2020-2021高考化学铁及其化合物推断题-经典压轴题及答案

1、2020-2021 高考化学铁及其化合物推断题- 经典压轴题及答案一、铁及其化合物1 已知 a、 b、 c、 d 四种物质均含有铁元素，彼此转化关系如下：请回答：（1）反应称为铝热反应（属于置换反应），写出该反应的化学方程式：_、其中 al 作_剂。（ 2）反应的离子方程式为： _。（ 3）新配制的 c 溶液中应加入 _，以防止其转化为 d。检验 d 溶液中阳离子的常用试剂是_（填化学式），实验现象为_。高温【答案】 2al+fe2o32fe+al2o3还原剂2fe2+h2o2+2h+=2fe3+2h2 o铁粉（屑）kscn（或 nh4scn）溶液变红（或呈现血红色）【解析】【分析】氧化铁与铝

2、单质在高温下发生铝热反应，生成a，则 a 为 fe，铁和水蒸气在高温下反应生成 b， b 为黑色磁性氧化物，则b 为 fe3434+2、 +3 价，与盐o ， fe o 中铁元素的化合价含有酸反应生成 fecl32222与双氧水反和 fecl ，铁与过量盐酸反应生成fecl ，则 c 为 fecl ， fecl应生成 fecl3，则 d 为 fecl3，据此分析解答。【详解】高温2fe+al o ，(1)反应称为铝热反应 (属于置换反应 )，该反应的化学方程式： 2al+fe o2323反应中 al 有 0 价变为 +3 价，化合价升高，失电子，被氧化，作还原剂；(2)反应为 fecl2与双氧

3、水反应生成 fecl3，离子方程式为：2fe2+h2o2+2h+=2fe3+2h2o；(3)c 为 fecl2， d 为 fecl3，亚铁离子具有还原性，易被氧化，新配制的fecl2 溶液中应加入铁粉 (屑 )，以防止其转化为 fecl3。检验三价铁离子常用试剂是kscn(或 nh4scn)，三价铁离子遇 scn-变为血红色溶液。2a、 b、 c、 x 为中学化学常见物质，且 a、 b、c 含有相同元素甲，可以发生如下转化关系( 水参与的反应，水未标出 ) 。( 1)若 a、 b、 c 的焰色反应呈黄色，c 为淡黄色固体，则x 是 _。( 2)若 a、 b、 c 的焰色反应呈黄色，x 是 co

4、2，写出 b c 反应的方程式 _。( 3)若 b 是 fecl3，则 x 一定是 _，写出 b c 反应的离子方程式 _。【答案】 o2( 氧气 )223233+ +fe 3fe2+co +na co + h o 2nahco fe2fe【解析】【分析】【详解】(1abc的焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，c为淡黄色固体，说明c为过氧化) 若、 、钠，则 a 为 na、 b 为 na2 o、则 x 是氧气；故答案为：o2 ( 氧气 ) 。( 2) 若 a、 b、 c 的焰色反应呈黄色，说明含有钠元素，x 是 co2 ，说明 a 为 naoh、 b 为na2co3 、c 为 nahco3， b

5、c 反应是碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠，其方程式na2co3 + co2 +h2o2nahco3；故答案为： na2co3 +co2 +h2o 2nahco3。( 3) 若 b 是 fecl3，则说明22，则 x 一定是 fe，b c 是氯化铁和铁反应生a 为 cl、 c 为 fecl成氯化亚铁，其反应的离子方程式2fe3+ +fe 3fe2+。3 己知a 为淡黄色固体，r 是地壳中含量最多的金属元素的单质，t 为生活中使用最广泛的金属单质，f 是无色无味的气体，h 是白色沉淀，w 溶液中滴加kscn溶液出现血红色。（1）物质 a 的化学式为 _。（2） b 和 r 在溶液中反应生成f

