高中化学新教材必修1试题 (十)

第3章铁金属材料

培优提升卷

可能用到的相对原子质量：H-lC-12N-140-16Na-23Mg-24Al-27S-32CI-35.5Fe-56Cu-64

第I卷（选择题共48分）

一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.正在火星上工作的美国“勇气号'"'机遇号''探测车的一个重要任务就是收集有关FezCh及硫酸盐的信息，以证

明火星上存在或曾经存在过H2O。以下叙述正确的是（）

A.铝热剂就是单指FezCh和铝粉的混合物

B.检验红砖中的红色物质是否是FezCh的操作步骤是：样品一粉碎—加水溶解—过滤一向滤液中滴加KSCN溶

液

C.分别还原amolFezCh所需以、Al、CO的物质的量之比为3：2：3

D.明研属于硫酸盐，是混合物

【答案】C

【解析】A.作为铝热剂重要组成的金属氧化物，铝热剂应为A1和过渡元素的氧化物所形成的混合物，故A错

、口

1■天；

B.FezCh不溶于水，且和水不反应，应加入盐酸或稀硫酸溶解后再加KSCN溶液，FeQa的检验过程：样品一粉

碎T加酸溶解T过滤T向滤液中滴加KSCN溶液，故B错误；

C.amoIFezCh被还原得到6amol电子，则分别消耗H2、ARCO3amol、2amol、3amol,物质的量之比为3：2：

3,故C正确；

D.明矶为KA1（SO4）242H2O,是结晶水化合物，属于硫酸盐，为纯净物，故D错误；

2.下列实验现象叙述正确的是（）

A.滴入硝酸酸化的BaCL溶液，产生白色沉淀，溶液中一定存在S04”

B.硫粉在纯氧中燃烧：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体

C.铁粉加入稀硫酸，银白色固体表面有气泡产生，固体减少，放热，溶液由无色变浅绿色

D.水通电：两极均有气体生成，正极多，负极少，体积比约为1：2

【答案】B

【解析】A.亚硫酸根离子能够被强氧化剂硝酸氧化为硫酸根离子，故滴入硝酸酸化的BaCh溶液，产生白色沉

淀，溶液中可能存在SQF,A项错误；

B.硫粉在纯氧中燃烧产生二氧化硫，现象为：产生明亮的蓝紫色火焰，放热，生成有刺激性气味的气体，B项

正确；

C.铁粉为黑色粉末，所以铁粉加入稀硫酸，黑色固体表面有气泡产生，C项错误；

D.水通电，两极均有气体生成，正极为氧气，体积少，负极为氢气，体积多，体积比约为1：2,D项错误；

3.将KSCN溶液加入到下列所指定的各溶液中，溶液不会显红色的是()

A.加入足量的铁粉后的FeCb溶液

B.铁丝在足量氯气中燃烧后所得产物的水溶液

C.长期暴露在空气中的绿矶溶液

D.加入新制氯水后的FeCh溶液

【答案】A

【解析】将KSCN加入溶液中，溶液不显红色，说明溶液中无Fe3+。

A.发生的反应为Fe+2FeCb=3FeC12,铁粉过量，溶液中无Fe?+,A符合题意；

B.铁丝在足量氯气中燃烧得到的FeCb溶于水后得到FeCh溶液，加入KSCN溶液会显红色，B不符合题意；

C.溶液中的Fe?+被空气中的氧气氧化为Fe3,加入KSCN溶液会显红色，C不符合题意；

D.发生的反应为C12+2FeCb=2FeCb,加入KSCN溶液会显红色，D不符合题意。

4.向HX)mLFe2(SC)4)3和CUSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中剩余固体的质量与加入铁粉

的质量关系如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法错误的是()

A.a点时溶液中的阳离子为cd+、Fe2+Fe3+

B.b点时溶液中发生的反应为Fe3++Cu2+=Cu+Fe2+

C.c点时溶液中溶质的物质的量浓度为o.5molL-1

D.原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量浓度之比为1:1

【答案】D

【解析】A.向H)()mLFe2(SC)4)3和CUSO4的混合溶液中逐渐加入铁粉，先发生反应：Fe+2Fe3+—3Fe2+.后

发生反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+«山图可知，加入铁粉0.56g(即O.Olmol)之后开始出现固体，且按

