高考化学（5年高考+3年模拟）精品课件全国卷2地区通用：专题十三　铁、铜及其化合物（共100张PPT）

专题十三 铁 铜及其化合物 高考化学 课标 专用 考点一 铁及其化合物 1 2018课标 7 6分 磷酸亚铁锂 LiFePO4 电池是新能源汽车的动力电池之一 采用湿法冶 金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属 其流程如下 下列叙述错误的是 A 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用 B 从 正极片 中可回收的金属元素有Al Fe Li C 沉淀 反应的金属离子为Fe3 D 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠 五年高考 A组 统一命题 课标卷题组 答案 D 本题考查工艺流程分析 铝 铁 锂的化合物的性质等 合理处理废旧电池可回 收有关金属 达到资源再利用的目的 同时有利于环境保护 A项正确 由流程图可知 正极 片 中含有的金属元素有Al Fe Li B项正确 LiFePO4中铁元素的化合价为 2价 在H2SO4 HNO3作用下转化为Fe3 经碱液处理形成Fe OH 3沉淀 C项正确 Li2CO3难溶于水 而Li2SO4可溶 于水 故不能用Na2SO4代替Na2CO3 D错误 审题方法 以元素化合物的性质为依据 分析流程中各物质的转化 2 2014课标 8 6分 0 786 化学与社会 生活密切相关 对下列现象或事实的解释正确的是 选项现象或事实解释 A 用热的烧碱溶液洗去油污Na2CO3可直接与油污反应 B 漂白粉在空气中久置变质漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成 CaCO3 C 施肥时 草木灰 有效成分为K2CO3 不能与NH4Cl 混合使用 K2CO3与NH4Cl反应生成氨气会降低肥效 D FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作FeCl3能从含Cu2 的溶液中置换出铜 答案 C 生活中常用热的纯碱溶液洗去油污 其原因不是Na2CO3与油污直接发生反应 而是 纯碱水解使溶液呈碱性 油污在碱性条件下水解生成可溶于水的高级脂肪酸盐和甘油 A错误 漂白粉在空气中久置变质 是因为发生了反应 Ca ClO 2 CO2 H2O CaCO3 2HClO 2HClO 2HCl O2 B错误 K2CO3与NH4Cl混合使用 因发生相互促进的水解反应生成NH3而 降低肥效 C正确 FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的反应原理是2FeCl3 Cu 2FeCl2 CuCl2 关联知识 1 盐类水解在生产 生活中的应用 2 FeCl3溶液与金属铜的反应 拓展延伸 CO2通入CaCl2溶液中不会发生反应 3 2018课标 26 14分 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家 一种以闪锌矿 ZnS 含 有SiO2和少量FeS CdS PbS杂质 为原料制备金属锌的流程如图所示 相关金属离子 c0 Mn 0 1 mol L 1 形成氢氧化物沉淀的pH范围如下 金属离子Fe 3 Fe2 Zn2 Cd2 开始沉淀的pH1 56 36 27 4 沉淀完全的pH2 88 38 29 4 回答下列问题 1 焙烧过程中主要反应的化学方程式为 2 滤渣1的主要成分除SiO2外还有 氧化除杂工序中ZnO的作用是 若不通入氧气 其后果是 3 溶液中的Cd2 可用锌粉除去 还原除杂工序中反应的离子方程式为 4 电解硫酸锌溶液制备单质锌时 阴极的电极反应式为 沉积锌后的 电解液可返回 工序继续使用 答案 1 ZnS O2 ZnO SO2 2 PbSO4 调节溶液的pH 无法除去杂质Fe2 3 Cd2 Zn Cd Zn2 4 Zn2 2e Zn 溶浸 解析 本题考查元素化合物知识在化工生产中的应用 1 高温焙烧 金属硫化物转化为金属 氧化物和二氧化硫气体 2 PbSO4难溶于水 氧化除杂工序中通入O2 可将铁元素完全转化为 Fe3 加入ZnO调节溶液pH为2 8 6 2 保证Fe3 被完全除去 3 还原除杂工序中锌粉可置换出 