6、 的离子方程式为_。（ 3） h 在潮湿空气中变成 m 的实验现象是 _，化学方程式为 _。（ 4） a 和水反应生成 b 和 c 的离子方程式为 _， a 可以作为呼吸面具的 _。（ 5） w 和 t 反应的离子方程式 _。【答案】 na2 22-2-+3h22o 2al +2h o + 2oh =2alo 白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀4fe(oh)+ o2 + 2h2o =4fe(oh)3+-3+2+2na2o2 +2 h2o=4 na + 4oh + o2 供氧剂2fe + fe =3fe【解析】【分析】题干已经对部分物质的特征进行了描述，可先根据某些物质的特定表征直接得出该物质，地壳含量

7、最多金属为al， t 为最广泛使用的金属单质，则为fe， w 溶液中滴加kscn溶液出现血红色，则w 含有 fe3+。根据上述能直接确定的物质，结合各物质间转换图解答此题。【详解】（1） .a 为淡黄色固体，常见物质可能为 na2o2 或 s， a 与水的产物 b 可与 al 反应，同时 c 又与 fe 反应。综上可推知 a 应为 na2o2，答案为 na2o2。（ 2） .根据分析 b 为 naoh， r 为 al，答案为 2al +2h2o + 2oh- =2alo2- +3h2。（ 3） .根据分析， a 与水反应产物 c 为氧气， b 为 naoh。 d 为 fe 在氧气中燃烧产物fe

8、3 o4， h 为白色沉淀 ,则 h 应为 fe(oh)2。 w 含有 fe3+，说明 fe(oh)2 发生氧化生成fe(oh)3。答案为白色沉淀逐渐变为红褐色沉淀，4fe(oh)2 + o2 + 2h2o =4fe(oh)3。（4） .a 为 na2o2与水反应生成 naoh 和 o2 ，同时 na2o2 与水和 co2反应生成的氧气供人呼吸。故答案为 2na2o2 +2 h2o =4 na+ + 4oh- + o2，供氧剂。（5） .由分析可知3+2+w 为 fecl3 ，t 为金属 fe。答案为 2fe+ fe =3fe。【点睛】解答本题需要对某些物质的特定表征非常熟悉，首先应该根据这些

9、表征即得出对应物质，然后再结合各种物质之间的转换关系和相关描述合理推导出其他对应的物质。4 钠、铝、铁是三种重要的金属。请回答：（ 1）钠元素的金属性比铝 _(填 “强”或 “弱 ”)。三种金属对应的氢氧化物中，具有两性的物质是 _（填化学式）。（ 2）将一小块金属钠投入水中，发生反应的离子方程式为_；可观察到的实验现象是_(填序号 )。a钠沉到水底b钠熔成小球c小球四处游动d钠无变化（3） fe 与 cl2在一定条件下反应，所得产物的化学式是_。将该产物溶于水配成溶液，分装在两支试管中。请回答：若向其中一支试管中滴加kscn溶液，则溶液变成_色。向另一支试管中滴加naoh 溶液，反应的离子方

10、程式是_。（4） na2o2可作为呼吸面具中的供氧剂，其供氧时主要反应的化学方程式为：_。（5）在 alcl3 溶液中逐滴加入naoh 溶液至过量，观察到的现象是_。【答案】强al(oh)32oh- h2bc fecl3红2na 2h2o=2nafe3 3oh-=fe(oh) 2na o 2co =2na co o 、 2na o 2h o=4naoh o 先生成白色沉32222322222淀，然后白色沉淀消失【解析】【分析】（ 1）金属钠与铝处于同周期，金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱；（ 2）金属钠与水反应，生成氢氧化钠和氢气；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上

11、；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解；（3） fe 在 cl2 燃烧，生成 fecl3 ，将 fecl3 溶于水后，溶液中存在大量的fe3+，滴加 kscn溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀；（4） na2o2 可作为呼吸面具中的供氧剂，可与co2 和 h2o 反应；（5）在 alcl3 溶液中逐滴加入naoh 溶液，生成白色沉淀al(oh)3 ，当 naoh 溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。【详解】（1）钠元素的金属性比铝强；钠、铝、铁三种金属对应的氢氧化物中具有两性的物质是al(oh)3；（2）钠和冷水反应，生成

