Question

铜、铁、铝是重要的金属材料，铜、铁、铝及其化合物有非常重要的用途．
（1）铁元素与氯元素可形成FeCl₂和FeCl₃两种化合物，下列说法正确的是

 

 （填序号）．
①保存FeCl₂溶液时，需向溶液中加入少量Fe
②FeCl₂只能通过置换反应生成，FeCl₃只能通过化合反应生成
③铜片、碳棒和FeCl₃溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒
④制备AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂均能采用将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，无论正滴和反滴，生成的
Al（OH）₃的质量相等
（2）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种高效多功能水处理剂．K₂FeO₄可以铁为电极，通过电解浓的KOH溶液来制取，写出电解法制取K₂FeO₄的阳极反应式：

 

．
（3）黄铁矿（FeS₂）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料．其中一个反应为3FeS₂+8O₂═6SO₂+Fe₃O₄，有3mol FeS₂参加反应，转移

 

 mol电子．
（4）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为

 

；
从腐蚀废液回收得到金属铜，还需要的试剂是

 

．
（5）工业上常用铝土矿（含SiO₂等杂质）生产铝．从Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，需要从下列试剂中选择两种，选用的试剂组合最好是

 

．
a．NaOH溶液     b．氨水       c．CO₂            d．盐酸
（6）已知25℃时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，向浓度均为0.1mol?L^-1的AlCl₃和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成

 

沉淀（填化学式）．
②用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液（A） 与过量氨水（B） 反应，为使Mg²⁺、Al³⁺同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入

 

（填“A”或“B”），再滴加另一反应物．
③溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10^-5 mol?L^-1时，可认为已沉淀完全．现向一定浓度的AlCl₃和FeCl₃的混合溶液中逐滴加入氨水，当Fe³⁺完全沉淀时，测定c（Al³⁺）=0.2  mol?L^-1．此时所得沉淀中

 

（填“还含有”或“不含有”）Al（OH）₃．

Answer 1

考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,氧化还原反应的电子转移数目计算,原电池和电解池的工作原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：元素及其化合物

分析：（1）①应防止亚铁离子被氧化；
②Fe与氯化铁化合反应生成氯化亚铁，氯化铁可由复分解反应生成；
③铜片、碳棒和FeCl₃溶液组成原电池，Cu为负极；
④依据盐类水解的应用解答；
⑤AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3，恰好完全生成Al（OH）₃沉淀；
（2）在电解时铁为阳极，在电极上失电子，得到FeO₄^2-；
（3）3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄中，只有O元素的化合价降低，利用化合价计算转移电子；
（4）氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，利用置换反应得到Cu；
（5）从Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，与碱不反应，则加酸转化为沉淀再分离；
（6）物质的溶度积越小，越易形成沉淀；根据溶度积常数解答．

解答： 解：（1）①保存FeCl₂溶液时，需向溶液中加入少量Fe防止Fe²⁺被氧化，故正确；
②FeCl₂可以通过置换反应生成，也可以通过化合反应生成，如铁与FeCl₃反应生成FeCl₂，FeCl₃只能通过化合反应生成，故错误；
③铜片、碳棒和FeCl₃溶液组成原电池，铜做负极，电子由铜片沿导线流向碳棒，故正确；
④AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂溶于水均水解分别生成氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化铜，因盐酸为挥发性酸，氯化氢挥发促进盐类水解，所以制备AlCl₃、FeCl₃、CuCl₂均不能采用将溶液直接蒸干的方法，故错误；
⑤AlCl₃和NaOH的物质的量之比为1：3，恰好完全生成Al（OH）₃沉淀，所以无论正滴和反滴，生成的Al（OH）₃的质量相等，故正确；
故答案为：①③⑤；
（2）电解时阳极Fe失电子发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O，故答案为：Fe+8OH^--6e^-═FeO₄^2-+4H₂O；
（3）3FeS₂+8O₂

高温  .

6SO₂+Fe₃O₄中，有3mol FeS₂参加反应，8mol氧气参加反应，只有O元素的化合价降低，则转移电子为8mol×2×[0-（-2）]=32mol，
故答案为：32；
（4）氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁，该离子反应为2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，利用置换反应得到，过量铁粉利用盐酸或硫酸除去，则选试剂为铁粉、稀盐酸（稀硫酸），故答案为：2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；铁粉、稀盐酸（稀硫酸）；
（5）从Na₂SiO₃和NaAlO₂混合溶液中制得Al（OH）₃，与碱不反应，则加足量盐酸转化为硅酸沉淀和氯化铝，滤液中加氨水转化为Al（OH）₃，故答案为：bd；
（6）①根据Al（OH）₃、Cu（OH）₂的溶度积常数，在25℃下，向浓度均为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

，加入相同的浓度的氨水，Al（OH）₃最先析出，
故答案为：Al（OH）₃；
②向沉淀反应器中加入过量的氨水，可使Mg²⁺、Al³⁺同时生成沉淀，故答案为：B；
③Fe³⁺完全沉淀时，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]，所以没有生成Al（OH）₃沉淀，故答案为：不含有．

点评：本题考查金属及化合物的性质，为高频考点，综合考查元素化合物知识，把握物质的性质及氧化还原反应、电解原理及应用为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度较大．