——以金属为背景的化工流程
【专题训练】
1．(2024·考前热点冲刺)铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
(1)所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是_C__(用字母代号填)。
A．Fe C．FeSO4
B．FeCl3 D．Fe2O3
(2)向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl3溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是_1～100__nm。
(3)电子工业需要用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：__2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋__；__。
某校同学为测定FeCl3腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：
首先取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是_Fe3＋___Fe2＋___Cu2＋___，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0 mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO3溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为43.05 g。溶液中c(Cl－)＝_6.0__mol/L。
(4)若要验证该溶液中含有Fe2＋，正确的实验方法是_B__。 A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有
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Fe2＋。
B．向试管中加入试液，滴入K3Fe(CN)6溶液，若产生蓝色沉淀，证明含有Fe2＋。
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe2＋
(5)欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl3溶液，设计实验方案如下：
A请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式： ①_Fe__ ②_FeCl2___ ③_Fe__Cu__ ④_HCl__ B请写出通入⑥的化学方程式__2FeCl2＋Cl2===2FeCl3__。 [解析] 该题考查的知识点较多，综合性较强，明确物质的性质是解本题关键，难点是铁离子及亚铁离子的检验方法及反应现象分析。关于铁离子和亚铁离子的检验需要注意①检验Fe2＋时不能先加氯水后加KSCN溶液；当有Cl－时不能用酸性KMnO4溶液检验Cl－；当溶液的浓度较稀时，利用观察法或加NaOH溶液的方法都不宜检验Fe2＋和Fe3＋的存在。②检验Fe2＋和Fe3＋混合溶液时，要分两次分别检验Fe2＋和Fe3＋，检验Fe2＋时用铁氰化钾溶液，实验现象是产生蓝色沉淀，而检验Fe3＋时最好选择KSCN溶液。
2．(2024·河南省平顶山市高考化学一调)四氢铝锂(LiAlH4)常作有机合成的重要还原剂。以辉锂矿(主要成分是Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Fe2O3)为原料合成四氢铝锂的流程如下：
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已知：①几种金属氢氧化物沉淀的pH如下表所示：
物质 开始沉淀的pH 完全沉淀的pH Fe(OH)3 2.3 Al(OH)3 4.0 3.7 6.5 ②常温下，Ksp(Li2CO3)＝2.0×10－3，Li2CO3在水中溶解度随着温度升高而减小。
回答下列问题：
(1)上述流程中，提高“酸浸”速率的措施有_粉碎矿石、加热、增大酸的浓度等__(写两条)；加入CaCO3的作用是_调节pH使Al3＋、Fe3＋转化成氢氧化物__，“a”的最小值为_6.5__。
(2)设计简单方案由Li2CO3制备LiCl：_用盐酸溶解，在氯化氢气流中蒸干溶液__。
(3)写出LiH和AlCl3反应的化学方程式：__AlCl3＋4LiH===LiAlH4＋3LiCl__(条件不作要求)
(4)用热水洗涤Li2CO3固体，而不用冷水洗涤，其目的是减少碳酸锂的损失；检验碳酸锂是否洗净的实验方法是取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液和稀盐酸(或其它合理答案)。
(5)在有机合成中，还原剂的还原能力通常用“有效氢”表示，其含义是1克还原剂相当于多少克氢气的还原能力。LiAlH4的“有效氢”为_0.21__。(结果保留2位小数)
[解析] (1)加硫酸从矿石中浸出，如粉碎矿石、提高硫酸浓度、
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加热等措施可以提高反应速率；加入碳酸钙中和溶液中的酸，使铁、铝离子完全生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，从而除去杂质；从表格信息看，调节pH最小值为6.5，确保铝离子完全沉淀；(2)先用稀盐酸溶解碳酸锂得到氯化锂，因为氯化锂水解，为防止其水解，需要在氯化氢中蒸干氯化锂溶液，从而得到LiCl固体；(3)氯化铝与氢化锂反应生成四氢铝锂和氯化锂，方程式为AlCl3＋4LiH===LiAlH4＋3LiCl；(4)依题意，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小，用热水洗涤碳酸锂，
－可以减少碳酸锂损失；沉淀表面有硫酸钠，检验SO24可判断沉淀是否
洗净，方法为：取最后一次洗涤液于试管中，滴加氯化钡溶液和稀盐酸(或其它合理答案)；(5)由题给信息可知，还原剂的还原能力是指失电子数，1 mol LiAlH4能提供8 mol电子，相当于4 mol H2，LiAH48 g的有效氢为≈0.21。
38 g
3．(2024·陕西省榆林市高考三模)重铬酸钠是一种用途极广的强氧化剂，工业上可以用铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2或FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]制备，其主要工艺流程如图所示。请回答下列问题：
(1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4的化学方程式为
高温8CO＋8NaCrO＋2FeO__。 __4Fe(CrO2)2＋7O2＋8Na2CO3=====22423(2)调节溶液的pH所选的试剂为_稀硫酸__(填名称)，写出生成
＋Al(OH)3的化学方程式__AlO－2＋H＋H2O===Al(OH)3↓____。
－＋
(3)Na2CrO4溶液酸化时发生反应2CrO24(黄色)＋2H
－
Cr2O27
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(橙红色)＋H2O。
①该反应_不是__氧化还原反应(填“是”或“不是”)，反应的
－
c?Cr2O27?平衡常数表达式：K＝__2＋－__。 c?H?·c2?CrO24?②若向Na2Cr2O7溶液(橙红色)中加入足量的NaOH固体，溶液_A__(填标号)
A．变黄色 C．变红色溶液
③已知：25 ℃时，Ag2CrO4的Ksp＝1.12×10－12，Ag2Cr2O7的Ksp＝2×10－7,25 ℃时，向Na2Cr2O7溶液中加入AgNO3溶液，生成砖红色沉淀，且溶液酸性增强，该沉淀的化学式是_Ag2CrO4__。
(4)用重铬酸钠(Na2Cr2O7)结晶后的母液生产重铬酸钾的反应为Na2Cr2O7＋2KCl===K2Cr2O7＋2NaCl，结合溶解度图回答，冷却结晶析出大量K2Cr2O7的原因是_低温时K2Cr2O7溶解度远小于其它组分__。
B．颜色不变
[解析] 铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2或FeO·Cr2O3，还含有Al2O3、Fe2O3、SiO2等杂质]，加入纯碱、通入空气，煅烧可生成二氧化碳、Na2CrO4和氧化铁，同时生成偏铝酸钠、硅酸钠，加入水浸出，过滤分离出氧化铁，滤液中含有Na2CrO4、偏铝酸钠、硅酸钠，调节溶液pH生成氢氧化铝、硅酸，过滤除去，得到Na2CrO4溶液，酸化得到Na2Cr2O7，加入硫化钠，发生氧化还原反应生成氢氧化铬，溶液b为硫酸钠，以此解答该题。(1)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4的化学方程式高温8CO＋8NaCrO＋2FeO；(2)由流程为4Fe(CrO2)2＋7O2＋8Na2CO3=====22423
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2024届高考化学考前三轮专题冲刺提升训练：以金属为背景的化工流程【专题训练、答案 解析】
