高考化學(xué)備考之鐵及其化合物推斷題壓軸突破訓(xùn)練∶培優(yōu)易錯試卷篇附詳細(xì)答案

1、高考化學(xué)備考之鐵及其化合物推斷題壓軸突破訓(xùn)練：培優(yōu)易錯試卷篇附詳細(xì)答 案一、鐵及其化合物1 .鈦(Ti )被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，鈦白( TiO2)是目前使用最廣泛的白色顏 料。制備TiO2和Ti的原料是鈦鐵礦，用含 FeO3的鈦鐵礦(主要成分為 FeTiO3)制備 TiO 2的流程如下：(1)步驟加Fe的目的是 ;步驟冷卻的目的是 O(2)考慮成本和廢物的綜合利用等因素，水浸后的廢液中應(yīng)加入(3)由金紅石(TiO 2)制取單質(zhì)鈦(Ti )的過程為處理。TiCLMg800 %：,Ar+國，其中反應(yīng)800 CTiCl 4 2Mg 2MgCl 2 Ti 在僦氣氣氛中進(jìn)行的理由是【答案】將Fe

2、3+還原為Fe2+析出綠磯(FeSO4 7H 2O)生石灰(或碳酸鈣、堿)高溫下鎂或鈦與 O 2、N2等反應(yīng)【解析】【分析】根據(jù)鈦鐵礦中Fe2O3> FeTiO 3與濃硫酸反應(yīng)的溶液中加入鐵粉、過濾后，濾液冷卻得到硫酸亞鐵晶體推知，鐵粉與鐵離子發(fā)生反應(yīng)得到亞鐵離子。水浸后的溶液成酸性?！驹斀狻?1)分析題圖可知，鈦鐵礦中的鐵最終轉(zhuǎn)化成副產(chǎn)品綠磯，所以要將 +3價Fe轉(zhuǎn)化為+2價Fe；降低溫度，減小了 FeSO4 7H 2O的溶解度，有利于綠磯結(jié)晶析出。(2)水浸過程發(fā)生的離子反應(yīng)為 TiO2 2H2O H2TQ32H，廢液呈酸性，所以處理水浸后的廢液應(yīng)加入 CaO、CaCO3或堿。(3)

3、由于Ti和Mg易與空氣中的O2、N2等反應(yīng)，故該反應(yīng)應(yīng)在僦氣氣氛中進(jìn)行。2 .某化學(xué)興趣小組探究氯化鐵溶液的某些性質(zhì)，將一定量氯化鐵固體先加入含ImolHCl的濃鹽酸中，再加水配制成 1L溶液A。(1)若在A溶液中加入一塊銅片，一段時間后得溶液B。寫出銅片在FeC3溶液中反應(yīng)的離子方程式：；(2)若在B中加鐵粉mg,充分反應(yīng)后剩余固體 ng;過濾，從1L濾液中取出20mL,向其 中滴入40mL2mol/LAgNO3溶液時，C恰好完全沉淀。則溶液 A中FeC3的物質(zhì)的量濃度是_(3)若在A溶液中加鐵粉至不再溶解，則需鐵粉【答案】2Fe3+Cu= Cif+2Fe 1mol/L 56g【解析】Fe3

4、+有較強(qiáng)氧化性，可將 Cu氧化成Cu2+,離子方程式為2Fe3+Cu= cF+2Fe；(2)若在B中加鐵粉mg,充分反應(yīng)后剩余固體 ng,則此時濾液中溶質(zhì)只有FeC2,滴入40mL2mol/LAgNO3溶液時，C恰好完全沉淀，則 20mL濾液中n(C)=0.04L x 2mol/L=0.08m)。唄U 1L濾液中 n(C-)=0.08mol1000mL，一=4mol,加入了 ImolHCl,則20mL溶液中n(C1)=4mol-1mol=3mol ,則n(FeC3)=1mol,溶液體積為 1L,所以溶液 A中FeC3的物 質(zhì)的量濃度是1mol/L ;(3)A 中加鐵粉發(fā)生反應(yīng) 2Fe3+Fe=

