- 常见金属的活动性顺序及其应用
- 共63题
20．铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，以铬铁矿为原料制备（K2Cr2O7）的工艺如下（部分操作和条件略）。
已知：①NaFeO2遇水强烈水解 ②Cr2O72－+H2O
请根据题意回答下列问题：
（1）煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是____________________；
（2）滤液1的溶质除Na2CrO4外，还含有_____（填化学式，下同），滤渣1的成分是
______。
（3）向滤液2中继续加入醋酸调pH＜5，其目的是_________________________。
（4）酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72－变成蓝色的CrO5，其分子结构为
可用来检验Cr2O72－的存在。写出反应的离子方程式_________________________，该反应________（填“属于”或“不属于”）氧化还原反应。
（5）称取重铬酸钾试样5.00g配成250mL溶液，取出25mL，加入10mL 2mol·L－1 H2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+），加入几滴________溶液做指示剂，用0.30mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－）。若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL，则所得产品中重铬酸钾的纯度为___________。（保留3位有效数字，K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol）
正确答案
(1)．4FeO•Cr2O3＋20NaOH＋7O2
(2)．NaAlO2、NaOH MgO、Fe(OH)3
(3)．加入酸，c(H+)增大，Cr2O72-＋H2O
(4)．Cr2O72-＋4H2O2＋2H＋＝2CrO5＋5H2O ；不属于
(5)．淀粉 88.2%
解析
(1)．煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是：4FeO•Cr2O3＋20NaOH＋7O2
(2)．滤液1的溶质除Na2CrO4外，还含有NaAlO2、NaOH，滤渣1的成分是MgO、Fe(OH)3；
(3)．向滤液2中继续加入醋酸调pH＜5，其目的是加入酸，c(H+)增大，Cr2O72-＋H2O
(4)．酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72－变成蓝色的CrO5，其分子结构为
(5)．称取重铬酸钾试样5.00g配成250mL溶液，取出25mL，加入10mL 2mol·L－1 H2SO4和足量碘化钾（铬的还原产物为Cr3+），重铬酸钾氧化碘离子，生成单质碘，加入几滴淀粉溶液做指示剂，用0.30mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定（I2+2S2O32－＝2I－+S4O62－）。Cr2O72-+6I-+14H＋＝2Cr3++7H2O+3I2，由此可得：
Cr2O72- ~~~ 3I2 ~~~ 6S2O32－
1 6
1.5mmol 0.30mol·L－1×30.00mL
所得产品中重铬酸钾的质量为1.5×10-3×294×10=4.41g，所得产品中重铬酸钾的纯度为(4.41g/5g)×100%=88.2%。
考查方向
解题思路
铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3，还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质，通入O2，加入NaOH，发生反应：
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O、4FeO•Cr2O3＋20NaOH＋7O2
易错点
本题考查了物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，操作步骤的注意问题和基本操作方法是解题关键，题目难度大。
知识点
6. 下列铁制品（铁钉或钢铁管道）易被腐蚀的是
A
B
C
D
正确答案
解析
A、为电解池，铁为阴极，受保护，不发生反应；
B、为原电池，镁为负极，铜铁输水管为正极，受保护，不发生反应；
C、锌比铁活泼，形成原电池，锌为负极，铁为正极，受保护，不发生反应；
D、铁的活动性比铜弱，铁为负极，发生反应，易被腐蚀，所以答案为D。
考查方向
解题思路
本题考查了金属的腐蚀与防护，明确原电池原理是解本题关键，作原电池负极或电解池阳极的金属易被腐蚀，作原电池正极或电解池阴极的金属被保护。能构成原电池且作原电池负极的铁易被腐蚀，且温度越高，反应速率越大，据此分析解答。
易错点
1、作电解池阳极的金属易被腐蚀。
2、能构成原电池且作原电池负极的铁易被腐蚀。
知识点
