Question

【題目】銅、鐵、鋁是重要的金屬材料，銅、鐵、鋁及其化合物有非常重要的用途。

（1）鐵元素與氯元素可形成FeCl2和FeCl3兩種化合物，下列說(shuō)法正確的是 (填序號(hào))。

① 保存FeCl2溶液時(shí)，需向溶液中加入少量Fe

② FeCl2只能通過(guò)置換反應(yīng)生成，F(xiàn)eCl3只能通過(guò)化合反應(yīng)生成

③ 銅片、碳棒和FeCl3溶液組成原電池，電子由銅片沿導(dǎo)線流向碳棒

④ 制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均能采用將溶液直接蒸干的方法

⑤ 含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液，無(wú)論正滴和反滴，生成Al(OH) 3的質(zhì)量相等

（2）高鐵酸鉀(K2FeO4)是一種高效多功能水處理劑。K2FeO4可以鐵為電極，通過(guò)電解濃的KOH溶液來(lái)制取，寫出電解法制取K2FeO4的陽(yáng)極反應(yīng)式： 。

（3）黃鐵礦(FeS2)是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料。其中一個(gè)反應(yīng)為3FeS2+8O2 6SO2+Fe3O4，有3 mol FeS2參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移________ mol電子。

（4）氯化鐵溶液常用作印刷電路銅板腐蝕劑，反應(yīng)的離子方程式為________________；從腐蝕廢液回收得到金屬銅，還需要的試劑是__________________________。

（5）工業(yè)上常用鋁土礦(含SiO2等雜質(zhì))生產(chǎn)鋁。從Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3，需要從下列試劑中選擇兩種，選用的試劑組合最好是 。

a. NaOH溶液 b.氨水 c. CO2 d. 鹽酸

（6）已知25 ℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038，Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033

①在25 ℃下，向濃度均為0.1 mol·L1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成________沉淀(填化學(xué)式)。

②用MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) 與過(guò)量氨水(B) 反應(yīng)，為使Mg2+、Al3+同時(shí)生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入________(填“A”或“B”)，再滴加另一反應(yīng)物。

③溶液中某離子物質(zhì)的量濃度低于1.0×105 mol·L1時(shí)，可認(rèn)為已沉淀完全�，F(xiàn)向一定濃度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí)，測(cè)定c(Al3+)=0.2 mol·L1。此時(shí)所得沉淀中________(填“還含有”或“不含有”)Al(OH)3。

Answer 1

【答案】（1）①③⑤

（2）Fe + 8OH 6e+ 4H2O

（3）32

（4）2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ 鐵粉、稀鹽酸(稀硫酸)

（5） d b

（6） ① Al(OH)3 ② B ③ 不含有

【解析】本題考查銅、鐵、鋁及其化合物的性質(zhì)。（1）保存FeCl2溶液時(shí)，向溶液中加入少量Fe目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+，故①正確；FeCl2可以通過(guò)Fe+2HClFeCl2+H2↑置換反應(yīng)生成也可以通過(guò)2FeCl3+Fe3 FeCl2，故②錯(cuò)誤；銅片、碳棒和FeCl3溶液組成原電池，銅片做負(fù)極，碳棒做正極，電子由負(fù)極流向正極即電子由銅片沿導(dǎo)線流向碳棒，故③正確；AlCl3、FeCl3、CuCl2不能采用將溶液直接蒸干的方法得到，因?yàn)殛?yáng)離子水解，只能得到對(duì)應(yīng)的氫氧化物，故④錯(cuò)誤；根據(jù) AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl，含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液反應(yīng)，NaOH不足，故無(wú)論正滴和反滴，生成的Al(OH) 3的質(zhì)量相等。故⑤正確。

（2）Fe做電極，KOH為電解質(zhì)溶液，故陽(yáng)極反應(yīng)為Fe + 8OH 6e+ 4H2O。

（3）3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中，F(xiàn)e、S元素的化合價(jià)升高，O元素的化合價(jià)降低，3 mol FeS2參加反應(yīng)，由O元素的化合價(jià)變化可知，轉(zhuǎn)移的電子為8 mol×2×(20)=32 mol。

（4）氯化鐵溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，該離子反應(yīng)為2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+，利用置換反應(yīng)得到，過(guò)量鐵粉利用鹽酸或硫酸除去，則選試劑為鐵粉、稀鹽酸(稀硫酸)。

（5）從Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3，先利用鹽酸使Na2SiO3變?yōu)镠2SiO3沉淀而NaAlO2變?yōu)锳l3+，過(guò)濾除去H2SiO3，再加入氨水使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀。不使用NaOH溶液的原因是NaOH量不好控制，Al(OH)3會(huì)溶于NaOH而不溶氨水。故答案為db。

（6）① 根據(jù)題意Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020，Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033對(duì)于AlCl3開始沉淀時(shí)需要的[OH]3= Ksp[Al(OH)3]/[Al3+]=1.1×1033÷0.1=11×1033，[OH]≈2.22×1011；對(duì)于CuCl2開始沉淀時(shí)需要的[OH]2= Ksp[Cu(OH)2]/[Cu2+]=2.2×1020÷0.1=22×1020，[OH]≈4.69×1010，故Al(OH)3先沉淀。②用MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) 與過(guò)量氨水(B) 反應(yīng)，由于Ksp不同為使Mg2+、Al3+同時(shí)生成沉淀，應(yīng)先向沉淀反應(yīng)器中加入過(guò)量氨水(B)，使氫氧根足量，才能同時(shí)沉淀。③向一定濃度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水，當(dāng)Fe3+完全沉淀時(shí)，[OH]3= Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038/1.0×105=4.0×1033， [OH]≈1.59×1011，此時(shí)Q(Al(OH)3)= c(Al3+)×c(OH)3=0.2×4.0×1033=8×1034< Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033，故所得沉淀中不含有Al(OH)3。