5、3F(2+、2H+Fe=F(2+H2 f ,溶液中 n(FeC3)=1mol, n(HCl)=1mol,所以消耗的鐵粉物質(zhì)的量為0.5mol+0.5mol=1mol ,質(zhì)量為56g。【點(diǎn)睛】解決此類題目要注意尋找守恒關(guān)系，不能盲目寫反應(yīng)方程式；第3題要注意HCl也可以與鐵粉反應(yīng)。3 .鐵是日常生活中最常見的金屬，某班同學(xué)在學(xué)習(xí)鐵的知識時，有下列問題：問題1:鐵為何稱為黑色金屬？問題2： CuO在高溫下可分解為 CU2O和。2, Fe2O3在高溫下可分解為 FeO和O2嗎?(1)對于問題1,同學(xué)們上網(wǎng)查找，有兩種解釋：A.因?yàn)樵阼F表面上有黑色的鐵的氧化物，所以叫黑色金屬B.因?yàn)殍F的粉末為黑色，鐵

6、的氧化物也均為黑色，所以叫黑色金屬你認(rèn)為正確的說法是。 若有一黑色粉末，如何鑒別是鐵粉，還是FesO4?若有一黑色粉末，為鐵和四氧化三鐵的混合物，如何證明其中有Fe3O4(只要求簡述實(shí)驗(yàn)方法)？ 。(2)對于問題2,同學(xué)們準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)探究，他們設(shè)想了兩種方法：A.將三氧化二鐵高溫灼燒，看灼燒前后顏色是否變化。B.將三氧化二鐵高溫灼燒，看灼燒前后質(zhì)量是否變化。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)將Fe2O3放在(填儀器名稱)中灼燒。方法A中，如果高溫灼燒后顏色由 變?yōu)?說明Fe2O3確實(shí)發(fā)生了 變化。能說明生成的一定為 FeO嗎？ ,理由是 。方法B中，如果發(fā)生了預(yù)期的反應(yīng)，固體高溫灼燒前后質(zhì)量比應(yīng)為 ，但是，實(shí) 驗(yàn)結(jié)果固體灼

7、燒前后質(zhì)量比為30 ： 29,則高溫灼燒后生成物是 。比較兩種方法，你認(rèn)為較好的方法是 ?！敬鸢浮緼取黑色粉末少許于試管中，加適量稀鹽酸或稀硫酸，若有氣泡產(chǎn)生則原黑色粉末為鐵，若無氣泡產(chǎn)生則原粉末為Fe3O4用干燥的氫氣與黑色粉末加熱反應(yīng)，用無水硫酸銅檢測是否有水產(chǎn)生(或用純凈的CO與黑色粉末加熱反應(yīng)，用澄清石灰水檢測是否有CQ_八 _10廣生)堪蝸紅棕色黑色不能也可能為Fe3O4 一 Fe3O4 B9【解析】【分析】(1)鐵是在高溫下煉制而成，高溫下鐵會和空氣中的氧氣反應(yīng)生成四氧化三鐵或氧化亞鐵， 顏色都是黑色氧化物，氧化鐵是紅色氧化物，常溫下緩慢氧化或電化學(xué)腐蝕生成得到；氧 化鐵為紅色，四

8、氧化三鐵為黑色，四氧化三鐵為磁性氧化物，能吸引鐵，黑色粉末為鐵和 四氧化三鐵的混合物，定性證明其中含有Fe3O4的方法是利用四氧化三鐵具有磁性或與酸反應(yīng)是否生成氣體分析設(shè)計(jì)；根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)及反應(yīng)前后固體的質(zhì)量來分析；(2)F&O3固體灼燒應(yīng)在增期中進(jìn)行；將三氧化二鐵高溫灼燒，F(xiàn)e2O3確實(shí)發(fā)生了變化，依據(jù)氧化物顏色變化分析，氧化鐵被還原生成產(chǎn)物可能為黑色氧化亞鐵或四氧化三鐵；依據(jù)分解生成氧化亞鐵、四氧化三鐵反應(yīng)前后質(zhì)量不同分析計(jì)算；B方案能通過定量計(jì)算分析判斷生成物，A方案固體顏色變化不容易觀察和判斷?！驹斀狻?1)A.在高溫下得到的鐵的表面氧化物有黑色四氧化三鐵或氧化亞鐵，所以鐵為黑

