2020-2021備戰(zhàn)高考化學(xué)鐵及其化合物推斷題綜合經(jīng)典題及答案

1、2020-2021備戰(zhàn)高考化學(xué)鐵及其化合物推斷題綜合經(jīng)典題及答案一、鐵及其化合物1.現(xiàn)有金屬單質(zhì)A、B、C和氣體甲、乙、丙以及物質(zhì)D、E、F、G、H,它們之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(圖中有些反應(yīng)的生成物和反應(yīng)的條件沒(méi)有標(biāo)出)。請(qǐng)根據(jù)以上信息完成下列各題：(1)寫(xiě)出下列物質(zhì)的化學(xué)式：B、丙。(2)寫(xiě)出黃綠色氣體乙的一種用途,反應(yīng)過(guò)程可能觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式是。(3)反應(yīng)中的離子方程式是?！敬鸢浮緼lHCl殺菌消毒、強(qiáng)氧化劑、漂白白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色4Fe(OH，+O2+2H2O=4Fe(OH)32A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2T【解析】【分析】金

2、屬A顏色反應(yīng)為黃色證明A為金屬Na,Na與水反應(yīng)生成氣體甲為H2,D為NaOH；金屬B和氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生H2,說(shuō)明B為金屬Al,黃綠色氣體乙為C12,氣體甲是H2,H2和C12反應(yīng)生成丙為HCl,HCl溶于水得到的物質(zhì)E為鹽酸溶液，鹽酸與金屬C反應(yīng)產(chǎn)生F溶液是金屬氯化物，該氯化物與C2還可以反應(yīng)產(chǎn)生G,G與NaOH溶液反應(yīng)生成紅褐色沉淀H為Fe(OH)3,則G為FeC3,推斷物質(zhì)F為FeC2;判斷C為Fe,以此解答該題?！驹斀狻扛鶕?jù)上述分析可知A是Na,B是Al,C為Fe,氣體甲是H2,氣體乙是C2,氣體丙是HCl;D是NaOH,E是鹽酸，F(xiàn)是FeC2,G是FeC3,H是Fe(OH)3。(

3、1)根據(jù)上述分析可知，物質(zhì)B是Al,丙是HCl;(2)黃綠色氣體乙是Cl2,該物質(zhì)可以與水反應(yīng)產(chǎn)生HCl和HClO,HClO具有強(qiáng)氧化性，可作氧化劑，氧化一些具有還原性的物質(zhì)，也用于殺菌消毒或用于物質(zhì)的漂白；(3)FeC2與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)：FeC2+2NaOH=Fe(OH2J+2NaCFe(OH)2具有還原性，容易被溶解在溶液中的氧氣氧化，發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH，固體由白色迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，因此可觀(guān)察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是白色沉淀迅速變成灰綠色，最終變成紅褐色；(4)反應(yīng)是Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NaAlO2和H2,反應(yīng)的離子方程式為：2Al

4、+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2To【點(diǎn)睛】本題是無(wú)機(jī)物推斷，物質(zhì)的顏色及轉(zhuǎn)化關(guān)系中特殊反應(yīng)是物質(zhì)推斷的突破口，再結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷，需要學(xué)生熟練掌握元素化合物知識(shí)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及邏輯推理能力。2.下列物質(zhì)AF是我們熟悉的單質(zhì)或化合物，其中A、B均是常見(jiàn)的金屬，且B的合金用量最大；E在常溫下是黃綠色氣體；適當(dāng)?shù)臈l件下，它們之間可以發(fā)生如圖所示的轉(zhuǎn)化。造型NaOH梅海|I一I白吧田煙IIlLsI碘酸!nihohFSrfe|:曲隘rr-Ig臺(tái)p-HuW一匚H回日二匚1(1) G溶液中溶質(zhì)的化學(xué)式為。(2)請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)AF的化學(xué)方程式：。(3)檢驗(yàn)F中金屬陽(yáng)離子的常用試劑是(填物質(zhì)

