21．(12分)蛇紋石礦可以看做MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂組成。由蛇紋石制取堿式碳酸鎂的實驗步驟如下圖所示

(1)蛇紋石加鹽酸溶解后，溶液里除了Mg²⁺外，還含有的金屬離子是________________。

(2)進行Ⅰ操作時，控制溶液pH＝7-8(有關氫氧化物沉淀的pH見上表)

Ca(OH)₂不能過量，若Ca(OH)₂過量可能會導致______溶解、________沉淀。

(3)從沉淀混合物A中提取紅色氧化物作顏料，先向沉淀物A中加入________(填入物質的化學式)，然后____________________(依次填寫實驗操作名稱)。

(4)物質循環(huán)使用，能節(jié)約資源。上述實驗中，可以循環(huán)使用的物質是____________________(填寫物質化學式)。

(5)現(xiàn)設計一個實驗，確定產品aMgCO₃·bMg(OH)₂·cH₂O中a、b、c的值，請完善下列實驗步驟(可用試劑：濃硫酸、堿石灰)：

①樣品稱量　②高溫分解�、踎_______________________________________________

④____________________________�、軲gO稱量

(6)18.2 g產品完全分解后，產生6.6 g CO₂和8.0 g MgO，由此可知，產品的化學式中：a＝____________________，b＝________________，c＝______________。

[解析]　(1)四種氧化物中只有SiO₂不溶于鹽酸。MgO+2HCl===MgCl₂+H₂O；Fe₂O₃+6HCl===2FeCl₃+3H₂O，Al₂O₃+6HCl===2AlCl₃+3H₂O。

(2)由沉淀表可知控制pH＝7-8時，F(xiàn)e³⁺、Al³⁺均與Ca(OH)₂生成Fe(OH)₃、Al(OH)₃。若Ca(OH)₂過量，堿性增強，pH>9.4時，Mg²⁺會變?yōu)镸g(OH)₂沉淀，而又會發(fā)生Al(OH)₃+OH^－===AlO+2H₂O使Al(OH)₃溶解。

(3)沉淀物A為Fe(OH)₃與Al(OH)₃，由其性質可知，要分離出紅色氧化物顏料為Fe₂O₃，則需加過量NaOH，將Al(OH)₃溶解，然后依據(jù)固液分離和固體灼燒的方法回答，發(fā)生2Fe(OH)₃Fe₂O₃+3H₂O反應而得。

(4)Ⅱ中生成的沉淀B為CaCO₃，高溫煅燒可生成CO₂，2Mg(HCO₃)₂Mg₂(OH)₂CO₃+3CO₂↑+H₂O也產生CO₂，可循環(huán)利用。

(5)見答案

(6)據(jù)元素守恒可知：n(CO₂)＝n(MgCO₃)＝＝0.15 mol。鎂元素守恒可知：n[Mg(OH)₂]＝n(MgO)－n(MgCO₃)＝－0.15 mol＝0.05 mol。根據(jù)前后質量守恒可求n(H₂O)＝0.15 mol，則a∶b∶c＝3∶1∶3，即為最小整數(shù)比，可得。

[答案]　(1)Fe³⁺、Al³⁺　

(2)Al(OH)₃　Mg(OH)₂

(3)NaOH或Ca(OH)₂　過濾、洗滌、灼燒　

(4)CaCO₃或CO₂

(5)③用濃硫酸吸收水蒸氣　④稱量堿石灰吸收CO₂前后的質量　(6)3　1　3

20．(12分)粉末狀試樣A是由等物質的量的MgO和Fe₂O₃組成的混合物。進行如下實驗：

①取適量A進行鋁熱反應，產物中有單質B生成；

②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L^－1鹽酸中，得溶液C；

③將①中得到的單質B和溶液C反應，放出1.12 L(標況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質B；

④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。

請?zhí)羁眨?/p>

(1)①中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是____________________，產物中的單質B是________。

(2)②中所發(fā)生的各反應的化學方程式是_______________________________________

________________________________________________________________________。

(3)③中所發(fā)生的各反應的離子方程式是______________________________________

________________________________________________________________________。

(4)若溶液D的體積仍視為0.15 L，則該溶液中c(Mg²⁺)為________，c(Fe²⁺)為________。

[答案]　(1)加少量KClO₃，插上Mg條并將其點燃　Fe

(2)Fe₂O₃+6HCl===2FeCl₃+3H₂O　MgO+2HCl===MgCl₂+H₂O

(3)Fe+2H⁺===Fe²⁺+H₂↑　Fe+2Fe³⁺===3Fe²⁺

(4)0.67 mol·L^－1　2.3 mol·L^－1

19．(10分)已知：2Fe³⁺+2I^－===2Fe²⁺+I_2,2Fe²⁺+Br₂===2Fe³⁺+2Br^－。

(1)含有1 mol FeI₂和2 mol FeBr₂的溶液中通入2 mol Cl₂，此時被氧化的離子是________，被氧化的離子的物質的量分別是______________。

