Question

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，下列說法正確的是

 

 （填序號）．
①保存FeCl₂溶液時，需向溶液中加入少量Fe
②FeCl₂只能通過置換反應(yīng)生成，F(xiàn)eCl₃只能通過化合反應(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，無論正滴和反滴，生成的
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，通過電解濃的KOH溶液來制取，寫出電解法制取K₂FeO₄的陽極反應(yīng)式：

 

．
（3）黃鐵礦（FeS₂）是生產(chǎn)硫酸和冶煉鋼鐵的重要原料．其中一個反應(yīng)為3FeS₂+8O₂═6SO₂+Fe₃O₄，有3mol 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K_sp[Mg（OH）₂]=5.6×10^-12，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，K_sp[Al（OH）₃]=1.1×10^-33
①在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1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） 與過量氨水（B） 反應(yīng)，為使Mg²⁺、Al³⁺同時生成沉淀，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1.0×10^-5 mol?L^-1時，可認(rèn)為已沉淀完全．現(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，測定c（Al³⁺）=0.2  mol?L^-1．此時所得沉淀中

 

（填“還含有”或“不含有”）Al（OH）₃．

Answer 1

考點：常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計算,原電池和電解池的工作原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：元素及其化合物

分析：（1）①應(yīng)防止亞鐵離子被氧化；
②Fe與氯化鐵化合反應(yīng)生成氯化亞鐵，氯化鐵可由復(fù)分解反應(yīng)生成；
③銅片、碳棒和FeCl₃溶液組成原電池，Cu為負(fù)極；
④依據(jù)鹽類水解的應(yīng)用解答；
⑤AlCl₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：3，恰好完全生成Al（OH）₃沉淀；
（2）在電解時鐵為陽極，在電極上失電子，得到FeO₄^2-；
（3）3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄中，只有O元素的化合價降低，利用化合價計算轉(zhuǎn)移電子；
（4）氯化鐵溶液與銅反應(yīng)生成氯化銅和氯化亞鐵，利用置換反應(yīng)得到Cu；
（5）從Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，與堿不反應(yīng)，則加酸轉(zhuǎn)化為沉淀再分離；
（6）物質(zhì)的溶度積越小，越易形成沉淀；根據(jù)溶度積常數(shù)解答．

解答： 解：（1）①保存FeCl₂溶液時，需向溶液中加入少量Fe防止Fe²⁺被氧化，故正確；
②FeCl₂可以通過置換反應(yīng)生成，也可以通過化合反應(yīng)生成，如鐵與FeCl₃反應(yīng)生成FeCl₂，F(xiàn)eCl₃只能通過化合反應(yīng)生成，故錯誤；
③銅片、碳棒和FeCl₃溶液組成原電池，銅做負(fù)極，電子由銅片沿導(dǎo)線流向碳棒，故正確；
④AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂溶于水均水解分別生成氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化銅，因鹽酸為揮發(fā)性酸，氯化氫揮發(fā)促進(jìn)鹽類水解，所以制備AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂均不能采用將溶液直接蒸干的方法，故錯誤；
⑤AlCl₃和NaOH的物質(zhì)的量之比為1：3，恰好完全生成Al（OH）₃沉淀，所以無論正滴和反滴，生成的Al（OH）₃的質(zhì)量相等，故正確；
故答案為：①③⑤；
（2）電解時陽極Fe失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)方程式為Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案為：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
（3）3FeS₂+8O₂

高溫  .

6SO₂+Fe₃O₄中，有3mol FeS₂參加反應(yīng)，8mol氧氣參加反應(yīng)，只有O元素的化合價降低，則轉(zhuǎn)移電子為8mol×2×[0-（-2）]=32mol，
故答案為：32；
（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⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，利用置換反應(yīng)得到，過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），故答案為：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；鐵粉、稀鹽酸（稀硫酸）；
（5）從Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，與堿不反應(yīng)，則加足量鹽酸轉(zhuǎn)化為硅酸沉淀和氯化鋁，濾液中加氨水轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，故答案為：bd；
（6）①根據(jù)Al（OH）₃、Cu（OH）₂的溶度積常數(shù)，在25℃下，向濃度均為0.1mol?L^-1的AlCl₃和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，

3	1.1×10-33 0.1

＜

2.2×10-20 0.1

，加入相同的濃度的氨水，Al（OH）₃最先析出，
故答案為：Al（OH）₃；
②向沉淀反應(yīng)器中加入過量的氨水，可使Mg²⁺、Al³⁺同時生成沉淀，故答案為：B；
③Fe³⁺完全沉淀時，c（OH^-）³=

Ksp[Fe(OH)3]

c(Fe3+)

=

4.0×10-38

1.0×10-5

=4.0×10^-33，c（Al³⁺）?（OH^-）³=0.2×4.0×10^-33=8×10^-34＜K_sp[Al（OH）₃]，所以沒有生成Al（OH）₃沉淀，故答案為：不含有．

點評：本題考查金屬及化合物的性質(zhì)，為高頻考點，綜合考查元素化合物知識，把握物質(zhì)的性質(zhì)及氧化還原反應(yīng)、電解原理及應(yīng)用為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度較大．