 正确;Fe3+与 KSCN 作用溶液呈红色,但 不是沉淀,D 错误。 11.用毛笔蘸取少量 30% FeCl3 溶液在铜片上写一个“Cu”字,放置片刻,用少 量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中,下列说法正确的是(  ) A.烧杯中的溶液呈黄色 B.铜片无任何变化 C.铜片上有凹陷的“Cu”字 D.发生了反应:Fe3++Cu===Cu2++Fe2+ 解析:FeCl3 与 Cu 发生反应:2FeCl3+Cu===CuCl2+2FeCl2,故烧杯中的溶 液为 CuCl2 和 FeCl2,溶液的颜色不是黄色,铜片上有凹陷的“Cu”字,D 项离子 方程式两边电荷不守恒,应为 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+。 12.在含有 FeCl3 和 BaCl2 的酸性溶液中,通入足量的 SO2 后有白色沉淀生成, 过滤后,向溶液中滴加 KSCN 溶液,无明显现象,下列叙述不正确的是(  ) A.白色沉淀不含 BaSO3 B.溶液的酸性减弱 C.白色沉淀是 BaSO4 D.FeCl3 全部被还原为 FeCl2 解析:在 FeCl3 和 BaCl2 的酸性溶液中,通入足量的 SO2 后,发生反应为 2Fe3 ++SO2+Ba2++2H2O===2Fe2++4H++BaSO4↓,过滤后,向溶液中滴加 KSCN 溶 液,溶液无明显现象,说明溶液中不存在铁离子。反应后溶液中存在大量 HCl, 所以沉淀中不可能含有 BaSO3,A 正确;根据以上分析知,反应生成了 H+,所以 溶液的酸性增强,B 错误;氯化铁和二氧化硫反应生成的硫酸根离子与钡离子反 应生成 BaSO4 沉淀,C 正确;通过以上分析知,溶液中氯化铁完全被还原生成氯 化亚铁,D 正确。 13.在 FeCl3、CuCl2 混合溶液中,加入一定量的铁屑,反应完全后将固体滤出,天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 下列说法中正确的是(  ) A.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2+,一定不含 Cu2+ B.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2+,可能含 Cu2 +和 Fe3+ C.若滤出的固体中只有铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe3+和 Fe2+,一 定不含 Cu2+ D.若滤出的固体中含有铁和铜,则溶液中一定含有的阳离子是 Fe2+,一定 不含 Cu2+和 Fe3+ 解析:若滤出的固体为 Cu,则溶液中一定含有 Fe2+,可能含有 Cu2+,但一 定不含 Fe3+,原因是 Fe3+与 Cu 不共存,能发生氧化还原反应。选项 A、B、C 均 错误;若滤出的固体为 Fe 和 Cu,则溶液中一定含有 Fe2+,一定不含 Cu2+和 Fe3 +,原因是 Fe 能与 Cu2+、Fe3+发生氧化还原反应。 14.某溶液中含有 Cu2+、Mg2+、Fe2+、Al3+等 4 种离子,若向其中加入过量的 NaOH 溶液,微热并搅拌,再加过量盐酸,溶液中大量减少的阳离子是(  ) A.Cu2+ B.Mg2+ C.Fe2+ D.Al3+ 解析:Fe2+与 OH-作用生成 Fe(OH)2,微热搅拌条件下与空气接触,Fe(OH)2 会被氧化成 Fe(OH)3,再加入过量盐酸,最终会生成 Fe3+。 15.下列事实不能证明 Fe3+有氧化性的是(  ) A.电子工业上用 FeCl3 溶液腐蚀电路板上的铜 B.FeCl3 溶液滴在淀粉 KI 试纸上,试纸变为蓝色 C.将 KSCN 溶液加入 FeCl3 溶液中,溶液变为血红色 D.将 H2S 气体通入 FeCl3 溶液中,产生淡黄色沉淀 解析:A 项中 2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+;B 项中 2Fe3++2I-===2Fe2++I2; D 项中 H2S+2Fe3+===S↓+2Fe2++2H+,只有 C 项中 Fe3+在反应中化合价未发 生改变,不具有氧化性,选 C 项。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 16.某溶液含有 K+、Fe3+、SO2-4 、CO2-3 、I-中的几种。取样,滴加 KSCN 溶液后 显血红色。下列有关原溶液的说法不正确的是(  ) A.一定存在的离子为 Fe3+、SO2-4 B.一定不存在的离子为 CO2-3 、I- C.不能确定的离子为 K+、SO2-4 D.确定是否含有 K+需要经过焰色反应 解析:滴加 KSCN 溶液后显血红色,说明原溶液中一定含有 Fe3+,Fe3+与 CO 2-3 能发生相互促进的水解反应而不能大量共存,Fe3+与 I-能发生氧化还原反应 而不能大量共存,故原溶液中一定不含 CO2-3 、I-,根据溶液呈电中性可知,原 溶液中一定含 SO2-4 ,而 K+需要经过焰色反应才能确定其是否存在,A、B、D 项 正确,C 项错误。 17.8.34 gFeSO4·7H2O 样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲 线)如下图所示,下列说法正确的是(  ) A.温度为 78℃时固体物质 M 的化学式为 FeSO4·5H2O B.