2024-2025學年課時作業(yè)人教版化學重難題型突破練三2

重難題型突破練三題型一與金屬有關的流程分析題1．由制鋁工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e、Ca、Al等的氧化物)制取聚合硫酸鐵鋁凈水劑的流程如下。下列有關說法不正確的是()A．控制適當反應溫度并不斷攪拌，有利于提高鐵、鋁浸取率B．Al2O3與稀硫酸反應的離子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OC．濾液中主要存在的陽離子有H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋D．聚合硫酸鐵鋁溶于水形成的膠體具有吸附作用2．電子工業(yè)常用30%的FeCl3溶液腐蝕覆在絕緣板上的銅箔，制造印刷電路板。(1)檢驗溶液中Fe3＋存在的試劑是________，證明Fe3＋存在的現(xiàn)象是__________________________________。(2)寫出FeCl3溶液與銅發(fā)生反應的化學方程式：________________________________________________________________________。(3)某工程師為了從使用過的腐蝕廢液中回收銅，并重新獲得FeCl3溶液，準備采用下列步驟：A．請寫出上述實驗中加入或生成的有關物質的化學式：①__________，②__________，③__________，④__________，⑤__________，⑥__________。B．請寫出相關反應的化學方程式：________________________，________________________，____________________，__________________。3．鋁是一種重要的金屬，在生產(chǎn)、生活中具有許多重要的用途，如圖是利用鋁土礦制備鋁的工藝流程：已知：鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量Fe2O3等雜質。請回答下列問題：(1)鋁土礦中Al2O3與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為________________________________________________________________________。(2)在工藝流程中“酸化”時，加入的最佳物質B是________(填化學式)，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。寫出酸化過程發(fā)生反應的化學方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)工業(yè)上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，理論上每消耗6.0g碳單質，轉移1mol電子，則反應的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)某同學推測鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應得到的熔融物中還含有Fe2O3，設計了如下方案來驗證：取一塊該熔融物投入少量稀硫酸中，反應一段時間后，向反應后的混合液中滴加物質甲的溶液，觀察溶液顏色的變化，即可證明熔融物中是否含有Fe2O3。則物質甲是________(填化學式)，請判斷該同學設計的實驗方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是__________________。(若合理，則不用填寫)。題型二與金屬有關的實驗題4．某研究小組為了探究一種無機礦物鹽X(僅含四種元素)的組成和性質，設計并完成了如圖所示實驗：另取10.80gX在惰性氣流中加熱至完全分解，得到6.40g固體1。請回答如下問題：(1)畫出白色沉淀1中金屬元素的原子結構示意圖________，寫出氣體甲的化學式________。(2)X的化學式是________，在惰性氣流中加熱X至完全分解的化學反應方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀的原因是____________________________(用化學反應方程式表示)。(4)一定條件下，氣體甲與固體1中的某種成分可能發(fā)生氧化還原反應，寫出一個可能的化學反應方程式________________________，并設計實驗方案驗證該反應的產(chǎn)物________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．某小組設計如下實驗探究鐵與水蒸氣的反應(部分裝置已省略)。回答下列問題：(1)寫出鐵和水蒸氣反應的化學方程式，并用單線橋法表示電子轉移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)A、B、C三個裝置中應先點燃________處的酒精(噴)燈，點燃C處酒精燈之前應進行的操作是________________________________________________________________________。