金属Cd 4 电解硫酸锌溶液时 阴极反应式为Zn2 2e Zn 阳极反应式为2H2O 4e O2 4H 沉积锌后的电解液中主要含硫酸 可返回溶浸工序继续使用 4 2017课标 27 14分 Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料 可利用钛铁矿 主要成 分为FeTiO3 还含有少量MgO SiO2等杂质 来制备 工艺流程如下 回答下列问题 1 酸浸 实验中 铁的浸出率结果如图所示 由图可知 当铁的浸出率为70 时 所采用的实 验条件为 2 酸浸 后 钛主要以TiOC 形式存在 写出相应反应的离子方程式 3 TiO2 xH2O沉淀与双氧水 氨水反应40 min所得实验结果如下表所示 温度 3035404550 TiO2 xH2O转化率 9295979388 分析40 时TiO2 xH2O转化率最高的原因 4 Li2Ti5O15中Ti的化合价为 4 其中过氧键的数目为 5 若 滤液 中c Mg2 0 02 mol L 1 加入双氧水和磷酸 设溶液体积增加1倍 使Fe3 恰好沉 淀完全即溶液中c Fe3 1 0 10 5 mol L 1 此时是否有Mg3 PO4 2沉淀生成 列式计算 FePO4 Mg3 PO4 2的Ksp分别为 1 3 10 22 1 0 10 24 6 写出 高温煅烧 中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式 答案 1 100 2 h 90 5 h 2 FeTiO3 4H 4Cl Fe2 TiOC 2H2O 3 低于40 TiO2 xH2O转化反应速率随温度升高而增加 超过40 双氧水分解与氨气逸出导 致TiO2 xH2O转化反应速率下降 4 4 5 Fe3 恰好沉淀完全时 c P mol L 1 1 3 10 17mol L 1 c3 Mg2 c2 P 值为0 013 1 3 10 17 2 1 7 10 40Cu2 没有黑色固体出现 C项 用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯 上加热 铝箔表面的铝和空气中的氧气反应生成Al2O3 Al2O3熔点高 包裹着熔化的铝 熔化后的 液态铝不会滴落下来 D项 将0 1 mol L 1 MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生 说明 NaOH已反应完全 再滴加0 1 mol L 1 CuSO4溶液 白色沉淀变为浅蓝色沉淀 说明Cu OH 2的溶 度积比Mg OH 2的小 关联知识 Mg OH 2 s Cu2 aq Cu OH 2 s Mg2 aq Cu OH 2比Mg OH 2更难溶 温馨提示 A选项中涉及Fe参与的氧化还原反应 要注意Fe是否过量 3 2017课标 27 15分 重铬酸钾是一种重要的化工原料 一般由铬铁矿制备 铬铁矿的主要成 分为FeO Cr2O3 还含有硅 铝等杂质 制备流程如图所示 回答下列问题 1 步骤 的主要反应为 FeO Cr2O3 Na2CO3 NaNO3 Na2CrO4 Fe2O3 CO2 NaNO2 上述反应配平后FeO Cr2O3与NaNO3的系数比为 该步骤不能使用陶瓷容器 原因是 2 滤渣1中含量最多的金属元素是 滤渣2的主要成分是 及含硅杂质 3 步骤 调滤液2的pH使之变 填 大 或 小 原因是 用离子方程式表示 4 有关物质的溶解度如图所示 向 滤液3 中加入适量KCl 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤得到 K2Cr2O7固体 冷却到 填标号 得到的K2Cr2O7固体产品最多 a 80 b 60 c 40 d 10 步骤 的反应类型是 5 某工厂用m1 kg铬铁矿粉 含Cr2O3 40 制备K2Cr2O7 最终得到产品m2 kg 产率为 答案 1 2 7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 2 Fe Al OH 3 3 小 2Cr 2H Cr2 H2O 4 d 复分解反应 5 100 解析 1 FeO Cr2O3是还原剂 氧化产物为Na2CrO4和Fe2O3 每摩尔FeO Cr2O3参与反应转移7 mol电子 而NaNO3是氧化剂 