5、的化學(xué)式)；現(xiàn)象是(4) E物質(zhì)可與石灰乳反應(yīng)制取漂白粉，寫(xiě)出漂白粉的有效成分。(5)寫(xiě)出C與過(guò)量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式。(6)若向D溶液中滴加氫氧化鈉溶液，現(xiàn)象是：,反應(yīng)過(guò)程中的化學(xué)方程式為:【答案】NaAlO22FeC2+Cl2=2FeC3KSCN溶液呈血紅色Ca(ClO)2Al3+4OH-=AlO2-+2H2O先產(chǎn)生白色沉淀，后白色沉淀變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色FeC2+2NaOH=Fe(OH)2j+2NaCl4Fe(OH)2+6+2H2O=4Fe(OH)3【解析】【分析】B的合金用量最大，所以B為Fe；E在常溫下是黃綠色氣體，所以E為C12；鹽酸與鐵反應(yīng)生成FeC2,FeC2與C

6、I2反應(yīng)生成的F為FeC3；金屬A與鹽酸反應(yīng)后生成的鹽，與適量的NaOH溶液反應(yīng)能生成白色沉淀，白色沉淀還能溶于NaOH,所以A為Al單質(zhì)，C為A1C13溶液，G為NaAlO2溶液?！驹斀狻?1)根據(jù)分析可知，G即為偏鋁酸鈉溶液，溶質(zhì)的化學(xué)式為NaAlO2；(2)根據(jù)分析可知，D為FeC2,與E即Cl2反應(yīng)后生成FeC3,方程式為：2FeCl2Cl2=2FeCl3；(3)檢3&Fe3+常用硫氧化鉀溶液，F(xiàn)e3+遇SCN生成血紅色物質(zhì)；(4)漂白粉中的有效物質(zhì)為次氯酸鈣；(5)通過(guò)分析可知，C為AlC3溶液，與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)，生成偏鋁酸鈉和水，離子方程式為：Al34OH=AlO2

7、2H2O；(6)通過(guò)分析可知，D的溶液為FeC2溶液，F(xiàn)eC2會(huì)與NaOH溶液反應(yīng)生成很不穩(wěn)定的白色Fe(OH)2沉淀，沉淀會(huì)迅速的被氧化為Fe(OH)3,轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象為：白色沉淀先轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色，最終變?yōu)榧t褐色；相關(guān)的方程式還有：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；3.某鹽A是由三種元素組成的化合物，且有一種為常見(jiàn)金屬元素，某研究小組按如下流程圖探究其組成：氣悻/新合標(biāo)況也8冠.)足Be。7溶液.*法酸溶液.白色沉淀52.33即紅棕色附體qL6圖黃色櫓液E請(qǐng)回答：(1)寫(xiě)出組成A的三種元素符號(hào)。(2)混合氣體B的組成成份。(3)寫(xiě)出圖中由C轉(zhuǎn)化為E的離子方程式。(4)檢3金E中陽(yáng)離子

8、的實(shí)驗(yàn)方案。(5)當(dāng)A中金屬元素以單質(zhì)形式存在時(shí)，在潮濕空氣中容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕，寫(xiě)出負(fù)極的電極反應(yīng)式?！敬鸢浮縁a0、SSO和SC3Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O取少量E溶液于試管中，滴加幾滴KSCNB液，若溶液變?yōu)檠t色，則說(shuō)明E中陽(yáng)離子為Fe3+Fe2e-=Fe【解析】【分析】由紅棕色固體溶于鹽酸得到棕黃色溶液，可知C為氧化鐵、E為氯化鐵溶液，說(shuō)明A中含有鐵元素和氧元素，1.6g氧化鐵的物質(zhì)的量為16日*。|=0.01mol;由氣體B與足量氯化鋼溶液反應(yīng)生成白色沉淀可知，白色沉淀D為硫酸鋼、氣體B中含有三氧化硫，由硫原子個(gè)數(shù)守恒可知，三氧化硫的物質(zhì)的量為233g3gmOl=0.0