9、色金 屬，A正確；B.因鐵的氧化物Fe2O3顏色為紅棕色不是黑色，四氧化三鐵為黑色，B錯誤；故合理選項(xiàng)是A;由于四氧化三鐵為磁性氧化物，能吸引鐵，則利用一小塊鐵片靠近黑色粉末，粉末被吸 在鐵片上，證明有四氧化三鐵，若不能吸引，則粉末為鐵粉；或取黑色粉末少許于試管 中，加適量稀鹽酸或稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生的原黑色粉末為鐵，若無氣泡產(chǎn)生則原粉末為 F&O4；若有一黑色粉末為鐵和四氧化三鐵的混合物，證明其中有Fe3O4,可以用干燥的氫氣與黑色粉末加熱反應(yīng)，用無水硫酸銅檢測有水產(chǎn)生；或用純凈的CO與與黑色粉末加熱反應(yīng)，用澄清石灰水檢測有 CC2產(chǎn)生即可；(2)F&O3固體灼燒應(yīng)在增期中進(jìn)行

10、；將Fe2O3高溫灼燒，固體顏色會有紅棕色變?yōu)楹谏?，依?jù)氧化物顏色變化分析，F(xiàn)及O3被還原生成產(chǎn)物可能為黑色 FeO或Fe3O4,顏色都是從紅棕色變化為黑色，因此不能說明生成的一定為FeO,也可能為Fe3O4；若發(fā)生反應(yīng)：2Fe2O3晶溫 4FeO+Q個.灼燒前后的質(zhì)量之比為 10: 9;發(fā)生反應(yīng)：6Fe2O3 高溫4Fe3O4+。T ,灼燒前后的質(zhì)量之比是 30: 29?，F(xiàn)在該實(shí)驗(yàn)結(jié)果固體灼燒前后質(zhì)量比為30 ： 29,因此高溫灼燒后生成的固體物質(zhì)是四氧化三鐵，即發(fā)生反應(yīng)最后的分解產(chǎn)物是F?O4；B方案能通過定量計(jì)算分析判斷生成物，A方案固體顏色變化不容易觀察和判斷，故比較好的方法是方法 B

11、?！军c(diǎn)睛】本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)分析判斷，物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，注意物質(zhì)性質(zhì)應(yīng)用，掌握 鐵的各種化合物的顏色、狀態(tài)、性質(zhì)等是本題解答的基礎(chǔ)。4 .鐵的氧化物成分不一樣，性質(zhì)也不一樣，H2還原Fe2O3,發(fā)現(xiàn)溫度不同，產(chǎn)物也不同。(1)往產(chǎn)物中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，生成氣泡主要成分的電子式是 。(2)再滴加KSCN溶液，可觀察到 ,所得溶液中一定含有的鐵的化合價是O【答案】H：H無明顯變化+2【解析】【分析】(1)產(chǎn)物中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明產(chǎn)生中含有Fe,所以氣體成分為 H2；(2)再滴加KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象，產(chǎn)物中有過量的鐵，鐵能還原Fe3+,所得溶液中一定含有

12、Fe2+O【詳解】(1)產(chǎn)物中滴加鹽酸，鐵的氧化物首先與鹽酸反應(yīng)，生成相應(yīng)的鐵的氯化物和水，若生成Fe3+,則會被Fe還原為Fe2+。觀察到有氣泡產(chǎn)生，說明最后發(fā)生的是Fe與鹽酸的反應(yīng)，所以氣體成分為H2,電子式為H：H ；答案為H：H ；(2)再滴加KSCN溶液，因?yàn)椴缓?Fe3+,所以沒有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生；產(chǎn)物中有過量的鐵，鐵能還原FeT,所得溶液中一定含有 Fe2+,鐵的化合價是+ 2。答案為：無明顯現(xiàn)象；+2。 【點(diǎn)睛】Fe2O3+6HCl=2FeCl 3+3H2O, FeO+2HCl =FeCl2+H2。，F(xiàn)e3O4+8HCl=2FeCl 3+FeCl2+4H2O, 2FeCl3+Fe

