专题9 金属与人类文明 复习提升--2026苏教版高中化学必修第二册章节练
文档属性
| 名称 | 专题9 金属与人类文明 复习提升--2026苏教版高中化学必修第二册章节练 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 679.5KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-04 00:00:00 | ||
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文档简介
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2026苏教版高中化学必修第二册
专题9 金属与人类文明
本专题复习提升
易错点1 对物质变化规律的本质理解不透彻
1.(2025江苏宿迁阶段练习)常温下,在Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀盐酸,溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是( )
A.Fe3+、Cl-、N能大量共存
B.在上述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,证明Fe2+有剩余
C.在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液变为血红色
D.在Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸时反应的离子方程式:3Fe2++4H++N 3Fe3++2H2O+NO↑
2.(2024江苏扬州期中)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断错误的是( )
A.a与硫粉在充分加热条件下反应的产物中铁元素为+2价
B.用NaOH溶液和FeSO4溶液制备c时,应将盛装NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下
C.c、d在空气中充分加热,均可得到氧化铁
D.可向b和e的混合溶液中先滴加KSCN溶液,再滴加少量新制氯水,证明溶液中含Fe2+
易错点2 不熟悉Fe2+和Fe3+的相互转化
3.(2025福建泉州阶段练习)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板上的铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,处理流程如下,下列说法正确的是( )
A.FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为Fe3++Cu Cu2++Fe2+
B.反应1和反应2都是氧化还原反应
C.滤渣a的主要成分是Cu和Fe,物质X可以选用酸性KMnO4溶液
D.实验室中进行操作1时,用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯和蒸发皿
4.(2025江苏苏州期中)一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。
已知:Zn能和NaOH溶液反应生成可溶于水的物质。
下列有关说法不正确的是( )
A.“碱洗”是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污和锌
B.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O
C.“氧化”后的溶液中金属阳离子只有Fe3+、Na+
D.“加热沉铁”时通入N2是为了防止Fe(OH)2被氧化
易错点3 忽视守恒法的应用
5.(2024安徽合肥一中阶段检测)甲、乙两烧杯中分别盛有100 mL 2 mol/L的盐酸、100 mL 2 mol/L的NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的H2为n(甲)∶n(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
6.(2025浙江杭州第九中学期末)将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中,充分反应后,滴加KSCN溶液,无明显变化。测得参加反应的HCl为0.1 mol,放出标准状况下气体0.448 L。则下列判断中不正确的是( )
A.原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=1∶3
B.向溶液中通入0.025 molCl2,可以将Fe2+完全转化为Fe3+
C.反应过程中转移电子0.06 mol