12、氢氧化钠和氢气，离子方程式为：2na 2h2o=2na+ 2oh-h2；由于钠的密度小于水的密度，因此钠浮在水面上；反应放热，因此钠熔化成光亮的小球；反应放出气体，因此钠四处游动；最终金属钠完全溶解，因此金属钠与水反应的实验中，可观察到的实验现象是钠熔成小球、小球四处游动，答案选bc；（3） fe 在 cl2 燃烧，生成fecl3 ，将 fecl3 溶于水后，溶液中存在大量的fe3+，滴加 kscn溶液后，溶液变为血红色；滴加氢氧化钠溶液后生成红褐色沉淀，离子方程式为：fe3 3oh-=fe(oh)3；（4） na2o2 可作为呼吸面具中的供氧剂，可与co2 和 h2o 反应，反应方程式为：

13、2na2o22co =2na co o、 2na o 2h o=4naoh o ；22322222（5）在 alcl3溶液中逐滴加入naoh 溶液，生成白色沉淀al(oh)3 ，当 naoh 溶液过量时，沉淀逐渐溶解，最终完全消失。5 从某矿渣（成分为 nife2o4(铁酸镍 )、 nio、feo、 cao、 sio2 等）中回收 niso4 的工艺流程如图：已知： (nh4 2 4在 350 分解生成3242 4在焙烧过程中生成4) sonh和 h so ； nife oniso 、fe2 (so4)3。回答下列问题：1“ ”_（） 研磨 的目的是。（2）矿渣中部分 feo 在空气焙烧时与h

14、2 so4 反应生成 fe2(so4)3 的化学方程式为 _。（3） “浸泡 ”过程中 fe2(so4)3 生成 feo(oh)的离子方程式为 _。 “浸渣 ”的成分除 fe2 o3、feo(oh)、caso4 外还含有 _（填化学式）。（42+，溶液中-1时，可使钙）向 “浸取液 ”中加入 naf 以除去溶液中 cac(f)至少为 _mol l2+-5-1时沉淀完全；ksp(caf2)=4.0-11离子沉淀完全。 已知 ca 浓度小于 1.010moll 10（5）萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离：fe2+(水相 )+2rh(有机相)fer2(有机相 )+2h+(水相 )。萃取剂与

15、溶液的体积比（v0）对溶液中 ni2+、 fe2+的萃va取率影响如图所示，v0 的最佳值为 _。在 _（填“强碱性”“强酸性”或“中性”）va介质中 “反萃取 ”能使有机相再生而循环利用。（6）若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤（前后步骤不变）。依据下表数据判断，调ph范围为 _。【答案】增大接触面积，加快反应速率高温4feo+6h2fe2(so4)3+6h2o2so4+o23+加热+sio2 2.0-33.7 ph7.1fe+2h2ofeo(oh)+3h 10.25 强酸性【解析】【分析】某矿渣的主要成分是nife242o(铁酸镍 )、 nio、 feo、 cao、 sio 等，加入硫酸铵研

16、磨后，600 c 焙烧，已知：(nh ) so 在 350以上会分解生成 nh和 h so ；nife o在焙烧过程4 2432424中生成 niso424 3naf 除去钙离子，、fe (so ) ，在 90c 的热水中浸泡过滤得到浸出液，加入过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相，无机相通过一系列操作得到硫酸镍，有机相循环使用，据此分析解答。【详解】(1)焙烧前将矿渣与 (nh4 )2 so4 混合研磨，混合研磨的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；(2)矿渣中部分 feo 在空气焙烧时与h2so4 反应生成 fe2(so4)3 的化学方程式为高温2fe (so ) +6h