13、=3FeCl2,最后發(fā)生Fe+2HCl = FeCL+H2 T。所以，只要有氣泡產(chǎn)生，說明在前面 反應(yīng)中，F(xiàn)e有剩余，則溶液中不存在 Fe3+。5 .明磯在日常生活中用途非常廣泛。用廢鋁灰(含Al、AI2O3、Fe、Fe2O3、FeO等)為原料制取明磯的工藝流程如下圖?；卮鹣铝袉栴}：稀施酸H曲 Al(0H)3r ,1 I i .1 T .廢鋁灰1|斡01后訪IT血化卜。匕落I . H浦汩制探卜叵疆2國皿丁立”1n1，11KAI濾渣1濾渣已知：Fe3+開始沉淀到沉淀完全時溶液的pH為1.93.7。(1)明磯凈水的原理是 (用離子方程式表示)。(2)酸溶”時，Al2O3溶解的化學(xué)方程式為 。(3)

14、氧化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。(4)步驟”的目的是 ;2”經(jīng)堿洗、水洗、干燥和煨燒，得到的產(chǎn)品的名稱 是 (填俗稱)。(5)步驟”包含的操作有 、過濾及干燥。【答案】A13+3H2O?A1(OH)3(膠體)+3H+ A12O3+3H2SQ=A12(SQ)3+3H2。2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O調(diào)節(jié)溶液pH,使沉淀完全鐵紅蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 【解析】【分析】廢鋁灰(含Al、AI2O3、Fe、Fe2O3、FeO等)加入足量稀硫酸進(jìn)行酸浸溶解并過濾，得到含有 Al3+、Fe2，F(xiàn)e3+、SC42-的酸性濾液，濾渣 1為不與硫酸反應(yīng)的雜質(zhì)，向?yàn)V液中加入雙氧水 將濾液中的Fe2+氧

15、化為Fe3+,由于Fe(OH)比Al(OH)3更難溶，向氧化后的濾液中加入 Al(OH)3, Fe3+轉(zhuǎn)化為更難溶的Fe(OH)沉淀，過濾后得到含有 Al3+、SC42-的濾液，濾渣2為 Fe(OH)3,向?yàn)V液中加入 K2SO4制得產(chǎn)品溶液，對溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、干 燥最終得到產(chǎn)品硫酸鋁鉀的晶體，據(jù)此分析解答?！驹斀狻?1)明磯是強(qiáng)酸弱堿鹽，弱酸根離子Al3+水解產(chǎn)生氫氧化鋁膠體，能夠吸附水中懸浮的物質(zhì)形成沉淀而除去，從而達(dá)到達(dá)到凈水的目的。其反應(yīng)原理用方程式表示為： A13+3H2O?A1(OH)3(膠體)+3H+；(2)酸溶”時，A12O3和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，化學(xué)方程式

16、為A12O3+3H2SQ=A12(SQ)3+3H2O；(3)氧化”時，加入氧化劑過氧化氫，將濾液中的Fe2+氧化為Fe3+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O；(4)步驟”加入濾液中加入 Al(OH)3,作用是調(diào)節(jié)溶液的 pH值，由于Fe(OH比Al(OH)3更 難溶，使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH沉淀而除去； 濾渣2”的成分是Fe(OH)3,煨燒時分解生成 氧化鐵，它是一種紅棕色粉末，常用作顏料，俗名是鐵紅；(5)步驟”是從溶液中獲得產(chǎn)品明磯，包含的操作有蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾及干燥。6.某小組同學(xué)用一種鋁鐵合金為原料，模擬相關(guān)的工業(yè)生產(chǎn)，反應(yīng)過程如圖所

17、示(部分產(chǎn)物和條件已略去)，請回答:NmOHig 通囿休空氣中dffiK(1)鐵鋁合金是一種高電磁性能合金，下列有關(guān)推測可能正確的是 (填序號)A.鐵鋁合金可由鐵和鋁熔融混合制成B.鐵鋁合金的熔點(diǎn)高于鋁和鐵C.鐵鋁合金硬度高于純鋁(2)反應(yīng)中鋁元素發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。(3)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(4)反應(yīng)發(fā)生時觀察到的現(xiàn)象是 ,用化學(xué)方程式表示 顏色變化的原因 。(5)反應(yīng)中的 CO2不宜換成HCl,原因是。(6)請舉出固體A 一種用途 ?！敬鸢浮緼C A3+4OH =AlO2 +2H2O 2Al+2NaOH+2噸 O=2NaAlO2+3H2 T 先產(chǎn)生白色沉淀，之后迅速變成灰綠色最后變

