专题5.2 铁、铜及其化合物的性质-【十年高考】备战2022年高考化学真题分类解析与应试策略（Word版）

考点 铁、铜及其化合物的性质　 　　该考点常以工艺流程的形式考查考生对陌生金属元素的认知能力。我们应该在熟练掌握常见金属元素铁、铜及其化合物性质的基础上,强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga等)性质的迁移能力。这对我们的学习提出了挑战,我们应该迎难而上,把高考必考的知识点牢牢地抓在手里。 1.(2021·河北,1,3分,难度★★)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是 (C) A.钢是以铁为主的含碳合金 B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大 C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 解析本题考查化学与传统文化及钢铁的基本知识。钢和生铁均属于铁碳合金,钢中的含碳量低、生铁中的含碳量高,铁合金的硬度和脆性随含碳量增大而增大,A、B项均正确。合金的熔点通常比各组分的熔点低,C项错误。赤铁矿的主要成分为氧化铁,D项正确。 2.(2020·全国1,26,14分,难度★★★★)钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。 该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示: 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+ 开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1 完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1 回答下列问题: (1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成V,同时还有　　　　离子被氧化。写出VO+转化为V反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、　　　　,以及部分的　　　　。  (4)“沉淀转溶”中,V2O5·xH2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是　　　　。  (5)“调pH”中有沉淀生成,生成沉淀反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全) (2)Fe2+　VO++MnO2+2H+V+Mn2++H2O (3)Mn2+　Al3+和Fe3+ (4)Fe(OH)3 (5)NaAl(OH)4+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O (6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全 解析依据信息,该黏土钒矿中主要含有钒(+3、+4、+5价)的化合物,钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2和Fe3O4,分析每一步流程所加试剂和操作,确定涉及的主要反应及产物(包含滤液、滤渣)。同时,保证整个流程中所制备物质(钒元素)不能损失。 (1)“酸浸氧化”需要加热,是为了加快酸浸和氧化反应速率,同时也促进了VO+、VO2+氧化完全。 (2)MnO2具有氧化性,原料经过“酸浸氧化”过程,除VO+、VO2+被氧化成V外,Fe2+也将被氧化。 本小题考查氧化还原反应离子方程式的书写及配平,反应物为VO+和MnO2,酸性环境下产物是V和Mn2+,故正确的离子方程式为VO++MnO2+2H+V+Mn2++H2O。 (3)在“中和沉淀”过程中,依据调节溶液的pH为3.0~3.1,结合表格中离子开始沉淀及完全沉淀的pH范围可知,此时进入滤液②的主要是Mn2+,以及部分Al3+、Fe3+。 (4)在“沉淀转溶”过程中,V2O5·xH2O转化为V,此时溶液pH>13,则溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而被除去。 (5)在“调pH”过程中有氢氧化铝沉淀生成,反应的化学方程式为NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3↓+NaCl或NaAl(OH)4+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O。 (6)在“沉钒”过程中析出NH4VO3晶体时,由于NH4VO3在氯化铵溶液中溶解度降低(或回答由于同离子效应),促使NH4VO3尽可能析出完全。 【评析】 本题以黏土钒矿制备NH4VO3的工艺流程为载体,考查流程的分析、物质的分离和提纯、化学方程式的书写等,解题的关键是根据物质的流向分析每一步骤的作用和目的。 3.(2020·全国2,7,6分,难度★★)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化