17、o；4feo+6h so +o24224 323+加热+；根据24 32(3) 浸“泡 ”过程中 fe (so )生成 feo(oh)的离子方程式为： fe +2h ofeo(oh)+3h分析，浸渣 ”的成分除 fe2o3、 feo(oh) 、 caso4 外还含有 sio2；(4)向 “浸取液 ”中加入 naf 以除去溶液中2+2+1.0-5-1时沉淀完ca ，已知 ca 浓度小于10mol l全，溶液中-k sp=4.0 10-11-3-3c(f )=1.02 10mol/l ，故溶液中c(f )至少为2 10c ca210-5mol/l ；(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(v0)对溶

18、液中 ni2+、fe2+的萃取率影响如图所示，最va佳取值是亚铁离子不能被萃取，镍离子被萃取，v0 的最佳取值是 0.25；由 fe2+(水va相)+2rh(有机相 )? fer(有机相 )+2h+ (水相 )可知，加酸，增大氢离子的浓度，使平衡逆向移动，可生成有机相，则应在强酸性介质中“反萃取 ”能使有机相再生而循环利用；(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变 )，亚铁离子被双氧水氧化为铁离子，除杂过程中要将铁离子除去但不能使镍离子沉淀，依据下表数据判断，ph=3.7 时铁离子完全沉淀， ph=7.1 时镍离子开始沉淀，则调节ph 范围为 3.7 ph7.。16 某 al2o3

19、 样品中含有一定量的 cu、 fe、fe2o3 杂质。现通过下列生产过程，从该样品中提纯 al2o3，并回收铁红。流程如下：(1)操作是 _，在实验室进行该操作需要的玻璃仪器有_。(2)白色固体是 _，样品和试剂反应的化学方程式是_。(3)固体加入适量稀盐酸，可能发生的反应有：_( 用化学方程式表达 )。(4)溶液中铁元素的存在形式是_，如何用实验证明：_。(5)溶液中通入某气体，该气体可以是_(任写一种的化学式 )，红褐色固体制得铁红的化学方程式是_。【答案】过滤烧杯、漏斗、玻璃棒al(oh)32 322al o+2naoh=2naalo +h o23323222+取少量溶液于试管fe o

20、+6hcl=2fecl+3h o、2fecl +fe=3fecl、 fe+2hcl=fecl+h fe中，滴入 kscn溶液无变化，滴加氯水后变血红色o2或者232 32cl2fe(oh)fe o +3h o【解析】【分析】al o 样品中含有一定量的cu、 fe、 fe o 杂质，根据题中流程图可知，样品与试剂反应2323得溶液再通入 co2 得白色沉淀，该白色固体加热分解产生al2o3，可推知试剂为naoh，得到的固体为cu、 fe、 fe o ，溶液为 naalo、 naoh 混合溶液，通入过量232co 后得溶液为 nahco 溶液，白色固体为 al(oh) ， al(oh)受热分解得

21、 al o ，固体233323中加入盐酸得到固体粉末中铁有剩余，由于3+2+fe 会发生反应 2fe+fe=3fe ，则溶液中主要含有 fe2+，经过操作得红褐色固体应为fe(oh)3，所以通入的气体应为氧化剂，可以是o2或 cl2，氢氧化铁受热分解得 fe2 o3。【详解】(1)操作是分离难溶性固体与可溶性液体混合物的方法，名称为过滤；在实验室进行过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；(2)白色固体受热分解产生al2o3，则是al(oh)3，样品中含有al2o3 和试剂 naoh 溶液反应产生 naalo22o，反应的化学方程式是2 322和 hal o +2naoh=2naalo +

22、h o；(3)固体中含有al2o3、 cu、 fe、 fe2o3，加入适量稀盐酸，由于反应后的固体粉末中含有fe 单质，则可能发生的反应有fe o +6hcl=2fecl +3h o、 2fecl +fe=3fecl、233232fe+2hcl=fecl+h2；(4)由于固体中样品与适量盐酸反应后的固体粉末中含有fe，结合2 3323+2+可知溶液中铁元素的存在形式是fe2+，证明方法fe o +6hcl=2fecl+3h o、2fe+fe=3fe是：取少量该溶液于试管中，滴入kscn溶液无变化，滴加氯水后溶液变血红色；(5)溶液中含有fe2+，向溶液通入某气体后再加入足量naoh 溶液，产生