9、1mol,氣體B的物質(zhì)的量為0448L22.4二。1=0.02mol,由A是由三種兀素組成的化合物可知，A中含有硫兀素、氣體B為二氧化硫和三氧化硫的混合氣體，二氧化硫的物質(zhì)的量為(0.020.01)mol=0.01mol,m(SC3)+m(SC2)+m(Fe2C3)=0.01molx80g/mol+0.01molx64g/mol+1.6g=3.04g,說(shuō)明A中nFe):n(S):n(C)=1：1：4,貝UA為FeSQ?！驹斀狻?1)由分析可知，A為FeSQ,含有的三種元素為Fe、0、S,故答案為：Fe、0、S；(2)由分析可知，三氧化硫的物質(zhì)的量為22蒜i=0.01mol,氣體B的物質(zhì)的量為0

10、448L22.4L/mol=0.02mol,由A是由三種兀素組成的化合物可知，A中含有硫兀素、氣體B為二氧化硫和三氧化硫的混合氣體，故答案為：SC2和SC3；(3)C為氧化鐵、E為氯化鐵溶液，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O,故答案為:Fe2C3+6H+=2Fe3+3H2C；(3)E為氯化鐵溶液，檢驗(yàn)鐵離子的實(shí)驗(yàn)方案為可取少量E溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則說(shuō)明E中陽(yáng)離子為Fe3+,故答案為：取少量E溶液于試管中，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色，則說(shuō)明E中陽(yáng)離子為Fe3+;(5)鐵在潮濕空氣中容易發(fā)生電化

11、學(xué)腐蝕，鐵做原電池的負(fù)極，失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成亞鐵離子，電極反應(yīng)式為Fe-2e一=F+,故答案為：Fe-2e一=F+。【點(diǎn)睛】注意從質(zhì)量守恒的角度判斷A的化學(xué)式，把握二氧化硫的性質(zhì)、鐵離子檢驗(yàn)為解答的關(guān)鍵。4.明磯在日常生活中用途非常廣泛。用廢鋁灰(含Al、AI2O3、Fe、FO3、FeO等)為原料制取明磯的工藝流程如下圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：稀施酸H曲KS5,I,I,1,r,I,.度耨灰一|極帛U.工次1卜區(qū)研7q卷I:利福H虹卜濾清1濾渣2FuH)/已知：Fe3+開(kāi)始沉淀到沉淀完全時(shí)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(shí)，A12O3溶解的化學(xué)方程

12、式為。(3)氧化”時(shí)，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(chēng)是(填俗稱(chēng))。(5)步驟”包含的操作有、過(guò)濾及干燥?！敬鸢浮緼13+3H2O?A1(OH)3(膠體)+3H+A12O3+3H2SC4=A12(SC4)3+3H2O2Fe2+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(guò)濾，得到含有Al3+、Fe2+、Fe3+、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+氧化

13、為Fe3+,由于Fe(O成比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(OH1沉淀，過(guò)濾后得到含有Al3+、SO42-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(duì)溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)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：AI3+3H2O?AI(OH)3(膠體)+3H+;(2)酸溶”時(shí)，AI2O3和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，化學(xué)方程式為Al2O3+3H

14、2SO4=Al2(SO4)3+3H2O；(3)氧化”時(shí)，加入氧化劑過(guò)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»,煨燒時(shí)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(guò)濾及干燥。5.澳主要以Br-形式存在于海水(呈弱堿性)程示意如下。中，利用空氣吹出法從海水中提澳，