18、為紅褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 過量的氯化氫會使生成的氫氧化鋁溶解做紅色油漆和涂料【解析】【分析】分析流程可知，中的反應(yīng)有硫酸與氫氧化鈉酸堿中和，硫酸鋁與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，硫酸亞鐵在空氣中與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵；中二氧化碳能與偏鋁酸鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；固體A為氧化鐵，固體 B為氧化鋁；中鋁單質(zhì)能與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉；中硫酸亞鐵在空氣中與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵?！驹斀狻?1) A.鐵鋁合金可由鐵和鋁熔融混合制成具有特征性質(zhì)的混合物，故 A正確；B.合金熔點(diǎn)低于各成分，則鐵鋁合金的熔點(diǎn)低于鋁和鐵，故 B錯誤；C.合金硬度高于各成分，

19、則鐵鋁合金硬度高于純鋁，故 C正確；綜上所述，故答案為：AC；(2)中硫酸鋁與過量氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，其反應(yīng)的離子方程式為Al3+4OH=AlO2+2H2O,故答案為：A13+4OH=AIO2+2H2O;( 3 ) 中鋁單質(zhì)能與氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 T ,故答案為:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 T ；( 4 ) 中硫酸亞鐵在空氣中與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵，現(xiàn)象是先產(chǎn)生白色沉淀，之后迅速變成灰綠色最后變?yōu)榧t褐色，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3，故答

20、案為：先產(chǎn)生白色沉淀，之后迅速變成灰綠色最后變?yōu)榧t褐色；4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；( 5 ) 中二氧化碳能與偏鋁酸鈉發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，若將二氧化碳換成氯化氫，則生成的氫氧化鋁會繼續(xù)與過量的鹽酸發(fā)生反應(yīng)而溶解，故答案為：過量的氯化氫會使生成的氫氧化鋁溶解；(6)固體A 為紅棕色的氧化鐵，可以用來做紅色油漆和涂料，故答案為：做紅色油漆和涂料。7.以廢舊鋅鎰電池中的黑鎰粉(MnO2、MnO(OH)、NH4C1、少量ZnC2及炭黑、氧化鐵等)為原料制備 MnCl2,實(shí)現(xiàn)鎰的再利用。其工作流程如下：溶癡(1)過程I,在空氣中加熱黑鎰粉的目的是除炭、氧化 MnO(O

21、H)等。2氧化MnO(OH)的 化學(xué)方程式是。(2)溶液a的主要成分為 NH4ci,另外還含有少量 ZnC2等。0»4 4C L401曲匕溶?夜a呈酸性，原因是。根據(jù)如圖所示的溶解度曲線，將溶液a (填操作)，可得 NH4C1粗品。提名NH4Cl粗品，有關(guān)性質(zhì)數(shù)據(jù)如下：化合物ZnC2NH4CI熔點(diǎn)365 c337.8C分解沸點(diǎn)732 c根據(jù)上表，設(shè)計(jì)方案提純NH4CI： 。(3)檢驗(yàn)MnSO4溶液中是否含有 Fe3+:取少量溶?夜,加入 (填試劑和現(xiàn)象)，證 明溶液中Fe3+沉淀完全。(4)探究過程n中 MnO2溶解的適宜條件。i .向MnO2中加入H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡；再加入

22、稀H2SQ,固體未明顯溶解。ii.向MnO2中加入稀H2SQ,固體未溶解；再加入 H2O2溶液，產(chǎn)生大量氣泡，固體完全 溶解。用化學(xué)方程式表示ii中 MnO2溶解的原因： 。解釋試劑加入順序不同，MnO2作用不同白原因： 。上述實(shí)驗(yàn)說明，試劑加入順序不同，物質(zhì)體現(xiàn)的性質(zhì)可能不同，產(chǎn)物也可能不同?！敬鸢浮?MnO(OH)+O2=4MnO2+2H2O NH4+H2O? NH3 - H2O+H+ (或 NH4+水解產(chǎn)生 H+) 蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾加熱NH4C1粗品至340c左右，NH4C1 = NH3 + HCl；收集產(chǎn)物并冷卻，NH3 + HCl=NH4Cl,得至IJ純凈 NH4C1。 KSCM&