Fe+2Fe3+—3Fe?+反应知，0.56g铁粉用于消耗铁离子，则铁离子为0.02mol,原Fe2(SC)4)3为“Imol,故a

点溶液中的阳离子为Ci?+、Fe?+和Fe3+,A正确；

B.由图可知，力口入铁粉0.56~1.68g(即0.01〜0.03mol)时，剩余固体为0~L28g,此段发生的反应为

Fe+Cu2+=Cu+Fe2+)即0.02molFe用于Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,故铜离子为0.02mol,析出铜0.02moLB正确；

C.加入铁粉0.56~2.24g(即0.01〜0.04mol)时，若发生反应Fe+Cu”=Cu+Fe?+,则最多生成Cu().03mol

(即1.92g),而由图可知，剩余固体为1.84g,所以1.84g为置换出的Cu和剩余的铁粉的质量，设0.03mol铁

粉中与Ci?+反应的为miol,剩余ymol,则生成Cu的质量为64xg,剩余铁的质量为56yg,所以：x+y=0.03、

64x+56y=1.84,解得x=0.()2、y=0.()l,因此加入铁粉1.68g(即0.03mol)时，恰好与溶液中的Q?+反

应完全，溶液中的溶质为FeSO4，又根据前面的分析可得反应Fe+2Fe3+—3Fe?+生成的Fe?+为0.03mol,又

因为反应Fe+Cu2+=Cu+Fe2+生成的Fe2+为0.02mol,所以c点时溶液中溶质的物质的量浓度为

(0.03mol+0.02mol)4-0.IL=0.5mol-L"1,C正确；

D.由前面的分析可得，原溶液中Fe3+为0.02mol,则Fe2(SO,3为O.Olmol,Q?+为0.02mol，则CuSO」为

0.02mol,原溶液中Fe2(SO,3和CuSC)4的物质的量浓度之比等于物质的量之比，为1：2,D错误；

5.13.6gFe和FezCh的混合物，加入150mL足量的稀硫酸，在标准状况下收集到1.12LH2,向反应后的溶液中滴

加KSCN溶液不变红。为中和过量的H2so4,并使Fe元素全部转化为Fe(OH)2沉淀，恰好消耗了200mL3moi/L

的NaOH溶液，则该稀H2sCM的物质的量浓度为()

A.2.25mol/LB.2mol/LC.3mol/LD.0.6mol/L

【答案】B

【解析】Fe和FezCh的混合物与稀H2so4反应，Fe和FezCh均无剩余，且有Ha生成，说明反应生成FeSO4，为

了中和过量的硫酸，而且使FeS04完全转化成Fe(OH)2,共消耗3moiL」的NaOH溶液200mL,说明反应后

的溶液溶质只有Na2so4,根据硫酸根守恒,则n(H2so4)=n(Na2so4),根据钠离子守恒,则n(Na2so只=l/2n

(NaOH),则有:n(H2SO4)=n(Na2so4)=l/2n(NaOH)=l/2x3mol-L'x0.2L=0.3mol,故该硫酸的物质的量

浓度为:c(H2so4)=0.3molv0.15L=2molL

6.向50mL稀H2sO,与稀HNO3的混合溶液中逐渐加入铁粉，假设加入铁粉的质量与产生气体的体积(标准状

况)之间的关系如图所示，假设C点之前每一段只对应一个反应。下列说法正确的是(已知酸性条件下氧化性：

NO,>Fe3+>H+)()

|V/L

主二中千

叫m(FeyK

A,参加反应铁粉的总质量m2=5.6g

B.所用混合溶液中c（HNO3）=0.5mol/L

C.开始时产生的气体为H?

D.AB段发生的反应为置换反应

【答案】A

【解析】A.酸性条件下，已知氧化性：NO；>Fe3+>H+,04段发生反应:

Fe+NO；+4H+=Fe*+NOT+2H2。，AB段发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+>

+2+

8c段发生反应：Fe+2H=Fe+H,T-铁粉最终全部转化为Fe?+，根据氧化还原反应中得失电子数目相

等可知，3xn(NO)+2x«(H2)=2n(Fe),

即3x—1J2£-+2x皿=2n(Fe),

L68LTn(Fe)=0.1mol,质量为5.6g,故A正确;