15、工藝流戴化LQ氧化濃縮海水髭化海水*ii.越空皈出資料：常溫下澳呈液態(tài)，深紅棕色，易揮發(fā)。(1)酸化：將海水酸化的主要目的是避免(2)脫氯：除去含澳蒸氣中殘留的C12FtBrz*產(chǎn)品整(寫(xiě)離子反應(yīng)方程式)。具有脫氯作用的離子是FeBi2或加入，脫氯作用恢復(fù)。溶液失去脫氯作用后，補(bǔ)加(3)富集、制取B2：用Na2CO3溶液吸收澳，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用HzSQ酸化歧化后的溶液得到Br2,其離子反應(yīng)方程式為。(4)探究(3)中所用H2SQ濃度對(duì)Br2生成的影響，實(shí)驗(yàn)如下:序號(hào)ABC試劑組成1mol/LNaBr20%H2SO1mol/LNaBr98%H2SO將B中反應(yīng)后溶液用水稀釋實(shí)驗(yàn)

16、現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象溶液呈棕紅色，放熱溶液顏色變得很淺B中溶液呈棕紅色說(shuō)明產(chǎn)生了。分析C中溶液顏色變淺的原因，甲同學(xué)認(rèn)為是發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)所致；乙同學(xué)認(rèn)為是用水稀釋所致。若認(rèn)為甲同學(xué)的分析合理，請(qǐng)用具體的反應(yīng)說(shuō)明理由；若認(rèn)為乙同學(xué)的分析合理，進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案說(shuō)明。理由或方案：。酸化歧化后的溶液宜選用的酸是(填稀硫酸”或濃硫酸”)?！敬鸢浮緾l2+20H-=C-+ClO+H2。F/、Br-鐵粉BrC3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2OBr2理由：SQ+B2+2H2O=2HBr+H2SQ方案：用CC4萃取顏色很淺的溶液，觀(guān)察溶液下層是否呈棕紅色稀硫酸【解析】【分析】【詳解】(1)海水中澳元素以Br

17、-存在，從海水中提取澳單質(zhì)，要用C2氧化澳離子得到，但海水呈堿性，若不酸化，就會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cl2+2OH=Cl-+ClO+H2O,影響澳的提??；(2)將澳蒸氣的殘留的C12脫去，可利用氯氣有強(qiáng)的氧化性，要加入能與C12反應(yīng)，但不能與Br2反應(yīng)的物質(zhì)，如Fe2+、Br-；溶液失去脫氯作用后，補(bǔ)加FeBi2或加入還原鐵粉，物質(zhì)具有還原性，脫氯作用就恢復(fù)；用Na2CO3溶液吸U澳，Br2歧化為BrO3-和Br-。再用H2SO4酸化，BrO3-和Br-及H+發(fā)生歸中反應(yīng)得到B2,其離子反應(yīng)方程式為BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O；（4）B中溶液呈棕紅色是由于Br2是紅棕色物質(zhì)，產(chǎn)生了B

18、r2；若甲同學(xué)說(shuō)法正確，則會(huì)發(fā)生反應(yīng)：SQ+Br2+2H2O=2HBr+H2SQ,消耗了澳單質(zhì)；若乙同學(xué)說(shuō)法正確，則要把顏色很淺的溶液用CC4萃取，利用CC4密度比水大，澳單質(zhì)容易溶于CC4,觀(guān)察下層液體顏色否呈棕紅色即可；歧化后的溶液若用稀硫酸酸化無(wú)明顯現(xiàn)象，若用濃硫酸酸化，溶液變?yōu)榧t棕色，反應(yīng)放出熱量，會(huì)導(dǎo)致澳單質(zhì)揮發(fā)，所以酸化要用稀硫酸。6 .從某礦渣（成分為NiFe2O4（鐵酸饃）、NiO、FeO、Ca。SQ等）中回收NiSC4的工藝流程如圖：礦渣一研一卜則力培胡卜渥猛一波取*除嗎卜萃取一浸清廢液（再生后循環(huán)利用）已知：（NH4）2SC4在350c分解生成NH3和H2SO4；NiFe2