12.A1／MnO4–电池是一种高能电池，以Ga2O3为缓蚀剂，其示意图如图所示。已知电池总反应为Al+ MnO4–+2H2O=Al(OH)4-+MnO2。下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
A．电池工作时，K+向正极移动，A错误；
B．电池工作时，Al电极的电极反应式：Al+4OH–-3e- = Al(OH)4-，氢氧根离子减少，周围溶液pH减小，B错误；
C．正极反应MnO4–得电子，电极反应式为：MnO4–+2H2O+3e一= MnO2+4OH–，C正确；
D．电池工作时，电子由Al经外电路流向Ni，D错误。
故选C。
考查方向
解题思路
A1/MnO4–电池是一种高能电池，以Ga2O3为缓蚀剂。已知电池总反应为Al+ MnO4–+2H2O=Al(OH)4-+MnO2。Al为负极，失去电子，生成Al(OH)4-；Ni为正极，MnO4–得到电子，生成MnO2；
易错点
D中注意电池工作时电子由Al经外电路流向Ni。
知识点
13.还原沉淀法是处理含铬（含Cr2O72－和CrO42－）工业废水的常用方法，过程如下：
已知转化过程中的反应为2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) 
正确答案
解析
A．CrO42﹣为黄色的，Cr2O72﹣为橙色的，如果2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) 
B．在1L废水中+6价的Cr的物质的量为n(Cr)=28.6g÷52g/mol =0.55mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可得，n(FeSO4·7H2O)=3×0.55mol=1.65mol，m(FeSO4·7H2O) = 1.65mol×278g/mol=458.7g，B错误；
C．2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) 
c(CrO42-)={(28.6÷52)÷11}mol/L=0.05mol/L，c(Cr2O72-)=(11÷2)×c(CrO42-)=0.25mol/L，代入该平衡常数表达式中可得c(H+)=10-6mol/L，所以pH=6，C正确；
D．c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10﹣32，c3(OH-)=1×10﹣32÷1×10﹣5=1×10﹣27，所以c(OH-)=1×10﹣9，c(H+)=1×10﹣14÷1×10﹣9=1×10﹣5，pH=5，D正确。
故选B。
考查方向
解题思路
A．CrO42﹣为黄色的，Cr2O72﹣为橙色的，如果2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) 
B．在1L废水中+6价的Cr的物质的量为n(Cr)=28.6g÷52g/mol =0.55mol，根据氧化还原反应中电子得失数目相等可得，n(FeSO4·7H2O)=3×0.55mol=1.65mol，m(FeSO4·7H2O) = 1.65mol×278g/mol=458.7g；
C．2CrO42﹣(aq)+2H+(aq) 
c(CrO42-)={(28.6÷52)÷11}mol/L=0.05mol/L，c(Cr2O72-)=(11÷2)×c(CrO42-)=0.25mol/L，代入该平衡常数表达式中可得c(H+)=10-6mol/L，所以pH=6；
D．c(Cr3+)·c3(OH-)=1×10﹣32，c3(OH-)=1×10﹣32÷1×10﹣5=1×10﹣27，所以c(OH-)=1×10﹣9，c(H+)=1×10﹣14÷1×10﹣9=1×10﹣5，pH=5。
易错点
本题考查难溶电解质的溶解平衡，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握相关计算公式的运用，难度中等。
知识点
某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。
实验操作和现象：
28.现象i 中的白雾是______________，形成白雾的原因是_____________。
29.分析现象ii，该小组探究黄色气体的成分，实验如下：
a．加热FeCl3·6H2O，产生白雾和黄色气体。
b．用KSCN 溶液检验现象ii 和a 中的黄色气体，溶液均变红。
通过该实验说明现象ii 中黄色气体含有____________________。
30.除了氯气可使B 中溶液变蓝外，推测还可能的原因是：
①实验b 检出的气体使之变蓝，反应的离子方程式是____________。实验证实推测成立。
②溶液变蓝的另外一种原因是：在酸性条件下，装置中的空气使之变蓝。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是___________。
31.为进一步确认黄色气体是否含有 Cl2，小组提出两种方案，无证实了Cl2的存在。
方案 1：在A、B 间增加盛有某种试剂的洗气瓶C 。
方案 2：将B 中KI－淀粉溶液替换为NaBr 溶液；检验 Fe 2+ .