(3)圓底燒瓶中碎瓷片的作用是防止暴沸，若加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片，補加碎瓷片的正確操作是________________________________________________________________________。(4)檢驗反應后的固體中是否存在Fe3O4，不同小組成員持不同意見：①甲同學認為可以使用化學方法，先用足量鹽酸溶解，再分別檢驗Fe2＋和Fe3＋。a．檢測Fe2＋是否存在。請從下列試劑或組合中選擇一種：NaOH溶液，新制氯水和KSCN溶液，酸性KMnO4溶液。寫出發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________________________________________。b．檢測Fe3＋是否存在。多數(shù)同學認為該方法檢驗是否存在Fe3O4不合理，請寫出一條理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②乙同學認為可以利用Fe3O4的物理性質進行快速檢驗。用鐵片接觸樣品后再移開，若觀察到____________________，證明反應后的固體中含有Fe3O4。題型三有關金屬的計算題6．有兩份質量相同的NaHCO3固體，向第一份中加入鹽酸使其充分反應；將第二份加熱使其完全分解，冷卻至原溫度再加入相同濃度的鹽酸，充分反應，則它們所耗用的鹽酸的體積比為()A．2∶1B．1∶1C．1∶2D．4∶17．現(xiàn)加熱5g碳酸鈉和碳酸氫鈉的混合物，使碳酸氫鈉完全分解，混合物質量減少了0.31g，則原混合物中碳酸鈉的質量為()A．3.38gB．4.58gC．4.16gD．4.41g8．甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L－1的鹽酸和氫氧化鈉溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反應結束后測得生成的氣體體積比為1∶2，則加入的鋁粉質量為()A．5.4gB．3.6gC．2.7gD．1.8g9．將5.0g某金屬合金放入足量的稀鹽酸中，共收集氫氣在標準狀況下的體積為2.24L，則該金屬合金可能是()A．Mg-Al合金B(yǎng)．Fe-Al合金C．Fe-Zn合金D．Cu-Zn合金10．向一定量的Fe、FeO、Fe2O3的混合物中加入100mL濃度為1.0mol·L－1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，有氣體放出，所得溶液中加入KSCN溶液后無血紅色出現(xiàn)。若用足量的CO在高溫下還原相同質量的此混合物，能得到鐵的質量是()A．11.2gB．5.6gC．2.8gD．1.4g11.工業(yè)廢電路板的銅常用FeCl3溶液來溶解處理回收。現(xiàn)將一塊電路板浸泡在100mLFeCl3溶液中使銅全部溶解得到浸泡液(電路板上其他物質均不發(fā)生反應)，測得電路板質量減少了3.2g，在浸泡液中加足量的Fe粉并使之充分反應，過濾并干燥固體，固體質量比加入的Fe粉質量減少了2.4g。請回答下列問題：(1)浸泡液中的溶質是________(寫化學式)。(2)參與反應的鐵的質量是________g。(3)假設溶液的體積不變，最后所得溶液中c(Fe2＋)＝________mol·L－1。12．為測定人體血液中Ca2＋的含量，設計了如下方案：(1)生成CaC2O4沉淀的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)草酸鈣可溶于熱的稀硫酸，H2SO4酸化的KMnO4溶液與H2C2O4反應的化學方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，當血液樣品為15.00mL時，與H2C2O4反應消耗0.0010mol·L－1KMnO4溶液的體積為15.00mL，則該血液樣品中的Ca2＋的物質的量濃度是________________(寫出計算過程)。重難題型突破練三1．解析：控制適當反應溫度并不斷攪拌，可以加快反應速率，使反應充分進行，有利于提高鐵、鋁浸取率，A正確；Al2O3在書寫離子方程式時不可拆寫成離子形式，B正確；Fe2＋能被H2O2氧化為Fe3＋，因此濾液中不存在Fe2＋，存在Fe3＋，C錯誤；聚合硫酸鐵鋁溶于水可以生成Al（OH）3膠體和Fe（OH）3膠體，膠體具有吸附作用，D正確。答案：C2．解析：（1）一般用KSCN溶液檢驗Fe3＋，如果加入KSCN溶液后，溶液顯紅色，說明含有Fe3＋。（2）銅把Fe3＋還原成Fe2＋，反應的化學方程式為Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2。（3）該流程的目的是回收銅并得到FeCl3溶液，因此先向廢液中加入過量的鐵粉，即①為鐵，發(fā)生反應：Fe＋2FeCl3=3FeCl2、Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu，濾液②為FeCl2溶液，濾渣③為銅單質和剩余的鐵，利用鐵與鹽酸反應，銅不與鹽酸反應，向濾渣③中加入過量的鹽酸，即④為鹽酸，發(fā)生反應：Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，濾液⑤為FeCl2溶液和鹽酸的混合液，然后濾液②和⑤合并，通入氯氣或加入H2O2溶液，發(fā)生反應：2FeCl2＋Cl2=2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl=2FeCl3＋2H2O，最后得到FeCl3溶液。