温度为 159℃时固体物质 N 的化学式为 FeSO4·3H2O C.在隔绝空气条件下,N 得到 P 的化学方程式为 FeSO4 ===== 温度 FeO+SO3↑ D.取适量 380 ℃时所得的样品 P,隔绝空气加热至 650 ℃,得到一种固体 物质 Q,同时有两种无色气体生成,Q 的化学式为 Fe2O3 解析:依据图象分析 8.34 g FeSO4·7H2O 样品物质的量为 8.34 g÷278 g/mol =0.03 mol,在 78℃时固体质量变为 6.72 g,FeSO4·7H2O 加热失去结晶水,质 量减小,设失去结晶水 x 个,则天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ FeSO4·7H2O ===== 高温 FeSO4·(7-x)H2O+xH2O 0.03 mol 0.03x mol 依据加热分解减少的质量列式:0.03 xmol×18 g/mol=8.34 g-6.72 g= 1.62 g,解得 x=3。所以加热到 78℃时固体为 FeSO4·4H2O,A 错误;根据相同 的计算方法可以得到固体物质 N 的化学式为 FeSO4·H2O,B 错误;经过计算可知 在 P 点时,固体物质为 FeSO4,则 N 得到 P 的化学方程式为 FeSO4·H2O ===== 高温 FeSO4+H2O,C 错误;380 ℃时所得的样品 P 为硫酸亚铁,假设 Q 的化学式为 Fe2O3,根据铁元素守恒可得 Fe2O3 的物质的量为 0.015 mol,质量为 2.40 g,与 图象中的 Q 的质量恰好相同,同时有两种无色气体生成,判断为 SO2、SO3,D 正 确。 18.(1)下列各图示中,能较长时间观察到 Fe(OH)2 白色沉淀的是________。 (2)用下列方法可制得白色的 Fe(OH)2 沉淀:用不含 Fe3+的 FeSO4 溶液与用 不含 O2 的蒸馏水配制的 NaOH 溶液反应制备。 ①用硫酸亚铁晶体配制上述 FeSO4 溶液时还需加入________。 ②除去蒸馏水中溶解的 O2 常采用________的方法。 ③生成白色 Fe(OH)2 沉淀的操作是用长滴管吸取不含 O2 的 NaOH 溶液,插入 FeSO4 溶 液 液 面 下 , 再 挤 出 NaOH 溶 液 。 这 样 操 作 的 理 由 是 _________________________________ _________________________________________________________________ _______。 [解析] (1)因为 Fe(OH)2 在空气中容易被氧化为红褐色的 Fe(OH)3,因此要天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 较长时间看到 Fe(OH)2 白色沉淀,就要排除装置中的氧气或空气。①、②原理相 同,都是先用氢气将装置中的空气排尽,并使生成的 Fe(OH)2 处在氢气的保护中;③ 的原理为铁作阳极产生 Fe2+,与电解水产生的 OH-结合生成 Fe(OH)2,且液面用 汽油保护,能防止空气进入;⑤中液面加苯阻止了空气进入;④由于带入空气中 的氧气,能迅速将 Fe(OH)2 氧化,因而不能较长时间看到白色沉淀。 (2)①Fe2+易水解,要加入稀硫酸防止其水解;Fe2+易被空气中的 O2 氧化, 要加 Fe 粉防止 Fe2+被氧化。②气体的溶解度随温度升高而降低,所以煮沸后的 水中溶解的 O2 较少。 [答案] (1)①②③⑤ (2)①稀硫酸、铁屑 ②煮沸 ③避免生成的 Fe(OH)2 沉淀接触 O2 19.绿矾被广泛用于医药和工业领域,工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程 如图所示,根据题意回答下列问题: 方法一:利用黄铜矿粉(主要成分为 CuFeS2)制取绿矾 (1)试剂 a 和试剂 b 分别是________________,操作 1 的名称是________。 (2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中,可以将 CuFeS2 氧化成硫酸盐,写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 : ________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ ___。 方法二:利用工业废铁屑制取绿矾 (3)加入适量 Na2CO3 溶液的作用是____________。 (4) 操 作 Ⅰ 需 要 用 到 的 玻 璃 仪 器 名 称 有 ____________________________________。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (5) 通 过 检 验 CO 2-3 来 判 断 操 作 Ⅰ 是 否 洗 涤 干 净 , 检 验 的 方 法 是 ______________________ _________________________________________________________________ _______。 [ 解 析 ]   (1) 由 流 程 图 可 知 滤 渣 2 为 Fe(OH)3 , 而 目 标 产 物 为 绿 矾 (FeSO4·7H2O),所以试剂 a 为稀 H2SO4,起溶解作用,b 为铁粉,起还原作用; 由流程图可知操作 1 为过滤,其作用为除去过量的铁粉。