23、#167;液，不變紅MnO2+H2O2+H2SC4=MnSO4+2H2O+O2 T i 中 MnO 2 作催化劑，反應(yīng)快，MnO 2 只催化分解H2O2 ii中MnO 2作氧化劑，加入稀 H2SO4后，MnO 2的氧化性增強(qiáng)，被 H2O2還原為MnSO4o【解析】【詳解】(1)根據(jù)流程圖可知，經(jīng)過過程I,得到了MnO2粗品，則O2將MnO(OH)氧化成MnO2,根據(jù)得失電子守恒，1molO2得到4mol電子，ImolMnO(OH)失去1mol電子，則 O2和 MnO(OH)的比例為1：4,再根據(jù)原子守恒可配平方程式，答案為 4MnO(OH)+O2=4MnO 2+2H2O;(2)ZnCl2和NH

24、4C1均為強(qiáng)酸弱堿鹽，均會水解，俊根離子水解使溶液呈酸性，答案為 NH4+H2O?NH3 H2O+H+ (或 NH4+水解產(chǎn)生 H+); 從曲線可以看出，隨著溫度的變化，NH4C1的溶解度幾乎沒有發(fā)生太大的變化，只能蒸發(fā)溶劑得到晶體，再進(jìn)行后續(xù)操作，答案為蒸發(fā)濃縮，趁熱過濾； 從表格中數(shù)據(jù)可以知道，NH4C1在337.8C分解，生成NH3和HCl,而此溫度下，ZnC2沒有熔化，也沒有分解，因此可以利用NH4C1的分解，收集產(chǎn)物再次合成 NH4C1,答案為加熱NH4C1粗品至340 c左右，NH4C1 = NH3 + HCl;收集產(chǎn)物并冷卻，NH3 + HCl=NHCl,得到純凈NH4C1；(3

25、) Fe的檢驗(yàn)常用KSCN溶液，如果溶液中有鐵離子，生成紅色物質(zhì)；沒有Fe3+就不會變紅，答案為KSCN溶液，不變紅；(4)從實(shí)驗(yàn)i知道，先加入雙氧水，MnO2不溶解，只做催化劑，而通過實(shí)驗(yàn)ii可知，先加入硫酸，固體溶解，且有氣體冒出，氣體為氧氣，則MnO2作了氧化劑，雙氧水作了還原劑。固體溶解，且有氣體放出，氣體為。2, MnO2做氧化劑，H2O2做還原劑，為酸性環(huán)境，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒，配平方程式。答案為MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2?+ 2H2。； 先加入硫酸，溶液為酸性，則酸性條件下，物質(zhì)的氧化性會增加，答案為ii中MnO2作氧化劑，加入稀 H2SO4后，Mn

26、O2的氧化性增強(qiáng)，被 H2O2還原為MnSO4。8.我國某地粉煤灰中主要含有 AI2O3,除此之外還含有 Ga2O3及少量Fe2O3、Ca。MgO和 SiO2等物質(zhì)。已知從粉煤灰中回收鋁并提取錢的工藝流程如下所示：X配C6麴股心。H熔潴量川淮金培饒用水邕 M 酸溶H 過濾卜性脂吸芾洗脫Q&卜左h* Ga 關(guān)I一1回答下列問題：(1)焙燒前，應(yīng)將粉煤灰與純堿粉末充分混合，其原因是 ；混合焙燒時，AI2O3、 Ga2O3均發(fā)生類似于 SiO2的反應(yīng)，試寫出 Ga2O3在此過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： O(2)濾渣的成分是 ;含鋁混合液中除了大量 A13+ 之外，還有Fe3+和少量Mg2+,

27、由混 合液制取純凈 Al( OH) 3的實(shí)驗(yàn)方案是 j(3)洗脫液中往往還有少量 Fe3+,需要進(jìn)一步分離。若使 Fe3+恰好完全沉淀c(Fe3+)= l x-|0 5mol L-l時，Ga3+ 濃度至少為 mol L-l才會開始沉淀。(已知：Ksp Ga(OH)3 =1.4 10-34, Ksp Fe(OH)3 =4.0 10-38。)(4)電解過程中，Ga3+與NaOH溶液反應(yīng)生成 GaO-, GaQ-在陰極放電，則電解方程式為;電解過程中需要保持溶液為pH=11以上的原因是。焙燒【答案】增大反應(yīng)物接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率Gs2O3+Na2CC32NaGaO2+CQTH2SiO3或H4S