D.产生的气体刚好能与标准状况下0.448 L的Cl2完全反应
易错点4 不能从图像中提取有效信息
7.(2025江苏苏州中学月考)向FeI2和FeCl2的混合溶液中不断通入Cl2,溶液中n(含碘的某微粒)和n(含铁的某微粒)随n(Cl2)的变化曲线如图所示。已知:①Cl2可将I-氧化成I2;②5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl,HIO3为强酸。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是( )
A.还原性:I->Fe2+
B.b点溶液中n(I2)=0.3 mol
C.a点时已通入标准状况下氯气的总体积为39.2 L
D.c点溶液中阴离子的个数为21NA(忽略OH-)
8.(2025山东济南期末)将稀硫酸和铁粉按一定顺序依次加入一定量的硫酸铜溶液中充分反应。实验过程中,加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸
B.b、d点对应的剩余固体种类不同
C.m=6.4
D.向f点对应溶液中加入铁粉有气泡产生
易错点5 对实验原理理解不透彻
9.(2025河南南阳段考)下列表述正确的是( )
A.向某溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液不显血红色,再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为血红色,原溶液中一定含有Fe2+
B.为检验红砖中铁的价态,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液变为血红色,说明红砖中只有三氧化二铁
C.制备氢氧化亚铁时,向敞口放置的硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得稳定存在的白色沉淀氢氧化亚铁
D.将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中,滴加KSCN溶液,出现血红色,说明检验前该试样已变质
思想方法练
利用“一般与特殊”“定性与定量”的化学思想解答框图推断题及工艺流程题
方法概述
“一般与特殊”思想:在无机框图推断中要运用已学的知识去认识掌握一般的规律,而且要分析制约一般规律的因素和成立的条件,熟悉常见物质的“特性”,寻找突破口。
“定性与定量”思想:定性分析是对研究对象进行“质”的分析,主要解决“有什么”或“是什么”的问题;定量分析是对研究对象进行“量”的分析,主要解决“有多少”的问题。定性与定量相结合是研究物质组成的重要方法。
1.(2025浙江杭州开学考试)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜,流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.试剂⑤是铁粉,试剂⑦是稀盐酸
B.①的成分为Fe、Cu
C.②、④合并后在空气中蒸干溶液即可获得FeSO4·7H2O晶体
D.鉴别溶液④中的金属阳离子时,应滴加的试剂依次是新制氯水、KSCN溶液
2.(甄选真题)(2023全国乙,28节选)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
3.(2025江苏无锡一中月考)中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质,N在空气中切开后光亮的表面很快变暗,F为黄绿色气体单质,I为红褐色固体。
回答下列问题:
(1)B的化学式为 ,E在F中燃烧的火焰颜色为 。
(2)M生成A的化学方程式为 。
(3)物质C和物质D的溶液常温下在空气中反应的实验现象是 。
(4)物质H与O2、H2O反应生成物质I的化学方程式为 。
(5)加热物质I,可生成 (填化学式)。
(6)将过量的物质Р加入紫色石蕊溶液中,振荡,观察到的现象为 。
答案与分层梯度式解析
专题9 金属与人类文明
本专题复习提升
易混易错练
1.B Fe3+、Cl-、N三者不反应,能大量共存,A正确;Mn在酸性条件下能够氧化Cl-,所以在题述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,不能证明Fe2+有剩余,B错误;题述浅黄色溶液中含Fe3+,滴加少量KSCN溶液,溶液变为血红色,C正确;在Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸时反应生成F、NO和水,反应的离子方程式为3Fe2++4H++N 3Fe3++2H2O+NO↑,D正确。
易错分析 Mn能够氧化Cl-,忽视Cl-的干扰易导致错选;此外,不能从复分解反应的角度分析Fe(NO3)2与盐酸能否发生反应,Fe2+、H+、N三种离子能够发生氧化还原反应而不能大量共存。