现象如下：
方案 1 ：B 中溶液变为蓝色
方案 2 ：B 中溶液呈浅橙红色；未检出Fe 2+
①方案1 的C 中盛放的试剂是 。
②方案2 中检验 Fe 2+的原因是 。
③综合方案1、2 的现象，说明选择NaBr 溶液的依据是 。
32.将A 中产物分离得到Fe2O3和MnCl2，A 中产生Cl2的化学方程式是 。
正确答案
HCl 小液滴FeCl3·6H2O 受热水解，生成HCl 气体，同时受热失去结晶水，HCl和H2O 结合形成盐酸小液滴
解析
考查盐类水解的应用，注意说明盐酸小液滴中HCl 和H2O 的来源即可。
考查方向
本题主要考查了氯气的实验室制法及其综合运用、盐类水解的应用、陌生方程式的书写。
解题思路
说明盐酸小液滴中HCl 和H2O 。
易错点
Br-不会被Fe3+氧化为Br2、陌生方程式的书写。
正确答案
FeCl3
解析
Fe3+可以使KSCN 溶液变红，注意书写的是黄色气体，写FeCl3，不要写Fe3+。
考查方向
本题主要考查了氯气的实验室制法及其综合运用、盐类水解的应用、陌生方程式的书写。
解题思路
Fe3+可以使KSCN 溶液变红。
易错点
Br-不会被Fe3+氧化为Br2、陌生方程式的书写。
正确答案
①2Fe3++2I-=2Fe2++I2
②另取一支试管，向其中加入KI-淀粉溶液，再滴入几滴HCl 溶液，在空气中放置。
观察一段时间后溶液是否变蓝。
解析
①检验出来的气体中含有FeCl3，书写Fe3+和I-的方程式即可。
②直接在装置上进行修改，需要除去Cl2 和Fe3+的干扰才能检验酸性情况下的O2 影响，无法进行操作。所以最好另取溶液对酸性情况下氧气的影响进行检验。因为原题中存在HCl 气体，所以酸化最好选用盐酸。
考查方向
本题主要考查了氯气的实验室制法及其综合运用、盐类水解的应用、陌生方程式的书写。
解题思路
①检验出来的气体中含有FeCl3。
②直需要除去Cl2 和Fe3+的干扰才能检验酸性情况下的O2 影响，
易错点
Br-不会被Fe3+氧化为Br2、陌生方程式的书写。
正确答案
①饱和NaCl 溶液
②排除Fe3+将Br-氧化成Br2 的可能性。
③Br-可以被Cl2 氧化成Br2，但不会被Fe3+氧化为Br2。
解析
①方案1 思路：除去Cl2 中的FeCl3 和O2(H+)，若仍能观察到B 中溶液仍变为蓝色，则证明原气体中确实存在Cl2。所以C 中盛放的试剂是用来除去FeCl3 和O2(H+)而不除Cl2 的。使用饱和NaCl 溶液，可以让FeCl3 溶解，并且除去O2 影响过程中提供酸性的HCl 气体，从而排除两个其他影响因素。
②方案2 思路：若B 中观察到浅橙红色，则证明有物质能够将Br-氧化成Br2，若未检查到Fe2+，则证明是Cl2 氧化的Br－，而不是Fe3+。另外，因为还原剂用的不是I-，可不用考虑O2(H+)的影响问题。
③NaBr 比KI-淀粉溶液好的原因，在于Fe3+能氧化I-对检验Cl2 产生干扰，而Fe3+不会氧化Br-，不会产生干扰。另外，最好请熟记氧化性Cl2>Br2>Fe3+>I2，在大量离子反应和实验探究题目中会有涉及。
考查方向
本题主要考查了氯气的实验室制法及其综合运用、盐类水解的应用、陌生方程式的书写。
解题思路
①方案1 思路：除去Cl2 中的FeCl3 和O2(H+)，若仍能观察到B 中溶液仍变为蓝色，则证明原气体中确实存在Cl2。
②方案2 思路：若B 中观察到浅橙红色，则证明有物质能够将Br-氧化成Br2，若未检查到Fe2+，则证明是Cl2 氧化的Br－，而不是Fe3+。
③Fe3+能氧化I-对检验Cl2 产生干扰
易错点
Br-不会被Fe3+氧化为Br2、陌生方程式的书写。
正确答案
3MnO2+4FeCl3·6H2O==(带加热符号)2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O
解析
陌生方程式的书写，注意各物质的配平系数。3MnO2+4FeCl3·6H2O==(带加热符号)2Fe2O3+3MnCl2+3Cl2↑+24H2O。
考查方向
本题主要考查了氯气的实验室制法及其综合运用、盐类水解的应用、陌生方程式的书写。
解题思路
各物质的配平系数。
易错点
Br-不会被Fe3+氧化为Br2、陌生方程式的书写。
扫码查看完整答案与解析