Question

【题目】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

② FeCl2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3 mol 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Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038，Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033

①在25 ℃下，向浓度均为0.1 mol·L1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1.0×105 mol·L1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·L1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。

Answer 1

【答案】（1）①③⑤

（2）Fe + 8OH 6e+ 4H2O

（3）32

（4）2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+ 铁粉、稀盐酸(稀硫酸)

（5） d b

（6） ① Al(OH)3 ② B ③ 不含有

【解析】本题考查铜、铁、铝及其化合物的性质。（1）保存FeCl2溶液时，向溶液中加入少量Fe目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+，故①正确；FeCl2可以通过Fe+2HClFeCl2+H2↑置换反应生成也可以通过2FeCl3+Fe3 FeCl2，故②错误；铜片、碳棒和FeCl3溶液组成原电池，铜片做负极，碳棒做正极，电子由负极流向正极即电子由铜片沿导线流向碳棒，故③正确；AlCl3、FeCl3、CuCl2不能采用将溶液直接蒸干的方法得到，因为阳离子水解，只能得到对应的氢氧化物，故④错误；根据 AlCl3+3NaOHAl(OH)3↓+3NaCl，含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液反应，NaOH不足，故无论正滴和反滴，生成的Al(OH) 3的质量相等。故⑤正确。

（2）Fe做电极，KOH为电解质溶液，故阳极反应为Fe + 8OH 6e+ 4H2O。

（3）3FeS2+8O26SO2+Fe3O4中，Fe、S元素的化合价升高，O元素的化合价降低，3 mol FeS2参加反应，由O元素的化合价变化可知，转移的电子为8 mol×2×(20)=32 mol。

（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++Cu2Fe2++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)。

（5）从Na2SiO3和NaAlO2混合溶液中制得Al(OH)3，先利用盐酸使Na2SiO3变为H2SiO3沉淀而NaAlO2变为Al3+，过滤除去H2SiO3，再加入氨水使Al3+转化为Al(OH)3沉淀。不使用NaOH溶液的原因是NaOH量不好控制，Al(OH)3会溶于NaOH而不溶氨水。故答案为db。

（6）① 根据题意Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020，Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033对于AlCl3开始沉淀时需要的[OH]3= Ksp[Al(OH)3]/[Al3+]=1.1×1033÷0.1=11×1033，[OH]≈2.22×1011；对于CuCl2开始沉淀时需要的[OH]2= Ksp[Cu(OH)2]/[Cu2+]=2.2×1020÷0.1=22×1020，[OH]≈4.69×1010，故Al(OH)3先沉淀。②用MgCl2、AlCl3的混合溶液(A) 与过量氨水(B) 反应，由于Ksp不同为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入过量氨水(B)，使氢氧根足量，才能同时沉淀。③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，[OH]3= Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038/1.0×105=4.0×1033， [OH]≈1.59×1011，此时Q(Al(OH)3)= c(Al3+)×c(OH)3=0.2×4.0×1033=8×1034< Ksp[Al(OH)3]=1.1×1033，故所得沉淀中不含有Al(OH)3。