2.D 结合题图可知a为Fe,b为亚铁盐,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e为铁盐。Fe与S在加热条件下反应生成FeS,FeS中Fe为+2价,A正确;为了防止Fe(OH)2被空气氧化,制备时应将盛装NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下,B正确;Fe(OH)2在空气中易被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3在加热时得到Fe2O3,即Fe(OH)2、Fe(OH)3在空气中充分加热,均可得到Fe2O3,C正确;向含Fe2+、Fe3+的混合溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色证明含有Fe3+,若要证明溶液中含Fe2+,可取少量混合溶液滴加铁氰化钾溶液,若出现蓝色沉淀说明存在Fe2+,D错误。
3.B 腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加过量铁粉,反应1为2FeCl3+Fe 3FeCl2和CuCl2+Fe Cu+FeCl2,过滤,滤渣a为多余铁粉和铜粉的混合物,物质X可以为Cl2,发生反应2:Cl2+2FeCl2。FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+,A错误;反应1和反应2都是氧化还原反应,B正确;为防止引入其他杂质,物质X不能选用酸性KMnO4溶液,物质X可以为Cl2,C错误;操作1是过滤,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,D错误。
易错分析 Fe2+与强氧化剂反应可生成F,但在具体题目中,需要考虑产品纯度等实际问题,则FeCl2转化为FeCl3可以加入的氧化剂为Cl2、H2O2,不能加酸性KMnO4溶液等氧化剂,以免引入杂质。
4.C 油污在碱性条件下发生水解,Zn可以和NaOH溶液反应,结合图示转化可知,“碱洗”是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污和锌,A正确;Zn和NaOH溶液反应生成可溶于水的物质,过滤得到铁单质,铁与稀硫酸反应得到Fe2+,Fe2+被NaClO溶液氧化得到Fe3+,“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,B正确;根据最后生成Fe3O4纳米粒子,可知“氧化”后的溶液中含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+、Na+,C错误;“加热沉铁”时通入N2是为了防止后续生成的Fe(OH)2被氧化,D正确。
5.B 甲、乙两烧杯中分别发生反应2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑;根据化学方程式可知,消耗等量铝时,需要HCl的物质的量比NaOH多,反应中生成的H2为n(甲)∶n(乙)=1∶2,可知甲烧杯中HCl完全反应,乙烧杯中铝完全反应,根据H原子守恒可知甲烧杯中生成的n(H2)=0.1 L×2 mol/L÷2=0.1 mol,则乙烧杯中生成的n(H2)=0.2 mol,根据反应的化学方程式可知n(Al)=×0.2 mol,则m(Al)=×0.2 mol×27 g/mol=3.6 g。
易错分析 未熟练掌握铝的性质,导致铝的有关计算出错。在进行化学计算时,应首先根据题给信息分析各反应物是否恰好完全反应;若有反应物过量,应利用完全反应的物质进行计算。
6.A
7.B
结合上图,通入1 mol Cl2时只氧化I-,可知还原性:I->Fe2+,A正确;b点时发生反应②消耗1.5 mol Cl2,则消耗0.3 mol I2,即溶液中n(I2)=0.7 mol,B错误;a点时有1.5 mol Fe2+被氧化,由2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-可知,反应消耗0.75 mol Cl2,即a点时共通入Cl2的物质的量为1 mol+0.75 mol=1.75 mol,在标准状况下体积为39.2 L,C正确;c点时I2全部被氧化为HIO3,c点溶液中n(I)=n(I-)=2 mol,n(Cl-)=2n(Cl2)+2n(FeCl2)=2×7.5 mol+2×2 mol=19 mol,故c点溶液中阴离子个数为(2 mol+19 mol)×NA mol-1=21NA,D正确。
易错分析 解答本题,若不能正确分析反应顺序,则容易出错。需明确随着Cl2的不断通入,先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后是Cl2将生成的I2氧化为HIO3,结合每段反应消耗Cl2的物质的量,可进行相关计算。