22.4L/mol22.4L/mol

B./?(NO)=1.12L22AL/mol=0.05mol,则所用混合溶液中c(HNC)3)=0.05mol+0.05L=Imol/L,故

B错误；

C.开始时产生的气体为NO,故C错误;

32+

DAB段发生反应：pe2pe-----3Fe,故D错误。

7.某学生用NaHCCh和KHCO3组成的某混合物进行实验，测得如下数据（盐酸的物质的量浓度相等），下列分

析推理正确的是（）

50mL盐酸50mL盐酸50mL盐酸

m（混合物）9.2g15.7g27.6g

%（标况）2.24L3.36L3.36L

A.盐酸的物质的量浓度为5.0mol・L1

B.根据表中数据计算出混合物中NaHCCh的物质的量分数为50%

C.9.2g混合物中NaHCCh和KHCCh分别为5.0g和4.2g

D.15.7g混合物恰好与盐酸完全反应

【答案】B

【解析】A.盐酸完全反应生成二氧化碳3.36L,结合H++HCCh=FbO+CO23可知n（HC1）=n（CO2）

=3.36L+22.4L/mol=0.15mol,故盐酸的浓度为：0.l5mol+0.05moi=3mol/L,故A错误；

B.第一组中盐酸不足，固体混合物完全反应，设NaHCCh和KHCCh的物质的量分别为x、y,则84x+100y=9.2g,

x+y=2.24+22.4=0.l,解得：x=y=0.05mol,贝U碳酸氢钠的物质的量分数为0.05mol+0.1molxl00%=50%,故B正确;

C.根据B的计算可知，加入固体混合物中NaHCCh和KHCCh的物质的量之比为1：1,9.2g混合物中NaHCCh

和KHC03分别为4.2g和5.0g,故C错误;

D.由上述分析可知，向50mL盐酸中加入15.7g混合物时，盐酸不足，固体混合物过量，故D错误；

8.由下列实验及现象推出的相应结论正确的是()

实验现象结论

管中固体逐渐由橙色变

A向填有硫酸处理的K2cl'2。7硅胶导管中吹入乙醇蒸气乙醇具有还原性

为绿色

向盐酸酸化的CU(NC)3)2溶液中通少量SO2,然后滴入

B产生白色沉淀CM+氧化性大于H2SO4

BaC12溶液

打磨后的铝片放入Hg(NO3)2溶液中片刻，用滤纸吸干铝片发烫并逐渐长出白汞与氧气反应放热，白色

C

后置空气中色针状固体物质为HgO

向2支分别盛有相同浓度的K4Fe(CN)6和CuSO4溶液前者无明显现象，后者

DKsp(FeS)<Ksp(CuS)

中分别滴入2滴H2s饱和溶液产生黑色沉淀

【答案】A

【解析】A.KzCnCh可氧化乙醇，则固体逐渐由橙色变为绿色，可知乙醇具有还原性，故A正确；

B.酸性条件下硝酸根离子可氧化二氧化硫，生成硫酸根离子与钢离子结合生成硫酸钢沉淀，结论不合理，故B

错误；

C.打磨后的铝片放入Hg(NCh)2溶液中片刻，发生置换反应，铝表面为铝汞合金，且铝被空气氧化为氧化铝

并放热，故C错误；

D.DFe(CN)6中电离产生的Fe?+浓度极低,导致c(Fe2+)比c(Cu2+)小得多,则分别滴入2滴H2s饱和溶

液，现象不能说明结论，故D错误；

9.下列叙述正确的是()

A.NaHCCh与石灰水反应，当〃(NaHCCh)：川Ca(OH)2]=2：1B寸，HCO；完全转化为CaCCh

B.Fe与稀硝酸反应，当〃(Fe)："(HNC)3)=1：1时，铁元素在溶液中主要以Fe?+形式存在

C.A1CL溶液与烧碱溶液反应，当体积比为1：4时，铝元素恰好以Al。2形式存在

D.CO2通入石灰水中,当n(CCh)：n[Ca(OH)2]=2：3时,能得到澄清溶液

【答案】B

【解析】A.NaHCCh与石灰水反应，当"(NaHCO3)：〃[Ca(OH)2]=2:l时，发生反应:

2NaHCO3+Ca(OH)2=CaCO3J+Na2CO3+2H2O,故A错误;

B.Fe与稀硝酸反应，铁过量时发生反应：3Fe+8HNO3—3Fe(NO3)2+2NOT+4H2O,铁不足时发生反应:

Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+NO?+2H,O,当”(Fe):〃(HNO3)=l:l时，按

3Fe+8HNO3-3Fe(NO3)2+2NOT+4H2O,且铁有余，故铁元素在溶液中主要以Fe?+形式存在，B正确；

C.A1CL溶液与烧碱溶液反应，当体积比为1:4时，因为不知道两种溶液的物质的量浓度，故难以知道铝离子和

氢氧根离子的物质的量，故不能知道铝元素的形式存在，C错误；

D.CO2通入石灰水中，发生反应：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O.CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2,

CO2与Ca(OH)2的物质的量之比为1:1时，恰好反应生成CaCO3,即COz与Ca(OH)2的物质的量之比为41时反

应得至UCaCO3,CCh与Ca(OH”的物质的量之比为2:1时，恰好反应生成Ca(HCCh)2,即CO2与Ca(OH)2的物质

的量之比为22时反应得到Ca(HCC>3)2,当〃(CO2):〃[Ca(OH)2]=2:3时,得到CaCCh沉淀，氢氧化钙过量,故D

错误：

10.下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是()

A.甲向A1C13溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡

B.乙向NaAKh溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡

C.丙向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量

D.丁向NaOH、Ba(OH)2、NaAKh的混合溶液中逐渐通入CO2至过量

【答案】C

【解析】A.向AlCb溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡，先产生氢氧化铝沉淀：

AlC13+3NaOH=Al(OH)3，+3NaCl,继续滴加NaOH溶液，AI(OH)3和NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠，沉淀溶解:

NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O,所以沉淀量达到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的比为3：1；A错误；

B.向NaAQ溶液中滴加稀盐酸，立刻产生白色氢氧化铝沉淀，发生反应：A1O2+H++H2O=A1(OH)31，随着盐

++

酸的逐滴加入，开始形成的沉淀又逐渐溶解，发生反应：A1(OH)3+3H=AP+3H2O,所以沉淀量达到最大消耗的

盐酸和沉淀完全溶解消耗的盐酸的物质的量之比是1：3.B错误；

C.向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液，开始滴加NaOH发生反应为A13++3OH-=A1(OH)3],先产

生氢氧化铝沉淀，当A伊沉淀完全后，然后发生反应NH4++0H=NH3・H9；此时沉淀氢氧化铝的量不变，最后

继续滴力LINaOH,发生反应Al(OH)3+OH-=AICh-+2H2O,氢氧化铝沉淀溶解，沉淀量达到最大消耗NaOH、沉淀

量不变和沉淀溶解消耗NaOH的比为3：1：1；C正确；

D.向NaOH、Ba（OH）2、NaAlCh的混合溶液中逐渐通入二氧化碳至过量，首先发生反应：

Ba（OH）2+CO2=BaCO3；+H2O,产生白色沉淀，然后发生：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,此时沉淀的量不变，再发

生反应2NaAlO2+CCh+3H2O=2Al（OH）3l+Na2cCh,产生沉淀，又发生反应：Na2co3+H2O+CCh=2NaHCO3,沉淀

量不变，最后发生反应：BaCO3+2H2O+2CO2=Ba（HCO3）2,沉淀部分溶解，D错误；

11.在硫酸铁溶液中，加入ag铜完全溶解后再加入bg铁，充分反应后得到eg残余固体，且a>c,则下列说法

中正确的是（）

A.残余固体可能为铁和铜的混合物

B.最后得到的溶液可能含有Fe3+

C.残余固体是铁，溶液中一定不含C#+

D.残余固体全部是铜

【答案】D

【解析】加入的a克铜粉由于发生了如下的反应2Fe3++Cu=2Fe2'+Cu2+而全部溶解，如果这部分铜在加入b

克铁粉后被全部还原出来，则c应与a相等；现题给条件中已知a>c,这明加入的a克铜没有全部被还原，溶液

中还有CM+,同时也说明加入的铁粉不足（否则a克铜将会被全部还原出来），加入的铁被氧化成Fe2+；而Fe3

+由于不能与单质铜共存，说明在溶液中已经不再存在；综上所述，说明c克滤渣是铜，滤液中还存在Cu2+、Fe2

+、H'这三种阳离子。答案选D。

12.向100mLFe2（S04）3和CuSCh的混合溶液中逐渐加入铁粉，充分反应后溶液中固体剩余物的质量与加入铁粉

的质量如图所示。忽略溶液体积的变化，下列说法正确的是（）

A.a点时溶液中阳离子仅为CP+和Fe2+

B.b点时溶液中发生的反应为：Fe+C#+=Cu+Fe2+

C.C点时加入的铁粉与Cl?+反应

D.原溶液中Fe2（SCU）3和CuSO4的物质的量浓度之比为1：1

【答案】B

【解析】A.a点表示的是加入铁粉后，溶液中固体的质量仍为0,此时发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe?+,