(2)如果向原溶液中通入3 mol Cl₂，則被氧化的離子是______________，其對應的氧化產物的物質的量分別是__________________________________________________________。

(3)若向含a mol FeI₂和b mol FeBr₂的溶液中通入c mol Cl₂，當I^－、Fe²⁺、Br^－完全被氧化時，c為________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

[解析]　(1)混合溶液中可被Cl₂氧化的離子，n(I^－)＝2 mol，n(Fe²⁺)＝3 mol，n(Br^－)＝4 mol，由于n(Cl₂)＝2 mol，顯然不能將溶液中具有還原性的離子都氧化，則要按I^－＞Fe²⁺＞Br^－來進行，被氧化的離子的物質的量按得失電子守恒計算；

(2)原理、方法與(1)同；(3)根據(jù)得失電子守恒2n(Cl₂)＝3n(FeI₂)+3n(FeBr₂)

得n(Cl₂)＝

即c＝＝1.5(a+b)

[答案]　(1)I^－、Fe²⁺　2 mol、2 mol

(2)I^－、Fe²⁺、Br^－　1 mol、3 mol、0.5 mol　(3)1.5(a+b)

18．(12分)室溫下，單質A、B、C分別為固體、黃綠色氣體、無色氣體。在合適反應條件下，它們可以按下圖進行反應。又知E溶液是無色的，請回答：

(1)A是________，B是________，C是________。(請?zhí)罨瘜W式)

(2)反應①的化學方程式為：____________________________________________。

(3)反應③的化學方程式為：____________________________________________。

(4)反應④的化學方程式為：____________________________________________。

[解析]　B為黃綠色氣體，則B為Cl₂，C為無色氣體，且能與Cl₂反應，產物為E，E溶于水后又能和固體A反應，重新生成無色氣體C，初步推測C為H₂，E為HCl，A為金屬單質。F為金屬氯化物。據(jù)F+BD。而D是A和Cl₂反應得到的金屬氯化物，推斷A為變價金屬(Fe或Cu)，結合A與鹽酸反應能制取H₂，故A為Fe，B為Cl₂，C為H₂，其他物質依次可推出。

[答案]　(1)Fe　Cl₂　H₂

(2)2Fe+3Cl₂2FeCl₃

(3)Fe+2HCl===FeCl₂+H₂↑

(4)2FeCl₂+Cl₂===2FeCl₃

17．(6分)某地污水中含有Zn²⁺、Hg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺4種陽離子。甲、乙、丙三位同學設計的從該污水中回收金屬銅的方案如下圖所示：(提示：Zn(OH)₂溶于NaOH溶液)。

甲　+NaOH溶液，過濾①△②+H2，△③

乙　△②+H2，△③

丙　+過量鐵粉，過濾①+稀鹽酸，過濾②

△③++H2，△④

(1)三種實驗方案中能制得純凈銅的方案是________。

(2)在能制得純凈銅的方案中，會導致環(huán)境污染的操作步驟是________，污染原因是________________________________________________________________________，

改進方法是__________________________________________________________。

[解析]　甲方案污水中加NaOH所得溶液中存在Cu²⁺、Fe³⁺、Hg²⁺的氫氧化物，加熱分解后得到Fe₂O₃、CuO，用H₂還原后制得的Cu不純凈，且產生汞蒸氣污染環(huán)境。

乙方案加入過量鐵粉所得殘渣中會殘留鐵，直接加熱，還原所制得的銅不純，同時產生Hg的污染。

只有丙方案以上兩個方面均考慮到了，制得的銅是純凈的，但丙方案中會產生汞蒸氣，有毒，污染環(huán)境，應增加冷凝裝置加以回收、利用。

[答案]　(1)丙　(2)③　Hg揮發(fā)變成蒸氣，Hg蒸氣有毒　加上冷凝裝置，將氣態(tài)Hg變成液態(tài)Hg而回收

16．(2007年江蘇)某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質的量之和為y mol，其中Cu的物質的量分數(shù)為a，將其全部投入50 mL b mol·L^－1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(假設NO是唯一的還原產物)。下列說法正確的是

(　)

A．若金屬剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬又開始溶解

B．若金屬全部溶解，則溶液中一定含有Fe³⁺

C．若金屬全部溶解，且產生336 mL氣體(標準狀況)，則b＝0.3

D．當溶液中金屬離子只有Fe³⁺、Cu²⁺時，則a和b的關系沒法確定

[解析]　A項，溶液中還含有NO。B項，F(xiàn)e³⁺是否含有取決于Fe和HNO₃的量。C項，溶液中還含有NO。D項，由于溶液中只有Fe³⁺、Cu²⁺說明HNO₃足量。故其濃度可由下面兩反應求得：Fe+4HNO₃===Fe(NO₃)₃+NO↑+2H₂O；3Cu+8HNO₃===3Cu(NO₃)₂+2NO↑+4H₂O。