8.B 图像分析:
根据分析可知,先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸,A正确;b、d点对应的剩余固体均是铁和铜的混合物,B错误;m g为生成的铜的质量,则有:
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
56 64
5.6 g m g
=,解得m=6.4,C正确;f点时,稀硫酸过量,故向f点对应溶液中加入铁粉会有气泡产生,D正确。
9.A 向红砖粉末与盐酸反应后的上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明溶液中有Fe3+,不能说明红砖中只含有三氧化二铁,B错误;向敞口放置的硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,发生复分解反应生成Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4,Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,C错误;(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于稀硝酸,Fe2+被稀硝酸氧化成Fe3+,所以滴加KSCN溶液出现血红色,不能说明检验前该试样已变质,D错误。
易错分析 做此题时若忽视N在酸性条件下的强氧化性易错选D。
思想方法练
1.B 工业废水中含大量的FeSO4和较多的Cu2+,从废水中回收硫酸亚铁和金属铜,需要将Cu2+还原为Cu,且不能引入新的杂质。结合流程可知,试剂⑤为Fe,操作⑥为过滤,则②中溶质主要为FeSO4,①中含Cu、Fe,加入的试剂⑦为稀H2SO4,作用是溶解过量的Fe,操作⑧为过滤,得到③Cu,④中主要溶质为FeSO4,②、④合并后,在隔绝空气条件下,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到FeSO4·7H2O晶体。由上述分析可知,A、C错误,B正确;④中主要溶质为FeSO4,检验Fe2+,应先加入KSCN溶液,不变血红色,再滴加新制氯水,溶液变血红色,D错误。
方法点津 ①明确物质性质和反应原理:需要熟悉铁、铜等金属及其化合物的性质,以及相关的化学反应原理。例如,铁能与铜离子发生置换反应,铁能与非氧化性酸反应生成亚铁离子等,这是理解整个流程和判断各选项正误的基础。②分析流程中物质的转化和分离:要仔细分析流程图中每一步操作所涉及的物质变化和分离方法。明确加入各试剂的作用以及各步得到的物质成分,从而判断选项中关于物质成分、操作方法等的描述是否正确。
2.答案 4 1
解析 由题图中信息可知,当失重比为19.4%时,FeSO4·7H2O转化为FeSO4·xH2O,则×100%=19.4%,解得x≈4;当失重比为38.8%时,FeSO4·7H2O转化为FeSO4·yH2O,则×100%=38.8%,解得y≈1。
知识拓展 热重曲线
热重曲线是指在热分析过程中通过热天平而得到的试样在加热过程中质量随温度变化的曲线,一般与差热曲线结合使用,通过热重曲线的分析计算,可以了解样品在某一温度下的反应程度及相应的物质含量等信息。热重曲线试题可分为两类:第一类,试样发生分解反应,以脱水、分解等方式失重,气氛物质不参加反应;第二类,试样发生氧化还原等反应,以氧化还原等方式失重。热重曲线分析要抓住“三点”——起点、拐点、终点,根据质量(或失重质量分数)等随温度的变化,确定定量关系,列式计算,确定剩余固体的成分。
3.答案 (1)FeCl3 苍白色
(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(3)先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(5)Fe2O3、H2O
(6)产生气泡,溶液先变蓝后褪色
解析 F为黄绿色气体单质,F为Cl2;N在空气中切开后光亮的表面很快变暗,则N为Na;I为红褐色固体,H和O2、H2O反应生成I,则I是Fe(OH)3,H为Fe(OH)2;Na与水在常温下反应生成的D为NaOH、E为H2;H2与Cl2反应生成的G为HCl,HCl与Fe(OH)3反应生成的B为FeCl3;FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,则C为FeCl2;FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2,所以金属单质M为Fe,Fe与水蒸气在高温下反应生成的A为Fe3O4,Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和水,钠与氧气在加热条件下反应生成的P为过氧化钠。