由于反应仍未结束，故a点溶液中存在的阳离子有Fe，+、Cu2+、Fe2+,选项错误，A不符合题意；

B.b点表示加入铁粉后，溶液中固体的质量增加，此时发生反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,选项正

确，B符合题意；

C.当加入铁粉的质量大于1.68g后，图中曲线出现了拐点，由点(2.24,1.84)可知，铁粉增加的质量与固体剩

余物增加的质量相等，故c点没有发生反应，选项错误，C不符合题意：

D.当加入铁粉质量为0.56g时，发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe3+=3Fe2+,故溶液中

+56g

n(F?)=2n(Fe)=^-=2x^'=0.02mol,故溶液中n[Fe2(S04)3]=0.01mol；当加入铁粉的质量为

'7M56g/mol

0.56~I.68g(即1.12g)时，能够反应的离子方程式为：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,则溶液中

2+

n(Cu)=〃(Fe)=二=/=0.02m"，故溶液中n(CuSCh)=0.02mol；因此溶液中Fe2(SO4)3与CuSO4

''M56g/mol

的物质的量之比为1:2,选项错误，D不符合题意；

13.向一定量的Fe、FeO、FezCh、FesCU的混合物中加入100mLimol/L的盐酸，恰好使混合物完全反应，放出

11.2mL(标准状况)气体，所得溶液加入KSCN溶液不变红色。用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合

物，所得铁的质量为()

A.2.8gB.11.2gC.5.6gD.无法计算

【答案】A

【解析】盐酸恰好使混合物完全溶解，盐酸没有剩余，向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现，说明溶液

为FeCL溶液，根据氯元素守恒可知n(FeC12)=1n(HCl)=ixO.1Lx1mol/L=0.05mol；用足量的CO在高温下还原相

同质量的混合物得到铁，根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCh)=0.05mol,质量为0.05molx56g/mol=2.8g；答案选A。

14.把3.9gMg、Al组成的混合物与足量盐酸反应，产生标准状况下的氢气4.48L。下列推断中不正确的是()

A.参加反应的Mg为2.4gB.参加反应的HC1为0.4mol

C.Mg、Al在反应中共失去0.4mol电子D.若与足量的氢氧化钠溶液反应能产生0.15molH2

【答案】A

【解析】已知〃出2)=0.2mol,由质量守恒可得，参加反应的盐酸"(HC1)=O.4mol,故B正确；由电子转移守恒可

得，反应中共转移电子〃(e)=0.4mol,故C正确；由反应方程式Mg+2HC1=MgCb+H2T和2Al+6HCl=2AlCb

+3H2T可知,设混合物中Mg为xmol,Al为ymol,即由质量守恒得24x+27y=3.9,由电荷守恒得2x+3y=0.4,

解得x=0.05mol,y=0.1mol,所以参加反应的Mg的质量为1.2g,所以A错误；若与足量的氢氧化钠溶液反应，

则只有O.lmol铝反应，由电子转移守恒求得，能生成0.15molHz,所以D正确。

15.以下物质之间的每步转化中，都能通过一步实现的是()

①Fe—FeCb—Fe(0H)2―Fe(0H)3

②Na—NazO—Na2co3-NaHCCh—NaOH

③Mg—MgC12—Mg(OH)2

④A1-ALO3TA1(OH)3

⑤Al—NaAlGh—Na2cCh

A.②③④B.①③④⑤C.①②③⑤D.①②③④⑤

【答案】C

【解析】①铁与盐酸反应生成氯化亚铁，氯化亚铁与碱反应生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁被氧气氧化为氢氧化