19、O4在焙燒過(guò)程中生成NiSO4、Fe2（SC4）3o回答下列問(wèn)題:（1）講磨”的目的是。（2）礦渣中部分FeO在空氣焙燒時(shí)與H2SQ反應(yīng)生成Fe2（SO4）3的化學(xué)方程式為。（3）浸泡”過(guò)程中Fe2（SQ）3生成FeO（OH）的離子方程式為。浸渣”的成分除Fe2O3、FeO（OHCaSQ外還含有（填化學(xué)式）。（4）向浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+,溶液中c（F）至少為molL-1時(shí)，可使鈣離子沉淀完全。已知Ca2+濃度小于I.OXlOmoiL-1時(shí)沉淀完全；Ksp（Ca=4.0x狗（5）萃取可用于對(duì)溶液中的金屬離子進(jìn)行富集與分離：Fe2+（水相）+2RH侑機(jī)相）FeR2（有機(jī)相）+2

20、H+（水相）。萃取劑與溶液的體積比（V。Va）對(duì)溶液中Ni2+、Fe2+的萃V。取率影響如圖所示，一。的最佳值為。在Va一（填“強(qiáng)堿性”“強(qiáng)酸性”或“中性”）PH（6）若將流程圖中浸泡步驟改為如圖步驟（前后步驟不變）。依據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，調(diào)用府曜枷BXI139J丸了XT育美如況混和完全沉境的Ndn囊T范圍為濕出酒F時(shí)測(cè)，Wj溫4FeC+6H2SC4+C2=2Fe2（SC4）3+6H2O-310.25強(qiáng)酸性3.7&pH<7.1【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率_加熱Fe3+2H2O=FeO(OH)+3H'SiQ2.0【解析】【分析】某礦渣的主要成分是NiFe2O4(鐵酸饃)、

21、NiO、Fe。Ca。SiQ等，加入硫酸錢(qián)研磨后，600C焙燒，已知：(NH4)2SO4在350c以上會(huì)分解生成NH3和H2SO4；NiFe2O4在焙燒過(guò)程中生成NiSQ、Fe2(SC4)3,在90C的熱水中浸泡過(guò)濾得到浸出液，加入NaF除去鈣離子，過(guò)濾得到濾液加入萃取劑得到無(wú)機(jī)相和有機(jī)相，無(wú)機(jī)相通過(guò)一系列操作得到硫酸饃，有機(jī)相循環(huán)使用，據(jù)此分析解答。【詳解】(1)焙燒前將礦渣與(NH4)2SQ混合研磨，混合研磨的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；(2)礦渣中部分FeC在空氣焙燒時(shí)與H2SQ反應(yīng)生成Fe2(SC4)3的化學(xué)方程式為Wj溫4FeC+6H2SC4+C2-2Fe2(SC4

22、)3+6H2。；(3)浸洵”過(guò)程中Fe2(SC4)3生成FeC(CH)的離子方程式為：Fe3+2H2OFeC(CH)+3H+；根據(jù)分析，浸渣”的成分除Fe2C3、FeC(CH)、CaSQ外還含有SQ；(4)向浸取液”中加入NaF以除去溶液中Cs2+,已知Ca2+濃度小于1.0x1-0mo|l-1時(shí)沉淀完“，Ksp14010-11o.o全，溶彼中c(F-)=J-c2=J一=T=2X-30nol/L,故溶披中c(F-)至少為2XT0:cCa.1.010-5mol/L；V。(5)本工藝中，萃取劑與溶液的體積比(j-)對(duì)溶?中Ni2+、Fe2+的萃取率影響如圖所不，最VAV0._佳取值是亞鐵離子不能被

23、萃取，饃離子被萃取，的最佳取值是0.25;由Fe2+(水Va'相)+2RH(有機(jī)相)？FeR侑機(jī)相)+2H+(水相)可知，加酸，增大氫離子的濃度，使平衡逆向移動(dòng)，可生成有機(jī)相，則應(yīng)在強(qiáng)酸性介質(zhì)中反萃取”能使有機(jī)相再生而循環(huán)利用；(6)若將流程圖中浸泡步驟改為如圖步驟(前后步驟不變),亞鐵離子被雙氧水氧化為鐵離子，除雜過(guò)程中要將鐵離子除去但不能使饃離子沉淀，依據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，pH=3.7時(shí)鐵離子完全沉淀，pH=7.1時(shí)饃離子開(kāi)始沉淀，則調(diào)節(jié)pH范圍為3.7<pH<7.17 .2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了為鋰電池發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。某廢舊鋰電池正極主要由LiFePQ、