(1)B的化学式为FeCl3;H2在Cl2中燃烧时发出苍白色火焰。
(2)Fe与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(3)FeCl2、NaOH在溶液中反应生成白色絮状的Fe(OH)2沉淀,很快变为灰绿色,最终变为红褐色的Fe(OH)3沉淀。
(4)Fe(OH)2与O2、H2O反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(5)氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和H2O。
(6)过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,可使紫色石蕊溶液变为蓝色,且过氧化钠具有强氧化性,可使蓝色褪去。
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2026苏教版高中化学必修第二册
专题9 金属与人类文明
本专题复习提升
易错点1 对物质变化规律的本质理解不透彻
1.(2025江苏宿迁阶段练习)常温下,在Fe(NO3)2溶液中滴加少量稀盐酸,溶液变为浅黄色。下列有关推断错误的是( )
A.Fe3+、Cl-、N能大量共存
B.在上述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,证明Fe2+有剩余
C.在上述浅黄色溶液中滴加少量KSCN溶液,溶液变为血红色
D.在Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸时反应的离子方程式:3Fe2++4H++N 3Fe3++2H2O+NO↑
2.(2024江苏扬州期中)部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断错误的是( )
A.a与硫粉在充分加热条件下反应的产物中铁元素为+2价
B.用NaOH溶液和FeSO4溶液制备c时,应将盛装NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下
C.c、d在空气中充分加热,均可得到氧化铁
D.可向b和e的混合溶液中先滴加KSCN溶液,再滴加少量新制氯水,证明溶液中含Fe2+
易错点2 不熟悉Fe2+和Fe3+的相互转化
3.(2025福建泉州阶段练习)电子工业常用FeCl3溶液腐蚀覆铜板上的铜箔制造印刷电路板。从腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中回收铜,并重新获得FeCl3溶液,处理流程如下,下列说法正确的是( )
A.FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为Fe3++Cu Cu2++Fe2+
B.反应1和反应2都是氧化还原反应
C.滤渣a的主要成分是Cu和Fe,物质X可以选用酸性KMnO4溶液
D.实验室中进行操作1时,用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯和蒸发皿
4.(2025江苏苏州期中)一种利用废旧镀锌铁皮制备磁性Fe3O4纳米粒子的工艺流程如图。
已知:Zn能和NaOH溶液反应生成可溶于水的物质。
下列有关说法不正确的是( )
A.“碱洗”是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污和锌
B.“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O
C.“氧化”后的溶液中金属阳离子只有Fe3+、Na+
D.“加热沉铁”时通入N2是为了防止Fe(OH)2被氧化
易错点3 忽视守恒法的应用
5.(2024安徽合肥一中阶段检测)甲、乙两烧杯中分别盛有100 mL 2 mol/L的盐酸、100 mL 2 mol/L的NaOH溶液,向两烧杯中分别加入等质量的铝粉,反应结束后,测得生成的H2为n(甲)∶n(乙)=1∶2,则加入铝粉的质量为( )
A.5.4 g B.3.6 g C.2.7 g D.1.8 g
6.(2025浙江杭州第九中学期末)将a g铁和氧化铁的混合物加入足量的盐酸中,充分反应后,滴加KSCN溶液,无明显变化。测得参加反应的HCl为0.1 mol,放出标准状况下气体0.448 L。则下列判断中不正确的是( )
A.原混合物中n(Fe)∶n(Fe2O3)=1∶3
B.向溶液中通入0.025 molCl2,可以将Fe2+完全转化为Fe3+
C.反应过程中转移电子0.06 mol
D.产生的气体刚好能与标准状况下0.448 L的Cl2完全反应
易错点4 不能从图像中提取有效信息