铁，每步转化都能一步反应实现，故①正确；②钠和氧气反应生成氧化钠，4Na+O2=2Na2O,氧化钠和CO2反应

生成Na2co3,Na2cO3与过量的水和CO2反应生成NaHCCh,NaHCCh与足量的Ca（0H）2反应生成NaOH,故②

正确：③镁和氯气反应生成氯化镁，Mg+CbW=MgCb,氯化镁和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀，

MgCL+2NaOH=Mg（OH）21+2NaCl,故③能通过一步反应实现；④铝解氧气反应生成氧化铝，氧化铝不溶于水，

不能一步生成氢氧化铝，故④不能通过一步反应实现；⑤A1与NaOH反应生成NaAlCh,NaAKh溶液中通入适

量的CO2,得Na2c03溶液，故⑤正确；故选C。

16.在FeCb、CuCb、FeCb的混合溶液中,Fe3+、Cu2+>Fe?+的物质的量之比为3：2：1,现加入适量铁粉，使溶液

中三种离子的物质的量之比变为1：2：4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为（）

A.2：1B.1：2C.1：3D.1：4

【答案】C

【解析】设原先溶液中Fe3+、Cu2\Fe?+的物质的量依次为3mol、2mol,Imol,根据三种离子物质的量的变化，

Cu?+物质的量并没有发生变化，说明没有参加反应，反应离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe?+,Fe3+物质的量减少了2mol,

说明消耗Imol铁，故参加反应的铁粉与原溶液Fe3+物质的量之比为1：3,故选项C正确。

第II卷（非选择题共52分）

二、非选择题：包括第17题~第21题5个大题，共52分。

17.（12分）纳米铜是一种性能优质的超导材料，以辉铜矿（主要成分为CsS）为原料制备纳米铜粉的工艺流程如

图所示。

纳米铜粉

资料：肿（N2H4）无色油状液体，溶于水生成水合脱N2H4.比0（水合肺有强还原性，生成无污染物质，易挥发）

（1）①上述流程中可以加快反应速率的措施有o

A.过滤和萃取B.升高温度C.增大压强D.研磨矿石

②用FeCb溶液浸取辉铜矿中铜元素的反应为：Cu2s+4FeC13=2CuCb+4FeC12+S。浸取时，在有氧的环境下可维

持Fe3+较高浓度，有关反应的离子方程式为。

(2)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图所示。当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中

Fe3+萃取率降低的原因是。

(3)“反萃取”得到的CuS04溶液制备纳米铜粉时，CiP+的还原率随pH和温度的变化如下表所示:

PH6789101112

CM+还原率(%)34609092959290

产物形态砖红色Cu2O铜粉紫黑色纳米铜

温度30405060708090

CF+还原率(%)25457080959085

产物形态砖红色Cu2O铜粉紫黑色纳米铜

①该反应的离子方程式为o

②超过70℃时Cu2+的还原率降低的原因是。

③以辉铜矿为原料制备纳米铜粉的工艺条件选择70℃、pH=10的理由是。

(4)“水相1”中加入适量氨水，静置，再经过滤、、干燥、等操作可得到Fe2O3o

(5)假设制得纳米铜的质量为akg,则最少投入胧的物质的量是。

2++3+

【答案】U)BD4Fe+O2+4H=4Fe+2H2O(

2)Fe3+水解程度随pH的升高而增大

2+

(3)02Cu+N2H4+4OH=2Cu+N2T+4H2O

②超过70℃时水合腓(或阴)易挥发，肿(或水合阴)浓度降低，Cu2+还原率降低

③70℃、pH=10时Cu?+还原率最高，同时可以得到高纯度的纳米铜

(4)洗涤燃烧或灼烧(5)竺士mol或者^^mol或者7.81amol

12816

【解析】(1)①上述流程中反应在溶液中进行，升高温度、研磨矿石可以加快反应速率，故答案为BD；

②浸取时，在有氧的环境下可维持Fe3+较高浓度，因在有氧环境下亚铁离子被氧化生成铁离子，反应的离方程式

2++3+2++3+

为4Fe+4H+O2=4Fe+2H2O,故答案为4Fe+4H+O2=4Fe+2H2O；

(2)由于Fe3+的水解程度随着pH的升高而增大，当pH>1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，故答案为Fe”的