答案：（1）KSCN溶液溶液顯紅色（2）Cu＋2FeCl3=2FeCl2＋CuCl2（3）A：①Fe②FeCl2③Fe、Cu④HCl⑤FeCl2、HCl⑥Cl2或H2O2B：Fe＋2FeCl3=3FeCl2Fe＋CuCl2=FeCl2＋CuFe＋2HCl=FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2=2FeCl3或2FeCl2＋H2O2＋2HCl=2FeCl3＋2H2O3．解析：（1）Al2O3與氫氧化鈉溶液反應生成四羥基合鋁酸鈉，離子方程式為：Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al（OH）4]－。（2）由題給流程及已知信息可知，鋁土礦溶解過濾所得濾液中溶質為NaOH、Na[Al（OH）4]，酸化的目的是生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁能溶于強酸，但不溶于弱酸，所以在工藝流程中“酸化”時加入的最佳物質是CO2，CO2過量時氫氧化鋁不會溶解，反應易控制，且原料廉價；酸化過程發(fā)生反應的化學方程式為CO2＋Na[Al（OH）4]=Al（OH）3↓＋NaHCO3。（3）工業(yè)上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取AlCl3，反應過程中Cl元素化合價降低，Al化合價不變，則C元素化合價升高。理論上每消耗6.0g碳單質，轉移1mol電子，即每消耗1molC，轉移2mol電子，說明碳元素化合價由0價升高為＋2價，生成CO，反應的化學方程式為Al2O3＋3C＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))2AlCl3＋3CO。（4）檢驗Fe3＋用KSCN溶液，若溶液變?yōu)檠t色則含有Fe3＋；Fe3＋能被鋁熱反應生成的Fe和剩余的Al還原，不能檢出Fe3＋。答案：（1）Al2O3＋2OH－＋3H2O=2[Al（OH）4]－（2）CO2CO2過量時氫氧化鋁不會溶解，反應易控制，且原料廉價CO2＋Na[Al（OH）4]=Al（OH）3↓＋NaHCO3（3）Al2O3＋3C＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(高溫))2AlCl3＋3CO（4）KSCN不合理Fe3＋能與Fe、Al反應生成Fe2＋，不能檢出Fe3＋4．解析：突破口1：eq\x(\a\al(白色沉淀2,Fe（OH）2))eq\o(→,\s\up7(空氣))eq\x(\a\al(紅褐色沉淀,Fe（OH）3))突破口2：eq\x(\a\al(溶液1,Ca（OH）2))eq\o(→,\s\up7(氣體甲))eq\x(\a\al(白色沉淀1,CaCO3))eq\o(→,\s\up7(氣體甲),\s\do5(H2O))eq\x(\a\al(溶液2,Ca（HCO3）2))從框圖可知，氣體甲為CO2；由溶液1轉變?yōu)榘咨恋?，白色沉淀1又能溶解在CO2水溶液中，可推斷白色沉淀1為CaCO3；從固體2的轉化過程可知，白色沉淀2為Fe（OH）2，最終的紅褐色沉淀為Fe（OH）3；由上述推斷可初步確定X為含有Ca、Fe元素的碳酸鹽，且其中鐵元素的化合價為＋2，故可推斷其為CaFe（CO3）2，分解得到的固體1為CaO與FeO的混合物，應用題給數(shù)據(jù)可以進一步確認上述判斷的正確性。（1）白色沉淀1中的金屬元素為鈣，其原子結構示意圖為，氣體甲為CO2。（2）X的化學式為CaFe（CO3）2；在惰性氣流中加熱CaFe（CO3）2至完全分解的化學反應方程式為CaFe（CO3）2eq\o(=,\s\up7(△))CaO＋FeO＋2CO2↑。（3）白色沉淀2在空氣中變成紅褐色沉淀是因為Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3，反應的化學方程式為4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3。（4）CO2氣體與固體1中的FeO可能發(fā)生氧化還原反應，反應的化學方程式為2FeO＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋CO；檢驗產(chǎn)物的方法：取反應所得固體物質，加稀鹽酸溶解，然后加入KSCN溶液，若溶液呈紅色，說明反應產(chǎn)物中有Fe（Ⅲ）。將生成的氣體通過灼熱CuO，若黑色固體變?yōu)榧t色，證明生成的氣體中含有CO。答案：（1）CO2（2）CaFe（CO3）2CaFe（CO3）2eq\o(=,\s\up7(△))CaO＋FeO＋2CO2↑（3）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O=4Fe（OH）3（4）2FeO＋CO2eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋CO檢測Fe2O3：將固體用稀鹽酸溶解，加入KSCN溶液，若溶液顯紅色，表明產(chǎn)物中有Fe（Ⅲ）；檢測CO：將氣體通過灼熱CuO，若黑色固體變?yōu)榧t色，表明產(chǎn)物中有CO。