还原产物为NaNO2 每摩尔NaNO3参与反应转移2 mol电子 根据得 失电子守恒可知 FeO Cr2O3和NaNO3的系数比为2 7 陶瓷在高温下会与Na2CO3反应 故熔融 时不能使用陶瓷容器 2 步骤 中反应产生了不溶于水的Fe2O3 故滤渣1的主要成分是Fe2O3 则含量最多的金属元素是铁元素 调节pH 7后 Al3 水解产生Al OH 3沉淀 故滤渣2中除了含硅 杂质外还有Al OH 3 3 分析知滤液2中的主要成分是Na2Cr 滤液3中的主要成分应为Na2Cr2O7 则 第 步调节pH的作用是使Na2Cr 转化为Na2Cr2O7 离子方程式为2Cr 2H Cr2 H2O 由此可知应调节pH使之变小 4 由溶解度曲线图可知 应选择K2Cr2O7溶解度最小且小 于溶液中其他溶质溶解度的温度范围 故选d 此时得到的K2Cr2O7固体最多 步骤 中发生反应 的化学方程式为2KCl Na2Cr2O7 K2Cr2O7 2NaCl 该反应为复分解反应 5 样品中Cr2O3 的质量为 m1 40 kg 则生成K2Cr2O7的理论质量为 m1 40 kg 则产率为m2 kg m1 kg 40 100 100 思路梳理 关于无机化工流程图题目的解题思路 1 粗读题干 挖掘图示 读题过程中分析核心元素 找出杂质元素 2 携带问题 精读信息 信息包括三方面 一是题干 二是流程图 三是设置问题 重点抓住物质 流向 进入 和 流出 分离操作类型及目的 考点一 铁及其化合物 1 2018江苏单科 9 2分 在给定条件下 下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A NaHCO3 s Na2CO3 s NaOH aq B Al s NaAlO2 aq Al OH 3 s C AgNO3 aq Ag NH3 2 aq Ag s D Fe2O3 s Fe s FeCl3 aq B组 自主命题 省 区 市 卷题组 答案 A 本题考查元素化合物之间的相互转化 2NaHCO3 Na2CO3 CO2 H2O Na2CO3 Ca OH 2 CaCO3 2NaOH A正确 NaAlO2与过量HCl aq 反应生成AlCl3和NaCl B不 正确 Ag NH3 2 与蔗糖无法发生银镜反应生成Ag C不正确 Fe与HCl aq 反应生成FeCl2和H2 D不正确 关联知识 麦芽糖含醛基 蔗糖不含醛基 2 2014北京理综 7 6分 下列金属中 表面自然形成的氧化层能保护内层金属 空气氧化的 是 A K B Na C Fe D Al 答案 D 金属铝的表面可形成致密的氧化膜 保护内层金属不被空气氧化 故D符合题意 3 2017江苏单科 7 2分 在给定条件下 下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A Fe FeCl2 Fe OH 2 B S SO3 H2SO4 C CaCO3 CaO CaSiO3 D NH3 NO HNO3 答案 C 本题考查元素及其化合物的知识 A项 铁在Cl2中燃烧只能生成FeCl3 不能生成 FeCl2 B项 硫与O2反应不能直接生成SO3 C项 CaCO3在高温条件下分解生成CaO和CO2 CaO与 SiO2在高温条件下化合生成CaSiO3 即CaCO3 CaO CO2 CaO SiO2 CaSiO3 D项 NH3 与O2在催化剂加热条件下发生反应生成NO NO易与O2反应生成NO2 NO2能与水反应生成 HNO3 但NO不能与水反应 易混易错 Fe在Cl2中燃烧时 无论Fe是否过量 只能生成FeCl3 不能生成FeCl2 Fe与FeCl3溶液反 应生成FeCl2 S在O2中燃烧时 无论O2是否过量 只能生成SO2 不能直接生成SO3 4 2015江苏单科 8 2分 在给定条件下 下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是 A 粗硅 SiCl4 Si B Mg OH 2 MgCl2 aq Mg C Fe2O3 FeCl3 aq 无水FeCl3 D AgNO3 aq Ag NH3 2 OH aq Ag 答案 A A项 粗硅在高温条件下与Cl2反应生成SiCl4 再在高温条件下用H2还原SiCl4可制备 纯硅 B项 工业上常通过电解熔融状态的MgCl2制备金属镁 C项 FeCl3易水解