(2)由题意可知,在细 菌的作用下,氧气氧化黄铜矿的反应方程式为 4CuFeS2+17O2+2H2SO4===4CuSO4 +2Fe2(SO4)3+2H2O。(3)CO 2-3 水解时使溶液呈碱性,可以除去油污。(4)因为操 作Ⅰ为过滤与洗涤,所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。 [答案] (1)稀 H2SO4、铁粉 过滤 (2)4CuFeS2+17O2+2H2SO4===4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O (3)除去油污 (4) 烧杯、玻璃棒、漏斗 (5)取少量最后一次的洗涤液于试管中,滴加 BaCl2 溶液, 若无白色沉淀生成,则已经洗涤干净;若有白色沉淀生成,则未洗涤干净 20.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑 (含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法: 查询资料,得有关物质的数据如下表: 25 ℃时 饱和 H2S 溶液 SnS 沉淀完全 FeS 开始沉淀 FeS 沉淀完全 pH 3.9 1.6 3.0 5.5 (1)检验制得的绿矾晶体中是否含有 Fe3+,最好选用的试剂为________。 A.KSCN 溶液  B.NaOH 溶液  C.KMnO4 溶液 (2)操作Ⅱ中,通入硫化氢至饱和的目的是(写两点)________________、 ________________。 (3)操作Ⅳ的顺序依次为________、冷却结晶、过滤。 (4)测定绿矾产品中 Fe2+含量的方法是:天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ a.称取 3.72 g 绿矾产品,溶解,在 250 mL 容量瓶中定容; b.量取 25.00 mL 待测溶液于锥形瓶中; c.用硫酸酸化的 0.010 00 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点,消耗 KMnO4 溶 液体积的平均值为 20.00 mL。 ①滴定时盛放 KMnO4 溶液的仪器为________(填仪器名称)。 ②计算上述样品中 FeSO4·7H2O 的质量分数为________。 ③上述测定中,若滴定管规格为 50 mL,则步骤 a 中称取样品的质量不能超 过______g。(保留 4 位小数) 解析:(1)检验所得绿矾晶体中是否含有 Fe3+的实验操作是利用三价铁离子 检验方法:Fe3+和 SCN-会反应生成红色的 Fe(SCN)3,从而证明了 Fe3+的存在。 (2)通入硫化氢至饱和的目的是:硫化氢具有强还原性,可以将 Fe3+还原为 Fe2 +。H2S 在溶液中饱和,可以增大溶液中的 S2-浓度,尽量保证将 Sn2+转化为 SnS 沉淀,以便于过滤除去 Sn 杂质。(3)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发 浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥等,所以操作Ⅳ的顺序依次为:蒸发浓缩、 冷却结晶、过滤。(4)①高锰酸钾溶液具有强氧化性,所以会氧化碱式滴定管尖 嘴处的橡胶管,所以滴定时盛放 KMnO4 溶液的仪器为酸式滴定管。②用硫酸酸化 的 0.010 00 mol·L-1KMnO4 溶液滴定至终点,消耗 KMnO4 溶液体积的平均值为 20.00 mL,则根据方程式:5Fe2++MnO4+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O 得到:n(Fe2 +)=0.010 00 mol·L-1×0.020 0 L×5=0.001 mol。所以 250 mL 溶液中有 n(Fe2 +)=0.01 mol。则 FeSO4·7H2O 物质的量也是 0.01 mol,质量为 0.01 mol×278 g·mol-1=2.78 g,质量分数为:2.78 g÷3.72 g=278 372=74.73%=75%。③若滴 定管规格为 50 mL,则最多能量出 50 mL 的高锰酸钾溶液,根据方程式:5Fe2++ MnO-4 +8H+===5Fe3++Mn2++4H2O 得到最多反应的 n(Fe2+)=0.010 00 mol·L- 1×0.050 0 L×5=0.002 5 mol,所以 250 mL 溶液中有 n(Fe2+)=0.025 mol, 则 FeSO4·7H2O 物质的量最多是 0.025 mol,质量为 0.025 mol×278 g·mol-1= 6.95 g,因为样品中 FeSO4·7H2O 的质量分数为278 372,所以样品质量为 6.95 g÷278 372 =9.3 g,题目要求保留 4 位小数,所以为 9.300 0 g。 答案:(1)A (2)除去溶液中的 Sn 2+ 将 Fe3+还原成 Fe2+ (3)蒸发浓缩 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (4)①酸式滴定管 ②75% ③9.300 0 21.炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。