题目内容

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）①取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素。（其他合理答案均得分）
②c ③过滤 ④2、1、5H2O 、2、1、4H+（2）B

解析试题分析：（1）①溶液中铁的存在形态是铁离子或亚铁离子，铁离子和KSCN溶液反应显红色。亚铁离子具有还原性，据此可以检验铁元素的存在。即取少量滤液B，加入KSCN溶液，若不变红，再加入氯水，仍然不变红，说明滤液B中不含铁元素。
②滤液B中铝元素以铝离子的形成存在，因此要生成氢氧化铝白色沉淀，需要加入碱液。由于氢氧化铝是两性氢氧化物，能溶解在强碱溶液中，所以最好选择的试剂是氨水，答案选c。
③晶体从溶液中析出后，要从溶液中分离出来，需要利用过滤操作完成分离。
④在反应中亚铁离子失去1个电子，氯元素的化合价从＋1价降低到－1价，得到2个电子。根据电子得失守恒可知，还原剂亚铁离子与氧化剂ClO－的物质的量之比是2:1。根据电荷守恒可知，反应物还有水参加，而生成物中还有氢离子生成，所以配平后的离子方程式为2Fe2++ClO－+5H2O＝2Fe(OH)3↓+ C1－+4H+。
（2）固体灼烧需要坩埚，由于瓷坩埚中还有二氧化硅，在高温下与氢氧化钠反应，要从选择铁坩埚，答案选B。
考点：考查铁离子、亚铁离子检验、氢氧化铝的制备、过滤、氧化还原反应的配平以及二氧化硅的性质等

练习册系列答案
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已知有以下物质相互转化

试回答：（1）写出E的化学式                           ，H的化学式                                         。
（2）写出由E转变成F的化学方程式                                         。
（3）检验G溶液中的金属阳离子的方法是：                                         ；
向G溶液加入A的有关离子反应方程式                                         。
（4）写出A在一定条件下与水反应的化学方程式                                    。

某学校化学兴趣小组为探究金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的AlCl3溶液和胆矾晶体（CuSO4?5H2O），其实验方案如下：

请回答下列问题：
（1）将合金研磨成合金粉的目的是                                         。
（2）分别写出步骤Ⅰ、Ⅱ中发生反应的化学方程式：
Ⅰ：                                                 ；
Ⅱ：                                                 。
（3）在滤液B转化为沉淀E的过程中盐酸的用量不易控制，可将加入适量的盐酸改为通入一种气体，该气体的电子式为             ，写出更改试剂（气体过量）后生成沉淀E所发生反应的离子方程式：                                            。
（4）该小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂，在滤渣D中加入稀硫酸和H2O2可制得CuSO4，该反应的总化学方程式为                                     。

活性Fe3O4为黑色固体，有磁性，其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中， Fe3O4在潮湿的空气中或高温下易被O2氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料，利用共沉淀法制备活性Fe3O4（或写为FeO·Fe2O3）的流程如下：

（1）在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末，作用是                     。
（2）设计合理的实验方案证明Fe3O4与盐酸反应的产物中含有Fe2+、Fe3+，简述实验操作步骤和实验现象                                                             。
（可供选择的试剂：KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液）
（3）假如在反应池中几乎没有气体产生，在合成池里所有铁元素转化为Fe3O4，则根据相关反应可知，配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近于      。
（4）在一次制备Fe3O4的实验中，由于配料中心反应物比例控制不当，获得了另一种产品FexOy。取一定量该产品溶于足量盐酸中，还需通入标准状况下224 mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+，然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液，将沉淀过滤、洗涤、蒸干，灼烧至恒重，得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

工业上，将黄铜矿（CuFeS2）通过8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2反应制取铜及其硫和铁的化合物。
（1）上述反应中，还原剂为          。
（2）黄铜矿冶炼铜产生的炉渣（含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3）可制备Fe2O3。方法为：
①用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
②滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。
据以上信息回答下列问题：
a．通过上述②，炉渣中的Al2O3变成了                            （写离子）。
b．选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸  KSCN溶液 酸性KMnO4溶液   NaOH溶液 碘水
所选试剂为               。
证明炉渣中含有FeO的实验现象为                                     。
（3）对上述炉渣中进行含铁量的测定步骤如下：

I．步骤③发生反应的离子方程式为                       。
II．步骤④中煮沸的作用是                            。
III．步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、           。
IV．若滴定过程中消耗0.100mol·L?1KI溶液20.00mL，则炉渣中铁的百分含量为          。

利用废的生铁丝（表面有铁锈）、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下图：

试回答下列问题：
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，其目的是__________________，可能发生反应的离子方程式有Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑、_____________________、__________________。
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是：
①灼烧不充分Cu未被完全氧化。
②CuO未被还原。还原剂是_______________。
(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，也加入适量的H2O2溶液，并控温在50～60℃，持续反应1h。请回答下列问题：
①反应时温度必须控制在50～60℃，温度不宜过高，这样操作的目的_____；
②写出反应的化学方程式：_____________、________________________________。
(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为________________________。
(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是_________________。

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______________

黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一。其中炉渣的主要成分 是FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3。各物质有如下转化关系,请回答：

（1）写出能证明SO2具有氧化性且现象明显的化学方程式________________。
（2）用NaOH溶液吸收SO2所得NaHSO3溶液pH＜7，则该溶液中存在离子的物质的量浓度由大到小的顺序是________。
（3）写出Cu2S熔炼制取粗铜的化学方程式________________________
（4）废电解液中常含有Pb2+、Zn2+，向废电解液中加入Na2S溶液，当有PbS和ZnS沉淀时，C(Zn2+): C(Pb2+)＝________。[已知：Ksp(PbS)＝3.4×10－28mol2·L－2、Ksp(ZnS)＝1.6×10－24mol2·L－2）]
（5）写出证明溶液I中含有Fe2+的实验过程________________。
（6）Na2FeO4能杀菌净水的原因是________________。
（7）Na2FeO4和Zn可以组成碱性电池，其反应式为:3Zn+2FeO42-+8H2O＝3Zn(OH)2+2Fe(OH)+4OH-。请写出放电时正极电极反应式________________。

（14分）甲学生对Cl2与FeCl2和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。

操 作
现 象
通入氯气至过量

I．A中溶液变红
II．稍后，溶液由红色变为黄色
（1）B中反应的离子方程式是______。
（2）A中溶液变红的原因是______。
（3）为了探究现象II的原因，甲同学进行如下实验。
①取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在_______。
②取A中黄色溶液于试管中，加入过量的KSCN溶液，最终得到红色溶液。
甲同学的实验证明产生现象II的原因是SCN—与Cl2发生了反应。
（4）甲同学猜想SCN—可能被Cl2氧化了，他又进行了如下研究。
资料显示：SCN—的电子式为 。
①甲同学认为SCN—中碳元素没有被氧化，理由是______。
②取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl2溶液，产生白色沉淀，由此证明SCN—中被氧化的元素是______。     
③通过实验证明了SCN—中氮元素转化为，他的实验方案是______。
④若SCN—与Cl2反应生成1 mol CO2，则转移电子的物质的量是______mol。

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