题目内容

将一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应)，试判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况：
(1)若Fe粉有剩余，则容器中不可能有____________
(2)若FeCl3有剩余，则容器中不可能有___________
(3)若CuCl2有剩余，则容器中还可能有________________________
(4)若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中还可能有______________

(4分)  (1)Fe3+和Cu2+    (2)Fe和Cu      (3)Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+      (4)Fe2+

解析试题分析：（1）由于氯化铁、氯化铜都能氧化单质铁，所以若Fe粉有剩余，则容器中不可能有Fe3+和Cu2+。
（2）由于氯化铜既能氧化单质铁，也能氧化单质铜，所以若FeCl3有剩余，则容器中不可能有Fe和Cu。
（3）由于氯化铜只能氧化单质铁，所以若CuCl2有剩余，则容器中还可能有Fe2+、Fe3+或Cu、Fe2+。
（4）由于氯化铁、氯化铜都能氧化单质铁，而氯化铁还能氧化单质铜，所以若FeCl3和CuCl2都有剩余，则容器中还可能有Fe2+。
考点：考查氧化还原反应的有关应用

练习册系列答案
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据新华社报道，发展改革委员会于2007年4月发出“遏制铝冶炼投资反弹”的紧急通知。原因是铝冶炼属高耗能产业，而且某些铝冶炼企业以污染环境为代价，得不偿失。
如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图，阅读上述新闻信息，结合铝生产的流程图解答下列问题：

请回答：
（1）工业冶炼金属铝用的是铝土矿，铝土矿的主要成分是________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品____________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
（2）氧化铝熔点高达2050 ℃，工业上为了降低能量消耗，在金属铝的冶炼中采取的措施是__________________________。
（3）在冶炼过程中，阳极材料需要定期地进行更换，原因是该极材料不断被消耗，产生这种现象的原因是：__________________________________________(用化学方程式表示)。
（4）工业上制取金属镁时是电解MgCl2，电解反应方程式为_________________，镁和铝都是活泼金属，为什么在电解冶炼过程中，一个用氯化物，一个用氧化物？原因是：
________________________________________________________________。　

铁是重要的常见金属材料,也是人类较早使用的金属之一。请运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
（1）铁路大提速后，为将短铁轨焊接成长铁轨，可在铁轨接口处加入四氧化三铁和铝粉的混合物，用镁条引燃发生反应，写出发生置换反应的化学方程式并用单线桥法标出电子转移__________________；
（2）向20mL的沸蒸馏水中逐滴滴加5～6滴0.1mol/L的FeCl3溶液，继续煮沸没有观察到透明的红褐色现象，请问此时分散系中粒子直径的范围是______nm，判断的依据是_________________________；
（3）电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式：_________________________。
（4）某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，提出如下假设：
a.只含________________________（填写溶质化学式）。
b.可能组成为___________________（填写溶质化学式）。
（5）欲从废腐蚀液中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，设计实验方案如下：

请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①__________ ③_____________④___________

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、FeO、SiO2）中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下。

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性。
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为：                         （注明试剂、现象）。
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最好试剂为                   （填代号）。
a．氢氧化钠溶液         b．硫酸溶液        c．氨水         d．二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、          （填操作名称）、洗涤。
④该过程中涉及某氧化还原反应如下，请完成：
□Fe2++ □ClO－+ □             ＝ □Fe(OH)3↓+ □C1－+ □               。
（2）SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠，可采用的装置为                       （填代号）。

（1）元素M是短周期元素，其常量存在于海水中，单质被誉为“国防金属”。
①M的原子结构示意图为______。
②以M、Al为电极，KOH溶液为电解质溶液，则负极的电极反应式为______。
（2）淬火是将金属工件加热到某温度，随即浸入淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
①使用水进行淬火，若生成磁性氧化铁，该反应的化学方程式为____________
②验证铁用水淬火后的固体产物是否存在+3价的铁，可选用的试剂为_______ (填序号)