7.(2025江苏苏州中学月考)向FeI2和FeCl2的混合溶液中不断通入Cl2,溶液中n(含碘的某微粒)和n(含铁的某微粒)随n(Cl2)的变化曲线如图所示。已知:①Cl2可将I-氧化成I2;②5Cl2+I2+6H2O2HIO3+10HCl,HIO3为强酸。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法中错误的是( )
A.还原性:I->Fe2+
B.b点溶液中n(I2)=0.3 mol
C.a点时已通入标准状况下氯气的总体积为39.2 L
D.c点溶液中阴离子的个数为21NA(忽略OH-)
8.(2025山东济南期末)将稀硫酸和铁粉按一定顺序依次加入一定量的硫酸铜溶液中充分反应。实验过程中,加入物质的质量与烧杯中剩余固体的质量关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸
B.b、d点对应的剩余固体种类不同
C.m=6.4
D.向f点对应溶液中加入铁粉有气泡产生
易错点5 对实验原理理解不透彻
9.(2025河南南阳段考)下列表述正确的是( )
A.向某溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液不显血红色,再向溶液中加入几滴新制的氯水,溶液变为血红色,原溶液中一定含有Fe2+
B.为检验红砖中铁的价态,向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液变为血红色,说明红砖中只有三氧化二铁
C.制备氢氧化亚铁时,向敞口放置的硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,边加边搅拌,即可制得稳定存在的白色沉淀氢氧化亚铁
D.将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中,滴加KSCN溶液,出现血红色,说明检验前该试样已变质
思想方法练
利用“一般与特殊”“定性与定量”的化学思想解答框图推断题及工艺流程题
方法概述
“一般与特殊”思想:在无机框图推断中要运用已学的知识去认识掌握一般的规律,而且要分析制约一般规律的因素和成立的条件,熟悉常见物质的“特性”,寻找突破口。
“定性与定量”思想:定性分析是对研究对象进行“质”的分析,主要解决“有什么”或“是什么”的问题;定量分析是对研究对象进行“量”的分析,主要解决“有多少”的问题。定性与定量相结合是研究物质组成的重要方法。
1.(2025浙江杭州开学考试)某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4和较多的Cu2+。为减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收FeSO4和金属铜,流程如图所示。下列说法正确的是( )
A.试剂⑤是铁粉,试剂⑦是稀盐酸
B.①的成分为Fe、Cu
C.②、④合并后在空气中蒸干溶液即可获得FeSO4·7H2O晶体
D.鉴别溶液④中的金属阳离子时,应滴加的试剂依次是新制氯水、KSCN溶液
2.(甄选真题)(2023全国乙,28节选)在N2气氛中,FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知x= ,y= 。
3.(2025江苏无锡一中月考)中学化学常见物质的转化关系如图所示。已知M、N为常见的活泼金属单质,N在空气中切开后光亮的表面很快变暗,F为黄绿色气体单质,I为红褐色固体。
回答下列问题:
(1)B的化学式为 ,E在F中燃烧的火焰颜色为 。
(2)M生成A的化学方程式为 。
(3)物质C和物质D的溶液常温下在空气中反应的实验现象是 。
(4)物质H与O2、H2O反应生成物质I的化学方程式为 。
(5)加热物质I,可生成 (填化学式)。
(6)将过量的物质Р加入紫色石蕊溶液中,振荡,观察到的现象为 。
答案与分层梯度式解析
专题9 金属与人类文明
本专题复习提升
易混易错练
1.B Fe3+、Cl-、N三者不反应,能大量共存,A正确;Mn在酸性条件下能够氧化Cl-,所以在题述浅黄色溶液中滴加少量KMnO4溶液,紫色褪去,不能证明Fe2+有剩余,B错误;题述浅黄色溶液中含Fe3+,滴加少量KSCN溶液,溶液变为血红色,C正确;在Fe(NO3)2溶液中滴加稀盐酸时反应生成F、NO和水,反应的离子方程式为3Fe2++4H++N 3Fe3++2H2O+NO↑,D正确。
易错分析 Mn能够氧化Cl-,忽视Cl-的干扰易导致错选;此外,不能从复分解反应的角度分析Fe(NO3)2与盐酸能否发生反应,Fe2+、H+、N三种离子能够发生氧化还原反应而不能大量共存。
2.D 结合题图可知a为Fe,b为亚铁盐,c为Fe(OH)2,d为Fe(OH)3,e为铁盐。Fe与S在加热条件下反应生成FeS,FeS中Fe为+2价,A正确;为了防止Fe(OH)2被空气氧化,制备时应将盛装NaOH溶液的胶头滴管伸入FeSO4溶液液面以下,B正确;Fe(OH)2在空气中易被氧化生成Fe(OH)3,Fe(OH)3在加热时得到Fe2O3,即Fe(OH)2、Fe(OH)3在空气中充分加热,均可得到Fe2O3,C正确;向含Fe2+、Fe3+的混合溶液中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色证明含有Fe3+,若要证明溶液中含Fe2+,可取少量混合溶液滴加铁氰化钾溶液,若出现蓝色沉淀说明存在Fe2+,D错误。