水解程度随着pH的升而增大：

⑶①“反萃取”得到的CuS04溶液制备纳米铜粉时，碱性条件下，Cu2+与N2H4反应生成氮气和铜，该反应的离子

方程式为2Cu2++N2H4+4OH-=2Cu+N2f+4H2。，故答案为2CF++N2H4+4OH=2Cu+N2T+4H2。：

②根据资料“水合肺有强还原性，生成无污染物质，易挥发”，超过70℃时CM+的还原率降低的原因是：超过70℃

时水合脚（或朋）易挥发，朋K或水合肺）浓度降低，CM+还原率降低，故答案为：超过70℃时水合册（或脏）易挥发,

肿（或水合肿）浓度降低，CW+还原率降低：

③以辉铜矿为原料制备纳米铜粉的工艺条件选择70℃,pH=10的理由是CM+还原率最高，同时可以得到高纯度

的纳米铜，故答案为：CM+还原率最高，同时可以得到高纯度的纳米铜；

（4）萃取后的“水相1”中含有铁离子，加入叁水，反应生成氢氧化铁沉淀，氢氧化铁煨烧可得到氧化铁，方法为在

萃取后的“水相1”中加入适量氨水，静置,再经过滤、洗涤、干燥、煨烧（或灼烧）可得到Fez。:产品，故答案

为：洗涤；馔烧；

⑸由2CM++N2H4+4OH=2Cu+N?T+4H2。可知，制得纳米铜的质为akg,则最少投入阴的物质的量是

ax1000g11000a,_,103a125a

——~rx-=mol=7.81amol,故答案为：—mol或者-----mol或者7.81amol。

64g/mol212812816

18.（10分）无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。工业上用铝土矿（主要成分为AbCh,含有Fe2O3>SiO2等杂

质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

己知:

物质SiCl4AlChFeChFeCh

沸点/℃57.6180（升华）300（升华）1023

（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为：。

（2）步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是（只要求写出一种）。

（3）步骤I中焙烧生成三种固体单质，其中生成非金属单质的反应的化学方程式为：。

（4）步骤H生成的尾气中含有Ch,一定温度下，CL用足量的NaOH溶液吸收，氧化产物只有NaClO和NaCICh,

经测定溶液中CIO-和CIO；物质的量浓度之比为3：1,则在C12被吸收过程中被还原的氯元素和被氧化的氯元素

物质的量之比为o

（5）结合流程及相关数据分析，步骤II冷却之后得到的氯化铝（粗品）中含有的主要杂质为（填化学式）。

（6）工业生产过程中需要控制加入铝粉的量，以提高铝粉的利用率，从而降低生产成本，“废渣”的主要成分有NaCl

和（填化学式）。

【答案】(1)A13++3H2OK^A1(OH)3+3H+(2)增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应充分或防

止后续步骤生成的AlCb水解(3)SiO2+2C^Si+2COt(4)2：1(5)FeCh(6)FeCh

【解析】(I)氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为：

Al3++3H2。A1(OH)3+3H+。

(2)步骤I中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是增大反应物的接触面积，加快反应速率，使反应充分

或防止后续步骤生成的AlCh水解。

(3)步骤I中焙烧生成三种固体单质，均为置换反应，其中生成非金属单质的反应的化学方程式为：

SiO2+2C^Si+2COto

(4)步骤II生成的尾气中含有C12,一定温度下，C12用足量的NaOH溶液吸收，氧化产物只有NaClO和NaCKh,

经测定溶液中CIO•和CIO?物质的量浓度之比为3：1，则根据转移电子数守恒可知，

6Ch+12OH=3C1O-+C1O3+8C1+6H2O,在Ch被吸收过程中被还原的氯元素和被氧化的氯元素物质的量之比为

8:4=2：lo

(5)结合沸点可知，步骤II冷却之后得到的氯化铝(粗品)中含有的主要杂质为FeCh»

(6)工业生产过程中需要控制加入铝粉的量，以提高铝粉的利用率，从而降低生产成本，铝粉把氯化铁还原，“废

渣”的主要成分有NaCl和FeCh,

19.(10分)已知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，

D是具有磁性的黑色晶体，C、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的化学式为一，F化学式为一；