24、鋁箔、炭黑等組成，F(xiàn)e、Li、P具有極高的回收價(jià)值，具體流程如下:廢舊鋰電池-NaAU。上沼液除鋁HCI/HjOjL隈出液X后科,n"iif帶Nc30H溶液過(guò)程iNajCOs溶液產(chǎn)UQ溶液電加；電2過(guò)程A過(guò)程ilTNaOHFcP0i-2H：OLhCOi：iiirFe(OH),NajPCh溶液(D過(guò)程i生成NaAlO2溶液的離子方程式是。(2)過(guò)程ii中HCI/H2O2的作用是_。(3)浸出液X的主要成分為L(zhǎng)i+、Fe3+、H2P04-等。過(guò)程也控制碳酸鈉溶液濃度20%、溫度85C、反應(yīng)時(shí)間3h條件下，探究pH對(duì)磷酸鐵沉淀的影響，如圖所示。L0132,0£5口口3.0綜合考慮

25、鐵和磷沉淀率，最佳pH為_(kāi)。結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋過(guò)程也中pH增大，鐵和磷沉淀率增大的原因_。當(dāng)pH>2.5后，隨pH增加，磷沉淀率出現(xiàn)了減小的趨勢(shì)，解釋其原因_。(4)LiFePQ可以通過(guò)(NH4)2Fe(SQ)2、H3P04與LiOH溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)制取，共沉淀反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)?！敬鸢浮?A1+20H-+2H2O=2AlO2-+3H2T溶解LiFePQ,將Fe2+氧化為Fe3+(2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O)2.5HPOH-HPO42-+H+,HPO42-PO43+H+,力口入Na2CQ后，CO32-結(jié)合H+使c(H+)減小，促進(jìn)上述電離平衡正向移動(dòng)，c(PO

26、43-)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀(或者：H2PO4-=HPO42-+H+,HPO42=PO43-+H+,溶液pH增大，c(H+)減小，促進(jìn)上述電離平衡正向移動(dòng)，c(PO43-)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀pH>2.5時(shí)，沉淀中的磷酸鐵會(huì)有部分開(kāi)始轉(zhuǎn)變生成Fe(OH)3,使得部分PQ3-釋放，導(dǎo)致磷沉淀率下降(NH4)2Fe(SQ)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSO4+LiFePQJ+H2O或(NH4)2Fe(SQ)2+H3PO4+3LiOH=(NH4)2SO4+L2SO4+LiFePO4J+3H2O【解析】【分析】含LiFePQ、鋁箔、炭黑的廢舊鋰電池，用NaOH溶

27、解后過(guò)濾，濾液為NaAlO2溶液，濾渣為L(zhǎng)iFePQ和炭黑，再用鹽酸酸化的H2O2溶解濾渣并過(guò)濾，得到主要成分為L(zhǎng)i+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X,向X中加入Na2CO3溶液，有FePQ?2H2O析出，過(guò)濾的濾液主要是LiCl,再加入飽和Na2C。溶液，再過(guò)濾即可得到LiCO3粗產(chǎn)品，據(jù)此分析解題?！驹斀狻窟^(guò)程iAl溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2T；(2)過(guò)程ii是除鋁后料中加入鹽酸酸化的H2O2,過(guò)濾后得到主要成分為L(zhǎng)i+、Fe3+、H2PO4-等的溶液X,由知HCI/H2O2的作用是溶解LiFePQ,將F