23、红褐色的fe(oh)3 沉淀，该气体具有强的氧化性，气体可以是o2或者 cl2，红褐色固体fe(oh)3 不稳定，受热分解产生铁红fe2o3，该反应的化学方程式是2fe(oh)3fe2o3+3h2o。【点睛】本题以从 al2 o3 样品中提取氧化铝的工艺流程为线索，考查了氧化还原反应、化学试剂的使用、混合物的分离，正确理解制备流程及反应原理为解答关键，注意掌握铝及其化合物性质和转化关系，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。7 碱性锌锰电池的工作原理:zn+2mno 2+2h2o=2mno(oh)+zn(oh)2,其中的电解质溶液是koh溶液。某课题组用废旧铁壳无汞碱性锌锰

24、电池为原料 ,制备一种新型材料 mnxzn(1-x)fe2o4,其工艺流程如图所示 :(1)滤液 a 中溶质的电子式为_。(2)已知 mn xzn(1-x)fe2o4 中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时还原产物中锰元素的化合价相同，则铁元素的化合价为_。(3) 溶“渣 ”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3 价锰的化合物全部还原成出该反应的离子方程式:_ 。mn 2+，写(4) 调“铁 ”工序的目的是调整滤液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式 mn xzn(1-x)fe2o4 相符合。写出 “调铁 工序中发生反应的离子方程式:_,_ 。若测得滤液的成分

25、为 c(mn 2+)+c(zn2+)=amol.l-1 ,c(fe2+)+c(fe3+)=bmol.l-1 ，滤液体积为1m3, “调铁 ”工序中，需加入的铁粉质量为_kg(忽略溶液体积变化，用含a、 b 的代数式表示 )。(5)在 “氧化 工序中，加入双氧水的目的是把fe2+氧化为 fe3+;生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值,其可能原因除温度外，主要是_。(6)用氨水 “调 ph后 ,经 “结晶 ”“过滤 ”可得到产品和滤液c,从滤液 c 中还可分离出一种氮肥，该氮肥的溶液中的离子浓度由小到大的顺序为_。【答案】+3mno( oh)+ fe2+3h+=mn 2+fe3+2h2ofe

26、+2fe3+=3fe2+2+3+-+2-fe+2h =fe +h2112a- 56b 生成的 fe催化了双氧水的分解( oh ) c( h ) c( so4) +c( nh4 )【解析】废旧无汞碱性锌锰电池为原料，制备一种新型材料mn xzn( 1- x) fe2o4，废旧电池加入水浸取过滤得到滤液a 和滤渣，滤渣加入过量稀硫酸熔渣后加入铁，稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将 +3 价锰的化合物全部还原成mn 2+，过滤得到滤渣 b 和滤液，测定滤液成分，“调铁”工序的目的是调整溶液中铁离子的总浓度，使其中金属元素的物质的量之比与产品的化学式 mn x ( 1- x) fe2 4相符合，加入过氧

27、化氢氧化亚铁离子生成铁离子，用氨水“调ph”zno后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液c，从滤液 c 中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，据此解答。【详解】(1)滤液a中溶质是koh。，含有离子键和共价键，电子式为( 2) 已知 mn( 1- x) fe中锰元素的化合价与实验室用二氧化锰制取氯气时的还原产物中的xzn2o4锰的化合价相同，可知mn 为 +2 价，锌 +2价、氧元素 -2 价，则根据化合价代数和为0 可知铁元素的化合价为+3；( 3) “溶渣”工序中稀硫酸与铁反应生成的硫酸亚铁可将+3 价锰的化合物全部还原成mn 2+，该反应的离子方程式为 mno ( oh)+ fe2+3h+=mn