5．解析：實驗目的是探究鐵與水蒸氣的反應，實驗原理是3Fe＋4H2O（g）eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2↑，裝置A提供水蒸氣，裝置B是鐵與水蒸氣的反應裝置，堿石灰的作用是吸收水蒸氣，裝置C中用H2還原CuO。（1）鐵與水蒸氣反應生成Fe3O4和H2，反應中Fe的化合價由0價升高到＋eq\f(8,3)價（Fe3O4中Fe的平均化合價），H2O中H的化合價由＋1價降低為0價，3molFe參與反應轉移8mole－，用單線橋法表示的電子轉移的方向和數(shù)目見答案。（2）鐵與水蒸氣反應產(chǎn)生H2，H2是可燃性氣體，不純時易發(fā)生爆炸，若整個裝置中有空氣，F(xiàn)e可能與氧氣反應干擾實驗且有爆炸危險，故先通一段時間的水蒸氣，排盡裝置中的空氣，因此先點燃A處的酒精燈；氫氣是可燃性氣體，點燃裝置C處酒精燈前，需先驗證H2的純度。（4）①a.溶液中可能存在Fe3＋，證明Fe2＋的存在應利用Fe2＋的還原性，需要加入酸性高錳酸鉀溶液，如果紫（紅）色變淺或褪去，說明有Fe2＋，高錳酸鉀將Fe2＋氧化成Fe3＋，自身被還原成Mn2＋，反應的離子方程式為5Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O。②Fe3O4具有磁性，用鐵片接觸樣品后再移開，若觀察到鐵片上吸附有樣品，則說明反應后固體中含有Fe3O4。答案：（1）（2）A收集H2，并檢驗其純度（3）先熄滅酒精燈和酒精噴燈，待圓底燒瓶中的水冷卻至室溫，再打開燒瓶塞子補加（4）①a.5Fe2＋＋MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2Ob．鐵粉可能未完全反應，剩余的鐵粉與Fe3＋反應生成Fe2＋，檢測不出Fe3＋（或鐵粉可能未完全反應，剩余的鐵粉與Fe3＋或H＋反應生成Fe2＋，無法判斷Fe2＋的來源，合理即可）②鐵片上吸附有樣品6．解析：本題可從Na＋守恒角度考慮。無論NaHCO3是直接與鹽酸反應，還是先加熱分解后再與鹽酸反應，Na＋的量不變，生成的NaCl的量相等，則消耗鹽酸的量相等。答案：B7．解析：碳酸鈉較穩(wěn)定，加熱不分解，只有碳酸氫鈉分解，設混合物中含有xgNaHCO3，則2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())Na2CO3＋CO2↑＋H2OΔm2×84g62gxg0.31g解之得：x＝0.84，所以m（Na2CO3）＝5g－m（NaHCO3）＝5g－0.84g＝4.16g。答案：C8．解析：由6HCl＋2Al=2AlCl3＋3H2↑和2NaOH＋2Al＋6H2O=2Na[Al（OH）4]＋3H2↑可知，兩份等質量的Al都完全反應時，生成的H2也等量，消耗的HCl與NaOH不等量。實際上HCl、NaOH都為0.3mol，且生成H2的體積比為1∶2，則甲中HCl不足，Al過量；乙中NaOH過量，Al不足。生成H2的物質的量之比為1∶2，反應的Al的物質的量之比也為1∶2。與0.3molHCl反應的Al為2.7g，則與NaOH溶液反應的Al為5.4g，則加入的鋁粉質量為5.4g。答案：A9．解析：由題意知，n（H2）＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，即產(chǎn)生0.1molH2消耗金屬合金為5.0g，產(chǎn)生1molH2消耗金屬合金為50g，滿足此條件的要求是產(chǎn)生1molH2時消耗一種金屬質量大于50g，一種金屬質量小于50g。對于給出的金屬，產(chǎn)生1molH2時消耗金屬的質量分別為m（Mg）＝24g，m（Al）＝18g，m（Fe）＝56g，m（Zn）＝65g。Cu與稀鹽酸不反應，故選B。答案：B10．解析：鹽酸恰好使混合物完全溶解，鹽酸沒有剩余，向反應所得溶液加KSCN溶液無血紅色出現(xiàn)，說明溶液為FeCl2溶液，n（HCl）＝0.1L×1mol·L－1＝0.1mol，根據(jù)氯離子守恒可知n（FeCl2）＝0.05mol，用足量的H2在高溫下還原相同質量的混合物得到鐵，根據(jù)鐵元素守恒可知n（Fe）＝n（FeCl2）＝0.05mol，故得到Fe的質量為0.05mol×56g·mol－1＝2.8g，故選C。答案：C11．解析：（1）銅與FeCl3溶液反應生成FeCl2與CuCl2，離子方程式為①Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋，電路板質量減少了3.2g，則參與反應的銅的質量為3.2g，物質的量n（Cu）＝eq\f(3.2g,64g·mol－1)＝0.05mol，生成的Fe2＋的物質的量n1（Fe2＋）＝2n（Cu）＝0.1mol；在浸泡液中加入足量的Fe粉并使之充分反應，過濾并干燥固體，固體質量比加入的Fe粉質量減少了2.4g。若鐵粉只與生成的氯化銅反應會生成銅單質與氯化亞鐵，則固體質量會增加，可見浸泡液中還有反應剩余的氯化鐵，因此浸泡液中的溶質有FeCl3、FeCl2、CuCl2。（2）加入鐵粉后發(fā)生的離子反應有②Fe＋2Fe3＋=3Fe