A．H2O2溶液 B．铜粉 C．稀硫酸 D．KMnO4溶液
（3）髙铁酸钾在水中的反应为4FeO42—+10H2O4Fe(OH)3+8OH—+3O2
①图1是25℃时K2FeO4在不同pH溶液中浓度的变化情况。pH =4.74时，反应从开始到800min的平均反应速率v(FeO42—)=______ (保留两位有效数字）。
②图1在800min后，三种溶液中K2FeO4的浓度均不再改变。观察图1判断随着pH 变大，此反应的平衡常数______（填“变大”、“变小”或“不变”）。
③图2在240min后，四种溶液中K2FeO4的浓度均不再改变，则上述反应的反应热△H______0(填“>”、“<”、“=”）。

铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。

（1）用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4
①制备原理用离子方程式表示为        。若要提高FeSO4生成速率，采取下列措施中正确的是        。
A．使用浓硫酸与铁屑反应   
B．使用磨细的铁粉反应
C．控制温度在50～70℃     
D．控制温度在80～100℃
②在上述反应过程中，常会伴随发生反应：4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O 
若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量，采取下列措施中正确的是        。
A．控制稀硫酸的浓度不能太高     
B．用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C．反应中保持n(Fe)/n(H2SO4) >1   
D．反应中应经常添加Fe2（SO4）3搅拌
③反应结束后，将溶液进行          、冷却、过滤、洗涤即得FeSO4·7H2O晶体。
（2）工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2（SO4）3
其反应及操作流程如下：

①加入NaHCO3并搅拌，将混合液pH调控至       范围内，使杂质沉淀过滤除去。

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Cu(OH)2
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
4.7
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
6.7
 
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是：           。
③生产中，将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X，混合后重新通入反应Ⅱ中，该设计的目的是       ，气体X与NO配比的比例是       。
（3）用Fe2（SO4）3处理含S2-污水时，有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生，其反应的离子方程式是         。

蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
I．制取粗硫酸镁：用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）。
II．提纯粗硫酸镁：将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1 mol·L－H2O2溶液，再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。
III．制取氢氧化镁：向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：金属离子氢氧化物沉淀所需pH

 
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
 
请回答下列问题：
（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是           （填字母序号）。
A. MgO           B. Na2CO3           C. 蒸馏水
（2）Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为                                。
（3）工业上常以Mg2+的转化率为考察指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。其中，反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。

①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式为              。
②根据图中所示50 ℃前温度与Mg2+转化率之间 的关系，可判断此反应是 
              （填“吸热”或“放热”）反应。
③图中，温度升高至50 ℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是                    。 
④ Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知：
Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)      Ksp = c(Mg2+)·c2(OH-) = 5.6×10-12
Ca(OH)2(s)  Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)     Ｋsp = c(Ca2+)·c2(OH-) = 4.7×10-6
若用石灰乳替代氨水，  （填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是                 。

Al及其化合物在工业上有极其广泛的用途，
（1）焊接钢轨时用Al冶炼Fe的反应方程式为      ；铝的化合物明矾可用于净水，其原理用离子方程式解释为           。
（2）硅藻遗骸中主要成分是Al2O3、SiO2和Fe2O3。从中获取Al（OH）3的过程如下：
步骤I：取适量硅藻遗骸用70%H2SO4浸泡；
步骤II：向上述浸泡液中加入过量NaOH并过滤；
步骤III：向上述滤液中通入过量CO2过滤得到Al（OH）3。
①用70%H2SO4浸取硅藻遗骸的目的是        。
②步骤II中涉及铝元素的离子方程式为      ；
③步骤III中能否用HCl代替CO2？     （填“能”或“不能”）；该步骤所得滤液中存在的电荷守恒式为       ；向该滤液中滴加少量NaOH溶液，则    填（“变大”、“变小”或“不变”）
（3）Al（OH）3可用作阻热材料，试从Al（OH）3的化学性质角度分析其原因        。

将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份：①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。下列说法正确的是

A．V1=V3＞V2B．V2＞V1 =V3C．V1= V2＞V3　D．V1＞V3＞V2

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