28、 2+fe3+2h2o。( 4)“调铁 工序中发生反应的离子方程式为fe+2fe3+=3fe2+、 fe+2h+=fe2+h2。 n （mn 2+） +n（ zn2+） =a mol ?l- 1 1000l=1000amol ，已有铁元素bmol / l 1000l=1000bmol ，由电荷守恒可知x ( 1- x) fe242 42-为 1000amol ，其中mn zn0中含 fe o铁元素的物质的量为1000amol2 2000amol，还需加入铁的物质的量为2000amol- =1000bmol ，质量为（ 2000amol - 1000bmol ）mol 56g/ mol=（ 11

29、2a- 56b ）kg。( 5) 在“氧化 工序中，加入双氧水的目的是把fe2+氧化为 fe3+，生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，其可能原因除温度外，主要是生成的fe3+催化了双氧水的分解。( 6) 用氨水“调 ph”后，经“结晶”“过滤”可得到产品和滤液c，从滤液 c 中还可分离出一种氮肥为硫酸铵，铵根离子水解溶液显酸性，离子浓度为c( oh- ) c( h+) c( so42- ) c( nh4+ ) 。8 我国某地粉煤灰中主要含有al2o3，除此之外还含有ga2o3 及少量 fe2o3、 cao、 mgo 和sio2 等物质。已知从粉煤灰中回收铝并提取镓的工艺流程如下所示：回

30、答下列问题：（1）焙烧前，应将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，其原因是_；混合焙烧时，al2o3、ga2o3 均发生类似于sio2 的反应，试写出ga2o3 在此过程中发生反应的化学方程式：_。（2）滤渣的成分是 _ ；含铝混合液中除了大量a13+之外，还有fe3+和少量 mg 2+，由混合液制取纯净al( oh) 3 的实验方案是 _。（3）洗脱液中往往还有少量fe3+fe3+恰好完全沉淀cfe3+)= l -l0，需要进一步分离。若使(5-l3+-l才会开始沉淀。（已知：mol l时， ga浓度至少为_mollksp ga(oh)3=1.4 10-34，ksp fe(oh)3=4.010-38。

31、）（4）电解过程中， ga3+与 naoh 溶液反应生成gao2-， gao2-在阴极放电，则电解方程式为_；电解过程中需要保持溶液为ph=11 以上的原因是 _。ga2o3+na2co3焙烧【答案】增大反应物接触面积，加快化学反应速率2nagao2+co2h2sio3或 h4sio4向混合液中加入过量 naoh，过滤，向滤液中通入足量co2，再过滤-2-通电-+3.5 4gao2 +2h2o = 4ga+3o2+4oh10mol/l抑制 gao2 水解，并阻止 h 在阴极放电降低电解效率【解析】【分析】混合焙烧时， al2o3、 ga2o3、 sio2 与 na2co3 反应，生成可溶性盐n

32、aalo2 、 nagao2、na2sio3， cao、 mgo、 fe2o3 不发生反应；将固体溶解， mgo、 fe2o3 不溶于水， cao 溶于水生成 ca(oh)2，溶液中溶质为 ca(oh)2、 naalo2、 nagao2、 na2sio3、 na2co3；加入盐酸后，溶液中溶质为 fecl3、mgcl2、cacl2 、 alcl3、gacl3、 nacl，生成的硅酸不溶，滤渣为h2sio3 或 h4sio4，然后将滤液进行树脂吸附，得到含铝混合液和洗脱液，然后将洗脱液中的 fe3+除去，最终通过电解 gao -2 制备 ga。【详解】（1）将粉煤灰与纯碱粉末充分混合，可以增大反

33、应物接触面积，加快化学反应速率； sio2 与 na2co3 固体在加热条件下能够生成 na2sio3、co2，因此 ga2o3 在此过程中发生反应的化焙烧学方程式为： ga2o3+na2co32nagao2+co2；（2）由上述分析可知，滤渣为：h2 3443为两性氢氧化物，能溶于强碱溶sio或 h sio ； al(oh)液，而 fe(oh)3 、 mg(oh)2 不溶于强碱溶液，因此可将al 元素转化为偏铝酸盐，然后通入co 制取纯净的 al(oh)，实验方案为：向混合液中加入过量naoh，过滤，向滤液中通入23足量 co2，再过滤；（33+-5-l时， c oh-k sp fe oh