28、iC4向混合液中加入過量 NaOH,過濾，向?yàn)V液中通入足量CC2,再過濾通電3.5 X -2moi/L 4GaO2 +2H2O = 4Ga+3O2 +4OH-抑制 GaO2水解，并阻止 h+在陰極放電降低電解效率【解析】 【分析】混合焙燒時，AI2O3、G/O3、SiC2與Na2CQ反應(yīng)，生成可溶性鹽 NaAQ、NaGaQ、 Na2SiO3, Ca。MgO、Fe2O3不發(fā)生反應(yīng)；將固體溶解，MgO、Fe2O3不溶于水，CaO溶于水生成Ca(OH瓦溶液中溶質(zhì)為 Ca(OH、NaAlO2、NaGaO2、NazSQ、NazCQ；加入鹽酸 后，溶液中溶質(zhì)為 FeC3、MgCl2、CaC2、AlCb、G

29、aC3、NaCl,生成的硅酸不溶，濾渣為H2SiO3或H4SiO4,然后將濾液進(jìn)行樹脂吸附，得到含鋁混合液和洗脫液，然后將洗脫液中的Fe3+除去，最終通過電解 GaO2制備Ga。【詳解】(1)將粉煤灰與純堿粉末充分混合，可以增大反應(yīng)物接觸面積，加快化學(xué)反應(yīng)速率；SiC2與Na2CO3固體在加熱條件下能夠生成 NazSiOs、CO2,因此G&O3在此過程中發(fā)生反應(yīng)的化 焙燒學(xué)方程式為：Ga2O3+Na2CO32NaGaO2+CQ T ;(2)由上述分析可知，濾渣為：H2SiO3或H4SiO4; Al(OH)3為兩性氫氧化物，能溶于強(qiáng)堿溶液，而Fe(OH、Mg(OH)2不溶于強(qiáng)堿溶液，因此

30、可將Al元素轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鹽，然后通入CO2制取純凈的Al(OH)3,實(shí)驗(yàn)方案為：向混合液中加入過量NaOH,過濾，向?yàn)V液中通入Ksp Fe OH 3sp33 c Fe足量CO2,再過濾；(3)當(dāng) c(Fe3+)恰好為 l x-5mol L-1 時，c OH- =3若此時Ga3+恰好開始沉淀，則c Ga3Ksp Ga OH 31.4 10c3 OH-4 1034 - 238- mol/L=3.5 10 mol/L . 381 10 5(4)電解過程中，GaO2中Ga元素從+3價降低至0價，發(fā)生還原反應(yīng)生成 Ga,陽極為通電水失去電子生成氧氣，電解總反應(yīng)為：4GaO2+2H2O = 4Ga+3O2

31、 +4OH-； GaO2屬于弱酸陰離子，能夠發(fā)生水解生成Ga(OH)3,會降低產(chǎn)率，若溶液酸度過高，則溶液中H+可能會發(fā)生還原反應(yīng)生成 H2,會降低陰極電解效率。9.以高鈦渣(主要成分為個3。5,含少量SiO2、FeO、Fe2O3)為原料制備白色顏料TiO2的一種工藝流程如下:已知：Na2TiO3難溶于堿T溶液；H2TiO3中的雜質(zhì)Fe2+比Fe3+更易水洗除去。熔鹽：為加快反應(yīng)速率，在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下，可采取的措施是NaOH固體與Ti3O5在空氣中加熱至 500550 C時生成Na2TiO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為(2)過濾：“濾液”中主要溶質(zhì)為NaOH,還含有少量(填

32、化學(xué)式)。 除雜后的濾液中獲得的 NaOH可循環(huán)利用，則 水浸”時，用水量不宜過大的主要原因是(3)水解：酸溶”后獲得的TiOSC4經(jīng)加熱煮沸，生成難溶于水的H2TiO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)脫色:H2TiO3中因存在少量Fe(OH)3而影響TiO2產(chǎn)品的顏色，脫色”步驟中Ti2(SQ)3的作用是?！敬鸢浮繑嚢?2NaOH+ 2Ti3O5+O23旦絲16Na2TiO3+6H2O NmSQ 用水量過大，導(dǎo)致濾液濃度過低，蒸發(fā)濃縮時能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時間過長)TiOSQ+ 2H2。AH2TiO3 J+ H2SC4將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵，提高 H2TQ3的純度【解