(2)B和R在溶液中反应生成F的离子方程式为一；

(3)H在潮湿空气中变成M的实验现象是一，化学方程式为—。

(4)A和水反应生成B和C的离子方程式为一,由此反应可知A有作为一的用途。

(5)M投入盐酸中的离子方程式—o

【答案】⑴NazChH2

(2)2A1+2OH+2H2O2AIO2+3H2T

(3)白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

(4)2Na2O2+2H2O=4Na*+4OH-+O2T供氧剂

+3+

(5)Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O

【解析】A为淡黄色固体，其能与水反应，则其为NazCh:R是地壳中含量最多的金属元素的单质，则其为Al：

T为生活中使用最广泛的金属单质，则其为Fe；D是具有磁性的黑色晶体，则其为FesO"Na?。?与水反应生成

NaOH和Ch,所以C为02；A1与NaOH溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气，所以F为Hz,B为NaOH；FeQ4与

盐酸反应，生成FeC13、FeCb和水，FeCL再与Fe反应，又生成FeCb,所以E为FeCb；它与NaOH溶液反应,

生成白色沉淀Fe(0H)2,它是H；Fe(OH)2在空气中被氧化为Fe(OH)3,它与盐酸反应生成FeCb,它为W。

(1)物质A的化学式为Na2O2o答案为：Na2O2

F化学式为H2。答案为：H2

(2)NaOH和A1在溶液中反应生成H2的离子方程式为2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2b答案为：

2A1+2OH-+2H2O=2AlCh-+3H2T

(3)Fe(OH)2在潮湿空气中变成Fe(0H)3的实验现象是白色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色。答案为：白

色沉淀迅速变成灰绿色，最终变成红褐色

化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。

(4)Na2O2和水反应生成NaOH和O2的离子方程式为2Na2O2+2H2O=4Na"+4OH+O2T。

答案为：2Na2Ch+2H2O=4Na++40H-+O2T

由此反应可知A有作为供氧剂的用途。答案为：供氧剂

(5)Fe(OH)3投入盐酸中的离子方程式Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2。。

+3+

答案为：Fe(OH)3+3H=Fe+3H2O

20.(10分)绿机是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组对绿机的

一些性质进行探究。回答下列问题：

(1)在试管中加入少量绿矶样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。再向试管中通入空气，

溶液逐渐变红。由此可知：、。

(2)为测定绿矶中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关Ki和K2)(设为装置A)称重，记为mig。将样品

装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为nug。按下图连接好装置进行实验。

KiK.n

it?

①仪器B的名称是o

②将下列实验操作步骤正确排序(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。

a.点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭Ki和K2

d.打开Ki和K2,缓缓通入N2e.称量Af.冷却到室温

③根据实验记录，计算绿研化学式中结晶水数目x=(列式表示)。若实验时按a、d次序操作,

则使X（填“偏大”"偏小”或"无影响”）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开Ki和K2,缓缓通入

N2,加热。实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为（填标号）。C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为

a.品红b.NaOHc.BaChd.Ba（NO3）2e.浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式O

【答案】（1）样品中没有Fe3+Fe2+易被氧气氧化为Fe3+

76（7H->—HI）

（2）①干燥管②dabfee③―V偏小

9（加3一叫）

高温

（3）①c、a生成白色沉淀、褪色②2FeSO4=Fe2O3+SO2T+SO3t

【解析】

（1）样品溶于水滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化，说明样品中无Fe3+；再向试管中通入空气，溶液逐渐

变红，这说明有铁离子产生，即硫酸亚铁易被空气氧化为硫酸铁，铁离子遇KSCN溶液显红色；

（2）①根据仪器构造可知B是干燥管；

②由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前需要排尽装置中空气，利用氮气排出空气，为了使

生成的水蒸气完全排除，应该先熄灭酒精灯再冷却，然后关闭Ki和K2,最后称量，即正确的排序是dabfee；

③样品的质量是（m2—mi）g,加热后剩余固体是硫酸亚铁，质量为（m3—mi）g,生成水的质量为（m2—m.?）

g，

FeSOjxHaOs^FeSOj+xH2O

15218x

（m3—mi）g（m2—m3）g

15218x76（g—

则：7------1=7-------1，解得：x=—7^~~洋；

（外一叫）g9（外一町）

若实验时按a、d次序操作，在加热过程中硫酸亚铁被空气氧化为硫酸铁，导致m3增加，因此x偏小；

（3）①最终得到红棕色固体，说明有氧化铁生成，即分解过程发生J'氧化还原反应，根据化合价变化可知一定

有S02生成，这说明硫酸亚铁分解生成氧化铁、S02和三氧化硫•三氧化硫溶