34、33 410）当 c(fe )恰好为 l l0moll= 3110c fe3385mol/l ，若此时ga3+恰好开始沉淀，则3kspga oh 31.410 34102mol/l ；c gac3oh-=1038 mol/l=3.54110 5（4）电解过程中，gao-2 中 ga 元素从 +3 价降低至 0 价，发生还原反应生成ga，阳极为通电水失去电子生成氧气，电解总反应为：4gao2- +2h2 o = 4ga+3o2 +4oh- ； gao2-属于弱酸阴离子，能够发生水解生成ga(oh)3 ，会降低产率，若溶液酸度过高，则溶液中h+可能会发生还原反应生成h2，会降低阴极电解效率。9 粉

35、煤灰是燃煤产生的重要污染物，主要成分有al2o3、 fe2o3、 fe3o4 和 sio2 等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染，还能获得纳米fe2o3 等重要物质。已知：i）伯胺 r nh2 能与 fe3 反应； 3r nh2 fe3 so42 h2 o ?fe（ nh2 r） 3（ oh） so4h 生成易溶于煤油的产物。ii） fe3 在水溶液中能与 cl 反应： fe3 6cl ? fecl63 ，回答下列问题：（1）过程 i 对煤粉灰进行酸浸过滤后，滤渣的主要成分是_。（ 2）写出过程 ii 加入过量 h2o2 发生的离子方程式 _。加入伯胺煤油对浸取液进行分离，该操作的名称是

36、 _。（3）从化学平衡角度解释过程iii 利用 nacl 溶液进行反萃取的原理 _。（4）过程 iv 中过量的n2 4将水层 26 3转化为 fe2，得到的 fe2再被o2氧化为h中 fecl feooh，其中第一步的离子方程式为4 fecl6 3 5n2h4 4fe2 n2 . 4n2h5 24cl ，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。（5）在常压用纳米fe2o3 电化学法合成氨的装置如图所示。已知电解液为熔融naohkoh，纳米 fe2o3 在阴极发生电极反应分两步进行：该电解池第二步： 2fe n2 3h2o fe2o3 2nh3。则该电解池第一步发生反应的方程式为_。纳米 fe

37、2o3 在电解过程中所起的作用是_。【答案】 sio22+h2 2+=2fe3+2h23 6cl? fecl63 （已知2feo +2ho 萃取、分液fe中的反应），导致fe3+浓度降低，使3r nh23 so42 h2234 feo ?fe( nh r) ( oh) soh （已知中的反应），平衡向逆反应方向移动，fe3+ 从易溶于煤油的物质中转化到易溶于水的物质中，实现反萃取。4：1fe3h2o 6e-=2fe 6oh-2o3+催化剂+【解析】【分析】粉煤灰主要成分有al2o3、 fe2o3、 fe2o4 和 sio2 等物质，过程酸浸，二氧化硅不溶于硫酸，除去二氧化硅；浸取液中含有 fe2+、 fe3+、 al3+，加入过氧化氢与 fe2+发生氧化还原反应生成 fe3+，再加入伯胺 r nh2 与 fe3反应； 3r nh2 fe3 so42 h2o ? fe（nh2r） 3（ oh） so4 h生成易溶于煤油的产物，得到有机层。对有机层进行反萃取操作，fe3+从易溶于煤油的物质中转化到易溶于水的物质中，再经过系列操作得到纳米三氧化二铁。【详解】（1）过程 i 对煤粉灰进行酸浸，主要成分二氧化硅不溶于酸，故过滤后滤渣的主要成分是sio 。2（2）过程ii 加入过量 h2 22+3+