28、e2+氧化為Fe3+;(3)分析圖中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)pH=2.5時(shí)磷的沉淀率最高，鐵的沉淀率較高，則過(guò)程iii選擇的最佳pH為2.5;已知溶液X中存在H2PC4-的電離平衡，即H2PO4M=HPO2-+H+,HPQ2=PO43-+H+,過(guò)程iii中當(dāng)加入Na2CO3后，CO32-結(jié)合H+使c(H+)減小，促進(jìn)上述電離平衡正向移動(dòng)，c(PO43-)增大，與Fe3+結(jié)合形成磷酸鐵沉淀，提高了鐵和磷沉淀率；已知FePQ(s-Fe3+(aq)+PC43-(aq),當(dāng)pH>2.5后,隨pH增加,溶液中c(OH-)增大,Fe3+開(kāi)始轉(zhuǎn)變生成Fe(OH)3,促進(jìn)溶解平衡正向移動(dòng)，使得部分PC43-釋放，導(dǎo)

29、致磷沉淀率下降；(4)(NH4)2Fe(SQ)2、H3P。與LiOH溶液混合生成LiFePQ,同時(shí)得到(NHgS。和Li2SO4,結(jié)合原子守恒，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(NH4)2Fe(SQ)2+H3PO4+LiOH=2NH4HSQ+LiFePOJ+H2Oo8.利用酸解法制鈦白粉產(chǎn)生的廢液含有大量的FeSQ、H2SO4和少量的Fe2(SQ)3、TiOSC4生產(chǎn)鐵紅和補(bǔ)血?jiǎng)┤樗醽嗚F的工藝流程如圖所示：i股本已知:TiOSO4可溶于水，在水中可以電離為T(mén)iO2+和SQ2-,TiO2+水解成TiO2xH2O沉淀為可逆反應(yīng)；乳酸Z§構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH(OH)COOH回答下列問(wèn)題：(1) TiO

30、SQ中鈦元素的化合價(jià)是,步驟中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作(2)濾渣的主要成分為T(mén)iO2XH2O,結(jié)合離子方程式解釋彳#到濾渣的原因：。(3)從硫酸亞鐵溶液中得到硫酸亞鐵晶體的操作方法是;硫酸亞鐵在空氣中煨燒生成鐵紅和三氧化硫，該反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為。(4)步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)步驟必須控制一定的真空度，原因是有利于蒸發(fā)水以及。(6)實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)溶液B中主要陽(yáng)離子的方法是?！敬鸢浮?4過(guò)濾TiO2+(x+1)H2O=TiO2?xH2O+2H+,鐵屑與H+反應(yīng)，c(H+)降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促使TiO2+轉(zhuǎn)化為T(mén)iO2?xH2O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾1:4

31、Fe2+2HCQ-=FeCO4+H2O+CQT防止Fe2+被氧化取少量溶液B于試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍(lán)，說(shuō)明溶液B中含有NH4+【解析】【分析】由流程圖可知，廢液中加入鐵屑，F(xiàn)e與H2SQ和少量Fe2(SQ)3反應(yīng)生成FeSQ,溶液的pH增大，促進(jìn)TiOSd的水解沉淀，TiOSO4完全水解生成TiO2?xH2O沉淀，過(guò)濾，濾渣為T(mén)iO2?xH2O和Fe,濾?夜為FeS。溶液；FeSC4溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸亞鐵晶體，硫酸亞鐵晶體脫水、十段燒得到氧化鐵；FeSO4溶液中加碳酸氫俊，兩者反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸錢(qián)和

32、二氧化碳，碳酸亞鐵沉淀加乳酸溶解生成乳酸亞鐵溶液和二氧化碳，乳酸亞鐵溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到乳酸亞鐵晶體?！驹斀狻?1)由化合價(jià)代數(shù)和為0可知，TiOSO4中鈦元素的化合價(jià)是+4價(jià)；步驟中分離硫酸亞鐵溶液和濾渣的操作是過(guò)濾，故答案為+4;過(guò)濾；(2) TiOSQ在溶液中水解生成TiO2?xH2O,水解的離子方程式為：TiO2+(x+1)H2O=TiO2?xH2O+2H+,加入鐵屑，鐵與H+反應(yīng)，溶液中c(H+)降低，水解平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促使TiO2+轉(zhuǎn)化為T(mén)iO2?xH2O沉淀，故答案為T(mén)iO2+(x+1)H2O=TiO2?xH2O+2H+鐵屑與H+反應(yīng)，c(H+