33、析】【分析】(1)攪拌可使反應(yīng)物混合均勻；Ti3O5轉(zhuǎn)化為Na2TiO3,鈦元素化合價升高，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律書寫并配平化學(xué)方 程式；(2) 加入氫氧化鈉后，二氧化硅會與氫氧化鈉反應(yīng)生成水溶性的硅酸鈉；考慮后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶耗能問題分析作答；(3)根據(jù)水解原理結(jié)合產(chǎn)物書寫化學(xué)方程式；(4)根據(jù)提示給定信息，“2TiO3中的雜質(zhì)Fe2+比Fe*更易水洗除去”來分析作答。 【詳解】(1)為加快反應(yīng)速率，在維持反應(yīng)物顆粒大小、反應(yīng)溫度一定的條件下，可適當(dāng)攪拌，因 為攪拌可使反應(yīng)物混合均勻，增加反應(yīng)物的接觸機(jī)會，從而達(dá)到加快反應(yīng)速率的目的，故答案為攪拌；NaOH固體與Ti3O5在空氣中加熱至 5005

34、50 C時生成Na2TiO3,發(fā)生氧化還原反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：12NaOH+2Ti3O5+Qi 1 i-l6Na2TiO3+6H2O,故答案為 12NaOH + 2Ti3O5 %。卯。廿6Na2TiO3+6H2O;(2)。熔鹽時加入的氫氧化鈉會與少量雜質(zhì)SiO2反應(yīng)，其化學(xué)方程式為：2NaOH+Si。=Na2SiO3+H2O,生成的硅酸鈉易溶于水，則濾液”中含有少量NazSiQ,故答案為NazSiQ；“水浸”時，用水量過大，導(dǎo)致濾液濃度過低，蒸發(fā)濃縮時能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時間過長)，故答案為用水量過大，導(dǎo)致濾液濃度過低，蒸發(fā)濃縮時能耗增加(或蒸發(fā)濃縮時間過長)；(3)酸溶”后獲得的TiOSQ

35、會發(fā)生水解，經(jīng)加熱煮?U生成難溶于水的H2TiO3,其化學(xué)方程式為：TiOSQ + 2H20AH2TiO3 J + H2SO1,故答案為 TiOSO4+ 2H20AH2TiO3 J + H2SO4；(4)根據(jù)給定信息易知，脫色”步驟中加入還原性的 Ti2(SQ)3,是為了將溶液中的 Fe3還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵，提高H2TiO3的純度，且不引入新的雜質(zhì)，故答案為將溶液中的 Fe3+還原為Fe2+,以便除去雜質(zhì)鐵，提高H2TQ3的純度。10 .粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的重要污染物，主要成分有AI2O3、Fe2O3、Fe3O4和SiO2等物質(zhì)。綜合利用粉煤灰不僅能夠防止環(huán)境污染，還能獲得納米Fe2

36、O3等重要物質(zhì)。過程I世程IV3R NH2+Fe3+SOi2 + H2O? Fe (NH2R) 3 (OH) SO4已知：i)伯胺R- NH2能與Fe3+反應(yīng);十 凹生成易溶于煤油的產(chǎn)物。11 ) Fe3+在水溶液中能與 C反應(yīng)：Fe3+ + 6Cl ? FeC63 ,回答下列問題:(1)過程I對煤粉灰進(jìn)行酸浸過濾后，濾渣的主要成分是O加入伯胺-煤油對浸取液進(jìn)(2)寫出過程II加入過量H2O2發(fā)生的離子方程式行分離，該操作的名稱是 III利用NaCl溶液進(jìn)行反萃取的原理(3)從化學(xué)平衡角度解釋過程(4)過程IV中過量的N2H4將水層2中FeC6 3一轉(zhuǎn)化為Fe2+,得到的Fe2+再被。2氧化為FeOOH,其中第一步的離子方程式為4 FeC63 + 5N2H4= 4Fe2+ + N2+ . 4N2H5+ + 24C1 ,該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為(5)在常壓用納米F&O3電化學(xué)法合成氨的裝置如圖所示。已知電解液為熔融 N