[答案]　A

第Ⅱ卷 (非選擇題，52分)

15．某研究性學習小組探索鎂粉與FeCl₃溶液反應機理，做了如下兩組實驗：

①將鎂粉投入冷水中，未見明顯現(xiàn)象；

②將鎂粉投入FeCl₃溶液中，觀察到有氣泡產生，溶液顏色逐漸變淺，同時逐漸產生紅褐色沉淀。則下列有關鎂與FeCl₃溶液反應的敘述中正確的是

(　)

A．鎂只與FeCl₃溶液中的Fe³⁺直接反應

B．氣泡是由鎂與FeCl₃溶液中的水直接反應產生的

C．紅褐色沉淀是由鎂與水反應生成的Mg(OH)₂與Fe³⁺反應所得到的

D．氣泡是由鎂與FeCl₃水解產生的鹽酸反應生成的

[解析]　FeCl₃水溶液呈弱酸性是因為FeCl₃水解產生鹽酸：FeCl₃+3H₂OFe(OH)₃+3HCl；而加入鎂粉，Mg和鹽酸反應產生H₂，故有氣泡產生；溶液顏色變淺是因為另有一部分鎂粉被Fe³⁺氧化：2Fe³⁺+Mg===2Fe²⁺+Mg²⁺；紅褐色沉淀的出現(xiàn)是由于Mg與鹽酸反應，使Fe³⁺水解平衡正向移動的結果。

[答案]　D

14．下列敘述中，正確的是

(　)

A．在船舶的外殼裝上銅塊可防止其發(fā)生電化學腐蝕

B．MnO₂、FeCl₃和CuSO₄都可加快H₂O₂的分解速率

C．FeCl₃溶液和Fe₂(SO₄)₃溶液加熱蒸干、灼燒都得到Fe₂O₃

D．用惰性電極分別電解CuCl₂溶液和MgCl₂溶液分別得到單質Cu和Mg

[解析]　船舶的外殼裝上銅塊形成原電池，鐵作為負極而被腐蝕，A錯；FeCl₃溶液和Fe₂(SO₄)₃溶液加熱蒸干、灼燒分別得到Fe₂O₃、Fe₂(SO₄)₃，C錯；用惰性電極電解MgCl₂溶液得到Mg(OH)₂、H₂和Cl₂，D錯。

[答案]　B

13．如右圖所示，向一定量的鐵粉中加入一定體積12 mol·L^－1的硝酸，加熱充分反應后，下列微粒在體系中一定大量存在的是

①NO�、贔e³⁺　③H⁺�、躈O�、軳O₂

A．只有①　 　　　　　　　　　　　 B．①⑤

C．②④⑤ 　　　　　　　　 　　D．①②③⑤

[解析]　題中給出的12 mol·L^－1的硝酸是濃硝酸，如果鐵少則生成Fe³⁺，如果鐵過量則生成Fe²⁺，溶液中一定有NO，燒瓶中的氣體一定有NO₂，H⁺、NO不一定有。

[答案]　B

12．FeCl₃溶液與下列物質的反應，其中與Fe³⁺的水解無關的一組是

(　)

①紫色石蕊試液�、诘饣�鉀�、壑蠓械恼麴s水�、芰蚧瘹洹、荼椒逾c溶液�、捭~粉　⑦小蘇打溶液�、噫V粉

A．②④⑧　 　　　　　　　　　　　 B．①②④

C．③⑧　 　　　　　　　　　　　　　 D．②④⑤⑥

[解析]　Fe³⁺水解呈酸性，使紫色石蕊試液顯紅色；I^－與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應2Fe³⁺+2I^－===2Fe²⁺+I₂，與Fe³⁺的水解無關；Fe³⁺+3H₂OFe(OH)₃(膠體)+3H⁺，與Fe³⁺的水解有關；H₂S與Fe³⁺發(fā)生氧化還原反應，與Fe³⁺的水解無關；苯酚鈉遇Fe³⁺顯紫色，與Fe³⁺的水解無關；Cu+2Fe³⁺===Cu²⁺+2Fe²⁺，與Fe³⁺的水解無關；小蘇打溶液中的HCO與Fe³⁺發(fā)生雙水解；鎂粉加入到FeCl₃溶液中有氣泡冒出，這是因為Fe³⁺水解顯酸性。故與Fe³⁺的水解有關的是①③⑦⑧，無關的是②④⑤⑥。

[答案]　D