对 这些元素进行提取分离能减少环境污染,同时制得 ZnSO4·7H2O 实现资源的再利 用。其流程图如下。已知 FeAsO4 难溶于水;ZnSO4·7H2O 易溶于水,难溶于酒精。 金属离子 Fe3+ Zn2+ Mn2+ Cu2+ Cd2+ 开始沉淀 pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9 沉淀完全 pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4 请回答下列问题: (1) 提 高 浸 出 率 可 以 采 用 的 方 法 是 ( 写 出 其 中 一 点 即 可)_________________________。 (2)滤液Ⅰ中有少量的 AsO3-3 ,若不除去,则 AsO 3-3 与 Cd 反应会产生一种有 毒氢化物气体,该气体的分子式为______。向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性 KMnO4 溶液 可与 AsO 3-3 反应生成 FeAsO4,完成该反应的离子方程式: ___Fe2 + + ___AsO3-3 + ___MnO-4 + ____ ===____Mn2 + + ____FeAsO4 ↓ + ____ , 判 断 该 滴 定 终 点 的 现 象 是 _________________________________________________。 (3)流程中②调节 pH 时可以选用的试剂为__________,滤渣Ⅱ的主要成分为 __________。 (4)常温下 Zn(OH)2 的溶度积 Ksp=________。 (5) 制 得 的 ZnSO4 · 7H2O 需 洗 涤 , 洗 涤 晶 体 时 应 选 用 试 剂 为 ____________________。 [解析] (4)当 Zn 2+ 沉淀完全时溶液中 c(Zn2+ )≤10 -5 mol·L-1 ,则 Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)·c2(OH-)=10-5×(10-6)2=10-17。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ [答案] (1)适当增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小 颗粒等(合理答案均可) (2)AsH3 5Fe2+ +5AsO3-3 +3MnO-4 +14H +===3Mn2+ +5FeAsO4↓+7H2O 滴 最后一滴 KMnO4,溶液变为粉红色且半分钟内不恢复为原色,则反应滴定到终点 (3)ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2 等合理答案均可  FeAsO4、Fe(OH)3 (4)10-17 (5)乙醇(或饱和硫酸锌溶液) 22.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 0.1 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 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: ①第一支试管中加入 1 mL CCl4 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。产生气泡的原因天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 是 ________________ ; 生 成 沉 淀 的 原 因 是 _____________________________________________________________________ ___ (用平衡移动原理解释)。 [解析] (1)Fe 2+具有很强的还原性,易被空气中的 O2 氧化为 Fe3+,在 FeCl2 溶液中加入少量铁屑,可防止 Fe2+被氧化。 (2)Fe2+被氧化为 Fe3+,Cl2 被还原为 Cl-,反应的离子方程式为 2Fe2++ Cl2===2Fe3++2Cl-。 (3)O2 难溶于煤油,加入煤油能隔绝空气,排除 O2 对实验的影响。 (4)KI 溶液与 FeCl3 溶液反应的离子方程式为 2I-+2Fe3+===I2+2Fe2+。 K3[Fe(CN)6]是检验 Fe2+的试剂。实验③溶液变红,说明溶液中仍存在 Fe3+,由 此可说明该氧化还原反应为可逆反应。 (5)酸化的 FeCl2 溶液与 H2O2 反应,Fe2+被氧化为 Fe3+,H2O2 被还原为 H2O, 反应的离子方程式为 H2O2+2Fe2++2H+===2Fe3++2H2O。Fe3+对 H2O2 的分解起催 化作用,当反应一段时间后,会发生反应:2H2O2 =====Fe3+ 2H2O+O2↑,故溶液中产 生气泡。由于 H2O2 分解反应放热,促使 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+平衡右移, 最终出现 Fe(OH)3 红褐色沉淀。 [答案] (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

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