33、)降低，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，促使TiO2+轉(zhuǎn)化為T(mén)iO2?xH2O；(3) FeSQ溶液通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到硫酸亞鐵晶體；硫酸亞鐵在空氣中煨燒生成鐵紅和三氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeSQ+O2高溫2Fe2O3+4SQ,氧化劑是氧氣，還原劑是氧化鐵，所以氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為1：4,故答案為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾；1:4;(4)步驟為FeSQ溶液中加碳酸氫俊，兩者反應(yīng)生成碳酸亞鐵沉淀、硫酸俊和二氧化碳，反應(yīng)的離子方程式為Fe2+2HCQ-=FeCQj+H2O+CQT,故答案為Fe2+2HCQ-=FeC。J+H2O+C。T;(5)亞鐵離子易被空氣中氧氣氧化，

34、所以步驟必須控制一定的真空度，這樣有利于蒸發(fā)水還能防止Fe2+被氧化，故答案為防止Fe2+被氧化；(6)溶液B為硫酸錢(qián)溶液，實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)俊根離子的方法是：取少量溶液B于試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍(lán)，說(shuō)明溶液B中含有NH4+,故答案為取少量溶液B于試管中，加人NaOH溶液，加熱，將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近試管口，石蕊試紙變藍(lán)，說(shuō)明溶液B中含有NH4+o9.某工廠(chǎng)的工業(yè)廢水中含有大量的FeSQ和CuSQ,為了減少污染并變廢為寶，工廠(chǎng)擬定用以下流程從該廢水中回收FeSQ和金屬Cu。請(qǐng)根據(jù)以下流程圖，回答相關(guān)問(wèn)題：操作i和操作n分離固體和溶液的方法是。(2)

35、為了將CuS。完全轉(zhuǎn)化，步驟加入的鐵粉應(yīng)(選填過(guò)量”或少量”，)其對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)固體A的成分是鐵和(填名稱(chēng))。(4)步驟加入試劑B的稀溶液，B的化學(xué)式為，該物質(zhì)在該反應(yīng)中作劑(選填氧化”或還原”。)(5)取12mlFeSO4溶液于試管中，滴加幾滴NaOH溶液，生成的白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變成色。(6)另取12mlFeSO4溶液于試管中，滴加幾滴氯水，該反應(yīng)的離子方程式為,向反應(yīng)后的溶液中再滴加幾滴溶液，溶液變?yōu)檠t色?！敬鸢浮窟^(guò)濾過(guò)量FeCUSO4=FeSO4Cu銅單質(zhì)H2SQ氧化紅褐色2Fe2Cl2=2Fe32ClKSCN【解析】【分析】【詳解】(1)分離固體和溶液的操作即

36、過(guò)濾；(2)為了保證CuSC4反應(yīng)徹底，就需要加入過(guò)量的Fe粉；Fe與CuSC4溶液發(fā)生置換反應(yīng)，方程式為：FeCuSO4=FeSO4Cu；(3)固體A中除了未反應(yīng)完的Fe,還有就是加入鐵粉后置換出的Cu單質(zhì)；(4)分析步驟可知，加入試劑B后Fe單質(zhì)變成了FeSQ,而Cu單質(zhì)不反應(yīng)，所以B為稀硫酸；反應(yīng)過(guò)程中，稀硫酸起氧化劑作用將Fe氧化；(5)Fe2+與OH-反應(yīng)生成白色白不穩(wěn)定的Fe(OH)2,Fe(OH»可以迅速被氧化發(fā)生反應(yīng)：4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3；最終生成紅褐色的Fe(OH)3；23(6)FeSO4中加入氯水后發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為：2FeCl2=2Fe2Cl；由于反應(yīng)后的溶液中