3.B 腐蚀废液(主要含FeCl3、FeCl2、CuCl2)中加过量铁粉,反应1为2FeCl3+Fe 3FeCl2和CuCl2+Fe Cu+FeCl2,过滤,滤渣a为多余铁粉和铜粉的混合物,物质X可以为Cl2,发生反应2:Cl2+2FeCl2。FeCl3溶液腐蚀铜箔的原理为2Fe3++Cu Cu2++2Fe2+,A错误;反应1和反应2都是氧化还原反应,B正确;为防止引入其他杂质,物质X不能选用酸性KMnO4溶液,物质X可以为Cl2,C错误;操作1是过滤,用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒,D错误。
易错分析 Fe2+与强氧化剂反应可生成F,但在具体题目中,需要考虑产品纯度等实际问题,则FeCl2转化为FeCl3可以加入的氧化剂为Cl2、H2O2,不能加酸性KMnO4溶液等氧化剂,以免引入杂质。
4.C 油污在碱性条件下发生水解,Zn可以和NaOH溶液反应,结合图示转化可知,“碱洗”是为了除去废旧镀锌铁皮表面的油污和锌,A正确;Zn和NaOH溶液反应生成可溶于水的物质,过滤得到铁单质,铁与稀硫酸反应得到Fe2+,Fe2+被NaClO溶液氧化得到Fe3+,“氧化”时发生反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+2Fe3++Cl-+H2O,B正确;根据最后生成Fe3O4纳米粒子,可知“氧化”后的溶液中含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+、Na+,C错误;“加热沉铁”时通入N2是为了防止后续生成的Fe(OH)2被氧化,D正确。
5.B 甲、乙两烧杯中分别发生反应2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑;根据化学方程式可知,消耗等量铝时,需要HCl的物质的量比NaOH多,反应中生成的H2为n(甲)∶n(乙)=1∶2,可知甲烧杯中HCl完全反应,乙烧杯中铝完全反应,根据H原子守恒可知甲烧杯中生成的n(H2)=0.1 L×2 mol/L÷2=0.1 mol,则乙烧杯中生成的n(H2)=0.2 mol,根据反应的化学方程式可知n(Al)=×0.2 mol,则m(Al)=×0.2 mol×27 g/mol=3.6 g。
易错分析 未熟练掌握铝的性质,导致铝的有关计算出错。在进行化学计算时,应首先根据题给信息分析各反应物是否恰好完全反应;若有反应物过量,应利用完全反应的物质进行计算。
6.A
7.B
结合上图,通入1 mol Cl2时只氧化I-,可知还原性:I->Fe2+,A正确;b点时发生反应②消耗1.5 mol Cl2,则消耗0.3 mol I2,即溶液中n(I2)=0.7 mol,B错误;a点时有1.5 mol Fe2+被氧化,由2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-可知,反应消耗0.75 mol Cl2,即a点时共通入Cl2的物质的量为1 mol+0.75 mol=1.75 mol,在标准状况下体积为39.2 L,C正确;c点时I2全部被氧化为HIO3,c点溶液中n(I)=n(I-)=2 mol,n(Cl-)=2n(Cl2)+2n(FeCl2)=2×7.5 mol+2×2 mol=19 mol,故c点溶液中阴离子个数为(2 mol+19 mol)×NA mol-1=21NA,D正确。
易错分析 解答本题,若不能正确分析反应顺序,则容易出错。需明确随着Cl2的不断通入,先氧化I-,然后氧化Fe2+,最后是Cl2将生成的I2氧化为HIO3,结合每段反应消耗Cl2的物质的量,可进行相关计算。
8.B 图像分析:
根据分析可知,先加入的是铁粉,后加入的是稀硫酸,A正确;b、d点对应的剩余固体均是铁和铜的混合物,B错误;m g为生成的铜的质量,则有:
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
56 64
5.6 g m g
=,解得m=6.4,C正确;f点时,稀硫酸过量,故向f点对应溶液中加入铁粉会有气泡产生,D正确。
9.A 向红砖粉末与盐酸反应后的上层清液中滴加KSCN溶液,溶液变为血红色,说明溶液中有Fe3+,不能说明红砖中只含有三氧化二铁,B错误;向敞口放置的硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液,发生复分解反应生成Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4,Fe(OH)2很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,C错误;(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶于稀硝酸,Fe2+被稀硝酸氧化成Fe3+,所以滴加KSCN溶液出现血红色,不能说明检验前该试样已变质,D错误。
易错分析 做此题时若忽视N在酸性条件下的强氧化性易错选D。
思想方法练
1.B 工业废水中含大量的FeSO4和较多的Cu2+,从废水中回收硫酸亚铁和金属铜,需要将Cu2+还原为Cu,且不能引入新的杂质。结合流程可知,试剂⑤为Fe,操作⑥为过滤,则②中溶质主要为FeSO4,①中含Cu、Fe,加入的试剂⑦为稀H2SO4,作用是溶解过量的Fe,操作⑧为过滤,得到③Cu,④中主要溶质为FeSO4,②、④合并后,在隔绝空气条件下,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到FeSO4·7H2O晶体。由上述分析可知,A、C错误,B正确;④中主要溶质为FeSO4,检验Fe2+,应先加入KSCN溶液,不变血红色,再滴加新制氯水,溶液变血红色,D错误。
方法点津 ①明确物质性质和反应原理:需要熟悉铁、铜等金属及其化合物的性质,以及相关的化学反应原理。例如,铁能与铜离子发生置换反应,铁能与非氧化性酸反应生成亚铁离子等,这是理解整个流程和判断各选项正误的基础。②分析流程中物质的转化和分离:要仔细分析流程图中每一步操作所涉及的物质变化和分离方法。明确加入各试剂的作用以及各步得到的物质成分,从而判断选项中关于物质成分、操作方法等的描述是否正确。
2.答案 4 1
解析 由题图中信息可知,当失重比为19.4%时,FeSO4·7H2O转化为FeSO4·xH2O,则×100%=19.4%,解得x≈4;当失重比为38.8%时,FeSO4·7H2O转化为FeSO4·yH2O,则×100%=38.8%,解得y≈1。
知识拓展 热重曲线
热重曲线是指在热分析过程中通过热天平而得到的试样在加热过程中质量随温度变化的曲线,一般与差热曲线结合使用,通过热重曲线的分析计算,可以了解样品在某一温度下的反应程度及相应的物质含量等信息。热重曲线试题可分为两类:第一类,试样发生分解反应,以脱水、分解等方式失重,气氛物质不参加反应;第二类,试样发生氧化还原等反应,以氧化还原等方式失重。热重曲线分析要抓住“三点”——起点、拐点、终点,根据质量(或失重质量分数)等随温度的变化,确定定量关系,列式计算,确定剩余固体的成分。
3.答案 (1)FeCl3 苍白色
(2)3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
(3)先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
(4)4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
(5)Fe2O3、H2O
(6)产生气泡,溶液先变蓝后褪色
解析 F为黄绿色气体单质,F为Cl2;N在空气中切开后光亮的表面很快变暗,则N为Na;I为红褐色固体,H和O2、H2O反应生成I,则I是Fe(OH)3,H为Fe(OH)2;Na与水在常温下反应生成的D为NaOH、E为H2;H2与Cl2反应生成的G为HCl,HCl与Fe(OH)3反应生成的B为FeCl3;FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,则C为FeCl2;FeCl3可以和Fe反应生成FeCl2,所以金属单质M为Fe,Fe与水蒸气在高温下反应生成的A为Fe3O4,Fe3O4与HCl反应生成FeCl2、FeCl3和水,钠与氧气在加热条件下反应生成的P为过氧化钠。
(1)B的化学式为FeCl3;H2在Cl2中燃烧时发出苍白色火焰。
(2)Fe与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气:3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。
(3)FeCl2、NaOH在溶液中反应生成白色絮状的Fe(OH)2沉淀,很快变为灰绿色,最终变为红褐色的Fe(OH)3沉淀。
(4)Fe(OH)2与O2、H2O反应的化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3。
(5)氢氧化铁受热分解生成Fe2O3和H2O。
(6)过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,氢氧化钠溶液显碱性,可使紫色石蕊溶液变为蓝色,且过氧化钠具有强氧化性,可使蓝色褪去。
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